(57)【要約】【課題】滞留部の現像剤の減少に応じて補給現像剤収容部から補給現像剤が補給される現像装置において、現像剤の流動性が低下している場合でも、現像装置に安定して現像剤を補給することが可能な現像装置およびこれを備える画像形成装置を提供する。【解決手段】現像装置２０は、現像ローラー２１と、現像ハウジング２１０と、振動部２０Ｓと、を備える。トナーは、現像ハウジング２１０の第１搬送路２２１および第２搬送路２２２内を循環搬送される。第１攪拌スクリュー２３は第１搬送路２２１に配設され、第１方向にトナーを搬送する。トナー補給口２５の下流側には、搬送能力抑制部２６が配置される。搬送能力抑制部２６によって、トナー補給口２５の下方にトナーの滞留部２７が形成される。振動部２０Ｓが振動を発生すると、トナー補給口２５の上方で凝集した現像剤２０Ｔが落下する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の壁部と、前記一対の壁部間に架設された天板とを備えるハウジングと、
前記ハウジングに補給される補給現像剤を収容する補給現像剤収容部と、
前記一対の壁部間において、前記ハウジングに回転可能に支持され、現像剤を担持する現像ローラーと、
前記ハウジングに、前記現像ローラーと間隔をおいて配置され第１方向に前記現像剤が搬送される第１搬送路と、前記現像ローラーと前記第１搬送路との間に配置され前記第１方向とは反対の第２方向に向かって前記現像剤が搬送され、かつ、前記現像ローラーに前記現像剤を供給する第２搬送路と、を備え、上方を前記天板によって覆われた現像剤搬送路と、
前記ハウジングに配置され、前記第１搬送路と前記第２搬送路とを仕切る仕切板と、
前記一対の壁部と前記仕切板の両端部との間に各々配置され、前記第１搬送路から前記第２搬送路に前記現像剤を受け渡す第１連通路、および前記第２搬送路から前記第１搬送路に前記現像剤を受け渡す第２連通路と、
前記第１搬送路に対向するように前記天板に配設され、前記補給現像剤を前記現像剤搬送路に受け入れる現像剤受入口と、
前記第１搬送路に配設され、回転駆動され、前記現像剤受入口が前記第１搬送路に対向する位置を通過するように前記第１方向に前記現像剤を搬送する搬送部材と、
前記現像剤受入口よりも前記第１方向下流側において前記搬送部材または前記ハウジングに配置され、前記搬送部材による前記現像剤の搬送能力を部分的に抑制することによって、前記現像剤受入口が対向する位置に前記現像剤が滞留する滞留部を形成する搬送能力抑制部と、
前記ハウジングに配置され、前記滞留部の前記現像剤に対して振動を付与する振動付与部と、
を有する、現像装置。
【請求項２】
前記振動付与部は、前記第１搬送路の側面を画定する前記ハウジングの側壁に固定されている、請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記振動付与部は、前記第１搬送路のうち前記仕切板とは反対側の側面を画定する前記ハウジングの側壁に固定されている、請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記振動付与部は、前記第１搬送路の底面を画定する前記ハウジングの底壁に固定されている、請求項１に記載の現像装置。
【請求項５】
前記振動付与部は、空状態の前記ハウジングの前記現像剤搬送路に前記補給現像剤収容部から現像剤が供給される現像剤インストール動作時に、前記滞留部の前記現像剤に対して振動を付与する、請求項１乃至４の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記振動付与部は、前記現像ローラーから所定の像担持体に対して前記現像剤が供給される印字動作時に、前記滞留部の前記現像剤に対して振動を付与する、請求項１乃至５の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記搬送部材は、回転軸と、前記回転軸回りに形成されたスクリュー羽根とを有し、
前記搬送能力抑制部は、前記搬送部材において部分的に前記スクリュー羽根が欠落された領域である、請求項１乃至６の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項８】
前記搬送部材は、回転軸と、前記回転軸回りに形成されたスクリュー羽根とを有し、
前記搬送能力抑制部は、隣接する前記スクリュー羽根同士の間に配置されるパドル部材である、請求項１乃至６の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項９】
前記搬送部材は、回転軸と、前記回転軸回りに形成されたスクリュー羽根とを有し、
前記回転軸と直交する断面で見た場合、前記現像剤受入口は、前記天板のうち少なくとも前記回転軸に対して前記仕切板とは反対側の領域に開口されており、
前記搬送能力抑制部は、前記搬送部材において部分的に前記スクリュー羽根が欠落された領域であり、
前記スクリュー羽根は少なくとも前記現像剤受入口に対向する領域に配置されており、前記断面で見た場合前記回転軸に対して前記仕切板とは反対側の領域を下方から上方に移動するように回転され、
前記振動付与部は、前記ハウジングの前記側壁の上端部に固定されている、請求項３に記載の現像装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか１項に記載の現像装置と、
表面に静電潜像が形成され、前記現像ローラーから前記現像剤が供給される像担持体と、
前記像担持体からシートに画像を転写する転写装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンター等の画像形成装置に好適に搭載される現像装置、およびこれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載されているような現像装置が知られている。この現像装置は、現像ローラーと攪拌スクリューとを備える現像ハウジングと、この現像ハウジングに着脱自在に装着されるトナー補給用のトナーコンテナとを備えて構成されている。トナーコンテナの底部には、開閉可能なトナー排出口が設けられ、現像ハウジングには、トナー排出口に対応した位置にトナー補給口が設けられている。トナーコンテナが現像ハウジングに装着され、トナー排出口とトナー補給口とが連通すると、トナーコンテナ内のトナーが現像ハウジング内に形成された所定の循環搬送路に供給される。
【０００３】
前記循環搬送路は、トナー補給口に対応した往路搬送路と、現像ローラーに対応した復路搬送路とからなる。各循環搬送路には、回転軸周りに螺旋羽根が配設された攪拌スクリューがそれぞれ装着される。トナーは、これら攪拌スクリューによって往路搬送路と復路搬送路との間を循環搬送される。
【０００４】
このような構成を有する特許文献１の現像装置において、往路搬送路に設けられた攪拌スクリューのトナー補給口より下流側には、搬送能力が局部的に低下するように構成された搬送能力抑制部が設けられている。かかる搬送能力抑制部によって、当該搬送能力抑制部の上流側のトナー補給口付近では、トナーの滞留部が形成される。滞留部のトナー量が多い場合、該滞留部のトナーがトナー補給口を塞ぐ。また、滞留部のトナー量が少ない場合、トナー補給口とトナーの滞留部との間に隙間が生じ、トナーコンテナ側から現像ハウジングにトナーが流入する。このように、滞留部で滞留するトナー量に応じて、トナーコンテナから現像ハウジングに補給されるトナー補給量が調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１０２４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の現像装置では、トナー残量が少ないトナーコンテナから多くの補給トナーを収容する新しいトナーコンテナに交換された場合、トナーの流動性が悪いために滞留部の上方に位置するトナーが動きにくい。この結果、トナーコンテナから現像装置へのトナー補給が安定して行われず、画像上に濃度低下、白抜けなどの不具合が発生するという課題があった。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、滞留部の現像剤の減少に応じて補給現像剤収容部から補給現像剤が補給される現像装置において、現像剤の流動性が低下している場合でも、現像装置に安定して現像剤を補給することが可能な現像装置およびこれを備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一局面に係る現像装置は、一対の壁部と、前記一対の壁部間に架設された天板とを備えるハウジングと、前記ハウジングに補給される補給現像剤を収容する補給現像剤収容部と、前記一対の壁部間において、前記ハウジングに回転可能に支持され、現像剤を担持する現像ローラーと、前記ハウジングに、前記現像ローラーと間隔をおいて配置され第１方向に前記現像剤が搬送される第１搬送路と、前記現像ローラーと前記第１搬送路との間に配置され前記第１方向とは反対の第２方向に向かって前記現像剤が搬送され、かつ、前記現像ローラーに前記現像剤を供給する第２搬送路と、を備え、上方を前記天板によって覆われた現像剤搬送路と、前記ハウジングに配置され、前記第１搬送路と前記第２搬送路とを仕切る仕切板と、前記一対の壁部と前記仕切板の両端部との間に各々配置され、前記第１搬送路から前記第２搬送路に前記現像剤を受け渡す第１連通路、および前記第２搬送路から前記第１搬送路に前記現像剤を受け渡す第２連通路と、前記第１搬送路に対向するように前記天板に配設され、前記補給現像剤を前記現像剤搬送路に受け入れる現像剤受入口と、前記第１搬送路に配設され、回転駆動され、前記現像剤受入口が前記第１搬送路に対向する位置を通過するように前記第１方向に前記現像剤を搬送する搬送部材と、前記現像剤受入口よりも前記第１方向下流側において前記搬送部材または前記ハウジングに配置され、前記搬送部材による前記現像剤の搬送能力を部分的に抑制することによって、前記現像剤受入口が対向する位置に前記現像剤が滞留する滞留部を形成する搬送能力抑制部と、前記ハウジングに配置され、前記滞留部の前記現像剤に対して振動を付与する振動付与部と、を有する。
【０００９】
本構成によれば、現像剤受入口よりも第１方向下流側に配置された搬送能力抑制部によって、現像剤受入口が対向する位置に滞留部が形成される。このため、滞留部の現像剤の増減に応じて、補給現像剤収容部からハウジングに現像剤が補給される。更に、現像剤の流動性が悪く現像剤受入口の上方の現像剤が動きにくい場合には、振動付与部が滞留部の現像剤に振動を付与し、現像剤の凝集を崩すことができる。このため、現像剤受入口の上方において現像剤が凝集し、現像剤受入口を塞ぐことが抑止され、現像装置に安定して現像剤を補給することが可能となる。
【００１０】
上記の構成において、前記振動付与部は、前記第１搬送路の側面を画定する前記ハウジングの側壁に固定されていることが望ましい。
【００１１】
本構成によれば、ハウジングの側壁を介して、滞留部の現像剤を安定して崩すことができる。
【００１２】
上記の構成において、前記振動付与部は、前記第１搬送路のうち前記仕切板とは反対側の側面を画定する前記ハウジングの側壁に固定されていることが望ましい。
【００１３】
本構成によれば、振動付与部を配置するために、第１搬送路と第２搬送路との間に空間を設ける必要が抑止される。また、振動付与部の振動が現像ローラー側に伝播することを抑止することができる。
【００１４】
上記の構成において、前記振動付与部は、前記第１搬送路の底面を画定する前記ハウジングの底壁に固定されているものでもよい。
【００１５】
本構成によれば、ハウジングの底壁を介して振動が伝播し、滞留部の現像剤を安定して崩すことができる。
【００１６】
上記の構成において、前記振動付与部は、空状態の前記ハウジングの前記現像剤搬送路に前記補給現像剤収容部から現像剤が供給される現像剤インストール動作時に、前記滞留部の前記現像剤に対して振動を付与することが望ましい。
【００１７】
本構成によれば、現像剤インストール時に、所定の充填量の現像剤をハウジング内に速やかに投入することができる。
【００１８】
上記の構成において、前記振動付与部は、前記現像ローラーから所定の像担持体に対して前記現像剤が供給される印字動作時に、前記滞留部の前記現像剤に対して振動を付与することが望ましい。
【００１９】
本構成によれば、印字動作時に、ハウジングへの現像剤の補給が遅れることが抑止され、現像装置が搭載される画像形成装置において濃度低下や白抜けが発生することが抑止される。
【００２０】
上記の構成において、前記搬送部材は、回転軸と、前記回転軸回りに形成されたスクリュー羽根とを有し、前記搬送能力抑制部は、前記搬送部材において部分的に前記スクリュー羽根が欠落された領域であることが望ましい。
【００２１】
本構成によれば、スクリュー羽根が部分的に欠落されることで、現像剤受入口の周辺に安定して滞留部を形成することができる。
【００２２】
上記の構成において、前記搬送部材は、回転軸と、前記回転軸回りに形成されたスクリュー羽根とを有し、前記搬送能力抑制部は、隣接する前記スクリュー羽根同士の間に配置されるパドル部材であることが望ましい。
【００２３】
本構成によれば、パドル部材によって現像剤受入口の周辺に安定して滞留部を形成することができる。
【００２４】
上記の構成において、前記搬送部材は、回転軸と、前記回転軸回りに形成されたスクリュー羽根とを有し、前記回転軸と直交する断面で見た場合、前記現像剤受入口は、前記天板のうち少なくとも前記回転軸に対して前記仕切板とは反対側の領域に開口されており、前記搬送能力抑制部は、前記搬送部材において部分的に前記スクリュー羽根が欠落された領域であり、前記スクリュー羽根は少なくとも前記現像剤受入口に対向する領域に配置されており、前記断面で見た場合前記回転軸に対して前記仕切板とは反対側の領域を下方から上方に移動するように回転され、前記振動付与部は、前記ハウジングの前記側壁の上端部に固定されていることが望ましい。
【００２５】
本構成によれば、スクリュー羽根が現像剤を掬い上げる領域において、振動付与部が滞留部の現像剤に振動を付与することができる。このため、滞留部の現像剤がスクリュー羽根の攪拌エネルギーおよび振動付与部の振動エネルギーを受け、凝集した現像剤を確実に崩すことができる。
【００２６】
本発明の他の局面に係る画像形成装置は、上記の何れかに記載の現像装置と、表面に静電潜像が形成され、前記現像ローラーから前記現像剤が供給される像担持体と、前記像担持体からシートに画像を転写する転写装置と、を備えることを特徴とする。
【００２７】
本構成によれば、現像剤受入口よりも第１方向下流側に配置された搬送能力抑制部によって、現像剤受入口が対向する位置に滞留部が形成される。このため、滞留部の現像剤の増減に応じて、補給現像剤収容部からハウジングに現像剤が補給される。更に、現像剤の流動性が悪く現像剤受入口の上方の現像剤が動きにくい場合には、振動付与部が滞留部の現像剤に振動を付与し、現像剤の凝集を崩すことができる。このため、現像剤受入口の上方において長期間現像剤が凝集することが抑止され、現像装置に安定して現像剤を補給することが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、滞留部の現像剤の減少に応じて補給現像剤収容部から補給現像剤が補給される現像装置において、現像剤の流動性が低下している場合でも、現像装置に安定して現像剤を補給することが可能な現像装置およびこれを備える画像形成装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る現像装置の断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る現像装置の平面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る現像装置のトナー補給の様子を示す模式図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る現像装置においてトナーが凝集した様子を示す模式図である。
【図７】現像剤インストール動作における現像ハウジング内のトナー重量の推移を示すグラフである。
【図８】画像形成動作中の画像濃度推移の様子を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の外観を示す斜視図である。また、図２は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の内部構造を示す側断面図である。ここでは、画像形成装置１としてモノクロプリンターを例示するが、画像形成装置は、複写機、ファクシミリ装置、或いは、これらの機能を備える複合機であってもよく、またカラー画像を形成する画像形成装置であっても良い。
【００３１】
画像形成装置１は、略直方体形状の筐体構造を有する本体ハウジング１０と、この本体ハウジング１０内に収容される画像形成部３０と、定着部４０と、トナーコンテナ５０と、給紙部９０と、を含む。
【００３２】
本体ハウジング１０の前面側には前カバー１１が、後面側には後カバー１２が各々備えられている。前カバー１１が開放されることで、トナーコンテナ５０が前面側に露出する。これにより、ユーザーは、トナー切れの際にトナーコンテナ５０を本体ハウジング１０の前面側から取り出すことができる。後カバー１２は、シートジャムやメンテナンスの際に開放されるカバーである。画像形成部３０及び定着部４０の各ユニットは、後カバー１２が開放されることで、本体ハウジング１０の後面側から取り出し可能となる。
【００３３】
また、本体ハウジング１０の上面には、画像形成後のシートが排出される排紙部１３が備えられている。前カバー１１と、後カバー１２と、左カバー１２Ｌと、右カバー１２Ｒと、排紙部１３とによって画定される内部空間Ｓ（図２）に、画像形成を実行するための各種装置が内装される。
【００３４】
画像形成部３０は、給紙部９０から送り出されるシートにトナー画像を形成する画像形成処理を行う。画像形成部３０は、感光体ドラム３１（像担持体）と、この感光体ドラム３１の周囲に配置された、帯電装置３２、露光装置（図２には表れていない）、現像装置２０、転写ローラー３４及びクリーニング装置３５とを含む。
【００３５】
感光体ドラム３１は、回転軸と、回転軸回りに回転する円筒状の表面と、を備える。感光体ドラム３１の表面には、静電潜像が形成されるとともに、該静電潜像に応じたトナー像が円筒面に担持される。このために、感光体ドラム３１の表面には、現像装置２０からトナー（現像剤）が供給される。感光体ドラム３１としては、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料を用いた感光体ドラムを用いることができる。
【００３６】
帯電装置３２は、感光体ドラム３１の表面を均一に帯電するものであって、感光体ドラム３１に当接する帯電ローラーを含む。
【００３７】
クリーニング装置３５は、不図示のクリーニングブレードを有し、トナー像転写後の感光体ドラム３１の周面に付着したトナーを清掃するとともに、不図示の回収装置に該トナーを搬送する。
【００３８】
露光装置は、レーザー光源とミラーやレンズ等の光学系機器とを有し、感光体ドラム３１の周面に、パーソナルコンピューター等の外部装置から与えられる画像データに基づいて変調された光を照射して、静電潜像を形成する。現像装置２０は、感光体ドラム３１上の前記静電潜像を現像してトナー像を形成するために、感光体ドラム３１の周面にトナーを供給する。現像装置２０は、感光体ドラム３１に供給するトナーを担持する現像ローラー２１と、現像ハウジング２１０（図３）の内部で現像剤を攪拌しながら循環搬送する第１搬送スクリュー２４及び第２搬送スクリュー２３とを含む。なお、本実施形態に係る現像装置２０については、後記で詳述する。
【００３９】
転写ローラー３４は、感光体ドラム３１の周面に形成されたトナー像をシート上に転写させるためのローラーである。転写ローラー３４は、感光体ドラム３１の円筒面に当接し、転写ニップ部を形成している。この転写ローラー３４には、トナーと逆極性の転写バイアスが与えられる。転写ローラー３４は、本発明の転写装置を構成する。転写装置は、感光体ドラム３１からシートに画像を転写する。なお、他の実施形態において、転写装置は公知の中間転写ユニットであってもよい。
【００４０】
定着部４０は、転写されたトナー像をシート上に定着する定着処理を行う。定着部４０は、加熱源を内部に備えた定着ローラー４１と、この定着ローラー４１に対して圧接され、定着ローラー４１との間に定着ニップ部を形成する加圧ローラー４２とを含む。トナー像が転写されたシートが前記定着ニップ部に通紙されると、トナー像は、定着ローラー４１による加熱および加圧ローラー４２による押圧により、シート上に定着される。
【００４１】
トナーコンテナ５０（補給現像剤収容部）は、現像装置２０の現像ハウジング２１０に補給される補給トナー（補給現像剤）を収容している。トナーコンテナ５０は、補給トナーの主な貯留箇所となるコンテナ本体５１と、コンテナ本体５１の一側面の下部から突設された筒状部５２と、コンテナ本体５１の他の側面を覆う蓋部材５３と、コンテナ内部に収容されトナーを搬送する回転部材５４とを含む。トナーコンテナ５０内に貯留された補給トナーは、回転部材５４が回転駆動されることによって、筒状部５２の先端下面に設けられたトナー排出口５２１から現像装置２０内に供給される。本実施形態では、トナーコンテナ５０は、現像装置２０の一部を構成する。
【００４２】
給紙部９０は、画像形成処理が施されるシートを収容する給紙カセット９１を含む（図２）。この給紙カセット９１は、その一部が本体ハウジング１０の前面からさらに前方に突出している。給紙カセット９１のうち、本体ハウジング１０内に収容されている部分の上面は、給紙カセット天板９１Ｕによって覆われている。給紙カセット９１には、前記シートの束が収容されるシート収容空間、前記シートの束を給紙のためにリフトアップするリフト板等が備えられている。給紙カセット９１の後端側の上部にはシート繰出部９１Ａが設けられている。このシート繰出部９１Ａには、給紙カセット９１内のシート束の最上層のシートを１枚ずつ繰り出すための給紙ローラー９１Ｂが配置されている。
【００４３】
本体ハウジング１０内には、シートを搬送するために、主搬送路９２Ｆが備えられている。主搬送路９２Ｆは、給紙部９０のシート繰出部９１Ａから画像形成部３０及び定着部４０を経由して、本体ハウジング１０上面の排紙部１３に対向して設けられている排紙口１４まで延びている。
【００４４】
主搬送路９２Ｆは、感光体ドラム３１および転写ローラー３４によって形成される転写ニップ部を、下方から上方に向かって、通過するように延設される。また、主搬送路９２Ｆの、転写ニップ部よりも上流側には、レジストローラー対９３が配置されている。シートは、レジストローラー対９３にて一旦停止され、スキュー矯正が行われた後、画像転写のための所定のタイミングで、前記転写ニップ部に送り出される。主搬送路９２Ｆ及び反転搬送路９２Ｂの適所には、シートを搬送するための搬送ローラーが複数配置されており、例えば排紙口１４の近傍には排紙ローラー対９４が配置されている。
【００４５】
＜現像装置の説明＞
次に、本実施形態に係る現像装置２０について、詳述する。図３は、現像装置２０の内部構造を示す断面図である。また、図４は、現像装置２０の内部構造を示す平面図である。現像装置２０は、一方向（現像ローラー２１の軸方向）に長尺の箱形形状を有する現像ハウジング２１０（ハウジング）を備える。現像ハウジング２１０は、一対の第１壁部２１０Ａおよび第２壁部２１０Ｂを備える。該現像ハウジング２１０は、第１壁部２１０Ａおよび第２壁部２１０Ｂの間に内部空間２２０を有する。また、現像ハウジング２１０は、一対の第１壁部２１０Ａおよび第２壁部２１０Ｂ間に架設され、内部空間２２０の上方を画定する天板２１１（図５）を備える。
【００４６】
内部空間２２０には、現像ローラー２１と、第１攪拌スクリュー２３（搬送部材）および第２攪拌スクリュー２４と、トナー補給口２５とが配設されている。本実施形態では、一成分現像方式として、この内部空間２２０には、磁性材料を含むトナーが現像剤として充填される。トナーは、内部空間２２０内において攪拌搬送され、静電潜像を現像するために、逐次現像ローラー２１から感光体ドラム３１に供給される。
【００４７】
現像ローラー２１は、一対の第１壁部２１０Ａおよび第２壁部２１０Ｂの間において、現像ハウジング２１０に回転可能に支持され、表面に磁性トナーを担持する。現像ローラー２１は、現像ハウジング２１０の長尺方向に延設される円筒形状を有する。現像ローラー２１は、回転駆動される円筒形状のスリーブ２１Ｓと、スリーブ２１Ｓの内部に、軸方向に沿って固定配置される円柱形状のマグネット２１Ｍとを備える。スリーブ２１Ｓは、不図示の駆動手段によって、図３の矢印Ｄ３１方向に回転駆動され、周面に磁性トナーを担持する。マグネット２１Ｍは、スリーブ２１Ｓの内部に、スリーブ２１Ｓの周方向に複数の磁極を有する固定磁石である。マグネット２１Ｍは、周方向に配置される４つの磁極Ｓ１極、Ｎ１極、Ｓ２極、Ｎ２極を備える。
【００４８】
図３において、現像ローラー２１を囲む曲線ＭＣは、各磁極によってもたらされる現像ローラー２１の半径方向の磁力を、スリーブ２１Ｓ上の周方向の分布として示したものである。Ｓ１極は、マグネット２１Ｍのうち、前方かつ上方の位置に配置される。Ｓ１極は、規制極として、トナー層を規制するために使用される。Ｎ１極は、マグネット２１Ｍのうち、後方かつ上方の位置に配置される。Ｎ１極は、現像極として、感光体ドラム３１にトナーを供給する機能を備える。Ｎ２極は、マグネット２１Ｍのうち、前方かつ下方の位置に配置される。Ｎ２極は、キャッチ極として、現像ローラー２１にトナーを汲み上げる機能を備える。Ｓ２極は、マグネット２１Ｍのうち、Ｎ１極よりもスリーブ２１Ｓの回転方向下流側であって、Ｎ２極よりもスリーブ２１Ｓの回転方向上流側の位置に配置される。Ｓ２極は、主に、マグネット２１Ｍのうち、後方かつ下方の位置に配置される。Ｓ２極は、Ｎ１極において、感光体ドラム３１側に移動されなかったトナーを、現像ハウジング２１０に回収する搬送極としての機能を備える。スリーブ２１Ｓ上に担持されたトナーは、現像ハウジング２１０に配設された開口部（不図示）まで搬送され、対向する感光体ドラム１４に供給される。
【００４９】
現像ハウジング２１０の内部空間２２０は、左右方向に延びる仕切り板２２によって、左右方向に長尺の第１搬送路２２１と第２搬送路２２２とに区画されている。第１搬送路２２１および第２搬送路２２２は、天板２１１によって上方を覆われている。第１搬送路２２１は、現像ローラー２１と間隔をおいて配置され第１方向にトナーが搬送される。一方、第２搬送路２２２は、現像ローラー２１と第１搬送路２２１との間に配置され、前記第１方向とは反対の第２方向に向かってトナーが搬送される。また、第２搬送路２２２は、現像ローラー２１にトナーを供給する機能を備える。
【００５０】
仕切り板２２は、現像ハウジング２１０の左右方向の幅よりも短く、仕切り板２２の左端及び右端と、前記第２壁部２１０Ｂおよび第１壁部２１０Ａとの間には、第１搬送路２２１と第２搬送路２２２とをそれぞれ連通させる第１連通路２２３及び第２連通路２２４が備えられている。第１連通路２２３は、第１搬送路２２１から第２搬送路２２２にトナーを受け渡す。第２連通路２２４は、第２搬送路２２２から第１搬送路２２１にトナーを受け渡す。これにより、内部空間２２０には、第１搬送路２２１、第１連通路２２３、第２搬送路２２２及び第２連通路２２４に至る循環経路（現像剤搬送路）が形成される。トナーは、該循環経路内を図４において時計回りに搬送される。
【００５１】
トナー補給口２５（現像剤受入口）は、前記天板２１１に穿孔された開口部であり、第１搬送路２２１の右端付近（第１方向上流側）の上方に配置されている（図４）。トナー補給口２５は、第１搬送路２２１に対向して配置され、トナーコンテナ５０から補給される補給トナーを内部空間２２０に受け入れる機能を備える。
【００５２】
第１攪拌スクリュー２３（搬送部材）は、第１搬送路２２１に配設されている。第１攪拌スクリュー２３は、第１回転軸２３ａと、この第１回転軸２３ａの周上にスパイラル状に突設された第１螺旋羽根２３ｂ（スクリュー羽根）とを含む。第１攪拌スクリュー２３は、不図示の駆動手段によって第１回転軸２３ａ回り（図３の矢印Ｄ３３、図４の矢印Ｒ２）に回転駆動されることで、図４の矢印Ｄ１方向（第１方向）にトナーを搬送する。第１攪拌スクリュー２３は、トナー補給口２５が第１搬送路２２１に対向する位置を通過するように現像剤を搬送する。これにより、第１攪拌スクリュー２３は、トナー補給口２５から流入する新しいトナーと、第１搬送路２２１を搬送されるトナーとを混合し、混合されたトナーを第２搬送路２２２側に受け渡す機能を有する。第１攪拌スクリュー２３のトナー搬送方向（Ｄ１方向）下流側には、第１パドル２３ｃが配設されている。第１パドル２３ｃは、第１回転軸２３ａ上に配設された板状部材である。第１パドル２３ｃは、第１回転軸２３ａと共に回転され、図４の矢印Ｄ３方向に向かって、第１搬送路２２１から第２搬送路２２２に、トナーを受け渡す。
【００５３】
第２攪拌スクリュー２４は、第２搬送路２２２に配設されている。第２攪拌スクリュー２４は、第２回転軸２４ａと、この第２回転軸２４ａの周上にスパイラル状に突設された第２螺旋羽根２４ｂとを含む。第２攪拌スクリュー２４は、不図示の駆動手段によって第２回転軸２４ａ回り（図３の矢印Ｄ３２、図４の矢印Ｒ１）に回転駆動されることで、図４の矢印Ｄ２方向（第２方向）にトナーを搬送する。第２攪拌スクリュー２４は、第２搬送路２２２内で、トナーを搬送するとともに、現像ローラー２１にトナーを供給する。
【００５４】
第２攪拌スクリュー２４は、現像ローラー２１よりも、前方かつ下方の位置に、配置される。すなわち、第２攪拌スクリュー２４は、マグネット２１ＭのＮ２極に対向して配置される。第２攪拌スクリュー２４の回転（図３の矢印Ｄ３２）に伴って、第２攪拌スクリュー２４からスリーブ２１Ｓにトナーが供給される。第２攪拌スクリュー２４の回転軸２４ａは、スリーブ２１Ｓの回転軸よりも下方に位置する。更に、第２攪拌スクリュー２４の回転軸２４ａは、スリーブ２１Ｓの周面の下端部よりも下方に位置する。本実施形態では、現像ローラー２１へのトナーの供給経路は、第２攪拌スクリュー２４から供給される経路のみによって形成される。したがって、第２攪拌スクリュー２４は、現像ローラー２１に対して、下方から上方にトナーを汲み上げることによって、スリーブ２１Ｓにトナーを供給する。
【００５５】
第２攪拌スクリュー２４のトナー搬送方向（Ｄ２方向）下流側には、第２パドル２４ｃが配設されている。第２パドル２４ｃは、第２回転軸２４ａ上に配設された板状部材である。第２パドル２４ｃは、第２回転軸２４ａと共に回転され、図４の矢印Ｄ４方向に向かって、第２搬送路２２２から第１搬送路２２１に、トナーを受け渡す。
【００５６】
現像装置２０は、更に、層規制部材６０と、磁性プレート７０と、を備える。
【００５７】
層規制部材６０は、現像ローラー２１よりも、前方かつ上方の位置に配置される。層規制部材６０は、現像ローラー２１の軸方向に沿って、現像ローラー２１（スリーブ２１Ｓ）の周面に対向して配置される。詳しくは、層規制部材６０は、現像ローラー２１のうち、マグネット２１ＭのＳ１極に対向して配置される。層規制部材６０は、非磁性材料から構成される板状部材である。層規制部材６０は、現像ローラー２１の回転軸と直交する断面において、現像ローラー２１に向かう方向を長辺とする矩形形状を備える。層規制部材６０の先端部は、現像ローラー２１のスリーブ２１Ｓと、間隔を置いて配置される。この結果、前記先端部とスリーブ２１Ｓとの間で、層規制ギャップが形成される。層規制部材６０は、第２攪拌スクリュー２４からスリーブ２１Ｓ上に汲み上げられたトナーの層厚を規制する。
【００５８】
磁性プレート７０は、層規制部材６０の前側に、層規制部材６０に沿って配置される。換言すれば、磁性プレート７０は、層規制部材６０よりも、現像ローラー２１のスリーブ２１Ｓの回転方向（図３の矢印Ｄ３１）上流側に配置される。本実施形態では、磁性プレート７０は、板状形状を備えた磁性材料から構成される。磁性プレート７０は、現像ローラー２１の回転軸と直交する断面において、層規制部材６０に沿って延設される略矩形形状を備える。磁性プレート７０は、層規制部材６０の下方部分に固定される。
【００５９】
＜滞留部について＞
前述のトナーコンテナ５０（図４）は、現像ハウジング２１０のトナー補給口２５の上方に配置されている。トナーコンテナ５０は、内部にトナーが搬送されるトナー搬送路５０ａと、回転部材５４と、トナー排出口５２１と、を備える。トナーコンテナ５０は、トナーコンテナ５０の長手方向（トナー搬送路５０ａが形成されている方向）が、現像装置２０の長手方向（第１攪拌スクリュー２３の現像剤搬送方向。矢印Ｄ１方向、第１方向）に直交する方向に位置するように、現像装置２０に組みつけられている。
【００６０】
トナー排出口５２１は、現像装置２０のトナー補給口２５に対応して、トナーコンテナ５０の底部に配設されている。回転部材５４は、軸部と該軸部回りに回転される羽根部とを有し（図２、図４参照）、トナー搬送路５０ａ内の補給トナーをトナー排出口５２１に向かって搬送する。トナー排出口５２１から落下したトナーは、トナー補給口２５を介して、現像装置２０に補給される。
【００６１】
次に、本実施形態に係る現像装置２０において、トナー補給口２５から新たに補給されるトナーの流れについて説明する。図５は、現像装置２０に配設されたトナー補給口２５およびトナーコンテナ５０に配設されたトナー排出口５２１付近の断面図である。なお、図５では、説明のために、トナーコンテナ５０の配置を水平方向において９０度回転させて示している。実際には、トナーコンテナ５０内の回転部材５４は、紙面手前に向かって延設され、第１攪拌スクリュー２３と、トナーコンテナ５０内の回転部材５４とは、互いに直交する位置関係となっている。
【００６２】
トナーコンテナ５０のトナー排出口５２１から供給された補給トナーＴ２は、第１搬送路２２１に落下して既存のトナーＴ１と混合され、第１攪拌スクリュー２３により矢印Ｄ１方向に搬送される。この際、トナーＴ１、Ｔ２は攪拌され、帯電される。
【００６３】
第１攪拌スクリュー２３は、トナー補給口２５よりトナー搬送方向（第１方向）下流側に、部分的に現像剤の搬送性能が抑制された搬送能力抑制部２６を備える。搬送能力抑制部２６は、第１攪拌スクリュー２３の第１螺旋羽根２３ｂを欠落させることによって形成される。換言すれば、搬送能力抑制部２６は、部分的に第１回転軸２３ａのみが配設されている部分に相当する。この場合、搬送能力抑制部２６は、第１回転軸２３ａの軸方向の現像剤搬送性能を有さない。
【００６４】
第１搬送路２２１内において、搬送能力抑制部２６よりも上流側から搬送されるトナーは、搬送能力抑制部２６が搬送性能を有さないことによって滞留し始める。そして、これらのトナーの滞留は、搬送能力抑制部２６の直ぐ上流側であって、トナー補給口２５が第１搬送路２２１に対向する位置まで累積していく。この結果、搬送能力抑制部２６は、トナー補給口２５が対向する位置に、現像剤の滞留部２７を形成する。
【００６５】
トナー補給口２５から補給トナーＴ２が補給され、内部空間２２０内のトナー量が増えると、この滞留部２７で滞留するトナーがトナー補給口２５を塞ぎ（封止し）、それ以上のトナーの補給を抑制する。その後、内部空間２２０内のトナーが現像ローラー２１から消費され、滞留部２７で滞留するトナーが減少すると、トナー補給口２５を塞いでいたトナーが減り、滞留部２７とトナー補給口２５との間に隙間が生じる。この結果、再び補給トナーＴ２がトナー補給口２５から内部空間２２０に流入する。このように、本実施形態では、滞留部２７に滞留するトナーの減少に伴って、補給トナー量の受入量が調整される体積補給型のトナー補給形式が採用される。
【００６６】
一方、このような体積補給型のトナー補給形式が採用された現像装置２０では、トナー残量が少ないトナーコンテナ５０から多くの補給トナーを収容する新しいトナーコンテナ５０に交換された場合、トナーの流動性が悪いために滞留部２７の上方に位置するトナーが動きにくい。この結果、トナーコンテナ５０から現像装置２０へのトナー補給が安定して行われず、画像上に濃度低下、白抜けなどの不具合が発生するという課題があった。このような課題を解決するために、本実施形態では、現像装置２０が振動部２０Ｓ（振動付与部）を備える（図３）。
【００６７】
振動部２０Ｓは、振動モータを含む。当該振動モータは、所定の電流が流入されることで、振動する。当該振動は、現像ハウジング２１０を介して滞留部２７の現像剤を振動させる。図３を参照して、振動部２０Ｓは、第１搬送路２２１の側面を画定する現像ハウジング２１０の側壁に固定されている。より詳しくは、振動部２０Ｓは、第１搬送路２２１のうち仕切板２２とは反対側の側面を画定する、現像ハウジング２１０の側壁に固定されている。また、振動部２０Ｓの配置について更に付言すると、図３のように第１回転軸２３ａと直交する断面で見た場合、トナー補給口２５は、天板２１１（図５）のうち少なくとも第１回転軸２３ａに対して仕切板２２とは反対側の領域に開口されている。また、第１螺旋羽根２３ｂは少なくともトナー補給口２５に対向する領域に配置されており（図５）、前記断面で見た場合第１回転軸２３ａに対して仕切板２２とは反対側の領域を下方から上方に移動するように回転される（図３）。そして、振動部２０Ｓは、現像ハウジング２１０の前側の側壁の上端部に固定されている。なお、図３に示すように、天板２１１は、現像ハウジング２１０よりも前方に突出するように配置されている。この結果、振動部２０Ｓは、前記側壁と天板２１１との両方に接している。
【００６８】
図６は、現像装置２０においてトナーが凝集した様子を示す模式図である。現像装置２０では、トナー補給口２５の直下に滞留部２７が形成されている（図５）。また、トナー補給口２５の上方にはトナーコンテナ５０から供給されるトナーが配置される。前述のように、トナーの流動性が悪い状態において第１攪拌スクリュー２３が回転されると、滞留部２７の上方部分においてトナーが凝集し、図６に示すようなブリッジ状の凝集体２０Ｔが形成されることがある。この場合、当該凝集体２０Ｔよりも下方では、第１攪拌スクリュー２３がトナーを搬送することによって現像装置２０内のトナーが減少するにも関わらず、トナーコンテナ５０から現像装置２０にトナーが補充されない現象が発生する。この結果、現像装置２０から感光体ドラム３１に必要なトナーが供給されず、画像濃度低下や白抜け、白帯などの画像欠陥が発生する。
【００６９】
このため、本実施形態では、振動部２０Ｓが制御部２００（図３）によって制御される。振動部２０Ｓは、画像形成装置１が使用環境に設置された際に実行される現像剤インストール動作時に、滞留部２７のトナーに対して振動を付与する。なお、現像剤インストール動作では、空状態の現像ハウジング２１０の内部空間２２０に対してトナーコンテナ５０からトナーが供給され充填される。このような構成によれば、現像剤インストール時に、トナーの凝集体２０Ｔがトナー補給口２５を下方から塞ぐことが抑止され、所定の充填量のトナーを現像ハウジング２１０内に速やかに投入することができる。この場合、制御部２００は、インストール動作中に所定の時間（たとえば５秒）が経過すると振動部２０Ｓを所定時間振動させ、当該制御を繰り返し行うことが望ましい。
【００７０】
また、振動部２０Ｓは、現像ローラー２１から感光体ドラム３１に対してトナーが供給される印字動作時（画像形成動作時、現像動作時）にも、滞留部２７のトナーに対して振動を付与する。このため、印字動作時に、現像ハウジング２１０へのトナーの補給が遅れることが抑止され、現像装置２０が搭載される画像形成装置１において、濃度低下や白抜けが発生することが抑止される。なお、一例として、振動部２０Ｓは、印字率が１０％以上の画像が５０枚以上印刷された場合に、制御部２００によって振動されることが望ましい。このように低印字率の画像形成が連続した場合、現像装置２０内のトナー入れ替わりが少ないため、凝集体２０Ｔが形成されやすいためである。
【００７１】
このような構成によれば、現像剤の流動性が悪くトナー補給口２５の上方の現像剤が動きにくい場合には、振動部２０Ｓが滞留部２７のトナーに振動を付与し、トナーの凝集体２０Ｔを崩すことができる。このため、トナー補給口２５の上方においてトナーが凝集し、トナー補給口２５を塞ぐことが抑止され、トナーコンテナ５０から現像装置２０に安定して現像剤を補給することが可能となる。
【００７２】
特に、本実施形態では、振動部２０Ｓは、第１搬送路２２１の側面を画定する現像ハウジング２１０の側壁に固定されている。このため、現像ハウジング２１０の側壁を介して、滞留部２７のトナーを安定して崩すことができる。また、振動部２０Ｓは、第１搬送路２２１のうち仕切板２２とは反対側の側面を画定する、現像ハウジング２１０の側壁に固定されている。したがって、振動部２０Ｓを配置するために、第１搬送路２２１と第２搬送路２２２との間に空間を設ける必要が抑止される。また、振動部２０Ｓの振動が現像ローラー２１側に伝播することを抑止することができる。
【００７３】
また、本実施形態では、図３に示すように、第１攪拌スクリュー２３が下方から上方に回転する領域に対向して振動部２０Ｓが配置されている。このため、第１螺旋羽根２３ｂがトナーを掬い上げる領域において、振動部２０Ｓが滞留部２７のトナーに振動を付与することができる。このため、滞留部２７のトナーが第１螺旋羽根２３ｂの攪拌エネルギーおよび振動部２０Ｓの振動エネルギーを受け、凝集したトナーを確実に崩すことができる。
【００７４】
＜実施例＞
次に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は下記の実施例によって限定されるものではない。
＜実験１：トナーインストール動作＞
実験１は、以下の条件に基づいて実施した。
・プリント速度：３０ｐｐｍ
・現像ローラー２１の周速度：２２５ｍｍ／ｓｅｃ
・現像ローラー２１：外径２０ｍｍ、表面はブラスト処理され、表面粗さＲｚ７．５μｍ
・感光体ドラム３１に対する現像ローラー２１の周速比：１．６（対向位置でトレール）
・トナー：体積平均粒子径８．３μｍ、プラス帯電特性
・振動部２０Ｓの配置：図３の位置
【００７５】
上記の条件において、トナーコンテナ５０から現像装置２０にトナーをインストールする際、振動部２０Ｓの振動有無のそれぞれの条件で、現像装置２０内のトナー重量を１分毎に測定した。図７は、トナーインストールモードにおける現像ハウジング２１０内のトナー重量の推移を示すグラフである。図７に示すように、振動なし条件では現像ハウジング２１０内のトナー重量は４分まで線形的に増加していき、それ以降は緩やかに増加していく。しかしながら、凝集したトナーがトナー補給口２５を下方から塞ぎ、目標の充填量（１５０ｇ）よりも少ない充填量でインストールが終了する結果となった。なお、振動なし条件において、３分経過後に振動を加えてインストールを継続すると、現像ハウジング２１０内のトナー重量は振動なし条件と同様に、途中まで線形に増加していき、目標の充填量に近づくと緩やかに増加していく結果となった。このように、振動部２０Ｓによってトナーの滞留部２７を振動させることで、トナーを円滑にトナーコンテナ５０から現像装置２０に補給することが可能になる。
【００７６】
＜実験２：印字操作＞
実験２は、以下の条件に基づいて実施した。
・プリント速度：３０ｐｐｍ
・現像ローラー２１の周速度：２２５ｍｍ／ｓｅｃ
・現像ローラー２１：外径２０ｍｍ、表面はブラスト処理され、表面粗さＲｚ７．５μｍ
・感光体ドラム３１に対する現像ローラー２１の周速比：１．６（対向位置でトレール）
・トナー：体積平均粒子径８．３μｍ、プラス帯電特性
・振動部２０Ｓの配置：図３の位置
・印字原稿：印字率２５％
・環境：温度３２．５℃、相対湿度８０％（トナーが凝集しやすいストレス条件）
【００７７】
上記の条件において、画像形成装置１において印字動作を実施する際、振動部２０Ｓの振動有無のそれぞれの条件で、印字される画像の濃度を測定した。図８は、画像形成動作中の画像濃度推移の様子を示すグラフである。振動なし条件では、凝集したトナーがトナー補給口２５を下方から塞ぎ、５００枚付近でトナーコンテナ５０から現像装置２０内にトナーが供給されなくなり、現像ローラー２１上に充分なトナーが担持されない状態となった。この結果、画像濃度が低下し最終的には白紙プリントになり、画像濃度が測定できなくなったため実験が中断された。一方、振動あり条件では、実験を通して振動部２０Ｓが振動しているため、トナーコンテナ５０から現像装置２０にトナーが安定して受け渡しされ、画像濃度が安定して推移する結果となった。なお、印字動作中に、振動部２０Ｓの振動が現像ローラー２１に振動することを確実に抑止するためには、画像形成動作中のシートとシートとの間に位置するいわゆる紙間に対応して、振動部２０Ｓが振動を発生することが望ましい。
【００７８】
以上、本発明の実施形態に係る現像装置２０およびこれを備えた画像形成装置１について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を採用することができる。
【００７９】
（１）上記の実施形態では、搬送能力抑制部２６が、部分的に第１螺旋羽根２３ｂが欠落された領域である態様にて説明した。この場合、第１螺旋羽根２３ｂが部分的に欠落されることで、トナー補給口２５の周辺に安定して滞留部２７を形成することができる。なお、本発明はこれに限定されるものではない。搬送能力抑制部２６は、隣接する第１螺旋羽根２３ｂ同士の間に配置されるパドル部材であってもよい。この場合も、パドル部材の回転によって現像剤受入口の周辺に安定して滞留部を形成することができる。また、搬送能力抑制部は、現像ハウジング２１０側に立設された壁部でもよい。
【００８０】
（２）上記の実施形態では、現像剤として磁性トナーが採用される態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。現像剤として、非磁性トナー、または２成分現像剤が採用されてもよい。
【００８１】
（３）上記の実施形態では、振動部２０Ｓが現像ハウジング２１０の側壁に固定される態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。振動部２０Ｓは、第１搬送路２２１の底面を画定する現像ハウジング２１０の底壁に固定されてもよい。この場合も、現像ハウジング２１０の底壁を介して振動が伝播し、滞留部２７の現像剤を安定して崩すことができる。
【符号の説明】
【００８２】
１  画像形成装置
２０  現像装置
２０Ｓ  振動部（振動付与部）
２１  現像ローラー
２１０  現像ハウジング（ハウジング）
２１１  天板
２２  仕切り板（仕切板）
２２０  内部空間（現像剤搬送路）
２２１  第１搬送路
２２２  第２搬送路
２２３  第１連通路
２２４  第２連通路
２３  第１攪拌スクリュー（搬送部材）
２３ａ  第１回転軸（回転軸）
２３ｂ  第１螺旋羽根（スクリュー羽根）
２５  トナー補給口（現像剤受入口）
３０  画像形成部
３１  感光体ドラム（像担持体）
３２  帯電装置
３４  転写ローラー（転写装置）
５０  トナーコンテナ（補給現像剤収容部）
５４  回転部材（補給現像剤搬送部材）
【図１】
2019139186.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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