(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を収容する容器と、
前記容器の上部に配置された粉体供給口と、
前記容器内の粉体面上に載置され、前記容器内の粉体の増減に伴う粉体面の上下動に対応して昇降移動する昇降部材と、
前記昇降部材の昇降移動に対応して前記粉体供給口の開口面積を増減制御する制御部材と、
を備え、
前記昇降部材が粉体面上に載置されるベース部で構成され、前記制御部材が前記粉体供給口に進入可能なロッド部で構成され、前記ロッド部を前記ベース部に一体化した粉体供給機構。
【請求項２】
前記容器が粉体消耗装置の一部を構成すると共に、前記粉体供給口が前記粉体消耗装置の容器に着脱自在な粉体補給装置の一部を構成する請求項１に記載の粉体供給機構。
【請求項３】
前記粉体供給口が下向きに配置され、前記ベース部が上昇すると前記ロッド部が前記粉体供給口に進入して粉体供給量が減少し、前記ベース部が下降すると前記ロッド部が前記粉体供給口から退出して粉体供給量が増加する請求項１又は２に記載の粉体供給機構。
【請求項４】
前記粉体供給口に進入可能な前記ロッド部の先端部分を、前記ベース部側から先端側に行くにつれて漸次細くした請求項３に記載の粉体供給機構。
【請求項５】
前記粉体供給口及び前記ロッド部が複数設けられた請求項１〜４のいずれか１に記載の粉体供給機構。
【請求項６】
前記複数のロッド部の高さを異ならせた請求項５に記載の粉体供給機構。
【請求項７】
前記ベース部の少なくとも一部を発泡樹脂で構成した請求項１〜６のいずれか１に記載の粉体供給機構。
【請求項８】
前記ベース部と前記ロッド部が分離可能とされ、前記ベース部が前記粉体消耗装置の容器側に配置され、前記ロッド部が前記粉体補給装置側に配置された請求項２に記載の粉体供給機構。
【請求項９】
前記粉体消耗装置に前記粉体補給装置を取り付けたときに、前記粉体消耗装置側のベース部に、前記粉体補給装置側のロッド部を、凹凸嵌合構造により連結するようにした請求項８に記載の粉体供給機構。
【請求項１０】
前記請求項１〜９のいずれか１に記載の粉体供給機構を現像剤供給用として備えた現像装置。
【請求項１１】
前記請求項１〜９のいずれか１に記載の粉体供給機構を現像剤供給用として備えたプロセスユニット。
【請求項１２】
前記請求項２に記載の粉体供給機構を現像剤供給用として備え、前記粉体は現像剤、前記粉体消耗装置は現像装置、前記粉体補給装置は現像剤補給装置である画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置における粉体（トナー）の補給に適用可能な粉体補給機構と、この粉体補給機構で現像剤としてのトナーを補給するようにした現像装置、プロセスユニットおよび画像形成装置に関するものである。
【０００２】
ここで、プロセスユニットは、例えば、
１）帯電手段、現像剤担持体又はクリーニング手段と像担持体とを一体ユニット化し、このユニット体を画像形成装置本体に対して着脱可能にしたもの。
２）帯電手段、現像剤担持体、クリーニング手段の少なくとも一つと像担持体とを一体ユニット化して画像形成装置本体に着脱可能としたもの。
３）現像剤担持体と像担持体とを一体ユニット化して画像形成装置本体に着脱可能としたもの。
以上１）〜３）のいずれであってもよい。
【背景技術】
【０００３】
従来の電子写真方式の画像形成装置は、一様に帯電させた像担持体の表面を露光手段としてのレーザによって画像情報に応じて露光することで像担持体の表面に画像情報に対応した静電潜像を形成する。そしてこの像担持体の表面に現像剤としてのトナーを現像手段の現像ローラによって供給して静電潜像の可視化すなわち現像を行うようにしている。現像手段の内部には安定した現像性を実現するために所定量のトナーが貯留され、このトナーは帯電量を均一化するために撹拌部材で撹拌されるようになっている。現像手段の内部のトナーは現像の進行と共に減少するので、トナーの量が所定量まで低下すると、これを光学センサや圧電センサ等のトナー残量検知手段が検知してトナー容器から新しいトナーが現像手段に補給されるようになっている（特許文献１参照）。また、圧電センサを使用する代わりに現像手段の印字比率などの使用状況から累積トナー消費量を推定してこれを積算手段で積算し、現像手段内のトナー残量が所定量を下回ったと判断した時にトナーを補給することも行われている（特許文献２参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の発明は、トナー残量を検知するためのセンサとその制御系が必要であり、部品点数が増大して高コスト化するという問題がある。センサを使用せずに累積トナー消費量の推定によりトナー残量を判断する特許文献２の発明は、積算手段の誤差が累積して実際のトナー残量とのズレが発生することがあり、そうするとトナーの補給タイミングが遅れてトナー不足になったり、現像ユニットのトナーバッファ量を超えるような過剰供給が発生したりするおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、センサや積算手段を用いずに、メカ部品のみで粉体（トナー）を収容する容器内の粉体（トナー）残量を適量に保つことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明（１）〜（１６）は以下のように構成している。
（１）粉体を収容する容器と、前記容器の上部に配置された粉体供給口と、前記容器内の粉体面上に載置され、前記容器内の粉体の増減に伴う粉体面の上下動に対応して昇降移動する昇降部材と、前記昇降部材の昇降移動に対応して前記粉体供給口の開口面積を増減制御する制御部材と、を備えた粉体供給機構。
この発明１によれば、容器内の粉体の増減に伴う粉体面の上下動に対応して昇降移動する昇降部材が従来のセンサの機能を果たすので、センサの省略による粉体供給機構の部品点数削減と低コスト化を図ることができ、また粉体の累積消費量から粉体残量を推定する方式ではないので積算誤差による粉体の補給遅れや過剰供給のおそれもない。
【０００７】
（２）前記昇降部材が粉体面上に載置されるベース部で構成され、前記制御部材が前記粉体供給口に進入可能なロッド部で構成され、前記ロッド部を前記ベース部に一体化した前記発明１の粉体供給機構。
この発明２によれば、昇降部材と制御部材の一体化により粉体供給機構のさらなる部品点数削減と低コスト化を図ることができる。
【０００８】
（３）前記容器が粉体消耗装置の一部を構成すると共に、前記粉体供給口が前記粉体消耗装置の容器に着脱自在な粉体補給装置の一部を構成する前記発明２の粉体供給機構。
この発明３によれば、粉体消耗装置の粉体を収容する容器と、粉体補給装置の粉体供給口とが分離可能な場合でも本発明を適用することができる。
【０００９】
（４）前記粉体供給口が下向きに配置され、前記ベース部が上昇すると前記ロッド部が前記粉体供給口に進入して粉体供給量が減少し、前記ベース部が下降すると前記ロッド部が前記粉体供給口から退出して粉体供給量が増加する前記発明２又は３の粉体供給機構。
この発明４によれば、ベース部が従来のセンサの機能を果たすので、センサの省略による粉体供給機構の部品点数削減と低コスト化を図ることができ、またベース部の昇降による粉体供給口に対するロッド部の進入・退出で粉体供給量を増減制御するので、粉体の補給遅れや過剰供給のおそれもない。
【００１０】
（５）前記粉体供給口に進入可能な前記ロッド部の先端部分を、前記ベース部側から先端側に行くにつれて漸次細くした前記発明４の粉体供給機構。
この発明５によれば、粉体面の上下動に対応して粉体供給口の開口面積を連続的に変更することができるので、粉体面の高さに対応して粉体供給量を適切に制御することができる。
【００１１】
（６）前記粉体供給口及び前記ロッド部が複数設けられた前記発明２〜５のいずれか１の粉体供給機構。
この発明６によれば、ロッド部に作用する粉体重量を分散することができ、また各ロッド部による粉体供給口の開口面積の制御パターンを個別に設定可能であるから、多様な粉体供給制御が可能になる。
【００１２】
（７）前記複数のロッド部の高さを異ならせた前記発明６の粉体供給機構。
この発明７によれば、粉体面の高さに対応して粉体供給量を適切に制御することができる。
【００１３】
（８）前記ベース部の少なくとも一部を発泡樹脂で構成した前記発明２〜７のいずれか１の粉体供給機構。
この発明８によれば、粉体よりも比重が小さいベース部を容易かつ低コストで実現することができる。
【００１４】
（９）前記ベース部が中空部を有する前記発明２〜８のいずれか１の粉体供給機構。
この発明９によれば、ベース部の材料を低減して見掛けの体積（かさ体積）に対するベース部の重量を低減することができるから、通常の樹脂材料でも粉体面に確実に浮上するベース部を実現することができる。
【００１５】
（１０）前記ベース部に上下方向に貫通した貫通孔を形成した前記発明２〜９のいずれか１の粉体供給機構。
この発明１０によれば、ベース部の上に落下した粉体が貫通孔から下方に抜けていくので、ベース部が粉体に埋没するのを防止することができる。
【００１６】
（１１）前記貫通孔を複数形成すると共に、前記貫通孔相互間に、鋭角の頂部と平坦な底部を有する略三角形状の断面形状を有するリブを形成した前記発明１０の粉体供給機構。
この発明１１によれば、鋭角の頂部を有するリブによって粉体がベース部上に堆積しにくくなり、かつ、リブの平坦な底部により粉体面に対するベース部の接触面積を確保することができ、ベース部を粉体面上に浮かびやすくすることができる。
【００１７】
（１２）前記ベース部と前記ロッド部が分離可能とされ、前記ベース部が前記粉体消耗装置の容器側に配置され、前記ロッド部が前記粉体補給装置側に配置された前記発明３の粉体供給機構。
この発明１２によれば、粉体補給装置側の粉体供給口を閉塞するための蓋部材をロッド部で兼用することができるから、蓋部材の省略による部品点数削減と、粉体補給装置からの粉体の漏れや飛散の防止、粉体消耗装置に対する粉体補給装置の装着性の向上を図ることができる。
【００１８】
（１３）前記粉体消耗装置に前記粉体補給装置を取り付けたときに、前記粉体消耗装置側のベース部に、前記粉体補給装置側のロッド部を、凹凸嵌合構造により連結するようにした前記発明１２の粉体供給機構。
この発明１３によれば、ロッド部を凹凸嵌合構造によりベース部に簡単に連結することができるから、粉体消耗装置に対する粉体補給装置の装着性の向上を図ることができる。
【００１９】
（１４）前記発明１〜１３のいずれか１の粉体供給機構を現像剤供給用として備えた現像装置。
この発明１４によれば、現像剤残量の検知用センサを省略することによって、現像装置の部品点数削減と低コスト化を図ることができる。
【００２０】
（１５）前記１〜１３のいずれか１の粉体供給機構を現像剤供給用として備えたプロセスユニット。
この発明１５によれば、現像剤残量の検知用センサを省略することによって、プロセスユニットの部品点数削減と低コスト化を図ることができる。
【００２１】
（１６）前記発明３の粉体供給機構を現像剤供給用として備え、前記粉体は現像剤、前記粉体消耗装置は現像装置、前記粉体補給装置は現像剤補給装置である画像形成装置。
この発明１６によれば、現像剤追加補給型の現像装置において、現像剤残量の検知用センサを省略することによって、現像装置の部品点数削減と低コスト化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の粉体供給機構は、粉体面の上下動に対応して昇降移動する昇降部材を粉体面上に載置し、この昇降部材の昇降移動に対応して粉体供給口の開口面積を制御部材で増減制御するようにしたので、粉体を収容する容器内に粉体残量を検知するセンサを配置することなく簡単低コストに粉体残量を所定量に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による粉体供給機構を備えた現像装置を有する画像形成装置の構成を説明するための模式図である。
【図２Ａ】図１に示したプロセスユニットの一つを、本発明の現像装置のトナー供給機構の第１実施形態を含めて示す模式図であって、トナー残量が少ない時の図である。
【図２Ｂ】図２Ａの第１実施形態を示す模式図であって、トナー残量が多い時の図である。
【図３】トナー供給機構を示す第２実施形態の模式図であって、（Ａ）はトナー残量が少ない時の図、（Ｂ）はトナー残量が中位の時の図、（Ｃ）はトナー残量が多い時の図である。
【図４Ａ】図３のフロート部材の一例を示す斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ａのフロート部材の断面図である。
【図５Ａ】フロート部材の他の例を示す斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ａのフロート部材の断面図である。
【図６】トナー供給機構を示す第３実施形態の模式図であって、（Ａ）はトナー残量が少ない時の図、（Ｂ）はトナー残量が中位の時の図、（Ｃ）はトナー残量が多い時の図である。
【図７】トナー供給機構を示す第４実施形態の模式図であって、（Ａ）はトナー残量が少ない時の図、（Ｂ）はトナー残量が多い時の図である。
【図８Ａ】トナー供給機構を示す第５実施形態の模式図であって、粉体補給装置を粉体消耗装置に取り付ける前の図である。
【図８Ｂ】トナー供給機構を示す第５実施形態の模式図であって、粉体補給装置を粉体消耗装置に取り付けた状態の図である。
【図９】トナー供給機構を示す第６実施形態の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面に示す実施例により本発明を実施するための形態について説明する。
【００２５】
（画像形成装置）
図１は本発明の画像形成装置の概略を示す断面図で、この画像形成装置は複数色の画像形成が可能なカラープリンタを示している。ここでは「画像形成装置」としてタンデム式のプリンタを例示するが、画像形成装置はプリンタに限らず、複写機、ファクシミリ装置、印刷機、およびこれらの機能を複合させた複合機を含むものである。
【００２６】
図１において、カラープリンタ１は、潜像担持体として用いられる感光体およびこれに対する帯電工程、現像工程、クリーニング工程を実行する装置が色毎に纏めてプロセスユニットに収納された作像部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを備えている。
【００２７】
本実施形例に挙げたカラープリンタ１は、作像部毎に形成された異なる色の画像を順次転写するために用いられる中間転写体としての中間転写ベルト５の展張方向に沿って各作像部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを並列させて配置したタンデム方式が用いられている。
【００２８】
カラープリンタ１は、画像形成部７を収納可能な筐体本体１Ａを備え、筐体本体１Ａの高さ方向ほぼ中央に画像形成部７が配置されている。画像形成部７の上方には光走査装置９が配設され、また画像形成部７の下方には廃トナー収容器１０と、記録紙などのシート状記録媒体（以下、記録紙という）を積載収容可能な積載手段をなす給紙カセットが装備されている給紙部１１がそれぞれ配置されている。
【００２９】
（作像部）
画像形成部７に用いられる作像部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、その一つの作像部３ａを代表して模式的に示す図２Ａを用いて説明すると次の通りである。なお、他の作像部３ｂ，３ｃ，３ｄにおいても同様な構成である。
【００３０】
図２Ａにおいて、作像部３ａは、回転可能な像担持体に相当するドラム状の感光体（以下、感光体ドラムという）１３と、これの周囲に配置されて感光体ドラム１３に当接している帯電ローラ１５と、感光体ドラム１３に形成された静電潜像の可視像処理を行う現像剤担持体に相当する現像ローラ１７ａおよびこの現像ローラ１７ａにトナーを供給する供給ローラ１７ｂを有する現像装置１７と、感光体ドラム１３に当接して残留トナーを掻き取るブレード１９ａおよび回収されたトナーの搬送スクリュー１９ｂを備えたクリーニング装置１９が纏めて収納されたプロセスユニット２１ａにより構成されている。
【００３１】
プロセスユニット２１ａにおいては、暗中にて帯電ローラ１５により一様に高電位で初期化帯電された感光体ドラム１３が光走査装置９からのレーザービームＬ１〜Ｌ４（図２Ａでは、便宜上、符号Ｌで示してある）を用いて画像データに基づき選択的に露光走査され、この露光により電位の減衰した低電位部と上記初期化による高電位部とからなる静電潜像が形成される。現像装置１７は、感光体ドラム１３の表面上の前記静電潜像の低電位部（又は高電位部）にトナーを転移させて可視像処理することによりトナー像を形成（現像）する。現像されたトナー像は感光体ドラム１３と転写ローラ１４との間で中間転写ベルト５に転写される。
【００３２】
プロセスユニット２１ａは、そのハウジング内に現像装置１７を内蔵できる構成であり、感光体ドラム１３が時計方向に回転することでトナー像を周方向に沿って移動させて１次転写位置に向けて搬送するようになっている。
【００３３】
（１次転写）
これらの潜像形成、現像によるトナー像の形成は、図１に示すように、各プロセスユニット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄにおいて順次タイミングを設定して行われるようになっており、プロセスユニット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの右から順番に、例えばブラック、シアン、マゼンタ、イエローなど異なる色の画像が、図１においてプロセスユニット２１ａ〜２１ｄと対向する上側展張面が矢印Ｓで示す方向に移動する中間転写ベルト５上に像担持体から順次１次転写されてフルカラーの重ね画像が担持される。
【００３４】
（２次転写）
中間転写ベルト５に転写された画像は、給紙部１１から搬送されてくる記録紙に一括転写される。つまり、図１に示すように、給紙部１１に装備されている給紙カセット１１ａから繰り出しローラ２３を介して繰り出された記録紙は、その途中で摩擦パッド２５により一枚分離を経て２次転写ローラ２７が配置されている２次転写位置２９に向け搬送されるとその位置で一括転写される。一括転写された記録紙は、定着ローラ３１ａと加熱ローラ３１ｂからなる定着装置３１により定着を受けた後、排紙ローラ３３を介して排紙台３５に排出される。転写後の中間転写ベルト５は、各作像部を通過した後、クリーニング装置により残留トナーを除去されて次の画像転写に備えられる。
【００３５】
（現像装置の詳細）
以下、図２Ａと図２Ｂを参照して、本発明の第１実施形態に係る粉体供給機構を適用した現像装置の詳細を説明する。
ここで、「現像装置」は粉体消耗装置の一例であり、また現像装置にトナーを供給する「トナー補給装置」は粉体補給装置の一例である。
【００３６】
（第１実施形態）
図２Ａの現像装置１７は、現像剤として用いられる粉体としてのトナー（乾式一成分トナー）を、所定量で収容可能な現像槽（粉体収容部）を有した現像ハウジング１７ｃに、現像ローラ１７ａなどで構成される現像手段が組み付けられたものである。現像装置１７の現像ハウジング１７ｃの上部には、トナー補給装置３７が着脱可能に装着され、現像装置１７とトナー補給装置３７の全体を一つのユニット（現像ユニット）として取り扱うことが出来るようになっている。
【００３７】
トナー補給装置３７のトナー容器３７ａは、その底面中央に供給口３７ｆが形成されており、この供給口３７ｆが、トナー補給装置３７の装置時に現像ハウジング１７ｃの天井面中央に形成された供給口１７ｆと一致することにより、トナー容器３７ａから現像ハウジング１７ｃに至る縦方向の粉体供給口３８が形成されるようになっている。
【００３８】
現像ハウジング１７ｃ内には、残留トナーＴ１の粉体面上に、フロート部材４１が自由状態で載置されている。このフロート部材４１は、下面が残留トナーＴ１の粉体面に接した昇降部材としての水平板状のベース部４１ａと、このベース部４１ａの上面中央から上方に突出した制御部材としてのロッド部４１ｂを有する。ロッド部４１ｂは、その先端が上向き円錐形に尖った円柱状を成し、ロッド部４１ｂの先端部分が図２Ｂのように粉体供給口３８に挿入されると、粉体供給口３８の開口面積が減少して補給トナーＴ２の流入量を制限する。ベース部４１ａの大きさは、ハウジング１７ｃの内法寸法よりも一回り小さくされており、ベース部４１ａの周縁とハウジング１７ｃの内面との間に、粉体供給口３８から供給される補給トナーＴ２が、上から下にスムーズに流れることができる隙間が確保されている。
【００３９】
フロート部材４１は、発泡樹脂など比較的軽い材料によって、ベース部４１ａとロッド部４１ｂを含めた全体を一体成形するか、或いは、ベース部４１ａとロッド部４１ｂを軽い材料で別々に成形した後に一体化する。フロート部材４１に使用する材料の比重は、残留トナーＴ１の比重よりも小さいものがよい。これにより、フロート部材４１を残留トナーＴ１の粉体面上に安定的に浮上させておくことができる。なお、後述するようにロッド部４１ｂの先端部は粉体供給口３８に挿入されるので、ロッド部４１ｂの少なくとも先端部は、ある程度の強度と耐摩耗性を有する材料を使用するのが望ましい。
【００４０】
現像装置１７内のハウジング１７ｃ内面には、フロート部材４１の下限位置を規制するためのストッパ４２が形成されている。残留トナーＴ１の減少によりフロート部材４１が下降する時、フロート部材４１のベース部４１ａの下面周縁部がストッパ４２に当たることによってフロート部材４１の下降が停止する。
【００４１】
フロート部材４１は以上のように軽量に構成されているので、残留トナーＴ１の粉体面上に浮いた状態を維持し、粉体面の上下動に追従して昇降する。残留トナーＴ１が比較的少なくその粉体面が図２Ａのように比較的低い状態では、フロート部材４１が低い位置にあって粉体供給口３８が全開状態になっているので、トナー補給装置３７内の補給トナーＴ２が粉体供給口３８から現像装置１７内に流入する。補給トナーＴ２が流入するにつれて、残留トナーＴ１の粉体面が徐々に上昇し、同時にフロート部材４１も上昇する。この結果、フロート部材４１のロッド部材４１ｂの先端部分が図２Ｂのように粉体供給口３８に挿入され、粉体供給口３８の開口面積を減少させる。この結果、粉体供給口３８から流入する補給トナーＴ２の量が減少し、最終的に粉体供給口３８の開口面積が殆どゼロに近付くと、補給トナーＴ２の流入が完全に止まる。
【００４２】
現像装置１７の作動により残留トナーＴ１が減少して図２Ａのように粉体面が低下すると、同時にフロート部材４１も下降して粉体供給口３８が再び全開状態になり、補給トナーＴ２が流入し始める。フロート部材４１は以上のように残留トナーＴ１の粉体面の上下動に追従するように昇降し、同時にロッド部４１ｂの先端部分で粉体供給口３８の開口面積を増減するので、残留トナーＴ１の量を自動的に一定レベルに保持することができる。
【００４３】
現像装置１７のトナー消費量が急増すると、粉体供給口３８が全開であっても補給トナーＴ２の流入量が間に合わなくなり、フロート部材４１が図２Ａの位置よりもさらに下降する。この場合、フロート部材４１のベース部４１ａがストッパ４２に当接してそれ以上の下降を阻止するので、フロート部材４１が回転撹拌部材３９やその他の駆動部品と干渉するのが防止される。
【００４４】
フロート部材４１の下方には、後述するように回転撹拌部材３９が配設されている。この回転撹拌部材３９は残留トナーＴ１のパッキングを防止するためのもので、その撹拌作用によって粉体面が変動し、同時にフロート部材４１が揺動する。この揺動作用によって、フロート部材４１の上に補給トナーＴ２が一時的に堆積することがあっても、すぐに周囲に払い落とされる。従って、フロート部材４１が粉体供給口３８から流入する補給トナーＴ２に埋没するのが防止される。
【００４５】
現像ハウジング１７ｃの内部には、従来と同様に、現像剤担持体としての現像ローラ１７ａが回転可能に設けられており、現像ローラ１７ａは作像時に矢印方向（図２Ａで反時計方向）に回転するようになっている。現像ローラ１７ａは金属の芯金を有し、外周は体積抵抗値を約１０Ｅ５〜１０Ｅ７Ω程度に調整した導電性ゴム（例えば導電性ウレタンゴムやシリコーンゴムを使用することが可能）で構成されている。
【００４６】
現像ローラ１７ａには、トナー供給部材としての供給ローラ１７ｂが回転可能に当接させてある。現像ローラ１７ａと供給ローラ１７ｂとの間の当接ニップは、通常約１〜３ｍｍ程度に設定する。供給ローラ１７ｂは、現像ローラ１７ａに対して矢印のカウンター方向（図２Ａで時計方向）に回転させることで現像ハウジング１７ｃ内部の残留トナーＴ１を現像ローラ１７ａの表層まで効率よく搬送するように構成されている。供給ローラ１７ｂの一般的な構成としては、金属製の芯金の外周にカーボンを混合させることで半導電化させた発泡ポリウレタンを付着させたスポンジローラなどが適当である。
【００４７】
現像ローラ１７ａの周面には、供給ローラ１７ｂとの当接ニップの下流側に現像ブレード１７ｄが配設されている。そして供給ローラ１７ｂから現像ローラ１７ａの表面上に搬送された残留トナーＴ１は、現像ブレード１７ｄにより層厚を制御されて所定量に規制されるようになっている。また、トナーの層厚が制御されると同時に、現像ブレード１７ｄと現像ローラ１７ａの間でトナーが摩擦荷電させられるようになっている。
【００４８】
現像ハウジング１７ｃ内には、現像ローラ１７ａと供給ローラ１７ｂとの当接ニップの近傍に、回転撹拌部材３９が配設されている。この回転撹拌部材３９は矢印方向に回転して残留トナーＴ１のパッキングを防止すると共に、トナーの粉圧が供給ローラ１７ｂに集中して供給ローラ１７ｂの大きな負荷となるのを低減するようになっている。
【００４９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図３〜図４Ｂに基づいて説明する。この第２実施形態は、フロート部材４１のロッド部４１ｂの形状を第１実施形態のものから変更し、ロッド部４１ｂ全体を円錐形状にしたものである。従って、ロッド部４１ｂの断面積は基端部で最大で先端部に行くにつれて断面積が次第に減少して最先端で最小断面積になる。ロッド部４１ｂをこのような円錐形状にすることによって、図３の（Ａ）〜（Ｃ）に段階的に示すように、フロート部材４１が図３（Ａ）のように低位置にある場合は粉体供給口３８の開口面積が大きくなって粉体流入量が多くなり、フロート部材４１が図３（Ｂ）又は（Ｃ）のように上昇するにつれ、粉体供給口３８の開口面積が小さくなって粉体流入量が少なくなる。このように、粉体供給口３８の開口面積をフロート部材４１の高さに応じて変更することにより、補給トナーＴ２の流入量を細かく制御して残留トナーＴ１の量を適量に保持することができる。
【００５０】
前記フロート部材４１は、残留トナーＴ１の量を自動的に一定レベルに保持するために、残留トナーＴ１の粉体面上に常に浮上している必要がある。そこで、この第２実施形態では、図４Ａ及び図４Ｂに示すようにフロート部材４１を中空構造にすると共に発泡樹脂を使用して軽量化を図っている。すなわち、フロート部材４１のベース部４１ａの上半分を、樹脂部品として一般的に使用されるＰＳ（ポリスチレン）やＡＢＳ樹脂Ｒ１により矩形板状に一体成形し、その中央部に中空部４１ｃを有する中空円錐状のロッド部４１ｂを一体成形する。また、ベース部４１ａの下半分は矩形板状の発泡樹脂Ｒ２で構成し、この発泡樹脂板を前記樹脂板に接着剤で接着一体化してフロート部材４１としての必要浮力を得るようにした。
【００５１】
残留トナーＴ１が乾式一成分トナーの場合、そのかさ密度は例えば約０．３６ｇ／ｃｃであるから、このようなかさ密度の残留トナーＴ１の粉体面上にフロート部材４１を浮かせるためには、フロート部材４１の比重を少なくとも０．３６未満にする必要がある。前記ＰＳやＡＢＳ樹脂の密度は約１．０〜１．１ｇ／ｃｃであるが、これら樹脂のみでフロート部材４１を形成する場合は、理論上、フロート部材４１の見掛けの体積（かさ体積）に対してその少なくとも３分の２以上は中空領域にする必要がある。
【００５２】
しかし、見掛け体積の３分の２以上を中空にするフロート形状は実際上実現が困難であるため、ウレタンフォーム等の発泡樹脂をＰＳやＡＢＳ樹脂等と併用するのが現実的である。そこで、前述のようにフロート部材４１のベース部４１ａの大半を発泡樹脂Ｒ２により形成し、フロート部材４１のロッド部４１ｂとベース部４１ａの上半分をＰＳやＡＢＳ樹脂Ｒ１で中空部４１ｃを含む形状とすることにより、乾式一成分トナーよりも比重の小さいフロート部材４１を実現した。
【００５３】
フロート部材４１のベース部４１ａは、十分な浮力を得るためには、現像ハウジング１７ｃ内の内法寸法ぎりぎりまでその縦横寸法を拡張する必要があるが、そうすると粉体供給口３８から流入する補給トナーＴ２がベース部４１ａの上に堆積しやすくなる。そこで、補給トナーＴ２がベース部４１ａ上に堆積しにくくするために、図５Ａに示すようにフロート部材４１のベース部４１ａに複数の貫通孔４１ｄを設けてもよい。これにより、ベース部４１ａの上に落下した補給トナーＴ２は、貫通孔４１ｄを通してフロート部材４１の下方にスムーズに抜けていくから、ベース部４１ａが補給トナーＴ２に埋没するのが防止される。また、補給トナーＴ２の通り抜け容易化とベース部４１ａの浮揚安定化のために、図５Ｂの断面図に示すように、ベース部４１ａの貫通孔４１ｄ相互間の格子状リブ４１ｅの断面形状を、鋭角の頂部と平坦な底部を有する略三角形状又は二等辺三角形状の断面形状としてもよい。これにより、補給トナーＴ２がよりベース部４１ａ上に堆積しにくくなると共に、残留トナーＴ１の粉体面に対するベース部４１ａの接触面積を広く確保することができて、フロート部材４１を粉体面上に浮かびやすくすることができる。
【００５４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を図６（Ａ）〜（Ｃ）により説明する。この第３実施形態は、フロート部材４１のロッド部４１ｂを３本とし、各ロッド部４１ｂの高さを異ならせ、これらロッド部４１ｂがそれぞれ進入可能なように粉体供給口を３つにしたものである。補給トナーＴ２が供給されてフロート部材４１が上昇するにつれて、最初に図６（Ａ）に示すように最も高い１番目のロッド部４１ｂ１が１番目の粉体供給口３８ａに進入し、次いで図６（Ｂ）、図６（Ｃ）のように、２番目のロッド部４１ｂ２、３番目のロッド部４１ｂ３が２番目、３番目の粉体供給口３８ａ、３８ｃに進入する。ロッド部４１ｂ１〜４１ｂ３は高さだけでなく先端部の形状を異ならせてもよいし、粉体供給口３８ａ〜３８ｃの方も大きさなどを異ならせてもよい。また、ロッド部４１ｂと粉体供給口３８の数は、必要に応じて、２つにしたり４つ以上にしたりしてもよい。このように、フロート部材４１が上昇するにつれて、複数のロッド部４１ｂ１〜４１ｂ３を複数の粉体供給口３８ａ〜３８ｃに順番に進入させる構成とすることにより、フロート部材４１の高さすなわち粉体面の高さに応じて、補給トナーＴ２の流入量をより細かく設定することが可能となる。
【００５５】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態を図７（Ａ）（Ｂ）に基づいて説明する。この第４実施形態は、フロート部材４１のロッド部４１ｂの先端部に、ゴムなどの弾性材料で円板状に形成した蓋部材４１ｆを水平状に固定したもので、蓋部材４１ｆによって粉体供給口３８を開閉するようにしたものである。ロッド部４１ｂ自体は粉体供給口３８に比べて十分に細く、根元から先端までを同一径にしたものでよい。この第４実施形態では、蓋部材４１ｆが弾性変形可能であるから、残留トナーＴ１の粉体面からの上向きの押し上げ力と、補給トナーＴ２の下向きの圧力との大小関係によって、蓋部材４１ｆが応答性よく変形し、粉体供給口３８からの補給トナーＴ２の流入量を迅速に調節する機能が得られる。
【００５６】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態を図８Ａ、図８Ｂに基づいて説明する。この第５実施形態は、粉体供給口３８の開口面積を制御する制御部材としてのロッド部４５を、粉体補給装置としてのトナー補給装置３７側に配置し、粉体面の上下動に対応して昇降する昇降部材としてのベース部４６を、粉体消耗装置としての現像装置１７側に配置したものである。トナー補給装置３７を現像装置１７に装着する前は、ロッド部４５とベース部４６は互いに独立しているが、トナー補給装置３７を図８Ａの矢印方向に下降させて図８Ｂのように現像装置１７に装着した段階で、ロッド部４５の下端凹部４５ａにベース部４６の凸部４６ａが嵌合して連結し、一体形のフロート部材として機能するようになっている。
【００５７】
前記ロッド部４５は、その上端部が供給口３７ｆより大径の皿状部４５ｂとされ、その下側が供給口３７ｆに嵌合可能な嵌合部４５ｃとされ、皿状部４５ｂと嵌合部４５ｃで供給口３７ｆを閉塞する蓋部材を構成している。また、嵌合部４５ｃのさらに下側は、トナー容器３７ａから外側に所定長で突出した脚部４５ｄとされている。なお、脚部４５ｄはその下端部が供給口３７ｆの大きさと同じ程度まで拡大したテーパ状に成形されている。
【００５８】
トナー補給装置３７単体の状態において、前記ロッド部４５は皿状部４５ｂと嵌合部４５ｃを有するので、トナー容器３７ａの供給口３７ｆ（粉体供給口３８）を閉塞する蓋部材としての機能を兼ねることが可能である。この場合、ロッド部４５が不測にトナー容器３７ａ内に押し込まれないように、供給口３７ｆの外側に突出した脚部４５ｄを覆うように脚部４５ｄより長めの保護筒４７を装着し、さらにその上からシール４８を被せておくとよい。これでトナー容器３７ａ内の補給トナーＴ２が外部に漏れる心配がなくなる。保護筒４７とシール４８は、トナー補給装置３７を現像装置１７に装着する前に除去する。
【００５９】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態を図９に基づいて説明する。この第６実施形態は、粉体面の上下動に対応して昇降移動する昇降部材としてのフロート部材５２と、粉体供給口３８の開口面積を増減制御する制御部材としてのロッド部５１を、別体で構成したものである。すなわち、現像ハウジング１７ｃの内面に固定した支点ピン４９を中心として上下方向に揺動可能な水平板状のレバー５０を設け、このレバー５０の先端側上面に、粉体供給口３８に進入可能なロッド部５１を垂直に固定し、ロッド部５１と反対側になるレバー５０下面に、長孔５０ａとピン５２ａによるスライド機構を介して、板状のフロート部材５２を取り付けている。長孔５０ａは、レバー５０の長手方向と幅方向に面状に延在して形成され、前記ピン５２ａが長孔５０ａの幅方向（図９の紙面に垂直な方向）に挿入されている。そしてピン５２ａの幅方向中央部が、レバー５０の下面の切欠孔を通して、長孔５０ａまで延びた支柱５２ｂの上部に連結され、この支柱５２ｂの下部がフロート部材５２の上面に固定されている。フロート部材５２は前記ベース部４１ａと同様に軽い材料で構成され、必要に応じて中空構造とすることにより、粉体面の上下動に対応して昇降するようになっている。
【００６０】
この第６実施形態では、粉体供給口３８からの補給トナーＴ２の流入によって現像ハウジング１７ｃ内の残留トナーＴ１の粉体面が上昇すると、それに対応してフロート部材５２が上昇する。フロート部材５２が上昇すると、レバー５０が支点ピン４９を中心として上方に回動し、ロッド部５１が粉体供給口３８に進入する。この結果、補給トナーＴ２の供給量が減少し、残留トナーＴ１の粉体面の高さが自動的に一定レベルに保持される。なお、図２Ａ、図２Ｂに示すストッパ４２の代わりとして、レバー５０の下降限界を規制する適当なストッパを支点ピンの近傍に配置してもよい。
【００６１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はタンデム式の電子写真装置における一成分方式の現像装置に限らず、モノクロ機及び４サイクル式の電子写真装置の現像装置にも適用可能である。また、本発明は現像剤供給機構にのみ適用されるものではなく、粉体を所定量で収容する容器に対する粉体供給機構一般に適用可能であり、例えば転写工程で転写体に転写されずに回収された廃現像剤や廃トナーを貯蔵する廃トナー回収容器に対する廃現像剤や廃トナーの供給機構にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１７      現像装置
１７ｃ    現像ハウジング
２１ａ−２１ｄ    プロセスユニット
３７    トナー補給装置
３８    粉体供給口
４１    フロート部材
４１ａ  ベース部（昇降部材）
４１ｂ  ロッド部（制御部材）
４１ｃ  中空部
４１ｄ  貫通孔
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６３】
【特許文献１】特開平４−３２３６８０号公報
【特許文献２】特開２００７−２９３１２８号公報
【図１】
0005703866.tif 000002
【図２Ａ】
0005703866.tif 000003
【図２Ｂ】
0005703866.tif 000004
【図３】
0005703866.tif 000005
【図４Ａ】
0005703866.tif 000006
【図４Ｂ】
0005703866.tif 000007
【図５Ａ】
0005703866.tif 000008
【図５Ｂ】
0005703866.tif 000009
【図６】
0005703866.tif 000010
【図７】
0005703866.tif 000011
【図８Ａ】
0005703866.tif 000012
【図８Ｂ】
0005703866.tif 000013
【図９】
0005703866.tif 000014