(57)【要約】【課題】現像装置へ一定キャリア濃度の現像剤を高精度に補給することを可能とした現像剤補給装置及びこれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】第２の上スクリュー８５の回転軸８５ｃに回転翼８５ｂのスクリューピッチ間に現像剤堰き止め手段である攪拌羽１を取り付けている。第１の上スクリュー８４によって搬送された現像剤は、第２の上スクリュー８５の回転軸８５ｃ上に設けられた攪拌羽１によって現像剤の流れが一時的にせき止められ、しかも、現像剤の一部が上下方向へ跳ね上げられる。従って、トナーとキャリアの攪拌が行われ、均一に混ざり合うようになり、トナーとキャリアの摩擦帯電が行われ、静電的な付着力によりミクロなレベルでキャリア１個１個の表面にトナーが均一に配置されることになる。【選択図】図５
2008268748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤収納容器に収納されたトナーとキャリアを含む現像剤を現像装置へ補給する現像剤補給装置において、
前記現像剤収納容器と前記現像装置の間に設けられ、該現像装置へ補給する前記現像剤を収納する副現像剤収納部を有し、該副現像剤収納部は、該副現像剤収納部内に前記現像剤収納容器から搬送された現像剤を前記現像装置に搬送するための現像剤搬送手段を有し、該現像剤搬送手段は、該副現像剤収納部内で搬送される現像剤の流れを一時的に堰き止めるための現像剤堰き止め手段を有することを特徴とする現像剤補給装置。
【請求項２】
請求項１記載の現像剤補給装置において、
前記副現像剤収納部は、重力方向において上下に仕切る仕切り部材によって形成される上室及び下室を有し、該上室または下室の何れか一方に前記現像剤搬送手段が備えられており、前記現像剤収納容器から供給された現像剤は、前記上室から前記下室を経由して前記現像剤搬送手段によって前記現像装置に供給されることを特徴とする現像剤補給装置。
【請求項３】
請求項２記載の現像剤補給装置において、
前記現像剤搬送手段は、少なくとも前記上室に配設されることを特徴とする現像剤補給装置。
【請求項４】
請求項３記載の現像剤補給装置において、
前記上室は、両端部を開放した仕切り部材によって複数の区画に仕切られた区画内のそれぞれに現像剤を搬送する搬送手段を備え、該搬送手段の少なくとも一つが前記現像剤搬送手段であることを特徴とする現像剤補給装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項記載の現像剤補給装置において、
前記現像剤搬送手段は、回転軸上に回転翼を備えた搬送スクリューであり、前記現像剤堰き止め手段は、該搬送スクリューの回転軸上に取り付けられていることを特徴とする現像剤補給装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項記載の現像剤補給装置において、
前記現像剤収納容器から前記副現像剤収納部に前記現像剤を搬送する搬送手段として粉体ポンプを使用する現像剤攪拌手段が、スクリューの軸上に設けられていることを特徴とする現像剤補給装置。
【請求項７】
表面に静電潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の静電潜像にトナーを供給してトナー像化するトナーとキャリア含む現像剤を収容する現像装置と、現像剤収納容器に収納されたトナーとキャリアを含む現像剤を該現像装置に補給する現像剤補給装置とを備えた画像形成装置において、
前記現像剤補給装置は、請求項１乃至６の何れか１項記載の現像剤補給装置であ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、現像剤補給装置及び画像形成装置に係り、特に、トナーとキャリアを含む現像剤を収納した現像剤収納容器から現像装置に供給する現像剤補給装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの電子写真方式や静電記録方式などによる各種画像形成装置においては、感光体ドラムや感光体ベルト等からなる潜像担持体上に画像情報に対応した静電潜像が形成され、現像装置によって現像動作が実行されて、可視像を得る。このような現像動作を実行するにあたり、転写性、ハーフトーンの再現性、温度・湿度に対する現像特性の安定性などの観点から、トナーとキャリアを含む２成分現像剤を用いた磁気ブラシ現像方式が広く用いられている。
このような２成分現像剤を用いて現像を行うと、現像剤の内、トナーは、現像を繰り返す毎に消費されるが、キャリアは帯電付与剤として現像装置内で繰り返し使用されることになる。近年、カラー化に伴う省スペース化、高速化が進み、現像装置が小さく、しかも、高速で攪拌される現像機内の現像剤には従来よりも多くのストレスがかかるようになってきている。さらにユーザーの使用条件によって、例えば、高画像面積で一度に多量枚数のコピー画像を出力する際には、現像装置内のトナーの入れ替わりが多いために、キャリア表面と新たに補給されてくるトナー表面との接触回数が多くなって外添剤や樹脂、ワックス等から構成されるトナー表面の成分がキャリア表面に移行、即ち、トナー成分のスペントが発生し、トナーへの帯電付与の妨げとなっていた。また、低画像面積の画像を１枚出力することを繰り返す際には、トナーの入れ替わりが少なく現像装置内でトナーとキャリアが高速で攪拌されるために、キャリア同士が擦れ合ってキャリア粒子の表面に形成されているコート層が磨耗し、トナーへの帯電付与の妨げとなっていた。
【０００３】
このように、キャリアの繰り返しの使用によってキャリアが変質するために、現像剤の帯電性を安定して維持するためにはトナーだけでなく、キャリアについても使用程度に応じて交換が必要になり、その入れ替え作業が必要となる。しかしながら、この作業には多くの時間を要し、劣化現像剤の廃棄処理が煩雑となり、作業性が悪い問題がある。
この問題を解決するために、補給トナーとは別にキャリアを定期的に自動補充させ、現像装置内の古い現像剤を自動的に排出させることによって、常に安定した現像剤特性を維持するいわゆるトリクル現像方式が提案されている。（例えば特許文献１参照）この方式による現像剤の補給手段としては、別体でセットされたトナーとキャリアが攪拌手段により攪拌された後、像担持体へ現像剤が供給されるようになっている。しかし、この構成では、トナー収納容器の他にキャリア収納容器が必要となり、装置が大型化する問題を有している。
このような問題を解決するために、キャリアとトナーを所定の配合比で含有する現像剤を螺旋容器に収納し、この螺旋容器を回転させてキャリアとトナーを攪拌しながら現像装置に供給することが提案されている。（例えば、特許文献２参照）
一方、現像装置へトナーを供給するトナー補給装置においては、特許文献３に示すように、紛体ポンプを用いてトナー収容容器からトナーを吸引し、現像装置へ供給するトナー補給装置が用いられてきている。これにより、トナー収容容器を任意の位置に配置することが可能となり装置のレイアウトの自由度を高くすることが可能となった。また、変形が容易なフレキシブルな容器を使うことが出来るため容器の回収がしやすく、輸送コストも抑えることが可能となった。しかし、紛体ポンプにより発生する負圧によりトナーを移送する構成上、要求された少量のトナーを常に高精度に補給することが困難であった。このため、現像装置内のトナー濃度制御が不安定になることがあり、画像濃度の安定性に影響を及ぼすことがあった。さらに、紛体ポンプを短時間でオン・オフを繰り返すと、紛体ポンプは回転を開始する起動時のトルクが高いために、長期間繰り返し使用すると紛体ポンプの寿命が短くなるという問題もあった。
この問題を軽減することができるトナー補給装置として特許文献４記載のものが提案されている。これによれば、紛体ポンプで移送したトナーを一旦サブホッパで収納し、サブホッパ内でトナーを搬送し、トナー消費量に応じて現像装置へ供給するように構成することによって、長期に渡ってトナーを精度よく供給することが可能となっている。
【特許文献１】特公平２−２１５９１号公報
【特許文献２】特開２００４−２９３０６公報
【特許文献３】特開２０００−９８７２１公報
【特許文献４】特開２００３−１３１４８５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献２記載のものでは、トナーとキャリアを配合した現像剤を内部に螺旋溝を有する螺旋容器内に収納し、現像装置に現像剤を投入する際に、螺旋容器を回転させながら現像装置に供給している。そのため、比重の大きなキャリアが螺旋容器内の螺旋溝にはまり込み、螺旋容器内にキャリアが残ってしまうことがあり、適切に配合された現像剤が現像装置に供給されないという問題がある。
また、特許文献４記載のものでは、現像装置に供給するトナーに代えて、トナーとキャリアを配合した現像剤を使用したとき、この現像剤が粉体ポンプの吸引力によってサブホッパに搬送されてくる際に、トナーに比べてキャリアの比重が大きいことからトナーが優先的に吸引されてしまう。その結果、サブホッパ内に供給される現像剤中のキャリア濃度はその都度ばらついており、サブホッパへ供給される時点では一定のキャリア濃度にはなっていなかった。そして、サブホッパ内ではほとんどがキャリア、あるいはトナーの状態のままの現像剤が現像装置内へ供給されてしまい、トナーの補給量が不安定となって画像濃度の低下を起こすことがあった。
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、現像装置へ一定キャリア濃度の現像剤を高精度に補給することを可能とした現像剤補給装置及びこれを備えた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】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、現像剤収納容器に収納されたトナーとキャリアを含む現像剤を現像装置へ補給する現像剤補給装置において、前記現像剤収納容器と前記現像装置の間に設けられ、該現像装置へ補給する前記現像剤を収納する副現像剤収納部を有し、該副現像剤収納部は、該副現像剤収納部内に前記現像剤収納容器から搬送された現像剤を前記現像装置に搬送するための現像剤搬送手段を有し、該現像剤搬送手段は、該副現像剤収納部内で搬送される現像剤の流れを一時的に堰き止めるための現像剤堰き止め手段を有することを特徴とする。
また、請求項２の発明は、請求項１記載の現像剤補給装置において、前記副現像剤収納部は、重力方向において上下に仕切る仕切り部材によって形成される上室及び下室を有し、該上室または下室の何れか一方に前記現像剤搬送手段が備えられており、前記現像剤収納容器から供給された現像剤は、前記上室から前記下室を経由して前記現像剤搬送手段によって前記現像装置に供給されることを特徴とする。
また、請求項３の発明は、請求項２記載の現像剤補給装置において、前記現像剤搬送手段は、少なくとも前記上室に配設されることを特徴とする。
また、請求項４の発明は、請求項３記載の現像剤補給装置において、前記上室は、両端部を開放した仕切り部材によって複数の区画に仕切られた区画内のそれぞれに現像剤を搬送する搬送手段を備え、該搬送手段の少なくとも一つが前記現像剤搬送手段であることを特徴とする。
【０００６】
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れか１項記載の現像剤補給装置において、前記現像剤搬送手段は、回転軸上に回転翼を備えた搬送スクリューであり、前記現像剤堰き止め手段は、該搬送スクリューの回転軸上に取り付けられていることを特徴とする。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れか１項記載の現像剤補給装置において、前記現像剤収納容器から前記副現像剤収納部に前記現像剤を搬送する搬送手段として粉体ポンプを使用する現像剤攪拌手段が、スクリューの軸上に設けられていることを特徴とする。
また、請求項７の発明は、表面に静電潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の静電潜像にトナーを供給してトナー像化するトナーとキャリア含む現像剤を収容する現像装置と、現像剤収納容器に収納されたトナーとキャリアを含む現像剤を該現像装置に補給する現像剤補給装置とを備えた画像形成装置において、前記現像剤補給装置は、請求項１乃至６の何れか１項記載の現像剤補給装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、現像剤収納容器と現像装置の間に設けられ、該現像装置へ補給する現像剤を収納する副現像剤収納部を有し、該副現像剤収納部は、該副現像剤収納部内に、前記現像剤収納容器から搬送された現像剤を前記現像装置に搬送するための現像剤搬送手段を有し、該現像剤搬送手段は、該副現像剤収納部内で搬送される現像剤の流れを一時的に堰き止めるための現像剤堰き止め手段を有することによって、現像装置へ一定キャリア濃度の現像剤を高精度に補給することを可能とした現像剤補給装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の一例であるカラー複写機を示す概略図である。このカラー複写機は、中央に複写機本体１００、その下部にテーブル状に構成された給紙部２００が配置され、複写機本体１００の上方にスキャナ３００、スキャナ３００の上方に原稿自動搬送装置４００を配置した構成となっている。
複写機本体１００には、複数のローラ１４、１５、１６に巻き掛けられた可撓性を有する無端ベルトにより構成された像担持体としての中間転写ベルト１０が設けられている。この中間転写ベルト１０は、複数のローラ１４、１５、１６のうち１つのローラが図示していない駆動装置によって回転駆動され、これにより中間転写ベルト１０が矢印で示す時計方向に走行駆動され、他のローラが従動回転する。このように走行する中間転写ベルト１０の上部走行辺には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの作像ユニット１８が横に並べるようにして配置されている。すなわち、ローラ１４とローラ１５間の走行辺上に、４つの作像ユニット１８を配置してタンデム画像形成装置２０を構成している。
【０００９】
４個の作像ユニット１８は、中間転写ベルト１０に接する潜像担持体としての感光体ドラム４０を具備している。この感光体ドラム４０の周りには、帯電装置、現像装置、クリーニング装置、除電装置等が配置され、さらに感光体ドラム４０が中間転写ベルト１０に接する位置における中間転写ベルト１０の内側には転写装置６２が設けられている。本実施形態の場合、４個の作像ユニット８は同一構造に構成されているが、現像装置のトナーの色がブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４色に分けられている。また、各作像ユニット１８の上方には光変調されたレーザ光を各感光体ドラム表面に照射する露光装置２１が配置され、このレーザ光は帯電装置と現像装置の間で感光体ドラムに照射して、それぞれの感光体ドラム４０の表面に各色に対応する静電潜像を形成する。このように、静電潜像が形成された感光体ドラム４０は、各色のトナーと磁性キャリアを含む現像剤を収容した各色の現像装置から磁気ブラシ現像方法によって各色のトナーが供給されて各色のトナー像が形成される。なお、露光装置２１は、各作像ユニット１８毎に設けてもよいが、共通の露光装置２１を用いればコストの点で有利である。
一方、中間転写ベルト１０を挟んでタンデム画像形成装置２０と反対の側には、２次転写装置２２が設けられている。２次転写装置２２は、ローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を巻き掛け、該ベルトが中間転写ベルト１０を介してローラ１６に押し当てられるように配置されている。
【００１０】
図１において、２次転写装置２２の左横には、シート上に担持された転写画像を定着するための定着装置２５が設けられている。本実施形態の定着装置２５は、加圧ローラ２７と、該加圧ローラ２７に押し当てた無端ベルトである定着ベルト２６とを具備している。
上述した２次転写装置２２には、画像転写後のシートをこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、２次転写装置２２として、非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、転写後のシートを定着装置２５まで搬送するシート搬送装置を、別途設ける必要が生ずる。
なお、図示例では、このような２次転写装置２２及び定着装置２５の下に、上述したタンデム画像形成装置２０と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置２８を備えている。
さて、このような構成のカラー複写機を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
そして、図示していないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動させた後に、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは直ちに、スキャナ３００を駆動し、第１走行体３３及び第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
【００１１】
また、図示していないスタートスイッチを押すと、中間転写ベルト１０が回転走行し、同時に、個々の作像ユニット１８でその感光体ドラム４０を回転して各感光体ドラム４０上にそれぞれ、ブラック・イエロ・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写ベルト１０の走行とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写ベルト１０上に合成カラー画像を形成する。
一方、図示していないスタートスイッチを押すと、給紙部２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。
または、手差し給紙を選択した場合には給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上のシートを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
そして、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間にシートを送り込み、２次転写装置２２で転写してシート上に一括してフルカラー画像を記録する。
【００１２】
画像転写後のシートは、２次転写装置２２で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着した後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録した後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。
一方、画像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写体クリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置２０による再度の画像形成に備える。
【００１３】
図２は、前記タンデム画像形成装置に備えられる作像ユニット１８の各現像装置６０に非磁性トナーと磁性キャリアを含む現像剤を補給する現像剤補給装置の概略構成を示す図である。図２において、現像装置６０へ補給する現像剤を収納した現像剤収納手段としての現像剤収納容器８０は、複写機本体１００に設けられたセット部（図示せず）にセットされる。このセット部には、現像剤収納容器８０内に挿入されるノズル９０が図示していない機枠に設けられており、現像剤収納容器８０をセット部へセットすることによりシャッタ８１が側方へ押し出されてノズル９０が挿入される。ノズル９０は、単管構造になっており、ノズル９０の挿入側と反対端部には現像剤移送チューブ５９が接続されている。
現像剤収納容器８０は、フレキシブルで変形可能な袋状体であり、その袋部分はポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム等のフレキシブルなシート材（８０〜１２５μｍ程度の厚み）を単層または複層で構成された袋状収納容器である。そして、現像剤収納容器８０はその下部中央に現像剤排出孔８３が設けられ、ポリエチレンやナイロン等に樹脂から作られた口金部材８２が固定されて構成されている。口金部材８２の現像剤排出孔８３は、通常上記シャッタ８１によって閉鎖されているが、現像剤収納容器８０がセット部へセットされると、シャッタ８１はノズル９０によって側方へ押し出され、ノズル９０の開口と現像剤排出孔８３が連通する。なお、符号９１はシャッタ８１の戻し用のバネであって、現像剤収納容器８０をセット部から取り出すと、現像剤排出孔８３を塞ぐ位置に戻す。
【００１４】
また、上記現像剤移送チューブ５９は、現像剤吸い込み部７７に接続されている。この現像剤移送チューブ５９としては、例えば直径４〜１０ｍｍのフレキシブルなチューブで、耐トナー性に優れたゴム材料（例えば、ポリウレタン、ニトリル、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）、シリコン等）から作られているものを用いることがきわめて有効であり、フレキシブルなチューブは上下左右の任意方向へ配管が容易に行い得る。
他方、現像装置６０にはその上部に副現像剤収納部であるサブホッパ６１が設けられており、サブホッパ６１上には現像剤収納容器８０の現像剤をこのサブホッパ６１に搬送する搬送手段としての粉体ポンプ７０が設けられている。この粉体ポンプ７０は、一軸偏芯スクリューポンプであって、金属などの剛性をもつ材料で偏芯したスクリュー形状に作られたロータ７１と、ゴム等の弾性体で作られ、２条スクリュー形状に形成されたステータ７２と、これらを包み、かつ粉体の搬送路を形成する樹脂材料などで作られたホルダ７３とを有している。また、ホルダ７３の先端、すなわち、紛体ポンプ７０の右端には現像剤吸い込み部７７が設けられている。ロータ７１は、後述するように、ピン継ぎ手により連結された駆動軸７４に一体連結されたギア７５がアイドルギヤ（図示せず）を介して第１クラッチ７６と駆動連結され、第１クラッチ７６のオン・オフにより粉体ポンプ７０の稼働が制御される（図７参照）。なお、第１クラッチ７６と後述する第２クラッチ６８は不図示の駆動装置によって駆動される回転駆動軸７９に設けられている。このように、上記した紛体ポンプ７０を用いれば、現像剤収納容器８０の現像剤排出口８３がサブホッパ６１の現像剤受け取り口７８よりも鉛直方向において低い位置にあるような場合でも現像剤収納容器８０の現像剤を搬送することが可能である。なお、図２中、８８は、気圧調整用の開口でトナー飛散を防ぐために、フィルターによって気流が流通する状態で閉塞されている。
【００１５】
現像剤収納容器８０の現像剤は、紛体ポンプ７０によって吸引され、一旦このサブホッパ６１に収納される。ここで、粉体ポンプの吸引力によって搬送されてくる現像剤中のトナーは、従来のカートリッジタイプの押し出し力による搬送時よりもトナー間に空気を含み易く、非常に流動性が良くなっている。それに対してキャリアは比重が大きいことから、空気を含んだとしてもトナー程には流動性は向上せず、その結果として現像剤中のトナーが優先的に吸引されてしまい、キャリアとトナーが所定配合率とならず、不均一な配合比率の現像剤がサブホッパ６１に供給されてしまう。
そこで、本発明は、このような不均一な配合組成の現像剤がサブホッパ６１に供給されたとしても、サブホッパ６１内で移送される現像剤の流れを一時的に堰き止め、トナーとキャリアが所定の配合比率となるように、攪拌、混合した上で現像装置６０に供給するようにしたものである。
以下、本発明による現像剤補給装置の実施形態について実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
サブホッパ６１は、図３に示すように、その縦断面形状がほぼ逆三角形状に形成され、その内部は上下仕切り部材６４によって重力方向に分割されてサブホッパ６１の長手方向に延びた上室６２と下室６３が設けられている。床面積が下室６３よりも大きい上室６２は、両端部が開放された仕切り板６６によって第１の室６２ａと第２の室６２ｂの２つの区画に分割、区画されており、各第１及び第２の室には、ギア８４ａ及び８５ａによって一対の互いに逆方向に回転駆動される回転軸８４ｃに回転翼８４ｂを有する第１の上スクリュー８４及び回転軸８５ｃに回転翼８５ｂを有する第２の上スクリュー８５とが配設されている。また、図４に示すように、下室６３には、ギア８６ａによって回転駆動される回転軸８６ｃに回転翼８６ｂを有する下スクリュー８６が配設され、この下スクリュー８６によって第２の室６２ｂに形成された連通孔Ｂから供給された現像剤がＰ２の方向に移送され右端に形成された補給口Ｇから現像装置６０に供給される。
一方、上室６２においては、現像剤収納容器８０から粉体ポンプ７０によって搬送されて粉体ポンプ７０の排出口７８から供給（図２参照）された現像剤は、第１の室６２ａのＡ部（図５参照）に投入され、図５に示すように、第１の上スクリュー８４の回転翼８４ｂによって、攪拌されながら第１の室６２ａに沿って水平方向（Ｐ１方向）に搬送される。第１の上スクリュー８４で搬送された現像剤は、図５に示すように、仕切り板６６の右端で開放された連結口６６ａを介して第２の室６２ｂに移送され、第２の室６２ｂでは、逆方向に回転する第２の上スクリュー８５の回転翼８５ｂによって、攪拌されながら第２の室６２ｂに沿って水平方向（Ｐ１方向）に搬送される。このようにして搬送された現像剤は、前述のように、左端に形成された連通孔Ｂから下室６３に供給される。連通孔Ｂから下室６３に供給されない余剰の現像剤は、仕切り板６６の左端に形成された連絡口６６ｂから第１の室６２ａに搬送され、新規にＡ部から供給される現像剤と共に、第１の上スクリュー８４によってＰ１方向に搬送される。
【００１７】
また、第１の上スクリュー８４から第２の上スクリュー８５によってトナーとキャリアが均一に混ざり合った現像剤は、矢印Ｐ１方向に循環し、連通孔Ｂから下室６３へ落下する。下室６３には図４に示すように、下スクリュー８６が設けられており、連通孔Ｂによって位置Ｂ’に供給された現像剤はすでにキャリアとトナーが均一に混ざり合っているため流動性が向上し、速やかに下スクリュー８６の回転により矢印Ｐ２方向に移動していくため下スクリュー８６の現像剤搬送性に影響を与えることがない。そして下室６３に沿って下スクリュー８６によって矢印Ｐ２方向に搬送される現像剤は補給口Ｃから現像装置６０内へ落下して補給される。
このように、サブホッパ６１内を搬送される現像剤は、従来のように、第１、第２の上スクリュー８４、８５及び下スクリュー８６によって第１の上室６２ａ、第２の上室６２ｂ及び下室６３内での搬送速度をほぼ一定として搬送された際には、前述のように、粉体ポンプ７０によって搬送された現像剤のトナーとキャリアの配合比率が変動した場合、トナーとキャリアの配合比率が変動した状態で現像装置に供給されることになる。その結果、現像装置内の現像剤中のトナーの配合比率が増加し、適切なトナーの供給が感光体ドラム４０に行われず、画像濃度が低下してしまう事故が発生する。
【００１８】
本実施例においては、この欠点を改善するために、図５に示すように、第２の上スクリュー８５の回転軸８５ｃに回転翼８５ｂのスクリューピッチ間に現像剤堰き止め手段である攪拌羽１を取り付けている。粉体ポンプ７０によって排出口７８から第１の室６２ａのＡ部（図４参照）に投入された現像剤は、トナーの海の中にキャリアの島が存在するような状態で両者が不均一に存在している。この状態で第１の上スクリュー８４によって搬送された現像剤は、第２の上スクリュー８５の回転軸８５ｃ上に設けられた攪拌羽１によって現像剤の流れが一時的にせき止められ、しかも、現像剤の一部が上下方向へ跳ね上げられる。従って、トナーとキャリアの攪拌が行われ、均一に混ざり合うようになる。さらに混ざり合うことによってトナーとキャリアの摩擦帯電が行われ、静電的な付着力によりミクロなレベルでキャリア１個１個の表面にトナーが均一に配置されることになる。
【００１９】
このように、本実施例においては、現像剤を搬送せず、攪拌のみを行う攪拌羽１を第２の上スクリュー８５の回転軸８５ｃに取り付けているので、第１の上スクリュー８４からＰ１方向に搬送された現像剤は、これらの攪拌羽１でその流れが一時的に堰き止められ、トナー比率の高い現像剤は、攪拌羽１による攪拌によってトナーとキャリアの配合比率が変化、調整されて連通孔Ｂから下室８３に供給されることになる。このような攪拌羽１は、図５に示すように、第２上スクリュー８５の回転軸８５ｃの全長に亘って配設する必要はなく、必要に応じて回転軸８５ｃの一部に配設してもよい。また、攪拌羽１の個数、形状等は、トナー及びキャリアの材質や粉体ポンプ７０の性能に応じて適宜選定される。なお、仕切り板６６は、上下仕切り部材６４と一体に形成されているが、両部材は別部材で構成しても良い。
【実施例２】
【００２０】
図６は、本発明による他の実施形態の現像剤補給装置で使用されるサブホッパ６１の上室の概略構成を示す図である。この実施例においては、前述の図５で示す実施例１のサブホッパ６１とは、基本的に同一構造を有しており、現像剤堰き止め手段として、攪拌羽１に代えて、第２の上スクリュー８５の回転軸８５ｃに回転翼８５ｂより小径の小スクリュー２を使用する点が相違している。
この小スクリュー２は、第２の上スクリュー８５のスクリュー８５ｂ（攪拌翼８５ｂ）の径よりも小さく設定されている。そのため、小スクリュー２により搬送される領域aにおける現像剤の搬送速度は他の領域よりも小さくなり、一時的に現像剤が滞留する。ここで第２の上スクリュー８５の上流側から流れてきたトナーとキャリアが合流し、実施例１の場合と同様にトナーとキャリアが均一に混ざり合う効果が発生する。このように、本発明において現像剤の流れを一時的に堰き止めるとは、必ずしも、現像剤の流れを完全に停止する場合を意味するものではなく、現像剤の搬送速度を、主搬送手段である回転翼による搬送速度よりも遅くして搬送する場合も含まれる。従って、小スクリュー２を現像剤の搬送方向Ｐ１とは逆向きの逆スクリューにして搬送方向Ｐ１と逆方向に搬送するように作用させても同様の効果を得ることが可能である。
なお、前述の第１、第２上スクリュー８４、８５及び下スクリュー８６は、図７に示すように、粉体ポンプ７０と共に、回転駆動軸７９によって回転、制御されている。即ち、第１、第２の上スクリュー８４、８５と下スクリュー８６は、各スクリューのギア８４ａ、８５ａ、８６ａがアイドルギヤ列６７を介して回転駆動軸７９に設けられた第２クラッチ６８と駆動連結され、該第２クラッチ６８により駆動のオン・オフが制御される。
【００２１】
第１、第２の上スクリュー８４、８５と下スクリュー８６は、本発明による実施例１及び実施例２に示すような現像剤堰き止め手段を第２のスクリュー８５に配置した場合には、例えば、第１、第２のスクリュー８４、８５の回転翼８４ｂ及び８５ｂの径や回転数を変えることによって第１及び第２の上スクリュー８４、８５の現像剤搬送量が下スクリュー８６の現像剤搬送量よりも多くなるように設定されている。第１及び第２の上スクリュー８４、８５と下スクリュー８６は同時に駆動されるので、通常、下室６３内の現像剤はほぼ満杯状態であり、上室６２の現像剤は矢印Ｐ１方向に循環し、下室６３の現像剤が現像装置６０に補給されると、その分の現像剤が連通孔Ｂから下室６３へ落下する。なお、第１及び第２の上スクリュー８４、８５と下スクリュー８６の駆動は別々に制御するように構成することもできる。
また、サブホッパ６１には紛体ポンプ７０で移送された現像剤が供給される位置Ａの現像剤循環方向上流側近傍の側壁に現像剤の有無を検知する現像剤検知手段としての現像剤センサ６９が設けられている。本例の現像剤センサは振動式のセンサであって、上室６３内の現像剤に接触する現像剤センサ検知面６９ａにて、現像剤の有無を検知するものである。このように構成された現像剤補給装置は、現像装置６０への現像剤補給指令が発せられると、第２クラッチ６８がオンして第１及び第２の上スクリュー８４、８５と下スクリュー８６を作動する。そして、下スクリュー８６の回転時間に応じた量の現像剤が現像装置６０へ補給される。他方、現像剤収納容器８０からサブホッパ６１への現像剤補給は、現像剤センサ６９がホッパ上室６２の現像剤を監視しており現像剤がセンサの検知位置よりも減少すると、粉体ポンプ７０が作動して現像剤収納容器８０の現像剤がサブホッパ６１内へ補給される。このとき、サブホッパ６１への現像剤補給量は高精度に制御する必要がなく、よって紛体ポンプ７０による現像剤移送量は下スクリューで現像装置６０に補給する量よりも多量となるように設定されている。 
【００２２】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず各種改変できるものである。例えば、サブホッパ６１内にはサブホッパ内で搬送する現像剤の流れを一時的にせき止めるための現像剤堰き止め手段が設けられていれば、上下室に分割していないホッパであってもよい。
また、サブホッパ６１を、前述のように、上下２つの室６２、６３に分割した場合、現像剤堰き止め手段を備えた現像剤搬送手段を、前記実施例１及び２で例示したように、上室６２に配置せず、下室６３に配設するようにしても良い。しかし、現像剤堰き止め手段を備えた現像剤搬送手段を上室６２に配設した場合には、現像剤中のトナーとキャリアの配合比率がより一定した状態で搬送することが可能となるので好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による一実施形態の画像形成装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】本発明による一実施形態の現像剤補給装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線上で切断した実施例１の現像剤補給装置で使用されるサブホッパの断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線上で切断した実施例１の現像剤補給装置で使用されるサブホッパの断面図である。
【図５】図２のＣ−Ｃ線上で切断した実施例１の現像剤補給装置で使用されるサブホッパの断面図である
【図６】実施例２の現像剤補給装置で使用されるサブホッパの断面図である
【図７】本発明による一実施形態の現像剤補給装置の概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  攪拌羽、２  小スクリュー、１０  中間転写ベルト、１８  作像ユニット、２１  露光装置、２２  ２次転写装置、２５  定着装置、４０  感光体ドラム、６０  現像装置、６１  サブホッパ、６２  上室、６２ａ  第１の室、６２ｂ  第２の室  、６４  上下仕切り部材、６６  仕切り板、７０  粉体ポンプ、８０  現像剤収納容器、８４  第１上スクリュー、８５  第２上スクリュー、８４ｂ、８５ｂ  回転翼、８４ｃ、８５ｃ  回転軸
【図１】
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【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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