(57)【要約】【課題】現像装置の現像槽へのトナー補給量を適切にコントロールする。【解決手段】現像装置２に設けられたトナーを循環させる現像槽１２にトナーを補給するトナー収納容器１において、現像槽１２にトナーを補給するためのトナー補給口２６が設けられており、トナー補給口２６は、長手方向において流出するトナーの流出箇所の位置及び長さが可変となっており、トナーの流出箇所の位置及び／又は長さが、画像印字率により変動される。これにより、画像印字率の高低によるトナー消費量を考慮した上で、現像槽１２へのトナー補給を細かくコントロールすることができる。【選択図】図３
2008033173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像装置に設けられたトナーを循環させる現像槽にトナーを補給するトナー収納容器において、
前記現像槽にトナーを補給するためのトナー補給口が設けられており、
前記トナー補給口は、長手方向において流出するトナーの流出箇所の位置及び長さが可変となっており、
トナーの流出箇所の位置及び／又は長さが、画像印字率により変動されることを特徴とすることを特徴とするトナー収納容器。
【請求項２】
前記トナー収納容器内に、前記トナー補給口に近接してトナー流出を制御するためのトナーシャッタが設けられており、
前記トナーシャッタは、円筒形状であってトナーを流出させるための開口部が設けられており、
前記開口部は、前記トナー補給口と相対した場合に、トナーが前記トナー補給口から流出するようになっており、
前記開口部と前記トナー補給口とを相対させるように前記トナーシャッタを周方向に回転させることで、トナーの流出箇所の位置及び／又は長さが変動されることを特徴とする請求項１記載のトナー収納容器。
【請求項３】
前記現像槽へのトナー補給におけるトナーの流出箇所の位置及び／又は長さは、画像印字率が高くなるに従って、前記現像槽に設けられた現像槽内のトナー量を検知するための検知手段からみて、前記現像槽でのトナー循環方向の上流側の最も遠い前記トナー補給口の一端から前記検知手段に最も近い前記トナー補給口の一端まで変動されることを特徴とする請求項１又は２記載のトナー収納容器。
【請求項４】
トナーを循環させる現像槽を有する現像装置において、
前記現像槽には、トナーの補給を受けるためのトナー受入口が設けられており、
前記トナー受入口の長手方向において、流入するトナーの流入箇所の位置及び長さが可変となっており、
トナーの流入箇所の位置及び／又は長さが、画像印字率により変動されることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
前記現像槽内には、前記現像槽内のトナーの量を検知するための検知手段が設けられており、
前記トナー受入口におけるトナーの流入箇所の位置及び／又は長さが、画像印字率が高くなるに従って、前記検知手段からみてトナー循環方向の上流側の最も遠い前記トナー受入口の一端から最も近い前記トナー受入口の一端まで変動されることを特徴とする請求項４記載の現像装置。
【請求項６】
請求項１乃至３いずれか１項に記載のトナー収納容器と、請求項４又は５記載の現像装置を備えた画像形成装置。
【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、ファクシミリ装置あるいはプリンタなどの画像形成装置に用いられるトナー収納容器、現像装置及びこれらを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式の画像形成装置は、装置内部の感光体ローラなどの像担持体上に静電潜像を形成する。そして、画像形成装置は、現像剤として用いられるトナーを現像ローラ等から像担持体に飛翔させ静電潜像を現像し、これを用紙等の転写材に転写し、定着装置にて定着させ画像形成を行う。
【０００３】
像担持体上の静電潜像を現像する方法は、具体的に以下のようなものである。まず、現像装置は、トナーを現像装置に設けられた現像槽で撹拌等により帯電させる。次に、現像ローラは、帯電したトナーをその外周表面上に保持しトナーの薄層を形成する。そして、現像ローラに所定の電圧をかけることで、現像ローラ上のトナーが、像担持体に飛翔させられる。このようにして静電潜像の現像が行われる。
【０００４】
そして、上記のように画像形成に消費されたトナーは、随時現像装置の現像槽に補給される。一般に、トナーの補給方法は、トナーコンテナやトナーカートリッジと呼ばれるようなトナーを収納した容器を現像装置に備え付け、このトナー収納容器から現像槽にトナーを補給するという方法が採用されている。これは、使用者にとってトナー収納容器を交換するだけでよく、いわゆる像担持体等が一体化されたプロセスユニット等を交換する場合に比べ、部材コスト、廃棄費用、リサイクル性等の点において有利なためである。
【０００５】
ここで、トナー収納容器から現像装置の現像槽に補給されるトナーの量は、形成される画像の品質に影響を与える。例えば、現像槽へのトナーの補給量が多すぎれば、現像に使用されないトナーが、現像槽内に大量に残り、現像槽内で撹拌され続けるとともに、現像ローラ上のトナー薄層を均一にするための規制部材により幾回もストレスを受ける。その結果、トナーの流動性が損なわれ、トナーが劣化する。このようなトナーは、流動性が悪いため、画像形成において、トナーが現像されるべきでない部分にトナーが付着してしまう原因となる（いわゆるカブリ）。
【０００６】
更に、トナーの流動性低下により、現像槽内におけるトナー量を検知する検知手段の検知精度が下がる。これにより、現像槽内のトナー量は十分であるのに、検知手段はトナー不足と誤検知してしまう場合がある。この誤検知により、検知手段は、現像槽内のトナー量は十分であるのに更にトナーを現像槽に流入させるよう信号を発してしまう。即ち、トナーが、必要以上に現像槽に補給される。
【０００７】
そうすると、過剰に補給されたトナーは、現像に使用されないまま劣化してしまう。更にいえば、再度検知手段が誤検知をし、再度トナーが過剰に補給されるという悪循環も生じうる。一方、現像槽内のトナーの量が少なすぎれば、現像ローラに形成されるトナーの薄層が薄くなり、形成される画像の濃度は、低下してしまう。
【０００８】
尚、トナー収納容器から、現像槽へのトナー補給をコントロールする発明として、特許文献１が提案されている。特許文献１には、現像ハウジングに設けられたトナー受入口に、トナー収納容器に設けられた２つのトナー補給口からトナーを補給するに際し、トナーの初期高速充填のため、トナー初期充填時には全てのトナー補給口から補給し、画像形成を行う通常運転時には１つのトナー補給口のみを用いてトナーの補給を行うトナー収納容器が記載されている。
【特許文献１】特開２００５−４３５２３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このように、現像装置の現像槽へのトナーの補給をコントロールすることは、画像形成において重要な要素である。しかし、従来現像槽に設けられた検知手段によって、トナー補給のタイミング、量等を決定することは行われていたものの、上述の通り、トナーの劣化に伴う流動性低下による検知手段の精度低下には対応できていないという問題がある。
【００１０】
更に、一般に、現像装置には、現像槽にトナーを流入させるためのトナー受入口が、所定の長さで１つだけ設けられている。そして、トナー補給の際、全体からトナーを一気に流入させるものとなっている。しかし、このような補給方法では、トナー補給量の適切なコントロールが難しいという問題がある。
【００１１】
尚、特許文献１記載の発明は、初めて画像形成装置を使用する場合等の初期充填高速化を目的としたものであり、上述した問題を解決することはできない。
【００１２】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、現像装置の現像槽へのトナー補給量やタイミングを適切にコントロールできる現像装置及びトナー収納容器を提供するとともに、形成される画像の品質を高いまま維持できる画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、現像装置に設けられたトナーを循環させる現像槽にトナーを補給するトナー収納容器において、前記現像槽にトナーを補給するためのトナー補給口が設けられており、前記トナー補給口は、長手方向において流出するトナーの流出箇所の位置及び長さが可変となっており、トナーの流出箇所の位置及び／又は長さが、画像印字率により変動されることを特徴とすることとした。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のトナー収納容器において、前記トナー収納容器内に、前記トナー補給口に近接してトナー流出を制御するためのトナーシャッタが設けられており、前記トナーシャッタは、円筒形状であってトナーを流出させるための開口部が設けられており、前記開口部は、前記開口部と前記トナー補給口とが相対した場合に、トナーが前記トナー補給口から流出するようになっており、前記開口部と前記トナー補給口とを相対させるように前記トナーシャッタを周方向に回転させることで、トナーの流出箇所の位置及び／又は長さが変動されることとした。
【００１５】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載のトナー収納容器において、前記現像槽へのトナー補給におけるトナーの流出箇所の位置及び／又は長さは、画像印字率が高くなるに従って、前記現像槽に設けられた現像槽内のトナー量を検知するための検知手段からみて、前記現像槽でのトナー循環方向の上流側の最も遠い前記トナー補給口の一端から前記検知手段に最も近い前記トナー補給口の一端まで変動されることとした。
【００１６】
請求項４に係る発明は、トナーを循環させる現像槽を有する現像装置において、前記現像槽には、トナーの補給を受けるためのトナー受入口が設けられており、前記トナー受入口の長手方向において、流入するトナーの流入箇所の位置及び長さが可変となっており、トナーの流入箇所の位置及び／又は長さが、画像印字率により変動されることした。
【００１７】
請求項５に係る発明は、請求項４記載の現像装置において、前記現像槽内には、前記現像槽内のトナーの量を検知するための検知手段が設けられており、前記トナー受入口におけるトナーの流入箇所の位置及び／又は長さが、画像印字率が高くなるに従って、前記検知手段からみてトナー循環方向の上流側の最も遠い前記トナー受入口の一端から最も近い前記トナー受入口の一端まで変動されることとした。
【００１８】
請求項６に係る発明は、画像形成装置において、請求項１乃至３いずれか１項に記載のトナー収納容器と、請求項４又は５記載の現像装置を備えることとした。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１記載の発明によれば、現像装置に設けられたトナーを循環させる現像槽にトナーを補給するトナー収納容器において、現像槽にトナーを補給するためのトナー補給口が設けられており、トナー補給口は、長手方向において流出するトナーの流出箇所の位置及び長さが可変となっており、トナーの流出箇所の位置及び／又は長さが、画像印字率により変動されるので、画像印字率の高低によるトナー消費量を考慮した上で、現像槽へのトナー補給を細かくコントロールすることができる。
【００２０】
請求項２に係る発明は、請求項１の発明において、トナー収納容器内に、トナー補給口に近接してトナー流出を制御するためのトナーシャッタが設けられており、トナーシャッタは、円筒形状であってトナーを流出させるための開口部が設けられており、開口部は、開口部とトナー補給口とが相対した場合に、トナーがトナー補給口から流出するようになっており、開口部とトナー補給口とを相対させるようにトナーシャッタを周方向に回転させることで、トナーの流出箇所の位置及び／又は長さが変動されるので、トナーシャッタにより確実にトナーの流出をコントロールできる。又、トナー収納容器外の下面に、使用するトナー補給口を選択するための機構を設けるよりも簡易かつコンパクトなものとなる。
【００２１】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２の発明において、現像槽へのトナー補給におけるトナーの流出箇所の位置及び／又は長さは、画像印字率が高くなるに従って、現像槽に設けられた現像槽内のトナー量を検知するための検知手段からみて、現像槽でのトナー循環方向の上流側の最も遠いトナー補給口の一端から検知手段に最も近いトナー補給口の一端まで変動されるので、画像印字率が高く、トナーが多く消費される場合に、現像槽内の検知手段に近いトナー補給口からトナーを流出させれば、検知手段はトナーの補給を短時間で検知することができ、必要以上にトナーが現像槽に補給されることがなくなる。
【００２２】
一方、画像印字率が低く、トナー消費量が少ない場合に、現像槽内の検知手段に遠いトナー補給口から、例えば少量ずつトナーを流出させることにより、検知手段はトナーの補給を検知するまで長時間を要するものの、現像槽内の残存トナーと、新しいトナーを、十分に混合することができ、画像形成の品質が向上する。
【００２３】
請求項４に係る発明は、トナーを循環させる現像槽を有する現像装置において、現像槽には、トナーの補給を受けるためのトナー受入口が設けられており、トナー受入口の長手方向において、流入するトナーの流入箇所の位置及び長さが可変となっており、トナーの流入箇所の位置及び／又は長さが、画像印字率により変動されるので、現像槽へのトナー流入量が、画像印字率の高低によるトナー消費量を考慮しつつ、細かくコントロールされ、トナーの劣化がなくなる。
【００２４】
請求項５に係る発明は、請求項４の発明において、現像槽内には、現像槽内のトナーの量を検知するための検知手段が設けられており、トナー受入口におけるトナーの流入箇所の位置及び／又は長さが、画像印字率が高くなるに従って、検知手段からみてトナー循環方向の上流側の最も遠いトナー受入口の一端から最も近いトナー受入口の一端まで変動されることとしたので、画像印字率が高く、トナーが多く消費される場合に、現像槽内の検知手段に近いトナー受入口からトナーが流入され、検知手段はトナーの補給を短時間で検知することができ、現像槽内のトナー量が必要以上に多くなることを防ぐことができる。
【００２５】
一方、画像印字率が低くトナー消費量が少ない場合、現像槽内の検知手段に遠いトナー受入口から、例えば少量ずつトナーを流入させれば、検知手段はトナーの補給を検知するまで長時間を要することになり、現像槽内の残存トナーと、新しいトナーを、十分に混合することができる。
【００２６】
請求項６に係る発明は、画像形成装置において、請求項１乃至３記載のトナー収納容器と、請求項４又は５記載の現像装置を備えることとしたので、静電潜像の現像に用いられるトナーは劣化がないことから、形成される画像の品質が、高くかつ安定したものとなり、優れた画像形成装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の第１の実施形態について図１〜６を参照しつつ説明する。
【００２８】
まず、図１を用いて、本発明の第１の実施形態におけるトナー収納容器１及び現像装置２を備えた画像形成装置３の概略を説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置３の概略構造を示す模型的垂直断面図である。尚、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００２９】
本実施形態における画像形成装置３には、図１に示すように、感光体ドラム４、帯電器５、ドラムクリーニング部材６、転写ローラ７、露光装置８、定着装置９、データ処理手段１０等の各装置を備えている。尚、現像装置２、トナー収納容器１、データ処理手段１０の詳細については後述する。
【００３０】
まず、前記感光体ドラム４は、像担持体として用いられ、例えば、アルミニウム製のドラムの外周表面がアモルファスシリコン感光体や、ＯＰＣ感光体からなる光導電層を有しており、駆動装置（不図示）により所定のプロセススピードで図１に示す時計方向に回転駆動される。
【００３１】
帯電手段としての前記帯電器５は、感光体ドラム４の上部に設けられ、感光体ドラム４表面を所定電位に均一に帯電させる。帯電器５は、所定のプロセススピードで図１に示す反時計方向に駆動装置（不図示）により回転駆動される。又、前記ドラムクリーニング部材６は、感光体ドラム４の正面視左側に設けられ、例えば、弾性体をブレード上に形成したものであり、感光体ドラム４の表面の転写残トナーを除去し回収する。
【００３２】
前記転写ローラ７は、感光体ドラム４の直下に設けられ、例えば、アルミ軸の外周に一定の弾性を有する導電性の素材を巻き付けて形成されている。転写ローラ７は、感光体ドラム４とニップを形成している。用紙等の転写材Ｐがこのニップを通過すると同時に、転写ローラ７に、感光体ドラム４と反対の極性の転写バイアス電流が流され、トナーが転写材Ｐに転写させられる。転写ローラ７は、駆動装置（不図示）によって所定のプロセススピードで反時計方向に回転駆動されている。
【００３３】
前記露光装置８は、感光体ドラム４及び現像装置２の上方に設けられ、ホストコンピュータ（不図示）からそれぞれ入力される画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザ光を出力し、感光体ドラム４表面を走査露光することにより、帯電器５で帯電された感光体ドラム４表面上に画像情報に基づく静電潜像を形成する。尚、露光装置８にレーザ光を出力させるためのデータは、データ処理手段１０により作成される。
【００３４】
前記定着装置９は、２つのローラ９ａ、９ｂからなり、これらのローラ９ａ、９ｂは、圧接してニップを形成している。トナーを転写された転写材Ｐが、このニップ部分を通過すると同時に、定着装置９が加圧、加熱することで、トナーが定着される。定着装置９は、駆動装置（不図示）によって所定のプロセススピードで回転駆動される。
【００３５】
ここで、画像形成動作について簡単に述べる。まず、感光体ドラム４は、帯電器５により所定の極性及び電位に帯電させられる。次に、コンピュータ（不図示）からの文字や図形、模様等の画像データ信号が、データ処理手段１０により処理され、露光装置８に送信される。この画像データに基づき、露光装置８にて制御されるレーザ光が、感光体ドラム４に向けて照射され、感光体ドラム４の表面上に画像データに基づく静電潜像が形成される。次に、現像装置２からトナーが飛翔され、静電潜像からトナー像が現像される。次に、トナー像が転写材Ｐに転写され、その後、定着装置９にて、転写材Ｐのトナー像が加圧加熱され定着される。定着装置９から排出された転写材Ｐは、搬送手段（不図示）により装置外に排出される。トナー像を転写した後の感光体ドラム４は、ドラムクリーニング部材６により、感光体ドラム４の表面に残ったトナーを除去され、次の画像形成に備える。
【００３６】
次に、図２に基づき、図１を参照しつつ、本発明の第１の実施形態における現像装置２の詳細な構成について述べる。図１は本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置３の概略構造を示す模型的垂直断面図である。図２は、本発明の実施の形態に係る現像装置２の概略を説明するための模型的断面図である。
【００３７】
図２に示すように、本実施形態における現像装置２は、現像ローラ１１、現像槽１２、検知手段１３、２本の撹拌スパイラル１４、トナー受入口１５、枠体１６等から構成されている。
【００３８】
前記現像ローラ１１は、感光体ドラム４と一定の隙間を設けて対向して配置される。現像ローラ１１は、その外周表面上にトナーを保持する。この現像ローラ１１へのトナーの供給は、現像槽１２からなされる（図１参照）。この現像ローラ１１へのトナー供給により、現像ローラ１１の外周表面上にトナーの薄層が形成される。
【００３９】
又、現像ローラ１１は、ローラ軸１１ａに磁石部材（不図示）が配設されており、このローラ軸１１ａを例えばアルミからなるスリーブ１１ｂを挿通させ形成され、不図示の駆動装置により回転駆動される。この磁石部材によりトナーを保持する。尚、非磁性トナーによる場合は、非磁性トナー用の現像ローラ１１が使用されうる。
【００４０】
前記現像槽１２は、トナー受入口１５から流入したトナーを撹拌スパイラル１４により撹拌し、現像槽１２内を循環させる。尚、２成分現像である場合には、このような撹拌、循環により、トナーが所定の電位に帯電する（１成分現像である場合は、撹拌ではなく主としてトナー規制部材２１の通過時にトナーは帯電する）。又、現像槽１２内は、分離壁１８が設けられている。この分離壁１８により現像槽１２内が仕切られトナーを循環させるための第１搬送経路１９及び第２搬送経路２０が形成される。ここで、現像ローラ１１に近い方の経路を第１搬送経路１９とし、現像ローラ１１から遠い方の経路を第２搬送経路２０とする。
【００４１】
そして、現像槽１２内であって第１搬送経路１９には、第１撹拌スパイラル１４ａが、第２搬送経路２０には、第２撹拌スパイラル１４ｂが設けられている。即ち、計２本の撹拌スパイラル１４が設けられている。この２本の撹拌スパイラル１４は、回転可能に枠体１６に支持され、不図示の駆動装置により回転駆動される。各撹拌スパイラル１４は、フィンが設けられておりこのフィンにより、トナー受入口１５から流入したトナーが、例えば図２の矢印に示す方向に、撹拌されつつ、第１搬送経路１９から第２搬送経路２０へ、そして、第２搬送経路２０から第１搬送経路１９へと循環される。
【００４２】
又、トナー量を検知する前記検知手段１３が、現像槽１２内であって図２における左下方に設けられている。検知手段１３として、圧電センサや光検知センサを用いることができる。検知手段１３が、現像槽１２内のトナー量が所定量よりも少ないと検知した場合、トナー受入口１５からトナーが流入され、現像槽１２のトナーが所定量に達したと検知した場合、トナー受入口１５からのトナーの流入が停止される。
【００４３】
図２において点線で示すように、前記トナー受入口１５は、本実施形態では、長方形状となっており、現像槽１２の上面であって、第２搬送経路２０上に設けられている（図１参照）。このトナー受入口１５からトナーが現像槽１２内に流入する。
【００４４】
尚、枠体１６は、現像槽１２の一部を形成するとともに、現像ローラ１１、各撹拌スパイラル１４等を保持している。又、トナー規制部材２１が、現像ローラ１１の外周表面上に形成されるトナー薄層の厚さを均一にするために現像装置２に設けられている（図１参照）。トナー規制部材２１は、現像ローラ１１の上方にほぼ垂直にして設けられている（図１参照）。トナー規制部材２１と現像ローラ１１の外周表面との間隔は０．２ｍｍ〜０．４ｍｍ程度である。更に、トナー規制部材２１は、上述したように１成分現像におけるトナーの帯電を促すため所定の電圧が印加される。
【００４５】
次に、図３に基づき、図１を参照しつつ、本発明の実施形態に用いられるトナー収納容器１の詳細な構成について述べる。図３は、本発明の実施の形態に係るトナー収納容器１を説明するための概略断面図である。
【００４６】
トナー収納容器１は、現像装置２に備え付けられるものであって（図１参照）、枠体２２、搬送部材２３、トナーシャッタ２４、搬送スクリュー２５等からなる。図１における正面視を基準として、図３に示すように、枠体２２は、前壁２２ａ、後壁２２ｂ、右壁２２ｃ、左壁２２ｄ、上面壁２２ｅ（図１参照）、下面壁２２ｆ（図１参照）の六面からなる。下面壁２２ｆには、トナー補給口２６が設けられており、又、２つの半円形状部２７、２８を有している（図１参照）。半円形状部２７、２８のうち、半円形状部２７は、その円の半径が半円形状部２８よりも小さくなっている。
【００４７】
枠体２２は、その内部にトナーを収納するとともに、搬送部材２３、トナーシャッタ２４、搬送スクリュー２５を前壁２２ａと後壁２２ｂにおいてそれぞれ支持する。又、トナー補給口２６（図３において点線により図示）が、枠体２２の下面壁２２ｆの半円形状部２７の長手方向に設けられている。トナー補給口２６は、現像装置２にトナー収納容器１が備え付けられた際、現像槽１２のトナー受入口１５に対応する位置となるよう設けられている。
【００４８】
図３に示すように、前記搬送部材２３は、回転軸２３ａと、回転軸２３ａに固定された搬送羽２３ｂからなり、半円形状部２８の上方に設けられている（図１参照）。又、搬送部材２３の回転軸２３ａは、前壁２２ａ及び後壁２２ｂにより回転可能に支持されるとともに、後壁２２ｂから突出しており、この突出した回転軸２３ａに歯車２９が固定され、この歯車２９に駆動手段（不図示）により駆動力が与えられる。これにより、搬送部材２３は、回転させられ（図１参照・矢印に示す方向に回転）、トナーシャッタ２４方向にトナーを搬送する。
【００４９】
そして、搬送羽２３ｂは、一定の弾性を有するものであり、例えば合成樹脂シート、フィルムからなる。この搬送部材２３が、右壁２２ｃ及び半円形状部２８に近接しつつ回転することにより、トナー収納容器１内部のトナーをトナーシャッタ２４に向けて搬送する。尚、搬送羽２３ｂは、所定の角度でスリット３０が複数設けられているから、トナーはトナーシャッタ２４の前壁２２ａ側に偏るように搬送される。
【００５０】
前記トナーシャッタ２４は、図３に示すように、トナー収納容器１の内部であって、下面壁２２ｆの半円形状部２７に近接しつつ設けられており右壁２２ｃ及び左壁２２ｄと平行な方向に設けられている（図１参照）。そして、軸部２４ａの前端（前壁２２ａ側）は、トナー収納容器１の前壁２２ａから突出している。軸部２４ａの前端は、例えばＤカット処理された上で歯車３１が固定して取り付けられる。この歯車３１に光センサ３２と連動したモータＭからの駆動を与えることにより、正逆回転自在にトナーシャッタ２４は回転させられる。尚、トナーシャッタ２４のより具体的な形状の詳細は後述する。
【００５１】
前記搬送スクリュー２５は、トナーシャッタ２４を挿通するように設けられている。その軸部２５ａは、前壁２２ａ及び後壁２２ｂから突出し、後壁２２ｂから突出した軸部２５ａの一端には歯車３３が固定される。この歯車３３に駆動手段（不図示）により駆動力が与えられることにより、前記搬送スクリュー２５は回転駆動され、図３の矢印で示すようにトナーシャッタ２４内のトナーを前壁２２ａから後壁２２ｂ方向に搬送する。尚、搬送スクリュー２５の両端付近で、トナーシャッタ２４と接する部分では軸にトナーが入らないようにシール部材２５ｂが設けられている。
【００５２】
前記トナー補給口２６（図３において点線で図示）は、トナー収納容器１から現像装置２の現像槽１２にトナーを補給するためのものである。本実施形態では、トナー補給口２６は、下面壁２２ｆの半円形状部２７に１個設けられており、トナー収納容器１の前壁２２ａと後壁２２ｂ間に長方形状に設けられている。
【００５３】
前記トナー補給口２６は、現像装置２に備え付けられた際に、現像装置２に設けられたトナー受入口１５と対応するような位置に設けられる。従って、トナー受入口１５と同様に長方形状に形成されている。具体的に、現像装置２の現像槽１２の第２搬送経路２０上に設けられたトナー受入口１５の上方にトナー補給口２６が対応するように、トナー補給口２６は形成される。そしてトナーがトナー補給口２６からトナー受入口１５を通じ、現像槽１２に流入する。
【００５４】
次に、図４乃至６に基づき、図３を参照しつつ、本発明の実施形態に用いられるトナーシャッタ２４の詳細な構成について述べる。図４は、本発明の実施の形態に係るトナーシャッタ２４の斜視図である。図５は、補給用開口部を示すためのトナーシャッタ２４の円筒状部３４の展開図である。図６は、トナー補給の際のトナーシャッタ２４の円筒形状部３４の補給用開口部３６の位置を示す模式図である。ここで、図４乃至６における左方は、前壁２２ａ方向を示す（図３参照）。
【００５５】
図４に示すように、前記トナーシャッタ２４は、円筒形に形成され、上述したように内部に、搬送スクリュー２５が挿通される。そして、トナーシャッタ２４は、その前端部分（前壁２２ａ方向）に軸部２４ａを有し、軸部２４ａが、トナー収納容器１の前壁２２ａにおいて支持される。尚、図４は、搬送スクリュー２５を挿通させていない状態を示している。
【００５６】
トナーシャッタ２４には、搬送用開口部３５が、その円筒形状部３４の両端に、一定の間隔を開けながら外周面に沿って複数設けられている。例えば、トナーがトナーシャッタ２４の前端部分（２４ａ方向）の搬送用開口部３５からトナーシャッタ２４内に入ると、搬送スクリュー２５により、もう一端の搬送用開口部３５（後壁２２ｂ側）に向けて搬送される。トナーシャッタ２４の後端（後壁２２ｂ側）まで搬送されたトナーは、その搬送用開口部３５から押し出される。そして、トナーは、再び搬送部材２３により、トナーシャッタ２４の前端方向に搬送される。このようにして、トナーは、トナー収納容器１内部でも撹拌され循環させられている。
【００５７】
本実施形態では、トナーシャッタ２４の長手方向であって、搬送用開口部３５の間に挟まれるように補給用開口部３６が設けられる。この補給用開口部３６は、トナー補給口２６と、位置、幅及び長さが対応し、対向されるような位置に設けられる。即ち、トナー補給口２６と補給用開口部３６が、トナーシャッタ２４の周方向の回転により、相対する状態になれば、トナーが、補給用開口部３６からトナー補給口２６を通じて流出する。
【００５８】
そして、図５に示すように、補給用開口部３６は、三角形状に設けられる。具体的には、三角形状部３６ａは、略直角三角形状であり、トナーシャッタ２４の円筒形状部３４の長手方向に隣辺ＡＢが、トナーシャッタの周方向に対辺ＢＣが設けられ、そして隣辺と対辺の一端をそれぞれ直線で結ぶように斜辺ＣＡが設けられている。尚、図４における補給用開口部３６は、この三角形状である。
【００５９】
三角形状部３６ａと、トナー補給口２６の対応関係について述べると、図５におけるＡ点の位置は、トナー補給口２６の前壁２２側の一端と対応している（図３参照）。一方、三角形状部３６ａの対辺ＢＣは、トナー補給口２６の後壁２２側の一端と対応している。即ち、トナーの流出箇所は、最大限でトナー補給口２６の長さ全体となる。
【００６０】
そして、図６に基づき、トナー収納容器１におけるトナーシャッタ２４の周方向の回転角度と、トナーの流出の関係について述べる。図６（ａ）に示すように、トナー収納容器１からトナーを流出させない場合、補給用開口部３６（三角形状部３６ａ）が上を向くように、トナーシャッタ２４を回転させる。これにより、トナーシャッタ２４の開口部のない部分がトナー補給口２６に接するから、トナーが流出しない。
【００６１】
図６（ｂ）に示すように、トナーシャッタ２４を回転させ、三角形状部３６ａの隣辺ＡＢが下方にくるようにすれば、補給用開口部３６の三角形状部３６ａは最も長い状態で、トナー補給口２６に接する。即ち、トナーは、トナー補給口２６の全体から流出される。このように、補給用開口部３６、トナー補給口２６、トナー受入口１５の順を通り、現像槽１２にトナーが補給される。
【００６２】
そして、図６（ｃ）に示すように、更にトナーシャッタ２４を回転させ、三角形状部３６ａの対辺ＢＣの中点あたりが下方にくるようにすれば、三角形の相似より、トナー補給口２６に接する三角形状３６ｂの長さは、隣辺ＡＢの約半分になる。即ち、トナーは、図６（ｂ）に示す状態に比べ、トナーの流出箇所は約半分になる。
【００６３】
更に、図６（ｄ）に示すように、更にトナーシャッタ２４を回転させ、三角形状部３６ａのＣ点あたりのみが下方にくるようにすれば、トナー補給口２６の後壁側２２ｂの一端付近のみからトナーが流出する。即ち、トナーは、検知手段１３から最も遠い位置から補給される。
【００６４】
このようにして、トナーシャッタ２４を回転させることにより、トナーの流出箇所の位置及び長さが連続的に変動できる。例えば、現像槽１２の検知手段１３からの遠近を考慮して現像槽１２にトナーを流入させるといった細かなコントロールができる。
【００６５】
尚、トナーシャッタ２４は、周方向に回転させられるが、この制御は、トナーシャッタ２４に固設された歯車３１に噛み合う歯車３１ａと連結されているモータＭにより行う（図３参照）。モータＭは、正逆回転自在であり、画像印字率（詳細は後述）に基づきその回転量及び回転方向が制御される。更に、歯車３１に切り欠きを設ける等の印を設け、これを光センサ３２により検知すれば、トナーシャッタ２４の周方向の回転角度が、正確に検知される。正確にトナーシャッタ２４の検知がなされることで、モータＭの回転量、回転数が制御でき、ひいては、トナーシャッタ２４から流出するトナー量を正確にコントロールできる。
【００６６】
又、トナーシャッタ２４の回転をコントロールして、補給用開口部３６をトナー補給口２６に完全に相対させず、その一部だけ相対するようにすれば、流出するトナー量を減少させるというコントロールも行える。
【００６７】
ここで、現像槽１２への具体的なトナー補給動作について説明する。
【００６８】
検知手段１３が、現像槽１２内のトナー量の減少を検知すると、トナーを現像槽１２に補給する。この場合、画像印字率により現像槽１２にトナーが流入する幅及び位置は、変動される。言い換えると、トナーシャッタ２４が回転され、トナー補給口２６に面する三角形状部３６ａのトナー補給口の長手方向における長さが変動されることで、トナー収納容器１におけるトナーの流出箇所及び位置が変動され、その結果、トナー受入口１５におけるトナーの流入箇所が変動される。
【００６９】
ここで、画像印字率について定義する。まず、画像印字率の算定基準となるデータは、文字データに限られるものではなく、例えばカラー及び白黒の画像等、画像形成の対象となるあらゆるデータが対象とされる。そして、画像印字率とは、１枚又は複数枚の転写材Ｐにおける総画素数に対しトナーをのせる画素数の割合をいう（白黒比率と呼ばれる場合もある。）。具体的に、画像印字率は、転写材Ｐの１枚又は複数枚あたりの転写材Ｐの総ドット数に対して、露光装置８で感光体ドラム４に露光するように指示するドット数の割合で算出される。このように、画像印字率の算出は１枚毎にでも、複数枚を単位としてでもよい。この画像印字率の算出は、露光装置８内で行ってもよく、又、画像形成装置３内における露光装置８に露光すべき場所を指示するためのデータを形成するためのデータ処理手段１０で行ってもよい。
【００７０】
そして、画像印字率の値を算出する際に対象となるデータは、トナー補給時の形成している画像データとしてもよいし、現在形成している画像から１０枚単位で遡り、例えば、１〜１０、１〜２０、１〜３０、１〜４０、１〜５０枚というように、更には、１００枚といった単位の複数枚の画像データを対象にしてもよい。そして、複数枚の画像データの画像印字率を平均した数値を適用できる。尚、過去の形成した画像の画像印字率は、一般にデータ処理手段１０等で一時的に記憶されている。
【００７１】
そして、画像印字率の所定の値を６％とすると、例えば６％以上、即ち、画像印字率が６〜１００％程度の値である場合は、図６（ｂ）に示すように、トナー受入口１５全体からトナーが流入されるようにすることができる。これは、通常の文字のみからなる文書を印刷した場合の平均的な画像印字率が、６％程度であることが多いためである。
【００７２】
更に、画像印字率の所定の値を３％とすると、３％以上、即ち、画像印字率が３〜１００％程度の値である場合も、トナー受入口１５の全体からトナーが流入されるようにしてもよい。これは、カラー対応の複写機では、形成すべき画像のうち、各色のトナーの画像印字率は、平均的に、３％程度ということも多いからである。尚、白黒印刷用の複写機でも画像印字率３％を所定の値としてもよい。要するに、１〜１００％の間で複写機の使用目的等に合わせて適宜設定することが可能である。
【００７３】
画像印字率が所定の値より高い場合、トナーの消費量が多くなるため、トナーは比較的大量に現像槽１２に流入される。この際、図６（ｂ）に示すように、トナーシャッタ２４を回転させ、三角形状部３６ａの隣辺ＡＢをトナー補給口２６に対向させるようにすれば、トナーは、トナー受入口１５の全体から流入されるとともに、検知手段１３に近い場所からトナーが流入される。これにより、トナーが十分に補給されたことを検知手段１３が認識するまでに要する時間は、短くなる。従って、トナー補給の検知に長時間要することがなくなり、必要以上のトナー補給が防がれる。
【００７４】
一方、画像印字率が所定の値より低い場合、このような状態が続くと、トナー消費量が少ないため、規制部材からのストレスにより、トナーは劣化してゆく。トナーの劣化は、いわゆるカブリの原因となり形成画像の品質低下を招く。そこで、図６（ｄ）に示すように、トナーシャッタ２４を回転させ三角形状部３６ａの一頂点Ｃあたりをトナー補給口２６に対向するようにして、トナー受入口１５の後壁側の端部、即ち、検知手段１３に遠い場所から少量ずつトナーが、現像槽１２に流入されるようにする。
【００７５】
このように、検知手段１３から遠いトナー受入口１５の端部付近から、トナーが少量ずつ流入されれば、劣化している、又は劣化しつつあるトナーと、現像槽１２に補給されたばかりのトナーは、適度に混ざり合う。即ち、トナーを一度に大量に現像槽１２に補給する場合に比べ、少しずつ現像槽１２内の残留トナーと補給トナーを混合させるので、現像槽１２内でのトナーが、きれいに混合させられる。又、図６（ｂ）に示す場合よりも、検知手段１３までの距離が長く、混合時間を長くとることができる。
【００７６】
又、例えば、画像印字率の所定の値を３段階程度設ければ、その高中低にあわせて、図６における（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の順のようにトナーシャッタ２４の回転を制御し、トナー収納容器１からのトナーの流出箇所、及び、現像槽１２へのトナー流入箇所の位置及び／又は長さが変動されるようにすることが可能である。
【００７７】
尚、上述のように、本実施形態におけるトナーの流出（流入）箇所の位置及び／又は長さは、トナーシャッタ２４を回転させることにより、連続的に変動させることができるから、画像印字率における上記の所定の値は、理論的には無数に設けることが可能であり任意に設定できる。
【００７８】
このように、トナー収納容器１から流出する流出箇所、及び、現像槽１２に流入するトナーの流入箇所の位置及び／又は長さが、画像印字率により変更される。この変更は、トナーシャッタ２４を回転することにより行われる。そして、トナーシャッタ２４の回転の制御は、データ処理手段１０又は露光装置８等に蓄積されたデータにより算定される所定の画像印字率に基づく。この算定された画像印字率により、モータＭは回転方向及び回転量を制御される。
【００７９】
次に本発明における第２〜第３の実施形態について、図７及び８に基づいて説明する。第２〜第３実施形態は、第１の実施形態における補給用開口部３６の設け方について、差異を設けたものである。図７、８は、各実施形態における、トナーシャッタ２４の円筒形状部３４の補給用開口部３６の他の設け方を示す展開図である。
【００８０】
尚、第２〜第３の実施形態の基本的な構成は、図１〜６を用いて説明した上記の第１の実施形態と同じであるから、上記の実施形態と共通する構成については、図面の記載及び説明を省略する。即ち、図１〜６を用いて説明した実施形態と同様にすればよい。
【００８１】
図７は、本発明の第２の実施形態に係る補給用開口部３６を階段状に設けた場合の展開図である。ここで、図７における左方が、前壁２２ａ方向である（図３参照）。
【００８２】
図７に示すとおり、第２の実施形態では、トナーシャッタ２４の円筒形状部３４の長手方向に隣辺ＡＢが、トナーシャッタ２４の周方向に対辺ＢＣが設けられている。この点は、図６（ａ）と同様であるが、頂点Ａと頂点Ｃの一端を直線で結ぶのではなく、階段状の線により結ばれるように結び、階段形状部３６ｂが形成される。
【００８３】
本実施形態では、例えば、画像印字率の所定の値を、階段形状部３６ｂの段数により、多段階に設定することができる。三角形状部３６ａに比べ、トナーの流出箇所の位置及び／又は長さは離散的なものとすることができる。
【００８４】
尚、本実施形態でも第１の実施形態と同様に、トナーの流出箇所又は流入箇所の位置及び／又は長さが変動されるので、本実施形態でも、詳細な現像槽１２へのトナー補給量のコントロールが行われ、第１の実施形態と同様の効果がある。
【００８５】
図８は、本発明の第３の実施形態に係る補給用開口部３６を２つ設けた場合の展開図である。ここで、図８における左方が、前壁２２ａ方向である（図３参照）。
【００８６】
図８に示すとおり、第３の実施形態では、補給用開口部３６が２つ設けられている。そして、一方の補給用開口部３６は、検知手段１３からみてトナー循環方向の上流側で最も近いトナー受入口１５あたりからトナーが流入するように設けられる。又、もう一方の、補給用開口部３６は、検知手段１３からみてトナー循環方向の上流側で最も遠いトナー受入口１５あたりからトナーが流入するように設けられる。又、２つの補給用開口部３６の大きさが異なるようにすれば、トナーの流入量に差を持たせることができる。
【００８７】
本実施形態では、例えば、画像印字率の所定の値を、２段階に設定することができる。これにより、トナーの流出箇所の位置及び／又は長さは、大きく離散的なものとされ、トナーシャッタの回転制御は、容易となる。
【００８８】
尚、本実施形態でも第１の実施形態と同様に、トナーの流出箇所又は流入箇所の位置及び／又は長さが変動されるので、本実施形態でも、詳細な現像槽１２へのトナー補給量のコントロールが行われ、第１の実施形態と同様の効果がある。
【００８９】
このようにして、現像装置２に設けられたトナーを循環させる現像槽１２にトナーを補給するトナー収納容器１において、現像槽１２にトナーを補給するためのトナー補給口２６が設けられており、トナー補給口２６は、長手方向において流出するトナーの流出箇所の位置及び長さが可変となっており、トナーの流出箇所の位置及び／又は長さが、画像印字率により変動されるようにすれば、画像印字率の高低によるトナー消費量を考慮した上で、現像槽１２へのトナー補給を細かくコントロールすることができる。
【００９０】
又、トナー収納容器１内に、トナー補給口２６に近接してトナー流出を制御するためのトナーシャッタ２４が設けられており、トナーシャッタ２４は、円筒形状であってトナーを流出させるための補給用開口部３６が設けられており、補給用開口部３６は、補給用開口部３６とトナー補給口２６とが相対した場合に、トナーがトナー補給口２６から流出するようになっており、補給用開口部３６とトナー補給口２６とを相対させるようにトナーシャッタ２４を周方向に回転させ、トナーの流出箇所の位置及び／又は長さが変動されるようにすれば、トナーシャッタ２４により確実にトナーの流出をコントロールできる。又、トナー収納容器１外の下面に、使用するトナー補給口２６を選択するための機構を設けるよりも簡易かつコンパクトなものとなる。
【００９１】
又、現像槽１２へのトナー補給におけるトナーの流出箇所の位置及び／又は長さは、画像印字率が高くなるに従って、現像槽１２に設けられた現像槽１２内のトナー量を検知するための検知手段１３からみて、現像槽１２でのトナー循環方向の上流側の最も遠いトナー補給口２６の一端から検知手段１３に最も近いトナー補給口２６の一端まで変動されるようにすれば、画像印字率が高く、トナーが多く消費される場合に、現像槽１２内の検知手段１３に近いトナー補給口２６からトナーを流出させれば、検知手段１３はトナーの補給を短時間で検知することができ、必要以上にトナーが現像槽１２に補給されることがなくなる。
【００９２】
一方、画像印字率が低く、トナー消費量が少ない場合に、現像槽１２内の検知手段１３に遠いトナー補給口２６から、例えば少量ずつトナーを流出させることにより、検知手段１３はトナーの補給を検知するまで長時間を要するものの、現像槽１２内の残存トナーと、新しいトナーを、十分に混合することができ、画像形成の品質が向上する。
【００９３】
又、トナーを循環させる現像槽１２を有する現像装置１において、現像槽１２には、トナーの補給を受けるためのトナー受入口１５が設けられており、トナー受入口１５の長手方向において、流入するトナーの流入箇所の位置及び長さが可変となっており、トナーの流入箇所の位置及び／又は長さが、画像印字率により変動されるようにすれば、現像槽へのトナー流入量が、画像印字率の高低によるトナー消費量を考慮しつつ、細かくコントロールされ、トナーの劣化がなくなる。
【００９４】
又、現像槽１２内には、現像槽１２内のトナーの量を検知するための検知手段１３が設けられており、トナー受入口１５におけるトナーの流入箇所の位置及び／又は長さが、画像印字率が高くなるに従って、検知手段１３からみてトナー循環方向の上流側の最も遠いトナー受入口１５の一端から最も近いトナー受入口１５の一端まで変動されるようにすれば、画像印字率が高く、トナーが多く消費される場合に、現像槽１２内の検知手段１３に近いトナー受入口１５からトナーが流入され、検知手段１３はトナーの補給を短時間で検知することができ、現像槽１２内のトナー量が必要以上に多くなることを防ぐことができる。
【００９５】
一方、画像印字率が低くトナー消費量が少ない場合、現像槽１２内の検知手段１３に遠いトナー受入口１５から、例えば少量ずつトナーを流入させれば、検知手段１３はトナーの補給を検知するまで長時間を要することになり、現像槽１２内の残存トナーと、新しいトナーを、十分に混合することができる。
【００９６】
又、画像形成装置３において、上記のトナー収納容器１及び現像装置２を備えるようにすれば、静電潜像の現像に用いられるトナーは劣化がないことから、形成される画像の品質が、高くかつ安定したものとなり、優れた画像形成装置３が提供される。
【００９７】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、画像形成装置におけるトナー収納容器、現像装置及びこれを用いた画像形成装置において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構造を示す模型的垂直断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る現像装置の概略を説明するための模型的断面図である。
【図３】第１の実施形態に係るトナー収納容器を説明するための概略断面図である。
【図４】第１の実施形態に係るトナーシャッタの斜視図である。
【図５】第１の実施形態に係る補給用開口部を示すためのトナーシャッタの円筒状部の展開図である。
【図６】第１の実施形態に係るトナー補給の際のトナーシャッタの円筒形状部の補給用開口部の位置を示す模式図である。
【図７】第２の実施形態に係る補給用開口部を階段状に設けた場合の展開図である。
【図８】第３の実施形態に係る補給用開口部を２つ設けた場合の展開図である。
【符号の説明】
【０１００】
１      トナー収納容器
２      現像装置
３      画像形成装置
１２    現像槽
１３    検知手段
１５    トナー受入口
２４    トナーシャッタ
２６    トナー補給口
３６    補給用開口部
３６ａ  三角形状部
３６ｂ  階段形状部
【図１】
2008033173.tif 000003
【図２】
2008033173.tif 000004
【図３】
2008033173.tif 000005
【図４】
2008033173.tif 000006
【図５】
2008033173.tif 000007
【図６】
2008033173.tif 000008
【図７】
2008033173.tif 000009
【図８】
2008033173.tif 000010