(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を担持する現像ローラおよび前記現像ローラに現像剤を供給する供給ローラが配置される現像室と、現像剤が収容される現像剤収容室とが設けられたケーシングを有し、装置本体に着脱可能に装着される現像装置と、
前記供給ローラを駆動する駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部と、を備えた画像形成装置であって、
前記ケーシングは、補給用の現像剤を補給するために前記現像装置とは別に設けられた現像剤補給装置から現像剤が補給される補給口が装置本体に装着された状態における前記供給ローラの上方に形成されるとともに、前記現像室と前記現像剤収容室とを合わせた現像剤の収容容積が前記現像剤補給装置の現像剤の収容容積よりも大きく形成され、
前記現像室と前記現像剤収容室は、装置本体に装着された状態における水平方向に隣接して設けられ、
前記制御部は、現像剤が前記現像剤補給装置から前記現像室に補給されているときに、前記駆動部により前記現像室内に補給された新しい現像剤とともに前記現像室内の劣化した現像剤を前記現像剤収容室内に送り出すように前記供給ローラを駆動させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ケーシングは、前記現像室と前記現像剤収容室とを連通する連通口が形成され、前記補給口が装置本体に装着された状態における上下方向に連通するとともに、前記連通口が装置本体に装着された状態における水平方向に連通することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像装置は、前記補給口から補給された現像剤を前記供給ローラの軸方向に搬送する搬送部材を前記現像室に有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記搬送部材は、オーガであり、
前記オーガは、他の部材に隣接して配置されたことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記他の部材は、前記現像ローラに摺接して現像剤の厚さを規制する層厚規制ブレードであることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記他の部材は、前記供給ローラであることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記他の部材は、画像形成装置に装着された状態における上方から下方へ延び、前記現像室と前記現像剤収容室とを区画する上区画壁であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記他の部材は、画像形成装置に装着された状態における下方から上方へ延び、前記現像室と前記現像剤収容室とを区画する下区画壁であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記オーガは、画像形成装置に装着された状態における前記補給口の真下に設けられたことを特徴とする請求項４から請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記現像装置は、前記補給口から補給される現像剤を前記供給ローラの軸方向に拡散させる拡散部材を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記拡散部材は、前記補給口に設けられたことを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記拡散部材は、画像形成装置に装着された状態における前記補給口の真下に設けられたことを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記補給口は、前記供給ローラの軸方向に長い形状に形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記現像装置は、前記現像剤補給装置が前記補給口に着脱可能に装着されることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記現像装置は、前記現像剤補給装置から延びる補給管の端部が前記補給口に着脱可能に装着されることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上部にトナーカートリッジが着脱可能に装着される現像装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような現像装置では、一般に、トナーは、トナーカートリッジから、まずトナーホッパに補給され、次いで現像ローラおよび供給ローラが配置された現像室に供給されて、供給ローラ上に供給される。そして、供給ローラ上のトナーは、供給ローラと現像ローラとの摺接により現像ローラ上に担持され、現像ローラ上から感光ドラムの表面の静電潜像に供給されて現像される。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２２２６６５号公報（図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、トナーカートリッジを交換するとき、現像室には帯電特性が低下（劣化）したトナー（劣化トナー）が残留している。この状態で、交換したトナーカートリッジから新しいトナー（新トナー）が現像室内に供給されると、帯電特性が互いに異なる劣化トナーと新トナーとの電荷移動による静電凝集などによって、画像品質が低下する。このような現象は、トナーカートリッジの交換直後から新トナーに対する劣化トナーの割合が所定量以下になるまでの間で特に問題となる。
【０００５】
そこで、本発明は、現像室に新しい現像剤が補給されたときの画像品質の低下を抑制す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】
【０００６】
前記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、現像剤を担持する現像ローラおよび前記現像ローラに現像剤を供給する供給ローラが配置される現像室と、現像剤が収容される現像剤収容室とが設けられたケーシングを有し、装置本体に着脱可能に装着される現像装置と、前記供給ローラを駆動する駆動部と、前記駆動部を制御する制御部と、を備えた画像形成装置であって、前記ケーシングは、補給用の現像剤を補給するために前記現像装置とは別に設けられた現像剤補給装置から現像剤が補給される補給口が装置本体に装着された状態における前記供給ローラの上方に形成されるとともに、前記現像室と前記現像剤収容室とを合わせた現像剤の収容容積が前記現像剤補給装置の現像剤の収容容積よりも大きく形成され、前記現像室と前記現像剤収容室は、装置本体に装着された状態における水平方向に隣接して設けられ、前記制御部は、現像剤が前記現像剤補給装置から前記現像室に補給されているときに、前記駆動部により前記現像室内に補給された新しい現像剤とともに前記現像室内の劣化した現像剤を前記現像剤収容室内に送り出すように前記供給ローラを駆動させることを特徴とする。
【０００７】
このように構成された画像形成装置によれば、補給口が装置本体に装着された状態における供給ローラの上方に形成されているので、現像剤補給装置から補給された現像剤は、補給口を介してまず現像室に補給される。これにより、帯電特性が低下（劣化）した現像剤（劣化現像剤）と新しい現像剤とを現像室において混合させることができる。
【０００８】
また、現像剤が現像剤補給装置から現像室に補給されているときに供給ローラを駆動させるので、劣化現像剤と新しい現像剤とを現像室において略均一に混合することができる。そして、供給ローラの駆動によって現像室内の現像剤が流動化することで現像剤の流れができるので、新しい現像剤と混合された劣化現像剤を現像室から水平方向に隣接して設けられた現像剤収容室に送り出すことができる。
【０００９】
さらに、現像室と現像剤収容室とを合わせた現像剤の収容容積が、現像剤補給装置の現像剤の収容容積よりも大きく形成されているので、劣化現像剤は、現像室付近に滞留することなく現像剤収容室に送り出される。これにより、劣化現像剤を、新しい現像剤と効率的に混合させることができるとともに、現像剤収容室に確実に送り出すことができる。
【００１０】
現像室には、補給口を介して新しい現像剤が連続的に補給されるので、供給ローラの駆動によって、劣化現像剤は、連続的に新しい現像剤と混合され、かつ、現像剤収容室へ送り出される。これによって、現像室内の劣化現像剤の割合を速やかに減少させることができ、現像室内を新しい現像剤に速やかに入れ替えることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、劣化現像剤を、新しい現像剤と混合しつつ、現像剤収容室に送り出すことで、現像室内の新しい現像剤の割合を速やかに増加させることができるので、新しい現像剤が補給されたときの画像品質の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの全体構成を示す断面図である。
ここで、以下の説明において、方向は、レーザプリンタ使用時およびプロセスカートリッジ装着時のユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１および図２において、紙面に向かって右側を「前」側、紙面に向かって左側を「後」側とし、紙面に向かって奥側を「右」側、紙面に向かって手前側を「左」側とする。また、紙面に向かって上下方向を「上下」方向とする。
【００１７】
［レーザプリンタの全体構成］
図１に示すように、レーザプリンタ１は、装置本体の一部を構成する本体筐体２内に、用紙Ｐ（記録シート）を給紙する給紙部３と、露光装置４と、用紙Ｐ上にトナー像（現像剤像）を形成するプロセスカートリッジ５と、トナー像を定着する定着装置７と、現像剤補給装置の一例としてのトナーボックス８とを主に備えている。本体筐体２の前側には開閉自在なフロントカバー２Ａが設けられており、フロントカバー２Ａを開いたときにできる開口からプロセスカートリッジ５およびトナーボックス８を着脱することができる。
【００１８】
給紙部３は、本体筐体２内の下部に配置され、本体筐体２に対して着脱可能に装着される給紙トレイ３１と、給紙トレイ３１の前側に設けられた揺動可能な用紙押圧板３２と、用紙押圧板３２を下側から持ち上げるリフトレバー３３と、給紙ローラ３４と、給紙パット３５と、ピンチローラ３６と、給紙ローラ３４の後方に設けられたレジストローラ３７とを主に備えている。給紙トレイ３１内の用紙Ｐは、リフトレバー３３および用紙押圧板３２によって給紙ローラ３４側に寄せられ、給紙ローラ３４および給紙パット３５で送り出されて各ローラ３４，３６，３７を通った後、一枚ずつプロセスカートリッジ５に搬送される。
【００１９】
露光装置４は、本体筐体２内の上部に配置され、レーザ発光部（図示せず）と、回転駆動されるポリゴンミラー４１と、レンズ４２，４３と、反射鏡４４，４５とを主に備えている。レーザ発光部から発光される画像データに基づくレーザ光は、鎖線で示すように、ポリゴンミラー４１、レンズ４２、反射鏡４４、レンズ４３、反射鏡４５の順に反射または通過して、プロセスカートリッジ５の感光ドラム５１の表面上に高速走査にて照射される。
【００２０】
プロセスカートリッジ５は、露光装置４の下方に配置され、本体筐体２に対して着脱可能に装着されており、外枠を構成する中空のプロセスケース５０内に、感光ドラム５１と、転写ローラ５２と、帯電器５３と、現像装置の一例としての現像カートリッジ６とを主に備えている。
【００２１】
現像カートリッジ６は、プロセスケース５０に対して着脱可能に装着されるとともに、現像室６０Ａおよびトナー（現像剤）が収容されるトナー収容室６０Ｂ（現像剤収容室）が設けられたケーシングの一例としての現像ケースを備えている。現像カートリッジ６は、現像室６０Ａ内に配置された現像ローラ６１、供給ローラ６２および層厚規制ブレード６３と、トナー収容室６０Ｂ内に配置されたアジテータ６４とを主に備えている。
【００２２】
このように構成されたプロセスカートリッジ５では、感光ドラム５１の表面が帯電器５３により一様に帯電された後、露光装置４からのレーザ光の高速走査によって露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、画像データに基づく静電潜像が形成される。
【００２３】
このとき、アジテータ６４の回転によりトナー収容室６０Ｂ内のトナーが、現像室６０Ａ内に供給され、供給ローラ６２上に供給される。供給ローラ６２上のトナーは、供給ローラ６２と現像ローラ６１とが摺接することで現像ローラ６１上に供給され、現像ローラ６１の回転により現像ローラ６１と層厚規制ブレード６３との間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ６１上に担持される。
【００２４】
現像ローラ６１上に担持されたトナーは、現像ローラ６１と感光ドラム５１とが対向して接触するときに感光ドラム５１の表面上の静電潜像に供給される。これにより、感光ドラム５１の表面上の静電潜像が可視像化され、トナー像が形成される。そして、感光ドラム５１と転写ローラ５２との間を用紙Ｐが搬送されることで感光ドラム５１の表面のトナー像が用紙Ｐ上に転写される。
【００２５】
定着装置７は、プロセスカートリッジ５の後方（用紙Ｐの搬送方向下流側）に設けられ、加熱ローラ７１と、加熱ローラ７１に対向して接触し加熱ローラ７１との間で用紙Ｐを挟持する加圧ローラ７２とを備えている。定着装置７の用紙Ｐの搬送方向下流側には、用紙Ｐを本体筐体２の外部へ排出するための排紙経路７３および排紙ローラ７４が設けられている。用紙Ｐ上に転写されたトナー像は、用紙Ｐが加熱ローラ７１と加圧ローラ７２との間を通過する間に熱定着される。定着装置７から排紙経路７３に搬送された用紙Ｐは、排紙ローラ７４により本体筐体２の上面に形成された排紙トレイ２Ｂ上に排紙される。
【００２６】
トナーボックス８は、補給用のトナーを収容するものであり、現像カートリッジ６の上方であって、露光装置４の前方に配置され、本体筐体２に対して着脱可能に装着されている。トナーボックス８の下面後方には内外を連通する開口部が設けられ、トナーボックス８の内部にはトナーを開口部（前方から後方）に向けて搬送する搬送部材（図示せず）が設けられている。本体筐体２内には、トナーボックス８の装着とフロントカバー２Ａが閉じられたことを条件として搬送部材に駆動力を付与する駆動機構が設けられている。
【００２７】
補給管９は、本体筐体２内のプロセスカートリッジ５とトナーボックス８との間に設けられ、一端（上端）がトナーボックス８の開口部と、他端（下端）が現像カートリッジ６の後述する補給口６０Ｃとそれぞれ連結されている。この連結は、本体筐体２からプロセスカートリッジ５およびトナーボックス８を脱着するときには解除される。トナーボックス８が本体筐体２に装着され、フロントカバー２Ａが閉じられると、搬送部材がトナーを開口部に向けて搬送する。開口部から落下したトナーは、補給管９を通って現像カートリッジ６内に補給される。なお、補給管９内にもオーガなどの搬送部材を設けてもよい。
【００２８】
このように補給管９により、現像カートリッジ６とトナーボックス８とを連結（連通）することで、本体筐体２内におけるトナーボックス８の配置の自由度を高めることができるので、レーザプリンタ１の設計の自由度を高めることができる。
【００２９】
次に、本発明の特徴部分である現像室６０Ａ内に残留する帯電特性が低下（劣化）したトナー（以下、劣化トナーという。）と、トナーボックス８から補給された新しいトナー（以下、新トナーという。）とを現像室６０Ａで混合し、トナー収容室６０Ｂに供給するための構成について説明する。
【００３０】
［第１実施形態］
図２は現像カートリッジの構成を示す断面図であり、図３（ａ）は現像カートリッジの平面図であり、（ｂ）は図２のIII−III断面図であり、図４はレーザプリンタの構成を示すブロック図である。
なお、以下の説明において、方向は、図１に示す現像カートリッジ６（プロセスカートリッジ５）を本体筐体２に装着した状態を基準とした方向で説明する。
【００３１】
図２に示すように、現像カートリッジ６は、現像ケース６０内に、現像ローラ６１、供給ローラ６２、層厚規制ブレード６３およびアジテータ６４の他、さらに搬送部材の一例としてのオーガ６５を備えている。現像ローラ６１、供給ローラ６２、層厚規制ブレード６３およびオーガ６５は現像室６０Ａ内に配置され、アジテータ６４はトナー収容室６０Ｂ内に配置されている。
【００３２】
現像室６０Ａの上部（上面）には、トナーボックス８から補給される新トナーが通過する補給口６０Ｃが、供給ローラ６２の真上に形成され、現像室６０Ａの内外を上下方向に連通している。この補給口６０Ｃは、図２および図３（ａ）に示すように、現像室６０Ａの上面中央付近において、左右方向を長手方向とする矩形状に形成されている。
【００３３】
現像室６０Ａとトナー収容室６０Ｂとは、前後方向（水平方向）に並んで設けられ、現像ケース６０内に設けられた上区画壁６０Ｄおよび下区画壁６０Ｅによって区画されている。上区画壁６０Ｄは現像ケース６０の上壁から下方へ延びるように、下区画壁６０Ｅは現像ケース６０の下壁から上方へ延びるように、それぞれ設けられている。上区画壁６０Ｄと下区画壁６０Ｅとの間は、現像室６０Ａとトナー収容室６０Ｂとを行き来するトナーが通過する連通口６０Ｆとなっている。この連通口６０Ｆは、現像室６０Ａとトナー収容室６０Ｂとを、前後方向（水平方向）に連通している。
【００３４】
この現像ケース６０の現像室６０Ａとトナー収容室６０Ｂとを合わせたトナーの収容容積は、トナーボックス８のトナーの収容容積よりも大きくなるように形成されている。さらに述べると、現像室６０Ａのトナーの収容容積は、トナーボックス８のトナーの収容容積よりも小さくなっている（図１参照）。
【００３５】
オーガ６５は、現像ケース６０に回転可能に支持されており、補給口６０Ｃの真下であって、他の部材の一例としての供給ローラ６２の上方に隣接して配置されている。このオーガ６５は、補給口６０Ｃから補給された新トナーを供給ローラ６２の軸方向である左右方向に搬送する。より具体的には、図３（ｂ）に示すように、トナーボックス８から補給管９を通り、補給口６０Ｃを通過して現像室６０Ａ内に補給された新トナーは、オーガ６５の中央付近に落下し、オーガ６５の回転により右方向または左方向の外側に向かって搬送される。
【００３６】
ここで、補給口６０Ｃの「真下」に配置されるとは、プロセスカートリッジ５（現像カートリッジ６）が本体筐体２に装着された状態において、補給口６０Ｃを上から見たときに、補給口６０Ｃとオーガ６５の少なくとも一部とが重なるように配置されていることをいう。
【００３７】
図３（ｂ）に示すように、供給ローラ６２およびオーガ６５の回転軸（符号省略）の左端部は、現像ケース６０から突出しており、この部分に後述する駆動部２０を構成する供給ローラギヤ６２Ａおよびオーガギヤ６５Ａがそれぞれ固定されている。この各ギヤ６２Ａ，６５Ａに駆動力が付与されることで、供給ローラ６２およびオーガ６５が回転駆動する。
【００３８】
レーザプリンタ１は、本体筐体２内に、給紙部３、露光装置４、プロセスカートリッジ５、定着装置７およびトナーボックス８の他、図４に示すように、さらに制御部１０と、駆動部２０とを備えている。
【００３９】
制御部１０は、本体筐体２内の適所に配置され、例えば、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力回路などを備えて構成されている。この制御部１０は、ＲＯＭに記憶されたプログラムやデータ、センサ１１の出力などに基づいて、駆動部２０およびトナーボックス８に設けられた図示しない搬送部材の駆動を制御する。
【００４０】
具体的には、制御部１０は、（１）本体筐体２にプロセスカートリッジ５が装着されていること、（２）本体筐体２にトナーボックス８が装着されたこと、（３）フロントカバー２Ａが閉じられたこと、を条件として、駆動部２０を制御して少なくとも供給ローラ６２およびオーガ６５を駆動させるとともに、トナーボックス８に設けられた搬送部材の駆動を制御する。すなわち、本実施形態においては、（１）〜（３）の条件が全て満たされたときが「現像装置が装置本体に装着されたとき」となる。
【００４１】
（１）〜（３）の条件が１つでも満たされていない場合、例えば、本体筐体２にプロセスカートリッジ５およびトナーボックス８が装着されているがフロントカバー２Ａが開いている場合や、本体筐体２にトナーボックス８が装着されフロントカバー２Ａが閉じられているがプロセスカートリッジ５が取り外されている場合などには、制御部１０は制御を実行しない。そのため、供給ローラ６２、オーガ６５などは駆動されない。
【００４２】
センサ１１は、少なくともプロセスカートリッジ５の装着を検知するセンサ、トナーボックス８の装着を検知するセンサおよびフロントカバー２Ａの開閉を検知するセンサから構成され、それぞれ本体筐体２内の適所に配置されている。
【００４３】
このような構成により、プロセスカートリッジ５が装着されていない状態でトナーが補給されたり、（フロントカバー２Ａが閉じられているので）供給ローラ６２やオーガ６５が駆動しているときにプロセスカートリッジ５を取り外したりすることができないようになっている。
【００４４】
駆動部２０は、モータなどの駆動源２１と、駆動源２１の駆動力を伝達する複数のギヤなどで構成された駆動力伝達部２２と、供給ローラギヤ６２Ａと、オーガギヤ６５Ａとから主に構成されている。制御部１０は、駆動源２１の駆動を制御する、または、駆動力伝達部２２を構成する複数のギヤの噛合関係を変えることで、供給ローラ６２およびオーガ６５の駆動を制御する。
【００４５】
以上のように構成されたレーザプリンタ１の作用効果について説明する。
公知の検出手段によって、現像カートリッジ６（トナー収容室６０Ｂ）内のトナーがなくなったと判断された場合には、まずフロントカバー２Ａを開いて古いトナーボックス８を取り外し、新しいトナーボックス８を本体筐体２に装着してフロントカバー２Ａを閉じる。
【００４６】
これにより、センサ１１は、本体筐体２にプロセスカートリッジ５およびトナーボックス８が装着されていること、および、フロントカバー２Ａが閉じられたこと、を検知し、制御部１０に出力する。これらの出力に基づいて制御部１０は、（駆動部２０または別に設けられた制御機構を制御して）トナーボックス８内の図示しない搬送部材を駆動させるとともに、駆動部２０の駆動源２１または駆動力伝達部２２を制御して供給ローラ６２およびオーガ６５を駆動させる。
【００４７】
そうすると、トナーボックス８内の新トナーが、搬送部材によって後方（図１参照）に搬送されて開口部から落下し、補給管９を通って補給口６０Ｃから現像室６０Ａ内に落下してくる。これにより、現像室６０Ａに残留していた劣化トナーと、補給された大量の新トナーとを現像室６０Ａ内において混ぜ合わせる（現像室６０Ａ内で並存させる）ことができる。
【００４８】
現像室６０Ａ内に落下した新トナーと、現像室６０Ａ内に残留していた劣化トナーとは、オーガ６５の回転により左右方向（供給ローラ６２の軸方向）に外側へ搬送される。これにより、劣化トナーと新トナーとを現像室６０Ａ内で撹拌することができるとともに、均一に混合することができる。オーガ６５は、供給ローラ６２の上方に隣接して配置されているので、供給ローラ６２の上面が底壁となって、トナーを確実に、かつ、中央部から左右方向外側のより遠くまで搬送・撹拌することができる。また、オーガ６５が補給口６０Ｃの真下に設けられているので、補給口６０Ｃから補給された新トナーを確実にオーガ６５上に落とすことができる。
【００４９】
オーガ６５からこぼれ落ちたトナーは、供給ローラ６２の回転によってさらに撹拌される。これにより、劣化トナーと新トナーとをより均一に混合することができる。そして、混合されて供給ローラ６２上（現像室６０Ａの底面）に溜まったトナーが供給ローラ６２の回転によって流動化することで、トナーの流れができ、前後方向に並んで設けられたトナー収容室６０Ｂ内に流れる。これにより、新トナーと混合された劣化トナーを現像室６０Ａからトナー収容室６０Ｂに送り出すことができる。
【００５０】
現像カートリッジ６は、現像室６０Ａとトナー収容室６０Ｂとを合わせたトナーの収容容積が、トナーボックス８のトナーの収容容積よりも大きくなるように形成されているので、劣化トナーは、現像室６０Ａ内に滞留することなくトナー収容室６０Ｂに送り出される。これにより、劣化トナーを、現像室６０Ａ内で新トナーと効率的に混合させることができるとともに、トナー収容室６０Ｂ内に確実に送り出すことができる。
【００５１】
現像室６０Ａには、トナーボックス８から新トナーが連続的に供給されるので、現像室６０Ａ内において前記動作が連続的に行われることで、劣化トナーは、新トナーと均一に混合されつつ、トナー収容室６０Ｂに送り出される。その結果、現像室６０Ａ内の劣化トナーの割合を速やかに減少させることができ、現像室６０Ａ内の新トナーの割合を速やかに増加させることができる。これにより、現像室６０Ａ内に残留する劣化トナーを、速やかに、ほぼ新トナーと入れ替えることができる。
【００５２】
なお、供給ローラ６２は、少なくともトナーボックス８からのトナー補給時において、図２の時計回りに回転させることが望ましい。これによれば、劣化トナーを現像室６０Ａからトナー収容室６０Ｂへ積極的に送り出すことができる。また、トナーボックス８からのトナー補給時には、アジテータ６４の駆動を停止させることが望ましい。これによれば、アジテータ６４によるトナーの移動が停止するので、供給ローラ６２によるトナーの移動方向とは反対向きのトナーの移動を止めることができる。これらにより、供給ローラ６２による現像室６０Ａからトナー収容室６０Ｂへの劣化トナーの移動を促進することができる。
【００５３】
このように、レーザプリンタ１によれば、新トナーがトナーボックス８から補給されるときに現像室６０Ａ内に残留する劣化トナーを、新トナーと均一に混合しつつ、トナー収容室６０Ｂ内に送り出すことで、現像室６０Ａ内に残留する劣化トナーを、速やかに新トナーと入れ替えることができる。これにより、新トナーを補給した直後であっても、現像室６０Ａ内では新トナーに対する劣化トナーの割合が小さくなっているので、従来装置と比較して、新トナーが補給されたときに発生する画像品質の低下を速やかに抑えることができる。
【００５４】
次に、第１実施形態の変形例について、適宜図面を参照しながら説明する。なお、第１実施形態と同様の構成要素については、同一符号を付してその説明を省略する。図５（ａ）〜（ｃ）はオーガの配置位置を変更した現像カートリッジの断面図である。また、図６（ａ）は補給口に拡散部材を設けた現像カートリッジの断面図であり、（ｂ）は（ａ）のVI−VI断面図であり、図７（ａ）は補給口の真下に拡散部材を設けた現像カートリッジの断面図であり、（ｂ）は（ａ）のVII−VII断面図である。さらに、図８は供給ローラの軸方向に長い形状の補給口を有する現像カートリッジの平面図である。
【００５５】
第１実施形態では、オーガ６５を他の部材の一例としての供給ローラ６２の上方に隣接して配置した例を示したが、他の部材は供給ローラ６２に限定されるものではない。例えば、図５（ａ）に示すように、オーガ６５を他の部材の別の例としての層厚規制ブレード６３の前方（図２参照）に隣接して配置してもよい。また、図５（ｂ）に示すように、オーガ６５を他の部材の別の例としての上区画壁６０Ｄの後方（図２参照）に隣接して配置してもよい。さらに、図５（ｃ）に示すように、オーガ６５を他の部材の別の例としての下区画壁６０Ｅの後方（図２参照）に隣接して配置してもよい。
【００５６】
このようにオーガ６５を他の部材に隣接して配置することで、オーガ６５と他の部材との間にトナーが溜まりながら搬送されるので、オーガを空中に浮いたような状態で配置する場合と比較して、トナーを確実に、かつ、中央部から左右方向外側のより遠くまで搬送・撹拌することができる。
【００５７】
なお、オーガ６５と他の部材とが対向する部分（オーガ６５と他の部材との距離が最も近くなる部分）に対して、オーガ６５（の回転軸の外周面）が上方から近づく向きに回転させることで、オーガ６５と他の部材との間により多くのトナーが溜まるので、より多くのトナーを搬送・撹拌することができる。具体的には、例えば、図５（ａ）に示すようにオーガ６５を配置した場合には、オーガ６５を反時計回りに回転させることが望ましい。また、図５（ｂ）に示すようにオーガ６５を配置した場合には、オーガ６５を時計回りに回転させることが望ましい。
【００５８】
第１実施形態では、トナーを供給ローラ６２の軸方向（左右方向）に搬送・撹拌するためにオーガ６５を設けた例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、現像カートリッジ６は、オーガ（搬送部材）の代わりに、図６示す拡散部材６６を備えてもよい。
【００５９】
図６に示すように、拡散部材６６は、矩形板状に形成された５つの拡散板６６Ａ〜６６Ｅから構成されている。拡散板６６Ａ〜６６Ｅのそれぞれの上端は、補給口６０Ｃの左右方向において所定の間隔を開けた状態で、補給口６０Ｃの前後方向の両端部に固定されて設けられている。
【００６０】
拡散板６６Ｃは補給口６０Ｃ（現像室６０Ａ）の中央に略鉛直に配置されており、この拡散板６６Ｃを中心として、左側に拡散板６６Ｂが配置され、右側に拡散板６６Ｄが配置されている。さらに、拡散板６６Ｂの左側に拡散板６６Ａが配置され、拡散板６６Ｄの右側に拡散板６６Ｅが配置されている。
【００６１】
拡散板６６Ｂ，６６Ｄは、各下端が左右方向外側に向かって離間する略ハ字形状に配置されている。また、拡散板６６Ａ，６６Ｅは、各下端が拡散板６６Ｂ，６６Ｄよりもさらに左右方向外側に向かって離間する略ハ字形状に配置されている。
【００６２】
このような構成によれば、補給管９（図１）から補給される新トナーが、拡散板６６Ａ〜６６Ｅの上面（拡散板６６Ｃの左右両面）に沿って下方（矢印方向）へ流れるので、供給ローラ６２の軸方向に新トナーを拡散させながら、現像室６０Ａ内の劣化トナーと混ぜ合わせることができる。劣化トナーと拡散された新トナーは、前記したように、供給ローラ６２の回転によって撹拌され、均一に混合される。そして、混合されて供給ローラ６２上（現像室６０Ａの底面）に溜まったトナーが供給ローラ６２の回転によって流動化することで、トナーの流れができ、前後方向に並んで設けられたトナー収容室６０Ｂ内に流れる（送り出される）。
【００６３】
また、このような形態によれば、トナー補給時に少なくとも供給ローラ６２だけを駆動させればよいので、第１実施形態のようにオーガに駆動力を伝達するためギヤなどを設ける必要がなく、駆動部２０の構成を簡略化することができる。例えば、駆動源２１の回転方向や回転速度を制御するだけでよくなるので、駆動力伝達部２２に移動可能なギヤや、ギヤの噛合関係を変えたり、噛合を解除したりする構成を設ける必要がなくなる。
【００６４】
なお、このような拡散部材６６は、図７に示すように、現像室６０Ａ内の、例えば、上区画壁６０Ｄの後方に取り付けることで、補給口６０Ｃの真下に配置してもよい。
ここで、補給口６０Ｃの「真下」に配置されるとは、プロセスカートリッジ５（現像カートリッジ６）が本体筐体２に装着された状態において、補給口６０Ｃを上から見たときに、補給口６０Ｃと拡散部材６６の少なくとも一部とが重なるように配置されていることをいう。
【００６５】
補給口６０Ｃから補給される新トナーを供給ローラ６２の軸方向に拡散させるための別の構成として、図８に示すように、補給口６０Ｃを供給ローラ６２の軸方向に長い形状、すなわち、補給口６０Ｃの長手方向（左右方向）の寸法を、供給ローラ６２のローラ部分の左右方向の幅と略等しく形成してもよい。そして、この寸法に合わせてトナーボックス８の開口部および補給管９の左右方向の寸法を形成することで、補給口６０Ｃから補給される新トナーを供給ローラ６２の軸方向に拡散させることができる。
【００６６】
これによれば、現像カートリッジ６にオーガ（搬送部材）や拡散部材を設ける必要がなくなるので、現像カートリッジ６の製造や材料にかかるコストを低くすることができる。また、駆動部２０の構成を簡略化することもできるので、駆動部２０にかかるコスト、すなわち、レーザプリンタ１のコストを低くすることができる。
【００６７】
なお、前記した実施形態では、プロセスカートリッジ５を本体筐体２に対して着脱可能に装着することで、現像カートリッジ６を本体筐体２に対して間接的に着脱可能とした構成を示したが、これに限定されるものでない。すなわち、現像カートリッジ６（現像装置）を本体筐体２に対して直接着脱可能に装着する構成としてもよい。
【００６８】
前記した実施形態では、現像カートリッジ６の補給口６０Ｃとトナーボックス８の開口部（図示せず）とが、補給管９を介して連通する構成を示したが、これに限定されず、現像カートリッジ６の補給口６０Ｃとトナーボックス８の開口部とを直接着脱可能に装着することで連通する構成としてもよい（図９参照）。これによれば、本体筐体２に対して、現像カートリッジ６（プロセスカートリッジ５）とトナーボックス８とを同時に着脱可能となるので、レーザプリンタ１の操作性を向上させることができる。また、本体筐体２内に補給管を設ける必要がないので、本体筐体２の構成を簡略化することができるとともに、コストを低くすることができる。
【００６９】
前記した実施形態では、現像剤補給装置の一例として、本体筐体２（装置本体）に対して着脱可能に装着されるトナーボックス８を採用した例を示したが、これに限定されるものではない。すなわち、装置本体の外部にあり、補給管を介して装置本体の内部に装着された現像カートリッジ６（現像装置）にトナー（現像剤）を補給する現像剤補給装置を採用してもよい。
【００７０】
前記した実施形態では、プロセスカートリッジ５およびトナーボックス８の装着およびフロントカバー２Ａが閉じられたことという条件が満たされたときを、「現像装置が装置本体に装着されたとき」としたが、これに限定されるものではない。現像装置が装置本体に装着されたときは、例えば、補給口６０Ｃとトナーボックス８の開口部とが直接着脱するように構成された現像カートリッジ６とトナーボックス８とを一体として本体筐体２に装着したときとしてもよい。また、プロセスカートリッジ５およびトナーボックス８の装着およびフロントカバー２Ａが閉じられたことという条件が満たされた後、本体筐体２に設けられた図示しない操作パネルの操作ボタンなどが操作されたときとしてもよい。
【００７１】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、第１実施形態と同様の構成要素については、同一符号を付してその説明を省略することとする。図９は本実施形態に係る現像カートリッジの構成を示す断面図である。
なお、以下の説明において、方向は、図９の紙面上で示す方向を基準とした方向で説明する。上下方向は、トナーボックス８’から現像カートリッジ６に新トナーを補給するとき（補給時）の上下方向と一致する。
【００７２】
前記した第１実施形態では、現像カートリッジ６（プロセスカートリッジ５）を本体筐体２に装着し、制御部１０および駆動部２０により供給ローラ６２を駆動させることで、現像室６０Ａ内に補給されたトナーをトナー収容室６０Ｂに供給する構成を示したが、これに限定されるものではない。すなわち、現像カートリッジ６のみの構成によって、現像室６０Ａ内に補給されたトナーをトナー収容室６０Ｂに供給することもできる。
【００７３】
図９に示すように、本実施形態に係る現像カートリッジ６は、現像ケース６０の現像室６０Ａ内に配置された現像ローラ６１、供給ローラ６２および層厚規制ブレード６３と、トナー収容室６０Ｂ内に配置されたアジテータ６４とを主に備えている。
【００７４】
この現像ケース６０の現像室６０Ａとトナー収容室６０Ｂとを合わせたトナーの収容容積は、トナーボックス８’のトナーの収容容積よりも大きくなるように形成されている。さらに述べると、現像室６０Ａのトナーの収容容積は、トナーボックス８’のトナーの収容容積よりも小さくなっている。
【００７５】
現像室６０Ａの上部（上面）には、トナーボックス８’から補給される新トナーが通過する補給口６０Ｃが、供給ローラ６２の真上に形成されている。現像室６０Ａとトナー収容室６０Ｂとは、現像ケース６０内に設けられた上区画壁６０Ｄおよび下区画壁６０Ｅによって区画されている。また、上区画壁６０Ｄと下区画壁６０Ｅとの間は、現像室６０Ａとトナー収容室６０Ｂとを行き来するトナーが通過する連通口６０Ｆとなっている。
【００７６】
本実施形態に係る現像カートリッジ６では、供給ローラ６２は、外周面６２Ｂの最上部６２Ｈが、区画壁の一例としての下区画壁６０Ｅの上端部６０Ｈよりも上方となるように配置されている。
【００７７】
また、現像室６０Ａとトナー収容室６０Ｂとは、補給時における水平方向（図９の左右方向）に並んで設けられている。これにより、補給口６０Ｃの連通する方向（補給口６０Ｃを通過する新トナーの移動方向）と連通口６０Ｆの連通する方向（連通口６０Ｆを行き来するトナーの移動方向）とは交差することとなる。
【００７８】
トナーボックス８’は、外枠を構成する筐体８０内に新トナー（図示せず）が収容されている。筐体８０には、開口部８１が設けられ、開口部８１の開口端８１Ａは外側に向かって突出し、略リング状をなしている。この開口端８１Ａが、現像カートリッジ６の補給口６０Ｃと嵌合することで、トナーボックス８’と現像カートリッジ６（現像室６０Ａ）とが、開口部８１および補給口６０Ｃを介して連通する。
【００７９】
以上のように構成された現像カートリッジ６の作用効果について説明する。
現像カートリッジ６（トナー収容室６０Ｂ）内のトナーがなくなった場合、現像カートリッジ６を装置本体から取り外して、補給口６０Ｃにトナーボックス８’を装着し、上下方向を図９に示す状態とする。そうすると、トナーボックス８’内の新トナーが、開口部８１および補給口６０Ｃを介して現像室６０Ａ内に入り、供給ローラ６２上に落下する。これにより、現像室６０Ａに残留していた劣化トナーと、補給された大量の新トナーとを現像室６０Ａ内において混合させることができる。
【００８０】
混合されたトナーは、現像室６０Ａの底面および供給ローラ６２に溜まって略山状に積層されていくが、トナーボックス８’から補給される新トナーによって崩される。本実施形態では、供給ローラ６２の最上部６２Ｈが下区画壁６０Ｅの上端部６０Ｈよりも上方に配置されるため、崩れたトナーは下区画壁６０Ｅの上端部６０Ｈを越えてトナー収容室６０Ｂの側に流れ込む。このようにして、劣化トナーを現像室６０Ａからトナー収容室６０Ｂに移動させることができる。
【００８１】
特に本実施形態では、補給口６０Ｃの連通する方向と連通口６０Ｆの連通する方向とが交差しているので、補給された新トナーは、まず現像室６０Ａ内に溜まって積層した後、補給される新トナーによって崩され、水平方向に並んで設けられたトナー収容室６０Ｂの側に流れ込む。これにより、劣化トナーを、新トナーと混合させつつ、トナー収容室６０Ｂ内に移動させることができる。
【００８２】
なお、最上部６２Ｈの左側（図９参照）には、現像ローラ６１および層厚規制ブレード６３が、現像カートリッジ６の長手方向（図９の紙面手前・奥側の方向）に沿って配置されているので、崩されたトナーが流れることはできない。
【００８３】
本実施形態の現像カートリッジ６も、現像室６０Ａとトナー収容室６０Ｂとを合わせたトナーの収容容積が、トナーボックス８’のトナーの収容容積よりも大きくなるように形成されているので、劣化トナーは、現像室６０Ａ内に滞留することなくトナー収容室６０Ｂ内に移動する。
【００８４】
現像室６０Ａには、トナーボックス８’から新トナーが連続的に供給されるので、現像室６０Ａ内において前記動作が連続的に行われることで、劣化トナーは、新トナーと混合されつつ、トナー収容室６０Ｂ内に移動する。その結果、現像室６０Ａ内の劣化トナーの割合を速やかに減少させることができ、現像室６０Ａ内の新トナーの割合を速やかに増加させることができる。これにより、現像室６０Ａ内に残留する劣化トナーを、速やかに、ほぼ新トナーと入れ替えることができる。
【００８５】
このように、本実施形態の現像カートリッジ６によれば、新トナーがトナーボックス８’から補給されるときに現像室６０Ａ内に残留する劣化トナーを、新トナーと混合しつつ、トナー収容室６０Ｂ内に移動させることで、現像室６０Ａ内に残留する劣化トナーを、速やかに新トナーと入れ替えることができる。これにより、新トナーを補給した直後であっても、現像室６０Ａ内では新トナーに対する劣化トナーの割合が小さくなっているので、従来装置と比較して、新トナーが補給されたときに発生する画像品質の低下を速やかに抑えることができる。
【００８６】
なお、本実施形態の下区画壁６０Ｅの形状は、図９に示す上端部６０Ｈが尖り、両壁面が下方へ傾斜した形状（側面視略三角形状）に限定されず、現像室６０Ａ内に溜まって崩されたトナーを、トナー収容室６０Ｂへスムーズに流すことができる形状であればよい。例えば、トナー収容室６０Ｂの壁面を略垂直面としてもよい。また、上端部６０Ｈが一定の幅を有していてもよい（側面視略台形状）。さらに、壁面の傾斜は弧状に形成してもよいし、直線状に形成してもよい。
【００８７】
また、本実施形態においても、前記した第１実施形態と同様に、現像カートリッジ６およびトナーボックス８’を装置本体に装着し、供給ローラ６２を駆動させながら新トナーの補給を行う構成とすることが望ましい。この場合、装置本体の外部にあるトナーボックス（現像剤補給装置）から、補給管を介して装置本体の内部に装着された現像カートリッジ６（現像装置）にトナーを補給する構成としてもよい。
【００８８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【００８９】
前記した実施形態では、現像室６０Ａとトナー収容室６０Ｂとを前後方向（水平方向）に並んで設けた例を示したが、これに限定されるものではない。すなわち、本発明の「水平方向に隣接して設け」とは、現像装置が装置本体に装着された状態（または補給時）において、現像室および現像剤収容室の一方から他方を水平方向に見たとき、現像室と現像剤収容室の少なくとも一部が重なるように設けられていることをいう。
【００９０】
前記した実施形態では、補給口６０Ｃを供給ローラ６２の真上に形成した例を示したが、供給ローラ６２の「真上」に形成されるとは、プロセスカートリッジ５（現像カートリッジ６）が本体筐体２に装着された状態において、補給口６０Ｃを上から見たときに、補給口６０Ｃと供給ローラ６２の少なくとも一部とが重なるように補給口６０Ｃが形成されていることをいうものとする。
【００９１】
なお、補給口６０Ｃが形成される位置は供給ローラ６２の真上に限定されず、供給ローラの上方であればよい。この場合、補給口から補給されたトナーを供給ローラ上に確実に落下させるための部材を設けることが望ましい。例えば、補給口と供給ローラの間にオーガなどを適宜配置し、このオーガなどを介して補給されたトナーを供給ローラ上に落下させることができる。また、補給されたトナーを供給ローラ上に流す部材（例えば、傾斜面を有する上区画壁など）を設けてもよい。
【００９２】
前記した実施形態では、図３（ａ）に示したように、補給口６０Ｃを現像室６０Ａの上面中央付近に形成した例を示したが、これに限定されず、例えば、現像室上面の左寄りまたは右寄りなどに形成してもよい。この場合、搬送部材（オーガ）または拡散部材の構成や配置は適宜変更することができる。
【００９３】
前記した実施形態では、現像装置の一例として現像カートリッジ６を採用した例を示したが、これに限定されず、例えば、前記した実施形態のプロセスカートリッジ５を本発明の現像装置としてもよい。
【００９４】
前記した実施形態では、画像形成装置の一例としてレーザプリンタ１を例示したが、本発明の画像形成装置は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、複合機や複写機などにも適用することができる。また、本発明は、複数の現像装置を有する画像形成装置、例えば、カラープリンタ、カラー複合機、カラー複写機などにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの全体構成を示す断面図である。
【図２】第１実施形態に係る現像カートリッジの構成を示す断面図である。
【図３】（ａ）は第１実施形態に係る現像カートリッジの平面図であり、（ｂ）は図２のIII−III断面図である。
【図４】第１実施形態に係るレーザプリンタの構成を示すブロック図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）はオーガの配置位置を変更した現像カートリッジの断面図である。
【図６】（ａ）は補給口に拡散部材を設けた現像カートリッジの断面図であり、（ｂ）は（ａ）のVI−VI断面図である。
【図７】（ａ）は補給口の真下に拡散部材を設けた現像カートリッジの断面図であり、（ｂ）は（ａ）のVII−VII断面図である。
【図８】供給ローラの軸方向に長い形状の補給口を有する現像カートリッジの平面図である。
【図９】第２実施形態に係る現像カートリッジの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９６】
１      レーザプリンタ
２      本体筐体
６      現像カートリッジ
８      トナーボックス
８’    トナーボックス
９      補給管
１０    駆動部
２０    制御部
６０    現像ケース
６０Ａ  現像室
６０Ｂ  トナー収容室
６０Ｃ  補給口
６０Ｄ  上区画壁
６０Ｅ  下区画壁
６０Ｆ  連通口
６０Ｈ  上端部
６１    現像ローラ
６２    供給ローラ
６２Ａ  供給ローラギヤ
６２Ｂ  外周面
６２Ｈ  最上部
６３    層厚規制ブレード
６５    オーガ
６５Ａ  オーガギヤ
６６    拡散部材
【図１】
0004623102.tif 000002
【図２】
0004623102.tif 000003
【図３】
0004623102.tif 000004
【図４】
0004623102.tif 000005
【図５】
0004623102.tif 000006
【図６】
0004623102.tif 000007
【図７】
0004623102.tif 000008
【図８】
0004623102.tif 000009
【図９】
0004623102.tif 000010