(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤が収容された現像剤収容部と、
前記現像剤収容部から送られた現像剤を攪拌する現像剤攪拌部材と、前記現像剤攪拌部材で攪拌された現像剤を保持し感光体に供給する現像剤保持部材と、を有する現像部と、
前記現像剤収容部から現像剤が流入される現像剤流入口と、前記現像剤流入口から流入された現像剤が前記現像部へ供給される現像剤供給口と、が形成され、前記現像剤流入口から前記現像剤供給口へ現像剤を搬送する現像剤搬送部材が設けられた現像剤搬送路と、
を有し、
前記現像剤搬送路が、前記現像剤攪拌部材の現像剤の送り方向と平行となるように配置され、
前記現像剤供給口の下端部の位置が、前記現像剤搬送路の前記現像剤流入口側の最下部よりも高く、
前記現像剤搬送部材は、前記現像剤流入口から前記現像剤供給口まで該現像剤供給口に向かう順方向に現像剤を搬送する第１搬送部と、前記現像剤供給口に向けて前記順方向とは逆方向に現像剤を搬送する第２搬送部と、を有し、
前記第１搬送部は、前記現像剤流入口と前記現像剤供給口との間の中間位置よりも前記順方向の下流側における現像剤の搬送速度が、上流側よりも遅くなる構成とされ、
前記第２搬送部は、前記現像剤供給口と対向する対向領域における現像剤の搬送速度が、前記中間位置よりも上流側における前記第１搬送部の現像剤の搬送速度よりも遅くなる構成とされている現像装置。
【請求項２】
前記第１搬送部及び前記第２搬送部は、螺旋羽根を有し、
前記対向領域にある前記第１搬送部及び前記第２搬送部の当該螺旋羽根のピッチが、前記中間位置よりも上流側における前記第１搬送部の当該螺旋羽根のピッチよりも狭い請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像剤搬送路が、前記現像剤流入口から前記現像剤供給口に渡って一定の勾配で傾いている請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤収容部が、前記現像剤搬送路に着脱可能となっている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記感光体に画像の潜像を形成する潜像形成手段と、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の現像装置と、
を有し、
前記現像剤保持部材が、前記潜像に現像剤を供給して現像する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタや複写機等の画像形成装置において、トナーが収容されたトナー収容部から現像が行われる現像部へトナーを搬送する搬送手段を設けたものがある（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
特許文献１の画像形成装置では、トナー搬送手段としてスクリューオーガを設け、スクリューオーガを回転させて軸方向にトナーを搬送している。搬送されるトナーの残量は、トナー残量検知センサで検知される。
【０００４】
特許文献２の画像形成装置では、現像ユニットが現像剤収容室とトナー補給室で構成され、トナー補給室と現像剤収容室をつなぐディスペンス室内に、トナー搬送手段としてディスペンス部材を設けている。
【０００５】
特許文献３の画像形成装置では、トナー貯蔵部から現像装置のトナー補給部にトナーを搬送するトナー搬送手段として、搬送部に小スリット状のトナー補給口を形成している。
【特許文献１】特開２００１−０８３８０２
【特許文献２】特開２００６−２６７９３３
【特許文献３】特開２００３−２４１４９８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１〜３の画像形成装置は、いずれもトナー搬送経路が水平方向に延びており、トナー搬送経路の上流側にトナーを積極的に貯留させるものではなかった。
【０００７】
本発明は、現像剤供給口への現像剤の搬送量が安定する現像装置及び画像形成装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に係る現像装置は、現像剤が収容された現像剤収容部と、前記現像剤収容部から送られた現像剤を攪拌する現像剤攪拌部材と、前記現像剤攪拌部材で攪拌された現像剤を保持し感光体に供給する現像剤保持部材と、を有する現像部と、前記現像剤収容部から現像剤が流入される現像剤流入口と、前記現像剤流入口から流入された現像剤が前記現像部へ供給される現像剤供給口と、が形成され、前記現像剤流入口から前記現像剤供給口へ現像剤を搬送する現像剤搬送部材が設けられた現像剤搬送路と、を有し、前記現像剤搬送路が、前記現像剤攪拌部材の現像剤の送り方向と平行となるように配置され、前記現像剤供給口の下端部の位置が、前記現像剤搬送路の前記現像剤流入口側の最下部よりも高く、前記現像剤搬送部材は、前記現像剤流入口から前記現像剤供給口まで該現像剤供給口に向かう順方向に現像剤を搬送する第１搬送部と、前記現像剤供給口に向けて前記順方向とは逆方向に現像剤を搬送する第２搬送部と、を有し、前記第１搬送部は、前記現像剤流入口と前記現像剤供給口との間の中間位置よりも前記順方向の下流側における現像剤の搬送速度が、上流側よりも遅くなる構成とされ、前記第２搬送部は、前記現像剤供給口と対向する対向領域における現像剤の搬送速度が、前記中間位置よりも上流側における前記第１搬送部の現像剤の搬送速度よりも遅くなる構成とされている。
【０００９】
本発明の請求項２に係る現像装置は、前記第１搬送部及び前記第２搬送部は、螺旋羽根を有し、前記対向領域にある前記第１搬送部及び前記第２搬送部の当該螺旋羽根のピッチが、前記中間位置よりも上流側における前記第１搬送部の当該螺旋羽根のピッチよりも狭い。
【００１０】
本発明の請求項３に係る現像装置は、前記現像剤搬送路が、前記現像剤流入口から前記現像剤供給口に渡って一定の勾配で傾いている。
【００１１】
本発明の請求項４に係る現像装置は、前記現像剤収容部が、前記現像剤搬送路に着脱可能となっている。
【００１２】
本発明の請求項５に係る画像形成装置は、前記感光体に画像の潜像を形成する潜像形成手段と、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の現像装置と、を有し、前記現像剤保持部材が、前記潜像に現像剤を供給して現像する。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明は、本構成を有していない場合に比較して、現像剤搬送路の途中で現像剤の密度が疎の部分が発生するのを抑えられ、現像剤供給口への現像剤の搬送量が安定する。
【００１４】
請求項２の発明は、本構成を有していない場合に比較して、現像剤供給口付近で現像剤が滞留し易くなり、現像部に現像剤を安定して供給できる。
【００１５】
請求項３の発明は、本構成を有していない場合に比較して、現像剤搬送路の加工が容易となる。
【００１６】
請求項４の発明は、現像剤収容部から現像部までを一体化したものに比較して、現像剤の交換が容易となる。
【００１７】
請求項５の発明は、本構成を有していない場合に比較して、現像部への現像剤供給量の変動を抑えられ、安定した画像形成が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の現像装置及び画像形成装置の第１実施形態を図面に基づき説明する。
【００１９】
図１には、本発明の画像形成装置としてのプリンタ１０が示されている。プリンタ１０は、４色のトナー（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））によるフルカラー画像形成を行う画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋが上下方向に配列されている。各画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋは、収容されるトナーを除いて同様の構成となっている。
【００２０】
なお、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色を区別する際には、符号の後にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付加して説明するが、各色を区別する必要がない場合は、符号の後のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略する。各トナーＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、特に製造方法により限定されるものではなく、各種のトナーが使用可能である。
【００２１】
例えば、トナーの製造方法としては、結着樹脂と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等を混練、粉砕、分級する混練粉砕法、混練粉砕法にて得られた粒子を機械的衝撃力または熱エネルギーにて形状を変化させる方法、結着樹脂の重合性単量体を乳化重合させ、形成された分散液と、着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の分散液とを混合し、凝集、加熱融着させ、トナー粒子を得る乳化重合凝集法、結着樹脂を得るための重合性単量体と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて重合する懸濁重合法、結着樹脂と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて造粒する溶解懸濁法等が使用できる。
【００２２】
また、上記方法で得られたトナーをコアにして、さらに凝集粒子を付着、加熱融合してコアシェル構造をもたせる製造方法など、公知の方法を使用することができるが、形状制御、粒度分布制御の観点から水系溶媒にて製造する懸濁重合法、乳化重合凝集法、溶解懸濁法が好ましく、乳化重合凝集法が特に好ましい。トナー母材は、結着樹脂と着色剤、離型剤とからなり、必要であれば、シリカや帯電制御剤を用いてもよい。
【００２３】
使用される結着樹脂としては、スチレン、クロロスチレン等のスチレン類、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα―メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類等の単独重合体および共重合体を例示することができ、特に代表的な結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレンーアクリル酸アルキル共重合体、スチレンーメタクリル酸アルキル共重合体、スチレンーアクリロニトリル共重合体、スチレンーブタジエン共重合体、スチレンー無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等をあげることができる。さらに、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィンワックス等をあげることができる。 
【００２４】
また、トナーの着色剤としては、マグネタイト、フェライト等の磁性粉、カーボンブラック、アニリンブルー、カルイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３等を代表的なものとして例示することができる。 
【００２５】
離型剤としては、低分子ポリエチレン、低分子ポリプロピレン、フィッシャートロピィシュワックス、モンタンワックス、カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等を代表的なものとして例示することができる。 
【００２６】
また、トナーには、必要に応じて帯電制御剤が添加されてもよい。帯電制御剤としては、公知のものを使用することができるが、アゾ系金属錯化合物、サリチル酸の金属錯化合物、極性基を含有するレジンタイプの帯電制御剤を用いることができる。
【００２７】
湿式製法でトナーを製造する場合、イオン強度の制御と廃水汚染の低減の点で水に溶解しにくい素材を使用するのが好ましい。本発明におけるトナーは、磁性材料を内包する磁性トナーおよび磁性材料を含有しない非磁性トナーのいずれであってもよい。 
【００２８】
本発明に用いるトナーは、上記トナー粒子及び上記外添剤をヘンシェルミキサーあるいはＶブレンダー等で混合することによって製造することができる。また、トナー粒子を湿式にて製造する場合は、湿式にて外添することも可能である。
【００２９】
本発明に用いるトナーに添加される滑性粒子としては、グラファイト、二硫化モリブデン、滑石、脂肪酸、脂肪酸金属塩等の固体潤滑剤や、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類、加熱により軟化点を有するシリコーン類、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等のような脂肪族アミド類やカルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等のような植物系ワックス、ミツロウのような動物系ワックス、モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等のような鉱物、石油系ワックス、及びそれらの変性物が使用でき、これらを単独で使用するか、あるいは併用しても良い。
【００３０】
トナーに添加されるその他の無機酸化物としては粉体流動性、帯電制御等の為、１次粒径が４０ｎｍ以下の小径無機酸化物を用い、更に付着力低減や帯電制御の為、それより大径の無機酸化物を添加することが好ましい。
【００３１】
これらの無機酸化物微粒子は公知のものを使用できるが、精密な帯電制御を行う為にはシリカと酸化チタンを併用することが好ましい。また、小径無機微粒子については表面処理することにより、分散性が高くなり、粉体流動性をあげる効果が大きくなる。 
【００３２】
また、電子写真用カラートナーはキャリアと混合して使用されるが、キャリアとしては、鉄粉、ガラスビーズ、フェライト粉、ニッケル粉またはそれ等の表面に樹脂コーテイングを施したものが使用される。また、キャリアとの混合割合は、適宜設定することができる。 
【００３３】
図１に示すように、プリンタ１０の下部には、記録用紙Ｐが収納された給紙カセット１４が設けられている。給紙カセット１４の近傍には、記録用紙Ｐを所定のタイミングで送り出すピックアップロール１６が設けられている。また、ピックアップロール１６の記録用紙Ｐの搬送方向下流側には、搬送ロール１８及びレジストロール２０からなる用紙搬送路２２が設けられている。ここで、ピックアップロール１６によって給紙カセット１４から送り出された記録用紙Ｐは、搬送ロール１８及びレジストロール２０を介して用紙搬送路２２へ送り込まれ、各画像形成ユニット１２に記録用紙Ｐを搬送する搬送装置２４へ搬送されるようになっている。
【００３４】
画像形成ユニット１２は、用紙搬送路２２の上流側から前述のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色の順に配設されており、画像形成ユニット１２の図中左側には、画像形成ユニット１２に走査光を照射する露光装置２６が配設されている。
【００３５】
露光装置２６は、筐体２８内に図示しない半導体レーザ、ポリゴンミラー３０、結像レンズ３２及びミラー３４が配設されており、半導体レーザからの光は、ポリゴンミラー３０で偏向走査され、結像レンズ３２とミラー３４を介して各感光体３６に照射される。これにより、感光体３６に、画像情報に応じた静電潜像が形成されるようになっている。
【００３６】
また、プリンタ１０の図中右側（感光体３６と対向する位置）には、前述の搬送装置２４が配設されている。搬送装置２４は、プリンタ１０の側壁１０Ａに沿って設けられた一対の張架ロール３８、４０と、この張架ロール３８、４０に巻き掛けられた搬送ベルト４２とで構成されている。張架ロール４０は、図示しないモータによって回転され、搬送ベルト４２が移動するようになっている。張架ロール３８の近傍には、吸着ロール４４が対向配置されており、この吸着ロール４４に電圧が印加されることによって、搬送ベルト４２に記録用紙Ｐが静電的に吸着されるようになっている。
【００３７】
また、搬送ベルト４２の裏面の各色の感光体３６に対向する位置には、それぞれ転写ロール４６が配設されている。この転写ロール４６によって、感光体３６上のトナー像が、搬送ベルト４２によって搬送される記録用紙Ｐに転写される。トナー像が転写された記録用紙Ｐは、張架ロール４０の上方に設けられた定着装置４８で、熱と圧力の作用により定着される。そして、トナー像が定着された記録用紙Ｐは、排出ロール５０によって排出トレイ５２へ排出されるようになっている。
【００３８】
露光装置２６の近傍（図中左側）には、プリンタ１０の各部の動作制御を行う制御ユニット５４が設けられている。
【００３９】
次に、本発明の第１実施形態に係る現像装置５８について説明する。
【００４０】
図２（ａ）に示すように、画像形成ユニット１２は、感光体３６を有する感光体ユニット５６（上部）と、各色のトナーが収容されると共に、感光体３６に作像される静電潜像に対して各色トナーの現像を行う現像装置５８（下部）とで構成されている。感光体ユニット５６と現像装置５８の間には、露光光Ｌが通過する光通路５９が形成されており、露光光Ｌは、光通路５９を通って感光体３６の表面に照射されるようになっている。
【００４１】
感光体ユニット５６は、感光体３６と、感光体３６の周囲に配設され所定の電位差により感光体３６表面を帯電させる帯電ロール６０と、感光体３６表面を清掃するクリーニング装置６２と、感光体３６表面の除電を行うイレーズランプ６４と、クリーニング装置６２の横方向に配設されたサブトナー供給ユニット６６とが一体となって構成されている。
【００４２】
サブトナー供給ユニット６６には、トナーの攪拌及び搬送を行うマイラフィルムを有する攪拌搬送部材６８が設けられている。また、サブトナー供給ユニット６６の側壁には、支持突起７０が突設されており、支持突起７０をプリンタ１０内の図示しない受部に挿通させることで、プリンタ１０に画像形成ユニット１２が装着されるようになっている。
【００４３】
一方、図２（ａ）に示すように、現像装置５８は、感光体３６の静電潜像をトナーで可視像化する現像ユニット７２と、現像ユニット７２にトナーＴを供給するメイントナー供給ユニット７４とが横方向に一体化された構成となっている。なお、現像装置５８では、キャリアとの攪拌混合でトナーＴを摩擦帯電させて現像する二成分現像方式が用いられている。
【００４４】
現像ユニット７２は、本体としてのハウジング７６を有している。ハウジング７６は、感光体３６の下方側に設けられており、感光体３６側に向かって開口した開口部７８が形成されている。また、ハウジング７６内には、現像剤収容室８０が形成されている。現像剤収容室８０は、内部にトナーＴ及びキャリアからなる現像剤Ｇが収容されている。なお、キャリアは、現像剤収容室８０のみに収容されている。
【００４５】
さらに、ハウジング７６内には、開口部７８から一部が露出するようにして、現像ロール８２が配設されている。現像ロール８２は、矢印方向へ回転可能に設けられた非磁性円筒状の現像スリーブ（図示省略）と、現像スリーブの内側で回転しないように固定され複数の磁極が交互に配設された磁石ロール（図示省略）とで構成されている。現像スリーブの端部には、図示しないギアが固定されており、モータからの回転力がギアへ伝達され、ギアを介して現像スリーブが回転するようになっている。
【００４６】
ここで、現像ロール８２は、現像剤Ｇ中に含まれるキャリアを磁力で吸着し、表面に現像剤Ｇの磁気ブラシを形成して、キャリアに吸着したトナーＴを感光体３６と対向する現像領域（現像剤供給位置）へ搬送する。そして、露光光Ｌにより感光体３６上に形成された静電潜像が、現像ロール８２の表面に形成されたキャリアとトナーとからなる現像剤Ｇの磁気ブラシによって可視像化されるようになっている。
【００４７】
現像ロール８２における現像領域の上流側には、現像ロール８２と所定の距離離間し、且つ現像ロール８２の軸方向に沿って、円筒状の層厚規制部材８４が配設されている。層厚規制部材８４は、アルミニウム等の非磁性体からなり、現像ロール８２上に供給された現像剤Ｇの層厚を規制している。
【００４８】
図２（ａ）、図３、及び図４に示すように、現像ロール８２の下方には、現像ロール８２の軸方向に沿って第１オーガ８６及び第２オーガ８８が配設されている。第１オーガ８６及び第２オーガ８８は、それぞれ回転軸８６Ａ、８８Ａを備えており、ハウジング７６の周壁にそれぞれ回転可能に軸支されている。回転軸８６Ａ、８８Ａには、それぞれ所定のピッチで螺旋羽根８６Ｂ、８８Ｂが螺旋状に形成されている。
【００４９】
ここで、回転軸８６Ａ、８８Ａの端部には、それぞれ図示しないギアが固定されており、図示しないモータからの回転力がギアへ伝達され、ギアを介して第１オーガ８６及び第２オーガ８８がそれぞれ回転する。この回転で螺旋羽根８６Ｂ、８８Ｂが回転することによって、現像剤収容室８０内に収容された現像剤Ｇが、攪拌されながら矢印方向（図４参照）へ搬送されるようになっている。
【００５０】
第１オーガ８６と第２オーガ８８の間には、第１仕切壁９０が立設されている。現像剤収容室８０内は、第１仕切壁９０によって、第１オーガ８６が配設された第１攪拌路９２と、第２オーガ８８が配設された第２攪拌路９４とに二分されている。
【００５１】
また、第１仕切壁９０の長手方向の両端部には、連通口９６、９８が形成されており、この連通口９６、９８によって、第１攪拌路９２と第２攪拌路９４とが連通されている。ここで、現像剤収容室８０内の現像剤Ｇは、第１オーガ８６及び第２オーガ８８の回転によって、それぞれ第１攪拌路９２及び第２攪拌路９４内を攪拌されながら搬送され、第１攪拌路９２と第２攪拌路９４との間を循環するようになっている。
【００５２】
現像ユニット７２に隣接したメイントナー供給ユニット７４には、供給用のトナーＴが収容されるトナー収容室１０２が設けられている。トナー収容室１０２には、現像ロール８２の軸方向に沿って第１アジテータ１０４及び第２アジテータ１０６が回転可能に設けられている。
【００５３】
第１アジテータ１０４は、第１回転軸１０４Ａと、マイラからなる第１搬送フィルム１０４Ｂとを備え、メイントナー供給ユニット７４の周壁に回転可能に軸支されている。第２アジテータ１０６は、第１回転軸１０６Ａと、マイラからなる第２搬送フィルム１０６Ｂとを備え、メイントナー供給ユニット７４の周壁に回転可能に軸支されている。第１搬送フィルム１０４Ｂ及び第２搬送フィルム１０６Ｂには、トナーの搬送方向へ向けて斜めに切込みが形成されている。
【００５４】
第１回転軸１０４Ａ及び第２回転軸１０６Ａの端部には、図示しないギヤが固定されている。ここで、図示しないモータからの回転力がギヤへ伝達され、第１搬送フィルム１０４Ｂ及び第２搬送フィルム１０６Ｂが回転すると、トナー収容室１０２内のトナーＴが攪拌されながら矢印方向へ搬送されるようになっている。
【００５５】
次に、トナー搬送路１１４について説明する。
【００５６】
図２（ａ）、図３、及び図４に示すように、トナー収容室１０２と現像剤収容室８０との間には、第２仕切壁１０８、湾曲壁１１０、及び第３仕切壁１１２が設けられている。第２仕切壁１０８の下部からは、湾曲壁１１０がトナー収容室１０２側へ延び、第３仕切壁１１２が現像剤収容室８０側へ延びることで、ハウジング７６の底部にトンネル状のトナー搬送路１１４を形成している。
【００５７】
トナー搬送路１１４は、第１アジテータ１０４のトナーの送り方向と平行となるように設けられている。また、トナー搬送路１１４内には、長手方向に沿ってトナーの攪拌搬送を行う搬送オーガ１１６が回転可能に設けられている。
【００５８】
ここで、湾曲壁１１０の長手方向の一方の端部近傍には、トナー収容室１０２とトナー搬送路１１４とを連通するようにして、トナー流入口１１８が形成されている。これにより、トナー収容室１０２内に収容されたトナーＴは、第１アジテータ１０４によって攪拌されながらトナー収容室１０２内を軸方向に搬送され、トナー流入口１１８からトナー搬送路１１４へ送り込まれるようになっている。
【００５９】
一方、第３仕切壁１１２の長手方向の他方の端部近傍には、トナー搬送路１１４と現像剤収容室８０とを連通するようにしてトナー供給口１２０が形成されている。これにより、トナー搬送路１１４内のトナーＴは、搬送オーガ１１６によって攪拌されながら搬送され、トナー供給口１２０から現像剤収容室８０へ送り込まれるようになっている。
【００６０】
図２（ｂ）に示すように、トナー搬送路１１４は、底面が現像ユニット７２の底面から角度θ１で傾斜しており、トナー流入口１１８からトナー供給口１２０に渡って一定の勾配で傾くように形成されている。これにより、トナー供給口１２０の高さ位置Ａ（下端部）が、トナー流入口１１８側のトナー搬送路１１４の最下部（底面）Ｂよりも高くなっている。
【００６１】
また、搬送オーガ１１６は、回転軸１１６Ａと、回転軸１１６Ａに螺旋状に形成された螺旋羽根１１６Ｂとで構成されている。螺旋羽根１１６Ｂは、トナー流入口１１８側のピッチ（配置間隔）をｄ１、トナー供給口１２０側のピッチをｄ２とすると、ｄ１＞ｄ２となるように形成されており、トナー供給口１２０側でトナーの搬送速度が遅くなるようになっている。なお、搬送オーガ１１６では、トナー供給口１２０側の端部の螺旋羽根１１６Ｂが一部逆方向に向けられているが、これは、トナー搬送路１１４の下流側端部にトナーＴが滞留するのを防ぐためのものである。
【００６２】
図２（ａ）に示すように、トナー供給口１２０は、下端部が現像剤収容室８０に収容されている現像剤Ｇの表面位置よりも下方に位置するようにして形成されている。これにより、トナー供給口１２０の少なくとも一部が、現像剤収容室８０に収容された現像剤Ｇに埋もれた状態となっており、トナー搬送路１１４から現像剤収容室８０へ送り込まれたトナーＴが、現像剤Ｇの中に潜り込み、現像剤Ｇと混合しやすくなっている。
【００６３】
次に、本発明の第１実施形態の作用について説明する。
【００６４】
まず、プリンタ１０の画像形成について説明する。図１に示すように、プリンタ１０で図示しないスタートボタンが押されるなどして画像形成が開始されると、制御ユニット５４がプリンタ１０の各部の動作制御を行い、ピックアップロール１６によって給紙カセット１４から記録用紙Ｐが送り出される。送り出された記録用紙Ｐは、搬送ロール１８及びレジストロール２０を介して用紙搬送路２２へ送り込まれ、搬送装置２４へ搬送される。
【００６５】
続いて、各画像形成ユニット１２において、感光体３６が帯電ロール６０で帯電され、画像を形成するための各種データに基づいて、露光装置２６から感光体３６に露光光Ｌが照射される。これにより、感光体３６上に静電潜像が形成される。そして、この静電潜像が現像ロール８２上のトナーＴによって顕在化され、トナー像となる。
【００６６】
感光体３６上のトナー像は、搬送ベルト４２によって搬送されてきた記録用紙Ｐ上に、転写ロール４６の転写電界によって順次転写され、各色のトナーが重ねられる。トナー像が転写された記録用紙Ｐは、定着装置４８で、熱と圧力の作用により定着される。定着が完了した記録用紙Ｐは、排出ロール５０によって排出トレイ５２へ排出される。このようにして、画像形成が行われる。
【００６７】
次に、トナー搬送路１１４のトナーＴの搬送状態について説明する。
【００６８】
図５（ａ）に示すように、トナー搬送路１１４では、前述の第１アジテータ１０４（図４参照）の回転によってトナー流入口１１８からトナーＴが流入する。ここで、トナー搬送路１１４が傾斜しているため、流入したトナーＴは、トナー搬送路１１４端部の内壁１１４Ａの下部（隅部）から貯留され始める。そして、トナー流入口１１８から継続してトナーＴが流入すると、トナー搬送路１１４では、まず、トナー流入口１１８付近のトナーＴが密に充填される。
【００６９】
続いて、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、搬送オーガ１１６の回転により、トナー流入口１１８付近のトナーＴは、下流側（トナー供給口１２０側）へ向けて搬送される。ここで、前述のようにトナー搬送路１１４が傾斜しているため、トナーＴは、搬送方向上流側で最も密となるように充填されている。このため、下流側へ向けて搬送されるトナーＴは、常に上流側が密で、搬送途中にトナーの密度が疎となる部分ができにくくなり、所定の搬送レートでトナー供給口１２０まで連続的に搬送されることになる。搬送レートとは、単位時間当たりのトナーＴの搬送量（供給量）で定義されるものであり、単位（ｍｇ／ｓｅｃ）としている。
【００７０】
ここで、比較例として、トナー搬送路が水平に配置されているものでは、環境温度や振動等の外乱により、搬送途中でトナーＴが凝集するなどして、トナー搬送路中でトナー分布が変化し、所定の搬送レートを維持することが難しくなる。また、トナー搬送路が、搬送方向上流側から下流側へ低くなるように傾斜配置されているものでは、トナーＴの自重等により、トナーＴが一気に搬送路を落下するなどするため、所定の搬送レートを維持することが難しくなる。
【００７１】
一方、本実施形態では、上述のように、トナー搬送路１１４が、上流側から下流側へ向けて上向きとなっているため、搬送されるトナーＴは、常に上流側が密となる。これにより、搬送途中にトナーの密度が疎となる部分ができにくくなり、所定の搬送レートでトナー供給口１２０まで連続的に搬送させることが可能となる。
【００７２】
トナー供給口１２０に到達したトナーＴは、順次、トナー供給口１２０から現像剤収容室８０（図２（ａ）参照））に供給される。ここで、トナー供給口１２０付近の螺旋羽根１１６Ｂのピッチが、上流側の螺旋羽根１１６Ｂのピッチよりも狭いため、上流側から搬送されてくるトナーＴの搬送速度が、トナー供給口１２０付近で低下する。これにより、トナー供給口１２０付近でトナーＴが一時的に滞留することになり、トナー供給口１２０からのトナー供給が連続的に行われる。
【００７３】
なお、トナー搬送路１１４が、第１オーガ８６、第２オーガ８８の現像剤Ｇの送り方向と平行に配置されているため、トナー収容室１０２が現像ユニット７２に近づき、トナー搬送路１１４の長さが短くなっている。この点においても、トナー搬送路１１４の途中でトナーＴの密度が疎になることが抑えられている。
【００７４】
ここで、図６は、現像装置５８における搬送オーガ１１６の回転開始からの累積時間と、トナー搬送路１１４における搬送レートとの関係を示している。図６では、本実施形態の現像装置５８のデータを黒丸プロットで表し、比較例として、トナー搬送路１１４を水平配置したもののデータを三角プロット、トナー搬送路１１４をトナー供給口１２０へ向けて低く傾けたもののデータを四角プロットで表している。なお、図６では、本実施形態のトナー供給口１２０側の螺旋羽根１１６Ｂのピッチを１５ｍｍで設定している。
【００７５】
図６に示すように、累積時間１２００秒までの搬送レートを比較すると、比較例である水平配置では１６０〜２００[ｍｇ／ｓｅｃ]と変動しており、下方配置では２００〜２５０[ｍｇ／ｓｅｃ]と変動しているものの、本実施形態の現像装置５８では、２００〜２２０[ｍｇ／ｓｅｃ]となっており、搬送レートの変動幅が小さくなることが確認された。
【００７６】
一方、図７は、トナー収容室１０２内のトナー残量と、トナー搬送路１１４における搬送レートとの関係を示している。なお、測定開始時のトナー収容室１０２内のトナー残量は、予め１００ｇに設定している。また、図７では、いずれも本実施形態の現像装置５８におけるデータが示されており、螺旋羽根１１６Ｂのトナー供給口１２０側のピッチを１５ｍｍで設定したもののデータを白丸プロット、螺旋羽根１１６Ｂのトナー供給口１２０側のピッチを５ｍｍまで狭めたもののデータを三角プロットで表している。
【００７７】
図７に示すように、トナー残量が減少するにつれ、螺旋羽根１１６Ｂのピッチが１５ｍｍのものでは、搬送レートが徐々に低下する傾向が見られたが、ピッチが５ｍｍのものでは、搬送レートの絶対値は低くなるものの、搬送レートが安定する傾向が確認された。
【００７８】
次に、本発明の現像装置及び画像形成装置の第２実施形態を図面に基づき説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部品には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
【００７９】
図８（ａ）には、プリンタ１０（図１参照）に装着可能な画像形成ユニット１３０が示されている。画像形成ユニット１３０は、本体を構成するハウジング１３２に感光体３６が回転可能に設けられている。感光体３６の周囲には、帯電ロール６０と、帯電された感光体３６に露光光を照射する露光ユニット１３４と、現像ロール８２と、クリーニング装置６２とが配置されている。
【００８０】
現像ロール８２の周囲には、上側に層厚規制部材８４が設けられ、下側にトナー供給ロール１３６が設けられている。トナー供給ロール１３６は、軸方向が現像ロール８２の軸方向と平行となっており、トナーＴを現像ロール８２に供給する。トナー供給ロール１３６に隣接する位置には、現像剤収容室１３８が設けられている。
【００８１】
現像剤収容室１３８には、攪拌オーガ１４０、１４２が並列して回転可能に設けられている。また、現像ロール８２の下部から現像剤収容室１３８までには、トナー及びキャリアからなる現像剤Ｇが収納されている。攪拌オーガ１４０とトナー供給ロール１３６の間には、仕切壁１４４が設けられており、仕切壁１４４の下部には、トナーＴが供給される供給口１４６が形成されている。これにより、現像剤収容室１３８からトナー供給ロール１３６へトナーＴが供給され、さらに現像ロール８２へトナーＴが供給されるようになっている。なお、現像ロール８２、層厚規制部材８４、トナー供給ロール１３６、攪拌オーガ１４０、１４２、及びこれらを内包するハウジング１３２の一部によって、現像部１６０が形成されている。
【００８２】
攪拌オーガ１４０と攪拌オーガ１４２の間には、仕切壁１４８が形成されている。仕切壁１４８の長手方向両端部（紙面手前側と奥側）には、連通口１５０、１５２が形成されている。これにより、攪拌オーガ１４０と攪拌オーガ１４２が回転すると、現像剤収容室１３８内で、現像剤Ｇが攪拌されるようになっている。また、攪拌オーガ１４２の上方には、現像剤収容室１３８にトナーＴを搬送するトナー搬送路１５４が設けられている。
【００８３】
図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、トナー搬送路１５４は、攪拌オーガ１４０、１４２の現像剤Ｇの送り方向と平行となるように配置されており、トナー搬送路１５４の一端の底部に、現像剤収容室１３８にトナーＴを供給可能とするトナー供給口１５６が形成されている。また、トナー搬送路１５４の他端の上部には、トナー搬送路１５４内にトナーＴを流入可能とするトナー流入口１５８が形成されている。
【００８４】
また、トナー搬送路１５４は、底面が画像形成ユニット１３０の底面から角度θ２で傾斜しており、トナー流入口１５８からトナー供給口１５６に渡って一定の勾配で傾くように形成されている。これにより、トナー供給口１５６の高さ位置Ｃ（上端部）が、トナー流入口１５８側のトナー搬送路１５４の最下部（底面）Ｄよりも高くなっている。
【００８５】
トナー搬送路１５４内には、長手方向に沿ってトナーＴの攪拌搬送を行う搬送オーガ１６２が回転可能に設けられている。搬送オーガ１６２は、回転軸１６２Ａと、回転軸１６２Ａに螺旋状に形成された螺旋羽根１６２Ｂとで構成されている。螺旋羽根１６２Ｂは、トナー供給口１５６側のピッチが、トナー流入口１５８側のピッチよりも小さくなるように形成されており、トナー供給口１５６側でトナーＴの搬送速度が遅くなるようになっている。
【００８６】
トナー流入口１５８の周囲でトナー搬送路１５４の上壁では、略水平方向に板状に張り出し、端部が略Ｌ字状に立設された受部１６４が設けられている。受部１６４には、トナーＴが収容されたトナーカートリッジ１６６の底部側で、略水平方向に板状に張り出した取付部１６８が搭載されるようになっている。なお、トナーカートリッジ１６６は、画像形成ユニット１３０に着脱可能となっている。
【００８７】
また、トナーカートリッジ１６６は、内部に攪拌用のアジテータ１７０が回転可能に設けられている。さらに、トナーカートリッジ１６６の底部には、トナー流入口１５８よりも幅の広いトナー流出口１７２が形成されている。トナー流出口１７２は、トナーカートリッジ１６６の取付部１６８が受部１６４に取付けられる前は、図示しない蓋体で覆われており、トナーＴが流出しないようになっている。
【００８８】
ここで、現像部１６０と、トナー搬送路１５４と、トナーカートリッジ１６６とで、現像装置１３３が構成されている。現像装置１３３（画像形成ユニット１３０）において、トナーカートリッジ１６６を交換するとき、紙面手前側から奥側へ向けて図示しない蓋体が挿入され、トナー流出口１７２が塞がれる。そして、トナーカートリッジ１６６が紙面手前側に引き抜かれ、新しいトナーカートリッジ１６６が紙面奥側へ向けて挿入される。
【００８９】
挿入された新しいトナーカートリッジ１６６は、受部１６４に取付部１６８が係合され、紙面手前側から図示しない板バネ等の付勢手段で付勢されることにより固定される。そして、新しいトナーカートリッジ１６６のトナー流出口１７２を塞いでいる図示しない蓋体を紙面手前側に引き抜くことにより、新しいトナーカートリッジ１６６内のトナーＴが、トナー流出口１７２及びトナー流入口１５８を流下して、トナー搬送路１５４内に流入する。
【００９０】
次に、本発明の第２実施形態の作用について説明する。
【００９１】
まず、画像形成について説明する。プリンタ１０（図１参照）で図示しないスタートボタンが押されるなどして画像形成が開始されると、制御ユニット５４がプリンタ１０の各部の動作制御を行い、開始ピックアップロール１６によって給紙カセット１４から記録用紙Ｐが送り出される。送り出された記録用紙Ｐは、搬送ロール１８及びレジストロール２０を介して用紙搬送路２２へ送り込まれ、搬送装置２４へ搬送される。
【００９２】
続いて、各画像形成ユニット１３０において、感光体３６が帯電ロール６０で帯電され、画像を形成するための各種データに基づいて、露光ユニット１３４から感光体３６に露光光が照射される。これにより、感光体３６上に静電潜像が形成される。そして、この静電潜像が現像ロール８２上のトナーＴによって顕在化され、トナー像となる。
【００９３】
感光体３６上のトナー像は、搬送ベルト４２によって搬送されてきた記録用紙Ｐ上に、転写ロール４６の転写電界によって順次転写され、各色のトナーが重ねられる。トナー像が転写された記録用紙Ｐは、定着装置４８で、熱と圧力の作用により定着される。定着が完了した記録用紙Ｐは、排出ロール５０によって排出トレイ５２へ排出される。このようにして、画像形成が行われる。
【００９４】
次に、トナー搬送路１５４のトナーＴの搬送状態について説明する。
【００９５】
図９（ａ）に示すように、トナー搬送路１５４では、前述のトナーカートリッジ１６６（図８（ａ）参照）のトナー流出口１７２から流出したトナーＴが、トナー流入口１５８から流入する。ここで、トナー搬送路１５４が傾斜しているため、流入したトナーＴは、トナー搬送路１５４端部の内壁１５４Ａの下部（隅部）から貯留され始める。そして、トナー流入口１５８から継続してトナーＴが流入すると、トナー搬送路１５４では、まず、トナー流入口１５８付近のトナーＴが密に充填される。
【００９６】
続いて、図９（ｂ）及び図９（ｃ）に示すように、搬送オーガ１６２の回転により、トナー流入口１５８付近のトナーＴは、下流側（トナー供給口１５６側）へ向けて搬送される。ここで、前述のようにトナー搬送路１５４が傾斜しているため、トナーＴは、搬送方向上流側で最も密となるように充填されている。このため、下流側へ向けて搬送されるトナーＴは、常に上流側が密で、搬送途中にトナーの密度が疎となる部分ができにくくなり、所定の搬送レートでトナー供給口１５６まで連続的に搬送されることになる。
【００９７】
ここで、比較例として、トナー搬送路が水平に配置されているものでは、環境温度や振動等の外乱により、搬送途中でトナーＴが凝集するなどして、トナー搬送路中でトナー分布が変化し、所定の搬送レートを維持することが難しくなる。また、トナー搬送路が、搬送方向上流側から下流側へ低くなるように傾斜配置されているものでは、トナーＴの自重等により、トナーＴが一気に搬送路を落下するなどするため、所定の搬送レートを維持することが難しくなる。
【００９８】
一方、本実施形態では、上述のように、トナー搬送路１１４が、上流側から下流側へ向けて上向きとなっているため、搬送されるトナーＴは、常に上流側が密となる。これにより、搬送途中にトナーＴの密度が疎となる部分ができにくくなり、所定の搬送レートでトナー供給口１５６まで連続的に搬送させることが可能となる。
【００９９】
トナー供給口１５６に到達したトナーＴは、順次、トナー供給口１５６から現像剤収容室１３８（図８（ａ）参照））に供給される。ここで、トナー供給口１５６付近の螺旋羽根１６２Ｂのピッチが、上流側の螺旋羽根１６２Ｂのピッチよりも狭いため、上流側から搬送されてくるトナーＴの搬送速度が、トナー供給口１５６付近で低下する。これにより、トナー供給口１５６付近でトナーＴが一時的に滞留することになり、トナー供給口１５６からのトナー供給が連続的に行われる。
【０１００】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。
【０１０１】
図１０（ａ）に示すように、螺旋羽根の径を変更した搬送オーガ１７６を用いて、トナー供給口付近のトナー搬送速度を遅くしてもよい。搬送オーガ１７６は、回転軸１７６Ａと、回転軸１７６Ａに螺旋状に形成されトナー流入口側に配置される径Ｒ１の螺旋羽根１７６Ｂと、回転軸１７６Ａに螺旋状に形成されトナー供給口側に配置される径Ｒ２の螺旋羽根１７６Ｃとで構成されている（Ｒ１＞Ｒ２）。また、螺旋羽根１７６Ｃのピッチｄ２が、螺旋羽根１７６Ｂのピッチｄ１よりも小さくなっている。これにより、トナー供給口１２０側でトナーの搬送速度をさらに遅くさせて、トナーの滞留量を増やすようにしてもよい。
【０１０２】
また、図１０（ｂ）に示すように、一部を傾斜させたトナー搬送路１８２を用いてもよい。現像装置１８０内には、トナー搬送路１８２が設けられている。トナー搬送路１８２は、トナー流入口１８８側のハウジング１８４の長さＬ１の領域が平坦となるように設けられ、ハウジング１８４の長さＬ２の領域が、トナー供給口１９０へ向けて角度θ３で傾斜されている。トナー搬送路１８２の長さＬ１の領域の上壁からは、板状の支持部１８６が突設されており、支持部１８６に形成された貫通穴１８６Ａには、搬送オーガ１１６の一端が挿通された構成となっている。なお、平坦部となる領域は、トナー供給口１９０付近に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の全体図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る現像装置内部の斜視図である。
【図３】（ａ）本発明の第１実施形態に係る画像形成ユニットの断面図である。（ｂ）本発明の第１実施形態に係るトナー搬送路の断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る現像装置の断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るトナー搬送路内部のトナーの搬送状態を示す模式図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る現像装置におけるトナー搬送部材の回転開始からの累積時間と搬送レートの関係を示すグラフである。
【図７】本発明の第１実施形態に係る現像装置におけるトナー残量と搬送レートの関係を示すグラフである。
【図８】（ａ）本発明の第２実施形態に係る画像形成ユニットの断面図である。（ｂ）本発明の第２実施形態に係るトナー搬送路の断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るトナー搬送路内部のトナーの搬送状態を示す模式図である。
【図１０】（ａ）本発明のトナー搬送部材の他の実施例を示す模式図である。（ｂ）本発明のトナー搬送路の他の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０  プリンタ（画像形成装置）
２６  露光装置（潜像形成手段）
３６  感光体（感光体）
５８  現像装置（現像装置）
７２  現像ユニット（現像部）
８２  現像ロール（現像剤保持部材）
８６  第１オーガ（現像剤攪拌部材）
８８  第２オーガ（現像剤攪拌部材）
１０２  トナー収容室（現像剤収容部）
１１４  トナー搬送路（現像剤搬送路）
１１６  搬送オーガ（現像剤搬送部材）
１１８  トナー流入口（現像剤流入口）
１２０  トナー供給口（現像剤供給口）
１３３  現像装置（現像装置）
１４０  攪拌オーガ（現像剤攪拌部材）
１４２  攪拌オーガ（現像剤攪拌部材）
１５４  トナー搬送路（現像剤搬送路）
１５６  トナー供給口（現像剤供給口）
１５８  トナー流入口（現像剤流入口）
１６０  現像部（現像部）
１６２  搬送オーガ（現像剤搬送部材）
１６６  トナーカートリッジ（現像剤収容部）
Ｔ  トナー（現像剤）
【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】
0005374899.tif 000007
【図７】
0005374899.tif 000008
【図８】
0005374899.tif 000009
【図９】
0005374899.tif 000010
【図１０】
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