(57)【要約】【課題】第１の収容部から第２の収容部に磁性粒子を備える現像剤を搬送するための搬送管内における該現像剤の詰まりを抑制することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】静電像が形成される像担持体１と、像担持体１上に形成された静電像を磁性粒子を備える現像剤を用いて現像する現像器４と、現像剤を第１の収容部４００から第２の収容部４に搬送する搬送管１１と、搬送管１１の少なくとも一部の内部において交番磁界を発生させる交番磁界発生手段１２、１３と、を有する構成とする。【選択図】図５
2007240784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電像が形成される像担持体と、
前記像担持体上に形成された静電像を磁性粒子を備える現像剤を用いて現像する現像器と、
前記現像剤を第１の収容部から第２の収容部に搬送する搬送管と、
前記搬送管の少なくとも一部の内部において交番磁界を発生させる交番磁界発生手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記交番磁界発生手段は、前記搬送管の少なくとも一部を螺旋状に囲む導電性部材と、該導電性部材に交流電流を流す電源と、を有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】
前記導電性部材は、前記搬送管の少なくとも一部を螺旋状に囲むコイル又は金属板であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１の収容部は補給用現像剤を収容する補給用現像剤収容部であり、前記第２の収容部は前記現像器であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１の収容部は前記現像器であり、前記第２の収容部は前記現像器から排出された現像剤を収容する排出現像剤収容部であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１の収容部は前記像担持体から現像剤を回収するクリーニング手段が備えるクリーナ容器であり、前記第２の収容部は前記クリーナ容器から排出された回収現像剤を収容する回収現像剤収容部であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第１の収容部は前記像担持体から現像剤を回収するクリーニング手段が備えるクリーナ容器であり、前記第２の収容部は前記クリーナ容器から排出された回収現像剤を前記現像器に供給するために貯留する貯留部であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記現像剤は、前記搬送管内を、空気の流れを用いて搬送されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記現像剤は、前記搬送管内を、回転可能な搬送部材を用いて搬送されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記交番磁界発生手段は、定期的に前記交番磁界を発生させることを特徴とする請求項１〜９のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
更に、前記第１の収容部に収容された前記現像剤の残量を検知する残量検知手段を有し、前記交番磁界発生手段は、前記残量検知手段の検知結果に応じて、前記定期的に前記交番磁界を発生させる間隔を変更する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】
更に、前記第１の収容部に収容された前記現像剤の残量を検知する残量検知手段を有し、前記交番磁界発生手段は、前記残量検知手段の検知結果に応じて、定期的に行なう１回あたりの前記交番磁界の発生時間を変更する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】
前記定期的に前記交番磁界を発生させる間隔は、前記第１の収容部に収容された前記現像剤の残量が少なくなるに従って広くなることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記交番磁界の発生時間は、前記第１の収容部に収容された前記現像剤の残量が少なくなるに従って短くなることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
更に、前記搬送管内での前記現像剤の詰まりを検知する詰まり検知手段を有し、前記交番磁界発生手段は、前記詰まり検知手段により前記搬送管内での前記現像剤の詰まりが検知された時に、前記交番磁界を発生させることを特徴とする請求項１〜９のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記詰まり検知手段は、前記搬送管内の現像剤の通過状態を検知することで、前記搬送管内での前記現像剤の詰まりを検知することを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記詰まり検知手段は、前記搬送管内に空気を導入した時の前記搬送管内の圧力を検知することで、前記搬送管内での前記現像剤の詰まりを検知することを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記交番磁界発生手段は、前記搬送管の湾曲部の内部に前記交番磁界を発生させることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１９】
前記搬送管の内部の静摩擦係数は０．３０以下であることを特徴とする請求項１〜１８のいずれかの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、電子写真方式又は静電記録方式を用いて像担持体に形成した静電像を現像剤を用いて現像することにより画像を形成する複写機、プリンタなどの画像形成装置に関するものである。より詳細には、磁性トナー、磁性キャリアなどの磁性粒子を備える現像剤を、第１の収容部から第２の収容部に搬送する管状の搬送経路を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、電子写真方式を用いた、複写機、プリンタ、ファクシミリ、或いはこれらの機能を１台で有する複合機などの画像形成装置がある。電子写真方式を用いた画像形成装置では、像担持体としてドラム状やベルト状の電子写真感光体（感光体）が用いられる。感光体の表面に静電像（潜像）を形成し、この静電像を現像器により現像剤を用いてトナー像として顕像化する。現像器が使用する現像剤としては、実質的にトナーのみから成る一成分現像剤、又は、主にトナーとキャリアとが混合された二成分現像剤が広く使用されている。現像器では、トナーが消費されるため、新規なトナーが補給手段から供給されるようになっている。
【０００３】
例えば、補給用の現像剤（以下「補給剤」という。）としてトナーが収容されたトナー容器を有し、このトナー容器から現像器へと適宜トナーが補給される画像形成装置がある。そして、第１の収容部としてのトナー容器（補給剤収容部）から、第２の収容部としての現像器（現像容器）まで、管状の搬送経路、即ち、搬送管をトナーが搬送されることがある。
【０００４】
従来、このような搬送管を介したトナーの搬送方法として、搬送の自由度を高めることが可能な空気搬送システムが知られている。
【０００５】
特許文献１に開示されるトナー補給装置は、新規なトナーが収納されたトナー容器を有する。又、このトナー補給装置は、トナー容器内のトナーに空気を供給する空気供給手段と、トナー容器内のトナーを圧力によって吸引してトナー容器から所定の場所である現像器へ搬送するための移送手段とを有する。更に、このトナー補給装置は、トナー容器と移送手段とを接続し、トナー容器から排出されたトナーが搬送されるトナー搬送路（搬送管）を有する。そして、トナー容器のトナーを空気供給手段から供給される空気で攪拌して流動性を高めつつ、トナー搬送路、移送手段を介して現像器に搬送する。
【０００６】
又、例えば、カラー画像形成装置においては、主に非磁性トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とを混合して二成分現像剤として使用する二成分現像方式が広く利用されている。二成分現像方式は、現在提案されている他の現像方式と比較して、画質の安定性、装置の耐久性などの長所を備えている。一方、二成分現像方式では、長期の耐久による現像剤の劣化、特にキャリアの劣化が起こることがあるため、画像形成装置の長期使用に伴い、現像剤の交換という作業が必要となることがある。これは、サービスコストやランニングコストの増大をもたらす原因になる。
【０００７】
そこで、現像器から徐々にキャリアを排出して回収すると共に、現像器にトナーと一緒にキャリアをも補給することで、キャリアを自動的に順次入れ替える方式がある（特許文献２、特許文献３参照）。この方式を、以降、ＡＣＲ（Ａｕｔｏ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｒｅｆｒｅｓｈ）方式と呼ぶことにする。例えば、回転現像方式において、回転体の回転運動に伴う重力作用方向の変化を利用して現像器へトナーとキャリアとを備えた補給剤を補給し、且つ、現像器から現像剤（二成分現像剤）を排出する方法などがある。
【０００８】
又、従来、像担持体上に形成されたトナー像を転写材などに転写した後、次回の画像形成の障害とならないように、像担持体上に残留しているトナーを次回の画像形成プロセスが開始される前にクリーニング手段で除去・回収する。除去されたトナーは、一般に、搬送スクリュー等の搬送部材を回転させて、管状の搬送経路である搬送管を通して廃トナートナーボックス（回収現像剤収容部）へと搬送し、逐次廃トナーボックス内に蓄積される。搬送管がストレートであり、内部の搬送スクリューもストレートでハードタイプのスクリューを用いたものがある。しかし、近年、画像形成装置本体の内部構造の複雑化、省スペース化にともない、搬送管をストレートに配置することが困難である場合がある。そのため、特許文献４に開示されるように、一部湾曲したタイプの搬送管が用いられ、更に内部の搬送スクリューも、湾曲しても回動可能なねじりコイルばね状の搬送スクリューが用いられることがある。
【特許文献１】特開２００４−１２６９３号公報
【特許文献２】特開平１０−６３０９７号公報
【特許文献３】特開平６−２７８０９号公報
【特許文献４】特開平１１−８４９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来、次のような問題があることが分かった。
【００１０】
（１）画像形成装置の小型化に対しては、補給剤収容部から現像器へ補給剤を送る搬送管の径や、転写残トナーなどの回収現像剤を回収現像剤収容部に搬送する搬送管の径を小さくすることが望まれる。このように搬送管の径を小さくすると、搬送管内で補給剤や回収現像剤が詰まり易くなり、又、詰まりにより騒音が発生するといった現象が生じ易くなる。
【００１１】
（２）画像形成装置のランニングコストダウンに対しては、現像剤を長寿命化することが望まれる。現像剤を長寿命化するための構成としては、補給剤がキャリアを有する、所謂、ＡＣＲ方式を採用することが有効である。しかし、ＡＣＲ現像方式では、補給剤収容部から現像器へトナーと共にキャリアをも輸送する。このため、補給剤が搬送管内で更に詰まり易くなる。この現象は、搬送の自由度の高い上述のような空気搬送システムにおいて顕著である。空気搬送システムとＡＣＲ現像方式の両者のメリットを生かすべく、両者を同時に行うと、トナーより重量の重いキャリアが混入された補給剤を空気により搬送することになる。そのため、より搬送管中で補給剤の詰まりが生じ易くなる。又、空気搬送システムでは、搬送の自由度が高いため、搬送管が湾曲して設けられることが多い。そのため、更に搬送管内での補給剤の詰まりが発生し易くなる。これを防止するために、空気搬送能力を増すと、騒音が激しくなるといった問題が生じることがある。又、空気搬送時間を長くすると、稼動時以外での騒音を生じさせることになる。
【００１２】
（３）クリーニング手段から排出される回収トナーを搬送する構成においても、画像形成装置の小型化のためには、搬送管の径を小さくすることが望まれる。そのため、例えば、回収トナーを現像器へと搬送して再利用するような構成においては、回収トナーはより流動性が悪いため、更に搬送管内での回収トナーの詰まりが生じ易くなる。更に、上述のように、搬送管が湾曲している場合には、更に搬送管内での回収トナーの詰まりが発生し易くなる。
【００１３】
尚、上述では、空気搬送システム、ＡＣＲ現像方式等を例にして、従来の問題について説明した。しかし、搬送管内の現像剤を例えばスクリューやオーガなどの搬送部材を用いて搬送する場合にも、例えば、搬送管の径が小さく、又曲がっていると、同様の問題が発生することがある。又、上述のように現像剤がトナーとキャリアとを有する場合には、上記詰まりの問題が発生し易いが、現像剤が実質的にトナーのみから成る場合にも同様の問題が発生することがある。
【００１４】
従って、本発明の目的は、第１の収容部から第２の収容部に磁性粒子を備える現像剤を搬送するための搬送管内における該現像剤の詰まりを抑制することのできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、静電像が形成される像担持体と、前記像担持体上に形成された静電像を磁性粒子を備える現像剤を用いて現像する現像器と、前記現像剤を第１の収容部から第２の収容部に搬送する搬送管と、前記搬送管の少なくとも一部の内部において交番磁界を発生させる交番磁界発生手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、第１の収容部から第２の収容部に磁性粒子を備える現像剤を搬送するための搬送管内における該現像剤の詰まり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】
【００１７】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１８】
実施例１
本実施例では、画像形成装置は、空気（エア）搬送システムを用いて現像剤を輸送する現像剤の搬送経路を有する。空気搬送システムを用いると、例えば、第１の収容部としての補給剤収容部と、第２の収容部としての現像器の相対的位置関係などにおいて、搬送（配置・設計）の自由度を高めることができる。更に、本実施例では、画像形成装置は、現像剤の長寿命化を図り、ランニングコストダウンを図ることを可能とする特許文献２や特許文献３で提案されているＡＣＲ現像方式を採用している。即ち、空気搬送システムは、比較的自由に現像剤の搬送経路を設計できるため、画像形成装置の小型化において有効である。又、ＡＣＲ現像方式は、上述のように、補給剤が、補給トナーに加えて、磁性を有する補給キャリアを有し、現像器内のキャリアを徐々に新しいものに自動的に交換できることが特徴である。本実施例では、これらの特徴を生かした現像剤の搬送システムを提供する。
【００１９】
［画像形成装置の全体構成及び動作］
先ず、本実施例の画像形成装置の全体的構成及び動作について説明する。
【００２０】
図１は、本実施例の画像形成装置Ａの概略断面構成を示す。本実施例の画像形成装置Ａは、電子写真方式を利用して、転写材、例えば、記録用紙、ＯＨＰシートなどに画像情報信号に従うフルカラー画像を形成することができる。画像情報信号は、画像形成装置本体（装置本体）に通信可能に接続された原稿読み取り装置又はパーソナルコンピュータなどの外部機器から装置本体に送られてくる。本実施例では、画像形成装置Ａは、画像形成部を被転写体の移動方向に沿って複数配置した、インライン方式を採用している。
【００２１】
画像形成装置Ａは、複数の画像形成部として、第１、第２、第３、第４のステーションＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄを有する。尚、本実施例では、各ステーションＳａ〜Ｓｄの構成は、使用するトナーの色が異なることを除いて実質的に同一である。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために符号に与えた添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄは省略して、総括的に説明する。
【００２２】
ステーションＳには、像担持体としてのドラム状の電子写真感光体（感光体）、即ち、感光体ドラム１が設けられている。感光体ドラム１は、図中時計方向に回転可能に支持されている。感光体ドラム１の周りには、一次帯電手段としての帯電ローラ２、露光手段としてのレーザー露光光学系３、現像手段としての現像器４、一次転写手段としての一次転写ローラ５、クリーニング手段としてのクリーナ６が配置されている。
【００２３】
そして、各ステーションＳの感光体ドラム１に対向するように、中間転写体としての中間転写ベルト７が配置されている。各ステーションの一次転写ローラ５は、中間転写ベルト７を介して感光体ドラム１に当接する。これにより、各ステーションＳにおいて、感光体ドラム１と中間転写ベルト７とが接触する一次転写部（一次転写ニップ）Ｎ１が形成される。又、二次転写対向ローラ７３に対向する位置に二次転写手段としての二次転写ローラ８が設けられている。二次転写ローラ８は、中間転写ベルト７に接触して二次転写部（二次転写ニップ）Ｎ２を形成する。
【００２４】
このように、本実施例の画像形成装置Ａは、感光体ドラム１と現像器４との組み合わせを有する４個のステーションＳａ〜Ｓｄを、被転写体としての中間転写ベルト７の表面移動方向に沿って並列に並べて有する。そして、本実施例では、画像形成装置Ａは、毎分３５枚でフルカラー画像を形成することができる。尚、本実施例では、画像形成装置Ａは、４個の画像形成部を有するが、画像形成部の数は４個に限定されるものではない。
【００２５】
現像器４には、非磁性トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とを含有する現像剤（二成分現像剤）が収容されている。そして、現像器４は、現像剤のトナーを感光体ドラム１の表面に供給する。尚、第１、第２、第３、第４の現像器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、それぞれマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色のトナーを含有する現像剤を使用する。
【００２６】
次に、本実施例の画像形成装置Ａの画像形成シーケンスについて、フルカラー画像形成時を例として説明する。
【００２７】
先ず、回転する感光体ドラム１の表面が、帯電ローラ２によって一様に帯電される。次いで、帯電した感光体ドラム１は、画像情報信号に従ってレーザー露光光学系３により走査露光される。フルカラーモードでは、第１〜第４のステーションＳａ〜Ｓｄにおいて、それぞれマゼンタ画像信号、シアン画像信号、イエロー画像信号、ブラック画像信号により変調されたレーザー光により画像露光がなされる。本実施例では、例えば、感光体ドラム１が帯電ローラ２により−６００Ｖに一様に帯電された後、レーザー露光光学系３により６００ｄｐｉで画像露光がなされる。レーザー露光光学系３は、半導体レーザーを光源として、露光部の表面電位を、例えば、−２００Ｖに減衰させて、静電像（潜像）を形成する。
【００２８】
原稿画像情報は、例えば、装置本体に接続された原稿読み取り装置（図示せず）で読み取られる。原稿読み取り装置は、ＣＣＤ等の、原稿画像を電気信号に変換する光電変換素子を有しており、原稿のマゼンタ画像情報、シアン画像情報、イエロー画像情報、白黒画像情報に、それぞれ対応した画像信号を出力する。そして、レーザー露光光学系３ａ〜３ｄに内蔵された半導体レーザーがこれらの画像信号に対応して制御され、レーザービームを照射する。
【００２９】
更に説明すると、原稿を読み込む原稿読み取り装置（スキャナー部）のＣＣＤ上に結像した原稿からの反射光は、Ａ／Ｄ変換されて６００ｄｐｉ、８ｂｉｔ（２５６階調）の画像の輝度信号に変換される。この信号は、画像データを作成するイメージプロセッサー部２００（図４）に送られる。イメージプロセッサー部２００では、信号処理部２０１において、周知の輝度−濃度変換（Ｌｏｇ変換）が行われ、画像信号が濃度信号に変換される。その後、必要に応じてエッジ強調やスムージングや高周波成分の除去等のフィルター処理が行われる。次いで、γ補正部２０２において、濃度補正処理（γ変換）が行われる。その後、２値部２０３において、例えばディザ等の２値化処理や、ドット集中型のディザマトリックスによるスクリーン化処理が行われて２値化（１ｂｉｔ）がなされる。勿論、８ｂｉｔのままで周知のＰＷＭ（パルス巾変調）法などでレーザーを駆動し、静電像を形成する方法もある。
【００３０】
その後、画像信号はレーザー露光光学系３のレーザードライバー３１に送られ、この画像信号に応じてレーザーが駆動される。レーザー光は、コリメータレンズ、ポリゴンスキャナー、ｆθレンズ、折り返しミラー、防塵ガラス等を介して感光体ドラム１上に照射される。尚、本実施例では、レーザー光は、６００ｄｐｉの１画素＝４２．３μｍよりも若干大きい５５μｍ程度のスポットサイズ（感光体ドラム１上でのスポット径）で感光体ドラム１上に結像する。これにより、画像部を除電して静電像を形成する。
【００３１】
感光体ドラム１上に形成された静電像は、現像器４によってトナー像として現像される。本実施例では、感光体ドラム１上の静電像は反転現像によって現像される。即ち、感光体ドラム１の帯電極性と同極性に帯電したトナーを、感光体ドラム１上の露光により電位が減衰した画像部に付着させる。尚、現像器４の詳細は後述する。
【００３２】
次いで、感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、一次転写部Ｎ１において中間転写ベルト７に転写（一次転写）される。中間転写ベルト７は、複数の支持部材として駆動ローラ７１、従動ローラ７２、二次転写対向ローラ７３の３個のローラに掛け回されており、感光体ドラム１ａ〜１ｄと同期して図中矢印方向に回転（周回移動）する。この時、一次転写ローラ５には、一次転写バイアス出力手段としての一次転写バイアス電源からトナーの正規の帯電極性（本実施例では負極性）とは逆極性の所定の一次転写バイアスが印加される。
【００３３】
一次転写後に感光体ドラム１に残ったトナーは、クリーナ６によって除去・回収され、感光体ドラム１はクリーニングされる。そして、感光体ドラム１は、再び帯電ローラ２によって帯電され、次の画像形成工程に供される。
【００３４】
上述のような画像形成工程を、マゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの各色画像用の第１〜第４のステーションＳａ〜Ｓｄにおいて行なう。これにより、中間転写ベルト７上に４色分の顕画像（トナー像）が重ね合わせて一次転写され、中間転写ベルト７上にカラートナー画像が形成される。
【００３５】
中間転写ベルト７上のカラートナー画像は、２次転写部Ｎ２において、二次転写ローラ８の作用により、図中矢印方向に搬送される転写材Ｐに転写（二次転写）される。この時、二次転写ローラ８には、二次転写バイアス出力手段としての二次転写バイアス電源から、所定の二次転写バイアスが印加される。これにより、二次転写対向ローラ７３と二次転写ローラ８との間に、トナーを中間転写ベルト７から転写材Ｐに移動させる向きの電界が形成される。
【００３６】
その後、転写材Ｐは、定着器９に搬送される。定着器９は、転写材Ｐ上に重なっている４色の顕画像を加熱及び加圧することにより、転写材Ｐに定着させる。
【００３７】
このように、１連のフルカラープリントシーケンスが終了し、所望のフルカラープリント画像が形成される。
【００３８】
尚、上記画像形成装置の構成は一例であって、例えば一次帯電手段はローラ状の帯電器に限定されるものではなく、例えば、帯電ワイヤー（コロナ帯電器）であってもよい。又、一次転写手段も転写ローラに限定されるものではなく、例えば、転写ベルト、ワイヤーであってもよい。電子写真画像形成プロセスでは、基本的には上述したように帯電、露光、現像、転写、定着の工程で画像が形成される。
【００３９】
［現像器］
＜ＡＣＲ現像方式＞
次に、本実施例における現像器４について更に説明する。上述のように、本実施例では、画像形成装置Ａは、ＡＣＲ現像方式を採用している。ＡＣＲ現像方式によれば、現像剤の長寿命化を図り、ランニングコストダウンを図ることが可能である。
【００４０】
即ち、前述のとおり、二成分現像方式を採用した画像形成装置においては、長期の使用により現像剤が劣化することがある。現像剤の劣化は、キャリアの表面にトナーが固着する、所謂、トナースペントと、トナーから離脱した外添剤がキャリア表面に付着する、所謂、外添剤付着の２つが大きな原因である。このトナースペント及び外添剤付着が起こると、キャリア本来の表面積が減少するため、トナーを帯電可能なキャリアの表面積が減少し、トナーの帯電量が低下する。そのため、画像濃度アップ、画像白地部へのトナーかぶり、トナー飛散による画像形成装置内の汚染などの問題が発生することがある。
【００４１】
従って、本実施例の画像形成装置Ａでは、このような問題の発生を防止するために、補給剤中にキヤリアを混入させる、所謂、ＡＣＲ現像方式を採用する。
【００４２】
＜現像剤＞
ここで、本実施例にて用いられる現像剤（二成分現像剤）について説明する。ここでいうところの二成分現像剤とは、非磁性トナーと磁性キャリアとを備えるものである。
【００４３】
トナーは、結着樹脂、着色剤、そして、必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有していてよい。又、トナーとしては、重合法により製造した負帯電性のポリエステル系樹脂で作製された粒子を好適に用いることができ、該トナーの体積平均粒径は５μｍ以上、８μｍ以下が好ましい。本実施例では、トナーの体積平均粒径は７．２μｍであった。
【００４４】
又、キャリアは、例えば表面酸化或は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属及びそれらの合金、或は酸化物フェライトなどを好適に使用することが可能である。これらの磁性粒子の製造法は、特に制限されるものではない。又、キャリアは、好ましくは重量平均粒径が２０〜５０μｍであり、より好ましくは３０〜４０μｍである。又、キャリアは、好ましくは抵抗率が１０7Ωｃｍ以上であり、より好ましくは１０8Ωｃｍ以上である。本実施例では、キャリアの抵抗率は１０8Ωｃｍであった。
【００４５】
更に、低比重磁性キャリアとして、フェノール系のバインダー樹脂に、磁性金属酸化物及び非磁性金属酸化物を所定の比で混合し、重合法により製造した樹脂磁性キャリアを使用することができる。例えば、斯かるキャリアの体積平均粒径は３５μｍ、真密度は３．６〜３．７（ｇ／ｃｍ3）、磁化量は５３（Ａ・ｍ2／ｋｇ）である。
【００４６】
尚、本実施例にて用いられるトナーについて、体積平均粒径は、以下に示す装置及び方法にて測定した。測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型（コールター社製）、個数平均分布・体積平均分布を出力するためのインターフェース（日科機製）及びＣＸ−Ｉパーソナルコンピュータ（キヤノン製）を使用した。又、電解水溶液として、一級塩化ナトリウムを用いて調製した１％ＮａＣｌ水溶液を使用した。測定方法は以下に示す通りである。
【００４７】
即ち、上記電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１ｍｌ加え、測定試料を０．５〜５０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解水溶液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、上記コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定して体積平均分布を求める。こうして求めた体積平均分布より、体積平均粒径を得る。
【００４８】
又、本実施例にて用いられるキャリアの抵抗率は、次のようにして求めることができる。即ち、測定電極面積４ｃｍ、電極間間隔０．４ｃｍのサンドイッチタイプのセルを用いて、片方の電極に１ｋｇの重量の加圧下で、両電極間の印加電圧Ｅ（Ｖ／ｃｍ）を印加して、回路に流れた電流から求めることができる。更に、キャリアの磁化量（Ａ・ｍ2／ｋｇ）は、次のようにして求めることができる。即ち、キャリアの磁気特性を理研電子（株）製の振動磁場型磁気特性自動記録装置を用い、円筒状にパッキングしたキャリアを７９．６ｋＡ／ｍ（１０００エルステッド）の外部磁場中において、キャリアの磁化の強さを測定することにより求めることができる。
【００４９】
＜現像器構成＞
次に、図２を参照して、現像器４について更に説明する。尚、本実施例では、各ステーションＳａ〜Ｓｄが備える現像器４ａ〜４ｄは、使用するトナーの色が異なることを除いて実質的に同一の構成を有する。
【００５０】
現像器４の現像容器（現像器本体）４０には、主に非磁性トナー（トナー）と磁性キャリア（キャリア）とを含む二成分現像剤（現像剤）が収容されている。本実施例では、初期状態の現像剤中のトナー濃度は重量比で８％程度（現像剤全体の重量に対するトナーの重量の比率）である。尚、この値はトナーの帯電量、キャリア粒径、画像形成装置の構成などで適正に調整されるべきものであって、必ずしもこの数値に従わなければいけないものではない。
【００５１】
現像器４０は、感光体ドラム１に対向した現像領域が開口しており、この開口部に一部露出するようにして現像剤担持体としての現像スリーブ４１が回転可能に配置されている。現像スリーブ４１は、磁界発生手段である固定の円柱状マグネット４２を内包する。現像スリーブ４１は、非磁性材料で構成される。マグネット４２は、その円周に沿って、所定のパターンの複数の磁極を有している。このマグネット４２の発生する磁界により、摩擦帯電により表面にトナーを吸着したキャリアを、現像スリーブ４１上に拘束することができる。
【００５２】
現像スリーブ４１は、図中矢印Ｒ２方向に回転し、現像容器４０内の現像剤を層状に保持して担持搬送し、感光体ドラム１と対向する現像領域に現像剤を供給する。一方、感光体ドラム１は、図中矢印Ｒ１方向に回転する。即ち、本実施例では、現像スリーブ４１と感光体ドラム１とは、対向部においてそれぞれの表面が逆方向に移動するように回転する。現像スリーブ４１に担持する現像剤の層厚は、現像スリーブ４１と近接して対向配置された現像剤量規制部材４３によって規制される。
【００５３】
そして、通常、感光体ドラム１上の静電像の現像時には、現像スリーブ４１に、現像バイアス出力手段としての現像バイアス電源から、ＡＣ電圧とＤＣ電圧とを重畳した現像バイアスが印加される。これにより、感光体ドラム１に形成されている静電像に、現像剤中のトナーが供給される。本実施例では、現像スリーブ４１に印加する現像バイアスは、図３に示すような、Ｄｕｔｙ比４０％の矩形波とした。この矩形波バイアスのＶｐｐは１．５ｋＶ、周波数は３ｋＨｚであった。
【００５４】
静電潜像を現像した後の現像スリーブ４１上の現像剤は、現像スリーブ４１の回転に従って搬送され、現像容器４０内に回収される。
【００５５】
又、現像容器４０内には、現像剤を攪拌しながら搬送する現像剤搬送部材が、現像スリーブ４１の軸線方向と略平行に複数配設されている。本実施例では、現像容器４０内の現像剤は、現像剤搬送部材としての第１のスクリュー４４（現像スリーブ４１に近い側）、第２のスクリュー４５（現像スリーブ４１から遠い側）により、現像容器４０内を循環して搬送される。又、同時に、第１、第２のスクリュー４４、４５によって、現像容器４０内を循環搬送される現像剤のトナーとキャリアとが混合攪拌される。即ち、現像容器４０内は、現像スリーブ４１の長手方向と略平行に配置される仕切壁４０Ｃにより、現像スリーブ４１に近い側の現像室（第１室）４０Ａと、現像スリーブ４１から遠い側の攪拌室（第２室）４０Ｂに区画されている。仕切壁４Ｃの長手方向両端部において、現像室４０Ａと攪拌室４０Ｂとは連通しており、この連通部を通して現像剤の受け渡しが可能となっている。現像剤循環の方向は、現像スリーブ４１の軸線方向と略平行に、第１のスクリュー４４側では図２の紙面奥側から手前側に向かう方向、第２のスクリュー４５側では手前側から奥側に向かう方向である。このように、第１、第２のスクリュー４４、４５は、現像剤循環手段を構成する。
【００５６】
現像器４には、第２のスクリュー４５の近傍の現像容器４０の上壁４９に、現像剤補給口４８が設けられている。詳しくは後述するように、この現像剤補給口４８を介して、補給剤収容部から搬送されてきたトナーとキャリアとを含む補給剤が現像容器４０内に適宜補給される。
【００５７】
又、現像器４は更に、第２のスクリュー４５の近傍、且つ、攪拌室４０Ｂにおける現像剤の搬送方向において現像剤補給口４８より上流に位置して現像剤排出口４７が設けられている。
【００５８】
この現像剤排出口４７は、排出現像剤搬送管１７に連通している。この排出現像剤搬送管１７の他方の端部開口部は、クリーナ６からの回収トナーを収容する回収現像剤収容部（廃トナーボックス）１９に繋がっている。即ち、本実施例では、この廃トナーボックス１９が、現像器４から排出された排出現像剤収容部の機能を兼ねる。本実施例では、現像器から排出された現像剤を、搬送スクリュー１７Ａを用いて、図１及び２の紙面奥側に送って、上記廃トナーボックス１９へ搬入する。
【００５９】
現像剤排出口４７は、第２のスクリュー４５の上部と同じ高さに配置され、且つ、現像剤循環方向の上流に向かって開口している。このため、現像容器４０内の現像剤量の増加に伴い、余剰現像剤は、第２のスクリュー４５による現像剤の搬送力によって現像剤排出口４７から排出現像剤搬送管１７へと取り込まれる。
【００６０】
本実施例では、補給剤収容部に収容された補給剤のトナーとキャリアとの混合比は、重量比で９：１（トナーの重量：キャリアの重量＝９：１）程度である。勿論、補給剤のトナーとキャリアとの混合比を特にこの数値に限定するものではなく、それぞれの装置において適当な混合比を別途定めるのが好ましい。
【００６１】
尚、本実施例のような固定式現像器４の場合は、現像スリーブ４１、及び第１、第２のスクリュー４４、４５の撹拌動作によってキヤリアが排出される。固定式現像器４は、回転式現像装置（現像ロータリー方式）に対して、装置を回転させる必要がなく、回転による現像剤の動きによる変動がない分、安定したキヤリアの排出において有利である。本実施例では、使用頻度が高い場合に、現像器寿命を５０万枚と長くすることができた。
【００６２】
＜現像剤の補給制御＞
次に、本実施例における現像剤の補給制御について説明する。
【００６３】
補給すべき補給剤の量は、如何なる方法によって決定してもよい。例えば、当業者には周知のインダクタンス検知ＡＴＲ（自動トナー補給装置）、光学検知式ＡＴＲ、パッチ検ＡＴＲ、ビデオカウントＡＴＲ、又はこれらの全て若しくはいずれかの組み合わせを好適に用い得る。インダクタンス検知ＡＴＲでは現像剤の透磁率を検知するインダクタンスセンサ（透磁率検出手段）により、又光学検知式ＡＴＲでは例えば反射型の光学センサにより、現像容器４０内の現像剤のトナー濃度を直接的に検知する。そして、その検知結果に応じて補給剤の供給量を決定することができる。又、パッチ検ＡＴＲでは、感光体（又は中間転写体若しくは転写材担持体）に所定の基準トナー像（パッチ画像）を形成して、その画像濃度を例えば反射型の光学式センサによって検知する。そして、その検知結果に応じて間接的に現像容器４０内の現像剤のトナー濃度を検知し、それに応じて補給剤の供給量を決定することができる。更に、ビデオカウントＡＴＲでは、形成する画像の画素毎の濃度情報の積算値によりトナー使用量を計算して、現像容器４０内の現像剤のトナー濃度を推測する。そして、その推測結果に応じて補給剤の供給量を決定することができる。本発明においては、補給剤の補給量の制御方法自体は任意であり、利用可能なものを適宜選択して用いればよい。
【００６４】
例えば、画像形成装置Ａは、画像情報信号の濃度信号のビデオカウント数に基づいて現像剤を搬送する後述の移送手段の駆動時間を制御する第１の補給制御手段を有していてよい。更に、画像形成装置Ａは、上記第１の補給制御手段により決定された移送手段の駆動時間を補正する第２の補給制御手段を有していてよい。第２の補給制御手段は、感光体ドラム１上に基準トナー像を形成した後、この基準トナー像の濃度信号を濃度検知センサで検知し、この濃度信号と予め記憶された初期基準信号とを比較し、その比較結果に基づいて上記補正を行うようにすることができる。
【００６５】
このような第１、第２の補給制御手段の併用方式では、主としてビデオカウント方式によって、現像器４内の現像剤のトナー濃度が制御される。ビデオカウント方式では、画像信号処理回路の出力信号のレベルが画素毎にカウントされ、このカウント数が原稿紙サイズの画素分積算されることにより、原稿１枚当たりのビデオカウント数が求められる。例えば、Ａ４サイズ、１枚最大ビデオカウント数は、４００ｄｐｉ、２５６階調で３８８４×１０６である。このビデオカウント数は、予想されるトナー消費量に対応している。従って、ビデオカウント数と移送手段の駆動時間との対応関係を示す換算テーブルから、適切な移送手段の駆動時間が決定され、それに従って補給剤の補給が行われる。
【００６６】
尚、本実施例においては、移送手段の駆動時間は、予め定められた所定単位時間の整数倍の中からのみ選択される方式を用いている（単位ブロック補給）。本実施例の場合、１単位ブロック当りの移送手段の駆動時間は０．３ｓｅｃに設定されており、一画像当りでの移送手段の駆動時間は０．３ｓｅｃ、若しくは、この整数倍に限定される。これを１ブロックと定義する。
【００６７】
今、ビデオカウント数から求められたトナー供給の回転時間が０．４２ｓｅｃだった場合、次の画像形成動作において一画像当りに供給される単位ブロック補給数は１個（移送手段の駆動時間は０．３ｓｅｃ）となる。残りの０．１２ｓｅｃ分の移送手段の駆動時間は、余り分として保存され、次回以降のビデオカウント数から求められる移送手段の駆動時間に加算される。
【００６８】
このように、移送手段の駆動時間を所定単位時間の整数倍のみに限定することの利点としては、１回１回の補給量が安定することが挙げられる。
【００６９】
尚、例えば、インダクタンス検知方式を採用する場合は、図２に示すように、現像容器４０内の現像剤のトナー濃度を、インダクタンスセンサ４６により検知して、補給剤の補給量を制御する。
【００７０】
［空気搬送システム］
次に、空気搬送システムについて説明する。
【００７１】
本実施例の画像形成装置Ａは、補給剤の移送システムとして、空気搬送システムを採用する。前述のように、空気搬送システムを用いると、例えば、第１の収容部としての補給剤収容部と、第２の収容部としての現像器との相対的位置関係などにおいて、搬送（配置・設計）の自由度を高めることができる。
【００７２】
空気搬送システムとしては、特許文献１に開示されるようなものを好適に採用することができる。以下、本実施例で採用した空気搬送システムについて説明する。
【００７３】
従来、補給手段が有する補給剤収容部として、ハードボトルが一般的に用いられている。このハードボトルとしては、内部に補給剤攪拌手段兼排出手段としてのアジテータを設けたものや、容器壁面に螺旋溝を設けて容器を回転させることにより内部の補給剤を移動させて排出するもの、或いは排出機構を持たずに手で補給するもの等がある。
【００７４】
近年環境問題が重視され、補給剤収容部の回収、リサイクル性が求められている。そこで、フレキシブルな材料で形成されて、その容量を減容可能なソフトな容器が提案されている。しかし、電子写真用の乾式のトナーは一般に流動性が悪く、凝集し易い性質があるため、このソフトな容器からの排出が非常に困難とされている。それには、次のような理由が考えられる。即ち、容器がソフトであると、アジテータや排出機構を付加し難いことが挙げられる。又、排出機構を設けると減容が妨げられることが挙げられる。更に、手で補給するにも形状保持を難しくハンドリング性が悪いことが挙げられる。
【００７５】
そこで、特許文献１に開示されるような補給装置では、トナー容器内のトナーを、空気供給手段から供給される空気で攪拌して流動性を高めつつ、トナー搬送路、移送手段を介して現像装置に搬送するようになっている。
【００７６】
図８は、本実施例の画像形成装置Ａにて採用することのできる空気搬送システムの概略構成を示す。補給手段としての補給装置１０は、図８に示すように、補給用の現像剤（補給剤）Ｄを収容する補給剤収容部としての補給剤容器４００を有する。又、補給装置１０は、補給剤容器４００内に空気を供給して、この補給剤容器４００内の補給剤Ｄを攪拌する空気供給手段６００を有する。又、補給装置４００は、補給剤容器４００内の補給剤Ｄを圧力によって現像器４に搬送するための移送手段３００を有する。又、補給装置１０は、補給剤容器４００と移送手段３００とを接続し、補給剤容器４００より排出された補給剤Ｄが搬送される管状の搬送経路である搬送管１１を有する。更に、補給装置１０は、空気供給手段６００及び移送手段３００の動作を制御する制御手段７０１を備えている。本実施例では、補給装置１０の制御手段７０１の機能は、装置本体の動作を統括的に制御するエンジン制御部７００のＣＰＵ７０１が有する。
【００７７】
移送手段３００は、吸引型１軸偏芯スクリューポンプであって、本実施例では、所謂、モーノポンプを用いている。以下、移送手段３００を「粉体ポンプ」という。粉体ポンプ３００は、内側がゴム材料で２条のスクリュー形状、即ち、ダブルピッチの螺旋溝が設けられた雌ねじ形のステータ３０３を有する。又、粉体ポンプ３００は、金属などの剛性をもつ材料で偏芯したスクリュー形状（雄ねじ形）に形成されたロータ３０２を有する。又、粉体ポンプ３００は、これら全体を包み、且つ、補給剤Ｄの移送路３０６を形成する樹脂材料などで作られたホルダ３０５を備えている。
【００７８】
ロータ３０２は、駆動源となる駆動モータ３１１で回転駆動される駆動軸３１０と一体的に回転可能に結合されている。駆動軸３１０は、ケース３０４に回転自在に支持されている。このロータ３０２は、ステータ３０３内に回動自在に嵌挿されていて、駆動モータ３１１で回転駆動されることで、ステータ３０４の内面とロータ外面との間に形成される空間位置を変位させている。
【００７９】
ホルダ３０５及びステータ３０３は、図示しない装置の基部に固定状態とされている。ケース３０４は、ポンプの吐出側となる図８において左方に位置するロータ３０２の端部側に配置されている。そして、ケース３０４には、ロータ３０２によって搬送される補給剤Ｄの導入部３０６と、現像器４への供給部３０７が形成されている。ケース３０４は、導入部３０６が現像器４の現像剤補給口４８と一致するように現像器４に接合される。粉体ポンプ３００は、駆動軸３１０に駆動モータ３１１から駆動力が伝達されてロータ３０２が回転すると、強い自吸力（吸引圧）が生じ、補給剤容器４００から補給剤Ｄを吸引するように構成されている。
【００８０】
空気供給手段６００は、電動式の周知のエアポンプ６１０を有する。又、空気供給手段６００は、エアポンプ６１０からの空気を補給剤容器４００内に供給するとともに、補給剤容器４００内の補給剤Ｄを搬送管１１へ排出する機能を備えたノズル５１０を有する。又、空気供給手段６００は、エアポンプ６１０とノズル５１０とを連結する空気供給路６０２と、空気供給路６０２に設けられた電磁式の制御弁６０１とを備えている。エアポンプ６１０には、毎分１〜３リットル程度の空気流量を発生するものを用いている。エアポンプ６１０及び制御弁６０１は、制御手段７０１の制御下におかれている。制御弁６０１は、エアポンプ６１０の動作時には開弁され、粉体ポンプ３００の動作時には閉弁されて、搬送管１１を密閉状態とする。
【００８１】
補給剤容器４００の内部では、ノズル５１０から空気が供給されると、補給剤Ｄが攪拌・流動化される。ノズル５１０付近の補給剤Ｄは、粉体ポンプ３００が駆動されることで吸引され、補給剤容器４００内で生じる架橋現象（無くなった補給剤Ｄの部分に空洞ができること。）が防止されている。又、補給剤Ｄの流動化又は架橋した補給剤Ｄを供給した空気により崩すことができるため、補給剤Ｄの補給量の安定化、補給剤容器４００内の補給剤Ｄの残量の低減化が実現できる。
【００８２】
画像形成装置がカラー画像形成装置の場合、使用するトナーの色は、一般に、本実施例のようにイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色を用いることが多い。この場合、補給装置１０や現像器４は、それぞれ４つ備えることになる。本実施例では、便宜的に１つの補給装置１０から１つの現像器４への補給剤Ｄの補給について例示するが、カラー画像形成装置の場合、各色の補給装置１０毎にエアポンプ６１０や制御弁６０１を有する構成としてもよい。或いは、各色毎に制御弁６０１を設け、１つのエアポンプ６１０を共通なものとして使用する形態としても良い。
【００８３】
補給剤容器４００への実際の空気供給時間は、空気過多による詰まり等の問題発生の防止を考慮すると、長くても５秒以下が望ましい。このため、各色に対応する複数のトナー補給装置を有する場合でも、１つのエアポンプ６１０で十分にまかなうことができる。
【００８４】
補給装置１０の駆動、制御は、周知の現像剤濃度検知・制御手法を用いることができる。一例では、この手法は、現像器４の一部に設けられた透磁率検出手段（インダクタンスセンサ）４６の出力に基づき、現像器４内の現像剤のトナーとキャリアとの混合比の変化を検知する。そして、現像器４内のトナー量が少ないと検知されると、トナー補給モードとなり、制御手段７０１は、駆動モータ３１１を駆動して駆動軸３１０を回転させて粉体ポンプ３００を作動させることができる。透磁率検出手段４６の信号に基づき、粉体ポンプ３００により現像器４内に移送されてきたトナー量が所定量以上となったことを制御手段７０１が判断する。そして、制御手段７０１は、駆動モータ３１１の駆動を停止させて、粉体ポンプ３００の作動を停止させるように制御することができる。制御手段７０１は、周知のコンピュータでその主要部が構成されている。勿論、これ以外の方法として、上述したように、例えば感光体ドラム１上のトナー像の反射濃度を検知し、同様の補給制御を行う方法等の周知の技術を転用することも可能である。
【００８５】
エアポンプ６１０からの空気の供給制御は、次のように行うことができる。例えば、粉体ポンプ３００の作動時間の累積が所定の値（例えば１ｓｅｃ）に達した時点、即ち、補給剤の搬送量が所定量に達した時点で、粉体ポンプ３００が停止した直後に制御手段７０１でエアポンプ６１０を作動させることができる。本実施例では、エアポンプ６１０と粉体ポンプ３００とを同時に駆動させることはない。その理由は、次のようなものである。即ち、エアポンプ６１０と粉体ポンプ３００と同時に駆動させると、エアポンプ６１０から供給された空気が粉体ポンプ３００側にも送られて、トナー容器７内への空気供給量が低減し、トナー４５０が十分に撹拌されない場合が生じることがあるためである。
【００８６】
搬送管１１としては、内径φ４ｍｍ〜１０ｍｍのチューブを好適に用いることができる。搬送管１１の材質には、フレキシブルで且つ耐トナー性に優れたゴム材料やプラスチック材料を好適に使用することができる。ゴム材料としては、例えば、ポリウレタン、ニトリル、ＥＰＤＭ、シリコン等を用いることができ、プラスチック材料としては、例えば、ポリエチレン、ナイロン等を用いることができる。
【００８７】
補給剤容器４００は、補給剤Ｄを収納した袋状の収納部材４１０と、この収納部材４１０を外側から保護する保護ケース４０１とを備えている。補給剤容器４００は、樹脂等で作られた容器ホルダ５００内に、保護ケース４０１を挿入、離脱可能に構成されていて、補給装置１０や画像形成装置Ａに対して着脱自在とされている。補給剤容器４００は、容器ホルダ５００内に挿入されることで補給可能状態に保持される。保護ケース４０１は、剛性を有する紙、段ボールやプラスチック等の材料で作られ、収納部材４１０の周囲を包み込んでいる。収納部材４１０は、ポリエチレンやナイロン等の樹脂製又は紙製のシート状（８０〜２００μｍ程度の厚み）のフレキシブルなシートを単層又は複層構成にして、折り紙製作のように作製されたものである。そして、収納部材４１０は、空気の流入出が無い密閉された袋状容器形状に作られており、使用後にその容量を減容可能とされている。
【００８８】
補給剤容器４００は、排出口４２０を備えている。この排出部４２０は、保護ケース４０１に取り付けられたリング状のケース４２１と、ケース４２１に装着されたシール部材４２２とから構成されている。ケース４２１は口金であって、収納部材４１０の開口部内に装着される。ケース４２１はポリエチレンやナイロン等の樹脂製である。ケース４２１は、収納部材４１０と同一材質を使用して作製することがリサイクルの観点で望ましい。又、これらを同一材質で作製することで、ケース４２１と収納部材４１０との装着を溶着で行なう場合、容易に行えるので好ましい。ケース４２１とシール部材４２２は、両面接着テープの適宜な接着手段により接合されている。シール部材４２２は発泡スポンジ、ゴム等の弾性体で作製されおり、補給剤Ｄに対する耐性を有し、空気の透過が非常に少なく、クリープに優れた強度を有するものが使用されている。シール部材４２２には、ノズル５１０を挿通するための十字スリットが切り込まれていて、通常はスリットが閉じた状態となっている。
【００８９】
ノズル５１０について説明する。ノズル５１０は、収納部材４１０内にその先端部に設けられた開口部５１２が位置するように、容器ホルダ５００に対して一体又は脱着可能に係合されている。ノズル５１０は、筒状の本体５１４と、空気供給路６０２が接続される中空状のニップ部５１１と、搬送管１１と接続する接続口５１５と、空気供給口と補給剤排出口とを成す開口部５１２とを備えている。本体５１４の軸線方向に形成された内部通路５１３は、その両端部において開口部５１２と接続口５１５と連通し、その側面においてニップ部５１１と連通している。開口部５１２は、本体５１４の先端部に、周方向に複数形成されたスリットである。開口部５１２は、ニップ部５１１を介して流入するエアポンプ６１０からの空気を収納部材４１０内に流入させるとともに、空気の非流入時に収納部材４１０内の補給剤Ｄを内部通路５１３に導入させる機能を備えている。即ち、ノズル５１０は、空気の供給路とトナーの排出路とが合流した構成となっている。
【００９０】
補給剤容器４００が容器ホルダ５００にセットされると、ノズル５１０がシール部材４２２の十字スリットに挿入されて保持される。シール部材４２２は、弾性を有しているので、十字スリットにノズル５１０を挿入した状態でノズル５１０と密着するため、収納部材４１０内から装置外への補給剤Ｄの漏れを防止することができる。又、補給剤容器４００を容器ホルダ５００から取り出した場合には、シール部材４２２の十字スリットがその弾性により閉じることによって、補給剤Ｄの漏れを防止することができる。十字スリットの長さは、ノズルと密着性を考慮すると、ノズル５１０の外径と同径〜約３ｍｍ程度大きい長さとするのが好ましい。
【００９１】
開口部５１２から内部通路５１３に導入され案内された補給剤Ｄは、粉体ポンプ３００の動作によって吸引され、搬送管１１、粉体ポンプ３００内を通って現像器４へ向かって吸引搬送される。そして、この補給剤Ｄは、供給部３０７、現像剤補給口４８より、現像器４内に落下して供給される。
【００９２】
現像器４内の現像剤が一成分現像剤（磁性トナーなど）の場合には、この供給された補給剤Ｄ（この場合は磁性トナー）は、現像器４の現像剤搬送手段によって現像スリーブ４１へと搬送される。本実施例では、現像器４内の現像剤は二成分現像剤である。この場合、上述のように、供給された補給剤Ｄは、第１、第２のスクリュー４４、４５によって現像器４内のトナー及びキャリアと撹拌混合されつつ、均一なトナー濃度と適正な帯電量とされて、現像スリーブ４１へと搬送される。又、本実施例では、上述のように、補給剤Ｄは主にトナーとキャリアとの混合物である。但し、同様の空気搬送システムは、実質的にトナーのみから成る補給剤の搬送経路としても用いることができる。
【００９３】
図８に示す補給装置１０において、粉体ポンプ３００の作動時（トナー補給時）には、搬送管１１内に補給剤Ｄが充満しており、粉体ポンプ３００の停止時にもこの状態はほぼ維持されている。又、補給剤容器４００内の補給剤Ｄは、エアポンプ６１０から空気が供給されると流動化する。補給剤容器４００から搬送管１１、粉体ポンプ３００までは、粉体ポンプ３００の作動時に負圧を発生させるためにほぼ密閉路となっている。従って、補給剤容器４００内に空気を供給すると、符号Ｐ１で示す補給剤容器４００の内部圧力が上昇する。このため、流動化された補給剤Ｄは、補給剤容器４００からノズル５１０を介して搬送管１１内へ勢いよく吐出される。このような状態となると、既に搬送管１１内に充満している補給剤Ｄが押し込められて圧縮され易くなる。更に、空気供給路６０２と搬送管１１とは、ニップ部５１１、内部通路５１３を介して連通しているために、補給剤容器４００内に空気を供給すると、搬送管１１側にも空気が送られ、空気が直接搬送管１１内の補給剤Ｄを押し込んでしまう。これらが何度も繰り返されると搬送管１１内のトナーが搬送不可能なほど固められる、「詰まり」が発生することがある。
【００９４】
［現像剤の詰まり抑制構成］
上述のような「詰まり」現象は、補給剤が実質的にトナーのみから成る場合よりも、トナーより比重の高いキャリアを補給剤Ｄに入れる場合に更に厳しくなる。
【００９５】
又、本実施例のように、空気搬送システムを採用する場合、搬送管１１の径が比較的小さい。又、その搬送管１１は、補給剤容器４００から現像器４までの間に湾曲部を有することが多い。このような場合には、搬送管１１内での補給剤の詰まりは更に発生し易くなる。
【００９６】
更に、上述のように、本実施例では、現像器４から排出された排出現像剤を、廃トナーボックス１９へと搬送する。この搬送経路では、現像剤は、排出現像剤搬送管１７内を搬送部材としての搬送スクリュー１７Ａによって搬送される。この搬送経路においても、搬送管内で排出現像剤の詰まりが発生することがある。
【００９７】
即ち、本発明の目的の一つは、搬送管内での磁性粒子を備えた現像剤の詰まりを無くすか又は十分に低減することである。又、これにより、詰まりによる騒音の発生を低減することも本発明の目的の一つである。更に、これにより径の比較的小さな搬送管、或いは湾曲した搬送管の使用を可能として、画像形成装置の小型を図ることを可能とすることも本発明の目的の一つである。
【００９８】
又、本発明の他の目的の一つは、空気を用いた現像剤搬送システム、キャリアを含む補給剤を使用して、現像剤の長寿命化と搬送の自由度を向上するとともに、搬送管内での補給剤や排出現像剤の詰まりを無くすか又は十分に低減することである。又、これにより、詰まりによる騒音の発生を低減することも本発明の目的の一つである。
【００９９】
そこで、本実施例では、搬送管の少なくとも一部の内部に交番磁界を発生させる交番磁界発生手段を設ける。本実施例では、交番磁界発生手段は、搬送管の少なくとも一部を螺旋状に囲む導電性部材と、該導電性部材に交流電流を流す電源（交番磁界発生電源）と、を有する。より詳細には、本実施例では、上記導電性部材としてコイルを搬送管の少なくとも一部に螺旋状に巻く。そして、そのコイルに交番磁界発生電源から交流電流を定期的に流すことで、搬送管の内部に交番磁界を発生させる。この交番磁界で搬送管の内部の磁性粒子（本実施例ではキャリア）が動くことで、搬送管内での磁性粒子を備える現像剤の詰まりを防止する。
【０１００】
これにより、補給剤の詰まりによる騒音を低減し、又、空気搬送力アップや搬送時間を長くすることによって生じる騒音も低減することができる。
【０１０１】
詳しくは後述するが、図５に示すように、例えばφ１０ｍｍの搬送管１１に、１ｃｍ当たり３００ターンのコイル１２を巻く。そして、このコイル１２に１Ａの電流を流すと、磁束密度が３×４π×１０-7×１０4＝３×１２．６ｍＴ＝３７．８ｍＴ（ｃｇｓ単位系では３７８Ｇ）の磁力が生じる。この磁力は、通常、現像器で用いる現像剤担持体内のマグネットの搬送極とほぼ同等の磁力に相当する。この磁力を用いて現像剤の詰まりを完全に無くすか又は十分に低減して、信頼性のある現像剤の搬送システムを構築することができる。以下、更に詳しく説明する。
【０１０２】
例えば、上述のような補給剤容器４００と現像器４との間の搬送管１１における「詰まり」現象は、粉体ポンプ３００による搬送に対して、補給剤容器４００内への空気供給が過剰である場合に発生し易い。又、上述のように、この「詰まり」現象は、補給剤が実質的にトナーのみから成る場合よりも、トナーより比重の高いキャリアを補給剤Ｄに入れる場合に更に厳しくなる。
【０１０３】
本発明者は、本実施例の画像形成装置Ａにおいて、補給剤Ｄとして、実質的にトナーのみから成るものと、トナーとキャリアとを有するもの（トナーとキャリアとの混合比は、重量比で９：１）とを用いて、搬送管１１内での補給剤の詰まりの発生状況を調べた。この時、凝集度の異なる（５〜５０％）３種類のトナーに対してそれぞれ検討した。又、搬送管１１の径を変更して詰まりの発生状況を調べた。結果を表１に示す。
【０１０４】
【表１】
2007240784.tif 000003
【０１０５】
表１において、×は搬送管１１内で詰まり、補給剤Ｄの補給が途中で停止した場合、○は補給剤Ｄの補給が最後まで行われ、且つ、搬送管１１内の補給剤Ｄの詰まりも確認されなかった場合を示す。
【０１０６】
表１に示す結果から分かるように、搬送管１１の径が大きい場合は、詰まりは発生し難い。しかし、装置の小型化に伴い搬送管１１を小さくすると、詰まりが発生し易くなる。又、補給剤に比重の高いキャリアが混合されていると、更に詰まりが発生し易くなる。
【０１０７】
これに対して、本実施例では、図５に示すように、搬送管１１の周りに、太さ１００μｍのコイル１２を巻いた。そして、このコイル１２に、交番磁界発生電源１３から５Ｈｚの交流電流を１Ａ、５秒〜２０秒間流した。交番磁界発生電源１３は、制御手段７０１の制御下に置かれている。コイル１２の巻き数は、１ｃｍ当たり３００巻きとした。コイル１２の配置としては、搬送管１１が曲がっているところに配置することが好ましい。本実施例では、コイル１２は、図８に示す補給装置１０において、搬送管１１が曲がっているＣの位置（２箇所）に配置した。又、トータルとして各３ｃｍの長さ分の搬送管１１の周りをコイル１２で巻いた。コイル１２の配置はこれに限定されるものではなく、実験等を通じて、補給剤Ｄが詰まり易い箇所において、その詰まりを十分に低減することができる搬送管１１の長さ範囲にわたってコイル１２を配置すればよい。又、コイルの巻き数、電流値、電流を流す時間も臨界的なものではなく、現像剤に含まれる磁性粒子を運動させて、所期の効果を得ることができるように適宜設定することができる。典型的には、上述のように、現像器で用いる現像剤担持体内のマグネットの搬送極とほぼ同等の磁力を発生させ得るように設定するのが好ましい。
【０１０８】
交流電流の周波数は、高すぎると現像剤が発生する磁界に反応できないため、５０Ｈｚ以下が好ましい。又、この交流電流は、所期の効果が得られるように適宜設定することができるが、通常、５Ｈｚ以上とするのが好ましい。
【０１０９】
又、本実施例では、画像形成２０００枚おきに１回（２０秒）、コイル１２に交流電流を流して、搬送管１１内の補給剤Ｄに交番磁界を作用させた。この交番磁界発生のタイミングは臨界的なものではなく、所期の効果が得られるように適宜設定することができる。
【０１１０】
表１には、本実施例に従って、搬送管１１内の補給剤Ｄに交番磁界を作用させた場合の結果も示している。表１に示すように、本実施例によれば、補給剤Ｄの詰まりを完全になくすか又は十分に低減することができる。現像剤がつまる所は現像剤中のキャリア密度が高い状態になっているため、より現像剤として磁力が強くなっており、より交番磁界により現像剤そのものが動き易くなり、したがってほぐれやすく効果的である。
【０１１１】
尚、実質的にトナーのみから成る補給剤Ｄのトナーとして磁性体を有する磁性トナーを用いた場合、本実施例と同様にコイル１２を設けて交番磁界を補給剤Ｄ作用させることで、搬送管１１の径がφ５ｍｍである場合にも、良好な搬送性が得られた。
【０１１２】
一方、現像器４から排出された現像剤の搬送経路である排出現像剤搬送管１７（図２）においても、上記と同様にしてコイル１２を巻いた場合と、これを設けない場合とで、搬送管内での現像剤の詰まりの発生状況を調べた。ここでは、排出現像剤として、トナーのみの場合とトナーとキャリアとを含む場合とについて検討した。尚、上記同様、凝集度の異なる（５〜５０％）３種類のトナー、径の異なる搬送管についてそれぞれ検討した。結果を表２に示す。表２において、×は排出現像剤搬送管１７内で詰まり、排出現像剤の排出が途中で停止した場合、○は排出現像剤の排出が良好に行われ、且つ、排出現像剤搬送管１７内の排出現像剤の詰まりも確認されなかった場合を示す。
【０１１３】
【表２】
2007240784.tif 000004
【０１１４】
表２に示すように、本実施例によれば、現像器４からの排出現像剤の詰まりに関しても同様の効果を奏し得ることを確認することができた。
【０１１５】
尚、実質的にトナーのみから成る排出現像剤のトナーとして磁性体を有する磁性トナーを用いた場合、本実施例と同様にコイル１２を設けて交番磁界を排出現像剤に作用させることで、搬送管１１の径がφ５ｍｍである場合にも、良好な搬送性が得られた。
【０１１６】
以上、本実施例によれば、搬送管内での磁性粒子を備えた現像剤の詰まりを無くすか又は十分に低減することができる。これにより、詰まりによる騒音の発生を低減することができる。又、これにより、径の比較的小さな搬送管、或いは湾曲した搬送管の使用を可能として、画像形成装置の小型化を図ることを可能とすることができる。更に、本実施例によれば、空気を用いた現像剤搬送システム、キャリアを含む補給剤を使用して、現像剤の長寿命化と搬送の自由度を向上するとともに、搬送管内での補給剤や排出現像剤の詰まりを無くすか又は十分に低減することができる。これにより、詰まりによる騒音の発生を低減することができる。
【０１１７】
尚、本実施例では、現像器４から排出される現像剤は搬送スクリュー１７Ａによって搬送されるものとしたが、これに限定されるものではない。排出現像剤についても空気搬送システムで搬送することができる。この場合にも本実施例を適用して同様の効果を得ることができる。
【０１１８】
実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例１のものと同じである。従って、実施例１のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
【０１１９】
本実施例の特徴は、補給装置１０において搬送管１１内での補給剤Ｄの詰まりを検知し、詰まりが発生していると判断した場合に、コイル１２に交流電流を流して、搬送管１１内の補給剤Ｄに交番磁界を作用させることである。
【０１２０】
更に説明すると、空気搬送システムにて補給剤Ｄを搬送した後に、搬送管１１内での補給剤Ｄの詰まりを確認するための空気を発生させる。又、搬送管１１内の詰まりを検知する詰まり検知手段として圧力センサ１４を搬送経路中に設ける。
【０１２１】
図８に示す補給装置１０であれば、圧力センサ１４は、例えば、粉体ポンプ３００のホルダ３０５付近に設置することができる（図６）。圧力センサ１４の検知出力は、制御手段７０１に入力される。
【０１２２】
このような構成においては、搬送管１１内での補給剤Ｄの詰まりは、次のようにして検知することができる。例えば、通常の空気による搬送時に圧力センサ１４により検知される圧力を圧力Ｍとする。これに対し、画像形成後に同様の搬送圧をかけた時（詰まり検知時）に圧力センサ１４により検知される圧力が所定値、例えば、Ｍ／２よりも低い場合に、詰まりが発生したと判定することができる。即ち、この場合、現像器４に近いポイントであるホルダ３０５付近に空気が来ないため、搬送管１１内で補給剤Ｄの詰まりが発生していると判定することができる。
【０１２３】
又、詰まり検知手段として現像剤の通過状態を検知する手段を設けることができる。現像剤の通過状態を検知する手段としては、例えば、詰りが生じ易い搬送管の湾曲部内に圧力センサ（ピエゾセンサ）を配置し、この圧力センサからの信号をもとに判断する方法が挙げられる。スムーズな搬送が行なわれている場合には、この箇所の圧力が低いが、詰りが生じた場合には圧力が高く検出されるため、詰り状態であると判断することができる。そして、現像剤補給モード終了後に別途詰まり確認モードを行い、この時（詰まり検知時）の補給剤の通過状態を検知し、搬送管１１内で補給剤Ｄが詰まっていることを検知することができる。
【０１２４】
制御手段７０１は、搬送管１１内での補給剤Ｄの詰まりを画像形成後に確認した後、コイル１２に交番磁界電源１３から交流電流を流し、搬送管１１の内部に交番磁界を発生させる。
【０１２５】
これにより、コイル１２で消費する電流を削減できるとともに、コイル１２に発生する熱を抑えることができる。
【０１２６】
又、コイル１２に交流電流を流す頻度を下げるために、より好ましくは、更に、現像剤の詰まりに関する特徴を考慮することができる。つまり、補給剤容器４００内の補給剤Ｄの残量が少なくなると、搬送管１１内の補給剤Ｄの密度が下がり、結果として、補給剤Ｄの詰まりは発生し難くなる。
【０１２７】
そこで、補給剤容器４００内の補給剤Ｄの残量を検知する残量検知手段として、残量検知センサ１５（図６）を設ける。残量検知センサ１５の検知出力は、制御手段７０１に入力される。そして、例えば、補給剤Ｄの残量が所定値より少なくなった際には、コイル１２に交流電流を流して搬送管１１内の補給剤Ｄに交番磁界を作用させるシーケンスを実行しないようにする。或いは、補給剤Ｄの残量が少なくなるに従って、定期的に上記交番磁界を作用させるシーケンスの実行間隔を、広くしてもよい。或いは、補給剤Ｄの残量が少なくなるに従って、定期的に上記交番磁界を作用させるシーケンスの１回あたりの作用時間の長さを、短くしてもよい。これにより、より省エネルギー化を図るとともに、コイル１２に発生する熱をより低減することができる。即ち、残量検知センサ１５の検知結果に応じて、定期的に交番磁界を発生させる間隔を変更することができる。或いは、残量検知センサ１５の検知結果に応じて、定期的に行なう１回あたりの交番磁界の発生時間を変更することができる。
【０１２８】
以上、本実施例によれば、実施例１と同様の効果を奏し得るとともに、省エネルギー化を図り、コイルに発生する熱を低減することができる。
【０１２９】
尚、本実施例では、第１の収容部としての補給剤収容部から第２の収容部としての現像器への搬送管を通した現像剤の搬送に関連して、搬送される現像剤の詰まり検知、残量検知について説明したが、これに限定されるものではない。上述のように、第１の収容部が現像器であり、第２の収容部が現像器から排出された排出現像剤を収容する排出現像剤収容部である場合に、搬送管内での現像剤の詰まり検知、第１の収容部内の現像剤の残量検知を同様に行ってもよい。又、後述するように、第１の収容部が像担持体から現像剤を回収するクリーニング手段のクリーナ容器であり、第２の収容部がこのクリーナ容器から排出された回収現像剤が収容される回収現像剤収容部である場合も同様である。更に、後述するように、第１の収容部が像担持体から現像剤を回収するクリーニング手段のクリーナ容器であり、第２の収容部がこのクリーナ容器から排出された回収現像剤を現像器に供給するために貯留する貯留部である場合も同様である。
【０１３０】
実施例３
次に、本発明の他の実施例について説明する。図７は、本実施例の画像形成装置Ｂの概略断面構成を示す。本実施例の画像形成装置Ｂは、電子写真方式を用いた白黒画像形成装置である。
【０１３１】
尚、本実施例の画像形成装置Ｂにおいて、実施例１の画像形成装置Ａにおける各ステーションに設けられたものと同一又はそれに相当する機能を有する要素には同一符号を付している。
【０１３２】
本実施例の特徴は、転写残トナーなどの回収トナーを現像器に搬送して再利用するリユース機能を有する画像形成装置に、本発明を適用したことである。
【０１３３】
このような画像形成装置において再利用されるトナー（リユーストナー）は、基本的には転写されずに像担持体上に残り、クリーニング手段によって回収されたトナーである。そのため、リユーストナーは、劣化により、新規なトナーと比較して摩擦帯電電荷量（トリボ）が極端に小さいことが多い。或いは、正規の帯電極性とは逆極性に帯電した反転トナーの量が多いこともある。これらの理由から、リユーストナーは、新規なトナーと比較して流動性が悪く、搬送管内で詰まりやい。
【０１３４】
即ち、本発明の目的の一つは、クリーニング手段より排出された回収トナーを現像器へと搬送して再利用する場合においても、回収トナーを良好に搬送することを可能とすることである。又、これにより回収トナーの詰まりによる騒音の発生を低減することも本発明の目的の一つである。
【０１３５】
本実施例の画像形成装置Ｂは、像担持体として感光体ドラム（ＯＰＣドラム）１を有する。感光体ドラム１は、図示矢印方向に回転可能に支持されている。本実施例では、プロセススピード（感光体ドラム１の表面移動速度）は５００ｍｍ／ｓであり、１１０枚／分で記録画像を出力することができる。
【０１３６】
感光体ドラム１の表面を、一次帯電手段としての一次帯電器２により−７００Ｖに一様に帯電する。次いで、露光手段としてのレーザー露光光学系３が、波長６８０μｍの半導体レーザーを用いて、６００ｄｐｉでＰＷＭによる露光を行う。これにより、感光体ドラム１上に静電像が形成される。
【０１３７】
次に、感光体ドラム１上に形成された静電像は、現像手段としての現像器４により反転現像され、トナー像として可視化される。本実施例では、現像器４は、現像剤として負帯電性の磁性一成分現像剤、即ち、磁性トナーを用いる。又、本実施例の現像器４は、ジャンピング現像により、感光体ドラム１上の静電像を現像する。
【０１３８】
即ち、現像器４は、現像容器４０内にトナーを収容している。感光体ドラム１に対向する現像容器４０の一部は開口しており、この開口部に現像剤担持体としての現像スリーブ４１が回転可能に配置されている。現像スリーブ４１の内部には磁界発生手段としてのマグネット４２が固定配置されている。又、現像スリーブ４１には、現像剤規制部材としての弾性部材で形成された規制ブレードが当接されている。現像容器４０内のトナーは、現像剤搬送部材としての搬送羽根４４によって、現像スリーブ４１に向けて搬送される。そして、マグネット４２の発生する磁界によって現像スリーブ４１上に担持されたトナーは、現像スリーブ４１の回転に伴って、現像スリーブ４１と規制ブレード４３との接触部を通過する。この時、現像スリーブ４１上のトナーは、その層厚が規制されるとともに、摩擦帯電させられる。又、現像スリーブ４１には、現像バイアス出力手段としての現像バイアス電源から、ＡＣ電圧にＤＣ電圧が重畳された現像バイアスが印加される。これにより、現像スリーブ４１と感光体ドラム１との対向部に搬送された現像スリーブ４１上のトナーは、現像バイアスにより形成された電界によって飛翔して、感光体ドラム１上の静電像に応じて感光体ドラム１上に付着させられる。
【０１３９】
本実施例では、トナーの粒径は８．０μｍである。又、現像バイアスとしては、２４００Ｈｚ、１５００Ｖｐｐ、Ｄｕｔｙ５０％の交流電圧に＋２００Ｖの直流電圧を重畳したバイアス電圧を印加した。又、感光体ドラム１と現像スリーブ４１との間の間隙は、２５０μｍとした。
【０１４０】
又、詳しくは後述するように、現像容器４０には、貯留部としての第１のホッパー５０Ａと第２のホッパー５０Ｂとが接続されている。
【０１４１】
現像器４によって形成された感光体ドラム１上のトナー像は、ポスト帯電器２３により−２００μＡの総電流を流して帯電させる。その後、感光体ドラム１上のトナー像を、図示矢印方向に進む転写材Ｐに、転写帯電器５の作用により転写する。
【０１４２】
トナー像が転写された転写材Ｐは、分離帯電器２４の作用によって感光体ドラム１の表面から分離されて、定着器９へと搬送される。定着器９は、熱と圧力によってトナー像を転写材Ｐに定着させる。
【０１４３】
一方、感光体ドラム１上の転写残りのトナーは、クリーニング手段としてのクリーナ６により除去、回収される。即ち、クリーナ６は、クリーニング部材として、弾性部材で形成され、感光体ドラム１に当接するクリーニングブレード６Ａを有する。クリーニングブレード６Ａにより感光体ドラム１上から掻き取られたトナーは、クリーナ容器６Ｂに一時収容される。
【０１４４】
そして、本実施例では、クリーナ容器６Ｂ内に収容されたトナー（回収トナー、リユーストナー）は、リユーストナー搬送管１５を通して第２のホッパー５０Ｂへと搬送される。リユーストナー搬送管１５の内部には、スクリュー状の搬送部材である搬送スクリュー１５Ａが配設されている。そして、この搬送スクリュー１５Ａが回転することで、クリーナ容器６Ｂから第２のホッパー５０Ｂへとリユーストナーを運ぶ。
【０１４５】
更に説明すると、本実施例では、クリーナ容器６Ｂからリユーストナー搬送管１５を介して搬送されるリユーストナーは、第２のホッパー５０Ｂに入れられて再利用される。又、これとは別に新規なトナーが第１のホッパー５０Ａに入れられ、現像器４に供給される。第１のホッパー５０Ａ内の新規なトナーと第２のホッパー５０Ｂ内のリユーストナーとは、補給部材としての第１のマグローラ５１Ａと第２のマグローラ５１Ｂとにより、磁力で引きつけられる。そして、リユーストナーと新規なトナーとが混合された補給トナーが、第１のマグローラ５１Ａ、第２のマグローラ５１Ｂが回転することにより現像器４内に運ばれる。
【０１４６】
尚、リユーストナーと新規なトナーとは、現像器４内で混ぜても、ホッパー内に混合するスペースを設けて混ぜてもよい。
【０１４７】
本実施例では、第１のマグローラ５１Ａの通常の回転速度は２回転／分で、第２のマグローラ５１Ｂの回転速度を変化させることで、リユーストナーと新規なトナーとの混合比率を変えることができる。例えば、現像器４内に圧電素子を備えたピエゾセンサ（例えばＴＤＫ製のもの。）設ける。そして、このピエゾセンサにトナーの自重がかからなくなり、振動すると、トナー供給信号、即ち、第１、第２のマグローラ５１Ａ、５１Ｂを回転させる信号が制御手段７０１から発せられる。通常は、第２のマグローラ５１Ｂの回転速度比率は、第１のマグローラ５１Ａに対して１０／９０（第１のマグローラ５１Ａ：第２のマグローラ５１Ｂ＝９：１）にする。
【０１４８】
そして、本実施例では、リユーストナー搬送管１５において、図７のＣの場所にコイル１２を巻いた。即ち、本実施例では、リユーストナー搬送管１５が曲がっており、回収トナーの詰まりが発生し易い箇所にコイル１２を配置した。尚、コイル１２の設定、交番磁界を発生させる交流電流の設定等は、実施例１、２と同じである。
【０１４９】
ところで、従来の二成分現像剤を用いる画像形成装置では、１０万枚程度の画像形成枚数ごとに、キヤリアの交換をサービスマンが行うことが一般的である。このような画像形成装置では、回収トナーのリユースの利点があまり繁栄できない。それに対して、耐久性が高く、メンテナンスフリー化が可能な乾式磁性一成分現像方式においてリユースを行うことが有効である。
【０１５０】
斯かる構成により、トナーの凝集度が高く、更に搬送管内で詰まり易いリユース系においても、トナーの詰まりを無くすか又は十分に低減にすることができた。又、１０００ｋ枚後の画像濃度も１．４０を維持することができた。
【０１５１】
以上、本実施例によれば、例えば、高速機対応の現像システムにおいて、クリーニング手段より排出された回収トナーをリユースする場合においても、回収トナーを良好に搬送することができる。又、これにより、詰まりによる騒音を低減することができる。
【０１５２】
尚、本実施例では、リユーストナーは搬送スクリュー１５Ａによって搬送されるものとしたが、これに限定されるものではない。リユーストナーについても実施例１で説明したような空気搬送システムで搬送することができる。この場合にも本実施例を適用して同様の効果を得ることができる。
【０１５３】
実施例４
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。本実施例では、上記各実施例における搬送管、コイルの変形態様について説明する。
【０１５４】
搬送管の内部の静摩擦係数は、０．３０以下であることが好ましい。好ましくは、搬送管は、内部にフッ素樹脂（例えばテフロン（登録商標））コートをする。即ち、下記表３に示すように、トナー凝集度の異なる４つのトナーを用いて、搬送管内でのトナーの詰まり度合を調べた。上記各実施例において説明した交番磁界を用いない場合は、いずれもトナーの詰まりが発生した。これに対して、上記各実施例で説明した交番磁界を用い、その上で静摩擦係数の小さい場合に、より良好にトナーの詰まりを防止できることが分かった。表３において、×は詰まりが発生した場合、○は詰まりが発生しなかった場合を示す。
【０１５５】
【表３】
2007240784.tif 000005
【０１５６】
搬送管の内部の静摩擦係数の値としては、０．３以下が好ましい。通常、この静摩擦係数の値は、０．１以上である。本実施例では搬送管の内部にフッ素樹脂コートをした。静摩擦係数についてはＨＥＩＤＯＮ１４式表面テスターを用いて測定した。表４に代表的な材料の静摩擦係数を示す。
【０１５７】
【表４】
2007240784.tif 000006
【０１５８】
又、上記各実施例にて用いたコイル１２の代わりに、金属板をらせん状に搬送管に巻き、それに交流電流を印加してもよい。この場合も、上記実施例と同様の効果を得ることができた。即ち、搬送管の内部に交番磁界を発生させるために、搬送管を螺旋状に囲む導電性部材を設ければよい。該導電性部材は、交番磁界発生電源に接続され、そして定期的に交流電流が流される。
【０１５９】
以上、本発明を具体的な実施例に則して説明したが、本発明は上記各実施例の態様に限定されるものではない。
【０１６０】
例えば、従来、回転現像方式において、回転体の回転運動に伴う重力作用方向の変化を利用して現像器へ二成分現像剤を補給し、且つ、現像器１から二成分現像剤を排出するＡＣＲ現像方式がある。例えば、図９に示すように、回転式現像装置は、回転可能な現像器支持体としての回転体１６に複数の現像器４を装着し、回転体１６を回転させることで所望の現像器４を感光体ドラム１と対向する現像位置Ｐ１に移動させる。そして、感光体ドラム１と対向する現像位置Ｐ１において、現像動作によって消費した分のトナーを含む現像剤を現像器４に補給する。それと共に、現像器４内の過剰な現像剤を回転体１６の回転による重力の作用方向の変化を利用して、現像剤カートリッジに排出したり、或いは、回転体１６の回転中心などに設けられた搬送経路１７を介して、排出現像剤収容部へと搬送される。このような画像形成装置において、例えば、現像器４から排出された排出現像剤を排出現像剤収容部へ搬送する経路に本発明を適用することができる。尚、図９に示す画像形成装置において、図１に示す画像形成装置のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付している。
【０１６１】
又、例えば、図１０に示すように、クリーナ６のクリーニングブレード６Ａによって感光体ドラム１から除去され、クリーナ容器６Ｂに貯留されたトナーを、回収現像剤搬送管１８を通して回収現像剤収容部（廃トナーボックス）１９へと搬送する。こうして、逐次廃トナーボックス１９内に蓄積する画像形成装置がある。回収現像剤搬送管１８内には、搬送スクリュー等の搬送部材１８Ａが配置され、これを回転させることで、回収トナーを搬送する。そして、一部湾曲したタイプの回収現像剤搬送管１８が用いられ、更に内部の搬送スクリューも、湾曲しても回動可能なねじりコイルばね状の搬送スクリューが用いられることがある。このような搬送経路にも本発明を適用することができる。勿論、回収現像剤搬送管がストレートであり、内部の搬送スクリューもストレートでハードタイプのスクリューを用いたものであっても、本発明を適用することができる。又、回収トナーを空気搬送システムによって搬送することもでき、この場合にも本発明を適用することができる。尚、図１０に示す画像形成装置において、図１に示す画像形成装置のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付している。
【図面の簡単な説明】
【０１６２】
【図１】本発明を適用し得る画像形成装置の一例の概略断面構成図である。
【図２】本発明を適用し得る画像形成装置が備える現像器の一例の概略断面構成図である。
【図３】現像バイアス波形の一例を示すグラフ図である。
【図４】本発明を適用し得る画像形成装置の制御態様の一例を示す概略ブロック図である。
【図５】本発明に従って搬送管の内部に交番磁界を発生させる構成の一例を示す模式図である。
【図６】本発明を適用し得る画像形成装置が備える現像器の他の例の概略断面構成図である。
【図７】本発明を適用し得る画像形成装置の他の例の概略断面構成図である。
【図８】本発明を適用し得る画像形成装置が採用することのできる空気搬送システムの一例を示す概略断面構成図である。
【図９】本発明を適用し得る画像形成装置の他の例の概略断面構成図である。
【図１０】本発明を適用し得る画像形成装置の他の例の概略断面構成図である。
【符号の説明】
【０１６３】
１          感光体ドラム（像担持体）
２          帯電ローラ、帯電器（一次帯電手段）
３          レーザー露光光学系（露光手段）
４          現像器（現像手段）
５          一次転写ローラ、転写帯電器（一次転写手段）
６          クリーナ（クリーニング手段）
７          中間転写ベルト（中間転写体）
１０        補給装置（補給手段）
１１        搬送管
１２        コイル（導電性部材）
１３        交番磁界発生電源
１４        圧力センサ（詰まり検知手段）
１５        リユーストナー搬送管（搬送管）
１５Ａ      搬送スクリュー（搬送部材）
１７        排出現像剤搬送管（搬送管）
１７Ａ      搬送スクリュー（搬送部材）
１８        回収現像剤搬送管（搬送管）
１８Ａ      搬送スクリュー（搬送部材）
１９        廃トナーボックス（回収現像剤収容部、排出現像剤収容部）
４０        現像容器
５０Ａ      第１のホッパー
５０Ｂ      第２のホッパー（貯留部）
３００      粉体ポンプ（移送手段）
４００      補給剤容器（補給剤収容部）
６００      空気供給手段
７０１      ＣＰＵ（制御手段）
【図１】
2007240784.tif 000007
【図２】
2007240784.tif 000008
【図３】
2007240784.tif 000009
【図４】
2007240784.tif 000010
【図５】
2007240784.tif 000011
【図６】
2007240784.tif 000012
【図７】
2007240784.tif 000013
【図８】
2007240784.tif 000014
【図９】
2007240784.tif 000015
【図１０】
2007240784.tif 000016