(57)【要約】【課題】  レイアウトの自由度が高く、比較的低廉で大容量な現像剤搬送が可能な一軸偏心スクリューポンプを間欠動作して用いる場合でも、耐久性がよく良好な現像剤の搬送を行える現像剤補給装置を提供する。【解決手段】  現像装置５６に現像剤Ｔを補給する現像剤補給装置２００は、現像剤が収納されたトナー容器１Ｙから現像剤貯留部７へと排出された現像剤を吸引する一軸偏心スクリューポンプ３０と、一軸偏心スクリューポンプで吸引された現像剤を現像装置へと搬送する現像剤搬送路２０とを有し、現像剤搬送路２０は導電性部材で形成され、画像形成装置のフレームの一部に接地されることを特徴とする。【選択図】図４
2012042591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置における現像装置に現像剤を補給する現像剤補給装置であって、
前記現像剤が収納された容器から現像剤貯留部へと排出された現像剤を吸引する一軸偏心スクリューポンプと、
前記一軸偏心スクリューポンプで吸引するための前記現像剤が収納された容器と前記一軸偏心スクリューポンプをつなぐ吸引搬送経路と、を有し、
前記吸引搬送経路は導電性の材質で形成されており、前記吸引搬送経路の一部は画像形成装置に接地されている
ことを特徴とする現像剤補給装置。
【請求項２】
前記吸引搬送経路は、導電性の樹脂材料で形成される
ことを特徴とする請求項１記載の現像剤補給装置。
【請求項３】
前記吸引搬送経路は、金属製のフレキシブルチューブで形成される
ことを特徴とする請求項１記載の現像剤補給装置。
【請求項４】
前記吸引搬送経路は、曲げ加工された金属製の管材で形成される
ことを特徴とする請求項１記載の現像剤補給装置。
【請求項５】
前記一軸偏心スクリューポンプの負圧生成能力が−１０〜５０ｋＰａである
ことを特徴とする請求項１から４に記載の現像剤補給装置。
【請求項６】
像担持体上に形成された潜像を現像してトナー像を形成する現像装置において、
前記現像装置は、請求項１ないし５のいずれかに記載の現像剤補給装置を備える
ことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
像担持体上に形成された潜像をトナーで現像してトナー像を形成する電子写真方式の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、請求項１ないし５のいずれかに記載の現像剤補給装置を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤補給装置と現像装置及びこれらを備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ又はこれらの複合機等に用いられる現像剤補給装置、現像装置及びこれら現像剤補給装置、現像装置を用いる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナーの吸引搬送性に対する特性が以下に説明するような理由から変わってしまい、特に吸引補給されずらい流動性が低下する方向に変わってきた。
トナーは、その一粒一粒の粒径が小さいほど画質が良好になることが知られている。分かりやすい例を挙げるならば、特にオフセットインキなどインキ中には１μｍ以下の小さな着色粒子が存在しており、オフセット印刷されたものはこれが紙に定着している状態であり、一般的に３〜１０μ程度のトナー粒子を扱う画像形成装置に比べて印刷物の画質がなめらかであったり細部の再現性が良いことが知られている。
そのため、近年、トナーの粒径は小さくなる方向へ進み、一般的に粉体が粒子が小さいほど流動性が低下することから、トナーが小粒径化した結果として流動性は低下する事となってきた。
【０００３】
また、トナーを紙に定着する際に定着部分での分離性を良くするために、トナーにワックス成分を含ませるような改善も行われている。このワックス成分が含まれることによりトナーが粉体である状態では、その粉体流動性はやはり低下することとなる。
また、装置の大型化や複雑化によりフレキシブルにトナーの搬送経路が設計できることで、搬送経路が長く、入り組んだ経路になることも考えられる。
このように種々の理由によりトナーの流動性が低下する方向になると、当然ながら経路での抵抗が多くかかることになり圧力損失が大きく、搬送性能が低下する。
さらに、経路には樹脂性の部材が用いられていたが、トナーと静電吸着しやすく、搬送経路壁に静電吸着することとなる。一般的な流体と流路での摩擦でのエネルギー損失があるが、トナーを樹脂製の流路にて搬送する場合、静電的なトナーの流路壁への吸着力が影響を及ぼしてくる。
【０００４】
従来の一軸偏心スクリューポンプを用いた現像剤補給装置においては、その経路に一般的な絶縁性の樹脂製のチューブを用いている。
しかしながら、近年、電子写真方式の画像形成装置は、オフィス向けの製品分野から印刷機寄りのプロダクションプリンティング分野においても使用されるようになってきており、このようなプロダクションプリンティング分野における電子写真方式の画像形成装置においては、多品種、短納期、小ロットという、従来のオフセット印刷機とは大きく異なるニーズがある。
この点で、電子写真方式の画像形成装置に対して、オフセット印刷機同等に、製品の長寿命化や製品の高速印刷性能、写真画像のような高密度のプリントが求められる。この点は従来の電子写真画像形成装置がオフィス分野で求められていた要求よりも厳しい条件である。
【０００５】
特に、本特許で説明する現像剤補給という観点からその影響を説明すると、写真画質を求められるような大印字密度のグラフィックの多い印刷物を印刷することや、これを高速に大量に印刷することは、現像剤の消費量が大幅に増えることとなり、現像装置に対する現像剤の補給回数や補給量の必然的に多くなり、短時間にこれまでのオフィス用途向けの電子写真画像形成装置と比べて多くの現像剤を現像装置に補給しなければならない。しかし、前述したような理由により、現像剤の流動性は他の要求を満たすために低下することとなっており、これまで同等の補給能力では短時間に多くのトナーを補給することが困難となってしまう。
このような現像剤の搬送不足な状態は、一軸偏心スクリューポンプ自体を高速で動作させることで対処が可能であるかの用に考えられるが、一軸偏心スクリューポンプ自体の負圧発生能力はそのローター軸の回転数によるところが大きく、回転数の増加はローター等の発熱を促進する可能性がある。発熱は、現像剤の劣化や、最悪の場合、現像剤中のトナーが摩擦熱で溶融して固着する要因になり兼ねない。
【０００６】
特許文献１には、複写機等の画像形成装置において大容量の現像剤を収容して稼働率を高めるために、複数のトナーボトル（現像剤容器）を設置した現像剤補給装置が開示されている。この特許文献１において、複数のトナーボトルは、それぞれトナーの排出口となる開口部を備え、その開口部にはキャップが設置されている。そして、複数のトナーボトルがトナーバンクの各ボトル設置部にそれぞれセットされた状態で、トナー排出を行う１つのトナーボトルのキャップがキャップ開閉機構によって離脱される。キャップが離脱されて開口部が開放されたトナーボトルは、ボトル駆動部によって適宜に回転駆動されて、トナーボトル内のトナーが開口部から排出される。排出されたトナーは現像剤容器に貯留され、その底部から現像装置に至るトナー搬送路を介して現像装置へ搬送される。このトナー搬送路には、一般にトナー搬送スクリューが設置されている。
特許文献２には、現像剤容器に収容されたトナーを一軸偏心スクリューポンプによって吸引して現像装置に補給する技術が記載されている。このようなトナー搬送に一軸偏心スクリューポンプを用いる場合、特許文献１のようなトナー搬送スクリューを用いるようなトナー搬送路ではなくて、トナーが流動するだけの断面積の管状のトナー補給経路を備えるだけですむ。このため、一軸偏心スクリューポンプを用いた現像剤補給装置は、レイアウトの自由度が高く、比較的低廉なものとなる。
特許文献３には、一軸偏心スクリューポンプを利用した現像剤補給装置の信頼性をより高めて、画像形成装置としてより高品質で高信頼性な製品を提供するために、現像剤補給装置の動作中に一軸偏心スクリューポンプが空の状態で駆動されないように、動作として適当となる制御条件が開示されている。
しかしながら、これらの開示された技術だけでは、搬送される途中でトナーの凝集体ができたり、吸引搬送経路でトナーが融着して、トナーの搬送が困難になるという問題が発生した。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、一軸偏心スクリューポンプの能力を増加させること無く、現像剤搬送がよりスムーズに搬送可能な搬送を行える現像剤補給装置と現像装置及び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】
【０００８】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明にかかる現像装置に現像剤を補給する現像剤補給装置は、その吸引搬送経路において吸引搬送経路の材質に導電性材を用いることを特徴としている。
また、本発明にかかる現像装置に現像剤を補給する現像剤補給装置は、さらに、吸引搬送経路に用いられる導電性材質は、導電性の樹脂にて形成されていることを特徴とする。
また、本発明にかかる現像装置に現像剤を補給する現像剤補給装置は、さらに、吸引搬送経路がフレキシブルな金属チューブによって形成されていることを特徴とする。
また、本発明にかかる現像装置に現像剤を補給する現像剤補給装置は、さらに、吸引搬送経路が曲げ加工された剛体の金属製の管材によって形成されていることを特徴とする。
また、本発明にかかる現像装置に現像剤を補給する現像剤補給装置は、さらに、一軸偏心スクリューポンプの負圧発生能力は−１０〜−５０ｋＰａであることを特徴としている。
【０００９】
本発明にかかる現像装置は、像担持体上に形成された潜像を現像してトナー像を形成する現像装置において、請求項１ないし５のいずれかに記載の現像剤補給装置を備えることを特徴としている。
本発明にかかる画像形成装置は、像担持体上に形成された潜像をトナーで現像してトナー像を形成する電子写真方式の画像形成装置において、請求項１ないし５のいずれかに記載の現像剤補給装置を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
上記課題を解決する手段である本発明によって、吸引搬送されるトナーが吸引搬送経路と静電的に吸着および静電気力により流動抵抗が増加することが防止でき、少ない吸引能力で良好な搬送が可能となる。また、少ない吸引能力ですむために一軸偏心スクリューポンプにおいて、回転数を増やしたり吸引断面を増やして、トナーへのダメージを引き起こすような変更を必要としなくなるため、トナーの耐久性に対しても悪い影響を与えることをなくすことができる特有の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態における画像形成装置の全体の構成を示す図である。
【図２】トナー容器から現像装置へ現像剤を補給する現像剤補給装置の構成を示す概略図である。
【図３】トナーバンクの構成を示す概略図である。
【図４】本発明の画像形成装置に用いる一軸偏心スクリューポンプと現像装置との構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付し、その重複説明は簡略化ないし省略する。
図１は、本発明の実施形態における画像形成装置の全体の構成を示す図である。
図１で、その構成と動作について説明する。
本発明の実施形態における画像形成装置としてのプリンタ５０を示している。プリンタ５０は、複数の作像部となる、イエロー色の画像を作像する作像部５１Ｙ、マゼンタ色の画像を作像する作像部５１Ｍ、シアン色の画像を作像する作像部５１Ｃ、黒色の画像を作像する作像部５１Ｋと、各作像部で形成されたトナー画像を一時的に転写する中間転写体となる中間転写ベルト５２とを備えている。
各色の作像部は４色とも同等の構成となっており、代表としてイエローの作像部５１Ｙを用いて説明する。他の色の作像部５１の構成については、イエローの作像部５１Ｙで用いた数字の符号の後にＭ、Ｃ、Ｋの符号を付す。他の場合も同様とする。
画像情報に基づいた露光光ＬＹを像担持体としての感光体ドラム５４Ｙ上に照射する露光部５３、感光体ドラム５４Ｙ上を帯電する帯電部５５Ｙ、感光体ドラム５４Ｙ上に形成された静電潜像を現像する現像装置５６Ｙ、感光体ドラム５４Ｙ上に形成されたトナー像を被転写材Ｐに転写する１次転写部５８Ｙ、感光体ドラム５４Ｙ上の未転写トナーを回収するクリーニング部５９Ｙ、転写紙等の被転写材Ｐが収納された給紙部６１〜６３、被転写材Ｐ上の未定着トナーを定着する定着部６４、クリーニング部５９や２次転写部６０で回収された廃トナーを収納する廃トナーボトル９０、イエローの補給現像剤が収納された容器となる現像剤容器１Ｙを示している。
【００１４】
図１を参照して、プリンタ５０における通常の画像形成時の動作について説明する。
まず、プリンタ５０にて、画像情報は電気信号に変換された後に、露光部５３（書込部）に送信される。そして、露光部５３からは、その電気信号の画像情報に基づいたレーザ光等の露光光ＬＹが、感光体ドラム５４Ｙ上に向けて発せられる。
感光体ドラム５４Ｙは、図中の反時計方向に回転しており、まず、帯電部５５Ｙとの対向位置でその表面が一様に帯電される。そして、帯電部５５Ｙで帯電された感光体ドラム５４Ｙの表面は、露光光ＬＹの照射位置に達する。そして、この位置で画像情報に対応した静電潜像が形成される。
その後、潜像が形成された感光体ドラム５４Ｙの表面は、現像装置５６Ｙとの対向部に達し、現像装置５６Ｙによって、感光体ドラム５４Ｙ上の潜像が現像される。詳しくは、現像装置５６Ｙ内のトナーは、供給されたトナーとともに、撹拌ローラによってキャリアと混合される。そして、摩擦帯電したトナーは、キャリアとともに現像装置５６Ｙが備える現像ローラ上に供給される。その後、現像ローラ上に担持されたトナーは、周知のドクターブレードの位置を通過した後に、感光体ドラム５４Ｙとの対向位置に達する。そして、その対向位置で、トナーは感光体ドラム５４Ｙの表面に形成された静電潜像に付着する。
【００１５】
なお、トナーホッパー５７Ｙから供給されるイエローのトナーは、現像装置５６Ｙ内のトナーの消費に伴い、現像装置５６Ｙ内に適宜に供給されるものである。現像装置５６Ｙ内のトナーの消費は、制御上の印刷画像の露光領域より換算し、また付図しだが現像装置内の透磁センサ（トナー濃度センサ）により検出・算出される。
トナーホッパー５７Ｙ内のトナーは、トナーバンク１００Ｙから一軸偏心スクリューポンプ３０を備えた現像剤補給装置２００Ｙによって適宜に補給されるものである。この現像剤補給装置２００Ｙについては後で詳しく説明する。
【００１６】
図１に示すように、現像装置５６Ｙで現像された感光体ドラム５４Ｙの表面は、１次転写部５８Ｙとの対向部に達する。そして、この位置で中間転写ベルト５２上に感光体ドラム５４Ｙ上のイエローのトナー像が転写される。このとき、感光体ドラム５４Ｙ上には、中間転写ベルト５２に転写されない未転写トナーが僅かながら残存する。
１次転写部５８Ｙを通過した未転写トナーを有する感光体ドラム５４Ｙの表面は、クリーニング部５９Ｙとの対向部に達する。そして感光体ドラム５４Ｙに当接するクリーニングブレードにより、未転写トナーがクリーニング部５９Ｙ内に回収される。クリーニング部５９Ｙで回収されたトナーは、廃トナーとして、図示しない廃トナー搬送経路を経て廃トナーボトル９０に向けて搬送される。クリーニング部５９Ｙを通過した感光体ドラム５４Ｙの表面は、図示しない除電部に達し、その電位が除電されて、一連の作像プロセスを終了する。
このようにしてイエローの作像部５１Ｙにて作像されたイエローのトナー像は中間転写ベルト５２に転写される。同様に、中間転写ベルト５２には複数色からなるカラー画像を形成するために、マゼンタ色の作像部５１Ｍ、シアン色の作像部５１Ｃ、黒色の作像部５１Ｋからも各々の色のトナー像が転写される。複数色からなるカラートナー像が中間転写ベルト５２に形成された後に、これらトナー像は中間転写ベルト５２によって２次転写部６０に搬送される。
また、不図示だが中間転写ベルト５２に感光体５４からの転写領域と、２次転写部６０の間には中間転写ベルト５２上に転写されたトナー像の付着量を検出する、反射式の光学センサを備えている。
【００１７】
２次転写部６０に搬送される被転写材Ｐは、次のように動作する。
まず、プリンタ５０の複数の給紙部６１，６２，６３のうち、１つの給紙部が自動又は手動で選択される（例えば、上段の給紙部６１が選択されたものとする）。そして、給紙部６１に収納された被転写材Ｐの１枚が、搬送経路Ｋの位置に向けて搬送される。搬送経路Ｋを通過した被転写材Ｐは、周知のレジストローラの位置に達し、中間転写ベルト５２上のトナー像と位置合わせをするためにタイミングを合わせて、２次転写部６０に向けて搬送され、２次転写部６０にて４色のトナー像が一括転写される。
転写工程後の被転写材Ｐは、２次転写部６０の位置を通過した後に、搬送経路Ｋ１を経て定着部６４に達する。定着部６４では、被転写材Ｐ上の未定着トナー像が熱と圧力とによって被転写材Ｐに定着される。定着工程後の被転写材Ｐは、出力画像としてプリンタ５０から排紙トレイ５０１に排出される。こうして一連の画像形成プロセスが完了する。
【００１８】
図２は、トナー容器から現像装置へ現像剤を補給する現像剤補給装置の構成を示す概略図である。
次に、図２を用いて現像剤補給装置２００について説明する。
現像剤補給装置２００は、各作像部が備える現像装置５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋに対応するように４つが画像形成装置５０に装備されている。
各現像剤補給装置２００の基本構成は同一構成であるので、代表してイエローの現像装置５６Ｙに対応する現像剤補給装置２００Ｙについて説明する。
現像剤補給装置２００Ｙは、現像剤容器１Ｙと、イエローに対応するトナーバンク１００Ｙ、イエローの現像剤の搬送路となる導電性材質（本実施例構成では、主な樹脂としてＥＰＤＭ：エチレンプロピレンジエンゴムを用い、導電性を持たせた。）で形成されたフレキシブルな吸引搬送経路（チューブ）２０Ｙ、補給現像剤搬送手段となる一軸偏心スクリューポンプ３０Ｙ、現像剤収容部となるトナーサブホッパー５７Ｙ等で構成されている。
トナーサブホッパー５７Ｙは、現像装置５６Ｙの上部に配置されていて、現像装置５６Ｙと接続されている。
一軸偏心スクリューポンプ３０Ｙは、チューブ２０Ｙを介してトナーサブホッパー５７Ｙに接続されている。
チューブ２０Ｙはおおよそ３０ｃｍの長さであるが、それぞれ他の色のユニットに接続されたチューブ２０の長さは、１０から５０ｃｍと、長さに違いが有る。また、チューブ２０はその外壁の一部がプリンタの構造体フレーム（金属）に接地されるように保持（クランプ）されている。
【００１９】
トナーバンク１００Ｙ内の現像剤貯留部７Ｙに貯留されたイエローの現像剤は、一軸偏心スクリューポンプ３０Ｙが作動することで発生する吸引力によって、チューブ２０Ｙ内を通って一軸偏心スクリューポンプ３０Ｙの吸引口３００Ｙまで搬送される。一軸偏心スクリューポンプ３０Ｙに達した現像剤は、その後、一軸偏心スクリューポンプ３０Ｙより吐出され、トナーサブホッパー５７Ｙに補給される。前述したようにチューブ２０の材質が導電性物質のため、現像剤が搬送される際に発生する静電気はすべてチューブ２０Ｙを介し、接地されることとなり、チューブ２０Ｙと現像剤は静電的に吸着することはなく、流動抵抗が大幅に抑えられる。流動抵抗が大幅に抑えられることで、一軸偏心スクリューポンプ３０Ｙによって通常使う範囲では現像剤が劣化しない範囲で発生可能な−１０〜−３０ｋＰａの負圧においてもスムーズな吸引搬送が行うことが出来る。
ただし、グラフィック印刷のような印字密度の高い印刷を行う際はトナー補給の動作が頻繁に行われるため、一軸偏心スクリューポンプ３０Ｙの補給能力を高く設定してしまうと、例えばロータの回転などを早く設定しなければならずこの結果温度が上昇してしまうため、凝集体の発生に対しては余裕がない状態となってしまう。表１にその関係を示す。
一軸偏心スクリューポンプ３０Ｙの構成・動作については、後で詳しく説明する。
【表１】
2012042591.tif 000003
表１は、印刷に必要なトナー量と一軸偏心スクリューポンプの負圧との関係を示している。
表１からもわかるように、従来のように非導電性の吸引搬送経路では、一軸偏心スクリューポンプの負圧を−１５ｋＰａ未満では搬送することができない。−１５以上で−２５ｋＰａ未満では現像装置７に必要な量をできず、搬送量が不足している。−３０ｋＰａ以上では現像装置７に必要な量を搬送することができたが、−３０以上で−４０ｋＰａ未満では、連続してトナーを搬送することでトナー凝集が発生した。また、−４０以上で−５０ｋＰａ未満では、連続ではなく間欠の場合でもトナーを搬送することでトナー凝集が発生した。また、−４０以上で−５０ｋＰａ以下では、トナーが非導電性の吸引搬送経路に溶融して固着する現象が発生した。
一方、本発明の現像剤搬送装置では、一軸偏心スクリューポンプの負圧を−１５ｋＰａ未満では現像装置７に必要な量をできず、搬送量が不足していたが、−１５ｋＰａ以上で現像装置７に必要な量を搬送することができた。また、いずれの場合も、トナーが導電性の吸引搬送経路に溶融して固着する現象は発生しなかった。
【００２０】
図３は、トナーバンクの構成を示す概略図である。
次に、図３を用いてトナーバンク１００Ｙの構成と動作について詳述する。
図３に示すように、トナーバンク１００Ｙは、現像剤容器１Ｙ、ボトル設置部１２Ｙ、キャップ開閉機構３Ｙ、現像剤排出手段としてのボトル駆動部１１Ｙ、ケーシング２Ｙ、現像剤貯留部７Ｙ、現像剤貯留部７Ｙ内の現像剤の有無を検知する検知手段としての圧電素子を利用した振動式のトナーエンドセンサ４Ｙ、清掃部材５Ｙ（掻き取り部材）及び撹拌部材６Ｙ等で構成されている。
現像剤容器１Ｙは、現像剤排出口となる開口部１Ｙａを備え、その開口部１Ｙａには円錐状のキャップ１Ｙｂが着脱自在に設置されている。キャップ１Ｙｂはキャップ開閉機構３Ｙによって開口部１Ｙａに対して接触／離脱可能とされている。キャップ開閉機構３Ｙは、駆動モータ３０１Ｙと、キャップ１Ｙｂを着脱する駆動伝達機構３０２Ｙとを備え、駆動モータ３０１Ｙが正転／反転することでキャップ１Ｙｂを接触／離脱方向に移動するものである。
【００２１】
現像剤容器１Ｙがボトル設置部１２Ｙにセットされた状態で、現像剤排出を行うには、駆動モータ３０１Ｙを駆動してキャップ１Ｙｂを離間方向に移動することで開口部１Ｙａが開放される。現像剤容器Ｙは、ボトル駆動部１１Ｙによって図中の矢印方向に回転される。現像剤容器１Ｙの内周面には、螺旋状の突起が形成されていて、現像剤容器１Ｙが回転することで、ボトル内の現像剤が開口部１Ｙａに向けて搬送される。現像剤容器１Ｙの外周面の一部には、従動ギアＧ１が形成されていて、この従動ギアＧ１にボトル駆動部１１Ｙの駆動モータＭ１によって駆動される駆動ギアＧ２が噛合することで、駆動モータＭ１から現像剤容器１への駆動伝達がなされる。現像剤容器１Ｙの開口部１Ｙａから排出された現像剤は、ケーシング２Ｙの下方に落下し、ケーシング２Ｙの下方に位置する現像剤貯留部７Ｙに貯留される。
【００２２】
現像剤貯留部７Ｙの側部には、貯留される現像剤の上面位置を検知するトナーエンドセンサ４が設置されている。そして、通常時（現像剤容器１内に現像剤が充分ある状態である）において、トナーエンドセンサ４がケーシング２Ｙの現像剤を検出した場合には、ボトル駆動部１１Ｙの作動を停止して現像剤容器１Ｙからの現像剤の排出を休止する。これに対して、トナーエンドセンサ４が現像剤を検出しなかった場合には、ボトル駆動部１１Ｙを作動して現像剤容器１Ｙ内から現像剤の排出を行う。このようにして現像剤貯留部７における現像剤量は常に一定に維持されるように制御されている。
本実施の形態では、トナーエンドセンサ４の検知結果に基づいてボトル駆動部１１Ｙの作動を制御する他に、トナーエンドセンサ４の検知結果と後述するトナーサブホッパー部５７Ｙに設けられたトナーエンドセンサ３９Ｙの検知結果に基づいて一軸偏心スクリューポンプ３０Ｙの駆動部となる図４のクラッチ３６の作動も制御する。これら制御は図示しない制御部から指令に基づいて実行される。トナーエンドセンサ４およびセンサ３９の検知結果に基づくボトル駆動部１１Ｙ及び一軸偏心スクリューポンプ３０Ｙの作動制御は、特に現像剤容器１Ｙ内の現像剤が空に近い状態のときに特徴的に行われる。
【００２３】
現像剤貯留部７Ｙのトナーエンドセンサ４Ｙに略対向する位置には、清掃部材５Ｙが回転自在に設置されている。清掃部材５Ｙは、回転軸５Ｙ１と、回転軸５Ｙ１上に保持されたマイラー等の可撓性部材５Ｙ２とで構成されている。この清掃部材５Ｙが図示しない駆動モータからの駆動力で回転して、可撓性部材５Ｙ２がトナーエンドセンサ４Ｙの検知面に当接することで、トナーエンドセンサ４Ｙの検知面に付着した現像剤や異物が清掃される。これによりトナーエンドセンサ４の位置まで現像剤が貯留されていないにもかかわらず、貯留されているものと検知してしまうような、トナーエンドセンサ４Ｙの誤検知を抑制している。
現像剤貯留部７Ｙ内には、撹拌部材６Ｙが回転自在に設置されている。撹拌部材６Ｙは、回転軸と、回転軸上に保持された撹拌部とで構成される。この撹拌部材が回転することで、現像剤貯留部７Ｙに堆積した現像剤にブロッキングや架橋が生じたり、一軸偏心スクリューポンプ３０Ｙの吸引力によって現像剤貯留部７Ｙに堆積した現像剤中に空洞ができたりする不具合が抑止される。
【００２４】
図４は、本発明の画像形成装置に用いる一軸偏心スクリューポンプと現像装置との構成を示す概略図である。
次に、図４を参照して一軸偏心スクリューポンプ３０Ｙと現像装置５６Ｙの構成と動作について詳述する。チューブ２０Ｙは、親トナー性の低い樹脂でなおかつ導電性のフレキシブルなゴム材料であるＥＰＤＭからなり、その一端が現像剤貯留部７Ｙに接続され、他端が一軸偏心スクリューポンプ３０Ｙの吸引口にそれぞれ接続されている。導電性は、カーボンブラック、Ｃｕ粉、Ａｌ粉等の金属粉で付与することができる。または、Ｃｕ、Ａｌ等の金属の薄い厚さにしてフレキシブルな可撓性を持たせてチューブ状したものであっても良い。また、Ｃｕ、Ａｌ等の金属で、ある程度の厚さを有する管状に成形したものであっても良い。
一軸偏心スクリューポンプ３０Ｙは、ロータ３２Ｙ、ステータ３３Ｙ、ロータ駆動軸３４Ｙ、駆動ギア３５Ｙ等で構成されている。ロータ３２Ｙは、金属材料からなる軸である。ロータ３２Ｙは、その断面が一軸偏心の円形であって、螺旋状にねじれたように形成されている。ロータ３２Ｙの一端３２Ｙａには、ロータ駆動軸３４Ｙを介して駆動ギア３５Ｙが連結されていて、駆動ギア３５Ｙには、クラッチ３６Ｙに対して回転自在に支持されている。クラッチ３６Ｙは、本例では電磁クラッチであって、そのオン／オフにより駆動ギア３５Ｙに対して駆動力の連断を行っている。
【００２５】
ステータ３３Ｙは、弾性部材の１つであるゴム材料からなり、ロータ３２Ｙの軸線方向に延設している。ステータ３３Ｙは、その中央に長円穴となる穴部が長円形の断面が螺旋状にねじれたように貫通して形成されていて一軸偏心形状とされている。
ステータ３３Ｙの穴部は、所定のピッチで貫通方向（軸方向）に螺旋を描いており、穴部内に配設されるロータ３２Ｙの円形断面も、このステータ３３Ｙに合わせたピッチで貫通方向（軸方向）Ｂに螺旋を描いて構成されている。これらロータ３２Ｙとステータ３３Ｙの螺旋のピッチは同周期に形成されていて、ロータ３２Ｙが回転することで、一軸偏心スクリューポンプ３０Ｙが安定してトナーの搬送を行う。
このように構成された一軸偏心スクリューポンプ３０Ｙは、クラッチ３６Ｙの作動によってステータ３３Ｙ内のロータ３２Ｙを所定方向に回転駆動させることで、現像剤貯留部７Ｙ内のイエローの現像剤Ｔを、チューブ２０Ｙを介して吸引口３１Ｙに吸引する。吸引口３１Ｙまで吸引された現在剤Ｔは、ステータ３３Ｙとロータ３２Ｙとの隙間に送入されて、ロータ３２Ｙの回転に沿って吸引口３１側の端部から他端部へと送出される。送出された現像剤Ｔは、一軸偏心スクリューポンプ３０Ｙの送出口から吐出されて、トナーサブホッパー５７Ｙ内に補給される。
【００２６】
トナーサブホッパー５７Ｙ内には、サブホッパ内のトナー残量を検知する検知手段となるトナーエンドセンサ３９Ｙと、トナーバンク内同様に、センサ検知面の清掃を行う清掃機構３７Ｙが設置されている、トナーバンクと異なり攪拌手段は備えていないが、代わりに搬送スクリュー４０Ｙが設置されていて、トナーサブホッパー５７Ｙ内に補給された現像剤Ｔは、現像装置５６Ｙのケーシングに形成された補給口まで搬送される。本形態では、この搬送スクリュー４０Ｙが攪拌を兼ねている。そして、補給口から補給された現像剤Ｔは、現像装置５６Ｙ内にて２成分現像剤Ｃと混合・撹拌される。
現像装置５６Ｙは、主として、ケーシングの内部に、感光体ドラム５４Ｙに対向配置された第１現像ローラ５６Ｙａと第１現像ローラ５６Ｙａから現像剤を受け渡される第２現像ローラ５６Ｙｂ、第１現像ローラ５６Ｙａに対向配置された第１搬送スクリュー５６Ｙｂ、第２現像ローラ５６Ｙｂに対向配置された第２搬送スクリュー５６Ｙｄ、ドクターブレード５６Ｙｅを介して第１現像ローラ５６Ｙａと対向配置された第１搬送スクリュー５６Ｃおよび仕切部材５６Ｙｅを介して第２搬送スクリュー５６Ｙｄと対向配置された第３搬送スクリュー５６Ｙｆと、現像ローラ５６Ｙａに対向して配置され、現像ローラ５６Ｙａに担持される現像剤ＣＹの層厚を規制するドクターブレード５６Ｙｅと、適宜現像装置内の現像剤ＣＹを排出して現像剤量を調整する手段５６Ｙｇを備えている。現像装置５６Ｙ内には、キャリアとトナーとからなる２成分現像剤ＣＹが収容されている。
【００２７】
先に述べた作像プロセスを、現像工程を中心にしてさらに詳しく説明する。
第１現像ローラ５６Ｙａおよび第２現像ローラ５６Ｙｂは、図４中の矢印方向に回転駆動されるように構成されている。現像装置５６Ｙ内の現像剤ＣＹは、第１搬送スクリュー５６Ｙｃ及び第２搬送スクリュー５６Ｙｄ、第３搬送スクリュー５６Ｙｆの矢印方向の回転によって、トナーサブホッパー５７Ｙから補給口を介して補給された現像剤Ｔとともに撹拌混合されながら長手方向（紙面方向）に循環する。そして、摩擦帯電してキャリアに吸着したトナーは、キャリアとともに第１現像ローラ５６Ｙａおよび第２現像ローラ５６Ｙｂ上に担持される。
第１現像ローラ５６Ｙａ上に担持された現像剤ＣＹは、まずドクターブレード５６Ｙｄの位置に達する。そして、第１現像ローラ５６Ｙａ上の現像剤ＣＹは、ドクターブレード５６Ｙｄの位置で適量に調整された後に、感光体ドラム５４Ｙとの対向位置（現像領域である）に達する。その後、第２現像ローラ５６Ｙｂに現像剤ＣＹは受け渡され、第２の現像領域に達する。
各々の現像領域では、現像剤ＣＹ中のトナーが感光体ドラム５４Ｙの表面に形成された静電潜像に付着する。詳しくは、露光光ＬＹが照射された画像部の潜像電位（露光電位）と、第１現像ローラ５６Ｙａおよび第２現像ローラ５６Ｙｂに印加された現像バイアスとの、電位差（現像ポテンシャル）によって形成される電界（現像電界）によって、トナーが潜像に付着する。
なお、上述したように、現像剤滞留部７Ｙにおける現像剤の上面位置が光学センサ４Ｙの検知面を上回った場合には、オーバーフローを抑止するために、ボトル駆動部１１の作動が停止される。同様にトナーサブホッパー５７Ｙにおける現像剤Ｔの上面位置が光学センサ３９Ｙの検知面を上回った場合にも、トナーサブホッパー５７Ｙ内のオーバーフローを抑止するために、一軸偏心スクリューポンプ３０Ｙの動作は停止される。
【００２８】
本形態において、現像剤容器１Ｙ内の現像剤Ｔには、トナーと重量比２０％以下のキャリアが混入されており、前述の現像剤量を調節する手段５６Ｙｇとの相互作用によって、現像装置５６Ｙ内のキャリアが一定割合で交換されるようになっており、現像剤ＣＹの長寿命化が可能となっている。無論、現像剤容器１Ｙ内の現像剤Ｔはトナー単体であっても良い。また、現像剤容器１Ｙ内の現像剤Ｔ中のトナーは、体積平均粒径が５〜１０μｍであって、５μｍ以下のトナー粒子が６０〜８０個数％となるように形成されている。このような小粒径のトナーを用いることで、良好な画質の出力画像を得ることができる。小粒径トナーは、現像剤貯留部７Ｙおよびトナーサブホッパー５７Ｙ内で長期間放置されると、凝集・凝固することや光学センサ４Ｙおよび光学センサ３９の検知面に付着し易くなる。これに対して、本形態では、現像剤貯留部７Ｙに撹拌部材６Ｙや清掃部材５Ｙおよび清掃部材３７Ｙが設けられているため、そのような不具合が生じることなく良好な画質の出力画像を得ることができる。
なお、図４においては、イエローに対応する一軸偏心スクリューポンプ３０Ｙについて説明したが、他の色に対応する一軸偏心スクリューポンプ３０Ｍ〜３０Ｋにおいても一軸偏心スクリューポンプ３０Ｙと同様の構成であるので、同ポンプ３０Ｙと同様の効果を奏する。
【符号の説明】
【００２９】
１  現像剤容器
１ａ  開口部
１ｂ  キャップ
２  ケーシング
３  キャップ開閉機構
４  トナーエンドセンサ
５  清掃部材
５Ｙ１  回転軸
５Ｙ２  可撓部材
６  攪拌部材
７  現像剤貯留部
１１  ボトル駆動部
１２  ボトル設置部
２０  チューブ
３０  一軸偏心スクリュー
３１  吸引口
３２  ロータ
３３  ステータ
３４  ロータ駆動軸
３５  駆動ギア
３６  クラッチ
３７  清掃機構
３９  トナーエンドセンサ
４０  搬送スクリュー
５０  プリンタ
５１  作像部
５２  中間転写ベルト
５３  露光部
５４  感光体
５５  帯電部
５６  現像装置
５６ａ  第１現像ローラ
５６ｂ  第２現像ローラ
５６ｃ  第１搬送スクリュー
５６ｄ  第２搬送スクリュー
５６ｅ  ドクターブレード
５６ｆ  第３搬送スクリュー
５６ｇ  調整手段
５７  トナーサブホッパー
５８  一次転写部
５９  クリーニング部
６０  二次転写部
６１〜６３  給紙部
６４  定着部
９０  廃トナーボトル
１００  トナーバンク
２００  現像剤補給装置
３００  吸引口
３０１  駆動モータ
３０２  駆動伝達機構
５０１  排紙トレイ
Ｋ  搬送経路
Ｐ  被転写材
Ｇ１  従動ギア
Ｇ２  駆動ギア
Ｍ１  駆動モータ
Ｔ  現像剤
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３０】
【特許文献１】特開２００２−２８７４９３号公報
【特許文献２】特開２００２−３６５９００号公報
【特許文献３】特開２００６−３９４９０号公報
【図１】
2012042591.tif 000004
【図２】
2012042591.tif 000005
【図３】
2012042591.tif 000006
【図４】
2012042591.tif 000007