JP2007148014A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リサイクルトナーを現像装置へ再補給する場合においても常に安定した状態で適正に感光体ドラムへ供給することができるようにする。
【解決手段】現像装置本体のハウジング３０内には、前方搬送路３０２及び後方搬送路３０３を備える循環搬送路３０１が備えられ、これら搬送路にそれぞれ現像剤を搬送する前方及び後方スパイラルフィーダ６１，６２が設けられている。後方スパイラルフィーダ６２は、トナー受入口４４の搬送方向下流側で局部的に搬送能力が低下するように構成された搬送能力抑制部６７を有する。トナー受入口４４は、ニュートナーが供給される第１トナー受入口４４１と、リサイクルトナーが供給される第２トナー受入口４４２とからなる。かかるトナー受入口４４は、搬送能力抑制部６７の上流側であって、後方スパイラルフィーダ６２の回転によってトナーが上方へ持ち上げられる位置に設けられている。
【選択図】図４

Description

本発明は、複写機やファクシミリ装置、さらにはプリンタ等の各種の画像形成装置、及び該画像形成装置に適用される現像装置に関し、特にリサイクルトナーの再補給機構を備えた現像装置及び画像形成装置に関するものである。

複写機やファクシミリ装置等の画像形成装置に適用される現像装置として、例えば特許文献１に開示されている現像装置が知られている。この現像装置は、画像形成装置の感光体ドラムにトナーを供給する現像装置本体と、この現像装置本体に着脱自在に装着されるトナー補給用のトナーカートリッジとを備えて構成されている。トナーカートリッジの底部には、開閉可能なトナー排出口が設けられている一方、現像装置本体には、前記トナー排出口に対応したトナー受入口が設けられ、トナーカートリッジが現像装置本体に装着されることにより前記トナー排出口が開放され、トナーカートリッジ内のトナーが現像装置本体内に形成された所定の循環搬送路に供給される。

前記循環搬送路は、前記感光体ドラムの軸心と平行に延びる上面開放の溝状に形成されている。かかる循環搬送路は、現像ローラに沿って形成された前方搬送路と、トナー受入口から現像剤の供給を受ける位置に前記前方搬送路と平行に形成された後方搬送路とを備えてなる。各搬送路中には、フィーダ軸周りにスパイラルフィンが設けられてなるスパイラルフィーダがそれぞれ装着され、トナー（二成分現像剤の場合はトナーとキャリア）は、これらスパイラルフィーダのフィーダ軸回りの回転によって前方搬送路と後方搬送路との間を循環搬送されるようになっている。

そして、トナーカートリッジからトナー受入口を介して後方搬送路に受け入れられたトナーは、スパイラルフィーダのフィーダ軸回りの回転で移動させられ、後方搬送路の下流端で連絡通路を介して前方搬送路に送り込まれる。前方搬送路へ移されたトナーは、スパイラルフィーダの駆動で後方搬送路と逆方向に搬送されつつ現像ローラの周面に供給され、残部が下流端で後方搬送路に戻される。二成分現像剤の場合は、後方搬送路にてトナーとキャリアとが攪拌混合され、前方搬送路において所要量の現像剤（トナー及びキャリア）が現像ローラの周面に供給され、残りの現像剤が後方搬送路に戻されることとなる。

このような基本構成を有する特許文献１の現像装置においては、後方搬送路に設けられたスパイラルフィーダのトナー受入口より搬送方向下流側に、搬送能力が局部的に低下するように構成された搬送能力抑制部が設けられている。この搬送能力抑制部は、その上流側においてトナーの滞留を生じさせるためのもので、当該トナーの滞留は、搬送能力抑制部とトナー受入口との間で生じるため、現像装置内にトナーが十分存在する場合には、トナーの滞留がトナー受入口を塞いでトナーカートリッジからのトナーの供給が制限される。これに対し、現像装置内のトナーが消費されてトナー量が減少すると、前記トナーの滞留も減少することになり、これによってトナーが滞留している部分とトナー受入口との間に空間が生じるため、トナーがトナーカートリッジから落下して現像装置内に供給される。現像装置内に十分な量のトナーが供給されると、再びトナーの滞留が生じてトナー受入口を塞いでトナーの供給が制限される。このようにトナーカートリッジから現像装置に供給されるトナーの量は、現像装置内のトナー量によって自動的に調節されることになる。

ところで、感光体ドラムにおいて転写残りトナーを回収し、これをリサイクルトナーとして現像装置内に再補給し再利用を図る機構も知られている（例えば特許文献２〜５）。かかる機構を採用することで、転写残りトナーを有効活用できるという利点がある。
特開２００１−２３５９３３号公報 特開２０００−２９３１２号公報 特開平８−５４８０９号公報 特開平９−１９７７８６号公報 特開平５−２４９８２８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の現像装置にあっては、前記のような搬送能力抑制部を設けてトナーを滞留させ、これによってトナーカートリッジからのトナーの補給を制限する機構とされているため、例えば高温環境や、低濃度印字を長時間に亘って続けたときのようにトナーがほとんど消費されない状況において棚吊り（トナーが押し固められてトナー受入口を塞ぎ、トナーが不足しているにも拘わらずトナーカートリッジからトナーが補給されなくなる現象）が問題になることがあった。

とりわけ、感光体ドラムで転写残りトナーを回収し、これをリサイクルトナーとして現像装置内に再補給した場合、一般にリサイクルトナーは流動性が低下していることから、前記棚吊りが生じ易いという問題があった。さらに、リサイクルトナーは帯電性も低下するため、キャリアとの混合性（帯電付着性）が悪いという問題もあった。これは、リサイクルトナーが現像装置に再補給されるまでの間に様々なストレスを受け、外添剤が脱離・埋没したり、トナー同士が凝集したりするなど様々な変化を受け、流動性や帯電性能が初期状態から変動してしまうことが要因である。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、搬送能力抑制部を備えた現像装置を対象とし、トナーの循環搬送路におけるトナー受入口近傍に棚吊り現象が発生することを有効に防止すること、特にリサイクルトナーを現像装置に再補給する機構を具備する場合において、棚吊り現象の防止並びにトナーの帯電性を改善することができる現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る現像装置は、現像剤を攪拌しながら循環経路を搬送しつつ当該現像剤を像担持体の周面に供給する装置本体部と、この装置本体部内に現像剤を供給する現像剤供給部とを備えて構成され、前記装置本体部には、その上部に設けられた現像剤受入口と、前記循環経路に配置され前記現像剤受入口から受け入れた現像剤を搬送する搬送手段と、前記像担持体に対向配置された現像ローラとが備えられてなる現像装置において、前記循環経路は、前記現像ローラに沿って形成された前方搬送路と、前記現像剤受入口から現像剤の供給を受ける位置に前記前方搬送路と平行に形成された後方搬送路とを備え、前記搬送手段は、軸心回りに回転することにより現像剤を搬送方向に向けて搬送するものであって、前記前方搬送路には前方搬送手段が、前記後方搬送路には後方搬送手段がそれぞれ装着されると共に、前記後方搬送手段には、局部的に搬送能力が抑制されるべく構成された搬送能力抑制部が設けられ、前記現像剤受入口は、前記現像剤供給部からの現像剤を受け入れる第１の現像剤受入口と、前記像担持体から回収されたリサイクル現像剤を受け入れる第２の現像剤受入口とを含み、これら第１及び第２の現像剤受入口は、前記現像剤の循環経路上であって、前記後方搬送手段の搬送能力抑制部よりも循環経路の上流側に設けられると共に、前記現像剤受入口を通して現像剤が現像装置内に導入されたときに、前記後方搬送手段の回転によって前記現像剤が上方へ持ち上げられる位置に設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、現像剤供給部から現像装置本体の第１の現像剤受入口を介して現像装置本体内に導入された現像剤、並びに像担持体から回収され第２の現像剤受入口を介して現像装置本体内に導入されたリサイクル現像剤は、いずれも後方搬送手段の回転によって上方へ持ち上げられ、第１及び第２の現像剤受入口の直下で常に後方搬送手段によって軸心方向に搬送されるため、棚が形成されるような不都合は生じない。しかも、第１及び第２の現像剤受入口は、後方搬送手段の搬送能力抑制部よりも循環経路の上流側に設けられており、これにより導入された現像剤とリサイクル現像剤とは一旦搬送経路上で滞留気味となることから、二成分現像剤が用いられる場合はトナーとキャリアとの摩擦帯電のための時間が確保できるようになり、トナーの帯電性が改善されるようになる。

上記構成において、少なくとも前記第２の現像剤受入口の端部が、前記循環経路に沿った前記後方搬送手段の搬送方向上流側を起点としたとき、前記起点から前記第２の現像剤受入口の端部までの距離をｌとし、前記後方搬送手段の長さをＬとするとき、下記（１）の条件式を満たすように位置設定されていることが望ましい（請求項２）。
ｌ≦２／５×Ｌ ・・・（１）

この構成によれば、リサイクル現像剤は後方搬送手段の搬送方向上流側により近い位置から装置本体内に導入されるようになる。このため、二成分現像剤が用いられる場合、帯電性が低下しているリサイクル現像剤（リサイクルトナー）が前方搬送手段へ移されるまでの時間を比較的長く確保できるので、その帯電性をより改善することができる。また、リサイクルトナーの流動性が低下していても、後方搬送手段による攪拌時間が比較的長くなるので、キャリアに対する混ざり込み性を良好なものとすることができる。

上記構成において、前記第２の現像剤受入口が、前記第１の現像剤受入口よりも循環経路の上流側に設けられていることが望ましい（請求項３）。この構成によれば、帯電性が低下しているリサイクル現像剤が、現像剤供給部から供給される新しい現像剤よりも搬送方向上流側から供給されるようになり、リサイクル現像剤の帯電性が一層改善されるようになる。

上記いずれかの構成において、前記現像剤が、キャリアとトナーとからなる二成分現像剤であることが望ましい（請求項４）。この構成によれば、現像剤の棚吊りが抑止され、リサイクルトナーを含むトナーの帯電性を良好なものとすることができる。

本発明の請求項５に係る画像形成装置は、現像剤を攪拌しながら循環経路を搬送しつつ当該現像剤を像担持体の周面に供給する装置本体部と、この装置本体部内に現像剤を供給する現像剤供給部とを備えて構成され、前記装置本体部には、その上部に設けられた現像剤受入口と、前記循環経路に配置され前記現像剤受入口から受け入れた現像剤を搬送する搬送手段と、前記像担持体に対向配置された現像ローラとが備えられてなり、前記循環経路は、前記現像ローラに沿って形成された前方搬送路と、前記現像剤受入口から現像剤の供給を受ける位置に前記前方搬送路と平行に形成された後方搬送路とを備え、前記搬送手段は、軸心回りに回転することにより現像剤を搬送方向に向けて搬送するものであって、前記前方搬送路には前方搬送手段が、前記後方搬送路には後方搬送手段がそれぞれ装着されると共に、前記後方搬送手段には、局部的に搬送能力が抑制されるべく構成された搬送能力抑制部が設けられ、前記現像剤受入口は、前記現像剤供給部からの現像剤を受け入れる第１の現像剤受入口と、前記像担持体から回収されたリサイクル現像剤を受け入れる第２の現像剤受入口とを含み、これら第１及び第２の現像剤受入口は、前記現像剤の循環経路上であって、前記後方搬送手段の搬送能力抑制部よりも循環経路の上流側に設けられると共に、前記現像剤受入口を通して現像剤が現像装置内に導入されたときに、前記後方搬送手段の回転によって前記現像剤が上方へ持ち上げられる位置に設けられてなる現像装置と、前記搬送手段を駆動する駆動機構とを具備することを特徴とする。

請求項１に係る現像装置及び請求項５に係る画像形成装置によれば、リサイクル現像剤を現像装置内へ再補給させた場合でも、棚吊り現象が生じず、また帯電性も改善されるようになる。従って、常にトナーを安定的に現像装置内へ供給できると共に、画像形成の際にトナー濃度の安定化を達成することができる。

請求項２に係る発明によれば、特に二成分現像剤を用いる場合におけるリサイクルトナーの帯電性、並びにキャリアに対する混ざり込み性を一層良好なものとでき、リサイクルトナーを用いる場合でも、常に安定して現像ローラに対してトナー供給を行うことが可能となる。

請求項３に係る発明によれば、リサイクル現像剤の帯電性が一層改善されるので、より綺麗な画像形成を安定的に行えるようになる。

請求項４に係る発明によれば、キャリアとトナーとからなる二成分現像剤を用いた場合において、その現像剤の棚吊りが抑止され、リサイクルトナーを含むトナーの帯電性を良好なものとすることができる。

図１は、本発明に係る現像装置の一実施形態を示す分解斜視図である。また、図２および図３は、図１に示す現像装置の側面視の断面図であり、図２は、トナーカートリッジが現像装置本体から外された状態、図３は、トナーカートリッジが現像装置本体に装着された状態をそれぞれ示している。また、図４は、現像装置本体のハウジングの平面視における断面図である。なお、これらの図において、Ｘ−Ｘ方向を幅方向、Ｙ−Ｙ方向を前後方向といい、特に−Ｘ方向を左方、＋Ｘ方向を右方、−Ｙ方向を前方、＋Ｙ方向を後方という。

まず、図１に示すように、現像装置１０は、トナーを感光体ドラム（像担持体）Ｄ（図２、図３）の周面に供給するべく当該感光体ドラムＤに隣設された現像装置本体（装置本体部）２０と、この現像装置本体２０に着脱自在に装着されてトナーを補給するトナーカートリッジ（現像剤供給部）７０とを備えた基本構成を有している。なお、本実施形態においては、現像剤として、キャリアとトナーとからなる二成分現像剤が用いられる場合を例示する。

現像装置本体２０は、その内部に二成分現像剤を循環移動させる循環搬送路（循環経路）３０１を備えたハウジング３０と、このハウジング３０の上面開口を閉止する蓋体４０と、この蓋体４０に形成された第１トナー受入口４４１（第１の現像剤受入口）を開閉するべく当該蓋体４０に取り付けられた蓋体側シャッタ部材５０とを備えて構成され、蓋体側シャッタ部材５０の装着された蓋体４０がハウジング３０に固定されることによって現像装置本体２０が形成されるようになっている。

ハウジング３０は、前方に向かって先下がりに形状設定された略菱形を呈する幅方向一対の側板３１と、各側板３１の前縁部間に架設された前方板３２と、同後縁部間に架設された後方板３３と、各側板３１の下縁部および後方板３３の下縁部に架設された底板３５（図２）とを備えている。そして、各側板３１、前方板３２、後方板３３および底板３５によって囲繞された空間に現像剤を循環搬送する循環搬送路３０１が形成されていると共に、この循環搬送路３０１に一対のスパイラルフィーダ（搬送手段）６０が装着されている。また、スパイラルフィーダ６０の前方には、現像ローラ６６が配置されている。

循環搬送路３０１は、現像ローラ６６に沿って前方に形成された幅方向に長尺の前方搬送路３０２と、この前方搬送路３０２の後方に当該前方搬送路３０２と平行に形成された後方搬送路３０３とを有する。スパイラルフィーダ６０は、前方搬送路３０２に装着される前方スパイラルフィーダ６１（前方搬送手段）と、後方搬送路３０３に装着される後方スパイラルフィーダ６２（後方搬送手段）とからなっている。循環搬送路３０１の底板３５には、図２に示すように、前方搬送路３０２に対応した断面視で円弧状の前方搬送路側底板３５１と、後方搬送路３０３に対応した断面視で円弧状の後方搬送路側底板３５２とが設けられている。これら前方スパイラルフィーダ６１及び後方スパイラルフィーダ６２は、図略の駆動手段（駆動モータ等）により回転駆動される。

前方スパイラルフィーダ６１及び後方スパイラルフィーダ６２は、循環搬送路３０１内で一対の側板３１間に架設されたフィーダ軸６３と、このフィーダ軸６３回りに螺旋状で形成されたスパイラルフィン６４とを備えて構成され、スパイラルフィン６４のフィーダ軸６３回りの一体回転によって循環搬送路３０１内に装填されているトナーを循環搬送させ得るようになっている。

そして、本実施形態においては、前方スパイラルフィーダ６１のスパイラルフィン６４は、フィーダ軸６３の端面から見て反時計方向に回ることにより前進する、いわゆる左回り螺旋が形成されているのに対し、後方スパイラルフィーダ６２のスパイラルフィン６４は、フィーダ軸６３の端面から見て時計方向に回ることにより前進する、いわゆる右回り螺旋が形成されている。したがって、前方スパイラルフィーダ６１がフィーダ軸６３回りに反時計方向に回転すると、前方搬送路３０２内に位置した現像剤は左方（図４の矢印ａ３の方向）へ搬送されるのに対し、後方スパイラルフィーダ６２がフィーダ軸６３回りに反時計方向に回転すると、後方搬送路３０３内の現像剤は右方図４の矢印ａ１の方向）に向けて搬送されることになる。

また、前方搬送路３０２と後方搬送路３０３との間には、仕切り壁３４が設けられており、両搬送路が区画されている。また仕切り壁３４には、その左端部及び右端部が切り欠かれ、前方搬送路３０２及び後方搬送路３０３の端部同士を各々繋ぐ連絡通路３０４、３０４が設けられている。これにより、前方搬送路３０２、後方搬送路３０３及び連絡通路３０４、３０４を経由する現像剤の循環経路が形成可能とされている。ここで、前方スパイラルフィーダ６１及び後方スパイラルフィーダ６２がそれぞれフィーダ軸６３回りに反時計方向に回転されると、循環搬送路３０１内の現像剤は、図４に矢印ａ１〜ａ４で示すように、左右の連絡通路３０４を介して前方搬送路３０２と後方搬送路３０３との間で反時計方向に向けて循環搬送されるようになる。

そして、前方搬送路３０２より前方位置における一対の側板３１間には、図２および図３に示すように、ローラ軸６５が架設されているとともに、このローラ軸６５回りに一体回転可能に現像ローラ６６が軸支されている。また、前方搬送路３０２と現像ローラ６６が設けられている部分とは幅方向の略全長に亘って連通状態とされているとともに、現像ローラ６６は、その周面が前方の感光体ドラムＤの周面と対向するように設置位置が設定されている。したがって、前方搬送路３０２を搬送されつつある現像剤に含まれるトナーは、現像ローラ６６を介して感光体ドラムＤの周面に供給され、これによって感光体ドラムＤの周面にトナー像が形成されることになる。

蓋体４０は、平板状の蓋体本体４１と、この蓋体本体４１の前後方向の中央位置に立設された幅方向に延びる立設壁４２とを備えている。前記蓋体本体４１は、平面寸法がハウジング３０の上面開口より若干大きめに設定され、これによって蓋体本体４１がハウジング３０の上面に被せられた状態で、循環搬送路３０１の上面が閉止されるようになっている。かかる蓋体本体４１における立設壁４２より後方位置の幅方向略中央部には、前記蓋体側シャッタ部材５０を装着するためのシャッタ装着部４３が設けられている。

蓋体本体４１には、消費されたトナーをハウジング３０内へ補給するためのトナー受入口４４が設けられている。このトナー受入口４４は、トナーカートリッジ７０からのトナーをハウジング３０内に供給するための第１トナー受入口４４１（第１の現像剤受入口）と、感光体ドラムＤから回収されたリサイクルトナーをハウジング３０内に供給するための第２トナー受入口４４２（第２の現像剤受入口）とからなる。第１トナー受入口４４１及び第２トナー受入口４４２は、循環搬送路３０１（後方搬送路３０３）上に直列に並んで設けられ、後述する後方スパイラルフィーダ６２の搬送能力抑制部６７よりも循環経路の上流側に設けられている。なお、第１トナー受入口４４１はシャッタ装着部４３に設けられており、蓋体側シャッタ部材５０は、この第１トナー受入口４４１を開閉するために設置されている。

トナー受入口４４（第１トナー受入口４４１及び第２トナー受入口４４２）は、該トナー受入口４４を通してトナーがハウジング３０内へ導入されたときに、後方スパイラルフィーダ６２の回転によってそのトナーが上方へ持ち上げられる位置に設けられている。換言すると、図２及び図３に示すように、蓋体４０がハウジング３０に装着された状態で、後方スパイラルフィーダ６２の回転方向の上流側に対向するように設けられている。本実施形態においては、後方スパイラルフィーダ６２は、フィーダ軸６３回りに反時計方向に回転するようになっているため、回転方向の上流側にトナー受入口４４が設けられている。つまり、後方スパイラルフィーダ６２の回転方向につき、フィーダ軸６３と直交する断面において、フィーダ軸６３周りの回転のうち前記トナー受入口４４へ向けて接近する回転部分を回転方向上流側とし、トナー受入口４４から離間する回転部分を回転方向下流側と定める場合に、トナー受入口４４は、後方スパイラルフィーダ６２の回転方向上流側と対向するように設けられている。

従って、トナー受入口４４を通って後方搬送路３０３内に供給されたトナーは、まず、後方スパイラルフィーダ６２のスパイラルフィン６４の回転に案内されて当該スパイラルフィン６４の上部を後方から前方に移動することになる。その後、トナーは、スパイラルフィン６４のフィーダ軸６３回りの反時計方向に向かう回転に誘導されて右方（図２および図３の紙面の裏側）に向けて搬送されるようになる。この際、後方搬送路３０３内に存在する現像剤（キャリア）と攪拌混合されることとなる。後記で詳述するが、かかる供給態様とすることで、トナーの棚吊りが抑止されるものである。

次に、トナー受入口４４の循環搬送路３０１（後方搬送路３０３）上における望ましい配置位置について説明する。本発明においては、トナー受入口４４は、後方スパイラルフィーダ６２の搬送能力抑制部６７よりも循環搬送路３０１上の上流側に位置していればよいが、一般に帯電性、流動性が低下しているリサイクルトナーを再補給する関係上、該リサイクルトナーに十分な帯電性能を付与した後に前方搬送路３０２へ送り出すことが望ましい。このため、少なくともリサイクルトナーを再補給する第２トナー受入口４４２は、なるべく後方搬送路３０３の上流側に設定し、再補給されるリサイクルトナーとキャリアとが後方スパイラルフィーダ６２にて十分に攪拌混合されるようにすることが望ましい。

具体的には、図４に示すように、後方スパイラルフィーダ６２の搬送方向上流側端部６２Ｋを起点としたとき、前記起点から第２トナー受入口４４２の下流側端部までの距離をｌとし、後方スパイラルフィーダ６２の長さをＬとするとき、下記（１）の条件式を満たすように位置設定されていることが望ましい。
ｌ≦２／５×Ｌ ・・・（１）
とりわけ、下記（２）の条件式を満たすことが望ましい。
ｌ≦１／３×Ｌ ・・・（２）

このように第２トナー受入口４４２の位置設定を行うことで、再補給されるリサイクルトナーの攪拌混合時間が十分確保され、キャリアとの摩擦帯電により静電的な付着力を十分に得ることができ、キャリア中へリサイクルトナーを適正に混ぜ込むことができるようになる。このような効果は、トナーとして、その体積平均粒径が４．０〜７．５μｍのものを用い、外添剤の総量が該トナーに対して２．０ｗｔ％以上、特に３．０ｗｔ％以上配合されたトナー配合物を用いる場合に顕著となる。すなわち、トナー粒径が小径化するに従いその流動性の低下、付着力の増大が顕在化することから、外添剤の量を増加して流動性を増す、或いは大粒径の外添剤を添加して付着力を低減させるなどの手段がとられる。しかし、外添剤を多量に添加することで流動性を担保している場合、リサイクルトナーでは外添剤の離脱が生じがちとなることから、流動性の低下が特に目立つようになる。また、大粒径の外添剤を用いた場合は、トナーの埋没の問題が生じるが、リサイクルトナーではその影響が顕著に現れやすくなる。従って、このようなトナー配合物を用い、且つリサイクルトナーを現像装置本体２０へ再補給する場合において本発明を適用すれば、特にリサイクルトナーの流動性、帯電性を改善できるようになる。

第２トナー受入口４４２（或いは第１トナー受入口４４１）は、なるべく後方搬送路３０３の上流側であることが望ましいが、連絡通路３０４の部分と第２トナー受入口４４２とが完全に重複しないようにすることが望ましい。連絡通路３０４では、前方搬送路３０２から矢印ａ４の方向に現像剤が運ばれてくる一方で、後方スパイラルフィーダ６２の回転駆動力を受けて現像剤の流れが複雑となっており、補給されたリサイクルトナー（ニュートナー）がうまくキャリア中に混ざり込まない場合がある。例えば、後方スパイラルフィーダ６２の回転方向が上面視において矢印ａ４の方向と同一である場合、現像剤は連絡通路３０４と対向する現像装置本体２０の側壁に現像剤が多く押し込まれるため、補給されたトナーがその場に溜まりやすい。また、後方スパイラルフィーダ６２の回転方向が矢印ａ４の方向と逆である場合も、トナーは搬送される方向が連絡通路３０４から矢印ａ４の方向に運ばれてくる現像剤によって動きが相殺される為、トナーの流れが阻害され、その場に溜まりやすくなる。このため、第２トナー受入口４４２（或いは第１トナー受入口４４１）は、連絡通路３０４の部分からは、やや搬送方向下流に位置していることが望ましい。

但し、第２トナー受入口４４２（或いは第１トナー受入口４４１）は、連絡通路３０４の部分から完全に離間させるのではなく、ある程度接近させておくことが望ましい。連絡通路３０４から下流に遠ざかる方が現像剤の流れが安定し、現像剤表面（上面部）の乱れも穏やかになる。しかし、現像剤の流れが安定していると、リサイクルトナーは帯電性、流動性が低下している為、キャリアとの摩擦帯電による静電的な付着力で即座にはキャリア中に混ざり込みにくくなる。これに対し、連絡通路３０４の付近では現像剤表面（上面部）が乱れている為、キャリア中にリサイクルトナーが飲み込まれ、混ざり込みやすくなるという効果が期待できる。

本実施形態では、リサイクルトナーを供給する第２トナー受入口４４２を、ニュートナーを供給する第１トナー受入口４４１よりも搬送方向上流側に配置している。このような配置関係とすることで、帯電性、流動性が低下しているリサイクルトナーの攪拌混合時間をより長く確保できるので好ましい。勿論、第１トナー受入口４４１を第２トナー受入口４４２よりも搬送方向上流側に配置する構成を採用することもできる。なお、第１トナー受入口４４１は、必ずしも上記（１），（２）の条件式を満たす位置に配置されていなくとも良いが、当該第１トナー受入口４４１から供給されるニュートナーと残留現像剤並びにリサイクルトナーとの攪拌混合時間を十分確保するために、上記（１），（２）の条件式を満たす位置に配置することが望ましい。

次に、蓋体側シャッタ部材５０は、蓋体４０の第１トナー受入口４４１に対応したシャッタ板５１と、このシャッタ板５１の幅方向両側部に設けられた前後方向に延びる一対の突条５２とを備えて構成されている。前記シャッタ板５１は、第１トナー受入口４４１を塞ぐのに十分な平面寸法を有している。また前記一対の突条５２の後端縁には、後方に向かって先下がりに設定された傾斜面５３がそれぞれ設けられている。これらの傾斜面５３は、トナーカートリッジ７０を現像装置本体２０に装着したときに、当該トナーカートリッジ７０の底部との干渉で蓋体側シャッタ部材５０を前方へ移動させるためのものであり、これによるシャッタ板５１の前方への移動で第１トナー受入口４４１が開放される。

因みに、トナーカートリッジ７０は、現像装置本体２０に装着された状態で、図３に示すように、付勢手段であるコイルスプリング４５によって後方に向けて押圧され、これによって現像装置本体２０に対する装着状態が安定するようになされている。

かかる蓋体側シャッタ部材５０は、図略のコイルスプリング等の付勢手段により後方に向けて付勢されている。従って、トナーカートリッジ７０が現像装置本体２０に装着されていない状態では、第１トナー受入口４４１がシャッタ板５１によって閉止された状態になる一方、トナーカートリッジ７０が現像装置本体２０に装着されると、蓋体側シャッタ部材５０は、傾斜面５３がトナーカートリッジ７０の低部に押圧されることにより付勢手段の付勢力に抗して前進し、これによって第１トナー受入口４４１が開放されるものである。

トナーカートリッジ７０は、図１に示すように、トナーが装填されるカートリッジ本体７１と、このカートリッジ本体７１の上面開口を閉止するカバー体７８とを備えて構成されている。カートリッジ本体７１の上縁部には、外方に向かって突設された環状の本体側フランジ部７１０が設けられている一方、カバー体７８には、前記本体側フランジ部７１０に対応した蓋体側フランジ部７８０が設けられ、カートリッジ本体７１内にトナーが装填された状態で各フランジ部７１０、７８０同士が溶着処理等で固定されることにより、内部にトナーの装填されたトナーカートリッジ７０が仕上がるようになっている。

前記カートリッジ本体７１は、左右幅寸法が現像装置本体２０のハウジング３０における一対の側板３１間の内寸法より僅かに短めに設定されているとともに、前後幅寸法がハウジング３０の後方板３３と、蓋体４０の立設壁４２との間の内寸法より僅かに短めに設定され、これによってハウジング３０における前記循環搬送路３０１より上方であって、側板３１、後方板３３および立設壁４２に囲繞されたカートリッジ装着空間３０５に対して着脱可能になっている。

かかるカートリッジ本体７１は、図２に示すように、側面視で底板７２が二こぶ状に形成されている。すなわち、かかる底板７２は、前記蓋体４０のシャッタ装着部４３と対応した前方円弧底板７２１と、この前方円弧底板７２１の後方に形成された後方円弧底板７２２とを備えている。

前方円弧底板７２１の最下位置には、前記蓋体４０のトナー受入口４４（第１トナー受入口４４１）と対向するように穿設されたトナー排出口７３が設けられている。そして、トナーカートリッジ７０がハウジング３０に装着された状態（図３）で、トナーカートリッジ７０内のトナーが、このトナー排出口７３および蓋体４０のトナー受入口４４を介してハウジング３０内に供給される。

前記後方円弧底板７２２の上方には、当該後方円弧底板７２２の曲率中心位置に沿うように一対の側板７４間に架設された攪拌部材７５が設けられている。この攪拌部材７５は、前記一対の側板７４間で軸心回りに回転可能に架設される軸部材７５１と、この軸部材７５１の周面から径方向に突設された攪拌フィン７５２とからなる。攪拌フィン７５２は、合成樹脂製のシート体から構成され、攪拌部材７５が図略の駆動モータの駆動で軸心回りに図３における時計方向に回転することにより、後方円弧底板７２２上のトナーを掻き取って前方円弧底板７２１へ向けて供給するようになっている。

前記前方円弧底板７２１の上方には、当該前方円弧底板７２１の曲率中心位置に沿うように一対の側板７４間に架設されたスパイラルロッド７６と、このスパイラルロッド７６に外嵌されたカートリッジ側シャッタ部材７７とが設けられている。スパイラルロッド７６は、前記攪拌部材７５と同期回転することにより、後方円弧底板７２２上から前方円弧底板７２１上へ送り込まれたトナーをトナー排出口７３へ向けて搬送するようにスパイラルの設定方向および回転方向が設定されている。

前記カートリッジ側シャッタ部材７７は、スパイラルロッド７６回りに回転可能に外嵌される筒体によって形成され、前記トナー排出口７３を閉止する円弧シャッタ部７７１と、この円弧シャッタ部７７１の反時計方向側の縁部に隣設された前記トナー排出口７３に対応する左右幅方向（図２の紙面に直交する方向）に長尺の長孔７７２と、この長孔７７２に反時計方向で隣設された円弧壁７７３とを備えて構成されている。円弧シャッタ部７７１と円弧壁７７３との周方向における対向縁部間には、攪拌部材７５によって送り込まれたトナーをスパイラルロッド７６へ供給するための開口部７７４が形成されている。

かかるカートリッジ側シャッタ部材７７は、図２に示すトナー排出口閉止姿勢と、図３に示すトナー排出口開放姿勢との間で姿勢変更可能になっている一方、前記ハウジング３０の右側の側板３１には、カートリッジ側シャッタ部材７７に対して姿勢変更操作を行うための姿勢変更操作部材８０が設けられている。

この姿勢変更操作部材８０は、図２に示すように、カートリッジ装着空間３０５の円弧底板３６の略曲率中心回りに回動自在に側板３１の外側に装着された操作円板８１と、この操作円板８１の回動中心回りの回動にリンクしてカートリッジ側シャッタ部材７７をトナー排出口閉止姿勢と同開放姿勢との間で姿勢変更させる姿勢変更部材８２とを備えて構成されている。前記操作円板８１には、外周面から径方向の外方に向かって突設された操作杆８１１が設けられているとともに、この操作杆８１１と略対向した周面に噛合歯８１２が設けられている。

前記姿勢変更部材８２は、下部が半円状に形成された半円部８２１と、この半円部８２１の上部に一体に形成されたが矩形状の矩形部８２２とからなっている。かかる姿勢変更部材８２は、ハウジング３０の右方の側板３１の内側に、半円部８２１の曲率中心位置が前記スパイラルロッド７６と同心になるように図略の軸回りに回動自在に軸支されることによってハウジング３０に取り付けられている。

このような姿勢変更部材８２には、その内面側に、矩形部８２２における半円部８２１と対向した縁部から半円部８２１の曲率中心位置へ向かって凹設された、前記スパイラルロッド７６の右端部が嵌め込まれる嵌込み溝８３が設けられている。この嵌込み溝８３における前記曲率中心位置には、曲率中心から径方向の外方に向かって突設された係止突起８３１が設けられている一方、カートリッジ側シャッタ部材７７の右端部には、前記係止突起８３１に外嵌する図略の係止溝が設けられている。

そして、姿勢変更部材８２が、図２に示すように、起立姿勢に姿勢設定された状態で、カートリッジ側シャッタ部材７７がトナー排出口閉止姿勢に姿勢設定された状態のトナーカートリッジ７０をハウジング３０のカートリッジ装着空間３０５に装着することにより、係止溝が係止突起８３１に外嵌した状態になる。

この状態で操作杆８１１の操作により操作円板８１を反時計方向に回動すれば（図２において二点鎖線で示す操作杆８１１参照）、この回動は、噛合歯８１２を介して姿勢変更部材８２に伝達される。この姿勢変更部材８２の、曲率中心回りの時計方向に向かう回動で当該姿勢変更部材８２は、図２に二点鎖線で示すように横臥姿勢に姿勢変更し、これによる係止突起８３１を介したカートリッジ側シャッタ部材７７の時計方向への回動で、当該カートリッジ側シャッタ部材７７は、図３に示すように、長孔７７２がトナー排出口７３と対向したトナー排出口開放姿勢に姿勢設定されることになる。

本実施形態に係る現像装置本体２０は、以上のようなトナーカートリッジ７０からのトナー（ニュートナー）供給系統に加え、リサイクルトナーの供給系統も備えている。図５は、かかるリサイクルトナーの供給系統を示す断面図であって、感光体ドラムＤ周辺の画像形成部を概略的に示したものである。この画像形成部は、図５中に示す矢印方向に回転可能に構成された例えばアモルファスシリコンからなる像担持体としての感光体ドラムＤ、この感光体ドラムＤの周囲にその回転方向上流側から順次配設された帯電ローラ９１、露光装置９２、上述の現像装置１０、転写部９３及びクリーニング部９４を備えて構成されている。

帯電ローラ９１は、感光体ドラムＤの表面を所定電位に均一に帯電させるものである。露光装置９２は例えばレーザ走査ユニット等からなり、図略の画像データ記憶部等から送信されてきた画像データに基づき生成されたレーザービーム（ＬＥＤ光）を感光体ドラムＤの表面に照射し、感光体ドラムＤ上に静電潜像を形成するものである。現像装置１０は、感光体ドラムＤに形成された静電潜像に対してトナーを付着させることで、トナー像として静電潜像を顕在化させるものである。転写部９３は、感光体ドラムＤの表面のトナー像を用紙（図略）上に転写させるものである。クリーニング部９４は、転写部９３によるトナー転写が終了した後、感光体ドラムＤの表面に残留しているトナーを清掃するものであり、残留トナーを感光体ドラムＤから剥ぎ取るクリーニングブレード９４１とクリーニングローラ９４２とを備えている。

このような構成において、クリーニング部９４と現像装置本体２０との間には、トナー搬送管９５が架設されている。トナー搬送管９５にはスパイラルフィーダ等の粉体搬送手段が内蔵されており、粉体をその一端９５１から他端９５２へ搬送可能とされている。このトナー搬送管９５は、一端９５１がクリーニング部９４の内部に開口され、他端９５２が現像装置本体２０に備えられている第２トナー受入口４４２に接続されている。従って、前記粉体搬送手段が駆動されることにより、クリーニング部９４で回収されたトナー（リサイクルトナー）は現像装置本体２０へ向けて運搬され、第２トナー受入口４４２を通して循環搬送路３０１へリサイクルトナーが供給されるものである。

以上の構成に加え、本実施形態に係る現像装置本体２０においては、図４に示すように、後方スパイラルフィーダ６２に、トナー受入口４４より搬送方向下流側の位置において搬送能力抑制部６７が設けられる。図６は、搬送能力抑制部６７の一実施形態を示す斜視図である。図６に示すように、搬送能力抑制部６７は、スパイラルフィン６４の周縁部にフィーダ軸６３と平行に付設された周方向複数本の抑制ロッド（リブ部材）６７１を備えて構成されている。本実施形態においては、抑制ロッド６７１は、周方向に等ピッチで４本が設けられているが、抑制ロッド６７１が４本であることに限定されるものではなく、３本以下であってもよいし、５本以上であってもよい。

かかる搬送能力抑制部６７が後方スパイラルフィーダ６２におけるトナー受入口４４より下流側に設けられることにより、フィーダ軸６３の軸心回りの反時計方向に向かう回転によってスパイラルフィン６４により下流側（図６の右方）へ搬送されるトナーは、搬送能力抑制部６７に到達した時点で抑制ロッド６７１に妨害されて前進するのが困難になるため、搬送能力抑制部６７の上流側で滞留するようになる。したがって、トナーが補給されてトナー量が増えると、この滞留したトナーがトナー受入口４４を塞ぐように作用し、それ以上のトナーの補給を抑制する。トナーが消費され、滞留したトナーが少なくなると、トナーが滞留している部分とトナー受入口４４との間に隙間ができ、この隙間にトナーが補給されるものである。

以上説明した現像装置１０の動作について説明する。トナーカートリッジ７０から第１トナー受入口４４１を通してニュートナーが現像装置本体２０内に供給され、また、クリーニング部９４で回収されたリサイクルトナーが第２トナー受入口４４２を通して現像装置本体２０内に供給される。これら第１トナー受入口４４１及び第２トナー受入口４４２は、現像剤の循環搬送路３０１（後方搬送路３０３）上であって、後方スパイラルフィーダ６２に備えられている搬送能力抑制部６７よりも搬送方向上流側に設けられているので、上述の通り滞留効果によりトナーの消費に応じて適宜にニュートナー及びリサイクルトナーが供給される。

供給されたトナーは、後方スパイラルフィーダ６２により現像装置本体２０内に存在する現像剤（キャリア）と攪拌混合されつつ、後方搬送路３０３の下流側（図４の矢印ａ１の方向）へ搬送される。そして、前記現像剤は、矢印ａ２で示すように連絡通路３０４を経由して前方搬送路３０２へ至り、前方スパイラルフィーダ６１により矢印ａ３で示す方向に搬送されつつ、現像ローラ６６に所要量の現像剤が払い出される。しかる後、残りトナーを含む現像剤は、矢印ａ４で示すように連絡通路３０４を経て後方搬送路３０３の上流端へ戻されるものである。

さらに図３に示すように、当該現像装置１０においては、後方スパイラルフィーダ６２のフィーダ軸６３と直交する断面において、フィーダ軸６３周りの回転のうちトナー受入口４４（第１トナー受入口４４１及び第２トナー受入口４４２）へ向けて接近する回転部分を回転方向上流側とし、トナー受入口４４から離間する回転部分を回転方向下流側と定める場合に、トナー受入口４４は、後方スパイラルフィーダ６２の回転方向上流側と対向するように設けられている。このため、第１トナー受入口４４１から供給されるニュートナー及び第２トナー受入口４４２から供給されるリサイクルトナーは、後方スパイラルフィーダ６２のスパイラルフィン６４によって上方へ向けて持ち上げられるようになる。

従って、後方スパイラルフィーダ６２の搬送能力抑制部６７によりトナー（現像剤）の搬送が滞留気味となっても、トナー受入口４４付近において現像剤は前記上方への持ち上げにより動きが多く、また上流側の壁（後方板３３）を介して軸方向に搬送されることから、棚吊り状態が発生し難くなる。その上、流動性、帯電性が低下しているリサイクルトナーを既存の現像剤（キャリア）と十分に攪拌混合させ得るので、適正な帯電性を付与できるようになる。これらの作用により、常にトナーを安定的に現像装置本体２０内へ供給できると共に、画像形成の際においてトナー濃度の安定化を達成することができる。

因みに、トナー受入口４４が後方スパイラルフィーダ６２の回転方向の下流側に設けられている場合（従来技術）には、滞留した現像剤の動きが少ないため、現像剤が押し固められるような状態になり、流動性の悪いリサイクルトナーを現像装置本体２０内へ再補給した場合、或いはトナーの流動性が悪くなる高温環境や、トナーの消費が極端に少ない低濃度印字を長時間に亘って続けた場合、棚吊り状態が発生し易くなる。

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、例えば以下の（１）〜（３）の実施形態を取ることができる。
（１）上記の実施形態においては、前方スパイラルフィーダ６１としてスパイラルフィン６４が左回り螺旋のものを採用する一方、後方スパイラルフィーダ６２としてスパイラルフィン６４が右回り螺旋のものを採用し、これによって前方及び後方スパイラルフィーダ６１，６２の双方を同一方向に回転させることにより、トナーが循環搬送路３０１に沿って循環搬送されるようにしているが、これに代えて、前方及び後方スパイラルフィーダ６１，６２の各スパイラルフィン６４を同一方向の螺旋とした上でこれらの回転方向を逆にしてもよい。こうすることによって循環搬送路３０１内でトナーを循環搬送することができる。

（２）上記の実施形態においては、後方スパイラルフィーダ６２の回転方向が図３における反時計方向であることからトナー受入口４４が後方搬送路３０３の後方側に設けられているが、本発明は、トナー受入口４４が後方搬送路３０３の後方側に設けられることに限定されるものではなく、後方スパイラルフィーダ６２の回転方向が時計方向の場合は、トナー受入口４４は、後方搬送路３０３の前方側に設けられる。こうすることによってトナー受入口４４は、後方スパイラルフィーダ６２の回転方向の上流側に設けられることになる。

（３）上記の実施形態においては、搬送能力抑制部６７は、スパイラルフィン６４の周縁部にフィーダ軸６３と平行に抑制ロッド６７１を付設することにより形成されているが、本発明は、搬送能力抑制部６７がスパイラルフィン６４に抑制ロッド６７１が付設されることによって形成されるものに限定されるものではなく、たとえば、スパイラルフィン６４の径寸法をこの部分だけ他より小さくするなど、トナーの搬送に障害を与えるようなものであれば、各種の方策を採用することが可能である。

本発明に係る現像装置の一実施形態を示す分解斜視図である。 図１に示す現像装置の側面視の断面図であり、トナーカートリッジが現像装置本体から外された状態を示している。 図１に示す現像装置の側面視の断面図であり、トナーカートリッジが現像装置本体に装着された状態を示している。 現像装置本体のハウジングの平面視の断面図である。 リサイクルトナーの供給系統を示す断面図である。 搬送能力抑制部の一実施形態を示す斜視図である。

符号の説明

１０ 現像装置
２０ 現像装置本体（装置本体部）
３０ ハウジング
３０１ 循環搬送路（循環経路）
３０２ 前方搬送路
３０３ 後方搬送路
３０４ 連絡通路
４４ トナー受入口（現像剤受入口）
４４１ 第１トナー受入口
４４２ 第２トナー受入口
６０ スパイラルフィーダ（搬送手段）
６１ 前方スパイラルフィーダ
６２ 後方スパイラルフィーダ
６３ フィーダ軸（軸心）
６６ 現像ローラ
６７ 搬送能力抑制部
７０ トナーカートリッジ（現像剤供給部）
Ｄ 感光体ドラム（像担持体）

Claims (5)

1. 現像剤を攪拌しながら循環経路を搬送しつつ当該現像剤を像担持体の周面に供給する装置本体部と、この装置本体部内に現像剤を供給する現像剤供給部とを備えて構成され、
   前記装置本体部には、その上部に設けられた現像剤受入口と、前記循環経路に配置され前記現像剤受入口から受け入れた現像剤を搬送する搬送手段と、前記像担持体に対向配置された現像ローラとが備えられてなる現像装置において、
   前記循環経路は、前記現像ローラに沿って形成された前方搬送路と、前記現像剤受入口から現像剤の供給を受ける位置に前記前方搬送路と平行に形成された後方搬送路とを備え、
   前記搬送手段は、軸心回りに回転することにより現像剤を搬送方向に向けて搬送するものであって、前記前方搬送路には前方搬送手段が、前記後方搬送路には後方搬送手段がそれぞれ装着されると共に、前記後方搬送手段には、局部的に搬送能力が抑制されるべく構成された搬送能力抑制部が設けられ、
   前記現像剤受入口は、前記現像剤供給部からの現像剤を受け入れる第１の現像剤受入口と、前記像担持体から回収されたリサイクル現像剤を受け入れる第２の現像剤受入口とを含み、
   これら第１及び第２の現像剤受入口は、前記現像剤の循環経路上であって、前記後方搬送手段の搬送能力抑制部よりも循環経路の上流側に設けられると共に、前記現像剤受入口を通して現像剤が現像装置内に導入されたときに、前記後方搬送手段の回転によって前記現像剤が上方へ持ち上げられる位置に設けられていることを特徴とする現像装置。
2. 少なくとも前記第２の現像剤受入口の端部が、前記循環経路に沿った前記後方搬送手段の搬送方向上流側を起点としたとき、
   前記起点から前記第２の現像剤受入口の端部までの距離をｌとし、前記後方搬送手段の長さをＬとするとき、下記（１）の条件式を満たすように位置設定されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
   ｌ≦２／５×Ｌ ・・・（１）
3. 前記第２の現像剤受入口が、前記第１の現像剤受入口よりも循環経路の上流側に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
4. 前記現像剤が、キャリアとトナーとからなる二成分現像剤であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置。
5. 現像剤を攪拌しながら循環経路を搬送しつつ当該現像剤を像担持体の周面に供給する装置本体部と、この装置本体部内に現像剤を供給する現像剤供給部とを備えて構成され、前記装置本体部には、その上部に設けられた現像剤受入口と、前記循環経路に配置され前記現像剤受入口から受け入れた現像剤を搬送する搬送手段と、前記像担持体に対向配置された現像ローラとが備えられてなり、前記循環経路は、前記現像ローラに沿って形成された前方搬送路と、前記現像剤受入口から現像剤の供給を受ける位置に前記前方搬送路と平行に形成された後方搬送路とを備え、前記搬送手段は、軸心回りに回転することにより現像剤を搬送方向に向けて搬送するものであって、前記前方搬送路には前方搬送手段が、前記後方搬送路には後方搬送手段がそれぞれ装着されると共に、前記後方搬送手段には、局部的に搬送能力が抑制されるべく構成された搬送能力抑制部が設けられ、前記現像剤受入口は、前記現像剤供給部からの現像剤を受け入れる第１の現像剤受入口と、前記像担持体から回収されたリサイクル現像剤を受け入れる第２の現像剤受入口とを含み、これら第１及び第２の現像剤受入口は、前記現像剤の循環経路上であって、前記後方搬送手段の搬送能力抑制部よりも循環経路の上流側に設けられると共に、前記現像剤受入口を通して現像剤が現像装置内に導入されたときに、前記後方搬送手段の回転によって前記現像剤が上方へ持ち上げられる位置に設けられてなる現像装置と、
   前記搬送手段を駆動する駆動機構と
   を具備することを特徴とする画像形成装置。

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