JP2007163790A - 現像剤容器及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤にダメージを与えることなく、比較的レイアウトの自由度が高く、比較的低廉で、画像形成装置が長期間未使用状態で放置された場合等であっても容器内の現像剤のトナー濃度が安定する、現像剤容器及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置本体に設置されるとともに現像装置５Ｙに供給するトナー及びキャリアからなる現像剤を収容する現像剤容器４０Ｙであって、画像形成装置本体に設置された撹拌手段６０によって容器４０Ｙ内に収容された現像剤が撹拌されるように構成する。
【選択図】図３

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置とそこに着脱自在に設置される現像剤容器に関し、特に、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を収容する現像剤容器及び画像形成装置に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置において、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤（添加剤等を添加する場合も含むものとする。）を収容した現像装置に、適宜に新しい２成分現像剤を補給して現像剤の入替えをおこなう技術（これをトリクル現像方式という。）が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

２成分現像剤を用いた現像装置は、現像装置内におけるトナー消費に応じて、現像装置の一部に設けられた開口から現像装置内に適宜にトナーが補給される。補給されたトナーは、現像装置内の現像剤とともに、搬送スクリュ等の撹拌部材によって撹拌・混合される。撹拌・混合された現像剤は、その一部が現像ローラに供給される。現像ローラに担持された現像剤は、ドクターブレードによって適量に規制された後に、その２成分現像剤中のトナーが感光体ドラムとの対向位置で感光体ドラム上の潜像に付着する。

このように、通常の現像工程において現像装置内に収容された２成分現像剤中のキャリアは消費されることなく現像装置内に残るために、キャリアに経時劣化が生じてしまう。詳しくは、キャリアが現像装置内で長時間かけて撹拌・混合されることでキャリアのコーティング層が磨耗又は剥離してキャリアの帯電能力が低下する「膜削れ現象」や、キャリアの表面にトナーの成分や添加剤が付着してキャリアの帯電能力が低下する「スペント現象」が生じてしまう。

トリクル現像方式は、このようなキャリアの経時劣化による出力画像の画質低下を防止するためのものである。すなわち、現像装置内に新しい２成分現像剤（プレミクストナー）を適宜に補給するとともに、現像装置内に収容された２成分現像剤の一部を適宜に現像装置外に排出することで、現像装置内の劣化キャリアを減じて現像装置内に収容された現像剤の量と帯電能力とを維持するものである。
このようなトリクル現像方式を用いた画像形成装置は、キャリアの経時劣化が生じるごとに現像装置や現像剤を新品のものに交換する必要のある装置に比べて、経時においても出力画像の画質が安定化することになる。

一方、特許文献２等には、トリクル現像方式を用いた画像形成装置であって、内壁面に螺旋状突起を有するボトル状の現像剤容器に、キャリアとトナーとの配合比等を規定した２成分現像剤を収容する技術が開示されている。特許文献２等の技術では、ボトル状の現像剤容器を回転駆動することで開口部から現像剤を排出して、排出した現像剤を現像装置に供給している。

他方、特許文献３等には、トナー収納容器に収容されたトナーを、スクリューポンプ（モーノポンプ）を用いて現像装置に搬送するトナー補給装置が開示されている。
詳しくは、画像形成装置本体には、トナー収納容器が着脱自在に設置される。装置本体に設置されたトナー収納容器は、トナー排出口を有するノズルを介してチューブに連通する。チューブの一端には、スクリューポンプが接続されている。スクリューポンプは、ロータ、ステータ、吸引口、ユニバーサルジョイント、モータ、等で構成される。そして、モータによってステータ内のロータを所定方向に回転駆動させることでチューブ内に負圧（吸引圧力）を発生させて、トナー収納容器に収容されたトナーがトナー排出口から排出されてチューブ内を空気とともに移動することになる。チューブ内を移動したトナーは、スクリューポンプの吸引口から吸引された後に、ステータとロータとの隙間に送入されてロータの回転に沿って他端側に送出される。送出されたトナーは、スクリューポンプの送出口から排出されて、現像装置内に補給される。

このようなトナー補給装置は、トナーの搬送元となるトナー収納容器と、トナーの搬送先となる現像装置と、の間のトナー搬送経路をフレキシブルなチューブで形成できるために、画像形成装置全体のレイアウトの自由度が向上することが知られている。すなわち、スクリューポンプを用いたトナー補給装置は、フレキシブルなチューブ内から空気を送出してチューブ内に圧力を発生させてトナーを搬送するものであるために、トナー収納容器、現像装置、トナー補給経路のレイアウトを比較的自由に設定することができて、画像形成装置を小型化することができる。

さらに、特許文献３等には、トナー収納容器内に挿脱自在にノズルを配設するとともに、このノズルに向けて空気を送入するエアーポンプを設置する技術が開示されている。この技術は、エアーポンプによってノズルを介してトナー収納容器内に空気を送入することで、トナー収納容器に収容されたトナーを撹拌して、トナーの架橋が生じるのを抑止することを目的としている。

特開２００１−１９４８６０号公報 特開２００４−２９３０６号公報 特開２００２−２１４８９４号公報

上述した特許文献２等の技術は、キャリアの比重がトナーの比重に対して大きいために、ボトル状現像剤容器を回転駆動するうちにトナーとキャリアとが分離してしまう可能性が高かった。トナーとキャリアとの割合（トナー濃度）を一定に維持できないまま現像剤を現像装置に向けて搬送してしまうと、画像濃度等の画像品質が安定しなくなってしまう。

また、特許文献２等の技術は、ボトル状現像剤容器を現像装置の近傍（現像装置の上方である。）に配設する必要があるために、画像形成装置全体のレイアウトの自由度が低かった。これに対して、特許文献１等のように、現像剤の搬送元（現像剤容器）と搬送先（現像装置）とを離間して、その間にコイルスクリュを備えた搬送経路を設ける方策も考えられる。しかし、その場合でも、重力に逆らった搬送経路（低位置から高位置への垂直経路又は傾斜経路である。）や、複雑に屈曲した搬送経路を形成するのは難しく、レイアウト上の制約が生じてしまう。さらに、コイルスクリュを用いて現像剤を搬送する場合、現像剤がコイルスクリュによって機械的ストレスを受けるために、新品の現像剤（キャリア）でありながら上述の「膜削れ現象」が生じる可能性もある。

このような問題を解決するために、特許文献３等の技術を応用して、コイルスクリュを用いることなく、エアーポンプやスクリューポンプ等のポンプを用いて、トナーとキャリアとが予め混合された現像剤（プレミクストナー）を空気とともに搬送する方策が考えられる。しかし、その場合であっても、キャリアの比重がトナーの比重に対して大きいために、画像形成装置が長期間未使用状態で放置された場合等に、現像剤容器内でトナーとキャリアとが分離して、キャリアが現像剤容器の重力方向下方に沈積してしまう。このような状態では、トナーとキャリアとの割合（トナー濃度）を一定に維持できないまま現像剤を現像装置に向けて搬送してしまうことになり、画像濃度等の画像品質が安定しなくなってしまう。

これに対して、現像剤容器内に撹拌部材を設けて、現像剤容器内の現像剤を撹拌部材によって機械的に撹拌・混合する方策も考えられる。しかし、その場合、現像剤が撹拌部材によって機械的ストレスを受けるために、新品の現像剤（キャリア）でありながら上述の「膜削れ現象」が生じる可能性がある。また、現像剤容器に撹拌部材を設けることにより、現像剤容器の構造が複雑化するととも高コスト化してしまう。

これに対して、特許文献３等の技術を応用して、エアーポンプによってノズルを介して現像剤容器内に空気を送入して、現像剤容器に収容された現像剤を撹拌する方策も考えられる。しかし、キャリアの比重がトナーの比重に対して大きいために、空気の送入量をかなり大きくしないと、かえってキャリアとトナーとの分離を助長してしまうことになる。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、現像剤にダメージを与えることなく、比較的レイアウトの自由度が高く、比較的低廉で、画像形成装置が長期間未使用状態で放置された場合等であっても容器内の現像剤のトナー濃度が安定する、現像剤容器及び画像形成装置を提供することにある。

この発明の請求項１記載の発明にかかる現像剤容器は、画像形成装置本体に設置されるとともに、現像装置に供給するトナー及びキャリアからなる現像剤を収容する現像剤容器であって、前記画像形成装置本体に設置された撹拌手段によって容器内に収容された現像剤が撹拌されるように構成されたものである。

また、請求項２記載の発明にかかる現像剤容器は、前記請求項１に記載の発明において、前記撹拌手段は、現像剤に直接的に接触することなく現像剤を撹拌するものである。

また、請求項３記載の発明にかかる現像剤容器は、前記請求項２に記載の発明において、前記撹拌手段は、容器外に移動可能に配設された磁石であって、前記磁石は、容器内のキャリア又は／及びトナーに磁力を作用させて容器内を移動させることで現像剤を撹拌するものである。

また、請求項４記載の発明にかかる現像剤容器は、前記請求項２に記載の発明において、前記撹拌手段を、容器を加振する加振手段としたものである。

また、請求項５記載の発明にかかる現像剤容器は、前記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記画像形成装置本体は、容器から排出された現像剤を気体とともに移送する搬送管と、前記搬送管から前記気体を吸引するポンプと、を備えたものである。

また、請求項６記載の発明にかかる現像剤容器は、前記請求項５に記載の発明において、前記ポンプを、スクリューポンプとしたものである。

また、請求項７記載の発明にかかる現像剤容器は、前記請求項５又は請求項６に記載の発明において、一部又は全部が変形可能に構成されたものである。

また、請求項８記載の発明にかかる現像剤容器は、前記請求項７に記載の発明において、前記ポンプによる前記気体の吸引により減容可能に構成されたものである。

また、請求項９記載の発明にかかる現像剤容器は、前記請求項１〜請求項８のいずれかに記載の発明において、現像剤を容器外に排出する現像剤排出口は、前記画像形成装置本体に設置された状態で鉛直方向下方に配設され、容器内の現像剤を前記現像剤排出口に向けて迂回して移動させるための仕切り部材を備えたものである。

また、この発明の請求項１０記載の発明にかかる現像剤容器は、画像形成装置本体に設置されるとともに、現像装置に供給するトナー及びキャリアからなる現像剤を収容する現像剤容器であって、前記画像形成装置本体は、容器から排出された現像剤を気体とともに移送する搬送管と、前記搬送管から前記気体を吸引するポンプと、を備えたものである。

また、請求項１１記載の発明にかかる現像剤容器は、前記請求項１０に記載の発明において、前記ポンプを、スクリューポンプとしたものである。

また、請求項１２記載の発明にかかる現像剤容器は、前記請求項１０又は請求項１１に記載の発明において、一部又は全部が変形可能に構成されたものである。

また、請求項１３記載の発明にかかる現像剤容器は、前記請求項１２に記載の発明において、前記ポンプによる前記気体の吸引により減容可能に構成されたものである。

また、この発明の請求項１４記載の発明にかかる現像剤容器は、画像形成装置本体に設置されるとともに、現像装置に供給するトナー及びキャリアからなる現像剤を収容する現像剤容器であって、現像剤を容器外に排出する現像剤排出口は、前記画像形成装置本体に設置された状態で鉛直方向下方に配設され、容器内の現像剤を前記現像剤排出口に向けて迂回して移動させるための仕切り部材を備えたものである。

また、この発明の請求項１５記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項１４のいずれかに記載の現像剤容器を前記画像形成装置本体に設置したものである。

また、請求項１６記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項１５に記載の発明において、前記現像装置は、像担持体上に形成される潜像を現像するとともに、内部に収容された前記現像剤の一部を排出する排出手段を備えたものである。

また、請求項１７記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項１５又は請求項１６に記載の発明において、前記現像剤容器から排出された現像剤はホッパ部を介して前記現像装置に供給されるものである。

本発明は、現像剤にダメージを与えることなく、比較的レイアウトの自由度が高く、比較的低廉で、画像形成装置が長期間未使用状態で放置された場合等であっても容器内の現像剤のトナー濃度が安定する、現像剤容器及び画像形成装置を提供することができる。

以下、この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。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１〜図５にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
図１は画像形成装置としてのプリンタを示す全体構成図であり、図２はその作像部を示す拡大図であり、図３はその現像剤搬送経路を示す概略図であり、図４は現像剤容器及び現像剤搬送装置を示す断面図である。
図１に示すように、画像形成装置本体１００の上方にある現像剤容器保持部５０には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つの現像剤容器４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。
現像剤容器保持部５０の下方には中間転写ユニット１５が配設されている。その中間転写ユニット１５の中間転写ベルト８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが並設されている。

図２を参照して、イエローに対応した作像部６Ｙは、感光体ドラム１Ｙと、感光体ドラム１Ｙの周囲に配設された帯電部４Ｙ、現像装置５Ｙ（現像部）、クリーニング部２Ｙ、除電部（不図示である。）等で構成されている。そして、感光体ドラム１Ｙ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）がおこなわれて、感光体ドラム１Ｙ上にイエロー画像が形成されることになる。

なお、他の３つの作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋも、使用されるトナーの色が異なる以外は、イエローに対応した作像部６Ｙとほぼ同様の構成となっていて、それぞれのトナー色に対応した画像が形成される。以下、他の３つの作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの説明を適宜に省略して、イエローに対応した作像部６Ｙのみの説明をおこなうことにする。

図２を参照して、感光体ドラム１Ｙは、不図示の駆動モータによって図２中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部４Ｙの位置で、感光体ドラム１Ｙの表面が一様に帯電される（帯電工程である。）。
その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、露光装置７（図１を参照できる。）から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される（露光工程である。）。

その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、現像装置５Ｙとの対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、イエローのトナー像が形成される（現像工程である。）。
その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、中間転写ベルト８及び第１転写バイアスローラ９Ｙとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１Ｙ上のトナー像が中間転写ベルト８上に転写される（１次転写工程である。）。このとき、感光体ドラム１Ｙ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。

その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、クリーニング部２Ｙとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１Ｙ上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード２ａによって機械的に回収される（クリーニング工程である。）。
最後に、感光体ドラム１Ｙの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１Ｙ上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム１Ｙ上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。

なお、上述した作像プロセスは、他の作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋでも、イエロー作像部６Ｙと同様におこなわれる。すなわち、作像部の下方に配設された露光部７から、画像情報に基いたレーザ光Ｌが、各作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの感光体ドラム上に向けて照射される。詳しくは、露光部７は、光源からレーザ光Ｌを発して、そのレーザ光Ｌを回転駆動されたポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学素子を介して感光体ドラム上に照射する。
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト８上にカラー画像が形成される。

ここで、図１を参照して、中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ、２次転写バックアップローラ１２、クリーニングバックアップローラ１３、テンションローラ１４、中間転写クリーニング部１０、等で構成される。中間転写ベルト８は、３つのローラ１２〜１４によって張架・支持されるとともに、１つのローラ１２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動される。

４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト８を感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
そして、中間転写ベルト８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト８上に重ねて１次転写される。

その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト８は、２次転写ローラ１９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ１２が、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された転写紙等の被転写材Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト８には、被転写材Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。

その後、中間転写ベルト８は、中間転写クリーニング部１０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト８上の未転写トナーが回収される。
こうして、中間転写ベルト８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。

ここで、２次転写ニップの位置に搬送された被転写材Ｐは、装置本体１００の下方に配設された給紙部２６から、給紙ローラ２７やレジストローラ対２８等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部２６には、転写紙等の被転写材Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ２７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の被転写材Ｐがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給送される。

レジストローラ対２８に搬送された被転写材Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対２８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対２８が回転駆動されて、被転写材Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、被転写材Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。

その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された被転写材Ｐは、定着部２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ローラ及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が被転写材Ｐ上に定着される。
その後、被転写材Ｐは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対２９によって装置外に排出された被転写Ｐは、出力画像として、スタック部３０上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２にて、作像部における現像装置（現像部）の構成・動作について、さらに詳しく説明する。
現像装置５Ｙは、感光体ドラム１Ｙに対向する現像ローラ５０１Ｙ、現像ローラ５０１Ｙに対向するドクターブレード５０２Ｙ、現像剤収容部５０３Ｙ、５０４Ｙ内に配設された２つの搬送スクリュ５０５Ｙ、現像剤中のトナー濃度を検知する濃度検知センサ５０６Ｙ、排出手段としての現像剤吐出口５１１Ｙ、等で構成される。現像ローラ５０１Ｙは、内部に固設されたマグネットや、マグネットの周囲を回転するスリーブ等で構成される。現像剤収容部５０３Ｙ、５０４Ｙ内には、キャリアとトナーとからなる２成分現像剤Ｇが収容されている。現像剤収容部５０４Ｙは、その上方に形成された開口５１０Ｙを介して現像剤搬送装置に連通している。

このように構成された現像装置５Ｙは、次のように動作する。
現像ローラ５０１Ｙのスリーブは、図２の矢印方向に回転している。そして、マグネットにより形成された磁界によって現像ローラ５０１Ｙ上に担持された現像剤Ｇは、スリーブの回転にともない現像ローラ５０１Ｙ上を移動する。

ここで、現像装置５Ｙ内の現像剤Ｇは、現像剤中のトナーの割合が所定の範囲内（例えば、トナー濃度が１．５〜５．０重量％である。）になるように調整される。詳しくは、現像装置５Ｙ内のトナー消費に応じて、現像剤容器４０Ｙに収容されている現像剤Ｇ（例えば、トナー濃度が１０〜３０重量％程度に調整されている。）が、現像剤搬送装置３０を介して現像剤収容部５０４Ｙ内に補給される。なお、現像剤搬送装置３０及び現像剤容器４０の構成・動作については、後で詳しく説明する。

その後、現像剤収容部５０４Ｙ内に補給された新品現像剤は、２つの搬送スクリュ５０５Ｙによって、既設の現像剤Ｇとともに混合・撹拌されながら、２つの現像剤収容部５０３Ｙ、５０４Ｙを循環する（図２の紙面垂直方向の移動である。）。そして、現像剤Ｇ中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、現像ローラ５０１Ｙ上に形成された磁力によりキャリアとともに現像ローラ５０１Ｙ上に担持される。

現像ローラ５０１Ｙ上に担持された現像剤Ｇは、図２中の矢印方向に搬送されて、ドクターブレード５０２Ｙの位置に達する。そして、現像ローラ５０１Ｙ上の現像剤Ｇは、この位置で現像剤量が適量化された後に、感光体ドラム１Ｙとの対向位置（現像領域である。）まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界によって、感光体ドラム１Ｙ上に形成された潜像にトナーが吸着される。その後、現像ローラ５０１Ｙ上に残った現像剤Ｇはスリーブの回転にともない現像剤収容部５０３Ｙの上方に達して、この位置で現像ローラ５０１Ｙから離脱される。

図３を参照して、現像剤容器４０Ｙが装置本体の現像剤容器保持部にセットされると、現像剤容器４０Ｙにノズル５１（中継部材）が接続される（図４を参照できる。）。そして、現像剤容器４０Ｙ内に収容された現像剤Ｇが、現像剤搬送装置３０によって、現像装置５Ｙ内に向けて搬送されることになる。
なお、装置本体１００の現像剤容器保持部５０に設置された各現像剤容器４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋ内の現像剤は、各色の現像装置内のトナー消費に応じて、トナー色ごとに設けられた現像剤搬送装置３０によってそれぞれの現像剤搬送経路を経て適宜に各現像装置内に補給される。４つの現像剤搬送経路（現像剤搬送装置）は、搬送されるトナー（現像剤）の色が異なる以外はほぼ同一構造である。

ここで、本実施の形態１における現像装置５Ｙは、トリクル現像方式が用いられている。
図２及び図３に示すように、本実施の形態１における画像形成装置には、現像装置５Ｙ内に収容された現像剤Ｇの一部を現像装置５Ｙ外に排出する排出手段としての現像剤吐出口５１１Ｙが設けられている。

詳しくは、現像剤収容部５０４Ｙにおける壁面の上端近傍には、排出手段としての現像剤吐出口５１１Ｙが設けられている。
そして、現像剤容器４０Ｙから現像剤搬送装置３０を介して現像装置５Ｙ内に新品現像剤Ｇが補給されて現像装置５Ｙ内の現像剤量が所定量を超えると、過剰になった現像剤Ｇが現像剤吐出口５１１Ｙから現像装置５Ｙ外に排出される（オーバーフロー法である。）。現像剤吐出口５１１Ｙから排出された現像剤Ｇは、現像剤回収経路８５を経由して現像剤回収部８６まで搬送される。
このように、新品現像剤Ｇの補給にともない現像剤面が上昇して、現像剤吐出口５１１Ｙの高さを超えた現像剤Ｇが現像装置５Ｙ外に排出されるので、現像装置５Ｙ内の現像剤面（現像剤量）は常に一定に保たれることになる。

すなわち、本実施の形態１では、現像装置５Ｙ内に新品現像剤（新品キャリア）を適宜に補給するとともに、現像装置５Ｙ内に収容された現像剤の一部を適宜に現像装置５Ｙ外に排出しているので、現像装置５Ｙ内の劣化キャリアを減じて現像装置５Ｙ内に収容された現像剤の量と帯電能力とを維持することができる。
なお、本実施の形態１では、現像装置５Ｙから現像剤を排出する排出手段としてオーバーフロー法を用いたが、現像剤吐出口に開閉自在なシャッタを設けて、シャッタの開閉によって現像剤の排出をおこなうこともできる。

次に、図３及び図４にて、現像剤容器４０内のトナーを現像装置５Ｙに導く、現像剤搬送装置３０について詳述する。
なお、図４では、現像剤容器及び現像装置における符号のアルファベット（Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫ）を省略して図示する。

図４に示すように、現像剤搬送装置３０は、スクリューポンプ３２〜３８（ポンプ）、搬送管としてのチューブ３１、中継部材としてのノズル５１、等で構成されている。
本実施の形態１におけるスクリューポンプは、ロータ３４及びステータ３３を備えた吸引型ポンプであって、ロータ３４を作動することにより吸引口３６に吸引力を発生させる（チューブ３１内から空気を送出して負圧を発生させる。）。

スクリューポンプ主部３２は、ステータ３３とロータ３４とで構成される。ステータ３３は、ゴム等の弾性材料からなる雌ねじ状部材であって、その内部にはダブルピッチの螺旋溝が形成されている。ロータ３４は、金属や樹脂等からなる雄ねじ状部材であって、ステータ３３内に回動自在に嵌挿されている。ロータ３４は、駆動軸３７にスプリングピン３８を介して連結されていて、駆動軸３７が回転されることによって回転駆動される。ここで、駆動軸３７による回転運動は偏心運動であることから、スクリューポンプを一軸偏心スクリューポンプとも呼ぶ。ロータ３４が回転することによって、吸引口３６には吸引圧力が発生して、吸引口３６から吸い込んだ現像剤が駆動軸３７の方向（サブホッパ９５側である。）へ吐出されることになる。

搬送管としてのチューブ３１は、柔軟性と耐トナー性とに優れた材料からなり、その内径が２〜８ｍｍになるように形成されている。チューブ３１の材料としては、ポリウレタン、ニトリル、ＥＰＤＭ、シリコン等のゴム材料や、エラストマー樹脂を用いることができる。
このようなフレキシブルなチューブ３１を用いることで、現像剤搬送経路のレイアウトの自由度が増して、画像形成装置が小型化される。また、本実施の形態１における現像剤搬送装置３０は、スクリューポンプによってチューブ３１内に圧力を発生させることによって現像剤を移送するものであるために、現像剤容器４０を現像装置５よりも低い位置に配設することもできる。

チューブ３１は、その一端がスクリューポンプの吸引口３６に接続され、他端がノズル５１に接続されている。ノズル５１には現像剤容器４０が着脱可能に設置される。そして、現像剤容器４０内の現像剤Ｇが、ノズル５１の先端に設けられた現像剤排出口５２を介して、チューブ３１内に移送されることになる。

ノズル５１の搬送経路５３中には、現像剤容器４０内の現像剤Ｇの残量を検知する残量検知手段８０〜８２（エンド検知手段）が設けられている。残量検知手段は、発光素子８０、受光素子８１、ガラス管８２等で構成される。搬送経路５３内に現像剤がある場合には、現像剤がない場合に比べて、受光素子８１の受光量が多くなるために、搬送経路５３内の現像剤の有無を検知することができる。

以下、ノズル５１（画像形成装置本体１００）に着脱される現像剤容器４０について詳述する。
図４を参照して、現像剤容器４０は、装置本体１００の現像剤容器保持部５０に保持される。現像剤容器４０は、変形可能に構成された袋状の容器主部４２と、口金部材４３を備えた保護ケース４１と、で構成される。容器主部４２は、ポリエチレン、ナイロン等の樹脂材料又は紙からなるフレキシブルなシート材（厚さが５０〜２５０μｍ程度であって、単層構造又は複層構造である。）を折り込んで（又は、４枚を溶着して）、気密性を保持して袋状に形成したものである。保護ケース４１は、剛性を有する紙、段ボールやプラスチック等の材料で形成され、容器主部４２の周囲を覆うとともに、一部に口金部材４３が一体的に設置されている。

口金部材４３は、袋状の容器主部４２の口部に熱溶着（又は接着）されている。口金部材４３は、樹脂、紙等からなるケース４４、発泡ポリウレタン等からなるシール４５、シャッタ４６、スプリング４７、シャッタケース４８、等からなる。一方、装置本体側のノズル５１は、先端部に現像剤排出口５２（開口）が形成され、軸芯部に搬送経路５３（現像剤排出路）が形成されている。

そして、現像剤容器４０が現像剤容器保持部５０にセットされると（現像剤容器を装着するときである。）、ノズル５１が口金部材４３のシャッタ４６を押し上げて現像剤容器４０内に挿入される（図４の状態である。）。これによって、容器主部４２とノズル５１の搬送経路５３とが現像剤排出口５２を介して連通する。このとき、シール４５がノズル５１に密着して、現像剤容器４０からの現像剤の漏出を防止する。
これに対して、現像剤容器４０が現像剤容器保持部５０の上方に引き抜かれると（現像剤容器を取出するときである。）、スプリング４７の付勢力によってシャッタ４６がシール４５の位置まで押し戻される。これによって、容器主部４２と搬送経路５３との連通が遮断される。このとき、シール４５がシャッタ４６に密着して、現像剤容器４０からの現像剤の漏出を防止する。

このような現像剤容器４０の着脱動作は、既設の現像剤容器４０内の現像剤がすべて消費されて（残量がゼロになって）、既設の現像剤容器４０を新品のものに交換するときにおこなわれる。なお、本実施の形態１における現像剤容器４０は、変形可能であって減容して折り畳むことが可能であるために、運搬時や保管時における取扱性を向上させることができるとともに、収納スペースが低減されて回収物流コストを低廉化することができる。また、スクリューポンプ３２〜３８による空気の吸引により現像剤容器４０は徐々に減容するために、現像剤容器４０内において現像剤の架橋が発生しにくくなる。

ここで、図３及び図４を参照して、画像形成装置本体１００の現像剤容器保持部５０には、現像剤容器４０内に収容された現像剤Ｇを撹拌する撹拌手段としての磁石６０が設置されている。図示は省略するが、駆動源からの駆動エネルギーを運動エネルギーに変換して、磁石６０は案内レール上を走行して移動する（図３中の破線矢印に示す移動である。）。磁石６０が現像剤容器４０の外壁近傍を移動したり外壁から退避した位置に移動したりすることで、現像剤容器４０内のキャリア（磁性キャリア）Ｃに磁力が作用して、磁石６０の動作に沿ってキャリアＣが移動する。これによって、現像剤Ｇに直接的に接触することなく、現像剤容器４０内の現像剤Ｇを撹拌することができる。

詳しくは、図５（Ａ）に示すように、磁石６０が現像剤容器４０の外壁から退避した位置に移動している場合であって、現像剤容器４０が長時間放置されると（画像形成装置が長期間未使用状態で放置されると）、キャリアＣの比重がトナーＴの比重に対して大きいために、現像剤容器４０内でトナーＴとキャリアＣとが分離して、キャリアＣが現像剤容器４０の重力方向下方に沈積してしまう。
このような状態で、現像剤排出口５２（現像剤容器４０の鉛直方向下方に配設されている。）から排出される現像剤Ｇは、トナー濃度が一定ではなくなってしまい（初期にはトナー濃度が低く、経時にはトナー濃度が高くなってしまう。）、画像濃度が安定しなくなる。

本実施の形態１では、現像剤容器４０が長時間放置された場合（画像形成装置が長期間未使用状態で放置された場合）、図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）に示すように、現像剤容器４０の外壁近傍を磁石６０が移動する。そうすると、現像剤容器４０内のキャリアＣに磁力が作用して、磁石６０の動作に沿ってキャリアＣが移動する。これによって、現像剤Ｇに直接的に接触することなく、現像剤容器４０内の現像剤Ｇを撹拌することができる。すなわち、現像剤容器４０内の現像剤Ｇがダメージなく撹拌されて、現像剤容器４０内からトナー濃度の安定した現像剤Ｇが排出されることになる。

以上のように構成された現像剤搬送装置３０及び現像剤容器４０は、次のように動作することになる。
スクリューポンプ３０が作動すると、現像剤容器４０内の現像剤Ｇは、ノズル５１、チューブ３１（搬送管）を介して、スクリューポンプの吸引口３６まで搬送される。ここで、容器主部４２からノズル５１、チューブ３１を介してスクリューポンプに至る現像剤搬送路は密閉されているために、スクリューポンプが作動して発生した吸引力がチューブ３１、ノズル５１を介して容器主部４２内の現像剤排出口５２近傍の現像剤に伝達されて、現像剤の移送が可能となる。

このとき、撹拌手段としての磁石６０によって、現像剤容器４０内の現像剤Ｇは適宜に撹拌・混合される。これにより、現像剤容器４０内の現像剤Ｇがダメージなく撹拌されて、現像剤容器４０内からトナー濃度の安定した現像剤Ｇが排出される。

その後、図３を参照して、チューブ３１を介してスクリューポンプの吸引口３６まで移送された現像剤は、ステータ３３とロータ３４との隙間に送入されてロータ３４の回転に沿って他端側（駆動軸側３７である。）に送出される。送出された現像剤は、スクリューポンプの現像剤送出口側下方に設置されたホッパ部としてのサブホッパ９５内に排出される。その後、サブホッパ９５に排出された現像は、搬送スクリュによって搬送された後に、開口５１０Ｙを介して現像装置５Ｙ内に補給される。なお、本実施の形態１では、現像剤容器４０から排出された現像剤を現像剤搬送装置３０及びサブホッパ９５を介して現像装置５に供給する構成としたが、現像剤容器４０から排出された現像剤を現像剤搬送装置３０のみを介し現像装置５に直接的に供給する構成にすることもできる。
なお、現像剤搬送装置３０による現像装置５Ｙへの現像剤補給は、現像装置５Ｙに設置された濃度検知センサ５０６Ｙのセンサ出力に応じておこなわれる。詳しくは、濃度検知センサ５０６Ｙが現像剤中のトナー濃度が低いものと検知した場合には、補給信号が発信されて、スクリューポンプがセンサ出力に応じて必要な時間だけ駆動される。

以上説明したように、本実施の形態１においては、現像剤容器４０内に収容された現像剤Ｇを、現像剤容器４０外に移動可能に配設された磁石６０を用いて撹拌しているために、比較的低廉な構成であって、現像剤Ｇにダメージを与えることなく、画像形成装置が長期間未使用状態で放置された場合等であっても現像剤容器４０内の現像剤のトナー濃度を安定化することができる。また、現像剤容器４０内に収容された現像剤をスクリューポンプ３２〜３８を用いて現像装置５に供給していて、現像剤搬送路をフレキシブルなチューブ３１で構成できるために、画像形成装置全体のレイアウトの自由度を高めることができる。

なお、本実施の形態１では、磁性キャリアと非磁性トナーとで構成される２成分現像剤を収容する現像剤容器４０に対して本発明を適用したが、磁性キャリアと磁性トナーとで構成される２成分現像剤を収容する現像剤容器４０に対しても本発明を適用することができる。その場合、現像剤容器４０の外壁近傍を磁石６０が移動すると、現像剤容器４０内のキャリアＣ及びトナーＴに磁力が作用して、磁石６０の動作に沿ってキャリアＣ及びトナーＴが移動して現像剤Ｇが撹拌・混合されることになる。

実施の形態２．
図６にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図６は、実施の形態２における現像剤容器４０とその近傍とを示す構成図である。本実施の形態２は、現像剤容器４０内の現像剤を非接触で撹拌する撹拌手段として加振手段６１を用いている点が、撹拌手段として磁石６０を用いている前記実施の形態１のものとは相違する。

図６を参照して、本実施の形態２では、画像形成装置本体１００の現像剤容器保持部５０に、現像剤容器４０内に収容された現像剤Ｇを撹拌する撹拌手段としての加振手段（加振装置）６１が設置されている。そして、加振手段６１が現像剤容器保持部５０にセットされた現像剤容器４０に適宜に振動を与えることで、現像剤容器４０内のキャリアＣとトナーＴとが多方向に泳動する。これによって、現像剤Ｇに直接的に接触することなく、現像剤容器４０内の現像剤Ｇを撹拌することができる。

以上説明したように、本実施の形態２においては、現像剤容器４０内に収容された現像剤Ｇを、現像剤容器４０外に配設された加振手段６１を用いて撹拌しているために、比較的低廉な構成であって、現像剤Ｇにダメージを与えることなく、画像形成装置が長期間未使用状態で放置された場合等であっても現像剤容器４０内の現像剤のトナー濃度を安定化することができる。また、現像剤容器４０内に収容された現像剤をスクリューポンプを用いて現像装置に供給していて、現像剤搬送路をフレキシブルなチューブで構成できるために、画像形成装置全体のレイアウトの自由度を高めることができる。

実施の形態３．
図７にて、この発明の実施の形態３について詳細に説明する。
図７は、実施の形態３における現像剤容器４０とその近傍とを示す構成図である。本実施の形態３は、現像剤容器４０内に仕切り部材６２を設けている点が、前記実施の形態１のものとは相違する。

図７を参照して、本実施の形態３では、現像剤容器４０内に仕切り部材６２が設置されている。仕切り部材６２は、現像剤容器４０内の現像剤Ｇが現像剤排出口５２（現像剤容器４０において鉛直方向下方に配設されている。）に向けて迂回して移動するように配設されている。すなわち、現像剤容器４０内の現像剤Ｇは、現像剤排出口５２に向けて直線的に移動するのではなくて、仕切り部材６２によって進路を妨害されながら現像剤排出口５２に向けて蛇行して移動する。

このように仕切り部材６２を設置することで、現像剤容器４０が長時間放置された場合（画像形成装置が長期間未使用状態で放置された場合）であっても、キャリアＣとトナーＴとの比重差によってキャリアＣが現像剤容器４０の重力方向下方（現像剤排出口５２近傍の底部である。）のみに沈積してしまうことがなく、複数の仕切り部材６２上に分割してキャリアＣが均等に分散されることになる。したがって、現像剤容器４０から排出される現像剤のトナー濃度が極端に変動するのを抑止することができる。

以上説明したように、本実施の形態３においては、現像剤容器４０内の現像剤Ｇを現像剤排出口５２に向けて迂回して移動させる仕切り部材６２が配設されているので、比較的低廉な構成であって、現像剤Ｇにダメージを与えることなく、画像形成装置が長期間未使用状態で放置された場合等であっても現像剤容器４０内の現像剤のトナー濃度を安定化することができる。また、現像剤容器４０内に収容された現像剤をスクリューポンプを用いて現像装置に供給していて、現像剤搬送路をフレキシブルなチューブで構成できるために、画像形成装置全体のレイアウトの自由度を高めることができる。

なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す全体構成図である。 図１の画像形成装置における作像部を示す断面図である。 図１の画像形成装置における現像剤搬送経路を示す概略図である。 現像剤容器及び現像剤搬送装置を示す断面図である。 現像剤容器内における現像剤の状態を示す模式図である。 この発明の実施の形態２における現像剤容器の近傍を示す構成図である。 この発明の実施の形態３における現像剤容器の近傍を示す構成図である。

符号の説明

５、５Ｙ 現像装置（現像部）、 ３０ 現像剤搬送装置、
３１ チューブ（搬送管）、 ３２ スクリューポンプ主部、
３３ ステータ、 ３４ ロータ、 ３６ 吸引口、 ３７ 駆動軸、
４０、４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋ 現像剤容器、
５１ ノズル、 ５２ 現像剤排出口、
６０ 磁石（撹拌手段）、
６１ 加振手段（撹拌手段）、 ６２ 仕切り部材、
８５ 現像剤回収経路、 ８６ 現像剤回収部、
９５ サブホッパ（ホッパ部）
１００ 画像形成装置本体、 ５１１Ｙ 現像剤吐出口（排出手段）、
Ｇ 現像剤（２成分現像剤）、 Ｃ キャリア、 Ｔ トナー。

Claims (17)

1. 画像形成装置本体に設置されるとともに、現像装置に供給するトナー及びキャリアからなる現像剤を収容する現像剤容器であって、
   前記画像形成装置本体に設置された撹拌手段によって容器内に収容された現像剤が撹拌されるように構成されたことを特徴とする現像剤容器。
2. 前記撹拌手段は、現像剤に直接的に接触することなく現像剤を撹拌することを特徴とする請求項１に記載の現像剤容器。
3. 前記撹拌手段は、容器外に移動可能に配設された磁石であって、
   前記磁石は、容器内のキャリア又は／及びトナーに磁力を作用させて容器内を移動させることで現像剤を撹拌することを特徴とする請求項２に記載の現像剤容器。
4. 前記撹拌手段は、容器を加振する加振手段であることを特徴とする請求項２に記載の現像剤容器。
5. 前記画像形成装置本体は、容器から排出された現像剤を気体とともに移送する搬送管と、前記搬送管から前記気体を吸引するポンプと、を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の現像剤容器。
6. 前記ポンプは、スクリューポンプであることを特徴とする請求項５に記載の現像剤容器。
7. 一部又は全部が変形可能に構成されたことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の現像剤容器。
8. 前記ポンプによる前記気体の吸引により減容可能に構成されたことを特徴とする請求項７に記載の現像剤容器。
9. 現像剤を容器外に排出する現像剤排出口は、前記画像形成装置本体に設置された状態で鉛直方向下方に配設され、
   容器内の現像剤を前記現像剤排出口に向けて迂回して移動させるための仕切り部材を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の現像剤容器。
10. 画像形成装置本体に設置されるとともに、現像装置に供給するトナー及びキャリアからなる現像剤を収容する現像剤容器であって、
    前記画像形成装置本体は、容器から排出された現像剤を気体とともに移送する搬送管と、前記搬送管から前記気体を吸引するポンプと、を備えたことを特徴とする現像剤容器。
11. 前記ポンプは、スクリューポンプであることを特徴とする請求項１０に記載の現像剤容器。
12. 一部又は全部が変形可能に構成されたことを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の現像剤容器。
13. 前記ポンプによる前記気体の吸引により減容可能に構成されたことを特徴とする請求項１２に記載の現像剤容器。
14. 画像形成装置本体に設置されるとともに、現像装置に供給するトナー及びキャリアからなる現像剤を収容する現像剤容器であって、
    現像剤を容器外に排出する現像剤排出口は、前記画像形成装置本体に設置された状態で鉛直方向下方に配設され、
    容器内の現像剤を前記現像剤排出口に向けて迂回して移動させるための仕切り部材を備えたことを特徴とする現像剤容器。
15. 請求項１〜請求項１４のいずれかに記載の現像剤容器を前記画像形成装置本体に設置したことを特徴とする画像形成装置。
16. 前記現像装置は、像担持体上に形成される潜像を現像するとともに、内部に収容された前記現像剤の一部を排出する排出手段を備えたことを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
17. 前記現像剤容器から排出された現像剤はホッパ部を介して前記現像装置に供給されることを特徴とする請求項１５又は請求項１６に記載の画像形成装置。
    

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