JP4637227B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を利用して静電潜像を可視画像化する画像形成装置に関する。

従来から、複写機、プリンタ及びファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置が知られている。電子写真方式の画像形成装置は、感光体ドラム（トナー像担持体）の表面に静電潜像を形成し、現像装置によって感光体ドラムに対してトナーを供給して前記静電潜像を現像し、現像によって感光体ドラムに形成されたトナー像を用紙等のシートに転写して、定着装置によってシートにトナー像を定着させるようになっている。

近年、フルカラー化や高画質化に対応した画像形成装置では、トナーの帯電安定性に優れる二成分現像剤がよく使用されている。

この二成分現像剤は、トナーとキャリアとからなり、それらを現像装置内で撹拌することによりトナーとキャリアとが摩擦し、この摩擦によって適正に帯電したトナーが得られる。

現像装置において、帯電したトナーは、例えば、現像ローラの表面に供給されて、静電的吸引力によって感光体ドラムに形成された静電潜像に移動する。これにより、感光体ドラム上に静電潜像に基づいたトナー像が形成される。

さらに、最近では、画像形成装置の高速化及び小型化が要求されており、二成分現像剤の帯電を迅速且つ充分に行い、二成分現像剤の搬送も迅速に行う必要が生じている。

そこで、画像形成装置において、補給されたトナーを二成分現像剤中に即時に分散させて適切な帯電量を付与するために、循環方式の現像装置が採用されている。循環方式の現像装置は、二成分現像剤が循環搬送される経路である二成分現像剤搬送路と、二成分現像剤搬送路にて二成分現像剤を撹拌しながら搬送する二成分現像剤搬送部材とを備えている。

例えば、特許文献１には、現像剤に過大な力を作用させずに、補給トナ−を現像剤中に即時に分散させて適切な帯電量を付与することが可能であり、且つ現像剤収容部における現像剤のトナー濃度を均一化する能力の高い現像装置が記載されている。すなわち、トナ−とキャリアとを混合した二成分現像剤を収容する現像剤収容部に、現像剤が循環移送される現像剤搬送路が設けられており、現像剤搬送路内には送りねじ状の翼体を有する現像剤搬送部材が設けられ、また、翼体間にメッシュ状のスクリーン部材が取付けられている。現像剤搬送部材が回転することによって、現像剤が搬送されるとともに、メッシュ状のスクリーン部材を複数回通過し、現像剤の攪拌が行なわれるとともに、トナーとキャリアとの摩擦によって適切な帯電が行なわれる。
特開平１０−６３０８１号公報（１９９８年３月６日公開）

しかしながら、上述のような循環方式の現像装置においては、現像装置を小型化できるメリットがある一方で、現像ローラの軸方向一端（フロント側またはリア側のいずれか一部）でトナーが大量に消費される画像を多数枚連続して印字すると、二成分現像剤のトナー濃度ムラが生じ、画像濃度ムラやカブリが発生する問題があった。このような問題を解決するためには、現像装置に対して、現像ローラの軸方向両端に近い位置にそれぞれトナー補給口を設けて、トナーが大量に消費された側のトナー補給口にトナーを供給する方法が考えられる。但し、トナー補給口の数を多くすると、小型化が難しくなる課題がある。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、１個のトナー補給口が形成されている現像装置において、現像ローラの軸方向一端でトナーが大量に消費される場合であっても、二成分現像剤のトナー濃度ムラに起因する画像濃度ムラやカブリのない画像形成装置を提供することにある。

本発明に係る画像形成装置は、上記課題を解決するために、像担持体と、現像ローラと、当該現像ローラの軸方向に沿った仕切部材により仕切られた２つの空間である、上記トナーを含む二成分現像剤を収容する第１空間および第２空間を有する現像容器と、上記第１空間および上記第２空間に設置され、上記二成分現像剤を攪拌搬送する搬送部材とを備え、上記現像ローラが上記第２空間に収容された二成分現像剤のトナーを上記像担持体に供給する現像装置と、上記現像装置にトナーを供給するトナー補給装置とを備える画像形成装置において、上記第１空間と上記第２空間とは、上記軸方向の一端において第１連通路により連通しているとともに、上記軸方向の他端において第２連通路により連通しており、上記仕切部材には、上記第１連通路と上記第２連通路との間において、上記第１空間と上記第２空間とを連通する第３連通路が形成されており、上記搬送部材は、第１空間において第３連通路から第１連通路に達し、さらに第２空間において第１連通路から第３連通路に達する第１循環経路と、第１空間において第３連通路から第２連通路に達し、さらに第２空間において第２連通路から第３連通路に達する第２循環経路との二つの経路で二成分現像剤を搬送し、上記現像容器は、上記第１空間の上面の、上記軸方向における上記第３連通路に対応する位置に、上記トナー補給装置から供給されるトナーを受け入れるための１つのトナー補給口が形成されているとともに、上記第２空間の上記第３連通路よりも第１連通路側において第１トナー濃度検知センサが設けられ、上記第２空間の上記第３連通路よりも第２連通路側において第２トナー濃度検知センサが設けられており、上記第１トナー濃度検知センサおよび上記第２トナー濃度検知センサにより検出されたトナー濃度に応じて、トナー補給装置から供給されるトナーを、上記第１循環経路および第２循環経路のいずれに導くかを切り替えるトナー補給切替部を備えることを特徴とする。

上記の構成によれば、現像装置内において、二成分現像剤は、現像ローラの軸方向に沿った第３連通路から第１連通路側では第１循環経路で循環搬送され、現像ローラの軸方向に沿った第３連通路から第２連通路側では第２循環経路で循環搬送されることになる。そのため、第３連通路よりも第１連通路側に対応する位置でトナーが大量に消費されるような画像を印刷する場合、第１循環経路で搬送されている二成分現像剤のトナーが消費されることになる。逆に、第３連通路よりも第２連通路側に対応する位置でトナーが大量に消費されるような画像を印刷する場合、第２循環経路で搬送されている二成分現像剤のトナーが消費されることになる。

そして、上記の構成によれば、トナー補給切替部により、第１循環経路に設けられた第１トナー濃度検知センサおよび第２循環経路に設けられた第２トナー濃度検知センサにより検出されたトナー濃度に応じて、トナー補給装置からのトナーを、上記第１循環経路および第２循環経路のいずれに選択的に供給することができる。そのため、例えば、第１循環経路のトナーが大量に消費され、第１トナー濃度検知センサによって検出されたトナー濃度が低い場合、トナー補給装置からのトナーを第１循環経路に供給することができる。このように、現像ローラの両端のいずれか一方側でトナーが大量に消費される画像であっても、トナー補給機構を極端に複雑化することなく、二成分現像剤のトナー濃度ムラを抑えることができる。さらに、二つの循環経路が形成されているので、補給されたトナーが短い距離で現像ローラ側に供給できるので、トナー濃度制御のタイムラグを短くできる。

また、本発明に係る画像形成装置において、上記トナー補給装置は、上記現像容器に形成されたトナー補給口よりも上方に位置しており、上記トナー補給切替部は、上記トナー補給口の中央に設置され、上記第１空間における二成分現像剤の搬送方向に垂直な回転軸を中心に回転可能であり、当該回転軸に平行な案内板と、上端が第２連通路側に位置し、下端が第１連通路側に位置する第１傾斜位置、および、上端が第１連通路側に位置し、下端が第２連通路側に位置する第２傾斜位置の何れかに上記案内板を傾斜させる案内板変位部材とを備えることが好ましい。

上記の構成によれば、トナー補給口よりも上方に位置するトナー補給装置からトナーが重力に従って落下することにより、当該トナー補給口にトナーが供給されることとなる。そして、案内板は、その板に平行な方向に回転軸を有し、当該回転軸が現像ローラの軸方向に垂直である。そのため、案内板は、回転したとき、現像ローラの軸方向に傾斜した位置をとることができる。また、案内板変位部材は、案内板を第１傾斜位置または第２傾斜位置に切り替えることができる。ここで、第１傾斜位置は、案内板の上端が第２連通路側に位置し、下端が第１連通路側に位置するので、上方から落ちてきたトナーは、案内板の傾斜面に到達し、その傾斜面に沿って、回転軸よりも第１連通路側に導かれることとなる。回転軸は、第３連通路に対応する第１空間の上面に形成されたトナー補給口の中央に位置している。よって、回転軸よりも第１連通路側は、第１循環経路に含まれる。よって、第１傾斜位置に切り替えることで、トナーを第１循環経路に導くことができる。逆に、第２傾斜位置に切り替えることで、トナーを第２循環経路に導くことができる。これにより、トナー補給装置から供給されるトナーの第１循環経路または第２循環経路への切り替えを容易に実現することができる。

また、本発明に係る画像形成装置において、上記トナー補給切替部は、上記第１トナー濃度検知センサおよび上記第２トナー濃度検知センサから所定時間間隔で交互にトナー濃度測定値を受け、第１トナー濃度検知センサから受けたトナー濃度測定値が所定閾値よりも小さい場合に、トナー補給装置から供給されるトナーを上記第１循環経路に導き、第２トナー濃度検知センサから受けたトナー濃度測定値が所定閾値よりも小さい場合に、トナー補給装置から供給されるトナーを上記第２循環経路に導くことが好ましい。

上記の構成によれば、第１トナー濃度検知センサの検出結果に応じたトナーの供給先の切り替え処理と、第２トナー濃度検知センサの検出結果に応じたトナーの供給先の切り替え処理とを、所定時間間隔で交互に行うことができる。これにより、２つのトナー濃度検知センサの結果に応じたトナーの供給先の切り替え処理を簡単に実現することができる。

また、本発明に係る画像形成装置は、上記案内板が磁性体で形成された磁性部材を含み、上記案内板変位部材が当該磁性部材に対して磁力を発生可能な電磁石であることが好ましい。

案内板を回転させる方法としては、当該案内板の回転軸にモータなどの可動部品を取り付ける方法が考えられる。この場合、可動部品は通常現像容器の外部に設置される。そのため、可動部品と案内板の回転軸とを接続するための接続部品が現像容器の壁を貫通する必要がある。接続部品は回転軸とともに回転するため、現像容器の壁には当該接続部品を受けるための軸受が形成される必要がある。このような軸受には、トナーが凝集しやすいという問題がある。

しかしながら、上記の構成によれば、電磁石に電流を流すことで発生される引力を利用して、案内板の傾斜向きを変位させることができる。すなわち、案内板を非接触に変位させることができる。そのため、上記のような案内板と接触する接続部品や可動部品が不要であり、部品点数を小さくすることができる。これにより、トナーの凝集が発生する箇所をできるだけ少なくすることができる。

また、本発明に係る画像形成装置は、上記磁性部材が永久磁石であることが好ましい。

上記構成によれば、電磁石に流れる電流の向きを変更するだけで永久磁石に対する引力と斥力とを切り替えることができ、一つの電磁石で案内板の向きを変更することができる。

また、本発明に係る画像形成装置において、上記搬送部材は、上記第１空間に配置された第１搬送部材と上記第２空間に配置された第２搬送部材とを含み、上記第１搬送部材および第２搬送部材は、上記第３連通路よりも第１連通路側における巻回方向と上記第３連通路よりも第２連通路側における巻回方向とが反対方向である搬送羽根を有するスクリューオーガであることが好ましい。

上記構成によれば、スクリューオーガが反対方向に巻回された二つの搬送羽根を有するので、一つのスクリューオーガにより二成分現像剤を反対方向に搬送することができる。また、スクリューオーガであれば、回転速度を速くしても、二成分現像剤を比較的少ないストレスで搬送できるため、二成分現像剤の磨耗や劣化が起こりにくい。

また、本発明に係る画像形成装置において、上記トナー補給装置は、トナー排出口が形成されているトナー収容容器と、トナー収容容器内に配置され、且つトナーをトナー排出口までに搬送させるトナー排出部材とを備え、上記トナー排出部材が、スクリューオーガであることが好ましい。

上記構成によれば、トナー排出部材としてスクリューオーガを採用することにより、多くのトナーを短時間で供給できることから、トナー濃度低下を防止できる。

また、本発明に係る画像形成装置において、上記案内板が帯電防止剤を含むことが好ましい。

上記の構成によれば、トナーが案内板に付着することを防止することができる。

また、本発明に係る画像形成装置は、上記トナー補給口が、上記現像槽の上記第１搬送部材が配置した側の中央部に形成されていることが好ましい。

上記構成によれば、第１循環経路および第２循環経路が同じ長さとなり、現像装置の構造も簡単に構成できる。

本発明に係る画像形成装置によれば、１つのトナー補給口が形成されている現像装置において、現像ローラの軸方向一端でトナーが大量に消費される場合であっても、二成分現像剤のトナー濃度ムラに起因する画像濃度ムラやカブリのない画像を形成することができる。

以下、図面に基づいて、本発明の好適な実施形態について、詳細に説明する。

（画像形成装置の全体構成）
まず、本発明に係る画像形成装置について説明する。

図８は、本発明に係る画像形成装置１００の実施形態の全体構成を示す説明図である。

画像形成装置１００は、通信ネットワーク等を介して外部から送信された画像データ等の入力コマンドに含まれる画像データに基づいて、所定のシート（記録用紙）に多色あるいは単色の画像を可視画像として形成するものである。本実施の形態の画像形成装置１００は、図８に示すように、表面に潜像が形成される像担持体に相当する感光体ドラム３ａ〜３ｄ、感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面を帯電させる帯電装置（帯電ローラ）５ａ〜５ｄ、感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面に静電潜像を形成する露光ユニット（露光装置）１、感光体ドラム３ａ〜３ｄ表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置２ａ〜２ｄ、現像装置２ａ〜２ｄにトナーを補給するトナー補給装置２２ａ〜２２ｄ、感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面のトナー像を記録媒体に転写する中間転写ベルトユニット（転写装置）８、トナー像を記録媒体に定着させる定着ユニット（定着装置）１２、トナーを除去・回収するクリーナユニット４ａ〜４ｄ、用紙搬送路Ｓ，Ｓ１、給紙カセット１０、手差し給紙トレイ２０、排紙トレイ１５等を備えている。なお、画像形成装置１００の上方にスキャナ等を備えてもよい。

本実施の形態の画像形成装置１００において扱われるカラー画像の画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、およびイエロー（Ｙ）の４色の各色相に対応した画像データを用いて可視画像の形成を行う、各色を用いたカラー画像に応じたものである。したがって、現像装置２ａ〜２ｄ、感光体ドラム３ａ〜３ｄ、帯電ローラ５ａ〜５ｄ、クリーナユニット４ａ〜４ｄは、各色に応じた４種類の潜像を形成するように、それぞれ４個ずつ設けられている。言い換えると、現像装置と感光体ドラムと帯電器とクリーナユニットとを１つずつ含む画像形成ステーション（画像形成部）が４つ設けられることになる。４つの画像形成ステーションは、中間転写ベルト７の移動方向（図８中の矢印Ｂを参照）に沿って、４色の順に一列に配列されている。なお、上記ａ〜ｄの符号は、ａがブラックに、ｂがシアンに、ｃがマゼンタに、ｄがイエローに対応している。

感光体ドラム３ａ〜３ｄは、略円筒形状の像担持体であり、図示しないの駆動手段と制御手段により所定方向に回転するように制御されている。感光体ドラム３ａ〜３ｄは、基材上に光導電層が形成されて構成されている。例えば、アルミニウム等で製作された金属ドラムを基材として、その外周面に、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、セレン（Ｓｅ）や有機光半導体（ＯＰＣ）等の光導電層が薄膜状に形成されている。なお、感光体ドラム３ａ〜３ｄの構成は、上述の構成に特に限定されない。

帯電ローラ５ａ〜５ｄは、感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面を所定の電位に均一に帯電させる接触方式の帯電器である。本実施の形態では、図８に示すように、帯電装置として接触型のローラ型のものを使用しているが、帯電ローラ５ａ〜５ｄに代えて、接触ブラシ型の帯電器、或いは非接触チャージャー型の帯電器などが使用されることもある。

露光ユニット１は、感光体ドラム３ａ〜３ｄの下方に配置され、レーザ照射部及び反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。但し、レーザスキャニングユニット以外に、発光素子をアレイ状に並べたＥＬ（エレクトロルミネッセンス）やＬＥＤ書込みヘッドを露光ユニット１とすることもできる。露光ユニット１は、帯電された感光体ドラム３ａ〜３ｄを入力された画像データに応じて露光することにより、感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面に画像データに応じた静電潜像を形成する。

現像装置２ａ〜２ｄは、感光体ドラム３ａ〜３ｄに形成された静電潜像をトナーにより顕像化する（現像する）ものである。現像装置２ａ〜２ｄのそれぞれは、ブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローの各色相のトナーを収納しており、感光体ドラム３ａ〜３ｄのそれぞれに形成された各色相の静電潜像をブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローの各色相のトナー像に顕像化する。現像装置２ａ〜２ｄの上部には、トナー移送機構１０２ａ〜１０２ｄ、トナー補給装置２２ａ〜２２ｄがそれぞれ対応して配置されている。

トナー補給装置２２ａ〜２２ｄは、現像装置２ａ〜２ｄの上側に配置され、未使用トナー（粉体状のトナー）を貯蔵するためのものである（詳細は後述する）。

中間転写ベルトユニット８は、感光体ドラム３ａ〜３ｄの上方に配設され、中間転写ローラ６ａ〜６ｄ、中間転写ベルト７、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ベルトテンション機構７３、及び中間転写ベルトクリーニングユニット９、転写ローラ１１を備えている。中間転写ローラ６、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ベルトテンション機構７３は、中間転写ベルト７を張架し、図８の矢印Ｂ方向に中間転写ベルト７を回転駆動させるものである。

中間転写ローラ６は、中間転写ベルトユニット８の中間転写ベルトテンション機構７３における中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されている。中間転写ローラ６には、感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面に担持されたトナー像を中間転写ベルト７上に転写するために、トナーの帯電極性と逆極性の転写バイアスが印加されている。これによって、感光体ドラム３ａ〜３ｄに形成された各色相のトナー像は、中間転写ベルト７の外周面に順次重ねて転写され、中間転写ベルト７の外周面にフルカラーのトナー像が形成される。

中間転写ローラ６は、直径が例えば８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとして形成され、表面が導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により覆われて構成される。この導電性の弾性材により、中間転写ローラ６は中間転写ベルト７に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施の形態では、転写電極としてローラ形状のもの（中間転写ローラ６）を使用しているが、これ以外にブラシなども用いることが可能である。

中間転写ベルト７は、各感光体ドラム３ａ〜３ｄに接触するように設けられている。中間転写ベルト７上には、感光体ドラム３ａ〜３ｄに形成された各色成分のトナー像が順次重ねて転写されることにより、カラーのトナー像（多色トナー像）が形成される。中間転写ベルト７は、厚さが例えば１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。

感光体ドラム３ａ〜３ｄから中間転写ベルト７へのトナー像の転写は、中間転写ベルト７の裏側に接触している中間転写ローラ６によって行われる。中間転写ローラ６には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。

上述のように各感光体ドラム３ａ〜３ｄ上の静電潜像は色成分に応じたトナーにより顕像化されてそれぞれトナー像となり、これらトナー像は中間転写ベルト７上に重ねて合わされ積層される。このように、積層されたトナー像は、中間転写ベルト７の回転によって、搬送されてきた用紙と中間転写ベルト７との接触位置（転写部）に移動し、この位置に配置されている転写ローラ１１によって用紙上に転写される。この場合、中間転写ベルト７と転写ローラ１１とは所定ニップで互いに圧接されるとともに、転写ローラ１１にはトナー像を用紙に転写させるための電圧が印加される。この電圧は、トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧である。

上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１１もしくは中間転写ベルト駆動ローラ７１の何れか一方は金属等の硬質材料から形成され、他方は弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラまたは発泡性樹脂ローラ等）から形成される。

中間転写ベルト７と感光体ドラム３との接触により中間転写ベルト７に付着したトナー、及び中間転写ベルト７から用紙へのトナー像の転写の際に転写されずに中間転写ベルト７上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット９によって除去され回収される。

クリーナユニット４は、現像及び画像転写工程後に感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面に残留しているトナーを潤滑剤などによって除去・回収するものである。

中間転写ベルトクリーニングユニット９には、中間転写ベルト７に接触するクリーニングブレード（クリーニング部材）が備えられている。中間転写ベルト７におけるクリーニングブレードに接触している部分は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ７２にて支持されている。

給紙カセット１０は、画像形成に使用するシート（例えば記録用紙）を蓄積しておくためのものであり、画像形成部及び露光ユニット１の下側に設けられている。一方、画像形成装置１００の上部に設けられている排紙トレイ１５は、印刷済みのシートをフェイスダウンで載置するためのものである。

給紙カセット１０または手差し給紙トレイ２０から給紙された用紙が転写ローラ１１と中間転写ベルト１１との間を通過する際に、転写ローラ１１にトナーの帯電極性（−）とは、逆極性（＋）の高電圧が印加される。このように、各感光体ドラム３ａ〜３ｄ上の静電潜像は、各色相に応じたトナーにより顕像化されて、それぞれトナー像となり、これらトナー像は、中間転写ベルト７上において積層される。その後、積層されたトナー像は、中間転写ベルト７の回転によって、搬送されて来た用紙と中間転写ベルト７との接触位置に移動し、この位置に配置されている転写ローラ１１によって、中間転写ベルト７の外周面から用紙上にトナー像が転写される。

また、画像形成装置１００には、給紙トレイ１０のシート及び手差しトレイ２０のシートを転写部や定着ユニット１２を経由させて排紙トレイ１５に案内するためのシート搬送路Ｓが設けられている。なお、転写部は中間転写ベルト駆動ローラ７１と転写ローラ１１との間に位置する。

シート搬送路Ｓには、ピックアップローラ１６ａ，１６ｂ、レジストローラ１４、転写部、定着ユニット１２、搬送ローラ２５ａ〜２５ｈ等が配置されている。

ピックアップローラ１６ａは、給紙トレイ１０の端部に備えられ、給紙トレイ１０からシートを１枚ずつシート搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。ピックアップローラ１６ｂは、手差しトレイ２０の近傍に備えられ、手差しトレイ２０からシートを１枚ずつシート搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。搬送ローラ２５は、シートの搬送を促進・補助するための小型のローラであり、シート搬送路Ｓに沿って設けられている。

定着ユニット１２は、ヒートローラ８１及び加圧ローラ８２等を備え、これらヒートローラ８１及び加圧ローラ８２はシートを挟んで回転する。ヒートローラ８１は、所定の定着温度となるように制御部（図示せず）によって制御される。この制御部は温度検出器（図示せず）からの検出信号に基づいてヒートローラ８１の温度を制御する。

ヒートローラ８１は、加圧ローラ８２とともにシートを熱圧着することにより、シートに転写されている各色トナー像を溶融、混合、圧接させ、シートに対して熱定着させる。なお、多色トナー像（各色トナー像）が定着されたシートは、複数の搬送ローラ２５によってシート搬送路Ｓの反転排紙経路に搬送され、反転された状態（多色トナー像を下側に向けた状態）にて、排紙トレイ１５上に排出される。

レジストローラ１４は、給紙カセット１０若しくは少数枚の印字を行う場合等に使用される手差し給紙トレイ２０から給紙され、シート搬送路Ｓ１を搬送されているそのシートを一旦保持し、または用紙搬送路Ｓを経由して搬送された用紙を中間転写ベルト７の回転に同期したタイミングで転写ローラ１１と中間転写ベルト７との間に導く。このため、レジストローラ１４は、感光体ドラムや中間転写ベルト７の動作開始時には、回転を停止しており、中間転写ベルト７の回転に先立って給紙または搬送された用紙は、前端をレジストローラ１４に当接させた状態で用紙搬送路Ｓ内における移動を停止する。この後、レジストローラ１４は、転写ローラ１１と中間転写ベルト７とが圧接する位置で用紙の前端部と中間転写ベルト７上に形成されたトナー像の前端部とが対向するタイミングで回転を開始する。

ここで、シート搬送路Ｓは、片面印字の場合に、給紙カセット１０または手差し給紙トレイ２０からの用紙シートを排紙トレイ１５に搬送するまでの経路であり、シート搬送路Ｓ１は、両面印字の場合に、片面印字された用紙の裏面を印字するために経由する経路である。

詳しく言えば、片面印字の場合は、給紙トレイ１０から搬送されるシートは、シート搬送路Ｓ中の搬送ローラ２５ａによってレジストローラ１４まで搬送され、レジストローラ１４によりシートの先端と中間転写ベルト７上の積層されたトナー像の先端とが整合するタイミングで転写部（転写ローラ１１と中間転写ベルト７との接触位置）に搬送される。転写部ではシート上にトナー像が転写され、このトナー像は定着ユニット１２にてシート上に定着される。その後、シートは、搬送ローラ２５ｂを経て排紙ローラ２５ｃから排紙トレイ１５上に排出される。

また、手差しトレイ２０から搬送されるシートは、複数の搬送ローラ２５（２５ｆ，２５ｅ，２５ｄ）によってレジストローラ１４まで搬送される。それ以降のシート搬送動作は、上述した給紙トレイ１０から供給されるシートと同様の経過を経て排紙トレイ１５に排出される。

一方、両面印字の場合は、上記のようにして片面印字が終了し定着ユニット１２を通過したシートは、後端が排紙ローラ２５ｃにてチャックされる。次に、シートは、排紙ローラ２５ｃが逆回転することによって搬送ローラ２５ｇ，２５ｈに導かれ、再びレジストローラ１４を経て裏面印字が行われた後に、排紙トレイ１５に排出される。

（トナー補給装置の構造）
以下、図６〜８を参照しながら、本発明の実施形態に係るトナー補給装置２２ａ〜２２ｄ（以下では符号２２で示す）の構造について説明する。

トナー補給装置２２は、現像装置２ａ〜２ｄ（図８を参照、以下では符号２で示す）の上側に配置され、未使用トナー（粉体状のトナー）を貯蔵するためのものである。

図６は、図８に示すトナー補給装置２２の構成を示す断面図である。図６に示すように、トナー補給装置２２は、トナー収容容器１２１、トナー収容容器１２１の中に配置されているトナー排出部材１２２およびトナー攪拌部材１２５を含む。

トナー収容容器１２１は、内部空間を有するほぼ半円筒状の、トナーを収容するための容器部材であって、中に配置されているトナー攪拌部材１２５、トナー排出部材１２２を回転自在に支持している。トナー収容容器１２１において、トナー排出部材１２２の下部にはトナー排出口１２３が形成されており、トナー攪拌部材１２５が配置されているトナー収容容器１２１の内部とトナー排出部材１２２との間にはトナー排出部材隔壁１２４が設けられている。

トナー排出部材隔壁１２４は、トナー攪拌部材１２５によって汲み上げられたトナーがトナー排出部材１２２の周辺に適量に保持できるようにする。

トナー排出口１２３は、軸方向中央部よりに設けられる略長方形の開口部であり、トナー移送機構１０２ａ〜１０２ｄ（図８を参照、以下では符号１０２で示す）の上部を臨む位置に配置される。

図７は、図６に示すトナー排出部材１２２の周辺を拡大したＣ−Ｃ’矢視断面図である。図７に示すように、トナー排出部材１２２は、回転されることで、トナー収容容器１２１内のトナーをトナー排出口１２３からトナー移送機構１０２を介して現像装置２に供給するものである。同図に示すように、トナー排出部材１２２は、第１トナー搬送羽根１２２ａおよび第２トナー搬送羽根１２２ｂ、ならびに、第１トナー搬送羽根１２２ａおよび第２トナー搬送羽根１２２ｂと一体に回転するトナー排出部材回転軸１２２ｃを含むスクリューオーガで構成され、トナー排出部材回転軸１２２ｃはトナー排出部材駆動モータ１３４によって回転駆動されるようになっている。ここで、第１トナー搬送羽根１２２ａおよび第２トナー搬送羽根１２２ｂは、その羽根が互いに反対方向に巻回され、トナー排出部材駆動モータ１３４によりトナー排出部材回転軸１２２ｃの回転を制御することで、トナーをトナー排出部材１２２の軸方向両端からトナー排出口１２３側に向けて搬送することができる。

スクリューオーガであるトナー排出部材１２２は、例えばスポンジローラに比べ、単位時間当りのトナー排出量が多い。そのため、短時間で多くのトナーを排出することができる。

トナー攪拌部材１２５は、トナー攪拌部材回転軸１２５ａを中心に回転することにより、トナー収容容器１２１内に収容されるトナーを攪拌しながら、トナー収容容器１２１内のトナーを汲み上げてトナー排出部材１２２へ搬送する板状の部材で、先端にトナー汲み上げ部材１２５ｂを備える。トナー汲み上げ部材１２５ｂは、可撓性を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートからなり、トナー攪拌部材１２５の両端に取付けられる。

図６において、トナー攪拌部材１２５が矢印方向Ｒに回転することで、トナーを、撹拌し且つトナー排出部材１２２の方へ汲み上げる。このとき、トナー汲み上げ部材１２５ｂは、その可撓性によって、トナー収容容器１２１の内壁１２１ａを摺動して変形しつつ回転し、トナーをトナー排出部材１２２に供給する。そして、トナー排出部材１２２が、供給されたトナーを、自身の回転によってトナー排出口１２３へと導くようになっている。

（現像装置の構造）
次に、図２，３，８を参照しながら、本発明の実施形態に係る現像装置２の構造に対して詳細に説明する。

図２は現像装置２の構成を示す断面図であり、図３は図２のＡ−Ａ’矢視断面図である。

現像装置２は、図２に示すように、現像槽（現像容器）１１１（図８の１１１ａ〜１１１ｄ）、現像槽１１１に内置されている第１搬送部材１１２及び第２搬送部材１１３、現像ローラ１１４、トナー補給口１１５ａが形成された現像槽カバー（現像容器）１１５、ドクターブレード１１６、第１搬送部材１１２と第２搬送部材１１３との間に設けられた仕切り板（仕切部材）１１７（図３の１１７ａ、１１７ｂ）、トナー濃度検知センサ１１８（図３の１１８ａ、１１８ｂ）、およびトナー補給制御部（トナー補給切替部）１２０を備えている。

現像槽１１１は、トナー補給装置２２から受けたトナーと、キャリア（磁性を有する磁性キャリアなど）とを含む二成分現像剤を収容する槽であって、中に配置されている第１搬送部材１１２及び第２搬送部材１１３を回転自在に支持している。現像槽１１１は、その内部において二成分現像剤を循環搬送するものであり、図２に示されるように、現像ローラ１１４の軸方向に平行な仕切り板１１７により、二成分現像剤を収容する２つの空間Ｐ・Ｑを有している。そして、空間（第１空間）Ｐに第１搬送部材１１２が設置され、空間（第２空間）Ｑに第２搬送部材１１３が設置されている。

現像槽カバー１１５は、現像槽１１１の上方を覆うカバーであり、第１搬送部材１１２が設置された空間Ｐのほぼ中央部の上面に対応する位置に、トナーを受け入れるためのトナー補給口１１５ａが形成されている。

第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３は、図３のように、トナー補給口１１５ａから受け入れたトナーを、現像槽１１１の中で循環搬送するための部材である。

第１搬送部材１１２は、その中央部から一方の端までに形成された螺旋状の第１搬送羽根１１２ａおよびその中央部から他方の端までに形成された第２搬送羽根１１２ｂ、ならびに、第１搬送羽根１１２ａおよび第２搬送羽根１１２ｂと一体に回転する第１回転軸１１２ｃからなるスクリューオーガにより構成されている。なお、第１回転軸１１２ｃと現像ローラ１１４の軸方向とは平行である。第１搬送羽根１１２ａおよび第２搬送羽根１１２ｂは、その羽根が互いに反対方向に巻回されているので、第１回転軸１１２ｃに一端と接続した第１搬送部材駆動モータ１３２により第１回転軸１１２ｃの回転を制御することで、二成分現像剤を第１回転軸１１２ｃの中央部から両端部へと撹拌しながら搬送することができる。また、トナー補給口１１５ａが第１搬送部材１１２が設置された空間Ｐのほぼ中央部の上面に対応する位置に形成されているため、トナー補給口１１５ａから補給されたトナーは、第１搬送部材１１２の中央部から両端部へと撹拌しながら搬送される。

第２搬送部材１１３は、その中央部から一方の端までに形成された螺旋状の第３搬送羽根１１３ａおよびその中央部から他方の端までに形成された第４搬送羽根１１３ｂ、ならびに、第３搬送羽根１１３ａおよび第４搬送羽根１１３ｂと一体に回転する第２回転軸１１３ｃからなるスクリューオーガにより構成されている。なお、第２回転軸１１３ｃと現像ローラ１１４の軸方向とは平行である。第３搬送羽根１１３ａおよび第４搬送羽根１１３ｂは、その羽根が互いに反対方向に巻回されているので、第２回転軸１１３ｃに一端と接続した第２搬送部材駆動モータ１３３により第１回転軸１１２ｃの回転を制御することで、二成分現像剤を第２搬送部材１１３の両端部から中央部へと撹拌しながら搬送することができる。

本実施形態において、第１搬送羽根１１２ａと第３搬送羽根１１３ａ、第２搬送羽根１１２ｂと第４搬送羽根１１３ｂはそれぞれ同じ形状に巻回され、それぞれ第１搬送部材駆動モータ１３２及び第２搬送部材駆動モータ１３３によって第１回転軸１１２ｃおよび第２回転軸１１３ｃの回転方向を制御することで、トナーを所定の方向に搬送することができる。

もちろん、第１搬送羽根１１２ａと第３搬送羽根１１３ａ、第２搬送羽根１１２ｂと第４搬送羽根１１３ｂが、それぞれ反対方向に巻回されたとしても、第１回転軸１１２ｃおよび第２回転軸１１３ｃの回転方向を制御することで、上記と同じ効果が得られる。

ここで、説明を理解しやすくするために、図３において、現像槽１１１において、第１搬送部材１１２が配設されている空間Ｐの、第１回転軸１１２ｃの軸方向とほぼ平行に形成された壁を現像槽壁１１１ａとし、第２搬送部材１１３が配設されている空間Ｑの、第２回転軸１１３ｃの軸方向とほぼ平行に形成された壁、すなわち現像槽壁１１１ａと対向している壁を現像槽壁１１１ｂとする。また、第１搬送部材駆動モータ１３２および第２搬送部材駆動モータ１３３に近い壁、すなわち第１回転軸１１２ｃおよび第２回転軸１１３ｃの軸方向とほぼ垂直に形成された壁を現像槽壁１１１ｃとし、現像槽壁１１１ｃの反対側に形成されて現像槽壁１１１ｃと対向している壁を現像槽壁１１１ｄとする。

図２および図３のように、第１搬送部材１１２と第２搬送部材１１３との間には、両者の各軸（第１回転軸１１２ｃおよび第２回転軸１１３ｃ）方向に平行に仕切り板１１７（１１７ａ・１１７ｂ）が形成されている。そして、図３に示されるように、仕切り板１１７は、搬送部材１１２・１１３の軸方向における中央部において、空間Ｐと空間Ｑとを連通する第３連通路ｃを有している。ここで、第３連通路ｃよりも現像槽壁１１１ｄ側の仕切り板１１７の部分を第１仕切部１１７ａとし、第３連通路ｃよりも現像槽壁１１１ｃ側の仕切り板１１７の部分を第２仕切部１１７ｂとする。なお、第１搬送部材１１２及び第２搬送部材１１３は、互いの周面同士が、両者の間に配設されている第１仕切部１１７ａおよび第２仕切部１１７ｂを介して対向するように且つ互いの軸同士が平行になるように並列されている。

同図に示すように、第１仕切部１１７ａおよび第２仕切部１１７ｂは、それぞれ現像槽壁１１１ｄおよび現像槽壁１１１ｃと所定の間隔に離れて配設されている。したがって、現像槽１１１の内部では、現像槽壁１１１ｄ側に形成され且つ現像槽壁１１１ｄ側と第１仕切部１１７ａとの隙間からなる第１連通路ａと、現像槽壁１１１ｃ側に形成され且つ現像槽壁１１１ｃ側と第２仕切部１１７ｂとの隙間からなる第２連通路ｂとが形成される。

また、現像槽１１１において二成分現像剤を搬送する際、二成分現像剤は、第１搬送部材１１２により第１回転軸１１２ｃのほぼ中央部（トナー補給口１１５ａの下方）から両端側に形成された第１連通路ａ及び第２連通路ｂに向かって搬送されるが、ここで、第１仕切部１１７ａと現像槽壁１１１ａとの間に形成された、空間Ｐにおける第１回転軸１１２ｃのほぼ中央部から第１連通路ａまでの通路を第１搬送路Ｐ１とし、第２仕切部１１７ｂと現像槽壁１１１ａとの間に形成された、空間Ｐにおける第１回転軸１１２ｃのほぼ中央部から第２連通路ｂまでの通路を第２搬送路Ｐ２とする。

次に、第１連通路ａ及び第２連通路ｂまでに搬送された二成分現像剤は、第１連通路ａ及び第２連通路ｂを通過して、第２搬送部材１１３が設置された空間に搬送されて、第２搬送部材１１３により第２回転軸１１３ｃの両端部からほぼ中央部（第３連通路ｃが形成されている部分）に向かって搬送される。ここで、第１仕切部１１７ａと現像槽壁１１１ｂとの間に形成された、空間Ｑにおける第１連通路ａから第３連通路ｃまでの通路を第３搬送路Ｑ１とし、空間Ｑにおける第２仕切部１１７ｂと現像槽壁１１１ｂとの間に形成された、第２連通路ｂから第３連通路ｃまでの通路を第４搬送路Ｑ２とする。

現像槽１１１内の二成分現像剤の搬送経路をより詳しく言えば、以下のとおりである。

すなわち、トナー補給口１１５ａから受け取ったトナーは、第１搬送路Ｐ１およびＰ２の中央部付近において、第１搬送部材１１２によって現像槽１１１内のキャリアと混合・撹拌されて二成分現像剤となる。二成分現像剤は、二分に分けて、第１搬送路Ｐ１および第２搬送路Ｐ２を経由して第１連通路ａおよび第２連通路ｂに到達する。第１連通路ａおよび第２連通路ｂに到達した二成分現像剤は、第１連通路ａおよび第２連通路ｂを通過して第２搬送路Ｑ１およびＱ２へ搬送され、第２搬送部材１１３によって撹拌されながら第３連通路ｃに到達する。そして、第３連通路ｃに到達した二成分現像剤は、第３連通路ｃを通過して再度第１搬送路Ｐ１およびＰ２へ搬送される。

したがって、現像槽１１１において、二成分現像剤は、第１搬送路Ｐ１と第１連通路ａと第２搬送路Ｑ１と第３連通路ｃとを、第１搬送路Ｐ１→第１連通路ａ→第３搬送路Ｑ１→第３連通路ｃ→第１搬送路Ｐ１…、という順序にて循環移動する第１循環経路、並びに、第２搬送路Ｐ２と第２連通路ｂと第４搬送路Ｑ２と第３連通路ｃとを、第２搬送路Ｐ２→第２連通路ｂ→第４搬送路Ｑ２→第３連通路ｃ→第２搬送路Ｐ２…、という順序にて循環移動する第２循環経路において、別々に搬送される。

つまり、第１搬送部材１１２と第２搬送部材１１３とは、互いに逆方向に二成分現像剤を撹拌しながら搬送している。

また、現像ローラ１１４は、現像槽１１１内に配置され、図示しない駆動手段によって軸心回りに回転駆動するマグネットローラであり、現像槽１１１の空間Ｑ内の二成分現像剤を感光体ドラム３へと搬送するためのものである。また、現像ローラ１１４は、感光体ドラム３に対向し、感光体ドラム３に対して間隙を有して離隔するように設けられる。現像ローラ１１４で搬送される二成分現像剤は最近接部分で感光体ドラム３と接触し、感光体ドラム３の表面に形成された静電潜像を現像（顕像化）する。現像ローラ１１４と感光体ドラム３との接触領域が現像ニップ部であり、現像ニップ部では、現像ローラ１１４に接続される図示しない電源から現像ローラ１１４に対して現像バイアス電圧が印加され、現像ローラ１１４表面の二成分現像剤から感光体ドラム３表面の静電潜像へトナーが供給される。

そして、二成分現像剤は、第３搬送路Ｑ１および第４搬送路Ｑ２にて搬送されている間に、現像ローラ１１４の回転にてその表面に担持されて汲み上げられ、汲み上げられた二成分現像剤中のトナーが感光体ドラム３へと移動して、順次消費されていく。

このように消費されるトナーを補うべく、未使用のトナーがトナー補給口１１５ａから第１搬送路Ｐ１および第２搬送路Ｐ２に供給される。供給されたトナーは第１搬送路Ｐ１および第２搬送路Ｐ２の中央部付近において従前より存在する二成分現像剤と混合・撹拌される。

ドクターブレード１１６は、現像ローラ１１４の軸線方向に平行に延びる板状部材であり、現像ローラ１１４の鉛直方向下方において、その短手方向の一端が現像槽１１１によって支持され、かつ他端が現像ローラ１１４表面に対して間隙を有して離隔するように設けられる。ドクターブレード１１６の材料としては、ステンレス鋼が使用できるが、アルミニウムや合成樹脂なども使用できる。

次に、本実施形態に係るトナー濃度検知センサ１１８に対して説明する。

図３に示すように、本実施形態に係る現像装置２は、第１トナー濃度検知センサ１１８ａと、第２トナー濃度検知センサ１１８ｂとを備えている。第１トナー濃度検知センサ１１８ａは、第３連通路ｃより第１連通路ａ側の第２搬送部材１１３の鉛直方向下方の現像槽１１１底面に装着され、センサ面が現像槽１１１の内部に露出するように設けられる。第２トナー濃度検知センサ１１８ｂは、第３連通路ｃより第２連通路ｂ側の第２搬送部材１１３の鉛直方向下方の現像槽１１１底面に装着され、センサ面が現像槽１１１の内部に露出するように設けられる。

本実施形態において、第１トナー濃度検知センサ１１８ａは、第１搬送路Ｐ１を循環経路の開始とした第１循環経路の最終端側、即ち、第３搬送路Ｑ１の第３連通路ｃに近い位置において、第２搬送部材１１３の鉛直方向下方の現像槽１１１底面に装着されている。一方、第２トナー濃度検知センサ１１８ｂは、第２搬送路Ｐ２を循環経路の開始とした第２循環経路の最終端側、即ち、第４搬送路Ｑ２の第３連通路ｃに近い位置において、第２搬送部材１１３の鉛直方向下方の現像槽１１１の底面に装着されている。

二成分現像剤の循環搬送経路では、ある時刻において、それぞれの最終端側のトナー濃度が一番低くなる。そのため、この位置にトナー濃度検知センサを配置することで、それぞれの循環経路においてトナー濃度が低下していることを即座に検知することができる。

第１トナー濃度検知センサ１１８ａと第２トナー濃度検知センサ１１８ｂは、所定時間（例えば０．５〜１秒）間隔で、検出したトナー濃度測定値を交互にトナー補給制御部１２０に伝送する。

なお、トナー濃度検知センサ１１８ａおよび１１８ｂには一般的なトナー濃度検知センサを使用でき、例えば、透過光検知センサ、反射光検知センサ、透磁率検知センサなどが挙げられる。これらの中でも、透磁率検知センサが好ましい。

透磁率検知センサには図示しない電源が接続される。電源は、透磁率検知センサを駆動させるための駆動電圧およびトナー濃度の検知結果を制御手段に出力するための制御電圧を透磁率検知センサに印加する。電源による透磁率検知センサへの電圧の印加は、制御手段によって制御される。透磁率検知センサは、制御電圧の印加を受けてトナー濃度の検知結果を出力電圧値として出力する型式のセンサであり、基本的に出力電圧の中央値近傍の感度がよいため、その付近の出力電圧が得られるような制御電圧を印加して用いられる。このような型式の透磁率検知センサは市販されており、たとえば、ＴＳ−Ｌ、ＴＳ−Ａ、ＴＳ−Ｋ（いずれも商品名、ＴＤＫ（株）社製）などが挙げられる。

トナー補給制御部１２０は、第１トナー濃度検知センサ１１８ａおよび第２トナー濃度検知センサ１１８ｂと電気的に接続されており、これらセンサから受けたトナー濃度に応じて、トナー補給装置２２からのトナーの供給制御を行うとともに、当該トナーを第１循環経路および第２循環経路のいずれに補給するかを制御するものである。即ち、トナー補給制御部１２０は、第１トナー濃度検知センサ１１８ａおよび第２トナー濃度検知センサ１１８ｂから、所定時間（例えば０．５〜１秒）毎に、交互にトナー濃度測定値を取得する。そして、取得したトナー濃度測定値と予め決められたトナー濃度設定値（閾値）との比較を行い、トナー濃度測定値がトナー濃度設定値より低い場合、トナー補給制御部１２０は、トナー補給装置２２から現像槽１１１内部にトナーを供給し且つその供給されるトナー量を制御するとともに、トナー補給方向切替機構（詳細は後述する）を制御して、トナーの補給方向を調整する。

なお、トナー補給装置２２からのトナー供給は、トナー補給制御部１２０からトナー排出部材駆動モータ１３４に駆動開始信号を発信し、トナー排出部材駆動モータ１３４を回転することで行う。

（トナー補給方向の制御）
以下、図１，４，５を参照しながら、トナー補給装置２２から供給されたトナーのトナー移送機構（トナー移送菅）１０２を介して現像槽１１１に補給される場合の補給方向の制御について詳細に説明する。

図１は図２のＢ−Ｂ’矢視断面図であり、図４は図１のＤ−Ｄ’矢視断面図であり、図５は図４の分解図である。

本実施形態では、トナー補給装置２２から現像槽１１１内部にトナーを供給する際、トナーが大量に消費されて、トナー濃度検知センサ１１８によるトナー濃度測定値がトナー濃度設定値より低いと判断された循環経路内にトナーを補給するために、トナー補給方向の切替えが可能であり、一側の経路内のみにトナーが補給できるトナー補給方向切替機構を採用している。

本実施形態におけるトナー補給方向切替機構は、第１トナー濃度検知センサ１１８ａおよび第２トナー濃度検知センサ１１８ｂが検知したトナー濃度測定値に応じて、トナーを第１循環経路側に供給するか、或いは第２循環経路側に供給するかを制御するものである。

本実施形態において、トナー補給方向切替機構は、図１に示すように、トナー補給口１１５ａの中央に設置され、空間Ｐにおける二成分現像剤の搬送方向（図中Ｘ１およびＸ２）に垂直な回転軸１１９ａを軸心として回転可能であり、当該回転軸１１９ａに平行な案内板１１９と、トナー移送機構１０２の外側において互いに対向して設けられる第１電磁石１０８ａおよび第２電磁石１０８ｂとを含む。

図４は、案内板１１９をトナー移送機構１０２に装着した場合の状態を示す図であり、図５は、案内板１１９とトナー移送機構１０２とを分解した場合の状態を示す図である。

図５に示すように、トナー補給口１１５ａに近いトナー移送機構１０２の下側の内壁には、互いに対向し且つトナー移送機構１０２の内壁から内部に向けて延伸した１対の突起１０２ｆが形成されている。案内板１１９の回転軸１１９ａとなる位置の両端には、１対の突起１０２ｆが係合できる凹部が形成されている。すなわち、凹部は、突起１０２ｆを凹部内に嵌入することで、突起１０２ｆを支点とする案内板１１９の回転が許容されるように形成されている。本実施形態では、凹部は、図５のように回転軸１１９ａの厚さ以内で回転軸１１９ａとなる部分を貫通するように形成されている。案内板１１９をトナー移送機構１０２に装着した後の構造が図４に示すとおりである。

また、案内板１１９は、第１電磁石１０８ａまたは第２電磁石１０８ｂが形成されているトナー移送機構１０２の内壁に接触できる上端の端部（磁性部材）１１９ｂを、例えばフェライトやステンレスなどの磁性体材料で構成されている。したがって、第１電磁石１０８ａと第２電磁石１０８ｂのいずれかに電流を流すことにより、磁気的な引力を発生して、案内板１１９の端部１１９ｂを第１電磁石１０８ａまたは第２電磁石１０８ｂが形成されているトナー移送機構１０２の内壁に接触されるまでに案内板１１９の傾斜向きを変える（変位させる）ことができる。

また、案内板１１９の形状は、トナー移送機構１０２の内部形状に応じて設定され、その長さは、第１電磁石１０８ａまたは第２電磁石１０８ｂが形成されているトナー移送機構１２の内壁の位置に接触するように傾斜向きが変位した場合、案内板１１９の端部１１９ｂと反対側の下端が、トナー補給口１１５ａの開口端部との間にトナーが補給可能な隙間を形成し、且つ第１搬送部材１１２の中心部より第２搬送路Ｐ２側または第１搬送路Ｐ１側に位置するような長さに設定されている。

このため、例えば、第２電磁石１０８ｂに電流を流して、その磁気的引力により案内板１１９の端部１１９ｂを第２電磁石１０８が形成されているトナー移送機構１０２の内壁に接触するまでに引き寄せた場合、案内板１１９の端部１１９ｂ以外の部分は、トナー移送機構１０２の内壁と一定の隙間があり、案内板１１９の端部１１９ｂと反対側の端部が第１搬送部材の中心部よりも第１搬送路Ｐ１側に位置するので、トナー補給装置２２から供給されたトナーを第１搬送路Ｐ１側へ導くことができる。同様に、第１電磁石１０８ａに電流を流すと、トナー補給装置２２から供給されたトナーを第２搬送路Ｐ２側へ導くことができる。

また、案内板１１９は、磁性体材料で構成された端部１１９ｂ以外の部分において帯電防止剤を含んでいる。これにより、トナーが帯電防止剤としては、例えばカーボンブラックなどが挙げられる。帯電防止剤としてカーボンブラックを用いる場合、案内板１１９は、端部１１９ｂ以外の部分において、例えば重量比５〜１０％のカーボンブラックを含んでいれば良い。

本実施形態に係る画像形成装置において、トナー補給方向を制御するための各部の動作を説明すると、以下のとおりである。

トナー補給制御部１２０は、第１トナー濃度検知センサ１１８ａおよびトナー濃度検知センサ１１８ｂから所定時間（例えば０．５〜１秒）間隔で交互にトナー濃度測定値を取得する。すなわち、トナー補給制御部１２０は、第１トナー濃度検知センサ１１８ａからトナー濃度測定値を取得すると、その時点から所定時間経過後に、第２トナー濃度検知センサ１１８ｂからトナー濃度測定値を取得する。さらに、トナー補給制御部１２０は、第２トナー濃度検知センサ１１８ｂからトナー濃度測定値を取得すると、その時点から所定時間経過後に、第１トナー濃度検知センサ１１８ａからトナー濃度測定値を取得する。このような処理を繰り返す。

そして、第１トナー濃度検知センサ１１８ａによるトナー濃度測定値がトナー濃度設定値よりも低いと判定されると、トナー補給制御部１２０は、トナー排出部材駆動モータ１３４に駆動開始信号を送り、トナー排出部材１２２を回転駆動させる。それと同時に、トナー補給制御部１２０は、第２電磁石１０８ｂに電流を流すように制御する。

トナー排出部材１２２が回転されることによりトナーがトナー排出口１２３からトナーが排出され、当該トナーは、トナー移送機構１０２の内部を落下し、案内板１１９に到達する。ここで、トナー補給制御部１２０の制御により第２電磁石１０８ｂに電流が流れているため、案内板１１９は、その上端の端部１１９ｂが第２電磁石１０８ｂに引き寄せられる。第２電磁石１０８ｂが第２連通路ｂ側に配置されているため、案内板１１９は、その上端が回転軸１１９ａよりも第２連通路ｂ側に位置し、下端が回転軸１１９ａよりも第１連通路ａ側に位置するような第１傾斜位置に傾斜されることとなる。

これにより、トナー移送機構１０２内を落下してきたトナーは、案内板１１９の傾斜面に到達し、その傾斜面にそって、回転軸１１９ａよりも第１連通路ａ側に導かれることとなる。そして、回転軸１１９ａは、トナー補給口１０５ａのほぼ中央に位置している。よって、回転軸１１９ａよりも第１連通路ａ側は、第１循環経路に含まれる。そのため、案内板１１９の傾斜面を滑り落ちたトナーは、第１循環経路である第１搬送路Ｐ１に導くことができる。

一方、第２トナー濃度検知センサ１１８ｂによるトナー濃度測定値がトナー濃度設定値よりも低いと判定されると、トナー補給制御部１２０は、トナー排出部材１２２を回転駆動させるとともに、第１電磁石１０８ａに電流を流すように制御する。

これにより、案内板１１９は、その上端の端部１１９ｂが第１電磁石１０８ａに引き寄せられる。第１電磁石１０８ａが第１連通路ａ側に配置されているため、案内板１１９は、その上端が回転軸１１９ａよりも第１連通路ａ側に位置し、下端が回転軸１１９ａよりも第２連通路ｂ側に位置するような第２傾斜位置に傾斜されることとなる。

これにより、トナー移送機構１０２内を落下してきたトナーは、案内板１１９の傾斜面に到達し、その傾斜面にそって、回転軸１１９ａよりも第２連通路ｂ側に導かれ、第２循環経路である第２搬送路Ｐ２に導くことができる。

なお、トナー排出部材１２２をスクリューオーガで構成しているため、短時間で多くのトナーを排出することができ、上記所定時間よりも短い時間で必要な補給量のトナーを排出することができる。そのため、トナー補給制御部１２０が第１トナー濃度検知センサ１１８ａからトナー濃度測定値を取得してから、次に第２トナー濃度検知センサ１１８ｂからトナー濃度測定値を取得するまでの間に、トナー補給処理を完了させることができる。つまり、トナー補給制御部１２０は、次のトナー濃度測定値を取得する前に、トナー排出部材駆動モータ１３４に駆動停止信号を送り、トナー排出部材１２２を回転駆動を中止するとともに、第１電磁石１０８ａあるいは第２電磁石１０８ｂへの電流流れを停止する。

なお、上記実施形態においては、案内板１１９の端部１１９ｂを磁性材料で製造して、二つの電磁石に流す電流を切り替えることで案内板１１９の傾斜向きを変位させているが、案内板１１９が永久磁石を有しており、トナー移送機構１０２の外側に一つの電磁石のみを配設してもよい。この場合、永久磁石は、案内板の上端が電磁石に近くなるように傾斜したときに、当該電磁石に近い側に一方の極性が位置し、遠い側に他方の極性が位置するように、案内板に取り付けられている。この場合、電磁石に流す電流の方向を切り替えることで、永久磁石に対する引力と斥力とが切り替わり、案内板１１９の傾斜向きを変更することができる。

例えば、上記の実施形態において、案内板１１９の端部１１９ｂを永久磁石で構成し、当該永久磁石の電磁石側の磁極（Ｎ極またはＳ極）を決めることで、一つの電磁石に流れる電流の向きを変更するだけで、案内板１１９の傾斜向きを変更することができる。

また、上記実施形態においては、案内板１１９に形成された凹部を、回転軸１１９ａの厚さ以内で回転軸１１９ａとなる部分を貫通するように形成されたが、突起１０２ｆの長さ応じて、突起１０２ｆが遊嵌される深さ分だけ回転軸１１９ａとなる位置の両端から凹んで形成することもできる。

最後に、本発明に係るトナー補給方向切替機構は上記実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。例えば、トナー補給方向切替機構の構造、あるいは取付位置など、供給方向の切替えが実現できる範囲で適宜変更も可能である。

本発明は、トナー補給口が一つ形成されている場合でもトナー補給方向切替機構によりトナーの供給方向が制御できるので、小型の現像装置に適用できる。

本発明の実施形態に係る現像装置とトナー補給方向切替機構との位置関係を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る現像装置の要部構成を示す断面図である。 図２のＡ−Ａ’矢視断面図である。 図１のＤ−Ｄ’矢視断面図である。 図４に示す案内板とトナー移送機構との分解図である。 本発明の実施形態に係るトナー補給装置の要部構成を示す断面図である。 図６のＣ−Ｃ’矢視断面図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の断面図である。

符号の説明

２ 現像装置
３ 感光体（像担持体）
２２ トナー補給装置
１０２ トナー移送機構
１０２ｆ 突起（トナー補給切替部）
１０８ａ・１０８ｂ 電磁石（トナー補給切替部）
１１１ 現像槽（現像容器）
１１２ 第１搬送部材
１１３ 第２搬送部材
１１４ 現像ローラ
１１５ 現像槽カバー（現像容器）
１１５ａ トナー補給口
１１７ 仕切り板（仕切部材）
１１８ａ・１１８ｂ トナー濃度検知センサ
１１９ 案内板（トナー補給切替部）
１１９ａ 回転軸
１１９ｂ 端部（磁性部材）
１２０ トナー補給制御部（トナー補給切替部）
１２１ トナー収容容器
１２２ トナー排出部材
１２３ トナー排出口
１２４ トナー排出部材隔壁
１２５ トナー攪拌部材
１３２，１３３，１３４ モータ
Ｐ 空間（第１空間）
Ｑ 空間（第２空間）
Ｐ１ 第１搬送路
Ｐ２ 第２搬送路
Ｑ１ 第３搬送路
Ｑ２ 第４搬送路

Claims (9)

1. 像担持体と、
   現像ローラと、当該現像ローラの軸方向に沿った仕切部材により仕切られた２つの空間である、二成分現像剤を収容する第１空間および第２空間を有する現像容器と、上記第１空間および上記第２空間に設置され、上記二成分現像剤を攪拌搬送する搬送部材とを備え、上記現像ローラが上記第２空間に収容された二成分現像剤のトナーを上記像担持体に供給する現像装置と、
   上記現像装置にトナーを供給するトナー補給装置とを備える画像形成装置において、
   上記第１空間と上記第２空間とは、上記軸方向の一端において第１連通路により連通しているとともに、上記軸方向の他端において第２連通路により連通しており、上記仕切部材には、上記第１連通路と上記第２連通路との間において、上記第１空間と上記第２空間とを連通する第３連通路が形成されており、
   上記搬送部材は、第１空間において第３連通路から第１連通路に達し、さらに第２空間において第１連通路から第３連通路に達する第１循環経路と、第１空間において第３連通路から第２連通路に達し、さらに第２空間において第２連通路から第３連通路に達する第２循環経路との二つの経路で二成分現像剤を搬送し、
   上記現像容器は、上記第１空間の上面の、上記軸方向における上記第３連通路に対応する位置に、上記トナー補給装置から供給されるトナーを受け入れるための１つのトナー補給口が形成されているとともに、上記第２空間の上記第３連通路よりも第１連通路側において第１トナー濃度検知センサが設けられ、上記第２空間の上記第３連通路よりも第２連通路側において第２トナー濃度検知センサが設けられており、
   上記第１トナー濃度検知センサおよび上記第２トナー濃度検知センサにより検出されたトナー濃度に応じて、トナー補給装置から供給されるトナーを、上記第１循環経路および第２循環経路のいずれに導くかを切り替えるトナー補給切替部を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 上記トナー補給装置は、上記現像容器に形成されたトナー補給口よりも上方に位置しており、
   上記トナー補給切替部は、上記トナー補給口の中央に設置され、上記第１空間における二成分現像剤の搬送方向に垂直な回転軸を中心に回転可能であり、当該回転軸に平行な案内板と、上端が第２連通路側に位置し、下端が第１連通路側に位置する第１傾斜位置、および、上端が第１連通路側に位置し、下端が第２連通路側に位置する第２傾斜位置の何れかに上記案内板を傾斜させる案内板変位部材とを備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 上記トナー補給切替部は、上記第１トナー濃度検知センサおよび上記第２トナー濃度検知センサから所定時間間隔で交互にトナー濃度測定値を受け、第１トナー濃度検知センサから受けたトナー濃度測定値が所定閾値よりも小さい場合に、トナー補給装置から供給されるトナーを上記第１循環経路に導き、第２トナー濃度検知センサから受けたトナー濃度測定値が所定閾値よりも小さい場合に、トナー補給装置から供給されるトナーを上記第２循環経路に導くことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 上記案内板が磁性体で形成された磁性部材を含み、上記案内板変位部材が当該磁性部材に対して磁力を発生可能な電磁石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。
5. 上記磁性部材が永久磁石であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 上記搬送部材は、上記第１空間に配置された第１搬送部材と上記第２空間に配置された第２搬送部材とを含み、
   上記第１搬送部材および第２搬送部材は、上記第３連通路よりも第１連通路側における巻回方向と上記第３連通路よりも第２連通路側における巻回方向とが反対方向である搬送羽根を有するスクリューオーガであることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の画像形成装置。
7. 上記トナー補給装置は、トナー排出口が形成されているトナー収容容器と、トナー収容容器内に配置され、且つトナーをトナー排出口までに搬送させるトナー排出部材とを備え、
   上記トナー排出部材が、スクリューオーガであることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の画像形成装置。
8. 上記案内板が帯電防止剤を含むことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の画像形成装置。
9. 上記トナー補給口が、上記第１空間における上記軸方向の中央部に形成されていることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の画像形成装置。

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