JP4777184B2 - 中間トナー補給装置、これを備えた現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に備えられる現像装置にトナーを補給する中間トナー補給装置に関するものである。

従来から、複写機、プリンタおよ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、トナー像担持体の表面に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置から供給されるトナーによって現像し、得られたトナー像を用紙等のシートに転写し定着させるようになっている。このような画像形成装置に備えられた現像装置では、トナーを安定した補給量にて現像槽に補給する必要がある。そこで、例えば、特許文献１に開示されている現像装置では、トナーカートリッジから吐出されたトナーが、シャフトによりかき回され、このシャフト下に位置するホッパーシャフトから現像槽に落下するようになっている。このような装置では、重力によりトナーがホッパーシャフト側に常に存在するので、トナーの現像槽への補給量は安定する。しかし、このような現像装置では、トナーをほぐす構成において高さ方向にスペースが必要なため、装置が大型化してしまう。

そこで、図６に示すように、トナーホッパー１０１から排出されたトナーを、並列配置された２つのスクリュー１０４ａ・１０４ｂで撹拌しながら搬送して現像槽に落下させる中間トナー補給装置（中間ホッパー）が開発されている。図６は、中間ホッパーを水平方向から見た断面図であり、２つのスクリュー１０４ａ・１０４ｂのトナー搬送方向は、一方は紙面表から裏の方向、他方は裏から表の方向と、互いに逆方向となっている。
特開平２−２８４７０号公報（１９９０年１１月２７日公開）

しかしながら、並列配置されたスクリューが設けられた従来の構成では、トナーが搬送されずに中間ポッパー内に停滞する割合が大きい。そのため、現像槽に安定してトナーを供給することができなくなってしまう。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化に対応でき、かつ、トナーを安定した補給量にて現像槽に補給する中間トナー補給装置、これを備えた現像装置および画像形成装置を実現することにある。

本発明に係る中間トナー補給装置は、上記課題を解決するために、トナーを像担持体に供給する現像剤担持体が配設される現像槽とトナー収容槽との間に配される中間トナー収容槽と、当該中間トナー収容槽内部に平行に配され、互いに逆方向に前記トナーを撹拌しながら搬送する第１撹拌部材および第２撹拌部材と、前記第１撹拌部材と第２撹拌部材との間に配され、前記中間トナー収容槽内部を仕切ることにより、第１撹拌部材により前記トナーが搬送される第１搬送路および第２撹拌部材により前記トナーが搬送される第２搬送路を形成する仕切部材と、を備える中間トナー補給装置において、前記第１撹拌部材のトナー搬送方向上流側の前記中間トナー収容槽天壁部に、前記トナー収容槽からトナーが供給されるトナー受入口が形成され、前記第２撹拌部材のトナー搬送方向下流側の前記中間トナー収容槽底壁部に、前記現像槽にトナーを補給するトナー送出口が形成されていると共に、前記第１搬送路と前記第２搬送路との間には、前記第２搬送路が前記第１搬送路より低くなるように段差が設けられていることを特徴としている。

上記構成によると、トナー収容槽のトナーは、第１搬送路上流のトナー受入口から第１搬送路に供給され、第１撹拌部材により撹拌搬送され、その後第１搬送路より低い位置に位置する第２搬送路で撹拌搬送され、第２搬送路下流のトナー送出口から現像槽に補給される。このように、トナーが撹拌されながら搬送されることによりほぐされると共に、第１搬送路より低い位置に位置する第２搬送路へ供給される。

ここで第２搬送路が前記第１搬送路より低くなるように段差が設けられているので、トナーは、第１搬送路から第２搬送路へと移り易くなる。よって、トナーは、中間トナー収容槽内に停滞する割合が少なく、スムーズに第１搬送路から第２搬送路へ搬送され、送出口から現像槽に補給される。第１搬送路および第２搬送路をトナーが効率よく搬送されるため、トナーを安定した補給量にて現像槽に補給することができる。

また、第１搬送路と第２搬送路とで段差を設けて第２搬送路から現像槽に落下させているので、トナーをシャフトによりかき回し、シャフト下に位置するホッパーシャフトから現像槽に落下する従来の構成に比べ、小型化に対応することができる。

さらに本発明に係る中間トナー補給装置では、上記構成に加え、前記仕切部材は、前記第１撹拌部材により撹拌されたトナーが前記第１搬送路から当該仕切部材を乗り越えて前記第２搬送路に進入できる高さに設けられていてもよい。

上記構成によれば、トナーは、第１搬送路から仕切部材を乗り越えて第２搬送路に進入できるので、現像槽へトナーを供給する側（トナー送出口がある側）である第２搬送路にトナーを効率よく移動させることができる。

さらに本発明に係る中間トナー補給装置では、上記構成に加え、前記第１及び第２搬送路は、前記第１撹拌部材のトナー搬送方向下流側の端部にて連通路を介して連通されていてもよい。

上記構成によれば、トナーを、第１搬送路から前記第１撹拌部材のトナー搬送方向下流側の端部の連通路を通すことで、効率よく第２搬送路に搬送することができる。また、仕切部材を乗り越えて第２搬送路に入るトナーに加えて、連通路を通って第２搬送路に入るトナーがあると、より効率よく第２搬送路にトナーを搬送することができ、トナーをより安定した補給量にて現像槽に補給することができる。

さらに本発明に係る中間トナー補給装置では、上記構成に加え、前記第１および第２撹拌部材は、回転してトナーを搬送する同じ径のスクリューであり、前記仕切部材の上面は、前記第１撹拌部材の最上面よりも低く、かつ、前記第２撹拌部材の回転中心よりも高く設けられていてもよい。

上記構成によると、トナーが第１搬送路から第２搬送路へ向かって落ちやすくなり、トナーの撹拌搬送をスムーズに行なうことができる。

さらに本発明に係る中間トナー補給装置では、上記構成に加え、上記段差は、３ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲であるのが好ましい。

段差が３ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲であると、均一でかつ効率よくトナーが搬送される。３ｍｍ未満では効果が小さく、１５ｍｍより上では中間トナーホッパーの薄型化に対応しにくい。

さらに本発明に係る中間トナー補給装置では、上記構成に加え、前記第２撹拌部材によるトナー搬送速度が、前記第１撹拌部材のトナー搬送速度よりも遅くなるよう、前記第１および第２撹拌部材の駆動部を制御する制御手段を備えてもよい。

上記構成によると、トナーが送り出される側の第２撹拌部材によるトナー搬送速度が、トナーが供給される側の第１撹拌部材のトナー搬送速度よりも遅くなる。そのため、トナーがトナー送出口から送り出されても、第２搬送路におけるトナーの高さを常に一定にすることができ、常に一定量のトナーをトナー送出口から補給できる。

さらに本発明に係る中間トナー補給装置では、上記構成に加え、前記トナー受入口より前記第１搬送路にトナーが供給される際、前記第１撹拌部材はトナー搬送を行い、前記第２撹拌部材はトナー搬送を停止するよう、前記第１および第２撹拌部材の駆動部を制御する制御手段を備えてもよい。

上記構成によると、第１搬送路にトナーが供給される際、第１撹拌部材はトナー搬送するが、第２撹拌部材はトナー搬送しない。トナーがトナー送出口から送り出されても、第２搬送路におけるトナーの高さを一定にすることができ、常に一定量のトナーをトナー送出口から補給できる。

さらに本発明に係る中間トナー補給装置では、上記構成に加え、上記仕切部材の上面は、第１搬送路から第２送路側に下る傾斜を有してもよい。

上記構成によると、トナーが仕切部材を乗り越えて第１搬送路から第２搬送路に落ちやすくなり、第２搬送路にトナーが充填されやすくなる。

さらに本発明に係る中間トナー補給装置では、上記構成に加え、上記第１および第２撹拌部材は螺旋形のコイル形状を有していてもよい。

上記構成によると、効率よく撹拌することができ、また、中間トナー収容槽に多くのトナーを収容させることができる。

本発明に係る現像装置は、上記課題を解決するために、上記何れかに記載の中間トナー補給装置と、中間トナー補給装置の前記受入口へトナーを補給するトナー収容槽とを備えたことを特徴としている。

上記構成によると、トナーが安定した補給量にて現像槽に補給されるので、ムラ無く安定したトナーを像担持体に供給することができる。また、現像装置自体が、トナーをシャフトによりかき回し、シャフト下に位置するホッパーシャフトから現像槽に落下する従来の装置よりも小型化される。

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、上記現像装置と、当該現像装置からトナーが補給されるように設置される像担持体を備えたことを特徴としている。

上記構成によると、常に安定した補給量にてトナーが補給され、ムラ無く安定したトナーが像担持体に供給されるので、高品位の画像を常に形成することができる。

本発明に係る中間トナー補給装置は、以上のように、前記第１撹拌部材のトナー搬送方向上流側の前記中間トナー収容槽天壁部に、前記トナー収容槽からトナーが供給されるトナー受入口が形成され、前記第２撹拌部材のトナー搬送方向下流側の前記中間トナー収容槽底壁部に、前記現像槽にトナーを補給するトナー送出口が形成されていると共に、前記第１搬送路と前記第２搬送路との間には、前記第２搬送路が前記第１搬送路より低くなるように段差が設けられている。

上記構成によると、トナーが撹拌されながら搬送されることによりほぐされると共に、第１搬送路より低い位置に位置する第２搬送路へ供給される。ここで第２搬送路が前記第１搬送路より低くなるように段差が設けられているので、トナーは、第１搬送路から第２搬送路へと移り易くなる。よって、トナーは、中間トナー収容槽内に停滞する割合が少なく、スムーズに第１搬送路から第２搬送路へ搬送され、送出口から現像槽に補給される。第１搬送路および第２搬送路をトナーが効率よく搬送されるため、トナーを安定した補給量にて現像槽に補給することができる。

また、第１搬送路と第２搬送路とで段差を設けて第２搬送路から現像槽に落下させているので、トナーをシャフトによりかき回し、シャフト下に位置するホッパーシャフトから現像槽に落下する従来の構成に比べ、小型化に対応することができる。

本発明の一実施形態を図面に基づいて以下に説明する。まず、本実施形態にかかる中間トナー補給装置を有する現像装置が備えられている画像形成装置について説明し、その後中間トナー補給装置を有する現像装置について詳細に説明する。

（１．画像形成装置）
図２は、本実施形態にかかる画像形成装置Ａの構成を示す説明図である。この画像形成装置Ａは、外部から伝達された画像データに応じて、所定のシート（記録媒体）に対して多色および単色の画像を形成するものである。

同図に示すように、画像形成装置Ａは、露光ユニット１、現像装置２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナユニット４、中間転写ベルトユニット８、定着ユニット１２、シート搬送路Ｓ、給紙トレイ１０および排紙トレイ１５等を備えている。

画像形成装置Ａ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２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）、帯電器５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）、クリーナユニット４（４ａ，４ｂ，４ｃ，３ｄ）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。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、これら符号にて区別された上記の各手段により、４つの画像ステーションが構成されている。

各画像ステーションにおいて、感光体ドラム３は、画像形成装置Ａの上部に配置されている。帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。この帯電器５としては、図２に示す接触型のローラ型の他、接触型のブラシ型のもの、あるいはチャージャー型のものなどが使用されることもある。

露光ユニット１には、図２に示すようにレーザ照射部および反射ミラーを備えた、レーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を用いる手法のほかに、発光素子をアレイ状に並べた例えばＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いる手法もある。露光ユニット１は、帯電された感光体ドラム３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３の表面に画像データに応じた静電潜像を形成する。

各現像装置２は、各感光体ドラム３上に形成された静電潜像をＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙのトナーにより顕像化するものである。この現像装置２の詳細な構成は後述する。

クリーナユニット４は、現像および画像転写工程後に感光体ドラム３の表面に残留しているトナーを除去し、回収するものである。

感光体ドラム３の上方には中間転写ベルトユニット８が配置されている。この中間転写ベルトユニット８は、中間転写ローラ６（６ａ，６ｂ，６ｃ，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、および中間転写ベルトクリーニングユニット９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、矢印Ｂ方向に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。この中間転写ローラ６は、感光体ドラム３のトナー像を中間転写ベルト７上に転写するための転写バイアスを与えるものである。

中間転写ベルト７は、各感光体ドラム３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３に形成された各色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。この中間転写ベルト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３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。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）により覆われている。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。

上述のように各感光体ドラム３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。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なり、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）からなる。

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、および中間転写ベルト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。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に接触する例えばクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられている。このクリーニングブレードが接触する部分の中間転写ベルト７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。

給紙トレイ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、画像形成部および露光ユニット１の下側に設けられている。一方、画像形成装置Ａ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。

また、画像形成装置Ａには、給紙トレイ１０のシートおよび手差し給紙トレイ２０のシートを転写部（感光体ドラム３と転写ローラ１１との対向部）や定着ユニット１２を経由させて排紙トレイ１５に送るためのシート搬送路Ｓが設けられている。このシート搬送路Ｓにおける給紙トレイ１０から排紙トレイ１５までの部分には、ピックアップローラ１６、レジストローラ１４、転写ローラ１１を備えた転写部、定着ユニット１２および搬送ローラ２５等が配されている。

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に沿って複数設けられている。ピックアップローラ１６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枚づつシート搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。レジストローラ１４は、シート搬送路Ｓを搬送されているシートを一旦保持し、感光体ドラム３上のトナー像の先端とシートの先端とを合わせるタイミングでシートを転写部に搬送するものである。

定着ユニット１２は、ヒートローラ８１および加圧ローラ８２等を備え、これらヒートローラ８１および加圧ローラ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）を定着後のシートは、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。

次に、シート搬送路Ｓによるシート搬送動作について説明する。画像形成装置Ａには、上記のように、予めシートを収納する給紙トレイ１０、および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が配置されている。これら両者には各々前記ピックアップローラ１６（１６ａ，１６ｂ）が配置され、これらピックアップローラ１６はシートを１枚ずつシート搬送路Ｓに供給する。

片面印字の場合には、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、このレジストローラ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を整合するタイミングで転写部に搬送される。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、手差し給紙トレイ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。それ以降は給紙トレイ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。

両面印字の場合には、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、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。

（２．現像装置の構成）
次に、画像形成装置Ａに備えられている現像装置２の詳細について説明する。

図１に示すように、現像装置２は、トナーホッパー（トナー収容槽）１０１、中間ホッパー（中間トナー補給装置）１０３、トナー移送機構１０２、現像ローラ１１４が配せられる現像槽１１１を備えている。現像装置２は、感光体ドラム３と対向するように配置され、感光体ドラム３表面にトナーを供給することにより、感光体ドラム３の表面に形成される静電潜像を顕像化する装置である。

トナーホッパー１０１は、現像槽１１１よりも高所に配されており、未使用トナー(粉体状のトナー)を貯蔵するトナー収容槽である。

中間ホッパー１０３は、トナーホッパー１０１からトナーを受け取り、トナーをほぐしてトナー移送機構１０２を介して現像槽１１１に補給する装置である。図１に示すように、中間ホッパー１０３は、搬送スクリュー（第１撹拌部材）１０４ａ、落下スクリュー（第２撹拌部材）１０４ｂ、中間トナー収容槽１０７を備えている。図３は、中間ホッパー１０３の内部を鉛直方向上部から示した模式図である。

中間トナー収容槽１０７は、トナーを一時的に収容する槽であり、トナーホッパー１０１からトナーが適宜補充されるようになっている。図１および図３に示すように、中間トナー収容槽１０７には、搬送スクリュー１０４ａの上方かつ搬送スクリュー１０４ａのトナー搬送方向上流側に、トナーホッパー１０１からトナーを受け入れためのトナー受入口１０５が形成されている。また、落下スクリュー１０４ｂの下方かつ落下スクリュー１０４ｂのトナー搬送方向下流側に、トナー移送機構１０２にトナーを送り出すためのトナー送出口１０６が設けられている。なお、本実施形態では、図３に示すように、搬送スクリュー１０４ａのトナー搬送方向上流の端部側（言い換えれば、落下スクリュー１０４ｂのトナー搬送方向下流の端部側）をリア側（図面左側）とし、他方の端部側をフロント側（図面右側）とする。

搬送スクリュー１０４ａおよび落下スクリュー１０４ｂは、モータ等の駆動手段（図示せず）によって回転駆動され、トナーを撹拌および搬送するものである。搬送スクリュー１０４ａおよび落下スクリュー１０４ｂは、螺旋形のコイル形状であるのが、中間トナー収容槽にトナーを多く収容し、効率よく撹拌、搬送できるため、好ましい。しかし、この形状に限定はされない。

搬送スクリュー１０４ａと落下スクリュー１０４ｂは、図１および３に示すように、互いの外周同士が仕切部材１０８を介して対向するように略平行に、かつ、落下スクリュー１０４ｂが搬送スクリュー１０４ａより下になるように設けられている。本実施形態では、搬送スクリュー１０４ａと落下スクリュー１０４ｂの径（リア側から見た径）は同じであるとする。もちろん異なっていてもよい。

搬送スクリュー１０４ａは、リア側からフロント側に向かって左回りの螺旋を描く（左ネジ方向の）バネ形状となっている。落下スクリュー１０４ｂは、フロント側からリア側に向かって左回りの螺旋を描く（左ネジ方向の）バネ形状となっている。よって、図１に示すように、搬送スクリュー１０４ａはフロント側から見て反時計方向に回転し、落下スクリューは時計方向に回転する。

仕切部材１０８は、搬送スクリュー１０４ａおよび落下スクリュー１０４ｂ間において、搬送スクリュー１０４ａおよび落下スクリュー１０４ｂの回転軸方向に平行に延設されている。この仕切部材１０８によって、中間トナー収容槽１０７内部は、搬送スクリュー１０４ａが配されている第１搬送路Ｃと、落下スクリュー１０４ｂが配されている第２搬送路Ｄとに区画されることとなる。中間トナー収容槽１０７に、第２搬送路Ｄは第１搬送路Ｃより低くなるように段差が設けられている。そのため、落下スクリュー１０４ｂが搬送スクリュー１０４ａより下に位置している。

また、仕切部材１０８の上面は、搬送スクリュー１０４ａの最上面よりも低く、かつ、落下スクリュー１０４ｂの回転中心よりも高くなっている。本実施形態では、図１に示すように、搬送スクリュー１０４ａの回転中心と落下スクリュー１０４ｂの回転中心との落差は５ｍｍとするが、これに限定されることはない。この落差が３ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲であるのが好ましく、この範囲であると均一でかつ効率よくトナーが搬送される。３ｍｍ未満では効果が小さく、１５ｍｍより上では中間トナーホッパーの薄型化に対応しにくい。また、仕切部材１０８の上面（尾根部分）は、第１搬送路から第２送路側に下る傾斜を有している。仕切部材１０８上面と搬送スクリュー１０４ａおよび落下スクリュー１０４ｂの回転中心との関係、および仕切部材１０８の尾根部分の傾斜により、トナーが仕切部材１０８を乗り越えて第１搬送路Ｃから第２搬送路Ｄに落ちやすくなる。

さらに、仕切部材１０８は、リア側で中間トナー収容槽１０７の壁面に当接し、フロント側で中間トナー収容槽１０７の壁面から離間して配置されている。これにより、搬送スクリュー１０４ａのトナー搬送方向下流の端部付近には、第１搬送路Ｃと第２搬送路Ｄとを連通する連通路ｂが形成される。

上記構成の中間ホッパー１０３では、トナーホッパー１０１に収容されているトナーがトナー受入口１０５から落下する。そして落下したトナーは、搬送スクリュー１０４ａの回転によって第１搬送路Ｃにおけるフロント側の端部付近へ搬送される。そして、第１搬送路Ｃの端部付近のトナーは、連通路ｂを介して第２搬送路Ｄのフロント側の端部付近へ搬送される。さらに、第２搬送路Ｄに搬送されたトナーは、落下スクリュー１０４ｂの回転によって第２搬送路Ｄのリア側の端部へ搬送される。全てのトナーがこのような経路をたどるのではなく、仕切部材１０８を越えて第１搬送路Ｃから第２搬送路Ｄに落とされ、落下スクリュー１０４ｂの回転によって第２搬送路Ｄのリア側の端部へ搬送されるトナーもある。これは、仕切部材１０８の上面が、搬送スクリュー１０４ａの最上面よりも低く、かつ、落下スクリュー１０４ｂの回転中心よりも高くなっており、さらに、仕切部材１０８の上面は、第１搬送路から第２送路側に下る傾斜を有しているからである。

第２搬送路Ｄのリア側の端部にはトナー送出口１０６が設けられているので、トナーはトナー送出口１０６からトナー移送機構１０２に落下する。

なお、落下スクリュー１０４ｂによるトナー搬送速度が、搬送スクリュー１０４ａのトナー搬送速度よりも遅くなるよう、落下スクリュー１０４ｂおよび搬送スクリュー１０４ａの駆動部を制御する制御手段を備えてもよい。トナーが送り出される側の落下スクリュー１０４ｂによるトナー搬送速度が、トナーが供給される側の搬送スクリュー１０４ａのトナー搬送速度よりも遅くなると、トナーがトナー送出口から送り出されても、第２搬送路Ｄにおけるトナーの高さを常に一定にすることができ、常に一定量のトナーをトナー送出口１０６から補給できる。

あるいは、トナー受入口１０５より第１搬送路Ｃにトナーが供給される際、搬送スクリュー１０４ａはトナー搬送を行い、落下スクリュー１０４ｂはトナー搬送を停止するよう、搬送スクリュー１０４ａおよび落下スクリュー１０４ｂの駆動部を制御する制御手段を備えてもよい。

第１搬送路Ｃにトナーが供給される際、搬送スクリュー１０４ａはトナー搬送し、落下スクリュー１０４ｂはトナー搬送しないと、トナーがトナー送出口１０６から送り出されても、第２搬送路Ｄにおけるトナーの高さを一定にすることができ、常に一定量のトナーをトナー送出口１０６から現像槽１１に補給できる。

トナー移送機構１０２は、中間ホッパー１０３から現像槽１１１へトナーを補給するためのものであり、トナー移送管（トナー移送路）２００、駆動ベルト２０１、駆動ローラ２０２、従動ローラ２０３ａ・２０３ｂから構成されている。

トナー移送管２００は、中間ホッパー１０３のトナーを、現像槽１１１へ自由落下によって移送し、現像槽１１１へトナーを補給するために形成されている経路である。具体的には、このトナー移送管２００は、一方の開口端２００ａが中間ホッパー１０３のトナー送出口１０６に対向しており、他方の開口端２００ｂが現像槽１１１のトナー補給口１１１ａに対向するように、中間ホッパー１０３と現像槽１１１とに接続される。これにより、現像槽１１１内部と中間ホッパー１０３内部とは、トナー移送管２００を介して互いに連通している。なお、トナー移送管２００は、開口端２００ａから開口端２００ｂへ向けた方向が鉛直方向に平行または略平行になるように、中間ホッパー１０３と現像槽１１１との間に配されている。

駆動ベルト（移送補助部材、循環駆動部材、ベルト部材）２０１は、従動ローラ２０３ａ・２０３ｂ、駆動ローラ（駆動手段）２０２の外周に対して張架され、駆動ローラ２０２の駆動によって循環駆動するベルト部材であり、ベルト表面には凸凹が形成されている。

なお、トナー移送管２００の壁面において、鉛直方向に沿って並列する貫通穴２００ｃ・２００ｄが形成され、これら貫通穴２００ｃ・２００ｄにおいて、各々、従動ローラ２０３ａ・２０３ｂが配されている。さらに、駆動ローラ２０２は、トナー移送管２００の外部において、両従動ローラ２０３ａ・２０３ｂと対向するように配置される。

ここで、駆動ローラ２０２は、その回転軸が鉛直方向と垂直、かつ、周面がトナー移送管２００に対向するように配されている。また、従動ローラ２０３ａ・２０３ｂは、その回転軸が駆動ローラ２０２の回転軸と平行になるように配されている。

従動ローラ２０３ａ・２０３ｂおよび駆動ローラ２０２を以上のように配置すれば、図１に示すように、トナー移送管２００の内部において、従動ローラ２０３ａ・２０３ｂによって駆動ベルト２０１を鉛直方向に沿って張架させることができる。

トナー移送管２００の内部において、この駆動ベルト２０１が鉛直方向下向き（トナー収容部１０１から現像装置１０３へ向けた方向）に移動するように、駆動ローラ２０２を駆動させると、この駆動ベルト２０１は、トナー移送管２００の内部において、上流側（トナー移送管２００における中間ホッパー１０３側）から下流側（トナー移送管２００における現像槽１１１側）へ移動し、トナー移送管２００の外部において、下流側から上流側へリターンすることになる。つまり、駆動ベルト２０１は、従動ローラ２０３ａ・２０３ｂ、駆動ローラ２０２間を循環駆動することとなる。したがって、自由落下によって移送中のトナーが駆動ベルト２０１に近接・接触すると、この駆動ベルト２０１の移動力によって、トナーの移送が補助・促進される。これにより、トナー移送管２００において、トナーの滞留を抑制できるため、この滞留が蓄積、肥大することによるトナー移送管２００の詰まりを抑制できるようになっている。

なお、トナー移送機構１０２は、上記したものに限定されない。

現像槽１１１は、トナーとキャリアとからなる二成分系の現像剤を収容する槽である。現像槽１１１内部には、現像ローラ１１４，ドクターブレード１１５，現像剤搬送スクリュー１１２ａ・１１２ｂ，仕切部材１１１ｂが備えられている。

現像ローラ１１４は、図１に示すように、感光体ドラム３に対向する位置において、感光体ドラム３に近接するように配されているマグネットローラである。なお、現像ローラ１１４は、感光体ドラム３の回転方向と逆方向に回転駆動するように設定される。この現像ローラ１１４は、現像槽１１１内のトナーを感光体ドラム３に供給するためのものであって、現像ローラ１１４の外周に近接する位置に層厚規制用のブレード（ドクターブレード）１１５が配されている。

現像剤搬送スクリュー（撹拌ローラ）１１２ａ・１１２ｂは、図１に示すように、現像剤を撹拌および搬送するための撹拌羽根を有し、モータ等の駆動手段（図示せず）によって回転駆動されるスクリュー形状のローラである。これら現像剤搬送スクリュー１１２ａ・１１２ｂは、図１に示すように、互いの外周面同士が仕切部材１１１ｂを介して対向するように並列され、互いに同方向に回転するように設定されている。

仕切部材１１１ｂは、現像剤搬送スクリュー１１２ａ・１１２ｂ間において、これら現像剤搬送スクリュー１１２ａ・１１２ｂの回転軸方向に平行に延設されている。この仕切部材１１１ｂによって、現像槽１１１内部は、現像剤搬送スクリュー１１２ａが配されている搬送路Ｅと、現像剤搬送スクリュー１１２ｂが配されている搬送路Ｆとに区画されている。さらに、仕切部材１１１ｂは、現像剤搬送スクリュー１１２ａ・１１２ｂの回転軸方向の両端部が現像槽１１１の壁面から離間して配置されている。これにより、現像剤搬送スクリュー１１２ａ・１１２ｂの回転軸方向の両端部付近には、搬送路Ｅと搬送路Ｆとを連通する連通路が形成されている。

よって、現像剤は、撹拌されながら搬送路Ｅ・搬送路Ｆ間を循環移動する。このような撹拌および循環移動によって、現像槽１１１に収容されている現像剤は均一に分散される。また、この撹拌によって、トナー粒子とキャリア粒子とが擦れあって静電気が生じ（摩擦による静電気の発生）、現像剤におけるトナーは帯電してキャリアに付着する。そして、キャリアに付着したトナーは、搬送路Ｆにおいて、キャリアごと現像ローラ１１４表面に引きつけられる。さらに、現像ローラ１１４に引きつけられたキャリアおよびトナーは、現像ローラ１１４と感光体ドラム３との近接位置(現像領域)まで搬送される。そして、この現像領域において、現像ローラ１１４上のトナーが、感光体ドラム３へ供給される。現像装置２は、以上のようにして、感光体ドラム３に対してトナーを供給することとなる。

なお、本実施形態では、仕切部材１０８が、搬送スクリュー１０４ａのトナー搬送方向駆下流の端部で中間トナー収容槽１０７の壁面から離間しているが、これに限るものではない。仕切部材１０８が、搬送スクリュー１０４ａのトナー搬送方向駆下流の端部で中間トナー収容槽１０７の壁面に当接していてもよい。これは、仕切部材１０８の高さが低く設けられているので、仕切部材１０８を乗り越えてトナーが第１搬送路から第搬送路に移動することができるからである。また、仕切部材１０８は中間トナー収容槽１０７の壁面に当接していて切り欠きを設けるように構成されていてもよい。

また、本実施形態では、二成分系の現像剤を格納した現像装置を想定しているが、現像剤は必ずしも二成分系である必要はなく、トナーのみからなる一成分系の現像剤や磁性トナーのみからなる現像剤を用いてもよい。ただし、一成分系の現像剤や磁性トナーからなる現像剤を用いる場合、現像ローラ１１４をマグネットローラではなく、導電性の弾性体ローラに設計変更する必要がある。

（実施例）
本実施例では、上記実施の形態で説明した中間ホッパー１０３を用いて、搬送スクリューのトルク推移を測定した。ここでは、第２搬送路を第１搬送路より５ｍｍ低くした。また、仕切部材１０８の第１搬送路Ｃの底部からの高さは６ｍｍ、中間ホッパー１０３のトナー搬送方向における全長は、１７０ｍｍとした。測定は、搬送スクリューの回転数を２０ｒｐｍ、落下スクリューの回転は停止させて行なった。また、トナーの初期充填量は１０グラムであり、２グラムずつ補給し、それを繰り返した。

また、比較例として、第１搬送路と第２搬送路とに段差の無い従来の中間ホッパー（図６参照）を用いて、搬送スクリューのトルク推移を測定した。比較例では、段差以外の他の構成および測定条件は中間ホッパー１０３と同じに揃えた。

これらの結果を図４に示す。図４からわかるように、本実施例では、約２６グラムのトナー搬送でトルクアップが見られた。比較例では、約１６グラムのトナー搬送でトルクアップが見られた。よって、本実施例の中間ホッパーの方が、搬送能力が高いことがわかる。

また、トナーを３０グラム搬送した際の、本実施例および比較例の中間トナーホッパーの第２搬送路でのトナー貯蔵量を比較したグラフを図５に示す。図５からわかるように、本実施例の中間ホッパーの方が比較例の中間ホッパーより、第２搬送路における貯蔵量が多いことがわかる。貯蔵量が多いほうが安定してトナーを現像槽に補給することができるので、本実施例の中間ホッパーのほうが、トナーを安定して供給することができるということがわかる。

本発明は上述した実施形態および実施例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。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、例えば、複写機やプリンタ等の画像形成装置に備えられる中間トナー補給装置に利用可能である。

本発明の一実施形態にかかる中間ホッパーを備えた現像装置の水平方向からの模式図である。 上記現像装置を備えた画像形成装置の構成を示す説明図である。 上記中間ホッパーの内部を鉛直方向上部から示した模式図である。 搬送スクリューのトルク推移のグラフを示す図である。 トナー送出側搬送路でのトナー貯蔵量のグラフを示す図である。 従来の中間トナー補給装置の水平方向からの模式図である。

符号の説明

２ 現像装置
１０１ トナーホッパー
１０３ 中間ホッパー（中間トナー補給装置）
１０４ａ 搬送スクリュー（第１撹拌部材）
１０４ｂ 落下スクリュー（第２撹拌部材）
１０５ トナー受入口
１０６ トナー送出口
１０７ 中間トナー収容槽
１０８ 仕切部材
１１１ 現像槽
１１１ａ トナー補給口
１１２ａ・１１２ｂ 現像剤搬送スクリュー
１１１ｂ 仕切部材
Ａ 画像形成装置
Ｃ 第１搬送路
Ｄ 第２搬送路
ｂ 連通路

Claims (10)

1. トナーを像担持体に供給する現像剤担持体が配設される現像槽とトナー収容槽との間に配される中間トナー収容槽と、
   当該中間トナー収容槽内部に平行に配され、互いに逆方向に前記トナーを撹拌しながら搬送する第１撹拌部材および第２撹拌部材と、
   前記第１撹拌部材と第２撹拌部材との間に配され、前記中間トナー収容槽内部を仕切ることにより、第１撹拌部材により前記トナーが搬送される第１搬送路および第２撹拌部材により前記トナーが搬送される第２搬送路を形成する仕切部材と、
   を備える中間トナー補給装置において、
   前記第１撹拌部材のトナー搬送方向上流側の前記中間トナー収容槽天壁部に、前記トナー収容槽からトナーが供給されるトナー受入口が形成され、前記第２撹拌部材のトナー搬送方向下流側の前記中間トナー収容槽底壁部に、前記現像槽にトナーを補給するトナー送出口が形成されていると共に、
   前記第１搬送路と前記第２搬送路との間には、前記第２搬送路が前記第１搬送路より低くなるように段差が設けられており、
   前記仕切部材は、前記第１撹拌部材により撹拌されたトナーが前記第１搬送路から当該仕切部材を乗り越えて前記第２搬送路に進入できる高さに設けられていることを特徴とする中間トナー補給装置。
2. 前記第１及び第２搬送路は、前記第１撹拌部材のトナー搬送方向下流側の端部にて連通路を介して連通されていることを特徴とする請求項１に記載の中間トナー補給装置。
3. 前記第１および第２撹拌部材は、回転してトナーを搬送する同じ径のスクリューであり、
   前記仕切部材の上面は、前記第１撹拌部材の最上面よりも低く、かつ、前記第２撹拌部材の回転中心よりも高く設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の中間トナー補給装置。
4. 上記段差は、３ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の中間トナー補給装置。
5. 前記第２撹拌部材によるトナー搬送速度が、前記第１撹拌部材のトナー搬送速度よりも遅くなるよう、前記第１および第２撹拌部材の駆動部を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の中間トナー補給装置。
6. 前記トナー受入口より前記第１搬送路にトナーが供給される際、前記第１撹拌部材はトナー搬送を行い、前記第２撹拌部材はトナー搬送を停止するよう、前記第１および第２撹拌部材の駆動部を制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の中間トナー補給装置。
7. 上記仕切部材の上面は、前記第１搬送路から前記第２搬送路側に下る傾斜を有していることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の中間トナー補給装置。
8. 上記第１および第２撹拌部材は螺旋形のコイル形状を有することを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の中間トナー補給装置。
9. 請求項１〜８の何れか１項に記載の中間トナー補給装置と、中間トナー補給装置の前記受入口へトナーを補給するトナー収容槽とを備えたことを特徴とする現像装置。
10. 請求項９に記載の現像装置と、当該現像装置からトナーが補給されるように設置される像担持体を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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