JP5789552B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。

複写機やファクシミリ装置等の電子写真方式の画像形成装置は、特許文献１〜４に記載されているように、像担持体である感光体ドラムにトナーを供給する現像装置と、この現像装置に補給するトナーを収容するトナーコンテナを備えている。現像装置は、感光体ドラムに供給するトナーを帯電によって付着させる現像ローラーと、トナーを攪拌しながら現像ローラーに循環搬送するスクリューとを有する。トナーコンテナは、トナーを収容する収容部と、この収容部から現像装置側へトナーを搬送する搬送手段とを有する。現像装置側にあるトナー補給口と、トナーコンテナ側にあるトナー排出口とが位置合わせして状態で、両者が組み付けられることによって、トナーコンテナから現像装置へトナーが補給される。

また、特許文献１の現像装置には、トナー補給量の調整の為、前記スクリューにおいて局部的にトナーの搬送能力を抑制する抑制部が設けられている。

特開２００５−３４６１１６号公報 特開２０１０−６６５８１号公報 特開２００６−１７１０３７号公報 特開平７−１０４５６９号公報

特許文献１の現像装置の場合、前記抑制部によるトナーの滞留領域がトナー補給口にまで達することがある。この状態でトナー補給口からトナーが補給されると、滞留したトナーが押し固められて、スクリューの周囲に沿ってトナーの塊であるトナー壁が形成されやすい。形成されたトナー壁によってトナー補給口が塞がれると、トナーが正常に現像装置に供給されずに現像装置内のトナー量が減少する。そして、画像かすれが発生し、印字品質の低下の原因となる。

本発明の目的は、トナー補給口にトナー壁が形成されることを防ぎ、トナー補給の安定化を図った画像形成装置を提供することにある。

本発明の一局面に係る画像形成装置は、周面にトナー像を担持する像担持体と、前記像担持体の周面にトナーを供給する現像装置と、前記現像装置にトナーを補給するトナーコンテナと、を備え、前記現像装置は、トナーを担持するトナー担持体と、前記トナーを攪拌しながら搬送するものであって、第１回転軸と当該第１回転軸の外周に配置され当該第１回転軸と一体回転する攪拌羽根とを有する第１搬送部材と、前記第１搬送部材の上部に配置され、前記第１回転軸方向に延びて当該第１搬送部材を覆う天板を含み、前記トナー担持体及び前記第１搬送部材を収容するハウジングと、当該天板に設けられ、前記第１搬送部材上へ前記トナーを受け入れるためのトナー補給口と、を備え、前記トナーコンテナは、前記現像装置に補給するためのトナーを収容するトナー収容部と、前記トナー収容部に収容されたトナーを搬送するものであって、第２回転軸と、当該第２回転軸の外周に配置され当該第２回転軸と一体回転する搬送羽根とを有する第２搬送部材と、当該第２搬送部材を経由して送られたトナーを前記トナー補給口に向けて排出するトナー排出口と、を備え、前記現像装置と前記トナーコンテナとは、前記第１回転軸と前記第２回転軸が互いに直交する向きであって、前記トナー補給口と前記トナー排出口が上下方向に重なるように組み付けられ、前記ハウジングは、前記第１搬送部材を収容する通路を備え、前記トナー補給口は、その開口範囲において、前記第１搬送部材によるトナー搬送方向において上流側部分と下流側部分とを備え、これら上流側部分及び下流側部分のいずれもが前記通路の上方に位置しており、前記攪拌羽根は、前記トナー補給口より前記トナー搬送方向下流側に前記トナーの搬送能力を局部的に抑制するための搬送能力抑制部を有し、この搬送能力抑制部は、当該搬送能力抑制部によって滞留されたトナーが前記トナー補給口の前記下流側部分から塞ぎ始めさせる部分であり、前記第２搬送部材は、前記トナー排出口から前記トナー補給口に前記トナーが排出される際、当該トナーが前記トナー補給口の前記上流側部分に排出される向きに回転する。

現像装置内において第１搬送部材によるトナーの搬送経路においてトナーが滞留する状況が生じた場合、トナー補給口は第１搬送部材のトナー搬送方向下流側からまず塞がれることになる。上記の構成によれば、トナー補給口における第１搬送部材のトナー搬送方向上流側からトナーが補給されるので、現像装置へのトナー補給経路を確保しやすくなる。つまり、トナー補給を安定的に行うことができる。

上記構成において、前記攪拌羽根による前記トナーの搬送方向が前記第１回転軸の延伸方向に向かって左から右の方向であり、且つ前記第２回転軸と直交する断面視において、前記第２回転軸は反時計回りに回転することが望ましい。

この構成によれば、トナー補給口における第１搬送部材のトナー搬送方向上流側の位置にトナーを確実に排出することができる。従って、搬送能力抑制部の作用によって第１搬送部材に沿ったトナーの搬送経路上で滞留したトナーが、トナー補給口を第１搬送部材のトナー搬送方向下流側から塞いでしまっても、現像装置へのトナー補給を安定的に行うことができる。

上記構成において、前記第１回転軸と直交する断面視において、前記攪拌羽根による攪拌領域を、前記第１回転軸を通る垂線を境界として、前記攪拌羽根が下から上へ回動する第１領域と、前記攪拌羽根が上から下へ回動する第２領域とに区分するとき、前記トナー補給口は、前記第２領域上の前記天板に設けられていることが望ましい。

この構成によれば、第１搬送部材において撹拌羽根が上から下へ回動する側、即ち、トナーが低く堆積している位置へトナーを排出することができる。このため、排出されたトナーが第１搬送部材近傍のトナーを押し固めてトナー壁が形成されることを防ぎ、トナーの補給を安定して行うことができる。

上記構成において、前記トナーコンテナのトナー収容部は、トナーの主な貯留場所となるコンテナ本体と、該コンテナ本体の一側面の下部から突設された筒状部とを備え、前記第２搬送部材は、前記コンテナ本体の下部及び前記筒状部に亘って配設され、前記トナー排出口は、前記筒状部の先端下面に設けられていることが望ましい。

この構成によれば、トナー収容部が、トナー排出口を備える筒状部を有しているので、前記現像装置と前記トナーコンテナとの、前記第１回転軸と前記第２回転軸が互いに直交する向きであって、前記トナー補給口と前記トナー排出口が上下方向に重なるような組み付けを容易に実現することができる。

本発明によれば、特別な装置を用いることなく、トナー補給口付近のトナー壁の形成を防ぐことができ、トナーコンテナから現像装置内へトナーを安定的に補給することができる。従って、現像装置内のトナーの減少等による画像かすれの発生を防ぐことができ、高品質な画像形成を行うことが可能な画像形成装置を提供できる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す断面図である。 画像形成装置に組み込まれている現像装置及びトナーコンテナを示す平面図である。 図２に示す現像装置及びトナーコンテナの斜視図である。 現像装置単体の斜視図である。 現像装置の内部構造を示す平面図である。 トナーコンテナ単体の斜視図である。 現像装置とトナーコンテナとが組み付けられた状態の内部構造を概略的に示す平面図である。 第３搬送スクリュー（第２搬送部材）の回転軸と直交する方向の、現像装置及びトナーコンテナの断面図である。 第１搬送スクリュー（第１搬送部材）の回転軸と直交する方向の、現像ハウジングの断面図である。 第３搬送スクリューの回転方向及びトナー補給口の開口幅を変化させたときの、現像装置内のトナーの重量とトナー補給口に形成されたトナー壁の有無との関係を示した表形式の図である。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の内部構造を示す断面図である。ここでは、画像形成装置１としてモノクロプリンターを例示するが、画像形成装置は、複写機、ファクシミリ装置、或いは、これらの機能を備える複合機であってもよく、またカラー画像を形成する画像形成装置であっても良い。

画像形成装置１は、略直方体形状の筐体構造を有する本体ハウジング１０と、この本体ハウジング１０内に収容される給紙部２０、画像形成部３０、定着部４０及びトナーコンテナ５０とを含む。

本体ハウジング１０の前面側には前カバー１１が、後面側には後カバー１２が各々備えられている。ユーザーは、前カバー１１を開放することで、トナー切れの際にトナーコンテナ５０を本体ハウジング１０の前面側から取り出すことができる。後カバー１２は、シートジャムやメンテナンスの際に開放されるカバーである。画像形成部３０及び定着部４０の各ユニットは、後カバー１２が開放されることで、本体ハウジング１０の後面側から取り出し可能となる。また、本体ハウジング１０の上面には、画像形成後のシートが排出される排紙部１３が備えられている。

給紙部２０は、画像形成処理が施されるシートを収容する給紙カセット２１を含む。この給紙カセット２１は、本体ハウジング１０の前方側から手前方向に引出可能である。給紙カセット２１には、前記シートの束が収容されるシート収容空間、前記シートの束を給紙のためにリフトアップするリフト板等が備えられている。給紙カセット２１の後端側の上部にはシート繰出部２１Ａが設けられている。このシート繰出部２１Ａには、給紙カセット２１内のシート束の最上層のシートを１枚ずつ繰り出すためのピックアップローラー（図略）が配置されている。

画像形成部３０は、給紙部２０から送り出されるシートにトナー画像を形成する画像形成処理を行う。画像形成部３０は、感光体ドラム３１（像担持体）と、この感光体ドラム３１の周囲に配置された、帯電装置３２、露光装置（図１には表れていない）、現像装置３３、転写ローラー３４及びクリーニング装置３５とを含む。

感光体ドラム３１は、その軸回りに回転し、その周面に静電潜像及びトナー像が形成される。感光体ドラム３１としては、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料を用いた感光体ドラムを用いることができる。帯電装置３２は、感光体ドラム３１の表面を均一に帯電するものであって、感光体ドラム３１に当接する帯電ローラーを含む。露光装置は、レーザー光源とミラーやレンズ等の光学系機器とを有し、感光体ドラム３１の周面に、パーソナルコンピューター等の外部装置から与えられる画像データに基づいて変調された光を照射して、静電潜像を形成する。

現像装置３３は、感光体ドラム３１上の前記静電潜像を現像してトナー像を形成するために、感光体ドラム３１の周面にトナーを供給する。現像装置３３は、現像ハウジング６０（図２〜図５参照）と、感光体ドラム３１に供給するトナーを担持する現像ローラー３３１（トナー担持体）と、現像ハウジング６０の内部で現像剤（トナー）を攪拌しながら循環搬送する第１搬送スクリュー３３２（第１搬送部材）及び第２搬送スクリュー３３３とを含む。この現像装置３３については後記で詳述する。

転写ローラー３４は、感光体ドラム３１の周面に形成されたトナー像をシート上に転写させるためのローラーであって、感光体ドラム３１と転写ニップ部を形成している。この転写ローラー３４には、トナーと逆極性の転写バイアスが与えられる。クリーニング装置３５は、クリーニングローラー等を有し、トナー像転写後の感光体ドラム３１の周面を清掃する。

定着部４０は、転写されたトナー像をシート上に定着する定着処理を行う。定着部４０は、加熱源を内部に備えた定着ローラー４１と、この定着ローラー４１に対して圧接され、定着ローラー４１との間に定着ニップ部を形成する加圧ローラー４２とを含む。トナー像が転写されたシートが前記定着ニップ部に通紙されると、トナー像は、定着ローラー４１による加熱及び加圧ローラー４２による押圧により、シート上に定着される。

トナーコンテナ５０は、現像装置３３に補給するトナーを貯留する。トナーコンテナ５０は、トナーの主な貯留箇所となるコンテナ本体５１（トナー収容部の一部）と、コンテナ本体５１の一側面の下部から突設された筒状部５２（トナー収容部の一部）と、コンテナ本体５１の他の側面を覆う蓋部材５３と、コンテナ内部に収容されトナーを搬送する第３搬送スクリュー５４（第２搬送部材）とを含む。トナーコンテナ５０内に貯留されたトナーは、第３搬送スクリュー５４が回転駆動されることによって、筒状部５２の先端下面に設けられたトナー排出口５２１から現像装置３３内に供給される。このトナーコンテナ５０についても後記で詳述する。

本体ハウジング１０内には、シートを搬送するために、主搬送路２２Ｆ及び反転搬送路２２Ｂが備えられている。主搬送路２２Ｆは、給紙部２０のシート繰出部２１Ａから画像形成部３０及び定着部４０を経由して、本体ハウジング１０上面の排紙部１３に対向して設けられている排紙口１４まで延びている。反転搬送路２２Ｂは、シートに対して両面印刷を行う場合に、片面印刷されたシートを主搬送路２２Ｆにおける画像形成部３０の上流側に戻すための搬送路である。

主搬送路２２Ｆの、感光体ドラム３１と転写ローラー３４との転写ニップ部よりも上流側には、レジストローラー対２３が配置されている。シートは、レジストローラー対２３にて一旦停止され、スキュー矯正が行われた後、画像転写のための所定のタイミングで、前記転写ニップ部に送り出される。主搬送路２２Ｆ及び反転搬送路２２Ｂの適所には、シートを搬送するための搬送ローラーが複数配置されており、例えば排紙口１４の近傍には排紙ローラー対２４が配置されている。

反転搬送路２２Ｂは、反転ユニット２５の外側面と、本体ハウジング１０の後カバー１２の内面との間に形成されている。尚、反転ユニット２５の内側面には転写ローラー３４及びレジストローラー対２３の一方のローラーが搭載されている。後カバー１２及び反転ユニット２５は、それらの下端に設けられた支点部１２１の軸回りに各々回動可能である。反転搬送路２２Ｂにおいてシートジャムが発生した場合、後カバー１２が開放される。主搬送路２２Ｆでシートジャムが発生した場合、或いは感光体ドラム３１のユニットや現像装置３３が外部に取り出される場合には、後カバー１２に加えて反転ユニット２５も開放される。

続いて、図２〜図７を参照して、現像装置３３及びトナーコンテナ５０の構造、並びにこれらの配置関係について説明する。図２は現像装置３３とトナーコンテナ５０との組み付け状態を示す平面図、図３はその斜視図、図４は現像装置３３単体の斜視図、図５は現像装置３３の内部構造を示す平面図、図６はトナーコンテナ５０単体の斜視図、図７は現像装置３３とトナーコンテナ５０とが組み付けられた状態の内部構造を概略的に示す平面図をそれぞれ示している。

現像装置３３は、一方向（現像ローラー３３１の軸方向）に長尺の箱形形状を有する現像ハウジング６０（ハウジング）を備える。現像ハウジング６０は、その長手方向に延びる開口部が形成され、該開口部から現像ローラー３３１の周面の一部が露呈している。本実施形態において現像ハウジング６０は、その長手方向が本体ハウジング１０の左右方向と一致するよう、本体ハウジング１０に組み付けられている。

現像ハウジング６０は、現像ローラー３３１、第１及び第２搬送スクリュー３３２、３３３を収容する。現像ハウジング６０は、第１搬送スクリュー３３２の上部にその軸方向に沿って配置され、第１搬送スクリュー３３２を覆う天板６０Ｔを備える。

現像ハウジング６０の左端付近の天板６０Ｔには、トナーコンテナ５０から供給されるトナーを当該ハウジング内に受け入れるためのトナー補給口６０Ｈが穿孔されている。このトナー補給口６０Ｈと、トナーコンテナ５０のトナー排出口５２１とが上下方向に重なるように、現像装置３３とトナーコンテナ５０とが組み付けられる。トナーコンテナ５０は、図２に矢印Ａで示すように、現像ハウジング６０の長手方向と直交する方向（前後方向）において、現像装置３３に対して着脱される。トナーコンテナ５０は上面視で一方向に長いハウジング形状を備えるので、現像装置３３にトナーコンテナ５０が装着された状態では、上面視で略Ｌ字型の構造体を形成することになる（図２参照）。

天板６０Ｔの上面には、左右方向にスライド移動が可能な現像シャッター板６１が配置されている。現像シャッター板６１は、付勢バネ６２で常時左方向に付勢されている。付勢バネ６２はコイルバネであって、現像シャッター板６１の右端縁と、該現像シャッター板６１に隣接するリブとに各々設けられたバネ座６２１、６２２に各端部が取り付けられている。図４ではトナー補給口６０Ｈが開放されている状態を示しているが、トナーコンテナ５０が未装着の状態では、現像シャッター板６１は付勢バネ６２に付勢されて左方に位置し、トナー補給口６０Ｈを塞ぐ。

トナーコンテナ５０の筒状部５２の先端縁下部には、押圧板５２２が取り付けられている。また、筒状部５２の先端面には、第３搬送スクリュー５４に回転駆動力を入力するためのコンテナギア５４Ｇが露出して配置されている。現像ハウジング６０のトナー補給口６０Ｈの左奥部には、入力ギア６３１とカップリング６３２とを備えるギアホルダー６３が配置されている。カップリング６３２は、本体ハウジング１０に備えられた図略のモーターからの回転駆動力が与えられる。入力ギア６３１は、トナーコンテナ５０が現像装置３３に装着された状態でコンテナギア５４Ｇと歯合され、前記回転駆動力をコンテナギア５４Ｇに伝達する。

トナーコンテナ５０が現像装置３３に装着される際、トナー補給口６０Ｈに対してトナーコンテナ５０の筒状部５２が前方から後方に進入する。この際、トナーコンテナ５０の押圧板５２２が、トナー補給口６０Ｈを塞いでいる状態の現像シャッター板６１と干渉し、当該現像シャッター板６１を右方へ移動させる。具体的には、現像シャッター板６１の上面に突設されている斜行凸条６２３と押圧板５２２とが干渉し、付勢バネ６２の付勢力に抗して現像シャッター板６１が右方へ押し遣られる。トナーコンテナ５０の筒状部５２が所定位置まで進入すると、トナー補給口６０Ｈは完全に開放されると共に、入力ギア６３１にコンテナギア５４Ｇが歯合することになる。

図５を参照して、現像ハウジング６０は内部空間６００を備える。一成分現像方式の場合、この内部空間６００には、トナーが現像剤として充填される。トナーは、内部空間６００内において攪拌搬送され、逐次現像ローラー３３１に供給されて消費され、その消費分はトナーコンテナ５０から適宜供給される。

現像ハウジング６０の内部空間６００は、左右方向に延びる仕切り板６０１によって、左右方向に長尺の第１通路６０２と第２通路６０３とに区画されている。仕切り板６０１は、現像ハウジング６０の左右方向幅よりも短く、仕切り板６０１の右端及び左端には、第１通路６０２と第２通路６０３とをそれぞれ連通させる第１連通部６０４及び第２連通部６０５が備えられている。これにより、現像ハウジング６０の内部には、第１通路６０２、第１連通部６０４、第２通路６０３及び第２連通部６０５に至る循環経路が形成されている。

上述のトナー補給口６０Ｈは、第１通路６０２の左端付近の上方に配置されている。第１通路６０２には第１搬送スクリュー３３２が収容され、第２通路６０３には第２搬送スクリュー３３３が収容されている。第１搬送スクリュー３３２は、回転軸３３２ａ（第１回転軸）と、この回転軸３３２ａの外周上にスパイラル状に突設され回転軸３３２ａと一体回転する羽根部材３３２ｂ（攪拌羽根）とを含む（図７〜図９参照）。同様に、第２搬送スクリュー３３３は、回転軸３３３ａ及び羽根部材３３３ｂを含む。第１搬送スクリュー３３２は、回転軸回りに回転駆動されることで、図５の矢印ａ方向に現像剤を搬送する。一方、第２搬送スクリュー３３３は、回転軸回りに回転駆動されることで、矢印ｂ方向に現像剤を搬送する。

第１、第２搬送スクリュー３３２、３３３が回転駆動されることで、上述の循環経路に沿ってトナーが循環搬送される。トナー補給口６０Ｈから新たに補給されたトナーについて説明すると、当該トナーは第１通路６０２に落下して既存のトナーと混合され、第１搬送スクリュー３３２により矢印ａ方向に搬送される。この際、トナーは攪拌され、帯電される。次いでトナーは、第１通路６０２の下流端から第１連通部６０４を経て第２通路６０３に入り、第２搬送スクリュー３３３によって矢印ｂ方向に搬送される。この搬送の際、トナーは同様に帯電される一方で、一部が現像ローラー３３１の周面に供給される。そして、残部のトナーは、第２連通部６０５を経て、第１通路６０２の上流端に戻される。

第１搬送スクリュー３３２には、トナー補給口６０Ｈよりもトナー搬送方向下流側であって、トナー補給口６０Ｈの直ぐ近傍の位置に搬送能力抑制部４００が設けられている。搬送能力抑制部４００は、第１搬送スクリュー３３２の羽根部材の周縁部に回転軸と並行して付設された複数本の抑制ロッド４０１及び４０２を備えて構成される。本実施の形態では、搬送能力抑制部４００は抑制ロッド４０１及び４０２の２本として説明するが、抑制ロッドの本数はこの限りではない。

この搬送能力抑制部４００を設けることで、第１通路６０２を矢印ａ方向へ搬送されるトナーは、搬送能力抑制部４００に到達した時点で抑制ロッド４０１及び４０２によって進行を妨害され、滞留する。従って、トナーが補給されて現像ハウジング６０内のトナー量が増えると、この滞留したトナーがトナー補給口６０Ｈ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。その後トナーが消費され、滞留したトナーが少なくなると、トナー補給口６０Ｈを塞いでいたトナーが減り、再びトナーが補給されるようになる。なお、搬送能力抑制部４００は、抑制ロッドの付設以外の態様であっても良く、例えば羽根部材の径を他の部分より小さくすることで、トナー搬送能力を減少させたものであっても良い。

続いて、トナーコンテナ５０の詳細構造について説明する。トナーコンテナ５０は、現像装置３３に補給するトナーの主な貯留箇所となるコンテナ本体５１と、コンテナ本体５１の一側面の下部から突設された筒状部５２と、コンテナ本体５１の他の側面を覆う蓋部材５３と、コンテナ本体５１の下部及び筒状部５２に亘って配設され、コンテナ内部に収容されたトナーを搬送する第３搬送スクリュー５４（第２搬送部材）とを含む。

筒状部５２の先端面には、第３搬送スクリュー５４に連結されたコンテナギア５４Ｇが配置されている。コンテナギア５４Ｇは、トナーコンテナ５０が現像装置３３に装着された状態で入力ギア６３１と歯合され、入力ギア６３１から回転駆動力が伝達され、第３搬送スクリュー５４を図７の矢印Ｐ方向に回転させる。第３搬送スクリュー５４は、回転軸５４ａ（第２回転軸）と、この回転軸５４ａの周上にスパイラル状に突設された羽根部材５４ｂ（搬送羽根）とを含む。

第３搬送スクリュー５４が矢印Ｐ方向に回転することで、コンテナ本体５１内に貯留されているトナーが図７の矢印ｃ方向、つまりトナー排出口５２１に向けて搬送される。トナー排出口５２１は、第３搬送スクリュー５４によって搬送されたトナーを排出するものであって、筒状部５２の先端下面に配置されている。このトナー排出口５２１は、トナー補給口６０Ｈと上下方向に重なるように組み付けられているため、矢印ｃ方向に搬送されたトナーはトナー排出口５２１からトナー補給口６０Ｈを経由して現像ハウジング６０内に取り込まれる。

図８は、第３搬送スクリュー５４の回転軸５４ａと直交する方向のトナーコンテナ５０及び現像ハウジング６０の断面図である。図８に示すように、第１搬送スクリュー３３２の回転軸３３２ａと第３搬送スクリュー５４の回転軸５４ａとが、互いに直交する向きとなるように、現像装置３３に対してトナーコンテナ５０が組み付けられている。トナーコンテナ５０が、コンテナ本体５１と、コンテナ本体５１に突設された筒状部５２とを備え、筒状部５２にトナー排出口５２１を有する構成を備えているので、このように直交方向の組み付けを容易に行うことができる。

図８を用いてトナーの流れについて詳しく説明する。上記したように、現像ハウジング６０内のトナー量が増えると、トナーＴが搬送能力抑制部４００の付近で滞留するようになる。そして、この滞留したトナーＴが、トナー補給口６０Ｈを塞ぎ始める。この時、トナーＴはトナー補給口６０Ｈの開口範囲のうち、第１通路６０２のトナー搬送方向下流側の部分から塞ぎ始める。

このようにトナー補給口６０Ｈの一部がトナーＴによって塞がれている状態の時に、更にトナー排出口５２１からトナーが排出されると、この排出されたトナーがトナー補給口６０Ｈを塞いでいるトナーＴを押し固めてしまう。この押し固められた部分において、第１搬送スクリュー３３２の周囲に（現像ハウジング６０の内壁に沿って）、トナーＴが凝集したトナー壁が形成されてしまう。このようにトナーが押し固められて出来たトナー壁は、トナー補給口６０Ｈへのトナー補給の妨げとなる。従って、次第に現像ハウジング６０内のトナー量が減少し、トナーが不足する状態となる。これにより、画像かすれが発生し、印字品質の低下の原因となっていた。

そこで本実施形態では、トナーコンテナ５０から排出されるトナーが、トナー補給口６０Ｈにおける第１通路６０２のトナー搬送方向上流側の位置（図８の矢印ｄの位置）から補給されるようにする。そのために、図８に示すように、第１通路６０２のトナー搬送方向が矢印ａで示す通り回転軸３３２ａの延伸方向に沿って左から右の方向である場合に、第３搬送スクリュー５４の回転軸５４ａと直交する断面視において、回転軸５４ａは反時計回り（矢印Ｐの向き）に回転させるようにする。回転軸５４ａが矢印Ｐ方向に回転することによって、回転軸５４ａに付設された羽根部材５４ｂも矢印Ｐ方向に回転し、トナーはトナー補給口６０Ｈにおける第１通路６０２のトナー搬送方向上流側である矢印ｄの位置から落下することになる。こうすることで、搬送能力抑制部４００によってトナーＴが滞留して第１通路６０２のトナー搬送方向下流側からトナー補給口６０Ｈを塞いでも、トナー補給口６０Ｈにおけるトナー搬送方向上流側からトナーを補給することができ、現像ハウジング６０内のトナー量を安定させることができる。

また、本実施形態の現像装置３３では、トナー補給口６０Ｈの位置についても改良されている。図９は、第１搬送スクリュー３３２の回転軸３３２ａと直交する方向の、現像ハウジング６０の断面図である。ここで、回転軸３３２ａと直交する断面視において、羽根部材３３２ｂによる攪拌領域を、回転軸３３２ａを通る垂線Ｖを境界として、羽根部材３３２ｂが下から上へ回動する第１領域Ｒ１と、羽根部材３３２ｂが上から下へ回動する第２領域Ｒ２とに区分するものとする。

第１搬送スクリュー３３２の回転軸３３２ａが矢印Ｑ方向に回転すると、付設された羽根部材３３２ｂによって第１通路６０２の後ろ寄りの領域（第１領域Ｒ１）のトナーは下から上に向かって攪拌される。一方、第１通路６０２の前寄りの領域（第２領域Ｒ２）にあるトナーは上から下に向かって攪拌され、第１通路６０２の第１領域Ｒ１へ寄せられる。つまり、図９に示すように、第１通路６０２のトナーは、第１通路６０２の第１領域Ｒ１が高く、第１通路６０２の第２領域Ｒ２が低くなる傾斜をもって堆積する。

このように、第１領域Ｒ１が高く、第２領域Ｒ２が低くなってトナーが第１通路６０２に堆積するため、トナー補給口６０Ｈから第１通路６０２の第１領域Ｒ１側からトナーが補給されると、トナーが高く堆積している位置へ更にトナーが加わることになる。このような補給態様では、トナー補給口６０Ｈ付近でトナーを押し固めてしまうこととなり、トナー壁の形成の原因となる。そこで本実施形態では、トナー補給口６０Ｈを第１通路６０２の前寄りの位置、即ち、第１搬送スクリュー３３２の回転軸３３２ａを直交する断面視において、羽根部材３３２ｂが上から下へ回転する第２領域Ｒ２の上の天板６０Ｔに設けている。こうすることによって、第１通路６０２においてトナーが低く堆積している位置へトナー補給口６０Ｈからトナーが補給され、トナー壁の形成を防ぎ、安定してトナーを補給することができる。

図１０は、第３搬送スクリュー５４の回転方向及びトナー補給口６０Ｈの開口幅を変化させたときの、現像装置３３内のトナーの重量とトナー補給口６０Ｈに形成されたトナー壁の有無との関係を示した表形式の図である。第３搬送スクリュー５４の回転方向において、正回転（実施例１、２）とは、トナー補給口６０Ｈにおける第１通路６０２のトナー搬送方向上流側（図８の矢印ｄの位置）にトナーが落下する時の回転方向であり、逆回転（比較例１、２）とはトナー補給口６０Ｈにおける第１通路６０２のトナー搬送方向下流側にトナーが落下する時の回転方向である。

実施例及び比較例では、トナーコンテナ５０の筒状部５２の外径が１４ｍｍであって、トナー補給口６０Ｈの開口幅がこの外径より小さい１０ｍｍ（実施例１及び比較例１）と、外径より大きい１６ｍｍ（実施例２及び比較例２）の場合についてそれぞれ確認を行った。なお、この開口幅は、トナー補給口６０Ｈの左右方向（現像ハウジング６０の長手方向）に沿った長さを示している。筒状部５２の外径よりトナー補給口６０Ｈの開口幅の方が小さい場合は、第１搬送スクリュー３３２による搬送圧と、トナー排出口５２１からトナーが落下する時に発生する圧力によってトナー壁が発生しやすい。

現像装置３３内のトナー量は、通常の印字状態では４０ｇ〜６０ｇである。トナー補給口６０Ｈがトナーによって塞がれてトナー壁が形成されると、現像装置３３へのトナー供給の妨げとなり、現像装置３３内のトナー量が減少する。画像かすれは、現像装置３３内のトナー量が２０ｇ以下になると発生する。

実施例１に示すように、第３搬送スクリュー５４の回転方向が正回転、トナー補給口６０Ｈの開口幅１０ｍｍの場合、現像装置３３内のトナー量は４０ｇであり、トナー補給口６０Ｈにトナー壁は形成されなかった。また画像かすれも発生しなかった。

実施例２に示すように、第３搬送スクリュー５４の回転方向が正回転、トナー補給口６０Ｈの開口幅１６ｍｍの場合、現像装置３３内のトナー量は６７ｇであり、トナー補給口６０Ｈにトナー壁は形成されなかった。また画像かすれも発生しなかった。しかし、現像装置３３内のトナー量は、通常の印字状態時のトナー量４０ｇ〜６０ｇを超えているため、若干過剰にトナーが供給されていることが分かる。

比較例１に示すように、第３搬送スクリュー５４の回転方向が逆回転、トナー補給口６０Ｈの開口幅１０ｍｍの場合、現像装置３３内のトナー量は１０ｇであり、トナー補給口６０Ｈにトナー壁が形成されていた。また、画像かすれも発生した。そして、比較例２に示すように、第３搬送スクリュー５４の回転方向が逆回転、トナー補給口６０Ｈの開口幅１６ｍｍの場合、現像装置３３内のトナー量は１５ｇであり、トナー補給口６０Ｈにトナー壁が形成されていた。また、画像かすれも発生した。

比較例１及び２に示すように、第３搬送スクリュー５４の回転方向が逆回転ということは、トナー補給口６０Ｈにおける第１通路６０２のトナー搬送方向下流側からトナーを補給するということである。この場合、搬送能力抑制部４００によってトナーが滞留し、この滞留したトナーがトナー補給口６０Ｈをトナー搬送方向下流側から塞いでしまうと、トナーの補給が行えないため、現像装置３３内のトナー量が減少してしまう。この点が、比較例１及び２によって確認されたことが分かる。以上より、実施例１の条件が最も安定したトナー補給を行えることが分かる。

以上説明したように、本実施形態では、第１通路６０２におけるトナー搬送方向は、回転軸３３２ａの延伸方向に沿った一の方向（図８の矢印ａ）である。回転軸５４ａは、第３搬送スクリュー５４の回転軸５４ａと直交する断面視において、回転軸５４ａ周面の下半分の領域の移動方向が前記トナー搬送方向に沿い、上半分の領域の移動方向が前記トナー搬送方向と逆方向となる方向（反時計回りの方向）に回転される。これによって、トナー補給口６０Ｈにおける第１通路６０２のトナー搬送方向上流側からトナーを落下させることができる。従って、搬送能力抑制部４００によって滞留したトナーが第１通路６０２のトナー搬送方向下流側からトナー補給口６０Ｈを塞いでも、トナー補給口６０Ｈにおけるトナー搬送方向上流側からトナーを補給することができる。つまり、現像装置３３へのトナー補給経路を確保でき、現像装置３３へのトナー補給を安定して行うことができる。

また、トナー補給口６０Ｈは、第２通路６０３から離れた側の天板６０Ｔの位置、即ち、第１搬送スクリュー３３２の回転軸３３２ａを直交する断面視において、羽根部材３３２ｂが上から下へ回転する第２領域Ｒ２側の上方の天板６０Ｔに設けられている。これによって、第１通路６０２においてトナーが低く堆積している位置へトナーを補給することができ、トナーを押し固めてトナー壁が形成されることを防いでトナー補給を安定して行うことができる。

以上、本発明によれば、特別な装置を用いることなく、トナー補給口６０Ｈ付近のトナー壁の形成を防ぐことができ、トナーコンテナから現像装置内へトナーを安定的に補給することができる。従って、現像装置３３内のトナーの減少等による画像かすれの発生を防ぐことができ、高品質な画像形成を行うことが可能な画像形成装置１を提供できる。

１ 画像形成装置
３１ 感光体ドラム（像担持体）
３３ 現像装置
３３１ 現像ローラー（トナー担持体）
３３２ 第１搬送スクリュー（第１搬送部材）
３３２ａ 回転軸（第１回転軸）
３３２ｂ 搬送羽根（攪拌羽根）
３３３ 第２搬送スクリュー
４００ 搬送能力抑制部
４０１、４０２ 抑制ロッド
５０ トナーコンテナ
５１ コンテナ本体（トナー収容部）
５２ 筒状部
５２１ トナー排出口
５４ 第３搬送スクリュー（第２搬送部材）
５４ａ 回転軸（第２回転軸）
５４ｂ 羽根部材（搬送羽根）
５４Ｇ コンテナギア
６０ 現像ハウジング
６０Ｔ 天板
６０Ｈ トナー補給口
６００ 内部空間
６０１ 仕切り板
６０２ 第１通路
６０３ 第２通路

Claims (4)

1. 周面にトナー像を担持する像担持体と、
   前記像担持体の周面にトナーを供給する現像装置と、
   前記現像装置にトナーを補給するトナーコンテナと、を備え、
   前記現像装置は、
   トナーを担持するトナー担持体と、
   前記トナーを攪拌しながら搬送するものであって、第１回転軸と当該第１回転軸の外周に配置され当該第１回転軸と一体回転する攪拌羽根とを有する第１搬送部材と、
   前記第１搬送部材の上部に配置され、前記第１回転軸方向に延びて当該第１搬送部材を覆う天板を含み、前記トナー担持体及び前記第１搬送部材を収容するハウジングと、
   当該天板に設けられ、前記第１搬送部材上へ前記トナーを受け入れるためのトナー補給口と、を備え、
   前記トナーコンテナは、
   前記現像装置に補給するためのトナーを収容するトナー収容部と、
   前記トナー収容部に収容されたトナーを搬送するものであって、第２回転軸と、当該第２回転軸の外周に配置され当該第２回転軸と一体回転する搬送羽根とを有する第２搬送部材と、
   当該第２搬送部材を経由して送られたトナーを前記トナー補給口に向けて排出するトナー排出口と、を備え、
   前記現像装置と前記トナーコンテナとは、前記第１回転軸と前記第２回転軸が互いに直交する向きであって、前記トナー補給口と前記トナー排出口が上下方向に重なるように組み付けられ、
   前記ハウジングは、前記第１搬送部材を収容する通路を備え、
   前記トナー補給口は、その開口範囲において、前記第１搬送部材によるトナー搬送方向において上流側部分と下流側部分とを備え、これら上流側部分及び下流側部分のいずれもが前記通路の上方に位置しており、
   前記攪拌羽根は、前記トナー補給口より前記トナー搬送方向下流側に前記トナーの搬送能力を局部的に抑制するための搬送能力抑制部を有し、この搬送能力抑制部は、当該搬送能力抑制部によって滞留されたトナーが前記トナー補給口の前記下流側部分から塞ぎ始めさせる部分であり、
   前記第２搬送部材は、前記トナー排出口から前記トナー補給口に前記トナーが排出される際、当該トナーが前記トナー補給口の前記上流側部分に排出される向きに回転する、画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記攪拌羽根による前記トナーの搬送方向が前記第１回転軸の延伸方向に向かって左から右の方向であり、且つ前記第２回転軸と直交する断面視において、前記第２回転軸は反時計回りに回転する、画像形成装置。
3. 請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
   前記第１回転軸と直交する断面視において、前記攪拌羽根による攪拌領域を、前記第１回転軸を通る垂線を境界として、前記攪拌羽根が下から上へ回動する第１領域と、前記攪拌羽根が上から下へ回動する第２領域とに区分するとき、
   前記トナー補給口は、前記第２領域上の前記天板に設けられている、画像形成装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記トナーコンテナのトナー収容部は、トナーの主な貯留場所となるコンテナ本体と、該コンテナ本体の一側面の下部から突設された筒状部とを備え、
   前記第２搬送部材は、前記コンテナ本体の下部及び前記筒状部に亘って配設され、
   前記トナー排出口は、前記筒状部の先端下面に設けられている、画像形成装置。

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