JP6163456B2 - 現像剤搬送装置、現像装置、および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像剤搬送装置、現像装置、および画像形成装置に関し、特に中空構造を有するスパイラルフィーダーにより現像剤を搬送する場合において、スパイラルフィーダーの回転動作を制御する技術に関する。

電子写真方式により画像を形成する場合において優れた現像特性を実現するためには、現像剤収容部内に収容される現像剤のトナー量を適切な範囲に保つ必要がある。このため、一般の現像剤収容部内には、現像剤を撹拌することで現像剤の滞留や付着を防ぐ撹拌手段と、現像剤のトナー量を測定するセンサーとが設けられている（例えば特許文献１参照）。センサーにより測定されたトナー量が予め定められた補給閾値以下となった場合に、現像剤収容部にトナーを補給することで、現像剤のトナー量を適切な範囲に保つことができる。

特開平４−９０５７６号公報

通常よりも印刷線速を下げて印刷を行う低速動作モードを有する画像形成装置が登場している。当該低速動作モードにおいて印刷線速を下げた場合には、供給するトナー量を下げる必要がある。このため、例えば、上記の撹拌手段の回転駆動と、用紙をニップ部へ搬送する搬送ローラー等の回転駆動とを共通の駆動源を用いて行うことで、印刷線速の変化に応じて撹拌手段の回転速度を変化させることが行われている。

しかしながら、現像剤を撹拌する撹拌手段の回転速度が変化することにより、センサー付近に位置するトナーの量が変化し、その結果センサーから出力される出力値が変化する場合がある。このため、印刷線速の変化によってトナーが補給されるタイミングが変わり、現像剤収容部内のトナー量を適切な範囲に保つことができない場合がある。

本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであり、印刷線速が変化して現像剤を撹拌する撹拌手段の回転速度が変化させた場合であっても、変化前と変わらずに現像剤収容部内のトナー量を精度よく測定することができることを目的とする。

本発明の一局面にかかる現像剤搬送装置は、現像剤を収容する第１収容部と第２収容部とを有し、前記第１収容部と前記第２収容部とを隔てる隔壁の長さ方向の両端部に前記第１収容部と前記第２収容部との間で前記現像剤が移動する移動口が形成された現像剤収容部と、前記第１収容部内に回転可能に設けられ、前記第１収容部に収容された現像剤を前記長さ方向に沿った第１の方向へ搬送する第１スパイラルフィーダーと、前記第２収容部内に回転可能に設けられ、前記第２収容部に収容された現像剤を前記第１の方向とは反対方向の第２の方向へ搬送する第２スパイラルフィーダーと、前記第１スパイラルフィーダーおよび前記第２スパイラルフィーダーを同一の回転速度で回転駆動する駆動部と、前記駆動部による回転駆動動作を制御する動作制御部と、前記現像剤収容部内の前記移動口の周辺位置に設けられ、前記現像剤収容部に収容された現像剤のトナー量を測定するセンサーと、を備え、前記第１スパイラルフィーダーおよび前記第２スパイラルフィーダーは、スパイラル状に形成され、内部に空間を有する中空スパイラル部材と、前記第１の方向に延設され、前記スパイラル部材を構成するスパイラル片同士を橋絡するリブ部材とを有し、前記動作制御部は、前記現像剤収容部に収容された現像剤の供給先である画像形成部分の印刷線速に応じて、前記駆動部に、前記第１スパイラルフィーダーおよび前記第２スパイラルフィーダーの回転速度を変更させるとともに、前記リブ部材の位置を基準とした前記第１スパイラルフィーダーおよび前記第２スパイラルフィーダー間の回転位相差を変更後の回転速度に応じて予め定められた回転位相差に変更させる、現像剤搬送装置である。

また、本発明の別の一局面にかかる現像装置は、上記の現像剤搬送装置と、前記現像剤搬送装置により搬送された現像剤を担持する現像剤担持体とを備える現像装置である。

また、本発明の別の一局面にかかる画像形成装置は、上記の現像装置と、前記現像剤担持体に対して対向して配置される像担持体とを備える画像形成装置である。

本発明によれば、印刷線速が変化して現像剤を撹拌する撹拌手段の回転速度を変化させた場合であっても、変化前と変わらずに現像剤収容部内のトナー量を精度よく測定することができる。

本発明の一実施形態にかかる現像装置を備える画像形成装置の構造を示す正面断面図である。 本発明の一実施形態にかかる現像装置の構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態にかかる現像剤搬送装置の構造を示す平面図である。 本発明の一実施形態にかかる現像剤搬送装置の第１スパイラルフィーダーの構造を示す斜視図である。 本発明の一実施形態にかかる画像形成装置の主要内部構成を概略的に示す機能ブロック図である。 （Ａ）は、第１スパイラルフィーダーおよび第２スパイラルフィーダー間の回転位相差が９０度の場合における図３に示す現像剤搬送装置のＡ−Ａ線断面図であり、（Ｂ）は、第１スパイラルフィーダーおよび第２スパイラルフィーダー間の回転位相差が４５度の場合における現像剤搬送装置のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の一実施形態にかかる現像装置および画像形成装置の動作の流れを示すフローチャートである。 印刷線速に応じて第１スパイラルフィーダーおよび第２スパイラルフィーダーの回転速度を変更させるが、回転位相差を変更させない場合におけるトナー量測定センサーの出力値の推移を示す図である。 第１スパイラルフィーダーおよび第２スパイラルフィーダー間の回転位相差を変化させた場合のトナー量測定センサーの出力値の推移を示す図である。 印刷線速に応じて第１スパイラルフィーダーおよび第２スパイラルフィーダーの回転速度を変更させるとともに、回転位相差を変更させた場合におけるトナー量測定センサーの出力値の推移を示す図である。 変形例にかかる第１スパイラルフィーダー５１ａの構造を示す図である。

以下、本発明の一実施形態にかかる現像剤搬送装置、現像装置、および画像形成装置について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる現像装置１２２を備える画像形成装置１の構造を示す正面断面図である。

画像形成装置１は、例えば、コピー機能、プリンター機能、スキャナー機能、及びファクシミリ機能のような複数の機能を兼ね備えた複合機である。画像形成装置１は、装置本体１１に、操作部４７、画像形成部１２、定着部１３、給紙部１４、原稿給送部６、及び原稿読取部５等を備えて構成されている。

画像形成装置１が原稿読取動作を行う場合、原稿給送部６により給送されてくる原稿、又は原稿載置ガラス１６１に載置された原稿の画像を原稿読取部５が光学的に読み取り、画像データを生成する。原稿読取部５により生成された画像データは内蔵ＨＤＤ又はネットワーク接続されたコンピューター等に保存される。

画像形成装置１が画像形成動作を行う場合は、上記原稿読取動作により生成された画像データ又は内蔵ＨＤＤに記憶されている画像データ等に基づいて、画像形成部１２が、給紙部１４から給紙される記録紙Ｐにトナー像を形成する。

画像形成部１２のマゼンタ用の画像形成ユニット１２Ｍ、シアン用の画像形成ユニット１２Ｃ、イエロー用の画像形成ユニット１２Ｙ及びブラック用の画像形成ユニット１２Ｂｋは、感光体ドラム（像担持体）１２１と、現像装置１２２と、帯電装置１２３と、露光装置１２４と、１次転写ローラー１２６とをそれぞれ備えている。

カラー印刷を行う場合、画像形成ユニット１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ及び１２Ｂｋは、画像データを構成するそれぞれの色成分からなる画像に基づいて、帯電、露光及び現像の工程により感光体ドラム１２１上にトナー画像を形成し、トナー画像を１次転写ローラー１２６により、駆動ローラー１２５Ａ及び従動ローラー１２５Ｂに張架されている中間転写ベルト１２５上に転写させる。

中間転写ベルト１２５上に転写される各色のトナー画像は、転写タイミングを調整して中間転写ベルト１２５上で重ね合わされ、カラーのトナー画像となる。２次転写ローラー２１０は、中間転写ベルト１２５の表面に形成されたカラーのトナー画像を、中間転写ベルト１２５を挟んで駆動ローラー１２５Ａとのニップ部において、給紙部１４から搬送路１９０を搬送されてきた記録紙Ｐに転写させる。この後、定着部１３が、記録紙Ｐ上のトナー画像を熱定着により記録紙Ｐに定着させる。定着処理の完了したカラー画像形成済みの記録紙Ｐは、排出トレイ１５１に排出される。

図２は、本発明の一実施形態にかかる現像装置１２２の構造を示す断面図である。図３は、本発明の一実施形態にかかる現像剤搬送装置の構造を示す平面図である。なお、図３は、筐体５８の底壁を取り外しＹ方向から見た状態を示している。

本図に示すように、現像装置１２２は、筐体（現像剤収容部）５８内に、第１スパイラルフィーダー５１と、第２スパイラルフィーダー５２と、現像ローラー（現像剤担持体）５３と、規制ブレード５４と、トナー量測定センサー５５とを備えている。

筐体５８は、現像剤を収容する収容部としての役割を果たす。本実施形態では、筐体５８には、磁性トナーを含む一成分現像剤が収容されている。

筐体５８の内部には、内側に隔壁５８１が形成されている。これにより、筐体５８の内部は、第１収容部５８２と第２収容部５８３とに分けられている。隔壁５８１の長さ方向（Ｚ方向）の両端部には、第１連通口（第１移動口）５８４および第２連通口（第２移動口）５８５が開設されており、当該第１連通口５８４および第２連通口５８５により、第１収容部５８２と第２収容部５８３とが互いに連通されている。

第１収容部５８２は、不図示の現像剤補給口が開設されている。後述する動作制御部１０１（図５参照）による制御の下、当該現像剤補給口に設けられたシャッターが開閉することにより、現像剤コンテナー５９から第１収容部５８２に現像剤が補給される。また、第１収容部５８２には、第１スパイラルフィーダー５１が回転可能に軸支されている。第１スパイラルフィーダー５１は、後述するスパイラルフィーダー駆動部７２（図５参照）により矢印Ｄ１方向に回転駆動される。これにより、現像剤コンテナー５９から第１収容部５８２に補給された現像剤が撹拌され矢印Ｄ２方向に搬送される。矢印Ｄ２方向に搬送された現像剤は、第１連通口５８４を通って（矢印Ｄ３）、第２収容部５８３へ移動する。

第２収容部５８３には、第２スパイラルフィーダー５２が回転可能に軸支されている。第２スパイラルフィーダー５２は、スパイラルフィーダー駆動部７２により矢印Ｄ４方向に回転駆動される。これにより、第２収容部５８３に収容された現像剤が矢印Ｄ５方向に搬送される。矢印Ｄ５方向に搬送された現像剤は、第２連通口５８５を通って（矢印Ｄ６）、第１収容部５８２へ移動する。第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２は、第１収容部５８２における現像剤の搬送方向Ｄ２と第２収容部５８３における現像剤の搬送方向Ｄ５とが逆向きになるように設定されている。これにより、現像剤が、第１収容部５８２と第２収容部５８３との間を循環搬送される。

現像ローラー５３は、非磁性材料からなるスリーブ５３１と、スリーブ５３１の内部に設けられた複数の磁極（本実施形態では５極）を有する固定マグネット５３２とを備え、その一部が筐体５８の第１連通口５８４に露出するように筐体５８に回転可能に軸支されている。この状態で、現像ローラー５３は、感光体ドラム１２１と対向する。現像ローラー５３は、固定マグネット５３２の磁力により第１スパイラルフィーダー５１及び第２スパイラルフィーダー５２により搬送されてきた現像剤を汲み上げる。

規制ブレード５４は、現像ローラー５３の周面に担持される現像剤を予め定められた層厚に規制するものであり、現像ローラー５３との間に予め定められた間隔を隔てて、筐体５８に支持されている。規制ブレード５４により層厚が規制された現像剤は、感光体ドラム１２１の周面に形成された静電潜像によって引き寄せられて、感光体ドラム１２１の周面における現像可能領域に向けて移動する。

トナー量測定センサー５５は、所謂渦電流式のセンサーであって、筐体５８内の第１連通口５８４または第２連通口５８５の周辺位置に設けられる。図３に示す例では、トナー量測定センサー５５は、第１収容部５８２の壁面の第２連結部５１５に対向する領域に設けられている。トナー量測定センサー５５は、現像剤が第１収容部５８２の壁面に付与する圧力に応じた電圧値を出力することで、筐体５８に収容される現像剤量を検出する。

続いて、図２および図３に加えて図４を参照して、現像剤搬送装置の詳細な構造を説明する。図４は、第１スパイラルフィーダー５１の構造を示す斜視図である。第１スパイラルフィーダー５１は、中空スパイラル部材５１１と、第１リブ部材５１２と、第２リブ部材５１３と、第１連結部５１４と、第２連結部５１５と、第１軸部５１６と、第２軸部５１７とを備える。

第１軸部５１６および第２軸部５１７は、それぞれ、円筒形状の軸受部を有する。当該軸受部に第１収容部５８２の壁面から突出した突出部が挿通することにより、第１軸部５１６および第２軸部５１７が第１収容部５８２に回転可能に軸支される。これにより、第１軸部５１６と第２軸部５１７との間に、第１スパイラルフィーダー５１の仮想的な回転軸が形成される。

中空スパイラル部材５１１は、搬送方向Ｄ２にスパイラル状に延設された部材である。すなわち、中空スパイラル部材５１１は、複数のスパイラル片が搬送方向Ｄ２に連設されてなり、第１スパイラルフィーダー５１の外周縁を形成する。また、中空スパイラル部材５１１の内部には、当該スパイラル片によって中空空間が形成されている。

第１リブ部材５１２および第２リブ部材５１３は、搬送方向Ｄ２に延設された板状の部材であって、中空スパイラル部材５１１を構成するスパイラル片同士を橋絡するように設けられている。第１リブ部材５１２および第２リブ部材５１３は、第１スパイラルフィーダー５１の回転軸を中心に１８０度離間して配置されている。第１リブ部材５１２および第２リブ部材５１３は、中空スパイラル部材５１１を支持するとともに、第１収容部５８２に収容された現像剤を撹拌および搬送する機能を有する。なお、第１リブ部材５１２および第２リブ部材５１３の両端部には、中空スパイラル部材５１１が配置されていない領域が存在する。

第１連結部５１４および第２連結部５１５は、第１リブ部材５１２と第２リブ部材５１３の端部を連結する板状の部材である。第１連結部５１４の中心部分には前述の第１軸部５１６が形成され、第２連結部５１５の中心部分には前述の第２軸部５１７が形成されている。

第２スパイラルフィーダー５２は、中空スパイラル部材５２１と、第１リブ部材５２２と、第２リブ部材５２３と、第１連結部５２４と、第２連結部５２５と、第１軸部５２６と、第２軸部５２７とを備える。第２スパイラルフィーダー５２の構造は、第１スパイラルフィーダー５１の構造に類似するため説明を省略する。

ここで、現像剤を撹拌および搬送する手段として、軸部分を有するスパイラルフィーダーを用いた場合、現像剤が劣化し現像剤の粘性が増すと軸部分に現像剤が付着するおそれがある。特に、キャリアを含まない一成分の現像剤においては、現像剤が凝集し易く、軸部分に付着する現像剤の量が多くなる。軸部分に現像が付着すると、スパイラルフィーダーの搬送性能および撹拌性能が低下する。

この点、本発明の一実施形態にかかる現像装置１２２は、第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２が、中空のスパイラル部材からなる。すなわち、第１スパイラルフィーダー５１は、第１軸部５１６と第２軸部５１７との間に軸部分を有していない。また、第２スパイラルフィーダー５２は、第１軸部５２６と第２軸部５２７との間に、軸部分を有していない。従って、本発明の一実施形態にかかる現像装置１２２では、軸部分に現像が付着して搬送性能および撹拌性能が低下するおそれがない。

続いて、画像形成装置１の内部構成を説明する。図５は画像形成装置１の主要内部構成を概略的に示す機能ブロック図である。

ＨＤＤ（Hard Disk Drive）９０は、画像形成装置１にネットワーク接続されたコンピューターから受信した画像データ等を記憶する大容量の記憶装置である。

操作部４７は、表示部４７３を備えている。表示部４７３は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（ＯＬＥＤ：Organic Light-Emitting Diode）を含んで構成され、後述する制御ユニット１０の動作制御部１０１により描画された画面等が表示される。

現像ローラー駆動部７１は、モーター、ギア、ドライバー等から構成され、現像ローラー５３に回転駆動力を付与する駆動源としての機能を果たす。

スパイラルフィーダー駆動部７２は、モーター、ギア、ドライバー等から構成され、第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２に回転駆動力を付与する駆動源としての機能を果たす。スパイラルフィーダー駆動部７２は、動作制御部１０１の制御の下、第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２を同一の回転速度で回転駆動する。

画像形成装置１は、制御ユニット１０を備える。制御ユニット１０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び専用のハードウェア回路等から構成される。制御ユニット１０は、上記のＲＯＭ又はＨＤＤ９０に記憶された現像装置制御プログラムや画像形成装置制御が上記のＣＰＵに実行されることにより、制御部１００および動作制御部１０１として機能する。

制御部１００は、現像装置１２２や画像形成装置１の全体的な制御を司る。制御部１００は、接続されている各機構との間での信号又はデータの送受信を行う。

動作制御部１０１は、画像形成部１２等の画像形成部分の動作を制御して通常の印刷線速で記録紙Ｐに画像を形成させる通常動作モードに加えて、通常動作モードよりも印刷線速を下げて記録紙Ｐに画像を形成させる低速動作モードを有する。

低速動作モードにおいて印刷線速を下げた場合には、現像剤搬送装置が供給する現像剤量を下げる必要がある。このため、動作制御部１０１は、スパイラルフィーダー駆動部７２による第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２の回転駆動動作を制御して、第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２の回転速度を下げさせる。

また、低速動作モードから通常動作モードに移行し印刷線速を上げた場合には、現像剤搬送装置が供給する現像剤量を上げる必要がある。このため、動作制御部１０１は、スパイラルフィーダー駆動部７２による第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２の回転駆動動作を制御して、第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２の回転速度を上げさせる。

動作制御部１０１は、上記のように印刷線速に応じて第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２の回転速度をスパイラルフィーダー駆動部７２に変更させた場合、それとともに、第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２間の回転位相差をスパイラルフィーダー駆動部７２に変更させる。
ＨＤＤ９０等には、変更前の回転速度と変更後の回転速度とに応じて定められた回転位相差が予め記憶されている。動作制御部１０１は、ＨＤＤ９０等に予め記憶されている当該回転位相差を参照して、第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２間の回転位相差を、変更後の回転速度に対応する回転位相差に変更させる。

図６（Ａ）は、第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２間の回転位相差が９０度の場合における図３に示す現像剤搬送装置のＡ−Ａ線断面図である。また、図６（Ｂ）は、第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２間の回転位相差が４５度の場合における現像剤搬送装置のＡ−Ａ線断面図である。

図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２間の回転位相差とは、第１スパイラルフィーダー５１のリブ部材（第１リブ部材５１２、第２リブ部材５１３）と、第２スパイラルフィーダー５２のリブ部材（第１リブ部材５２２、第２リブ部材５１３）とがなすスパイラルフィーダーの回転方向における角度差である。

動作制御部１０１は、第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２の回転速度を上げさせたときには、第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２間の変更後の回転位相差が変更前の回転位相差よりも９０度に近づくように、スパイラルフィーダー駆動部７２に回転位相差を変更させる。一方、動作制御部１０１は、第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２の回転速度を下げさせたときには、第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２間の変更後の回転位相差が変更前の回転位相差よりも９０度から離れるように、スパイラルフィーダー駆動部７２に回転位相差を変更させる。

例えば通常動作モードにおいて、図６（Ａ）に示すように、動作制御部１０１が、回転位相差を９０度にして第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２をスパイラルフィーダー駆動部７２に回転駆動させている場合、低速動作モードにおいては、図６（Ｂ）に示すように、動作制御部１０１は、変更後の回転位相差が変更前の回転位相差（９０度）よりも９０度から離れるように（４５度）、スパイラルフィーダー駆動部７２に回転位相差を変更させる。

図７は、現像装置１２２および画像形成装置１の動作の流れを示すフローチャートである。

画像形成装置１の電源が投入されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、動作制御部１０１は、画像形成装置１の動作モードを通常の印刷線速で記録紙Ｐに画像を形成させる通常動作モードとする（ステップＳ１１）。

動作制御部１０１は、低速動作モードへの移行指示を受け付けると（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、スパイラルフィーダー駆動部７２に、第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２の回転速度を下げさせるとともに、変更後の回転位相差が変更前の回転位相差よりも９０度から離れるように回転位相差を変更させる（ステップＳ１３）。

その後、動作制御部１０１は、画像形成装置１の動作モードを通常動作モードよりも印刷線速を下げて記録紙Ｐに画像を形成させる低速動作モードとする（ステップＳ１４）。

ステップＳ１４の処理後、動作制御部１０１は、通常動作モードへの移行指示を受け付けると（ステップＳ１５においてＹＥＳ）、スパイラルフィーダー駆動部７２に、第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２の回転速度を上げさせるとともに、変更後の回転位相差が変更前の回転位相差よりも９０度に近づくように回転位相差を変更させる（ステップＳ１６）。

続いて、上記のように印刷線速に応じて第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２間の回転位相差を変更させることによる効果について説明する。

図８は、印刷線速に応じて第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２の回転速度を変更させるが、回転位相差を変更させない場合におけるトナー量測定センサー５５の出力値の推移を示す図である。図８に示す例では、通常動作モードにおける４１０ｍｍ／ｓｅｃの印刷線速（全速）から低速動作モードにおける２０５ｍｍ／ｓｅｃの印刷線速（半速）に切り替えた場合を示している。また、通常動作モードおよび低速動作モードにおける第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２の回転位相差をともに９０度とした場合を示している。

ここで、補給閾値とは、現像剤を補給するタイミングを決定する閾値である。動作制御部１０１は、トナー量測定センサー５５の出力値が補給閾値（図８に示す例では０．８５Ｖ）以下となった場合に、第１収容部５８２の現像剤補給口に設けられたシャッターを開かせて、現像剤コンテナー５９から第１収容部５８２に現像剤を補給させる。また、下限閾値とは、筐体５８内に収容すべき現像剤量の下限を示す閾値である。動作制御部１０１は、トナー量測定センサー５５の出力値が下限閾値（図８に示す例では０．８０Ｖ）以下となった場合に、実行中の画像形成処理を中断するとともに、表示部４７３に現像剤が不足している旨を報知する報知画面を表示させる。

図８を参照するに、通常動作モードにおいては、トナー量測定センサー５５の出力値の平均値が０．８７Ｖであるのに対し、通常動作モードから低速動作モードに切り替わり、第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２の回転速度が低下すると、トナー量測定センサー５５の出力値が下限閾値付近まで低下している。これは、第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２の回転速度を低下させたことにより、筐体５８内における現像剤の搬送速度が低下して、現像剤により第１収容部５８２の壁面に付与される圧力が低下したためであると考えられる。

その後、低速動作モードから通常動作モードに切り替わると、トナー量測定センサー５５の出力値の平均値が０．９２Ｖとなっている。これは、低速動作モードにおいてトナー量測定センサー５５の出力値が低下したために現像剤が多く補給されたためであると考えられる。このように、第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２の回転速度が変化することにより、トナー量測定センサー５５から出力される出力値が変化する。このため、筐体５８内の現像剤の量を適切な範囲に保つことができない場合がある。

この問題に対して、発明者は鋭意研究の結果、第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２間の回転位相差を変化させることで、第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２の回転速度を変化させたことによるトナー量測定センサー５５の出力値の変化を緩和できるのではないかと考えた。図９は、第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２間の回転位相差を変化させた場合のトナー量測定センサー５５の出力値の推移を示す図である。図９に示すように、第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２間の回転位相差が９０度の時に、トナー量測定センサー５５の出力値が一番低くなっている。また、第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２間の回転位相差が９０度から離れるにつれて、トナー量測定センサー５５の出力値が高くなっている。そして、第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２間の回転位相差が０度または１８０度の時に、トナー量測定センサー５５の出力値が最大となっている。

第１収容部５８２および第２収容部５８３間の現像剤の受け渡しは、主に、第１スパイラルフィーダー５１のリブ部材（第１リブ部材５１２、第２リブ部材５１３）と、第２スパイラルフィーダー５２のリブ部材（第１リブ部材５２２、第２リブ部材５１３）とによる現像剤の搬送により実現される。この第２スパイラルフィーダー５２のリブ部材が、第１スパイラルフィーダー５１のリブ部材に対して９０度の角度をなした状態で回転するとき、第１スパイラルフィーダー５１のリブ部材により搬送され第１連通口５８４を通る現像剤の流れが第２スパイラルフィーダー５２のリブ部材に妨げられない。すなわち、第１スパイラルフィーダー５１から第２スパイラルフィーダー５２への現像剤の受け渡し効率が最大となる。一方、第２スパイラルフィーダー５２のリブ部材と第１スパイラルフィーダー５１のリブ部材とが平行に近づくにつれて、第１スパイラルフィーダー５１のリブ部材により搬送され第１連通口５８４を通る現像剤の流れが第２スパイラルフィーダー５２のリブ部材に妨げられる。すなわち、第１スパイラルフィーダー５１から第２スパイラルフィーダー５２への現像剤の受け渡し効率が低下する。その結果、トナー量測定センサー５５付近に現像剤が停滞し、現像剤により第１収容部５８２の壁面に付与する圧力が高くなり、トナー量測定センサー５５の出力値が上昇する。

図１０は、印刷線速に応じて第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２の回転速度を変更させるとともに、回転位相差を変更させた場合におけるトナー量測定センサー５５の出力値の推移を示す図である。図１０に示す例では、通常動作モードにおける４１０ｍｍ／ｓｅｃの印刷線速（全速）から低速動作モードにおける２０５ｍｍ／ｓｅｃの印刷線速（半速）に切り替えた場合を示している。また、通常動作モードにおける第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２の回転位相差を９０度とし、低速動作モードにおける第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２の回転位相差を４５度とした場合を示している。

図１０を参照するに、上記のように回転位相差を設定することで、通常動作モードにおけるトナー量測定センサー５５の出力値の平均値と、低速動作モードにおけるトナー量測定センサー５５の出力値の平均値とが同じ０．８７Ｖとなっている。このように、印刷線速の変化に応じて現像剤を撹拌する第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２の回転速度を変化させた場合であっても、第１スパイラルフィーダー５１および第２スパイラルフィーダー５２間の回転位相差を変化させることで、変化前と変わらずに筐体５８内の現像剤量を測定することができる。また、印刷線速の変化によって現像剤を補給するタイミングが変わらないため、筐体５８内の現像剤量を適切な範囲に保つことができる。

なお、本発明は、上記の実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。

図１１は、変形例にかかる第１スパイラルフィーダー５１ａの構造を示す図である。図４に示す第１スパイラルフィーダー５１と同じ構成については同符号を付している。変形例にかかる第１スパイラルフィーダー５１ａは、その一端部に平板上のパドル５１８が設けられている。パドル５１８は、第１スパイラルフィーダー５１ａを第１収容部５８２内に設けた場合に、第１連通口５８４に対向する領域に位置する。パドル５１８は、第１リブ部材５１２および第２リブ部材５１３を連結する第２連結部５１５に一体に形成されており、第１リブ部材５１２および第２リブ部材５１３とともに回転することで、現像剤を第１収容部５８２から第２収容部５８３へ移動させる。

このように、変形例にかかる第１スパイラルフィーダー５１ａでは、現像剤を第１収容部５８２から第２収容部５８３へ移動させる部材として、第１リブ部材５１２および第２リブ部材５１３に加えてパドル５１８を設けているため、現像剤の搬送速度を向上させることができる。なお、第２スパイラルフィーダー５１に上記のパドルを設けてもよい。

また、上記の実施の形態では、筐体５８が磁性トナーを含む１成分現像剤を収容し、当該１成分現像剤を用いて現像を行う場合を説明したが、本発明は必ずしもこの場合に限定されない。筐体５８がトナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤を収容し、当該２成分現像剤を用いて現像を行ってもよい。

また、上記の実施の形態では、スパイラルフィーダーに２つのリブ部材を配置した場合について説明したが、本発明は必ずしもこの場合に限定されない。リブ部材をスパイラルフィーダーの回転方向において等間隔をおいて３以上配置してもよい。

１ 画像形成装置
１０ 制御ユニット
１２ 画像形成部
５１ 第１スパイラルフィーダー
５２ 第２スパイラルフィーダー
５３ 現像ローラー
５４ 規制ブレード
５５ トナー量測定センサー
５８ 筐体
５９ 現像剤コンテナー
７１ 現像ローラー駆動部
７２ スパイラルフィーダー駆動部
１００ 制御部
１０１ 動作制御部
１２１ 感光体ドラム
１２２ 現像装置
５１１、５２１ 中空スパイラル部材
５１２、５２２ 第１リブ部材
５１３、５２３ 第２リブ部材
５１４、５２４ 第１連結部
５１５、５２５ 第２連結部
５１６、５２６ 第１軸部
５１７、５２７ 第２軸部
５１８ パドル
５８１ 隔壁
５８２ 第１収容部
５８３ 第２収容部
５８４ 第１連通口
５８４ 第２連通口

Claims (8)

1. 現像剤を収容する第１収容部と第２収容部とを有し、前記第１収容部と前記第２収容部とを隔てる隔壁の長さ方向の両端部に前記第１収容部と前記第２収容部との間で前記現像剤が移動する移動口が形成された現像剤収容部と、
   前記第１収容部内に回転可能に設けられ、前記第１収容部に収容された現像剤を前記長さ方向に沿った第１の方向へ搬送する第１スパイラルフィーダーと、
   前記第２収容部内に回転可能に設けられ、前記第２収容部に収容された現像剤を前記第１の方向とは反対方向の第２の方向へ搬送する第２スパイラルフィーダーと、
   前記第１スパイラルフィーダーおよび前記第２スパイラルフィーダーを同一の回転速度で回転駆動する駆動部と、
   前記駆動部による回転駆動動作を制御する動作制御部と、
   前記現像剤収容部内の前記移動口の周辺位置に設けられ、前記現像剤収容部に収容された現像剤のトナー量を測定するセンサーと、を備え、
   前記第１スパイラルフィーダーおよび前記第２スパイラルフィーダーは、スパイラル状に形成され、内部に空間を有する中空スパイラル部材と、前記第１の方向に延設され、前記スパイラル部材を構成するスパイラル片同士を橋絡するリブ部材とを有し、
   前記動作制御部は、前記現像剤収容部に収容された現像剤の供給先である画像形成部分の印刷線速に応じて、前記駆動部に、前記第１スパイラルフィーダーおよび前記第２スパイラルフィーダーの回転速度を変更させるとともに、前記リブ部材の位置を基準とした前記第１スパイラルフィーダーおよび前記第２スパイラルフィーダー間の回転位相差を変更後の回転速度に応じて予め定められた回転位相差に変更させる、現像剤搬送装置。
2. 前記リブ部材は、前記第１スパイラルフィーダーおよび前記第２スパイラルフィーダーの回転方向において、等間隔をおいて複数配置される、請求項１に記載の現像剤搬送装置。
3. 前記動作制御部は、前記リブ部材が等間隔をおいて２個配置された場合において、前記第１スパイラルフィーダーおよび前記第２スパイラルフィーダーの回転速度を上げさせたときに変更後の回転位相差が変更前の回転位相差よりも９０度に近づくように前記回転位相差を変更させ、前記第１スパイラルフィーダーおよび前記第２スパイラルフィーダーの回転速度を下げさせたときに変更後の回転位相差が変更前の回転位相差よりも９０度から離れるように前記回転位相差を変更させる、請求項２に記載の現像剤搬送装置。
4. 前記動作制御部は、前記画像形成部分の印刷線速が上がるにつれて、前記駆動部に、前記第１スパイラルフィーダーおよび前記第２スパイラルフィーダーの回転速度を上げさせ、前記画像形成部分の印刷線速が下がるにつれて、前記駆動部に、前記第１スパイラルフィーダーおよび前記第２スパイラルフィーダーの回転速度を下げさせる、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の現像剤搬送装置。
5. 前記第１スパイラルフィーダーの前記第１の方向の下流側端部、および、前記第２スパイラルフィーダーの前記第２の方向の下流側端部には、前記現像剤を前記移動口へ移動させるパドルが設けられている、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の現像剤搬送装置。
6. 前記現像剤収容部に収容される現像剤は１成分トナーからなる、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の現像剤搬送装置。
7. 請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の現像剤搬送装置と、
   前記現像剤搬送装置により搬送された現像剤を担持する現像剤担持体と、を備える現像装置。
8. 請求項７に記載の現像装置と、
   前記現像剤担持体に対向して配置される像担持体と、を備える画像形成装置。