JP7468048B2 - 現像剤補給装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像剤補給装置および画像形成装置に関する。

従来技術として、特許文献１には、トナーを収容するトナー収容空間を有する容器本体と、キャリアを収容するキャリア収容空間を有するキャリアタンクとを備え、現像装置にキャリアおよびトナーを供給する現像剤容器が開示されている。

特開２０１５－１０８８４３号公報

本発明の目的は、現像装置にキャリアを補給するキャリア補給部の容積が現像装置にトナーを補給するトナー補給部の容積と等しい場合と比べて、キャリア補給部とトナー補給部とを合わせた容積を小さくすることにある。

請求項１に記載の発明は、トナーを収容し、装置本体に対し着脱可能なトナー収容部と、前記トナー収容部からトナーを受け取り、トナーとキャリアとを含む現像剤を用いて像保持体に形成された静電潜像を現像する現像装置にトナーを補給するトナー補給部と、キャリアを収容し、装置本体に対し着脱可能なキャリア収容部と、前記トナー補給部と比べて容積が小さく、前記キャリア収容部からキャリアを受け取り、前記現像装置にキャリアを補給するキャリア補給部とを備え、前記トナー補給部は、前記現像装置に接続されるトナー投入口にトナーを落下させて当該現像装置にトナーを補給し、前記キャリア補給部は、前記トナー補給部の前記トナー投入口よりも鉛直上方に位置するキャリア投入口にキャリアを落下させ、当該トナー投入口を介して前記現像装置にキャリアを補給することを特徴とする現像剤補給装置である。
請求項２に記載の発明は、前記トナー補給部は、前記トナー収容部の着脱方向に沿ってトナーを搬送した後に前記現像装置にトナーを補給し、前記キャリア補給部は、前記着脱方向に沿ってキャリアを搬送した後に前記現像装置にキャリアを補給し、前記キャリア補給部の前記着脱方向に沿った長さは、前記トナー補給部の当該着脱方向に沿った長さより短いことを特徴とする請求項１に記載の現像剤補給装置である。
請求項３に記載の発明は、前記トナー補給部は、前記トナー収容部におけるトナーの搬送方向とは逆方向にトナーを搬送することを特徴とする請求項２に記載の現像剤補給装置である。
請求項４に記載の発明は、前記キャリア補給部は、前記キャリア収容部におけるキャリアの搬送方向と同じ方向にキャリアを搬送することを特徴とする請求項２または３に記載の現像剤補給装置である。
請求項５に記載の発明は、前記トナー補給部は、前記トナー収容部の着脱方向に沿ってトナーを搬送した後に前記現像装置にトナーを補給し、前記キャリア補給部は、前記着脱方向に沿ってキャリアを搬送した後に前記現像装置にキャリアを補給し、前記キャリア補給部の前記着脱方向に垂直な断面積は、前記トナー補給部の当該着脱方向に垂直な断面積より小さいことを特徴とする請求項１に記載の現像剤補給装置である。
請求項６に記載の発明は、前記キャリア補給部においてキャリアを搬送する搬送部材の搬送量は、前記トナー補給部においてトナーを搬送する搬送部材の搬送量より少ないことを特徴とする請求項５に記載の現像剤補給装置である。
請求項７に記載の発明は、前記キャリア収容部は、前記装置本体に対する着脱方向に沿った長さが、前記トナー収容部の当該着脱方向に沿った長さよりも短いことを特徴とする請求項１に記載の現像剤補給装置である。
請求項８に記載の発明は、前記キャリア収容部における鉛直方向の最下部は、前記トナー収容部における鉛直方向の最下部よりも鉛直下方に位置していることを特徴とする請求項１に記載の現像剤補給装置である。
請求項９に記載の発明は、前記キャリア収容部における中心軸または鉛直方向の最上部は、前記トナー収容部における中心軸または鉛直方向の最上部よりも鉛直下方に位置していることを特徴とする請求項８に記載の現像剤補給装置である。
請求項１０に記載の発明は、画像を保持する像保持体と、トナーとキャリアとを含む現像剤を用いて前記像保持体に形成された静電潜像を現像する現像装置と、トナーを収容し、装置本体に対し着脱可能なトナー収容部と、前記トナー収容部からトナーを受け取り、前記現像装置にトナーを補給するトナー補給部と、キャリアを収容し、装置本体に対し着脱可能なキャリア収容部と、前記トナー補給部と比べて容積が小さく、前記キャリア収容部からキャリアを受け取り、前記現像装置にキャリアを補給するキャリア補給部とを備え、前記トナー補給部は、前記現像装置に接続されるトナー投入口にトナーを落下させて当該現像装置にトナーを補給し、前記キャリア補給部は、前記トナー補給部の前記トナー投入口よりも鉛直上方に位置するキャリア投入口にキャリアを落下させ、当該トナー投入口を介して前記現像装置にキャリアを補給することを特徴とする画像形成装置である。

請求項１の発明によれば、現像装置にキャリアを補給するキャリア補給部の容積が現像装置にトナーを補給するトナー補給部の容積と等しい場合と比べて、キャリア補給部とトナー補給部とを合わせた容積を小さくすることができる。
請求項２の発明によれば、キャリア補給部の着脱方向に沿った長さがトナー補給部の着脱方向に沿った長さ以上である場合と比べて、キャリア補給部の容積を小さくしやすくなる。
請求項３の発明によれば、トナー補給部がトナー収容部におけるトナーの搬送方向と同じ方向にトナーを搬送する場合と比べて、トナー補給部の容積を大きくしやすくなる。
請求項４の発明によれば、キャリア補給部がキャリア収容部におけるキャリアの搬送方向と逆方向にキャリアを搬送する場合と比べて、キャリア補給部の搬送方向に沿った長さを短くしやすくなる。
請求項５の発明によれば、キャリア補給部の断面積がトナー補給部の断面積以上である場合と比べて、キャリア補給部の容積を小さくしやすくなる。
請求項６の発明によれば、キャリア補給部における搬送量がトナー補給部における搬送量以上である場合と比べて、キャリア補給部の容積を小さくしやすくなる。
請求項７の発明によれば、ユーザがトナー収容部を着脱する際にトナー収容部を着脱方向に動かす長さよりも、ユーザがキャリア収容部を着脱する際にキャリア収容部を着脱方向に動かす長さを短くすることができる。
請求項８の発明によれば、ユーザが、トナー収容部を着脱する位置よりも鉛直下方でキャリア収容部を着脱することができる。
請求項９の発明によれば、ユーザが、より確実にトナー収容部を着脱する位置よりも鉛直下方でキャリア収容部を着脱することができる。
請求項１０の発明によれば、現像装置にキャリアを補給するキャリア補給部の容積が現像装置にトナーを補給するトナー補給部の容積と等しい場合と比べて、キャリア補給部とトナー補給部とを合わせた容積を小さくすることができる。

本実施の形態が適用される画像形成装置を示した概略構成図である。 本実施の形態が適用される現像剤補給装置の斜視図である。 現像剤補給装置を図２におけるＩＩＩ方向から見た図である。 現像剤補給装置を図２におけるＩＶ方向から見た図である。 図４におけるＶ－Ｖ部での断面図である。 図４におけるＶＩ－ＶＩ部での断面図である。 図６におけるＶＩＩ部の拡大図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
（画像形成装置の全体構成）
図１は、本実施の形態が適用される画像形成装置１００を示した概略構成図である。
同図に示す画像形成装置１００は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置である。この画像形成装置１００には、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋが設けられている。

また、画像形成装置１００には、各画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に順に一次転写させる一次転写部１０が設けられている。さらに、画像形成装置１００には、中間転写ベルト１５上に転写された重畳トナー画像を用紙５０に一括して二次転写させる二次転写部２０が設けられている。

また、画像形成装置１００には、二次転写されたトナー像を用紙５０上に定着させる定着装置６０が設けられている。さらに、画像形成装置１００には、プログラム制御されたＣＰＵにより構成され、画像形成装置１００内の各部を制御する制御部４０が設けられている。また、画像形成装置１００には、表示パネル等により構成されユーザからの情報を受け付けるとともにユーザに対して情報を表示するＵＩ（User Interface）４５が設けられている。

さらに、画像形成装置１００には、それぞれの画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの後述する現像装置１４に対して現像剤を補給する現像剤補給装置７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋが設けられている。詳細については後述するが、現像剤補給装置７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋは、それぞれの画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの現像装置１４に対して、現像剤として、磁性を有するキャリアと、それぞれの画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに対応する色に着色されたトナーとを補給する。この例では、キャリアは正の帯電極性を有し、トナーは負の帯電極性を有する。
なお、現像剤補給装置７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋは、トナーの色以外は互いに同様の構成を有している。以下では、現像剤補給装置７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋを互いに区別しない場合には、単に現像剤補給装置７０と表記する。

画像形成部の一部として機能する画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの各々には、次のような電子写真用デバイスが設けられている。まず、像保持体の一例として、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１の周囲に、感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２が設けられている。また、感光体ドラム１１上に静電潜像を書き込むレーザ露光器１３が設けられている。なお、レーザ露光器１３による露光ビームを図１に符号Ｂｍで示す。

さらに、キャリアとトナーとを含む現像剤が収容され、感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像装置１４が設けられている。また、感光体ドラム１１上に形成された各色のトナー像を一次転写部１０にて中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６が設けられている。また、感光体ドラム１１上の残留トナーを除去するドラムクリーナ１７が設けられている。

中間転写ベルト１５は、不図示のモータにより駆動される駆動ロール３１によって図１に示す矢印Ｂ方向に予め定められた速度で循環移動する。一次転写部１０は、中間転写ベルト１５を挟んで対向配置される一次転写ロール１６を含んで構成されている。そして、各々の感光体ドラム１１上のトナー像が中間転写ベルト１５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上に重畳されたトナー像が形成される。

二次転写部２０は、中間転写ベルト１５のトナー像保持面側に配置される二次転写ロール２２と、バックアップロール２５とを含んで構成される。二次転写ロール２２は、中間転写ベルト１５を挟んでバックアップロール２５を押圧するように配置されている。さらに、二次転写ロール２２は、接地されるとともに、二次転写ロール２２とバックアップロール２５との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部２０に搬送される用紙５０上にトナー像が二次転写される。また、中間転写ベルト１５上の残留トナーを除去するベルトクリーナ２７が設けられている。

画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、画像形成装置１００の装置本体に対して、画像形成装置１００の前後方向に着脱可能に構成されている。より具体的には、画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、画像形成装置１００の前方へ引き出すことで、画像形成装置１００から取り外される。

画像形成装置１００の基本的な画像形成処理について説明する。
画像形成装置１００では、図示しない画像読取装置等から画像データが出力される。そして、この画像データは図示しない画像処理装置により画像処理が施され、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の色材階調データに変換され、レーザ露光器１３に出力される。

レーザ露光器１３では、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの各々の感光体ドラム１１に照射する。各感光体ドラム１１では、帯電器１２によって表面が帯電された後、レーザ露光器１３によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。そして現像装置１４により感光体ドラム１１上にトナー像が形成された後、このトナー像は、各感光体ドラム１１と中間転写ベルト１５とが接触する一次転写部１０において、中間転写ベルト１５上に転写される。

トナー像が中間転写ベルト１５の表面に一次転写された後、中間転写ベルト１５の移動によりトナー像が二次転写部２０に搬送される。二次転写部２０では、二次転写ロール２２が中間転写ベルト１５を介してバックアップロール２５に押圧される。このとき、第１用紙収容部５３や第２用紙収容部５４から搬送ロール５２等により搬送された用紙５０が、中間転写ベルト１５と二次転写ロール２２との間に挟み込まれる。

そして、中間転写ベルト１５上に保持された未定着のトナー像は、二次転写部２０において、用紙５０上に一括して静電転写される。その後、トナー像が静電転写された用紙５０は、中間転写ベルト１５から剥離された後、二次転写ロール２２よりも用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト５５へ搬送される。そして搬送ベルト５５は、用紙５０を定着装置６０まで搬送する。
定着装置６０に搬送された用紙５０上のトナー像は、定着装置６０によって熱および圧力を受け、用紙５０上に定着される。そして、定着画像が形成された用紙５０は、画像形成装置１００から排出される。
一方、一次転写後に感光体ドラム１１に付着しているトナーは、ドラムクリーナ１７によって除去され、二次転写後に中間転写ベルト１５に付着しているトナーは、ベルトクリーナ２７によって除去される。
このようにして、画像形成装置１００での画像形成処理がプリント枚数分のサイクルだけ繰り返し実行される。

（現像剤補給装置の構成）
続いて、本実施の形態の現像剤補給装置７０について説明する。
図２は、本実施の形態が適用される現像剤補給装置７０の斜視図である。現像剤補給装置７０は、画像形成装置１００（図１参照）に対し、図２における右下が画像形成装置１００の前方、図２における左上が画像形成装置１００の後方となるように、取り付けられている。
図３は、現像剤補給装置７０を図２におけるＩＩＩ方向から見た図であり、図４は、現像剤補給装置７０を図２におけるＩＶ方向（すなわち、前方）から見た図である。また、図５は、図４におけるＶ－Ｖ部での断面図であり、図６は、図４におけるＶＩ－ＶＩ部での断面図である。さらに、図７は、図６におけるＶＩＩ部の拡大図である。

本実施の形態の現像剤補給装置７０は、トナーを内部に収容する２つのトナーカートリッジ８１と、それぞれのトナーカートリッジ８１からトナーを受け取り、トナーを現像装置１４（図１参照）に補給するトナーディスペンサ８２とを有している。２つのトナーカートリッジ８１は、互いに同じ構成を有している。トナーカートリッジ８１がトナー収容部の一例である。
また、現像剤補給装置７０は、キャリアを内部に収容するキャリアカートリッジ９１と、キャリアカートリッジ９１からキャリアを受け取り、キャリアを現像装置１４に補給するキャリアディスペンサ９２とを有している。この例では、キャリアカートリッジ９１は、トナーカートリッジ８１とは異なり、現像剤補給装置７０に１つ設けられている。キャリアカートリッジ９１がキャリア収容部の一例である。

それぞれのトナーカートリッジ８１は、現像剤補給装置７０の前後方向に中心軸を有する円筒状の形状を有している。また、それぞれのトナーカートリッジ８１は、現像剤補給装置７０の装置本体に対して、現像剤補給装置７０の前後方向に着脱可能に構成されている。より具体的には、トナーカートリッジ８１は、現像剤補給装置７０の前方へ引き出すことで、現像剤補給装置７０から取り外される。また、トナーカートリッジ８１は、現像剤補給装置７０に対し後方に押し込むことで、現像剤補給装置７０に取り付けられる。

また、それぞれのトナーカートリッジ８１は、内部に、トナーを攪拌するトナー攪拌部材８１１を有している。トナー攪拌部材８１１は、不図示の駆動モータにより回転駆動され、トナーカートリッジ８１の内部でトナーを攪拌するとともに、トナーをトナーカートリッジ８１の前方から後方へ搬送する。付言すると、トナーカートリッジ８１におけるトナーの搬送方向は、現像剤補給装置７０に対してトナーカートリッジ８１を着脱する着脱方向に沿った方向となっている。なお、本実施の形態の説明において、「着脱方向に沿う」とは、必ずしも着脱方向に平行である必要はなく、搬送方向が少なくとも着脱方向の成分を有していればよい。
また、トナーカートリッジ８１は、外周面に、トナー攪拌部材８１１により搬送されたトナーをトナーディスペンサ８２の後述するトナーリザーブタンク８３に向けて排出するトナー排出部８１３を有している。この例では、トナー排出部８１３は、トナーカートリッジ８１の外周面のうち、トナーカートリッジ８１の後方であって、トナーリザーブタンク８３に対向する下側の面に設けられている。そして、トナー排出部８１３は、トナーリザーブタンク８３に向けてトナーを下方に排出する。

トナーディスペンサ８２は、それぞれのトナーカートリッジ８１から受け取ったトナーを収容する２つのトナーリザーブタンク８３と、２つのトナーリザーブタンク８３からトナーを受け取って、現像装置１４に向けて搬送するトナー搬送部８４と、トナー搬送部８４を搬送されたトナーを現像装置１４に投入するトナー投入部８５とを有している。２つのトナーリザーブタンク８３は、互いに同じ構成を有している。トナーリザーブタンク８３がトナー補給部の一例である。

それぞれのトナーリザーブタンク８３は、現像剤補給装置７０の前後方向に延びる長尺の箱状の形状を有している。また、それぞれのトナーリザーブタンク８３は、それぞれのトナーカートリッジ８１の鉛直下方に設けられている。
トナーリザーブタンク８３は、内部に、トナーを攪拌しながら搬送するトナー搬送部材８３１を有している。トナー搬送部材８３１は、不図示の駆動モータにより回転駆動され、トナーリザーブタンク８３の内部でトナーを攪拌するとともに、トナーをトナーリザーブタンク８３の後方から前方へ搬送する。本実施の形態では、トナーリザーブタンク８３におけるトナーの搬送方向は、トナーカートリッジ８１におけるトナーの搬送方向とは逆方向になっている。付言すると、トナーリザーブタンク８３におけるトナーの搬送方向は、現像剤補給装置７０に対してトナーカートリッジ８１を着脱する着脱方向に沿った方向となっている。
トナー搬送部材８３１としては、例えば、トナーリザーブタンク８３の前後方向に延びる回転軸と、回転軸の周囲にらせん状に形成された羽根部材とを有するスクリューオーガを用いることができる。
また、トナーリザーブタンク８３の内部には、トナー検知部８３４を設けている。トナー検知部８３４は、トナーリザーブタンク８３内部のトナーの有無を検知する。また、トナー検知部８３４は、トナー排出部８３３よりもトナー受取部８３２に近い位置に設けられている。トナー検知部８３４には、磁気センサ、圧電センサ、光電センサ等、公知の技術を用いることができる。

また、トナーリザーブタンク８３は、外周面に、トナーカートリッジ８１のトナー排出部８１３から排出されたトナーを受け取るトナー受取部８３２と、トナー搬送部材８３１により搬送されたトナーをトナー搬送部８４の後述するトナー合流部８４１に排出するトナー排出部８３３とを有している。
この例では、トナー受取部８３２は、トナーカートリッジ８１のトナー排出部８１３に対向する位置に設けられている。付言すると、トナー受取部８３２は、トナーリザーブタンク８３の外周面のうち、トナーリザーブタンク８３の後方であって、トナーカートリッジ８１のトナー排出部８１３に対向する上側の面に設けられている。
また、トナー排出部８３３は、トナーリザーブタンク８３の外周面のうち、トナーリザーブタンク８３の前方であって、トナー搬送部８４のトナー合流部８４１に対向する下側の面に設けられている。そして、トナー排出部８３３は、トナー合流部８４１に向けてトナーを下方に排出する。

トナー搬送部８４は、２つのトナーリザーブタンク８３のトナー排出部８３３から排出されたトナーが合流するトナー合流部８４１と、トナー合流部８４１を通過したトナーをトナー投入部８５に向けて搬送するトナー搬送路８４２とを有している。
トナー搬送路８４２は、現像剤補給装置７０の前後方向に延びる円筒状の形状を有している。また、トナー搬送路８４２は、内部に、トナーを攪拌しながら搬送するトナー搬送部材８４３を有している。トナー搬送部材８４３は、不図示の駆動モータにより回転駆動され、トナー搬送路８４２の内部でトナーを攪拌するとともに、トナーをトナー搬送路８４２の前方から後方へ搬送する。付言すると、トナー搬送部８４におけるトナーの搬送方向は、現像剤補給装置７０に対してトナーカートリッジ８１を着脱する着脱方向に沿った方向となっている。

トナー投入部８５は、トナー搬送路８４２を搬送されたトナーを、現像装置１４（図１参照）へ投入する。本実施の形態では、トナー投入部８５は、現像装置１４の鉛直上方に位置している。そして、トナー投入部８５は、トナーを重力により下方へ落下させることで、現像装置１４に対しトナーを投入する。

キャリアカートリッジ９１は、現像剤補給装置７０の前後方向に中心軸を有する円筒状の形状を有している。また、キャリアカートリッジ９１は、現像剤補給装置７０の装置本体に対して、現像剤補給装置７０の前後方向に着脱可能に構成されている。より具体的には、キャリアカートリッジ９１は、現像剤補給装置７０の前方へ引き出すことで、現像剤補給装置７０から取り外される。また、キャリアカートリッジ９１は、現像剤補給装置７０に対し後方に押し込むことで、現像剤補給装置７０に取り付けられる。

詳細については後述するが、本実施の形態のキャリアカートリッジ９１は、現像剤補給装置７０に対する着脱方向に沿った長さ（この例では、前後方向の長さ）が、トナーカートリッジ８１の現像剤補給装置７０に対する着脱方向に沿った長さと比べて短くなっている。また、キャリアカートリッジ９１の後方の端部（以下、後端と表記する場合がある。）は、トナーカートリッジ８１の後端と比べて、現像剤補給装置７０の前方に位置している。

キャリアカートリッジ９１は、内部に、キャリアを攪拌するキャリア攪拌部材９１１を有している。キャリア攪拌部材９１１は、不図示の駆動モータにより回転駆動され、キャリアカートリッジ９１の内部でキャリアを攪拌するとともに、キャリアをキャリアカートリッジ９１の前方から後方へ搬送する。付言すると、キャリアカートリッジ９１におけるトナーの搬送方向は、現像剤補給装置７０に対してキャリアカートリッジ９１を着脱する着脱方向に沿った方向となっている。

また、キャリアカートリッジ９１は、外周面に、キャリア攪拌部材９１１により搬送されたキャリアをキャリアディスペンサ９２の後述するキャリアリザーブタンク９３に向けて排出するキャリア排出部９１３を有している。この例では、キャリア排出部９１３は、キャリアカートリッジ９１の外周面のうち、キャリアカートリッジ９１の後方であって、キャリアリザーブタンク９３に対向する下側の面に設けられている。そして、キャリア排出部９１３は、キャリアリザーブタンク９３に向けてキャリアを下方に排出する。

キャリアディスペンサ９２は、キャリアカートリッジ９１から受け取ったキャリアを収容するキャリア補給部の一例としてのキャリアリザーブタンク９３と、キャリアリザーブタンク９３に収容されるキャリアを現像装置１４に投入するキャリア投入部９５とを有している。

キャリアリザーブタンク９３は、現像剤補給装置７０の前後方向に延びる長尺の筒状の形状を有している。また、キャリアリザーブタンク９３は、キャリアカートリッジ９１の鉛直下方に設けられている。
詳細については後述するが、本実施の形態のキャリアリザーブタンク９３の容積は、トナーリザーブタンク８３の容積と比べて小さい。また、キャリアリザーブタンク９３を、現像剤補給装置７０に対するキャリアカートリッジ９１の着脱方向（前後方向）に垂直な断面で切断した断面積が、トナーリザーブタンク８３と比べて小さい。本実施の形態では、キャリアリザーブタンク９３の断面積をトナーリザーブタンク８３より小さくすることで、現像剤補給装置７０においてキャリアリザーブタンク９３が占めるスペースを小さくすることができる。

また、キャリアリザーブタンク９３は、内部に、キャリアを攪拌しながら搬送するキャリア搬送部材９３１を有している。キャリア搬送部材９３１は、不図示の駆動モータにより回転駆動され、キャリアリザーブタンク９３の内部でキャリアを攪拌するとともに、キャリアをキャリアリザーブタンク９３の前方から後方へ搬送する。本実施の形態では、キャリアリザーブタンク９３におけるキャリアの搬送方向は、キャリアカートリッジ９１におけるキャリアの搬送方向と等しくなっている。付言すると、キャリアカートリッジ９１におけるトナーの搬送方向は、現像剤補給装置７０に対してキャリアカートリッジ９１を着脱する着脱方向に沿った方向となっている。
キャリア搬送部材９３１としては、例えば、キャリアリザーブタンク９３の前後方向に延びる回転軸と、回転軸の周囲にらせん状に形成された羽根部材とを有するスクリューオーガを用いることができる。
また、キャリアリザーブタンク９３の内部には、キャリア検知部９３４を設けている。キャリア検知部９３４は、キャリアリザーブタンク９３内部のキャリアの有無を検知する。また、キャリア検知部９３４は、キャリア投入部９５よりもキャリア受取部９３２に近い位置に設けられている。キャリア検知部９３４には、磁気センサ、圧電センサ、光電センサ等、公知の技術を用いることができる。

キャリアリザーブタンク９３のキャリア搬送部材９３１による搬送量は、トナーリザーブタンク８３のトナー搬送部材８３１による搬送量と比べて少ない。キャリア搬送部材９３１による搬送量をトナー搬送部材８３１による搬送量と比べて少なくする方法としては、例えば、キャリア搬送部材９３１を構成するスクリューオーガの径をトナー搬送部材８３１より小さくしたり、キャリア搬送部材９３１を構成するスクリューオーガの羽根部材の間隔をトナー搬送部材８３１より小さくしたりすることが挙げられる。

また、キャリアリザーブタンク９３は、外周面に、キャリアカートリッジ９１のキャリア排出部９１３から排出されたキャリアを受け取るキャリア受取部９３２を有している。キャリア受取部９３２は、キャリアカートリッジ９１のキャリア排出部９１３に対向する位置に設けられている。付言すると、キャリア受取部９３２は、キャリアリザーブタンク９３の外周面のうち、キャリアリザーブタンク９３の前方であって、キャリアカートリッジ９１のキャリア排出部９１３に対向する上側の面に設けられている。

キャリア投入部９５は、キャリアリザーブタンク９３に収容されるキャリアを、現像装置１４（図１参照）へ投入する。本実施の形態では、キャリア投入部９５は、現像装置１４の鉛直上方に位置している。付言すると、キャリア投入部９５は、トナーディスペンサ８２のトナー投入部８５よりも鉛直上方に位置している。そして、キャリア投入部９５は、キャリアを重力により下方へ落下させることで、現像装置１４に対しキャリアを投入する。より具体的には、キャリア投入部９５は、トナー投入部８５よりも鉛直上方からキャリアを落下させることで、現像装置１４に対しキャリアを投入する。

（現像剤補給装置の動作）
続いて、現像剤補給装置７０の動作について説明する。
現像剤補給装置７０は、現像装置１４でトナーおよびキャリアが減少するのに伴って、現像装置１４に対して、トナーおよびキャリアを補給する。ここで、現像装置１４では、感光体ドラム１１上にトナー像を形成する際にトナーを消費することで、トナーが減少する。また、現像装置１４では、帯電性能が低下したキャリア等を含む現像剤を排出することで、トナーおよびキャリアが減少する。通常、現像装置１４の単位時間あたりのキャリアの減少量は、トナーの減少量と比べて少ない。

例えば、現像装置１４におけるトナー濃度が予め定められた基準値を下回った場合、現像剤補給装置７０は、現像装置１４にトナーを補給する。
具体的には、現像剤補給装置７０は、トナーカートリッジ８１のトナー攪拌部材８１１、トナーリザーブタンク８３のトナー搬送部材８３１およびトナー搬送路８４２のトナー搬送部材８４３を回転駆動する。これにより、それぞれのトナーカートリッジ８１では、トナーが、トナー攪拌部材８１１によりトナーカートリッジ８１の前方から後方へ搬送され、トナーディスペンサ８２のトナーリザーブタンク８３に流入する。また、それぞれのトナーリザーブタンク８３では、トナーが、トナー搬送部材８３１によりトナーリザーブタンク８３の後方から前方へ搬送され、トナー搬送部８４に流入する。さらに、トナー搬送部８４では、トナーが、トナー搬送部材８４３によりトナー搬送路８４２を前方から後方へ搬送され、トナー投入部８５に流入する。そして、トナー投入部８５から現像装置１４へトナーが落下することで、現像装置１４に対しトナーが補給される。

また、現像剤補給装置７０では、それぞれのトナーカートリッジ８１に収容されるトナーの量が予め定められた基準値を下回った場合（例えば、トナーカートリッジ８１が空になった場合）、トナーカートリッジ８１を現像剤補給装置７０の装置本体から取り外して、新たなトナーカートリッジ８１に交換する。
本実施の形態の現像剤補給装置７０では、トナーディスペンサ８２のトナーリザーブタンク８３が、トナーカートリッジ８１から受け取ったトナーを収容している。このため、例えばトナーカートリッジ８１の交換のためにトナーカートリッジ８１を現像剤補給装置７０から取り外した場合であっても、トナーリザーブタンク８３に収容されるトナーを用いて、現像装置１４に対するトナーの補給を継続して行うことができる。

上述したように、現像装置１４では、トナーの減少量がキャリアの減少量よりも多い。このため、現像剤補給装置７０では、現像装置１４へのトナーの補給に伴うトナーカートリッジ８１やトナーリザーブタンク８３におけるトナーの消費量が、現像装置１４へのキャリアの補給に伴うキャリアカートリッジ９１やキャリアリザーブタンク９３におけるキャリアの消費量と比べて多い。
これに対し、本実施の形態の現像剤補給装置７０では、トナーカートリッジ８１およびトナーリザーブタンク８３をそれぞれ２つずつ有している。これにより、例えば一方のトナーカートリッジ８１やトナーリザーブタンク８３のトナーが消費されて空になった場合であっても、他方のトナーカートリッジ８１やトナーリザーブタンク８３を用いて、現像装置１４に対するトナーの補給を継続して行うことができる。

また、本実施の形態の現像剤補給装置７０では、上述したように、トナーカートリッジ８１におけるトナーの搬送方向と、トナーリザーブタンク８３におけるトナーの搬送方向とが逆方向になっている。これにより、例えば、トナーカートリッジ８１におけるトナーの搬送方向と、トナーリザーブタンク８３におけるトナーの搬送方向とが互いに等しい場合と比べて、現像剤補給装置７０の大型化を抑制しながら、トナーカートリッジ８１およびトナーリザーブタンク８３の容量を大きくすることが可能になる。これにより、トナーカートリッジ８１の交換頻度が低減される。また、トナーリザーブタンク８３に収容されるトナーによる現像装置１４に対するトナーの補給が途切れることが抑制される。

トナーカートリッジ８１を交換する前にトナーリザーブタンク８３のトナーが空となっている場合、新たにトナーカートリッジ８１を装着した後、装着されたトナーカートリッジ８１のトナーがトナーリザーブタンク８３を経由して現像装置１４に補給されるまでの間に時間差が生じることとなる。ここで、新たにトナーカートリッジ８１を装着したときに、トナー検知部８３４がトナーを検知するまでの間、トナーカートリッジ８１およびトナーリザーブタンク８３の内部でトナーを搬送させる動作を行う。この動作は、画像形成装置１００がユーザによるプリント指示を受け付ける前に行われることが好ましい。トナー検知部８３４は、トナー排出部８３３よりもトナー受取部８３２に近い位置に設けられているので、トナーカートリッジ８１のトナーが空となっているか否かを精度よく検知することができる。

一方、現像装置１４におけるキャリアの量が予め定められた基準値を下回った場合、現像剤補給装置７０は、現像装置１４にキャリアを補給する。
具体的には、現像剤補給装置７０は、キャリアカートリッジ９１のキャリア攪拌部材９１１、およびキャリアリザーブタンク９３のキャリア搬送部材９３１を回転駆動する。これにより、キャリアカートリッジ９１では、キャリアが、キャリア攪拌部材９１１によりキャリアカートリッジ９１の前方から後方へ搬送され、キャリアディスペンサ９２のキャリアリザーブタンク９３に流入する。また、キャリアリザーブタンク９３では、キャリアが、キャリア搬送部材９３１によりキャリアリザーブタンク９３の前方から後方へ搬送され、キャリア投入部９５に流入する。そして、キャリア投入部９５から現像装置１４へキャリアが落下することで、現像装置１４に対し、キャリアが補給される。

また、現像剤補給装置７０では、キャリアカートリッジ９１に収容されるキャリアの量が予め定められた基準値を下回った場合（例えば、キャリアカートリッジ９１が空になった場合）、キャリアカートリッジ９１を現像剤補給装置７０から取り外して、新たなキャリアカートリッジ９１に交換する。
本実施の形態では、キャリアディスペンサ９２のキャリアリザーブタンク９３が、キャリアカートリッジ９１から受け取ったキャリアを収容している。このため、例えばキャリアカートリッジ９１の交換のためにキャリアカートリッジ９１を現像剤補給装置７０から取り外した場合であっても、キャリアリザーブタンク９３に収容されるキャリアを用いて、現像装置１４に対するキャリアの補給を継続して行うことができる。

キャリアカートリッジ９１を交換する前にキャリアリザーブタンク９３のキャリアが空となっている場合、新たにキャリアカートリッジ９１を装着した後、装着されたキャリアカートリッジ９１のキャリアがキャリアリザーブタンク９３を経由して現像装置１４に補給されるまでの間に時間差が生じることとなる。ここで、新たにキャリアカートリッジ９１を装着したときに、キャリア検知部９３４がキャリアを検知するまでの間、キャリアカートリッジ９１およびキャリアリザーブタンク９３の内部でキャリアを搬送させる動作を行う。この動作は、画像形成装置１００がユーザによるプリント指示を受け付ける前に行われることが好ましい。キャリア検知部９３４は、キャリア投入部９５よりもキャリア受取部９３２に近い位置に設けられているので、キャリアカートリッジ９１のキャリアが空となっているか否かを精度よく検知することができる。

本実施の形態の現像剤補給装置７０では、キャリアリザーブタンク９３の容積は、トナーリザーブタンク８３の容積と比べて小さい。
ここで、上述したように、現像剤補給装置７０では、現像装置１４へのキャリアの補給に伴うキャリアリザーブタンク９３におけるキャリアの消費量が、現像装置１４へのトナーの補給に伴うトナーリザーブタンク８３におけるトナーの消費量と比べて少ない。
このため、本実施の形態の現像剤補給装置７０では、キャリアリザーブタンク９３の容積を、トナーリザーブタンク８３の容積と比べて小さくした場合であっても、現像装置１４に対するキャリアの補給が中断されるなどの問題は生じにくい。

また、現像剤補給装置７０では、キャリアリザーブタンク９３の容積をトナーリザーブタンク８３の容積と比べて小さくすることで、キャリアディスペンサ９２全体の体積を小さくすることができる。これにより、現像剤補給装置７０の小型化が実現される。

さらに、本実施の形態のキャリアリザーブタンク９３は、現像剤補給装置７０に対するトナーカートリッジ８１またはキャリアカートリッジ９１の着脱方向に沿った長さが、トナーリザーブタンク８３と比べて短い。これにより、例えば、キャリアリザーブタンク９３の着脱方向に沿った長さがトナーリザーブタンク８３以上である場合と比べて、キャリアリザーブタンク９３におけるキャリアの搬送距離を短くすることができるとともに、キャリアディスペンサ９２全体の体積を小さくすることができる。

また、本実施の形態のキャリアリザーブタンク９３のキャリア搬送部材９３１による搬送量は、トナーリザーブタンク８３のトナー搬送部材８３１による搬送量と比べて少ない。
上述したように、現像装置１４に対するキャリアの補給量は、現像装置１４に対するトナーの補給量より少ないことから、キャリアリザーブタンク９３のキャリア搬送部材９３１による搬送量を、トナーリザーブタンク８３のトナー搬送部材８３１による搬送量より少なくした場合であっても、現像装置１４に対するキャリアの補給量が不十分になるなどの問題は生じにくい。また、キャリアリザーブタンク９３のキャリア搬送部材９３１による搬送量を、トナーリザーブタンク８３のトナー搬送部材８３１による搬送量より少なくすることで、キャリアリザーブタンク９３を小型化しやすくなる。

さらに、本実施の形態の現像剤補給装置７０では、上述したように、キャリアカートリッジ９１におけるキャリアの搬送方向と、キャリアリザーブタンク９３におけるキャリアの搬送方向とが同じ方向になっている。これにより、例えば、キャリアカートリッジ９１におけるキャリアの搬送方向と、キャリアリザーブタンク９３におけるキャリアの搬送方向とが逆方向である場合と比べて、キャリアリザーブタンク９３におけるキャリアの搬送距離を短くすることができる。

さらにまた、本実施の形態の現像剤補給装置７０では、キャリアカートリッジ９１の現像剤補給装置７０に対する着脱方向に沿った長さが、トナーカートリッジ８１の現像剤補給装置７０に対する着脱方向に沿った長さよりも短くなっている。また、キャリアカートリッジ９１の後端は、トナーカートリッジ８１の後端と比べて、現像剤補給装置７０の前方に位置している。
これにより、例えばキャリアカートリッジ９１とトナーカートリッジ８１との長さの差分領域（すなわち、キャリアカートリッジ９１の後方）にキャリアディスペンサ９２を設けることが可能となり、現像剤補給装置７０を小型化することができる。
また、一般に、キャリアは、トナーと比べて比重が大きい。このため、比重が大きいキャリアを収容するキャリアカートリッジ９１の着脱方向に沿った長さを、比重が小さいトナーを収容するトナーカートリッジ８１の着脱方向に沿った長さより短くすることで、ユーザがトナーカートリッジ８１を着脱する際にトナーカートリッジ８１を着脱方向に動かす長さよりも、ユーザがキャリアカートリッジ９１を着脱する際にキャリアカートリッジ９１を着脱方向に動かす長さを短くすることができる。

また、本実施の形態の現像剤補給装置７０では、キャリアカートリッジ９１が、トナーカートリッジ８１と比べて、鉛直下方に位置している。具体的には、キャリアカートリッジ９１において鉛直方向の最も下に位置する部分（以下、最下部と表記する。）が、トナーカートリッジ８１の最下部よりも鉛直下方に位置している。さらに、キャリアカートリッジ９１における中心軸、またはキャリアカートリッジ９１において鉛直方向の最も上に位置する部分（以下、最上部と表記する。）が、トナーカートリッジ８１における中心軸、またはトナーカートリッジ８１の最上部よりも鉛直下方に位置することがより好ましい。
このように、比重が大きいキャリアを収容するキャリアカートリッジ９１が、比重が小さいトナーを収容するトナーカートリッジ８１と比べて鉛直下方に位置することで、ユーザは、トナーカートリッジ８１を着脱する位置よりも鉛直下方でキャリアカートリッジ９１を着脱することができる。

さらにまた、本実施の形態の現像剤補給装置７０では、キャリア投入部９５が、トナー投入部８５よりも鉛直上方からキャリアを落下させることで、現像装置１４に対しキャリアを投入する。
このように、比重が大きいキャリアを、比重が小さいトナーよりも鉛直上方から投入する構成とすることで、トナー投入部８５において鉛直上方から落下するキャリアによりトナーが押されて現像装置１４へ案内されやすくなり、トナー投入部８５におけるトナーの詰まりが抑制される。また、トナーとキャリアとが混ざりやすくなり、現像装置１４におけるトナー濃度のむらが低減される。

なお、本実施の形態では、トナー投入部８５によりトナーを現像装置１４に直接投入し、キャリア投入部９５によりキャリアを現像装置１４に直接投入する構成としたが、これに限られるものではない。
例えば、トナーおよびキャリアを現像装置１４に向けて搬送する搬送路（不図示）に対し、トナー投入部８５によりトナーを供給するとともにキャリア投入部９５によりキャリアを投入し、搬送路を介して現像装置１４に対してトナーおよびキャリアを投入してもよい。この場合、例えば、トナー投入部８５により搬送路に対してトナーを投入した後、搬送路を搬送されるトナーに対し、キャリア投入部９５により鉛直上方からキャリアを投入することが好ましい。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、本発明の目的を損なわない限り、上記の実施の形態に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。

本実施の形態では、トナーカートリッジ８１は、現像剤補給装置７０の前方へ引き出すことで、現像剤補給装置７０から取り外され、現像剤補給装置７０に対し後方に押し込むことで、現像剤補給装置７０に取り付けられる。しかし、トナーカートリッジ８１は、現像剤補給装置７０の後方へ引き出すことで、現像剤補給装置７０から取り外され、現像剤補給装置７０に対し前方に押し込むことで、現像剤補給装置７０に取り付けられるように構成してもよい。また、キャリアカートリッジ９１は、現像剤補給装置７０の前方へ引き出すことで、現像剤補給装置７０から取り外され、現像剤補給装置７０に対し後方に押し込むことで、現像剤補給装置７０に取り付けられる。しかし、キャリアカートリッジ９１は、現像剤補給装置７０の後方へ引き出すことで、現像剤補給装置７０から取り外され、現像剤補給装置７０に対し前方に押し込むことで、現像剤補給装置７０に取り付けられるように構成してもよい。この場合、画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを着脱するとともにトナーカートリッジ８１やキャリアカートリッジ９１を着脱するとき、画像形成装置１００の前方と後方で同時に作業することが可能となる。

本実施の形態では、それぞれのトナーカートリッジ８１は、内部に、トナーを攪拌するトナー攪拌部材８１１を有している。しかし、トナーカートリッジ８１を構成する容器の内周面にらせん状の突起を設けるとともに、その容器を不図示の駆動モータにより回転駆動させることでトナーを搬送してもよい。また、キャリアカートリッジ９１は、内部に、キャリアを攪拌するキャリア攪拌部材９１１を有している。しかし、キャリアカートリッジ９１を構成する容器の内周面にらせん状の突起を設けるとともに、その容器を不図示の駆動モータにより回転駆動させることでキャリアを搬送してもよい。

本実施の形態では、トナー検知部８３４は、トナー排出部８３３よりもトナー受取部８３２に近い位置に設けられている。しかし、トナー検知部８３４は、トナー受取部８３２よりもトナー排出部８３３に近い位置に設けられていてもよい。この場合、トナーリザーブタンク８３のトナー排出部８３３に近い位置までトナーを補給することが容易となる。また、キャリア検知部９３４は、キャリア投入部９５よりもキャリア受取部９３２に近い位置に設けられている。しかし、キャリア検知部９３４は、キャリア受取部９３２よりもキャリア投入部９５に近い位置に設けられていてもよい。この場合、キャリアリザーブタンク９３のキャリア投入部９５に近い位置までキャリアを補給することが容易となる。

１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ…画像形成ユニット、１１…感光体ドラム、１２…帯電器、１３…レーザ露光器、１４…現像装置、１５…中間転写ベルト、１６…一次転写ロール、１７…ドラムクリーナ、２０…二次転写部、２７…ベルトクリーナ、７０…現像剤補給装置、８１…トナーカートリッジ、８２…トナーディスペンサ、８３…トナーリザーブタンク、８４…トナー搬送部、８５…トナー投入部、９１…キャリアカートリッジ、９２…キャリアディスペンサ、９３…キャリアリザーブタンク、９５…キャリア投入部、１００…画像形成装置

Claims (10)

1. トナーを収容し、装置本体に対し着脱可能なトナー収容部と、
   前記トナー収容部からトナーを受け取り、トナーとキャリアとを含む現像剤を用いて像保持体に形成された静電潜像を現像する現像装置にトナーを補給するトナー補給部と、
   キャリアを収容し、装置本体に対し着脱可能なキャリア収容部と、
   前記トナー補給部と比べて容積が小さく、前記キャリア収容部からキャリアを受け取り、前記現像装置にキャリアを補給するキャリア補給部と
   を備え、
   前記トナー補給部は、前記現像装置に接続されるトナー投入口にトナーを落下させて当該現像装置にトナーを補給し、
   前記キャリア補給部は、前記トナー補給部の前記トナー投入口よりも鉛直上方に位置するキャリア投入口にキャリアを落下させ、当該トナー投入口を介して前記現像装置にキャリアを補給することを特徴とする
   現像剤補給装置。
2. 前記トナー補給部は、前記トナー収容部の着脱方向に沿ってトナーを搬送した後に前記現像装置にトナーを補給し、
   前記キャリア補給部は、前記着脱方向に沿ってキャリアを搬送した後に前記現像装置にキャリアを補給し、
   前記キャリア補給部の前記着脱方向に沿った長さは、前記トナー補給部の当該着脱方向に沿った長さより短いことを特徴とする請求項１に記載の現像剤補給装置。
3. 前記トナー補給部は、前記トナー収容部におけるトナーの搬送方向とは逆方向にトナーを搬送することを特徴とする請求項２に記載の現像剤補給装置。
4. 前記キャリア補給部は、前記キャリア収容部におけるキャリアの搬送方向と同じ方向にキャリアを搬送することを特徴とする請求項２または３に記載の現像剤補給装置。
5. 前記トナー補給部は、前記トナー収容部の着脱方向に沿ってトナーを搬送した後に前記現像装置にトナーを補給し、
   前記キャリア補給部は、前記着脱方向に沿ってキャリアを搬送した後に前記現像装置にキャリアを補給し、
   前記キャリア補給部の前記着脱方向に垂直な断面積は、前記トナー補給部の当該着脱方向に垂直な断面積より小さいことを特徴とする請求項１に記載の現像剤補給装置。
6. 前記キャリア補給部においてキャリアを搬送する搬送部材の搬送量は、前記トナー補給部においてトナーを搬送する搬送部材の搬送量より少ないことを特徴とする請求項５に記載の現像剤補給装置。
7. 前記キャリア収容部は、前記装置本体に対する着脱方向に沿った長さが、前記トナー収容部の当該着脱方向に沿った長さよりも短いことを特徴とする請求項１に記載の現像剤補給装置。
8. 前記キャリア収容部における鉛直方向の最下部は、前記トナー収容部における鉛直方向の最下部よりも鉛直下方に位置していることを特徴とする請求項１に記載の現像剤補給装置。
9. 前記キャリア収容部における中心軸または鉛直方向の最上部は、前記トナー収容部における中心軸または鉛直方向の最上部よりも鉛直下方に位置していることを特徴とする請求項８に記載の現像剤補給装置。
10. 画像を保持する像保持体と、
    トナーとキャリアとを含む現像剤を用いて前記像保持体に形成された静電潜像を現像する現像装置と、
    トナーを収容し、装置本体に対し着脱可能なトナー収容部と、
    前記トナー収容部からトナーを受け取り、前記現像装置にトナーを補給するトナー補給部と、
    キャリアを収容し、装置本体に対し着脱可能なキャリア収容部と、
    前記トナー補給部と比べて容積が小さく、前記キャリア収容部からキャリアを受け取り、前記現像装置にキャリアを補給するキャリア補給部と
    を備え、
    前記トナー補給部は、前記現像装置に接続されるトナー投入口にトナーを落下させて当該現像装置にトナーを補給し、
    前記キャリア補給部は、前記トナー補給部の前記トナー投入口よりも鉛直上方に位置するキャリア投入口にキャリアを落下させ、当該トナー投入口を介して前記現像装置にキャリアを補給することを特徴とする
    画像形成装置。