JP2015018012A - 現像剤補給装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤補給装置から補給対象への現像剤の補給量の誤差を低減することのできる現像剤補給装置及びこれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】現像剤補給装置２００は、現像剤がその内部を搬送される搬送路２０２と、搬送路に設けられ搬送路の内部を搬送された現像剤がそこを通して落下する補給口２０３と、搬送路の内部に回転可能に設けられ搬送路の内部で現像剤を搬送するスクリュー２０４と、を有し、補給口２０３のスクリュー２０４による現像剤の搬送方向Ａにおける上流側の第１の端部２３１と、該第１の端部２３１と対向する位置におけるスクリュー２０４の羽根部の形状２４４とが、略平行に延在する構成とする。【選択図】図５

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いた画像形成装置において用いられる現像剤補給装置、及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。

電子写真方式や静電記録方式を用いた画像形成装置では、像担持体上に形成された静電潜像が現像剤によって現像（可視化）され、その現像剤による画像が記録用紙などの記録材に転写され、定着されることで画像が出力される。

現像剤としては、例えば、非磁性トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とを主成分とした２成分現像剤がある。特に、フルカラー画像やマルチカラー画像を形成するカラー画像形成装置においては、２成分現像剤が多く使用されている。２成分現像剤は、トナー及びキャリアのうち、画像を形成することで消費されるトナーが適宜補給されて継続して使用される。この２成分現像剤のトナー濃度（すなわち、キャリア及びトナーの合計重量に対するトナーの重量の割合）は、画像品質を安定化させる上で極めて重要な要素になっている。２成分現像剤のトナー濃度が低下しすぎた場合（すなわち、トナーの補給量が少なすぎる場合）は、画像濃度が薄くなりすぎるなどする。また、反対に２成分現像剤のトナー濃度が高くなりすぎた場合（すなわち、トナーの補給量が多すぎる場合）は、画像濃度が濃くなりすぎるなどする。

現像剤補給装置としてのトナー補給装置は、一般に、補給用現像剤としてのトナーをスクリューにより搬送し、このトナーを補給口を通して落下させて排出することにより、補給対象としての現像装置にトナーを補給する。この場合、トナーの補給量は、一般に、スクリューの回転数により制御される。

特許文献１には、トナー搬送スクリューが、その外周端が補給口のトナー搬送方向の上流側の端部と略一致するように配置され、かつ、１回のトナー補給動作時間内に整数回転するように制御される構成のトナー補給装置が開示されている。

特開２００５−９９５９３号公報

特許文献１の構成は、スクリューの停止状態では常にスクリューの外周端が補給口のトナー搬送方向の上流側の端部と略一致するようにして、補給量の誤差の少ない精度良いトナー補給を可能としようとするものである。

しかしながら、特許文献１の構成では、スクリューの外周端を補給口の上流側の端部と略一致するように停止させても、スクリューと補給口の上流側の端部との間に、搬送されたトナーの溜り部が存在する。スクリューと補給口の上流側の端部のトナー搬送方向に対する傾きが考慮されていないからである。そして、詳しくは後述するように、このトナー溜り部のトナーの存在により、補給口からのトナーの補給量が不安定となりやすくなる。すなわち、トナーの補給量に誤差が生じやすくなる。

また、特許文献１の構成では、スクリューの駆動源に角度制御モータ（ステッピングモータ）を用いたとしても、モータの回転数に誤差が生じた場合には、トナーの補給量の誤差に繋がってしまう。

したがって、本発明の目的は、現像剤補給装置から補給対象への現像剤の補給量の誤差を低減することのできる現像剤補給装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係る現像剤補給装置及び画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、現像剤がその内部を搬送される搬送路と、前記搬送路に設けられ前記搬送路の内部を搬送された現像剤がそこを通して落下する補給口と、前記搬送路の内部に回転可能に設けられ前記搬送路の内部で現像剤を搬送するスクリューと、を有し、前記補給口の前記スクリューによる現像剤の搬送方向における上流側の第１の端部と、該第１の端部と対向する位置における前記スクリューの羽根部の形状とが、略平行に延在することを特徴とする現像剤補給装置である。

本発明の他の態様によると、現像剤がその内部を搬送される搬送路と、前記搬送路に設けられ前記搬送路の内部を搬送された現像剤がそこを通して落下する補給口と、前記搬送路の内部に回転可能に設けられ前記搬送路の内部で現像剤を搬送するスクリューと、を有し、前記補給口の前記スクリューによる現像剤の搬送方向における上流側の第１の端部と、該第１の端部と対向する位置における前記スクリューの羽根部の形状とが、略平行となるように、前記補給口と対向する位置において前記スクリューの羽根部の形状がその他の部分とは異なっていることを特徴とする現像剤補給装置が提供される。

本発明の他の態様によると、現像剤がその内部を搬送される搬送路と、前記搬送路に設けられ前記搬送路の内部を搬送された現像剤がそこを通して落下する補給口と、前記搬送路の内部に回転可能に設けられ前記搬送路の内部で現像剤を搬送するスクリューと、を有し、前記補給口の前記スクリューによる現像剤の搬送方向における上流側の第１の端部と、該第１の端部と対向する位置における前記スクリューの羽根部の形状とが、略平行となるように、前記第１の端部が前記スクリューの回転軸線方向に対して傾斜して設けられていることを特徴とする現像剤補給装置が提供される。

また、本発明の他の態様によると、静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、前記現像手段に現像剤を補給する上記本発明の現像剤補給装置と、を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。

本発明によれば、現像剤補給装置から補給対象への現像剤の補給量の誤差を低減することができる。

本発明の一実施例に係る画像形成装置の模式的な断面図である。 本発明の一実施例に係るトナー補給システムの斜視図である。 本発明の一実施例に係るトナー補給装置の概略断面図である。 本発明の一実施例に係るトナー補給装置の一部切り欠き外観斜視図である。 本発明の一実施例に係るトナー補給装置の補給口の近傍を補給口側から見た平面図である。 本発明の一実施例に係るトナー補給装置の補給口の近傍の断面図である。 本発明の一実施例に係るトナー補給装置のスクリューの斜視図である。 本発明の一実施例に係るトナー補給装置のスクリューにおける補給口に対向するスクリュー羽根の断面図である。 本発明の一実施例に係るトナー補給精度を示すグラフ図である。 比較例のトナー補給装置の（ａ）補給口の近傍の平面図、（ｂ）概略断面図である。 本発明の他の実施例に係るトナー補給装置の補給口の近傍を補給口側から見た平面図である。 本発明の他の実施例に係るトナー補給装置の補給口の近傍の断面図である。 本発明の他の実施例に係るトナー補給装置のスクリューの斜視図である。 従来のトナー補給装置の一例を説明するための模式図である。

以下、本発明に係る現像剤補給装置及び画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。なお、以下の実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、その範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

実施例１
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
まず、本発明の一実施例に係る現像剤補給装置を用いる画像形成装置の全体的な構成及び動作について説明する。図１は、本実施例に係る画像形成装置１００の模式的な断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を用いてフルカラー画像の形成が可能な、中間転写方式を採用したタンデム型（インライン型）のレーザービームプリンターである。

画像形成装置１００は、その装置本体１１０の内部に並設されている複数の画像形成部（ステーション）としての第１、第２、第３、第４の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを有する。これらの４個の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成する。本実施例では、各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの構成及び動作は、使用するトナーの色が異なることを除いて実質的に同じである。したがって、以下、特に区別する必要がない場合は、いずれかの色用の要素であることを示す符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、当該要素について総括的に説明する。

画像形成部Ｐは、像担持体としての円筒形（ドラム型）の電子写真感光体である感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、図中矢印Ｒ１方向に回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って順に、次の各手段が配置されている。まず、帯電手段としてのコロナ帯電器２が配置されている。次に、露光手段としての露光装置（レーザースキャナー装置）３が配置されている。次に、現像手段としての現像装置４が配置されている。次に、１次転写手段としてのローラ型の１次転写部材である１次転写ローラ８が配置されている。次に、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーナ５が配置されている。

また、各画像形成部Ｐの各感光ドラム１に対向するように、中間転写体としての無端状のベルトである中間転写ベルト７が配置されている。中間転写ベルト７は、張架ローラとしての駆動ローラ６ａ、従動ローラ６ｂ、テンションローラ６ｃに所定の張力をもって掛け渡されている。中間転写ベルト７は、駆動ローラ６ａが回転駆動されることによって図中矢印Ｒ２方向に回転駆動される。中間転写ベルト７の内周面側において、各感光ドラム１と対向する位置に、上述の各１次転写ローラ８が配置されている。１次転写ローラ８は、中間転写ベルト７を介して感光ドラム１に押圧され、中間転写ベルト７と感光ドラム１とが接触する１次転写部（１次転写ニップ）Ｔ１を形成している。また、中間転写ベルト７の外周面側において、従動ローラ６ｂと対向する位置に、２次転写手段としてのローラ型の２次転写部材である２次転写ローラ１４が配置されている。２次転写ローラ１４は、中間転写ベルト７を介して従動ローラ６ｂに押圧され、中間転写ベルト７と２次転写ローラ１４とが接触する２次転写部（２次転写ニップ）Ｔ２を形成している。また、中間転写ベルト７の外周面側においてテンションローラ６ｃと対向する位置には、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーナ９が配置されている。

また、画像形成装置１００は、制御手段としての制御部１９を有する。制御部１９は、演算制御部としてのＣＰＵと、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリとを有する。制御部１９は、ホストコンピュータなどの外部装置（図示せず）から出力されるプリント指令信号を入力すると、メモリに記憶されている画像形成制御シーケンスに従って、画像形成装置１００の各部を順次動作させる。

例えばフルカラー画像の形成時には、画像形成動作が開始されると、各画像形成部Ｐにおいて各感光ドラム１が所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。また、中間転写ベルト７が、各感光ドラム１の回転周速度と対応した周速度で回転駆動される。そして、まず、１色目のイエローの画像形成部ＰＹにおいて、感光ドラム１の外周面（表面）はコロナ帯電器２によって所定の極性の所定の電位に一様に帯電させられる。次に、露光装置３が、外部装置からの画像情報に基づいて生成したレーザー光で、その感光ドラム１の帯電処理された表面を走査露光する。これにより、その感光ドラム１の表面に画像情報に応じた静電潜像（静電像）が形成される。そして、この静電潜像が現像装置４によってイエローのトナーを用いて現像され、感光ドラム１の表面にイエローのトナー像（現像像）が形成される。

同様の帯電、露光、現像の各工程が、２色目のマゼンタの画像形成部ＰＭ、３色目のシアンの画像形成部ＰＣ、４色目のブラックの画像形成部ＰＫにおいても行われる。

なお、本実施例では、現像装置４は、現像剤として主にトナーとキャリアとを備えた２成分現像剤を用いる２成分現像装置である。各現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋには、それぞれ現像剤補給装置としてのトナー補給装置２００Ｙ、２００Ｍ、２００Ｃ、２００Ｋが連結されている。各トナー補給装置２００は、補給用現像剤として、現像工程で消費されたトナーの量に対応する量の、対応する色のトナーを、適宜、各現像装置４に補給するようになっている。トナー補給装置２００については、後述して詳しく説明する。

各画像形成部Ｐにおいて各感光ドラム１の表面に形成された各色のトナー像は、各１次転写部Ｔ１において、１次転写ローラ８の作用によって中間転写ベルト７の外周面（表面）上に順次重ね合わせるようにして転写（１次転写）される。これにより、中間転写ベルト７上にフルカラー画像用のトナー像が形成される。

１次転写工程後の各感光ドラム１の表面に残留しているトナー（１次転写残トナー）は、各ドラムクリーナ５によって各感光ドラム１上から除去されて回収される。その後、各感光ドラム１は、次の画像形成に供される。

一方、給送カセット１０から記録材Ｓが送出ローラ１１により搬送路１２ａを通じてレジストローラ１３まで搬送される。次いで、記録材Ｓは、レジストローラ１３により２次転写ニップ部Ｔ２に搬送される。そして、２次転写ニップ部Ｔ２において、記録材Ｓが中間転写ベルト７と２次転写ローラ１４とによって挟持搬送される過程で、２次転写ローラ１４の作用により、中間転写ベルト７上のトナー像が記録材Ｓ上に一括して転写（２次転写）される。

２次転写工程後の中間転写ベルト７の表面に残留しているトナー（２次転写残トナー）は、ベルトクリーナ９によって中間転写ベルト７上から除去されて回収される。その後、中間転写ベルト７は、次の画像形成に供される。

中間転写ベルト７から分離された、未定着のトナー像を担持する記録材Ｓは、画像担持面を上側にした状態で、定着装置１５の定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとで形成された定着ニップ部に導入される。そして、記録材Ｓは、この定着ニップ部において、定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとによって挟持搬送されることによって加熱及び加圧されて、その上にトナー像が定着される。

記録材Ｓの片面だけに画像を形成する場合、定着装置１５から排出された記録材Ｓは、切換フラッパ１６で排出ローラ１７に案内され、この排出ローラ１７を通して、画像形成装置１００の側面に設けられている排出トレイ１８上に排出される。

一方、記録材Ｓの両面に画像を形成する場合には、定着装置１５から排出された記録材Ｓは、切換フラッパ１６で下方の反転搬送路１２ｂに案内される。反転搬送路１２ｂでは、記録材Ｓは、その後端が反転ポイントＲｐに達したときにスイッチバックさせられて、画像担持面を上側にした状態で両面用搬送路１２ｃに送り出される。記録材Ｓは、両面用搬送路１２ｃから搬送路１２ａを通してレジストローラ１３へと搬送される。この記録材Ｓは、レジストローラ１３により２次転写ニップ部Ｔ２に搬送される。その後、前述と同様にして記録材Ｓの２面目へのトナー像の２次転写、定着の各工程が行われ、その後排出トレイ１８上に排出される。

２．現像剤補給装置
次に、本実施例における現像剤補給装置としてのトナー補給装置２００について詳細に説明する。図２は、本実施例のトナー補給装置２００を含むトナー補給システム１５０の全体の外観斜視図である。本実施例では、各画像形成部Ｐに対して設けられる各トナー補給システム１５０の構成及び動作は実質的に同じであるので、以下、一つの画像形成部Ｐのトナー補給システム１５０に着目して説明する。

本実施例では、トナー補給システム１５０は、トナーボトル（現像剤カートリッジ）１５１、トナーホッパー１５２、搬送パイプ１５３、現像剤補給装置としてのトナー補給装置（サブホッパー）２００などを有して構成される。そして、このトナー補給システム１５０は、補給対象としての現像装置４に補給用現像剤としてのトナーを補給する。本実施例では、現像装置４は、画像形成装置１００の装置本体１１０に対して着脱可能とされている。そして、現像装置４は、装置本体１１０から取り外される際にトナー補給装置２００から取り外され、装置本体１１０に装着される際にトナー補給装置２００に装着される。

なお、本実施例では、本発明に係る現像剤補給装置は、トナーボトルからの現像剤補給経路の途中において現像剤を一時的に蓄えるサブホッパーとして具現されるが、現像剤補給装置はサブホッパーに限定されるものではない。例えば、トナーボトルから直接的にトナーが供給され、そのトナーを直接的に現像装置に補給するトナーホッパー、あるいは画像形成装置１００の装置本体１１０に対して着脱可能なトナーカートリッジなどとして具現されてもよい。

本実施例では円筒状とされたトナーボトル１５１には、補給用現像剤としてのトナーが収容されている。トナーボトル１５１は、図示しない駆動手段によって回転駆動される。これにより、トナーボトル１５１の内部に設けられた図示しない搬送手段（螺旋状の突起やパドルなど）によって、トナーボトル１５１内のトナーは、トナーボトル１５１からトナーホッパー１５２に排出される。トナーホッパー１５２は、図示しないアジテータと排出スクリューとを内蔵している。トナーホッパー１５２内のトナーは、その排出スクリューが図示しない駆動手段によって回転駆動されることによって、トナーホッパー１５２の前側（図２中の手前側）の端部に設けられた排出口１５２ａから排出される。この排出されたトナーは、排出口１５２ａに接続された搬送パイプ１５３に入る。搬送パイプ１５３は、図示しない排出スクリューを内蔵している。搬送パイプ１５３に入ったトナーは、その排出スクリューが図示しない駆動手段によって回転駆動されることによって、搬送パイプ１５３内をトナー補給装置（サブホッパー）２００に向けて搬送される。搬送パイプ１５３内を搬送されたトナーは、搬送パイプ１５３とトナー補給装置２００との接続部に設けられた排出口１５３ａを通して、トナー補給装置２００に入る。

図３は、本実施例のトナー補給装置２００の概略断面図である。図４は、本実施例のトナー補給装置２００の一部切り欠き斜視図である。図５は、本実施例のトナー補給装置２００の後述する補給口２０３の近傍を補給口２０３側から見た一部切り欠き平面図である。図６は、本実施例のトナー補給２００の補給口の近傍の断面図である。

本実施例では、現像剤補給装置としてのトナー補給装置２００は、搬送パイプ１５３から送り込まれたトナーを一時的に蓄える収容部２０１を有する。また、トナー補給装置２００は、トナーがその内部を搬送される搬送路２０２を有する。また、トナー補給装置２００は、搬送路２０２に設けられ搬送路２０２の内部を搬送されたトナーがそこを通して落下する補給口２０３を有する。また、トナー補給装置２００は、搬送路２０２の内部に回転可能に設けられ搬送路２０２の内部でトナーを搬送するスクリュー２０４を有する。

このトナー補給装置２００は、現像装置４におけるトナー消費に応じて、適宜、スクリュー２０４によって補給口２０３から現像装置４へトナーを供給するようになっている。

本実施例では、搬送路２０２は、断面が略円形で略直線状に延びた円筒形状（パイプ状）とされている。トナーは、この円筒形状の搬送路２０２の長手方向に沿って搬送される。搬送路２０２は、その長手方向の一方の端部側の連通部２２１において収容部２０１と連通しており、同方向の他方の端部側の底部２２２に開口部である補給口２０３が形成されている。

本実施例では、スクリュー２０４は、略直線状に延びた円柱状の回転軸２４１と、この回転軸２４１の外周面に螺旋状に形成された羽根部（スクリュー羽根）２４２と、を有する。すなわち、本実施例では、スクリュー２０４は、回転軸２４１と、回転軸２４１の回転軸線の周りを回転するスクリュー羽根２４２と、を有する、有軸のコンベアスクリューとされている。スクリュー２０４は、回転軸２４１の長手方向の一方の端部（本実施例では排出口２０３側）が、軸受け（図示せず）により回転自在に支持されている。そして、スクリュー２０４は、その一方の端部側において、駆動連結部材２０５を介して、駆動手段としての駆動モータＭからの駆動力が回転軸２４１に伝達されることによって、回転駆動される。これにより、スクリュー２０４は、搬送路２０２の内部のトナーを、スクリュー２０４の回転軸線Ｘ方向に沿って、連通部２２１側から補給口２０３側に向けて搬送することができる。この搬送路２０２の内部におけるスクリュー２０４によるトナーの搬送方向を、以下、単に「搬送方向Ａ」ともいう。

本実施例では、補給口２０３は、その開口部が形成する平面と略直交する方向に見て、搬送方向Ａの下流側の端部２３２が搬送方向Ａの下流側に凸の半円形で、搬送方向Ａの上流側の端部２３１が搬送方向Ａと略直交する方向に略直線状の形状とされている。

搬送路２０２の補給口２０３側の先端部には、現像装置４の非装着時に補給口２０３から画像形成装置１００の装置本体１１０の内部へトナーがこぼれ落ちることを防止するために、補給口シャッタ機構２０６が設けられている。補給口シャッタ機構２０６は、搬送方向Ａと略直交する方向にスライド自在に設けられたシャッタ２６１を有する。シャッタ２６１は、補給口シャッタ機構２０６において補給口２０３に連通するように設けられたシャッタ機構開口部２６２を閉じる方向（図４中の矢印Ｓａ方向）に、付勢手段としてのスプリング（図示せず）で押圧されている。これにより、現像装置４の非装着時には、シャッタ２６１は、シャッタ機構開口部２６２を閉じている。そして、現像装置４を装着するべくトナー補給装置２００に向けて挿入する際に、シャッタ２６１の外周部に設けられている鍔２６３が、現像装置４の後端面（図示せず）で押される（図４中の矢印Ｓｂ方向）。これにより、シャッタ２６１がスプリングの力に抗して開放され、シャッタ機構開口部２６２が開き、搬送路２０２の底部の補給口２０３がシャッタ機構開口部２６２を介して現像装置４の内部と連通するようになっている。

３．スクリューと補給口
図１４（ａ）に示すように、例えば特許文献１に記載されるような従来の構成では、搬送路３０２においてスクリュー３０４の外周端３０４ａを補給口３０３のトナー搬送方向の上流側の端部３０３ａと略一致するように停止させる。しかし、このようにしても、スクリュー３０４と補給口３０３の上流側の端部３０３ａとの間に、搬送されたトナーの溜り部Ｄが存在する。スクリュー３０４と補給口３０３の上流側の端部３０３ａのトナー搬送方向に対する傾きが異なっているからである。そして、このトナー溜り部Ｄのトナーの量などは、例えば環境（温度、湿度など）により変動しやすく、補給口３０３のからのトナーの補給量が不安定となりやすくなる。すなわち、トナーの補給量に誤差が生じやすくなる。

また、例えば特許文献１に記載されるような従来の構成では、スクリュー３０４の駆動源に角度制御モータ（ステッピングモータ）を用いたとしても、モータの回転数に誤差が生じた場合には、トナーの補給量の誤差に繋がってしまう。図１４（ｂ）に示すように、ステッピングモータを用いて整数回転数の制御を行ったとしても、回転量にバラツキが存在すると、スクリュー３０４と補給口３０３の上流側の端部３０３ａとが一致しない。そのため、トナー搬送方向の上流側からトナーが落下してトナーの補給量が多くなる場合と、トナー搬送方向の上流側からトナーが落下せずトナーの補給量が少なくなる場合とが発生する。その結果、トナーの補給量の誤差が生じることになる。

そこで、本実施例では、図５、図６に示すように、トナー補給装置２００は、次のような構成とする。すなわち、補給口２０３の搬送方向Ａにおける上流側の端部（第１の端部）２３１と、該第１の端部２３１と対向する位置におけるスクリュー２０４の羽根部（スクリュー羽根）２４２の形状とが、略平行に延在する構成とする。

更に説明すると、本実施例では、補給口２０３の、搬送方向Ａにおいて上流側の端部である第１の端部２３１は、搬送方向Ａと略直交する方向に延びた形状となっている。また、スクリュー２０４のスクリュー羽根２４２の外周２４３のうち、補給口２０３の第１の端部２３１に対向する部分の、搬送方向Ａにおいて下流側の端部である第２の端部２４４は、搬送方向Ａと略直交する方向に延びた形状となっている。

このように、本実施例では、補給口２０３の第１の端部２３１及びスクリュー２０４の第２の端部２４４は、搬送方向Ａと略直交する方向に延在する。これにより、本実施例では、補給口２０３の第１の端部２３１とスクリュー２０４の第２の端部２４４とは略平行に配置されるようになっている。

換言すれば、本実施例では、第１の端部２３１と、該第１の端部２３１と対向する位置におけるスクリュー羽根２４２の形状とが、略平行となるように、補給口２０３と対向する位置においてスクリュー羽根２４２の形状がその他の部分とは異なっている。

また、本実施例では、スクリュー２０４は、その第２の端部２４４が補給口２０３の第１の端部２３１と対向する位相で停止するように回転が制御される。すなわち、本実施例では、スクリュー２０４は、補給口２０３の第１の端部２３１にスクリュー２０４の第２の端部２４４が対向するように停止される。そして、駆動モータＭとして角度制御モータ（ステッピングモータ）が用いられ、スクリュー２０４は、１回のトナー補給動作において回転開始から回転停止まで整数回転させられる。これにより、常に、補給口２０３の第１の端部２３１にスクリュー２０４の第２の端部２４４が対向するように停止されることが意図されている。

斯かる構成により、スクリュー２０４と補給口２０３との間にトナー溜り部Ｄ（図１４（ａ）参照）を存在させないか又は可及的に低減して、トナーの補給動作を完了することができる。これにより、環境（温度、湿度）によらずに、トナーの補給量の誤差を低減することができる。

ここで、補給口２０３の第１の端部２３１にスクリュー２０４の外周２４３が対向するとは、該外周２４３がスクリュー２０４の回転周期の一部で繰り返し補給口２０３の第１の端部２３１により近い位置（隣接する位置）に配置されることを意味する。また、排出口２０３の第１の端部とスクリュー２０４の第２の端部２４４とが略平行に延在するとは、完全に平行な場合だけではなく、許容し得る範囲である程度の角度がついていてもよい。可及的に完全に平行とすることで、第１の端部２３１と第２の端部２４４とが対向した状態でスクリュー２０４を停止した場合にトナー溜まり部Ｄを低減する効果を可及的に向上することができる。但し、例えば第１の端部２３１の軸線方向と第２の端部２４４の軸線方向との間に１５度以下程度の角度がついていても、十分な効果が得られるのであれば、本発明における略平行の範囲に含まれる。つまり、第１の端部２３１と第２の端部２４４とが対向して略平行に延在する場合には、次のような場合が含まれる。第１の端部２３１と第２の端部２４４とが実質的に完全に一致する場合、略平行に近接して配置される場合、上記程度の角度をもって交差しつつ近接する場合などの、第１の端部２３１と第２の端部２４４とが略一致する場合である。また、第１、第２の端部２３１、２４４が対向している状態では、第１の端部２３１に対向するスクリュー２０４の外周２４３の搬送方向Ａにおける上流側の端部（第３の端部）２４５は、第１の端部１３１よりも搬送方向Ａの上流側に配置されているものとする。このような対向した状態や略平行な状態は、より詳細には、補給口２０３が形成する平面と略直交する方向に見た場合のものである。

また、好ましくは、図５、図６に示すように、第１の端部２３１と第２の端部２４４とが対向した状態でスクリュー２０４が停止された際に、第２の端部２４４は、第１の端部２３１よりも搬送方向Ａの下流側（すなわち、補給口２０３の内側）に配置される。これにより、第１の端部２３１と第２の端部２４４とが対向した状態でスクリュー２０４を停止した場合にトナー溜まり部Ｄを実質的に無くすことができる。ただし、第１の端部２３１と第２の端部２４４とが対向した状態でスクリュー２０４が停止された際に、第２の端部２４４が第１の端部２３１よりも搬送方向Ａの上流側に配置されてもよい。この場合、スクリュー２０４が停止された際の第１、第２の端部２３１、２４４間の距離は、第１の端部１３１に対向するスクリュー２０４の外周２４３の厚さ以下、より好ましくはその厚さの半分以下程度の距離であれば許容される場合がある。

また、好ましくは、図５、図６に示すように、第１の端部２３１は実質的にその全体が略直線状（本実施例では搬送方向Ａと略直交する方向に延びる直線状）とされる。これにより、第１の端部２３１と第２の端部２４４とが対向した状態でスクリュー２０４を停止した場合にトナー溜まり部Ｄを可及的に低減することができる。但し、例えば、第１の端部２３１の長手方向の両端部に曲線部が設けられていてもよい。第１の端部２３１を、少なくとも第１の端部２３１と第２の端部２４４とが略平行に延在する部分があるように形成することで、相応のトナー溜まり部Ｄを低減する効果が得られる。なお、補給口２０３の他の端部、即ち、搬送方向Ａの下流側の端部２３２、搬送方向Ａと略直交する方向の両端部２３３、２３３の形状は任意である。例えば、補給口２０３は、補給口２０３が形成する平面と略直交する方向に見て略矩形であってもよい。

図７は、本実施例におけるスクリュー２０４の斜視図である。前述のように、本実施例では、補給口２０３の第１の端部２３１に対向するスクリュー２０４の第２の端部２４４は、搬送方向Ａに対し略直角に配置されている。そして、本実施例では、スクリュー２０４のスクリュー羽根２４２のうち、排出口２０３の第１の端部２３１に対向するスクリュー羽根２４２は、スクリュー２０４のその他の部分のスクリュー羽根２４２よりも、搬送方向Ａに厚肉の形状とされている。これにより、第１の端部２３１に対向するスクリュー２０４の外周２４３は、スクリュー２０４のその他の部分の外周２４３よりも、搬送方向Ａに厚肉の形状とされている。図８は、補給口２０３の第１の端部２３１に対向するスクリュー２０４の断面を拡大して示しており、同図中の網線部が厚肉化した部分である。

斯かる構成により、スクリュー２０４の回転誤差（駆動モータＭの回転誤差）が生じ、スクリュー２０４の位相がずれても、厚肉形状の厚み分で、補給口２０３の第１の端部３０１とスクリュー２０４との位置のずれを吸収できる。つまり、スクリュー２０４が停止された際に、第１の端部２３１に対向するスクリュー２０４の外周２４３の第３の端部２４５（図６）が、第１の端部１３１よりも搬送方向Ａの下流側（すなわち、補給口２０３の内側）に配置されるようなことを抑制できる。そのため、スクリュー２０４の回転誤差（駆動モータＭの回転誤差）による補給口２０３から落下するトナー量の変化を可及的に低減するか又は無くすことができ、補給口２０３からの誤差の少ない安定したトナーの補給量を得ることができる。

なお、スクリュー２０４の全ての外周を厚肉化することも考えられるが、本実施例のような構成とすることで、スクリュー２０４の材料を低減しつつ、また装置の小型化・軽量化などを図りつつ、上述のような回転誤差を吸収する効果が得られる。

本実施例では、この補給口２０３の第１の端部２３１に対向するスクリュー羽根２４２の肉厚ｔ１は、補給口２０３の第１の端部２３１に対向しないスクリュー羽根２４２の肉厚ｔ２よりも１．５ｍｍ厚くした。しかし、これに限定されるものではなく、スクリュー２０４の回転誤差（駆動モータＭの回転誤差）分だけ適宜の厚さで厚肉化を施せば良い。つまり、スクリュー２０４の想定される回転誤差が生じても、スクリュー２０４の停止時に第１の端部２３１と第２の端部２４４とが対向し、第３の端部２４５が第１の端部２３１よりも搬送方向Ａの上流側に配置された状態を維持できるように設定すればよい。

４．評価
図９は、本実施例におけるトナーの補給精度を評価した結果を示すグラフ図である。同図は、本実施例のトナー補給精度と、比較例のトナー補給精度とを比較した結果を示している。

ここで、比較例では、図１０（ａ）に示すように、補給口３０３は円形とされている。また、比較例では、図１０（ｂ）に示すように、スクリュー３０３の停止時に補給口３０３のトナー搬送方向の上流側の端部３０３ａと、これに対向するスクリュー３０４の外周の端部３０４ａとが略一致するようにはされていない。また、比較例では、補給口３０３のトナー搬送方向の上流側の端部３０３ａは、これに対向するスクリュー３０４の外周の端部３０４ａと略平行とはされていない。なお、比較例では、補給口３０３のトナー搬送方向の上流側の端部３０３ａに対向するスクリュー３０４の外周は、その他の部分のスクリュー３０４の外周よりもトナー搬送方向に厚肉形状とはされていない。この比較例は、例えば特許文献１に記載されるような従来の構成においてスクリューの駆動モータの回転量にバラツキが生じた場合と同等と考えられる。

トナー補給精度の検証実験の条件は、次のように設定した。まず、スクリューの駆動手段として同じ駆動モータ（ステッピングモータ）を用いて、このモータを３回転させた時のトナーの補給量のばらつきを測定した。トナーは同一のものを使用し、外部環境は実質的に同じ環境として実験を行った。この測定を９回繰り返した。

その結果、トナーの補給量の標準偏差を示すσ値は、比較例では０．１ｇ、本実施例では０．０６ｇであった（３σ値は、比較例では０．３ｇ、本実施例では０．１８ｇ）。このように、本実施例では、比較例に対して、トナーの補給量の標準偏差を４割削減できた。

なお、この検証実験の結果は、比較例及び本実施例におけるトナーの補給量の狙い値を０ｇとした場合のばらつきのデータである。

５．効果
以上のように、本実施例では、補給口２０３の第１の端部２３１とスクリュー２０４の第２の端部２４４とは略平行に延在する。そして、本実施例では、補給口２０３の第１の端部２３１とスクリュー２０４の第２の端部２４４とを略一致するように停止させる。そのため、トナー溜り部Ｄ（図１４（ａ）参照）を低減又は存在させずに、トナーの補給動作を完了することができる。これにより、環境（温度、湿度など）によらず、トナーの補給量の誤差を低減できる。

また、本実施例では、補給口２０３の第１の端部２３１に対向するスクリュー２０４のスクリュー羽根２４２は、その他の部分のスクリュー羽根２４２よりも搬送方向Ａに厚肉の形状とされる。そのため、スクリュー２０４の回転数に誤差が生じても、補給口２０３から補給されるトナーの補給量の誤差を低減できる。

したがって、本実施例によれば、トナーの補給量の誤差を低減することができる。これにより、例えば画像濃度ムラの要因となる現像剤のトナー濃度を、適正レベルに維持することができ、画像品質を安定化させることができる。

実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の現像剤補給装置や画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例１のものと同じである。したがって、実施例１のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して、詳しい説明は省略する。本実施例では、補給口２０３の形態、及びそれに対応するスクリュー２０４の形態が実施例１とは異なる。

図１１は、本実施例のトナー補給装置２００の補給口２０３の近傍を補給口２０３側から見た一部切り欠き平面図である。図１２は、本実施例のトナー補給装置２００の補給口２０３の近傍の断面図である。

本実施例では、補給口２０３の、搬送方向Ａにおいて上流側の端部である第１の端部２３１は、搬送方向Ａに対し、ある角度を有する形状となっている。この角度は、スクリュー２０４のスクリュー羽根２４２の外周２４３のうち、補給口２０３の第１の端部２３１に対向する部分の、搬送方向Ａにおいて下流側の端部である第２の端部２４４が、搬送方向Ａと成す角度と略一致する。本実施例では、補給口２０３と対向する位置においてスクリュー羽根２４２の形状がその他の部分と同じであっても異なっていてもよい。

このように、本実施例では、排出口２０３の第１の端部２３１及びスクリュー２０４の第２の端部２４４は、搬送方向Ａ及び該搬送方向Ａと略直交する方向との両方に対して角度を有する方向に延在する。これにより、本実施例では、補給口２０３の第１の端部２３１とスクリュー２０４の第２の端部２４４とは略平行に配置されるようになっている。

換言すれば、本実施例では、第１の端部２３１と、該第１の端部２３１と対向する位置におけるスクリュー羽根２４２の形状とが、略平行となるように、第１の端部２３１がスクリュー２０４の回転軸線方向に対して傾斜して設けられている。

なお、本実施例においても、実施例１と同様に、スクリュー２０４は、その第２の端部２４４が補給口２０３の第１の端部２３１と対向する位相で停止するように回転が制御される。

斯かる構成により、実施例１と同様に、スクリュー２０４と補給口２０３との間にトナー溜りＤ（図１４（ａ）参照）を存在させないか又は可及的に低減して、トナーの補給動作を完了することができる。これにより、環境（温度、湿度）によらずに、トナーの補給量の誤差を低減することができる。

図１３は、本実施例におけるスクリュー２０４の斜視図である。前述のように、本実施例では、補給口２０３の第１の端部２３１に対向するスクリュー２０４の第２の端部２４４は、搬送方向Ａに対しある角度を有して配置されている。そして、本実施例では、スクリュー２０４のスクリュー羽根２４２のうち、排出口２０３の第１の端部２３１に対向するスクリュー羽根２４２は、スクリュー２０４のその他の部分のスクリュー羽根２４２よりも、搬送方向Ａに厚肉の形状とされている。これにより、スクリュー２０４の回転誤差（駆動モータＭの回転誤差）が生じても、補給口２０３からの誤差の少ない安定したトナーの補給量を得ることができる。

本実施例では、この補給口２０３の第１の端部２３１に対向するスクリュー羽根２４２の肉厚ｔ１は、補給口２０３の第１の端部２３１に対向しないスクリュー羽根２４２の肉厚ｔ２よりも１．５ｍｍ厚くした。しかし、これに限定されるものではなく、スクリュー２０４の回転誤差（駆動モータＭの回転誤差）分だけ適宜の厚さで厚肉化を施せば良い。

実施例１の場合と同様に、本実施例におけるトナーの補給精度を評価したところ、トナーの補給量の平均値は実施例１とは異なるが、トナーの補給量の誤差は比較例と比較して少なかった。

以上、本実施例によれば、実施例１と同様の効果が得られると共に、スクリュー２０４のスクリュー羽根２４２の形成を比較的容易にすることができる。

その他
以上、本発明を具体的な実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。

例えば、上述の実施例では、スクリューは、有軸のコンベアスクリューであるものとして説明したが、これに限定されるものではない。スクリューは、無軸のコンベアスクリューや、コイルスプリングなどであってもよい。

また、本実施例では、補給用現像剤はトナーであるが、本発明は補給用現像剤をトナーに限定するものではなく、例えばトナーとキャリアとを所定の割合で備えた補給用の２成分現像剤などであってもよい。

また、本実施例では、現像剤補給装置は、補給対象として２成分現像装置に補給用現像剤を補給するものとしたが、補給対象の現像装置は、現像剤として実質的にトナーのみからなる１成分現像剤を用いる１成分現像装置であってもよい。

４ 現像装置
１００ 画像形成装置
１５０ トナー補給システム（現像剤補給システム）
２００ トナー補給装置（現像剤補給装置）
２０１ 収容部
２０２ 搬送路
２０３ 補給口
２０４ スクリュー
２３１ 第１の端部（補給口の搬送方向上流側の端部）
２４４ 第２の端部（第１の端部に対向するスクリューの搬送方向下流側端部）

Claims (9)

1. 現像剤がその内部を搬送される搬送路と、
   前記搬送路に設けられ前記搬送路の内部を搬送された現像剤がそこを通して落下する補給口と、
   前記搬送路の内部に回転可能に設けられ前記搬送路の内部で現像剤を搬送するスクリューと、
   を有し、
   前記補給口の前記スクリューによる現像剤の搬送方向における上流側の第１の端部と、該第１の端部と対向する位置における前記スクリューの羽根部の形状と外周の前記搬送方向における下流側の第２の端部とが、略平行に延在することを特徴とする現像剤補給装置。
2. 現像剤がその内部を搬送される搬送路と、
   前記搬送路に設けられ前記搬送路の内部を搬送された現像剤がそこを通して落下する補給口と、
   前記搬送路の内部に回転可能に設けられ前記搬送路の内部で現像剤を搬送するスクリューと、
   を有し、
   前記補給口の前記スクリューによる現像剤の搬送方向における上流側の第１の端部と、該第１の端部と対向する位置における前記スクリューの羽根部の形状とが、略平行となるように、前記補給口と対向する位置において前記スクリューの羽根部の形状がその他の部分とは異なっていることを特徴とする現像剤補給装置。
3. 現像剤がその内部を搬送される搬送路と、
   前記搬送路に設けられ前記搬送路の内部を搬送された現像剤がそこを通して落下する補給口と、
   前記搬送路の内部に回転可能に設けられ前記搬送路の内部で現像剤を搬送するスクリューと、
   を有し、
   前記補給口の前記スクリューによる現像剤の搬送方向における上流側の第１の端部と、該第１の端部と対向する位置における前記スクリューの羽根部の形状とが、略平行となるように、前記第１の端部が前記スクリューの回転軸線方向に対して傾斜して設けられていることを特徴とする現像剤補給装置。
4. 前記第１の端部及び該第１の端部と対向する位置における前記スクリューの羽根部は、前記搬送方向と略直交する方向に延在することを特徴とする請求項１又は２に記載の現像剤補給装置。
5. 前記第１の端部及び該第１の端部と対向する位置における前記スクリューの羽根部は、前記搬送方向及び該搬送方向と略直交する方向との両方に対して角度を有する方向に延在することを特徴とする請求項１又は２に記載の現像剤補給装置。
6. 前記スクリューは、羽根部が前記第１の端部に対向するように停止されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の現像剤補給装置。
7. 前記スクリューが停止された際に、前記第１の端部と対向する位置における前記スクリューの羽根部は、前記第１の端部よりも前記搬送方向の下流側に配置されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の現像剤補給装置。
8. 前記第１の端部に対向する位置における前記スクリューの羽根部は、前記スクリューのその他の部分の羽根部よりも、前記搬送方向に厚肉の形状とされていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の現像剤補給装置。
9. 静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、前記現像手段に現像剤を補給する請求項１〜８のいずれか一項に記載の現像剤補給装置と、を有することを特徴とする画像形成装置。

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