JP2005227351A - 現像剤補給装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、ロータリ現像装置の公転時であっても、現像器へのトナーの過剰補給及びトナー補給容器へのトナーの逆流を防止し、現像器へのトナー補給を安定させることである。
【解決手段】 現像器に現像剤を補給するトナー搬送パイプ６とトナー搬送スクリュー３とを有する現像剤補給装置２６において、トナー搬送パイプ６のトナー排出口６ａを開放又は遮蔽する磁気シャッタ部３ａをトナー搬送スクリュー３のトナー排出口近傍位置に配置し、対向することで磁気シャッタ部３ａとの間に磁気シール８を形成する磁石７を磁気シャッタ部３ａによるトナー排出口遮蔽時に該磁気シャッタ部３ａが対向するトナー搬送パイプ対向部に配置し、トナー搬送スクリュー３の回転停止時に、磁気シャッタ部３ａがトナー排出口６ａを遮蔽する位置であって且つ磁石７に対向する位置に停止するように、トナー搬送スクリュー３停止させることを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、現像装置へ現像剤を補給する現像剤補給装置に関し、特に電子写真方式によって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置における現像装置へ現像剤を補給する現像剤補給装置に関する。

従来、電子写真方式によるカラー画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、イエロー・マゼンダ・シアン・ブラックの各現像器を備え、感光体ドラムなどの像担持体の上に現像される各色のトナー像を、転写材に順次重ね合わせて転写し、または中間転写体に順次重ね合わせて転写し該トナー像を転写材に一括して転写してフルカラー画像を形成する多重転写方式が周知である。

上記画像形成装置において、画像形成により現像器内のトナーが消費されると、フレッシュトナーが収容されているトナーカートリッジ（トナー補給容器）から現像器にトナーが供給（補給）される。

たとえば、特開平１０−１４９０１２号公報に記載の技術では、それぞれの現像器とトナーカートリッジの間に設けられたトナー搬送パイプ（トナー補給通路）と、該トナー搬送パイプ内部に設けたトナー搬送スクリュー（供給オーガ）とによって、各トナーカートリッジから各現像器にトナーを補給する構成となっている。

上記特開平１０−１４９０１２号公報に記載の技術における画像形成動作について図７および図８を用いて説明する。

図７はロータリ現像装置の概略構成を示す側断面図である。図７において、ロータリ現像装置５０は、回転可能な支持フレーム５１に複数の現像器５２（図７ではイエロー現像器、マゼンダ現像器、シアン現像器、ブラック現像器）が設けられ、この各現像器５２に隣接して支持フレーム５１に装着される複数のトナー補給容器５３と、支持フレーム５１の回転軸５４と略平行に配設されると共に各現像器５２とこれに隣接する各トナー補給容器５３とをそれぞれ連通連結するトナー搬送パイプ５５と、各トナー搬送パイプ５５内を各トナー補給容器５３から各現像器５２へ向けてフレッシュトナーを搬送するトナー搬送スクリュー５６とを備えている。

図８は上記ロータリ現像装置５０の長手方向の構成を説明する平面図である。トナー補給容器５３内に収容されているフレッシュトナーは、該トナー補給容器５３内のトナー搬送手段５７によりトナー搬送パイプ５５内に搬送された後、該トナー搬送パイプ５５内のトナー搬送スクリュー５６により各現像器５２に供給される。

このような、回転可能な支持フレーム５１の回転軸５４と略平行にそれぞれの現像器５２を配置した構成（以下、ロータリ現像方式）では、像担持体５８に対する各現像器５２の切り替えのための支持フレーム５１の回転（以下、公転）により、トナー搬送パイプ５５内のトナーが移動してしまう現象が発生する。すなわち現像器切り替えによるロータリ現像装置５０の公転時に、トナー搬送パイプ５５内部のトナー搬送スクリュー５６によりトナーが現像器５２に過剰に補給され、または、トナー搬送スクリュー５６の巻き方向によってはトナーがトナー補給容器５３へ逆流する恐れがある。このように現像器５２へのトナーの過剰補給またはトナー補給容器５３へのトナーの逆流が発生すると、現像器５２へのトナー補給が不安定になる。

そこで、上記特開平１０−１４９０１２号公報に記載の技術では、現像器切り替えによるロータリ現像装置５０の公転時に、トナーの移動する方向が、現像器５２からトナー補給容器５３方向になるように、トナー搬送スクリュー５６の巻き方向を構成している。

特開平１０−１４９０１２号公報

しかしながら、上記トナーの移動方向が現像器５２からトナー補給容器５３方向になるように巻き方向を構成したトナー搬送スクリュー５６では、前述のロータリ現像装置５０の公転時に、現像器５２へのトナーの過剰補給を防止する効果はあるが、トナー補給時間の延長・トナー補給量にバラツキが発生する恐れがある。

すなわち、特開平１０−１４９０１２号公報に記載のトナー補給構成では、現像器５２にトナーを補給するときにトナー搬送スクリュー５６の回転動作が始まると、現像器５２のトナー搬入口近傍にあるトナーが現像器５２へと搬送されるが、トナー搬送スクリュー５６の回転停止時であっても、前述の公転時には、常に現像器５２からトナー補給容器５３へとトナーを搬送することになるため、前記現像器５２のトナー搬入口近傍にあるトナー量が減少してしまう。そのために、トナー補給時には前記減少してしまったトナー量分だけ前記トナー搬送スクリュー５６の回転時間を多めにする必要がある。

また、前述の公転によるトナー搬送パイプ５５内の移動トナー量は、トナー補給容器５３内のトナー量にも影響を受けるために現像器５２への定量的なトナー補給ができなく、トナー補給量にバラツキが発生する恐れがある。たとえば、トナー補給容器５３内のトナー量が少なくなると公転時にトナー移動がしやすくなり、前述したように現像器５２のトナー搬入口近傍にあるトナーが現像器５２へと搬送されるため、トナー搬入口近傍にあるトナー量が減少してしまうことになる。一方、トナー補給容器５３内のトナー量が多いときには公転によるトナー移動も少ないため、結果的にトナー補給容器５３内のトナー量の影響を受けて現像器５２へのトナー補給のバラツキが発生し、像担持体５８に対する現像器５２による現像が安定せず、よって画像濃度が安定せずに出力画像に悪影響を及ぼすことになる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、現像器切り替えのためのロータリ現像装置の公転時であっても、現像器へのトナーの過剰補給及びトナー補給容器へのトナーの逆流を防止し、現像器へのトナー補給を安定させることである。

上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、現像剤が収容された現像剤収容容器と像担持体上に現像剤による像を形成する現像器との間を連通する現像剤補給通路と、前記現像剤補給通路の内部において回転しつつ現像剤を搬送する現像剤搬送手段と、を有する現像剤補給装置において、前記現像剤補給通路から現像器へ現像剤を排出する現像剤排出口を開放または遮蔽する現像剤シャッタ部材を、前記現像剤搬送手段の現像剤排出口近傍位置に配置すると共に、前記現像剤シャッタ部材に対向することで該現像剤シャッタ部材との間に磁気シールを形成する磁気シール部材を、前記現像剤シャッタ部材による現像剤排出口の遮蔽時に該現像剤シャッタ部材が対向する現像剤補給通路対向部に配置し、前記現像剤搬送手段の回転停止時に、前記現像剤シャッタ部材が現像剤排出口を遮蔽する位置であって且つ前記磁気シール部材に対向する位置に停止するように、前記現像剤搬送手段を停止させることを特徴とする。

本発明によれば、現像剤排出口を遮蔽する現像剤シャッタ部材を現像剤補給通路対向部に配置した磁気シール部材に対向させることによって、現像剤排出口を遮蔽すると共に前記現像剤シャッタ部材と前記磁気シール部材との間に磁気シールを形成するため、例えば回転によって複数の現像器の切り替えを行うロータリ現像装置を備えた画像形成装置においても、該ロータリ現像装置の回転動作時（現像剤搬送手段の回転停止時）に、現像剤補給通路から現像器に現像剤が過剰補給されてしまうのを防止できる。また、現像器から現像剤搬送手段に現像剤が移動（逆流）することも防止できる。更に前記現像剤搬送手段の回転停止時に現像剤の過剰補給や逆流が防止できるので、現像収容容器から現像器へ現像剤を安定して補給することができる。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施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、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

〔第１実施形態〕
図１〜図４を用いて本発明の第１実施形態に係る現像剤補給装置及びこれを備えた画像形成装置について説明する。本実施形態では、ロータリ現像装置を備えた画像形成装置における現像剤補給装置を例示して説明する。まずロータリ現像装置を備えた画像形成装置について簡単に説明し、次いで本発明に係る現像剤補給装置について詳しく説明する。

まず、図４にロータリ現像装置を備えた画像形成装置の模式断面図を示し、装置構成及び画像形成動作を説明する。図４に示す画像形成装置４０では、複数の現像器が回転切り替え可能なロータリ現像装置４に、現像剤としての２成分トナー等を用いたイエロー現像器４Ｙ、シアン現像器４Ｃ、マゼンダ現像器４Ｍを設けた構成である。４Ｋはロータリ現像装置４とは別に単体で設けたブラック現像器である。

上記ロータリ現像装置４には、イエロー現像器４Ｙ、シアン現像器４Ｃ、マゼンダ現像器４Ｍのほかに、各現像器に対応する複数のトナーカートリッジ２５（現像剤収容容器）や該トナーカートリッジ２５から各現像器にトナーを補給する現像剤補給装置２６が設けられている。このロータリ現像装置４における現像剤補給装置２６については後で詳しく説明するが、本実施形態に係る現像剤補給装置２６を用いてトナーカートリッジ２５から現像器にトナー補給を行うことで、安定したトナー補給が行え、よって安定した画像濃度の画像形成ができる。

上記画像形成装置４０では、帯電器２により帯電された像担持体としての感光体ドラム１上に、露光装置２０によって静電潜像が形成される。感光体ドラム１上に形成された静電潜像は前記各色の現像器からなる現像部に送られてトナー像が形成され、一次転写ロール２１で中間転写体としての転写ベルト２２上にトナー像が転写（一次転写）される。この一次転写までの動作をカラー画像の時は４回繰り返す構成である。感光体ドラム１の静電潜像が形成されるごとにロータリ現像装置４内の各色現像器が現像ポジション（図４では現像器４Ｃ）に回転移動（公転）して現像し、順に転写ベルト２２にトナー像を形成する。ロータリ現像装置４における各色現像器の現像および一次転写が終了すると、単体のブラック現像器４Ｋの現像および一次転写が行われ、転写ベルト２２に４色分の重ね合わされたトナー像が形成される。

次に、転写ベルト２２上の多重トナー像は二次転写ロール２３により、シート搬送装置３１，３２，３３，３４によって搬送された転写材としてのシートＰにトナー像が一括転写（二次転写）される。トナー像が転写されたシートＰは搬送ベルト３５によって定着手段３６に搬送され該定着手段３６によりトナー像が定着され、排出ローラ３７によって機外へと排出されて一連の画像形成動作が終了する。なお、感光体ドラム１上の一次転写残トナーはドラムクリーナ２４によって除去され、転写ベルト２２上の二次転写残トナーはベルトクリーナによって除去される。

次に上記ロータリ現像装置に配置された現像剤補給装置について詳しく説明する。図１は第１実施形態に係る現像剤補給装置におけるトナー搬送スクリューの斜視図、図２は第１実施形態に係るトナー搬送スクリュー停止時の斜視図、図３（ａ）は第１実施形態に係るトナー搬送スクリューの停止時、図３（ｂ）はトナー搬送スクリューの補給中（回転中）を説明する断面図である。

本発明に係る現像剤補給装置は、図１〜図３に示すように、現像剤が収容されたトナーカートリッジ２５（図４参照）と感光体ドラム１（図４参照）上に現像剤による像を形成する現像器との間を連通する現像剤補給通路としてのトナー搬送パイプ６と、前記トナー搬送パイプ６の内部において回転しつつ現像剤を搬送する現像剤搬送手段としてのトナー搬送スクリュー３と、を有している。

前記現像剤搬送手段としてのトナー搬送スクリュー３は、図１に示すように、軸部３ｃにトナー搬送のためのスクリュー部３ｂを有している。更にトナー搬送スクリュー３は、トナー搬送パイプ６から現像器へトナーを排出する現像剤排出口としてのトナー排出口６ａを開放または遮蔽する現像剤シャッタ部材としての磁気シャッタ部３ａを有している。この磁気シャッタ部３ａは、前記トナー搬送スクリュー３のトナー排出口６ａ近傍位置に配置している。またトナー搬送スクリュー３は図２及び図３に示すように軸受部１０により両端（図では一方の軸受部のみを図示）を軸支持されている。

前記現像剤補給通路としてのトナー搬送パイプ６には、図２及び図３に示すように、現像器４へトナーを排出するためのトナー排出口６ａが設けられている。また前記トナー排出口６ａとは長手方向反対側に、トナーカートリッジ内のフィレッシュトナーをトナー搬送パイプ６内に搬入するトナー搬入口が設けられている。更にトナー搬送パイプ６には、前記磁気シャッタ部３ａに対向することで該磁気シャッタ部３ａとの間に磁気シール８を形成する磁気シール部材としての磁石７が設けられている。この磁石７は、図３（ａ）に示すように前記磁気シャッタ部３ａによるトナー排出口６ａの遮蔽時に該磁気シャッタ部３ａが対向するトナー搬送パイプ６対向部に配置している。

更に図２及び図３に示すように、前記磁石７はリング状の略楕円形となっており、これと対向する前記磁気シャッタ部３ａは前記磁石７が配置されたトナー搬送パイプ６の内周形状にほぼ沿う略楕円形状となっている。

そして本実施形態に係る現像剤補給装置では、前記トナー搬送スクリュー３の回転停止時に、図３（ａ）に示すように、前記磁気シャッタ部３ａがトナー排出口６ａを遮蔽する位置であって且つ前記磁気シール部材に対向する位置に停止するように、前記トナー搬送スクリュー３を停止させる構成となっている。

本実施形態では、前記磁気シャッタ部３ａと前記磁石７は、ともに前記トナー搬送パイプ６の現像器へのトナー排出口６ａ近傍に配置されており、両部材を対向させて磁気シール８を形成するために、一方の磁気シール部材（磁石７）が磁力を有し、他方の磁気シャッタ部材（磁気シャッタ部３ａ）が磁性を有する構成としている。しかしながら本発明はこの構成に限定されるものではなく、一方の磁気シャッタ部材が磁力を有し他方の磁気シール部材が磁性を有する構成であっても良いし、または前記磁気シャッタ部材と前記磁気シール部材の両方が磁力を有する構成であっても良く、両部材が対向した位置において磁気シールが形成される構成であれば良く、使用用途（例えば使用する現像剤）に応じて適宜設定すればよい。

上述したように、トナー搬送スクリュー３に配置した磁気シャッタ部３ａをトナー搬送パイプ６に配置した磁石７に対向させることによって、トナー搬送パイプ６から現像器へのトナー排出口６ａを遮蔽するだけでなく、前記磁気シャッタ部３ａと前記磁石７との間に磁気シール８を形成するため、該磁気シール８により磁性を有する剤の遮蔽壁（両部材３ａ，７間のシーリング）もできる。これにより、現像剤としてのトナーがロータリ現像装置の回転動作時に現像剤補給装置と現像器との間の現像剤の移動を防止でき、現像剤の過剰補給や逆流を防止できる。本発明に用いる現像剤（トナー）としては、１成分のトナーでも２成分のトナーでもよく、磁気シール８において磁性を有する剤（１成分トナーの場合はトナー、２成分トナーの場合はキャリア）の遮蔽壁を形成できる。たとえば、１成分トナーの場合は樹脂に非常に小さな磁性体を混合した絶縁性のものが周知である。また２成分トナーの場合はトナー（非磁性の樹脂）とキャリア（磁性体）の混合粉を用いたものがある。また、あらかじめキャリアとトナーが混合されてない２成分トナーのとき（トナーだけを補給する構成）、あるいは、１成分の磁性を有しないトナーのとき（ノンマグ１成分トナー）は、組立時などにキャリアなどの磁性を有する剤を磁気シール８に組み入れて（磁気シャッタ部３ａ、磁石のいずれか一方又は両方に塗布して）おくことで、同様に磁性を有する剤の遮蔽壁を形成できる。

磁性の特性を有する物質の磁気シャッタ部３ａは、一般の圧延された金属製の板金、樹脂に磁性の特性のあるもの（鉄粉入り樹脂）などを用いると低コストである。たとえば、磁気シャッタ部３ａを鉄製の板金とした場合、トナー搬送スクリュー部３ｂと軸部３ｃの樹脂成形時に一体に成形することができる。本実施形態では、一方の磁気シール部材が磁力を有する部材（磁石）であるため、磁気シャッタ部３ａは磁性の特性を有するものであれば、磁性を有する剤の遮断壁となる磁気シール８は形成でき、本発明の効果は得られる。

図３（ａ）は、トナー搬送スクリュー３の停止状態のときである。トナー搬送スクリュー３は、磁気シャッタ部３ａが磁石７と対向する位置で停止している。このように両部材３ａ，７を対向させて磁気シール８を形成することで、現像器からトナー搬送パイプ６のトナー排出口６ａにトナーが移動（逆流）することがなく、トナー搬送パイプ６のトナー排出口６ａから現像器にトナーが移動（過剰補給）することもない。図３（ｂ）はトナー搬送スクリュー３が回転中であり、トナー排出口６ａから現像器へのトナー補給量が最大のときである。トナー搬送スクリュー部３ｂにより搬送されてきたトナーは、磁気シャッター部３ａが図３（ａ）の位置以外のときにトナー排出口６ａから現像器にトナー補給する。

トナー搬送スクリュー３は、回転停止時に、図３（ａ）に示す位置で常に停止する構成である。なお、この図３（ａ）に示す位置とは、トナー搬送スクリュー３の回転停止時に、磁気シャッタ部３ａがトナー排出口６ａを遮蔽する位置であって且つ磁石７に対向する位置に停止する位置である。本実施形態では、トナー搬送スクリュー３が回転停止時に常に図３（ａ）に示す停止位置に停止するように回転を制御する回転制御手段を有している。本実施形態における回転制御手段は、トナー搬送スクリュー３のトナー搬送スクリュー駆動ギア１１に駆動を伝達する伝達ギア１２の位相を前記位置に停止するようにあらかじめ合わせた状態で組立て、トナーの補給を行う際はトナー搬送スクリュー３を常に整数倍の回転させて停止する制御を行っている。たとえば、組立て時に、図３（ａ）の状態にして、トナー補給の際のトナー搬送スクリュー３の回転は常に整数倍だけを行う。これにより、トナー搬送スクリュー３は、回転停止時に、常に図３（ａ）の状態になるのである。

また、トナー搬送スクリュー３の停止位置の制御は、前述した整数倍の回転制御に限定されるものではなく、例えばフラッグ部材（エンコーダ部材）をトナー搬送スクリュー３の端部に設け、該フラッグ部材を光センサ等の検出手段で検出することでホームポジションを検出して、回転停止時には常に図３（ａ）の位置でトナー搬送スクリュー３を停止する構成としてもよい。この構成によれば、整数倍の回転制御でなくとも常に図３（ａ）の位置にトナー搬送スクリュー３を停止することができる。

上述したように、本実施形態によれば、トナー排出口６ａを遮蔽する磁気シャッタ部３ａをトナー搬送パイプ６対向部に配置した磁石７に対向させることによって、トナー排出口６ａを遮蔽すると共に前記磁気シャッタ部３ａと前記磁石７との間に磁気シール８を形成するため、回転によって複数の現像器の切り替えを行うロータリ現像装置４を備えた画像形成装置４０においても、該ロータリ現像装置４の回転動作時（トナー搬送スクリュー３の回転停止時）に、トナー搬送パイプ６から現像器にトナーが補給（過剰補給）されてしまうのを防止できる。また、現像器からのトナー搬送スクリュー３にトナーが移動（逆流）することも防止できる。更にトナー搬送スクリュー３の回転停止時にトナーの過剰補給や逆流が防止できるので、トナー搬送スクリュー３の一つのピッチ間にあるトナーを安定して現像器に補給することができる。また、現像器からトナーカートリッジへのトナーの逆流を防止する弁を設ける必要もない。

〔第２実施形態〕
次に図５を用いて本発明の第２実施形態について説明する。図５（ａ）は第２実施形態に係るトナー搬送スクリューの停止時、図５（ｂ）はトナー搬送スクリューの補給中（回転中）を説明する断面図である。なお第１実施形態と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、詳しい説明はを省略する。

第２実施形態では、トナー搬送スクリュー３に配置した現像剤シャッタ部材としての磁気シャッタ部３ａが、磁気シール部材としての磁石７が配置されたトナー搬送パイプ６の内周形状にほぼ沿う略円形状である。そして、前記トナー搬送スクリューの回転停止時に、前記磁気シャッタ部３ａがトナー排出口６ａを遮蔽する位置であって且つ前記磁気シール部材に対向する位置（図５（ａ）に示す位置）に、前記トナー搬送スクリュー３を長手方向（スラスト方向）に移動させる位置制御手段を有している。

この位置制御手段は、トナー搬送スクリュー３の停止時は、図５（ａ）に示すように、磁気シャッタ部３ａをリング状で略円形の磁石７に対向させる位置で停止し、磁気シャッタ部３ａでトナー排出口６ａを遮蔽するだけでなく、対向する磁石７と磁気シャッタ部３ａの間に磁気シール８を形成する。この状態でロータリ現像装置が現像器切り替えのための回転（公転）をする。

トナー搬送スクリュー３の回転時は、図５（ｂ）に示すように、図５（ａ）に示す停止位置からトナー搬送スクリュー３をスラスト方向に移動してトナー排出口６ａを開放し、トナーを現像器に搬入できるようにする。この図５（ｂ）に示す回転位置に移動した後、トナー搬送スクリュー３が回転することでトナーは矢印Ａ方向に搬送される。

ここで第２実施形態のトナー搬送スクリュー３のスラスト方向への位置制御手段について説明する。トナー搬送スクリュー３の軸端部には、トナー搬送スクリュー軸３ｃに略円盤形状の移動規制部材３ｄと、該移動規制部材３ｄと係合するスラスト方向へ移動可能な移動部材１３が設けてある。また、トナー搬送スクリュー３の端部には、装置本体側からの駆動力を伝達するカップリング部材１４と係合するピン部３ｅが設けられている。

そしてトナー補給時には前記移動部材１３がスラスト方向（矢印Ｂ方向）に移動し、トナー搬送スクリュー３を図５（ｂ）に示す位置に移動する。この移動により、トナー搬送スクリュー３の端部のピン部材３ｅと装置本体側のカップリング部材２０が係合して、トナー搬送スクリュー３を回転するための回転駆動力を伝達することができる。

トナー補給停止時には、上記手順とは逆の手順で、移動部材１３をスラスト方向（矢印Ｂ方向とは逆方向）に移動し、図５（ａ）に示すようにトナー搬送スクリュー３の磁気シャッタ部３ａを磁石７に対向させて、トナー排出口６ａを遮蔽すると共に両部材３ａ，７間に磁気シール８を形成する。これにより、現像器へのトナーの過剰補給やトナーカートリッジへのトナーの逆流を防止できる。

なお前記移動部材１３のスラスト方向への移動手段としては、ソレノイドなどの各種アクチュエータや回転モータを用いたラックアンドピニオン方式、カムとリンクを用いた機構、あるいは後述する第３実施形態のようなリードねじを用いた機構などを利用することができる。

上述したように、本実施形態によれば、前述した第１実施形態のようにトナー搬送スクリュー３の回転を整数倍に制御する方式を用いることがないので、必要なトナー量分だけトナー搬送スクリュー３を回転できる。したがって、第１実施形態に比べて、安定したトナー補給ができるだけでなく、トナーを必要な量だけ搬送する適量トナー搬送の安定化ができる。

〔第３実施形態〕
次に図６を用いて本発明の第３実施形態について説明する。図６（ａ）は第３実施形態に係るトナー搬送スクリューの停止時、図６（ｂ）はトナー搬送スクリューの補給中（回転中）を説明する断面図である。なお第１実施形態と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。

第３実施形態では、第２実施形態で説明した構成に加えて更に、トナー搬送スクリュー３の軸受部１０のスラスト摺動面へのトナー進入を防止した構成を追加したものである。

すなわち、本実施形態では、図６に示すように、トナー搬送スクリュー３の長手方向への移動方向において該トナー搬送スクリュー３の軸受部１０よりも手前のトナー排出口６ａ近傍に位置するトナー搬送パイプ６に第２の磁気シール部材としての磁石１５を配置すると共に、前記移動可能なトナー搬送スクリュー３の軸部３ｃのうち前記磁石１５と対向する部分を磁力又は磁性を有する部材で構成し、前記磁石１５と対向するトナー搬送スクリューの軸部３ｃとの間に第１の磁気シール８とは異なる第２の磁気シール９を形成する構成となっている。

本実施形態によれば、図６（ａ）から図６（ｂ）の状態へとトナー搬送スクリュー３がスラスト移動しても、また図６（ｂ）から図６（ａ）の状態へのトナー搬送スクリュー３がスラスト移動しても、第２の磁気シール９が常に形成されている。

したがって、この第２の磁気シール９により、トナー搬送スクリュー３の回転中にトナーが飛散しても該トナー搬送スクリュー３の軸受部１０のスラスト摺動面へのトナーが進入することがない。

前記トナー搬送スクリュー３の軸部３ｃのうち前記磁石１５と対向する部分は、磁力を有する磁気シール部材である磁石１５と対向する面が磁性の特性を持てばよいので、軸部３ｃを樹脂成形して、該軸部３ｃの一部を磁性の特性の物質で構成してもよい。たとえば、磁性金属のリング部材を樹脂成型時に一体成型で構成にしたり、樹脂形成した軸部３ｃの表面に磁性の特性のメッキなどの表面処理をしてもよい。軸部の材質を第１実施形態で述べたように、磁性の特性の物質からなる樹脂で構成してもよい。

なお、第２の磁気シール８を形成する第２磁気シール部材と該第２磁気シール部材と対向する現像剤搬送手段の一部は、一方の磁気シール部材（磁石１５）が磁力を有し、他方の現像剤搬送手段の一部（軸部３ｃの磁石対向部）が磁性を有する構成としている。しかしながら本発明はこの構成に限定されるものではなく、一方の磁気シール部材が磁性を有し他方の現像剤搬送手段の一部が磁力を有する構成であっても良いし、または前記磁気シール部材と前記現像剤搬送手段の一部の両方が磁力を有する構成であっても良く、両部材が対向した位置において第２の磁気シールが形成される構成であれば良い。

なお第２実施形態で説明した第１の磁気シールである磁気シール８を形成する磁気シャッタ部３ａ（第１の現像剤シャッタ部材）と磁石７（第１の磁気シール部材）は、第３実施形態においても同様に構成されている。

すなわち、トナー搬送スクリュー３の停止時は、図６（ａ）に示すように、磁気シャッタ部３ａをリング状で略円形の磁石７に対向させる位置で停止し、磁気シャッタ部３ａでトナー排出口６ａを遮蔽するだけでなく、対向する磁石７と磁気シャッタ部３ａの間に磁気シール８を形成する。この状態でロータリ現像装置が現像器切り替えのための回転（公転）をする。このとき、第２の磁気シール部材である磁石１５と該磁石１５と対向するトナー搬送スクリュー軸部３ｃとの間には前記第２の磁気シール９が形成されているため、トナー搬送スクリュー３の軸受部１０のスラスト摺動面へトナーが進入するのを防止できる。

トナー搬送スクリュー３の回転時は、図６（ｂ）に示すように、図６（ａ）に示す停止位置からトナー搬送スクリュー３をスラスト方向（矢印Ｂ方向）に移動してトナー排出口６ａを開放し、トナーを現像器に搬入できるようにする。この図６（ｂ）に示す回転位置に移動した後、トナー搬送スクリュー３が回転することでトナーは矢印Ａ方向に搬送される。このときも、第２の磁気シール部材である磁石１５と該磁石１５と対向するトナー搬送スクリュー軸部３ｃとの間には前記第２の磁気シール９が形成されているため、トナー搬送スクリュー３の回転中にトナーが飛散しても該トナー搬送スクリュー３の軸受部１０のスラスト摺動面へトナーが進入するのを防止できる。

ここで第３実施形態のトナー搬送スクリュー３のスラスト方向への位置制御手段について説明する。第３実施形態では、トナー搬送スクリュー３のスラスト方向の移動にリードねじ３ｆとリードねじ係合部材１６を利用している。また、トナー搬送スクリュー３の回転駆動は、トナー搬送スクリュー３の駆動ギア１１を装置本体側の伝達ギア１２で回転させる構成である。

リードねじ３ｆを回転駆動する駆動部材は、該リードねじ３ｆと係合するリードねじ係合部材２２を専用の小型モータを用いて回転駆動する構成としてもよいが、第３実施形態では、駆動ギア１１の回転によりトナー搬送スクリュー３のリードねじ部３ｆを回転させて、リードねじ３ｆとリードねじ係合部材２２の噛合によりスラスト方向にトナー搬送スクリュー３を移動する構成としている。

リードねじ係合部材２２は、端部がリードねじ３ｆに係合し、リードねじ３ｆ部に付勢されるように、バネ性のある構成（ここでは板バネ構成）を設けている。これにより、トナー搬送スクリュー３が補給時の回転方向に回転するとトナー搬送スクリュー３は矢印Ｂ方向に移動するのである。所定のスラスト移動後に、不図示のスラスト規制部にトナー搬送スクリュー３が突き当たると、リードねじ係合部材２２はリードねじ３ｆとの係合が弱まり、該リードねじ３ｆは空回りをする構成となっている。トナー補給が終了すると、トナー搬送スクリュー３は逆回転を行い、矢印Ｂ方向とは逆方向に移動し図６（ａ）の状態になる。その際も不図示の別のスラスト規制部にトナー搬送スクリュー３が突き当たると、リードねじ係合部材２２はリードねじ３ｆとの係合が弱まり、該リードねじ３ｆは空回りをする構成となっている。

上述したように、スラスト方向にトナー搬送スクリュー３を移動すると、トナーの粒径・材質により軸受部１０のスラスト摺動面での摺擦でトナーが劣化しやすいものもある。劣化したトナーが多くなると画像に影響する恐れもある。このようなトナー劣化を防止する対策として、本実施形態の構成は効果的である。

上述した本実施形態によれば、第２の磁気シール部材である磁石１５と該磁石１５と対向するトナー搬送スクリューの軸部３ｃとの間に第２の磁気シール９を形成することにより、軸受部１０へのトナー進入が防止できるので、軸部３ｃと軸受部１０との摺動面によるトナー劣化が防止できる。

更に第３実施形態も第２実施形態と同様に、トナー搬送スクリュー３の回転を整数倍に制御する方式を用いることがないので、必要なトナー量分だけトナー搬送スクリュー３を回転できる。したがって、第１実施形態に比べて、安定したトナー補給ができるだけでなく、トナーを必要な量だけ搬送する適量トナー搬送の安定化ができる。

〔他の実施形態〕
前述した実施形態では、カラー画像を形成するために３つ現像器が配置されたロータリ現像装置（及びこれとは別の単体の現像器）を有する画像形成装置を例示したが、ロータリ現像装置に配置される現像器の使用個数はこれに限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定すれば良く、このようなロータリ現像装置を備えた画像形成装置における現像剤補給装置として本発明は特に有効である。

また、ロータリ現像装置の内部に脱着可能なトナーカートリッジなどの現像剤収容容器を配置した構成、本体据え置きのホッパーからフレッシュトナーを補給する構成でも、フレッシュトナー搬送パイプがロータリ現像装置の内部に設けられた構成であってもよい。

本発明は、現像剤収容容器と現像器との間を連通する現像剤補給通路を構成するタンデム方式のカラー画像形成装置においても有効である。現像剤が不必要に現像器に補給されることがないので、現像器内の現像剤量を安定にすることがきるので、画像向上に繋がる。特に、現像剤の流動性が非常に良い状態（補給時など）で起こるフラッシング現象（現像剤が流体のような挙動になる現象）のとき、本発明のシャッタ構成により、現像器内の現像剤量を安定にすることができる。

また前述した実施形態では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置や、転写材担持体を使用し、該転写材担持体に担持された転写材に各色のトナー像を順次重ねて転写する画像形成装置であっても良く、該画像形成装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

第１実施形態に係る現像剤補給装置におけるトナー搬送スクリューの斜視図 第１実施形態に係るトナー搬送スクリュー停止時の斜視図 第１実施形態に係るトナー搬送スクリューの停止時およびトナー搬送スクリューの補給中（回転中）を説明する断面図 ロータリ現像装置を備えた画像形成装置の模式断面図 第２実施形態に係るトナー搬送スクリューの停止時およびトナー搬送スクリューの補給中（回転中）を説明する断面図 第３実施形態に係るトナー搬送スクリューの停止時およびトナー搬送スクリューの補給中（回転中）を説明する断面図 従来のロータリ現像装置の概略構成を示す側断面図 従来のロータリ現像装置の長手方向の構成を説明する平面図

符号の説明

Ｐ …シート
１ …感光体ドラム
２ …帯電器
３ …トナー搬送スクリュー
３ａ …磁気シャッタ部
３ｂ …スクリュー部
３ｃ …軸部
３ｄ …移動規制部材
３ｅ …ピン部
３ｆ …リードねじ
４ …ロータリ現像装置
４Ｃ …シアン現像器
４Ｋ …ブラック現像器
４Ｍ …マゼンダ現像器
４Ｙ …イエロー現像器
６ …トナー搬送パイプ
６ａ …トナー排出口
７ …磁石
８ …磁気シール
９ …磁気シール
１０ …軸受部
１１ …トナー搬送スクリュー駆動ギア
１２ …伝達ギア
１３ …移動部材
１４ …カップリング部材
１５ …磁石
１６ …リードねじ係合部材
２０ …露光装置
２１ …一次転写ロール
２２ …転写ベルト
２３ …二次転写ロール
２４ …ドラムクリーナ
２５ …トナーカートリッジ
２６ …現像剤補給装置
３１，３２，３３，３４ …シート搬送装置
３５ …搬送ベルト
３６ …定着手段
３７ …排出ローラ
４０ …画像形成装置

Claims (6)

1. 現像剤が収容された現像剤収容容器と像担持体上に現像剤による像を形成する現像器との間を連通する現像剤補給通路と、前記現像剤補給通路の内部において回転しつつ現像剤を搬送する現像剤搬送手段と、を有する現像剤補給装置において、
   前記現像剤補給通路から現像器へ現像剤を排出する現像剤排出口を開放または遮蔽する現像剤シャッタ部材を、前記現像剤搬送手段の現像剤排出口近傍位置に配置すると共に、
   前記現像剤シャッタ部材に対向することで該現像剤シャッタ部材との間に磁気シールを形成する磁気シール部材を、前記現像剤シャッタ部材による現像剤排出口の遮蔽時に該現像剤シャッタ部材が対向する現像剤補給通路対向部に配置し、
   前記現像剤搬送手段の回転停止時に、前記現像剤シャッタ部材が現像剤排出口を遮蔽する位置であって且つ前記磁気シール部材に対向する位置に停止するように、前記現像剤搬送手段を停止させることを特徴とする現像剤補給装置。
2. 前記現像剤シャッタ部材は、前記磁気シール部材が配置された現像剤補給通路の内周形状にほぼ沿う略楕円形状であり、
   前記現像剤搬送手段の回転停止時に、前記現像剤シャッタ部材が現像剤排出口を遮蔽する位置であって且つ前記磁気シール部材に対向する位置に、前記現像剤搬送手段の回転を停止させる回転制御手段を有することを特徴とする請求項１に記載の現像剤補給装置。
3. 前記現像剤シャッタ部材は、前記磁気シール部材が配置された現像剤補給通路の内周形状にほぼ沿う略円形状であり、
   前記現像剤搬送手段の回転停止時に、前記現像剤シャッタ部材が現像剤排出口を遮蔽する位置であって且つ前記磁気シール部材に対向する位置に、前記現像剤搬送手段を長手方向に移動させる位置制御手段を有することを特徴とする請求項１に記載の現像剤補給装置。
4. 前記現像剤搬送手段の長手方向への移動方向において前記現像剤搬送手段の軸受部よりも手前の現像剤排出口近傍に位置する現像剤補給通路に第２の磁気シール部材を配置すると共に、前記移動可能な現像剤搬送手段のうち前記第２の磁気シール部材と対向する部分を磁力又は磁性を有する部材で構成し、前記第２の磁気シール部材と対向する現像剤搬送手段との間に第２の磁気シールを形成することを特徴とする請求項３に記載の現像剤補給装置。
5. 前記現像剤シャッタ部材と前記磁気シール部材は、両部材とも磁力を有する構成、または一方の部材が磁力を有し他方の部材が磁性を有する構成であり、前記磁気シャッタ部材を前記磁気シール部材に対向させることで前記両部材間に磁気シールを形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像剤補給装置。
6. 現像剤が収容された複数の現像剤収容容器と、像担持体上に現像剤による像を形成する複数の現像器を有し、回転によって前記像担持体に対して前記複数の現像器を切り替えることが可能なロータリ現像装置を備えた画像形成装置において、
   前記現像剤収容容器から前記現像器に現像剤を補給する現像剤補給装置として、請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像剤補給装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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