JP2009157333A - 現像剤収容体及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像装置内へキャリアを確実に補給し、現像剤の劣化を抑制することができる現像剤収容体及びこれを用いた画像形成装置を提供することである。
【解決手段】トナーとキャリアとからなる補給用現像剤を収容するプレミックストナー収容体５０において、トナーとキャリアとプレミックストナー収容部５１で最も内側にある内層部材との帯電序列が、負帯電側又は正帯電側よりトナー、内層部材、キャリアの順である。これにより、プレミックストナー収容体５０内の補給用現像剤は、キャリア表面にトナーが付着した状態で排出され、キャリアがプレミックストナー収容部５１の内層に付着したまま残ってしまうことが少なくなる。
【選択図】図８

Description

本発明は、トナーとキャリアとからなる補給用現像剤を収容する現像剤収容体、及びこれを用いた画像形成装置に関するものである。

近年、電子写真方式で得られる画像は、フルカラー化が浸透するに従い更なる高画質化が要求されている。これに対応するため、用いるトナーの小粒径化が進んでいるが、トナーの小粒径化によりトナーの表面積が増え、キャリアにトナーがスペントしやすくなっている。また、装置の小型化や高速化に伴い、少ない現像剤量で現像装置内が高速回転するために、現像剤にかかるストレスが増大し、キャリアコーティング膜の削れやトナーのスペント等によりキャリアの劣化が加速しやすい。このような劣化したキャリアを用いた現像剤では、小粒径トナーであっても高画質画像を得にくい。補給用トナーを現像装置に補給する構成では、現像装置内のトナーは現像によって消費されながら補給用トナーが補給されるため、現像装置内のトナーは入れ替わるが、現像装置内のキャリアは入れ替わらない。よって、一般にキャリアの劣化による画質低下を抑制するためには、現像装置内の現像剤の交換を頻繁に行うことが求められる。しかし、現像装置内の現像剤を頻繁に交換することは、メンテナンス費用の増加につながり、プリント単価の上昇につながる。

このようなメンテナンス費用の増加を抑制しつつ、現像装置内のキャリアの劣化による画質の低下を抑制できる構成の一例として、特許文献１に記載の画像形成装置が提案されている。特許文献１に記載の画像形成装置では、補給用トナーとは別に補給用キャリアが定期的に自動補給される。そして、補給された補給用キャリアの量に相当する現像剤が現像装置から排出されることで、現像装置内のキャリアの入れ替えが行われる。これにより、現像装置内に存在するキャリアのうちの劣化したキャリアが占める割合を少なくすることができ、現像装置内のキャリアの劣化に起因する画質の低下を抑制できる。現像装置内に存在するキャリアのうちの劣化したキャリアが占める割合を少なくすることができるので、現像装置内の現像剤を交換する頻度を低減することができ、メンテナンス費用の増加を抑制することができる。しかし、補給用トナーを収容するトナー収容体とは別に補給用のキャリアを収容するキャリア収容体や、補給用トナーを補給する補給装置とは別にキャリア用の補給装置が必要となる。このため、画像形成装置の大型化やコストアップとなってしまう。

上述したメンテナンス費用の増加を抑制しつつ、現像装置内のキャリアの劣化による画質の低下を抑制できる構成の他の例として、特許文献２及び３に記載の画像形成装置が提案されている。特許文献２及び３に記載の画像形成装置では、補給用トナーに補給用キャリアを混合して現像装置内の現像剤よりもトナー濃度が高い現像剤とした補給用現像剤を収容する現像剤収容体を備えている。そして、この現像剤収容体を回転させたり、現像剤収容体内部を攪拌したりしながら、補給用現像剤を現像装置に補給し、補給された現像剤の量に相当する現像剤を現像装置から排出することで、現像装置内のキャリアの入れ替えを行っている。特許文献２及び３に記載の画像形成装置では、補給用トナーと補給用キャリアとを同一の収容体に収容するため、収容体と補給装置とを補給用トナーと補給用キャリアとのそれぞれについて設ける必要がない。このため、特許文献１の画像形成装置よりも装置の大型化やコストアップを抑制することができる。

一方、補給用トナーを収容するトナー収容体として、使用済みのトナー収容体の一次保管スペースや回収時の運搬コストを抑制するために、変形可能で減容可能となるものが提案されている。さらに、このようなトナー収容体から安定してトナーを排出し、確実に現像装置までトナーを搬送できる構成の一例として、例えば特許文献４及び５に記載の画像形成装置が提案されている。特許文献４及び５に記載の画像形成装置では、補給用トナーを現像装置に補給するトナー補給装置として、粉体ポンプの負圧によってトナー収容体内の補給用トナーを吸引し、吸引した補給用トナーを現像装置に搬送するものが記載されている。このトナー補給装置は、粉体ポンプの吸引力による負圧によってトナー収容体のトナー排出口近傍の補給用トナーをトナー排出口から排出する。トナー排出口から排出された補給用トナーは、粉体ポンプの負圧によって搬送路部材内を通過し現像装置まで搬送されることにより、現像装置に補給される。負圧によってトナー排出口近傍の補給用トナーが排出されるとき、トナー排出口近傍にない補給用トナーはトナー排出口近傍の補給用トナーが外部に排出されることでトナー排出口に向かって移動する。このようなトナー収容体では、粉体ポンプの吸引によって補給用トナーの排出とトナー収容体内での補給用トナーの移動が行われるため、トナー収容体に補給用トナーを移動させるためのトナー搬送部材が不要となる。

特公昭６０−１８０６５号公報 特開２００４−２９３０６号公報 特開２００４−３３３５１４号公報 特開２００１−３２４８６３号公報 特開２００４−３２３０６２号公報

ところが、特許文献２及び３に記載されるような補給用現像剤を、特許文献４及び５に記載されるような減容可能なトナー収容体に収容する構成とした場合、次のような不具合が生じることが分かった。すなわち、キャリアの入れ方によっては、現像剤収容体からキャリアが排出されずに現像剤収容体内にキャリアが多く残ったり、逆にキャリアだけが排出されたりする場合がある。キャリアが現像剤収容体に多く残る場合には、現像装置内に補給されるキャリアが少ないため、現像剤の劣化が抑制できない。また、キャリアだけが排出された場合には、粉体ポンプによる搬送が停止するという不具合が生じる。粉体ポンプによるキャリアの搬送が停止した状態では、搬送路部材の途中でキャリアが詰まり、負圧がかかっても移動しない状態になっていた。

なお、補給用現像剤収容体にトナーとキャリアを分けて充填するのではなく、トナー中に所定量のキャリアをあらかじめ均一に分散させた現像剤の状態で充填する方法が考えられる。しかし、製造工程において、現像剤収容体の収容量単位でトナーとキャリアとを混合するならば問題ないが、製造効率を考慮すると大容量で混合するのが一般的である。このような場合、トナーとキャリアの比重差のためにキャリアが偏在し、複数製造された現像剤収容体でキャリア量にばらつきが生じてしまう。場合によっては、まったくキャリアのない現像剤収容体ができてしまう。これが使われている間は、キャリアが現像装置内に供給されないために現像剤の劣化を抑制できなくなる。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像装置内へキャリアを確実に補給し、現像剤の劣化を抑制することができる現像剤収容体及びこれを用いた画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、トナーとキャリアとからなる補給用現像剤を収容する現像剤収容体において、トナーとキャリアと上記現像剤収容体で最も内側にある内層部材との帯電序列が、負帯電側又は正帯電側よりトナー、内層部材、キャリアの順であることを特徴とするものである。
請求項２の発明は、請求項１の現像剤収容体において、外圧又は内圧によって減容可能であることを特徴とするものである。
請求項３の発明は、請求項１又は２の何れかの現像剤収容体において、上記補給用現像剤はトナーとキャリアとが静電的に付着している状態であることを特徴とするものである。
請求項４の発明は、請求項１、２又は３の何れかの現像剤収容体において、
上記補給用現像剤は、トナー中に所定量のキャリアを予め分散させた現像剤とトナーとを充填したものであることを特徴とするものである。
請求項５の発明は、請求項１、２、３又は４の何れかの現像剤収容体において、上記補給用現像剤中のトナーは、帯電制御剤を含有することを特徴とするものである。
請求項６の発明は、請求項１、２、３、４又は５の何れかの現像剤収容体において、上記内層部材は、帯電防止剤を含有することを特徴とするものである。
請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５又は６の何れかの現像剤収容体において、上記内層部材を含む上記現像剤収容体は内部が確認可能な透明部分があることを特徴とするものである。
請求項８の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体上に形成される潜像を現像剤により現像する現像手段と、該現像手段で消費された現像剤量に応じて該現像手段に現像剤を補給する現像剤補給手段と、該現像手段に補給するための補給用現像剤を収容し、該現像剤補給手段に対して着脱可能に構成される現像剤収容体とを備える画像形成装置において、上記現像剤収容体として、請求項１乃至７の何れかの現像剤収容体を用いることを特徴とするものである。
請求項９の発明は、請求項８の画像形成装置において、上記現像装置は、該現像装置内の現像剤を排出する現像剤排出手段を備えることを特徴とするものである。
請求項１０の発明は、請求項８又は９の画像形成装置において、上記現像剤補給装置は、上記現像剤収容体から排出された補給用現像剤を搬送するための搬送路部材と、該現像剤収容体内の補給用現像剤に負圧を作用させ、該搬送路部材を通して上記現像装置へ補給用現像剤を移動させる粉体ポンプを備えることを特徴とするものである。
上記請求項１乃至１０の発明において、現像剤収容体内のキャリアは、内層部材よりもトナーと帯電しやすい。つまり、現像剤収容体内では、キャリア表面にトナーが静電的に付着しやすく、キャリアが内層部材に付着しにくい。摩擦帯電において、帯電序列の近いものとの組み合わせよりも帯電序列の遠いものとの組み合わせの方が帯電量が高くなり、帯電量が高い方が付着力が大きいからである。そのため、現像剤収容体内の補給用現像剤はキャリア表面にトナーが付着した状態で排出されることになる。よって、現像剤収容体から補給用現像剤を排出する時に、キャリアが現像剤収容体の内層部材に付着したまま残ってしまうことが少なくなる。また、このとき、現像剤収容体から排出された補給用現像剤が搬送路部材の途中で詰まることがない。これは、キャリア表面にトナーが付着し、トナーがコロのような働きをしてキャリアが搬送路部材内を移動しやすくなるためと考えられる。その結果、現像剤収容体から現像装置へ向けてキャリアがトナーと共に確実に補給され、現像装置内での現像剤の劣化を抑制することができる。

本発明によれば、現像装置内へキャリアを確実に補給し、現像剤の劣化を抑制することができる現像剤収容体及びこれを用いた画像形成装置を提供できるという優れた効果がある。

以下、本発明を電子写真方式の画像形成装置であるプリンタに適用した一実施形態について説明する。本実施形態では、単一の現像装置を利用して現像を行う単色画像形成装置を例にあげて説明する。
まず、本実施形態に係るプリンタの構成及び動作について説明する。図１は、本実施形態に係るプリンタの現像装置周辺の構成を示す概略構成図である。このプリンタは、一般的な電子写真プロセスと同様に、図中矢印Ａ方向に回転する潜像担持体としての感光体１を帯電装置２により所定電荷で一様に帯電した後、図示しない露光装置により画像に応じた光Ｌを照射し、感光体１上に静電潜像を形成する。そして、現像装置３により感光体１上の静電潜像をトナーで現像し、これにより感光体１上にはトナー像が形成される。その後、感光体１上に形成されたトナー像は、図示しない転写材としての転写紙上に転写され、定着装置によって転写紙上に定着されて画像が出力されることになる。

上記現像装置３は、トナーとキャリアからなる２成分現像剤（以下、単に現像剤という）を用いて現像を行う２成分現像方式を採用している。図２は、現像装置の外観を示す斜視図である。図３は、現像装置のケーシングの上部を取り除いた状態において、ケーシングの下部によって形成される搬送路及びこれらの搬送路に設けられるスクリューを感光体側から見たときの斜視図である。この現像装置３は、図１に示すように、図中矢印Ｂ方向に表面移動する現像剤担持体としての現像ローラ４を有している。この現像ローラ４は、その表面に現像剤を担持し、その現像剤を感光体１表面の静電潜像に接触させることで、その静電潜像にトナーを付着させる。また、現像装置３は、この現像ローラ４に現像剤を供給しながら、図１の紙面奥側に向けて現像剤を搬送する供給搬送部材としての供給スクリュー５を有している。また、現像装置３は、感光体１と供給スクリュー５との対向部の現像ローラ４の表面移動方向下流側に、現像ローラ４に供給された現像剤を現像に適した厚さに規制する現像剤規制部材としての現像ドクタ６を備えている。また、現像装置３は、感光体１と現像ローラ４との対向部である現像領域の現像ローラ４表面移動方向下流側に、現像領域を通過した現像後の現像剤を回収し、回収した回収現像剤を供給スクリュー５と同方向に搬送する回収搬送部材としての回収スクリュー７を備えている。供給スクリュー５を備えた供給搬送路８と回収スクリュー７を備えた回収搬送路９とは、現像ローラ４の下方に並設されることになる。供給搬送路８と回収搬送路９との２つの搬送路は、仕切り板１０によって互いに仕切られている。ただし、この仕切り板１０は、回収スクリュー７の搬送方向最下流側である図中紙面奥側の端部が開口部となっており、この開口部を通じて供給搬送路８と回収搬送路９とが互いに連通している。また、仕切り板１０の上端部分を現像ローラ４に接触させると現像ローラ４の回転負荷が増大するので、本実施形態では、仕切り板１０と現像ローラ４との間に望ましくは１［ｍｍ］以下の空隙を設けている。

また、現像装置３は、供給スクリュー５に対して回収スクリュー７の反対側に、現像剤を撹拌しながら供給スクリュー５とは逆方向である図中紙面手前側に搬送する撹拌搬送部材としての撹拌スクリュー１１が設けられている。この攪拌搬送スクリューを備えた攪拌搬送路１２と供給搬送路８とは、仕切り壁１３によって互いに仕切られている。ただし、この仕切り壁１３の図中紙面手前側と紙面奥側との両端は開口部となっており、この開口部を通じて供給搬送路８と撹拌搬送路１２とは互いに連通している。

ここで、本実施形態の供給スクリュー５は、図１に示すように、その最上位置を示すスクリュー頂点１４が現像ローラ４の回転中心軸１５よりも下方になるように配置されている。また、現像ローラ４の回転中心軸１５とスクリュー頂点１４とを結んだ直線と、回転中心軸１５を通る水平な直線とのなす角θ１は３０［°］に設定されている。この角度θ１は供給スクリュー５の直径にも左右されるが、現像装置３の小型化の観点から１０［°］以上４０［°］以下の範囲内であるのが望ましい。

現像ローラ４への現像剤供給は現像ローラ４内に設けられた磁極が現像剤中のキャリアを引きつけることによって行われる。上述のように、スクリュー頂点１４が現像ローラ４の回転中心軸１５よりも下方となるように配置すると、現像剤の自重が現像ローラ４への現像剤の供給量に影響せず、磁力の大きさが現像剤の供給量に寄与することになる。その結果、現像ローラ４への現像剤供給は供給搬送路８中の現像剤の上部から確実に行われることになるので、供給スクリュー５の搬送方向において供給搬送路８内の現像剤の嵩が均一でなくても、現像ローラ４の軸方向にわたって適正な量の現像剤を現像ローラ４に供給することができる。

図４は、現像ローラ４の磁極配置を説明する概略説明図である。図４に示すように、現像ローラ４の内部には、現像領域中で現像ローラ４の表面移動方向の最も下流側の位置に現像下流端側Ｓ１極が配置されており、供給スクリュー５と対向する位置に現像剤汲み上げ用Ｓ２極が配置されている。そして、現像下流端側Ｓ１極と現像剤汲み上げ用Ｓ２極との間の領域は、磁極が存在しない。この磁極が存在しない範囲が現像後の現像剤を回収搬送路９へ回収する現像剤回収領域となり、その回収搬送路９は現像剤回収領域と対向する現像ローラ４の真下の位置に配置されている。現像領域を通過した現像後の現像剤は、現像剤回収領域まで搬送されると磁力の影響を受けなくなり、現像ローラ４の回転による遠心力と自重とによって、回収搬送路９に落下し、回収される。よって、トナー濃度が低い状態の現像後の現像剤が供給搬送路８まで搬送されてそのまま現像に用いられるおそれはない。現像下流端側Ｓ１極と現像剤汲み上げ用Ｓ２極との間の角度θ２は、１００［°］以上あれば、現像剤の連れ回りに起因するトナー濃度の不具合を確実に防止することができる。

また、供給搬送路８から現像ローラ４の表面に供給された現像剤は、その層厚を現像ドクタ６によって規制されることによって現像に最適な層厚となる。現像に最適な層厚とするには、現像剤を現像ドクタ６で規制する必要があるため、現像ローラ４に供給される現像剤の量は、現像ドクタ６を通過する現像剤の量よりも多い状態としなければならない。すなわち、図１に示すように、現像ドクタ６の上流側のドクタ領域１６では、常に現像剤が規制される状態にする必要がある。そのため、稼動していくうちに、ドクタ領域１６には規制された被規制現像剤が溜まっていく。この被規制現像剤は、後からドクタ領域１６に到達する現像剤によって持ち上げられ、その後落下し、再びドクタ領域１６に戻るという対流の動きを見せる。本実施形態の現像装置３では、ドクタ領域１６に被規制現像剤が溜まって対流を繰り返さないように、その被規制現像剤の量がある程度の量以上になったら、ドクタ領域１６を迂回して供給搬送路８内へ戻るように、被規制現像剤回収部材１６を設置している。現像ローラ４の磁力が影響して供給搬送路８内へ戻ろうとする被規制現像剤が被規制現像剤回収部材１７上で滞留しないように、被規制現像剤回収部材１７の位置は適切に設定されている。

現像ドクタ６は、現像装置３のケーシングに固定された放熱用部材１８に密着固定されている。そのため、現像ドクタ６は、現像剤からの熱を放熱用部材１８に伝達する機能を果たしている。この放熱用部材１８の内側には、フィン１９が形成されており、稼働中の空気流により放熱が行われる。このような構成によって、現像装置３内に存在する現像剤の温度上昇が低減されている。また、現像装置３のケーシングには放熱フィン２０も設けられており、装置本体の前側から後側へ送られる冷却風により、現像装置全体の温度上昇を低減している。

現像ローラ４の下流側には、感光体１に付着したキャリア及び現像ローラ４から落下した現像剤を捕捉する現像剤捕捉ローラ２１が設置される。現像剤捕捉ローラ２１は、現像ローラ４に対して逆回転し、補足した磁性キャリア又は現像剤を、現像ローラ４に戻すか、スクレーパ２２により回収搬送路９に回収させるようになっている。

次に、上記構成の現像装置３において、３つの搬送路８、９、１２内での現像剤の循環について説明する。図３に示すように、現像装置３では、現像に用いられず供給スクリュー５によって供給搬送路８の搬送方向下流端まで矢印Ｃ方向に搬送された余剰現像剤と、回収スクリュー７によって回収搬送路９の搬送方向下流端まで矢印Ｃ方向に搬送された回収現像剤とは、攪拌搬送路１２に受け渡される。攪拌搬送路１２は、受け取った余剰現像剤及び回収現像剤を、撹拌スクリュー１１によって供給搬送路８及び回収搬送路９の現像剤と逆方向、即ち矢印Ｄ方向に向けて撹拌しながら搬送する。そして、その現像剤を、搬送方向下流側で連通している供給搬送路８の搬送方向上流側に受け渡す。なお、攪拌搬送路１２の下方には、トナー濃度検知手段としてのトナー濃度センサ２１が設けられ、そのセンサ出力により現像剤補給手段としてのプレミックストナー補給装置３０を作動し、未使用のトナー及び未使用のキャリアを含む補給用現像剤であるプレミックストナーの補給を行う。

上記プレミックストナー補給装置３０は、プレミックストナーをプレミックストナー補給口２３から上述した３つの搬送路８、９、１２のうちの少なくとも１つの搬送路に補給するものである。本実施形態では、図２に示すように、プレミックストナー補給口２３が攪拌スクリュー１１の上方であって、現像領域よりも軸方向外側に設けられている。プレミックストナー補給装置３０により補給されるプレミックストナーは、このプレミックストナー補給口２３を通じて図３に示した現像剤受け渡し箇所２４に補給される。この現像剤受け渡し箇所２４は、供給搬送路８及び回収搬送路９から攪拌搬送路１２への現像剤の受け渡しが行われる箇所である。この箇所は、現像剤に対する撹拌作用が激しい場所であるので、この箇所にプレミックストナーを補給すれば、補給直後に激しく撹拌されてトナーの摩擦帯電を促進することができる。その結果、補給されたプレミックストナーが供給搬送路８に搬送されて現像ローラ４に供給されたときにトナーの帯電量が不十分となるおそれを効果的に防止できる。

なお、図２に示すように、回収搬送路９と供給搬送路８との間の現像剤受け渡し箇所の上方には、現像ローラ４のローラ回転軸４ａが延びており、この部分にローラ回転軸４ａを駆動する駆動部が設けられる。そのため、本実施形態の現像装置３では、供給搬送路８と回収搬送路９との間における現像剤受け渡し箇所の上方にプレミックストナー補給口２３を設けることはできない。この点について、駆動部による制約がなければ、回収搬送路９と供給搬送路８との間における現像剤受け渡し箇所の上方にプレミックストナー補給口２３を設けてもよい。供給搬送路８と回収搬送路９との間における現像剤受け渡し箇所で補給用現像剤を補給することにより、トナー濃度が低下している回収現像剤にプレミックストナー（高トナー濃度の現像剤）を供給することができるので、現像装置３に存在する現像剤のトナー濃度を効率的に一定に維持することができる。

ここで、スクリューの構成について撹拌スクリュー１１を例として説明する。図３に示すように、撹拌スクリュー１１は、撹拌回転軸１１ａに現像剤搬送方向に向かって現像剤を撹拌搬送する羽部である撹拌搬送羽部１１ｂと、現像剤を隣接する供給スクリュー５側に移送する撹拌横移送用パドル１１ｃとを備えている。さらに、現像剤搬送方向下流端側の軸受部に現像剤を送り込まないように、攪拌搬送路１２の搬送方向下流端部の現像剤に搬送方向とは逆方向の搬送力を与える撹拌搬送羽部１１ｂとは逆の巻方向の撹拌逆送羽部１１ｄが取り付けられている。なお、供給スクリュー５及び回収スクリュー７も撹拌スクリュー１１と同様な構成となっている。

攪拌搬送路１２での現像剤搬送方向下流側では、上述したように、仕切り壁１３に開口部を設けてあり、攪拌搬送路１２の現像剤搬送方向下流側端部と供給搬送路８の現像剤搬送方向上流側端部とが連通している。攪拌搬送路１２の搬送方向下流側端部まで搬送された現像剤は、撹拌スクリュー１１の撹拌横移送用パドル１１ｃにより、供給スクリュー５側の供給搬送路８の搬送方向上流側端部に移送される。一方、反対側の端部では、上述したように、仕切り壁１３及び仕切り板１０に開口部が設けてあり、供給搬送路８及び回収搬送路９の現像剤搬送方向下流側端部と攪拌搬送路１２の現像剤搬送方向上流側端部とが連通している。回収搬送路９に回収された回収現像剤は、回収スクリュー７の回収横移送用パドル７ｃにより、供給スクリュー５側の供給搬送路８に受け渡される。このようにして供給搬送路８に受け渡された回収現像剤は、現像に用いられず供給搬送路８の搬送方向下流側端部まで搬送された余剰現像剤と混合される。そして、混合された余剰現像剤及び回収現像剤は、供給スクリュー５の供給横移送用パドル５ｃにより、撹拌スクリュー１１側の攪拌搬送路１２に受け渡される。

上述のように、現像装置３では、供給スクリュー５（供給搬送路８）、回収スクリュー７（回収搬送路９）及び撹拌スクリュー１１（攪拌搬送路１２）とを現像ローラ４の下方に横方向に配置し、現像剤を循環させている。そして、本実施形態では、搬送路間の現像剤の受け渡しがほぼ水平方向に行われる。よって、現像剤の循環において、現像剤を上方向に押し上げる箇所は存在しない。これにより、現像剤を上方向に押し上げる箇所が存在する構成に比べて、現像装置３内で現像剤を循環搬送する際に現像剤へのストレスを軽減することができ、現像剤の長寿命化を図ることができる。また、供給スクリュー５及び回収スクリュー７の搬送方向下流端と、撹拌スクリュー１１の搬送方向上流端とで３つの搬送路が連通している。これにより、回収現像剤と余剰現像剤とを簡易な構成で攪拌搬送路１２へ受け渡すことができる。

従来、隣り合う搬送路間でほぼ水平方向に現像剤を受け渡す構成において、搬送方向下流端部付近でも軸方向に平行な方向の搬送力のみを現像剤に加えてその下流端に溜まった現像剤を開口部から溢れ出すようにして隣の搬送路に受け渡すものもある。このように軸方向のみの搬送力を現像剤に加える構成においては、その開口部から現像剤を溢れ出させる際に現像剤に大きな圧力を加えることになり、現像剤に過剰なストレスがかかる。そのため、現像剤の寿命を低下させるものであった。これに対し、本実施形態の現像装置３では、搬送路の搬送方向下流端部に横方向の搬送力を加えるパドル形状の部材を設けているので、上記従来の構成に比べて、現像剤の受け渡しに際して現像剤に加わる圧力が小さく、現像剤にかかるストレスの軽減を図ることができる。

また、図３に示すように、供給搬送路８と攪拌搬送路１２とを仕切る仕切り壁１３には、供給スクリュー５の現像範囲の中央部以降の現像剤搬送方向下流側に現像剤嵩調節開口部２５が設けられている。現像ローラ４が停止したときや、現像ドクタ６の設定により、現像に用いられる現像剤が減少して供給搬送路８内の現像剤の嵩が所望の高さよりも高くなることがある。現像剤の嵩が所望の高さよりも高くなると、供給スクリュー５による現像剤の搬送状態が変化し、極端に搬送効率が低下したり、正常な現像剤循環が保てなくなったりして、部分的な現像剤劣化などを引き起こすおそれがある。本実施形態では、供給搬送路８における現像範囲の中央部以降で現像剤の嵩が所望の高さ以上になると、現像剤嵩調節開口部２５から攪拌搬送路１２へ現像剤をオーバーフローする。よって、供給搬送路８における現像範囲の中央部以降における現像剤高さが一定の高さ以上になるのが防止される。なお、現像剤嵩調節開口部２５から攪拌搬送路１２へオーバーフローする現像剤は供給搬送路８内の現像剤であるので、そのトナー濃度は現像に適した状態である。よって、オーバーフローした現像剤を攪拌搬送路１２の途中に受け渡しても、攪拌搬送路１２内のトナー濃度が低下したりトナー濃度が不均一になったりすることはない。

現像剤嵩調節開口部２５としては、図３に示すように複数箇所に分けて設けたものでも、現像範囲中央部以降全体を一つの開口部として設けたものでもよい。仕切り壁１３における所定の高さよりも高い部分に開口部を設けることにより、供給搬送路８内の過剰な現像剤をオーバーフローさせて撹拌搬送路に受け渡すという上述した構成は、供給搬送路８と攪拌搬送路１２とがほぼ同じ高さに並設されているからこそ可能な構成である。例えば、供給搬送路と撹拌搬送路とが上下に並設されている場合、撹拌搬送路が上方にあるために供給搬送路内の現像剤をオーバーフローさせても撹拌搬送路に受け渡すことはできない。供給搬送路が上方にある場合は、一度オーバーフローさせた現像剤を下方の撹拌搬送路に落下させる落下用の経路が必要となり、現像装置の構成が複雑になってしまう。本実施形態のように、供給搬送路８と攪拌搬送路１２とをほぼ同じ高さに並設すると、仕切り壁１３の所定の高さに開口部を設けるという簡易な構成で、供給搬送路８内の過剰な現像剤を攪拌搬送路１２へ受け渡すことができる。

次に、現像装置３から使用済み現像剤を排出する構成及び動作について説明する。図１に示すように、現像装置３には、現像装置３内に存在する現像剤を排出する現像剤排出手段としての現像剤排出部２６が設けられている。この現像剤排出部２６は、現像剤排出口２７から排出された現像剤を排出搬送路２８を介して使用済現像剤収容器２９に排出している。本実施形態では、プレミックストナー補給装置３０によりトナーと一緒にキャリアも補給される。そのため、プレミックストナー補給装置３０による補給動作によって現像装置３内の現像剤のトナー濃度は目標トナー濃度とすることができるものの、現像装置３内の現像剤全体の量は、キャリアの補給量に応じた分だけ増加していく。そこで、本実施形態では、現像剤排出部２６により現像装置３内の現像剤の全体量の一部に相当する量ずつ現像装置３内の現像剤を徐々に排出して、現像装置３内の現像剤の全体量が一定になるようにしている。

具体的には、現像剤排出部２６の現像剤排出口２７は、回収搬送路９中の底面から所定の高さだけ上方の側面部分に開口している。詳しくは、現像装置３内に存在する現像剤の全体量が規定量であるときに回収搬送路９中に存在する現像剤の上部が位置することになる高さに、現像剤排出口２７の下部が位置するように、現像剤排出口２７が開口している。これにより、プレミックストナー補給装置３０による補給動作によって現像装置３内に存在する現像剤の量が規定量を超え、回収搬送路９中に存在する現像剤の嵩が増加してその現像剤の上部が現像剤排出口２７の位置まで上昇すると、現像剤排出口２７から現像剤がオーバーフローして排出される。すなわち、プレミックストナー補給装置３０による補給動作によって規定量を超えた分の現像剤は、現像剤排出口２７から排出される。そして、現像剤排出口２７から排出された現像剤は、排出搬送路２８を介して使用済現像剤収容器２９に送られて収容される。この排出搬送路２８は、中空のチューブで内部に螺旋状のスクリュー部材を備えて現像剤を使用済現像剤収容器２９へ搬送するものであってもよいし、重力により現像剤を落下させて使用済現像剤収容器２９へ搬送するものであってもよい。

ここで、本実施形態では、現像剤排出口２７を回収搬送路９中に設け、回収搬送路９内の現像剤を排出するように構成されている。この現像剤排出口２７から排出される回収搬送路９内の現像剤は、現像領域を通過してトナーを消費した現像後の現像剤（使用済み現像剤）である。そのため、その現像剤のトナー濃度は、現像装置３内の他の箇所に存在する現像剤に比べてずっと低い状態となっている。現像剤の排出に際しては、本来はキャリアのみを排出することが望ましい。なぜなら、現像装置３内のトナーは現像によって消費され、補給動作により新しいトナーと次々と入れ替わるものであるため、現像装置３内に存在するトナーのほとんどは、経時的にも十分に使用可能な状態のものである。よって、現像剤の排出に際してキャリアと一緒にトナーも排出すると、未だ十分に使用可能なトナーを無駄に排出することとなり、不経済であることから、本来的にはキャリアのみを排出することが望ましい。しかし、トナーと混合されている状態のキャリアをトナーと分離して排出することは非常に困難であり、これを行おうとすると装置構成が非常に複雑になる。本実施形態では、現像装置３の中でも最もトナー濃度が低い状態にある回収搬送路９内の現像剤を排出するため、現像装置３内の他の箇所の現像剤を排出する場合に比べて、キャリアと一緒に排出されるトナーの量を少なく抑えることができる。その結果、未だ十分に使用できるトナーが無駄に排出されてしまう量を少なく抑えることができる。

特に、本実施形態では、現像剤排出口２７を、回収搬送路９の現像剤搬送方向下流側端部近傍、具体的には図３に示す位置に設けている。回収搬送路９中の現像剤搬送方向下流側端ではその回収現像剤が供給搬送路８側へ受け渡されるが、連続プリンタ時のように現像ローラ４から現像剤が次々と回収される状況下では、回収スクリュー７によりこの下流端に搬送されてくる回収現像剤の量がこの下流端から供給搬送路８側へ受け渡す現像剤量を越えることが起こり得る。この場合、回収搬送路９の下流側端に回収現像剤が滞留し、その滞留量が多くなりすぎると、回収現像剤が現像ローラ４の表面に接触してしまうおそれがある。回収現像剤が現像ローラ４の表面に接触すると、トナー濃度の低い状態の回収現像剤が現像ローラ４に連れ回って供給搬送路８まで搬送され、そのまま現像に用いられるおそれがある。この場合、現像領域へ送られる現像ローラ４上の現像剤中のトナー濃度が低下したり不均一となったりするおそれがある。本実施形態では、図３に示すように回収搬送路９の下流側端部近傍に現像剤排出口２７を設けており、回収搬送路９の下流側端に回収現像剤が現像ローラ４の表面に接触してしまうほど滞留する前に、その回収現像剤が現像剤排出口２７から排出される。したがって、トナー濃度の低い状態の回収現像剤が現像ローラ４に連れ回って供給搬送路８まで搬送されることはない。

なお、本実施形態では、現像剤排出口２７を回収搬送路９の側面に設けて現像装置３内に存在する現像剤の量が規定量を超えたときにその越えた分の現像剤を排出する構成であるが、これに限られるものではない。例えば、回収搬送路９の底面に現像剤排出口を設け、これに開閉可能なシャッターを備え付けてこのシャッターの動作を制御することで、現像剤を排出するように構成してもよい。この場合、例えばプレミックストナー補給装置３０によるプレミックストナーの補給量に応じてシャッターの動作時間を決定する。これによれば、補給用現像剤の補給量と使用済み現像剤の排出量とをほぼ同量にすることができる。

また、本実施形態では、現像剤排出口２７から排出される現像剤の中に、補給直後である未使用現像剤が含まれることはない。すなわち、プレミックストナー補給口２３から補給されたプレミックストナーは、攪拌搬送路１２を通って供給搬送路８へ受け渡された後、現像ローラ４に供給されて現像領域を通過した後でなければ、回収搬送路９内へ受け渡されることはない。よって、現像剤排出口２７から排出される現像剤は、１回以上は現像を行った現像剤である。したがって、本実施形態によれば、補給直後のプレミックストナーが現像に寄与することなく現像剤排出口２７から排出されて無駄になってしまう事態を防止できる。

次に、本実施形態に係るプレミックストナー補給装置の構成及び動作について説明する。図５は、プレミックストナー補給装置の構成を示す概略構成図である。図５に示すように、プレミックストナー補給装置３０は、現像装置３のプレミックストナー補給口２３に連結されるモーノポンプ３１と、このモーノポンプ３１に連通される現像剤搬送路部材としての搬送チューブ３２とを有している。この搬送チューブ３２は、好ましくは、フレキシブルで耐トナー性に優れたポリウレタン、ニトリル、ＥＰＤＭ等のゴム材料で形成されたものを利用する。また、プレミックストナー補給装置３０は、現像剤収容体としてのプレミックストナー収容体５０に連通するためのノズル４０と、プレミックストナー収容体５０を支持するための容器ホルダ３３を有している。この容器ホルダ３３は樹脂等の剛性の高い材料で形成されている。

図６は、モーノポンプの概略構成を示す断面図である。このモーノポンプ３１は、図６に示すように、一軸偏芯スクリューポンプと呼ばれるもので、内部にロータ３４及びステータ３５を備えている。ロータ３４は、円形断面が螺旋状に捻れた形状を有し、硬い材質で形成されており、ステータ３５の内部に嵌合される。また、ロータ３４は、ユニバーサルジョイント３７及び軸受３８を介して、ロータ３４を回転駆動させるための補給用駆動モータ３６に接続されている。一方、ステータ３５は、ゴム状の柔軟な材料で形成され、長円形断面が螺旋状に捻れた形状の穴を有しており、この穴にロータ３４が嵌合される。ステータ３５の螺旋のピッチは、ロータ３４の螺旋のピッチの２倍の長さに形成されている。

上記構成のモーノポンプ３１では、補給用駆動モータ３６が回転すると、ロータ３４とステータ３５との間の螺旋状の空間に吸引圧力が発生し、搬送チューブ３２内が吸引負圧化される。これにより、プレミックストナー収容体５０内のプレミックストナーが吸引力により搬送チューブ３２を介してプレミックストナー吸引口３１ａからモーノポンプ３１内に受け取られる。そして、ロータ３４とステータ３５の間の空間を通過したプレミックストナーは、プレミックストナー落下口３１ｂから下方に落下し、プレミックストナー補給口２３を介して、現像装置３の内部に供給される。また、上記構成のモーノポンプ３１を利用すれば、現像装置３とプレミックストナー収容体５０とを結ぶ搬送路を自由に曲げることができる。よって、搬送スクリュー等を利用した場合のように直線的な搬送路に制限される場合に比べ、現像装置３とプレミックストナー収容体５０との位置関係の制約が少なくなり、プリンタ内のレイアウトの自由度が向上する。また、プレミックストナー収容体５０を現像装置３から離して配置できる結果、現像装置３自体の小型化を図ることができる。なお、補給用駆動モータ３６には、図示しない補給クラッチが接続されており、補給クラッチのクラッチ動作を制御することで、未使用現像剤の補給量を細かく調整することができる。

図７（ａ）は、トナー補給装置３０に設けられるノズル４０の概略構成を示す外観図であり、（ｂ）は、その軸方向断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）中符号Ｘ−Ｘの断面図である。このノズル４０は、図７に示すように、内管４１とその内管４１を内部に収容する外管４２とからなる２重管構造を有している。内管４１の内部は、プレミックストナー収容体５０内の補給用現像剤を排出するための現像剤搬送通路としての現像剤流路４１ａとなっている。プレミックストナー収容体５０内の補給用現像剤は、モーノポンプ３１による吸引力により吸引され、現像剤流路４１ａを通ってモーノポンプ３１内に引き込まれることになる。

また、図７（ｂ）に示すように、トナー補給装置３０のノズル４０は、内管４１と外管４２との間に、空気供給通路としてのエア流路４３を有する。このエア流路４３は、図７（ｃ）に示すように、互いに独立した断面半円状の２つの流路４３ａ、４３ｂから構成されている。各エア流路４３ａ、４３ｂは、図５に示すように、それぞれ、気体供給通路としてのエア供給路４４ａ、４４ｂを介して、別個の気体送出装置としてのエアポンプ４５ａ、４５ｂに接続されている。このエアポンプ４５ａ、４５ｂとしては、通常のダイアフラム型のエアポンプを利用することができる。これらエアポンプ４５ａ、４５ｂから送り出される空気は、それぞれ、エア流路４３ａ、４３ｂを通って、各エア流路の気体供給口としてのエア供給口４６ａ、４６ｂからプレミックストナー収容体５０内に供給される。各エア供給口４６ａ、４６ｂは、現像剤流路４１ａの現像剤流出口４７の図中下方に位置している。これにより、各エア供給口４６ａ、４６ｂから供給される空気は、現像剤流出口４７付近のプレミックストナーに対して供給されることになり、使用されないまま長期間放置されて現像剤流出口４７にプレミックストナーが詰まった状態になったとしても、その現像剤流出口４７を塞いでいる現像剤を崩すことができる。

また、エア供給路４４ａ、４４ｂには、図示しない気体送出制御手段としての制御部からの制御信号により、開閉動作する閉塞手段としての開閉弁４８ａ、４８ｂが設けられている。開閉弁４８ａ、４８ｂは、制御部からＯＮ信号を受け取ると弁を開けて空気を通過させ、制御部からＯＦＦ信号を受け取ると弁を閉めて空気の通過を阻止するように動作する。

上記構成のプレミックストナー補給装置３０では、制御部がトナー濃度センサ２１からトナー濃度が不足した旨の信号を受け取ることで、現像剤補給動作を開始する。この現像剤補給動作では、まず、エアポンプ４５ａ、４５ｂをそれぞれ駆動させ、プレミックストナー収容体５０内に空気を供給するとともに、モーノポンプ３１の駆動モータ３６を駆動させ、プレミックストナーの吸引搬送を行う。エアポンプ４５ａ、４５ｂから空気が送り出されると、その空気は、エア供給路４４ａ、４４ｂからノズル４０のエア流路４３ａ、４３ｂに入り込み、エア供給口４６ａ、４６ｂからプレミックストナー収容体５０内に供給される。この空気によって、プレミックストナー収容体５０内のプレミックストナーは、攪拌されて、空気を多く内包した状態となり、流動化が促進される。

また、プレミックストナー収容体５０内に空気が供給されると、プレミックストナー収容体５０内の内圧が高まることになる。従って、プレミックストナー収容体５０の内圧と外圧（大気圧）との間に圧力差が生じ、流動化した現像剤には、圧力の引く方向へ移動する力が働く。これにより、プレミックストナー収容体５０内の現像剤は、圧力の引く方向すなわち現像剤流出口４７から流出することになる。尚、本実施形態では、モーノポンプ３１による吸引力も作用して、プレミックストナー収容体５０内の現像剤が現像剤流出口４７から流出する。

上述のようにして、プレミックストナー収容体５０から流出したプレミックストナーは、現像剤流出口４７からノズル４０の現像剤流路４１ａを通り、搬送チューブ３２を介してモーノポンプ３１内に移動する。そして、モーノポンプ３１内を移動してトナー落下口３１ｂから下方に落下したプレミックストナーは、プレミックストナー補給口２３から現像装置３内に補給される。一定量の現像剤補給が完了したら、制御部は、エアポンプ４５ａ、４５ｂ及び駆動モータ３６の駆動を停止させ、かつ開閉弁４８ａ、４８ｂを閉じ、現像剤補給動作を終了する。このように、現像剤補給動作終了時に開閉弁４８ａ、４８ｂを閉じることで、プレミックストナー収容体５０内のプレミックストナーがノズル４０のエア供給路４３ａ、４３ｂを通ってエアポンプ４５ａ、４５ｂ側に逆流するのを防止している。

また、エアポンプ４５ａ、４５ｂから供給される空気の供給量は、モーノポンプ３１による現像剤及び空気の吸引量よりも少なく設定されている。よって、トナーを消費するにつれて、プレミックストナー収容体５０の内圧が減少することになる。ここで、本実施形態におけるプレミックストナー収容体５０は、後述するように柔軟なシート材で形成されているため、内圧の減少に伴って減容することになる。

次に、本発明の特徴部であるプレミックストナー収容体について説明する。図８（ａ）は、プレミックストナーが充填された使用前のプレミックストナー収容体の一例を示す外観図、（ｂ）は、プレミックストナーを消費した使用後のプレミックストナー収容体の一例を示す外観図である。このプレミックストナー収容体５０は、上述したように内圧又は外圧によって減容する柔軟なシート材で形成される現像剤収容部であるプレミックストナー収容部５１と、現像剤排出口となる口金部５２とから構成される。プレミックストナー収容部５１の開口部は、溶着等によって口金部５２によって取り付けられている。プレミックストナー収容部５１を口金部５２に溶着により固定することは、密閉性を確保する上で好ましいが、他の方法によりプレミックストナー収容体を形成してもよい。口金部５２には、不図示のシール材が設けられており、このシール材には十字型の切り込みが設けられている。そして、この切り込みにトナー補給装置３０のノズル４０を通すことで、プレミックストナー収容体５０とトナー補給装置３０とが連通し固定される。プレミックストナー収容体５０は、トナーの消耗に応じて順次新しい物と交換されるが、この構成により、その着脱が容易となり、交換時や使用時におけるトナー漏れを防止する。また、プレミックストナー収容体５０のプレミックストナー収容部５１の一部には、減容による現像剤収容部５０の変形を補助するための変形補助部材であるガイド部材５４が装着されている。このガイド部材５４は、プレミックストナー収容部５１の材質よりも剛性が高い厚地の紙又は薄いプラスチックシート等で形成され、プレミックストナー収容体５０に対して着脱可能でも固定されていてもよい。

上記構成のプレミックストナー収容体５０は、一般にガゼット容器と呼ばれる容器形状であり、簡単にシート状に折りたたむことができることができるものである。具体的には、プレミックストナー収容体５０は、内容物が少なくなると減容可能であり、ガイド部材５４は、二つの対向する面に付けられた折り目部分で屈折し、折りたたむように作用する。これにより、ガイド部材５４の折り目部分は、プレミックストナー収容部５１の二つの対向する面に同じく付けられた折り目部分を押し込み、ガイド部材５４の内壁面はプレミックストナー収容部５１の平面部分をその平面の法線方向から均一に押し込むことになる。このようなガイド部材５４の作用により、プレミックストナー収容体５０の交換時におけるユーザーの取り扱いが容易となる。また、使用済みとなったプレミックストナー収容体５０を一次保管スペースの省スペース化を図ることができ、回収時の運搬コストの低減を図ることができる。

ところで、プレミックストナー収容部５１を構成するシート材には、単一素材を用いてもよいが、材質の異なる複数のシートを積層して接着等で１枚のシート材としたものを用いるとよい。シート材は、それぞれの材質の特性を考慮して積層構成させる。プレミックストナー収容部５１を形成したときに現像剤と直接接触する最も内側にある内層には、比較的低温で溶解する材質のものを用いるとよい。シート材を貼り合わせや、プレミックストナー収容部５１の内層と口金部５２とを溶着により固定する際において、密閉性を確保することができる。また、トナーは保管中に外気に触れると劣化してしまう。特に湿度が高い環境ではトナーが凝集してトナー補給不良の原因となることがある。これを防止するため、プレミックストナー収容部５１を構成するシート材には、プレミックストナー収容体５０の機密性を高める材質のものを気密層として加えて使用するとよい。さらに、プレミックストナー収容体５０は、ユーザーが直接扱うものであるため、持ちやすさを考慮する必要がある。プレミックストナー収容部５１を構成するシート材に、比較的剛性の高い材質のもの剛性層として用いると、この剛性層の厚みを変えることでプレミックストナー収容体５０に望ましい剛性を持たせることができる。このように、プレミックストナー収容部５１には、プレミックストナーと直接接触する内側の層から、内層（溶着層）、気密層、剛性層の順で積層されるシート材を用いているとよい。気密層を二つの層で挟むことにより、気密層の破損が防止され、密閉性が維持される。また、相対的に破損しにくい剛性層を外側に配置することにより、溶着部分が保護され、トナー漏れを防止することができる。なお、プレミックストナー収容部５１のシート材としては、この３つの層以外の層をさらに備えてよい。

次に、プレミックトナー補給装置３０とプレミックストナー収容体５０との他の実施形態について説明する。
図９は、プレミックストナー補給装置３０の他の実施形態の構成を示す概略構成図である。また、図１０は、図９に示すプレミックストナー補給装置３０で用いるプレミックストナー収容体５０の外観図である。また、図１１は、図９に示すプレミックストナー補給装置３０を備えるタンデムのプリンタにおけるプレミックストナー補給装置３０の斜視説明図である。また、図１２は、このタンデムのプリンタに黒色のトナーを収容するＫ色用のプレミックストナー収容体５０をセットする様子を説明する図であり、図１３は、このプリンタ１００の外観斜視図である。

プレミックストナー収容体５０は、トナーとキャリアとからなり、トナーの割合が現像装置３内の現像剤よりも多い現像剤であるプレミックストナーを収納する現像剤収容体である。なお、図１１中の符号Ｔｆはプレミックストナーの流れを示している。
タンデム方式の画像形成装置であるプリンタ１００は、図１１のように各色のプレミックストナーを収納する現像剤収容体であるプレミックストナー収容体５０が並んで配置される構成をとる。各色のプレミックストナー収容体５０はそれぞれ現像剤搬送路部材である搬送チューブ３２を介してサブホッパ６８、粉体ポンプであるモーノポンプ３１等を備えた補給ユニットと接続し、現像装置３は補給ユニットの下方に接続している。
プレミックストナー収容体５０は図９及び図１０に示すように、現像剤収容部であるプレミックストナー収容部５１と、唯一の現像剤排出口であるトナー排出口１２２に取り付けられる口金部５２とで構成されている。

プレミックストナー補給装置３０は、図１２、図１３に示すように、図示しない回転軸を中心に回動して開閉可能な４つの収容体支持ホルダ７５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが設けられている。収容体支持ホルダ７５の外側側面７６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、図１３に示すように、装置本体の前面から露出している。これら収容体支持ホルダ７５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋには、それぞれに対応する色のプレミックストナー収容体５０を内部に収納して支持する。
作業者は、例えばＫ用のプレミックストナー収容体５０Ｋを収容体支持ホルダ７５Ｋにセットする場合、図示しないロックを外して、収容体支持ホルダ７５Ｋを図示のように手前側に回動するように開ける。そして、作業者は、口金部５２が鉛直方向下側となるように手で把持し、そのプレミックストナー収容体５０Ｋを収容体支持ホルダ７５Ｋの内部に落し込むように挿入する。

プレミックストナー収容体５０は収容体支持ホルダ７５にセットされた状態で、プレミックストナー収容体５０内に、口金部５２に連結される装置本体側の連結部材としてのノズル４０の先端が挿入された状態となる。詳しくは、口金部５２はシャッター部材１２５を備え、ミックストナー収容体５０が単体の状態ではトナー排出口１２２を塞いで、ミックストナー収容体５０内のトナーが外部に漏れることを防止している。そして、ノズル４０を口金部５２のシャッター部材１２５に押し込むようにミックストナー収容体５０をプリンタ本体の収容部支持ホルダにセットする。これにより、図９に示すように、ミックストナー収容体５０内に、口金部５２に連結される装置本体側の連結部材としてのノズル４０の先端が挿入された状態となり、トナー排出口１２２とノズル４０のトナー受入口が連通する。ノズル４０にはチューブ接続用ジョイント形状部を有し、搬送チューブ３２はモーノポンプ３１に連通しており、さらに、モーノポンプ３１は、サブホッパ６８を介して現像装置３と連通している。このように、プレミックストナー収容体５０が収容体支持ホルダ７５にセットされることで、現像装置３と連通する。

図９及び図１１に示すモーノポンプ３１は、図６を用いて説明したものと同様に筒状の内壁面に螺旋状溝を有する弾性部材のステータ３５と、ステータ３５内部で回転することにより軸方向にプレミックストナーを移動させるロータ３４とを備えたスクリューポンプである。ロータ３４は、硬質な断面円形の軸状部材が螺旋状にねじれた形状に形成されたものであって、駆動モータ３６に対して駆動伝達部とユニバーサルジョイント３７とを介して連結されている。ステータ３５はゴム状の柔軟な材料から作られて長円形の断面が螺旋状にねじれた形状の穴を有しており、また、ステータ３５の螺旋のピッチはロータ３４の螺旋のピッチの２倍の長さに形成されている。このような２つの部品を嵌合し、ロータ３４を回転することでロータ３４とステータ３５の間にできるスペースに入ったプレミックストナーを移送することができる。
すなわち、モーノポンプ３１では、ロータ３４及びステータ３５の２つの部材のうちの一方であるロータ３４を回転させることによって、他方であるステータ３５に対し摺動を伴う運動をさせてトナー吸引口３１ａに負圧を発生させる。トナー吸引口３１ａに負圧を発生させることで現像剤搬送路部材である搬送チューブ３２の内部に気流を発生させる。

このように構成されたモーノポンプ３１は、ロータ３４が回転駆動されると、プレミックストナー収容体５０内のプレミックストナーがプレミックストナー吸引口３１ａからモーノポンプ３１に入る。そして、図９中の左から右に吸引搬送されてプレミックストナー落下口３１ｂからサブホッパ６８を介して下方に配置された現像装置３のプレミックストナー補給口２３から現像装置３内に供給される。

なお、図９〜図１３を用いて説明した実施形態のプレミックストナー補給装置３０は、モーノポンプ３１によってプレミックストナー収容体５０内のプレミックストナーを吸引するのみの装置である。一方、図５〜図８を用いて説明したプレミックストナー補給装置３０は、モーノポンプ３１によってプレミックストナー収容体５０内のプレミックストナーを吸引するとともに、エアポンプ４５ａ、４５ｂによってプレミックストナー収容体５０内に空気を供給する。このように、プレミックストナー収容体５０内に空気を供給することによって、プレミックストナー収容体５０内のプレミックトナーの流動性を高めることができる。

ここで、上述した２つの実施形態に係る図８または図１０を用いて説明したプレミックストナー収容体５０は、トナーと、キャリアと、最も内側にある内層を構成する内層部材との帯電序列が、負帯電側または正帯電側より、トナー、内層部材、キャリアの順であることを特徴とする。一般に摩擦帯電において、帯電序列の近いものとの組み合わせより遠いものとの組み合わせのほうが帯電量が高くなり、帯電量が高いほうが付着力は大きい。上述した帯電序列から組み合わせの帯電量について述べると、トナーとキャリアとの組み合わせの方が内層部材とキャリアとの組み合わせよりも帯電量が高くなりやすい。すなわち、キャリアはトナーと帯電しやすく、キャリア表面にはトナーが静電的に付着しやすい。そのため、プレミックストナー収容部５１の内層にはキャリアが付着しにくい。よって、プレミックストナー収容体５０内のプレミックストナーは、キャリア表面にトナーが付着した状態で排出されることになる。よって、プレミックストナー収容体５０からプレミックストナーを排出する時に、キャリアがプレミックストナー収容部５１の内層部材に付着したまま残ってしまうことが少なくなる。また、このとき、プレミックストナー収容体５０から排出されるプレミックストナーが搬送路部材である搬送チューブ３２内等の搬送経路途中で詰まってしまうことがない。これは、キャリア表面にトナーが付着し、トナーがコロのような働きをしてキャリアがロータ３４とステータ３５の間の狭い空間や搬送チューブ３２内を移動しやすくなるためと考えられる。その結果、プレミックストナー収容体５０の１ケース分から現像剤が補給される間で、スペントや膜削れのないキャリアが確実に一定量補給されるため、現像剤の劣化抑制に効果を発揮する。一方、プレミックストナー収容部５１の内層部材とトナーとキャリアとの帯電序列が、上述した順とならない場合には、キャリアが内層に付着して排出されなかったり、プレミックストナー収容部５１内の現像剤の排出残量が多くなったりするため、好ましくない。

なお、上述したプレミックストナー収容部５１の内層部材とトナーとキャリアとの帯電序列は、キャリアとトナーとの組み合わせ帯電量と、キャリアと内層部材（トナーと同じサイズに粉砕したもの）との組み合わせ帯電量とを比較することによりわかる。両者を同じ条件で混合して帯電量を測定した場合に、どちらの組み合わせ帯電量も同じ極性で、かつ、キャリアとトナーとの組み合わせ帯電量のほうが絶対値が大きい場合、帯電序列が上述した順位（トナー、内層部材、キャリア）となっている。どちらの組み合わせ帯電量も同じ極性だが、キャリアとトナーとの組み合わせ帯電量のほうが絶対値が小さい場合、正帯電側又は負帯電側より、内層部材、トナー、キャリアの順となっている。お互いに逆極性となる場合には、正帯電側または負帯電側より、トナー、キャリア、内層部材となっている。また、ガラス製サンプル瓶などの容器の底に内層部材を貼りつけ、その中にキャリアとトナーを入れて蓋をし、手で上下に数回振った後で、瓶の底を上に蓋を下にした場合に、キャリアやトナーとキャリアとの混合体が内層部材に付着していなければ、帯電序列がトナー、内層部材、キャリアの順位になっていると判断することもできる。

本実施形態に係る補給用現像剤収容体であるプレミックストナー収容体５０の内層部材は、帯電防止剤を含有してもよい。これにより、内層部材はトナーやキャリアと帯電しにくくなる。その結果、トナーとキャリアの帯電量が、内層部材とキャリアの帯電量よりも圧倒的に高くなり、上述した帯電序列を得やすい。
帯電防止剤としては、内層部材によるが、例えば、アミド基含有ポリマー、金属塩などの無機化合物、カルボン酸塩、スルホン酸塩、４級アンモニウム塩、リン酸塩等を有する界面活性剤等がある。

従来の画像形成装置では、補給用現像剤収容体内の補給用現像剤が少なくなると、これを検知してユーザーに知らせることができる装置が多い。このときに、補給用現像剤収容体を一度取り出して、たたいたり振ったりして装着しなおすと、この検知がキャンセルされることがある。これは、補給用現像剤収容体の特定部分に溜まったり、壁面に付着したりするなどして、ある程度の補給用現像剤が残っている状態である。従来はこのような状態が多く、これを知っているユーザーが補給用現像剤収容体を装着しなおしたり、振ったりという操作をすることもあると考えられる。
このとき、補給用現像剤収容体内にキャリアが多く残っていると、再装着によりキャリアだけが排出される場合があり、既述のような不具合となる。また、このときに補給されるものがなければ、無駄に補給動作を行うことになり、補給装置の負荷となる。

このような不具合に対して、本実施実施形態に係る補給用現像剤収容体であるプレミックストナー収容体５０は、内層部材も含めて内部が確認可能な透明部分があることが好ましい。内部が確認可能ならば、補給用現像剤の有無がわかるため、残存物がほとんどないにもかかわらず、トナーエンド検知時に容器をたたいたり振ったりするなどして、再装着を試みるようなことはしにくくなる。
従来のように、収容体内部への付着物が多い場合や、特定部分に溜まりやすい場合には、排出口付近に集まった補給用現像剤が補給されてトナーエンドが解除される場合があるため、試みても無駄はない。しかし、本実施形態に係る補給用現像剤収容体のように、残存物が少なくなる収容体では、作業や時間の無駄になったり、補給されるものがないのに補給装置が稼動するため、機械への負荷がかかったりする場合がある。したがって、内部が確認可能な透明部分があることは、本実施形態の上述した帯電序列をもつ補給用現像剤と内層部材との組み合わせの場合に、特に有効である。
ここで内部が確認可能な透明とは、補給用現像剤収容部を構成するシート材の透過率が５０％以上であることが好ましい。より好ましくは７０％以上である。収容部全てが透明である必要はなく、部分的に透明でも良い。透過率は収容部を構成する部材を切り取り分光光度計で測定する。

次に、本実施形態に係るプレミックストナー収容体５０に充填されるプレミックストナーについて説明する。プレミックストナーに用いられるキャリアとトナーは、現像装置３内の現像剤に用いられるトナーとキャリアと同じことが特に好ましい。これにより、プレミックストナーが現像装置３内に供給されても、現像装置３内の現像剤が初期状態と同じ特性を維持しやすく、画質の変化を抑制できる。プレミックストナー中のキャリア濃度としては、１質量％〜３０質量％が好ましく、５質量％〜２０質量％が特に好ましい。プレミックストナー中のキャリア濃度が１質量％より少ない場合には、現像剤劣化の抑制効果が現われにくく、３０質量％を超える場合には現像装置３からの現像剤の排出量が多すぎてコストアップにつながる。なお、キャリアはトナー中で均一に分散されている必要はない。

プレミックストナー収容体５０内におけるプレミックストナー中のキャリアとトナーとの摩擦帯電は、充填時にわずかに生じるが、プレミックストナー収容体５０を装置本体にセットする前にプレミックストナー収容体５０を振ることによって生じる。これにより、キャリアとトナーとが確実に静電的に付着した状態となる。

また、本実施形態に係るプレミックストナー収容体５０には、トナーとキャリアとを別々に充填してもよいが、トナー中に所定量のキャリアを混合して用意した現像剤を充填してもよい。現像剤として充填したものでは、既にキャリアにトナーが帯電して、キャリア表面にトナーが静電的に付着しているために、プレミックストナー収容体５０を振り忘れてもキャリアが内層に付着する心配がない。プレミックストナー収容体５０にトナーと現像剤を充填する場合、この現像剤のキャリアとトナーとの比率は、キャリアとトナーが帯電してキャリア表面にトナーが付着し得る範囲ならばよく、被覆率として１０％〜２００％の範囲となる比率が特に好ましい。被覆率が１０％より低い場合には現像剤として充填する効果が小さく、２００％を超える場合には、キャリアが偏在し、キャリア充填量にバラツキを生じやすい。さらに、このプレミックストナー収容体５０内に充填される現像剤は現像装置内の現像剤と同じものであってもよい。トナーとキャリアの比率が同じものを使用することにより、現像剤混合の工程を一つとすることができる。現像装置３内の現像剤としては、トナー濃度は９０〜９８質量％が好ましく、９３〜９７質量％がより好ましい。現像剤の混合には公知の混合機が使用できる。

本実施形態で用いられるトナーは、少なくとも結着樹脂と着色剤を含有し、必要に応じて離型剤や帯電制御剤、その他の成分が含有される。さらに外添剤として流動性向上剤やその他の成分が添加されても良い。これら材料に関しては、後述するように公知のものがすべて可能である。帯電制御剤を含有するトナーを充填したプレミックストナー収容体では、トナーの帯電性が高くなるため、トナーがトナーの結着樹脂の種類によらず現像剤収容部の内層部材よりもキャリアと帯電しやすくなり、キャリアが内層に付着しにくくなる。トナーの重量平均粒径は３〜１２μｍが好ましく、高画質化の点からは３〜８μｍが特に好ましい。なお、補給前の現像装置内の現像剤に含まれるトナーとしても同様のものを用いることができる。

結着樹脂としては、例えば、スチレン、パラクロロスチレン、ビニルトルエン、塩化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）タクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸２−クロロエチル、（メタ）アクリロニトリル酸、（メタ）アクリアミド、（メタ）アクリル酸、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル、ビニルメチルケトン、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルピリジン、ブタジエン等の単量体の重合体、又は、これらの単量体の２種類以上からなる共重合体、或いはそれらの混合物が使用できる。その他、ポリエステル樹脂、ポリオール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ロジン、変性ロジン、テルベン樹脂、フェノール樹脂、水添石油樹脂、アイオノマー樹脂、シリコン樹脂、ケトン樹脂、キシレン樹脂などが単独あるいは混合して使用できる。

着色剤としては公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレトＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ポグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。使用量は一般に結着樹脂１００重量部に対し０．１〜５０重量部である。

帯電制御剤としては、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等が使用できる。帯電制御剤の使用量は、結着樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくは結着樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の範囲で用いられる。好ましくは、２〜５重量部の範囲がよい。０．１重量部未満では、トナーの負帯電が不足し実用的でない。１０重量部を越える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、キャリアとの静電的吸引力の増大のため、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。

離型剤としては、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン等の低分子量ポリオレフィンワックスやフィッシャー・トロプシュワックス等の合成炭化水素系ワックスや密ロウ、カルナウバワックス、キャンデリラワックス、ライスワックス、モンタンワックス、等の天然ワックス類、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油ワックス類、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、等の高級脂肪酸及び高級脂肪酸の金属塩、高級脂肪酸アミド等及びこれらの各種変性ワックスが使用できる。これらは１種または２種以上を併用して用いることが出来るが、融点が７０〜１２５℃の範囲のものを使用するのが好ましい。融点が７０℃以上とすることにより転写性、耐久性が優れたトナーとすることができ、融点を１２５℃以下とすることにより定着時に速やかに溶融し、確実な離型効果を発揮できる。これらの離型剤の使用量は、トナーに対して１〜１５重量％が好適である。１重量％より少ない場合にはオフセット防止効果が不十分であり、１５重量％以上では転写性、耐久性が低下する。

流動性改良剤としては、疎水性シリカ、酸化チタン、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム等、従来公知のいかなる流動性改良剤をも単独あるいは混合して使用できるが、特に疎水性シリカ又は酸化チタンが流動性向上、帯電安定化及び画質安定化の点で優れている。より好ましくは疎水性シリカと酸化チタンを組み合わせて用いる場合で、流動性と帯電性の安定した良好なトナーを得ることができる。これらの流動性改良剤の使用量は、トナー重量に対し、０．１〜５重量部、好ましくは０．５〜２重量部である。

本実施形態におけるトナーの製造方法としては、トナー構成材料を溶融混練後、粉砕分級して得る方法が従来の方法として一般的であるが、この方法に限らず、重合法なども含めてさまざまな方法が使用できる。重合法としては懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法などが使用できる。また、重合法とは異なるが溶解懸濁法、ポリマー懸濁法などの他、伸長反応法などが使用できる。外添剤の添加方法は特に制限されず、トナー母体粒子と微粒子を各種の公知の混合装置を用いて、機械的に混合して付着させる方法や、液相中でトナー母体粒子と微粒子を界面活性剤などで均一に分散させ、付着処理後、乾燥させる方法などがある。

本実施形態で用いられるキャリアには、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができるが、芯材と、該芯材を被覆する樹脂層とを有するものが好ましい。キャリアの平均粒径は、２０〜１００μｍが好ましく、特に高画質を得るためには、２０〜４５μｍが好ましい。なお、補給前の現像装置内の現像剤に含まれるキャリアとしても同様のものを用いることができる。

芯材の材料としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、５０〜９０ｅｍｕ／ｇのマンガン−ストロンチウム（Ｍｎ−Ｓｒ）系材料、マンガン−マグネシウム（Ｍｎ−Ｍｇ）系材料などが好ましく、画像濃度の確保の点では、鉄粉（１００ｅｍｕ／ｇ以上）、マグネタイト（７５〜１２０ｅｍｕ／ｇ）等の高磁化材料が好ましく用いられる。また、トナーが穂立ち状態となっている感光体への当りを弱くでき高画質化に有利である点で、銅−ジンク（Ｃｕ−Ｚｎ）系（３０〜８０ｅｍｕ／ｇ）等の弱磁化材料が好ましく用いられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。

樹脂層の材料としては、特に制限はなく、公知の樹脂の中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アミノ系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、弗化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、フッ化ビニリデンとフッ化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンと非フッ化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、シリコン樹脂、などがしようできる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

前記樹脂層には、必要に応じて導電粉等を含有させてもよく、該導電粉としては、例えば、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛などが挙げられる。これらの導電粉の平均粒子径としては、１μｍ以下が好ましい。前記平均粒子径が１μｍを超えると、電気抵抗の制御が困難になることがある。
前記樹脂層は、例えば、前記シリコン樹脂等を溶剤に溶解させて塗布溶液を調製した後、該塗布溶液を前記芯材の表面に公知の塗布方法により均一に塗布し、乾燥した後、焼付を行うことにより形成することができる。前記塗布方法としては、例えば、浸漬法、スプレー法、ハケ塗り法などが挙げられる。
前記樹脂層の前記キャリアにおける量としては、０．０１〜５．０質量％が好ましい。前記量が、０．０１質量％未満であると、前記芯材の表面に均一な前記樹脂層を形成することができないことがあり、５．０質量％を超えると、前記樹脂層が厚くなり過ぎてキャリア同士の造粒が発生し、均一なキャリア粒子が得られないことがある。

以下、本発明の実施例と比較例とを比較する実験について説明する。なお、本発明が本実施例に限定されるものでないことは言うまでもない。まず、以下に挙げるトナーＡ〜Ｄ、キャリアＥ、及びプレミックストナー収容体Ｆ〜Ｊを用意した。各材料の「部」とあるのは質量基準である。また、各プレミックストナー収容体としては図１０を用いて説明したプレミックストナー収容体５０を用いる。

〈トナーＡ〉
下記組成のトナー母体構成材料をヘンシェルミキサー「ＭＦ２０Ｃ／Ｉ型」（三井三池加工機社製）に仕込み、十分攪拌混合した後、２軸押出機（東芝機械社製）にて溶融混練し、冷却した。次いで、重量平均粒径（Ｄ４）が６．５±０．５μｍ、重量平均粒径と個数平均粒径（Ｄ１）の比（Ｄ４／Ｄ１）が１．１５〜１．２０となるように、粉砕、分級を行い、トナー母体を作製した。このトナー母体１００部に対して、下記の添加剤をヘンシェルミキサーを用いて添加混合し、トナーＡを得た。
・母体構成材料
結着樹脂・・・スチレン−２エチルヘキシルアクリレート共重合体：９５部
着色剤・・・ナフトール系マゼンタ顔料：５部
離型剤・・・カルナバワックス：５部
・添加剤
疎水性シリカ（平均一次粒径１２０ｎｍ）：０．８部
疎水性シリカ（平均一次粒径２０ｎｍ）：０．８部
酸化チタン（平均一次粒径１５ｎｍ）：０．８部

〈トナーＢ〉
下記組成のトナー母体構成材料を用いる以外は、トナーＡと同様の処理を行いトナーＢを得た。
・母体構成材料
結着樹脂・・・ポリオール樹脂：９５部
着色剤・・・トナーＡと同じ
離型剤・・・ポリエチレンワックス：５部

〈トナーＣ〉
帯電制御剤としてサリチル酸亜鉛塩２部を追加する以外はトナーＢと同じ母体構成材料を用い、トナーＡと同様の処理を行ってトナーＣを得た。

〈トナーＤ〉
下記組成のトナー母体構成材料を用いる以外は、トナーＡと同様の処理を行いトナーＤを得た。
・母体構成材料
結着樹脂・・・ポリエスエル樹脂：９５部
着色剤、離型剤・・・トナーＡと同じ
帯電制御剤・・・サリチル酸ジルコニウム塩：１部

〈キャリアＥ〉
下記組成のコート材をホモミキサーで１０分間分散し、アルミナ粒子を含むアクリル樹脂及びシリコン樹脂のブレンドコート液を得た。そして、下記に示す芯材表面にこのコート液を膜厚０．１５μｍになるようにスピラコーター（岡田精工社製）により塗布し乾燥した。得られたキャリアを電気炉中にて１５０℃で１時間放置して焼成した。冷却後フェライト粉バルクを目開き１０６μｍの篩を用いて解砕し、キャリアＥを得た。
・芯材・・・焼成フェライト粉
〔（ＭｇＯ）_１．８（ＭｎＯ）_４９．５（Ｆｅ_２Ｏ_３）_４８．０ 平均粒径；３５μｍ〕
・コート材
アクリル樹脂溶液（固形分５０ｗｔ％）：２１．０部
グアナミン溶液（固形分７０ｗｔ％）：６．４部
アルミナ粒子（０．３μｍ、固有抵抗１０１４Ω・ｃｍ）：７．６部
シリコン樹脂溶液（固形分２３ｗｔ％）：６５．０部
アミノシラン：０．３部
トルエン：６０部
ブチルセロソルブ：６０部

〈プレミックストナー収容体Ｆ〉
リコー製 ｉｍａｇｉｏ Ｐトナー タイプＣ２ マゼンタトナー用のプレミックストナー収容体の構成で、内層部材（溶着層）をポリプロピレンに変えて、プレミックストナー収容体Ｆを得た。

〈プレミックストナー収容体Ｇ〉
リコー製 ｉｍａｇｉｏ Ｐトナー タイプＣ２ マゼンタトナー用のプレミックストナー収容体の構成で、内層部材（溶着層）をポリエステルに変えて、プレミックストナー収容体Ｇを得た。

〈プレミックストナー収容体Ｈ〉
リコー製 ｉｍａｇｉｏ Ｐトナー タイプＣ２ マゼンタトナー用のプレミックストナー収容体の構成で、内層部材（溶着層）をナイロンに変えて、プレミックストナー収容体Ｈを得た。

〈プレミックストナー収容体Ｉ〉
リコー製 ｉｍａｇｉｏ Ｐトナー タイプＣ２ マゼンタトナー用のプレミックストナー収容体で、内層部材（溶着層）がポリエチレンとなるものをプレミックストナー収容体Ｉとした。

〈プレミックストナー収容体Ｊ〉
リコー製 ｉｍａｇｉｏ Ｐトナー タイプＣ２ マゼンタトナー用のプレミックストナー収容体の構成で、内層部材（溶着層）をポリエーテルエステルアミドを含有するポリエステルに変えて、プレミックストナー収容体Ｊを得た。
なお、補給用現像剤収容体Ｆ〜Ｊは、側面部分の透過率が７０％以上であり、内部が確認できるものである。

次に、実施例及び比較例で行う評価について説明する。
〈プレミックストナー収容体の内層部材、トナー、キャリアの帯電序列〉
帯電序列は、キャリアとトナーの組み合わせ帯電量と、キャリアとプレミックストナー収容体の内層部材の組み合わせ帯電量を比較することにより確認した。
・帯電量の測定方法
キャリア１８ｇとトナー２ｇを外径６０ｍｍ×６０ｍｍのステンレス製ボールミルポットに入れて、ボールミル架台で回転数１００ｒｐｍで１０分間混合した後に、ブローオフ法で帯電量を測定した。キャリアとプレミックストナー収容体の内層部材の帯電量も、キャリアとトナーの帯電量を測定する場合と同様に、トナーを内層部材にかえて測定した。なお、プレミックストナー収容体の内層部材は、トナーと同じサイズに粉砕したものを測定に用いた。

〈プレミックストナー補給性評価〉
プレミックストナー収容体内のプレミックストナーの補給性の評価に用いるプレミックストナー補給装置としては、図９及び図１１等を用いて説明したプレミックストナー補給装置３０を用いる。
プレミックストナー補給装置の吸引ポンプが駆動間隔１分で１回に２秒間駆動し、サブホッパーの搬送スクリューが駆動間隔１０秒で１回に０．６秒駆動するように設定し、プレミックストナーの排出を行った。排出口下方には排出された現像剤を受ける容器があり、排出量が自動計量できるようになっている。セットしたプレミックストナー収容体１本から、現像剤が排出されなくなったら駆動を止めた。この時の排出量からプレミックストナー収容体に残った現像剤質量が確認できる。さらに残存した現像剤をブローしてトナーを除去し、トナー除去後の質量からキャリア質量が確認できる。現像剤残存量が２０ｇより少なく、かつキャリア残量が充填キャリア量の１０質量％以内ならば、現像剤補給性に問題ない。また、キャリア質量確認前には、排出後のプレミックストナー収容体を切り開いて、残存物の存在状態を確認した。残存物が収容体の内層に多く付着しているようならば、キャリアやトナーが内層部材と帯電して排出を妨げていることになり、残存物が排出口付近に集まっていれば、排出に問題ないものと判断できる。各実施例の現像剤補給性の結果は表１に示す。

〈多数枚出力評価〉
プレミックストナーを充填したプレミックストナー収容体を、リコー製複写機 ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ Ｃ６００のプレミックストナー補給装置のマゼンタユニットにセットした。プレミックストナーに用いたものと同じトナー７部とキャリア９３部をターブラーミキサーで撹拌混合し、現像用現像剤を得た。この現像剤４５０ｇを、現像剤が内容量に応じて排出されるように改造したリコー製複写機 ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ Ｃ６００の現像機内に充填し、画像面積率５％のＡ４マゼンタ画像で１０万枚の連続出力を行った。この連続出力の初期と１０万枚出力後に、以下の評価を行った。各評価項目のランク３以上であれば、問題ない画質が得られている。また、初期に対して１０万枚出力後の評価項目が２ランク以上悪化していなければ、現像剤劣化が抑制されていると判断できる。各実施例の多数枚出力評価の結果は表２に示す。

・画像濃度
リコー製 ＰＰＣ用紙（タイプ６２００ Ａ４）の角部４ヶ所及び中央部１ヶ所に１インチ×１インチの黒ベタ画像を出力し、これら５点の画像濃度を測定した。画像濃度は分光計（Ｘ−ライト社製、９３８ スペクトロデンシトメータ）で測定した。ランク３以上（画像濃度の平均値が１．２以上）であれば、問題ない画像濃度である。
ランク５：画像濃度１．４以上
ランク４：画像濃度１．３〜１．４
ランク３：画像濃度１．２〜１．３
ランク２：画像濃度１．１〜１．２
ランク１：画像濃度１．１未満

・地肌汚れ
リコー製 ＰＰＣ用紙（タイプ６２００ Ａ４）に白ベタ画像を出力し、任意の５点について画像濃度を測定した。同時に装置を通さない同じ種類の白紙で、任意の５点について画像濃度を測定した。それぞれの平均値から地肌汚れの評価を行った。ここで、全く地肌汚れがない状態においては、画像の濃度は紙の濃度と同等な値を示し、該濃度が大きいほど地肌汚れは悪い結果となることが認められる。ランク３以上であれば、問題ないレベルである。
ランク５：白紙濃度からの増加量０．００２未満
ランク４：白紙濃度からの増加量０．００２〜０．００５
ランク３：白紙濃度からの増加量０．００５〜０．０１０
ランク２：白紙濃度からの増加量０．０１０〜０．０２０
ランク１：白紙濃度からの増加量０．０２０以上

・転写性
１インチ×１インチの黒ベタ部が地肌部をはさんで４列×４行に並んだ画像を出力する途中で、装置を強制的に停止し、感光体上に転写前のベタ部があり、かつ転写ベルト上に転写後のベタ部がある状態とする。転写前後のベタ部について、付着トナー量を比較することにより転写率（％）〔＝転写後のベタ部付着量（ｍｇ）÷転写前のベタ部付着量（ｍｇ）×１００〕を算出する。なお、トナー付着量はテープにベタ部のトナーを転写させ、テープ転写後から転写前の重量を引いた値である。ランク３以上であれば問題ないレベルである。
ランク５：転写率９８％以上
ランク４：転写率９５〜９８％
ランク３：転写率９０〜９５％
ランク２：転写率８５〜９０％
ランク１：転写率８５％未満

〔実施例１〕
プレミックストナー収容体ＦにトナーＡ：５３１ｇとキャリアＥ：５９ｇを充填した。これを上下に１０回振った後に、リコー製複写機 ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ Ｃ６００の補給装置のマゼンタユニットにセットした。
キャリアとプレミックストナー収容体の内層部材との組み合わせ帯電量、及びキャリアとトナーとの組み合わせ帯電量は、どちらも負極性で、キャリアとトナーとの組み合わせ帯電量のほうが絶対値が大きい。このことから、トナーＡ、キャリアＥ、プレミックストナー収容体Ｆの内層部材の帯電序列は、負極性側よりトナー、プレミックストナー収容体の内層部材、キャリアの順である。
現像剤補給性評価では、補給後のプレミックストナー収容体内の現像剤残存量は少なく、キャリアがプレミックストナー収容体の内層に静電的に付着しているような様子もなく、ほとんどのキャリアがトナーと共に排出されたことが確認された。また、多数枚出力評価では、多数枚出力後でも問題ない画像が得られ、キャリア補給により現像剤劣化が抑制されることが確認された。

〔実施例２〕
トナーＡ：７部とキャリアＥ：９３部をターブラーミキサーで撹拌混合し現像剤を得た。この現像剤：６３．５ｇとトナーＡ：５２６．６ｇをプレミックストナー収容体Ｆに充填し、リコー製複写機 ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ Ｃ６００の補給装置のマゼンタユニットにセットした。
補給装置にセットする前にプレミックストナー収容体を振る作業は行わなかったが、現像剤補給性に問題なく、多数枚出力評価でも問題ない画像が得られることが確認された。

〔比較例１〕
トナーＢ：７部とキャリアＥ：９３部をターブラーミキサーで撹拌混合し現像剤を得た。この現像剤：６３．５ｇとトナーＢ：５２６．６ｇをプレミックストナー収容体Ｇに充填し、これを上下に１０回振った後に、リコー製複写機 ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ Ｃ６００の補給装置のマゼンタユニットにセットした。
キャリアとプレミックストナー収容体の内層部材との組み合わせ帯電量、キャリアとトナーとの組み合わせ帯電量はどちらも負極性で、キャリアとプレミックストナー収容体内層部材との組み合わせ帯電量のほうが絶対値が大きいことから、トナーＢ、キャリアＥ、プレミックストナー収容体Ｇの内層部材の帯電序列は、負極性側よりキャリアプレミックストナー収容体の内層部材、トナー、キャリアの順である。
現像剤補給性評価では、補給後のプレミックストナー収容体の内層にトナーが付着したキャリアが多く付着していた。また、比較例１で用いているトナーＢは、負帯電性が小さい樹脂を用い、かつ帯電制御剤を含有していない。そのため、多数枚出力評価では、初期画像から実施例１や実施例２の場合より画質が劣り、多数枚出力後の画質低下も大きく、許容できないレベルまで画質が低下した。

〔実施例３〕
比較例１のプレミックストナー収容体Ｇをプレミックストナー収容体Ｊに変更する以外は、比較例１と同じ方法で、プレミックストナー収容体を補給装置にセットした。
キャリアとプレミックストナー収容体の内層部材との組み合わせ帯電量と、キャリアとトナーとの組み合わせ帯電量は、どちらも負極性で、キャリアとトナーとの組み合わせ帯電量のほうが絶対値が大きいことから、トナーＢ、キャリアＥ、補給用現像剤収容体Ｊの内層部材の帯電序列は、負極性側よりトナー、プレミックストナー収容体の内層部材、キャリアの順である。プレミックストナー収容体の内層部材が帯電防止剤を含有するため、内層部材の帯電性がトナーの帯電性よりも低くなった。
現像剤補給性評価では、ほとんどのキャリアがトナーと共に排出され、補給性に問題ないことが確認された。また、多数枚出力評価では、比較例１よりも初期の画質が向上し、多数枚出力後の画質低下も小さくなった。

〔実施例４〕
比較例１のトナーＢをトナーＣに変更する以外は、比較例１と同じ方法で、プレミックストナー収容体を補給装置にセットした。
キャリアとプレミックストナー収容体の内層部材との組み合わせ帯電量と、キャリアとトナーとの組み合わせ帯電量は、どちらも負極性で、キャリアとトナーとの組み合わせ帯電量のほうが絶対値が大きいことから、トナーＣ、キャリアＥ、プレミックストナー収容体Ｇの内層部材との帯電序列は、負極性側よりトナー、プレミックストナー収容体の内層部材、キャリアの順である。トナーが負極性の帯電制御剤を含有するため、トナーの帯電性がプレミックストナー収容体の内層部材の帯電性よりも高くなった。
現像剤補給性評価では、ほとんどのキャリアがトナーと共に排出され、補給性に問題ないことが確認された。また、多数枚出力評価では、比較例１よりも初期の画質が向上し、多数枚出力後の画質低下も小さくなった。

〔実施例５〕
トナーＣ：７部とキャリアＥ：９３部をターブラーミキサーで撹拌混合し現像剤を得た。この現像剤６３．５ｇとトナーＣ：５２６．６ｇをプレミックストナー収容体Ｉに充填し、これを上下に１０回振った後に、リコー製複写機 ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ Ｃ６００の補給装置のマゼンタユニットにセットした。
キャリアとプレミックストナー収容体の内層部材との組み合わせ帯電量、キャリアとトナーとの組み合わせ帯電量は、どちらも負極性で、キャリアとトナーとの組み合わせ帯電量のほうが絶対値が大きいことから、トナーＣ、キャリアＥ、プレミックストナー収容体Ｉの内層部材との帯電序列は、負極性側よりトナー、プレミックストナー収容体の内層部材、キャリアの順である。
現像剤の補給性評価では、ほとんどのキャリアがトナーと共に排出され、補給性に問題はないことが確認された。また、多数枚出力評価では、初期の高画質を多数枚出力後でも維持し、キャリア補給により現像剤劣化が抑制されることが確認された。

〔比較例２〕
実施例５のプレミックストナー収容体Ｉをプレミックストナー収容体Ｈに変更する以外は、実施例５と同じ方法で、プレミックストナー収容体を補給装置にセットした。
キャリアとプレミックストナー収容体の内層部材との組み合わせ帯電量は正極性、キャリアとトナーとの組み合わせ帯電量は負極性となることから、トナーＣ、キャリアＥ、プレミックストナー収容体Ｈの内層部材の帯電序列は、負極性側よりトナー、キャリア、プレミックストナー収容体の内層部材の順である。
現像剤補給性評価では、排出後のプレミックストナー収容体の内層には、トナーやトナーが付着したキャリアが多く付着し、残存量が多かった。また、多数枚出力評価では、初期は実施例５と同等の高画質が得られたが、多数枚出力後は画質の低下が大きく、初期の高画質は維持できなかった。

以上、本実施形態に係るプレミックストナー収容体５０は、キャリア、トナー、プレミックストナー収容体の内層部材の帯電序列が負帯電側又は正帯電側よりトナー、内層部材、キャリアの順となる。よって、プレミックストナー収容体５０内のキャリアはトナーと共に確実に現像装置へ補給され、現像装置３内での現像剤の劣化を抑制できる。また、キャリアだけが排出されることを防止できるため、キャリアだけが搬送されることに起因して粉体ポンプであるモーノポンプ３１による搬送が停止するという不具合を防止でき、補給装置による補給用現像剤の搬送を止めることなく確実に現像装置へ補給することができる。
また、本実施形態に係るプレミックストナー収容体５０は、プレミックストナー収容部５１が外圧又は内圧によって減容可能な構成となっている。よって、使用済みとなったプレミックストナー収容体５０の一次保管スペースの省スペース化を図ることができ、回収時の運搬コストの低減を図ることができる。
また、本実施形態に係るプレミックストナー収容体５０内のプレミックストナーは、トナーとキャリアとが静電的に付着していれば、キャリアのみが排出されたり、トナーのみが排出されたりすることがない。なお、プレミックストナー収容体５０には、予めキャリアとトナーとが均一に分散された現像剤を充填する必要はない。充填したキャリアとトナーとの摩擦帯電は、充填時にもわずかに生じるが、プレミックストナー収容体５０を画像形成装置にセットする際に、プレミックストナー収容体５０を振ることによって生じる。
また、本実施形態に係るプレミックストナー収容体５０には、トナー中に所定量のキャリアを予め分散させた現像剤とトナーとを充填してもよい。現像剤として充填したものでは、既にキャリア表面にトナーが静電的に付着しているため、プレミックストナー収容体５０を振り忘れてもキャリアがプレミックストナー収容体５０の内層に付着する心配がない。
また、本実施形態に係るプレミックストナー収容体５０内には、帯電制御剤を含有するトナーを充填するとよい。帯電制御剤を含有するトナーは、トナーの帯電性が高くなり、トナーの結着樹脂によらずプレミックストナー収容体５０の内層部材よりもキャリアと帯電しやすくなる。その結果、キャリアがプレミックストナー収容体５０の内層に付着しにくくなる。
また、本実施形態に係るプリンタは、上述したプレミックストナー収容体５０による効果をもって、現像装置３内の現像剤の劣化が抑制されるため、多数枚出力後でも高画質画像を得ることが可能である。
また、本実施形態に係るプリンタは、現像剤排出手段である現像剤排出部２６が設けられているため、現像装置３内の現像剤の全体量が一定に保たれている。
また、本実施形態に係るプリンタによれば、粉体ポンプであるモーノポンプ３１によりプレミックストナー収容体５０の現像装置３との位置関係の制約が少なくなり、プリンタ内のレイアウトの自由度が向上する。また、プレミックストナー収容体５０を現像装置３から離して配置できる結果、装置本体の小型化を図ることができる。
また、本実施形態にかかるプリンタでは、補給用現像剤収容体であるプレミックストナー収容体５０に内部が確認できる透明部分があるため、トナーエンド検知時に残量がほとんどないことが確認でき、再セットによる作業の無駄や機械への負荷を避けることができる。

なお、本実施形態に係る現像装置は、図示しないが例えば、感光体上に形成したトナー像を印刷用紙に直接転写する画像形成装置や、感光体上のトナー像を一旦中間転写体に転写し、その後中間転写体上のトナー像を印刷用紙に転写する画像形成装置に搭載することができる。また、ひとつの感光体及びひとつの現像装置を有するモノクロ画像形成装置であっても、一つの感光体上に各色ごとのトナー像を順次形成し、感光体上の各色トナー像を順次中間転写体又は印刷用紙に重ね合わせて転写するカラー画像形成装置であってもよい。また例えば、感光体を含む画像形成ユニットを複数組並べて配置し、各画像形成ユニットの感光体上に互いに異なる色のトナー像を形成し、各感光体上のトナー像を中間転写体又は印刷用紙に重ね合わせて転写するタンデム型のカラー画像形成装置であってもよい。

本実施形態に係るプリンタの現像装置周辺の構成を示す概略構成図。 同現像装置の外観を示す斜視図。 同現像装置のケーシングの上部を取り除いた状態において、ケーシングの下部によって形成される搬送路及びこれらの搬送路に設けられるスクリューを感光体側から見たときの斜視図。 同現像装置の現像ローラの磁極配置を説明する概略説明図。 同現像装置のプレミックストナー補給装置の構成を示す概略構成図。 同プレミックストナー補給装置のモーノポンプの概略構成を示す断面図。 （ａ）は、トナー補給装置３０に設けられるノズル４０の概略構成を示す外観図、（ｂ）は、その軸方向断面図、（ｃ）は、（ｂ）中符号Ｘ−Ｘの断面図。 （ａ）は、プレミックストナーが充填された使用前のプレミックストナー収容体の一例を示す外観図、（ｂ）は、プレミックストナーを消費した使用後のプレミックストナー収容体の一例を示す外観図。 プレミックストナー補給装置の他の実施形態の構成を示す概略構成図。 同プレミックストナー補給装置で用いるプレミックストナー収容体の外観図。 タンデムのプリンタにおける同プレミックストナー補給装置の斜視説明図。 同プレミックストナー補給装置にＫ色用のプレミックストナー収容体をセットする様子を説明する図。 同プリンタの外観斜視図。

符号の説明

１ 感光体
３ 現像装置
４ 現像ローラ
２６ 現像剤排出部
３０ プレミックストナー補給装置
３１ モーノポンプ
５０ プレミックストナー収容体

Claims (10)

1. トナーとキャリアとからなる補給用現像剤を収容する現像剤収容体において、
   トナーとキャリアと上記現像剤収容体で最も内側にある内層部材との帯電序列が、負帯電側又は正帯電側よりトナー、内層部材、キャリアの順であることを特徴とする現像剤収容体。
2. 請求項１の現像剤収容体において、
   外圧又は内圧によって減容可能であることを特徴とする現像剤収容体。
3. 請求項１又は２の何れかの現像剤収容体において、
   上記補給用現像剤はトナーとキャリアとが静電的に付着している状態であることを特徴とする現像剤収容体。
4. 請求項１、２又は３の何れかの現像剤収容体において、
   上記補給用現像剤は、トナー中に所定量のキャリアを予め分散させた現像剤とトナーとを充填したものであることを特徴とする現像剤収容体。
5. 請求項１、２、３又は４の何れかの現像剤収容体において、
   上記補給用現像剤中のトナーは、帯電制御剤を含有することを特徴とする現像剤収容体。
6. 請求項１、２、３、４又は５の何れかの現像剤収容体において、
   上記内層部材は、帯電防止剤を含有することを特徴とする現像剤収容体。
7. 請求項１、２、３、４、５又は６の何れかの現像剤収容体において、
   上記内層部材を含む上記現像剤収容体は内部が確認可能な透明部分があることを特徴とする現像剤収容体。
8. 潜像担持体と、該潜像担持体上に形成される潜像を現像剤により現像する現像手段と、該現像手段で消費された現像剤量に応じて該現像手段に現像剤を補給する現像剤補給手段と、該現像手段に補給するための補給用現像剤を収容し、該現像剤補給手段に対して着脱可能に構成される現像剤収容体とを備える画像形成装置において、
   上記現像剤収容体として、請求項１乃至７の何れかの現像剤収容体を用いることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項８の画像形成装置において、
   上記現像装置は、該現像装置内の現像剤を排出する現像剤排出手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項８又は９の画像形成装置において、
    上記現像剤補給装置は、上記現像剤収容体から排出された補給用現像剤を搬送するための搬送路部材と、該現像剤収容体内の補給用現像剤に負圧を作用させ、該搬送路部材を通して上記現像装置へ補給用現像剤を移動させる粉体ポンプを備えることを特徴とする画像形成装置。

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