JP2007286290A - 現像装置及びそれを備えた画像形成装置。 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤の流動性等の影響を受けにくく、現像剤容器内の現像剤量を適正な範囲に維持できると共に、かつ、余分な現像剤が排出されるまでの期間も、撹拌性能、現像性能を一定化して、安定した現像を行い得る現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像剤排出口１２１の現像剤搬送方向下流側であって、現像剤排出口１２１に近接する位置に、現像剤の上面を規制して、下側を通過する現像剤の量を規定する第１の規制部材１４１が配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機やプリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に搭載される現像装置に係り、より詳細には、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いて、感光体（像担持体）表面の静電潜像を現像する現像装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置においては、キャリアとトナーとからなる２成分現像剤（以下、単に現像剤と表現する場合もある）を用いて感光体（像担持体）表面の静電潜像の可視化（現像）を行う現像装置が多用されている。このような２成分現像剤を用いる現像装置の場合、トナーは現像動作によって順次消費されていくが、キャリアは消費されずに装置内に残ることとなる。そのため、現像装置内でトナーと共に撹拌されるキャリアは、撹拌頻度が多くなるにつれて、表面の樹脂コート層の剥がれやキャリア表面へのトナーの粘着といったスペントが生じて劣化し、現像剤の帯電性能が徐々に低下する。

このような不具合を解決するものとして、例えば特許文献１には、現像動作によって消費されるトナーだけでなく、現像装置内にキャリアも少量ずつ補給することで、現像剤の帯電性能の低下を抑制するように構成した現像装置が開示されている。該現像装置では、キャリアの補給にて過剰となった現像剤容器内の現像剤は、現像剤容器の壁面に設けられた現像剤溢出口からオーバーフローにて排出される。現像剤の補給・排出が逐次繰返されることによって、現像剤容器内の劣化した現像剤は、供給される新規な現像剤に置換されていき、帯電性能を維持し、複写画質の低下を抑えることができる。

ところで、現像剤溢出口から現像剤をオーバーフローさせて現像剤容器内の現像剤を逐次交換していく現像装置においては、現像剤容器内の現像剤量を適切な範囲内に維持することが重要である。その理由は、現像剤容器内の現像剤が多すぎると、現像剤の撹拌が不十分となって、ムラやカブリの発生などの問題が発生し、逆に現像剤容器内の現像剤が少なすぎると、静電潜像を現像する現像剤量の不足から、濃度ムラや白ぬけなどの画像欠陥が生じてしまうためである。

現像剤容器内の現像剤量を適切な範囲内に維持するためには、現像剤容器内への補給量が多い場合には補給により増加した分を速やかに排出させるとともに、現像剤容器内の現像剤量が少なくなった場合には現像剤容器内の現像剤の排出量を減少させる必要がある。

現像剤容器内全体で現像剤の上面高さが同じとなる構成では、現像剤容器内の現像剤の適正な範囲からの増加量が微小な量である場合、現像剤の上面高さの上昇も微小なため、現像剤排出口の下端を越えて排出される現像剤量もわずかであり、現像剤容器内の現像剤量を適正な範囲に戻すのに時間がかかる。

そこで、従来から、現像剤容器内の現像剤量を適切な範囲内に維持するための工夫が種々提案されており、例えば、特許文献２には、現像剤を搬送するスクリュー等の搬送部材に、現像剤排出口が配置された領域の現像剤上面高さを他の領域よりも局所的に高くする回転翼を持たせることが記載されている。

これによれば、回転翼の作用で、上面の高さが局所的に高くなった位置の現像剤は、その上面の高さが一定の高さ以上のときに現像剤排出口から排出され、その排出量は一定の高さを越えた量が多くなるに従って増加する。したがって、現像剤容器内の現像剤量が増え過ぎることを防止することができる。回転翼の作用で上面高さが局所的に高くなった位置の現像剤は、その上面高さが一定の高さ以下となったときには現像剤排出口から排出されることはない。したがって、現像剤容器内の現像剤高さが低くなり過ぎることを防止することができる。

また、特許文献３には、撹拌搬送手段の搬送方向下流側に現像剤排出口を形成すると共に、撹拌搬送手段と現像剤排出口との間に、現像剤の現像剤排出口への移動を規制し、現像剤を逆方向に搬送する回転翼を有する規制手段を設けて、現像剤排出口の手前（現像剤を還流させるための連通口付近）に現像剤の上面高さが局所的に高くなった部分（盛り上がり部分）を作ることが記載されている。

これによれば、新規な現像剤の補給にて現像剤容器内の現像剤量が増えると、上記盛り上がり部分の上面の高さが現像剤排出口の最下部よりも高くなり、高くなった分が余剰分として排出される。また、上記連通口に規制板を設けることで、現像剤が補給された条件下における上記盛り上がり部分の上面の高さ変化を先鋭にすることができると記載されている。
特公平２−２１５９１号公報（公告日：平成２年５月１５日） 特開２０００−８１７８７号公報（公開日：平成１２年３月２１日） 特開２００１−２６５０９８号公報（公開日：平成１３年９月２８日） 特開平５−１２７５３７号公報（公開日：平成５年５月２５日） 特開２００１−９２２５３号公報（公開日：平成１３年４月６日）

しかしながら、上記した従来の現像装置の構成では、不要として排出される現像剤の量の規定の精度が高いとは言えず、特に、現像剤の流動性が変化した場合などは、現像剤容器内の現像剤量を適正な範囲に維持できず、現像剤容器内の現像剤量の増減による影響が発生することがある。

つまり、上述した特許文献２，３の構成では、スクリュー等の回転部材の回転翼によって、現像剤排出口付近に現像剤の上面が局所的に高くなった盛り上がり部分を形成するようになっている。そのため、盛り上がりの上面高さは、余分な現像剤の量以外のパラメータによっても変化しやすく、特に、現像剤の流動性による変化を受けやすい。

具体的には、現像剤容器内の現像剤量が同じであっても、現像剤の流動性の高い状態では、なだらかな盛り上がりとなってその上面高さは低くなる。反対に、流動性の低い状態では、急峻な盛り上がりとなってその上面高さは高くなる。そのため、流動性が高い状態では、本来の排出すべき量よりも実際に排出される量が少なくなり、反対に流動性の低い状態では、本来の排出すべき量よりも実際に排出される量が多くなり、現像剤容器内の現像剤量が適正な範囲に維持できなくなる。

また、現像剤容器内の現像剤量が多い場合、余分な量の現像剤が排出されるまでの間、撹拌して搬送される現像剤量も多くなるので、撹拌性能、現像性能が一定化されず、安定した現像が行えないといった問題もある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであって、現像剤の流動性等の影響を受けにくく、現像剤容器内の現像剤量を適正な範囲に維持できると共に、かつ、余分な現像剤が排出されるまでの期間も、撹拌性能、現像性能を一定化して、安定した現像を行い得る現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することにある。

本発明の現像装置は、上記課題を解決するために、静電潜像担持体に対向する開口を有し、内部にキャリア及びトナーからなる現像剤が収容される現像剤容器と、前記現像剤容器の前記開口に面した箇所に回転可能に配設され、現像剤が担持搬送される現像剤担持体と、前記現像剤担持体の背面側に回転可能に配設され、前記現像剤容器内の現像剤を撹拌しながら前記現像剤担持体の軸と平行に搬送する現像剤撹拌搬送手段とを備え、前記現像剤容器に、キャリアを含む新しい現像剤が補給される現像剤補給口と、現像剤が排出される現像剤排出口とが設けられた現像装置において、前記現像剤排出口の前記現像剤撹拌搬送手段による現像剤搬送方向下流側に、現像剤の上面を規制する第１の規制部材が、前記現像剤排出口に近接して配設されていることを特徴としている。

上記構成によれば、第１の規制部材が配されることで、第１の撹拌搬送部材にて搬送される現像剤は、その上面が規制され、第１の規制部材の下側を通過した分のみ下流側へと搬送されていく。したがって、第１の規制部材の現像剤搬送方向上流側では、第１の規制部材にて堰き止められて通過できなかった現像剤が滞留することとなり、現像剤の上面が高くなる。第１の規制部材には、近接して現像剤排出口が設けられているので、上面が高くなった部分の現像剤は、現像剤排出口より排出されていく。

ここで、第１の規制部材を通過する量は、現像剤容器内に収容されている現像剤の量にかかわらず、一定の量であるので、現像剤容器内における余分な現像剤量が多いほど、堰き止められて滞留する部分の現像剤の上面高さは高くなる。

しかも、第１の規制部材の現像剤搬送方向下流側では、第１の規制部材の上流側に一巡してくるまで、補給や消費による増減はあるものの、第１の規制部材にて規制された一定量であり、現像剤容器内の現像剤量の増加による現像剤の上面の高さ変化は、この第１の規制部材の搬送方向上流側に集中して出現する。

したがって、増加量が少なく、現像剤容器内全体としては僅かな上面高さの変化であっても、一箇所に集められることで、現像剤排出口近傍においては大きな上面高さの変化として現れる。その結果、余分な現像剤を現像剤排出口より素早く排出することが可能となり、現像剤容器内の現像剤量を適正な範囲に維持することができる。

しかも、このようにして余分な現像剤にて形成される盛り上がりは、第１の規制部材に現像剤が堰き止められることで形成されるものであるため、搬送スクリューの撹拌翼を利用して形成する場合に比して、現像剤の流動性等の量以外のパラメータの影響を受け難い。したがって、現像剤の流動性による多少の差はあっても、余分な現像剤の量が多ければ高くなり、少なければ小さくなるので、余分な現像剤を素早く排出できるだけでなく、現像剤の流動性等の影響を受けにくくして、現像剤容器内の現像剤量を適正な範囲に維持することができる。

さらに、第１の規制部材の搬送方向上流側の現像剤が滞留する領域以外では、現像剤の上面高さが常に一定に規定されるので、余分な現像剤が排出されるまでの期間を含めて、第１及び第２の撹拌搬送部材による撹拌性能、現像性能を一定化して、安定した現像を行うことができる。

本発明の別の現像装置は、上記課題を解決するために、静電潜像担持体に対向する開口を有し、内部にキャリア及びトナーからなる現像剤が収容される現像剤容器と、前記現像剤容器の前記開口に面した箇所に回転可能に配設され、現像剤が担持搬送される現像剤担持体と、前記現像剤担持体の背面側に回転可能に配設され、前記現像剤容器内の現像剤を撹拌しながら前記現像剤担持体の軸と平行に搬送する現像剤撹拌搬送手段とを備え、前記現像剤容器に、キャリアを含む新しい現像剤が補給される現像剤補給口と、現像剤が排出される現像剤排出口とが設けられた現像装置において、前記現像剤撹拌搬送手段は、第１及び第２の撹拌搬送部材とこれらの間を撹拌搬送部材の端部を除いて仕切る仕切り板とを有し、前記第１及び第２の撹拌搬送部材のうちの前記現像剤担持体からより遠い方の第１の撹拌搬送部材の搬送経路に、現像剤の上面を規制する第１の規制部材が配設され、該第１の規制部材の現像剤搬送方向上流側に、前記現像剤排出口が近接して形成されていることを特徴としている。

上記構成では、現像剤撹拌搬送手段が、第１及び第２の撹拌搬送部材とこれらの間を撹拌搬送部材の端部を除いて仕切る仕切り板よりなる。第１及び第２の撹拌搬送部材を設けることで循環搬送が可能となると共に、仕切り板を設けて互いの搬送経路を独立させることで、撹拌、搬送の効率を上げることができる。そして、このような構成では、第１の規制部材は、第１及び第２の撹拌搬送部材のうちの現像剤担持体からより遠い方の第１の撹拌搬送部材の搬送経路に配設することで、上記した現像装置と同様の作用を得ることができる。

そして、この場合、第１の規制部材は、第１の撹拌搬送部材の搬送経路における現像剤搬送方向上流側の端部近傍に配設することが好ましい。これによれば、第１の撹拌搬送部材による撹拌、搬送が、その撹拌、搬送領域の全体にわたってで現像剤量が一定化された状態で行われるので、第１の規制部材が、第１の撹拌搬送部材の搬送経路における現像剤搬送方向下流側の端部近傍に配設されている構成に比して、撹拌性能、現像性能を一定化して安定した現像を行うことができる。

また、第１規制部材は、第１の撹拌搬送部材の搬送経路の中央部に配設することも好ましい。画像形成装置の設置面が傾いていて、現像装置が現像剤担持体の軸方向の両端部の高さが異なる状態で設置されると、現像剤容器に対して内部に収容されている現像剤の上面が斜めになる。そのため、現像剤排出口が現像剤担持体の軸方向の端部側に設けられている構成では、現像剤排出口が低い位置にある場合は、現像剤容器内の現像剤量が少なくなり、反対に現像剤排出口が高い位置にある場合は、現像剤容器内の現像剤量が多くなり、いずれにしろ、現像剤量が安定化しない。第１規制部材を第１の撹拌搬送部材の搬送経路の中央部に配設することで、このような現像装置の傾きによる影響を小さくでき、傾きに強い構成とできる。

また、上記した本発明の現像装置においては、さらに、現像剤補給口が、前記第１の撹拌搬送部材の搬送経路における第１の規制部材の現像剤搬送方向下流側に形成されている構成とすることが好ましい。

これにより、補給されたばかりの現像剤が、従前よりある現像剤と撹拌された後に現像剤排出口に至るので、補給されたばかりの新しい現像剤が排出される割合を減らし、排出される現像剤中の使用済み現像剤の割合を高めることができる。また、第１の規制部材に近い方が、現像剤排出口に到達するまでの撹拌期間が長くなり、より好ましい。

また、現像剤補給口を、第１の規制部材の現像剤搬送方向下流側に形成する構成では、第１の撹拌搬送部材の搬送経路における、像剤補給口よりもさらに現像剤搬送方向下流側に、現像剤の上面を規制する第２の規制部材を配設する構成とすることもできる。

これによれば、第２の規制部材にて、新しく現像剤が補給されても、撹拌、搬送される現像剤量を一定化できると共に、補給された現像剤を、撹拌、搬送されている従前よりある現像剤に効果的に混ぜ込むことができるようになる。

また、第１、第２の規制部材の形状としては、撹拌搬送部材の回転時の外形に沿った円弧状面を有する構成とすることができ、このような形状とすることで、第１、第２の規制部材との干渉を避けるような工夫を、現像剤撹拌部材に施す必要がなくなり、従来あるものを用いることができる。

本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、請求項１〜７の何れか１項に記載の現像装置を備えることを特徴としている。

本発明の現像装置、及びそれを備えた画像形成装置は、以上のように、現像剤排出口の現像剤撹拌搬送手段による現像剤搬送方向下流側に、現像剤の上面を規制する第１の規制部材が、現像剤排出口に近接して配設されている構成である。

それゆえ、現像剤の流動性等の影響を受けにくく、現像剤容器内の現像剤量を適正な範囲に維持できると共に、かつ、余分な現像剤が排出されるまでの期間も、撹拌性能、現像性能を一定化して、安定した現像を行い得るといった効果を奏する。

〔第１の実施形態〕
図２は、本実施の形態に係る画像形成装置Ａの構成を示す縦断面図である。本実施形態の画像形成装置（以下、「本画像形成装置」とする）Ａは、外部から伝達された画像データに応じて、所定のシート（記録媒体）に対して多色および単色の画像を形成するものである。そして、本画像形成装置Ａは、図２に示すように、露光ユニット１、現像ユニット２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナユニット４、中間転写ベルトユニット８、定着ユニット１２、用紙搬送路Ｓ、給紙カセット１０および排紙トレイ１５等より構成されている。

本画像形成装置Ａにおいて扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。したがって、現像ユニット２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、帯電器５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）、クリーナユニット４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）は、各色に応じた４種類の潜像が形成されるようにそれぞれ４個ずつ設けられている。それぞれにおいて、ａがブラックに、ｂがシアンに、ｃがマゼンタに、ｄがイエローに設定され、４つの画像ステーションが構成されている。

感光体ドラム３は、表面に感光体よりなる層を有し、帯電、露光をへて、データに応じた静電潜像が形成されるものである。帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、図２では、接触型のローラを示す。なお、帯電器５としては、接触型のローラの他、ブラシ型の帯電器、チャージャー型（例えば、コロナチャージャー）の帯電器であってもよい。

露光ユニット１は、入力された画像データに応じて、帯電されている感光体ドラム３を露光することにより、その表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有するものである。図２では、レーザ照射部および反射ミラーを備えた、レーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を示す。なお、露光ユニット１として、発光素子をアレイ状に並べた例えばＥＬ（electro luminescence）、またはＬＥＤ（light emitting diode）書込みヘッドを用いてもよい。

現像ユニット２は、それぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像をＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの）各トナーとキャリアとからなる２成分現像剤により顕像化してトナー像とする現像装置と、トナーにキャリアを加えた新規の補給用の現像剤を貯蔵する現像剤ホッパーとを含むユニットである。なお、現像ユニット２の構成については後に詳述する。

クリーナユニット４は、画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを、除去して回収するものである。

感光体ドラム３の上方に配置されている中間転写ベルトユニット８は、各感光体ドラム３表面に形成された静電潜像が顕像化されてなるトナー像を順次重ね合わせて１つの画像とするものである。中間転写ベルトユニット８は、中間転写ベルト（転写材）７、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルトテンションローラ７３、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ローラ６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）、および中間転写ベルトクリーニングユニット９を備えている。

中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルトテンションローラ７３、中間転写ローラ６、中間転写ベルト従動ローラ７２等は、中間転写ベルト７を張架し、中間転写ベルト７を、図における矢印Ｂ方向に回転駆動させるものである。

中間転写ベルト７は、それぞれの感光体ドラム３に接触するように設けられている、そして、感光体ドラム３に形成された各色のトナー像が中間転写ベルト７に順次的に重ねて転写（１次転写）されることによって、中間転写ベルト７上にカラーのトナー像、すなわち、多色トナー像が形成される。

この中間転写ベルト７は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。

感光体ドラム３から中間転写ベルト７へのトナー像の転写は、中間転写ベルト７の裏側に接触している中間転写ローラ６によって行われる。

中間転写ローラ６は、中間転写ベルトテンションローラ７３の中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されている。そして、中間転写ローラ６には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加され、中間転写ローラ６は、この転写バイアスを放出する。なお、この転写バイアスは、感光体ドラム３のトナー像を中間転写ベルト７上に転写するためのものである。

中間転写ローラ６は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸を基材（ベース）とし、この基材表面に導電性の弾性材が覆われてなるローラである。なお、この弾性材としては、例えば、ＥＰＤＭ（ethylene propylen dien monomer）、発泡ウレタン等が用いられる。この導電性の弾性材により、中間転写ベルト７に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施形態では、転写バイアスを印加する転写電極として中間転写ローラ６を使用しているが、それ以外にブラシなども用いる事が可能である。

上述のように、各感光体ドラム３上において各色相に応じて顕像化された静電潜像は、中間転写ベルト７で積層され、装置に入力された画像データに応じた多色トナー像となる。

このように積層された多色となー像は、中間転写ベルト７の回転によって、シートと中間転写ベルト７との接触位置である２次転写位置まで搬送され、２次転写位置に配置される転写ローラ１１（転写装置）によって、シート上に転写される。なお、中間転写ベルト７と転写ローラ１１とは所定ニップで圧接される。

また、転写ローラ１１には、トナーを用紙に転写（２次転写）させるための電圧（転写電圧）が印加され、転写ローラ１１は、この転写電圧を放出する（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）。

以下、中間転写ベルト７から用紙への転写を２次転写、転写ローラ１１に印加される電圧を２次転写電圧とし、感光体ドラム３から中間転写ベルト７への転写と区別する。

また、転写ローラ１１および中間転写ベルト駆動ローラ７１間においてニップを定常的に形成するために、転写ローラ１１もしくは中間転写ベルト駆動ローラ７１の何れか一方を硬質材料（金属等）で形成し、他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等々）で形成する。

また、転写ローラ１１によって用紙上に転写が行われず中間転写ベルト７上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット９によって除去・回収されるように設定されている。

中間転写ベルトクリーニングユニット９には、中間転写ベルト７に接触するクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられており、中間転写ベルト７におけるクリーニングブレードの接触箇所は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ７２で支持されている。

給紙カセット１０は、画像形成に使用する用紙（シート）を蓄積しておくためのトレイであり、本画像形成装置Ａにおける露光ユニット１の下側に設けられている。

また、本画像形成装置Ａにおける上部に設けられている排紙トレイ１５は、印刷済みの用紙をフェイスダウンで載置するためのトレイである。

さらに、本画像形成装置Ａには、給紙カセット１０のシートを転写ローラ１１や定着ユニット１２を経由させて排紙トレイ１５に送るための、略垂直形状の用紙搬送路Ｓが設けられている。

また、給紙カセット１０から排紙トレイ１５までの用紙搬送路Ｓの近傍には、上述した転写ローラ１１の他、ピックアップローラ１６ａ、レジストローラ１４、定着ユニット１２、シートを搬送する搬送ローラ２５等が配されている。

搬送ローラ２５（２５ａ〜２５ｈ）は、シートの搬送を促進・補助するための、一組の小型ローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って複数設けられている。

ピックアップローラ１６ａは、給紙カセット１０の端部に備えられ、給紙カセット１０から、シートを１枚づつ用紙搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。

また、レジストローラ１４は、用紙搬送路Ｓにおいて搬送されているシートをいったん保持するものである。そして、レジストローラ１４は、中間転写ベルト７上のトナー像の先端とシートの先端とを合わせるタイミングで、シートを上記の二次転写位置に搬送する機能を有している。

定着ユニット１２は、ヒートローラ３１、加圧ローラ３２等を備えており、ヒートローラ３１および加圧ローラ３２は、シートを挟んで回転するようになっている。

また、ヒートローラ３１は、図示しない温度検出器からの信号に基づいて制御部によって所定の定着温度となるように設定されており、加圧ローラ３２とともにシートを熱圧着することにより、シートに転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、シートに対して熱定着させる機能を有している。

なお、多色トナー像の定着後のシートは、搬送ローラ２５ｂ・２５ｃによって用紙搬送路Ｓの反転排紙経路に搬送され、反転された状態で（多色トナー像を下側に向けて）、排紙トレイ１５上に排出されるようになっている。

次に、シート搬送経路について説明する。本画像形成装置Ａには、予めシートを収納する給紙カセット１０が配置されると共に、ユーザが少数枚の印字を行う時に給紙カセット１０の開閉動作を行わなくてもよい手差し給紙トレイ２０が配置されている。なお、手差し給紙トレイ２０と用紙搬送路Ｓとの間には、ピックアップローラ１６ｂが配置され、シートを１枚ずつ用紙搬送路Ｓに導くようになっている。

給紙カセット１０から搬送されるシートは用紙搬送路Ｓ中の搬送ローラ２５ａによってレジストローラ１４まで搬送され、シートの先端と中間転写ベルト７上のトナー像の先端とを整合するタイミングで転写ローラ１１に搬送され、シート上に該トナー像が転写される。その後、シートは、定着ユニット１２を通過する事によってシート上の未定着トナーが熱で溶融・固着され、搬送ローラ２５ｂ・２５ｃを経て、排紙トレイ１５上に排出される（片面印字要求の時）。

他方、手差し給紙トレイ２０に積載されるシートは、ピックアップローラ１６ｂによって給紙され、複数の搬送ローラ２５ｆ・２５ｄ・２５ｅを経て、レジストローラ１４に到達し、それ以降は給紙カセット１０から給紙されるシートと同様の経過を経て排紙トレイ１５に排出される（片面印字要求の時）。

この時、印字要求内容が両面印字要求の時は、上記のように片面印字が終了して定着ユニット１２を通過したシートの後端が、搬送ローラ２５ｃでチャックされる。そして、搬送ローラ２５ｃが逆回転する事によって、該シートは、用紙搬送路Ｓにおける搬送ローラ２５ｇ・２５ｈに導かれる。その後、該シートは、レジストローラ１４を経て裏面印字が行われた後に排紙トレイ１５に排出される。

次に、画像形成装置Ａに備えられている現像ユニット２の詳細について説明する。図３は、現像ユニット２を水平方向から見た模式図である。現像ユニット２は、図３に示すように、現像剤ホッパー１０１、現像剤移送機構１０２、現像装置１０３を備えている。

現像剤ホッパー１０１は、現像装置１０３よりも高所に配されており、トナーにキャリアが所定の割合で混合された補給用の現像剤を収容している。キャリアとトナーの混合比としては、例えば、１：９（キャリア：トナー）程度を上げることができ、現像剤容器１１１内の現像剤と比べてキャリアに対するトナーの比率が高く設定されている。なお、補給用の現像剤におけるトナーとキャリアの比率は、トナーの帯電量、キャリア粒径、画像形成装置Ａの構成などで適正に調整されるべきものである。

現像剤ホッパー１０１の底部には現像剤送出口１０１ａが形成されており、現像剤ホッパー１０１内における現像剤送出口１０１ａの近傍には現像剤補給ローラ１１０が備えられている。

現像剤補給ローラ１１０は、例えばウレタンスポンジなどの多孔質弾性体からなるローラであって、現像剤ホッパー１０１内の現像剤を少しずつ現像剤送出口１０１ａへ供給するためのものである。つまり、現像剤ホッパー１０１において、現像剤補給ローラ１１０が回転駆動すると、現像剤ホッパー１０１内のトナーは、少しずつ現像剤送出口１０１ａへ搬送される。そして、現像剤送出口１０１ａまで搬送された現像剤は、現像剤送出口１０１ａおよび開口端２００ａを介して、現像剤移送管２００内部に自由落下する。

現像剤移送機構１０２は、現像剤ホッパー１０１から現像装置１０３へトナーを補給するためのものであり、現像剤移送管（現像剤移送路）２００、駆動ベルト２０１、駆動ローラ２０２、従動ローラ２０３ａ・２０３ｂから構成されている。

現像剤移送管２００は、送出側となる現像剤ホッパー１０１の現像剤を、受入側となる現像装置１０３の現像剤容器１１１へ自由落下によって移送し、現像剤容器１１１へ現像剤を補給するために形成されている経路である。具体的には、この現像剤移送管２００は、一方の開口端２００ａが現像剤ホッパー１０１の現像剤送出口１０１ａに対向しており、他方の開口端２００ｂが現像装置１０３の現像剤補給口１２０に対向するように、現像剤ホッパー１０１と現像剤容器１１１とに接続される。

これにより、現像装置１０３における現像剤容器１１１内部と現像剤ホッパー１０１内部とは、現像剤移送管２００を介して互いに連通している。なお、現像剤移送管２００は、開口端２００ａから開口端２００ｂへ向けた方向が鉛直方向に平行または略平行になるように、現像剤ホッパー１０１と現像剤容器１１１との間に配されている。

駆動ベルト（移送補助部材、循環駆動部材、ベルト部材）２０１は、従動ローラ２０３ａ・２０３ｂ、駆動ローラ（駆動手段）２０２の外周に対して張架され、駆動ローラ２０２の駆動によって循環駆動するベルト部材であり、ベルト表面には凸凹が形成されている。

なお、現像剤移送管２００の壁面において、鉛直方向に沿って並列する貫通穴２００ｃ・２００ｄが形成され、これら貫通穴２００ｃ・２００ｄにおいて、各々、従動ローラ２０３ａ・２０３ｂが配されている。さらに、駆動ローラ２０２は、現像剤移送管２００の外部において、両従動ローラ２０３ａ・２０３ｂと対向するように配置される。

ここで、駆動ローラ２０２は、その回転軸が鉛直方向と垂直、かつ、周面が現像剤移送管２００に対向するように配されている。また、従動ローラ２０３ａ・２０３ｂは、その回転軸が駆動ローラ２０２の回転軸と平行になるように配されている。

従動ローラ２０３ａ・２０３ｂおよび駆動ローラ２０２を以上のように配置すれば、図３に示すように、現像剤移送管２００の内部において、従動ローラ２０３ａ・２０３ｂによって駆動ベルト２０１を鉛直方向に沿って張架させることができる。

現像剤移送管２００の内部において、この駆動ベルト２０１が鉛直方向下向きに移動するように、駆動ローラ２０２を駆動させると、この駆動ベルト２０１は、現像剤移送管２００の内部において、上流側（現像剤移送管２００における現像剤ホッパー１０１側）から下流側（現像剤移送管２００における現像装置１０３側）へ移動し、現像剤移送管２００の外部において、下流側から上流側へリターンすることになる。

つまり、駆動ベルト２０１は、従動ローラ２０３ａ・２０３ｂ、駆動ローラ２０２間を循環駆動することとなる。したがって、自由落下によって移送中の現像剤が駆動ベルト２０１に近接・接触すると、この駆動ベルト２０１の移動力によって、現像剤の移送が補助・促進される。これにより、現像剤移送管２００において、現像剤の滞留を抑制できるため、この滞留が蓄積、肥大することによる現像剤移送管２００の詰まりを抑制できるようになっている。

現像装置１０３は、現像ローラ１１４に現像剤を担持して感光体ドラム３表面にトナーを供給することにより、感光体ドラム３の表面に形成される静電潜像を顕像化する装置であり、使用する現像剤が、順次新しい現像剤へと交換されてゆくタイプの現像装置である。

図１および図３に示すように、現像装置１０３は、現像剤容器１１１、現像ローラ（現像剤担持体）１１４，ドクターブレード１１５，第１及び第２の搬送スクリュー（撹拌搬送部材）１１２ａ・１１２ｂ，仕切り板１４０，第１及び第２の規制部材１４１・１４２等を備えている。図１は、現像剤容器１１１の内部を鉛直方向上部から示した模式図である。

現像剤容器１１１は、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤（以下、現像剤と称する）を収容する容器である。現像剤容器１１１には、図３に示すように、感光体ドラム３と対向する位置に、現像用開口１２３が形成されている。

現像ローラ１１４は、現像剤容器１１１内のトナーを感光体ドラム３へと供給するものであって、マグネットローラよりなる。現像ローラ１１４は、現像剤容器１１１内の上記現像用開口１２３が形成されている箇所に回転可能に設けられている。その回転方向は、感光体ドラム３の回転方向とは逆方向であり、感光体ドラム３と現像ローラ１１４とは、対向面において移動方向が同じとなる。

また、現像剤容器１１１における現像用開口１２３の上端には、現像ローラ１１４の外周に近接する位置に、層厚規制用のドクターブレード１１５が配されている。現像ローラ１１４表面に形成される現像剤層は、このドクターブレード１１５にてその層厚が規制される。

第１及び第２の搬送スクリュー１１２ａ・１１２ｂは、現像剤を撹拌して搬送し、現像ローラ１１４へと供給するもので、攪拌翼１１３が形成されている。トナーは、これら第１及び第２の搬送スクリュー１１２ａ・１１２ｂによって撹拌されることで摩擦帯電される。

これら第１及び第２の搬送スクリュー１１２ａ・１１２ｂは、図１，３に示すように、現像ローラ１１４の背面側に現像ローラ１１４と平行（現像ローラ１１４の回転軸方向と平行）に配されている。ここでは、現像ローラ１１４より遠い方を第１の搬送スクリュー１１２ａとし、現像ローラ１１４に近い方を第２の搬送スクリュー１１２ｂとする。

これら第１及び第２の搬送スクリュー１１２ａ・１１２ｂの間には、両者の間を仕切る仕切り板１４０が配設されている。この仕切り板１４０にて、現像剤容器１１１内部は、第１の搬送スクリュー１１２ａが配されている第１の搬送経路Ｃと、第２の搬送スクリュー１１２ｂが配されている第２の搬送経路Ｄとに区画されている。

ここで、上記仕切り板１４０は、現像剤容器１１１内部を現像剤容器１１１の長手方向(現像ローラ１１４の回転軸方向と同じ)の両端部となるリア側及びフロン側を除いて仕切るもので、第１及び第２の搬送スクリュー１１２ａ・１１２ｂの回転軸方向の両端部を現像剤容器１１１の壁面から離間して配置されている。これにより、現像剤容器１１１におけるフロント側とリア側とに、第１の搬送経路Ｃと第２の搬送経路Ｄとを連通する連通部がそれぞれ形成されている。以下、フロント側の端部付近に形成されている連通部をフロント側連通部１２６、リア側の端部付近に形成されている連通部をリア側連通部１２７とする。

そして、第１及び第２の搬送スクリュー１１２ａ・１１２ｂにおけるリア側には、モータ等の駆動手段からの駆動力が伝達されるギアが取り付けられており、第１の搬送スクリュー１１２ａは現像剤をフロント側からリア側へと搬送するよう回転され、第２の搬送スクリュー１１２ｂは逆にリア側からフロント側へと搬送するように回転駆動される。

このような構成によれば、現像剤容器１１１内の現像剤は、第１の搬送経路Ｃと第２の搬送経路Ｄとを循環的に搬送される。すなわち、第１の搬送スクリュー１１２ａにて、第１の搬送経路Ｃ内を撹拌されながらフロント側からリア側へと搬送された後、リア側連通部１２７を通って第２の搬送経路Ｄへと送られる。そして、第２の搬送スクリュー１１２ｂにて第２の搬送経路Ｄ内を撹拌されながらリア側からフロント側へと搬送され、フロント側連通部１２６を通って再び第１の搬送経路Ｃ内に送り込まれる。そして、第２の搬送経路を搬送されている間に、第２の搬送スクリュー１１２ｂと併設する現像ローラ１１４へ順次現像剤が供給される。

ここでは、第１及び第２の搬送スクリュー１１２ａ・１１２ｂと仕切り板１４０とで、現像剤容器１１１内の現像剤を現像ローラ１１４の軸方向に搬送しながら撹拌する現像剤撹拌搬送手段が構成される。また、仕切り板１４０を設けることで、各搬送スクリュー１１２ａ・１１２ｂの搬送経路を第１及び第２の各搬送経路Ｃ・Ｄに独立させることが可能となり、撹拌、搬送の効率を上げることができる。

さらに、現像剤容器１１１には、図１および図３に示すように、現像剤容器１１１内へと新規な現像剤を補給するための現像剤補給口１２と、新規な現像剤が補給されることで余分になった現像剤を現像剤容器１１１内より排出するための現像剤排出口１２１とが形成されている。

現像剤補給口１２０は、図３に示すように、現像剤容器１１１におけるフロント側であって、第１の搬送スクリュー１１２ａが配された第１の搬送経路Ｃの上方を覆う壁面に形成されている。上述の現像剤ホッパー１０１を上部に備えた現像剤移送機構１０２は、この現像剤補給口１２０に嵌着されている。現像剤補給口１２０より現像剤容器１１１内へと供給された新規な現像剤は、上記した第１及び第２の搬送スクリュー１１２ａ・１１２ｂにて、従前よりある現像剤と混合されると共に、撹拌、搬送される。

一方、現像剤排出口１２１は、図１に示すように、現像剤容器１１１におけるフロント側であって、第１の搬送スクリュー１１２ａが配された第１の搬送経路Ｃの長手方向に沿う側壁に形成されている。現像剤容器１１１内における余分な現像剤は、その上面の高さに応じてこの現像剤排出口１２１よりオーバーフロー排出される。

一般的に、このような現像剤排出口１２１は、通常コピーの際に使用されるトナー量に対応して、現像剤ホッパー１０１より補給される現像剤の補給量と同等の現像剤を排出し得るように設計されている。例えば、通常コピーが黒ベタ比５％の原稿を使用するコピーであり、その時に使用されるトナー量に対応して０．５ｇの現像剤が補給されるのであれば、これと同等の現像剤を現像剤容器１１１より排出し得るように設計されている。

また、ここでは、現像剤排出口１２１は、現像剤補給口１２０よりも、第１の搬送スクリュー１１２ａによる現像剤搬送方向の上流側に設けられ、新規な現像剤の補給位置よりも搬送方向手前にて排出するようになっている。これにより、第１及び第２の搬送スクリュー１１２ａ・１１２ｂにて撹拌、搬送され、第１及び第２の搬送経路Ｃ・Ｄを通って少なくとも一巡した現像剤が排出されるので、補給されたばかりの新規な現像剤がそのまま排出されるといった不具合を回避できる。

そして、ここで注目すべき点は、現像剤排出口１２１の現像剤搬送方向下流側であって、現像剤排出口１２１に近接する位置に、現像剤の上面を規制して、下側を通過する現像剤の量を規定する第１の規制部材１４１が配置されている点である。

第１の規制部材１４１は、図３に示すように、下端部の形状が、第１の搬送スクリュー１１２ａの回転時の外形に沿った円弧状を成しており、第１の搬送経路Ｃに、第１の搬送スクリュー１１２ａの上部空間を塞ぐように配される。

第１の規制部材１４１が配されることで、第１の搬送経路Ｃ内を第１の搬送スクリュー１１２ａにて搬送される現像剤は、その上面が規制され、第１の規制部材１４１の下側を通過した分のみ下流側へと搬送されていく。したがって、第１の規制部材１４１の現像剤搬送方向上流側では、図４に示すように、第１の規制部材１４１にて堰き止められて通過できなかった現像剤が滞留することとなり、現像剤の上面が高くなる。第１の規制部材１４１には、近接して現像剤排出口１２１が設けられているので、上面が高くなった部分の現像剤は、現像剤排出口１２１よりオーバーフローにて排出されていく。

ここで、第１の規制部材１４１を通過する量は、現像剤容器１１１内に収容されている現像剤の量にかかわらず、一定の量である。したがって、現像剤容器１１１内における余分な現像剤量が多いほど、堰き止められて滞留する部分の現像剤の上面高さは高くなる。

しかも、第１の規制部材１４１の現像剤搬送方向下流側では、第１の規制部材１４１の上流側に一巡してくるまで、補給や消費による増減はあるものの、第１の規制部材１４１にて規制された一定量であり、現像剤容器１１１内の現像剤量の増加による現像剤の上面の高さ変化は、この第１の規制部材１４１の搬送方向上流側に集中して出現する。

したがって、増加量が少なく、現像剤容器１１１内全体としては僅かな上面高さの変化であっても、一箇所に集められることで、現像剤排出口１２１近傍においては大きな上面高さの変化として現れる。その結果、余分な現像剤を現像剤排出口１２１より素早く排出することが可能となり、現像剤容器１１１内の現像剤量を適正な範囲に維持することができる。

しかも、このようにして余分な現像剤にて形成される盛り上がりは、第１の規制部材１４１に現像剤が堰き止められることで形成されるものであるため、搬送スクリューの撹拌翼を利用して形成する場合に比して、現像剤の流動性等の量以外のパラメータの影響を受け難い。したがって、現像剤の流動性による多少の差はあっても、余分な現像剤の量が多ければ高くなり、少なければ小さくなるので、余分な現像剤を素早く排出できるだけでなく、現像剤の流動性等の影響を受けにくくして、現像剤容器１１１内の現像剤量を適正な範囲に維持することができる。

また、上述したように、第１の規制部材１４１の搬送方向上流側の現像剤が滞留する領域以外では、現像剤の上面高さが常に一定に規定されるので、余分な現像剤がオーバーフローにて排出されるまでの期間を含めて、第１及び第２の搬送スクリュー１１２ａ・１１２ｂによる撹拌性能、現像性能を一定化して、安定した現像を行うことができる。

さらに、本画像形成装置Ａでは、第１の搬送経路Ｃにおける、現像剤補給口１２０よりもさらに現像剤搬送方向下流側に、現像剤の上面を規制する第２の規制部材１４２が設けられている。新しく補給された現像剤１５０は、図４に示すように、従前よりある現像剤の上層を従前の現像剤と分離した状態で搬送されることがあるが、第２の規制部材１４２にて上面を規制することで、第１の搬送スクリュー１１２ａによる撹拌作用にて、従前よりある現像剤と効率よく混ぜあわせることができ、より安定した現像を行うことができる。

また、本画像形成装置Ａでは、第１の規制部材１４１を、第１の搬送スクリュー１１２ａにおける現像剤搬送方向上流側の端部近傍に配設しているので、第１の搬送スクリュー１１２ａによる撹拌、搬送は、搬送経路Ｃの領域全体にわたって現像剤量が一定化された状態で行われる。そのため、第１の規制部材１４１が、第１の搬送スクリュー１１２ａにおける現像剤搬送方向下流側の端部近傍に配設されている構成に比して、撹拌性能、現像性能を一定化して安定した現像を行うことができる。

ところで、画像形成装置Ａの設置面が傾いていて、現像装置１０３が現像ローラ１１４の軸方向の両端部の高さが異なる状態で設置されると、現像剤容器１１１に対して内部に収容されている現像剤の上面が斜めになる。そのため、現像剤排出口１２１が現像ローラ１１４の軸方向の端部側に設けられている構成では、現像剤排出口１２１が低い位置にある場合は、現像剤容器１１１内の現像剤量が少なくなり、反対に現像剤排出口１２１が高い位置にある場合は、現像剤容器１１１内の現像剤量が多くなり、いずれにしろ、現像剤量が安定化しない。

そこで、図５に示すように、第１の規制部材１４１を第１の搬送スクリュー１１２ａの中央部、換言すれば第１の搬送経路Ｃの中央部に配設した現像装置１０３Ａとすることも好ましい。

図５のように、第１規制部材を第１の撹拌搬送部材の搬送経路の中央部に配設し、現像剤排出口１２１及び現像剤補給口１２０も、これに合わせて中央部分に設けることで、現像装置１０３の傾きによる影響を小さくでき、傾きに強い構成とできる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、上述した実施形態において開示された各技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

なお、上記実施形態ではキャリアとトナーが所定割合で混合された現像剤を補給しているが、キャリアとトナーを各々、個別に補給しても本発明は有効に作用するものである。

複写機やプリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置であって、トナーとキャリアとからなる２成分系の現像剤を用いて現像する現像装置を備えた画像形成装置に適用できる。

本発明の一実施形態にかかる現像装置を鉛直方向上方から見た模式図である。 図１に示した現像装置を備えた画像形成装置の構成を示す説明図である。 図１に示した現像装置を有する現像ユニットを水平方向から見た模式図である。 図１の現像装置における第１の規制部材近傍の現像剤の状態を示す模式図である。 本発明の一実施形態にかかる現像装置を鉛直方向上方から見た模式図である。

符号の説明

２， 現像ユニット
１０１ 現像剤ホッパー
１０３ １０３Ａ 現像装置
１１１ 現像剤容器
１２０ 現像剤補給口
１１２ａ 搬送スクリュー（第１の撹拌搬送部材）
１１２ｂ 搬送スクリュー（第２の撹拌搬送部材）
１１４ 現像ローラ（現像剤担持体）
１４０ 仕切り板
１４１ 第１の規制部材
１４２ 第２の規制部材

Claims (8)

1. 静電潜像担持体に対向する開口を有し、内部にキャリア及びトナーからなる現像剤が収容される現像剤容器と、
   前記現像剤容器の前記開口に面した箇所に回転可能に配設され、現像剤が担持搬送される現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体の背面側に回転可能に配設され、前記現像剤容器内の現像剤を撹拌しながら前記現像剤担持体の軸と平行に搬送する現像剤撹拌搬送手段とを備え、
   前記現像剤容器に、キャリアを含む新しい現像剤が補給される現像剤補給口と、現像剤が排出される現像剤排出口とが設けられた現像装置において、
   前記現像剤排出口の前記現像剤撹拌搬送手段による現像剤搬送方向下流側に、現像剤の上面を規制する第１の規制部材が、前記現像剤排出口に近接して配設されていることを特徴とする現像装置。
2. 静電潜像担持体に対向する開口を有し、内部にキャリア及びトナーからなる現像剤が収容される現像剤容器と、
   前記現像剤容器の前記開口に面した箇所に回転可能に配設され、現像剤が担持搬送される現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体の背面側に回転可能に配設され、前記現像剤容器内の現像剤を撹拌しながら前記現像剤担持体の軸と平行に搬送する現像剤撹拌搬送手段とを備え、
   前記現像剤容器に、キャリアを含む新しい現像剤が補給される現像剤補給口と、現像剤が排出される現像剤排出口とが設けられた現像装置において、
   前記現像剤撹拌搬送手段は、第１及び第２の撹拌搬送部材とこれらの間を撹拌搬送部材の端部を除いて仕切る仕切り板とを有し、
   前記第１及び第２の撹拌搬送部材のうちの前記現像剤担持体からより遠い方の第１の撹拌搬送部材の搬送経路に、現像剤の上面を規制する第１の規制部材が配設され、
   該第１の規制部材の現像剤搬送方向上流側に、前記現像剤排出口が近接して形成されていることを特徴とする現像装置。
3. 前記第１の規制部材が、前記第１の撹拌搬送部材の搬送経路における現像剤搬送方向上流側の端部近傍に配設されていることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 前記第１の規制部材が、前記第１の撹拌搬送部材の搬送経路の中央部に配設されていることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
5. 前記現像剤補給口が、前記第１の撹拌搬送部材の搬送経路における、前記第１の規制部材の現像剤搬送方向下流側に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
6. 前記第１の撹拌搬送部材の搬送経路における前記現像剤補給口よりもさらに現像剤搬送方向下流側に、現像剤の上面を規制する第２規制部材が配設されていることを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
7. 前記第１或いは第２の規制部材が、前記撹拌搬送部材の回転時の外形に沿った円弧状面を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
8. 請求項１〜７の何れか１項に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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