JP2007304496A - 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像済みの現像剤が現像剤担持体へ汲み上がるのを抑制し、現像時の画像濃度ムラが生じない現像装置及びそれを備えたプロセスカートリッジ並びに画像形成装置を提供する。
【解決手段】回収搬送路７と攪拌搬送路１０とを連通させる連通開口部９４を、回収搬送路７から攪拌搬送路１０へ回収現像剤を渡す現像剤渡し開口部よりも回収搬送路７の現像剤搬送方向上流側で、かつ、回収搬送路７の所定の高さよりも高い位置に設ける。これにより、回収搬送路７の回収現像剤の嵩が所定の高さよりも高くなるのを抑制できる。よって、回収現像剤が現像剤担持体へ汲み上がるのを抑制できるので、現像時の画像濃度ムラを抑制できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等に用いられる現像装置に係り、詳しくは、トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を用いる現像装置及びこれを用いたプロセスカートリッジ並びに画像形成装置に関するものである。

従来、２成分現像剤を用いる現像装置として、現像剤担持体の軸線方向に現像剤を搬送しながら現像剤担持体に現像剤を供給する供給搬送路と、現像剤を攪拌しながら供給搬送路とは逆方向に搬送する攪拌搬送路とを設けて現像剤を循環させるものがあった。
このような現像装置において、現像剤担持体に供給され、現像領域を通過した回収現像剤を供給搬送路で回収すると、現像領域を通過しトナーが消費された現像剤と供給搬送路内の現像剤とが供給搬送路内で混ざることになる。供給搬送路の下流側ほど、現像領域を通過した現像剤が多くなるため、供給搬送路の現像剤搬送方向下流側ほど現像剤担持体に供給する現像剤のトナー濃度が低下するという問題があった。現像剤担持体に供給する現像剤のトナー濃度が低下すると、現像時の画像濃度も低下し、現像剤担持体に供給する搬送路の現像剤搬送方向上流側と下流側とで画像濃度が異なる、濃度ムラが発生する。
一方、回収現像剤を攪拌搬送路で回収すると、攪拌搬送路の現像剤搬送方向下流側で回収された現像剤ほど攪拌する時間が短くなる。攪拌搬送路の現像剤搬送方向下流側端部に到達した現像剤は供給搬送路の現像剤搬送方向上流側端部に受け渡されるため、攪拌搬送路の現像剤搬送方向下流側で回収された現像剤は、すぐに供給搬送路に供給されることになる。これにより、出力画像に応じて、トナーの補給がなされトナー濃度が適切に保たれていたとしても、現像剤の攪拌が不十分になり、トナーの帯電量が不均一となって画像濃度の不均一や画像濃度の低下などの問題が生じた。

上述のような回収現像剤を供給搬送路または攪拌搬送路で回収することに起因する問題は、特許文献１に記載の現像装置のように供給搬送路及び攪拌搬送路とは別に回収現像剤を回収する回収搬送路を設けることで解決することができる。この現像装置では、現像剤担持体と略同じ高さに現像剤を搬送しながら現像剤担持体に供給する供給搬送路と、現像剤担持体の下方に回収現像剤を回収しながら供給搬送路と同方向に搬送する回収搬送路とを備えている。さらに、回収搬送路と略同じ高さで、かつ、供給搬送路の下方に、供給搬送路の現像剤搬送方向下流端まで到達した余剰現像剤と回収搬送路の現像剤搬送方向下流端まで到達した回収現像剤とを攪拌する攪拌搬送路を備えている。また、供給搬送路、回収搬送路及び攪拌搬送路は、現像剤担持体に対して並列に設けられており、各搬送路はそれぞれ仕切り部材によって仕切られている。攪拌搬送路の下流側端部の供給搬送路との仕切り部材には、供給搬送路に攪拌した現像剤を渡す開口部を設けている。また、供給搬送路の下流側端部の攪拌搬送路との仕切り部材には攪拌搬送路に余剰現像剤を渡す開口部、回収搬送路の下流側端部の攪拌搬送路との仕切り部材には攪拌搬送路に回収現像剤を渡す開口部を設けている。なお、各搬送路間で現像剤を渡すときには、現像剤の搬送方向が略直角に変化する。

このように、現像剤担持体への現像剤の供給と回収との機能を分離して行うことにより、現像剤担持体に供給する現像剤のトナー濃度が一定となり、濃度ムラの発生を防止することができる。また、現像剤の攪拌と回収との機能を分離して行うことにより、現像剤の攪拌を十分に行うことができ、画像濃度を安定させることができる。

特開平１１−１６７２６０号公報

特許文献１に記載の現像装置では、上述のように現像剤担持体の下方に回収搬送路が設けられており、詳しくは、回収搬送路の回収現像剤の嵩がある高さになると、回収搬送路の回収現像剤が現像剤担持体に付着するような位置関係で設けられている。
また、特許文献１に記載の現像装置の回収搬送路では、回収現像剤を回収搬送路の上流側から下流側へ搬送し、回収現像剤を回収搬送路下流側から攪拌搬送路に渡すときに、回収現像剤の現像剤搬送方向が大きく変化している。これにより、回収搬送路下流側で少なからず回収現像剤が滞留する。そのため、回収搬送路で回収する回収現像剤の量が多いときには、回収搬送路下流側で生じる回収現像剤の滞留により、回収現像剤の嵩が所定の高さよりも高くなる場合がある。この場合、回収搬送路の回収現像剤が、再び現像剤担持体へ汲み上げられる恐れがある。そして、回収搬送路の回収現像剤が再び現像剤担持体へ汲み上げられた場合、供給搬送路から現像ローラ５へ供給される正規のトナー濃度の現像剤に、トナーを消費した回収現像剤が混ざることになる。そのため、正規のトナー濃度の現像剤のみの現像剤部分と回収現像剤が混合した現像剤部分とが、同じ画像についての現像に用いられる。よって、現像時に現像剤のトナー濃度の異なる箇所が生じるため、現像した画像に濃度ムラが発生するといった問題が生じる。

本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像済みの現像剤が現像剤担持体へ汲み上がるのを抑制し、現像時の画像濃度ムラが生じない現像装置及びそれを備えたプロセスカートリッジ並びに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に、請求項１の発明は、磁性キャリアとトナーとからなる２成分現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で該潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体の軸線方向に沿って該２成分現像剤を搬送し、該現像剤担持体に該２成分現像剤を供給する現像剤供給搬送部材を備えた現像剤供給搬送路と、該潜像担持体と対向する箇所を通過した後の該現像剤担持体上から回収された回収現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って搬送する現像剤回収搬送部材を備えた現像剤回収搬送路と、現像に用いられずに該現像剤供給搬送路の現像剤搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤と、該現像剤担持体から回収され該現像剤回収搬送路の現像剤搬送方向の最下流側まで搬送された該回収現像剤との供給を受け、該現像剤担持体の軸線方向に沿って該余剰現像剤と該回収現像剤とを攪拌しながら搬送する現像剤攪拌搬送部材を備え、攪拌後の攪拌現像剤を該現像剤供給搬送路に供給する現像剤攪拌搬送路とを備え、該現像剤回収搬送路、該現像剤供給搬送路及び該現像剤攪拌搬送路からなる３つの現像剤搬送路はそれぞれ仕切り部材により仕切られており、該現像剤回収搬送路の現像剤搬送方向下流側端部から該現像剤攪拌搬送路の現像剤搬送方向上流側へ該回収現像剤を渡す現像剤渡し開口部を、該仕切り部材に設けた現像装置において、該現像剤渡し開口部とは別に、該現像剤回収搬送路と該現像剤攪拌搬送路とを連通させる連通開口部を、該現像剤渡し開口部よりも該現像剤回収搬送路の現像剤搬送方向上流側で、かつ、該現像剤回収搬送路の所定の高さよりも高い位置に設けることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記連通開口部を、上記現像剤担持体が上記潜像担持体にトナーを供給する現像領域の現像剤担持体軸線方向の現像領域幅内にある上記仕切り部材に設けることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の現像装置において、上記現像剤供給搬送路と上記現像剤攪拌搬送路とは、該現像剤供給搬送路の現像剤搬送方向下流側から該現像剤攪拌搬送路の現像剤搬送方向上流側へ上記余剰現像剤を渡す第２の現像剤渡し開口部を介して連通しており、また、該現像剤攪拌搬送路と該現像剤供給搬送路とは、該現像剤攪拌搬送路の現像剤搬送方向下流側から該現像剤供給搬送路の現像剤搬送方向上流側へ上記攪拌現像剤を渡す第３の現像剤渡し開口部を介して連通しており、該第２の現像剤渡し開口部及び該第３の現像剤渡し開口部の少なくとも一方の現像剤渡し開口部を、上記現像領域幅内にある上記仕切り部材に設けることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、現像装置と、潜像像担持体、帯電装置またはクリーニング装置から選ばれる少なくとも１つとを一体的に構成した、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、該現像装置として請求項１、２または３の現像装置を備えることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像をトナー像化する現像装置とを備えた画像形成装置において、該現像装置として請求項１、２または３の現像装置を備えることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、現像装置と、像担持体、帯電装置またはクリーニング装置から選ばれる少なくとも１つとを一体的に構成した、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジを備えた画像形成装置において、該プロセスカートリッジとして、請求項４のプロセスカートリッジを備えることを特徴とするものである。

本発明においては、現像剤回収搬送路の回収現像剤の嵩が所定の高さよりも高くなるのを抑制するために、該現像剤回収搬送路と該現像剤攪拌搬送路とを連通させる連通開口部を、該現像剤渡し開口部よりも該現像剤回収搬送路の現像剤搬送方向上流側で、かつ、該現像剤回収搬送路の所定の高さよりも高い位置に設けている。これにより、当該所定の高さを超える分の回収現像剤は、連通開口部を介して現像剤回収搬送路から現像剤攪拌搬送路へ移送される。よって、現像剤回収搬送路内の回収現像剤の嵩が所定の高さよりも高くなるのを抑制できる。

以上、本発明によれば、回収搬送路に回収された現像によりトナーを消費した回収現像剤が、現像剤担持体へ汲み上がるのを抑制することができる。よって、現像剤担持体に供給する現像剤にトナーを消費した回収現像剤が混ざらないので、現像時の画像濃度ムラを抑制するという優れた効果がある。

以下、本発明を適用した画像形成装置として、複数の感光体が並行配設されたタンデム型のカラーレーザー複写機（以下、単に「複写機」という）５００の一実施形態について説明する。
図２は、本実施形態に係る複写機５００の概略構成図である。この複写機５００はプリンタ部１００、これを載せる給紙装置２００、プリンタ部１００の上に固定されたスキャナ３００などを備えている。また、このスキャナ３００の上に固定された原稿自動搬送装置４００なども備えている。

上記プリンタ部１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のプロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋからなる画像形成ユニット２０を備えている。各符号の数字の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、イエロー、シアン、マゼンダ、ブラック用の部材であることを示している（以下同様）。プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの他には、光書込ユニット２１、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、レジストローラ対４９、ベルト定着方式の定着装置２５などが配設されている。

光書込ユニット２１は、図示しない光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて後述の感光体の表面にレーザ光を照射する。

プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、ドラム状の感光体１、帯電器、現像装置４、ドラムクリーニング装置、除電器などを有している。

以下、イエロー用のプロセスカートリッジ１８について説明する。
帯電手段たる帯電器によって、感光体１Ｙの表面は一様帯電される。帯電処理が施された感光体１Ｙの表面には、光書込ユニット２１によって変調及び偏向されたレーザ光が照射される。すると、照射部（露光部）の電位が減衰する。この減衰により、感光体１Ｙ表面にＹ用の静電潜像が形成される。形成されたＹ用の静電潜像は現像手段たる現像装置４Ｙによって現像されてＹトナー像となる。
Ｙ用の感光体１Ｙ上に形成されたＹトナー像は、後述の中間転写ベルト１１０に一次転写される。一次転写後の感光体１Ｙの表面は、ドラムクリーニング装置によって転写残トナーがクリーニングされる。
Ｙ用のプロセスカートリッジ１８Ｙにおいて、ドラムクリーニング装置によってクリーニングされた感光体１Ｙは、除電器によって除電される。そして、帯電器によって一様帯電せしめられて、初期状態に戻る。以上のような一連のプロセスは、他のプロセスカートリッジ（１８Ｍ，Ｃ，Ｋ）についても同様である。

次に、中間転写ユニットについて説明する。
中間転写ユニット１７は、中間転写ベルト１１０やベルトクリーニング装置９０などを有している。また、張架ローラ１４、駆動ローラ１５、二次転写バックアップローラ１６、４つの一次転写バイアスローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋなども有している。
中間転写ベルト１１０は、張架ローラ１４を含む複数のローラによってテンション張架されている。そして、図示しないベルト駆動モータによって駆動される駆動ローラ１５の回転によって図中時計回りに無端移動せしめられる。
４つの一次転写バイアスローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ中間転写ベルト１１０の内周面側に接触するように配設され、図示しない電源から一次転写バイアスの印加を受ける。また、中間転写ベルト１１０をその内周面側から感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに向けて押圧してそれぞれ一次転写ニップを形成する。各一次転写ニップには、一次転写バイアスの影響により、感光体と一次転写バイアスローラとの間に一次転写電界が形成される。
Ｙ用の感光体１Ｙ上に形成された上述のＹトナー像は、この一次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト１１０上に一次転写される。このＹトナー像の上には、Ｍ，Ｃ，Ｋ用の感光体１Ｍ，Ｃ，Ｋ上に形成されたＭ，Ｃ，Ｋトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト１１０上には多重トナー像たる４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
中間転写ベルト１１０上に重ね合わせ転写された４色トナー像は、後述の二次転写ニップで図示しない記録シートたる転写紙に二次転写される。二次転写ニップ通過後の中間転写ベルト１１０の表面に残留する転写残トナーは、図中左側の駆動ローラ１５との間にベルトを挟み込むベルトクリーニング装置９０によってクリーニングされる。

次に、二次転写装置２２について説明する。
中間転写ユニット１７の図中下方には、２本の張架ローラ２３によって紙搬送ベルト２４を張架している二次転写装置２２が配設されている。紙搬送ベルト２４は、少なくとも何れか一方の張架ローラ２３の回転駆動に伴って、図中反時計回りに無端移動せしめられる。２本の張架ローラ２３のうち、図中右側に配設された一方のローラは、中間転写ユニット１７の二次転写バックアップローラ１６との間に、中間転写ベルト１１０及び紙搬送ベルト２４を挟み込んでいる。この挟み込みにより、中間転写ユニット１７の中間転写ベルト１１０と、二次転写装置２２の紙搬送ベルト２４とが接触する二次転写ニップが形成されている。そして、この一方の張架ローラ２３には、トナーと逆極性の二次転写バイアスが図示しない電源によって印加される。この二次転写バイアスの印加により、二次転写ニップには中間転写ユニット１７の中間転写ベルト１１０上の４色トナー像をベルト側からこの一方の張架ローラ２３側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。後述のレジストローラ対４９によって中間転写ベルト１１０上の４色トナー像に同期するように二次転写ニップに送り込まれた転写紙には、この二次転写電界やニップ圧の影響を受けた４色トナー像が二次転写せしめられる。なお、このように一方の張架ローラ２３に二次転写バイアスを印加する二次転写方式に代えて、転写紙を非接触でチャージさせるチャージャを設けてもよい。

複写機５００本体の下部に設けられた給紙装置２００には、内部に複数の転写紙を紙束の状態で複数枚重ねて収容可能な給紙カセット４４が、鉛直方向に複数重なるように配設されている。それぞれの給紙カセット４４は、紙束の一番上の転写紙に給紙ローラ４２を押し当てている。そして、給紙ローラ４２を回転させることにより、一番上の転写紙を給紙路４６に向けて送り出される。

給紙カセット４４から送り出された転写紙を受け入れる給紙路４６は、複数の搬送ローラ対４７と、その路内の末端付近に設けられたレジストローラ対４９とを有している。そして、転写紙をレジストローラ対４９に向けて搬送する。レジストローラ対４９に向けて搬送された転写紙は、レジストローラ対４９のローラ間に挟まれる。一方、上記中間転写ユニット１７において、中間転写ベルト１１０上に形成された４色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って上記二次転写ニップに進入する。レジストローラ対４９は、ローラ間に挟み込んだ転写紙を二次転写ニップにて４色トナー像に密着させ得るタイミングで送り出す。これにより、二次転写ニップでは、中間転写ベルト１１０上の４色トナー像が転写紙に密着する。そして、転写紙上に二次転写されて、白色の転写紙上でフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙は、紙搬送ベルト２４の無端移動に伴って二次転写ニップを出た後、紙搬送ベルト２４上から定着装置２５に送られる。

定着装置２５は、定着ベルト２６を２本のローラによって張架しながら無端移動せしめるベルトユニットと、このベルトユニットの一方のローラに向けて押圧される加圧ローラ２７とを備えている。これら定着ベルト２６と加圧ローラ２７とは互いに当接して定着ニップを形成しており、紙搬送ベルト２４から受け取った転写紙をここに挟み込む。ベルトユニットにおいける２本のローラのうち、加圧ローラ２７から押圧される方のローラは、内部に図示しない熱源を有しており、これの発熱によって定着ベルト２６を加圧する。加圧された定着ベルト２６は、定着ニップに挟み込まれた転写紙を加熱する。この加熱やニップ圧の影響により、フルカラー画像が転写紙に定着せしめられる。

定着装置２５内で定着処理が施された転写紙は、プリンタ筐体の図中左側板に突設せしめられたスタック部５７上にスタックされるか、もう一方の面にもトナー像を形成するために上述の二次転写ニップに戻されるかする。

図示しない原稿のコピーがとられる際には、例えばシート原稿の束が原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上セットされる。但し、その原稿が本状に閉じられている片綴じ原稿である場合には、コンタクトガラス３２上にセットされる。このセットに先立ち、複写機５００本体に対して原稿自動搬送装置４００が開かれ、スキャナ３００のコンタクトガラス３２が露出される。この後、閉じられた原稿自動搬送装置４００によって片綴じ原稿が押さえられる。

このようにして原稿がセットされた後、図示しないコピースタートスイッチが押下されると、スキャナ３００による原稿読取動作がスタートする。但し、原稿自動搬送装置４００にシート原稿がセットされた場合には、この原稿読取動作に先立って、原稿自動搬送装置４００がシート原稿をコンタクトガラス３２まで自動移動させる。原稿読取動作では、まず、第１走行体３３と第２走行体３４とがともに走行を開始し、第１走行体３３に設けられた光源から光が発射される。そして、原稿面からの反射光が第２走行体３４内に設けられたミラーによって反射せしめられ、結像レンズ３５を通過した後、読取センサ３６に入射される。読取センサ３６は、入射光に基づいて画像情報を構築する。

このような原稿読取動作と並行して、各プロセスカートリッジ（１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）内の各機器や、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、定着装置２５がそれぞれ駆動を開始する。そして、読取センサ３６によって構築された画像情報に基づいて、光書込ユニット２１が駆動制御されて、各感光体（４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が形成される。これらトナー像は、中間転写ベルト１１０上に重ね合わせ転写された４色トナー像となる。

また、原稿読取動作の開始とほぼ同時に、給紙装置２００内では給紙動作が開始される。この給紙動作では、給紙ローラ４２の１つが選択回転せしめられ、ペーパーバンク４３内に多段に収容される給紙カセット４４の１つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ４５で１枚ずつ分離されて反転給紙路４６に進入した後、搬送ローラ対４７によって二次転写ニップに向けて搬送される。このような給紙カセット４４からの給紙に代えて、手差しトレイ５１からの給紙が行われる場合もある。この場合、手差し給紙ローラ５０が選択回転せしめられて手差しトレイ５１上の転写紙を送り出した後、分離ローラ５２が転写紙を１枚ずつ分離してプリンタ部１００の手差し給紙路５３に給紙する。

本複写機５００は、２色以上のトナーからなる他色画像を形成する場合には、中間転写ベルト１１０をその上部張架面がほぼ水平になる姿勢で張架して、上部張架面に全ての感光体（１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を接触させる。これに対し、Ｋトナーのみからなるモノクロ画像を形成する場合には、図示しない機構により、中間転写ベルト１１０を図中左下に傾けるような姿勢にして、その上部張架面をＹ，Ｍ，Ｃ用の感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃから離間させる。そして、４つの感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、Ｋ用の感光体１Ｋだけを図中反時計回りに回転させて、Ｋトナー像だけを作像する。この際、Ｙ，Ｍ，Ｃについては、感光体だけでなく、現像器も駆動を停止させて、感光体や現像剤の不要な消耗を防止する。

本複写機５００は、複写機５００内の下記機器の制御を司るＣＰＵ等から構成される図示しない制御部と、液晶ディスプレイや各種キーボタン等などから構成される図示しない操作表示部とを備えている。操作者は、この操作表示部に対するキー入力操作により、制御部に対して命令を送ることで、転写紙の片面だけに画像を形成するモードである片面プリントモードについて、３つのモードの中から１つを選択することができる。この３つの片面プリントモードとは、ダイレクト排出モードと、反転排出モードと、反転デカール排出モードとからなる。

図３は、４つプロセスカートリッジ１８（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のうちの１つが備える現像装置４及び感光体１を示す拡大構成図である。４つのプロセスカートリッジ１８（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、それぞれ扱うトナーの色が異なる点の他がほぼ同様の構成になっているので、同図では「４」に付すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋという添字を省略している。
図３に示すように感光体１は図中矢印Ｇ方向に回転しながら、その表面を不図示の帯電装置により帯電される。帯電された感光体１の表面は不図示の露光装置より照射されたレーザ光により静電潜像を形成された潜像に現像装置４からトナーを供給され、トナー像を形成する。

次に、本実施形態に係る複写機５００の特徴部である現像装置４について説明する。
現像装置４は、図３中矢印Ｉ方向に表面移動しながら感光体１の表面の潜像にトナーを供給し現像する現像剤担持体としての現像ローラ５を有している。また、現像ローラ５に現像剤を供給しながら図３の奥方向に現像剤を搬送する現像剤供給搬送部材としての供給スクリュ８を有している。
現像ローラ５の供給スクリュ８との対向部から表面移動方向下流側には、現像ローラ５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１２を備えている。
現像ローラ５の感光体１との対向部である現像部から表面移動方向下流側には、現像部を通過した現像済みの現像剤を回収し、回収した回収現像剤を供給スクリュ８と同方向に搬送する現像剤回収搬送部材としての回収スクリュ６を備えている。供給スクリュ８を備えた現像剤供給搬送路である供給搬送路９は現像ローラ５の横方向に、回収スクリュ６を備えた現像剤回収搬送路としての回収搬送路７は現像ローラ５の下方に並設されている。

現像装置４は、供給搬送路９の下方で回収搬送路７に並列して、現像剤攪拌搬送路である攪拌搬送路１０を設けている。攪拌搬送路１０は、現像剤を攪拌しながら供給スクリュ８とは逆方向である図中手前側に搬送する現像剤攪拌搬送部材としての攪拌スクリュ１１を備えている。
供給搬送路９と攪拌搬送路１０とは仕切り部材としての第１仕切り壁１３３によって仕切られている。第１仕切り壁１３３の供給搬送路９と攪拌搬送路１０とを仕切る箇所は図中手前側と奥側との両端は開口部となっており、供給搬送路９と攪拌搬送路１０とが連通している。
なお、供給搬送路９と回収搬送路７とも第１仕切り部材１３３によって仕切られているが、第１仕切り壁１３３の供給搬送路９と回収搬送路７とを仕切る箇所には開口部を設けていない。
また、攪拌搬送路１０と回収搬送路７との２つの搬送路は仕切り部材としての第２仕切り壁１３４によって仕切られている。第２仕切り壁１３４は、図中手前側が開口部となっており、攪拌搬送路１０と回収搬送路７とが連通している。さらに、第２仕切り壁１３４には、回収搬送路７で搬送される回収現像剤の嵩が所定の高さよりも高くなるのを防ぐために、前述の第２仕切り壁１３４に設けた開口部よりも回収搬送路７の現像剤搬送方向上流側に、図１に示すような、回収搬送路７と攪拌搬送路１０とを連通させる連通開口部９４を、回収搬送路７の所定の高さよりも高い位置に設けている。
また、現像剤搬送部材である供給スクリュ８、回収スクリュ６及び攪拌スクリュ１１は樹脂のスクリュからなっており各スクリュ径は全てφ１８［ｍｍ］でスクリュピッチは２５［ｍｍ］、回転数は約６００［ｒｐｍ］に設定している。

現像ローラ５上にステンレスからなる現像ドクタ１２によって薄層化された現像剤を感光体１との対抗部である現像領域まで搬送し現像を行う。現像ローラ５の表面はＶ溝あるいはサンドブラスト処理されておりφ２５［ｍｍ］のＡｌ［アルミ］素管からなり、現像ドクタ１２及び感光体１とのギャップは０．３［ｍｍ］程度となっている。
現像後の現像剤は回収搬送路７にて回収を行い、図３中の断面手前側に搬送され、非画像領域部に設けられた第１仕切り壁１３３の開口部で、攪拌搬送路１０へ現像剤が移送される。なお、攪拌搬送路１０における現像剤搬送方向上流側の第１仕切り壁１３３の開口部の付近で攪拌搬送路１０の上側に設けられたトナー補給口から攪拌搬送路１０にトナーが供給される。

次に、３つの現像剤搬送路内での現像剤の循環について説明する。
図４は現像剤搬送路内の現像剤の流れを説明する現像装置４の斜視断面図である。図中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。
また、図５は、現像装置４内の現像剤の流れの模式図であり、図４と同様、図中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。

攪拌搬送路１０から現像剤の供給を受けた供給搬送路９では、現像ローラ５に現像剤を供給しながら、供給スクリュ８の現像剤搬送方向下流側に現像剤を搬送する。そして、現像ローラ５に供給され現像に用いられず供給搬送路９の現像剤搬送方向下流端まで搬送された余剰現像剤は第１仕切り壁１３３の余剰開口部９２より攪拌搬送路１０に供給される（図５中矢印Ｅ）。
現像ローラ５から回収搬送路７に送られ、回収スクリュ６によって回収搬送路７の現像剤搬送方向下流端まで搬送された回収現像剤は第２仕切り壁１３４の回収開口部９３より攪拌搬送路１０に供給される（図５中矢印Ｆ）。また、回収現像剤を回収搬送路７下流側から攪拌搬送路１０に供給するときには、回収現像剤の現像剤搬送方向が略直角に変化しているので、回収現像剤は、回収搬送路７下流側で少なからず滞留する。そのため、回収搬送路７で回収する回収現像剤の量が多いときには、回収搬送路７下流側で回収現像剤の嵩が所定の高さよりも高くなる場合がある。したがって、回収現像剤の嵩が所定の高さよりも高くなるのを防ぐために、所定の高さよりも高くなる分の回収現像剤は、連通開口部９４を介して回収搬送路７から攪拌搬送路１０に供給される（図５中矢印Ｇ）。このようにして、回収搬送路７の回収現像剤の嵩を規制することにより、回収搬送路７の回収現像剤が、現像剤担持体へ汲み上がるのを抑制することができる。なお、本実施形態においては、攪拌搬送路７下流側で生じる回収現像剤の滞留によって回収現像剤の嵩が所定の高さよりも高くなることを考慮して、連通開口部９４を回収搬送路７下流側に設けたが、回収搬送路７の回収現像剤が現像ローラ５に汲み上がるのを抑制できるのであれば仕切り壁のどこに設けてもよい。また、例えば、回収搬送路７上流側の回収現像剤の嵩が所定の高さよりも高くなる恐れのある構成をした現像装置４においては、回収搬送路７上流側の回収現像剤が現像ローラ５に汲み上がるのを抑制するために、連通開口部９４を回収搬送路７上流側に設けるほうが良い。このように、現像装置４の色々な構成に合わせて、回収搬送路７の回収現像剤が現像ローラ５に汲み上がるのを抑制するのに最適な位置に連通開口部９４を設ければ良い。また、連通開口部９４としては、図５に示すように複数箇所に分けて設けたものでも、１箇所に開口部を設けたものでも良い。
そして、攪拌搬送路１０は、供給された余剰現像剤と回収現像剤とを攪拌し、攪拌スクリュ１１の現像剤搬送方向下流側であり、供給スクリュ８の現像剤搬送方向上流側に搬送し、第１仕切り壁１３３の供給開口部９１より供給搬送路９に供給される（図５中矢印Ｄ）。
攪拌搬送路１０では攪拌スクリュ１１によって、回収現像剤、余剰現像剤及び移送部で必要に応じて補給されるトナーを、回収搬送路７及び供給搬送路９の現像剤と逆方向に攪拌搬送する。そして、現像剤搬送方向下流側で連通している供給搬送路９の現像剤搬送方向上流側に攪拌された現像剤を移送する。なお、攪拌搬送路１０の下方には、不図示のトナー濃度センサが設けられ、センサ出力により不図示のトナー補給制御装置を作動し、不図示のトナー収容部からトナー補給を行っている。

図５に示す現像装置４では、供給搬送路９と回収搬送路７とを備え、現像剤の供給と回収とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が供給搬送路９に混入することがない。よって、供給搬送路９の現像剤搬送方向下流側ほど現像ローラ５に供給される現像剤のトナー濃度が低下することを防止することができる。このように、供給搬送路９内の現像剤のトナー濃度が低下することを防止することができるので現像時の画像濃度を一定にすることができる。

なお、図５に示すように、現像装置４の下部から上部への現像剤の移動は矢印Ｄのみである。矢印Ｄで示す現像剤の移動は、攪拌スクリュ１１の回転で現像剤を押し込むことにより、現像剤を盛り上がらせて供給搬送路９に現像剤を供給するものである。
このような現像剤の移動は、現像剤に対してストレスを与えることになり、現像剤の寿命低下の一因となる。
このような、現像剤を下方から上方に持ち上げる際に現像剤にストレスがかかり現像剤中のキャリアの膜削れやトナーのスペント化がその個所で発生し、それに伴い画像品質の安定性が保たれなくなってしまう。
よって、矢印Ｄで示す現像剤の移動における現像剤のストレスを軽減することで現像剤の長寿命化を図ることが出来る。現像剤の長寿命化を図ることにより、現像剤の劣化を防止して常に画像濃度ムラの無い画像品質の安定した現像装置を提供することができる。

本実施形態の現像装置４では、図３に示すように、供給搬送路９を攪拌搬送路１０の斜め上方になるように配置している。斜め上方に配置することにより、供給搬送路９を攪拌搬送路１０の垂直上方に設け現像剤を持ち上げるものに比べて、矢印Ｄで示す現像剤の移動における現像剤のストレスを軽減することができる。
さらに、現像装置４では、供給搬送路９と攪拌搬送路１０とを斜めに配置することで、図３に示すように、攪拌搬送路１０の上部壁面が供給搬送路９の下部壁面よりも高い位置となるように配置している。
供給搬送路９を攪拌搬送路１０に対して垂直上方に持ち上げることは、重力に逆らって現像剤を攪拌スクリュ１１の圧によって持ち上げるので現像剤にストレスがかかる。一方、攪拌搬送路１０の上部壁面が供給搬送路９の下部壁面よりも高い位置となるように配置することで、攪拌搬送路１０の最高点に存在する現像剤が供給搬送路９の最下点に重力に逆らわず流れ込むことができるので、現像剤にかかるストレスを低減することができる。
なお、攪拌搬送路１０の現像剤搬送路下流側の、攪拌搬送路１０と供給搬送路９とが連通している部分の攪拌スクリュ１１の軸にフィン部材を設けても良い。このフィン部材は攪拌スクリュ１１の軸方向に平行な辺と、攪拌スクリュの軸方向とは垂直な辺とから構成される板状の部材である。このフィン部材で現像剤を掻き上げることにより、攪拌搬送路１０から供給搬送路９へ、より効率的な現像剤の受渡しを行うことができる。

また、現像装置４では、現像ローラ５と供給搬送路９との中心間距離Ａが、現像ローラ５と攪拌搬送路１０との中心間距離Ｂよりも短くなるように、供給搬送路９と攪拌搬送路１０とを配置している。これにより供給搬送路９から現像ローラ５に現像剤を無理無く供給することができ、装置の小型化を図ることもできる。
また、攪拌スクリュ１１は、図３中の手前側から見て反時計回り方向（図中矢印Ｃ方向）に回転しており、現像剤は攪拌スクリュ１１の形状に沿って現像剤を持ち上げて供給搬送路９に移送させている。これにより、現像剤を効率良く持ち上げることが可能となり現像剤にかかるストレスもより低減することができる。

図６は、現像装置４の供給スクリュ８の回転中心における断面を図４中の矢印Ｊ方向から見た断面説明図である。図中Ｈは、現像剤担持体である現像ローラ５が、潜像担持体である感光体１にトナーを供給する現像領域を示している。この現像領域Ｈの現像ローラ５の回転軸の軸線方向の幅が現像領域幅αである。
図６に示すように、現像装置４は攪拌搬送路１０から供給搬送路９に現像剤を持ち上げる箇所である供給開口部９１と、供給搬送路９から攪拌搬送路１０に現像剤を落下させる余剰開口部９２とがともに現像領域幅α内に設けられている。

図７は、従来の現像装置４内の現像剤の流れの模式図である。
従来の現像装置４は図７に示すように供給開口部９１と余剰開口部９２とを現像領域幅αの外側に設けている。供給開口部９１を現像領域幅αの外側に設けているため、供給搬送路９の現像剤搬送方向上流側は現像ローラ５よりも供給搬送路上流側領域β分長くなっている。また、余剰開口部９２を現像領域幅αの外側に設けているため、供給搬送路９の現像剤搬送方向下流側は現像ローラ５よりも供給搬送路下流側領域γ分長くなっている。

一方、図５に示す本実施形態の現像装置４では、供給開口部９１を現像領域幅α内に設けているため、供給搬送路９の現像剤搬送方向上流側は従来の現像装置４よりも供給搬送路上流側領域β分短くすることができる。また、余剰開口部９２を現像領域幅α内に設けているため、供給搬送路９の現像剤搬送方向下流側は従来の現像装置４よりも供給搬送路下流側領域γ分短くすることができる。
このように、本実施形態の現像装置４は供給開口部９１と余剰開口部９２とを現像領域幅α内に設けているため、従来の現像装置４に比べて、現像装置４の上部の省スペース化を図ることが出来る。

また、連通開口部９４を現像領域幅α内の回収搬送路に設けると、現像領域幅α内の回収搬送路７で回収現像剤の嵩が、所定の高さよりも高くなることを抑制できる。そのため、現像ローラ５の現像領域Ｈに、回収搬送路７の回収現像剤が汲み上がるのを防ぐことができる。よって、現像ローラ５の現像領域Ｈへ供給される現像剤にトナー濃度の低い現像剤が混ざらないので、現像時に画像の濃度ムラが生じるのをさらに抑制できる。

次に、現像装置４の供給搬送路９、攪拌搬送路１０及び回収搬送路７からなる現像剤搬送路へのトナーを補給する位置について説明する。図８は、現像装置４のトナー補給口を示した概観斜視図である。
図８に示すように、トナーを補給するトナー補給口９５を攪拌スクリュ１１を備える攪拌搬送路１０の現像剤搬送方向上流側端部の上方に設けている。このトナー補給口９５は現像ローラ５の幅方向端部よりも外側に設けてあるので、現像領域幅αよりも外側となっている。
この、トナー補給口９５を設けた箇所は供給搬送路９の現像剤搬送方向の延長線上であり、図７における供給搬送路下流側領域γの空いたスペースに該当する。余剰開口部９２を現像領域幅α内に設けることで空いたスペースにトナー補給口９５を設けることにより、現像装置４の小型化を図ることが出来る。
また、トナー補給口９５としては、攪拌搬送路１０の現像剤搬送方向上流側端部の上方に限らず、回収搬送路７の下流側端部の上方に設けても良い。
さらに、回収搬送路７から攪拌搬送路１０へ現像剤を渡す箇所である回収開口部９３の真上にトナー補給口９５を設けるようにしても良い。回収開口部９３の真上のスペースも余剰開口部９２を現像領域幅α内に設けることで空いたスペースであるので、この位置にトナー補給口９５を設けることにより、現像装置４の小型化を図ることができる。さらに、現像剤渡し部である回収開口部９３では現像剤が混ざりやすいため、この位置で補給を行うことによりより効率よく現像剤の攪拌を行うことができる。

なお、本実施形態の現像装置４は、供給搬送路９を攪拌搬送路１０及び回収搬送路７よりも上方に設けた構成である。本実施形態の特徴部を適用可能な現像装置４はこの構成に限るものではないく、供給搬送路９、攪拌搬送路１０及び回収搬送路７からなる３つの現像剤搬送路を略同じ高さに設けた現像装置についても適用可能である。さらに、本実施形態のように回収搬送路７と攪拌搬送路１０とが隣接していない場合は、回収搬送路７側の連通開口部９４と攪拌搬送路１０側の連通開口部９４とを繋ぐ現像剤移送路を設けることにより、所定の高さよりも高くなる分の回収現像剤を回収搬送路７から攪拌搬送路１０へ移送することができる。

以上、本実施形態によれば、複写機５００に対して着脱可能に設けられたプロセスカートリッジ１８が有する現像装置４は、磁性キャリアとトナーとからなる２成分現像剤を表面上に担持して回転し、感光体１と対向する箇所で感光体１の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像ローラ５と、現像ローラ５の軸線方向に沿って２成分現像剤を搬送し、現像ローラ５に２成分現像剤を供給する供給スクリュ８を備えた供給搬送路９と、感光体１と対向する箇所を通過した後の現像ローラ５上から回収された回収現像剤を現像ローラ５の軸線方向に沿って搬送する回収スクリュ６を備えた回収搬送路７と、現像に用いられずに供給搬送路９の現像剤搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤と、現像ローラ５から回収され回収搬送路７の現像剤搬送方向の最下流側まで搬送された回収現像剤との供給を受け、現像ローラ５の軸線方向に沿って余剰現像剤と回収現像剤とを攪拌しながら搬送する攪拌スクリュ１１を備え、攪拌後の攪拌現像剤を供給搬送路９に供給する攪拌搬送路１０とを備えている。また、回収搬送路７、供給搬送路９及び攪拌搬送路１０からなる３つの現像剤搬送路はそれぞれ仕切り壁により仕切られており、回収搬送路７の現像剤搬送方向下流側端部から攪拌搬送路１０の現像剤搬送方向上流側へ回収現像剤を渡す現像剤渡し開口部である回収開口部９３を、回収搬送路７と攪拌搬送路１０とを仕切る第２仕切り壁１３４に設けている。さらに、第２仕切り壁１３４には、回収開口部９３とは別に、回収搬送路７と攪拌搬送路１０とを連通させる連通開口部９４を、回収開口部９３よりも回収搬送路７の現像剤搬送方向上流側で、かつ、回収搬送路７の所定の高さよりも高い位置に設けている。
これにより、回収搬送路７で回収現像剤が過度に満たされても、連通開口部９４を通じて回収搬送路７の所定の高さを超える分の回収現像剤が回収搬送路７から攪拌搬送路１０へ移送される。よって、回収搬送路７内の回収現像剤の嵩が所定の高さよりも高くなるのを抑制できる。したがって、回収搬送路７の回収現像剤が、現像ローラ５へ汲み上がるのを抑制できるため、現像ローラ５に供給する現像剤にトナーを消費した回収現像剤が混ざらないので、現像時の画像濃度ムラを抑制することができる。
また、本実施形態によれば、連通開口部９４を、現像ローラ５が感光体１にトナーを供給する現像領域Ｈの現像ローラ５軸線方向の現像領域幅α内にある第２仕切り壁１３４に設けている。
これにより、現像領域幅α内の回収搬送路７で回収現像剤の嵩が、所定の高さよりも高くなることを抑制できる。よって、現像ローラ５の現像領域Ｈに、回収搬送路７の回収現像剤が汲み上がるのを防ぐことができる。したがって、現像ローラ５の現像領域Ｈに供給される現像剤にトナー濃度の低い現像剤が混ざらないので、現像時に画像濃度ムラが生じるのをさらに抑制できる。
また、本実施形態においては、供給搬送路９と攪拌搬送路１０とは、供給搬送路９の現像剤搬送方向下流側から攪拌搬送路１０の現像剤搬送方向上流側へ余剰現像剤を渡す第２の現像剤渡し開口部である余剰開口部９２を介して連通しており、また、攪拌搬送路１０と供給搬送路９とは、攪拌搬送路１０の現像剤搬送方向下流側から供給搬送路９の現像剤搬送方向上流側へ攪拌現像剤を渡す第３の現像剤渡し開口部である供給開口部９１を介して連通しており、余剰開口部９２及び供給開口部９１の少なくとも一方の現像剤渡し開口部を、現像領域幅α内にある第１仕切り壁１３３に設けている。これにより、従来の現像装置に比べて、少なくとも供給搬送路９の部分の省スペース化ができるので、現像装置４の小型化が可能である。さらに、現像装置４を小型化することにより、プロセスカートリッジ１８内の省スペース化ができるので、プロセスカートリッジ１８の小型化が可能である。さらに、複写機５００に、本実施形態の現像装置４及びプロセスカートリッジ１８を備えることにより、複写機５００内の省スペース化ができる。

連通開口部を設けた現像装置の斜視断面図。 本実施形態に係る複写機の概略構成図。 現像装置及び感光体の概略構成図。 現像剤の流れを説明する現像装置の斜視断面図。 現像装置内の現像剤の流れの模式図。 現像装置の断面説明図。 従来の現像装置内の現像剤の流れの模式図。 現像装置のトナー補給口を示した概観斜視図。

符号の説明

１ 感光体
４ 現像装置
５ 現像ローラ
６ 回収スクリュ
７ 回収搬送路
８ 供給スクリュ
９ 供給搬送路
１０ 攪拌搬送路
１１ 攪拌スクリュ
１２ 現像ドクタ
１４ 張架ローラ
１５ 駆動ローラ
１６ 二次転写バックアップローラ
１７ 中間転写ユニット
１８ プロセスカートリッジ
２０ 画像形成ユニット
２１ 光書込ユニット
２２ 二次転写装置
２３ 張架ローラ
２４ 紙搬送ベルト
２５ 定着装置
２６ 定着ベルト
２７ 加圧ローラ
９０ ベルトクリーニング装置
９１ 供給開口部
９２ 余剰開口部
９３ 回収開口部
９４ 連通開口部
９５ トナー補給口
１００ プリンタ部
１１０ 中間転写ベルト
１３３ 第１仕切り壁
１３４ 第２仕切り壁

Claims (6)

1. 磁性キャリアとトナーとからなる２成分現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で該潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、
   該現像剤担持体の軸線方向に沿って該２成分現像剤を搬送し、該現像剤担持体に該２成分現像剤を供給する現像剤供給搬送部材を備えた現像剤供給搬送路と、
   該潜像担持体と対向する箇所を通過した後の該現像剤担持体上から回収された回収現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って搬送する現像剤回収搬送部材を備えた現像剤回収搬送路と、
   現像に用いられずに該現像剤供給搬送路の現像剤搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤と、該現像剤担持体から回収され該現像剤回収搬送路の現像剤搬送方向の最下流側まで搬送された該回収現像剤との供給を受け、該現像剤担持体の軸線方向に沿って該余剰現像剤と該回収現像剤とを攪拌しながら搬送する現像剤攪拌搬送部材を備え、攪拌後の攪拌現像剤を該現像剤供給搬送路に供給する現像剤攪拌搬送路とを備え、
   該現像剤回収搬送路、該現像剤供給搬送路及び該現像剤攪拌搬送路からなる３つの現像剤搬送路はそれぞれ仕切り部材により仕切られており、該現像剤回収搬送路の現像剤搬送方向下流側端部から該現像剤攪拌搬送路の現像剤搬送方向上流側へ該回収現像剤を渡す現像剤渡し開口部を、該仕切り部材に設けた現像装置において、
   該現像剤渡し開口部とは別に、該現像剤回収搬送路と該現像剤攪拌搬送路とを連通させる連通開口部を、該現像剤渡し開口部よりも該現像剤回収搬送路の現像剤搬送方向上流側で、かつ、該現像剤回収搬送路の所定の高さよりも高い位置に設けることを特徴とする現像装置。
2. 請求項１の現像装置において、
   上記連通開口部を、上記現像剤担持体が上記潜像担持体にトナーを供給する現像領域の現像剤担持体軸線方向の現像領域幅内にある上記仕切り部材に設けることを特徴とする現像装置。
3. 請求項１または２の現像装置において、
   上記現像剤供給搬送路と上記現像剤攪拌搬送路とは、該現像剤供給搬送路の現像剤搬送方向下流側から該現像剤攪拌搬送路の現像剤搬送方向上流側へ上記余剰現像剤を渡す第２の現像剤渡し開口部を介して連通しており、
   また、該現像剤攪拌搬送路と該現像剤供給搬送路とは、該現像剤攪拌搬送路の現像剤搬送方向下流側から該現像剤供給搬送路の現像剤搬送方向上流側へ上記攪拌現像剤を渡す第３の現像剤渡し開口部を介して連通しており、
   該第２の現像剤渡し開口部及び該第３の現像剤渡し開口部の少なくとも一方の現像剤渡し開口部を、上記現像領域幅内にある上記仕切り部材に設けることを特徴とする現像装置。
4. 現像装置と、潜像像担持体、帯電装置またはクリーニング装置から選ばれる少なくとも１つとを一体的に構成した、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、該現像装置として請求項１、２または３の現像装置を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
5. 潜像を担持する潜像担持体と、
   該潜像をトナー像化する現像装置とを備えた画像形成装置において、
   該現像装置として請求項１、２または３の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
6. 現像装置と、像担持体、帯電装置またはクリーニング装置から選ばれる少なくとも１つとを一体的に構成した、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジを備えた画像形成装置において、
   該プロセスカートリッジとして、請求項４のプロセスカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置。

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