JP2011002525A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像装置内の現像剤量を一定に維持するとともに、トナーを静電潜像へ付与する現像剤担持回転体への現像剤供給を安定的に行う。
【解決手段】第１及び第２の回転搬送体（４６、４７）により現像剤を循環させる現像装置（４）において、現像剤溜まり部（４９）を上側の第２回転搬送体（４７）の延在部の上方に連設し、下側の第１回転搬送体（４６）の現像剤搬送能力を第２搬送回転体（４６）のそれより大きくする。画像形成装置中の少なくとも一つの現像装置としてそのような現像装置（４）を採用する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式などによって静電潜像担持体上に静電潜像を形成し、これを現像してトナー像を形成できる複写機、プリンタ、ファクシミリ機、或いはこれらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置に関し、特に現像装置に関係している。

静電潜像担持体上に静電潜像を形成し、これを現像してトナー像を形成できる複写機、プリンタ、ファクシミリ機、或いはこれらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置で用いる現像装置は、種々のタイプのものが知られているが、その中に次のものがある。

画像形成装置の静電潜像担持体上に形成される、目的とする画像に応じた静電潜像へトナーを付与する現像剤担持回転体と、該現像剤担持回転体に臨み現像に供する現像剤を保持するバッファ部と、該バッファ部に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に現像剤を搬送する第１回転搬送体と、該第１回転搬送体の上側に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に、且つ、第１回転搬送体とは反対方向に、現像剤を搬送する第２回転搬送体とを含む現像装置である。

このタイプの現像装置では、第２回転搬送体の現像剤送出側端部から第１回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動を許すとともに第１回転搬送体の現像剤送出側端部から第２回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動を許しつつ第１及び第２の回転搬送体で現像剤を攪拌循環させ、第１回転搬送体から現像剤担持回転体側へ現像剤を供給できる。 以下、このタイプの現像装置を「現像剤循環型現像装置」ということがある。

現像剤循環型現像装置では、第１回転搬送体と第２回転搬送体との間に仕切り部材が設けられ、第２回転搬送体の現像剤送出側端部から第１回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動は該仕切り部材に形成された第１開口部を通して行われ、第１回転搬送体の現像剤送出側端部から第２回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動は該仕切り部材に形成された第２開口部を通して行われるのが一般的である。

バッフア部には現像剤担持回転体に現像剤を供給する現像剤供給回転体が配置されていることもある。

上記現像剤循環型現像装置を含め、静電潜像現像を現像してトナー像を形成する現像装置では、使用を重ねるうちに装置内現像剤量が減少するので、装置内現像剤量を検知し、現像剤量が所定量より減少してくるとトナー補給できるようにした現像装置が知られている。

例えば特開２００６−１１２２６号公報に記載された現像装置では、上記現像剤循環型現像装置で言えば、第１回転搬送体や静電潜像担持体へトナーを供給する現像剤担持回転体等が配置されているバッファ部に現像剤量検知装置が設けられている。

また、現像剤循環型現像装置のような現像装置では、装置内現像剤の嵩変動が生じると、現像剤担持回転体への現像剤供給が安定化せず、供給不良が生じ、ひいては現像不良が生じるので、装置内現像剤に嵩変動が生じても現像剤供給が円滑に行われるようにした現像装置も知られている。

例えば特開平１１−２８８１５８号公報に記載された現像装置では、現像剤の嵩変動が生じたときに備え、余剰の現像剤を溜めておく現像剤溜まり部が設けられている。この現像剤溜まり部は、上記の現像剤循環型現像装置で言えば、上側の第２回転搬送体を下側の第１回転搬送体より外側へ延伸させた部分の上方に連設してある。現像剤担持回転体へ現像剤を供給する下側の第１回転搬送体は現像剤中に没する。

特開２００６−１１２２６号公報 特開平１１−２８８１５８号公報

しかしながら、特開２００６−１１２２６号公報に記載の現像装置によると、現像剤量検知装置は、バッファ部に設けた透光性の現像剤検知窓を通して現像剤量を検知する光学的センサ及び該検知窓の内面を清掃する清掃装置を含むものであり、検知装置が設けられている部分と相まって検知装置を含む部分の構成が複雑であり、さらに、現像装置への現像剤補給口が検知装置から離れており、現像剤補給に対する検知装置の応答にズレが生じやすく、また、そのために過剰の現像剤が補給されてしまう恐れがある。

特開平１１−２８８１５８号公報に記載された現像装置では、現像剤担持回転体への現像剤供給を安定化させるために現像剤溜まり部を設けているが、その現像剤溜まり部は下側の第１回転搬送体から外れた上側の第２回転搬送体の延伸部上方にあり、第１回転搬送体は現像剤中に埋まってしまうため、第１回転搬送体近傍の現像剤粉圧が高くなる傾向があり、そのため、現像剤担持回転体に臨んでいる現像剤量規制部材等がうまく機能しなくなることがある。

本発明は、画像形成装置において静電潜像現像に用いる現像剤循環型現像装置であって現像装置内の現像剤量を一定に維持することができるとともにトナーを静電潜像へ付与するための現像剤担持回転体への現像剤供給を安定的に行うことができ、その割りには構造を複雑化させなくてもよい現像装置を提供することを第１の課題とする。

ここで「現像剤循環型現像装置」とは既述のとおり、静電潜像にトナーを付与する現像剤担持回転体と、該現像剤担持回転体に臨み現像に供する現像剤を保持するバッファ部と、前記バッファ部に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に現像剤を搬送する第１回転搬送体と、前記第１回転搬送体の上側に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に、且つ、前記第１回転搬送体とは反対方向に、現像剤を搬送する第２回転搬送体とを含んでおり、前記第１及び第２の回転搬送体は、前記第２回転搬送体の現像剤送出側端部から前記第１回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動を許すとともに前記第１回転搬送体の現像剤送出側端部から前記第２回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動を許しつつ現像剤を攪拌循環させて該第１回転搬送体から前記現像剤担持回転体側へ現像剤を供給することができる現像装置である。

また本発明は、静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成する画像形成装置であって、少なくとも一つの現像装置においては、現像装置内の現像剤量を一定に維持することができるとともにトナーを静電潜像へ付与するための現像剤担持回転体への現像剤供給を安定的に行うことができ、それだけ良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することを第２の課題とする。

本発明は前記課題を解決するため、次の現像装置及び画像形成装置を提供する。
（１）現像装置
静電潜像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成できる画像形成装置において静電潜像現像に用いる現像装置であり、
前記静電潜像にトナーを付与する現像剤担持回転体と、
該現像剤担持回転体に臨み現像に供する現像剤を保持するバッファ部と、
前記バッファ部に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に現像剤を搬送する第１回転搬送体と、
前記第１回転搬送体の上側に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に、且つ、前記第１回転搬送体とは反対方向に、現像剤を搬送する第２回転搬送体と、
現像剤溜まり部とを含んでおり、
前記第１及び第２の回転搬送体は、前記第２回転搬送体の現像剤送出側端部から前記第１回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動を許すとともに前記第１回転搬送体の現像剤送出側端部から前記第２回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動を許しつつ現像剤を攪拌循環させて該第１回転搬送体から前記現像剤担持回転体側へ供給することができ、
前記第１及び第２の回転搬送体は、前記第１回転搬送体の現像剤送出側端部及び該端部の上側に位置する前記第２回転搬送体の現像剤送入側端部において、前記現像剤担持回転体の回転軸方向に該現像剤担持回転体の外側まで延在しており、
前記現像剤溜まり部は該第２回転搬送体の延在部の上方に連設されており、
前記第１回転搬送体の現像剤搬送能力は前記第２搬送回転体の現像剤搬送能力より大き現像装置。

（２）画像形成装置
静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる画像形成装置であり、少なくとも一つの現像装置が本発明に係る現像装置である画像形成装置。

本発明に係る現像装置によると、上側の第２回転搬送体の現像剤搬送方向において該第２回転搬送体の現像剤送入側端部の上方に現像剤溜まり部を連設してあるので、第２回転搬送体に静電潜像現像動作に要求される一定量の現像剤を搬送させる一方、それ以上の量の現像剤は該現像剤溜まり部に滞留させておくことができる。換言すれば、現像剤溜まり部に現像剤を滞留させた状態として第２回転搬送体に静電潜像現像動作に要求される一定量の現像剤を搬送させることができる。

そして、下側の第１回転搬送体が、上側の第２回転搬送体の現像剤送出側端部から第１回転搬送体の現像剤送入側端部へ供給される現像剤量と等量の現像剤を搬送するところで現像剤循環のバランスがとれる。

このとき、第１回転搬送体の現像剤搬送能力は第２回転搬送体のそれより大きいから、上側の第２回転搬送体が現像動作に要求される現像剤量を搬送して第１回転搬送体へ供給することができるとともに第１回転搬送体が第２回転搬送体から供給される現像剤量と等量の現像剤を搬送することで、バッファ部において第１回転搬送体の上方に隙間ができるように現像装置内の現像剤量を調整することが可能である。そうすることで、静電潜像現像動作に要求される現像剤量を現像剤粉圧の上昇が抑制された状態で現像剤担持回転体へ安定的に供給でき、ひいてはそれだけ良好に静電潜像を現像できる。

現像動作により現像剤が消費されると消費した分だけ第１回転搬送体のあるバッファ部における現像剤上面が低下し、また、第１回転搬送体から第２回転搬送体への現像剤移動量が低下し、それにより現像剤循環量が減少して現像剤担持回転体への現像剤供給不良が起ころうとするが、第２回転搬送体の現像剤送入側端部の上方には現像剤溜まり部があり、第２回転搬送体は現像に必要な現像剤量を第１回転搬送体側へ供給するので、バッファ部における現像剤量は現像に要求される量に維持され、ひいては現像剤供給不良による画像ノイズの発生は抑制される。

また、第１、第２の回転搬送体の存在の影響の少ない現像剤溜まり部を利用して、現像に消費されたトナーの補給を該現像剤溜まり部に対して簡単に行うことができるとともに現像装置内現像剤量の検知装置も該現像剤溜まり部に簡単に設けることができ、また、このようにトナー補給部位と現像剤量検知装置とを近くに設けることで、現像剤量検知装置のトナー補給に対する応答性が良好となり、それだけ、トナーを過不足が抑制された状態で補給することができ、ひいては現像装置内の現像剤量を一定化することができる。

現像剤溜まり部における現像剤量が多くなると、そこでの現像剤粉圧が高くなって、第２回転搬送体による現像剤搬送量が増加する一方、第１回転搬送体から第２回転搬送体への現像剤移動量が減少する傾向が生じ、そうなると、現像剤循環不良、ひいては現像剤担持回転体への現像剤供給不良が発生してくることがある。

そこで、本発明に係る現像装置は、前記現像剤溜まり部と前記バッファ部との間で、該現像剤溜まり部における現像剤量の増加変動（例えばトナー補給装置からのトナー補給量の変動による増加変動）に拘らず前記第１及び第２の回転搬送体による現像剤搬送量を安定化させる現像剤搬送量安定化部材（現像剤の逆流を防止するとともに現像剤搬送回転体にその現像剤搬送能力に見合った量の現像剤搬送を行わせることを可能にする部材）を該第１及び第２の回転搬送体のそれぞれに対して設けてもよい。

本発明に係る現像装置では、前記現像剤溜まり部を利用して、ここに現像剤量を検知するための検知窓と、トナーを補給するトナー補給口を設けることができる。かかる検知窓を通して現像剤量検知装置（例えば発光素子と受光素子とを含む光学的センサ）で現像剤溜まり部内の現像剤量（現像剤の上面位置）を検出でき、その検出情報から現像装置内の現像剤量を知ることかできる。しかも、トナー補給口と検知窓（ひいては検出センサ）の位置が互いに近いので、現像剤量検知装置のトナー補給に対する応答性が良好となり、それだけ、トナーを過不足が抑制された状態で補給することができ、ひいては現像装置内の現像剤量を一定化することができる。

現像剤溜まり部に補給されるトナーと現像装置内の既存の現像剤との混合攪拌を良好ならしめるため、前記第１及び第２の回転搬送体に前記現像剤循環を行わせつつ現像剤を混合攪拌する混合攪拌装置を前記現像剤溜まり部に臨ませてもよい。この混合攪拌装置は、第１、第２の回転搬送体のうち少なくとも一方の一部を利用して構成してもよい。

本発明に係る現像装置は、トナーを主体とする所謂一成分現像剤を使用するもの、トナーとキャリアを主体とする二成分現像剤を使用するもののいずれであってもよい。

本発明に係る現像装置は、第１回転搬送体と第２回転搬送体との間に仕切り部材を設けることができ、該仕切り部材に少なくとも、第２回転搬送体の現像剤送出側端部から第１回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動を許す第１開口部と、第１回転搬送体の現像剤送出側端部から第２回転搬送対の現像剤送入側端部への現像剤移動を許す第２開口部とを設けることができる。

また、バッフア部には、使用する現像剤の種類等に応じて、現像剤担持回転体に現像剤を供給する現像剤供給回転体を配置することができる。この現像剤供給回転体は現像剤担持回転体に接触回転して、消費されずに該現像剤担持回転体に運ばれてバッファ部へ戻ってくる現像剤を該現像剤担持回転体から掻き取るとともに現像剤を該現像剤担持回転体へ供給するものでもよい。

本発明に係る現像装置は、使用する現像剤種類等に応じて、静電潜像の現像を行う現像領域へ運ばれる現像剤量を規制したり、或いはさらに帯電させる現像剤規制部材を備えることができる。

本発明に係る現像装置は、使用する現像剤の種類等に応じて、消費されずに現像剤担持回転体に運ばれてバッファ部へ戻ってくる現像剤から除電する除電装置を備えることもできる。

本発明に係る現像装置における前記第１、第２の各回転搬送体としては、代表例として回転軸に螺旋羽根を周設したスクリュー搬送部材を挙げることができるが、これに限定されるものではなく、現像剤を搬送できる形状のものであれば、パドル形状その他の形状のものでもよい。

本発明に係る画像形成装置では、少なくとも一つの現像装置は本発明に係る現像装置であるから、その現像装置では、装置内現像剤量を一定に維持することができるとともにトナーを静電潜像へ付与するための現像剤担持回転体への現像剤供給を安定的に行うことができ、それだけ良好な画像を形成できる。

以上説明したように本発明によると、画像形成装置において静電潜像現像に用いる現像剤循環型現像装置であって現像装置内の現像剤量を一定に維持することができるとともに、トナーを静電潜像へ付与するための現像剤担持回転体への現像剤供給を安定的に行うことができ、その割りには構造を複雑化させなくてもよい現像装置を提供することができる。

また本発明によると、静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる画像形成装置であって、少なくとも一つの現像装置においては、現像装置内の現像剤量を一定に維持することができるとともに、トナーを静電潜像へ付与するための現像剤担持回転体への現像剤供給を安定的に行うことができ、それだけ良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。

本発明に係る画像形成装置の１例の構成の概略を示す図である。 図１の画像形成装置における本発明に係る現像装置の１例の断面構造の概略を示す図である。 図２に示す現像装置を図２おいて右側から見て、しかし現像ローラ及び供給ローラは破線でその位置を示すだけとして、概略的に示す図である。 図（Ａ）は図２に示す現像装置において現像剤量が略十分である状態を、図（Ｂ）は図２に示す現像装置において現像剤が消費されて現像剤量が減少している状態を示している。 図３に示す現像装置において現像剤搬送量安定化部材である円筒部材を設けた現像装置の概略を示す図である。 現像剤搬送量安定化部材の他の例を示すもので、図（Ａ）は孔あき保持板を、図（Ｂ）は孔あき保持板に保持される切り込み孔付き可撓性板を、図（Ｃ）は保持板に可撓性板を貼り付けてなる現像剤搬送量安定化部材を、図（Ｄ）は図３の現像装置において該安定化部材を装着した現像装置をそれぞれ示している。 図３の現像装置において現像剤混合攪拌装置を設けた現像装置を示す図である。

以下、図面を参照して本発明に係る画像形成装置の例及びそこで用いられている現像装置について説明する。
図１は画像形成装置の１例１００の構成の概略を示している。画像形成装置１００はタンデム型のフルカラープリンタである。

このプリンタ１００は、駆動ローラ７１とこれに対向するローラ７２に巻き掛けられた無端の中間転写ベルト７を有している。転写ベルト７は、図示省略のベルト駆動部により駆動される駆動ローラ７１により図中反時計方向（図中矢印方向）ＣＣＷに回される。

ローラ７２には転写ベルト７上の２次転写残トナー等を清掃するクリーニング装置７３が臨んでおり、駆動ローラ７１には２次転写ローラ８が臨んでいる。クリーニング装置７３に回収されるトナー等は図示省略の搬送手段にて廃棄容器へ送られる。

２次転写ローラ８の表層部は弾性材料で形成されており、図示省略の押圧手段にて駆動ローラ７１に支持された中間転写ベルト７の部分に押圧され、中間転写ベルト７との間にニップ部を形成し、中間転写ベルト７の回転に従動して、或いは、後述するように該ニップ部に送り込まれる記録媒体Ｓの移動に従動して、或いは駆動されて回転することができる。２次転写ローラ８には、図示省略の電源から２次転写バイアスを印加することができる。

中間転写ベルト７及び２次転写ローラ８の上方には定着装置９が配置されており、下方にはタイミングローラ対１１が配置されており、さらにその下方に、記録紙等の記録媒体Ｓを収容した記録媒体収容カセット１０が配置されている。

定着装置９はハロゲンランプヒータ等の熱源を備えた定着加熱ローラとこれに圧接される加圧ローラとを含むものである。
記録媒体収容カセット１０に収容された記録媒体Ｓは、媒体供給ローラ１０１にて１枚ずつ引き出してタイミングローラ対１１へ供給することができる。

中間転写ベルト７を巻き掛けたローラ７１、７２の間には、転写ベルト７に沿って、ローラ７２からローラ７１に向けて、イエロー画像形成部Ｙ、マゼンタ画像形成部Ｍ、シアン画像形成部Ｃ及びブラック画像形成部Ｋがこの順序で配置されている。

Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各画像形成部は、静電潜像担持体としてドラム型の感光体１を備えており、該感光体の周囲に帯電器２、露光装置３、現像装置４及びクリーニング装置５がこの順序で配置されている。

各画像形成部の感光体１にはベルト７を間にして１次転写ローラ６が対向配置されている。１次転写ローラ６は、図示省略の押圧手段にて感光体１の方向へ押圧され、ベルト７に接触して従動回転するとともにベルト７を感光体１に接触させることができる。

１次転写ローラ６には、感光体１上に形成されるトナー像をベルト７へ１次転写するための１次転写バイアスを図示省略の電源から印加できる。

露光装置３は、図示省略のパーソナルコンピュータ、画像読取装置等から提供される画像情報に応じて、レーザービームの点滅により感光体１にドット（点）露光で画像露光を施せるものである。

各画像形成部における感光体１は、ここでは負帯電性の感光体であり、図示省略の感光体駆動モータにて図中時計方向回りに回転駆動できる。

各画像形成部における帯電器２は、本例ではスコロトロン帯電器であり、所定のタイミングで図示省略の電源から帯電用の電圧が印加される。なお、帯電器２は帯電ローラを用いるもの等であってもよい。

各画像形成部における現像装置４は、本例では、トナーを主体とする一成分現像剤を使用して感光体１上に形成される静電潜像を、図示省略の電源から現像バイアスが印加されるローラ形態の現像剤担持回転体（以下、「現像ローラ」という。）４１（図２参照）で反転現像することができる。現像装置４については後ほどさらに説明する。

このプリンタによると、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像形成部のうち１又は２以上を用いて画像を形成することができる。
画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫのすべてを用いてフルカラー画像を形成する場合を例にとると、先ず、イエロー画像形成部Ｙにおいてイエロートナー像を形成し、これを転写ベルト７に１次転写する。

すなわち、イエロー画像形成部Ｙにおいて、感光体１が図中時計方向に回転駆動され、帯電器２にて表面が一様に所定電位に帯電され、該帯電域に露光装置３からイエロー画像に対応する画像露光が施され、感光体１上にイエロー画像に対応する静電潜像が形成される。この静電潜像はイエロートナーを有する現像装置４の現像バイアスが印加された現像ローラ４１にて現像されて可視イエロートナー像となる。該イエロートナー像は１次転写ローラ６にて転写ベルト７上に１次転写される。このとき、１次転写ローラ６には図示省略の電源から１次転写バイアスが印加される。

同様にして、マゼンタ画像形成部Ｍにおいてマゼンタトナー像が形成されて転写ベルト７に転写され、シアン画像形成部Ｃにおいてシアントナー像が形成されて転写ベルト７に転写され、ブラック画像形成部Ｋにおいてブラックトナー像が形成されて転写ベルト７に転写される。

イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像はこれらが中間転写ベルト７上に重ねて転写されるタイミングで形成される。
かくして転写ベルト７上に形成された多重トナー像は転写ベルト７の回動により２次転写ローラ８へ向け移動する。

一方、記録媒体Ｓが記録媒体収容カセット１０から媒体供給ローラ１０１にて引き出され、タイミングローラ対１１へ供給され、待機している。

このようにタイミングローラ対１１のところで待機する記録媒体Ｓは、中間転写ベルト７にて送られてくる多重トナー像に合わせて、転写ベルト７と２次転写ローラ８とのニップ部に供給される。該多重トナー像は図示省略の電源から２次転写バイアスが印加された２次転写ローラ８にて記録媒体Ｓ上に２次転写される。

その後記録媒体Ｓは定着装置９に通され、そこで多重トナー像が加熱加圧下に記録媒体Ｓに定着される。記録媒体Ｓはひき続き、排出ローラ対１２にて排出トレイ１３に排出される。

トナー像のベルト７への１次転写において感光体１上に残留する転写残トナー等はクリーニング装置５で清掃され、２次転写によりベルト７上に残留する２次転写残トナー等はクリーニング装置７３で清掃される。これら清掃除去されたトナーはそれぞれ図示省略の搬送手段にて廃棄容器へ送られる。

以上説明したように画像形成されるのであるが、現像装置４についてさらに説明する。現像装置４は図２〜図４に示すもので、本発明に係る現像装置の１例である。

図２は現像装置４の断面構造の概略を示している。図３は現像装置４を図２において右側から見て、しかし現像ローラ４１及び供給ローラ４２は破線でその位置を示すだけとして、概略的に示している。

現像装置４は現像ローラ４１及び現像ローラ４１へ現像剤を供給する供給ローラ４２を備えている。供給ローラ４２は現像剤供給回転体の１例である。
現像ローラ４１は導電性シャト上に熱可塑性エラストマーやゴム等からなる弾性層を設け、その表面に該弾性層より硬度が高い表面コート層を設けたものである。
供給ローラ４２は、導電性シャフト上に弾性を有する、導電性を付与した発泡材層（例えば導電性を付与した弾性発泡ポリウレタン層）を設けたものである。

現像装置４は供給ローラ４２側へ現像剤を攪拌しつつ供給する第１回転搬送体４６及び第２回転搬送体４７も備えている。第１及び第２の各回転搬送体は、ここでは、回転軸にスクリュー羽根（螺旋羽根）を周設したスクリュー搬送部材である。

これら現像ローラ４１、供給ローラ４２並びに第１及び第２のスクリュー搬送部材４６、４７は現像装置ハウジング４０に収められ、該ハウジングに回転可能に支持されている。現像ローラ４１は、現像装置４が画像形成装置１００に装着されると感光体１に臨むように、一部がハウジング４０の外側へ出ている。搬送部材４６、４７は現像装置ハウジング４０内に収容されている。

ハウジング４０内には現像に供する現像剤（本例ではトナーＴ）（図４参照）を保持して供給ローラ４２及び現像ローラ４１に臨むバッファ部４３が形成されている。

第１スクリュー搬送部材４６はバッフア部４３における、供給ローラ４２より上側、且つ、ローラ４２の背後寄り位置に配置されている。第２スクリュー搬送部材４７は板状の仕切り部材４８を間にして第１スクリュー搬送部材４６の上側、且つ、供給ローラ４２の上方に配置されている。

第１スクリュー搬送部材４６は現像ローラ４１と平行に配置されており、第２スクリュー搬送部材４７は仕切り部材４８を間にして第１スクリュー搬送部材４６と平行に配置されている。

第１スクリュー搬送部材４６は図示を省略した回転駆動部にて回転駆動されることで、図３中右側から左側へ回転軸方向に現像剤を搬送することができ、第２スクリュー搬送部材４７は図示省略の回転駆動部にて回転駆動されることで、図３中左側から右側へ回転軸方向に現像剤を搬送することができる。

このように第１及び第２のスクリュー搬送部材４６、４７が回転駆動されることで、図３に矢印で示すように、現像剤は、第１搬送部材４６にて、図３において右側の現像剤送入側端部（現像剤送り込み側端部）から左側の現像剤送出側端部（現像剤送り出し側端部）へ搬送され、該現像剤送出側端部から仕切り部材４８の左側端部の開口部（第２開口部）４８２を通って第２搬送部材４７の現像剤送入側端部へ上昇移動し、さらに第２搬送部材４７にてその現像剤送出側端部へ向け搬送され、該送出側端部から仕切り部材４８の右側端部の開口部（第１開口部）４８１を通って重力にも助けられつつ第１搬送部材４６の現像剤送入側端部へ落下移動する。現像剤はこのようにして第１、第２の搬送部材４６、４７により攪拌循環されつつ、第１搬送部材４６から供給ローラ４２、ひいては現像ローラ４１側へ供給される。

現像ローラ４１及び供給ローラ４２は、図示省略の回転駆動部により図２中反時計方向回りに回転駆動される。従って、ローラ４１と４２とが対向するニップ部では、両ローラ表面は互いに反対方向に移動する。これにより、供給ローラ４２は現像で消費されずに現像装置ハウジング４０内へ戻ってくる現像剤を現像ローラ４１から掻き落とすとともに、新たに現像剤を現像ローラ４１へ供給する。

このようにして供給された現像剤は現像ローラ４１に当接しているブレード形態の現像剤規制部材４４を通過するときに現像剤量が適正に規制されるとともに帯電せしめられ、感光体１に臨む現像領域で感光体１上の静電潜像の現像に供される（静電潜像へトナーを付与する）。現像で消費されなかった現像剤は現像ローラ４１の回転とともにケース４０内へ戻ってくる。このとき、現像剤は、供給ローラ４２による現像ローラ４１からの掻き取りを円滑化するために図示省略の除電電源から除電バイアスが印加された除電部材４５にて除電される。

この現像装置４の注目すべき点として、
(1) 第１スクリュー搬送部材４６による現像剤搬送能力が第２スクリュー搬送部材４７のそれより大きい点、及び
(2) 第１及び第２のスクリュー搬送部材４６、４７は、搬送部材４６の現像剤送出側端部及びその上側にある搬送部材４７の現像剤送入側端部において、現像ローラ４１の回転軸方向に現像ローラ４１の外側まで延在しており、第２搬送部材４７の該延在部の上方に現像剤溜まり部４９が連設されている点を挙げることができる。

それには限定されないが、本例では、第１スクリュー搬送部材４６は、回転軸径３．５ｍｍ、外径８ｍｍ、スクリューリード１５ｍｍのものである。第２スクリュー搬送部材４７は、回転軸径３．５ｍｍ、外径８ｍｍ、スクリューリード８ｍｍのものである。両搬送部材とも図示省略の駆動部により毎分２００回転で回される。搬送部材４６は搬送部材４７の約２倍の搬送能力を有している。

それには限定されないが、本例では、図３における現像装置４の長手方向において、現像溜まり部４９は約５０ｍｍ、現像剤溜まり部４９とバッファ部４３との間の部分は約４０ｍｍ、バッファ部４３は約２８０ｍｍ〜２９０ｍｍ、現像ローラ４１の長手方向長さは約２２０ｍｍ〜２３０ｍｍである。

図３において現像剤溜まり部４９の互いに対向する手前側及び奥側の壁のそれぞれに現像剤量（ここでは溜まり部における現像剤の上面位置）を検知するための、例えば透明な樹脂（例えばポリスチレン）からなる透光性の検知窓ｄｗが設けられており、これら窓に対して現像剤量検知装置ＴＳが設けられている。
なお、現像剤溜まり部４９が、例えば、透明なポリスチレン樹脂等の透明材料で形成されている場合には、その一部を検知窓として利用することができる。

現像剤量検知装置ＴＳは、本例では図示省略の発光素子ｓ１と受光素子ｓ２を有する光学的センサを含むものである。発光素子ｓ１は一方の検知窓ｄｗにその外側から臨み、受光素子ｓ２は他方の検知窓ｄｗにその外側から臨んでいる。受光素子ｓ２が発光素子ｓ１からの光を所定量受けると現像装置４内現像剤量が不足していると判断され、発光素子ｓ１からの光が現像剤に遮られて受光素子ｓ２が所定量の光を受けないときは現像剤量は足りていると判断される。現像剤溜まり部４９にはトナーボトルを含むトナー補給部ＴＢのトナーボトル部分を着脱可能に装着できるトナー補給口４９０を設けてある。検知装置ＴＳが現像剤量の不足を検出すると、トナー補給部ＴＢからトナーを補給できるようになっている。

このように、現像装置４では、上側の第２スクリュー搬送部材４７の現像剤搬送方向において該搬送部材の現像剤送入側端部の上方に現像剤溜まり部４９を連設してあるので、第２搬送部材４７に感光体１上の静電潜像の現像動作に要求される一定量の現像剤Ｔを搬送させる一方、それ以上の量の現像剤は該現像剤溜まり部４９に滞留させておくことができる。換言すれば、現像剤溜まり部４９に現像剤Ｔを滞留させた状態として第２搬送部材４７に静電潜像現像動作に要求される一定量の現像剤Ｔを搬送させることができる。

そして、下側の第１搬送部材４６が、上側の第２搬送部材４７の現像剤送出側端部から仕切り部材４８の第１開口部４８１を通して供給される現像剤量と等量の現像剤を搬送するところで現像剤循環のバランスがとれる。

このとき、第１搬送部材４６の現像剤搬送能力は第２搬送部材４７のそれより大きいから、上側の第２搬送部材４７が静電潜像の現像動作に要求される現像剤量を搬送して第１搬送部材４６へ供給することができるとともに第１搬送部材４７が第２搬送部材４７から供給される現像剤量と等量の現像剤を搬送することで、バッファ部４３において第１搬送部材４６の上方に隙間ができるように現像装置内の現像剤量を調整することが可能であり、ここではそのように装置４内現像剤Ｔの量が調整されている（図４（Ａ）参照）。かくして、静電潜像現像動作に要求される現像剤量を現像剤粉圧の上昇が抑制された状態で現像ローラ４１へ安定的に供給でき、ひいてはそれだけ良好に静電潜像を現像できる。

現像動作により現像剤が消費されると消費した分だけ第１搬送部材４６のあるバッファ部４３における現像剤Ｔの上面が低下し（図４（Ｂ））、また、第１搬送部材４６から第２搬送部材４７への現像剤移動量が低下し、それにより現像剤循環量が減少して現像ローラ４１への現像剤供給不良が起ころうとするが、第２搬送部材４７の現像剤送入側端部の上方に現像剤溜まり部４９があり、第２搬送部材４７は現像に必要な現像剤量を第１搬送部材４６へ供給するので、バッファ部４３における現像剤量は現像に要求される量に維持され、もし現像ローラ４１への現像剤供給不良があれば発生するであろう画像ノイズの発生は抑制される。

また、第１、第２の搬送部材４６、４７の存在の影響の少ない現像剤溜まり部４９を利用して、現像に消費されたトナーの補給を簡単に行うことができるとともに現像装置内現像剤量の検知装置ＴＳも該現像剤溜まり部４９に簡単に設けることができ、また、このようにトナー補給部位と現像剤量検知装置ＴＳとを近くに設けることで、現像剤量検知装置ＴＳのトナー補給に対する応答性が良好となり、それだけ、トナーを過不足が抑制された状態で補給することができ、ひいては現像装置４内の現像剤量を一定化することができる。

ところで、現像剤溜まり部４９における現像剤量が多くなると、そこでの現像剤粉圧が高くなって、第２搬送部材４７による現像剤搬送量が増加する一方、第１搬送部材４６から第２搬送部材４７への現像剤移動量が減少する傾向が生じ、そうなると、現像剤循環不良、ひいては現像ローラ４１への現像剤供給不良が発生してくることがある。

そこで、図５に示すように、現像剤溜まり部４９とバッファ部４３との間で、現像剤溜まり部４９における現像剤量の増加（例えばトナー補給部ＴＢからのトナー補給量の変動による増加変動）に拘らず第１及び第２のスクリュー搬送部材４６、４７による現像剤搬送量を安定化させる現像剤搬送量安定化部材５１、５２を設けてもよい。

図５に示す現像剤搬送量安定化部材５１、５２はいずれも円筒形状の部材であり、部材５１は第１搬送部材４６に僅かな間隙をおいて外嵌してあり、部材５２は第２搬送部材４７に僅かな間隙をおいて外嵌してある。本例では、部材５１、５２のそれぞれは、それが外嵌するスクリュー搬送部材の外径に対して１ｍｍ大径の内径を有しており、ケース４０等に固定されている。長手方向の長さは約４０ｍｍである。

この円筒形状の部材５１、５２を設けることで、現像剤の逆流を防止できるとともに搬送部材４６、４７にその現像剤搬送能力に見合った量の現像剤搬送を行わせることができ、それにより、搬送部材４６、４７による現像剤搬送量を安定化させることができる。

現像剤搬送量安定化部材５１、５２は円筒形状の部材であるが、安定化部材はこれに限定されるものではなく、例えば図６（Ｄ）に示す安定化部材６１、６２等も採用できる。 現像剤搬送量安定化部材６１、６２は、図６（Ａ）に例示する保持板６０１に図６（Ｂ）に示す放射状に切り込みを入れた可撓性フィルム６０２を貼着して図６（Ｃ）に示すように構成したものである。これを図６（Ｄ）に示すように、現像剤溜まり部４９とバッファ部４３との間において搬送部材４６、４７のそれぞれに、可撓性フィルム６０２を撓ませつつ外嵌すればよい。なお、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）では、保持板６０１及びフィルム６０２の外輪郭は四角形で示されているが、それらの輪郭は、実際には、ケース４０や仕切り部材４８等に応じて、装備可能な形状とすればよい。

また、現像装置４には、図７に示すように、現像剤溜まり部４９に補給されるトナーと現像装置４内の既存の現像剤Ｔとの混合攪拌を良好ならしめるため、第１及び第２のスクリュー搬送部材４６、４７に現像剤循環を行わせつつ現像剤を混合攪拌する混合攪拌装置４８０を設けてもよい。図７に示す混合攪拌装置４８０は現像剤溜まり部４９に臨んでいる。図７には示していないが、混合攪拌装置は前記の現像剤搬送量安定化部材とともに設けてもよい。

混合攪拌装置４８０は、仕切り部材４８の前記の第２開口部４８２を該開口部に配置した小仕切り部材４８３で開口部４８２ａ、４８２ｂに分割し、さらに、第１搬送部材４６の現像剤送出側端の螺旋羽根４６０の向きを図７において左側から右側へ現像剤を送る向きとするとともに第２搬送部材４７の現像剤送入側端の螺旋羽根４７０の向きを図７において右側から左側へ現像剤を送る向きとして構成したものである。

図７において、第１搬送部材４６により送られてくる（右側から左側へ送られてくる）現像剤は開口部４８２ａから第２搬送部材４７へ上昇移動し、第２搬送部材４７の本来の搬送方向（左側から右側）へ搬送され、仕切り部材開口部４８１から第１搬送部材４６へ移動するように循環するが、開口部４８２ａから上昇移動した現像剤の一部は螺旋羽根４７０により左側へ搬送され、開口部４８２ｂから下側へ移動し下側の螺旋羽根４６０にて開口部４８２ａの方へ移動し、第１搬送部材４６にて図７中右から左へ送られてくる現像剤と混ざりながら開口部４８２ａから上昇移動する。このようにして現像剤が攪拌される。

また、混合攪拌装置４８０はトナー補給口４９０の下方に位置しているので、該補給口から補給されるトナーは装置内の循環している既存現像剤と効率よく混合攪拌され、十分に混合攪拌された現像剤をバッファ部へ供給できる。

プリンタ１００では、現像装置として以上説明した現像装置４を採用しているから、各現像装置４では、装置内現像剤量を一定に維持することができるとともにトナーを静電潜像へ付与するための現像ローラ４１への現像剤供給を安定的に行うことができ、それだけ良好な画像を形成できる。

図１を参照して説明した画像形成装置はタンデム型のフルカラープリンタ１００であったが、本発明はモノクロ画像形成装置にも適用でき、また、他のタイプの多色画像形成装置等にも適用できる。また、現像装置を複数備えている画像形成装置では、該複数の現像装置の全数より少ない数の現像装置に本発明が適用されているだけでもよい。

本発明は、現像装置内の現像剤量を一定に維持することができるとともに、トナーを静電潜像へ付与するための現像剤担持回転体への現像剤供給を安定的に行うことができ、その割りには構造を複雑化させなくてもよい現像装置を提供すること及びそのような現像装置を備えることでそれだけ良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することに利用できる。

１００ プリンタ
Ｙ イエロー画像形成部
Ｍ マゼンタ画像形成部
Ｃ シアン画像形成部
Ｋ ブラック画像形成部
１ 感光体
２ 帯電器
３ 画像露光装置
４ 現像装置
４０ 現像装置ハウジング
４１ 現像ローラ
４２ 現像剤供給ローラ
４３ バッファ部
４４ 現像剤規制部材
４５ 除電部材
４６ 第１スクリュー搬送部材
４７ 第２スクリュー搬送部材
４８ 仕切り部材
４８１、４８２ 仕切り部材の現像剤流通用開口部
４９ 現像剤溜まり部
４９０ トナー補給口
ＴＳ 現像剤量検出装置
ｓ１ 発光素子
ｓ２ 受光素子
ｄｗ 検知窓
ＴＢ トナー補給装置
５ クリーニング装置
６ １次転写ローラ
７ 中間転写ベルト
７１ 駆動ローラ
７２ 対向ローラ
７３ クリーニング装置
８ ２次転写ローラ
９ 定着装置
１０ 記録媒体供給カセット
１０１ 記録媒体供給ローラ
１１ タイミングローラ対
１２ 記録媒体排出ローラ対
１３ 記録媒体排出トレイ
Ｓ 記録媒体
５１、５２ 現像剤搬送量安定化部材
６０１ フィルム保持部材 ６０２ 可撓性フィルム
６１、６２ 現像剤搬送量安定化部材
４８０ 現像剤混合攪拌装置
４８３ 小仕切り部材
４８２ａ、４８２ｂ 分割形成された開口部
４６０、４７０ 螺旋羽根
Ｔ 現像剤

Claims (5)

1. 静電潜像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成できる画像形成装置において静電潜像現像に用いる現像装置であり、
   前記静電潜像にトナーを付与する現像剤担持回転体と、
   該現像剤担持回転体に臨み現像に供する現像剤を保持するバッファ部と、
   前記バッファ部に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に現像剤を搬送する第１回転搬送体と、
   前記第１回転搬送体の上側に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に、且つ、前記第１回転搬送体とは反対方向に現像剤を搬送する第２回転搬送体と、
   現像剤溜まり部とを含んでおり、
   前記第１及び第２の回転搬送体は、前記第２回転搬送体の現像剤送出側端部から前記第１回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動を許すとともに前記第１回転搬送体の現像剤送出側端部から前記第２回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動を許しつつ現像剤を攪拌循環させて該第１回転搬送体から前記現像剤担持回転体側へ供給することができ、
   前記第１及び第２の回転搬送体は、前記第１回転搬送体の現像剤送出側端部及び該端部の上側に位置する前記第２回転搬送体の現像剤送入側端部において、前記現像剤担持回転体の回転軸方向に該現像剤担持回転体の外側まで延在しており、
   前記現像剤溜まり部は該第２回転搬送体の延在部の上方に連設されており、
   前記第１回転搬送体の現像剤搬送能力は前記第２回転搬送体の現像剤搬送能力より大きいことを特徴とする現像装置。
2. 前記現像剤溜まり部と前記バッファ部との間において、該現像剤溜まり部における現像剤量の増加変動に拘らず前記第１及び第２の回転搬送体による現像剤搬送量を安定化させる現像剤搬送量安定化部材が該第１及び第２の回転搬送体のそれぞれに対して設けられている請求項１記載の現像装置。
3. 前記現像剤溜まり部に現像剤量を検知するための検知窓と、トナーを補給するトナー補給口を設けてある請求項１又は２記載の現像装置。
4. 前記第１及び第２の回転搬送体に前記現像剤循環を行わせつつ現像剤を混合攪拌する混合攪拌装置が前記現像剤溜まり部に臨んでいる請求項１、２又は３記載の現像装置。
5. 静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる画像形成装置であり、少なくとも一つの現像装置が請求項１から４のいずれかに記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。

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