JP2011133533A - 現像装置、並びに、これを備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】供給回収分離方式の現像装置を大型化させずにトナー飛散や地肌汚れの発生を抑制することを課題とする。
【解決手段】現像ローラ３０２の表面に現像剤を供給しつつ搬送する現像剤供給搬送路と、現像領域を通過した現像剤を現像ローラから回収しつつ搬送する現像剤回収搬送路とを備えた現像装置において、現像剤供給搬送路は、その下流側端部が現像ローラの現像領域対向部分よりも現像ローラ回転軸方向外側に位置しているとともに、その下流側端部の底面には連通孔３０９が設けられ、かつ、その下流側端部の上方にはトナー補給口３１０が設けられており、当該下流側端部におけるトナー補給口よりも現像領域対向部分側の箇所に、現像剤上方空間を流れる気流Ｋ０の流路を狭めるリブ３１１を設けた。
【選択図】図９

Description

本発明は、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤を用いる現像装置、並びに、これを備えたプロセスカートリッジ、及び、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関するものである。

この種の現像装置は、一般に、現像剤担持体に沿って現像剤担持体回転軸方向に伸びる現像剤供給搬送路中を搬送されている二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という。）を、回転している現像剤担持体の表面に担持させ、現像剤担持体の回転により現像剤を現像領域へ供給する。従来の現像装置の中には、現像領域でトナーを消費した現像済み現像剤を再び現像剤供給搬送路へ戻す供給回収一体方式を採用するものがある。この供給回収一体方式の現像装置は、現像剤供給搬送路を流れる現像剤のトナー濃度が現像剤搬送方向下流（以下、単に「下流」という。）側ほど低くなるため、現像領域に供給される現像剤において現像剤担持体回転軸方向にトナー濃度のムラが生じるという欠点がある。このようなトナー濃度のムラは、記録材上に形成される画像の濃度ムラとなって現れやすいので、解消することが望まれる。

この欠点を解消し得る現像装置としては、現像領域でトナーを消費した現像済み現像剤を現像剤供給搬送路とは別の搬送路である現像剤回収搬送路へ回収する供給回収分離方式を採用するものがある（例えば特許文献１）。この供給回収分離方式の現像装置は、現像剤供給搬送路を流れる現像剤のトナー濃度が現像剤搬送方向にわたって一定に維持される。よって、現像領域に供給される現像剤において現像剤担持体回転軸方向にトナー濃度のムラが生じることはなく、上述した欠点が解消される。

近年の画像形成装置に対する小型化の要請から、これに搭載される現像装置の小型化が強く望まれている。供給回収分離方式の現像装置において小型化を図る上では、例えば、図１７に示すように、現像剤担持体３０２に対して横方向（現像剤担持体回転軸方向に対して直交する方向であって水平方向である方向。図１７中左右方向。）の側から隣接するように現像剤供給搬送路Ｌを配置し、その現像剤供給搬送路Ｌの下方に現像剤供給搬送路の下流端まで搬送された現像剤を受け取る搬送路Ｍを設けるようにした構成（縦攪拌構成）が有効である。ただし、この縦攪拌構成においては、現像装置内に補給トナーを補給するためのトナー補給機構の配置について次のような制約がある。

以下、現像剤供給搬送路Ｌの下流端まで搬送された現像剤を現像剤回収搬送路Ｍの上流端に移動させ、現像剤回収搬送路Ｍの下流端まで搬送された現像剤を現像剤供給搬送路Ｌの上流端に移動させる現像剤循環機構を備えた縦攪拌構成の現像装置を例に挙げて説明する。
このような現像装置において、現像剤循環機構の搬送路を循環する現像剤に対して補給トナーを補給する箇所は、現像剤担持体３０２の現像領域対向部分に対向する現像剤供給搬送路Ｌの箇所であってはならない。なぜなら、この箇所に補給トナーを補給すると、補給された直後の補給トナーがすぐに現像剤担持体３０２に担持されて現像領域へ供給され、現像に寄与してしまうためである。補給された直後の補給トナーはその帯電量が不十分であるため、そのようなトナーが現像に寄与すると、トナー飛散や地肌汚れを引き起こす。この観点からすると、現像剤担持体３０２の現像領域対向部分に対向する現像剤供給搬送路Ｌの箇所を除く箇所であって、現像剤循環経路上のなるべく現像剤供給搬送路Ｌの上流端から離れた箇所に、補給トナーを補給する構成が望ましい。このような構成であれば、補給されたトナーが現像剤担持体３０２に担持されることになる現像剤供給搬送路Ｌの上流端まで搬送されるまでに、現像剤中のキャリアと接触する機会を多く確保でき、当該補給トナーに対して十分な帯電量を付与することができるからである。

このような観点から、供給回収分離方式の現像装置の多くは、現像剤回収搬送路Ｍに補給トナーを供給する構成を採用している。しかしながら、図１７に示すように、現像剤供給搬送路Ｌの下方に現像剤回収搬送路Ｍが配置された縦攪拌構成の場合、現像剤回収搬送路Ｍに補給トナーを供給するには、補給トナーを現像剤回収搬送路Ｍまで案内するためのトナー補給路の配置が次の２つに制限される。

第１の配置は、図１７に示すように、現像剤供給搬送路Ｌの現像剤担持体３０２とは反対側の側部にトナー補給路３５０を配置し、その現像剤供給搬送路Ｌの下方に位置する現像剤回収搬送路Ｍにトナー補給路３５０の下流端であるトナー補給口３１０を開口させ、トナー補給を行うものである。この配置では、横方向（図１７中左右方向）の現像装置の長さが、トナー補給路３５０の分だけ大型化してしまう。
第２の配置は、図１８に示すように、現像剤回収搬送路Ｍを現像剤供給搬送路Ｌよりも現像剤担持体回転軸方向外側まで延出させ、その延出部分にトナー補給口３１０を設けてトナー補給を行うものである。この配置では、現像剤担持体回転軸方向（図１８中左右方向）の現像装置の長さが、トナー補給口３１０の分だけ大型化してしまう。

以上のように、現像剤供給搬送路Ｌの下方に現像剤回収搬送路Ｍが配置された縦攪拌構成において、補給トナーを現像剤回収搬送路Ｍに補給する構成であると、現像装置が大型化してしまう。
一方で、現像剤供給搬送路Ｌの下方に現像剤回収搬送路Ｍが配置された縦攪拌構成において、現像剤循環経路上のなるべく現像剤供給搬送路Ｌの上流端から離れた箇所に補給トナーを補給する構成としては、次のようなものも考えられる。すなわち、図３に示すように、現像剤担持体３０２の現像領域対向部分よりも現像剤担持体回転軸方向外側に位置する現像剤供給搬送路Ｌの下流側端部にトナー補給口３１０を設けて補給トナーを補給する構成である。この例の縦攪拌構成においては、現像剤供給搬送路Ｌの下流側端部まで搬送された現像剤を下方の現像剤回収搬送路Ｍへ受け渡すための連通孔３０９を設ける必要がある。この連通孔３０９は、現像剤担持体３０２の現像領域対向部分の現像剤が不足しないように、現像領域対向部分よりも現像剤担持体回転軸方向外側に配置する必要がある。そのため、現像剤供給搬送路Ｌの下流側端部は、現像剤担持体３０２の現像領域対向部分よりも現像剤担持体回転軸方向外側まで延出した構成とする必要がある。図３に示すトナー補給構成においては、この延出した部分にトナーを補給する構成であるので、このトナー補給構成を採用するために、現像剤供給搬送路Ｌを現像剤担持体回転軸方向に延長することを要しない。したがって、現像装置が現像剤担持体回転軸方向に大型化することはない。また、現像装置の横方向長さも大型化することはない。

ところが、本発明者らの研究の結果、上記縦攪拌構成において、現像剤供給搬送路Ｌを現像剤担持体回転軸方向に延長しないまま、現像剤供給搬送路Ｌの下流側端部にトナー補給を行う構成とすると、次のような問題が発生することが確認された。
上記縦攪拌構成においては、現像装置の小型化の観点から、なるべく現像剤供給搬送路Ｌの現像剤担持体回転軸方向長さを短くすることが望まれる。そのため、現像剤担持体３０２の現像領域対向部分よりも現像剤担持体回転軸方向外側に位置する現像剤供給搬送路Ｌの下流側端部は、その現像剤担持体回転軸方向の長さが短いものとなる。したがって、このような現像剤供給搬送路Ｌの下流側端部にトナー補給を行う場合、その補給トナーが補給される箇所は、現像剤担持体３０２の現像領域対向部分に近接した位置となる。ここで、現像剤供給搬送路Ｌの下流側端部に上方から補給トナーを落下させるなどしてトナー補給を行う場合、補給トナーが現像剤中に取り込まれる前に空中に浮遊する。供給回収分離方式では、現像剤供給搬送路Ｌの下流側部分に存在する現像剤の量がその上流側よりも少ないため、現像剤供給搬送路Ｌの下流側部分の現像剤上方には広い空間が形成される。よって、現像剤供給搬送路Ｌの下流側部分で多くの補給トナーが浮遊し、これに近接する現像領域対向部分側に補給直後の補給トナーが移動して、現像剤担持体３０２に担持されて現像領域へ搬送されてしまいやすい。このように補給直後の補給トナーが現像領域へ搬送されてしまうと、上述したように、トナー飛散や地肌汚れを引き起こすという問題が生じる。

なお、上記問題は、供給回収分離方式であれば、現像剤供給搬送路Ｌの下方に現像剤回収搬送路Ｍが配置された縦攪拌構成に限らず、現像剤供給搬送路Ｌの下方に現像剤回収搬送路Ｍとは別の搬送路が配置され、かつ、現像剤供給搬送路Ｌの下流端まで搬送された現像剤を連通孔から当該別の搬送路へ移動させる構成であっても、同様に生じ得る。

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、大型化させずに、トナー飛散や地肌汚れの発生を抑制することが可能な供給回収分離方式の現像装置、並びに、これを備えたプロセスカートリッジ及び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、現像剤担持体に沿って現像剤担持体回転軸方向に伸びる現像剤供給搬送路中を搬送されているトナーとキャリアとを含んだ二成分現像剤を、回転している該現像剤担持体の表面に担持させることにより、該現像剤担持体の表面に担持された二成分現像剤を現像領域へ搬送し、現像領域にて二成分現像剤中のトナーを潜像担持体表面上の潜像に付着させて該潜像を現像するとともに、現像領域を通過した二成分現像剤を該現像剤担持体から該現像剤供給搬送路とは別の搬送路である現像剤回収搬送路に回収する現像装置において、上記現像剤供給搬送路は、現像剤搬送方向下流側端部が上記現像剤担持体の現像領域対向部分よりも現像剤担持体回転軸方向外側に位置しているとともに、該現像剤搬送方向下流側端部の底面には連通孔が設けられ、かつ、該現像剤搬送方向下流側端部の上方にはトナー補給口が設けられており、上記現像剤供給搬送路の上記連通孔を通じて移動した二成分現像剤を、上記現像剤回収搬送路を介して又は該現像剤回収搬送路とは別の搬送路を介して、該現像剤供給搬送路の現像剤搬送方向上流側端部へ搬送する循環搬送機構を有しており、上記現像剤供給搬送路の現像剤搬送方向下流側端部における上記トナー補給口よりも上記現像剤担持体の現像領域対向部分側の箇所に、該現像剤供給搬送路内の二成分現像剤上方空間を流れる気流の流路を狭める流路制限部材を設けた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、上記流路制限部材は、現像剤担持体回転軸方向に対して直交する方向であって水平方向である方向における上記現像剤供給搬送路内の上記現像剤担持体が位置する側に配置されてい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又は２の現像装置において、上記トナー補給口から落下した補給トナーを下方へ案内するためのトナー案内通路を形成する通路形成部材を有し、上記流路制限部材として、上記通路形成部材を用いることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の現像装置において、上記現像剤供給搬送路には、螺旋状の羽根部を回転軸に備え、その回転軸方向に沿って二成分現像剤を搬送する搬送スクリューが設けられており、上記流路制限部材に対向する上記搬送スクリューの部分に羽根部を設けない、又は、上記流路制限部材に対向する該搬送スクリューの部分に設けられる羽根部が上記現像剤担持体の現像領域対向部分に対向する該搬送スクリューの部分に設けられる羽根部よりも小さくすることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置において、上記現像剤供給搬送路には、螺旋状の羽根部を回転軸に備え、その回転軸方向に沿って二成分現像剤を搬送する搬送スクリューが設けられており、上記現像剤搬送方向下流側端部の上記トナー補給口の下方に位置する上記搬送スクリューの部分には、上記羽根部を備えていないことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、潜像担持体と該潜像担持体上の潜像を現像する現像装置とを一体的に支持し、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカートリッジにおいて、上記現像装置として、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の現像装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤により該潜像担持体上の潜像を現像する現像装置とを有し、該現像装置により該潜像担持体上に形成されたトナー像を最終的に記録材へ転移させて、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、上記現像装置として、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の現像装置を用いたことを特徴とするものである。

本発明においては、供給回収分離方式の現像装置における現像剤供給搬送路の下流側端部の上方にトナー補給口を設けているので、上述したとおり、現像装置が大型化することはない。
また、本発明においては、トナー補給口よりも現像剤担持体の現像領域対向部分側の現像剤供給搬送路内の箇所に流路制限部材が設けられている。これにより、トナー補給口から供給された補給トナーが浮遊しても、その浮遊したトナーは流路制限部材に邪魔されて現像剤担持体の現像領域対向部分側へ移動することが妨げられる。
この場合でも、浮遊したトナーは、二成分現像剤上方空間における流路制限部材と現像剤供給通路の内壁とに囲まれたスペースを通過することで、現像剤担持体の現像領域対向部分側へ移動することが可能である。しかしながら、現像剤供給搬送路内の現像剤はその現像剤搬送方向上流側から下流側に向けて流れ、現像剤供給搬送路の下流側端部まで流れてきた現像剤はそこに設けられた連通孔から下方の搬送路へと流れ込む。このような現像剤の流れによって、現像剤供給搬送路の下流側端部では、二成分現像剤上方空間に現像剤の流れ方向に沿った気流が生じている。よって、上記スペースには、浮遊したトナーを、現像剤搬送方向下流側、すなわち、現像剤担持体の現像領域対向部分とは反対側に移動させる気流が生じている。本発明では、流路制限部材を設けたことでこのスペースを狭めているので、このスペースを通過する気流の強さは流路制限部材を設けていない場合に比べて増大している。
以上のように、本発明では、トナー補給口から供給されて浮遊した補給トナーが現像領域対向部分側へ移動するためのスペースの一部を流路制限部材で塞ぐことになる。その結果、その流路制限部材それ自身で浮遊トナーの現像領域対向部分側への移動を妨げることができるだけでなく、そのスペースが狭まる結果、浮遊トナーの現像領域対向部分側への移動を妨げる気流の強さを増大させることができる。したがって、このような流路制限部材が設けられていない場合と比較して、現像領域対向部分側へ移動する浮遊トナーの量を効果的に減少させることができる。

本発明によれば、供給回収分離方式の現像装置が大型化しないように現像剤供給搬送路の下流側端部の上方にトナー補給口を設けても、そのトナー補給口から供給されて浮遊した補給トナーが現像領域対向部分側へ移動する量を効果的に減少させることができるので、トナー飛散や地肌汚れの発生が抑制されるという優れた効果が得られる。

実施形態に係るプリンタの概略構成図である。 同プリンタの画像形成部の概略構成を示す説明図である。 同プリンタの現像装置における現像剤循環搬送機構による現像剤の流れを説明するために、現像装置内を横方向から見たときの模式図である。 同現像装置の現像剤回収搬送路の下流側端部における断面を示す説明図である。 同現像装置の現像ローラ表面上における磁束密度分布を、現像装置の概略構成に重ね合わせて表示した説明図である。 同現像装置の現像ローラの構造を示す断面図である。 同現像装置に設けられる現像剤循環搬送機構の構成を説明するための斜視図である。 同現像剤循環搬送機構の分解図である。 同現像装置の現像剤供給搬送路の内部を上方から見たときの模式図である。 同現像装置のリブ（流路制限部材）が設けられた地点の、第１搬送スクリュー回転軸方向に直交する断面を示す模式図である。 同リブを設けた場合（条件１）と設けていない場合（条件２）とについて、感光体上の地肌汚れの評価を行った実験結果を示すグラフである。 同リブの他の例を説明するために、現像剤供給搬送路の内部を上方から見たときの模式図である。 変形例１の現像剤供給搬送路の内部を上方から見たときの模式図である。 変形例１の現像装置内を横方向から見たときの模式図である。 変形例１のトナー案内通路枠３１３の配置を変更した例を説明するために、現像剤供給搬送路の内部を上方から見たときの模式図である。 変形例２における現像剤循環搬送機構の概略構成を示す説明図である。 現像剤供給搬送路の下方に現像剤回収搬送路が配置された縦攪拌構成において、現像剤回収搬送路に補給トナーを供給する場合のトナー補給路の一配置例を説明するための説明図である。 現像剤供給搬送路の下方に現像剤回収搬送路が配置された縦攪拌構成において、現像剤回収搬送路に補給トナーを供給する場合のトナー補給路の他の配置例を説明するための説明図である。

以下、本発明を、画像形成装置としてのカラープリンタに適用した一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るプリンタの概略構成図である。
本プリンタは、記録材としての転写紙８を搬送する搬送ベルト１５に沿って、複数の画像形成部１７Ｋ，１７Ｍ，１７Ｙ，１７Ｃが配列された、いわゆるタンデム型の画像形成装置である。なお、各画像形成部の配列順序は、これに限らず、例えば、黒の画像形成部１７Ｋを転写紙８の搬送方向最下流に配置し、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の順に作像するようにしてもよい。

これらの画像形成部１７Ｋ，１７Ｍ，１７Ｙ，１７Ｃは、それぞれが潜像担持体としての感光体を有し、各感光体上にそれぞれの色のトナー像を形成する。各画像形成部１７Ｋ，１７Ｍ，１７Ｙ，１７Ｃは、必ずしもユニットとして構成されている必要はないが、本実施形態では、ユニット化されていてプリンタ本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジとなっている。これらの画像形成部１７Ｋ，１７Ｍ，１７Ｙ，１７Ｃは、使用するトナーの色が異なる以外は、その構成がほぼ同一である。

図２は、本実施形態に係るプリンタの画像形成部１７Ｋ，１７Ｍ，１７Ｙ，１７Ｃの概略構成を示す説明図である。
感光体１は、図中時計まわりの向きに回転駆動する。この感光体１の上方には帯電装置２が配置されている。この帯電装置２は、本実施形態では、帯電バイアスが印加された帯電ローラを感光体の表面に接触して感光体表面を所定電位に一様に帯電させる接触帯電方式を採用しているが、非接触帯電方式を採用してもよい。帯電装置２により一様に帯電された感光体１の表面部分は、図１に示した対応する露光装置１６Ｋ，１６Ｍ，１６Ｙ，１６Ｃからの書込光Ｌの照射を受けて静電潜像が形成される。本実施形態では、帯電装置２及び露光装置１６Ｋ，１６Ｍ，１６Ｙ，１６Ｃによって潜像形成手段が構成されている。

感光体１上の静電潜像は、感光体１の回転に伴って現像装置３と対向する現像領域へと移動する。現像装置３は、現像剤担持体としての現像ローラ３０２に沿って現像ローラ回転軸方向（図２中紙面垂直方向）に伸びる現像剤供給搬送路中を搬送されているトナーとキャリアとを含んだ二成分現像剤３２０を、回転している現像ローラ３０２の表面に担持させることにより、現像ローラ３０２の表面に担持された現像剤３２０を現像領域へ搬送し、現像領域にて現像剤中のトナーを感光体１上の静電潜像に付着させて現像処理するものである。

現像装置３のケーシング３０１の一部は、現像ローラ３０２を露出させるために開口している。ケーシング３０１から露出した現像ローラ３０２の部分は、感光体１に対して横方向（図２中左右方向）から近接して対向している。これにより、現像ローラ３０２と感光体１との対向領域に現像領域Ａが形成される。ケーシング３０１内の現像剤３２０は現像ローラ３０２に担持されて現像領域Ａへ搬送される。現像領域Ａで感光体１の表面に形成されている静電潜像に現像剤３２０中のトナーが付着してトナー像として顕像化される。

このトナー像は、感光体１の回転に伴って搬送ベルト１５との対向領域（転写領域Ｂ）へ搬送される。搬送ベルト１５を挟んで感光体１の反対側（搬送ベルト１５の内周面側）には、転写装置５が配置されている。転写装置５は、転写バイアスが印加された転写ローラを用いたものであるが、コロナ放電タイプのものでもよい。搬送ベルト１５は、２つの支持ローラ１８，１９に張架されている。これらの支持ローラ１８，１９のうちの一方は駆動ローラであり、他方が従動ローラである。駆動ローラが回転駆動することで、搬送ベルト１５は図中矢印の向きに走行する。

搬送ベルト１５の下方には、転写紙８が収納された３つの給紙トレイ２０，２１，２２が備えられている。例えば給紙トレイ２０に収納された転写紙８のうち最上位置にある転写紙８は、画像形成時に送り出されてレジストローラ２３で一旦待機させられ、画像形成部１７Ｋにおける画像形成とタイミングを合わせて送り出され、静電吸着により搬送ベルト１５に吸着される。こうして搬送ベルト１５に吸着された転写紙８は、最初の画像形成部１７Ｋに搬送され、ここで黒の画像が転写される。

カラー画像の画像形成に際し、各画像形成部１７Ｋ，１７Ｍ，１７Ｙ，１７Ｃでは、各感光体１の周面が暗中にて各帯電装置２により一様に帯電された後、各露光装置１６からの書込光Ｌにより露光され、それぞれの静電潜像が形成される。これらの静電潜像は、各現像装置３によってそれぞれの色のトナーにより可視像化され、各感光体１上に各色のトナー像がそれぞれ形成される。

これらのトナー像は、各転写装置５により、搬送ベルト１５上の転写紙８に対して、互いに重なり合うように順次転写される。こうしてフルカラーの重ね画像が形成された転写紙８は、搬送ベルト１５から剥離されてから定着装置２４で一対の定着ローラ間を通過する間に定着された後、排紙トレイ２５へ排紙される。

一方で、転写を終えた各感光体１は、感光体１の周面に残留した不要なトナーがクリーニング装置６により除去され、次の画像形成に備えられる。クリーニング装置６は、転写紙８に転写されずに感光体１の表面に残ったトナーを、クリーニングブレード６０１により除去する。クリーニング装置６を通過した感光体１の表面は、その後、帯電装置２により表面を一様に帯電され、次の画像形成工程を繰返す。

なお、感光体上のトナー像を中間転写体（中間転写ベルトなど）にいったん転写し、その後多色トナーを一括して転写紙に転写する中間転写ベルト方式にも適用は可能であり、その場合は転写領域Ｂで感光体上のトナーを中間転写体（中間転写ベルト）に転写することになる。

次に、現像装置３について詳しく説明する。
本実施形態における現像装置３は、図２に示すように、現像領域を通過した現像剤３２０を現像ローラ３０２から現像剤供給搬送路とは別の搬送路である現像剤回収搬送路に回収する、いわゆる供給回収分離方式を採用している。現像装置３は、現像剤供給搬送路内の現像剤を搬送するための第１搬送スクリュー３０４と、現像剤回収搬送路内の現像剤を搬送するための第２搬送スクリュー３０５とを備えている。現像剤供給搬送路及び現像剤回収搬送路は、ケーシング３０１を仕切板３０６によって仕切ることで形成されている。

図３は、本実施形態の現像装置３における現像剤循環搬送機構による現像剤の流れを説明するために、現像装置内を横方向から見たときの模式図である。
本実施形態の現像装置３は、現像剤供給搬送路の下方に現像剤回収搬送路が配置された縦攪拌構成である。第１搬送スクリュー３０４によって現像剤供給搬送路の下流端まで搬送された現像剤は、現像剤供給搬送路の下流側端部の底面に開口した連通孔３０９を通じて現像剤回収搬送路の上流端に移動し、第２搬送スクリュー３０５によって現像剤回収搬送路の下流端まで搬送された現像剤は、図４に示すように、現像剤供給搬送路の上流側端部の底面に開口した開口部３０７を通じて現像剤供給搬送路の上流端に移動する。

図５は、現像ローラ３０２の表面上における磁束密度分布を、現像装置の概略構成に重ね合わせて表示した説明図である。
現像ローラ３０２は、円周方向に複数の磁石ＭＧ（図の煩雑化防止のため１個についてのみ符号で示す。）を配置したマグネットローラ３０２ｄが内部に固定配置され、その周囲を円筒状のスリーブ３０２ｃが回転軸３０２ｅと一体的に回転する構成となっている。スリーブ３０２ｃは、アルミ等の非磁性の金属で形成されている。マグネットローラ３０２ｄは、各磁石ＭＧが所定の方向を向くように、例えばケーシング３０１に固定されている。現像ローラ３０２は、磁石ＭＧの磁力によってスリーブ３０２ｃの表面に引き付けた現像剤３２０を担持し、これをスリーブ３０２ｃの回転に伴って周方向へ搬送する。

図６は、現像ローラ３０２の構造を示す断面図である。
現像ローラ３０２は、主として、ケーシング３０１に固定されている固定軸３０２ａと、この固定軸３０２ａと一体の円柱状をしたマグネットローラ３０２ｄと、マグネットローラ３０２ｄのまわりをギャップを介して覆っているスリーブ３０２ｃと、このスリーブ３０２ｃと一体的な回転軸３０２ｅとから構成されている。固定軸３０２ａに対して回転軸３０２ｅは軸受３０２ｆを介して回転自在であり、回転軸３０２ｅは図示省略の回転駆動手段から動力を伝達されて回転駆動される。

マグネットローラ３０２ｄの外周部には、図６に示すように、所定の間隔をおいて複数の磁石ＭＧが固定されている。これらの磁石ＭＧの周囲をスリーブ３０２ｃが回転されるわけである。これらの磁石ＭＧは、スリーブ３０２ｃの表面に現像剤を穂立ちさせ、また穂切りなどさせるように磁界を形成するためのものである。本実施形態では、図５に示すように、スリーブ３０２ｃの内部に５つの磁石ＭＧを有し、５つの磁極（磁力分布）が生じる。現像ローラ３０２の中心Ｏ−１と感光体の中心Ｏ−２とを結ぶ仮想線上に配置される磁極をＰ１極とし、以下、現像ローラ３０２の回転方向に沿って、各磁極をＰ２極、Ｐ３極、Ｐ４極、Ｐ５極とする。

各磁極の極性は、Ｐ１極から順に、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極となっているが、これらは各磁極が反対の極性であっても構わない。現像ローラ３０２上で、各磁極は、その中心が、図５において、Ｐ１極は時計文字盤の８時、Ｐ２極は同７時、Ｐ３極は同５時、Ｐ４極は同１時の各位置に略位置している。

現像ローラ３０２と感光体１とは現像領域Ａで直接には接触せずに、現像に適する一定の間隔、現像ギャップＧＰ１を保持して対向している。現像ローラ３０２上において、Ｐ１極で現像剤３２０を穂立ちさせ、現像剤３２０を感光体１に接触させることで、感光体１表面の静電潜像にトナーを付着させて顕像化する。

現像装置３では、図５に示すように、固定軸３０２ａには接地された現像バイアス用の電源ＶＰが接続されている。固定軸３０２ａに接続された電源ＶＰの電圧は、導電性の軸受、導電性の回転軸３０２ｅを経てスリーブ３０２ｃに印加される。一方、図５に示すように、感光体１を構成する最下層の導電性支持体３１は接地されている。こうして、現像領域Ａには、キャリアから離脱したトナーを感光体１側へ移動させる電界を形成しておき、スリーブ３０２ｃと感光体１の表面に形成された静電潜像との電位差によりトナーを感光体１側に向けて移動させることに供している。

なお、本例の現像装置は露光用の光Ｌで書き込む方式の画像形成装置と組み合わせた例としている。帯電装置２により感光体１上に一様に負極性の電荷を乗せ、書込量を少なくするために画像部を露光用の光Ｌで露光することで、低下した電位の画像部（静電潜像）に負極性のトナーで現像する所謂反転現像方式を採用している。これは一例であり、本発明の現像方式の中で、感光体１に乗せる帯電電荷の極性は大きな問題ではない。

現像領域Ａで現像を終えた現像剤３２０は、Ｐ２極の磁力によって現像ローラ３０２上に担持されたまま、現像ローラ３０２の回転に伴ってケーシング３０１の内部へ搬送される。Ｐ２極に対応する位置にはケーシング３０１の一部があり、このケーシング３０１の一部はスリーブ３０２ｃの周面に近接して沿う湾曲形状をしており、シール効果により所謂トナー飛散防止機能を果たしている。

Ｐ２極に対して現像ローラ回転方向下流側に位置するＰ３極及びＰ４極は、互いに同極性になっている。そのため、Ｐ３極とＰ４極との間では、それまで現像ローラ３０２の表面に引き寄せていた磁力が少なくなっており、これにより現像剤３２０を現像ローラ３０２から引き離す"剤離し"の作用が働く。現像ローラ３０２から現像剤３２０を引き離す剤離し領域を、図２や図４では符号９にて示している。感光体１にトナーを付着させた現像後の現像剤３２０は、現像剤中のトナー濃度が下がっているため、仮に、このトナー濃度が低下した現像剤が現像ローラ３０２から離れずに再び現像領域Ａに搬送されて現像に供されると、狙いの画像濃度を得ることができないという不具合が生じてしまう。これを防止するため、本実施形態では、剤離し領域９で、現像ローラ３０２から現像剤を引き離すとともに、引き離した現像剤を現像剤供給搬送路とは別の現像剤回収搬送路へ回収するようにしている。

こうして、現像剤が引き離された現像ローラ３０２の表面は、現像ローラ３０２の回転に伴って現像剤供給搬送路との対向箇所へ移動する。この箇所には、Ｐ４極が存在しており、このＰ４極の磁力により、現像ローラ上の剤汲み上げ領域１０に、現像剤供給搬送路を流れている現像剤が汲み上げられ、担持される。Ｐ４極の磁力により現像ローラ３０２に汲み上げられた現像剤は、現像剤規制部材である現像ドクタ３０３を通過することにより、所定の厚さに整えられて現像領域Ａに搬送される。Ｐ４極とＰ１極との間に位置するＰ５極は、現像ドクタ３０３を通過してから現像領域に至るまでの間、現像剤を現像ローラ３０２の表面に担持させるための搬送極の機能を担っている。

以下、必要に応じて、現像装置の内部の構成を組み立て状態で示した図７及び分解状態で示した図８等をも参照しつつ、各部材の配置構成などを説明する。
図７及び図８に示すように、現像剤供給搬送路に配置される第１搬送スクリュー３０４は、その回転軸の回りに螺旋状の羽根部を備えたスクリュー形状をしており、現像ローラ３０２の中心Ｏ−３０２を通る中心線Ｏ−３０２ａと平行な中心線Ｏ−３０４ａを中心に図中矢印で示す時計まわりの向きに回転駆動する。これにより、中心線Ｏ−３０４ａの図中奥側から図中手前側に向けて矢印１１で示すように現像剤を撹拌しながら搬送する。つまり、第１搬送スクリュー３０４は、回転軸の回転により現像剤をその回転軸方向へ図中奥側から図中手前側に向けて搬送する。

図７に示すように、現像剤回収搬送路に配置される第２搬送スクリュー３０５は、その回転軸の回りに螺旋状の羽根部を備えたスクリュー形状をしており、現像ローラ３０２の中心Ｏ−３０２を通る中心線Ｏ−３０２ａと平行な中心線Ｏ−３０５ａを中心に図中矢印で示す反時計まわりの向きに回転駆動する。これにより、中心線Ｏ−３０５ａの図中手前側から図中奥側に向けて矢印１２で示すように現像剤を撹拌しながら搬送する。つまり、第２搬送スクリュー３０５は、回転軸の回転により現像剤を第１搬送スクリュー３０４による搬送方向と逆向きの図中手前側から図中奥側に向けて搬送する。

第１搬送スクリュー３０４と第２搬送スクリュー３０５との間であって、現像ローラ３０２の長手方向両端部を除く中央部で、第１搬送スクリュー３０４が配置される現像剤供給搬送路と第２搬送スクリュー３０５が配置される現像剤回収搬送路とを仕切る仕切板３０６が、ケーシング３０１の現像ローラ３０２から離れる側の内壁と一体に片持ち支持状に形成されている。仕切板３０６は、その長手方向については、現像ローラ３０２の長手方向両端部を除く中央部に位置し、現像ローラ３０２の長手方向両端部に対応する部位には無い。一方、第１搬送スクリュー３０４及び第２搬送スクリュー３０５の各長手方向端部は現像ローラ３０２の長手方向両端部まで及んでいる。

第２搬送スクリュー３０５で矢印１２の向きに現像剤回収搬送路中を搬送された現像剤は、その搬送方向下流端でケーシング３０１の側壁で進路を絶たれるため、その側壁に沿って盛り上がり、開口部３０７を介して矢印１３に沿って第１搬送スクリュー３０４が配置された現像剤供給搬送路へ移動する。一方、第１搬送スクリュー３０４で矢印１１の向きに現像剤供給搬送路中を搬送された現像剤は、現像剤供給搬送路の下流側端部の底面に設けられた連通孔３０９から矢印１４に沿って現像剤回収搬送路へ降下する。

仕切板３０６は、その長手方向については、現像ローラ３０２の長手方向両端部を除く中央部に位置するようにしている。これにより、その長手方向の端部での矢印１３，１４の現像剤の流れを可能にして、全体として矢印１１，１４，１２，１３に沿うような現像剤の循環搬送路を形成することができる。また、仕切板３０６は、第１搬送スクリュー３０４が撹拌搬送する現像剤３２０を下から支えて現像剤供給搬送路を形成するとともに、剤離し領域９で現像ローラ３０２から離されて現像剤回収搬送路へ回収された現像剤が現像剤供給搬送路へ移動するのを防止している。このような機能をより確実にするため、現像ローラ３０２の外周部と仕切板３０６との間隔、仕切板ギャップＧＰ２は、０．２〜１ｍｍ程度に保持するのが好ましい。０．２ｍｍ未満では現像ローラ３０２の回転時の偏心により仕切板３０６が現像ローラに接触するおそれがあり、１ｍｍを超えると回収した現像剤が現像剤供給搬送路へ移動するのを防止する機能が不十分になるからである。

さらに、剤離し領域９からずれた配置としても、仕切板としての機能を得ることは可能である。しかし、剤離し領域９からずれた配置とした場合には、仕切板が多量の現像剤を規制するケースも生じ得ることから、現像剤が受けるストレスが大となり、好ましくない。そこで、現像ローラ３０２を間にして感光体１と反対側の現像ローラ３０２まわりの下部に剤離し領域９が位置し、現像ローラの回転方向上剤離し領域９の下流側に隣接して剤汲み上げ位置１０が位置する構成とし、剤離し領域９と剤汲み上げ位置１０との間で、現像ローラ３０２の周囲に現像剤が付着する量が最も少ない位置に、第１搬送スクリュー３０４周囲の空間と、第２搬送スクリュー３０５周囲の空間を遮蔽するようにして、仕切板３０６を設け、かつ、仕切板３０６の現像ローラ３０２側の端部を現像ローラ３０２に対向させた構成とする。このように構成すれば、前記仕切板ギャップＧＰ２の０．２〜１ｍｍの設定をしなくてもこの仕切板が設けられる部位では現像ローラ３０２の周囲に現像剤が付着する量が最も少ない位置であるので、仕切板３０６の機能を発揮できるし、また、該仕切板により規制されることで現像剤が受けるストレスを最小限にすることができる。つまり、仕切板設定時のギャップ管理を緩和できる。尤も、その上で仕切板ギャップＧＰ２を０．２〜１ｍｍの設定にする条件をさらに付加した構成とすれば、現像剤に与えるストレスをより少なくすることが

また、本実施形態では、現像ローラ３０２と仕切板３０６の最近接位置は、第１搬送スクリュー３０４と第２搬送スクリュー３０５との間であって、現像ローラ３０２に現像剤が付く量が最も少ない領域、すなわち、Ｐ３極とＰ４極との間で、現像ローラ表面の磁束密度が、１０ｍＴ以下の剤離し領域９内に設定している。

また、本実施形態では、図８に示すように、第２搬送スクリュー３０５による現像剤搬送方向下流部では、開口部３０７に対応する範囲で、螺旋状の羽根部に代えて、羽根車３０８が形成されている。この羽根車３０８は、第２搬送スクリュー３０５の軸部３０５Ｊについて軸心（中心線Ｏ−３０５ａ）から放射状に延びる複数枚の板部材であり、第２搬送スクリュー３０５の回転に伴って現像剤３２０を上方に跳ね上げる機能を有する。

図４に示すように、第１搬送スクリュー３０４の中心Ｏ−３０４と第２搬送スクリュー３０５の中心Ｏ−３０５とは略同一鉛直線上にあり、羽根車３０８は反時計回りの向きに回転し、ケーシング３０１の内壁に沿って現像剤３２０を跳ね上げる。開口部３０７はこの跳ね上げによる現像剤の進路を妨げないように、かつ、せっかく跳ね上げた現像剤が第２搬送スクリュー３０５へ落下することのないように、中心Ｏ−３０４と中心Ｏ−３０５とを結ぶ略鉛直線よりも僅かにケーシング内壁寄りの位置からケーシング内壁部に及ぶように形成してある。つまり、開口部３０７は仕切板３０６の一部に穴を開けた如き状態で形成されているので、第２搬送スクリュー３０５から第１搬送スクリュー３０４へ現像剤を持ち上げる部分には上下の空間をつなげる開口部３０７があるが、この開口部３０７に対応する現像ローラ側の部位には、現像ローラ軸方向中央部と同様に仕切板が存在する。この残りの仕切板部により、開口部３０７を通って下から上に移動した現像剤は再び下方に落下することなく現像ローラ３０２に引き寄せられ、現像ローラ３０２によって第２搬送スクリュー３０５に搬送されるか、または、第１搬送スクリュー３０４により搬送されていくので、効率の良い現像剤循環を行うことができる。

第１搬送スクリュー３０４の回転方向は、反時計まわりの向きに回転する現像ローラ３０２と逆向きの時計回りの向きにしてある。一般に、スクリューは、被搬送物を軸方向に送りながら、回転方向に寄せる作用があるので、第１搬送スクリュー３０４は現像剤３２０を現像剤供給搬送路で現像ローラ３０２側に寄せながら搬送することになる。従って、現像ローラ３０２に接触する現像剤量を多く確保することができ、現像ローラ３０２に対する安定した現像剤供給が可能になる。

第２搬送スクリュー３０５は、現像ローラ３０２と同じ向きに回転させている。本実施形態では反時計方向である。これにより、第２搬送スクリュー３０５は現像剤３２０を現像ローラ３０２から離れた方向に寄せながら搬送することになる。よって、剤離し領域９で磁気力や仕切板３０６などにより一度現像ローラ３０２から離された現像剤が現像ローラ３０２に再度付着することが抑制される。よって、現像後のトナー濃度が低下した現像剤が第１搬送スクリュー３０４の領域に移動することを防ぐことができる。

次に、トナー補給について説明する。
現像装置３内の現像剤３２０は、現像動作を繰り返すうちにトナーが消費されていくので、現像装置外部から装置内の現像剤に対してトナーを補給する必要がある。本実施形態では、図８に示したように、連通孔３０９が設けられている現像剤供給搬送路の下流側端部（現像装置の手前側の端部）の上方に、トナー補給口３１０が設けられている。このトナー補給口３１０は、仕切板３０６が無い手前側の端部上方のケーシング３０１に形成されている。トナー補給口３１０から補給されたトナーは、現像ローラ３０２の現像領域対向部分から外れた現像剤供給搬送路の下流側端部から現像剤３２０とともに連通孔３０９を介して降下し、現像剤回収搬送路の上流側端部へ移動して、第２搬送スクリュー３０５により、現像剤と攪拌されながら現像剤回収搬送路中を搬送される。

本実施形態では、供給回収分離方式を採用しており、現像剤回収搬送路を流れる現像剤は現像ローラ３０２へ供給されることがない。よって、トナー補給口３１０から新しく補給されたトナーによりトナー帯電量が不十分でトナー濃度が不均一な状態の現像剤が、現像ローラ３０２へ供給されて現像に供されることはない。補給されたトナーは、現像剤回収搬送路内で、現像ローラ３０２から回収されたトナー濃度の低い現像剤３２０と撹拌混合されながら、下流端（現像装置３の奥側の端部）へ搬送されるまでに、トナーが十分に摩擦帯電され、トナー濃度が正常化される。そして、このような現像剤が羽根車３０８などの作用により開口部３０７から現像剤供給搬送路へ持ち上げられ、第１搬送スクリュー３０４により手前側に搬送されながら現像ローラ３０２に供給され、現像に使用される。

なお、ここでは、現像剤供給搬送路の下方に現像剤回収搬送路が配置された２つの搬送路で循環搬送を行う構成について説明したが、３つ以上の搬送路で循環搬送を行う構成であっても、現像剤供給搬送路の下方に搬送路が配置され、かつ、現像剤供給搬送路の下流端まで搬送された現像剤を連通孔３０９から当該搬送路へ移動させる構成であれば、適用可能である。

次に、本発明の特徴部分である、トナー補給直後の補給トナーが補給直後に現像領域へ搬送されて現像に供されることによる地肌汚れ等の不具合を抑制する構成について説明する。
本実施形態の現像装置３は、なるべく現像剤供給搬送路の長さを短くして、現像ローラ回転軸方向の小型化を図ることが望まれる。そのため、現像ローラ３０２の現像領域対向部分よりも現像ローラ回転軸方向外側に位置する現像剤供給搬送路の下流側端部（連通孔３０９が設けられている部分）は、その現像ローラ回転軸方向の長さが短いものとなる。本実施形態では、このような現像剤供給搬送路の下流側端部にトナー補給を行うので、その補給トナーが補給される箇所は、現像ローラの現像領域対向部分に近接している。また、本実施形態では、現像剤供給搬送路の下流側端部に対して上方から補給トナーを落下させてトナー補給を行う。そのため、補給トナーは非常に粒径の小さい微粒子であるため、補給トナーの一部は現像剤中に取り込まれる前に空中に浮遊する。本実施形態のように供給回収分離方式では、現像剤供給搬送路の下流側部分に存在する現像剤の量がその上流側よりも少ないため、現像剤供給搬送路の下流側部分の現像剤上方空間は広い。よって、トナー補給が行われる現像剤供給搬送路の下流側部分ではその広い空間内に多くの補給トナーが浮遊する。このように多くの補給トナーが浮遊する現像剤供給搬送路の下流側部分は、上述したように、現像ローラの現像領域対向部分に近接しているため、補給直後の浮遊した補給トナーが現像領域対向部分側に移動して、現像ローラに担持されて現像領域へ搬送されてしまいやすい。このように補給直後の補給トナーが現像領域へ搬送されてしまうと、トナー飛散や地肌汚れを引き起こす。

なお、本実施形態のように、現像剤供給搬送路の下流側端部にトナー補給口３１０を設けた構成であれば、図１７や図１８に示したように、現像剤回収搬送路にトナー補給口３１０を設ける場合に比べて、補給トナーが現像剤に迅速に混ざり合うという利点がある。
詳しく説明すると、現像剤回収搬送路にトナー補給口３１０を設ける図１７や図１８に示した構成では、補給したトナーが現像剤の上面に堆積した状態で現像剤回収搬送路を流れ、その多くは現像剤の上面に堆積したまま現像剤回収搬送路の下流端まで搬送される。ある実験機では、目視による確認で、約１／３程度のトナーが現像剤に取り込まれずに現像剤の上面に堆積したまま現像剤回収搬送路の下流端まで搬送されていた。なお、このように現像剤の上面に堆積したまま現像剤回収搬送路の下流端まで搬送された補給トナーは、開口部３０７を介して現像剤が盛り上がる部分で現像剤と混ざり合い、現像剤供給搬送路へ受け渡される。
これに対し、現像剤供給搬送路の下流側端部にトナー補給口３１０を設ける本実施形態の構成では、トナー補給口から落下して現像剤の上面に着地した補給トナーに対し、現像剤供給搬送路を流れてくる現像剤が順次供給されることになる。そして、連通孔３０９を下降する際に補給トナーと現像剤とが更に混ざり合う。このように現像剤に混ざり合った現像剤は、第２搬送スクリュー３０５により現像剤回収搬送路を流れながら、現像ローラ３０２から回収されるトナー濃度の低い現像剤と攪拌混合され、現像剤回収搬送路の下流端まで搬送される。その後、現像剤回収搬送路の下流端まで搬送された現像剤は、開口部３０７を介して現像剤が盛り上がる部分で更に混合され、現像剤供給搬送路へ受け渡される。ある実験機では、現像剤回収搬送路の上流側端部において、補給トナーが目視で約半分程度は現像剤と混ざっていることが確認された。また、残りの補給トナーは現像剤回収搬送路の下流端まで搬送される間にほぼすべてが現像剤に取り込まれていた。

このように、本実施形態の構成では、補給された補給トナーは迅速に現像剤へ取り込まれるが、それでもなお、補給トナーの一部は現像剤中に取り込まれる前に空中に浮遊する。
特に、本実施形態では、補給トナーが落下する箇所に対応する第１搬送スクリュー３０４の螺旋状の羽根が存在し、この羽根の一部が現像剤の上面から露出している。そのため、第１搬送スクリュー３０４が回転して羽根が動くと、補給トナーが落下する空間の空気をかき回し、現像剤に取り込まれていない補給トナーを舞い上がらせてしまう。また、本実施形態では、落下した補給トナーが着地する現像剤部分が第１搬送スクリュー３０４の螺旋状の羽根によって攪拌されるので、一旦は現像剤に取り込まれた補給トナーを舞い上がらせることも起こり得る。
そこで、本実施形態では、現像剤供給搬送路の下流側端部で浮遊する補給トナーが現像ローラ３０２の現像領域対向部分側へ移動して現像領域へ搬送されてしまうのを抑制する構成を採用している。

図９は、現像剤供給搬送路の内部を上方から見たときの模式図である。
現像剤供給搬送路内では、第１搬送スクリュー３０４により現像剤が図９中左（上流側）から右（下流側）へ搬送されながら、その一部が現像ローラ３０２に汲み上げられる。したがって、現像剤供給搬送路内の現像剤量は、上流側（図９中左側）が多く、下流側（図９中右側）が少ない状態になる。本実施形態においては、現像剤供給搬送路の下流側端部におけるトナー補給口３１０よりも現像ローラ３０２の現像領域対向部分側の箇所に、現像剤供給搬送路内の現像剤上方空間を流れる気流Ｋ０の流路を狭める流路制限部材としてのリブ３１１が設けられている。本実施形態におけるリブ３１１は、図１０に示すように、トナー補給口から供給されて浮遊した補給トナーが現像ローラ３０２側へ移動するための通路スペースの一部を塞いでいる。一般的には、気流の流路を狭めても、その前後で運ばれる空気の量は変わらないため、気流の流路が狭まればその部分だけ気流の速度が速くなる。その結果、その通路スペースが狭まり、浮遊トナーの現像ローラ３０２側への移動を妨げる気流Ｋ１の強さが、リブ３１１が存在しない箇所の気流Ｋ０よりも増大する。したがって、このようなリブ３１１が設けられていない場合と比較して、現像ローラ３０２側へ移動する浮遊トナーの量を効果的に減少させることができる。

なお、図１０に示すように、本実施形態のリブ３１１は、現像剤供給搬送路の現像剤上方空間だけでなく現像剤が通る領域まで延在している。これにより、現像剤供給搬送路中を搬送される現像剤の流れがリブ３１１により阻害されるが、現像剤はリブ３１１と現像剤供給搬送路の内壁との間の隙間から現像剤供給搬送路の下流側端部へと流れることができるので、現像剤の循環が阻害されるおそれはない。むしろ、現像剤供給搬送路の下流側は現像剤の量が少ないため、リブ３１１により現像剤の流れが阻害されることで、現像剤供給搬送路の下流側の現像剤量を多く確保することが可能となり、現像ローラ３０２に対する安定した現像剤供給に寄与するので好ましい。
更に、リブ３１１により現像剤の流れが阻害され、現像剤供給搬送路の下流側の現像剤の量が増える結果、現像剤の上面が上昇し、トナー補給口から供給されて浮遊した補給トナーが現像ローラ３０２側へ移動するための通路スペースがより狭いものとなる。よって、浮遊トナーの現像ローラ３０２側への移動を妨げる気流Ｋ１の強さが更に増大し、現像ローラ３０２側へ移動する浮遊トナーの量をより効果的に減少させることができる。

また、本実施形態におけるリブ３１１は、第１搬送スクリュー３０４の回転軸に対して直交する仮想面において現像剤供給搬送路内の現像ローラ３０２に近い側に設けられている。これにより、トナー補給口３１０から落下した補給トナーが現像ローラ３０２へ向かう直線的なルートは、リブ３１１により遮断でき、補給トナーが現像ローラ３０２側へ向かうことをリブ３１１によって遮蔽する効果が高い。しかも、仮に浮遊トナーが気流Ｋ１に抗してリブ３１１を乗り越えた場合でも、その浮遊トナーが着地する現像剤は現像ローラ３０２から離れた箇所のものであるため、現像ローラ３０２に汲み上げられるよりも先に現像剤供給搬送路の下流側端部へ搬送され、現像領域へ搬送される可能性は少ない。

また、本実施形態では、図１０に示すように、リブ３１１が現像剤供給搬送路の現像剤上方空間だけでなく現像剤が通る領域まで延在しているため、第１搬送スクリュー３０４の回転軸に設けられた螺旋状の羽根とリブ３１１とが接触しないように構成する必要がある。本実施形態では、螺旋状の羽根のうちリブ３１１と接触する部分だけを切り取り、螺旋状の羽根とリブ３１１とが接触しないように構成しているが、他の構成であってもよい。例えば、螺旋状の羽根のうちリブ３１１と接触する羽根部分だけを小さく形成するようにしてもよい。

また、本実施形態では、上述したように、現像剤供給搬送路の下流側端部に第１搬送スクリュー３０４の螺旋状の羽根が存在すると、補給トナーを舞い上がらせるなどの弊害が出る。よって、螺旋状の羽根がリブ３１１と対向する部分から現像剤搬送方向下流側の部分にかけて、第１搬送スクリュー３０４の回転軸から螺旋状の羽根を取り除いた構成とするのが好ましい。なお、この部分の羽根を取り除いたとしても、この部分の現像剤は自重により連通孔３０９へ移動するため、現像剤の循環搬送に支障は出ない。

図１１は、リブ３１１を設けた場合（条件１）と設けていない場合（条件２）とについて、感光体上の地肌汚れの評価を行った実験結果を示すグラフである。
地肌汚れは、静電潜像が無い非画像部にトナーが付着する現象であり、弱帯電トナー（トナーがキャリアと十分摩擦帯電できていない状態）の割合が多い場合に、地肌汚れが多くなる（悪くなる）。地肌汚れは、感光体上の非画像部に付着しているトナーを透明なテープで取り、その濃度をＸ−ｒｉｔｅ社製分光測色濃度計にて測定したものである。図１１に示すグラフからも分かるように、リブ３１１を設けたことで地肌汚れの量が少なくなった（良くなった）。これは、リブ３１１を設けたことで、補給トナーが補給直後に現像ローラ３０２に担持されて現像に寄与する事態が軽減されたことによるものである。

なお、現像剤供給搬送路を流れてくる現像剤を受けるリブ３１１の面は、図１２に示すように、現像剤搬送方向下流側に向けて傾斜する面であるのが好ましい。これにより、現像剤供給搬送路内を流れる気流の流れが、リブ３１１の面によって、リブ３１１と現像剤供給搬送路の内壁との間の通路スペースへと誘導され、その通路スペースの気流Ｋ１をより強いものとすることができる。その結果、浮遊した補給トナーが現像ローラ３０２側へ移動することを抑制する効果が高まる。
また、本実施形態のようにリブ３１１が現像剤供給搬送路の現像剤上方空間だけでなく現像剤が通る領域まで延在している場合には、図１２に示すように、現像剤供給搬送路を流れてくる現像剤を受けるリブ３１１の面が現像剤搬送方向下流側に向けて傾斜していることで、リブ３１１に接触した現像剤がそこに滞留してしまうことが抑制できる。

〔変形例１〕
次に、上記実施形態における流路制限部材の変形例（以下、本変形例を「変形例１」という。）について説明する。
図１３は、本変形例１における現像剤供給搬送路の内部を上方から見たときの模式図である。
図１４は、本変形例１の現像装置内を横方向から見たときの模式図である。
本変形例１においては、トナー補給口３１０から落下した補給トナーを現像剤供給搬送路の下部まで案内するためのトナー案内通路３１４を形成する通路形成部材としてのトナー案内通路枠３１３が設けられている。本変形例１において、このトナー案内通路枠３１３の現像剤供給搬送路を流れてくる現像剤を受ける面を形成している部分が、上記リブ３１１と同様に、流路制限部材として機能している。本変形例１において、トナー案内通路枠３１３の下端は、第１搬送スクリュー３０４の回転軸の僅かに上側まで伸びている。このトナー案内通路枠３１３と接触し得る螺旋状の羽根は取り除かれている。

本変形例１によれば、トナー補給口３１０から現像剤供給搬送路内に補給トナーを直接的に落下させる上記実施形態の構成と比較して、トナー案内通路枠３１３により補給トナーが現像剤供給搬送路内に拡散することが抑制される。よって、上記実施形態よりも、補給トナーが浮遊して現像ローラ側へ移動し、現像に供される事態は更に減少する。

なお、トナー案内通路枠３１３の下端は、第１搬送スクリュー３０４の回転軸に接触しないのであれば、図１４の一点鎖線で示すように、第１搬送スクリュー３０４の回転軸よりも更に下方まで延ばしても良い。
また、本変形例１では、図１３に示したように、トナー案内通路枠３１３を、第１搬送スクリュー３０４の回転軸に対して直交する仮想面において現像剤供給搬送路内の現像ローラ３０２に近い側に設けられているが、図１５に示すように、現像剤供給搬送路内の現像ローラ３０２から遠い側に設けられてもよい。

〔変形例２〕
次に、上記実施形態における現像剤循環搬送機構の変形例（以下、本変形例を「変形例２」という。）について説明する。
図１６は、本変形例２における現像剤循環搬送機構の概略構成を示す説明図である。
上記実施形態では、現像剤供給搬送路の下方に現像剤回収搬送路が配置され、これらの２つの搬送路で現像剤を循環搬送する構成であったが、本変形例２では、３つの搬送路で現像剤を循環搬送する構成である。なお、３つの搬送路で現像剤を循環搬送する構成は本変形例２の構成に限定されない。

本変形例２では、第１搬送スクリュー３０４が配置される現像剤供給搬送路と、第２搬送スクリュー３０４が配置される現像剤回収搬送路と、現像剤供給搬送路及び現像剤回収搬送路の下流端までそれぞれ搬送された現像剤を現像剤供給搬送路の上流端へ戻すための現像剤攪拌搬送路という３つの搬送路が設けられている。現像剤攪拌搬送路には、第２搬送スクリュー３１５が設けられている。本変形例２において、現像剤供給搬送路及び現像剤回収搬送路の現像剤搬送方向は奥側から手前側であり、互いに同じ向きである。一方、現像剤攪拌搬送路の現像剤搬送方向は手前側から奥側であり、現像剤供給搬送路及び現像剤回収搬送路の現像剤搬送方向とは逆向きである。

本変形例２の構成において、現像剤の循環経路は次の２通りである。
第１は、第１搬送スクリュー３０４（現像剤供給搬送路）→現像ローラ３０２→第２搬送スクリュー３０５（現像剤回収搬送路）→第３搬送スクリュー３１５（現像剤攪拌搬送路）→第１搬送スクリュー３０４（現像剤供給搬送路）の順路である。
第２は、第１搬送スクリュー３０４（現像剤供給搬送路）→第３搬送スクリュー３１５（現像剤攪拌搬送路）→第１搬送スクリュー３０４（現像剤供給搬送路）の順路である。

本変形例２においても、現像剤供給搬送路の下方に現像剤回収搬送路や現像剤攪拌搬送路が配置され、かつ、現像剤供給搬送路の下流端まで搬送された現像剤は連通孔３０９からこれらの搬送路へ移動させる構成となっている。そして、現像剤供給搬送路の下流側端部にトナー補給口３１０が設けられているため、上述した実施形態の場合と同様に、補給トナーが浮遊して現像ローラ側へ移動し、現像に供される可能性がある。しかしながら、本変形例２においても、上記実施形態と同様に、リブ３１１が設けられているので、補給トナーが浮遊して現像ローラ側へ移動することが抑制されている。もちろん、リブ３１１とは異なる流路制限部材、例えば上記変形例１に示したトナー案内通路枠３１３を利用してもよい。

以上、本実施形態（各変形例を含む。）に係るプリンタは、潜像担持体としての感光体１と、感光体１上に静電潜像を形成する潜像形成手段としての帯電装置２及び露光装置１６と、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤により感光体１上の静電潜像を現像する現像装置３とを有し、現像装置３により感光体１上に形成されたトナー像を最終的に記録材としての転写紙８へ転移させて転写紙上に画像を形成する画像形成装置である。この現像装置３は、現像剤担持体としての現像ローラ３０２に沿って現像ローラ回転軸方向に伸びる現像剤供給搬送路中を搬送されている現像剤３２０を、回転している現像ローラ３０２の表面に担持させることにより、現像ローラ３０２の表面に担持された現像剤３２０を現像領域Ａへ搬送し、現像領域Ａにて現像剤中のトナーを感光体表面上の静電潜像に付着させて静電潜像を現像するとともに、現像領域Ａを通過した現像剤を現像ローラ３０２から現像剤供給搬送路とは別の搬送路である現像剤回収搬送路に回収する現像装置である。そして、現像剤供給搬送路は、その下流側端部が現像ローラ３０２の現像領域対向部分よりも現像ローラ回転軸方向外側に位置しているとともに、その下流側端部の底面には連通孔３０９が設けられ、かつ、その下流側端部の上方にはトナー補給口３１０が設けられており、現像剤供給搬送路の連通孔３０９を通じて移動した現像剤３２０を、現像剤回収搬送路を介して又は現像剤回収搬送路とは別の搬送路を介して、現像剤供給搬送路の現像剤搬送方向上流側端部へ搬送する循環搬送機構を有しており、現像剤供給搬送路の下流側端部におけるトナー補給口３１０よりも現像ローラ３０２の現像領域対向部分側の箇所に、現像剤供給搬送路内の現像剤上方空間を流れる気流Ｋ０の流路を狭める流路制限部材としてのリブ３１１やトナー案内通路枠３１３が設けられている。これにより、トナー補給口３１０から供給されて浮遊した補給トナーが現像領域対向部分側へ移動するための通路スペース（現像剤上方空間）の一部をリブ３１１やトナー案内通路枠３１３で塞ぐことになる。その結果、リブ３１１やトナー案内通路枠３１３それ自身で浮遊トナーの現像領域対向部分側への移動を妨げることができるだけでなく、その通路スペースが狭まる結果、浮遊トナーの現像領域対向部分側への移動を妨げる気流Ｋ１の強さを増大させることができる。したがって、このようなリブ３１１やトナー案内通路枠３１３が設けられていない場合と比較して、現像領域対向部分側へ移動する浮遊トナーの量を効果的に減少させることができ、トナー飛散や地肌汚れの発生が抑制される。
特に、本実施形態（各変形例を含む。）においては、リブ３１１やトナー案内通路枠３１３等の流路制限部材が、現像剤供給搬送路の幅方向（横方向）における現像ローラ３０２が位置する側に配置されているので、上述したとおり、現像ローラ３０２が位置する側とは反対側に配置されている場合よりも、浮遊トナーが現像領域対向部分側へ移動するのを妨げる効果が高い。
また、上記変形例１においては、トナー補給口３１０から落下した補給トナーを現像剤供給搬送路の下部まで案内するためのトナー案内通路を形成する通路形成部材としてのトナー案内通路枠３１３を設け、これを流路制限部材として用いている。これにより、上述したように、トナー補給口３１０から現像剤供給搬送路内に補給トナーを直接的に落下させる構成と比較して、トナー案内通路枠３１３により補給トナーが現像剤供給搬送路内に拡散することが抑制される。よって、補給トナーが浮遊して現像ローラ側へ移動し、現像に供される事態は更に減少する。
また、本実施形態（各変形例を含む。）においては、現像剤供給搬送路に、螺旋状の羽根部を回転軸に備え、その回転軸方向に沿って現像剤を搬送する第１搬送スクリュー３０４が設けられており、リブ３１１やトナー案内通路枠３１３等の流路制限部材に対向する第１搬送スクリュー３０４の部分に設けられる羽根部を、除去するか、又は、現像ローラ３０２の現像領域対向部分に対向する第１搬送スクリュー３０４の部分に設けられる羽根部よりも小さくするのがよい。これにより、流路制限部材の配置が、第１搬送スクリュー３０４の羽根部によって制約を受けることがない。
特に、トナー補給口３１０の下方に位置する第１搬送スクリュー３０４の部分には羽根部を備えないように構成することで、トナー補給口３１０から補給された補給トナーが羽根部により現像剤供給搬送路の下流側端部で舞い上げられる事態を防止できる。その結果、この部分に羽根部を備えた構成と比較して、現像剤供給搬送路の下流側端部に浮遊するトナーの量が少なくなり、浮遊した補給トナーが現像ローラ側へ移動してしまう量が減少するので、トナー飛散や地肌汚れの発生が更に抑制される。

１ 感光体
２ 帯電装置
３ 現像装置
１５ 搬送ベルト
１６ 露光装置
１７ 画像形成部
３０１ ケーシング
３０２ 現像ローラ
３０２ｃ スリーブ
３０２ｄ マグネットローラ
３０３ 現像ドクタ
３０４ 第１搬送スクリュー
３０５ 第２搬送スクリュー
３０６ 仕切板
３０７ 開口部
３０８ 羽根車
３０９ 連通孔
３１０ トナー補給口
３１１ リブ
３１３ トナー案内通路枠
３１４ トナー案内通路
３１５ 第３搬送スクリュー
３２０ 現像剤

特開２００２−６５９９号公報

Claims (7)

1. 現像剤担持体に沿って現像剤担持体回転軸方向に伸びる現像剤供給搬送路中を搬送されているトナーとキャリアとを含んだ二成分現像剤を、回転している該現像剤担持体の表面に担持させることにより、該現像剤担持体の表面に担持された二成分現像剤を現像領域へ搬送し、現像領域にて二成分現像剤中のトナーを潜像担持体表面上の潜像に付着させて該潜像を現像するとともに、現像領域を通過した二成分現像剤を該現像剤担持体から該現像剤供給搬送路とは別の搬送路である現像剤回収搬送路に回収する現像装置において、
   上記現像剤供給搬送路は、現像剤搬送方向下流側端部が上記現像剤担持体の現像領域対向部分よりも現像剤担持体回転軸方向外側に位置しているとともに、該現像剤搬送方向下流側端部の底面には連通孔が設けられ、かつ、該現像剤搬送方向下流側端部の上方にはトナー補給口が設けられており、
   上記現像剤供給搬送路の上記連通孔を通じて移動した二成分現像剤を、上記現像剤回収搬送路を介して又は該現像剤回収搬送路とは別の搬送路を介して、該現像剤供給搬送路の現像剤搬送方向上流側端部へ搬送する循環搬送機構を有しており、
   上記現像剤供給搬送路の現像剤搬送方向下流側端部における上記トナー補給口よりも上記現像剤担持体の現像領域対向部分側の箇所に、該現像剤供給搬送路内の二成分現像剤上方空間を流れる気流の流路を狭める流路制限部材を設けた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、
   上記流路制限部材は、現像剤担持体回転軸方向に対して直交する方向であって水平方向である方向における上記現像剤供給搬送路内の上記現像剤担持体が位置する側に配置されていることを特徴とする現像装置。
3. 請求項１又は２の現像装置において、
   上記トナー補給口から落下した補給トナーを下方へ案内するためのトナー案内通路を形成する通路形成部材を有し、
   上記流路制限部材として、上記通路形成部材を用いることを特徴とする現像装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の現像装置において、
   上記現像剤供給搬送路には、螺旋状の羽根部を回転軸に備え、その回転軸方向に沿って二成分現像剤を搬送する搬送スクリューが設けられており、
   上記流路制限部材に対向する上記搬送スクリューの部分に羽根部を設けない、又は、上記流路制限部材に対向する該搬送スクリューの部分に設けられる羽根部が上記現像剤担持体の現像領域対向部分に対向する該搬送スクリューの部分に設けられる羽根部よりも小さくすることを特徴とする現像装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置において、
   上記現像剤供給搬送路には、螺旋状の羽根部を回転軸に備え、その回転軸方向に沿って二成分現像剤を搬送する搬送スクリューが設けられており、
   上記現像剤搬送方向下流側端部の上記トナー補給口の下方に位置する上記搬送スクリューの部分には、上記羽根部を備えていないことを特徴とする現像装置。
6. 潜像担持体と該潜像担持体上の潜像を現像する現像装置とを一体的に支持し、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカートリッジにおいて、
   上記現像装置として、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の現像装置を用いたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
7. 潜像担持体と、該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤により該潜像担持体上の潜像を現像する現像装置とを有し、該現像装置により該潜像担持体上に形成されたトナー像を最終的に記録材へ転移させて、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
   上記現像装置として、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。

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