JP2015094771A - 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】画像かすれ等の画像不良を確実に防止する。
【解決手段】トナーを表面に担持し、静電潜像を形成した感光体５にトナーを供給する現像ローラ７１と、現像ローラ７１の表面のトナーの層厚を規制する規制ブレード７３と、規制ブレード７３により現像ローラ７１から分離されたトナーを収容すると共に、新規トナーが供給される第１の現像剤収容室（混合室Ｓ１）と、混合室Ｓ１に配置され、互いに搬送方向の異なる複数の搬送スクリュー７７，７８と、混合室Ｓ１と連通し、混合室Ｓ１の現像剤が供給される第２の現像剤収容室（供給室Ｓ２）と、供給室Ｓ２のトナーを現像ローラ７１に供給する供給ローラ７２とを備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に設けられる現像装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置においては、感光ドラム等の潜像担持体に現像剤を供給する現像装置が設けられる。一般に、現像装置は、潜像担持体に接触して現像剤を供給する現像ローラ等の現像剤担持体と、現像剤担持体に現像剤を供給する供給ローラ等の供給部材と、現像材担持体の表面に付着した現像剤の層厚を規制する規制ブレードあるいは規制ローラ等の規制部材とを備える。現像装置の内部に収容された現像剤が、供給部材及び現像剤担持体を介して潜像担持体に供給されることで、潜像担持体の静電潜像の現像が行われる。

例えば特許文献１には、現像ローラの下方にトナー収容室が設けられた現像装置が示されている。この現像装置では、トナー収容室に収容されたトナーを、トナー収容室搬送部材によって上方に飛翔させることで、バッファ室、さらにはバッファ室と連通した現像室へ現像剤を供給している。

また、特許文献２には、トナー補給ローラ（供給部材）及びドクタローラ（規制部材）を有する現像第１ユニット（現像装置）が示されている。この現像第１ユニットに、現像第２ユニット（トナーカートリッジ）から新規トナーが供給される。現像第１ユニットにはトナーパドルが設けられ、これにより、現像第１ユニット内の現像剤と、現像第２ユニットから供給された新規トナーとが撹拌混合される。

特許文献１に記載された現像装置では、一旦バッファ室及び現像室に供給されたトナーは、現像ローラに供給されない限り、バッファ室あるいは現像室に留まり続ける。その結果、トナーの局部的な劣化が生じて画像濃度や地汚れ等にばらつきが生じ、画像かすれ等の画像不具合が生じる恐れがある。

特許文献２に記載された現像装置では、トナーパドルによって現像第１ユニット内のトナーを撹拌することで、トナーの局部劣化がある程度は抑えられる。しかし、この現像装置では、ドクタローラの近傍にトナー補給ローラが設けられている。このため、ドクタローラにより現像ローラから分離されたトナー（非新規トナー）が、新規トナーと十分に混合されない状態で、再びトナー補給ローラを介して現像ローラに供給される場合が生じ得る。この場合、偏在した非新規トナーが現像ローラに供給され、画像かすれ等の画像不具合が生じる恐れがある。

本発明が解決しようとする技術的課題は、画像かすれ等の画像不具合を確実に防止することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、現像剤を表面に担持し、静電潜像を形成した潜像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の表面の現像剤の層厚を規制する規制部材と、前記規制部材により前記現像剤担持体から分離された現像剤を収容すると共に、新規現像剤が供給される第１の現像剤収容室と、前記第１の現像剤収容室に配置され、互いに搬送方向の異なる複数の搬送部材と、前記第１の現像剤収容室と連通し、前記第１の現像剤収容室の現像剤が供給される第２の現像剤収容室と、前記第２の現像剤収容室の現像剤を前記現像剤担持体に供給する供給部材とを備えた現像装置を提供する。

また、上記課題を解決するため、本発明は、現像剤を表面に担持し、静電潜像を形成した潜像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の表面の現像剤の層厚を規制する規制部材と、第１の現像剤収容室と、前記第１の現像剤収容室と連通した第２の現像剤収容室と、前記第２の現像剤収容室に配置され、前記現像剤担持体に現像剤を供給する供給部材とを備え、前記現像剤担持体に担持された現像剤のうち、前記規制部材で規制された現像剤が、前記第１の現像剤収容室、前記第２の現像剤収容室、及び前記供給部材を順に介して前記現像剤担持体に達する第１の循環経路と、前記第１の現像剤収容室に収容された現像剤が、前記第１の現像剤収容室の内部で循環する第２の循環経路とを有し、前記第２の循環経路の途中に新規現像剤が供給される現像装置を提供する。

本発明の現像装置によれば、規制部材により現像剤担持体から分離された現像剤（非新規現像剤）が、第１の現像剤収容室、第２の現像剤収容室、及び供給部材を介して、再び現像剤担持体に供給される。このように、現像装置の内部で現像剤を循環させることで、現像剤が一箇所に留まり続けることがなく、現像剤の局部的な劣化を防止できる（第１の循環経路）。また、第１の現像剤収容室に、互いに搬送方向の異なる複数の搬送部材を設けることで、第１の現像室収容室内で現像剤を循環させ、非新規現像剤と新規現像剤とを十分に撹拌混合することができる（第２の循環経路）。こうして十分に混合された現像剤を第２の現像剤収容室に供給することで、偏在した非新規現像剤が現像剤担持体に再び供給される事態を防止できる。以上により、トナーの局部的な劣化や非新規トナーの偏在に起因した画像かすれ等の画像不具合を確実に防止することができる。

画像形成装置の概略構成図である。 上記画像形成装置に搭載された、本発明の実施形態に係る現像装置の軸直交方向断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、上記現像装置の汲み上げ部材でトナーを汲み上げる様子を示す図である。 上記現像装置の搬送スクリュー付近における軸方向断面図である。 第２搬送スクリュー及びトナー検知部の斜視図である。 上記現像装置の作動状態を示す軸直交方向断面図である。 上記現像装置におけるトナーの第１の循環経路を示す軸直交方向断面図である。 他の実施形態に係る現像装置の軸直交方向断面図である。 他の実施形態に係る現像装置の軸直交方向断面図である。 他の実施形態に係る現像装置の軸直交方向断面図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の実施の形態を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

まず、図１を参照して、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の全体構成について説明する。図１に示す画像形成装置１は、カラーレーザープリンタであり、装置本体の高さ方向略中央部に中間転写ベルト３０が設けられる。中間転写ベルト３０の下方には、４つのプロセスカートリッジ４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋが設けられる。各プロセスカートリッジ４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。尚、本実施形態では、現像剤として、トナーのみからなる一成分現像剤を使用する場合を示すが、トナー及びキャリアからなる二成分現像剤を使用することもできる。

各プロセスカートリッジ４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体５と、感光体５の表面を帯電させる帯電装置６と、感光体５の表面にトナーを供給する現像装置７と、感光体５の表面をクリーニングするクリーニング装置８と、感光体５の表面を露光する露光装置９などを備える。本実施形態では、露光装置９としてＬＥＤユニットが用いられる。

各プロセスカートリッジ４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの上方には、転写装置３が配設されている。転写装置３は、中間転写体としての中間転写ベルト３０と、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ３１と、二次転写手段としての二次転写ローラ３６と、二次転写バックアップローラ３２と、ベルトクリーニング装置３５とを備える。

中間転写ベルト３０は、無端状のベルトであり、二次転写バックアップローラ３２とローラ３３とによって張架されている。ここでは、二次転写バックアップローラ３２が回転駆動することによって、中間転写ベルト３０は図の矢印で示す方向に周回走行（回転）するようになっている。

４つの一次転写ローラ３１は、それぞれ、各感光体５との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで一次転写ニップを形成している。また、各一次転写ローラ３１には、図示しない電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が各一次転写ローラ３１に印加されるようになっている。

二次転写ローラ３６は、二次転写バックアップローラ３２との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、上記一次転写ローラ３１と同様に、二次転写ローラ３６にも図示しない電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ３６に印加されるようになっている。

ベルトクリーニング装置３５は、中間転写ベルト３０に当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードを有する。このベルトクリーニング装置３５から伸びた図示しない廃トナー移送ホースは、図示しない廃トナー収容器に接続されている。

プリンタ本体の上部には、補給用の新規トナーを収容する４つのトナーカートリッジ２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋが着脱可能に装着されている。各トナーカートリッジ２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと上記各現像装置７との間には、図示しない補給路が設けてあり、この補給路を介して各トナーカートリッジ２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋから各現像装置７へ新規トナーが補給されるようになっている。

プリンタ本体の下部には、記録媒体としての用紙を収容した給紙トレイ１０や、給紙トレイ１０から用紙を搬出する給紙ローラ１１等が設けてある。なお、記録媒体には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート等が含まれる。また、図示しないが、手差し給紙機構が設けてあってもよい。

プリンタ本体内には、用紙（図示省略）を給紙トレイ１０から二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路Ｒが配設されている。搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向上流側には、搬送タイミングを計って用紙を二次転写ニップへ搬送するタイミングローラとしての一対のレジストローラ１２が配設されている。

また、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向下流側には、用紙に転写された未定着画像を定着するための定着装置２０が配設されている。さらに、定着装置２０よりも搬送路Ｒの用紙搬送方向下流側には、用紙を装置外へ排出するための一対の排紙ローラ１３が設けられている。また、プリンタ本体の上面部には、装置外に排出された用紙をストックするための排紙トレイ１４が設けてある。

続いて、図１を参照して、上記プリンタの基本的動作について説明する。

作像動作が開始されると、各プロセスカートリッジ４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋにおける各感光体５が図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、各感光体５の表面が帯電装置６によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体５の表面には、露光装置９からレーザー光がそれぞれ照射されて、各感光体５の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体５に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように各感光体５上に形成された静電潜像に、各現像装置７によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。

また、作像動作が開始されると、二次転写バックアップローラ３２が図の反時計回りに回転駆動し、中間転写ベルト３０を図の矢印で示す方向に周回走行させる。また、各一次転写ローラ３１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加されることによって、各一次転写ローラ３１と各感光体５との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。

その後、各感光体５の回転に伴い、感光体５上の各色のトナー画像が一次転写ニップに達したときに、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、各感光体５上のトナー画像が中間転写ベルト３０上に順次重ね合わせて転写される。かくして、中間転写ベルト３０の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。また、中間転写ベルト３０に転写しきれなかった各感光体５上のトナーは、クリーニング装置８によって除去される。そして、各感光体５の表面が図示しない除電装置によって除電され、表面電位が初期化される。

プリンタの下部では、給紙ローラ１１が回転駆動を開始し、給紙トレイ１０から用紙が搬送路Ｒに送り出される。搬送路Ｒに送り出された用紙は、レジストローラ１２によって搬送が一旦停止される。

その後、所定のタイミングでレジストローラ１２の回転駆動を開始し、中間転写ベルト３０上のトナー画像が二次転写ニップに達するタイミングに合わせて、用紙を二次転写ニップへ搬送する。このとき、二次転写ローラ３６には、中間転写ベルト３０上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。そして、この転写電界によって、中間転写ベルト３０上のトナー画像が用紙上に一括して転写される。また、このとき用紙に転写しきれなかった中間転写ベルト３０上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置３５によって除去され、除去されたトナーは図示しない廃トナー収容器へと搬送され回収される。

その後、用紙は定着装置２０へと搬送され、定着装置２０によって用紙上のトナー画像が当該用紙に定着される。そして、用紙は、排紙ローラ１３によって装置外へ排出され、排紙トレイ１４上にストックされる。

以上の説明は、用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスカートリッジ４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つのプロセスカートリッジを使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。

尚、本実施形態では、図１の矢印方向に回転する中間転写ベルト３０の下方に、プロセスカートリッジ４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋが配置される。この場合、プロセスカートリッジを中間転写ベルト３０の上方に配置する場合と比べて、一次転写ニップ（感光体５と一次転写ローラ３１とのニップ）と二次転写ニップ（二次転写ローラ３６と二次転写バックアップローラ３２とのニップ）との距離が短くなる。これにより、一次転写が完了してから二次転写が行われるまで中間転写ベルト３０の走行距離が短くなり、１枚目のプリントにかかる時間（ファーストプリントタイム）を短縮できる。また、中間転写ベルト３０が回転している間は、これと同期して感光体５も回転し続け、感光体５から中間転写ベルト３０へトナーが供給し続けられる。このため、上記のように中間転写ベルト３０の走行距離を短くすることで、感光体の摩耗量やトナー消費量を抑えることができる。

また、ベルトクリーニング装置３５は、二次転写ニップの直後に設けられるため、図示のように中間転写ベルト３０の上方に配置される。もし、プロセスカートリッジ４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋを中間転写ベルト３０の上方に配置すると、プロセスカートリッジ４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋとベルトクリーニング装置３５とが水平方向に並べて配置され、画像形成装置の水平方向幅が嵩む。これに対し、図１に示すように、プロセスカートリッジ４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋを中間転写ベルト３０の下方に配置することで、プロセスカートリッジ４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋとベルトクリーニング装置３５とを水平方向に並べて配置する必要が無くなり、画像形成装置の水平方向幅を抑えることができる。

図２は、本実施形態のプロセスカートリッジ４（各色を示すアルファベットＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは省略する。）の断面図である。プロセスカートリッジ４は、上述のように、感光体５と、帯電装置６と、現像装置７と、クリーニング装置８と、露光装置９とを備える。帯電装置６は、感光体５と当接して帯電させる帯電部材６１と、帯電部材６１を清掃する清掃部材６２とを有する。クリーニング装置８は、感光体５の表面に付着した現像剤（トナー）を除去するクリーニング部材８１と、クリーニング部材８１で除去された廃トナーを搬送する廃トナー搬送部材８２とを有する。

現像装置７は、ハウジング７０と、トナーを担持する現像剤担持体としての現像ローラ７１と、現像ローラ７１にトナーを供給する供給部材としての供給ローラ７２と、現像ローラ７１上に担持されたトナーの層厚を規制する規制部材としての規制ブレード７３とを備える。尚、現像剤担持体は、現像ローラ７１に限らず、例えば現像ベルトであってもよい。また、規制部材は、規制ブレード７３に限らず、例えば規制ローラであってもよい。

ハウジング７０の内部の空間は、仕切り部材７４によって区画され、これにより第１の現像剤収容室としての混合室Ｓ１と、第２の現像剤収容室としての供給室Ｓ２とが形成される。混合室Ｓ１と供給室Ｓ２とは、連通路Ｓ３を介して連通している。図示例では、供給室Ｓ２の下方に混合室Ｓ１が設けられ、供給室Ｓ２の最下部と混合室Ｓ１とが連通路Ｓ３を介して連通される。

仕切り部材７４は、可撓性を有する薄板からなり、例えば金属や樹脂で形成される。仕切り部材７４は、現像ローラ７１及び供給ローラ７２の軸方向と平行に設けられ、現像ローラ７１及び供給ローラ７２と同じ軸方向寸法を有する。仕切り部材７４は、供給ローラ７２付近（図示例では供給ローラ７２の直下）に設けられた保持部材７５に上端が固定され、その固定箇所から斜め下方向に延びている。

混合室Ｓ１には、汲み上げ部材７６と、複数の搬送部材としての第１搬送スクリュー７７及び第２搬送スクリュー７８が設けられる。汲み上げ部材７６は、混合室Ｓ１に収容されたトナーを汲み上げて、連通路Ｓ３を介して供給室Ｓ２に供給するものである。図示例の汲み上げ部材７６は、現像ローラ７１及び供給ローラ７２と平行な回転軸を有し、回転軸を中心に回転することでトナーを汲み上げる。汲み上げ部材７６は、現像ローラ７１や仕切り部材７４と同じ軸方向寸法を有する。汲み上げ部材７６の外周面は、回転軸からの距離が円周方向で異なる断面形状を有し、例えば断面多角形（正方形、正三角形、正六角形等）や断面楕円形とされる。本実施形態では、汲み上げ部材７６が、断面正方形の外周面を有する直方体を成している。汲み上げ部材７６には、仕切り部材７４の下端が、軸方向全域で上方から当接している。

汲み上げ部材７６によりトナーを汲み上げる様子を、図３を用いて説明する。汲み上げ部材７６を矢印Ａ方向に回転させると、汲み上げ部材７６の外周面とハウジング７０の内面とが協働して、混合室Ｓ１のトナーＴ（散点で示す）が上方に汲み上げられ、連通路Ｓ３を介して供給室Ｓ２に押し込まれる｛図３（ａ）〜（ｄ）参照｝。これを繰り返すことで、混合室Ｓ１のトナーＴが供給室Ｓ２に順次供給される。尚、汲み上げ部材７６は、常時回転させてもよいし、指令があったときだけ回転させるようにしてもよい。

汲み上げ部材７６が回転している間、仕切り部材７４は、若干湾曲しながら下端を汲み上げ部材７６に弾性的に押し付けられた状態とされる。これにより、汲み上げ部材７６が回転した場合でも、常に仕切り部材７４が汲み上げ部材７６に接触する。従って、汲み上げ部材７６で汲み上げたトナーＴが、仕切り部材７４と汲み上げ部材７６との間の隙間から混合室Ｓ１に戻る事態を防止できる。また、仕切り部材７４が斜め下方向に延びていることで、供給室Ｓ２が、水平方向断面積を下方（連通路Ｓ３）へ向けて徐々に小さくした先細り形状を成している。これにより、供給室Ｓ２に収容されたトナーが自重で降下した場合でも、水平方向幅が狭くなる方向へ押し込まれるため、トナー同士の摩擦により連通路Ｓ３からの排出（逆流）が規制される。さらに、汲み上げ部材７６を常時回転させれば、混合室Ｓ１の最下部から常にトナーが押し込まれるため、混合室Ｓ１内のトナーの逆流をより確実に規制できる。

第１搬送スクリュー７７及び第２搬送スクリュー７８は、現像ローラ７１等と平行な回転軸を有する。第１搬送スクリュー７７は、規制ブレード７３による規制位置、すなわち、現像ローラ７１上に担持された現像剤と規制ブレード７３との接触位置の真下（鉛直下方）に配置される。第２搬送スクリュー７８の下端は、第１搬送スクリュー７７の下端よりも下方に設けられる。また、第２搬送スクリュー７８の回転軸は、第１搬送スクリュー７７の回転軸よりも、連通路Ｓ３に近接する側（図中左側）に設けられる。第２搬送スクリュー７８は第１搬送スクリュー７７よりも搬送能力が高く、図示例では、第２搬送スクリュー７８は第１搬送スクリュー７７よりも外径寸法が大きい。

第１搬送スクリュー７７及び第２搬送スクリュー７８は、回転することにより軸方向にトナーを搬送するものであり、搬送方向が互いに異なる。本実施形態では、図４に示すように、第１搬送スクリュー７７が軸方向一方にトナーを搬送し、第２搬送スクリュー７８が軸方向他方にトナーを搬送する。また、図示例では、搬送スクリュー７７，７８の軸方向寸法が、現像ローラ７１及び供給ローラ７２の軸方向寸法よりも大きい。本実施形態では、搬送スクリュー７７，７８が、現像ローラ７１等よりも軸方向一方に突出して延びている。ハウジング７０は、現像ローラ７１等を収容する本体部７０ａと、本体部７０ａから軸方向に突出し、搬送スクリュー７７，７８の突出部分を覆う突出部７０ｂとを有する。図示例では、下方に設けられた第２搬送スクリュー７８が、突出部７０ｂに押し込む方向にトナーを搬送し、上方に設けられた第１搬送スクリュー７７が、突出部７０ｂから引き出す方向にトナーを搬送する。これにより、混合室Ｓ１の下部に溜まったトナーが、第２搬送スクリュー７８で突出部７０ｂに押し込まれると共に、第１搬送スクリュー７７により突出部７０ｂから引き出され、図４に示す循環経路Ｃに沿ってトナーが循環する。

混合室Ｓ１には、混合室Ｓ１に収容されたトナーの量を検知する、現像剤検知部としてのトナー検知部９０が設けられる。本実施形態のトナー検知部９０は、図５に示すように、ハウジング７０に固定された第１の導光部材９１及び第２の導光部材９２と、搬送部材（図示例では第２搬送スクリュー７８）に固定された清掃部材９３とを備える。第１の導光部材９１の一端部は発光素子（図示省略）に接続され、他端部は発光面９１ａとして機能する。第２の導光部材９２の一端部は受光素子（図示省略）に接続され、他端部は受光面９２ａとして機能する。第１の導光部材９１の発光面９１ａは、第２の導光部材９２の受光面９２ａと対向し、図示例では、軸方向で対向している。

清掃部材９３は、可撓性の板状部材で形成され、たとえばＰＥＴシートで形成される。清掃部材９３は、第２搬送スクリュー７８と共に回転する。清掃部材９３が回転し、第１の導光部材９１の発光面９１ａ及び第２の導光部材９２の受光面９２ａと清掃部材９３とが摺動することにより、発光面９１ａ及び受光面９２ａに付着したトナーが除去される。また、清掃部材９３が回転することにより、混合室Ｓ１の下部に溜まったトナーが清掃部材９３で掻き上げられ、この掻き上げられたトナーが発光面９１ａと受光面９２ａとの間を通過する。このとき、清掃部材９３で掻き上げられたトナーが発光面９１ａと受光面９２ａとの間を通過するときは、発光面９１ａから発光された光が受光面９２ａに達せず、受光素子が信号を検知しない。それ以外のときは、発光面９１ａから発光された光が受光面９２ａに達し、受光素子が信号を検知する。このとき、混合室Ｓ１のトナー量によって、清掃部材９３が掻き上げるトナー量が変わるため、受光素子による受光時間が変わる。従って、受光素子による受光時間を検知することで、混合室Ｓ１内のトナー量を検知することができる。

尚、トナー検知部９０を、規制ブレード７３による規制位置に真下の搬送部材（第１搬送スクリュー７７）に設けると、規制ブレード７３で規制されたトナーが発光面９１ａや受光面９２ａに降りかかり、トナー検知部９０の検知精度が低下する恐れがある。従って、トナー検知部９０は、規制ブレード７３による規制位置の真下を回避した位置の搬送部材（第２搬送スクリュー７８）に設けることが好ましい。

混合室Ｓ１には、図４に示すように、トナーカートリッジ２（各色を示すアルファベットＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは省略する。）からの新規トナーを供給するための新規トナー供給口７９が設けられる。新規トナー供給口７９は、例えば、第１搬送スクリュー７７によるトナーの搬送経路に設けられる。本実施形態では、図４に示すように、ハウジング７０の突出部７０ｂのうち、第１搬送スクリュー７７（特に軸端部）の上方に新規トナー供給口７９が設けられる。新規トナー供給口７９には、図示しないシャッター等の開閉手段が設けられる。常時は、新規トナー供給口７９は閉じているが、トナー検知部９０が検知するトナー量が基準値を下回った場合に開閉手段が開き、これによりトナーカートリッジ２から新規トナー供給口７９を介して混合室Ｓ１に新規トナーが補充される。尚、新規トナー供給口７９は、第２搬送スクリュー７７による搬送経路に設けてもよい。あるいは、新規トナー供給口７９を、ハウジング７０の本体部７０ａに設けてもよい。この場合、ハウジングに突出部７０ｂは設けられず、搬送スクリュー７７及び７８は、現像ローラ７１等と同じ軸方向寸法とされ、本体部７０ａに収容される。

第１搬送スクリュー７７と第２搬送スクリュー７８との間には、部分的に仕切りを設けてもよい。図示例では、ハウジング７０の突出部７０ｂの内部に、両搬送スクリュー７７，７８の間の軸方向一部領域を仕切る仕切り７０ｃが設けられる。仕切り７０ｃの軸端側（図中右側）に連通路が設けられ、この連通路を介して、第２搬送スクリュー７８で搬送されたトナーが、第１搬送スクリュー７７の搬送経路に搬送される。尚、仕切り７０ｃは、ハウジング７０の本体部７０ａに設けてもよい。また、仕切り７０ｃは、軸方向に離隔した複数箇所に設けてもよい。また、仕切り７０ｃは、本体部７０ａの軸方向全域に設けてもよい。

以下、上記の現像装置７の動作を説明する。作像動作が開始されると、図６の示すように、感光体５、現像ローラ７１、及び供給ローラ７２が矢印方向に回転する。これと共に、第１及び第２搬送スクリュー７７，７８、及び、汲み上げ部材７６が回転する。汲み上げ部材７６の回転により、混合室Ｓ１のトナーが連通路Ｓ３を介して供給室Ｓ２に汲み上げられ（図３参照）、供給室Ｓ２にトナーＴが溜まっていく。トナーＴの上面が供給ローラ７２に達すると、供給ローラ７２を介して現像ローラ７１にトナーが担持される。このとき、供給室Ｓ２には、スクリュー等の搬送部材が設けられていないため、トナーの上面が軸方向で略水平となり、現像ローラ７１の軸方向全域に均一にトナーを供給することができる。また、供給室Ｓ２の内壁を形成する仕切り部材７４の上面及びこれに対向するハウジング７０の内面は、凹凸のない滑らかな面で形成されるため、供給室Ｓ２の内壁にトナーが滞留することを防止できる。

現像ローラ７１に担持されたトナーのうち、余剰なトナーは規制ブレード７３で規制されて、混合室Ｓ１内に収容される。規制ブレード７３で規制された非新規トナーは、規制位置の真下に配された第１搬送スクリュー７７の上に自由落下する。また、新規トナー供給口７９の開閉手段が開くと、第１搬送スクリュー７７上にトナーカートリッジ２から新規トナーが供給される。そして、第１搬送スクリュー７７及び第２搬送スクリュー７８により、混合室Ｓ１の内部でトナーを循環させることで、非新規トナーと新規トナーとが撹拌混合される。こうして、混合室で十分に撹拌された均質なトナーが、汲み上げ部材７６により再び供給室Ｓ２に供給される。

以上のように、上記の現像装置７の内部では、規制ブレード７３で規制されてトナーが、混合室Ｓ１内に自由落下して回収される。これにより、図７に示すように、混合室Ｓ１→連通路Ｓ３→供給室Ｓ２→供給ローラ７２→現像ローラ７１→混合室Ｓ１というトナーの循環経路（第１の循環経路Ｂ）が形成される。こうして、現像装置の内部でトナーを循環させることで、トナーの局部的な劣化を防止し、劣化トナーに起因した画像かすれ等の不具合を防止できる。特に、一成分現像剤は、トナーの外添剤剥がれやトナー割れなどによる流動性低下や荷電不足に代表されるトナー劣化が生じやすいが、上記のようにトナーを循環させることで、局部的な劣化を防止できる。

また、混合室Ｓ１に、互いに搬送方向の異なる第１搬送スクリュー７７及び第２搬送スクリュー７８を設けることで、混合室Ｓ１内にトナーの循環経路（第２の循環経路Ｃ）が形成される（図４参照）。このように、混合室Ｓ１内でトナーを循環させることで、混合室Ｓ１内でトナーを十分に撹拌混合することができる。特に、第２の循環経路Ｃの途中に新規トナー供給口７９から新規トナーを供給することで、非新規トナーと新規トナーとを十分に撹拌混合することができる。こうして十分に混合された均質なトナーを供給室Ｓ２に供給することで、非新規トナーが偏在したまま現像ローラ７１に再び供給される事態が回避されるため、非新規トナーの偏在に起因した画像かすれ等の不具合を防止できる。

また、本実施形態のように、現像装置７が、中間転写ベルト３０の下方に配置される場合、現像装置７の内部で現像剤を下方から上方に搬送する必要がある。この場合、上記のように、供給室Ｓ２の最下部と混合室Ｓ１とを連通路Ｓ３を介して連通することが好ましい。これにより、供給室Ｓ２の最下部から連通路Ｓ３を介してトナーを供給し、供給室Ｓ２の内部におけるトナーの上面を供給ローラ７２に達するまで上昇させることで、供給ローラ７２にトナーを供給することができる。

ところで、仕切り部材７４と汲み上げ部材７６との間に隙間があると、汲み上げ部材７６で汲み上げたトナーが、供給室Ｓ２に供給されずに、汲み上げ部材７６と仕切り部材７４との間の隙間を介して混合室Ｓ１に戻り、トナーの供給効率が低下する恐れがある。従って、上記のように、仕切り部材７４は、弾性変形しながら汲み上げ部材７６に常に接触させることが好ましい。

また、上記のように、下方に配置された第２搬送スクリュー７８を、上方に配置された第１搬送スクリュー７７よりも搬送能力の高いものとすることで、混合室Ｓ１の下方に溜まったトナーを効率良く撹拌することができる。また、第１搬送スクリュー７７を、規制ブレード７３による規制位置の鉛直下方に配することで、規制位置で現像ローラ７１から分離された非新規トナーが、回転している第１搬送スクリュー７７上に落下する。これにより、現像ローラから落下したトナーが、すぐに第１搬送スクリュー７７で撹拌され、既に混合室Ｓ１にあったトナーとの混合が開始される。さらに、第１搬送スクリュー７７による搬送経路に、新規トナー供給口７９から新規トナーを供給することで、非新規トナー及び新規トナーとの撹拌混合が開始される。このように、規制ブレード７３による規制位置の直後にトナーの撹拌混合を開始することで、撹拌混合が開始されてから現像ローラ７１に達するまでの経路を長くとることができるため、トナーをより一層均質にすることができる。

本発明は、上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明するが、上記の実施形態と同様の機能を有する箇所には同一の符号を付して重複説明を省略する。

図８に示す実施形態は、現像装置７の各部材のレイアウトが上記の実施形態と異なる。具体的に、現像ローラ７１の斜め上方に供給ローラ７２が設けられると共に、供給ローラ７２の鉛直下方に汲み上げ部材７６が設けられる。これにより、混合室Ｓ１及び供給室Ｓ２が、鉛直方向に長大な形状となる。この場合も、現像ローラ７１、供給ローラ７２、及び汲み上げ部材７６を回転させることで、トナーの第１の循環経路Ｂが形成される。また、第１搬送スクリュー７７及び第２搬送スクリュー７８を回転させることで、トナーの第２の循環経路Ｃ（図４参照）が形成される。

上記の実施形態では、混合室Ｓ１に２本の搬送部材（第１搬送スクリュー７７及び第２搬送スクリュー７８）を設ける場合を示したが、搬送部材の数はこれに限られない。例えば、図９に示すように、３本の搬送スクリュー７７，７８，９５を設けてもよい。このとき、隣り合う搬送スクリューの搬送方向は、互いに異ならせることが好ましい。また、図１０に示すように、４本の搬送スクリュー７７，７８，９５，９６を設けてもよい。

また、本発明に係る現像装置を搭載する画像形成装置も、図１に示すようなプリンタに限らず、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等とすることが可能である。

１ 画像形成装置
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ トナーカートリッジ
３ 転写装置
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ プロセスカートリッジ
５ 感光体（潜像担持体）
６ 帯電装置
７ 現像装置
８ クリーニング装置
９ 露光装置
３０ 中間転写ベルト
７０ ハウジング
７１ 現像ローラ（現像剤担持体）
７２ 供給ローラ（供給部材）
７３ 規制ブレード（規制部材）
７４ 仕切り部材
７５ 保持部材
７６ 汲み上げ部材
７７，７８ 搬送スクリュー（搬送部材）
７９ 新規トナー供給口
９０ トナー検知部（現像剤検知部）
９１ 第１の導光部材
９２ 第２の導光部材
９３ 清掃部材
Ｂ 第１の循環経路
Ｃ 第２の循環経路
Ｒ 搬送路
Ｓ１ 混合室（第１の現像剤収容室）
Ｓ２ 供給室（第２の現像剤収容室）
Ｓ３ 連通路
Ｔ トナー（現像剤）

特開２０１２−１５９６３０号公報 特許第４５２１３０１号公報

Claims (13)

1. 現像剤を表面に担持し、静電潜像を形成した潜像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の表面の現像剤の層厚を規制する規制部材と、前記規制部材により前記現像剤担持体から分離された現像剤を収容すると共に、新規現像剤が供給される第１の現像剤収容室と、前記第１の現像剤収容室に配置され、互いに搬送方向の異なる複数の搬送部材と、前記第１の現像剤収容室と連通し、前記第１の現像剤収容室の現像剤が供給される第２の現像剤収容室と、前記第２の現像剤収容室に配置され、前記現像剤担持体に現像剤を供給する供給部材とを備えた現像装置。
2. 前記第２の現像剤収容室の最下部と、前記第１の現像剤収容室とを連通する連通路を備えた請求項１記載の現像装置。
3. 前記第１の現像剤収容室に収容された現像剤を汲み上げて、前記連通路を介して前記第２の現像剤収容室へ現像剤を供給する汲み上げ部材を備えた請求項２記載の現像装置。
4. 前記第１の現像剤収容室と前記第２の現像剤収容室とを区画し、弾性変形しながら常に前記汲み上げ部材と接触する仕切り部材を備えた請求項３記載の現像装置。
5. 前記第２の現像剤収容室の水平方向断面積を下方に向けて徐々に小さくした請求項２〜４の何れかに記載の現像装置。
6. 前記第１の現像剤収容室に配置され、前記第１の現像剤収容室の内部に収容された現像剤の量を検知する現像剤検知部を備えた請求項１〜５の何れかに記載の現像装置。
7. 前記複数の搬送部材が、第１の搬送部材と、下端が、前記第１の搬送部材の下端よりも下方に配置された第２の搬送部材とを有する請求項１〜６の何れかに記載の現像装置。
8. 前記第２の搬送部材の搬送能力が、前記第１の搬送部材の搬送能力よりも高い請求項７記載の現像装置。
9. 前記第１の搬送部材が、前記規制部材による規制位置の鉛直下方に配された請求項７又は８記載の現像装置。
10. 前記第１の搬送部材による搬送経路に、新規現像剤が供給される請求項９に記載の現像装置。
11. 現像剤を表面に担持し、静電潜像を形成した潜像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の表面の現像剤の層厚を規制する規制部材と、第１の現像剤収容室と、前記第１の現像剤収容室と連通した第２の現像剤収容室と、前記第２の現像剤収容室に配置され、前記現像剤担持体に現像剤を供給する供給部材とを備え、
    前記現像剤担持体に担持された現像剤のうち、前記規制部材で規制された現像剤が、前記第１の現像剤収容室、前記第２の現像剤収容室、及び前記供給部材を順に介して前記現像剤担持体に達する第１の循環経路と、前記第１の現像剤収容室に収容された現像剤が、前記第１の現像剤収容室の内部で循環する第２の循環経路とを有し、前記第２の循環経路の途中に新規現像剤が供給される現像装置。
12. 請求項１〜１１の何れかに記載の現像装置を有するプロセスカートリッジ。
13. 請求項１〜１１の何れかに記載の現像装置を有する画像形成装置。

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