JP2016118637A - 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】現像剤収容部において１成分現像剤としてのトナーのうち粗粉トナーが占める割合が増加して異常画像が形成されてしまう不具合が生じにくい、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供する。【解決手段】現像剤収容部（第１搬送経路Ｂ１）の下方に開口部７０ａを開閉するシャッタ部材７１を具備した現像剤回収部７０を設けて、非画像形成時における所定のタイミングで、閉鎖状態にあった開口部７０ａを開放するようにシャッタ部材７１を動作させて、現像剤収容部（第１搬送経路Ｂ１）に収容されたトナーの一部又は全部を開口部７０ａを介して現像剤回収部７０に向けて落下させて回収した後に、開放状態にあった開口部７０ａを閉鎖するようにシャッタ部材７１を動作させて、その後にトナー容器６０（現像剤補給部）から現像剤収容部（第１搬送経路Ｂ１）に向けてトナーを補給している。【選択図】図３

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置と、そこに設置される１成分現像方式の現像装置、及び、プロセスカートリッジと、に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置に設置される現像装置として、１成分現像剤としてのトナーを使用して現像工程をおこなう１成分現像方式の現像装置を用いる技術が広く用いられている（例えば、特許文献１参照。）。

詳しくは、特許文献１において、現像装置には、現像ローラ（現像剤担持体）、供給ローラ（現像剤供給部材）、ドクターブレード（現像剤規制部材）、等が設置されている。また、これらの部材が配設された現像剤収容部には、トナー（１成分現像剤）が収容されている。
そして、現像ローラに摺接する供給ローラによって現像剤収容部内に収容されたトナーが現像ローラ上に供給されて、ドクターブレードによって現像ローラ上に担持されたトナーが適量に薄層化される。さらに、感光体ドラム（像担持体）との対向領域で、現像ローラ上において薄層化されたトナーが感光体ドラム上の潜像に供給されて、感光体ドラム上にトナー像が形成されることになる。

一方、特許文献２、３等には、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤が収容された２成分現像方式の現像装置において、現像装置の内部に収容された２成分現像剤（キャリア）が寿命に達したときに、現像装置から外部に向けて２成分現像剤を排出して現像剤回収容器の内部に回収する技術が開示されている。

従来の１成分現像方式の現像装置は、経時に、現像剤収容部に収容されたトナーにおいて粗粉トナー（狙いの粒径よりも大きな粒径のトナーである。）が占める割合が徐々に増加していってしまう不具合が生じていた。
これは、粗粉トナーが供給ローラ（現像剤供給部材）によって現像ローラ（現像剤担持体）の表面に供給されても、現像ローラに当接するドクターブレード（現像剤規制部材）によって薄層化されずに現像ローラから掻き取られてしまうためである。そのため、粗粉トナーは、現像工程に用いられることなく、現像剤収容部の内部に滞留して、徐々にその量が増加していくことになる。
そして、このように現像剤収容部において粗粉トナーが占める割合が増加していくと、正常な現像工程に供されるトナーの量が少なくなってしまい、感光体ドラム（像担持体）に形成されるトナー像として、濃度低下や縦スジなどの異常画像が形成されてしまうことになる。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、現像剤収容部において１成分現像剤としてのトナーのうち粗粉トナーが占める割合が増加して異常画像が形成されてしまう不具合が生じにくい、現像装置、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にある。

この発明の請求項１記載の発明にかかる現像装置は、像担持体の表面に形成された潜像を現像してトナー像を形成する現像装置であって、１成分現像剤としてのトナーが内部に収容された現像剤収容部と、前記像担持体に対して接触又は対向するように前記現像剤収容部に配設されて、トナーを担持しながら所定方向に回転する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に摺接するように前記現像剤収容部に配設されて、前記現像剤担持体にトナーを供給する現像剤供給部材と、前記現像剤収容部に向けてトナーを補給する現像剤補給部と、前記現像剤収容部の下方に壁部を介して配設されて、前記壁部に形成された開口部を開閉するシャッタ部材を具備した現像剤回収部と、を備え、非画像形成時における所定のタイミングで、閉鎖状態にあった前記開口部を開放するように前記シャッタ部材を動作させて、前記現像剤収容部に収容されたトナーの一部又は全部を前記開口部を介して前記現像剤回収部に向けて落下させて回収した後に、開放状態にあった前記開口部を閉鎖するように前記シャッタ部材を動作させて、その後に前記現像剤補給部から前記現像剤収容部に向けてトナーを補給するものである。

本発明によれば、現像剤収容部において１成分現像剤としてのトナーのうち粗粉トナーが占める割合が増加して異常画像が形成されてしまう不具合が生じにくい、現像装置、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ができる。

この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。 画像形成装置における作像部を示す断面図である。 現像装置において現像剤収容部から粗粉トナーを排出するときの動作を示す図である。 現像装置の要部を長手方向に示す概略図である。 変形例としての、現像装置の要部を示す断面図である。

実施の形態．
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

まず、図１及び図２にて、画像形成装置における全体の構成・動作について説明する。
図１に示すように、画像形成装置本体１００の中央には、中間転写ベルト装置１５が設置されている。また、中間転写ベルト装置１５の中間転写ベルト８（中間転写体）に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応したプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが並設されている。

図２を参照して、イエローに対応したプロセスカートリッジ６Ｙは、像担持体としての感光体ドラム１Ｙと、感光体ドラム１Ｙの周囲に配設された帯電装置４Ｙ（帯電部）、現像装置５Ｙ（現像部）、クリーニング装置２Ｙ（クリーニング部）、除電部（不図示である。）等と、が１つのユニットとして画像形成装置本体１００に対して着脱可能（交換可能）に構成されている。そして、感光体ドラム１Ｙ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）がおこなわれて、感光体ドラム１Ｙ上にイエロー画像が形成されることになる。すなわち、プロセスカートリッジ６Ｙは、１次転写ローラ９Ｙ（１次転写装置）などとともに、作像部を構成している。

なお、他の３つのプロセスカートリッジ６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ（作像部）も、使用されるトナーの色が異なる以外は、イエローに対応したプロセスカートリッジ６Ｙ（作像部）とほぼ同様の構成となっていて、それぞれのトナー色に対応した画像が形成される。以下、他の３つのプロセスカートリッジ６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ（作像部）の説明を適宜に省略して、イエローに対応したプロセスカートリッジ６Ｙ（作像部）のみの説明をおこなうことにする。

図２を参照して、感光体ドラム１Ｙ（像担持体）は、不図示のモータによって時計方向に回転駆動される。そして、帯電装置４Ｙ（帯電ローラ）の位置で、感光体ドラム１Ｙの表面が一様に帯電される（帯電工程である。）。
その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、露光部７Ｙ（光書込ヘッド）から発せられた露光光の照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される（露光工程である。）。

その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、現像装置５Ｙ（現像装置主部５０）との対向位置（現像ニップ）に達して、この位置で静電潜像が現像されて、イエローのトナー像が形成される（現像工程である。）。
その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、中間転写ベルト８及び１次転写ローラ９Ｙとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１Ｙ上のトナー像が中間転写ベルト８（中間転写体）上に転写される（１次転写工程である。）。このとき、感光体ドラム１Ｙ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。

その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、クリーニング装置２Ｙとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１Ｙ上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード２ａによってクリーニング装置２Ｙ内に回収される（クリーニング工程である。）。
最後に、感光体ドラム１Ｙの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１Ｙ上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム１Ｙ上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。

なお、上述した作像プロセスは、他のプロセスカートリッジ６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ（作像部）でも、イエロー用のプロセスカートリッジ６Ｙ（作像部）と同様におこなわれる。すなわち、作像部の上方に配設された露光部から、画像情報に基いた露光光が、各プロセスカートリッジ６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの感光体ドラム上に向けて照射される。
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト８上にカラー画像が形成される。

ここで、中間転写ベルト装置１５は、図１を参照して、中間転写ベルト８、４つの１次転写ローラ９Ｙ（図２を参照できる。）、駆動ローラ、従動ローラ、等で構成される。中間転写ベルト８は、駆動ローラと従動ローラと１次転写ローラとによって張架・支持されるとともに、駆動ローラの回転駆動によって図１中の矢印方向（反時計方向）に無端移動される。

１次転写ローラ９Ｙは、中間転写ベルト８を感光体ドラム１Ｙとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写ローラ９Ｙに、トナーの極性とは逆の転写電圧（転写バイアス）が印加される。
そして、中間転写ベルト８は、矢印方向に走行して、各１次転写ローラ（９Ｙ）の１次転写ニップを順次通過する。こうして、各感光体ドラム（１Ｙ）上の各色のトナー像が、中間転写ベルト８上に重ねて１次転写される。

その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト８は、２次転写ローラ１９（２次転写装置）との対向位置に達する。この位置では、駆動ローラ（２次転写対向ローラ）が、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された転写紙等の記録媒体Ｐ上に転写される（２次転写工程である。）。このとき、中間転写ベルト８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。

その後、中間転写ベルト８は、中間転写クリーニング装置１６（中間転写クリーニングブレード）の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト８上の未転写トナーが、中間転写ベルト８に圧接する中間転写クリーニングブレード（中間転写クリーニング装置１６）によって機械的に除去される。なお、中間転写クリーニングブレードは、ウレタンゴム等の弾性材料で形成された略板状部材であって、中間転写ベルト８に対して所定の当接圧及び当接角で当接している。
こうして、中間転写ベルト８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。

ここで、図１を参照して、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐは、装置本体１００の下方に配設された給紙部２６から、給紙ローラ２７やレジストローラ対２８（タイミングローラ対）等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部２６には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ２７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給送される。

レジストローラ対２８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対２８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対２８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。

その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置２０の位置（定着ニップ）に搬送される。そして、この位置で、定着ベルト２１（定着部材）及び加圧ローラ２２（加圧部材）による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像（トナー像）が記録媒体Ｐ上に定着される（定着工程である。）。
その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対によって装置外へと排出される。排紙ローラ対によって装置外に排出された記録媒体Ｐは、出力画像として、スタック部（本体カバー１１０）上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２にて、画像形成装置における作像部について詳述する。
図２に示すように、プロセスカートリッジ６Ｙは、感光体ドラム１Ｙ（像担持体）、帯電装置４Ｙ（帯電ローラ）、現像装置５Ｙ、クリーニング装置２Ｙ、等で構成される。
像担持体としての感光体ドラム１Ｙは、負帯電の有機感光体であって、装置本体１００側に設置された駆動モータから駆動力を受けて図２の時計方向に回転駆動される。

帯電ローラ４Ｙ（帯電装置）は、芯金上に、ウレタン樹脂、導電性粒子としてのカーボンブラック、硫化剤、発泡剤等を処方した中抵抗の発泡ウレタン層を形成した弾性を有するローラである。帯電ローラ４Ｙの中抵抗層の材質としては、ウレタン、エチレン−プロピレン−ジエンポリエチレン（ＥＰＤＭ）、ブタジエンアクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）、シリコーンゴムや、イソプレンゴム等に抵抗調整のためにカーボンブラックや金属酸化物等の導電性物質を分散したゴム材や、またこれらを発泡させたものを用いることもできる。なお、本実施の形態では、感光体ドラム１Ｙに対して帯電ローラ４Ｙが接触するように構成しているが、感光体ドラム１Ｙに対して帯電ローラ４Ｙが接触しないように構成することもできる。
クリーニング装置２Ｙは、感光体ドラム１Ｙに摺接するクリーニングブレード２ａが設置されていて、感光体ドラム１Ｙ上の未転写トナーを機械的に除去・回収する。クリーニングブレード２ａは、ウレタンゴム等の弾性材料で形成された略板状部材であって、感光体ドラム１Ｙに対して所定の当接圧及び当接角で当接している。

現像装置５Ｙは、現像剤担持体としての現像ローラ５１が感光体ドラム１Ｙに対して所定の圧接力で接触するように配置されていて、双方の部材１Ｙ、５１の間（現像ニップ）には現像領域が形成される。現像装置５Ｙ内には、１成分現像剤としてのトナー（非磁性又は磁性の１成分現像剤である。）が収容されている。そして、現像装置５Ｙは、感光体ドラム１Ｙ上に形成される静電潜像を現像する（トナー像を形成する。）。

以下、図２を用いて、現像装置５Ｙについて詳述する。
図２を参照して、本実施の形態における現像装置５Ｙは、接触１成分現像方式の現像装置であって、主として、感光体ドラム１Ｙ上に形成される静電潜像を現像する現像装置主部５０と、現像装置主部５０に補給するためのトナー（１成分現像剤）が収容された現像剤容器としてのトナー容器６０と、粗粉トナーを回収するための現像剤回収部７０（トナー回収容器）と、で構成されている。

現像装置５Ｙは、プロセスカートリッジ６Ｙとして他の作像部材１Ｙ、２Ｙ、４Ｙとともに装置本体１００に対して着脱可能（交換可能）に設置されるが、現像装置主部５０（プロセスカートリッジ６Ｙ）に対してトナー容器６０を別々に交換できるように構成されている。すなわち、トナー容器６０は、装置本体１００に装着された現像装置主部５０（プロセスカートリッジ６Ｙ）に対して上方の位置で着脱可能（交換可能）に設置されている。そして、本体カバー１１０（図１を参照できる。）を不図示のヒンジを中心に開閉することにより、現像装置主部５０からトナー容器６０を分離してトナー容器６０のみを交換したり、トナー容器６０が装着された状態の現像装置主部５０（プロセスカートリッジ６Ｙ）を交換したりする。
なお、トナー容器６０の交換はその内部に収容されたトナーがなくなるタイミングでおこなわれ、現像装置主部５０（プロセスカートリッジ６Ｙ）の交換はその構成部品（例えば、現像ローラ５１、感光体ドラム１Ｙ等である。）が寿命に達するとともに内部のトナーがなくなるタイミングでおこなわれる。したがって、トナー容器６０の交換は独立して単独でおこなわれることがあるが、現像装置主部５０（プロセスカートリッジ６Ｙ）の交換はトナー容器６０とともに（トナー容器６０が装着された状態で）おこなわれることになる。

現像装置主部５０は、現像剤担持体としての現像ローラ５１、現像剤供給部材としての供給ローラ５３、現像剤規制部材としてのドクターブレード５２、複数の搬送部材としての搬送スクリュ５４、５５、第１搬送スクリュ５４による第１搬送経路Ｂ１（第１現像剤収容部）と第２搬送スクリュ５５による第２搬送経路Ｂ２（第２現像剤収容部）とを隔絶する仕切部材５６、トナー容器６０からトナーが補給される主部側補給口５７、等で構成されている。

現像ローラ５１（現像剤担持体）は、感光体ドラム１Ｙに対向して、感光体ドラム１Ｙ上に形成された静電潜像にトナー（１成分現像剤）を供給する。現像ローラ５１としては、ステンレス鋼等の導電性金属材料で形成された回転軸部（芯金）上に、弾性材料からなるローラ部を具備したものを用いることができる。具体的に、本実施の形態では、現像ローラ５１のローラ部として、アスカー硬度が５０度以下で電気抵抗値が１０³〜１０¹⁰Ω程度のゴム材料からなる弾性層に、表面粗さＲａが０．２〜２．０μｍ程度の表面コート層を設けたものを用いている。
供給ローラ５３（現像剤供給部材）は、２つの搬送スクリュ５４、５５の下方に配設されていて、現像ローラ５１に摺接して現像ローラ５１にトナーを供給する。供給ローラ５３は、芯金上に、導電性を有する発泡ポリウレタン層（電気抵抗値が１０³〜１０¹⁴Ω程度のものである。）が積層されている。また、供給ローラ５３は、感光体ドラム１Ｙとの現像領域において現像工程に供されなかった現像ローラ５１上のトナーを、現像ローラ５１から除去する機能も有している。
ドクターブレード５２（現像剤規制部材）は、その先端部が現像ローラ５１の外周面に１０〜１００Ｎ／ｍ程度の圧力にて所定角度で当接するように配設されていて、現像ローラ５１に担持された現像剤の量を規制する。換言すると、ドクターブレード５２は、現像ローラ５１に当接して現像ローラ５１に担持されるトナーを薄層化するものである。ドクターブレード５２としては、ステンレス鋼等の金属材料からなる薄い板状部材を用いることができる。

ここで、現像ローラ５１や供給ローラ５３やドクターブレード５２には、不図示の電源部から、所定の電圧が印加されていて、現像ローラ５１上におけるトナーの移動が促進されている。なお、本実施の形態では、現像ローラ５１に対して、現像領域において現像ローラ５１と感光体ドラム１Ｙとの間でトナーが往復運動するように、交番電圧（ＡＣ周波数が５００〜１０００Ｈｚ程度、ピーク・ツー・ピーク電圧が５００〜３０００Ｖ程度、印加時間デューティが３０〜７０％程度の矩形波である。）を印加している。

２つの搬送スクリュ５４、５５（搬送部材）は、装置本体１００に装着された状態で、現像装置主部５０内に収容されたトナーを回転軸方向（図２の紙面垂直方向であって、長手方向である。）に搬送して循環経路を形成する。
第１搬送部材としての第１搬送スクリュ５４は、供給ローラ５３に対向する位置（上方の位置である。）に配設されていて、トナーを回転軸方向（長手方向）に水平に搬送（図２の紙面垂直方向の手前側から奥側への搬送である。）しながら、供給ローラ５３上にトナーを供給する。

第２搬送部材としての第２搬送スクリュ５５は、仕切部材５６を介して第１搬送スクリュ５４に対向する位置（上方の位置である。）に配設されていて、トナーを回転軸方向（長手方向）に水平に搬送（図２の紙面垂直方向の奥側から手前側への搬送である。）する。そして、第２搬送スクリュ５５は、第１搬送スクリュ５４による第１搬送経路Ｂ１（第１現像剤収容部）の下流側から第２中継部を介して循環されるトナーを第１搬送経路Ｂ１の上流側に第１中継部を介して搬送する。
２つの搬送スクリュ５４、５５は、現像ローラ５１や感光体ドラム１Ｙと同様に、回転軸がほぼ水平になるように配設されている。また、２つの搬送スクリュ５４、５５は、いずれも、軸部にスクリュ部が螺旋状に巻装されたものである。

なお、第１搬送スクリュ５４による搬送経路（第１搬送経路Ｂ１）と、第２搬送スクリュ５５による搬送経路（第２搬送経路Ｂ２）と、は仕切部材５６（壁部）によって隔絶されている。
図示は省略するが、第２搬送スクリュ５５による第２搬送経路Ｂ２（第２現像剤収容部）の下流側と、第１搬送スクリュ５４による第１搬送経路Ｂ１（第１現像剤収容部）の上流側と、は第１中継部を介して連通している。第２搬送スクリュ５５による第２搬送経路Ｂ２の下流側に達したトナーが、第１中継部にて自重落下して、第１搬送経路Ｂ１の上流側に達することになる。
また、第１搬送スクリュ５４による第１搬送経路Ｂ１（第１現像剤収容部）の下流側と、第２搬送スクリュ５５による第２搬送経路Ｂ２（第２現像剤収容部）の上流側と、は第２中継部を介して連通している。そして、第１搬送経路Ｂ１にて供給ローラ５３上に供給されなかったトナーが、第２中継部の近傍に留まって盛り上がって、第２中継部を介して第２搬送経路Ｂ２の上流側に搬送（供給）されることになる。
なお、第２中継部におけるトナーの搬送性（第１搬送経路Ｂ１から第２搬送経路Ｂ２への重力方向に逆らったトナーの受け渡しである。）を向上させるために、第１搬送スクリュ５４の下流側の位置（第２中継部に対応する位置である。）に、パドル形状部や、スクリュの巻き方向が逆方向に形成されたスクリュ部、を設けることもできる。

また、図２を参照して、現像装置主部５０は、上方の位置にてトナー容器６０の容器側補給口６３に連通する主部側補給口５７が形成されている。この主部側補給口５７は、トナー容器６０から現像装置主部５０へのトナー（現像剤）の補給をおこなうためのものである。
また、図示を省略するが、現像ローラ５１、供給ローラ５３、第１搬送スクリュ５４、第２搬送スクリュ５５の各軸部にはギアが設置されていて、アイドラギアをも含めたギア列が形成されている。そして、これらのギア列に不図示の駆動モータ（駆動手段）から駆動力が入力されて、現像ローラ５１、供給ローラ５３、第１搬送スクリュ５４、第２搬送スクリュ５５がそれぞれ図２の矢印方向に回転駆動される。

ここで、現像剤補給部としてのトナー容器６０は、アジテータ６１、容器側搬送部材としての容器側搬送スクリュ６２、容器側補給口６３、等で構成されている。
アジテータ６１は、回転軸部に薄板状の可撓性部材が貼着されたものであって、図２の反時計方向に回転することで、トナー容器６０のトナー収容部Ｃ内に収容されたトナーを容器側搬送スクリュ６２による搬送経路に向けて搬送する。
容器側搬送スクリュ６２（容器側搬送部材）は、装置本体１００に装着された状態で、容器内に収容されたトナーを容器側補給口６３に向けて長手方向一端側に向けて搬送する。
容器側補給口６３は、容器側搬送スクリュ６２による搬送経路において長手方向一端側に形成されている。そして、容器側補給口６３から排出されたトナーは、主部側補給口５７を介して現像装置主部５０の第２搬送経路Ｂ２の上流側に自重落下により補給される。すなわち、トナー容器６０は、現像剤収容部（第１搬送経路Ｂ１及び第２搬送経路Ｂ２）に向けてトナーを補給する現像剤補給部として機能することになる。
なお、現像装置主部５０（現像装置５Ｙ）の下方には、現像剤回収部７０が現像装置主部５０（現像装置５Ｙ）に対して着脱可能に設置されているが、この現像剤回収部７０については、図２〜図４等を用いて後で詳しく説明する。

このように構成された現像装置５Ｙは、次のように動作する。
まず、トナー容器６０から補給口５７、６３を介して第２搬送経路Ｂ２内に補給されたトナーは、現像装置主部５０内を循環するトナーとともに、第２搬送スクリュ５５によって撹拌・混合されながら、第１搬送経路Ｂ１に供給される。そして、第１搬送経路Ｂ１に搬送されたトナーは、第１搬送スクリュ５４に搬送されながら、その一部が供給ローラ５３に供給され担持される。供給ローラ５３に担持されたトナーは、現像ローラ５１との圧接部（当接位置）で摩擦帯電された後に、現像ローラ５１上に移動して担持される。その後、現像ローラ５１上に担持されたトナーは、ドクターブレード５２との当接位置で、薄層化・均一化された後に、感光体ドラム１Ｙとの対向位置（現像領域）に達する。そして、この位置で、現像領域に形成された電界（現像電界）によって、感光体ドラム１Ｙ上に形成された潜像にトナーが吸着される。

以下、本実施の形態における現像装置５Ｙにおいて、特徴的な構成・動作について詳述する。
先に図２を用いて説明したように、本実施の形態における現像装置５Ｙには、１成分現像剤としてのトナーが内部に収容された現像剤収容部として機能する、第１搬送経路Ｂ１（第１現像剤収容部）及び第２搬送経路Ｂ２（第２現像剤収容部）が設けられている。また、現像装置５Ｙには、現像剤担持体としての現像ローラ５１、現像剤供給部材としての供給ローラ５３、現像剤規制部材としてのドクターブレード５２、現像剤補給部としてのトナー容器６０、等が設けられている。
現像ローラ５１は、感光体ドラム１Ｙ（像担持体）に対して接触するように現像剤収容部（第１搬送経路Ｂ１）に配設されていて、トナーを担持しながら所定方向に回転するものである。供給ローラ５３は、現像ローラ５１に摺接するように現像剤収容部（第１搬送経路Ｂ１）に配設されていて、現像ローラ５１にトナーを供給するものである。ドクターブレード５２は、現像ローラ５１に当接するように現像剤収容部（第１搬送経路Ｂ１）に配設されていて、現像ローラ５１に担持されるトナーを薄層化するものである。トナー容器６０は、現像剤収容部（第１搬送経路Ｂ１及び第２搬送経路Ｂ２）に向けてトナーを補給するものである。

ここで、図２〜図４を参照して、本実施の形態における現像装置５Ｙには、現像剤収容部（第１搬送経路Ｂ１）の下方に、壁部を介して、現像剤回収部７０が配設されている。そして、この現像剤回収部７０には、壁部（第１搬送経路Ｂ１と現像剤回収部７０とを隔絶する壁部である。）に形成された開口部７０ａを開閉するシャッタ部材７１が設けられている。
詳しくは、現像剤回収部７０は、第１搬送経路Ｂ１の下方の空間を囲むように形成された略箱状の容器であって、現像装置主部５０に対して着脱可能に構成されている。
シャッタ部材７１は、不図示の開閉機構によって図３の左右方向（矢印方向）に移動することで、開口部７０ａを開閉して、第１搬送経路Ｂ１と現像剤回収部７０と連通させたり隔絶したりするものである。開閉機構としては、例えば、壁部に形成された案内溝に係合する軸部（ボス部）をシャッタ部材７１に設けて、この軸部を現像装置５Ｙの外部から挟持する挟持部にラックギア部を形成して、このラック部に噛合するピニオンギアをモータで正逆方向に回転駆動するような機構を用いることができる。

そして、本実施の形態では、非画像形成時における所定のタイミングで、閉鎖状態にあった開口部７０ａを開放するようにシャッタ部材７１を動作させて、現像剤収容部（第１搬送経路Ｂ１）に収容されたトナーの一部又は全部を開口部７０ａを介して現像剤回収部７０に向けて落下させて回収した後に、開放状態にあった開口部７０ａを閉鎖するようにシャッタ部材７１を動作させて、その後にトナー容器６０（現像剤補給部）から現像剤収容部（第１搬送経路Ｂ１及び第２搬送経路Ｂ２）に向けてトナーを補給している。以下、このような現像剤回収部７０にトナーを回収して現像剤収容部（第１搬送経路Ｂ１及び第２搬送経路Ｂ２）に新たにトナーを補給する制御を、適宜に「粗粉トナー回収モード」と呼ぶことにする。

詳しくは、図３（Ａ）（及び、図２）に示すように、シャッタ部材７１が開口部７０ａを閉鎖した状態で、先に説明した通常の画像形成プロセスがおこなわれる。そして、非画像形成時における所定のタイミングで「粗粉トナー回収モード」がおこなわれる。ここで、「粗粉トナー回収モード」が実行されるタイミングとしては、例えば、現像装置５Ｙの駆動時間が所定値（例えば、６０分である。）に達するごとに、一連の画像形成動作が終了した後（ジョブ終了後）におこなうことができる。

具体的に、粗粉トナー回収モード時には、まず、図３（Ｂ）に示すように、シャッタ部材７１が矢印方向に移動して開口部７０ａを開放するように開閉機構が制御される。これにより、第１搬送経路Ｂ１（第１現像剤収容部）の底部（図３（Ａ）中の破線で囲んだ部分である。）に滞留していた粗粉トナーが黒矢印方向に自重落下して、現像剤回収部７０内に回収されることになる。
ここで、粗粉トナーは、狙いの粒径で形成された正常なトナーに比べて粒径が大きなトナーであって、供給ローラ５３によって現像ローラ５１の表面に供給されても、現像ローラ５１に当接するドクターブレード５２によって薄層化されずに現像ローラ５１から掻き取られてしまう。そのため、そのまま粗粉トナーを回収しないでいると、現像工程に用いられることのない粗粉トナーが現像剤収容部（第１搬送経路Ｂ１）の内部に滞留して、徐々にその量が増加していってしまう。特に、粗粉トナーは、正常なトナーに比べて比重が大きいため、現像剤収容部（第１搬送経路Ｂ１）の底部（図３（Ａ）中の破線で囲んだ部分である。）に溜まりやすい。
これに対して、本実施の形態では、定期的に、現像剤収容部（第１搬送経路Ｂ１）の底部に相当する位置に形成された開口部７０ａを開放しているため、現像剤収容部（第１搬送経路Ｂ１）に滞留した粗粉トナーを現像剤回収部７０に効率的に回収することができる。

そして、シャッタ部材７１が開放位置（図３（Ｂ）の位置である。）に移動して所定時間（粗粉トナーが現像剤回収部７０に回収されるのに充分な時間である。）が経過した後、図３（Ｃ）に示すように、シャッタ部材７１が矢印方向に移動して開口部７０ａを閉鎖するように開閉機構が制御される。そして、その後、粗粉トナーとともに正常なトナーも現像剤回収部７０に回収されてしまって、現像剤収容部（第１搬送経路Ｂ１及び第２搬送経路Ｂ２）にトナーが不足した状態を解消するために、トナー容器６０（現像剤補給部）から現像剤収容部（第１搬送経路Ｂ１及び第２搬送経路Ｂ２）へのトナー補給動作がおこなわれる。

これにより、現像剤収容部（第１搬送経路Ｂ１及び第２搬送経路Ｂ２）において粗粉トナーが占める割合が増加していって、正常な現像工程に供されるトナーの量が少なくなってしまい、感光体ドラム１Ｙに形成されるトナー像に、濃度低下や縦スジなどの異常画像が形成されてしまう不具合が確実に軽減されることになる。

ここで、本実施の形態では、図４に示すように、開口部７０ａが、現像剤収容部（第１搬送経路Ｂ１）の底部に相当する位置であって、現像ローラ５１の回転軸方向に対応する現像剤収容部（第１搬送経路Ｂ１）の長手方向（図４の左右方向である。）に延在するように形成されている。すなわち、開口部７０ａは、長手方向の狭い範囲に形成されているのではなくて、長手方向の広い範囲に形成されている。
これにより、現像剤収容部（第１搬送経路Ｂ１）の底部に滞留した粗粉トナーを現像剤回収部７０に効率的に回収することができる。

また、本実施の形態において、所定のタイミングで現像剤収容部に収容されたトナーを現像剤回収部７０に回収するとき（粗粉トナー回収モードが実行されるときである。）に、現像装置５Ｙを駆動することが好ましい。すなわち、粗粉トナー回収モード時に、図３（Ｂ）に示すように、現像ローラ５１や供給ローラ５３などの回転部材が回転駆動されることが好ましい。
これにより、現像剤収容部の底部から離れた位置にあるトナーの流動が促されて、粗粉トナーが底部に滞留しやすくなるため、現像剤収容部内の粗粉トナーを現像剤回収部７０に効率的に回収することができる。

なお、図５を参照して、本実施の形態において、現像剤収容部（第１搬送経路Ｂ１）において開口部７０ａの近傍のトナーを現像剤回収部７０に向けて搬送する現像剤収容部用搬送部材としての第１パドル７２を設置することもできる。
詳しくは、第１パドル７２は、回転軸部上に複数の羽根部材が放射状に形成された回転部材であって、不図示の駆動モータによって所定方向に回転駆動されるように構成されている。そして、粗粉トナー回収モード時に第１パドル７２が回転駆動されることで、現像剤収容部（第１搬送経路Ｂ１）の底部に滞留した粗粉トナーを現像剤回収部７０に効率的に回収することができる。
ここで、第１パドル７２の駆動は、現像装置５Ｙの現像ローラ５１や供給ローラ５３等の駆動に対して独立して駆動するように構成して、通常の画像形成時には回転駆動しないように構成することもできる。

また、図５を参照して、本実施の形態において、現像剤回収部７０において開口部７０ａの近傍に落下したトナーを現像剤回収部７０において開口部７０ａから離れた位置に向けて搬送する現像剤回収部用搬送部材としての第２パドル７３を設置することもできる。
詳しくは、第２パドル７３は、回転軸部上に複数の羽根部材が放射状に形成された回転部材であって、不図示の駆動モータによって所定方向に回転駆動されるように構成されている。そして、粗粉トナー回収モード時に第２パドル７３が回転駆動されることで、現像剤回収部７０に回収された粗粉トナーが黒矢印方向に搬送されて、現像剤回収部７０のスペースに無駄なく回収することができる。
ここで、第２パドル７３の駆動は、現像装置５Ｙの現像ローラ５１や供給ローラ５３等の駆動に対して独立して駆動するように構成して、通常の画像形成時には回転駆動しないように構成することもできる。

以上説明したように、本実施の形態では、現像剤収容部（第１搬送経路Ｂ１）の下方に開口部７０ａを開閉するシャッタ部材７１を具備した現像剤回収部７０を設けて、非画像形成時における所定のタイミングで、閉鎖状態にあった開口部７０ａを開放するようにシャッタ部材７１を動作させて、現像剤収容部（第１搬送経路Ｂ１）に収容されたトナーの一部又は全部を開口部７０ａを介して現像剤回収部７０に向けて落下させて回収した後に、開放状態にあった開口部７０ａを閉鎖するようにシャッタ部材７１を動作させて、その後にトナー容器６０（現像剤補給部）から現像剤収容部（第１搬送経路Ｂ１）に向けてトナーを補給している。
これにより、現像剤収容部（第１搬送経路Ｂ１）において１成分現像剤としてのトナーのうち粗粉トナーが占める割合が増加して異常画像が形成されてしまう不具合を生じにくくすることができる。

なお、本実施の形態においては、感光体ドラム１Ｙ（像担持体）と現像装置５Ｙ（現像装置主部５０及び現像剤回収部７０）と帯電装置４Ｙとクリーニング装置２Ｙとが一体化されたプロセスカートリッジ６Ｙとして構成されている場合に対して、本発明を適用した。しかし、本発明の適用はこれに限定されることなく、これらの装置１Ｙ、２Ｙ、３Ｙ、５Ｙの全部又は一部が、それぞれ単体で画像形成装置本体１００に対して着脱されるユニットして構成されている場合であっても、当然に本発明を適用することができる。そして、そのような場合にも、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
なお、本願において、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電装置（帯電部）と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置（現像部）と、像担持体上をクリーニングするクリーニング装置（クリーニング部）とのうち、少なくとも１つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されるユニットと定義する。

また、本実施の形態では、現像装置５Ｙにおける現像装置主部５０に第１搬送経路Ｂ１と第２搬送経路Ｂ２とを現像剤収容部として形成して、トナーを長手方向に循環させるように構成したが、現像装置主部５０（現像剤収容部）の構成はこれに限定されることない。例えば、現像装置主部５０（現像剤収容部）として、トナーを上下方向に撹拌する撹拌パドル（例えば、回転軸部にマイラー等からなる可撓性部材が放射状に形成されたものである。）が設置された撹拌室を設けることもできる。
また、現像剤補給部は、本実施の形態におけるトナー容器６０の構成に限定されることなく、例えば、トナー容器６０に、容器側搬送スクリュ６２の代わりにトナーを上下方向に撹拌・搬送する撹拌部材を設けて、容器側補給口６３及び主部側補給口５７を軸方向（長手方向）の複数個所に設けるように構成したものを、現像剤補給部として用いることもできる。
また、中間転写ベルトの下方にプロセスカートリッジが設置されている場合などであって、現像ローラ５１に対して下方の位置でドクターブレード５２が当接して、その当接位置から上方の現像領域に向かって現像ローラが回転するように構成された現像装置５Ｙに対しても、当然に本発明を適用することができる。
そして、これらのような場合にも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態では、現像ローラ５１が感光体ドラム１Ｙに対してギャップをあけずに当接するように構成された接触式の１成分現像方式の現像装置５Ｙに対して、本発明を適用した。これに対して、現像ローラが感光体ドラムに対してギャップをあけて対向するように構成された非接触式の１成分現像方式の現像装置に対しても、本発明を適用することができる。
そして、そのような場合にも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

さらに、本実施の形態では、複数の作像部によって中間転写ベルト８にトナー像が転写されるカラー画像形成装置１００に対して、本発明を適用した。これに対して、１つの作像部によって記録媒体にトナー像が転写されるモノクロ画像形成装置に対しても、当然に本発明を適用することができる。
そして、そのような場合にも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

１Ｙ 感光体ドラム（像担持体）、
５Ｙ 現像装置、
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ プロセスカートリッジ、
５１ 現像ローラ（現像剤担持体）
５２ ドクターブレード（現像剤規制部材）、
５３ 供給ローラ（現像剤供給部材）、
６０ トナー容器（現像剤補給部）、
７０ 現像剤回収部、
７０ａ 開口部、
７１ シャッタ部材、
７２ 第１パドル（現像剤収容部用搬送部材）、
７３ 第２パドル（現像剤回収部用搬送部材）、
１００ 画像形成装置（画像形成装置本体）、
Ｂ１ 第１搬送経路（現像剤収容部）、
Ｂ２ 第２搬送経路（現像剤収容部）、 Ｃ トナー収容部。

特開２０１４−２３２１３９号公報 特許第２６８３２９４号公報 特開平６−２５０５１７号公報

Claims (8)

1. 像担持体の表面に形成された潜像を現像してトナー像を形成する現像装置であって、
   １成分現像剤としてのトナーが内部に収容された現像剤収容部と、
   前記像担持体に対して接触又は対向するように前記現像剤収容部に配設されて、トナーを担持しながら所定方向に回転する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に摺接するように前記現像剤収容部に配設されて、前記現像剤担持体にトナーを供給する現像剤供給部材と、
   前記現像剤収容部に向けてトナーを補給する現像剤補給部と、
   前記現像剤収容部の下方に壁部を介して配設されて、前記壁部に形成された開口部を開閉するシャッタ部材を具備した現像剤回収部と、
   を備え、
   非画像形成時における所定のタイミングで、閉鎖状態にあった前記開口部を開放するように前記シャッタ部材を動作させて、前記現像剤収容部に収容されたトナーの一部又は全部を前記開口部を介して前記現像剤回収部に向けて落下させて回収した後に、開放状態にあった前記開口部を閉鎖するように前記シャッタ部材を動作させて、その後に前記現像剤補給部から前記現像剤収容部に向けてトナーを補給することを特徴とする現像装置。
2. 前記開口部は、前記現像剤収容部の底部に相当する位置であって、前記現像剤担持体の回転軸方向に対応する前記現像剤収容部の長手方向に延在するように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記所定のタイミングで前記現像剤収容部に収容されたトナーを前記現像剤回収部に回収するときに、当該現像装置を駆動することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
4. 前記現像剤収容部において前記開口部の近傍のトナーを前記現像剤回収部に向けて搬送する現像剤収容部用搬送部材を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の現像装置。
5. 前記現像剤回収部において前記開口部の近傍に落下したトナーを前記現像剤回収部において前記開口部から離れた位置に向けて搬送する現像剤回収部用搬送部材を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の現像装置。
6. 前記現像剤担持体に当接して前記現像剤担持体に担持されるトナーを薄層化する現像剤規制部材を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の現像装置。
7. 画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されるプロセスカートリッジであって、
   請求項１〜請求項６のいずれかに記載の現像装置を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
8. 請求項１〜請求項６のいずれかに記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

Images