JP2019003033A - 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】現像装置の内圧が高くなりにくい、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】現像ローラ５１や供給ローラ５３の他に、供給ローラの上方に第１搬送スクリュ５４（第１搬送部材）が配設されて、第１搬送スクリュ５４とともにトナーの循環経路を形成する第２搬送スクリュ５５（第２搬送部材）が配設されている。また、第２搬送スクリュ５５による第２搬送経路Ｂ２の天井部には、現像装置５の内部にトナーを補給するためのトナー補給口５７が形成されている。そして、第２搬送スクリュ５５の上端の位置が、第１搬送スクリュ５４の上端の位置よりも低くなるように構成されている。
【選択図】図２

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）、２つの搬送スクリュ（搬送部材）、等が設置されている。また、現像装置の内部には、トナー（１成分現像剤）が収容されている。２つの搬送スクリュのうち、一方の搬送スクリュ（第１搬送部材）は、供給ローラや現像ローラに対向するように配設されていて、他方の搬送スクリュ（第２搬送部材）は、一方の搬送スクリュや供給ローラを介して現像ローラに対して略水平方向に対向するように配設されている。この２つの搬送スクリュによって、トナーの長手方向の循環経路が形成される。

そして、現像装置内に収容されたトナーは、トナー補給口から現像装置内に適宜に補給されるトナーと撹拌・混合されながら、２つの搬送スクリュによって形成された循環経路を循環することになる。
そして、一方の搬送スクリュ（第１搬送部材）によって、トナーが長手方向に搬送されながら供給ローラに供給されて、そのトナーが現像ローラに摺接する供給ローラによって現像ローラ上に供給される。そして、現像ローラ上に供給されて担持されたトナーは、ドクターブレードによって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（現像領域）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。

従来の１成分現像方式の現像装置は、現像装置内の圧力（内圧）が高くなって、トナー補給口から現像装置内に補給するトナーの量（トナー補給量）が安定しない不具合や、現像装置内の循環経路でトナーがスムーズに安定的に循環しない不具合、が生じてしまうことがあった。そして、そのような不具合が生じてしまうと、感光体ドラム（像担持体）に形成されるトナー像が、カスレたり画像濃度が不均一になったりし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、現像装置の内圧が高くなりにくい、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。

この発明における現像装置は、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、前記像担持体に対して接触又は対向する現像ローラと、前記現像ローラにトナーを供給する供給ローラと、前記供給ローラの上方に配設されて、当該現像装置内に収容されたトナーを前記供給ローラに供給する第１搬送部材と、前記第１搬送部材とともにトナーの循環経路を形成する第２搬送部材と、前記第１搬送部材による第１搬送経路と、前記第２搬送部材による第２搬送経路と、を長手方向両端部を除く長手方向の範囲で隔絶する壁部と、を備え、当該現像装置の内部にトナーを補給するためのトナー補給口が、前記第２搬送経路の天井部に形成されて、前記第２搬送部材の上端の位置が、前記第１搬送部材の上端の位置よりも低くなるように構成されたものである。

本発明によれば、現像装置の内圧が高くなりにくい、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。 プロセスカートリッジとトナー容器とを示す構成図である。 現像装置の循環経路を長手方向に示す上面図である。 比較例としての、プロセスカートリッジとトナー容器とを示す図である。 変形例１としての、第２搬送スクリュの搬送方向下流側を示す斜視図である。 変形例２としての、第２搬送経路の下流側を示す断面図である。 変形例３としての、現像装置の循環経路を長手方向に示す上面図である。 別形態の第２搬送スクリュを示す斜視図である。

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にて、画像形成装置１００における全体の構成・動作について説明する。
図１において、１００は画像形成装置としてのプリンタ、１は表面にトナー像が形成される感光体ドラム、６は感光体ドラム１と帯電ローラ４と現像装置５とクリーニング装置２とが一体化されたプロセスカートリッジ、７はパソコンなどの入力装置から入力された画像情報に基いた露光光Ｌを感光体ドラム１上に照射する露光部（書込み部）、を示す。
また、８はクリーニング装置２で回収された未転写トナーを廃トナーとして廃トナー回収部３２に搬送する廃トナー搬送部、９は感光体ドラム１の表面に担持されたトナー像を転写ニップ部（転写位置）に搬送されるシートＰに転写する転写ローラ、１２は用紙等のシートＰが収納された給紙装置（給紙カセット）、を示す。
また、１６は感光体ドラム１と転写ローラ９とが当接する転写ニップ部に向けてシートＰを搬送するレジストローラ（タイミングローラ）、２０はシートＰ上の未定着画像を定着する定着装置、２１は定着装置２０に設置された定着ローラ、２２は定着装置２０に設置された加圧ローラ、を示す。
また、３０は新品トナーが収容されたトナー収容部３１と廃トナーが回収される廃トナー回収部３２とが一体化されたトナー容器、を示す。

ここで、感光体ドラム１の周囲には、帯電ローラ４、現像装置５、クリーニング装置２、などが配設されている。そして、これらの部材（感光体ドラム１、帯電ローラ４、現像装置５、クリーニング装置２、である。）は、プロセスカートリッジ６として一体化されていて、画像形成装置本体１００に対して着脱可能（交換可能）に設置されている。プロセスカートリッジ６は、所定の交換サイクルに達したときや、メンテナンスをおこなうときなどに、画像形成装置本体１００から取り出されて、新品のもの（又は、メンテナンスを施したもの）に入れ替えられる。

また、プロセスカートリッジ６（現像装置５）には、トナー容器３０が着脱可能（交換可能）に設置されている。トナー容器３０におけるトナー収容部３１の内部には、トナー（１成分現像剤）が収容されている。そして、トナー容器３０（トナー収容部３１）から現像装置５の内部に向けてトナーが適宜に補給されることになる。トナー容器３０は、そのトナー収容部３１内に収容されたトナーが空になると、廃トナー回収部３２内に廃トナーを回収した状態で、装置本体１００から取り外されて、新品のものに交換されることになる。

図１を参照して、画像形成装置１００における、通常の画像形成時の動作について説明する。
まず、パソコン等の入力装置から画像形成装置１００の露光部７に画像情報が送信されると、露光部７からその画像情報に基づいた露光光Ｌ（レーザ光）が、感光体ドラム１の表面に向けて発せられる。
一方、感光体ドラム１は、画像形成装置本体１００に設置された駆動モータから駆動を受けて、矢印方向（反時計方向）に回転する。そして、まず、感光体ドラム１の表面は、帯電ローラ４との対向位置で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム１上には、帯電電位（−９００Ｖ程度である。）が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１の表面は、露光光Ｌの照射位置に達する。そして、露光光Ｌが照射された部分の電位が潜像電位（０〜−１００Ｖ程度である。）となって、感光体ドラム１の表面に静電潜像が形成される（露光工程である。）。

その後、静電潜像が形成された感光体ドラム１の表面は、現像装置５との対向位置に達する。そして、現像装置５から感光体ドラム１上にトナーが供給されて、感光体ドラム１上の潜像が現像されてトナー像が形成される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム１の表面は、転写ローラ９との転写ニップ部（転写位置）に達する。そして、転写ローラ９との転写ニップ部で、電源部から転写ローラ９に転写バイアス（トナーの極性とは異なる極性のバイアスである。）が印可されることによって、レジストローラ１６により搬送されたシートＰ上に、感光体ドラム１上に形成されたトナー像が転写される（転写工程である。）。

そして、転写工程後の感光体ドラム１の表面は、クリーニング装置２との対向位置に達する。そして、この位置で、クリーニングブレード２ａ（図２を参照できる。）によって感光体ドラム１上に残存する未転写トナーが機械的に除去されて、クリーニング装置２内に回収される（クリーニング工程である。）。
こうして、感光体ドラム１上における一連の作像プロセスが終了する。
なお、クリーニング装置２内に回収された未転写トナーは、廃トナー搬送スクリュ２ｂ（図２を参照できる。）によってクリーニング装置２から排出された後に、廃トナー搬送部８を搬送されて、その後に廃トナー回収部３２の内部に廃トナーとして回収される。

一方、感光体ドラム１と転写ローラ９との転写ニップ部に搬送されるシートＰは、次のように動作する。
まず、給紙装置１２に収納されたシートＰの最上方の１枚が、給紙ローラ１５によって、搬送経路に向けて給送される。
その後、シートＰは、レジストローラ１６の位置に達する。そして、レジストローラ１６の位置に達したシートＰは、感光体ドラム１上に形成された画像と位置合わせをするためにタイミングを合わせて、転写ニップ部（転写ローラ９と感光体ドラム１との当接位置である。）に向けて搬送される。

そして、転写工程後のシートＰは、転写ニップ部（転写ローラ９）の位置を通過した後に、搬送経路を経て定着装置２０に達する。定着装置２０に達したシートＰは、定着ローラ２１と加圧ローラ２２との間に送入されて、定着ローラ２１から受ける熱と双方の部材２１、２２から受ける圧力とによって画像が定着される。画像が定着されたシートＰは、定着ローラ２１と加圧ローラ２２との間（定着ニップ部である。）から送出された後に、画像形成装置本体１００から排出されて、排紙トレイ上に載置される。
こうして、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プロセスカートリッジ６について、さらに詳しく説明する。
図２に示すように、プロセスカートリッジ６は、像担持体としての感光体ドラム１、帯電ローラ４（帯電装置）、現像装置５、クリーニング装置２、等で構成される。
像担持体としての感光体ドラム１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の反時計方向に回転駆動される。

帯電ローラ４（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４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１に対して帯電ローラ４が接触するように構成しているが、感光体ドラム１に対して帯電ローラ４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２は、感光体ドラム１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１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１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５は、現像剤担持体としての現像ローラ５１が感光体ドラム１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１、５１の間（現像ニップ）には現像領域が形成される。現像装置５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５は、感光体ドラム１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５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５は、接触１成分現像方式の現像装置であって、プロセスカートリッジ６として他の作像部材１、２、４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。また、トナー容器３０は、装置本体１００に装着された現像装置５（プロセスカートリッジ６）に対して着脱可能（交換可能）に設置されている。そして、本体カバーを開閉することにより、現像装置５（プロセスカートリッジ６）からトナー容器３０を分離してトナー容器３０のみを交換したり、トナー容器３０が装着された状態の現像装置５（プロセスカートリッジ６）を交換したりする。
なお、トナー容器３０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５（プロセスカートリッジ６）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１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３０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５（プロセスカートリッジ６）の交換はトナー容器３０とともに（トナー容器３０が装着された状態で）おこなわれることになる。

現像装置５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と第２搬送スクリュ５５による第２搬送経路Ｂ２とを隔絶する壁部５６（仕切部材）、トナー容器３０からトナーが補給されるトナー補給口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１に対して接触するように配設されていて、トナーを担持しながら所定方向（図２の時計方向である。）に回転して感光体ドラム１上に形成された静電潜像にトナーを供給する。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、現像ローラ５１に摺接するように配設されていて、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１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１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。
なお、本実施の形態では、現像ローラ５１に交番電圧を印加するように構成したが、現像ローラ５１に−１００〜−５００Ｖ程度の直流電圧を印加するように構成することもできる。

２つの搬送スクリュ５４、５５（搬送部材）は、現像装置５内に収容されたトナーを長手方向（図２の紙面垂直方向であって、回転軸方向である。）に搬送して、トナーの循環経路を形成するものである。
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の上方に配設されていて、現像装置５内に収容されたトナーを長手方向に水平に搬送（図３の左方から右方への搬送である。）しながら、供給ローラ５３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、供給ローラ５３及び第１搬送スクリュ５４を介して現像ローラ５１に対して略水平方向に対向するように配設されていて、現像装置５内に収容されたトナーを長手方向に搬送（図３の右方から左方への搬送である。）して第１搬送スクリュ５４とともにトナーの循環経路を形成している。そして、図３を参照して、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の下流側から第１連通部Ａ１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２連通部Ａ２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１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。
ここで、本実施の形態では、第２搬送スクリュ５５（第２搬送部材）が、壁部５６を介して第１搬送スクリュ５４（第１搬送部材）に対して斜め下方の位置で対向するように配設されているが、これについては後で詳しく説明する。

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、長手方向両端部（第１連通部Ａ１と第２連通部Ａ２とである。）を除く長手方向の範囲で、壁部５６によって隔絶されている。
詳しくは、図３に示すように、第２搬送経路Ｂ２の下流側と、第１搬送経路Ｂ１の上流側と、は第２連通部Ａ２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２連通部Ａ２を通過して、第１搬送経路Ｂ１の上流側に達することになる。
また、第１搬送経路Ｂ１の下流側と、第２搬送経路Ｂ２の上流側と、は第１連通部Ａ１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（又は、供給ローラ５３によって回収されたトナー）が下流側に達して、第１連通部Ａ１を通過して、第２搬送経路Ｂ２の上流側に達することになる。

また、図２を参照して、第２搬送経路Ｂ２の天井部には、現像装置５の内部にトナーを補給するためのトナー補給口５７が形成されている。このトナー補給口５７は、トナー容器３０（トナー収容部３１）のトナー排出口と連通している。そして、トナー容器３０（トナー収容部３１）のトナー排出口から排出された新品トナーが、トナー補給口５７を介して第２搬送経路Ｂ２に向けて自重落下する。第２搬送経路Ｂ２に自重落下した新品トナーは、現像装置５内に収容されている既設のトナーととともに、２つの搬送スクリュ５４、５５によって撹拌・混合されながら循環経路を搬送されることになる。

なお、本実施の形態において、トナー補給口５７は、第２搬送経路Ｂ２の上流側に形成されている。これにより、第２搬送経路Ｂ２に自重落下した新品トナーは、第２搬送経路Ｂ２において第２搬送スクリュ５５によって充分に時間をかけて既設のトナーと撹拌・混合された後に、第１搬送経路Ｂ１に搬送されることになる。したがって、第１搬送経路Ｂ１において第１搬送スクリュ５４によって供給ローラ５３に供給されるトナーは、既設のトナーに新品トナーが充分に混合されて特性が安定したものになり、トナーの特性のバラツキにより画質が不安定になる不具合を軽減することができる。

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、図２に示すように、トナー容器３０のトナー収容部３１は、アジテータ６２、容器側搬送スクリュ６１、等で構成されている。
アジテータ６２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、トナー収容部３１内に収容された新品トナーを容器側搬送スクリュ６１による搬送経路に向けて搬送する。
容器側搬送スクリュ６１は、容器内に収容されたトナーをトナー排出口に向けて長手方向一端側に向けて搬送する。
トナー収容部３１（トナー容器３０）のトナー排出口は、容器側搬送スクリュ６１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、容器側搬送スクリュ６１が回転駆動されることで、トナー排出口からトナーが排出されて、そのトナーがトナー補給口５７を介して現像装置５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ことになる。
なお、トナー収容部３１から現像装置５へのトナー補給は、現像装置５に設置されたトナー検知センサの検知結果に基いて適宜におこなわれる。具体的に、現像装置５内に収容されたトナーが一定量（一定高さ）に達していない状態がトナー検知センサによって検知されると、容器側搬送スクリュ６１が所定時間だけ回転駆動されて、トナーが一定量（一定高さ）に達している状態がトナー検知センサによって検知されると、容器側搬送スクリュ６１の回転駆動が停止される。トナー検知センサとしては、トナーの有無を光学的に検知するフォトセンサを用いることもできるし、トナーの有無を圧力によって検知する圧電センサを用いることもできる。

このように構成された現像装置５は、次のように動作する。
まず、トナー容器３０（トナー収容部３１）からトナー補給口５７を介して第２搬送経路Ｂ２内に補給された新品トナーは、現像装置５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・摩擦帯電された後に、感光体ドラム１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１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５（プロセスカートリッジ６）において、特徴的な構成・動作について詳述する。
図２に示すように、本実施の形態における現像装置５は、第２搬送スクリュ５５（第２搬送部材）の上端の位置が、第１搬送スクリュ５４（第１搬送部材）の上端の位置よりも低くなるように構成されている。
詳しくは、本実施の形態において、第２搬送スクリュ５５は、その外径（スクリュ径）が、第１搬送スクリュ５４の外径（スクリュ径）よりも大きくなるように形成されている。また、第２搬送スクリュ５５の軸部（回転中心）の位置は、第１搬送スクリュ５４の軸部（回転中心）の位置よりも低くなるように配置されている。さらに、第２搬送スクリュ５５の上端（スクリュ部の上端である。）の位置は、第１搬送スクリュ５４の上端の位置よりも低くなるように配置されている。また、第２搬送スクリュ５５の下端（スクリュ部の下端である。）の位置は、現像ローラ５１や供給ローラ５３の下端の位置と同等かそれよりも高くなるように配置されている。

このように、第２搬送スクリュ５５を第１搬送スクリュ５４よりも低い位置に配置することで、第２搬送経路Ｂ２において、トナー補給口５７が形成された天井部と、第２搬送スクリュ５５と、の距離Ｍを充分に長くとることができる。
すなわち、図４に示す現像装置１５０のように、第２搬送スクリュ５５の上端を第１搬送スクリュ５４の上端よりも高い位置（又は、同等の位置）に配置してしまうと、トナー補給口５７が形成された天井部に、第２搬送スクリュ５５が近接してしまうことになる。そして、そのような場合には、トナー補給口５７から新品トナーが大量に補給された場合などに、一時的にトナー補給口５７がトナーで塞がれてしまうような状態になって、現像装置５内の空気の逃げ場が失われて、現像装置５の内圧が高くなってしまう可能性がある。そして、そのような状態になってしまうと、トナー補給口５７から現像装置５内に補給するトナーの量（トナー補給量）が安定しない不具合や、現像装置５内の循環経路でトナーがスムーズに安定的に循環しない不具合、が生じてしまい、感光体ドラム１に形成されるトナー像が、カスレたり画像濃度が不均一になったりしてしまうことになる。

これに対して、本実施の形態では、第２搬送経路Ｂ２において、トナー補給口５７が形成された天井部と、第２搬送スクリュ５５と、の距離Ｍを充分に大きく設定しているため、トナー補給口５７から新品トナーが大量に補給された場合などであっても、一時的にトナー補給口５７がトナーで塞がれてしまうような状態になりにくく、現像装置５の内圧が高くなるような不具合も生じにくくなる。そのため、トナー補給口５７から現像装置５内に補給するトナーの量（トナー補給量）が安定しない不具合や、現像装置５内の循環経路でトナーがスムーズに安定的に循環しない不具合も生じにくくなり、カスレ画像や画像濃度不良などの異常画像も生じにくくなる。

換言すると、本実施の形態では、第２搬送スクリュ５５は、その上端と、第２搬送経路Ｂ２の天井部と、の距離が所定値以上になるように配設されている。この「所定値」は、トナー補給口５７から新品トナーが大量に補給された場合などであっても、トナー補給口５７がトナーで塞がれてしまわないように設定された値である。
そして、第２搬送スクリュ５５の高さ方向の位置は、無制限に下方に設定して良いわけではなくて、現像装置５が下方に大型化しないように、また第１搬送スクリュ５４との循環経路が良好に維持されるように、可能な範囲で下方に設定されている。また、トナー補給口５７が形成された第２搬送経路Ｂ２の天井部の高さ方向の位置も、無制限に上方に設定して良いわけではなくて、現像装置５が上方に大型化しないように、またトナー容器３０（トナー収容部３１）の容積を減じないように設定されている。

ここで、本実施の形態では、図２に示すように、第１搬送経路Ｂ１の天井部の位置が、第２搬送経路Ｂ２の天井部の位置よりも距離Ｎだけ高くなるように形成されている。
第１搬送経路Ｂ１の上方の空間は、第２搬送経路Ｂ２の上方の空間とは異なり、トナー容器３０などの他の部材によるレイアウト上の制約が比較的少ない。そのため、現像装置５が上方に大きく大型化しない範囲、かつ、レイアウト上の制約の範囲、で、第１搬送経路Ｂ１の天井部の高さ方向の位置をなるべく上方に設定している。
これにより、現像装置５（第１搬送経路Ｂ１）において空気が流動する空間を広げることができて、現像装置５の内圧の変化を少なくすることができる。

また、図２に示すように、本実施の形態において、壁部５６は、その上端に対向する天井部との間に隙間が形成されている。すなわち、壁部５６は、天井部に対して隙間なく接触しているのではなくて、天井部との間に隙間（破線で囲んだ部分である。）をあけるように形成されている。
これにより、現像装置５の内部において、第１搬送経路Ｂ１と第２搬送経路Ｂ２との間で、壁部５６の隙間を介して空気の流動が促進されることになるため、第１搬送経路Ｂ１と第２搬送経路Ｂ２とで内圧のバランスが大きく崩れることがなく、現像装置５の内圧を全体的に均一化することができる。そのため、循環経路においてトナーの搬送性が局所的に変化するような不具合も軽減されることになる。
なお、壁部５６の高さは、第１搬送経路Ｂ１と第２搬送経路Ｂ２との間で壁部５６を乗り越えてトナーが流動しない程度に設定されている。すなわち、壁部５６の高さは、第１搬送経路Ｂ１を流動するトナーの上面よりも高く、第２搬送経路Ｂ２を流動するトナーの上面よりも高くなるように設定されている。

また、本実施の形態では、図３に示すように、第１搬送経路Ｂ１における下流側の天井部と、第２搬送経路Ｂ２における下流側の天井部と、にそれぞれ、トナーを捕集して空気のみを通気させるフィルタ５８、５９（トナーフィルタ）が設置されている。
詳しくは、第１搬送経路Ｂ１における下流側の天井部には開口部が形成されていて、その開口部を覆うように第１フィルタ５８が貼着されている。また、第２搬送経路Ｂ２における下流側の天井部（この部分の上方は、トナー容器３０の容器側搬送スクリュ６１が設置されておらず、開放された空間になっている。）には開口部が形成されていて、その開口部を覆うように第２フィルタ５９が貼着されている。
このようにフィルタ５８、５９を設置することで、現像装置５の内圧の上昇を軽減することができる。特に、第１搬送経路Ｂ１や第２搬送経路Ｂ２の下流部は、搬送スクリュ５４、５５によってトナーとともに空気も搬送されてしまい、その部分の内圧が高くなりやすい。そのため、その位置にフィルタ５８、５９を設置して、積極的に圧抜きすることにより、現像装置５の内圧の上昇を効率的に防止することができる。
なお、上述したように、第２搬送経路Ｂ２の天井部は第２搬送スクリュ５５に対して比較的高い位置に形成されていて、第１搬送経路Ｂ１の天井部は第１搬送スクリュ５４に対して比較的高い位置に形成されているため、フィルタ５８、５９に搬送中のトナーが直接的に接触して目詰まりするような不具合は生じにくくなる。

＜変形例１＞
図５は、変形例１としての、第２搬送スクリュ５５の搬送方向下流側を示す斜視図である。
図５に示すように、変形例１における第２搬送スクリュ５５も、本実施の形態のもの同様に、軸部５５ａにスクリュ部５５ｂが螺旋状に巻装されたものである。そして、変形例１における第２搬送スクリュ５５は、図５に示すように、軸部５５ａの搬送方向下流側の端部に、汲み上げ部５５ｃが設けられている。この汲み上げ部５５ｃは、トナーを長手方向に略直交する方向に汲み上げるように搬送するためのものである。
詳しくは、汲み上げ部５５ｃは、軸部５５ａ上に起立するように形成されたパドル形状部である。そして、第２搬送スクリュ５５が回転することで、汲み上げ部５５ｃによって、その近傍にあるトナーが、破線矢印で示す搬送方向に対して略直交する方向に搬送されることになる。これにより、第２連通部Ａ２において、第２搬送経路Ｂ２から第１搬送経路Ｂ１へのトナーの受け渡しが促進されることになる。特に、変形例１における現像装置５は、本実施の形態のものと同様に、第２搬送スクリュ５５が第１搬送スクリュ５４よりも下方に位置しているため、第２連通部Ａ２は、第２搬送経路Ｂ２から第１搬送経路Ｂ１に向けて上方に傾斜するように形成されている。そのため、第２搬送経路Ｂ２から第１搬送経路Ｂ１に向けて傾斜面に逆らうようにトナーを流動させなければならず、この変形例１の構成が有用になる。
なお、変形例１では、汲み上げ部５５ｃをパドル形状部としたが、汲み上げ部５５ｃとしてＰＥＴなどからなる可撓性シートを用いることもできるし、汲み上げ部５５ｃとして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用いることもできる。
また、第１連通部Ａ１は、第１搬送経路Ｂ１から第２搬送経路Ｂ２に向けて下方に傾斜するように形成されているため、第１搬送経路Ｂ１から第２搬送経路Ｂ２に向けてのトナーの受け渡しは傾斜面に沿うようにスムーズにおこなわれることになる。

＜変形例２＞
図６は、変形例２としての、第２搬送経路Ｂ２の下流側を側方から示す断面図である。
図６に示すように、変形例２における第２搬送スクリュ５５は、その搬送方向下流側の端部において、スクリュ部５５ｂ２のスクリュ径が搬送方向下流側に向けて漸減するように形成されている。すなわち、第２搬送スクリュ５５は、下流側端部のスクリュ部５５ｂ２のスクリュ径が搬送方向下流側に向けて漸減するように形成されていて、それ以外の部分のスクリュ部５５ｂ１のスクリュ径は搬送方向にわたって同じ大きさで形成されている。
また、変形例２における第２搬送経路Ｂ２は、図６に示すように、その下流側の底部の高さが、第２搬送スクリュ５５の搬送方向下流側の端部におけるスクリュ部５５ｂ２のスクリュ径の変化に合わせて、下流側に向けて漸増するように形成されている。すなわち、第２搬送経路Ｂ２における下流側の底部（破線で囲んだ部分である。）は、上流側から下流側に向けて上方に傾斜するように形成されている。
このように構成することにより、第２搬送経路Ｂ２の下流側端部で、トナーが底面の傾斜に沿って上方に盛り上がるように移動するため、第２連通部Ａ２において、第２搬送経路Ｂ２から第１搬送経路Ｂ１に向けて傾斜面に逆らうようにトナーを受け渡しやすくなる。

＜変形例３＞
図７は、変形例３としての現像装置５の循環経路を長手方向に示す上面図であって、本実施の形態における図３に対応する図である。また、図８は、別形態の第２搬送スクリュ５５を示す斜視図である。
変形例３において、第２搬送スクリュ５５は、トナー補給口５７に対して搬送方向下流側におけるトナーの搬送速度が、トナー補給口５７に対して搬送方向上流側におけるトナーの搬送速度よりも速くなるように形成されている。
詳しくは、図７に示すように、変形例３における第２搬送スクリュ５５は、トナー補給口５７に対して搬送方向下流側のスクリュ部５５ｂ４のスクリュピッチが、トナー補給口５７に対して搬送方向上流側のスクリュ部５５ｂ３のスクリュピッチに比べて、大きくなるように形成されている。このような構成により、トナー補給口５７から現像装置５（第２搬送経路Ｂ２）内に補給されたトナーは、その下流側のスクリュ部５５ｂ４によって、その位置に停滞することなく、すばやく下流側に搬送されることになる。そのため、トナー補給口５７がトナーで塞がれる不具合がさらに抑止されることになる。
また、変形例３において、第２搬送スクリュ５５は、その搬送方向下流側の端部におけるトナーの搬送速度が、その搬送方向中央部におけるトナーの搬送速度よりも速くなるように形成されている。
詳しくは、図７に示すように、変形例３における第２搬送スクリュ５５は、下流側端部のスクリュ部５５ｂ２のスクリュピッチが、中央部のスクリュ部５５ｂ１のスクリュピッチに比べて、大きくなるように形成されている。このような構成により、第２搬送経路Ｂ２の下流側端部では、トナーが停滞して、その場で盛り上がった状態になりやすくなる。そのため、第２連通部Ａ２において、第２搬送経路Ｂ２から第１搬送経路Ｂ１に向けて傾斜面に逆らうようにトナーを受け渡しやすくなる。
なお、第２搬送スクリュ５５は、搬送方向の位置によって、スクリュ部５５ｂのスクリュピッチ、スクリュ部５５ｂのスクリュ径、スクリュ部５５ｂに形成した切欠き量、のうち少なくとも１つを異ならせることで、トナーの搬送速度に差異が生じるようにすることができる。そのため、上述したように変形例３では、スクリュ部５５ｂのスクリュピッチを搬送方向の位置によって異ならせることで、搬送方向の位置によって搬送速度が異なるように構成したが、スクリュ部５５ｂのスクリュ径を搬送方向の位置によって異ならせることで、搬送方向の位置によって搬送速度が異なるように構成することもできる。具体的に、スクリュ径を大きくした位置の搬送速度が、スクリュ径を小さくした位置の搬送速度に比べて、速くなる。
また、図８に示すように、スクリュ部５５ｂの切欠き量を搬送方向の位置によって異ならせることで、搬送方向の位置によって搬送速度が異なるように構成することもできる。図８の例では、下流側端部のスクリュ部５５ｂ２と上流側端部のスクリュ部５５ｂ３とは切欠きを形成せずに（切欠き量をゼロとして）、中央部のスクリュ部５５ｂ１は切欠きを形成している（切欠き量を約１／６周分としている）。そのため、切欠き量の小さな下流側端部のスクリュ部５５ｂ２や上流側端部のスクリュ部５５ｂ３による搬送速度が、切欠き量の大きな中央部のスクリュ部５５ｂ１による搬送速度に比べて、速くなる。

以上説明したように、本実施の形態における現像装置５は、現像ローラ５１や供給ローラ５３の他に、供給ローラの上方に第１搬送スクリュ５４（第１搬送部材）が配設されて、第１搬送スクリュ５４とともにトナーの循環経路を形成する第２搬送スクリュ５５（第２搬送部材）が配設されている。また、第２搬送スクリュ５５による第２搬送経路Ｂ２の天井部には、現像装置５の内部にトナーを補給するためのトナー補給口５７が形成されている。そして、第２搬送スクリュ５５の上端の位置が、第１搬送スクリュ５４の上端の位置よりも低くなるように構成されている。
これにより、現像装置５の内圧が高くなりにくく、トナー補給口５７から現像装置５内に補給するトナー補給量が安定しない不具合や、現像装置５内の循環経路でトナーが安定的に循環しない不具合、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、現像装置５が、感光体ドラム１（像担持体）と帯電ローラ４とクリーニング装置２とともに一体化されたプロセスカートリッジ６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、現像装置５が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と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置と、像担持体上をクリーニングするクリーニング装置と、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、現像ローラ５１が感光体ドラム１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５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。
また、本実施の形態では、第２搬送スクリュ５５の外径（スクリュ径）が第１搬送スクリュ５４の外径（スクリュ径）よりも大きくなるように構成したが、第２搬送スクリュ５５の外径が第１搬送スクリュ５４の外径よりも小さくなるように構成することもできるし、双方の搬送スクリュ５４、５５の外径を同等に構成することもできる。
そして、そ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。

さらに、本実施の形態では、１つの作像部（プロセスカートリッジ６）によってシートＰにトナー像が転写されるモノクロ画像形成装置１００に対して、本発明を適用した。これに対して、複数の作像部によって中間転写ベルトなどの中間転写体にトナー像が１次転写されて、中間転写体からシートにトナー像が２次転写されるカラー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。

１ 感光体ドラム（像担持体）、
５ 現像装置、
６ 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）、
５４ 第１搬送スクリュ（第１搬送部材）、
５５ 第２搬送スクリュ（第２搬送部材）、
５５ａ 軸部、 ５５ｂ、５５ｂ１〜５５ｂ４ スクリュ部、
５５ｃ 汲み上げ部、
５６ 壁部、
５７ トナー補給口、
５８、５９ フィルタ、
１００ 画像形成装置（画像形成装置本体）、
Ａ１ 第１連通部、 Ａ２ 第２連通部、
Ｂ１ 第１搬送経路、 Ｂ２ 第２搬送経路。

特開２０１５−２５９９９号公報

Claims (13)

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、
   前記像担持体に対して接触又は対向する現像ローラと、
   前記現像ローラにトナーを供給する供給ローラと、
   前記供給ローラの上方に配設されて、当該現像装置内に収容されたトナーを前記供給ローラに供給する第１搬送部材と、
   前記第１搬送部材とともにトナーの循環経路を形成する第２搬送部材と、
   前記第１搬送部材による第１搬送経路と、前記第２搬送部材による第２搬送経路と、を長手方向両端部を除く長手方向の範囲で隔絶する壁部と、
   を備え、
   当該現像装置の内部にトナーを補給するためのトナー補給口が、前記第２搬送経路の天井部に形成されて、
   前記第２搬送部材の上端の位置が、前記第１搬送部材の上端の位置よりも低くなるように構成されたことを特徴とする現像装置。
2. 前記第２搬送部材は、その上端と、前記第２搬送経路の天井部と、の距離が所定値以上になるように配設されたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記第１搬送経路の天井部の位置が、前記第２搬送経路の天井部の位置よりも高くなるように形成された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. 前記壁部は、その上端に対向する天井部との間に隙間が形成され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. 前記第１搬送経路における下流側の天井部と、前記第２搬送経路における下流側の天井部と、にそれぞれ、トナーを捕集して空気のみを通気させるフィルタが設置され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. 前記第２搬送部材は、
   軸部にスクリュ部が螺旋状に巻装された搬送スクリュであって、
   前記軸部の搬送方向下流側の端部に、トナーを長手方向に略直交する方向に汲み上げるように搬送する汲み上げ部を具備し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. 前記第２搬送部材は、
   軸部にスクリュ部が螺旋状に巻装された搬送スクリュであって、
   その搬送方向下流側の端部において、前記スクリュ部のスクリュ径が搬送方向下流側に向けて漸減するように形成され、
   前記第２搬送経路は、その下流側の底部の高さが、前記第２搬送部材の搬送方向下流側の端部における前記スクリュ部のスクリュ径の変化に合わせて、下流側に向けて漸増するように形成され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。
8. 前記第２搬送部材は、前記トナー補給口に対して搬送方向下流側におけるトナーの搬送速度が、前記トナー補給口に対して搬送方向上流側におけるトナーの搬送速度よりも速くなるように形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の現像装置。
9. 前記第２搬送部材は、その搬送方向下流側の端部におけるトナーの搬送速度が、その搬送方向中央部におけるトナーの搬送速度よりも速くなるように形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の現像装置。
10. 前記第２搬送部材は、
    軸部にスクリュ部が螺旋状に巻装された搬送スクリュであって、
    搬送方向の位置によって、前記スクリュ部のスクリュピッチ、前記スクリュ部のスクリュ径、前記スクリュ部に形成した切欠き量、のうち少なくとも１つを異ならせることで、前記トナーの搬送速度に差異が生じるようにしたものであることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の現像装置。
11. 前記トナー補給口は、前記第２搬送経路の上流側に形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の現像装置。
12. 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１１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。
13. 請求項１〜請求項１１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。

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