JP4759287B2 - 現像装置、プロセスカートリッジ、電子写真画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像装置、及び、プロセスカートリッジ、電子写真画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真画像形成装置において、現像剤が使用されて消費された場合に新たに現像剤を補給する現像剤補給方式が用いられている。現像剤補給方式としては、電子写真画像形成装置に着脱自在な現像剤補給容器を交換することにより現像剤を補給する方式が用いられている。その一例として、現像容器内の現像剤と新たに補給された現像剤とを現像部材に到達する前に均一にするために、現像剤の循環経路を有するものが知られている（特許文献１）。また、このように二本のスクリューを並べて配置して水平方向に循環させる構成の他に、二本のスクリューを垂直方向に配置し、現像剤を垂直方向に循環させる構成も知られている（特許文献２、特許文献３）。
特開平８−３００８４号公報 特公平４−３９０７３号公報 特開平１０−１４２９４２号公報

しかしながら、先に説明した循環構成の現像装置では、下記点を考慮する必要があった。

即ち、現像装置内の現像剤は、現像装置内を何度も循環するうちに少なからず劣化していく。何故ならば、現像装置内の現像剤は、循環するうちに、機械的摺擦によって現像剤の樹脂が磨耗あるいは、変形するからである。あるいは、表面に添加されている外添剤が遊離したり現像剤の樹脂内に埋め込まれたりするからである。これにより、現像装置内の現像剤は劣化していく。そして、劣化した現像剤は新品の現像剤と帯電特性等の特性が変わってしまう。そして、劣化した現像剤と新しく補給された現像剤が偏在した状態で現像部材に搬送されると、新旧現像剤の帯電量差が画像に現れて濃度ムラやカブリ画像が発生するおそれがあった。また、新旧の現像剤が静電凝集してボタ落ちが発生してしまうおそれもあった。従って、新旧の現像剤は少なくとも現像部材に供給されるまでに、速やかに均一に混ざり合っている必要があった。

そこで、本発明の目的は、現像部材に現像に必要な量の現像剤を供給しつつ、現像剤補給手段から補給される現像剤を十分に攪拌することのできる現像装置、プロセスカートリッジ、電子写真画像形成装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、現像剤補給手段によって補給された現像剤と現像装置内に収納されていた現像剤との攪拌を均一に行うことのできる現像装置、プロセスカートリッジ、電子写真画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明における代表的な手段は、画像形成装置に用いられる現像装置において、
現像剤を用いて現像剤像を形成するための現像ローラと、前記現像ローラに供給するための現像剤を収納する第一収納部と、
前記第一収納部の上方に位置するように設けられ、前記第一収納部に供給するために、現像剤補給手段から補給される現像剤を収納する第二収納部と、
第二収納部内の現像剤を攪拌し、長手方向において第二収納部内の現像剤の高さを水平に収束させる程度の現像剤搬送力を有する攪拌部材と、
前記攪拌部材の長手方向の一端側で前記第一収納部と第二収納部とを接続している第一開口と、
前記攪拌部材の長手方向の他端側で前記第一収納部と第二収納部とを接続している第二開口と、
前記第一収納部に設けられ、前記現像ローラに現像剤を供給し、及び、前記第一開口から前記第二開口へ前記第一収納部内の現像剤を搬送する搬送部材と、
を有することを特徴とする。

本発明によると、現像部材に現像に必要な量の現像剤を供給しつつ、現像剤補給手段から補給される現像剤を十分に攪拌することのできる現像装置、プロセスカートリッジ、電子写真画像形成装置を提供することができる。

また、本発明によると、現像剤補給手段によって補給された現像剤と現像装置内に収納されていた現像剤との攪拌を均一に行うことのできる現像装置、プロセスカートリッジ、電子写真画像形成装置を提供することができる。

（実施例１）
図１は本発明の一実施例に係る電子写真画像形成装置の構成である。そして、図２は、本発明の一実施例に係る電子写真画像得形成装置に用いられる現像装置の構成である。

電子写真画像形成装置Ａの概略中心部には、ドラム状の電子写真感光体（以下「感光ドラム５１」という。）が矢印Ｄ方向（図１参照）に回転可能に支持されている。ここで、画像形成動作が開始すると、感光ドラム５１が帯電手段５２によって一様に帯電される。その後、この感光体ドラム５１が、露光手段としてのレーザー照射手段５３によって、画像情報に対応して露光される。その結果、該感光体ドラム５１に静電潜像が形成される。

その後、この静電潜像は現像装置１によって現像剤により現像される。そして、感光体ドラム５１に現像剤像が形成される。次いでこの現像剤像は、転写手段としての転写ローラ５６と感光ドラム５１との間に形成される転写電界により静電的に記録材Ｐ上に転写される。その後、前記現像剤像は定着装置５８によって熱及び圧力が加えられる。これにより、前記現像剤像は記録材Ｐ上に定着される。又、現像剤像の転写を終了した感光ドラム５１に残留する転写残現像剤などは、ブレード状のクリーニング部材を備えるクリーニング装置５７により除去される。これにより、感光ドラム５１は引き続き画像形成を行える状態となる。

本実施例にて用いられる現像剤は、負帯電性の非磁性一成分現像剤である。また、本実施例の画像形成装置Ａのプロセススピード、即ち、感光ドラム１の周速は１５０ｍｍ／ｓｅｃである。また、これに対する現像ローラ２の周速は２２５ｍｍ／ｓｅｃである。

現像容器１０のうち、感光ドラム５１と対向する側の一部は開口している。そして、この開口部から現像部材としての現像ローラ２が一部露出している。この現像ローラ２は矢印Ｅ方向（図２参照）に回転可能に現像容器１０に支持されている。現像ローラ２は、カーボンなどの導電剤を分散させた体積抵抗率が１０^２Ωｃｍ〜１０^１０Ωｃｍのシリコーン、ウレタンなどの低硬度のゴム材或は発泡体及びその組み合わせにより構成されている。そして、この現像ローラ２は外径２０ｍｍの半導電性弾性体ローラである。現像ローラ２は弾性体を有している。そして、現像ローラ２は所定の当接圧にて感光ドラム１に当接している。現像ローラ２へ現像剤を供給する、及び、現像ローラ２から現像剤を除去して回収するための供給ローラ３は、弾性体を有し、外形１６ｍｍの絶縁性スポンジローラである。この供給ローラ３は、現像ローラ２に当接して配置されている。

現像容器１０には、現像剤層規制部材としての現像ブレード４が設けられている。このブレード４はＳＵＳで構成される板ばねであり、所定の当接圧にて現像ローラ２と当接している。

現像ローラ２に供給された現像剤は、このブレード４によって層厚を規制される。その結果、現像ローラ２に供給された現像剤は電荷を付与される。そして、現像ローラ２の周面に形成された現像剤の薄層が、現像領域へと供給される。即ち、現像ローラ２は、現像剤を用いて、感光ドラム５１に形成された静電潜像を現像する。又、現像には寄与せずに、現像ローラ２上に担持されたままの現像剤は、供給ローラ３による摺擦で現像ローラ２の周面から剥ぎ取られる。そして、現像ローラ２の周面に担持されたままの現像剤は新たに供給ローラ３によって供給された現像剤と共に再び現像ローラ２によって感光ドラム５１へと供給される。そして、感光体ドラム５１に供給されずに現像ローラ２に残った現像剤は、現像容器１０内へと戻される。尚、本実施例では、供給ローラ３は現像剤供給及び回収手段として２つの機能を兼ねているが、本実施例はこれに限定されるものではない。例えば、現像剤供給手段と現像剤回収手段とを別個に設けることも可能である。

図３は本発明の一実施例である現像装置を横方向（図２の右方向）から見た断面図である。図４（ａ）は攪拌部内の攪拌部材６の長手を横から見た説明図、図４（ｂ）は長手正面から見た説明図である。

現像容器１０は、仕切り壁７によって現像容器１０の長手方向に亘って上下２つの部屋に分かれている。ここで、現像容器１０が装置本体１００に装着された際に下方に位置するを第一収納部、上側の部屋を第二収納部とする。第一収納部としての現像部１０ａは、現像部材としての現像ローラ２と現像剤搬送部材としてのスクリュー５とを有する。この現像部１０ａは現像ローラ２に供給するための現像剤を収納する。第二収納部としての攪拌部１０ｂは、攪拌部材６を有する。この攪拌部１０ｂは、現像部１０ａに供給するための現像剤を収納している。この攪拌部１０ｂは、現像剤補給手段としての現像剤ホッパー９から現像剤を補給される。現像部１０ａと攪拌部１０ｂは、現像ローラ２の長手方向における両端部に設けられた開口によって繋がっている。言い換えれば、現像ローラ２の長手方向の一端側と他端側において、現像部１０ａと攪拌部１０ｂが接続（連通）している。

現像剤搬送部材としてのスクリュー５が現像部１０ａ内に設けられている。このスクリュー５は、現像部１０ａ内の現像剤を長手方向に搬送する。即ち、このスクリュー５はスクリュー５の長手方向一端側に設けられた第一開口１０ｃから落ちてきた現像剤を現像部１０ａの長手中央方面に送り出す。そして、スクリュー５は現像部１０ａ内の現像剤をスクリュー５の他端側に設けられた第二開口１０ｄまで搬送する。そして、スクリュー５は、第二開口１０ｄから上方に設けられた攪拌部１０ｂに現像剤を押し上げて送り出す。このスクリュー５は、現像部１０ａ内において、現像ローラ２に現像剤を供給する。

現像剤攪拌部材としての攪拌部材６が攪拌部１０ｂ内に設けられている。この攪拌部材６は複数の羽根を有する。そして、羽根６０が回転する事によって羽根６０が交互に現像剤を掻き揚げて攪拌する。

これらのスクリュー５と攪拌部材６は、ギア（不図示）によって現像ローラ２や供給ローラ３と接続されている。そして、これらのスクリュー５と攪拌部材６は、画像形成時すなわち現像ローラ２が回転している間は共に回転運動を行い、画像形成終了と共に回転が停止する。

現像剤ホッパー９内には、解し部材９４と補給ローラ９３が設けられている。ここで、解し部材９４は現像剤ホッパー９内の現像剤を解すためのものである。また、補給ローラ９３は現像剤ホッパー９から攪拌部１０ｂに現像剤を補給するためのものである。そして、この補給ローラ９３は、装置本体１００からの補給指令により回転する。そして、この補給ローラ９３は所定駆動時間当たり一定量の現像剤を攪拌部１０ｂに補給する。これによって、現像容器１０内の現像剤量を常に一定量に。補給指令のための現像剤量を検知するための方式としては、現像容器１０内にピエゾセンサー（不図示）を設けて現像剤の有無を知る方式、光検知方式、インダクタンス検知方式、画像の印字比率から消費された現像剤量を計算する方式などがある。本実施例では、攪拌部１０ｂに光検知方式の現像剤量センサー（不図示）を設けている。そして、この現像剤量センサーが現像剤量の不足を検知すると、補給ローラ９３が回転して現像剤が現像剤ホッパー９から攪拌部１０ｂへ補給される。

次に、本実施例の現像装置内における現像剤の循環について説明する。

現像部１０ａ内の現像剤はスクリュー５によって前記長手方向一端側から他端側に搬送される。そして、その圧力によって、第二開口１０ｄにおいて、現像剤が現像部１０ａから攪拌部１０ｂに送られる。また、９９は攪拌部１０ｂに設けられた補給開口である。攪拌部１０ｂ内の他端側に設けられた補給開口９９において現像剤ホッパー９から現像剤が補給される。これにより、攪拌部１０ｂ内において他端側から一端側に現像剤が搬送される間に、スクリュー５によって現像部１０ａから搬送されてきた現像剤と現像剤ホッパー９から補給された現像剤とが充分に攪拌される。

前記攪拌部材６は、羽根６０の回転によって現像剤を水平にならす事は出来るが、それ以上の搬送能力は持っていない。言い換えると、前記長手方向において、攪拌部材６の現像剤搬送力は現像剤搬送部材５の現像剤搬送力よりも弱い。更に詳細に述べると、攪拌部材６の羽根がどれだけ回転しても一端側に現像剤を積極的には搬送してはいない。即ち、攪拌部材６は攪拌部１０ｂ内の現像剤の高さを均すことにより、結果として、攪拌部１０ｂ内の現像剤を他端側から一端側へゆっくり搬送する。即ち、補給された現像剤と現像部１０ａから搬送されてきた現像剤とが均一に混ざるのに必要な時間をかけて、前記他端側から前記一端側へ現像剤を搬送する。更に、言い換えると、攪拌部材６の長手方向において、攪拌部材６の搬送能力は攪拌部１０ｂ内の現像剤の高さを水平に収束させる程度である。ここで、前記長手方向において現像剤の高さを水平に収束させる程度の搬送力が具体的にどのような搬送力を指すのかを以下に説明する。まず、下記条件の部材Ａ〜部材Ｃを用いて検討１〜検討３を行い、それぞれ結果１〜結果３を得た。

部材Ａ（図１１）：スクリュー部材５１（フィンピッチ：２０ｍｍ、長手長さ：３２０ｍｍ、最大外径：３０ｍｍ）
部材Ｂ（図１２、図５）：２０ｍｍ幅のマイラー羽根を長手方向に交互に配置した部材６１（長手長さ：３２０ｍｍ、最大外径：３０ｍｍ）
部材Ｃ（図１３、図１０）：回転自在に保持されたバネ４本を配置した部材６６（長手長さ：３２０ｍｍ、最大外径：３０ｍｍ）

（検討１）
図２及び図３に示した前記第一室と第二室の両端部の開口を塞ぎ、前記第二室のみを用いた。そして、現像剤を攪拌中心付近で水平となる状態にした（図１１（ａ）、図１２（ａ）、図１３（ａ））後、３０分間上記各部材Ａ〜部材Ｃを回転させた。その後、部材Ａ〜Ｃの長手方向における現像剤の移動状態を前記回転の前後で比較観察した。

（結果１）
部材Ａ：現像剤は長手方向一端側に偏った状態となった。（図１１（ｂ））
部材Ｂ：現像剤は水平のままであった。（図１２（ａ））
部材Ｃ：現像剤は水平のままであった。（図１３（ａ））

（検討２）
前記第一室と第二室の両端部の開口を塞ぎ前記第二室のみを用いたのは検討１と同様である。そして、現像剤を攪拌中心付近で水平となる量で、長手方向他端側に片寄せした状態にした（図１１（ｃ）、図１２（ｂ）、図１３（ｂ））。その後、３０分間、１００ｒｐｍで各部材を回転させて、現像剤の長手方向の移動状態を、回転の前後で比較観察した。

（結果２）
部材Ａ：現像剤は長手方向一端側に偏った状態となった。（図１１（ｂ））
部材Ｂ：現像剤は水平の状態になった。（図１２（ａ））
部材Ｃ：現像剤は水平の状態になった。（図１３（ａ））

（検討３）
前記第一室と第二室の両端部の開口を塞ぎ、前記第二室のみを用いたのは検討１と同様である。そして、現像剤を攪拌中心付近で水平となる量で、長手方向一端側に片寄せした状態にした（図１１（ｂ）、図１２（ｃ）、図１３（ｃ））その後、３０分間、１００ｒｐｍで各部材を回転させて、現像剤の長手方向の移動状態を、回転の前後で比較観察した。

（結果３）
部材Ａ：現像剤は長手方向一端側に偏ったままの状態であった。（図１１（ｂ））
部材Ｂ：現像剤は水平の状態になった。（図１２（ａ））
部材Ｃ：現像剤は水平の状態になった。（図１３（ａ））

以上の検討１〜検討３及び結果１〜結果３より、「長手方向において現像剤の高さを水平に収束させる程度の搬送力」とは下記２つの条件を満たす状態を意味するものである。１）水平状態にある現像剤を、長手方向一端側（又は、他端側）へ現像剤を寄せることはできない。２）長手方向一端側（又は、他端側）に偏った状態にある現像剤を水平状態にすることは出来る。しかし、前記水平状態から更に長手方向他端側（又は、一端側）へ現像剤を寄せることは出来ない。

次に、本実施例に戻って、攪拌部１０ｂ内の現像剤の挙動きを以下に示す。第二開口１０ｄから送られてきた現像剤と補給された現像剤が攪拌部１０ｂ内で高く盛り上がる。そして、盛り上がった現像剤を攪拌部材６が回転する事によって水平に均す。この盛り上がりと均しの繰り返しによって、徐々に攪拌部１０ｂ内に現像剤が広がっていく。最終的に現像剤は第一開口１０ｃへと到達する。そして、第一開口１０ｃにおいて現像剤が攪拌部１０ｂ内から現像部１０ａ内に落下する。そして、現像剤は、スクリュー５によって現像部１０ａ内の長手中央方向に送られつつ現像ローラ２に供給される。

このように本実施例において、現像容器１０内の現像剤の搬送経路は現像部１０ａと攪拌部１０ｂを自由に行き来できるように構成されている。しかし、本実施例の現像装置Ａは、スクリューを２本設置する従来の電子写真画像形成装置とは異なる。即ち、前述したように、攪拌部材６の長手方向の搬送力は前記長手方向において現像剤の高さを水平に収束させる（均す）程度である。かかる場合、スクリューを各収納部に一本づつ設置する構成と比較して、攪拌部１０ｂに現像剤を均一に混ぜるのに必要な時間、現像剤を留まらせる事が可能となる。従って、攪拌部１０ｂに補給された現像剤は時間をかけて現像容器１０内の現像剤と攪拌される。その結果、現像容器１０内に存在していた現像剤と新しく現像容器１０に補給された現像剤とを十分に混ざり合った状態で現像剤ローラ２に供給することが可能となる。そのため、現像剤の攪拌不足により発生する濃度ムラやかぶりなどの諸問題を有効に抑制できる。

更に、本実施例の構成では、現像装置１全体における現像剤の循環量は現像部のスクリュー５のみによって決定されている。そのため、スクリュー５の外径、螺旋羽根のピッチ、回転速度等を調整する事によって、全体の循環量を容易に所望の値に設定する事が可能となる。従って、従来の二本スクリューのように両者の送り量バランスを合わせ込む必要が無い。そのため、現像容器１０内において、現像剤の循環を安定した状態に維持することができる。

また、現像剤が攪拌部１０ｂにとどまる時間は、スクリュー５の現像剤の搬送能力と攪拌部１０ｂ内に存在する現像剤の容積に依存する。従って、攪拌部１０ｂ内に存在する現像剤量を大きくする事によって現像剤が攪拌部１０ｂにとどまる時間を大きくする事が可能となる。また、攪拌部１０ｂ内に収納されている現像剤量は、現像部１０ａに収納されている現像剤量の少なくとも２倍以上が好ましい。これにより、現像剤が攪拌部１０ｂ内を通過するのに要する時間を、現像剤が現像部１０ａを通過するのに要する時間の半分以下に落とす事ができる。これにより、必要とされる攪拌時間を十分に稼ぐ事が出来る。更に攪拌部１０ｂの容積を大きくすることによって、攪拌部１０ｂに現像剤を留まらせる時間を更に長くする事も可能である。本実施例では、現像容器１０内における現像剤の搬送（循環）速度は約２０ｇ／分である。そして、現像部１０ａ内の現像剤量は３０ｇであり、攪拌部１０ｂ内の現像剤量は６０ｇ〜１００ｇの範囲になるように設定されている。即ち、現像部１０ａ全体は常に現像剤で満たされているため現像部１０ａ内の現像剤量は一定である。これに対し、攪拌部１０ｂ内の現像剤量は、現像ローラ２へ供給した現像剤の分だけ減少し、ホッパー９から補給された分だけ増加する。その結果、攪拌部１０ｂ内の現像剤量は６０ｇ以上１００ｇ以下の間を変動する。従って、現像剤が現像部１０ａ内を通過するのに要する時間は約１．５分であるのに対し、現像剤が攪拌部１０ｂ内を通過するのに要する時間は３分〜５分である。更に本実施例では、攪拌部１０ｂに現像剤が多く存在するとき程、現像剤が攪拌部１０ｂに留まる時間も長くなる。即ち、攪拌部１０ｂに現像剤が多く存在する時には、自動的に攪拌部１０ｂ内の現像剤が攪拌される時間を長くすることができる。これにより、現像剤が現像剤ホッパー９から補給された直後には、攪拌部１０ｂ内の現像剤をより多く攪拌することができる。ここで、現像剤が現像剤ホッパー９から補給された直後は、新しく補給された現像剤と元から現像容器１０に存在していた現像剤とが特に偏在しており、攪拌する必要が最も大きい時である。

また、本実施例では、攪拌部１０ｂが現像部１０ａの真上に配置されている構成に関して説明したが、特にこの配置に限定されるものではない。ここで、攪拌部材６が長手方向への搬送力を有していないため、現像部１０ａへ現像剤を送るための圧力が低い。しかし、攪拌部１０ｂが現像部１０ａの真上に配置されているため、重量を利用することによって現像部１０ａへ現像剤を効率的に送ることができる。本実施例では、現像装置１の長手方向から見て、スクリュー５と攪拌部材６のそれぞれの中心を結ぶ線と水平方向の線がなす角度θを３０度以上より好ましくは４５度以上に設定する。これにより、攪拌部１０ｂの攪拌部材６が長手方向への現像剤搬送力を持たなくても現像部１０ｂへの現像剤供給が容易となる（図２参照）。また、現像ローラ２は攪拌部１０ｂの下方に位置する。そのため、攪拌部１０ｂ内の現像剤量が多少変動しても、現像ローラ２を現像剤で常に満たすことができる。その結果、安定した画像濃度を保つ事ができる。また、攪拌部１０ｂが現像部１０ａの真上に配置されている。そのため、現像装置１の設置面積を小さくする事が出来る。

以上説明したように、本実施例の現像装置は、スクリューを２本設置する代表される従来の装置と比較して、攪拌部１０ｂの攪拌部材６が長手方向の搬送力を殆ど持っていない。そのため、容器の経路としては現像部１０ａと攪拌部１０ｂを自由に行き来できるように構成されているものの、攪拌部１０ｂに現像剤を均一に混ぜるのに必要な時間、留まらせる事が可能となる。従って、攪拌部１０ｂに補給された現像剤は時間をかけて現像容器１０内の現像剤と攪拌され、現像容器１０内の現像剤と新しく補給された現像剤を十分に攪拌した状態で現像剤ローラ２に供給することが可能となる。そのため、現像剤の攪拌不足により発生していた諸問題を有効に防止することが可能となる。

また、本実施例の構成では、現像装置１全体の現像剤循環量は現像部１０ａに設けられたスクリュー５によって決定することができる。そのため、スクリュー５の外径、螺旋羽根のピッチ、回転速度等を調整する事によって、全体の循環量を容易に所望の値に設定する事が可能となる。従って、従来の二本スクリューのように両者の送り量バランスを合わせ込む必要が無く、所望の循環量を容易に設定することができる。また、現像剤の量や流動性などの状態が多少変化しても、搬送力のバランスが現像部１０ａと攪拌部１０ｂで食い違ったりする事がない。そのため、安定した現像剤の循環状態を常に保つことができる。

また、互いに逆方向に搬送する現像剤搬送部材（スクリュー）を用いて現像剤を循環させる従来の方式では、それぞれの現像剤搬送部材（スクリュー）が生み出す搬送力が、現像剤の流動性や各収納部内の現像剤の量によって微妙に変化する。そのため、現像剤を一定の循環状態に維持するための現像装置の設計が難しかった。しかし、本実施例によると、現像装置１全体の現像剤の循環量は現像部１０ａに設けられたスクリュー５によって計算できる。そのため、このスクリュー５の条件を調整する事によって、現像装置１全体の循環量を容易に所望の値に設定する事が可能となる。従って、本実施例によると、現像ローラ２に供給するのに必要な現像剤の循環量を現像装置１全体として確保しつつ、補給された現像剤を十分に攪拌することができる。また、本実施例によると、現像ローラ２に供給するのに必要な現像剤の循環量を現像装置１全体として確保しつつ、現像容器１内に既にあった現像剤と現像剤ホッパー９から新しく補給された現像剤を十分に攪拌した状態で現像ローラ２に供給することができる。即ち、本実施例によると、現像剤の攪拌と循環とのバランスを取り易い構成を提供することができる。

本実施例では、攪拌部材６として軸に複数の羽根を取り付けた回転部材を用いた（図４）。しかし、攪拌部材６は、長手方向に積極的に搬送する能力が無く、周方向には良く混ぜる事が可能な形状であれば、特にこの構成に限る必要は無い。例えば、軸に複数の可塑性シートを貼り付けた部材６１（図５、図１２）や、軸上に複数の棒やリブを立てた部材６２（図６）を用いても良い。更に、軸に小判上の板を複数取り付けた部材６３（図７）、単純な矩形形状の攪拌棒６４（図８）を用いることも出来る。また、矩形形状の攪拌棒にコイルスプリングを巻きつけた部材６５（図９）、あるいはコイルスプリングが複数配置された部材６６（図１０、図１３）なども好適に用いることができる。

本実施例では、一定方向に循環する現像装置の例として一成分現像剤の現像装置の構成で説明したが、これに限定されるものではなく、攪拌部に現像剤を故意にとどめて攪拌時間を長く確保するという同様の思想によって、二成分現像剤の現像装置、あるいは磁性現像剤の現像装置に用いることも可能である。しかし、非磁性一成分現像剤のように流動性が高い現像剤を補給して画像形成する補給系画像形成システムに用いる場合であっても、均一かつ十分に現像剤を攪拌することができる。

（実施例２）
本実施例は、複数のプロセスカートリッジを搭載したカラー電子写真画像形成装置に、第１の実施例の動作を搭載した時の例である。図１４は電子写真プロセスを利用したカラーレーザープリンタの概略断面図、図１５はプロセスカートリッジの概略断面図、図１６は補給カートリッジの断面図である。

本実施例において、実施例１と同形態の現像装置１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）が、感光ドラム５１、帯電ローラ５２、クリーナーユニット５７と一体的にプロセスカートリッジとして構成されている。そして、このプロセスカートリッジは、所定の耐久寿命で電子写真画像形成装置に対し交換可能とされる。そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の現像剤を各々収容した４つのプロセスカートリッジは、装置本体に着脱可能である。また、実施例１と同様に現像剤ホッパー９（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）が装置本体に交換可能に設けられている。各プロセスカートリッジ内の感光ドラム、現像ローラ、帯電ローラ等の構成、動作等は実施例１と同じ為説明を省略する。

感光ドラム５１表面に形成された現像剤像はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのプロセスカートリッジの配置順に従い中間転写体５６上に多重形成される。そして、この現像剤像は給紙ローラ５９により搬送されてきた記録材Ｐに転写される。次いで、この現像剤像は定着装置（不図示）によって記録剤Ｐに加熱・加圧定着されて、フルカラー画像となって排出される。

このようなフルカラー電子写真画像形成装置においては、多色の画像が一枚の紙に重なるため、濃度ムラやカブリに対して、モノクロ機種よりも高いレベルが要求される。しかし、本実施例に記載の現像剤補給方法はこのようなフルカラー電子写真画像形成装置にも、より好適に用いる事が出来る。

（実施例３）
図１７に示すように、本実施例では、第１の実施例におけるスクリュー５の形状を変えたスクリュー５０を用いている。その他の構成は実施例１と同じであるため説明を省略する。

本実施例のスクリューの形状は長手方向で異なっており、開口部の（他端側）よりも（一端側）のほうが搬送力を大きくしている。また、図１８に示すように、このように搬送力を変化させる一手段として、螺旋羽根のピッチ間隔を変化させているスクリュー５０１がある。このスクリュー５０１では、ピッチＬ１をピッチＬ２より大きく設定している。これによっても、ピッチＬ１近傍の搬送力をピッチＬ２近傍の搬送力よりも大きくすることができる。また、図１９に示すように、スクリュー軸の直径を変化させて、直径Ｄ１を直径Ｄ２より小さくしたスクリュー５０２がある。これによっても、直径Ｄ１近傍の搬送力を直径Ｄ２近傍の搬送力よりも大きくできる。さらには、図２０に示すように、螺旋羽根の有効面積を変化させたスクリュー５０３がある。スクリュー５０３では、羽根の有効面積Ｓ１を有効面積Ｓ２よりも大きくしている。これによっても、有効面積Ｓ１近傍の搬送力を有効面積Ｓ２近傍の搬送力よりも大きくすることができる。

このように、（他端側）付近の搬送力を（一端側）付近の搬送力よりも大きくすることで、現像部１０ａから攪拌部１０ｂへの現像剤を押し上げる圧力を増加させることができる。これによって、現像部１０ａと攪拌部１０ｂとの間で現像剤の入れ替わりをスムーズに行うことができる。更には、下スクリューの下流近傍での現像剤の過密状態によるパッキングや現像剤の局部劣化による現像剤漏れ、カブリなどを有効に防止することができる。この作用は、スクリューの上部に搬送力の無い攪拌部材を設けた現像剤循環構成において最も効果的な循環作用を生み出す。なぜならば、逆の搬送方向をもつスクリューを上下に持つ構成において（他端側）付近の搬送力を大きくした場合、攪拌部１０ｂへの現像剤戻り量１３が多くなる。更に、（一端側）への現像剤供給量１４は現像剤戻り量１３に対して少なくなる。そのために、（一端側）付近で現像剤が滞留して過密状態になってしまいパッキングの可能性が生じる。また、（一端側）付近の搬送力も大きくした場合、現像部１０ａへの現像剤供給量１４が多くなる。その結果、循環速度が上がり攪拌不足のまま現像部１０ａに現像剤を供給する可能性や、現像剤を過度に現像部１０ａに供給することによって現像部１０ａ内がパッキングする可能性が生じる。このように、２本のスクリューで循環を生み出す構成において、長手でスクリュー形状を変化させた場合、現像剤の安定した循環が難しくなる。また、２本スクリューの構成において、現像剤が片側に過密に寄った状態であると攪拌部１０ｂ中央部では剤面高さ２７がスクリュー搬送量長手一定時の剤面高さ２６よりも低くなってしまう。その結果、その剤面高さが低い箇所に現像剤が補給されると、前記剤面高さが低いために充分に攪拌することができない。これでは、現像剤の攪拌が不十分なまま現像部１０ａに入ることになってしまう。

しかしながら、攪拌部１０ｂの攪拌部材６が搬送力を持たない本実施例においては、スクリュー５０の下流近傍で搬送力を上げた分、攪拌部１０ｂの攪拌部材６の上流近傍における現像剤の剤面高さが上下方向に振れるだけである。それゆえ、攪拌部材６として搬送力を持たない部材を用いることで攪拌部１０ｂにおいて剤面高さが低くなりすぎるといったことがない。そのことにより、現像剤が補給されても充分に攪拌することができ、攪拌が不十分なことに起因する諸問題を解決することができる。

また、実施例２と同様にプロセスカートリッジにも上記スクリュー５０等を用いることができる。

実施例１の電子写真画像形成装置の概略断面図 実施例１の現像装置、現像剤ホッパーの概略断面図 実施例１の現像装置を縦に見た説明図 実施例１の攪拌部材の説明図 実施例１の攪拌部材の、別形態を示す説明図 実施例１の攪拌部材の、別形態を示す説明図 実施例１の攪拌部材の、別形態を示す説明図 実施例１の攪拌部材の、別形態を示す説明図 実施例１の攪拌部材の、別形態を示す説明図 実施例１の攪拌部材の、別形態を示す説明図 実施例１の攪拌部材の、別形態を示す説明図 実施例１の攪拌部材の、別形態を示す説明図 実施例１の攪拌部材の、別形態を示す説明図 実施例２の電子写真画像形成装置の概略断面図 実施例２の現像装置の概略断面図 実施例２の現像剤ホッパーの概略断面図 実施例３の現像装置を縦に見た説明図 実施例３のスクリューの説明図 実施例３のスクリューの別形態の説明図 実施例３のスクリューの別形態の説明図

符号の説明

１ 現像装置
２ 現像剤ローラ
３ 供給部材
４ 規制部材
５ スクリュー
６ 攪拌部材
７ 仕切り壁
８ 補給口
９ 補給装置
１０ 現像容器
１０ａ 現像部
１０ｂ 攪拌部
１０ｃ 第一開口
１０ｄ 第二開口
１００ 電子写真画像形成装置本体
Ａ 電子写真画像形成装置

Claims (8)

1. 画像形成装置に用いられる現像装置において、
   現像剤を用いて現像剤像を形成するための現像ローラと、前記現像ローラに供給するための現像剤を収納する第一収納部と、
   前記第一収納部の上方に位置するように設けられ、前記第一収納部に供給するために、現像剤補給手段から補給される現像剤を収納する第二収納部と、
   第二収納部内の現像剤を攪拌し、長手方向において第二収納部内の現像剤の高さを水平に収束させる程度の現像剤搬送力を有する攪拌部材と、
   前記攪拌部材の長手方向の一端側で前記第一収納部と第二収納部とを接続している第一開口と、
   前記攪拌部材の長手方向の他端側で前記第一収納部と第二収納部とを接続している第二開口と、
   前記第一収納部に設けられ、前記現像ローラに現像剤を供給し、及び、前記第一開口から前記第二開口へ前記第一収納部内の現像剤を搬送する搬送部材と、
   を有することを特徴とする現像装置。
2. 前記攪拌部材は、回転軸の周りに複数の板羽根を取り付けたもの、回転軸の周りに複数の可塑性シートを取り付けたもの、回転軸の周りに複数のリブを立てたもの、矩形形状に折り曲げた攪拌棒、攪拌棒をコイルスプリングに通したもの、のうちいずれかであり、回転することで前記第二収納部内の現像剤を攪拌し、
   前記攪拌部材の長手方向は、前記攪拌部材の回転の軸線方向であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記攪拌部材は、前記搬送部材によって前記第一収納部内から前記第一開口を通過して前記第二収納部内へ搬送された現像剤と、前記現像剤補給手段によって前記第二収納部内へ補給された現像剤と、を攪拌しながら前記第二現像剤収納部内の現像剤を前記長手方向において水平に収束させることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の現像装置。
4. 前記第二収納部に収納されている現像剤の量は、前記第一収納部に収納されている現像剤の量の少なくとも２倍以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置。
5. 前記搬送部材は、スクリューである請求項１〜４のいずれかに記載の現像装置。
6. 前記搬送部材の現像剤搬送力は、前記第一開口の近傍よりも前記第二開口の近傍の方が大きいことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の現像装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の現像装置及び電子写真感光体を有するプロセスカートリッジ。
8. 請求項７に記載のプロセスカートリッジを着脱可能に有する電子写真画像形成装置。

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