JP4877362B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式などによって静電潜像担持体上に静電潜像を形成し、これを現像してトナー像を形成できる複写機、プリンタ、ファクシミリ機、或いはこれらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置に関し、特に現像装置に関係している。

静電潜像担持体上に静電潜像を形成し、これを現像してトナー像を形成できる複写機、プリンタ、ファクシミリ機、或いはこれらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置で用いる現像装置は、種々のタイプのものが知られているが、その中に次のものがある。

画像形成装置の静電潜像担持体上に形成される、目的とする画像に応じた静電潜像へトナーを付与する現像剤担持回転体と、
該現像剤担持回転体へその背後側から現像剤を供給する現像剤供給回転体と、
該現像剤担持回転体及び現像剤供給回転体に臨み、現像に供する現像剤を保持するバッファ部と、
前記バッファ部において前記現像剤供給回転体より上側且つ該現像剤供給回転体の背後寄り位置に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に現像剤を搬送する第１回転搬送体と、
前記第１回転搬送体の上側且つ前記現像剤供給回転体の上方に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に、且つ、前記第１回転搬送体とは反対方向に、現像剤を搬送する第２回転搬送体と、
前記第１及び第２の回転搬送体の間に設けられ、第１及び第２の現像剤流通用開口部を有する仕切り部材とを含んでいる現像装置である。

このタイプの現像装置では、第１及び第２の回転搬送体は、現像剤を第２回転搬送体の現像剤送出側端部から第１回転搬送体の現像剤送入側端部へ前記仕切り部材の第１開口部を通して下降移動させるとともに前記第１回転搬送体の現像剤送出側端部から前記第２回転搬送体の現像剤送入側端部へ前記仕切り部材の第２開口部を通して上昇移動させつつ攪拌循環させるとともに前記現像剤供給回転体側へ供給することができる。

このような現像剤循環型現像装置を含め、静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置では、使用を重ねるうちに装置内現像剤量が減少するので、装置内現像剤量を検知し、現像剤量が所定量より減少してくるとトナー補給できるようにした現像装置も知られている。

例えば特開２００６−１１２２６号公報には、現像剤循環型現像装置であって、上側の第２回転搬送体に対してトナータンクからトナーを補給できる現像装置が記載されている。

特開２００６−１１２２６号公報

ところで、特開２００６−１１２２６号公報に記載の現像装置のように、現像剤循環型現像装置の場合、現像装置の使用を重ねていくうちに現像装置内で循環するトナーが、トナー本体からの外添剤の脱落、トナー本体内への外添剤の埋没等により次第に劣化し、帯電性が本来望まれている帯電性とは異なったものとなっていく（一般的には帯電性が低下していくことが多い）。

このようにトナーの帯電性能が変動してきた状態で、上述のように現像で消費されたトナーを補うために補給トナーが上側の第２回転搬送体へ補給されると、既に現像装置内にあって循環している現像剤とともに補給トナーが第２回転搬送体にてその現像剤送出側端部へ搬送され、仕切り部材の第１開口部から下側のバッファ部へ、現像剤の搬送押し出し及び自重により落下する。

第２回転搬送体により第１開口部へ搬送される補給トナーは、第２回転搬送体により現像装置内に既にあった現像剤とともに搬送されてきたとはいえ、未だ既存の現像剤とは十分に混ざり合っていないことがあり、そのように、既存の現像剤と十分に混ざり合っていない補給トナーが現像剤供給回転体にて現像剤担持回転体に供給され、静電潜像の現像に供されてしまうことがある。そうなると、既存トナーと補給されたばかりのトナーとの帯電性能の相違により、帯電量にバラツキがあるトナーで静電潜像が現像されることになり、現像形成された画像に濃度のバラツキにより画像不良が生じてしまう。

そこで本発明は、現像剤循環型現像装置であって、新たにトナーが補給された場合でも、補給トナーと現像装置内の既存のトナーとをよく混合攪拌してトナー帯電性能のバラツキが抑制された状態の現像剤を現像剤担持回転体へ供給して静電潜像の現像に供することができ、それだけ画像濃度のバラツキが抑制された画像を現像形成できる現像装置を提供することを第１の課題とする。

ここで「現像剤循環型現像装置」とは、
静電潜像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成できる画像形成装置において静電潜像現像に用いる現像装置であり、
前記静電潜像にトナーを付与する現像剤担持回転体と、
該現像剤担持回転体にその背後側から現像剤を供給する現像剤供給回転体と、
該現像剤担持回転体及び現像剤供給回転体に臨み、現像に供する現像剤を保持するバッファ部と、
前記バッファ部において前記現像剤供給回転体より上側且つ該現像剤供給回転体の背後寄り位置に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に現像剤を搬送する第１回転搬送体と、
前記第１回転搬送体の上側且つ前記現像剤供給回転体の上方に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に、且つ、前記第１回転搬送体とは反対方向に、現像剤を搬送する第２回転搬送体と、
前記第１及び第２の回転搬送体の間に設けられ、第１及び第２の現像剤流通用開口部を有する仕切り部材とを含んでおり、
前記第１及び第２の回転搬送体は、現像剤を第２回転搬送体の現像剤送出側端部から第１回転搬送体の現像剤送入側端部へ前記仕切り部材の第１開口部を通して下降移動させるとともに前記第１回転搬送体の現像剤送出側端部から前記第２回転搬送体の現像剤送入側端部へ前記仕切り部材の第２開口部を通して上昇移動させつつ攪拌循環させるとともに前記現像剤供給回転体側へ供給することができ、トナー補給を上側の第２回転搬送体に対して行える現像装置である。

また本発明は、静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる画像形成装置であって、少なくとも一つの現像装置においては、新たにトナーが補給された場合でも、補給トナーと現像装置内の既存のトナーとをよく混合攪拌してトナー帯電性能のバラツキが抑制された状態の現像剤を現像剤担持回転体へ供給して静電潜像の現像に供することができ、それだけ画像濃度のバラツキが抑制された画像を現像形成でき、ひいては、画像形成装置全体としてもそれだけ良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することを第２の課題とする。

本発明は前記課題を解決するため、次の現像装置及び画像形成装置を提供する。
（１）現像装置
静電潜像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成できる画像形成装置において静電潜像現像に用いる現像装置であり、
前記静電潜像にトナーを付与する現像剤担持回転体と、
該現像剤担持回転体へその背後側から現像剤を供給する現像剤供給回転体と、
該現像剤担持回転体及び現像剤供給回転体に臨み、現像に供する現像剤を保持するバッファ部と、
前記バッファ部において前記現像剤供給回転体より上側且つ該現像剤供給回転体の背後寄り位置に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に現像剤を搬送する第１回転搬送体と、
前記第１回転搬送体の上側且つ前記現像剤供給回転体の上方に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に、且つ、前記第１回転搬送体とは反対方向に、現像剤を搬送する第２回転搬送体と、
前記第１及び第２の回転搬送体の間に設けられ、第１及び第２の現像剤流通用開口部を有する仕切り部材とを含んでおり、
前記第１及び第２の回転搬送体は、現像剤を第２回転搬送体の現像剤送出側端部から第１回転搬送体の現像剤送入側端部へ前記仕切り部材の第１開口部を通して下降移動させるとともに前記第１回転搬送体の現像剤送出側端部から前記第２回転搬送体の現像剤送入側端部へ前記仕切り部材の第２開口部を通して上昇移動させつつ攪拌循環させるとともに前記現像剤供給回転体側へ供給することができ、トナー補給を上側の第２回転搬送体に対して行うことができ、
前記仕切り部材の第１開口部に該第１開口部から下降移動してくる現像剤を前記第１回転搬送体へ誘導案内するガイド部が臨んでおり、
前記ガイド部は、前記仕切り部材から前記第１回転搬送体へ向け下り傾斜する現像剤受け面を有する受け部と、該現像剤受け面の上側に位置して前記第１開口部に臨む現像剤送り面を有する送り部とを含んでおり、
該送り部の現像剤送り面は、第２回転搬送体による現像剤送り方向において前記第１開口部の上流側端に臨む上流側端縁から該現像剤送り方向の下流側端縁へ次第に第１回転搬送体側へ下り傾斜して延びており、該現像剤送り面の前記第２回転搬送体による現像剤送り方向を横切る方向の上流側端縁幅は下流側端縁幅以上である現像装置。

（２）画像形成装置
静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる画像形成装置であり、少なくとも一つの現像装置が本発明に係る現像装置である画像形成装置。

本発明に係る現像装置によると、現像剤を第１及び第２の回転搬送体により攪拌循環させつつ現像剤供給回転体から現像剤担持回転体へ供給でき、該現像剤担持回転体から静電潜像担持体上の静電潜像へトナーを供給して該静電潜像を現像することができる。

本発明に係る現像装置によると、第２回転搬送体に対してトナーが補給されると、補給トナーは第２回転搬送体によりその現像剤送出側端部へ搬送され、仕切り部材の第１開口部から重力に助けられて下側の第１回転搬送体へ移動する。このとき、第１開口部を通って下降移動する補給トナー及び現像装置内に既にあった現像剤は、全部がそのまま現像剤供給回転体へ向け直接落下するのではなく、全部又は大部分が一旦第１開口部に臨んでいるガイド部の送り部の現像剤送り面に落下し、該送り面から第１回転搬送体へ、或いはガイド部の受け部の現像剤受け面を経て第１回転搬送体へ移動する。

このとき、現像剤送り面は第２回転搬送体による現像剤送り方向において前記第１開口部の上流側端に臨む上流側端縁から該現像剤送り方向の下流側端縁へ次第に第１回転搬送体側へ下り傾斜して延びており、現像剤送り面の第２回転搬送体による現像剤送り方向を横切る方向の上流側端縁幅は下流側端縁幅以上の大きさであるから、現像剤送り面上に落下した補給トナー及び現像装置内に既にあった現像剤の多くは、該現像剤送り面に誘導されて第１回転搬送体の現像剤送入側端寄りの部位に下降移動する。

従ってそれだけそれら補給トナー及び既存現像剤の第１回転搬送体による混合攪拌がよく行われ、それら全体としてトナー帯電性能のバラツキが抑制された状態の現像剤となって現像剤供給回転体から現像剤担持回転体へ供給され、静電潜像の現像に供される。
かくして、それだけ画像濃度のバラツキが抑制された画像を現像形成できる。

前記ガイド部の送り部における現像剤送り面は、前記のとおり第２回転搬送体による現像剤送り方向において前記第１開口部の上流側端に臨む上流側端縁から該現像剤送り方向の下流側端縁へ次第に第１回転搬送体側へ下り傾斜して延びているだけでなく、該送り面上に現像剤が滞留しすぎずに、より円滑に下降できるように、第１回転搬送体へ向け全体的に下り傾斜していてもよい。
また、現像剤の送り面からの下降移動を円滑化するために、現像剤送り面の第２回転搬送体による現像剤送り方向を横切る方向の上流側端縁幅を下流側端縁幅より大きくしておいてもよい。

本発明に係る現像装置は、トナーを主体とする所謂一成分現像剤を使用するもの、トナーとキャリアを主体とする二成分現像剤を使用するもののいずれであってもよい。

本発明に係る現像装置は、使用する現像剤種類等に応じて、静電潜像の現像を行う現像領域へ運ばれる現像剤量を規制したり、或いはさらに帯電させる現像剤規制部材を備えることができる。

本発明に係る現像装置は、使用する現像剤の種類等に応じて、消費されずに現像剤担持回転体に運ばれてバッファ部へ戻ってくる現像剤から除電する除電装置を備えることもできる。

本発明に係る現像装置における前記第１、第２の各回転搬送体としては、代表例として回転軸に螺旋羽根を周設したスクリュー搬送部材を挙げることができるが、これに限定されるものではなく、現像剤を搬送できる形状のものであれば、パドル形状その他の形状のものでもよい。

本発明に係る画像形成装置では、少なくとも一つの現像装置は本発明に係る現像装置であるから、その現像装置では、新たにトナーが補給された場合でも、補給トナーと現像装置内の既存のトナーとをよく混合攪拌してトナー帯電性能のバラツキが抑制された状態の現像剤を現像剤担持回転体へ供給して静電潜像の現像に供することができ、それだけ画像濃度のバラツキが抑制された画像を現像形成でき、ひいては、画像形成装置全体としてもそれだけ良好な画像を形成できる。

以上説明したように本発明によると、現像剤循環型現像装置であって、新たにトナーが補給された場合でも、補給トナーと現像装置内の既存のトナーとをよく混合攪拌してトナー帯電性能のバラツキが抑制された状態の現像剤を現像剤担持回転体へ供給して静電潜像の現像に供することができ、それだけ画像濃度のバラツキが抑制された画像を現像形成できる現像装置を提供することができる。

また本発明によると、静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる画像形成装置であって、少なくとも一つの現像装置においては、新たにトナーが補給された場合でも、補給トナーと現像装置内の既存のトナーとをよく混合攪拌してトナー帯電性能のバラツキが抑制された状態の現像剤を現像剤担持回転体へ供給して静電潜像の現像に供することができ、それだけ画像濃度のバラツキが抑制された画像を現像形成でき、ひいては、画像形成装置全体としてもそれだけ良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。

本発明に係る画像形成装置の１例の構成の概略を示す図である。 図１の画像形成装置における本発明に係る現像装置の１例の断面構造の概略を示す図である。 図２に示す現像装置を図２おいて右側から見て、しかし現像ローラ及び供給ローラは破線でその位置を示すだけとして、概略的に示す図である。 図４（Ａ）は図２、図３に示す現像装置のガイド部及びその周辺を拡大して示す図であり、図４（Ｂ）は図２、図３に示す現像装置のガイド部及びその周辺を拡大して且つ図２において左側から見て示す図であり、図４（Ｃ）は図４（Ｂ）と同じ方向から見たときのガイド部の説明図である。 図５（Ａ）は図２に示す現像装置において現像剤量が足りている状態を示し、図５（Ｂ）は同現像装置において現像剤量が不足してきた状態を示す図である。 図２及び図３に示すガイド部有りの現像装置における、仕切り部材の第１開口部下方領域での既存現像剤と補給トナーとの混合状態を調べた結果を示す図である。 図２及び図３に示す現像装置においてガイド部を省略した状態での仕切り部材の第１開口部下方領域での既存現像剤と補給トナーとの混合状態を調べた結果を示す図である。

以下、図面を参照して本発明に係る画像形成装置の例及びそこで用いられている現像装置について説明する。
図１は画像形成装置の１例１００の構成の概略を示している。画像形成装置１００はタンデム型のフルカラープリンタである。

このプリンタ１００は、駆動ローラ７１とこれに対向するローラ７２に巻き掛けられた無端の中間転写ベルト７を有している。転写ベルト７は、図示省略のベルト駆動部により駆動される駆動ローラ７１により図中反時計方向（図中矢印方向）ＣＣＷに回される。

ローラ７２には転写ベルト７上の２次転写残トナー等を清掃するクリーニング装置７３が臨んでおり、駆動ローラ７１には２次転写ローラ８が臨んでいる。クリーニング装置７３に回収されるトナー等は図示省略の搬送手段にて廃棄容器へ送られる。

２次転写ローラ８の表層部は弾性材料で形成されており、図示省略の押圧手段にて駆動ローラ７１に支持された中間転写ベルト７の部分に押圧され、中間転写ベルト７との間にニップ部を形成し、中間転写ベルト７の回転に従動して、或いは、後述するように該ニップ部に送り込まれる記録媒体Ｓの移動に従動して、或いは駆動されて回転することができる。２次転写ローラ８には、図示省略の電源から２次転写バイアスを印加することができる。

中間転写ベルト７及び２次転写ローラ８の上方には定着装置９が配置されており、下方にはタイミングローラ対１１が配置されており、さらにその下方に、記録紙等の記録媒体Ｓを収容した記録媒体収容カセット１０が配置されている。

定着装置９はハロゲンランプヒータ等の熱源を備えた定着加熱ローラとこれに圧接される加圧ローラとを含むものである。
記録媒体収容カセット１０に収容された記録媒体Ｓは、媒体供給ローラ１０１にて１枚ずつ引き出してタイミングローラ対１１へ供給することができる。

中間転写ベルト７を巻き掛けたローラ７１、７２の間には、転写ベルト７に沿って、ローラ７２からローラ７１に向けて、イエロー画像形成部Ｙ、マゼンタ画像形成部Ｍ、シアン画像形成部Ｃ及びブラック画像形成部Ｋがこの順序で配置されている。

Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各画像形成部は、静電潜像担持体としてドラム型の感光体１を備えており、該感光体の周囲に帯電器２、露光装置３、現像装置４及びクリーニング装置５がこの順序で配置されている。

各画像形成部の感光体１にはベルト７を間にして１次転写ローラ６が対向配置されている。１次転写ローラ６は、図示省略の押圧手段にて感光体１の方向へ押圧され、ベルト７に接触して従動回転するとともにベルト７を感光体１に接触させることができる。

１次転写ローラ６には、感光体１上に形成されるトナー像をベルト７へ１次転写するための１次転写バイアスを図示省略の電源から印加できる。

露光装置３は、図示省略のパーソナルコンピュータ、画像読取装置等から提供される画像情報に応じて、レーザービームの点滅により感光体１にドット（点）露光で画像露光を施せるものである。

各画像形成部における感光体１は、ここでは負帯電性の感光体であり、図示省略の感光体駆動モータにて図中時計方向回りに回転駆動できる。

各画像形成部における帯電器２は、本例ではスコロトロン帯電器であり、所定のタイミングで図示省略の電源から帯電用の電圧が印加される。なお、帯電器２は帯電ローラを用いるもの等であってもよい。

各画像形成部における現像装置４は、本例では、トナーを主体とする一成分現像剤を使用して感光体１上に形成される静電潜像を、図示省略の電源から現像バイアスが印加されるローラ形態の現像剤担持回転体（以下、「現像ローラ」という。）４１（図２参照）で反転現像することができる。現像装置４については後ほどさらに説明する。

このプリンタによると、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像形成部のうち１又は２以上を用いて画像を形成することができる。
画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫのすべてを用いてフルカラー画像を形成する場合を例にとると、先ず、イエロー画像形成部Ｙにおいてイエロートナー像を形成し、これを転写ベルト８に１次転写する。

すなわち、イエロー画像形成部Ｙにおいて、感光体１が図中時計方向に回転駆動され、帯電器２にて表面が一様に所定電位に帯電され、該帯電域に露光装置３からイエロー画像に対応する画像露光が施され、感光体１上にイエロー画像に対応する静電潜像が形成される。この静電潜像はイエロートナーを有する現像装置４の現像バイアスが印加された現像ローラ４１にて現像されて可視イエロートナー像となる。該イエロートナー像は１次転写ローラ６にて転写ベルト７上に１次転写される。このとき、１次転写ローラ６には図示省略の電源から１次転写バイアスが印加される。

同様にして、マゼンタ画像形成部Ｍにおいてマゼンタトナー像が形成されて転写ベルト７に転写され、シアン画像形成部Ｃにおいてシアントナー像が形成されて転写ベルト７に転写され、ブラック画像形成部Ｋにおいてブラックトナー像が形成されて転写ベルト７に転写される。

イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像はこれらが中間転写ベルト７上に重ねて転写されるタイミングで形成される。
かくして転写ベルト７上に形成された多重トナー像は転写ベルト７の回動により２次転写ローラ８へ向け移動する。

一方、記録媒体Ｓが記録媒体収容カセット１０から媒体供給ローラ１０１にて引き出され、タイミングローラ対１１へ供給され、待機している。

このようにタイミングローラ対１１のところで待機する記録媒体Ｓは、中間転写ベルト７にて送られてくる多重トナー像に合わせて、転写ベルト７と２次転写ローラ８とのニップ部に供給される。該多重トナー像は図示省略の電源から２次転写バイアスが印加された２次転写ローラ８にて記録媒体Ｓ上に２次転写される。

その後記録媒体Ｓは定着装置９に通され、そこで多重トナー像が加熱加圧下に記録媒体Ｓに定着される。記録媒体Ｓはひき続き、排出ローラ対１２にて排出トレイ１３に排出される。

トナー像のベルト７への１次転写において感光体１上に残留する転写残トナー等はクリーニング装置５で清掃され、２次転写によりベルト７上に残留する２次転写残トナー等はクリーニング装置７３で清掃される。これら清掃除去されたトナーはそれぞれ図示省略の搬送手段にて廃棄容器へ送られる。

以上説明したように画像形成されるのであるが、現像装置４についてさらに説明する。現像装置４は図２〜図５に示すもので、本発明に係る現像装置の１例である。

図２は現像装置４の断面構造の概略を示している。図３は現像装置４を図２において右側から見て、しかし現像ローラ４１及び供給ローラ４２は破線でその位置を示すだけとして、概略的に示している。

現像装置４は現像ローラ４１及び現像ローラ４１へ現像剤を供給する供給ローラ４２を備えている。供給ローラ４２は現像剤供給回転体の１例である。
現像ローラ４１は導電性シャト上に熱可塑性エラストマーやゴム等からなる弾性層を設け、その表面に該弾性層より硬度が高い表面コート層を設けたものである。
供給ローラ４２は、導電性シャフト上に弾性を有する、導電性を付与した発泡材層（例えば導電性を付与した弾性発泡ポリウレタン層）を設けたものである。

現像装置４は供給ローラ４２側へ現像剤を攪拌しつつ供給する第１回転搬送体４６及び第２回転搬送体４７も備えている。第１及び第２の各回転搬送体は、ここでは、回転軸にスクリュー羽根（螺旋羽根）を周設したスクリュー搬送部材である。

これら現像ローラ４１、供給ローラ４２並びに第１及び第２のスクリュー搬送部材４６、４７は現像装置ハウジング４０に収められ、該ハウジングに回転可能に支持されている。現像ローラ４１は、現像装置４が画像形成装置１００に装着されると感光体１に臨むように、一部がハウジング４０の外側へ出ている。搬送部材４６、４７は現像装置ハウジング４０内に収容されている。

ハウジング４０内には現像に供する現像剤（本例ではトナーＴ）（図４参照）を保持して供給ローラ４２及び現像ローラ４１に臨むバッファ部４３が形成されている。

第１スクリュー搬送部材４６はバッフア部４３における、供給ローラ４２より上側、且つ、ローラ４２の背後寄り位置に配置されている。第２スクリュー搬送部材４７は板状の仕切り部材４８を間にして第１スクリュー搬送部材４６の上側、且つ、供給ローラ４２の上方に配置されている。

第１スクリュー搬送部材４６は現像ローラ４１と平行に配置されており、第２スクリュー搬送部材４７は仕切り部材４８を間にして第１スクリュー搬送部材４６と平行に配置されている。

第１スクリュー搬送部材４６は図示を省略した回転駆動部にて回転駆動されることで、図３中右側から左側へ回転軸方向に現像剤を搬送することができ、第２スクリュー搬送部材４７は図示省略の回転駆動部にて回転駆動されることで、図３中左側から右側へ回転軸方向に現像剤を搬送することができる。

このように第１及び第２のスクリュー搬送部材４６、４７が回転駆動されることで、図３に矢印で示すように、現像剤は、第１搬送部材４６にて、図３において右側の現像剤送入側端部（現像剤送り込み側端部）から左側の現像剤送出側端部（現像剤送り出し側端部）へ搬送され、該現像剤送出側端部から仕切り部材４８の左側端部の開口部（第２開口部）４８２を通って第２搬送部材４７の現像剤送入側端部へ上昇移動し、さらに第２搬送部材４７にてその現像剤送出側端部へ向け搬送され、該送出側端部から仕切り部材４８の右側端部の開口部（第１開口部）４８１を通って重力に助けられつつ第１搬送部材４６の現像剤送入側端部へ落下移動する。

現像剤はこのようにして第１、第２の搬送部材４６、４７により攪拌循環されつつ、第１搬送部材４６から供給ローラ４２、ひいては現像ローラ４１側へ供給される。第１開口部４８１には下方からガイド部Ｇが臨んでいるが、これについては後述する。

現像ローラ４１及び供給ローラ４２は、図示省略の回転駆動部により図２中反時計方向回りに回転駆動される。従って、ローラ４１と４２とが対向するニップ部では、両ローラ表面は互いに反対方向に移動する。これにより、供給ローラ４２は現像で消費されずに現像装置ハウジング４０内へ戻ってくる現像剤を現像ローラ４１から掻き落とすとともに、新たに現像剤を現像ローラ４１へ供給する。

このようにして供給された現像剤は現像ローラ４１に当接しているブレード形態の現像剤規制部材４４を通過するときに現像剤量が適正に規制されるとともに帯電せしめられ、感光体１に臨む現像領域で感光体１上の静電潜像の現像に供される（静電潜像へトナーを付与する）。現像で消費されなかった現像剤は現像ローラ４１の回転とともにケース４０内へ戻ってくる。このとき、現像剤は、供給ローラ４２による現像ローラ４１からの掻き取りを円滑化するために図示省略の除電電源から除電バイアスが印加された除電部材４５にて除電される。

また、第１及び第２のスクリュー搬送部材４６、４７は、搬送部材４６の現像剤送出側端部及びその上側にある搬送部材４７の現像剤送入側端部において、現像ローラ４１の回転軸方向に現像ローラ４１の外側まで延在しており、第２搬送部材４７の該延在部の上方に現像剤溜まり部４９が連設されている。図５（Ａ）に例示するように現像剤（本例ではトナー）が足りている状態から図５（Ｂ）に例示するように現像剤が現像に消費される等して減ってくると、トナー補給装置ＴＢ（図３参照）にて現像剤溜まり部４９のトナー補給口４９０からトナーを補給できるようになっている。

それには限定されないが、本例では、第１スクリュー搬送部材４６は、回転軸径３．５ｍｍ、外径８ｍｍ、スクリューリード１５ｍｍのものである。第２スクリュー搬送部材４７は、回転軸径３．５ｍｍ、外径８ｍｍ、スクリューリード８ｍｍのものである。両搬送部材とも図示省略の駆動部により毎分２００回転で回される。搬送部材４６は搬送部材４７の約２倍の搬送能力を有している。

それには限定されないが、本例では、図３における現像装置４の長手方向において、現像溜まり部４９は約５０ｍｍ、現像剤溜まり部４９とバッファ部４３との間の部分は約４０ｍｍ、バッファ部４３は約２８０ｍｍ〜２９０ｍｍ、現像ローラ４１の長手方向長さは約２２０ｍｍ〜２３０ｍｍである。

図３において現像剤溜まり部４９の互いに対向する手前側及び奥側の壁のそれぞれに現像剤量（ここでは溜まり部における現像剤の上面位置）を検知するための、例えば透明な樹脂（例えばポリスチレン）からなる透光性の検知窓ｄｗが設けられており、これら窓に対して現像剤量検知装置ＴＳが設けられている。
現像剤溜まり部４９が、例えば、透明なポリスチレン樹脂等の透明材料で形成されている場合には、その一部を検知窓として利用することができる。

現像剤量検知装置ＴＳは、本例では発光素子（図示省略）と受光素子（図示省略）を有する光学的センサを含むものである。発光素子は一方の検知窓ｄｗにその外側から臨み、受光素子は他方の検知窓ｄｗその外側から臨んでいる。受光素子が発光素子からの光を所定量受けると現像装置４内現像剤量が不足していると判断され、発光素子からの光が現像剤に遮られて受光素子が所定量の光を受けないときは現像剤量は足りていると判断される。現像剤溜まり部４９には、既述のとおり、トナーボトルを含むトナー補給装置ＴＢのトナーボトル部分を着脱可能に装着できるトナー補給口４９０を設けてある。検知装置ＴＳが現像剤量の不足を検出すると、トナー補給部ＴＢからトナーを補給できるようになっている。

この現像装置４の注目すべき点として、
仕切り部材４８の第１開口部４８１に、そこから下降移動してくる現像剤を第１スクリュー搬送部材４６へ誘導案内するガイド部Ｇが臨んでいる点を挙げることができる。

ガイド部Ｇについて図４及び図５も参照して説明する。図４（Ａ）は図２、図３に示す現像装置のガイド部及びその周辺を拡大して示す図であり、図４（Ｂ）は図２、図３に示す現像装置のガイド部及びその周辺を拡大して且つ図２において左側から見て示す図であり、図４（Ｃ）は図４（Ｂ）と同じ方向から見たときのガイド部の説明図である。

ガイド部Ｇは、図示のとおり、現像剤受け部Ｇ１と現像剤送り部Ｇ２とを含んでいる。 受け部Ｇ１は、図２に示すように、仕切り部材４８の開口部４８１より前側の部位（現像ローラ４１のある側の部位）から第１搬送部材４６の供給ローラ５２寄りの部位の下方へ向け下り傾斜する現像剤受け面ｓ１を有する板状の部材である。

送り部Ｇ２も板状の部材であり、本例では受け部Ｇ１の一部を切り開け、第１搬送部材４６の方へ押し出して形成されており、受け部Ｇ１と送り部Ｇ２は一体的に形成されている。送り部Ｇ２は第１開口部４８１に臨む現像剤送り面ｓ２を有している。

現像剤送り面ｓ２は、図４に示すように、第２搬送部材４７による現像剤送り方向（図３において右向き方向）において第１開口部４８１の上流側端に臨む上流側端縁ｇ１から同現像剤送り方向の下流側端縁ｇ２へ次第に第１搬送部材４６側へ傾斜して延びているとともに、第１搬送部材４６へ向け全体的に下り傾斜している。
送り面ｓ２の第１、第２の搬送部材４６、４７よる現像剤送り方向を横切る方向の幅は上流側端縁ｇ１ではＬ１であり、下流側端縁ｇ２ではＬ２であり、本例ではＬ１＞Ｌ２の関係にある。なお、Ｌ１＝Ｌ２でも差し支えない。いずれにしてもＬ１≧Ｌ２とする。

以上説明した現像装置４では、上側の第２スクリュー搬送部材４７の現像剤搬送方向において該搬送部材の現像剤送入側端部の上方に現像剤溜まり部４９を連設してあるので、第２搬送部材４７に感光体１上の静電潜像の現像動作に要求される一定量の現像剤Ｔを搬送させる一方、それ以上の量の現像剤は該現像剤溜まり部４９に滞留させておくことができる。換言すれば、現像剤溜まり部４９に現像剤Ｔを滞留させた状態として第２搬送部材４７に静電潜像現像動作に要求される一定量の現像剤Ｔを搬送させることができる。

そして、下側の第１搬送部材４６が、上側の第２搬送部材４７の現像剤送出側端部から仕切り部材４８の第１開口部４８１を通して供給される現像剤量と等量の現像剤を搬送するところで現像剤循環のバランスがとれる。

このとき、第１搬送部材４６の現像剤搬送能力は第２搬送部材４７のそれより大きい。従って、上側の第２搬送部材４７が静電潜像の現像動作に要求される現像剤量を搬送して第１搬送部材４６へ供給することができるとともに第１搬送部材４６が第２搬送部材４７から供給される現像剤量と等量の現像剤を搬送することでバッファ部４３において第１搬送部材４６の上方に隙間ができるように現像装置内の現像剤量を調整することが可能である。ここではそのように装置４内現像剤Ｔの量が調整されている（図５（Ａ）参照）。かくして、静電潜像現像動作に要求される現像剤量を現像剤粉圧の上昇が抑制された状態で現像ローラ４１へ安定的に供給でき、ひいてはそれだけ良好に静電潜像を現像できる。

現像動作により現像剤が消費されると消費した分だけ第１搬送部材４６のあるバッファ部４３における現像剤Ｔの上面が低下し（図５（Ｂ））、また、第１搬送部材４６から第２搬送部材４７への現像剤移動量が低下し、それにより現像剤循環量が減少して現像ローラ４１への現像剤供給不良が起ころうとする。しかし、第２搬送部材４７の現像剤送入側端部の上方に現像剤溜まり部４９があり、第２搬送部材４７は現像に必要な現像剤量を第１搬送部材４６へ供給するので、バッファ部４３における現像剤量は現像に要求される量に維持され、もし現像ローラ４１への現像剤供給不良があれば発生するであろう画像ノイズの発生は抑制される。

また、第１、第２の搬送部材４６、４７の存在の影響の少ない現像剤溜まり部４９を利用して、現像に消費されたトナーの補給を簡単に行うことができるとともに現像装置内現像剤量の検知装置ＴＳも該現像剤溜まり部４９に簡単に設けることができ、また、このようにトナー補給部位と現像剤量検知装置ＴＳとを近くに設けることで、現像剤量検知装置ＴＳのトナー補給に対する応答性が良好となり、それだけ、トナーを過不足が抑制された状態で補給することができ、ひいては現像装置４内の現像剤量を一定化することができる。

さらに注目すべきは次の点である。すなわち、前記ガイド部Ｇがあることで、新たにトナーが補給され、第２搬送部材４７により補給トナーが搬送され始める場合でも、補給トナーと現像装置４内の既存の現像剤とをよく混合攪拌してトナー帯電性能のバラツキが抑制された状態の現像剤を現像ローラ４１へ供給し、静電潜像の現像に供することができ、それだけ画像濃度のバラツキが抑制された画像を現像形成できる。

現像装置４によると、第２搬送部材４７に対してトナーが補給されると、補給トナーは第２搬送部材４７によりその現像剤送出側端部へ搬送され、仕切り部材４８の第１開口部４８１から重力に助けられて下側の第１搬送部材４６へ移動する。このとき、第１開口部４８１を通って下降移動する補給トナー及び現像装置４内に既にあった現像剤は、全部がそのまま供給ローラ４２へ向け直接落下するのではなく、全部又は大部分が一旦第１開口部４８１に臨んでいるガイド部Ｇの送り部Ｇ２の現像剤送り面ｓ２へ、図４において概ね矢印ａ方向に落下する。次いで送り面ｓ２から第１搬送部材４６、或いは受け部Ｇ１の現像剤受け面ｓ１を経て第１搬送部材４６へ、図４において概ね矢印ａ’方向に移動する。

このとき、現像剤送り面ｓ２は第２搬送部材４７の現像剤送り方向において第１開口部４８１の上流側端に臨む上流側端縁ｇ１から該現像剤送り方向の下流側端縁ｇ２へ次第に下り傾斜して延びており、現像剤送り面ｓ２の上流側端縁ｇ１の幅Ｌ１は下流側端縁ｇ２の幅Ｌ２より大きいから、現像剤送り面ｓ２上に落下した補給トナー及び現像装置内に既にあった現像剤の多くは、送り面ｓ２に誘導されて第１搬送部材４６の現像剤送入側端寄りの部位に下降移動する。

従ってそれだけそれら補給トナー及び既存現像剤の第１搬送部材４６による混合攪拌がよく行われ、それら全体としてトナー帯電性能のバラツキが抑制された状態の現像剤となって現像剤供給ローラ４２から現像ローラ４１へ供給され、静電潜像の現像に供される。 かくして、それだけ画像濃度のバラツキが抑制された画像を現像形成できる。

プリンタ１００では、現像装置として以上説明した現像装置４を採用しているから、各現像装置４では、新たにトナーが補給された場合でも、補給トナーと現像装置内の既存のトナーとを混合攪拌してトナー帯電性能のバラツキが抑制された状態の現像剤を現像ローラ４１に供給して静電潜像の現像に供することができ、それだけ画像濃度のバラツキが抑制された画像を現像形成でき、ひいては、プリンタ全体としてもそれだけ良好な画像を形成できる。

図６は、図２及び図３に示すガイド部Ｇを備えた現像装置４における仕切り部材開口部４８１下方領域における既存現像剤と補給トナーとの混合状態を調べた実験結果を示す図であり、図７は同じ現像装置において、但しガイド部を省略した状態、仕切り部材開口部４８１下方領域での既存現像剤と補給トナーとの混合状態を調べた実験結果を示す図である。

これら実験は、図示省略の別途準備した駆動装置により現像装置４を単独で回転駆動することで行った。いずれの実験においても、環境条件は２３℃、相対湿度６５％であった。いずれの実験でも、既に画像形成に用いたイエロー現像剤に相当する現像剤として、イエロー現像剤を実験対象現像装置４に該現像装置に定められた所定量充填し、該現像装置を約３０分間、プリンタ１００のシステム速度１８５ｍｍ／秒に対応する速度で駆動して約１グラムのトナーを消費させ、次いで該現像装置の上側の第２スクリュー搬送部材４７の現像剤送入側端部から新しいイエロートナー約１グラムを補給し、その補給トナーが第１開口部４８１に到達する時間約１５秒後から５秒ごとに（回転駆動当初からすると２０秒目とその後５秒ごとに）現像ローラ４１上の色味を測定し、そのようにして測定された色味と、予め測定しておいた、既に画像形成に用いたイエロー現像剤に相当する約３０分間駆動後の現像剤の色味との差ΔＥを求めた。

色味の測定は、コニカミノルタ社製ＣＲ−２４１を用いて行った。また、上記５秒ごとの色味の測定は、現像ローラ４１の図３において右端から１ｃｍ、２ｃｍ、３ｃｍ、４ｃｍ及び５ｃｍの位置で行った。

このようにして得られた色味の差ΔＥを縦軸に、現像装置駆動時間を横軸にとって示したものが、図６及び図７である。
色味の差ΔＥが小さいほど既存現像剤と補給トナーがよく混ざっていることを示している。

図６及び図７を相対的に比較すれば分かるように、ガイド部Ｇを設けた現像装置では、ガイド部を設けない現像装置より、既存現像剤と補給トナーとがよく混合攪拌されて現像ローラに供給されることが分かる。

図１を参照して説明した画像形成装置はタンデム型のフルカラープリンタ１００であったが、本発明はモノクロ画像形成装置にも適用でき、また、他のタイプの多色画像形成装置等にも適用できる。また、現像装置を複数備えている画像形成装置では、該複数の現像装置の全数より少ない数の現像装置に本発明を適用することもできる。

本発明は、新たにトナーが補給された場合でも、補給トナーと現像装置内の既存のトナーとを混合攪拌してトナー帯電性能のバラツキが抑制された状態の現像剤を静電潜像の現像に供することができる現像装置及びそのような現像装置を備えることでそれだけ良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することに利用できる。

１００ プリンタ
Ｙ イエロー画像形成部
Ｍ マゼンタ画像形成部
Ｃ シアン画像形成部
Ｋ ブラック画像形成部
１ 感光体
２ 帯電器
３ 画像露光装置
４ 現像装置
４０ 現像装置ハウジング
４１ 現像ローラ
４２ 現像剤供給ローラ
４３ バッファ部
４４ 現像剤規制部材
４５ 除電部材
４６ 第１スクリュー搬送部材
４７ 第２スクリュー搬送部材
４８ 仕切り部材
４８１、４８２ 仕切り部材の現像剤流通用開口部
４９ 現像剤溜まり部
４９０ トナー補給口
ＴＳ 現像剤量検出装置
ｄｗ 検知窓
ＴＢ トナー補給装置
Ｇ ガイド部
Ｇ１ 現像剤受け部
ｓ１ 現像剤受け面
Ｇ２ 現像剤送り部
ｓ２ 現像剤送り面
ｇ１ 送り面ｓ２の上流側端縁
ｇ２ 送り面ｓ２の下流側端縁
Ｌ１ ｇ１の幅
Ｌ２ ｇ２の幅
５ クリーニング装置
６ １次転写ローラ
７ 中間転写ベルト
７１ 駆動ローラ
７２ 対向ローラ
７３ クリーニング装置
８ ２次転写ローラ
９ 定着装置
１０ 記録媒体供給カセット
１０１ 記録媒体供給ローラ
１１ タイミングローラ対
１２ 記録媒体排出ローラ対
１３ 記録媒体排出トレイ
Ｓ 記録媒体
Ｔ 現像剤

Claims (4)

1. 静電潜像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成できる画像形成装置において静電潜像現像に用いる現像装置であり、
   前記静電潜像にトナーを付与する現像剤担持回転体と、
   該現像剤担持回転体へその背後側から現像剤を供給する現像剤供給回転体と、
   該現像剤担持回転体及び現像剤供給回転体に臨み、現像に供する現像剤を保持するバッファ部と、
   前記バッファ部において前記現像剤供給回転体より上側且つ該現像剤供給回転体の背後寄り位置に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に現像剤を搬送する第１回転搬送体と、
   前記第１回転搬送体の上側且つ前記現像剤供給回転体の上方に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に、且つ、前記第１回転搬送体とは反対方向に、現像剤を搬送する第２回転搬送体と、
   前記第１及び第２の回転搬送体の間に設けられ、第１及び第２の現像剤流通用開口部を有する仕切り部材とを含んでおり、
   前記第１及び第２の回転搬送体は、現像剤を第２回転搬送体の現像剤送出側端部から第１回転搬送体の現像剤送入側端部へ前記仕切り部材の第１開口部を通して下降移動させるとともに前記第１回転搬送体の現像剤送出側端部から前記第２回転搬送体の現像剤送入側端部へ前記仕切り部材の第２開口部を通して上昇移動させつつ攪拌循環させるとともに前記現像剤供給回転体側へ供給することができ、トナー補給を上側の第２回転搬送体に対して行うことができ、
   前記仕切り部材の第１開口部に該第１開口部から下降移動してくる現像剤を前記第１回転搬送体へ誘導案内するガイド部が臨んでおり、
   前記ガイド部は、前記仕切り部材から前記第１回転搬送体へ向け下り傾斜する現像剤受け面を有する受け部と、該現像剤受け面の上側に位置して前記第１開口部に臨む現像剤送り面を有する送り部とを含んでおり、
   該送り部の現像剤送り面は、第２回転搬送体による現像剤送り方向において前記第１開口部の上流側端に臨む上流側端縁から該現像剤送り方向の下流側端縁へ次第に第１回転搬送体側へ下り傾斜して延びており、該現像剤送り面の前記第２回転搬送体による現像剤送り方向を横切る方向の上流側端縁幅は下流側端縁幅以上であることを特徴とする現像装置。
2. 前記現像剤送り面の前記第２回転搬送体による現像剤送り方向を横切る方向の幅は上流側端縁から下流側端縁へ向けて次第に小さくなっている請求項１記載の現像装置。
3. 前記ガイド部の送り部における現像剤送り面は、前記第２回転搬送体による現像剤送り方向において前記第１開口部の上流側端に臨む上流側端縁から該現像剤送り方向の下流側端縁へ次第に第１回転搬送体側へ下り傾斜して延びているとともに、前記第１回転搬送体へ向け全体的に下り傾斜している請求項１又は２記載の現像装置。
4. 静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる画像形成装置であり、少なくとも一つの現像装置が請求項１、２又は３記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。

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