JP5005792B2 - 現像装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像装置および画像形成装置に関し、特に、トナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤を用いる現像装置、およびその現像装置を備え、電子写真方式により画像形成を行う静電複写機、レーザープリンタおよびファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。

従来から、複写機、プリンタおよびファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置が知られている。これら電子写真方式の画像形成装置では、感光体ドラム（トナー像担持体）の表面に画像に応じた静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置により現像してトナー像とし、このトナー像を感光体ドラムから用紙等のシート上に転写し、シート上のトナー像を定着装置によってシートに定着させるようになっている。

近年のフルカラー化や高画質化に対応した画像形成装置では、トナーの帯電安定性に優れた２成分現像剤（以下、単に現像剤と称する）が多用されている。この現像剤は、トナーとキャリアとからなり、現像装置内で攪拌される。これにより、トナーとキャリアとが摩擦し、この摩擦によって適正に帯電したトナーが得られる。

静電潜像の現像において、現像装置内の帯電したトナーは、現像剤担持部材、例えば現像ローラーの表面に供給される。この現像剤担持部材に供給されたトナーは、静電的吸引力によって、感光体ドラムに形成された静電潜像に移動する。これにより、感光体ドラム上に静電潜像に基づいたトナー像が形成される。

上記のような画像形成装置では、小型化とともに高速化が要求されている。高速化の要求に応じるためには、現像剤の帯電を迅速かつ充分に行い、また現像剤の搬送を迅速に行う必要がある。

例えば特許文献１には、上記の問題に対応した循環方式の現像装置が開示されている。この現像装置は、補給されたトナーを現像剤中に即時に分散させてトナーに適切な帯電量を付与するために、現像剤が循環搬送される経路を形成する２つの現像剤搬送路と、当該現像剤搬送路において現像剤を攪拌しながら搬送する２つのオーガスクリューとを備えている。

また、例えば特許文献２には、上記の問題に対応した他の循環方式の現像装置が開示されている。この現像装置は、現像剤が循環搬送される経路を形成する２つの現像剤搬送路と、当該現像剤搬送路において現像剤を攪拌しながら搬送する２つのオーガスクリューとを備えている。さらに、トナー補給口の下方の現像剤搬送路に、磁気ブラシを形成する磁石を設け、十分に帯電されていないトナー（低帯電量のトナー）が現像剤担持部材に供給されることを防止するようになっている。

特開２００５−２４５９２号公報（平成１７年１月２７日公開） 特開２００９−１６８９５４号公報（平成２１年７月３０日公開）

ところが、上記従来の循環方式の現像装置では、トナーホッパーから現像剤搬送路に補給されたトナーが、従前から存在する現像剤と充分に混ざらないまま塊となって搬送および循環されることがある。すなわち、トナーが、キャリアから分離した状態で搬送および循環されることがある。この場合、トナーは、キャリアと十分に摩擦帯電されることなく現像剤担持部材に供給されてしまうことになり、この結果、非画像部にトナーが付着するカブリやトナー飛散が生じるという問題点を生じる。

具体的には、特許文献１に記載のような現像装置では、現像装置内の現像剤のトナー濃度が所定値を下回った場合に、トナーホッパーから現像剤搬送路へトナーが補給されるようになっている。ここで、トナーの比重は、現像剤（キャリア）の比重と比較して、約１／３であり、かなり小さいものである。このため、現像装置に補給されたトナーは、現像剤上に浮きやすくなる。したがって、特許文献１に記載の循環方式の現像装置では、現像剤搬送路に補給される補給トナー量が多いと、トナーが塊となって現像剤の上を搬送されやすい。この結果、現像剤と十分に混ざっていないトナー、すなわち、キャリアと十分に接触していない低帯電量のトナーが現像剤担持部材に供給されてしまうという事態が生じる。

一方、特許文献２に記載の現像装置のように、トナー補給口の下部の現像剤搬送路に、磁気ブラシを形成する磁石を設けた構成では、磁気ブラシによって、供給されたトナーと現像剤との攪拌を促進することができる。しかしながら、上記磁気ブラシにより、現像剤に対して過度のストレス、すなわち過度のせん断力が加わり、現像剤が発熱してトナーの樹脂成分が軟らかくなる。この結果、現像剤（トナー）の流動性が低下して、画像品質が低下するという問題点を招来する。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、現像剤に過度のストレスを与えることなく、補給されたトナーと既存の現像剤とを適切に攪拌することができる現像装置およびそれを備えた画像形成装置の提供を目的としている。

上記の課題を解決するために、本発明の現像装置は、一方向に延びる現像剤搬送路を内部に有し、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を収容する現像槽と、前記現像剤搬送路に設けられ、回転動作により前記現像剤搬送路内の現像剤を攪拌しながら搬送する攪拌搬送部材とを備え、前記現像剤搬送路から前記攪拌搬送部材により搬送されてきた現像剤を使用して現像動作を行う現像装置において、前記現像剤搬送路の上壁部には、外部から前記現像剤搬送路にトナーを補給するためのトナー補給口が形成され、前記現像剤搬送路は、幅方向の領域が幅方向の両側に存在する側壁によって区画され、前記両側壁のうち、前記攪拌搬送部材が下向きに回転する側の第１の側壁の内壁面の上部は、垂直方向に対して現像剤搬送路の内部方向へ傾斜し、かつ前記攪拌搬送部材の外周における頂上部と同じ高さ位置における前記第１の側壁の内壁面の接線と水平線とのなす角度αは、１００°以上１５０°以下となるように設定されていることを特徴としている。

上記の構成によれば、現像剤搬送路に補給されるトナーは、トナー補給口から現像剤搬送路の内部に投入される。このトナーは、現像剤搬送路において、攪拌搬送部材の回転により、既存の現像剤と攪拌されながら一方向に搬送される。その後、搬送された現像剤に含まれるトナーは、たとえば、現像ローラーの表面に担持され、感光体の表面の静電潜像の現像に使用される。

トナー補給口から現像剤搬送路内に補給されたトナーは、現像剤（磁性キャリア）より見掛け密度が小さい（軽い）ため、現像剤の上部に浮きがちになる。ここで、第１の側壁の内壁面の上部は、垂直方向に対して現像剤搬送路の内部方向へ傾斜した状態となっており、かつ攪拌搬送部材の外周における頂上部と同じ高さ位置における第１の側壁の内壁面の接線と水平線とのなす角度αは、１００°以上１５０°以下となっている。

したがって、攪拌搬送部材の回転により、現像剤に過度のストレスを与えることなく、補給されたトナーを既存の現像剤と適切に攪拌することができる。すなわち、現像剤搬送路内に補給されたトナーは、現像剤の上部に浮いた状態となっても、攪拌搬送部材の回転により、第１の側壁の内壁面と攪拌搬送部材との間に取り込みやすく、かつこれら両者間において攪拌搬送部材からせん断力を受け、現像剤と攪拌され現像剤中に分散されやすくなる。

上記の現像装置において、前記角度αは、１２０°以上１４０°以下である構成としてもよい。

上記の構成によれば、現像剤搬送路において、補給されたトナーと現像剤とをさらに良好に攪拌することができる。

上記の現像装置において、前記第１の側壁の内壁面は、上端部が前記トナー補給口に達し、前記攪拌搬送部材の回転軸の高さ位置から前記トナー補給口の位置にかけて、垂直方向に対する現像剤搬送路の内部方向への傾斜が漸次大きくなり、かつ前記回転軸の高さ位置から前記トナー補給口の位置にかけて、前記第１の側壁の内壁面と前記攪拌搬送部材の外周との距離が漸次広がるようになっている構成としてもよい。

上記の構成によれば、現像剤搬送路内に補給されたトナーを前記第１の側壁の内壁面と攪拌搬送部材との間にさらに取り込みやすくなり、補給されたトナーと既存の現像剤との攪拌をさらに促進することができる。

上記の現像装置において、前記トナー補給口の中心は、前記現像剤搬送路の幅方向において、前記攪拌搬送部材の回転軸の位置に対して、前記両側壁のうちの前記攪拌搬送部材が上向きに回転する側の第２の側壁方向にずれた位置に設定されている構成としてもよい。

上記の構成によれば、トナー補給口の中心は、現像剤搬送路の幅方向において、攪拌搬送部材の回転軸の位置に対して、前記両側壁のうちの攪拌搬送部材が上向きに回転する側の第２の側壁方向にずれた位置に設定されているので、第１の側壁と攪拌搬送部材との間に、現像剤搬送路内に補給されたトナーを取り込むための領域を形成しやすくなっている。

上記の現像装置において、前記両側壁のうち、前記攪拌搬送部材が上向きに回転する側の第２の側壁の内壁面の上部は、垂直方向に対して現像剤搬送路の外部方向へ傾斜し、かつ前記攪拌搬送部材の外周における頂上部と同じ高さ位置における前記第２の側壁の内壁面の接線と水平線とのなす角度βは、３０°以上６０°以下となるように設定されている構成としてもよい。

上記の構成によれば、攪拌搬送部材が上向きに回転する側の第２の側壁の内壁面の上部は、垂直方向に対して現像剤搬送路の外部方向へ傾斜し、かつ攪拌搬送部材の外周における頂上部と同じ高さ位置における第２の側壁の内壁面の接線と水平線とのなす角度βは、３０°以上６０°以下となるように設定されている。したがって、補給されたトナーと攪拌されてかさ密度が小さくなった現像剤が、攪拌搬送部材の上向き回転側の領域において過度に上昇する事態（現像剤面が上昇する事態）を抑制し、攪拌搬送部材による現像剤の攪拌機能の低下を抑制することができる。

また、現像剤搬送路における、攪拌搬送部材の下向き回転側の領域において、第１の側壁の内壁面を垂直方向に対して現像剤搬送路の内部方向へ傾斜した状態としたことによる、トナー補給口から現像剤搬送路に投入されたトナーが分散し得る表面積の減少分は、攪拌搬送部材の上向き回転側の領域において、第２の側壁の内壁面を垂直方向に対して現像剤搬送路の外部方向へ傾斜した状態としたことにより補うことができ、これによっても現像剤の攪拌機能の低下を抑制することができる。

上記の現像装置において、前記角度βは、４０°以上５０°以下である構成としてもよい。

上記の構成によれば、攪拌搬送部材による現像剤の攪拌機能の低下をさらに抑制することができる。

本発明の構成によれば、攪拌搬送部材の回転により、現像剤に過度のストレスを与えることなく、補給されたトナーを既存の現像剤と適切に攪拌することができる。すなわち、現像剤搬送路内に補給されたトナーは、現像剤の上部に浮いた状態となっても、攪拌搬送部材の回転により、第１の側壁の内壁面と攪拌搬送部材との間に取り込みやすく、かつこれら両者間において攪拌搬送部材からせん断力を受け、現像剤と攪拌され現像剤中に分散されやすくなる。

これにより、補給トナーが現像剤中に適切に分散されて攪拌されるので、補給トナーを十分に帯電させることができ、カブリやトナー飛散のない画像を得ることができる。

本発明の実施の形態の画像形成装置の構成を示す説明図である。 図１に示したトナー補給装置の構成を示す縦断面図である。 図２におけるＣ−Ｃ線矢視断面図である。 図１に示した現像装置の縦断面図である。 図４にけるＡ−Ａ線矢視断面である。 図４におけるＢ−Ｂ線矢視断面である。

本発明の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。

（画像形成装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態の画像形成装置の構成を示す説明図である。本実施の形態では、本発明の画像形成装置をプリンタに適用した例を示している。

図１に示すように、画像形成装置１００は、外部から入力された画像データに応じて、所定のシート（記録用紙）に多色または単色の画像を形成するものである。なお、画像形成装置１００の上方にスキャナ等の画像読取装置を備えていてもよい。

画像形成装置１００は、定着処理部１００Ａと画像形成プロセス部１００Ｂとを備えている。これら定着処理部１００Ａと画像形成プロセス部１００Ｂとの間には、定着処理部１００Ａの熱が画像形成プロセス部１００Ｂに伝わらないように断熱するための隔壁３０が設けられている。

定着処理部１００Ａは、定着装置１２、搬送ローラー２５ｂおよび排紙ローラー２５ｃを備えている。搬送ローラー２５ｂおよび排紙ローラー２５ｃは、定着装置１２での定着処理を経たシートを排紙トレイ１５上に排出する。

定着装置１２は、ヒートローラー８１および加圧ローラー８２を備え、これらヒートローラー８１および加圧ローラー８２は、シートを挟んで回転し、挟んだシートを送り出す。ヒートローラー８１は、所定の定着温度となるように、制御部（図示せず）によって制御される。この制御部は温度検出器（図示せず）からの検出信号に基づいてヒートローラー８１の温度を制御する。

ヒートローラー８１と加圧ローラー８２とは、シート上のトナー像をシートに熱圧着させる。すなわち、シートに転写されているトナー像を溶融させ、シート上に定着させる。なお、トナー像（各色トナー像）が定着されたシートは、搬送ローラー２５ｂと排紙ローラー２５ｃとによって、反転された状態、すなわちトナー像を下側に向けた状態で排紙トレイ１５上に排出される。

画像形成プロセス部１００Ｂは、感光体ドラム３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、帯電器５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）、露光ユニット１、現像装置２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、トナー補給装置２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ）、クリーナユニット４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）および中間転写ベルトユニット（転写装置）８を備えている。

なお、上記ａ〜ｄの符号は、ａが黒画像形成用の部材、ｂがシアン画像形成用の部材、ｃがマゼンタ画像形成用の部材、ｄがイエロー画像形成用の部材であることを示す。以下では、感光体ドラム３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、帯電器５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）、現像装置２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、トナー補給装置２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ）およびクリーナユニット４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）を、適宜、単に感光体ドラム３、帯電器５、現像装置２、トナー補給装置２２およびクリーナユニット４として記載する。

感光体ドラム３は、形成する（印刷する）画像に応じた静電潜像が表面に形成される。感光体ドラム３は、帯電、露光による潜像形成を担う円筒状部材であり、光の照射によって導電性を示す。感光体ドラム３は、軸線回りに回転可能となるように支持され、駆動手段（図示せず）に駆動されて回転する。感光体３は、導電性基体（図示せず）と、その表面に形成される感光層（図示せず）とを有している。

帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させる。帯電器５は、図１に示す接触ローラー型の帯電器の他、接触ブラシ型の帯電器、或いは非接触チャージャー型の帯電器などであってもよい。

露光ユニット１は、帯電器５にて帯電された感光体ドラム３の表面を露光して、静電潜像を形成する。このために、露光ユニット１は、感光体ドラム３の表面に、画像データに応じた光を照射する。本実施の形態では、露光ユニット１としては、レーザ照射部および反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を使用しているが、レーザスキャニングユニット以外に、発光素子をアレイ状に並べたＥＬ（エレクトロルミネッセンス）やＬＥＤ書込みヘッドを使用してもよい。

現像装置２は、感光体ドラム３の表面に形成された静電潜像をＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙのいずれかのトナーにより現像し、トナー像を形成する。

トナー補給装置２２は、現像装置２にトナーを補給する。具体的には、トナー補給装置２２は、現像装置２の上方に設けられ、トナー搬送パイプを介して現像装置２にトナーを補給する。

クリーナユニット４は、現像工程および画像転写工程後に感光体ドラム３の表面に残留しているトナーを除去し、回収する。

画像形成装置１００では、上記の構成により、入力される黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）の色成分毎の画像データに基づいて、各感光体ドラム３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）の表面に、黒トナー画像、シアントナー画像、マゼンタトナー画像、イエロートナー画像を形成する。形成された各トナー画像は、中間転写ベルトユニット８の中間転写ベルト７上に重なるように転写され、積層される。これにより、中間転写ベルト７上にカラー画像が形成される。

中間転写ベルトユニット８は、感光体ドラム３の上方に配置され、感光体ドラム３表面のトナー像をシート上に転写する。中間転写ベルトユニット８は、中間転写ローラー６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）、中間転写ベルト７、中間転写ベルト駆動ローラー７１、中間転写ベルト従動ローラー７２、中間転写ベルトテンション機構（図示せず）、および中間転写ベルトクリーニングユニット９を備えている。

中間転写ローラー６、中間転写ベルト駆動ローラー７１、中間転写ベルト従動ローラー７２、中間転写ベルトテンション機構は、中間転写ベルト７を張架し、中間転写ベルト７を図１の矢印Ｂ方向に回転駆動させる。

中間転写ローラー６は、中間転写ベルトテンション機構に回転可能に支持されている。中間転写ローラー６には感光体ドラム３のトナー像を中間転写ベルト７上に転写するための転写バイアスが印加される。中間転写ベルト７上には、感光体ドラム３に形成された各色成分のトナー像が順次重ねて転写されることにより、カラーのトナー像（多色トナー像）が形成される。感光体ドラム３から中間転写ベルト７へのトナー像の転写は、中間転写ベルト７の裏側に接触している中間転写ローラー６によって行われる。

中間転写ベルト７上に積層されたトナー像は、中間転写ベルト７の回転によって、搬送されてきたシートと中間転写ベルト７との接触位置（転写部）に移動し、この位置に配置されている転写ローラー１１によって用紙上に転写される。この場合、中間転写ベルト７と転写ローラー１１とは所定ニップで互いに圧接されるとともに、転写ローラー１１にはトナー像を用紙に転写させるための電圧が印加される。

中間転写ベルト７と感光体ドラム３との接触により中間転写ベルト７に付着したトナー、および中間転写ベルト７から用紙へのトナー像の転写の際に転写されずに中間転写ベルト７上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となる。このため、このトナーは、中間転写ベルトクリーニングユニット９によって除去され回収される。

また、画像形成装置１００は、給紙トレイ１０、シート搬送路Ｓおよび排紙トレイ１５を備えている。給紙トレイ１０は、画像形成に使用するシート（例えば記録用紙）を蓄積しておくためのものであり、画像形成部および露光ユニット１の下側に設けられている。一方、画像形成装置１００の上部に設けられている排紙トレイ１５は、印刷済みのシートをフェイスダウンで載置するためのものである。

（シート搬送路）
画像形成装置１００には、給紙トレイ１０のシートおよび手差しトレイ２０のシートを転写部や定着装置１２を経由させて排紙トレイ１５に案内するためのシート搬送路Ｓが設けられている。なお、転写部は中間転写ベルト駆動ローラー７１と転写ローラー１１との間に位置する。

さらに、シート搬送路Ｓには、ピックアップローラー１６（１６ａ，１６ｂ）、レジストローラー１４、転写部、定着装置１２、搬送ローラー２５（２５ａ〜２５ｈ）等が配置されている。

搬送ローラー２５は、シートの搬送を促進かつ補助するための小型のローラーであり、シート搬送路Ｓに沿って複数設けられている。ピックアップローラー１６ａは、給紙トレイ１０の端部に備えられ、給紙トレイ１０からシートを１枚ずつシート搬送路Ｓに供給する呼び込みローラーである。ピックアップローラー１６ｂは、手差しトレイ２０の近傍に備えられ、手差しトレイ２０からシートを１枚ずつシート搬送路Ｓに供給する呼び込みローラーである。レジストローラー１４は、シート搬送路Ｓを搬送されているシートを一旦保持し、中間転写ベルト７上のトナー像の先端とシートの先端とを合わせるタイミングでシートを転写部に搬送するものである。

給紙トレイ１０から搬送されるシートは、シート搬送路Ｓ中の搬送ローラー２５ａによってレジストローラー１４まで搬送され、レジストローラー１４によりシートの先端と中間転写ベルト７上の積層されたトナー像の先端とが整合するタイミングで転写部（転写ローラー１１と中間転写ベルト７との接触位置）に搬送される。転写部ではシート上にトナー像が転写され、このトナー像は定着装置１２にてシート上に定着される。その後、シートは、搬送ローラー２５ｂから排紙ローラー２５ｃを経て、排紙トレイ１５上に排出される。また、手差しトレイ２０から搬送されるシートは、複数の搬送ローラー２５（２５ｆ，２５ｅ，２５ｄ）によってレジストローラー１４まで搬送される。それ以降は、上述した給紙トレイ１０から供給されるシートと同様であり、同様の経路を経て排紙トレイ１５に排出される。

（トナー補給装置）
図２は、図１に示したトナー補給装置の構成を示す縦断面図であり、図３は、図２におけるＣ−Ｃ線矢視断面図である。

トナー補給装置２２は、図２に示すように、トナー収容容器１２１、トナー攪拌部材１２５、およびトナー排出部材１２２を備えている。

トナー収容容器１２１は、トナー貯留部１２６およびトナー排出部１２７を有する。トナー貯留部１２６は内部に空間を有する半円筒状の容器部材からなる。トナー排出部１２７は、内部に空間を有する、トナー貯留部１２６よりも小さい容器状部材からなる。トナー排出部１２７は、トナー貯留部１２６に沿うように、トナー貯留部１２６に隣接して設けられている。これらトナー貯留部１２６およびトナー排出部１２７は、感光体３の軸方向に延びている。

トナー排出部１２７の長手方向における一端部の近傍位置の底壁には、図３に示すように、トナー排出口１２３が開口されている。このトナー排出口１２３は例えば長方形の開口部である。トナー排出口１２３にはトナー搬送パイプ１０２の上端部が接続されており、このトナー搬送パイプ１０２の下端部は現像装置２の現像槽１１１（図４参照）と接続されている。

トナー貯留部１２６にはトナー攪拌部材１２５が設けられ、トナー排出部１２７にはトナー排出部材１２２が設けられている。これらトナー攪拌部材１２５およびトナー排出部材１２２は、駆動手段（図示せず）に駆動されて回転する。

トナー攪拌部材１２５は、図２に示すように、トナー貯留部１２６の長手方向に延びる平板部１２５ｃを有し、この平板部１２５ｃの両側部にトナー汲み上げ部材１２５ｂが設けられている。トナー汲み上げ部材１２５ｂは、可撓性を有する例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートからなる。したがって、トナー攪拌部材１２５は、回転軸１２５ａを中心に回転することにより、トナー貯留部１２６内のトナーを攪拌しながら汲み上げてトナー排出部１２７へ供給するようになっている。

ここで、トナー貯留部１２６とトナー排出部１２７との間には、隔壁１２４が設けられている。この隔壁１２４の存在により、トナー攪拌部材１２５によってトナー貯留部１２６内から汲み上げられたトナーのうちの適量が、トナー排出部１２７に供給されるようになっている。

トナー排出部材１２２は、トナー貯留部１２６から供給された、トナー排出部１２７のトナーを、回転動作によってトナー排出口１２３から排出し、現像槽１１１に供給する。トナー排出部材１２２は、図３に示すように、トナー搬送羽根１２２ａと回転軸１２２ｂとを含むオーガスクリュー、並びに前記回転軸１２２ｂに取り付けられた回転ギア１２２ｃとを備えている。回転ギア１２２ｃには駆動手段（図示せず）の回転駆動力が伝達され、これによりトナー排出部材１２２が回転するようになっている。オーガスクリューによるトナー搬送方向は、トナー排出口１２３に対応する位置を境に、軸方向における一方側と他方側では逆向きとなっている。これにより、オーガスクリューが回転すると、トナー排出部１２７におけるトナー排出口１２３の両側のトナーがトナー排出口１２３に向かって搬送され、トナー排出口１２３から排出されるようになっている。

（現像装置）
図４は、図１に示した現像装置２の縦断面図、図５は図４にけるＡ−Ａ線矢視断面、図６は、図４におけるＢ−Ｂ線矢視断面である。

現像装置２は、図４に示すように、現像槽１１１、第１攪拌搬送部材（オーガスクリュー、攪拌搬送部材）１１２、第２攪拌搬送部材（オーガスクリュー）１１３、現像ローラー１１４、ドクターブレード１１６および透磁率センサからなるトナー濃度検知センサ１１９を備えている。

現像槽１１１は、トナーと磁性キャリアとを含む２成分の現像剤を収容している。現像槽１１１の内部は、仕切り板（第１の側壁）１１７によって第１現像剤搬送路１３１と第２現像剤搬送路１３２とに区画されている。これら第１現像剤搬送路１３１と第２現像剤搬送路１３２とは、感光体３の軸方向に延びており、かつ水平方向に並んでいる。また、第１現像剤搬送路１３１は感光体３から遠い側に位置し、第２現像剤搬送路１３２は感光体３から近い側に位置している。

第１現像剤搬送路１３１および第２現像剤搬送路１３２の上部は、現像槽カバー１１５にて覆われている。本実施の形態において、この現像槽カバー１１５は取り外し可能となっている。現像槽カバー１１５における第１現像剤搬送路１３１上の位置には、トナー補給口１１５ａが開口されており、このトナー補給口１１５ａにはトナー搬送パイプ１０２の下端部が接続されている。したがって、トナー補給装置２２のトナー排出口１２３から排出されたトナーは、トナー搬送パイプ１０２内を通り、トナー補給口１１５ａから第１現像剤搬送路１３１内に供給される。

第１攪拌搬送部材１１２は第１現像剤搬送路１３１に設けられ、第２攪拌搬送部材１１３は第２現像剤搬送路１３２に設けられている。すなわち、第１攪拌搬送部材１１２および第２攪拌搬送部材１１３は、互いの周面同士が仕切り板１１７を介して対向するように、かつ互いの軸同士が平行になるように並列に配置されている。

第１攪拌搬送部材１１２は、図５および図６に示すように、第１搬送羽根１１２ａおよび第１回転軸１１２ｂからなる螺旋状のオーガスクリュー、並びに第１搬送ギア１１２ｃを備えている。第１搬送ギア１１２ｃは、第１回転軸１１２ｂにおける現像槽１１１から突出した一端部に取り付けられている。

同様に、第２攪拌搬送部材１１３は、図５に示すように、第２搬送羽根１１３ａおよび第２回転軸１１３ｂからなる螺旋状のオーガスクリュー、並びに第２搬送ギア１１３ｃを備えている。第２搬送ギア１１３ｃは、第２回転軸１１３ｂにおける現像槽１１１から突３出した一端部に取り付けられている。

これら第１攪拌搬送部材１１２および第２攪拌搬送部材１１３は、駆動手段（図示せず）に駆動されて互いに反対方向に回転し、現像剤を撹拌しながら搬送するようになっている。本実施の形態において、第１攪拌搬送部材１１２は左回転、第２攪拌搬送部材１１３は右回転、また現像ローラー１１４は右回転となっている。

第１攪拌搬送部材１１２の回転により、第１現像剤搬送路１３１内の現像剤は、図５に示すように、矢印Ｘ方向に搬送され、第２攪拌搬送部材１１３の回転により、第２現像剤搬送路１３２内の現像剤は矢印Ｙ方向に搬送される。

ここで、仕切り板１１７は、第１攪拌搬送部材１１２および第２攪拌搬送部材１１３の各軸方向の両端部において、現像槽１１１の内側の壁面から離間して配置されている。これにより、矢印Ｘ方向における仕切り板１１７の端部と現像槽１１１の壁部との間には、第１現像剤搬送路１３１と第２現像剤搬送路１３２とを連通する第１連通路１３３が形成され、矢印Ｙ方向における仕切り板１１７の端部と現像槽１１１の壁部との間には、第１現像剤搬送路１３１と第２現像剤搬送路１３２とを連通する第２連通路１３４が形成されている。

したがって、第１現像剤搬送路１３１内の現像剤は、第１攪拌搬送部材１１２に搬送されて矢印Ｘ方向に移動し、第１連通路１３３を通って第２現像剤搬送路１３２内へ移動する。さらに、第２現像剤搬送路１３２内の現像剤は、第２攪拌搬送部材１１３に搬送されて矢印Ｙ方向に移動し、第２連通路１３４を通って第１現像剤搬送路１３１内へ移動する。すなわち、現像槽１１１内の現像剤は、第１現像剤搬送路１３１と第２現像剤搬送路１３２とを、第１現像剤搬送路１３１→第１連通路１３３→第２現像剤搬送路１３２→第２連通路１３４→第１現像剤搬送路１３１という経路にて循環移動することになる。

そして、現像剤は、第２現像剤搬送路１３２に搬送されている間に、現像ローラー１１４の回転にてその表面に担持されて汲み上げられ、汲み上げられた現像剤中のトナーが感光体ドラム３へと移動して、順次消費されていく。また、このように消費されるトナーを補うために、未使用のトナーがトナー補給装置２２から第１現像剤搬送路１３１へ補給される。補給されたトナーは第１現像剤搬送路１３１において従前より存在する現像剤と混合攪拌される。

なお、図５にはトナー補給口１１５ａの形成位置を破線にて示している。すなわち、トナー補給口１１５ａは、第１現像剤搬送路１３１内の領域であり、トナー搬送方向（矢印Ｘ方向）における第２連通路１３４よりも下流側かつ第１現像剤搬送路１３１のトナー搬送方向中央部よりも上流側の位置の上方位置に形成されている。さらに詳細には、トナー補給口１１５ａは、第１現像剤搬送路１３１内の領域であり、仕切り板１１７の矢印Ｙ方向側端部の位置かつ仕切り板１１７の側面に沿う位置の上方位置に形成されている。したがって、トナー補給口１１５ａから投入されたトナーは、第１現像剤搬送路１３１の上記位置（破線にて示した位置）付近に落下する。

現像ローラー１１４は、駆動手段（図示せず）によって回転駆動され、第２現像剤搬送路１３２の現像剤を表面に汲み上げて担持し、担持している現像剤に含まれるトナーを感光体ドラム３の表面の静電潜像に供給するものである。このために、現像ローラー１１４は、第２攪拌搬送部材１１３の上方位置に、感光体ドラム３と所定の間隙をおいて、感光体ドラム３に対向するように配置されている。現像ローラー１１４から感光体３にトナーを供給するために、現像ローラー１１４には現像バイアス電圧が印加されている。

また、現像ローラー１１４を感光体３と対向させるために、現像槽１１１における現像ローラー１１４の配置位置には、開口部１３５が形成されている。開口部１３５の下縁部における現像ローラー１１４の表面に近接する位置には、ドクターブレード１１６が配されている。ドクターブレード１１６は、現像ローラー１１４の軸線方向に平行に延びる長方形の板状部材である。ドクターブレード１１６は、下端部１１６ｂが現像槽１１１によって支持され、先端部１１６ａが現像ローラー１１４表面に対して所定の間隙を有して離隔するように設けられている。

トナー濃度検知センサ１１９は、第２現像剤搬送路１３２における現像剤搬送方向の略中央部において、第２現像剤搬送路１３２の底壁部に取り付けられている。トナー濃度検知センサ１１９はトナー濃度制御手段（図示せず）に接続されている。トナー濃度制御手段は、トナー濃度検知センサ１１９が検知するトナー濃度測定値に応じて、トナー排出部材１２２を回転駆動させ、トナー排出口１２３を介して現像槽１１１内部にトナーを供給するように制御する。

（第１現像剤搬送路）
現像槽１１１の第１現像剤搬送路１３１には、上記のように、第１攪拌搬送部材１１２が配置され、かつトナー補給装置２２からトナーが補給される。トナー補給装置２２から補給されるトナーは、トナー補給口１１５ａから第１現像剤搬送路１３１内に取り込まれる。

第１現像剤搬送路１３１の下部空間領域、すなわち第１現像剤搬送路１３１における、第１攪拌搬送部材１１２の第１回転軸１１２ｂの高さ位置から下方の空間領域は、第１攪拌搬送部材１１２の第１搬送羽根１１２ａの外径よりも若干大きい径の第１搬送羽根１１２ａと同心状の領域となっている。この点は、第２現像剤搬送路１３２の下部空間領域と第２攪拌搬送部材１１３との関係においても同様である。

第１現像剤搬送路１３１は、図４に示すように、左右の側壁のうち、第１攪拌搬送部材１１２が下向きに回転する側の側壁、すなわち現像剤沈降側の側壁は、仕切り板１１７によって形成され、第１攪拌搬送部材１１２が上向きに回転する側の側壁、すなわち現像剤上昇側の側壁は、現像槽１１１の側壁によって形成されている。

そして、第１現像剤搬送路１３１の幅方向におけるトナー補給口１１５ａの中心は、第１攪拌搬送部材１１２の第１回転軸１１２ｂの位置に対して、現像剤上昇側の側壁の方向にずれた位置に設定されている。

また、トナー補給口１１５ａにおける第１現像剤搬送路１３１の幅方向の開口寸法は、第１攪拌搬送部材１１２の第１回転軸１１２ｂの高さ位置における第１現像剤搬送路１３１の幅よりも狭くなっている。

第１攪拌搬送部材１１２が下向きに回転する側の側壁（現像剤沈降側の側壁）における、第１攪拌搬送部材１１２の第１回転軸１１２ｂの高さ位置付近から上部の内壁面、すなわち現像剤沈降側上部内壁面（第１の側壁の内壁面）１１７ａは、湾曲面であり、図４に示すように、第１回転軸１１２ｂの高さ位置付近からトナー補給口１１５ａの位置にかけて、垂直方向に対する第１現像剤搬送路１３１内方向への傾斜が漸次大きくなっている。さらに、現像剤沈降側上部内壁面１１７ａは、第１回転軸１１２ｂの高さ位置付近からトナー補給口１１５ａの位置にかけて、現像剤沈降側上部内壁面１１７ａと第１搬送羽根１１２ａの外周との距離が漸次広がるようになっている。

すなわち、現像剤沈降側上部内壁面１１７ａは、垂直方向に対して第１現像剤搬送路１３１の内部方向へ傾斜した状態となっている。具体的には、現像剤沈降側上部内壁面１１７ａは、第１攪拌搬送部材１１２の第１回転軸１１２ｂと垂直な断面において、第１搬送羽根１１２ａの頂上部（第１搬送羽根１１２ａの外縁部の最も高い位置）と同じ高さ位置における現像剤沈降側上部内壁面１１７ａの接線と水平線とのなす角度αが１００°以上１５０°以下となるように設定されている。なお、上記角度αのさらに好ましい範囲は、１２０°以上１４０°以下である。

一方、第１攪拌搬送部材１１２が上向きに回転する側の側壁（現像剤上昇側の側壁）における、第１攪拌搬送部材１１２の第１回転軸１１２ｂの高さ位置付近から上部の内壁面、すなわち現像剤上昇側上部内壁面（第２の側壁の内壁面）１１１ａは、湾曲面であり、図４に示すように、第１回転軸１１２ｂの高さ位置付近において垂直方向に対して最も大きく傾斜し、現像槽カバー１１５の高さ位置（トナー補給口１１５ａの高さ位置）にかけて、垂直方向に対する傾斜が漸次小さくなっている。さらに、現像剤上昇側上部内壁面１１１ａは、第１回転軸１１２ｂの高さ位置付近から現像槽カバー１１５に達するまでの位置にかけて、現像剤上昇側上部内壁面１１１ａと第１搬送羽根１１２ａの外周との距離が漸次広がるようになっている。

すなわち。現像剤上昇側上部内壁面１１１ａは、垂直方向に対して第１現像剤搬送路１３１の外部方向へ傾斜した状態となっている。具体的には、現像剤上昇側上部内壁面１１１ａは、第１攪拌搬送部材１１２の第１回転軸１１２ｂと垂直な断面において、第１搬送羽根１１２ａの頂上部（第１搬送羽根１１２ａの外縁部の最も高い位置）と同じ高さ位置における現像剤上昇側上部内壁面１１１ａの接線と水平線とのなす角度βが３０°以上６０°以下となるように設定されている。なお、上記角度βのさらに好ましい範囲は、４０°以上５０°以下である。

なお、トナー補給口１１５ａは、現像槽１１１の現像槽カバー１１５の一部の領域に形成されており、図４はトナー補給口１１５ａが形成されている部分についての現像装置２の縦断面図を示したものである。すなわち、図４では垂直方向に対して傾斜している現像剤沈降側上部内壁面１１７ａの仕切り板１１７長手方向の範囲を示していないものの、このような現像剤沈降側上部内壁面１１７ａの構成は、トナー補給口１１５ａが形成されている部分のみではなく、仕切り板１１７の長手方向全域について備えていることが好ましい。この点は、垂直方向に対して傾斜している現像剤上昇側上部内壁面１１１ａの構成についても同様である。

上記の構成において、トナー補給装置２２のトナー排出口１２３からトナー搬送パイプ１０２を介して補給されたトナーは、現像槽１１１のトナー補給口１１５ａから第１現像剤搬送路１３１の内部に投入される。

このトナーは、第１現像剤搬送路１３１において、第１攪拌搬送部材１１２の回転により、既存の現像剤と攪拌される。補給されたトナーを含む、第１現像剤搬送路１３１の現像剤は、第１および第２攪拌搬送部材１１２，１１３の回転により、図５に示す第１現像剤搬送路１３１→第１連通路１３３→第２現像剤搬送路１３２→第２連通路１３４→第１現像剤搬送路１３１という経路にて搬送される。第２現像剤搬送路１３２に搬送された現像剤は、現像ローラー１１４の表面に担持され、現像剤中のトナーが感光体ドラム３の表面の静電潜像に付与され、現像が行われる。

トナー補給口１１５ａから第１現像剤搬送路１３１内に補給されたトナーは、現像剤（キャリア）より見掛け密度が小さい（軽い）ため、現像剤の上部に浮きがちになる。ここで、現像剤沈降側上部内壁面１１７ａは、垂直方向に対して第１現像剤搬送路１３１の内部方向へ傾斜した状態となっている。具体的には、第１攪拌搬送部材１１２の第１回転軸１１２ｂと垂直な断面において、第１搬送羽根１１２ａの頂上部と同じ高さ位置における現像剤沈降側上部内壁面１１７ａの接線と水平線とのなす角度αが１００°以上１５０°以下に設定されている。したがって、第１攪拌搬送部材１１２の回転により、現像剤に過度のストレスを与えることなく、上記トナーを既存の現像剤と適切に攪拌することができる。すなわち、第１現像剤搬送路１３１内に補給されたトナーは、現像剤の上部に浮いた状態となっても、第１攪拌搬送部材１１２の回転により、現像剤沈降側上部内壁面１１７ａと第１攪拌搬送部材１１２の間に取り込みやすく、かつこれら両者間において第１攪拌搬送部材１１２からせん断力を受け、現像剤と攪拌され現像剤中に分散されやすくなる。

なお、上記角度αを１２０°以上１４０°以下とした場合には、第１現像剤搬送路１３１において、補給されたトナーと現像剤とをさらに良好に攪拌することができる。

また、現像剤沈降側上部内壁面１１７ａは、上端部がトナー補給口１１５ａに達しており、第１回転軸１１２ｂの高さ位置付近からトナー補給口１１５ａの位置にかけて、垂直方向に対する第１現像剤搬送路１３１の内部方向への傾斜が漸次大きくなっている。さらに、現像剤沈降側上部内壁面１１７ａは、第１回転軸１１２ｂの高さ位置付近からトナー補給口１１５ａの位置にかけて、現像剤沈降側上部内壁面１１７ａと第１搬送羽根１１２ａの外周との距離が漸次広がるようになっている。このような構成は、第１現像剤搬送路１３１内に補給されたトナーを仕切り板１１７（第１現像剤搬送路１３１の現像剤沈降側の内壁面）と第１攪拌搬送部材１１２との間にさらに取り込みやすくなり、補給されたトナーと既存の現像剤との攪拌をさらに促進できるものとなっている。

さらに、トナー補給口１１５ａの中心は、第１現像剤搬送路１３１の幅方向において、第１攪拌搬送部材１１２の第１回転軸１１２ｂの位置に対して現像剤上昇側の側壁の方向にずれた位置に設定されている。したがって、仕切り板１１７と第１攪拌搬送部材１１２との間に、第１現像剤搬送路１３１内に補給されたトナーを取り込むための領域を形成しやすくなっている。

なお、本実施の形態においては、仕切り板１１７の第１現像剤搬送路１３１側の内壁面における、第１攪拌搬送部材１１２の第１回転軸１１２ｂの高さ位置付近から上部を現像剤沈降側上部内壁面１１７ａとし、この現像剤沈降側上部内壁面１１７ａは、第１回転軸１１２ｂの高さ位置付近からトナー補給口１１５ａの位置にかけて、垂直方向に対する第１現像剤搬送路１３１内方向への傾斜が漸次大きくなっている構成としている。しかしながら、現像剤沈降側上部内壁面１１７ａは、第１攪拌搬送部材１１２の第１搬送羽根１１２ａの頂上部と同じ高さ位置となる部分から現像槽カバー１１５のトナー補給口１１５ａに達するまでの領域が、垂直方向に対して第１現像剤搬送路１３１の内部方向への傾斜している構成であってもよい。すなわち、このような構成においても、第１現像剤搬送路１３１内に補給されたトナーと既存の現像剤との攪拌機能を高めることができる。

一方、現像剤上昇側上部内壁面１１１ａは、垂直方向に対して第１現像剤搬送路１３１の外部方向へ傾斜した状態となっている。具体的には、現像剤上昇側上部内壁面１１１ａは、第１攪拌搬送部材１１２の第１回転軸１１２ｂと垂直な断面において、第１搬送羽根１１２ａの頂上部と同じ高さ位置における現像剤上昇側上部内壁面１１１ａの接線と水平線とのなす角度βが３０°以上６０°以下となるように設定されている。したがって、補給されたトナーと攪拌されてかさ密度が小さくなった現像剤が、第１攪拌搬送部材１１２の上向き回転側の領域において過度に上昇する事態を抑制し、第１攪拌搬送部材１１２による現像剤の攪拌機能の低下を抑制することができる。

また、第１攪拌搬送部材１１２の下向き回転側の領域において、現像剤沈降側上部内壁面１１７ａを垂直方向に対して第１現像剤搬送路１３１の内部方向へ傾斜した状態としたことによる、トナー補給口１１５ａから第１現像剤搬送路１３１に投入されたトナーが分散し得る表面積の減少分は、第１攪拌搬送部材１１２の上向き回転側の領域において、現像剤上昇側上部内壁面１１１ａを垂直方向に対して第１現像剤搬送路１３１の外部方向へ傾斜した状態としたことにより補うことができ、これによっても現像剤の攪拌機能の低下を抑制することができる。

なお、上記角度βを４０°以上５０°以下とした場合には、第１攪拌搬送部材１１２による現像剤の攪拌機能の低下をさらに抑制することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

２ 現像装置
３ 感光体
８ 中間転写ベルトユニット（転写装置）
１２ 定着装置
２２ トナー補給装置
１００ 画像形成装置
１０２ トナー搬送パイプ
１１１ 現像槽
１１１ａ 現像剤上昇側上部内壁面（第２の側壁の内壁面）
１１２ 第１攪拌搬送部材（攪拌搬送部材）
１１２ａ 第１搬送羽根
１１２ｂ 第１回転軸
１１３ 第２攪拌搬送部材
１１３ａ 第２搬送羽根
１１３ｂ 第２回転軸
１１４ 現像ローラー
１１５ 現像槽カバー
１１５ａ トナー補給口
１１７ 仕切り板（第１の側壁）
１１７ａ 現像剤沈降側上部内壁面（第１の側壁の内壁面）
１２２ トナー排出部材
１２３ トナー排出口
１２６ トナー貯留部
１２７ トナー排出部
１３１ 第１現像剤搬送路
１３２ 第２現像剤搬送路
１３３ 第１連通路
１３４ 第２連通路

Claims (6)

1. 一方向に延びる現像剤搬送路を内部に有し、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を収容する現像槽と、前記現像剤搬送路に設けられ、回転動作により前記現像剤搬送路内の現像剤を攪拌しながら搬送する攪拌搬送部材とを備え、前記現像剤搬送路から前記攪拌搬送部材により搬送されてきた現像剤を使用して現像動作を行う現像装置において、
   前記現像剤搬送路の上壁部には、外部から前記現像剤搬送路にトナーを補給するためのトナー補給口が形成され、
   前記現像剤搬送路は、幅方向の領域が幅方向の両側に存在する側壁によって区画され、
   前記両側壁のうち、前記攪拌搬送部材が下向きに回転する側の第１の側壁の内壁面の上部は、垂直方向に対して現像剤搬送路の内部方向へ傾斜し、かつ前記攪拌搬送部材の外周における頂上部と同じ高さ位置における前記第１の側壁の内壁面の接線と水平線とのなす角度αは、１００°以上１５０°以下となるように設定され、
   前記第１の側壁の内壁面は、上端部が前記トナー補給口に達し、前記攪拌搬送部材の回転軸の高さ位置から前記トナー補給口の位置にかけて、垂直方向に対する現像剤搬送路の内部方向への傾斜が漸次大きくなり、かつ前記回転軸の高さ位置から前記トナー補給口の位置にかけて、前記第１の側壁の内壁面と前記攪拌搬送部材の外周との距離が漸次広がるようになっていることを特徴とする現像装置。
2. 前記角度αは、１２０°以上１４０°以下であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記トナー補給口の中心は、前記現像剤搬送路の幅方向において、前記攪拌搬送部材の回転軸の位置に対して、前記両側壁のうちの前記攪拌搬送部材が上向きに回転する側の第２の側壁方向にずれた位置に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
4. 一方向に延びる現像剤搬送路を内部に有し、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を収容する現像槽と、前記現像剤搬送路に設けられ、回転動作により前記現像剤搬送路内の現像剤を攪拌しながら搬送する攪拌搬送部材とを備え、前記現像剤搬送路から前記攪拌搬送部材により搬送されてきた現像剤を使用して現像動作を行う現像装置において、
   前記現像剤搬送路の上壁部には、外部から前記現像剤搬送路にトナーを補給するためのトナー補給口が形成され、
   前記現像剤搬送路は、幅方向の領域が幅方向の両側に存在する側壁によって区画され、
   前記両側壁のうち、前記攪拌搬送部材が下向きに回転する側の第１の側壁の内壁面の上部は、垂直方向に対して現像剤搬送路の内部方向へ傾斜し、かつ前記攪拌搬送部材の外周における頂上部と同じ高さ位置における前記第１の側壁の内壁面の接線と水平線とのなす角度αは、１００°以上１５０°以下となるように設定され、
   前記両側壁のうち、前記攪拌搬送部材が上向きに回転する側の第２の側壁の内壁面の上部は、垂直方向に対して現像剤搬送路の外部方向へ傾斜し、かつ前記攪拌搬送部材の外周における頂上部と同じ高さ位置における前記第２の側壁の内壁面の接線と水平線とのなす角度βは、３０°以上６０°以下となるように設定されていることを特徴とする現像装置。
5. 前記角度βは、４０°以上５０°以下であることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の現像装置と、表面に形成された静電潜像が前記現像装置により現像される感光体と、前記静電潜像の現像により感光体の表面に形成されたトナー像を用紙に転写する転写装置と、用紙上のトナー像を用紙に定着する定着装置とを備えていることを特徴とする画像形成装置。

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