JP6953786B2 - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像装置および画像形成装置に関する。

一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリ等）は、帯電した感光体ドラム（像担持体）に対して、画像データに基づくレーザー光を照射（露光）することにより静電潜像を形成する。そして、静電潜像が形成された感光体ドラムへ現像装置よりトナーを供給することにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。さらに、このトナー像を直接または間接的に用紙に転写させた後、定着ニップで加熱、加圧して定着させることにより用紙にトナー像を形成する。

現像装置には、現像装置内の現像剤を撹拌するための撹拌部材が設けられている。撹拌部材においては現像スリーブの軸方向において現像剤が移動するように現像剤を撹拌する構成が知られている。このような構成において、例えば、Ｂ１サイズ等、軸方向に長い用紙に対応するため現像装置を大サイズ化した場合、現像剤の移動方向の上流側からトナーが混ざり合っていくため、軸方向におけるトナー濃度の偏差が大きくなりやすい問題が生じる。

この問題に対応するため、例えば特許文献１には、現像装置内の軸方向における一方側および他方側半分の領域のそれぞれにおいて現像剤を循環させる構成が開示されている。図１は、従来例における現像装置を簡易的に示す図である。

図１に示すように、現像装置４１２は、現像スリーブ４１２Ａと、現像剤筐体４１２Ｂとを有している。現像剤筐体４１２Ｂには、現像剤筐体４１２Ｂ内の現像剤を撹拌する第１撹拌部材４１２Ｃおよび第２撹拌部材４１２Ｄを有している。

第１撹拌部材４１２Ｃおよび第２撹拌部材４１２Ｄのそれぞれは、現像スリーブ４１２Ａの軸方向の中央部に対して、一方側の第１領域Ｂ１と、他方側の第２領域Ｂ２とで羽の向きが逆になるように構成されている。第１撹拌部材４１２Ｃおよび第２撹拌部材４１２Ｄが回転することで、第１領域Ｂ１および第２領域Ｂ２のそれぞれを現像剤が矢印Ｂ１０，Ｂ２０の流れに沿って循環する。

また、特許文献２には、第１領域Ｂ１と第２領域Ｂ２の境界において、現像剤を第１領域Ｂ１および第２領域Ｂ２の両側に積極的に現像剤を流すことにより、第１領域Ｂ１と第２領域Ｂ２との間でトナー濃度に差が生じることを抑制可能な構成が開示されている。

実公昭５０−２７３３３号公報 特開平３−２６０６７８号公報

しかしながら、特許文献１に示す構成では、例えば第１領域Ｂ１および第２領域Ｂ２の何れか一方に対応する部分の方が他方に対応する部分よりも極端にトナー量が多い画像を連続で形成した場合、一方に対応する部分におけるトナー濃度のみが極端に低下してしまう。第１領域Ｂ１および第２領域Ｂ２においては、矢印Ｂ１０，Ｂ２０の流れが生じているので、第１領域Ｂ１および第２領域Ｂ２の現像剤が確実に混ざり合わず、第１領域Ｂ１および第２領域Ｂ２の現像剤の状態が均一化しないという問題が生じる。

また、特許文献２に記載の構成では、上記画像を連続で形成した場合、第１領域Ｂ１および第２領域Ｂ２の何れか一方のトナー濃度が極端に低下するため、一方のトナー濃度の低下に起因して他方のトナー濃度が低下する。これにより、上記画像の画像形成処理の初期から現像装置全体でトナー濃度が低下してしまうので、トナー濃度が現像装置全体で回復するのに時間がかかってしまう。つまり、第１領域Ｂ１および第２領域Ｂ２の現像剤の状態が均一化するのに時間がかかってしまう。

本発明の目的は、現像装置の軸方向全体における現像剤の状態を効率よく均一化させることが可能な現像装置および画像形成装置を提供することである。

本発明に係る現像装置は、
軸方向に延び、現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤を移動させ、かつ、前記軸方向に並んで配置される複数の移動領域であって、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する供給領域と、前記供給領域と隣接し、かつ、前記供給領域に沿って配置される非供給領域とを含む複数の移動領域を有する供給部と、
前記複数の移動領域のそれぞれを移動する現像剤を合流させた後、当該現像剤を前記複数の移動領域に戻す合流経路部と、
前記合流経路部内に入り込んだ現像剤を混合する混合部材と、
を備え、
前記軸方向で並ぶ２つの移動領域のうち一方の移動領域の供給領域は、前記軸方向の一端側で他方の移動領域の供給領域と繋がり、
前記一方の移動領域の非供給領域は、前記軸方向の他端側で前記供給領域と繋がり、
前記合流経路部は、
複数の非供給領域のそれぞれと繋がり、かつ、前記非供給領域に対して、前記供給領域から離れる方向に延びる複数の搬送領域と、
前記混合部材が設けられ、前記２つの移動領域における２つの供給領域が互いに繋がる部分で、前記供給部と繋がり、かつ、前記互いに繋がる部分とは異なる位置で前記複数の搬送領域のそれぞれと繋がる混合領域と、
を有する。

本発明に係る画像形成装置は、
軸方向に延び、現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤を移動させ、かつ、前記軸方向に並んで配置される複数の移動領域であって、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する供給領域と、前記供給領域と隣接し、かつ、前記供給領域に沿って配置される非供給領域とを含む複数の移動領域を有する供給部と、
前記複数の移動領域のそれぞれを移動する現像剤を合流させた後、当該現像剤を前記複数の移動領域に戻す合流経路部と、
前記合流経路部内に入り込んだ現像剤を混合する混合部材と、
を備え、
前記軸方向で並ぶ２つの移動領域のうち一方の移動領域の供給領域は、前記軸方向の一端側で他方の移動領域の供給領域と繋がり、
前記一方の移動領域の非供給領域は、前記軸方向の他端側で前記供給領域と繋がり、
前記合流経路部は、
複数の非供給領域のそれぞれと繋がり、かつ、前記非供給領域に対して、前記供給領域から離れる方向に延びる複数の搬送領域と、
前記混合部材が設けられ、前記２つの移動領域における２つの供給領域が互いに繋がる部分で、前記供給部と繋がり、かつ、前記互いに繋がる部分とは異なる位置で前記複数の搬送領域のそれぞれと繋がる混合領域と、
を有する。

本発明によれば、現像装置の軸方向全体における現像剤の状態を効率よく均一化させることができる。

従来例における現像装置を簡易的に示す図である。 本実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。 本実施の形態に係る画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。 現像装置を簡易的に示す図である。 図４における現像装置の搬送領域部分の断面を簡易的に示す図である。 搬送部材の端部の拡大図である。 図４における現像装置の混合領域部分の断面を簡易的に示す図である。 合流領域部分の拡大図である。 混合部材の一例を示す図である。 混合部材の一例を示す図である。 混合部材の一例を示す図である。 第１変形例に係る現像装置を簡易的に示す図である。 図１２における現像装置の混合領域部分の断面を簡易的に示す図である。 第１変形例に係る合流領域部分の拡大図である。 図１２における現像装置の搬送領域部分の断面を簡易的に示す図である。 第２変形例に係る現像装置を簡易的に示す図である。 図１６における現像装置の搬送領域部分の断面を簡易的に示す図である。 第２変形例に係る第１撹拌部材の端部、及び、搬送部材の端部を示す拡大図である。 図１６における現像装置の混合領域部分の断面を簡易的に示す図である。 第１領域に対応する部分と第２領域に対応する部分とでカバレッジ差の大きいトナー像が形成された用紙を示す図である。 比較例における時間に対するキャリアーの割合を示す図である。 時間に対するキャリアーの割合を示す図である。

以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図２は、本実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図である。図３は、本実施の形態に係る画像形成装置１の制御系の主要部を示す図である。

図２、３に示す画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に一次転写し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、用紙Ｓに二次転写することにより、画像を形成する。

また、画像形成装置１には、ＹＭＣＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。

画像形成装置１は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０および制御部１００を備える。

制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３等を備える。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０３に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロックの動作を集中制御する。このとき、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。記憶部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。

制御部１００は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部１００は、例えば、外部の装置から送信された画像データ（入力画像データ）を受信し、この画像データに基づいて用紙Ｓに画像を形成させる。通信部７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。

画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１および原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備えて構成される。

自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１により、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることが可能となる。

原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿またはコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。

操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１および操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１００から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態、各機能の動作状況、画像形成装置１の内部の情報等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１００に出力する。

画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定またはユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部１００の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。

画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、中間転写ユニット４２等を備える。

Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示および説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、またはＫを添えて示すこととする。図２では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。

画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置２００、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、およびドラムクリーニング装置４１５等を備える。

感光体ドラム４１３は、例えばアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ：Under Coat Layer）、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）、電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）を順次積層した負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。

帯電装置４１４は、コロナ放電を発生させることにより、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。

露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光体ドラム４１３の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。感光体ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。

現像装置２００は、二成分逆転方式の現像装置であり、感光体ドラム４１３の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。現像装置２００は、現像剤に含まれるトナーを感光体ドラム４１３に供給することによって感光体ドラム４１３の表面にトナー像を形成する。

ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード等を有し、一次転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーを除去する。

中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４およびベルトクリーニング装置４２６等を備える。

中間転写ベルト４２１は、無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも一つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。駆動ローラーが回転することにより、中間転写ベルト４２１はＡ方向に一定速度で走行する。中間転写ベルト４２１は、導電性および弾性を有するベルトであり、制御部１００からの制御信号によって回転駆動される。

一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。

二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるバックアップローラー４２３Ｂに対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。

ベルトクリーニング装置４２６は、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。

一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側、つまり、一次転写ローラー４２２と当接する側にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。

その後、用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙Ｓに二次転写される。具体的には、バックアップローラー４２３Ｂに二次転写バイアスを印加し、用紙Ｓの表面側、つまり、中間転写ベルト４２１と当接する側にトナーと同極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Ｓに静電的に転写される。

定着部６０は、用紙Ｓの定着面であるトナー像が形成されている面側に配置される定着面側部材を有する上側定着部６０Ａ、用紙Ｓの裏面である定着面の反対の面側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部６０Ｂ等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙Ｓを狭持して搬送する定着ニップが形成される。

定着部６０は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Ｓを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。

上側定着部６０Ａは、定着面側部材である無端状の定着ベルト６１、加熱ローラー６２および定着ローラー６３を有する。定着ベルト６１は、加熱ローラー６２と定着ローラー６３とによって張架されている。

下側定着部６０Ｂは、裏面側支持部材である加圧ローラー６４を有する。加圧ローラー６４は、定着ベルト６１との間で用紙Ｓを挟持して搬送する定着ニップを形成している。

用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、および搬送経路部５３等を備える。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類毎に収容される。

搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａ等の複数の搬送ローラー対等を有する。給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。このとき、レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部により、給紙された用紙Ｓの傾きが補正されるとともに搬送タイミングが調整される。そして、画像形成部４０において、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。

次に、現像装置２００の詳細について説明する。図４は、現像装置２００を簡易的に示す図である。

図４に示すように、現像装置２００は、Ｂ１サイズ等の軸方向に長い用紙に対応可能なサイズとなっており、現像スリーブ２１０と、現像剤筐体２２０と、合流経路部３００とを有している。現像スリーブ２１０は、現像剤を担持する現像剤担持体であり、軸方向の長さが長い用紙に対応した長さとなっている。

現像剤筐体２２０は、現像スリーブ２１０に供給される現像剤を収容する。現像剤筐体２２０は、本発明の「供給部」に対応する。

現像剤筐体２２０は、現像スリーブ２１０の軸方向における中央部に対応する部分に対して一方側の領域である第１領域２２１Ａと、現像スリーブ２１０の軸方向における中央部に対応する部分に対して他方側の領域である第２領域２２１Ｂとを有する。

また、現像剤筐体２２０の第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂのそれぞれには、第１撹拌部材２２２と、第２撹拌部材２２３とが設けられている。

第１撹拌部材２２２は、第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂにおける、現像スリーブ２１０に対向する部分に設けられており、第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂから現像剤を現像スリーブ２１０に供給する。第１撹拌部材２２２は、本発明の「供給部材」に対応する。

第１撹拌部材２２２は、回転することで、各領域２２１Ａ，２２１Ｂ内において、軸方向における現像スリーブ２１０の中央部から、各領域２２１Ａ，２２１Ｂに位置する端部に向かう方向（矢印Ｘ１，Ｘ２参照）に現像剤を搬送するように構成される。

第２撹拌部材２２３は、第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂにおける、第１撹拌部材２２２よりも現像スリーブ２１０から離れた部分に設けられている。第２撹拌部材２２３は、回転することで、各領域２２１Ａ，２２１Ｂ内において、軸方向における現像スリーブ２１０の各領域２２１Ａ，２２１Ｂに位置する端部から中央部に向かう方向（矢印Ｘ３，Ｘ４参照）に現像剤を搬送するように構成される。

また、第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂのそれぞれにおいて、第１撹拌部材２２２の領域と第２撹拌部材２２３の領域とが、仕切り板２２７により仕切られている。仕切り板２２７に仕切られることで、第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂにおける第１撹拌部材２２２の領域と第２撹拌部材２２３の領域は、第１撹拌部材２２２および第２撹拌部材２２３の端部に対応する部分でつながっている。

具体的には、第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂにおける第１撹拌部材２２２の領域と第２撹拌部材２２３の領域は、第１撹拌部材２２２および第２撹拌部材２２３における軸方向の中央部側とは反対側の端部に対応する部分でつながっている。

そのため、第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂにおいては、第１撹拌部材２２２の領域において、矢印Ｘ１，Ｘ２の方向に現像剤が移動した後、仕切り板２２７のない部分において、第２撹拌部材２２３の領域に現像剤が移動する。現像剤が第２撹拌部材２２３の領域に移動した後、当該領域において、矢印Ｘ３，Ｘ４の方向に現像剤が移動する。

このように、本実施の形態では、第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂのそれぞれで、現像剤が移動する。第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂは、本発明の「移動領域」に対応する。

また、現像剤筐体２２０における軸方向の中央部に対応する部分には、合流経路部３００が設けられる。合流経路部３００は、第１領域２２１Ａ内の現像剤と、第２領域２２１Ｂ内の現像剤とを合流させて混合するための部分である。

合流経路部３００は、現像剤筐体２２０における第１領域２２１Ａおよび第２領域２２２Ｂと分けて設けられており、第２撹拌部材２２３の領域における軸方向の中央部に連通するとともに、第１撹拌部材２２２の領域における軸方向の中央部に連通する。

これにより、第２撹拌部材２２３の領域において、軸方向の中央部に移動した現像剤が、合流経路部３００を介して、第１撹拌部材２２２の領域における軸方向の中央部に移動して、第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂに戻される。

そのため、第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂ内の現像剤が合流経路部３００により混合されて、第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂに戻されるので、第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂ内の現像剤を均一化することができる。

合流経路部３００は、搬送領域３０１と、合流領域３０２と、混合領域３０３とを有する。また、合流経路部３００には、搬送部材３１０と、トナー濃度検出部３２０と、トナー補給部３３０と、混合部材３４０とが設けられる。

搬送領域３０１は、現像剤筐体２２０内の現像剤を合流領域３０２に搬送する領域である。図５に示すように、搬送領域３０１は、第２撹拌部材２２３の下方の位置から図示右斜め上方向に延びて合流領域３０２に繋がる領域である。

搬送領域３０１には、搬送部材３１０が設けられている。搬送部材３１０は、第１撹拌部材２２２および第２撹拌部材２２３と略同様の構成であり、回転することで、搬送領域３０１内の現像剤を合流領域３０２に搬送するように構成される。

また、図６に示すように、搬送部材３１０の端部にはベアリング３１１が設けられ、合流経路部３００における当該端部に対応する部分は、斜め方向にベアリング３１１を埋め込み可能な構成となっている。これにより、搬送部材３１０がスムーズに回転して、現像剤を斜め上方向に搬送することが可能となる。

図４に示すように、合流領域３０２は、第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂのそれぞれに繋がる搬送領域３０１から搬送された現像剤を合流させる領域であり、各搬送領域３０１の端部を繋ぐように構成される。合流領域３０２は、混合領域３０３と繋がっているので、各搬送領域３０１に搬送された現像剤が合流領域３０２により合流して、混合領域３０３に移動する。

図７に示すように、混合領域３０３は、合流領域３０２における各搬送領域３０１を繋ぐ部分から図示左斜め下方向に延びて現像剤筐体２２０に繋がる部分である。混合領域３０３に移動した現像剤は、そのまま混合領域３０３の形状に沿って現像剤筐体２２０に流れ落ちる。

これにより、合流経路部３００により混合された現像剤を現像剤筐体２２０における第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂに移動させることができる。このように合流経路部３００が現像剤筐体２２０に対して高低差を有するので、比較的簡易な構成により、合流経路部３００における現像剤の移動を実現することができる。

図８に示すように、混合領域３０３は、搬送領域３０１よりも一段下がった位置になるように形成されている。そのため、搬送領域３０１から合流領域３０２に搬送された現像剤（矢印Ｘ１１，Ｘ１２参照）が混合領域３０３に自重により移動しやすくなり、そのまま混合領域３０３が延びる方向（矢印Ｘ１３参照）に現像剤を移動させることができる。

図４に示すように、搬送領域３０１および混合領域３０３は、現像スリーブ２１０の軸方向と略直交する方向に延びている。なお、ここでいう略直交する方向は、軸方向に対して９０°となる方向において±５°となる範囲を含む。

これにより、合流経路部３００に入り込む現像剤を第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂで略同じとすることができるので、第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂにおける現像剤の量に差が生じることを抑制することができる。

混合領域３０３内には、トナー濃度検出部３２０と、トナー補給部３３０と、混合部材３４０とが、現像剤の移動方向の上流側からこの順に設けられている。

トナー濃度検出部３２０は、混合領域３０３に移動した現像剤中のトナー濃度を検出する。トナー補給部３３０は、混合領域３０３にトナーを補給する。制御部１００は、トナー濃度検出部３２０により検出された検出結果に基づいてトナー補給部３３０におけるトナーの補給量を制御する。

このようにトナー濃度検出部３２０が、現像剤の移動方向におけるトナー補給部３３０よりも上流側に位置するので、トナー濃度検出部３２０の検出結果を考慮したトナー補給を行うことができる。

混合部材３４０は、混合領域３０３内に入り込んだ現像剤を混合するための部材である。混合部材３４０は、現像剤の移動に抵抗力を与えることにより、現像剤を混合するので、混合領域３０３内の現像剤が均一に混ざり合う。

また、混合部材３４０は、現像剤の移動方向において、トナー補給部３３０よりも下流側に位置する。そのため、トナー補給が行われた後の現像剤を均一に混ざり合わせた上で、第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂに当該現像剤を戻すことができる。

混合部材３４０としては、例えば、図９に示すように、現像剤の移動方向（矢印Ａ１）に沿って回転する回転部材が挙げられる。混合部材３４０は、移動方向に沿った方向（矢印Ａ２）に回転する回転軸３４１Ａと、回転軸３４１Ａの周面に設けられる３つの羽根３４１Ｂとを有する。

羽根３４１Ｂは、現像剤をくみ上げ可能に構成されている。混合部材３４０は、現像剤の移動に伴って回転し、かつ、羽根３４１Ｂが現像剤をくみ上げつつ、移動方向に沿って搬送する。これにより、混合領域３０３内の現像剤が混合され、ひいては均一に混ざり合う。

また、混合部材３４０としては、例えば、図１０に示すように、現像剤を蛇行させて移動するように構成された部材が挙げられる。混合部材３４０は、混合領域３０３を形成する一対の側壁３０３Ａのそれぞれから突出する。

混合部材３４０のそれぞれは、移動方向（矢印Ａ３）において異なる位置に設けられる。これにより、混合領域３０３を移動する現像剤が混合部材３４０に衝突することにより、蛇行移動し、ひいては混合領域３０３内の現像剤が均一に混ざり合う。

また、混合部材３４０としては、例えば、図１１に示すように、混合領域３０３の底壁３０３Ｂに設けられる半円環状の部材が挙げられる。混合部材３４０は、現像剤の移動方向（矢印Ａ４）に複数並んで配置されている。複数の混合部材３４０のうち、移動方向において隣り合う２つの混合部材３４０は、高さが異なっている。

具体的には、高さが高い側の混合部材３４０と、高さが低い側の混合部材３４０とが交互に並んでいる。これにより、混合領域３０３を流れる現像剤が、高さの異なる各混合部材３４０に接触することで、当該現像剤が混合され、ひいては均一に混ざり合う。

また、混合部材３４０としては、第１撹拌部材２２２、第２撹拌部材２２３および搬送部材３１０と同様に、現像剤を撹拌可能な部材としても良い。

以上のように構成された本実施の形態によれば、合流経路部３００を介して、第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂ内の現像剤を均一化することができる。そのため、現像装置２００の軸方向全体における現像剤の状態を効率よく均一化させることができる。

また、合流経路部３００が第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂと分けて設けられているので、混合領域３０３を介して、合流した現像剤を確実に混合させることができる。そのため、第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂ内の現像剤を効率よく均一化することができる。

また、混合部材３４０が合流経路部３００に設けられるので、合流経路部３００内に入り込んだ現像剤を効率よく混ぜ合わせることができる。

次に、第１変形例について説明する。図１２は、第１変形例に係る現像装置２００を簡易的に示す図である。図１２に示すように、第１変形例に係る現像装置２００は、上記実施の形態と同様に、現像スリーブ２１０と、現像剤筐体２２０と、合流経路部３００とを有する。

現像スリーブ２１０および現像剤筐体２２０は、上記実施の形態と略同様の構成である。合流経路部３００は、上記実施の形態と同様に、搬送領域３０１と、合流領域３０２と、混合領域３０３とを有する。

第１撹拌部材２２２および第２撹拌部材２２３は、現像剤の搬送方向が上記実施の形態と反対方向になるように構成される。そのため、第２撹拌部材２２３が、軸方向における現像スリーブ２１０の中央部から端部に向かう方向（矢印Ｘ５，Ｘ６参照）に現像剤を搬送し、仕切り板２２７のない部分で、第１撹拌部材２２２の領域に現像剤が移動する。そして、第１撹拌部材２２２が軸方向における現像スリーブ２１０の端部から中央部に向かう方向（矢印Ｘ７，Ｘ８参照）に現像剤を搬送する。

これにより、第１撹拌部材２２２が配置された部分から現像剤が合流経路部３００の混合領域３０３に入り込む。すなわち、第１変形例では、第１撹拌部材２２２の領域において、矢印Ｘ７，Ｘ８の方向に移動することで、軸方向の中央部に移動した現像剤が、合流経路部３００を介して、第２撹拌部材２２３の領域における第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂに戻される。

そのため、第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂ内の現像剤が合流経路部３００により混合された上で、第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂに戻されるので、第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂ内の現像剤を均一化することができる。

図１３に示すように、この構成における混合領域３０３は、現像剤筐体２２０の第１撹拌部材２２２に対応する位置から図示右斜め下方向に延びて合流領域３０２と繋がる。これにより、混合領域３０３に移動した現像剤が、混合領域３０３の形状に沿って移動する。

図１４に示すように、混合領域３０３は、各搬送領域３０１よりも高い位置に設けられている。合流領域３０２には、混合領域３０３の合流領域３０２に繋がる部分における中央から各搬送領域３０１に向けて傾斜する傾斜面３０２Ａがそれぞれ設けられている。

これにより、混合領域３０３を移動してきた現像剤（矢印Ｘ２１参照）が各傾斜面３０２Ａに沿って各搬送領域３０１にそれぞれ移動して、各搬送領域３０１内を移動する（矢印Ｘ２２，Ｘ２３参照）。

図１５に示すように、搬送領域３０１は、合流領域３０２から図示左斜め上方向に延びて第２撹拌部材２２３の上方まで延びている。搬送領域３０１内の搬送部材３１０の回転により、現像剤が搬送領域３０１を搬送されて、第２撹拌部材２２３の上方まで移動したら、自重により現像剤筐体２２０に落とされる。これにより、合流経路部３００により混合された現像剤を現像剤筐体２２０における第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂに移動させることができる。

また、図１２に示すように、混合領域３０３内に設けられるトナー濃度検出部３２０、トナー補給部３３０及び混合部材３４０は、現像剤の移動方向（上方向）においてこの順番に配置される。これにより、上記実施の形態と同様に、トナー濃度の検出結果に応じてトナー補給を行うことができるとともに、トナー補給を行った後の現像剤を混合させることができる。

次に、第２変形例に係る現像装置２００について説明する。図１６は、第２変形例に係る現像装置２００を簡易的に示す図である。図１６に示すように、第２変形例に係る現像装置２００における現像剤筐体２２０は、第１撹拌部材２２２が配置された第１部分２２０Ａと、第２撹拌部材２２３が配置された第２部分２２０Ｂとが分離した構成となっている。

合流経路部３００は、第１部分２２０Ａと第２部分２２０Ｂとを搬送領域３０１および混合領域３０３とで接続している。

搬送領域３０１は、第１部分２２０Ａの端部と、第２部分２２０Ｂの端部とを接続しており、第１部分２２０Ａおよび第２部分２２０Ｂの両端部にそれぞれ設けられている。

図１７に示すように、搬送領域３０１は、第１部分２２０Ａから図示右斜め上方向に延びて第２部分２２０Ｂに接続される。搬送領域３０１内には搬送部材３１０が設けられている。搬送部材３１０は、回転することにより、現像剤が第１部分２２０Ａから第２部分２２０Ｂに搬送するように構成される。

図１８に示すように、搬送部材３１０の第１撹拌部材２２２側の端部には、かさ歯車３１０Ａが設けられ、第１撹拌部材２２２の端部には、かさ歯車３１０Ａと噛み合うかさ歯車２２２Ａが設けられている。これにより、第１撹拌部材２２２の回転に伴って、搬送部材３１０が回転する。また、搬送部材３１０の第２撹拌部材２２３側の端部と、第２撹拌部材２２３の端部とにも、互いに噛み合うかさ歯車を設けても良い。

図１６および図１９に示すように、混合領域３０３は、第２部分２２０Ｂの中央部から図示左斜め下方向に延びて第１部分２２０Ａの中央部に接続される。第２部分２２０Ｂの中央部に位置する現像剤は、混交領域３０３の形状に沿って第１部分２２０Ａに移動する。

図１６に示すように、第１撹拌部材２２２は、回転することで、各領域２２１Ａ，２２１Ｂ内において、軸方向における現像スリーブ２１０の中央部から、各領域２２１Ａ，２２１Ｂに位置する端部に向かう方向（矢印Ｘ３１，Ｘ３２参照）に現像剤を移動させるように構成される。

第２撹拌部材２２３は、回転することで、各領域２２１Ａ，２２１Ｂ内において、軸方向における現像スリーブ２１０の各領域２２１Ａ，２２１Ｂに位置する端部から中央部に向かう方向（矢印Ｘ３３，Ｘ３４参照）に現像剤を移動させるように構成される。

これにより、第１部分２２０Ａにおいて、第１撹拌部材２２２により、矢印Ｘ３１，Ｘ３２の方向に現像剤が移動して、搬送領域３０１に現像剤が移動する。当該現像剤は、搬送領域３０１を介して、第２部分２２０Ｂに移動する。第２部分２２０Ｂにおいて、第２撹拌部材２２３により、矢印Ｘ３３，Ｘ３４の方向に現像剤が移動して、混合領域３０３を介して、第１部分２２０Ａに戻される。

混合領域３０３には、図示しない混合部材が設けられているため、現像剤が混合された上で、第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂに戻される。このような構成であっても、現像装置２００の軸方向全体における現像剤の状態を効率よく均一化させることができる。

なお、上記実施の形態では、複数の移動領域として、第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂを例示したが、本発明はこれに限定されず、３つ以上の移動領域を有する構成であっても良い。

その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

最後に、本実施の形態に係る現像装置２００の評価実験について説明する。
図４に示す現像装置２００を用いて本発明の有効性について確認した。具体的には、図２０に示す第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂでトナー量に差がある画像を用いて、現像剤筐体２２０における未使用キャリアーの割合を確認することにより、本発明の有効性を確認した。また、合流経路部３００を有さない現像装置、つまり、現像スリーブ２１０から直接現像剤筐体２２０に現像剤を回収する構成を比較例として同様の実験を行った。

図２１は、比較例における時間に対する未使用キャリアーの割合を示す図である。図２２は、本実施の形態における時間に対する未使用キャリアーの割合を示す図である。

図２１に示すように、比較例の場合、第１領域２２１Ａについては、現像剤を消費しない、つまり、キャリアーが消費されないため、未使用キャリアーの割合は１００％のままである。そのため、現像剤筐体２２０における第１領域２２１Ａの現像剤は全く劣化しない。

それに対し、第２領域２２１Ｂについては、現像剤が大量に使用されるため、未使用キャリアーの割合は時間が経過するにつれ減少していく。そのため、現像剤筐体２２０における第２領域２２１Ｂの現像剤の劣化量が増大する。

そして、第１領域２２１Ａと第２領域２２１Ｂとの未使用キャリアーの割合の差分が、時間が経過するにつれ増大していくので、各領域における画像濃度差が増大してしまう。

一方、本実施の形態における現像装置２００においては、第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂにおける現像剤が、合流経路部３００によって混合される。そして、合流経路部３００により混合された現像剤は、第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂのそれぞれに供給される。

これにより、図２２に示すように、未使用キャリアーの割合が第１領域２２１Ａおよび第２領域２２１Ｂともに時間が経過するにつれ下がっていく。そのため、第１領域２２１Ａと第２領域２２１Ｂとの未使用キャリアーの割合の差分が最大で４０％付近まで上がった後、徐々に減少していく。つまり、各領域における現像剤の状態に差がないことが確認できるので、本発明の有効性を確認することができる。

１ 画像形成装置
１００ 制御部
２００ 現像装置
２１０ 現像スリーブ
２２０ 現像剤筐体
２２１Ａ 第１領域
２２１Ｂ 第２領域
２２２ 第１撹拌部材
２２３ 第２撹拌部材
３００ 合流経路部
３０１ 搬送領域
３０２ 合流領域
３０３ 混合領域
３１０ 搬送部材
３２０ トナー濃度検出部
３３０ トナー補給部
３４０ 混合部材

Claims (12)

1. 軸方向に延び、現像剤を担持する現像剤担持体と、
   前記現像剤を移動させ、かつ、前記軸方向に並んで配置される複数の移動領域であって、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する供給領域と、前記供給領域と隣接し、かつ、前記供給領域に沿って配置される非供給領域とを含む、複数の移動領域を有する供給部と、
   前記複数の移動領域のそれぞれを移動する現像剤を合流させた後、当該現像剤を前記複数の移動領域に戻す合流経路部と、
   前記合流経路部内に入り込んだ現像剤を混合する混合部材と、
   を備え、
   前記軸方向で並ぶ２つの移動領域のうち一方の移動領域の供給領域は、前記軸方向の一端側で他方の移動領域の供給領域と繋がり、
   前記一方の移動領域の非供給領域は、前記軸方向の他端側で前記供給領域と繋がり、
   前記合流経路部は、
   複数の非供給領域のそれぞれと繋がり、かつ、前記非供給領域に対して、前記供給領域から離れる方向に延びる複数の搬送領域と、
   前記混合部材が設けられ、前記２つの移動領域における２つの供給領域が互いに繋がる部分で、前記供給部と繋がり、かつ、前記互いに繋がる部分とは異なる位置で前記複数の搬送領域のそれぞれと繋がる混合領域と、
   を有する、
   現像装置。
2. 前記供給部は、前記複数の移動領域のそれぞれに設けられ、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する供給部材を有する、
   請求項１に記載の現像装置。
3. 前記混合部材は、前記合流経路部内における前記現像剤の移動に抵抗力を与える、
   請求項１または請求項２に記載の現像装置。
4. 前記合流経路部に設けられ、前記供給部内にトナーを補給するためのトナー補給部と、
   前記合流経路部における前記現像剤の移動方向において、前記トナー補給部よりも上流側に設けられ、前記現像剤におけるトナー濃度を検出するトナー濃度検出部と、
   を備える、
   請求項１〜３の何れか１項に記載の現像装置。
5. 現像剤を担持する現像剤担持体と、
   前記現像剤を移動させる複数の移動領域を有し、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する供給部と、
   前記複数の移動領域のそれぞれを移動する現像剤を合流させた後、当該現像剤を前記複数の移動領域に戻す合流経路部と、
   前記合流経路部内に入り込んだ現像剤を混合する混合部材と、
   前記合流経路部に設けられ、前記供給部内にトナーを補給するためのトナー補給部と、
   前記合流経路部における前記現像剤の移動方向において、前記トナー補給部よりも上流側に設けられ、前記現像剤におけるトナー濃度を検出するトナー濃度検出部と、
   を備える現像装置。
6. 前記トナー補給部および前記トナー濃度検出部は、前記移動方向において、前記混合部材よりも上流側に位置する、
   請求項４または請求項５に記載の現像装置。
7. 前記混合部材は、前記現像剤を前記撹拌しながら移動させる、
   請求項１〜６の何れか１項に記載の現像装置。
8. 前記混合部材は、前記現像剤をくみ上げて移動させる、
   請求項１〜６の何れか１項に記載の現像装置。
9. 前記混合部材は、前記現像剤を蛇行させて移動させる、
   請求項１〜６の何れか１項に記載の現像装置。
10. 前記合流経路部は、前記現像剤担持体の軸方向に対して略直交する方向に延びている、
    請求項１〜９の何れか１項に記載の現像装置。
11. 前記合流経路部は、前記供給部に対して高低差を有する、
    請求項１〜１０の何れか１項に記載の現像装置。
12. 軸方向に延び、現像剤を担持する現像剤担持体と、
    前記現像剤を移動させ、かつ、前記軸方向に並んで配置される複数の移動領域であって、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する供給領域と、前記供給領域と隣接し、かつ、前記供給領域に沿って配置される非供給領域とを含む複数の移動領域を有する供給部と、
    前記複数の移動領域のそれぞれを移動する現像剤を合流させた後、当該現像剤を前記複数の移動領域に戻す合流経路部と、
    前記合流経路部内に入り込んだ現像剤を混合する混合部材と、
    を備え、
    前記軸方向で並ぶ２つの移動領域のうち一方の移動領域の供給領域は、前記軸方向の一端側で他方の移動領域の供給領域と繋がり、
    前記一方の移動領域の非供給領域は、前記軸方向の他端側で前記供給領域と繋がり、
    前記合流経路部は、
    複数の非供給領域のそれぞれと繋がり、かつ、前記非供給領域に対して、前記供給領域から離れる方向に延びる複数の搬送領域と、
    前記混合部材が設けられ、前記２つの移動領域における２つの供給領域が互いに繋がる部分で、前記供給部と繋がり、かつ、前記互いに繋がる部分とは異なる位置で前記複数の搬送領域のそれぞれと繋がる混合領域と、
    を有する、
    画像形成装置。

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