(57)【要約】【課題】重力方向に並置された現像剤担持体を備える場合に、各現像剤担持体での現像能力の低下を防止すると共に、現像剤の循環を含め十分な現像剤の供給が可能となる構成を備えた現像装置を提供する。【解決手段】像担持体（１）に形成されている静電潜像に対して現像剤を供給する現像剤担持体を備えた現像装置（３）であって、前記現像剤担持体は、前記像担持体の移動方向に沿って重力方向に複数（３Ａ、３Ｂ）設けられるとともに、それぞれ現像剤供給部（３Ｄ，３Ｄ’）および現像剤担持量規制部材（３Ｃ）を備え、前記複数の現像剤担持体（３Ａ、３Ｂ）からの現像剤が集約される位置には回収部材（３Ｅ）が備えられ、前記回収部材（３Ｅ）を経由して攪拌混合に供された現像剤がそれぞれの現像剤担持体（３Ｄ，３Ｄ’）に対して独立して供給（４２，４２’）されることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に形成されている静電潜像に対して現像剤を供給する現像剤担持体を備えた現像装置であって、
前記現像剤担持体は、前記像担持体の移動方向に沿って重力方向に複数設けられるとともに、それぞれ現像剤供給部および現像剤担持量規制部材を備え、
前記複数の現像剤担持体からの現像剤が集約される位置には回収部が備えられ、
前記回収部を経由して攪拌混合に供された現像剤がそれぞれの現像剤担持体に対して独立して供給されることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記回収部には、現像剤の攪拌部が接続され、回収された現像剤を攪拌混合した後、各現像剤担持体に対する現像剤供給部に向け現像剤を気流搬送することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記攪拌部には、前記現像剤供給部の数に対応する現像剤出口が設けられ、該現像剤出口と前記現像剤供給部とが独立して接続されていることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤担持体はローラーで構成され、全てのローラーの回転方向が前記像担持体との対向位置で該現像剤担持体上の現像剤の移動方向と該像担持体上に担持されている像の移動方向とが同一な場合に相当する順方向に設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像剤担持体は、前記像担持体の移動方向上流側および下流側に位置するローラーからなり、上流側のローラーの回転方向が前記像担持体との対向位置で該現像剤担持体上の現像剤の移動方向と該像担持体上に担持されている像の移動方向とが同一な場合に相当する順方向に設定され、下流側のローラーの回転方向が前記像担持体との対向位置で該現像剤担持体上の現像剤の移動方向と該像担持体上に担持されている像の移動方向とが相反する場合に相当する逆方向にそれぞれ設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像剤担持体は、前記像担持体の移動方向上流側および下流側に位置するローラーからなり、上流側のローラーの回転方向が前記像担持体との対向位置で該現像剤担持体上の現像剤の移動方向と該像担持体上に担持されている像の移動方向とが相反する場合に相当する逆方向に設定され、下流側のローラーの回転方向が前記像担持体との対向位置で該現像剤担持体上の現像剤の移動方向と該像担持体上に担持されている像の移動方向とが同一な場合に相当する順方向にそれぞれ設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像剤担持体は、前記像担持体の移動方向上流側および下流側に位置するローラーからなり、上流側および下流側のローラーの回転方向が前記像担持体との対向位置で該現像剤担持体上の現像剤の移動方向と該像担持体上に担持されている像の移動方向とが相反する場合に相当する逆方向に設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項８】
前記回収部に接続されている攪拌部の現像剤出口と前記現像剤供給部とは流路で接続され、該現像剤供給部での接続位置が該現像剤供給部の長手方向で異ならせてあることを特徴とする請求項２または３に記載の現像装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、二成分系現像剤の供給機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置や印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体である感光体上に形成された静電潜像を現像装置により可視像処理し、可視像をシートなどに転写することにより記録出力を得ることができる。
【０００３】
現像に用いられる現像剤には、磁性あるいは非磁性トナーのみの一成分系現像剤の他にトナーとキャリアとを混合した二成分系現像剤がある。
【０００４】
二成分系現像剤は、トナーとこれを担持するキャリアとで構成され、攪拌混合時に生起される摩擦帯電作用によりトナーを帯電させて感光体上の静電潜像に対して静電吸着できる状態とされる。
【０００５】
現像装置には、磁力により周面に現像剤を穂立ちさせて感光体上の静電潜像に向け現像剤を供給する現像剤担持体としての現像スリーブと、現像スリーブに対して撹拌混合した現像剤を供給するスクリューオーガ等の撹拌部材とを備えた構成が知られている。現像スリーブに担持された現像剤は、ドクターブレードなどの規制部材により担持量（層厚）を規定された上で感光体上の静電潜像に供給される。
【０００６】
一方、静電潜像の可視像処理に用いられる現像装置においては、近年、高速化が要望されてきており、このため、感光体ドラムの線速を高速化することで対処する場合がある。
【０００７】
感光体ドラムの高速化に際して、現像剤の供給不足が生じないようにすることが臨まれ、このための構成として、同一色のトナーを含む現像剤を供給する現像スリーブを複数設けた構成が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００８】
特許文献１では、図１３に示すように、感光体ドラムの周方向に沿って重力方向に２つの現像スリーブを並置し、感光体ドラムの移動方向上流側、つまり重力方向で上方に位置する現像スリーブが収容されている現像槽内には、新規トナーの補給部および現像剤供給スクリューを配置し、この位置での現像スリーブに対して現像剤が供給される一方、感光体ドラムの移動方向下流側、つまり重力方向で下方に位置する現像スリーブが収容されている位置では、上方に位置する現像スリーブから現像剤を受け渡されて、再度、現像処理が行われるようになっている。なお、図１４は、図１３に示した現像装置での現像剤の流れを示している。
【０００９】
感光体ドラムの周方向に沿って重力方向に複数の現像スリーブを並置する構成としては、現像スリーブおよび現像剤供給および攪拌部材をそれぞれ備えた同一色画像の現像処理が可能なユニットを感光体ドラムの周方向に沿って並置した構成がある（例えば、特許文献２）。図１５は、特許文献２に開示された現像装置を示している。
【００１０】
さらにこれとは別に、感光体ドラムの周方向に対して現像スリーブを重力方向に並置し、各現像スリーブの間に現像剤を分流させると共に各現像スリーブでの現像剤の層厚を規定するドクターブレードを配置した構成を用い、重力方向下方に位置する現像スリーブに対して供給部材からの現像剤を供給し、この現像スリーブ上を移動した現像剤がドクターブレードにより分流されて重力方向上方に位置する現像スリーブに向け供給される現像装置が提案されている（例えば、特許文献３）。図１６は、特許文献３に開示された現像装置を示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１に開示されている構成では、現像剤の供給を受ける第１番目の現像スリーブとは別に設けられている第２番目の現像スリーブに対して上記現像剤の供給を受ける第１番目の現像スリーブを経由した現像剤が供給されるようになっている。このため、第２番目の現像スリーブに供給される現像剤は、第１番目の現像スリーブにおいて消費された分、トナー濃度が低下しており、これにより現像能力が低下してしまう虞がある。
【００１２】
特許文献２に開示された構成では、独立した現像ユニットによる静電潜像可視像処理が行われるようになっている。このため、両ユニット間での現像剤の入れ替わりがないことから、各ユニット間でトナー濃度や帯電量に差が生じる場合がある。これによって、各現像ユニットにおいて現像能力が異なってしまう虞がある。しかも、複数の現像ユニットにおける現像バイアスをはじめとした制御が必要となることから、制御が複雑となる虞がある。
【００１３】
特許文献３に開示された構成においては、第１番目の現像スリーブに向け現像剤を供給する供給部材は、現像剤の盛り上がりを利用して第１番目の現像スリーブからの現像剤の受け渡しとは別に第２番目の現像スリーブに現像剤を供給している。このため、供給部材と現像スリーブ同士を距離的に離すことができない。しかも、供給部材から現像剤を第２番目の現像スリーブに供給しようとした場合、第２番目の現像スリーブからの現像剤を回収する際に用いられるガイド部材が供給部材上方に位置していることにより供給部材から第２番目の現像スリーブへの現像剤の移動が阻害されてしまい、必要量の現像剤を供給することができなくなる虞がある。
【００１４】
本発明は、上記従来の現像装置における問題、特に、像担持体の移動方向に沿って複数並置された現像剤担持体を備える場合に、各現像剤担持体での現像能力の低下を防止すると共に、現像剤の循環を含め十分な現像剤の供給が可能となる構成を備えた現像装置および画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明は、次の構成よりなる。  
（１）像担持体に形成されている静電潜像に対して現像剤を供給する現像剤担持体を備えた現像装置であって、
前記現像剤担持体は、前記像担持体の移動方向に沿って重力方向に複数設けられるとともに、それぞれ現像剤供給部および現像剤担持量規制部材を備え、
前記複数の現像剤担持体からの現像剤が集約される位置には回収部が備えられ、
前記回収部を経由して攪拌混合に供された現像剤がそれぞれの現像剤担持体に対して独立して供給されることを特徴とする現像装置。
（２）前記回収部には、現像剤の攪拌部が接続され、回収された現像剤を攪拌混合した後、各現像剤担持体に対する現像剤供給部に向け現像剤を気流搬送することを特徴とする（１）に記載の現像装置。
（３）前記攪拌部には、前記現像剤供給部の数に対応する現像剤出口が設けられ、該現像剤出口と前記現像剤供給部とが独立して接続されていることを特徴とする（２）に記載の現像装置。
（４）前記現像剤担持体はローラーで構成され、全てのローラーの回転方向が前記像担持体との対向位置で該現像剤担持体上の現像剤の移動方向と該像担持体上に担持されている像の移動方向とが同一な場合に相当する順方向に設定されていることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の現像装置。
（５）前記現像剤担持体は、前記像担持体の移動方向上流側および下流側に位置するローラーからなり、上流側のローラーの回転方向が前記像担持体との対向位置で該現像剤担持体上の現像剤の移動方向と該像担持体上に担持されている像の移動方向とが同一な場合に相当する順方向に設定され、下流側のローラーの回転方向が前記像担持体との対向位置で該現像剤担持体上の現像剤の移動方向と該像担持体上に担持されている像の移動方向とが相反する場合に相当する逆方向にそれぞれ設定されていることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の現像装置。
（６）前記現像剤担持体は、前記像担持体の移動方向上流側および下流側に位置するローラーからなり、上流側のローラーの回転方向が前記像担持体との対向位置で該現像剤担持体上の現像剤の移動方向と該像担持体上に担持されている像の移動方向とが相反する場合に相当する逆方向に設定され、下流側のローラーの回転方向が前記像担持体との対向位置で該現像剤担持体上の現像剤の移動方向と該像担持体上に担持されている像の移動方向とが同一な場合に相当する順方向にそれぞれ設定されていることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の現像装置。
（７）前記現像剤担持体は、前記像担持体の移動方向上流側および下流側に位置するローラーからなり、上流側および下流側のローラーの回転方向が前記像担持体との対向位置で該現像剤担持体上の現像剤の移動方向と該像担持体上に担持されている像の移動方向とが相反する場合に相当する逆方向に設定されていることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の現像装置。
（８）前記回収部に接続されている攪拌部の現像剤出口と前記現像剤供給部とは流路で接続され、該現像剤供給部での接続位置が該現像剤供給部の長手方向で異ならせてあることを特徴とする（２）または（３）に記載の現像装置。
（９）（１）乃至（８）のいずれかに記載の現像装置を画像形成装置に用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、複数並置されている現像剤担持体に対してこれら現像剤担持体から現像剤が集約する位置に設けられている回収部を経由して攪拌混合に供された現像剤がそれぞれ独立して供給されるようになっているので、各現像剤担持体間での現像剤の受け渡しがない。これにより、各現像剤担持体には、回収部を経由して攪拌混合されることによりトナー濃度、帯電量をはじめとする現像剤特性を適正化された現像剤がそれぞれ供給されるので、複数の現像剤担持体を用いた場合の現像能力の均等性およびトナー濃度などの現像能力を簡単な構成により一様化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明実施例による現像装置が用いられる画像形成装置の構成を示す断面図である。
【図２】図１に示した画像形成装置に用いられる現像装置の構成及び作用を説明するための模式図である。
【図３】図１に示した現像装置を含む現像剤供給機構に関する全体構成の一例を説明するための図である。
【図４】図３に示した現像剤供給機構における一部構成の変形例を説明するための図である。
【図５】図２に示した現像装置に用いられる現像剤供給部材による現像剤の搬送状況を説明するための模式図である。
【図６】図４に示した現像剤供給機構における現像剤の接続構造を説明するための現像槽内での現像剤供給部材及び回収部材の配置関係を説明するための現像槽の平面視的な模式図である。
【図７】図３及び図４に示した現像剤供給機構に用いられる現像剤収容部のない部構成を説明するための模式的な断面図である。
【図８】図３に示した現像剤供給機構の要部変形例を説明するための図である。
【図９】図２に示した現像装置の構成に関する要部変形例及び作用を説明するための図である。
【図１０】図２に示した現像装置の構成に関するさらに別の要部変形例及び作用を説明するための図である。
【図１１】図２に示した現像装置の構成に関する他の要部変形例及び作用を説明するための図である。
【図１２】図２，図１１に示した構成と従来構造での現像能力を比較実験した結果を示す線図である。
【図１３】現像装置における従来例の一つを説明するための模式図である。
【図１４】図１３に示した現像装置による現像剤の流れを説明するための模式図である。
【図１５】現像装置における従来例の別の構成を説明するための模式図である。
【図１６】現像措置における従来例のさらに別の構成を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面により本発明を実施するための形態について説明する。  
図１は、本発明による現像装置を用いる画像形成装置を示しており、同図に示す画像形成装置は、タンデム方式によるフルカラープリンタであるが、本発明は、これに限らず、複写機やファクシミリ装置などにも適用することができる。
【００１９】
図１に示す画像形成装置は、装置本体１００内で中間転写ユニット１０に設けられている未定着像担持体としての中間転写ベルト１０Ａの下面に対向して、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが並設されている。
【００２０】
これらの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋは、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外は同一構造である。なお、以下の説明では、各作像部で共通する数字の符号のみを挙げて説明し、トナーの色を示すアルファベットの符号は省く。
【００２１】
各作像部６は、潜像担持体としてドラム状の感光体１（以下、感光体ドラムという）と、感光体ドラム１の周囲に配設された帯電手段２、現像装置３、クリーニング手段４等で構成されている。
【００２２】
感光体ドラム１上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）が行われ、感光体ドラム１上に所望のトナー像が形成される。
【００２３】
感光体ドラム１は、不図示の駆動部によって図中、時計回り方向に回転駆動され、帯電手段２の位置で表面が一様に帯電される（帯電工程）。
【００２４】
感光体ドラム１の表面は、不図示の露光部から発せられたレーザ光の照射位置に達して、この位置での露光走査によって静電潜像が形成され（露光工程）、現像装置３と対向する位置に達すると、そこから供給される現像剤に含まれるトナーにより可視像処理されて現像工程を実行される。
【００２５】
現像工程において可視像処理されたトナー像を担持する感光体ドラム１の表面は、中間転写ベルト１０Ａ及び１次転写バイアスローラー５との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト１０Ａ上に転写される（１次転写工程）。
【００２６】
転写を終えて感光体ドラム１の表面は、クリーニング手段４との対向位置に達し、この位置で感光体ドラム１上に残存した未転写トナーが回収される（クリーニング工程）。クリーニング後、感光体ドラム１の表面は図示しない除電ローラーにより電位を初期化される。このような工程を経過することで、感光体ドラム１上で行われる一連の作像プロセスが終了する。
【００２７】
上述した作像プロセスは、モノクロ画像のみの単一画像形成時およびフルカラー画像形成時にそれぞれ行われるが、フルカラー画像形成時には、図１に示した４つの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおいて各工程がそれぞれ行われる。すなわち、作像部の下方に配設された不図示の露光部（光書き込み装置）から、画像情報に基づいたレーザ光が、各作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの感光体ドラム上に向けて照射される。その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト１０Ａ上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト１０Ａ上にカラー画像が形成される。
【００２８】
４つの１次転写バイアスローラー５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト１０Ａを感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。１次転写バイアスローラー５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにはトナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。
【００２９】
中間転写ベルト１０Ａは、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラー５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト１０Ａ上に重ねて１次転写される。
【００３０】
各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト１０Ａは、２次転写手段としての２次転写ローラー７との対向位置に達する。中間転写ベルト１０Ａ上に形成されたカラートナー像は、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体としての転写紙Ｐ上に一括転写される。
【００３１】
装置本体１００の下部に配設された給紙部８には、転写紙Ｐが複数枚重ねて収納されており、給紙コロ９により１枚ずつ分離されて給紙される。給紙された転写紙Ｐはレジストローラー対１０で一旦停止され、斜めずれを修正された後レジストローラー対１０により所定のタイミングで２次転写ニップに向けて搬送される。そして、前記のように、２次転写ニップにおいて転写紙Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。
【００３２】
２次転写ニップの位置でカラー画像を転写された転写紙Ｐは、定着部１１へ搬送され、ここで、定着ローラー及び圧力ローラーによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像を定着される。  
定着を終えた転写紙Ｐは、排紙ローラー対１２により、装置本体１００の上面に形成された排紙部１００Ａへ出力画像として排出され、スタックされる。こうして、画像形成装置における一連の画像形成プロセスが完了する。なお、図１において符号１３は、中間転写ベルト１０Ａのクリーニング装置を示している。
【００３３】
図２は、各作像部６に設けられている現像装置３の構成を説明するための模式図である。なお、図２においては、便宜上、感光体ドラム１に対する現像装置３の対向位置が図１に示した場合と反対側に示されており、また、色の区分を示すアルファベットを省略して示してある。
【００３４】
図２において現像装置４は、トナーとキャリアとを混合した二成分系現像剤が用いられる構成が用いられる。  
現像装置４には、現像槽３０内で感光体ドラム１の移動方向、つまり、回転方向に沿って重力方向に複数、図２では、２個配置された現像剤担持体に相当する現像ローラー３Ａ、３Ｂと、現像ローラー３Ａ、３Ｂに対向してそれぞれ設けられて現像剤担持量に相当する層厚を設定する現像剤担持量規制部材であるドクターブレード３Ｃと、現像ローラー３Ａ、３Ｂに対してそれぞれ設けられている現像剤供給部材３Ｄ、３Ｄ’と、各現像ローラー３Ａ、３Ｂから現像後の現像剤を回収する回収部材３Ｅとが備えられている。以下、各部材の詳細について説明する。
【００３５】
現像ローラー３Ａ、３Ｂは、内部に複数の磁極が周方向に沿って配列された固定磁極と固定磁極の外周部で回転可能な現像スリーブとで構成されており、現像スリーブ表面においてトナーとキャリアとを含む二成分系現像剤の磁気ブラシを穂立ちさせて磁気ブラシを移動させるようになっている。
【００３６】
本実施形態では、現像ローラー３Ａ、３Ｂがその回転方向として、感光体ドラム１との対向位置で感光体ドラム１の回転方向に沿う方向で、感光体上に担持されている像の移動方向と現像ローラ側の現像剤との移動方向が同一となる関係に相当する順方向の回転（順回転）および、感光体ドラム１の回転方向と逆方向となる関係を持ち、感光体上に担持されている像の移動方向と現像ローラー側の現像剤の移動方向とが相反する方向となる関係に相当する逆方向の回転（逆回転）のそれぞれを選択できるようになっている。換言すれば、感光体ドラム１が時計方向に回転する場合に現像ローラー側が反時計方向に回転している場合に両者が対向する位置で同じ方向に周面が移動する場合が順方向の回転が順回転であり、これとは逆に、感光体ドラム１と現像ローラー側との対向位置で現像ローラー側が感光体ドラム１の移動方向と相反する方向に移動する逆方向の回転が逆回転である。
【００３７】
現像剤供給部材３Ｄ，３Ｄ’は、互いに相反する方向に現像剤を搬送可能な回転方向を設定された搬送スクリューで構成されており、その外周近傍を供給部３Ｄ１，３Ｄ１’によって覆われており、この供給部３Ｄ１，３Ｄ１’内に導入される現像剤を現像ローラー３Ａ、３Ｂの軸方向に沿って搬送するようになっている。
【００３８】
回収部材３Ｅは、供給部材と同様に搬送スクリューにより構成されており、現像後の現像ローラーからの現像剤を攪拌搬送し、図３に示す現像剤供給機構に設けられている現像剤収容部４０に向け搬送する。  
現像剤収容部４０に搬送された現像剤は、新規トナーの補給などを受けて所定のトナー濃度および帯電量確保のための攪拌処理が行われた上で、再度、独立した搬送路を経由して現像剤供給部材３Ｄ、３Ｄ’に向けてそれぞれ供給されるようになっている。
【００３９】
上記現像剤収容部４０を備えた現像剤供給機構は、その構成が図３に示されている。  
図３において現像剤供給機構は、現像装置３に有する現像ローラーおよび現像剤供給部剤などを収容している現像槽３０と、現像槽３０から離れた位置で現像槽３０の回収部材３Ｅに接続されて回収部材３Ｅにより回収された現像剤および消費されたトナーに見合う新規トナーを撹拌混合する現像剤収容部４０と、現像剤収容部４０に向け新規トナーを補給するトナー供給部６０と、現像剤収容部４０から排出される撹拌混合後の現像剤を移送するためのロータリーフィーダ５０と、現像剤を空気圧で現像槽３０に向け移送するための現像剤循環駆動源に相当するエアーポンプ５１とを主要部として備えている。図３では、現像槽３０がカートリッジ状に構成されている。
【００４０】
現像槽３０と現像剤収容部４０とは、現像槽３０内で回収部材３Ｅの軸方向一方端に接続されている現像剤回収流路４１と、現像槽３０内で各現像剤供給部材３Ｄ，３Ｄ’が位置する供給部３Ｄ１，３Ｄ１’に接続されている現像剤供給流路４２，４２’とで接続されて現像剤の循環路が構成され、現像剤の循環部として用いられるようになっている。なお、図３においては、便宜上、現像ローラーの回転軸および現像剤供給部材そして改修部材の回転軸にそれぞれ符号３Ａ、３Ｂ、３Ｄ，３Ｄ’、３Ｅを付けて部材の位置を示している。
【００４１】
現像槽３０に接続されている現像剤供給流路４２，４２’は、現像槽３０における各現像材供給部材３Ｄ，３Ｄ’の軸方向一方側に接続される場合、あるいは、図４に示すように、現像剤供給部材３Ｄ、３Ｄ’同士の軸方向において一方側（図４中、符号４２Ａで示す位置）と他方側（図４中、符号４２Ａ’で示す位置）というように、現像剤供給部材３Ｄ，３Ｄ’の長手方向（軸方向）で異なる位置にそれぞれ接続される場合が選択できるようになっている。
【００４２】
図４に示した接続方式の場合には、図５に示すように、現像剤供給部材３Ｄ，３Ｄ’での現像剤の搬送方向による現像剤の堆積位置が偏ることを考慮して、感光体ドラム１に対する現像剤の供給状態を軸方向で平衡させるようになっている。つまり、図６に示すように、現像剤供給部材３Ｄ，３Ｄ’の軸方向で現像剤搬送開始される側に現像剤供給路４２，４２’が接続されている。また、回収部材３Ｅは、軸方向で現像剤が堆積する軸方向端部側に現像剤回収流路４１が接続されている。
「  図４に示す接続方式においては、現像剤供給部材３Ｄ，３Ｄ’の長手方向（軸方向）で異なる位置に現像剤供給路４２，４２’が接続されているので、図５に示すように、現像ローラー間で長手方向に搬送される現像剤の搬送方向下流側での現像剤の堆積量を相互で補うことができる。これにより、感光体ドラム１に対する現像ローラーを併せた場合の現像ローラーの長手方向での現像剤の供給量が平衡化されることになる。この結果、図５において波線で示すように、現像ローラー３Ａ、３Ｂの長手方向の一部において一方の現像ローラーでの供給量が低くても、他方の現像ローラーでの供給量が多くなっていることで供給量を平衡化してトナー濃度にムラが発生するのを防止することができる。」
一方、図３において、現像剤収容部４０は、上部が円筒状であって、下部が下向き円錐状のサイロのような外観を呈しており、内部には、本実施形態の特徴において説明する攪拌部材が設けられている。現像剤収容部４０の上部には、攪拌部材の駆動部をなす駆動モータ４０Ａおよび攪拌部材の回転トルクを検知するトルクセンサ４０Ｂが設けられている。
【００４３】
なお、トルクセンサ４０Ｂを用いる場合は、現像剤収容部４０内に単一の攪拌部材が設けられている場合を対象としており、これ以外には、例えば、図７において説明するように、攪拌部材として、スクリュー部材と攪拌パドルというように複数の攪拌部材を設けた場合に各攪拌部材への駆動経路を設定する複数のギヤ群を組み合わせるようになっている。図４には、ギヤ群を用いた場合の構成（図４において符号ＲＧで示す）が示されている。
【００４４】
現像剤収容部４０において攪拌混合された現像剤は、供給量を調整できるパドルを内部に備えて駆動モータ５０Ａにより回転駆動されるロータリーフィーダ５０に給送され、この位置で供給量を調整される現像剤が複数の現像剤出口からエアーポンプ５１により生成される気流により現像槽３０に向け搬送される。
【００４５】
トナー供給部６０は、トナータンク６１と、このトナータンク６１と現像剤収容部４０との間に接続されているトナー供給路６２とトナー供給路６２内に配置されているスクリューオーガなどの搬送部材（図示されず）を駆動する駆動モータ６３とを備えている。
【００４６】
前述したトナー供給部６０は、現像槽３０内で回収部材３Ｅによる現像剤搬送方向最下流に設けられている図示しないトナー濃度検知手段の検知結果に応じて動作制御されるようになっており、トナー濃度が所定濃度を下回ったことが検知されるとトナータンク６１から新規トナーの補給が行われる。  
トナーの補給は前述したようにトナー供給路６２内に配置されている搬送部材を介して行われる。
【００４７】
図７は、図４に示したギヤ群を用いた場合を対象とした現像剤収容部４０の内部構成を示す図である。なお、図４に示したギヤ群を用いない構成を対象とした図３に示す現像剤収容部４０は、図７に示す攪拌パドル４５Ａが省略されてスクリューのみが用いられるようになっている。
【００４８】
図７において、現像剤収容部４０は、上部が円筒状で縦断面が下向き錐状をなす漏斗状の形状とされた容器４３が用いられており、最下部に位置して最も小径の排出口４００がロータリーフィーダ５０に連通している。
【００４９】
現像剤収容部４０の内部空間には、攪拌部材としてモータ４０Ａから垂下している回転軸４４に一体化されているスクリュー４４Ａと、回転軸４４により駆動される減速ギヤ群ＧＲの出力ギヤと連動可能な端板４５の周方向に沿って複数配置されて端板４５に一体化されることにより回転可能な攪拌パドルを構成する攪拌羽根４５Ａとが設けられている。
【００５０】
モータ４０Ａからの回転は、回転軸４４に連動するスクリュー４４Ａに伝達されると共に、回転軸４４に連動可能な減速ギヤ群ＲＧを介して端板４５に伝達されることでスクリュー４４Ａとは異なる周速で回転するようになっている。
【００５１】
本実施形態においては、スクリュー４４Ａが、現像剤を流下方向と逆方向に移動させるリード方向を設定され、攪拌羽根４５Ａが、流下する現像剤を横切って移動することで流下を抑制する方向に回転する。
【００５２】
容器４３の最下部に位置する排出口４００に接続されているロータリーフィーダ５０は、モータ５０Ａ（図２参照）の回転量に応じて現像剤の排出量を制御するために設けられており、モータ５０Ａの回転軸に固定されて放射状に延長された複数の羽根５０Ｂ１を有するロータリーバルブ部材５０Ｂを備えている。ロータリーバルブ部材５０Ｂは、その回転量に応じた現像剤を現像剤供給流路４２，４２’に導入し、エアーポンプ５１により生起される気流によって現像槽３０に向け現像剤を気流搬送するようになっている。
【００５３】
本実施形態では、現像剤供給流路が複数（４２，４２’）設けられているので、各現像剤供給部３Ｄ１．３Ｄ１’（図２参照）に対して分離されている現像剤供給流路４２，４２’のそれぞれに現像剤収容部４０からの現像剤を振り分けることができる構成が用いられている。
【００５４】
現像剤供給流路４２，４２’への現像剤の振り分けは、詳細を図示しないが、ロータリーフィーダ５０の内部を分割し、分割された空間内にロータリーバルブ部材を独立して回転可能に設け、ロータリーフィーダ５０の下部に連結されている分岐箱５２の分割空間に連通する現像剤出口と各現像剤供給流路４２，４２’とをそれぞれ接続する構成が用いられる。
【００５５】
ロータリーフィーダ５０内で両方を含む選択されたロータリーバルブ部材を回転させることにより、下方に位置する分岐箱５２のいずれかあるいは両方にそれぞれ現像剤収容部４０からの現像剤を導入し、現像剤供給流路４２，４２’のいずれかあるいは両方を経由させて現像槽３０に向けトナー濃度を適正化された現像剤を気流搬送する。
【００５６】
以上のような構成においては、現像剤供給流路４２，４２’が分割されて設けてあるので、流路に用いられる部材、例えば、シリコンなどの柔軟材料によるチューブを用いた場合を含めでチューブの径を細くすることができる。これにより現像剤の気流搬送に用いられるエアーポンプ５１への負荷を軽減することができる。
【００５７】
図８は、気流搬送に用いられる構成の変形例を示しており、この例では、気流搬送に用いられるエアーポンプを複数（図８中、符号５１，５１’で示す）用いている。
【００５８】
エアーポンプ５１，５１’は、それぞれ複数の現像剤供給流路４２，４２’を対象として設けられており、独立してエアーの圧力および流量を制御できるようになっている。
【００５９】
エアーポンプ同士の圧力や流量を制御できることで、現像剤搬送量を各現像剤供給流路４２，４２’において平衡させることができることから、現像槽３０内での現像ローラー３Ａ、３Ｂに対する現像剤の供給量を各現像ローラー側での消費量に応じて最適化することができる。たとえば、厚紙のように、通常線速の半分の速度により作像するような場合には、現像剤供給流路４２，４２’の一方での搬送を停止視するようにエアーポンプの作動を停止し、現像剤供給流路の一つを用いて現像剤を気流搬送することができる。この場合には、感光体ドラム１の回転方向上流側に位置する現像ローラー３Ａ側への現像剤供給が行える供給モードを設定する。このように、することで、現像ローラーの回転速度を変えることなくエアーの流量制御のみで通常モードによる作像モードと半速モードによる作像モードとを設定することが可能となる。
【００６０】
以上のような構成において、本発明の特徴について説明する。  
本発明は、感光体ドラム１の移動方向に沿って重力方向に並置されている複数の現像ローラーに対して個別に現像剤を供給することを特徴とし、具体的には、上述したように、現像ローラー３Ａ、３Ｂからの現像剤を回収する回収部材３Ｅから現像剤供給機構を経由する過程において攪拌混合に供されることによりトナー濃度を適正化された現像剤が各現像ローラー３Ａ、３Ｂに対峙する現像剤供給部材３Ｄ、３Ｄ’の軸方向一方側に供給される。この場合の軸方向一方側というのは、同じ側及び相対する端部を意味している。
【００６１】
一方、現像ローラー３Ａ、３Ｂは、感光体ドラム１の移動方向、つまり、回転方向に対して順回転及び逆回転がそれぞれ選択できるようになっている。
【００６２】
図２，図９，図１０，図１１は、現像ローラー３Ａ、３Ｂの回転方向の設定による現像剤の移動方向を示す図である。なお、以下の説明において、現像ローラー３Ａおよび現像剤供給部材３Ｄを感光体ドラム１の移動方向上流側に位置する現像ローラーおよび現像剤供給部材あるいは第１の現像ローラーおよび第１の現像剤供給部材とし、現像ローラー３Ｂおよび現像剤供給部材３Ｄ’を感光体ドラム１の移動方向上流側に位置する現像ローラーおよび現像剤供給部材あるいは第２の現像ローラーおよび第２の現像剤供給部材として説明する。
【００６３】
図２は、第１，第２の現像ローラー３Ａ、３Ｂが共に順回転を設定されている場合を示している。  
図２において、現像剤供給部材３Ｄ，３Ｄ’の外周近傍を覆っている供給部３Ｄ，３Ｄ’のうちで、第２の現像剤供給部材３Ｄ’側に位置する供給部３Ｄ１は、感光体ドラム１の移動方向上流側に位置する現像ローラー３Ａからの現像剤を符号Ｆ１で示す矢印のように、回収部材３Ｅに向け案内できる向き（傾斜角度）および先端までの長さを持つ片部３Ｄ１０が形成されている。
【００６４】
片部３Ｄ１０の傾斜角度は、安息角とすることが、現像剤の自然な流れを促進することができる上で望ましい。
【００６５】
この構成において、現像剤の流れは、符号Ｆ１，Ｆ２で示す矢印の通りである。つまり、第１の現像ローラー３Ａからの現像剤は、図２（Ｃ）に示すように、第２の現像剤供給部材３Ｄ’側に位置する供給部３Ｄ１’の片部３Ｄ１０を伝って回収部材３Ｅ側に流れる。
【００６６】
また、第２の現像ローラー３Ｂからの現像剤は、図２（Ｂ）に示すように、第２の現像剤供給部３Ｄ’側の供給部３Ｄ１’の下方を伝って回収部材３Ｅ側に流れる。
【００６７】
回収部材３Ｅ側に流れた現像剤は、図３に示した現像剤回収流路４１を介して現像剤収容部４０に導入され、トナー濃度を適正化されて再度、現像剤の供給部３Ｄ１，３Ｄ１’に向けて供給される。
【００６８】
このように、複数の現像ローラー３Ａ、３Ｂに対してそれぞれ現像剤供給部材３Ｄ１，３Ｄ１’を設け、各現像剤供給部材３Ｄ、３Ｄ’に向けて現像ローラー３Ａ、３Ｂから回収されてトナー濃度および帯電量を調整された現像剤が再度、個別に供給されることになるので、各現像ローラー３Ａ、３Ｂには、一様化された現像剤が供給されることになる。特に、現像ローラー３Ａ、３Ｂが独立して設けられていても、図１３，図１４に示した従来の構成と違って、各現像ローラーに対してはトナー濃度及び帯電量を同じ条件に調整された現像剤が供給されることになるので、各現像ローラーでの現像能力が一様化されることになる。
【００６９】
本実施形態においては、現像ローラーを複数備えることにより、現像ローラーの回転速度を単一の場合に比べて下げることができるので、駆動源の負荷を軽減することが可能となる。
【００７０】
これに加えて、複数の現像剤供給部材３Ｄ，３Ｄ’を備えていることにより、単一の場合と違って現像剤供給部材として用いられるスクリューの外形を小さくすることができ、現像装置の小型化が可能となる。
【００７１】
図９は、現像槽（便宜上、符号３０’で示す）の形状構成は違うものの、第１，第２の現像剤供給部材の構成は図２に示した構成と同様なものであり、この構成においては、第１，第２の現像ローラー３Ａ、３Ｂの回転方向として、第１の現像ローラー３Ａが順回転とされ、第２の現像ローラー３Ｂが逆回転として回転方向を設定されている。
【００７２】
図９に示す構成では、現像剤の回収部材３Ｅが各現像剤供給部材３Ｄ，３Ｄ’に近接させて配置されており、このため、現像槽３０’の形状構成も回収部材３Ｅ近傍で堆積した現像剤を即座に現像剤収容部４０に向け搬送できる径所とされている。
【００７３】
図９に示す構成での現像剤の流れは、図９（Ｂ），（Ｃ）において矢印Ｆ１，Ｆ２で示す通りである。
【００７４】
この構成においては、図２に示した構成と同様に、各現像剤供給部材３Ｄ、３Ｄ’に対して回収された現像剤を含めてトナー濃度および帯電量を同じ条件下に調整された現像剤が個別に供給されるようになっているので、現像ローラーを個別に設けた場合においても、図１５に示した構成と違って、現像ローラー間での現像能力が異なることはなく、一様な現像能力を得ることができる。しかも、一方の現像ローラーから他方の現像ローラーに向けて重力に逆らった状態で現像剤を受け渡すようなこともないので、各現像ローラーでの現像剤の濃度が異なるようなこともない。
【００７５】
一方、現像ローラー３Ａ、３Ｂの回転方向を異ならせているので、順回転の場合に発生する現象である、ハーフトーン画像からベタ画像に切り替わる境界での白抜け、詳しくは、ハーフトーン画像の後端での白抜けを防止できると共に、逆回転の場合に発生する現象である、ベタ画像からハーフトーン画像に切り替わる境界での白抜け、詳しくは、ハーフトーン画像の後端での白抜けを回転方向の違いによる相乗効果によって解消することができる。
【００７６】
しかも、現像ローラー同士が相対方向に回転し、詳しくは、現像ローラー同士が対向する位置での周面での移動方向が回収部材３Ｅ側に向かうようになっているので、現像ローラー同士の対向位置で回収部材３Ｅに向けた吸い込み気流が発生し、これによって、トナーが回収部材３Ｅ側に向け吸い込まれやすくなる。この結果、現像ローラーと感光体ドラム１との対向位置から外部に向けてトナーの飛散を防止することが可能となる。
【００７７】
図１０は、図１６に示した従来構成と同様に、第１現像ローラー３Ａを逆回転とし、第２現像ローラー３Ｂを順回転として、いわゆる、噴水現像を行う場合を示している。  
この場合においても、図９に示した場合と同様に各現像ローラー同士での回転方向が異なっていることにより、ベタ画像とハーフトーン画像との境界で能代抜けが起こりにくく、潜像に忠実なトナー０像を形成することができる。
【００７８】
一方、図１６に示した従来の噴水現像を行う場合（図１６に示す構成が対象）と比べた場合、図１０に示した構成においては、各現像ローラー間で独立して現像剤の供給を行うようになっているので、従来の構成の場合のように現像ローラー間での現像剤の受け渡しを必要としない。  
このため、従来の構成において生じていた現像ローラー同士の間隔を近くしなければならないことや回収部材に向け現像剤を流れるようにするための誘導部材の傾斜角を大きくできないことなどを必要条件とする必要がない。これにより、現像ローラー同士の設置構成に制約を受けることがなく、また、回収部材への誘導構造においても安息角を設定し易くできることで現像後の現像剤の回収を効率よく行って現像剤の循環効率を高めることができる。
【００７９】
図１１は、第１，第２の現像ローラーを共に逆回転に設定した場合を示している。  
この構成においては、両方の現像ローラーが共に、感光体１の移動方向に逆らう方向に移動することとなるので、現像剤と潜像との接触を効率よく行うことができる。これにより、これ以前に説明した構成と比べて、最も現像効率を高めることができる。しかも、各現像ローラーに対して独立して現像剤を供給しているので、感光体ドラム１の移動方向下流側に位置する第２番目の現像ローラー３Ｂでの現像剤のトナー濃度や帯電量は第１番目の現像ローラー３Ａと同様であることから、現像ローラー間での現像剤の受け渡しの場合と違って、現像剤中のトナー濃度および帯電量を安定したものとして潜像に供給することが可能となる。
【００８０】
なお、以上の説明においては、感光体ドラム１の移動方向に沿って重力方向に２本の現像ローラーを配置した例を説明したが、本発明では、２本以下にかぎらず３本以上の現像ローラーを設けた場合を対象とすることももちろん可能である。
【００８１】
本発明者は、上記構成を用いて従来の構成のものと現像能力に関する比較実験を行ったところ、図１２に示す結果を得た。
【００８２】
図１２に示す結果は、図２に示した構成、つまり、第１の現像ローラー３Ａが順回転、第２の現像ローラー３Ｂが逆回転の場合（図１２においては実施例１と示してある）と、図１１に示した構成、つまり、両方の現像ローラーを逆回転とした場合（図１２において実施例２と示してある）を対象とし、比較例としては、図１３に示す構成、つまり、第１の現像ローラーから第２の現像ローラーに向けた現像剤の受け渡しを行う構成を対象としている。
【００８３】
図１２に示す結果を得るための実験条件は次の通りである。  
（条件）
現像剤：トナー濃度５ｗｔ％、トナー帯電量：３０μＣ／ｇ
現像ギャップ：０．５ｍｍ、汲み上げ量：６６．５ｍｇ／ｃｍ２
現像バイアス：３５０Ｖ
現像ローラー径：３０φ
現像ローラーの感光体ドラムに対する速度比：１．５倍
図１２において、比較例では、第１現像ローラーでの現像量は０．２ｍｇ／ｃｍ２であるが、第２現像ローラー後の感光体上付着量は０．３５ｍｇ／ｃｍ２であり、第２現像ローラーでの現像量は０．１５ｍｇ／ｃｍ２である。  
第２現像ローラーではトナー濃度は４．８％に低下しており、このことから、第２現像ローラーではトナー濃度の低下によって現像能力が低下しているという結果が得られた。
【００８４】
一方、実施例１では、第１現像ローラーでの現像量は０．２ｍｇ／ｃｍ２、第２現像ローラー後の感光体上付着量は０．４ｍｇ／ｃｍ２であることから、該２現像ローラーでの現像量は０．２ｍｇ／ｃｍ２となり、第１現像ローラーと第２現像ローラーの現像量は同量であることがわかる。
【００８５】
また第２実施例では、第２現像ローラー後の感光体上付着量は０．６ｍｇ／ｃｍ２であった。  
感光体ドラム上での付着量目標値は０．４５ｍｇ／ｃｍ２であり、比較例では現像ローラーの感光体ドラムに対する速度比を１．８倍まであげることで目標付着量に達するのに対し、最も現像能力の高い実施例２の構成では感光体ドラムに対する速度比を１．３５倍まで下げても目標付着量が得られた。この結果、本発明における構成では、現像線速を下げられるので、トルクが小さくなり駆動の負荷を小さくできるという効果が得られた。
【符号の説明】
【００８６】
１  感光体ドラム
３  現像装置
３Ａ  第１現像ローラー
３Ｂ  第２現像ローラー
３Ｃ  ドクターブレード
３Ｄ，３Ｄ’  現像剤供給部材
３Ｄ１，３Ｄ１    供給部
３Ｅ  回収部材
３０  現像槽
４０  現像剤収容部
４２，４２’  現像剤供給流路
１００  画像形成装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８７】
【特許文献１】特開２００８−２５６９０１号公報
【特許文献２】特開２００６−２５１５８５号公報
【特許文献３】特開２００９−０１４９９２号公報
【図１】
2010276879.tif 000003
【図２】
2010276879.tif 000004
【図３】
2010276879.tif 000005
【図４】
2010276879.tif 000006
【図５】
2010276879.tif 000007
【図６】
2010276879.tif 000008
【図７】
2010276879.tif 000009
【図８】
2010276879.tif 000010
【図９】
2010276879.tif 000011
【図１０】
2010276879.tif 000012
【図１１】
2010276879.tif 000013
【図１２】
2010276879.tif 000014
【図１３】
2010276879.tif 000015
【図１４】
2010276879.tif 000016
【図１５】
2010276879.tif 000017
【図１６】
2010276879.tif 000018