(57)【要約】【課題】現像剤の長寿命化および現像剤の十分な混合攪拌を行うことが可能な現像装置を提供する。【解決手段】本発明の現像装置は、現像剤を収容し、現像剤を混合攪拌して搬送する混合攪拌部材を有する攪拌搬送部と、静電潜像を担持する静電潜像担持体と対向して設けられ、攪拌搬送部により攪拌搬送された現像剤を周面に担持して静電潜像担持体に供給する現像剤担持体と、現像剤を一時的に収容し、攪拌搬送部材１４１を内部に有する貯蔵部１４０とを備える。攪拌搬送部における現像剤搬送方向の上流側および下流側には、貯蔵部１４０と攪拌搬送部とを連通する連通部１４７、１４８が設けられ、連通部１４７、１４８には、当該連通部を一時的に封鎖する、除去可能なシール部材が設けられる。そして、攪拌搬送部には、当該攪拌搬送部における現像剤搬送方向下流側に設けられた連通部１４７に対応する位置に、現像剤を滞留させる滞留部が設けられる。【選択図】図３
2010152109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアとトナーからなる現像剤を収容し、現像剤を混合攪拌して所定の搬送方向へ搬送する混合攪拌部材を有する攪拌搬送部と、
静電潜像を担持する静電潜像担持体と対向して設けられ、前記攪拌搬送部により攪拌搬送された現像剤を周面に担持して前記静電潜像担持体に供給する現像剤担持体と、
現像剤を一時的に収容し、現像剤を混合攪拌して所定の搬送方向へ搬送する攪拌搬送部材を内部に有する貯蔵部と、
トナーの使用量に応じて、現像剤を補給する現像剤補給部と、
を備え、
前記攪拌搬送部における現像剤搬送方向の上流側および下流側には、前記貯蔵部と前記攪拌搬送部とを連通する連通部がそれぞれ設けられ、
前記連通部には、当該連通部を一時的に封鎖する、除去可能なシール部材が設けられ、
前記攪拌搬送部には、当該攪拌搬送部における現像剤搬送方向下流側に設けられた前記連通部に対応する位置に、現像剤を滞留させる滞留部が設けられる、現像装置。
【請求項２】
前記攪拌搬送部は、少なくとも２つの攪拌搬送部材を備え、
前記現像剤担持体と対向する前記攪拌搬送部内に設けられた前記攪拌搬送部材と、前記貯蔵部内に設けられた前記攪拌搬送部材とによる現像剤搬送方向は同一である、請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記攪拌搬送部および前記貯蔵部に設けられた前記攪拌搬送部材は、
現像剤搬送方向に延設され、回転可能に設けられた支持軸と、
前記支持軸の外周面上に設けられ、現像剤を混合攪拌しながら搬送する攪拌翼と、
からなり、
前記滞留部は、前記貯蔵部と対向する前記攪拌搬送部内に設けられた前記攪拌搬送部材の現像剤搬送方向下流側に設けられる、請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記滞留部が設けられる前記攪拌搬送部材は、前記滞留部に位置する前記支持軸の軸径が他の位置の前記支持軸の軸径より大きく形成される、請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記滞留部が設けられる前記攪拌搬送部材は、前記滞留部に位置する前記攪拌翼が除去される、請求項３に記載の現像装置。
【請求項６】
前記滞留部が設けられる前記攪拌搬送部材は、前記滞留部に位置する前記攪拌翼の外径が他の位置の前記攪拌翼の外径より小さく形成される、請求項３に記載の現像装置。
【請求項７】
前記滞留部が設けられる前記攪拌搬送部材は、前記滞留部に位置する前記攪拌翼に、相隣接する前記攪拌翼の間を連結するパドルが設けられる、請求項３に記載の現像装置。
【請求項８】
前記滞留部が設けられる前記攪拌搬送部材は、前記滞留部に位置する前記攪拌翼の、前記支持軸方向において隣接する前記攪拌翼の間隔を表すピッチが、他の位置の前記攪拌翼のピッチより小さく形成される、請求項３に記載の現像装置。
【請求項９】
周面に静電潜像を担持する静電潜像担持体と、
前記静電潜像担持体上の前記静電潜像を現像する現像装置と、
を備え、
前記現像装置は、
キャリアとトナーからなる現像剤を収容し、現像剤を混合攪拌して所定の搬送方向へ搬送する混合攪拌部材を有する攪拌搬送部と、
前記静電潜像担持体と対向して設けられ、前記攪拌搬送部により攪拌搬送された現像剤を周面に担持して前記静電潜像担持体に供給する現像剤担持体と、
現像剤を一時的に収容し、現像剤を混合攪拌して所定の搬送方向へ搬送する攪拌搬送部材を内部に有する貯蔵部と、
トナーの使用量に応じて、現像剤を補給する現像剤補給部と、
を備え、
前記攪拌搬送部における現像剤搬送方向の上流側および下流側には、前記貯蔵部と前記攪拌搬送部とを連通する連通部がそれぞれ設けられ、
前記連通部には、当該連通部を一時的に封鎖する、除去可能なシール部材が設けられ、
前記攪拌搬送部には、当該攪拌搬送部における現像剤搬送方向下流側に設けられた前記連通部に対応する位置に、現像剤を滞留させる滞留部が設けられる、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する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いて像担持体である感光体ドラムの表面に形成された静電潜像を現像する現像装置が用いられている。二成分現像剤を用いた現像装置は、現像剤を混合攪拌して現像ローラに現像剤を供給する攪拌搬送部と、感光体ドラム上の静電潜像にトナーを供給する現像ローラとを備える。攪拌搬送部は、磁性体であるキャリアと非磁性または弱磁性を有するトナーとが均一となるように混合するとともに、トナーが摩擦帯電するように攪拌する。攪拌搬送部により混合攪拌された現像剤は、攪拌搬送部内の搬送経路を搬送されて、現像ローラに供給される。現像ローラは、搬送経路を流れるトナーの一部を担持して、感光体ドラム上の静電潜像にトナーを提供する。
【０００３】
このような現像装置には、搬送時に装置内に充填されている現像剤の漏れやこぼれを防ぐため、現像装置の搬送時に現像剤を一時的に貯蔵する貯蔵スペースが設けられている。貯蔵スペースは、攪拌搬送部と連通部を介して連通可能に設けられる。現像装置の搬送時には、貯蔵スペースと攪拌搬送部とが連通しないようにシール部材によりシールされている。そして、現像装置を画像形成装置に取り付ける際にシール部材を除去することにより、貯蔵スペースと攪拌搬送部とが連通され、貯蔵スペースに設けられた現像剤が攪拌搬送部に流入する。
【０００４】
二成分現像剤を用いた現像装置では、現像装置内を循環するキャリアが攪拌により経時劣化してしまい、画質の低下を招くという問題があった。このような問題に対して、現像剤の長寿命化技術が提案されている。例えば、特許文献１、２には、トナーの補給とともにキャリアも補給する一方で、劣化した現像剤を機械的または電気的に排出する機構を備えた現像装置が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−８１７８７号公報
【特許文献２】特開２００３−３４５１３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、プリンタ等の小型化に伴い、現像装置の小型化が要求されている。しかし、上述したように、現像装置には当該現像装置の搬送時にのみ使用される現像剤の貯蔵スペースが設けられている。攪拌搬送部との連通部に設けられたシール部材が除去されて貯蔵スペース内の現像剤が攪拌搬送部に流入した後は、貯蔵スペースは何ら機能せず、無駄なスペースとなっていた。仮に現像装置に貯蔵スペースを設けない場合には、現像ローラと現像剤搬送経路との間等にシール部材を設けなければならず、シール部材の取付作業が困難であり、そのシール性にも懸念があった。
【０００７】
また、現像剤の長寿命化技術についても、上記特許文献１、２のように、トナーの補給とともにキャリアも補給する一方で、劣化した現像剤を機械的または電気的に排出する機構を現像装置に備えることもできる。しかし、現像剤を機械的に排出する場合、そのための機構が別途必要である。また、現像剤を電気的に排出する場合には、例えば画像形成が行われる感光体ドラム上にキャリアを現像してクリーナーによりキャリアを回収することができるが、クリーニングブレードのエッジ欠けに伴うクリーニング不良や、感光体ドラムの傷付きが発生し、画像の質を低下させてしまう。さらに、現像剤を機械的または電気的に排出する場合には、排出された現像剤を収容する回収槽と排出した現像剤を回収槽まで搬送する手段とが必要となり、スペースがより減少し、大幅なコストアップにもつながるという問題があった。
【０００８】
さらに、現像装置の小型化に伴い、攪拌搬送部には通常２つの攪拌搬送部材が設けられている。しかし、補給されたトナーを混合攪拌する工程は２つの攪拌搬送部材のうち１つのみで行われており、現像剤の十分な攪拌搬送部材が困難であるという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、現像剤の長寿命化および現像剤の十分な混合攪拌を行うことが可能な、新規かつ改良され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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、キャリアとトナーからなる現像剤を収容し、現像剤を混合攪拌して所定の搬送方向へ搬送する混合攪拌部材を有する攪拌搬送部と、静電潜像を担持する静電潜像担持体と対向して設けられ、攪拌搬送部により攪拌搬送された現像剤を周面に担持して静電潜像担持体に供給する現像剤担持体と、現像剤を一時的に収容し、現像剤を混合攪拌して所定の搬送方向へ搬送する攪拌搬送部材を内部に有する貯蔵部と、トナーの使用量に応じて、現像剤を補給する現像剤補給部と、を備える現像装置が提供される。攪拌搬送部における現像剤搬送方向の上流側および下流側には、貯蔵部と攪拌搬送部とを連通する連通部がそれぞれ設けられ、連通部には、当該連通部を一時的に封鎖する、除去可能なシール部材が設けられる。そして、攪拌搬送部には、当該攪拌搬送部における現像剤搬送方向下流側に設けられた連通部に対応する位置に、現像剤を滞留させる滞留部が設けられる。
【００１１】
本発明によれば、連通部に設けられたシール部材を除去されると、貯蔵部に収容された現像剤が攪拌搬送部に流入される。攪拌搬送部に流入した現像剤は、攪拌搬送部内で混合攪拌されながら所定の搬送方向に搬送され、現像剤担持体に供給される。一方、攪拌搬送部と貯蔵部とが連通する連通部と対応する位置に設けられた攪拌搬送部には、現像剤を滞留させる滞留部が設けられる。滞留部により攪拌搬送部の攪拌搬送部材による現像剤の搬送速度が低下するので、滞留した現像剤が貯蔵部に流入しやすくなる。貯蔵部に流入した現像剤は、貯蔵部内に設けられた攪拌搬送部材によって混合攪拌されながら所定の搬送方向に搬送され、他方の連通部から攪拌搬送部へ流れる。このように、一時的に現像剤を収容する貯蔵部を、現像剤を混合攪拌する搬送経路の一部として使用することにより、現像剤を十分に混合攪拌することができる。
【００１２】
また、現像装置におけるトナーの使用量に応じて、現像剤補給部から現像剤が現像ユニット内に供給される。本発明の現像装置は、劣化した現像剤を回収する機構等は備えておらず、現像剤は供給されるのみである。このため、画像形成動作に伴う現像剤の劣化に対し劣化速度を低減することが可能となり、結果として現像剤の寿命を長くすることが可能となる。
【００１３】
ここで、攪拌搬送部は、少なくとも２つの攪拌搬送部材を備えて構成される。このとき、現像剤担持体と対向する攪拌搬送部内に設けられた攪拌搬送部材と、貯蔵部内に設けられた攪拌搬送部材とによる現像剤搬送方向は同一とされる。これにより、現像剤担持体と対向する攪拌搬送部に対して多くの現像剤が流入してしまうことを防止できるとともに、現像剤が攪拌搬送部内および貯蔵部内を循環する現像剤の流れを形成することができる。
【００１４】
また、攪拌搬送部および貯蔵部に設けられた攪拌搬送部材は、現像剤搬送方向に延設され、回転可能に設けられた支持軸と、支持軸の外周面上に設けられ、現像剤を混合攪拌しながら搬送する攪拌翼と、から構成することができる。このとき、滞留部は、貯蔵部と対向する攪拌搬送部内に設けられた攪拌搬送部材の現像剤搬送方向下流側に設けられる。貯蔵部と対向する攪拌搬送部の攪拌搬送部材の現像剤搬送方向下流側に滞留部を設けることにより、かかる攪拌搬送部と貯蔵部との連通部付近に現像剤が滞留するようになる。これにより、現像剤が現像剤担持体と対向する攪拌搬送部側だけでなく貯蔵部側にも流入しやすくなる。
【００１５】
滞留部が設けられる攪拌搬送部材は、例えば、滞留部に位置する支持軸の軸径を他の位置の支持軸の軸径より大きくなるように形成してもよく、滞留部に位置する攪拌翼を除去してもよい。あるいは、滞留部が設けられる攪拌搬送部材は、滞留部に位置する攪拌翼の外径を他の位置の攪拌翼の外径より小さくなるように形成してもよく、滞留部に位置する攪拌翼に、相隣接する攪拌翼の間を連結するパドルを設けてもよい。さらに、滞留部が設けられる攪拌搬送部材は、滞留部に位置する攪拌翼の、支持軸方向において隣接する攪拌翼の間隔を表すピッチを、他の位置の攪拌翼のピッチより小さくなるように形成してもよい。貯蔵部と対向する攪拌搬送部に設けられる攪拌搬送部材をこのように形成して滞留部を設けることにより、現像剤を滞留させることができる。
【００１６】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、周面に静電潜像を担持する静電潜像担持体と、静電潜像担持体上の静電潜像を現像する現像装置と、を備える画像形成装置が提供される。現像装置は、キャリアとトナーからなる現像剤を収容し、現像剤を混合攪拌して所定の搬送方向へ搬送する混合攪拌部材を有する攪拌搬送部と、静電潜像担持体と対向して設けられ、攪拌搬送部により攪拌搬送された現像剤を周面に担持して静電潜像担持体に供給する現像剤担持体と、現像剤を一時的に収容し、現像剤を混合攪拌して所定の搬送方向へ搬送する攪拌搬送部材を内部に有する貯蔵部と、現像剤の使用量に応じて、現像剤を補給する現像剤補給部と、を備える。攪拌搬送部における現像剤搬送方向の上流側および下流側には、貯蔵部と攪拌搬送部とを連通する連通部がそれぞれ設けられ、連通部には、当該連通部を一時的に封鎖する、除去可能なシール部材が設けられる。そして、攪拌搬送部には、当該攪拌搬送部における現像剤搬送方向下流側に設けられた連通部に対応する位置に、現像剤を滞留させる滞留部が設けられる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように本発明によれば、現像剤の長寿命化および現像剤の十分な混合攪拌を行うことが可能な、現像装置および画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１９】
まず、図１に基づいて、本発明の実施形態にかかる現像ユニット１００を備える画像形成装置１の概略構成について説明する。なお、図１は、本実施形態にかかる画像形成装置１の概略構成を示す説明図である。
【００２０】
＜画像形成装置の概略構成＞
本実施形態にかかる現像ユニット１００は、例えば、図１に示すようなタンデム方式の画像形成装置に設けることができる。画像形成装置１は、図１に示すように、記録媒体搬送ユニット１０と、中間転写体として転写ベルト２０を備える転写ユニットと、静電潜像を担持する感光体ドラム３０と、感光体ドラム３０上に形成された静電潜像を現像する現像ユニット１００と、定着ユニット４０とから構成される。
【００２１】
記録媒体搬送ユニット１０は、最終的に画像が形成される記録媒体を収容するとともに、記録媒体を記録媒体搬送路上に搬送する。記録媒体は例えば用紙Ｐであり、カセットに積層して収容される。記録媒体搬送ユニット１０は、用紙Ｐに転写されるトナー像が形成されて二次転写領域に到達するタイミングで、用紙Ｐを二次転写領域に到達させる。
【００２２】
転写ユニットは、後述する現像ユニット１００により形成されたトナー像を記録媒体に二次転写する二次転写領域に搬送する。転写ユニットは、転写ベルト２０と、転写ベルト２０を懸架する懸架ローラ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄと、感光体ドラム３０とともに転写ベルト２０を挟持する一次転写ローラ２２と、懸架ローラ２０ｄとともに転写ベルト２０を挟持する二次転写ローラ２４とからなる。
【００２３】
転写ベルト２０は、懸架ローラ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄにより循環移動される無端状のベルトである。一次転写ローラ２２は、転写ベルト２０の内周側から感光体ドラム３０を押圧するように設けられる。一方、二次転写ローラ２４は、転写ベルト２０の外周側から懸架ローラ２０ｄを押圧するように設けられる。また、図１には示していないが、転写ユニットは、転写ベルト２０に付着したトナーを除去するベルトクリーニング装置などをさらに備えてもよい。
【００２４】
感光体ドラム３０は、周面に画像が形成される静電潜像担持体であり、例えばＯＰＣ（Ｏｒｇａｎｉｃ  ＰｈｏｔｏＣｏｎｄｕｃｔｏｒ）からなる。本実施形態にかかる画像形成装置１は、カラー画像を形成可能な装置であり、例えばマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの各色に対応して、４つの感光体ドラム３０が転写ベルト２０の回転方向に設けられている。各感光体ドラム３０の周上には、図１に示すように、帯電ローラ３２と、露光ユニット３４と、現像ユニット１００と、クリーニングユニット３８とが設けられている。
【００２５】
帯電ローラ３２は、感光体ドラム３０の表面を所定の電位に均一に帯電する。露光ユニット３４は、帯電ローラ３２により帯電した感光体ドラム３０の表面を形成する画像に応じて露光する。これにより、感光体ドラム３０の表面のうち露光ユニット３４により露光された部分の電位が変化し、静電潜像が形成される。現像ユニット１００は、トナータンク３６（３６Ｍ、３６Ｙ、３６Ｃ、３６Ｂ）により供給されたトナーで感光体ドラム３０に形成された静電潜像を現像し、トナー像を生成する。なお、現像ユニット１００の詳細な構成については後述する。
【００２６】
クリーニングユニット３８は、感光体ドラム３０上に形成されたトナー像が転写ベルト２０に一次転写された後に感光体ドラム３０上に残存するトナーを回収する。クリーニングユニット３８は、例えばクリーニングブレードを設け、感光体ドラム３０の周面にクリーニングブレードを当接させることにより感光体ドラム３０上の残トナーをそぎ落とすように構成することができる。なお、感光体ドラム３０の周上には、感光体ドラム３０の回転方向においてクリーニングユニット３８と帯電ローラ３２との間に、感光体ドラム３０の電位をリセットする除電ランプ（図示せず。）を配置することもできる。
【００２７】
定着ユニット４０は、転写ベルト２０から記録媒体へ二次転写されたトナー像を記録媒体に付着させ、定着させる。定着ユニット４０は、例えば、加熱ローラ４２と、加圧ローラ４４とから構成される。加熱ローラ４２は、回転軸周りに回転可能な円筒状の部材であり、その内部には例えばハロゲンランプなどの熱源が設けられている。加圧ローラ４４は、回転軸周りに回転可能な円筒状の部材であり、加熱ローラ４２を押圧するように設けられる。加熱ローラ４２および加圧ローラ４４の外周面には、例えばシリコンゴム等の耐熱弾性層が設けられる。加熱ローラ４２と加圧ローラ４４と接触領域である定着ニップ部に記録媒体を通過させることにより、トナー像を記録媒体に溶融定着させる。
【００２８】
また、画像形成装置１には、定着ユニット４０によりトナー像が定着された記録媒体を装置外部へ排出するための排出ローラ５２、５４が設けられている。
【００２９】
このような画像形成装置１は、まず、画像形成装置１が操作されると、被記録画像の画像信号が制御部（図示せず。）に送信される。次いで、制御部は、受信した画像信号に基づいて、帯電ローラ３２により感光体ドラム３０の表面を所定の電位に均一に帯電させた後、露光ユニット３４により感光体ドラム３０の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する。
【００３０】
一方、現像ユニット１００では、トナーとキャリアとを混合攪拌して十分に帯電させた後、現像ローラ（図１の符号１１０）に現像剤を担持させる。そして、現像ローラ１１０の回転により現像剤が感光体ドラム３０と対向する領域まで搬送されると、現像ローラ１１０に担持された現像剤のうちトナーが感光体ドラム３０の周面上に形成された静電潜像に移動し、静電潜像を現像する。こうして形成されたトナー像は、感光体ドラム３０と転写ベルト２０とが対向する領域において、感光体ドラム３０から転写ベルト２０へ一次転写される。転写ベルト２０には、４つの感光体ドラム３０上に形成されたトナー像が順次積層されて、１つの積層トナー像が形成される。そして、積層トナー像は、懸架ローラ２０ｄと二次転写ローラ２４とが接触する領域において、記録媒体搬送ユニット１０から搬送された記録媒体に二次転写される。
【００３１】
積層トナー像が二次転写された記録媒体は、定着ユニット４０へ搬送される。記録媒体を加熱ローラ４２と加圧ローラ４４との間で熱および圧力が加えながら通過させることにより、積層トナー像が記録媒体に溶融定着する。その後、記録媒体は、排出ローラ５２、５４により画像形成装置１の外部へ排出される。一方、転写ベルト２０は、ベルトクリーニング装置を備える場合、積層トナー像が記録媒体へ二次転写された後、転写ベルト２０に残存するトナーがベルトクリーニング装置により除去される。
【００３２】
なお、図１に示したタンデム方式の画像形成装置１は、本実施形態にかかる現像装置１００を使用した画像形成装置の一例であり、本実施形態にかかる現像装置１００は、種々の方式の画像形成装置に適用することができる。
【００３３】
以上、本実施形態にかかる現像ユニット１００を備える画像形成装置１の概略構成について説明した。本実施形態にかかる現像ユニット１００は、現像剤の長寿命化を実現するとともに、現像剤を十分に混合攪拌することを可能とするものである。そこで、以下、図２および図３に基づいて、本実施形態にかかる現像ユニット１００の構成とその動作について説明する。なお、図２は、本実施形態にかかる現像ユニット１００の構成を示す説明図である。図３は、本実施形態にかかる現像ユニット１００における現像剤の流れを説明するための説明図である。なお、図３の左図において、第１の攪拌搬送部１２０と第２の攪拌搬送部１３０との間にある仕切り壁の記載を省略した。仕切り壁は、第１の攪拌搬送部１２０と第２の攪拌搬送部１３０とが各攪拌搬送部の両端において連通するように、設けられている。
【００３４】
＜現像ユニットの構成＞
まず、図２に基づいて、本実施形態にかかる現像ユニット１００の構成について説明する。本実施形態にかかる現像ユニット１００は、図２に示すように、現像ローラ１１０と、攪拌搬送部１２０、１３０と、貯蔵部１４０とから構成される。
【００３５】
現像ローラ１１０は、感光体ドラム３０の周面上に形成された静電潜像に対してトナーを供給する現像剤担持体である。現像ローラ１１０は、例えば、現像スリーブ１１４と、現像スリーブ１１４の内部に配置されたマグネット１１２と、からなる。現像スリーブ１１４は、非磁性の金属からなる筒状部材である。現像ローラ１１０では現像スリーブ１１４のみが回転し、現像スリーブ１１４内に配置されたマグネット１１２は筐体５に固定されている。また、現像ローラ１１０には、現像バイアスを印加する現像バイアス印加部（図示せず。）が設けられている。
【００３６】
マグネット１１２は、複数の磁極を有しており、例えば感光体ドラム３０と対向する領域、すなわち感光体ドラム３０に形成された静電潜像を現像する領域までおよび現像領域から攪拌搬送部１２０と対向する位置までは、異なる磁極を交互に配置して設けることができる。これは、現像剤を現像スリーブ１１４上で磁気力により搬送するためである。また、現像領域では、現像剤の磁気ブラシの穂を起てて、当該磁気ブラシを感光体ドラム３０の静電潜像に接触または近接させるため、現像領域に極位置または極間を配置することもできる。一方、現像ローラ１１０が攪拌搬送部１２０と対応する位置には、同極性の磁極を周方向に隣接するように配置する。この同極性の磁極により極間では当該現像スリーブ１１４の回転方向に対する接線方向および法線方向の磁力が小さくなる。このため、現像剤は、現像スリーブ１１４の回転に伴って、現像ローラ１１０と攪拌搬送部１２０とが対向する位置で現像スリーブ１１４から剥離される。
【００３７】
また、現像ローラ１１０の現像スリーブ１１４と感光体ドラム３０とが対向する位置を基準として現像スリーブ１１４の回転方向上流側には、層規制部材１５０が設けられている。層規制部材１５０は、現像スリーブ１１４の周面上に付着した現像剤を均一な厚さの層に均す部材であって、例えば金属製のブレードから構成することができる。
【００３８】
攪拌搬送部１２０、１３０は、現像剤を構成する磁性体のキャリアと非磁性体または弱磁性体のトナーとを攪拌して、キャリアとトナーとを帯電させる。攪拌搬送部１２０、１３０は、例えば図１〜図３に示すように、第１の攪拌搬送部１２０と第２の攪拌搬送部１３０とからなる。
【００３９】
第１の攪拌搬送部１２０は、現像ローラ１１０と略垂直方向に対向して配置されており、混合攪拌された現像剤を現像ローラ１１０へ供給する。第１の攪拌搬送部１２０は、第１の支持軸１２２と、第１の攪拌翼１２４とからなる。第１の支持軸１２２は、筐体５の内壁にベアリングを介して回転可能に設けられる。第１の攪拌翼１２４は、第１の支持軸１２２の外周面に設けられ、第１の支持軸１２２の長手方向に配置された螺旋状の傾斜面からなる。
【００４０】
第２の攪拌搬送部１３０は、現像剤を混合攪拌して現像剤を十分に帯電させる役割を担っており、帯電した現像剤を第１の攪拌搬送部１２０へ搬送する。第２の攪拌搬送部１３０は、第１の攪拌搬送部１２０と同様に、第２の支持軸１３２と、第２の攪拌翼１３４とからなる。第２の支持軸１３２は、筐体５の内壁にベアリングを介して回転可能に設けられる。第２の攪拌翼１３４は、第２の支持軸１３２の外周面に設けられ、第２の支持軸１３２の長手方向に配置された螺旋状の傾斜面からなる。第１の攪拌搬送部１２０と第２の攪拌搬送部１３０とは、第１の支持軸１２２と第２の支持軸１３２とが略平行となるように、例えば略水平方向（現像ローラ１１０と第１の攪拌搬送部１２０とが隣接する方向に対して略直交する方向）に並んで配置される。
【００４１】
第２の攪拌搬送部１３０によって攪拌しながら搬送された現像剤は、第１の攪拌搬送部１２０により攪拌、搬送されながら現像ローラ１１０の周面に移行する。第２の攪拌搬送部１３０には、トナー濃度を検出するためのトナー濃度センサ（図示せず。）が設けられており、搬送路内のトナー濃度が低下するとトナータンク３６から貯蔵部１４０を介して搬送路内に現像剤が供給される。
【００４２】
貯蔵部１４０は、現像ユニット１００の輸送時に、一次的に現像剤を貯蔵するスペースである。貯蔵部１４０は、第２の攪拌搬送部１３０と連通部（図３の符号１４７、１４８）を介して連通可能に形成されている。連通部１４７、１４８は、現像ユニット１００の輸送時にはシール部材（図示せず。）でシールされており、貯蔵部１４０に収容された現像剤が攪拌搬送部１３０へ流入しないようになっている。そして、現像ユニット１００を画像形成装置１に取り付ける際にシール部材を除去して、貯蔵部１４０と攪拌搬送部１３０とを連通させて、貯蔵部１４０の現像剤を攪拌搬送部１３０に流入させる。
【００４３】
本実施形態にかかる貯蔵部１４０には、攪拌搬送部１２０、１３０と同様に、現像剤を混合攪拌して搬送するための攪拌搬送部材１４１が設けられている。当該攪拌搬送部材１４１は、支持軸１４２と、支持軸１４２の外周面に設けられ、支持軸１４２の長手方向に配置された螺旋状の傾斜面からなる攪拌翼１４４とから構成される。貯蔵部１４０内に設けられた攪拌搬送部材１４１は、画像形成装置１が作動して攪拌搬送部１２０、１３０が現像剤の混合攪拌および搬送を行うと、これらとともに作動して、貯蔵部１４０内を流れる現像剤を混合攪拌して搬送する。すなわち、本実施形態にかかる貯蔵部１４０は、現像ユニット１００の搬送時には、現像剤の装置外への流出を防止するために現像剤を貯蔵部１４０内に収容し、現像ユニット１００が画像形成装置１に取り付けられた後は、攪拌搬送部の一部として機能する。
【００４４】
貯蔵部１４０は、例えば図２に示すように、第２の攪拌搬送部１３０と上下方向に並んで配置される。また、貯蔵部１４０には、トナータンク３６からトナーおよびキャリアからなる現像剤が供給される現像剤補給口１４９が形成される。トナータンク３６から供給されたトナーは、貯蔵部１４０の貯蔵空間１４６を搬送路として、貯蔵部１４０内の攪拌搬送部材により第２の攪拌搬送部１３０へ搬送される。なお、本実施形態において、現像剤補給口１４９は、貯蔵部１４０のｘ軸負方向側の上部側（ｚ軸正方向側）に設けたが、本発明はかかる例に限定されない。
【００４５】
＜現像ユニットの動作＞
本実施形態にかかる現像ユニット１００は、上述したように、現像ユニット１００の輸送時に現像剤を収容するために設けられている貯蔵部１４０を、画像形成装置１の動作時に攪拌搬送部の一部として動作させる。以下、図２および図３に基づいて、本実施形態にかかる現像ユニット１００の動作について説明する。
【００４６】
まず、現像ユニット１００の輸送時には、現像ユニット１００内の現像剤は貯蔵部１４０に収容されている。このとき、貯蔵部１４０と第２の搬送攪拌部１３０とを連通する連通部１４７、１４８は、シール部材によってシールされている。このように現像剤を貯蔵部１４０に収容して現像ユニット１００を輸送することにより、現像ユニット１００から現像剤が漏れたりこぼれたりするのを防止できる。
【００４７】
次いで、現像ユニット１００を画像形成装置１に取り付ける際に、連通部１４７、１４８に設けられたシール部材を除去し、貯蔵部１４０に収容された現像剤を攪拌混合部１２０、１３０に流入させる。そして、画像形成装置１が起動し、被記録画像の画像信号が制御部に送信されると、制御部は、受信した画像信号に基づいて各ユニットを動作させる。このとき、現像ユニット１００も感光体ドラム３０上に形成された静電潜像を現像するため、動作を開始する。すなわち、現像ローラ１１０の現像スリーブ１１４の回転に伴って、第１の攪拌搬送部１２０の第１の支持軸１２２、第２の攪拌搬送部１３０の第２の支持軸１３２、貯蔵部１４０の攪拌搬送部材１４１の支持軸１４２がそれぞれ所定の方向に回転し始める。これらは、例えば同一のモータの回転力をギヤによって伝達することにより回転させてもよく、それぞれ別個にモータを設けて回転させてもよい。
【００４８】
第１の支持軸１２２、第２の支持軸１３２および支持軸１４２が回転し始めると、各軸に設けられた攪拌翼によって、現像剤が所定の方向に搬送される。例えば、図３に示すように、第１の攪拌搬送部１２０ではｘ軸正方向に現像剤が流れ、第２の攪拌搬送部１３０ではｘ軸負方向に現像剤が流れる。さらに、本実施形態にかかる現像ユニット１００は、貯蔵部１４０の貯蔵空間１４６も現像剤の搬送路として用いる。このため、本実施形態にかかる貯蔵部１４０には、現像剤を混合攪拌して搬送する攪拌搬送部材１４１が設けられている。
【００４９】
このとき、攪拌搬送部材１４１は、貯蔵部１４０内における現像剤の搬送方向が、第１の攪拌搬送部１２０における現像剤の流れと同一方向（すなわち、ｘ軸正方向）となるように設けられる。上述したように、画質の劣化等を防止するため、現像ローラ１１０に流入する現像剤は十分に混合攪拌されて帯電した状態であることが望ましい。このため、第１の攪拌搬送部１２０に現像剤が流入するまでの間に現像剤を混合攪拌する距離を長くし、現像剤を混合攪拌する時間を長くする。本実施形態にかかる現像ユニット１００では、現像剤が第２の攪拌搬送部１３０と貯蔵部１４０とを流れるように構成することによって、現像剤が十分に混合攪拌された後、第１の攪拌搬送部１２０に流入するようになる。したがって、現像剤の帯電不良により生じる画質の劣化を防止することができる。
【００５０】
また、第２の攪拌搬送部１３０および貯蔵部１４０を流れる現像剤がともに第１の攪拌搬送部１２０へ流入すると、大量の現像剤が第１の攪拌搬送部１２０に流入することになる。そうすると、現像ローラ１１０で現像剤を効果的に剥離することができなくなる。このような理由からも第１の攪拌搬送部１２０における現像剤の搬送方向と貯蔵部１４０における現像剤の搬送方向とが同一であることが望ましい。
【００５１】
ここで、第２の攪拌搬送部１３０と貯蔵部１４０とは、図２に示すように、ｚ軸方向に上下に配置されている。このとき、図３に示すような第２の攪拌搬送部１３０から貯蔵部１４０への現像剤の流れを実現するため、第２の攪拌搬送部１３０の現像剤搬送方向下流側に現像剤が滞留しやすいように滞留部１３６が形成される。第２の攪拌搬送部１３０に滞留部１３６を設けることにより、第２の攪拌搬送部１３０を流れる現像剤が第２の攪拌搬送部１３０の現像剤搬送方向下流側に滞留し、第２の攪拌搬送部１３０のｚ軸正方向に位置する貯蔵部１４０に現像剤が流入しやすくなる。滞留部１３６は、第２の攪拌搬送部１３０の現像剤搬送方向下流側の貯蔵部１４０との連通部１４７と対向する位置に設けられる。こうして、第２の攪拌搬送部１３０から貯蔵部１４０への現像剤の流れを実現することができる。
【００５２】
＜滞留部の構成＞
ここで、図４〜図９に基づいて、第２の攪拌搬送部１３０に形成される滞留部１３６の構成例を説明する。なお、図４は、本実施形態にかかる第２の攪拌搬送部１３０の滞留部１３６以外の構成を示す部分側面図である。図５〜図９は、本実施形態にかかる滞留部１３６の一構成例を示す部分側面図である。
【００５３】
まず、図４に基づいて、第２の攪拌搬送部１３０の滞留部１３６以外に位置する第２の支持軸１３２および第２の攪拌翼１３４の構成について説明する。第２の攪拌搬送部１３０は、滞留部１３６以外の部分では、軸径ｄを有する第２の支持軸１３２の表面に、外径Ｄを有する第２の攪拌翼１３４が所定のピッチＷを有して設けられている。ピッチＷは、第２の支持軸１３２の軸方向において隣接する第２の攪拌翼１３４の間隔をいう。第２の攪拌搬送部１３０の滞留部１３６以外の部分では、軸径ｄ、外形ＤおよびピッチＷはそれぞれ同一の大きさを有している。
【００５４】
一方、第２の攪拌搬送部１３０に設けられる滞留部１３６は、現像剤が滞留しやすいように、第２の支持軸１３２や第２の攪拌翼１３４の形状が他の部分と異なっている。例えば、滞留部１３６の第１の構成例として、図５に示すように、滞留部１３６における第２の支持軸１３２の軸径ｄ１を他の部分の軸径ｄより大きくする。第２の支持軸１３２が軸径ｄ１となっている部分では現像剤が流れるスペースが狭まるので、第２の攪拌搬送部１３０内の現像剤が流れにくくなり、現像剤が滞留しやすくなる。このように、第２の攪拌搬送部１３０を流れる現像剤を滞留させて、貯蔵部１４０へ流れやすくすることができる。
【００５５】
また、例えば、滞留部１３６の第２の構成例として、図６に示すように、滞留部１３６における第２の攪拌翼１３４を一部切り取る。第２の攪拌翼１３４が除去されることにより、除去部分１３７での現像剤の搬送能力が低下し、第２の攪拌搬送部１３０内の現像剤が滞留しやすくなる。このように、第２の攪拌搬送部１３０を流れる現像剤を滞留させて、貯蔵部１４０へ流れやすくすることができる。
【００５６】
さらに、例えば、滞留部１３６の第３の構成例として、図７に示すように、滞留部１３６における第２の攪拌翼１３４の外径Ｄ１を他の部分の外径Ｄより小さくする。第２の攪拌翼１３４の外径Ｄ１となっている部分では、現像剤の搬送能力が低下し、第２の攪拌搬送部１３０内の現像剤が滞留しやすくなる。このように、第２の攪拌搬送部１３０を流れる現像剤を滞留させて、貯蔵部１４０へ流れやすくすることができる。
【００５７】
また、例えば、滞留部１３６の第４の構成例として、図８に示すように、滞留部１３６における第２の攪拌翼１３４の一部にパドル１３８を設ける。パドル１３８は、板状部材であって、第２の支持軸１３２の軸方向に沿って隣接する第２の攪拌翼１３４の間を連結するように設けられる。パドル１３８は、第２の攪拌搬送部１３０内の現像剤の流れを妨げるので、パドル１３８が設けられた部分に現像剤が滞留しやすくなる。このように、第２の攪拌搬送部１３０を流れる現像剤を滞留させて、貯蔵部１４０へ流れやすくすることができる。
【００５８】
さらに、例えば、滞留部１３６の第５の構成例として、図９に示すように、滞留部１３６における第２の攪拌翼１３４のピッチＷ１を他の部分のピッチＷより小さくする。第２の攪拌翼１３４のうちピッチＷ１の部分で搬送される現像剤の量は、ピッチＷの部分と比較して減少する。このため、第２の攪拌搬送部１３０内の現像剤が滞留しやすくなる。このように、第２の攪拌搬送部１３０を流れる現像剤を滞留させて、貯蔵部１４０へ流れやすくすることができる。
【００５９】
以上、図４〜図９に基づいて、第２の攪拌搬送部１３０の現像剤の搬送方向下流側に設けられる滞留部１３６の構成例について説明した。このような滞留部１３６を設けることにより、第２の攪拌搬送部１３０の現像剤の搬送方向下流側の現像剤の流れが遅くなり、現像剤が滞留する。これにより、第２の攪拌搬送部１３０から貯蔵部１４０に向かって現像剤を流れやすくすることができる。
【００６０】
＜現像ユニット内の現像剤の長寿命化＞
本実施形態にかかる現像ユニット１００は、静電潜像の現像処理により減少したトナーを現ユニット１００内に供給する際、トナーとともにキャリアも供給する。このように現像剤を供給していくと現像処理には使用されないキャリアが増加してしまうため、従来の現像装置では現像装置内に増加した現像剤を排出する排出機構や排出された現像剤を収容する回収槽が設けられていた。これに対して、本実施形態にかかる現像ユニット１００には、現像剤の排出機構や回収槽を備えていない。
【００６１】
現像ユニット１００は、まず、貯蔵部１４０に当初収容していた現像剤を使用して静電潜像の現像処理を行う。現像処理を行うにつれて現像ユニット１００内のトナー濃度が低下したことをトナー濃度センサが検知すると、貯蔵部１４０の現像剤補給部１４９から現像ユニット１００内に現像剤が供給される。現像剤補給部１４９から供給された現像剤は、貯蔵部１４０の攪拌搬送部材１４１により攪拌搬送されて、第２の攪拌搬送部１３０に流入し、搬送方向にしたがって現像剤が第２の攪拌搬送部１３０、第１の攪拌搬送部１２０、貯蔵部１４０を循環するようになる。こうして、新たな現像剤を現像ユニット１００に供給することによって、現像ユニット１００内のトナー濃度を所定の値（第１トナー濃度）以上とすることができる。
【００６２】
このように、現像ユニット１００は、トナー濃度センサによって現像ユニット１００内のトナー濃度の低下を検知すると、現像剤供給制御部（図示せず。）にトナータンク３６から現像剤を現像ユニット１００内に供給させるように指示する。現像ユニット１００は、現像ユニット１００内に供給された現像剤量を記憶する記憶部（図示せず。）および現像剤の累積供給量を記憶する累積記憶部（図示せず。）を備えることができる。現像剤供給制御部は、かかる記憶部に記憶された現像剤量に基づいて、現像ユニット１００の現像剤の搬送経路に現像剤を供給する。
【００６３】
かかる処理を繰り返した後、現像ユニット１００内に所定量以上の現像剤が収容されており、かつ現像剤の累積供給量を記憶する累積記憶部（図示せず。）の値が所定の値より大きくなったとき、ユーザに対して現像ユニット１００の交換を要求する。現像ユニット１００を交換することにより、新たな現像剤を使用することができる。
【００６４】
本実施形態にかかる現像ユニット１００では、現像剤を排出しない構造のため、現像剤の排出機構や回収槽を備える必要がない。したがって、従来、劣化した現像剤を機械的に排出する場合に必要であった排出機構を別途設ける必要がなく、現像剤を電気的に排出する場合に生じていたクリーニングブレードのエッジ欠けに伴うクリーニング不良や、感光体ドラムの傷付きが発生を防止することができる。これにより、現像剤の長寿命化を実現することができる。
【００６５】
さらに、排出された現像剤を収容する回収槽も不要であるため、現像ユニット１００の小型化を実現するとともに、コストも低減することができる。また、現像ユニット１００の輸送時に一時的に現像剤を収容する貯蔵部１４０の貯蔵空間を攪拌搬送経路として使用することにより、現像ユニット１００内に現像剤を収容できるスペースが大きくなる。これにより、現像ユニット１００へ供給可能な現像剤の総供給量を増加させることができ、現像ユニット１００の交換頻度を少なくすることもできる。
【００６６】
以上、本発明の実施形態にかかる現像ユニット１００の構成およびその動作について説明した。本実施形態によれば、現像ユニット１００の輸送時に現像剤を一時的に貯蔵する貯蔵部１４０に現像剤を混合攪拌しながら搬送する攪拌搬送部材１４１を設ける。これにより、貯蔵部１４０の現像剤を攪拌搬送経路に流入させた後、貯蔵部１４０の貯蔵空間１４６も現像剤の攪拌搬送経路として活用することができる。したがって、現像ローラ１１０に現像剤が供給されるまでの間に現像剤を混合攪拌する時間を長くすることができ、現像剤を十分に帯電させることが可能となる。このとき、第２の攪拌搬送部１３０の現像剤搬送方向下流側であって、貯蔵部１４０との連通部１４７と対向する部分に滞留部１３６を設ける。これにより、現像剤が滞留部１３６に滞留し、現像剤を貯蔵部１４０側へ流入しやすくすることができ、現像ユニット１００内の現像剤が円滑に循環するようになる。
【００６７】
さらに、本実施形態にかかる現像ユニット１００は、劣化した現像剤を現像ユニット１００内から排出する機構および回収槽を備えていない。これにより、画像形成動作に伴う現像剤の劣化に対し補給される現像剤により現像剤の劣化速度を低減することが可能となり、結果として現像剤の寿命を長くすることができる。また、これらの機構や回収槽を設けるスペースが不要であるため、画像形成装置の小型化を実現することもできる。
【００６８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６９】
例えば、上記実施形態では、貯蔵部１４０は第２の攪拌搬送部１３０と略垂直方向（重力方向）に設けられていたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、貯蔵部１４０は、第１の攪拌搬送部１２０と第２の攪拌搬送部１３０に対して重力方向の上方位置に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施形態にかかる画像形成装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】同実施形態にかかる現像ユニットの構成を示す説明図である。
【図３】同実施形態にかかる現像ユニットにおける現像剤の流れを説明するための説明図である。
【図４】同実施形態にかかる第２の攪拌搬送部の滞留部以外の構成を示す部分側面図である。
【図５】同実施形態にかかる滞留部の一構成例を示す部分側面図である。
【図６】同実施形態にかかる滞留部の他の構成例を示す部分側面図である。
【図７】同実施形態にかかる滞留部の他の構成例を示す部分側面図である。
【図８】同実施形態にかかる滞留部の他の構成例を示す部分側面図である。
【図９】同実施形態にかかる滞留部の他の構成例を示す部分側面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１        画像形成装置
１００    現像ユニット
１１０    現像ローラ
１１２    マグネット
１１４    現像スリーブ
１２０    第１の攪拌搬送部
１２２    第１の支持軸
１２４    第１の攪拌翼
１３０    第２の攪拌搬送部
１３２    第２の支持軸
１３４    第２の攪拌翼
１３６    滞留部
１３７    除去部分
１３８    パドル
１４０    貯蔵部
１４１    攪拌搬送部材
１４２    支持軸
１４４    攪拌翼
１４７、１４８  連通部
１４９    現像剤補給口
【図１】
2010152109.tif 000003
【図２】
2010152109.tif 000004
【図３】
2010152109.tif 000005
【図４】
2010152109.tif 000006
【図５】
2010152109.tif 000007
【図６】
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【図７】
2010152109.tif 000009
【図８】
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【図９】
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