(57)【要約】【課題】  現像剤担持体に供給する現像剤のトナー濃度を確実に一定にすることができ、かつ、現像剤の長寿命化を図ることが可能な現像装置、並びにこれを用いたプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供する。【解決手段】  供給搬送オーガ８を備えた供給搬送路９と回収搬送オーガ６を備えた回収搬送路７と攪拌搬送オーガ１１を備えた攪拌搬送路１０とをそれぞれ仕切り板３４及び仕切り壁３３で隔離して、回収搬送路７を現像ローラ５の下方に設け、供給搬送路９と回収搬送路７と攪拌搬送路１０とをほぼ同じ高さに配置した。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に備えた複数の磁極により磁性キャリアとトナーとからなる２成分現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で該潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給し、現像する現像剤担持体と、
該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給搬送部材を備えた現像剤供給搬送路と、
該現像剤供給搬送路から供給された該現像剤担持体上の該現像剤の厚さを規制する現像剤規制部材と、
該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された該現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該現像剤供給搬送部材と同方向に搬送する現像剤回収搬送部材を備えた現像剤回収搬送路と、
現像に用いられずに該現像剤供給搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤と、該現像剤担持体から回収され該現像剤回収搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された回収現像剤との供給を受け、該現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該余剰現像剤と該回収現像剤とを攪拌しながら該現像剤供給搬送部材とは逆方向に搬送する現像剤攪拌搬送部材を備え、該現像剤を該現像剤供給搬送路に供給する現像剤攪拌搬送路とを有し、
該現像剤回収搬送路、該現像剤供給搬送路及び該現像剤攪拌搬送路からなる３つの現像剤搬送路はそれぞれ仕切り部材により仕切られる現像装置において、
該現像剤回収搬送路を該現像剤担持体の下方に設け、該３つの現像剤搬送路とほぼ同じ高さに設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置おいて、
上記現像剤供給搬送路及び上記現像剤回収搬送路の最下流側と、上記現像剤攪拌搬送路の最上流側とは連通しており、上記回収現像剤と上記余剰現像剤とを同一の供給箇所から該現像剤攪拌搬送路に供給する現像剤共通移送路を備え、
現像により消費された上記トナーの量に応じて、該現像剤共通移送路の一部へ該トナーの補給を行うことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１の現像装置において、
上記現像剤供給搬送路の最下流側と上記現像剤回収搬送路とはそれぞれ個別に上記現像剤攪拌搬送路の最上流側と連通しており、
上記回収現像剤を該現像剤供給搬送路から該現像剤攪拌搬送路に搬送する回収現像剤移送路と、上記余剰現像剤を該現像剤供給搬送路から該現像剤攪拌搬送路に搬送する余剰現像剤移送路とを備え、
現像により消費された上記トナーの量に応じて、該回収現像剤移送路の一部へ該トナーの補給を行うこと特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項２または３の現像装置において、
上記現像剤回収搬送路の現像剤の搬送方向下流端近傍に上記トナーを補給することを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４の現像装置において、
上記現像剤供給搬送部材、上記現像剤回収搬送部材及び上記現像剤攪拌搬送部材の３つの現像剤搬送部材は、回転軸部に螺旋状の羽部を備え、回転することにより現像剤を搬送する現像剤搬送オーガであり、該３つの現像剤搬送部材はそれぞれ現像剤供給搬送オーガ、現像剤回収オーガ及び現像剤攪拌オーガであることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項５の現像装置において、
上記現像剤搬送オーガの搬送方向下流端部の上記羽部は該現像剤搬送オーガの搬送方向とは逆方向に搬送するような螺旋状となっていることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項５または６の現像装置において、
各現像剤搬送オーガの現像剤搬送方向の下流端近傍は、隣接する該現像剤搬送オーガ側へ上記現像剤を送り出すパドル形状となっていることを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項５、６または７の現像装置において、
現像剤供給搬送オーガの直径をＲ１、現像剤回収オーガの直径をＲ２、現像剤攪拌オーガの直径をＲ３とした場合、３つの現像剤搬送オーガの直径の大きさの関係が、
Ｒ２＜Ｒ１＜Ｒ３
の関係を満たすことを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７または８の現像装置において、
上記現像剤供給搬送部材は、搬送方向の下流側ほど現像剤の搬送量が小さくなるように構成したことを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
請求項９の現像装置において、
上記現像剤供給搬送部材は回転軸部に螺旋状の羽部を備え、回転することにより現像剤を搬送する現像剤供給搬送オーガであり、該現像剤供給搬送部材の搬送方向下流側ほど該螺旋状の羽部のリード幅が狭くなることを特徴とする現像装置。
【請求項１１】
請求項１０の現像装置において、
上記現像剤供給搬送オーガの搬送方向上流側の上記羽部を複数条とし、搬送方向下流側よりも該羽部の条数が多いことを特徴とする現像装置。
【請求項１２】
請求項１１の現像装置において、
上記現像剤供給搬送オーガの搬送方向上流側の上記羽部を２条とし、搬送方向下流側の該羽部を１条として、
該羽部のリード幅が該羽部の平均厚さの１１倍以上となる部分の該羽部を２条としたことを特徴とする現像装置。
【請求項１３】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２の現像装置において、
上記現像剤供給搬送部材の最上部は上記現像剤担持体の回転中心軸より下方にあり、該現像剤担持体の回転中心軸と該現像剤供給搬送部材の最上部とを通る平面と、該現像剤担持体の回転中心軸を通る水平面とがなす角が１０°〜４０°の範囲内となることを特徴とする現像装置。
【請求項１４】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２または１３の現像装置において、
上記現像剤担持体が備える上記複数の磁極について、上記現像剤供給搬送部材との対向部で該現像剤供給搬送部材が搬送する現像剤を汲み上げる現像汲み上げ様磁極と、該現像汲み上げ様磁極から該現像剤表面移動方向上流側の磁極との間の角度が１００°以上であることを特徴とする現像装置。
【請求項１５】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３または１４の現像装置において、
上記現像剤供給搬送路から上記現像剤供給搬送部材によって上記現像剤担持体上に供給された上記現像剤のうち上記現像剤規制部材により規制された被規制現像剤を回収する被規制現像剤回収手段を有し、
該被規制現像剤回収手段は回収した該被規制現像剤を該現像剤供給搬送路に戻すものであり、
該被規制現像剤の少なくとも一部を、回収した位置よりも該現像剤供給搬送部材の搬送方向上流側に戻すことを特徴とする現像装置。
【請求項１６】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４または１５の現像装置において、
上記現像剤供給搬送路と上記現像剤攪拌搬送路とは上記仕切り部材を挟んで隣接して配置されており、
該現像剤供給搬送路に収容され搬送される上記現像剤の嵩が所定の高さよりも高くなった場合に該現像剤供給搬送路から該現像剤攪拌搬送路へ現像剤を移動させるために該仕切り部材に現像剤量調節開口部を備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項１７】
少なくとも、潜像担持体と該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とが一体的に支持され、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカートリッジにおいて、
該現像手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５または１６に記載の現像装置を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１８】
少なくとも潜像担持体と、
該潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、
該潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、
該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する画像形成装置において、
該現像手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５または１６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、複写機、ファックス、プリンタ等に用いられる現像装置に係り、詳しくは、トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を用いる現像装置並びにこれを用いたプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を用いる現像装置として、図１２に示す構造ものが広く使用されている。図１２に示す現像装置４は不図示の潜像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体である現像ローラ５と、現像剤を搬送しながら現像ローラ５に供給し、現像ローラ５からの現像剤を回収する供給回収オーガ４０１とを備えている。さらに、供給回収オーガ４０１の下流端まで搬送された現像剤と必要に応じて供給されたトナーとを攪拌しながら供給回収オーガ４０１とは逆方向に搬送する攪拌搬送部材としての攪拌搬送オーガ１１を備えている。供給回収オーガ４０１と攪拌搬送オーガ１１とは水平方向に配置され、供給回収オーガ４０１を備える供給回収搬送路４０２と攪拌搬送オーガ１１を備える攪拌搬送路１０とは仕切り部材である隔壁４０３で仕切られている。そして、２つの搬送路は隔壁４０３の軸方向両端部の開口部で連通しており、攪拌搬送路１０と供給回収搬送路４０２とでは現像剤を逆方向に搬送することにより循環搬送されている。
【０００３】
図１２に示す従来の現像装置４では、現像ローラ５への現像剤の供給と現像済みの現像剤の回収とを供給回収オーガ４０１及び供給回収搬送路４０２で行っている。現像済みの現像剤は現像によりトナーが消費されトナー濃度が現像前よりも低い状態である。現像剤の供給用のオーガと回収用のオーガとが同一であり、供給用の搬送路と回収用の搬送路とも同一のため、現像済の回収現像剤と現像前の現像剤とが攪拌される。これにより、現像ローラ５に供給される現像剤のトナー濃度は供給回収オーガ４０１の現像剤搬送方向の下流側ほど低下していく。特に、高印字率の画像では現像前に対して現像後のトナー濃度の低下が大きくなり、現像剤搬送方向下流側のトナー濃度低下が大きく、画像品質が維持できなくなる問題を生じる。このようなトナー濃度低下を低減するためには、搬送する現像剤の量を増加する方法で対処可能ではあるが、搬送する現像剤の量を増加すると、現像剤へのストレス増加となり、現像剤寿命低下の一因となる。
【０００４】
このような問題は、特許文献１、特許文献２及び特許文献３に記載された現像装置のように現像ローラへの現像剤の供給用オーガと現像済みの現像剤の回収用オーガとを異なる現像剤搬送路に設けることで解消することができる。以下、特許文献１、特許文献２及び特許文献３のそれぞれに記載された現像装置の構成について説明する。
【０００５】
特許文献１に記載の現像装置を図１３に示す。
図１３に示す現像装置４は現像ローラ５と現像剤を搬送しながら現像ローラ５に供給する供給搬送オーガ８とを備えている。さらに、現像ローラ５上で現像箇所を通過し、回収された回収現像剤を攪拌しながら供給搬送オーガ８とは逆方向に搬送する回収攪拌オーガ１１０を備えている。
供給搬送オーガ８は回収攪拌オーガ１１０の上方に配置されており、供給搬送オーガ８を備える供給搬送路９と回収攪拌オーガ１１０を備える回収攪拌搬送路２１０とは仕切り部材である隔壁４０３で仕切られている。そして、２つの搬送路は隔壁４０３の軸方向両端部の開口部で連通しており、現像に用いられず供給搬送路９の下流端まで搬送された余剰現像剤は、供給搬送路９の下流端側の開口部で落下して回収攪拌搬送路２１０に供給される。
回収攪拌搬送路２１０では余剰現像剤と回収現像剤とを攪拌しながら搬送し、下流端で回収攪拌オーガ１１０の搬送力によって現像剤を押し込み、盛り上がることで開口部から供給搬送路９に現像剤を供給する。なお、回収攪拌搬送路２１０には下流端での過剰な現像剤が堆積することを防止するために過剰な現像剤を上流側に搬送する過剰堆積防止オーガ２０９が設けられている。
図１３に示す現像装置４では、現像済みの現像剤の回収を回収攪拌搬送路２１０内で行い、供給搬送路９に現像済みの現像剤が混入することがない。これにより、供給搬送路９内の現像剤のトナー濃度が変化することなく、現像ローラ５に供給される現像剤のトナー濃度も一定となる。
【０００６】
次に、特許文献２に記載の現像装置を図１４に示す。
図１４に示す現像装置４は現像ローラ５と供給搬送オーガ８と、現像ローラ５上で現像箇所を通過し、回収された回収現像剤を供給搬送オーガ８と同方向に搬送する回収搬送オーガ６とを備えている。さらに、供給搬送オーガ８の最下流側まで搬送された余剰現像剤と、回収搬送オーガ６の最下流部まで搬送された回収現像剤とを攪拌しながら供給搬送オーガ８とは逆方向に搬送する攪拌搬送オーガ１１を備えている。
供給搬送オーガ８は攪拌搬送オーガ１１の上方に配置されており、供給搬送オーガ８を備える供給搬送路９と攪拌搬送オーガ１１を備える攪拌搬送路１０とは仕切り部材である第１隔壁４０４で仕切られている。そして、２つの搬送路は第１隔壁４０４の軸方向両端部の開口部で連通しており、現像に用いられず供給搬送路９の下流端まで搬送された余剰現像剤は、供給搬送路９の下流端側の開口部で落下して攪拌搬送路１０に供給される。また、回収搬送オーガを備える回収搬送路７は攪拌搬送路１０の水平方向に並べて設けており、回収搬送路７と攪拌搬送路１０とは仕切り部材である第２隔壁４０５で仕切られている。そして、この２つの搬送路は回収搬送オーガ６の下流端側で第２隔壁４０５に設けられた開口部で連通している。回収搬送路７の下流端まで搬送された回収現像剤は水平方向に移送され、攪拌搬送路１０に供給される。
攪拌搬送路１０に供給された余剰現像剤と回収現像剤とは攪拌搬送路１０で攪拌され、下流端で攪拌搬送オーガ１１の搬送力によって押し込まれて、盛り上がることで開口部から供給搬送路９に供給がなされる。
図１４に示す現像装置４では、現像済みの現像剤の回収を回収搬送路７内で行い、供給搬送路９に現像済みの現像剤が混入することがない。よって、供給搬送路９内の現像剤のトナー濃度が変化することなく、現像ローラ５に供給される現像剤のトナー濃度も一定となる。
【０００７】
次に、特許文献３に記載の現像装置を図１５に示す。
図１５に示す現像装置４は現像ローラ５と現像ローラ５に現像剤を供給しながら搬送する供給オーガ４４０と、供給オーガ４４０に並列配置され、供給オーガ４４０と同方向に現像剤を搬送する搬送オーガ４５０とを備えている。現像に用いられなかった現像剤は、余剰現像剤として供給オーガ４４０と搬送オーガ４５０との最下流部まで搬送される。
また、搬送オーガ４５０の上方には供給オーガ４４０と現像ローラ５との対向部よりも上方で現像剤から回収された回収現像剤を供給オーガ４４０及び搬送オーガ４５０と同方向に搬送する回収搬送オーガ６を備えている。
さらに、余剰現像剤と、回収搬送オーガ６の最下流部まで搬送された回収現像剤とを攪拌しながら供給オーガ４４０及び搬送オーガ４５０とは逆方向に搬送する攪拌搬送オーガ１１を備えている。
供給オーガ４４０と搬送オーガ４５０とは攪拌搬送オーガ１１のほぼ水平方向に配置されている。そして、供給オーガ４４０及び搬送オーガ４５０を備える供給搬送路９と攪拌搬送オーガ１１を備える攪拌搬送路１０とは仕切り部材である第１隔壁４０４で仕切られている。
２つの搬送路は第１隔壁４０４の軸方向両端部の開口部で連通しており、現像に用いられず供給搬送路９の下流端まで搬送された余剰現像剤は、供給搬送路９の下流端の開口部で水平方向に移送され、攪拌搬送路１０に供給される。また、回収搬送オーガ６を備える回収搬送路７は供給搬送路９の上方に設けており、回収搬送路７と供給搬送路９とは、仕切り部材である第２隔壁４０５で仕切られている。そして、回収搬送オーガ６の下流端側の第２隔壁４０５には開口部となっており、回収搬送路７の搬送方向下流部は供給搬送路９の下流端部を介して、攪拌搬送路１０と連通している。回収搬送路７の下流端まで搬送された回収現像剤は開口部から、供給搬送路９に落下して、余剰現像剤と共に攪拌搬送路１０に供給される。
攪拌搬送路１０に供給された余剰現像剤と回収現像剤とは攪拌搬送オーガ１１によって攪拌、搬送され、攪拌搬送路の下流端の開口部で水平方向に移送され、供給搬送路９の上流に供給される。
図１５に示す現像装置４では、現像済みの現像剤の回収を回収搬送路７内で行い、供給搬送路９に現像済みの現像剤が混入することを抑制することができる。よって、図１２で示した現像剤に比べて、現像ローラ５に供給される現像剤のトナー濃度の変化を小さくすることができる。
【０００８】
【特許文献１】特許３１２７５９４号公報（第１図）
【特許文献２】特開平１１−１６７２６０号公報（第１図）
【特許文献３】特開２００２―７２６４２号公報（第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の現像装置は、回収攪拌搬送路２１０で回収と攪拌とを行い、現像箇所を通過した回収現像剤が攪拌の途中にも落ちるため、十分に攪拌がなされていない状態の現像剤が供給搬送路９に向かうおそれがある。攪拌が不十分な現像剤が供給搬送路９に供給されると、供給搬送路９内の現像剤全体のトナー濃度の低下や、トナー濃度が不均一になるという問題が生じる。このような問題は、回収現像剤のトナー濃度が低下する高印字率の画像ほど顕著となる。
さらに、特許文献１では現像装置の水平方向の省スペース化のため供給搬送路９が回収攪拌搬送路２１０の上方に配置されている。回収攪拌搬送路２１０から上方の供給搬送路９へ現像剤を受け渡すためには、回収攪拌搬送路２１０の下流部では現像剤を滞留させ、過剰の現像剤を供給し、回収攪拌オーガ１１０で押し込むことにより現像剤を盛り上がらせる必要がある。現像剤を上方に供給するために現像剤を押し込むので、現像剤には過剰なストレスがかかることになり、現像剤の寿命を低下させることになる。
【００１０】
特許文献２に記載の現像装置は、回収搬送路７と攪拌搬送路１０とを設け、現像剤の回収と攪拌とを回収搬送路７と攪拌搬送路１０とに分けて行っている。これにより、攪拌が不十分な現像剤が供給搬送路９に供給されることに起因する、供給搬送路９内の現像剤全体のトナー濃度の低下や、トナー濃度が不均一になるという問題を防止することができる。
しかしながら、供給搬送路９を攪拌搬送路１０の上方に配置しているので、特許文献１と同様に現像剤を上方に供給する際に現像剤には過剰なストレスがかかることになり、現像剤の寿命を低下させることになる。
【００１１】
特許文献３に記載の現像装置は、回収搬送路７と攪拌搬送路１０とを設け、現像剤の回収と攪拌とを回収搬送路７と攪拌搬送路１０とに分けて行っている。これにより、特許文献２と同様に、攪拌が不十分な現像剤が供給搬送路９に供給されることに起因する、現像剤全体のトナー濃度の低下や、トナー濃度が不均一になるという問題を防止することができる。さらに、供給搬送路９と攪拌搬送路１０とをほぼ水平方向に配置しているので、現像剤の循環系で現像剤を上方に供給することがなく、現像剤を上方に供給することに起因する、現像剤の寿命を低下を防止することができる。
しかしながら、特許文献３の現像装置では回収現像剤として回収搬送路７で搬送する現像済みの現像剤を、現像ローラ５よりも上方で、且つ供給オーガ４４０との対向部よりも現像ローラ５の表面移動方向上流側で回収するものである。これにより、現像ローラ５の表面が上方を向いている位置で現像剤を回収する状態となり、磁力をなくすだけでは現像済み現像剤の１部が現像ローラ５の表面上に乗ったままとなる。現像済み現像剤が現像ローラ５の表面上に乗ったままだと、現像ローラ５のつれ回りにより、現像済み現像剤の一部が供給搬送路９に入ってしまうおそれがある。現像済みの現像剤が供給搬送路９に入ってしまう状態は、図１２で示した現像剤の問題を十分に解消するものではなく、供給搬送路９内の現像剤のトナー濃度が変化してしまうおそれがあった。
【００１２】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像剤担持体に供給する現像剤のトナー濃度を確実に一定にすることができ、かつ、現像剤の長寿命化を図ることが可能な現像装置、並びにこれを用いたプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、内部に備えた複数の磁極により磁性キャリアとトナーとからなる２成分現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で該潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給し、現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給搬送部材を備えた現像剤供給搬送路と、該現像剤供給搬送路から供給された該現像剤担持体上の該現像剤の厚さを規制する現像剤規制部材と、該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された該現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該現像剤供給搬送部材と同方向に搬送する現像剤回収搬送部材を備えた現像剤回収搬送路と、現像に用いられずに該現像剤供給搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤と、該現像剤担持体から回収され該現像剤回収搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された回収現像剤との供給を受け、該現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該余剰現像剤と該回収現像剤とを攪拌しながら該現像剤供給搬送部材とは逆方向に搬送する現像剤攪拌搬送部材を備え、該現像剤を該現像剤供給搬送路に供給する現像剤攪拌搬送路とを有し、該現像剤回収搬送路、該現像剤供給搬送路及び該現像剤攪拌搬送路からなる３つの現像剤搬送路はそれぞれ仕切り部材により仕切られる現像装置において、該現像剤回収搬送路を該現像剤担持体の下方に設け、該３つの現像剤搬送路とほぼ同じ高さに設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置おいて、上記現像剤供給搬送路及び上記現像剤回収搬送路の最下流側と、上記現像剤攪拌搬送路の最上流側とは連通しており、上記回収現像剤と上記余剰現像剤とを同一の供給箇所から該現像剤攪拌搬送路に供給する現像剤共通移送路を備え、現像により消費された上記トナーの量に応じて、該現像剤共通移送路の一部へ該トナーの補給を行うことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１の現像装置において、上記現像剤供給搬送路の最下流側と上記現像剤回収搬送路とはそれぞれ個別に上記現像剤攪拌搬送路の最上流側と連通しており、上記回収現像剤を該現像剤供給搬送路から該現像剤攪拌搬送路に搬送する回収現像剤移送路と、上記余剰現像剤を該現像剤供給搬送路から該現像剤攪拌搬送路に搬送する余剰現像剤移送路とを備え、現像により消費された上記トナーの量に応じて、該回収現像剤移送路の一部へ該トナーの補給を行うこと特徴とする現像装置。
また、請求項４の発明は、請求項２または３の現像装置において、上記現像剤回収搬送路の現像剤の搬送方向下流端近傍に上記トナーを補給することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３または４の現像装置において、上記現像剤供給搬送部材、上記現像剤回収搬送部材及び上記現像剤攪拌搬送部材の３つの現像剤搬送部材は、回転軸部に螺旋状の羽部を備え、回転することにより現像剤を搬送する現像剤搬送オーガであり、該３つの現像剤搬送部材はそれぞれ現像剤供給搬送オーガ、現像剤回収オーガ及び現像剤攪拌オーガであることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の現像装置において、上記現像剤搬送オーガの搬送方向下流端部の上記羽部は該現像剤搬送オーガの搬送方向とは逆方向に搬送するような螺旋状となっていることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項５または６の現像装置において、上記３つの現像剤搬送路は、上記現像剤担持体側から上記現像剤回収搬送路、上記現像剤供給搬送路、上記現像剤攪拌供給部材の順で並んでおり、各現像剤搬送オーガの現像剤搬送方向の下流端近傍は、隣接する該現像剤搬送オーガ側へ上記現像剤を送り出すパドル形状となっていることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項５、６または７の現像装置において、現像剤供給搬送オーガの直径をＲ１、現像剤回収オーガの直径をＲ２、現像剤攪拌オーガの直径をＲ３とした場合、３つの現像剤搬送オーガの直径の大きさの関係が、Ｒ２＜Ｒ１＜Ｒ３の関係を満たすことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７または８の現像装置において、上記現像剤供給搬送部材は、搬送方向の下流側ほど現像剤の搬送量が小さくなるように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項９の現像装置において、上記現像剤供給搬送部材は回転軸部に螺旋状の羽部を備え、回転することにより現像剤を搬送する現像剤供給搬送オーガであり、該現像剤供給搬送部材の搬送方向下流側ほど該螺旋状の羽部のリード幅が狭くなることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１０の現像装置において、上記現像剤供給搬送オーガの搬送方向上流側の上記羽部を複数条とし、搬送方向下流側よりも該羽部の条数が多いことを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１１の現像装置において、上記現像剤供給搬送オーガの搬送方向上流側の上記羽部を２条とし、搬送方向下流側の該羽部を１条として、該羽部のリード幅が該羽部の平均厚さの１１倍以上となる部分の該羽部を２条としたことを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２の現像装置において、上記現像剤供給搬送部材の最上部は上記現像剤担持体の回転中心軸より下方にあり、該現像剤担持体の回転中心軸と該現像剤供給搬送部材の最上部とを通る平面と、該現像剤担持体の回転中心軸を通る水平面とがなす角が１０°〜４０°の範囲内となることを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２または１３の現像装置において、上記現像剤担持体が備える上記複数の磁極について、上記現像剤供給搬送部材との対向部で該現像剤供給搬送部材が搬送する現像剤を汲み上げる現像汲み上げ様磁極と、該現像汲み上げ様磁極から該現像剤表面移動方向上流側の磁極との間の角度が１００°以上であることを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３または１４の現像装置において、上記現像剤供給搬送路から上記現像剤供給搬送部材によって上記現像剤担持体上に供給された上記現像剤のうち上記現像剤規制部材により規制された被規制現像剤を回収する被規制現像剤回収手段を有し、該被規制現像剤回収手段は回収した該被規制現像剤を該現像剤供給搬送路に戻すものであり、該被規制現像剤の少なくとも一部を、回収した位置よりも該現像剤供給搬送部材の搬送方向上流側に戻すことを特徴とするものである。
また、請求項１６の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４または１５の現像装置において、上記現像剤供給搬送路と上記現像剤攪拌搬送路とは上記仕切り部材を挟んで隣接して配置されており、該現像剤供給搬送路に収容され搬送される上記現像剤の嵩が所定の高さよりも高くなった場合に該現像剤供給搬送路から該現像剤攪拌搬送路へ現像剤を移動させるために該仕切り部材に現像剤量調節開口部を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項１７の発明は、少なくとも、潜像担持体と該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とが一体的に支持され、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカートリッジにおいて、該現像手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５または１６に記載の現像装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項１８の発明は、少なくとも潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、該潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する画像形成装置において、該現像手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５または１６に記載の現像装置を用いることを特徴とするものである。
【００１４】
上記請求項１乃至１８の現像装置においては、現像剤供給搬送路と現像剤回収搬送路とを有し、現像剤の供給と回収とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が現像剤供給搬送路に混入することがない。よって、現像剤供給搬送経路の搬送方向下流側ほど現像ローラに供給される現像剤のトナー濃度が低下することを防止することができる。
また、現像剤回収搬送路と現像剤攪拌搬送路とを有し、現像剤の回収と攪拌とを現像剤回収搬送路と現像剤攪拌搬送路とに分けて行うので、現像済みの現像剤が攪拌の途中に落ちることがない。よって、十分に攪拌がなされた現像剤が現像剤供給搬送路に供給されるため、現像剤供給搬送路内の現像剤全体のトナー濃度の低下や、トナー濃度が不均一となることを防止することができる。
さらに、現像剤回収搬送路を現像剤担持体の下方に設けることにより、現像剤が現像剤担持体と連れ回り、現像剤担持体の表面移動方向下流側へ向かうことがなく、確実に回収できる。これは、現像済みの現像剤が現像剤回収搬送路の上方に到達した際に、現像剤担持体側に現像剤をひきつける磁力がない状態であれば、現像剤は自重により現像剤回収搬送路に落下するためである。これにより、現像済みの現像剤が現像剤担持体と連れ回り、供給位置に達することによるトナー濃度の低下を防止することができる。
また、現像剤回収搬送路と現像剤供給搬送路と現像剤攪拌搬送路とをほぼ同じ高さに設けることにより、現像剤搬送路内で現像剤を循環搬送する際に現像剤を上方に持ち上げる必要がない。よって、現像剤に過剰なストレスがかかることを防止でき、現像剤へのストレスを軽減することができる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１乃至１８の発明によれば、現像剤担持体に供給される現像剤のトナー濃度が不均一となったり、低下したりすることを確実に防止することができるので、トナー濃度を確実に一定にすることができる。さらに、装置内で現像剤を循環搬送する際の現像剤へのストレスを軽減することで、現像剤の長寿命化を図ることができるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
[実施例]
以下、本発明を、画像形成装置である電子写真方式のカラーレーザプリンタ（以下「プリンタ１００」という）に適用した実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るプリンタ１００の概略構成図である。プリンタ１００は、各色の画像を形成するための４組の作像手段である作像ユニット１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｙ、１１１ＢＫ（以下、各符号の添字Ｍ、Ｃ、Ｙ、ＢＫは、それぞれマゼンダ、シアン、イエロー、黒用の部材であることを示す）が、転写材としての転写紙の移動方向（図中の矢印Ａ方向）における上流側から順に配置されている。
この作像ユニット１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｙ、１１１ＢＫはそれぞれ、潜像担持体としての感光体ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１ＢＫを備えている。そして、現像装置４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４ＢＫとを備え、プリンタ１００本体から着脱可能なプロセスカートリッジとなっている。また、各作像ユニット１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｙ、１１１ＢＫの配置は、各感光体ユニット内の感光体ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１ＢＫの回転軸が平行になるように且つ転写紙移動方向に所定の幅で配列するように、設定されている。
【００１７】
また、プリンタ１００は、作像ユニット１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｙ、１１１ＢＫのほか、光書込ユニット１０３、第１給紙カセット１０１、第２給紙カセット１０２を備えている。また、それぞれの感光体ドラム１に対向する転写部に向けて転写紙を搬送する転写材搬送ベルトとしての転写ベルト６０を有する転写ユニット１０６を備えている。そして、この転写ベルト６０に転写紙を供給する一対のローラからなるレジストローラ１０５等も備えている。さらに、ベルト定着方式の定着ユニット１０７、排紙トレイ１０８、反転ユニット１０９等を備えている。また、プリンタ１００は、図示していない手差しトレイ、トナー補給容器、廃トナーボトル、電源ユニットなども備えている。
【００１８】
光書込ユニット１０３は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１ＢＫの表面にレーザ光を走査しながら照射する。
また、図中の一点鎖線は、転写紙の搬送経路を示している。第１給紙カセット１０１または第２給紙カセット１０２から給送された転写紙は、図示しない搬送ガイドによってガイドされながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ１０５が設けられている一時停止位置に送られる。転写紙は、レジストローラ１０５により所定のタイミングで転写ベルト６０に供給され、各感光体ドラム１Ｍ、Ｃ、Ｙ、ＢＫに対向する各転写部を通過するように搬送される。これにより、各作像ユニット１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｙ、１１１ＢＫによって形成された感光体ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１ＢＫ上のトナー像が、転写紙上に順次重ね合わされて転写され、転写紙上にカラー画像が形成される。このカラー画像が形成された転写紙は、定着ユニット１０７でトナー像が定着された後、排紙トレイ１０８上に排出される。
【００１９】
次に定着装置の詳細について説明する。なお、図１中の現像装置４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４ＢＫは収容する現像剤の色が異なるだけで、その構成は共通するので、以下、色を示す各符号の添字Ｍ、Ｃ、Ｙ、ＢＫ省略し現像装置４として説明する。
【００２０】
図２は現像装置４の概略構成図である。
図２に示すように感光体ドラム１は図中矢印Ｇ方向に回転しながら、その表面を帯電装置２により帯電される。帯電された感光体ドラム１の表面は光書込ユニット１０３より照射されたレーザ光Ｌにより静電潜像を形成された潜像に現像装置４からトナーを供給され、トナー像を形成する。
【００２１】
現像装置４は、図中矢印Ｉ方向に表面移動しながら感光体ドラム１の表面の潜像にトナーを供給し、現像する現像剤担持体としての現像ローラ５を有している。また、現像ローラ５に現像剤を供給しながら図２の奥方向に現像剤を搬送する現像剤供給搬送部材としての供給搬送オーガ８を有している。
現像ローラ５の供給搬送オーガ８との対向部から表面移動方向下流側には、現像ローラ５に供給された現像剤を現像に適した厚さに規制する現像剤規制部材としての現像ドクタ１６を備えている。
現像ローラ５の感光体ドラム１との対向部である現像部から表面移動方向下流側には、現像部を通過した現像済みの現像剤を回収し、回収した回収現像剤を供給搬送オーガ８と同方向に搬送する回収搬送オーガ６を備えている。供給搬送オーガ８を備えた現像剤供給搬送路である供給搬送路９と回収搬送オーガ６を備えた現像剤回収搬送路としての回収搬送路７とは現像ローラ５の下方に並設されている。供給搬送路９と回収搬送路７との２つの搬送路は仕切り部材としての仕切り板３４によって仕切られている。
【００２２】
現像装置４は、供給搬送路９の回収搬送路７の反対側に並列して、現像剤攪拌搬送路である攪拌搬送路１０を設けている。攪拌搬送路１０は、現像剤を攪拌しながら供給搬送オーガ８とは逆方向である図中手前側に搬送する現像剤攪拌搬送部材としての攪拌搬送オーガ１１を備えている。供給搬送路９と攪拌搬送路１０とは仕切り部材としての仕切り壁３３によって仕切られている。仕切り壁３３の図中手前側と奥側との両端は開口部となっており、供給搬送路９と攪拌搬送路１０とが連通している。供給搬送路９内に供給され現像に用いられず供給搬送路９の搬送方向下流端まで搬送された余剰現像剤と、回収搬送オーガ６によって回収搬送路７の搬送方向下流端まで搬送された回収現像剤とは攪拌搬送路１０に供給される。攪拌搬送路１０は、供給された余剰現像剤と回収現像剤とを攪拌し、攪拌搬送オーガ１１の搬送方向下流側であり、供給搬送オーガ８の搬送方向上流側に搬送する。
【００２３】
仕切り板３４には回収搬送オーガ６の搬送方向最下流側である図中奥方向の端が開口部となっており、供給搬送路９と回収搬送路７とが連通している。回収搬送オーガ６の搬送方向下流端と、供給搬送オーガ８の搬送方向下流端と、攪拌搬送オーガ１１の搬送方向上流端とで３つの搬送経路が連通している。
そして、回収搬送路７の搬送方向下流端まで搬送された回収現像剤は供給搬送路９に移送される。また、回収現像剤と供給搬送オーガ８で搬送される現像ローラ５に供給されなかった現像剤は、連通している攪拌搬送路１０に移送される。
攪拌搬送路１０では攪拌搬送オーガ１１によって、回収現像剤、余剰現像剤及び移送部で必要に応じて補給されるトナーを、回収搬送路７及び供給搬送路９の現像剤と逆方向に攪拌搬送する。そして、搬送方向下流側で連通している供給搬送路９の搬送方向上流側に攪拌された現像剤を移送する。なお、攪拌搬送路１０の下方には、トナー濃度センサ２７が設けられ、センサ出力によりトナー補給制御装置（図示せず）により移送部へのトナー補給を行っている。
現像装置４のケーシングは３つの搬送オーガの軸部で上下に分かれる一体成型された下ケーシング１２及び上ケーシング１３からなる。仕切り壁３３は下ケーシング１２の一部であり、仕切り板３４は、上ケーシング１３に保持され、下ケーシング１２と勘合する。
【００２４】
図２に示すように、現像剤供給部材の最上部である供給搬送オーガ８のオーガ頂点１４が現像ローラ５の回転中心１５よりも下方になるように配置されている。現像装置４では現像ローラ５の回転中心１５とオーガ頂点１４とを結んだ直線と、回転中心１５を通る水平な直線との角度θを３０°に設定した。この角度θは供給搬送オーガ８の直径にも左右されるが、現像装置４の小型化からレイアウト上１０°〜４０°が望ましい。
現像ローラ５への現像剤の供給は現像ローラ５内に設けられた磁極が現像剤中の磁性キャリアをひきつけることによって行われる。上述のように、オーガ頂点１４が現像ローラ５の回転中心１５よりも下方となるように配置することにより、現像剤の自重が現像ローラ５への現像剤の供給量に影響せず、磁力の大きさが現像剤の供給量に寄与する。これにより、供給搬送路９で搬送される現像剤の上部から確実に供給されるため、供給搬送オーガ８の搬送方向で供給搬送路９内の現像剤の嵩が均一でなくても、現像ローラ５に適正な量の現像剤を供給することができる。
【００２５】
また、特許文献１や特許文献２に記載の現像装置のように、現像ローラの横方向からのトナー供給だと、現像ローラの内部の磁力だけでなく、現像剤の自重によっても現像ローラ表面に供給される。これにより、搬送方向手前側は過剰な現像剤が供給され、ドクタ部で規制される現像剤の量が多くなり、現像剤に無駄なストレスを与えてしまう。一方、本件のように下方から供給することにより、現像剤の自重で現像ローラに補給がなされてしまうことがない。そして、現像ローラの磁力によって供給がなされるため、不必要な被規制現像剤が生じることなく、現像剤に無駄なストレスがかかることを防止できる。
【００２６】
次に、現像ローラ５の磁極配置について説明する。
図３は現像ローラ５の磁極配置の概略説明図である。感光体ドラム１と対向する現像領域で最も下流側に位置する現像下流端側Ｓ極２１８と、供給搬送オーガ８と対向する位置にある現像剤汲み上げ用Ｓ極２１９との間の領域は磁極がない磁極配置となっている。この磁極がない範囲が現像済みの現像剤を回収する現像剤回収領域となり、現像剤回収領域と対向する現像ローラ５の真下の位置に回収搬送路７を設けている。現像領域を通過した現像済みの現像剤は現像剤回収領域まで搬送されると磁力の影響を受けなくなり、現像ローラ５の回転による遠心力と現像剤の自重とにより、回収搬送路７に落下し、回収され、回収現像剤として搬送される。
現像ローラの上方で現像済みの現像剤を回収しようとすると、現像剤が磁力の影響を受けない位置でも、自重により現像ローラ表面に乗ったままの状態になり、表面移動と共に下流側に搬送される現像剤の連れ回りが生じることがある。現像済みの現像剤で連れ回りが生じると、トナー濃度が変化した現像剤が供給位置まで搬送され、再び現像に用いられることになり、現像ローラ上のトナー濃度が低下したり、不均一となったりするおそれがある。
図２で示す現像装置４では、現像ローラ５の下方の表面を現像剤回収領域とし、その下方に回収搬送路７を設けている。これにより、現像剤の自重は回収に寄与するため、より確実に現像剤を回収することができ、現像済み現像剤の連れ回りを防止することができ、トナー濃度を確実に一定にすることができる。
【００２７】
また、図２のように現像装置４は、回収搬送路７及び回収搬送オーガ６を現像ローラ５のほぼ真下に設け、供給搬送路９及び供給搬送オーガ８を横斜め下方に設けた構成である。このような構成により、現像下流端側Ｓ極２１８と汲み上げ用Ｓ極２１９との間隔を広く設定することができる。
従来機種では、現像済みの現像剤が汲み上げ側の磁極の影響で現像スリーブから分離せず、そのまま連れ回りとなって、現像ローラ５に担持されたままの状態となることがあった。現像済みの現像剤が現像ローラ５に担持されたままの状態となると、低トナー濃度の現像剤もしくは不均一濃度の現像剤により安定な画像が得られないという問題が生じる。
図２の現像装置４は、現像下流端側Ｓ極２１８と汲み上げ用Ｓ極２１９との間隔を広く設定し、現像済みの現像剤が汲み上げ用Ｓ極２１９の影響を受けにくいため、上述の問題を防止する効果が大きい。
供給と回収とを上下で配置している方式では、現像後の現像剤を横方向まで持ってくるため、搬送用磁極が必要となり、汲み上げ用磁極とその上流側の磁極の間隔が狭い構成となるため、連れ回りによる不具合が発生し易くなっている。プリンタ１００の現像装置４の現像ローラ５では汲み上げ用磁極である汲み上げ用Ｓ極２１９とその上流側の磁極である現像下流端側Ｓ極２１８との角度θ２は１１３°となっている。
【００２８】
従来の現像装置では現像ローラの汲み上げ用磁極とその上流側の磁極との間の角度は角度が大きいものでも、９０°ぐらいであり、従来の現像ローラに対し２０°以上広い間隔となる角度（約２５％増）となっている。汲み上げ用磁極とその上流側の磁極との間隔を広くすると上流側の磁極を通過した現像剤が汲み上げ磁極からの磁力の影響を受けにくく、つれまわり現象が起きにくい。現像装置４では汲み上げ用Ｓ極２１９と現像下流端側Ｓ極２１８との角度θ２を１１３°としている。θ２の値としてはこれに限るものではなく、従来の現像装置よりも大きい、例えば角度θ２は１００°以上あれば、連れ回りに起因するトナー濃度の不具合をより確実に防止することができる。
また、現像装置４では、現像用磁極が３極のため、最下流の現像用磁極が搬送用磁極もかねるため、専用の搬送用磁極が不必要となっていると考えられる。
【００２９】
現像ローラ５の表面に供給された現像剤はその層厚を現像ドクタ１６によって規制されることによって現像に最適な層厚となる。現像に最適な層厚とするには現像ドクタ１６で規制される必要があるため、現像ローラ５に供給される現像剤の量は、現像ドクタ１６を通過する現像剤の量よりも多い状態である。現像ローラ５に供給された現像剤は現像ドクタ１６を通過する現像剤よりも多く、現像ドクタ１６では常に現像剤が規制されている状態である。これにより、稼動していくうちに現像ドクタ１６の上流側のドクタ領域１７で規制された被規制現像剤が溜まっていく。
被規制現像剤は、後から現像ローラ５に供給され、ドクタ領域１７に到達する現像剤により、持ち上げられ、現像ローラ５に落下し、またドクタ領域１７に供給される。このように、ドクタ領域１７で対流するような挙動を示す。
現像装置４では、ドクタ領域１７で被規制現像剤が滞留し、循環対流を起こさないように、ある程度の量以上になった場合、迂回して供給搬送路９に還流させる被規制現像剤回収部材１８が設置されている。また、現像ローラ５の磁力が影響し、還流する現像剤が滞留しないように被規制現像剤回収部材１８の位置が設定されている。
【００３０】
現像ドクタ１６は上ケーシング１３に固定された放熱用部材１９に密着固定される。現像ドクタ１６は現像剤からの熱を放熱用部材１９に伝達し、放熱用部材の内側にはフィン２０が形成され稼働中の空気流により放熱を行い、現像剤の温度上昇の低減を図っている。また、放熱用部材１９は現像装置或いは作像ユニット１１１のプリンタ１００本体に対する着脱時に案内ガイドとして使用されるガイド部２１を備えている。
また、下ケーシング１２には、放熱フィン２８が設けられ、プリンタ１００前部から後部へ送られる冷却風により、現像装置４全体の温度上昇を低減、冷却できるようになっている。
【００３１】
現像ローラ５の下流側には、現像剤捕捉ローラ２２が設置され、感光体ドラム１に付着した現像剤及び現像ローラ５から落下した現像剤を捕捉する。そして、現像ローラ５と逆回転させ、現像ローラ５に戻すか、スクレーパ２３により回収搬送路７に回収させるようになっている。
攪拌搬送オーガ１１及び攪拌搬送路１０の上部の上ケーシング１３には開口部２４が設けられ、現像剤カートリッジ２５が保持されるように構成されている。製品納入時または現像剤交換時現像剤を抜き取った後に、現像剤カートリッジ２５をセットし、現像剤カートリッジシール部２６を剥離することにより、現像剤が開口部２４から現像装置４内に充填補給される。現像剤補給もカートリッジとして行えることで、簡単に交換が可能となっている。
【００３２】
次に、３つの現像剤搬送路内での現像剤の循環について説明する。
図４は、現像装置４の上ケーシング１３を外した状態を示すものであり、下ケーシング１２で構成される各搬送路及び各オーガの感光体ドラム１側から見た斜視図である。
下ケーシング１２には、図中手前側より回収搬送オーガ６、供給搬送オーガ８、及び攪拌搬送オーガ１１が設置され、それぞれのオーガによる搬送領域を分けるように、各搬送路が形成されている。但し、供給搬送路９と回収搬送路７とは、上ケーシング１３に保持され、下ケーシング１２と勘合する仕切り板３４により隔離されている。現像剤は、回収搬送オーガ６及び供給搬送オーガ８では矢印３５、３６の方向に、攪拌搬送オーガ１１では逆方向の矢印３７の方向に搬送されている。このとき矢印３５及び３６は図２中手前から奥側への搬送方向であり、一方、矢印３７は奥側から手前側への搬送方向である。
【００３３】
ここで、オーガの構成について攪拌搬送オーガ１１を例として説明する。攪拌搬送オーガ１１は、攪拌回転軸７０に現像剤搬送方向に向かって現像剤を攪拌搬送する羽部である攪拌搬送羽部３８と、現像剤を隣接する供給搬送オーガ８側に移送する攪拌横移送用パドル３９とを取り付けている。さらに、現像剤搬送方向下流端側の軸受部に現像剤を送り込まないように、攪拌搬送路１０の搬送方向下流端部の現像剤に搬送方向とは逆方向の搬送力を与える攪拌搬送羽部３８とは逆の巻方向の攪拌逆送羽部４０が取り付けられている。なお、回収搬送オーガ６、及び供給搬送オーガ８も攪拌搬送オーガ１１と同様な構成となっている。
【００３４】
攪拌搬送路１０での現像剤搬送方向下流側では、仕切り壁３３に開口部を設けてあり、攪拌搬送路１０の現像剤搬送方向下流側端部と供給搬送路９の現像剤搬送方向上流側端部とが連通している。攪拌搬送路１０の搬送方向下流側端部まで搬送された現像剤は攪拌搬送オーガ１１の攪拌横移送用パドル３９により、供給搬送オーガ８側の供給搬送路９の搬送方向上流側端部に移送される。
一方、逆側では、仕切り壁３３及び仕切り板３４に開口部が設けてあり、回収搬送路７及び供給搬送路９の現像剤搬送方向下流側端部と攪拌搬送路１０の現像剤搬送方向上流側端部とが連通し、連通部５０を形成している。回収搬送路７に回収された回収現像剤は回収搬送オーガ６の回収横移送用パドル４１により、供給搬送オーガ８側の供給搬送路９に移送される。現像に用いられず供給搬送路９の搬送方向下流側端部まで搬送された余剰現像剤と回収搬送路７から移送された回収現像剤とは、供給搬送路９内で混合される。余剰現像剤と回収現像剤とは、供給搬送オーガ８の供給横移送用パドル４２により、攪拌搬送オーガ１１側の攪拌搬送路１０に移送される。
【００３５】
ここで、回収搬送路７及び供給搬送路９の現像剤搬送方向下流側端部と攪拌搬送路１０の現像剤搬送方向上流側端部との３つの現像剤搬送路が連通する位置での現像剤の横方向の移送について説明する。
図５は、３つの現像剤搬送路が連通している横移送部の概略断面図である。
現像剤の受け渡し部の仕切り壁３３及び仕切り板３４にはそれぞれ開口部が設けられている。回収搬送路７、供給搬送路９、及び攪拌搬送路１０の回転するパドルのよって横移送されるため、単純に底部をつなげた平面とした場合、回転するパドルに対してデットポイントが生ずるため、うまく引き渡せない場合がある。そのため、各搬送路間にはそれぞれ回収・供給凸部３１及び供給・攪拌凸部３２が設けられ、それぞれの凸部を乗り越えた現像剤が逆流しないように構成されている。
また、比較的上方に引き渡す必要がある回収横移送用パドル４１は、現像剤を押し出す現像剤押し出し面４４に角度をもたせ、より外側に押し出すように構成されている。さらに、パドルの数は２枚に限らず、点線４１ｂで示すように、搬送量に応じて羽根の枚数を増やしてもよい。
３つの現像剤搬送路の中間に位置する供給搬送路９の供給横移送用パドル４２は、送り込まれた回収現像剤を引き込み、攪拌搬送路に押し出すため、回収横移送用パドル４１のような角度を持たせず、ほぼフラットな状態に構成されている。
【００３６】
また、攪拌搬送オーガ１１の下側の下ケーシング１２にはトナー濃度センサ２７を備えている。トナー濃度センサ２７からの出力信号により、制御系を含むトナー補給手段（図示せず）によって、供給搬送オーガ８と攪拌搬送オーガ１１との間の移送部位置４３に、上部からトナー補給が行われる。移送部位置４３は現像剤を横移送するための供給横移送用パドル４２が現像剤を掻き揚げる位置であるので攪拌作用が大きい。このように、攪拌作用が大きい箇所にトナー補給を行うことで、補給されたトナーが短時間で現像剤と攪拌、混合される。トナーを補給する箇所としては、供給搬送オーガ８と攪拌搬送オーガ１１の間と限らず、回収搬送オーガ６と供給搬送オーガ８との間の移送部であってもよい。
【００３７】
上述のように現像装置４では、回収搬送オーガ６、供給搬送オーガ８及び攪拌搬送オーガ１１と回収搬送路７、供給搬送路９及び攪拌搬送路１０とを現像ローラ５の下方に横方向に配置し、現像剤を循環させている。現像剤搬送路間の現像剤の移送が横方向に行われており、現像剤の循環において現像剤を上方向に押し上げる必要がない。これにより、装置内で現像剤を循環搬送する際に現像剤へのストレスを軽減することができ、現像剤の長寿命化を図ることができる。
また、回収搬送オーガ６及び供給搬送オーガ８の搬送方向下流端と、攪拌搬送オーガ１１の搬送方向上流端とで３つの搬送経路が連通させている。これにより、回収現像剤と余剰現像剤とを簡易な構成で攪拌搬送路１０まで移送することができる。
【００３８】
また、従来、隣り合う現像剤搬送路に現像剤を移送する構成として、搬送方向下流端部付近でも軸方向に平行な方向の搬送力のみを現像剤に加えて、押出すように開口部から隣の搬送路に移送するものがある。このように軸方向のみの搬送力を現像剤に加える構成では、開口部から押出すために現像剤に圧力を加える状態となり、現像剤に過剰なストレスがかかることになり、現像剤の寿命を低下させるおそれがある。一方、現像装置４では現像剤搬送路の搬送方向下流端部に横方向の搬送力を加えるパドル形状の部材を設けており、押出す構成のように現像剤に圧力を加えることなく移送できるため、現像剤にかかるストレスの軽減を図ることができる。
【００３９】
図６は現像装置４の現像ローラ５を取り付けた状態の上ケーシング１３の斜視図である。
図に示すように、現像領域よりも軸方向外側にトナー補給手段（図示せず）からのトナーを補給するトナー補給口３０を設けている。トナー補給手段（図示せず）からのトナーは、トナー補給口３０を通じて図４に示す移送部位置４３に補給がなされる。
図６に示すように、回収搬送路７と供給搬送路９との間の移送部の上方には現像ローラ５のローラ回転軸５ａが延びている。そして、このローラ回転軸５ａの駆動部を設けるため、現像装置４では回収搬送路７と供給搬送路９との間の移送部の上方にトナー補給口３０を設けることはできない。この点について、現像ローラ５の駆動部による制約がなければ、回収搬送路７と供給搬送路９との間の移送部の上方にトナー補給口３０を設けてもよい。回収搬送路７と供給搬送路９との間でトナーを補給することにより、トナー濃度が低下している回収現像剤にトナーを供給することができるので、攪拌をより効率的に行うことができる。
【００４０】
先に述べた図４について、攪拌搬送路１０と供給搬送路９とを仕切り、下ケーシング１２に形成された仕切り壁３３には、供給搬送オーガ８の現像範囲の中央部以降の現像剤搬送方向下流側には現像剤嵩調節開口部４５が設けられている。
現像ローラ５が停止させた場合、もしくは、現像ドクタ１６の設定により、現像に用いられる現像剤が減少し、現像剤が滞留して、供給搬送路９内の現像剤の嵩が所望の高さよりも高くなることがある。現像剤の嵩が所望の高さよりも高くなると、供給搬送オーガ８による搬送状況が異なり、極端に搬送効率が低下や、正常な現像剤循環が保てず、部分的な現像剤劣化などを引き起こすおそれがある。
現像範囲の中央部以降で現像剤の嵩が所望の高さ以上になると、現像剤嵩調節開口部４５から攪拌搬送路１０へ現像剤をオーバーフローさせ、供給搬送路９内での現像剤高さを制御している。
供給搬送路９内の現像剤は現像に用いられていない現像剤であり、そのトナー濃度は現像に適した状態であるので、攪拌搬送路１０の途中に供給してもトナー濃度の低下や、濃度の不均一が生じることはない。
なお、現像剤嵩調節開口部４５としては、図４に示すように複数箇所に分けて設けたものでも、現像範囲中央部以降全体を一つの開口部として設けたものでもよい。
所定の高さよりも高い位置の仕切り部材に開口部を設けることにより、供給搬送路内の過剰な現像剤をオーバーフローさせ、攪拌搬送路に供給する構成は、供給搬送路と攪拌搬送路とがほぼ同じ高さに並設されているこそ可能な構成である。例えば、供給搬送路と攪拌搬送路とが上下に並設されている場合、攪拌搬送路が上方にあっては供給搬送路内の現像剤をオーバーフローさせても攪拌搬送路に供給することはできない。供給搬送路が上方にある場合は、一度オーバーフローさせた現像剤を下方の攪拌搬送路に落下させる落下用の経路が必要となり、現像装置の構成が複雑になってしまう。本件のように、供給搬送路と攪拌搬送路とをほぼ同じ高さに並設すると、仕切り部材のある高さに開口部を設けるという簡易な構成で、供給搬送路内の過剰な現像剤を攪拌搬送路へ供給することができる。
【００４１】
次に、各現像剤搬送路間の現像剤の搬送量の関係について説明する。図７は各現像剤搬送路での現像剤搬送量（単位時間当たり）及びフローを説明する概略図である。図の横方向はプリンタ１００の奥行き方向、つまり現像装置４内での現像剤搬送路内の現像剤の搬送方向を表わしている。
攪拌搬送路１０での現像剤搬送状態を４６（以下、攪拌搬送量４６と呼ぶ）、供給搬送路９の現像剤搬送状態を４７（以下、供給搬送量４７と呼ぶ）、回収搬送路７現像剤搬送状態４８（以下、回収搬送量４８と呼ぶ）と表わす。この時の各奥行き方向位置での搬送量は図中の幅の大きさで示される。また、現像剤の搬送方向は矢印３５、３６及び３７で示される。
【００４２】
攪拌搬送路１０の現像剤は、搬送方向下流側で供給搬送路９に受け渡される（矢印５２）。供給搬送路９の現像剤は現像範囲では、回収搬送路７に現像ローラ５を介し順次移送されることとなる（矢印５３）。従って、現像範囲では、供給搬送路９の現像剤は順次減少して、回収搬送路７の現像剤は逆に同じ量増加していくことになる。また、回収搬送路７の現像剤は、搬送方向下流で供給搬送路９に受け渡され（矢印５４）、さらに、供給搬送路９の現像剤と共に攪拌搬送路１０に受け渡される（矢印５５）ことになる。また、図４で説明したように、回収搬送路７の搬送方向下流端から攪拌搬送路１０の搬送方向上流端までの連通部５０で横方向に移送する過程で行われ、図７では領域Ｋの範囲で行われる。
【００４３】
現像剤が円滑に循環するためには、各搬送路及び各オーガの搬送能力は、回収搬送オーガ６の出力搬送量：ｆ、供給搬送オーガ８の出力搬送量：ｅとすると、攪拌搬送オーガ１１の入力搬送量：Ｅとすると、Ｅ＝ｅ＋ｆを満足する必要がある。
また、攪拌搬送オーガの出力搬送量＝供給搬送オーガの入力搬送量＝攪拌搬送オーガの入力搬送量＝Ｅとなる。
そして、現像剤の安定供給を考える場合、供給搬送オーガ８で搬送する供給搬送路９内の現像剤は、ある程度余裕を持たせる必要がある。このとき、供給搬送路９内での現像剤の充填度（高さ）、及び供給搬送オーガ８の搬送効率が重要である。現像剤の高さは一定ではなく、攪拌方向により傾きを生じ、また、搬送効率も羽根のリード、材質、厚さ、条数により大きく変わって来るため、ある程度余裕をもった量として設定する必要がある。その誤差を±１０％とし、確実なオーバーフロー量１０％と設定して、攪拌搬送路１０から受け渡される現像剤の量Ｅの２０％以上となるように、ｅ＞（Ｅ／５）が望ましい。
【００４４】
また、ｅ→Ｅとなる（ｅがＥに近づく）ことは、無駄に現像剤を送っていることになり、現像剤に余分なストレスを加えることになる。これは、現像ドクタ１６により現像ローラ５の現像領域への供給量は決まり回収量も決まる。つまり、ｆは現像ドクタ１６の通過量によって決定される。よって、ｅ→Ｅとなるとなることは、供給量に対して余剰現像剤が単に多くなることになり、無駄に攪拌、搬送を行い、現像剤に余分なストレスを与えているだけとなる。また、余剰現像剤が多いと現像済みの回収現像剤の比率が落ちるため、トナー濃度変化に対してトナー濃度センサー２７の感度が鈍感になり、トナー濃度制御が難しくなる。
【００４５】
実施例としての現像装置４では、
（Ｅ／３）＞ｅ＞（Ｅ／４）・・・・（１）
となるように設計を行った。
これは現像剤搬送効率から、余剰現像剤のｅ→０が理想であるが、確実に現像ローラ上に一定量の現像剤を供給するため、ある程度余剰分が必要である。一方余剰現像剤と回収現像剤の比率により、一般的に攪拌搬送路上流側に位置するトナー濃度センサーの感度が大きく影響される。つまり、回収現像剤の比率が大きいと感度が大きく、一方ばらつきも大きい、比率が小さいと感度が小さくなる。また、回収現像剤の比率が大きい場合、トナー補給を受け、トナー濃度均一にするため、攪拌性能に依存される。そのため、余剰現像剤の比率を上げることにより、回収現像剤は補給されたトナー及び余剰現像剤からのトナーも加えられ、大きなトナー濃度ムラを押さえることが可能になる。
以上の点から、現像剤搬送効率確保（現像剤低ストレス化）及びトナー濃度制御（トナー濃度センサー感度及びトナー濃度均一化）の面から、搬送量を（１）の範囲に設定した。
【００４６】
次に、搬送オーガの諸条件と搬送能力との関係（概略計算方法）について説明する。
図８は、搬送オーガの断面図であり、図８（ａ）は直角方向断面図、図８（ｂ）は長手方向断面図である。
【００４７】
図８（ａ）について、各符号が示すもの、及びその単位は以下のとおりである。
オーガ直径：Ｄ［ｍｍ］
オーガ軸径：ｄ［ｍｍ］
オーガ底部から現像剤までの埋設高さ：Ｈ［ｍｍ］
現像剤面積：Ｃ［ｍｍ２］
この時のオーガにより搬送力が伝えられる現像剤面積Ｃは、次の関数式で表わされる。（オーガ断面の断面積については省略。）
Ｃ＝ｆ（Ｄ、ｄ、Ｈ）［ｍｍ２］
なお、現像剤の埋設高さ：Ｈが、オーガの直径：Ｄよりも大きいと、オーガの羽根が現像剤に完全に埋まった状態となり、上方の現像剤はオーガにより下方へ取り込まれにくく、攪拌されにくくなる。よって、攪拌性能の面を考慮して、現像剤の埋設高さ：Ｈは、少なくとも０．９Ｄ以下とし、一般的には、０．５Ｄ〜０．８Ｄで使用されている例が多い。
【００４８】
図８（ｂ）について、オーガの羽部のリード幅：Ｐ［ｍｍ］、オーガの羽部の平均厚み：Ｔ［ｍｍ］とすると、オーガの一回転の搬送量は二点鎖線部の範囲５６となる。
現像剤のオーガによる搬送量をＱ［ｇ／ｓｅｃ］とすると、次の式（２）ように表わされる。
Ｑ＝（η／１０２）＊（ρ／１０３）＊Ｃ＊（Ｐ−ｊ＊ｔ）＊（ｎ／６０）  ［ｇ／ｓｅｃ］・・・（２）
但し、式（２）中の各記号は以下のものを示す。
η：搬送効率［％］（オーガの羽部の表面性、リード角等に依存する。一般には５０〜８０％）
ρ：現像剤嵩密度[ｇ／ｃｍ３]
ｊ：オーガ羽部条数
ｎ：オーガ回転数[ｒｐｍ]
【００４９】
攪拌搬送オーガ１１の現像剤搬送量は図７で示される搬送量Ｅを基準搬送量として、回収搬送オーガ６の現像剤搬送量は図７で示される搬送量ｆを基準搬送量として設計を行うことになる。回収搬送オーガ６では必要搬送量：Ｑが０→ｆとなる。よって、概算上、搬送効率、現像剤嵩密度、オーガ直径、オーガ軸径、オーガの羽部のリード幅、オーガ羽部の条数、及び回転数を一定とすると、面積Ｃが０→Ｃになることにより必要搬送量が確保できる。つまり、現像剤の埋設高さ：Ｈが０→Ｈに変化している。この場合、性能上は問題がない。
【００５０】
一方、供給搬送オーガ８の現像剤搬送量：Ｑは、図７で示されるようにＥ→ｅとなる。上述の回収搬送オーガ６と同様に考えると、現像剤の埋設高さ：Ｈが、Ｈ→ｈ（Ｈ＞ｈ）に変化することとなる。本実施例では、現像ローラへの現像剤供給が搬送方向にかかわらず適性量供給すること、そのため供給搬送路９の現像剤の上面から安定供給することが、ポイントとなってくる。
搬送量が一定の場合、現像剤高さを任意範囲に入れるためには、供給量に対して非常に多い量を送ることとなり、現像剤に対し過剰なストレスを与えることとなり、現像剤寿命の低下を招く。
したがって、現像剤の高さが一定もしくは狭い範囲で変動する程度の安定した高さとすることが技術課題となる。そのため、回収搬送オーガ６と同様の設計は出来ない。
供給搬送オーガ８で、現像剤高さ：Ｈを一定にするためには、Ｈ＝一定→Ｃ＝一定となる。概算上、搬送効率、現像剤嵩密度、オーガ直径、オーガ軸径、及び回転数を一定とすると、必要搬送量ＱをＥ→ｅとするためには、リード幅の（Ｐ−ｊ＊ｔ）項を変化させることで可能となる。
【００５１】
現像剤搬送量：Ｑ＝Ｅの時のリード幅：ＰをＰ１、現像搬送量：Ｑ＝ｅの時のリード幅：ＰをＰｎとすると、
式（２）から
Ｅ＝Ｋ＊（Ｐ１−ｊ＊ｔ）
ｅ＝Ｋ＊（Ｐｎ−ｊ＊ｔ）
但し、Ｋ＝（η／１０２）＊（ρ／１０３）＊Ｃ＊（ｎ／６０）
また、リード幅：Ｐに対しオーガの羽部厚さ：ｔが非常に小さいとして省略し概算（ｊ＊ｔ≒０）、式（１）に代入すると
（Ｋ＊Ｐ１／３）＞Ｋ＊Ｐｎ＞（Ｋ＊Ｐ１／４）
∴  Ｐ１／３＞Ｐｎ＞Ｐ１／４
つまり、初期のリード幅Ｐ１から１／３〜１／４のリード幅にすることにより、現像剤高さ：Ｈを一定の範囲に維持できる。
【００５２】
次に、オーガ外径及びリード等について検討する。
従来、搬送効率にリード角が大きく影響することが知られている。リード角：δとすると、攪拌性に寄与する横方向の力はsinδ、搬送方向への力はｃｏｓδで作用する。攪拌性に関しては、従来より知られているオーガ上にパドル状部分を設ける等別途手段による効果向上を考える。実施例では、搬送効率を重要視し、リード角は３０°以下（ｃｏｓ３０°＝０．８６６）、つまり、リード角による損失を１５％以下として設計を行った。
リード角：δ＝tan−１（Ｐ／π＊Ｄ）  （Ｐ：リード幅、Ｄ：オーガ直径）
【００５３】
従来、オーガの条数を増加することにより搬送効率が向上させることが出来ることが知られている。但し、成形加工を考えた場合２条が限度と考えられる。その場合、２条と１条との切替えが問題となる。
一方、前述の概略計算ではｊ＊ｔ≒０として計算を行ったが、リード幅が小さくなるとｊ＊ｔ（羽部の条数＊羽部の厚さ）が無視できなくなってくる。２条による効率向上を最大１０％程度と考えると、２条と１条とのリード幅の項（Ｐ−ｊ＊ｔ）が１５％以下では、条数を増やす意味がないと考えられる。つまり、（Ｐ−２＊ｔ）／（Ｐ−ｔ）≧０．９の場合は２条とする効果があると考えられる。
（Ｐ−２＊ｔ）／（Ｐ−ｔ）≧０．９
→Ｐ≧１１ｔ
より、
オーガの羽部平均厚さ２［ｍｍ］とすれば、Ｐ＝２２［ｍｍ］以上は２条とするのが効果があるといえる。
【００５４】
駆動設計、及び同等な耐久性にする点から、オーガの回転数をほぼ同じように設定し、かつ、リード角３０°以下でほぼ同様のリード幅を選択（但し、供給搬送オーガの搬送方向上流リード幅）する、これにより、図７で示した現像剤搬送量を満足する必要最小限のオーガ外径が求められる。
その結果、オーガ外径について、供給搬送オーガの外径をＲ１、回収搬送オーガの外径をＲ２、攪拌搬送オーガの外径をＲ３とした場合、３つの現像剤搬送オーガの外径の大きさの関係が、
Ｒ２＜Ｒ１＜Ｒ３
となる。逆に、オーガ外径を上記不等式にすることで、ほぼ同一の回転数、同様のリード幅が可能となるといえる。また、必要最小限のオーガ外径とすることで、現像装置の過度な大型化を防止できる。
【００５５】
上述のオーガ外径及びリード等について検討から、３つの現像剤搬送オーガとしては、以下に示すオーガを採用する。
攪拌搬送オーガ・・・・外径：φ２６［ｍｍ］
リード幅：３６［ｍｍ］（２条）
供給搬送オーガ・・・・外径：φ２２［ｍｍ］
リード幅：３６〜１０［ｍｍ］（２条、１条）
回収搬送オーガ・・・・外径：φ１９［ｍｍ］
リード幅：３４［ｍｍ］（２条）
【００５６】
次に、搬送方向上流側と下流側とではリード幅を変化させ、羽部の条数を２条から１条にかえる供給搬送オーガ８について説明する。
図９は、供給搬送オーガ８の詳細説明図である。
図９の供給搬送オーガ８における現像剤の搬送方向は図中の左から右方向となり、搬送上流部５７で隣接する攪拌搬送路１０から現像剤が移送され、搬送される。
供給搬送羽部５８は、現像範囲手前側ではリード幅固定部（Ｐ１＝３６［ｍｍ］）である。そして、少なくとも現像ローラ５に現像剤を供給する範囲では、Ｐ１＝３６［ｍｍ］→Ｐｎ（リード幅変更ｎ番目のリード幅）＝１０［ｍｍ］まで連続してリード幅を変更するリード幅連続変更部となっている。現像範囲以降では、リード幅固定部（Ｐｎ＝１０［ｍｍ］）となっている。
そのため、現像ローラ５に現像剤を供給し、搬送する現像剤量が低下しても、搬送路内の現像剤高さがほぼ同じ高さで搬送されることになる。
【００５７】
また、オーガの羽部の条数は、羽部平均厚さ約１．８から、前述した考え方に基づき、リード幅連続変更部のリード幅が２０［ｍｍ］までは２条、２０［ｍｍ］以下は１条となっている。リード幅が連続変更する状態は等比級数的リード幅の変化となっているが、等差級数的リード幅の変化でもかまわない。但し、連続的に変化していることが望ましい。
現像に用いられず供給搬送オーガ８の最下流部まで搬送された余剰現像剤は、供給横移送用パドル４２により移送され、隣接された回収搬送路７からの回収現像剤とともに対向する側の攪拌搬送路１０に送り出される。また、供給横移送用パドル４２からさらに軸受（図示せず）までの間には、供給搬送羽部５８と逆の巻方向の供給逆送羽部６１（リード幅：５［ｍｍ］、２巻）が設けられ、現像剤を逆方向に搬送し、軸受等に現像剤が送り込まれることを防止している。
【００５８】
次に、現像剤規制部材である現像ドクタ１６と現像ドクタ１６により規制された被規制現像剤を回収する被規制現像剤回収部材１８について説明する。
図１０は、現像ドクタ１６近傍の斜視図である。
供給搬送オーガ８から現像ローラ５に供給された現像剤は、現像剤規制部材である現像ドクタ１６により、現像ローラ５上で現像に適した一定の厚さになるように規制される。現像ローラ５に供給される現像剤は現像ドクタ１６で規制される以上の量のため、次第に現像ドクタ１６の手前で被規制現像剤が滞留するようになり、一定以上の量となると、被規制現像剤回収部材１８上にあふれ出てくる。このあふれ出た現像剤６５は被規制現像剤回収部材１８上に設けられた整流板６６により、一部は供給搬送オーガ８の搬送方向の上流側に（矢印６７）、一部はそのまま直下の供給搬送オーガ８に落下（矢印６８）するようになっている。
【００５９】
供給搬送路９及び供給搬送オーガ８の現像剤の高さは、前述するようにほぼ一定の高さが保たれるように構成されているが、実際には供給搬送オーガ８のリード角、条数、表面性により搬送効率が異なってくる。また、現像ドクタ１６の設定により、供給量及び規制量がばらついてくる。そのため、現像ドクタ１６での被規制現像剤の一部を供給搬送オーガ８に上流側に還流させ、供給搬送路９での現像剤量が多すぎた場合、図４に示した現像剤嵩調節開口部４５から攪拌搬送路１０へ循環させている。これにより、供給搬送路９内の現像剤高さが安定した高さになるような現像剤の流れとすることができる。
【００６０】
以上、本実施形態によれば、現像剤担持体である現像ローラ５に現像剤を供給する現像剤供給搬送部材としての供給搬送オーガ８及び現像剤供給搬送路としての供給搬送路９とを有している。また、現像済みの現像剤を回収し搬送する現像剤回収搬送部材としての回収搬送オーガ６及び現像剤現像剤回収搬送路としての回収搬送路７とを有している。つまり、現像剤を供給する供給搬送路９と現像剤を回収する回収搬送路７とをそれぞれ個別に設けている。これにより、現像ローラ５に供給する現像剤にトナー濃度が薄まった現像済みの現像剤が混入しないため、現像剤搬送方向でトナー濃度が低下することを防止することができる。さらに、現像剤攪拌搬送路としての攪拌搬送路１０も個別に設けることにより、回収現像剤、余剰現像剤及び補給トナーが攪拌搬送路１０で充分攪拌された現像剤のみ、供給現像剤として供給できる。また、回収搬送路７を現像ローラ５の下方に設けることにより、現像剤の自重も現像剤の回収に寄与するためより確実に現像済みの現像剤を回収することができる。現像剤が現像ローラ５の表面に連れ回ることに起因する供給搬送路９内の現像剤全体のトナー濃度の低下や、濃度の不均一が生じることを防止し、トナー濃度を安定させることができ、高印字率原稿の連続印刷でも安定した画像が提供できる。
さらに、回収搬送路７と供給搬送路９と現像剤攪拌搬送路としての攪拌搬送路１０とをほぼ同じ高さに設けているので、現像剤搬送路内での現像剤を循環搬送する際に、現像剤を上方に持ち上げる必要がない。よって、現像剤に過剰なストレスがかかることを防止でき、現像剤へのストレスを軽減することができるので、現像剤の長寿命化を図ることができる。
また、供給搬送路９及び回収搬送路７の最下流側と、攪拌搬送路１０の最上流側とは連通している。そして、回収現像剤と余剰現像剤とを同一の供給箇所としての供給搬送路９の搬送方向下流側に仕切り壁３３の開口部から攪拌搬送路１０に供給する現像剤共通移送路としての連通部５０を形成している。これにより、回収現像剤と余剰現像剤とを簡易な構成で攪拌搬送路１０まで移送することができる。さらに、現像により消費された上記トナーの量に応じて、連通部５０内の移送部位置４３でトナーの補給が行われている。これにより、現像剤が横方向に移送されながら、かき乱されている箇所にトナーを補給することにより現像剤の攪拌性を向上することができる。
また、連通部５０内でも、回収搬送路７の現像剤搬送方向下流端近傍にトナーを補給することにより、トナー濃度が低下している回収現像剤にトナーを混入することができるので、現像剤の攪拌性をさらに向上することができる。
また、現像剤攪拌搬送部材として、回転軸部としての攪拌回転軸７０に螺旋状の羽部である攪拌搬送羽部３８を供えた攪拌搬送オーガ１１を用いることにより、回転させることで軸方向への現像剤の搬送を行うことができる。
また、攪拌搬送オーガ１１の搬送方向下流端部の羽部は攪拌搬送オーガ１１の搬送方向とは逆方向に搬送するような螺旋状の攪拌逆送羽部４０を備えることにより、現像剤搬送方向下流側の軸受部に現像剤が進入することを防止できる。
また、攪拌搬送オーガ１１の現像剤搬送方向の下流側近傍に、隣接する供給搬送オーガ８側へ現像材を送り出す攪拌横移送用パドル３９を設けている。これにより、従来のらせん形状で前後から圧を加えて隣接する搬送路に現像剤を押し込む方法より、現像剤に対するストレスを非常に低減できる。そのため、現像剤の長寿命化が図れる。さらに、パドル形状による現像剤移動となるため、現像剤を大きく拡散することになり、トナー補給時のトナー攪拌効果の向上も図れる。
なお、上述の攪拌搬送オーガ１１の作用は、同様の構成を備えた回収搬送オーガ６および供給搬送オーガ８においても同様に奏することができる。
また、３つの現像剤搬送オーガの直径の大きさの関係が、大きい方から攪拌搬送オーガ１１、供給搬送オーガ８、そして回収搬送オーガ６の順となっている。これにより、必要な搬送能力を有しつつ、回転数等がほぼ近いところに設定可能となり、駆動系寿命の安定化が図れる。さらに、必要最小限のオーガ外径にすることで、現像装置４の省スペース化を図ることができる。
また、供給搬送オーガ８の現像剤を供給する範囲では、搬送方向下流側ほど連続してリード幅が狭くなるようにリード幅を変更するリード幅連続変更部を設けている。これにより、供給搬送オーガ８の現像剤搬送量を上流側で大きく、下流側で小さくすることができる。そして、供給搬送路９で現像ローラ５に現像剤を順次供給していくことで現像剤量が減少しても、現像剤の高さにあまり変化がないようにできるため、搬送方向における位置にかかわらず現像ローラ５に安定した現像剤を供給できる。
また、供給搬送オーガ８のリード幅変更部でのリード幅が荒い方を２条らせん形状、リード幅が細かな方を１条らせん形状にしている。これにより、リード幅が荒い（リード角が大きい）場合の現像剤搬送効率の低下を防止することが可能となり、より低い回転数で搬送できる。その結果、現像剤へのストレス低減となり、現像剤の長寿命化が図れる。
また、供給搬送羽部５８のリード幅が羽部の平均厚さの１１倍以上となる部分の羽部を２条としたことにより、らせん形状の条数が増加することによる損失を、搬送効率向上分以下にすることができる。そして、現像剤搬送量の低下を防止し、効率のよい現像剤搬送を図ることができる。
また、供給搬送オーガ８のオーガ頂点１４が現像ローラ５の回転中心１５よりも下方になるように配置している。そして、現像装置４では現像ローラ５の回転中心１５とオーガ頂点１４とを結んだ直線と、回転中心１５を通る水平な直線との角度θは３０°である。これにより、供給搬送路９内の現像剤上部から供給することになり、現像剤搬送方向により過剰な現像剤を供給することがない。その結果、現像ドクタ１６での現像剤へのストレスが現像剤搬送方向でムラになることが低減できる。
また、汲み上げ用磁極である汲み上げ用Ｓ極２１９とその上流側の磁極である現像下流端側Ｓ極２１８との間の角度θ２を１１３°と広く設定している。これにより、上流側の磁極を通過した現像剤が汲み上げ磁極からの磁力の影響を受けにくく、つれまわり現象が起きにくいため、連れ回りに起因するトナー濃度の不具合をより確実に防止することができる。
また、現像剤規制部材である現像ドクタ１６により、規制された被規制現像剤を、被規制現像剤回収部材１８規制部材近傍での、現像剤の循環対流を防止することができる。その結果、現像剤同志の摩擦等による発熱を低減させ現像剤劣化を防止することができる。さらに、回収した現像剤を供給搬送路９に循環させ、かつ少なくとも一部を供給搬送路９の上流側に戻している。これにより、供給搬送路９での現像剤高さをある一定の高さ以上に保つことが可能となり、より安定した現像ローラへの現像剤供給が図れる。また、現像ドクタ１６の設定等により、現像ローラ５への供給量が変化した場合の、補完ともなっている。
また、供給搬送路９と攪拌搬送路１０とは仕切り部材である仕切り壁３３を挟んで隣接して配置されており、仕切り壁３３に現像剤嵩調節開口部４５を備えている。これにより、供給搬送路９内の現像剤が所望量よりも多くなった場合に現像剤をオーバーフローさせ現像剤を攪拌搬送路へ供給し、供給搬送路の現像剤高さをある高さ以下に制限することができ、過剰な滞留を防止することができる。
【００６１】
［変形例］
上述の実施例では、回収搬送路７の搬送方向下流端まで搬送された回収現像剤を、一度、供給搬送路９に移送し、その後、余剰現像剤とともに攪拌搬送路１０に移送する構成である。
余剰現像剤は現像に用いられなかった現像剤であるので、現像に適したトナー濃度となっている。余剰現像剤にトナー濃度が低い状態となった回収現像剤を混合しトナーを補給することは、適正なトナー濃度の余剰現像剤のトナー濃度を変更することになり、不必要な攪拌を行うことになる。また、余剰現像剤は使用されていないため、トナー補給されると一時的にもより高濃度状態となり、均一化にはより時間がかかることが起こりうる。
以下、変形例として、現像ローラから回収された回収現像剤と、供給での余剰現像剤とを分離した経路で攪拌搬送路に受け渡す方式について説明する。なお、現像装置４の供給搬送路９の搬送方向下流端部側の横方向への現像剤を移送する構成のみが実施例と異なり、他の点では共通する。共通する点の説明は省略し、相違点についてのみ説明する。
【００６２】
図１１は、変形例の現像装置４の供給搬送路９及び回収搬送路７の搬送方向下流側であり、攪拌搬送路１０の搬送方向上流側となる端部の説明図である。
回収搬送オーガ６の端部には、回収現像剤を攪拌搬送路１０側に送り出す回収横移送用パドル４１が設けられている。また、供給搬送オーガ８の搬送方向下流側端部には、余剰現像剤を攪拌搬送路１０側に送り出す第１パドル２０５が設けている。また、同軸上に回収横移送用パドル４１から送り込まれた回収現像剤をさらに攪拌搬送路１０側に送り出す第２パドル２０６が設けられている。
【００６３】
第１パドル２０５と第２パドル２０６と間には、パドル隔壁２０７が設けられており、回収現像剤と余剰現像剤が交じり合わないように構成されている。パドル隔壁２０７には、第１パドル２０５と第２パドル２０６の軸の回転に干渉しないように、また、現像剤が漏れない程度の穴（図示せず）が設けられている。
第１パドル２０６と第２パドル２０５の幅は、現像剤の必要な送り出し量の差により、第２パドルの幅の方が広く設定されている。回収現像剤を横方向に移送する回収横移送用パドル４１及び第２パドル２０６による受渡し搬送部には、トナー供給口（図示せず）が設けられ、回収現像剤上にトナーが供給される。
【００６４】
攪拌搬送路１０には攪拌搬送オーガ１１が設置され、トナー補給された回収現像剤と余剰現像剤を攪拌搬送する。余剰現像剤と回収現像剤の受渡し経路を分離することで、トナー濃度低下した回収現像剤側のみにトナー補給が行われる。これにより、全体の現像剤と攪拌される以前に、プレ攪拌が行われることとなり、現像剤のトナー濃度のより早い復帰、均一化を計ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】実施例に係るプリンタの概略構成図。
【図２】実施例に係る現像装置の概略構成図。
【図３】現像ローラの磁極配置の概略構成図。
【図４】現像装置の下ケーシングの斜視図。
【図５】現像剤搬送路の連通部の概略断面図。
【図６】現像装置の上ケーシングの斜視図。
【図７】各現像剤搬送路での現像剤搬送量及びフローを説明する概略図。
【図８】搬送オーガの断面図で、（ａ）は直角方向の断面図、（ｂ）は長手方向の断面図。
【図９】供給搬送オーガの説明図。
【図１０】現像装置の現像ドクタ近傍の説明図。
【図１１】変形例に係る現像装置の概略構成図。
【図１２】従来から広く使用されている現像装置の概略構成図。
【図１３】特許文献１に記載の現像装置の概略構成図。
【図１４】特許文献２に記載の現像装置の概略構成図。
【図１５】特許文献３に記載の現像装置の概略構成図。
【符号の説明】
【００６６】
１      感光体ドラム
２      帯電装置
４      現像装置
５      現像ローラ
６      回収搬送オーガ
７      回収搬送路
８      供給搬送オーガ
９      供給搬送路
１０    攪拌搬送路
１１    攪拌搬送オーガ
１２    下ケーシング
１３    上ケーシング
１４    オーガ頂点
１５    回転中心
１６    現像ドクタ
１７    ドクタ領域
１８    被規制現像剤回収部材
１９    放熱用部材
２０    フィン
２１    ガイド部
２２    現像剤捕捉ローラ
２３    スクレーパ
２７    トナー濃度センサ
２８    放熱フィン
３０    トナー補給口
３１    回収・供給凸部
３２    供給・攪拌凸部
３３    仕切り壁
３４    仕切り板
３８    攪拌搬送羽部
３９    攪拌横移送用パドル
４０    攪拌逆送羽部
４１    回収横移送用パドル
４２    供給横移送用パドル
４３    移送部位置
４４    現像剤押し出し面
４５    現像剤嵩調節開口部
６０    転写ベルト
６１    供給逆送羽部
１００  プリンタ
１０１  第１給紙カセット
１０２  第２給紙カセット
１０３  光書込ユニット
１０５  レジストローラ
１０６  転写ユニット
１０７  定着ユニット
１０８  排紙トレイ
１０９  反転ユニット
１１１  作像ユニット
２０７  パドル隔壁
２１０  回収攪拌搬送路
４０１  供給回収オーガ
４０２  供給回収搬送路
４０３  隔壁
４０４  第１隔壁
４０５  第２隔壁
４４０  供給オーガ
４５０  搬送オーガ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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