(57)【要約】 【課題】  現像ユニット内のトナーの帯電性、流動性の低下を抑え、長期にわたって地汚れを防止し、高品位の画像を得ることができる現像装置を提供する。【解決手段】  トナーカートリッジ３２と現像ユニット３１とを並設し、これらをトナーが通過する連通口３３で連通させると共に、連通口３３を開閉する制御弁３４を設け、トナーカートリッジ３２内の撹拌手段３２ａと制御弁３４とを協働させて、トナーカートリッジ３２から現像ユニット３１に供給されるトナー流と現像ユニット３１からトナーカートリッジ３２に返送されるトナー流を形成し、単位時間当たりのトナー供給量ａとトナー返送量ｂとの比ｂ／ａを０．０５〜２．０にする。【選択図】図７
2006308639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の潜像をトナーで現像する現像ユニットと、
この現像ユニットに並設され、現像ユニットにトナーを供給するトナーカートリッジと、
このトナーカートリッジ内に設けられたトナー撹拌手段とを有し、
前記トナーカートリッジを前記現像ユニットに対して着脱自在とした現像装置において、
前記トナーカートリッジと現像ユニットとをトナーが通過する連通口で連通させると共に、前記連通口を開閉する制御弁を設け、
前記撹拌手段と前記制御弁とを協働させて、前記トナーカートリッジから前記現像ユニットに供給されるトナー流と前記現像ユニットから前記トナーカートリッジに返送されるトナー流を形成し、
単位時間当たりのトナー供給量ａとトナー返送量ｂとの比ｂ／ａを０．０５〜２．０の範囲にしたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において、
前記制御弁は、前記連通口を開状態とする定位置と、閉状態とする作動位置との間を揺動し、前記定位置に戻る際に、その移動方向後流側に前記連通口に開口する空間部を形成するものであり、
前記撹拌手段は少なくとも１つの弾性フィルムを有し、
この弾性フィルムは、回転によってその先端部がトナーカートリッジの内壁面に当接したのち離脱する際に、その回転方向後流側に前記連通口に開口する空間部を形成するものであり、
前記現像ユニット内に形成された空間部によって前記現像ユニット内にトナーが供給され、前記トナーカートリッジ内に形成された空間部によって前記トナーカートリッジ内にトナーが返送されることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の現像装置において、
前記制御弁の定位置における弁角度は２０°〜４５°であり、作動位置における弁角度は０°〜１５°であることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の現像装置において、
前記トナーカートリッジの内壁面に前記撹拌手段の弾性フィルム先端部が当接したのち湾曲して離脱する突起部を設け、
前記弾性フィルムの回転方向後流側３０〜１２０°の範囲に前記弾性フィルムの回転軸を要とする断面扇形の凸状部を設け、この凸状部と前記突起部とで前記弾性フィルムの回転によって形成された空間部へのトナーの流入を阻止するようにしたことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の現像装置において、
前記トナーカートリッジ内に前記空間部が形成されている間に、前記制御弁は少なくとも１回作動し、
前記トナーカートリッジ内の前記空間部が消滅した後にも、前記制御弁は少なくとも１回作動することを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の現像装置において、
単位時間当たりのトナー供給量ａとトナー返送量ｂとの比ｂ／ａを０．０５〜０．９５の範囲にしたことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項２乃至６のいずれか１項に記載の現像装置において、
前記制御弁は前記現像ユニット内に設けられた回転手段によって駆動されるものであり、この回転手段は少なくとの２つの回転羽根を有し、その回転数は０．５〜５．０回／秒であり、
前記トナーカートリッジ内の撹拌手段の回転数は０．０４〜０．４回／秒であることを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項２乃至７のいずれか１項に記載の現像装置において、
前記撹拌手段の弾性フィルムの側端部と、前記トナーカートリッジの側壁面との間隔は２０ｍｍ以下であることを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項２乃至８のいずれか１項に記載の現像装置において、
前記連通口は、前記現像ユニットまたはトナーカートリッジの長手方向に沿って複数個設けられ、各連通口に対応して前記制御弁が設けられており、
隣接する制御弁が交互に動作するようにしたことを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の現像装置において、
前記制御弁相互の間隔は、２mm〜２０mmであることを特徴とする現像装置。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の現像装置において、
前記現像ユニット内の回転手段の回転羽根は、櫛歯状であることを特徴とする現像装置。
【請求項１２】
請求項９または１０に記載の現像装置において、
前記現像ユニット内の回転手段の回転羽根は、矩形状であることを特徴とする現像装置。
【請求項１３】
請求項1乃至１２のいずれか１項に記載の現像装置において、
前記制御弁の幅は、連通口の幅より０mm〜２０mm大きいことを特徴とする現像装置。
【請求項１４】
請求項1乃至１３のいずれか１項に記載の現像装置において、
前記制御弁の長さは、１０mm〜２５mmであることを特徴とする現像装置。
【請求項１５】
潜像を担持する像担持体と、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電装置と、帯電した像担持体の表面に静電潜像を書き込む露光装置と、像担持体表面に形成された静電潜像を可視像化する現像装置と、像担持体表面の可視像を直接又は中間転写体を介して記録部材に転写する転写装置と、像担持体上のトナーをクリーニングするクリーニング装置と、記録部材上の可視像を熱及び又は圧力で定着させる定着装置とを備える画像形成装置において、
前記現像装置は、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の現像装置である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の画像形成装置において、
前記像担持体と現像装置とを一体に支持して着脱可能としたプロセスカ−トリッジを備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
少なくとも、像担持体と現像装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジにおいて、
前記現像装置は、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の現像装置である
ことを特徴とするプロセスカ−トリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の静電複写プロセスによる画像形成に用いられる現像装置に関し、また、この現像装置を用いる画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、オフィスにおけるＯＡ化、カラー化が一段と進み、従来の文字のみからなる原稿の複写だけではなく、パーソナルコンピュータで作成したグラフ等を含む原稿をプリンターにて出力し、プレゼンテーション用の資料等として多数枚複写する機会が増している。プリンター出力画像は、ベタ画像、ライン画像、ハーフトーン画像が多く、それにともない画像品質に求められる市場の要求が変化しつつあり、また、高信頼性等の要求も更に高まっている。
電子写真、静電記録、静電印刷等の電子写真方式に使用される現像剤は、その現像工程において、例えば、静電潜像が形成されている像担持体（代表的には感光体）に一旦付着され、次に転写工程において感光体から転写紙等の転写媒体に転写された後、定着工程において紙面に定着される。その際、像担持体上に形成される静電潜像を現像するための現像剤としては、キャリアとトナーから成る二成分系現像剤、及びキャリアを必要としないでトナーのみからなる一成分系現像剤（磁性トナー、非磁性トナー）が知られている。二成分系現像剤は、トナー粒子がキャリア表面に付着することにより現像剤が劣化し、また、トナーのみが消費されるため現像剤中のトナー濃度が低下するので、キャリアとトナーとの混合比を一定割合に保持しなければならず、そのため現像装置が大型化するといった欠点がある。一方、一成分系現像剤は、装置の小型化が可能等の利点を有しており、あらゆる環境下（低温低湿、高温高湿）での使用が容易であるなどの理由から現像方式の主流になりつつある。
【０００３】
ところで、一成分系現像剤は、磁性トナーを用いる磁性一成分現像剤と、非磁性トナーを用いる非磁性一成分現像剤とに分類される。磁性一成分現像剤を用いる磁性一成分現像方式は、内部にマグネットなどの磁界発生手段を設けた現像スリーブを用いて、マグネタイトなどの磁性体を含有する磁性トナーを保持し、層厚規制部材により、薄層化し現像するもので、近年小型プリンターなどで多数実用化されている。これに対して、非磁性一成分剤を用いる非磁性一成分現像方式は、トナーが磁気力を持たないため、現像スリーブにトナー補給ローラなどを圧接して現像スリーブ上にトナーを供給し、静電気的に保持させ、層厚規制部材により、薄層化して現像するものであり、有色の磁性体を含有しないためカラー化に対応できるという利点があり、また現像スリーブにマグネットを用いないため、装置のより軽量化、低コスト化が可能となり、近年小型フルカラープリンター等で実用化されている。
【０００４】
しかしながら、一成分現像方式では、未だ改善すべき課題が多いのが現状である。二成分現像方式では、トナーの帯電、搬送手段としてキャリアを用い、トナーとキャリアは現像装置内部において十分撹拌、混合された後、現像スリーブに搬送され現像に供されるため比較的長時間の使用においても安定した帯電、搬送を持続することが可能であり、また、高速の現像装置にも対応しやすい。これに比べ、一成分現像方式ではキャリアのような安定した帯電、搬送手段がないため、長時間使用や高速化による帯電、搬送不良が起こりやすい。
特に、非磁性一成分現像方式は現像スリーブ上へトナーを搬送した後、層厚規制部材にてトナーを薄層化させて現像するが、トナーと現像スリーブ又は層厚規制部材などの摩擦帯電部材との接触・摩擦帯電時間が非常に短いため、キャリアを用いた二成分現像方式より低帯電、逆帯電トナーが多くなりやすい。また、少なくとも１つのトナー搬送部材によってトナーを搬送し、かつ、搬送されたトナーによって像担持体に形成された静電潜像を現像する手段が採られているが、その際、トナー搬送部材表面のトナーの層厚は極力薄くしなければならない。このために、層厚規制部材による押圧力を受けるために、トナー表面に外添された外添剤のトナー内部への埋没が激しく、トナーの帯電性、流動性が大きく低下するという不具合がある。
【０００５】
この不具合を解消するために、例えば、特許文献１では、トナー補給タンクとトナーホッパとの補給口近傍位置に補給ローラとしてのマグネットロ−ラと、穂切り手段としてのスクレーパとを有したものにおいて、上記補給ロ−ラを正転及び逆転させることができる補給ロ−ラ駆動手段を有し、該補給ローラ駆動手段は、所定時間内の補給ロ−ラの正転方向の回転角Ａと、逆転方向の回転角Ｂとの関係が、Ａ＜Ｂとなるように補給ローラを駆動する画像形成装置が開示されている。これによって、ホッパー内のトナーの流動性の悪化を防止することができ、現像ローラに対するトナー供給量を常に一定することができ、小型で、かつ画像かすれのない画像装置にすることができる。
また、特許文献２では、現像スリーブは、表面に現像剤の帯電極性と同極性の帯電極性を有する導電性樹脂層が備えられ、導電性樹脂層は、少なくとも結着樹脂、導電性微粉末、及び荷電制御剤を含有し、撹拌部材の回転中心Ｘが、現像スリーブの回転中心を横切る水平面Ｈに対して下側に位置する現像装置が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平０８−１２２５５９号公報
【特許文献２】特開２００５−０６２２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来技術では、現像装置内にあるトナーの帯電性、流動性を長期にわたって安定化させることは困難であるという問題点がある。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、現像装置内のトナーの帯電性、流動性の低下を抑える現像装置及びこれを用いることで、長期にわたって地汚れを防止し、高品位の画像を得ることができる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】
【０００８】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
１．本発明の現像装置は、像担持体の潜像をトナーで現像する現像ユニットと、
この現像ユニットに並設され、現像ユニットにトナーを供給するトナーカートリッジと、
このトナーカートリッジ内に設けられたトナー撹拌手段とを有し、
前記トナーカートリッジを前記現像ユニットに対して着脱自在とした現像装置において、
前記トナーカートリッジと現像ユニットとをトナーが通過する連通口で連通させると共に、前記連通口を開閉する制御弁を設け、
前記撹拌手段と前記制御弁とを協働させて、前記トナーカートリッジから前記現像ユニットに供給されるトナー流と前記現像ユニットから前記トナーカートリッジに返送されるトナー流を形成し、
単位時間当たりのトナー供給量ａとトナー返送量ｂとの比ｂ／ａを０．０５〜２．０の範囲にしたことを特徴とする。
【０００９】
２．また、本発明の現像装置は、さらに、前記制御弁は、前記連通口を開状態とする定位置と、閉状態とする作動位置との間を揺動し、前記定位置に戻る際に、その移動方向後流側に前記連通口に開口する空間部を形成するものであり、
前記撹拌手段は少なくとも１つの弾性フィルムを有し、
この弾性フィルムは、回転によってその先端部がトナーカートリッジの内壁面に当接したのち離脱する際に、その回転方向後流側に前記連通口に開口する空間部を形成するものであり、
前記現像ユニット内に形成された空間部によって前記現像ユニット内にトナーが供給され、前記トナーカートリッジ内に形成された空間部によって前記トナーカートリッジ内にトナーが返送されることを特徴とする。
【００１０】
３．また、本発明の現像装置は、さらに、前記制御弁の定位置における弁角度は２０°〜４５°であり、作動位置における弁角度は０°〜１５°であることを特徴とする。
４．また、本発明の現像装置は、さらに、前記トナーカートリッジの内壁面に前記撹拌手段の弾性フィルム先端部が当接したのち湾曲して離脱する突起部を設け、
前記弾性フィルムの回転方向後流側３０〜１２０°の範囲に前記弾性フィルムの回転軸を要とする断面扇形の凸状部を設け、この凸状部と前記突起部とで前記弾性フィルムの回転によって形成された空間部へのトナーの流入を阻止するようにしたことを特徴とする。
５．また、本発明の現像装置は、さらに、前記トナーカートリッジ内に前記空間部が形成されている間に、前記制御弁は少なくとも１回作動し、
前記トナーカートリッジ内の前記空間部が消滅した後にも、前記制御弁は少なくとも１回作動することを特徴とする。
【００１１】
６．また、本発明の現像装置は、さらに、単位時間当たりのトナー供給量ａとトナー返送量ｂとの比ｂ／ａを０．０５〜０．９５の範囲にしたことを特徴とする。
７．また、本発明の現像装置は、さらに、前記制御弁は前記現像ユニット内に設けられた回転手段によって駆動されるものであり、この回転手段は少なくとの２つの回転羽根を有し、その回転数は０．５〜５．０回／秒であり、
前記トナーカートリッジ内の撹拌手段の回転数は０．０４〜０．４回／秒であることを特徴とする。
８．また、本発明の現像装置は、さらに、前記撹拌手段の弾性フィルムの側端部と、前記トナーカートリッジの側壁面との間隔は２０ｍｍ以下であることを特徴とする。
９．また、本発明の現像装置は、さらに、前記連通口は、前記現像ユニットまたはトナーカートリッジの長手方向に沿って複数個設けられ、各連通口に対応して前記制御弁が設けられており、
隣接する制御弁が交互に動作するようにしたことを特徴とする。
１０．また、本発明の現像装置は、さらに、前記制御弁相互の間隔は、２mm〜２０mmであることを特徴とする。
１１．また、本発明の現像装置は、さらに、前記現像ユニット内の回転手段の回転羽根は、櫛歯状であることを特徴とする。
１２．また、本発明の現像装置は、さらに、前記現像ユニット内の回転手段の回転羽根は、矩形状であることを特徴とする。
１３．また、本発明の現像装置は、さらに、前記制御弁の幅は、連通口の幅より０mm〜２０mm大きいことを特徴とする。
１４．また、本発明の現像装置は、さらに、前記制御弁の長さは、１０mm〜２５mmであることを特徴とする。
【００１２】
１５．本発明の画像形成装置は、潜像を担持する像担持体と、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電装置と、帯電した像担持体の表面に静電潜像を書き込む露光装置と、像担持体表面に形成された静電潜像を可視像化する現像装置と、像担持体表面の可視像を直接又は中間転写体を介して記録部材に転写する転写装置と、像担持体上のトナ−をクリ−ニングするクリ−ニング装置と、記録部材上の可視像を熱及び又は圧力で定着させる定着装置とを備える画像形成装置において、
前記現像装置は、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の現像装置であることを特徴とする。
１６．また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記像担持体と現像装置とを一体に支持して着脱可能としたプロセスカ−トリッジを備えることを特徴とする。
１７．本発明のプロセスカートリッジは、少なくとも、像担持体と現像装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジにおいて、
前記現像装置は、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の現像装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
上記解決するための手段によって、本発明の現像装置及び画像形成装置では、トナーの帯電性が保たれることで、長期にわたって安定した帯電量が得られることで高品位の画像を得ることができる。また、トナーの流動性の低下を抑えられることで、現像スリーブに安定してトナーを均一に供給できるので、長期にわたって地汚れのない、濃度の高い画像を安定して得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係る現像装置の構成を示す概略図である。
現像装置３０は、像担持体である感光体１１（後述する図６参照）の潜像を現像剤であるトナーで現像する現像ユニット３１と、この現像ユニット３１にトナーを補給するトナーカートリッジ３２とを備える。
現像ユニット３１は、感光体１１に対向していて、感光体１１との間に形成される現像領域にトナーを搬送する現像剤担持体である現像スリーブ３１ａと、現像スリーブ３１ａ上にトナーを供給する供給ローラ３１ｂと、現像スリーブ３１ａ上のトナー量を規制する層厚規制部材である規制ローラ３１ｃと、トナーを搬送する回転手段としての第１搬送パドル３１ｄとを備える。
トナーカートリッジ３２は、トナーを収納している第１及び第２収納室３２１、３２２と、現像ユニット３１へトナーを搬送する撹拌手段としての第２の搬送パドル３２ａ及び第３の搬送パドル３２ｂと、また、第２搬送パドル３２ａが回転している部分のトナーカートリッジ３２の底部に突き出た突起部としてのリブ３５を備えている。
ここで、現像剤としては、一成分現像剤を用いる。後述するように現像剤を入れ替えることに対して、二成分現像剤では一旦混合した後にキャリアからトナーを分離するのは非常に困難である。一成分現像剤であればトナーカートリッジ３２と現像ユニット３１内にある現像剤は基本的には同じで、入れ替えすることが可能であり、本発明の現像装置３０に適用させることができる。特に、一成分現像剤でも非磁性一成分現像剤を用いることが好ましい。非磁性一成分現像剤では、トナー表面の外添剤が、トナーの帯電性、流動性に与える影響が大きい。磁性一成分現像剤では、磁性材料の量による磁化の強さで現像性を制御することができる。非磁性一成分現像剤では、外添剤による帯電量、流動性によって現像性が大きく影響されることから、本発明の現像装置３０に用いることで、安定したトナー表面状態を得ることができる。
【００１６】
また、この現像装置３０は、現像ユニット３１とトナーカートリッジ３２とを水平方向の横方向に並列させて配置している。さらに、トナーカートリッジ３２と現像ユニット３１とには、トナーカートリッジ３２と現像ユニット３１との間をトナーが通過する連通口３３が設けられている。さらに、連通口３３の現像ユニット３１側の開口部には制御弁３４が設けられている。
本発明の現像装置３０は、この連通口３３を介してトナーを通過させる。これによって、現像ユニット３１で消費されたトナーに相当する量のトナーをトナーカートリッジ３２から現像ユニット３１へ補給し、また、この連通口３３を介して、現像ユニット３１で劣化したトナーを現像ユニット３１からトナーカートリッジ３２へを返送、排出する（以下、単に、排出ということがある）。また、このトナーカートリッジ３２は、現像ユニット３１とは別に単独で独立して交換することが可能である。
トナーは、現像ユニット３１におけるトナー供給ローラ３１ｂ、規制ローラ３１ｃで押圧力を受ける。この押圧力を受けることで、トナー表面の凸凹が欠けて表面が滑らかになり、感光体との付着力が大きくなりクリーニングされにくくなる。そのために、環境が低湿になるとクリーニング不良が発生することがあり、また、転写性が向上するが、従来転写されても目視上表れなかった白地背景部にカブリが表れるようになる。また、トナーが押圧を受けることで、トナー表面に存在する外添剤がトナー内部に埋没する。これは、後で外添剤に関しては詳説するが、外添剤はトナーより硬度が高い。このために、トナー内部に埋没する。トナー表面に存在する外添剤が少なくなることで、トナーの帯電性が変わる。特に、外添剤として用いるシリカは、比表面積が大きいので帯電量が高く、埋没によるトナー表面の外添剤量によってトナーの帯電量は大きく変化する。また、もう一つの影響として、外添剤埋没によってトナーの流動性が低下する。この流動性は、トナーの付着力を示すもので、トナーと例えば感光体等との間に存在して、その間の付着力を小さくする。同様に、現像スリーブ３１ａとトナーとの間の付着力を小さくして現像性を高める。逆に、埋没でトナー表面に存在する外添剤量が少なくなると、現像性が低下する。
【００１７】
そこで、本発明の現像装置３０では、現像ユニット３１で消費されたトナー相当量のトナーをトナーカートリッジ３２から現像ユニット３１へ補給するための連通口３３を介して、現像ユニット３１内にあるトナーを一旦トナーカートリッジ３２に返送、排出して、トナーカートリッジ３２内にある劣化していないトナーと混合し、劣化したトナー量の存在比率を低下させた上で再度連通口３３を介して現像ユニット３１に供給して補給する。
図２は、本発明の現像装置における現像ユニット３１に配置される制御弁３４の構造を示す概略図である。制御弁３４は、現像ユニット３１に、複数設けられた連通口３３（図示省略）に対応して設けられ、動作部としてのフィルム３４ｂが支持部３４ａに貼着されていて、筐体に配置されている。制御弁３４のフィルム３４ｂは、各連通口３３に対応して設けられ、例えば矩形状をしている。連通口３３がない部分はフィルム３４ｂを設けず、フィルム４３ｂは交互に設けられている。支持部３４ａは、剛性を有する金属製で、例えばＳＵＳ、ＣｕまたはＡｌで構成されている。フィルム３４ｂは、弾性のある樹脂からなり、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル樹脂またはフッ素樹脂で構成される。
現像ユニット３１の第１搬送パドル３１ｄは、回転羽根としてのパドル用フィルムを備える。このフィルムは、１枚であっても、複数枚設けてもよい。第１搬送パドル３１ｄは、回転してトナーカートリッジ３２側から供給されたトナーを現像スリーブ３１ａに供給する。また、このフィルムは、板状であってもよい。また、連通口３３に対応して設けられた櫛歯状の矩形状の制御弁３４に対して、同様に制御弁３４に当たる部分をのみを矩形形状にしたものであってもよい。また、複数枚設けるときはこれらを組み合わせて用いてもよい。
【００１８】
図３は、トナーカートリッジ３２側から現像ユニット３１にトナーが供給される状態を模式的に説明するための図である。第１搬送パドル３１ｄのフィルム（以下、単に第１搬送パドルということがある）は、回転して制御弁３４のフィルム３４ｂ（以下、単に制御弁ということがある）に当たり、制御弁３４が押さえられる。その後、第１搬送パドル３１ｄが通過して、弾性を有する制御弁３４が素早く弾かれて戻り、そのとき、制御弁３４の移動方向後流側に空間部が形成され、この空間部に、トナーカートリッジ３２側から押し込まれていたトナーが連通口３３を介して流入し、これによって現像ユニット３１側にトナーが供給される。
図４は、トナーカートリッジ３２側のトナーが供給される状態を模式的に説明するための図である。このトナーカートリッジ３２は、第２収納室３２２の第３搬送パドル３２ｂ（図１参照）から第１収納室３２１に搬送されたトナーを、さらに、第２搬送パドル３２ａによって現像ユニット３１側に搬送する。第２搬送パドル３２ａは、弾性フィルムとしての単数のパドル用フィルムを備えていて、このフィルムを回転させることでトナーを現像ユニット３１側に搬送する。さらに、第１収納室３２１の底部内壁面に突起部としてのリブ３５を設けておくことで、図４に示すように、パドル用フィルムがリブ３５に当接した後、湾曲するように変形してリブ３５を通過すると、リブ３５の部分でトナーが堰き止められることと、フィルムの瞬時の移動との相乗作用によってパドル用フィルムの回転方向後流側のリブ３５とパドル用フィルムとの間にトナーの無い空間が形成される。この空間は、流動性のよいトナーの侵入によって少しずつ埋められていくが、ある一定時間はトナー内部に空間が形成された状態が維持される。さらに、パドル用フィルムが回転すると上部からもトナーが空間に侵入するために、トナー内部に空間のない状態になる。
【００１９】
この状態で回転してゆくとパドル用フィルムは、トナーを現像ユニット３１側に押し込む状態になっている時と、現像ユニット３１の制御弁３４が第１搬送パドル３１ｄのパドル用フィルムに押さえられていなくて制御弁３４が開放されている時（定位置にある時）と重なることで、連通口３３を通してトナーカートリッジ３２側から現像ユニット３１側にトナーが移動して供給される。
次に、開放された制御弁３４の下方には現像ユニット３１内のトナーが入り込んでくる。その後、第１搬送パドル３１ｄのパドル用フィルムが回転して制御弁３４を押し込むと、制御弁３４の下方に入り込んだトナーを現像ユニット３１側からトナーカートリッジ３２側に押し込んでいる時と第１収納室３２１で第２搬送パドルのパドル用フィルムによってトナー内部に空間ができ、その空間がちょうど連通口３３にかかった時が重なることで現像ユニット３１内のトナーは、連通口３３を通して現像ユニット３１側からトナーカートリッジ３２側に移動して排出される。
【００２０】
このときの現像装置３０における現像ユニット３１とトナーカートリッジ３２との第１、第２及び第３搬送パドルの動きとトナーの移動についてさらに詳細に説明する。
図５は、現像ユニット３１とトナーカートリッジ３２との間におけるトナーの移動について模式的に示した図である。なお、ここでは、現像ユニット３１内の現像スリーブ３１ａ等は省略してある。
現像装置３０では、図５（１）に示すように、現像ユニット３１内にある制御弁３４は、連通口が設けられた壁面に対して所定の角度θを有している。第１搬送パドル３１ｄは複数、例えば２つのパドル用フィルムを回転させている。また、トナーカートリッジ３２内の第２及び第３搬送パドルは、単数のパドル用フィルムを回転させている。図５（２）に示すように、現像ユニット３１内で、第１搬送パドル３１ｄは複数のパドル用フィルムが制御弁３４を押し込み、このときに、制御弁３４と連通口３３との間にあるトナーは、トナーカートリッジ３２側もトナーで満たされていることで、連通口３３内を移動することができず、現像ユニット３１内の制御弁３４から横方向に流れ、現像ユニット３１内に戻る。次に、図５（３）に示すように、第１搬送パドル３１ｄは複数のパドル用フィルムが制御弁３４をさらに押し込み、制御弁３４と連通口３３との間にはほとんど隙間がない状態（作動位置）になる。
【００２１】
次に、図５（４）及び図５（５）に示すように、第１搬送パドル３１ｄは複数のパドル用フィルムが制御弁３４からはずれることで、制御弁３４が元の角度（定位置）まで戻り、このときに、大きな隙間ができ、空間を形成することでトナーカートリッジ３２側から連通口３３を通してトナーが移動して現像ユニット３１内に供給される。
さらに、図５（６）に示すように、複数枚有することで第１搬送パドル３１ｄのパドル用フィルムが、再度制御弁３４を押し込んでいく。このときに、トナーカートリッジ３２内の第１収納室３２１で第２搬送パドルのパドル用フィルムがリブ３５に当たっている。さらに回転すると、図５（７）に示すように、第１搬送パドル３１ｄのパドル用フィルムが制御弁３４をさらに押し込み、制御弁３４と連通口３３で隙間のない状態を形成してゆく。このときに、第２搬送パドルのパドル用フィルムがリブ３５から先に回転したときに、パドル用フィルムの移動方向後流側のトナー内部に空間を形成する。
なお、パドル用フィルムの回転方向後流側３０〜１２０°の範囲に前記フィルムの回転軸を要とする断面扇形の凸状部を設けることが好ましい。これによって、この凸状部とリブ３５とでパドル用フィルムの回転によって形成された空間部へのトナーの流入を阻止して空間部を所定時間安定に存在させることができる。断面扇形の凸状部を設ける角度範囲が３０°よりも小さいとトナーの流入阻止効果が不十分となる。また、角度範囲が１２０°を超えると空間部の存在時間が長くなりすぎてトナーの供給、移動不良の原因となる。
さらに、図５（８）及び図５（９）に示すように、第１搬送パドル３１ｄは複数のパドル用フィルムが制御弁３４からはずれることで、制御弁３４が元の角度まで戻り、このときに、大きな隙間ができ空間を形成することで、さらに、第２搬送パドル３２ａのパドル用フィルムによって持ち上げられたトナーが、トナーカートリッジ３２側から連通口３３を通して現像ユニット側に移動、供給される。なお、第２搬送パドル３２ａのパドル用フィルムの側端部と、トナーカートリッジの側壁面との間隔は２０ｍｍ以下であることが好ましい。この間隔が２０ｍｍを超えると、デッドスペースが大きすぎて、トナーの撹拌、移送効率が低下する。
【００２２】
次に、図５（１０）に示すように、複数枚有することで第１搬送パドル３１ｄのパドル用フィルムが、再度制御弁３４を押し込んでいく。これまでは、トナーカートリッジ３２側の連通口３３付近にはトナーがあったが、トナー内部に形成された空間が存在する場合は、現像ユニット３１内の制御弁３４の下方に流入したトナーは、横方向に流れて現像ユニット３１内に戻るのではなく、連通口３３を通過して現像ユニット３１側からトナーカートリッジ３２側に移動して返送、排出される。図５（１１）及び図５（１２）に示すように、第１搬送パドル３１ｄのパドル用フィルムが、再度制御弁３４を押し込んでいくことで、さらに、現像ユニット３１側からトナーカートリッジ３２側に移動して排出される。
さらに、第１搬送パドル３１ｄの回転スピードを第２搬送パドルより早くすることで、図５（１３）から図５（１６）に示すように、現像ユニット３１側からトナーカートリッジ３２側にトナーを移動させて排出させることができる。なお、トナーカートリッジ内に空間部が形成されている間に、制御弁３４は少なくとも１回作動し、またトナーカートリッジ内の前記空間部が消滅した後にも、前記制御弁は少なくとも１回作動する。
このような操作を繰り返すことで、現像ユニット３１とトナーカートリッジ３２との間で連通口３３を通してトナーを相互に移動させることができる。
【００２３】
現像ユニット３１内の第１搬送パドル３１ｄとトナーカートリッジ３２内の第２搬送パドル３２ａの回転数を制御することでトナーの移動による供給・排出の量を調整することができる。
即ち、トナーカートリッジ３２内の第２搬送パドルの回転数Ｒ２と、現像ユニット３１内の第１搬送パドル３１ｄの回転数Ｒ１との比Ｒ２／Ｒ１を、例えば１／１０〜４／１の間で調整することにより、単位時間当たりのトナー供給量ａとトナー排出量ｂとの比ｂ／ａを０．０５〜２．０の範囲となるように制御する。ｂ／ａが０．０５よりも小さいと地汚れを防止することができず、２．０よりも大きいとトナーの返送量が多くなりすぎて安定な現像操作を行うことができない。
第１搬送パドル３１ｄの回転数は、例えば０．５〜５．０回／秒、第２搬送パドル３２ａの回転数は、例えば０．０４〜０．４回／秒に設定される。各回転数をこの範囲内で調整することによって、単位時間当たりのトナー供給量ａとトナー排出量ｂとの比ｂ／ａを０．０５〜２．０の範囲となるように制御することができる。第１搬送パドル３１ｄの回転数及び第２搬送パドル３２ａの回転数がこの範囲から外れると、単位時間当たりのトナー供給量ａとトナー排出量ｂとの比ｂ／ａの調整が困難となる。
【００２４】
本実施形態において、単位時間当たりのトナー供給量ａとトナー排出量ｂとの比ｂ／ａを０．０５〜０．９５の範囲で調整することがより好ましい。これによって、現像に供したトナー消費量を補充しつつ、良好なトナー量によって現像操作を長時間安定に継続することができる。ｂ／ａが０．０５よりも小さいと地汚れを防止することができず、０．９５よりも大きいと現像ユニットへのトナー供給量が少なくなる。
このとき、トナーの移動量、即ちトナーの供給・排出の量は、連通口３３の数によって調整することができ、したがって、連通口３３は、１以上設けることができる。この連通口３３は、画像形成装置本体の画像形成する速度によって適宜数を決定する。
また、連通口３３に対応して設けられる制御弁３４は、櫛の歯状に設け、隣り合う制御弁３４を交互に動作させることができる。即ち、第１搬送パドル３１ｄのパドル用フィルムを櫛の歯状の制御弁３４に対応させて櫛の歯状に１つおきに設け、それを２数のパドル用フィルムですべての制御弁３４に対応させて制御弁３４を交互に動作させることができる。交互に動作させることで、現像ユニット３１内のトナーのデッドスペースを形成することなく、均等に排出させることができる。
【００２５】
制御弁３４の幅は、連通口３３の幅より０mm〜２０mm大きくする。制御弁３４が連通口３３より小さいとトナーが供給される連通口３３を現像ユニット３１側のトナーで塞がれるためにトナーが供給されにくくなる。また、トナーの排出においても、制御弁３４と連通口３３との間にトナーが入り込み、その入り込んだトナーを排出することで、連通口３３を通して大量のトナーが現像ユニット３１側からトナーカートリッジ３２側に排出されるのを防止しているが、制御弁３４の幅が小さくなることで大量のトナーが排出され、現像ユニット３１内のトナーが少なくなる。
一方、トナーの排出は、制御弁３４の脇から制御弁３４と連通口３３との間に入ったトナーが第１搬送パドル３１ｄの押し込みで連通口３３を通して排出される。このために、制御弁３４の幅が連通口３３より大きくなると、連通口３３付近に回り込むトナー量が少なくなり排出されるトナー量が少なくなり、トナーの入れ替えが少なくなる。また、連通口３３から供給されたトナーは、連通口３３から下の方に移動して、制御弁３４の下にあるトナーと混合される。したがって、制御弁３４の幅が大きくなると供給されるトナーの箇所が少なくなり、トナーの混合による均質性が低下する。
これらのために、制御弁３４の幅は、少なくとも連通口３３の幅以上であって、連通口３３の幅よりも２０ｍｍ以内で大きくする。この幅にすることで、トナーの供給・排出の制御を容易にし、さらに、供給後のトナーの混合による均質性を高めることができる。
【００２６】
また、制御弁３４の間隔を、２mm〜２０mmとする。制御弁３４の間隔が、２ｍｍ未満では制御弁３４と連通口３３との間に入り込む量が少なくなるために、排出できるトナー量が少なくなる。また、２０ｍｍを越えると、設けることができる連通口３３が少なくなり、トナーの供給・排出する量が少なくなる。
また、制御弁３４の長さを、１０mm〜２５mmとする。制御弁３４の長さによって、制御弁３４と連通口３３との間にできる空間の大きさが決定される。したがって、制御弁３４が１０ｍｍ未満では、排出されるトナー量が少なくなるために、トナーの入れ替えが不十分になる。２５ｍｍを越えると排出する量が多くなり、現像ホッパー内のトナー量が少なくなる。
また、制御弁３４の定位置における弁角度を、２０°〜４５°とし、作動位置における弁角度を０°〜１５とする。なお、制御弁は弾性があり撓むため、ここでの弁角度は、制御弁が壁面と接触する部分と制御弁の先端部とを結んだ直線が、壁面となす角度と定義した。制御弁３４の角度によって、制御弁３４と連通口３３との間にできる空間の大きさが決定される。したがって、定位置における制御弁３４の角度が２０°未満では、排出されるトナー量が少なくなるために、トナーの入れ替えが不十分になる。４５°を越えると排出する量が多くなり、現像ホッパー内のトナー量が少なくなる。
【００２７】
また、図６は、本発明の画像形成装置の構成を示す概略図である。
この画像形成装置１は、感光体ユニット１０、書き込み光学ユニット２０、現像ユニット３０、中間転写ユニット４０、２次転写ユニット５０、定着ユニット６０、両面印刷用紙反転ユニット７０等で構成されている。そして、黒（以下、Ｂｋという）、シアン（以下、Ｃという）、マゼンタ（以下、Ｍという）、イエロー（以下、Ｙという）のカラー画像を感光体ユニット１０の感光体ベルト１１上に順次顕像化し、これらを重ね合わせて最終的な４色フルカラー画像を形成する。感光体ベルト１１の周りには、感光体クリーニング装置１２、帯電ローラ１３、複数の現像装置３０、中間転写ユニット４０の中間転写ベルト４１などが配置されている。感光体ベルト１１は、駆動ローラ１４、１次転写対向ローラ１５、張架ローラ１６間に張架され、駆動モータによって回転する。また、上記書き込み光学ユニット２０は、カラー画像データを光信号に変換して、各色画像に対応した光書き込みを行い、感光体ベルト１１に静電潜像を形成する。この書き込み光学ユニット２０は、光源としての半導体レーザ２１、ポリゴンミラー２２、３つの反射ミラー２３などで構成されている。
また、上記現像装置３０は、画像形成装置１本体の下側から順に、黒トナーを収容したＢｋ現像装置３０Ｋ、シアントナーを収容したＣ現像装置３０Ｃ、マゼンタトナーを収容したＭ現像装置３０Ｍ、イエロートナーを収容したＹ現像装置３０Ｙとなっている。ここでは、さらに、各現像装置を図中左右方向に移動させ感光体ベルト１１に対し、接離動作を行う接離機構を備える。
【００２８】
現像装置３０内のトナーは所定の極性に帯電され、現像スリーブ３１ａには、現像バイアス電源によって現像バイアスが印加され、現像スリーブ３１ａが感光体ベルト１１に対して所定電位にバイアスされている。また、接離機構は、モータから各現像装置３０に駆動を伝達するための図示しない電磁クラッチがオンになるとその駆動力で現像装置３０を感光体ベルト１１側に移動させるようになっている。現像時には、現像装置３０のうち選択されたいずれか一つが移動し、感光体ベルト１１に当接する。一方、電磁クラッチをオフにして駆動伝達を解除すると感光体ベルト１１に当接していた現像装置が感光体ベルト１１から離間する方向に移動する。
【００２９】
画像形成装置１本体の待機状態では、現像装置３０Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙも感光体ベルト１１と離間した位置にセットされており、画像形成動作が開始されると、カラー画像データに基づきレーザ光による光書き込み、静電潜像の形成が開始される（以下、Ｂｋ 画像データによる静電潜像をＢｋ静電潜像という。Ｃ、Ｍ、Ｙについても同様）。このＢｋ静電潜像の先端部から現像可能とすべくＢｋ現像位置に静電潜像先端部が到達する前に、Ｂｋ現像スリーブ３１ａを回転開始して、Ｂｋ静電潜像をＢｋトナーで現像する。そして、以後、Ｂｋ静電潜像領域の現像動作が続行されるが、Ｂｋ静電潜像後端部がＢｋ現像位置を通過した時点で、Ｋ現像装置３０Ｋが感光体ベルト１１から離間し、次の色の現像に備えて該当する色の現像装置が感光体ベルト１１に当接する。これは少なくとも、次の画像データによる静電潜像先端部が現像位置に到達する前に完了される。
また、上記中間転写ユニット４０は、中間転写ベルト４１、ベルトクリーニング装置４２、位置検出用センサ４３などで構成されている。中間転写ベルト４１は駆動ローラ４４、１次転写ローラ４５、２次転写対向ローラ４６、クリーニング対向ローラ４７及びテンションローラ４８に張架されており、図示しない駆動モータによりに駆動制御される。中間転写ベルト４１端部の非画像形成領域には複数の位置検出用マークが設けられており、これらの位置検出用マークのうちのいずれか一つを位置出用センサ４３で検出し、この検出タイミングで画像形成を開始する。また、ベルトクリーニング装置４２は、クリーニングブラシ４２ａ、接離機構等で構成されており、１色目のＢｋ画像を中間転写ベルト４１に転写している間、及び、２、３、４色目の画像を中間転写ベルト４１に転写している間は接離機構によって中間転写ベルト４１面からクリーニングブラシ４２ａを離間させておく。
さらに、２次転写ユニット５０は、２次転写ローラ５１、２次転写ローラ５１を中間転写ベルト４１に対して接離するためのクラッチ等を備えた接離機構等で構成されている。転写紙が転写位置に到達するタイミングに合致させて２次転写ローラ５１が接離機構の回転軸を中心に揺動する。この２次転写ローラ５１と２次転写対向ローラ４６とにより転写紙と中間転写ベルト４１とを一定の圧力で接触させる。２次転写ローラ５１は中間転写ユニット４０に設けられた図示しない位置決め部材により２次転写対向ローラ４６との平行度の位置精度が保たれている。また、２次転写ローラ５１に設けた図示しない位置決めコロにより中間転写ベルト４１に対する２次転写ローラ５１の接触圧を一定にしている。２次転写ローラ５１を中間転写ベルト４１に接触させると同時に、２次転写ローラ５１にはトナーと逆極性の転写バイアスが印加され、中間転写ベルト４１上の重ねトナー像を転写紙に一括転写する。
【００３０】
一方、画像形成動作が開始される時期に、転写紙は上記転写紙カセット８０又は手差しトレイ８３のいずれかから給送され、レジストローラ８２対のニップで待機している。そして、２次転写ローラ５１に中間転写ベルト４１上の４色重ねのトナー像先端がさしかかるときに、ちょうど転写紙の先端がこのトナー像の先端に一致するようにレジストローラ対８２が駆動され、転写紙とトナー像との位置合わせが行われる。そして、転写紙が中間転写ベルト４１上のトナー像と重ねられて２次転写位置を通過する。このとき２次転写ローラ５１による転写バイアスで転写紙が荷電され、トナー画像のほとんどが転写紙上に転写される。そして、中間転写ベルト４１から４色重ねトナー像を一括転写された転写紙は、定着ユニット６０に搬送され、所定温度に制御された定着ベルト６１と加圧ローラ６２のニップ部でトナー像が溶融定着され、装置本体外に送り出され、排紙トレイ８４に裏向きにスタックされ、フルカラーコピーを得る。
【００３１】
更に、両面印刷を行う場合には、定着ユニット６０を通過した転写紙は両面切替爪６５により両面印刷用紙反転ユニット７０に送られる。両面印刷用紙反転ユニット７０においては、転写紙はまず反転切替爪７１によって矢印Ｄ方向に案内され、転写紙後端が反転切替爪７１を通過した後、反転ローラ対７２が停止し、転写紙も停止する。そして、反転ローラ対７２が一定のブランク時間ののち逆転を開始し、転写紙はスイッチバックを始める。このときに、反転切替爪７１が切り替わり、転写紙はレジストローラ対８２に送られる。レジストローラ対８２に送られた転写紙は表裏反転した状態でレジストローラ対８２のニップで待機する。そして、所定のタイミングでレジストローラ対８２が駆動され、転写紙は２次転写位置に送られて中間転写ベルト４１から４色重ねトナー像を一括転写された後、定着ユニット６０でトナー像が溶融定着され、装置本体外に送り出される。
一方、１次転写後の感光体ベルト１１の表面は、感光体クリーニング装置１２でクリーニングされる。このとき、除電ランプ等で均一に除電して、クリーニングしやすくすることもできる。また、転写紙にトナー像を転写した後の中間転写ベルト４１の表面は、ベルトクリーニング装置４２のクリーニングブラシ４２ａを接離機構で押圧することによってクリーニングされる。中間転写ベルト４１からクリーングされたトナーは廃トナータンク４９に蓄えられる。
【００３２】
ここで、現像装置についてさらに詳述する。現像装置３０は、感光体ベルト１１表面の静電潜像を現像するためにトナーを表面に担持して回転する現像スリーブ３１ａと、トナーを汲み上げて撹拌するために回転する第１搬送パドル３１ｄとを含む現像ユニット３１と、トナーを収容するトナーカートリッジ３２で構成されている。このように２つのユニットに分割されている理由は、現像ユニット３１は、トナーカートリッジ３２を数回交換して使用しても耐えうる耐久性を有しているからである。
図７は、本発明の現像装置における連通口３３の構成を示した概略図であり、（Ａ）は現像ユニット３１側の構成を示し、（Ｂ）はトナーカートリッジ側の構成を示している。現像ユニット３１の筐体の外側にはスライドシャッター３１ｅを備え、そのスライドシャッター３１ｅには弾性部材３１ｆを貼付している。このスライドシャッター３１ｅを開閉することで現像ユニット３１の連通口３３の開閉を行う。また、トナーカートリッジ３２側は、筐体に設けられた連通口３３に対応して開けた部分のある弾性部材３２ｄ、連通口３３からトナーがこぼれるのを防止し、または、トナーを補給できるように開放するスライドシャッター３２ｃ、これらを筐体に固定する固定シール３２ｅが設けられている。
【００３３】
トナーカートリッジ３２を現像装置に配置して、現像ユニット３１側のスライドシャッター３１ｅを開け、また、トナーカートリッジ３２側のスライドシャッター３２ｃを開けて、トナーを通過させることができる連通口３３ができる。
現像ユニット３１側の連通口３３は複数あり、現像ユニット３１とトナーカートリッジ３２との間には弾性部材を貼着したスライドシャッター３１ｅを設けている。このスライドシャッター３１ｅを移動させることで、現像ユニット３１筐体に設けた連通口３３の開閉を行う。トナーカートリッジ３２がない場合又は画像形成装置本体に装着していない場合は、スライドシャッター３１ｅで連通口３３を閉じておくことで現像ユニット３１からのトナーのこぼれるのを防止する。
また、トナーカートリッジ３２も、現像ユニット３１がない場合又は画像形成装置本体に装着していない場合は、トナーカートリッジ３２からのトナーのこぼれるのを防止するために、連通口３３を閉じておくためにスライドシャッター３２ｃを設ける。トナーカートリッジ３２に対して、弾性部材３２ｄ、スライドシャッター３２ｃ、固定シール３２ｅを設ける。弾性部材は、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等の発泡材が好ましい。
図７に示すように、現像ユニット３１とトナーカートリッジ３２に設けられた連通口３３に対応してスライドシャッターに開放した窓部３１ｇを設ける。連通口３３を閉じるときはスライドシャッターの窓部のないところで連通口３３を塞ぎ、連通口３３を開放するときはスライドシャッターを移動させて、窓部と連通口３３を合わせて、連通口３３全体を連通させる。
【００３４】
画像形成装置１において現像装置３０は、現像ユニット３１内にある第１搬送パドル３１ｄで、トナーを攪拌しつつ現像剤供給ローラ３１ｂに搬送し、供給ローラ３１ｂが現像スリーブ３１ａに摺擦しながら、同時にトナーを摺擦させて摩擦帯電させて、トナーを帯電させる。帯電したトナーは、現像スリーブ３１ａに鏡像力で吸着されて搬送される。その後、規制ローラ３１ｃで現像領域に搬送されるトナー量を規制する。現像スリーブ３１ａ上に形成されるトナー薄層が現像領域における現像バイアスで感光体ベルト１１に現像される。
このときに、供給ローラ３１ｂで現像スリーブ３１ａに摺擦されたトナーは大きな押圧力を受けて、トナー表面の凸凹が削られて球形化しトナーの付着力が大きくなる。また、この押圧力でトナー表面の外添剤が埋没して流動性が低下し、さらに、外添剤による帯電量調整ができなくなるために帯電量が変わってくる。これらの影響でトナーの現像性が低下し、さらに、転写性、クリーニング性が低下する。
このように、現像ユニットのホッパー内に劣化したトナーが多くなり、また、トナーが現像によって消費されるために現像ユニット３１内のトナーが少なくなる。そこで、連通口３３を通過してトナーカートリッジ３２から、現像ユニット３１へとトナーが補給される。トナーカートリッジ３２内には、トナーカートリッジ本体３２の内壁に先端が摺接する第２搬送パドル３２ａ、第３搬送パドル３２ｂがそれぞれ第１収納室３２１と第２収納室３２２に設けられており、第２又は第３搬送パドル３２ａ、３２ｂが回転することによりトナーを現像ユニット３１側に押し込んで、現像ユニット３１に連通口３３からトナーが補給される。
【００３５】
さらに、この連通口３３を通して現像ユニット３１内のトナーがトナーカートリッジ３２側に排出されて、このトナーがトナーカートリッジ３２内のトナーと混合される。トナーカートリッジ３２内には、未使用のトナーが多く収納されており、現像ユニット３１内で劣化したトナーと混合される。この混合によって、未使用トナーの表面に多く存在する外添剤が劣化したトナーに再分配されることで、劣化したトナーの帯電量、流動性が元の未使用トナーの状態に近くなる。これは、現像ユニット３１から第１収納室３２１に排出されたトナーは、さらに、第２搬送パドルで第２収納室３２２に搬送されて、次に、第３搬送パドルで第１収納室３２１に戻される。この間に、外添剤の再分配を受けることになる。
本実施形態によれば、トナーカートリッジ３２から現像ユニット３１に供給されるトナー流と現像ユニット３１からトナーカートリッジ３２に返送されるトナー流を形成し、単位時間当たりのトナー供給量ａとトナー返送量ｂとの比ｂ／ａを０．０５〜２．０の範囲にしたことにより、現像ユニット３１内の劣化したトナーを必要に応じてトナーカートリッジ３２に返送し、劣化していないトナーと混合した後、現像ユニット３１に戻すことができるので、トナーの帯電性が良好に保たれる。従って、長期にわたって安定した帯電量が得られることで高品位の画像を得ることができる。また、トナーの流動性の低下を抑えられることで、現像スリーブに安定してトナーを均一に供給できるので、長期にわたって地汚れのない、濃度の高い画像を安定して得ることができる。
本実施形態において、像担持体としての感光体と現像装置とは、一体に支持されたプロセスカートリッジを形成する。これによって着脱が容易となり、故障時の現状復帰も容易となってメンテナンス性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の現像装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の現像装置における現像ユニットに配置される制御弁の構造を示す概略図である。
【図３】トナーカートリッジ側から現像ユニットにトナーが供給される状態を模式的に説明するための図である。
【図４】トナーカートリッジ側のトナーが供給される状態を模式的に説明するための図である。
【図５−１】現像ユニットとトナーカートリッジとの間におけるトナーの移動について模式的に示した図である。
【図５−２】現像ユニットとトナーカートリッジとの間におけるトナーの移動について模式的に示した図である。
【図５−３】現像ユニットとトナーカートリッジとの間におけるトナーの移動について模式的に示した図である。
【図６】本発明の画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図７】本発明の現像装置における連通口の構成を示した概略図であり、（Ａ）は現像ユニット側の構成を示し、（Ｂ）はトナーカートリッジ側の構成を示している。
【符号の説明】
【００３７】
１  画像形成装置
１１  感光体
１２  感光体クリーニングユニット
１３  第１の帯電手段
１４  駆動ローラ（感光体）
１５、１６  従動ローラ（感光体）
２０  露光手段
２１  レジストローラ
２５  給紙ローラ
２６  接離機構
３０  現像装置
３１  現像ユニット
３１ａ  現像スリーブ
３１ｂ  供給ローラ
３１ｃ  規制ローラ
３１ｄ  第１搬送パドル
３１ｅ  スライドシャッター
３１ｆ  弾性部材
３１ｇ  窓部
３２  トナーカートリッジ
３２１  第１収納室
３２２  第２収納室
３２ａ  第２搬送パドル
３２ｂ  第３搬送パドル
３２ｃ  スライドシャッター
３２ｄ  弾性部材
３２ｅ  固定シール
３３  連通口
３４  制御弁
３４ａ  支持部
３４ｂ  フィルム
３５  リブ
４０  中間転写ベルトユニット
４１  中間転写ベルト
４２  ベルトクリーニングユニット
４３  マークセンサ
４４  駆動ローラ（中間転写ベルト）
４５  一次転写バイアスローラ
４６、４７  従動ローラ
４９  ベルト位置検出マーク
５０  二次転写ユニット
５１  二次転写バイアスローラ
６０  定着手段
７０  両面搬送装置
８０  給紙装置
８１  給紙ローラ
８３  手差しトレイ
９０  転写材
【図１】
2006308639.tif 000003
【図２】
2006308639.tif 000004
【図３】
2006308639.tif 000005
【図４】
2006308639.tif 000006
【図５−１】
2006308639.tif 000007
【図５−２】
2006308639.tif 000008
【図５−３】
2006308639.tif 000009
【図６】
2006308639.tif 000010
【図７】
2006308639.tif 000011