(57)【要約】【課題】現像剤に過剰なストレスを与えずに、補給トナーと現像剤の混合攪拌性能を向上させて帯電不良やトナー濃度ばらつきを無くし、トナー飛散や画像欠陥を防止し、長期にわたり安定した画像を得ることができる現像装置を提供する。【解決手段】感光体上１にトナー像を形成するための現像剤を担持する現像ローラ５、現像ローラ５に現像剤を供給する第一現像剤搬送部材３５を備えた第一現像剤搬送路３３、現像ローラ５から現像剤を回収する第二現像剤搬送部材３６を備えた第二現像剤搬送路３４、第一現像剤搬送路３３と第二現像剤搬送路３４の両端部に設けられ、第一現像剤搬送路３３と第二現像剤搬送路３４とを連通する連通部３８、３９を備え、第一現像剤搬送路３３が第二現像剤搬送路３４及び現像ローラ５の上方に配置された現像装置において、第一及び第二現像剤搬送部材３５、３６が駆動していない時に第二現像剤搬送路３４の上流側の現像剤面より下方位置にトナー補給口５０を配置した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上にトナー像を形成するための現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体に隣接して設けられ、前記現像剤を搬送すると共に前記現像剤担持体に現像剤を供給する第一現像剤搬送部材を備えた第一現像剤搬送路と、前記現像剤担持体に隣接して設けられ、前記現像剤を搬送すると共に前記現像剤担持体から現像剤を回収する第二現像剤搬送部材を備えた第二現像剤搬送路と、前記第一現像剤搬送路と第二現像剤搬送路の両端部に設けられ、前記第一現像剤搬送路と前記第二現像剤搬送路とを連通する連通部と、を備え、前記第一現像剤搬送路が前記第二現像剤搬送路及び前記現像剤担持体の上方に配置された現像装置において、
前記第一及び第二現像剤搬送部材が駆動していないときの前記第二現像剤搬送路の上流側の現像剤面より下方位置にトナー補給口を配置したことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記トナー補給口を介して前記現像剤中にトナーを補給するトナー補給経路と、該トナー補給経路内に設けられ、前記トナー補給口を介して前記現像剤中にトナーを排出するためのトナー搬送手段と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記トナー搬送手段は、前記トナー搬送経路内に設けられた螺旋状部材と、該螺旋状部材を回転駆動する駆動手段と、を備え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】
前記トナー搬送手段の一部または全体には、前記トナー補給経路に当接するようにブラシが設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載に現像装置。
【請求項５】
前記トナー搬送手段は、前記トナー補給口を介して前記現像剤中にトナーを排出するためのエアーを供給するエアー供給手段であることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の現像装置を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項７】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の現像装置を備えた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、潜像担持体上の静電潜像を現像する現像装置、現像装置を備えたプロセスカートリッジ、及び現像装置又はプロセスカートリッジを備えたプリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関する。
【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これら複合機において、静電潜像を潜像担持体上に形成し、トナーにより潜像担持体上の静電潜像を現像して、潜像担持体上にトナー像を形成し、トナー像に紙を重ね、紙の背面から電界を付与することでトナー像を紙上に転写し、紙を加熱及び加圧してトナー像を紙に定着し、記録出力を得ることができる。
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と、磁性体で形成されたキャリアとを混合した二成分現像剤がある。二成分現像剤は、攪拌混合時に生起されるトナーとキャリアの摩擦帯電作用によりトナーを帯電させて潜像担持体上の静電潜像に対して静電吸着できる。
現像装置には、磁力により周面に現像剤を穂立ちさせて潜像担持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、現像剤担持体に対して攪拌混合した現像剤を供給する第一の現像剤攪拌搬送部材と、二成分現像剤と補給トナーを攪拌混合し、第一現像剤搬送部材に搬送する第二の現像剤攪拌搬送部材を備えた構成が知られており、潜像担持体上の静電潜像を現像して、潜像担持体上にトナー像形成し、トナーが消費された現像剤が現像装置に回収されるようになっている。
【０００３】
図６は、従来の現像装置の概略構成を示した図である。
図６に示す従来の現像装置５００は、感光体１の横に配置された現像ローラ５０１の横方向或いは下方向に、トナーとキャリアからなる現像剤３２０を撹拌搬送する２本の現像剤攪拌搬送部材５０２、５０３を水平方向に２本配置し、これら部材をケーシング５０４で覆った構成が主流とされる。
この方式の現像装置５００では、２本の現像剤攪拌搬送部材５０２、５０３で現像剤の混合攪拌搬送を行いながら循環し、現像剤攪拌搬送部材５０３で現像ローラ５０１に対する現像剤３２０の供給・回収を行い、現像剤攪拌搬送部材５０２で補給したトナーと混合・攪拌を行っている。
また現像装置５００では、現像ローラ５０１に現像剤３２０を供給する現像剤攪拌搬送部材と、現像ローラ５０１から現像後の現像剤３２０を回収する現像剤攪拌搬送部材が同一であるため、現像剤３２０の剤容量は、現像剤３２０の搬送方向でほぼ均一にすることができる一方、現像でトナーが消費され、トナー濃度が低下した現像剤も同一の搬送路内に回収される。このため、搬送路内を下流に搬送される際に、複数回、現像ローラ５０１へ再度供給され、徐々に現像剤３２０のトナー濃度が低下して濃度ムラが発生するという問題点があった。
【０００４】
そこで、特許文献１には上記したような不具合のない他の現像装置が開示されている。
図７は、特許文献１に開示されている他の現像装置の構成を示した図であり、（ａ）は、現像装置内における現像剤の流れを示した図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
図７（ａ）（ｂ）に示す現像装置６００の現像剤収容部３０には、感光体１との対向する部に開口部３１が設けられており、この開口部３１から現像ローラ５の一部が露出している。
また現像剤収容部３０は、仕切り部材である仕切り板３２によって現像剤供給搬送路３３と現像剤回収搬送路３４とに仕切られている。
現像剤供給搬送路３３には、現像剤を搬送する第一搬送スクリュー３５が設けられている。また現像剤回収搬送路３４には、現像剤を搬送する第二搬送スクリュー３６が設けられている。また、現像ローラ５上には現像剤の層厚を規制する現像剤量規制部材３７を備えている。
【０００５】
第一搬送スクリュー３５の搬送方向の両端部の仕切り板３２には、図７（ａ）に示すように現像剤供給搬送路３３と現像剤回収搬送路３４とを連通する第一連通口３８と第二連通口３９が設けられている。これにより、現像剤供給搬送路３３内で第一搬送スクリュー３５の搬送方向下流端に到達した現像剤１００は、第一連通口３８より落下し、現像剤回収搬送路３４内の第二搬送スクリュー３６の搬送方向上流端に受け渡される。また、現像剤回収搬送路３４内の第二搬送スクリュー３６の搬送方向下流端に到達した現像剤１００は、第二連通口３９により持ち上げられ、現像剤供給搬送路３３内の第一搬送スクリュー３５の搬送方向上流端に受け渡される。
現像剤供給搬送路３３内では、現像剤は第一搬送スクリュー３５によって軸方向に搬送されつつ、仕切り板３２の端部３２ａを越えて現像ローラ５上に供給される。
現像ローラ５上に供給された現像剤１００は、現像ローラ５上に担持されて現像領域Ｂに搬送される。現像に使用された後、現像領域Ｂにおいて現像に使用されないで残った現像剤は、現像剤供給搬送路３３において回収されるのではなく、現像剤回収搬送路３４に回収される。現像剤回収搬送路３４で回収された現像剤は、現像器内のトナー濃度が均一になるように適宜トナーが補給され、第二搬送スクリュー３６で補給トナーと現像剤の混合攪拌が行われ、現像剤供給搬送路３３に移送する。したがって、現像剤供給搬送路３３には常に第二搬送スクリュー３６で十分攪拌された現像剤のみが存在する。このため、現像ローラ５には常に均一なトナー濃度の現像剤が供給され、濃度ムラのない均一な画像を得ることができる。
【０００６】
また、特許文献２には、現像剤を攪拌搬送する搬送スクリューのトナー補給側部分にのみ、軸内部にトナー補給路を形成し、このトナー補給路に設けた螺旋状部材によりトナーを搬送するように構成した現像装置が開示されている。
この場合、搬送スクリュー軸のトナー補給路のある部分にトナー排出口が設けられていて、画像形成時、つまり現像装置の駆動時は、搬送スクリューが回転して現像剤を循環搬送する。トナー濃度センサによりトナー補給信号が入ったときのみ、螺旋状部材が駆動手段を介して駆動して、トナー補給路中のトナーを搬送する。
搬送されたトナーは、トナー排出孔から軸外へ排出されて現像剤中に取り込まれ、現像剤と共に搬送スクリューによって搬送される。搬送スクリューが回転しながらトナー排出孔からトナーを現像剤内部へ供給するので、トナー供給された時点でトナーが非常に高い分散状態で現像剤中に存在する。これにより、トナーの帯電立ち上げが非常に早くなり、結果として帯電量が安定する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記特許文献１に開示されている現像装置は、現像ローラに供給される現像剤のトナー濃度が均一であるという利点を有するものの、現像剤供給搬送路３３から現像ローラ５に供給された現像剤が現像剤供給搬送路３３に戻ることなく現像剤回収搬送路３４において回収され、現像剤回収搬送路３４の第二搬送スクリュー３６により搬送されるため、第一搬送スクリュー３５により搬送される現像剤の量は上流端から下流端に行くにしたがい徐々に減少し、現像剤供給搬送路３３の現像剤量の分布に片寄りが発生する。第一搬送スクリュー３５の下流端の現像剤の供給枯渇を防ぐためには、第一、第二攪拌搬送部材３５、３６の搬送速度を上げる必要がある。
しかしながら、第一、第二攪拌搬送部材３５、３６の搬送速度を上げるために、第一、第二攪拌搬送部材３５、３６の回転数を高回転数に設定した場合、高回転数で回転している第一、第二攪拌搬送部材３５、３６にトナーを補給すると補給トナーが飛散してしまい、現像装置の開口部３１と現像ローラ５との間の僅かな隙間などから現像装置の外へトナーが流出してしまう。この結果、画像形成装置内がトナーで汚染され、程度が悪い場合には、感光体上に飛散トナーが付着し画像を汚すおそれがあった。
【０００８】
また、第二搬送スクリュー３６の上流側に補給したトナーは現像剤と比べ重量が軽いため、図７（ａ）に示すように、第二搬送スクリュー３６の上流側と下流側で現像剤面の高さが異なる場合は、現像剤中に取り込まれずに搬送され攪拌混合が不十分である場合は補給されたトナーが十分に帯電されず、帯電量が低いトナーは画像の地肌部（白部）に付着する地肌汚れの問題も引き起こすおそれもあった。
また、特許文献２に開示された現像装置は、図７（ａ）に示すように、現像剤回収搬送路３４における第二搬送スクリュー３６の上流側と下流側で現像剤面の高さが異なり、上流側の軸の部分からトナーを排出すると、現像剤が搬送経路を満たしていないので空隙部が存在し、そこにトナーが補給されると、結局現像剤の上面にトナーを補給することになるので、トナーが飛散してしまうという問題点があった。
本発明は、上記したような問題点に鑑み現像剤に過剰なストレスを与えずに、補給トナーと現像剤の混合攪拌性能を向上させて帯電不良やトナー濃度ばらつきを無くし、トナー飛散や画像欠陥を防止し、長期にわたり安定した画像を得ることができる現像装置、現像装置を備えたプロセスカートリッジ、及び現像装置を備えた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】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、像担持体上にトナー像を形成するための現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体に隣接して設けられ、前記現像剤を搬送すると共に前記現像剤担持体に現像剤を供給する第一現像剤搬送部材を備えた第一現像剤搬送路と、前記現像剤担持体に隣接して設けられ、前記現像剤を搬送すると共に前記現像剤担持体から現像剤を回収する第二現像剤搬送部材を備えた第二現像剤搬送路と、前記第一現像剤搬送路と第二現像剤搬送路の両端部に設けられ、前記第一現像剤搬送路と前記第二現像剤搬送路とを連通する連通部と、を備え、前記第一現像剤搬送路が前記第二現像剤搬送路及び前記現像剤担持体の上方に配置された現像装置において、前記第一及び第二現像剤搬送部材が駆動していないときの前記第二現像剤搬送路の上流側の現像剤面より下方位置にトナー補給口を配置したことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記トナー補給口を介して前記現像剤中にトナーを補給するトナー補給経路と、該トナー補給経路内に設けられ、前記トナー補給口を介して前記現像剤中にトナーを排出するためのトナー搬送手段と、を備えた請求項１に記載の現像装置を特徴とする。
請求項３に記載の発明は、前記トナー搬送手段は、前記トナー搬送経路内に設けられた螺旋状部材と、該螺旋状部材を回転駆動する駆動手段と、を備えている請求項２に記載の現像装置を特徴とする。
請求項４に記載の発明は、前記トナー搬送手段の一部または全体には、前記トナー補給経路に当接するようにブラシが設けられている請求項２又は３に記載に現像装置を特徴とする。
請求項５に記載の発明は、前記トナー搬送手段は、前記トナー補給口を介して前記現像剤中にトナーを排出するためのエアーを供給するエアー供給手段である請求項２に記載の現像装置を特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れか一項に記載の現像装置を備えたプロセスカートリッジを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至５の何れか一項に記載の現像装置を備えた画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、第一及び第二現像剤搬送部材が駆動していないときの第二現像剤搬送路の上流側の現像剤面より下方位置にトナー補給口を配置するように構成したことで、第一、第二現像剤搬送部材が回転している時でも、トナー補給口は現像剤面より下方位置に存在することができる。このように構成するとトナー補給口から補給される補給トナーは、必ず現像剤中に供給されるので、第二現像剤搬送部材によるトナーの飛散を防止することができる。
更に、トナー供給された時点で、トナーが非常に高い分散状態で現像剤中に存在する。よってトナーの帯電立ち上げが非常に早くなり、結果として帯電量が安定することができ、帯電不良やトナー濃度ばらつきを無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示した図である。
【図２】本発明の実施形態に係る現像装置の構成を示した図であり、（ａ）は現像装置内における現像剤の流れを示した図であり、（ｂ）は現像装置が停止しているときのＡ−Ａ断面図、（ｃ）は現像装置が動作しているときのＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第二の実施形態に係る現像装置の構成を示した図である。
【図４】本発明の第三の実施形態に係る現像装置の構成を示した図である。
【図５】本発明の第四の実施形態に係る現像装置の構成を示した図である。
【図６】従来の現像装置の概略構成を示した図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、従来の現像装置の他の概略構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示した図である。なお、本実施形態では画像形成装置の一例としてカラー画像形成装置の例を説明する。
図１に示すカラー画像形成装置１００は、転写紙８を搬送する搬送ベルト１５の移動方向（搬送方向）上流側から順に、複数の画像形成部１７Ｋ、１７Ｍ、１７Ｙ、１７Ｃが配列された、所謂タンデムタイプといわれるものである。なお、色の順序はこの限りではない。例えば、黒を最下流に配置し、ＭＣＹＫの順に作像することも可能である。
これらの画像形成部１７Ｋ、１７Ｍ、１７Ｙ、１７Ｃは、それぞれが複数部材の組み合わせからなり画像形成を行なう。必ずしもユニットとして構成されている必要はない。
画像形成部１７Ｋは黒、画像形成部１７Ｍはマゼンタ、画像形成部１７Ｙはイエロー、画像形成部１７Ｃはシアン、の各画像を形成するもので、これら各画像形成部は形成する画像の色が異なるだけで、内部構成は各画像形成部とも共通である。
よって、以下の説明では、画像形成部１７Ｋについて概要を説明し、他の画像形成部については、画像形成部１７Ｋにおける各部材の符号末尾に付したＫを、画像形成部１７ＭについてはＭ、画像形成部１７ＹについてはＹ、画像形成部１７ＣについてはＣにそれぞれ置き換えて示すにとどめ、説明は省略する。
【００１５】
画像形成部１７Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体１Ｋの周囲に、帯電装置２Ｋ、現像装置３Ｋ、転写装置５Ｋ、クリーニング装置６Ｋが順に配設されている。
感光体１Ｋは、アルミ等の素管の表面に感光性を発揮する有機感光層が形成されたもので、図示しない駆動手段によって図中矢印方向に回転駆動される。このように回転駆動される感光体１の表面は、帯電装置２Ｋで所定の帯電電位に一様に帯電された後、露光装置１６Ｋより画像情報に基づいて変調されたレーザー光線が感光体１Ｋの軸方向にスキャンされて照射される。これにより、感光体１Ｋ上に静電潜像が形成される。感光体１Ｋ上に形成された静電潜像は、現像装置３Ｋと対向する現像領域において、現像装置３Ｋにより帯電したトナーを付着させることで現像され、トナー像となる。
【００１６】
搬送ベルト１５は、その一方が駆動回転させられる駆動ローラと、他方が従動回転させられる従動ローラである搬送ローラ１８、１９によって回動可能に支持されたエンドレスベルトからなり、これら搬送ローラの回転と共に、矢印の向きに回転させられるようになっている。搬送ベルト１５の下方には転写紙８が収納された給紙トレイ２０、２１、２２が備えられている。例えば、給紙トレイ２０に収納された転写紙８のうち、最上位置にある転写紙８は、画像形成時に送り出されてレジストローラ２３で一旦待機させられ、画像形成部１７Ｋにおける画像形成とタイミングを合わせて送り出され、静電吸着により搬送ベルト１５に吸着される。
こうして搬送ベルト１５に吸着された転写紙８は最初の画像形成部１７Ｋに搬送され、搬送ベルト１５の上側張設部分の裏側に配置された転写装置５Ｋにより、転写紙８に感光体１Ｋ上のトナー像とは逆極性の電荷を付与することで、感光体１Ｋ上に形成されたトナー像が転写される。なお、本実施形態の帯電装置２は、感光体１と同速度で回転される回転体からなるが、回転体に限らずコロナ放電タイプでもよい。
【００１７】
また、感光体１Ｋ上のトナー像を中間転写体（中間転写ベルトなど）に一旦転写し、その後多色トナーを一括して転写紙に転写する中間転写ベルト方式にも適用は可能である。
転写装置５Ｋにおいてトナー像が転写された後の感光体１Ｋの表面は、クリーニング装置６Ｋでクリーニングされ、感光体１Ｋ上に残ったトナーが除去される。クリーニング装置６Ｋを通過した感光体１Ｋの表面は、その後、帯電装置２Ｋにより一様に帯電され、その後、次の画像形成工程を繰返す。
このように構成されるカラー画像形成装置１００では、カラー画像の画像形成に際し、画像形成部１７Ｋでは、感光体１Ｋの周面が暗中にて帯電装置２Ｋにより一様に帯電された後、露光装置１６Ｋからの黒画像に対応した露光用の光Ｌにより露光され、静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置３Ｋにおいて黒トナーにより可視像化され、感光体１Ｋ上に黒のトナー像が形成される。このトナー像は感光体１Ｋと搬送ベルト１５上の転写紙８とが接する位置、所謂転写位置で転写紙８と合致して転写装置５Ｋの働きにより転写紙８上に転写され、転写紙８上に単色（黒）の画像が形成される。転写を終えた感光体１Ｋは、感光体１Ｋの周面に残留した不要なトナーがクリーニング装置６Ｋにより除去され、次の画像形成に備えられる。
【００１８】
このようにして、画像形成部１７Ｋで単色（黒）を転写された転写紙８は、搬送ベルト１５によって次の画像形成部１７Ｍに搬送される。画像形成部１７Ｍでは、前記画像形成部１７Ｋにおけると同様のプロセスにより感光体１Ｍ上に形成されたマゼンタのトナー像が前記転写紙８上の黒のトナー像に重ね転写される。転写紙８はさらに次の画像形成部１７Ｙに搬送され、同様にして感光体１Ｙ上に形成されたイエローのトナー像が転写紙８上に既に形成されている黒及びマゼンタのトナー像に重ね転写される。同様にしてさらに、次の画像形成部１７Ｃでは、シアンのトナー像が重ね転写されて、フルカラーのカラー画像が得られる。こうしてフルカラーの重ね画像が形成された転写紙８は、画像形成部１７Ｃを通過した後、搬送ベルト１５から剥離されてから定着部２４で一対の定着ローラ間を通過する間に定着された後、排紙トレイ２５へ排紙される。
【００１９】
次に、本発明が適用された現像装置３について説明する。
図２は、本実施形態に係る現像装置の構成を示した図であり、（ａ）は現像装置内における現像剤の流れを示した図であり、（ｂ）は現像装置が停止しているときのＡ−Ａ断面図、（ｃ）は現像装置が動作しているときのＡ−Ａ断面図である。
この図２に示す現像装置３では、トナーと磁性キャリアを含む現像剤を収容する現像剤収容部３０がハウジングにより形成されている。現像剤収容部３０には、感光体１との対向する部に開口部３１が設けられており、この開口部３１から現像剤担持体である現像ローラ５の一部が露出している。現像ローラ５は、非磁性の回転可能な現像スリーブ（図示しない）を備えている。現像スリーブの内部には、内部固定された磁界発生手段としての複数の磁石を配設しているマグネットローラを備えている。
また現像剤収容部３０は、仕切り部材である仕切り板３２によって現像剤供給搬送路３３と、現像剤回収搬送路３４とに仕切られている。そして、現像剤収容部３０内の現像剤を搬送する現像剤搬送部材として、現像剤供給搬送路（第一現像剤搬送路）３３内の現像剤を攪拌搬送する第一搬送スクリュー（第一現像剤搬送部材）３５と、現像剤回収搬送路（第二現像剤搬送路）３４内の現像剤を攪拌搬送する第二搬送スクリュー（第二現像剤搬送部材）３６とを備えている。また、現像ローラ５の上方には、現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材としてドクターブレード３７が設けられている。
【００２０】
第一搬送スクリュー３５は、現像ローラ５に対し、やや上方、且つ、回転軸が平行になるように配置されている。また第二搬送スクリュー３６は、第一搬送スクリュー３５の下方、且つ、回転軸が平行になるように配置されている。第二搬送スクリュー３６と第一搬送スクリュー３５とは互いに逆方向に現像剤を搬送する。第一搬送スクリュー３５と第二搬送スクリュー３６との間には現像剤収容部３０を上下に仕切る仕切り板３２が設けられ、その内部が現像剤供給搬送路３３と現像剤回収搬送路３４とに分けられている。
第一搬送スクリュー３５の搬送方向の両端部の仕切り板３２には、図２（ａ）に示すように現像剤供給搬送路３３と現像剤回収搬送路３４とを連通する第一連通部３８と第二連通部３９が設けられている。これにより、現像剤供給搬送路３３内で第一搬送スクリュー３５の搬送方向下流端に到達した現像剤は、第一連通部３８より落下し、現像剤回収搬送路３４内の第二搬送スクリュー３６の搬送方向上流端に受け渡される。また、現像剤回収搬送路３４内の第二搬送スクリュー３６の搬送方向下流端に到達した現像剤１００は、第二連通部３９より持ち上げられ、現像剤供給搬送路３３内の第一搬送スクリュー３５の搬送方向上流端に受け渡される。
【００２１】
現像剤供給搬送路３３内では、現像剤は第一搬送スクリュー３５によって軸方向に搬送されつつ、仕切り板３２の端部３２ａを越えて、現像ローラ５上から落ちるようにして供給される。
現像ローラ５に供給された現像剤１００は、現像ローラ５内の現像スリーブのマグネットローラが備える磁石の磁力によって現像ローラ５の表面上に汲み上げられ、現像ローラ５の回転に伴い、その回転方向と同方向へ搬送される。このとき、現像剤は、現像ローラ５の表面に所定の間隙を介して対向するドクターブレード３７によってその層厚を規制され一定量の現像剤が現像スリーブに担持された状態で開口部３１に搬送され、感光体１と対向する。同時に、ドクターブレード３７に通過を規制され、現像剤にストレスを与えることで現像剤中のトナーの摩擦帯電が促進される。
現像ローラ５が感光体１と対向する現像領域Ｂでは、マグネットローラが備える磁石の磁力によって現像ローラ５上に不図示の磁気ブラシが形成される。そして現像領域では、現像ローラ５上の磁気ブラシが感光体１の移動方向と同方向で、且つ、感光体１よりも高速で移動し、その先端が感光体１に摺擦しながら現像領域を通過する。
【００２２】
このとき、現像ローラ５には、不図示の電源より現像バイアスが印加されており、感光体１に摺擦する磁気ブラシの先端のトナーには現像ポテンシャルが作用して、磁性キャリアの表面から感光体１の潜像部へ静電的に転移してトナー像を形成する。現像スリーブの回転に伴って現像領域を通過した後の磁気ブラシを形成する現像剤は、現像剤回収搬送路３４との対向部下現像スリーブ表面から離脱し、現像剤回収搬送路３４内に回収される。
現像剤回収搬送路３４内では、第二搬送スクリュー３６によって現像剤供給搬送路３３とは逆方向に現像剤が搬送される。
上記のように構成される本実施形態の現像装置３は、第一搬送スクリュー３５と第二搬送スクリュー３６とを上下の縦方向に配置して、現像ローラ５に隣接させている。このため、図６に示した従来の現像装置のように供給スクリューを水平方向に並べた構成に比べて、現像装置３の水平方向の幅を狭めることができる。このように水平方向の幅を狭めることができる現像装置３を用いることにより、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の４色の作像部を水平に並べた、所謂タンデム方式の画像形成装置の小型化を図ることができる。
また、本実施形態の現像装置３であれば、現像領域を通過して、現像によりトナー濃度の低下した現像剤は現像剤回収搬送路３４に受け渡され、現像剤回収搬送路３４内で第二搬送スクリュー３６によって十分に攪拌されてから現像剤供給搬送路３３へ戻される。その後、現像ローラ５の表面に供給されるため、現像ローラ５に供給される現像剤は均一に攪拌され、常に安定したトナー濃度に調整することが可能になる。
【００２３】
そして、本実施形態に係る現像装置３においては、図２（ａ）（ｂ）に示すように、現像剤回収搬送路３４の上流側であって、第一、第二搬送スクリュー３５、３６が回転していないとき、つまりマシンが静止しているときの現像剤回収搬送路３４の現像剤１００の剤面よりも下方位置にトナー補給口５０を設けるようにした。
このように構成すると、図２（ｃ）に示すように、現像装置３内の第一、第二搬送スクリュー３５、３６が回転しているときは、現像剤回収搬送路３４内の現像剤１００は図２（ｃ）に示すように現像剤回収搬送路３４の片側に偏ることになるが、この場合でもトナー補給口５０は、常に現像剤面より下方に位置にすることができる。
特に、トナー補給口５０は、第一及び第二搬送スクリュー３５、３６が回転しているときに第二搬送スクリュー３６の回転によって現像剤回収搬送路３４内の一方の壁面に偏る現像剤１００によって覆われる位置に形成すると、トナー補給口５０は常に現像剤面より下方に位置させることができる。
この結果、トナー補給口５０から補給されるトナーは必ず現像剤１００中に供給されるので、第二搬送スクリュー３６によるトナーの飛散が防止できる。
さらに、補給トナーと現像剤の混合攪拌性能を向上させて帯電不良やトナー濃度ばらつきを無くすことができるという利点もある。
【００２４】
図３は、本発明の第二の実施形態に係る現像装置の構成を示した図である。なお、図２と同一部位には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
この図３に示す現像装置３では、トナー補給口５０に連通するようにトナー補給路６１が設けられている。更にこのトナー補給路６１内に螺旋形状部材であるオーガ６２が設けられている。
この場合も、画像形成時、つまり現像装置３の駆動時は、第一及び第二搬送スクリュー３５、３６が回転し、現像剤１００を循環搬送する。そして、図示しないトナー濃度センサの検知結果に基づいて、トナー補給信号が入力された場合は、トナー補給路６１内のオーガ６２が駆動手段６３により駆動される。これにより、トナー補給路６１の経路中に取り付けられたトナーカートリッジ７０から落下したトナーを現像装置３内に搬送するようにしている。搬送されたトナーは、トナー補給口５０から現像装置３内に排出されて現像剤１００中に取り込まれ、現像剤１００と共に第二搬送スクリュー３６により混合攪拌され搬送されることになる。
【００２５】
この場合も、トナーを現像剤１００の内部へ供給するので、トナー供給された時点で、トナーが非常に高い分散状態で現像剤１００中に存在する。したがってトナーの帯電立ち上げが非常に早くなり、帯電量が安定する。
よって、例えば帯電立ち上げに必要と言われているブレード３７のストレスを低減することも可能であり、現像剤の劣化を抑制できるという利点も存在する。
なお、このように構成した場合は、トナー補給口５０のトナー詰まりが懸念されるが、第二搬送スクリュー３６の回転によって時々現像剤１００がトナー補給口５０からトナー補給路６１の内部に進入するためにトナー詰まりが発生し難い構成とすることができる。
【００２６】
図４は、本発明の第三の実施形態に係る現像装置の構成を示した図である。なお、図３と同一部位には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
この場合、トナーカートリッジ７０からトナー補給路６１の経路内に落下したトナーはエアー供給手段６４からのエアー供給によって、現像装置３に向かって搬送される。搬送されたトナーは、トナー補給口５０から現像装置３内の現像剤１００中に排出する。
この場合はトナー中にエアーが含まれていて流動性が高くなっているので、より現像剤１００中への分散が良くなる。また、トナーの流動性が良いため、トナー補給口５０が詰まりにくく、仮にトナー補給口５０で詰まりが発生しても、エアーの圧力によって詰まりを解消することができるので、信頼性が高まるという利点がある。
【００２７】
図５は、本発明の第四の実施形態に係る現像装置の構成を示した図である。なお、図３と同一部位には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
この図５に示す現像装置３は、トナー補給路６１内に設けたオーガ６２の一部に毛ブラシ６５を取り付けたものである。トナー補給信号に伴う駆動手段６３の駆動により、オーガ６２の毛ブラシ６５が回転するので、トナー補給路６１内において搬送されず下部に溜まってしまったトナーを、オーガ６２により霧状に分散させて、無駄なくトナーを現像剤１００に補給することができる。
また、毛ブラシ６５によってトナーを霧状に分散させることによって、現像剤１００への分散性及び帯電立ち上げ性がさらに向上するという利点がある。
以上説明したように、本実施形態の現像装置によれば、現像剤中にトナーを補給することでトナーが現像剤上を滑ることなく、さらに補給トナーや現像剤へのストレスを上げずに効率良く現像剤へのトナーの分散を行うことができ、さらにトナー飛散等による画像形成装置内の汚染が防止でき、良好な画像を得ることができる。
【符号の説明】
【００２８】
１…感光体、３…現像装置、５…現像スリーブ、３０…現像剤収容部、３１…開口部、３２…仕切り板、３３…現像剤供給搬送路、３４…現像剤回収搬送路、３５…供給スクリュー、３６…回収スクリュー、３７…ドクターブレード、５０…トナー補給口、６１…トナー補給路、６２…オーガ、６３…駆動手段、６４…エアー供給手段、６５…毛ブラシ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２９】
【特許文献１】特開平１１−２０２６２７号公報
【特許文献２】特開２００６−２５１５１２公報
【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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