(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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現像領域で該潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、
該現像剤担持体に現像剤を供給しながら該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送する供給搬送路と、
該供給搬送路内の現像剤に対して搬送力を付与する供給搬送部材と、
該供給搬送路の搬送方向下流端に到達した現像剤を該供給搬送路の搬送方向上流端に搬送する循環搬送路と、
該循環搬送路内の現像剤に対して搬送力を付与する循環搬送部材とを有し、
該供給搬送路は、該供給搬送部材によって現像剤に搬送力が直接付与される空間である搬送部と、該搬送部に対して該軸線方向に直交する方向に隣接し、該供給搬送部材によって現像剤に搬送力が直接付与されない空間であって、該搬送部から該現像剤担持体に供給する前の現像剤を一時的に溜めるバッファ部とを備え、
該供給搬送路の搬送方向の途中から該バッファ部が形成されている現像装置において、
該バッファ部の上流側端部を形成するバッファ部上流側端面が、搬送方向下流側ほど上記搬送部から離れるように、上記軸線方向に対して傾斜した傾斜面であることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、
上記傾斜面は、平面状のテーパー面であることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項２の現像装置において、
上記供給搬送部材は、回転軸と該回転軸に螺旋状に設けられた羽部とを備え、回転することにより該回転軸の軸方向に現像剤を搬送するスクリュ部材からなる供給スクリュであり、
上記軸線方向と上記テーパー面とが成すテーパー角の角度が、該供給スクリュのねじれ角の角度よりも小さいことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項３の現像装置において、
上記供給スクリュは、多条スクリュであることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項３または４の現像装置において、
上記供給スクリュは、ノンテーパースクリュであることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の現像装置において、
上記バッファ部上流側端面の下端が接する底面は、上記搬送部から上記バッファ部に向かう方向にかけて低くなるように傾斜していることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載の現像装置において、
上記バッファ部上流側端面の下端が接する底面は、搬送方向下流側ほど低くなるように傾斜していることを特徴とする現像装置。
【請求項８】
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乃至７の何れか１項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。
【請求項９】
潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置における少なくとも該潜像担持体と該現像手段とを１つのユニットとして共通の保持体に保持させて画像形成装置本体に対して着脱可能にしたプロセスカートリッジにおいて、
上記現像手段として、請求項１乃至７の何れか１項に記載の現像装置を用いたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【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、プリンタ等に用いられる現像装置並びにこれを用いた画像形成装置及びプロセスカートリッジ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を備える画像形成装置が広く用いられている。二成分現像剤を用いる現像装置としては、現像担持体である現像スリーブの軸線方向に平行に現像剤を搬送しながら現像スリーブに現像剤を供給する供給搬送路と、現像剤搬送方向における供給搬送路の下流端に到達した現像剤を供給搬送路の上流端に搬送する循環搬送路とを有するものが知られている。
【０００３】
供給搬送路と循環搬送路とを備える現像装置としては、供給搬送路から現像スリーブに供給された現像剤が、潜像担持体である感光体と現像スリーブとの対向部である現像領域を通過した後、供給搬送路に受け渡されるものがある。現像領域を通過した現像剤は感光体上の潜像にトナーを供給してトナー濃度が低下した状態であるので、現像領域を通過した現像剤が供給搬送路に戻る現像剤では供給搬送路の下流側ほど現像剤中のトナー濃度が低下する。特に高印字率の画像では現像領域を通過する前の現像剤に対して現像領域を通過した後の現像剤のトナー濃度の低下が大きくなり、供給搬送路の下流側のトナー濃度低下が大きく、画像品質が低下する問題が生じる。
【０００４】
特許文献１に記載の現像装置は、供給搬送路と循環搬送路といった現像スリーブに平行な２本の現像剤搬送路を備え、現像スリーブに供給され、現像領域を通過した現像剤は循環搬送路に受け渡される。このような現像装置では、現像領域を通過してトナー濃度が低下した現像剤は供給搬送路に戻らず、循環搬送路に受け渡されるため、上述したような供給搬送路の下流側ほどトナー濃度が低下する問題が発生しない。
【０００５】
また、特許文献２に記載の現像装置は、供給搬送路、循環搬送路及び回収搬送路の現像スリーブに平行な３本の現像剤搬送路を備え、現像スリーブに供給され、現像領域を通過した現像剤は回収搬送路に受け渡される。回収搬送路内の現像剤は供給搬送路と同じ方向に搬送され、供給搬送路の下流端に到達した現像剤と回収搬送路の下流端に到達した現像剤とが循環搬送路に受け渡される。このような現像装置では、現像領域を通過してトナー濃度が低下した現像剤は供給搬送路に戻らず、回収搬送路に受け渡されるため、上述したような供給搬送路の下流側ほどトナー濃度が低下する問題が発生しない。
【０００６】
特許文献１や特許文献２に記載の現像装置では、供給搬送路から現像スリーブに供給された現像剤は供給搬送路に戻ってこないため、供給搬送路の下流側ほど現像剤の量が少なくなる。これにより、現像剤の量が少なくなる下流側ほど現像剤の剤面の高さが低くなる。供給搬送路内の上流側と下流側とで現像剤の剤面の高さに偏りが生じると、現像スリーブへの供給にムラができ、現像スリーブに供給される現像剤の量にも現像スリーブの軸線方向で片寄りが生じる。
つまり、現像剤の剤面が高い供給搬送路の上流側では現像スリーブへの現像剤の供給量が安定していて画像濃度は一定となる。一方、現像剤の剤面が低い供給搬送路の下流側では、現像スリーブへの現像剤の供給量が不安定になり画像に濃度ムラが生じて画像不良が起こる。
【０００７】
特許文献１の現像装置では、供給搬送路と循環搬送路との現像剤の搬送量を現像スリーブへの供給量よりも十分に大きくすることで、現像スリーブへの現像剤の供給によって現像剤が減少する割合を低減している。これにより、供給搬送路内の現像剤の剤面の高さの片寄りを低減し、画像の濃度ムラの発生を抑制している。
【０００８】
また、特許文献２では、供給搬送路内の現像剤搬送部材としてスクリュ状の供給スクリュを備え、供給スクリュとして下流側ほどピッチ幅が狭くなる搬送スクリュを用いている現像装置が記載されている。搬送スクリュによる現像剤の搬送では、スクリュのピッチ幅が狭いほどスクリュが一回転する毎の現像剤の移動距離が短くなり、現像剤の増減が無い場合はスクリュのピッチ幅が狭い箇所ほど現像剤の嵩が高くなる。よって、下流側ほど現像剤の量が少なくなる供給搬送路の供給スクリュとして下流側ほどピッチ幅が狭い搬送スクリュを用いることにより、供給搬送路内の上流側と下流側との現像剤の剤面の高さに片寄りを低減できる。これにより、現像スリーブに供給される現像剤の量の現像スリーブの軸線方向で片寄りも低減することができ、供給搬送路の下流側では、現像スリーブへの現像剤の供給量が少なくて画像に濃度ムラが生じて画像不良の発生となることを防止することができる。
なお、下流側ほどピッチ幅が狭くなる搬送スクリュを供給スクリュとして用いる構成は、特許文献２のように３つの現像剤搬送路を備える現像装置に限らず、特許文献１のように搬送経路が２つの現像装置にも適用可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の現像装置では、供給搬送路の現像剤の時間あたりの搬送量を大きくするために、供給搬送路内の全体の現像剤の搬送速度が速くしている。また、特許文献２では、下流側ほど現像剤の搬送速度が遅いため、相対的に上流側ほど現像剤の搬送速度は速くなっている。
このため、特許文献１及び特許文献２の現像装置は、供給搬送路の上流側端部近傍では、従来の現像装置よりも現像剤の搬送速度が速く設定されている。
【００１０】
このように、供給搬送路の上流側端部近傍の現像剤の搬送速度を速めることに起因して生じる問題について、図１６を用いて説明する。
図１６は、特許文献１の現像装置のように、搬送経路が２つの現像装置で、循環搬送路の上方に供給搬送路を配置した現像装置３の概略説明図である。図１６（ａ）は、現像装置３の断面説明図であり、図１６（ｂ）は、現像装置３における供給搬送路３４０の上流側端部近傍の拡大上面図である。また、図１６（ａ）は、図１６（ｂ）におけるＫ−Ｋ断面の断面図である。
【００１１】
図１６に示すように、供給搬送路３４０は、現像剤搬送部材である供給スクリュ３０４によって現像剤に搬送力が付与される搬送部３４１と、現像ローラ３０２へ供給する現像剤を溜めておくバッファ部３４２とに区別される。供給スクリュ３０４は、図１６中の矢印Ｈで示すように、搬送部３４１からバッファ部３４２へ現像剤を供給しながら、図１６中の矢印Ｄ４で示すように搬送部３４１内の現像剤を上流から下流へ向けて現像剤を搬送する。
【００１２】
現像装置３では、循環搬送路である回収搬送路３５０の下流側端部で現像剤を滞留させ、上流側から搬送されてくる現像剤によって押し上げることにより、循環搬送路から供給搬送路３４０への現像剤の受け渡しが行われる。このため、回収搬送路３５０の下流側端部近傍では現像剤の嵩が増し、この位置で回収搬送路３５０と現像ローラ３０２とが対抗していると、回収搬送路３５０内の現像剤が現像ローラ３０２に付着するおそれがある。これを防止するため、現像装置３では、現像ローラ３０２の軸線方向の端部よりも回収搬送路３５０の下流側端部が軸線方向の外側となるように構成されている。このため、回収搬送路３５０の下流側端部と連通する供給搬送路３４０の上流側端部も図１６（ｂ）に示すように、現像ローラ３０２の軸線方向の端部よりも外側となるように構成されている。
【００１３】
このような構成の現像装置３の供給搬送路３４０は、図１６（ｂ）中の一点鎖線Ｊを挟んで上流側は搬送部３４１のみとなり、一点鎖線Ｊを挟んで下流側が搬送部３４１とバッファ部３４２とを備える構成となる。
一点鎖線Ｊよりも下流側では搬送部３４１からバッファ部３４２へと供給スクリュ３０４の回転によって現像剤が供給される。このとき、搬送部３４１からバッファ部３４２へ移動する現像剤の移動方向は供給スクリュ３０４の軸線方向（図中矢印Ｄ４と平行な方向）に対して直交する方向ではなく、図１６（ｂ）中の矢印Ｈで示すように斜め方向となる。
このように現像剤が移動するバッファ部３４２の上流側端部を形成するケーシングの内壁面（バッファ部上流側端面３４２ｆ）が、図１６（ｂ）に示すように、供給スクリュ３０４の軸線方向に対して直交する面であると、図１６（ｂ）中の領域γでは現像剤の移動が生じにくい。このため、領域γでは現像剤が滞留し、凝集してしまう。
【００１４】
バッファ部３４２内で現像剤が凝集し、現像剤規制部材３０３による現像剤の規制部を通過できない大きさとなると、汲み上げ不良が生じ、画像としては白スジが発生してしまう。
そして、特許文献１や特許文献２のように、供給搬送路の上流側端部近傍で現像剤の搬送速度が速く設定されている構成では、図１６中のγで示す領域が下流側に長くなり、現像剤の凝集に起因する白スジが発生し易くなるという問題が生じた。
このような問題は、供給搬送路の上流側端部近傍で現像剤の搬送速度が速く設定されている構成に限るものではなく、供給搬送路の搬送方向の途中から搬送部からバッファ部への現像剤の供給が開始される現像装置であれば生じ得る問題である。
【００１５】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、供給搬送路の搬送方向の途中から搬送部からバッファ部への現像剤の供給が開始される構成で、バッファ部の上流側端部で現像剤が凝集することを抑制することが出来る現像装置、並びにこの現像装置を備えた画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、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現像領域で該潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像剤を供給しながら該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送する供給搬送路と、該供給搬送路内の現像剤に対して搬送力を付与する供給搬送部材と、該供給搬送路の搬送方向下流端に到達した現像剤を該供給搬送路の搬送方向上流端に搬送する循環搬送路と、該循環搬送路内の現像剤に対して搬送力を付与する循環搬送部材とを有し、該供給搬送路は、該供給搬送部材によって現像剤に搬送力が直接付与される空間である搬送部と、該搬送部に対して該軸線方向に直交する方向に隣接し、該供給搬送部材によって現像剤に搬送力が直接付与されない空間であって、該搬送部から該現像剤担持体に供給する前の現像剤を一時的に溜めるバッファ部とを備え、該供給搬送路の搬送方向の途中から該バッファ部が形成されている現像装置において、該バッファ部の上流側端部を形成するバッファ部上流側端面が、搬送方向下流側ほど上記搬送部から離れるように、上記軸線方向に対して傾斜した傾斜面であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、バッファ部上流側端面が、傾斜面であることにより、バッファ部上流側端面が軸線方向に対して直交する面である場合に比べて、バッファ部への現像剤の供給を円滑にし、バッファ部上流側端面近傍における現像剤の滞留を抑制し、バッファ部の上流側端部で現像剤が凝集することを抑制することが出来るという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態の現像装置の特徴部の説明図、（ａ）は、現像装置の断面説明図、（ｂ）は、供給搬送路の上流側端部近傍の拡大上面図。
【図２】本実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図３】作像装置の概略構成図。
【図４】法線磁束密度分布を追記した現像装置及び感光体の説明図。
【図５】現像ローラの回転軸方向に平行な断面の断面説明図。
【図６】現像装置の主要部の内部斜視図。
【図７】現像装置の主要部の外観斜視図。
【図８】現像容器中の現像剤の流れを説明する模式図。
【図９】現像装置の軸線方向の平行な断面図。
【図１０】供給搬送路の上部ケーシングを外した状態の現像装置の上面図。
【図１１】供給搬送路の上流側端部近傍の拡大斜視図。
【図１２】供給搬送路の上流側端部近傍を図１１とは異なる角度から見た拡大斜視図。
【図１３】スクリュ部材の断面説明図、（ａ）はテーパースクリュ、図（ｂ）はノンテーパースクリュ。
【図１４】バッファ部上流側端底面が傾斜した構成の説明図、（ａ）は、搬送部からバッファ部に向かう方向にかけて低くなるように傾斜している構成の説明図、（ｂ）は、搬送方向下流側ほど低くなるように傾斜している構成の説明図。
【図１５】バッファ部上流側端面が曲面である例の説明図、（ａ）は、一つ目の例の説明図、（ｂ）は、二つ目の例の説明図。
【図１６】従来の現像装置の説明図、（ａ）は、現像装置の断面説明図、（ｂ）は、供給搬送路の上流側端部近傍の拡大上面図。
【図１７】二つの現像剤攪拌搬送部材を現像ローラから離れる方向に並べて配置した現像装置の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を画像形成装置としてのプリンタ（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２は、プリンタ１００の概略構成図である。プリンタ１００は、タンデム方式を採用してフルカラー画像を形成可能なカラー画像形成装置であり、ブラック、マゼンタ、イエロー、シアン（以下、Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃと記す）の各色トナー像を形成する作像装置１７（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）を備えている。これらの作像装置１７（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）の下方には、下流側張架ローラ１８及び上流側張架ローラ１９に掛け回されて転写紙Ｐを表面に担持して搬送し、各作像装置１７（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）の対向しながら表面移動する転写搬送ベルト１５が配設されている。転写搬送ベルト１５を挟んで各作像装置１７（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）と対向する転写バイアスローラ５（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）を備えている。
この作像装置１７は、プロセスカートリッジとして、プリンタ１００本体に対して着脱可能となっている。
【００２０】
また、転写搬送ベルト１５による転写紙搬送方向について下流側張架ローラ１８よりも下流側には、転写搬送ベルト１５から分離した転写紙Ｐ上の未定着トナーを定着する定着装置２４を備えている。また、プリンタ１００の本体上部には、定着装置２４を通過しトナー像が定着した転写紙Ｐを積載するための排紙トレイ２５を備えている。
【００２１】
転写搬送ベルト１５の下方には、転写紙Ｐを収容する複数の給紙カセット２０を備えている。また、転写搬送ベルト１５と作像装置１７（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）とが対向する転写領域に各給紙カセット２０から転写紙Ｐを供給する転写紙供給手段としての給紙搬送装置２６と、給紙カセット２０から搬送されてきた転写紙Ｐを作像装置１７（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）による作像タイミングに合わせて供給するレジストローラ対２３とを備えている。
【００２２】
なお、図２ではプリンタ１００が図２中の左右方向において小型になるよう、転写搬送ベルト１５が斜め方向に配設され、矢印Ａで示す転写紙Ｐの搬送方向が斜め方向となっている。これにより、プリンタ１００は、図２中の左右方向における筐体の幅が、Ａ３サイズの転写紙長手方向の長さよりも僅かに長い大きさとなっている。すなわち、プリンタ１００は、内部に転写紙を収容するために最低限必要な大きさとされることで大幅に小型化されている。
【００２３】
各作像装置１７（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）は、潜像担持体としてドラム状の感光体１（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）を有している。この感光体１（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）の回転方向に関して順に、それぞれ帯電装置２（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）、現像装置３（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）、クリーニング装置６（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）、等を有している。また、帯電装置２（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）と現像装置３（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）との間で書込光Ｌを露光装置１６（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）から照射される周知の構成である。感光体１（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）はドラム状でなく、ベルト状としても良い。
【００２４】
このような構成のプリンタ１００では、画像形成スタートとともに、各作像装置１７（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）で各色トナー像が形成される。各作像装置１７（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）では、感光体１（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）が、図示されないメインモータにより回転駆動され、帯電装置２（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）によって一様帯電された後、露光装置１６（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）より、画像を色分解した色毎の画像情報に応じて書込光Ｌが照射され、静電潜像が形成される。感光体１（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）上に形成された静電潜像は、現像装置３（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）により現像され、各感光体１（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）の表面上に各色トナー像が形成される。一方、複数ある給紙カセット２０のうちの１つから給紙搬送された転写紙Ｐは、レジストローラ対２３によって作像装置１７（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）による作像タイミングに合わせて、転写搬送ベルト１５の表面上に供給される。そして、転写搬送ベルト１５に担持された転写紙Ｐは転写搬送ベルト１５の表面移動によって各色の転写領域に搬送される。
【００２５】
各感光体１（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）上に形成されたトナー像は、感光体１（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）と転写搬送ベルト１５との対向部で転写バイアス手段である転写バイアスローラ５（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）によって転写搬送ベルト１５上に担持された転写紙Ｐに順次転写される。このようにしてＫ（黒）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｃ（シアン）の順で各感光体１（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）上に形成されたトナー像が転写され、重ね合わせカラートナー像が転写紙Ｐ上に形成される。トナー像を転写された転写紙Ｐは、転写搬送ベルト１５から分離され、定着装置２４に搬送され、トナー像が定着されて機外の排紙トレイ２５に排出される。
一方、転写紙Ｐ上にトナー像を転写した後の感光体１（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）は、クリーニング装置６（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）によって転写残トナーの除去がなされ、必要に応じて図示しない除電ランプで除電された後、再度、帯電装置２（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）で一様に帯電される動作を繰り返す。
図２に示すプリンタ１００では、転写搬送ベルト１５の搬送方向に沿って搬送方向上流側から、Ｋ（黒）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｃ（シアン）の順に四つの作像装置１７（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）が配置されているが、各色の作像装置１７（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）を配置する順序はこの限りではない。例えば、黒用の作像装置１７Ｋを搬送方向最下流側に配置し、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）の順に四つの作像装置１７（Ｍ，Ｙ，Ｃ，Ｋ）を配置してもよい。
【００２６】
次に、作像装置１７について詳しく説明する。本実施形態のプリンタ１００の作像装置１７（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）は、現像装置３内の画像形成物質として、互いに異なる色（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）のトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。このため、以下、添字Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃを省略し、作像装置１７として説明する。
【００２７】
図３は、本実施形態のプリンタ１００に適用可能な現像装置３を含む作像装置１７の概略構成図である。
現像装置３は感光体１に対向配置され、感光体１は図３中矢印ａに示すように図３における時計回り方向に回転駆動する。
感光体１の上方、時計の文字盤で表現すれば図３中の感光体１の略１２時の位置に帯電装置２が配置されている。帯電装置２は本例では感光体１と同じ表面移動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。
【００２８】
この帯電装置２により感光体１の表面は暗中で一様に帯電された後、書き込み手段である露光装置１６からの書込光Ｌの照射を受けて静電潜像が形成される。この静電潜像は感光体１の回転と共に下流側に移動し現像装置３に至る。現像装置３は感光体１の右横に配置されている。
現像装置３はケーシング３０１内に、現像剤３２０を撹拌搬送する供給スクリュ３０４及び回収スクリュ３０５、現像ローラ３０２などの回転部材及びその他の部材を具備している。
現像ローラ３０２は図３中の感光体１の２時と３時との間の位置（２時半の位置）で感光体１に近接して対向させることで現像領域Ｇを構成するようにして近接配置されている。この感光体１との対向部位に相当するケーシング３０１の部位は現像ローラ３０２を露出させるため開口している。
【００２９】
現像ローラ３０２が図３中の矢印ｂ方向に表面移動することにより、ケーシング３０１内の現像剤３２０は現像ローラ３０２の表面上に担持・搬送され、現像領域Ｇへ搬送されるようになっている。現像領域Ｇで感光体１の表面に形成されている静電潜像に現像剤３２０中のトナーが付着してトナー像として顕像化される。
このトナー像は感光体１の回転と共に感光体１の表面移動方向下流側に移動し、転写装置の転写バイアスローラ５との対向部である転写領域Ｒに至る。転写バイアスローラ５は、感光体１の下方、図３中の感光体１の６時の位置に配置されている。本実施形態の転写装置は、転写部材として回転体からなる転写バイアスローラ５を備える構成であるが、転写部材としては回転体に限らずコロナ放電タイプでもよい。
【００３０】
感光体１上のトナー像は転写領域Ｒにおいて転写紙Ｐに転写され、転写紙Ｐ上の画像となる。本実施形態のプリンタ１００は、感光体１上に形成したトナー像を転写紙Ｐに直接転写する構成である。感光体１上に形成したトナー像を転写紙Ｐに転写する構成としては、感光体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、中間転写体上で各色トナー像を重ね合わせて多色トナー像を形成し、その後多色トナー像を一括して転写紙に転写する中間転写体方式の画像形成装置にも本発明の現像装置は適用可能である。この場合は、転写領域Ｒで感光体上のトナーを中間転写体(中間転写ベルト)に転写することになる。
【００３１】
転写領域Ｒを通過した感光体１表面は感光体１の回転に伴い、その表面移動方向下流側へ移動してクリーニング装置６との対向部に至る。
クリーニング装置６は図３中の感光体１に対して１０時の位置に配置されている。クリーニング装置６は、転写領域Ｒで転写紙Ｐに転写し切れずに感光体１の表面に残ったトナーを、クリーニングブレード６０１により除去する。クリーニング装置６との対向部を通過した感光体１の表面は、その後、帯電装置２により一様に帯電され、次の画像形成工程を繰り返す。
【００３２】
次に、現像装置３について詳しく説明する。
図３に示すように、現像装置３は、ケーシング３０１の内部に現像ローラ３０２、供給スクリュ３０４、回収スクリュ３０５、現像剤規制部材３０３を有し、現像剤３２０を撹拌搬送して循環させている。本実施形態の現像装置３では、現像剤搬送部材として、回転軸部に螺旋形状のスクリュ羽部を固定したスクリュ部材からなる供給スクリュ３０４及び回収スクリュ３０５を用いており、スクリュ羽部の外径が１６［ｍｍ］以下のものを用いている。
【００３３】
図４は、現像ローラ３０２回りに形成される磁界の法線磁束密度分布を追記した現像装置３及び感光体１の説明図である。
図４に示すように、現像ローラ３０２は、円周方向に複数の磁石ＭＧ（図の煩雑化防止のため１個についてのみ符号で示す。）を配置したマグネットローラ３０２ｄを内部に有し、その周囲を円筒状の現像スリーブ３０２ｃが回転軸３０２ｅと一体的に回転する構成となっている。
本実施形態の現像装置３は、小型化のために現像ローラ３０２として直径が１４［ｍｍ］以下のものを使用している。
【００３４】
現像スリーブ３０２ｃはアルミ等の非磁性の金属で形成されている。マグネットローラ３０２ｄは、各磁石ＭＧが所定の方向を向くように不動部材、例えば、ケーシング３０１に固定されており、その周囲を現像スリーブ３０２ｃが回転して、磁石ＭＧによって引き付けた現像剤３２０を搬送していく。
【００３５】
図５は、現像ローラ３０２の回転軸方向に平行な断面の断面説明図である。
図５に示すように、現像ローラ３０２は、不動部材であるケーシング３０１に固定されている固定軸３０２ａと、この固定軸３０２ａに一体的に形成され、円柱状をしたマグネットローラ３０２ｄと、マグネットローラ３０２ｄのまわりをギャップを介して覆っている現像スリーブ３０２ｃと、この現像スリーブ３０２ｃに一体的に構成された回転軸３０２ｅ等からなる。固定軸３０２ａに対して回転軸３０２ｅは軸受３０２ｆを介して回転自在であり、回転軸３０２ｅは図示省略の回転駆動手段から動力を伝達されて回転駆動される。
マグネットローラ３０２ｄの外周部には、図５に示すように所定の間隔をおいて複数の磁石ＭＧが固定されている。これらの磁石ＭＧの周囲を現像スリーブ３０２ｃが回転する構成となっている。
【００３６】
マグネットローラ３０２ｄに配置された複数の磁石ＭＧは、現像スリーブ３０２ｃの周表面に現像剤３２０を穂立ちさせ、また穂切りなどさせるように磁界を形成するためのものである。これらの磁石ＭＧから発せられる法線方向磁力線に沿うように、磁性のキャリアが集合して磁気ブラシが形成される。
マグネットローラ３０２ｄとしては種々の構成が適用可能であるが、本実施形態の現像装置３では、図４に示すように、現像スリーブ３０２ｃの内部に５つの磁石ＭＧを有し、５つの磁極ＭＰ（磁力分布）が生じるマグネットローラ３０２ｄを備える。
図４に示すように、現像ローラ３０２の中心である現像ローラ中心線Ｏ−１と感光体１の中心である感光体中心Ｏ−２とを結ぶ仮想直線上で、感光体１と対向する位置に磁石ＭＧを配置し、現像領域Ｇにおける現像磁極ＭＰ１を形成する。さらに、現像磁極ＭＰ１に対して図４中の反時計回り方向に、ケーシング対向極ＭＰ２、回収対向極ＭＰ３、現像剤規制部材対向極ＭＰ４及び搬送極ＭＰ５のそれぞれの磁極ＭＰを形成する位置に磁石ＭＧが配置されている。
【００３７】
本実施形態の現像装置３では、現像磁極ＭＰ１から反時計回り方向に、Ｎ、Ｓ、Ｎ、Ｎ、Ｓ極としているが、これらは各極が反対の極性であっても構わない。現像ローラ３０２上で、各極はその中心が、現像磁極ＭＰ１は時計文字盤の８時、ケーシング対向極ＭＰ２は同７時、回収対向極ＭＰ３は同５時、現像剤規制部材対向極ＭＰ４は同１時の各位置に略位置している。
【００３８】
現像装置３では、現像ローラ３０２と感光体１とは現像領域Ｇで直接には接触せずに、現像に適する一定の間隔、現像ギャップＧＰ１を保持して対向している。
現像ローラ３０２上において、現像剤３２０を穂立ちさせ、現像剤３２０を感光体１に接触させることで、感光体１表面の静電潜像にトナーを付着させて顕像化する。
【００３９】
この現像装置３では、図４に示すように、固定軸３０２ａには接地されたバイアス用の電源ＶＰが接続されている。固定軸３０２ａに接続された電源ＶＰの電圧は、図５に示していない導電性の軸受、導電性の回転軸３０２ｅを経て現像スリーブ３０２ｃに印加される。一方、図４において、感光体１を構成する最下層の導電性支持体３１は接地されている。
このようにして、現像領域Ｇには、キャリアから離脱したトナーを感光体１側へ移動させる電界が形成され、現像スリーブ３０２ｃと感光体１の表面に形成された静電潜像との電位差によりトナーを感光体１側に向けて移動させることに供している。
【００４０】
本実施形態の現像装置３は、露光用の書込光Ｌで書き込む方式の画像形成装置と組み合わせた例としている。帯電装置２により感光体１上に一様に負極性の電荷を乗せ、書込量を少なくするために画像部を露光用の書込光Ｌで露光することで、低下した電位の画像部(静電潜像)に負極性のトナーで現像する所謂反転現像方式を採用している。これは一例であり、本発明の現像装置を適用する構成としては、感光体１に乗せる帯電電荷の極性は大きな問題ではない。
【００４１】
現像後、ケーシング対向極ＭＰ２は現像スリーブ３０２ｃ上に担持された現像後の現像剤３２０を現像スリーブ３０２ｃの回転と共に下流側に搬送し、ケーシング３０１内に引き入れる。
ケーシング対向極ＭＰ２に対して現像スリーブ３０２ｃの回転方向下流側に位置する回収対向極ＭＰ３と現像剤規制部材対向極ＭＰ４とは同極性としてある。このため、回収対向極ＭＰ３と現像剤規制部材対向極ＭＰ４との間では、現像剤３２０を穂立ちさせる磁界が形成されず穂が寝た状態となり、それまで現像ローラ３０２周囲に引き寄せていた現像剤３２０を現像ローラ３０２から引き離す"剤離し"の作用が働く。この穂が寝た状態となる現像ローラ３０２上の回収対向極ＭＰ３と現像剤規制部材対向極ＭＰ４との間（磁力分布曲線の山形のピークが他と比べて極めて低い領域）は現像ローラ３０２から現像剤３２０を離す、剤離し領域γを形成している。
【００４２】
感光体１にトナーを付着させた現像剤３２０は、現像剤中のトナー濃度が下がっている。このため、仮に、このトナー濃度が低下した現像剤３２０が現像ローラ３０２から離れずに再び現像領域Ｇに搬送され現像に供されると狙いの画像濃度を得ることが出来ないという不具合が生じてしまう。
これを防止するため、現像装置３では、現像後の剤離し領域γで、現像ローラ３０２から現像剤３２０を離す。現像ローラ３０２から離した現像剤３２０はその後、狙いのトナー濃度、トナー帯電量になるように、ケーシング３０１内で十分に撹拌混合する。
【００４３】
このようにして、狙いのトナー濃度、帯電量にされた現像剤を現像ローラ３０２に汲み上げるのが現像剤規制部材対向極ＭＰ４であり、現像ローラ３０２上の現像剤規制部材対向極ＭＰ４に対応する部分である剤汲み上げ領域１０で、現像ローラ３０２に現像剤３２０が汲み上げられる。
現像剤規制部材対向極ＭＰ４の磁力により現像ローラ３０２に引き付けられ、汲み上げられた現像剤は現像剤規制部材対向極ＭＰ４のピーク位置の直近下流部に位置する現像剤規制部材３０３を通過することにより、所定の厚さに整えられて、磁気ブラシを形成しながら現像領域Ｇに搬送される。現像剤規制部材対向極ＭＰ４と現像磁極ＭＰ１との間に位置する搬送極ＭＰ５は現像剤規制部材３０３を通過後、現像磁極ＭＰ１までの間で現像剤３２０を搬送する機能を担っている。
【００４４】
図６は、現像装置３の主要部の内部斜視図であり、図７は、現像装置３の主要部の外観斜視図である。また、図８は、現像装置３を図７中の矢印Ｅ方向から見た、ケーシング３０１内の現像剤３２０の流れを説明する模式図である。また、図９は、現像装置３を図７中の矢印Ｅ方向からみた供給スクリュ３０４の回転軸近傍の断面説明図である。
図６、図８及び図９中の矢印Ｄ１〜Ｄ４がケーシング３０１内の現像剤３２０の流れを示している。
【００４５】
図３及び図４に示すように、供給スクリュ３０４は現像ローラ３０２のまわりの位置であって、図３及び図４中の現像ローラ３０２の２時の方向に配置されている。この位置は現像剤規制部材３０３との対向部に対して現像ローラ３０２の表面移動方向上流側でもある。図６及び図９に示すように、供給スクリュ３０４は回転軸の回りに螺旋状の羽部を設けたスクリュ形状をしており、現像ローラ３０２の現像ローラ中心線Ｏ−１と平行な供給スクリュ中心線Ｏ−３０４を中心に、図３及び図４中の矢印ｆで示す時計回り方向に回転する。この回転により、図中の矢印Ｄ４で示すように、供給スクリュ中心線Ｏ−３０４に沿って現像装置３の長手方向の手前側ＦＳから奥側ＢＳに向けて現像剤３２０を撹拌しながら搬送する。つまり、供給スクリュ３０４は回転軸に回転駆動が入力されることにより現像剤３２０をその軸方向、手前側ＦＳから奥側ＢＳに向けて搬送する。
【００４６】
図３及び図４に示すように、回収スクリュ３０５は現像ローラ３０２のまわりの位置であって、図３及び図４中の現像ローラ３０２の４時の方向で、剤離し領域γの近傍に配置されている。図６及び図９に示すように、回収スクリュ３０５は回転軸の回りに螺旋状の羽部を設けたスクリュ形状をしており、現像ローラ中心線Ｏ−１と平行な回収スクリュ中心線Ｏ−３０５を中心に、図３及び図４中の矢印ｇで示す反時計回り方向に回転する。この回転により、図中の矢印Ｄ２で示すように、回収スクリュ中心線Ｏ−３０５に沿って現像装置３の長手方向の奥側ＢＳから手前側ＦＳに向けて現像剤３２０を撹拌しながら搬送する。つまり、回収スクリュ３０５は回転軸に回転駆動が入力されることにより現像剤３２０を供給スクリュ３０４による搬送方向とは逆向きの奥側ＢＳから手前側ＦＳに向けて搬送する。
【００４７】
回収スクリュ３０５に対して供給スクリュ３０４は上方に位置する関係となっており、ケーシング３０１内で供給スクリュ３０４の周囲の空間である供給搬送路３４０と、回収スクリュ３０５の周囲の空間である回収搬送路３５０とは仕切板３０６を挟んで隣接している。
図６及び図７に示すように、供給スクリュ３０４及び回収スクリュ３０５の手前側端部は現像ローラ３０２の手前側端部よりも若干手前側に位置するように設定して、現像ローラ３０２の手前側端部への供給搬送路３４０内からの現像剤３２０の供給を確保している。また、供給スクリュ３０４及び回収スクリュ３０５の奥側端部は現像ローラ３０２の奥側端部よりも奥側に位置するように設定している。これにより、後述するトナー補給のためのスペースを確保している。現像剤規制部材３０３の長手方向の長さは、現像ローラ３０２の長さに合わせて設定されている。
【００４８】
図３、図４、図８及び図９に示すように、供給スクリュ３０４と回収スクリュ３０５との間には、供給搬送路３４０と回収搬送路３５０とを空間的に仕切る仕切板３０６がケーシング３０１の内側に支持されている。この仕切板３０６の長手方向両側端部には、それぞれ連通口（４１及び４２）が設けられている。
回収スクリュ３０５によって長手方向の奥側ＢＳから手前側ＦＳ（図中矢印Ｄ２方向）に搬送された現像剤３２０は、その搬送方向端部でケーシング３０１の側壁で進路を絶たれるため側壁に沿って盛り上がる。この盛り上がりによって、回収搬送路３５０内の搬送方向下流側端部に到達した現像剤３２０は、上述した仕切板３０６の長手方向両側端部に設けられた連通口のうちの長手方向手前側端部に設けられた持ち上げ口４１を通過し（図中矢印Ｄ３）、供給搬送路３４０に受け渡される。
【００４９】
供給搬送路３４０に受け渡された現像剤３２０は、供給スクリュ３０４によって供給搬送路３４０内を長手方向の手前側ＦＳから奥側ＢＳ（図中矢印Ｄ４方向）に搬送される。
回収搬送路３５０の場合と同様に、供給スクリュ３０４によって長手方向の手前側ＦＳから奥側ＢＳ（図中矢印Ｄ４方向）に搬送された現像剤３２０は、その搬送方向端部でケーシング３０１の側壁で進路を絶たれる。供給搬送路３４０内の搬送方向下流側端部に到達した現像剤３２０は、上述した仕切板３０６の長手方向両側端部に設けられた連通口のうちの長手方向奥側端部に設けられた落下口４２より落下し、回収搬送路３５０に受け渡される。
【００５０】
このように、現像装置３は、現像ローラ３０２、供給スクリュ３０４、回収スクリュ３０５及び仕切板３０６等を備える構成である。現像ローラ３０２は、現像剤３２０を担持して回転し感光体１に形成された静電潜像を可視像化するものである。供給スクリュ３０４は、現像ローラ３０２の現像ローラ中心線Ｏ−１に平行な供給スクリュ中心線Ｏ−３０４を中心に回転し、この供給スクリュ中心線Ｏ−３０４に沿って現像装置３の長手方向に現像剤３２０を撹拌しつつ搬送する。回収スクリュ３０５は、現像ローラ３０２から現像剤３２０を離す剤離し領域γの近傍に配置され、現像ローラ中心線Ｏ−１と平行な回収スクリュ中心線Ｏ−３０５を中心に回転し、供給スクリュ３０４が現像剤３２０を搬送する方向とは反対方向に現像剤３２０を撹拌しつつ搬送する。
また、仕切板３０６は、供給スクリュ３０４と回収スクリュ３０５との間であって、供給搬送路３４０と回収搬送路３５０との空間を仕切り、長手方向の両端部にそれぞれ連通口を有する。このような構成により、現像装置３は、図中の矢印Ｄ１〜Ｄ４に沿った現像剤３２０の循環経路を形成する。
【００５１】
また、本実施形態の現像装置３内で現像剤３２０を循環させる現像剤撹拌搬送部材（３０４及び３０５）が現像ローラ３０２の横に上下に二本並べて配置される。
従来の現像装置３としては、図１７に示すように２つの現像剤攪拌搬送部材（供給回収スクリュ４０４、循環スクリュ４０５）を現像ローラ３０２から離れる方向（水平方向）に２つ並べて配置する構成のものがある。このように、２つの現像剤攪拌搬送部材を水平方向に並べて配置する構成にくらべて、本実施形態の現像装置３は、装置の横方向（水平方向）の大きさを小さくすることができる。
また、本実施形態の現像装置３は、仕切板３０６により供給搬送路３４０と回収搬送路３５０との空間が仕切られている。このため、現像ローラ３０２に対しては供給スクリュ３０４により、トナーとキャリアを十分に撹拌混合された現像剤３２０のみが供給され、現像直後のトナー濃度の下がった現像剤３２０は専ら回収スクリュ３０５により撹拌搬送され、直ぐに現像ローラ３０２に供給されることがない。よって、狙いの帯電量を持ったトナーを含み、狙いのトナー濃度となった現像剤３２０だけが現像ローラ３０２に供給され、現像に用いられることとなるため、高画質を得ることができる。
このように、本実施形態の現像装置３は、水平方向のコンパクト化を図りつつ、高画質を得ることができる。
【００５２】
回収スクリュ３０５としては、その搬送方向下流側端部近傍の持ち上げ口４１に対応する範囲で、スクリュ部に代えて、回収スクリュ３０５の軸部３０５Ｊについて軸心（回収スクリュ中心線Ｏ−３０５）から法線方向に板状に延びる複数枚の羽根状部材を設けた構成としてもよい。このように、回収スクリュ３０５の持ち上げ口４１に対応する範囲に羽根状部材を設ける構成とすることで、回収スクリュ３０５の回転に伴った持ち上げ口４１の下方から現像剤３２０を上方に跳ね上げ、回収搬送路３５０から供給搬送路３４０への現像剤３２０の受け渡しを補助することができる。
【００５３】
次に、現像装置３におけるトナー補給について説明する。
現像装置３内の現像剤３２０は、現像動作を繰り返す内にトナーが消費されていくため、現像装置３の外部から装置内の現像剤３２０に対してトナーを補給する必要がある。本実施形態の現像装置３は、長手方向の奥側ＢＳの端部近傍にトナー補給口３０９を備え、このトナー補給口３０９より図８及び図９中の矢印Ｔでしめすように、外部からのトナーの補給を行う。本実施形態の現像装置３では長手方向の奥側ＢＳの端部近傍は、現像ローラ３０２に現像剤を供給する供給搬送路３４０内の搬送方向下流側端部近傍となるため、トナー補給口３０９より補給されたトナーが直ちに現像に供されることはなく、落下口４２を通過して回収搬送路３５０に供給されることとなる。
【００５４】
回収搬送路３５０に供給されたトナーは回収スクリュ３０５で現像剤３２０と混合・撹拌され、所定のトナー濃度となった現像剤３２０に含有された状態で、持ち上げ口４１から供給搬送路３４０へと受け渡され、現像に供される。また、回収スクリュ３０５を配置した回収搬送路３５０は、現像ローラ３０２の表面から離脱した現像剤３２０を回収して搬送するものであり、現像ローラ３０２への現像剤３２０の供給は行わない。このため、トナー補給口３０９から新しくトナーが補給されたことにより十分に撹拌されていない、トナー濃度が不均一な状態の現像剤３２０が現像に供されることを防止できる。
【００５５】
トナー補給口３０９から補給されたトナーは、落下口４２を通過して回収搬送路３５０に供給され、現像ローラ３０２から離脱してトナー濃度の低下して回収搬送路３５０に回収された現像剤３２０とともに、回収スクリュ３０５によって撹拌混合されながら長手方向の手前側ＦＳ（図中矢印Ｄ２方向）に向けて搬送される。新たに補給されたトナー及びトナー濃度が低下した現像剤３２０は、回収搬送路３５０内の搬送方向下流側端部である現像装置３の手前側ＦＳの端部に搬送されるまでの間に、トナー濃度が正常化され、持ち上げ口４１から供給搬送路３４０へと受け渡される。供給搬送路３４０では、現像剤３２０は、供給スクリュ３０４によって現像装置３の長手方向の奥側ＢＳ（図中矢印Ｄ４方向）に搬送されながら現像ローラ３０２に供給され現像に使用される。
【００５６】
また、現像装置３の下部にはトナー濃度センサ２０１がある。このセンサは透磁率を測定するセンサであり、現像剤のキャリア濃度(＝１００−トナー濃度)を検知することができる。さらに検知したキャリア濃度からセンサ上にあるトナー濃度が適正化不足しているかを判断し、補給するトナーの量を決めている。
このトナー濃度センサ２０１は回収スクリュ３０５の搬送方向下流側端部に近い位置に配置することが望ましい。
【００５７】
供給搬送路３４０内の現像剤３２０は、供給スクリュ３０４により奥側ＢＳの端部まで搬送される間に、現像に使用され、使用された現像剤は回収搬送路３５０に受け渡される。このため、回収搬送路３５０内の現像剤は、回収スクリュ３０５の搬送方向下流側となる手前側ＦＳに溜まる傾向にある。そのためトナー濃度センサ２０１を回収スクリュ３０５の下流側に配置することで、トナー濃度センサ２０１上方には現像剤３２０が常に充填しており、安定したキャリア濃度検知が可能となる。
【００５８】
次に、本実施形態の現像装置３の特徴部について説明する。
図１０は、供給搬送路３４０の上部ケーシングを外した状態の現像装置３の上面図である。
図１は、現像装置３の特徴部の説明図であり、図１（ａ）は、現像装置３の断面説明図であり、図１（ｂ）は、現像装置３における供給搬送路３４０の上流側端部近傍の拡大上面図である。図１１は、供給搬送路３４０の上流側端部近傍の拡大斜視図であり、図１２は、供給搬送路３４０の上流側端部近傍を図１１とは異なる角度から見た拡大斜視図である。また、図１（ａ）は、図１（ｂ）におけるＫ−Ｋ断面の断面図である。
【００５９】
図１に示すように、供給搬送路３４０は、現像剤搬送部材である供給スクリュ３０４によって現像剤に搬送力が付与される搬送部３４１と、現像ローラ３０２へ供給する現像剤を溜めておくバッファ部３４２とに区別される。供給スクリュ３０４は、図１中の矢印Ｈで示すように、搬送部３４１からバッファ部３４２へ現像剤を供給しながら、図１中の矢印Ｄ４で示すように搬送部３４１内の現像剤を上流から下流へ向けて現像剤を搬送する。
そして、本実施形態の現像装置３は、バッファ部３４２の上流側端部を形成するケーシングの内壁面であるバッファ部上流側端面３４２ｆが、図１（ｂ）に示すように、供給スクリュ３０４の軸線方向に対して水平方向について傾斜した傾斜面となっている。
【００６０】
ここで、本実施形態の特徴部を備えない従来の現像装置３について説明する。
図１６は、従来の現像装置３の説明図であり、図１６（ａ）は、現像装置３の断面説明図であり、図１６（ｂ）は、現像装置３における供給搬送路３４０の上流側端部近傍の拡大上面図である。
図１６中の矢印Ｄ４及び矢印Ｈが現像剤３２０の動きを示している。矢印Ｄ４で示すように、現像剤３２０は、供給搬送路３４０の上流側（図中右側）から下流側（図中左側）に向けて供給スクリュ３０４によって搬送される。
【００６１】
図１６（ｂ）に示すように、バッファ部３４２は現像ローラ３０２の長手方向に渡り、上部に位置し、供給スクリュ３０４から現像剤３２０の供給をうける。供給スクリュ３０４は現像剤３２０を軸線方向に搬送するため、バッファ部３４２への現像剤３２０の供給は、図１６中の矢印Ｈで示すように、自然と斜め方向となる。
このため、バッファ部３４２の最上流側端部の領域γでは、搬送部３４１からの現像剤３２０の現像剤の流れが生じがたく、供給不良、もしくは、供給を受けても現像剤３２０の動きが小さいため、滞留し、ひいては凝集してしまう。凝集した現像剤３２０は、バッファ部３４２から現像ローラ３０２へ落下しにくくなるため、供給不良によるスジ等の異常画像の発生につながる。
【００６２】
このような従来の現像装置３に対して本実施形態の現像装置３は、図１、図１１及び図１２に示すように、バッファ部上流側端面３４２ｆが、搬送方向下流側ほど搬送部３４１から離れるように、供給スクリュ３０４の軸線方向Ｉ（供給スクリュ中心線Ｏ−３０４に平行な方向）に対して水平方向について傾斜した傾斜面となっている。
また、バッファ部上流側端面３４２ｆは平面状のテーパー面であり、現像装置３は、軸線方向Ｉとテーパー面とが成すテーパー角の角度βが、供給スクリュ３０４のねじれ角の角度αよりも小さい構成となっている。
ここで、ねじれ角は、供給スクリュ３０４を鉛直上方から見たときの供給スクリュ中心線Ｏ−３０４と交差する位置の供給スクリュ３０４の羽部の接線Ｍと供給スクリュ中心線Ｏ−３０４とが成す角である。
【００６３】
搬送部３４１からバッファ部３４２へのつなぎ目が直角（もしくはテーパーが小さい構成）であると、この直角部分の搬送方向下流側近傍部分の現像剤３２０が供給されにくく、現像剤３２０が滞留してしまう。滞留した現像剤３２０は凝集しやすく、汲み上げ不良になり、画像上では白スジとなってしまう。これに対して、本実施形態の現像装置３は、図１、図１１及び図１２に示すように、搬送部３４１からバッファ部３４２へのつなぎ目が直角ではなく、テーパーをつけることで、現像剤３２０が流れやすくなっている。また、図１に示すテーパー角の角度βは、現像剤３２０の流れを阻害しないように、供給スクリュ３０４のねじれ角の角度αよりも小さくすると良い。
【００６４】
現像装置３の供給スクリュ３０４は、矢印ｆで示す方向に回転している。供給スクリュ３０４が、矢印ｆ方向に回転することで、供給搬送路３４０内の現像剤３２０を現像スリーブへすくい上げる方向に回転するようになり、逆方向に回転するよりも、現像剤３２０を現像スリーブ３０２ｃへ供給し易くなる。
【００６５】
現像装置３は、供給搬送路３４０から現像ローラ３０２に供給され、現像領域Ｇを通過した現像ローラ３０２上の現像剤は、現像ローラ３０２から供給搬送路３４０に受け渡されず、回収搬送路３５０へと受け渡される。このように、現像装置３は、現像ローラ３０２に現像剤３２０を供給する搬送路と、現像ローラ３０２から現像剤３２０を回収する搬送路とを分けている。これは現像ローラ３０２に供給する現像剤３２０は常に供給搬送路３４０から供給し、一度、現像領域Ｇを通過した現像剤３２０は回収搬送路３５０で回収された後、トナー補給後に撹拌され、供給搬送路３４０に運ばれるまでは再び現像ローラ３０２に供給されない構成となっている。このような構成にすると現像ローラ３０２に供給する現像剤３２０は常に同じトナー濃度とすることができるため、画像濃度が現像ローラ３０２の長手方向で常に一定に保つことができる。
【００６６】
本実施形態の現像装置３が備える供給スクリュ３０４は、２枚の螺旋状の羽部を供えた２条のスクリュである。このように、螺旋状の羽部を２条とすることにより、１条のものよりも現像剤３２０の搬送効率が向上する。１条のスクリュでは、ピッチを広くする、もしくは回転数をあげることで搬送性を向上させるが、ピッチを広くしすぎると、スクリュの羽が軸に対して寝てくるため、軸方向への搬送効率が落ちてしまう。その場合、ねじれ角の角度αが小さくなるため、テーパー角の角度βを更に小さくしなくてはならない。軸方向への搬送力が小さい上に、他に比べ現像剤に対して搬送力を加えにくいテーパー面であるバッファ部上流側端面３４２ｆと対向する領域（テーパー部）が広くなると、テーパー部で剤が滞留しやすくなってしまう。
【００６７】
また、回転数を上げると、温度上昇に不利となってしまう。
２条などの複数条にすることで、現像剤３２０を搬送する羽が増えるため、搬送効率が向上し、また、ねじれ角の角度αも小さく出来るため、テーパー角の角βも小さく出来、上述したのような不具合を発生させることがない。
【００６８】
また、複数条にすることで羽間のピッチを小さく出来るため、現像剤３２０の搬送ムラによる異常画像を防ぐことができる。供給スクリュ３０４の回転数を必要以上に上げることがないため、軸受、シール部材への負荷を低減し、長寿命化することができる。さらに、温度が上昇することによる、現像剤の固化、凝集を防ぐことができ、異常画像の防止も可能である。また、現像剤担持体である現像ローラ３０２上の現像剤３２０のトナー濃度を常に適切に保つことができるため、濃度ムラのない均一な画像が作成可能であり、異常画像の無い長寿命の現像装置を提供する事が出来る。
【００６９】
図１３は、供給スクリュ３０４に適用可能なスクリュ部材の中心軸を通る断面の断面説明図である。図１３（ａ）はテーパースクリュの断面説明図であり、図１３（ｂ）はノンテーパースクリュの断面説明図である。
供給スクリュ３０４としては、図１３（ｂ）に示すノンテーパースクリュの方が好ましい。ノンテーパースクリュを用いると、スクリュ部材の羽が搬送方向に対し立た状態となるため、現像剤３２０の直進性が増し搬送効率を高めることが出来る。
現像装置３のように、現像領域Ｇを通過した現像剤が回収搬送路３５０に受け渡される構成の供給搬送路３４０では、現像剤量が下流側ほど少なくなるため供給搬送路３４０では出来るだけ速く現像剤３２０を搬送することが望まれる。このため、供給スクリュ３０４としてはテーパースクリュよりも搬送力の向上を図ることが出来るノンテーパースクリュの方が好ましい。
【００７０】
また、テーパースクリュの場合、羽部の搬送面が外周方向に傾斜しているため、軸線方向に直行する方向の力が働きやすい。テーパー面であるバッファ部上流側端面３４２ｆ近傍の現像剤３２０に対して供給スクリュ３０４から軸線方向に直行する方向の力が作用すると、バッファ部上流側端面３４２ｆで現像剤３２０が押し固められて凝集が発生するおそれがある。これに対して、軸線方向に直行する方向の力が働きにくいノンテーパースクリュを用いることにより、軸線方向に直交する方向に働くベクトルが減るため、現像剤３２０の押し固めを防止することができる。
【００７１】
バッファ部上流側端面３４２ｆの下端が接するバッファ部上流側端底面３４２ｂは、水平面でも良いが、傾斜面であっても良い。
図１４は、バッファ部上流側端底面３４２ｂが傾斜した構成の説明図である。
図１４（ａ）は、バッファ部上流側端底面３４２ｂが、搬送部３４１からバッファ部３４２に向かう方向（図１４中の右から左に向かう方向）にかけて低くなるように傾斜している構成の説明図である。このように傾斜させることによって、直接的な搬送力の付与が行われないバッファ部上流側端底面３４２ｂの上方にある現像剤３２０を重力によってバッファ部３４２に向けて移動させることができる。
【００７２】
図１４（ｂ）は、バッファ部上流側端底面３４２ｂが、搬送方向下流側ほど低くなるように傾斜している構成の説明図である。このように傾斜させることによって、直接的な搬送力の付与が行われないバッファ部上流側端底面３４２ｂの上方にある現像剤３２０を重力によってバッファ部３４２に向けて移動させることができる。
【００７３】
上述した実施形態の現像装置３では、バッファ部上流側端面３４２ｆが軸線方向に対して傾斜した平面であるテーパー面である構成について説明した。バッファ部上流側端面３４２ｆの形状としては、バッファ部上流側端面３４２ｆが、搬送方向下流側ほど搬送部３４１から離れるように傾斜していれば、図１５（ａ）や図１５（ｂ）に示すように、曲面であってもよい。しかし、上述した実施形態のように、バッファ部上流側端面３４２ｆを平面からなるテーパー面とすることで、加工が容易であるので、バッファ部上流側端面３４２ｆを傾斜面とすることによる加工コストの上昇を抑制することができる。
【００７４】
本実施形態では、本発明の特徴部を有する現像装置３を、タンデム式のフルカラー画像形成装置であるプリンタ１００に適応した構成について説明した。本発明の現像装置３は、単色の画像形成装置においても適用可能である。
【００７５】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
〔態様Ａ〕
現像剤を表面上に担持して回転し、感光体１などの潜像担持体と対向する現像領域で潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像ローラ３０２などの現像剤担持体と、現像剤担持体に現像剤を供給しながら現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送する供給搬送路と、供給搬送路内の現像剤に対して搬送力を付与する供給スクリュ３０４などの供給搬送部材と、供給搬送路の搬送方向下流端に到達した現像剤を供給搬送路の搬送方向上流端に搬送する回収搬送路３５０などの循環搬送路と、循環搬送路内の現像剤に対して搬送力を付与する回収スクリュ３０５などの循環搬送部材とを有し、供給搬送路は、供給搬送部材によって現像剤に搬送力が直接付与される空間である搬送部と、搬送部に対して軸線方向に直交する方向に隣接し、供給搬送部材によって現像剤に搬送力が直接付与されない空間であって、搬送部から現像剤担持体に供給する前の現像剤を一時的に溜めるバッファ部とを備え、供給搬送路の搬送方向の途中からバッファ部が形成されている現像装置において、バッファ部の上流側端部を形成するバッファ部上流側端面が、搬送方向下流側ほど搬送部から離れるように、軸線方向に対して傾斜した傾斜面である。これよれば、上記実施形態について説明したように、バッファ部上流側端面が、傾斜面であることにより、バッファ部上流側端面が軸線方向に対して直交する面である場合に比べて、バッファ部への現像剤の供給を円滑にし、バッファ部上流側端面近傍における現像剤の滞留を抑制し、バッファ部の上流側端部で現像剤が凝集することを抑制することが出来るという優れた効果がある。
〔態様Ｂ〕
〔態様Ａ〕において、傾斜面であるバッファ部上流側端面は、平面状のテーパー面である。これによれば、上記実施形態について説明したように、傾斜面を曲面とするものに比べてバッファ部上流側端面を傾斜面とすることによる加工コストの上昇を抑制することができる。
〔態様Ｃ〕
〔態様Ｂ〕において、供給搬送部材は、回転軸と回転軸に螺旋状に設けられた羽部とを備え、回転することにより該回転軸の軸方向に現像剤を搬送するスクリュ部材からなる供給スクリュであり、軸線方向とテーパー面とが成すテーパー角（実施形態の角度β）が、供給スクリュのねじれ角（実施形態の角度α）よりも小さい。これによれば、上記実施形態について説明したように、このテーパー角度βがねじれ角の角度αよりも大きい構成に比べて、現像剤３２０の流れが阻害されず、より確実に凝集の発生を抑制できる。
〔態様Ｄ〕
〔態様Ｃ〕において、供給スクリュは、多条スクリュである。これによれば、これによれば、上記実施形態について説明したように、現像剤の搬送性を向上させることに加え、羽間のピッチを小さくし、現像剤の搬送ムラによる異常画像を防ぐ。
〔態様Ｅ〕
〔態様Ｃ〕または〔態様Ｄ〕において、供給スクリュは、ノンテーパースクリュである。これによれば、上記実施形態について説明したように、供給搬送路内の現像剤の直進性があがり現像剤の搬送効率の向上することができる。
〔態様Ｆ〕
〔態様Ａ〕乃至〔態様Ｅ〕の何れか一つの態様において、バッファ部上流側端面の下端が接するバッファ部上流側端底面３４２ｂなどの底面は、搬送部からバッファ部に向かう方向にかけて低くなるように傾斜させる。これによれば、上記実施形態について説明したように、底面の上方にある現像剤を重力によってバッファ部に向けて移動させることができ、現像剤を現像ローラ側へスムーズに流すことができる。
〔態様Ｇ〕
〔態様Ａ〕乃至〔態様Ｆ〕の何れか一つの態様において、バッファ部上流側端面の下端が接するバッファ部上流側端底面３４２ｂなどの底面は、搬送方向下流側ほど低くなるように傾斜させる。これによれば、上記実施形態について説明したように、底面の上方にある現像剤を重力によってバッファ部に向けて移動させることができ、現像剤を現像ローラ側へスムーズに流すことができる。
〔態様Ｈ〕
少なくとも感光体１などの潜像担持体と、潜像担持体表面を帯電させるための帯電装置２などの帯電手段と、潜像担持体上に静電潜像を形成するための露光装置１６などの潜像形成手段と、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プリンタ１００などの画像形成装置において、現像手段として、〔態様Ａ〕乃至〔態様Ｇ〕の何れか一つの態様に記載の現像装置を用いる。これによれば、上記実施形態について説明したように、白スジや濃度ムラの発生しない均一な画像を作成出来る画像形成装置を提供する事が出来る。
〔態様Ｉ〕
潜像を担持する感光体１などの潜像担持体と、潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備えるプリンタ１００などの画像形成装置における少なくとも潜像担持体と現像手段とを１つのユニットとして共通の保持体に保持させて画像形成装置本体に対して着脱可能にした作像装置１７などのプロセスカートリッジにおいて、現像手段として、〔態様Ａ〕乃至〔態様Ｇ〕の何れか一つの態様に記載の現像装置を用いる。これによれば、上記実施形態について説明したように、白スジや濃度ムラの発生しない均一な画像を作成出来るプロセスカートリッジを提供することが出来る。
【符号の説明】
【００７６】
１  感光体
２  帯電装置
３  現像装置
１５  転写搬送ベルト
１６  露光装置
１７  作像装置
２４  定着装置
１００  プリンタ
３０１  ケーシング
３０２  現像ローラ
３０３  現像剤規制部材
３０４  供給スクリュ
３０５  回収スクリュ
３０６  仕切板
３２０  現像剤
３４０  供給搬送路
３４１  搬送部
３４２  バッファ部
３４２ｂ  バッファ部上流側端底面
３４２ｆ  バッファ部上流側端面
３５０  回収搬送路
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７７】
【特許文献１】特開平５−３３３６９１号公報
【特許文献２】特開２００６−２５１４４０号公報
【特許文献３】特開２０１０−１９７５８９号公報
【特許文献４】特開平１１−２０２６２７号公報
【図１】
0005765624.tif 000002
【図２】
0005765624.tif 000003
【図３】
0005765624.tif 000004
【図４】
0005765624.tif 000005
【図５】
0005765624.tif 000006
【図６】
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【図７】
0005765624.tif 000008
【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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【図１６】
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【図１７】
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