(57)【要約】    【課題】外部から供給された補充用の現像剤の影響により生じる主流通路内における現像剤の成分変動を十分に小さくし、この成分変動により像担持体に形成される画像に画質低下が生じることを防止する。    【解決手段】  現像装置１０では、サプライオーガ３２のカウンターフィン６４が受入口６２を通して補給路５８内へ供給されたトリクル現像剤を攪拌しつつ主流通路２２側へ流通させ、このトリクル現像剤を主流通路２２の下流側端部付近を流通する現像剤へ合流させる。これにより、補給路５８を通してカウンターフィン６４により主流通路２２内へ供給されるトリクル現像剤の流れる方向を、サプライオーガ３２により主流通路２２内を流通する現像剤の流れる方向（主流通方向）と略反対の向きにでき、主流通路２２の下流側端部付近で現像剤に合流するトリクル現像剤に対して極めて大きな攪拌力を作用させることができるので、外部から供給されたトリクル現像剤を、効率的に装置内で循環する現像剤中に均一に拡散できる。【選択図】  図３
2005266511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を所定の主流通方向へ流通させるための主流通路と、
前記主流通路内に設けられ、該主流通路内の現像剤を攪拌しつつ前記主流通方向へ流通させるサプライオーガと、
前記主流通路に隣接するように前記ハウジング内に設けられ、現像剤を前記主流通方向とは略反対の復流通方向へ流通させるための復流通路と、
前記復流通路内に設けられ、該主流通路内の現像剤を攪拌しつつ前記復流通送方向へ流通させるアドミクスオーガと、
前記主流通路の下流側の端部と前記復流通路の上流側の端部とを接続した第１の連通口と、
前記復流通路の下流側の端部と前記主流通路の上流側の端部とを接続した第２の連通口と、
前記主流通方向に沿って延在するように設けられ、前記サプライオーガにより前記主流通路内を流通する現像剤を吸着しつつ、該現像剤により像担持体に形成された潜像を現像する現像剤供給部材と、
前記主流通方向に沿って前記主流通路の延長線上に延在するように設けられ、一端部が前記主流通路の下流側端部へ面して開口する供給口とされると共に、他端部が装置外部へ面して開口した受入口とされた補給路と、
前記受入口を通して前記補給路内へ供給された補充用の現像剤を攪拌しつつ前記供給口側へ流通させ、該供給口を通して補充用の現像剤を前記主流通路の下流側端部付近を流通する現像剤へ合流させる給送部材と、
を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記第１の連通口及び前記第２の連通口を、それぞれ前記主流通方向に沿って前記現像剤供給部材の一端及び他端の外側に配置したことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記補給路から現像剤の補給に応じて装置内で余剰となった現像剤を外部へ排出する排出口と、前記復流通路内における下流側端部に設けられ、該復流通路内の現像剤を攪拌しつつ前記復流通方向とは反対の対向方向へ流通させる対向搬送部材とを有し、
前記排出口を、前記対向搬送部材の側方に開口させたことを特徴とする請求項１又は２記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤中に含まれるトナーの濃度を検出する濃度センサーを、前記復流通方向に沿って前記復流通路内における前記対向搬送部材の直前に配置したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の現像装置。
【請求項５】
前記アドミクスオーガには、前記復流通方向に沿って延在する軸部と、該軸部を中心としてスパイラル状に延在するフィン部が設けられると共に、前記第２の連通口に対向する前記フィン部間に軸方向へ延在するように掻出部が設けられ、
前記アドミクスオーガは、外部から伝達されるトルクにより所定の駆動方向へ回転しつつ、前記フィン部により前記復流通路内の現像剤に対して前記復流方向への搬送力を作用させると共に、前記第２の連通口との対向する部位では、前記掻出部により前記復流通路の底部付近の現像剤に対して前記主流通路側へすくい出すような搬送力を作用させることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の現像装置。
【請求項６】
前記主流通路に、前記主流通方向に沿って前記第１の連通口の直前に前記復流通路へ連通する副連通口を設けたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の現像装置。
【請求項７】
前記主流通路に、その下流端から前記主流通方向に沿って前記第１の連通口の上流側まで延在し、かつ該主流通路における他の部分に対して断面積が縮小されたる絞り部を設け、
前記連通口を前記主流通方向に沿って前記絞り部の直前に配置したことを特徴とする請求項６記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いて画像を形成する複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置に適用され、像担持体に形成された静電潜像を現像剤により現像する現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置は、例えば、トナーと磁性キャリアからなる２成分系の現像剤が充填される現像装置を備えている。画像形成装置では、現像装置が感光体ドラムに対向配置されており、この現像装置が所定の極性に帯電したトナーを現像ロールから感光体ドラムに形成された静電潜像に転移させることより、この静電潜像をトナーにより可視像化することで、画像形成が行われる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、電子写真方式を用いた画像形成装置に適用される画像形成装置の一例が開示されている。この特許文献１に開示された現像装置２００は、図５に示されるようなもので、この現像装置２００では、現像器本体２０１によりマグネットロール２０３と２本のスパイラルオーガ２０２、２０４をそれぞれ回転自在に支持させ、２本のスパイラルオーガ２０２、２０４を逆方向に回転させている。
【０００４】
現像器本体２０１には、現像器本体２０１の長手方向に沿って隔壁２０６を形成しており、現像器本体２０１内を空間２０８と空間２１０に区画している。空間２０８にはスパイラルオーガ２０２を配設しており、空間２１０にはスパイラルオーガ２０４を配設している。また、現像器本体２０１の両端部には、それぞれ連通口２１２、２１３を設けており、空間２０８と空間２１０とを連通させている。
【０００５】
空間２１０側には、現像剤が供給される現像剤入口２１４を設けており、この現像剤入口２１４から空間２１０内に入った現像剤は、スパイラルオーガ２０４によって空間２１０内で攪拌させつつ復流通方向（矢印Ｎ方向）へ搬送され、連通口２１３を経て空間２０８へ案内されて、今度はスパイラルオーガ２０２によって攪拌されつつ主流通方向（矢印Ｍ方向）へ搬送され、この空間２０８内を流通する現像剤中のトナーがマグネットロール２０３により吸着されるようになっている。
【０００６】
ここで、上記のような現像装置２００には、通常、２個の空間２０６、２０８内を還流する現像剤のトナー濃度（＝（トナー／トナー＋キャリア）×１００）を測定するための透磁率センサ（ＡＴＣセンサ）が配置されており、この現像装置２００が搭載された画像形成装置では、ＡＴＣセンサにより検出されたトナー濃度及び現像動作に伴うトナー消費量に応じ、現像剤供給装置により補充用の現像剤（以下、これを「トリクル現像剤」という。）を現像剤入口２１４へ供給する。このトリクル現像剤は、現像装置２００の空間２１０内へ供給されて空間２１０内でスパイラルオーガ２０４により復流通方向へ搬送される現像剤へ合流する。またトリクル現像剤は、空間２０８、２１０内を循環する現像剤よりもトナー濃度が大幅に高くなるようにトナー及びキャリアの配合が調整されている。これにより、空間２０８、２１０内のキャリア量を略一定に保ちつつ、現像動作によるトナー消費量と略等しいトナーを空間２０８、２１０内へ供給することが可能になり、結果として空間２０８、２１０内を循環する現像剤のトナー濃度を略一定に保つことが可能になる。
【０００７】
また、特許文献２には、現像剤を収納する現像容器と、現像動作によるトナーの消費に応じて２成分現像剤を現像容器内へ補給する現像剤補給装置と、現像容器からのトナー消費量を検出するトナー消費量検出手段と、トナー消費量検出手段の検出トナー消費量に応じて現像剤排出用のオーガを回転駆動することにより、現像容器内の過剰現像剤を現像剤回収容器に排出する現像剤排出手段とを備えた現像装置が開示されている。
【０００８】
以上説明した特許文献１や特許文献２に記載された現像装置は、所謂トリクル現像方式と呼称される現像剤の補給方法を採用したものであり、このトリクル現像方式では、現像装置内を循環する現像剤にトナー濃度やトナー消費量等に応じてトリクル現像剤を補充することにより、装置内部の劣化現像剤が少しずつ新しい現像剤に置換され、現像器内における現像剤の帯電性能等の現像特性を一定に維持し、複写画質の低下を押さえることができる。
【特許文献１】特開２００３−３３７５１５号公報
【特許文献２】特開平１０―９０９９１号公報
【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記載の現像装置２００では、現像剤入口２１４を通して空間２１０内に供給されるトリクル現像剤の供給方向と、スパイラルオーガ２０４による空間２１０内の現像剤の復流通方向とが一致しているため、トリクル現像剤を空間２１０内で現像剤中に均一に拡散することが難しく、連通口２１２を通して空間２０８内へ供給され、スパイラルオーガ２０８により搬送される現像剤のトナー濃度分布が主流通方向に沿って不均一、すなわちトナー濃度が局部的に高くなることがある。このようにマグネットロールに面した空間２０８内でトナー濃度が所定の許容範囲を超えて変動すると、現像装置２００により現像される感光体ドラム上のトナー像にかぶりや、トナーの一部がキャリアに置き換わって生じる白抜け（ＢＣＯ）等が生じて画質が低下するおそれがある。
【００１０】
また特許文献２記載の現像装置では、トナー消費量検出手段の検出トナー消費量に応じて現像剤排出用のオーガを回転駆動することにより、現像容器内を循環する現像剤を精度良く一定量に保ちつつ、現像容器内を循環する現像剤から外部へ排出される劣化現像剤の排出量を容易に適正化することが可能になるが、トナー消費量検出手段を構成するためのセンサー、現像剤排出用オーガ、この現像剤排出用オーガを回転駆動するためのトルク伝達機構等が必要となり、装置の構造が複雑になると共に、装置の製造コストが高いものになってしまう。
【００１１】
本発明の目的は、上記事実を考慮して、外部から供給された補充用の現像剤の影響により生じる主流通路内における現像剤の成分変動を十分に小さくし、この成分変動により像担持体に形成される画像に画質低下が生じることを防止できる現像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の請求項１に係る現像装置は、現像剤を所定の主流通方向へ流通させるための主流通路と、前記主流通路内に設けられ、該主流通路内の現像剤を攪拌しつつ前記主流通方向へ流通させるサプライオーガと、前記主流通路に隣接するように前記ハウジング内に設けられ、現像剤を前記主流通方向とは略反対の復流通方向へ流通させるための復流通路と、前記復流通路内に設けられ、該主流通路内の現像剤を攪拌しつつ前記復流通送方向へ流通させるアドミクスオーガと、前記主流通路の下流側の端部と前記復流通路の上流側の端部とを接続した第１の連通口と、前記復流通路の下流側の端部と前記主流通路の上流側の端部とを接続した第２の連通口と、前記主流通方向に沿って延在するように設けられ、前記サプライオーガにより前記主流通路内を流通する現像剤を吸着しつつ、該現像剤により像担持体に形成された潜像を可視像に現像する現像剤供給部材と、前記主流通方向に沿って前記主流通路の延長線上に延在するように設けられ、一端部が前記主流通路の下流側端部へ面して開口する供給口とされると共に、他端部が装置外部へ面して開口した受入口とされた補給路と、前記受入口を通して前記補給路内へ供給された補充用の現像剤を攪拌しつつ前記供給口側へ流通させ、該供給口を通して補充用の現像剤を前記主流通路の下流側端部付近を流通する現像剤へ合流させる給送部材と、を有することを特徴とする。
【００１３】
上記請求項１に係る現像装置では、給送部材が受入口を通して補給路内へ供給された補充用の現像剤を攪拌しつつ供給口側へ流通させ、この供給口を通して補充用の現像剤を主流通路の下流側端部付近を流通する現像剤へ合流させることにより、補給路を通して外部から供給された補充用の現像剤を主流通路内へ送り込み、この補充用の現像剤を装置内における主流通路及び復流通路を循環する現像剤中に補充できるので、現像動作に伴って現像剤が消費されても、この現像剤の消費量に対応する量の補充用の現像剤を装置内の現像剤に補充し、主流通路及び復流通路内における現像剤の循環量を常に略一定に保つことができ、また現像剤がトナー及びキャリアを含む２成分系のものである場合には、補充用の現像剤に所定比率のキャリアを含ませておき、外部からの現像剤の補充量に対応する量の現像剤を装置内から排出するようにすれば、主流通路及び復流通路内を流通する現像剤に含まれる劣化キャリアを僅かずつ補充用の現像剤に含まれるキャリアに置き換え、キャリアの劣化によるトナーに対する帯電性能の低下を効果的に防止できるようになる。
【００１４】
ここで、補充用現像剤の補給路が主流通方向に沿って主流通路の延長線上に延在するように設けられており、この補給路の供給口が主流通路の下流側端部へ面して開口することから、補給路の供給口を通して給送部材により主流通路内へ供給される補充用現像剤の流れ方向を、サプライオーガにより主流通路内を流通する現像剤の流れる方向（主流通方向）と略反対の向きにでき、主流通路の下流側端部付近で現像剤に合流する補充用の現像剤に対して極めて大きな攪拌力を作用させることができるので、外部から供給された補充用現像剤を、効率的に装置内で循環する現像剤中に均一に拡散するように混合できる。
【００１５】
また主流通路の下流側端部付近で補充用の現像剤が混合された現像剤は、直ぐに現像剤供給部材により吸着されることなく、第１の連通路を通って復流通路へ流れ込み、復流通路の全長に亘ってアドミクスオーガにより攪拌されつつ復流通方向へ流通した後、第２の連通口を通して主流通路内へ流れ込むことから、補充用の現像剤が混合された現像剤に対するアドミクスオーガによる攪拌時間を十分に長く確保することができるので、補充用現像剤が混合された現像剤を十分な時間に亘って攪拌し高い均一性を付与した後、この現像剤を第２の連通口を通して主流通路内へ送り込むことができる。
【００１６】
この結果、補充用現像剤が外部から供給された後における主流通路内を流通する現像剤に生じる局所的ＴＣ変動を効果的に抑制できるので、主流通経路内における現像剤の局所的ＴＣ変動により像担持体に形成される画像に画質低下が生じることを防止できる。
【００１７】
また本発明の請求項２に係る現像装置は、請求項１記載の現像装置において、前記第１の連通口及び前記第２の連通口を、それぞれ前記主流通方向に沿って前記現像剤供給部材の一端及び他端の外側に配置したことを特徴とする。
【００１８】
また本発明の請求項３に係る現像装置は、請求項１又は２記載の現像装置において、前記補給路から現像剤の補給に応じて装置内で余剰となった現像剤を外部へ排出する排出口と、前記復流通路内における下流側端部に設けられ、該復流通路内の現像剤を攪拌しつつ前記復流通方向とは反対の対向方向へ流通させる対向搬送部材とを有し、前記排出口を、前記対向搬送部材の側方に開口させたことを特徴とする。
【００１９】
また本発明の請求項４に係る現像装置は、請求項１、２又は３記載の現像装置において、前記現像剤中に含まれるトナーの濃度を検出する濃度センサーを、前記復流通方向に沿って前記復流通路の下流側端部に配置したことを特徴とする。
【００２０】
また本発明の請求項５に係る現像装置は、請求項１乃至４の何れか１項記載の現像装置において、前記アドミクスオーガには、前記復流通方向に沿って延在する軸部と、該軸部を中心としてスパイラル状に延在するフィン部が設けられると共に、前記第２の連通口に対向する前記フィン部間に軸方向へ延在するように掻出部が設けられ、前記アドミクスオーガは、外部から伝達されるトルクにより所定の駆動方向へ回転しつつ、前記フィン部により前記復流通路内の現像剤に対して前記復流方向への搬送力を作用させると共に、前記第２の連通口との対向する部位では、前記掻出部により前記復流通路の底部付近の現像剤に対して前記主流通路側へすくい出すような搬送力を作用させることを特徴とする。
【００２１】
また本発明の請求項６に係る現像装置は、前記主流通路に、前記主流通方向に沿って前記第１の連通口の上流側に前記復流通路へ連通する副連通口を設けたことを特徴とする。
【００２２】
また本発明の請求項７に係る現像装置は、請求項６記載の現像装置において、前記主流通路に、その下流端から前記主流通方向に沿って前記第１の連通口の上流側まで延在し、かつ該主流通路における他の部分に対して断面積が縮小されたる絞り部を設け、前記連通口を前記主流通方向に沿って前記絞り部の直前に配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように本発明の画像形成装置によれば、外部から供給された補充用の現像剤の影響により生じる主流通路内における現像剤の成分変動を十分に小さくし、この成分変動により像担持体に形成される画像に画質低下が生じることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態に係る現像装置について図面を参照して説明する。
【００２５】
図１には、本発明の実施形態に係る現像装置及び、この現像装置が適用された画像形成装置における感光体ドラムが示されている。この現像装置１０は、複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ、複合機等の所謂電子写真方式を用いて画像（トナー像）を形成する画像形成装置に適用され、像担持体である感光体ドラム１２に形成された静電潜像をトナーにより現像し、感光体ドラム１２上にトナー像を形成するものである。
【００２６】
先ず、本実施形態に係る現像装置が適用される画像形成装置について簡単に説明する。
【００２７】
画像形成装置には、トナー像の担持体として円柱状の感光体ドラム１２（図１参照）が設けられると共に、この感光体ドラム１２の外周側に現像装置１０が配置されている。感光体ドラム１２は、その外周面が電子写真プロセスに基づいて画像が形成される像担持面１４とされており、また現像装置１０は、トナー及びキャリアを含む２成分系の現像剤Ｄを用いた現像プロセスにより現像を行うものとして構成されている。感光体ドラム１２の外周側には、その回転方向（矢印ＲＤ方向）に沿って現像装置１０の上流側に帯電器（図示省略）が配置されると共に、現像装置１０の下流側に転写ロール、クリーニング装置等が配置されている。また画像形成装置には、感光体ドラム１２の上方にレーザースキャナ（図示省略）が配置されており、このレーザースキャナは、画像情報に基づいて変調されたレーザビームＬにより所定の電位に帯電された感光体ドラム１２の像担持面１４を走査して像担持面１４に静電潜像を形成する。
【００２８】
画像形成装置では、現像装置１０が感光体ドラム１２に露光によって形成された静電潜像に選択的にトナーを付着させてトナー像を形成し、このトナー像を転写ロールが記録紙、中間転写体等へ転写する。このとき、転写ロールは、記録媒体等を介して静電的な吸着力を像担持面１４上のトナー像に作用させてトナー像（トナー）を記録媒体へ転写（転移）させる。クリーニング装置は、転写完了後に像担持面１４に残留したトナー（残留トナー）を像担持面１４上から除去、回収する。残留トナーがクリーニングされた像担持面１４は帯電器により帯電され、新たな作像プロセスに備える。
【００２９】
次に、本実施形態に係る現像装置１０について詳細に説明する。
【００３０】
現像装置１０は、所謂トリクル現像方式（現像剤の帯電性能の低下を防止して現像剤交換のインターバルを延ばすために、現像装置内に補充用の現像剤（トリクル現像剤）を徐々に補給する一方で、過剰になった（劣化したキャリアを多く含む）劣化現像剤を排出しながら現像を行う現像方式である）を採用しており、劣化現像剤は図示しない回収容器に回収されるようになっている。
【００３１】
図１に示されるように、現像装置１０には、感光体ドラム１２へ対向するように支持されたハウジング１６が設けられており、このハウジング１６には、感光体ドラム１２の像担持面１４へ面して開口する開口部１８が形成されている。ハウジング１６内には、開口部１８付近に現像ロール２０が配置されている。またハウジング１６内には、その下部側に現像剤Ｄが収納される主流通路２２及び複流通路２４がそれぞれ設けられており、これらの流通路２２，２４は、それぞれ上方へ向って開口した樋状に形成され、その断面形状が上方へ向って開口した略半円状とされている。主流通路２２及び復流通路２４は、図３に示されるように、感光体ドラム１２の軸方向（矢印Ｓ方向）に沿って細長く形成されている。ハウジング１６には、その底面部から仕切壁２６が立設されており、この仕切壁２６は主流通路２２と復流通路２４とを前記軸方向に直交する装置の幅方向（矢印Ｗ方向）に沿って区画している。また仕切壁２６には、流通路２２，２４の長手方向に沿った一端部にそれぞれ主流通路２２の下流側の端部を復流通路２４の上流側の端部へ連通させる第１連通口２８が形成されると共に、他端部に復流通路２４の下流側の端部を主流通路２２の上流側の端部へ連通させる第２連通口３０が形成されている。
【００３２】
図２に示されるように、主流通路２２及び復流通路２４内には、それぞれスクリュー軸状のサプライオーガ３２及びアドミクスオーガ３４が配設されている。サプライオーガ３２には、その軸方向両端部にそれぞれ中央側よりも細径の支軸部３６が設けられており、これらの支軸部３６は、ハウジング１６の両側壁にそれぞれ埋設された軸受４０により軸支されている。またアドミクスオーガ３４にも、その軸方向両端部にそれぞれ中央側よりも細径の支軸部３８が設けられており、これらの支軸部３８は、ハウジング１６の両側壁にそれぞれ埋設された軸受４２により軸支されている。これにより、サプライオーガ３２及びアドミクスオーガ３４は、それぞれハウジング１６により回転可能に支持される。ここで、サプライオーガ３２及びアドミクスオーガ３４の回転中心である軸心Ｓ１及びＳ２は、主流通路２２及び復流通路２４の長手方向と平行になっている。
【００３３】
図２に示されるように、サプライオーガ３２には、その軸心Ｓ１に沿った中心部に丸棒状の主軸部４４が設けられると共に、この主軸部４４の外周面から延出するリブ状のスパイラルフィン４６が一体的に形成されている。スパイラルフィン４６は、主流通路２２における第１連通口２８側の一端部を除く部分に配設されると共に、任意の部位で主軸部４４の軸方向に対して一定の傾斜角を有するように設けられている。これにより、スパイラルフィン４６は、主軸部４４の外周側を周回しつつ軸方向に沿って進行するようなスパイラル状に形成される。このスパイラルフィン４６は、その外径が主流通路２２の底部側の内径よりも僅かに短くなっている。またスパイラルフィン４６は、その一端側が軸方向に沿って約１／２ピッチ分だけ第１連通口２８の他端から一端側へ延出するように配置されている。
【００３４】
アドミクスオーガ３４にも、その軸心Ｓ２に沿った中心部に丸棒状の主軸部４８が設けられると共に、この主軸部４８の外周面から延出するリブ状のスパイラルフィン５０が一体的に形成されている。スパイラルフィン５０は、復流通路２４における第２連通口３０側の他端部を除く部分に配設されると共に、任意の部位で主軸部４８の軸方向に対して一定の傾斜角を有するように設けられている。これにより、スパイラルフィン５０も、主軸部４８の外周側を周回しつつ軸方向に沿って変移するようなスパイラル状に形成される。このスパイラルフィン５０は、その外径が復流通路２４の底部側の内径よりも僅かに短くなっている。またスパイラルフィン５０は、その他端側が軸方向に沿って約１／２ピッチ分だけ第２連通口３０の一端から他端側へ延出するように形成されている。
【００３５】
図２に示されるように、アドミクスオーガ３４には、主軸部４８におけるスパイラルフィン５０の他端側の１ピッチに対応する部分にプレート状の掻出部５２が設けられている。この掻出部５２は、主軸部４８の外周面から径方向に沿って延出すると共に、軸方向へ延在してスパイラルフィン５０間の隙間を閉止している。この掻出部５２により復流通路２４内の底面部付近の現像剤Ｄが上方へすくい上げられると共に第２連通口３０側へ押し出されるので、第２連通口３０を通して復流通路２４内の底面部付近にあった現像剤Ｄを確実に主流通路２２内へ送り込める。
【００３６】
またアドミクスオーガ３４には、主軸部４８におけるスパイラルフィン５０に対する他端側の部分にスパイラルフィン５０とは逆向きの傾斜角を有するカウンターフィン５４が設けられている。このカウンターフィン５４は、その軸方向に沿ったピッチがスパイラルフィン５０よりも短くされると共に、軸心Ｓ２に対する傾斜角がスパイラルフィン５０よりも小さくされている。
【００３７】
図２に示されるように、ハウジング１６には、第１連通口２８の側板部にサプライオーガ３２の軸心Ｓ１に沿って外側に突出する筒状の受入部５６が一体的に設けられている。この受入部５６内には、パイプ状の補給路５８が軸心Ｓ１に沿って延在するように形成されており、この補給路５８は、軸方向に沿った一端部がハウジング１６の側板部により閉止されると共に、他端部には主流通路２２内へ開口する供給口６０が設けられている。また受入部５６の上面部には、図３に示されるように、補給路５８の一端部に繋がった受入口６２が開口している。ここで、補給路５８の断面積は、主流通路２２及び復流通路２４よりも小さくなっている。
【００３８】
サプライオーガ３２の主軸部４４は、供給口６０を通して補給路５８内へ挿入されており、その一方の支軸部３６が補給路５８に対して軸方向外側に配置された軸受４０により軸支されている。サプライオーガ３２には、主軸部４４における補給路５８内へ挿入された一端側にスパイラルフィン４６とは逆向きの傾斜角を有するカウンターフィン６４が設けられている。このカウンターフィン６４は、その軸方向に沿ったピッチがスパイラルフィン４６よりも短くされると共に、その外径がスパイラルフィン４６よりも小さくされている。
【００３９】
図３に示されるように、ハウジング１６には、主流通路２２及び復流通路２４の一端側の上面側を覆って主流通路２２及び復流通路２４の断面積を他の部分よりも縮小する絞り部６６が設けられている。また主流通路２２と復流通路２４との間を区画する仕切壁２６には、軸方向に沿って絞り部６６に隣接して副連通口６８が穿設されており、この副連通口６８は主流通路２２を復流通路２４に連通させている。またハウジング１６には、感光体ドラム１２（図１参照）とは反対側の後板部に復流通路２４の反流部７０をハウジング１６外部へ連通させる排出口７２が形成されている。この排出口７２は、装置の幅方向（矢印Ｗ方向）に沿ってカウンターフィン５４の側方に配置されている。
【００４０】
現像装置１０では、現像ロール２０の回転時にサプライオーガ３２及びアドミクスオーガ３４にトルクが伝達されてそれぞれ回転する。このとき、サプライオーガ３２は、所定の給送方向（図２の矢印ＦＭ方向）へ回転し、アドミクスオーガ３４は、サプライオーガ３２とは反対向きの給送方向（図２の矢印ＦＮ方向）へ回転する。これにより、主流通路２２内に収納された現像剤Ｄは、サプライオーガ３２のスパイラルフィン４６により攪拌されつつ、第２連通口３０側から第１連通口２８側へ向う主流通方向（矢印Ｍ方向）へ搬送される。
【００４１】
一方、復流通路２４内に収納された現像剤Ｄは、アドミクスオーガ３４にスパイラルフィン５０が設けられた領域では、スパイラルフィン５０により攪拌されつつ、第１連通口２８側から第２連通口３０側へ向う復流通方向（矢印Ｎ方向）へ搬送され、カウンターフィン５４が設けられた領域である反流部７０では、カウンターフィン５４により攪拌されつつ、復流通方向とは反対の対向流方向（矢印Ｃ方向）へ搬送される。このとき、カウンターフィン５４による現像剤Ｄに対する単位時間当りの搬送量（搬送能力）は、スパイラルフィン５０による現像剤Ｄに対する搬送能力よりも小さくなっている。またサプライオーガ３２のスパイラルフィン４６による現像剤Ｄの搬送能力とアドミクスオーガ３４のスパイラルフィン５０による現像剤Ｄの搬送能力は略等しくなっている。
【００４２】
現像装置１０では、現像ロール２０の回転時に、サプライオーガ３２により主流通路２２内で現像剤Ｄが搬送されることにより、主流通方向に沿って主流通路２２の下流側の端部まで搬送された現像剤Ｄが第１連通口２８を通して復流通路２４内へ流入し、またアドミクスオーガ３４により復流通路２４内で現像剤Ｄが搬送されることにより、復流通方向に沿って復流通路２４の下流側の端部まで搬送された現像剤Ｄが第２連通口３０を通して主流通路２２内へ流入する。この結果、現像装置１０のハウジング１６内では、現像ロール２０の回転時に現像剤Ｄが主流通路２２内と復流通路２４内との間を循環することになる。
【００４３】
図２に示されるように、ハウジング１６には、その後板部に主流通路２２内へ面するようにＡＴＣセンサ７４が取付けられている。ＡＴＣセンサ７４は、軸方向に沿ってアドミクスオーガ３４の掻出部５２の側方に配設されており、復流通路２４内に収納された現像剤Ｄの透磁率を検出することにより、現像剤Ｄの組成に対応する検出信号を画像形成装置の制御部（図示省略）へ出力する。また画像形成装置には、受入口６２を通して補給路５８内へ補充用の現像剤（以下、これを「トリクル現像剤」という。）を供給する現像剤供給装置（図示省略）が配置されており、この現像剤供給装置は、制御部からの補給信号を受けると、この補給信号により指示された量のトリクル現像剤を補給路５８内へ供給する。この補給路５８内へ供給されたトリクル現像剤は、サプライオーガ３２のカウンターフィン６４により主流通方向とは反対の供給方向へ搬送され、供給口６０を通して主流通路２２内へ送り出される。このトリクル現像剤は、サプライオーガ３２により主流通路２２内の下流側端部付近で主流通方向へ搬送される現像剤Ｄに合流する。
【００４４】
なお、現像装置１０では、装置内で循環している現像剤Ｄのトナー濃度（ＴＣ）が概ね８％±２％の範囲内にコントロールされている。
【００４５】
ここで、画像形成装置の制御部は、ＡＴＣセンサ７４からの検出信号及び画像情報から算出されるトナー消費量に基づいて現像装置１０へのトナー補給量を決定し、このトナー補給量に対応する補給信号をサプライオーガ３２及びアドミクスオーガ３４の回転時に現像剤供給装置へ出力する。
【００４６】
図１及び図４に示されるように、現像ロール２０は主流通路２２の上方に位置し、そのロール面２１がサプライオーガ３２の外周部に近接すると共に、感光体ドラム１２の像担持面１４に所定の微小間隔を空けて対向するように支持されている。また現像ロール２０は、現像装置１０が画像形成装置の本体部に装着されると、この本体部に設けられたトルク伝達機構に連結され、感光体ドラム１２に従動する方向（矢印ＲＲ方向）へ回転する。現像ロール２０は、線速度が感光体ドラム１２の線速度の１．６倍になるように回転速度が設定されている。ここで、現像ロール２０は、内部に磁石を内臓したマグネットロールとして構成されており、感光体ドラム１２の回転時には、主流通路２２内を流通する現像剤Ｄ中のトナーをローラ面２１により吸着する。
【００４７】
ハウジング１６内には、現像ロール２０の上方にプレート状のトリマーバー８０が配設されており、このトリマーバー８０の先端部と現像ロール２０のロール面２１との間には、現像ロール２０の径方向に沿って所定の微小幅を有する隙間が形成されている。これにより、現像ロール２０の回転に従ってロール面２１に吸着された現像剤Ｄ中のトナーがトリマーバー８０により薄層化された後、感光体ドラム１２の像担持面１４と近接する現像位置へ移動する。このとき、感光体ドラム１２の像担持面１４に静電潜像が形成されている場合には、所定の極性（通常は、負（−）極性）に帯電されたトナーは、静電的な力により現像位置で現像ロール２０のロール面２１から像担持面１４へ転移し、静電潜像に選択的に付着して像担持面１４上にトナー像が形成される。
【００４８】
図１に示されるように、ハウジング１６には、開口部１８の周縁部に弾性を有するプレート状のシール材７６が取り付けられており、このシール材７６は、その先端部を感光体ドラム１２の像担持面１４へ密着させている。これにより、現像ロール２０又は感光体ドラム１２から剥離してクラウド状になったトナーが飛散してハウジング１６と感光体ドラム１２との間から外部へ流出することが防止されている。
【００４９】
ハウジング１６内には、現像ロール２０の下側にシールロール７８が回転可能に配置されており、このシールロール７８は、そのロール面が感光体ドラム１２の像担持面１４に所定の微小間隔を空けて対向するように支持されている。このシールロール７８も現像ロール２０の回転時にその従動方向へ回転するように構成されており、その芯金部に現像装置１０の作動時にトナーとは逆極性の電圧が印加されることにより、また現像装置１０の作動時に現像バイアスと同電位の電圧が印加されることにより、現像ロール２０及び感光体ドラム１２から剥離し浮遊した逆極性のクラウドトナーを吸着する。またハウジング１６内には、シールロール７８とサプライオーガ３２との間にスクレーパ８２が配置されており、このスクレーパ８２は、その先端部をシールロール７８のロール面に当接又は近接させている。これにより、シールロール７８により吸着されたトナーはスクレーパ８２により剥離除去され、スクレーパ８２上から主流通路２２内へ落下して回収される。
【００５０】
次に、上記のように構成された本実施形態に係る現像装置１０の動作及び作用について説明する。
【００５１】
現像装置１０では、画像形成装置における感光体ドラム１２が回転すると共に、感光体ドラム１２の像担持面１４に対して静電潜像が形成開始されると、サプライオーガ３２及びアドミクスオーガ３４をそれぞれ給送方向へ回転させつつ、現像ロール２０を感光体ドラム１２に対する従動方向へ回転させる。これにより、主流通路２２内に収納された現像剤Dが攪拌されつつ主流通方向へ流通すると共に、復流通路２４内に収納された現像剤Dが攪拌されつつ復流通方向へ流通する。このとき、ハウジング１６内では、主流通路２２の下流側の端部まで流通した現像剤Dが第１連通口２８を通って復流通路２４の上流側の端部へ流れ込むと共に、復流通路２４の下流側の端部まで流通した現像剤Dが第２連通口３０を通って主流通路２２の上流側の端部へ流れ込むことにより、現像剤Dが主流通路２２及び復流通路２４内を循環する。また現像ロール２０は、主流通路２２内を主流通方向へ流通する現像剤D中のトナーを磁力によりロール面２１上に吸着しつつ回転し、このローラ面２１上に吸着したトナーをトリマーバー８０により薄層化する。この後、現像ロール２０は、ロール面２１上で薄層化したトナーを感光体ドラム１２の像担持面１４と近接する現像位置へ移動させ、この現像位置でトナーを像担持面１４に露光によって形成された静電潜像に選択的に転移させることによりトナー像を形成する。トナー像の形成完了後、現像ロール２０は、そのロール面２１上に残存したトナーをロール内部に配置されたマグネットのうち主流通路２２の上側に位置する反発極の作用により、一旦ロール面２１上から離脱させて主流通路２２内へ還流させる。
【００５２】
また現像装置１０では、上記の現像動作の実行時にＡＴＣセンサ７４により復流通路２４内を流通する現像剤Ｄの透磁率を検出し、現像剤Ｄのトナー濃度に対応する検出信号を画像形成装置の制御部へ出力する。この検出信号を受けた制御部は、現像動作によるトナー消費量及び検出されたトナー濃度に基づいて現像装置１０を循環する現像剤Ｄの量（レベル）が略一定に保たれ、かつ現像剤Ｄのトナー濃度が所定の適正範囲（例えば、８％±２％）内に維持されるように、現像剤供給装置によりトリクル現像剤を受入口６２から補給路５８内へ投入する。この補給路５８内へ投入されたトリクル現像剤は、サプライオーガ３２のカウンターフィン６４により攪拌されつつ供給口６０側へ搬送され、この供給口６０を通して主流通路２２内へ供給される。
【００５３】
また復流通路２４内では、アドミクスオーガ３４のスパイラルフィン５０が反流部７０の上流側で現像剤Ｄに対して復流通方向への搬送力を作用させ、カウンターフィン５４が反流部７０内で現像剤Ｄに対して対向流方向への搬送力を作用させる。これにより、復流通路２４内では、反流部７０の上流側でスパイラルフィン５０により復流通方向へ搬送される現像剤Ｄの一部がカウンターフィン５４により堰き止められると共に、反流部７０内へ流入した残りの現像剤Ｄがカウンターフィン５４により対向流方向へ搬送され、この現像剤Ｄの流れがスパイラルフィン５０により搬送される現像剤Ｄの流れにぶつかり合う。この結果、復流通路２４内では、現像剤Ｄがカウンターフィン５４により堰き止められることにより、反流部７０の直前の領域付近、すなわちＡＴＣセンサ７４が配置された領域付近では現像剤Ｄのレベルが他の領域よりも上昇すると共に、現像剤Ｄの流速が低下する現象が生じる。
【００５４】
また反流部７０内では、常に現像剤Ｄがカウンターフィン５４により上流側へ搬送（排出）されることにより、現像剤Ｄのレベルが上流側よりも低位になっているが、画像形成装置の現像剤供給装置によりトリクル現像剤が主流通路２２内へ供給され、復流通路２４内に収納された現像剤Ｄのレベルが上昇するに従って、反流部７０に流入する現像剤Ｄの量が徐々に増加し、反流部７０内での現像剤Ｄのレベルも上昇する。この結果、反流部７０内の現像剤Ｄのレベルが現像装置１０内の循環する現像剤Ｄの増減に対応するように安定的に上下するようになる。このとき、現像装置１０内の現像剤Ｄの総量が増加して反流部７０の現像剤Ｄのレベルが排出口７２のレベルよりも上昇すると、排出口７２を通して現像剤Ｄが外部へ排出されて現像装置１０内の現像剤Ｄの総量も徐々に減少し、反流部７０内における現像剤Ｄのレベルが排出口７２のレベルに収束すると共に、現像装置１０内の現像剤Ｄの総量も略一定になる。
【００５５】
以上説明した本実施形態に係る現像装置１０では、サプライオーガ３２のカウンターフィン６４が受入口６２を通して補給路５８内へ供給されたトリクル現像剤を攪拌しつつ供給口６０側へ流通させ、この供給口６０を通してトリクル現像剤を主流通路２２の下流側端部付近を流通する現像剤Ｄへ合流させることにより、補給路５８を通して現像剤供給装置により供給されたトリクル現像剤を主流通路２２内へ送り込み、このトリクル現像剤を主流通路２２及び復流通路２４内を循環する現像剤Ｄ中に補充できるので、現像動作に伴って現像剤Ｄが消費されても、この現像剤Ｄの消費量に対応する量のトリクル現像剤を装置内の現像剤Ｄに補充し、主流通路２２及び復流通路２４内における現像剤Ｄの循環量を常に略一定に保つことができ、またトリクル現像剤が装置内へ補充されることにより、所定比率のキャリアが含まれたトリクル現像剤の補充量に対応する量の現像剤Ｄを、排出口７２を通して外部へ排出できるので、主流通路２２及び復流通路２４内を流通する現像剤Ｄに含まれる劣化キャリアを僅かずつトリクル現像剤に含まれるキャリアに置き換え、キャリアの劣化によるトナーに対する帯電性能の低下を効果的に防止できるようになる。
【００５６】
ここで、トリクル現像剤の補給路５８が主流通方向に沿って主流通路２２の延長線上に延在するように設けられており、この補給路５８の供給口６０が主流通路２２の下流側端部へ面して開口することから、補給路５８の供給口６０を通してカウンターフィン６４により主流通路２２内へ供給されるトリクル現像剤の流れる方向を、サプライオーガ３２により主流通路２２内を流通する現像剤Ｄの流れる方向（主流通方向）と略反対の向きにでき、主流通路２２の下流側端部付近で現像剤Ｄに合流するトリクル現像剤に対して極めて大きな攪拌力を作用させることができるので、外部から供給されたトリクル現像剤を、効率的に装置内で循環する現像剤Ｄ中に均一に拡散するように混合できる。
【００５７】
また主流通路２２の下流側端部付近でトリクル現像剤が混合された現像剤Ｄは、直ぐに現像ロール２０により吸着されることなく、第１連通口２８を通って復流通路２４へ流れ込み、復流通路２４の全長に亘ってアドミクスオーガ３４により復流通方向へ攪拌されつつ流通した後、第２連通口３０を通して主流通路２２内へ流れ込むことから、トリクル現像剤が混合された現像剤Ｄに対するアドミクスオーガ３４による攪拌時間を十分に長く確保することができるので、トリクル現像剤が混合された現像剤Ｄを十分な時間に亘って攪拌して高い均一性を付与した後、第２連通口３０を通して現像剤Ｄを主流通路２２内へ送り込むことができる。
【００５８】
この結果、トリクル現像剤が外部から供給された後に、主流通路２２内を流通する現像剤Ｄに生じる局所的ＴＣ変動を効果的に抑制できるので、主流通路２２内における現像剤Ｄの局所的ＴＣ変動により感光体ドラム１２上に形成される画像に画質低下が生じることを防止できる。
【００５９】
また本実施形態に係る現像装置１０では、第２連通口３０を主流通方向に沿って現像ロール２０の他端の外側に配置したことにより、現像剤Ｄを確実に復流通路２４の全長に亘ってアドミクスオーガ３４により攪拌した後に、第２連通口３０を通して主流通路２２へ供給できるので、トナー濃度の変動が少ない高い均一性を有する現像剤Ｄを主流通路２２へ供給し、この現像剤Ｄを主流通路２２内から現像ロール２０へ供給でき、また第１連通口２８を主流通方向に沿って現像ロール２０の一端の外側に配置したことにより、補給路５８から主流通路２２内へ供給されたトリクル現像剤を含む現像剤Ｄが直接現像ロール２０へ供給することを防止し、このトリクル現像剤を含む現像剤Ｄが復流通路２４内を流通した後に、第２連通口３０を通して主流通路２２へ供給できるので、補給路５８を通してトリクル現像剤が供給された場合も、トナー濃度の変動が少ない高い均一性を有する現像剤Ｄを主流通路２２へ供給し、この現像剤Ｄを主流通路２２内から現像ロール２０へ供給できる。
【００６０】
また本実施形態に係る現像装置１０では、補給路５８からトリクル現像剤の補給に応じて装置内で余剰となった現像剤Ｄを外部へ排出する排出口７２排出口７２を、復流通路２４における反流部７０内に配置されたアドミクスオーガ３４のカウンターフィン５４の側方に開口させたことより、反流部７０内の現像剤Ｄのレベルが現像装置１０内の循環する現像剤Ｄの増減に対応するように安定的に上下させることができるので、トリクル現像剤の補充により現像装置１０内の現像剤Ｄの総量が増加した場合には、反流部７０内では現像剤Ｄの増加量に対応するだけレベルが上昇する。この結果、例えば、反流部７０の現像剤Ｄのレベルが排出口７２のレベルよりも上昇すると、排出口７２を通して現像剤Ｄが外部へ排出されて現像装置１０内の現像剤Ｄの総量も徐々に減少し、反流部７０内における現像剤Ｄのレベルが排出口７２のレベルに収束すると共に、現像装置１０内の現像剤Ｄの総量も略一定になるので、現像装置１０を循環する現像剤Ｄの総量を精度良く目標量に維持できる。
【００６１】
また本実施形態に係る現像装置１０では、現像剤Ｄのトナー濃度を検出するＡＴＣセンサ７４を、復流通方向に沿って復流通路２４内におけるカウンターフィン５４の直前に配置したことにより、復流通路２４内で現像剤Ｄがカウンターフィン５４により堰き止められ、反流部７０の直前の領域付近、すなわちＡＴＣセンサ７４が配置された領域付近では現像剤Ｄのレベルが他の領域よりも上昇すると共に、現像剤Ｄの流速が低下する現象が生じるので、ＡＴＣセンサ７４に対する現像剤Ｄの加圧力及び移動速度をそれぞれ安定化でき、この結果、ＡＴＣセンサ７４によるトナー濃度の検出精度を向上できる。
【００６２】
また本実施形態に係る現像装置１０では、主流通路２２に主流通方向に沿って第１連通口２８の直前に、すなわち絞り部５６の直前に復流通路２４へ連通する副連通口６８を設けたことにより、補給路５８を通してトリクル現像剤が主流通路２２の下流側の端部付近内へ補充され、この主流通路２２の下流側の端部付近で現像剤Ｄの量が急激に増加した場合でも、その上流側における現像剤Ｄが副連通口６８を通して復流通路２４内へ流入し、主流通路２２の下流側の端部付近に流入することが回避されるので、主流通路２２の絞り部６６内に流通可能な以上の現像剤Ｄが流入して現像剤Ｄが詰まったり、主流通路２２内における絞り部６６の上流側で局部的に現像剤Ｄのレベルが上昇することを効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施形態に係る現像装置及び感光体ドラムの構成を示す側面断面図である。
【図２】図１に示される現像装置における補給路を含む部分の平面断面図である。
【図３】図１に示される現像装置におけるシールロールを含む部分の平面断面図である。
【図４】図１に示される現像装置における現像ロールを含む部分の平面断面図である。
【図５】特開２００３−３３７５１５号公報に示された現像装置の従来例を示す平面断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０      現像装置
１２      感光体ドラム（像担持体）
２０      現像ロール（現像剤供給部材）
２２      主流通路
２４      復流通路
２８      第１連通口
３０      第２連通口
３２      サプライオーガ
３４      アドミクスオーガ
４６      スパイラルフィン
５０      スパイラルフィン（フィン部）
５２      掻出部
５４      カウンターフィン（対向搬送部材）
５８      補給路
６０      供給口
６４      カウンターフィン（給送部材）
６６      絞り部
６８      副連通口
７０      反流部
７２      排出口
７４      ＡＴＣセンサ（濃度センサ）
【図１】
2005266511.tif 000003
【図２】
2005266511.tif 000004
【図３】
2005266511.tif 000005
【図４】
2005266511.tif 000006
【図５】
2005266511.tif 000007