(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二成分現像剤を用いる現像装置であって、現像剤を担持して現像領域に搬送する現像剤担持体と、現像剤を前記現像剤担持体の長手方向に搬送しながら前記現像剤担持体に供給する現像剤供給搬送部材と、現像領域を通過した現像剤を前記現像剤担持体から回収し前記現像剤供給搬送部材とは逆方向に現像剤を搬送する現像剤回収搬送部材とを有し、前記現像剤供給搬送部材と前記現像剤回収搬送部材により現像剤を攪拌しながら循環搬送させる現像装置において、
前記現像剤供給搬送部材の下方に前記現像剤回収搬送部材が配置され、
前記現像剤供給搬送部材から前記現像剤回収搬送部材への現像剤受渡部となる縦搬送路が仕切り壁によって下降縦搬送路と上昇縦搬送路とに仕切られており、該縦搬送路の上部で前記下降縦搬送路と上昇縦搬送路とが連絡され、該縦搬送路の上部にトナーが補給されるトナー補給部が設けられ、該トナー補給部が設けられた前記現像剤受渡部が現像剤で充満されるように構成し、該トナー補給部が設けられた現像剤受渡部と前記現像剤担持体が配置された領域とが前記充満された現像剤で遮断されることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記トナー補給部に、補給されたトナーが常時存在するトナー溜りが形成されていることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
【請求項３】
前記トナー補給部が設けられた現像剤受渡部が、前記現像剤供給搬送部材の搬送方向下流側端部から上方に現像剤が押し上げられる上昇縦搬送路と、該上昇縦搬送路の上部から前記現像剤回収搬送部材の搬送方向上流側端部に現像剤を下降させる下降縦搬送路として構成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記下降縦搬送路の断面積は前記上昇縦搬送路の断面積よりも小さいことを特徴とする、請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記下降縦搬送路に、現像剤の下降を抑制する現像剤搬送抑制部材を設けたことを特徴とする、請求項３又は４に記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像剤回収搬送部材は、その搬送方向上流側端部近傍における現像剤搬送力が他の部分の現像剤搬送力よりも小さくなっていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記トナー補給部に、現像剤と補給されたトナーを攪拌する攪拌部材が設けられていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項８】
前記トナー溜りから現像剤に混合され流入するトナー量が前記攪拌部材によって制御されることを特徴とする請求項７に記載の現像装置。
【請求項９】
前記トナー溜りから現像剤に攪拌・混合され流入するトナー量が、トナー濃度の変化により変位するトナー補給部の現像剤とトナー溜りの境界の高さに応じて変動することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項１０】
前記トナー補給部が設けられた現像剤受渡部の近傍に、該現像剤受渡部を通らずに前記現像剤供給搬送部材から前記現像剤回収搬送部材へ現像剤が通過可能なバイパス通路が設けられていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項１１】
前記現像剤供給搬送部材と前記現像剤回収搬送部材が、鉛直上方から見た場合に重なりを有するよう縦方向に配置されていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
少なくとも像担持体と前記現像装置とを含む作像ユニットを複数個並設させたタンデム型の画像形成装置であることを特徴とする、請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記作像ユニットを画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジとして構成したことを特徴とする、請求項１３に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置における現像装置に関し、さらに詳しく言えば、補給トナーの舞い上がりを抑制し、かつ安定したトナー補給を可能にする技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００２−６５９９号公報
【特許文献２】特開平１１−２７２０６２号公報
【特許文献３】特開２００７−１９３２８９号公報
【特許文献４】特開平８−２７８６９３号公報
【０００３】
電子写真方式による複写機、プリンタ、ファクシミリ或いはこれらの少なくとも１つの機能を備えた複合機などとして構成される画像形成装置においては、従来、トナー及び磁性キャリアを含有する二成分現像剤を用いた、いわゆる二成分現像方式の画像形成装置が知られている。二成分現像は現像装置内で現像剤の摩擦によりトナーを帯電させ、電界による静電力で帯電したトナーを動かし、潜像を現像する方式である。
【０００４】
二成分現像では、現像剤は現像剤収納部で攪拌・搬送されて、トナーとキャリアが擦れ合うことで摩擦帯電する。現像ローラ等の現像剤担持体は磁界発生手段により搬送されてきた現像剤を汲み上げ、担持された現像剤は、現像剤担持体の磁界発生手段とスリーブの回転により、現像剤担持体が感光体等の潜像担持体と対向する現像領域に搬送される。
【０００５】
現像領域上流には現像剤の量を規制する規制部材が配置され、現像領域に搬送される現像剤を所望の量に調整するとともに、規制部材近傍で現像剤にストレスを与えることでトナーの帯電量を安定化させている。現像領域に搬送された現像剤を磁界発生手段により穂立ちさせて磁気ブラシを形成し、現像剤担持体と潜像担持体間に現像バイアスを印加して電界を形成し、帯電したトナーに静電力を作用させることで潜像にトナーを移動させ、現像している。
【０００６】
現像剤収納部の現像剤搬送部材としては通常スクリューが用いられており、現像装置のレイアウトとして現像剤担持体に隣接した現像剤収納部に搬送スクリューを２本水平方向に並べて配置し、現像剤を循環させる構成が一般的である。２本の搬送スクリューは、現像剤担持体に近い側で現像剤を現像剤担持体に供給し、現像領域を通過した現像剤を回収すると共にスクリュー軸方向に搬送する供給スクリューと、現像剤担持体から離れた側で現像剤を補給されたトナーと攪拌しながら搬送する攪拌スクリューである。
【０００７】
ところで、近年、画像形成装置の小型化が求められ、そのために現像装置の小型化も要求されている。また、電子写真方式の画像形成装置においてはカラー化が進んでおり、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の４色の作像ユニットを並設させたいわゆるタンデム型が広く採用されている。タンデム型では並設した４つの作像ユニットにおいて各感光体の周囲に帯電装置、現像装置ほかの作像機器を配置する必要があり、画像形成装置を小型化するためには各作像ユニットの横方向の寸法を小さくしなければならず、おのずと現像装置の小型化が要求される。このような現像装置小型化の要求を実現するために、搬送スクリューを縦方向に配置して現像剤担持体に隣接させた構成が提案されている。
【０００８】
例えば特許文献１には、現像容器の感光体と対面した開口部に現像剤担持体を有し、これに隣接し２本の搬送スクリューを上下に配置させたものが記載されている。上下の搬送スクリューは隔壁によって現像室と攪拌室に仕切られ、上段の現像室の搬送スクリューによって現像剤担持体に現像剤を供給している。下段の攪拌室の搬送スクリューは、端部にあるトナー補給口から供給される新しいトナーと、循環している現像剤と、現像領域を通過して現像剤担持体から回収される現像剤とを攪拌しながら搬送し、トナー濃度が均一になるようにしている。搬送スクリューを水平に配置したものと比べると水平方向のスペースを小さくすることができ、装置の小型化が可能になる。
【０００９】
また、このような現像剤の循環経路の現像装置では、現像剤担持体によって現像領域に搬送された現像剤は攪拌室に回収され、充分に攪拌された後に現像室から再び現像剤担持体に供給される。このため現像領域に供給される現像剤は充分攪拌され、安定したトナー濃度に調整されているので、軸方向の濃度ムラのない画像を得ることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、これらの利点がある一方、現像領域を通過した現像剤は攪拌室に回収されるため、現像室の現像剤は下流に行くほど徐々に減少する。下段の攪拌室では逆に上流端から下流に行くほど現像剤は増加する。現像剤の分布にこのような片寄りが生じるためトナー補給口は現像室の下流端（攪拌室の上流端）に配置されており、即ち現像剤の量が少ない領域にトナーが補給されることになる。このため補給されたトナーは現像剤と混ざる前に搬送スクリューやパドルに接触し、舞い上げられ、十分に攪拌されずに現像剤担持体に到達し、非画像部の地汚れの原因となる。あるいは現像剤担持体とケースの隙間から現像装置外に飛散し、装置内外を飛散トナーで汚染してしまう、また汚染したトナーが画像上に落ちると画像の汚れとなってしまうという問題点がある。
【００１１】
トナー補給装置からトナー補給部に補給されるトナー量が多いと、十分に攪拌されずに舞い上がってしまうトナーが増えるため、トナー補給装置から一度に補給されるトナー量を少なくすることで舞い上がりを低減することはできるが、補給トナー量を細かく調整するためにトナー補給装置の複雑な機構や制御が必要になってしまう。
【００１２】
特許文献２に記載のものでは、現像ローラに現像剤を供給する搬送スクリューを現像ローラの存在しない範囲まで両側に伸ばし、現像ローラから離れた位置にトナー補給部を設けることでトナーの舞い上がりによる影響を小さくしている。しかし、この構成では搬送方向に現像装置が長くなり、装置全体が大きくなってしまう。
【００１３】
特許文献３に記載のものでは、３つの現像剤搬送部材を有し、トナー補給部を現像剤担持体の軸方向幅の内側に設けて装置の幅方向の小型化を可能にしているが、搬送部材が３本必要なため断面方向のスペースとしては２本の搬送部材の装置より大きくなってしまう。また、トナー補給部と現像スリーブ間を遮断するものではなく、トナー補給部から舞い上がったトナーが現像スリーブ部まで到達する恐れがあり、トナー飛散や地汚れが発生する可能性がある。
【００１４】
また、特許文献４に記載のものでは、上攪拌スクリューから下攪拌スクリューに現像剤が落下する開口部付近の現像剤溜まり量を多くすることで落下トナーがあっても、充分に攪拌される時間を稼いで画像に影響が出るのを防止している。しかしトナーが舞い上がりやすい現像剤を引き剥がす位置は現像剤担持体に近く、舞い上がったトナーが現像剤担持体とケースの隙間から現像装置外に飛散してしまうのを抑えることはできない。
【００１５】
本発明は、従来の現像装置及び画像形成装置における上述の問題を解決し、補給トナーの舞い上がりによる影響をなくし、トナーによる装置内外の汚染や飛散トナーによる画像汚れなどが発生せず、トナーを安定供給することができ、かつ小型化が可能な現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記の課題は、本発明により、二成分現像剤を用いる現像装置であって、現像剤を担持して現像領域に搬送する現像剤担持体と、現像剤を前記現像剤担持体の長手方向に搬送しながら前記現像剤担持体に供給する現像剤供給搬送部材と、現像領域を通過した現像剤を前記現像剤担持体から回収し前記現像剤供給搬送部材とは逆方向に現像剤を搬送する現像剤回収搬送部材とを有し、前記現像剤供給搬送部材と前記現像剤回収搬送部材により現像剤を攪拌しながら循環搬送させる現像装置において、前記現像剤供給搬送部材の下方に前記現像剤回収搬送部材が配置され、前記現像剤供給搬送部材から前記現像剤回収搬送部材への現像剤受渡部となる縦搬送路が仕切り壁によって下降縦搬送路と上昇縦搬送路とに仕切られており、該縦搬送路の上部で前記下降縦搬送路と上昇縦搬送路とが連絡され、該縦搬送路の上部にトナーが補給されるトナー補給部が設けられ、該トナー補給部が設けられた前記現像剤受渡部が現像剤で充満されるように構成し、該トナー補給部が設けられた現像剤受渡部と前記現像剤担持体が配置された領域とが前記充満された現像剤で遮断されることにより解決される。
【００１７】
また、前記トナー補給部に、補給されたトナーが常時存在するトナー溜りが形成されていると好ましい。
また、前記トナー補給部が設けられた現像剤受渡部が、前記現像剤供給搬送部材の搬送方向下流側端部から上方に現像剤が押し上げられる上昇縦搬送路と、該上昇縦搬送路の上部から前記現像剤回収搬送部材の搬送方向上流側端部に現像剤を下降させる下降縦搬送路として構成されていると好ましい。
【００１８】
また、前記下降縦搬送路の断面積は前記上昇縦搬送路の断面積よりも小さいと好ましい。
また、前記下降縦搬送路に、現像剤の下降を抑制する現像剤搬送抑制部材を設けると好ましい。
【００１９】
また、前記現像剤回収搬送部材は、その搬送方向上流側端部近傍における現像剤搬送力が他の部分の現像剤搬送力よりも小さくなっていると好ましい。
また、前記トナー補給部に、現像剤と補給されたトナーを攪拌する攪拌部材が設けられていると好ましい。
【００２０】
また、前記トナー溜りから現像剤に攪拌・混合され流入するトナー量が、トナー濃度の変化により変位するトナー補給部の現像剤とトナー溜りの境界の高さに応じて変動すると好ましい。
また、前記トナー溜りから現像剤に混合され流入するトナー量が前記攪拌部材によって制御されると好ましい。
【００２１】
また、前記トナー補給部が設けられた現像剤受渡部の近傍に、該現像剤受渡部を通らずに前記現像剤供給搬送部材から前記現像剤回収搬送部材へ現像剤が通過可能なバイパス通路が設けられていると好ましい。
【００２２】
また、前記現像剤供給搬送部材と前記現像剤回収搬送部材が、鉛直上方から見た場合に重なりを有するよう縦方向に配置されていると好ましい。
また、前記の課題は、本発明により、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の現像装置を備える画像形成装置により解決される。
【００２３】
また、少なくとも像担持体と前記現像装置とを含む作像ユニットを複数個並設させたタンデム型の画像形成装置であると好ましい。
また、前記作像ユニットを画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジとして構成すると好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の現像装置によれば、トナー補給部が設けられた現像剤受渡部と現像剤担持体が配置された領域とが前記充満された現像剤で遮断されるので、例え補給されたトナーが現像剤に混ざる前に飛散したとしても、直接現像剤担持体に到達することがなく、補給トナーが現像装置の外に飛散するのを防止することができる。したがって、現像装置が装着される画像形成装置内外の汚染や画像汚れを防ぐことができる。
【００２５】
請求項２の構成により、トナー補給部に常時補給されたトナーが存在するトナー溜りが形成されているため、トナー補給装置からのトナー補給量を細かく調整する必要が無く、トナー補給装置の機構や制御が複雑になることがない。
【００２６】
請求項３の構成により、上昇縦搬送路では現像剤供給搬送部材の搬送方向下流側端部から上方に現像剤が押し上げられるため、必然的に上昇縦搬送路がれることになり、トナー補給部が設けられた現像剤受渡部と現像剤担持体が配置された領域との遮断を簡単な構成で実現することが可能となる。
【００２７】
請求項４の構成により、下降縦搬送路の断面積は上昇縦搬送路の断面積よりも小さいので、現像剤の下降速度を抑制でき、下降縦搬送路を現像剤で充満させ、トナー補給部が設けられた現像剤受渡部と現像剤担持体が配置された領域との遮断を簡単な構成で実現することが可能となる。
【００２８】
請求項５の構成により、下降縦搬送路に、現像剤の下降を抑制する現像剤搬送抑制部材を設けたことにより、下降縦搬送路を確実に現像剤で充満させ、トナー補給部が設けられた現像剤受渡部と現像剤担持体が配置された領域との遮断を容易かつ確実に実現できる。
【００２９】
請求項６の構成により、下降縦搬送路から現像剤回収搬送手段部への現像剤搬送が抑制される結果、下降縦搬送路に現像剤が充満し、より確実に空間を現像剤で充填して遮断することができる。
【００３０】
請求項７の構成により、トナー補給部に現像剤と補給されたトナーを攪拌する攪拌部材が設けられていることにより、軽いために現像剤に混ざりにくい補給トナーを攪拌部材によって現像剤と攪拌させることで、補給トナーを確実に現像剤に混ぜ合わせることができる。
【００３１】
請求項９の構成により、トナー補給部の現像剤とトナー溜りの境界の高さはトナー濃度が高いと高く、トナー濃度が低いと低くなるため、トナー溜りから現像剤に攪拌・混合され流入するトナー量はトナー濃度が低いときには少なく、高いときには多く、トナー濃度に応じて自動的に変動する。
【００３２】
請求項８の構成により、攪拌部材の駆動によって流入するトナー量が制御されることで、現像剤とトナー溜りの境界の高さによる自動的な変動に加えて、トナー溜りから現像剤に混合され流入するトナー量を細かくコントロールすることができる。
【００３３】
請求項１０の構成により、過剰な現像剤をバイパス通路を通過させることができ、現像剤受渡部への過剰な現像剤充填による弊害を防ぐことができる。
請求項１１の構成により、現像剤供給搬送部材と現像剤回収搬送部材が鉛直上方から見た場合に重なりを有するよう縦方向に配置されているので、現像装置の幅を小さくして小型化することができる。
【００３４】
請求項１２の画像形成装置によれば、補給トナーが現像装置の外に飛散するのを防止できる現像装置を備えることによって、画像形成装置内外の汚染や画像汚れを防ぐことができる。
請求項１３の構成により、現像装置の小型化が可能なことから、その現像装置を含む作像ユニットを複数個並設させたタンデム型の画像形成装置における装置小型化が可能となる。
【００３５】
請求項１４の構成により、現像装置の小型化が可能なことから、その現像装置を含む着脱可能なプロセスカートリッジを小型化することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る現像装置を備える画像形成装置の一例であるモノクロ画像形成装置の概略を模式的に示す構成図である。この第１実施形態はモノクロ画像形成装置として構成されているが、本発明はこれに限らず、後述する第２実施形態のように、カラー画像形成装置にも適用可能である。
【００３７】
図１において、潜像担持体としてのドラム状感光体１の周囲には、帯電装置２、現像装置３、転写装置４、クリーニング装置５が順に配設されている。帯電装置２と現像装置３の間は、露光装置６からの走査光が照射される書込み位置となっている。また、図示しない給紙トレイより転写紙等の記録材（以下、用紙という）を感光体と転写装置とが対向する転写部に向けて給紙する図示しない給紙搬送装置と、トナー像を転写された用紙が感光体から分離した後、トナーを用紙上に定着させる定着装置７とを備えている。
【００３８】
上記感光体１は、例えば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２で所定の帯電電位に一様帯電された後、露光装置６より画像情報に基づいて変調されたレーザ光線が感光体軸方向にスキャンされて照射される。これにより、感光体上に静電潜像が形成される。感光体１上に形成された静電潜像は、現像装置３と対向する現像領域において、現像装置３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。
【００３９】
一方、用紙は図示しない給紙搬送装置で給紙・搬送され、所定のタイミングで感光体１と転写装置４とが対向する転写部に送出・搬送される。そして、転写装置４により、用紙に感光体上のトナー像とは逆極性の電荷を付与することで、感光体上に形成されたトナー像が用紙に転写される。次いで、用紙は、感光体１から分離され、定着装置７に送られ、定着装置７でトナー像が定着された後、機外に排出される。
【００４０】
転写装置４でトナー像が転写された後の感光体１の表面は、クリーニング装置５でクリーニングされ、感光体上に残ったトナーが除去される。クリーニング装置５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、次の画像形成工程が繰り返される。
【００４１】
次に、本発明による現像装置の特徴的な構成について説明する。
図２は現像装置の断面図である。この図に示す現像装置３は、感光体１との対向部に開口部を有し、この開口部から一部が露出するように感光体と対向配置された現像ローラ３１を備えている。現像ローラ３１は現像剤担持体として非磁性の回転可能な現像スリーブを備えている。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磁石を配設している。また、現像装置の筐体内部は、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となっており、現像剤収容部内の現像剤を搬送する供給搬送スクリュー３２と、回収搬送スクリュー３３と、現像ローラ３１上の現像剤の層厚を規制する規制部材としてドクタブレード３４とを備えている。さらに、図示しないトナー補給手段からのトナー補給部に位置する攪拌パドル３５を有している。トナー補給部には常時補給されたトナーが存在するトナー溜りが形成されるように（トナー補給部に、補給されたトナーによるトナー溜りが常時形成されているように）トナー補給手段を制御している。
【００４２】
図３は、図２の現像装置を縦に切ってＡ方向から見た断面図である。図２及び図３を参照して、現像剤の循環経路について説明する。
供給搬送スクリュー３２は現像ローラ３１に対しやや斜め上方、平行に配置され、供給搬送スクリュー３２の下方に回収搬送スクリュー３３が配置されている。供給搬送スクリュー３２と回収搬送スクリュー３３の間には現像剤収納部を上下に仕切る仕切り板３６が設けられ供給搬送経路と回収搬送経路に分けられている。図３から分かるように、搬送スクリュー３２，３３の軸方向一方側の端部には縦搬送路３７が設けられている。供給搬送スクリュー３２から回収搬送スクリュー３３への現像剤受け渡し部となる縦搬送路３７は、図２から分かるように、仕切り壁３９によって下降縦搬送路３７ａと上昇縦搬送路３７ｂとに仕切られているが、その上部では連絡されている。また、縦搬送路３７の上部は図示しないトナー補給手段からトナーが補給されるトナー補給部となっており、そのトナー補給部に攪拌パドル３５が配置されている。
【００４３】
このように構成された現像装置３において、現像剤収納部内の現像剤は供給搬送スクリュー３２により軸方向（図２の図面に垂直な上から下の方向、図３の右方向）に搬送されつつ、仕切り板３６の壁面を越えて、現像ローラ３１の汲み上げ極に上から落ちるようにして供給される（矢印Ｂ）。
【００４４】
供給搬送スクリュー３２によって現像ローラ３１上に供給された現像剤は、現像ローラ３１内の磁石の磁力によって現像ローラ３１の表面に汲み上げられ、現像ローラ３１の回転に伴い同方向へ搬送される。現像剤は現像ローラ３１表面に所定の間隙を介して対向するドクタブレード３４によってその層厚を規制され、一定量の現像剤が現像ローラ３１に担持された状態で開口部に搬送され、感光体１と対向する。同時に、ドクタブレード３４で通過を規制し、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。
【００４５】
感光体１と対向する現像領域では、磁石の磁力によって現像ローラ３１上に磁気ブラシが形成され、感光体１の移動方向と同方向で且つ感光体１よりも高速に移動させて、その先端を感光体に摺擦させながら通過させる。このとき、現像ローラ３１には図示しない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上の潜像部に静電的に転移してトナー像を形成する。現像ローラ３１の回転に伴って上記現像領域を通過した後の磁気ブラシは、現像剤収容部内の回収搬送スクリュー３３に戻される（矢印Ｃ）。
【００４６】
回収搬送スクリュー３３は供給搬送スクリュー３２とは逆方向（図２の図面に垂直な下から上の方向、図３の左方向）に現像剤を搬送し、トナー補給部より補給され下降縦搬送路３７ａから降りてくる（矢印Ｄ）現像剤と現像ローラ３１から戻る現像剤とが、トナー濃度が均一になるように攪拌されながら端部まで搬送される。端部まで搬送された現像剤は仕切り板３６に設けられた上下を連通する開口部３８を通して持ち上げられ（矢印Ｅ）、供給搬送スクリュー３２に受け渡される。現像剤を持ち上げる開口部３８近傍では、下段の攪拌スクリューである回収搬送スクリュー３３にはパドル３３ａを形成し、スクリューの軸と直交方向に現像剤を押し上げている。
【００４７】
このような循環構成の現像装置３では、現像ローラ３１に汲み上げられ現像領域を通過した現像剤はすぐに現像領域に戻ることはなく、回収搬送スクリュー３３に戻され、回収搬送スクリュー３３で充分に攪拌されてから供給搬送スクリュー３２へ、そして現像ローラ３１へと現像剤が供給されるので、現像ローラ３１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されているという特徴があり、またスクリュー３２，３３が上下の縦に配置されているために現像装置の幅（図２における左右方向の大きさ）を小さくできるという利点がある。
【００４８】
供給搬送スクリュー３２によって現像ローラ３１に供給されず下流端部まで搬送された現像剤は、上に延びる上昇縦搬送路３７ｂを押し上げられる（矢印Ｆ）。上昇縦搬送路３７ｂでは、供給搬送スクリュー３２が水平方向に搬送する現像剤の押し圧によって持ち上げられているので、上昇縦搬送路３７ｂは必然的に現像剤で充満される構成になっている。
【００４９】
上昇縦搬送路３７ｂを押し上げられた現像剤は仕切り壁３９を越えて、下降縦搬送路３７ａを通って回収搬送スクリュー３３に運ばれる。下降縦搬送路３７ａの断面積は上昇縦搬送路３７ｂより狭く設定され、また下降縦搬送路３７ａから回収搬送路へ繋がる開口部４０を回収搬送スクリューの下方に設けることで、下降縦搬送路３７ａを通る現像剤量を規制し、下降縦搬送路３７ａが現像剤で充満されるようになっている。
【００５０】
上記したように縦搬送路３７の上部はトナー補給部となっており、このトナー補給部に補給されたトナーが常時存在するトナー溜りが形成されるようにトナー補給手段からトナーが補給される。トナー溜りのトナーは徐々に現像剤と混合し、搬送される現像剤に流入していく。現像剤の容量はトナー濃度が高いときには大きく、低いときには小さくなるので、トナー溜りと現像剤の境界の高さは図４に示すようにトナー濃度に対応して変化する。このためトナー溜りから現像剤へのトナーの流入は、トナー濃度が低い時には現像剤の流れによって流入しやすくなり、流入量が多くなる。逆にトナー濃度が高い時は境界面が高い位置になるので流入しにくくなり、流入量は減少する。このように特別な機構を設けることなく、自動的にトナー溜りから現像剤への流入量がコントロールされる。またトナー補給部に設けられた攪拌パドルを合わせて使用することで流入量をより細かく制御することができる。このとき補給トナーが攪拌パドル３５によって舞い上げられることがあるが、縦搬送路３７は現像剤で充満され空間が遮断されているので、舞い上がったトナーが現像ローラ３１の存在する領域まで到達することがない。このため、補給トナーが現像領域まで飛散することはなく、飛散トナーによる現像装置外の汚染や画像の汚れが発生することはない。
【００５１】
また、トナー補給手段はトナー補給部にトナー溜りが形成されるように補給すれば良いため、一度の補給量を少量にして細かく調整しなくてもよく、補給装置の複雑な機構や制御法が必要なくなる。
【００５２】
本例では縦搬送路３７に現像剤が充満するような搬送量になっているが、過剰に充填されると現像剤に対してストレスとなるので、縦搬送路３７に隣接して、供給搬送路と回収搬送路を接続するバイパス路４１を設け、過剰に搬送される現像剤はトナー補給部を経由せず、供給搬送路から直接回収搬送路に送られるようになっている。バイパス路４１は、その両端がそれぞれ供給搬送路と回収搬送路に開口されている。
【００５３】
次に、現像装置の第２実施例について図５，６を参照して説明する。なお、図２，３の第１実施例と同じ又は同等の部分には同じ符号を付すとともに重複する説明は省略し、異なる部分を中心に説明する。
【００５４】
本第２実施例の現像装置１３では、図５に示すように、回収搬送スクリュー３３は供給搬送スクリュー３２の真下ではなく、やや斜め下方にずれた位置に配置されている。また、下降縦搬送路３７ａに、現像剤搬送抑制部材４２が設けられている。さらに、図６に示すように、下降縦搬送路３７ａ内において、回収搬送スクリュー３３はスクリュー羽根（オーガ）の一部を切り欠いて、羽根が無い部分３３ｂを設けている。なお、図６においては、バイパス路４１の開口部は図示を省略している。また、現像装置内の現像剤も図示していない。
【００５５】
上記第１実施例では、仕切り壁３９は回収搬送スクリュー３３の後方（現像ローラ３１と反対側の側方）まで延在しており、下降縦搬送路３７ａは回収搬送スクリュー３３の後方に飛び出して（突出して）設けられているが、本第２実施例では仕切り壁３９は回収搬送スクリュー３３の上方に位置するように設けられており、下降縦搬送路３７ａは回収搬送スクリュー３３の上方に（回収搬送スクリュー３３の後方に飛び出すことなく）設けられている。なお、仕切り壁３９は、供給搬送スクリュー３２によって押し上げられる現像剤経路（上昇縦搬送路３７ｂ）と、その押し上げられた現像剤及び補給部に補給されたトナーが下降する現像剤経路（下降縦搬送路３７ａ）とを仕切るものであり、本第２実施例では回収搬送スクリュー３３に対して供給搬送スクリュー３２が前方（現像ローラ３１側）に位置しているため、仕切り壁３９をより前方に配置することができ、回収搬送スクリュー３３の上方に下降縦搬送路３７ａを設けることが可能となっている。
【００５６】
このように、回収搬送スクリュー３３の上方に下降縦搬送路３７ａを設けた構成により、回収搬送スクリュー３３の後方に下降縦搬送路３７ａが飛び出して（突出して）おらず、現像装置の幅（図５の左右方向の大きさ）をより小さくすることができる。
【００５７】
本第２実施例では、下降縦搬送路３７ａと（回収搬送スクリュー３３が配置されている）回収搬送路は回収搬送スクリュー３３の上部で繋がる構成のため、下降縦搬送路３７ａに現像剤搬送抑制部材４２を設けるとともに、回収搬送スクリュー３３に羽根の無い部分３３ｂを設けることで、搬送力を低くして、下降縦搬送路３７ａが現像剤で充満されるようにしている。現像剤搬送抑制部材４２は、現像剤の搬送量を抑制するとともに現像剤の流れを変える（変化を与える）ことで、補給トナーと現像剤が混ざりやすくなるという効果も持っている。なお、回収搬送スクリュー３３の搬送力を低くする方法としては、羽根切り欠き部を設ける以外にも、スクリュー径を小さくする、パドルを設けるなど他の方法でも構わない。
【００５８】
本第２実施例の現像装置１３においても、トナー補給部にはトナー溜りが形成され、トナー補給部と現像ローラ３１側を繋ぐ縦搬送路３７は現像剤により遮断されているので、飛散した補給トナーが現像領域まで到達することはなく、飛散トナーによる現像装置外の汚染や画像の汚れが発生することはない。またトナー補給手段はトナー補給部にトナー溜りが形成されるように制御すれば良いため、一度の補給量を少量にして細かく調整しなくてもよく、補給装置の複雑な機構や制御法が必要なくなる。
【００５９】
次に、現像装置の第３実施例について図７，８を参照して説明する。なお、図２，３の第１実施例及び図５，６の第２実施例と同じ又は同等の部分には同じ符号を付すとともに重複する説明は省略し、異なる部分を中心に説明する。
【００６０】
本第３実施例の現像装置２３は、現像ローラ３１の回転方向が上記２つの実施例のものとは逆方向となっており、層厚規制部材であるドクターブレード３４は現像ローラ３１の下方に配置されている。そして、供給搬送スクリュー３２が下に、回収搬送スクリュー３３が上に配置されている。供給搬送スクリュー３２と回収搬送スクリュー３３の位置関係は、回収搬送スクリュー３３の真下ではなく、やや斜め下方にずれた位置に回収搬送スクリュー３３が配置されている。縦搬送路３７は、現像装置の端部側が上昇縦搬送路３７ｂに、内側（現像ローラ３１側）が下降縦搬送路３７ａになっている。縦搬送路内には現像剤搬送抑制部材は設けられていない。供給搬送スクリュー３２はスクリュー羽根（オーガ）の一部を切り欠いて、羽根が無い部分３２ａを設けている。なお、図８においては、バイパス路４１の開口部は図示を省略している。また、現像装置内の現像剤も図示していない。
【００６１】
このように構成された本第３実施例の現像装置２３では、現像ローラ３１は図中時計回り方向に回転され、ドクタブレード３４で規制された現像剤は現像ローラ３１の回転に従い下から上に搬送される。現像剤の循環方向は逆になるが下段の供給搬送スクリュー３２の下流側及び上段の回収搬送スクリュー３３の上流側で現像剤の量が少なくなるのは前記の各実施例と同様である。
【００６２】
供給搬送スクリュー３２が配置されている供給搬送経路の下流端から上に延びる上昇縦搬送路３７ｂとそれに続く下降縦搬送路３７ａによって、現像剤は回収搬送路に搬送される。本第３実施例においてもトナー補給部にはトナー溜りが形成され、縦搬送路３７は現像剤で充満され、トナー補給部と現像ローラ３１部は現像剤により遮断されているので、補給トナーが飛散したとしても現像領域まで到達することはなく、飛散トナーによる現像装置内外の汚染や画像の汚れが発生することはない。また、トナー補給手段はトナー補給部にトナー溜りが形成されるように補給すれば良いため、一度の補給量を少量にして細かく調整しなくてもよく、補給装置の複雑な機構や制御法が必要なくなる。
【００６３】
図１では、本発明による現像装置を搭載する画像形成装置の実施形態として直接転写方式によるモノクロ画像形成装置を示したが、別の方式の画像形成装置にも本発明は適用可能である。本発明に係る現像装置を備える画像形成装置の第２実施形態として、タンデム型中間転写方式のカラー画像形成装置を図９を参照して説明する。
【００６４】
図９に示す第２実施形態の画像形成装置はタンデム型中間転写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、装置本体のほぼ中央部に位置する画像形成部には４つの作像ユニット５０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）が配設されている。各作像ユニット５０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）は、中間転写ベルト６１の上部走行辺に沿って並設されている。駆動ローラ６２，二次転写対向ローラ６３及び支持ローラ６４等に掛け回された中間転写ベルト６１は図中時計回りに走行駆動される。駆動ローラ６２と対向する位置には、中間転写ベルト６１をクリーニングするクリーニングユニット６５が配置されている。
【００６５】
各作像ユニット５０は扱うトナーの色が異なるのみで構成は同一であり、代表して黒ユニット５０Ｋにのみ符号を付して示すように、像担持体としての感光体ドラム５１を具備している。この感光体ドラム５１の周りには、帯電手段５２、現像装置５３、クリーニング手段５４等が配置され、さらに各感光体ドラム５１に対向するように中間転写ベルト６１の内側に一次転写手段としての転写ローラ５５が設けられている。各作像ユニット５０においては、少なくとも感光体ドラム５１と現像装置５３を含む部分（本例では、さらに帯電手段５２及びクリーニング手段５４も含む）をプロセスカートリッジとして画像形成装置本体に着脱可能に設けている。なお、現像装置５３としては、上記説明した各実施例の現像装置３，１３，２３のいずれも使用可能である。
【００６６】
そして、作像ユニット５０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）の上方には光書き込み装置５６が設けられている。光書き込み装置５６はポリゴンミラーやミラー群等を有しており、光変調されたレーザ光を各色作像ユニットの感光体ドラム５１の表面に照射する。なお、光書き込み装置５６の上方には図示しない画像読取部が備えられ、複写機としての機能を有している。
【００６７】
中間転写ベルト６１の下方には、定着ローラ７１及び加圧ローラ７２を有する定着装置７０が設けられている。定着ローラ７１内にはヒータ７３が配置される。
画像形成部の右方には給紙部が設けられる。該給紙部には、用紙を積載する給紙トレイ５７が配設されている。その給紙トレイ５７から用紙を送り出す給紙ローラ５８があり、給紙ローラ５８によって給送された用紙を搬送する搬送ローラ５９も設けられている。さらに、用紙搬送方向の下流側にはレジストローラ６０が設けられている。レジストローラ６０の先には、二次転写手段としての転写ローラ６６が、転写対向ローラ６３に対向して設けられ、二次転写部を形成している。
【００６８】
上記のように構成されたカラー画像形成装置における画像形成動作について簡単に説明する。
上記作像ユニット５０の感光体ドラム５１が図示しない駆動手段によって図中反時計方向に回転駆動され、その感光体ドラム５１の表面が帯電手段５２によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された感光体表面には光書き込み装置５６からのレーザ光が照射され、これによって感光体ドラム５１表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体ドラム５１に露光される画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及び黒の色情報に分解した単色の画像情報である。このように形成された静電潜像に現像装置５３から各色トナーが付与され、トナー像として可視化される。
【００６９】
また、中間転写ベルト６１が図中時計回りに走行駆動され、各作像ユニット５０において一次転写ローラ５５の作用により感光体ドラム５１から中間転写ベルト６１に各色トナー像が順次重ね転写される。このようにして中間転写ベルト６１はその表面にフルカラーのトナー像を担持する。
【００７０】
なお、作像ユニット５０のいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２色又は３色の画像を形成したりすることもできる。モノクロプリントの場合は、４個の作像ユニットのうち、図の一番右側の黒ユニット５０Ｋを用いて画像形成を行う。
【００７１】
そして、トナー像を転写した後の感光体ドラム表面に付着する残留トナーは、クリーニング手段５４によって感光体ドラム表面から除去され、次いでその表面が除電器の作用を受けて表面電位が初期化されて次の画像形成に備える。
【００７２】
一方、給紙トレイ５７から用紙が給送され、レジストローラ対６０によって、中間転写ベルト６１上に担持されたトナー像とのタイミングを取って二次転写位置に向けて送出される。本例では二次転写ローラ６６には中間転写ベルト表面のトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト表面のトナー像が用紙上に一括して転写される。トナー像を転写された用紙は、定着装置７０を通過するとき、熱と圧力によってトナー像が用紙に熔融定着される。トナー像が定着された用紙は、図示しない排紙トレイに排出される。
【００７３】
なお、図示例は中間転写体を有する間接転写方式によるタンデム型の画像形成装置であるが、搬送される用紙に直接各色画像を重ね転写する直接転写方式によるタンデム型の画像形成装置にも本発明を適用可能である。
【００７４】
さて、タンデム型の画像形成装置においては、複数の作像ユニット（プロセスカートリッジ）を並設して備える構成であるため、各作像ユニットの幅（中間転写体の移動方向又は用紙搬送方向の大きさ）を小さくすることによって、画像形成装置の幅を小さくすることができ、小型化を達成することが可能となる。ここで、本発明による現像装置は、上記説明したように供給搬送スクリュー３２と回収搬送スクリュー３３を縦に配置した構成であるため、現像装置の水平方向（現像ローラの軸に直交する水平方向）の寸法を小さくすることができる。したがって、一つずつの現像装置の幅を小さくできるために、複数の現像装置が備えられるタンデム型の画像形成装置では、像担持体（感光体）間の距離を小さくすることができ、装置全体のサイズを小型化するにあたって大きな効果を奏することができる。
【００７５】
また、本発明による現像装置では、現像装置内のトナー補給部に補給されたトナーが舞い上がった場合でも、縦搬送路３７が現像剤で充満されていることによって、その舞い上がったトナーが現像領域（現像ローラ３１の存在する領域）まで到達することが無く、補給トナーの飛散を原因とする画像形成装置内外の汚染や画像の汚れを防止することができる。
【００７６】
さらに、トナー補給手段はトナー補給部にトナー溜りが形成されるように補給すれば良いため、一度の補給量を少量にして細かく調整しなくてもよく、補給装置の複雑な機構や制御法が必要なくなる。
【００７７】
以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、現像剤の縦搬送路は現像ローラの存在しない範囲に設けることも可能である。また、縦搬送路の形状やサイズなどは適宜設定できるものであり、現像剤搬送手段（搬送スクリュー等）による現像剤搬送量との関係で縦搬送路が現像剤で充満されるように構成すればよい。また、現像剤搬送手段としての搬送スクリューの形状や条数などは任意である。攪拌パドルの構成やパドル枚数なども任意である。
【００７８】
また、本発明による現像装置を搭載する画像形成装置各部の構成も任意であり、中間転写方式、直接転写方式のいずれも可能である。また、タンデム型においては各色作像ユニットの配置順などは任意である。３色のトナーを用いるフルカラー機や、２色のトナーによる多色機置にも本発明を適用することができる。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係る現像装置を備える画像形成装置の一例であるモノクロ画像形成装置の概略を模式的に示す構成図である。
【図２】現像装置の第１実施例を示す断面図である。
【図３】その現像装置の異なる方向からの断面図である。
【図４】現像剤に流入するトナー量が、トナー濃度の変化により変位するトナー補給部の現像剤とトナー溜りの境界の高さに応じて変動する様子を示す模式図である。
【図５】現像装置の第２実施例を示す断面図である。
【図６】その現像装置の異なる方向からの断面図である。
【図７】現像装置の第３実施例を示す断面図である。
【図８】その現像装置の異なる方向からの断面図である。
【図９】画像形成装置の第２実施形態であるタンデム型中間転写方式のカラー画像形成装置の概略を模式的に示す構成図である。
【符号の説明】
【００８０】
１              感光体（潜像担持体）
３              現像装置
３１            現像ローラ（現像剤担持体）
３２            供給搬送スクリュー（現像剤供給搬送部材）
３３            回収搬送スクリュー（現像剤回収搬送部材）
３４            ドクタブレード
３５            攪拌パドル
３６            仕切り板
３７            縦搬送路
３７ａ          下降縦搬送路
３７ｂ          上昇縦搬送路
３８，４０      開口部
３９            仕切り壁
４１            バイパス路
４２            現像剤搬送抑制部材
５０            作像ユニット
６１            中間転写ベルト
【図１】
0005374939.tif 000002
【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】
0005374939.tif 000007
【図７】
0005374939.tif 000008
【図８】
0005374939.tif 000009
【図９】
0005374939.tif 000010