(57)【要約】【課題】  供給搬送路、攪拌搬送路及び回収搬送路とを備えた現像装置を有し、安定した画像濃度の画像形成を行うことができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  回収搬送路７、供給搬送路９及び攪拌搬送路１０の３つの現像剤搬送路を備えた現像装置４で、供給搬送路９内の矢印１３６で示す方向の現像剤の移動速度を供給部剤速度Ｕ１［ｍ／ｓ］、攪拌搬送路１０内の矢印１３７で示す方向の現像剤の搬送速度を攪拌部剤速度Ｕ２［ｍ／ｓ］としたときに、Ｕ１＜Ｕ２の関係を満たしている。【選択図】  図６
2007011004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性キャリアとトナーとからなるニ成分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箇所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、
該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給搬送部材を備えた現像剤供給搬送路と、
該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された該現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該現像剤供給搬送部材と同方向に搬送する現像剤回収搬送部材を備えた現像剤回収搬送路と、
現像に用いられずに該現像剤供給搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤と、該現像剤担持体から回収され該現像剤回収搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された回収現像剤との供給を受け、該現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該余剰現像剤と該回収現像剤とを攪拌しながら該現像剤供給搬送部材とは逆方向に搬送する現像剤攪拌搬送部材を備え、該現像剤を該現像剤供給搬送路に供給する現像剤攪拌搬送路とを備え、
該現像剤回収搬送路、該現像剤供給搬送路及び該現像剤攪拌搬送路からなる３つの現像剤搬送路はそれぞれ仕切り部材により仕切られる現像装置を有する画像形成装置において、
該現像剤供給搬送路内を移動する該現像剤の搬送速度（以下、供給部剤速度という）Ｕ１、該現像剤攪拌搬送路内を移動する該現像剤の搬送速度（以下、攪拌部剤速度という）Ｕ２について、
次の（１）式が成り立つことを特徴とする画像形成装置。
Ｕ１＜Ｕ２・・・・（１）
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記供給部剤速度Ｕ１と上記攪拌部剤速度Ｕ２とについて、
次の（２）式が成り立つことを特徴とする画像形成装置。
【数１】
2007011004.tif 000008
ただし、Ｄ＝ρｖＷ／２、Ｍ＝Ｑ／Ｗ
（ρ：汲み上げ量［ｋｇ／ｍ２］、ｖ：現像剤担持体線速［ｍ／ｓ］、Ｗ：現像領域軸方向長さ［ｍ］、Ｑ：現像剤供給搬送路内剤重量＋現像剤攪拌搬送路内剤重量［ｋｇ］）
【請求項３】
請求項１または２の画像形成装置において、
上記供給部剤速度Ｕ１は、上記現像剤供給搬送路の現像剤搬送方向下流側ほど小さくなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１、２または３の画像形成装置において、
上記現像剤供給搬送路内の現像剤の剤面は、上記現像剤担持体の側が高くなるよう、水平面よりも傾いていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４の画像形成装置において、
上記現像剤供給搬送部材、上記現像剤回収搬送部材及び上記現像剤攪拌搬送部材の３つの現像剤搬送部材は、回転軸部に螺旋状の羽部を備え、回転することにより現像剤を搬送する現像剤搬送スクリュであり、該３つの現像剤搬送部材はそれぞれ現像剤供給スクリュ、現像剤回収スクリュ及び現像剤攪拌スクリュであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５の画像形成装置において、
上記現像剤供給スクリュのピッチ幅は、上記現像剤攪拌スクリュのピッチ幅よりも短いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項５または６の画像形成装置において、
上記現像剤供給スクリュの回転数は、上記現像剤攪拌スクリュの回転数よりも小さいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項５、６または７の画像形成装置において、
上記現像剤供給搬送路の現像剤搬送方向下流側の上記現像剤供給スクリュに上記羽部の半径方向と該供給スクリュの軸方向との辺から成る平面を持ったフィンが取り付けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項５、６、７または８の画像形成装置において、
上記現像剤供給スクリュの上記羽部の半径は一定のまま、上記現像剤供給搬送路の現像剤搬送方向下流側ほど該現像剤供給スクリュの部材体積を大きくすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項５、６、７、８または９の画像形成装置において、
上記現像剤供給スクリュの上記回転軸部の軸径は、上記現像剤供給搬送路の現像剤搬送方向下流側ほど大きくなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項５、６、７、８、９または１０の画像形成装置において、
上記現像剤供給スクリュの上記羽部の厚さは、上記現像剤供給搬送路の現像剤搬送方向下流側ほど大きくなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項５、６、７、８、９、１０または１１の画像形成装置において、
上記現像剤供給搬送路の現像剤搬送方向下流側の上記羽部を複数条とし、現像剤搬送方向上流側よりも該羽部の条数が多いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項５、６、７、８、９、１０、１１または１２の画像形成装置において、
上記回転軸部よりも上記現像剤担持体の側の上記羽部が下方から上方に向かうように、上記現像剤供給スクリュが回転することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２または１３の画像形成装置において、
上記現像剤回収搬送路を上記現像剤担持体の下方に設け、上記３つの現像剤搬送路をほぼ同じ高さに設けることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１４の画像形成装置において、
上記現像剤供給搬送部材の最上部は上記現像剤担持体の回転中心軸より下方にあり、該現像剤担持体の回転中心軸と該現像剤供給搬送部材の最上部とを通る平面と、該現像剤担持体の回転中心軸を通る水平面とがなす角が１０［°］〜４０［°］の範囲内となることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２または１３の画像形成装置において、
上記現像剤回収搬送路を上記現像剤担持体の下方に設け、上記現像剤供給搬送路を該現像剤回収搬送路よりも高い位置に設け、
上記現像剤攪拌搬送路をその現像剤搬送方向最上流側は該現像剤回収搬送路とほぼ同じ高さに設け、該現像剤攪拌搬送路の現像剤搬送方向最下流側で該現像剤供給搬送路の高さまで現像剤を搬送することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
請求項１６の画像形成装置において、
上記現像剤供給搬送部材の最下部は上記現像剤担持体の最下部より上方にあり、該現像剤担持体の回転中心軸と該現像剤供給搬送部材の最下部とを通る平面と、該現像剤担持体の回転中心軸を通る水平面とがなす角が−２０［°］〜２０［°］の範囲内となることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６または１７の画像形成装置において、
上記潜像担持体上に形成された各色に対応した潜像にそれぞれトナーを供給して形成されたトナー像を担持する第一中間転写ベルトと第二像担持体ベルトとを備え、該第一中間転写ベルト上のトナー像を記録体の一方の面に転写し、第二像担持体ベルト上のトナー像を記録体の他方の面に転写する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、複写機、ファックス、プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは、トナーと磁性キャリアからなるニ成分現像剤を用いる現像装置を備えた画像形成装置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として、図１８に示す構造ものが知られている。図１８に示す現像装置４は不図示の潜像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体である現像ローラ５と、現像剤を搬送しながら現像ローラ５に供給し、現像ローラ５からの現像剤を回収する供給回収スクリュ４０１とを備えている。さらに、供給回収スクリュ４０１の下流端まで搬送された現像剤と必要に応じて供給されたトナーとを攪拌しながら供給回収スクリュ４０１とは逆方向に搬送する攪拌搬送部材としての攪拌スクリュ１１を備えている。供給回収スクリュ４０１と攪拌スクリュ１１とは水平方向に配置され、供給回収スクリュ４０１を備える供給回収搬送路４０２と攪拌スクリュ１１を備える攪拌搬送路１０とは仕切り部材である隔壁４０３で仕切られている。そして、２つの搬送路は隔壁４０３の軸方向両端部の開口部で連通しており、攪拌搬送路１０と供給回収搬送路４０２とでは現像剤を逆方向に搬送することにより循環搬送されている。
【０００３】
図１８に示す従来の現像装置４では、現像ローラ５への現像剤の供給と現像済みの現像剤の回収とを供給回収スクリュ４０１及び供給回収搬送路４０２で行っている。現像済みの現像剤は現像によりトナーが消費されトナー濃度が現像前よりも低い状態である。現像剤の供給用のスクリュと回収用のスクリュとが同一であり、供給用の搬送路と回収用の搬送路とも同一のため、現像済の回収現像剤と現像前の現像剤とが攪拌される。これにより、現像ローラ５に供給される現像剤のトナー濃度は供給回収スクリュ４０１の現像剤搬送方向の下流側ほど低下していく。特に、高印字率の画像では現像前に対して現像後のトナー濃度の低下が大きくなり、現像剤搬送方向下流側のトナー濃度低下が大きく、画像品質が維持できなくなる問題を生じる。このようなトナー濃度低下を低減するためには、搬送する現像剤の量を増加する方法で対処可能ではあるが、搬送する現像剤の量を増加すると、現像剤へのストレス増加となり、現像剤寿命低下の一因となる。
【０００４】
このような問題は、特許文献１に記載された現像装置のように現像ローラへの現像剤の供給用スクリュと現像済みの現像剤の回収用スクリュとを異なる現像剤搬送路に設けることで解消することができる。以下、特許文献１に記載された現像装置の構成について説明する。
【０００５】
特許文献１に記載の現像装置を図１９に示す。
図１９に示す現像装置４は現像ローラ５と現像剤を搬送しながら現像ローラ５に供給する供給スクリュ８とを備えている。さらに、現像ローラ５上で現像箇所を通過し、回収された回収現像剤を攪拌しながら供給スクリュ８とは逆方向に搬送する回収攪拌スクリュ１１０を備えている。
供給スクリュ８は回収攪拌スクリュ１１０の上方に配置されており、供給スクリュ８を備える供給搬送路９と回収攪拌スクリュ１１０を備える回収攪拌搬送路２１０とは仕切り部材である隔壁４０３で仕切られている。そして、２つの搬送路は隔壁４０３の軸方向両端部の開口部で連通しており、現像に用いられず供給搬送路９の下流端まで搬送された余剰現像剤は、供給搬送路９の下流端側の開口部で落下して回収攪拌搬送路２１０に供給される。
回収攪拌搬送路２１０では余剰現像剤と回収現像剤とを攪拌しながら搬送し、下流端で回収攪拌スクリュ１１０の搬送力によって現像剤を押し込み、盛り上がることで開口部から供給搬送路９に現像剤を供給する。なお、回収攪拌搬送路２１０には下流端での過剰な現像剤が堆積することを防止するために過剰な現像剤を上流側に搬送する過剰堆積防止スクリュ２０９が設けられている。
図１９に示す現像装置４では、現像済みの現像剤の回収を回収攪拌搬送路２１０内で行い、供給搬送路９に現像済みの現像剤が混入することがない。これにより、供給搬送路９内の現像剤のトナー濃度が変化することなく、現像ローラ５に供給される現像剤のトナー濃度も一定となる。
【０００６】
しかし、特許文献１の現像装置は、回収攪拌搬送路２１０で回収と攪拌とを行い、現像箇所を通過した回収現像剤が攪拌の途中にも落ちるため、十分に攪拌がなされていない状態の現像剤が供給搬送路９に向かうおそれがある。攪拌が不十分な現像剤が供給搬送路９に供給されると、供給搬送路９内の現像剤全体のトナー濃度の低下や、トナー濃度が不均一になるという問題が生じる。このような問題は、回収現像剤のトナー濃度が低下する高印字率の画像ほど顕著となる。
【０００７】
図１８及び図１９に示した現像装置４ような問題は、特許文献２のように現像ローラへの現像剤の供給用スクリュと現像済みの現像剤の回収用スクリュと現像剤を攪拌する攪拌用スクリュとを異なる現像剤搬送路に設けることで解消することができる。以下、特許文献２に記載された現像装置の構成について説明する。
【０００８】
特許文献２に記載の現像装置を図２０に示す。
図２０に示す現像装置４は現像ローラ５と供給スクリュ８と、現像ローラ５上で現像箇所を通過し、回収された回収現像剤を供給スクリュ８と同方向に搬送する回収スクリュ６とを備えている。さらに、供給スクリュ８の最下流側まで搬送された余剰現像剤と、回収スクリュ６の最下流部まで搬送された回収現像剤とを攪拌しながら供給スクリュ８とは逆方向に搬送する攪拌スクリュ１１を備えている。
供給スクリュ８は攪拌スクリュ１１の上方に配置されており、供給スクリュ８を備える供給搬送路９と攪拌スクリュ１１を備える攪拌搬送路１０とは仕切り部材である第一隔壁４０４で仕切られている。そして、２つの搬送路は第一隔壁４０４の軸方向両端部の開口部で連通しており、現像に用いられず供給搬送路９の下流端まで搬送された余剰現像剤は、供給搬送路９の下流端側の開口部で落下して攪拌搬送路１０に供給される。また、回収搬送スクリュを備える回収搬送路７は攪拌搬送路１０の水平方向に並べて設けており、回収搬送路７と攪拌搬送路１０とは仕切り部材である第二隔壁４０５で仕切られている。そして、この２つの搬送路は回収スクリュ６の下流端側で第二隔壁４０５に設けられた開口部で連通している。回収搬送路７の下流端まで搬送された回収現像剤は水平方向に移送され、攪拌搬送路１０に供給される。
攪拌搬送路１０に供給された余剰現像剤と回収現像剤とは攪拌搬送路１０で攪拌され、下流端で攪拌スクリュ１１の搬送力によって押し込まれて、盛り上がることで開口部から供給搬送路９に供給がなされる。
図２０に示す現像装置４では、現像済みの現像剤の回収を回収搬送路７内で行い、供給搬送路９に現像済みの現像剤が混入することがない。よって、供給搬送路９内の現像剤のトナー濃度が変化することなく、現像ローラ５に供給される現像剤のトナー濃度も一定となる。
また、回収搬送路７と攪拌搬送路１０とを設け、現像剤の回収と攪拌とを回収搬送路７と攪拌搬送路１０とに分けて行っている。これにより、攪拌が不十分な現像剤が供給搬送路９に供給されることに起因する、供給搬送路９内の現像剤全体のトナー濃度の低下や、トナー濃度が不均一になるという問題を防止することができる。
【０００９】
また、特許文献２と同様に、供給搬送路９、回収搬送路７及び攪拌搬送路１０の３つの現像剤搬送経路を設けた現像装置４として、本出願人は特願２００５−０６８６５９にて図４に示すような現像装置を提案している。
図４に示す現像装置４は現像ローラ５と供給スクリュ８と、現像ローラ５上で現像箇所を通過し、回収された回収現像剤を供給スクリュ８と同方向に搬送する回収スクリュ６とを備えている。さらに、供給スクリュ８の最下流側まで搬送された余剰現像剤と、回収スクリュ６の最下流部まで搬送された回収現像剤とを攪拌しながら供給スクリュ８とは逆方向に搬送する攪拌スクリュ１１を備えている。
供給スクリュ８を備える供給搬送路９と攪拌スクリュ１１を備える攪拌搬送路１０とは略水平方向に配置され、仕切り部材である仕切り壁１３３で仕切られている。そして、２つの搬送路は仕切り壁１３３の軸方向両端部の開口部で連通しており、現像に用いられず供給搬送路９の下流端まで搬送された余剰現像剤は、供給搬送路９の下流端側の開口部から攪拌搬送路１０に供給される。
また、回収スクリュ６を備える回収搬送路７は供給搬送路９の水平方向に並べて設けており、回収搬送路７と供給搬送路９とは仕切り部材である仕切り板１３４で仕切られている。そして、この２つの搬送路は回収スクリュ６の下流端側で仕切り板１３４に設けられた開口部で連通している。回収搬送路７の下流端まで搬送された回収現像剤は水平方向に移送され、供給搬送路９を介して攪拌搬送路１０に供給される。
攪拌搬送路１０に供給された余剰現像剤と回収現像剤とは攪拌搬送路１０で攪拌され、仕切り壁１３３の開口部から供給搬送路９に供給される。
図４に示す現像装置４では、現像済みの現像剤の回収を回収搬送路７内で行い、供給搬送路９に現像済みの現像剤が混入することがない。よって、供給搬送路９内の現像剤のトナー濃度が変化することなく、現像ローラ５に供給される現像剤のトナー濃度も一定となる。
また、回収搬送路７と攪拌搬送路１０とを設け、現像剤の回収と攪拌とを回収搬送路７と攪拌搬送路１０とに分けて行っている。これにより、攪拌が不十分な現像剤が供給搬送路９に供給されることに起因する、供給搬送路９内の現像剤全体のトナー濃度の低下や、トナー濃度が不均一になるという問題を防止することができる。
【００１０】
【特許文献１】特許３１２７５９４号公報（第一図）
【特許文献２】特開平１１−１６７２６０号公報（第一図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、図４及び図２０のように３つの搬送路を分けた現像装置４は、図１８の現像装置４とは異なり、現像ローラ５に供給され、現像に用いられた現像剤が供給搬送路９に戻らないため、供給搬送路９では下流側に行くに従い現像剤の量が減少する。供給搬送路９の下流側での現像剤量が減少し、必要量より少ない枯渇状態となると、現像ローラ５に現像に必要な現像剤量を供給することができず、供給搬送路の現像剤搬送方向下流側に対応した画像濃度が低下するおそれがある。
【００１２】
ここで、供給搬送路９の現像剤搬送方向の最上流部での単位長さ当たりの剤重量を供給部上流剤重量ｍ１［ｋｇ／ｍ］、供給搬送路９の現像剤搬送方向の最下流部での単位長さ当たりの剤重量を供給部下流剤重量ｍmin［ｋｇ／ｍ］とする。さらに、攪拌搬送路１０の単位長さ当たりの剤重量を攪拌部剤重量ｍ２［ｋｇ／ｍ］とする。そして、供給搬送路９内を移動する現像剤の搬送速度（以下、供給部剤速度という）Ｕ１、攪拌搬送路１０内を移動する該現像剤の搬送速度（以下、攪拌部剤速度という）Ｕ２とすると、供給搬送路９の上流部と攪拌搬送路１０の下流部とでの単位時間当たりに移動する剤重量は等しいので、ｍ１Ｕ１＝ｍ２Ｕ２の関係が成り立つ。また、現像ローラ５に供給される適正な現像剤量はほぼ一定であるので、供給部上流剤重量ｍ１が大きくすれば供給部下流剤重量ｍminも大きくすることができる。
そして、供給搬送路９の下流側で現像剤量が枯渇することを防ぐために、供給部上流剤重量ｍ１を増加させるよう単純に現像装置４内の総現像剤量を増加させると、供給部上流剤重量ｍ１、供給部下流剤重量ｍminともに増加し供給搬送路９の下流側で現像剤量が枯渇することを防ぐものの、攪拌部剤重量ｍ２も増加する。攪拌部剤重量ｍ２が増加すると攪拌搬送路１０での現像剤量が過剰となり、現像剤の攪拌が不十分となる。攪拌搬送路１０の攪拌が不十分な現像剤が供給搬送路９に供給されると、供給搬送路９内の現像剤全体が帯電量不足となり、画像濃度が不均一になるという問題が生じる。
【００１３】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、供給搬送路、攪拌搬送路及び回収搬送路とを備えた現像装置を有し、安定した画像濃度の画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、磁性キャリアとトナーとからなるニ成分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箇所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、該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給搬送部材を備えた現像剤供給搬送路と、該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された該現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該現像剤供給搬送部材と同方向に搬送する現像剤回収搬送部材を備えた現像剤回収搬送路と、現像に用いられずに該現像剤供給搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤と、該現像剤担持体から回収され該現像剤回収搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された回収現像剤との供給を受け、該現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該余剰現像剤と該回収現像剤とを攪拌しながら該現像剤供給搬送部材とは逆方向に搬送する現像剤攪拌搬送部材を備え、該現像剤を該現像剤供給搬送路に供給する現像剤攪拌搬送路とを備え、該現像剤回収搬送路、該現像剤供給搬送路及び該現像剤攪拌搬送路からなる３つの現像剤搬送路はそれぞれ仕切り部材により仕切られる現像装置を有する画像形成装置において、該現像剤供給搬送路内を移動する該現像剤の搬送速度（以下、供給部剤速度という）Ｕ１、該現像剤攪拌搬送路内を移動する該現像剤の搬送速度（以下、攪拌部剤速度という）Ｕ２について、次の（１）式が成り立つことを特徴とするものである。
Ｕ１＜Ｕ２・・・・（１）
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記供給部剤速度Ｕ１と上記攪拌部剤速度Ｕ２とについて、次の（２）式が成り立つことを特徴とするものである。
【数１】
2007011004.tif 000003
ただし、Ｄ＝ρｖＷ／２、Ｍ＝Ｑ／Ｗ（ρ：汲み上げ量［ｋｇ／ｍ２］、ｖ：現像剤担持体線速［ｍ／ｓ］、Ｗ：現像領域軸方向長さ［ｍ］、Ｑ：現像剤供給搬送路内剤重量＋現像剤攪拌搬送路内剤重量［ｋｇ］）
また、請求項３の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、上記供給部剤速度Ｕ１は、上記現像剤供給搬送路の現像剤搬送方向下流側ほど小さくなることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３の画像形成装置において、上記現像剤供給搬送路内の現像剤の剤面は、上記現像剤担持体の側が高くなるよう、水平面よりも傾いていることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３または４の画像形成装置において、上記現像剤供給搬送部材、上記現像剤回収搬送部材及び上記現像剤攪拌搬送部材の３つの現像剤搬送部材は、回転軸部に螺旋状の羽部を備え、回転することにより現像剤を搬送する現像剤搬送スクリュであり、該３つの現像剤搬送部材はそれぞれ現像剤供給スクリュ、現像剤回収スクリュ及び現像剤攪拌スクリュであることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の画像形成装置において、上記現像剤供給スクリュのピッチ幅は、上記現像剤攪拌スクリュのピッチ幅よりも短いことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項５または６の画像形成装置において、上記現像剤供給スクリュの回転数は、上記現像剤攪拌スクリュの回転数よりも小さいことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項５、６または７の画像形成装置において、上記現像剤供給搬送路の現像剤搬送方向下流側の上記現像剤供給スクリュに上記羽部の半径方向と該供給スクリュの軸方向との辺から成る平面を持ったフィンが取り付けられていることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項５、６、７または８の画像形成装置において、上記現像剤供給スクリュの上記羽部の半径は一定のまま、上記現像剤供給搬送路の現像剤搬送方向下流側ほど該現像剤供給スクリュの部材体積を大きくすることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項５、６、７、８または９の画像形成装置において、上記現像剤供給スクリュの上記回転軸部の軸径は、上記現像剤供給搬送路の現像剤搬送方向下流側ほど大きくなることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項５、６、７、８、９または１０の画像形成装置において、上記現像剤供給スクリュの上記羽部の厚さは、上記現像剤供給搬送路の現像剤搬送方向下流側ほど大きくなることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項５、６、７、８、９、１０または１１の画像形成装置において、上記現像剤供給搬送路の現像剤搬送方向下流側の上記羽部を複数条とし、現像剤搬送方向上流側よりも該羽部の条数が多いことを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項５、６、７、８、９、１０、１１または１２の画像形成装置において、上記回転軸部よりも上記現像剤担持体の側の上記羽部が下方から上方に向かうように、上記現像剤供給スクリュが回転することを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２または１３の画像形成装置において、上記現像剤回収搬送路を上記現像剤担持体の下方に設け、上記３つの現像剤搬送路をほぼ同じ高さに設けることを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、請求項１４の画像形成装置において、上記現像剤供給搬送部材の最上部は上記現像剤担持体の回転中心軸より下方にあり、該現像剤担持体の回転中心軸と該現像剤供給搬送部材の最上部とを通る平面と、該現像剤担持体の回転中心軸を通る水平面とがなす角が１０［°］〜４０［°］の範囲内となることを特徴とするものである。
また、請求項１６の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２または１３の画像形成装置において、上記現像剤回収搬送路を上記現像剤担持体の下方に設け、上記現像剤供給搬送路を該現像剤回収搬送路よりも高い位置に設け、上記現像剤攪拌搬送路をその現像剤搬送方向最上流側は該現像剤回収搬送路とほぼ同じ高さに設け、該現像剤攪拌搬送路の現像剤搬送方向最下流側で該現像剤供給搬送路の高さまで現像剤を搬送することを特徴とするものである。
また、請求項１７の発明は、請求項１６の画像形成装置において、上記現像剤供給搬送部材の最下部は上記現像剤担持体の最下部より上方にあり、該現像剤担持体の回転中心軸と該現像剤供給搬送部材の最下部とを通る平面と、該現像剤担持体の回転中心軸を通る水平面とがなす角が−２０［°］〜２０［°］の範囲内となることを特徴とするものである。
また、請求項１８の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６または１７の画像形成装置において、上記潜像担持体上に形成された各色に対応した潜像にそれぞれトナーを供給して形成されたトナー像を担持する第一中間転写ベルトと第二像担持体ベルトとを備え、該第一中間転写ベルト上のトナー像を記録体の一方の面に転写し、第二像担持体ベルト上のトナー像を記録体の他方の面に転写することを特徴とするものである。
【００１５】
上記請求項１乃至１８の画像形成装置においては、供給部剤速度Ｕ１と攪拌搬送速Ｕ２とが、Ｕ１＜Ｕ２の関係にあることにより、ｍ１Ｕ１＝ｍ２Ｕ２の関係より、ｍ１＞ｍ２となり、現像剤攪拌搬送路内の現像剤量を増やすことなく、現像剤供給搬送路の最上流部の現像剤量を増加することができる。現像剤供給搬送路内の最上流部の現像剤量を増加させることができるので、現像剤供給搬送路の下流側で現像剤量も増加でき、現像剤が枯渇することを防ぐことができ、現像剤供給搬送路の現像剤搬送方向下流側に対応した画像濃度が低下することを防止することができる。さらに、現像剤攪拌搬送路内の現像剤量を増加させていないので、現像剤攪拌搬送路内の現像剤量が過剰な状態にあることに起因する現像剤の攪拌が不十分となることを防ぐことができ、現像剤の帯電不足によって画像濃度が不均一となることを防止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１乃至１８の発明によれば、現像剤供給搬送路の現像剤搬送方向下流側に対応した画像濃度が低下することを防止し、現像剤の帯電不足によって画像濃度が不均一となることを防止することができるので、安定した画像濃度の画像形成を行うことができるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真方式のカラー複写機（以下、単に複写機という）に適用した実施形態（以下、実施形態１とよぶ）について説明する。
図１は、実施形態１に係る複写機を示す概略構成図である。同図において、本複写機は、プリンタ部１００、操作・表示ユニット９０、給紙装置４０、自動画像読取装置２００、紙補給装置３００等を有している。
【００１８】
プリンタ部１００は、紙搬送路４３Ａを境にして、その上方に配設された第一画像形成部と、下方に配設された第二画像形成部とを有している。第一画像形成部は、図中矢印方向に無端移動する第一中間転写ベルトとしての第一中間転写ベルト２１を有する第一転写ユニット２０を備えている。また、第二画像形成部は図中矢印方向に無端移動する第一中間転写ベルトとしての第二中間転写ベルト３１を有する第二転写ユニット３０を備えている。第一中間転写ベルト２１の上部張架面の上方には、４個の第一プロセスユニット８０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が配置されている。一方、第二中間転写ベルト３１の側部の傾斜した張架面の側方には、４個の第二プロセスユニット８１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が配置されている。これら第一、第二プロセスユニットの番号に付したＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋという添字は、扱うトナーの入りと対応させているもので、Ｙはイエロー、Ｃはシアン、Ｍはマゼンタ、Ｋはブラックを意味している。プロセスユニット内の各機器にも同様の添字を付している。
【００１９】
各プロセスユニット（８０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、８１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ））は、それぞれ潜像担持体たる感光体（１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ））を有している。第一プロセスユニット８０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は等間隔に配設され、少なくとも画像形成時にはそれぞれ第一中間転写ベルト２１の上部張架面に接触する。以下、このように接触するベルト面を第一受像面という。
【００２０】
一方、第二プロセスユニット８１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）も等間隔に配設され、少なくとも画像形成時にはそれぞれ第二中間転写ベルト３１の側部張架面に接触する。以下、このように接触するベルト面を第二受像面という言う。
【００２１】
第一中間転写ベルト２１は、複数のローラにより、鉛直方向よりも水平方向にスペースをとる横長の姿勢であり、且つその第一受像面をほぼ水平に延在させる姿勢で張架されている。第一プロセスユニット８０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、このようなほぼ水平の第一受像面に接するように、互いにほぼ水平な状態で並列配設されている。
【００２２】
一方、第二中間転写ベルト３１は、複数のローラにより、水平方向よりも鉛直方向にスペースをとる縦長の姿勢であり、且つその第二受像面を図中左上から右下にかけて傾斜させる姿勢で張架されている。第二プロセスユニット８１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、このように傾斜している第二受像面に接するように、第二中間転写ベルト３１の図中左側方にて、図中左上から右下にかけての斜めの配列になるように配設されている。
【００２３】
図２は、４つの第一プロセスユニット８０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のうちの１つを示す拡大構成図である。４つの第一プロセスユニット８０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、それぞれ扱うトナーの色が異なる点の他がほぼ同様の構成になっているので、同図では「８０」に付すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋという添字を省略している。同図において、感光体１は、プリンタ部１００の動作時に、図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動される。かかる感光体１の周囲には、帯電手段であるスコロトロンチャージャ３、現像装置４、感光体クリーニング装置２、光除電装置Ｑ等の作像部材や、電位センサＳ１、画像センサＳ２等が配設されている。また、感光体１は、潜像形成手段たる不図示の露光装置より照射されたレーザ光Ｌによりその表面に静電潜像を形成される。
【００２４】
ドラム状の感光体１は、例えば直径３０〜１２０［ｍｍ］程度のアルミニウム円筒表面に光導電性物質である有機感光層（ＯＰＣ）が被覆されたものである。アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層を被覆したものであってもよい。また、ドラム状ではなく、ベルト状のものであってもよい。
【００２５】
感光体クリーニング装置２は、クリーニングブラシ２ａ、クリーニングブレード２ｂ、回収部材２ｃ等を有し、後述の一次転写ニップを通過した後の感光体１表面に残留する転写残トナーなどの異物を除去、回収する。
【００２６】
スコロトロンチャージャ３は、回転駆動される感光体１の表面を例えばマイナス極性に一様帯電せしめるものである。かかる一様帯電を行う帯電手段として、スコロトロンチャージャの代わりに、帯電ローラを用いても良い。また、帯電バイアスが印加される帯電バイアス部材を感光体１の表面に接触させる方式のものでもよい。
不図示の露光装置は、各色毎の画像データに対応した光を、帯電手段で一様に帯電済みの各感光体１の表面に走査し、潜像を形成するものである。露光装置としては、発光素子としてＬＥＤ（発光ダイオード）アレイと結晶素子からなるものや、レーザ光源、ポリゴンミラー等を用い、形成すべき画像データに応じて変調したレーザ光によるレーザスキャン方式のものを採用することができる。
【００２７】
プリンタ部１００の現像は、トナーとキャリアからなるニ成分現像剤を採用している現像方式である。負荷電の感光体１に対しレーザビームにより各感光体１の表面に形成された色毎の静電潜像は、感光体の帯電極性と同極性（マイナス極性）の所定の色のトナーで現像され顕像となる、いわゆる反転現像が行われる。現像装置４の構成の詳細説明については後述する。
また、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色トナーは、各色を扱う現像装置４で消費されると、透磁式のトナー濃度センサ１２７により検知され、プリンタ部１００内部のボトル収容部８５に備えるトナーボトル８６から、不図示のトナー補給制御装置により、各色のトナーが各現像装置４に供給される。
【００２８】
図３は、４つの第二プロセスユニット８１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のうちの１つを示す拡大構成図である。４つの第二プロセスユニット８１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）も、それぞれ扱うトナーの色が異なる点の他がほぼ同様の構成になっているので、第二プロセスユニット８１は、第一プロセスユニット８０と構成部材が同じであるが、感光体１の回転方向が異なっている。しかし互いに、感光体１の回転軸１aを通るｙ軸に対し対象の形をしている。この形状は、感光体１の周囲に設ける部材の配置にも関係するが、重要な事項である。具体的には、プリンタ部１００本体との結合部、たとえば駆動手段との結合部、電気的接続部、トナー供給部、トナー排出部の結合方法を配慮している。これにより、第一プロセスユニット８０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、第二プロセスユニット８１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）とに互換性をモータせることができる。従って第一プロセスユニットと第二プロセスユニット用に個別に現像装置、クリーニング装置、部品を製造する必要がなく、部品製造、部品の管理上での効率が高く、全体のコスト低減化を図ることができる。
【００２９】
先に示した図１において、第一画像形成部は、複数の第一プロセスユニット８０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、第一転写ユニット２０とから構成されている。また、第二画像形成部は、複数の第二プロセスユニット８１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、第二転写ユニット３０とから構成されている。また、プリンタ部１００においては、第一転写ユニット２０と第二転写ユニット３０とにより、両面転写装置が構成されている。
【００３０】
第一転写ユニット２０は、第一中間転写ベルト２１を複数のローラ２３，２４，２５，２６（２個），２７，２８，２９によって張架して、第一プロセスユニット８０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に接触させている。そして、第一中間転写ベルト２１の内周部の各感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に対向する位置には一次転写ローラ２２が設けられている。この接触により、第一転写ユニット２０では、感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像（以下、単色第一トナー像とも言う）を、第一中間転写ベルト２１上に重ね合わせて転写するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップが形成される。第一中間転写ベルト２１は、これら４つの一次転写ニップを形成しながら、図中時計回りに無端移動せしめる。各一次転写ニップでは、図示しない電源によって一次転写バイアスが印加される４つの一次転写ローラ２２の何れかが、感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）との間に第一中間転写ベルト２１を挟み込んでいる。この一次転写バイアスやニップ圧の影響により、各一次転写ニップで単色の単色第一トナー像が第一中間転写ベルト２１に重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせにより、像担持体たる第一中間転写ベルト２１上に、多色第一トナー像が形成される。
【００３１】
第一中間転写ベルト２１の外周部には、ローラ２３に対向する位置にベルトクリーニング装置２０Ａが設けられている。このベルトクリーニング装置２０Ａは、各一次転写ニップを通過した後の第一中間転写ベルト２１の表面に残留する転写残トナーや、紙粉などの異物を拭い去る。第一中間転写ベルト２１に関連する部材は、第一転写ユニット２０として一体的に構成してあり、プリンタ部１００に対し着脱が可能となっている。
【００３２】
一方、第二転写ユニット３０は、第二中間転写ベルト３１を複数のローラ３２（４つ），３３，３４，３５，３６（２つ）によって張架して感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に接触させている。この接触により、第二転写ユニット３０では、感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ第二トナー像（以下、単色第二トナー像ともいう）を、第二中間転写ベルト３１上に重ね合わせて転写するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップが形成される。第二中間転写ベルト３１は、これら４つの一次転写ニップを形成しながら、図中反時計回りに無端移動せしめる。各一次転写ニップでは、図示しない電源によって一次転写バイアスが印加される４つの一次転写ローラ３２の何れかが、感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）との間に第二中間転写ベルト３１を挟み込んでいる。この一次転写バイアスやニップ圧の影響により、各一次転写ニップでＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ第二トナー像が第二中間転写ベルト３１に重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせにより、像担持体たる第二中間転写ベルト３１に、多色第二トナー像が形成される。
【００３３】
第二中間転写ベルト３１の外周部には、ローラ３３に対向する位置にベルトクリーニング装置３０Ａが設けられている。このベルトクリーニング装置３０Ａは、各一次転写ニップを通過した後の第二中間転写ベルト３１の表面に残留する不要なトナーや、紙粉などの異物を拭い去る。第二中間転写ベルト３１に関連する部材も、第二転写ユニット３０として一体的に構成してあり、プリンタ部１００に対し着脱が可能となっている。
【００３４】
２つの中間転写ベルト（２１，３１）は、それぞれ例えば、基体の厚さが５０〜６００［μｍ］の樹脂フィルム或いはゴムを基体とするベルトである。そして、感光体１が担持する可視像たるトナー像を、一次転写ローラ（２２，３２）に印加される一次転写バイアスによって静電的にベルト表面に転写を可能とする電気抵抗値を発揮する。かかる中間転写ベルトの一例として、ポリアミドにカーボンを分散し、その体積抵抗値は、１０６〜１０１２［Ωｃｍ］程度に抵抗が調整されたものを挙げることができる。ベルトの走行を安定させるためのベルト寄り止めリブが、ベルト片側あるいは両側端部に設けられている。ベルトの周長は約１５００［ｍｍ］である。
【００３５】
第一転写ユニット２０の一次転写手段たる４つの一次転写ローラ２２や、第二転写ユニット３０の一次転写手段たる４つの一次転写ローラ３２としては、例えば次のような構成のものを用いることができる。即ち、芯金たる金属ローラの表面に、導電性ゴム材料を被覆したもので、芯金部に、不図示の電源からバイアスが印加されるものである。実施形態１では、導電性ゴム材料として、ウレタンゴムにカーボンを分散したものを用い、体積抵抗を１０５［Ωｃｍ］程度に調整している。
【００３６】
プリンタ部１００は、Ｋトナーだけによるモノクロ画像の出力も可能である。モノクロ画像を出力する場合には、第一転写ユニット２０におけるＹ，Ｍ，Ｃ用のプロセスユニット８０Ｙ，Ｍ，Ｃを使用しない。そして、プロセスユニット８０Ｙ，Ｍ，Ｃを稼動させないだけでなく、これらと第一中間転写ベルト２１とを非接触に保つための機構を備えている。ローラ２６と一次転写ローラ２２を支持する内部フレーム（不図示）を設けておき、ある点を中心に回動可能に支持している。そして、感光体から遠ざかる方向に回動させることにより、感光体１Ｋだけを第一中間転写ベルト２１と接触させて、作像工程を実行することにより、ブラックトナーによるモノクロ画像を作成する。かかる構成では、感光体の寿命向上の点で有利である。なお、第二転写ユニット３０も同様に、モノクロ画像出力時にプロセスユニット８１Ｙ，Ｍ，Ｃを第二中間転写ベルト３１から待避させるようになっている。
【００３７】
第一中間転写ベルト２１の外周には、二次転写ローラ４６が、第一中間転写ベルト２１を裏面で支えながら張架している支持ローラ２８との間に第一中間転写ベルト２１を挟み込むように配設されている。これにより、第一転写ユニット２０においては、第一中間転写ベルト２１と二次転写ローラ４６とが当接する二次転写ニップが形成されている。支持ローラ２８からこの二次転写ニップを経て二次転写ローラ４６に至るまでの領域が、両面転写装置における第一転写部になっている。
【００３８】
二次転写ローラ４６は芯金たる金属ローラの表面に、導電性ゴムを被覆したもので、芯金部に対して、図示しない二次転写バイアス電源から二次転写バイアスが印加される。導電性ゴムはカーボンの分散によって体積抵抗が１０７［Ωｃｍ］程度に調整されたものである。
【００３９】
上述の二次転写ニップの図中右側方には、レジストローラ対４５が配設されている。このレジストローラ対４５は、プリンタ部１００の図中右側方に配設された給紙装置４０から送られて来る転写紙Ｐをローラ間に挟み込んだ後、両ローラの回転を一時中断する。そして、第一中間転写ベルト２１上の重ね合わせトナー像である４色トナー像に同期させ得るタイミングで、転写紙Ｐを二次転写ニップに向けて送り出す。送り出された転写紙Ｐは、二次転写ニップでその一方の面である第一面（図中上側を向く面）に４色トナー像が密着せしめられる。そして、二次転写バイアスやニップ圧の影響により、第一中間転写ベルト２１上の４色トナー像がその第一面に一括二次転写される。二次転写ニップを通過した転写紙Ｐは、第一中間転写ベルト２１や二次転写ローラ４６から離れて、第二中間転写ベルト３１に受け渡される。
【００４０】
第二転写ユニット３０においては、第二中間転写ベルト３１を張架している上部張架ローラ３４によるベルト掛け回し箇所が、第二中間転写ベルト３１の上部張架面になっている。この上部張架面の上方には、電荷付与手段たる転写チャージャ４７が上部張架面と所定の間隙を介して対向するように配設されている。転写チャージャ４７からこの所定の間隙を経由して、上部張架ローラ３４に至るまでの領域が、第二転写ユニット３０の第二転写部となっている。
【００４１】
転写チャージャ４７は公知のタイプで、タングステンや金の細い線を放電電極とし、ケーシングで保持し、放電電極に不図示の電源から転写電流が印加される。第二中間転写ベルト３１と転写チャージャ４７の間に転写紙Ｐを通過させながら、その第一面に転写チャージャ４７から発せられる電荷を付与することで、第二中間転写ベルト３１上の４色トナー像を転写紙Ｐの第二面に一括二次転写する。上述の二次転写バイアスや、転写チャージャ４７による付与電荷は、何れもトナーの極性と逆のプラス極性である。
【００４２】
プリンタ部１００の図中右側方には転写紙Ｐを供給可能に収納した給紙装置４０が配備されている。この給紙装置は、複数の紙収容手段を備えている。具体的には、最も上段に配設された給紙トレイ４０ａ、これの下方に配設された第一給紙カセット４０ｂ、これの下方に配設された第二給紙カセット４０ｃ、これの下方に配設された第３給紙カセット４０ｄを備えている。これら紙収容手段は、それぞれ紙面に対し直角手前側（操作面側）に引出し可能に配設されている。また、それぞれサイズの異なる転写紙Ｐを収容している。各紙収容手段において、最上位置の転写紙Ｐは、対応する給紙・分離手段４１Ａ〜４１Ｄにより選択的に給紙、分離され、確実に一枚だけが複数の搬送ローラ対４２Ｂにより紙搬送路４３Ｂや４３Ａに送られる。
【００４３】
紙搬送路４３Ａには、転写紙Ｐを両面転写装置の第一転写部や第二転写部へ送り出す給送タイミングをとるための、一対のレジストローラ対４５が設けられている。さらに転写紙Ｐの搬送方向に対し直角方向の位置を正規の位置にするための横レジ補正機構４４が、紙搬送路４３Ａに設けられている。横レジ補正機構４４としては、次のものを例示することができる。即ち、図示しない横方向の基準ガイドと斜行コロ対から構成され、転写紙の横方向端部を該基準ガイドに押付けるように転写紙Ｐをスライド搬送する。そして、転写紙を所定の位置に整合させる。この基準ガイドは転写紙Ｐのサイズにより、所定の位置に移動、配置される。なお、横レジ補正機構４４は転写紙Ｐの搬送方向に対し転写紙Ｐの両方の横方向から、転写紙Ｐの両辺を短時間及び複数回押し、転写紙Ｐを所定の位置に整合させる規制部材から構成されるジョガー方式でもよい。
【００４４】
転写紙Ｐは、レジストローラ対４５から、第一中間転写ベルト２１と二次転写ローラ４６の当接によって二次転写ニップが形成されている第一転写部に向けて搬送される。その後、第二中間転写ベルト３１と転写チャージャ４７とが対向している第二転写部に向けて送られる。
【００４５】
給紙装置４０においては、複数の給紙トレイのうち、最も上に配設されている給紙トレイ４０ａから排出される転写紙Ｐが、プリンタ部１００の紙搬送路４３Ａに対して、曲げられることなくほぼ水平に真直ぐ搬送されるようになっている。このため厚い転写紙Ｐや剛性の高い板紙でも、給紙トレイ４０ａ内に収容すれば、プリンタ部１００の紙搬送路４３Ａに確実に給紙することができる。なお、給紙トレイ４０ａには、多様な特性の転写紙が収納されても確実に給紙できるよう、バキューム機構からなるエアー給紙を採用すると好都合である。図示を省略しているが、紙搬送路４３Ａの要所には転写紙Ｐを検知するためのセンサを設けており、転写紙Ｐの存在を基準とする各種信号のトリガーとしている。
【００４６】
最も上側に配設されている給紙トレイ４０ａの上方には、第二給紙路４３Ｃが設けられている。この第二給紙路４３Ｃに対しては、給紙装置４０の図中右側方に設置されている紙補給装置３００から、転写紙Ｐを供給することができる。
【００４７】
第二転写ユニット３０の図中左側方には、第二転写部を通過した転写紙Ｐを、転写紙搬送方向下流側の定着装置６０における定着ニップまで、平面状態保って搬送するための紙搬送ユニット５０が配置されている。紙搬送ユニット５０は、複数の張架ローラ５２，５３，５４，５５，５６によって紙搬送ベルト５１を張架しながら図中反時計回りに無端移動させるものである。紙搬送ベルト５１の外側には張架ローラ５５に対向させて搬送クリーニング装置５０Ａ、ローラ５６に対向させて転写紙Ｐを吸着させるための吸着用チャージャ５７、分離ローラ５４に対向し対向させて転写紙Ｐを分離させるための分離用チャージャ５８を備えている。
紙搬送ユニット５０は、第二転写ユニット３０の第二転写部から排出される転写紙Ｐを、複数の張架ローラの１つである受入ローラ５２によるベルト掛け回し箇所にて、紙搬送ベルト５１上に受け取る。この受け取りよりも早いタイミングで、紙搬送ベルト５１のおもて面には、静電吸着用チャージャ５７によってトナーの極性と同極性のマイナスの電荷が付与される。この電荷の付与により、紙搬送ユニット５０は、第二転写部から排出されてくる転写紙Ｐを紙搬送ベルト５１のおもて面に静電吸着させることができる。
【００４８】
転写紙Ｐをおもて面に静電吸着させた紙搬送ベルト５１は、その無端移動に伴って転写紙Ｐを図中右側から左側へと搬送する。そして、紙搬送ユニット５０の図中左側方に配設されている定着手段たる定着装置６０に向けて、転写紙Ｐを受け渡す。この受け渡しよりも早いタイミングで、紙搬送ベルト５１のおもて面に静電吸着せしめられている転写紙Ｐに対して、分離用チャージャ５８によって電荷が付与される。この電荷の付与により、それまで紙搬送ベルト５１のおもて面に静電吸着していた転写紙Ｐがベルトから容易に分離されるようになる。そして、複数の張架ローラのうち、定着装置６０の最も近くに配設されている分離ローラ５４によるベルト掛け回し箇所で、分離ローラ５４の曲率にならって急激に移動方向を変えようとするベルトから転写紙Ｐが分離して、定着装置６０に受け渡される。
紙搬送ベルト５１として、金属ベルト、ポリイミドベルト、ポリアミドベルトなどを採用することができる。そして、紙搬送ベルト５１は、その表面にトナーとの離型性を与えるとともに、帯電可能の抵抗値を備える。なお、紙搬送ベルト５１の移動速度は、定着装置６０における転写紙Ｐの移動速度にあわせる。
【００４９】
紙搬送ユニット５０の記録紙搬送方向下流側には、加熱手段を有する定着装置６０が設けられている。
定着装置６０としては、定着ローラ内部にヒータを備える方式のもの、加熱されるベルトを走行させる方式のもの、誘導加熱を採用した方式のものなどを採用することができる。同図においては、２つの定着ローラを当接して形成した定着ニップで、転写紙Ｐを両面側からそれぞれ加熱して多色第一トナー像及び多色第二トナー像を定着させる方式のものを採用している。転写紙Ｐ両面の画像の色合い、光沢度を同じにするため、２つの定着ローラについては、ベルト材質、硬度、表面性などを上下同等にしてある。また、フルカラーとモノクロ画像、あるいは片面か両面かにより、それぞれの面に対して最適な定着条件をつくりだすように、定着装置６０の各種パラメータが制御されるようになっている。
【００５０】
定着装置６０による定着処理が終了した転写紙Ｐは、排出路に向けて送り出される。この排出路には、定着処理後の転写紙Ｐを冷却して、不安定なトナーの状態を早期に安定させる目的で、冷却機能を有した冷却ローラ対７０が配設されている。この冷却ローラ対７０としては、放熱部を有するヒートパイプ構造のローラを採用することができる。
冷却ローラ対７０によって冷却された転写紙Ｐは、排紙ローラ対７１により、プリンタ部１００の左側に設けられた排紙スタック部７５に排紙、スタックされる。この排紙スタック部は、大量の転写紙をスタック可能にすべく、不図示のエレベータ機構により、スタックレベルに応じて、受け部材が上下する機構を採用している。なお排紙スタック部７５を通過させ、別の後処理装置に向けて転写紙を搬送させることもできる。別の後処理装置として、穴あけ、断裁、折、綴じなど製本のための装置などを設けることもできる。
【００５１】
プリンタ部１００の上面には、未使用のトナーが収納された各色のトナーボトル８６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが、着脱可能にボトル収容部８５に収納されている。不図示の供給手段により、各現像装置に必要に応じトナーを供給するようになっている。上下に配設した第一画像形成部と第二画像形成部とで、互いに同色のトナーを扱う現像装置に対しては、共通のトナーボトルからトナーを供給するようになっているが、別々にすることもできる。消耗の多いブラックトナー用のトナーボトル８６Ｋは、特に大容量としておくことも可能である。ボトル収容部８５は、プリンタ部１００上面で操作方向から見て奥側にあって、プリンタ部１００上面の手前側は平面部分が確保されているため、作業台として利用することができる。
【００５２】
プリンタ部１００の上面に設けられた操作・表示ユニット９０には、キーボード等からなる図示しない入力操作部が設けられており、これにより画像形成のための条件などがインプットされる。また、ディスプレイ等からなる図示しない表示部に各種の情報を表示することもでき、操作者とプリンタ部１００との情報交換を容易なものとする。
【００５３】
プリンタ部１００内部に設けられた廃トナー収納部８７は、感光体クリーニング装置２や、中間転写ベルトのベルトクリーニング装置２０Ａ，３０Ａなどと連結されている。そして、これらから送られる廃トナーや紙粉等の異物を一括して回収して収納する。これらのクリーニング装置（２，２０Ａ，３０Ａ，５０Ａ）に大容量の廃トナー収納部を備えないため、クリーニング装置が小型にでき、さらに廃トナーの廃棄の操作性も良好となっている。満杯センサ（不図示）を使って廃トナー収納部８７内のトナー廃棄、あるいは容器交換などの警告を発する。
【００５４】
プリンタ部１００内部に設けられた制御部９５には、各種電源や制御基板などが板金フレームに保護され収納されている。定着装置６０による熱や電装装置からの発熱により、画像形成装置内部は高温になるが、その対策としてファン９６を設けて、内部部材の熱による機能低下を防止している。またこのファン９６は冷却ローラ対７０の放熱部と結合してあり、冷却ローラ対７０の冷却効果を確実にしている。
【００５５】
給紙装置４０の上部には、周知の技術によって原稿を自動搬送しながらその原稿の画像を読み取る自動画像読取装置（ＡＤＦ）２００が設けられており、これによる読取情報が制御部９５に送られる。送られた読取情報に基づいて、プリンタ部１００が駆動制御されて、原稿と同じ画像が出力される仕組みである。また、プリンタ部１００に対しては、図示しないパーソナルコンピュータ等からの画像情報を送って、その画像情報に対応する画像を出力させることもできる。更に、図示しない電話回線から送られてくる画像情報を送って、その画像情報に対応する画像を出力させることもできる。給紙装置４０の図中右側方には、上述のように、給紙装置４０に転写紙Ｐを補給する紙補給装置３００が配設されている。
【００５６】
次にプリンタ部１００において、転写紙の片面にフルカラー画像を形成する片面記録時の動作について説明する。
片面記録の方法は基本的に２種類あって、選択が可能となっている。２種類のうちの１つは、第一中間転写ベルト２１に転写した４色トナー像を転写紙Ｐの第一面に一括二次転写する方法である。また、もう１つの方法は、第二中間転写ベルト３１に転写した４色トナー像を転写紙Ｐの第二面に一括二次転写する方法である。プリンタ部１００の構成から、第一中間転写ベルト２１に担持させた画像を用紙の片面に直接転写する場合には、画像が用紙の上面に、第二中間転写ベルト３１に担持させた画像を用紙の片面に直接転写する場合には、画像が用紙の下面に形成される。記録するべきデータが複数の頁になるケースでは、排紙スタック部７５上で頁が揃うように作像順序を制御するのが好都合である。
以下、最後の頁の画像データから順に記録して頁順を揃わせるよう、第一中間転写ベルト２１に画像を担持させた後、用紙に転写させる方法について説明する。
【００５７】
プリンタ部１００を稼動させると、第一中間転写ベルト２１と第一プロセスユニット８０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）における感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が回転する。同時に第二中間転写ベルト３１が無端移動するが、第二プロセスユニット８１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）における感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は第二中間転写ベルト３１と離間されるとともに不回転状態にされる。そして、第一プロセスユニット８０Ｙによる画像形成が開始される。ＬＥＤ（発光ダイオード）アレイと結像素子からなる不図示の露光装置の作動により、ＬＥＤから出射されたイエロー用の画像データ対応の光が、スコロトロンチャージャ３によって一様帯電された感光体１Ｙの表面に照射されて静電潜像が形成される。
【００５８】
この静電潜像は、Ｙ用の第一プロセスユニット８１Ｙの現像装置によってＹトナー像に現像され、Ｙ用の一次転写ニップで第一中間転写ベルト２１上に静電的に一次転写される。このような潜像形成、現像、一次転写動作が感光体１Ｍ，Ｃ，Ｋ側でもタイミングをとって順次同様に行われる。そして、第一中間転写ベルト２１上のＹトナー像に対して、Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップでＭ，Ｃ，Ｋトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、第一中間転写ベルト２１上にイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各色トナー画像が重なり合ったフルカラートナー画像として担持される。そして、このフルカラートナー画像は第一中間転写ベルト２１とともに図中矢印の方向に移動される。
【００５９】
一方、給紙装置４０は、内部の給紙トレイ４０ａあるいは給紙カセット４０ｂ，ｃ，ｄから、画像データに対応する転写紙を給紙・分離手段４１Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの何れか１つのよって送り出す。そして、搬送ローラ対４２Ｂ，４２Ｃによってプリンタ部１００の紙搬送路４３Ｃに向けて搬送する。そして、横レジ補正機構４４に送られる。
【００６０】
横レジ補正機構４４は、記録体供給手段たる給紙装置４０から両面転写装置（第一、第二転写ユニット）に向けて搬送されている途中の転写紙Ｐにおける搬送方向からの姿勢の傾きを補正する傾き補正手段である。レジストローラ対４５よりも搬送方向上流側で、搬送方向に直交する紙面方向に並べられたガイド板対を、転写紙Ｐの搬送方向に直交する両端に突き当てることで、転写紙Ｐの姿勢の傾きを補正する。ガイド板対の２つのガイド板は、搬送方向に直交する紙面方向に移動可能になっており、給紙された転写紙Ｐの幅に合わせて移動することで、板間距離を転写紙Ｐの幅に合わせることができる。
【００６１】
横レジ補正機構４４によって姿勢の傾きが補正された転写紙Ｐは、レジストローラ対４５のローラ間に至る。レジストローラ対４５は静止しており、転写紙Ｐの先端はレジストローラ対４５のニップに入り込んだ状態で静止する。そして、第一中間転写ベルト２１上の画像との位置が正規なものとなるよう、タイミングをとってレジストローラ対４５が回転し、用紙を転写領域に搬送する。
第一中間転写ベルト２１上のこのフルカラートナー画像は、第一中間転写ベルト２１と同期して搬送される用紙Ｐの第一面に、二次転写ローラ４６による転写作用を受けて一括二次転写される。二次転写ローラ４６に与えられるバイアスは、トナーの帯電極性と逆のプラス極性である。二次転写ニップを通過した第一中間転写ベルト２１の表面は、ベルトクリーニング装置２０Ａによって転写残トナーがクリーニングされる。
【００６２】
また、各第一プロセスユニット８０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）では、それぞれ、一次転写ニップを通過した後の感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上に残留する転写残トナーが、感光体クリーニング装置２によってクリーニングされる。この感光体クリーニング装置２は、先に図２に示したように、クリーニングブラシ２ａやクリーニングブレード２ｂによって感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）表面から転写残トナーを除去するものである。除去したトナー等の異物については、回収手段２ｃによって回収部８７に送る。なおセンサＳ１、Ｓ２は、感光体表面の露光後の表面電位と、現像工程後の感光体表面に付着しているトナーの濃度が適切なものであるかを検知し、適宜作像条件の設定、制御のために不図示の制御手段に情報を出す。また、クリーニング後の感光体１の表面は除電装置Ｑによって残留電荷が除電されて初期化せしめられる。
【００６３】
第一転写部の二次転写ニップで第一面に４色トナー像が二次転写された転写紙Ｐは、第二転写ユニット３０の第二中間転写ベルト３１に受け渡された後、紙搬送ユニット５０に送られる。そして、紙搬送ユニット５０から定着装置６０に受け渡されるが、この受け渡しに先立って、転写紙Ｐに対して分離用チャージャ５８による電荷が付与される。この付与により、第二中間転写ベルト３１に静電吸着していた転写紙がベルトから容易に分離されるようになる。
【００６４】
定着装置６０内では、転写紙Ｐの第一面に担持されているフルカラー画像中の各色トナーが、加熱によって溶融、混色されて完全なカラー画像となる。なお、転写紙Ｐはその第一面だけにトナーを有しているので、両面にトナーを有している両面記録時に比べ、定着に要する熱エネルギーが少なくて済む。制御部９５が画像に応じて定着装置６０の使用する電力を最適に制御する。定着処理が施された後であっても、転写紙Ｐ上で完全に固着するまでは、トナー像は搬送路のガイド部材等にこすられ、画像が欠落したり、乱れたりする。この不具合を防止するべく、定着装置６０を通過した転写紙は、冷却手段である冷却ローラ対７０が設けられているのである。
【００６５】
冷却ローラ対７０を通過した転写紙Ｐは、排紙ローラ対７１により排紙スタック部７５に画像面が上向きとなって排紙される。本複写機は排紙スタック部７５で若い頁の転写紙が順次上に重ねられるように、作像順序がプログラムされているので、排紙スタック部７５で頁順が揃う。
排紙スタック部７５は、排紙される転写紙Ｐの増加に従って、下降するので、転写紙は整然と確実にスタックでき、頁順が乱れることがない。記録済みの転写紙を排紙スタック部７５に直接スタックする代わりに、穴あけ加工処理を実施したり、ソータ、コレータや綴じ装置や折り装置など後処理装置に搬送することもできる。
【００６６】
転写紙Ｐの片面に画像を形成する他の方法では、第一プロセスユニット８０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）での画像の形成をおこなわないようにするのと、頁揃えのために若い頁の画像データから順に像形成をさせる点が異なる。しかし、基本的には上述の片面記録の工程と同じなので、説明を省略する。
【００６７】
次に転写紙の両面に画像を形成する両面記録時の動作について説明する。
プリンタ部１００に画像信号が入力されると、片面記録の動作で説明した第一プロセスユニット８０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が形成される。そして、これらは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップで第一中間転写ベルト２１に順次重ね合わせて一次転写される。この工程とほぼ並行して、第二プロセスユニット８１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が形成される。そして、これらは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップで第二中間転写ベルト３１に順次重ね合わせて一次転写される。このようにして、第一中間転写ベルト２１、第二中間転写ベルト３１上に、それぞれ４色トナー像が形成される。
【００６８】
図１に示すように、第二プロセスユニット８１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のユニット間隔は、第一プロセスユニット８０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のユニット間隔よりも小さくなっている。これにより、第二転写ユニット３０では、第一転写ユニット２０よりも速く重ね合わせ一次転写が終了する。また、上記第一の画像と第二の画像が、転写紙Ｐの搬送方向先端で位置的に合致するためには、第一の画像の形成開始より遅れて第二の画像の形成が開始される。
また用紙はレジストローラ対４５で静止と再送がおこなわれるので、その時間も見込んで給紙され、横レジ補正機構４４で整合される。
レジストローラ対４５は、タイミングをとって用紙を第一の二次転写手段である二次転写ローラ４６と第一中間転写ベルト２１で構成された第一転写部の二次転写ニップに搬送する。
【００６９】
タイミングが計られてレジストローラ対４５から第一転写部の二次転写ニップに送られた転写紙Ｐは、二次転写ローラ４６にプラス極性の転写電流が印加され、その第一面に第一中間転写ベルト２１からにフルカラー画像が転写される。このようにして片面に画像を有した用紙Ｐは、二次転写ローラ４６の搬送作用により、引き続き第二の二次転写手段たる転写チャージャ４７のある第二転写部に送られる。そして転写チャージャ４７にプラス極性の転写電流が印加されることにより、第二中間転写ベルト３１にあらかじめ担持されているフルカラーの第二の画像が、一括して転写紙Ｐの第二面に二次転写される。
【００７０】
このようにして両面にフルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、紙搬送ユニット５０の紙搬送ベルト５１によって、定着装置６０へと移送される。吸着用チャージャ５７により紙搬送ベルト５１の表面はトナーの極性と同じマイナス極性で帯電される。これにより、転写紙Ｐの第二面の未定着のトナーが紙搬送ベルト５１に移らないようにしている。除電・分離用チャージャ５８には、交流が印加され、用紙は紙搬送ベルト５１から分離され、定着装置６０に受け渡される。
そして、定着装置６０内で加熱や加圧による定着処理が行われて、両面のトナー画像がそれぞれ溶融、混合される。更に、冷却ローラ対７０と排紙ローラ対７１とを経た後、排紙スタック部７５上に排紙される。
【００７１】
複数の頁の転写紙に両面記録する場合、若い頁の画像が下面となって排紙スタック部７５にスタックされるように作像順序を制御する。これにより排紙スタック部７５から取り出し、上下面を逆にしたとき記録物は上から順に１頁、その裏に２頁、２枚目が３頁、その裏が４頁となり頁順が揃う。このような作像順序の制御や、定着装置６０に入力する電力を片面記録時より増やすなどの制御は、制御部９５によって実行される。
【００７２】
片面記録動作、両面記録動作に関して、フルカラー記録を実行させる例で説明したが、ブラックトナーだけによるモノクロ記録も可能である。
また、メンテナンスや部品交換等の必要性が生じた場合には、不図示の外装カバー等を開放し、メンテナンスをおこなう。
【００７３】
以上の構成のプリンタ部１００では、上述した第一画像形成部と制御部９５との組合せにより、第一トナー像担持体たる第一中間転写ベルト２１の表面に第一トナー像たる多色第一トナー像を形成する第一トナー像形成部が構成されている。また、第二画像形成部と制御部９５との組合せにより、第二トナー像担持体たる第二中間転写ベルト３１の表面に第二トナー像たる多色第二トナー像を形成する第二トナー像形成部が構成されている。また、第一画像形成部と第二画像形成部と制御部９５との組合せにより、トナー像形成手段が構成されている。なお、第一トナー像とは、複数の単色第一トナー像の重ね合わせによる多色第一トナー像と、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ何れかの単色第一トナー像だけからなるトナー像との総称である。また、第二トナー像とは、複数の単色第二トナー像の重ね合わせによる多色第二トナー像と、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ何れかの単色第二トナー像だけからなるトナー像との総称である。
【００７４】
次に、現像装置４について説明する。
図４に示すように感光体１は図中矢印Ｇ方向に回転しながら、その表面をスコロトロンチャージャ３により帯電される。帯電された感光体１の表面は不図示の露光装置より照射されたレーザ光Ｌにより静電潜像を形成された潜像に現像装置４からトナーを供給され、トナー像を形成する。
【００７５】
現像装置４は、図中矢印Ｉ方向に表面移動しながら感光体１の表面の潜像にトナーを供給し、現像する現像剤担持体としての現像ローラ５を有している。また、現像ローラ５に現像剤を供給しながら図４の奥方向に現像剤を搬送する現像剤供給搬送部材としての供給スクリュ８を有している。
現像ローラ５の供給スクリュ８との対向部から表面移動方向下流側には、現像ローラ５に供給された現像剤を現像に適した厚さに規制する現像剤規制部材としての現像ドクタ１６を備えている。
現像ローラ５の感光体１との対向部である現像部から表面移動方向下流側には、現像部を通過した現像済みの現像剤を回収し、回収した回収現像剤を供給スクリュ８と同方向に搬送する現像剤回収搬送部材としての回収スクリュ６を備えている。供給スクリュ８を備えた現像剤供給搬送路である供給搬送路９と回収スクリュ６を備えた現像剤回収搬送路としての回収搬送路７とは現像ローラ５の下方に並設されている。供給搬送路９と回収搬送路７との２つの搬送路は仕切り部材としての仕切り板１３４によって仕切られている。
【００７６】
現像装置４は、供給搬送路９の回収搬送路７の反対側に並列して、現像剤攪拌搬送路である攪拌搬送路１０を設けている。攪拌搬送路１０は、現像剤を攪拌しながら供給スクリュ８とは逆方向である図中手前側に搬送する現像剤攪拌搬送部材としての攪拌スクリュ１１を備えている。供給搬送路９と攪拌搬送路１０とは仕切り部材としての仕切り壁１３３によって仕切られている。仕切り壁１３３の図中手前側と奥側との両端は開口部となっており、供給搬送路９と攪拌搬送路１０とが連通している。供給搬送路９内に供給され現像に用いられず供給搬送路９の搬送方向下流端まで搬送された余剰現像剤と、回収スクリュ６によって回収搬送路７の搬送方向下流端まで搬送された回収現像剤とは攪拌搬送路１０に供給される。攪拌搬送路１０は、供給された余剰現像剤と回収現像剤とを攪拌し、攪拌スクリュ１１の搬送方向下流側であり、供給スクリュ８の搬送方向上流側に搬送する。
【００７７】
仕切り板１３４には回収スクリュ６の搬送方向最下流側である図中奥方向の端が開口部となっており、供給搬送路９と回収搬送路７とが連通している。回収スクリュ６の搬送方向下流端と、供給スクリュ８の搬送方向下流端と、攪拌スクリュ１１の搬送方向上流端とで３つの搬送路が連通している。
そして、回収搬送路７の搬送方向下流端まで搬送された回収現像剤は供給搬送路９に移送される。また、回収現像剤と供給スクリュ８で搬送される現像ローラ５に供給されなかった現像剤は、連通している攪拌搬送路１０に移送される。
攪拌搬送路１０では攪拌スクリュ１１によって、回収現像剤、余剰現像剤及び移送部で必要に応じて補給されるトナーを、回収搬送路７及び供給搬送路９の現像剤と逆方向に攪拌搬送する。そして、搬送方向下流側で連通している供給搬送路９の搬送方向上流側に攪拌された現像剤を移送する。なお、攪拌搬送路１０の下方には、トナー濃度センサ１２７が設けられ、センサ出力によりトナー補給制御装置（図示せず）を作動し、トナーボトル８６から移送部へのトナー補給を行っている。
現像装置４のケーシングは３つの搬送スクリュの軸部で上下に分かれる一体成型された下ケーシング１２及び上ケーシング１３からなる。仕切り壁１３３は下ケーシング１２の一部であり、仕切り板１３４は、上ケーシング１３に保持され、下ケーシング１２と勘合する。
なお、上述のトナー補給制御装置として、公知のモーノポンプを用いる方式のものが採用できる。この方式によればトナーカートリッジの設置場所の制約が少ないため、画像形成装置内部のスペース配分に対し有利である。またトナーを適時補給できるため、現像装置４に大きなトナー貯留スペースを設けなくてすみ、現像装置４の小型化がはかれる。
【００７８】
図４に示すように、現像剤供給部材の最上部である供給スクリュ８のスクリュ頂点１４が現像ローラ５の回転中心１５よりも下方になるように配置されている。現像装置４では現像ローラ５の回転中心１５とスクリュ頂点１４とを結んだ直線と、回転中心１５を通る水平な直線との角度θ１を３０［°］に設定した。この角度θ１は供給スクリュ８の直径にも左右されるが、現像装置４の小型化からレイアウト上１０［°］〜４０［°］が望ましい。
現像ローラ５への現像剤の供給は現像ローラ５内に設けられた磁極が現像剤中の磁性キャリアをひきつけることによって行われる。上述のように、スクリュ頂点１４が現像ローラ５の回転中心１５よりも下方となるように配置することにより、現像剤の自重が現像ローラ５への現像剤の供給量に影響せず、磁力の大きさが現像剤の供給量に寄与する。これにより、供給搬送路９で搬送される現像剤の上部から確実に供給されるため、供給スクリュ８の搬送方向で供給搬送路９内の現像剤の嵩が均一でなくても、現像ローラ５に適正な量の現像剤を供給することができる。
【００７９】
次に、現像ローラ５の磁極配置について説明する。
図５は現像ローラ５の磁極配置の概略説明図である。感光体１と対向する現像領域で現像ローラ５の表面移動方向の最も下流側の位置には現像下流端側Ｓ極２１８、供給スクリュ８と対向する位置には現像剤汲み上げ用Ｓ極２１９を配置している。そして、現像下流端側Ｓ極２１８と現像剤汲み上げ用Ｓ極２１９との間の領域は磁極がない磁極配置となっている。
この磁極がない範囲が現像済みの現像剤を回収する現像剤回収領域となり、現像剤回収領域と対向する現像ローラ５の真下の位置に回収搬送路７を設けている。現像領域を通過した現像済みの現像剤は現像剤回収領域まで搬送されると磁力の影響を受けなくなり、現像ローラ５の回転による遠心力と現像剤の自重とにより、回収搬送路７に落下し、回収され、回収現像剤として搬送される。
現像ローラ５の上方で現像済みの現像剤を回収しようとすると、現像剤が磁力の影響を受けない位置でも、自重により現像ローラ表面に乗ったままの状態になり、表面移動と共に下流側に搬送される現像剤の連れ回りが生じることがある。現像済みの現像剤で連れ回りが生じると、トナー濃度が変化した現像剤が供給位置まで搬送され、再び現像に用いられることになり、現像ローラ上のトナー濃度が低下したり、不均一となったりするおそれがある。
現像装置４では、現像ローラ５の下方の表面を現像剤回収領域とし、その下方に回収搬送路７を設けている。これにより、現像剤の自重は回収に寄与するため、より確実に現像剤を回収することができ、現像済み現像剤の連れ回りを防止することができ、トナー濃度を確実に一定にすることができる。
【００８０】
また、現像装置４は回収搬送路７及び回収スクリュ６を現像ローラ５のほぼ真下に設け、供給搬送路９及び供給スクリュ８を横斜め下方に設けた構成である。このような構成により、現像下流端側Ｓ極２１８と汲み上げ用Ｓ極２１９との間隔を広く設定することができる。
従来機の３軸の現像装置では、現像済みの現像剤が汲み上げ側の磁極の影響で現像スリーブから分離せず、そのまま連れ回りとなって、現像ローラ５に担持されたままの状態となることがあった。現像済みの現像剤が現像ローラ５に担持されたままの状態となると、低トナー濃度の現像剤もしくは不均一濃度の現像剤により安定な画像が得られないという問題が生じる。
現像装置４は、現像下流端側Ｓ極２１８と汲み上げ用Ｓ極２１９との間隔を広く設定し、現像済みの現像剤が汲み上げ用Ｓ極２１９の影響を受けにくいため、上述の問題を防止する効果が大きい。
供給と回収とを上下で配置している方式では、現像後の現像剤を横方向まで持ってくるため、搬送用磁極が必要となり、汲み上げ用磁極とその上流側の磁極の間隔が狭い構成となるため、連れ回りによる不具合が発生し易くなっている。プリンタ部１００の現像装置４の現像ローラ５では汲み上げ用磁極である汲み上げ用Ｓ極２１９とその上流側の磁極である現像下流端側Ｓ極２１８との角度θ２は１１３［°］となっている。
【００８１】
従来の３軸の現像装置では現像ローラの汲み上げ用磁極とその上流側の磁極との間の角度は角度が大きいものでも、９０［°］ぐらいであり、従来の現像ローラに対し２０［°］以上広い間隔となる角度（約２５［％］増）となっている。汲み上げ用磁極とその上流側の磁極との間隔を広くすると上流側の磁極を通過した現像剤が汲み上げ磁極からの磁力の影響を受けにくく、つれまわり現象が起きにくい。現像装置４では汲み上げ用Ｓ極２１９と現像下流端側Ｓ極２１８との角度θ２を１１３［°］としている。θ２の値としてはこれに限るものではなく、従来の現像装置よりも大きい、例えば角度θ２は１００［°］以上あれば、連れ回りに起因するトナー濃度の不具合をより確実に防止することができる。
また、現像装置４では、現像用磁極が３極のため、最下流の現像用磁極が搬送用磁極もかねるため、専用の搬送用磁極が不必要となっていると考えられる。
【００８２】
現像ローラ５の表面に供給された現像剤はその層厚を現像ドクタ１６によって規制されることによって現像に最適な層厚となる。現像に最適な層厚とするには現像ドクタ１６で規制される必要があるため、現像ローラ５に供給される現像剤の量は、現像ドクタ１６を通過する現像剤の量よりも多い状態である。現像ローラ５に供給された現像剤は現像ドクタ１６を通過する現像剤よりも多く、現像ドクタ１６では常に現像剤が規制されている状態である。これにより、稼動していくうちに現像ドクタ１６の上流側のドクタ領域１７で規制された被規制現像剤が溜まっていく。
被規制現像剤は、後から現像ローラ５に供給され、ドクタ領域１７に到達する現像剤により、持ち上げられ、現像ローラ５に落下し、またドクタ領域１７に供給される。このように、ドクタ領域１７で対流するような挙動を示す。
現像装置４では、ドクタ領域１７で被規制現像剤が滞留し、循環対流を起こさないように、ある程度の量以上になった場合、迂回して供給搬送路９に還流させる被規制現像剤回収部材１８が設置されている。また、現像ローラ５の磁力が影響し、還流する現像剤が滞留しないように被規制現像剤回収部材１８の位置が設定されている。
【００８３】
現像ドクタ１６は上ケーシング１３に固定された放熱用部材１９に密着固定される。現像ドクタ１６は現像剤からの熱を放熱用部材１９に伝達し、放熱用部材の内側にはフィン１２０が形成され稼働中の空気流により放熱を行い、現像剤の温度上昇の低減を図っている。また、放熱用部材１９は現像装置或いは作像ユニット１１１のプリンタ部１００に対する着脱時に案内ガイドとして使用されるガイド部１２１を備えている。
また、下ケーシング１２には、放熱フィン１２８が設けられ、プリンタ部１００前部から後部へ送られる冷却風により、現像装置４全体の温度上昇を低減、冷却できるようになっている。
【００８４】
現像ローラ５の下流側には、現像剤捕捉ローラ１２２が設置され、感光体１に付着した現像剤及び現像ローラ５から落下した現像剤を捕捉する。そして、現像ローラ５と逆回転させ、現像ローラ５に戻すか、スクレーパ１２３により回収搬送路７に回収させるようになっている。
攪拌スクリュ１１及び攪拌搬送路１０の上部の上ケーシング１３には開口部１２４が設けられ、現像剤カートリッジ１２５が保持されるように構成されている。製品納入時または現像剤交換時現像剤を抜き取った後に、現像剤カートリッジ１２５をセットし、現像剤カートリッジシール部１２６を剥離することにより、現像剤が開口部１２４から現像装置４内に充填補給される。現像剤補給もカートリッジとして行えることで、簡単に交換が可能となっている。
【００８５】
次に、３つの現像剤搬送路内での現像剤の循環について説明する。
図６は、現像装置４の上ケーシング１３を外した状態を示すものであり、下ケーシング１２で構成される各搬送路及び各スクリュの感光体１側から見た斜視図である。
下ケーシング１２には、図中手前側より回収スクリュ６、供給スクリュ８、及び攪拌スクリュ１１が設置され、それぞれのスクリュによる搬送領域を分けるように、各搬送路が形成されている。但し、供給搬送路９と回収搬送路７とは、上ケーシング１３に保持され、下ケーシング１２と勘合する仕切り板１３４により隔離されている。現像剤は、回収スクリュ６及び供給スクリュ８では矢印１３５、１３６の方向に、攪拌スクリュ１１では逆方向の矢印１３７の方向に搬送されている。このとき回収スクリュ６及び供給スクリュ８の矢印１３５及び１３６は図４中手前から奥側への搬送方向であり、一方、攪拌スクリュ１１の矢印１３７は奥側から手前側への搬送方向である。
【００８６】
ここで、スクリュの構成について攪拌スクリュ１１を例として説明する。攪拌スクリュ１１は、攪拌回転軸１７０に現像剤搬送方向に向かって現像剤を攪拌搬送する羽部である攪拌搬送羽部１３８と、現像剤を隣接する供給スクリュ８側に移送する攪拌横移送用パドル１３９とを取り付けている。さらに、現像剤搬送方向下流端側の軸受部に現像剤を送り込まないように、攪拌搬送路１０の搬送方向下流端部の現像剤に搬送方向とは逆方向の搬送力を与える攪拌搬送羽部１３８とは逆の巻方向の攪拌逆送羽部１４０が取り付けられている。なお、回収スクリュ６、及び供給スクリュ８も攪拌スクリュ１１と同様な構成となっている。
【００８７】
攪拌搬送路１０での現像剤搬送方向下流側では、仕切り壁１３３に開口部を設けてあり、攪拌搬送路１０の現像剤搬送方向下流側端部と供給搬送路９の現像剤搬送方向上流側端部とが連通している。攪拌搬送路１０の搬送方向下流側端部まで搬送された現像剤は攪拌スクリュ１１の攪拌横移送用パドル１３９により、供給スクリュ８側の供給搬送路９の搬送方向上流側端部に移送される。
一方、逆側では、仕切り壁１３３及び仕切り板１３４に開口部が設けてあり、回収搬送路７及び供給搬送路９の現像剤搬送方向下流側端部と攪拌搬送路１０の現像剤搬送方向上流側端部とが連通し、連通部１５０を形成している。回収搬送路７に回収された回収現像剤は回収スクリュ６の回収横移送用パドル１４１により、供給スクリュ８側の供給搬送路９に移送される。現像に用いられず供給搬送路９の搬送方向下流側端部まで搬送された余剰現像剤と回収搬送路７から移送された回収現像剤とは、供給搬送路９内で混合される。余剰現像剤と回収現像剤とは、供給スクリュ８の供給横移送用パドル１４２により、攪拌スクリュ１１側の攪拌搬送路１０に移送される。
【００８８】
ここで、回収搬送路７及び供給搬送路９の現像剤搬送方向下流側端部と攪拌搬送路１０の現像剤搬送方向上流側端部との３つの現像剤搬送路が連通する位置での現像剤の横方向の移送について説明する。
図７は、３つの現像剤搬送路が連通している横移送部の概略断面図である。
現像剤の受け渡し部の仕切り壁１３３及び仕切り板１３４にはそれぞれ開口部が設けられている。回収搬送路７、供給搬送路９、及び攪拌搬送路１０の回転するパドルのよって横移送されるため、単純に底部をつなげた平面とした場合、回転するパドルに対してデットポイントが生ずるため、うまく引き渡せない場合がある。そのため、各搬送路間にはそれぞれ回収・供給凸部１３１及び供給・攪拌凸部１３２が設けられ、それぞれの凸部を乗り越えた現像剤が逆流しないように構成されている。
また、比較的上方に引き渡す必要がある回収横移送用パドル１４１は、現像剤を押し出す現像剤押し出し面１４４に角度をモータせ、より外側に押し出すように構成されている。さらに、パドルの数は２枚に限らず、点線１４１ｂで示すように、搬送量に応じて羽根の枚数を増やしてもよい。
３つの現像剤搬送路の中間に位置する供給搬送路９の供給横移送用パドル１４２は、送り込まれた回収現像剤を引き込み、攪拌搬送路に押し出すため、回収横移送用パドル１４１のような角度を持たせず、ほぼフラットな状態に構成されている。
【００８９】
また、攪拌スクリュ１１の下側の下ケーシング１２にはトナー濃度センサ１２７を備えている。トナー濃度センサ１２７からの出力信号により、制御系を含むトナー補給手段（図示せず）によって、供給スクリュ８と攪拌スクリュ１１との間の移送部位置１４３に、上部からトナー補給が行われる。移送部位置１４３は現像剤を横移送するための供給横移送用パドル１４２が現像剤を掻き揚げる位置であるので攪拌作用が大きい。このように、攪拌作用が大きい箇所にトナー補給を行うことで、補給されたトナーが短時間で現像剤と攪拌、混合される。トナーを補給する箇所としては、供給スクリュ８と攪拌スクリュ１１の間と限らず、回収スクリュ６と供給スクリュ８との間の移送部であってもよい。
【００９０】
上述のように現像装置４では、回収スクリュ６、供給スクリュ８及び攪拌スクリュ１１と回収搬送路７、供給搬送路９及び攪拌搬送路１０とを現像ローラ５の下方に横方向に配置し、現像剤を循環させている。現像剤搬送路間の現像剤の移送が横方向に行われており、現像剤の循環において現像剤を上方向に押し上げる必要がない。これにより、装置内で現像剤を循環搬送する際に現像剤へのストレスを軽減することができ、現像剤の長寿命化を図ることができる。
また、回収スクリュ６及び供給スクリュ８の搬送方向下流端と、攪拌スクリュ１１の搬送方向上流端とで３つの搬送路が連通させている。これにより、回収現像剤と余剰現像剤とを簡易な構成で攪拌搬送路１０まで移送することができる。
【００９１】
また、従来、隣り合う現像剤搬送路に現像剤を移送する構成として、搬送方向下流端部付近でも軸方向に平行な方向の搬送力のみを現像剤に加えて、押出すように開口部から隣の搬送路に移送するものがある。このように軸方向のみの搬送力を現像剤に加える構成では、開口部から押出すために現像剤に圧力を加える状態となり、現像剤に過剰なストレスがかかることになり、現像剤の寿命を低下させるおそれがある。一方、現像装置４では現像剤搬送路の搬送方向下流端部に横方向の搬送力を加えるパドル形状の部材を設けており、押出す構成のように現像剤に圧力を加えることなく移送できるため、現像剤にかかるストレスの軽減を図ることができる。
【００９２】
図８は現像装置４の現像ローラ５を取り付けた状態の上ケーシング１３の斜視図である。
図に示すように、現像領域よりも軸方向外側にトナー補給手段（図示せず）からのトナーを補給するトナー補給口１３０を設けている。トナー補給手段（図示せず）からのトナーは、トナー補給口１３０を通じて図６に示す移送部位置１４３に補給がなされる。
図８に示すように、回収搬送路７と供給搬送路９との間の移送部の上方には現像ローラ５のローラ回転軸５ａが延びている。そして、このローラ回転軸５ａの駆動部を設けるため、現像装置４では回収搬送路７と供給搬送路９との間の移送部の上方にトナー補給口１３０を設けることはできない。この点について、現像ローラ５の駆動部による制約がなければ、回収搬送路７と供給搬送路９との間の移送部の上方にトナー補給口１３０を設けてもよい。回収搬送路７と供給搬送路９との間でトナーを補給することにより、トナー濃度が低下している回収現像剤にトナーを供給することができるので、攪拌をより効率的に行うことができる。
【００９３】
先に述べた図４について、攪拌搬送路１０と供給搬送路９とを仕切り、下ケーシング１２に形成された仕切り壁１３３には、供給スクリュ８の現像範囲の中央部以降の現像剤搬送方向下流側には現像剤嵩調節開口部１４５が設けられている。
現像ローラ５が停止させた場合、もしくは、現像ドクタ１６の設定により、現像に用いられる現像剤が減少し、現像剤が滞留して、供給搬送路９内の現像剤の嵩が所望の高さよりも高くなることがある。現像剤の嵩が所望の高さよりも高くなると、供給スクリュ８による搬送状況が異なり、極端に搬送効率が低下や、正常な現像剤循環が保てず、部分的な現像剤劣化などを引き起こすおそれがある。
現像範囲の中央部以降で現像剤の嵩が所望の高さ以上になると、現像剤嵩調節開口部１４５から攪拌搬送路１０へ現像剤をオーバーフローさせ、供給搬送路９内での現像剤高さを制御している。
【００９４】
供給搬送路９内の現像剤は現像に用いられていない現像剤であり、そのトナー濃度は現像に適した状態であるので、攪拌搬送路１０の途中に供給してもトナー濃度の低下や、濃度の不均一が生じることはない。
なお、現像剤嵩調節開口部１４５としては、図４に示すように複数箇所に分けて設けたものでも、現像範囲中央部以降全体を一つの開口部として設けたものでもよい。
所定の高さよりも高い位置の仕切り部材に開口部を設けることにより、供給搬送路内の過剰な現像剤をオーバーフローさせ、攪拌搬送路に供給する構成は、供給搬送路と攪拌搬送路とがほぼ同じ高さに並設されているからこそ可能な構成である。例えば、供給搬送路と攪拌搬送路とが上下に並設されている場合、攪拌搬送路が上方にあっては供給搬送路内の現像剤をオーバーフローさせても攪拌搬送路に供給することはできない。供給搬送路が上方にある場合は、一度オーバーフローさせた現像剤を下方の攪拌搬送路に落下させる落下用の経路が必要となり、現像装置の構成が複雑になってしまう。本件のように、供給搬送路と攪拌搬送路とをほぼ同じ高さに並設すると、仕切り部材のある高さに開口部を設けるという簡易な構成で、供給搬送路内の過剰な現像剤を攪拌搬送路へ供給することができる。
【００９５】
次に、各現像剤搬送路間の現像剤の搬送量の関係について説明する。図９は各現像剤搬送路での現像剤搬送量（単位時間当たり）及びフローを説明する概略図である。図の横方向はプリンタ部１００の奥行き方向、つまり現像装置４内での現像剤搬送路内の現像剤の搬送方向を表わしている。
攪拌搬送路１０での現像剤搬送状態を１４６（以下、攪拌搬送量１４６と呼ぶ）、供給搬送路９の現像剤搬送状態を１４７（以下、供給搬送量１４７と呼ぶ）、回収搬送路７現像剤搬送状態１４８（以下、回収搬送量１４８と呼ぶ）と表わす。この時の各奥行き方向位置での搬送量は図中の幅の大きさで示される。また、現像剤の搬送方向は矢印１３５、１３６及び１３７で示される。
【００９６】
攪拌搬送路１０の現像剤は、搬送方向下流側で供給搬送路９に受け渡される（矢印１５２）。供給搬送路９の現像剤は現像範囲では、回収搬送路７に現像ローラ５を介し順次移送されることとなる（矢印１５３）。従って、現像範囲では、供給搬送路９の現像剤は順次減少して、回収搬送路７の現像剤は逆に同じ量増加していくことになる。また、回収搬送路７の現像剤は、搬送方向下流で供給搬送路９に受け渡され（矢印１５４）、さらに、供給搬送路９の現像剤と共に攪拌搬送路１０に受け渡される（矢印１５５）ことになる。また、図６で説明したように、回収搬送路７の搬送方向下流端から攪拌搬送路１０の搬送方向上流端までの連通部１５０で横方向に移送する過程で行われ、図９では領域Ｋの範囲で行われる。
【００９７】
現像剤が円滑に循環するためには、各搬送路及び各スクリュの搬送能力は、回収スクリュ６の出力搬送量：ｆ、供給スクリュ８の出力搬送量：ｅとすると、攪拌スクリュ１１の入力搬送量：Ｅとすると、Ｅ＝ｅ＋ｆを満足する必要がある。
また、攪拌搬送スクリュの出力搬送量＝供給搬送スクリュの入力搬送量＝攪拌搬送スクリュの入力搬送量＝Ｅとなる。
そして、現像剤の安定供給を考える場合、供給スクリュ８で搬送する供給搬送路９内の現像剤は、ある程度余裕を持たせる必要がある。このとき、供給搬送路９内での現像剤の充填度（高さ）、及び供給スクリュ８の搬送効率が重要である。現像剤の高さは一定ではなく、攪拌方向により傾きを生じ、また、搬送効率も羽根のリード、材質、厚さ、条数により大きく変わって来るため、ある程度余裕をもった量として設定する必要がある。その誤差を±１０［％］とし、確実なオーバーフロー量１０［％］と設定して、攪拌搬送路１０から受け渡される現像剤の量Ｅの２０［％］以上となるように、ｅ＞（Ｅ／５）が望ましい。
【００９８】
また、ｅ→Ｅとなる（ｅがＥに近づく）ことは、無駄に現像剤を送っていることになり、現像剤に余分なストレスを加えることになる。これは、現像ドクタ１６により現像ローラ５の現像領域への供給量は決まり回収量も決まる。つまり、ｆは現像ドクタ１６の通過量によって決定される。よって、ｅ→Ｅとなるとなることは、供給量に対して余剰現像剤が単に多くなることになり、無駄に攪拌、搬送を行い、現像剤に余分なストレスを与えているだけとなる。また、余剰現像剤が多いと現像済みの回収現像剤の比率が落ちるため、トナー濃度変化に対してトナー濃度センサ１２７の感度が鈍感になり、トナー濃度制御が難しくなる。
【００９９】
実施例としての現像装置４では、以下の式（３）となるように設計を行った。
（Ｅ／３）＞ｅ＞（Ｅ／４）・・・・（３）
これは現像剤搬送効率から、余剰現像剤のｅ→０が理想であるが、確実に現像ローラ上に一定量の現像剤を供給するため、ある程度余剰分が必要である。一方余剰現像剤と回収現像剤の比率により、一般的に攪拌搬送路上流側に位置するトナー濃度センサの感度が大きく影響される。つまり、回収現像剤の比率が大きいと感度が大きく、一方ばらつきも大きい、比率が小さいと感度が小さくなる。また、回収現像剤の比率が大きい場合、トナー補給を受け、トナー濃度均一にするため、攪拌性能に依存される。そのため、余剰現像剤の比率を上げることにより、回収現像剤は補給されたトナー及び余剰現像剤からのトナーも加えられ、大きなトナー濃度ムラを押さえることが可能になる。
以上の点から、現像剤搬送効率確保（現像剤低ストレス化）及びトナー濃度制御（トナー濃度センサの感度及びトナー濃度均一化）の面から、搬送量を式（３）の範囲に設定した。
【０１００】
次に、供給搬送路９を移動する現像剤の搬送速度と、攪拌搬送路１０を移動する現像剤の搬送速度との関係について説明する。
ここで、供給搬送路９内での図６及び図９中の矢印１３６で示す方向の現像剤の移動速度を供給部剤速度ｕ１［ｍ／ｓ］、攪拌搬送路１０内での図６及び図９中の矢印１３７で示す方向の現像剤の搬送速度を攪拌部剤速度ｕ２［ｍ／ｓ］とする。また、供給搬送路９の現像剤搬送方向の最上流部での単位長さ当たりの剤重量を供給部上流剤重量ｍ１［ｋｇ／ｍ］、供給搬送路９の現像剤搬送方向の最下流部での単位長さ当たりの剤重量を供給部下流剤重量ｍmin［ｋｇ／ｍ］とする。さらに、攪拌搬送路１０の単位長さ当たりの剤重量を攪拌部剤重量ｍ２［ｋｇ／ｍ］とする。
【０１０１】
図９において、攪拌搬送スクリュの出力搬送量＝供給搬送スクリュの入力搬送量＝Ｅであるので、供給搬送路９の上流部と攪拌搬送路１０の下流部とでの単位時間当たりに移動する剤重量は等しい。ここで、搬送量Ｅを、時間あたりの搬送量Ｅ［ｋｇ／ｓ］とすると、以下の式（４）が成り立つ。
Ｅ＝ｍ１ｕ１＝ｍ２ｕ２・・・・・・・（４）
式（４）より、ｕ１＜ｕ２、の関係を満たせば、ｍ１＞ｍ２となる。これにより、攪拌搬送路１０内の現像剤量を増やすことなく、供給搬送路９内の現像剤量を増加することができる。
つまり、供給搬送路９と攪拌搬送路１０との現像剤の速度を式（１）のように設定することにより、現像剤の速度を必要最低限にしたうえで、効果的に供給搬送路９での現像剤容量を増やすことができ、供給搬送路９での現像剤の枯渇を防ぐことができる。よって常に安定した現像剤量を現像ローラ５に供給でき、長期間にわたり安定した画像濃度の画像を得ることができる。
一方、攪拌搬送路１０での現像剤容量は減らすことができるため、攪拌スクリュ１１径を大きくすることなく現像剤のスクリュ充填率を下げることができ、補給トナーの攪拌を十分に行うことができる。またスクリュ回転数を低減でき、現像剤、スクリュ軸受の長寿命化が達成できる。
【０１０２】
また、現像ローラ５の単位面積あたりの汲み上げ量をρ[ｋｇ／ｍ２]、現像ローラ５の回転方向の線速をｖ［ｍ／ｓ］、現像領域の軸方向の長さをＷ［ｍ］とすると、以下の式（５）が成り立つ。
ｍｍｉｎ＝ｍ１−ρｖＷ／ｕ１・・・・・（５）
【０１０３】
また回収搬送路７内の現像剤の移動速度が時間毎に変化しないとする場合、供給搬送路９と攪拌搬送路１０とに入っている現像剤の総量は保存するので、以下の式（６）が成り立つ。
ｍ１−Ｄ／ｕ１＋ｍ２＝Ｍ・・・・・・（６）
ここで、Ｄ＝ρｖＬ／２であり、Ｍ［ｋｇ／ｍ］は供給搬送路９内と攪拌搬送路１０内とに入っている総量［ｋｇ］をＷ［ｍ］で除した値である。
【０１０４】
式（４）、（５）及び（６）より、供給部下流剤重量ｍmin、供給部上流剤重量ｍ１及び攪拌部剤重量ｍ２は、それぞれ、以下の式（７−１）、（７−２）及び（７−３）のように求められる。
【数２】
2007011004.tif 000004
【数３】
2007011004.tif 000005
【数４】
2007011004.tif 000006
【０１０５】
図１０は、式（７−１）をグラフ化したものである。（ρ＝０．４［ｋｇ／ｍ２］、ｖ＝０．２［ｍ／ｓ］、Ｌ＝０．３［ｍ］、Ｍ＝０．７［ｋｇ］）
このグラフのｚ軸ｍｍｉｎがある値ｍＺより大きければ、供給スクリュから現像ローラに現像剤の供給が行える。また、ある値ｍＺより小さければ、供給部下流で剤が枯渇し、現像ローラに現像剤の供給が十分に行えず、汲み上げ不良が起きてしまうということを意味している。なお、ｍＺの値は現像ローラのマグネットの強さや供給スクリュの配置、供給スクリュの形状・回転方向等によって決まってくる。
【０１０６】
図１０より、攪拌部剤速度ｕ２に対しては、ｍｍｉｎは単調増加していることが分かる。一方、供給部剤速度ｕ１に対しては、ある値に対してピークをもつことが分かる。
（７−１）より、ピーク位置での供給部剤速度ｕ１と攪拌部剤速度ｕ２との関係は、以下の式（８）のように求められる。
【数５】
2007011004.tif 000007
図１０より、供給搬送路９内の現像剤の移動速度と攪拌搬送路１０内の現像剤の移動速度とが式（８）の関係にあるときに供給搬送路９下流部の剤単位長さあたりの重量はピークをとることが分かる。
【０１０７】
図１１は、図１０をｘ−ｙ投影したグラフである。曲線は図１０に示したグラフとｚ＝ｍＺの面との交線に相当している。このグラフより、ｕ１＜ｕ２のところ（領域１）を満たすことにより、さらには、供給部・攪拌部の剤速度を、式（８）式の関係を満たす値、すなわち図１１中の領域２に設定すると、供給・攪拌部剤速度を抑えつつ、現像ローラへの剤供給条件を満たすことができる。
領域２の範囲とすることにより、式（１）の条件の中でも、現像剤の速度を必要最低限にしたうえで特に効果的に供給搬送路９の下流部での剤の重量が増やすことができ供給が安定する条件となっている。よってスクリュ低回転数で常に安定した現像剤量を現像ローラ５に供給でき、長期間にわたり安定した画像濃度の画像を得ることができる。またスクリュ回転数を低減により、現像剤、スクリュ軸受の長寿命化が達成できる。
【０１０８】
次に、供給搬送路９及び攪拌搬送路１０内の現像剤の搬送速度の測定方法について説明する。
図１２は、透磁率センサを用いた現像剤速度検知手段の模式図である。攪拌搬送路１０内の攪拌スクリュ１１の下のＡ点及びＢ点に２つの透磁率センサを取り付けているとする。Ａ点がトナー補給位置で現像剤は図中矢印β方向に搬送される。Ａ点上方とＢ点下方とに示す、Ｘ−ＴＣのグラフはそれぞれの点におけるトナー濃度の変化を示す。このグラフよりＡ点にてトナー補給されＢ点にてそれが拡散していく様子がわかる。
補給トナーの移動に伴いピークが見られるが、ＡおよびＢにおけるピークの時間差を測定することにより、Ａ〜Ｂの距離を時間差で除することで攪拌搬送路１０内での現像剤の移動速度を測定することができる。
同様の構成で供給搬送路９内での現像剤の移動速度を測定することができる。
透磁率センサとしては、トナー補給の制御に用いるトナー濃度センサ１２７を共有してもよいが、トナー濃度センサ１２７とは別に、トナー濃度の分布を検知するための透磁率センサを別途設けても良い。
また、図１２では、Ａ点はトナー補給位置と述べたが、補給直後のニュートナーは現像剤の上部にあり、攪拌がなされていない状態であると、攪拌搬送路１０の下部に設けた透磁率センサではトナー濃度の変化を検知することを困難である。よって、答辞率センサを設置する位置としては、Ａ点を攪拌搬送路１０の中央部とし、Ｂ点を攪拌搬送路１０の下流部とすることで、Ａ点、Ｂ点ともにトナー濃度の変化を検知することが可能となる。
【０１０９】
供給搬送路９の下流で現像剤重量が減少することにより、現像剤の高さが低くなる。そのため、供給搬送路９の下流では現像ローラ５の磁力が及ぶ範囲に現像剤が存在せず、汲み上げが枯渇しやすくなってしまう。
そこで、供給搬送路９内の現像剤の剤面は、現像ローラ５の側が高くなるように、水平面よりも傾いた状態にしてもよい。
図１３は、現像ローラ５及び供給スクリュ８の位置と供給スクリュ８の回転方向との関係を示す図である。図１３（ａ）は、供給スクリュ８の回転軸部よりも現像ローラ５側の羽部が上方から下方に向かうように、供給スクリュ８が回転する構成を示している。また、図１３（ｂ）は、供給スクリュ８の回転軸部よりも現像ローラ５側の羽部が下方から上方に向かうように、供給スクリュ８が回転する構成を示している。
【０１１０】
他の条件は変えずに、供給スクリュ８の回転方向のみを図１３（ａ）から図１３（ｂ）へと変更したところ、供給搬送路９から現像ローラ５への汲み上げのために最低限必要な供給搬送路９の下流部での現像剤重量を７０［％］ほど減少することが実験により確認できた。
供給搬送路９と攪拌搬送路１０との現像剤の搬送速度を適正な値とするとともに、供給スクリュ８の回転方向を図１３（ｂ）のように現像ローラ５側の羽部が下方から上方に向かうよう設定することで、現像ローラ５への現像剤の供給をより安定なものとすることができる。
【０１１１】
このように、現像剤の剤面を水平面よりも現像ローラ５側寄りに傾けることにより、供給搬送路９の下流部に現像剤が少ない状態でも現像ローラ５の磁力の及ぶ範囲に現像剤を持ち上げることができ現像ローラ５へ汲み上げる能力が上がるため、安定して剤の汲み上げを行うことができる。
また、供給搬送路９下流に現像剤が少なくても汲み上げる能力が増すことにより、現像ローラ５への供給量にプラスして余分な剤を搬送する必要がなく、効率のよい搬送を行うことができるようになる。これにより、供給スクリュ８及び攪拌スクリュ１１の回転数を減らすことができ現像剤へのストレスを低減できる。
【０１１２】
［実施例１］
実施例１では、攪拌部剤速度と供給部剤速度を一例として図１１中のプロットＡの条件に設定するために、供給スクリュ８、攪拌スクリュ１１を以下のように設計した。
・供給スクリュ
軸方向長さ：３２０［ｍｍ］、羽部径２５［ｍｍ］、軸部径５［ｍｍ］、ピッチ幅：１２［ｍｍ］、回転数：３００［ｒｐｍ］
・攪拌スクリュ
軸方向長さ：３２０［ｍｍ］、羽部径２５［ｍｍ］、軸部径５［ｍｍ］、ピッチ幅：２０［ｍｍ］、回転数：３００［ｒｐｍ］
【０１１３】
このように、実施例１では、供給スクリュ８と攪拌スクリュ１１とでスクリュのピッチ幅を異ならせて、供給スクリュ８のピッチ幅を狭くしている。
供給スクリュ８のピッチ幅を攪拌スクリュ１１のピッチ幅よりも狭くすることにより、供給部剤速度Ｕ１と、攪拌部剤速度Ｕ２について、Ｕ１＜Ｕ２を満たすことができる。また、供給スクリュ８のピッチ間隔を短くすることにより、現像ローラ５上のスクリュピッチムラの低減を図ることができる。
【０１１４】
［実施例２］
実施例１として、攪拌部剤速度と供給部剤速度を一例として図１１中のプロットＡの条件に設定するために、供給スクリュ８、攪拌スクリュ１１を以下のように設計した。
・供給スクリュ
軸方向長さ：３２０［ｍｍ］、羽部径２５［ｍｍ］、軸部径５［ｍｍ］、ピッチ幅：２０［ｍｍ］、回転数：１８０［ｒｐｍ］
・攪拌スクリュ
軸方向長さ：３２０［ｍｍ］、羽部径２５［ｍｍ］、軸部径５［ｍｍ］、ピッチ幅：２０［ｍｍ］、回転数：３００［ｒｐｍ］
【０１１５】
このように、実施例２では、供給スクリュ８と攪拌スクリュ１１とでスクリュの回転数を異ならせて、供給スクリュ８の回転数を遅くしている。
供給スクリュ８の回転数を攪拌スクリュ１１の回転数よりも小さくすることにより、供給部剤速度Ｕ１と、攪拌部剤速度Ｕ２について、Ｕ１＜Ｕ２を満たすことができる。また、実施例１では、ピッチ幅を異ならせるために供給スクリュと攪拌スクリュとで異なるスクリュを用いていたが、実施例２では、スクリュの設計を供給スクリュ、攪拌スクリュで統一することができ、生産コストを下げることができる。
【０１１６】
以上、実施形態１のプリンタ部１００では、回収搬送路７、供給搬送路９及び攪拌搬送路１０の３つの現像剤搬送路を備えた現像装置４で、供給搬送路９内での図６及び図９中の矢印１３６で示す方向の現像剤の移動速度を供給部剤速度Ｕ１［ｍ／ｓ］、攪拌搬送路１０内での図６及び図９中の矢印１３７で示す方向の現像剤の搬送速度を攪拌部剤速度Ｕ２［ｍ／ｓ］としたときに、Ｕ１＜Ｕ２の関係を満たしている。ｍ１ｕ１＝ｍ２ｕ２より、ｍ１＞ｍ２となり、攪拌搬送路１０内の現像剤量を増やすことなく、供給搬送路９内の現像剤量を増加することができる。よって、効果的に供給搬送路９での現像剤容量を増やすことができ、供給搬送路９での現像剤の枯渇を防ぐことができる。これにより、常に安定した現像剤量を現像ローラ５に供給でき、長期間にわたり安定した画像濃度の画像を得ることができる。さらに、攪拌搬送路１０での現像剤容量は減らすことができるため、攪拌スクリュ１１径を大きくすることなく現像剤のスクリュ充填率を下げることができ、補給トナーの攪拌を十分に行うことができる。また、スクリュ回転数を低減でき、現像剤、スクリュ軸受の長寿命化が達成できる。
また、供給スクリュ８のピッチ幅を攪拌スクリュ１１のピッチ幅よりも狭くすることにより、供給部剤速度Ｕ１と、攪拌部剤速度Ｕ２について、Ｕ１＜Ｕ２を満たすことができる。特に、供給スクリュ８のピッチ間隔を短くすることにより、現像ローラ５上のスクリュピッチムラの低減を図ることができる。
また、供給スクリュ８の回転数を攪拌スクリュ１１の回転数よりも小さくすることにより、供給部剤速度Ｕ１と、攪拌部剤速度Ｕ２について、Ｕ１＜Ｕ２を満たすことができる。特に、供給スクリュ８と攪拌スクリュ１１とを同じ形状とし、回転数を調節することで所望の現像剤の搬送速度を得ることができるため、スクリュの設計を供給スクリュ、攪拌スクリュで統一することができ、生産コストを下げることができる。
また、供給部剤速度ｕ１と攪拌部剤速度ｕ２とが式（８）を満たすように設定することにより、式（１）の条件の中でも、現像剤の速度を必要最低限にしたうえで特に効果的に供給搬送路９の下流側での現像剤の重量が増やすことができ現像ローラ５への現像剤の供給が安定する条件となっている。よってスクリュ低回転数で常に安定した現像剤量を現像ローラ５に供給でき、長期間にわたり安定した画像濃度の画像を得ることができる。またスクリュ回転数を低減することにより、現像剤、スクリュ軸受の長寿命化図ることができる。
また、供給スクリュ８の回転方向を、現像ローラ５側の羽部が下方から上方に向かうよう設定することで、現像剤の剤面が水平面よりも現像ローラ５側寄りに傾き、供給搬送路９の下流部に現像剤が少ない状態でも現像ローラ５の磁力の及ぶ範囲に現像剤を持ち上げることができ現像ローラ５へ汲み上げる能力が上がるため、より安定して剤の汲み上げを行うことができる。さらに、供給搬送路９下流に現像剤が少なくても汲み上げる能力が増すことにより、現像ローラ５への供給量にプラスして余分な剤を搬送する必要がなく、効率のよい搬送を行うことができるようになる。これにより、供給スクリュ８及び攪拌スクリュ１１の回転数を減らすことができ現像剤へのストレスを低減できる。
また、回収搬送路７を現像ローラ５の下方に設け、回収搬送路７、供給搬送路９及び攪拌搬送路１０の３つの現像剤搬送路を略同じ高さに設けており、現像剤の循環部に高低差をなくすことができるので、現像剤へのストレスを低減でき、現像剤の長寿命化を図ることができる。さらに、回収搬送路７が現像ローラ５の直下に位置するため、現像後の現像剤の回収効率が向上し、画像濃度の安定化がなされ、さらに長期にわたり安定した画像濃度の画像を得ることができる。
また、供給スクリュ８の最上部であるスクリュ頂点１４が現像ローラ５の回転中心１５よりも下方となるように配置することにより、現像剤の自重が現像ローラ５への現像剤の供給量に影響せず、磁力の大きさが現像剤の供給量に寄与する。これにより、供給搬送路９で搬送される現像剤の上部から確実に供給されるため、供給搬送スクリュ８の搬送方向で供給搬送路９内の現像剤の嵩が均一でなくても、現像ローラ５に適正な量の現像剤を供給することができる。特に、現像ローラ５の回転中心軸と供給スクリュ８の最上部とを通る平面と、現像ローラ５の回転中心軸を通る水平面とがなす角が１０［°］〜４０［°］の範囲内とすることにより、安定した現像剤の供給を行うことができる。
また、プリンタ部１００が両面１パスの構成であることにより、長期にわたり画像濃度の安定した画質を得ることができるので、画像濃度の低下などの不具合による作業停止時間がなく、さらに生産性の高い画像形成装置を得ることができる。
【０１１７】
［変形例１］
実施形態１では、図４に示した３つの現像剤搬送路をほぼ同じ高さとした現像装置４で、供給部剤速度Ｕ１と攪拌部速度Ｕ２とを、Ｕ１＜Ｕ２を満たすように設定したものである。Ｕ１＜Ｕ２を満たすことを好ましい構成としては、図４に示した３つの現像剤搬送路をほぼ同じ高さとした現像装置に限らない。回収搬送路と供給搬送路とが別に設けられた構成であれば、供給搬送路の下流側では現像剤量の減少が生じるため、供給部剤速度Ｕ１と攪拌部速度Ｕ２とを、Ｕ１＜Ｕ２を満たすことが好ましい。
以下、図２０で示す現像装置４でＵ１＜Ｕ２を満たすように設定した変形例１について説明する。
【０１１８】
図２０の現像装置４では、供給搬送路９に配置された供給スクリュ８に隣接する現像ローラ５に現像剤が供給され、現像済の現像剤は現像ローラ５の下方に配置された回収搬送路７へ移動される。回収搬送路７に配置された回収スクリュ６は、供給スクリュ８と同方向に現像剤を搬送し、さらに回収搬送路７の搬送方向下流側でほぼ同じ高さに併設された攪拌搬送路１０に現像剤を移送している。また、供給搬送路９で現像ローラ５に供給されなかった現像剤は、供給搬送路９の搬送方向の下流側で下方の攪拌搬送路１０に移動（落下）する。攪拌搬送路１０に配置された攪拌スクリュ１１は回収搬送路７から現像済の現像剤、供給搬送路９からの未現像の現像剤、及び補給トナーを攪拌し、供給搬送路９の上流側へと斜め上方に移送する。この攪拌搬送路１０における斜め上方への現像剤の持ち上げの際、供給部剤速度Ｕ１を攪拌部剤速度Ｕ２より小さくして、供給搬送路９に十分な現像剤を収容しつつ、攪拌スクリュ１１の剤埋設率を約０．６程度以下に調節したところ、補給トナーの攪拌性を十分に確保することができ、また剤ストレスも低減した。
【０１１９】
図２０に示した現像装置４では、供給搬送路が上方に配置されているため、供給搬送路９の下流部で現像剤が枯渇しやすいという課題は大きな問題とならない。しかし、回収搬送路７から供給搬送路９の高さまで現像剤を持ち上げる攪拌搬送路１０で現像剤ストレスが大きくなってしまう課題がある。
Ｕ１＜Ｕ２とすることで、攪拌搬送路１０での剤重量を減らし、攪拌搬送路１０での攪拌スクリュ１１の現像剤に対する埋設率を下げることができる。これにより、図２０に示した現像装置４の課題である攪拌搬送路１０での現像剤のストレスを抑えることができる。また、Ｕ１＜Ｕ２により、供給搬送路９の下流部での剤高さが確保できるようになるため、供給搬送路９の剤枯渇を同時に防ぐことができる。
特に、現像ローラ５に回転中心１５と供給スクリュ８の最下点１１４とを通る平面と、回転中心１５を通る水平面とがなす角をー２０［°］〜２０［°］の範囲内とすることにより、供給搬送路９から現像剤へ安定した現像剤の供給を行うことができる。
【０１２０】
［実施形態２］
実施形態１では、供給搬送路９における現像剤の移動速度が搬送方向について均一であるものについて検討した。次に、実施形態２として、供給部剤速度Ｕ１が、供給搬送路９の現像剤搬送方向下流側ほど小さくなるものについて検討する。
なお、供給搬送路９、供給スクリュ８、攪拌搬送路１０及び攪拌スクリュ１１以外の構成については、実施形態１と共通であるので、共通する部分については説明を省略する。
【０１２１】
供給搬送路９で供給部剤速度Ｕ１を軸方向について一定にした場合、供給搬送路９の上流から下流へかけて、各場所での剤の重量が線形的に減少する。したがって、供給搬送路９の上流側にスクリュ埋設率１００％を超える過剰な現像剤を供給しないと下流部で現像剤が枯渇してしまう。供給搬送路９の上流側に剤を過剰に供給することは、剤にストレスを与えることにつながる。そこで、供給搬送路９で上流から下流へかけて各場所での現像剤の重量の減少率を下げることが望まれる。
図１４は、３つの現像剤搬送部剤の搬送速度と、供給搬送路位置における現像剤重量との関係を示すグラフである。図１４中（ａ）のグラフは、供給・攪拌・回収スクリュによる剤速度を、ともに０．１２［ｍ／ｓ］とした場合のグラフである。
一方、図１４中（ｂ）のグラフは攪拌・回収スクリュによる剤速度をともに０．１２［ｍ／ｓ］とし、供給スクリュによる剤速度を上流部の０．１２［ｍ／ｓ］から下流部の０．０６［ｍ／ｓ］まで線形的に減少させた場合の供給部での単位長さあたりの剤重量の計算結果である。
なお、剤速度以外のパラメータは、（ａ）及び（ｂ）では共通とした。
図１４より、（ａ）よりも（ｂ）の方が、供給スクリュによる剤速度を下流にいくに従って小さくすることにより、供給搬送路の下流部での単位長さあたりの剤重量を増加させることが分かる。そして、（ａ）よりも（ｂ）の方が、供給搬送路９で上流から下流へかけて各場所での現像剤の重量の減少率が小さいことが分かる。
そして、実施形態１のように供給部剤速度Ｕ１と攪拌部剤速度Ｕ２とが、Ｕ１＜Ｕ２の関係を満たす構成に加え、供給スクリュによる剤速度を下流にいくに従って小さくすることにより、さらに、供給搬送路の下流部での単位長さあたりの剤重量を増加させることができる。
【０１２２】
［実施例３］
図１５は実施例３に適用した供給スクリュ８の概略説明図である。
実施例３では、供給部剤速度Ｕ１が、供給搬送路９の現像剤搬送方向下流側ほど小さくなるように、供給スクリュ８を以下のように設計した。
軸方向長さ：３２０［ｍｍ］、羽部径２５［ｍｍ］、軸部径５［ｍｍ］、ピッチ幅：２０［ｍｍ］
さらに、現像剤搬送方向下流側に、下流側にいくに従って幅の大きくなる６つの攪拌フィン１５９を取り付けた。
図１５に示す供給スクリュ８を用いて画像形成を行った。なお、供給搬送路９の上流側の供給部剤速度Ｕ１は攪拌搬送路１０の攪拌部剤速度Ｕ２と同じ速度で行った。
【０１２３】
これらの攪拌フィン１５９の取り付けにより現像剤の流れが阻害され、供給部剤速度Ｕ１が下流側で連続的に遅くなった。また、攪拌フィン１５９がその面に対して垂直に現像剤を搬送する力により、供給搬送路９の下流側の少ない剤を現像ローラ５に持ち上げる能力が増した。これにより、供給搬送路９の下流側に現像剤がほとんど残っていない状態でも現像ローラ５に供給することができ過剰な剤の搬送を行う必要がなくなる。これにより、スクリュ回転数を低減させることができ、剤ストレス、スクリュ軸受ストレスを低減させることができる。
【０１２４】
以上、実施形態２のプリンタ部１００では、供給搬送路９の現像剤の速度である供給部剤速度Ｕ１を下流にいくに従い小さくなることにより、供給搬送路９から現像ローラ５へ現像剤を順次供給しても、現像剤の高さの減少を小さくすることができるため、現像ローラ５へ安定した現像剤量を供給できる。また、供給搬送路９の上流側へ過剰な剤の供給する必要がなくなるため、剤ストレスが軽減する。さらに、供給搬送路９と攪拌搬送路１０での剤速度が単純に式（１）の条件を満たすように設定し、供給搬送路９の下流側に十分な現像剤が搬送されるように設定した場合、Ｕ１とＵ２との差が大きくなり、攪拌搬送路１０から供給搬送路９への受け渡し部で現像剤の流れが不連続になるおそれがある。供給搬送路９の供給部剤速度Ｕ１を上流から下流にいくにしたがって小さくすることにより、供給搬送路９での現像剤の枯渇を防止しつつ、攪拌搬送路１０から供給搬送路９への受け渡し部での剤速度を連続的に変化させることができ、剤のストレスを軽減させることができる。
特に、供給搬送路９の現像剤搬送方向下流側の供給スクリュ８に、羽部の半径方向と供給スクリュ８の軸方向との辺から成る平面を持ったフィンとしての攪拌フィン１５９を設けることにより、下流部での現像剤の速度を低減させることができ、現像ローラ５へ安定した現像剤量を供給できる。さらに、攪拌フィン１５９を取り付けることにより、供給搬送路９の下流側に現像剤が少ない状態でも現像ローラ５へ現像剤を汲み上げる能力が増す。そのため、現像ローラ５への供給量にプラスして余分な剤を搬送する必要のなくなり、効率のよい搬送を行うことができるようになる。これにより、供給スクリュ８及び攪拌スクリュ１１の回転数を減らすことができ、現像剤のストレスを低減できる。
【０１２５】
［実施形態３］
実施形態２では、供給部剤速度Ｕ１が、供給搬送路９の現像剤搬送方向下流側ほど小さくなるものについて検討した。次に、実施形態３として、供給搬送路９の現像剤搬送方向下流にいくに従って、供給スクリュ８の部材体積を大きくするものについて検討する。
なお、供給スクリュ８以外の構成については、実施形態１と共通であるので、共通する部分については説明を省略する。
【０１２６】
供給搬送路９の現像剤搬送方向下流側にいくに従って、羽部の半径は一定のまま、供給スクリュ８の部材体積を大きくすることにより、供給搬送路９の下流側に現像剤が少ない状態でも、みかけの現像剤面の高さがほぼ一定になるため、現像ローラ５の磁力が及ぶ範囲に現像剤が常に存在することとなり、現像ローラ５は通常どおり剤の汲み上げを行うことができる。さらに、供給搬送路９の下流側に現像剤が少なくても汲み上げる能力が増すことにより、現像ローラ５への供給量にプラスして余分な剤を搬送する必要がなく、効率のよい搬送を行うことができるようになるため、供給スクリュ８、攪拌スクリュ１１の回転数を減らすことができ現像剤へのストレスを低減できる。
そして、実施形態１のように供給部剤速度Ｕ１と攪拌部剤速度Ｕ２とが、Ｕ１＜Ｕ２の関係を満たす構成に加え、供給スクリュ８の部剤体積を下流にいくに従って大きくすることにより、さらに、供給搬送路の下流部での単位長さあたりの剤重量を増加させることができる。
【０１２７】
次に、実施形態３に適用可能な供給スクリュ８の具体的な形状について説明する。図１６は実施形態３に適用可能な供給スクリュ８の概略説明図である。図１６（ａ）は実施例４、図１６（ｂ）は実施例５、図１６（ｃ）は実施例６そして図１６（ｄ）は実施例７の供給スクリュ８の概略説明図である。
なお、図１６に示す供給スクリュは、軸方向長さ：３２０［ｍｍ］、羽部径２５［ｍｍ］、軸部径５［ｍｍ］、ピッチ幅：２０［ｍｍ］のスクリュをベースに、下流部で供給スクリュ８の部材体積をさまざまな方法により増加させた。
【０１２８】
［実施例４］
図１６（ａ）は、実施例４に適用した供給スクリュ８の概略構成図である。実施例４では、供給スクリュ８の回転軸部である供給軸部１５７の軸径を、供給搬送路９の現像剤搬送方向下流側ほど大きすることにより、供給スクリュ８の部材体積を大きくしている。
具体的には、供給スクリュ８の軸部径を上流側の５［ｍｍ］から下流側の１５［ｍｍ］まで、現像剤搬送方向下流に行くにしたがって、軸部径を大きくしていったものである。
【０１２９】
［実施例５］
図１６（ｂ）は、実施例５に適用した供給スクリュ８の概略構成図である。実施例５では、供給スクリュ８の羽部である供給羽部１５８の厚さを、供給搬送路９の現像剤搬送方向下流側ほど大きすることにより、供給スクリュ８の部材体積を大きくしている。
具体的には、供給スクリュ８の供給羽部１５８について、上流側の１．５［ｍｍ］から下流側の４［ｍｍ］まで、現像剤搬送方向下流に行くにしたがって、その厚さを大きくしていったものである。
【０１３０】
［実施例６］
図１６（ｃ）は、実施例６に適用した供給スクリュ８の概略構成図である。実施例６では、供給スクリュ８の供給羽部１５８を供給搬送路９の下流側では複数条とし、供給搬送路９の上流側よりも条数を多くすることにより、供給スクリュ８の部材体積を大きくしている。
具体的には、供給スクリュ８の図中破線Ｂで示す、上流部１／２までは１条、破線Ｂ〜Ｃまでの間の上流から１／２〜３／４では２条、破線Ｃより下流側の上流から３／４〜４／４の最下流側では３条と、下流側ほど条数を増やしていくものである。
【０１３１】
［実施例７］
図１６（ｄ）は、実施例７に適用した供給スクリュ８の概略構成図である。実施例ｄでは、供給スクリュ８の供給羽部１５８の外側に、直径２［ｍｍ］の供給攪拌棒１６０を２本取り付けることにより、供給スクリュ８の部材体積を大きくしている。
【０１３２】
以上、実施形態３のプリンタ部１００では、供給搬送路９の現像剤搬送方向下流側にいくに従って、供給スクリュ８の部材体積を大きくすることにより、供給搬送路９の下流部に現像剤が少ない状態でもみかけの現像剤面の高さがほぼ一定になるため、現像ローラ５の磁力が及ぶ範囲に現像剤が常に存在することとなり、現像ローラ５は通常どおり剤の汲み上げを行うことができる。さらに、供給搬送路９の下流側に現像剤が少なくても汲み上げる能力が増すことにより、現像ローラ５への供給量にプラスして余分な剤を搬送する必要がなく効率のよい搬送を行うことができるようになるため、供給スクリュ８及び攪拌スクリュ１１の回転数を減らすことができ現像剤へのストレスを低減できる。
特に、供給スクリュ８の回転軸である供給軸部１５７の軸径を現像剤搬送方向下流側ほど連続的に大きくすることにより、供給スクリュ８の体積も連続的に大きくなり、現像ローラ５への現像剤の供給量に合わせた軸径の増加量に設定することにより、供給搬送路９内ので現像剤の高さをほぼ一定にすることができる。
なお、現像剤が少ない供給搬送路９の下流側ではスクリュピッチムラの起こる可能性が高くなると考えられる。特に、供給スクリュ８の羽部である供給羽部１５８の条数を現像剤搬送方向下流側ほど増やすことにより、そのスクリュピッチムラ低減を図ることができる。
【０１３３】
［変形例２］
プリンタ部１００の構成が異なる変形例２について説明する。
図１７は変形例２に係るプリンタ部１００の概略構成図である。これは図１に示した両面同時プリントに対して通常の片面のみを一度に作像するカラー方式である、いわゆるタンデム構成である。概略構成を以下に示す。
図１７のカラー画像形成装置であるプリンタ部１００は、いわゆるタンデム方式といわれ、各色毎のプロセスカートリッジ２２０が直列に配置された構成になっている。各色毎のプロセスカートリッジ２２０は、感光体１を中心に帯電装置である帯電ローラ２２３、現像装置４、感光体クリーニング装置２等から構成される。また４つのプロセスカートリッジ２２０の上方には露光装置２２４が配置されており、下方には中間転写装置２２１が配置されている。その他に、用紙搬送ユニット５０、紙転写装置２２８、定着装置６０などを備えている。プリンタ部１００において、感光体１、帯電ローラ２２３、現像装置４及び感光体クリーニング装置２等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカ−トリッジ２２０として一体に結合して構成し、このプロセスカ−トリッジ２２０をプリンタ部１００本体に対して着脱可能に構成する。
図１７に示すプリンタ部１００の作像動作は前述の図１において裏面（第一面）の作像がないだけであるため、説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】実施形態１に係る複写機の該略構成図。
【図２】同複写機のプリンタ部における４つの第一プロセスユニットの１つを示す拡大構成図。
【図３】同複写機のプリンタ部における４つの第二プロセスユニットの１つを示す拡大構成図。
【図４】同複写機の現像装置の概略構成図。
【図５】現像ローラの磁極配置の概略構成図。
【図６】現像装置の下ケーシングの斜視図。
【図７】現像剤搬送路の連通部の概略断面図。
【図８】現像装置の上ケーシングの斜視図。
【図９】各現像剤搬送路での現像剤搬送量及びフローを説明する概略図。
【図１０】供給部剤速度、攪拌部剤速度及び供給部下流剤重量の関係を示す３次元グラフ。
【図１１】図１０の３次元グラフを切った際の断面をＸ−Ｙ平面。
【図１２】透磁率センサを用いた現像剤速度測定方法の模式図。
【図１３】現像ローラの位置と供給ローラの回転方向との関係の説明図。
【図１４】３つの現像剤搬送部剤の搬送速度と、供給搬送路位置における現像剤重量との関係を示すグラフ。
【図１５】実施例３に適用した供給スクリュの概略説明図。
【図１６】実施形態３に適用可能な供給スクリュの概略説明図。（ａ）は実施例４の供給スクリュ、（ｂ）は実施例５の供給スクリュ、（ｃ）は実施例６の供給スクリュ、（ｄ）は実施例７の供給スクリュ。
【図１７】変形例２に係るプリンタ部の概略構成図。
【図１８】従来から広く使用されている現像装置の概略構成図。
【図１９】特許文献１に記載の現像装置の概略構成図。
【図２０】特許文献２に記載の現像装置の概略構成図。
【符号の説明】
【０１３５】
１      感光体
２      感光体クリーニング装置
３      スコロトロンチャージャ
４      現像装置
５      現像ローラ
６      回収スクリュ
７      回収搬送路
８      供給スクリュ
９      供給搬送路
１０    攪拌搬送路
１１    攪拌スクリュ
１２    下ケーシング
１３    上ケーシング
１４    スクリュ頂点
１５    回転中心
１６    現像ドクタ
１７    ドクタ領域
１８    被規制現像剤回収部材
１９    放熱用部材
２０    第一転写ユニット
２１    第一中間転写ベルト
３０    第二転写ユニット
３１    第二中間転写ベルト
４０    給紙装置
４４    横レジ補正機構
４５    レジストローラ対
４６    二次転写ローラ
４７    転写チャージャ
５０    紙搬送ユニット
５０Ａ  搬送クリーニング装置
５１    紙搬送ベルト
５４    分離ローラ
５７    吸着用チャージャ
５８    分離用チャージャ
６０    定着装置
７０    冷却ローラ対
７１    排紙ローラ対
７５    排紙スタック部
８０    第一プロセスユニット
８１    第二プロセスユニット
８５    ボトル収容部
９０    操作・表示ユニット
９５    制御部
１００  プリンタ部
１１０  回収攪拌スクリュ
１１１  作像ユニット
１２０  フィン
１２１  ガイド部
１２２  現像剤捕捉ローラ
１２３  スクレーパ
１２７  トナー濃度センサ
１２８  放熱フィン
１３０  トナー補給口
１３１  回収・供給凸部
１３２  供給・攪拌凸部
１３３  仕切り壁
１３４  仕切り板
１３８  攪拌搬送羽部
１３９  攪拌横移送用パドル
１４０  攪拌逆送羽部
１４１  回収横移送用パドル
１４２  供給横移送用パドル
１４３  移送部位置
１４４  現像剤押し出し面
１４５  像剤嵩調節開口部
１５９  攪拌フィン
２００  自動画像読取装置
２１０  回収攪拌搬送路
３００  紙補給装置
４０１  供給回収スクリュ
４０２  供給回収搬送路
４０３  隔壁
４０４  第一隔壁
４０５  第二隔壁
【図１】
2007011004.tif 000009
【図２】
2007011004.tif 000010
【図３】
2007011004.tif 000011
【図４】
2007011004.tif 000012
【図６】
2007011004.tif 000013
【図７】
2007011004.tif 000014
【図８】
2007011004.tif 000015
【図９】
2007011004.tif 000016
【図１０】
2007011004.tif 000017
【図１１】
2007011004.tif 000018
【図１２】
2007011004.tif 000019
【図１３】
2007011004.tif 000020
【図１４】
2007011004.tif 000021
【図１５】
2007011004.tif 000022
【図１６】
2007011004.tif 000023
【図１７】
2007011004.tif 000024
【図２０】
2007011004.tif 000025
【図５】
2007011004.tif 000026
【図１８】
2007011004.tif 000027
【図１９】
2007011004.tif 000028