(57)【要約】【課題】回収搬送路と供給搬送路とを仕切る仕切り部材の回収搬送路側の壁面に現像剤が滞留することに起因する連れ回りの発生を防止することができる現像装置、並びにこの現像装置を備えた画像形成装置、およびプロセスカートリッジを提供する。【解決手段】現像装置５は、装置外部から気流を供給する気流供給手段であるエアポンプ９０と、エアポンプ９０によって供給された気流を装置内部に導入する気流導入経路６２とを備え、気流導入経路６２を通過した気流の出口である気流吹き出し口６０を、仕切り部材５７の回収搬送路５４ａ側の壁面に設ける。【選択図】図１
2012173648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に備えた複数の磁極により磁性キャリアとトナーとからなる現像剤を表面上に担持し、その表面が回転して潜像担持体と対向する現像領域で該潜像担持体の表面上の潜像にトナーを供給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供給搬送部材と、
該現像領域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搬送する回収搬送部材とを有し、
該供給搬送部材を配置した空間である供給搬送路と、該回収搬送部材を配置した空間である回収搬送路とを仕切る仕切り部材の、該軸線方向に直交する断面における端部は該現像剤担持体の表面と対向し、
該回収搬送部材は該仕切り部材を挟んで該供給搬送部材よりも上方に配置された現像装置において、
装置外部から気流を供給する気流供給手段と、該気流供給手段によって供給された気流を装置内部に導入する気流導入経路とを備え、
該気流導入経路を通過した気流の出口である気流吹き出し口を、上記仕切り部材の上記回収搬送路側の壁面に設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、
上記気流吹き出し口を、上記現像剤担持体が備える複数の磁極によって発生する磁場外の領域で、且つ、回収搬送部材が現像剤に接触しない領域に設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１または２の現像装置において、
上記気流吹き出し口を、上記仕切り部材の上記回収搬送路側の壁面の一部に設けた垂直面に設け、該気流吹き出し口の開口幅をキャリア粒径以下としたことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の現像装置において、
上記気流供給手段は、圧力５０［ｋＰａ］、流量１［ｌ／ｍｉｎ］以上の空気流を供給することを特徴とする現像装置。
【請求項５】
少なくとも潜像担持体と、
該潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、
該潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、
該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する画像形成装置において、
該現像手段として、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置における少なくとも該潜像担持体と該現像手段とを１つのユニットとして共通の保持体に保持させて画像形成装置本体に対して着脱可能にしたプロセスカートリッジにおいて、
上記現像手段として、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置を用いたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等に用いられる現像装置並びにこれを用いた画像形成装置及びプロセスカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、トナーと磁性キャリアとを含む二成分の現像剤を用いた現像装置が広く用いられている。この種の現像装置では、内部に複数の磁極を備え、表面が回転する現像剤担持体の表面上に現像剤を担持し、潜像担持体と対向する現像領域で潜像担持体の表面上の潜像に現像剤中のトナーを供給することで潜像担持体上の潜像を現像するものが広く用いられている（例えば、特許文献１〜３）。特許文献１〜３に記載の現像装置では、現像剤担持体の回転軸に平行な方向に現像剤を搬送する複数の現像剤搬送部材を備える。そして、現像剤搬送部材を配置した現像剤搬送路内で現像剤を循環させつつ、循環する現像剤の一部を現像剤担持体の表面に供給し、現像領域を通過した現像剤は現像剤担持体の表面から現像剤搬送路内に回収し、他の現像剤とともに循環させる。また、現像領域ではトナーが消費されるため、そのトナー消費に応じて現像装置の一部に設けられたトナー補給口から現像剤搬送路内に適宜にトナーが補給される。補給されたトナーは、現像剤搬送路内の現像剤とともに現像剤搬送部材によって搬送されつつ、撹拌・混合される。
【０００３】
特許文献１及び特許文献２には、現像剤搬送路のうち、現像剤を供給搬送部材によって搬送しつつ現像剤担持体に供給する供給搬送路と、現像剤を回収搬送部材によって搬送しつつ現像領域を通過した現像剤担持体表面上の現像剤を回収する回収搬送路とが形成された現像装置が記載されている。これらの現像装置では、供給搬送路と回収搬送路とは、軸線方向に直交する断面における端部が現像剤担持体の表面と対向する仕切り部材によって空間的に仕切られている。このように、供給搬送路と回収搬送路とを分離した現像装置は、現像領域を通過してトナー濃度が低下した現像剤が現像に用いられないため、潜像担持体上で潜像が現像されたトナー像の濃度偏差を小さくすることができる。
また、特許文献１及び特許文献２に記載の現像装置は、供給搬送路と回収搬送路との少なくとも一部が上下方向で重なるように、回収搬送部材を供給搬送部材よりも上方に配置している。供給搬送路と回収搬送路との少なくとも一部が上下方向で重なるように配置することで、供給搬送路と回収搬送路とを水平方向に並べて配置する構成に比べて、現像装置の水平方向の幅を小さくすることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、回収搬送部材を供給搬送部材よりも上方に配置し、供給搬送路と回収搬送路との少なくとも一部が上下方向で重なる現像装置では、仕切り部材の回収搬送路側の壁面に現像剤による壁が形成されることがあった。これは以下の理由による。
すなわち、現像領域を通過した現像剤担持体の表面上から離脱した現像剤は自重によって、回収搬送路内に落下し、さらに、回収搬送部材によって搬送力を付与される領域まで到達することで、他の現像剤と共に現像剤搬送路内を循環する。ここで、回収搬送部材は供給搬送部材よりも上方に配置されているため、仕切り部材の回収搬送路側の壁面は、水平面または傾斜面からなる仕切り部材における上面となり、仕切り部材の供給搬送路側の壁面は仕切り部材における下面となる。そして、現像剤担持体から離脱した現像剤の流動性が高い状態であれば仕切り部材の上面である回収搬送路側の壁面の壁面を自重で滑り落ちたり、後から落下してくる現像剤に押されたりして、回収搬送部材によって搬送力を付与される領域まで到達する。しかし、現像剤の流動性が低くなると、回収搬送路側の壁面に現像剤が滞留し、自重や後から落下してくる現像剤に押されるだけでは、回収搬送部材によって搬送力を付与される領域に向けて移動し難くなることがある。このように、仕切り部材の回収搬送路側の壁面で現像剤が滞留して移動し難くなると、現像剤の粒子間の空気が抜けてさらに流動性が低下し、現像剤による壁が形成されることがある。
仕切り部材の回収搬送路側の壁面に現像剤の壁が形成されると、現像剤担持体から離脱しようとする現像剤が現像剤の壁に阻まれて、現像剤担持体から離脱できず、仕切り部材の端部と現像剤担持体との隙間を通過する連れ回りが生じることがある。連れ回りが発生し、現像領域を通過した現像剤が仕切り部材の端部と現像剤担持体との隙間を通過すると、供給搬送路から供給される現像剤ともに現像領域に到達し、トナー像の濃度ムラの原因となる。
【０００５】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、回収搬送路と供給搬送路とを仕切る仕切り部材の回収搬送路側の壁面に現像剤が滞留することに起因する連れ回りの発生を防止することができる現像装置、並びにこの現像装置を備えた画像形成装置、およびプロセスカートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、内部に備えた複数の磁極により磁性キャリアとトナーとからなる現像剤を表面上に担持し、その表面が回転して潜像担持体と対向する現像領域で該潜像担持体の表面上の潜像にトナーを供給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供給搬送部材と、該現像領域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搬送する回収搬送部材とを有し、該供給搬送部材を配置した空間である供給搬送路と、該回収搬送部材を配置した空間である回収搬送路とを仕切る仕切り部材の、該軸線方向に直交する断面における端部は該現像剤担持体の表面と対向し、該回収搬送部材は該仕切り部材を挟んで該供給搬送部材よりも上方に配置された現像装置において、装置外部から気流を供給する気流供給手段と、該気流供給手段によって供給された気流を装置内部に導入する気流導入経路とを備え、該気流導入経路を通過した気流の出口である気流吹き出し口を、上記仕切り部材の上記回収搬送路側の壁面に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記気流吹き出し口を、上記現像剤担持体が備える複数の磁極によって発生する磁場外の領域で、且つ、回収搬送部材が現像剤に接触しない領域に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の現像装置において、上記気流吹き出し口を、上記仕切り部材の上記回収搬送路側の壁面の一部に設けた垂直面に設け、該気流吹き出し口の開口幅をキャリア粒径以下とした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乃至３のいずれか１項に記載の現像装置において、上記気流供給手段は、圧力５０［ｋＰａ］、流量１［ｌ／ｍｉｎ］以上の空気流を供給することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、少なくとも潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、該潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する画像形成装置において、該現像手段として、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置における少なくとも該潜像担持体と該現像手段とを１つのユニットとして共通の保持体に保持させて画像形成装置本体に対して着脱可能にしたプロセスカートリッジにおいて、上記現像手段として、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置を用いたことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明においては、気流導入経路を通過した気流の出口である気流吹き出し口を仕切り部材の回収搬送路側の壁面に設けることで、回収搬送路内に向けて気流を吹き出すことができる。これにより、滞留した現像剤に対して気体を供給し、現像剤の流動性を高めることができる。現像剤の流動性を高めることにより、仕切り部材の回収搬送路側の壁面に現像剤の壁が形成されることを防止することができる。また、現像剤の流動性を高めることで、仕切り部材上での現像剤の滞留そのものを抑制することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、仕切り部材の回収搬送路側の壁面に現像剤の壁が形成されることを防止し、仕切り部材上での現像剤の滞留を抑制することができるため、仕切り部材の回収搬送路側の壁面に現像剤が滞留することに起因する連れ回りの発生を防止することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態の現像装置の断面説明図。
【図２】本実施形態に係る複写機の概略構成図。
【図３】本実施形態の作像装置の概略構成図。
【図４】本実施形態の現像装置の斜視説明図。
【図５】現像装置内における現像剤の長手方向の動きを示す模式図。
【図６】仕切り部材の拡大説明図、（ａ）は断面説明図、（ｂ）は（ａ）中の矢印Ａ方向から見た説明図、（ｃ）は、（ｂ）中の領域αの拡大図。
【図７】従来の現像装置を備えた作像部の一例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機（以下、複写機５００という）に適用した実施形態について説明する。
図２は、複写機５００の概略構成図である。複写機５００は、画像形成装置の本体部としてのプリンタ部１００の上方に、原稿読込部４及び原稿搬送部３を備え、プリンタ部１００の下方に給紙部７を備える。原稿搬送部３は、原稿読込部４に原稿を搬送し、原稿読込部４は搬送されてきた原稿の画像情報を読み込む。給紙部７は、転写紙等の記録媒体Ｐが収容される給紙カセット２６、給紙カセット２６内の記録媒体Ｐをプリンタ部１００に向けて送り出す給紙ローラ２７を備える。図２中の一点鎖線は、複写機５００内での記録媒体Ｐの搬送経路を示す。
【００１１】
プリンタ部１００の上部は、出力画像が形成された記録媒体Ｐが積載される排紙トレイ３０となっている。プリンタ部１００は、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像を形成する四つの作像部６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、中間転写ユニット１０とを備える。各作像部６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、各色トナー像が形成される像担持体としてのドラム状の感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、及び、各感光体（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の表面上に形成された静電潜像を現像する現像装置５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を備える。
中間転写ユニット１０は、各感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の表面上に形成された各色トナー像が重ねて転写され、表面上でカラートナー像が形成される中間転写ベルト８、及び、各感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の表面上に形成されたトナー像を中間転写ベルト８に転写する一次転写バイアスローラ９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を備える。
また、プリンタ部１００は、中間転写ベルト８上のカラートナー像を記録媒体Ｐ上に転写するための二次転写バイアスローラ１９、給紙ローラ２７によって送り出された記録媒体Ｐを中間転写ベルト８と二次転写バイアスローラ１９とが対向する二次転写ニップに搬送するタイミングを調整するレジストローラ対２８を備える。
さらに、プリンタ部１００は、二次転写ニップの上方に記録媒体Ｐ上の未定着トナー像を定着する定着装置２０を備える。
また、プリンタ部１００内の排紙トレイ３０の下方、且つ、中間転写ユニット１０の上方には、各現像装置５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に供給する各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナーを収容する各色のトナー容器１１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が配置されている。
【００１２】
図３は、四つの作像部６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のうちの一つの拡大説明図である。四つの作像部６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外は、その構成・動作がほぼ同様であるので、以下の説明では、対応する色を示す符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを適宜省略して説明する。
図３に示すように、作像部６は、感光体１及び現像装置５を一体的に支持するプロセスカートリッジとなっており、このプロセスカートリッジは複写機５００本体に対して着脱可能となっている。また、作像部６は、感光体１の周囲に現像装置５以外に、感光体クリーニング装置２、潤滑剤塗布装置４１、及び、帯電装置４０を備える。
【００１３】
以下、本実施形態の複写機５００における通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿搬送部３の原稿台に原稿がセットされた状態で、不図示のスタートボタンが押されると、原稿は、原稿搬送部３の搬送ローラによって原稿台から搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス上に載置された原稿の画像情報が光学的に読み取られる。
【００１４】
詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス上の原稿の画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿にて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿のカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
【００１５】
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、不図示の書込み部に送信される。そして、書込み部からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光Ｌが、それぞれ、対応する感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上に向けて発せられる。
【００１６】
一方、四つの感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、それぞれ、図２及び図３中の時計方向に回転している。そして、まず、感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の表面は、帯電装置４０の帯電ローラ４ａとの対向部で、一様に帯電される。こうして、感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の表面上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）表面は、レーザ光Ｌの照射位置に達する。
書込み部において、四つの光源から画像信号に対応したレーザ光Ｌが各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光Ｌは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過して、各感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の表面に照射される。
【００１７】
イエロー成分に対応したレーザ光Ｌは、図２中の紙面左側から一番目のイエロー用感光体１Ｙ表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光Ｌは、高速回転するポリゴンミラーにより、イエロー用感光体１Ｙの回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電装置４０によって帯電された後のイエロー用感光体１Ｙの表面上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
【００１８】
同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光Ｌは、図２中の紙面左から二番目のマゼンタ用感光体１Ｍ表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光Ｌは、図２中の紙面左から三番目のシアン用感光体１Ｃ表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光Ｌは、図２中の紙面左から四番目のブラック用感光体１Ｋ表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
【００１９】
その後、各色の静電潜像が形成された感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）表面は、それぞれ、現像装置５との対向位置に達する。そして、各色トナーとキャリアとからなる現像剤を収容する現像装置５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）から感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の表面上に各色トナーが供給されて、感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上の潜像が現像される。
現像装置５との対向部を通過した後の感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）表面は、それぞれ、中間転写ベルト８との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト８の内周面に当接するように一次転写バイアスローラ９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が設置されている。そして、中間転写ベルト８を挟んで感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と一次転写バイアスローラ９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）とが対向する一次転写ニップで、各感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上に形成された各色のトナー像が、中間転写ベルト８上に、上順次重ねて転写される。
【００２０】
一次転写ニップを通過した後の感光体１表面は、それぞれ、感光体クリーニング装置２との対向位置に達する。そして、感光体クリーニング装置２との対向位置で、感光体１上に残存する未転写トナーがクリーニングブレード２ａによって掻き取られ、回収される。
感光体クリーニング装置２との対向部を通過した感光体１の表面は不図示の除電部を通過して、感光体１における一連の作像プロセスが終了する。
【００２１】
一方、四つの感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上の各色トナー像が重ねて転写され、カラートナー像を担持する中間転写ベルト８は、図２中の反時計方向に表面移動して、二次転写バイアスローラ１９との対向位置であるニ次転写ニップに達する。そして、ニ次転写ニップで中間転写ベルト８上に担持されたカラートナー像が記録媒体Ｐ上に転写される。
【００２２】
ニ次転写ニップを通過した中間転写ベルト８表面は、不図示の中間転写ベルトクリーニング装置との対向部に達する。この対向部で、中間転写ベルト８上に付着した転写残トナーが中間転写ベルトクリーニング装置に回収されて、中間転写ベルト８における一連の転写プロセスが終了する。
【００２３】
上述したニ次転写ニップに搬送される記録媒体Ｐは、給紙部７からレジストローラ対２８等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙カセット２６から、給紙ローラ２７により給送された記録媒体Ｐが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ対２８に導かれる。レジストローラ対２８に達した記録媒体Ｐは、中間転写ベルト８条に形成されたカラートナー像がニ次転写ニップに向かうタイミングに合わせて二次転写ニップに向けて搬送される。
【００２４】
ニ次転写ニップでカラートナー像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置２０に導かれる。定着装置２０では、定着ローラと加圧ローラとによって形成される定着ニップにて、カラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。
定着装置２０を通過した記録媒体Ｐは、排紙ローラ対２５によってプリンタ部１００の外に出力画像として排出されて、排紙トレイ３０上にスタックされて、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００２５】
図１は、本実施形態の現像装置５の断面説明図であり、図４は、現像装置５の斜視説明図である。
現像装置５は、現像スリーブ５１、供給スクリュ５３、回収スクリュ５４、ドクタブレード５２、及び、仕切り部材５７を備える。現像装置５のケーシング内の空間のうち、供給スクリュ５３が配置された供給搬送路５３ａと、回収スクリュ５４が配置された回収搬送路５４ａとは仕切り部材５７によって空間的に仕切られている。また、仕切り部材５７は、軸線方向に直交する断面（図１で説明図を示す断面）における端部が現像スリーブ５１の表面に対向し、近接して配置されることにより、現像スリーブ５１の表面上から現像剤Ｇの離脱を促す分離板としても機能する。
現像スリーブ５１の内側には、現像装置５本体に対して固定された複数の磁石からなるマグネットローラ５５が配置されている。本実施形態のマグネットローラ５５は、複数の磁石によって、第一磁極Ｐ１（Ｎ極）、第二磁極Ｐ２（Ｓ極）、第三磁極Ｐ３（Ｎ極）、第四磁極Ｐ４（Ｎ極）、及び、第五磁極Ｐ５（Ｓ極）の５つの磁極が設けられている。なお、図１中のＰ１〜Ｐ５は、各磁極によって形成される磁場の現像スリーブ５１の表面上における法線方向磁束密度（絶対値）の分布を示している。
【００２６】
現像装置５では、トナーとキャリアとからなる二成分の現像剤Ｇ（添加剤等を添加する場合も含む）を収容し、現像剤Ｇを長手方向（現像スリーブ５１の回転軸方向）に搬送して循環経路を形成する現像剤搬送部材として、供給スクリュ５３及び回収スクリュ５４を備える。また、現像装置５では、供給スクリュ５３と回収スクリュ５４とを上下方向に配置し、供給スクリュ５３と回収スクリュ５４との間に配置された仕切り部材５７によって供給搬送路５３ａと回収搬送路５４ａとが形成されている。
また、感光体１と現像スリーブ５１との対向部である現像領域に対して、現像スリーブ５１の表面移動方向上流側で、現像スリーブ５１の表面上に担持され、現像領域に向かう現像剤量を規制する現像剤規制部材であるドクタブレード５２が現像スリーブ５１の下方に配置されている。
【００２７】
現像装置５では、二成分の現像剤Ｇを用いているため、現像装置５内におけるトナー消費に応じて、現像装置の一部に設けられたトナー補給口５９から現像装置５内に適宜にトナーが補給される。補給されたトナーは、現像装置５内の現像剤Ｇとともに、現像剤搬送部材である回収スクリュ５４及び供給スクリュ５３によって搬送されつつ、撹拌・混合される。このように、現像剤搬送部材によって撹拌・混合された現像剤Ｇは、その一部が現像剤担持体である現像スリーブ５１の表面に供給され、その表面に担持される。現像スリーブ５１の表面に担持された現像剤Ｇは、現像スリーブ５１の下方に設置されたドクタブレード５２によって適量に規制された後に、現像領域に到達する。現像領域では、現像スリーブ５１の表面上の現像剤Ｇ中のトナーが感光体１の表面上の潜像に付着する。現像ローラを構成する現像スリーブ５１の内部には複数の磁石が固設されたマグネットローラ５５があり、このマグネットローラ５５は、現像スリーブ５１の周囲に磁場を形成する複数の磁極（Ｐ１〜Ｐ５）を備えている。
【００２８】
本実施形態の現像装置５内には、ポリエステル樹脂を主成分とするトナー（平均粒径５．８［μｍ］）と磁性微粒子であるキャリア（平均粒径３５［μｍ］）とを、トナー濃度が７［ｗｔ％］となるように均一混合した現像剤Ｇが３００［ｇ］充填されている。そして、並列に配置された供給スクリュ５３と回収スクリュ５４とを６００［ｒｐｍ］で回転させることによって、現像剤Ｇの搬送とトナー補給口５９から補給されるトナーの撹拌とを同時に行い、トナーとキャリアとの均一混合と帯電付与を行っている。
均一混合された現像剤Ｇは現像スリーブ５１に近接して平行に設けられた供給スクリュ５３に搬送されながら、現像スリーブ５１に内包されたマグネットローラ５５の第五磁極Ｐ５の磁力によって現像スリーブ５１の外周表面に受け渡される。現像スリーブ５１の表面に受け渡された現像剤Ｇは、現像スリーブ５１が図１中矢印に示すように、反時計回り方向に回転することによって現像領域に到達する。不図示の高圧電源から現像スリーブ５１に電圧が印加されることにより、現像領域では現像スリーブ５１と感光体１との間に現像電界が形成されており、感光体１の表面上の潜像に現像スリーブ５１の表面上の現像剤Ｇ中のトナーが供給され、感光体１上の潜像を現像される。
現像領域を通過した後の現像スリーブ５１の表面上の現像剤Ｇは、現像スリーブ５１の回転に伴って現像装置５内の回収搬送路５４ａに回収されるようになっている。
【００２９】
図５は、現像装置５内における現像剤Ｇの長手方向の動きを示す模式図である。図５中の白抜き矢印が現像装置５内での現像剤Ｇの流れを示している。
図５では図示を省略した仕切り部材５７は、現像装置５の長手方向の両端に供給搬送路５３ａと回収搬送路５４ａとを連通する開口部がそれぞれ設けられている。そして、供給搬送路５３ａにおける供給スクリュ５３の搬送方向下流側端部に到達した現像剤Ｇは仕切り部材５７に設けられた開口部のうちの剤持上げ口７２を通って回収搬送路５４ａにおける搬送方向上流側端部に受け渡される。一方、回収搬送路５４ａにおける回収スクリュ５４の搬送方向下流側端部に到達した現像剤Ｇは仕切り部材５７に設けられた開口部のうちの剤落下口７１を通って供給搬送路５３ａにおける搬送方向上流側端部に受け渡される。
図５では、現像スリーブ５１への現像剤Ｇの供給及び回収を模式的に示す都合上、供給搬送路５３ａと回収搬送路５４ａとの間にある程度の距離があるように描かれている。しかしながら、供給搬送路５３ａと回収搬送路５４ａとは図１で示すように板状の仕切り部材５７によって仕切られており、その開口部である剤持上げ口７２及び剤落下口７１は板状の仕切り部材５７を表から裏に貫通する貫通口である。
【００３０】
図５に示すように、回収搬送路５４ａに対して下方にある供給搬送路５３ａ内の現像剤Ｇは供給スクリュ５３によって長手方向に搬送されつつ、供給スクリュ５３の回転と、汲み上げ磁極としての第五磁極Ｐ５の磁力とによって現像スリーブ５１の表面に汲み上げられる。現像スリーブ５１の表面に汲み上げられた後、現像領域を通過した現像スリーブ５１の表面上の現像剤Ｇは、隣り合う同極性（Ｎ極）の磁極である第三磁極Ｐ３と第四磁極Ｐ４とによって構成される剤離れ磁極の磁力による作用と、仕切り部材５７の分離板としての作用とによって、現像スリーブ５１の表面上から離脱され、回収搬送路５４ａ内に送られる。
【００３１】
供給搬送路５３ａに対して上方にある回収搬送路５４ａ内の回収スクリュ５４は、剤離れ磁極の位置で現像スリーブ５１から離脱した現像剤Ｇを長手方向（供給スクリュ５３による搬送方向とは逆方向）に搬送する。
供給スクリュ５３による搬送経路である供給搬送路５３ａの下流側と、回収スクリュ５４による搬送経路である回収搬送路５４ａの上流側とは剤持上げ口７２を介して連通している。そして、供給搬送路５３ａの下流側端部に達した現像剤Ｇは、その位置に留まり後から搬送されてくる現像剤Ｇによって押し上げられ、回収搬送路５４ａの上流側端部に到達する。
【００３２】
また、回収搬送路５４ａの上流側端部には、トナー補給口５９が設けられており、新品のトナーがトナー容器１１から不図示のトナー補給装置を介して適宜に補給される。また、供給搬送路５３ａの上流側側端部と回収搬送路５４ａの下流側端部とは剤落下口７１を介して連通している。そして、回収搬送路５４ａの下流側端部に達した現像剤Ｇは、剤落下口７１を自重落下して供給搬送路５３ａの上流側端部に受け渡される。
【００３３】
現像装置５は、上述したように、供給スクリュ５３と回収スクリュ５４とが図示した方向で回転し、同時に現像スリーブ５１に内包したマグネットローラ５５の磁気吸引力で現像スリーブ５１に引き寄せる。さらに、現像スリーブ５１を感光体１に対する所定の速度比で回転させることで、現像領域に対して連続的に現像剤Ｇの汲み上げ供給を行っている。現像スリーブ５１からの現像剤Ｇの離脱は第三磁極Ｐ３と第四磁極Ｐ４とで構成される剤離れ磁極にて反発磁気力を作り本区間に運ばれた現像剤Ｇは、剤離れ磁極で法線方向と回転接線方向との合成方向にリリースされ、仕切り部材５７上に自重落下して回収される。
【００３４】
図７は、複数の搬送部材（供給回収スクリュ５０１及び循環スクリュ５０２）を水平方向に配置した従来の現像装置５を備えた作像部６の一例を示す断面図である。図７に示す現像装置５では、供給回収スクリュ５０１を配置した供給回収搬送路５０１ａと、循環スクリュ５０２を配置した循環搬送路５０２ａとは仕切り部材５７で仕切られている。仕切り部材５７の図７中の紙面に直交する方向における両端部には開口部が設けられており、供給回収搬送路５０１ａと循環搬送路５０２ａとを連通し、供給回収搬送路５０１ａの搬送方向下流側端部に到達した現像剤は仕切り部材５７の開口部を介して循環搬送路５０２ａの上流側端部に受け渡される。また、循環搬送路５０２ａの搬送方向下流側端部に到達した現像剤は仕切り部材５７の他方の開口部を介して供給回収搬送路５０１ａの上流側端部に受け渡される。
供給回収搬送路５０１ａ内の現像剤Ｇは、供給回収スクリュ５０１によって搬送されながら、その一部は現像スリーブ５１の表面に受け渡される。現像スリーブ５１の表面に受け渡され、ドクタブレード５２とのギャップを通過した現像剤Ｇは感光体１との対向部である現像領域で現像に供される。現像領域を通過した現像スリーブ５１の表面上に担持された現像剤Ｇは、現像スリーブ５１から離脱して、供給回収搬送路５０１ａ内に戻って供給回収スクリュ５０１によって搬送される。
【００３５】
本実施形態の現像装置５のように、複数の搬送部材が上下方向に並設された現像装置は、複数の搬送部材が水平方向に並設された図７に示す現像装置５に比べて、現像装置５を水平方向にコンパクト化することができる。そのために、図２に示す複写機５００のように、複数の現像装置５が水平方向に並設されるタンデム型のカラー画像形成装置においては、多く用いられている。また、現像装置５のように、複数の搬送部材を上下方向に並設して、現像スリーブ５１に対して現像剤Ｇを供給する供給搬送路５３ａと、現像スリーブ５１から離脱する現像剤Ｇの回収搬送路５４ａとを分離した構成は、現像剤担持体に現像剤を供給した現像剤搬送路で、現像領域を通過した後の現像剤担持体表面上の現像剤を回収する図７に示す現像装置５に比べて、現像スリーブ５１上に担持されて現像に供する現像剤Ｇ中に現像領域通過後のものが含まれにくいために、潜像担持体上に形成するトナー像の濃度偏差を小さくすることができる。
【００３６】
また、本実施形態の現像装置５のように、ドクタブレード５２が現像スリーブ５１の下方に配設された現像装置を備えた画像形成装置は、現像剤規制部材が現像剤担持体の上方に配設された現像装置（例えば、特許文献２の図１９等参照）を備えたものに比べて、画像形成装置の下方に配設された給紙部（用紙収容部）から排紙トレイまでの用紙搬送経路の長さを短くできる。このために、タンデム型のカラー画像形成装置におけるファーストプリント時間を短くすることができる。さらに、用紙搬送経路を比較的短くしても、排紙トレイを画像形成装置の上方に配設するレイアウトを容易にとることができるために、水平方向のサイズが小型化されたタンデム型のカラー画像形成装置に多く用いられている。
【００３７】
現像装置５では、現像スリーブ５１から離脱した現像剤Ｇは、仕切り部材５７の上面の傾斜に従って自重搬送され、回収スクリュ５４によって搬送力を付与される領域に回収されるようになっている。このとき、回収搬送路５４ａ内の現像剤Ｇは、図５に示すように、搬送方向下流側ほど高くなるように、長手方向に渡って斜めに傾斜している。これは、現像装置５が、現像スリーブ５１に対して現像剤Ｇを供給する供給搬送路５３ａと、現像スリーブ５１から離脱する現像剤Ｇの回収搬送路５４ａとを分離した、所謂、一方向循環システムであるためである。
回収搬送路５４ａの搬送方向下流側は、特に現像剤Ｇの嵩が高くなり易く、仕切り部材５７の上面で多量に滞留し易い。そして、この滞留した現像剤が経時で粒子間の空気が抜けて流動性が悪化し、壁のようになり、この壁が仕切り部材５７の上端よりも高い位置まで到達すると、現像スリーブ５１から現像剤Ｇを回収搬送路５４ａ内に回収しきれず、現像領域を通過した現像剤Ｇが仕切り部材５７を挟んで下方にある供給搬送路５３ａへ到達する、所謂、連れ回りが生じる。
【００３８】
連れ回りが生じると、現像領域を通過した後のトナー濃度が低下した現像剤Ｇが、現像スリーブ５１に担持されたままの状態となり、濃度の薄い現像剤と、濃度の濃い（所定のトナー濃度の）現像剤とが混在した状態となり、供給スクリュ５３のスクリュピッチに応じた濃度ムラ画像が発生することがあった。
上述したように、回収搬送路５４ａの搬送方向下流側で現像剤Ｇの嵩が高くなる現象は、画像形成装置の経時使用によって現像剤Ｇの流動性が悪化した場合に、仕切り部材５７の上面で現像剤Ｇが留まって堆積し易くなる為、顕著になる。
【００３９】
また、二成分現像剤を用いる現像装置では、繰り返し印刷を行うにつれ、トナーと磁性キャリアとから構成される現像剤の帯電特性の悪化や、現像装置内での現像剤流動特性の悪化が進む。その結果、現像装置内の搬送伝達力が及ばない領域においてしばしば、現像剤の滞留を起こし最悪は現像剤による壁をつくってしまい、現像剤が現像スリーブに供給されなくなってしまったり、現像スリーブから分離されにくくなってしまったりすることがあった。
【００４０】
特に、本実施形態の現像装置５のように、現像スリーブ５１に現像剤を供給する供給スクリュ５３と、現像後の現像剤を現像スリーブ５１から分離し回収する回収スクリュ５４を備え、供給搬送路５３ａと回収搬送路５４ａとが別々になっている現像装置では、現像スリーブ５１から離脱した現像剤が、回収搬送路５４ａ中の回収スクリュ５４によって搬送力を付与される領域まで自重による搬送以外に搬送伝達力が及ばない領域が仕切り部材５７上に存在する。このような領域では、顕著な搬送不良を起こし分離した現像剤が仕切り部材５７上堆積し、溜まり過ぎによって仕切り部材５７上の現像剤が現像スリーブ５１からの現像剤に離脱を阻害し連れ回りを発生させてしまうおそれがあった。
【００４１】
なお、図７に示す従来の現像装置５では、二つの搬送部材である供給回収スクリュ５０１と循環スクリュ５０２との間に両者を空間的に隔てる仕切り部材５７を備えているが、本実施形態の現像装置５のように、分離板としての機能は有していないため、仕切り部材５７近傍で現像剤Ｇが堆積することに起因する問題は発生しない。
【００４２】
次に、本実施形態の現像装置５の特徴部について説明する。
図６は、図１に示す現像装置５が備える仕切り部材５７の拡大説明図であり、図６（ａ）は、図１と同じ断面から見た断面説明図であり、図６（ｂ）は、図１及び図６（ａ）中の矢印Ａ方向から見た仕切り部材５７の説明図である。また、図６（ｃ）は、図６（ｂ）中の領域αの拡大図である。
図１及び図６に示すように、現像装置５は、仕切り部材５７に複数の気流吹き出し口６０を設け、エアポンプ９０より外部から供給される気流を気流吹き出し口６０に導入する気流導入経路６２を備えている。
また、気流吹き出し口６０は、現像スリーブ５１と共に現像剤担持体である現像ローラを構成するマグネットローラ５５によって発生する磁場外の領域で、且つ、回収スクリュ５４が現像剤Ｇに接触しない位置に設けている。回収スクリュ５４が現像剤Ｇに接触しない位置では、回収スクリュ５４から直接搬送力が付与されず、さらに磁場外の領域であることで現像剤の滞留が生じ易い。このような位置に、気流吹き出し口６０を設け、外部から気流を噴き付けることにより、滞留した現像剤の流動性が低下することを防止し、仕切り部材５７上に現像剤Ｇの壁が形成されることを防止できる。
【００４３】
また、現像装置５は、図６（ａ）に示すように、気流吹き出し口６０を仕切り部材５７の上面側に設けた垂直面に形成している。さらに、開口幅３０［μｍ］の気流吐出孔６１ａが設けた吹き出し口シート６１を気流吹き出し口６０に設け、気流が吹き出す開口幅をキャリアの中心粒径以下としている。
このように、仕切り部材５７の斜面に設けた凹み部の垂直面に気流吹き出し口６０を設けることで、キャリア粒子の自重が直接開口部にかかる事を防止することができる。さらに、気流が吹き出す開口幅をキャリアの中心粒径以下とすることで、気流吹き出し口６０にキャリア粒子が進入して、気流吹き出し口６０に詰まることを防止している。
【００４４】
本実施形態の現像装置５では、流動性が悪化した状態の現像剤Ｇが生じた場合であっても、回収搬送路５４ａ内の現像剤Ｇの流れを確保するべく現像剤Ｇの堆積が生じやすい部分に気流吹き出し口６０を設け現像剤Ｇの粒子間にエアギャップを補助的に持たせられるようにしている。
具体的には、図６（ａ）に示すように、仕切り部材５７の内部に気流導入経路６２を形成し、その出口である気流吹き出し口６０を仕切り部材５７の上面に設けている。さらに、気流吹き出し口６０には、開口幅が３０［μｍ］の吹き出し口列を０．５［ｍｍ］間隔に配置した吹き出し口シート６１を配置している。本実施形態では吹き出し口シート６１を用いているが、同等の目開きのステンレスメッシュを貼っても良い。そして、気流導入経路６２に接続されたエアポンプ９０により、圧力が５０［ｋＰａ］、流量が１．０［ｌ／ｍｉｎ］の気流を導入している。
【００４５】
ここで導入する気流の条件は使用する現像剤Ｇや画像形成装置の印刷速度によって最適値が異なる。気流が強すぎると現像装置５内の圧力が高くなりすぎトナー飛散を助長するため、仕切り部材５７の上面を流下してくる現像剤Ｇに対し適度なエア分散が出来る流量で十分であり、印刷速度が４０［枚／分］クラスの複合機において上述した出力条件で実験を行ったところ効果を確認した。
【００４６】
上述した本実施形態の現像装置５では、供給スクリュ５３が配置された供給搬送路５３ａと回収スクリュ５４が配置された回収搬送路５４ａとを備え、二つの現像剤搬送部材を備える構成であるが、現像剤搬送部材の数としては二つに限るものではない。例えば、特許文献２の図３等に示すように、供給スクリュと回収スクリュとは別に撹拌スクリュを備え、回収搬送路における回収スクリュの下流側端部に到達した現像剤を撹拌スクリュが配置された攪拌搬送路に受渡し、攪拌搬送路における撹拌スクリュの下流側端部に到達した現像剤を供給搬送路に受け渡す現像装置においても本発明は適用可能である。
【００４７】
以上、本実施形態の現像装置５は、現像スリーブ５１及びマグネットローラ５５からなる現像ローラと、供給スクリュ５３と、回収スクリュ５４とを有する。現像ローラは、内部に備えたマグネットローラ５５の複数の磁極により磁性キャリアとトナーとからなる現像剤を、表面を構成する現像スリーブ５１上に担持し、現像スリーブ５１が回転して潜像担持体である感光体１と対向する現像領域で感光体１の表面上の潜像にトナーを供給する現像剤担持体である。供給スクリュ５３は、現像スリーブ５１の回転軸の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、現像スリーブ５１に現像剤を供給する供給搬送部材である。回収スクリュ５４は、現像領域を通過後の現像スリーブ５１上から回収された現像剤を現像スリーブ５１の回転軸の軸線方向に沿って搬送する回収搬送部材である。供給スクリュ５３を配置した空間である供給搬送路５３ａと、回収スクリュ５４を配置した空間である回収搬送路５４ａとを仕切る仕切り部材５７の、軸線方向に直交する断面における端部は現像スリーブ５１の表面と対向し、回収スクリュ５４は仕切り部材５７を挟んで供給スクリュ５３よりも上方に配置されている。このような現像装置５において、装置外部から気流を供給する気流供給手段であるエアポンプ９０と、エアポンプ９０によって供給された気流を装置内部に導入する気流導入経路６２とを備え、気流導入経路６２を通過した気流の出口である気流吹き出し口６０を、仕切り部材５７の回収搬送路５４ａ側の壁面に設けることで、回収搬送路５４ａ内に向けて気流を吹き出すことができる。これにより、滞留した現像剤Ｇに対して空気を供給し、現像剤の流動性を高めることができる。現像剤Ｇの流動性を高めることにより、仕切り部材５７の回収搬送路５４ａ側の壁面に現像剤Ｇの壁が形成されることを防止することができる。また、現像剤Ｇの流動性を高めることで、仕切り部材５７上での現像剤の滞留そのものを抑制することができる。仕切り部材５７の回収搬送路５４ａ側の壁面に現像剤Ｇの壁が形成されることを防止し、仕切り部材５７上での現像剤Ｇの滞留を抑制することができるため、仕切り部材５７の回収搬送路５４ａ側の壁面に現像剤Ｇが滞留することに起因する連れ回りの発生を防止することができる。
【００４８】
また、現像装置５は、気流吹き出し口６０を、現像スリーブ５１内のマグネットローラ５５が備える複数の磁極によって発生する磁場外の領域で、且つ、回収スクリュ５４が現像剤Ｇに接触しない領域に設けている。この領域では、現像剤Ｇに対して、磁力による搬送力も回収スクリュ５４による搬送力も直接的に作用しない位置であり、現像剤Ｇには、自重による搬送以外に搬送伝達力が及ばず、現像剤が滞留し易い領域である。このような領域に気流吹き出し口６０を配置することで、滞留する現像剤の粒子間に空気を供給し、現像剤Ｇの自重によって粒子間の空気が減少することに起因する流動性の低下を防止することができる。
【００４９】
また、現像装置５では、図６（ａ）に示すように、気流吹き出し口６０を、仕切り部材５７の回収搬送路５４ａ側の壁面の一部に設けた垂直面に設け、気流吹き出し口６０に吹き出し口シート６１を配置することで、その開口幅をキャリア粒径以下としている。仕切り部材５７の回収搬送路５４ａ側の壁面に設けた凹み部の垂直面に気流吹き出し口６０を設けることで、キャリア粒子が自重によって気流吹き出し口６０を塞ぐことを防止することができる。さらに、気流が吹き出す開口幅をキャリアの中心粒径以下とすることで、気流吹き出し口６０にキャリア粒子が進入して、気流吹き出し口６０に詰まることを防止することができる。
【００５０】
また、現像装置５のエアポンプ９０は、圧力５０［ｋＰａ］、流量１［ｌ／ｍｉｎ］以上の空気流を供給する。一定圧力及び流量を確保することで仕切り部材５７周辺、特に現像スリーブ５１内部のマグネットローラ５５の分離磁気力の及ぶ範囲と、回収スクリュ５４が搬送力を付与する範囲との中間に位置し、現像剤Ｇの経時劣化に伴い細密充填現像剤が堆積し易い領域の現像剤Ｇに対し現像剤粒子間のエアギャップを確保することが可能となる。
【００５１】
また、本実施形態の複写機５００は、潜像を担持する潜像担持体である感光体１と、感光体１を帯電する帯電手段である帯電装置４０と、感光体１上の潜像を現像する現像手段と、感光体１に残留する転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段である感光体クリーニング装置２とを備える画像形成装置であり、複写機５００が備える現像手段として、現像装置５のように現像剤の連れ回りの発生を防止できる現像装置を用いることにより、画像濃度が安定し、良好な画像形成を行うことができる。
【００５２】
また、本実施形態の複写機５００が備える作像部６は、潜像を担持する潜像担持体である感光体１と、感光体１上の潜像を現像する現像手段とを備える複写機５００における少なくとも感光体１と現像手段とを１つのユニットとして共通の保持体に保持させて複写機５００本体に対して着脱可能にしたプロセスカートリッジである。安定した画像濃度の現像を行うことができる現像装置５の複写機５００に対する交換性が高まる。
【符号の説明】
【００５３】
１  感光体
５  現像装置
８  中間転写ベルト
２０  定着装置
２８  レジストローラ対
５１  現像スリーブ
５２  ドクタブレード
５３  供給スクリュ
５３ａ  供給搬送路
５４  回収スクリュ
５４ａ  回収搬送路
５５  マグネットローラ
５７  仕切り部材
６０  気流吹き出し口
６１  吹き出し口シート
６１ａ  気流吐出孔
６２  気流導入経路
９０  エアポンプ
１００  プリンタ部
５００  複写機
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５４】
【特許文献１】特開平１１−１７４８１０号公報
【特許文献２】特開２００８−２６４０８号公報
【特許文献３】特許第３９５０７３５号公報
【図１】
2012173648.tif 000003
【図２】
2012173648.tif 000004
【図３】
2012173648.tif 000005
【図４】
2012173648.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2012173648.tif 000009