(57)【要約】【課題】横方向の大きさを小さくできるとともに、現像スリーブ長手方向でのトナー濃度を均一に保つことのできる現像装置を提供する。【解決手段】現像装置は上下２本の現像剤搬送部材３０４，３０５（一方は図示せず）を有しており、剤供給室から剤回収室への連通口３０８近傍の所定範囲では、スクリュ羽根３０４ｂの断面形状が台形となっている（他の部分の羽根３０４ａは長方形断面）。台形断面のスクリュ羽根は長方形断面と比べて搬送速度が小さく、この部分（連通口近傍）で現像剤の搬送性を低下させることにより連通口付近における現像剤の枯渇を防止する。【選択図】図７
2012123043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に現像剤を担持して現像領域に搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を供給する供給室と、現像領域を通過した前記現像剤担持体上の現像剤を回収する回収室と、前記供給室に配置され現像剤を攪拌搬送する供給室搬送部材と、前記回収室に配置され現像剤を攪拌搬送する回収室搬送部材とを有し、
前記供給室搬送部材と前記回収室搬送部材とが前記現像剤担持体に隣接して縦方向に並ぶように構成され、
前記供給室搬送部材は、軸部材と軸部材の周りに設けられる板状部材とを有し、前記回収室から前記供給室に現像剤が移動する連通部近傍の前記板状部材の断面形状が台形に設けられるとともに、他の領域における前記板状部材の断面形状が長方形に設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記断面形状が台形である連通部近傍の板状部材の外径は、前記他の領域における板状部材の外径よりも小さくなっ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】
前記板状部材は前記軸部材の周りに連続するスクリュー状に設けら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】
前記回収室から前記供給室に現像剤が移動する連通部にトナー補給部が設けられることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記回収室搬送部材の搬送方向下流側端部にトナー濃度検知手段が配置されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置を搭載することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置または請求項６に記載のプロセスカートリッジを具備することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置または請求項６に記載のプロセスカートリッジを複数備えてカラー画像の形成が可能なことを特徴とする、請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記複数の現像装置又は前記複数のプロセスカートリッジが並列配置されるタンデム型であることを特徴とする、請求項８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、静電潜像の可視像化手段である現像装置およびこの現像装置を用いるプリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電潜像の可視像化手段として、トナーと粒状磁性体のキャリアよりなる２成分現像剤（以下、単に現像剤という）を用いる２成分現像方式の現像装置が知られている。かかる現像装置では、現像剤撹拌部分でキャリアとトナーを充分に混合した現像剤を、回転体たる筒状をした現像剤担持体（以下、現像スリーブという）に供給し、現像スリーブにより現像剤を円筒状またはベルト状などの像担持体（以下、感光体という）と対向する領域に搬送して、感光体表面の静電潜像にトナーを付着させて現像する。
【０００３】
現像剤を撹拌混合し、現像スリーブに供給する現像剤撹拌部材の構成は、従来様々な構成が考案されているが、図１０に示すように、感光体１の横に配置された現像スリーブ５０１の横方向あるいは下方に、トナーとキャリアからなる現像剤３２０の撹拌搬送のため、第１スクリュー５０２と第２スクリュー５０３を水平方向に２本配置し、これら部材をケーシング５０４で覆った構成が主流である。 
【０００４】
このような構成の現像装置５００では、２本のスクリューの間に仕切板５０４ａを設け、２本のスクリューは紙面を貫く方向での互いに反対の方向に現像剤３２０を搬送し、仕切板５０４ａのない両端部分で現像剤の受け渡しを行なうことで、現像剤３２０を循環させている。 
【０００５】
現像スリーブ５０１から離れて配置された第１スクリュー５０２では、その搬送方向上流側で、トナーを補給し、トナーとキャリアを混合しながら搬送して、第１スクリュー５０２の下流側で、現像スリーブ５０１に近く配置された第２スクリュー５０３に現像剤を受け渡す。
【０００６】
第２スクリュー５０３は現像スリーブ５０１への現像剤の供給、現像スリーブ５０１からの現像剤の回収を行ないながら、現像剤を搬送し、その下流側で、第１スクリュー５０２に現像剤を受け渡す。
【０００７】
現像スリーブ５０１は、複数の磁極を配置したマグネットローラを内部に有し、固定されたマグネットローラの周囲を円筒状のスリーブが回転する構成となっている。第２スクリュー５０３に対向する部分では現像スリーブ５０１に対する現像剤の汲み上げと、現像を終了した現像剤を切り離す作用を行なうことが必要であり、マグネットローラにはその機能を果たすように磁極が設けられている。
【０００８】
このような構成の現像装置では現像スリーブ５０１及び第１、第２スクリュー２本が横方向に並んでいるために縦方向の大きさは小さくできるが、横方向の大きさは小さくすることが難しい。
【０００９】
昨今、電子写真方式を用いた画像形成装置ではカラー化が進んでいるが、その生産性を向上させるためには、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色毎に、４個の筒状をした感光体を用いて画像を形成するタンデム方式を採用することが効果的である。
【００１０】
タンデム方式では４個の感光体を横方向に並べて、各感光体に帯電装置等の作像装置を設けることになり、現像装置も各感光体に対して設ける。画像形成装置を小さくするためには、各感光体の間隔を狭める必要があるがその為には現像装置も水平方向（横方向）の大きさを小さくする必要があり、上述した図１０による２本のスクリューを水平方向に並べる方式の現像装置では省スペース化に限界がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特開平１１−２０２６２７号公報（特許文献１）では、現像スリーブの横に撹拌搬送スクリューを上下に２本並べた構成としており、横方向の省スペース化を図れるが、現像に際して静電潜像に付着するなどしてトナーが消費されるため、現像後にトナー濃度の少なくなった現像剤と、現像前のトナー濃度の高い現像剤が同時に現像スリーブに汲み上げられることになり、現像スリーブ上の現像剤のトナー濃度が均一にならないため画像濃度にムラが生じやすい。
【００１２】
また、帯電の不充分なトナーがあるためにハーフトーン画像部の粒状性が悪化したり、地肌部にトナーが付着する地肌汚れや、キャリアからトナーが遊離してしまうことによるトナー飛散等の不具合を生じるおそれがある。
【００１３】
さらに、上スクリューに撹拌される現像剤と、下スクリューに撹拌される現像剤が所々で入れ替わってしまう可能性が大であり、現像剤が均一に撹拌されにくいことからも、均一な画像が得られにくく、上記の不具合を招くと考えられる。
【００１４】
また、従来、上下に配置されるスクリュの単位時間当りの搬送量を違えることにより、現像剤のバランスを適正に制御しようとの試みがなされているが、充分ではなく、使用環境下によっては現像剤のバランスが崩れてしまうことが問題となっていた。
【００１５】
本発明は、従来の現像装置における上述の問題を解決し、水平方向（横方向）の大きさを小さくできるとともに、現像スリーブ長手方向でのトナー濃度を均一に保つことのできる現像装置及びこれを備え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、表面に現像剤を担持して現像領域に搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を供給する供給室と、現像領域を通過した前記現像剤担持体上の現像剤を回収する回収室と、前記供給室に配置され現像剤を攪拌搬送する供給室搬送部材と、前記回収室に配置され現像剤を攪拌搬送する回収室搬送部材とを有し、前記供給室搬送部材と前記回収室搬送部材とが前記現像剤担持体に隣接して縦方向に並ぶように構成され、前記供給室搬送部材は、軸部材と軸部材の周りに設けられる板状部材とを有し、前記回収室から前記供給室に現像剤が移動する連通部近傍の前記板状部材の断面形状が台形に設けられるとともに、他の領域における前記板状部材の断面形状が長方形に設けられていることにより解決される。
【００１７】
また、前記断面形状が台形である連通部近傍の板状部材の外径は、前記他の領域における板状部材の外径よりも小さくなっていると好ましい。
また、前記板状部材は前記軸部材の周りに連続するスクリュー状に設けられていると好ましい。
【００１８】
また、前記回収室から前記供給室に現像剤が移動する連通部にトナー補給部が設けられると好ましい。
また、前記回収室搬送部材の搬送方向下流側端部にトナー濃度検知手段が配置されると好ましい。
【００１９】
また、前記の課題は、本発明により、請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置を搭載するプロセスカートリッジにより解決される。
また、前記の課題は、本発明により、請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置または請求項６に記載のプロセスカートリッジを具備する画像形成装置により解決される。
【００２０】
また、請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置または請求項６に記載のプロセスカートリッジを複数備えてカラー画像の形成が可能であると好ましい。
また、前記複数の現像装置又は前記複数のプロセスカートリッジが並列配置されるタンデム型であると好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の現像装置によれば、供給室搬送部材は、前記回収室から前記供給室に現像剤が移動する連通部近傍の板状部材の断面形状が台形に設けられるので、連通部付近における現像剤の搬送速度を（他の部分よりも）小さくして搬送性を低下させることができ、現像剤をとどまらせることで連通口付近における現像剤の枯渇を防止することが可能となる。これにより、画像かすれなどを防止し、濃度ムラのない均一な画像を得ることができる。また、供給室搬送部材は、その他の部分では板状部材の断面形状が長方形に設けられるため、その領域における搬送ロスが少なく、現像剤担持体に対して充分な量の現像剤を供給できる。
【００２２】
上記供給室搬送部材の構成により、極力現像剤の搬送状態を変化させることなく連通部（回収室から供給室への連通部）近傍に現像剤を確保することができる。
また、供給室搬送部材と回収室搬送部材とが現像剤担持体に隣接して縦方向に並ぶように構成されるため、現像装置の横方向のサイズを抑えることができ、現像装置を小型化することができる。
【００２３】
請求項２の構成により、より多くの現像剤を連通部（回収室から供給室への連通部）近傍に確保することができる。
請求項３の構成により、供給室搬送部材を搬送スクリューとして構成することで、安定かつ優れた搬送性を得ることができる。
【００２４】
請求項４の構成により、回収室から供給室への連通部にトナー補給部が設けられるので、該補給部に補給されたトナーは直ちに現像に供されることはなく、回収室で充分に攪拌され安定した所定のトナー濃度で現像に供される。
【００２５】
請求項５の構成により、回収室搬送部材の搬送方向下流側端部にトナー濃度検知手段が配置されるので、検知手段部に現像剤が常に充填した状態で安定した濃度検知が可能となる。
【００２６】
請求項６のプロセスカートリッジによれば、濃度ムラのない均一な画像形成が可能なプロセスカートリッジを得ることができる。また、プロセスカートリッジの横方向のサイズを抑制して小型化することができる。
【００２７】
請求項７の画像形成装置によれば、濃度ムラの発生しない均一な画像を形成することができる。
請求項８の画像形成装置によれば、濃度ムラの発生しない均一なカラー画像を形成することができる。
【００２８】
請求項９の構成によれば、タンデム型装置の横方向のサイズを抑制して画像形成装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る現像装置を備える画像形成装置の感光体まわりの概略構成を示す断面図である。
【図２】現像ローラに形成される磁束密度分布を示す模式図である。
【図３】現像ローラの軸方向に沿った断面図である。
【図４】現像装置の内部構成を示す斜視図である。
【図５】現像装置を現像ローラ側から見た斜視図である。
【図６】現像剤供給室と回収室の連通口を示す断面図である。
【図７】現像装置の連通口近傍におけるスクリュ羽根の形状を示す図である。
【図８】スクリュ羽根形状が異なる現像装置の第２実施例を示す部分断面図である。
【図９】本発明による現像装置を備えるタンデム型カラー画像形成装置の断面構成図である。
【図１０】従来の現像装置の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
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における、像担持体（感光体）まわりの概略構成を示す断面図である。この図において、像担持体である感光体１は矢印で示すように図中時計まわりの向きに回転される。この感光体１の上部、時計の文字盤で表現すれば略１２時の位置には帯電装置２が配置されている。帯電装置２は本例では感光体と同速度で回転される回転体からなるが、回転体に限らずコロナ放電タイプでもよい。
【００３１】
この帯電装置２により感光体１の表面は暗中で一様に帯電された後、図示省略の書き込み手段からの露光用の光Ｌの照射を受けて静電潜像が形成される。その静電潜像は感光体１の回転と共に下流側に移動し現像装置３に至る。現像装置３は感光体１の右横に配置されている。
【００３２】
現像装置３はケーシング３０１内に、現像剤３２０を撹拌搬送する供給室搬送部材３０４及び回収室搬送部材３０５、現像ローラ３０２などの回転部材及びその他の部材を具備している。
【００３３】
現像ローラ３０２は、図において２時と３時の間の位置（２時半の位置）で感光体１に近接して対向させることで現像ニップ領域Ａを構成するようにして近接配置されている。この感光体１との対向部位に相当するケーシング３０１の部位は現像ローラ３０２を露出させるため開口している。
【００３４】
現像ローラ３０２によりケーシング３０１内の現像剤３２０は現像ニップ領域Ａへ搬送されるようになっている。現像ニップ領域Ａで感光体１の表面に形成されている静電潜像に現像剤３２０中のトナーが付着してトナー像として顕像化される。
【００３５】
このトナー像は感光体１の回転と共に下流側に移動し転写装置５に至る。転写装置５は感光体１の下部、６時の位置に配置されている。本例では転写装置５は回転体からなるが、回転体に限らずコロナ放電タイプでもよい。感光体１と転写装置５とが対向する領域を転写領域Ｂと称する。
【００３６】
感光体１上のトナー像は転写領域Ｂにおいて転写紙８に転写され、転写紙８上の画像となる。なお感光体上のトナーを中間転写体(中間転写ベルトなど)にいったん転写し、その後多色トナーを一括して転写紙に転写する中間転写ベルト方式にも適用は可能であり、その場合は転写領域Ｂで感光体上のトナーを中間転写体(中間転写ベルト)に転写することになる。
【００３７】
転写後の感光体１は感光体１の回転と共に下流側へ移動してクリーニング装置６に至る。
クリーニング装置６は１０時の位置に配置されている。クリーニング装置６は、転写紙に転写し切れずに感光体１の表面に残ったトナーを、クリーニングブレード６０１により除去する。クリーニング装置６を通過した感光体１の表面は、その後、帯電装置２により表面を一様に帯電され、次の画像形成工程を繰返す。
【００３８】
現像装置３についてさらに詳しく説明する。
本例の現像装置３は、ケーシング３０１の内部に現像ローラ３０２、供給室搬送部材３０４、回収室搬送部材３０５、現像剤規制部材３０３を有し、現像剤３２０を撹拌搬送して循環させている。
【００３９】
なお、本実施例では攪拌部材は螺旋形状のスクリューを用いており、スクリュー羽根の外径を直径１６ｍｍ以下のものを用いている。ただし、攪拌部材は螺旋形状のスクリュー（軸部材から突設・植設される板状部材が螺旋状に連続したもの）に限定されるものではなく、複数の円盤状部材が軸部材に突設・植設される（板状部材が連続しておらず、複数枚の円盤状部材を有する）構成でも構わない。
【００４０】
図２に示すように、現像ローラ３０２は、円周方向に複数の磁石ＭＧ（図の煩雑化防止のため１個についてのみ符号で示す）を配置したマグネットローラ３０２ｄを内部に有し、その周囲を円筒状のスリーブ３０２ｃが回転軸３０２ｅと一体的に回転する構成となっている。
【００４１】
スリーブ３０２ｃはアルミ等の非磁性の金属で形成されている。マグネットローラ３０２ｄは、各磁石ＭＧが所定の方向を向くように不動部材、例えば、ケーシング３０１に固定されており、その周囲をスリーブ３０２ｃが回転して、磁石ＭＧによって引き付けた現像剤３２０を搬送していく。
【００４２】
現像ローラ上の現像剤は磁石ＭＧによりひきつけられるため、現像ローラはある程度の硬度を持たせる必要があり、硬度が足りない場合は現像ローラがひずむ場合がある。
【００４３】
現像ローラ３０２の構造を示した図３において、現像ローラ３０２は主として、不動部材であるケーシング３０１に固定されている固定軸３０２ａ及びこの固定軸３０２ａと一体の円柱状をしたマグネットローラ３０２ｄと、マグネットローラ３０２ｄのまわりをギャップを介して覆っているスリーブ３０２ｃ及びこのスリーブ３０２ｃと一体的な回転軸３０２ｅ等からなる。固定軸３０２ａに対して回転軸３０２ｅは軸受３０２ｆを介して回転自在であり、回転軸３０２ｅは図示省略の回転駆動手段から動力を伝達されて回転駆動される。
【００４４】
マグネットローラ３０２ｄの外周部には、図３に示すように所定の間隔をおいて複数の磁石ＭＧが固定されている。これらの磁石ＭＧの周囲をスリーブ３０２ｃが回転されるわけである。
【００４５】
これらの磁石ＭＧは、スリーブ３０２ｃの周表面に現像剤を穂立ちさせ、また穂切りなどさせるように磁界を形成するためのものである。これらの磁石ＭＧから発せられる法線方向磁力線に沿うように、磁性のキャリアが集合して磁気ブラシが形成される。
【００４６】
マグネットローラの構成は多々あるが、本例では図２に示すように、スリーブ３０２ｃの内部に５つの磁石ＭＧを有し、５つの磁極（磁力分布）が生じるマグネットローラの構成を説明する。現像ローラ３０２の中心Ｏ―１と感光体の中心Ｏ―２を結ぶ線上で対向する部分（現像ニップ領域Ａに相当する領域）の磁極をＰ１極と称し、以下反時計まわりの向きで示す現像ローラ３０２の回転方向順に、各磁極をＰ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５極と称する。
【００４７】
極性はＰ１極から、Ｎ、Ｓ、Ｎ、Ｎ、Ｓ極としているが、これらは各極が反対の極性であっても構わない。現像ローラ３０２上で、各極はその中心が、Ｐ１極は時計文字盤の８時、Ｐ２極は同７時、Ｐ３極は同５時、Ｐ４極は同１時の各位置に略位置している。
【００４８】
現像ローラ３０２と感光体１は現像ニップ領域Ａで直接には接触せずに、現像に適する一定の間隔、現像ギャップＧＰ１を保持して対向している。
現像ローラ３０２上において、現像剤３２０を穂立ちさせ、現像剤３２０を感光体１に接触させることで、感光体１表面の静電潜像にトナーを付着させて顕像化する。 
【００４９】
この現像装置３では、図２に示すように、固定軸３０２ａには接地されたバイアス用の電源ＶＰが接続されている。固定軸３０２ａに接続された電源ＶＰの電圧は、図３に示していない導電性の軸受、導電性の回転軸３０２ｅを経てスリーブ３０２ｃに印加される。一方、図２において、感光体１００を構成する最下層の導電性支持体３１は接地されている。
【００５０】
こうして、現像ニップ領域Ａには、キャリアから離脱したトナーを感光体１側へ移動させる電界を形成しておき、スリーブ３０２ｃと感光体１の表面に形成された静電潜像との電位差によりトナーを感光体１側に向けて移動させることに供している。
【００５１】
なお、本例の現像装置は露光用の光Ｌで書き込む方式の画像形成装置と組み合わせた例としている。帯電装置２により感光体１上に一様に負極性の電荷を乗せ、書込量を少なくするために画像部を露光用の光Ｌで露光することで、低下した電位の画像部(静電潜像)に負極性のトナーで現像する所謂反転現像方式を採用している。これは一例であり、本発明の現像方式の中で、感光体１に乗せる帯電電荷の極性は大きな問題ではない。
【００５２】
現像後、Ｐ２極は現像ローラ３０２上に担持された現像後の現像剤３２０を現像ローラ３０２の回転と共に下流側に搬送し、ケーシング３０１内に引き入れる。
Ｐ２極の下流側に位置するＰ３、Ｐ４極は同極性としてあり、Ｐ３〜Ｐ４極間では穂立ちさせる磁力がなく穂が寝た状態となり、それまで現像ローラ３０２周囲に引き寄せていた現像剤３２０を現像ローラ３０２から引き離す“剤離し”の作用が働く。この穂が寝た状態となる現像ローラ上のＰ３〜Ｐ４極対応部（磁力分布曲線の山形のピークが他と比べて極めて低い領域）は現像ローラ３０２から現像剤３２０を離す、剤離し領域（図１に符号９で示す。）を形成している。
【００５３】
感光体１にトナーを付着させた現像剤３２０は、現像剤中のトナー濃度が下がっている為、仮に、このトナー濃度が低下した現像剤が現像ローラ３０２から離れずに再度現像ニップ領域Ａに搬送され現像に供されると狙いの画像濃度を得ることが出来ないという不具合が生じてしまう。
【００５４】
これを防止するため、本例では、現像後の剤離し領域９で、現像ローラ３０２から現像剤を離す。現像ローラ３０２から離した現像剤はその後、狙いのトナー濃度、トナー帯電量になるように、ケーシング３０１内で十分に撹拌混合する。
【００５５】
こうして、狙いのトナー濃度、帯電量にされた現像剤を現像ローラ３０２に汲上げるのがＰ４極であり、現像ローラ上のＰ４極対応部である剤汲み上げ領域（図１に符号１０で示す）で、現像ローラ３０２に現像剤が汲み上げられる。
【００５６】
Ｐ４極の磁力により現像ローラ３０２に引き付けられ、所謂汲み上げられた現像剤はＰ４極のピーク位置の直近下流部に位置する現像剤規制部材３０３を通過することにより、所定の厚さに整えられて、磁気ブラシを形成しながら現像ニップ領域Ａに搬送される。Ｐ４極とＰ１極との間に位置するＰ５極は現像剤規制部材３０３を通過後、Ｐ１極までの間で現像剤を搬送する搬送極の機能を担っている。
【００５７】
以下、必要に応じて、現像装置の内部の構成を組み立て状態で示した図４及び分解状態で示した図５等をも参照しつつ、各部材の配置構成などを説明する。図１及び図２に示したように、供給室搬送部材３０４は現像ローラ３０２のまわりの位置であって現像ローラ３０２の２時の方向上で、剤汲み上げ領域１０の近傍に配置されている。この位置は現像剤規制部材３０３の上流側でもある。図４、５に示すように、供給室搬送部材３０４は回転軸の回りにスパイラルを設けたスクリュー形状をしており、現像ローラ３０２の中心線Ｏ―３０２ａと平行な中心線Ｏ−３０４ａを中心に矢印で示す時計まわりの向きに回転し、該中心線Ｏ−３０４ａの長手方向奥側から手前側に向けて矢印１１で示すように現像剤を撹拌しながら搬送する。つまり、供給室搬送部材３０４は回転軸の回転により現像剤をその軸方向、手前から奥側に向けて搬送する。
【００５８】
回収室搬送部材３０５は現像ローラ３０２のまわりの位置であって現像ローラ３０２の４時の方向上で、剤離し領域９の近傍に配置されている。図４に示すように、回収室搬送部材３０５は回転軸の回りにスパイラルを設けたスクリュー形状をしており、現像ローラ３０２の中心線Ｏ―３０２ａと平行な中心線Ｏ−３０５ａを中心に矢印で示す反時計まわりの向きに回転し、中心線Ｏ−３０５ａの長手方向奥側から手前側に向けて矢印１２で示すように現像剤を撹拌しながら搬送する。つまり、回収室搬送部材３０５は回転軸の回転により現像剤を供給室搬送部材３０４による搬送方向と逆向きの奥側から手前側に向けて搬送する。
【００５９】
供給室搬送部材３０４に対して回収室搬送部材３０５は上方に位置する関係となっており、ケーシング３０１内で供給室搬送部材３０４周囲の空間と回収室搬送部材３０５周囲の空間とは隣接している。
【００６０】
供給室搬送部材３０４及び回収室搬送部材３０５の手前側端部は現像ローラ３０２の手前側端部よりも若干手前側に位置するように設定して、現像ローラ３０２の手前側端部の現像剤の供給を確保している。また、供給室搬送部材３０４及び回収室搬送部材３０５の奥側端部は現像ローラ３０２の奥側端部よりも手前側に位置するようにして後述するトナー補給のためのスペースを確保している。現像剤規制部材３０３は現像ローラ３０２の長さに合わせて設置されている。
【００６１】
供給室搬送部材３０４と回収室搬送部材３０５の間であって、供給室搬送部材３０４周囲の空間と回収室搬送部材３０５周囲の空間とを遮蔽する仕切板３０６がケーシング３０１の内側に支持されている。この仕切板３０６の両側端部（搬送部材長手方向の端部）には、連通口３０７および３０８（図６参照）が設けられている。
【００６２】
回収室搬送部材３０５で矢印１２の向きに搬送された現像剤はその搬送方向端部でケーシング３０１の側壁で進路を絶たれるため該側壁に沿って盛り上がり、前述した連通口３０７を介して矢印１３に沿って供給室搬送部材３０４により該供給室搬送部材３０４に沿う上搬送路を移動する。
【００６３】
同様に、供給室搬送部材３０４で矢印１１の向きに搬送された現像剤はその搬送方向端部でケーシング３０１の側壁で進路を絶たれるために連通口３０８を介して該側壁に沿って降下し、矢印１４に沿って回収室搬送部材３０５により該回収室搬送部材３０５に沿う下搬送路に移動する。
【００６４】
こうして、本例の現像装置３は、現像剤を担持して回転し感光体１に形成された静電潜像を可視像化する現像ローラ３０２と、現像ローラ３０２に現像剤を汲み上げる剤汲み上げ領域１０の近傍に配置されていて、現像ローラ３０２の中心線Ｏ−３０２ａと平行な中心線Ｏ−３０４ａを中心に回転し、その中心線Ｏ−３０４ａの長手方向に現像剤を撹拌しつつ搬送する供給室搬送部材３０４と、現像ローラ３０２から現像剤を離す剤離し領域９の近傍に配置されていて、現像ローラ３０２の中心線３０２ａと平行な中心線３０５ａを中心に回転し、供給室搬送部材３０４が現像剤を搬送する向きの反対の向きに現像剤を撹拌しつつ搬送する回収室搬送部材３０５と、供給室搬送部材３０４と回収室搬送部材３０５の間であって、供給室搬送部材３０４周囲の空間と回収室搬送部材３０５周囲の空間とを遮蔽する両端に開口を有する仕切板３０６とを有する構成により、矢印１１、１４、１２、１３に沿う循環搬送路を構成する３０１内の現像剤撹拌搬送部材３０４、３０５が現像ローラ３０２の横に上下に２本並べて配置される（現像ローラ３０２に隣接して縦方向に並ぶように配置される）ことから、現像ローラから離れる方向（水平方向）に２つの撹拌搬送部材を配置する図１０に示すような従来装置に比べて、現像装置の横（水平方向）の大きさを小さくすることができる。
【００６５】
さらに、こうして、水平方向のコンパクト化を図った現像装置３においても、仕切板３０６により供給室搬送部材３０４周囲と回収室搬送部材３０５周囲の空間が仕切られているので、現像ローラ３０２に対しては供給室搬送部材３０４により、トナーとキャリアを十分に撹拌混合された現像剤３２０のみが供給されるし、現像直後のトナー濃度の下がった現像剤は専ら回収室搬送部材３０５により撹拌搬送されるだけで、直ぐに現像ローラ３０２に供給されることがないので、現像ローラ３０２へは狙いの帯電量を持ったトナーだけが現像に用いられることとなり、高画質を得ることができる。
【００６６】
次に、トナー補給について説明する。
現像装置３内の現像剤３２０は、現像動作を繰り返すうちにトナーが消費されていくので、現像装置外部から装置内の現像剤に対してトナーを補給する必要がある。本例では、現像装置の奥側の端部近傍に設けた現像剤の補給部より外部からトナーの補給を行なう。この部位での補給では、補給されたトナーが直ちに現像に供されることはなく、連通口３０８（図６）を通過して回収室に供給されることとなる。回収室に供給されたトナーは回収室搬送部材３０５で撹拌され安定した所定のトナー濃度で現像に供される。
【００６７】
回収室搬送部材３０５による下搬送路では、現像ローラ３０２から離れた現像剤３２０を回収するのみで、現像ローラ３０２へのトナー供給は行なわないので、補給用開口３０９（図５）から新しく補給されたトナーにより十分に撹拌されていないトナー濃度が不均一な状態の現像剤が、現像に供されることがない。
【００６８】
この補給トナーは現像ローラ３０２から離れたトナー濃度の低下した現像剤３２０中で撹拌混合されながら、現像装置３の手前側まで搬送されるまでにトナー濃度が正常化され、供給室搬送部材３０４による上搬送路まで持ち上げられ、供給室搬送部材３０４により奥側に搬送されながら現像ローラ３０２に供給され現像に使用される。
【００６９】
次に、トナー濃度センサについて説明する。
図４のユニット下部にトナー濃度センサがある(不図示)。このセンサは透磁率を測定するセンサであり、現像剤のキャリア濃度(＝１００−トナー濃度)を検知することができる。さらに検知したキャリア濃度からセンサ上にあるトナー濃度が適正か不足しているかを判断し、補給するトナーの量を決めている。このトナー濃度センサは回収室搬送部材３０５の搬送方向下流側端部に配置している。
【００７０】
図４、５等において矢印１１、１４、１２、１３で説明した通りであるが、現像剤は、供給室搬送部材３０４により奥側まで搬送される前に、現像に使用されることから、回収室搬送部材３０５により手前側へ戻される現像剤が多くなり、現像剤３２０が手前側に溜まる傾向にある。そのためトナー濃度センサを回収室搬送部材３０５の下流側に配置することで、センサ上方には現像剤が常に充填しており、安定したキャリア濃度検知が可能となる。
【００７１】
次に、図７を参照して本発明の特徴部について説明する。
図７は、現像装置３の連通口（供給室から回収室への連通口）近傍における供給室搬送部材３０４のスクリュ羽根形状の変化を示している。図７（ｂ）及び（ｃ）に示すように、（供給室→回収室への）連通口３０８近傍の所定範囲のスクリュ羽根３０４ｂとその他の部分のスクリュ羽根３０４ａとは羽根の断面形状が異なっている。すなわち、連通口近傍の羽根３０４ｂは、羽根断面の先端部の幅は左側に示す羽根３０４ａと同じであるが、羽根の根元部分の幅が３０４ａよりも広くなっており、断面が台形となっている（テーパタイプ）。他の部分のスクリュ羽根３０４ａは断面が長方形となっている（ノンテーパタイプ）。
【００７２】
このように、供給室から回収室への連通口近傍の所定部分のスクリュ羽根を断面が台形の形状とすることにより、この部分における現像剤の搬送速度を（他の部分よりも）小さくして搬送性を低下させることができ、現像剤をとどまらせることで連通口付近における現像剤の枯渇を防止することが可能となる。これにより、画像かすれなどを防止し、画像の濃度ムラを防ぐことができる。
【００７３】
なお、上述したように搬送部材３０４，３０５はスクリューに限定されるものではなく、複数枚の円盤状部材を軸に突設・植設した構成も可能である。その場合は、供給室から回収室への連通口近傍の所定部分の円盤状部材の断面形状を台形形状とし、他の部分の円盤状部材の断面形状を長方形形状とすればよい。
【００７４】
ここで、本実施例に示す現像装置の現像剤循環方式は装置の小型化が可能であり、高画質を実現することができるが、上下にスクリュが配置されている為、水平に２本のスクリュを配置して現像剤を循環するタイプに比較して現像剤のバランスを適正状態に保つことが難しい。特に、トナー濃度が低く現像剤の嵩が低い状態においては、連通口３０８近傍の現像剤が枯渇してしまい、カスレ画像等の原因となってしまうことが判っている。また、近年省資源化等の観点から少ない現像剤量で高耐久のユニットが求められているが、本実施例に示すような現像剤循環方式では現像剤の量が少なくなる程、前述した枯渇による不具合が露呈し易い。
【００７５】
本発明はこのような課題を鑑みてなされたものである。現像剤を撹拌搬送するスクリュの断面形状は従来台形のものが主流であったが、加工技術の向上から断面が長方形のノンテーパタイプも量産実績を積み上げてきている。断面が長方形のノンテーパタイプのスクリュは、加工難易度が高い反面、現像剤の搬送効率を高くすることができる点で従来のテーパタイプよりも優れている。本実施例に示す現像剤循環方式においては、現像剤を下から上へと持上げて循環させる必要がある為、現像剤の循環効率を高める必要があり、大部分の領域ではノンテーパタイプ（長方形断面）にてスクリュを形成している。しかし、連通口３０８の近傍においては現像剤が枯渇しがちであり、その部分においては現像剤の搬送速度を低下させて現像剤を留まらせる工夫が必要である。現像剤の流れを滞らせる為に、搬送部材の一部にフィンなどの抵抗となる形状を設ける対応も考えられるが、供給室搬送部材は現像ローラに近接しており、供給室搬送部材から直接現像ローラへ現像剤が供給されることもあってフィン等による現像剤の撹乱状態が現像ローラへの現像剤の供給状態を変化させて、画像に不具合が出るケースが想定される。以上のことから、現像剤の循環領域の大部分においてはノンテーパタイプの羽根形状により搬送効率を高くし、連通口３０８近傍においてはテーパタイプ（台形断面）の羽根形状として搬送速度を低下させつつ、現像ローラへの供給状態をなるべく変化させない、本発明の形態が理想的となる。
【００７６】
図８は、供給室搬送部材のスクリュ羽根形状が異なる別実施例（第２実施例）を示す連通口付近の拡大図である。図８に示す構成は、連通口(供給→回収)近傍の所定部分のスクリュ羽根３０４ｃが、他の部分の羽根３０４ａよりも径が小さく、かつ、羽根の断面形状が台形のテーパタイプとなっている（他の部分の羽根３０４ａの断面は長方形のノンテーパタイプ）ものである。本第２実施例では、図７の第１実施例よりもさらに現像剤の搬送速度を連通口付近で低下させることができ、さらなる現像剤循環状態の改善が見込める。
【００７７】
最後に、本発明による現像装置を備える画像形成装置の全体的な構成を、図９に示すタンデム型カラー画像形成装置を例に挙げて説明する。このカラー画像形成装置は、搬送ベルトによって搬送される記録媒体上に複数の感光体から各色トナー像を直接転写する直接転写方式のものであるが、本発明はこれに限らず、中間転写体を用いる間接転写方式にも適用可能である。
【００７８】
図９に示すカラー画像形成装置は、転写紙８を搬送する搬送ベルト１５の上辺に沿って該搬送ベルトの移動方向（搬送方向）上流側から順に、複数の画像形成部１７Ｋ，１７Ｍ，１７Ｙ，１７Ｃが配列された、タンデムタイプといわれるものである。なお色の順序はこの限りではない。たとえば黒を最下流に配置し、ＭＣＹＫの順に作像することも可能である。
【００７９】
これらの画像形成部１７はそれぞれが複数部材の組み合わせからなり画像形成を行なう。画像形成部１７はプロセスカートリッジとして装置本体に着脱可能に設けることが可能であるが、これに限るものではなく、必ずしもユニットとして構成されている必要はない。画像形成部１７Ｋは黒、画像形成部１７Ｍはマゼンタ、画像形成部１７Ｙはイエロー、画像形成部１７Ｃはシアン、の各画像を形成するもので、これら各画像形成部は形成する画像の色が異なるだけで、内部構成は各画像形成部とも共通である。よって、以下の説明では、画像形成部１７Ｋについて概要を説明し、他の画像形成部については、画像形成部１７Ｋにおける各部材の符号末尾に付したＫを、画像形成部１７ＭについてはＭ、画像形成部１７ＹについてはＹ、画像形成部１７ＣについてはＣにそれぞれ置き換えて示すにとどめ、説明は省略する。
【００８０】
搬送ベルト１５は、その一方が駆動回転させられる駆動ローラと、他方が従動回転させられる従動ローラである搬送ローラ１８，１９によって回動可能に支持されたエンドレスベルトからなり、これら搬送ローラの回転と共に、矢印の向きに回転させられるようになっている。搬送ベルト１５の下方には転写紙８が収納された給紙トレイ２０，２１，２２が備えられている。
【００８１】
例えば、給紙トレイ２０に収納された転写紙８のうち、最上位置にある転写紙８は、画像形成時に送り出されてレジストローラ２３で一旦待機させられ、画像形成部１７Ｋにおける画像形成とタイミングを合わせて送り出され、静電吸着により搬送ベルト１５に吸着される。こうして搬送ベルト１５に吸着された転写紙８は最初の画像形成部１７Ｋに搬送され、ここで黒の画像が転写される。
【００８２】
画像形成部１７Ｋは、図１により説明した部材と構成機能が同等の部材を備えている。これら構成機能が同等の部材については、図１におけるものと同じ符号の末尾にＫを付し感光体１Ｋ、帯電装置２Ｋ、現像装置３Ｋなどで示している。なお、図１では搬送ベルト１５を省略して示したが、実際は、図７に示すように、搬送ベルト１５の上側張設部分の裏側には転写装置５Ｋが配置されており、また、感光体１に露光用の光Ｌを照射して静電潜像を形成する手段として書込手段１６が設けられている。
【００８３】
カラー画像の画像形成に際し、画像形成部１７Ｋでは、感光体１Ｋの周面が暗中にて帯電装置２Ｋにより一様に帯電された後、光走査装置１６Ｋからの黒画像に対応した露光用の光Ｌにより露光され、静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置３Ｋにおいて黒トナーにより可視像化され、感光体１Ｋ上に黒のトナー像が形成される。
【００８４】
このトナー像は感光体１Ｋと搬送ベルト１５上の転写紙８とが接する位置、所謂転写位置で転写紙８と合致して転写装置５Ｋの働きにより転写紙８上に転写され、該転写紙８上に単色（黒）の画像が形成される。転写を終えた感光体１Ｋは該感光体１Ｋの周面に残留した不要なトナーがクリーニング装置６Ｋにより除去され、次の画像形成に備えられる。
【００８５】
このようにして、画像形成部１７Ｋで単色（黒）を転写された転写紙８は、搬送ベルト１５によって次の画像形成部１７Ｍに搬送される。画像形成部１７Ｍでは、前記画像形成部１７Ｋにおけると同様のプロセスにより感光体１Ｍ上に形成されたマゼンタのトナー像が前記転写紙８上の黒のトナー像に重ね転写される。
【００８６】
転写紙８はさらに次の画像形成部１７Ｙに搬送され、同様にして感光体１Ｙ上に形成されたイエローのトナー像が転写紙８上に既に形成されている黒及びマゼンタのトナー像に重ね転写される。同様にしてさらに、次の画像形成部１７Ｃでは、シアンのトナー像が重ね転写されて、フルカラーのカラー画像が得られる。
【００８７】
こうしてフルカラーの重ね画像が形成された転写紙８は、画像形成部１７Ｃを通過した後、搬送ベルト１５から剥離されてから定着部２４で一対の定着ローラ間を通過する間に定着された後、排紙トレイ２５へ排紙される。
【００８８】
本例のように、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの各色毎に、感光体を横方向に並べて各感光体に帯電装置や現像装置等を設けて静電潜像を形成し、可視像化してから転写紙に順次転写してフルカラー画像を得るタンデム方式のカラー画像形成装置では、横方向に並べた感光体１Ｋ、１Ｍ、１Ｙ、１Ｃに対してそれぞれ現像装置３Ｋ、３Ｍ、３Ｙ、３Ｃが設けられているので、画像形成装置を小さくするためには、各感光体の間隔を狭める必要があるがその為には各現像装置も水平方向（横方向）の大きさを小さくする必要がある。これは、中間転写体を用いる中間転写方式においても同様である。
【００８９】
各現像装置として本発明の構成のものを使用することにより、各現像装置の横寸法が図１０に示した従来のものよりも小さくできるので、画像形成装置の小型化を図ることができる。しかも、これらの現像装置３Ｋ，３Ｍ，３Ｙ，３Ｃは前記したように、剤離し領域、剤汲み上げ領域、供給室搬送部材、回収室搬送部材、仕切板などを具備した構成としているので、狙いの帯電量を持ったトナーが現像に用いられることとなり、高画質を得ることができる。また、トナーの劣化を抑制できるので、現像剤の性能を長期にわたり安定して維持することが可能で、高寿命、高耐久な現像装置を提供することができる。このような利益はタンデム式のフルカラー画像形成装置に特有のもとではなく、単色の画像形成装置においても得ることができることはもちろんである。
【００９０】
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、現像剤搬送部材の羽根の直径や羽根の厚さなどは適宜に設定できるものである。また、断面形状を台形とする範囲および径を小さくする範囲も、現像剤の搬送性能等に応じて適宜に設定可能である。現像装置の構成も本発明の範囲内で変更可能である。
【００９１】
また、画像形成装置の作像部の構成も任意であり、タンデム式における各色の並び順などは任意である。また、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、あるいはモノクロ装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。
【符号の説明】
【００９２】
１              感光体（像担持体）
３              現像装置
１５            搬送ベルト
１７            画像形成部
２０，２１，２２  給紙トレイ
２５            排紙トレイ
３０１          現像ケーシング
３０４          供給室搬送部材
３０４ａ，ｂ，ｃ  スクリュ羽根
３０５          回収室搬送部材
３０２          現像ローラ（現像剤担持体）
３０６          仕切板
３０７          連通口
３０８          連通口（供給室→回収室）
３０９          補給用開口
３２０          現像剤
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９３】
【特許文献１】特開平１１−２０２６２７号公報
【特許文献２】特開平２００３−２６３０１２号公報
【特許文献３】特開平２００３−３０７９２４号公報
【図１】
2012123043.tif 000003
【図２】
2012123043.tif 000004
【図３】
2012123043.tif 000005
【図４】
2012123043.tif 000006
【図５】
2012123043.tif 000007
【図６】
2012123043.tif 000008
【図７】
2012123043.tif 000009
【図８】
2012123043.tif 000010
【図９】
2012123043.tif 000011
【図１０】
2012123043.tif 000012