(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
補給容器から現像剤が補給される、画像形成装置本体に着脱可能な現像装置において、
電子写真感光体に形成された潜像を現像するための現像部材と、
前記電子写真感光体の潜像を現像するための現像剤を収納する現像剤収納部と、
前記補給容器から前記現像剤収納部に補給された現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌搬送部材であって、軸部と、前記軸部の外周表面から突出して螺旋状に設けられた螺旋リブと、前記軸部の軸線方向において前記螺旋リブのピッチ間に、前記軸部の外周表面から突出して設けられた傾斜リブであって、前記軸部の半径方向線に対して、前記軸部の回転方向下流側に傾斜して設けられた、および、前記螺旋リブの螺旋方向に対して略直交する方向に沿って延びて設けられた傾斜リブと、を有する撹拌搬送部材と、
前記撹拌搬送部材と前記現像部材との間に設けられ、前記撹拌搬送部材により搬送された現像剤を前記現像部材に向けて搬送する現像剤搬送部材であって、軸部と、前記軸部の外周表面から突出して螺旋状に設けられた螺旋リブと、を有する現像剤搬送部材と、
を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記軸線方向において、前記傾斜リブと隣接する傾斜リブは、約１８０度位相をずらして、前記軸部の外周表面から突出し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】
補給容器から現像剤が補給される、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
電子写真感光体と、
前記電子写真感光体に形成された潜像を現像するための現像部材と、
前記電子写真感光体の潜像を現像するための現像剤を収納する現像剤収納部と、
前記補給容器から前記現像剤収納部に補給された現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌搬送部材であって、軸部と、前記軸部の外周表面から突出して螺旋状に設けられた螺旋リブと、前記軸部の軸線方向において前記螺旋リブのピッチ間に、前記軸部の外周表面から突出して設けられた傾斜リブであって、前記軸部の半径方向線に対して、前記軸部の回転方向下流側に傾斜して設けられた、および、前記螺旋リブの螺旋方向に対して略直交する方向に沿って延びて設けられた傾斜リブと、を有する撹拌搬送部材と、
前記撹拌搬送部材と前記現像部材との間に設けられ、前記撹拌搬送部材により搬送された現像剤を前記現像部材に向けて搬送する現像剤搬送部材であって、軸部と、前記軸部の外周表面から突出して螺旋状に設けられた螺旋リブと、を有する現像剤搬送部材と、
を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項４】
前記軸線方向において、前記傾斜リブと隣接する傾斜リブは、約１８０度位相をずらして、前記軸部の外周表面から突出していることを特徴とする請求項３に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項５】
プロセスカートリッジを着脱可能であって、記録媒体に画像を形成するための画像形成装置において、
現像剤を有する補給容器と、
装着部と、
前記装着部に取り外し可能に装着されるプロセスカートリッジであって、電子写真感光体と、前記電子写真感光体に形成された潜像を現像するための現像部材と、前記電子写真感光体の潜像を現像するための現像剤を収納する現像剤収納部と、前記補給容器から前記現像剤収納部に補給された現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌搬送部材であって、軸部と、前記軸部の外周表面から突出して螺旋状に設けられた螺旋リブと、前記軸部の軸線方向において前記螺旋リブのピッチ間に、前記軸部の外周表面から突出して設けられた傾斜リブであって、前記軸部の半径方向線に対して、前記軸部の回転方向下流側に傾斜して設けられた、および、前記螺旋リブの螺旋方向に対して略直交する方向に沿って延びて設けられた傾斜リブとを有する撹拌搬送部材と、前記撹拌搬送部材と前記現像部材との間に設けられ、前記撹拌搬送部材により搬送された現像剤を前記現像部材に向けて搬送する現像剤搬送部材であって、軸部と、前記軸部の外周表面から突出して螺旋状に設けられた螺旋リブとを有する現像剤搬送部材と、を有するプロセスカートリッジと、
前記記録媒体を搬送するための搬送手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート等の転写材（記録媒体）上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタ、あるいは、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関し、特に、これらの装置に備えられる、プロセスカートリッジ及び現像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の画像形成装置においては、電子写真感光体及び帯電手段、現像手段、クリーニング手段等を一体にまとめてカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。
【０００３】
このカートリッジ方式により操作性が一層向上され、上記プロセス手段のメンテナンスをユーザ自身が容易に行うことが可能となった。そこで、このカートリッジ方式は画像形成装置本体において広く用いられている。
【０００４】
また、プロセス手段を、寿命が長いものと短いものに分け、それぞれのプロセス手段をカートリッジ化し、主要プロセス手段の寿命に則して使用できるカートリッジ構成も実現されている。例えば、トナー収容部と現像手段を一体的に構成した現像カートリッジ、または電子写真感光体及び帯電手段、クリーニング手段を一体的に構成したドラムカートリッジなどが採用されている。
【０００５】
さらに、現像手段を一体的に構成した現像ユニットの高寿命化に伴い、画像形成に応じて消費されるトナーのみを補給し、交換可能なトナーカートリッジを独立して交換する方法も採用されている。
【０００６】
トナーカートリッジより現像ユニットに補給されるトナーは現像される前に現像可能状態になるように、現像容器内の撹拌手段により、撹拌され、現像ローラ部に供給される。
【０００７】
特に、印刷能力が向上した高速の画像形成装置においては、前述の現像容器内に補給されたトナーは、数秒間の短い時間内の撹拌の後、すぐに、現像可能な状態で、現像ローラへ供給される必要がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、先に述べた現像手段を安定的に提供することであり、短い時間内に効率よく現像剤を撹拌して搬送することができる現像装置及びプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
補給容器から現像剤が補給される、画像形成装置本体に着脱可能な現像装置において、
電子写真感光体に形成された潜像を現像するための現像部材と、
前記電子写真感光体の潜像を現像するための現像剤を収納する現像剤収納部と、
前記補給容器から前記現像剤収納部に補給された現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌搬送部材であって、軸部と、前記軸部の外周表面から突出して螺旋状に設けられた螺旋リブと、前記軸部の軸線方向において前記螺旋リブのピッチ間に、前記軸部の外周表面から突出して設けられた傾斜リブであって、前記軸部の半径方向線に対して、前記軸部の回転方向下流側に傾斜して設けられた、および、前記螺旋リブの螺旋方向に対して略直交する方向に沿って延びて設けられた傾斜リブと、を有する撹拌搬送部材と、
前記撹拌搬送部材と前記現像部材との間に設けられ、前記撹拌搬送部材により搬送された現像剤を前記現像部材に向けて搬送する現像剤搬送部材であって、軸部と、前記軸部の外周表面から突出して螺旋状に設けられた螺旋リブと、を有する現像剤搬送部材と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
補給容器から現像剤が補給される、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにあっては、
電子写真感光体と、
前記電子写真感光体に形成された潜像を現像するための現像部材と、
前記電子写真感光体の潜像を現像するための現像剤を収納する現像剤収納部と、
前記補給容器から前記現像剤収納部に補給された現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌搬送部材であって、軸部と、前記軸部の外周表面から突出して螺旋状に設けられた螺旋リブ
と、前記軸部の軸線方向において前記螺旋リブのピッチ間に、前記軸部の外周表面から突出して設けられた傾斜リブであって、前記軸部の半径方向線に対して、前記軸部の回転方向下流側に傾斜して設けられた、および、前記螺旋リブの螺旋方向に対して略直交する方向に沿って延びて設けられた傾斜リブと、を有する撹拌搬送部材と、
前記撹拌搬送部材と前記現像部材との間に設けられ、前記撹拌搬送部材により搬送された現像剤を前記現像部材に向けて搬送する現像剤搬送部材であって、軸部と、前記軸部の外周表面から突出して螺旋状に設けられた螺旋リブと、を有する現像剤搬送部材と、
を備えることを特徴とする。
【００１３】
プロセスカートリッジを着脱可能であって、記録媒体に画像を形成するための画像形成装置にあっては、
現像剤を有する補給容器と、
装着部と、
前記装着部に取り外し可能に装着されるプロセスカートリッジであって、電子写真感光体と、前記電子写真感光体に形成された潜像を現像するための現像部材と、前記電子写真感光体の潜像を現像するための現像剤を収納する現像剤収納部と、前記補給容器から前記現像剤収納部に補給された現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌搬送部材であって、軸部と、前記軸部の外周表面から突出して螺旋状に設けられた螺旋リブと、前記軸部の軸線方向において前記螺旋リブのピッチ間に、前記軸部の外周表面から突出して設けられた傾斜リブであって、前記軸部の半径方向線に対して、前記軸部の回転方向下流側に傾斜して設けられた、および、前記螺旋リブの螺旋方向に対して略直交する方向に沿って延びて設けられた傾斜リブとを有する撹拌搬送部材と、前記撹拌搬送部材と前記現像部材との間に設けられ、前記撹拌搬送部材により搬送された現像剤を前記現像部材に向けて搬送する現像剤搬送部材であって、軸部と、前記軸部の外周表面から突出して螺旋状に設けられた螺旋リブとを有する現像剤搬送部材と、を有するプロセスカートリッジと、
前記記録媒体を搬送するための搬送手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１５】
ここで、画像形成装置とは、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体（転写材）に画像を形成するものであり、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンター（ＬＥＤプリンター、レーザービームプリンターなど）、電子写真ファクシミリ装置、および、電子写真ワードプロセッサーなどが含まれる。
【００１６】
また、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つと、像担持体である電子写真感光ドラムを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。また、現像装置とは、現像手段を一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。また、撹拌搬送部材は、本実施の形態では粉体としてトナーを撹拌し搬送しているが、これに限るものではない。
【００１７】
また以下の説明において、長手方向とは記録媒体５２の搬送方向に直交する方向で、電子写真感光体（以下、感光ドラム２）の軸線方向と同一な方向をいう。また、左右とは記録媒体５２の搬送方向からみての左右である。さらに上、下とはカートリッジの装着状態における、上、下である。
【００１８】
［画像形成装置の全体の説明］
まず、画像形成装置としてカラー電子写真画像形成装置の全体構成について、図１を参照して概略説明する。
【００１９】
図１はカラートナー画像形成装置の一形態であるカラーレーザービームプリンタの全体構成説明図である。また、図２はプロセスカートリッジ及びトナー補給容器の概略断面図であり、図３はプロセスカートリッジの長手方向の概略断面図である。
【００２０】
このカラーレーザービームプリンタの画像形成手段を有する画像形成部は、像担持体である感光ドラム２を備えた４つのプロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ（イエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色）と、このプロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの上方に、各色に対応した露光手段５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｋ（レーザビーム光学走査系）が夫々並列配置されている。
【００２１】
上記画像形成部の下方には、記録媒体５２を送り出す給送手段と、感光ドラム２上に形成されたトナー像を転写する中間転写ベルト５４ａ、及び中間転写ベルト５４ａ上のトナー像を記録媒体５２に転写する２次転写ローラ５４ｄが配置されている。
【００２２】
更に、トナー画像を転写された記録媒体５２を定着する定着手段、記録媒体５２を装置外へ排出し積載する排出手段が配置されている。
【００２３】
ここで記録媒体５２としては、例えば用紙、ＯＨＰシート、あるいは布等である。
【００２４】
本実施の形態の画像形成装置はクリーナレスシステムの装置であり、感光ドラム２上に残存した転写残トナーは現像手段に取り込んでおり、転写残トナーを回収貯蔵する専用のクリーナーはプロセスカートリッジ内には配置していない。
【００２５】
次に、上記画像形成装置の各部の構成について順次詳細に説明する。
【００２６】
［給紙部］
給紙部は、画像形成部へ記録媒体５２を給送するものであり、複数枚の記録媒体５２を積載収納した給送カセット５３ａと、給送ローラ５３ｂ、重送防止のリタードローラ５３ｃ、給送ガイド５３ｄ、レジストローラ５３ｇから主に構成される。
【００２７】
給送ローラ５３ｂは画像形成動作に応じて駆動回転し、給送カセット５３ａ内の記録媒体５２を一枚ずつ分離給送する。記録媒体５２は、給送ガイド５３ｄによってガイドされ、搬送ローラ５３ｅ，５３ｆを経由してレジストローラ５３ｇに搬送される。
【００２８】
記録媒体５２が搬送された直後は、レジストローラ５３ｇは回転を停止しており、このニップ部に突き当たることにより記録媒体５２は斜行が矯正される。
【００２９】
画像形成動作中にレジストローラ５３ｇは、記録媒体５２を静止待機させる非回転の動作と、記録媒体５２を中間転写ベルト５４ａに向けて搬送する回転の動作とを所定のシーケンスで行い、次工程である転写工程時のトナー像と記録媒体５２との位置合わせを行う。
【００３０】
［プロセスカートリッジ］
プロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、像担持体である感光ドラム２の周囲に、帯電手段と現像手段を配置し、一体的に構成している。そして、このプロセスカートリッジは装置本体に対して、ユーザが容易に取り外しでき、感光ドラム２が寿命に至った場合に交換することができる。
【００３１】
本実施の形態においては、例えば、感光ドラム２の回転回数をカウントし、所定カウント数を越えた場合に、プロセスカートリッジが寿命に至ったことを報知するようにしている。
【００３２】
本実施の形態の感光ドラム２は負帯電の有機感光体で、直径約３０ｍｍのアルミニウム製のドラム基体上に、通常用いられる感光体層を有しており、最表層に電荷注入層を設けている。そして、所定のプロセススピード、本実施の形態では約１１７ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動される。
【００３３】
電荷注入層は、絶縁性樹脂のバインダーに導電性微粒子として、例えばＳｎＯ2 超微粒子を分散した材料の塗工層を用いている。
【００３４】
図３に示すように、感光ドラム２の奥側端部にはドラムフランジ２ｂが固定され、手前端部には非駆動フランジ２ｄが固定されている。ドラムフランジ２ｂと非駆動フランジ２ｄの中心にはドラム軸２ａが貫通しており、ドラム軸２ａとドラムフランジ２ｂ及び非駆動フランジ２ｄは一体となって回転される。すなわち、感光ドラム２はドラム軸２ａの軸を中心に回転される。
【００３５】
ドラム軸２ａの手前側端部は軸受２ｅに回転自在に支持され、軸受２ｅは軸受ケース２ｃに対して固定されている。そして軸受ケース２ｃはプロセスカートリッジのフレームに対して固定されている。
【００３６】
［帯電手段］
帯電手段は接触帯電方法を用いたものである。本実施の形態においては、帯電部材として帯電ローラ３ａを用いている。
【００３７】
図２に示すように、この帯電ローラ３ａは芯金３ｂの両端部をそれぞれ不図示の軸受部材により回転自在に保持させると共に、押しバネ３ｄによって感光ドラム方向に付勢して感光ドラム２の表面に対して所定の押圧力をもって圧接させており、感光ドラム２の回転に従動して回転する。
【００３８】
３ｃは帯電ローラクリーニング部材であり、本実施の形態では可撓性を持つクリーニングフィルム３ｅを有している。このクリーニングフィルム３ｅは、帯電ローラ３ａの長手方向に並行に配置され、かつ同長手方向に対し一定量の往復運動をする支持部材３ｆに一端を固定され、自由端側近傍の面において帯電ローラ３ａと接触ニップを形成するように配置されている。支持部材３ｆが図示しない駆動手段により長手方向に一定量往復駆動されて帯電ローラ表面がクリーニングフィルム３ｅで摺擦される。これにより帯電ローラ表面の付着物（微粉トナー、外添剤など）の除去がなされる。
【００３９】
なお本実施の形態の画像形成装置はクリーナレスシステムを採用している。このクリーナレスシステムに関して以下に説明する。
【００４０】
［クリーナレスシステム］
本実施の形態の画像形成装置におけるクリーナレスシステムの概要をまず説明すると、転写後の感光ドラム２上の転写残トナーを、引き続く感光ドラムの回転に伴い帯電部ａ、露光部ｂを通過させ現像部ｃに持ち運び、現像装置により現像同時クリーニング（回収）するものである。
【００４１】
感光ドラム２面上の転写残トナーは露光部ｂを通るので露光工程はその転写残トナー上からなされるが、転写残トナーの量は少ないため、大きな影響は現れない。
【００４２】
ただ転写残トナーには正規極性のもの、逆極性のもの（反転トナー）、帯電量が少ないものが混在しており、その内の反転トナーや帯電量が少ないトナーが帯電部ａを通過する際に帯電ローラ３ａに付着することで帯電ローラ３ａが許容以上にトナー汚染して帯電不良を生じる事になる。
【００４３】
また感光ドラム面上の転写残トナーの現像装置による現像同時クリーニングを効果的に行わせるためには、現像部ｃに持ち運ばれる感光ドラム上の転写残トナーの帯電極性が正規極性であり、かつその帯電量が現像装置によって感光ドラムの静電潜像を現像できる帯電量である事が必要である。反転トナーや帯電量が適切でないトナーについては感光ドラム上から現像装置に除去・回収できず、不良画像の原因となってしまう。
【００４４】
また近年のユーザニーズの多様化に伴い、写真画像などといった高印字率の画像などの連続印字動作などにより、一度に大量の転写残トナーが発生し、上述したような問題を更に助長させてしまうのである。
【００４５】
そこで本実施の形態においては、転写部ｄよりも感光ドラム下流側の位置において、感光ドラム２の転写残トナーを均一化するための、転写残トナー（残留現像剤像）均一化手段３ｇを設け、この転写残トナー均一化手段３ｇよりも感光ドラム回転方向下流側で帯電部ａよりも感光ドラム回転方向上流側の位置において、転写残トナーの帯電極性を正規極性である負極性に揃えるためのトナー（現像剤）帯電制御手段３ｈを設けている。
【００４６】
転写残トナー均一化手段３ｇを設けることにより、転写部ｄからトナー帯電制御手段３ｈへ持ち運ばれる感光ドラム上のパターン上の転写残トナーはトナー量が多くても、そのトナーが感光ドラム面に分散分布化され、非パターン化されるので、トナー帯電制御手段３ｈの一部にトナーが集中することがなくなり、該トナー帯電制御手段３ｈによる転写残トナーの全体的な正規極性帯電化処理が常に十分になされて、転写残トナーの帯電ローラ３ａへの付着防止が効果的になされる。また転写残トナー像パターンのゴースト像の発生も防止される。
【００４７】
本実施の形態では上記転写残トナー均一化手段３ｇとトナー帯電制御手段３ｈは、適度の導電性を持ったブラシ状部材であり、ブラシ部を感光ドラム面上に接触させて配置してある。
【００４８】
またこれらの手段は、図示しない駆動源により感光ドラムの長手方向に移動（往復運動）するようになっている。このようにすることで、転写残トナー均一化手段３ｇとトナー帯電制御手段３ｈが感光ドラム上で同一個所に位置し続けることがなくなり、たとえばトナー帯電制御手段３ｈの抵抗ムラによる過帯電部、帯電不足部が存在したとしても、常に同じ感光ドラム面部分で起こるわけではないため、極小的な転写残トナーの過帯電によって感光ドラム上に融着が発生すること、また帯電不足によって帯電ローラ３ａに転写残トナーが付着することが防止あるいは緩和される。
【００４９】
［露光手段］
本実施の形態においては、上記感光ドラム２への露光は、レーザー露光手段を用いて行っている。即ち、装置本体から画像信号が送られてくると、この信号に対応して変調されたレーザー光Ｌが、感光ドラム２の一様帯電面に対して走査露光される。そして、感光ドラム２面には画像情報に対応した静電潜像が選択的に形成される。
【００５０】
レーザー露光手段は、固体レーザー素子（不図示）、ポリゴンミラー５１ａ、結像レンズ５１ｂ、反射ミラー５１ｃ等から構成されている。入力された画像信号に基づき発光信号発生器（不図示）により固体レーザー素子が所定タイミングでＯＮ／ＯＦＦ発光制御される。固体レーザー素子から放射されたレーザー光Ｌは、コリメーターレンズ系（不図示）により略平行な光束に変換され、高速回転するポリゴンミラー５１ａにより走査される。そして、結像レンズ５１ｂ、反射ミラー５１ｃを介して感光ドラム２にスポット状に結像される。
【００５１】
この様に感光ドラム２面上には、レーザー光走査による主走査方向の露光と、更に感光ドラム２が回転することによる副走査方向の露光がなされ、画像信号に応じた露光分布が得られる。
【００５２】
即ち、レーザー光Ｌの照射及び非照射により、表面電位が落ちた明部電位と、そうでない暗部電位が形成される。そして、明部電位と暗部電位間のコントラストにより、画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【００５３】
［現像手段］
現像手段である現像装置４は、２成分接触現像装置（２成分磁気ブラシ現像装置）であり、図２に示すように、マグネットローラ４ｂを内包した現像剤担持体としての現像スリーブ４ａ上にキャリアとトナーからなる現像剤を保持している。現像スリーブ４ａには所定間隙を有して、規制ブレード４ｃが設けられ、現像スリーブ４ａの矢印方向への回転に伴い、現像スリーブ４ａ上に薄層の現像剤を形成する。
【００５４】
現像スリーブ４ａは、図３に示すように、その両側の縮径されたジャーナル部４ａ１にスペーサ４ｋを回転可能に嵌合させることで感光ドラム２と所定間隙を有するように配置され、現像時においては現像スリーブ４ａ上に形成された現像剤が、感光ドラム２に対して接触する状態で現像できるように設定されている。現像スリーブ４ａは現像部において感光ドラム２の回転方向に対してカウンター方向である矢示（図２）の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。
【００５５】
本実施の形態において用いたトナーは、平均粒径６μｍのネガ帯電トナーを用い、磁性キャリアとしては飽和磁化が２０５ｅｍｕ／ｃｍ3 （１０００ガウス（０．１Ｔ）当たりの磁化量５６．９Ａｍ2／Ｋｇ（但し、比重３．６ｇ／ｃｍ3 ））の平均粒径３５μｍの磁性キャリアを用いた。また、トナーとキャリアを重量比６：９４で混合したものを現像剤として用いている。
【００５６】
現像剤が循環している現像剤収納部４ｈは、両端部を除いて長手方向の隔壁４ｄで２つに仕切られている。そして、現像剤搬送部材としての撹拌スクリュー４ｅＡ，本実施の形態の特徴的な構成である撹拌搬送部材としての撹拌スクリュー４ｅＢがこの隔壁４ｄを挟んで配置されている。撹拌スクリュー４ｅＢは粉体としてトナーを撹拌して搬送するものであるが、撹拌スクリュー４ｅＢについての詳細な説明は後述する。
【００５７】
トナー補給容器から補給されたトナーは、図３に示すように、撹拌スクリュー４ｅＢの奥側に落下し、長手方向の前側に送られながら撹拌され、前側端の隔壁４ｄのない部分を通過する。そして、撹拌スクリュー４ｅＡで更に長手方向の奥側に送られ、奥側の隔壁４ｄのない部分を通り、撹拌スクリュー４ｅＢで送られながら撹拌され、循環を繰り返している。
【００５８】
ここで感光ドラム２に形成された静電潜像を、現像装置４を用いて２成分磁気ブラシ法により顕像化する現像工程と現像剤の循環系について説明する。
【００５９】
現像スリーブ４ａの回転に伴い、現像容器内の現像剤がマグネットローラ４ｂの汲み上げ極で現像スリーブ４ａ面に汲み上げられて搬送される。
【００６０】
その搬送される過程において、現像剤は現像スリーブ４ａに対して垂直に配置された規制ブレード４ｃによって層厚が規制され、現像スリーブ４ａ上に薄層現像剤が形成される。薄層現像剤が現像部に対応する現像極に搬送されると、磁気力によって穂立ちが形成される。感光ドラム２面の静電潜像は、この穂状に形成された現像剤中のトナーによってトナー像として現像される。本例においては、静電潜像は反転現像される。
【００６１】
現像部を通過した現像スリーブ４ａ上の薄層現像剤は引き続き現像スリーブ４ａの回転に伴い現像容器内に入り、搬送極の反発磁界によって現像スリーブ４ａ上から離脱して現像容器内の現像剤溜りに戻される。
【００６２】
現像スリーブ４ａには、不図示の電源から直流（ＤＣ）電圧および交流（ＡＣ）電圧が印加される。本実施の形態では、−５００Ｖの直流電圧と、周波数２０００Ｈｚでピーク間電圧１５００Ｖの交流電圧が印加され、感光ドラム２の露光部にのみ選択的に現像している。
【００６３】
一般に２成分現像法においては交流電圧を印加すると現像効率が増し画像は高品位になるが、逆にかぶりが発生しやすくなるという危険も生じる。このため、通常、現像スリーブ４ａに印加する直流電圧と感光ドラム２の表面電位間に電位差を設けることによって、かぶりを防止することを実現している。より具体的には、感光ドラム２の露光部の電位と非露光部の電位との間の電位のバイアス電圧を印加している。
【００６４】
現像によりトナーが消費されると、現像剤中のトナー濃度が低下する。本実施の形態では、撹拌スクリュー４ｅＢの外周面に近接した位置にトナー濃度を検知するセンサー４ｇを配置している。現像剤内のトナー濃度が所定の濃度レベルよりも低下したことをセンサー４ｇで検知すると、トナー補給容器から現像装置４内にトナーを補給する命令が出される。このトナー補給動作により現像剤のトナー濃度が常に所定のレベルに維持管理される。
【００６５】
［トナー補給容器］
トナー補給容器５（５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ）は、プロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの上方に並列配置されており、装置本体１００正面より装着される。
【００６６】
図２に示すように、トナー補給容器５の内部に撹拌軸５ｃに固定された撹拌板５ｂとスクリュー５ａが配置され、容器底面にはトナーを排出する排出開口部５ｆが形成されている。
【００６７】
スクリュー５ａと撹拌軸５ｃは、その両端を不図示の軸受で回転可能に支持され、片方の最端部には不図示の駆動カップリング（凹）が配置されている。スクリュー５ａの外形部は、らせんリブ形状となっており、排出開口部５ｆを中心に、らせんのねじれ方向を反転させている。不図示の駆動カップリング（凸）の回転により、所定の回転方向にスクリュー５ａは回転される。そして、排出開口部５ｆに向かってトナーは搬送され、排出開口部５ｆの開口よりトナーを自由落下させ、排出開口部５ｆに接続している補給開口部１ｂからプロセスカートリッジにトナーを補給する。
【００６８】
撹拌板５ｂの回転半径方向の先端部は傾斜しており、トナー補給容器５の壁面と摺接する際には、上記先端部はある角度をもって当接される。具体的には、撹拌板５ｂの先端側はねじられて、らせん状態になる。
【００６９】
このように、撹拌板５ｂの先端側がねじれ傾斜することにより軸方向への搬送力が発生し、トナーが長手方向に送られる。
【００７０】
なお、本実施の形態のトナー補給容器は、２成分現像法に限らず、１成分現像法を用いるプロセスカートリッジまたは現像カートリッジにおいても補給可能であり、またトナー補給容器内に収納される粉体は、トナーだけに限らず、トナー及び磁性キャリアが混合された、いわゆる現像剤であってもよい。
【００７１】
［転写手段］
転写手段である中間転写ユニット５４は、感光ドラム２から順次に１次転写されて重ねられた複数のトナー像を、一括して記録媒体５２に２次転写するものである。
【００７２】
中間転写ユニット５４は、矢印方向に走行する中間転写ベルト５４ａを備えており、矢印の時計方向に感光ドラム２の外周速度と略同じ周速度で走行している。この中間転写ベルト５４ａは、周長約９４０ｍｍの無端状ベルトであり、駆動ローラ５４ｂ、２次転写対向ローラ５４ｇ、従動ローラ５４ｃの３本のローラにより掛け渡されている。
【００７３】
さらに、中間転写ベルト５４ａ内には、転写帯電ローラ５４ｆＹ，５４ｆＭ，５４ｆＣ，５４ｆＫ  が夫々感光ドラム２の対向位置に回転可能に配置され、感光ドラム２の中心方向に加圧されている。
【００７４】
転写帯電ローラ５４ｆＹ，５４ｆＭ，５４ｆＣ，５４ｆＫ  は不図示の高圧電源より給電され、中間転写ベルト５４ａの裏側からトナーと逆極性の帯電を行い、感光ドラム２上のトナー像を順次中間転写ベルト５４ａの上面に１次転写する。
【００７５】
２次転写部には転写部材として２次転写ローラ５４ｄが、２次転写対向ローラ５４ｇに対向した位置で中間転写ベルト５４ａに圧接している。２次転写ローラ５４ｄは、図示上下に揺動可能で且つ回転する。この時同時に中間転写ベルト５４ａには、バイアスが印加されるので中間転写ベルト５４ａ上のトナー像は記録媒体５２に転写される。
【００７６】
ここで中間転写ベルト５４ａと２次転写ローラ５４ｄは各々駆動されている。記録媒体５２が２次転写部に突入すると、所定のバイアスが２次転写ローラ５４ｄに印加され、中間転写ベルト５４ａ上のトナー像は記録媒体５２に２次転写される。
【００７７】
この時、両者に挟まれた状態の記録媒体５２は転写工程が行われると同時に、図示左方向に所定の速度で搬送され次工程である定着器５６にむけて搬送される。
【００７８】
転写工程の最下流側である中間転写ベルト５４ａの所定位置には、中間転写ベルト５４ａの表面に接離可能なクリーニングユニット５５が設けてあり、２次転写後に残った転写残トナーを除去する。
【００７９】
クリーニングユニット５５内には、転写残トナーを除去するためのクリーニングブレード５５ａが配置されている。クリーニングユニット５５は不図示の回転中心で揺動可能に取りつけられており、クリーニングブレード５５ａは中間転写ベルト５４ａに食い込む方向に圧接している。クリーニングユニット５５内に取りこまれた転写残トナーは、送りスクリュー５５ｂにより廃トナータンク（不図示）へ搬送され貯蔵される。
【００８０】
ここで中間転写ベルト５４ａとしてはポリイミド樹脂からなるものを用いることができる。その他の材質としてはポリイミド樹脂に限定されるものではなく、ポリカーボネイト樹脂や、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリウレタン樹脂などのプラスチックや、フッ素系、シリコン系のゴムを好適に用いることができる
［定着部］
前記現像手段によって感光ドラム２に形成されたトナー像は、中間転写ベルト５４ａを介して記録媒体５２上に転写される。そして、定着器５６は、記録媒体５２に転写されたトナー像を熱を用いて記録媒体５２に定着させる。
【００８１】
図１に示すように、定着器５６は、記録媒体５２に熱を加えるための定着ローラ５６ａと記録媒体５２を定着ローラ５６ａに圧接させるための加圧ローラ５６ｂを備えており、各ローラは中空ローラである。その内部にそれぞれヒータ（不図示）を有している。そして、回転駆動されることによって同時に記録媒体５２を搬送する。
【００８２】
即ちトナー像を保持した記録媒体５２は定着ローラ５６ａと加圧ローラ５６ｂとにより搬送されると共に、熱及び圧力を加えられることによりトナー像が記録媒体５２に定着される。定着後の記録媒体５２は、排出ローラ５３ｈ，５３ｊにより排出され、装置本体１００上のトレー５７に積載される。
【００８３】
次に、本実施の形態の特徴について説明する。
【００８４】
本実施の形態は前述の［現像手段］内で説明した撹拌スクリューの形状を、更に撹拌能力を向上させたものである。
【００８５】
図４は、撹拌スクリュー４ｅＢを示す概略斜視図である。図５は、撹拌スクリュー４ｅＢを示す概略図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）を左方から見た図、（ｃ）は（ａ）のＱ−Ｑ断面図、（ｄ）は（ａ）を上方から見た図、（ｅ）は（ａ）を下方から見た図である。
【００８６】
撹拌スクリュー４ｅＡと撹拌スクリュー４ｅＢによって現像剤は循環しているが、撹拌スクリュー４ｅＢは、排出開口部５ｆの開口より自由落下するトナーが補給される補給開口部１ｂの下方に配置しているので、主にトナー撹拌を行っている。
【００８７】
撹拌スクリュー４ｅＡは現像スリーブ４ａ近傍に位置し、現像スリーブ４ａにトナーを供給し、現像後の現像キャリアの回収搬送を行っている。
【００８８】
そして、撹拌スクリュー４ｅＢには搬送能力のある螺旋リブ７０が約２０ｍｍピッチで配置されており、螺旋リブ７０の間に撹拌リブ７１が略１８０度位相をずらして配置されている。
【００８９】
撹拌リブ７１は、図５（ｃ）で示すように断面Ｑ−Ｑで見ると、約φ６ｍｍのスクリュー軸７２の外周部７３から径方向の半径方向線８０に対して回転方向（図中の矢印）側に図示α度傾いて配置されている。本実施の形態ではα＝１５°である。また、図５（ｂ）より撹拌スクリュー４ｅＢをみると、撹拌リブ７１はスクリュー軸７２の中心（軸線方向）である軸方向線８１に対して、トナーを捕捉する方向となる螺旋リブ７０の螺旋方向に略直交する方向に傾斜している。傾斜角βはおよそβ＝１１°である。
【００９０】
このように、回転方向にも軸搬送方向にも傾斜している撹拌リブ７１を設けることにより、撹拌リブ７１が例えばパドルのように、撹拌スクリュー４ｅＢの回転により搬送されているトナーを捕捉することができるようになる。螺旋リブ７０のみにより搬送されていたトナーを撹拌リブ７１に捕捉させることで効率よく撹拌させることができる。
【００９１】
そのため、撹拌スクリュー４ｅＢの回転（回転状態、回転速度）が従来と同じ場合でも、撹拌スクリュー４ｅＢに対して撹拌リブ７１がない従来のものに比較して、トナーの搬送力を落とすことなくトナーの撹拌能力を向上することができる。
【００９２】
従って、短い時間内に効率よくトナーを撹拌して搬送することができ、高速印字を行う画像形成装置においても、安定した現像トナーの撹拌・搬送を行い、安定画像を提供することができる。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、補給容器から現像剤収納部に補給された現像剤を、傾斜リブを有する撹拌搬送部材によって短い時間内に効率よく撹拌しながら現像剤搬送部材に搬送することができる。したがって、高速の画像形成装置に適用される場合でも、安定した現像剤の撹拌・搬送が行われ高品質の画像を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置本体の概略断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るプロセスカートリッジ及びトナー補給容器の概略断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るプロセスカートリッジの概略断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るトナー搬送スクリュー斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るトナー搬送スクリュー詳細説明図である。
【符号の説明】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ  プロセスカートリッジ
１ｂ  補給開口部
２  感光ドラム
２ａ  ドラム軸
２ｂ  ドラムフランジ
２ｃ  軸受ケース
２ｄ  非駆動フランジ
２ｅ  軸受
２ｆ  中心穴
２ｇ  駆動伝達部
３  帯電装置
３ａ  帯電ローラ
３ｂ  芯金
３ｃ  帯電ローラクリーニング部材
３ｄ  押しバネ
３ｅ  クリーニングフィルム
３ｆ  支持部材
３ｇ  転写残トナー均一化手段
３ｈ  トナー帯電制御手段
４  現像装置
４ａ  現像スリーブ
４ａ１  ジャーナル部
４ｂ  マグネットローラ
４ｃ  規制ブレード
４ｄ  隔壁
４ｅＡ，４ｅＢ  撹拌スクリュー
４ｆ  現像容器
４ｇ  センサー
４ｈ  現像剤収納部
４ｊ  軸受
４ｋ  スペーサ
５，５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ  トナー補給容器
５ａ  スクリュー
５ｂ  撹拌板
５ｃ  撹拌軸
５ｆ  排出開口部
５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｋ  露光手段
５１ａ  ポリゴンミラー
５１ｂ  結像レンズ
５１ｃ  反射ミラー
５２  記録媒体
５３  給送手段
５３ａ  給送カセット
５３ｂ  給送ローラ
５３ｃ  リタードローラ
５３ｄ  給送ガイド
５３ｅ，５３ｆ  搬送ローラ
５３ｇ  レジストローラ
５３ｈ，５３ｊ  排出ローラ
５４  中間転写ユニット
５４ａ  中間転写ベルト
５４ｂ  駆動ローラ
５４ｃ  従動ローラ
５４ｄ  ２次転写ローラ
５４ｆＹ，５４ｆＭ，５４ｆＣ，５４ｆＫ  転写帯電ローラ
５４ｇ  ２次転写対向ローラ
５５  転写クリーニングユニット
５５ａ  クリーニングブレード
５５ｂ  送りスクリュー
５６  定着器
５６ａ  定着ローラ
５６ｂ  加圧ローラ
５７  トレー
７０  螺旋リブ
７１  撹拌リブ
７２  スクリュー軸
７３  外周部
８０  半径方向線
８１  軸方向線
１００  装置本体
Ｌ  レーザー光
ａ  帯電部
ｂ  露光部
ｃ  現像部
ｄ  転写部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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