JP2009103825A - 現像装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像装置内に補給されたキャリアにより現像装置内の現像剤が増加した分だけ、現像装置から現像剤を適切に排出することができる現像装置を提供する。
【解決手段】夫々の回転軸が像担持体に対して互いに平行であり、かつ、上下位置関係に配置された供給搬送スクリュー３２Ｍ、及び受取搬送スクリュー３５Ｍと、供給搬送スクリューの一端部と受取搬送スクリューの他端部との間に斜めに配置された傾斜搬送スクリュー３８Ｍと、から成り、ケーシング２２Ｍ内に新たにキャリアを供給する供給手段と、ケーシング内に収容された現像剤の一部を外部に排出する排出口９０Ｍ及び排出手段９１Ｍと、を備え、排出口は、傾斜搬送スクリューの上部に相当するケーシング部分に設けられている。
【選択図】図４

Description

本発明は、現像剤を搬送スクリューによって搬送しながら、現像スリーブなどの現像剤担持体に供給する現像装置及びこれを用いる画像形成装置に関するものである。

従来、トナーと磁性キャリアとを含有する現像剤を用いる現像装置において、現像剤担持体の側方に配設された供給搬送スクリューによって現像剤をその回転軸線方向に搬送しながら、現像剤担持体の長手方向の全域に供給していくものが知られている。この種の現像装置では、供給搬送スクリューにより、現像剤を現像剤担持体に供給しながら、現像に寄与した後の現像剤を現像剤担持体から回収する。そして、供給搬送スクリューの剤搬送方向下流側端部まで搬送した現像剤を別の搬送スクリューに受け渡す。次いで、受け渡された現像剤を補給トナーと混合しながら搬送した後、供給搬送スクリューの剤搬送方向上流側端部に戻す。このような現像剤の循環搬送を行うことで、現像によってトナー濃度を低下させた現像剤を現像剤担持体から回収しながら、トナーの補給によってトナー濃度を回復させた現像剤を現像剤担持体に供給することができる。
しかしながら、かかる構成では、供給搬送スクリューの剤搬送方向上流側から下流側に向けて現像剤濃度を少しずつ低下させてしまうことがあった。供給搬送スクリューの剤搬送方向上流側端部付近では、現像剤の殆どが濃度回復直後の現像剤で占められるのに対し、剤搬送方向下流側に向かうにつれて、現像剤担持体から回収された使用済みの現像剤の割合が増えていくからである。

一方、現像剤担持体からの現像剤の回収と、現像剤担持体への現像剤の供給とを別々の搬送スクリューで行う現像装置（１方向循環方式という）が知られている。１方向循環方式は、現像剤担持体からの使用済み現像剤が、供給搬送スクリューへ戻らず、供給搬送スクリュー上での現像剤のトナー濃度を剤搬送方向において安定化させることができるため、剤搬送方向における現像濃度ムラを抑えることができる。
特許文献１には、１方向循環方式を実現する構成として、現像剤を現像剤担持体に供給する供給搬送スクリューと、その真下に配設された受取搬送スクリューと、鉛直方向に並ぶこれらスクリューの横で、水平方向に対して斜めの姿勢を取るように配設された傾斜搬送スクリューとを有しているものが記載されている。この構成においては、受取搬送スクリューによって現像剤担持体から受け取った使用済みの現像剤にトナーを補給して現像剤のトナー濃度を回復させた後で傾斜搬送スクリューに受け渡す。
傾斜搬送スクリューは、受取搬送スクリューから送られてきた現像剤を昇り勾配で搬送して、受取搬送スクリューの真上に配設された供給搬送スクリューに送る。

また、従来から複写機、プリンタ等の画像形成装置において、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を収容した現像装置に、適宜に新しいキャリアを補給する技術（プレミックス現像方式という）が知られている（例えば、特許文献２）。
通常の現像工程では、現像装置内に収容された２成分現像剤中のキャリアは消費されることなく現像装置内に残るために、キャリアに経時劣化が生じてしまう。キャリアの劣化モードとしては、キャリアのコーティング層が磨耗または剥離してキャリアの帯電能力が低下する膜削れと、キャリアの表面にトナーの成分や添加剤が付着してキャリアの帯電能力が低下するスペントとがある。プレミックス現像方式は、このようなキャリアの経時劣化による出力画像の画質低下を防止するためのものであり、現像装置内に新しいキャリア（又は新しい２成分現像剤）を適宜に補給するとともに、現像装置内の２成分現像剤の一部を適宜に現像装置外へ排出することで、現像装置内の劣化キャリアを減少させ現像装置内に収容されたキャリアの量と帯電能力を維持する。

また、特許文献１に開示されている１方向循環方式の現像装置に、プレミックス現像方式を適用したものも開示されている（特許文献３）。この種の現像装置においては、供給搬送スクリューの下流側に現像剤の排出口を設け、その位置に搬送される現像剤の剤面が所定高さを超えたときにその現像剤（キャリアの補給により余剰分となった現像剤）をオーバーフローさせて現像装置の外部に排出させている。
特開２００１−２４９５４５公報 特開２００１−１８３８９３公報 特願２００６−０６３６４５公報

１方向循環方式の現像装置にプレミックス現像方式を適用した特許文献３記載の構成においては、供給搬送スクリューの下流側に相当するケーシングの側面部に現像剤の排出口を設けているが、１方向循環方式の現像装置においては、現像剤担持体からの使用済み現像剤が供給搬送スクリューへ戻らないため、供給搬送スクリューの下流側においては供給搬送スクリュー部の現像剤の量が減少して、現像剤の剤面が低くなっている。
その位置は現像剤の剤面の高さが現像装置内の現像剤の量を反映しにくい位置であるとともに、また、その位置にある現像剤を前記排出口より排出する構成となっているため、現像装置内の現像剤の量にかかわらず、スクリュー羽根によって跳ね上げた現像剤が直接排出口より排出されてしまうという現象が発生し、現像装置内の現像剤の量が変動しやすいという問題があった。現像装置内の現像剤の量が安定しない場合には、現像剤担持体に供給される現像剤の量が不安定になり、出力画像にオーガピッチのムラが発生する等といった画像劣化が生じる。
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、１方向循環方式の現像装置にプレミックス現像方式を適用した場合においても、現像装置内の余剰現像剤を適量排出し、現像装置内の現像剤量を安定に保ち、出力画像の画質が安定する現像装置および画像形成装置を提供することにある。さらに、余剰現像剤の排出機構をスペース的に効率よく配置することで、コンパクトな現像装置及び画像形成装置を提供する。

上記目的を達成するために、請求項１の発明に係る現像装置は、像担持体に形成された潜像をトナーを備えた現像剤で現像する現像装置であって、該現像剤を攪拌搬送するために回転軸を中心として回転する少なくとも３本の搬送スクリューをケーシング内部に有したものにおいて、前記３本の搬送スクリューは、夫々の回転軸が前記像担持体に対して互いに平行であり、かつ、上下位置関係に配置された供給搬送スクリュー、及び受取搬送スクリューと、前記供給搬送スクリューの一端部と前記受取搬送スクリューの他端部との間に斜めに配置された傾斜搬送スクリューと、から成り、前記ケーシング内に新たにキャリアを供給する供給手段と、前記ケーシング内に収容された現像剤の一部を外部に排出する排出口及び排出手段と、を備え、前記排出口は、前記傾斜搬送スクリューの上部に相当する前記ケーシング部分に設けられていることを特徴とする。

請求項２の発明は、前記排出口よりも前記傾斜搬送スクリューの搬送方向下流側に、前記傾斜搬送スクリューの収容部の容積を部分的に小さくするための剤搬送量規制部を設けたことを特徴とする。
請求項３の発明は、前記排出口は、前記傾斜搬送スクリューの外接円の接線方向に対向しない位置に形成されていることを特徴とする。
請求項４の発明は、前記排出手段が、前記傾斜搬送スクリューの上側のスペースに配置されていることを特徴とする。
請求項５の発明に係る画像形成装置は、請求項１乃至４の何れか一項に記載の現像装置を備えたことを特徴とする。

本発明では、排出口を、ケーシング内に新たに補給されたキャリアによる現像ユニット（現像装置）内の現像剤量の増加を適切に反映する位置であり、かつ、傾斜搬送スクリューの外接円の接線方向に跳ね上げられた現像剤が直接排出口に進入しない位置に設けられているため、現像ユニットに補給されたキャリアにより現像ユニット内の現像剤が増加した分だけ、現像ユニットから現像剤を適切に排出することができる。
また、現像スリーブへの現像剤の汲み上げを行う搬送スクリュー部へは、キャリア補給による現像ユニット内の現像剤量の増加にかかわらず一定量の現像剤が送られるため、現像スリーブへの現像剤の汲み上げ性を安定に保つことができ、オーガピッチムラ等の画像劣化の発生を防止することができる。
また、傾斜搬送スクリューの上方のデッドスペースに剤排出手段を設置しているため、現像ユニットの外形寸法を小さくすることができ、全体形状としてもコンパクトな画像形成装置とすることができる。

以下、本発明の現像装置を適用した画像形成装置として、電子写真方式のカラーレーザープリンタ（以下、単にプリンタという）の一実施形態について説明する。
まず、本実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図１は、本実施形態に係るプリンタの要部（画像形成部）を示す概略構成図である。このプリンタは、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラック（以下、Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋと記す）の各色のトナー像を形成するための４つのトナー像形成部１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｋを備えている。また、互いに鉛直方向に並べられたこれらトナー像形成部１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｋの側方に、転写ユニット５０を備えている。
トナー像形成部１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｋは、使用するトナーの色が異なる点の他は、ほぼ同様の構成になっている。Ｍトナー像を形成するためのＭ用のトナー像形成部１Ｍについて説明すると、トナー像形成部１Ｍは、プロセスユニット２Ｍと、光書込ユニット１０Ｍと、現像ユニット（現像装置）２０Ｍとを有している。

Ｍ用のプロセスユニット２Ｍは、図中反時計回り方向に回転駆動されるドラム状の感光体３Ｍの周りに、一様帯電装置４Ｍ、ドラムクリーニング装置５Ｍ、除電ランプ６Ｍ等を有しており、これらを共通のケーシングで保持してプリンタ本体に対して一体的に着脱されるようになっている。感光体３Ｍは、アルミ等の素管に有機感光層が被覆されたものである。
一様帯電装置４Ｍは、図中反時計回り方向に回転駆動される感光体３Ｍの表面をコロナチャージによって例えば負極性に一様帯電せしめる。
光書込ユニット１０Ｍは、レーザーダイオード等からなる光源、正六面体のポリゴンミラー、これを回転駆動するためのポリゴンモータ、ｆθレンズ、レンズ、反射ミラー等を有している。図示しないパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像情報に基づいて駆動される光源から射出されたレーザー光Ｌは、ポリゴンミラー面で反射してポリゴンミラーの回転に伴って偏向せしめられながら、感光体３Ｍに到達する。これにより、感光体３Ｍの表面がそれぞれ光走査されて、感光体３Ｍの表面にＭ用の静電潜像が形成される。

Ｍ用の現像ユニット（現像装置）２０Ｍは、ケーシングに設けられた開口から周面の一部を露出させる現像ロール２１Ｍを有している。この現像ロール２１Ｍは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられる非磁性パイプからなる現像スリーブと、これに連れ回らないように内包される図示しないマグネットローラとを有している。現像ユニット２０Ｍのケーシング２２Ｍ内には、磁性キャリアとマイナス帯電性のＭトナーとを含む図示しないＭ現像剤が内包されている。
このＭ現像剤は、同じくケーシング内に配置された後述する搬送スクリューによって撹拌搬送されてＭトナーの摩擦帯電が促されながら、現像ロール２１Ｍ内のマグネットローラの磁力により、現像ロール２１Ｍの回転する現像スリーブ表面に吸着されて汲み上げられる。そして、現像スリーブの回転に伴って現像ドクタ２５Ｍとの対向位置を通過する際にその層厚が規制された後、感光体３Ｍに対向する現像領域に搬送される。

この現像領域では、図示しない電源から出力される負極性の現像バイアスが印加される現像スリーブと、感光体３Ｍ上の静電潜像との間に、負極性のＭトナーをスリーブ側から潜像側に静電移動させる現像ポテンシャルが作用する。また、現像スリーブと感光体３Ｍの一様帯電箇所（地肌部）との間に、負極性のＭトナーを地肌部側からスリーブ側に静電移動させる非現像ポテンシャルが作用する。
現像スリーブ上のＭ現像剤内のＭトナーは、現像ポテンシャルの作用によってスリーブ上から離脱して感光体３Ｍの静電潜像上に転移する。この転移により、感光体３Ｍ上の静電潜像がＭトナー像に現像される。なお、現像によってＭトナーを消費したＭ現像剤は、現像スリーブの回転に伴ってケーシング内に戻される。また、感光体３Ｍ上のＭトナー像は、後述する転写ユニット５０の中間転写ベルト５１上に中間転写される。

現像ユニット２０Ｍは、透磁率センサからなる図示しないトナー濃度センサを有している。このトナー濃度センサは、現像ユニット２０Ｍの後述する剤回収室内に収容されているＭ現像剤の透磁率に応じた値の電圧を出力する。現像剤の透磁率は、現像剤のトナー濃度と良好な相関を示すため、トナー濃度センサはトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。この出力電圧の値は、図示しないトナー補給制御部に送られる。このトナー補給制御部は、ＲＡＭ等の記憶手段を備えており、その中にＭ用のトナー濃度センサからの出力電圧の目標値であるＭ用Ｖｔｒｅｆや、他の現像ユニットに搭載されたトナー濃度センサからの出力電圧の目標値であるＣ、Ｙ、Ｍ用のＶｔｒｅｆのデータを格納している。
Ｍ用の現像ユニット２０Ｍについては、Ｍ用のトナー濃度センサからの出力電圧の値とＭ用のＶｔｒｅｆを比較し、図示しないＭトナー補給装置を比較結果に応じた時間だけ駆動させる。そして、これにより、補給用のＭトナーを現像ユニットに補給する。
このようにしてＭトナー補給装置の駆動が制御（トナー補給制御）されることで、現像に伴ってＭトナー濃度を低下させたＭ現像剤に適量のＭトナーが補給され、現像ユニット２０Ｍ内のＭ現像剤のＭトナー濃度が所定の範囲内に維持される。なお、現像ユニット２０Ｃ、２０Ｙ、２０Ｋについても、同様のトナー補給制御が実施される。

ここで、本実施の形態における現像ユニット２０Ｍは、プレミックス現像方式のものであって、ケーシング２２Ｍ内にトナーを補給するトナー補給装置は、ケーシング内に新品のキャリアを補給する供給手段としても機能し、現像ユニット２０Ｍ内に、新品のキャリアを適宜補給するとともに、劣化した現像剤が現像ユニット２０Ｍの外部に排出される。キャリアの補給方法としては、トナー補給装置内の補給トナーに一定比率の新品キャリアを予め混ぜておき、上述したトナー補給の際に同時に補給しても良いし、トナー補給装置内において補給用のトナーとは別部屋に新品のキャリアを収納しておき、現像ユニットの駆動時間の積算値に応じてトナーとは別のタイミングでキャリアのみを補給するような構成にしても良い。
感光体３Ｍ上で現像されたＭトナー像は、後述する中間転写ベルト５１の表面に転写される。転写工程を経た感光体３Ｍの表面には、中間転写ベルト５１上に転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、図示しないドラムクリーニング装置によって除去される。このようにして転写残トナーが除去された感光体３Ｍの表面は、除電ランプ６Ｍによって除電された後、一様帯電装置６Ｋによって再び一様帯電せしめられる。

Ｍ用のトナー像形成部１Ｍについて詳しく説明したが、他色用のトナー像形成部１Ｃ、１Ｙ、１Ｋにおいても、同様のプロセスによって感光体３Ｃ、３Ｙ、３Ｋの表面にＣ、Ｙ、Ｋトナー像が形成される。
互いに鉛直方向に並ぶように配設されたトナー像形成部１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｋの図中右側方には、転写ユニット５０が配設されている。この転写ユニット５０は、無端状の中間転写ベルト５１のループ内側に駆動ローラ５２とテンションローラ５３と従動ローラ５４とを有している。そして、これら３本のローラによって中間転写ベルト５１を張架しながら、駆動ローラ５２の回転駆動によって図中時計回り方向に無端移動せしめる。このようにして無端移動せしめられる中間転写ベルト５１は、その図中左側の張架面の表面を、Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋ用の感光体３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、３Ｋにそれぞれ当接させており、これによってＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋ用の１次転写ニップが形成されている。
中間転写ベルト５１のループ内側には、上述した３本のローラの他に、４つの転写チャージャー５５Ｍ、５５Ｃ、５５Ｙ、５５Ｋが配設されている。これら転写チャージャー５５Ｍ、５５Ｃ、５５Ｙ、５５Ｋは、Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋ用の１次転写ニップの裏側で、中間転写ベルト５１の裏面に電荷を付与するように配設されている。この電荷の付与により、Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋ用の１次転写ニップ内には、トナーを感光体３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、３Ｋ側からベルト表面側に静電移動させる向きの転写電界が形成される。なお、コロナチャージ方式の転写チャージャーに代えて、転写バイアスが印加される転写ローラを用いてもよい。

各色の感光体３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、３Ｋ上に形成されたＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋトナー像は、各色の１次転写ニップにおいて、ニップ圧や転写電界の影響によって感光体側からベルト表面側に移動して中間転写ベルト５１上に重ね合わせて転写される。これにより、中間転写ベルト５１上には４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
中間転写ベルト５１における駆動ローラ５２に対する掛け回し箇所には、２次転写バイアスローラ５６がベルト表面側から当接しており、これによって２次転写ニップが形成されている。この２次転写バイアスローラ５６には、図示しない電源や配線からなる電圧印加手段によって２次転写バイアスが印加されている。これにより、２次転写バイアスローラ５６と、接地された駆動ローラ５２との間に２次転写電界が形成されている。中間転写ベルト５１上に形成された４色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って２次転写ニップに進入する。

本プリンタは、図示しない給紙カセットを備えており、その中に記録紙Ｐを複数枚重ねた記録紙束の状態で収容している。そして、一番上の記録紙Ｐを所定のタイミングで給紙路に送り出す。送り出された記録紙Ｐは、給紙路の末端に配設されたレジストローラ対６０のローラ間に挟み込まれる。
レジストローラ対６０は、給紙カセットから送られてきた記録紙Ｐをローラ間に挟み込むために両ローラを回転駆動させているが、記録紙Ｐの先端を挟み込むとすぐに両ローラの回転駆動を停止させる。そして、記録紙Ｐを中間転写ベルト５１上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで２次転写ニップに向けて送り出す。２次転写ニップでは、中間転写ベルト５１上の４色トナー像が２次転写電界やニップ圧の作用によって記録紙Ｐ上に一括２次転写される。そして、記録紙Ｐの白色と相まってフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された記録紙Ｐは、２次転写ニップから排出された後、図示しない定着装置に送られてフルカラー画像が定着せしめられる。
２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト５１表面に付着している２次転写残トナーは、従動ローラ５４との間に中間転写ベルト５１を挟み込んでいるベルトクリーニング装置５７によってベルト表面から除去される。

図２は、Ｍ用のトナー像形成部（１Ｍ）の現像ユニット（現像装置）２０Ｍの断面図と、感光体３Ｍとを示す拡大構成図である。同図において、ドラム状の感光体３Ｍは、その軸線方向を図紙面に直交する方向に延在させる姿勢で配設されている。現像ユニット２０Ｍのケーシング２２Ｍは、現像室２６Ｍと、剤供給室２７Ｍと、剤回収室２８Ｍと、剤返送室２９Ｍと、を有しており、これらの各室内には図示しないＭ現像剤が収容されている。また、現像室２６Ｍには上述した現像ロール２１Ｍが回転可能に収容されている。また、剤供給室２７Ｍには、供給搬送スクリュー３２Ｍが回転可能に収容されている。また、剤回収室２８Ｍには、受取搬送スクリュー３５Ｍが回転可能に収容されている。また、剤返送室２９Ｍには、傾斜搬送スクリュー３８Ｍが回転可能に収容されている。
現像ロール２１Ｍは、上述したように、図示しないモータや駆動伝達系などからなる駆動手段によって図中時計周り方向に回転駆動される非磁性パイプからなる現像スリーブと、これに連れ回らないように内包される図示しないマグネットローラとを有している。

現像ロール２１Ｍを収容している現像室２６Ｍは、感光体３Ｍと対向する側の壁に開口を有しており、そこから現像スリーブの周面の一部を露出させている。この現像室２６Ｍにおける感光体３Ｍとの対向側とは反対側は、現像ロール２１Ｍの軸線方向の全域に渡って、剤供給室２７Ｍ及び剤回収室２８Ｍが連通している。剤供給室２７Ｍは剤回収室２８Ｍの鉛直方向の真上に配設されており、これら剤供給室２７Ｍ及び剤回収室２８Ｍが何れも図中右側（感光体側）を長手方向の全域に渡って現像室２６Ｍに連通している。
剤供給室２７Ｍ内に収容されている供給搬送スクリュー３２Ｍは、感光体３Ｍや現像ロール２１Ｍと同様に水平方向に延在する姿勢をとっている。そして、棒状の回転軸部材３３Ｍとこれの周面に螺旋状に立設せしめられたスクリュー羽根３４Ｍとが、図示しないモータや駆動伝達系などからなる駆動手段によって図中反時計回り方向に一体的に回転駆動される。
剤回収室２８Ｍ内に収容されている受取搬送スクリュー３５Ｍも、感光体３Ｍ、現像ロール２１Ｍ、供給搬送スクリュー３２Ｍと同様に、水平方向に延在する姿勢をとっている。そして、図示しない駆動手段によって回転軸部材３６Ｍとスクリュー羽根３７Ｍとが図中時計回り方向に一体的に回転駆動される。

剤供給室２７Ｍや剤回収室２８Ｍにおける現像室２６Ｍ側とは反対側には、剤返送室２９Ｍが隣接している。この剤返送室２９Ｍは、他の部屋とは異なり、水平方向から傾いた姿勢で延在するように形成されている。そして、回転軸部材３９Ｍの周面上にスクリュー羽根４０Ｍが立設せしめられた傾斜搬送スクリュー３８Ｍも、かかる剤返送室２９Ｍ内において上下方向へ傾斜した姿勢で延在しており、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動される。なお、剤返送室２９Ｍは、仕切壁３０Ｍによってその大部分が剤供給室２７Ｍや剤回収室２８Ｍから仕切られている。但し、仕切壁３０Ｍに設けられた開口部３１Ｍによって、剤返送室２９Ｍの一部分が剤供給室２７Ｍや剤回収室２８Ｍと連通している。
剤供給室２７Ｍ内においては、供給搬送スクリュー３２Ｍの羽根内に保持された図示しないＭ現像剤が、供給搬送スクリュー３２Ｍの回転に伴って、図紙面に直交する方向の手前側から奥側へと搬送される。この搬送の過程において、Ｍ現像剤は図中矢印Ａで示すように現像室２６Ｍ内の現像スリーブに順次供給されて行き、現像ロール２１Ｍ内のマグネットローラの磁力によって現像スリーブに汲み上げられる。現像スリーブに汲み上げられずに供給搬送スクリュー３２Ｍの剤搬送方向下流側端部付近（図中奥側端部付近）まで搬送されたＭ現像剤は、奥側を示す図３の矢印Ｃで示すように、剤供給室２７Ｍの底壁２７Ｍ−１に設けられた落とし込み開口から剤回収室２８Ｍ内に落下する。

図２において、現像スリーブの回転に伴って現像領域まで搬送されて現像に寄与した残りのＭ現像剤は、その後、現像スリーブの回転に伴って現像室２６Ｍと剤回収室２８Ｍとの連通位置まで搬送される。そして、上記マグネットローラの形成する反発磁界の影響によってスリーブ表面から離脱した後、図中矢印Ｂで示すように剤回収室２８Ｍ内に落下する。
剤回収室２８Ｍ内では、受取搬送スクリュー３５Ｍの羽根内に保持された図示しないＭ現像剤が、受取搬送スクリュー３５Ｍの回転に伴って、図紙面に直交する方向の手前側から奥側へと搬送される。そして、この搬送の過程において、上述したトナー補給装置によってＭトナーが補給される。また、剤供給室２７Ｍの底壁２７−１に設けた上記落とし込み開口から落下してくるＭ現像剤を取り込む。その後、受取搬送スクリュー３５Ｍの剤搬送方向下流側端部付近（図中奥側端部付近）まで搬送されたＭ現像剤は、図３の矢印Ｄで示すように、仕切壁３０Ｍの開口部を通って剤返送室２９Ｍ内に進入する。

剤返送室２９Ｍ内に進入したＭ現像剤は、傾斜搬送スクリュー３８Ｍの剤搬送方向上流側端部（下端部）に取り込まれる。そして、剤搬送方向上流側から剤搬送方向下流側への斜め上向きの姿勢で配設された傾斜搬送スクリュー３８Ｍの回転に伴って、図４の矢印Ｇで示すように昇り勾配で搬送される。傾斜搬送スクリュー３８Ｍの剤搬送方向下流側端部付近までＭ現像剤が搬送されると、図５の矢印Ｈで示すように、仕切壁３０Ｍに設けられた返送開口４２Ｍを通って剤供給室２７Ｍに戻される。そして、供給搬送スクリュー３２Ｍの剤搬送方向上流側端部に取り込まれる。なお、図４に符号Ｗで示される領域は、感光体の軸線方向における画像形成可能領域を示している。
以上の基本的な構成を有する本プリンタでは、４つの感光体３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、３Ｋがそれぞれ、回転によって無端移動する表面に潜像を担持する潜像担持体として機能している。また、光書込ユニット１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｋが、一様帯電後の感光体表面に潜像を形成する潜像形成手段として機能している。また、各色の現像ユニット２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙ、２０Ｋがそれぞれ、感光体３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、３Ｋ表面上の潜像を現像する現像装置として機能している。

次に本プリンタの特徴的な構成について説明する。
本プリンタの現像ユニットは上述したように、プレミックス現像方式のものであって、現像ユニット２０Ｍ内に、新品のキャリアを適宜補給するとともに、劣化した現像剤を現像ユニット２０Ｍの外部に排出する。本実施例においては、劣化した現像剤の排出口９０Ｍを、傾斜搬送スクリュー３８Ｍの上部に相当するケーシング、即ち上部壁部２９Ｍ−１であって、且つ、傾斜搬送スクリュー３８Ｍの外接円の接線方向９４Ｍに対向しない位置に設けているとともに、排出口９０Ｍよりも傾斜搬送スクリュー３８Ｍの剤搬送方向下流側に、剤返送室２９Ｍの容積をその部位以外の剤返送室２９Ｍの容積に比べ小さくしている部位（剤搬送量規制部９３Ｍ）を設けている。
換言すれば、傾斜搬送スクリュー３８Ｍと上部壁部２９Ｍ−１とによって形成される空間の容積（流路幅）が、排出口９０Ｍよりも下流側で狭くなるように剤搬送量規制部９３Ｍを設けている。
なお、傾斜搬送スクリュー３８Ｍの上部に相当するケーシングに設けた排出口９０Ｍの形成位置、形状、及び開口面積は、補給されたキャリアによる現像ユニット内の現像剤量の増加を適切に反映する位置等であり、且つ、傾斜搬送スクリュー３８Ｍにより跳ね上げられた現像剤、特に傾斜搬送スクリュー３８Ｍの外接円の接線方向に跳ね上げられた現像剤が直接排出口に進入しないように設定されている。

トナー及びキャリアの補給口（図３の９２Ｍ）は、供給搬送スクリュー３２Ｍの剤搬送方向下流側端部付近（画像形成可能領域Ｗの外側）に設けられており、ここに補給されたトナー及びキャリアは、剤供給室２７Ｍの上記落とし込み開口から受取搬送スクリュー３５Ｍの剤搬送方向下流側端部付近に落下し、その後、仕切壁３０Ｍの開口部３１Ｍを通って、剤返送室（傾斜搬送スクリューの収容部）２９Ｍ２９Ｍ内に受け渡される。
剤返送室２９Ｍ内に進入したＭ現像剤は、傾斜搬送スクリュー３８Ｍの剤搬送方向上流側端部に取り込まれる。そして、剤搬送方向上流側から剤搬送方向下流側への斜め上向きの姿勢で配設された傾斜搬送スクリュー３８Ｍの回転に伴って、図４の矢印Ｇで示すように昇り勾配で搬送され、現像剤の排出口９０Ｍ付近まで搬送される。この間に、補給口９２Ｍより補給されたキャリアは、排出口９０Ｍに至るまでに上記の経路を経て、現像ユニット内の現像剤と十分に混ぜ合わされる。

排出口９０Ｍよりも傾斜搬送スクリュー３８Ｍの搬送方向下流側に位置するケーシング２２Ｍ内壁には、剤返送室２９Ｍの容積（傾斜搬送スクリュー３８Ｍとの間の間隔）を部分的に小さくするための剤搬送量規制部９３Ｍを設けている。排出口９０Ｍよりも傾斜搬送スクリュー３８Ｍの剤搬送方向下流側に設けた剤搬送量規制部９３Ｍでは、ここを通過する現像剤量は部分的に狭くなった剤返送室２９Ｍの容積（ケーシング内壁と傾斜搬送スクリューとの間の間隔）によって規制され、余剰となった現像剤は、排出口９０Ｍ付近に滞留する。キャリアが補給され現像ユニット内の現像剤量が増加すると、排出口９０Ｍ付近の現像剤の剤面が上昇し、現像剤が排出口９０Ｍに取り込まれ、剤排出手段９１Ｍによって現像ユニット外へ搬送される。
かかる構成においては、排出口９０Ｍは、補給されたキャリアによる現像ユニット内の現像剤量の増加を適切に反映する位置であり、且つ、傾斜搬送スクリュー３８Ｍの外接円の接線方向に跳ね上げられた現像剤が直接排出口に進入しない位置に設けられているため、現像ユニットに補給されたキャリアにより現像ユニット内の現像剤が増加した分だけ、現像ユニットから現像剤を排出することができる。

また、剤搬送量規制部９３Ｍにより、現像スリーブへの現像剤の汲み上げを行う供給搬送スクリュー３２Ｍ部に対しては、キャリア補給による現像ユニット内の現像剤量の増加にかかわらず一定量の現像剤が送られるため、現像スリーブへの現像剤の汲み上げを安定に保つことができ、オーガピッチムラ等の画像劣化の発生を防止することができる。
ここで、剤排出手段９１Ｍは、傾斜搬送スクリュー３８Ｍの上方に形成した空間内に位置し、前後方向（図４の奥行き方向）に傾斜搬送スクリュー３８Ｍの軸と平行に設定されている。かかる構成では、元々、傾斜搬送スクリュー３８Ｍの上方のデットスペース（ケーシング２２Ｍの上部壁部の肉厚内）に剤排出手段９１Ｍを設置しているため、剤排出手段９１Ｍを付加したことにより、現像ユニットの外形寸法は大きくならない。そのため、画像形成装置全体としても現像ユニットを効率よく配置することができ、コンパクトな画像形成装置とすることができる。

以上の説明では、複数のトナー像形成部で形成した各色のトナー像を重ね合わせて転写してフルカラー画像を得るいわゆるタンデム方式のプリンタについて説明してきたが、シングル方式でフルカラー画像を形成する画像形成装置にも本発明の適用が可能である。このシングル方式とは、感光体等の潜像担持体の周りに各色用の複数の現像手段を配設し、使用する現像手段を順次切り換えながら潜像担持体上に形成した各色の可視像を中間転写体に順次重ね合わせて転写する方式である。また、単色画像だけを形成する画像形成装置にも、本発明の適用が可能である。
以上述べたように、本発明の構成においては、１方向循環方式の現像装置にプレミックス現像方式を適用した場合においても、現像装置内の余剰現像剤を適量排出し、現像装置内の現像剤量を安定に保ち、出力画像の画質が安定する現像装置および画像形成装置を提供することができる。 またさらに、余剰現像剤の排出機構をスペース的に効率よく配置することで、コンパクトな現像装置及び画像形成装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係るプリンタの要部を示す概略構成図である。 同プリンタにおける、Ｍ用のトナー像形成部の現像ユニットと、感光体とを示す拡大構成図である。 同現像ユニットの一端側を示す縦断面図である。 同現像ユニットの側部縦断面図である。 同現像ユニットの他端側を示す横断面図である。 同現像ユニットの剤返送室の排出口付近の部分拡大図である。

符号の説明

３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、３Ｋ：感光体（潜像担持体）、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙ、２０Ｋ：現像ユニット（現像装置）、２１Ｍ：現像ロール（現像剤担持体）、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｙ、２２Ｋ：ケーシング、２７Ｍ：剤供給室、２８Ｍ：剤回収室、２９Ｍ：剤返送室、３２Ｍ：供給搬送スクリュー、３５Ｍ：受取搬送スクリュー、３８Ｍ：傾斜搬送スクリュー、９０Ｍ：排出口、９１Ｍ：剤排出手段、９２Ｍ：トナー及びキャリアの補給口、９３Ｍ：剤搬送量規制部、９４Ｍ：搬送スクリューの外接円の接線方向

Claims (5)

1. 像担持体に形成された潜像をトナーを備えた現像剤で現像する現像装置であって、該現像剤を攪拌搬送するために回転軸を中心として回転する少なくとも３本の搬送スクリューをケーシング内部に有したものにおいて、
   前記３本の搬送スクリューは、夫々の回転軸が前記像担持体に対して互いに平行であり且つ上下位置関係に配置された供給搬送スクリュー、及び受取搬送スクリューと、前記供給搬送スクリューの一端部と前記受取搬送スクリューの他端部との間に斜めに配置された傾斜搬送スクリューと、から成り、
   前記ケーシング内に新たにキャリアを供給する供給手段と、前記ケーシング内に収容された現像剤の一部を外部に排出する排出口及び排出手段と、を備え、
   前記排出口は、前記傾斜搬送スクリューの上部に相当する前記ケーシング部分に設けられていることを特徴とする現像装置。
2. 前記排出口よりも前記傾斜搬送スクリューの搬送方向下流側に、前記傾斜搬送スクリューの収容部の容積を部分的に小さくするための剤搬送量規制部を設けたことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 前記排出口は、前記傾斜搬送スクリューの外接円の接線方向に対向しない位置に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の現像装置。
4. 前記排出手段が、前記傾斜搬送スクリューの上側のスペースに配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の現像装置。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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