JP4913570B2 - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置、および、これに用いられる現像装置に関するものである。

上記画像形成装置として、感光体と現像装置等からなるトナー像形成手段を複数個横方向に配置し、各トナー像形成手段で形成された各色トナー像を重ね合わせてカラー画像を形成するタンデム型の画像形成装置が知られている。タンデム型画像形成装置では、装置の小型化を図るために、各トナー像形成手段間の間隔を狭くすることが望まれている。このため、現像装置として、補給現像剤を収容する大スペースの現像剤収容室を、現像ローラに現像剤を供給する供給ローラを備えた現像剤供給室の上方に配置し、現像装置の横方向への広がりを抑えたものを採用するものが知られている。

現像剤収容室を現像ローラや供給ローラの上方に配置したものでは、現像剤収容室と現像剤供給室とを仕切る仕切り部材に現像剤補給口を設け、自然落下により下方の現像剤供給室に現像剤を補給するが、補給される現像剤が過剰になってしまう場合がある。この場合、現像ローラや供給ローラの近傍では現像剤の自重による粉圧が大きくなり過充填の状態となる。このため、現像ローラや供給ローラの回転トルクが上昇し、現像装置の回転駆動ムラによる画像濃度ムラやギヤの破損などの問題が発生する。また、現像剤の過充填により流動状態が悪くなるために、現像ローラ表面への均一な現像剤供給が行われず、現像剤層厚ムラによる画像濃度不良が発生する。さらに、近年、オイルレス定着や低温定着を実現するために用いられるワックス添加された現像剤を使用した場合は、現像剤が比較的軟らかく現像剤間付着力も高いことから凝集しやすいため、上記問題を助長してしまう。

特許文献１では、現像剤供給室と現像剤収容室との仕切り部材に設ける開口の面積を小さくして供給する現像剤量を適量に維持することにより、現像剤供給室の現像剤の過充填を防止するものが提案されている。また、特許文献１では、現像剤収容室の底部に羽根部材を設け、羽根部材の回転により現像剤補給口から現像剤を適量づつ補給するものが提案されている。このように、現像剤供給室に補給する現像剤量を適量に維持することで、現像剤供給室内で現像剤が過剰になってしまうことを防止している。しかしながら、現像剤の消費速度にはばらつきが大きく、上述の装置で適量補給を行うようにしていても、過剰になってしまう場合もある。また、一旦、現像剤供給室内の現像剤が過剰になってしまうと、現像剤が消費されるまで現像剤供給室内で過充填の状態が長く続いてしまう。

また、現像剤収容室と現像剤供給室とが仕切り部材により仕切られているものでは、現像ローラに供給される現像剤は現像剤供給室でのみ循環することになり、現像剤供給室の現像剤の劣化が加速されて、安定した現像剤特性（帯電性等）が得られなくなる場合がある。

特許文献２では、現像剤供給室と現像剤収容室との連結口に設けられたローラと、ローラの周囲に配置される複数の可撓性フラップ（羽根）とにより、現像剤供給室から現像剤収容室に現像剤を供給すると共に、現像剤収容室から現像剤収容室に現像剤を運び戻す現像装置が提案されている。現像剤供給室の過剰な現像剤を現像剤収容室に運び戻すことにより、現像剤供給室内の現像剤量が過充填にならないように保つものは有効である。また、現像剤供給室から現像剤収容室との間で現像剤を循環させることになるので、現像剤供給室の現像剤の劣化が抑制される。しかしながら、現像剤供給室と現像剤収容室との連結口に設けられたローラと可撓性フラップとは複雑な形状であると共に、現像剤の供給と運び戻しを安定して行うためにはその位置精度が要求される。また、耐久性を得ることが難しく、経時での安定性に問題がある。

特開２００１−１９４８８３号公報 特公平６−６４３９８号公報

本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給室の上方に補給現像剤を収容する現像剤収容室を配置した現像装置および画像形成装置において、現像剤供給室の現像剤が過剰になることを簡易な構成で長期に渡って防止できる現像装置および画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、現像剤を担持して潜像担持体との対向部まで搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材を有する現像剤供給室と、該現像剤供給室の上方に配置され現像剤を収容する現像剤収容室と、該現像剤供給室と該現像剤収容室との間に設けられ該現像剤収容室から該現像剤供給室へ現像剤を供給する供給口を有する仕切り部材と、該仕切り部材の上方に配置され回転しながら該現像剤収容室内の現像剤を軸方向へ攪拌搬送する収容室現像剤攪拌搬送部材と、該仕切り部材の下方に配置され回転しながら該現像剤供給室内の現像剤を軸方向に攪拌搬送する供給室現像剤攪拌搬送部材とを備えた現像装置において、上記仕切り部材における上記供給口よりも幅方向両端それぞれの側に位置する箇所に、上記現像剤供給室から上記現像剤収容室へ現像剤を送り返す返送口を設け、上記供給室現像剤攪拌搬送部材は該返送口直下を通るよう配置されるスクリュウ羽根形状の部材であり、該供給室現像剤攪拌搬送部材が該返送口直下に向けて軸方向両側から現像剤を搬送するように該返送口直下でスクリュウ羽根の傾斜向きを反転するよう構成し、かつ、上記返送口の軸方向に関する最大開口幅Ｗｐと、上記仕切り板部材と上記収容室現像剤攪拌搬送部材の最下部との距離Ｇと、上記現像剤の安息角θとの関係が、θ＞tan^-1（２Ｇ/Ｗｐ）を満たすよう構成し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、上記供給室現像剤攪拌搬送部材により上記返送口直下に両側より搬送され集積して山状に盛り上がる現像剤の該返送口と同じ高さにおける軸方向の幅Ｗｔと、該返送口の軸方向の最大開口幅Ｗｐとの関係が、Ｗｔ＞Ｗｐを満たすよう構成し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、上記供給室現像剤搬送部材により上記返送口直下に両側より搬送される現像剤の合流点を境界として、該返送口を軸方向中央部側領域と軸方向端部側領域とに分けたとき、軸方向中央部側領域の開口面積Ｓｉと、軸方向端部側領域の開口面積Ｓｏとの関係が、Ｓｉ≧Ｓｏを満たすよう構成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、２または３の現像装置において、上記供給室現像剤搬送部材の下方に現像剤落下防止部材を設けた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の現像装置において、上記供給室現像剤攪拌搬送部材の外径をＤ、上記返送口の軸方向に垂直な方向の幅Ｗｄとの関係が、Ｄ＞Ｗｄを満たすよう構成したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、静電潜像を担持する潜像担持体と、該静電潜像をトナー像化する現像手段と、該トナー像を記録媒体上に間接的または直接的に転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、上記現像手段として請求項１、２、３、４または５の現像装置を用いることを特徴とするものである。

本発明においては、現像剤供給室の現像剤が過剰になった場合、現像剤を現像剤収容室へ送り返すことで現像剤供給室の現像剤量を適正量に保ち過充填を防止する。現像剤を現像剤収容室へ送り返す手段としては、仕切り板に設けた返送口直下で、供給室現像剤攪拌搬送部材のスクリュウ羽根の傾斜向きを反転させ、返送口直下に向けて両側から現像剤を搬送する。両側から搬送されてきた現像剤は、返送口直下で連続的に衝突することにより、軸方向の搬送力が上下方向の搬送力へと変換される。これにより、現像剤は集積して山状に盛り上がり、その頂点に近い部分は返送口を介して現像剤収容部に送り返される。この送り返す手段は、現像剤攪拌搬送部材であるスクリュウ羽根の傾斜向きを変えただけなので、簡易な構成であり、経時の安定性も得られる。

以上、本発明によれば、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給室の上方に補給現像剤を収容する現像剤収容室を配置した現像装置および画像形成装置において、現像剤供給室の現像剤が過剰になることを簡易な構成で長期に渡って防止できるという優れた効果がある。

以下、本発明を画像形成装置に適用した一実施形態について説明する。まず、本実施形態に係る画像形成装置の構成及び動作について説明する。
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置は、タンデム型間接転写方式の画像形成装置であり、図中矢印方向に無端表面移動する中間転写体としての中間転写ベルト７を備えている。この中間転写ベルト７の上方には、中間転写ベルト７の回転方向上流側からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋと記す）のトナー像を担持するドラム状の感光体２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋを備えている。感光体１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの周囲には、それぞれ各色トナー像を形成する現像装置等のトナー像形成手段が配置され、感光体２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋと一体的に支持され、画像形成装置本体に脱着可能なプロセスカートリッジ１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの形態をなしている。各プロセスカートリッジユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋは、各々のストッパー（図示せず）を解除することにより交換可能である。また、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの上方には、光書込装置６が配設されており、画像情報に基づいて発したレーザー光を、それぞれの感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋに向けて発射して感光体表面を露光走査する。これにより、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の静電潜像が形成される。本実施例では、レーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナ方式の光書込装置６を用いているがＬＥＤアレイなどを用いる構成でも良い。また、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋに対向する中間転写ベルト７の内側には、各感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト７に転写するための１次転写手段としての１次転写ローラ８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋを備えている。また、プロセスカートリッジ１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋよりも中間転写ベルト７の回転方向下流部には、中間転写ベルト７上の画像を記録体１０に転写するための２次転写手段としての２次転写ローラ９を備えている。また、２次転写ローラ９よりも記録体１０の搬送方向下流部には、記録体１０上の未定着トナーを定着する定着装置１２を備えている。

各色のプロセスカートリッジ１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋは、画像形成物質として、互いに異なる色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）のトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。このため、以下、添字のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋを省略して構成・動作を説明する。
図２は、プロセスカートリッジ１の概略構成図である。感光体２の周りに、帯電部材３、現像装置４、クリーニングブレード５等が配設されている。帯電部材３は、感光体２の表面に圧接されており、感光体２の回転により従動回転している。帯電部材３には図示しない高圧電源により所定のバイアスが印加されており、感光体２の表面を一様に帯電させる。ここでは、帯電部材としてローラ状のものを用い、接触帯電方式の例を示したが、非接触の状態で帯電させる非接触帯電方式を用いても良い。現像装置４は、一成分接触現像方式を用いており、感光体２上の静電潜像をトナー像として顕像化する。現像装置４については、後で詳しく説明する。クリーニングブレード５は感光体２表面に当接して、感光体２上より転写残トナーを除去する。

図２において、矢印方向に回転駆動される感光体２は、帯電部材３により表面を一様帯電せしめられ、光書き込み装置６によってレーザー光を露光走査されて静電潜像を担持する。この静電潜像は現像装置４によってトナー像に現像される。そして、図示しない高圧電源により一次転写バイアスが印加された１次転写ローラ８により中間転写ベルト７上に１次中間転写される。１次転写後の感光体２は、表面に残留したトナーをクリーニングブレード５により除去され、次の画像形成に備える。各プロセスカートリッジ１においても、同様にして感光体２上にトナー像が形成されて、表面移動する中間転写ベルト７上に順次１次転写される。これにより、中間転写ベルト７上に４色重ね合わせ像（以下、４色トナー像という）が形成される。

中間転写ベルト７上の４色トナー像は、中間転写ベルト７の表面移動に伴って２次転写ローラ９との対向部に搬送され、所定の電圧を印加された２次転写ローラ９との間に送り込まれた記録体１０の表面に２次転写される。２次転写された４色トナー像は、定着装置１２により熱と圧力を加えられ、記録体１０上に定着され、フルカラー画像が形成される。二次転写ローラ９で転写されずに中間転写ベルト７上に残留した現像剤は、転写ベルトクリーニング手段１１により中間転写ベルト７上より除去される。

次に、本発明の特徴部である現像装置４について詳しく説明する。現像装置４は、トナーからなる一成分現像剤を用い、接触現像方式をおこなうものである。現像装置４は、現像剤担持体としての現像ローラ１０３と、現像ローラ１０３に現像剤を供給する供給部材としての供給ローラ１０５を備えた現像剤供給室１０２と、現像剤供給室１０２の上方に配置され現像剤を収容する現像剤収容室１０１と、現像ローラ１０３上の現像剤層厚を規制する現像剤層厚規制部材１０４とを備えている。また、図３は、現像装置４内部の構造をしめす正面図である。現像剤収容室１０１と現像剤供給室１０２との間には、両室を仕切る仕切り部材１１０が設けられており、仕切り部材１１０には、現像剤収容室１０１から現像剤供給室１０２へ現像剤を供給する供給口１１１と、現像供給室１０２から現像剤収容室１０１へ現像剤を該戻す返送口１０７とが設けられている。

また、仕切り部材１１０の上方の現像剤収容室１０１内には、収容室現像剤攪拌搬送部材としての収容室スクリュウ羽根部材１０６を設けている。この収容室スクリュウ羽根部材１０６は、現像剤を攪拌しながら回転軸と平行かつ略水平方向に搬送できるような構成となっている。収容室現像剤攪拌搬送部材としては、図示のようなスクリュウ部材１０６に限ったものでなく、スクリュウ、搬送ベルト、コイル状の回転体等の搬送機能を有するものや、それらと羽根のような板部材や針金を曲げて構成したパドルのようなもの等の攪拌機能を有するものを組み合わせたものでも良い。また、回転軸に板状またはシート状の部材を貼り付けて構成したもので、現像剤の搬送方向が収容室現像剤攪拌搬送部材１０６の回転弧に対して法線方向に現像剤を搬送する構成としても良い。

返送口１０７は、現像剤供給室１０２へ過剰に供給された現像剤を現像剤収容室１０１へ送り戻す口としての機能を有している。また、仕切り部材１１０の下方の現像剤供給室１０２内には、供給室現像剤攪拌搬送部材としての供給室スクリュウ羽根部材１０８が返送口１０７の真下を通るように設けられている。この供給室スクリュウ羽根部材１０８は、回転動作により現像剤を攪拌しながら軸方向に搬送する。さらに、この供給室スクリュウ羽根部材１０８の返送口１０７の真下にあたる位置では、返送口１０７の直下に向けて両側から現像剤を搬送するようにスクリュウ羽根の傾斜向きを反転させている。また、供給室スクリュウ羽根部材１０８は、現像剤供給室１０２内の現像剤を攪拌し、さらに下部にある現像ローラ１０３や供給ローラ１０５へ現像剤を供給する機能も有している。

供給ローラ１０５は、表面には空孔(セル)を有した構造の発泡材料が被覆されており、現像剤供給室１０２内で運ばれてきた現像剤を効率よく付着させて取り込むと共に、現像ローラ１０３との当接部での圧力集中によるトナー劣化を防止している。発泡材料は１０^３〜１０^１４［Ω・ｃｍ］の電気抵抗値のものを用いる。供給ローラ１０５には、現像ローラ１０３の電位に対して現像剤の帯電極性と同極性にオフセット電圧を供給バイアスとして印加する。この供給バイアスは、現像ローラ１０３との当接部で予備帯電された現像剤を現像ローラ１０３に押し付ける方向に作用する。ただし、供給ローラ１０５に印加する電圧の極性は、これに限ったものではなく、現像剤の種類によっては現像ローラ１０３と同電位もしくは極性を反転させてもよい。このような供給ローラ１０５は反時計回りの方向に回転し、表面に付着させた現像剤を現像ローラ１０３の表面に塗布供給する。

現像ローラ１０３は、弾性ゴム層を被覆したローラが用いられ、さらに表面には現像剤と逆の極性に帯電し易い材料からなる表面コート層が設けられる。弾性ゴム層は、感光体ドラム２との接触状態を均一に保つ為に、ＪＩＳ−Ａで５０度以下の硬度に設定される。また、現像バイアスを作用させるために１０^３〜１０^１０［Ω・ｃｍ］の電気抵抗値のものを用いる。表面粗さはＲａで０．２〜２．９［μｍ］のものを用い、必要量の現像剤を表面に保持する。このような現像ローラ１０３は反時計回りの方向に回転し、表面に保持した現像剤を、現像剤層厚規制部材１０４を経て感光体２との対向位置へ搬送する。現像ローラ１０３は感光体２に接触して配置されている。

現像剤層厚規制部材１０４は、ＳＵＳ３０４ＣＳＰ、ＳＵＳ３０１ＣＳＰ、リン青銅等の金属板バネ材料を用い、自由端側を現像ローラ１０３表面に１０〜１００［Ｎ／ｍ］の押圧力で当接させたものであり、その押圧力下を通過した現像剤を薄層化すると共に摩擦帯電によって電荷を付与する。さらに、現像剤層厚規制部材１０４には、摩擦帯電を補助する為に、現像ローラ１０３に印加した電位に対して現像剤の帯電極性と同極性にオフセットさせた電圧を規制バイアスとして印加する。

この現像装置４では、感光体２は時計回りの方向に回転しており、現像ローラ１０３表面は感光体２との対向位置において、感光体２の進行方向と同方向に移動することになる。現像ローラ１０３上の薄層化された現像剤は、現像ローラ１０３の回転によって感光体２との対向位置へ搬送され、現像ローラ１０３に印加された現像バイアスと感光体２上の静電潜像によって形成される潜像電界に応じて、感光体２表面に移動し現像される。

感光体２に現像されずに現像ローラ１０３上に残された現像剤が再び現像剤供給室１０２内へと戻る部分には、封止シール１０９が現像ローラ１０３に当接して設けられ、現像剤が現像装置外部に漏れ出ないように封止される。

このように、現像剤供給室１０２内には底部から順に供給ローラ１０５、供給室スクリュウ羽根部材１０８があり、その上部に返送口１０７を有する仕切り部材１１０をはさんで現像剤収容室１０１が配置されている。また、現像剤収容室１０１には、仕切り部材１１０の上方に収容室スクリュウ羽根部材１０６がある。上述のように、供給室スクリュウ羽根部材１０８の返送口１０７の真下にあたる位置では、返送口１０７の直下でスクリュウ羽根の傾斜向きを反転させて、返送口１０７の直下に向けて両側から現像剤を搬送している。両側から搬送されてきた現像剤は、返送口１０７の直下で連続的に衝突することにより、軸方向の搬送力が上下方向の搬送力へと変換される。これにより、現像剤は集積して山状に盛り上がり、時間の経過とともにその高さを増し略円錐形状になり返送口１０７介して現像剤収容室１０１へ送り出される。返送口１０７より現像剤収容室１０１内へ送り返された現像剤は、供給室スクリュウ羽根部材１０８より返送口１０７上部より供給口１１１上部へと順次搬送される。なお、図２で矢印は現像剤の搬送方向をしめすものである。

また、返送口１０７の真下では、供給室スクリュウ羽根部材１０８により両側より搬送される現像剤により、常時、現像剤の山が形成されるため現像剤収容室１０１の現像剤が現像剤供給室１０２へ流れ込むのを防止する。これにより、現像剤供給室１０１内の現像剤量を常に適正に保持することができる。

また、上記現像装置４では、現像剤収容室１０１と現像剤供給室１０２との間で現像剤を循環させることになるので、現像剤供給室１０２内の現像剤の劣化が抑制され、安定した現像剤特性が得られる。

なお、空の現像装置４にトナーを充填した直後や、寿命付近でトナーの総量が少なくなって現像剤供給室１０２内のトナー量が少なく供給室スクリュウ羽根部材１０８の回転運動でトナーの山を形成できない場合は、現像剤収容室１０１内の現像剤が返送口１０７を介して現像剤供給室１０２へ流れ込むこともある。しかしながら、この状態においての流れ込みは、問題とはならない。

図４は、返送口１０７真下の現像剤の様子と収容室スクリュウ羽根部材との位置関係の説明図である。ここで、収容室スクリュウ羽根部材１０６の下部と、仕切り板１１０との距離をＧとし、仕切り板１１０に設けられた返送口１０７の軸方向の最大開口幅をＷｐとした時に、現像剤の安息角θとの間にθ＞tan-1（２Ｇ／Ｗｐ）の関係を満たすように、返送口１０７の開口幅を設定する。これは、収容室スクリュウ羽根部材１０６で返送口１０７から送り返された現像剤を搬送するためには、少なくとも上記現像剤の山の頂点の高さが、収容室スクリュウ羽根部材１０６の下部に達していること、すなわちθ＞tan-1（Ｇ／Ｗｐ）が必要となる。さらに、良好に搬送されるためには、現像剤の山の頂点がある程度収容室スクリュウ羽根部材１０６内にあることが望ましい。そこで、余裕をもって、θ＞tan-1（２Ｇ／Ｗｐ）とすることで、返送口１０７から送り返された現像剤が収容室スクリュウ羽根部材１０６に搬送される位置に到達させることが可能となる。これにより、収容室スクリュウ羽根部材１０６は現像剤を返送口１０７上部に滞留させることなく搬送する。よって、現像剤供給室１０２より現像剤収容室１０１に効率よく現像剤を送り返すことができる。

図５は、返送口１０７直下の現像剤の様子と返送口１０７の軸方向の最大開口幅Ｗｐとの関係を示した図である。ここで、供給室スクリュウ羽部材１０８により返送口１０７直下に両側より搬送され集積して山状に盛り上がる現像剤の返送口１０７と同じ高さにおける軸方向の幅Ｗｔと、返送口１０７の軸方向の最大開口幅Ｗｐとの関係が、Ｗｔ＞Ｗｐを満たすように供給室スクリュウ羽根部材１０８のスクリューピッチ、外径、回転数などを規定する。Ｗｔ＞Ｗｐの関係を満たすことにより、現像剤収容室１０１の現像剤が現像剤供給室１０２に流れ込むことを防ぎ、現像剤供給室１０２へ現像剤が過剰に供給されるのを防止する。

図６は、返送口１０７を供給室スクリュウ羽根部材１０８の下方から見た図である。図６において、一点鎖線は返送口１０７を直上から見た際に、現像剤を互いに向かい合う方向へ搬送するための供給室スクリュウ羽根部材１０８の合流点を中心に引いた線である。図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、この一点鎖線を境界にして、返送口１０７の軸方向端部側領域と、軸方向中央部側領域とに分けたものの説明図である。図６（ａ）は返送口１０７が長方形、（ｂ）は楕円形、（ｃ）はひし形、（ｄ）は三角形のものである。このとき、軸方向端部側領域の開口面積Ｓｏと、軸方向中央部側領域の開口面積Ｓｉとの関係が、Ｓｉ≧Ｓｏとなるように返送口１０７を配置する。これは、返送口１０７直下に、軸方向中央部側より搬送される現像剤量が、軸方向端部側より搬送される現像剤量より多くなるため、軸方向中央部側領域の開口面積Ｓｉと、軸方向端部側領域の開口面積Ｓｏとをこれに対応できる大きさにしたものである。よって、現像剤供給室１０２より現像剤収容室１０１に効率よく現像剤を送り返すことができる。また、Ｓｉ≧Ｓｏとなるように、返送口１０７にテーパ形状を設けても良い。

また、図７は、供給室スクリュウ羽根部材１０８の下方に現像剤落下防止部材４０１を設けたものであり、（ａ）は内部構成をしめす正面図であり、（ｂ）は断面図である。現像剤落下防止部材４０１は、供給スクリュウ羽根部材１０８の下部で、返送口１０７に対応する位置に設ける。このとき、現像剤落下防止部材４０１の軸方向の幅をＷｖとすると、返送口１０７の軸方向の最大開口幅との関係が、Ｗｖ＞Ｗｐとなるようにする。このように、供給スクリュウ羽根部材１０８の下部に現像剤落下防止部材４０１を設けることにより、供給スクリュウ羽根部材１０８の軸方向への搬送力を、現像剤収容室１０１へ向かう方向への搬送力に効率良く変換する。すなわち、供給スクリュウ羽根部材１０８により両側から搬送される現像剤の搬送力により、現像剤が供給ローラ１０５の方へ向かうのを防止し、現像剤収容室１０１へ効率良く送り込まれるようにする。

図８は、供給スクリュウ羽根部材１０８と返送口１０７の軸方向に垂直な方向の幅との関係をしめす図である。供給スクリュウ羽根部材１０８の外径をＤ、返送口１０７の軸方向に垂直方向の幅Ｗｄとの関係が、Ｄ＞Ｗｄとなるようにする。このように、Ｄ＞Ｗｄの関係に保つことにより、供給スクリュウ羽根部材１０８が返送口１０７真下へ両側から送り込んでくる現像剤が、現像剤供給室１０２から現像剤収容室１０１へ効率良く送り込まれるようになる。

以上、本実施形態によれば、仕切り部材１１０に現像剤供給室１０２から現像剤収容室１０１へ現像剤を送り返す返送口１０７を設け、この返送口１０７直下を供給室スクリュウ羽根部材１０８が通るよう配置する。そして、供給室スクリュウ羽根部材１０８が返送口１０７直下に向けて軸方向両側から現像剤を搬送するように、返送口１０７直下でスクリュウ羽根の傾斜向きを反転する。両側から搬送されてきた現像剤は、返送口直下で連続的に衝突することにより、軸方向の搬送力が上下方向の搬送力へと変換される。これにより、現像剤は集積して山状に盛り上がり、その頂点に近い部分は、返送口を介して現像剤収容部に送り返される。このように、現像剤供給室１０２の現像剤が過剰になった場合、現像剤を現像剤収容室１０１へ送り返すことで現像剤供給室１０２の現像剤量を適正量に保ち、過充填を防止する。この送り返す手段は、現像剤攪拌搬送部材であるスクリュウ羽根の傾斜向きを変えただけなので、簡易な構成であり、経時の安定性も得られる。
また、収容室スクリュウ羽根部材１０６の下部と仕切り板１１０との距離をＧとし、返送口１０７の軸方向の最大開口幅をＷｐとすると、現像剤の安息角θとの間にθ＞tan-1（２Ｇ／Ｗｐ）の関係を満たすように、返送口１０７の開口幅Ｗｐ、または、収容室スクリュウ羽根部材１０６の下部と仕切り板１１０との距離をＧとを設定する。これにより、返送口１０７から送り返された現像剤を収容室スクリュウ羽根部材１０６に到達させることが可能となり、供給室スクリュウ羽根部材１０８は返送口１０７上部に滞留することなく搬送される。よって、現像剤供給室１０２より現像剤収容室１０１に効率よく現像剤を送り返すことができる。
また、供給室スクリュウ羽部材１０８により返送口１０７直下に両側より搬送され集積して山状に盛り上がる現像剤の返送口１０７と同じ高さにおける軸方向の幅Ｗｔと、返送口１０７の軸方向の最大開口幅Ｗｐとの関係が、Ｗｔ＞Ｗｐを満たすように供給室スクリュウ羽根部材１０８のスクリューピッチ、外径、回転数などを規定する。Ｗｔ＞Ｗｐの関係を満たすことにより、現像剤収容室１０１の現像剤が現像剤供給室１０２に流れ込むことを防ぎ、現像剤供給室１０２へ現像剤が過剰に供給されるのを防止する。
また、供給室スクリュウ羽根部材１０８により返送口１０７直下に両側より搬送される現像剤の合流点を境界として、返送口１０７の軸方向端部側領域と、軸方向中央部側領域とに分けたとき、軸方向端部側領域の開口面積Ｓｏと、軸方向中央部側領域の開口面積Ｓｉとの関係が、Ｓｉ≧Ｓｏとなるように返送口１０７を配置する。これは、返送口１０７直下に、軸方向中央部側より搬送される現像剤量が、軸方向端部側より搬送される現像剤量より多くなるため、軸方向中央部側領域の開口面積Ｓｉと、軸方向端部側領域の開口面積Ｓｏとをこれに対応できる大きさにしたものである。よって、現像剤供給室１０２より現像剤収容室１０１に効率よく現像剤を送り返すことができる。
また、供給スクリュウ羽根部材１０８の下部で、返送口１０７に対応する位置に現像剤落下防止部材４０１を設ける。このような現像剤落下防止部材４０１を設けることにより、供給スクリュウ羽根部材１０８の軸方向への搬送力を、現像剤収容室１０１へ向かう方向への搬送力に効率良く変換する。すなわち、供給スクリュウ羽根部材１０８により両側から搬送される現像剤の搬送力により、現像剤が供給スクリュウ羽根部材１０８の方へ向かうのを防止し、現像剤収容室１０１へ効率良く送り込まれるようにする。

本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。 プロセスカートリッジの概略構成図。 現像装置内部の構造をしめす正面図。 返送口真下の現像剤の様子と収容室スクリュウ羽根部材との位置関係の説明図。 返送口下部の現像剤の盛り上がりの様子と返送口の軸方向の最大開口幅Ｗｐとの関係を示した図。 返送口を供給室スクリュウ羽根部材の下方から見た図であり、（ａ）は返送口１０７が長方形、（ｂ）は楕円形、（ｃ）はひし形、（ｄ）は三角形のものである。 供給室スクリュウ羽根部材の下方に現像剤落下防止部材を設けた図であり、（ａ）は内部構成をしめす正面図であり、（ｂ）は断面図である。 供給スクリュウ羽根部材と返送口の軸方向と垂直な方向の幅との関係をしめす図。

符号の説明

１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ プロセスカートリッジ
２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ 感光体
３ 帯電部材
４ 現像装置
５ クリーニングブレード
６ 光書込装置
７ 中間転写ベルト
８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ １次転写ローラ
９ ２次転写ローラ
１０ 記録体
１１ 転写ベルトクリーニング手段
１２ 定着装置
１０１ 現像剤収容室
１０２ 現像剤供給室
１０３ 現像ローラ
１０４ 現像剤層厚規制部材
１０５ 供給ローラ
１０６ 収容室スクリュウ羽根部材
１０７ 返送口
１０８ 供給室スクリュウ羽根部材
１０９ 封止シール
１１０ 仕切り部材
４０１ 現像剤落下防止部材

Claims (6)

1. 現像剤を担持して潜像担持体との対向部まで搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材を有する現像剤供給室と、該現像剤供給室の上方に配置され現像剤を収容する現像剤収容室と、該現像剤供給室と該現像剤収容室との間に設けられ該現像剤収容室から該現像剤供給室へ現像剤を供給する供給口を有する仕切り部材と、該仕切り部材の上方に配置され回転しながら該現像剤収容室内の現像剤を軸方向へ攪拌搬送する収容室現像剤攪拌搬送部材と、該仕切り部材の下方に配置され回転しながら該現像剤供給室内の現像剤を軸方向に攪拌搬送する供給室現像剤攪拌搬送部材とを備えた現像装置において、
   上記仕切り部材における上記供給口よりも幅方向両端それぞれの側に位置する箇所に、上記現像剤供給室から上記現像剤収容室へ現像剤を送り返す返送口を設け、上記供給室現像剤攪拌搬送部材は該返送口直下を通るよう配置されるスクリュウ羽根形状の部材であり、該供給室現像剤攪拌搬送部材が該返送口直下に向けて軸方向両側から現像剤を搬送するように該返送口直下でスクリュウ羽根の傾斜向きを反転するよう構成し、かつ、上記返送口の軸方向に関する最大開口幅Ｗｐと、上記仕切り板部材と上記収容室現像剤攪拌搬送部材の最下部との距離Ｇと、上記現像剤の安息角θとの関係が、θ＞tan ^-1 （２Ｇ/Ｗｐ）を満たすよう構成したことを特徴とする現像装置。
2. 請求項１の現像装置において、上記供給室現像剤攪拌搬送部材により上記返送口直下に両側より搬送され集積して山状に盛り上がる現像剤の該返送口と同じ高さにおける軸方向の幅Ｗｔと、該返送口の軸方向の最大開口幅Ｗｐとの関係が、Ｗｔ＞Ｗｐを満たすよう構成したことを特徴とする現像装置。
3. 請求項１または２の現像装置において、上記供給室現像剤搬送部材により上記返送口直下に両側より搬送される現像剤の合流点を境界として、該返送口を軸方向中央部側領域と軸方向端部側領域とに分けたとき、軸方向中央部側領域の開口面積Ｓｉと、軸方向端部側領域の開口面積Ｓｏとの関係が、Ｓｉ≧Ｓｏを満たすよう構成したことを特徴とする現像装置。
4. 請求項１、２または３の現像装置において、上記供給室現像剤搬送部材の下方に現像剤落下防止部材を設けたことを特徴とする現像装置。
5. 請求項１、２、３または４の現像装置において、上記供給室現像剤攪拌搬送部材の外径をＤ、上記返送口の軸方向に垂直な方向の幅Ｗｄとの関係が、Ｄ＞Ｗｄを満たすよう構成したことを特徴とする現像装置。
6. 静電潜像を担持する潜像担持体と、該静電潜像をトナー像化する現像手段と、該トナー像を記録媒体上に間接的または直接的に転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、
   上記現像手段として請求項１、２、３、４または５の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。

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