JP5033534B2 - 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、プリンタ等に用いられる現像装置に係り、詳しくは、トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を用いる現像装置およびこれを用いた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からなる２成分現像剤を用いる現像装置として、図６に示す構造ものが知られている。図６に示す現像装置４は、現像剤担持体である現像ローラに現像剤を供給する搬送路と現像剤を攪拌する搬送路とを分けて設けており、２つの搬送路で現像剤を逆方向に搬送することにより現像剤を循環させている。
図６に示す現像装置では、現像ローラに現像剤を供給する搬送路と、現像ローラに供給され現像領域を通過した現像剤を回収する搬送路とが共通である。よって、現像ローラに供給する搬送路の搬送方向下流側ほど現像ローラに供給する現像剤のトナー濃度が低下するという問題があった。現像ローラに供給するトナー濃度が低下すると、現像時の画像濃度も低下となる。

このような問題は、特許文献１に記載された現像装置のように現像ローラへの現像剤の供給用オーガと現像済みの現像剤の回収用オーガとを異なる現像剤搬送路に設けることで解消することができる。以下、特許文献１に記載された現像装置の構成について説明する。

図７は、特許文献１に記載の現像装置を示す概略構成図である。
図７に示す現像装置４は、現像ローラ５に現像剤を供給する現像剤供給搬送路９と現像領域を通過した現像剤を回収する現像剤回収搬送路７とを分けて設けている。さらに、現像剤供給搬送路９の最下流側まで搬送された現像剤と現像剤回収搬送路７の最下流側まで搬送された回収現像剤とを攪拌しながら現像剤供給搬送路９とは逆方向に現像剤を搬送する現像剤攪拌搬送路１０を備えている。
このような現像装置４では、現像済みの現像剤は現像剤回収搬送路７に送られるため、現像剤供給搬送路９に混入することがない。これにより、現像剤供給搬送路９内の現像剤のトナー濃度が変化することなく、現像ローラ５に供給される現像剤のトナー濃度も一定となる。
さらに、回収現像剤をすぐに現像剤供給搬送路９に供給するのではなく、現像剤攪拌搬送路１０で攪拌した後で現像剤供給搬送路９に現像剤を供給するため、十分に攪拌された状態の現像剤を現像剤供給搬送路９に供給することができる。これにより、図６で説明した現像装置４の問題点であった、現像時の画像濃度の不均一や画像濃度の低下を防止することができる。

特開平１１−１６７２６０号公報（第１図）

特許文献１に記載の現像装置４においては、現像剤回収搬送路７に配置された現像剤回収搬送部材たる回収スクリュウ６の回転によって、現像ローラ５から回収された現像剤が図中手前側の現像剤回収搬送路上流から図中奥側の下流へ向けて搬送される。このため、現像剤回収搬送路上流側に比べて、下流側の現像剤量が多くなり、下流側の現像剤回収搬送路内の空隙の比率が、上流側に比べて小さくなる。その結果、現像剤回収搬送路内の内圧が、現像剤回収搬送路上流側から下流側へ行くに従って高くなり、現像剤回収搬送路内の内圧が軸方向に不均一になってしまう。通常、現像ローラ５の回転によって現像ローラ表面に発生した気流が現像領域下流側の現像ローラ５とケースとの隙間４０６に吹き込む吹き込み気流による圧力によって、現像剤回収搬送路内の内圧が高くなっても、現像剤回収搬送内の現像剤が隙間４０６から吹き出すのを抑制している。しかし、上述のように、現像剤回収搬送路内の内圧が軸方向に不均一になると、現像ローラ５とケースとの隙間４０６に吹き込んだ気流が内圧の低い現像剤回収搬送路上流側へ流れてしまう。その結果、隙間４０６の現像剤回収搬送路下流側の吹き込み気流による圧力が低下し、現像剤回収搬送路下流側の内圧の方が大きくなってしまう。その結果、現像剤回収搬送路下流側で隙間４０６から図中矢印に示すような、潜像担持体側に吹き出す吹き出し気流が発生し、トナー飛散が生じてしまうという不具合があった。

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像剤回収搬送路内の内圧の不均一を抑制することができ、トナー飛散を抑制することの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、磁性キャリアとトナーとからなる２成分現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で該潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像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現像剤供給搬送部材を備えた現像剤供給搬送路と、該潜像担持体と対向する箇所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、且つ、該現像剤供給搬送部材と同方向に搬送する現像剤回収搬送部材を備えた現像剤回収搬送路と、現像に用いられずに該現像剤供給搬送路の搬送方向の下流側まで搬送された余剰現像剤と、該現像剤担持体から回収され該現像剤回収搬送路の搬送方向の下流側まで搬送された回収現像剤との供給を受け、該現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該余剰現像剤と該回収現像剤とを攪拌しながら該現像剤供給搬送部材とは逆方向に搬送する現像剤攪拌搬送部材を備え、該現像剤を該現像剤供給搬送路に供給する現像剤攪拌搬送路とを有し、該現像剤攪拌搬送路と該現像剤回収搬送路とは略同じ高さに設けられ、該現像剤供給搬送路は他の２つの該現像剤搬送路の上方に位置するように設けられ、該現像剤搬送路にトナーの補給がなされる現像装置において、前記現像剤回収搬送路上流側に比べて現像剤回収搬送路下流側の現像剤回収搬送路の断面積を大きく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、前記現像剤攪拌搬送路と前記現像剤供給搬送路とは仕切り部材により仕切られており、該仕切り部材に設けた攪拌現像剤開口部を介して前記現像剤攪拌搬送路から、前記現像剤供給搬送路へ現像剤を受け渡す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、該現像剤回収搬送路、該現像剤供給搬送路及び該現像剤攪拌搬送路からなる３つの現像剤搬送路をそれぞれ仕切り部材により仕切っ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いずれかの現像装置において、前記現像剤攪拌搬送部材は、現像に用いられずに前記現像剤供給搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤と、前記現像剤担持体から回収され前記現像剤回収搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された回収現像剤との供給を受け、現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該余剰現像剤と該回収現像剤とを攪拌しながら該現像剤供給搬送部材とは逆方向に搬送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、請求項１乃至４いずれかの現像装置において、前記現像剤回収搬送路上流から、少なくとも前記現像剤回収搬送路中央部まで現像剤回収搬送路内の空間を埋める埋め部材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５いずれかの現像装置において、前記現像剤回収搬送路上流側に比べて、前記現像剤回収搬送路下流側の現像剤搬送速度が速くなるよう現像剤回収搬送部材を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６いずれかの現像装置において、前記現像剤供給搬送路を、前記現像剤攪拌搬送路に対して斜め上方に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項８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、前記現像手段として、請求項１乃至７いずれかの現像装置を用いることを特徴とするものである。

本発明によれば、現像剤回収搬送路上流側に比べて現像剤回収搬送路下流側の現像剤回収搬送路の断面積を大きくすることによって、回収搬送路上流側に比べて下流側の現像剤量が多い状態において、下流側の現像剤回収搬送経路内の空隙の比率が、下流側の現像剤回収搬送経路内の空隙の比率に比べて小さくなるのを抑制することができる。これにより、回収搬送路内の内圧が軸方向に不均一になるのを抑制することができ、現像剤担持体の回転によって現像領域下流側の現像剤担持体とケースとの隙間に発生する吹き込み気流が現像剤回収搬送経路上流側へ流れ込むのを抑制することができる。その結果、現像領域下流側の現像剤担持体とケースとの隙間における吹き込み気流の圧力低下を抑制することができ、現像剤回収搬送路下流側における吹き込み気流の圧力を現像剤回収搬送路下流側の内圧よりも高く維持することができる。これにより、隙間から潜像担持体側へ吹き出す吹き出し気流が発生するのを抑制することができ、トナー飛散を抑制することができる。

以下、本発明を適用した画像形成装置として、複数の感光体が並行配設されたタンデム型のカラーレーザー複写機（以下、単に「複写機」という）の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る複写機の概略構成図である。この複写機はプリンタ部１００、これを載せる給紙装置２００、プリンタ部１００の上に固定されたスキャナ３００などを備えている。また、このスキャナ３００の上に固定された原稿自動搬送装置４００なども備えている。

上記プリンタ部１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のプロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋからなる画像形成ユニット２０を備えている。各符号の数字の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、イエロー、シアン、マゼンダ、ブラック用の部材であることを示している（以下同様）。プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの他には、光書込ユニット２１、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、レジストローラ対４９、ベルト定着方式の定着装置２５などが配設されている。

光書込ユニット２１は、図示しない光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて後述の感光体の表面にレーザ光を照射する。

プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、ドラム状の感光体１、帯電器、現像装置４、ドラムクリーニング装置、除電器などを有している。

以下、イエロー用のプロセスカートリッジ１８について説明する。
帯電手段たる帯電器によって、感光体１Ｙの表面は一様帯電される。帯電処理が施された感光体１Ｙの表面には、光書込ユニット２１によって変調及び偏向されたレーザ光が照射される。すると、照射部（露光部）の電位が減衰する。この減衰により、感光体１Ｙの表面にＹ用の静電潜像が形成される。形成されたＹ用の静電潜像は現像手段たる現像装置４Ｙによって現像されてＹトナー像となる。
Ｙ用の感光体１Ｙ上に形成されたＹトナー像は、後述の中間転写ベルト１１０に一次転写される。一次転写後の感光体１Ｙの表面は、ドラムクリーニング装置によって転写残トナーがクリーニングされる。
Ｙ用のプロセスカートリッジ１８Ｙにおいて、ドラムクリーニング装置によってクリーニングされた感光体１Ｙは、除電器によって除電される。そして、帯電器によって一様帯電せしめられて、初期状態に戻る。以上のような一連のプロセスは、他のプロセスカートリッジ（１８Ｍ，Ｃ，Ｋ）についても同様である。

次に、中間転写ユニットについて説明する。
中間転写ユニット１７は、中間転写ベルト１１０やベルトクリーニング装置９０などを有している。また、張架ローラ１４、駆動ローラ１５、二次転写バックアップローラ１６、４つの一次転写バイアスローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋなども有している。
中間転写ベルト１１０は、張架ローラ１４を含む複数のローラによってテンション張架されている。そして、図示しないベルト駆動モータによって駆動される駆動ローラ１５の回転によって図中時計回りに無端移動せしめられる。
４つの一次転写バイアスローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ中間転写ベルト１１０の内周面側に接触するように配設され、図示しない電源から一次転写バイアスの印加を受ける。また、中間転写ベルト１１０をその内周面側から感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに向けて押圧してそれぞれ一次転写ニップを形成する。各一次転写ニップには、一次転写バイアスの影響により、感光体と一次転写バイアスローラとの間に一次転写電界が形成される。
Ｙ用の感光体１Ｙ上に形成された上述のＹトナー像は、この一次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト１１０上に一次転写される。このＹトナー像の上には、Ｍ，Ｃ，Ｋ用の感光体１Ｍ，Ｃ，Ｋ上に形成されたＭ，Ｃ，Ｋトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト１１０上には多重トナー像たる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１１０上に重ね合わせ転写された４色トナー像は、後述の二次転写ニップで図示しない記録シートたる転写紙に二次転写される。二次転写ニップ通過後の中間転写ベルト１１０の表面に残留する転写残トナーは、図中左側の駆動ローラ１５との間にベルトを挟み込むベルトクリーニング装置９０によってクリーニングされる。

次に、二次転写装置２２について説明する。
中間転写ユニット１７の図中下方には、２本の張架ローラ２３によって紙搬送ベルト２４を張架している二次転写装置２２が配設されている。紙搬送ベルト２４は、少なくとも何れか一方の張架ローラ２３の回転駆動に伴って、図中反時計回りに無端移動せしめられる。２本の張架ローラ２３のうち、図中右側に配設された一方のローラは、中間転写ユニット１７の二次転写バックアップローラ１６との間に、中間転写ベルト１１０及び紙搬送ベルト２４を挟み込んでいる。この挟み込みにより、中間転写ユニット１７の中間転写ベルト１１０と、二次転写装置２２の紙搬送ベルト２４とが接触する二次転写ニップが形成されている。そして、この一方の張架ローラ２３には、トナーと逆極性の二次転写バイアスが図示しない電源によって印加される。この二次転写バイアスの印加により、二次転写ニップには中間転写ユニット１７の中間転写ベルト１１０上の４色トナー像をベルト側からこの一方の張架ローラ２３側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。後述のレジストローラ対４９によって中間転写ベルト１１０上の４色トナー像に同期するように二次転写ニップに送り込まれた転写紙には、この二次転写電界やニップ圧の影響を受けた４色トナー像が二次転写せしめられる。なお、このように一方の張架ローラ２３に二次転写バイアスを印加する二次転写方式に代えて、転写紙を非接触でチャージさせるチャージャを設けてもよい。

複写機本体の下部に設けられた給紙装置２００には、内部に複数の転写紙を紙束の状態で複数枚重ねて収容可能な給紙カセット４４が、鉛直方向に複数重なるように配設されている。それぞれの給紙カセット４４は、紙束の一番上の転写紙に給紙ローラ４２を押し当てている。そして、給紙ローラ４２を回転させることにより、一番上の転写紙を給紙路４６に向けて送り出される。

給紙カセット４４から送り出された転写紙を受け入れる給紙路４６は、複数の搬送ローラ対４７と、その路内の末端付近に設けられたレジストローラ対４９とを有している。そして、転写紙をレジストローラ対４９に向けて搬送する。レジストローラ対４９に向けて搬送された転写紙は、レジストローラ対４９のローラ間に挟まれる。一方、上記中間転写ユニット１７において、中間転写ベルト１１０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上記二次転写ニップに進入する。レジストローラ対４９は、ローラ間に挟み込んだ転写紙を二次転写ニップにて４色トナー像に密着させ得るタイミングで送り出す。これにより、二次転写ニップでは、中間転写ベルト１１０上の４色トナー像が転写紙に密着する。そして、転写紙上に二次転写されて、白色の転写紙上で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転写紙は、紙搬送ベルト２４の無端移動に伴って二次転写ニップを出た後、紙搬送ベルト２４上から定着装置２５に送られる。

定着装置２５は、定着ベルト２６を２本のローラによって張架しながら無端移動せしめるベルトユニットと、このベルトユニットの一方のローラに向けて押圧される加圧ローラ２７とを備えている。これら定着ベルト２６と加圧ローラ２７とは互いに当接して定着ニップを形成しており、紙搬送ベルト２４から受け取った転写紙をここに挟み込む。ベルトユニットにおいける２本のローラのうち、加圧ローラ２７から押圧される方のローラは、内部に図示しない熱源を有しており、これの発熱によって定着ベルト２６を加圧する。加圧された定着ベルト２６は、定着ニップに挟み込まれた転写紙を加熱する。この加熱やニップ圧の影響により、フルカラー画像が転写紙に定着せしめられる。

定着装置２５内で定着処理が施された転写紙は、プリンタ筐体の図中左側板に突設せしめられたスタック部５７上にスタックされるか、もう一方の面にもトナー像を形成するために上述の二次転写ニップに戻されるかする。

図示しない原稿のコピーがとられる際には、例えばシート原稿の束が原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上セットされる。但し、その原稿が本状に閉じられている片綴じ原稿である場合には、コンタクトガラス３２上にセットされる。このセットに先立ち、複写機本体に対して原稿自動搬送装置４００が開かれ、スキャナ３００のコンタクトガラス３２が露出される。この後、閉じられた原稿自動搬送装置４００によって片綴じ原稿が押さえられる。

このようにして原稿がセットされた後、図示しないコピースタートスイッチが押下されると、スキャナ３００による原稿読取動作がスタートする。但し、原稿自動搬送装置４００にシート原稿がセットされた場合には、この原稿読取動作に先立って、原稿自動搬送装置４００がシート原稿をコンタクトガラス３２まで自動移動させる。原稿読取動作では、まず、第１走行体３３と第２走行体３４とがともに走行を開始し、第１走行体３３に設けられた光源から光が発射される。そして、原稿面からの反射光が第２走行体３４内に設けられたミラーによって反射せしめられ、結像レンズ３５を通過した後、読取センサ３６に入射される。読取センサ３６は、入射光に基づいて画像情報を構築する。

このような原稿読取動作と並行して、各プロセスカートリッジ（１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）内の各機器や、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、定着装置２５がそれぞれ駆動を開始する。そして、読取センサ３６によって構築された画像情報に基づいて、光書込ユニット２１が駆動制御されて、各感光体（４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が形成される。これらトナー像は、中間転写ベルト１１０上に重ね合わせ転写された４色トナー像となる。

また、原稿読取動作の開始とほぼ同時に、給紙装置２００内では給紙動作が開始される。この給紙動作では、給紙ローラ４２の１つが選択回転せしめられ、ペーパーバンク４３内に多段に収容される給紙カセット４４の１つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ４５で１枚ずつ分離されて反転給紙路４６に進入した後、搬送ローラ対４７によって二次転写ニップに向けて搬送される。このような給紙カセット４４からの給紙に代えて、手差しトレイ５１からの給紙が行われる場合もある。この場合、手差し給紙ローラ５０が選択回転せしめられて手差しトレイ５１上の転写紙を送り出した後、分離ローラ５２が転写紙を１枚ずつ分離してプリンタ部１００の手差し給紙路５３に給紙する。

本複写機は、２色以上のトナーからなる他色画像を形成する場合には、中間転写ベルト１１０をその上部張架面がほぼ水平になる姿勢で張架して、上部張架面に全ての感光体（１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を接触させる。これに対し、Ｋトナーのみからなるモノクロ画像を形成する場合には、図示しない機構により、中間転写ベルト１１０を図中左下に傾けるような姿勢にして、その上部張架面をＹ，Ｍ，Ｃ用の感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃから離間させる。そして、４つの感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、Ｋ用の感光体１Ｋだけを図中反時計回りに回転させて、Ｋトナー像だけを作像する。この際、Ｙ，Ｍ，Ｃについては、感光体だけでなく、現像器も駆動を停止させて、感光体や現像剤の不要な消耗を防止する。

本複写機は、複写機内の下記機器の制御を司るＣＰＵ等から構成される図示しない制御部と、液晶ディスプレイや各種キーボタン等などから構成される図示しない操作表示部とを備えている。操作者は、この操作表示部に対するキー入力操作により、制御部に対して命令を送ることで、転写紙の片面だけに画像を形成するモードである片面プリントモードについて、３つのモードの中から１つを選択することができる。この３つの片面プリントモードとは、ダイレクト排出モードと、反転排出モードと、反転デカール排出モードとからなる。

図２は、４つプロセスカートリッジ１８（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のうちの１つが備える現像装置４及び感光体１を示す拡大構成図である。４つのプロセスカートリッジ１８（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、それぞれ扱うトナーの色が異なる点の他がほぼ同様の構成になっているので、同図では「４」に付すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋという添字を省略している。
図２に示すように感光体１は図中矢印Ｇ方向に回転しながら、その表面を不図示の帯電装置により帯電される。帯電された感光体１の表面は不図示の露光装置より照射されたレーザ光により静電潜像を形成された潜像に現像装置４からトナーを供給され、トナー像を形成する。

現像装置４は、図中矢印Ｉ方向に表面移動しながら感光体１の表面の潜像にトナーを供給し、現像する現像剤担持体としての現像ローラ５を有している。また、現像ローラ５に現像剤を供給しながら図２の奥方向に現像剤を搬送する現像剤供給搬送部材としての供給スクリュ８を有している。
現像ローラ５の供給スクリュ８との対向部から表面移動方向下流側には、現像ローラ５に供給された現像剤を現像に適した厚さに規制する現像剤規制部材としての現像ドクタ１２を備えている。
現像ローラ５の感光体１との対向部である現像部から表面移動方向下流側には、現像部を通過した現像済みの現像剤を回収し、回収した回収現像剤を供給スクリュ８と同方向に搬送する現像剤回収搬送部材としての回収スクリュ６を備えている。供給スクリュ８を備えた現像剤供給搬送路である供給搬送路９は現像ローラ５の横方向に、回収スクリュ６を備えた現像剤回収搬送路としての回収搬送路７は現像ローラ５の下方に並設されている。

現像装置４は、供給搬送路９の下方で回収搬送路７に並列して、現像剤攪拌搬送路である攪拌搬送路１０を設けている。攪拌搬送路１０は、現像剤を攪拌しながら供給スクリュ８とは逆方向である図中手前側に搬送する現像剤攪拌搬送部材としての攪拌スクリュ１１を備えている。
供給搬送路９と攪拌搬送路１０とは仕切り部材としての第一仕切り壁１３３によって仕切られている。第一仕切り壁１３３の供給搬送路９と攪拌搬送路１０とを仕切る箇所は図中手前側と奥側との両端は開口部となっており、供給搬送路９と攪拌搬送路１０とが連通している。
なお、供給搬送路９と回収搬送路７とも第一仕切り壁１３３によって仕切られているが、第一仕切り壁１３３の供給搬送路９と攪拌搬送路７とを仕切る箇所には開口部を設けていない。
また、攪拌搬送路１０と回収搬送路７との２つの搬送路は仕切り部材としての第二仕切り壁１３４によって仕切られている。第二仕切り壁１３４は、図中手前側が開口部となっており、攪拌搬送路１０と回収搬送路７とが連通している。
現像剤搬送部材である供給スクリュ８、回収スクリュ６及び攪拌スクリュ１１は樹脂のスクリュからなっており各スクリュ径は全てφ１８［ｍｍ］でスクリュピッチは２５［ｍｍ］、回転数は６００［ｒｐｍ］以上に設定している。

現像ローラ５上にステンレスからなる現像ドクタ１２によって薄層化された現像剤を感光体１との対向部である現像領域まで搬送し現像を行う。現像ローラ５の表面はＶ溝あるいはサンドブラスト処理されておりφ２５［ｍｍ］のＡｌ［アルミ］素管からなり、現像ドクタ１２及び感光体１とのギャップは０．３［ｍｍ］程度となっている。
現像後の現像剤は回収搬送路７にて回収を行い、図２中の断面手前側に搬送され、非画像領域部に設けられた第一仕切り壁１３３の開口部で、攪拌搬送路１０へ現像剤が移送される。なお、攪拌搬送路１０における現像剤搬送方向上流側の第一仕切り壁１３３開口部の付近で攪拌搬送路１０の上側に設けられたトナー補給口から攪拌搬送路１０にトナーが供給される。

次に、３つの現像剤搬送路内での現像剤の循環について説明する。
図３は現像剤搬送路内の現像剤の流れを説明する現像装置４の斜視断面図である。図中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。
また、図４は、現像装置４内の現像剤の流れの模式図であり、図３と同様、図中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。

攪拌搬送路１０から現像剤の供給を受けた供給搬送路９では、現像ローラ５に現像剤を供給しながら、供給スクリュ８の搬送方向下流側に現像剤を搬送する。そして、現像ローラ５に供給され現像に用いられず供給搬送路９の搬送方向下流端まで搬送された余剰現像剤は第一仕切り壁１３３の開口部より攪拌搬送路１０に供給される（図４中矢印Ｅ）。
現像ローラ５から回収搬送路７に送られ、回収スクリュ６によって回収搬送路７の搬送方向下流端まで搬送された回収現像剤は第二仕切り壁１３４の開口部より攪拌搬送路１０に供給される（図４中矢印Ｆ）。
そして、攪拌搬送路１０は、供給された余剰現像剤と回収現像剤とを攪拌し、攪拌スクリュ１１の搬送方向下流側であり、供給スクリュ８の搬送方向上流側に搬送し、第一仕切り壁１３３の開口部より供給搬送路９に供給される（図４中矢印Ｄ）。
攪拌搬送路１０では攪拌スクリュ１１によって、回収現像剤、余剰現像剤及び移送部で必要に応じて補給されるトナーを、回収搬送路７及び供給搬送路９の現像剤と逆方向に攪拌搬送する。そして、搬送方向下流側で連通している供給搬送路９の搬送方向上流側に攪拌された現像剤を移送する。なお、攪拌搬送路１０の下方には、不図示のトナー濃度センサが設けられ、センサ出力により不図示のトナー補給制御装置を作動し、不図示のトナー収容部からトナー補給を行っている。

図４に示す現像装置４では、供給搬送路９と回収搬送路７とを備え、現像剤の供給と回収とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が供給搬送路９に混入することがない。よって、供給搬送路９の搬送方向下流側ほど現像ローラ５に供給される現像剤のトナー濃度が低下することを防止することができる。また、回収搬送路７と攪拌搬送路１０とを備え、現像剤の回収と攪拌とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が攪拌の途中に落ちることがない。よって、十分に攪拌がなされた現像剤が供給搬送路９に供給されるため、剤供給搬送路９に供給されるの現像剤が攪拌不足となることを防止することができる。このように、供給搬送路９内の現像剤のトナー濃度が低下することを防止し、供給搬送路９内の現像剤が攪拌不足となることを防止することができるので現像時の画像濃度を一定にすることができる。

なお、図４に示すように、現像装置４の下部から上部への現像剤の移動は矢印Ｄのみである。矢印Ｄで示す現像剤の移動は、攪拌スクリュ１１の回転で現像剤を押し込むことにより、現像剤を盛り上がらせて供給搬送路９に現像剤を供給するものである。
このような現像剤の移動は、現像剤に対してストレスを与えることになり、現像剤の寿命低下の一因となる。
このような、現像剤を下方から上方に持ち上げる際に現像剤にストレスがかかり現像剤中のキャリアの膜削れやトナーのスペント化がその個所で発生し、それに伴い画像品質の安定性が保たれなくなってしまう。
よって、矢印Ｄで示す現像剤の移動における現像剤のストレスを軽減することができれば、現像剤の長寿命化を図ることが出来る。現像剤の長寿命化を図ることにより、現像剤の劣化を防止して常に画像濃度ムラの無い画像品質の安定した現像装置を提供することができる。

そこで、本実施形態の現像装置４では、図２に示すように、供給搬送路９を攪拌搬送路１０の斜め上方になるように配置する。斜め上方に配置することにより、供給搬送路９を攪拌搬送路１０の垂直上方に設け現像剤を持ち上げるものに比べて、矢印Ｄで示す現像剤の移動における現像剤のストレスを軽減することができる。
さらに、現像装置４では、供給搬送路９と攪拌搬送路１０とを斜めに配置することで、図２に示すように、攪拌搬送路１０の上部壁面が供給搬送路９の下部壁面よりも高い位置となるように配置している。
供給搬送路９を攪拌搬送路１０に対して垂直上方に持ち上げることは、重力に逆らって現像剤を攪拌スクリュ１１の圧によって持ち上げるので現像剤にストレスがかかる。一方、攪拌搬送路１０の上部壁面が供給搬送路９の下部壁面よりも高い位置となるように配置することで、攪拌搬送路１０の最高点に存在する現像剤が供給搬送路９の最下点に重力に逆らわず流れ込むことができるので、現像剤にかかるストレスを低減することができる。
なお、攪拌搬送路１０の現像剤搬送路下流側の、攪拌搬送路１０と供給搬送路９とが連通している部分の攪拌スクリュ１１の軸にフィン部材を設けても良い。このフィン部材は攪拌スクリュ１１の軸方向に平行な辺と、攪拌スクリュの軸方向とは垂直な辺とから構成される板状の部材である。このフィン部材で現像剤を掻き上げることにより、攪拌搬送路１０から供給搬送路９へ、より効率的な現像剤の受渡しを行うことができる。

また、現像装置４では、現像ローラ５と供給搬送路９との中心間距離Ａが、現像ローラ５と攪拌搬送路１０との中心間距離Ｂよりも短くなるように、供給搬送路９と攪拌搬送路１０とを配置している。これにより供給搬送路９から現像ローラ５に現像剤を無理無く供給することができ装置も小型化を図ることもできる。
また、攪拌スクリュ１１は、図２中の手前側から見て反時計回り方向（図中矢印Ｃ方向）に回転しており、現像剤は攪拌スクリュ１１の形状に沿って現像剤を持ち上げて供給搬送路９に移送させている。これにより、現像剤を効率良く持ち上げることが可能となり現像剤にかかるストレスもより低減することができる。

次に、本実施形態の特徴点について説明する。
図２、図５に示すように、回収搬送路７の現像剤搬送方向上流側から回収搬送路７の軸方向中央部まで延びて、回収搬送路７の空間を埋める埋め部材１３５が設けられている。この埋め部材１３５は、第二仕切り壁１３４から第一仕切り壁１３３まで延びており、回収スクリュ６を覆うように設けられている。このように、埋め部材で回収搬送路７の現像剤搬送方向上流側の空間を埋めることで、回収搬送路７の現像剤搬送方向上流側の断面積を、現像剤搬送方向下流側の断面積よりも小さくすることができる。

現像ローラ５から回収搬送路へは、ほぼ均一に現像剤が回収されるが、回収された現像剤は、回収搬送路７上流から下流へ向けて搬送されるため、回収搬送路７上流側に比べて、下流側の現像剤量が多くなる。先に示した図７のように、回収搬送路７の断面積が軸方向均一である場合は、下流側の現像剤回収搬送路内の空隙の比率が、上流側に比べて小さくなり、回収搬送路内の下流側の内圧が上流側に比べて高くなって、回収搬送路７内の内圧が軸方向に不均一になってしまう。その結果、現像ローラ５の回転によって、現像領域下流側の現像ローラ５とケースとの隙間に吹き込む吹き込み気流が、内圧の低い回収搬送路７上流側へ流れ込んでしまい、現像剤回収搬送路下流側の吹き込み気流の圧力が低下してしまう。その結果、現像剤回収搬送下流側において、吹き込み気流の圧力より現像剤回収搬送路下流側の内圧が大きくなって隙間から感光体１側へ吹き出す吹き出し気流が発生し、トナー飛散が生じてしまう。

しかし、本実施形態においては、回収搬送路７の現像剤搬送方向上流側の空間を埋め部材で埋めて、回収搬送路７の現像剤搬送方向上流側の断面積を現像剤搬送方向下流側の断面積よりも小さくすることで、回収搬送路７上流側に比べて、下流側の現像剤量が多くなっている状態において、下流側の回収搬送路７内の空隙の比率が、上流側に比べて小さくなるのを抑制することができる。これにより、回収搬送路内の下流側の内圧が上流側に比べて高くなるのを抑制することができ、現像ローラ５の回転によって現像領域下流側の現像ローラ５とケースとの隙間に吹き込む吹き込み気流が回収搬送経路７の上流側へ流れ込むのを抑制することができる。その結果、回収搬送路下流側の吹き込み気流による圧力の低下を抑制することができ、回収搬送路下流側の吹き込み気流による圧力を回収搬送路下流側の内圧よりも高い状態に維持することができる。これにより、現像領域下流側の現像ローラとケースとの隙間から感光体側へ吹き出す吹き出し気流が発生するのを抑制することができ、トナー飛散を抑制することができる。

また、回収搬送経路の各位置における現像剤量を把握して、これに基づいて、回収搬送路７内の空隙の比率が回収搬送路内各位置で同じとなるように、埋め部材を形成するのが好ましい。これにより、回収搬送路７の内圧を均一にすることができ、吹き込み気流が回収搬送経路７の上流側へ流れ込むのを確実に抑制することができる。

また、本実施形態では、回収搬送路７の現像剤搬送方向上流側の空間を埋め部材で埋めることで、回収搬送路７内の内圧が軸方向に不均一になるのを抑制しているが、例えば、第二仕切り壁１３４や第一仕切り壁１３３を回収搬送路７上流側から下流側に向かうに連れて、回収搬送路７の断面積が大きくなるようなテーパ壁としてもよい。

さらに、回収搬送路上流側に比べて、回収搬送下流側の現像剤搬送速度が速くなるよう回収スクリュウを構成することで、下流側の回収搬送路７内の空隙の比率が、上流側に比べて小さくなるのをより一層抑制することができる。本実施形態においては、回収スクリュ６を６００［ｒｐｍ］以上、より詳しくは、６９０［ｒｐｍ］または７２９［ｒｐｍ］と高速で回転させている。このように回収スクリュウ６を６００［ｒｐｍ］以上の高速で回転させている場合は、回収スクリュウ６の現像剤搬送方向下流側のスクリュウピッチを、現像剤搬送方向上流側よりも短くすることで、回収搬送路上流側に比べて、回収搬送下流側の現像剤搬送速度を速くすることができる結果が得られている。よって、回収スクリュウ６の現像剤搬送方向下流側のスクリュウピッチを、現像剤搬送方向上流側よりも短くすることで、回収搬送下流側の現像剤搬送速度を速くすることができ、現像剤搬送方向下流側の現像剤量を、現像剤搬送速度が均一なものに比べて少なくすることができる。これにより、下流側の回収搬送路７内の空隙の比率が、上流側に比べて小さくなるのをより一層抑制することができる。

また、回収スクリュ６の回転数が３００〜５００［ｒｐｍ］に構成した現像装置においては、回収スクリュ６の現像剤搬送方向下流側のスクリュウピッチを、現像剤搬送方向上流側よりも長くすることで、回収搬送路上流側に比べて、回収搬送下流側の現像剤搬送速度を速くすることができる。

以上、本実施形態によれば、現像剤供給搬送路としての供給搬送路９と現像剤回収搬送路としての回収搬送路７とを有し、現像剤の供給と回収とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が供給搬送路９に混入することがない。これにより、現像剤供給搬送経路の搬送方向下流側ほど現像ローラに供給される現像剤のトナー濃度が低下することを防止することができる。また、回収搬送路７と現像剤攪拌搬送路である攪拌搬送路１０とを有し、現像剤の回収と攪拌とを回収搬送路７と攪拌搬送路１０とに分けて行うので、現像済みの現像剤が攪拌の途中に落ちることがない。よって、十分に攪拌がなされた現像剤が供給搬送路９に供給されるため、供給搬送路９に供給されるの現像剤が攪拌不足となることを防止することができる。このように、供給搬送路９内の現像剤のトナー濃度が低下することを防止し、供給搬送路９内の現像剤が攪拌不足となることを防止することができるので現像時の画像濃度を一定にすることができる。
さらに、回収搬送路７の上流側に比べて回収搬送路７の下流側の回収搬送路の断面積を大きくしたので、回収搬送路７上流側に比べて、下流側の現像剤量が多くなっている状態において、下流側の回収搬送路７内の空隙の比率が、上流側に比べて小さくなるのを抑制することができる。れにより、回収搬送路内の内圧が不均一になるのを抑制することができ、現像領域下流側の現像ローラ５とケースとの隙間に吹き込む吹き込み気流が、回収搬送路７上流側へ流れ込んでしまうのを抑制することができる。その結果、回収搬送路下流側の吹き込み気流による圧力の低下を抑制することができ、回収搬送路下流側の吹き込み気流による圧力を回収搬送路下流側の内圧よりも高い状態に維持することができる。これにより、現像領域下流側の現像ローラとケースとの隙間から感光体側へ吹き出す吹き出し気流が発生するのを抑制することができ、トナー飛散を抑制することができる。

また、回収搬送路上流から少なくとも回収搬送路中央部までの回収搬送路内の空間を埋め部材で埋めることで、回収搬送路７の上流側に比べて回収搬送路７の下流側の断面積を大きくすることができる。

また、回収搬送路７上流側に比べて、回収搬送路下流側の現像剤搬送速度が速くなるよう現像剤回収搬送部材たる回収スクリュウ６を構成することで、現像剤搬送方向下流側の現像剤量を、現像剤搬送速度が均一なものに比べて少なくすることができる。これにより、下流側の回収搬送路７内の空隙の比率が、上流側に比べて小さくなるのをより一層抑制することができる。

また、６００［ｒｐｍ］以上の回転数で回転する回収スクリュウ６おいては、回収スクリュウ６の現像剤搬送方向下流側のスクリュウピッチを、現像剤搬送方向上流側よりも短くすることで、回収搬送路７上流側に比べて、回収搬送路下流側の現像剤搬送速度を速くすることができる。

また、供給搬送路９を攪拌搬送路１０の斜め上方に設けることにより、垂直上方に現像剤を持ち上げるものに比べて現像剤にかかるストレスを軽減することができる。これにより、現像剤の長寿命化を図ることが出来る。

本実施形態に係る複写機の概略構成図。 現像装置及び感光体の概略構成図。 現像剤の流れを説明する現像装置の斜視断面図。 現像装置内の現像剤の流れの模式図。 現像装置内の埋め部材を示す斜視図。 従来から知られている現像装置の概略構成図。 特許文献１に記載の現像装置の概略構成図。

符号の説明

１ 感光体
４ 現像装置
５ 現像ローラ
６ 回収スクリュ
７ 回収搬送路
８ 供給スクリュ
９ 供給搬送路
１０ 攪拌搬送路
１１ 攪拌スクリュ
１２ 現像ドクタ
１４ 張架ローラ
１５ 駆動ローラ
１６ 二次転写バックアップローラ
１７ 中間転写ユニット
１８ プロセスカートリッジ
２０ 画像形成ユニット
２１ 光書込ユニット
２２ 二次転写装置
２３ 張架ローラ
２４ 紙搬送ベルト
２５ 定着装置
２６ 定着ベルト
２７ 加圧ローラ
３０ 原稿台
３２ コンタクトガラス
３３ 第１走行体
３４ 第２走行体
３５ 結像レンズ
３６ 読取センサ
４２ 給紙ローラ
４４ 給紙カセット
４６ 給紙路
４７ 搬送ローラ対
４９ レジストローラ対
５７ スタック部
６２ 一次転写バイアスローラ
９０ ベルトクリーニング装置
１００ プリンタ部
１１０ 中間転写ベルト
１３３ 第一仕切り壁
１３４ 第二仕切り壁
２００ 給紙装置
３００ スキャナ
４００ 原稿自動搬送装置

Claims (8)

1. 磁性キャリアとトナーとからなる２成分現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で該潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像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現像剤供給搬送部材を備えた現像剤供給搬送路と、
   該潜像担持体と対向する箇所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、且つ、該現像剤供給搬送部材と同方向に搬送する現像剤回収搬送部材を備えた現像剤回収搬送路と、
   現像に用いられずに該現像剤供給搬送路の搬送方向の下流側まで搬送された余剰現像剤と、該現像剤担持体から回収され該現像剤回収搬送路の搬送方向の下流側まで搬送された回収現像剤との供給を受け、該現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該余剰現像剤と該回収現像剤とを攪拌しながら該現像剤供給搬送部材とは逆方向に搬送する現像剤攪拌搬送部材を備え、該現像剤を該現像剤供給搬送路に供給する現像剤攪拌搬送路とを有し、
   該現像剤攪拌搬送路と該現像剤回収搬送路とは略同じ高さに設けられ、該現像剤供給搬送路は他の２つの該現像剤搬送路の上方に位置するように設けられ、該現像剤搬送路にトナーの補給がなされる現像装置において、
   前記現像剤回収搬送路上流側に比べて現像剤回収搬送路下流側の現像剤回収搬送路の断面積を大きく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、
   前記現像剤攪拌搬送路と前記現像剤供給搬送路とは仕切り部材により仕切られており、該仕切り部材に設けた攪拌現像剤開口部を介して前記現像剤攪拌搬送路から、前記現像剤供給搬送路へ現像剤を受け渡す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、
   該現像剤回収搬送路、該現像剤供給搬送路及び該現像剤攪拌搬送路からなる３つの現像剤搬送路をそれぞれ仕切り部材により仕切ったことを特徴とする現像装置。
4. 請求項１乃至３いずれかの現像装置において、
   前記現像剤攪拌搬送部材は、現像に用いられずに前記現像剤供給搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤と、前記現像剤担持体から回収され前記現像剤回収搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された回収現像剤との供給を受け、現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該余剰現像剤と該回収現像剤とを攪拌しながら該現像剤供給搬送部材とは逆方向に搬送することを特徴とする現像装置。
5. 請求項１乃至４いずれかの現像装置において、
   前記現像剤回収搬送路上流から、少なくとも前記現像剤回収搬送路中央部まで現像剤回収搬送路内の空間を埋める埋め部材を設けたことを特徴とする現像装置。
6. 請求項１乃至５いずれかの現像装置において、
   前記現像剤回収搬送路上流側に比べて、前記現像剤回収搬送路下流側の現像剤搬送速度が速くなるよう現像剤回収搬送部材を構成したことを特徴とする現像装置。
7. 請求項１乃至６いずれかの現像装置において、
   前記現像剤供給搬送路を、前記現像剤攪拌搬送路に対して斜め上方に設けたことを特徴とする現像装置。
8. 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、
   前記現像手段として、請求項１乃至７いずれかの現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。