JP5407451B2 - 現像装置及びプロセスカートリッジ、画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いて現像を行うキャリア、トナー及び現像剤と、これらの現像剤を用いる現像装置と、その現像装置を備えるプロセスカートリッジと、電子写真方式を利用して、これらの現像装置及び／又はプロセスカートリッジで画像形成を行う複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置に関する。
さらに、本発明は、この現像装置又はプロセスカートリッジを複数備え、カラー作像が可能な画像形成装置に関する。
さらに、本発明は、この現像装置又はプロセスカートリッジを複数備え、カラー作像が可能な画像形成装置に関する。
従来、二成分現像剤を用いて現像を行う２軸搬送タイプの現像装置として、現像剤担持体（現像スリーブ）への現像剤供給及び回収用の現像剤搬送部材（スクリュ、オーガ等）及び供給回収搬送路と、トナー補給後の搬送攪拌用の現像剤搬送部材（スクリュ、オーガ等）及び攪拌搬送路の、２つの現像剤搬送部材（スクリュ、オーガ等）及び２つの搬送路で構成され、これらが現像剤担持体の下方に略水平方向に配置されている構成のものが知られている。
近年では画像形成装置の小型化が求められているが、従来の２軸搬送タイプの現像装置としては小型化の限界にきている。１軸で現像剤を搬送することができれば、スクリュ１本分の小型化になるが、従来技術では、トナーを長手方向の一箇所のみで補給し、現像スリーブから遠い側のスクリュで攪拌を行いながら長手の一方へと現像剤を搬送し、十分にトナーとキャリアを混ぜた後に、現像スリーブに近い側のスクリュから現像スリーブに現像剤を補給しながら遠い側のスクリュと逆方向に搬送する。したがって、攪拌機能と供給機能が分離されているが、実現のためには現像剤を現像装置内で循環させなければならないため、２本のスクリュが必須となっている。つまり、スクリュが１軸のみであれば、当然のことながら長手の片側に現像剤が偏ってしまうという不具合がある。
さらに、トナーを現像スリーブの長手方向全面に補給する場合であれば、スクリュによって大きく現像剤を動かす必要性は長手の一箇所に補給する場合と比較して相対的に少なくなるが、従来例では現像剤を十分に攪拌するために、スクリュ１本に加えて攪拌パドルが必須となる事情があった。
さらに、トナーを現像スリーブの長手方向全面に補給する場合であれば、スクリュによって大きく現像剤を動かす必要性は長手の一箇所に補給する場合と比較して相対的に少なくなるが、従来例では現像剤を十分に攪拌するために、スクリュ１本に加えて攪拌パドルが必須となる事情があった。
たとえば、この事情を考慮して、特許文献１に示される構成では、長手方向で全面補給を行い、セパレータからトナーが落ちる際に斜行板によって横方向に移動し、それとは別に長手の逆方向へ搬送するスクリュを組み合わせて横方向の攪拌を行っている。しかし、スクリュとパドルを別に設けなければならないため、装置の大型化につながってしまうという難点がある。また、クリュで剤を長手方向の一方に搬送し、斜行板でスクリュと逆方向に搬送している。さらに現像剤を攪拌するためにパドルが存在する。ここで、現像装置小型化のために、攪拌パドルと搬送スクリュを一体として、小型化を図ろうとした場合、従来構成では、スクリュの長手方向搬送能力に対して、スクリュと逆方向への搬送能力が小さく、剤がスクリュの搬送方向下流側に偏ってしまう。この課題を解決するために、スクリュの搬送能力を落とすと、剤が長手方向でごく狭い領域しか移動しなくなるため、長手方向に画像面積率の差が大きい画像を出力した場合に濃度ムラを生じる原因となるという問題点がある。
また、従来の２軸搬送タイプに代表される現像装置では、現像剤（キャリアとトナーの混合物）が現像スリーブの近傍のみに存在し、現像スリーブ近傍でトナーとキャリアの攪拌も行うため、トナーとキャリアが十分に攪拌されずに、スリーブに供給されてしまうという課題があった。また、トナーとキャリアを攪拌する機構が現像装置に組み込まれるため、現像装置自体が大型化して、これを用いる画像形成装置の構成が複雑になると共に、メンテナンス時の操作性が低下するという不具合があった。
たとえば、このような不具合を考慮して、現像剤適正化手段と現像剤循環搬送手段を別々に設け、現像装置の小型化とメンテナンス性の向上を可能とする発明が知られている。例えば、特許文献２では現像手段と、この現像手段とは異なる箇所に別体で配置される現像剤適正化手段との間で、現像剤の移送、循環を行っている。現像剤適正化手段において、トナーとキャリアの混合比を調整して、現像材の剤濃度と帯電量を適正化し、適正化された現像剤を現像装置に供給するため、現像装置事態が現像剤濃度などを適正化させる機構を持つ必要がなく、装置の小型化が図れ、複雑な画像形成装置の内部構成が簡素化され、そのレイアウト上の余裕も生じ、メンテナンスの容易化を図れる。
しかし、特許文献２に示される現像剤適正化手段および現像剤循環搬送手段を用いて、簡素化された現像装置に現像剤を供給する場合、一度現像に用いられて現像剤濃度が低くなっている剤が、現像剤適正化手段に戻る前にもう一度現像スリーブに供給されてしまう場合がある。一度現像に用いられて現像剤濃度が低くなっている剤を用いて、同じバイアスにて現像を行うと、感光体上のトナー付着量が減り、画像濃度の低下を招く。特に、画像面積率が高い画像をプリントした場合には現像剤搬送下流側で大きな濃度低下が起こり、長手方向で無視できない濃度偏差が生じてしまう問題点がある。
しかし、特許文献２に示される現像剤適正化手段および現像剤循環搬送手段を用いて、簡素化された現像装置に現像剤を供給する場合、一度現像に用いられて現像剤濃度が低くなっている剤が、現像剤適正化手段に戻る前にもう一度現像スリーブに供給されてしまう場合がある。一度現像に用いられて現像剤濃度が低くなっている剤を用いて、同じバイアスにて現像を行うと、感光体上のトナー付着量が減り、画像濃度の低下を招く。特に、画像面積率が高い画像をプリントした場合には現像剤搬送下流側で大きな濃度低下が起こり、長手方向で無視できない濃度偏差が生じてしまう問題点がある。
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、長手方向の濃度偏差を軽減することのできる、小型で十分な攪拌可能な現像装置及び画像形成装置を提供することにある。
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本実施形態の現像装置では、 現像剤を搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に対向して前記現像剤担持体上の現像剤量を規制する規制部材と、前記現像剤担持体から現像剤を分離させる分離部材と、前記現像剤担持体の近傍に配置され、長手の一方に現像剤を搬送する第一の現像剤搬送手段と、を備える現像装置において、前記現像装置は、前記現像剤担持体の周囲において前記第一の現像剤搬送手段の現像剤搬送方向とは同じ方向又は逆方向に現像剤を搬送する第二の現像剤搬送手段を備え、前記第二の現像剤搬送手段は、前記分離部材の現像剤担持体側の側面に設けられていて、かつ、前記第二の現像剤搬送手段は斜行板であって、前記斜行板の斜行量が前記斜行板間隔よりも大きいことを特徴とする。
また、本実施形態の現像装置では、さらに、前記第一の現像剤搬送手段における現像剤搬送方向と同じ方向に現像剤を搬送する第三の現像剤搬送手段を備え、前記第三の現像剤搬送手段は前記分離部材の現像剤担持体と逆側の側面であることを特徴とする。
また、本実施形態の現像装置では、さらに、前記規制部材は、前記現像剤担持体の上方に設けられ、前記第三の現像剤搬送手段は、斜行板であって、前記規制部材から下に落下する現像剤を長手方向に搬送することを特徴とする。
また、本実施形態の現像装置では、さらに、前記第二の現像剤搬送手段における斜行板の間隔を第三の現像剤搬送手段における斜行板の間隔より密とすることを特徴とする。
また、本実施形態の現像装置では、さらに、前記第二の現像剤搬送手段における斜行板の斜行量を、第三の現像剤搬送手段における斜行板の斜行量より小さくしたことを特徴とする。
また、本実施形態の現像装置では、さらに、前記第三の現像剤搬送手段における斜行板の斜行量は斜行板間隔よりも大きいことを特徴とする。
また、本実施形態の現像装置では、さらに、前記現像装置から現像剤を排出するための現像剤排出口と、前記現像剤排出口近傍の現像剤濃度検知部材を設け、前記現像剤濃度検知部材の検知信号に基づいて、新たに補給するトナー量を決定し、前記現像装置から排出された現像剤と、前記補給するトナーとを攪拌する攪拌部を有することを特徴とする。
本実施形態の現像装置では、 現像剤を搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に対向して前記現像剤担持体上の現像剤量を規制する規制部材と、前記現像剤担持体から現像剤を分離させる分離部材と、前記現像剤担持体の近傍に配置され、長手の一方に現像剤を搬送する第一の現像剤搬送手段と、を備える現像装置において、前記現像装置は、前記現像剤担持体の周囲において前記第一の現像剤搬送手段の現像剤搬送方向とは同じ方向又は逆方向に現像剤を搬送する第二の現像剤搬送手段を備え、前記第二の現像剤搬送手段は、前記分離部材の現像剤担持体側の側面に設けられていて、かつ、前記第二の現像剤搬送手段は斜行板であって、前記斜行板の斜行量が前記斜行板間隔よりも大きいことを特徴とする。
また、本実施形態の現像装置では、さらに、前記第一の現像剤搬送手段における現像剤搬送方向と同じ方向に現像剤を搬送する第三の現像剤搬送手段を備え、前記第三の現像剤搬送手段は前記分離部材の現像剤担持体と逆側の側面であることを特徴とする。
また、本実施形態の現像装置では、さらに、前記規制部材は、前記現像剤担持体の上方に設けられ、前記第三の現像剤搬送手段は、斜行板であって、前記規制部材から下に落下する現像剤を長手方向に搬送することを特徴とする。
また、本実施形態の現像装置では、さらに、前記第二の現像剤搬送手段における斜行板の間隔を第三の現像剤搬送手段における斜行板の間隔より密とすることを特徴とする。
また、本実施形態の現像装置では、さらに、前記第二の現像剤搬送手段における斜行板の斜行量を、第三の現像剤搬送手段における斜行板の斜行量より小さくしたことを特徴とする。
また、本実施形態の現像装置では、さらに、前記第三の現像剤搬送手段における斜行板の斜行量は斜行板間隔よりも大きいことを特徴とする。
また、本実施形態の現像装置では、さらに、前記現像装置から現像剤を排出するための現像剤排出口と、前記現像剤排出口近傍の現像剤濃度検知部材を設け、前記現像剤濃度検知部材の検知信号に基づいて、新たに補給するトナー量を決定し、前記現像装置から排出された現像剤と、前記補給するトナーとを攪拌する攪拌部を有することを特徴とする。
本発明のプロセスカートリッジは、少なくとも、静電潜像を形成する像担持体と現像装置とを一体に支持し、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、上述のいずれかに記載の現像装置を用いることを特徴とする。
本発明のプロセスカートリッジは、表面に静電潜像を形成される像担持体と、前記静電潜像を顕像化する現像装置と、トナーとキャリアとを混合してなり前記静電潜像を顕像化するために用いられる現像剤を、前記現像装置に移送する現像剤移送手段とを具備した画像形成装置において、上述のいずれかに記載の現像装置を用いることを特徴とする。
本発明のプロセスカートリッジは、表面に静電潜像を形成される像担持体と、前記静電潜像を顕像化する現像装置と、トナーとキャリアとを混合してなり前記静電潜像を顕像化するために用いられる現像剤を、前記現像装置に移送する現像剤移送手段とを具備した画像形成装置において、上述のいずれかに記載の現像装置を用いることを特徴とする。
上記課題を解決する手段である本発明によって、以下のような特有の効果を奏する。
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
（実施形態１）
以下、本発明を、電子写真方式の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、実施形態１に係る画像形成装置の基本的な構成について説明する。図１は、画像形成装置の要部を示す概略構成図である。画像形成装置は、原稿読取部４と、原稿自動搬送部２と、画像形成部６と、給紙部７とを備えている。
（実施形態１）
以下、本発明を、電子写真方式の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、実施形態１に係る画像形成装置の基本的な構成について説明する。図１は、画像形成装置の要部を示す概略構成図である。画像形成装置は、原稿読取部４と、原稿自動搬送部２と、画像形成部６と、給紙部７とを備えている。
原稿自動搬送部２は、その上面に載置された図示しない原稿を後述のコンタクトガラス４０３上に自動で供給する。
原稿読取部４は、図示しない原稿の画像を読み取るためのものである。ユーザーの手作業により、原稿読取部４の上部に固設されたコンタクトガラス４０３上に原稿が置かれた状態で、図示しないスタートスイッチが操作されると、原稿読取部４による原稿読取が直ちに開始される。また、原稿自動搬送部５上に原稿が置かれた状態でスタートスイッチが操作されると、その原稿がコンタクトガラス４０３上に自動給紙された後、原稿読取部４による原稿読取が開始される。読取開始により、コンタクトガラス４０３上に置かれた原稿は図中右方向へ移動する光源４０４によって光照明される。原稿からの反射光像は、第一ミラー４０６、第二及び三ミラー４０８で順次反射する。そして、結像レンズ４０９を経た後、反射光像を読み取るためのＣＣＤ等からなるイメージセンサ４１０に検知されて画像情報が読み取られる。
原稿読取部４は、図示しない原稿の画像を読み取るためのものである。ユーザーの手作業により、原稿読取部４の上部に固設されたコンタクトガラス４０３上に原稿が置かれた状態で、図示しないスタートスイッチが操作されると、原稿読取部４による原稿読取が直ちに開始される。また、原稿自動搬送部５上に原稿が置かれた状態でスタートスイッチが操作されると、その原稿がコンタクトガラス４０３上に自動給紙された後、原稿読取部４による原稿読取が開始される。読取開始により、コンタクトガラス４０３上に置かれた原稿は図中右方向へ移動する光源４０４によって光照明される。原稿からの反射光像は、第一ミラー４０６、第二及び三ミラー４０８で順次反射する。そして、結像レンズ４０９を経た後、反射光像を読み取るためのＣＣＤ等からなるイメージセンサ４１０に検知されて画像情報が読み取られる。
画像形成部６は、記録体としての記録媒体９である転写紙上に画像としてのトナー像を形成するためのもので、露光装置８０やドラム状の潜像担持体である感光体３を備えている。また、感光体３の周囲に、帯電装置１０、現像部である現像装置４０、転写搬送装置５０、感光体クリーニング装置２０、除電装置１８などを備えている。更には、定着装置７０、反転排紙装置６８、レジストローラ対６３なども備えている。スタートスイッチが操作されると、図示しない駆動手段による感光体３の回転駆動が開始される。
露光装置８０は、原稿読取部４で読み取られた画像信号に基づいてレーザ光Ｌを光変調して、感光体３を露光する。具体的には、レーザダイオード等からなる露光光源２０からレーザ光Ｌを発する。このレーザ光Ｌは、ポリゴンモータ２１によって回転駆動される回転多面鏡２２上で主走査方向（感光体３の軸線方向）に偏向せしめられながら、ｆθレンズなどからなる走査結像用のレンズ系２３を通る。そして、ミラー２４、レンズ２５を経て、回転駆動されている感光体３上に到達してその表面に静電潜像を走査する。
露光装置８０は、原稿読取部４で読み取られた画像信号に基づいてレーザ光Ｌを光変調して、感光体３を露光する。具体的には、レーザダイオード等からなる露光光源２０からレーザ光Ｌを発する。このレーザ光Ｌは、ポリゴンモータ２１によって回転駆動される回転多面鏡２２上で主走査方向（感光体３の軸線方向）に偏向せしめられながら、ｆθレンズなどからなる走査結像用のレンズ系２３を通る。そして、ミラー２４、レンズ２５を経て、回転駆動されている感光体３上に到達してその表面に静電潜像を走査する。
転写搬送装置５０は、転写搬送ベルトを複数の張架ローラによってテンション張架しながら無端移動せしめながら、感光体３の周面に当接させて転写ニップを形成している。また、転写ニップにおける転写搬送ベルト裏面（フープ内周面）に図示しない転写バイアスローラを当接させている。この転写バイアスローラには図示しない電源によって転写バイアスが印加されており、この印加によって転写ニップに転写電界が形成される。
露光装置８０による露光で感光体３上に形成された静電潜像は、現像装置４０によって現像されてトナー像となった後、転写ニップに進入する。一方、レジストローラ対６３は、スタートスイッチの操作に基づいて後述の給紙部７から送られてくる転写紙９をローラ間に挟み込む。そして、転写紙９を転写ニップにて感光体３上のトナー像に重ね合わせ得るタイミングで送り出す。この送り出しにより、転写ニップでは感光体３上のトナー像が転写紙９に密着せしめられる。そして、転写電界やニップ圧の影響を受けて、感光体３の表面から転写紙表面に転写される。転写ニップを通過した転写紙９は、転写搬送装置５０の転写搬送ベルトによって定着装置７０内に送られる。定着装置７０は、送られてきた転写紙９を加熱ローラ７１と加圧ローラ７２との間に挟み込む。そして、熱や圧力の影響によってトナー像を転写紙９上に定着せしめながら、反転排紙装置６８に向けて排紙する。
反転排紙装置６８は、送られてきた転写紙９を排出路に通して機外の図示しない排紙トレイに排紙する。但し、両面コピーモードがユーザーによって選択されている場合には、転写紙９を反転部６９に通して裏表反転させた後、レジストローラ対６３に向けて搬送する。これにより、その転写紙９はレジストローラ対６３から転写ニップに向けて再び送られ、先にトナー像が転写された面とは反対側の面に、新たなトナー像が転写される。
感光体クリーニング装置２０は、転写ニップを通過した後の感光体３表面に付着している転写残トナーをクリーニングして、トナー回収部である廃トナータンク９２に収容する。クリーニング後の感光体３表面は、除電装置１８によって除電された後、帯電装置１０によって一様帯電せしめられて次の画像形成に備える。
給紙部７は、多段配設された３つの給紙カセット６１ａ、６１ｂ、６１ｃを備えており、それぞれに複数枚の転写紙９を収容している。また、複数組の搬送ローラ対６４を有する給紙路も備えている。給紙カセット６１ａ、６１ｂ、６１ｃは、内部に収容している転写紙９の最上紙に給紙ローラ６２ａ、６２ｂ、６２ｃを押し当てており、その回転駆動によって最上紙を給紙路に向けて送り出す。スタートスイッチが操作されると、何れか１つの給紙カセットから給紙路に転写紙が送り出されるのである。給紙路３３は、受け取った転写紙９を複数組の搬送ローラ対６４によって画像形成部６のレジストローラ対６３に向けて給紙する。
次に、現像手段である現像装置４０について説明する。
図２は、本発明の実施形態に係る現像装置の構成を示す概略図である。
感光体３の側方に配設された現像装置４０と、磁性キャリアとトナーとからなる二成分の現像剤を用いている。現像動作時には、その内部にトナーと磁性キャリアを混合した二成分現像剤（以下、単に現像剤と呼ぶ）が収容されている。この現像剤は、粒子径が３〜１０［μｍ］（体積平均粒子径）のトナーと、粒子径が１５〜６０［μｍ］（平均粒径、マイクロトラック）のキャリアとからなる二成分現像剤である。トナー濃度は各サイズの選定によって異なるが、３．５〜１０［％］程度まで使用可能である。現像装置４０には、トナー粒子径７［μｍ］、キャリア粒子径３５［μｍ］、トナー濃度７［％］のものを使用している。
また、現像装置４０は、現像剤担持体である現像ローラ４３、現像剤を搬送しながら現像ローラ４３に現像剤を供給する第一の現像剤搬送手段である搬送スクリュ４１を備えている。現像ローラ４３の表面に担持された現像剤は、現像剤担持量規制手段としてのドクタブレード４４によってその量を規制され、現像ローラ４３と感光体３との対向部である現像領域に搬送される。現像領域で感光体３の表面上の潜像を現像し、トナーを消費した現像剤は現像ローラ４３と搬送スクリュ４１との対向部で、現像ローラ４３から離脱し、回収現像剤として回収される。なお、現像装置４０は、搬送スクリュ４１の搬送方向下流端近傍に回収現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度センサ４６を備えている。
更に、詳細には後述する。
図２は、本発明の実施形態に係る現像装置の構成を示す概略図である。
感光体３の側方に配設された現像装置４０と、磁性キャリアとトナーとからなる二成分の現像剤を用いている。現像動作時には、その内部にトナーと磁性キャリアを混合した二成分現像剤（以下、単に現像剤と呼ぶ）が収容されている。この現像剤は、粒子径が３〜１０［μｍ］（体積平均粒子径）のトナーと、粒子径が１５〜６０［μｍ］（平均粒径、マイクロトラック）のキャリアとからなる二成分現像剤である。トナー濃度は各サイズの選定によって異なるが、３．５〜１０［％］程度まで使用可能である。現像装置４０には、トナー粒子径７［μｍ］、キャリア粒子径３５［μｍ］、トナー濃度７［％］のものを使用している。
また、現像装置４０は、現像剤担持体である現像ローラ４３、現像剤を搬送しながら現像ローラ４３に現像剤を供給する第一の現像剤搬送手段である搬送スクリュ４１を備えている。現像ローラ４３の表面に担持された現像剤は、現像剤担持量規制手段としてのドクタブレード４４によってその量を規制され、現像ローラ４３と感光体３との対向部である現像領域に搬送される。現像領域で感光体３の表面上の潜像を現像し、トナーを消費した現像剤は現像ローラ４３と搬送スクリュ４１との対向部で、現像ローラ４３から離脱し、回収現像剤として回収される。なお、現像装置４０は、搬送スクリュ４１の搬送方向下流端近傍に回収現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度センサ４６を備えている。
更に、詳細には後述する。
なお、現像装置４０内の現像剤の搬送は自重によって行われ、現像剤の攪拌のために設けられたトナーホッパー部４７を備えている。この現像装置４０に補給するトナーを収容したトナーホッパ部４７は、現像部内部と該トナーホッパ部４７内部とを区画する側壁部に、長手方向の延在する開口４７１が形成され、該開口４７１全体が、トナーを吐出するための複数の小孔４７２（φ０．９）を有する可撓性部材としてのマイラーで覆われている。また、図２に示すようにこのトナーホッパ部４７内にはトナーを撹拌し、かつ該小孔４７２を介して現像部内へトナーを補給するアジテ−タ４７３が配設されている。該アジテ−タ４７３の先端にはマイラー４７４が例えば両面テ−プにより固定されている。この先端マイラー４７４の長さは、先端がトナーホッパー部４７内壁に当接して撓み、かつ上記小孔４７２を有するマイラー面を摺擦し得るように設定されている。
以上のトナーホッパー部４７においては、アジテ−タ４７３が回転しマイラー面を摺擦しながら通過するときにトナーホッパー部４７内のトナーが小孔４７２から現像部内側に押し出されて補給される。補給されたトナーは、搬送スクリュ４１により、現像剤と撹拌されながら現像ローラ４３へ汲み上げられる。
以上のトナーホッパー部４７においては、アジテ−タ４７３が回転しマイラー面を摺擦しながら通過するときにトナーホッパー部４７内のトナーが小孔４７２から現像部内側に押し出されて補給される。補給されたトナーは、搬送スクリュ４１により、現像剤と撹拌されながら現像ローラ４３へ汲み上げられる。
そして、本実施形態の現像装置４０は、搬送スクリュ４１下方に、現像剤のトナー濃度を検知するためのトナー濃度センサ４６が配設されている。このセンサ４６の検出信号は、図示しないマイクロプロセッサなどで構成される制御に入力さる。そして、この制御部１６は、トナー濃度センサ４６からの信号を予め定められた設定値と比較し、偏差が生じたときに、それに見合った補給すべき量のトナーを現像部内に補給すべく上記アジテータ４７３を回転駆動するようになっている。具体的には、トナー濃度センサ４６を演算して、図示しないモータの回転速度を決定し、該回転速度に対応する周波数の電力を供給するようになっている。ここで、上記補給すべきトナーの量は、現像剤中のキャリア総量、現像ローラ４３の回転速度、１回の画像形成当たりの平均的なトナー消費量などによって異なるため、予め実験で求めておく。
なお、本実施形態の現像装置４０では、トナーホッパー部４７内のアジテータ４７３の回転速度を制御しているが、これに代え、１回のトナー補給動作時間を変化させて、１回のトナー補給動作当たりのアジテータ４７３の回転数を制御するようにしても良い。
なお、本実施形態の現像装置４０では、トナーホッパー部４７内のアジテータ４７３の回転速度を制御しているが、これに代え、１回のトナー補給動作時間を変化させて、１回のトナー補給動作当たりのアジテータ４７３の回転数を制御するようにしても良い。
また、本実施形態の現像装置４０には、ドクタブレード４４よりも下方の位置で現像ローラ４３表面に対向するように分離部材（以下、「セパレータ」と記す。）４５が設けられている。
また、本実施形態の現像装置４０では、図２に示すように、さらに、現像ローラ４３と、現像ローラ４３に対向して現像ローラ４３上の現像剤量を規制するドクタブレード４４と、現像ローラ４３から現像剤を分離させるセパレータ４５と、現像ローラ４３の近傍に配置され長手の一方に現像剤を搬送する第一の現像剤搬送手段（以下、単に「搬送スクリュ」と記す。）４１とを備えている。現像ローラ４３の周囲において搬送部材の現像剤搬送方向とは逆方向に現像剤を搬送する第二の現像剤搬送手段（以下、単に「第１斜行板」と記す。）４２１を備え、第１第１斜行板４２１は、セパレータ４５の現像ローラ４３側の側面にある。したがって、ドクタブレード４４周辺の現像剤を素早く、セパレータ４５に供給して、効率的に長手方向に搬送することができる。
従来は、スクリュで現像剤を長手方向の一方に搬送し、斜行板４５でスクリュと逆方向に搬送している。さらに、現像剤を攪拌するためにパドルが存在する。ここで、現像装置４０の小型化のために、攪拌パドルと搬送スクリュを一体として、小型化を図ろうとした場合、従来構成では、スクリュの長手方向搬送能力に対して、スクリュと逆方向への搬送能力が小さく、現像剤がスクリュの搬送方向下流側に偏ってしまう。このために、スクリュの搬送能力を落とすと、現像剤が長手方向でごく狭い領域しか移動しなくなるため、長手方向に画像面積率の差が大きい画像を出力した場合に濃度ムラを生じる原因となる。
したがって、本実施形態の現像装置４０では、第１第１斜行板４２１を設けることで、ドクタブレード４４周辺の現像剤を素早く、セパレータ４５に供給して、効率的に長手方向に搬送することができる。とくに、セパレータ４５の現像ローラ４３側の側面で、現像ローラ４３の形状に沿った構成となっていることによって、アジテータ４７から供給される現像剤をドクタブレード４４近傍まで搬送する際に搬送スクリュ４１の搬送方向と逆方向に容易に搬送することが可能となる。
また、本実施形態の現像装置４０では、図２に示すように、さらに、現像ローラ４３と、現像ローラ４３に対向して現像ローラ４３上の現像剤量を規制するドクタブレード４４と、現像ローラ４３から現像剤を分離させるセパレータ４５と、現像ローラ４３の近傍に配置され長手の一方に現像剤を搬送する第一の現像剤搬送手段（以下、単に「搬送スクリュ」と記す。）４１とを備えている。現像ローラ４３の周囲において搬送部材の現像剤搬送方向とは逆方向に現像剤を搬送する第二の現像剤搬送手段（以下、単に「第１斜行板」と記す。）４２１を備え、第１第１斜行板４２１は、セパレータ４５の現像ローラ４３側の側面にある。したがって、ドクタブレード４４周辺の現像剤を素早く、セパレータ４５に供給して、効率的に長手方向に搬送することができる。
従来は、スクリュで現像剤を長手方向の一方に搬送し、斜行板４５でスクリュと逆方向に搬送している。さらに、現像剤を攪拌するためにパドルが存在する。ここで、現像装置４０の小型化のために、攪拌パドルと搬送スクリュを一体として、小型化を図ろうとした場合、従来構成では、スクリュの長手方向搬送能力に対して、スクリュと逆方向への搬送能力が小さく、現像剤がスクリュの搬送方向下流側に偏ってしまう。このために、スクリュの搬送能力を落とすと、現像剤が長手方向でごく狭い領域しか移動しなくなるため、長手方向に画像面積率の差が大きい画像を出力した場合に濃度ムラを生じる原因となる。
したがって、本実施形態の現像装置４０では、第１第１斜行板４２１を設けることで、ドクタブレード４４周辺の現像剤を素早く、セパレータ４５に供給して、効率的に長手方向に搬送することができる。とくに、セパレータ４５の現像ローラ４３側の側面で、現像ローラ４３の形状に沿った構成となっていることによって、アジテータ４７から供給される現像剤をドクタブレード４４近傍まで搬送する際に搬送スクリュ４１の搬送方向と逆方向に容易に搬送することが可能となる。
本実施形態の現像装置４０では、搬送スクリュ４１における現像剤搬送方向とは逆方向に現像剤を搬送する第二の現像剤搬送手段、第三の現像剤搬送手段を備え、第二の現像剤搬送手段である第１斜行板４２１はセパレータ４５の現像ローラ４３側の側面であり、第三の現像剤搬送手段である第２斜行板４２２はセパレータ４５の現像ローラ４３と逆側の側面である。
セパレータ４５の現像ローラ４３と逆側の側面でも長手方向に現像剤を移動させることで、余分なスペースを設けることなく、効率的に現像剤を長手方向に動かすことができ、左右濃度偏差を低減することができる。
第１斜行板４２１はセパレータ４５の現像ローラ４３側の側面に加えて、さらに、第２斜行板４２２はセパレータ４５の現像ローラ４３と逆側の側面に設けることで、スクリュの搬送方向への搬送が不十分である場合に、効率的な搬送を可能とし、左右濃度偏差を低減することができる。
セパレータ４５の現像ローラ４３と逆側の側面でも長手方向に現像剤を移動させることで、余分なスペースを設けることなく、効率的に現像剤を長手方向に動かすことができ、左右濃度偏差を低減することができる。
第１斜行板４２１はセパレータ４５の現像ローラ４３側の側面に加えて、さらに、第２斜行板４２２はセパレータ４５の現像ローラ４３と逆側の側面に設けることで、スクリュの搬送方向への搬送が不十分である場合に、効率的な搬送を可能とし、左右濃度偏差を低減することができる。
図３は、斜行板が配置されているセパレータの概略構成を示す斜視図である。
図４は、第２斜行板側からのセパレータの概略構成を示す平面図である。
図５は、第１斜行板側からのセパレータの概略構成を示す平面図である。
このセパレータ４５は、図３、４、５に示すように第１斜行板４２１、第２斜行板４２２が取り付けられている。
図３はセパレータ４５および第１斜行板４２１、第２斜行板４２２だ示されており、図４はセパレータ４５および第２斜行板４２２を現像ローラ４３と逆側の側面より観察し、ドクタブレード４４近傍よりこぼれ落ちる現像剤の流れが示されていて、図５はセパレータ４５および第１斜行板４２１を現像ローラ４３と逆側の側面より観察し、搬送スクリュ４１近傍からドクタブレード４４近傍まで現像ローラ４３に沿って汲み上げられる現像剤の流れが示されている。第１斜行板４２１、第２斜行板４２２はセパレータ４５に沿って流動する現像剤を現像ローラ４３の軸方向に直行する方向に対して斜行させる構成を成している。
特に、本実施形態の現像装置４０では、現像ローラ４３の上方にドクタブレード４４が存在し、第２斜行板４２２はドクタブレード４４から下に落下する現像剤を、長手方向に搬送する。効率的に現像剤を搬送することができ、左右濃度偏差を低減することができる。
現像剤の搬送経路に第１斜行板４２１、第２斜行板４２２を設けることで、現像剤を長手方向への搬送を促進し、左右濃度偏差を低減することができる。
図４は、第２斜行板側からのセパレータの概略構成を示す平面図である。
図５は、第１斜行板側からのセパレータの概略構成を示す平面図である。
このセパレータ４５は、図３、４、５に示すように第１斜行板４２１、第２斜行板４２２が取り付けられている。
図３はセパレータ４５および第１斜行板４２１、第２斜行板４２２だ示されており、図４はセパレータ４５および第２斜行板４２２を現像ローラ４３と逆側の側面より観察し、ドクタブレード４４近傍よりこぼれ落ちる現像剤の流れが示されていて、図５はセパレータ４５および第１斜行板４２１を現像ローラ４３と逆側の側面より観察し、搬送スクリュ４１近傍からドクタブレード４４近傍まで現像ローラ４３に沿って汲み上げられる現像剤の流れが示されている。第１斜行板４２１、第２斜行板４２２はセパレータ４５に沿って流動する現像剤を現像ローラ４３の軸方向に直行する方向に対して斜行させる構成を成している。
特に、本実施形態の現像装置４０では、現像ローラ４３の上方にドクタブレード４４が存在し、第２斜行板４２２はドクタブレード４４から下に落下する現像剤を、長手方向に搬送する。効率的に現像剤を搬送することができ、左右濃度偏差を低減することができる。
現像剤の搬送経路に第１斜行板４２１、第２斜行板４２２を設けることで、現像剤を長手方向への搬送を促進し、左右濃度偏差を低減することができる。
また、本実施形態の現像装置４０では、第１斜行板４２１の間隔を第２斜行板４２２の間隔より密にした。効率的に現像剤を搬送することができ、左右濃度偏差を低減することができる。
これは、斜行板４２の間隔は密であればあるほど、現像剤の流れを阻害してしまう。このためある程度は疎にする必要があるが、疎にしすぎた場合は長手方向に現像剤量の偏りができてしまう。つまり、斜行板４２によって、現像剤が多く供給される部分と、少なく供給される部分ができてしまう。ドクタブレード４４の直前において、長手方向の現像剤量偏りが大きくなると、汲み上げ量偏差ができ、画像に縦スジが発生する原因となる。したがって、ドクタブレード４４の直前にある第１斜行板４２１では、効率的に剤搬送が可能となる程度に疎な間隔かつ、汲み上げ量偏差が起こらない程度に密な間隔で斜行板４２を設置しなければならない。これに対して、ドクタブレード４４からこぼれ落ちる現像剤を搬送する場合は、長手方向に偏差を持っていても、汲み上げ量偏差を引き起こすことはない。したがって、第２斜行板４２２では、現像剤の流れを阻害しないように第１斜行板４２１に比べて疎な間隔で斜行板４２を設置することが望ましい。
これは、斜行板４２の間隔は密であればあるほど、現像剤の流れを阻害してしまう。このためある程度は疎にする必要があるが、疎にしすぎた場合は長手方向に現像剤量の偏りができてしまう。つまり、斜行板４２によって、現像剤が多く供給される部分と、少なく供給される部分ができてしまう。ドクタブレード４４の直前において、長手方向の現像剤量偏りが大きくなると、汲み上げ量偏差ができ、画像に縦スジが発生する原因となる。したがって、ドクタブレード４４の直前にある第１斜行板４２１では、効率的に剤搬送が可能となる程度に疎な間隔かつ、汲み上げ量偏差が起こらない程度に密な間隔で斜行板４２を設置しなければならない。これに対して、ドクタブレード４４からこぼれ落ちる現像剤を搬送する場合は、長手方向に偏差を持っていても、汲み上げ量偏差を引き起こすことはない。したがって、第２斜行板４２２では、現像剤の流れを阻害しないように第１斜行板４２１に比べて疎な間隔で斜行板４２を設置することが望ましい。
また、本実施形態の現像装置４０では、第１斜行板４２１における斜行板４２の斜行量を第２斜行板４２２における斜行板４２の斜行量より小さくした。ここで、斜行量は、図６中の符号Ｂで定義することができる。斜行量とは、斜行板自体の入口側と出口側の長手方向の推移する距離である。これによって、効率的に現像剤を搬送することができ、左右濃度偏差を低減することができる。
斜行量は斜行板４２の角（斜行角）を変更することで変化させることができる。斜行板４２の斜行角は大きくなればなるほど、長手方向の剤搬送能力が大きくなる代わりに、現像剤の流れを阻害する。したがって、斜行角は現像剤の流れを阻害しない範囲でなるべく大きな角度とすることが望ましい。ここで、第１斜行板４２１では、現像剤をドクタブレード４４近くまで重力に逆らって汲み上げなければならないのに対して、第２斜行板４２２では、現像剤を重力によって落とす際に斜行させている。したがって、第１斜行板４２１と第２斜行板４２２を同じ斜行角とした場合は、第２斜行板４２２と比較して第１斜行板４２１における現像剤流れが悪くなる。また、第１斜行板４２１で汲み上げた剤は現像ローラ４３に供給されるものと第２斜行板４２２にて搬送されるものに分かれるため、単位時間あたりに第２斜行板４２２に供給される剤の量は第１斜行板４２１に供給される量より少なくなるため、第２斜行板４２２よりも第１斜行板４２１はスムーズに剤が流れなければならない。したがって、第２斜行板４２２の斜行角よりも第１斜行板４２１の斜行角を小さくすることで、第１斜行板４２１ではスムーズに剤が流れ、第２斜行板４２２では大きく長手方向に搬送することができるようになる。
斜行量は斜行板４２の角（斜行角）を変更することで変化させることができる。斜行板４２の斜行角は大きくなればなるほど、長手方向の剤搬送能力が大きくなる代わりに、現像剤の流れを阻害する。したがって、斜行角は現像剤の流れを阻害しない範囲でなるべく大きな角度とすることが望ましい。ここで、第１斜行板４２１では、現像剤をドクタブレード４４近くまで重力に逆らって汲み上げなければならないのに対して、第２斜行板４２２では、現像剤を重力によって落とす際に斜行させている。したがって、第１斜行板４２１と第２斜行板４２２を同じ斜行角とした場合は、第２斜行板４２２と比較して第１斜行板４２１における現像剤流れが悪くなる。また、第１斜行板４２１で汲み上げた剤は現像ローラ４３に供給されるものと第２斜行板４２２にて搬送されるものに分かれるため、単位時間あたりに第２斜行板４２２に供給される剤の量は第１斜行板４２１に供給される量より少なくなるため、第２斜行板４２２よりも第１斜行板４２１はスムーズに剤が流れなければならない。したがって、第２斜行板４２２の斜行角よりも第１斜行板４２１の斜行角を小さくすることで、第１斜行板４２１ではスムーズに剤が流れ、第２斜行板４２２では大きく長手方向に搬送することができるようになる。
また、本実施形態の現像装置４０では、斜行板４２の斜行量は斜行板間隔よりも大きくしている。これによって、効率的に現像剤を搬送することができ、左右濃度偏差を低減することができる。
図６は、間隔が異なる斜行板が配置されているセパレータの概略構成を示す斜視図である。
図７は、斜行板が配置されているセパレータ上における現像剤の存在状態を示す概略図である。
図８は、斜行量が斜行板間隔より小さい斜行板が配置されているセパレータ上における現像剤の搬送状態を示す概略図である。
図９は、斜行量が斜行板間隔より大きい斜行板が配置されているセパレータ上における現像剤の搬送状態を示す概略図である。
これは、斜行板４２の斜行量（図６のＢ）が斜行板間隔（図６のＡ）よりも小さい場合、斜行板４２の近傍の斜行方向下流側にある現像剤（図８のＣ）は斜行して長手方向に搬送されるが、斜行板近傍の斜行方向上流側にある現像剤（図８のＤ）は長手方向に全く搬送されない場合がある。この場合、図７に示すように、斜行板４２に沿って、現像剤が存在する部分と存在しない部分に分かれる。
斜行板４２の斜行量を斜行板間隔よりも大きくすることで、図９のＤのように斜行板近傍の斜行方向上流側にある現像剤も長手方向に搬送される。
図６は、間隔が異なる斜行板が配置されているセパレータの概略構成を示す斜視図である。
図７は、斜行板が配置されているセパレータ上における現像剤の存在状態を示す概略図である。
図８は、斜行量が斜行板間隔より小さい斜行板が配置されているセパレータ上における現像剤の搬送状態を示す概略図である。
図９は、斜行量が斜行板間隔より大きい斜行板が配置されているセパレータ上における現像剤の搬送状態を示す概略図である。
これは、斜行板４２の斜行量（図６のＢ）が斜行板間隔（図６のＡ）よりも小さい場合、斜行板４２の近傍の斜行方向下流側にある現像剤（図８のＣ）は斜行して長手方向に搬送されるが、斜行板近傍の斜行方向上流側にある現像剤（図８のＤ）は長手方向に全く搬送されない場合がある。この場合、図７に示すように、斜行板４２に沿って、現像剤が存在する部分と存在しない部分に分かれる。
斜行板４２の斜行量を斜行板間隔よりも大きくすることで、図９のＤのように斜行板近傍の斜行方向上流側にある現像剤も長手方向に搬送される。
以上の本実施形態の現像装置４０内においては、搬送スクリュ４１の回転により現像装置４０の内底部に溜っている二成分現像剤を撹拌し、図２において手前側から奥側へと現像剤を搬送するとともに、現像ローラ４３に汲み上げて供給する。現像ローラ４３に汲み上げられた現像剤は現像ローラ４３の磁力によって現像ローラ４３表面に保持され、現像ローラ４３の回転に伴ってドクタブレード４４近傍まで搬送される。搬送スクリュ４１近傍からドクタブレード４４近傍まで現像ローラ４３に沿って現像剤が搬送される際に、第１斜行板４２１によって現像ローラ４３の軸方向に直行する方向に対して斜行させられながらドクタブレード４４近傍まで搬送される。斜行板による搬送方向は図８において奥側から手前側となっており、搬送スクリュ４１の搬送方向と逆方向である。第１斜行板４２１の斜行量は４．５ｍｍ、斜行板４２の間隔は４．０ｍｍである。図３、図５における斜行量と斜行板４２の間隔の関係は配置を見やすくするために、上記間隔とは異なっている。図５は、このときの現像剤の搬送の様子を矢印で示したものである。この搬送スクリュ４１で現像ローラ４３に供給され、かつ該現像ローラ４３の回転で感光体３との対向部に搬送される現像剤は、ドクタブレード４４により過剰な現像剤が掻き取られて一定量の現像剤にされた後に感光体３表面に供給され静電潜像の現像に供される。
一方、ドクタブレード４４で掻き取られた現像剤は、セパレ−タ４５上を流動する。この流動現像剤は第２斜行板４２２により現像ローラ４３の軸方向に直交する方向に対して斜行させられながら搬送スクリュ４１上に流下し、これによりいわゆる横撹拌（現像ローラ軸方向）が行われる。斜行板による搬送方向は図２において奥側から手前側となっており、搬送スクリュ４１の搬送方向と逆方向である。第２斜行板４２２の斜行量は２０ｍｍ、斜行板間隔は１８ｍｍである。図３、図４における斜行量と斜行板間隔の関係は配置を見やすくするために上記間隔とは異なっている。図４はこのときの現像剤の落下の様子を矢印で示したものである。搬送スクリュ４１上に落下した現像剤は、該搬送スクリュ４１により撹拌された後に現像ローラ４３に汲み上げられる。以上のことが繰り返される。
次ぎに、本実施形態における画像形成動作について説明する。図１に示す画像形成装置１の全体図に基づいて説明する。本実施形態では、帯電ローラ１１に電圧をかけることで、感光体３を一様に帯電させ、ＬＤを用いた露光装置８０によって感光体３上に潜像を形成する。帯電ローラ１１はクリーニングブレード２１をすり抜けたトナーなどで汚染される場合があるが、帯電ローラ１１に当接するクリーニングローラ１２によって汚染物は除去され、帯電ローラ１１は汚染されていない状態が保たれ、トナー汚れを気にすることなく、感光体３を一様に帯電することができる。
現像装置４０は従来公知の電子写真作像過程により、帯電露光が行われ、静電潜像が形成された感光体３上に公知の乾式二成分現像方式で磁気ブラシ現像方式を用いて顕像を形成する。感光体３上に形成された顕像は転写ローラ５２とのニップ部分で紙に転写される。転写後の感光体３に残った残トナーはクリーニング装置２０によって感光体３上から除去され、次の作像に備える。クリーニング装置２０はクリーニングブレード２１と廃トナー搬送スクリュ２２からなり、クリーニングブレード２１によって感光体３上の転写残トナーをかきとり、かきとられた転写残トナーは廃トナー搬送スクリュ２２によって廃トナータンク９２へ運ばれる。
転写紙９は給紙装置６０より、給紙ローラ６２によって1枚ずつ搬送され、紙搬送ガイドにそってレジストローラ６３まで搬送される。レジストローラ６３から転写部まで搬送され、転写部にて感光体３上に形成された顕像が転写紙９に転写される。転写紙９は紙搬送ベルト５６によって定着装置７０まで搬送され、トナー像が定着されて排紙トレイに排出される。定着装置７０は定着ローラ７１と加圧ローラ７２からなり、熱と圧力が加えられることでトナー像を転写紙９に定着する。
現像装置４０は従来公知の電子写真作像過程により、帯電露光が行われ、静電潜像が形成された感光体３上に公知の乾式二成分現像方式で磁気ブラシ現像方式を用いて顕像を形成する。感光体３上に形成された顕像は転写ローラ５２とのニップ部分で紙に転写される。転写後の感光体３に残った残トナーはクリーニング装置２０によって感光体３上から除去され、次の作像に備える。クリーニング装置２０はクリーニングブレード２１と廃トナー搬送スクリュ２２からなり、クリーニングブレード２１によって感光体３上の転写残トナーをかきとり、かきとられた転写残トナーは廃トナー搬送スクリュ２２によって廃トナータンク９２へ運ばれる。
転写紙９は給紙装置６０より、給紙ローラ６２によって1枚ずつ搬送され、紙搬送ガイドにそってレジストローラ６３まで搬送される。レジストローラ６３から転写部まで搬送され、転写部にて感光体３上に形成された顕像が転写紙９に転写される。転写紙９は紙搬送ベルト５６によって定着装置７０まで搬送され、トナー像が定着されて排紙トレイに排出される。定着装置７０は定着ローラ７１と加圧ローラ７２からなり、熱と圧力が加えられることでトナー像を転写紙９に定着する。
上述したように、本実施形態に係る現像装置４０を、感光体３と一体に支持し、プロセスカートリッジ２とすることで、小型で手軽に扱うことができる。
さらに、この現像装置４０、プロセスカートリッジ２を画像形成装置１に適用することで、現像装置４０等の小型化が可能となるため、着脱可能にしている画像形成装置１の大きさもそれに伴って小型化することができ、手軽に扱うことのできるようになる。
さらに、この現像装置４０、プロセスカートリッジ２を画像形成装置１に適用することで、現像装置４０等の小型化が可能となるため、着脱可能にしている画像形成装置１の大きさもそれに伴って小型化することができ、手軽に扱うことのできるようになる。
（実施形態２）
まず、図１０に基づいて本実施形態に係る現像装置４０を備えた画像形成装置１の構成の概要を説明する。図１０は、本発明に係る現像装置が適用される他の実施形態となる画像形成装置の要部を示す概略構成図である。
図１０に基づく本実施形態の画像形成装置１は、図１に基づくが像形成装置１とは、画像形成動作において差異がある。ここでは、中間転写ベルト５１上に、複数の色を有するトナー像を重ね、カラー画像を得ることができる。
このために、転写搬送装置５０における未定着像担持体としての中間転写ベルト５１の下面に対向して、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部としてプロセスカートリッジ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋが並設されている。これらのプロセスカートリッジ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外は同一構造である。各プロセスカートリッジ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、潜像担持体としての感光体３と、感光体３の周囲に配設された帯電装置１０、現像装置４０、クリーニング装置２０等で構成されている。
まず、図１０に基づいて本実施形態に係る現像装置４０を備えた画像形成装置１の構成の概要を説明する。図１０は、本発明に係る現像装置が適用される他の実施形態となる画像形成装置の要部を示す概略構成図である。
図１０に基づく本実施形態の画像形成装置１は、図１に基づくが像形成装置１とは、画像形成動作において差異がある。ここでは、中間転写ベルト５１上に、複数の色を有するトナー像を重ね、カラー画像を得ることができる。
このために、転写搬送装置５０における未定着像担持体としての中間転写ベルト５１の下面に対向して、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部としてプロセスカートリッジ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋが並設されている。これらのプロセスカートリッジ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外は同一構造である。各プロセスカートリッジ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、潜像担持体としての感光体３と、感光体３の周囲に配設された帯電装置１０、現像装置４０、クリーニング装置２０等で構成されている。
感光体３上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）が行われ、感光体３上に所望のトナー像が形成される。感光体３は、不図示の駆動部によって図中、時計回り方向に回転駆動され、帯電装置１０の位置で表面が一様に帯電される（帯電工程）。
その後、感光体３の表面は、不図示の露光部から発せられたレーザ光の照射位置に達して、この位置での露光走査によって静電潜像が形成される（露光工程）。
その後、感光体３の表面は、現像装置４０との対向位置に達し、この位置で静電潜像が現像されて、所望のトナー像が形成される（現像工程）。
その後、感光体３の表面は、中間転写ベルト５１及び１次転写バイアスローラ５２との対向位置に達して、この位置で感光体３上のトナー像が中間転写ベルト５１上に転写される（１次転写工程）。
その後、感光体１の表面は、クリーニング装置２０との対向位置に達し、この位置で感光体３上に残存した未転写トナーが回収される（クリーニング工程）。クリーニング後感光体３の表面は図示しない除電装置により電位を初期化される。こうして、感光体３上で行われる一連の作像プロセスが終了する。
その後、感光体３の表面は、不図示の露光部から発せられたレーザ光の照射位置に達して、この位置での露光走査によって静電潜像が形成される（露光工程）。
その後、感光体３の表面は、現像装置４０との対向位置に達し、この位置で静電潜像が現像されて、所望のトナー像が形成される（現像工程）。
その後、感光体３の表面は、中間転写ベルト５１及び１次転写バイアスローラ５２との対向位置に達して、この位置で感光体３上のトナー像が中間転写ベルト５１上に転写される（１次転写工程）。
その後、感光体１の表面は、クリーニング装置２０との対向位置に達し、この位置で感光体３上に残存した未転写トナーが回収される（クリーニング工程）。クリーニング後感光体３の表面は図示しない除電装置により電位を初期化される。こうして、感光体３上で行われる一連の作像プロセスが終了する。
上述した作像プロセスは、図１に示すように、４つのプロセスカートリッジ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋで、それぞれ行われる。すなわち、プロセスカートリッジ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの下方に配設された露光装置８０から、画像情報に基づいたレーザ光が、各プロセスカートリッジ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの感光体３上に向けて照射される。その後、現像工程を経て各感光体３上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト５１上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト５１上にカラー画像が形成される。
４つの１次転写バイアスローラ５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト５１を感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。１次転写バイアスローラ５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋにはトナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。中間転写ベルト５１は、各１次転写バイアスローラ５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト５１上に重ねて１次転写される。
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト５１は、２次転写手段としての２次転写ローラ５４との対向位置に達する。中間転写ベルト５１上に形成されたカラートナー像は、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体としての転写紙９上に転写される。
こうして、中間転写ベルト５１上で行われる、一連の転写プロセスが終了する。装置本体１の下部に配設された給紙部７には給紙装置６０が配置されている。給紙カセット６１には、転写紙９が複数枚重ねて収納されており、給紙コロ６２により１枚ずつ分離されて給紙される。給紙された転写紙９はレジストローラ対６３で一旦停止され、斜めずれを修正された後レジストローラ対６３により所定のタイミングで２次転写ニップに向けて搬送される。そして、上記のように、２次転写ニップにおいて転写紙９上に、所望のカラー画像が転写される。
こうして、中間転写ベルト５１上で行われる、一連の転写プロセスが終了する。装置本体１の下部に配設された給紙部７には給紙装置６０が配置されている。給紙カセット６１には、転写紙９が複数枚重ねて収納されており、給紙コロ６２により１枚ずつ分離されて給紙される。給紙された転写紙９はレジストローラ対６３で一旦停止され、斜めずれを修正された後レジストローラ対６３により所定のタイミングで２次転写ニップに向けて搬送される。そして、上記のように、２次転写ニップにおいて転写紙９上に、所望のカラー画像が転写される。
２次転写ニップの位置でカラー画像を転写された転写紙９は、定着装置７０へ搬送され、ここで、定着ローラ７１及び圧力ローラ７２による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像を定着される。
定着を終えた転写紙９は、排紙ローラ対６４により、装置本体上面に形成された排紙部へ出力画像として排出され、スタックされる。こうして、画像形成装置１における一連の画像形成プロセスが完了する。
定着を終えた転写紙９は、排紙ローラ対６４により、装置本体上面に形成された排紙部へ出力画像として排出され、スタックされる。こうして、画像形成装置１における一連の画像形成プロセスが完了する。
次に、現像剤攪拌・循環システムとしての現像装置４０の構成を詳細に説明する。
さらに、本実施形態の画像形成装置１では、現像装置４０としては、二成分現像剤を補給するシステムを現像が行われる現像部２５０の外に備えている。二成分現像剤を補給するシステムは、後で、その構成を詳述するが、現像剤の混合・攪拌を適正化する機構としての攪拌部２５１、および、この攪拌部２５１と現像部２５０とを接続する現像剤移送する機構とを併せて有している。
図１１は、本発明の実施形態に係る現像装置における現像剤補給システム、移送システムの構成を示す概略構成図である。
詳細には、図１１に示すように、現像装置４０は、感光体３上の静電潜像を現像する現像部２５０と、現像部２５０から離れた位置で現像剤（以下、単に「剤」ともいう）の状態に応じた撹拌を行う撹拌部２５１と、撹拌部２５１にトナーを補給するためのトナー収納容器１１０と、撹拌部２５１の下方に設けられたロータリフィーダ２５３と、現像剤を空気圧で搬送する現像剤循環駆動源としてのエアポンプ２５４等を有している。
現像部２５０と撹拌部２５１との間は循環路２５５で接続され、ロータリフィーダ２５３と現像部２５０との間は循環路２５６で接続されている。トナー収納容器２５２と撹拌部２５１はトナー補給路５７で接続され、エアポンプ５４とロータリフィーダ２５３は管路５８で接続されている。さらに、図１１において、トナー補給駆動源としてのモータ２５９を、攪拌駆動源としてのモータ２６０を、ロータリフィーダ２５３の駆動源としてのモータ２６１をそれぞれ備えている。
さらに、本実施形態の画像形成装置１では、現像装置４０としては、二成分現像剤を補給するシステムを現像が行われる現像部２５０の外に備えている。二成分現像剤を補給するシステムは、後で、その構成を詳述するが、現像剤の混合・攪拌を適正化する機構としての攪拌部２５１、および、この攪拌部２５１と現像部２５０とを接続する現像剤移送する機構とを併せて有している。
図１１は、本発明の実施形態に係る現像装置における現像剤補給システム、移送システムの構成を示す概略構成図である。
詳細には、図１１に示すように、現像装置４０は、感光体３上の静電潜像を現像する現像部２５０と、現像部２５０から離れた位置で現像剤（以下、単に「剤」ともいう）の状態に応じた撹拌を行う撹拌部２５１と、撹拌部２５１にトナーを補給するためのトナー収納容器１１０と、撹拌部２５１の下方に設けられたロータリフィーダ２５３と、現像剤を空気圧で搬送する現像剤循環駆動源としてのエアポンプ２５４等を有している。
現像部２５０と撹拌部２５１との間は循環路２５５で接続され、ロータリフィーダ２５３と現像部２５０との間は循環路２５６で接続されている。トナー収納容器２５２と撹拌部２５１はトナー補給路５７で接続され、エアポンプ５４とロータリフィーダ２５３は管路５８で接続されている。さらに、図１１において、トナー補給駆動源としてのモータ２５９を、攪拌駆動源としてのモータ２６０を、ロータリフィーダ２５３の駆動源としてのモータ２６１をそれぞれ備えている。
図１２は、本発明の実施形態に係る現像装置における現像部の構成を示す概略構成図である。
現像部２５０は、図１２に示すように、現像部を構成するケーシング４０１と、ケーシング４０１内に回転可能に支持され、螺旋状のフィンを有する搬送スクリュ４１と、現像ローラ４３を有している。ケーシング４０１内には、トナーとキャリアを混合した２成分現像剤が入っている。搬送スクリュ４１により現像剤はケーシング４０１内で循環搬送される。
搬送スクリュ４１によって、現像剤が図中手前から奥側に搬送され、この一部が、現像ローラ４３によって磁力で吸い上げられて吸着され、ドクタブレード４４で均一な厚さに均されてから、感光体３に接することで感光体３上の静電潜像をトナーで現像してトナー像が形成される。
現像が終わった現像剤は攪拌スクリュウ４１近傍で、分離して、排出口４８から、現像剤移送する機構のトナー排出路２６７から攪拌部２５１に移送される。さらに、攪拌部２５１から管路２５６を経て受取口２６８に移送され、補給口４７から現像部２５０に補給される。
現像部２５０は、図１２に示すように、現像部を構成するケーシング４０１と、ケーシング４０１内に回転可能に支持され、螺旋状のフィンを有する搬送スクリュ４１と、現像ローラ４３を有している。ケーシング４０１内には、トナーとキャリアを混合した２成分現像剤が入っている。搬送スクリュ４１により現像剤はケーシング４０１内で循環搬送される。
搬送スクリュ４１によって、現像剤が図中手前から奥側に搬送され、この一部が、現像ローラ４３によって磁力で吸い上げられて吸着され、ドクタブレード４４で均一な厚さに均されてから、感光体３に接することで感光体３上の静電潜像をトナーで現像してトナー像が形成される。
現像が終わった現像剤は攪拌スクリュウ４１近傍で、分離して、排出口４８から、現像剤移送する機構のトナー排出路２６７から攪拌部２５１に移送される。さらに、攪拌部２５１から管路２５６を経て受取口２６８に移送され、補給口４７から現像部２５０に補給される。
更に、図１１に示すように、現像後の現像剤は搬送スクリュ４１の端部に構成された排出口４８から、循環路２５５を通って撹拌部２５１に搬送される。搬送スクリュ４１の最下流に図示しないトナー濃度検知センサ４６が設置されており、その信号を基にトナー収納容器２５２からトナー補給が行われる。トナー補給はモータ２５９によってトナー補給路２５７内の図示しないスクリュを回転させることで行われる。トナー補給は循環経路内で撹拌部２５１の入り口直前の部位で行われる。
撹拌部２５１では現像後の現像剤と、補給されたトナーとが混合され適切なトナー濃度と帯電量を持つ現像剤となる。この現像剤は、撹拌部２５１の下部に形成された排出口２７０を通り、ロータリフィーダ２５３に入る。ロータリフィーダ２５３内のロータ２７５の回転により、現像剤は下方に定量的に排出され、循環路２５６を通り、受取口２６８を介して再び現像部２５０に供給される。
撹拌部２５１では現像後の現像剤と、補給されたトナーとが混合され適切なトナー濃度と帯電量を持つ現像剤となる。この現像剤は、撹拌部２５１の下部に形成された排出口２７０を通り、ロータリフィーダ２５３に入る。ロータリフィーダ２５３内のロータ２７５の回転により、現像剤は下方に定量的に排出され、循環路２５６を通り、受取口２６８を介して再び現像部２５０に供給される。
図１３は、本発明の実施形態に係る現像装置における攪拌部の構成を示す概略構成図である。撹拌部２５１の上面には現像剤補給口２６９が、下面には排出口２７０が設けられており、攪拌部本体２５１ａは、排出口２７０に向かうほど径が細くなる逆円錐型の形状を有している。
攪拌部本体２５１ａ内の中心には下から上に剤を搬送するスクリュ２７１が、その外側には回転可能な２本の攪拌部材２７２が設けられており、これらの撹拌部材の回転動作によって現像剤が攪拌・混合される。
外側の撹拌部材２７２とスクリュ２７１はモータ２６０によって回転する。スクリュ２７１はモータ２６０と直結されており、外側の撹拌部材２７２は、減速ギヤ列２７３ａ〜７３ｄを介して回転する。撹拌部材２７２は、減速ギヤ列に直結された支持部２７４に対して斜めに固定されている。
撹拌部２５１での補給口２６９から、排出口２７０までの搬送は重力を利用している。撹拌部２５１にはバッファとして常に現像剤が存在するため、未混合の現像剤がそのまま排出されることはない。
ロータリフィーダ２５３は、モータ２６１によって回転され、放射状に延びる複数の２羽根７５ａを有するロータ２７５と、ロータ２７５を覆うステータ２７６を有している。ロータリフィーダ２５３と、循環路２５６及び管路２５８は継手管路２７７で接続されている。
攪拌部本体２５１ａ内の中心には下から上に剤を搬送するスクリュ２７１が、その外側には回転可能な２本の攪拌部材２７２が設けられており、これらの撹拌部材の回転動作によって現像剤が攪拌・混合される。
外側の撹拌部材２７２とスクリュ２７１はモータ２６０によって回転する。スクリュ２７１はモータ２６０と直結されており、外側の撹拌部材２７２は、減速ギヤ列２７３ａ〜７３ｄを介して回転する。撹拌部材２７２は、減速ギヤ列に直結された支持部２７４に対して斜めに固定されている。
撹拌部２５１での補給口２６９から、排出口２７０までの搬送は重力を利用している。撹拌部２５１にはバッファとして常に現像剤が存在するため、未混合の現像剤がそのまま排出されることはない。
ロータリフィーダ２５３は、モータ２６１によって回転され、放射状に延びる複数の２羽根７５ａを有するロータ２７５と、ロータ２７５を覆うステータ２７６を有している。ロータリフィーダ２５３と、循環路２５６及び管路２５８は継手管路２７７で接続されている。
図１４は、撹拌部における攪拌時の現像剤の流れを表す模式図である。
スクリュ２７１の回転によって矢印Ａの向きに下から上に持ち上げられた剤は、外側を回転する撹拌部材２７２の回転に伴い矢印Ｂの向きに移動し、再びスクリュ２７１の周囲に寄せ集められる。このように撹拌部２５１では絶えず現像剤が対流している。この対流により、容器内（攪拌部本体２５１ａ内）全体が均一に混合される仕組みである。トナーの帯電はトナーとキャリアの摩擦によって付与されるため、帯電量をすばやく得るためにはトナーとキャリアの接触確率を上げることが重要である。本発明者らの検討によって、撹拌部２５１内で現像剤が対流することにより接触確率が上がり、かつ、現像剤へのダメージも少ないことが分かった。
スクリュ２７１の回転によって矢印Ａの向きに下から上に持ち上げられた剤は、外側を回転する撹拌部材２７２の回転に伴い矢印Ｂの向きに移動し、再びスクリュ２７１の周囲に寄せ集められる。このように撹拌部２５１では絶えず現像剤が対流している。この対流により、容器内（攪拌部本体２５１ａ内）全体が均一に混合される仕組みである。トナーの帯電はトナーとキャリアの摩擦によって付与されるため、帯電量をすばやく得るためにはトナーとキャリアの接触確率を上げることが重要である。本発明者らの検討によって、撹拌部２５１内で現像剤が対流することにより接触確率が上がり、かつ、現像剤へのダメージも少ないことが分かった。
次に、ロータリフィーダ部について詳細に説明する。
図１５は、本発明の実施形態に係る現像装置におけるロータリフィーダ部の構成を示す概略構成図である。
ロータリフィーダ２５３のロータ２７５とステータ２７６は、図１５に示すように、ロータ２７５の羽根２７５ａの先端とステータ２７６の内面との間にクリアランスを持って設けられている。
上述のように、ロータ２７５とステータ２７６との間に隙間があると、エアポンプ２５４から発生したエアの一部が、この隙間を通り、撹拌部２５１に流れ込み、現像剤を現像部２５０に送るためのエアが減少する（圧力が低下する）。
当然、隙間が大きいほどエアが通り易い。ところが、現像剤を搬送しているときは、この隙間に現像剤が入り込み、シールの効果が発生し、上記空気の洩れが減少する。但し、隙間が大きすぎるとシールの効果が無くなり、エアの洩れを防ぐことができない。
すなわち、ロータリフィーダ２５３から排出された、現像剤を効率よく搬送するためにはエアポンプ２５４のエアを可能な限り、撹拌部２５１に流入させ無いほうが良い。
図１５は、本発明の実施形態に係る現像装置におけるロータリフィーダ部の構成を示す概略構成図である。
ロータリフィーダ２５３のロータ２７５とステータ２７６は、図１５に示すように、ロータ２７５の羽根２７５ａの先端とステータ２７６の内面との間にクリアランスを持って設けられている。
上述のように、ロータ２７５とステータ２７６との間に隙間があると、エアポンプ２５４から発生したエアの一部が、この隙間を通り、撹拌部２５１に流れ込み、現像剤を現像部２５０に送るためのエアが減少する（圧力が低下する）。
当然、隙間が大きいほどエアが通り易い。ところが、現像剤を搬送しているときは、この隙間に現像剤が入り込み、シールの効果が発生し、上記空気の洩れが減少する。但し、隙間が大きすぎるとシールの効果が無くなり、エアの洩れを防ぐことができない。
すなわち、ロータリフィーダ２５３から排出された、現像剤を効率よく搬送するためにはエアポンプ２５４のエアを可能な限り、撹拌部２５１に流入させ無いほうが良い。
そこで、本実施形態では、ロータリフィーダ２５３の排出側と現像剤移送経路との間（ここでは継手管路２７７内）に、ロータリフィーダ２５３側への空気の流入を規制する板状の空気流入ドクタブレード２８０を配置した。空気流入ドクタブレード２８０は空気の供給方向へ間隔をおいて３枚固定配置されている。
エアポンプ２５４から送られてくるエアが混合部としての継手管路２７７内に到達すると、循環路２５６に現像剤と共に現像部２５０に移送されるエアと、上部のロータリフィーダ２５３側に逆流しようとするエアがあるが、空気流入ドクタブレード２８０がエアの流れを規制するため、ロータリフィーダ２５３側に逆流するエアが低減される。
空気流入ドクタブレード２８０は、その上端部がエアポンプ２５４側に寄るように傾斜し、水平線とのなす角θが鋭角になるように設置されているため、ロータリフィーダ２５３側へ向かう空気流を規制する効果が高い。ロータリフィーダ２５３から排出される現像剤は、空気流入ドクタブレード２８０と継手管路２７７内面との間、及び空気流入ドクタブレード２８０間を通って落下する。
空気流入ドクタブレード２８０は１枚でも良いが、複数枚設けた方が空気流入規制機能は高い。
エアポンプ２５４から送られてくるエアが混合部としての継手管路２７７内に到達すると、循環路２５６に現像剤と共に現像部２５０に移送されるエアと、上部のロータリフィーダ２５３側に逆流しようとするエアがあるが、空気流入ドクタブレード２８０がエアの流れを規制するため、ロータリフィーダ２５３側に逆流するエアが低減される。
空気流入ドクタブレード２８０は、その上端部がエアポンプ２５４側に寄るように傾斜し、水平線とのなす角θが鋭角になるように設置されているため、ロータリフィーダ２５３側へ向かう空気流を規制する効果が高い。ロータリフィーダ２５３から排出される現像剤は、空気流入ドクタブレード２８０と継手管路２７７内面との間、及び空気流入ドクタブレード２８０間を通って落下する。
空気流入ドクタブレード２８０は１枚でも良いが、複数枚設けた方が空気流入規制機能は高い。
また、以下、本発明を現像装置を適用した他の実施形態について説明する。
図１６は、本実施形態に係る現像装置４０の一部の概略構成図である。
本実施形態の現像装置４０では、図１６からも明らかなように、現像剤を適正化するために、帯電量およびトナー濃度が調整された現像剤を現像剤補給口４９から現像部２５０に供給され、現像に使用されたのち、現像剤排出口４８から回収され、再度現像剤を適正化するために攪拌部２５１へ送られる。現像剤補給口４９から現像部２５０内に供給された現像剤は搬送スクリュ４１の回転により撹拌されながら、図１６において、奥側から手前側へと現像剤を搬送するとともに現像ローラ４３に汲み上げて供給する。
本実施形態の現像装置４０が備える現像部２５０では、感光体３に対向して、磁石を内設した現像ローラ４３が回動可能に支持されている。この現像ローラ４３の表面と感光体３表面とは、厳しい公差精度に保たれた所定の間隔をおいて対向するようになっている。この現像ローラ４３を備えた現像装置４０内において、その底部には、回転駆動する搬送スクリュ４１が設けられている。
図１６は、本実施形態に係る現像装置４０の一部の概略構成図である。
本実施形態の現像装置４０では、図１６からも明らかなように、現像剤を適正化するために、帯電量およびトナー濃度が調整された現像剤を現像剤補給口４９から現像部２５０に供給され、現像に使用されたのち、現像剤排出口４８から回収され、再度現像剤を適正化するために攪拌部２５１へ送られる。現像剤補給口４９から現像部２５０内に供給された現像剤は搬送スクリュ４１の回転により撹拌されながら、図１６において、奥側から手前側へと現像剤を搬送するとともに現像ローラ４３に汲み上げて供給する。
本実施形態の現像装置４０が備える現像部２５０では、感光体３に対向して、磁石を内設した現像ローラ４３が回動可能に支持されている。この現像ローラ４３の表面と感光体３表面とは、厳しい公差精度に保たれた所定の間隔をおいて対向するようになっている。この現像ローラ４３を備えた現像装置４０内において、その底部には、回転駆動する搬送スクリュ４１が設けられている。
また、現像ローラ４３の表面に所定ギャップをおいて対向するようにドクタブレード４４が設けられている。また該ドクタブレード４４よりも下方の位置で現像ローラ４３表面に対向するようにセパレータ４５が設けられている。
このセパレータ４５は、先の図３、４、５に示すように第１斜行板４２１、４２２が取り付けられている。
本発明に係る現像装置４０は、表面に静電潜像を形成される感光体３と、静電潜像を顕像化するために、トナーとキャリアとを混合してなり静電潜像を顕像化するために用いられる粉体の現像剤を、現像部２５０に移送する現像剤移送手段とを画像形成装置１本体に具備し、現像手段としては、現像ローラ４３と、現像ローラ４３に対向して現像ローラ４３上の現像剤量を規制するドクタブレード４４と、現像ローラ４３から現像剤を分離させるセパレータ４５と、現像ローラ４３の近傍に配置され長手の一方に現像剤を搬送する第一の現像剤搬送手段（「搬送スクリュ」）４１と、現像ローラ４３の周囲において搬送部材の現像剤搬送方向とは同じ方向に現像剤を搬送する第二の現像剤搬送手段（以下、「斜行板」と記す。）４２１を備え、第１斜行板４２１はセパレータ４５の現像ローラ４３側の側面に配置される。この現像装置４０では、現像手段内での現像剤の長手方向への移送は搬送スクリュ４１を用い、加えて、セパレータ４５を利用して、現像剤を長手方向に搬送している。現像剤を長手方向に搬送することで、左右濃度偏差を低減することができる。
これまでの現像装置４０では、濃度調整された現像剤が現像スリーブ１３１に供給されるため、現像装置自体は小型化が可能であり、メンテナンスが容易になる。しかし、現像に使用されて、現像剤濃度が低下した現像剤が再び現像スリーブに汲み上げられ、画像濃度低下を引き起こす場合がある。
このセパレータ４５は、先の図３、４、５に示すように第１斜行板４２１、４２２が取り付けられている。
本発明に係る現像装置４０は、表面に静電潜像を形成される感光体３と、静電潜像を顕像化するために、トナーとキャリアとを混合してなり静電潜像を顕像化するために用いられる粉体の現像剤を、現像部２５０に移送する現像剤移送手段とを画像形成装置１本体に具備し、現像手段としては、現像ローラ４３と、現像ローラ４３に対向して現像ローラ４３上の現像剤量を規制するドクタブレード４４と、現像ローラ４３から現像剤を分離させるセパレータ４５と、現像ローラ４３の近傍に配置され長手の一方に現像剤を搬送する第一の現像剤搬送手段（「搬送スクリュ」）４１と、現像ローラ４３の周囲において搬送部材の現像剤搬送方向とは同じ方向に現像剤を搬送する第二の現像剤搬送手段（以下、「斜行板」と記す。）４２１を備え、第１斜行板４２１はセパレータ４５の現像ローラ４３側の側面に配置される。この現像装置４０では、現像手段内での現像剤の長手方向への移送は搬送スクリュ４１を用い、加えて、セパレータ４５を利用して、現像剤を長手方向に搬送している。現像剤を長手方向に搬送することで、左右濃度偏差を低減することができる。
これまでの現像装置４０では、濃度調整された現像剤が現像スリーブ１３１に供給されるため、現像装置自体は小型化が可能であり、メンテナンスが容易になる。しかし、現像に使用されて、現像剤濃度が低下した現像剤が再び現像スリーブに汲み上げられ、画像濃度低下を引き起こす場合がある。
特に、小型化を行って現像スリーブ近傍にある剤が少量となる場合などは、現像剤が濃度調整機構である攪拌器１４０を経ることなく数回現像に用いられ、極端な画像濃度低下を引き起こす。この原因は現像スリーブ近傍での現像剤送り量と現像剤送りスピードが不足していることによる。現像剤送り量が多い場合は、現像に使用された剤がもう一度現像スリーブに汲み上げられる際にも、近くに濃度調整済みの剤が多く存在するため、濃度低下を起こした剤の相対的な影響が少なくなる。現像剤送りスピードが速い場合には、濃度低下を起こした現像剤に対して、濃度調整された現像剤が多く供給され、また、濃度低下された現像剤は速く攪拌器１４０まで運ばれるため、濃度低下を起こした現像剤の影響は少なくなる。
本実施形態の現像装置４０では、セパレータ４５の現像ローラ４３側の側面においても現像剤をスクリュと同方向に送ることで、現像剤送りスピードを速くし、画像の左右濃度偏差を低減している。
本実施形態の現像装置４０では、セパレータ４５の現像ローラ４３側の側面においても現像剤をスクリュと同方向に送ることで、現像剤送りスピードを速くし、画像の左右濃度偏差を低減している。
また、本実施形態の現像装置では、第一の現像剤搬送手段における現像剤搬送方向と同じ方向に現像剤を搬送する第二の搬送手段としての第１斜行板４２１、第三の現像剤搬送手段の第２斜行板４２２を備え、第１斜行板４２１はセパレータ４５の現像ローラ４３側の側面であり、第２斜行板４２２はセパレータ４５の現像ローラ４３と逆側の側面である。
セパレータ４５の現像ローラ４３と逆側の側面でも長手方向に現像剤を移動させることで、余分なスペースを設けることなく、効率的に現像剤を長手方向に動かすことができ、左右濃度偏差を低減することができる。第１斜行板４２１はセパレータ４５の現像ローラ４３側の側面に加えて、さらに、第２斜行板４２２はセパレータ４５の現像ローラ４３と逆側の側面に設けることで、スクリュの搬送方向への搬送が不十分である場合に効率的な搬送を可能とし、左右濃度偏差を低減することができる。
セパレータ４５の現像ローラ４３と逆側の側面でも長手方向に現像剤を移動させることで、余分なスペースを設けることなく、効率的に現像剤を長手方向に動かすことができ、左右濃度偏差を低減することができる。第１斜行板４２１はセパレータ４５の現像ローラ４３側の側面に加えて、さらに、第２斜行板４２２はセパレータ４５の現像ローラ４３と逆側の側面に設けることで、スクリュの搬送方向への搬送が不十分である場合に効率的な搬送を可能とし、左右濃度偏差を低減することができる。
また、本実施形態の現像装置４０では、現像ローラ４３の上方にドクタブレード４４が存在し、第２斜行板４２２はドクタブレード４４から下に落下する現像剤を、斜行板４５を利用して長手方向に搬送する。効率的に現像剤を搬送することができ、左右濃度偏差を低減することができる。現像剤の搬送経路に斜行板４５を設けることで、現像剤を長手方向への搬送を促進し、左右濃度偏差を低減することができる。
また、本実施形態の現像装置４０では、第１斜行板４２１の間隔を第２斜行板４２２の間隔より密にした。効率的に現像剤を搬送することができ、左右濃度偏差を低減することができる。
また、本実施形態の現像装置４０では、第１斜行板４２１の斜行量を第２斜行板４２２の斜行量より小さくした。ここで、斜行量とは、斜行板入り口から入った現像剤が出口で出るまでに長手方向に移動する距離である。これによって、効率的に現像剤を搬送することができ、左右濃度偏差を低減することができる。
また、本実施形態の現像装置４０では、斜行板４５の斜行量は斜行板間隔よりも大きくしている。これによって、効率的に現像剤を搬送することができ、左右濃度偏差を低減することができる。
また、本実施形態の現像装置４０では、第１斜行板４２１の間隔を第２斜行板４２２の間隔より密にした。効率的に現像剤を搬送することができ、左右濃度偏差を低減することができる。
また、本実施形態の現像装置４０では、第１斜行板４２１の斜行量を第２斜行板４２２の斜行量より小さくした。ここで、斜行量とは、斜行板入り口から入った現像剤が出口で出るまでに長手方向に移動する距離である。これによって、効率的に現像剤を搬送することができ、左右濃度偏差を低減することができる。
また、本実施形態の現像装置４０では、斜行板４５の斜行量は斜行板間隔よりも大きくしている。これによって、効率的に現像剤を搬送することができ、左右濃度偏差を低減することができる。
さらに、これらの第１斜行板４２１、４２２を備える現像部２５０の動作について説明する。上述したように、図９は、セパレータ４５および第１斜行板４２１、第２斜行板４２２の斜視図、図１０はセパレータ４５および第２斜行板４２２を現像ローラ４３と逆側の側面より観察した平面図とドクタブレード近傍よりこぼれ落ちる現像剤の流れを示した図、図１１はセパレータ４５および第１斜行板４２１を現像ローラ４３と逆側の側面より観察した平面図と搬送スクリュ４１近傍からドクタブレード４４近傍まで現像ローラ４３に沿って汲み上げられる現像剤の流れを示している。第１斜行板４２１、第２斜行板４２２はセパレータ４５に沿って流動する現像剤を現像ローラ４３の軸方向に直行する方向に対して斜行させる構成を成している。
現像ローラ４３に汲み上げられた現像剤は現像ローラ４３の磁力によって現像ローラ４３表面に保持され、現像ローラ４３の回転に伴ってドクタブレード４４近傍まで搬送される。搬送スクリュ４１近傍からドクタブレード４４近傍まで現像ローラ４３に沿って現像剤が搬送される際に、第１斜行板４２１によって現像ローラ４３の軸方向に直行する方向に対して斜行させられながらドクタブレード４４近傍まで搬送される。斜行板による搬送方向は図１において奥側から手前側となっており、搬送スクリュ４１の搬送方向と同じ方向である。第１斜行板４２１の斜行量は４．５ｍｍ、斜行板間隔は４．０ｍｍである。図９、図１１における斜行量と斜行間隔の関係は配置を見やすくするために、上記間隔とは異なっている。図１１はこのときの現像剤の搬送の様子を矢印で示したものである。この搬送スクリュ４１で現像ローラ４３に供給され、かつ該現像ローラ４３の回転で感光体３との対向部に搬送される現像剤は、ドクタブレード４４により過剰な現像剤が掻き取られて一定量の現像剤にされた後に感光体３表面に供給され静電潜像の現像に供される。一方、ドクタブレード４４で掻き取られた現像剤は、セパレ−タ４５上を流動する。この流動現像剤は第２斜行板４２２により現像ローラ４３の軸方向に直交する方向に対して斜行させられながら搬送スクリュ４１上に流下し、これによりいわゆる横撹拌（現像ローラ軸方向）が行われる。斜行板による搬送方向は図１において奥側から手前側となっており、搬送スクリュ４１の搬送方向と同じ方向である。第２斜行板４２２の斜行量は２０ｍｍ、斜行板間隔は１８ｍｍである。図９、図１０における斜行量と斜行板間隔の関係は配置を見やすくするために上記間隔とは異なっている。図１０はこのときの現像剤の落下の様子を矢印で示したものである。搬送スクリュ４１上に落下した現像剤は、該搬送スクリュ３により撹拌された後に現像ローラ４３に汲み上げられる。
その後、以上のことが繰り返され、最も手前側に来た現像剤は、図２２に示す現像剤排出口４７から現像装置外へ出て、現像剤を適正化する攪拌部２５１へと運ばれる。
また、本実施形態の現像装置４０では、現像部２５０から現像剤を排出するための現像剤排出口４８と、現像剤排出口４８近傍のトナー濃度センサ４６を設け、上記現像剤排出口４８近傍のトナー濃度センサ４６における検知信号に基づいて現像手段から排出される現像剤に補給するトナー量を決定し、上記現像手段から排出された現像剤と、上記新たに補給するトナーとを攪拌する攪拌部２５１を有する。ここで、精度よくトナー濃度を調整することができる。現像部２５０から排出されるトナー濃度を測定し、その検知結果に応じてトナー補給を行うことで、排出されたトナーを適正な剤濃度とすることができる。
また、第１斜行板４２１、４２２の斜行量と斜行板間隔を一部数値で示しているが、もちろん実施形態の一例であり、請求の範囲を限定するものではない。以上のような構成をとることによって、スクリュのみで剤を搬送するよりも、効率よく剤を搬送することができる。その結果、トナー濃度が低下した剤を速く排出口へと送ることができ、現像スリーブ長手方向の濃度偏差を少なくすることができる。
また、本実施形態の現像装置４０では、現像部２５０から現像剤を排出するための現像剤排出口４８と、現像剤排出口４８近傍のトナー濃度センサ４６を設け、上記現像剤排出口４８近傍のトナー濃度センサ４６における検知信号に基づいて現像手段から排出される現像剤に補給するトナー量を決定し、上記現像手段から排出された現像剤と、上記新たに補給するトナーとを攪拌する攪拌部２５１を有する。ここで、精度よくトナー濃度を調整することができる。現像部２５０から排出されるトナー濃度を測定し、その検知結果に応じてトナー補給を行うことで、排出されたトナーを適正な剤濃度とすることができる。
また、第１斜行板４２１、４２２の斜行量と斜行板間隔を一部数値で示しているが、もちろん実施形態の一例であり、請求の範囲を限定するものではない。以上のような構成をとることによって、スクリュのみで剤を搬送するよりも、効率よく剤を搬送することができる。その結果、トナー濃度が低下した剤を速く排出口へと送ることができ、現像スリーブ長手方向の濃度偏差を少なくすることができる。
１ 画像形成装置
２ プロセスカートリッジ
３ 像担持体／感光体
４ 読取装置
４０２ 規制板
４０３ コンタクトガラス
４０４ ランプ
４０５ 第一走行体
４０６ ミラー
４０７ 第二走行体
４０８ ミラー
４０９ 結像レンズ
４１０ 読み取りセンサ
５ 自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）
６ 画像形成部
７ 給紙部
９ 記録部材
１０ 帯電装置
１１ 帯電ローラ
１８ 除電装置
２０ クリーニング装置
３０ 潤滑剤塗布装置
４０ 現像装置
４０１ ケーシング
４１ 搬送スクリュ
４２ 斜行板
４２１ 第１斜行板
４２２ 第２斜行板
４３ 現像ローラ
４４ ドクタブレード
４５ セパレータ
４６ トナー濃度センサ
４７ トナーホッパ部
４７１ トナーホッパ開口部
４７２ 小孔
４７３ アジテータ
４７４ マイラー
４８ 現像剤排出口
４９ 現像剤補給口
５０ 転写搬送装置
５１ 中間転写ベルト
５２ 一次転写ローラ
５３１、５３２、５３３、５３４ 支持ローラ
５４ 二次転写ローラ
５５ 中間転写ベルトクリーニング装置
５６ 搬送ベルト
６０ 給紙装置
６１ 給紙ユニット
６２ 給紙ローラ
６３ レジストローラ
６４ 排紙ローラ
６８ 反転排紙装置
６９ 反転部
７０ 定着装置
７１ 加熱ローラ
７２ 加圧ローラ
８０ 露光装置
９０ 補給／貯留装置
９１ トナー補給ホッパー
９２ 廃トナータンク
２５０ 現像部
２５１ 攪拌部
２５１ａ 攪拌部本体
２５２ トナー収納容器
２５３ ロータリフィーダ
２５４ エアポンプ
２５５、２５６ 循環路
２５９、２６０、２６１ モータ
２５６ 管路
２６８ 受取口
２６９ 補給口
２７０ 排出口
２７１ スクリュ
２７２ 攪拌部材
２７３ 減速ギア列
２７５ ロータ
２７５ａ 羽根
２７６ ステータ
２７７ 継手管路
２８０ 空気流入ドクタブレード
２ プロセスカートリッジ
３ 像担持体／感光体
４ 読取装置
４０２ 規制板
４０３ コンタクトガラス
４０４ ランプ
４０５ 第一走行体
４０６ ミラー
４０７ 第二走行体
４０８ ミラー
４０９ 結像レンズ
４１０ 読み取りセンサ
５ 自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）
６ 画像形成部
７ 給紙部
９ 記録部材
１０ 帯電装置
１１ 帯電ローラ
１８ 除電装置
２０ クリーニング装置
３０ 潤滑剤塗布装置
４０ 現像装置
４０１ ケーシング
４１ 搬送スクリュ
４２ 斜行板
４２１ 第１斜行板
４２２ 第２斜行板
４３ 現像ローラ
４４ ドクタブレード
４５ セパレータ
４６ トナー濃度センサ
４７ トナーホッパ部
４７１ トナーホッパ開口部
４７２ 小孔
４７３ アジテータ
４７４ マイラー
４８ 現像剤排出口
４９ 現像剤補給口
５０ 転写搬送装置
５１ 中間転写ベルト
５２ 一次転写ローラ
５３１、５３２、５３３、５３４ 支持ローラ
５４ 二次転写ローラ
５５ 中間転写ベルトクリーニング装置
５６ 搬送ベルト
６０ 給紙装置
６１ 給紙ユニット
６２ 給紙ローラ
６３ レジストローラ
６４ 排紙ローラ
６８ 反転排紙装置
６９ 反転部
７０ 定着装置
７１ 加熱ローラ
７２ 加圧ローラ
８０ 露光装置
９０ 補給／貯留装置
９１ トナー補給ホッパー
９２ 廃トナータンク
２５０ 現像部
２５１ 攪拌部
２５１ａ 攪拌部本体
２５２ トナー収納容器
２５３ ロータリフィーダ
２５４ エアポンプ
２５５、２５６ 循環路
２５９、２６０、２６１ モータ
２５６ 管路
２６８ 受取口
２６９ 補給口
２７０ 排出口
２７１ スクリュ
２７２ 攪拌部材
２７３ 減速ギア列
２７５ ロータ
２７５ａ 羽根
２７６ ステータ
２７７ 継手管路
２８０ 空気流入ドクタブレード
Claims (9)
- 現像剤を搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に対向して前記現像剤担持体上の現像剤量を規制する規制部材と、
前記現像剤担持体から現像剤を分離させる分離部材と、
前記現像剤担持体の近傍に配置され、長手の一方に現像剤を搬送する第一の現像剤搬送手段と、を備える現像装置において、
前記現像装置は、前記現像剤担持体の周囲において前記第一の現像剤搬送手段の現像剤搬送方向とは同じ方向又は逆方向に現像剤を搬送する第二の現像剤搬送手段を備え、前記第二の現像剤搬送手段は、前記分離部材の現像剤担持体側の側面に設けられていて、かつ、前記第二の現像剤搬送手段は斜行板であって、前記斜行板の斜行量が前記斜行板間隔よりも大きい
ことを特徴とする現像装置。 - 請求項１に記載の現像装置において、
前記第一の現像剤搬送手段における現像剤搬送方向と同じ方向に現像剤を搬送する第三の現像剤搬送手段を備え、
前記第三の現像剤搬送手段は前記分離部材の現像剤担持体と逆側の側面である
ことを特徴とする現像装置。 - 請求項２に記載の現像装置において、
前記規制部材は、前記現像剤担持体の上方に設けられ、
前記第三の現像剤搬送手段は、斜行板であって、前記規制部材から下に落下する現像剤を長手方向に搬送する
ことを特徴とする現像装置。 - 請求項３に記載の現像装置において、
前記第二の現像剤搬送手段における斜行板の間隔を第三の現像剤搬送手段における斜行板の間隔より密とする
ことを特徴とする現像装置。 - 請求項３又は４に記載の現像装置において、
前記第二の現像剤搬送手段における斜行板の斜行量を、第三の現像剤搬送手段における斜行板の斜行量より小さくした
ことを特徴とする現像装置。 - 請求項３ないし５のいずれかに記載の現像装置において、
前記第三の現像剤搬送手段における斜行板の斜行量は斜行板間隔よりも大きい
ことを特徴とする現像装置。 - 請求項１ないし６のいずれかに記載の現像装置において、
前記現像装置から現像剤を排出するための現像剤排出口と、
前記現像剤排出口近傍の現像剤濃度検知部材を設け、
前記現像剤濃度検知部材の検知信号に基づいて、新たに補給するトナー量を決定し、
前記現像装置から排出された現像剤と、前記補給するトナーとを攪拌する攪拌部を有する
ことを特徴とする現像装置。 - 少なくとも、静電潜像を形成する像担持体と現像装置とを一体に支持し、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
前記プロセスカートリッジは、請求項１ないし７のいずれかに記載の現像装置を用いる
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 表面に静電潜像を形成される像担持体と、
前記静電潜像を顕像化する現像装置と、
トナーとキャリアとを混合してなり前記静電潜像を顕像化するために用いられる現像剤を、前記現像装置に移送する現像剤移送手段とを具備した画像形成装置において、
前記画像形成装置は、請求項１ないし７のいずれかに記載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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| JP2009063754A JP5407451B2 (ja) | 2009-03-17 | 2009-03-17 | 現像装置及びプロセスカートリッジ、画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2009063754A Expired - Fee Related JP5407451B2 (ja) | 2009-03-17 | 2009-03-17 | 現像装置及びプロセスカートリッジ、画像形成装置 |
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