JP5447036B2 - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、二成分系現像剤の循環機構に関する。

複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置や印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体である感光体上に形成された静電潜像を現像装置により可視像処理し、可視像をシートなどに転写することにより記録出力を得ることができる。

現像に用いられる現像剤には磁性あるいは非磁性トナーのみの一成分系現像剤の他にトナーとキャリアとを混合した二成分系現像剤がある。
二成分系現像剤は、トナーとこれを担持するキャリアとで構成され、攪拌混合時に生起される摩擦帯電作用によりトナーを帯電させて感光体上の静電潜像に対して静電吸着できる状態とされる。

現像装置には、磁力により周面に現像剤を穂立ちさせて感光体上の静電潜像に向け現像剤を供給する現像スリーブと、現像スリーブに対して撹拌混合した現像剤を供給する撹拌スリーブとを備えた構成が知られており、感光体上の静電潜像の可視像処理にトナーが消費された現像剤が現像装置に回収されるようになっている。

一方、二成分系現像剤は現像槽において攪拌混合され、その時点でトナーの帯電が行われるが、帯電量が十分でない場合には画像濃度に影響を及ぼし、画像品質が安定しなくなる虞がある。
特に、帯電量が所定量以下であると、画像濃度が所定濃度に維持できないばかりでなく、浮遊トナーの発生による地肌汚れと称される感光体地肌部へのトナー付着が発生する。また、帯電量が所定量以上であると、画像へのトナーの大量付着による画像かぶりが発生する。

そこで、このような問題を解決するための手段として、現像装置とは別の位置の場所に攪拌部を設け、攪拌された現像剤を搬送スクリューを用いて現像装置に供給する構成（例えば、特許文献１）、あるいは、現像部と空気を利用して新規トナーを補給する構成を備えた撹拌部を循環手段によって接続し、撹拌部で現像剤の状態に応じた撹拌を行い、トナー濃度、帯電量を適切に調整した現像剤を現像部に供給する構成が提案されている（例えば、特許文献２）。

攪拌部から現像装置に向けて攪拌混合された現像剤を搬送する構成には、上記特許文献に開示されているように、搬送スクリューやエアを用いた気流搬送がある。これらの方式により搬送される現像剤の供給量は、スクリューの回転量や攪拌部出口に設けられているロータリーフィーダ、つまり、回転可能な複数の羽根を周方向に沿って放射状に備えた部材の回転量に依存するが、現像剤の経時変化によって搬送量が変化することがある。

現像剤は、環境条件や長期使用により劣化によって流動性が悪化すると流動性が悪化すると搬送量が変化する。
また、搬送構造において、特許文献１に開示されているようなスクリュー部材を用いる場合には、現像装置に向けて重力に逆らう方向に現像剤が搬送されると、トナー濃度により現像剤の嵩も変化するので重力により搬送方向と逆方向に戻されてしまい、結果として搬送量が一定しない虞がある。

さらに別の問題として、回転部材であるスクリュー部材やロータリーフィーダを用いる場合に、回転のための空隙が収容部内壁面との間に存在することがある。このため、シール性に問題が生じることによっても搬送量を一定に維持することができない。

一方、気流搬送の場合にはスクリュー部材を用いる場合と違って、現像剤の搬送は比較的良好となるものの、ロータリーフィーダによる搬送量の規定は可能であっても、現像装置内、特に現像剤供給側への搬送量を確認することが行いにくい。
特に、気流搬送路中での湿度等の環境条件の違いあるいは現像剤の嵩などによる搬送条件の違いによって現像装置内に入り込む現像剤の量が一定しない虞がある。
現像装置での現像剤の供給量が所定量よりも少ないと画像濃度を安定させることができなくなり、また、供給量よりも多いと現像装置内で溢れてしまい、周辺部への飛散などの不具合を招く。

本発明は、上記従来の現像装置、特に攪拌部から現像装置に向けて現像剤を搬送する場合の問題に鑑み、環境変動や剤の嵩の変化に拘わらず現像装置内での現像剤の供給量を一定化できる構成を備えた現像装置および画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、次の構成よりなる。
（１）潜像担持体に形成されている静電潜像をトナーとキャリアとからなる現像剤により可視像処理する現像部と、該現像部から回収した現像剤を再度該現像部の現像剤供給部に向け移送する循環部とを備え、該循環部には、上記現像部に至る前の位置に現像剤の一部を収容して攪拌する収容部が設けられている現像装置において、
前記現像部には、現像剤供給部と現像剤回収部とが設けられ、該現像剤供給部には、前記収容部から搬送される現像剤の入り口側に現像剤の流出を行わせる現像剤取り出し部が設けられ、該現像剤取り出し部は、前記現像剤回収部と共に前記収容部に接続され、現像剤供給部に導入される現像剤量の規定部として用いられることを特徴とする現像装置。

（２）前記現像剤取り出し部は、前記現像剤供給部に導入される現像剤の一部を前記収容部に導入可能であることを特徴とする（１）に記載の現像装置。

（３）前記現像剤供給部に搬送される現像剤量は、該現像剤供給部に必要とされる規定量に相当する循環量以上に設定されていること特徴とする（１）または（２）に記載の現像装置。

（４）前記現像剤取り出し部は、前記現像剤供給部に導入される現像剤の自重により規定量以上の現像剤を前記収容部に回収する構成であることを特徴とする（１）乃至（３）のうちの一つに記載の現像装置。

（５）前記現像剤取り出し部は、前記現像剤供給部に装備されている現像剤搬送部材による現像剤搬送開始位置において該現像剤搬送部材による搬送量よりも少ない量の現像剤を取り出せる面積を有していることを特徴とする（１）乃至（４）のうちの一つに記載の現像装置。

（６）前記現像剤取り出し部は、前記現像剤搬送開始位置に一部がオーバーラップする開口部で構成されていることを特徴とする（５）に記載の現像装置。

（７）前記循環部に設けられている収容部には、前記現像部の現像剤供給部および現像剤回収部にそれぞれ連通する搬送路が設けられ、現像剤供給部に向けた現像剤が気流搬送され、該現像剤供給部の現像剤取り出し部および現像剤回収部からの現像剤が流入する構成であることを特徴とする（１）乃至（６）のうちの一つに記載の現像装置。

（８）前記現像剤取り出し部は、前記現像剤供給部での現像剤の搬送方向上流側に位置する現像剤導入位置と前記現像剤回収部での現像剤搬送方向下流側に位置する現像剤回収位置とに対応して設けられて前記収容部に連通する経路で構成されていることを特徴とする（１）乃至（７）のうちの一つに記載の現像装置。

（９）潜像担持体に形成されている静電潜像をトナーとキャリアとからなる現像剤により可視像処理する現像部と、該現像部から回収した現像剤を再度該現像部の現像剤供給部に向け移送する循環部とを備え、該循環部には、上記現像部に至る前の位置に現像剤の一部を収容して攪拌する収容部が設けられている現像装置において、
前記現像部には、現像剤供給部と現像剤回収部とが設けられ、
前記現像剤供給部および現像剤回収部は縦方向に並置され、該現像剤供給部と現像剤回収部とは、該現像剤供給部および現像剤回収部から外側に設けられた迂回路により連通され、該迂回路は、前記現像剤供給部の供給部材による現像剤の搬送開始位置後方に設けられて現像剤供給部に導入される現像剤量の規定部として用いられることを特徴とする現像装置。

（１０）前記迂回路には、前記現像剤供給部側に現像剤の供給量を規定する堰部が設けられ、該堰部を乗り越える現像剤が前記現像剤回収部に向け流れ込むことを特徴とする（９）に記載の現像装置。

（１１）潜像担持体に形成されている静電潜像をトナーとキャリアとからなる現像剤により可視像処理する現像部と、該現像部から回収した現像剤を再度該現像部の現像剤供給部に向け移送する循環部とを備え、該循環部には、上記現像部に至る前の位置に現像剤の一部を収容して攪拌する収容部が設けられている現像装置において、
前記現像部には現像剤供給部と現像剤回収部とが水平方向に並置され、現像剤供給部は前記収容部との間に設けられている供給用搬送路に形成された現像剤導入部を介して該収容部に接続され、前記現像剤回収部は前記収容部との間に設けられている回収用搬送路に形成された排出部を介して収容部に接続され、
前記供給用搬送路に形成されている現像剤導入部は、現像剤供給部に導入される現像剤量の規定部として用いられることを特徴とする現像装置。

（１２）前記収容部に接続されている前記供給用搬送路での現像剤の搬送方向下流側と前記回収用搬送路での現像剤の現像剤搬送方向上流側とは、迂回路により接続されていることを特徴とする（１１）に記載の現像装置。

（１３）前記現像部の現像剤供給部および現像剤回収部は、水平方向で隣接させて設けられていることを特徴とする（１１）または（１２）に記載の現像装置。

（１４）前記収容部には、現像剤を上昇させながら攪拌可能なスクリュー部材と該スクリュー部材の外周で回転する攪拌部材とが設けられ、前記供給用搬送路は前記スクリュー部材により上昇した現像剤が流れ出す位置に相当する収容部の上部側に接続され、前記回収用搬送路は前記スクリュー部材による現像剤の上昇開始位置に相当する収容部の下部に接続されていることを特徴とする（１１）乃至（１３）のうちの一つに記載の現像装置。

（１５）前記収容部には、新規トナーの補給部が接続されていることを特徴とする（１）乃至（１４）のうちの一つに記載の現像装置。

（１６）（１）乃至（１５）のうちの一つ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。

本発明によれば、収容部から搬送される現像剤の入り口側に設けられた現像剤取り出し部は、前記現像剤回収部と共に前記収容部に接続され、現像剤供給部に導入される現像剤量の規定部として用いられるので、現像剤供給部には常に一定した量の現像剤が供給されることになる。特に、現像剤量の規定部は、現像剤供給部に必要とされる現像剤規定量以上の循環量を対象として過剰部分を回収するので、環境条件や嵩による現像剤の変動が生じても現像剤供給部への供給量を一定に保つことが可能となり、剤不足による異常画像の発生や過剰供給による周辺部への飛散などを確実に防止することが可能となる。

本発明実施例による現像装置が用いられる画像形成装置の構成を示す断面図である。 本発明実施例による現像装置の構成を説明するための模式図である。 図２に示した現像装置を対象とした現像剤の供給機構の構成を説明するための図である。 図３に示した供給機構の展開図である。 図４に示した供給機構における特徴部を示す部分的な拡大図である。 本発明の別実施例による現像装置に用いられる現像剤供給機構の構成を説明するための図４相当の展開図である。 図６に示した現像剤供給装置における特徴を説明するための図である。 本発明のさらに別の実施例による現像装置の構成を説明するための図４相当の展開図である。 図８に示した現像装置に用いられる現像剤供給機構の構成を説明するための模式図である。 図９に示した現像剤供給機構を示す外観図である。 図９に示した現像剤供給機構での現像剤の搬送状態を説明するための図９相当の展開図である。

以下、図面により本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明による現像装置を用いる画像形成装置を示している。同図に示す画像形成装置は、タンデム方式によるフルカラープリンタであるが、本発明は、これに限らず、複写機やファクシミリ装置などにも適用することができる。
図１に示す画像形成装置は、装置本体１００内で中間転写ユニット１０に設けられている未定着像担持体としての中間転写ベルト１０Ａ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６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが並設されている。

これらの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ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。なお、以下の説明では、各作像部で共通する数字の符号のみを挙げて説明し、トナーの色を示すアルファベットの符号は省く。
各作像部６は、潜像担持体としての感光体ドラム１と、感光体ドラム１の周囲に配設された帯電手段２、現像装置３、クリーニング手段４等で構成されている。
感光体ドラム１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、感光体ドラム１上に所望のトナー像が形成される。
感光体ドラム１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、帯電手段２の位置で表面が一様に帯電される（帯電工程）。

感光体ドラム１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（露光工程）、現像装置３と対向する位置に達すると、そこから供給される現像剤に含まれるトナーにより可視像処理されて現像工程が実行される。
現像工程において可視像処理されたトナー像を担持する感光体ドラム１の表面は、中間転写ベルト１０Ａ及び１次転写バイアスローラ５との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト１０Ａ上に転写される（１次転写工程）。

転写を終えて感光体１の表面は、クリーニング手段４との対向位置に達し、この位置で感光体ドラム１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、感光体ドラム１の表面は図示しない除電ローラにより電位を初期化される。このような工程を経過することで、感光体ドラム１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、モノクロ画像のみの単一画像形成時およびフルカラー画像形成時にそれぞれ行われるが、フルカラー画像形成時には、図１に示した４つの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおいて各工程がそれぞれ行われる。すなわち、作像部の下方に配設された不図示の露光部（光書き込み装置）から、画像情報に基づいたレーザ光が、各作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの感光体ドラム上に向けて照射される。その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト１０Ａ上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト１０Ａ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５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト１０Ａを感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ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５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ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１０Ａは、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト１０Ａ上に重ねて１次転写される。
各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト１０Ａは、２次転写手段としての２次転写ローラ７との対向位置に達する。中間転写ベルト１０Ａ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Ｐ上に一括転写される。

装置本体１００の下部に配設された給紙部８には、転写紙Ｐが複数枚重ねて収納されており、給紙コロ９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Ｐはレジストローラ対１０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１０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、前記のように、２次転写ニップにおいて転写紙Ｐ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Ｐは、定着部１１へ搬送され、ここで、定着ローラ及び圧力ローラ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Ｐは、排紙ローラ対１２により、装置本体１００の上面に形成された排紙部１００Ａへ出力画像として排出され、スタックされる。こうして、画像形成装置における一連の画像形成プロセスが完了する。なお、図１において符号１３は、中間転写ベルト１０Ａのクリーニング装置を示している。

図２は、本発明による一実施例において対象とする現像装置３を示しており、同図に示す現像装置３は、作像部での現像部として用いられる。
現像槽３０の内部には、縦方向に配置された２本の搬送スクリューからなる現像剤供給部材３Ａおよび現像剤回収部材３Ｂがそれぞれ配置されている現像剤供給部３０Ａおよび現像剤回収部３０Ｂが設けられている。
現像剤供給部材３Ａには、現像剤担持体である現像スリーブ３Ｃが対峙しており、現像剤供給部材３Ａから供給される現像剤がドクターブレード３Ｄにより層厚を規定されたうえで供給されるようになっている。
現像剤供給部材３Ａと現像剤回収部材３Ｂとは、回転方向が逆方向に設定されており、回転時には相対する方向に現像剤が搬送される。
現像剤供給部３０Ａおよび現像剤回収部３０Ｂは、図３に示す現像剤供給機構に示す構成において循環部に含まれる位置に配置されている。

図３は、現像剤供給機構の全体構成を示している。
同図において、現像装置３は、感光体ドラム１上の静電潜像を現像する現像剤を収容可能な現像槽３０と、現像槽３０から離れた位置で現像槽３０から回収された現像剤および消費されたトナーに見合う新規トナーを撹拌混合する現像剤収容部４０と、現像剤収容部４０に向け新規トナーを補給するトナー供給部６０と、現像剤収容部４０から排出される撹拌混合後の現像剤を移送するためのロータリーフィーダ５０と、現像剤を空気圧で現像槽３０に向け移送するための現像剤循環駆動源に相当するエアポンプ５１とを主要部として備えている。図３では、現像槽３０がカートリッジ状に構成されている。

現像槽３０と現像剤収容部４０とは、現像槽３０内の現像剤回収部３０Ｂに接続されている現像剤回収流路４１およびロータリーフィーダ５０と現像槽３０内の現像剤供給部３０Ａの上部に接続された現像剤供給流路４２とで接続されて現像剤の循環路を構成し、循環路に設けられている部材を含めた循環部が構成されている。
現像槽３０に接続されている現像剤供給流路４２は、図４において説明するが、現像剤供給部材３Ａの軸方向一端、詳しくは、現像剤供給部材３Ａによる現像剤の搬送方向上流側が該当する現像剤搬送開始位置側に対峙するように接続されている。また、現像剤回収流路４１は、現像槽３０に設けられている現像剤回収部材３Ｂの軸方向で現像剤回収部材３Ｂによる現像剤の搬送方向下流側が該当する現像剤排出位置側に対応させて接続されている。
現像剤収容部４０は、上部が円筒状であって、下部が下向き円錐状のサイロのような外観を呈しており、内部には、図４において詳述する攪拌部材が設けられている。

現像剤収容部４０の上部には、攪拌部材の駆動部をなす駆動モータ４０Ａおよび減速ギヤ群（図２では、ギヤ群を纏めて符号４０Ｂで示している）が設けられている。
現像剤収容部４０において攪拌混合された現像剤は、供給量を調整できるパドルを内部に備えて駆動モータ５０Ａにより回転駆動されるロータリーフィーダ５０に給送され、この位置で供給量を調整される現像剤がエアポンプ５１により生成される気流により現像槽３０に向け搬送される。

トナー供給部６０は、トナータンク６１と、このトナータンク６１と現像剤収容部４０との間に接続されている補給トナー搬送路６２と補給トナー搬送路６２内にて補給されたトナーを気流搬送するためのエアポンプ６３とを備えている

現像後の現像剤は、回収側搬送スクリュー３３の端部に接続されている現像剤回収流路４１（図２参照）から現像剤収容部４０に搬送される。
回収側搬送スクリュー３３の最下流には図示しないトナー濃度検知手段が設置されており、その信号を基にトナータンク６１から新規トナーの補給が行われる。トナーの補給は前述したように補給トナー搬送路６２に接続されているエアポンプ６３による気流搬送によって行われる。

図３に示す現像剤収容部４０は、図４に示すように、上部が円筒状で縦断面が下向き錐状をなす漏斗状の形状とされた容器４３が用いられており、最下部に位置して最も小径の排出口４００がロータリーフィーダ５０に連通している。
現像剤収容部４０の内部空間には、攪拌部材としてモータ４０Ａから垂下している回転軸４４に一体化されて現像剤の流下方向と逆方向に現像剤を移動させる向きのスクリュー４４Ａと、回転軸４４により駆動される減速ギヤ群４０Ｂの出力ギヤと連動可能な端板４５を有する攪拌羽根４５Ａが設けられている。攪拌羽根４５Ａは、端板４５の径方向に平行する板状部材に複数のスリットが形成されて現像剤の一部を通過させながら残りの現像剤を押し動かして攪拌できる構成が用いられている。

容器４３の最下部に位置する排出口４００に接続されているロータリーフィーダ５０は、モータ５０Ａ（図２参照）の回転量に応じて現像剤の排出量を制御するために設けられており、モータ５０Ａの回転軸に固定されて放射状に延長された複数の羽根５０Ｂ１を有するロータリーバルブ部材５０Ｂを備えている。

以上のような構成を対象として、本発明実施例の特徴について説明すると次の通りである。
図４は、図３に示した現像剤供給機構の展開図であり、図５は、図４において（５）で示す範囲の要部を示す拡大図である。
図４において、現像装置３に設けられている現像剤供給部３０Ａと現像剤回収部３０Ｂとは、軸方向で同じ側の端部がずらされており、現像剤供給部３０Ａには、現像剤収容部４０から搬送されて供給される現像剤の入り口３０Ａ１側に現像剤取り出し部６４Ａが設けられている。
この現像剤取り出し部６４Ａには、現像剤収容部４０に接続された取り出し現像剤回収路６４が設けられている。

取り出し現像剤回収路６４には、現像装置３の現像剤回収部３０Ｂから延長された現像剤回収流路４１が合流させてある。従って、現像剤取り出し部６４Ａは、現像剤回収部３０Ｂと共に現像剤収容部４０に接続されている。
現像剤取り出し部６４Ａは、現像剤供給部３０Ａ内に導入される現像剤の自重を利用して落下させることができるように、現像剤供給部３０Ｂにおける下部に形成された開口により構成されており、現像剤供給部３０Ａに導入される現像剤量の規定部として機能するようになっている。

規定部として機能するための構成は次の通りである。
つまり、現像剤取り出し部６４Ａは、図５において符号Ｐ１で示す、現像剤収容部４０から延長された現像剤供給流路４２が接続される現像剤の入り口３０Ａ１での開口中心に対して、符号Ｐ２で示すように、現像剤供給部材３Ａのスクリュー羽根の少なくとも１羽根分だけ現像剤の入り口３０Ａ１から軸方向端部の１羽根が位置する軸方向端部側にずらされている。
換言すれば、現像剤取り出し部６４Ａは、後述する現像剤の搬送開始位置に一部がオーバーラップした開口部で構成され、現像部供給部３０Ａの下部が現像剤の入り口にオーバーランプして入り口３０Ａ１からの現像剤を受け止めることができるようになっている。

現像剤取り出し部６４Ａの開口面積Ｓは、現像剤の入り口３０Ａ１から導入される現像剤が現像剤供給部材３Ａにより搬送される現像剤の搬送量よりも少ない量の現像剤が取り出せる面積に設定されており、特に、現像剤の入り口の面積Ｓ１よりも小さい面積に設定されている。
現像剤取り出し部６４Ａの面積Ｓは、現像剤入り口３０Ａ１から導入された現像剤が現像剤供給部３０Ａにおいて必要とされる規定量に相当する循環量を確保する一方、循環量以上、つまり現像剤収容部４０からの現像剤の搬送量に対して現像剤供給部３０Ａで必要とされる規定の循環量を差し引いた量の現像剤を現像剤収容部４０に向けて回収することを条件として設定されている。

これにより、現像剤の入り口３０Ａ１から注がれた状態で現像剤供給部３０Ａ内に導入される現像剤は、全てが現像剤取り出し部６４Ａから排出されるのではなく、現像剤供給部材３Ａの軸端側に位置する１羽根に接触すると、その下部に位置する現像剤供給部３０Ａの内面に受け止められることによりスクリュー羽根の回転に応じて押し動かされて搬送を開始されることになる。

図５において矢印Ｑ１は、現像剤供給部３０Ａに導入された現像剤の一部、つまり現像剤供給部３０Ａで必要とされる規定の循環量以上の現像剤の移動方向を示している。
規定の循環量以上の現像剤は、矢印Ｑで示す、現像剤供給部３０Ａ内で搬送される現像剤とは別に自重により現像剤取り出し部６４Ａから、取り出し現像剤回収路６４に向けて流れ込む。

本実施例は以上のような構成であるから、現像剤収容部４０から現像剤供給部３０Ａで必要とされる規定の循環量以上の現像剤を搬送することで、現像剤供給部３０Ａでの現像剤が不足するのを防止できる。
しかも、規定の循環量以上の現像剤は、現像剤取り出し部６４Ａを介して取り出し現像剤回収路６４から現像剤収容部４０に循環されるので、現像剤供給部３０Ａでは、常に規定の循環量を確保することが可能となる。
これにより現像剤量の不足が原因する異常画像の発生を確実に防止することができ、さらには、過剰な現像剤が導入された場合の飛散等による現像装置周辺部での汚染を防止することができる。

次に本発明の別の特徴を別実施例により説明する。
図６は、図２に示した構成の現像装置を対象として、現像剤取り出し部６４Ａの構成が次の通りとされている。

ここで、現像剤取り出し部の構成を説明する前に、現像装置３に設けられている現像剤供給部３０Ａと現像剤回収部３０Ｂとの構成を説明する。
現像剤供給部３０Ａと現像剤回収部３０Ｂとは、内部に備えられている現像剤供給部材３Ａおよび現像剤回収部材３Ｂの軸長さおよび軸端側に位置するスクリュー羽根の位置が同じとされている。

このような各部の構成を対象として、現像剤取り出し部（便宜上、符号６４Ａ’で示す）は、図６中、矢印Ｄ１で示すように、現像剤供給部３０Ａでの現像剤の搬送方向上側側に位置する現像剤導入位置、つまり、現像剤の入り口３０Ａ１の近傍で、かつ、現像剤回収部３０Ｂにおける現像剤搬送方向（矢印Ｄ２で示す方向）の下流側に位置する現像剤回収口３０Ｂ１に対応して設けられており、現像剤取り出し部６４Ａ’と現像剤回収部３０Ｂとが連通させてある。
現像剤回収部３０Ｂの現像剤回収口３０Ｂ１には現像剤収容部４０との間に接続された現像剤回収流路４１が設けられている。

現像剤取り出し部６４Ａ’は、図５に示した場合と同様に現像剤の入り口３０Ａ１に対する開口中心がずらされているが、そのずらし方として、現像剤回収部３０Ｂに配置されている現像剤回収部材３Ｂの軸端に有する少なくとも１羽根に現像剤が降り注がれる状態が得られるずらし方とされている。また、開口面積に関しては、図５において説明したと同様な条件とされている。

この構成においては、現像剤回収流路４１を現像剤供給部３０Ａからの規定量以上の現像剤の回収路として兼用することができるので、図４に示した場合と違って、現像剤の循環路経路を簡略化することができる。

次に本発明のさらに別の実施例について説明する。
図７は、図２に示した構成の現像装置３を対象とした場合の現像剤取り出し構造、つまり、縦方向に現像剤供給部３０Ａと現像剤回収部３０Ｂとを縦方向に並置した状態が示されている。

図７（Ａ）において、現像装置３内での現像剤供給部３０Ａには、現像剤供給部材３Ａによる現像剤の搬送方向Ｄ１の上流側には、現像剤の入り口３０Ａ１が設けられており、現像剤回収部３０Ｂには、現像剤回収部材３Ｂによる現像剤の搬送方向Ｄ２下流側に現像剤の排出口に連通する現像剤回収流路４１が接続されている。

一方、図７（Ｂ）に示すように、現像装置３内の現像剤供給部３０Ａと現像剤回収部３０Ｂとは、現像槽３０の一部に設けられた迂回路３００を介して連通しており、迂回路３００における現像剤供給部３０Ａ側には堰部３００Ａを用いた現像剤取り出し部６４０が設けられている。

現像剤取り出し部６４０は、堰部３００Ａの開口面積が現像剤の入り口３０Ａ１の開口面積よりも小さくされることにより、現像剤供給部３０Ａで必要とされる規定の循環量以上の過剰な現像剤を、つまり、現像剤収容部からの現像剤の供給量から規定の循環量を差し引いた残りの量の現像剤を溢れ出させることができる面積を設定する寸法に設定されている。

迂回路３００は、図７（Ａ）に示すように、現像剤の入り口３０Ａ１の開口中心Ｐ１に対して、現像剤供給部材３Ａおよび現像剤回収部材３Ｂによる現像剤の搬送方向上流側および下流側で軸端部から軸中心側にすらされている（図７（Ａ）中、符号Ｐ３で示す状態）。
このずらし量は、迂回路３００が現像スリーブ３Ｃ（図２参照）での画像形成領域外に位置しており、迂回路を通過した現像剤供給部３０Ａ内での現像剤の量が現像剤供給部３０Ａで必要とされる循環量に設定されるようになっている。

なお、迂回路は、図７（Ｃ）に示すように、現像剤供給部３０Ａから直接現像剤回収流路４１に連通させることも可能である（便宜上、図７（Ｃ）において迂回路を符号３００’で示す）。

以上のような構成においては、迂回路３００あるいは３００’は、現像剤収容部４０から現像剤供給部３０Ａにおいて必要とされる現像剤の循環量、いわゆる規定量以上の現像剤が供給されると、規定量以上の過剰な現像剤が堰部３００Ａを越えて現像剤取り出し部６４０から現像剤回収部３０Ｂあるいは現像剤回収流路４１に向けて自重により移動して回収される。

この構成においては、前述した実施例と同様に、現像剤供給部３０Ａでは必要とされる規定の循環量の現像剤が確保されるとともに、規定量以上の現像剤、つまり現像剤収容部４０からの供給量から規定の循環量を差し引いた残りの現像剤が現像剤回収流路４１を介して現像剤収容部４０に向け循環する。特に、現像装置内あるいは現像装置の現像剤供給部３０Ａから直接現像剤収容部４０に向けた過剰現像剤の回収が行えることにより、循環系路長を長くすることがなく、気流搬送時でのエア圧力の増大によるエアポンプの駆動負担を抑制することができる。

次に本発明のさらに別の実施例について説明する。
図８は、現像装置（便宜上、符号３’で示す）の内部構成を示す図である。
図８に示す現像装置３’は、図２に示した構成と違って現像剤供給部材３Ａおよび現像剤回収部材３Ｂが水平方向に並置されており、これに伴い、現像槽３０’に設けられている現像剤供給部３０Ａおよび現像剤回収部３０Ｂも水平方向で隣接されて位置している。

このような構成の現像装置３’を対象として本実施例の特徴を説明すると次の通りである。
本実施例の特徴は、循環路の構成にある。
図９は、現像剤収容部４０と現像装置における現像剤供給部３０Ａ、現像剤回収部３０Ｂを含む現像剤の循環路を示す図であり、同図において、現像剤の循環路は、現像剤収容部４０の現像剤供給側に接続された供給用搬送路４００と、現像装置内の現像剤供給部３０Ａ、現像剤回収部３０Ｂそして、現像剤収容部４０の現像剤回収側に接続された回収用搬送路５００とを備えている。

現像剤供給部３０Ａは、供給用搬送路４００に設けられている現像剤導入部に相当する現像剤入り口３０Ａ１を介して供給用搬送路４００に連通しており、現像剤回収部３０Ｂは、回収用搬送路５００に設けられている現像剤回収口３０Ｂ１を介して回収用搬送路５００に連通している。

図９において供給用搬送路４００は、現像剤収容部４０の上部側に接続され、回収用搬送路５００は現像剤収容部４０の下部側に接続され、そしてこれら両方の搬送路４００、５００は、現像剤収容部４０と反対側において周回された搬送路、いわゆる周回路を介して連通させてある。

供給用搬送路４００および回収用搬送路５００の内部には、現像剤の搬送を行うための搬送スクリュー４０１、５０１が配置されており、これら搬送スクリュー４０１、５０１は、回転方向が互いに逆方向に設定されている。

供給用搬送路４００と現像剤供給部３０Ａとを連通させる現像剤の入り口３０Ａ１は、供給用搬送路４００に設けられている搬送スクリュー４０１による現像剤の搬送方向Ｄ１下流側に位置し、回収用搬送路５００と現像剤回収部３０Ｂとを連通させる現像剤回収口３０Ｂ１は、回収用搬送路５００に設けられている搬送スクリュー５０１による現像剤の搬送方向Ｄ２上流側に位置している。

図９に示す現像剤の入り口３０Ａ１は、現像剤供給部３０Ａに導入される規定の循環量のみを取り込むことができる開口面積が設定されており、規定の循環量以上の現像剤は、搬送スクリュー４０１の押し動かしにより現像剤回収部３０Ｂとの連通部である周回路に向けて搬送される。

つまり、搬送スクリュー４０１の羽根部分での現像剤の搬送量と、搬送スクリューの回転数との設定により、現像剤の入り口３０Ａ１を通過する現像剤は、一部が入り口３０Ａ１から現像剤供給部３０Ａ内に取り込まれ、残りが周回路に向けて移動する。
例えば、スクリュー羽根の１羽根分の現像剤搬送量が判っていれば、その一部を現像剤供給部３０Ａ内に取り込むようにしたとすれば、現像剤の入り口３０Ａに対するスクリュー羽根の通過回数および通過時間により規定の循環量を得ることができるので、スクリュー羽根により搬送される現像剤の全てが現像剤の入り口３０Ａから現像剤供給部３０Ａ内に取り込まれることがないようにできる。
従って、現像剤供給部３０Ａ側において現像剤の入り口３０Ａ１を通過した現像剤は、周回部を介して現像剤回収部３０Ｂから排出される現像剤と共に回収用搬送路５００を移動して現像剤収容部４０内に導入される。

現像剤収容部４０内に導入された現像剤は、スクリュー４４により上昇移動するとともに攪拌羽根４５Ａの剪断作用により攪拌混合されて摩擦帯電が施された後、再度、供給用搬送路４００に向けて移動し、現像剤供給部３０Ａに取り込まれる。
現像剤収容部４０では、容器４３の断面形状および攪拌羽根４５Ａの回転による遠心力を受けて現像剤が上昇しやすくなるのを利用して、供給用搬送路４００が容器４３の上部に、そして回収用搬送路５００が容器４３の下部に接続されている。
図１０は、図９に示した現像剤の供給機構を示す外観図である。

本実施例は以上のような構成であるから、図１０に示すように、供給用搬送路４００から現像装置３の現像剤供給部３０Ａに対して現像剤の自重により導入させる一方、回収用搬送路５００には現像装置３の現像剤回収部３０Ｂから現像竿の自重により排出する構成が得られるので、各搬送路間に現像装置３を組み入れることができる。これにより、高さ方向での現像装置３の設置スペースを低減することができる。

一方、図９に示した現像剤供給機構では、現像剤の搬送量に関して図１１に示す結果が得られる。
図１１は、現像剤の流れと搬送量とを示す模式図であり、同図において、各位置での搬送量が異なり、その関係は、図中に示す式で表される。本発明では、現像剤収容部４０からの搬送量Ａが現像装置３の現像剤供給部３０Ａおよび現像剤回収部３０Ｂで必要な量Ｂ１、Ｂ２に対して過剰に設定されており、搬送量Ａが変動した場合でも、上記現像部で必要な量Ａ１、Ａ２が変化しないようになっている。

３ 現像装置
３Ａ 現像剤供給部材
３Ｂ 現像剤回収部材
３０ 現像槽
３０Ａ 現像剤供給部
３０Ａ１ 現像剤の入り口
３０Ｂ 現像剤回収部
３０Ｂ１ 現像剤回収口
４０ 現像剤収容部
４１ 現像剤回収搬流路
４２ 現像剤供給流路
４３ 容器
４４Ａ スクリュー部材
４５Ａ 攪拌羽根
６１ トナータンク
６２ 補給トナー搬送路
６３ エアポンプ
６４ 取り出し現像剤回収路
６４Ａ、６４０ 現像剤取り出し部
３００、３００’ 迂回路
３００Ａ 堰部
Ｐ１、Ｐ２ 開口中心
Ｓ１、Ｓ２ 開口面積

特開平０４−１９８９６６号公報 特開２００８−３５６１号公報

Claims (16)

1. 潜像担持体に形成されている静電潜像をトナーとキャリアとからなる現像剤により可視像処理する現像部と、該現像部から回収した現像剤を再度該現像部の現像剤供給部に向け移送する循環部とを備え、該循環部には、上記現像部に至る前の位置に現像剤の一部を収容して攪拌する収容部が設けられている現像装置において、
   前記現像部には、現像剤供給部と現像剤回収部とが設けられ、該現像剤供給部には、前記収容部から搬送される現像剤の入り口側に現像剤の流出を行わせる現像剤取り出し部が設けられ、該現像剤取り出し部は、前記現像剤回収部と共に前記収容部に接続され、現像剤供給部に導入される現像剤量の規定部として用いられることを特徴とする現像装置。
2. 前記現像剤取り出し部は、前記現像剤供給部に導入される現像剤の一部を前記収容部に導入可能であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記現像剤供給部に搬送される現像剤量は、該現像剤供給部に必要とされる規定量に相当する循環量以上に設定されていること特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
4. 前記現像剤取り出し部は、前記現像剤供給部に導入される現像剤の自重により規定量以上の現像剤を前記収容部に回収する構成であることを特徴とする請求項１乃至３のうちの一つに記載の現像装置。
5. 前記現像剤取り出し部は、前記現像剤供給部に装備されている現像剤搬送部材による現像剤搬送開始位置において該現像剤搬送部材による搬送量よりも少ない量の現像剤を取り出せる面積を有していることを特徴とする請求項１乃至４のうちの一つに記載の現像装置。
6. 前記現像剤取り出し部は、前記現像剤搬送開始位置に一部がオーバーラップする開口部で構成されていることを特徴とする請求項５記載の現像装置。
7. 前記循環部に設けられている収容部には、前記現像部の現像剤供給部および現像剤回収部にそれぞれ連通する搬送路が設けられ、現像剤供給部に向けた現像剤が気流搬送され、該現像剤供給部の現像剤取り出し部および現像剤回収部からの現像剤が流入する構成であることを特徴とする請求項１乃至６のうちの一つに記載の現像装置。
8. 前記現像剤取り出し部は、前記現像剤供給部での現像剤の搬送方向上流側に位置する現像剤導入位置と前記現像剤回収部での現像剤搬送方向下流側に位置する現像剤回収位置とに対応して設けられて前記収容部に連通する経路で構成されていることを特徴とする請求項１乃至７のうちの一つに記載の現像装置。
9. 潜像担持体に形成されている静電潜像をトナーとキャリアとからなる現像剤により可視像処理する現像部と、該現像部から回収した現像剤を再度該現像部の現像剤供給部に向け移送する循環部とを備え、該循環部には、上記現像部に至る前の位置に現像剤の一部を収容して攪拌する収容部が設けられている現像装置において、
   前記現像部には、現像剤供給部と現像剤回収部とが設けられ、
   前記現像剤供給部および現像剤回収部は縦方向に並置され、該現像剤供給部と現像剤回収部とは、該現像剤供給部および現像剤回収部から外側に設けられた迂回路により連通され、該迂回路は、前記現像剤供給部の供給部材による現像剤の搬送開始位置後方に設けられて現像剤供給部に導入される現像剤量の規定部として用いられることを特徴とする現像装置。
10. 前記迂回路には、前記現像剤供給部側に現像剤の供給量を規定する堰部が設けられ、該堰部を乗り越える現像剤が前記現像剤回収部に向け流れ込むことを特徴とする請求項９に記載の現像装置。
11. 潜像担持体に形成されている静電潜像をトナーとキャリアとからなる現像剤により可視像処理する現像部と、該現像部から回収した現像剤を再度該現像部の現像剤供給部に向け移送する循環部とを備え、該循環部には、上記現像部に至る前の位置に現像剤の一部を収容して攪拌する収容部が設けられている現像装置において、
    前記現像部には現像剤供給部と現像剤回収部とが水平方向に並置され、現像剤供給部は前記収容部との間に設けられている供給用搬送路に形成された現像剤導入部を介して該収容部に接続され、前記現像剤回収部は前記収容部との間に設けられている回収用搬送路に形成された排出部を介して収容部に接続され、
    前記供給用搬送路に形成されている現像剤導入部は、現像剤供給部に導入される現像剤量の規定部として用いられることを特徴とする現像装置。
12. 前記収容部に接続されている前記供給用搬送路での現像剤の搬送方向下流側と前記回収用搬送路での現像剤の現像剤搬送方向上流側とは、迂回路により接続されていることを特徴とする請求項１１に記載の現像装置。
13. 前記現像部の現像剤供給部および現像剤回収部は、水平方向で隣接させて設けられていることを特徴とする請求項１１または１２に記載の現像装置。
14. 前記収容部には、現像剤を上昇させながら攪拌可能なスクリュー部材と該スクリュー部材の外周で回転する攪拌部材とが設けられ、前記供給用搬送路は前記スクリュー部材により上昇した現像剤が流れ出す位置に相当する収容部の上部側に接続され、前記回収用搬送路は前記スクリュー部材による現像剤の上昇開始位置に相当する収容部の下部に接続されていることを特徴とする請求項１１乃至１３のうちの一つに記載の現像装置。
15. 前記収容部には、新規トナーの補給部が接続されていることを特徴とする請求項１乃至１４のうちの一つに記載の現像装置。
16. 請求項１乃至１５のうちの一つ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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