特許 6790370 現像装置及び画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6790370

(24)【登録日】2020年11月9日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】現像装置及び画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/08 20060101AFI20201116BHJP

【ＦＩ】

   G03G15/08 310

   G03G15/08 364

   G03G15/08 321B

【請求項の数】5

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2016-20015(P2016-20015)

(22)【出願日】2016年2月4日

(65)【公開番号】特開2017-138505(P2017-138505A)

(43)【公開日】2017年8月10日

【審査請求日】2018年11月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005496

【氏名又は名称】富士ゼロックス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100137752

【弁理士】

【氏名又は名称】亀井 岳行

(74)【代理人】

【識別番号】100085040

【弁理士】

【氏名又は名称】小泉 雅裕

(74)【代理人】

【識別番号】100108925

【弁理士】

【氏名又は名称】青谷 一雄

(74)【代理人】

【識別番号】100087343

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 智廣

(72)【発明者】

【氏名】加藤 正則

(72)【発明者】

【氏名】大貫 富夫

【審査官】 堀川 あゆ美

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１４２６７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０２２３９４４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−１４５３７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２０５１１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１７４４９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１３７８７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２４２６１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２１９４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０３１３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１２８４３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０９１２９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ １５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

現像剤を保持する現像剤保持体と、
前記現像剤保持体に前記現像剤を供給する供給部材と、
前記供給部材との間で前記現像剤を受渡部にて受け渡しつつ搬送する搬送羽根、及び前記受渡部より搬送方向下流側に前記搬送羽根と同一の外径を有し且つ前記搬送羽根よりピッチが小さく連続して設けられ現像剤を搬送方向上流側へ押し戻すように搬送する排出用の搬送羽根を介して余剰現像剤を排出する排出部を有し、前記搬送羽根及び前記排出用の搬送羽根の上部が装置ハウジングにより覆われる搬送部材と、
前記排出部より搬送方向上流側でトナー濃度を検出する検出手段と、
前記現像剤の搬送方向に沿った下流側の端部に前記装置ハウジングの内面に接触せず前記現像剤に半径方向外方への搬送力を作用させない切欠き部を有し、前記搬送部材の前記検出手段に対応した領域に前記現像剤を滞留させる滞留部材と、
を備える現像装置。

【請求項2】

前記滞留部材は、前記搬送部材の回転軸の外周に半径方向へ向けて設けられた平板状部材からなり、前記切欠き部は、前記平板状部材の一部を切り欠いて形成される請求項１に記載の現像装置。

【請求項3】

前記滞留部材は、前記搬送部材の回転軸の外周に半径方向へ向けて突出し且つ前記搬送部材の搬送方向及び周方向に沿って間隔を隔てて設けられた円柱形状部材からなる請求項１に記載の現像装置。

【請求項4】

前記滞留部材は、前記搬送部材の回転軸の外周に半径方向へ向けて軸方向と交差する方向に傾斜して突出し、且つ前記搬送部材の搬送方向に沿って間隔を隔てて設けられた矩形状部材からなる請求項１に記載の現像装置。

【請求項5】

静電潜像を保持する像保持体と、
前記像保持体の静電潜像を現像する現像手段と、
を備え、
前記現像手段として請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置を用いた画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、現像装置及び画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、現像装置としては、装置筐体の内部に収容された現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段を備えたものがある。かかる現像装置に関連する技術としては、例えば、特許文献１及び２等に開示されたものが既に提案されている。

【0003】

特許文献１は、現像剤受け渡し部における現像剤の凝集や固着を効果的に抑制するため、攪拌搬送部材は、トナー濃度を検出するトナーセンサーが配置される現像剤受け渡し部に対向する部分に、回転軸が欠損するとともに回転軸と平行な複数のリブを含むパドル部が形成されるように構成したものである。

【0004】

特許文献２は、現像剤の圧力の不足によるトナー濃度の検知精度の低下を抑えるため、現像剤搬送部材の回転軸線方向における少なくともトナー濃度検知手段との対向領域に、回転軸部材を中心にして公転するシャベル状の構造体を設けるように構成したものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１４−６００１７号公報

【特許文献2】特開２００９−２２２９２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

この発明は、検出手段に対応した領域に現像剤を滞留させる滞留部材が、現像剤に対して半径方向外方への搬送力を作用させない非作用部を有しない場合に比較して、現像剤が過剰に排出されるのを抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項１に記載された発明は、現像剤を保持する現像剤保持体と、
前記現像剤保持体に前記現像剤を供給する供給部材と、
前記供給部材との間で前記現像剤を受渡部にて受け渡しつつ搬送する搬送羽根、及び前記受渡部より搬送方向下流側に前記搬送羽根と同一の外径を有し且つ前記搬送羽根よりピッチが小さく連続して設けられ現像剤を搬送方向上流側へ押し戻すように搬送する排出用の搬送羽根を介して余剰現像剤を排出する排出部を有し、前記搬送羽根及び前記排出用の搬送羽根の上部が装置ハウジングにより覆われる搬送部材と、
前記排出部より搬送方向上流側でトナー濃度を検出する検出手段と、
前記現像剤の搬送方向に沿った下流側の端部に前記装置ハウジングの内面に接触せず前記現像剤に半径方向外方への搬送力を作用させない切欠き部を有し、前記搬送部材の前記検出手段に対応した領域に前記現像剤を滞留させる滞留部材と、
を備える現像装置である。

【0008】

請求項２に記載された発明は、前記滞留部材は、前記搬送部材の回転軸の外周に半径方向へ向けて設けられた平板状部材からなり、前記切欠き部は、前記平板状部材の一部を切り欠いて形成される請求項１に記載の現像装置である。

【0009】

請求項３に記載された発明は、前記滞留部材は、前記搬送部材の回転軸の外周に半径方向へ向けて突出し且つ前記搬送部材の搬送方向及び周方向に沿って間隔を隔てて設けられた円柱形状部材からなる請求項１に記載の現像装置である。

【0010】

請求項４に記載された発明は、前記滞留部材は、前記搬送部材の回転軸の外周に半径方向へ向けて軸方向と交差する方向に傾斜して突出し、且つ前記搬送部材の搬送方向に沿って間隔を隔てて設けられた矩形状部材からなる請求項１に記載の現像装置である。

【0011】

請求項５に記載された発明は、静電潜像を保持する像保持体と、
前記像保持体の静電潜像を現像する現像手段と、
を備え、
前記現像手段として請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置を用いた画像形成装置である。

【発明の効果】

【0012】

請求項１に記載された発明によれば、検出手段に対応した領域に現像剤を滞留させる滞留部材が、現像剤に対して半径方向外方への搬送力を作用させない切欠き部を有しない場合に比較して、現像剤が過剰に排出されるのを抑制することができる。

【0013】

請求項２に記載された発明によれば、滞留部材が、搬送部材の回転軸の外周に半径方向へ向けて設けられた平板状部材からなり、切欠き部を、前記平板状部材の一部を切り欠いて形成しない場合に比較して、滞留部材の構成が容易となる。

【0014】

請求項３に記載された発明によれば、滞留部材を、搬送部材の回転軸の外周に半径方向へ向けて突出し且つ搬送部材の搬送方向及び周方向に沿って間隔を隔てて設けられた円柱形状部材から構成しない場合に比較して、滞留部材の設定が容易となる。

【0015】

請求項４に記載された発明によれば、滞留部材を、搬送部材の回転軸の外周に半径方向へ向けて軸方向と交差する方向に傾斜して突出し、且つ搬送部材の搬送方向に沿って間隔を隔てて設けられた矩形状部材から構成しない場合に比較して、滞留部材の設定が容易となる。

【0016】

請求項５に記載された発明によれば、現像手段として請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置を用いない場合に比較して、現像剤が過剰に排出されるのを抑制することができ、画質低下が抑制される。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】この発明の実施の形態１に係る現像装置を適用した画像形成装置を示す全体構成図である。

【図2】この発明の実施の形態１に係る画像形成装置の画像形成部を示す構成図である。

【図3】同図（ａ）はこの発明の実施の形態１に係る現像装置を示す正面構成図、同図（ｂ）は同現像装置を示す上部ハウジングを除いた平面構成図である。

【図4】この発明の実施の形態１に係る現像装置の要部を示す平面構成図である。

【図5】撹拌搬送部材を示す正面構成図である。

【図6】撹拌搬送部材を示す斜視構成図である。

【図7】従来の撹拌搬送部材の作用を示す構成図である。

【図8】この実施の形態１の撹拌搬送部材の作用を示す構成図である。

【図9】実験例を示すグラフである。

【図10】参考例を示すグラフである。

【図11】比較例を示すグラフである。

【図12】同図（ａ）〜（ｇ）はこの発明の実施の形態２に係る現像装置の要部をそれぞれ示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

【0019】

[実施の形態１]
図１はこの発明の実施の形態１に係る現像装置を適用した画像形成装置の全体の概要を示し、図２はその画像形成装置における要部（作像装置など）を拡大して示している。

【0020】

＜画像形成装置の全体の構成＞
実施の形態１に係る画像形成装置１は、例えばカラープリンタとして構成されたものである。この画像形成装置１は、現像剤を構成するトナーで現像されるトナー像を形成する複数の作像装置１０と、各作像装置１０で形成されたトナー像をそれぞれ保持して最終的に記録媒体の一例としての記録用紙５に二次転写する二次転写位置まで搬送する中間転写装置２０と、中間転写装置２０の二次転写位置に供給すべき所要の記録用紙５を収容して搬送する給紙装置５０と、中間転写装置２０で二次転写された記録用紙５上のトナー像を定着させる定着装置４０等を備えている。なお、図中の１ａは画像形成装置１の本体を示し、この本体１ａは支持構造部材、外装カバー等で形成されている。また、図中の一点鎖線は、装置本体１ａ内において記録用紙５が搬送される主な搬送経路を示す。

【0021】

作像装置１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナー像をそれぞれ専用に形成する４つの作像装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋで構成されている。これらの４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、本体１ａの内部空間において水平方向に沿って１列に並べた状態となるよう配置されている。

【0022】

各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、図１や図２に示されるように、像保持体の一例としての回転する感光体ドラム１１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を備えており、この感光体ドラム１１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の周囲に、次のようなトナー像形成手段の一例としての各装置が主に配置されている。主な装置とは、感光体ドラム１１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の像形成が可能な周面（像保持面）を所要の電位に帯電させる帯電装置１２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、感光体ドラム１１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の帯電された周面に画像の情報（信号）に基づく光を照射して電位差のある各色用の静電潜像を形成する露光装置１３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、その静電潜像を対応する色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の現像剤のトナーで現像してトナー像にする現像手段の一例としての現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、その各トナー像を中間転写装置２０に転写する一次転写手段の一例としての一次転写装置１５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、一次転写後における感光体ドラム１１の像保持面に残留して付着するトナー等の付着物を取り除いて清掃するドラム清掃装置１６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）等である。

【0023】

感光体ドラム１１は、接地処理される円筒状又は円柱状の基材の周面に感光材料からなる光導電性層（感光層）を有する像保持面を形成したものである。この感光体ドラム１１は、図示しない駆動装置から動力が伝達されて矢印Ａで示す方向に回転するように支持されている。

【0024】

帯電装置１２は、感光体ドラム１１に接触した状態で配置される接触型の帯電ロールで構成される。帯電装置１２には帯電用電圧が供給される。帯電用電圧としては、現像装置１４が反転現像を行うものである場合、現像装置１４から供給されるトナーの帯電極性（負極性）と同じ極性の電圧又は電流が供給される。なお、帯電装置１２としては、感光体ドラム１１の表面に非接触状態で配置されるスコロトロン等の非接触型の帯電装置を用いてもよい。

【0025】

露光装置１３は、画像形成装置１に入力される画像の情報に応じて構成される光（矢付き実線）を、帯電された後の感光体ドラム１１の周面に対して半導体レーザ１３１により偏向走査して静電潜像を形成するものである。露光装置１３は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各作像装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋに対応してそれぞれ備えられている。露光装置１３には、潜像形成時になると画像形成装置１に任意の手段で入力されるフルカラー又は白黒に対応した画像の情報（信号）が送信される。なお、露光装置１３としては、各作像装置１０の感光体ドラム１１の軸方向に沿って配列された複数の発光素子としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode）により感光体ドラム１１に画像情報に応じた光を照射して静電潜像を形成するＬＥＤプリントヘッドからなるものを用いても良い。

【0026】

現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）はいずれも、図２に示されるように、開口部と現像剤４の収容室が形成された装置ハウジング１４０の内部に、現像剤４を保持して感光体ドラム１１と向き合う現像領域まで搬送する現像剤保持体の一例としての現像ロール１４１と、現像剤４を撹拌しながら現像ロール１４１に供給するスクリューオーガー等の供給搬送部材１４２と、供給搬送部材１４２との間で現像剤４を遣り取りしながら撹拌しつつ搬送するスクリューオーガー等の撹拌搬送部材１４３と、現像ロール１４１に保持される現像剤の量（層厚）を規制する層厚規制部材１４４などを配置して構成したものである。上記４色の各現像剤４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）としては、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が使用される。なお、現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）については、後に詳述する。

【0027】

一次転写装置１５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、感光体ドラム１１の周囲に中間転写ベルト２１を介して接触し回転するとともに一次転写用電圧が供給される一次転写ロールを備えた接触型の転写装置である。一次転写用電圧としては、トナーの帯電極性と逆の極性を示す直流の電圧が図示しない電源装置から供給される。

【0028】

ドラム清掃装置１６は、図２に示されるように、一部が開口する容器状の本体１６ａと、一次転写後の感光体ドラム１１の周面に所要の圧力で接触するように配置されて残留トナー等の付着物を取り除いて清掃する清掃板１６ｂと、清掃板１６ｂで取り除いたトナー等の付着物を回収して図示しない回収システムに送り出すよう搬送するスクリューオーガー等の送出部材１６ｃ等で構成されている。清掃板１６ｂとしては、ゴム等の材料からなる板状の部材（例えばクリーニングブレード）が使用される。

【0029】

中間転写装置２０は、図１に示されるように、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の下方の位置に存在するように配置される。中間転写装置２０は、感光体ドラム１１と一次転写装置１５（一次転写ロール）の間となる一次転写位置を通過しながら矢印Ｂで示す方向に回転する中間転写ベルト２１と、中間転写ベルト２１をその内面から所望の状態に保持して回転自在に支持する複数のベルト支持ロール２２〜２６と、ベルト支持ロール２６に支持されている中間転写ベルト２１の外周面（像保持面）側に配置されて中間転写ベルト２１上のトナー像を記録用紙５に二次転写させる二次転写手段の一例としての二次転写装置３０と、二次転写装置３０を通過した後に中間転写ベルト２１の外周面に残留して付着するトナー、紙粉等の付着物を取り除いて清掃するベルト清掃装置２７とで主に構成されている。

【0030】

中間転写ベルト２１としては、例えばポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の合成樹脂にカーボンブラック等の抵抗調整剤などを分散させた材料で製作される無端状のベルトが使用される。また、ベルト支持ロール２２は図示しない駆動装置によって回転駆動される駆動ロールとして構成され、ベルト支持ロール２３，２４は中間転写ベルト２１の画像形成面を形成する面出しロールとして構成され、ベルト支持ロール２５は中間転写ベルト２１に張力を付与する張力付与ロール及び中間転写ベルト２１の蛇行を補正する蛇行補正ロールとして構成され、ベルト支持ロール２６は二次転写の背面支持ロールとして構成されている。

【0031】

二次転写装置３０は、図１に示されるように、中間転写装置２０におけるベルト支持ロール２６に支持されている中間転写ベルト２１の外周面部分である二次転写位置において、中間転写ベルト２１の周面に接触して回転するとともに二次転写用電圧が供給される二次転写手段を構成する二次転写ロール３１を備えた接触型の転写装置である。二次転写装置３０は、二次転写ロール３１とバックアップロールとしてのベルト支持ロール２６とから構成されている。また、二次転写ロール３１又はベルト支持ロール２６には、トナーの帯電極性と逆極性又は同極性を示す直流の電圧が二次転写用電圧として供給される。

【0032】

ベルト清掃装置２７は、ドラム清掃装置１６と同様に構成され、一部が開口する容器状の本体と、二次転写後の中間転写ベルト２１の周面に所要の圧力で接触するように配置されて残留トナー等の付着物を取り除いて清掃する図示しない清掃板と、清掃板で取り除いたトナー等の付着物を回収して回収システムに送り出すよう搬送する図示しないスクリューオーガー等の送出部材等で構成されている。

【0033】

定着装置４０は、表面温度が所要の温度に保持されるよう加熱手段によって加熱されるベルト形態又はロール形態の加熱用回転体４１と、この加熱用回転体４１の軸方向にほぼ沿う状態で所定の圧力で接触して回転するロール形態又はベルト形態の加圧用回転体４２などを配置して構成されたものである。定着装置４０は、加熱用回転体４１と加圧用回転体４２が接触する接触部が所要の定着処理（加熱及び加圧）を行う定着処理部となる。

【0034】

給紙装置５０は、中間転写装置２０の下方側の位置に存在するように配置される。給紙装置５０は、所望のサイズ、種類等の記録用紙５を積載した状態で収容する複数（又は単数）の用紙収容体５１と、用紙収容体５１から記録用紙５を１枚ずつ送り出す送出装置５２とで主に構成されている。用紙収容体５１は、例えば、本体１ａの正面（使用者が操作時に向き合う側面）側に引き出すことができるように取り付けられている。

【0035】

記録用紙５としては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンタ等に使用される普通紙、トレーシングペーパー等の薄紙、あるいはＯＨＰシート等が挙げられる。定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、記録用紙５の表面もできるだけ平滑であることが好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等の坪量が相対的に大きい所謂厚紙なども好適に使用することができる。

【0036】

給紙装置５０と二次転写装置３０との間には、給紙装置５０から送り出される記録用紙５を二次転写位置まで搬送する複数（又は単数）の用紙搬送ロール対５３，５４や図示しない搬送ガイド等で構成される給紙搬送路５５が設けられている。用紙搬送ロール対５４は、例えば記録用紙５の搬送時期を調整するロール（レジストロール）として構成されている。また、二次転写装置３０と定着装置４０との間には、二次転写装置３０の二次転写ロール３１から送り出される二次転写後の記録用紙５を定着装置４０まで搬送するための搬送ベルト５６が設けられている。さらに、本体１ａに形成される用紙の排出口に近い部分には、定着装置４０から送り出される定着後の記録用紙５を本体１ａの側面に設けられた図示しない用紙排出部に排出するための用紙排出ロール対５７が配置されている。

【0037】

また、給紙装置５０は、本体１ａの外部に配置される図示しない大容量の用紙収容体から記録用紙５を搬送するための複数の用紙搬送ロール対５８や図示しない搬送ガイド等で構成される給紙搬送路５９を備えている。

【0038】

図１中、符号１４５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、紙面に直交する方向に沿って複数配列され、対応する現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に供給する少なくともトナーを含む現像剤を収容したトナーカートリッジをそれぞれ示している。この実施の形態では、トナーカートリッジ１４５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の内部にトナーが収容されており、当該トナーには、トリクル用のキャリアが少量充填されている。

【0039】

また、図１中符号１００は、画像形成装置１の動作を統括的に制御する制御装置を示している。制御装置１００は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、あるいはこれらＣＰＵやＲＯＭ等を接続するバス、通信インターフェイスなどを備えている。

【0040】

＜画像形成装置の動作＞
以下、画像形成装置１による基本的な画像形成動作について説明する。

【0041】

ここでは、前記４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を使用して、４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像を形成する動作について説明する。

【0042】

画像形成装置１は、画像形成動作（プリント）の要求の指令情報を受けると、４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、中間転写装置２０、二次転写装置３０、定着装置４０等が始動する。

【0043】

そして、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）では、まず各感光体ドラム１１が矢印Ａで示す方向に回転し、各帯電装置１２が各感光体ドラム１１の表面を所要の極性（実施の形態１ではマイナス極性）及び電位にそれぞれ帯電させる。続いて、各露光装置１３が帯電後の感光体ドラム１１の表面に対し、画像形成装置１に入力される画像の情報を各色成分（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に変換して得られる画像の信号に基づいて発光される光を照射し、その表面に所要の電位差で構成される各色成分の静電潜像をそれぞれ形成する。

【0044】

続いて、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が、感光体ドラム１１に形成された各色成分の静電潜像に対し、所要の極性（マイナス極性）に帯電された対応する色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナーを現像ロール１４１からそれぞれ供給して静電的に付着させて現像を行う。この現像により、各感光体ドラム１１に形成された各色成分の静電潜像は、その対応する色のトナーでそれぞれ現像された４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像として顕像化される。

【0045】

続いて、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光体ドラム１１上に形成された各色のトナー像が一次転写位置まで搬送されると、一次転写装置１５が、その各色のトナー像を中間転写装置２０の矢印Ｂで示す方向に回転する中間転写ベルト２１に対して順番に重ね合わされるような状態で一次転写させる。

【0046】

また、一次転写が終了した各作像装置１０では、ドラム清掃装置１６が付着物を掻き取るように除去して感光体ドラム１１の表面を清掃する。これにより、各作像装置１０は、次の作像動作が可能な状態にされる。

【0047】

続いて、中間転写装置２０では、中間転写ベルト２１の回転により一次転写されたトナー像を保持して二次転写位置まで搬送する。一方、給紙装置５０では、作像動作に合わせて所要の記録用紙５を給紙搬送路５５に送り出す。給紙搬送路５５では、レジストロールとしての用紙搬送ロール対５４が記録用紙５を転写時期に合わせて二次転写位置に送り出して供給する。

【0048】

二次転写位置においては、二次転写装置３０の二次転写ロール３１が、中間転写ベルト２１上のトナー像を記録用紙５に一括して二次転写させる。また、二次転写が終了した中間転写装置２０では、ベルト清掃装置２７が、二次転写後の中間転写ベルト２１の表面に残留したトナー等の付着物を取り除いて清掃する。

【0049】

続いて、トナー像が二次転写された記録用紙５は、中間転写ベルト２１と二次転写ロール３１から剥離された後に搬送ベルト５６を介して定着装置４０まで搬送される。定着装置４０では、回転する加熱用回転体４１と加圧用回転体４２との間の接触部に二次転写後の記録用紙５を導入して通過させることにより、必要な定着処理（加熱及び加圧）を施して未定着のトナー像を記録用紙５に定着させる。最後に、定着が終了した後の記録用紙５は、その片面への画像の形成を行うだけの画像形成動作のときは、用紙排出ロール対５７により、本体１ａの側方に設置された図示しない用紙排出部に排出される。

【0050】

以上の動作により、４色のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラーの画像が形成された記録用紙５が出力される。

【0051】

＜現像装置の構成＞
図２はこの実施の形態１に係る現像装置を示す断面構成図である。

【0052】

現像装置１４は、装置筐体の一例としての装置ハウジング１４０を備えている。装置ハウジング１４０は、大別して、現像装置１４の下部に配置される下部ハウジング１４０ａと、現像装置１４の上部に配置される上部ハウジング１４０ｂとを有している。下部ハウジング１４０ａと上部ハウジング１４０ｂは、図示しないスペーサ部材を介して接合されており、装置ハウジング１４０の内部には、二成分現像剤４を収容する現像剤収容室１４６が形成されている。装置ハウジング１４０の感光体ドラム１１と対向する領域には、開口部１４７が設けられている。また、装置ハウジング１４０の内部には、現像剤保持体の一例としての現像ロール１４１が開口部１４７から一部露出するよう矢印方向に沿って回転可能に配置されている。現像ロール１４１は、内部に固定して配置され、所要の位置に所要極性の磁極が配置されたマグネットロール１４１ｂと、マグネットロール１４１ｂの外周に矢印方向に沿って所要の速度で回転可能に配置される現像スリーブ１４１ａとを有している。現像スリーブ１４１ａは、アルミニウムや非磁性ステンレス等からなる非磁性材料により円筒形状に形成される。

【0053】

この実施の形態では、現像スリーブ１４１ａの回転方向が感光体ドラム１１の回転方向と逆方向に設定されている。すなわち、感光体ドラム１１の回転方向は、図２に示されるように、時計回り方向に設定されている。これに対して、現像スリーブ１４１ａの回転方向は、反時計回り方向に設定されている。その結果、現像スリーブ１４１ａの外周面は、感光体ドラム１１と対向する現像領域において、感光体ドラム１１表面の移動方向と同方向に移動する。なお、現像スリーブ１４１ａの回転方向は、感光体ドラム１１の回転方向と同方向に設定しても良い。

【0054】

装置ハウジング１４０の内部には、現像剤収容室１４６内の現像剤４を汲み上げて現像ロール１４１に供給するスクリューオーガー（サプライオーガー）等からなる供給搬送部材１４２が現像ロール１４１の斜め下方に配置されている。また、装置ハウジング１４０の内部には、当該装置ハウジング１４０の内部に供給される現像剤４を撹拌しつつ搬送するスクリューオーガー（アドミックスオーガー）等からなる撹拌搬送部材１４３が、供給搬送部材１４２の水平方向に沿った背面側に配置されている。撹拌搬送部材１４３も図示しない駆動装置によって時計回り方向に回転駆動される。

【0055】

下部ハウジング１４０ａには、供給搬送部材１４２及び撹拌搬送部材１４３を収容するため、断面略半円筒形状に形成された第１の収容部１４８及び第２の収容部１４９が設けられている。第１の収容部１４８及び第２の収容部１４９は、下部ハウジング１４０ａに設けられた仕切り壁１５０によって仕切られている。

【0056】

また、仕切り壁１５０の長手方向に沿った両端部には、図３（ｂ）に示されるように、供給搬送部材１４２と撹拌搬送部材１４３との間で現像剤４を受け渡す第１及び第２の通路部１５１，１５２がそれぞれ設けられている。また、撹拌搬送部材１４３の軸方向に沿った一方の端部は、装置ハウジング１４０の背面側に突出するように延長されている。装置ハウジング１４０には、撹拌搬送部材１４３の延長部分１４３ｃに対応して角筒形状の供給部１５３が突出するように設けられている。また、供給部１５３の上面には、トナーカートリッジ１４５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）から対応する色の現像剤４が供給される供給口１５４が開口されている。

【0057】

供給搬送部材１４２及び撹拌搬送部材１４３は、図３（ｂ）に示されるように、円柱形状に形成された回転軸１４２ａ，１４３ａと、回転軸１４２ａ，１４３ａの外周に軸方向に沿って螺旋状に一体的に形成された搬送羽根１４２ｂ，１４３ｂとを有している。

【0058】

ところで、現像装置１４は、当該現像装置１４を経時的に使用する間に、二成分現像剤４を構成するキャリアにトナーやトナーの外添剤等が付着して現像剤４が劣化し、トナーとキャリアを混合した状態で撹拌しつつ搬送する際にトナーを摩擦帯電させるキャリアの帯電性能が低下する。キャリアによるトナーの帯電性能が低下するとトナーの帯電不良が発生し、トナーの帯電不良に起因した濃度低下やかぶり等の画質低下が生じることが知られている。

【0059】

そこで、この実施の形態に係る現像装置１４は、トナーの帯電不良に起因した画質低下の発生を抑制するため、現像装置１４の装置ハウジング１４０の内部にキャリアを含む現像剤４を供給しつつ、装置ハウジング１４０内に収容された現像剤４のうち過剰な現像剤を外部に徐々に排出する所謂トリクル現像方式を採用している。

【0060】

現像装置１４の装置ハウジング１４０の内部には、図４に示されるように、撹拌搬送部材１４３の搬送方向に沿った下流側の端部に、余剰な現像剤４を排出するための排出用の搬送羽根１５５が設けられている。排出用の搬送羽根１５５は、現像剤４の搬送方向が撹拌搬送部材１４３の搬送羽根１４３ｂと逆方向に設定されている。また、排出用の搬送羽根１５５は、ピッチが撹拌搬送部材１４３の搬送羽根１４３ｂより狭く（小さく）設定されている。排出用の搬送羽根１５５は、現像剤４の搬送能力が撹拌搬送部材１４３の搬送羽根１４３ｂより小さく、撹拌搬送部材１４３の回転に伴って当該撹拌搬送部材１４３の搬送羽根１４３ｂにより下流側へと搬送される現像剤４を上流側へ押し戻すように搬送する。上流側へ押し戻された現像剤４は、第１の通路部１５１を通して供給搬送部材１４２へと受け渡される。そのため、装置ハウジング１４０の内部に収容された現像剤４の総量は、通常、所要の値に維持されている。

【0061】

一方、現像装置１４の装置ハウジング１４０の内部に収容された現像剤４の総量が所要の値を超えた場合には、第２の収容部１４９に収容されて撹拌搬送部材１４３の搬送羽根１４３ｂにより下流側へと搬送される現像剤４のうち、余剰な現像剤が排出用の搬送羽根１５５を乗り越えて下流側へと搬送されるようになる。撹拌搬送部材１４３には、図５に示されるように、排出用の搬送羽根１５５の下流側に現像剤４を撹拌搬送部材１４３の搬送方向に沿った下流側へと搬送する補助搬送羽根１５６が設けられている。補助搬送羽根１５６は、ピッチが排出用の搬送羽根１５５と略等しく、外径が排出用の搬送羽根１５５より小さく設定されている。また、補助搬送羽根１５６の外周に形成される図示しない搬送通路は、当該補助搬送羽根１５６の外径に応じて小さく設定されている。そのため、補助搬送羽根１５６による現像剤の搬送量は、排出用の搬送羽根１５５よりも大幅に少ない。また、補助搬送羽根１５６の軸方向に沿った先端部に位置する装置ハウジング１４０には、余剰現像剤を装置ハウジング１４０の外部に排出する図示しない排出口が下向きに開口されている。排出口から排出された余剰現像剤は、図示しない回収装置により回収される。

【0062】

また、この実施の形態では、図４に示されるように、余剰現像剤を排出する排出用の搬送羽根１５５より現像剤４の搬送方向に沿った上流側に、装置ハウジング１４０の内部に収容された現像剤４のトナー濃度を検出する検出手段の一例としてのトナー濃度センサー１６０を備えている。トナー濃度センサー１６０は、撹拌搬送部材１４３の搬送方向に沿った下流側の端部近傍であって、第１の通路部１５１の上流側に隣接した位置に配置されている。トナー濃度センサー１６０としては、現像剤４の透磁率を検出することにより当該現像剤４中のトナー濃度を求める透磁率センサーが用いられる。トナー濃度センサー１６０は、図２に示されるように、円柱形状に形成された検出部１６１が撹拌搬送部材１４３を収容した第２の収容部１４９の内壁に露出するよう取り付けられている。

【0063】

また、撹拌搬送部材１４３には、図５及び図６に示されるように、トナー濃度センサー１６０の検出部１６１と対向する領域に、当該トナー濃度センサー１６０の検出部１６１の前面に存在する現像剤４を周方向に沿って撹拌することにより、検出部１６１に現像剤４が付着して検出誤差が生じるのを抑制する撹拌部材の一例として平板状のパドル１６２が一体的に設けられている。

【0064】

一方、近年、上記の如く構成される現像装置１４は、画像形成装置１に求められる生産性の向上に応えるべく、感光体ドラム１１とともに、現像ロール１４１や撹拌搬送部材１４３等の回転速度が増速されて高速化する傾向にある。現像装置１４において現像ロール１４１等の回転速度を増速した場合には、図７に示されるように、現像剤４を回転軸１４３ａの周方向に沿って撹拌するパドル１６２により第２の収容部１４９内に収容された現像剤４が掻き上げられて飛散し、排出用の搬送羽根１５５を超えて補助搬送羽根１５６へと到達する現像剤４が存在することが判明した。

【0065】

撹拌搬送部材１４３のパドル１６２により掻き上げられた現像剤４が補助搬送羽根１５６へ到達すると、第２の収容部１４９内に収容された現像剤量が所要の値を越えておらず、本来排出されるべきでない現像剤４が補助搬送羽根１５６により排出口から排出されることになる。そのため、装置ハウジング１４０の内部に収容された現像剤４が過剰に排出されてしまい、装置ハウジング１４０内の現像剤４の総量が本来存在すべき現像剤量よりも減少する。すると、供給搬送部材１４２により現像ロール１４１へと供給される現像剤４の量が減少し、感光体ドラム１１表面の現像されるべき画像に濃度低下等の画質欠陥が発生する虞れがある。

【0066】

そこで、この実施の形態では、現像ロール１４１等の回転速度を高速化させることに伴う現像剤４の過剰な流出を抑制するため、パドル１６２に、図４及び図５に示されるように、現像剤４に対して回転軸１４３ａの半径方向外方への搬送力を作用させない非作用部の一例としての切欠き部１６３を設けている。

【0067】

さらに説明すると、この実施の形態に係る現像装置１４のパドル１６２には、図４及び図５に示されるように、トナー濃度センサー１６０の検出部１６１と対向する領域において、撹拌搬送部材１４３の現像剤４の搬送方向に沿った下流側に位置する搬送羽根１４３ｂに連結される部分に、所要の幅Ｗの切欠き部１６３が設けられている。このパドル１６２に設けられた切欠き部１６３は、パドル１６２が回転した場合であっても現像剤４と接触することがないため、現像剤４に対して半径方向外方への搬送力を作用させることが不可能な非作用部を構成している。

【0068】

これに対して、従来のパドル１６２は、図７に示されるように、撹拌搬送部材１４３の搬送方向に沿って隣接する搬送羽根１４３ｂの間を連結するようにパドル１６２が設けられている。そのため、パドル１６２が回転した場合には、パドル１６２の搬送方向に沿った全領域が現像剤４と接触し、現像剤４に対して半径方向外方への搬送力を作用させ、現像ロール１４１や撹拌搬送部材１４３等の回転速度を高速化させると、現像剤４を掻き上げて飛散させることとなる。

【0069】

＜現像装置の特徴部分の動作＞
実施の形態１に係る現像装置１４では、図２に示されるように、画像形成動作に伴って、現像ロール１４１、供給搬送部材１４２及び撹拌搬送部材１４３が図示しない駆動装置によって矢印方向にそれぞれ回転駆動される。装置ハウジング１４０の内部に収容された現像剤４は、供給搬送部材１４２及び撹拌搬送部材１４３の回転に伴って撹拌しつつ搬送され、供給搬送部材１４２から現像ロール１４１へと供給され、現像ロール１４１によって感光体ドラム１１と対向する現像領域へと搬送されて、感光体ドラム１１表面の静電潜像を現像する。

【0070】

また、装置ハウジング１４０の内部には、図３（ｂ）に示されるように、所要のタイミングで供給口１５４から新たな現像剤が供給される。装置ハウジング１４０の内部に供給された新たな現像剤は、撹拌搬送部材１４３によって搬送される間に装置ハウジング１４０の内部に収容された現像剤４と撹拌され、第１及び第２の通路部１５１，１５２を介して供給搬送部材１４２へ搬送されて、現像ロール１４１へと供給される。

【0071】

このように、現像装置１４の装置ハウジング１４０の内部に新たな現像剤が徐々に供給されると、装置ハウジング１４０の内部に収容された現像剤４の総量が所要の値を超えることとなる。装置ハウジング１４０の内部に収容された現像剤４の総量が所要の値を超えた場合には、図４及び図５に示されるように、第２の収容部１４９に収容されて撹拌搬送部材１４３の搬送羽根１４３ｂにより下流側へと搬送される現像剤４のうち、余剰な現像剤が排出用の搬送羽根１５５を乗り越えて下流側へと搬送され、補助搬送羽根１５６によって余剰現像剤が装置ハウジング１４０の図示しない排出口から外部に排出される。

【0072】

ところで、上記の如く構成される現像装置１４は、画像形成装置１に求められる生産性の向上に応えるべく、現像ロール１４１や撹拌搬送部材１４３等の回転速度が増速されて高速化する傾向にある。現像装置１４において現像ロール１４１等の回転速度を増速した場合には、撹拌搬送部材１４３のパドル１６２によって第２の収容部１４９内に収容された現像剤４が掻き上げられて飛散しやすくなる。

【0073】

この実施の形態では、図４及び図５に示されるように、パドル１６２の現像剤の搬送方向に沿った下流側の端部に、現像剤４に対して回転軸１４３ａの半径方向外方への搬送力を作用させない切欠き部１６３を設けている。そのため、この実施の形態に係る現像装置１４のパドル１６２では、図８に示されるように、撹拌搬送部材１４３の回転に伴って当該パドル１６２によって掻き上げられる現像剤４の量が、切欠き部１６３が設けられている分だけ減少し、パドル１６２によって掻き上げられて飛散した現像剤４が排出用の搬送羽根１５５を乗り越えて下流側に位置する補助搬送羽根１５６に到達することが抑制される。

【0074】

したがって、この実施の形態に係る現像装置１４では、現像ロール１４１や撹拌搬送部材１４３等の回転速度を増速した場合であっても、パドル１６２によって現像剤４が掻き上げられて飛散し、補助搬送羽根１５６に到達して当該補助搬送羽根１５６によって排出口から排出されることが防止乃至抑制される。そのため、現像装置１４では、現像ロール１４１や撹拌搬送部材１４３等の回転速度を増速した場合であっても、装置ハウジング１４０の内部の現像剤４の総量が略適正な値に維持され、現像濃度の低下等が生じるのを回避することができる。

【0075】

実験例
次に、本発明者らは、上記実施の形態１に係る現像装置の効果を確認するため、図２に示されるような画像形成装置１のベンチモデルを試作し、現像装置１４の装置ハウジング１４０内の現像剤４の総量を確認する実験を行った。なお、画像形成装置１の生産性は、Ａ４サイズの記録用紙５に毎分１００枚画像を形成する１００ｐｐｍに設定した。

【0076】

図９は上記実験例の結果を示すグラフである。

【0077】

この図９から明らかなように、現像装置１４の装置ハウジング１４０内の現像剤４の総量は、設定値である略４８０ｇ程度に収斂させることができることが判った。

【0078】

なお、図１０は参考例の結果を示したものである。この参考例は、パドル１６２そのものを撹拌搬送部材１４３から削除し、現像剤４に対して半径方向外方への搬送力をまったく作用させないように構成したものである。

【0079】

この参考例の場合には、図１０から明らかなように、現像ロール１４１等の回転速度を１００ｐｐｍの生産性に対応した速度に増速しても、装置ハウジング１４０内の現像剤４の総量が設定値である略４８０ｇ程度に近づくと、１分当たりの現像剤の排出量が急激に増加し、装置ハウジング１４０内の現像剤４の総量を設定値に略等しく保持することが可能であることが判る。

【0080】

比較例
次に、本発明者らは、図７に示されるように、比較例として撹拌搬送部材１４３の現像剤の搬送方向に沿った隣接する搬送羽根１４３ｂの間にわたり全面にパドル１６２を設けた従来の現像装置１４を用いた画像形成装置１のベンチモデルを試作し、現像装置１４の装置ハウジング１４０内の現像剤４の総量を確認する実験を行った。なお、画像形成装置１の生産性は、Ａ４サイズの記録用紙５に毎分１００枚画像を形成する１００ｐｐｍに設定した。

【0081】

図１１は上記比較例の結果を示すグラフである。なお、図１１では縦軸のスケールが図９及び図１０と異なる。

【0082】

この図１１から明らかなように、現像装置１４の装置ハウジング１４０内の現像剤４の総量は、設定値である略４８０ｇ程度に達する以前に現像剤の排出量が急激に増加してしまい、装置ハウジング１４０内の現像剤４が過剰に排出されてしまっていることが判る。

【0083】

このように、上記実施の形態によれば、トナー濃度センサー１６０に対応した領域に現像剤４を滞留させるパドル１６２が、現像剤４に対して半径方向外方への搬送力を作用させない非作用部を有しない場合に比較して、現像剤４が過剰に排出されることが抑制される。

【0084】

[実施の形態２]
図１２はこの発明の実施の形態２に係る現像装置の要部を拡大して示している。

【0085】

この実施の形態２では、図１２（ａ）〜（ｇ）に示されるように、パドル１６２に設けられる切欠き部１６３の形状がそれぞれ異なっている。

【0086】

図１２（ａ）に示される実施形態では、パドル１６２を正面略正三角形状に形成された複数の板体１６４から構成しており、各板体１６４の間及びパドル１６２の現像剤搬送方向に沿った下流側に切り欠いた切欠き部１６３を設けている。

【0087】

図１２（ｂ）に示される実施形態では、パドル１６２を現像剤搬送方向に沿った上流側から下流側に向けて高さを直線的に低く形成した三角形状に形成された１枚の板体１６５から構成しており、板体１６５の上部に切り欠いた切欠き部１６３を設けている。

【0088】

図１２（ｃ）に示される実施形態では、平板状に形成されたパドル１６２の内部に現像剤搬送方向に沿った下流側に向けて切欠き部の面積を増大させた切欠き部１６３を設けている。

【0089】

図１２（ｄ）に示される実施形態では、平板１６７として形成されたパドル１６２の上部に現像剤搬送方向に沿った下流側に向けて切欠き部の面積を増大させた切欠き部１６３を設けている。

【0090】

図１２（ｅ）に示される実施形態では、平板１６８として形成されたパドル１６２を回転軸１４３ａの外周に先端部１６８ａが回転方向の上流側に向けて傾斜するように配置し、平板１６８の基端部１６８ｂに現像剤に対して半径方向外方への搬送力を作用させない切欠き部１６３を設けている。

【0091】

図１２（ｆ）に示される実施形態では、パドル１６２を平板ではなく、回転軸１４３ａの外周に植設した複数の棒状部材１６９から構成し、複数の棒状部材１６９の間に現像剤に対して半径方向外方への搬送力を作用させない切欠き部１６３を設けている。

【0092】

図１２（ｇ）に示される実施形態では、パドル１６２を連続した平板ではなく、回転軸１４３ａの外周に傾斜させて植設した複数の平板状部材１７０から構成し、複数の平板状部材１７０の間に現像剤に対して半径方向外方への搬送力を作用させない切欠き部１６３を設けている。

【符号の説明】

【0093】

１…画像形成装置
１４…現像装置
１４３…撹拌搬送部材
１４３ａ…回転軸
１４３ｂ…搬送羽根
１６２…パドル
１６３…切欠き部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】