JP6284011B2 - 現像装置、プロセスユニット、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像剤を搬送する現像剤搬送部材を備える現像装置、プロセスユニット、及び画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、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おいては、画像形成に用いられるトナー等の粉体を搬送する粉体搬送部材が設けられている。粉体搬送部材としては、例えば、回転軸の外周面に螺旋状の羽根を設けた搬送スクリューや（特許文献１参照）、回転軸に沿って平行に羽根を設けた搬送パドル（特許文献２参照）などが知られている。

搬送スクリューは、回転することにより主に軸方向に搬送力を付与するものである。一方、搬送パドルは、回転することにより主に回転方向に搬送力を付与する。これらの粉体搬送部材は、基本的に軸方向又は回転方向のいずれか一方向へ搬送力を生じさせるものであるため、搬送方向に応じて使い分けるのが一般的である。従って、粉体を軸方向と回転方向の二方向に効果的に搬送したい場合、搬送スクリューと搬送パドルの両方を設ける必要がある。しかしながら、両方の搬送部材を設けると、装置の小型化に不利になるといった課題がある。

そこで、斯かる事情に鑑み、本発明は、小型化に寄与できると共に、現像剤を二方向に効果的に搬送することが可能な現像剤搬送部材を備える現像装置、プロセスユニット、及び画像形成装置を提供しようとするものである。

上記課題を解決するため、本発明は、現像剤を収容するハウジングと、現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤担持体上に供給された現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、現像剤を搬送する現像剤搬送部材とを備え、前記現像剤担持体から分離された現像剤を収容する第１の現像剤収容室内で現像剤を循環搬送しつつ、当該第１の現像剤収容室から、前記現像剤供給部材によって前記現像剤担持体に供給する現像剤を収容する第２の現像剤収容室へ、現像剤を搬送する現像装置であって、前記現像剤搬送部材は、回転軸を有し、前記回転軸に対して傾斜する複数の搬送面が軸方向に渡って隣り合うように配置された第１の搬送部と、前記回転軸と平行な搬送面が軸方向に渡って連続して配置された第２の搬送部とが、同じ軸方向領域で、互いに異なる回転方向領域に設けられ、前記第１の搬送部によって現像剤を前記第１の現像剤収容室内で循環させる方向に搬送すると共に、前記第２の搬送部によって現像剤を前記第１の現像剤収容室から前記第２の現像剤収容室へ搬送するように構成したことを特徴とする。

本発明に係る現像装置によれば、現像剤搬送部材が回転することにより、第１の搬送部によって現像剤を軸方向に搬送することができると共に、第２の搬送部によって現像剤を回転方向に搬送することが可能である。このように、１つの現像剤搬送部材によって、現像剤を二方向に効果的に搬送することができ、小型化に寄与できる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 上記画像形成装置に搭載されたプロセスユニットの断面図である。 汲み上げ部材の構成を示す図である。 汲み上げ部材の変形例を示す図である。 トナー検知部の構成を示す図である。 汲み上げ部材によってトナーを汲み上げる様子を示す図である。 現像装置内のトナー循環経路を示す断面図である。 現像装置内のトナー循環経路を示す断面図である。 第１の仕切り部材を汲み上げ部材に対してトレーリング方向に接触させた例を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る汲み上げ部材の構成を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る汲み上げ部材の構成を示す図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の実施の形態を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

まず、図１を参照して、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の全体構成について説明する。図１に示す画像形成装置１は、カラーレーザープリンタであり、装置本体の高さ方向略中央部に中間転写ベルト３０が設けられる。中間転写ベルト３０の下方には、４つのプロセスユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋが設けられる。各プロセスユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。なお、本実施形態では、画像形成に用いる現像剤（粉体）として、トナーのみからなる一成分現像剤を使用する場合を示すが、トナー及びキャリアからなる二成分現像剤を使用することもできる。また、トナーは、粉砕トナー、重合トナーのいずれでもよい。トナーの外添材料については、シリコンオイル含有シリカが含まれていてもよい。シリコンオイル含有シリカの外添は、例えば、粉砕トナーもしくは重合トナー１００重量部に対して、疎水シリカＲＹ５０（日本アエロジル社製）を２重量部添加し、２０Ｌヘンシェルミキサーで周速４０ｍ／Ｓ、５分間、混合処理を行なった。その後、目開き７５μｍの篩で篩って得られるものである。

各プロセスユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体５と、感光体５の表面を帯電させる帯電装置６と、感光体５の表面にトナーを供給する現像装置７と、感光体５の表面をクリーニングするクリーニング装置８と、感光体５の表面を露光する露光装置９などを備える。本実施形態では、露光装置９としてＬＥＤユニットが用いられる。

各プロセスユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの上方には、転写装置３が配設されている。転写装置３は、中間転写体としての中間転写ベルト３０と、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ３１と、二次転写手段としての二次転写ローラ３６と、二次転写バックアップローラ３２と、ベルトクリーニング装置３５とを備える。

中間転写ベルト３０は、無端状のベルトであり、二次転写バックアップローラ３２とローラ３３とによって張架されている。ここでは、二次転写バックアップローラ３２が回転駆動することによって、中間転写ベルト３０は図の矢印で示す方向に周回走行（回転）するようになっている。

４つの一次転写ローラ３１は、それぞれ、各感光体５との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで一次転写ニップを形成している。また、各一次転写ローラ３１には、図示しない電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が各一次転写ローラ３１に印加されるようになっている。

二次転写ローラ３６は、二次転写バックアップローラ３２との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、上記一次転写ローラ３１と同様に、二次転写ローラ３６にも図示しない電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ３６に印加されるようになっている。

ベルトクリーニング装置３５は、中間転写ベルト３０に当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードを有する。このベルトクリーニング装置３５から伸びた図示しない廃トナー移送ホースは、図示しない廃トナー収容器に接続されている。

プリンタ本体の上部には、補給用の新規トナーを収容する４つのトナーカートリッジ２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋが着脱可能に装着されている。各トナーカートリッジ２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと上記各現像装置７との間には、図示しない補給路が設けてあり、この補給路を介して各トナーカートリッジ２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋから各現像装置７へ新規トナーが補給されるようになっている。

プリンタ本体の下部には、記録媒体としての用紙を収容した給紙トレイ１０や、給紙トレイ１０から用紙を搬出する給紙ローラ１１等が設けてある。なお、記録媒体には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート等が含まれる。また、図示しないが、手差し給紙機構が設けてあってもよい。

プリンタ本体内には、用紙（図示省略）を給紙トレイ１０から二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路Ｒが配設されている。搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向上流側には、搬送タイミングを計って用紙を二次転写ニップへ搬送するタイミングローラとしての一対のレジストローラ１２が配設されている。

また、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向下流側には、用紙に転写された未定着画像を定着するための定着装置２０が配設されている。さらに、定着装置２０よりも搬送路Ｒの用紙搬送方向下流側には、用紙を装置外へ排出するための一対の排紙ローラ１３が設けられている。また、プリンタ本体の上面部には、装置外に排出された用紙をストックするための排紙トレイ１４が設けてある。

続いて、図１を参照して、上記プリンタの基本的動作について説明する。

作像動作が開始されると、各プロセスユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋにおける各感光体５が図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、各感光体５の表面が帯電装置６によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体５の表面には、露光装置９からレーザー光がそれぞれ照射されて、各感光体５の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体５に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように各感光体５上に形成された静電潜像に、各現像装置７によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。

また、作像動作が開始されると、二次転写バックアップローラ３２が図の反時計回りに回転駆動し、中間転写ベルト３０を図の矢印で示す方向に周回走行させる。また、各一次転写ローラ３１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加されることによって、各一次転写ローラ３１と各感光体５との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。

その後、各感光体５の回転に伴い、感光体５上の各色のトナー画像が一次転写ニップに達したときに、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、各感光体５上のトナー画像が中間転写ベルト３０上に順次重ね合わせて転写される。かくして、中間転写ベルト３０の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。また、中間転写ベルト３０に転写しきれなかった各感光体５上のトナーは、クリーニング装置８によって除去される。そして、各感光体５の表面が図示しない除電装置によって除電され、表面電位が初期化される。

プリンタの下部では、給紙ローラ１１が回転駆動を開始し、給紙トレイ１０から用紙が搬送路Ｒに送り出される。搬送路Ｒに送り出された用紙は、レジストローラ１２によって搬送が一旦停止される。

その後、所定のタイミングでレジストローラ１２の回転駆動を開始し、中間転写ベルト３０上のトナー画像が二次転写ニップに達するタイミングに合わせて、用紙を二次転写ニップへ搬送する。このとき、二次転写ローラ３６には、中間転写ベルト３０上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。そして、この転写電界によって、中間転写ベルト３０上のトナー画像が用紙上に一括して転写される。また、このとき用紙に転写しきれなかった中間転写ベルト３０上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置３５によって除去され、除去されたトナーは図示しない廃トナー収容器へと搬送され回収される。

その後、用紙は定着装置２０へと搬送され、定着装置２０によって用紙上のトナー画像が当該用紙に定着される。そして、用紙は、排紙ローラ１３によって装置外へ排出され、排紙トレイ１４上にストックされる。

以上の説明は、用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つのプロセスユニットを使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。

なお、本実施形態では、図１の矢印方向に回転する中間転写ベルト３０の下方に、プロセスユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋが配置される。この場合、プロセスユニットを中間転写ベルト３０の上方に配置する場合と比べて、一次転写ニップ（感光体５と一次転写ローラ３１とのニップ）と二次転写ニップ（二次転写ローラ３６と二次転写バックアップローラ３２とのニップ）との距離が短くなる。これにより、一次転写が完了してから二次転写が行われるまで中間転写ベルト３０の走行距離が短くなり、１枚目のプリントにかかる時間（ファーストプリントタイム）を短縮できる。また、中間転写ベルト３０が回転している間は、これと同期して感光体５も回転し続け、感光体５から中間転写ベルト３０へトナーが供給し続けられる。このため、上記のように中間転写ベルト３０の走行距離を短くすることで、感光体の摩耗量やトナー消費量を抑えることができる。

また、ベルトクリーニング装置３５は、二次転写ニップの直後に設けられるため、図示のように中間転写ベルト３０の上方に配置される。もし、プロセスユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋを中間転写ベルト３０の上方に配置すると、プロセスユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋとベルトクリーニング装置３５とが水平方向に並べて配置され、画像形成装置の水平方向幅が嵩む。これに対し、図１に示すように、プロセスユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋを中間転写ベルト３０の下方に配置することで、プロセスユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋとベルトクリーニング装置３５とを水平方向に並べて配置する必要が無くなり、画像形成装置の水平方向幅を抑えることができる。

図２は、本実施形態のプロセスユニット４（各色を示すアルファベットＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは省略する。）の断面図である。プロセスユニット４は、上述のように、感光体５と、帯電装置６と、現像装置７と、クリーニング装置８と、露光装置９とを備える。帯電装置６は、感光体５と当接して帯電させる帯電部材としての帯電ローラ６１を有する。クリーニング装置８は、感光体５の表面に付着した現像剤（トナー）を除去するクリーニング部材８１と、クリーニング部材８１で除去された廃トナーを搬送する廃トナー搬送部材８２とを有する。

現像装置７は、トナーを収容する筐体としてのハウジング７０と、トナーを担持する現像剤担持体としての現像ローラ７１と、現像ローラ７１にトナーを供給する現像剤供給部材としての供給ローラ７２と、現像ローラ７１上に担持されたトナーの層厚を規制する現像剤規制部材としての規制ブレード７３と、トナーを搬送する第１の現像剤搬送部材（第１の粉体搬送部材）としての搬送スクリュー７６と、第２の現像剤搬送部材（第２の粉体搬送部材）としての汲み上げ部材７７等を備える。なお、現像剤担持体は、現像ローラ７１に限らず、例えば現像ベルトであってもよい。また、現像剤規制部材は、規制ブレード７３に限らず、例えば規制ローラであってもよい。

また、ハウジング７０内には、第１の仕切り部材７４と、第１の仕切り部材７４を保持する保持部材７５とが設けられている。この第１の仕切り部材７４と保持部材７５によって、搬送スクリュー７６及び汲み上げ部材７７が収容される第１の現像剤収容室である混合室Ｓ１と、供給ローラ７２が収容される第２の現像剤収容室である供給室Ｓ２とが区画されている。図示例では、供給室Ｓ２の下方に混合室Ｓ１が設けられ、供給室Ｓ２と混合室Ｓ１は、上部の連通路Ｑ１と下部の連通路Ｑ２を介して互いに連通している。

また、混合室Ｓ１は、ハウジング７０に一体的に設けられた第２の仕切り部材７８によって、搬送スクリュー７６が収容される上側の第１の混合室Ｕ１と、汲み上げ部材７７が収容される下側の第２の混合室Ｕ２とに区画されている。第２の仕切り部材７８は、搬送スクリュー７６及び汲み上げ部材７７の長手方向（図２の紙面に直交する方向）に延在しており、その長手方向両端部側で第１の混合室Ｕ１と第２の混合室Ｕ２とを連通する連通路が形成されている。

第１の仕切り部材７４は、可撓性を有し弾性変形可能な薄板等の弾性部材からなり、例えば金属や樹脂で形成される。第１の仕切り部材７４は、現像ローラ７１及び供給ローラ７２の軸方向と平行に設けられ、現像ローラ７１及び供給ローラ７２と同じ軸方向寸法を有する。第１の仕切り部材７４は、供給ローラ７２付近（図示例では供給ローラ７２の直下）に設けられた保持部材７５に上端が固定され、その固定箇所から下方向に延びている。また、第１の仕切り部材７４の下端部は、汲み上げ部材７７に対して軸方向全域に渡って上方から接触している。

搬送スクリュー７６は、現像ローラ７１及び供給ローラ７２の回転軸と平行な回転軸７６ａと、回転軸７６ａの外周面に設けられた螺旋状の羽根７６ｂとで構成されている。搬送スクリュー７６は、回転することにより、トナーを主に軸方向に搬送する。また、本実施形態では、搬送スクリュー７６は、規制ブレード７３による規制位置、すなわち、現像ローラ７１上に担持された現像剤と規制ブレード７３との接触位置の鉛直下方に配置されている。

汲み上げ部材７７は、現像ローラ７１及び供給ローラ７２の回転軸と平行な回転軸７７ａと、トナーを主に軸方向に押して搬送する第１の搬送部Ｂと、トナーを主に回転方向に押して搬送する第２の搬送部Ｃとで構成されている。

図３に、汲み上げ部材７７の具体的構成を示す。
図３において、（ａ）は汲み上げ部材を軸方向から見た図、（ｂ）は汲み上げ部材の斜視図、（ｃ）は（ａ）に示す矢印Ｘ１方向から汲み上げ部材を見た図、（ｄ）は（ａ）に示す矢印Ｙ１方向から汲み上げ部材を見た図、（ｅ）は（ａ）に示す矢印Ｚ１方向から汲み上げ部材を見た図である。

図３に示すように、汲み上げ部材７７の第１の搬送部Ｂには、回転軸７７ａに対して傾斜する搬送面ｂ１を有する複数の羽根７７ｂが軸方向に渡って隣り合うように配置されている。言い換えれば、第１の搬送部Ｂは、回転軸の外周面に螺旋状に設けられた羽根を回転方向の半周分削除したような形状となっている。

一方、第２の搬送部Ｃは、回転軸７７ａの軸方向に延びる角棒状部材７７ｃで構成されている。図３に示す例では、第２の搬送部Ｃを、三角柱の角棒状部材７７ｃで構成しているが、角棒状部材７７ｃは、図４に示す例のような四角柱や、その他の多角形柱、あるは楕円柱に形成してもよい。このように、角棒状部材７７ｃで構成された第２の搬送部Ｃは、その表面に、回転軸７７ａと平行な搬送面ｃ１を軸方向に渡って連続して有する。図３に示す例では、角棒状部材７７ｃの表面に、互いに向きの異なる搬送面ｃ１が２つ設けられている。

また、第１の搬送部Ｂと第２の搬送部Ｃとは、同じ軸方向領域で、互いに異なる回転方向領域に設けられている。本実施形態では、第１の搬送部Ｂと第２の搬送部Ｃとを設ける領域を、それぞれ回転軸７７ａの回転方向に半周分ずつとしているが、両搬送部Ｂ、Ｃを設ける領域の大きさは適宜変更してもよい。

混合室Ｓ１には、混合室Ｓ１に収容されたトナーの量を検知する、現像剤検知部としてのトナー検知部が設けられる。
図５に示すように、トナー検知部９０は、ハウジング７０に固定された第１の導光部材９１及び第２の導光部材９２と、搬送スクリュー７６に固定された清掃部材９３とを備える。第１の導光部材９１の一端部は発光素子（図示省略）に対向するように配置され、他端部は発光面９１ａとして機能する。第２の導光部材９２の一端部は受光素子（図示省略）に対向するように配置され、他端部は受光面９２ａとして機能する。第１の導光部材９１の発光面９１ａは、第２の導光部材９２の受光面９２ａと対向し、図示例では、軸方向で対向している。

清掃部材９３は、可撓性の板状部材で形成され、例えばＰＥＴシートで形成される。清掃部材９３は、搬送スクリュー７６と共に回転する。清掃部材９３が回転し、第１の導光部材９１の発光面９１ａ及び第２の導光部材９２の受光面９２ａと清掃部材９３とが摺動することにより、発光面９１ａ及び受光面９２ａに付着したトナーが除去される。また、清掃部材９３が回転することにより、混合室Ｓ１の下部に溜まったトナーが清掃部材９３で掻き上げられ、この掻き上げられたトナーが発光面９１ａと受光面９２ａとの間を通過する。このとき、清掃部材９３で掻き上げられたトナーが発光面９１ａと受光面９２ａとの間を通過するときは、発光面９１ａから発光された光が受光面９２ａに達せず、受光素子が信号を検知しない。それ以外のときは、発光面９１ａから発光された光が受光面９２ａに達し、受光素子が信号を検知する。このとき、混合室Ｓ１のトナー量によって、清掃部材９３が掻き上げるトナー量が変わるため、受光素子による受光時間が変わる。従って、受光素子による受光時間を検知することで、混合室Ｓ１内のトナー量を検知することができる。

なお、トナー検知部９０を、汲み上げ部材７７が収容されている第２の混合室Ｕ２に配置し、清掃部材９３を汲み上げ部材７７に設けてもよい。

以下、現像装置内のトナー搬送動作について説明する。
まず、図６に基づき、汲み上げ部材７７によってトナーを汲み上げる動作について説明する。
図示しない駆動手段によって汲み上げ部材７７が矢印Ａ方向に回転すると、角棒状に形成された第２の搬送部Ｃの搬送面ｃ１とハウジング７０の内面及び第１の仕切り部材７４とが協働して、第２の混合室Ｕ２のトナーＴが上方に汲み上げられ、連通路Ｑ２を介してトナーが供給室Ｓ２に押し込まれる｛図６（ａ）〜（ｄ）参照｝。これを繰り返すことで、第２の混合室Ｕ２のトナーＴが供給室Ｓ２に順次供給される。なお、汲み上げ部材７７は、常時回転させてもよいし、指令があったときだけ回転させるようにしてもよい。

汲み上げ部材７７が回転している間、第１の仕切り部材７４は、若干湾曲しながら下端を汲み上げ部材７７に弾性的に押し付けられた状態とされる。これにより、汲み上げ部材７７が回転した場合でも、常に第１の仕切り部材７４が汲み上げ部材７７に接触する。従って、汲み上げ部材７７で汲み上げたトナーＴが、第１の仕切り部材７４と汲み上げ部材７７との間の隙間から第２の混合室Ｕ２に戻る事態を防止できる。さらに、汲み上げ部材７７を常時回転させれば、第２の混合室Ｕ２の最下部から常にトナーが押し込まれるため、第２の混合室Ｕ２へのトナーの逆流をより確実に規制できる。

次に、図７に基づき、搬送スクリュー７６と汲み上げ部材７７とによって行われるトナー循環動作について説明する。
図７に示すように、第１の混合室Ｕ１と第２の混合室Ｕ２は、第２の仕切り部材７８の長手方向両端部側に設けられた連通路Ｊ１，Ｊ２を介して互いに連通している。本実施形態では、搬送スクリュー７６は、汲み上げ部材７７よりも軸方向に長く形成されている。また、搬送スクリュー７６を収容する第１の混合室Ｕ１も、汲み上げ部材７７を収容する第２の混合室Ｕ２よりも長く形成されている。また、ハウジング７０は、汲み上げ部材７７及び現像ローラ７１等を収容する本体部７０ａと、本体部７０ａから軸方向に突出し、搬送スクリュー７６の一端部側（図７の右端部側）を覆う突出部７０ｂとを有する。

突出部７０ｂの上部には、トナーカートリッジ２（各色を示すアルファベットＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは省略する。）からの新規トナーを供給するための新規トナー供給口７９が設けられている。新規トナー供給口７９には、図示しないシャッター等の開閉手段が設けられる。通常、新規トナー供給口７９は閉じているが、トナー検知部９０が検知するトナー量が基準値を下回った場合に開閉手段が開き、これによりトナーカートリッジ２から新規トナー供給口７９を介して第１の混合室Ｕ１に新規トナーが補充される。なお、新規トナー供給口７９は、第２の混合室Ｕ２に設けてもよい。この場合、ハウジングに突出部７０ｂは設けられず、搬送スクリュー７６及び汲み上げ部材７７は、現像ローラ７１等と同じ軸方向寸法とされ、本体部７０ａに収容される。

搬送スクリュー７６は、回転すると、図７の矢印Ｆ方向にトナーを搬送する。一方、汲み上げ部材７７は、回転すると、第１の搬送部Ｂに設けられる各羽根７７ｂによって、図７の矢印Ｇ方向にトナーを搬送する。すなわち、搬送スクリュー７６と汲み上げ部材７７は、互いに逆方向にトナーを搬送するようになっている。また、搬送スクリュー７６及び汲み上げ部材７７によって搬送されるトナーは、それぞれ搬送方向の下流側でハウジング７０の内面に押し付けられ、連通路Ｊ１，Ｊ２を介して、第１の混合室Ｕ１から第２の混合室Ｕ２へ、また第２の混合室Ｕ２から第１の混合室Ｕ１へ搬送される。このように、搬送スクリュー７６と汲み上げ部材７７とによってトナーが逆方向に搬送されることで、図７に示す循環経路Ｈに沿ってトナーが循環搬送される。

また、トナーカートリッジ２から新規トナー供給口７９を介して第１の混合室Ｕ１に新規トナーが供給された場合は、搬送スクリュー７６によって図７に示す搬送経路Ｋに沿って搬送される。新規トナーは、その搬送方向下流側で、循環経路Ｈに沿って循環搬送される非新規トナーと合流する。

続けて、現像装置７内で行われるトナー搬送動作の全体の流れについて説明する。
作像動作が開始されると、図８の示すように、感光体５、現像ローラ７１、及び供給ローラ７２が矢印方向に回転する。これと共に、搬送スクリュー７６、及び、汲み上げ部材７７が回転する。汲み上げ部材７７の回転により、第２混合室Ｕ２のトナーが連通路Ｑ２を介して供給室Ｓ２に汲み上げられ（図６参照）、供給室Ｓ２にトナーＴが溜まっていく。トナーＴの上面が供給ローラ７２に達すると、供給ローラ７２を介して現像ローラ７１にトナーが担持される。このとき、供給室Ｓ２には、スクリュー等の搬送部材が設けられていないため、トナーの上面が軸方向で略水平となり、現像ローラ７１の軸方向全域に均一にトナーを供給することができる。また、供給室Ｓ２の内壁を形成する第１の仕切り部材７４の面及びこれに対向するハウジング７０の内面は、凹凸のない滑らかな面で形成されるため、供給室Ｓ２の内壁にトナーが滞留することを防止できる。

現像ローラ７１に担持されたトナーのうち、余剰なトナーは規制ブレード７３で規制されて、第１の混合室Ｕ１内に収容される。規制ブレード７３で規制された非新規トナーは、規制位置の下方に配された搬送スクリュー７６の上に自由落下する。また、新規トナー供給口７９の開閉手段が開くと、搬送スクリュー７６上にトナーカートリッジ２から新規トナーが供給される。そして、搬送スクリュー７６及び汲み上げ部材７７により、混合室Ｓ１の内部でトナーを循環させることで、非新規トナーと新規トナーとが撹拌混合される。こうして、混合室で十分に撹拌された均質なトナーが、汲み上げ部材７７により再び供給室Ｓ２に供給される。

以上のように、上記の現像装置７の内部では、規制ブレード７３で規制されてトナーが、第１の混合室Ｕ１内に自由落下して回収される。これにより、図８に示すように、第１の混合室Ｕ１→第２の混合室Ｕ２→連通路Ｑ２→供給室Ｓ２→供給ローラ７２→現像ローラ７１→連通路Ｑ１→第１の混合室Ｕ１というトナーの循環経路Ｍ（第１の循環経路）が形成される。こうして、現像装置の内部でトナーを循環させることで、トナーの局部的な劣化を防止し、劣化トナーに起因した画像かすれ等の不具合を防止できる。特に、一成分現像剤は、トナーの外添剤剥がれやトナー割れなどによる流動性低下や荷電不足に代表されるトナー劣化が生じやすいが、上記のようにトナーを循環させることで、局部的な劣化を防止できる。

また、混合室Ｓ１では、互いに搬送方向の異なる搬送スクリュー７６及び汲み上げ部材７７によって、トナーを循環経路Ｈ（第２の循環経路）に沿って搬送することで（図７参照）、混合室Ｓ１内でトナーを十分に撹拌混合することができる。特に、この循環経路Ｆの途中に新規トナー供給口７９から新規トナーを供給することで、非新規トナーと新規トナーとを十分に撹拌混合することができる。こうして十分に混合された均質なトナーを供給室Ｓ２に供給することで、非新規トナーが偏在したまま現像ローラ７１に再び供給される事態が回避されるため、非新規トナーの偏在に起因した画像かすれ等の不具合を防止できる。

また、汲み上げ部材７７は、トナーを軸方向に搬送する第１の搬送部Ｂと、トナーを回転方向に搬送する第２の搬送部Ｃとを有することで、１つの搬送部材（汲み上げ部材７７）によって、混合室Ｓ１内でトナーを混合するための搬送方向と、供給室Ｓ２へトナーを汲み上げる搬送方向の、両方向へそれぞれトナーを搬送することが可能である。このため、搬送方向の異なる搬送部材を２つ設ける必要がなく、小型化に寄与できると共に、上記２つの循環経路Ｈ，Ｍに沿う方向へトナーを効果的に搬送することができる。

ところで、第１の仕切り部材７４と汲み上げ部材７７との間に隙間があると、汲み上げ部材７７で汲み上げたトナーが、供給室Ｓ２に供給されずに、汲み上げ部材７７と第１の仕切り部材７４との間の隙間を介して第２の混合室Ｕ２に戻り、トナーの供給効率が低下する虞がある。従って、上記のように、第１の仕切り部材７４を、弾性変形しながら汲み上げ部材７７に常に接触させる構成とすることで、第１の仕切り部材７４と汲み上げ部材７７との間の隙間の発生を防止し、より効果的にトナーを供給することが可能となる。しかも、汲み上げ部材７７の回転に伴い、弾性復帰する第１の仕切り部材７４の当接によって汲み上げ部材７７に微振動が発生するため、この微振動により第１の搬送部Ｂ及び第２の搬送部Ｃによって搬送されるトナーがほぐされ凝集を抑制する効果も得られる。

なお、汲み上げ部材７７による供給室Ｓ２へのトナー搬送力は、搬送スクリュー７６による第２の混合室Ｕ２へのトナー搬送力以上となるようにすることが好ましい。搬送スクリュー７６と汲み上げ部材７７のトナー搬送力は、搬送スクリュー７６又は汲み上げ部材７７の寸法形状や回転数等を適宜変更することで調整することが可能である。このようなトナー搬送力の関係に設定することで、トナーを供給ローラ７２や現像ローラ７１の付近に常に潤沢に存在させることができ、トナー供給不足による画質低下を防止できるようになる。さらに、汲み上げ部材７７による第１の混合室Ｕ１へのトナー搬送力を、搬送スクリュー７６の第２の混合室Ｕ２へのトナー搬送力よりも大きくすることで、第２の混合室Ｕ２の下方に溜まったトナーを効率良く撹拌することが可能である。

また、上記のように、搬送スクリュー７６を、規制ブレード７３による規制位置の鉛直下方に配することで、規制位置で現像ローラ７１から分離された非新規トナーを、回転している搬送スクリュー７６上に落下させることができる。これにより、現像ローラ７１から落下したトナーが、すぐに搬送スクリュー７６で撹拌され、既に第１の混合室Ｕ１にあったトナーとの混合が開始される。さらに、搬送スクリュー７６による搬送経路に、新規トナー供給口７９から新規トナーを供給することで、非新規トナー及び新規トナーとの撹拌混合が開始される。このように、規制ブレード７３による規制位置の直後にトナーの撹拌混合を開始することで、撹拌混合が開始されてから現像ローラ７１に達するまでの経路を長くとることができるため、トナーをより一層均質にすることが可能である。

また、上記実施形態では、汲み上げ部材７７に対する第１の仕切り部材７４の接触方向を、カウンタ方向（第１の仕切り部材７４の先端部が汲み上げ部材７７の回転方向に対して反対方向を臨む構成）にしているが、図９に示す例のように、トレーリング方向（第１の仕切り部材７４の先端部が汲み上げ部材７７の回転方向と同じ方向を臨む構成）にしてもよい。このように、第１の仕切り部材７４の接触方向をトレーリング方向にすることで、汲み上げ部材７７の回転に伴う第１の仕切り部材７４の捲れが生じにくくなる。

本発明は、上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明するが、上記の実施形態と同様の機能を有する箇所には同一の符号を付して重複説明を省略する。

図１０に示す実施形態は、上記実施形態とは、汲み上げ部材７７の構成が異なる。汲み上げ部材７７の具体的構成を、図１１に基づき説明する。
図１１において、（ａ）は汲み上げ部材を軸方向から見た図、（ｂ）は汲み上げ部材の斜視図、（ｃ）は（ａ）に示す矢印Ｘ２方向から汲み上げ部材を見た図、（ｄ）は（ａ）に示す矢印Ｙ２方向から汲み上げ部材を見た図、（ｅ）は（ａ）に示す矢印Ｚ２方向から汲み上げ部材を見た図である。

図１１に示すように、この実施形態では、第２の搬送部Ｃを、回転軸７７ａから径方向に突出する複数の板状部材７７ｄで構成している。図１１に示す例では、板状部材７７ｄを回転軸７７ａの周りに９０°ごと、合計３つ設けているが、板状部材７７ｄ同士のなす角度や個数は適宜変更してもよい。また、各板状部材７７ｄの回転方向に臨む面は、回転軸７７ａと平行に軸方向に渡って連続する搬送面ｄ１となっている。一方、第１の搬送部Ｂは、上記実施形態と同様に、複数の羽根７７ｂを軸方向に渡って並べた構成となっている。

この場合、汲み上げ部材７７を回転させると、各板状部材７７ｄによってトナーが回転方向に押され、ハウジング７０の内面及び第１の仕切り部材７４とが協働して、第２の混合室Ｕ２のトナーが連通路Ｑ２を介して供給室Ｓ２に搬送される。また、これと同時に、第１の搬送部Ｂの各羽根７７ｂによって、トナーが軸方向へ搬送される。

このように、図１０及び図１１に示す実施形態においても、１つの搬送部材（汲み上げ部材７７）によって、混合室Ｓ１内でトナーを混合するための搬送方向と、供給室Ｓ２へトナーを汲み上げる搬送方向の、両方向へそれぞれトナーを搬送することが可能である。しかも、この実施形態では、第２の搬送部Ｃを板状部材７７ｄで構成することで、第２の搬送部Ｃによるトナー保持量が増加する。これにより、汲み上げ部材７７の回転に伴って第１の仕切り部材７４によって擦り切られるトナー量が増加するため、トナー汲み上げ能力を向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。本発明に係る現像装置を搭載する画像形成装置は、図１に示すようなプリンタに限らず、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等とすることが可能である。

また、本発明に係る粉体搬送部材（汲み上げ部材７７）は、現像装置以外の粉体搬送装置に適用することも可能である。例えば、感光体や中間転写ベルトのクリーニング装置によって除去された廃トナーを回収する廃トナー収容器に、本発明に係る粉体搬送部材を設けてもよい。これにより、粉体搬送部材によって廃トナーを軸方向と回転方向の二方向に搬送することができるので、廃トナーを効率よく収容することが可能となる。

１ 画像形成装置
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ トナーカートリッジ
３ 転写装置
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ プロセスユニット
５ 感光体（潜像担持体）
６ 帯電装置
７ 現像装置
８ クリーニング装置
９ 露光装置
３０ 中間転写ベルト
７０ ハウジング
７１ 現像ローラ（現像剤担持体）
７２ 供給ローラ（現像剤供給部材）
７３ 規制ブレード（現像剤規制部材）
７４ 第１の仕切り部材
７６ 搬送スクリュー（第１の現像剤搬送部材）
７７ 汲み上げ部材（第２の現像剤搬送部材）
７７ａ 回転軸
７７ｂ 羽根
７７ｃ 角棒状部材
７７ｄ 板状部材
Ｂ 第１の搬送部
ｂ１ 搬送面
Ｃ 第２の搬送部
ｃ１ 搬送面
ｄ１ 搬送面
Ｓ１ 混合室（第１の現像剤収容室）
Ｓ２ 供給室（第２の現像剤収容室）
Ｔ トナー（現像剤）

特開２０１０−２８６５５２号公報 特開２０１２−１５９６３０号公報

Claims (7)

1. 現像剤を収容するハウジングと、現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤担持体上に供給された現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、現像剤を搬送する現像剤搬送部材とを備え、
   前記現像剤担持体から分離された現像剤を収容する第１の現像剤収容室内で現像剤を循環搬送しつつ、当該第１の現像剤収容室から、前記現像剤供給部材によって前記現像剤担持体に供給する現像剤を収容する第２の現像剤収容室へ、現像剤を搬送する現像装置であって、
   前記現像剤搬送部材は、
   回転軸を有し、
   前記回転軸に対して傾斜する複数の搬送面が軸方向に渡って隣り合うように配置された第１の搬送部と、
   前記回転軸と平行な搬送面が軸方向に渡って連続して配置された第２の搬送部とが、
   同じ軸方向領域で、互いに異なる回転方向領域に設けられ、
   前記第１の搬送部によって現像剤を前記第１の現像剤収容室内で循環させる方向に搬送すると共に、前記第２の搬送部によって現像剤を前記第１の現像剤収容室から前記第２の現像剤収容室へ搬送するように構成したことを特徴とする現像装置。
2. 前記第２の搬送部を、前記回転軸の軸方向に延びる角棒状部材で構成した請求項１に記載の現像装置。
3. 前記第２の搬送部を、前記回転軸から径方向に突出する板状部材で構成した請求項１に記載の現像装置。
4. 前記第１の搬送部と前記第２の搬送部とを設ける領域を、それぞれ前記回転軸の回転方向に半周分ずつにした請求項１から３のいずれか１項に記載の現像装置。
5. 前記第１の現像剤収容室と前記第２の現像剤収容室とを仕切る仕切り部材を備え、
   前記仕切り部材を、前記現像剤搬送部材の軸方向に渡って接触し、前記現像剤搬送部材の回転に伴って弾性変形する弾性部材で構成した請求項１から４のいずれか１項に記載の現像装置。
6. 潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体上の潜像に現像剤を供給して現像する現像装置とを少なくとも備えるプロセスユニットにおいて、
   前記現像装置として、請求項１から５のいずれか１項に記載の現像装置を備えることを特徴とするプロセスユニット。
7. 請求項１から５のいずれか１項に記載の現像装置、又は請求項６に記載のプロセスユニットを備えることを特徴とする画像形成装置。

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