現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置
【課題】供給トナーの分散性を向上させ、トナー補給スパイラル部位でのトナーの凝集体の発生を抑制し、連続使用時、及び長期に渡って、トナー凝集体による異常画像の発生を防止する現像装置。
【解決手段】現像装置５Ｙは、キャリア及びトナーが収容される現像容器７５Ｙ、７６Ｙと、該現像容器７５Ｙ、７６Ｙの一端側に形成されるトナー補給口５８Ｙと、現像容器７５Ｙ、７６Ｙ内で長手方向に延びる回転軸に沿ってスパイラル状に張り出し、現像剤を攪拌しつつ搬送する攪拌搬送用スパイラル羽根５５Ｙと、を含み、前記攪拌搬送用スパイラル羽根が張り出している前記回転軸の延長上で前記トナー補給口側にトナー供給用スパイラル羽根を設け、現像動作終了時、或いは所定間隔にて、前記トナー供給用スパイラル羽根が存在するトナー補給部位に、少なくとも前記トナー供給用スパイラル羽根の外周径内に達する容量の前記キャリアを含む現像剤を移流させる。
【解決手段】現像装置５Ｙは、キャリア及びトナーが収容される現像容器７５Ｙ、７６Ｙと、該現像容器７５Ｙ、７６Ｙの一端側に形成されるトナー補給口５８Ｙと、現像容器７５Ｙ、７６Ｙ内で長手方向に延びる回転軸に沿ってスパイラル状に張り出し、現像剤を攪拌しつつ搬送する攪拌搬送用スパイラル羽根５５Ｙと、を含み、前記攪拌搬送用スパイラル羽根が張り出している前記回転軸の延長上で前記トナー補給口側にトナー供給用スパイラル羽根を設け、現像動作終了時、或いは所定間隔にて、前記トナー供給用スパイラル羽根が存在するトナー補給部位に、少なくとも前記トナー供給用スパイラル羽根の外周径内に達する容量の前記キャリアを含む現像剤を移流させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真技術を用いた画像形成装置の現像装置、プロセスカートリッジ及びこれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
静電潜像を現像するための現像剤の１つに２成分系現像剤がある。２成分系現像剤は、トナー及びキャリアを含んでおり、それらを現像容器内で攪拌して使用する。
従来から、現像容器内に、現像剤を攪拌し所定方向へ搬送する２本の攪拌搬送用スパイラル軸を設ける構成は種々知られている（例えば、特許文献１乃至５参照）。
特許文献１乃至３には、現像容器内に、現像剤を攪拌し所定方向へ搬送する２本の攪拌搬送用スパイラル軸を設け、トナー消費に応じてトナー補給口からトナーが供給され、トナーと現像剤（トナー及びキャリア）とが攪拌され、混合される装置が開示されている。
ところで、現像容器中の現像剤の上からトナーを供給すると、比重の軽いトナーは現像剤中に取り込まれにくく、トナーが現像剤の上を流れ、現像剤とトナーとの混合が十分に行えないという問題があった（図９）。
図９は現像剤の上からのトナー供給を説明する概略図である。現像装置５Ｙにおいて、トナー補給口５８Ｙから攪拌搬送用スパイラル５５Ｙｂを埋め尽くしている現像剤上にトナーが供給される。この場合に、現像剤と供給されたトナーとの混合が十分に行えないと、現像剤のトナーとキャリアとの混合不足による画像の濃度ムラや、トナーの帯電不足による画像の地肌汚れなどが発生するおそれがある。
特許文献４及び５には、攪拌搬送用スパイラル軸と同一の軸線上に、現像容器内に供給されたトナーを供給するトナー供給用スパイラル軸を設け、攪拌搬送経路上に配置された攪拌搬送用スパイラルに対して軸方向から供給トナーを供給する装置が開示されている。
図１０は攪拌搬送用スパイラルに対して軸方向からのトナーの供給を説明する概略図である。現像装置５Ｙにおいて、トナーは攪拌搬送用スパイラル５５Ｙｂを埋め尽くしている現像剤上ではなく、トナー補給口５８Ｙ下部に設けられたトナー供給用スパイラル軸に供給される。
【特許文献１】特開２００５−２４６６５公報
【特許文献２】特開２００７−２７１８６３公報
【特許文献３】特開２００４−７７５５４公報
【特許文献４】特開２００２−１４８９１５公報
【特許文献５】特開２００７−９４１６１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献４及び５の構成の現像装置においては、スパイラル外周と下ケースの間に、不動のトナー層が発生する。図１１はトナー供給用スパイラル軸部に発生する不動のトナー層を説明する概略図である。上記トナー供給用スパイラル軸部には、トナー補給口５８Ｙから供給されたトナーが、図１１に示すように、スパイラル（スクリュ）５５Ｙｂ表面に直接付着したり、スパイラル外周と下ケースの間に、不動のトナー層が発生する。
連続プリント等により、画像形成装置及び現像装置内の温度が上昇すると、上記スパイラル表面に直接付着したトナーや、スパイラル外周と下ケースの間の不動のトナー層のトナーが凝集体を形成することがある。
現像装置の動作、メンテナンス等での現像装置の脱着動作等により、上記凝集体が現像剤中に取り込まれることとなるが、凝集体が充分に分解されず現像ローラに供給されると、黒斑点状の異常画像や、帯引き状の異常画像が発生したり、凝集体による転写体との密着不良による白斑点等の異常画像が発生する。また、凝集体が、ドクタブレードと現像ローラとの間に挟まった状態になると、現像剤の通過を阻止し、白スジ等の画像が発生することがある。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、供給トナーの分散性を向上させ、トナー補給スパイラル部位でのトナーの凝集体の発生を抑制し、連続使用時、及び長期に渡って、トナー凝集体による異常画像の発生を防止する現像装置、プロセスカートリッジ及びこのプロセスカートリッジを使用する画像形成装
置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、少なくともキャリア及びトナーを含む現像剤が収容されかつ前記現像剤が搬送される現像剤搬送経路が長手方向に形成される現像容器と、この現像容器の一端側に形成されかつトナーを前記現像容器内に供給するトナー補給口と、前記現像容器内で長手方向に延びる回転軸と、該回転軸に沿ってスパイラル状に張り出し、前記現像剤を攪拌しつつ搬送する攪拌搬送用スパイラル羽根と、が配置されている現像装置において、前記攪拌搬送用スパイラル羽根が張り出している前記回転軸の延長上で前記トナー補給口側にトナー供給用スパイラル羽根を設け、現像動作終了時、或いは所定間隔にて、前記トナー供給用スパイラル羽根が存在するトナー補給部位に、少なくとも前記トナー供給用スパイラル羽根の外周径内に達する容量の前記キャリアを含む現像剤を移流させる現像装置を特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、現像動作時と逆の前記トナー供給用スパイラル羽根の回転が、画像形成装置本体の省エネルギ、低電力モード等の待機モード移行直前に実施される請求項２記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記トナー供給用スパイラル羽根に、羽根の厚み方向に連通する連通部を設ける請求項１記載の現像装置を特徴とする。
【０００５】
また、請求項５に記載の発明は、前記トナー供給用スパイラル羽根に、外周部に沿った複数の切り欠きを設ける請求項１記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、前記トナー供給用スパイラル羽根の外周部に、前記トナー供給用スパイラル羽根を配置する下ケースと接触し、前記トナー供給用スパイラル羽根と一体に回転移動する軟弾性体部材を設ける請求項１記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、請求項１及至３のいずれか１項記載の現像装置と、該現像装置によりトナー像が形成される像担持体とが、少なくとも一体的に組み込まれ、画像形成装置本体に着脱可能に装着されるプロセスカートリッジを特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体上の前記静電潜像を現像剤によって現像する現像装置を含む画像形成装置において、請求項１乃至３のいずれか１項記載の現像装置を備える画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、トナー補給スパイラル部位でのトナーの凝集体の発生を抑制し、連続使用時、及び長期に渡って、トナー凝集体による異常画像の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。以下、本発明を適用した画像形成装置の実施の形態の一例として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）について説明する。なお、作像部に関してはプロセスカートリッジとして説明する。
図１は電子写真方式のプリンタの構成を示す概略図である。図２はＹトナー像を生成するためのプロセスカートリッジを示す概略図である。まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。
図１及び図２において、このプリンタ１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと記す）のトナー像を生成するための４つのプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋを備えている。これらは、画像形成物質として、互いに異なる色のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。
Ｙトナー像を生成するためのプロセスカートリッジ６Ｙを例にすると、このプロセスカートリッジ６Ｙは、図２に示すように、ドラム状の感光体１Ｙ、ドラムクリーニング装置２Ｙ、除電装置（図示せず）、帯電装置４Ｙ、現像装置５Ｙ等を備えている。このプロセスカートリッジ６Ｙは、プリンタ１００本体に脱着可能であり、一度に消耗部品を交換できるようになっている。
【０００８】
上記帯電装置４Ｙは、図示しない駆動手段によって、図中時計回りに回転せしめられる感光体１Ｙの表面を一様に帯電せしめる。一様に帯電せしめられた感光体１Ｙの表面は、レーザ光Ｌによって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。このＹの静電潜像は、Ｙトナーを用いる現像装置５ＹによってＹトナー像に現像される。
そして、このＹトナー像は中間転写ベルト８上に中間転写される。ドラムクリーニング装置２Ｙは、中間転写工程を経た後の感光体１Ｙ表面に残留したトナーを除去する。また、除電装置は、クリーニング後の感光体１Ｙの残留電荷を除電する。この除電により、感光体１Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。
他のプロセスカートリッジ６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおいても、同様にして感光体１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上にＭ、Ｃ、Ｋトナー像が形成され、中間転写ベルト８上に中間転写される。
先に示した図１においてプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの図中下方には露光装置７が配設されている。潜像形成手段である露光装置７は、画像情報に基づいて発したレーザ光Ｌを、プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおけるそれぞれの感光体に照射して露光する。
この露光により、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の静電潜像が形成される。なお、露光装置７は、光源から発したレーザ光（Ｌ）を、モータによって回転駆動したポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体に照射するものである。
【０００９】
露光装置７の図中下側には、転写紙収容カセット２６、これに組み込まれた給紙ローラ２７、レジストローラ対２８など有する給紙手段が配設されている。
転写紙収容カセット２６は、記録媒体である転写紙Ｐを複数枚重ねて収納しており、一番上の転写紙Ｐには給紙ローラ２７が当接している。
給紙ローラ２７が図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転せしめられると、一番上の転写紙Ｐがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給紙される。レジストローラ対２８は、転写紙Ｐを挟み込むべく両ローラを回転駆動するが、挟み込んですぐに回転をいったん停止させる。そして、転写紙Ｐを適切なタイミングで後述の２次転写ニップに向けて送り出す。
かかる構成の給紙手段においては、給紙ローラ２７と、タイミングローラ対であるレジストローラ対２８との組合せによって搬送手段が構成されている。この搬送手段は、転写紙Ｐの収容手段である紙収容カセット２６から後述の２次転写ニップまで搬送するものである。
プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの図中上方には、中間転写体である中間転写ベルト８を張架しながら無端移動せしめる中間転写ユニット１５が配設されている。この中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８の他、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ、クリーニング装置１０などを備えている。
【００１０】
また、２次転写バックアップローラ１２、クリーニングバックアップローラ１３、テンションローラ１４なども備えている。中間転写ベルト８は、これら３つのローラに張架されながら、少なくとも何れか１つのローラの回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。
１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト８を感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。
これらの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは中間転写ベルト８の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えば、プラス）の転写バイアスを印加する方式のものである。１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋを除くローラは、全て電気的に接地されている。
中間転写ベルト８には、その無端移動に伴ってＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の１次転写ニップを順次通過していく過程で、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナー像が重ね合わされて１次転写される。これにより、中間転写ベルト８上に４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
【００１１】
上述した２次転写バックアップローラ１２は、これと２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。中間転写ベルト８上に形成された４色トナー像は、この２次転写ニップで転写紙Ｐに転写される。
２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト８には、転写紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、クリーニング装置１０によってクリーニングされる。
２次転写ニップにおいては、転写紙Ｐが互いに順方向に表面移動する中間転写ベルト８と２次転写ローラ１９との間に挟まれて、上述のレジストローラ対２８側とは反対方向に搬送される。２次転写ニップから送り出された転写紙Ｐ上には、定着装置２０のローラ間を通過する際に熱と圧力とにより、表面に転写された４色トナー像が定着される。
その後、転写紙Ｐは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て機外へと排出される。プリンタ本体の上面には、スタック部３０が形成されており、排紙ローラ対２９によって機外に排出された転写紙Ｐは、このスタック部３０に順次スタックされる。なお、このスタック部３０の下側にはボトル収容器３１が設けられ、各色のトナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋが収容されている。
【００１２】
次に、主として図２を参照して、上記プロセスカートリッジ６Ｙ内の現像装置５Ｙの構成について説明する。現像装置５Ｙは、内部に磁界発生手段を備え、磁性粒子とトナーを含む２成分系現像剤を表面担持して搬送する現像剤担持体としての現像ローラ５１Ｙと、この現像ローラ５１Ｙ上に担持されて搬送される現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材としてのドクタブレード５２Ｙとを備えている。
ここで、現像ローラ５１Ｙを収容する場所を第１の室５３Ｙとする。また、現像剤を収容する場所を第２の室５４Ｙとし、この第２の室５４Ｙには、トナーを撹拌搬送するためのトナー搬送スクリュ（搬送体）５５Ｙ（第１搬送スクリュ５５Ｙａ、第２搬送スクリュ５５Ｙｂ）と、トナーを第２の室５４Ｙに取り込むためのトナー補給口５８Ｙと、第１の室５３Ｙと第２の室５４Ｙとの仕切り壁５９Ｙと、第１の室５３Ｙと第２の室５４Ｙとの連通口６０Ｙと、を備えている。
トナー補給口５８Ｙの上部には、トナー補給口５８Ｙを塞ぐためのシャッタ７１Ｙとこのシャッタ７１Ｙを保持し、トナー補給口５８Ｙを覆うように設けられたトナー補給口ケース７２Ｙが設けられている。
ここで、符号５６Ｙは現像剤のトナー濃度を検知するための濃度検知センサであり、この濃度検知センサ５６Ｙが第２の室５４Ｙ内でトナー濃度不足を検知すると、制御部５７Ｙからの補給信号により、駆動モータ４１Ｙが回転し、トナーボトル３２Ｙ（図１）が回転することによりトナーが補給される。
また、現像装置５Ｙの全体は、第１の室５３Ｙの内壁を含む第１部材７５Ｙ（上ケース）と第２の室５４Ｙの内壁を含む第２部材７６Ｙ（下ケース）とで形成されている。
【００１３】
図３は本発明による第２搬送スクリュの第１の実施の形態を示す部分概略図である。図４は図３の第１の実施の形態の第２搬送スクリュの変形例を示す部分概略図である。
次に、図３及び図４を用いて、本発明の主要部について説明する。図２と第１搬送スクリュ及び第２搬送スクリュの位置関係を同じにするには図３及び図４はこれらの図を裏面から、また反対端から見た状態とにしなければならないということを考慮に入れてここでは図３及び図４に基づいて説明する。
図２に示したように、少なくともキャリア及びトナーを含む現像剤が収容されかつ前記現像剤が搬送される現像剤搬送経路が長手方向に形成される上ケース７５Ｙ及び下ケース７６Ｙから構成される現像容器内には、この現像容器の一端側に形成されかつトナーを現像容器内に供給するトナー補給口５８Ｙと、現像容器内で長手方向に延びる回転軸５５Ｙ２と、該回転軸５５Ｙ２に沿ってスパイラル状に張り出し、前記現像剤を攪拌しつつ搬送する第２搬送スクリュ（攪拌搬送用スパイラル羽根）５５Ｙｂとが配置されている。
【００１４】
図３（ａ）に示すように、第２搬送スクリュ（攪拌搬送用スパイラル羽根）５５Ｙｂが設けられた回転軸５５Ｙ２に、第１搬送スクリュ５５Ｙａに対して仕切り壁５９Ｙのない第１連通口６２Ｙより端部側に延びたトナー供給スクリュ部（トナー供給用スパイラル羽根）５５Ｙｃが形成されている。
トナー補給機構（例えば、特許文献１に記載の機構）により現像装置５Ｙにトナーを供給するトナー補給口５８Ｙは、トナー供給スパイラル羽根（スクリュ部）５５Ｙｃの上方に設置される（図３（ｂ））。
これにより、トナー補給口５８Ｙから供給されたトナーは、図１０記載のように、現像容器内の現像剤の横（下部）よりこの現像剤中に取り込まれて現像剤搬送経路５５Ｔを搬送されることになり、供給トナーと、現像装置５Ｙ内の現像剤が速やかに混合攪拌され、混合不足による画像の濃度ムラや、トナーの帯電不足による画像の地肌汚れなどを防止することができる。
しかし、本構成の現像装置においても、上述したトナー供給用スパイラル羽根回転軸部には、トナー補給口５８Ｙから供給されたトナーが、図１１に示したように、スパイラル羽根（スクリュ部）表面に直接付着するトナー、スパイラル羽根外周と下ケースの間に、不動のトナー層が発生する恐れがある。
【００１５】
現像動作終了により、第２搬送スクリュ５５Ｙｂが停止すると、現像装置５Ｙ内の現像剤は、高低差及び現像剤の流動性の作用により、トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃ側に逆回転で流れ込む。この流れ込んだ現像剤は、スパイラル羽根の停止位置にも依るが、スパイラル羽根により区画分けされているため、およそスクリュ１．５ピッチの範囲で停止する。
そこで、図４（ａ）の変形例では、トナー供給スパイラル羽根（スクリュ部）５５Ｙｃが図３の第１の実施の形態に比べて軸方向に長くなっている。従って、トナー補給口５８Ｙから供給されたトナーは現像剤の存在する領域に滑らかに取り込まれて現像剤と攪拌されることができる。
このように構成することで、トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃ（トナー補給スパイラル部位）でのトナーの凝集体の発生を抑制し、連続使用時、及び長期に渡って、トナー凝集体による異常画像の発生を防止することができる。
次の現像動作による第２搬送スクリュ５５Ｙｂの回転により、上記トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃ側に流れ込んだ現像剤は、図４（ｂ）中の矢印Ｄ方向に移動する。この際に、現像剤の存在する領域では、トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃ表面に付着したトナーは、現像剤に取り込まれ、このトナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃ表面は清掃されることになる。
【００１６】
図５は現像剤がスパイラル羽根の外側に働く力を説明するスパイラル羽根の部分断面図である。また、図５に示したように、現像剤の存在する領域では、第２搬送スクリュ５５Ｙｂの回転及び、例えば、樹脂成型によるスパイラル羽根の勾配により、現像剤は、図中矢印Ｇのように、外側に働く力を受ける。
このため、トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃと下ケースとの間の現像剤の入れ換えを行うことができる。トナーは比重が低く、トナーのみではスクリュ回転によるスパイラル羽根（スクリュ）径外周外でのトナーの入れ換えを充分に行うことはできない。
しかし、トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃが長く（およそ、スクリュ２ピッチ以上）形成された場合には、上記現像動作停止時の現像剤の自然流動によるトナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃへの現像剤の流れ込みは上記作用を行なうには不充分となる。
【００１７】
トナー供給用スパイラル羽根（スクリュ部）５５Ｙｃが存在するトナー補給部位への現像剤移流は、現像動作終了時、或いは所定間隔にて実施される、トナー供給用スパイラル羽根５５Ｙｃの現像動作時とは逆の回転で行われる。このように、特殊な構成・機構を有することなく、トナー凝集体による異常画像の発生を防止することができる。
このような構成の現像装置においては、例えば、濃度調整等のプロセスコントロール実施時等、所定の間隔にて、トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃのピッチ数分のスクリュの逆回転を実施することにより、確実にトナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃに現像剤を供給でき、上述の作用を得ることができ、トナーの凝集体発生を防止できる。
なお、上記のトナー供給用スパイラル羽根（スクリュ部）５５Ｙｃの逆転動作は、例えば、画像形成装置が長らく動作せず、省エネルギ、低電力モード等へのモード移行の前に実施することで、トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃにトナーのみが存在することが防止できる。このように、画像形成装置が長らく動作しない状態で、トナー補給位置にトナーのみが存在することによる凝集体の発生を防止することができる。
【００１８】
図６は本発明による第２搬送スクリュの第２の実施の形態を示す部分概略図である。図６（ａ）には、現像装置５Ｙの第２搬送スクリュ５５Ｙｂを部分的に示し、トナー供給スパイラル羽根（スクリュ部）５５Ｙｃ、トナー補給口５８Ｙ、及び第１連通口６２Ｙを示している。
図６（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）に示すように、トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃにスパイラル羽根の厚さ方向を連通する連通口５５Ｙｃ１を設ける。図６（ｂ）、図６（ｃ）及び図６（ｄ）には形状の異なる連通口５５Ｙｃ１を有するトナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃ及び切り欠き５５Ｙｃ２を連通口とするトナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃを示している。この連通口５５Ｙｃ１又は切り欠き５５Ｙｃ２を設けることによって、上述の現像動作終了により、第２搬送スクリュ５５Ｙｂが停止すると、現像装置５Ｙ内の現像剤は、高低差及び現像剤の流動性の作用により、トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃ側に流れ込む現像剤の量を増加させ、トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃの終端側に現像剤が到達する距離を増加させることができる。
上述した図６（ｄ）に示すように、トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃ外周の数箇所に切り欠き５５Ｙｃ２を入れることによっても、連通口５５Ｙｃ１と同様の効果が得られる。トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃは、現像装置５Ｙ内の搬送スクリュ５５Ｙａ、５５Ｙｂに対して少ない搬送力の設定が可能であり、連通口５５Ｙｃ１、上記切り欠き５５Ｙｃ２により、供給トナーの分散、攪拌効果が向上する効果も得られる。
このように、トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃに連通口５５Ｙｃ１又は切り欠き５５Ｙｃ２を設けることによって、現像剤の流動性を利用し、特殊な構成・動作無しに現像動作終了時に、トナー補給位置に現像剤を移流することができる。
【００１９】
図７は本発明による第２搬送スクリュの第３の実施の形態を示す部分概略図である。図７（ａ）の第２搬送スクリュの第３の実施の形態において、トナー補給口５８Ｙの下方に形成されたトナー供給スパイラル羽根（スクリュ部）５５Ｙｃの中心軸５５Ｙｃ３の軸径を、第２搬送スクリュ５５Ｙｂの中心軸５５Ｙｂ１の軸径より小径としている。
また、図７（ｂ）の変形例では、トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃの中心軸を除去し、コイル状の形状からなるスクリュ５５Ｙｄのみで形成している。これにより、スクリュ停止時に、トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｄ側に流れ込む現像剤の量を増加させ、トナー供給スクリュ５５Ｙｄ終端側に現像剤が到達する距離を増加させることができる。
【００２０】
図８は本発明による第２搬送スクリュの第４の実施の形態を示す部分概略図である。図８において、現像装置５Ｙのトナー補給口５８Ｙの下方に形成されたトナー供給スパイラル羽根（スクリュ部）５５Ｙｃの終端側から１．５ピッチに、スクリュ外周に沿って軟弾性体５５Ｙｅを、ケース下部に接触するように配設したものである。
これにより、トナー供給用スパイラル羽根外周部に配置された軟弾性体５５Ｙｅはトナー供給用スパイラル羽根（スクリュ部）５５Ｙｃを配置している下ケースと接触し、トナー供給用スパイラル５５Ｙｃと一体に回転移動するので、トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃと下ケースとの間に不動となるトナー、現像剤の移動又は入れ換えが確実に実施される。
プロセスカートリッジは、上述した本発明による現像装置５Ｙと、この現像装置５Ｙによりトナー像が形成される像担持体（図２、１Ｙ）とが一体的に組み込まれ、画像形成装置本体に着脱可能に装着される。
これにより、良好なトナー攪拌・搬送性能を有した、安定した画像が得られるとともに、作像手段の保守、交換を容易にするプロセスカートリッジを提供することができる。また、このプロセスカートリッジを画像形成装置にしようすれば、長期に渡り安定した画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】電子写真方式のプリンタの構成を示す概略図である。
【図２】Ｙトナー像を生成するためのプロセスカートリッジを示す概略図である。
【図３】本発明による第２搬送スクリュの第１の実施の形態を示す部分概略図である。
【図４】図３の第１の実施の形態の第２搬送スクリュの変形例を示す部分概略図である。
【図５】現像剤がスパイラル羽根の外側に働く力を説明するスパイラル羽根の部分断面図である。
【図６】本発明による第２搬送スクリュの第２の実施の形態を示す部分概略図である。
【図７】本発明による第２搬送スクリュの第３の実施の形態を示す部分概略図である。
【図８】本発明による第２搬送スクリュの第４の実施の形態を示す部分概略図である。
【図９】現像剤の上からのトナー供給を説明する概略図である。
【図１０】攪拌搬送用スパイラルに対して軸方向からの供給トナーの供給を説明する概略図である。
【図１１】トナー供給用スパイラル軸部に発生する不動のトナー層を説明する概略図である。
【符号の説明】
【００２２】
１Ｙ 像担持体（感光体）、５Ｙ 現像装置、６Ｙ プロセスカートリッジ、５５Ｔ 現像剤搬送路、５５Ｙ２ 回転軸、５５Ｙａ 第１攪拌搬送用スパイラル羽根（スクリュ部）、５５Ｙｂ 第２攪拌搬送用スパイラル羽根（スクリュ部）、５５Ｙｃ トナー供給用スパイラル羽根、５５Ｙｂ１ 第２攪拌搬送用スパイラル羽根の回転軸、５５Ｙｃ１ 連通部（連通口）、５５Ｙｃ２ 切り欠き、５５Ｙｃ３ トナー供給用スパイラル羽根のスパイラル軸（回転軸）、５５Ｙｄ コイル状スクリュ、５５Ｙｅ 軟弾性体、５８Ｙ トナー補給口、５９Ｙ 仕切り壁、６２Ｙ 第１連通口部、７５Ｙ 現像容器（上ケース）、７６Ｙ 現像容器（下ケース）、１００ 画像形成装置（プリンタ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真技術を用いた画像形成装置の現像装置、プロセスカートリッジ及びこれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
静電潜像を現像するための現像剤の１つに２成分系現像剤がある。２成分系現像剤は、トナー及びキャリアを含んでおり、それらを現像容器内で攪拌して使用する。
従来から、現像容器内に、現像剤を攪拌し所定方向へ搬送する２本の攪拌搬送用スパイラル軸を設ける構成は種々知られている（例えば、特許文献１乃至５参照）。
特許文献１乃至３には、現像容器内に、現像剤を攪拌し所定方向へ搬送する２本の攪拌搬送用スパイラル軸を設け、トナー消費に応じてトナー補給口からトナーが供給され、トナーと現像剤（トナー及びキャリア）とが攪拌され、混合される装置が開示されている。
ところで、現像容器中の現像剤の上からトナーを供給すると、比重の軽いトナーは現像剤中に取り込まれにくく、トナーが現像剤の上を流れ、現像剤とトナーとの混合が十分に行えないという問題があった（図９）。
図９は現像剤の上からのトナー供給を説明する概略図である。現像装置５Ｙにおいて、トナー補給口５８Ｙから攪拌搬送用スパイラル５５Ｙｂを埋め尽くしている現像剤上にトナーが供給される。この場合に、現像剤と供給されたトナーとの混合が十分に行えないと、現像剤のトナーとキャリアとの混合不足による画像の濃度ムラや、トナーの帯電不足による画像の地肌汚れなどが発生するおそれがある。
特許文献４及び５には、攪拌搬送用スパイラル軸と同一の軸線上に、現像容器内に供給されたトナーを供給するトナー供給用スパイラル軸を設け、攪拌搬送経路上に配置された攪拌搬送用スパイラルに対して軸方向から供給トナーを供給する装置が開示されている。
図１０は攪拌搬送用スパイラルに対して軸方向からのトナーの供給を説明する概略図である。現像装置５Ｙにおいて、トナーは攪拌搬送用スパイラル５５Ｙｂを埋め尽くしている現像剤上ではなく、トナー補給口５８Ｙ下部に設けられたトナー供給用スパイラル軸に供給される。
【特許文献１】特開２００５−２４６６５公報
【特許文献２】特開２００７−２７１８６３公報
【特許文献３】特開２００４−７７５５４公報
【特許文献４】特開２００２−１４８９１５公報
【特許文献５】特開２００７−９４１６１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献４及び５の構成の現像装置においては、スパイラル外周と下ケースの間に、不動のトナー層が発生する。図１１はトナー供給用スパイラル軸部に発生する不動のトナー層を説明する概略図である。上記トナー供給用スパイラル軸部には、トナー補給口５８Ｙから供給されたトナーが、図１１に示すように、スパイラル（スクリュ）５５Ｙｂ表面に直接付着したり、スパイラル外周と下ケースの間に、不動のトナー層が発生する。
連続プリント等により、画像形成装置及び現像装置内の温度が上昇すると、上記スパイラル表面に直接付着したトナーや、スパイラル外周と下ケースの間の不動のトナー層のトナーが凝集体を形成することがある。
現像装置の動作、メンテナンス等での現像装置の脱着動作等により、上記凝集体が現像剤中に取り込まれることとなるが、凝集体が充分に分解されず現像ローラに供給されると、黒斑点状の異常画像や、帯引き状の異常画像が発生したり、凝集体による転写体との密着不良による白斑点等の異常画像が発生する。また、凝集体が、ドクタブレードと現像ローラとの間に挟まった状態になると、現像剤の通過を阻止し、白スジ等の画像が発生することがある。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、供給トナーの分散性を向上させ、トナー補給スパイラル部位でのトナーの凝集体の発生を抑制し、連続使用時、及び長期に渡って、トナー凝集体による異常画像の発生を防止する現像装置、プロセスカートリッジ及びこのプロセスカートリッジを使用する画像形成装
置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、少なくともキャリア及びトナーを含む現像剤が収容されかつ前記現像剤が搬送される現像剤搬送経路が長手方向に形成される現像容器と、この現像容器の一端側に形成されかつトナーを前記現像容器内に供給するトナー補給口と、前記現像容器内で長手方向に延びる回転軸と、該回転軸に沿ってスパイラル状に張り出し、前記現像剤を攪拌しつつ搬送する攪拌搬送用スパイラル羽根と、が配置されている現像装置において、前記攪拌搬送用スパイラル羽根が張り出している前記回転軸の延長上で前記トナー補給口側にトナー供給用スパイラル羽根を設け、現像動作終了時、或いは所定間隔にて、前記トナー供給用スパイラル羽根が存在するトナー補給部位に、少なくとも前記トナー供給用スパイラル羽根の外周径内に達する容量の前記キャリアを含む現像剤を移流させる現像装置を特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、現像動作時と逆の前記トナー供給用スパイラル羽根の回転が、画像形成装置本体の省エネルギ、低電力モード等の待機モード移行直前に実施される請求項２記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記トナー供給用スパイラル羽根に、羽根の厚み方向に連通する連通部を設ける請求項１記載の現像装置を特徴とする。
【０００５】
また、請求項５に記載の発明は、前記トナー供給用スパイラル羽根に、外周部に沿った複数の切り欠きを設ける請求項１記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、前記トナー供給用スパイラル羽根の外周部に、前記トナー供給用スパイラル羽根を配置する下ケースと接触し、前記トナー供給用スパイラル羽根と一体に回転移動する軟弾性体部材を設ける請求項１記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、請求項１及至３のいずれか１項記載の現像装置と、該現像装置によりトナー像が形成される像担持体とが、少なくとも一体的に組み込まれ、画像形成装置本体に着脱可能に装着されるプロセスカートリッジを特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体上の前記静電潜像を現像剤によって現像する現像装置を含む画像形成装置において、請求項１乃至３のいずれか１項記載の現像装置を備える画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、トナー補給スパイラル部位でのトナーの凝集体の発生を抑制し、連続使用時、及び長期に渡って、トナー凝集体による異常画像の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。以下、本発明を適用した画像形成装置の実施の形態の一例として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）について説明する。なお、作像部に関してはプロセスカートリッジとして説明する。
図１は電子写真方式のプリンタの構成を示す概略図である。図２はＹトナー像を生成するためのプロセスカートリッジを示す概略図である。まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。
図１及び図２において、このプリンタ１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと記す）のトナー像を生成するための４つのプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋを備えている。これらは、画像形成物質として、互いに異なる色のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。
Ｙトナー像を生成するためのプロセスカートリッジ６Ｙを例にすると、このプロセスカートリッジ６Ｙは、図２に示すように、ドラム状の感光体１Ｙ、ドラムクリーニング装置２Ｙ、除電装置（図示せず）、帯電装置４Ｙ、現像装置５Ｙ等を備えている。このプロセスカートリッジ６Ｙは、プリンタ１００本体に脱着可能であり、一度に消耗部品を交換できるようになっている。
【０００８】
上記帯電装置４Ｙは、図示しない駆動手段によって、図中時計回りに回転せしめられる感光体１Ｙの表面を一様に帯電せしめる。一様に帯電せしめられた感光体１Ｙの表面は、レーザ光Ｌによって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。このＹの静電潜像は、Ｙトナーを用いる現像装置５ＹによってＹトナー像に現像される。
そして、このＹトナー像は中間転写ベルト８上に中間転写される。ドラムクリーニング装置２Ｙは、中間転写工程を経た後の感光体１Ｙ表面に残留したトナーを除去する。また、除電装置は、クリーニング後の感光体１Ｙの残留電荷を除電する。この除電により、感光体１Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。
他のプロセスカートリッジ６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおいても、同様にして感光体１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上にＭ、Ｃ、Ｋトナー像が形成され、中間転写ベルト８上に中間転写される。
先に示した図１においてプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの図中下方には露光装置７が配設されている。潜像形成手段である露光装置７は、画像情報に基づいて発したレーザ光Ｌを、プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおけるそれぞれの感光体に照射して露光する。
この露光により、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の静電潜像が形成される。なお、露光装置７は、光源から発したレーザ光（Ｌ）を、モータによって回転駆動したポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体に照射するものである。
【０００９】
露光装置７の図中下側には、転写紙収容カセット２６、これに組み込まれた給紙ローラ２７、レジストローラ対２８など有する給紙手段が配設されている。
転写紙収容カセット２６は、記録媒体である転写紙Ｐを複数枚重ねて収納しており、一番上の転写紙Ｐには給紙ローラ２７が当接している。
給紙ローラ２７が図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転せしめられると、一番上の転写紙Ｐがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給紙される。レジストローラ対２８は、転写紙Ｐを挟み込むべく両ローラを回転駆動するが、挟み込んですぐに回転をいったん停止させる。そして、転写紙Ｐを適切なタイミングで後述の２次転写ニップに向けて送り出す。
かかる構成の給紙手段においては、給紙ローラ２７と、タイミングローラ対であるレジストローラ対２８との組合せによって搬送手段が構成されている。この搬送手段は、転写紙Ｐの収容手段である紙収容カセット２６から後述の２次転写ニップまで搬送するものである。
プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの図中上方には、中間転写体である中間転写ベルト８を張架しながら無端移動せしめる中間転写ユニット１５が配設されている。この中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８の他、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ、クリーニング装置１０などを備えている。
【００１０】
また、２次転写バックアップローラ１２、クリーニングバックアップローラ１３、テンションローラ１４なども備えている。中間転写ベルト８は、これら３つのローラに張架されながら、少なくとも何れか１つのローラの回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。
１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト８を感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。
これらの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは中間転写ベルト８の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えば、プラス）の転写バイアスを印加する方式のものである。１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋを除くローラは、全て電気的に接地されている。
中間転写ベルト８には、その無端移動に伴ってＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の１次転写ニップを順次通過していく過程で、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナー像が重ね合わされて１次転写される。これにより、中間転写ベルト８上に４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
【００１１】
上述した２次転写バックアップローラ１２は、これと２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。中間転写ベルト８上に形成された４色トナー像は、この２次転写ニップで転写紙Ｐに転写される。
２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト８には、転写紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、クリーニング装置１０によってクリーニングされる。
２次転写ニップにおいては、転写紙Ｐが互いに順方向に表面移動する中間転写ベルト８と２次転写ローラ１９との間に挟まれて、上述のレジストローラ対２８側とは反対方向に搬送される。２次転写ニップから送り出された転写紙Ｐ上には、定着装置２０のローラ間を通過する際に熱と圧力とにより、表面に転写された４色トナー像が定着される。
その後、転写紙Ｐは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て機外へと排出される。プリンタ本体の上面には、スタック部３０が形成されており、排紙ローラ対２９によって機外に排出された転写紙Ｐは、このスタック部３０に順次スタックされる。なお、このスタック部３０の下側にはボトル収容器３１が設けられ、各色のトナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋが収容されている。
【００１２】
次に、主として図２を参照して、上記プロセスカートリッジ６Ｙ内の現像装置５Ｙの構成について説明する。現像装置５Ｙは、内部に磁界発生手段を備え、磁性粒子とトナーを含む２成分系現像剤を表面担持して搬送する現像剤担持体としての現像ローラ５１Ｙと、この現像ローラ５１Ｙ上に担持されて搬送される現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材としてのドクタブレード５２Ｙとを備えている。
ここで、現像ローラ５１Ｙを収容する場所を第１の室５３Ｙとする。また、現像剤を収容する場所を第２の室５４Ｙとし、この第２の室５４Ｙには、トナーを撹拌搬送するためのトナー搬送スクリュ（搬送体）５５Ｙ（第１搬送スクリュ５５Ｙａ、第２搬送スクリュ５５Ｙｂ）と、トナーを第２の室５４Ｙに取り込むためのトナー補給口５８Ｙと、第１の室５３Ｙと第２の室５４Ｙとの仕切り壁５９Ｙと、第１の室５３Ｙと第２の室５４Ｙとの連通口６０Ｙと、を備えている。
トナー補給口５８Ｙの上部には、トナー補給口５８Ｙを塞ぐためのシャッタ７１Ｙとこのシャッタ７１Ｙを保持し、トナー補給口５８Ｙを覆うように設けられたトナー補給口ケース７２Ｙが設けられている。
ここで、符号５６Ｙは現像剤のトナー濃度を検知するための濃度検知センサであり、この濃度検知センサ５６Ｙが第２の室５４Ｙ内でトナー濃度不足を検知すると、制御部５７Ｙからの補給信号により、駆動モータ４１Ｙが回転し、トナーボトル３２Ｙ（図１）が回転することによりトナーが補給される。
また、現像装置５Ｙの全体は、第１の室５３Ｙの内壁を含む第１部材７５Ｙ（上ケース）と第２の室５４Ｙの内壁を含む第２部材７６Ｙ（下ケース）とで形成されている。
【００１３】
図３は本発明による第２搬送スクリュの第１の実施の形態を示す部分概略図である。図４は図３の第１の実施の形態の第２搬送スクリュの変形例を示す部分概略図である。
次に、図３及び図４を用いて、本発明の主要部について説明する。図２と第１搬送スクリュ及び第２搬送スクリュの位置関係を同じにするには図３及び図４はこれらの図を裏面から、また反対端から見た状態とにしなければならないということを考慮に入れてここでは図３及び図４に基づいて説明する。
図２に示したように、少なくともキャリア及びトナーを含む現像剤が収容されかつ前記現像剤が搬送される現像剤搬送経路が長手方向に形成される上ケース７５Ｙ及び下ケース７６Ｙから構成される現像容器内には、この現像容器の一端側に形成されかつトナーを現像容器内に供給するトナー補給口５８Ｙと、現像容器内で長手方向に延びる回転軸５５Ｙ２と、該回転軸５５Ｙ２に沿ってスパイラル状に張り出し、前記現像剤を攪拌しつつ搬送する第２搬送スクリュ（攪拌搬送用スパイラル羽根）５５Ｙｂとが配置されている。
【００１４】
図３（ａ）に示すように、第２搬送スクリュ（攪拌搬送用スパイラル羽根）５５Ｙｂが設けられた回転軸５５Ｙ２に、第１搬送スクリュ５５Ｙａに対して仕切り壁５９Ｙのない第１連通口６２Ｙより端部側に延びたトナー供給スクリュ部（トナー供給用スパイラル羽根）５５Ｙｃが形成されている。
トナー補給機構（例えば、特許文献１に記載の機構）により現像装置５Ｙにトナーを供給するトナー補給口５８Ｙは、トナー供給スパイラル羽根（スクリュ部）５５Ｙｃの上方に設置される（図３（ｂ））。
これにより、トナー補給口５８Ｙから供給されたトナーは、図１０記載のように、現像容器内の現像剤の横（下部）よりこの現像剤中に取り込まれて現像剤搬送経路５５Ｔを搬送されることになり、供給トナーと、現像装置５Ｙ内の現像剤が速やかに混合攪拌され、混合不足による画像の濃度ムラや、トナーの帯電不足による画像の地肌汚れなどを防止することができる。
しかし、本構成の現像装置においても、上述したトナー供給用スパイラル羽根回転軸部には、トナー補給口５８Ｙから供給されたトナーが、図１１に示したように、スパイラル羽根（スクリュ部）表面に直接付着するトナー、スパイラル羽根外周と下ケースの間に、不動のトナー層が発生する恐れがある。
【００１５】
現像動作終了により、第２搬送スクリュ５５Ｙｂが停止すると、現像装置５Ｙ内の現像剤は、高低差及び現像剤の流動性の作用により、トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃ側に逆回転で流れ込む。この流れ込んだ現像剤は、スパイラル羽根の停止位置にも依るが、スパイラル羽根により区画分けされているため、およそスクリュ１．５ピッチの範囲で停止する。
そこで、図４（ａ）の変形例では、トナー供給スパイラル羽根（スクリュ部）５５Ｙｃが図３の第１の実施の形態に比べて軸方向に長くなっている。従って、トナー補給口５８Ｙから供給されたトナーは現像剤の存在する領域に滑らかに取り込まれて現像剤と攪拌されることができる。
このように構成することで、トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃ（トナー補給スパイラル部位）でのトナーの凝集体の発生を抑制し、連続使用時、及び長期に渡って、トナー凝集体による異常画像の発生を防止することができる。
次の現像動作による第２搬送スクリュ５５Ｙｂの回転により、上記トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃ側に流れ込んだ現像剤は、図４（ｂ）中の矢印Ｄ方向に移動する。この際に、現像剤の存在する領域では、トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃ表面に付着したトナーは、現像剤に取り込まれ、このトナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃ表面は清掃されることになる。
【００１６】
図５は現像剤がスパイラル羽根の外側に働く力を説明するスパイラル羽根の部分断面図である。また、図５に示したように、現像剤の存在する領域では、第２搬送スクリュ５５Ｙｂの回転及び、例えば、樹脂成型によるスパイラル羽根の勾配により、現像剤は、図中矢印Ｇのように、外側に働く力を受ける。
このため、トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃと下ケースとの間の現像剤の入れ換えを行うことができる。トナーは比重が低く、トナーのみではスクリュ回転によるスパイラル羽根（スクリュ）径外周外でのトナーの入れ換えを充分に行うことはできない。
しかし、トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃが長く（およそ、スクリュ２ピッチ以上）形成された場合には、上記現像動作停止時の現像剤の自然流動によるトナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃへの現像剤の流れ込みは上記作用を行なうには不充分となる。
【００１７】
トナー供給用スパイラル羽根（スクリュ部）５５Ｙｃが存在するトナー補給部位への現像剤移流は、現像動作終了時、或いは所定間隔にて実施される、トナー供給用スパイラル羽根５５Ｙｃの現像動作時とは逆の回転で行われる。このように、特殊な構成・機構を有することなく、トナー凝集体による異常画像の発生を防止することができる。
このような構成の現像装置においては、例えば、濃度調整等のプロセスコントロール実施時等、所定の間隔にて、トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃのピッチ数分のスクリュの逆回転を実施することにより、確実にトナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃに現像剤を供給でき、上述の作用を得ることができ、トナーの凝集体発生を防止できる。
なお、上記のトナー供給用スパイラル羽根（スクリュ部）５５Ｙｃの逆転動作は、例えば、画像形成装置が長らく動作せず、省エネルギ、低電力モード等へのモード移行の前に実施することで、トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃにトナーのみが存在することが防止できる。このように、画像形成装置が長らく動作しない状態で、トナー補給位置にトナーのみが存在することによる凝集体の発生を防止することができる。
【００１８】
図６は本発明による第２搬送スクリュの第２の実施の形態を示す部分概略図である。図６（ａ）には、現像装置５Ｙの第２搬送スクリュ５５Ｙｂを部分的に示し、トナー供給スパイラル羽根（スクリュ部）５５Ｙｃ、トナー補給口５８Ｙ、及び第１連通口６２Ｙを示している。
図６（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）に示すように、トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃにスパイラル羽根の厚さ方向を連通する連通口５５Ｙｃ１を設ける。図６（ｂ）、図６（ｃ）及び図６（ｄ）には形状の異なる連通口５５Ｙｃ１を有するトナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃ及び切り欠き５５Ｙｃ２を連通口とするトナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃを示している。この連通口５５Ｙｃ１又は切り欠き５５Ｙｃ２を設けることによって、上述の現像動作終了により、第２搬送スクリュ５５Ｙｂが停止すると、現像装置５Ｙ内の現像剤は、高低差及び現像剤の流動性の作用により、トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃ側に流れ込む現像剤の量を増加させ、トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃの終端側に現像剤が到達する距離を増加させることができる。
上述した図６（ｄ）に示すように、トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃ外周の数箇所に切り欠き５５Ｙｃ２を入れることによっても、連通口５５Ｙｃ１と同様の効果が得られる。トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃは、現像装置５Ｙ内の搬送スクリュ５５Ｙａ、５５Ｙｂに対して少ない搬送力の設定が可能であり、連通口５５Ｙｃ１、上記切り欠き５５Ｙｃ２により、供給トナーの分散、攪拌効果が向上する効果も得られる。
このように、トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃに連通口５５Ｙｃ１又は切り欠き５５Ｙｃ２を設けることによって、現像剤の流動性を利用し、特殊な構成・動作無しに現像動作終了時に、トナー補給位置に現像剤を移流することができる。
【００１９】
図７は本発明による第２搬送スクリュの第３の実施の形態を示す部分概略図である。図７（ａ）の第２搬送スクリュの第３の実施の形態において、トナー補給口５８Ｙの下方に形成されたトナー供給スパイラル羽根（スクリュ部）５５Ｙｃの中心軸５５Ｙｃ３の軸径を、第２搬送スクリュ５５Ｙｂの中心軸５５Ｙｂ１の軸径より小径としている。
また、図７（ｂ）の変形例では、トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃの中心軸を除去し、コイル状の形状からなるスクリュ５５Ｙｄのみで形成している。これにより、スクリュ停止時に、トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｄ側に流れ込む現像剤の量を増加させ、トナー供給スクリュ５５Ｙｄ終端側に現像剤が到達する距離を増加させることができる。
【００２０】
図８は本発明による第２搬送スクリュの第４の実施の形態を示す部分概略図である。図８において、現像装置５Ｙのトナー補給口５８Ｙの下方に形成されたトナー供給スパイラル羽根（スクリュ部）５５Ｙｃの終端側から１．５ピッチに、スクリュ外周に沿って軟弾性体５５Ｙｅを、ケース下部に接触するように配設したものである。
これにより、トナー供給用スパイラル羽根外周部に配置された軟弾性体５５Ｙｅはトナー供給用スパイラル羽根（スクリュ部）５５Ｙｃを配置している下ケースと接触し、トナー供給用スパイラル５５Ｙｃと一体に回転移動するので、トナー供給スパイラル羽根５５Ｙｃと下ケースとの間に不動となるトナー、現像剤の移動又は入れ換えが確実に実施される。
プロセスカートリッジは、上述した本発明による現像装置５Ｙと、この現像装置５Ｙによりトナー像が形成される像担持体（図２、１Ｙ）とが一体的に組み込まれ、画像形成装置本体に着脱可能に装着される。
これにより、良好なトナー攪拌・搬送性能を有した、安定した画像が得られるとともに、作像手段の保守、交換を容易にするプロセスカートリッジを提供することができる。また、このプロセスカートリッジを画像形成装置にしようすれば、長期に渡り安定した画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】電子写真方式のプリンタの構成を示す概略図である。
【図２】Ｙトナー像を生成するためのプロセスカートリッジを示す概略図である。
【図３】本発明による第２搬送スクリュの第１の実施の形態を示す部分概略図である。
【図４】図３の第１の実施の形態の第２搬送スクリュの変形例を示す部分概略図である。
【図５】現像剤がスパイラル羽根の外側に働く力を説明するスパイラル羽根の部分断面図である。
【図６】本発明による第２搬送スクリュの第２の実施の形態を示す部分概略図である。
【図７】本発明による第２搬送スクリュの第３の実施の形態を示す部分概略図である。
【図８】本発明による第２搬送スクリュの第４の実施の形態を示す部分概略図である。
【図９】現像剤の上からのトナー供給を説明する概略図である。
【図１０】攪拌搬送用スパイラルに対して軸方向からの供給トナーの供給を説明する概略図である。
【図１１】トナー供給用スパイラル軸部に発生する不動のトナー層を説明する概略図である。
【符号の説明】
【００２２】
１Ｙ 像担持体（感光体）、５Ｙ 現像装置、６Ｙ プロセスカートリッジ、５５Ｔ 現像剤搬送路、５５Ｙ２ 回転軸、５５Ｙａ 第１攪拌搬送用スパイラル羽根（スクリュ部）、５５Ｙｂ 第２攪拌搬送用スパイラル羽根（スクリュ部）、５５Ｙｃ トナー供給用スパイラル羽根、５５Ｙｂ１ 第２攪拌搬送用スパイラル羽根の回転軸、５５Ｙｃ１ 連通部（連通口）、５５Ｙｃ２ 切り欠き、５５Ｙｃ３ トナー供給用スパイラル羽根のスパイラル軸（回転軸）、５５Ｙｄ コイル状スクリュ、５５Ｙｅ 軟弾性体、５８Ｙ トナー補給口、５９Ｙ 仕切り壁、６２Ｙ 第１連通口部、７５Ｙ 現像容器（上ケース）、７６Ｙ 現像容器（下ケース）、１００ 画像形成装置（プリンタ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともキャリア及びトナーを含む現像剤が収容されかつ前記現像剤が搬送される現像剤搬送経路が長手方向に形成される現像容器と、この現像容器の一端側に形成されかつトナーを前記現像容器内に供給するトナー補給口と、前記現像容器内で長手方向に延びる回転軸と、該回転軸に沿ってスパイラル状に張り出し、前記現像剤を攪拌しつつ搬送する攪拌搬送用スパイラル羽根と、が配置されている現像装置において、
前記攪拌搬送用スパイラル羽根が張り出している前記回転軸の延長上で前記トナー補給口側にトナー供給用スパイラル羽根を設け、現像動作終了時、或いは所定間隔にて、前記トナー供給用スパイラル羽根が存在するトナー補給部位に、少なくとも前記トナー供給用スパイラル羽根の外周径内に達する容量の前記キャリアを含む現像剤を移流させることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤の移流が、現像動作終了時、或いは所定間隔にて実施される前記トナー供給用スパイラル羽根の現像動作時と逆回転によることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
現像動作時と逆の前記トナー供給用スパイラル羽根の回転が、画像形成装置本体の省エネルギ、低電力モード等の待機モード移行直前に実施されることを特徴とする請求項２記載の現像装置。
【請求項４】
前記トナー供給用スパイラル羽根に、羽根の厚み方向に連通する連通部を設けることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項５】
前記トナー供給用スパイラル羽根に、外周部に沿った複数の切り欠きを設けることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項６】
前記トナー供給用スパイラル羽根の外周部に、前記トナー供給用スパイラル羽根を配置する下ケースと接触し、前記トナー供給用スパイラル羽根と一体に回転移動する軟弾性体部材を設けることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項７】
請求項１及至３のいずれか１項記載の現像装置と、該現像装置によりトナー像が形成される像担持体とが、少なくとも一体的に組み込まれ、画像形成装置本体に着脱可能に装着されることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項８】
静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体上の前記静電潜像を現像剤によって現像する現像装置を含む画像形成装置において、請求項１乃至３のいずれか１項記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
少なくともキャリア及びトナーを含む現像剤が収容されかつ前記現像剤が搬送される現像剤搬送経路が長手方向に形成される現像容器と、この現像容器の一端側に形成されかつトナーを前記現像容器内に供給するトナー補給口と、前記現像容器内で長手方向に延びる回転軸と、該回転軸に沿ってスパイラル状に張り出し、前記現像剤を攪拌しつつ搬送する攪拌搬送用スパイラル羽根と、が配置されている現像装置において、
前記攪拌搬送用スパイラル羽根が張り出している前記回転軸の延長上で前記トナー補給口側にトナー供給用スパイラル羽根を設け、現像動作終了時、或いは所定間隔にて、前記トナー供給用スパイラル羽根が存在するトナー補給部位に、少なくとも前記トナー供給用スパイラル羽根の外周径内に達する容量の前記キャリアを含む現像剤を移流させることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤の移流が、現像動作終了時、或いは所定間隔にて実施される前記トナー供給用スパイラル羽根の現像動作時と逆回転によることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
現像動作時と逆の前記トナー供給用スパイラル羽根の回転が、画像形成装置本体の省エネルギ、低電力モード等の待機モード移行直前に実施されることを特徴とする請求項２記載の現像装置。
【請求項４】
前記トナー供給用スパイラル羽根に、羽根の厚み方向に連通する連通部を設けることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項５】
前記トナー供給用スパイラル羽根に、外周部に沿った複数の切り欠きを設けることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項６】
前記トナー供給用スパイラル羽根の外周部に、前記トナー供給用スパイラル羽根を配置する下ケースと接触し、前記トナー供給用スパイラル羽根と一体に回転移動する軟弾性体部材を設けることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項７】
請求項１及至３のいずれか１項記載の現像装置と、該現像装置によりトナー像が形成される像担持体とが、少なくとも一体的に組み込まれ、画像形成装置本体に着脱可能に装着されることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項８】
静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体上の前記静電潜像を現像剤によって現像する現像装置を含む画像形成装置において、請求項１乃至３のいずれか１項記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−７８６６９（Ｐ２０１０−７８６６９Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４４０８８（Ｐ２００８−２４４０８８）
【出願日】平成２０年９月２４日（２００８．９．２４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２４日（２００８．９．２４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]