JP5061226B2 - 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する。

複写機、プリンタ、ファクシミリなどは、電子写真方式によって画像を形成する画像形成装置を備えている。電子写真方式の画像形成装置は、帯電装置および露光装置によって像担持体（感光体）の表面に静電潜像を形成し、現像装置によって現像剤を供給することで該静電潜像を現像し、転写部によって感光体上の現像剤像を記録用紙などの記録媒体に転写し、定着装置によって記録用紙に該現像剤像を定着させることで、画像を形成する。

現像装置によって感光体へ供給される現像剤は、現像装置が備える現像槽に貯留されている。現像槽に貯留される現像剤は、現像装置が備える現像ローラに搬送される。現像ローラは、その表面に現像剤を担持して回転することで、感光体へ現像剤を供給する。現像剤は、現像ローラに搬送される過程で摩擦帯電しており、帯電した現像剤は、感光体表面の静電潜像との間の静電気力によって、現像ローラ上から該感光体上に移動する。このようにして、現像装置は、感光体表面の静電潜像を現像し、現像剤像を形成する。

近年では、画像形成装置の高速化および小型化に伴って、現像剤の帯電を迅速かつ充分に行うことができる現像装置が求められている。たとえば、特許文献１には、現像槽内に設けられる隔壁によって第１搬送路、第２搬送路、第１連通路、および第２連通路が形成され、第１搬送路内および第２搬送路内に相互に逆方向に現像剤を搬送する現像剤搬送部を備える循環方式の現像装置が記載されている。特許文献１に記載の現像剤搬送部は、回転軸部材と該回転軸部材を取り巻く螺旋羽根とを備えるオーガスクリューの回転軸部材に、該回転軸部材の軸線に平行な平板状部材（フィン）が設けられた構造となっている。

特開２００４−２７２０１７号公報

特許文献１に記載の現像剤搬送部は、螺旋羽根によって、回転軸部材の軸線方向に現像剤を搬送するとともに、フィンによって回転軸部材の周方向に現像剤を移動させることで、現像剤を効率良く帯電させている。しかしながら、特許文献１に記載の現像剤搬送部は、螺旋羽根とフィンとによって挟まれる現像剤に圧縮ストレスが生じ、現像剤が劣化してしまうという課題がある。現像剤が劣化すると、画像形成装置は、良好な画像を形成できなくなってしまう。

本発明は、上述した課題を解決するためのものであり、現像剤に生じるストレスを抑えながら、現像剤を充分に帯電させて搬送することができる現像装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、現像剤を貯留する現像槽と、現像剤を担持して像担持体に供給する現像ローラとを備える現像装置において、
前記現像槽は隔壁を備え、該隔壁によって、前記現像槽の内部空間は、該隔壁の長手方向に沿う第１搬送路と、前記現像ローラに臨み、該隔壁を挟んで前記第１搬送路に対向する第２搬送路と、該隔壁の長手方向一端側において前記第１搬送路と前記第２搬送路とを連通する第１連通路と、該隔壁の長手方向他端側において前記第１搬送路と前記第２搬送路とを連通する第２連通路とに区分され、
前記第１搬送路内には、前記長手方向他端側から前記長手方向一端側へ向けて前記現像槽内の現像剤を搬送する第１現像剤搬送部が備えられ、
前記第２搬送路内には、前記長手方向一端側から前記長手方向他端側へ向けて前記現像槽内の現像剤を搬送する第２現像剤搬送部が備えられ、
前記第１現像剤搬送部は、
仮想的な円柱の側面を取り巻く形状の螺旋羽根であって、該仮想的な円柱の軸線を中心とする回転運動によって現像剤を搬送する螺旋羽根と、
該螺旋羽根の外周部を取り囲み、該螺旋羽根とともに回転運動する回転筒であって、現像剤が流入する流入開口部が前記長手方向他端側に設けられ、現像剤が流出する流出開口部が前記長手方向一端側に設けられる回転筒とを有し、
前記回転筒は円筒形状であり、前記流入開口部は該回転筒の周壁に設けられ、
前記第１現像剤搬送部は、前記回転筒の外周壁に固定され、かつ、該回転筒の回転運動によって該回転筒の外側にある現像剤を流入開口部へと案内する現像剤案内羽根を有し、
前記現像槽は、前記第１搬送路に臨む第１搬送路底部と、前記第１連通路に臨む第１連通路底部と、前記第２連通路に臨む第２連通路底部とを有し、
前記第１搬送路底部は、前記長手方向他端側よりも前記長手方向一端側が鉛直方向上方となるように傾斜して形成され、
前記第１連通路底部は、前記第２搬送路側よりも前記第１搬送路側が鉛直方向上方となるように傾斜して形成され、
前記第２連通路底部は、前記第１搬送路側よりも前記第２搬送路側が鉛直方向上方となるように傾斜して形成され、
前記現像槽は、前記第１搬送路の前記長手方向他端側の部分に臨む第１搬送路上流側底部と、該第１搬送路上流側底部よりも前記長手方向一端側において該第１搬送路上流側底部に隣接する第１障壁部とを有し、
前記第１障壁部は、前記第１搬送路上流側底部よりも、鉛直方向上方に突出して形成され、
前記現像槽は、前記第１搬送路の前記長手方向一端側の部分に臨む第１搬送路下流側底部と、該第１搬送路下流側底部よりも前記長手方向他端側において該第１搬送路下流側底部に隣接する第２障壁部とを有し、
前記第２障壁部は、前記第１搬送路下流側底部よりも、鉛直方向上方に突出して形成されることを特徴とする現像装置である。

また本発明は、前記第１現像剤搬送部は、前記螺旋羽根の長手方向両端に、円柱形状の支持部材を有することを特徴とする。

また本発明は、電子写真方式の画像形成装置において、
上記現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、現像槽は隔壁を備え、該隔壁によって、現像槽の内部空間は、第１搬送路と第２搬送路と第１連通路と第２連通路とに区分されている。そして、第１搬送路内には、隔壁の長手方向他端側から長手方向一端側へ向けて現像槽内の現像剤を搬送する第１現像剤搬送部が備えられる。この第１現像剤搬送部は、仮想的な円柱の側面を取り巻く形状の螺旋羽根と、該螺旋羽根の外周部を取り囲み、隔壁の長手方向他端側において現像剤が流入する流入開口部が設けられ、隔壁の長手方向一端側において現像剤が流出する流出開口部が設けられる回転筒とを有している。

螺旋羽根は、前記仮想的な円柱の軸線を中心とする回転運動によって、現像剤を搬送する。そして、回転筒は、螺旋羽根とともに回転運動する。したがって、現像槽内の現像剤は、隔壁の長手方向他端側において、回転筒の流入開口部から該回転筒の内側に流入し、該回転筒の内側に設けられる螺旋羽根によって隔壁の長手方向一端側へ搬送され、流出開口部から該回転筒の外側に流出することになる。このとき、回転筒は螺旋羽根とともに回転運動しており、この回転運動によって、螺旋羽根により搬送される現像剤と回転筒の内周壁との間に摩擦が生じ、その結果、現像剤が帯電する。よって、本発明に係る現像装置は、現像剤に生じるストレスを抑えながら、現像剤を充分に帯電させて搬送することができる。

また、回転筒は円筒形状であり、円筒形状の回転筒の周壁に、前記流入開口部が設けられている。そして、第１現像剤搬送部は、回転筒の外周壁に固定され、かつ、該回転筒の回転運動によって該回転筒の外側にある現像剤を流入開口部へと案内する現像剤案内羽根を有している。したがって、回転筒の内側の螺旋羽根まで、現像剤を円滑に導くことができるので、現像剤に生じるストレスを抑えることができる。

また、第１搬送路底部は、隔壁の長手方向他端側よりも長手方向一端側が鉛直方向上方となるように傾斜して形成される。したがって、第１搬送路底部上の現像剤は、重力による作用で、隔壁の長手方向他端側へ移動しようとする。これによって、隔壁の長手方向における中間位置において、第１現像剤搬送部と現像槽の底部との間に現像剤が滞留することを抑えることができる。

また、第１連通路底部は、第２搬送路側よりも第１搬送路側が鉛直方向上方となるように傾斜して形成される。したがって、第１連通路底部上の現像剤は、重力による作用で、第２搬送路側へ移動しようとする。これによって、第１連通路において現像剤が滞留することを抑えることができる。また、第２連通路底部は、第１搬送路側よりも第２搬送路側が鉛直方向上方となるように傾斜して形成される。したがって、第２連通路底部上の現像剤は、重力による作用で、第１搬送路側へ移動しようとする。これによって、第２連通路において現像剤が滞留することを抑えることができる。

このように、本発明に係る現像装置は、第１搬送路、第１連通路、および第２連通路における現像剤の滞留を抑えることができるので、現像剤を円滑に搬送することができ、その結果、現像剤に生じるストレスを抑えることができる。
また、第１搬送路上流側底部の前記長手方向一端側には、該第１搬送路上流側底部に隣接し、該第１搬送路上流側底部よりも鉛直方向上方に突出する第１障壁部が形成される。したがって、第１現像剤搬送部と現像槽の内壁との間に、前記長手方向他端側から現像剤が入り込むことを抑えることができる。
また、第１搬送路下流側底部の前記長手方向他端側には、該第１搬送路下流側底部に隣接し、該第１搬送路下流側底部よりも鉛直方向上方に突出する第２障壁部が形成される。したがって、第１現像剤搬送部と現像槽の内壁との間に、前記長手方向一端側から現像剤が入り込むことを抑えることができる。

また本発明によれば、第１現像剤搬送部は、螺旋羽根の長手方向両端に、円柱形状の支持部材を有する。これによって、この支持部材を介して第１現像剤搬送部を駆動することができるので、現像装置の駆動機構を簡素化することができる。

また本発明によれば、画像形成装置は上記現像装置を備えており、上記現像装置によって、現像剤に生じるストレスを抑えながら、現像剤を充分に帯電させることができる。したがって、現像剤の流動性の低下を抑えることができ、長期に亘って安定して良好な画像を形成することができる。

画像形成装置１００の構成を示す模式図である。 トナーカートリッジ３００の構成を示す模式図である。 図２に示す線Ａ−Ａを切断面線とするトナーカートリッジ３００の断面図である。 現像装置２００の構成を示す模式図である。 図４に示す線Ｂ−Ｂを切断面線とする現像装置２００の断面図である。 図４に示す線Ｃ−Ｃを切断面線とする現像装置２００の断面図である。 図５に示す線Ｄ−Ｄを切断面線とする現像装置２００の断面図である。 図５に示す線Ｅ−Ｅを切断面線とする現像装置２００の断面図である。 第１現像剤搬送部２０２の全体を示す模式図である。 第１現像剤搬送部２０２の搬送方向Ｘ上流側部分を示す図である。 第１現像剤搬送部２０２の搬送方向Ｘ下流側部分を示す図である。 回転筒２０２ｂの内側を示す模式図である。 第１現像剤搬送部２０２を分解して示す図である。

はじめに、本発明の実施形態である現像装置２００を備える画像形成装置１００について説明する。図１は、画像形成装置１００の構成を示す模式図である。画像形成装置１００は、複写機能、プリンタ機能、およびファクシミリ機能を併せ持つ複合機であり、伝達される画像情報に応じて、記録媒体上にフルカラーまたはモノクロの画像を形成する。画像形成装置１００は、コピアモード（複写モード）、プリンタモード、およびファクシミリモードという３種の印刷モードを有しており、図示しない操作部からの操作入力、パーソナルコンピュータ、携帯端末装置、情報記録媒体、メモリ装置を用いた外部機器などからの印刷ジョブの受信に応じて、図示しない制御ユニット部によって、印刷モードが選択される。

画像形成装置１００は、トナー像形成部２０と、転写部３０と、定着部４０と、記録媒体供給部５０と、排出部６０と、図示しない制御ユニット部とを含む。トナー像形成部２０は、感光体ドラム２１ｂ，２１ｃ，２１ｍ，２１ｙと、帯電部２２ｂ，２２ｃ，２２ｍ，２２ｙと、露光ユニット２３と、現像装置２００ｂ，２００ｃ，２００ｍ，２００ｙと、クリーニングユニット２５ｂ，２５ｃ，２５ｍ，２５ｙと、トナーカートリッジ３００ｂ，３００ｃ，３００ｍ，３００ｙと、トナー供給パイプ２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｍ，２５０ｙとを含む。転写部３０は、中間転写ベルト３１と、駆動ローラ３２と、従動ローラ３３と、中間転写ローラ３４ｂ，３４ｃ，３４ｍ，３４ｙと、転写ベルトクリーニングユニット３５と、転写ローラ３６とを含む。

感光体ドラム２１、帯電部２２、現像装置２００、クリーニングユニット２５、トナーカートリッジ３００、トナー供給パイプ２５０、および中間転写ローラ３４は、カラー画像情報に含まれるブラック（ｂ）、シアン（ｃ）、マゼンタ（ｍ）、およびイエロー（ｙ）の各色の画像情報に対応するために、それぞれ４つずつ設けられる。本明細書中において、各色に応じて４つずつ設けられる各部材を区別する場合は、各部材を表す数字の末尾に各色を表すアルファベットを付して参照符号とし、各部材を総称する場合は、各部材を表す数字のみを参照符号とする。

感光体ドラム２１は、図示しない駆動部によって軸線回りに回転可能に支持され、図示しない導電性基体と、該導電性基体の表面に形成される光導電層とを含む。導電性基体は種々の形状を採ることができ、たとえば、円筒状、円柱状、薄膜シート状などを挙げることができる。光導電層は、光を照射されることで導電性を示す材料によって形成される。感光体ドラム２１としては、たとえば、アルミニウムで形成された円筒状部材（導電性基体）と、該円筒状部材の外周面上に形成される、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、セレン（Ｓｅ）、または有機光半導体（ＯＰＣ）からなる薄膜（光導電層）とを含むものを用いることができる。

帯電部２２、現像装置２００、およびクリーニングユニット２５は、感光体ドラム２１の回転方向回りに、この順序で配置され、帯電部２２は、現像装置２００およびクリーニングユニット２５よりも鉛直方向下方に配置される。

帯電部２２は、感光体ドラム２１表面を所定の極性および電位に帯電させる装置である。帯電部２２は、感光体ドラム２１に臨む位置に、感光体ドラム２１の長手方向に沿って設置される。接触帯電方式の場合、帯電部２２は、感光体ドラム２１表面に接するように設置される。非接触帯電方式の場合、帯電部２２は、感光体ドラム２１表面から離隔するように設置される。

帯電部２２は、現像装置２００、クリーニングユニット２５などとともに、感光体ドラム２１の周囲に設置される。帯電部２２は、現像装置２００、クリーニングユニット２５などよりも、感光体ドラム２１に近い位置に設置されることが好ましい。これによって、感光体ドラム２１の帯電不良の発生を確実に防止することができる。

帯電部２２としては、ブラシ型帯電装置、ローラ型帯電装置、コロナ放電装置、イオン発生装置などを使用できる。ブラシ型帯電装置およびローラ型帯電装置は、接触帯電方式の帯電装置である。ブラシ型帯電装置には、帯電ブラシを用いるもの、磁気ブラシを用いるものなどがある。コロナ放電装置およびイオン発生装置は、非接触帯電方式の帯電装置である。コロナ放電装置には、ワイヤ状の放電電極を用いるもの、鋸歯状の放電電極を用いるもの、針状の放電電極を用いるものなどがある。

露光ユニット２３は、露光ユニット２３から出射される光が、帯電部２２と現像装置２００との間を通過して感光体ドラム２１の表面に照射されるように配置される。露光ユニット２３は、帯電状態にある感光体ドラム２１ｂ，２１ｃ，２１ｍ，２１ｙ表面に、各色の画像情報に対応するレーザ光をそれぞれ照射することによって、感光体ドラム２１ｂ，２１ｃ，２１ｍ，２１ｙそれぞれの表面に、各色の画像情報に対応する静電潜像を形成する。露光ユニット２３には、たとえば、レーザ照射部および複数の反射ミラーを備えるレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を使用できる。露光ユニット２３としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）アレイ、液晶シャッタと光源とを適宜組み合わせたユニットなどを用いてもよい。

現像装置２００は、感光体ドラム２１上に形成された静電潜像をトナーによって現像することで、感光体ドラム２１上にトナー像を形成する装置である。現像装置２００の鉛直方向上部には、筒状部材であるトナー供給パイプ２５０が接続される。現像装置２００の詳細については後述する。

トナーカートリッジ３００は、現像装置２００よりも鉛直方向上方に配され、未使用のトナーを貯蔵する。トナーカートリッジ３００の鉛直方向下部にはトナー供給パイプ２５０が接続される。トナーカートリッジ３００は、トナー供給パイプ２５０を介して、現像装置２００へトナーを供給する。トナーカートリッジ３００の詳細については後述する。

クリーニングユニット２５は、感光体ドラム２１から中間転写ベルト３１にトナー像が転写された後に、感光体ドラム２１の表面に残留するトナーを除去し、感光体ドラム２１の表面を清浄化する部材である。クリーニングユニット２５としては、たとえば、トナーを掻き取るための板状部材と、掻き取ったトナーを回収する容器状部材とが用いられる。

トナー像形成部２０によれば、帯電部２２によって均一な帯電状態にある感光体ドラム２１の表面に、露光ユニット２３から画像情報に応じたレーザ光が照射されて静電潜像が形成される。感光体ドラム２１上の静電潜像に現像装置２００からトナーが供給されることでトナー像が形成される。このトナー像は後述する中間転写ベルト３１に転写される。トナー像が中間転写ベルト３１に転写された後に、感光体ドラム２１表面に残留するトナーは、クリーニングユニット２５によって除去される。

中間転写ベルト３１は、感光体ドラム２１の鉛直方向上方に配置される無端ベルト状部材である。中間転写ベルト３１は、駆動ローラ３２と従動ローラ３３とによって張架されてループ状の経路を形成し、矢符Ａ４方向に移動する。

駆動ローラ３２は、図示しない駆動部によってその軸線回りに回転可能に設けられる。駆動ローラ３２は、その回転によって、中間転写ベルト３１を矢符Ａ４方向へ移動させる。従動ローラ３３は、駆動ローラ３２の回転に従動して回転可能に設けられ、中間転写ベルト３１が弛まないように、中間転写ベルト３１に一定の張力を発生させる。

中間転写ローラ３４は、中間転写ベルト３１を介して感光体ドラム２１に圧接し、かつ図示しない駆動部によってその軸線回りに回転可能に設けられる。中間転写ローラ３４としては、たとえば、直径８ｍｍ〜１０ｍｍの金属（たとえば、ステンレス）ローラの表面に、導電性の弾性部材が形成されたものを用いることができる。中間転写ローラ３４は、転写バイアスを印加する図示しない電源が接続され、感光体ドラム２１表面のトナー像を中間転写ベルト３１に転写する機能を有する。

転写ローラ３６は、中間転写ベルト３１を介して駆動ローラ３２に圧接し、図示しない駆動部によって軸線回りに回転可能に設けられる。転写ローラ３６と駆動ローラ３２との圧接部（転写ニップ部）において、中間転写ベルト３１に担持されて搬送されるトナー像は、後述する記録媒体供給部５０から送給される記録媒体に転写される。

転写ベルトクリーニングユニット３５は、中間転写ベルト３１を介して従動ローラ３３に対向し、中間転写ベルト３１のトナー像担持面に接触するように設けられる。転写ベルトクリーニングユニット３５は、記録媒体へのトナー像の転写後に、中間転写ベルト３１表面のトナーを除去し回収するために設けられる。記録媒体へのトナー像の転写後に中間転写ベルト３１にトナーが付着したまま残っていると、中間転写ベルト３１の移動によって、残留トナーが転写ローラ３６に付着するおそれがある。転写ローラ３６にトナーが付着すると、そのトナーは、次に転写する記録媒体の裏面を汚染してしまう。

転写部３０によれば、中間転写ベルト３１が感光体ドラム２１に接しながら移動するとき、中間転写ローラ３４に、感光体ドラム２１表面のトナーの帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加され、感光体ドラム２１の表面に形成されたトナー像は、中間転写ベルト３１上へ転写される。感光体ドラム２１ｙ、感光体ドラム２１ｍ、感光体ドラム２１ｃ、感光体ドラム２１ｂでそれぞれ形成される各色のトナー画像が、中間転写ベルト３１上に、この順番で順次重ねて転写されることによって、フルカラートナー像が形成される。中間転写ベルト３１に転写されたトナー像は、中間転写ベルト３１の移動によって転写ニップ部に搬送され、転写ニップ部において、記録媒体に転写される。トナー像が転写された記録媒体は、後述する定着部４０に搬送される。

記録媒体供給部５０は、給紙ボックス５１と、ピックアップローラ５２ａ，５２ｂと、搬送ローラ５３ａ，５３ｂと、レジストローラ５４と、給紙トレイ５５とを含む。給紙ボックス５１は、画像形成装置１００の鉛直方向下部に設けられ、画像形成装置１００内部において記録媒体を貯留する容器状部材である。給紙トレイ５５は、画像形成装置１００外壁面に設けられ、画像形成装置１００外部において記録媒体を貯留するトレイ状部材である。記録媒体としては、普通紙、カラーコピー用紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート、葉書などがある。

ピックアップローラ５２ａは、給紙ボックス５１に貯留される記録媒体を１枚ずつ取り出し、用紙搬送路Ａ１に送給する部材である。搬送ローラ５３ａは互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材であり、用紙搬送路Ａ１において記録媒体をレジストローラ５４に向けて搬送する。ピックアップローラ５２ｂは、給紙トレイ５５に貯留される記録媒体を１枚ずつ取り出し、用紙搬送路Ａ２に送給する部材である。搬送ローラ５３ｂは互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材であり、用紙搬送路Ａ２において記録媒体をレジストローラ５４に向けて搬送する。

レジストローラ５４は、互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材であり、搬送ローラ５３ａ，５３ｂから送給される記録媒体を、中間転写ベルト３１に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、転写ニップ部に送給する。

記録媒体供給部５０によれば、中間転写ベルト３１に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、給紙ボックス５１または給紙トレイ５５から記録媒体が転写ニップ部に送給され、該記録媒体にトナー像が転写される。

定着部４０は、加熱ローラ４１および加圧ローラ４２を備える。加熱ローラ４１は、所定の定着温度となるように制御される。加圧ローラ４２は、加熱ローラ４１に圧接するローラである。加熱ローラ４１は、加圧ローラ４２とともに記録媒体を加熱しながら挟持することにより、トナー像を構成するトナーを溶融させて記録媒体上に定着させる。トナー像が定着した記録媒体は、後述する排出部６０に搬送される。

排出部６０は、搬送ローラ６１と、排出ローラ６２と、排出トレイ６３とを含む。搬送ローラ６１は、定着部４０よりも鉛直方向上方において、互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材である。搬送ローラ６１は、画像が定着した記録媒体を排出ローラ６２に向けて搬送する。

排出ローラ６２は、互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材である。排出ローラ６２は、片面印刷の場合、片面の印刷が完了した記録媒体を排出トレイ６３に排出する。排出ローラ６２は、両面印刷の場合、片面の印刷が完了した記録媒体を、用紙搬送路Ａ３を介してレジストローラ５４へ搬送し、両面の印刷が完了した記録媒体を排出トレイ６３に排出する。排出トレイ６３は、画像形成装置１００の鉛直方向上面に設けられ、画像が定着した記録媒体を貯留する。

画像形成装置１００は、図示しない制御ユニット部を含む。制御ユニット部は、たとえば、画像形成装置１００の内部空間における鉛直方向上部に設けられ、記憶部と演算部と制御部とを含む。記憶部には、画像形成装置１００の鉛直方向上面に配置される図示しない操作パネルを介した各種設定値、画像形成装置１００内部の各所に配置される図示しないセンサなどからの検知結果、外部機器からの画像情報などが入力される。また、記憶部には、各種処理を実行するプログラムが書き込まれる。各種処理とは、たとえば、記録媒体判定処理、付着量制御処理、定着条件制御処理などである。

記憶部には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、リードオンリィメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが挙げられる。外部機器には、画像情報の形成または取得が可能であり、かつ画像形成装置１００に電気的に接続可能な電気、電子機器を使用でき、たとえば、コンピュータ、デジタルカメラ、テレビジョン受像機器、ビデオレコーダ、ＤＶＤ（Digital Versatile
Disc）レコーダ、ＨＤＤＶＤ（High-Definition Digital Versatile Disc）レコーダ、
ブルーレイディスクレコーダ、ファクシミリ装置、携帯端末装置などが挙げられる。

演算部は、記憶部に書き込まれる各種データ（画像形成命令、検知結果、画像情報など）および各種処理のプログラムを取り出し、各種判定を行う。制御部は、演算部の判定結果に応じて画像形成装置１００に設けられる各装置に制御信号を送付し、動作制御を行う。

制御部および演算部は中央処理装置（ＣＰＵ、Central Processing Unit）を備えるマ
イクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路を含む。制御ユニット部は、この処理回路とともに主電源を含み、電源は制御ユニット部だけでなく、画像形成装置１００に設けられる各装置にも電力を供給する。

図２は、トナーカートリッジ３００の構成を示す模式図である。図３は、図２に示す線Ａ−Ａを切断面線とするトナーカートリッジ３００の断面図である。トナーカートリッジ３００は、トナー供給パイプ２５０を介して、現像装置２００へトナーを供給する装置である。トナーカートリッジ３００は、トナー収容容器３０１と、トナー汲み上げ部材３０２と、トナー排出部材３０３と、トナー排出容器３０４とを含む。

トナー収容容器３０１は、略半円柱状の内部空間を有する容器状部材であり、その内部空間において、トナー汲み上げ部材３０２を回転自在に支持し、未使用のトナーを収容する。トナー排出容器３０４は、トナー収容容器３０１の長手方向に沿って設けられる略半円柱状の内部空間を有する容器状部材であり、その内部空間において、トナー排出部材３０３を回転自在に支持する。トナー収容容器３０１の内部空間とトナー排出容器３０４の内部空間とは、トナー収容容器３０１の長手方向に沿って形成される連通口３０５を介して連通する。トナー排出容器３０４は、その鉛直方向下部に、排出口３０６が形成される。トナー排出容器３０４には、排出口３０６において、トナー供給パイプ２５０が接続される。

トナー汲み上げ部材３０２は、回転軸３０２ａと、基体３０２ｂと、摺動部３０２ｃとを含む。回転軸３０２ａは、トナー収容容器３０１の長手方向に沿って延びる円柱状の部材である。基体３０２ｂは、トナー収容容器３０１の長手方向に沿って延びる板状の部材であり、その幅方向および厚さ方向の中央部において、回転軸３０２ａに取り付けられる。摺動部３０２ｃは、基体３０２ｂの幅方向両端部に取り付けられる可撓性を有する部材であり、たとえば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から形成される。トナー汲み上げ部材３０２は、回転軸３０２ａがその軸線回りに回転するのに伴って基体３０２ｂが回転運動し、これによって基体３０２ｂの幅方向両端部に設けられる摺動部３０２ｃがトナー収容容器３０１の内壁面を摺擦することで、該トナー収容容器３０１内のトナーを、トナー排出容器３０４へ汲み上げる。

トナー排出部材３０３は、トナー排出容器３０４内のトナーを排出口３０６に向けて搬送する部材である。トナー排出部材３０３は、トナー排出回転軸３０３ａと、該トナー排出回転軸３０３ａを取り巻いて設けられるトナー排出羽根３０３ｂとを含む、オーガスクリュー状部材である。

トナーカートリッジ３００によれば、トナー収容容器３０１内の未使用トナーが、トナー汲み上げ部材３０２によってトナー排出容器３０４に汲み上げられる。そして、トナー排出容器３０４に汲み上げられたトナーは、トナー排出部材３０３によって排出口３０６に搬送される。排出口３０６に搬送されたトナーは、該排出口３０６からトナー排出容器３０４外へ排出され、トナー供給パイプ２５０を介して、現像装置２００に供給される。

図４は、現像装置２００の構成を示す模式図である。図５は、図４に示す線Ｂ−Ｂを切断面線とする現像装置２００の断面図である。図６は、図４に示す線Ｃ−Ｃを切断面線とする現像装置２００の断面図である。図７は、図５に示す線Ｄ−Ｄを切断面線とする現像装置２００の断面図である。図８は、図５に示す線Ｅ−Ｅを切断面線とする現像装置２００の断面図である。現像装置２００は、感光体ドラム２１の表面にトナーを供給することで、該表面に形成された静電潜像を現像する装置である。現像装置２００は、現像槽２０１と、第１現像剤搬送部２０２と、第２現像剤搬送部２０３と、現像ローラ２０４と、現像槽カバー２０５と、ドクターブレード２０６と、隔壁２０７と、トナー濃度検知センサ２０８とを含む。

現像槽２０１は、内部空間を有する部材であり、その内部空間に現像剤を貯留する。本発明において用いられる現像剤としては、トナーのみからなる１成分現像剤であっても、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤であってもよい。現像槽２０１には、その鉛直方向上方に現像槽カバー２０５が設けられ、内部空間に、第１現像剤搬送部２０２、第２現像剤搬送部２０３、現像ローラ２０４、ドクターブレード２０６、および隔壁２０７が設けられる。また、現像槽２０１の鉛直方向下部（底部）には、トナー濃度検知センサ２０８が設けられる。

現像ローラ２０４は、マグネットローラを含み、現像槽２０１内の現像剤を表面に担持して、担持した現像剤に含まれるトナーを感光体ドラム２１へ供給する。現像ローラ２０４には、図示しない電源が接続され、現像バイアス電圧が印加される。現像ローラ２０４に担持されたトナーは、感光体ドラム２１近傍において、現像バイアス電圧による静電気力によって、感光体ドラム２１へ移動する。

ドクターブレード２０６は、現像ローラ２０４の軸線方向に延びる板状部材であり、その幅方向の一端が現像槽２０１に固定され、かつ他端が現像ローラ２０４の表面に対して間隙を有するように設けられる。ドクターブレード２０６は、現像ローラ２０４の表面に対して間隙を有して設けられることで、現像ローラ２０４に担持される現像剤の量を所定量に規制する。ドクターブレード２０６の材料としては、ステンレス鋼、アルミニウム、合成樹脂などを使用できる。

隔壁２０７は、現像槽２０１の略中央部において、該現像槽２０１の長手方向に沿って延びる長手形状の部材である。隔壁２０７の鉛直方向上部は、現像剤が溜まることを防ぐために、鉛直方向上部が薄くなるように鉛直方向に対して斜めに形成されている。隔壁２０７は、現像槽２０１の底部と、現像槽カバー２０５との間に設けられ、長手方向両端部が現像槽２０１の内壁面から離間するように設けられる。隔壁２０７によって、現像槽２０１の内部空間は、第１搬送路Ｐと、第２搬送路Ｑと、第１連通路Ｒと、第２連通路Ｓとに区分されている。

第２搬送路Ｑは、隔壁２０７の長手方向に沿って延びる空間であって、現像ローラ２０４に臨む空間である。第１搬送路Ｐは、隔壁２０７の長手方向に沿って延びる空間であって、隔壁２０７を挟んで第２搬送路Ｑに対向する空間である。第１連通路Ｒは、隔壁２０７の長手方向一端部２０７ａ側において、第１搬送路Ｐと第２搬送路Ｑとを連通する空間である。第２連通路Ｓは、隔壁２０７の長手方向他端部２０７ｂ側において、第１搬送路Ｐと第２搬送路Ｑとを連通する空間である。

現像槽カバー２０５は、現像槽２０１の鉛直方向上方に、着脱自在に設けられる。現像槽カバー２０５には、供給口２０５ａが形成される。供給口２０５ａは、第１搬送路Ｐの鉛直方向上方において第２連通路Ｓの近傍に形成される。現像槽カバー２０５には、供給口２０５ａにおいて、トナー供給パイプ２５０が接続される。トナーカートリッジ３００に収容されているトナーは、トナー供給パイプ２５０および供給口２０５ａを介して現像槽２０１内に供給される。

第１現像剤搬送部２０２は、第１搬送路Ｐ内に設けられる。第１現像剤搬送部２０２は、隔壁２０７の長手方向他端部２０７ｂ側から長手方向一端部２０７ａ側へ向けて、現像槽２０１内の現像剤を搬送する。以下では、第１現像剤搬送部２０２による現像剤の搬送方向を、搬送方向Ｘと称する。

第１現像剤搬送部２０２は、第１螺旋羽根２０２ａと回転筒２０２ｂと現像剤案内羽根２０２ｃと支持部材２０２ｄと第１ギア２０２ｅとを含む。第１螺旋羽根２０２ａは、隔壁２０７の長手方向に延びており、その長手方向両端において、２つの円柱形状の支持部材２０２ｄに支持される。２つの支持部材２０２ｄのうち、第２連通路Ｓ側の支持部材２０２ｄは、現像槽２０１の内壁に回転自在に支持される。２つの支持部材２０２ｄのうち、第１連通路Ｒ側の支持部材２０２ｄは、現像槽２０１の外側において第１ギア２０２ｅと接続される。

第１螺旋羽根２０２ａは、仮想的な円柱の側面を取り巻く形状であり、支持部材２０２ｄおよび第１ギア２０２ｅを介して、モータなどの駆動部によって、該仮想的な円柱の軸線を中心として、６０ｒｐｍ〜１８０ｒｐｍで、回転方向Ｇ_１に回転運動する。第１螺旋羽根２０２ａの回転運動により、第１搬送路Ｐに貯留される現像剤は、搬送方向Ｘ下流側に搬送される。上述したように、現像槽カバー２０５の供給口２０５ａは、第１搬送路Ｐの鉛直方向上方において第２連通路Ｓの近傍に形成されるので、トナーカートリッジ３００内の未使用のトナーは、まず、第１搬送路Ｐにおける搬送方向Ｘ上流側に供給され、その後、第１現像剤搬送部２０２によって、搬送方向Ｘ下流側に搬送されることになる。

第２現像剤搬送部２０３は、第２搬送路Ｑ内に設けられる。第２現像剤搬送部２０３は、隔壁２０７の長手方向一端部２０７ａ側から長手方向他端部２０７ｂ側へ向けて、現像槽２０１内の現像剤を搬送する。以下では、第２現像剤搬送部２０３による現像剤の搬送方向を、搬送方向Ｙと称する。

第２現像剤搬送部２０３は、第２螺旋羽根２０３ａと回転軸部材２０３ｂと４つの周方向回転板２０３ｃと第２ギア２０３ｄとを含む。回転軸部材２０３ｂは、隔壁２０７の長手方向に延びる円柱形状の部材であり、その長手方向の一端が現像槽２０１の外側において第２ギア２０３ｄと接続され、その長手方向の他端が現像槽２０１の内壁に回転自在に支持される。

第２螺旋羽根２０３ａは、回転軸部材２０３ｂの側面を取り巻く形状であり、回転軸部材２０３ｂおよび第２ギア２０３ｄを介して、モータなどの駆動部によって、回転軸部材２０３ｂの軸線を中心として、６０ｒｐｍ〜１８０ｒｐｍで、回転方向Ｇ_２に回転運動する。第２螺旋羽根２０３ａの回転運動により、第２搬送路Ｑに貯留される現像剤は、搬送方向Ｙ下流側に搬送される。

４つの周方向回転板２０３ｃは、同一形状の矩形平板からなり、その長辺部分が回転軸部材２０３ｂに固定される。４つの周方向回転板２０３ｃは、隣り合う２つの周方向回転板２０３ｃの主面が互いに直交するように回転軸部材２０３ｂに固定されており、第２螺旋羽根２０３ａとともに回転方向Ｇ_２に回転運動する。搬送方向Ｙ上流側から搬送されてくる現像剤は、周方向回転板２０３ｃの回転運動によって第２連通路Ｓ側へ押し出されて第１搬送路Ｐへ移動することになる。なお、本発明の他の実施形態としては、第２現像剤搬送部２０３は、周方向回転板２０３ｃを有さないオーガスクリュー状部材であってもよい。

回転軸部材２０３ｂの軸線から最も遠い第２螺旋羽根２０３ａ上の点までの距離の２倍の値を、該第２螺旋羽根２０３ａの外径Ｌ_１と称する。また、回転軸部材２０３ｂの軸線から最も近い第２螺旋羽根２０３ａ上の点までの距離の２倍の値を、該第２螺旋羽根２０３ａの内径Ｌ_２と称する。第２螺旋羽根２０３ａの外径Ｌ_１は、２０ｍｍ以上４０ｍｍ以下の範囲内で適宜設定され、第２螺旋羽根２０３ａの内径Ｌ_２は、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲内で適宜設定される。また、第２螺旋羽根２０３ａの厚さＬ_３は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内で適宜設定される。また、周方向回転板２０３ｃの長辺部分の長さＬ_４は、２０ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲内で適宜設定され、短辺部分の長さＬ_５は、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲内で適宜設定される。

トナー濃度検知センサ２０８は、現像槽２０１の底部において、第２現像剤搬送部２０３の鉛直方向下方に装着され、センサ面が第２搬送路Ｑに露出するように設けられる。トナー濃度検知センサ２０８は、図示しないトナー濃度制御部に電気的に接続される。

トナー濃度制御部は、トナー濃度検知センサ２０８が検知するトナー濃度検知結果に応じて、トナー排出部材３０３を回転させ、現像槽２０１内にトナーを供給する制御を行う。より具体的には、トナー濃度制御部は、トナー濃度検知センサ２０８によるトナー濃度検知結果が所定の設定値よりも低いか否か判断し、低いと判断した場合に、トナー排出部材３０３を回転させる駆動部に制御信号を送り、トナー排出部材３０３を所定の期間回転させる。

トナー濃度検知センサ２０８には、図示しない電源が接続される。電源は、トナー濃度検知センサ２０８を駆動させるための駆動電圧、およびトナー濃度検知結果をトナー濃度制御部に出力するための制御電圧を、トナー濃度検知センサ２０８に印加する。電源によるトナー濃度検知センサ２０８への電圧の印加は、図示しない制御部によって制御される。

トナー濃度検知センサ２０８としては、一般的なトナー濃度検知センサを使用でき、たとえば、透過光検知センサ、反射光検知センサ、透磁率検知センサなどを使用できる。これらのトナー濃度検知センサの中でも、透磁率検知センサを使用することが好ましい。透磁率検知センサとしては、たとえば、ＴＳ−Ｌ（商品名、ＴＤＫ株式会社製）、ＴＳ−Ａ（商品名、ＴＤＫ株式会社製）、ＴＳ−Ｋ（商品名、ＴＤＫ株式会社製）などが挙げられる。

以下では、現像槽２０１の底部のうち、第１搬送路Ｐに臨む部分を第１搬送路底部２０１ａと称し、第２搬送路Ｑに臨む部分を第２搬送路底部２０１ｂと称し、第１連通路Ｒに臨む部分を第１連通路底部２０１ｃと称し、第２連通路Ｓに臨む部分を第２連通路底部２０１ｄと称する。

第１搬送路底部２０１ａは、搬送方向Ｘ上流側の部分よりも搬送方向Ｘ下流側の部分が鉛直方向上方となるように傾斜して形成されている。第１搬送路底部２０１ａの搬送方向Ｘ上流側の部分と搬送方向Ｘ下流側の部分との間の、鉛直方向における距離は、１０ｍｍ以上４０ｍｍ以下の範囲内で適宜設定される。第２搬送路底部２０１ｂは、略水平に形成されている。

第１連通路底部２０１ｃは、第２搬送路Ｑ側の部分よりも第１搬送路Ｐ側の部分が鉛直方向上方となるように傾斜して形成されている。第１連通路底部２０１ｃの第２搬送路Ｑ側の部分と第１搬送路Ｐ側の部分との間の、鉛直方向における距離は、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲内で適宜設定される。第２連通路底部２０１ｄは、第１搬送路Ｐ側の部分よりも第２搬送路Ｑ側の部分が鉛直方向上方となるように傾斜して形成されている。第２連通路底部２０１ｄの第１搬送路Ｐ側の部分と第２搬送路Ｑ側の部分との間の、鉛直方向における距離は、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲内で適宜設定される。

また、現像槽２０１の底部のうち、第１搬送路Ｐの搬送方向Ｘ上流側部分に臨む部分を第１搬送路上流側底部２０１ｅと称し、該第１搬送路上流側底部２０１ｅと第１搬送路底部２０１ａとの間の部分を第１障壁部２０１ｆと称する。第１障壁部２０１ｆは、第１搬送路上流側底部２０１ｅよりも搬送方向Ｘ下流側において該第１搬送路上流側底部２０１ｅに隣接している。また、第１障壁部２０１ｆは、第１搬送路上流側底部２０１ｅよりも、鉛直方向上方に突出して形成される。第１搬送路上流側底部２０１ｅと第１障壁部２０１ｆとの間の、鉛直方向における距離は、３ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲内で適宜設定される。

また、現像槽２０１の底部のうち、第１搬送路Ｐの搬送方向Ｘ下流側部分に臨む部分を第１搬送路下流側底部２０１ｇと称し、該第１搬送路下流側底部２０１ｇと第１搬送路底部２０１ａとの間の部分を第２障壁部２０１ｈと称する。第２障壁部２０１ｈは、第１搬送路下流側底部２０１ｇよりも搬送方向Ｘ上流側において該第１搬送路下流側底部２０１ｇに隣接している。また、第２障壁部２０１ｈは、第１搬送路下流側底部２０１ｇよりも、鉛直方向上方に突出して形成される。第１搬送路下流側底部２０１ｇと第２障壁部２０１ｈとの間の、鉛直方向における距離は、３ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲内で適宜設定される。

このように構成される現像装置２００によれば、現像槽２０１内において、現像剤は、第１搬送路Ｐ、第１連通路Ｒ、第２搬送路Ｑ、第２連通路Ｓ、という順序で循環搬送される。このように循環搬送される現像剤のうちの一部は、第２搬送路Ｑにおいて、現像ローラ２０４の表面に担持され、担持された現像剤中のトナーは、感光体ドラム２１へと移動して順次消費される。所定量のトナーが消費されたことをトナー濃度検知センサ２０８が検知すると、未使用のトナーがトナーカートリッジ３００から第１搬送路Ｐへ供給される。供給されたトナーは、第１搬送路Ｐ内で搬送されながら、現像剤中に拡散する。

以下では、第１現像剤搬送部２０２について詳細に説明する。図９は、第１現像剤搬送部２０２の全体を示す模式図である。図１０は、第１現像剤搬送部２０２の搬送方向Ｘ上流側部分を示す図である。図１１は、第１現像剤搬送部２０２の搬送方向Ｘ下流側部分を示す図である。図１２は、回転筒２０２ｂの内側を示す模式図である。図１３は、第１現像剤搬送部２０２を分解して示す図である。第１現像剤搬送部２０２は、上述したように、第１螺旋羽根２０２ａと、回転筒２０２ｂと、現像剤案内羽根２０２ｃと、支持部材２０２ｄと、第１ギア２０２ｅとを含んでいる。

第１螺旋羽根２０２ａ、回転筒２０２ｂ、現像剤案内羽根２０２ｃ、支持部材２０２ｄ、および第１ギア２０２ｅは、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ハイインパクトポリスチレン、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合合成樹脂）などの材料から形成される。第１螺旋羽根２０２ａ、回転筒２０２ｂ、現像剤案内羽根２０２ｃ、支持部材２０２ｄ、および第１ギア２０２ｅの材質が同じである場合、第１現像剤搬送部２０２は一体成形されることが好ましい。

第１螺旋羽根２０２ａは、仮想的な円柱の側面を取り巻く形状の部材であり、該仮想的な円柱の軸線の方向に見たときの形状は略円環状である。より詳細には、第１螺旋羽根２０２ａは、螺線に沿って線分を移動させたときに該線分の軌跡がなす面を有する所定の厚さの部材である。ここで、「螺線」とは、仮想的な円柱の側面上の連続した空間曲線であって、該仮想的な円柱の周方向のうちの一方向に進みながら該仮想的な円柱の軸線方向のうちの一方向に進む空間曲線である。なお、第１螺旋羽根２０２ａが取り巻く仮想的な円柱の軸線は、第１搬送路底部２０１ａに沿って延びており、水平方向に対して傾斜している。

第１螺旋羽根２０２ａが取り巻く仮想的な円柱の軸線から最も遠い第１螺旋羽根２０２ａ上の点までの距離の２倍の値を、該第１螺旋羽根２０２ａの外径Ｌ_６と称する。また、第１螺旋羽根２０２ａが取り巻く仮想的な円柱の軸線から最も近い第１螺旋羽根２０２ａ上の点までの距離の２倍の値を、該第１螺旋羽根２０２ａの内径Ｌ_７と称する。外径Ｌ_６は、１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲内で適宜設定され、内径Ｌ_７は、０ｍｍ以上８ｍｍ以下の範囲内で適宜設定される。また、第１螺旋羽根２０２ａの厚さＬ_８は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内で適宜設定される。

第１螺旋羽根２０２ａにおいて、該第１螺旋羽根２０２ａが取り巻く仮想的な円柱の軸線からの距離が最も遠い部分を、該第１螺旋羽根２０２ａの外周部と称する。なお、第１螺旋羽根２０２ａの外周部は螺線状となる。第１螺旋羽根２０２ａの外周部には、該外周部を取り囲むように、回転筒２０２ｂが固定されている。回転筒２０２ｂは、第１螺旋羽根２０２ａに固定されているので、該第１螺旋羽根２０２ａとともに回転運動する。

本実施形態では、回転筒２０２ｂは、搬送方向Ｘに延びる円筒形状の部材であり、該回転筒２０２ｂの軸線方向の長さＬ_９は、搬送方向Ｘにおける第１搬送路Ｐの長さよりも第１連通路Ｒの長さ分程度短い長さである。回転筒２０２ｂの軸線方向の長さＬ_９は、第１螺旋羽根２０２ａの長手方向の長さの８０％以上９５％以下であることが好ましく、８５％以上９０％以下であることがより好ましい。また、回転筒２０２ｂの厚さＬ_１０は、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲内で適宜設定される。

回転筒２０２ｂは、搬送方向Ｘ上流側に、第１流入開口部２０２ｂａおよび第２流入開口部２０２ｂｂが設けられている。また、回転筒２０２ｂは、搬送方向Ｘ下流側に、流出開口部２０２ｂｃが設けられている。

第１流入開口部２０２ｂａは、円筒形状の回転筒２０２ｂの軸線方向一端部に設けられ、該回転筒２０２ｂの内側の空間と外側の空間とを連通する略円形状の開口が形成されている。現像槽２０１内において回転筒２０２ｂの外側にある現像剤は、第１流入開口部２０２ｂａに形成される開口を通って、該回転筒２０２ｂの内側に流入する。

第２流入開口部２０２ｂｂは、円筒形状の回転筒２０２ｂの周壁に設けられ、該回転筒２０２ｂの内側の空間と外側の空間とを連通する略台形状の開口が形成されている。略台形状の開口は、上底Ｍ_１および下底Ｍ_２が回転筒２０２ｂの軸線方向に平行に延びており、１０ｍｍ以上３５ｍｍ以下の範囲内で上底Ｍ_１が適宜設定され、１５ｍｍ以上４０ｍｍ以下の範囲内で下底Ｍ_２が適宜設定され、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲内で高さＭ_３が適宜設定される。現像槽２０１内において回転筒２０２ｂの外側にある現像剤は、第２流入開口部２０２ｂｂに形成される開口を通って、該回転筒２０２ｂの内側に流入する。なお、第２流入開口部２０２ｂｂの開口は、現像槽カバー２０５の供給口２０５ａの鉛直方向下方に形成されている。

流出開口部２０２ｂｃは、円筒形状の回転筒２０２ｂの軸線方向他端部に設けられ、該回転筒２０２ｂの内側の空間と外側の空間とを連通する略円形状の開口が形成されている。回転筒２０２ｂの内側にある現像剤は、流出開口部２０２ｂｃに形成される開口を通って、該回転筒２０２ｂの外側に流出する。

円筒形状の回転筒２０２ｂの外周壁において、第２流入開口部２０２ｂｂの開口に臨む位置に、現像剤案内羽根２０２ｃが固定される。現像剤案内羽根２０２ｃは、回転筒２０２ｂの回転運動に伴って回転運動し、その回転運動によって、該回転筒２０２ｂの外側にある現像剤を第２流入開口部２０２ｂｂの開口へと案内する部材である。

現像剤案内羽根２０２ｃは、垂直羽根２０２ｃａと、順方向螺旋羽根２０２ｃｂと、逆方向螺旋羽根２０２ｃｃとからなる。垂直羽根２０２ｃａは、矩形平板状の部材であり、一辺部分が円筒形状の回転筒２０２ｂの軸線方向に沿い、かつ、他辺部分が該円筒形状の回転筒２０２ｂの外周壁に直交するように、第２流入開口部２０２ｂｂの開口の回転方向Ｇ_１上流側に隣接して固定される。垂直羽根２０２ｃａの一辺部分の長さＬ_１１は、回転筒２０２ｂの軸線方向における第２流入開口部２０２ｂｂの開口の長さと同程度に設定され、垂直羽根２０２ｃａの他辺部分の長さＬ_１２は、２０ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲内で適宜設定される。また、垂直羽根２０２ｃａの厚さＬ_１３は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内で適宜設定される。

順方向螺旋羽根２０２ｃｂは、搬送方向Ｘ上流側において垂直羽根２０２ｃａに連なり、回転筒２０２ｂとともに回転運動することで、搬送方向Ｘ下流側へ向けて、第１搬送路Ｐ内の現像剤を搬送する。順方向螺旋羽根２０２ｃｂは、円筒形状の回転筒２０２ｂの外周壁を取り巻く形状の部材であり、該回転筒２０２ｂの軸線方向に見たときの形状は略円環状である。回転筒２０２ｂの軸線から最も遠い順方向螺旋羽根２０２ｃｂ上の点までの距離の２倍の値、すなわち、該順方向螺旋羽根２０２ｃｂの外径Ｌ_１４は、２０ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲内で適宜設定される。また、順方向螺旋羽根２０２ｃｂの厚さＬ_１５は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内で適宜設定される。

逆方向螺旋羽根２０２ｃｃは、搬送方向Ｘ下流側において垂直羽根２０２ｃａに連なり、回転筒２０２ｂとともに回転運動することで、搬送方向Ｘ上流側へ向けて、第１搬送路Ｐ内の現像剤を搬送する。逆方向螺旋羽根２０２ｃｃは、円筒形状の回転筒２０２ｂの外周壁を取り巻く形状の部材であり、該回転筒２０２ｂの軸線方向に見たときの形状は略円環状である。回転筒２０２ｂの軸線から最も遠い逆方向螺旋羽根２０２ｃｃ上の点までの距離の２倍の値、すなわち、該逆方向螺旋羽根２０２ｃｃの外径Ｌ_１６は、２０ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲内で適宜設定される。また、逆方向螺旋羽根２０２ｃｃの厚さＬ_１７は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内で適宜設定される。

このように構成される第１現像剤搬送部２０２によれば、現像槽２０１内の現像剤は、搬送方向Ｘ上流側において、回転筒２０２ｂの第１流入開口部２０２ｂａおよび第２流入開口部２０２ｂｂから該回転筒２０２ｂの内側に流入し、該回転筒２０２ｂの内側の第１螺旋羽根２０２ａによって搬送方向Ｘ下流側へ搬送され、該回転筒２０２ｂの流出開口部２０２ｂｃから該回転筒２０２ｂの外側に流出することになる。このとき、回転筒２０２ｂは第１螺旋羽根２０２ａとともに回転運動しており、この回転運動によって、第１螺旋羽根２０２ａにより搬送される現像剤と回転筒２０２ｂの内周壁との間に摩擦が生じ、その結果、現像剤が帯電する。よって、本発明に係る現像装置２００は、現像剤に生じるストレスを抑えながら、現像剤を充分に帯電させて、第１搬送路Ｐ内を搬送することができる。なお、現像剤へのストレスが高まると、トナーの外添剤がトナー粒子中に埋没して現像剤の流動性が低下したり、キャリアが急速に劣化したりするので、良好な画像を形成できなくなる。

現像剤がトナーとキャリアとを含む２成分現像剤である場合、本発明に係る現像装置２００によれば、第１螺旋羽根２０２ａにより搬送されるときに、現像剤と回転筒２０２ｂの内周壁との間の摩擦によって現像剤が攪拌されるので、トナーとキャリアとを充分に混合することができる。

本実施形態では、第１螺旋羽根２０２ａの長手方向中央部では、該第１螺旋羽根２０２ａの内側には何も設けられておらず、この内側の空間は、現像剤の移動空間として利用される。すなわち、第１螺旋羽根２０２ａの内側の空間に存在する現像剤は、該第１螺旋羽根２０２ａによって押されないので、搬送方向Ｘに進まずにその場に留まろうとする。その結果、第１螺旋羽根２０２ａの内側の空間に存在する現像剤は、搬送方向Ｘに進む現像剤を基準とすれば、搬送方向Ｘとは逆方向に進むように見える。したがって、本実施形態では、第１搬送路Ｐ内において、このような２つの現像剤の流れが生じることになり、現像剤同士の摩擦が生じ、その結果、より効率的に現像剤を帯電せることができる。また、第１螺旋羽根２０２ａの内側に何も設けられていないので、より多くの現像剤を、現像槽２０１内に貯留することができる。なお、本発明の他の実施形態としては、第１螺旋羽根２０２ａの長手方向中央部において、該第１螺旋羽根２０２ａの内側に円柱状部材が設けられてもよい。

また本実施形態では、回転筒２０２ｂは円筒形状であり、円筒形状の回転筒２０２ｂの周壁に、第２流入開口部２０２ｂｂが設けられている。そして、回転筒２０２ｂの回転運動に伴って回転運動することにより該回転筒２０２ｂの外側にある現像剤を第２流入開口部２０２ｂｂへと案内する現像剤案内羽根２０２ｃが、該回転筒２０２ｂの外周壁に固定されている。したがって、本実施形態では、回転筒２０２ｂの内側の第１螺旋羽根２０２ａまで、現像剤を円滑に導くことができるので、現像剤に生じるストレスを抑えることができる。なお、本発明の他の実施形態としては、現像剤案内羽根２０２ｃが設けられなくてもよい。

また本実施形態では、第１搬送路底部２０１ａは、搬送方向Ｘ上流側の部分よりも搬送方向Ｘ下流側の部分が鉛直方向上方となるように傾斜して形成されている。したがって、第１搬送路底部２０１ａ上の現像剤は、重力による作用で、搬送方向Ｘ上流側へ移動しようとする。これによって、現像装置２００は、搬送方向Ｘにおける中間位置において、第１現像剤搬送部２０２と現像槽２０１の底部との間に現像剤が滞留することを抑えることができる。

また、第１連通路底部２０１ｃは、第２搬送路Ｑ側の部分よりも第１搬送路Ｐ側の部分が鉛直方向上方となるように傾斜して形成されている。したがって、第１連通路底部２０１ｃ上の現像剤は、重力による作用で、第２搬送路Ｑ側へ移動しようとする。これによって、現像装置２００は、第１連通路Ｒにおいて現像剤が滞留することを抑えることができる。また、第２連通路底部２０１ｄは、第１搬送路Ｐ側の部分よりも第２搬送路Ｑ側の部分が鉛直方向上方となるように傾斜して形成されている。したがって、第２連通路底部２０１ｄ上の現像剤は、重力による作用で、第１搬送路Ｐ側へ移動しようとする。これによって、現像装置２００は、第２連通路Ｓにおいて現像剤が滞留することを抑えることができる。

このように、本実施形態では、第１搬送路Ｐ、第１連通路Ｒ、および第２連通路Ｓにおける現像剤の滞留を抑えることができるので、現像剤を円滑に搬送することができ、その結果、現像剤に生じるストレスを抑えることができる。

また本実施形態では、第１現像剤搬送部２０２は、第１螺旋羽根２０２ａの長手方向両端に、支持部材２０２ｄを有している。これによって、支持部材２０２ｄを介して第１現像剤搬送部２０２を駆動することができるので、現像装置２００の駆動機構を簡素化することができる。なお、本発明の他の実施形態としては、支持部材２０２ｄを介さずに第１螺旋羽根２０２ａが支持されてもよい。

また本実施形態では、第１搬送路上流側底部２０１ｅよりも搬送方向Ｘ下流側において該第１搬送路上流側底部２０１ｅに隣接し、かつ、該第１搬送路上流側底部２０１ｅよりも、鉛直方向上方に突出する第１障壁部２０１ｆが形成されている。これによって、現像装置２００は、第１現像剤搬送部２０２と現像槽２０１の内壁との間に、搬送方向Ｘ上流側から現像剤が入り込むことを抑えることができる。

また本実施形態では、第１搬送路下流側底部２０１ｇよりも搬送方向Ｘ上流側において該第１搬送路下流側底部２０１ｇに隣接し、かつ、該第１搬送路下流側底部２０１ｇよりも、鉛直方向上方に突出する第２障壁部２０１ｈが形成されている。これによって、現像装置２００は、第１現像剤搬送部２０２と現像槽２０１の内壁との間に、搬送方向Ｘ下流側から現像剤が入り込むことを抑えることができる。

本実施形態では、回転筒２０２ｂには、現像剤が流入する開口部として、第１流入開口部２０２ｂａと第２流入開口部２０２ｂｂとの２つの開口部が設けられているけれども、本発明の他の実施形態としては、現像剤が流入する開口部が、１つであってもよく、３つ以上であってもよい。また、本実施形態では、回転筒２０２ｂには、現像剤が流出する開口部として、１つの流出開口部２０２ｂｃが設けられているけれども、本発明の他の実施形態としては、現像剤が流出する開口部が２つ以上であってもよい。また、本発明の他の実施形態としては、第１螺旋羽根２０２ａの搬送方向Ｘ下流側において、支持部材２０２ｄに周方向回転板が固定されていてもよい。

２０ トナー像形成部
３０ 転写部
４０ 定着部
５０ 記録媒体供給部
６０ 排出部
１００ 画像形成装置
２００，２００ｂ，２００ｃ，２００ｍ，２００ｙ 現像装置
２０１ 現像槽
２０１ａ 第１搬送路底部
２０１ｂ 第２搬送路底部
２０１ｃ 第１連通路底部
２０１ｄ 第２連通路底部
２０１ｅ 第１搬送路上流側底部
２０１ｆ 第１障壁部
２０１ｇ 第１搬送路下流側底部
２０１ｈ 第２障壁部
２０２ 第１現像剤搬送部
２０２ａ 第１螺旋羽根
２０２ｂ 回転筒
２０２ｂａ 第１流入開口部
２０２ｂｂ 第２流入開口部
２０２ｂｃ 流出開口部
２０２ｃ 現像剤案内羽根
２０２ｃａ 垂直羽根
２０２ｃｂ 順方向螺旋羽根
２０２ｃｃ 逆方向螺旋羽根
２０２ｄ 支持部材
２０２ｅ 第１ギア
２０３ 第２現像剤搬送部
２０３ａ 第２螺旋羽根
２０３ｂ 回転軸部材
２０３ｃ 周方向回転板
２０３ｄ 第２ギア
２０４ 現像ローラ
２０５ 現像槽カバー
２０６ ドクターブレード
２０７ 隔壁
２０８トナー濃度検知センサ
２５０，２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｍ，２５０ｙ トナー供給パイプ
３００，３００ｂ，３００ｃ，３００ｍ，３００ｙ トナーカートリッジ

Claims (3)

1. 現像剤を貯留する現像槽と、現像剤を担持して像担持体に供給する現像ローラとを備える現像装置において、
   前記現像槽は隔壁を備え、該隔壁によって、前記現像槽の内部空間は、該隔壁の長手方向に沿う第１搬送路と、前記現像ローラに臨み、該隔壁を挟んで前記第１搬送路に対向する第２搬送路と、該隔壁の長手方向一端側において前記第１搬送路と前記第２搬送路とを連通する第１連通路と、該隔壁の長手方向他端側において前記第１搬送路と前記第２搬送路とを連通する第２連通路とに区分され、
   前記第１搬送路内には、前記長手方向他端側から前記長手方向一端側へ向けて前記現像槽内の現像剤を搬送する第１現像剤搬送部が備えられ、
   前記第２搬送路内には、前記長手方向一端側から前記長手方向他端側へ向けて前記現像槽内の現像剤を搬送する第２現像剤搬送部が備えられ、
   前記第１現像剤搬送部は、
   仮想的な円柱の側面を取り巻く形状の螺旋羽根であって、該仮想的な円柱の軸線を中心とする回転運動によって現像剤を搬送する螺旋羽根と、
   該螺旋羽根の外周部を取り囲み、該螺旋羽根とともに回転運動する回転筒であって、現像剤が流入する流入開口部が前記長手方向他端側に設けられ、現像剤が流出する流出開口部が前記長手方向一端側に設けられる回転筒とを有し、
   前記回転筒は円筒形状であり、前記流入開口部は該回転筒の周壁に設けられ、
   前記第１現像剤搬送部は、前記回転筒の外周壁に固定され、かつ、該回転筒の回転運動によって該回転筒の外側にある現像剤を流入開口部へと案内する現像剤案内羽根を有し、
   前記現像槽は、前記第１搬送路に臨む第１搬送路底部と、前記第１連通路に臨む第１連通路底部と、前記第２連通路に臨む第２連通路底部とを有し、
   前記第１搬送路底部は、前記長手方向他端側よりも前記長手方向一端側が鉛直方向上方となるように傾斜して形成され、
   前記第１連通路底部は、前記第２搬送路側よりも前記第１搬送路側が鉛直方向上方となるように傾斜して形成され、
   前記第２連通路底部は、前記第１搬送路側よりも前記第２搬送路側が鉛直方向上方となるように傾斜して形成され、
   前記現像槽は、前記第１搬送路の前記長手方向他端側の部分に臨む第１搬送路上流側底部と、該第１搬送路上流側底部よりも前記長手方向一端側において該第１搬送路上流側底部に隣接する第１障壁部とを有し、
   前記第１障壁部は、前記第１搬送路上流側底部よりも、鉛直方向上方に突出して形成され、
   前記現像槽は、前記第１搬送路の前記長手方向一端側の部分に臨む第１搬送路下流側底部と、該第１搬送路下流側底部よりも前記長手方向他端側において該第１搬送路下流側底部に隣接する第２障壁部とを有し、
   前記第２障壁部は、前記第１搬送路下流側底部よりも、鉛直方向上方に突出して形成されることを特徴とする現像装置。
2. 前記第１現像剤搬送部は、前記螺旋羽根の長手方向両端に、円柱形状の支持部材を有することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 電子写真方式の画像形成装置において、
   請求項１または２に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。

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