(57)【要約】【課題】現像槽内の現像剤を効率的にかつ確実にほぐし、現像剤の凝集を防止するとともに、現像剤を安定的に現像部に移動させることが可能な現像装置を提供する。【解決手段】この現像装置は、現像剤を収容する現像槽と、ゴムローラからなる現像ローラと、スポンジ状の供給ローラと、その上部に攪拌連動部材を有し、前記攪拌連動部材を前記現像槽内で回転させて、現像剤を攪拌しつつ、現像剤を現像槽から現像部へと供給する現像装置であって、前記現像槽には、前記攪拌連動部材の上部で現像剤の補給口の下方の長手方向両端に固定した、端部側とセンター側でコイル構造が異なる螺旋構造のコイルスプリングを備え、前記コイルスプリングは、前記攪拌連動部材が回転して接触するときに、当該コイルスプリングに堆積した現像剤を落下させるものである。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収容する現像槽と、ゴムローラからなる現像ローラと、スポンジ状の供給ローラと、その上部に攪拌連動部材を有し、前記攪拌連動部材を前記現像槽内で回転させて、現像剤を攪拌しつつ、現像剤を現像槽から現像部へと供給する現像装置において、
前記現像槽には、前記攪拌連動部材の上部で現像剤の補給口の下方の長手方向両端に固定した、端部側とセンター側でコイル構造が異なる螺旋構造のコイルスプリングを備え、
前記コイルスプリングは、前記攪拌連動部材が回転して接触するときに、当該コイルスプリングに堆積した現像剤を落下させることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において、前記螺旋構造のコイルは、８.０ｍｍ以上１３.０ｍｍ以下の外径を有することを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１に記載の現像装置において、前記螺旋構造のコイルは、長手方向のセンター側スプリングピッチが両端側スプリングピッチより小さい形状を有することを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置において、前記螺旋構造のコイルスプリングのセンター側の一端は固定され、他の一端には回転駆動可能な伸縮機構が取り付けられ、前記撹拌連動部材の回転と連動して該伸縮機構を回転させて、当該コイルスプリングを長手方向に伸縮駆動することを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置において、前記螺旋構造のコイルスプリングのセンター側の一端は回転自在に取り付けられ、他の一端には回転機構が取り付けられ、前記撹拌連動部材の回転と連動して該回転機構が回転され、当該コイルスプリングを回転駆動することを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の現像装置において、前記現像槽裏面に振動板を備え、前記撹拌連動部材に連動して前記振動板を共振させることにより、前記コイルスプリングを共振させて当該コイルスプリングに堆積した現像剤を落下させることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の現像装置を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電方式の画像形成装置に用いられる現像装置及び該現像装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用した画像形成装置に使用される現像剤は、トナーのみからなる１成分現像剤と、トナー及びキャリアからなる２成分現像剤とが知られている。
【０００３】
２成分現像剤を用いる場合は、トナー及びキャリアからなる現像剤を現像槽内で攪拌し、トナーを帯電させ、キャリアの表面にトナーを付着させた状態にする。この状態の現像剤は、現像ローラ外周に付着し、静電潜像を担持した感光体ドラムと現像ローラとの対向位置にある現像領域へと搬送される。これにより十分なトナーの搬送量が得られ、高濃度の画像を得ることができる。
【０００４】
しかし、２成分現像剤を用いた場合は、現像濃度を一定に維持するためにトナーとキャリアとの混合比を一定に維持する必要があり、現像槽等を備える現像装置全体の構成が複雑になるという問題がある。
【０００５】
また、１成分現像剤を用いる場合は、２成分現像剤を用いる場合に対して取り扱いが簡便である。１成分現像剤としては、非磁性トナーが知られており、この非磁性トナーが現像ローラとトナーの層厚を規制するブレード板との間のニップ領域に搬送される。これにより、現像ローラの周面には、一定膜厚のトナー層が付着し、このトナー層が感光体ドラムと現像ローラとの対向位置にある現像領域に搬送される。
【０００６】
一方、近年、カラー電子写真方式を採用した画像形成装置が普及してきている。この画像形成装置においては、例えば感光体ドラムに対して帯電、露光、現像の各工程を行うトナー画像形成部を横方向に複数配置するとともに、各トナー画像形成部の感光体ドラムの対向位置に記録媒体を順次転送する転写搬送ベルトを設けている。
【０００７】
各トナー画像形成部では、相互に異なる色、つまりブラック、シアン、マゼンタ及びイエローのトナー画像を感光体ドラム上に形成し、これらのトナー画像を、転写搬送ベルトを介して、普通紙やＯＨＰシート等の最終的な記録媒体上に順次転写させるか、又は転写搬送ベルト上で搬送されている記録媒体上に直接順次転写させる。
【０００８】
このような各トナー画像形成部を並設した画像形成装置をタンデム方式と称している。このタンデム方式の画像形成装置は、一つの感光体ドラムを用いて、転写ドラムに巻き付けられた紙にトナー画像を重ね合わせるという他の方式と比較すると、画像形成速度が速いという利点を有している。また、前述した１成分現像剤である非磁性トナーを用いる場合は、高画質化及びカラー対応等の点で、優れていると言われている。
【０００９】
また、近年の環境問題への配慮等から、記録媒体上のトナーを定着する定着装置に使用されていたシリコーンオイル等の代わりに、定着装置との離形性を上げるためのワックス等の各種添加物をトナー自身に添加するという技術が採用されている。
さらに、カラー電子写真方式の画像形成装置においては、２色以上のトナーを重ねた状態で定着が行われることから、より定着性の高いトナーが求められている。
また、省エネのため、より低い温度での定着を可能とする平均分子量の低いトナーを用いる傾向にある。
【００１０】
さらに、高解像度を目的として、トナー粒径がより小さくなる傾向にある。このような近年のトナーは、それ以前のトナーと比較すると、現像槽内で凝集し易い。これを防止するために、現像槽には攪拌機構が設けられているが、内部構造が複雑な現像槽では、十分に攪拌されないデッドスペースが存在する。
【００１１】
また、一般的に印刷するときには、画素が記録紙の端部側よりもセンター側に集中しいていることが多い。そのため、現像槽内のトナーはセンター側が多く使用され、端部側のトナー消費は少なく、現像槽内のセンター側と端部側で印字時に濃度ムラが発生しやすい。
【００１２】
特許文献１は、攪拌ブレードの上方に設けた攪拌連動部材に接触して、攪拌ブレードが上下振動しつつ回転することにより、縦方向に長いトナー槽内のトナーを効率的にかつ確実に攪拌して、トナーの凝集を防止している。
【００１３】
特許文献２は、回転軸と螺旋状に配置された搬送羽根とからなり、この搬送羽根の周端部に偏心杆が取り付けられている攪拌搬送ローラを回転することにより、現像槽内のトナーが平坦面に均されることになるため、より良好な画質を維持することができる。
【００１４】
特許文献３は、トナー供給ローラの上部近傍に、トナーを攪拌搬送するクランク形状のステンレスシャフト及びコイルスプリングからなる攪拌搬送部材が配置された構成において、トナー供給ローラと攪拌搬送部材を構成するコイルスプリングとの間の空間部に、トナーを均一化する薄板状の弾性フィルムからなる均一化部材を配置して、トナーを確実に均等分散し、画像濃度むらの発生を防止している。
【特許文献１】特開２００７−３３４２３９号公報
【特許文献２】特開２００６−５３５００号公報
【特許文献３】特開２００６−９８７３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献１では、トナーが消費されるにつれてトナー流動性が低下し、コイルスプリング内部両端にトナーが詰まり、攪拌連動部材シャフト部分にトナーが供給されなくなり、画像べた部にガサツキが発生するという現象が生じた。
【００１６】
また、このコイルスプリングを除去した場合、トナーが攪拌されにくい現像槽のデッドスペースのトナーが攪拌連動部材シャフトの端部に堆積して、残量検知をしている攪拌連動部材シャフトのトルク検知機構が働かず、トナーが少ないと誤検知するという現象が生じた。
【００１７】
また、特許文献２及び特許文献３のように、トナーを攪拌搬送するクランク形状のステンレスシャフト及び螺旋構造のコイルスプリングからなる攪拌搬送部材シャフトだけでは現像槽端部位置にトナーが堆積しやすく、攪拌は十分ではない。
【００１８】
さらに、攪拌搬送部材シャフト上部の長手方向両端部に圧縮型の線径１ｍｍ/外径1２ｍｍ/内径１０ｍｍ/巻数１２回のコイルスプリングを備えても、トナーが消費され現像槽中のトナー嵩高さが減った場合、攪拌搬送部材シャフト上部のコイルスプリング内部にトナーが堆積し、攪拌搬送部材シャフト位置にトナーが搬送されなくなることがあり、画像べた部にガサツキが発生するという現象が発生し、トナーの攪拌機構向上とトナー搬送性の両方を確保する必要がある。
【００１９】
本発明は、上述の実情を考慮してなされたものであって、現像槽内の現像剤を効率的にかつ確実にほぐし、現像剤の凝集を防止するとともに、現像剤を安定的に現像部に移動させることが可能な現像装置及び該現像装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記課題を解決するために、本発明の現像装置は、現像剤を収容する現像槽と、ゴムローラからなる現像ローラと、スポンジ状の供給ローラと、その上部に攪拌連動部材を有し、前記攪拌連動部材を前記現像槽内で回転させて、現像剤を攪拌しつつ、現像剤を現像槽から現像部へと供給する現像装置において、前記現像槽には、前記攪拌連動部材の上部で現像剤の補給口の下方の長手方向両端に固定した、端部側とセンター側でコイル構造が異なる螺旋構造のコイルスプリングを備え、前記コイルスプリングは、前記攪拌連動部材が回転して接触するときに、当該コイルスプリングに堆積した現像剤を落下させる。
【００２１】
前記螺旋構造のコイルとして、次のいずれかの形状を持つものを利用する。
（１）８.０ｍｍ以上１３.０ｍｍ以下の外径を有する形状とする。
（２）長手方向のセンター側スプリングピッチが両端側スプリングピッチより小さい形状である。
【００２２】
また、前記螺旋構造のコイルスプリングのセンター側の一端は固定され、他の一端には回転駆動可能な伸縮機構が取り付けられ、前記撹拌連動部材の回転と連動して該伸縮機構を回転させて、当該コイルスプリングを長手方向に伸縮駆動するものであってもよい。
【００２３】
また、前記螺旋構造のコイルスプリングのセンター側の一端は回転自在に取り付けられ、他の一端には回転機構が取り付けられ、前記撹拌連動部材の回転と連動して該回転機構が回転され、当該コイルスプリングを回転駆動するものであってもよい。
【００２４】
さらに、前記現像槽裏面に振動板を備え、前記撹拌連動部材に連動して前記振動板を共振させることにより、前記コイルスプリングを共振させて当該コイルスプリングに堆積した現像剤を落下させるようにしてもよい。
【００２５】
さらに、上記の現像装置を備える画像形成装置においても、上記本発明の現像装置と同様の作用および効果を達成することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、現像槽内の現像剤を効率的にかつ確実にほぐし、現像剤の凝集を防止するとともに、現像剤を安定的に現像部に移動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の現像装置および該現像装置を備える画像形成装置に係る好適な実施形態を説明する。
図１は、本実施形態の画像形成装置１００の構成を示す縦断面図であり、同図において、画像形成装置１００は、記録用紙Ｐ上にトナー画像を形成する第１乃至第４現像装置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄと、第１乃至第４現像装置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの感光体ドラム２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを露光するための各レーザービームスキャナユニット２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄとを備える。
【００２８】
転写搬送ベルト１６に近接して、第１現像装置Ｐａ、第２現像装置Ｐｂ、第３現像装置Ｐｃ、および第４現像装置Ｐｄが、転写搬送ベルト１６の上流側から順に並設されている。これらの現像装置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、実質的に同一の構成であり、また、レーザービームスキャナユニット２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄも、実質的に同一の構成である。このため、以下の説明において、同一構成の説明の符号は、第１現像装置Ｐａおよびレーザービームスキャナユニット２７ａのものを代表して記載し、第２乃至第４現像装置Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ並びにレーザービームスキャナユニット２７ｂ、２７ｃ、２７ｄに対応する符号は省略する。
【００２９】
第１現像装置Ｐａは、図１に示す矢印Ｆ方向に回転駆動され、静電潜像が形成される感光体ドラム２２ａと、感光体ドラム２２ａを一様に帯電する帯電器２３ａと、感光体ドラム２２ａ上に形成された静電潜像を現像する現像装置Ｐａと、現像された感光体ドラム２２ａ上のトナー画像を記録用紙Ｐへ転写する転写用放電器２５ａと、感光体ドラム２２ａ上に残留するトナーを除去するクリーニング装置２６ａとを備える。これらの帯電器２３ａ、現像装置Ｐａ、転写用放電器２５ａおよびクリーニング装置２６ａは、感光体ドラム２２ａの回転方向Ｆに沿って周辺に順次配設されている。
【００３０】
レーザービームスキャナユニット２７ａは、感光体ドラム２２ａの上側に配設されており、画像データに応じて変調されたドット光を発する半導体レーザー素子（図示せず）と、半導体レーザー素子からのレーザービームを主走査方向に偏向させるためのポリゴンミラー２７１と、ポリゴンミラー２７１により偏向されたレーザービームを感光体ドラム２２ａの表面に結像させるための非軸対称非球面レンズ（ｆθレンズ）２７２と、ミラー２７３、２７４とを備える。
【００３１】
レーザービームスキャナユニット２７ａにはカラー原稿画像の黒色成分像に対応する画素信号が、レーザービームスキャナユニット２７ｂにはカラー原稿画像のシアン色成分像に対応する画素信号が、レーザービームスキャナユニット２７ｃにはカラー原稿画像のマゼンタ色成分像に対応する画素信号が、そして、レーザービームスキャナユニット２７ｄにはカラー原稿画像のイエロー色成分像に対応する画素信号がそれぞれ入力される。
【００３２】
これにより色変換された原稿画像情報に対応する静電潜像が各感光体ドラム２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ上に形成される。現像装置Ｐａには黒色のトナーが、現像装置Ｐｂにはシアン色のトナーが、現像装置Ｐｃにはマゼンタ色のトナーが、現像装置Ｐｄにはイエロー色のトナーが、それぞれ収容されており、各感光体ドラム２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ上の静電潜像は、これら各色のトナーにより現像される。これにより、画像読取部にて色変換された原稿画像情報が各色のトナー画像として再現される。
【００３３】
前述した第１現像装置Ｐａと給紙機構１１との間には用紙吸着用帯電器２８が配設されており、この用紙吸着用帯電器２８は、転写搬送ベルト１６の表面を帯電させることにより、給紙機構１１から供給された記録用紙Ｐを転写搬送ベルト１６上に確実に吸着させた状態にして第１現像装置Ｐａから第４現像装置Ｐｄの間をずれることなく搬送させるものである。
【００３４】
また、第４現像装置Ｐｄと定着装置１７との間、かつ、駆動ローラ１４の略真上には除電器２９が配設されている。この除電器２９には、転写搬送ベルト１６に静電吸着されている記録用紙Ｐを転写搬送ベルト１６から分離するための交流電流が印加されている。
【００３５】
本実施形態の画像形成装置では、記録用紙Ｐとしてカットシート状の紙が使用される。この記録用紙Ｐは、給紙カセットから送り出されて給紙機構１１の給紙搬送経路のガイド内に供給されると、その先端部分がセンサ（図示せず）にて検知され、このセンサから出力される検知信号に基づいて一対のレジストローラ１２により一旦停止される。
【００３６】
この記録用紙Ｐは、各現像装置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄとタイミングをとって図１の矢印Ｚ方向に回転している転写搬送ベルト１６上に送られる。このとき、転写搬送ベルト１６には、前述したように用紙吸着用帯電器２８によって所定の帯電が施されているので、記録用紙Ｐが各現像装置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの通過中に安定して搬送される。
【００３７】
各現像装置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄにおいては、各色のトナー画像がそれぞれ形成され、各トナー画像は、転写搬送ベルト１６により静電吸着されて搬送される記録用紙Ｐ上に重ね合わされる。第４現像装置Ｐｄによる画像の転写が完了すると、記録用紙Ｐは、その先端部分から順次、除電器２９により転写搬送ベルト１６上から剥離され、定着装置１７へと導かれる。最後に、トナー画像が定着された記録用紙Ｐは、用紙排出口（図示せず）から排紙トレイ２０上へと排出される。
【００３８】
尚、本実施形態の画像形成装置では、レーザービームスキャナユニット２７ａによってレーザービームを走査して感光体ドラム２２ａを露光することにより、光書き込みを行っているが、このレーザービームスキャナユニット２７ａの代わりに、発光ダイオードアレイと結像レンズアレイからなる書き込み光学系（ＬＥＤヘッド）を用いてもよい。ＬＥＤヘッドは、レーザービームスキャナユニット２７ａに比べてサイズも小さく、また可動部分がなく無音である。よって、複数の光書き込みユニットを必要とするタンデム方式の画像形成装置には好適である。
【００３９】
図２は、本発明の画像形成装置における第１現像装置Ｐａを示す模式図である。尚、その他の第２乃至第４現像装置Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄについては、同一構成のため説明を省略する。
【００４０】
感光体ドラム２２ａの周辺には、感光体ドラム２２ａの表面電位を−５００Ｖの一定になるように帯電させる帯電器２３ａと、感光体ドラム２２ａを露光し、静電潜像を感光体ドラム２２ａの表面上に形成するレーザービームスキャナユニット２７ａ（図示せず）と、感光体ドラム２２ａとニップ領域で接触して、トナーを感光体ドラム２２ａに供給することにより感光体ドラム２２ａの表面上に形成された静電潜像を現像するトナー担持体である現像ローラ３４ａと、感光体ドラム２２ａの表面上に残留するトナーを除去するクリーニング装置２６ａとが、感光体ドラム２２ａの回転方向Ｆに沿って周辺に順次配設されている。
【００４１】
感光体ドラム２２ａは、金属又は合成樹脂材料製の導電性基体と、導電性基体の表面に形成される下引き層と、下引き層の表面に形成される感光層とを備え、図に示すＦの方向に回転するように構成されている。
【００４２】
現像ローラ３４ａは、図に示すＥの方向に回転するように構成されている。この回転は、モーター等の動力源と、歯車等により構成される動力伝達機構とを備える回転駆動部３８ａによって実現されている。
現像ローラ３４ａは、導電性支持体を中心とし、その周りを弾性体によって覆ったものである。弾性体は、カーボンブラックなどの導電化剤を添加することによって導電性と弾性とを有するゴム材料から形成される。例えば、ウレタン系ゴム、シリコーン系ゴム、ＮＢＲ（Nitrile-Butadiene Rubber）系ゴムを挙げることができる。尚、本実施形態の弾性体は、体積抵抗が例えば５×１０６Ωｃｍのポリウレタンゴムにて形成されているものとする。
【００４３】
この弾性体の表面には、現像ローラ３４ａの表層をなすコート層を設けてある。このコート層は、トナーを担持する層であるため、トナーの搬送性、トナーフィルミングの防止性、耐摩性、トナーの所定極性への帯電性、弾性体との接着性、および弾性体の機械的変形への追従性等が良好となるような材料が選択される。例えば、ナイロンあるいはビニール、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、含フッ素樹脂などの材料が好適であり、コート層は、これらの合成樹脂をベース材料とし、トナーとの帯電を促進する材料と、導電性を確保するためのカーボンとを分散するなどの処理を行い、弾性体上にコーティングされたものである。
【００４４】
現像ローラ３４ａの硬度は、アスカーＣにおいて５０〜９０度が好ましく、体積抵抗率は、１０４〜１０８Ωｃｍが好ましく、１０６〜１０７Ωｃｍのとき、現像ローラ３４ａの特性が最も良くなる。
現像ローラ３４ａには、トナーを現像ローラ３４ａに供給するための供給ローラ（スポンジ）３５ａを接触させて配設してあり、また、現像ローラ３４ａの表面上のトナー層厚を規制すると共に、トナーを帯電させる規制部材であるドクターブレード３６ａも接触させて配設してある。
【００４５】
供給ローラ３５ａは、体積抵抗率約１０５Ωｃｍ、セル密度８０〜１４０個／インチ、アスカーＣ硬度６０度〜アスカーＣ硬度３０度の導電性ウレタンフォームからなる直径２０ｍｍの導電性弾性発泡体ローラである。
【００４６】
ドクターブレード３６ａは、ステンレスやリン青銅等の薄板状バネ部材を用い、所要の圧接力を付与するように現像ローラ３４ａに当接させている。当接方法としては、自由端の方が固定端よりも現像ローラ３４ａの回転方向上流側に位置するカウンター当接方式を採用している。
【００４７】
前述したような画像形成装置に使用されるトナーは、平均粒子径が７〜１０μｍの微粒子である。このような微粒子の製造方法としては、樹脂や着色剤等を溶融混練後、粉砕、分級するいわゆる粉砕法が一般的である。また、湿式法と呼ばれるトナーの製造方法が提案されており、この湿式法は、着色剤や添加剤などを分散させた単量体（モノマー）を分散安定剤の存在下に、水性媒体中において重合させる懸濁重合法、乳化重合法または転相乳化法等がある。
【００４８】
トナーに使用する結着樹脂材料には、例えば、ポリスチレンまたはポリスチレン−アクリル酸エステル共重合体などのスチレン系樹脂、塩化ビニール樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルポリオール樹脂、ポリウレタン樹脂またはポリビニルブチラール樹脂等の群から選ばれる１種または２種以上が用いられてもよい。
また、結着樹脂材料は、合成段階から結晶性ワックス類または非相溶性物質が予め微分散されたものであってもよい。
しかしながら、前述した結着樹脂材料の中でも、ポリエステル樹脂またはポリエーテルポリオール樹脂が、樹脂弾性などの熱的性質に優れていることから、これらを結着樹脂材料に用いることが望ましい。
【００４９】
ポリエステル樹脂またはポリエーテルポリオール樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ）は、トナーの熱定着性、保存安定性などの点から、５０〜９０℃なる範囲内が適切である。また、ポリエステル樹脂またはポリエーテルポリオール樹脂の数平均分子量（Ｍｎ）としては、３，０００〜１００，０００なる範囲内が適切である。３，０００未満である場合には粒子化が困難であり、１００，０００以上の場合には、転相乳化の際に高粘度となり、粒子径や分布の制御などに影響を与えるために好ましくない。
【００５０】
トナーに用いられる着色剤としては、これまでに、トナー用材料として用いられているような各種の染料類や顔料類等であれば特別の制限は無く、以下に示されるような有機または無機の各種、各色の染料や顔料が使用可能である。
即ち、黒色の着色剤としては、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリン・ブラック、活性炭、非磁性フェライト、磁性フェライトまたはマグネタイト等が挙げられる。
【００５１】
黄色の着色剤としては、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルーイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧまたはタートラジンレーキ等の化合物が挙げられる。
【００５２】
橙色の着色剤としては、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧまたはインダスレンブリリアントオレンジＧＫ等の化合物が挙げられる。
【００５３】
赤色の着色剤としては、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ビラゾロンレッド、ウオッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドＣ、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキまたはブリリアントカーミン３Ｂ等の化合物が挙げられる。
【００５４】
紫色の着色剤としては、マンガン紫、ファストバイオレットＢまたはメチルバイオレットレーキ等の化合物が挙げられる。
【００５５】
青色の着色剤としては、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルーまたはインダスレンブルーＢＣ等の化合物が挙げられる。
【００５６】
緑色の着色剤としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピクメントグリーンＢ、マイカライトグリーンレーキまたはファイナルイエローグリーンＧ等の化合物が挙げられる。
【００５７】
白色の着色剤としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白または硫化亜鉛等の化合物が挙げられる。
【００５８】
静電潜像を現像するトナー中には、上記のような材料以外にも、マグネタイト、ヘマタイト若しくは各種フェライト等の磁性粉、オフセット防止剤または帯電制御剤等の成分も必要に応じて配合できる。
【００５９】
トナーの定着性の改良などの目的で用いられるオフセット防止剤は、これまでにトナー用材料として用いられていれば特別の制限は無く、以下に示されるようなものが使用可能である。例えば、パラフィンワックス、酸化パラフィンワックス若しくはマイクロクリスタリンワックス等のような石油ワックス、モンタンワックス等のような鉱物ワックス、蜜蝋若しくはカルナバワックス等のような動植物ワックス、または、ポリオレフィンワックス（ポリエチレン若しくはポリプロピレン等）、酸化ポリオレフィンワックス若しくはフィッシャートロプシュワックス等のような合成ワックス等が挙げられる。これらオフセット防止剤は単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００６０】
帯電制御剤は、低分子化合物から高分子化合物まで種々の物質が使用できるが、例えば、４級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、有機金属錯体、キレート化合物、アミノ基を有するモノマーを、単独重合、あるいは、共重合させた高分子化合物等が挙げられる。
【００６１】
また、帯電調整および表面抵抗調整などの目的で添加される外添剤または流動化剤には、シリカ微粉体、酸化チタン微粉体またはアルミナ微粉体等の無機微粉体が好適に用いられる。これらの無機微粉体は、疎水化および帯電性コントロールのために、シリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、シリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シランカップリング剤、官能基を有するシランカップリング剤、その他有機ケイ素化合物のような処理剤で処理されているものであってもよい。また、前述した処理剤から選ばれる１種または２種以上が用いられてもよい。
【００６２】
さらに、他の添加剤として、例えばポリテトラフルオロニチレン、ステアリン酸亜鉛、ポリフッソ化ビニリデンまたはシリコーンオイル粒子（約４０％のシリカ含有）等の滑剤が好適に用いられる。
また、トナー粒子と逆極性の白色微粒子を現像性向上剤として少量用いてもよい。
【００６３】
ところで、前述したようなタンデム方式の画像形成装置においては、各現像装置Ｐａ〜Ｐｄを近接配列していることから、各現像装置Ｐａ〜Ｐｄに多量の現像剤を収容するには、各現像装置Ｐａ〜Ｐｄの現像槽を縦長にする必要がある。
このような縦長の現像槽では、従来のように、１つの攪拌ブレードのみでは、現像剤が十分に攪拌されないデッドスペースが生じる。
【００６４】
そこで、本実施形態では、図２および図３に示すように縦長方向に対して２種類の攪拌手段を設けるようにして、現像槽内の現像剤を効率的に、かつ確実に攪拌して、現像剤の凝集を防止するようにしている。
図２は、各現像装置Ｐａ〜Ｐｄの内部構造を示す断面図であり、図３は、現像装置Ｐａの方向Ａから見た長手方向に沿う断面図である。
【００６５】
図２において、現像剤を収容する現像槽３９には、供給ローラ３５ａの上部に設けられた攪拌連動部材４０と、その攪拌連動部材４０の上部の長手方向両端に端部側とセンター側で構造が異なる２つの螺旋構造のコイルスプリング４１が設けられている。
【００６６】
攪拌連動部材４０は、図３に示すように、金属製のクランク形状の全長約３３０ｍｍのステンレスシャフトとそのシャフトの外側にコイルスプリングが設けられた構造になっている。また、このシャフトの一端部（図３では左端部）には、駆動伝達部材であるギヤ４８が設けられ、この駆動伝達部材を外力により回転させることによって、攪拌連動部材４０を回転させて現像槽３９内のトナーを攪拌する。
【００６７】
補給口４５を現像剤補給槽４４の上部より見た場合、図４のような概略長方形をしており、この３箇所に補強用のリブ４６が設けられて、４つの開口部（Ａ〜Ｄ）に分けられている。
２つの螺旋構造のコイルスプリング４１は、それぞれ全長約７０ｍｍのスプリングであり、補給口４５の４つの開口部のうち両端の開口部（ＡおよびＤ）の下方にくるように配置し、センター側の端部はそれぞれ固定部材４７に固定され、もう一方の端部も現像槽３９に固定される（図３）。
【００６８】
現像剤補給槽４４中の現像剤は、現像剤補給槽４４に巻きつけられた図示しない現像剤攪拌シートが回転することにより、補給口４５から下の現像槽３９に落下補給される。
このとき、現像剤補給槽４４の中央部にある現像剤（図４の開口部Ｂ、Ｃ付近）は、ストレートに落下するが、開口部Ａ、Ｄより補給される現像剤は、一旦コイルスプリング４１の上に落下する。
【００６９】
攪拌連動部材４０のシャフトが、図２の点線で示す回転軌道に沿って回転し、シャフトが最上位にきた時点で、現像槽３９の両端部に設けたコイルスプリング４１と接触するので、補給口４５のＡ、Ｄ部分より供給された現像剤は、コイルスプリング４１と攪拌連動部材４０とによって、２段階に攪拌されたのち、供給ローラ３５ａに搬送される。
【００７０】
上述の螺旋構造のコイルスプリング４１は、図５に示すように次のような形状を持つものとする。
【００７１】
（１）螺旋構造のコイルスプリング４１の長手方向の外径を８mm以上１３mm以下とし、センター側線径が両端側線径より大きい形状とする（図５（Ａ）および（Ｂ））。
例えば、センター側線径を１ｍｍ、外径を８.５ｍｍとし、両端側線径を０.５ｍｍ、外径を１２.５ｍｍとする。
螺旋構造のコイルスプリング４１をこのような形状にすることにより、外径が小さく線径が大きい長手方向センター側では現像剤が左右の端部側に移送され、外径が大きく線径が小さい両端部ではコイルスプリング４１内部に現像剤が堆積しなくなる働きが生じる。
【００７２】
このため、現像槽３９内の現像剤が均質化されるので、攪拌連動部材４０の回転力が無駄に費やされずに済み、攪拌連動部材４０の回転力を格別に大きくする必要もない。さらに、コイルスプリング４１は、攪拌連動部材４０の回転を阻害したり、回転を停止させたりしないのでず、現像剤の凝集を常にほぐすことができる。
【００７３】
（２）螺旋構造のコイルスプリング４１の長手方向のセンター側のスプリングピッチを両端側スプリングピッチより小さい形状とする（図５（Ｃ））。
例えば、センター側スプリングピッチを６ｍｍとし、両端側スプリングピッチを８ｍｍとする。
螺旋構造のコイルスプリング４１をこのような形状にすることにより、スプリングピッチが小さい長手方向センター側では現像剤が左右の端部側に移送され、スプリングピッチが大きい両端部ではコイルスプリング４１内部に現像剤が堆積しなくなる働きが生じる。
【００７４】
このため、現像槽３９内の現像剤が均質化されるので、攪拌連動部材４０の回転力が無駄に費やされずに済み、攪拌連動部材４０の回転力を格別に大きくする必要もない。さらに、コイルスプリング４１は、攪拌連動部材４０の回転を阻害したり、回転を停止させたりしないので、現像剤の凝集を常にほぐすことができる。
【００７５】
上述の螺旋構造のコイルスプリング４１は、両端を固定したものであったが、現像槽３９側の端部に伸縮機構または回転機構を備えるようにしてもよい。
【００７６】
（３）伸縮機構を備える螺旋構造のコイルスプリング４１：
図６に示すように、伸縮用補助カプラー５０に駆動伝達部材であるギヤ５１を設けるとともに、攪拌連動部材４０のギヤ４８とベルト５２で連結する。
攪拌連動部材４０のギヤ４８を外力により回転させることによって、この回転力がギヤ５１に伝達され、伸縮用補助カプラー５０が螺旋構造のコイルスプリング４１の端部を引っ掛けたり外れたりすることになるので、コイルスプリング４１が伸縮される。
このようにコイルスプリング４１を長手方向に伸縮させることにより、コイルスプリング４１内部に堆積しやすい現像剤がほぐされ、下部の攪拌連動部材４０にスムーズに現像剤を移送するので、画像べた部のガサツキが発生しなくなる。
【００７７】
（４）回転機構を備える螺旋構造のコイルスプリング４１：
図７に示すように、回転軸５３に駆動伝達部材であるギヤ５１を設けるとともに、攪拌連動部材４０のギヤ４８とベルト５２で連結する。この回転軸５３にコイルスプリング４１の一端を固定し、コイルスプリング４１の他の一端を回転自在に保持するようにする。
攪拌連動部材４０のギヤ４８を外力により回転させることによって、この回転力がギヤ５１に伝達され、回転軸５３が螺旋構造のコイルスプリング４１を回転させることになる。
【００７８】
このようにコイルスプリング４１を常時回転運動させることより、コイルスプリング４１内部に堆積しやすい現像剤がほぐされ、下部の攪拌連動部材４０にスムーズに現像剤を移送するので、画像べた部のガサツキが発生しなくなり、トナー残量センサの誤検知が無くなる。
【００７９】
さらに、攪拌連動部材４０と螺旋構造のコイルスプリング４１の背面（現像ローラ３４ａと反対面の現像槽３９の外側）に振動板４３（図２参照）を設け、現像槽３９に振動を与えることにより螺旋構造のコイルスプリング４１内の現像剤をほぐす構成としてもよい。
この振動板４３には、例えば、ＦＤＫ株式会社製  振動板ＥＥ２０Ａ−６３Ａ  共振周波数６.３ＫＨＺ  最大入力電圧３０Ｖｐ−ｐを利用し、攪拌連動部材４０が所定の回転数（例えば、１０回転）となったときに、トナー検知信号を受け取った本体装置が振動板４３を所定時間（例えば、１秒）だけ共振運動を行わせる。
この共振運動により螺旋構造のコイルスプリング４１が共振すると、コイルスプリング４１内の現像剤がほぐされるので堆積することがなくなり、下部の攪拌連動部材４０にスムーズに現像剤を移送するので、画像べた部のガサツキが発生しなくなり、トナー残量が少なくなるまで正常な画質が保持される。
【００８０】
次に、上述の螺旋構造のコイルスプリング４１を設けることによって、本発明の課題である攪拌性と搬送性が向上することを下記の実験を通じて示す。
現像剤の攪拌性は、次の２つの実験項目を通じて調査する。
（１）端部側とセンター側での画像濃度を調査し、その差が少ないときに現像剤が攪拌しているとみなす。
（２）供給されたトナーが均一に拡散するかを調査する。
【００８１】
また、現像剤の搬送性は、次の２つの実験項目を通じて調査する。
（３）端部とセンターでのトナーの嵩高さが均等になるかを調査する。
（４）トナーなしを検知したときに残っているトナー量を調査する。
【００８２】
次に、各実験例と従来例における長軸方向の両端部に装着される２つの螺旋構造のコイルスプリングの構造について説明する（表１参照）。これらの２つのスプリングは、同じ構造を持つものとする。
【００８３】
＜従来例＞
外径１２ｍｍ、内径１０ｍｍ、線径１ｍｍ、ピッチ６ｍｍの螺旋構造のコイルスプリングを用いる（図８）。
【００８４】
＜実験例１＞
外径１２ｍｍ、端部側の線径０.５ｍｍ、センター側の線径１ｍｍ、ピッチ６ｍｍの螺旋構造のコイルスプリングを用いる。
【００８５】
＜実験例２＞
端部側の外径１２.５ｍｍ、センター側の外径が８.５ｍｍ、線径１ｍｍ、ピッチ６ｍｍの螺旋構造のコイルスプリングを用いる。
【００８６】
＜実験例３＞
外径１２ｍｍ、内径１０ｍｍ、線径１ｍｍ、端部側ピッチ８ｍｍ、センター側ピッチ６ｍｍの螺旋構造のコイルスプリングを用いる。
【００８７】
＜実験例４＞
外径１２ｍｍ、端部側の線径０.５ｍｍ、センター側線径１ｍｍ、ピッチ６ｍｍのスプリングを用い、螺旋構造のコイルスプリングの端部に伸縮用補助カプラーを装着し、攪拌連動部材シャフトの駆動と連動して螺旋構造のコイルスプリングが伸縮するように装着する。
【００８８】
＜実験例５＞
外径１２ｍｍ、端部側の線径０.５ｍｍ、センター側線径１ｍｍ、ピッチ６ｍｍの螺旋構造のコイルスプリングを用い、攪拌連動部材シャフトに連動して螺旋構造のコイルスプリングが回転駆動するように装着する。
【００８９】
＜実験例６＞
外径１２ｍｍ、内径１０ｍｍ、線径１ｍｍ、端部側ピッチ８ｍｍ、センター側ピッチ６ｍｍの螺旋構造のコイルスプリングを用い、攪拌連動部材シャフトの駆動信号を受けて連動して動作するように振動板を設置する。
【００９０】
【表１】
2010060597.tif 000003
【００９１】
次に、実験方法について説明する。
上述した実験例と従来例に対応する螺旋構造のコイルスプリングをシャープ製カラー複合機ＡＲＣ２６０改造機に搭載し、現像槽長手方向に均一な線状（スジ状）の３０％印字率原稿を使用して、連続印刷モードにて１,１００枚コピーを実施する。
コピー後、マクベス濃度計（ＲＤ-900、サカタインクスエンジニアリング社製）を用いて、センター側と端部側のベタ画像の画像濃度を計測する。
【００９２】
また、現像槽と現像剤補給槽を分離して、目盛付き金属棒を現像槽上部より攪拌連動部材シャフトに向けて差し込んでセンター側と端部側のトナー嵩高さを計測する。
次に、現像槽と現像剤補給槽を元に戻し、現像槽に正規のイエロートナーを充填して、端部側に少量のブラックトナーを投入し、連続ベタ画像を１０枚印字したときに、ブラックトナーが均一に広がり、全体に灰色となったときの枚数を数える。
【００９３】
最後に、現像槽長手方向に均一な線状の３０％印字率原稿を使用して、トナーが少ないと検知されるまで連続印刷し、トナー残量が少ないと表示されたときのトナーの重量は計測する。このトナーの重量は、現在の現像装置の重量（残ったトナーと装置の総重量）から現像装置の空重量(トナーなしの装置だけの重量)と、廃トナーの重量を差し引いて計算する。
【００９４】
上記の方法で調査した実験例と従来例の結果は、表２のようになった。
【００９５】
【表２】
2010060597.tif 000004
【００９６】
次に、課題に対して効果があったか否かの基準を示す。尚、以下に示した記号は、課題に対して効果があったか否かを示し、「×」は効果なし、「△」は効果が従来並であり、「○」は効果が少し認められるものの最適とはいえず、「◎」は効果が十分あったことを示すものとする。
【００９７】
攪拌性については、
（１）センター側と端部側のベタ画像の画像濃度：
（センター側ベタ画像の画像濃度）−（端部側ベタ画像の画像濃度）を計算し、この値が小さいほど、現像剤が均一に攪拌されたことを示す。
この値が、０.２以上が「×」、０.１〜０.２が「△」、０.０５〜０.１が「○」、０.０５以内が「◎」と評価する。
【００９８】
（２）トナーの拡散：
現像槽に正規のイエロートナーを充填して、端部側に少量のブラックトナーを投入し、連続ベタ画像を１０枚印字したときに、全体に灰色となったときの枚数が少ないほど、トナーが攪拌されたことを示す。
この枚数が、１０枚目で均一でないとき「×」、１０枚目で均一となったとき「△」、８枚目で均一となったとき「○」、６枚目で均一となったとき「◎」と評価する。
【００９９】
搬送性については、
（３）トナー嵩高さ：
（センター側トナー嵩高さ）−（端部側トナー嵩高さ）を計算し、この値が小さいほど長手方向に堆積されるトナー嵩高さが均等になり、搬送性、流動性がよいことが示される。
この値が１０ｍｍ以上が「×」、５〜１０ｍｍが「△」、２.５〜５ｍｍが「○」、２.５ｍｍ以内を「◎」、と評価する。
【０１００】
（４）トナー残量：
トナー残量が少ないと表示されたときに、残っているトナーの重量が少ないほど、供給された現像剤が現像部に搬送されたことになる。
トナーの残量が５０ｇ以上が「×」、３３ｇ〜５０ｇ以下が「△」、２５ｇ〜３３g以下が「○」、２５ｇ以下が「◎」と評価する。
【０１０１】
上記の各実験項目の評価を集計し、「×」がある場合は「×」、「△」がある場合は「△」、「○」が半数以上ある場合は「○」、「◎」が半数以上ある場合は「◎」として総合評価とする。
【０１０２】
以上の従来例及び実施例についての各評価結果を集計したものが表３である。これにより、実験例４乃至６が「◎」と評価され、本発明の螺旋構造のコイルスプリングの有効性が確かめられた。
【０１０３】
【表３】
2010060597.tif 000005
【０１０４】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で各種の変形、修正が可能であるのは勿論である。例えば、カラー画像を形成する画像形成装置だけではなく、白黒画像のみを形成する画像形成装置に対しても、本発明を適用することができる。また、現像槽内の現像剤を攪拌する攪拌部材を備えていれば、いかなる構造の現像装置であっても、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態の構成を示す縦断面図である。
【図２】図１の現像装置の内部構造を示す断面図である。
【図３】攪拌連動部材および螺旋構造のコイルスプリングの設置位置を示す図である。
【図４】補給口の形状を示す図である。
【図５】コイルスプリングの形状を示す図である。
【図６】伸縮機構を備えたコイルスプリングを示す図である。
【図７】回転機構を備えたコイルスプリングを示す図である。
【図８】従来の螺旋構造のコイルスプリングの形状を示す図である。
【符号の説明】
【０１０６】
Ｐ…記録用紙、Ｐａ〜Ｐｄ…第１乃至第４現像装置、１００…画像形成装置、１１…給紙機構、１２…レジストローラ、１４…駆動ローラ、１５…駆動ローラ、１６…転写搬送ベルト、１７…定着装置、２０…排紙トレイ、２２ａ〜２２ｄ…感光体ドラム、２３ａ〜２３ｄ…帯電器、２５ａ〜２５ｄ…転写用放電器、２６ａ〜２６ｄ…クリーニング装置、２７ａ〜２７ｄ…レーザービームスキャナユニット、２７１…ポリゴンミラー、２７２…非軸対称非球面レンズ（ｆθレンズ）、２７３，２７４…ミラー、２８…用紙吸着用帯電器、２９…除電器、３４ａ〜３４ｄ…現像ローラ、３５ａ〜３５ｄ…供給ローラ（スポンジローラ）、３６ａ…ドクターブレード、３８ａ…回転駆動部、３９…現像槽、４０…攪拌連動部材シャフト、４１…コイルスプリング、４３…振動板、４４…現像剤補給槽、４５…補給口、４６…リブ、４７…固定部材、４８…ギヤ、５０…伸縮用補助カプラー、５１…ギヤ、５２…ベルト、５３…回転軸。
【図１】
2010060597.tif 000006
【図２】
2010060597.tif 000007
【図３】
2010060597.tif 000008
【図４】
2010060597.tif 000009
【図５】
2010060597.tif 000010
【図６】
2010060597.tif 000011
【図７】
2010060597.tif 000012
【図８】
2010060597.tif 000013