(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を担持し搬送する現像剤担持体と前記現像剤担持体上の現像剤によって潜像担持体の潜像を可視化する現像装置において、前記現像剤担持体近傍に配設された搬送部材と前記搬送部材上の現像剤を帯電する帯電部材と前記搬送部材上の帯電された現像剤を掻き落とす掻取部材と前記現像剤担持上の現像剤の層厚を規制する規制部材を有し、現像剤を前記帯電部材により帯電させた後、前記掻取部材により掻き落とした現像剤を貯留する現像剤貯留空間が、前記現像剤担持体と前記搬送部材と前記掻取部材と前記規制部材から構成されたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤担持体と前記搬送部材の間隙をｄ２としたとき、ｄ２＞０．５ｍｍとすることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
少なくとも未使用の現像剤を収容する現像剤補給空間と、帯電部材により帯電させた現像剤を貯留する現像剤貯留空間と、前記現像剤貯留空間からあふれた現像剤を収容する現像剤回収空間を有する現像装置において、現像剤回収空間からあふれた現像剤を現像剤補給空間に戻すための連通孔と、前記連通孔に現像剤が搬送部材を経由せず現像剤貯留空間もしくは現像剤回収空間に供給されるのを防止するための逆流防止弁を有することを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項４】
前記逆流防止弁の表面を形成する材質の帯電列が現像剤と略同一にあることを特徴とする請求項３記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像剤回収空間に攪拌部材を有することを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像剤担持体と前記攪拌部材の回転軌跡の間隙をｄ１としたとき、ｄ１≧１ｍｍとすることを特徴とする請求項４記載の現像装置。
【請求項７】
前記規制部材の前記現像剤担持体に対する押圧力をｐ１、前記帯電部材の前記搬送部材に対する押圧力をｐ２としたとき、ｐ１＞ｐ２とすることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項８】
前記掻取部材の前記搬送部材に対する押圧力をｐ３としたとき、ｐ２＜ｐ３とすることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項９】
前記掻取部材の先端部を前記搬送部材の現像剤搬送方向上流に向けて形成し、かつその先端部から前記搬送部材との接触部までの距離をｄ３、前記帯電部材の前記搬送部材との接触部から取付基端部までの距離をｄ４としたとき、ｄ３＜ｄ４とすることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項１０】
前記規制部材が、剛体からなる支持体と、この前記支持体の先端部に取り付けられた当接部材とからなり、前記当接部材が前記支持体と前記現像剤担持体との間に配設され、前記現像剤担持体に圧接されている現像装置において、前記支持体は回転中心を有し、回転中心に対して規制位置と反対側で支持体にモーメントを負荷する手段を有することを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、現像剤によって潜像担持体の潜像を可視化する現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、現像剤を担持し搬送する現像剤担持体と、現像剤担持体上の現像剤によって潜像担持体の潜像を可視化する現像装置としては、トナー及びキャリアからなる２成分現像剤やトナーのみからなる１成分現像剤を用いる現像装置等、種々の現像装置が提案されている。現像剤担持体に現像剤を供給する方法についても種々の提案がなされており、特に磁気力を用いない１成分非磁性現像剤は現像剤を安定して供給することが難しく、近年数多くの提案がなされている。
【０００３】
例えば、従来の現像装置としては、特開平２−１９１９７４号公報、米国特許第４９９０９５８号明細書、特開平３−４８８７７号公報が挙げられる。
【０００４】
特開平２−１９１９７４号公報は、現像剤担持体へ現像剤を供給する供給部材として発泡弾性体を用いることにより、また、米国特許第４９９０９５８号明細書は、現像剤担持体と供給部材が非接触に配設され、供給部材と現像剤担持体の間にバイアスを印加し現像剤を現像剤担持体に供給し、供給部材から現像剤を除去する手段を有することにより、さらに、特開平３−４８８７７号公報は、現像剤担持体と所定間隔をもって対向する供給部材と、供給部材上の現像剤を掻き取る掻取部材と、掻き取られた現像剤を収容する収容部を設け、収容部の現像剤圧力が上昇することにより、均一な現像剤薄層が現像剤担持体上に形成することができるというものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の特開平２−１９１９７４号公報に開示されるような現像装置では、現像剤担持体と供給部材が接触もしくは近接しているため、供給部材と現像剤担持体の接触圧の変化による供給むらや、供給部材に保持した現像剤量のむらがそのまま現像剤担持体に移行することによる供給むらにより、供給部材の回転周期に起因して画像にむらが生じるという問題点があった。
【０００６】
また、前述の米国特許第４９９０９５８号明細書に開示されるような現像装置では、供給部材自身の加工精度もしくは配設の位置精度により供給部材と現像剤担持体の距離が回転により振れを生じ、供給部材と現像剤担持体間の電界がばらつくため、供給部材の回転周期に起因して画像にむらが生じるという問題点があった。
【０００７】
さらに、前述の特開平３−４８８７７号公報に開示されるような現像装置では、供給部材と現像剤担持体が非接触のため、一旦現像剤担持体に供給された現像剤は現像で消費される以外に現像剤担持体から剥離されず、現像剤担持体上の現像剤は規制部材等の帯電部材と接触することにより帯電量が上昇する。そのため、供給部材から現像剤担持体に供給された直後の現像剤と帯電量の差が生じ、印字で消費された部分とそうでない部分で画像濃度に差が生じるという問題点（以下、印字履歴による画像濃度差と呼ぶ）があった。また、供給部材を経由しない現像剤が現像剤担持体に供給されてしまう構造になっているので、供給部材から掻き取られた現像剤ばかりでなく、直接現像剤担持体に帯電していない現像剤が供給され、非画像部に現像剤が付着するという画像かぶりが発生するという問題点があった。
【０００８】
本発明は上述した従来技術に鑑みてなされたものであり、帯電した現像剤を一旦貯留し、その現像剤のみを現像剤担持体に供給することにより、供給部材の回転にともなう濃度むらや、非画像部に現像剤が付着するという画像かぶりや、規制部材に現像剤が固着のための画像抜けのない均一な画像を形成することができる現像装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の現像装置は、現像剤を担持し搬送する現像剤担持体と現像剤担持体上の現像剤によって潜像担持体の潜像を可視化する現像装置において、現像剤担持体近傍に配設された搬送部材と搬送部材上の現像剤を帯電する帯電部材と搬送部材上の帯電された現像剤を掻き落とす掻取部材と現像剤担持体上の現像剤の層厚を規制する規制部材を有し、現像剤を帯電部材により帯電させた後、掻取部材により掻き落とした現像剤を貯留する現像剤貯留空間が、現像剤担持体と搬送部材と掻取部材と規制部材から構成されたことを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の請求項２記載の現像装置は、現像剤担持体と搬送部材の間隙をｄ２としたとき、ｄ２＞０．５ｍｍとすることを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明の請求項３記載の現像装置は、少なくとも未使用の現像剤を収容する現像剤補給空間と、帯電部材により帯電させた現像剤を貯留する現像剤貯留空間と、現像剤貯留空間からあふれた現像剤を収容する現像剤回収空間を有する現像装置において、現像剤回収空間からあふれた現像剤を現像剤補給空間に戻すための連通孔と、連通孔に現像剤が搬送部材を経由せず現像剤貯留空間もしくは現像剤回収空間に供給されるのを防止するための逆流防止弁を有することを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明の請求項４記載の現像装置は、逆流防止弁の表面を形成する材質の帯電列が現像剤と略同一にあることを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の請求項５記載の現像装置は、現像剤回収空間に攪拌部材を有することを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明の請求項６記載の現像装置は、現像剤担持体と攪拌部材の回転軌跡の間隙をｄ１としたとき、ｄ１≧１ｍｍとすることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明の請求項７記載の現像装置は、規制部材の現像剤担持体に対する押圧力をｐ１、帯電部材の搬送部材に対する押圧力をｐ２としたとき、ｐ１＞ｐ２とすることを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明の請求項８記載の現像装置は、掻取部材の搬送部材に対する押圧力をｐ３としたとき、ｐ２＜ｐ３とすることを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明の請求項９記載の現像装置は、掻取部材の先端部を搬送部材の現像剤搬送方向上流に向けて形成し、かつその先端部から搬送部材との接触部までの距離をｄ３、帯電部材の前記搬送部材との接触部から取付基端部までの距離をｄ４としたとき、ｄ３＜ｄ４とすることを特徴とする。
【００１８】
さらに、本発明の請求項１０記載の現像装置は、規制部材が、剛体からなる支持体と、この支持体の先端部に取り付けられた当接部材とからなり、当接部材が支持体と現像剤担持体との間に配設され、現像剤担持体に圧接されている現像装置において、支持体は回転中心を有し、回転中心に対して規制位置と反対側で支持体にモーメントを負荷する手段を有することを特徴とする。
【００１９】
【作用】
請求項１記載の発明によれば、現像剤貯留空間を現像剤担持体と搬送部材と掻取部材と規制部材から構成することにより、現像剤を搬送部材に担持し搬送し、掻取部材により現像剤担持体上に掻き落とし、帯電した現像剤を現像剤貯留空間に一旦貯留し現像剤担持体に供給することができるので、供給部材の回転周期に依存するような画像の濃度むらや、画像かぶりのない均一な画像を形成することができる。何故なら、供給部材が回転することにより生じる現像剤の流れが直接現像剤担持体に及ばないように帯電した現像剤を一旦貯留する現像剤貯留空間を配設することで、現像剤担持体への現像剤の圧力変化を緩和するからである。また、帯電が不十分な現像剤が現像剤担持体に供給されないように空間を区切り、帯電部材により帯電した現像剤のみを現像剤担持体に供給しているからである。
【００２０】
また、請求項２記載の発明によれば、現像剤担持体と搬送部材の間隙をｄ２としたとき、ｄ２＞０．５ｍｍとすることにより、搬送部材の回転周期に依存するような画像の濃度むらのない均一な画像を形成することができるとともに、現像剤貯留空間の圧力の上昇から現像剤担持体、搬送部材を圧迫し駆動を妨げることが原因で、駆動トルクが上昇することを防止できる。何故なら、搬送部材の回転や、搬送部材から掻取部材による現像剤の掻き落としにより生じる現像剤の流れが直接現像剤担持体に及ばないとともに、帯電した現像剤で現像剤貯留空間が満たされた際、あふれた現像剤が現像剤回収空間に移動するので、現像剤の貯留による現像剤貯留空間の圧力の上昇は防がれ、駆動トルクが上昇することもない。
【００２１】
また、請求項３記載の発明によれば、図１を用いて説明するが、少なくとも未使用の現像剤を収容する現像剤補給空間６１と、帯電部材により帯電した現像剤を貯留する現像剤貯留空間６２と、現像剤貯留空間からあふれた現像剤を収容する現像剤回収空間６３を有する現像装置において、連通孔に逆流防止弁を配設することにより、現像剤貯留空間及び現像剤回収空間の現像剤の貯留による圧力を常に一定にするとともに、帯電していない現像剤が現像剤貯留空間に供給されること防止する。逆流防止弁は、現像剤回収空間から現像剤補給空間側にのみ開く構造になっているので、現像剤回収空間から現像剤補給空間に対してのみ現像剤を移動させることができる。
【００２２】
また、請求項４記載の発明によれば、逆流防止弁の表面を形成する材質の帯電列が現像剤と略同一にあることにより、一部の現像剤が過剰に帯電することにより現像装置内の現像剤の帯電量が不均一になることによる、逆流防止弁への現像剤の付着や、現像器内での現像剤の凝集、画像濃度むらが生じない。現像剤が現像剤回収空間から連通孔を通じ現像剤補給空間にあふれる際、逆流防止弁に現像剤は接触するが、逆流防止弁の表面の材質の帯電列が略同一なので、現像剤を過剰に摩擦帯電することや、現像剤を所望の極性と逆極性に帯電することが防止される。
【００２３】
また、請求項５記載の発明によれば、現像剤回収空間に攪拌部材を有することにより、現像剤の流動性を確保することができる。現像剤回収空間からあふれた現像剤は現像剤補給空間に移動するが、長期間現像器が稼働することなく放置された場合や高温高湿の場合、現像剤の流動性が低下する。攪拌部材により現像剤回収空間の現像剤を攪拌することにより現像剤は常に流動性が良好な状態を保ち、現像剤が補給空間にもどることが困難になることを防止する。
【００２４】
また、請求項６記載の発明によれば、現像剤担持体と攪拌部材の回転軌跡の間隙をｄ１としたとき、ｄ１≧１ｍｍとすることにより、攪拌部材の回転周期に依存するような画像の濃度むらのない均一な画像を形成することができる。何故なら、攪拌部材の回転により生じる現像剤の流れが直接現像剤担持体に及ばないとともに、現像時担持体上の現像剤を攪拌部材により引き剥がすことがないからである。
【００２５】
また、請求項７記載の発明によれば、規制部材の現像剤担持体に対する押圧力ｐ１を、帯電部材の搬送部材に対する押圧力ｐ２よりも強くすることにより、搬送部材上の現像剤の量が現像剤担持体上の現像剤の量より多くなり、現像剤担持体上の現像剤が現像により消費されても、常に現像剤担持体に供給する現像剤を確保できるとともに、現像剤貯留空間に帯電した現像剤を貯留することができる。搬送部材や現像剤担持体のようにその表面に現像剤を担持し搬送する部材上の現像剤量は、前記部材に押圧された帯電部材や規制部材の前記部材に対する押圧力の大きさに依存する。押圧力が大きくなれば、前記部材がその表面に現像剤を担持し搬送する力に対する、規制部材等が前記部材に対し圧接している圧接位置を現像剤が通過するのを妨げる力の割合が大きくなり、搬送量は小さくなる関係にある。そのため、必要な現像量を確保できるような規制部材の現像剤担持体に対する押圧力ｐ１設定し、ｐ１より帯電部材の搬送部材に対する押圧力ｐ２を小さくすることにより、常に現像剤担持体に供給する現像剤を確保できるとともに、現像剤貯留空間に帯電した現像剤を貯留することができる。
【００２６】
また、請求項８記載の発明によれば、掻取部材の搬送部材に対する押圧力ｐ３を、帯電部材の搬送部材に対する押圧力ｐ２より強くすることにより、現像剤貯留空間に対する現像剤の供給を常に確保することができ、貯留することができる。搬送部材上の現像剤量は、搬送部材に押圧された帯電部材や掻取部材の搬送部材に対する押圧力の大きさに依存する。押圧力が大きくなれば、搬送部材がその表面に現像剤を担持し搬送する力に対する、帯電部材等が搬送部材に対し圧接している圧接位置を現像剤が通過するのを妨げる力の割合が大きくなり、搬送量は小さくなり、搬送部材から引き剥がされる現像剤量は多くなる関係にある。そのため、ｐ３＞ｐ２とすることにより、搬送部材から確実に帯電した現像剤を掻き落とすことができ、現像剤貯留空間に現像剤を貯留することができる。
【００２７】
また、請求項９記載の発明によれば、掻取部材の先端部を搬送部材の現像剤搬送方向上流に向けて形成し、かつその先端部から搬送部材との接触部までの距離をｄ３、帯電部材の搬送部材との接触部から取付基端部までの距離をｄ４としたとき、ｄ３＜ｄ４とすることにより、現像剤貯留空間に対する現像剤の供給を常に確保することができ、貯留することができる。搬送部材上の現像剤量は、ｄ３、ｄ４に依存する。ｄ３、ｄ４が大きくなれば、搬送部材と押圧部材の圧接により形成される楔部分の現像剤を流れによる圧力を受けとめる部分の大きさが大きくなることになり、押圧部材の搬送部材に対する押圧力を減ずる方向に力が加わることなるので搬送部材上の現像剤の量を大きくなる関係にある。逆に突出長が小さくなれば、搬送部材上の現像量は小さくなる関係にあるので、ｄ３＜ｄ４とすることにより、搬送部材から確実に帯電した現像剤を掻き落とすことができ、現像剤貯留空間に現像剤を貯留することができる。
【００２８】
また、請求項１０記載の発明によれば、図１〜３の断面図や図６の側面図や図７の正面図を用いて説明するが、規制部材３０は、支持体３１とこの支持体３１の先端部に取り付けられた当接部材３２からなり、当接部材３２が現像剤担持体に圧接されている。支持体３１は回転中心３３を有し、回転中心３３に対して規制位置と反対側で支持体３１にモーメントを負荷する手段を有することにより、規制部材３０のモーメントを負荷する手段を現像装置の外部ではなく現像装置側面内側に構成することで現像装置が小型になるとともに、モーメントを負荷する手段が規制の加圧方向の現像装置の厚み内に収容されることになるので、モーメントを負荷する手段のみに空間を用意する必要がなく薄型の現像装置を構成することができる。さらに、支持体３１を、回転中心３３を係止した、現像装置の側壁と略平行とすることで、現像装置が薄くなる。さらに、支持体３１にモーメントを負荷する手段として圧縮コイルバネを図１に示すように現像装置の側壁に配設することで、現像装置が薄くなる。
【００２９】
【実施例】
図１は本発明の実施例における現像装置の断面概観図である。
【００３０】
本実施例におい現像装置１１は、現像剤１０であるトナーを搬送し潜像担持体１に形成された静電潜像を現像するものである。トナーを搬送する現像剤担持体２０である現像ローラーは、シャフトの外周に導電性の弾性体を同心円状に配設したもので、潜像担持体１に所定の圧力で圧接し、必要に応じてバイアス印加手段２６により潜像担持体１と現像剤担持体２０の基材間に電位差を設ける。帯電部材４５と搬送部材４０が接触することにより形成される楔部分にトナーが導かれる。トナーは帯電部材４５により搬送部材４０に擦りつけられることにより帯電する。搬送部材４０は、帯電したトナーを表面に静電的に保持し、回転駆動することにより、現像剤担持体２０に近接もしくは接触して配設された規制部材３０と現像剤担持体２０と搬送部材４０により囲まれた現像剤貯留空間６２まで搬送する。掻取部材４８は、搬送部材４０上に保持されたトナーを掻き落とし現像剤貯留空間６２にトナーを収容する。現像剤貯留空間６２に貯留された帯電したトナーは現像剤持体１１の回転にともない規制部材３０近傍に滞留するようになる。規制部材３０と現像剤担持体２０の近接もしくは接触によって形成される楔部分に現像剤担持体２０の回転にともないトナーが押し込まれることにより現像剤担持体２０に帯電したトナーが静電的に付着する。現像剤担持体２０上のトナーは規制部材３０と現像剤担持体２０が近接もしくは接触した規制位置において現像に適した搬送量に規制され、現像に供される。一方、規制部材３０により現像剤担持体２０から剥ぎ取られたトナーは、現像剤貯留空間６２のトナーと再び混じり合い規制部材３０の楔部分に再供給されたり、搬送部材４０と現像剤担持体２０と規制部材３０により形成される現像剤貯留空間６２をトナーで埋め尽くす。さらには、規制部材３０と逆側の空間である現像剤回収空間６３にもトナーが入り込み、ついには新規トナーの貯蔵空間である現像剤補給空間６１にあふれ、再び搬送部材４０と帯電部材４５に供給される。この際、現像剤回収空間６３と現像剤補給空間６１の境界は、現像剤回収空間６３から現像剤補給空間６１へはトナーが流れ、現像剤補給空間６１から現像剤回収空間６３へは直接トナーが流入しないように逆流防止弁５６が設けられている。また、規制部材と逆側の現像剤回収空間６３に図３に示すような攪拌部材７０を配設することにより、不要にトナーの凝集等が発生するのを防止することができ、規制部材と逆側の現像剤回収空間６３から新規トナーの現像剤補給空間６１にいたるトナーの流れが円滑に行われる。また、シール２７は、現像剤担持体２０が現像位置を通過し現像されなかったトナーを現像装置１１内に収容するに際し、現像剤担持体２０上と現像装置内のトナーを現像装置１１外に漏洩することを防止する。シール２７は、潜像担持体１と現像剤担持体２０が対向する位置よりも現像剤担持体２０の移動方向下流側にあって、搬送部材４０と現像剤担持体２０が対向する位置よりも現像剤担持体２０の移動方向上流側に配設する。
【００３１】
現像剤担持体２０の外周の弾性体としては、ポリウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム、ポリエチレンフォーム、エラストマーフォーム、ゴムフォーム等の軟質フォーム材料や、天然ゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ネオプレンゴム、ＮＢＲ等のゴムや、スチロール樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、メタクリル樹脂等を含むエラストマーを用いることができる。また、現像剤担持体の表層とシャフト間の抵抗は１０乃至１０9Ωとした。抵抗は図８に示すように、導電板８１に現像剤担持体２０であるローラーを置き、シャフトの両端に各々５００ｇの重りを加え、１μＡの定電流をシャフトに印加した際のシャフトと導電板８１の間の電位差を電圧計８２で測定し算出した。
【００３２】
現像剤担持体２０として、シャフトの外周に導電性の弾性体を同心円状に配設する構造の他には、ベルトを用いることもできる。また、潜像担持体１として、ベルト等の弾性体もしくは弾性構造を用いた場合は、現像剤担持体２０としては、金属、樹脂等の剛体ローラーを用いることも可能である。
【００３３】
規制部材３０は、支持体３１とこの支持体３１の先端部に取り付けられた当接部材３２からなり、当接部材３２が現像剤担持体２０に圧接されている。また、支持体３１は回転中心３３を有し、支持体３１にモーメントを負荷することにより、規制部材３０を現像剤担持体２０に圧接している。加圧方法としては、支持体３１の当接部材３２取り付け位置の反対側の端に圧縮コイルバネ３５を設置する例を図１〜３に示したが、引っ張りコイルバネ、板バネ、ねじりバネ等で所定の接触圧を付与しても良い。当接部材３２としては、軟弾性体の天然ゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ネオプレンゴム、ＮＢＲ等の弾性材料を用いることができる。また、当接部材３２としては、現像剤担持体２０が弾性体もしくは弾性構造の場合は、金属、樹脂といった剛体を用いることもできる。さらに、規制部材は図５に示すようにステンレスや、りん青銅等の板バネや、図４に示すように天然ゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ネオプレンゴム、ＮＢＲ等の弾性材料の板状部材を当接させる形をとっても差し支えない。
【００３４】
搬送部材４０は、アルミニウム、ステンレス、鉄等の金属ローラーもしくはその表面にニッケルメッキを施した物や、ポリウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム、ポリエチレンフォーム、エラストマーフォーム、ゴムフォーム等の軟質フォーム材料や、天然ゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ネオプレンゴム、ＮＢＲ等のゴムや、スチロール樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、メタクリル樹脂等を含むエラストマーをシャフトの外周に同心円状に配設したものを用いることができる。
【００３５】
掻取部材４８、帯電部材４５は、厚さ０．０５乃至０．２０ｍｍのポリエステルフィルムやウレタンゴムやシリコンゴム等や、ステンレスやりん青銅等の板バネを用いた。
【００３６】
なお、現像装置１１は、図１に示すような現像剤担持体２０が重力方向下向きに配設したときばかりでなく、図２に示すように現像剤担持体２０が横向きに配設しても何等問題はない。その際、第２の攪拌部材７５を現像剤補給空間に設け、トナーを搬送部材４０に供給することにより、現像剤貯留空間の帯電したトナーの量は一層安定する。
【００３７】
以下、実験例を示し詳細に説明する。
【００３８】
（実験例１）
潜像担持体１としてベルトを、図１に示すような現像装置１１の現像剤担持体２０として金属ローラーを、搬送部材４０としてアルミニウムローラーを、掻取部材４８、帯電部材４５としてポリエステルフィルムを用い画像形成を行った。
【００３９】
現像装置１１を駆動し、現像剤貯留空間６２にトナーを貯留した後、画像形成を行ったところ、画像濃度むら、画像かぶり、印字履歴による画像濃度差のない均一な画像を形成することができた。
【００４０】
（比較例１）
実験例１と同様の現像装置１１を用い、現像剤貯留空間にトナーがない状態で画像形成を行ったところ、搬送部材の回転周期に起因する画像濃度むらが生じた。
【００４１】
（実験例２）
実験例１と同様の現像装置１１を用い、現像剤担持体２０と搬送部材４０の間隙ｄ２を変更して画像形成を行った結果を表１に示す。
【００４２】
【表１】
0003543417.tif 000002
【００４３】
なお、濃淡ピッチとは、搬送部材の回転周期に起因した画像濃度むらのことである。
【００４４】
距離ｄ２が０．６ｍｍ未満の時、搬送部材４０から掻取部材４８により現像剤貯留空間６２に掻き落とされたトナーと、搬送部材４０の回転によって生じるトナーの流れにより、直接現像剤担持体にトナーが供給され、搬送部材の回転周期に依存したトナー量のむらを現像剤担持体上に形成してしまい、画像に濃淡ピッチむらとして現れてしまった。
【００４５】
距離ｄ２が５ｍｍ以上の時は、現像剤貯留空間６２にトナーを十分な量貯蔵するのに時間がかかり好ましくなかった。
【００４６】
また、距離ｄ２が０．６ｍｍ未満の時、５０００枚連続して画像形成を行ったところ、現像剤貯留空間６２から現像剤回収空間６３へのトナーの移動が円滑に進まず、現像装置１１の駆動トルクが上昇するとともに、搬送部材４０と現像剤担持体２０の表面にトナーの固着が生じ、画像かぶりや画像抜けやべた画像の後端が薄くなる供給遅れが発生してしまった。
【００４７】
（実験例３）
実験例１と同様の現像装置１１を用い、現像剤回収空間６３と現像剤補給空間６１とを結ぶ連通孔にＡＢＳ樹脂製の逆流防止弁５６を設け画像形成を行った。
【００４８】
現像装置１１を駆動し、現像剤貯留空間６２にトナーを貯留した後、画像形成を行ったところ、画像濃度むら、画像かぶり、印字履歴による画像濃度差のない均一な画像を形成することができた。
【００４９】
（比較例２）
逆流防止弁５６を設けなかったことを除いては、実験例３と同様の現像装置を用い画像形成を行った。
【００５０】
現像装置１１を駆動し、現像剤貯留空間６２にトナーを貯留した後、画像形成を行ったところ、現像剤補給空間６１から現像剤回収空間６３を通じ、搬送部材４０を経由せず、帯電していないトナーが現像剤貯留空間６２に供給されてしまい、画像かぶりが発生してしまった。
【００５１】
（実験例４）
実験例１と同様の現像装置１１を用い、逆流防止弁５６をナイロン、ウレタン、ＡＢＳ、テフロン樹脂でそれぞれ構成し、トナーとしてポリエステル系負帯電性トナーを用い画像形成を行った。
【００５２】
現像装置１１を駆動し、現像剤貯留空間６２にトナーを貯留した後、画像形成を行ったところ、ＡＢＳ樹脂で逆流防止弁５６を構成した場合は、画像濃度むら、画像かぶり、印字履歴による画像濃度差のない均一な画像を形成することができた。
【００５３】
しかし、逆流防止弁５６をナイロン、ウレタン樹脂で構成した場合、逆流防止弁５６と接触したトナーが過剰に負帯電してしまい、逆流防止弁５６に静電気力で付着してしまい、トナーが現像剤回収空間６３から現像剤補給空間６１に円滑に戻るのを妨げてしまった。特に逆流防止弁５６をナイロンで構成した場合、トナーの逆流防止弁５６への付着量は多く、トナーが現像剤回収空間６３から現像剤補給空間６１に戻るのが困難になり、現像剤回収空間６３と現像剤貯留空間６２のトナーによる圧力が高くなり、現像剤担持体２０や搬送部材４０を圧迫し、現像装置１１の駆動トルクが上昇してしまった。
【００５４】
また、逆流防止弁５６をテフロン樹脂で構成した場合、逆流防止弁５６と接触したトナーが正帯電してしまい、現像剤補給空間６１に戻った正帯電トナーが近接した負帯電トナーと静電気力で凝集してしまった。さらに、凝集したトナーが搬送部材４０や現像剤担持体２０や規制部材３０に固着してしまい、搬送不良を引き起こし、画像抜けを生じてしまった。
【００５５】
（実験例５）
図３に示すように現像装置１１の現像剤回収空間６３に攪拌部材７０を設けて画像形成を行った。なお、攪拌部材７０を設けたことを除いては実験例１と同様の構成とした。
【００５６】
現像装置１１を駆動し、現像剤貯留空間６２にトナーを貯留した後、画像形成を行ったところ、画像濃度むら、画像かぶり、印字履歴による画像濃度差のない均一な画像を形成することができた。
【００５７】
画像形成後、温度３５℃湿度６５％に１０日間放置し、再び画像形成を行ったところ、放置前と同様の画像を形成することができた。
【００５８】
また、室温で長期間放置した後、画像形成を行ったときも、放置前と同様の画像を形成することができた。
【００５９】
（比較例３）
現像剤回収空間６３に攪拌部材７０を設けないことを除いては、実験例５と同様の現像装置１１を用いて画像形成を行った。
【００６０】
現像装置１１を駆動し、現像剤貯留空間６２にトナーを貯留した後、画像形成を行ったところ、画像濃度むら、画像かぶり、印字履歴による画像濃度差のない均一な画像を形成することができた。
【００６１】
画像形成後、温度３５℃湿度６５％に１０日間放置し、再び画像形成を行ったところ、現像剤回収空間６３内のトナーによる圧力が上昇し、現像剤担持体２０や搬送部材４０を圧迫し、現像装置１１の駆動トルクが上昇してしまった。
【００６２】
（実験例６）
実験例５と同様の現像装置１１を用い、現像剤担持体２０と攪拌部材７０の回転軌跡の間隙ｄ１を変更して画像形成を行った。その結果を表２に示す。
【００６３】
【表２】
0003543417.tif 000003
【００６４】
距離ｄ１が１．０ｍｍ未満の時、攪拌部材７０の回転によって生じるトナーの流れにより圧力により現像剤担持体２０にトナーが供給されたり、逆に現像剤担持体からトナーを引き剥したりして、攪拌部材７０の回転周期に依存したトナー量のむらを現像剤担持体２０上に形成してしまい、画像に濃淡ピッチむらとして現れてしまった。
【００６５】
距離ｄ１が１０ｍｍ以上の時は、現像剤回収空間６３で現像剤補給空間６１に戻されない停滞トナーが生じてしまった。
【００６６】
（実験例７）
実験例１と同様の現像装置１１を用い、規制部材の現像剤担持体に対する押圧力ｐ１と帯電部材の搬送部材に対する押圧力ｐ２を変更して画像形成を行った。その結果を表３に示す。
【００６７】
【表３】
0003543417.tif 000004
【００６８】
ｐ１＝ｐ２＝０．３５ｋｇ／ｃｍの時は、５０枚印字したところ問題なく画像を形成できたが、５０００枚連続画像を形成したところ、現像剤貯留空間のトナーが不足し画像濃度の低下や濃度むらを発生した。
【００６９】
その他、ｐ１、ｐ２を変更し種々の条件で画像形成を行ったが、いずれの場合も、ｐ１＞ｐ２の時は良好な画像を形成でき、ｐ１＝ｐ２の時は短期的には良好な画像を形成できたが長期間画像を形成し続けると、現像剤貯留空間のトナーが不足し画像濃度の低下や濃度むらを発生し、ｐ１＜ｐ２の時は現像剤貯留空間にトナーを貯留することができず画像濃度むら、かぶり、印字履歴による画像濃度差が発生した。
【００７０】
（実験例８）
実験例１と同様の現像装置１１を用い、ｐ２と掻取部材の搬送部材に対する押圧力ｐ３を変更して画像形成を行った。その結果を表４に示す。
【００７１】
【表４】
0003543417.tif 000005
【００７２】
ｐ２＝ｐ３＝０．３０ｋｇ／ｃｍの時は、５０枚印字したところ問題なく画像を形成できたが、５０００枚連続画像を形成したところ、現像剤貯留空間のトナーが不足し画像濃度の低下や濃度むらを発生した。
【００７３】
その他、ｐ２、ｐ３を変更し種々の条件で画像形成を行ったが、いずれの場合も、ｐ３＞ｐ２の時は良好な画像を形成でき、ｐ３＝ｐ２の時は短期的には良好な画像を形成できたが長期間画像を形成し続けると、現像剤貯留空間のトナーが不足し画像濃度の低下や濃度むらを発生し、ｐ３＜ｐ２の時は現像剤貯留空間にトナーを貯留することができず画像濃度むら、かぶり、印字履歴による画像濃度差が発生した。
【００７４】
（実験例９）
実験例１と同様の現像装置１１を用い、掻取部材４８の先端部から搬送部材４０との接触部までの距離ｄ３と、帯電部材４５と搬送部材４０との接触部から取付基端部までの距離ｄ４を変更して画像形成を行った。その結果を表５に示す。
【００７５】
【表５】
0003543417.tif 000006
【００７６】
ｄ３＝ｄ４＝２．０ｍｍの時は、５０枚印字したところ問題なく画像を形成できたが、５０００枚連続画像を形成したところ、現像剤貯留空間のトナーが不足し画像濃度の低下や濃度むらを発生した。
【００７７】
その他、ｄ３、ｄ４を変更し種々の条件で画像形成を行ったが、ｄ４＞ｄ３の時は良好な画像を形成できた。ｄ３＝ｄ４の時は短期的には良好な画像を形成できたが長期間画像を形成し続けると、現像剤貯留空間のトナーが不足し画像濃度の低下や濃度むらを発生した。ｄ４＜ｄ３の時は現像剤貯留空間にトナーを貯留することができず画像濃度むら、かぶり、印字履歴による画像濃度差が発生した。
【００７８】
また、ｄ３＝０の時は掻取部材の端部を搬送部材に当接でき搬送部材上のトナーを低荷重の圧接力で良好に掻き落とすことができた。
【００７９】
（実験例１０）
実験例１と同様の現像装置１１を駆動し、現像剤貯留空間６２にトナーを貯留した後、５０００枚画像形成を行ったところ、画像濃度むら、画像かぶり、印字履歴による画像濃度差のない均一な画像を形成することができた。
【００８０】
（比較例４）
図９に示すように、規制部材として板バネを現像剤担持体のトナー搬送方向下流側に固定端を設けた現像装置を駆動し、現像剤貯留空間６２にトナーを貯留した後、５０００枚画像形成を行ったところ、規制部材に凝集トナーが固着し、現像剤担持体上のトナー搬送にむらを生じ、画像抜けを起こしてしまった。
【００８１】
以上、実験例を用いて説明したが、本発明の現像装置は、帯電したトナーを現像剤貯留空間に貯留し、長期間放置した後、画像形成を行っても、トナーの帯電は保持され、画像かぶりや画像濃度むらのない均一な画像を形成することができた。
【００８２】
また、本発明の現像装置は、現像剤担持体、搬送部材の構造、材質、駆動方向、駆動速度や、規制部材、掻取部材、帯電部材の構造、材質により限定されるものではなく、広く帯電した現像剤を貯留した後、現像剤担持体に供給する現像装置に応用可能なものである。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、現像剤貯留空間を現像剤担持体と搬送部材と掻取部材と規制部材から構成することにより、帯電した現像剤のみを掻取部材により現像剤担持体上に掻き落とし、現像剤貯留空間に一旦貯留し現像剤担持体に供給することができるので、供給部材の回転周期に依存するような画像の濃度むらのない均一な画像を形成することができるという効果を有する。さらに、帯電した現像剤を直接規制部近傍に貯留し、現像剤担持体に供給することができ、画像かぶりのない均一な画像を形成することができるという効果を有する。
【００８４】
また、現像剤担持体と搬送部材の間隙をｄ２としたとき、ｄ２＞０．５ｍｍとすることにより、搬送部材の回転周期に依存するような画像の濃度むらのない均一な画像を形成することができるとともに、現像剤貯留空間の圧力の上昇から現像剤担持体、搬送部材を圧迫し駆動を妨げることが原因で、駆動トルクが上昇することを防止できるという効果を有する。
【００８５】
また、少なくとも未使用の現像剤を収容する現像剤補給空間と、帯電部材により帯電した現像剤を貯留する現像剤貯留空間と、現像剤貯留空間からあふれた現像剤を収容する現像剤回収空間を有する現像装置において、連通孔に逆流防止弁を配設することにより、現像剤貯留空間及び現像剤回収空間の現像剤の貯留による圧力を常に一定にするとともに、帯電していない現像剤が現像剤貯留空間に供給されること防止するという効果を有する。
【００８６】
また、逆流防止弁の表面を形成する材質の帯電列が現像剤と略同一にあることにより、一部の現像剤が過剰に帯電することにより現像装置内の現像剤の帯電量が不均一になることによる、逆流防止弁への現像剤の付着や、現像器内での現像剤の凝集、画像濃度むらが生じないという効果を有する。
【００８７】
また、現像剤回収空間に攪拌部材を有することにより、現像剤の流動性を確保することができるという効果を有する。
【００８８】
また、現像剤担持体と攪拌部材の回転軌跡の間隙をｄ１としたとき、ｄ１≧１ｍｍとすることにより、攪拌部材の回転周期に依存するような画像の濃度むらのない均一な画像を形成することができるという効果を有する。
【００８９】
また、規制部材の現像剤担持体に対する押圧力ｐ１を、帯電部材の搬送部材に対する押圧力ｐ２よりも強くすることにより、搬送部材上の現像剤の量が現像剤担持体上の現像剤の量より多くなり、現像剤担持体上の現像剤が現像により消費されても、常に現像剤担持体に供給する現像剤を確保できるとともに、現像剤貯留空間に帯電した現像剤を貯留することができるという効果を有する。
【００９０】
また、掻取部材の搬送部材に対する押圧力ｐ３を、帯電部材の搬送部材に対する押圧力ｐ２より強くすることにより、現像剤貯留空間に対する現像剤の供給を常に確保することができ、貯留することができるという効果を有する。
【００９１】
また、掻取部材の先端部を搬送部材の現像剤搬送方向上流に向けて形成し、かつその先端部から搬送部材との接触部までの距離をｄ３、帯電部材の搬送部材との接触部から取付基端部までの距離をｄ４としたとき、ｄ３＜ｄ４とすることにより、現像剤貯留空間に対する現像剤の供給を常に確保することができ、貯留することができるという効果を有する。
【００９２】
また、支持体は回転中心を有し、回転中心に対して規制位置と反対側で支持体にモーメントを負荷する手段を有し規制部材を現像剤担持体に圧接することにより、小型で薄型の現像装置を供することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における現像装置の断面概観図である。
【図２】本発明の実施例における現像装置の断面概観図である。
【図３】本発明の実施例における現像装置の断面概観図である。
【図４】本発明の実施例における現像剤貯留空間の概観図である。
【図５】本発明の実施例における現像剤貯留空間の概観図である。
【図６】本発明の実施例における現像装置の側面概観図である。
【図７】本発明の実施例における現像装置の正面概観図である。
【図８】本発明の現像剤担持体の抵抗測定法の概観図である。
【図９】本発明の比較例における現像装置の断面概観図である。
【符号の説明】
１  潜像担持体
１０  現像剤
１１  現像装置
２０  現像剤担持体
２６  バイアス印加手段
２７  シール
３０  規制部材
３１  支持体
３２  当接部材
３３  回転中心
３５  圧縮コイルバネ
４０  搬送部材
４５  帯電部材
４８  掻取部材
５０  区画部材
５６  逆流防止弁
６１  現像剤補給空間
６２  現像剤貯留空間
６３  現像剤回収空間
７０  攪拌部材
７５  第２の攪拌部材
８１  導電板
８２  電圧計
【図１】
0003543417.tif 000007
【図２】
0003543417.tif 000008
【図３】
0003543417.tif 000009
【図４】
0003543417.tif 000010
【図５】
0003543417.tif 000011
【図６】
0003543417.tif 000012
【図７】
0003543417.tif 000013
【図８】
0003543417.tif 000014
【図９】
0003543417.tif 000015