(57)【要約】【課題】  現像ローラに向かう縦方向に対して、現像剤の滞留防止および分散性の向上を図り、画像濃度ムラが防止され均一な画像品質を得るような現像装置を提供することにある。【解決手段】  現像ローラ２と、現像ローラ２と平行に第１の搬送スクリュ３と、第２の搬送スクリュ４を備え、これら第１及び第２の搬送スクリュ３、４により、トナーとキャリアから成る２成分現像剤を搬送すると共に撹拌しながら循環して、２成分現像剤を第１の搬送スクリュ３により現像ローラ２へと付着させるようにした現像装置において、第１の搬送スクリュ３を回転しながら軸方向に揺動するようにした。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像ローラと、該現像ローラと平行に第１の搬送スクリュと、第２の搬送スクリュを備え、これら第１及び第２の搬送スクリュにより、トナーとキャリアから成る２成分現像剤を搬送すると共に撹拌しながら循環して、前記２成分現像剤を前記第１の搬送スクリュにより前記現像ローラへと付着させるようにした現像装置において、前記第１の搬送スクリュを回転しながら軸方向に揺動する搖動手段を備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
現像ローラと、該現像ローラと平行に第１の搬送スクリュと、第２の搬送スクリュを備え、これら第１及び第２の搬送スクリュにより、トナーとキャリアから成る２成分現像剤を搬送すると共に撹拌しながら循環して、前記２成分現像剤を前記第１の搬送スクリュにより前記現像ローラへと付着させるようにした現像装置において、前記第１の搬送スクリュの内部にマグネットが付いたマグネット軸を固定配置し、スクリュ状のスリーブが回転するようにしたことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
現像ローラと、該現像ローラと平行に第１の搬送スクリュと、第２の搬送スクリュを備え、これら第１及び第２の搬送スクリュにより、トナーとキャリアから成る２成分現像剤を搬送すると共に撹拌しながら循環して、前記２成分現像剤を前記第１の搬送スクリュにより前記現像ローラへと付着させるようにした現像装置において、前記第１の搬送スクリュの内部に電磁コイルを巻いた電磁コイル軸を固定配置し、スクリュ状のスリーブが回転するようにしたことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の現像装置において、前記第１の搬送スクリュを回転しながら軸方向に揺動する搖動手段を備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか１項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。
【請求項６】
トナーとキャリアから成る２成分現像剤を搬送すると共に撹拌しながら循環して、前記２成分現像剤を第１の搬送スクリュにより現像ローラへと付着させるようにした現像剤の循環方法において、前記第１の搬送スクリュを回転しながら軸方向に揺動することを特徴とする現像剤の循環方法。
【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、プリンタなど電子写真方式の画像形成装置に用いる現像装置における現像剤の循環方法、現像装置およびこれを用いる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来では、画像形成装置において、２成分系現像剤を使用した現像装置にあっては、像担持体に隣接する現像装置のハウジングケース内に、現像ローラと現像剤搬送用の２本の搬送スクリュを備えた構成を採ることが知られている（例えば、特許文献１および２参照）となっている。
特許文献１の「画像形成装置」には、現像剤搬送スクリュ形状（多条、１条）とその配置により分散性を向上させることを特徴とする技術が開示されている。
また、特許文献２の「現像装置」には、画像品質向上のために、トナーとキャリアを検知するセンサの配置と、２つある現像剤撹拌室の隔壁開放部の高低比で、現像剤滞留防止を図る技術が開示されている。
近年の画像形成装置において、２成分系現像剤を使用した現像装置にあっては、像担持体に隣接する現像装置のハウジングケース内に、現像ローラと現像剤搬送用の２本の搬送スクリュを備えた構成となっている。
このような構成の２成分現像装置では、２本の搬送スクリュが、現像ローラの幅方向に対して、一方の搬送スクリュを近接させるとともに、他方の搬送スクリュを離間させ、共に平行状態で配設されている。これにより、その２本の搬送スクリュで現像剤を循環させている。
マグネットローラが固定配置されており、内部にマグネットを備えている。このマグネットローラの磁極配置は、例えば、磁極Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５の５極構造となっている。磁極Ｐ１は、像担持体に最も接近させた状態で設けた現像極である。
磁極Ｐ２およびＰ３は、同極性を有しており、これらの間で離される現像剤が磁極Ｐ３で汲み上げられる。磁極Ｐ４の直上には現像ドクタを設置して、現像剤滞留部を設け、そこで現像剤の摩擦帯電を促進して現像剤の立ち上げを行う。
現像剤の撹拌は、搬送方向の異なる第１および第２の搬送スクリュによる現像剤循環方式をとっている。この方式で搬送される現像剤は、現像ローラの磁力により汲み上げられ、現像ドクタにより現像時の必要量に規制され、これを越える余剰の現像剤は還流する。
現像ドクタを通過した現像剤は、現像部で現像され、トナーが消費された状態で現像剤が磁力の反発力と重力により現像ローラから分離し、現像ローラ横の第１搬送スクリュにより、再び現像剤中へ分散される。
ここで、この搬送スクリュは、現像ローラの幅方向に沿った横方向への現像剤搬送能力は優れている。しかし、この現像ローラの横方向に対して直交する、すなわち現像ローラ２へ向かう縦方向への現像剤の搬送能力や同方向への撹拌性には劣る。トナー消費を現像部で受けた場合、キャリアのみに近い状態となった現像剤が、元の現像剤中に戻されることになる。
【特許文献１】特開２００１−２５５７２３公報
【特許文献２】特許第３３４７５８９号
【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、このとき元の現像剤中で十分な分散がなされずに、現像ローラ近傍の第１搬送スクリュにより搬送されながら、再び現像ローラにより汲み上げられてしまうと、第１搬送スクリュのスパイラルピッチが設けられた方向について、現像剤の分散状態に偏りを生じてしまい、スクリュピッチ状の濃淡ムラが発生し易い。
また、第１搬送スクリュ、第２搬送スクリュの両側端部での縦方向への搬送に関して、現像剤が滞留気味となる。この場合にも、両端部での濃淡ムラが発生し易い。とくに、カラー複写機では、上述の濃淡ムラが色ムラとなって現れるので、画像品質の著しい劣化をもたらすという問題もある。
そこで、本発明の目的は、現像ローラに向かう縦方向に対して、現像剤の滞留防止および分散性の向上を図り、画像濃度ムラが防止され均一な画像品質を得るような現像装置、及びこれを備えた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、現像ローラと、該現像ローラと平行に第１の搬送スクリュと、第２の搬送スクリュを備え、これら第１及び第２の搬送スクリュにより、トナーとキャリアから成る２成分現像剤を搬送すると共に撹拌しながら循環して、前記２成分現像剤を前記第１の搬送スクリュにより前記現像ローラへと付着させるようにした現像装置において、前記第１の搬送スクリュを回転しながら軸方向に揺動する搖動手段を備えたことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、現像ローラと、該現像ローラと平行に第１の搬送スクリュと、第２の搬送スクリュを備え、これら第１及び第２の搬送スクリュにより、トナーとキャリアから成る２成分現像剤を搬送すると共に撹拌しながら循環して、前記２成分現像剤を前記第１の搬送スクリュにより前記現像ローラへと付着させるようにした現像装置において、前記第１の搬送スクリュの内部にマグネットが付いたマグネット軸を固定配置し、スクリュ状のスリーブが回転するようにしたことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、現像ローラと、該現像ローラと平行に第１の搬送スクリュと、第２の搬送スクリュを備え、これら第１及び第２の搬送スクリュにより、トナーとキャリアから成る２成分現像剤を搬送すると共に撹拌しながら循環して、前記２成分現像剤を前記第１の搬送スクリュにより前記現像ローラへと付着させるようにした現像装置において、前記第１の搬送スクリュの内部に電磁コイルを巻いた電磁コイル軸を固定配置し、スクリュ状のスリーブが回転するようにしたことを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の現像装置において、前記第１の搬送スクリュを回転しながら軸方向に揺動する搖動手段を備えたことを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の現像装置を備えることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、トナーとキャリアから成る２成分現像剤を搬送すると共に撹拌しながら循環して、前記２成分現像剤を第１の搬送スクリュにより現像ローラへと付着させるようにした現像剤の循環方法において、前記第１の搬送スクリュを回転しながら軸方向に揺動することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、第１の搬送スクリュが回転しながら揺動することにより、現像ローラと第１の搬送スクリュの間で生じる現像剤滞留が崩されて、現像剤の分散性及び循環性が向上することで、現像剤滞留による濃淡ムラを防止し、良好な画像品質を得ることができる。
また本発明によれば、第１の搬送スクリュ内にマグネット軸を配置することで、現像ローラからの現像剤離れを補助するとともに、第１の搬送スクリュ側に現像剤を引き寄せることによって、現像剤の滞留を防止し、分散性及び循環性が向上することで、現像剤滞留による濃淡ムラを防止し、良好な画像品質を得ることができる。
また本発明によれば、第１の搬送スクリュ内に電磁コイル軸を配置し通電制御することによって、現像ローラからの現像剤離れを補助するとともに、第１の搬送スクリュ側に現像剤を引き寄せる。また、現像剤量に応じて通電電流を変化させることによって、現像剤を引き寄せる強さを変えて、現像剤の滞留を防止し、さらに、分散性および循環性が向上することで、現像剤滞留による濃淡ムラを防止し、良好な画像品質を得ることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置に備えられる現像装置の全体構造を示す概略図である。図２は現像剤の循環を示す概略斜視図である。
図１および図２に示す現像装置Ｆは、２成分系現像剤（現像剤）５を使用したものであり、像担持体７に隣接する現像装置Ｆのハウジングケース（現像ケース）１内に、現像ローラ２と現像剤搬送用の第１の搬送スクリュおよび第２の搬送スクリュである２本の搬送スクリュ３、４を備えた構成となっている。
このような構成の２成分現像装置では、２本の搬送スクリュ３、４が、現像ローラ２の幅方向に対して、第１の搬送スクリュ３を近接させると共に、第２の搬送スクリュ４を離間させ、共に平行状態で配設されている。これにより、その２本の搬送スクリュ３、４で現像剤５を循環させている。
現像ローラ２であるマグネットローラは固定配置されており、内部にマグネットを備えている。このマグネットローラの磁極配置は、図１に示すように、磁極Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５の５極構造となっている。磁極Ｐ１は、像担持体７に最も接近させた状態で設けた現像極である。
磁極Ｐ２およびＰ３は同極性を有しており、これらの間で離される現像剤５が磁極Ｐ３で汲み上げられる。磁極Ｐ４の直上には現像ドクタ６を設置して、現像剤滞留部を設け、そこで現像剤５の摩擦帯電を促進して現像剤５の立ち上げを行うようにしている。
現像剤５の撹拌は搬送方向の異なる第１および第２の搬送スクリュ３、４による現像剤循環方式をとっている。この方式で搬送される現像剤５は、現像ローラ２の磁力により、Ａ方向に汲み上げられ、現像ドクタ６により現像時の必要量に規制され、これを越える余剰の現像剤は、Ｂ方向に還流する。
現像ドクタ６を通過した現像剤５は、Ｃの現像部で現像され、トナーが消費された状態で現像剤５がＤ方向へ、磁力の反発力と重力により、現像ローラ２から分離し、現像ローラ２横の第１の搬送スクリュ３により、再び現像剤５中へ分散される。
ここで、第１および第２の搬送スクリュ３、４は、現像ローラ２の幅方向に沿った横（Ｘ）方向への現像剤搬送能力は優れている。しかし、この現像ローラ２の横方向に対して直交する、すなわち現像ローラ２へ向かう縦（Ｙ）方向への現像剤５の搬送能力や同方向への撹拌性には劣ることが知られている。
このため、本実施の形態の現像装置Ｆにおいては、現像ローラ２と、この現像ローラ２と平行に第１の搬送スクリュ３と、第２の搬送スクリュ４を備え、これら第１及び第２の搬送スクリュ３、４により、トナーとキャリアから成る２成分現像剤５を搬送すると共に撹拌しながら循環して、２成分現像剤５を第１の搬送スクリュ３により現像ローラ２へと付着させるようにしている。
【０００７】
図３は現像剤滞留を説明する概略図である。図３を用いてさらに説明する。トナー消費を現像部Ｃで受けた場合、キャリアのみに近い状態となった現像剤５が元の現像剤中に戻されることになる。しかし、このとき元の現像剤中で十分な分散がなされずに、現像ローラ２傍の第１の搬送スクリュ３により搬送されながら、再び現像ローラ２によりＡ方向に汲み上げられてしまうと、第１の搬送スクリュ３のスパイラルピッチが設けられた方向について、現像剤５の分散状態に偏りを生じてしまい、スクリュピッチ状の濃淡ムラが発生し易い。
また、第１の搬送スクリュ３、第２の搬送スクリュ４の両側端部での縦（Ｙ）方向への搬送に関して、現像剤５が滞留気味となる。この場合にも、両端部での濃淡ムラが発生し易い。とくに、カラー複写機では、上述の濃淡ムラが色ムラとなって現れるので、画像品質の著しい劣化をもたらす。
そこで、本実施の形態では現像装置Ｆを以下のように構成するようにした。
【０００８】
図４は本発明の第１の実施の形態に係る現像装置の概略構造を説明した図である。
この図４に示すように第１の実施の形態に係る現像装置Ｆは、ハウジングケース（図示せず）内に現像ローラ２と現像剤搬送用の２本の搬送スクリュ３、４を備え、現像ローラ２側の第１の搬送スクリュ３を回転時に横（Ｘ）方向に揺動させる揺動機構（図示せず）を設けるようにしている。そして、現像ローラ２、第１の搬送スクリュ３、第２の搬送スクリュ４が回転して、現像ケース（ハウジングケース）内で現像剤を循環させる際に、第１の搬送スクリュ３を揺動させながら回転させるようにしている。なお、本実施の形態では、第１の搬送スクリュ３を揺動する幅を２ｍｍとした。
このような第１の実施の形態にかかる現像装置によれば、第１の搬送スクリュ３が回転しながら揺動することにより、現像ローラ２と第１の搬送スクリュ３の間で生じる現像剤滞留が崩されて、現像剤の分散性及び循環性が向上することで、現像剤滞留による濃淡ムラを防止し、良好な画像品質を得ることができる。
図５は第２の実施の形態に係る現像装置の構成を説明する説明図であり、第１の搬送スクリュの正面図と側面図が示されている。なお、この場合の現像装置もハウジングケース内に現像ローラと現像剤搬送用の２本の搬送スクリュを備えるものである。
この図５に示す第１の搬送スクリュ３はマグネット軸８とスパイラル１０を備えた搬送スリーブ９とから構成される。内部のマグネット軸８は固定配置され、この図には示していない現像ローラの現像剤切れ極に対向する位置に磁極を配置する。マグネット軸８の外側の搬送スリーブ９が回転する。これにより、現像ローラ、第１の搬送スクリュ３、第２搬送スクリュ（図示せず）が回転して現像剤を循環搬送するようにしている。マグネット軸８には磁極を強めるための磁石８が内蔵されている。
このような第２の実施の形態にかかる現像装置によれば、第１の搬送スクリュ３内にマグネット軸を配置することで、現像ローラ２からの現像剤離れを補助するとともに、第１の搬送スクリュ３側に現像剤を引き寄せることによって、現像剤の滞留を防止し、分散性及び循環性が向上することで、現像剤滞留による濃淡ムラを防止し、良好な画像品質を得ることができる。
【０００９】
図６は第３の実施の形態に係る現像装置の構成を説明する説明図であり、第１の搬送スクリュの正面図と側面図が示されている。なお、この場合の現像装置もハウジングケース内に現像ローラと現像剤搬送用の２本の搬送スクリュを備えるものである。
図６に示す第１の搬送スクリュ３は電磁コイル軸１１とスパイラル１０を備えた搬送スリーブ９とから構成される。内部の電磁コイル軸１１は固定配置され、搬送スリーブ９が回転する。電磁コイル軸１１に通電制御部１２によって通電制御することにより、電磁コイル軸１１の磁力化を制御する。これにより、この図には示していない現像ローラ、第１の搬送スクリュ３、第２の搬送スクリュ（図示せず）が回転して、現像剤を循環搬送するようにしている。
このような第３の実施の形態にかかる現像装置によれば、第１の搬送スクリュ３内に電磁コイル軸１１を配置し通電制御することによって、現像ローラ２からの現像剤離れを補助するとともに、第１の搬送スクリュ３側に現像剤を引き寄せる。また、現像剤量に応じて通電電流を変化させることによって、現像剤を引き寄せる強さを変えて、現像剤の滞留を防止し、さらに、分散性および循環性が向上することで、現像剤滞留による濃淡ムラを防止し、良好な画像品質を得ることができるようになる。
図７は第４の実施の形態に係る現像装置の構成を説明する説明図であり、第１の搬送スクリュの正面図と側面図が示されている。なお、この場合の現像装置もハウジングケース内に現像ローラと現像剤搬送用の２本の搬送スクリュを備えるものである。
第１の搬送スクリュ３は、マグネット軸８とスパイラル１０を備えた搬送スリーブ９（図５）とから構成され、内部のマグネット軸８は固定配置され、搬送スリーブ９が回転する。さらに、第１の搬送スクリュ３が回転するときに横（Ｘ）方向に揺動させる揺動機構（図示せず）を設け、現像ローラ２、第１の搬送スクリュ３、第２の搬送スクリュ４が回転して、現像ケース内で現像剤を循環させるさいに、第１の搬送スクリュ３を揺動させながら回転させるようにしている。
従って、このような第４の実施の形態にかかる現像装置によれば、上記した第１及び第２の実施の形態に係る構成を組み合わせたことで、現像ローラ２と第１の搬送スクリュ３の間で生じる現像剤滞留が崩されて、現像剤の分散性及び循環性が向上することで、現像剤滞留による濃淡ムラを防止し、より良好な画像品質を得ることができる。
【００１０】
図８は第５の実施の形態に係る現像装置の構成を説明する説明図であり、第１の搬送スクリュの正面図と側面図が示されている。なお、この場合の現像装置もハウジングケース内に現像ローラと現像剤搬送用の２本の搬送スクリュを備えるものである。この場合は、第１の搬送スクリュ３は電磁コイル軸１１とスパイラル１０を備えた搬送スリーブ９（図６）とから構成され、内部の電磁コイル軸１１は固定配置され、搬送スリーブ９が回転する。電磁コイル軸１１に通電制御する通電制御部１２（図６）を設け、電磁コイル軸１１の磁化を制御する。第１の搬送スクリュ３が回転するときに横（Ｘ）方向に揺動させる揺動機構（図示せず）を設け、現像ローラ２、第１の搬送スクリュ３、第２の搬送スクリュ４が回転して、現像ケース内で現像剤を循環させるさいに、第１の搬送スクリュ３に通電して磁化させるとともに、揺動させながら回転させるようにしている。
従って、このような第５の実施の形態にかかる現像装置によれば、上記した第１及び第３の実施の形態に係る構成を組み合わせたことで、上記第４の実施の形態と同様に現像ローラ２と第１の搬送スクリュ３の間で生じる現像剤滞留が崩されて、現像剤の分散性及び循環性が向上することで、現像剤滞留による濃淡ムラを防止し、より良好な画像品質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置に備えられる現像装置の全体構造を示す概略図。
【図２】現像剤の循環を示す概略斜視図。
【図３】現像剤滞留を説明する概略図。
【図４】第１の実施の形態に係る現像装置の概略構造を説明した図。
【図５】第２の実施の形態に係る現像装置の概略構造を説明した図。
【図６】第３の実施の形態に係る現像装置の概略構造を説明した図。
【図７】第４の実施の形態に係る現像装置の概略構造を説明した図。
【図８】第５の実施の形態に係る現像装置の概略構造を説明した図。
【符号の説明】
【００１２】
２  現像ローラ（マグネットローラ）、３  第１の搬送スクリュ、４  第２の搬送スクリュ、５  現像剤（２成分現像剤）、７  像担持体、８  マグネット軸、９  スクリュ状のスリーブ（搬送スリーブ）、１０  スパイラル、１１  電磁コイル軸、１２  通電制御部、Ｆ  現像装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006154151.tif 000009
【図８】
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