(57)【要約】【課題】  電子写真画像形成装置において、補給トナーが低又は未帯電で直接現像スリーブ等に達することを防止し、長期にコピーが繰り返され、又はトナーの消費が少ない使用が長期に及んだ場合にも、地肌汚れ・飛散のない安定した画像出力が可能な現像装置を提供する。【解決手段】  現像剤担持体と、この現像剤担持体と水平方向に配置される複数の現像剤攪拌搬送部材と、これらの現像剤攪拌搬送部材の間に設けられる仕切部材と、この仕切部材の両端部に形成され現像剤折り返し用の連絡通路と、上記現像剤攪拌搬送部材の端部からトナーを補給するトナー補給手段とを具備し、トナーとキャリアからなる二成分現像剤により像担持体の静電潜像を可視化させて画像を形成する現像装置において、トナーを補給する第１の現像剤撹拌部の壁面の少なくとも一部を可動とした。【選択図】        図３
2006162810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤担持体と、この現像剤担持体と略平行に配置されて回転駆動される複数の現像剤攪拌搬送部材と、これらの現像剤攪拌搬送部材の間に設けられる仕切部材と、この仕切部材に形成され現像剤が折り返すための連絡通路と、上記各構成要素を収容する現像剤収容容器と、上記現像剤攪拌搬送部材の端部からトナーを補給するトナー補給手段と、を具備し、トナーとキャリアからなる二成分現像剤により像担持体に形成された静電潜像を可視化させる現像装置において、
上記トナー補給手段からトナーを直接補給される第一の現像剤攪拌搬送部材は、スクリュー羽根と、該スクリュー羽根の少なくとも一部を包囲するように該スクリュー羽根の外周に内壁を一体化した円筒スリーブと、から構成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記円筒状のスリーブの内壁に、更に軸方向へ延びる板状羽根を設けたことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
現像剤担持体と、この現像剤担持体と略平行に配置されて回転駆動される複数の現像剤攪拌搬送部材と、これらの現像剤攪拌搬送部材の間に設けられる仕切部材と、この仕切部材に形成され現像剤が折り返すための連絡通路と、上記各構成要素を収容する現像剤収容容器と、上記現像剤攪拌搬送部材の端部からトナーを補給するトナー補給手段と、を具備し、トナーとキャリアからなる二成分現像剤により像担持体に形成された静電潜像を可視化させる現像装置において、
上記トナー補給手段からトナーを直接補給される第一の現像剤攪拌搬送部材は、スクリュー羽根と、該スクリュー羽根の少なくとも一部を包囲するように外周に配置されてスクリュー羽根と相対回転可能な円筒スリーブと、から構成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
前記スクリュー羽根の外周と前記円筒スリーブ内壁の隙間が１ｍｍ以下で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】
前記第一の現像剤攪拌搬送部材とその下方に位置する現像剤収容容器の内底面との間に所定方向へ走行するエンドレスベルトが張設されていることを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の現像装置。
【請求項６】
前記第一の現像剤攪拌搬送部材の下側に磁力発生手段を設けたことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の現像装置。
【請求項７】
少なくとも請求項１乃至６の何れか一項に記載の現像装置と、上記潜像担持体、帯電装置、潜像担持体のクリーニング装置のうちの少なくとも１つを併せて一体としたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項８】
潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を顕像化するための乾式現像剤が収容された請求項１乃至６の何れか一項に記載の現像装置と、該現像装置により顕像化された該潜像担持体上のトナー像を被転写体に転写する転写手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項７に記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【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、プリンタ等の画像形成装置にかかり、特に、二成分系の現像剤を用いる現像装置の現像剤搬送部に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、複写機やプリンタ等の電子写真技術を用いた画像形成装置の小型化やパーソナル化の要求に伴って、その現像装置の小型化が図られている。また、こうした要求に伴って、トナーが無くなった時点で現像装置ごと交換する使い捨てタイプの現像装置や、現像装置の他に、原稿画像の静電潜像が形成される潜像担持体（感光体）、及び感光体上に残留したトナーを除去するクリーニング部等が一体化された、いわゆるプロセスカートリッジも一般に広く用いられるようになってきている。
しかしながら、このような小型化された現像装置においては、トナーと磁性キャリアとからなる現像剤の収容量が少ない。また、現像剤撹拌部の省スペース化も余儀なくされるため、補給されたトナーがその現像領域に到達するまでの時間が短く、補給トナーと現像剤（磁性キャリアを含む）との撹拌が不十分になってトナーの帯電量が小さくなり、浮遊トナーが発生し易くなる。この浮遊トナーが発生した場合には、転写紙の地肌汚れがひどくなり好ましくない。このような現象は、特に画像面積率の高い原稿を連続してコピーした場合に一度に多くのトナーが現像剤攪拌部中に補給されるため、特に顕著に発生する。
また、機械の高速化に伴い現像剤攪拌搬送部材は高速で回転し、且つ、トナーは３〜１２μｍの微小粒子であるため、補給されたトナーの一部が現像剤とうまく攪拌されずに飛散、浮遊あるいは現像剤面を上滑りして移動する。このようなトナーが現像ローラに搬送されて現像領域へ搬送されると、未帯電、逆帯電、弱帯電の帯電不良トナーが、非画像部の地汚れ、濃度ムラ、トナー飛散といった画像品質問題を引き起こす。
このような問題を解消するために、トナー補給部から補給されたトナーが現像剤面を上滑りして未帯電のまま現像ローラ側のスクリュー部に搬送されるのを防止する飛散防止部材を設けることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、小型化された現像器でもトナーの撹拌を充分に行えるように、中心軸のないスクリューを用いることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
しかしながらこれらの従来技術は、トナーが現像部に到達するまでに満たさねばならない２つの条件である撹拌・分散と帯電のうち、トナーの均一撹拌・分散に重点を置いたものである。つまり補給トナーの現像剤への均一な混合までの機能をスクリュー部に与え、トナー帯電については従来と同じく現像剤規制ブレードと現像剤との強い摺擦によってまかなっていた。
このような現像システムの場合、トナーが現像剤規制ブレードの裏側の現像剤溜り部で大きなストレスを受けて現像剤の劣化が生じる。劣化したトナーは帯電能力が新しいトナーよりも弱くなるため、長期にわたる画像形成プロセスを経ると帯電量分布がブロード化し、画質の低下を招く。しかしながら安易に現像剤規制ブレード裏でのストレスを小さくするとトナーの帯電不足が発生し、かえって地汚れ・飛散が多くなりかねない。
【特許文献１】特開平９−１０６１６１号公報
【特許文献２】特開平１０−２２１９３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このように、安易に現像剤規制ブレード裏でのストレスを小さくするとトナーの帯電不足が発生し、かえって地汚れ・飛散が多くなるという問題がある。
そこで、本発明は、上述した実情を考慮してなされたもので、補給されたトナーが低帯電もしくは未帯電状態で直接現像スリーブやその周辺の現像剤に達することを防止でき、長期に渡りコピープロセスが繰り返された場合、或いはトナーの消費が少ない特殊な使用状態が長期間に及んだ場合にも、地肌汚れ・飛散のない安定した画像出力が可能な現像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】
【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、現像剤担持体と、この現像剤担持体と略平行に配置されて回転駆動される複数の現像剤攪拌搬送部材と、これらの現像剤攪拌搬送部材の間に設けられる仕切部材と、この仕切部材に形成され現像剤が折り返すための連絡通路と、上記各構成要素を収容する現像剤収容容器と、上記現像剤攪拌搬送部材の端部からトナーを補給するトナー補給手段と、を具備し、トナーとキャリアからなる二成分現像剤により像担持体に形成された静電潜像を可視化させる現像装置において、上記トナー補給手段からトナーを直接補給される第１の現像剤攪拌搬送部材は、スクリュー羽根と、該スクリュー羽根の少なくとも一部を包囲するように該スクリュー羽根の外周に内壁を一体化した円筒スリーブと、から構成されていることを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１において、前記円筒状のスリーブの内壁に、更に軸方向へ延びる板状羽根を設けたことを特徴とする。
請求項３の発明は、現像剤担持体と、この現像剤担持体と略平行に配置されて回転駆動される複数の現像剤攪拌搬送部材と、これらの現像剤攪拌搬送部材の間に設けられる仕切部材と、この仕切部材に形成され現像剤が折り返すための連絡通路と、上記各構成要素を収容する現像剤収容容器と、上記現像剤攪拌搬送部材の端部からトナーを補給するトナー補給手段と、を具備し、トナーとキャリアからなる二成分現像剤により像担持体に形成された静電潜像を可視化させる現像装置において、上記トナー補給手段からトナーを直接補給される第１の現像剤攪拌搬送部材は、スクリュー羽根と、該スクリュー羽根の少なくとも一部を包囲するように外周に配置されてスクリュー羽根と相対回転可能な円筒スリーブと、から構成されていることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項３において、前記スクリュー羽根の外周と前記円筒スリーブ内壁の隙間が１ｍｍ以下であることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１、２、３又は４において、前記第１の現像剤攪拌搬送部材とその下方に位置する現像剤収容容器の内底面との間に所定方向へ走行するエンドレスベルトが張設されていることを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れか一項において、前記第１の現像剤攪拌搬送部材の下側に磁力発生手段を設けたことを特徴とする。
請求項７の発明は、少なくとも請求項１乃至６の何れか一項に記載の現像装置と、上記潜像担持体、帯電装置、潜像担持体のクリーニング装置のうちの少なくとも１つを併せて一体としたことを特徴とする。
請求項８の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を顕像化するための乾式現像剤が収容された請求項１乃至６の何れか一項に記載の現像装置と、該現像装置により顕像化された該潜像担持体上のトナー像を被転写体に転写する転写手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項９の発明は、請求項７に記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、現像剤担持体と、この現像剤担持体と共に水平方向に配置される複数の現像剤攪拌搬送部材と、これらの現像剤攪拌搬送部材の間に設けられる仕切部材と、この仕切部材の両端部に形成され現像剤が折り返すための連絡通路と、上記現像剤攪拌搬送部材の端部からトナーを補給するトナー補給手段とを具備し、トナーとキャリアからなる二成分現像剤により像担持体に形成された静電潜像を可視化させて画像を形成する現像装置において、トナーを補給する第１の現像剤撹拌部の壁面の少なくとも一部を可動としたことを特徴とする現像装置により、第１の現像剤撹拌部の現像剤収容容器の内壁が回転することにより、現像剤収容容器内の現像剤が良好に撹拌される。また、円筒状のスリーブ内壁に、スクリュー羽根があることにより、円筒スリーブの回転とともに、現像剤が攪拌されつつ搬送されるため、１箇所に溜まることなく良好に搬送することができる。
また、円筒スリーブ内壁にスクリュー状の羽根を設け、かつ円筒スリーブ略長手方向に伸びた補助的な羽根をつけることにより、剤収容部下部に溜まった剤の撹拌、壁面から重力に従って落ちる剤をさらに持ち上げる撹拌、現像剤表面を上滑りする補給トナーをもぐらせて混合する攪拌、の３つの働きをもつ攪拌により、補給トナーの撹拌・分散、帯電がより良好に行うことができる。
さらに、円筒の回転速度とスクリューの速度を別駆動にできるため、摺擦と搬送速度を制御しやすくなる。また、円筒の内壁に、スクリュー状の羽根を立てるように加工することよりも、２つの部品で簡易に同様の構成ができ、コストダウンを図ることができる。
また、第１の現像剤撹拌部の現像剤収容部の底部にエンドレスに張設されて走行するベルトを配置し、ベルト面がスクリュー回転と同じ方向に動くようにすると、ベルト面と現像剤の摩擦によって現像剤が攪拌され、補給トナーの撹拌・分散、帯電を良好に行うことができる。
また、第１の現像剤撹拌部の下部に磁界発生手段を設けることにより、キャリアが磁力を受けて現像剤収容部の底面に押し付けられ、底面の移動に伴う摩擦力が大きくなる。従って、第１の現像剤撹拌部においてトナーの帯電の立ち上がりが早くなる。また、現像剤の表面でも磁気ブラシが形成されるため、補給されたトナーが上滑りするのをさえぎる効果が大きく、補給トナーの撹拌・分散に大きく寄与することができる。
以上述べたように、第１の現像剤攪拌部で補給トナーの攪拌・分散だけでなく、帯電の立ち上げ機能をも付加することによって、従来のようにドクターブレード近傍で現像剤に強いストレスを与える必要がなくなる。現像ローラへかかるトルクを弱くすればトナー・キャリアの劣化を抑制することができ、トナー・キャリアの帯電能力の維持が図れる。したがって本発明によれば初期的な地肌汚れ、トナー飛散だけではなく、長期間にわたって地肌汚れ、トナー飛散のない良好な画像形成が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る現像装置を適用するカラー画像形成装置の内部構成図である。
具体的にはタンデム型間接転写方式の電子写真複写装置であり、符号１００は複写装置本体、２００は複写装置本体１００を載せる給紙テーブル、３００は複写装置本体１００上に取り付けるスキャナ（読取り光学系）、４００はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）である。
複写装置本体１００の中央位置には、横方向へ延びる無端ベルト状の中間転写体１０を設ける。そして、図示例では中間転写体を３つの支持ローラ１４、１５、１６に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。この図示例では、３つの支持ローラの中で、第２の支持ローラ１５の左に、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１７を設ける。
また、３つの支持ローラの中で第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５間に張り渡した中間転写体１０上には、その搬送方向に沿って、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの４つの画像形成手段１８を横に並べて配置してタンデム画像形成部２０を構成する。
タンデム画像形成部２０の直上には、図１に示すように、さらに露光装置２１を設ける。一方、中間転写体１０を挟んでタンデム画像形成部２０と反対の側には、２次転写装置２２を備える。２次転写装置２２は、図示例では、２つのローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡して構成し、中間転写体１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写体１０上の画像をシートに転写する。
２次転写装置２２の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置２５を設ける。定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成する。上述した２次転写装置２２は、画像転写後のシートをこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えている。なお、図示例では、このような２次転写装置２２および定着装置２５の下に、上述したタンデム画像形成部２０と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置２８を備える。
【０００７】
さて、いまこのカラー電子写真装置を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動させた後、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ１４、１５、１６のうちの１つを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転し、中間転写体１０を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段１８でその感光体４０を回転して各感光体４０上にそれぞれ、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体１０の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体１０上に合成カラー画像を形成する。
【０００８】
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。
そして、中間転写体１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写体１０と２次転写装置２２との間にシートを送り込み、２次転写装置２２で転写してシート上にカラー画像を記録する。画像転写後のシートは、２次転写装置２２で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着した後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。
または、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。一方、画像転写後の中間転写体１０は、中間転写体クリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部２０による再度の画像形成に備える。
さて、上述したタンデム画像形成部２０において、個々の画像形成手段１８は、詳しくは、例えば図２に示すように、ドラム状の感光体４０のまわりに、帯電装置６０、現像装置６１、１次転写装置６２、感光体クリーニング装置６３、除電装置６４などを備えている。
現像装置６１は、現像剤収容容器６５内に、第１の現像剤攪拌搬送部材としてのトナー補給側攪拌スクリュー６６、第２の現像剤攪拌搬送部材としての現像剤担持体側攪拌スクリュー６７、現像剤担持体（現像ローラ）６８を備える。第１の現像剤撹拌部６６Ａの容器外壁には図示しない補給口を設けて図示しないトナー補給装置（トナー補給手段）からトナーが供給される。トナー補給側の攪拌スクリュー６６は、トナー補給装置から補給されたトナーと現像剤収容容器６５内の現像剤（磁性キャリア粒子とトナーとを有する二成分現像剤）とを攪拌、搬送する。また、第２の現像剤撹拌部（現像剤担持体側）６７Ａの攪拌スクリュー６７は、現像剤収容容器６５内の現像剤を攪拌、搬送する。
【実施例１】
【０００９】
本発明の第１実施例である第１の現像剤撹拌部６６Ａの撹拌スクリュー６６について図３（ａ）、（ｂ）を用いて詳しく説明する。（ａ）は立体図、（ｂ）は断面図である。
本発明は、現像剤担持体４０と、この現像剤担持体と略平行に配置されて回転駆動される複数の現像剤攪拌搬送部材６６、６７と、これらの現像剤攪拌搬送部材の間に設けられる仕切部材６５ａと、この仕切部材６５ａの前後方向両端部に夫々形成され現像剤が折り返すための図示しない連絡通路と、上記各構成要素６６、６７、６５ａを収容する現像剤収容容器６５と、現像剤攪拌搬送部材６６の端部からトナーを補給するトナー補給手段と、を具備し、トナーとキャリアからなる二成分現像剤により像担持体に形成された静電潜像を可視化させる現像装置に関するものである。
そして、その特徴的な構成は、トナー補給手段からトナーを直接補給される第１の現像剤攪拌搬送部材６６は、スクリュー羽根１４５と、スクリュー羽根の少なくとも一部を包囲するようにスクリュー羽根の外周に内壁を一体化した円筒スリーブ１４６と、から構成されている点にある。
即ち、撹拌スクリュー６６の構成部品であるスクリュー１４５は、円筒スリーブ１４６の内壁に、スクリュー状に連続するしきい１４５ａを立てたものである。円筒スリーブ１４６は、スクリュー部の両端部では、トナー補給部、第２の現像剤撹拌部６７Ａからの現像剤の受け入れ部、および第２の現像剤撹拌部への受け渡し部のため、途切れている。符号１４５ｂは、回転中心軸である。
要するに、本実施形態に係る攪拌スクリュー６６は、直線状に延びるスクリュー１４５の中央部から軸方向両側へ所定幅に亘って、スクリュー１４５の外周に内周面で一体化した円筒スリーブ１４６を配置した構成を備えている。円筒スリーブ１４６の内壁にはスクリュー１４５を構成する螺旋羽根（しきい１４５ａ）が連続的に一体化して設けられており、スクリュー１４５の螺旋羽根の両端部は円筒スリーブの軸方向両端部から突出して回転中心軸１４５ｂに一体化している。
適切な現像剤の循環のため、スクリュー１４５が円筒スリーブ１４６の両端から突出する長さ（両端の途切れ）は３０ｍｍずつとした。また、第１の現像剤攪拌部６６Ａに現像剤攪拌部材６６を配置する際、現像剤が円筒スリーブ１４６の外側に潜り込まないようにするため、図４に示すように円筒スリーブ内壁とスクリュー１４５の外周との間に段差がないようになっており、剤が詰まりにくいようにした。また円筒スリーブ１４６が途切れた部分（円筒スリーブ両端から突出したスクリュー羽根部分）の外径は容器外壁６５と接触しないように１〜３ｍｍ細くなっている。
このような撹拌部材６６を設けることにより、図示しないトナー補給部から補給されたトナーは内部にスクリュー状のしきい１４５ａのある円筒スリーブ１４６内に進入する。円筒スリーブ１４６内では、しきい１４５ａを備えた壁面全体が動く構成であるため、現像剤としきいを含む壁面との摺擦が多くなり、良好に撹拌・分散されながら内壁に立てられたスクリュー状のしきい１４５ａによって円筒スリーブ１４６の回転軸方向に搬送されてゆき、やがて円筒スリーブ１４６部分を抜け出し、第２の現像剤撹拌部材６７に受け渡される。したがって現像領域へ搬送されたトナーは地肌汚れ、飛散を生じない良好な画像形成が行われる。
【実施例２】
【００１０】
次に、本発明の第２実施例を説明する。図５は現像剤撹拌部材の変形例を示すものである。円筒スリーブ１４６の内壁に円筒スリーブ略長手方向に伸びた板状の羽根１４５ｃを設けたものである。
羽根がある部分の断面図を図６に示す（スクリュー羽根１４５ａは図示を省略）。この羽根１４５ｃにより、現像剤収容部下部に溜まった現像剤を攪拌し、また現像剤表面上に上滑りしているトナーを巻き込むようにして攪拌する。さらに、壁面から重力に従って落ちる剤をさらに持ち上げて撹拌することにより、補給トナーの撹拌・分散、帯電がより良好に行われる。
この例では、スクリュー羽根１４５ａを円筒スリーブ１４６の内壁に固定する一方で、内壁の他の部位に羽根１４５ｃを固定して攪拌・分散力、帯電能力を夫々向上させている。
以上の構成とすることにより、補給されたトナーが現像領域へ搬送されるまでに充分に撹拌・分散され、地肌汚れとトナー飛散を防止することができる。即ち、円筒スリーブ１４６の内壁にスクリュー状の羽根１４５ａを設け、かつ円筒スリーブ略長手方向に伸びた補助的な羽根１４５ｃをつけることにより、剤収容部下部に溜まった剤の撹拌、壁面から重力に従って落ちる剤をさらに持ち上げる撹拌、現像剤表面を上滑りする補給トナーをもぐらせて混合する攪拌、の３つの働きをもつ攪拌により、補給トナーの撹拌・分散、帯電がより良好に行うことができる。
【実施例３】
【００１１】
次に、本発明の第３実施例を説明する。
この実施形態は、現像剤担持体４０と、現像剤担持体と略平行に配置されて回転駆動される複数の現像剤攪拌搬送部材６６、６７と、これらの現像剤攪拌搬送部材の間に設けられる仕切部材６５ａと、この仕切部材に形成され現像剤が折り返すための図示しない連絡通路と、上記各構成要素６６、６７、６５ａを収容する現像剤収容容器６５と、現像剤攪拌搬送部材の端部からトナーを補給する図示しないトナー補給手段と、を具備し、トナーとキャリアからなる二成分現像剤により像担持体に形成された静電潜像を可視化させる現像装置に関するものであり、トナー補給手段からトナーを直接補給される第１の現像剤攪拌搬送部材６６は、スクリュー羽根１４５と、スクリュー羽根の少なくとも一部を包囲するように外周に配置されてスクリュー羽根と相対回転可能な円筒スリーブ２４６と、から構成されている。
即ち、この実施例では、第１の現像剤攪拌部材６６を２つの部品で構成した。１つ目の部品は円筒スリーブ１４６であり、２つ目の部品が中心軸のないスクリュー１４５ｄである。図７に示すように円筒スリーブ１４６、スクリュー１４５ｄともに、両端部の回転中心軸１４５ｂと連結されており、互いに独立に回転駆動が可能になっている。つまり、円筒スリーブ１４６とスクリュー１４５ｄは一体化しておらず、独立して相対的に回転することができる。
本実施例では、スクリュー羽根の外周部と円筒スリーブ内壁の隙間を１ｍｍと狭く設定することにより、現像剤のすり抜けを減らし、より効率的な攪拌、帯電を行えるようにした。
また円筒スリーブ１４６内部に入れる中心軸のないスクリュー１４５ｄの変形例として、図５のような補助的な羽根１４５ｃをスクリュー１４５ｄの先端部に設けて一体回転するように構成してもよい。
また図８に示すように、円筒スリーブ１４６の中に入れるスクリュー１４５は中心軸のないタイプである必要はなく、中心軸１４５ｅのある通常のタイプのスクリュー１４５ｆであっても構わない。このスクリュー１４５ｆの各先端に図５に示した補助的な羽根１４５ｃを固定してもよい。
以上の構成とすることにより、補給されたトナーが現像領域へ搬送されるまでに充分に撹拌・分散され、地肌汚れとトナー飛散を防止することができる。
また、上記各実施例において、円筒内部の表面粗さを粗くすれば、回転する円筒内壁（スクリューを含む）と現像剤との摩擦力が大きくなり、帯電の立ち上がりがさらに向上する。
【実施例４】
【００１２】
次に、本発明の第４実施例を説明する。
この実施形態は、第１の現像剤攪拌搬送部材６６とその下方に位置する現像剤収容容器の内底面との間に所定方向へ走行するエンドレスベルト７０が張設されている構成が特徴的である。
即ち、この実施例では、第１の現像剤撹拌部６６Ａの内壁の一部がシームレスベルト面（エンドレスベルト面）になっており、現像剤がベルト面と摺擦して撹拌・分散される構成とした。
このシームレスベルトを使った構成について図９で詳しく説明する。ベルト７０は現像剤収容部６５の底面において現像剤とベルト表面が直接接触するようになっており、ベルト駆動ローラ７１によって回転駆動する。現像剤収容容器の内壁の一部を構成するベルト面は、第１の現像剤攪拌スクリュー６６のスクリュー羽根の外周によって下方に押され、内壁の形状（凹んだ円形）を形成する（図１０（ｂ）参照）。
またベルト面と現像剤収容部６５の固定壁面の境界部分では現像剤が壁面の隙間に入らないようにシール部材７２などで隙間を保護している。本実施例では攪拌スクリュー羽根の外周の速度と、ベルト表面の速度が等しくなるように攪拌スクリューとベルトを駆動した。
或いは、ベルト面の移動方向とスクリューの回転方向を同一方向とし、ベルト面の移動速度をスクリュー羽根先端の速度の１．２倍としてもよい。
なお、本実施例では攪拌スクリュー６６として中心軸のないタイプのものを用いたが、図８に示したように中心軸１４５ｅのあるタイプのスクリューでも良いし、スクリューばねの一部にさらに攪拌効果を増加させる補助的な羽根をつけたものでも良い。さらに、ベルトと円筒スリーブを別速度で駆動させても良い。
このような構成をとることにより、現像剤収容容器６５の壁面と現像剤との摺擦が増加して現像剤の攪拌・分散が促進され、地肌汚れ、飛散が低減する。特に、現像剤収容部の下部に溜まった現像剤の攪拌性が向上するため、ベルトの内側に配置されたトナー濃度センサ７３の検知部近傍での現像剤が良好に入れ替わるため、安定したトナー濃度制御が可能である。
【実施例５】
【００１３】
次に、本発明の第５実施例を説明する。この実施例では第１の現像剤撹拌部６６Ａの下側に、飽和磁束密度が１０００Ｇの永久磁石を、現像剤最下面から５ｍｍ離して配置した。また、スクリューとして実施例２で用いた撹拌部材を用いた。その結果、第１の現像剤撹拌部６６Ａにおいて穂立ちした現像剤が上滑りする補給トナーを絡め取ってスクリューの回転とともに現像剤の中に混合するため、補給トナーの撹拌・分散が著しく改善する。さらに、現像剤と円筒スリーブ内壁との摺擦が強くなり、補給トナーの帯電立ち上がりが早くなるため、現像領域におけるトナー飛散、地肌汚れをなくすことができる。
換言すれば、第１の現像剤撹拌搬送部材６６の下部に磁界発生手段を設けることにより、キャリアが磁力を受けて現像剤収容部の内底面に押し付けられ、内底面との間でトナーの移動に伴う摩擦力が大きくなる。従って、第１の現像剤撹拌搬送部においてトナーの帯電の立ち上がりが早くなる。また、現像剤の表面でも磁気ブラシが形成されるため、補給されたトナーが上滑りするのをさえぎる効果が大きく、補給トナーの撹拌・分散に大きく寄与することができる。
【００１４】
以上のように第１の現像剤攪拌部６６Ａでトナーの帯電立ち上げ機能を向上させることにより、従来はドクターブレード（感光体と対面する現像ローラの周面のトナー層厚を規制する手段）の近傍で現像剤へ強いストレスを与えて帯電させていたのを弱めることができる。そのためトナーの長寿命化が可能になり、トナーが長寿命化することにより、長期にわたる画像出力においても地肌汚れ・トナー飛散が発生しない。
そこで実際に検証を行った。実施例２の攪拌部材と前記永久磁石の配置条件で、現像ローラの汲み上げ極の磁力を弱くして現像ローラにかかるトルクを３０％減少させた現像ローラと組み合わせて５％画像面積チャートを１０万枚の画像出力した。その結果、１０万枚の画像出力後も地肌汚れ、飛散のない良好な状態であった。
なお、上記各実施形態に示した各現像装置と、潜像担持体、帯電装置、潜像担持体のクリーニング装置のうちの少なくとも１つを併せて一体としたプロセスカートリッジも本発明の範囲内に含まれる。
また、このプロセスカートリッジを使用した電子写真式画像形成装置（プリンタ、複写機、ファクシミリ装置）も本発明の範囲に含まれる。
本発明の各実施形態によれば、第１の現像剤攪拌部６６Ａで補給トナーの攪拌・分散だけでなく、帯電の立ち上げ機能をも付加することによって、従来のようにドクターブレード近傍で現像剤に強いストレスを与える必要がなくなる。現像ローラへかかるトルクを弱くすればトナー・キャリアの劣化を抑制することができ、トナー・キャリアの帯電能力の維持が図れる。したがって本発明によれば初期的な地肌汚れ、トナー飛散だけではなく、長期間にわたって地肌汚れ、トナー飛散のない良好な画像形成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の現像装置使用例としてのタンデム型電子写真装置の断面図。
【図２】本発明に係るタンデム画像形成部の現像装置の構成図。
【図３】本発明の円筒スリーブ内壁に撹拌スクリューを有する現像装置の構成図。
【図４】本発明の現像剤攪拌部の端部の構成の詳細を示す構成図。
【図５】本発明の円筒スリーブに羽根のある現像剤攪拌部構成図。
【図６】本発明の円筒スリーブの現像剤攪拌状態の半径方向断面図。
【図７】本発明の円筒スリーブと撹拌スクリューが独立回転する攪拌部の構成図。
【図８】本発明の攪拌スクリューが中心軸を有する場合の構成図。
【図９】本発明の攪拌部の内壁の一部がシームレスベルトである場合の構成図。
【図１０】本発明の攪拌部シームレスベルトとスクリューの関係を示す説明図。
【符号の説明】
【００１６】
１０  中間転写体、１４、１５、１６  支持ローラ、１７  中間転写体クリーニング装置、１８  画像形成手段、２０  タンデム画像形成部、２１  露光装置、２２  ２次転写装置、２３  ローラ、２４  ２次転写ベルト、２５  定着装置、２６  定着ベルト、２７  加圧ローラ、２８  シート反転装置、３０  原稿台、３２  コンタクトガラス、３３  第１走行体、３４  第２走行体、３５  結像レンズ、３６  読取りセンサ、４２  給紙ローラ、４３  ペーパーバンク、４４  給紙カセット、４５  分離ローラ、４６  給紙路、４７  搬送ローラ、４８  給紙路、４９  レジストローラ、５５  切換爪、５６  排出ローラ、５７  排紙トレイ、６０  帯電装置、６１  現像装置、６２  １次転写装置、６３  感光体クリーニング装置、６４  除電装置、６５  現像剤収容容器、６６Ａ  第１の攪拌部、６６  トナー補給側攪拌スクリュー、６７Ａ  第２の攪拌部、６７  現像剤担持体側攪拌スクリュー、６８  現像剤担持体（現像ローラ）、７０  ベルト、７１  ベルト駆動ローラ、７２  シール部材、７３  トナー濃度センサー、１００  複写装置本体、１４５  スクリュー、１４５ａ  スクリュー状のしきい、１４５ｂ  回転中心軸、１４５ｃ  羽根、１４５ｄ  中心軸のないスクリュー（独立回転）、１４５ｆ  中心軸のあるスクリュー（独立回転）、１４６  円筒スリーブ、２００  給紙テーブル、３００  スキャナ、４００  原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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