(57)【要約】【課題】画像品質の低下を抑制する。【解決手段】静電潜像に現像剤を付着させて現像する現像剤担持体と、前記現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部から前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する回転可能な供給部材と、前記現像剤収容部が収容する前記現像剤を攪拌する回転可能な攪拌部材とを備え、前記攪拌部材は、前記現像剤担持体と前記供給部材との近傍に配設され、前記供給部材と同方向に回転する。【選択図】        図１
2015143757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像に現像剤を付着させて現像する現像剤担持体と、
前記現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤収容部から前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する回転可能な供給部材と、
前記現像剤収容部が収容する前記現像剤を攪拌する回転可能な攪拌部材とを備え、
前記攪拌部材は、前記現像剤担持体と前記供給部材との近傍に配設され、前記供給部材と同方向に回転す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、
前記現像剤担持体は、前記供給部材と同方向に回転することを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の現像装置において、
前記現像剤収容部の下方に前記供給部材が配設され、前記供給部材の半径をＲとした場合、前記攪拌部材の位置は、前記攪拌部材が回転する軌跡の最下端部が前記供給部材の最上端部から鉛直方向の距離がＲ／２以上、かつ、Ｒ以下の領域に収まる位置とすることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の現像装置において、
前記攪拌部材は、クランク部を有する形状であることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の現像装置において、
前記攪拌部材は、平板状の羽根を有する形状であることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の現像装置において、
前記攪拌部材は、凹部および凸部を有する矩形状のつづら折り形状であることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の現像装置において、
前記攪拌部材は、傾斜部が複数繋ぎ合された形状であることを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置、および、その現像装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真方式の画像形成装置は、現像剤像を現像する現像装置を備えている。この現像装置は、像担持体が担持する静電潜像を回転しながら現像剤像に現像する現像ローラと、装置内に収容されている現像剤を現像ローラと当接して現像ローラに供給する供給ローラと、現像ローラの表面に供給された現像剤を帯電させながら均一な厚さに規制する規制部材とにより構成され、規制部材により掻き落とされた現像剤の凝集を抑制する目的で、現像装置内に攪拌部材を設け、現像剤を攪拌するようにしているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１８６１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、規制部材により掻き落とされて塊状となった現像剤は、供給ローラの回転で発生した対流により、再び供給ローラの表面に搬送される。すると、塊状となった現像剤は、十分な帯電がなされずに塊状のまま現像ローラに付着するため、現像ローラの表面に均一な現像剤層が形成されない場合があり、画像濃度が不均一になる画像濃度ムラが発生するなど、画像品質が低下してしまうという問題がある。
本発明は、このような問題を解決することを課題とし、画像品質の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そのため、本発明は、静電潜像に現像剤を付着させて現像する現像剤担持体と、前記現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部から前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する回転可能な供給部材と、前記現像剤収容部が収容する前記現像剤を攪拌する回転可能な攪拌部材とを備え、前記攪拌部材は、前記現像剤担持体と前記供給部材との近傍に配設され、前記供給部材と同方向に回転することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
このようにした本発明は、画像品質の低下を抑制することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施例における現像装置の構成を示す概略断面図
【図２】本実施例における画像形成装置の構成を示す概略断面図
【図３】本実施例における画像形成装置の構成を示すブロック図
【図４】本実施例における攪拌部材の構成を示す概略斜視図
【図５】本実施例における攪拌部材の構成を示す概略斜視図
【図６】本実施例における攪拌部材の構成を示す概略斜視図
【図７】本実施例における攪拌部材の構成を示す概略斜視図
【図８】本実施例における攪拌部材の位置および動作を示す説明図
【図９】本実施例におけるトナー対流を示す説明図
【図１０】本実施例における実験結果を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明による現像装置および画像形成装置の実施例を説明する。
【実施例１】
【０００９】
図２は、本実施例における画像形成装置の構成を示す概略断面図である。
図２において、画像形成装置２００は、通信回線等で接続された図示しないホストコンピュータ等の上位装置から送信された印刷データから画像データを生成し、その画像データに基づいて現像した現像剤像（トナー像）を印刷媒体１８に転写して印刷を行うものである。
この画像形成装置２００は、現像装置１００と、露光装置１５と、転写ローラ１６と、定着器１７と、搬送ローラ１９ａ、１９ｂと、搬送ローラ対１９ｃとにより構成されている。
【００１０】
現像装置１００は、感光ドラム３と、ケーシング１０ａと、ケーシング１０ｂとにより構成されており、帯電させた現像剤（トナー１１）を用いて、感光ドラム３の表面に形成された静電潜像をトナー像に現像するものである。
また、現像装置１００には、ケーシング１０ａ内のトナー１１を攪拌する攪拌部材５が設けられている。なお、この攪拌部材５を含めた現像装置１００については詳細に後述する。
露光装置１５は、感光ドラム３の上方に配置され、画像データに基づいて発光し、感光ドラム３の表面に静電潜像を形成する。
【００１１】
転写ローラ１６は、感光ドラム３の下方で対向し、感光ドラム３と当接するように回転可能に配置されている。
この転写ローラ１６は、印刷媒体１８を定着器１７に搬送するとともに、後述する転写ローラ用電源１６ａにより所定の直流バイアス電圧が印加され、対向する感光ドラム３との間に発生する電界（電位差）により、感光ドラム３の表面に現像されたトナー像を印刷媒体１８に転写する。
【００１２】
定着器１７は、転写ローラ１６の図中矢印Ｆで示す搬送方向における下流側に配置され、定着ローラ対１７ｂと、図示しないヒータと、温度を検知する温度センサ等とにより構成されている。
この定着器１７は、後述する定着器制御部１７ａにより所定の温度になるようにヒータが制御され、定着ローラ対１７ｂにより印刷媒体１８を挟持し、熱と圧力を加えながら搬送して印刷媒体１８に転写されたトナー像を定着させる。
なお、トナー像が定着した印刷媒体１８は、搬送ローラ対１９ｃにより画像形成装置２００の外部に排出される。
【００１３】
次に、現像装置１００について図１に基づきながら詳細に説明する。
図１は、本実施例における現像装置の構成を示す概略断面図である。
図１において、現像装置１００は、前述の通り、感光ドラム３と、ケーシング１０ａと、ケーシング１０ｂとにより構成されている。
感光ドラム３は、現像装置１００の中央付近に配置され、図中矢印Ａで示す回転方向に回転するものであり、後述する帯電ローラ４により表面を一様に帯電される。帯電された感光ドラム３の表面には、露光装置１５により露光された静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像ローラ１が担持するトナー１１によりトナー像に現像される。
また、感光ドラム３には、図示しない駆動部から回転するための駆動が伝達される図示しないギヤが図示しない端部に設けられている。
【００１４】
本実施例における感光ドラム３は、外径３０ｍｍのアルミ管の表面を絶縁処理し、その表面を電荷発生層で覆い、さらに厚さ０．０１８ｍｍの光導電性樹脂を積層して形成されている。
現像剤収容部としてのケーシング１０ａには、現像ローラ１と、トナー供給ローラ２と、規制部材６と、保持部材７と、攪拌部材５が構成されており、トナー１１が収容されている。
【００１５】
現像剤担持体としての現像ローラ１は、感光ドラム３の図中矢印Ａで示す回転方向における露光装置１５の下流側に配置され、感光ドラム３と当接するように対向し、感光ドラム３が回転する方向とは逆方向（図中矢印Ｂで示す回転方向）に回転する。この現像ローラ１は、後述する現像ローラ用電源１ａにより所定の直流バイアス電圧が印加され、帯電させたトナー１１の静電気力により静電潜像をトナー像に現像する。
本実施例における現像ローラ１は、導電性の芯金の表面に弾性ゴム層を配して外径を１５．９ｍｍとしている。なお、弾性ゴム層の材料としては、例えば、シリコーンゴム、ウレタンゴムなどの一般的なゴム材料が挙げられる。
【００１６】
供給部材としてのトナー供給ローラ２は、ケーシング１０ａから現像ローラ１にトナー１１を供給するものであり、現像ローラ１と対向する位置で回転可能に配置され、現像ローラ１の回転方向と同方向（図中矢印Ｂで示す方向）に回転しながら帯電させたトナー１１を現像ローラ１に供給する。
このトナー供給ローラ２は、後述するトナー供給ローラ用電源２ａにより所定の直流バイアス電圧が印加され、帯電させたトナー１１の静電気力により現像ローラ１にトナー１１を供給する。
【００１７】
本実施例におけるトナー供給ローラ２は、導電性の芯金の表面に弾性層を配したものであり、外径を１４ｍｍとしている。
この弾性層は、例えば、導電性シリコーンゴム発泡体層または導電性ウレタンゴム発泡体層である。さらに、弾性層に半導体性を持たせる場合は、アセチレンブラックやカーボンブラック等を添加する。
なお、トナー供給ローラ２の外径は、現像ローラ１の外径の±３０％以内程度とするのが一般的である。これは、例えば、現像ローラ１とトナー供給ローラ２のうち、いずれかが極端に外径が小さい場合、外径が小さいローラの方が、外径が大きいローラよりも回転数が増加し、摩耗などによる不具合が発生しやすくなるためである。
【００１８】
規制部材６は、現像ローラ１の図中矢印Ｂで示す回転方向におけるトナー供給ローラ２の下流側で当接するように配置され、現像ローラ１の表面に供給されたトナー１１の量を規制し、一様な厚さのトナー薄層を形成するとともに、後述するトナー供給ローラ用電源２ａにより所定の直流バイアス電圧が印加され、トナー１１に電荷を付与して帯電させるものである。
本実施例における規制部材６は、例えば、ＳＵＳ材により形成された板厚０．０８ｍｍの板バネ状のものである。また、規制部材６の現像ローラ１との当接部には、曲率半径を０．１８ｍｍとして曲げ加工された曲げ先端部６ａが設けられている。
【００１９】
保持部材７は、現像ローラ１の上方に配置され、規制部材６の曲げ先端部６ａが所定の押圧（当接線圧）で現像ローラ１に当接するように規制部材６を保持するものである。
本実施例における保持部材７は、現像ローラ１に対する曲げ先端部６ａの当接線圧が３５ｇｆ／ｃｍとなるように規制部材６を保持する。
攪拌部材５は、現像ローラ１とトナー供給ローラ２との近傍の所定の位置に配設され、図中矢印Ｂで示す回転方向に回転し、ケーシング１０ａが収容するトナー１１を攪拌するものである。このようにすることにより、攪拌部材５は、図９の説明で後述するように、トナー供給ローラ２の回転により発生するトナー対流Ｃ（図９中細線矢印）の流路を、ケーシング１０ａ内壁側にまで至るトナー対流Ｄ（図９中太線矢印）の流路に変える。
【００２０】
本実施例における攪拌部材５は、図４に示すように外径２ｍｍの棒状のものの両端部にクランク部５ｂを設けた形状である。クランク部５ｂを設けた両端部は、攪拌部材５の回転軸５ａとして現像装置１００に支持されている。
また、攪拌部材５のいずれかの端部には、図示しないギヤが設けられている。図示しないギヤには、感光ドラム３の回転により図示しないアイドルギヤを介して駆動が伝達され、攪拌部材５は回転軸５ａを中心としてトナー供給ローラ２の回転方向と同方向（図９中矢印Ｂで示す回転方向）に回転する。
【００２１】
なお、攪拌部材５は、図４に示したように、攪拌部材５の両端部にクランク部５ｂを設けた形状として説明したが、それに限られることなく、トナー対流Ｃの流路を変えるために、図５に示すように羽根５ｃを設けた形状や、図６に示すように矩形状のつづら折り形状とするために凹部５ｄと凸部５ｅとが複数形成された形状や、図７に示すように傾斜部５ｆが複数形成された形状であってもよい。このようにすることで、図４で示した攪拌部材５ではトナー対流Ｃの流路をトナー対流Ｄの流路に変えることができない場合であっても、攪拌部材５の形状を変更することにより、トナー対流Ｃの流れに対する攪拌による影響の程度が変わるため、トナー対流Ｃの流路をトナー対流Ｄの流路に変更することができる。
【００２２】
図１に戻り、ケーシング１０ｂには、帯電ローラ４およびクリーニングブレード９が設けられている。
帯電ローラ４は、感光ドラム３の図中矢印Ａで示す回転方向における露光装置１５の上流側に、感光ドラム３と対向して配置され、後述する帯電ローラ用電源４ａにより所定の直流バイアス電圧が印加され、感光ドラム３に当接して感光ドラム３の表面を均一に帯電させる。
【００２３】
本実施例における帯電ローラ４は、ローラを形成する樹脂としてエピクロルヒドリンを成形したものからなる。
クリーニングブレード９は、感光ドラム３の図中矢印Ａで示す回転方向における帯電ローラ４の上流側に配置され、印刷媒体１８にトナー像を転写した後、感光ドラム３の表面に残ったトナー１１を掻き落として回収する。
【００２４】
次に、画像形成装置２００の構成について図３に基づきながら説明する。
図３は、本実施例における画像形成装置の構成を示すブロック図である。
図３において、画像形成装置２００は、図１および図２で示した帯電ローラ４と、現像ローラ１と、トナー供給ローラ２と、規制部材６と、転写ローラ１６と、露光装置１５と、定着器１７と、感光ドラム３とに加え、印刷制御部２０と、センサ群２１と、帯電ローラ用電源４ａと、現像ローラ用電源１ａと、トナー供給ローラ用電源２ａと、転写ローラ用電源１６ａと、ヘッド駆動制御部１５ａと、定着器制御部１７ａと、搬送モータ制御部２６ａと、搬送モータ２６と、駆動制御部２７ａと、駆動モータ２７とにより構成されている。
【００２５】
印刷制御部２０は、マイクロプロセッサと、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、入出力ポートと、タイマ等とにより構成されており、ＲＯＭ等の記憶部に記憶された制御プログラム（ソフトウェア）に基づいて画像形成装置２００全体の制御を行う。
センサ群２１は、画像形成装置２００の動作状態を監視するための各種センサであり、例えば、印刷媒体位置検出センサや温湿度センサなどである。このセンサ群２１から出力されたセンサ出力に基づいて、印刷制御部２０は帯電ローラ用電源４ａと、現像ローラ用電源１ａと、トナー供給ローラ用電源２ａと、転写ローラ用電源１６ａと、ヘッド駆動制御部１５ａと、定着器制御部１７ａと、搬送モータ制御部２６ａと、駆動制御部２７ａに指示をそれぞれ出力する。
【００２６】
帯電ローラ用電源４ａは、感光ドラム３の表面を帯電させるための所定の直流バイアス電圧を、帯電ローラ４に印加する。
現像ローラ用電源１ａは、感光ドラム３の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させるための所定の直流バイアス電圧を、現像ローラ１に印加する。
トナー供給ローラ用電源２ａは、トナー供給ローラ２および規制部材６に電圧を印加する共通の電源である。このトナー供給ローラ用電源２ａは、現像ローラ１にトナーを供給させるための所定の直流バイアス電圧を、トナー供給ローラ２に印加する。また、トナー供給ローラ用電源２ａは、トナーを帯電させるための所定の直流バイアス電圧を規制部材６に印加する。
【００２７】
転写ローラ用電源１６ａは、感光ドラム３の表面に現像されたトナー像を印刷媒体１８に転写するための所定の直流バイアス電圧を、転写ローラ１６に印加する。
なお、帯電ローラ用電源４ａ、現像ローラ用電源１ａ、トナー供給ローラ用電源２ａおよび転写ローラ用電源１６ａは、印刷制御部２０の指示により印加する電圧値もしくは電流値を変更することができるようにされている。
ヘッド駆動制御部１５ａは、画像データに基づいて露光装置１５の発光を制御する。
【００２８】
定着器制御部１７ａは、定着器１７に備えられている図示しない温度センサのセンサ出力を受け取り、そのセンサ出力に基づいて図示しないヒータを通電させ、定着器１７が印刷媒体１８に転写されたトナー像を溶融させることができる所定の温度になるように制御を行う。
搬送モータ制御部２６ａは、印刷媒体１８を搬送するための搬送モータ２６の駆動制御を行い、所定のタイミングで印刷媒体１８を搬送または搬送停止させる。
駆動制御部２７ａは、感光ドラム３を動作させるための駆動モータ２７を駆動制御する。
【００２９】
次に、攪拌部材５の位置および動作について、図８に基づいて図９を参照しながら詳細に説明する。
図８は、本実施例における攪拌部材の位置および動作を示す説明図である。
図８において、ケーシング１０ａ内のトナー１１には、トナー対流Ｃ（図中細線矢印）が発生する。
このトナー対流Ｃは、表面に凹凸が存在する発泡体層で形成されているトナー供給ローラ２の回転が主な要因となり発生する。なお、表面がゴム状の現像ローラ１の回転は、トナー供給ローラ２の回転ほどトナー対流Ｃの発生に大きく寄与しない。また、発生するトナー対流Ｃは、実験的にトナー供給ローラ２の半径程度の大きさとなることが確認されている。
【００３０】
攪拌部材５は、トナー供給ローラ２の上方の「所定の位置」に配置され、回転軸５ａを中心に図中矢印Ｂで示す回転方向に回転し、図中一点鎖線で示す軌跡Ｔを描きながらケーシング１０ａ内のトナー１１を攪拌する。
ここで、前述した「所定の位置」とは、攪拌部材５の軌跡Ｔの鉛直方向における最下点を最下端部Ｔａ、最下端部Ｔａとトナー供給ローラ２の最上端部２ｂとの鉛直方向における距離をＨｍ、トナー供給ローラ２の半径をＲとすると、Ｒ／２≦Ｈｍ≦Ｒとなる位置である。
これは、トナー対流Ｃの上部の流路に軌跡Ｔを交わらせることにより、トナー対流Ｃの流路を図９に示すケーシング１０ａ内壁側にまで至るトナー対流Ｄ（図９中太線矢印）の流路に変えるためである。
【００３１】
なお、攪拌部材５のクランク部５ｂの長さは、攪拌部材５の回転により現像装置１００のケーシング１０ａを含めた他の構成部材と接触しない範囲で長く設けることが望ましい。
このように、攪拌部材５を設ける位置をＲ／２≦Ｈｍ≦Ｒとなる位置として、攪拌部材５を回転させ、トナー対流Ｃの上部に軌跡Ｔが交わるようにトナー１１を攪拌することにより、塊状のトナー１１をほぐして分離させるとともに、トナー対流Ｃの流路をトナー対流Ｄの流路に変え、摩擦を繰り返していない新しいトナー１１と混ぜ合わされるため、トナー１１が帯電しやすくなり、画像品質の低下を抑制することができる。
【００３２】
前述した構成の作用について説明する。
まず、画像形成装置２００の印刷処理の動作について、図１から図３に基づきながら説明する。
画像形成装置２００が図示しないホストコンピュータ等の上位装置から印刷データを受信すると、印刷制御部２０は、駆動制御部２７ａを介して駆動モータ２７を駆動させ、感光ドラム３を図１中矢印Ａで示す回転方向に一定の周速度で回転させる。
【００３３】
感光ドラム３の回転により、現像ローラ１およびトナー供給ローラ２が図１中矢印Ｂで示す方向に回転するとともに、攪拌部材５が、図示しないギヤ列によりトナー供給ローラ２と同方向（図１中矢印Ｂで示す方向）に回転する。
そして、感光ドラム３に向かって付勢され、感光ドラム３の表面に当接するように設けられた帯電ローラ４は、帯電ローラ用電源４ａにより直流バイアス電圧約−１０３０Ｖを印加され、感光ドラム３の表面を約−４６０Ｖに帯電させる。
【００３４】
次に、露光プロセスでは、露光装置１５は、帯電させた感光ドラム３の表面に画像データに対応した光を照射し、静電潜像を形成する。
トナー供給ローラ２は、スポンジ状の表面と、その表面に形成されたセル目（発泡により生じた微細な孔）とによりトナー１１を担持しながら回転し、現像ローラ１と当接する。
このとき、トナー供給ローラ２には、トナー供給ローラ用電源２ａにより直流バイアス電圧約−３２０Ｖが印加されている。また、現像ローラ１には、現像ローラ用電源１ａにより直流バイアス電圧約−２３０Ｖが印加されている。
【００３５】
これにより、トナー供給ローラ２が担持するトナー１１は、現像ローラ１とトナー供給ローラ２の対向部で摩擦されて帯電し、現像ローラ１とトナー供給ローラ２との間で発生する電界による静電気力で現像ローラ１の表面に移動する。
また、規制部材６には、トナー供給ローラ２と共通の電源であるトナー供給ローラ用電源２ａにより直流バイアス電圧約−３２０Ｖが印加されている。
規制部材６は、現像ローラ１との当接部における接触領域で現像ローラ１の表面に担持されたトナー１１を帯電させながら規制し、一様な厚さのトナー薄層を形成する。
現像ローラ１は、形成されたトナー薄層を用いて、感光ドラム３との対向部で静電潜像をトナー像に現像する。
【００３６】
そのとき、印刷媒体１８は、搬送ローラ１９ａ、１９ｂにより搬送されて感光ドラム３と転写ローラ１６との当接部に搬送される。
感光ドラム３に対向して設けられた転写ローラ１６は、転写ローラ用電源１６ａにより直流バイアス電圧が印加されており、感光ドラム３の表面に形成されたトナー像を印刷媒体１８に転写する。
トナー像を転写された印刷媒体１８は、定着器１７に搬送される。
【００３７】
定着器１７は、熱および圧力により印刷媒体１８に転写されたトナー像を溶融し、印刷媒体１８の繊維間に浸透させて、印刷媒体１８にトナー像を定着させる。
トナー像が定着した印刷媒体１８は、搬送ローラ対１９ｃにより画像形成装置２００の外部に排出される。
また、転写後の感光ドラム３の表面には、若干量のトナー１１が残留する場合がある。この場合、残留したトナー１１がクリーニングブレード９により除去され、感光ドラム３は繰り返し利用される。
【００３８】
次に、攪拌部材５の有無によるトナー１１の流れの比較について図９に基づきながら説明する。
図９は、本実施例におけるトナー対流を示す説明図であり、攪拌部材５を設けない場合のトナー対流Ｃを図中細線矢印で示し、攪拌部材５を設けた場合のトナー対流Ｄを図中太線矢印で示している。
まず、攪拌部材５を設けない場合のトナー対流Ｃについて、図中に示す攪拌部材５、軌跡Ｔおよびトナー対流Ｄは無いものとして説明する。
現像ローラ１とトナー供給ローラ２との間の近傍では、トナー供給ローラ２により搬送されたトナー１１のうち、現像ローラ１の表面に付着しなかったトナー１１によりトナー対流Ｃが形成される。
【００３９】
このトナー対流Ｃは、現像ローラ１およびトナー供給ローラ２に接する円形状をしており、前述の通り、実験的にトナー供給ローラ２の半径程度となることが確認されている。
トナー供給ローラ２の外径が、現像ローラ１の外径の±３０％程度以内であれば、トナー対流Ｃの直径は経験的にトナー供給ローラ２の半径と概ね同程度となる。
なお、本実施例では、トナー供給ローラ２の１４ｍｍの外径が、現像ローラ１の１５．９ｍｍの外径の±３０％程度以内であるため、トナー対流Ｃの直径は７ｍｍ程度になる。
【００４０】
また、例えば、トナー供給ローラ２の外径が大きくなったとしても規制部材６の曲げ先端部６ａによりトナー１１の流れが妨げられるため、トナー対流Ｃは曲げ先端部６ａに掛かる以上の大きさにはならない。本実施例では、トナー供給ローラ２の表面の最上端部２ｂから、規制部材６の曲げ先端部６ａまでの鉛直方向における長さは約１０ｍｍであるため、曲げ先端部６ａにとどかない程度のトナー対流Ｃが発生する。
すると、現像ローラ１とトナー供給ローラ２との近傍において、トナー供給ローラ２と逆方向に回転するトナー対流Ｃが発生するため、現像ローラ１の表面に供給されたトナー１１のうち、規制部材６により掻き取られ塊状となったトナー１１は、トナー対流Ｃに乗って再び現像ローラ１とトナー供給ローラ２との対向部の近くに運ばれ、再び現像ローラ１の表面に付着する。
【００４１】
しかし、現像ローラ１の表面に再付着した塊状のトナー１１は、現像ローラ１とトナー供給ローラ２との対向部での摩擦の影響を受ける頻度は小さく、十分に帯電されない場合がある。
特に、規制部材６に掻き落とされるなどにより摩擦を繰り返しながら現像装置１００内を循環するトナー１１は、流動性が低下して規制部材６に掻き落とされた際に凝集して塊状となりやすいため、トナー対流Ｃを経て現像ローラ１に付着した状態で規制部材６を通過する。すると、現像ローラ１の表面のトナー薄層の厚さが不均一になり、結果として画像濃度が不均一になるなどの画像品質の不具合が発生しやすい。
【００４２】
次に、攪拌部材５を設けた場合のトナー対流Ｄについて説明する。
前述のように、本実施例の攪拌部材５は、Ｒ／２≦Ｈｍ≦Ｒとなる位置に設けている。
この理由について説明すると、攪拌部材５の位置を０≦Ｈｍ≦Ｒ／２となる位置とした場合、トナー対流Ｃの下部の流れを弱めるだけで、トナー対流Ｃの上部のほうに存在する塊状のトナー１１をほぐして分離させながら摩擦を繰り返していない新しいトナー１１と混合することができない可能性がある。
また、攪拌部材５の位置をＲ≦Ｈｍとなる位置とした場合、攪拌部材５の回転による軌跡Ｔがトナー対流Ｃに影響を及ぼすことがなく、攪拌効果が得られない可能性がある。
【００４３】
そこで、攪拌部材５の位置をＲ／２≦Ｈｍ≦Ｒとなる位置とすると、規制部材６に掻き落とされた際にトナー１１が凝集して塊状になったとしても、図中一点鎖線で示す攪拌部材５の回転による軌跡Ｔがトナー対流Ｃの上部と交わり、塊状のトナー１１をほぐして分離させるとともに、トナー対流Ｃがトナー供給ローラ２の図中矢印Ｂで示す回転方向における上流側まで図中太線矢印で示すトナー対流Ｄのように変化するため、摩擦を繰り返していない新しいトナー１１と混合することができる。
このように、塊状のトナーをほぐして分離させ、摩擦を繰り返していない新しいトナー１１と混ぜ合わせることにより、摩擦による帯電が十分になされた状態でトナー１１が現像ローラ１に供給されるため、均一なトナー薄層が現像ローラ１の表面に形成され、画像品質の低下を抑制することができる。
【００４４】
次に、画像品質として画像濃度ムラレベルの変動を攪拌部材５の有無で比較した実験結果について説明する。
図１０は、本実施例における実験結果を示すグラフであり、印刷媒体としてＡ４サイズの用紙を印字Ｄｕｔｙ０％のいわゆる白紙パターンで連続的に１０００枚印刷する毎に、Ｄｕｔｙ１００％のいわゆるベタパターンを１枚印刷し、その画像濃度ムラレベルを示したものである。また、攪拌部材５の有無で比較している。なお、白紙パターンで連続的に印刷する理由は、トナー１１を消費させない状態でトナー対流Ｃまたはトナー対流Ｄを発生させて循環させ、摩擦によるストレスをトナー１１に与えるためである。
図１０において、縦軸は画像濃度ムラレベル、横軸は印刷枚数であり、黒丸は攪拌部材５を設けたときの画像濃度ムラレベル、白丸は攪拌部材５を設けていないときの画像濃度ムラレベルである。
【００４５】
また、画像濃度ムラは、ベタパターンを印刷したとき、非周期的で長さが不均一な帯状の濃淡で発現する。よって、表１に示すように、画像濃度ムラレベルについては、帯状の濃淡部が印刷面積に占める割合をもとにレベル１０からレベル４に０％から３０％の画像濃度ムラ割合を割り振ったもので評価し、レベル８以上を画像品質良好とした。
なお、帯状の濃部と淡部の画像濃度は、濃度測定機（Ｍｏｄｅｌ５２８、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）を用いて測定し、光学濃度（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｅｎｓｉｔｙ：ＯＤ値）の差が０．２以上の場合を画像濃度ムラとした。
【００４６】
【表１】
2015143757.tif 000003
【００４７】
図１０に示すように、攪拌部材５を設けた場合は、白紙パターンでの印刷処理の動作を継続しても、画像濃度が均一であり、画像品質が良好である範囲内であることがわかる。
一方、攪拌部材５を設けない場合は、白紙パターンでの印刷処理の動作を継続すると徐々に画像濃度ムラレベルが悪化し、印刷枚数が３０００枚でのベタパターンでは画像品質が良好である範囲から外れていることがわかる。
【００４８】
以上説明したように、本実施例では、攪拌部材を設けてトナー対流の流路を変え、塊状のトナーをほぐして分離させて摩擦を繰り返していない新しいトナーと混ぜ合わせることにより、帯電が十分になされた状態でトナーが現像ローラに供給されるため、均一なトナー薄層が現像ローラの表面に形成され、画像品質の低下を抑制することができるという効果が得られる。
【００４９】
なお、本実施例では、画像形成装置を１つの現像装置を備えたモノクロプリンタとして説明したが、それに限られることなく、複数の現像装置を備えたカラープリンタに適用することも可能である。
また、本実施例では、画像形成装置として説明したが、それに限られることなく、複合機、ファクシミリ装置や複写機などにも適用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１    現像ローラ
２    トナー供給ローラ
２ｂ    最上端部
３    感光ドラム
４    帯電ローラ
５    攪拌部材
５ａ    回転軸
５ｂ    クランク部
６    規制部材
６ａ    曲げ先端部
７    保持部材
９    クリーニングブレード
１０ａ、１０ｂ    ケーシング
１１    トナー
１５    露光装置
１５ａ    ヘッド駆動制御部
１６    転写ローラ
１７    定着器
１７ａ    定着器制御部
１８    印刷媒体
１００    現像装置
２００    画像形成装置
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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