(57)【要約】【課題】現像装置を小型化し、小型化した場合に生ずる現像剤の偏りによる濃度むらや画像の欠けの防止する。【解決手段】２本のスクリューを用いて現像剤を攪拌搬送する現像装置において、像現像剤担持体に遠い方の第１スクリューから近い方の第２スクリューに現像剤を渡す受け渡し部において、現像剤の搬送能力の低い上流部と、搬送能力の高い下流部を設ける。【選択図】図２
2008261973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像領域に現像剤を搬送し、前記現像領域において磁気ブラシを形成する現像剤担持体並びに、現像剤を攪拌するとともに、前記現像剤担持体と現像剤攪拌位置との間で現像剤を循環させる第１スクリュー及び第２スクリューを有し、
前記第１、第２スクリューが回転軸方向において互いに反対方向に現像剤を搬送し、該回転軸方向の端部でスクリュー間での現像剤の受け渡しを行う現像装置において、
前記現像剤担持体に対して遠い方の前記第１スクリューから、前記現像剤担持体に対して近い方の前記第２スクリューに現像剤を受け渡す受け渡し部が前記第２スクリューの上流部であって、画像領域内に配置されるとともに、
前記第２スクリューは前記受け渡し部内の上流であって第１搬送能力を有する第１の搬送部と前記受け渡し部内の下流であって第２搬送能力を有する第２の搬送部を有し、
かつ前記第２搬送能力は前記第１搬送能力より大きいことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記第２スクリューは、前記受け渡し部以外の部分において、前記第２搬送能力で現像剤を搬送することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記受け渡し部は前記第１スクリューと前記第２スクリューの間に配置された開口部に対応することを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記第２スクリューは、前記第１搬送能力を有する第１スクリューピッチの第１スクリュー羽根及び前記第２搬送能力を有する前記第１スクリューピッチよりも長い第２スクリューピッチの第２スクリュー羽根を備えたことを特徴とする請求項１乃至３に記載の現像装置。
【請求項５】
像担持体および前記請求項１乃至４に記載の現像装置を有す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】
本発明は電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真画像形成装置の現像装置は、２成分現像剤を用い、現像剤担持体及び現像剤攪拌搬送手段を基本構成とするものが多い。
【０００３】
現像剤担持体は回転する現像スリーブ及びスリーブ内に配置された磁石ロ−ルで構成され、磁石ロールは複数の磁極を有し、磁性キャリアとトナーを含む現像剤は、磁石ロールにより現像スリーブ表面に形成される磁界により、現像スリーブ上に磁気ブラシを形成し、現像領域に搬送され、現像領域において静電潜像を現像する。
【０００４】
現像剤攪拌搬送手段は、現像剤を攪拌しながら、現像剤担持体に現像剤を供給し、現像後の現像剤を現像剤担持体から受け取る。現像剤攪拌搬送手段による攪拌で、キャリアとトナーが混合されるとともに、トナーが摩擦帯電して、トナーに現像に必要な電荷が付与される。
【０００５】
現像剤担持体と現像剤攪拌搬送手段との間に現像剤を搬送するパドルが設けられるものがあるが、現像装置を小型化するために、パドルのない現像装置もある。
【０００６】
現像剤攪拌搬送手段としては、スクリューが多く用いられ、また、互いに反対の回転軸方向に現像剤を搬送する２本のスクリューが現像剤攪拌搬送手段として多く用いられている。
【０００７】
特許文献１では、２本のスクリューを有し、画像領域の外でスクリュー間での現像剤受け渡しが行われる現像装置が開示されている。
【０００８】
現像剤攪拌搬送手段として２本のスクリューを用いた場合に、スクリュー間での現像剤の受け渡しを行う受け渡し部において、現像剤の滞留が起こる場合があり、このような滞留より、濃度むら、カブリ、トナー飛散等が発生するという問題があるが、特許文献２ではこのような問題に対して、スクリューが現像剤に対して作用する分力を受け渡し部において特有に設定することが提案されている。
【０００９】
即ち、特許文献２では、スクリューの回転軸方向に直角な方向で、スクリューが現像剤に対して作用する分力に関して、現像剤を受け渡す側の分力を、現像剤を受け取る側の分力よりも大きく設定することが提案されている。
【００１０】
このように分力が異なるスクリューは、スクリューピッチの違いにより実現されている。
【特許文献１】特開２００４−１３３０１９号公報
【特許文献２】特開２００３−１０７８５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
画像形成装置を小型化するために、現像装置を小型化することが求められている。
【００１２】
現像装置を小型化する場合、現像剤担持体や現像剤攪拌搬送手段の回転軸方向の寸法を短縮することが有力な手段となり、現像剤攪拌搬送手段を構成する２本のスクリュー間での現像剤を受け渡し部を画像領域内に設けることにより、特許文献１で開示されているように画像領域外で現像剤の受け渡しを行う現像装置に比較して、小型化が可能となる。
【００１３】
しかしながら、現像剤の受け渡し部を画像領域内に設置した場合、次のような問題があることが判明した。
【００１４】
画像形成装置が水平に設置される、即ち、現像剤担持体やスクリューの回転軸が水平となるように画像形成装置が設置されるのが標準であるが、画像形成装置が常に標準的に設置されるとが限られず、傾いて設置される場合もある。
【００１５】
このために、画像形成装置がある程度傾いて設置された場合でも正常に作動するように現像装置を始めとする各部が作られる。
【００１６】
しかしながら、前記のようにスクリュー間の受け渡し部を画像領域内に配置した構成では、画像形成装置が傾いて設置された場合に、現像装置内で現像剤が偏ることにより、濃度むらが発生し、甚だしい場合は、画像の欠けが発生することがあることが判明した。
【００１７】
特許文献２では受け渡し部におけるスクリューのスクリューピッチを他の部分のスクリューピッチと異ならせることにより、画像濃度むら等を防止しているが、画像領域内に現像剤を受け渡し部を設けた場合における前記の問題は、特許文献２のように、単純に受け渡し部のスクリューピッチを変えたのみでは、解決されない。
【００１８】
本発明は、小型化した現像装置が傾斜設置された場合に生ずる現像剤の偏りにより、濃度むらや画像の欠けが発生するのを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記目的は下記の発明により達成される。
１．
現像領域に現像剤を搬送し、前記現像領域において磁気ブラシを形成する現像剤担持体並びに、現像剤を攪拌するとともに、前記現像剤担持体と現像剤攪拌位置との間で現像剤を循環させる第１スクリュー及び第２スクリューを有し、
前記第１、第２スクリューが回転軸方向において互いに反対方向に現像剤を搬送し、該回転軸方向の端部でスクリュー間での現像剤の受け渡しを行う現像装置において、
前記現像剤担持体に対して遠い方の前記第１スクリューから、前記現像剤担持体に対して近い方の前記第２スクリューに現像剤を受け渡す受け渡し部が前記第２スクリューの上流部であって、画像領域内に配置されるとともに、
前記第２スクリューは前記受け渡し部内の上流であって第１搬送能力を有する第１の搬送部と前記受け渡し部内の下流であって第２搬送能力を有する第２の搬送部を有し、
かつ前記第２搬送能力は前記第１搬送能力より大きいことを特徴とする現像装置。
２．
前記第２スクリューは、前記受け渡し部以外の部分において、前記第２搬送能力で現像剤を搬送することを特徴とする前記１に記載の現像装置。
３．
前記受け渡し部は前記第１スクリューと前記第２スクリューの間に配置された開口部に対応することを特徴とする前記１または２に記載の現像装置。
４．
前記第２スクリューは、前記第１搬送能力を有する第１スクリューピッチの第１スクリュー羽根及び前記第２搬送能力を有する前記第１スクリューピッチよりも長い第２スクリューピッチの第２スクリュー羽根を備えたことを特徴とする前記１乃至３に記載の現像装置。
５．
像担持体および前記１乃至４に記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、スクリューからスクリューへと現像剤が搬送される受け渡し部において、搬送能力の小さい部分と大きい部分とを設けているので、現像装置が傾いて設定された場合でも、画像むらや画像の欠けが発生することが防止され、高画質の画像を安定して形成する現像装置が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は本発明の実施の形態に係る現像装置の縦断面図、図２は図１における線Ｘ−Ｘに沿った横断面図である。
【００２２】
現像装置１０では、筺状の現像装置枠１００内に、現像ローラ１０１、回転搬送部材１０３、２本のスクリューのうちの現像ローラ１０１に遠い方の第１スクリューとしてのスクリュー１０４及び現像ローラに近い方の第２スクリューとしてのスクリュー１０５が図示のようにほぼ水平に並列されている。現像ローラ１０１の内側には、複数の磁極を有する磁石ロール１０２が配置され、これらは現像剤担持体を構成する。
【００２３】
像担持体である感光体１が矢印Ａ０で示す時計方向に回転し、現像ローラ１０１が矢印Ａ１で示すように反時計方向に回転して、現像領域Ｇにおいて静電潜像の現像が行われる。
【００２４】
スクリュー１０４、１０５及び回転搬送部材１０３はそれぞれの搬送力を大きくするために、羽やスクリュー羽根の半径を大きくすることが望ましい。
【００２５】
なお、現像ローラ１０１にはバイアス電源ＥＣにより、現像バイアス電圧が印加される。現像バイアス電圧としては、直流電圧又は直流電圧に交流電圧が重畳された電圧が印加され、反転現像を行うことが好ましく、トナーと同極性の直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアス電圧が特に好ましい。
【００２６】
現像ローラ１０１の回転により、現像剤が連続的に現像領域Ｇに供給され、磁石ロール１０２により現像ブラシが形成されて現像が行われる。
【００２７】
現像方式としては、現像ブラシの穂が感光体１に接触する接触方式又は接触しない非接触方式のいずれでもよい。
【００２８】
また、現像ローラ１０１は、図示とは反対の時計方向に回転し、現像領域Ｇにおいて、感光体１と反対方向に移動してもよい。
【００２９】
回転搬送部材１０３は、その回転軸に平行な４枚のパドル状の羽を有する搬送部材であり、矢印Ａ２で示す回転により現像剤を搬送し、現像ローラ１０１に供給する。なお、回転搬送部材１０３は、矢印Ａ２で示す回転方向にのみ現像剤を搬送し、その回転軸方向には現像剤を搬送しない。
【００３０】
１０６は回転搬送部材１０３から現像ローラ１０１に供給される現像剤の量を規制する規制部材である。
【００３１】
スクリュー１０５は、矢印Ａ３で示す回転方向に搬送するとともに、矢印Ａ５で示す回転軸方向に現像剤を搬送して、現像剤を攪拌・搬送し、回転搬送部材１０３に供給する。
【００３２】
スクリュー１０４は矢印Ａ６で示す回転方向及びその回転軸方向Ａ７に搬送し攪拌する。現像装置１０内は、仕切１０７により、現像ローラ１０２、回転搬送部材１０３及びスクリュー１０５が配置された現像室１００Ａと、スクリュー１０４が配置された混合室１００Ｂとに区画される。
【００３３】
トナーは混合室１００Ｂの端部に設けられた補給口１０８から供給され、スクリュー１０４により、矢印Ａ６で示す回転方向及び矢印Ａ７で示す回転軸方向に搬送される過程で、現像剤に混合される。
【００３４】
補給トナーが混合された現像剤は、矢印Ａ８に示すように仕切１０７の端部に設けられた現像剤受け渡し部Ｃ１から現像室１００Ｂに搬送され、現像室１００Ｂにおいて、スクリュー１０５によりその回転方向Ａ３及び回転軸方向Ａ５のように搬送され、補給トナーはさらに現像剤に混合される。
【００３５】
スクリュー１０４、１０５の搬送・攪拌により、トナーは現像剤に均一に混合されるとともに、トナーは摩擦帯電される。
【００３６】
現像によりトナーが消費された現像剤は矢印Ａ４で示すように、回転搬送部材１０３からスクリュー１０５へと搬送され、スクリュー１０５により矢印Ａ５のように搬送され、受け渡し部Ｃ１と反対側に設けられた受け渡し部Ｃ４を矢印Ａ９のように搬送されてスクリュー１０４に渡される。
【００３７】
受け渡し部Ｃ４は図２に示すように、画像領域Ｗの外に配置されており、受け渡し部Ｃ４にはトナー供給部１１２が設けられ、現像剤にトナーが補給される。
【００３８】
現像剤は図１示す矢印Ｂで示すように、第１スクリュー１０４と回転搬送部材１０３との間を通過する。
【００３９】
図１、２に示し前記に説明したような、現像ローラ１０１、回転搬送部材１０３及びスクリュー１０４、１０５の回転は、モータ１１１により行われ、モータ１１１から前記各回転部材への動力伝達は、歯車（図示せず）からなる動力伝達系により行われる。
【００４０】
次に、現像ローラ１０１に遠い方の第１スクリュー１０４から近い方の第２スクリュー１０５に現像剤が受け渡される受け渡し部Ｃ１における現像剤の搬送について、図２、３を用いて説明する。
【００４１】
図３は受け渡し部Ｃ１の拡大図である。
【００４２】
現像装置１０は画像領域、即ち、最大幅の画像を形成する領域Ｗを有し、画像領域Ｗが現像ローラ１０１の軸方向の長さにほぼ等しい。
【００４３】
受け渡し部Ｃ１は画像領域Ｗの中に位置するように設けられ、この受け渡し部Ｃ１は仕切１０７の先端と現像装置枠１００とにより形成される現像剤の通路である。
【００４４】
スクリュー１０４からの現像剤を受け取って、軸方向に搬送するとともに、回転搬送部材１０３に現像剤を送るスクリュー１０５は受け渡し部Ｃ１における上流部Ｃ２において、短いスクリューピッチ（第１スクリューピッチ）のスクリュー羽根１０５Ａ（第１スクリュー羽根）を有し、受け渡し部Ｃ１における下流部Ｃ３において、第１スクリューピッチよりも長いスクリューピッチ（第２スクリューピッチ）のスクリュー羽根１０５羽根１０５Ｂ（第２スクリュー羽根）を有する。
【００４５】
スクリュー羽根１０５Ｂのスクリューピッチは受け渡し部Ｃ１以外の部分におけるスクリュー１０５のスクリューピッチに等しい。
【００４６】
スクリュー１０５をこのように形成することにより、スクリュー１０５は、受け渡し部Ｃ１の上流部Ｃ２において、下流部Ｃ３よりも低い搬送能力で現像剤を搬送する。
【００４７】
また、受け渡し部Ｃ１の下流部Ｃ３における現像剤の搬送能力は受け渡し部Ｃ１以外の部分におけるスクリュー１０５の搬送能力と等しい。
【００４８】
ここに、スクリューの搬送能力は、次の式で定義される。
【００４９】
搬送能力Ｑｔ＝６０ｎφ（ｎＤ2／４）ｐｙ
ｎ：スクリューの回転数（ｒｐｍ）
φ：トラフ（スクリューの容器断面積）の充填率
Ｄ：羽根の外径
ｐ：スクリューピッチ
ｙ：搬送物（現像剤）の見かけ上の比重（ｔ／ｍ3）
本実施の形態においては、１本のスクリューの部分間での搬送能力の大小関係であるので、ｎ、φ、及びｙは共通の値であり、羽根の外径又はスクリューピッチを変えることにより搬送能力が変えられる。
【００５０】
図示の実施の形態では、スクリューピッチを変えることにより、受け渡し部Ｃ１における異なる搬送能力を実現しているが、スクリューピッチ以外の手段で搬送能力を異ならせることも可能である。
【００５１】
現像装置１０がスクリューの回転軸方向に上下に傾いた場合、次に説明するように画像の濃度むらや画像の欠けが発生するが、本発明によりこれらの現象が防止される。
（１）受け渡し部Ｃ１側が高くなるように傾斜している場合
受け渡し部Ｃ１における現像剤量が少なくなって、受け渡し部Ｃ１側で現像ローラ１０１に供給される現像剤の量が不足するようになり、画像の片側における濃度不足が発生し、偏りが著しい場合、画像の欠けが発生する。
【００５２】
前記に説明したように、受け渡し部Ｃ１におけるスクリュー１０５の搬送能力を下げることにより、受け渡し部Ｃ１に現像剤が保持される。これによって、現像装置１００が受け渡し部Ｃ１側で高くなるような傾斜が生じた場合でも、濃度むらや画像の欠けが防止される。
（２）現像装置１０が受け渡し部Ｃ１側で低くなるように傾斜している場合
受け渡し部Ｃ１に現像剤が滞留する偏りが生じ、過剰になりやすいが、この場合受け渡し部Ｃ１のスクリューに搬送能力の高い部分Ｃ３が受け渡し部の開口部（開口部の軸方向中央側）に面することから、この部分で現像剤の搬送路にバイパス（現像剤がショートカットして移動する箇所）が形成され、これが現像剤を順次スクリューの搬送能力の高い部分で下流方向に送るため、現像の偏りが少なくなって、均一な現像が現像が行われる。
【００５３】
以上説明した現像装置は、帯電、露光、現像により感光体（像担持体）上にトナー像を形成し、転写により記録紙上に画像を形成する画像形成装置及び帯電、露光、現像により感光体（像担持体）上にトナー像を形成し、一次転写により中間転写体にトナー像を転写し、二次転写により記録紙上に画像を形成する画像形成装置の現像装置として用いられる。
【実施例】
【００５４】
感光体の線速：２１０ｍｍ／ｓｅｃ
現像ローラの線速：４２０ｍｍ／ｓｅｃ（現像領域において感光体と同一方向）
２本のスクリュー回転速度：２６０ＲＰＭ
受け渡し部Ｃ１の長さ：２０ｍｍ
スクリューピッチを短くした上流部Ｃ２の長さ：１８ｍｍ
スクリューピッチを他部分と同じにした下流部Ｃ３の長さ：２ｍｍ
上流部Ｃ２におけるスクリューピッチ：他部分のスクリューピッチの１／２
とした現像試験で、現像装置が現像ローラの軸方向に水平から通常の範囲内で傾斜して設置された場合でも濃度むらや画像の欠けが発生しなかった。
【００５５】
即ち、受け渡し部Ｃ１におけるスクリューピッチをスクリューの他部分と同じにした従来例に比較して、許容傾斜角度が１．５度から３度に向上した。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態に係る現像装置の正面断面図である。
【図２】図１に示す現像装置の平面断面図である。
【図３】現像剤の受け渡し部の拡大図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  現像装置
１０１  現像ローラ
１０２  磁石ロール
１０３  回転搬送部材
１０４、１０５  スクリュー
Ｃ１、Ｃ４  受け渡し部
【図１】
2008261973.tif 000003
【図２】
2008261973.tif 000004
【図３】
2008261973.tif 000005