(57)【要約】【課題】固定の壁を搬送スパイラル２３の上部に設けることなく，矢印Ｙ４方向への現像剤の流れを緩やかに規制して，現像剤の矢印Ｙ３の方向への流れを促進し，現像ローラ２１での現像剤不足が起こらないようにするための現像装置等を提供することを目的とする。【解決手段】トナーとキャリアからなる現像剤を収容する現像槽内に，該現像槽に対向配備された像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体と，上記現像剤担持体に現像剤を供給する攪拌パドルと，上記攪拌パドルに隣接して設けられ，現像剤を上記現像剤担持体の軸心方向に往復搬送する搬送スパイラルとが配設された現像装置において，上記搬送スパイラルにより持ち上げられた現像剤を該搬送スパイラルの周上に磁力作用によりせき止める磁気せき止め手段が設けられてなることを特徴とする現像装置。【選択図】図１
2004271936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナ−とキャリアからなる現像剤を収容する現像槽の開口に配置され、像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体と、
上記現像槽内に回転自在に設けられ、上記現像剤を上記現像剤担持体の長手方向に往復搬送する搬送スパイラルと、
上記現像剤担持体と上記攪拌スパイラルの間の現像槽内に回転自在に設けられ、上記現像剤担持体に現像剤を供給する攪拌パドルとが配設された現像装置において、
上記搬送スパイラルの周上を搬送される現像剤をせき止める磁気せき止め手段が設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記磁気せき止め手段が搬送スパイラルの回転軸心の略垂直上方に、該搬送スパイラルと非接触に設けられている請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記磁気せき止め手段が，前記現像剤担持体の軸心に平行で，現像槽の幅と略同一の長さを備えた磁石により構成されてなる請求項１〜２のいずれかに記載の現像装置。
【請求項４】
前記請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置を備えてなることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，プリンタ，複写機，ファックス等の電子写真方式の画像形成装置に用いられ，像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより現像させて可視像を形成する現像装置に関し，特にトナーと磁性キャリアとからなる２成分現像剤を用いる現像装置及びこの現像装置を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より，複写機，プリンタ，ファックス等の電子写真方式を用いた画像形成装置では，感光体表面に帯電電位の差による静電潜像を形成し，この静電潜像を現像剤中のトナーの付着により現像して可視像を形成している。この現像のために使用する装置が現像装置であり，現在までに数々の形態の現像装置が実用化されている。
また近年では，画像のカラー化および高画質化が要求されており，トナーを小粒径化したり，トナーの帯電制御が容易な２成分現像剤を用いる現像法などが実用化されている。
【０００３】
従来の２成分現像剤を用い，現像領域で磁気ブラシ現像を行なう現像装置として，次のものが知られている。図３は，このような現像装置の一例を示す概略構成図である。この現像装置１０１は，感光体１１０に近接して設けられており，現像槽１０９内に，２成分現像剤を磁気的に吸着して搬送する現像ローラ１０２と，この現像ローラ１０２の表面に形成される現像剤層の層厚を一定の厚さに規制する層厚規制部材である層厚規制ローラ１０３と，現像剤担持体の一例である現像ローラ１０２に現像剤を供給する攪拌パドル１０４と，現像剤を現像装置１０１の長手方向に搬送する外側のチューブミキサ１０７と現像剤をチューブミキサ１０７とは逆方向に搬送する内側のオーガー１０８で構成され現像剤を攪拌混合する搬送スパイラル１０６と，を備えている。
【０００４】
攪拌パドル１０４は，４枚の羽根を供えた略十字形状の回転体であり，現像ローラ１０２との対向位置で周面が逆方向に移動するように回転駆動される。この攪拌パドル１０４の回転により，現像剤の攪拌と搬送とを行なうことができるようになっている。現像ローラ１０２は，固定支持された円柱状の磁石ローラ１０２ａと，この磁石ローラ１０２ａの外側で回転可能に支持された現像スリーブ１０２ｂとから構成されるものである。磁石ローラ１０２ａには，攪拌パドル１０４と面する位置に，周方向に隣り合う二つの同極性（Ｎ極）の磁極を備える。
【０００５】
このような現像装置１０１で用いられる２成分現像剤は，帯電性のトナーと磁性キャリアとを含む現像剤であって，撹拌によってトナーが一定の電荷に帯電される。このような現像剤は，攪拌パドル１０４の回転によって現像ローラ１０２に供給され，磁極を内蔵する現像ローラ１０２の表面に磁気的に吸着され，磁性キャリアが穂状に連なった磁気ブラシを形成する。円筒状の現像剤層厚規制ローラ１０３の内部には図示しない回転可能な磁石が配置され，この磁石が適切な角度回転することにより，印刷時には現像剤を現像剤層厚規制ローラ１０３と現像スリーブ１０２ｂとの間を通過させ，印刷しない時には通過させないように制御している。このようにすることによってある色の現像器が現像した像を他色の現像器に形成された磁気穂で乱すことが避けられる。一方，現像領域には，感光体１１０と現像ローラ１０２との間に，交流が重畳された直流電圧である現像バイアス電圧を印加することによって振動電界が形成されており，現像剤層はこの振動電界内に搬送され，現像剤層中のトナーが静電潜像上に転移し，静電潜像が可視化される。
【０００６】
現像後，現像ローラ１０２上の現像剤は，現像スリーブ１０２ｂの回転により同極性（Ｎ極）の磁極が配置された位置に搬送され，磁極間の反発力により現像スリーブ１０２ｂ表面から離脱される。離脱された現像剤は攪拌パドル１０４の回転により搬送スパイラル１０６へ搬送される。
このような２成分現像剤を用いる現像装置には，磁気ブラシを感光体に接触させて現像する方式のものと，磁気ブラシを感光体と接触させずにトナーを飛翔させて現像させる非接触方式のものとがある。
非接触方式の現像装置では，現像領域で感光体と現像剤層とが接触しないので，感光体の非潜像部に現像剤が付着する，いわゆるかぶり現像がほとんどなく，画像のカラー化・高画質化に適したものである。
現像剤層を感光体に接触させると，現像剤層と感光体の摩擦のため現像器と感光体の駆動に非接触方式と比べて大きな力が必要なことと，カラー用の現像器では印刷と非印刷時に応じて現像剤層を感光体に接触させたり非接触にしたりを繰り返すのでその都度衝撃が発生する。そのため画像が乱れることも考えられるため非接触方式の方がカラー用の現像器として多用されている。
現像装置１０１は図３に示したように１つの像担持体に対向した４つの現像装置のうちの一つであり、図３に示した画像形成装置内部のスペ−スを有効に活用して画像形成装置を小型化するために、本発明の対象とする現像装置では、現像ロ−ラ１０２よりも攪拌パドル１０４が下方に、攪拌パドル１０４よりも搬送スパイラル１０６が下方に位置するように配置されている。このように現像装置１０１を構成することで、感光体１１０の周囲に４色の現像器と図示していない中間転写体、帯電器、クリ−ニング装置等を有効に配置できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，従来の現像装置１０１では，現像ローラ１０２より攪拌パドル１０４が下方に配置されており，現像槽１０９のもっとも下部にたまった現像剤を現像ローラ１０２にくみ上げることが難しい。そのために，攪拌パドル１０４と現像ローラ１０２との間に前記攪拌パドル２２を設けて，現像剤の搬送力を高めている。この時に搬送スパイラル２３により搬送される現像剤の流れは，矢印Ｙ１で示される。また，攪拌パドル２２による現像剤おの流れは矢印Ｙ２で示される。こうして矢印Ｙ１とＹ２で示される現像剤の流れが攪拌パドル２２と搬送スパイラル２３の間で合流し，上方に運ばれ，本来ならば攪拌パドル２２に回転によって矢印Ｙ３の方向に運ばれるはずであるが，実際には，搬送スパイラル２３の回転に乗って矢印Ｙ４のように現像槽の後部に運ばれ，搬送スパイラル２３の周囲を回るものが多くなっている。
このように搬送スパイラル２３と攪拌パドル２２によって折角上方に押し上げられた現像剤が搬送スパイラル２３の周りを周回することになると，攪拌パドル２２によって現像ローラ２１に方向に運ばれる現像剤の量が少なくなるので，現像ローラ２１への現像剤の供給が不十分になり，画像の印字率の高い画像を連続出力すると画像濃度が低下したり，濃度ムラのある画像が出力されるといったような問題が生じるおそれがある。
上記のように攪拌パドル２２と搬送スパイラル２３によって持ち上げられた現像剤が搬送スパイラル２３の周上を矢印Ｙ４の方向に流れるのは，搬送スパイラル２３の回転によるものであるが，それと共に上記搬送スパイラル２３の回転によって流れる現像剤の流れをせき止める手段がないからである。ただし，搬送スパイラル２３の上部に設けられたステー２７に固定の壁などを作れば，それでも現像剤の矢印Ｙ４の方向への流れはせき止められるが，固定の壁のような手段では，現像剤がその部分に完全にせき止められて固化を起こし，現像剤の固着が生じるので上記のような固定の壁のようなものを設けることはできない。
従って本発明は，上記したような従来の現像装置に内在する問題点の解消を目的とするものであり，上記のような固定の壁を搬送スパイラル２３の上部に設けることなく，矢印Ｙ４方向への現像剤の流れを緩やかに規制して，現像剤の矢印Ｙ３の方向への流れを促進し，現像ローラ２１での現像剤不足が起こらないようにするものである，
【０００８】
【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は，
トナ−とキャリアからなる現像剤を収容する現像槽の開口に配置され、像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体と、
上記現像槽内に回転自在に設けられ、上記現像剤を上記現像剤担持体の長手方向に往復搬送する搬送スパイラルと、
上記現像剤担持体と上記攪拌スパイラルの間の現像槽内に回転自在に設けられ、上記現像剤担持体に現像剤を供給する攪拌パドルとが配設された現像装置において、
上記搬送スパイラルの周上を搬送される現像剤をせき止める磁気せき止め手段が設けられていることを特徴とする現像装置として構成されている。
この場合，前記磁気せき止め手段は，搬送スパイラルの回転軸心の略垂直上方に、該搬送スパイラルと非接触に設けられたものが採用され得る。
前記磁気せき止め手段は，前記現像剤担持体の軸心に平行で，現像槽の幅と略同一の長さを備えた磁石により構成されることが出来る。
前記現像装置は，複写機，プリンタ，ＦＡＸ等の画像形成装置に好適に適用される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下，本発明に係わる現像装置の一実施形態を，図に基づいて具体的に説明することによって本発明の理解に供する。
ここに図１は，本発明の一実施形態に係るカラー画像形成装置内の現像装置を示す概略構成図である。なお，現像装置は，感光体２０の周辺に４個配設され，イエロー・マゼンタ・シアン・ブラックを現像可能となるが，本実施例ではその内の１つの現像装置のみについて説明する。
【００１０】
現像装置１は，上方にトナー収容部につながる現像剤供給口２８を具備し，感光体２０と近接して設けられている。現像槽２９内には，２成分現像剤を収容する現像剤収容部２９ａと，感光体２０との対向位置で表面に２成分現像剤を磁気的に吸着して搬送する円筒状の現像ローラ２１と，この現像ローラ２１表面に形成される現像剤層を規制する円筒状の層厚規制部材２４と，現像ローラ２１に現像剤を供給するとともに現像ローラ２１上の現像剤を回収して搬送する攪拌パドル２２と，この攪拌パドル２２を中心として現像ローラ２１とは反対の位置で現像剤を軸方向に搬送しながら攪拌する外側のチューブミキサ２３ａと内側のオーガ２３ｂで構成される搬送スパイラル２３とを有している。
【００１１】
上記現像ローラ２１は，位置を固定して支持された図示しない円柱状の磁石ローラと，この磁石ローラの外側で磁石ローラに非接触で軸線回りに回転可能に支持された現像スリーブとで主要部が構成されている。
上記搬送スパイラル２３の中心は上記攪拌パドル２２の中心より下方に設けられ，且つ上記攪拌パドル２２の中心は現像ローラ２１の中心より下方に設けられている点は，前記従来の現像装置と同様である。
【００１２】
この実施形態における特徴は，図１に示すように，上記攪拌パドル２２と搬送スパイラル２３で現像槽２９の底部からくみ上げられた現像剤が，搬送スパイラル２３の回転に乗って矢印Ｙ４の方向に流れることをせき止める磁気せき止め手段が設けられている点である。図示の例では，搬送スパイラル２３の上部に設けられた磁石シート２６が上記磁気せき止め手段の一例である。この例では上記磁石シ−ト２６は搬送スパイラルの回転中心のほぼ上方のステ−２７に接して配置されている（接着されている）。即ち，前記磁気せき止め手段は，搬送スパイラルの回転軸心の略垂直上方に、該搬送スパイラルと非接触に設けられている。磁気せき止め手段は、攪拌スパイラルの回転軸上方で、搬送スパイラルの周面（最上部）に近接して設けないとせき止め効果が充分得られない。この実施形態ではパイプ状の搬送スパイラル２３ａの外周面に沿って運び上げられる現像剤をせき止める必要があるため、搬送スパイラルの最外周と磁気せき止め手段間は１ｍｍ程度に設定されている。
この磁石シ−ト２６は幅  ３    ｍｍ，高さ  ３    ｍｍ，表面の磁力が  ６００ガウス，磁石シ−ト２６の表面と搬送スパイラル２３の外側のチュ−ブミキサ２３ａ表面の間隔が  １    ｍｍに設定されている。上記磁石シ−ト２６の磁力によってその周囲の現像剤は磁石シ−トに引き付けられ，ソフトな現像剤の塊となる。そのため現像剤はチュ−ブミキサ２３ａの回転にもかかわらず，上記のソフトな現像剤の塊に妨げられて，むしろ攪拌パドル２２の回転によって矢印Ｙ３の方向に搬送され，図中右上部に設けられた現像ロ−ラ２１に到達し，現像ロ−ラ２１への充分な量の現像剤の供給が確保される。なお，磁石シ−ト２６の磁力によって生じたソフトな現像剤の塊は，上記のような最適な条件設定が行われているため，チュ−ブミキサ２３ａの回転によって徐々に入れ替わるため，現像剤の流れが止まることによる弊害も発生しない。
【００１３】
尚，上記磁石シート２６の代わりに，現像剤せき止めようの固定壁を設けた場合には，矢印Ｙ４方向の現像剤の流れが完全にせき止められ，上記壁の部分に現像剤が貯まって固化する現象が生じる恐れがあるが，上記磁性によるせき止め手段の場合には，現像剤を矢印Ｙ３の方向に押し返す効果はあるが，この矢印Ｙ４の方向への現像剤の流れに対するせき止めの効果は完全なものではなく，現像剤が固化するほどのせき止め効果は無いので，現像剤が固化する恐れは無い。
【００１４】
上記実施形態で用いた攪拌パドル２２に替えて，図２に記載のような断面十字形の攪拌パドル２２の各パドル先端に，前記現像ローラ２１の軸心に平行で，現像槽の幅と略同一の長さを備えた磁石シート２２ａ，２２ａ…が設けられた攪拌パドルを採用しても良い。攪拌パドル２２は前記したように，現像槽２９内の現像剤を攪拌すると共に搬送スパイラル２３と共に現像剤を上方に持ち上げるためのものであるから，上記磁石シート２２ａを設けることによってその攪拌性能を向上させることができる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は，
トナ−とキャリアからなる現像剤を収容する現像槽の開口に配置され、像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体と、
上記現像槽内に回転自在に設けられ、上記現像剤を上記現像剤担持体の長手方向に往復搬送する搬送スパイラルと、
上記現像剤担持体と上記攪拌スパイラルの間の現像槽内に回転自在に設けられ、上記現像剤担持体に現像剤を供給する攪拌パドルとが配設された現像装置において、
上記搬送スパイラルの周上を搬送される現像剤をせき止める磁気せき止め手段が設けられていることを特徴とする現像装置として構成されている。
従って，上記磁気せき止め手段により現像剤の流れ方向が任意に制御され，現像剤の現像剤担持体の方向への流れを作ることが出来るので，現像剤担持体での現像剤不足を生じることが無い。また固定のせき止め部材を用いず磁気作用によるせき止め効果を用いているので，現像剤の固化を生じることは無い。
この場合，前記磁気せき止め手段は，搬送スパイラルの回転軸心の略垂直上方に、該搬送スパイラルと非接触に設けられたものが採用され得る。この位置に磁気せき止め手段が設けられることで，現像剤の現像剤担持体方向への流れが形成される。
前記磁気せき止め手段は，前記現像剤担持体の軸心に平行で，現像槽の幅と略同一の長さを備えた磁石により構成されることが出来る。
簡単で安価な磁石により構成することでコストアップが抑制される。
本発明に係る現像装置を，複写機，プリンタ，ＦＡＸ等の画像形成装置に適用することで，現像剤切れのない安価な画像形成装置を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る現像装置の概略断面図。
【図２】本発明の別の実施形態に係る現像装置の概略断面図。
【図３】本発明の従来技術を説明するための現像装置を含む画像形成装置の部分的断面図。
【図４】従来の現像装置を示す概略断面図。
【符号の説明】
１０１…画像形成装置
２０…感光体
２１…現像ローラ（現像剤担持体）
２２…攪拌パドル
２２ａ…磁石シート
２３…搬送スパイラル
２４…層厚規制ローラ
２５…透磁率センサ
２６…磁石シート（磁気せき止め手段）
２７…ステー
【図１】
2004271936.tif 000003
【図２】
2004271936.tif 000004
【図３】
2004271936.tif 000005
【図４】
2004271936.tif 000006