(57)【要約】【課題】２成分系乾式現像剤の攪拌を十分に行え、且つ、形成する画像の濃度に不均衡を生じない現像装置を提供する。【解決手段】現像装置１は現像容器１０の内部に攪拌室１２と現像室１３を備える。現像室１３の開口部１４には現像剤担持体であるマグネットローラ１５が、片側を現像室１３内に露出し、他の片側を像担持体である感光ドラム１６に向かい合わせる形で配置される。攪拌室１２内の攪拌スクリュー２０が攪拌室１２の一端から現像剤を現像室１３に送り込み、現像室１３内の搬送スクリュー３０は現像剤をマグネットローラ１５に接触させつつ現像室１３の他端に送り、マグネットローラ１５に付着しなかった現像剤を攪拌室１２に戻す。攪拌室１２内における現像剤の流動速度は現像室１３内における現像剤の流動速度よりも遅い。また攪拌スクリュー２０の直径は搬送スクリュー３０の直径よりも大きい。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
攪拌スクリューを内蔵した攪拌室と、搬送スクリューを内蔵した現像室とを互いに平行に、且つ両端において連通するように配置し、前記攪拌スクリューにより前記攪拌室内の現像剤を前記現像室の一端に送り込み、送り込まれた現像剤を、この現像室内に露出する現像剤担持体の表面に接触させつつ前記搬送スクリューにより現像室の他端に送り、前記現像剤担持体に付着しなかった現像剤を再び前記攪拌室に戻すようにした現像装置において、
前記攪拌室と現像室の間で搬送量をほぼ同等に維持しつつ、攪拌室内における現像剤の流動速度を現像室内における現像剤の流動速度よりも遅くしたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記攪拌スクリューの回転速度を、前記搬送スクリューの回転速度よりも遅くすることにより、前記現像剤の流動速度差を得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】
前記攪拌スクリューのスクリューピッチを、前記搬送スクリューのスクリューピッチよりも小とすることにより、前記現像剤の流動速度差を得ることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
前記攪拌スクリューの回転速度を、前記搬送スクリューの回転速度よりも遅くするとともに、前記攪拌スクリューのスクリューピッチを、前記搬送スクリューのスクリューピッチよりも小とすることにより、前記現像剤の流動速度差を得ることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項５】
前記攪拌スクリューの直径を前記搬送スクリューの直径よりも大きくしたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
前記攪拌スクリューの突条の条間に攪拌リブを形設したことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は２成分系乾式現像剤を用いる現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置にあっては、２成分系乾式現像剤を用いた現像プロセスを採用するものが主流である。画像形成装置の主要部である現像装置においては、像担持体の表面に形成した静電潜像を、現像剤の過不足や不均一を生じることのないように現像しなければならない。一般的には、ロール形状の現像剤担持体に現像剤を付着させ、この現像剤担持体から像担持体に現像剤を移し替えるという手法がとられる。このような現像装置の例を特許文献１に見ることができる。
【０００３】
特許文献１に記載された現像装置の概略構成を図４及び図５に示す。図４は断面図、図５は平面図である。現像容器１３１は非磁性トナーと磁性キャリアからなる２成分系の乾式現像剤１３５を収容するものであり、内部は隔壁１４４によって現像室Ｒ１と攪拌室Ｒ２に区画されている。現像容器１３１には像担持体である感光ドラム１０３に近接する部位に開口部が設けられており、この開口部に現像剤担持体である現像スリーブ１３９が配置されている。現像スリーブ１３９の内部にはマグネットローラ１４２が配置されており、マグネットローラ１４２の磁界により現像スリーブ１３９の表面に吸着されたトナーが感光ドラム１０３に転移して静電潜像を現像する。消費された分のトナーは図示しないトナー貯蔵室より攪拌室Ｒ２に補充される。
【０００４】
現像室Ｒ１は攪拌スクリュー１３６を収容し、攪拌室Ｒ２は攪拌スクリュー１３７を収容する。攪拌スクリュー１３６が回転すると、現像剤１３５は現像スリーブ１３９の表面に接触しつつ現像スリーブ１３９の長手方向に沿って搬送される。攪拌スクリュー１３７が回転すると、攪拌室Ｒ２内の現像剤１３５は攪拌スクリュー１３６による搬送方向とは逆方向に搬送される。隔壁１４４には図４において手前側と奥側に開口部が形成されており、攪拌スクリュー１３６で搬送された現像剤１３５は一方の開口部で攪拌スクリュー１３７に受け渡され、攪拌スクリュー１３７で搬送された現像剤１３５は他方の開口部で攪拌スクリュー１３６に受け渡される。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−８３７８４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１記載の現像装置のように、攪拌室と現像室の間で現像剤を循環させるものにあっては、循環のバランスをとるため、攪拌スクリューの直径、回転速度、あるいはスクリューピッチを、攪拌室と現像室とでほぼ同じにすることが多い。特許文献１には攪拌室側の攪拌スクリューの回転速度を現像室側の攪拌スクリューの回転速度よりも速くすることも提案されている。
【０００７】
しかしながら、非磁性トナーと磁性キャリアを十分に攪拌して均一な現像剤を形成し、これを現像剤担持体に均一に付着させるという観点からすれば、上記のような設計は必ずしも良い結果をもたらさない。前述のとおり、現像剤は現像室の一端から現像室に入り、現像剤担持体に沿って現像室の他端へと進む。その途中でトナーが消費されるので、現像室に入る時点と出る時点とでは現像剤中のトナー濃度が異なってくる。これは画像における濃度差として現れる。また攪拌室ではトナーとキャリアを十分に混合したいが、ここを速く通過させることになると、混合が不十分になりがちである。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、２成分系乾式現像剤の攪拌を十分に行え、且つ、形成する画像の濃度に不均衡を生じない現像装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では現像装置を次のように構成した。
【００１０】
（１）攪拌スクリューを内蔵した攪拌室と、搬送スクリューを内蔵した現像室とを互いに平行に、且つ両端において連通するように配置し、前記攪拌スクリューにより前記攪拌室内の現像剤を前記現像室の一端に送り込み、送り込まれた現像剤を、この現像室内に露出する現像剤担持体の表面に接触させつつ前記搬送スクリューにより現像室の他端に送り、前記現像剤担持体に付着しなかった現像剤を再び前記攪拌室に戻すようにした現像装置において、前記攪拌室と現像室の間で搬送量をほぼ同等に維持しつつ、攪拌室内における現像剤の流動速度を現像室内における現像剤の流動速度よりも遅くした。
【００１１】
この構成によれば、現像剤が攪拌室内を比較的低速で流動する間に十分な攪拌を行うことができる。反面、現像剤は現像室を比較的高速で流動するので、現像剤担持体のうち、現像剤の供給開始箇所から離れたところに位置する部位にもトナー濃度の濃い現像剤が届く。従って、現像剤担持体のどちら側の端に近いかによって画像濃度に差がつくということが少ない。また攪拌室と現像室の間で搬送量をほぼ同等に維持するので、現像剤の流れに淀みが生じるということがない。
【００１２】
（２）上記のような現像装置において、前記攪拌スクリューの回転速度を、前記搬送スクリューの回転速度よりも遅くすることにより、前記現像剤の流動速度差を得るものとした。
【００１３】
この構成によれば、攪拌スクリューと搬送スクリューの回転速度比を調節することにより、現像剤の流動速度差を容易に調節することができる。
【００１４】
（３）上記のような現像装置において、前記攪拌スクリューのスクリューピッチを、前記搬送スクリューのスクリューピッチよりも小とすることにより、前記現像剤の流動速度差を得るものとした。
【００１５】
この構成によれば、攪拌スクリューと搬送スクリューのスクリューピッチに差をつけることにより、現像剤の流動速度差を確実に得ることができる。
【００１６】
（４）上記のような現像装置において、前記攪拌スクリューの回転速度を、前記搬送スクリューの回転速度よりも遅くするとともに、前記攪拌スクリューのスクリューピッチを、前記搬送スクリューのスクリューピッチよりも小とすることにより、前記現像剤の流動速度差を得るものとした。
【００１７】
この構成によれば、攪拌スクリューと搬送スクリューの回転速度比を調節し、また攪拌スクリューと搬送スクリューのスクリューピッチに差をつけることにより、現像剤の流動速度差を容易且つ確実に得ることができる。
【００１８】
（５）上記のような現像装置において、前記攪拌スクリューの直径を前記搬送スクリューの直径よりも大きくした。
【００１９】
この構成によれば、現像剤の速度に違いはあるものの、攪拌スクリューの現像剤搬送能力を搬送スクリューの現像剤搬送能力とほぼ同等とし、攪拌室から現像室への現像剤供給を途切れさせないようにすることができる。
【００２０】
（６）上記のような現像装置において、前記攪拌スクリューの突条の条間に攪拌リブを形設した。
【００２１】
この構成によれば、現像剤が攪拌室内を流動する間に現像剤を十分に攪拌することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施形態を図１及び図２に基づき説明する。図１は現像装置の断面図、図２は攪拌スクリュー及び搬送スクリューの構造を示す正面図である。なお図２は中間部省略の形で描かれている。
【００２３】
画像形成装置の現像装置１は現像容器１０を備える。現像容器１０は図１の紙面奥行き方向に細長い形状を有し、その長手方向を水平にして配置される。現像容器１０の内部は水平な隔壁１１により互いに平行な上下２段の区画に仕切られる。上方の区画が攪拌室１２、下方の区画が現像室１３となる。特許文献１に記載された画像形成装置と同様、現像容器１０は非磁性トナーと磁性キャリアからなる２成分系の乾式現像剤を収容している。現像剤は攪拌室１２と現像室１３とを循環するものであり、これを可能にするため、隔壁１１の両端には開口部が設けられ、攪拌室１２と現像室１３がそこで連通する形になっている（図２参照）。
【００２４】
攪拌室１２には攪拌スクリュー２０が、現像室１３には搬送スクリュー３０が、それぞれ軸線を水平にして、且つ互いに平行に配置されている。攪拌スクリュー２０と搬送スクリュー３０の構造は後で詳しく説明する。
【００２５】
現像室１３は正面に開口部１４を有する。開口部１４には現像剤担持体であるマグネットローラ１５が配置されている。マグネットローラ１５の片側は現像室１３の内部に露出し、他の片側は現像室１３の外部に露出して像担持体である感光ドラム１６に向き合う。マグネットローラ１５と感光ドラム１６とは互いに近接又は接触する位置関係にあり、磁界によりマグネットローラ１５の表面に吸着されたトナーが感光ドラム１６に転移して静電潜像を現像する。消費された分のトナーは図示しないトナー貯蔵室より攪拌室１２に補充される。攪拌室１２の上面開口を覆う蓋１７にトナー補充用の開口部１８が形設されている。
【００２６】
攪拌スクリュー２０と搬送スクリュー３０は次のように設計される。すなわち、攪拌室１２内における現像剤の流動速度が、現像室１３内における現像剤の流動速度より遅くなるようにする。且つ、攪拌室１２と現像室１３との間で搬送量がほぼ同等に維持されるようにする。ここで「搬送量」とは、攪拌室１２又は現像室１３の特定の断面部分を単位時間に通過する現像剤の量のことをいう。
【００２７】
第１実施形態においては、スクリュー形状そのものが異なっている。すなわち攪拌スクリュー２０は１条ねじであり、搬送スクリュー３０に比べてスクリューピッチが小さい。搬送スクリュー３０は２条ねじであり、攪拌スクリュー２０に比べてスクリューピッチが大きい。これにより、攪拌スクリュー２０と搬送スクリュー３０を同一の回転速度で回転させた場合、攪拌スクリュー２０が現像剤にに与える流動速度は比較的遅く、搬送スクリュー３０が現像剤に与える流動速度は比較的速くなる。
【００２８】
第１実施形態では、スクリューの回転速度にも差をつける。すなわち攪拌スクリュー２０の回転速度（単位時間当たりの回転数）を、搬送スクリュー３０の回転速度よりも遅くする。これにより、攪拌スクリュー２０が現像剤にに与える流動速度と、搬送スクリュー３０が現像剤に与える流動速度との間には一層の差がつく。
【００２９】
第１実施形態の構成によれば、攪拌スクリュー２０と搬送スクリュー３０の間のスクリューピッチの差と、攪拌スクリュー２０と搬送スクリュー３０の間の回転速度差により、攪拌室１２における現像剤の流動速度と現像室１３における現像剤の流動速度との間に十分な差をつけることができる。従って、現像剤が攪拌室１２内を比較的低速で流動する間に十分な攪拌を行うことができる一方、現像剤は現像室１３を比較的高速で流動するので、マグネットローラ１５のうち、現像剤の供給開始箇所から離れたところに位置する部位にもトナー濃度の濃い現像剤が届く。従って、マグネットローラ１５のどちら側の端に近いかによって画像濃度に差がつくということが少ない。
【００３０】
ところで、搬送スクリュー３０による単位時間当たり搬送量よりも攪拌スクリュー２０による単位時間当たり搬送量が少ないと、搬送スクリュー３０による現像剤の搬送がどこかで途切れることになる。すなわち、マグネットローラ１５に現像剤が接触しない箇所が生じる。これはそのまま画像ムラとなる。
【００３１】
搬送スクリュー３０よりも現像剤に与える流動速度が遅いにも関わらず、現像剤の単位時間当たり搬送量を搬送スクリュー３０とほぼ同等とするため、攪拌スクリュー２０を次のように構成する。すなわち攪拌スクリュー２０の直径を搬送スクリュー３０の直径よりも大きくし、現像剤を送るねじの突条部の断面積に、現像剤の流動速度の差を補って余りある程の差をつける（図１参照）。
【００３２】
このように構成することにより、攪拌スクリュー２０の現像剤搬送能力を搬送スクリュー３０の現像剤搬送能力とほぼ同等とし、攪拌室１２から現像室１３への現像剤供給を途切れさせないようにすることができる。
【００３３】
図３に本発明の第２実施形態を示す。図３は図２と同じく攪拌スクリュー及び搬送スクリューの構造を示す正面図であって、中間部省略の形で描かれている。
【００３４】
第２実施形態の攪拌スクリュー２０と搬送スクリュー３０の構造は、基本的には第１実施形態のものと変わらない。変わった点は、攪拌スクリュー２０の突条の条間に適宜間隔で攪拌リブ２１を形設したことである。これにより、現像剤が攪拌室１２内を流動する間に現像剤を一層良く攪拌することができる。
【００３５】
以上本発明の各実施形態につき説明したが、この他、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、攪拌スクリューを内蔵した攪拌室と、搬送スクリューを内蔵した現像室とを互いに平行に、且つ両端において連通するように配置し、攪拌スクリューにより攪拌室内の現像剤を現像室の一端に送り込み、送り込まれた現像剤を、現像室内に露出する現像剤担持体の表面に接触させつつ搬送スクリューにより現像室の他端に送り、現像剤担持体に付着しなかった現像剤を再び攪拌室に戻すようにした現像装置において、攪拌室と現像室の間で搬送量をほぼ同等に維持しつつ、攪拌室内における現像剤の流動速度を現像室内における現像剤の流動速度よりも遅くしたから、現像剤が攪拌室内を比較的低速で流動する間に十分な攪拌を行うことができる。反面、現像剤は現像室を比較的高速で流動するので、現像剤担持体のうち、現像剤の供給開始箇所から離れたところに位置する部位にもトナー濃度の濃い現像剤が届く。従って、現像剤担持体のどちら側の端に近いかによって画像濃度に差がつくということが少ない。攪拌室と現像室の間で搬送量がほぼ同等に維持されるので、現像剤の流れに淀みが生じるということがない。そして、攪拌スクリューの直径を搬送スクリューの直径よりも大きくすることにより、現像剤の速度に違いはあるものの、攪拌スクリューの現像剤搬送能力を搬送スクリューの現像剤搬送能力とほぼ同等とし、攪拌室から現像室への現像剤供給が途切れさせないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る現像装置の断面図
【図２】第１実施形態の現像装置の攪拌スクリュー及び搬送スクリューの構造を示す正面図
【図３】本発明の第２実施形態に係る現像装置の攪拌スクリュー及び搬送スクリューの構造を示す正面図
【図４】従来の現像装置の概略構成を示す断面図
【図５】図４の現像装置の平面図
【符号の説明】
１    現像装置
１０  現像容器
１１  隔壁
１２  攪拌室
１３  現像室
１４  開口部
１５  マグネットローラ（現像剤担持体）
１６  感光ドラム（像担持体）
２０  攪拌スクリュー
２１  攪拌リブ
３０  搬送スクリュー
【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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