(57)【要約】【課題】現像剤攪拌搬送部材の振れによって現像剤担持体への現像剤の供給ムラが生じることを抑制し、画像濃度ムラが生じることを抑制することができる現像装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体１と、感光体１に向けて開口部が形成されトナー及びキャリアを含む現像剤を収容する現像剤収容器２と、現像剤収容器２内の現像剤を攪拌しながら現像スリーブ３へ搬送する搬送スクリュ５、６とを有する現像装置において、搬送スクリュ５と搬送スクリュ５を囲む現像剤収容器２の内壁面２ａとの距離が搬送スクリュ５の振れが最大となる位置で最も小さくなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体と、該潜像担持体に向けて開口部が形成されトナー及びキャリアを含む現像剤を収容する現像剤収容器と、該現像剤収容器内の現像剤を攪拌しながら現像剤担持体へ搬送する攪拌搬送部材とを有する現像装置において、
該攪拌搬送部材と該攪拌搬送部材を囲む該現像剤収容器の内壁面との距離が該攪拌搬送部材の回転中の振れ量に応じて異なることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、
上記攪拌搬送部材と該攪拌搬送部材を囲む上記現像剤収容器の内壁面との距離は、該攪拌搬送部材の振れが最大となる位置で最小となることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項２の現像装置において、
上記攪拌搬送部材と該攪拌搬送部材を囲む上記現像剤収容器の内壁面との距離は、該攪拌搬送部材の軸方向端部から該攪拌搬送部材の振れが最大となる位置にかけて次第に小さくなることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項３の現像装置において、
上記攪拌搬送部材の振れが最大となる位置での該攪拌搬送部材と該攪拌搬送部材を囲む上記現像剤収容器の内壁面との距離は、該攪拌搬送部材の軸方向端部での該攪拌搬送部材と該攪拌搬送部材を囲む該現像剤収容器の内壁面との距離よりも該攪拌搬送部材の最大振れ量以上小さいことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
像担持体上に担持された潜像をトナー及びキャリアを含有する２成分現像剤によって現像する現像装置を備えた画像形成装置において、
上記現像装置として、請求項１、２、３又は４の現像装置を用い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、像担持体上に担持された潜像をトナー及びキャリアを含有する二成分現像剤によって現像する現像装置、及びこれを用いる複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置で使用される現像装置としては、トナー及びキャリアを含む現像剤を用いる２成分現像方式が広く知られている。この２成分現像方式の現像装置では、現像剤収容部内で攪拌搬送部材によって攪拌搬送される現像剤を現像剤担持体に供給し、潜像担持体に対向する現像領域でトナーのみを潜像担持体上の潜像に供給する。しかし、近年は現像装置の小型化が進められ省スペース化が図られているため、上記現像剤担持体と上記攪拌搬送部材とが近接して配置されるようになっている。そのため、現像剤担持体に現像剤を供給する際、攪拌搬送部材の影響が大きくなる。攪拌搬送部材の回転による回転軸の振れ（変動）が現像剤の嵩高さの変動となり、現像剤担持体内の磁極により汲み上げられる現像剤の汲み上げムラ（以下、供給ムラという）が生じ、最終的には画像濃度ムラが発生する。攪拌搬送部材の振れが最も大きい位置で、最も現像剤の嵩高さの変動が大きくなることが高速度カメラの観察により明らかになっている。
【０００３】
従来の攪拌搬送部材は、一般に熱可塑性樹脂を材料として射出成形されているため回転軸部が中実である。そのため、そり、ひけ等の成形不良が発生しやすく、回転の際に振れが生じやすかった。そこで、例えば、特許文献１では、攪拌搬送部材の回転軸の振れを抑制するために、回転軸に中空部を形成することが記載されている。回転軸に中空部を形成することによりそりやひけの発生が抑制されるため、攪拌搬送部材は回転しても振れが小さくなる。
【０００４】
なお、特許文献２では、潜像担持体近傍のトナー回収ケースに配設される攪拌搬送部材となる搬送スクリュの偏心による振れ量を、その最外周部が回転中にトナー回収ケースの内壁面と干渉しない程度に大きくすることが記載されている。この搬送スクリュは、収縮率の大きい樹脂で射出成形等により一体成型する。これにより、トナー回収ケース内での回収トナーの架橋の発生を抑制することができる。しかしながら、搬送スクリュの振れ量を規制する方法については明記されておらず、搬送スクリュとこの搬送スクリュを囲むトナー回収ケースの内壁面との距離は、搬送スクリュの軸方向で同一であると考えられる。
また、攪拌搬送部材とこの攪拌搬送部材を囲む現像剤収容器の内壁面との距離が攪拌搬送部材の軸方向で異なる構成である現像装置が提案されている。例えば、特許文献３では、トナー収容部内のトナーを現像ユニットへ搬送するための搬送スクリュと、搬送スクリュを覆うことによりトナーの搬送経路を規制するためのパイプ状部材とを備える現像装置において、搬送スクリュの外径とパイプ状部材の内径との隙間がトナー補給口に向かうに連れて小さくなるよう構成されている。これにより、トナーの現像ユニットへの流出を効果的に規制することができる。しかしながら、後述するように搬送スクリュの振れについては考慮されておらず、搬送スクリュの振れによっては、搬送スクリュの外径とパイプ状部材の内径との隙間が大きく又は小さくなりすぎてしまい、トナーの必要以上の流出又はトナー詰まりが発生してしまう。
また、特許文献４では、現像ユニット内の現像剤のうち古い現像剤が徐々に排出され新しい現像剤と入替が可能なトリクル機構を備えた現像装置が記載されている。このトリクル機構として、搬送スクリュの搬送方向下流側の一部に開設されるトリクル排出口と、このトリクル排出口に対応して配設されトリクル排出口からの現像剤の排出量を規制すべく搬送スクリュとは逆方向に現像剤を搬送可能な逆流発生部材とを備えている。そして、トリクル排出口と逆流発生部材の外周部との間の領域で逆流発生部材の上方側が局所的に狭く形成されている。これにより、現像装置の傾斜接地状態に起因する現像剤量や現像剤分布の変動を抑えて、良好な現像剤循環をもたらすことができる。しかしながら、後述するように逆流発生部材の振れについては考慮されておらず、逆流発生部材の振れによって外周部との間の隙間が大きくなることによって、現像剤の排出を抑えることが不可能となってしまう虞がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３５０３３４号公報
【特許文献２】特開平１０−３２３９号公報
【特許文献３】特開平１１−１３３７１６号公報
【特許文献４】特開２００５−２２１８５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、特許文献１では、搬送スクリュの振れを小さくすることができるが、振れを完全になくすことは不可能である。条件によってはその小さな振れのために現像剤担持体への現像剤の供給ムラとなり、画像濃度ムラの発生要因となってしまう。
【０００７】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものである。その目的とするところは、現像剤攪拌搬送部材の振れによって現像剤担持体への現像剤の供給ムラが生じることを抑制し、画像濃度ムラが生じることを抑制することができる現像装置及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の現像装置は、潜像担持体と、該潜像担持体に向けて開口部が形成されトナー及びキャリアを含む現像剤を収容する現像剤収容器と、該現像剤収容器内の現像剤を攪拌しながら現像剤担持体へ搬送する攪拌搬送部材とを有する現像装置において、該攪拌搬送部材と該攪拌搬送部材を囲む該現像剤収容器の内壁面との距離が該攪拌搬送部材の回転中の振れ量に応じて異なることを特徴とするものである。
請求項２の現像装置は、請求項１の現像装置において、上記攪拌搬送部材と該攪拌搬送部材を囲む上記現像剤収容器の内壁面との距離は、該攪拌搬送部材の振れ量が最大となる位置で最小となることを特徴とするものである。
請求項３の現像装置は、請求項２の現像装置において、上記攪拌搬送部材と該攪拌搬送部材を囲む上記現像剤収容器の内壁面との距離は、該攪拌搬送部材の軸方向端部から該攪拌搬送部材の振れが最大となる位置にかけて次第に小さくなることを特徴とするものである。
請求項４の現像装置は、請求項３の現像装置において、上記攪拌搬送部材の振れが最大となる位置での該攪拌搬送部材と該攪拌搬送部材を囲む上記現像剤収容器の内壁面との距離は、該攪拌搬送部材の軸方向端部での該攪拌搬送部材と該攪拌搬送部材を囲む該現像剤収容器の内壁面との距離よりも該攪拌搬送部材の最大振れ量以上小さいことを特徴とするものである。
請求項５の画像形成装置は、像担持体上に担持された潜像をトナー及びキャリアを含有する２成分現像剤によって現像する現像装置を備えた画像形成装置において、上記現像装置として、請求項１、２、３又は４の現像装置を用いることを特徴とするものである。
本発明は、攪拌搬送部材の振れ量に応じて、攪拌搬送部材とこの攪拌搬送部材を囲む現像剤収容器の内壁面との距離が異なる。ここで、攪拌部材と現像剤収容器の内壁面との距離は、攪拌搬送部材に振れが生じていない状態における距離である。例えば、撹拌搬送部材の振れが最大となる位置で撹拌搬送部材と現像剤収容器内壁面との距離を最も小さくすることにより、振れが最大となる位置で現像剤の嵩高さを上げることができる。攪拌搬送部材の回転によって搬送される現像剤量は軸方向でほぼ一定であることから、攪拌搬送部材と現像剤収容器内壁面との距離が狭いとその分現像剤の嵩高さが上がると考えられる。そのため、攪拌搬送部材の振れが最大となる位置では、現像剤の嵩高さが最も上がり攪拌搬送部材への現像剤の圧力が最も増加し、攪拌搬送部材の振れが抑えられる。その結果、攪拌搬送部材の振れによる現像剤担持体への現像剤の供給ムラが生じることを抑制することができる。また、攪拌搬送部材の振れを完全に抑えられない場合でも、攪拌搬送部材の振れが最大となる位置で現像剤の嵩高さを上げて現像剤の嵩高さが低くなりすぎることを抑制するため、現像剤搬送時の現像剤の嵩高さ変動を抑制することができる。その結果、現像剤担持体への現像剤の供給ムラが生じることを抑制することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、現像剤攪拌搬送部材の振れによって現像剤担持体への現像剤の供給ムラが生じることを抑制し、画像濃度ムラが生じることを抑制することができる現像装置及び画像形成装置を提供できるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明が適用された現像装置の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る現像装置の構成を示す構成図である。図２は、図１に示す現像装置の外観を示す斜視図である。図３は、現像装置に設けられた搬送スクリュの構成を示す平面図である。図１及び図２に示すように、この現像装置は、像担持体である感光体ドラム１の側方に配置され、図中矢印Ａ方向で回転する感光体ドラム１に向けて開口部が形成された現像剤収容器２（及び現像剤収容蓋９）を有している。この現像剤収容器２の開口部から、トナー及びキャリアからなる二成分現像剤（以下、現像剤という）を表面に坦持する現像剤担持体としての現像スリーブ３が一部露出するよう配置されている。現像スリーブ３は非磁性材料からなる円筒状のものであり、内部に固定された磁界発生手段としてのマグネットローラ３ａを有している。現像スリーブ３はこのマグネットローラ３ａの周りを矢印Ｂ方向に回転することができる。また、現像スリーブ３の周囲には、現像スリーブ３に担持されて感光体ドラム１との対向部に搬送される現像剤量を規制するドクタブレード４が設けられている。また、現像剤収容器２には、現像剤収容器２内の現像剤を攪拌しながら搬送するための撹拌搬送部材である搬送スクリュ５、６が設けられている。図３に示すように、例えば搬送スクリュ５は、回転軸５ａと、回転軸５ａの周りに螺旋状に設けられた攪拌面部５ｂとから構成される。なお、図１では、撹拌スクリュ５、６の間には仕切りがあるが、現像剤収容器２の長手方向手前側、奥側には仕切りがなく、現像剤収容器２内はつながっており現像剤が移動できるようになっている。さらに、現像剤収容器２内の撹拌スクリュ６の上方には、補充用トナーを収容するトナーホッパ７が設けられている。また、現像剤収容器２の底部には、現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサ８が設置されている。
【００１１】
上記構成の現像装置では、現像剤撹拌スクリュ５、６が回転することにより、現像剤収容器２に収容されている現像剤が撹拌されながら現像スリーブ３近傍へ搬送される。この時、現像剤は攪拌作用により摩擦帯電する。現像スリーブ３近傍の現像剤供給部ａに搬送された現像剤は現像スリーブ３内部のマグネットローラ３ａによる磁力によって現像スリーブ３表面に汲み上げられ、現像スリーブ３の矢印Ｂ方向の回転により、ドクタブレード４よりも現像剤搬送方向上流側である層厚保規制部ｂに搬送される。次にドクタブレード４により層厚を規制された現像剤は、感光体ドラム１に最近接する部位まで搬送され、トナーが感光体ドラム１上の静電潜像に電気的に付着する。そして、トナー濃度センサ８によりトナー濃度が所定のトナー濃度より低下したことが検知されれば、トナーホッパ７から補充用のトナーを補給して適正なトナー濃度とするように制御される。
【００１２】
ところで、搬送スクリュ５、６は、図示しない軸受で支持されながら回転駆動しており、回転により回転軸５ａ、６ａの振れが生じてしまう。搬送スクリュ５、６の回転軸５ａ、６ａが振れると、上述したように現像スリーブ３への現像剤の供給ムラが生じてしまう。そこで、本実施形態に係る現像装置では、搬送スクリュ５と現像剤収容器２の内壁面２ａとの距離を搬送スクリュ５の振れ量に応じて異なる構成とした。
【００１３】
以下、具体的な構成について説明する。図４は、図２に示す現像装置の現像剤収容蓋を取り除いて図示した斜視図である。図５は、図４に示す現像装置の搬送スクリュの中央部ｃを拡大した平面図である。図６は、図４に示す現像装置の搬送スクリュの端部ｄを拡大した平面図である。図７は、図５に示す搬送スクリュの中央部ｃをさらに拡大した平面図である。図８は、図６に示す搬送スクリュの端部ｄをさらに拡大した平面図である。本実施形態に係る現像装置では、搬送スクリュ５の振れ量が軸方向中央部ｃにおいて最大となり、軸受で支持される両端部ｄにおいて最小となる。そこで、図４乃至図８に示すように、搬送スクリュ５の攪拌面部５ａと現像剤収容器２の内壁面２ａとの距離が搬送スクリュ５の中央部ｃで最小となり、搬送スクリュ５の端部ｄにかけて次第に広くなるように、現像剤収容器２の内壁面２ａに傾斜面が形成されている。具体的には、搬送スクリュ５は、回転軸５ａの長手方向長さが３６２ｍｍ、攪拌面部５ｂの外径が１４ｍｍ、最大振れ量が０．５ｍｍで形成されている。そして、図７に示すように、搬送スクリュ５の中央部ｃで振れが最大となる位置では、搬送スクリュ５の攪拌面部５ｂと現像剤収容器２の内壁面２ａとの距離が０．８ｍｍとなる。図８に示すように、搬送スクリュ５の端部ｄで振れが最小となる位置では、搬送スクリュ５の攪拌面部５ｂと現像剤収容器２の内壁面２ａとの距離が１．５ｍｍとなる。ここで、搬送スクリュ５の攪拌面部５ａと現像剤収容器２の内壁面２ａとの距離は、搬送スクリュ５に振れが生じていない状態、すなわち停止状態における距離である。
【００１４】
このように、搬送スクリュ５の振れが最大となる位置で搬送スクリュ５の攪拌面部５ｂと現像剤収容器２の内壁面２ａとの距離を最も小さくする。搬送スクリュ５の回転によって搬送される現像剤量は軸方向でほぼ一定であることから、搬送スクリュ５の攪拌面部５ｂと現像剤収容器２の内壁面２ａとの距離が小さい程その分現像剤の嵩高さが上がると考えられる。そのため、搬送スクリュ５の振れが最大となる位置では、現像剤の嵩高さが最も上がり、搬送スクリュ５への現像剤の圧力が最も増加し、搬送スクリュ５の振れが抑えられる。その結果、搬送スクリュ５による現像スリーブ３への現像剤の供給ムラが生じることを抑制することができる。また、搬送スクリュ５の振れを完全に抑えられない場合でも、搬送スクリュ５の振れが最大となる位置で現像剤の嵩高さを上げて現像剤の嵩高さが低くなりすぎることを抑制するため、現像剤搬送時の現像剤の嵩高さ変動を抑制することができる。その結果、現像スリーブ３への現像剤の供給ムラが生じることを抑制することができる。なお、搬送スクリュ５の中央部ｃでの搬送スクリュ５の攪拌面部５ｂと現像剤収容器２の内壁面２ａとの距離は、搬送スクリュ５の端部ｄでの搬送スクリュ５の攪拌面部５ｂと現像剤収容器２の内壁面２ａとの距離よりも搬送スクリュ５の最大振れ量（本実施形態では０．５ｍｍ）以上小さくなることが好ましい。これにより、搬送スクリュ５の中央部ｃで搬送スクリュ５の振れを抑えるだけの圧力をかけることが可能となる現像剤量となり、供給ムラの抑制に効果的である。このことは実験により検証されている。
【００１５】
なお、本実施形態では、現像剤供給部ａに近い搬送スクリュ５に適用した場合について説明したが、搬送スクリュ６に適用することも可能である。また、本実施形態では、搬送スクリュ５の中央部で振れ量が最大となる例を説明したが、必ずしも中央部で振れが最大とならない搬送スクリュにも適用できることは言うまでもない。搬送スクリュの振れが最大となる位置に合わせて、搬送スクリュの攪拌面部と現像剤収容器内壁面との距離を設定すればよい。また、搬送スクリュの攪拌面部と現像剤収容器の内壁面との距離は、搬送スクリュの振れ精度、現像剤収容器内への現像剤セット量、現像剤特性（嵩密度や流動性等）、及び現像スリーブ（マグネットローラ）の磁気特性等により適宜決定される。
【００１６】
以上、本実施形態に係る現像装置によれば、攪拌搬送部材である搬送スクリュ５の回転中の振れ量に応じて、搬送スクリュ５の攪拌面部５ｂとこの搬送スクリュ５を囲む現像剤収容器２の内壁面２ａとの距離が異なる。よって、搬送スクリュ５の振れによる現像スリーブ３への現像剤の供給ムラを抑制することが可能となる。
本実施形態に係る現像装置によれば、搬送スクリュ５の振れの最大となる位置で搬送スクリュ５の攪拌面部５ｂと現像剤収容器２の内壁面２ａとの距離が最小となる。よって、搬送スクリュ５の振れが最大となる位置で、現像剤の嵩高さを上げることができる。その結果、搬送スクリュ５の振れを抑え、現像スリーブ３への現像剤の供給ムラが生じることを抑制することができる。
本実施形態に係る現像装置によれば、搬送スクリュ５の攪拌面部５ｂと現像剤収容器２の内壁面２ａとの距離が、搬送スクリュ５の軸方向端部ｄから中央部ｃにかけて次第に小さくなっている。よって、搬送スクリュ５によって搬送される現像剤に急激な変化を与えることがない。
また、本実施形態に係る現像装置によれば、搬送スクリュ５の振れが最大となる位置（中央部ｃ）での搬送スクリュ５の攪拌面部５ｂと現像剤収容器２の内壁面２ａとの距離が、搬送スクリュ５の振れが最小となる位置（端部ｄ）での搬送スクリュ５の攪拌面部５ｂと現像剤収容器２の内壁面２ａとの距離よりも、搬送スクリュ５の最大振れ量以上小さい。そのため、搬送スクリュ５の中央部ｃでは、搬送スクリュ５の振れを押さえ込むだけの圧力をかけることができるだけの現像剤の嵩高さを得ることができる。
また、本実施形態に係る現像装置を搭載した画像形成装置は、現像スリーブ３への現像剤の供給ムラによる画像濃度ムラの発生を抑制することができる。
なお、本実施形態に係る現像装置は、図示しないが例えば、感光体上に形成したトナー像を印刷用紙に直接転写する画像形成装置や、感光体上のトナー像を一旦中間転写体に転写し、その後中間転写体上のトナー像を印刷用紙に転写する画像形成装置に搭載することができる。また、ひとつの感光体及びひとつの現像装置４を有するモノクロ画像形成装置であっても、一つの感光体上に各色ごとのトナー像を順次形成し、感光体上の各色トナー像を順次中間転写体又は印刷用紙に重ね合わせて転写するカラー画像形成装置であってもよい。また例えば、感光体を含む画像形成ユニットを複数組並べて配置し、各画像形成ユニットの感光体上に互いに異なる色のトナー像を形成し、各感光体上のトナー像を中間転写体又は印刷用紙に重ね合わせて転写するタンデム型のカラー画像形成装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係る現像装置の構成を示す構成図。
【図２】同現像装置の外観を示す斜視図。
【図３】同現像装置の搬送スクリュの構成を示す平面図。
【図４】同現像装置の現像剤収容蓋を取り除いた外観を示す斜視図。
【図５】同現像装置の搬送スクリュの中央部を拡大した平面図。
【図６】同現像装置の搬送スクリュの端部を拡大した平面図。
【図７】同現像装置の搬送スクリュの中央部をさらに拡大した平面図。
【図８】同現像装置の搬送スクリュの端部をさらに拡大した平面図。
【符号の説明】
【００１８】
１    感光体ドラム
２    現像剤収容器
２ａ    内壁面
３    現像スリーブ
４    ドクタブレード
５    搬送スクリュ
６    搬送スクリュ
【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】
2007147997.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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