(57)【要約】【課題】撹拌用現像剤室の現像剤搬送方向下流側端部における現像剤の堆積に起因する現像ローラ長手方向における画像の濃度むらを防止する。【解決手段】現像ローラと、現像剤搬送供給手段と、前記現像剤搬送供給手段を内蔵する供給用現像剤室と、現像剤搬送撹拌手段と、前記現像剤搬送撹拌手段を内蔵する撹拌用現像剤室と、前記供給用現像剤室と前記撹拌用現像剤室とを両端部で連通する連通部と、を有する現像装置において、前記供給用現像剤室の開口部に、前記現像剤搬送供給手段から前記現像ローラに供給される現像剤の量を規制する規制部材を備え、前記規制部材により規制された後の前記現像ローラに供給される現像剤の量が、前記現像剤搬送供給手段の現像剤搬送方向における上流側の位置から下流側の位置に向けて、暫時増加するように構成されていることを特徴とする現像装置。【選択図】図４
2007322612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアからなる２成分現像剤を回転しながら担持する現像ローラと、
前記現像ローラに隣接して回転自在に配設され、現像剤を前記現像ローラの回転軸と平行な一方の方向に搬送しながら前記現像ローラに供給する現像剤搬送供給手段と、
前記現像ローラ側に開口部を有し、前記現像剤搬送供給手段を内蔵する供給用現像剤室と、
前記現像剤搬送供給手段の下方に回転自在に配設され、現像剤を前記現像剤搬送供給手段が搬送する方向と逆方向に搬送しながら撹拌する現像剤搬送撹拌手段と、
前記現像ローラ側に開口部を有し、前記供給用現像剤室の下方に配設され、前記現像剤搬送撹拌手段を内蔵する撹拌用現像剤室と、
前記供給用現像剤室と前記撹拌用現像剤室とを両端部で連通する連通部と、を有する現像装置において、
前記供給用現像剤室の前記開口部に、前記現像剤搬送供給手段から前記現像ローラに供給される現像剤の量を規制する規制部材を配設し、
前記現像ローラに供給される現像剤の量が、前記現像剤搬送供給手段の現像剤搬送方向における上流側の位置から下流側の位置に向けて、暫時増加するように前記規制部材が配置されていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像ローラに供給される現像剤の量は、前記現像剤搬送供給手段の現像剤搬送方向における最上流位置からの距離に比例して増加するように前記規制部材が配置されてい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】
前記現像ローラに供給される現像剤の量は、前記現像剤搬送供給手段の現像剤搬送方向における最上流位置での現像剤供給量が、最下流位置での現像剤供給量に対する１／４〜３／４の量となるように、前記規制部材が構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記規制部材は前記供給用現像剤室の前記開口部の一部を遮蔽する規制壁を有し、前記規制壁の高さが、前記現像剤搬送供給手段の現像剤搬送方向の上流側の位置から下流側の位置に向けて、暫時低くなるように形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記規制壁の高さが、前記現像剤搬送供給手段の現像剤搬送方向における最上流位置からの距離に比例して増加するように形成されていることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像ローラは、回転するスリーブと、該スリーブの内側に固設され、複数の磁極を有する固定磁石と、からなり、
前記複数の磁極の内の少なくとも１つの磁極は、前記供給用現像剤室から前記現像ローラへと供給される現像剤を前記スリーブ上で受け取るためのキャッチ極であり、
該キャッチ極が前記スリーブ上に発生させる磁束密度の中心位置は、前記スリーブの回転方向において、前記現像剤搬送供給手段の回転中心と前記規制部材の上部とを結ぶ直線の延長線が前記スリーブ上で交叉する点より上流側に位置するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５に記載の現像装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の現像装置を備えた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に基づいて画像を形成するために用いられる現像装置、及びそれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、潜像担持体に形成された潜像にトナーを供給して現像を行う現像装置として様々な種類のものが使用されていた。また近年は、画像形成装置本体の小型化が嘱望されており、特に複数の現像装置を用いるカラー機において現像装置の小型化の要望が大である。
【０００３】
図６に従来の現像装置の主要断面図を示す。図６（ａ）はトナーとキャリアからなる２成分の現像剤を用いる従来の現像装置の１例を示す概略図である。この現像装置２３Ｃは、現像剤を回転しながら担持する現像ローラ２３６と、現像ローラ２３６に平行に隣接され、現像ローラ２３６の長手方向に現像剤を均一に供給できるように、現像剤を一方向に搬送しながら現像ローラ２３６に供給する搬送スクリュー２３１と、搬送スクリュー２３１の下方に配設され、搬送スクリュー２３１の現像剤搬送方向と反対方向に現像剤を搬送しながら撹拌する搬送スクリュー２３２と、搬送スクリュー２３１を内蔵し、現像ローラ２３６側に開口部を有する供給用現像剤室２３３と、搬送スクリュー２３２を内蔵し、現像ローラ２３６側に開口部を有する撹拌用現像剤室２３４と、を備えている。供給用現像剤室２３３と撹拌用現像剤室２３４とは、隔壁２３５によって仕切られ、長手方向の両端部に形成された連通部（参照符号なし）で連通しており、現像剤はこれら２つの現像剤室内で循環するように搬送される。搬送スクリュー２３１により現像ローラ２３６表面に供給された現像剤は、潜像担持体１と対向する位置での現像によりトナーを消費された後、撹拌用現像剤室２３４に回収され、搬送スクリュー２３２により撹拌されながら搬送される。
【０００４】
このような現像装置２３Ｃでは２本の搬送スクリューが現像装置内の上下方向に配置されているので、現像装置２３Ｃの左右方向の寸法を小さくすることができる。また、現像ローラ２３６へ現像剤を供給する場所と現像ローラ２３６から現像剤を回収する場所とが独立しているため、回収すべき現像剤の現像ローラ２３６への再付着が起こらないと言う利点を有している。
【０００５】
しかし、このような現像装置２３Ｃでは搬送スクリュー２３１と搬送スクリュー２３２によって現像剤を循環する際、下方の撹拌用現像剤室２３４から上方の供給用現像剤室２３３へ重力に抗して行う移送が難しく、撹拌用現像剤室２３４の現像剤搬送方向下流側の端部に現像剤が堆積してしまうという現象が発生しがちである。
【０００６】
通常の現像装置においては、供給用現像剤室２３３から潜像担持体１と現像ローラ２３６との間に磁気ブラシを形成する現像領域に向けて、現像ローラ２３６により供給される単位時間当たりの現像剤の量は、搬送スクリュー２３２により搬送される単位時間当たりの現像剤の量より多くなるように構成されている。そのため、現像ローラ２３６から搬送スクリュー２３２によって回収される単位時間当たりの現像剤の量も多くなり、撹拌用現像剤室２３４の現像剤搬送方向下流側の端部に現像剤が堆積し易くなる。撹拌用現像剤室２３４の現像剤搬送方向下流側の端部に現像剤が堆積すると、供給用現像剤室２３３内の現像剤搬送方向上流側の端部における現像剤の量も多くなり、この近傍における搬送スクリュー２３１から現像ローラ２３６に向けて供給される現像剤の量が多くなる。その結果、供給用現像剤室２３３の現像剤搬送方向上流側の位置に対応する現像ローラ２３６周辺の位置において、現像ローラ２３６に形成される磁気ブラシ層厚を規制する層厚規制部材２３７付近で循環して滞留する現像剤が増大する。この位置に滞留する現像剤は、層厚規制部材２３７の規制により、現像領域には一定量しか搬送されないため、この位置で循環する現像剤の量が多くなる。
【０００７】
一方、この位置の近傍で現像領域に搬送されてトナーを消費された現像剤は、搬送スクリュー２３２により回収され、撹拌用現像剤室２３４の現像剤搬送方向下流側に搬送されて再び供給用現像剤室２３３の現像剤搬送方向上流側の端部近傍に搬送される。かくして、供給用現像剤室２３３の現像剤搬送方向上流側の端部近傍から現像ローラ２３６の端部近傍へと供給される現像剤は、搬送スクリュー２３１から現像ローラ２３６へ、現像ローラ２３６から搬送スクリュー２３２へ、搬送スクリュー２３２から再び搬送スクリュー２３１へ、という小さな循環の流れを形成する。
【０００８】
この小さな循環を繰り返す現像剤は、搬送スクリュー２３１により供給用現像剤室２３３の現像剤搬送方向下流側に向けて搬送されるという大きな循環を行う現像剤と比較すると、循環の頻度が高く、短い経路で行われるため、この経路でのトナー消費が多くなってトナー濃度が低下し、現像ローラ２３６長手方向における画像の濃度むらを生じさせる原因となる。
【０００９】
現像装置の小型化に対する他の構成として、上下方向のサイズを小さくするため、上下に配設された搬送スクリューの位置を高くする方法もあるが、搬送スクリュー（上）から現像ローラに供給される現像剤の量が増大するため、供給用現像剤室２３３の現像剤搬送方向上流側の位置に対応する現像ローラ２３６周辺の位置における現像剤の小さな循環の流れも増大し、画像の濃度むらを助長するという問題がある。
【００１０】
これらの問題に対し、特許文献１にて解決技術が提案されている。図６（ｂ）は従来の現像装置の他の例であり、特許文献１に記載された現像装置２３Ｄを示す略図である。
【００１１】
この現像装置２３Ｄが図６（ａ）で説明した現像装置２３Ｃと異なる点は、搬送スクリュー２３８を搬送スクリュー２３２と現像ローラ２３６との間に配設した点である。搬送スクリュー２３８は搬送スクリュー２３２とほぼ平行に配置され、搬送スクリュー２３２とは逆方向に現像剤を搬送するようになっている。これにより撹拌用現像剤室２３４の現像剤搬送方向下流側の端部に現像剤が堆積する量を減少させている（特許文献１参照）。
【００１２】
しかし、搬送スクリュー２３８を設けると、装置が複雑化することは勿論のことであるが、それ以外にも、搬送スクリュー２３８により、現像剤が堆積する端部と反対方向に現像剤を搬送しても、いずれは搬送スクリュー２３２に移送されて端部に向かって搬送されるため、搬送スクリュー２３８による現像剤の端部への堆積を抑制することはできても完全に無くすことはできない。そのため、出力される画像に発生する濃度むらも無くすことができない。また、現像剤の移送動作の増加により現像剤に与えるストレスも増加してしまう。
【００１３】
一方、現像剤が供給用現像剤室２３３の現像剤搬送方向上流側の位置に対応する現像ローラ２３６端部周辺の位置で滞留する原因の１つは、搬送スクリュー２３１により搬送される現像剤の搬送力が弱いため、現像ローラ２３６に供給された後、現像ローラ２３６を経由して搬送スクリュー２３２に戻され、現像ローラ２３６のもう一方の端部まで行き着かない現像剤があるためである。この点に着目して、搬送スクリュー２３２の現像剤搬送能力を現像ローラ２３６の現像剤搬送能力より高めることにより、撹拌用現像剤室２３４の端部に現像剤が堆積する量を減少させるという解決技術も提案されている（特許文献２参照）。
【００１４】
しかしながら、搬送スクリュー２３２の現像剤搬送能力の向上には限界があり、近年の画像形成に対するスピードアップの要望を満足させることは困難である。
【特許文献１】特許第３１２７５９４号公報
【特許文献２】特許第３１０４７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、搬送スクリューを上下に配設することにより画像形成装置の小型化を図る現像装置において、上記のような問題を解決し、簡単な構成でありながら、現像剤に与えるストレスの増加を防ぎ、現像剤の循環性能を確保し、画像形成スピードを制限する必要がなく、現像ローラの長手方向におけるトナー濃度が均一で濃度むらの無い良好な画像を得ることができる現像装置、及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の目的は、下記の構成により達成することが出来る。
【００１７】
１．トナーとキャリアからなる２成分現像剤を回転しながら担持する現像ローラと、
前記現像ローラに隣接して回転自在に配設され、現像剤を前記現像ローラの回転軸と平行な一方の方向に搬送しながら前記現像ローラに供給する現像剤搬送供給手段と、
前記現像ローラ側に開口部を有し、前記現像剤搬送供給手段を内蔵する供給用現像剤室と、
前記現像剤搬送供給手段の下方に回転自在に配設され、現像剤を前記現像剤搬送供給手段が搬送する方向と逆方向に搬送しながら撹拌する現像剤搬送撹拌手段と、
前記現像ローラ側に開口部を有し、前記供給用現像剤室の下方に配設され、前記現像剤搬送撹拌手段を内蔵する撹拌用現像剤室と、
前記供給用現像剤室と前記撹拌用現像剤室とを両端部で連通する連通部と、を有する現像装置において、
前記供給用現像剤室の前記開口部に、前記現像剤搬送供給手段から前記現像ローラに供給される現像剤の量を規制する規制部材を配設し、
前記現像ローラに供給される現像剤の量が、前記現像剤搬送供給手段の現像剤搬送方向における上流側の位置から下流側の位置に向けて、暫時増加するように前記規制部材が配置されていることを特徴とする現像装置。
【００１８】
２．前記現像ローラに供給される現像剤の量は、前記現像剤搬送供給手段の現像剤搬送方向における最上流位置からの距離に比例して増加するように前記規制部材が配置されていることを特徴とする１に記載の現像装置。
【００１９】
３．前記現像ローラに供給される現像剤の量は、前記現像剤搬送供給手段の現像剤搬送方向における最上流位置での現像剤供給量が、最下流位置での現像剤供給量に対する１／４〜３／４の量となるように、前記規制部材が構成されていることを特徴とする１又は２に記載の現像装置。
【００２０】
４．前記規制部材は前記供給用現像剤室の前記開口部の一部を遮蔽する規制壁を有し、前記規制壁の高さが、前記現像剤搬送供給手段の現像剤搬送方向の上流側の位置から下流側の位置に向けて、暫時低くなるように形成されていることを特徴とする１乃至３のいずれか１項に記載の現像装置。
【００２１】
５．前記規制壁の高さが、前記現像剤搬送供給手段の現像剤搬送方向における最上流位置からの距離に比例して増加するように形成されていることを特徴とする４に記載の現像装置。
【００２２】
６．前記現像ローラは、回転するスリーブと、該スリーブの内側に固設され、複数の磁極を有する固定磁石と、からなり、
前記複数の磁極の内の少なくとも１つの磁極は、前記供給用現像剤室から前記現像ローラへと供給される現像剤を前記スリーブ上で受け取るためのキャッチ極であり、
該キャッチ極が前記スリーブ上に発生させる磁束密度の中心位置は、前記スリーブの回転方向において、前記現像剤搬送供給手段の回転中心と前記規制部材の上部とを結ぶ直線の延長線が前記スリーブ上で交叉する点より上流側に位置するように構成されていることを特徴とする１乃至５に記載の現像装置。
【００２３】
７．１乃至６のいずれか１項に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る現像装置、及びそれを備えた画像形成装置を用いることにより、画像形成スピードに拘わらず、現像剤に与えるストレスを増加させずに現像剤の循環性能を確保して現像ローラの長手方向におけるトナー濃度を均一にすることにより、濃度むらの無い良好な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明に係わる実施の形態の一例について、以下、図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１は本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置の構成を示す模式図である。図１において、デジタル方式による画像形成装置１は、画像読み取り部１Ａ、画像処理部１Ｂ、画像形成部１Ｃ、及び転写材給紙部１Ｄを有する。
【００２７】
画像読み取り部１Ａの上部には原稿を自動搬送する自動原稿送り手段（参照符号無し）が設けてあり、原稿載置台１１上に載置される原稿Ｇを分離手段（参照符号無し）で１枚づつ分離し、分離された原稿の画像読み取りは、原稿搬送ローラ１２の下部に該当する読み取り位置１３ａを介して行うようになっている。
【００２８】
画像読み取りは、画像読み取り部１Ａに設けた後述する光学系により行う。
【００２９】
読み取られた原稿Ｇは原稿搬送ローラ１２を含む搬送手段（参照符号無し）により更に下流に搬送され、原稿排紙皿１４上に排出される。
【００３０】
原稿Ｇが両面に画像を有する場合であって、その両面画像を読み取る場合には、第１面が読み取られた原稿Ｇを反転手段（参照符号無し）で反転した後、再度、前記読み取り位置１３ａにて読み取り、しかる後、前記原稿排紙皿１４上に排出する。
【００３１】
また、前記自動原稿送り手段は可倒式となっており、当該自動原稿送り手段を持ち上げてプラテンガラス１３上に載置した原稿Ｇの画像を読み取る場合、前記画像読み取り部１Ａの光学系の一部を移動させて行う。
【００３２】
画像読み取り手段は、照明ランプ及び第１ミラーを有する第１ミラーユニット１５と、相対的にＶ字状に配置した第２ミラー及び第３ミラーを有する第２ミラーユニット１６と、前記第３ミラーの反射光路上に固定して設けた投影レンズ１７およびラインセンサである撮像素子ＣＣＤを含む。
【００３３】
画像読み取りは、自動原稿送り手段により送られる原稿Ｇに対しては、前記第１ミラーを画像読み取り位置１３ａの下方に位置するように前記第１ミラーユニット１５を位置固定するとともに、当該第１ミラーユニットに対して所定距離離れた位置に前記第２ミラーユニット１６を位置固定して行い、一方、プラテンガラス１３上に載置された原稿Ｇに対しては、前記第１ミラーユニット１５および第２ミラーユニット１６を２：１の速度比で同方向（図において左から右方向）に移動させることにより行う。
【００３４】
読み取られた画像は、前記投影レンズ１７を通して撮像素子ＣＣＤの受光面に結像される。
【００３５】
撮像素子ＣＣＤ上に結像された光学像は順次電気信号（輝度信号）に光電変換されたのちＡ／Ｄ変換され、画像処理部１Ｂにおいて濃度変換、フィルタ処理などの処理が施された後、画像データとして、一旦、メモリに記憶される。
【００３６】
画像形成部１Ｃには、ドラム状の感光体からなる像担持体（以下、感光体という）２１、および、前記感光体２１の外周に沿って設けた、帯電器２２、現像装置２３、転写器２４、分離器２５、クリーニング装置２６及び光除電手段としてのＰＣＬ（プレチャージランプ）２７を配してあり、これらは、画像形成ユニットとして一体的に引き出し可能に構成してある。
【００３７】
本実施の形態において、クリーニング装置２６は前記感光体２１の回転方向に対してカウンタ方向に設けたブレードからなるクリーニング手段と、転写工程終了後の前記感光体２１から前記クリーニング手段で除去したトナーを捕集するための捕集部位とを有する。
【００３８】
前記感光体２１は、光導電性化合物をドラム基体上に塗布形成したもので、例えば、有機感光体（ＯＰＣ）が好ましく使用され、図示の時計方向に駆動回転される。
【００３９】
静電荷潜像の形成は、帯電器２２により一様帯電（例えば、マイナス帯電）を行った後の前記感光体２１上に、前記画像処理部１Ｂのメモリから呼び出された画像信号（画像データ）に基づく露光を順次行うことによりなされる。
【００４０】
書き込み手段である露光光学系３０は、図示しないレーザダイオードを発光光源とし、回転するポリゴンミラー３１、ｆθレンズ３４、シリンドリカルレンズ３５および反射ミラー３２、３３を有し、これら光学系で主走査がなされる。
【００４１】
参照符号Ａｏは像露光位置を示し、副走査は前記感光体２１の回転によりなされる。
【００４２】
前記感光体２１上に形成された静電荷潜像は、前記現像装置２３の作動に起因する、磁性キャリアと非磁性トナー（実施の形態においては、マイナスに帯電されている）とを含む二成分現像剤の接触現像によって反転現像され、可視像（トナー像）に変換される。
【００４３】
本実施の形態における現像装置２３の具体的な構成については後述する。
【００４４】
転写材給紙部１Ｄには、それぞれに異なるサイズの転写材（例えば、普通紙からなり、以下、転写紙という）Ｐを収納した給紙ユニット４１（Ａ）、４１（Ｂ）、４１（Ｃ）が設けられ、また側方には手差し給紙を行う手差し給紙ユニット４２が設けられており、それらの何れかから選択された転写紙Ｐは送り出しローラ（給紙ローラ）および分離ローラ等公知の手段により給紙ユニットから送り出され、案内ローラ４３により搬送路４０に沿って搬送され、レジストローラ対４４に達し、当該レジストローラ対の回転開始に伴って再給紙され、転写前ローラやガイド板を介して転写領域に向け搬送される。
【００４５】
前記感光体２１上に形成されたトナー像は、転写領域に設けてある転写器２４の作用によって転写紙Ｐ上に転写され、次いで分離器２５の作用を受けて前記感光体２１から分離し、搬送装置４５により定着器５０に向けて搬送される。
【００４６】
定着器５０は定着ローラ５１と加圧ローラ５２とを有しており、転写紙Ｐが両ローラ間を通過する際に、加熱・加圧を加え、以て、トナーを転写紙Ｐ上に溶融定着させる。
【００４７】
トナー画像が定着された転写紙Ｐは排紙ローラ６３を介して、排紙トレイ６４上に排出される。
【００４８】
以上は、転写紙の片面への画像形成を行う場合の説明であり、一方、本実施の形態の画像形成装置１は転写紙の両面に画像形成を行い得るとともに、排紙トレイへの転写紙の排出も反転排出できる構成を有するが、本発明に直接関係がないので説明は省略する。
【００４９】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る現像装置の断面図であり、図３は、本発明の第２の実施形態に係る現像装置の断面図である。
【００５０】
図２において、現像装置２３Ａは、図６（ａ）に示す従来例の現像装置２３Ｃと類似した構成及び動作を有しており、同一の構成部材には同一の符番を用いているため説明は省略し、異なる構成及び動作についてのみ説明する。図４は、図２又は図３のＡ矢視図である。
【００５１】
図２（ａ）は、供給用現像剤室２３３の現像剤搬送方向の最上流位置における断面図であり、図２（ｂ）は、供給用現像剤室２３３の現像剤搬送方向の最下流位置における断面図である。
【００５２】
第１の実施形態に係る現像装置２３Ａが図６（ａ）に示す従来例の現像装置２３Ｃと異なる点は、従来例の現像装置２３Ｃでは、供給用現像剤室２３３における現像ローラ２３６への開口部の大きさが長手方向で一定であるのに対し、本発明の実施形態に係る現像装置２３Ａでは、供給用現像剤室２３３における現像ローラ２３６への開口部に対し、長手方向での開口部の大きさを変えた形状を有する規制部材２３９が配設されている点である。搬送スクリュー２３１の回転中心の位置は、従来例の現像装置２３Ｃと同様に、現像ローラ２３６の回転中心の位置より低い位置である。
【００５３】
図２（ａ）及び図２（ｂ）において、規制部材２３９は、供給用現像剤室２３３と撹拌用現像剤室２３４とを遮蔽する隔壁の役割を有すると共に、現像ローラ２３６と現像剤搬送供給手段である搬送スクリュー２３１との間に、供給用現像剤室２３３の開口部における供給用現像剤室２３３から現像ローラ２３６へ向けて搬送される現像剤の量を規制するための規制壁２３９ａを備えている。規制壁２３９ａの高さは、供給用現像剤室２３３の現像剤搬送方向の上流側で高く、下流側に向けて暫時低くなるように形成されている。なお、規制部材２３９は供給用現像剤室２３３と撹拌用現像剤室２３４とを遮蔽する隔壁とは別に設けてもよい。
【００５４】
図３において、本発明の第２の実施形態に係る現像装置２３Ｂは、図２に示す第１の実施形態に係る現像装置２３Ａと類似した構成及び動作を有しており、同一の構成部材には同一の符番を用いているため説明は省略し、異なる構成及び動作についてのみ説明する。
【００５５】
図３（ａ）は、供給用現像剤室２３３の現像剤搬送方向の最上流位置における断面図であり、図３（ｂ）は、供給用現像剤室２３３の現像剤搬送方向の最下流位置における断面図である。
【００５６】
第２の実施形態に係る現像装置２３Ｂが図２に示す第１の実施形態の現像装置２３Ａと異なる点は、現像装置２３Ａでは、搬送スクリュー２３１の回転中心の位置が現像ローラ２３６の回転中心の位置より低い位置であるのに対し、第２の実施形態に係る現像装置２３Ｂでは、搬送スクリュー２３１の回転中心の位置が現像ローラ２３６の回転中心の位置より高い位置となっている点である。この構成の長所は、下方の搬送スクリュー２３２の回転中心の位置を現像ローラ２３６の回転中心の位置に近づけることができるため、現像装置２３Ｂの小型化が可能となる点である。一方、搬送スクリュー２３１の位置が高いと、搬送スクリュー２３１から現像ローラ２３６へ供給される現像剤の量が増加して、供給用現像剤室２３３の現像剤搬送方向上流側の位置に対応する現像ローラ２３６周辺の位置において発生する現像剤の小さな循環の流れを助長するという欠点がある。この欠点は、現像装置２３Ａと同様に、規制壁２３９ａの高さを、供給用現像剤室２３３の現像剤搬送方向の上流側で高く、下流側に向けて暫時低くなるように形成した規制部材２３９を配設することにより解消することができる。
【００５７】
図４において、規制部材２３９の規制壁２３９ａの頂部は、供給用現像剤室２３３の現像剤搬送方向の最上流位置での最大高さｈ１と最下流位置での最小高さｈ２との２つの点を結ぶ傾斜した直線により形成される。図４に示すｈ０は、規制壁２３９ａの高さをｈ１より高くしたときに現像剤を供給用現像剤室２３３から現像ローラ２３６へと供給することができなくなる限界の高さを示す。供給用現像剤室２３３の最下流位置での高さｈ２は、これ以上低くすると現像剤が規制壁２３９ａから撹拌用現像剤室２３４に落下してしまう限界の高さである。
【００５８】
本発明に係る現像装置２３Ａ、２３Ｂにおける規制部材２３９の規制壁２３９ａの最大高さｈ１は、規制壁２３９ａの最小高さをｈ２、規制壁２３９ａの高さを、現像剤が供給用現像剤室２３３から現像ローラ２３６へ向けて搬送できなくなるまでに高くした限界の高さをｈ０、（ｈ０−ｈ２）と（ｈ１−ｈ２）との高さ比率をＲで表したとき、
ｈ１＝ｈ２＋（ｈ０−ｈ２）Ｒ
で表わされる。
【００５９】
図５は、本発明に係る規制部材と現像ローラの磁力分布との関係を説明するための図であり、規制壁２３９ａが最大高さをｈ１の位置での模式的断面図である。
【００６０】
現像ローラ２３６は、現像装置２３Ａ、２３Ｂの図示しない側板に固定され、円筒状に形成された固定磁石２３６Ｂと、固定磁石の外側に回転自在に保持されたスリーブ２３６Ａからなる。固定磁石２３６Ｂは、円周方向に磁性と磁束密度とが異なる磁力分布を有しており、実施の形態では、スリーブ２３６Ａの回転方向に向けて、Ｎ１、Ｓ１、Ｓ２、Ｎ２、及びＳ３の順に磁極が配列されている。各磁極の役割は、Ｎ１極は像担持体２１に対向する位置に向けて現像剤を担持し現像する、Ｓ１極は現像を終えた現像剤を撹拌用現像剤室２３４に搬送する、剥離極であるＳ２極はＳ１極からＳ２極の間で現像ローラ２３６上の現像剤を除去する、キャッチ極ともいうＮ２極は供給用現像剤室２３３内の現像剤をキャッチすると共に層厚規制部材２３７による規制を受けながら現像ローラ２３６へと搬送し供給する、Ｓ３極は現像ローラ２３６上の現像剤を安定した状態で現像領域へと搬送する、というそれぞれの役割を有している。
【００６１】
本発明に係るキャッチ極が発生する磁束密度のスリーブ２３６Ａ表面における中心位置であるＤ点は、図５におけるスリーブ２３６Ａの回転方向において、搬送スクリュー２３１の回転中心と規制壁２３９ａの最大高さｈ１の上部とを結ぶ直線の延長線Ｂが前記スリーブ表面で交叉する位置であるＣ点より下流側に位置するように構成されている。この構成により、供給用現像剤室２３３から搬送される現像剤は、搬送スクリュー２３１の現像剤搬送方向の最上流側においても、最大高さｈ１の規制壁２３９ａを乗り越えて現像ローラ２３６に供給されることが可能となる。
【００６２】
本発明の実施形態に係る現像装置２３Ａ又は２３Ｂ、及びそれを備えた画像形成装置を用い、規制部材２３９の規制壁２３９ａの最小高さｈ２を変えずに高さ比率Ｒを変えて最大高さｈ１を変え、実施例１〜８及び比較例１〜６による出力画像の確認実験を行った。以下にその結果について説明する。
【実施例】
【００６３】
［画像形成条件］
画像形成装置１：モノクロデジタル複合機（コニカミノルタ７２７２（登録商標）改造機、図１参照）、連続複写速度はＡ４判用紙に対し毎分２２枚（低速印字モード）及び毎分７２枚（高速印字モード）の２つの速度で画像を出力
本実施例では、発明の効果を確認するために、母体機の画像形成装置であるコニカミノルタ７２７２（登録商標）から現像手段を取り外し、そこに本発明に係る現像装置２３（図２参照）を設置すると共に、印字速度を切換可能に改造した画像形成装置１を用い、低速印字モードと高速印字モードの２つの速度で画像を出力した。
【００６４】
感光体２１：外径φ６０ｍｍ
転写紙Ｐの搬送ライン速度：３５０ｍｍ／ｓｅｃ（高速印字モード）、１４０ｍｍ／ｓｅｃ（低速印字モード）
現像剤：キャリアの体積平均粒径４０μｍ、重合トナーの体積平均粒径６μｍ
帯電手段２２：帯電電圧Ｖ０は−７００Ｖ
露光手段：半導体レーザ（波長７８０ｎｍ）、露光時の像形成体表面電位Ｖｉは−５０Ｖ
転写手段２４：転写電流２５０μＡ、転写電圧＋６ｋＶを印加
現像装置２３：現像スリーブの電位Ｖｄｃは−５００Ｖ、現像バイアス電圧交流成分Ｖａｃは１ｋＶｐ−ｐの矩形波（周波数５ｋＨｚ）
現像ローラ２３６：現像スリーブの外径２５ｍｍ
搬送スクリュー２３１、２３２：外径２０ｍｍ、ピッチ２４ｍｍ
［実施例及び比較例］
高さ比率Ｒの値を、低速印字モード及び高速印字モードでそれぞれ、４／５（比較例１、４）、３／４（実施例１、５）、２／３（実施例２、６）、１／３（実施例３、７）、１／４（実施例４、８）、１／５（比較例２、５）の６段階に設定し、更に規制部材２３９を用いないもの（比較例３、６）を追加して実験を行った。
【００６５】
〔低速印字モード〕
連続複写速度：Ａ４判用紙に対し毎分２２枚
出力画像：ベタ黒画像をＡ４サイズ紙で１０枚出力
現像装置２３Ａ：搬送スクリュー２３１の回転中心位置を現像ローラ２３６の回転中心位置より低い位置に構成（図２参照）
搬送スクリュー２３１、２３２の回転数：１００ｒｐｍ
規制壁２３９ａの限界高さｈ０：２５ｍｍ
規制壁２３９ａの最小高さｈ２：１０ｍｍ
規制壁２３９ａの最大高さｈ１：１０〜２２ｍｍの間で変化
高さ比率Ｒ：１／１〜１／５の間で変化
実施例１〜４及び比較例１〜３は低速印字モードにおける実験結果であり、表１にその結果を示す。
【００６６】
【表１】
2007322612.tif 000003
【００６７】
表１に示す結果から判るように、高さ比率Ｒを４／５にすると、現像ローラ４６の長手方向での濃度むらは発生しないが、規制壁２３９ａの高さが高い側の端部近傍で供給用現像剤室４３から現像ローラ４６へ搬送される現像剤の量が少なくなり、この部分での現像ローラ４６表面に担持される現像剤の量が不足し、出力される画像に濃度低下を生じるため、長手方向での画像濃度が不均一となり濃度むらが生じた（比較例１参照）。
【００６８】
また、高さ比率Ｒを１／５にすると、規制部材２３９の効果がなくなり、供給用現像剤室２３３の現像剤搬送方向上流側の位置に対応する現像ローラ２３６端部近傍の表面での現像剤の小さな循環の発生頻度が高く、この近傍におけるトナー濃度が低下し、出力画像に現像ローラ４６の長手方向での濃度むらが発生した（比較例２参照）。
【００６９】
更に、本発明に係る規制部材２３９の代わりに従来例の図６（ａ）に示す隔壁２３５のように先端部に傾斜のない部材を用いた実験では、供給用現像剤室２３３の現像剤搬送方向上流側の位置に対応する現像ローラ２３６端部近傍の表面での現像剤の小さな循環の発生頻度が一層高くなり、この近傍におけるトナー濃度が更に低下して出力画像に現像ローラ４６の長手方向での濃度むらが発生した（比較例３参照）。
【００７０】
高さ比率Ｒが１／４〜３／４の範囲に形成された規制壁２３９ａを用いた場合には、供給用現像剤室２３３の現像剤搬送方向上流側の位置から、対応する現像ローラ２３６の端部近傍の表面へ供給される現像剤の量が抑制され、供給用現像剤室２３３の現像剤搬送方向下流側に向けて現像ローラ２３６表面へ供給される現像剤の量が暫時比例的に増加する流れとなり、現像剤の小さな循環の発生頻度が減少することを観察した。そのため、現像ローラ４６の長手方向における現像剤の濃度むらが６．５〜７．２％の範囲に抑えられ、濃度むらの少ない良好な出力画像が得られた。より好ましくは、規制壁２３９ａの高さ比率Ｒを１／３〜２／３の範囲に形成することにより、一層良好な画像を得ることが可能となる。
【００７１】
〔高速印字モード〕
連続複写速度：Ａ４判用紙に対し毎分７２枚
出力画像：ベタ黒画像をＡ４サイズ紙で１０枚出力
現像装置２３Ｂ：搬送スクリュー２３１の回転中心位置を現像ローラ２３６の回転中心位置より高い位置に構成（図３参照）
搬送スクリュー２３１、２３２の回転数：３３０ｒｐｍ
規制壁２３９ａの限界高さｈ０：２０ｍｍ
規制壁２３９ａの最小高さｈ２：５ｍｍ
規制壁２３９ａの最大高さｈ１：５〜１７ｍｍの間で変化
高さ比率Ｒ：１／１〜１／５の間で変化
実施例５〜８及び比較例４〜６は高速印字モードにおける実験結果であり、表２にその結果を示す。
【００７２】
【表２】
2007322612.tif 000004
【００７３】
表２に示す結果から判るように、低速印字モードにおける結果と同様に、高さ比率Ｒが４／５では、現像ローラ４６の長手方向での濃度むらは発生しないが、規制壁２３９ａの高さが高い側の端部近傍で現像剤量の不足により、出力される画像に濃度むらを生じさせる（比較例４参照）。
【００７４】
また、高さ比率Ｒを１／５にすると、低速印字モードにおける結果と同様に、現像ローラ４６の長手方向で濃度むらが発生する（比較例５参照）。
【００７５】
更に、本発明に係る規制部材２３９の代わりに図６（ａ）に示す隔壁２３５のように先端部に傾斜のない部材を用いた実験では、低速印字モードにおける結果と同様に、供給用現像剤室２３３の現像剤搬送方向上流側の位置に対応する現像ローラ２３６端部近傍におけるトナー濃度が更に低下して出力画像に現像ローラ４６の長手方向での濃度むらが発生した（比較例６参照）。
【００７６】
高さ比率Ｒを１／４〜３／４の範囲に設定した場合には、現像ローラ４６の長手方向における現像剤の濃度むらは６．４〜７．２％の範囲に抑えられると共に、出力される画像の濃度むらも少なく、良好な出力画像が得られた。より好ましくは、低速印字モードにおける結果と同様に、規制壁２３９ａの高さ比率Ｒを１／３〜２／３の範囲に形成することにより、一層良好な画像を得ることが可能となる。
【００７７】
表１及び表２の結果から、画像形成速度に拘わらず、かつ搬送スクリュー２３１の高さに拘わらず、規制壁２３９ａの高さ比率Ｒを１／４〜３／４の範囲に設定することにより、濃度むらの少ない良好な出力画像を得られることが判明した。
【００７８】
なお、実施例においては体積平均粒径４０μｍのキャリア及び体積平均粒径６μｍの重合トナーからなる現像剤を用いたが、本発明には、キャリアの体積平均粒径が２０〜６０μｍ、重合トナーの体積平均粒径が３〜７μｍの範囲の現像剤が好ましく用いられる。
【００７９】
また、本発明の第２の実施形態に係る現像装置２３Ｂの如く、搬送スクリュー２３１の高さを高くする構成が可能となることにより、搬送スクリュー２３２の回転中心の位置を現像ローラ２３６の回転中心の位置に近づけることができ、現像装置２３Ｂの小型化が可能となる。
【００８０】
本発明は、画質に対する要求レベルが高く、かつ複数の現像装置を用いるために現像装置の一層の小型化が要求されるカラー画像形成装置にとって特に有用な発明である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る現像装置の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る現像装置の構成を示す断面図である。
【図４】図２又は図３のＡ矢視図である。
【図５】本発明に係る規制部材と現像ローラの磁力分布との関係を説明するための図であり、規制壁２３９ａが最大高さをｈ１の位置での模式的断面図である。
【図６】従来の現像装置の主要断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１  画像形成装置
２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄ  現像装置
２３１  搬送スクリュー（現像剤搬送供給手段）
２３２  搬送スクリュー（現像剤搬送撹拌手段）
２３３  供給用現像剤室
２３４  撹拌用現像剤室
２３６  現像ローラ
２３９  規制部材
２３９ａ  規制壁
ｈ０  規制壁２３９ａの限界高さ
ｈ１  規制壁２３９ａの最大高さ
ｈ２  規制壁２３９ａの最小高さ
Ｒ  高さ比率
【図１】
2007322612.tif 000005
【図２】
2007322612.tif 000006
【図３】
2007322612.tif 000007
【図４】
2007322612.tif 000008
【図５】
2007322612.tif 000009
【図６】
2007322612.tif 000010