(57)【要約】【課題】撹拌部材を必要最低限の２つとした場合でも、現像剤の撹拌性を維持しながら、現像装置の小型化を図る。【解決手段】現像槽７１内に、現像剤を担持して回転する現像ローラ７０と、回転しながら現像ローラ７０に現像剤を供給する供給ローラ７２と、現像槽７１内の現像剤を撹拌する２つの撹拌部材７４，７５とを備える。現像ローラ７０の回転軸を通る平面Ｐ１と、この平面Ｐ１に平行であって、供給ローラ７２の回転軸を通る平面Ｐ２とによって囲まれた撹拌領域Ｒに、２つの撹拌部材７４，７５が配される。供給ローラ７２の回転方向と撹拌部材７４，７５の回転方向が同じ方向とされる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像槽内に、現像剤を担持して回転する現像ローラと、回転しながら現像ローラに現像剤を供給する供給ローラと、現像槽内の現像剤を撹拌する２つの撹拌部材とを備え、現像ローラの外周と供給ローラの外周とによって規定される撹拌領域に、２つの撹拌部材が配されたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
撹拌領域は、現像ローラの回転軸を通る平面と、この平面に平行であって、供給ローラの回転軸を通る平面とによって囲まれた領域であることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
回転する撹拌部材の回転軸が撹拌領域内に位置することを特徴とする請求項１または２記載の現像装置。
【請求項４】
現像ローラに担持された現像剤の層厚を規制する規制部材が設けられ、各撹拌部材と供給ローラあるいは規制部材との最短距離が現像ローラの半径および供給ローラの半径より小とされたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
最短距離Ｓは、１ｍｍ≦Ｓ≦５ｍｍとされたことを特徴とする請求項４記載の現像装置。
【請求項６】
供給ローラの回転方向と撹拌部材の回転方向が同じ方向とされたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電潜像担持体に形成された静電潜像を現像剤によって現像する現像装置およびこれを備えた画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像処理装置では、感光体などの静電潜像担持体の表面が帯電され、その帯電域を画像情報に応じて露光することで静電潜像が形成され、静電潜像が現像されて可視化（現像）される。
【０００３】
この電子写真方式において、キャリアを用いずにトナーだけを用いる一成分現像方式が採用される。撹拌部材によって撹拌された非磁性トナーからなる現像剤がウレタンゴムからなる現像ローラに供給され、現像ローラに担持された現像剤が感光体まで搬送され、現像に供される。
【０００４】
一成分現像方式は、二成分現像方式と比較して、現像装置を構成する部材が少なくてすみ、現像装置の小型化が可能である。しかしながら、現像剤を撹拌する部材が少ないため、現像槽内の現像剤は流動しにくく、滞留しやすい。すると、現像剤のパッキングが発生して、供給ローラや現像ローラに現像剤が供給されず、かすれ等の画像不良が生じるといった問題がある。
【０００５】
特許文献１の現像装置では、現像槽に、複数の撹拌部材が設けられている。すなわち、撹拌翼、２つのトナー搬送スパイラル、撹拌シャフトがそれぞれ供給ローラの上方に回転可能に設置されている。これにより、供給ローラへのトナー供給力が向上され、供給ローラ近傍におけるトナーの凝集の発生が防止され、印刷品質の低下を抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−２７１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の現像装置では、現像槽内に４つの撹拌部材が設置されているため、現像装置の小型化には限度がある。そこで、本発明は、上記に鑑み、撹拌部材を必要最低限の２つとした場合でも、現像剤の撹拌性を維持できる現像装置およびこれを備えた画像処理装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の現像装置は、現像槽内に、現像剤を担持して回転する現像ローラと、回転しながら現像ローラに現像剤を供給する供給ローラと、現像槽内の現像剤を撹拌する２つの撹拌部材とを備えたものである。現像ローラの外周と供給ローラの外周とによって規定される撹拌領域に、２つの撹拌部材が配される。画像処理装置は、この現像装置を備えている。
【０００９】
２つの撹拌部材は、現像ローラの外周あるいは供給ローラの外周からはみ出すことなく配置される。したがって、必要最小限の撹拌部材が供給ローラの上方に位置することになり、十分に撹拌された現像剤を供給ローラに搬送できるとともに、現像装置の小型化を図れる。
【００１０】
ここで、撹拌領域は、現像ローラの回転軸を通る平面と、この平面に平行であって、供給ローラの回転軸を通る平面とによって囲まれた領域である。そして、回転する２つの撹拌部材の回転軸が撹拌領域内に位置する。これにより、２つの撹拌部材は供給ローラの現像ローラに近い半円側に位置する。供給ローラが現像ローラに向けて搬送する現像剤に対して、撹拌部材により撹拌された現像剤を合流させることができる。
【００１１】
現像ローラに担持された現像剤の層厚を規制する規制部材が設けられ、各撹拌部材と供給ローラあるいは規制部材との最短距離が現像ローラの半径および供給ローラの半径より小とされる。すなわち、最短距離Ｓは、１ｍｍ≦Ｓ≦５ｍｍとされる。
【００１２】
規制部材の近傍に撹拌部材が配されるので、規制部材によって規制されて戻された現像剤を撹拌でき、現像剤の滞留を防げる。
【００１３】
供給ローラの回転方向と撹拌部材の回転方向が同じ方向とされる。供給ローラと撹拌部材との間では、現像剤の搬送方向が逆となる。これにより、供給ローラと撹拌部材との間で現像剤が撹拌されて混合され、供給ローラは、十分に撹拌された現像剤を現像ローラに供給できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、必要最小限の２つの撹拌部材によって、現像剤の撹拌性を維持しながら、現像装置の小型化も実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の画像処理装置の概略構成を示す図
【図２】現像装置の概略断面図
【図３】現像装置における撹拌領域を示す図
【図４】撹拌部材と供給ローラおよび規制部材との最短距離を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本実施形態の画像処理装置を図１に示す。なお、図１では、画像処理装置１００の主な構成要素を簡略化して図示している。画像処理装置１００は、静電潜像担持体である感光体５１を複数備えている。本画像処理装置１００は、イエロー画像用、マゼンタ画像用、シアン画像用、および黒色画像用の４つの感光体５１を備え、カラー画像を形成可能なタンデム方式のカラー画像処理装置である。画像処理装置１００は、ネットワークを介して接続されたパーソナルコンピュータ等の各種端末装置から送信される画像データや、スキャナ等の原稿読み取り装置によって読み取られた画像データに基づいて、被転写材（記録媒体）となる用紙Ｐに対して、カラー画像またはモノクロ画像を形成するプリンタ機能を有する。
【００１７】
画像処理装置１００は、図１に示すように、用紙Ｐにトナー画像を形成する画像形成ステーション部５０、当該画像形成ステーション部５０により用紙Ｐに形成されたトナー像を定着する定着装置４０、用紙Ｐを載置する供給トレイ６０から画像形成ステーション部５０を経て定着装置４０に用紙Ｐを搬送する搬送部３０を備えている。
【００１８】
画像形成ステーション部５０は、イエロー画像用、マゼンタ画像用、シアン画像用、黒色画像用のそれぞれ４つの画像形成ステーション部５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂから構成されている。
【００１９】
供給トレイ６０と定着装置４０との間に、供給トレイ６０側から、イエロー用画像形成ステーション部５０Ｙ、マゼンタ用画像形成ステーション部５０Ｍ、シアン用画像形成ステーション部５０Ｃ、黒色用画像形成ステーション部５０Ｂがこの順に配置されている。
【００２０】
これら各色の画像形成ステーション部５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂは、それぞれ、トナーの種類以外は、実質的に同一の構成を有している。各色に対応する画像データに基づいて、イエロー、マゼンタ、シアン、黒色のトナー画像がそれぞれ形成され、最終的に各色のトナー画像が用紙Ｐ上に転写される。
【００２１】
本画像形成ステーション部５０では、イエロー、マゼンタ、シアン、黒色の４色の画像を形成する構成であるが、特にこれら４色に限定せず、例えばシアンおよびマゼンタと同一の色相で濃度がより低いライトシアン（ＬＣ）およびライトマゼンタ（Ｌｍ）を加えた６色のトナー画像を形成する構成であっても良い。
【００２２】
なお、図１における各画像形成ステーション部の構成部品の符号については、イエロー画像用の画像形成ステーション部５０Ｙを代表として記載し、他の各画像形成ステーション部５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂの構成部品の符号は省略している。
【００２３】
各画像形成ステーション部５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂは、それぞれ静電潜像が形成される静電潜像担持体である感光体５１を備え、感光体５１の周囲に、周方向に沿って帯電装置５２、露光装置５３、現像装置５４、転写ローラ５５、クリーニング装置５６がそれぞれ順に配置されている。
【００２４】
感光体５１は、ＯＰＣ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｏｒ；有機光導電体）等の感光性材料を表面に有する略円筒のドラム形状を呈する。感光体５１は、露光装置５３の下方に配設され、駆動装置および制御装置によって、所定方向（図中矢印Ｆ方向）に回転駆動されるように制御される。
【００２５】
帯電装置５２は、感光体５１の表面を所定の電位に均一に帯電する。帯電装置５２は、感光体５１の上方でその外周面に近接して配置されている。本実施形態では、接触型のローラ方式の帯電ローラが使用されている。これに限らず、チャージャー型、ブラシ方式、イオン放出帯電方式等の帯電装置を用いてもよい。
【００２６】
露光装置５３は、制御装置内の画像処理部から出力された画像データに基づいて、帯電装置５２により帯電された感光体５１の表面にレーザ光を照射して露光することにより、感光体５１の表面に画像データに応じた静電潜像を書き込む。イエロー、マゼンタ、シアン、黒色にそれぞれ対応する画像データが入力されると、各画像形成ステーション部５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂの露光装置５３は、対応する色に応じた静電潜像をそれぞれ形成する。露光装置５３としては、レーザ照射部および反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）、ＥＬやＬＥＤ等の発光素子をアレイ状に並べた書込み装置（例えば、書込みヘッド）を使用することができる。
【００２７】
現像装置５４は、現像剤を担持する現像剤担持体である現像ローラ７０を有している。現像ローラ７０と感光体５１とが近接した領域が、現像剤が感光体５１へと移動する現像領域とされ、現像ローラ７０は、現像領域に現像剤を搬送して供給するように構成される。この現像装置１は、現像剤として非磁性トナーを使用する、いわゆる一成分現像方式の現像装置であり、露光装置５３によって感光体５１表面に形成された静電潜像を現像してトナー像（可視像）を形成する。
【００２８】
各画像形成ステーション部５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂの現像装置５４には、各色の画像形成に応じて、イエロー、マゼンタ、シアン、黒色の現像剤がそれぞれ収容されている。これらの現像剤は、帯電された感光体５１の表面電位と同極性に帯電されたトナーを含んでいる。
【００２９】
転写ローラ５５は、感光体５１上に形成されたトナー像を搬送ベルト３３により搬送される用紙Ｐ表面に転写する。転写ローラ５５は、トナーの帯電極性とは逆極性（本実施形態では、正極性）のバイアス電圧が印加されている。
【００３０】
クリーニング装置５６は、用紙Ｐへのトナー画像の転写後に、感光体５１の外周面上に残存しているトナーを除去および回収する。本実施形態では、感光体５１を挟んで現像装置１と略対向する位置で、かつ感光体５１の側方に配置されている。
【００３１】
搬送部３０は、駆動ローラ３１、従動ローラ３２および搬送ベルト３３を備え、各画像形成ステーション部５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂにおいて各色のトナー像が転写される用紙Ｐを搬送する。無端状の搬送ベルト３３が駆動ローラ３１と従動ローラ３２との間に張架されている。搬送部３０は、供給トレイ６０から給紙された用紙Ｐを各画像形成ステーション部５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂに順に搬送する。
【００３２】
定着装置４０は、加熱ローラ４１および加圧ローラ４２を備えている。これらが当接する定着ニップ部を用紙Ｐが通過することにより、定着装置４０は、用紙Ｐ上に転写されたトナー像を熱圧着して用紙Ｐに定着させる。
【００３３】
このように構成された画像処理装置１００において、搬送部３０によって搬送される用紙Ｐが各画像形成ステーション部５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂの感光体５１との対向位置を通過する際に、それらの対向位置において、搬送ベルト３３を介して下方に配置された転写ローラ５５による転写電界の作用によって、各感光体５１上のトナー像が順次用紙Ｐ上に転写される。これによって、各色のトナー像が用紙Ｐ上に重なり合うように転写され、用紙Ｐ上に所望のフルカラートナー像が形成される。トナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置４０によってトナー像の定着処理が行われ、この後、画像が形成された用紙Ｐは排紙トレイに送出される。
【００３４】
次に、各画像形成ステーション部５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂの現像装置５４を図２に示す。現像装置５４は、現像槽７１と、静電潜像担持体である感光体５１に対向して配置され、表面に現像剤を担持して感光体５１に現像剤を搬送する回転可能な現像ローラ７０と、現像ローラ７０に現像剤を供給する回転可能な供給ローラ７２と、感光体５１に供給する現像剤の層厚を規制する規制部材７３と、現像槽７１内の現像剤を撹拌する２つの撹拌部材７４、７５とを備えている。
【００３５】
現像槽７１は、例えば硬質の合成樹脂から形成され、トナーからなる一成分現像剤が収容される。トナーとして、ポリエステル樹脂を主成分とし、粉砕法で作製された体積平均粒子径が８μｍのトナーが用いられる。現像槽７１の上方に、トナー補給容器が着脱可能に装着される。トナー補給容器からトナーが現像槽７１内に補給される。
【００３６】
現像ローラ７０は、ウレタンゴム等の弾性体層を有し、表面に現像剤を担持して、回転しながら現像剤を搬送する。現像ローラ７０の回転軸が現像槽７１に設けられたフレーム７６に回転自在に支持され、モータにより回転駆動される。現像ローラ７０は感光体５１と接触し、回転軸線が感光体５１の回転軸線と平行になるように配置される。現像ローラ７０の回転方向は、感光体５１の回転方向と逆方向とされる。なお、現像ローラ７０の直径は１２ｍｍとされる。
【００３７】
供給ローラ７２は、回転軸とその周辺の発泡ウレタン等の多孔性弾性部材から構成され、表面の空孔に現像剤を吸着しつつ現像ローラ７０を摺擦することにより、現像剤を現像ローラ７０に供給する。また、供給ローラ７２は、現像後に現像ローラ７０に残存した余分な現像剤をクリーニングする。供給ローラ７２は、現像ローラ７０に接触し、供給ローラ７２の回転軸は、現像槽７１のフレーム７６に回転自在に支持され、モータにより回転駆動される。
【００３８】
供給ローラ７２と現像ローラ７０との接触部分の食い込み量は０．９ｍｍとされ、接触部分の軸線方向の幅は、２１５ｍｍに設定されている。供給ローラ７２の弾性部材には、アスカーＦＰ硬度で５２度のウレタンスポンジを用いる。供給ローラ７２の直径は、現像ローラ７０よりも大径とされ、１３．８ｍｍとされる。
【００３９】
規制部材７３は、ＳＵＳ等の金属製のＬ字型の薄いブレードを使用している。規制部材７３は、現像ローラ７０の上方に配置され、規制部材７３の先端側が現像ローラ７０から遠ざかる方向にＬ字状に曲げられている。規制部材７３の先端側が現像剤を介して現像ローラ７０に接触する。規制部材７３の他端側が現像槽７１に固定される。
【００４０】
規制部材７３は、現像ローラ７０が担持する現像剤の量を規制して、現像剤の層厚を一定にする。現像ローラ７０の表面に帯電した電荷を有する現像剤が、一定の層厚で担持され、現像ローラ７０と感光体５１との電位差に応じて現像ローラ７０から感光体５１に供給され、静電潜像が現像され、トナー像が形成される。
【００４１】
第１、第２の撹拌部材７４，７５は、回転軸８０周りに回転する棒状の撹拌体８１を有し、現像ローラ７０や供給ローラ７２の軸線方向と平行な１本の撹拌体８１がアームを介して回転軸８０に取り付けられた構造とされる。２つの撹拌部材７４，７５は同じ構造とされる。回転軸８０が現像槽７１に回転自在に支持され、モータにより回転駆動される。各撹拌部材７４，７５の撹拌体８１は、供給ローラ７２と同じ方向に回転する。ここで、現像ローラ７０の周速度は２４３ｍｍ／ｓｅｃ、感光体５１の周速度は１８０ｍｍ／ｓｅｃ、供給ローラ７２の周速度は１９４ｍｍ／ｓｅｃ、各撹拌部材７４，７５の回転数６０ｒｐｍとされる。
【００４２】
図３に示すように、各撹拌部材７４，７５は、供給ローラ７２よりも上方であって、現像ローラ７０の外周と供給ローラ７２の外周とによって規定される撹拌領域Ｒに配される。撹拌領域Ｒは、現像ローラ７０の回転軸を通る第１の平面Ｐ１と、この平面Ｐ１に平行であって、供給ローラ７２の回転軸を通る第２の平面Ｐ２とによって囲まれた領域である。第１，２の平面Ｐ１，Ｐ２は、現像ローラ７０の回転軸と供給ローラ７２の回転軸を通る基準平面Ｐ３に対して直交する。供給ローラ７２は、現像ローラ７０の斜め下に位置する。したがって、現像ローラ７０の最も外側の外周から供給ローラ７２の最も外側の外周までの水平方向の距離を現像ローラ７０の直径と供給ローラ７２の直径との和よりも小さくでき、現像槽７１の水平方向の幅を狭くできる。
【００４３】
第２の撹拌部材７５は、第１の撹拌部材７４の斜め下に位置し、各撹拌部材７４，７５の回転軸８０が撹拌領域Ｒ内に位置する。各撹拌部材７４，７５の回転軸８０を通る平面Ｐ４は、基準平面Ｐ３に平行である。２つの撹拌部材７４，７５は、供給ローラ７２の現像ローラ７０に近い半円側に位置する。
【００４４】
各撹拌部材７４，７５と供給ローラ７２あるいは規制部材７３との最短距離が現像ローラ７０の半径および供給ローラ７２の半径より小とされる。第１の撹拌部材７４と供給ローラ７２との最短距離をＡ、第２の撹拌部材７５と供給ローラ７２との最短距離をＢ、第１の撹拌部材７４と規制部材７３の先端との最短距離をＣとすると、１ｍｍ≦Ａ，Ｂ，Ｃ≦５ｍｍとされる。また、第１の撹拌部材７４の回転軸８０と第２の撹拌部材７５の回転軸８０との距離をＤとすると、Ｄ≦６．９ｍｍとされる。すなわち、距離Ｄは供給ローラ７２の半径以下とされる。
【００４５】
第１の撹拌部材７４の回転により、現像槽７１の上部にある現像剤が撹拌される。規制部材７３によって規制されて押し戻された現像剤は、規制部材７３の先端近傍に滞留する。しかし、第１の撹拌部材７４は、規制部材７３に近接して配置されているので、規制部材７３近傍の現像剤を第２の撹拌部材７５に向かって搬送する。第２の撹拌部材７５の回転により、第１の撹拌部材７４から搬送されてきた現像剤と供給ローラ７２の上方にある現像剤とが撹拌されて混合される。
【００４６】
第２の撹拌部材７５と供給ローラ７２との間において、第２の撹拌部材７５による現像剤の搬送方向と供給ローラ７２による現像剤の搬送方向とは逆になる。第２の撹拌部材７５により混合された現像剤は、供給ローラ７２により搬送されてきた現像剤によって押し流されて撹拌される。最終的に、現像剤は現像ローラ７０に向かって撹拌されながら搬送される。
【００４７】
このように撹拌領域Ｒに２つの撹拌部材７４，７５が配置されることにより、現像ローラ７０や規制部材７３の近傍での現像剤の滞留を抑制でき、しかも現像剤を十分に撹拌しながら現像ローラ７０に向けて搬送することができる。したがって、必要最小限の２つの撹拌部材７４，７５によって、現像剤の融着を防止でき、十分な撹拌効果が得られ、画像不良の発生を防止できる。
【００４８】
また、２つの撹拌部材７４，７５は、現像ローラ７０の外周と供給ローラ７２の外周とによって規定される撹拌領域Ｒに配置され、撹拌部材７４，７５の撹拌体８１の回転軌跡は、供給ローラ７２の外周の鉛直方向の接線Ｔよりも内側、すなわち供給ローラ７２の回転軸寄りに位置する。また、現像ローラ７０の外周の鉛直方向の接線よりも内側にも位置する。そのため、現像槽７１の水平方向の幅は、現像ローラ７０および供給ローラ７２によって規定されることになり、供給ローラ７２と現像槽７１の側壁との間のスペースを狭くでき、現像装置５４の小型化を図れる。
【００４９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。２つの撹拌部材の撹拌体を同位相で回転させるようにしてもよい。２つの撹拌体の回転軌跡は交差するが、各撹拌体は、ぶつかることはない。したがって、２つの撹拌部材の回転軸間の距離を短くでき、現像槽の小型化につながる。また、撹拌部材として、支軸に取り付けられた棒あるいは羽根が振り子のように往復移動するものであってもよい。あるいは撹拌部材をスクリュー状にしてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
５１    感光体
５４    現像装置
７０    現像ローラ
７１    現像槽
７２    供給ローラ
７３    規制部材
７４    撹拌部材
７５    撹拌部材
７９    案内部
８０    回転軸
８１    撹拌体
Ｒ    撹拌領域
Ｐ１    第１の平面
Ｐ２    第２の平面
【図１】
2013238699.tif 000003
【図２】
2013238699.tif 000004
【図３】
2013238699.tif 000005
【図４】
2013238699.tif 000006