(57)【要約】【課題】現像剤担持体からの現像剤の回収、現像剤の現像剤担持体への供給の各機能が高度に分離されているとともに、現像剤の循環搬送を行いながら、現像剤を排出する現像装置、かかる現像装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置の提供。【解決手段】現像部４２において像担持体１の移動方向と逆方向に移動するとともに像担持体１の現像を行う現像剤担持体４１を有する。２成分現像剤を環状に搬送しながら撹拌する現像剤撹拌搬送部材４３、４４、４５は、現像部４２を通過した２成分現像剤を現像剤担持体４１から回収して第１の方向に搬送する部材４３と、部材４３によって現像剤担持体４１から回収された２成分現像剤を第１の方向と異なる第２の方向に搬送しながら現像剤担持体４１に供給する部材４４、４５とを有し、部材４４、４５は、余剰の現像剤を排出する部材４５を含んでいる。【選択図】図２
2013029674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に対向した現像部において同像担持体の移動方向と逆方向に移動し、担持した２成分現像剤により前記現像部において同像担持体の現像を行う現像剤担持体と、
２成分現像剤を環状に搬送しながら撹拌する現像剤撹拌搬送部材とを有し、
この現像剤撹拌搬送部材は、前記現像剤担持体に担持され前記現像部を通過した２成分現像剤を同現像剤担持体から回収して第１の方向に搬送するための回収部材と、この回収部材によって前記現像剤担持体から回収された２成分現像剤を供給され第１の方向と異なる第２の方向に搬送しながら前記現像剤担持体に供給する複数の供給部材とを有し、
この複数の供給部材は、余剰の現像剤を装置外に排出する排出部材を含んでいる現像装置。
【請求項２】
請求項１記載の現像装置において、
前記回収部材は前記複数の供給部材の下方に位置していることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の現像装置において、
前記回収部材は前記複数の供給部材よりも大径であることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つに記載の現像装置において、
トナーの補給が前記回収部材に対して行われることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１つに記載の現像装置において、
トナーとともにキャリアが補給されることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１つに記載の現像装置において、
前記現像剤担持体に、直流成分と交流成分とを重畳した現像バイアスを印加する現像バイアス印加手段を有することを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１つに記載の現像装置を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に備えられた、２成分現像剤を用いて感光体等の像担持体の現像を行う現像装置、かかる現像装置を備えたかかる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置であって、いわゆる電子写真プロセス方式を採用した画像形成装置において、２成分現像剤を用いて感光体等の像担持体の現像を行う現像装置を備えたものが知られている（たとえば、〔特許文献１〕〜〔特許文献６〕参照）。
【０００３】
かかる現像装置においては、現像剤を担持し、像担持体に対向した現像部において、担持した現像剤により像担持体の現像を行う現像剤担持体が備えられており、現像部における像担持体の移動方向と現像剤担持体の移動方向との関係において、これらが逆方向であるタイプ（たとえば、〔特許文献１〕〜〔特許文献３〕参照）と、これらが順方向であるタイプ（たとえば、〔特許文献４〕〜〔特許文献６〕参照）とがある。
【０００４】
前者のタイプの現像装置は、後者のタイプの現像装置よりも、白抜け画像の抑制において比較的優れている。白抜け画像とは、たとえばベタ画像とハーフトーン画像との境界など、濃度が異なる画像の境界においてトナー濃度が低下して白く抜けたような状態となる不良画像である。
【０００５】
しかしながら、前者のタイプの現像装置であっても、白抜け画像の防止が完全とはいえない場合がある。これは、現像部における像担持体の移動方向と現像剤担持体の移動方向とが逆方向であることに起因するものである。すなわち、現像部における像担持体の移動方向と現像剤担持体の移動方向とが逆方向であるが故に、現像剤担持体上に穂立ちしたキャリアによって形成された磁気ブラシが、像担持体表面に強く当接して同表面を擦り易くなっており、この擦りによって、像担持体を現像したトナーが掻き取られると、かかる白抜け画像が生じるのである。
【０００６】
この擦りによる白抜け画像への対策として、磁気ブラシを短くして像担持体への接触時間を低減することが行われており、これによって、一定の成果が得られることが分かっている。
【０００７】
一方、前者のタイプの現像装置においては、画像濃度の安定性を保つために、後者のタイプの現像装置に比べて、トナー濃度の均一性を高いレベルで保つことが要求される。トナー濃度の均一性を高いレベルで保つには、現像剤担持体からの現像剤の回収、回収した現像剤の撹拌、撹拌した現像剤の現像剤担持体への供給の各機能を、現像剤の循環搬送を行いながら、良好に確保する必要がある。
【０００８】
かかる機能に関連性があると考えられる技術として、前者のタイプの現像装置において、現像剤担持体の近傍に設けられた１つの部材により、現像剤の搬送を行いながら、かかる回収、供給を行う技術が知られている（たとえば、〔特許文献１〕、〔特許文献２〕参照）。
【０００９】
その他、画像濃度の安定性を保つためには、経時的に劣化した現像剤を排除することが望ましい。この点、現像剤を排出する機構を備えた現像装置が知られており、このような機構によれば、経時的に劣化した現像剤を排除することが可能となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、１つの部材に、現像剤の搬送を行わせつつ、回収、供給の２つの機能を持たせる上述の技術では、かかる２つの機能のそれぞれが良好に発揮されるとはいえない。また、上述のように、画像濃度の安定性を保つためには、現像剤を排出する機構を備えていることが望ましい。
よって、現像剤担持体からの現像剤の回収、現像剤の現像剤担持体への供給の各機能が高度に分離されているとともに、現像剤の循環搬送を行いながら、現像剤を排出するようになっている現像装置が提供されることが望ましい。
【００１１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に備えられ、現像剤担持体からの現像剤の回収、現像剤の現像剤担持体への供給の各機能が高度に分離されているとともに、現像剤の循環搬送を行いながら、現像剤を排出する現像装置、かかる現像装置を備えたかかる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】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明は、像担持体に対向した現像部において同像担持体の移動方向と逆方向に移動し、担持した２成分現像剤により前記現像部において同像担持体の現像を行う現像剤担持体と、２成分現像剤を環状に搬送しながら撹拌する現像剤撹拌搬送部材とを有し、この現像剤撹拌搬送部材は、前記現像剤担持体に担持され前記現像部を通過した２成分現像剤を同現像剤担持体から回収して第１の方向に搬送するための回収部材と、この回収部材によって前記現像剤担持体から回収された２成分現像剤を供給され第１の方向と異なる第２の方向に搬送しながら前記現像剤担持体に供給する複数の供給部材とを有し、この複数の供給部材は、余剰の現像剤を装置外に排出する排出部材を含んでいる現像装置にある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、像担持体に対向した現像部において同像担持体の移動方向と逆方向に移動し、担持した２成分現像剤により前記現像部において同像担持体の現像を行う現像剤担持体と、２成分現像剤を環状に搬送しながら撹拌する現像剤撹拌搬送部材とを有し、この現像剤撹拌搬送部材は、前記現像剤担持体に担持され前記現像部を通過した２成分現像剤を同現像剤担持体から回収して第１の方向に搬送するための回収部材と、この回収部材によって前記現像剤担持体から回収された２成分現像剤を供給され第１の方向と異なる第２の方向に搬送しながら前記現像剤担持体に供給する複数の供給部材とを有し、この複数の供給部材は、余剰の現像剤を装置外に排出する排出部材を含んでいる現像装置にあるので、いわゆるカウンター現像方式を採用しているとともに、現像剤担持体からの現像剤の回収及び現像剤担持体への現像剤の供給を別部材によって行い、かつ余剰の現像剤を排出することにより、白抜け画像及び画像濃度の経時的安定性に対策が施されており、画像品質を向上可能な現像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を適用した画像形成装置の一実施形態にかかる概略正断面図である。
【図２】図２に示した画像形成装置に備えられた現像装置の概略正断面図である。
【図３】図２に示した現像装置における現像剤の流れを示した模式図である。
【図４】図２に示した現像装置において現像剤担持体に現像剤が供給される様子を示した概略正断面図である。
【図５】実施例と比較例とのそれぞれによって形成された画像の評価結果を示す図である。
【図６】白抜け画像の発生した様子を示した概念図である。
【図７】従来の現像装置の概略正断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１に、本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略を示す。画像形成装置１００は、カラー複写機であるが、他のタイプの複写機、カラーレーザプリンタ等のプリンタ、ファクシミリ、複写機とプリンタとの複合機等、他の画像形成装置であっても良い。画像形成装置１００は、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、ＯＨＰシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをもシート状部材であるシート状の記録媒体として画像形成を行なうことが可能である。
【００１６】
画像形成装置１００は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、ベルト状の中間転写体６と、給紙装置２０と、定着装置３０とを備えている。
【００１７】
画像形成装置１００の上部には、画像読取装置ＳＣが設置されている。原稿台上に載置された原稿は画像読取装置ＳＣの原稿画像走査露光装置の光学系により画像が走査露光され、ラインイメージセンサに読み込まれる。ラインイメージセンサにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、光書込手段３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに入力される。
【００１８】
イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｙは、感光体である像担持体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、光書込手段３Ｙ、現像装置４Ｙ及びクリーニング手段５Ｙを有する。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｍは、像担持体１Ｍ、帯電手段２Ｍ、光書込手段３Ｍ、現像装置４Ｍ及びクリーニング手段５Ｍを有する。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｃは、像担持体１Ｃ、帯電手段２Ｃ、光書込手段３Ｃ、現像装置４Ｃ及びクリーニング手段５Ｃを有する。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｋは、像担持体１Ｋ、帯電手段２Ｋ、光書込手段３Ｋ、現像装置４Ｋ及びクリーニング手段５Ｋを有する。
【００１９】
帯電手段２Ｙと光書込手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと光書込手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと光書込手段３Ｃ及び帯電手段２Ｋと光書込手段３Ｋとは、潜像形成手段を構成している。
中間転写体６は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。
【００２０】
現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の小粒径トナーとキャリアとを含む２成分現像剤を収容している。現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋはそれぞれ、トナーカートリッジＴＹ、ＴＭ、ＴＣ、ＴＢＫから、図示しないトナー補給手段により、当該色のトナーを供給される。トナーカートリッジＴＹ、ＴＭ、ＴＣ、ＴＢＫ内には、当該色のトナーの他、キャリアが混合されたプレミックス現像剤が収納されており、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋには、当該色のトナーとともに、キャリアも供給される。
【００２１】
現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋからは、後述するように、余剰の現像剤が排出されるようになっており、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋから排出された余剰の現像剤は、廃トナーボックスＴＢに回収される。
【００２２】
画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に１次転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにより転写領域である１次転写領域において逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。
【００２３】
給紙装置２０の給紙カセット２１内に収容された記録紙Ｐは、給紙手段２２により給紙され、給紙ローラ２３、２４、２５、２６、レジストローラ２７等を経て、２次転写手段９に搬送され、転写領域である２次転写領域において記録紙Ｐ上にカラー画像が転写される。
【００２４】
なお、画像形成装置１００の下部に鉛直方向に縦列配置された３段の給紙カセット２１は、ほぼ同一の構成をなす。また、３段の給紙手段２２も、ほぼ同一の構成をなす。給紙カセット２１、給紙手段２２を含めて給紙装置２０と称す。
【００２５】
カラー画像が転写された記録紙Ｐは、定着装置３０において記録紙Ｐが挟持され、熱と圧力とを加えることにより記録紙Ｐ上のカラートナー像あるいはトナー像が定着されて記録紙Ｐ上に固定され、排紙ローラ２８に挟持されて機外の排紙トレイ２９上に載置される。
【００２６】
一方、２次転写手段９により記録紙Ｐにカラー画像を転写した後、記録紙Ｐを曲率分離した中間転写体６は、クリーニング手段８により残留トナーが除去される。
なお、画像形成装置１００の説明においては、カラー画像形成にて説明したが、モノクロ画像を形成する場合も本発明に含まれるものである。
【００２７】
像担持体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは互いに同様の構成であり、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは互いに同様の構成であるため、以下、像担持体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを区別することのない場合、像担持体１と称し、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋを区別することのない場合、現像装置４と称す。
【００２８】
図２に示すように、現像装置４の筐体はケーシング４０によって構成されている。ケーシング４０内には、現像剤担持体としての現像ローラ４１、第１の現像剤撹拌搬送部材である第１撹拌部材４３、第２の現像剤撹拌搬送部材である第２撹拌部材４４、第３の現像剤撹拌搬送部材である第３撹拌部材４５等が配置されている。
【００２９】
ケーシング４０は、第１撹拌部材４３を収容する現像剤撹拌室４０１と、第２撹拌部材４４を収容する現像剤撹拌室４０２と、第３撹拌部材４５を収容する現像剤撹拌室４０３とを有している。現像剤撹拌室４０１と現像剤撹拌室４０２とは、第２撹拌部材４４を下方から覆うようにケーシング４０内に設けられた隔壁部４０４を挟んで上下方向両側に形成されている。現像剤撹拌室４０２と現像剤撹拌室４０３とは、第３撹拌部材４５を下方から覆うようにケーシング４０内に設けられた隔壁部４０５を挟んで上下方向両側に形成されている。
【００３０】
隔壁部４０４は、図２における紙面手前側端部と、紙面奥側端部とに、現像剤撹拌室４０１と現像剤撹拌室４０２とを連通させる図示しない連通部を有している。同様に、隔壁部４０５は、図２における紙面手前側端部と、紙面奥側端部とに、現像剤撹拌室４０２と現像剤撹拌室４０３とを連通させる図示しない連通部を有している。なお、現像剤撹拌室４０１には、トナー補給手段により、当該色のトナーを含むプレミックス現像剤が補給される。
【００３１】
現像ローラ４１は、静電潜像を担持する像担持体１に対向して配置されている。現像ローラ４１は、回転する現像スリーブ４１Ａと、現像スリーブ４１Ａの内側に位置し、固定されたマグネットロールである磁界発生手段４１Ｂとを有している。
【００３２】
現像ローラ４１と像担持体１との対向領域は、現像スリーブ４１Ａに担持した現像剤により像担持体１の静電潜像を現像する現像領域としての現像部４２となっている。現像スリーブ４１Ａは、図示しない駆動源により、現像部４２において像担持体１の移動方向と逆方向に移動するように回転駆動される。よって、画像形成装置１００では、カウンター現像方式を採用している。
【００３３】
現像ローラ４１と第１撹拌部材４３との対向部において、現像スリーブ４１Ａは図２における左方から右方に回動し、第１撹拌部材４３は図２における右方から左方に回動する。このように現像スリーブ４１Ａと第１撹拌部材４３とは互いにカウンター方向に移動する。
【００３４】
現像スリーブ４１Ａには、現像バイアスとして、交流電源Ｅ１による交流電圧と、直流電源Ｅ２による直流電圧とが重畳された、交番電界が用いられる。交流電源Ｅ１と直流電源Ｅ２とは、現像ローラ４１に直流成分と交流成分とを重畳した現像バイアスを印加する現像バイアス印加手段Ｅを構成している。なお、電源Ｅ１による交流電圧を用いたＡＣ現像では、エッジ電界による白抜け画像をもたらすエッジ効果が低減される。
【００３５】
磁界発生手段４１Ｂは、７極の磁極Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を有する。磁極Ｎ１は現像部４２を形成する現像主磁極である主磁極、磁極Ｎ２は第２撹拌部材４４、第３撹拌部材４５から供給される現像剤を現像スリーブ４１Ａに付着させて汲み上げる汲上磁極、磁極Ｎ３は現像ローラ４１上の現像剤搬送量を規制するための規制磁極である。磁極Ｓ１は現像部４２を通過した現像剤をケーシング４０内に搬送する搬送磁極、磁極Ｓ２は現像部４２を通過した現像剤をケーシング４０内において現像スリーブ４１Ａから剥ぎ取る剥取磁極、磁極Ｓ３は磁極Ｎ２によって現像スリーブ４１Ａ上に汲み上げられた現像剤を搬送する搬送磁極、磁極Ｓ４は磁極Ｎ３において層厚を規制された現像剤を現像部４２に搬送する搬送磁極である。
【００３６】
現像ローラ４１具体的には現像スリーブ４１Ａに担持された現像剤を規制する規制部材である現像剤量規制部材５１の先端部は、磁界発生手段４１Ｂの規制磁極Ｎ３の近傍の位置に配置されている。現像剤量規制部材５１は磁性体より成り、先端が規制磁極Ｎ３に対向し、現像スリーブ４１Ａ上の現像剤の層厚を規制する。
【００３７】
ケーシング４０は、現像剤量規制部材５１により高さが規制された状態で現像スリーブ４１Ａに担持され現像部４２に搬送される現像剤が通過する領域に対向する位置に、現像スリーブ４１Ａを覆うように設けられた現像入口シールブラケットである現像剤担持体被覆部としての被覆部５２を有している。被覆部５２は、現像スリーブ４１Ａの移動方向における現像部４２の上流側で現像スリーブ４１Ａを覆っている。被覆部５２は、現像剤量規制部材５１を支持している。
【００３８】
磁界発生手段４１Ｂの複数個の磁極のうち互いに隣接する２磁極Ｓ１、Ｓ２は、同極性に配置され反発磁界を形成している。現像剤剥ぎ取り用の磁極Ｓ２は、現像スリーブ４１Ａ上の現像剤を剥ぎ取りケーシング４０内に飛散させる。
【００３９】
第１撹拌部材４３は、現像スリーブ４１Ａに担持されている、現像部４２を通過した現像剤を現像スリーブ４１Ａから剥ぎ取って回収する回収部材としての機能を有している。そのため、第１撹拌部材４３は回転によって現像剤を搬送するように、螺旋状のスクリュー部材となっており、回収撹拌スクリューとして機能する。第１撹拌部材４３は、現像スリーブ４１Ａに対してカウンター方向に回転することで、図３に示すように、現像剤を、同図における右方である第１の方向Ａに向けて搬送する。
【００４０】
すなわち、第１撹拌部材４３は、かかるカウンター方向に回転することで、現像部４２を通過した現像剤を現像スリーブ４１Ａから回収し、また、この回収した現像剤とともに、上述した反発磁界によって現像スリーブ４１Ａから剥ぎ取られた現像剤、すなわち矢印Ｘで示すように第１撹拌部材４３による搬送作用を受ける領域に移動した現像剤を、現像剤搬送経路を構成している現像剤撹拌室４０１内において、同図における右方である第１の方向Ａに向けて搬送する。
【００４１】
同図において破線の矢印Ｔで示すように、第１撹拌部材４３には、その現像剤の搬送方向における上流側端部位置に、トナー補給手段により、現像すべき当該色のトナーを含むプレミックス現像剤を、矢印Ｔの図示位置にある図示しない補給口から補給され供給される。
【００４２】
よって、第１撹拌部材４３は、現像部４２を通過した現像剤と、プレミックス現像剤とを撹拌混合しながら、第１の方向に搬送する。プレミックス現像剤が、第１撹拌部材４３の現像剤搬送方向上流側端部に供給され、現像部４２を通過してトナー濃度が低下した現像剤と撹拌混合されることで、新規トナー、キャリアの分散性が高く、トナー濃度が速やかに均一化され画像濃度が安定するとともに、現像剤の劣化度が平均化される。
【００４３】
なお、第１撹拌部材４３は、現像部４２を通過した現像剤、プレミックス現像剤のみならず、後述するように現像剤撹拌室４０２側から落下してきた現像剤についても、撹拌混合しながら、第１の方向に搬送する。
【００４４】
第１撹拌部材４３は、第２撹拌部材４４、第３撹拌部材４５の下方に位置している。また、第２撹拌部材４４は、第３撹拌部材４５の下方に位置している。第１撹拌部材４３、第２撹拌部材４４、第３撹拌部材４５は互いに平行に配設されている。よって、第１撹拌部材４３、第２撹拌部材４４、第３撹拌部材４５は上下に並設されている。
【００４５】
第１撹拌部材４３によって現像剤撹拌室４０１内を同図右側の端部まで搬送された現像剤は、この位置に対応する隔壁部４０４の連通部を通って、矢印Ｂで示すように、現像剤撹拌室４０２内に押し上げられ、第２撹拌部材４４の同図右側の端部位置に移送され、供給される。また、この現像剤の一部は、この位置に対応する隔壁部４０５の連通部を通って、矢印Ｃで示すように、現像剤撹拌室４０３内に押し上げられ、第３撹拌部材４５の同図右側の端部位置に移送され、供給される。
【００４６】
第２撹拌部材４４、第３撹拌部材４５は、第１撹拌部材４３とともに、ケーシング４０内で、同図における反時計方向に環状に搬送しながら撹拌するものである。そのため、第２撹拌部材４４、第３撹拌部材４５は、第１の方向と異なる、具体的には第１の方向と逆の、同図における左方である第２の方向Ｄに、現像剤撹拌室４０２、４０３内において現像剤を搬送する。
【００４７】
第２撹拌部材４４、第３撹拌部材４５は何れも螺旋状のスクリュー部材となっており、現像スリーブ４１Ａと第２撹拌部材４４、第３撹拌部４５との対向位置において、現像スリーブ４１Ａ、第２撹拌部材４４、第３撹拌部材４５は下方から上方に回動する。よって第２撹拌部材４４、第３撹拌部材４５は現像スリーブ４１Ａと互いに順方向に移動する。
【００４８】
第２撹拌部材４４、第３撹拌部材４５は、このように回転することで、現像剤を、現像剤搬送経路を構成している現像剤撹拌室４０２、４０３内においてＤ方向に撹拌搬送しながら、現像ローラ４１に供給する供給部材である供給スクリュとして機能するものである。すなわち、第２撹拌部材４４、第３撹拌部材は、かかる回転により、図４に示すように、現像剤撹拌室４０２、４０３内の現像剤を、現像剤撹拌室４０２、４０３外に飛び跳ねる状態とし、ほぼ全量の現像剤が現像剤撹拌室４０２、４０３から現像スリーブ４１Ａ表面に向けて飛び跳ねて、図３においては矢印Ｅ、Ｆで示すように、現像スリーブ４１Ａに降りかかる状態とする。
【００４９】
ただし、第３撹拌部材４５は、余剰の現像剤を、矢印Ｇで示すように、ケーシング４０から溢れ出させることすなわちオーバーフローによって現像装置４１外に排出する排出部材としての機能も備えている。そのため、図２に示すように、ケーシング４０は、かかる現像剤をオーバーフローさせる現像剤排出口４７を有している。
【００５０】
現像剤排出口４７の配設位置は、現像剤撹拌室４０３の、現像ローラ４１と反対側の壁面の上部位置となっている。現像ローラ４１から離れた位置とすることで、現像ローラ４１に担持される現像剤量が安定するなどの利点があるためである。なお、第２撹拌部材４４も、排出部材として機能するようにしても良く、この場合にはこれに対応して現像剤排出口を形成する。
【００５１】
現像ローラ４１に供給されず、また現像剤排出口４７から排出されずに、第３撹拌部材４５によって現像剤撹拌室４０３内を図３左側の端部まで搬送された現像剤は、この位置に対応する隔壁部４０５の連通部を通って、矢印Ｈで示すように、現像剤撹拌室４０２内に落下し、第２撹拌部材４４の同図左側の端部位置に移送され、供給される。
【００５２】
また、現像ローラ４１に供給されずに、第２撹拌部材４４によって現像剤撹拌室４０２内を同図左側の端部まで搬送された現像剤は、現像剤撹拌室４０３から落下してきた現像剤とともに、この位置に対応する隔壁部４０４の連通部を通って、矢印Ｉで示すように、現像剤撹拌室４０１内に落下し、第１撹拌部材４３の同図左側の端部位置に移送され、供給される。
【００５３】
以上のような構成により、現像装置４１においては、第１撹拌部材４３、第２撹拌部材４４、第３撹拌部材４５により、現像剤を撹拌しながら一方向すなわち図３における反時計方向に循環するようにして搬送されるようになっている。
【００５４】
第１撹拌部材４３は、現像ローラ４１から、現像に使用された現像剤すなわち現像部４２を通過した現像剤の回収をほぼ完全に行うために、第２撹拌部材４４、第３撹拌部材４５よりも大径となっており、その現像剤搬送能力が、第２撹拌部材４４、第３撹拌部材４５それぞれの現像剤搬送能力よりも大きく設定されている。
【００５５】
これに伴い、第２撹拌部材４４、第３撹拌部材４５のそれぞれによる現像剤搬送能力は、第１撹拌部材４３のそれより小さい。この現像剤搬送能力の差を緩和ないし解消するためには、第２撹拌部材４４、第３撹拌部材４５の回転数を、第１撹拌部材４３の回転数よりも大きくすることが考えられるが、このようにすると、第２撹拌部材４４、第３撹拌部材４５の軸受寿命が短くなり、また軸回転の摩擦による発熱にも課題が生じ得る。
【００５６】
しかしながら、第１撹拌部材４３による現像剤搬送方向であるＡ方向と逆向きのＢ方向に現像剤を搬送する供給部材が第２撹拌部材４４、第３撹拌部材４５の２つの部材によって構成されているため、第２撹拌部材４４の現像剤搬送能力と第３撹拌部材４５の現像剤搬送能力の合計により、Ｂ方向への現像剤搬送能力は担保されている。第２撹拌部材４４、第３撹拌部材４５を比較的小径とすることにより、現像装置４のレイアウトが小型化に適したものとなっている。
【００５７】
その他、現像装置４の構成は次のとおりである。
現像スリーブ４１Ａ：直径φ２０ｍｍ、回転数４００ｒｐｍ
第１撹拌部材４３：外径φ２５ｍｍ、回転数：７００ｒｐｍ
第２撹拌部材４４：外径φ１５ｍｍ、回転数：７００ｒｐｍ
第３撹拌部材４５：外径φ  ７ｍｍ、回転数：６００ｒｐｍ
トナー濃度センサ：キャリアの透磁率を検出するセンサ
現像バイアス： ＤＣバイアス（直流電源Ｅ２）：−２００〜−７００Ｖ
ＡＣバイアス（交流電源Ｅ１）：０．５〜−２．０ｋＶｐ−ｐ、２〜７ｋＨｚ
【００５８】
現像剤は次のとおりである。
乳化重合トナーと樹脂コーティングキャリアとの二成分現像剤（キャリアは粒径３５μｍ、キャリアの表面抵抗が１０13Ω・ｃｍである高抵抗キャリア、トナー径は５．８μｍ）。
【００５９】
ところで、一般に、画像形成装置では、白抜け画像という不良画像、すなわち、たとえば図６に示すように、ベタ画像とハーフトーン画像との境界など、濃度が異なる画像の境界においてトナー濃度が低下して白く抜けたような状態となる不良画像が生じることがある。同図において、白抜け画像は、ベタ画像とハーフトーン画像との境界すなわちベタ画像の周囲に全周にわたって生じている。この白抜け画像は、かかる境界において、現像バイアスによって形成される電界が乱れるいわゆるエッジ電界の他、以下述べる現象に起因して発生することが分かっている。
【００６０】
画像形成装置１００がカウンター現像方式を採用しているのは、白抜け画像対策のためである。なお、このカウンター現像方式は、次に述べるように磁気ブラシが像担持体１表面に接触するため、カウンター接触現像方式といわれる。
【００６１】
しかしながら、このようなカウンター現像方式を採用すると、現像部４２における像担持体１の移動方向と現像スリーブ４１Ａの移動方向とが逆方向であるが故に、現像スリーブ４１Ａ上に穂立ちしたキャリアいわゆる磁気ブラシが、像担持体１表面に強く当接して同表面を擦り易くなっており、この擦りすなわち穂当たりによって、像担持体１を現像したトナーが磁気ブラシに掻き取られ、再度キャリア側に戻ると、かかる白抜け画像が生じる。また、磁気ブラシの擦りにより、掃き目ムラなどといわれる画像乱れが生じ、ライン画像の縦横比が悪化したり、ベタ画像ムラが発生したりすることもある。
【００６２】
そこで、画像形成装置１００では、かかる白抜け画像、画像乱れへの対策として、穂当たりを弱めるべく、キャリア１個あたりの磁気力を１．００×１０−６以上７．００×１０−６ｅｍｕ以下とし、磁束密度を弱めている。なお、かかる穂当たりを弱めるため、本形態では、磁気ブラシの長さを短くすることも行われている。
【００６３】
一方、カウンター現像方式の場合、現像剤担持体がこれとは逆に回転する場合に比べて、トナー濃度の均一性を高いレベルで保つことが要求される。この点、すでに述べたように、現像装置４では、第１撹拌部材４３が現像ローラ４１からの現像剤の回収を担当し、第２撹拌部材４４、第３撹拌部材４５が撹拌した現像剤の現像ローラ４１への供給を担当することで、これら回収、供給の各機能を、第１撹拌部材４３と、第２撹拌部材４４、第３撹拌部材４５とで分離させている。
【００６４】
これによって、図７に示すような、現像ローラ４４１の近傍に設けられた１つの部材４４３により、現像剤の搬送を行いながら、かかる回収、供給を行う現像装置４００と異なり、トナー濃度の均一性を高いレベルで確保するようになっている。
【００６５】
図７に示した現像装置４００の構成について補足説明すると次のとおりである。
部材４４３は同図の紙面に垂直な方向に現像剤を搬送しながら撹拌する。部材４４４は部材４４３と同径の部材であり、同図の紙面に垂直な方向であって部材４４３による現像剤の搬送方向とは逆の方向に現像剤を搬送しながら撹拌する。部材４４３、４４４は、現像剤を水平面内で循環搬送する。
【００６６】
現像剤は、部材４４３、４４４によって循環搬送される過程で、部材４４３からローラ４４５に供給される。ローラ４４５は、部材４４３、４４４と異なり、同図の紙面に垂直な方向に現像剤を搬送する機能を備えていない。ローラ４４５は、現像剤を、現像ローラ４４１に対向した部材４４６の上方の空間に供給する。現像ローラ４４１には、かかる空間内の現像剤が供給され、担持される。
【００６７】
よって、現像ローラ４４１への、循環搬送されている現像剤の供給、現像ローラ４４１からの現像剤の回収は、ともに、部材４４３によって行われる。そのため、現像装置４００の構成では、かかる回収、供給のそれぞれの機能が良好に発揮されていることについては疑問がある。
なお、その他、同図において符号１、４２、５１で示した部分はそれぞれ、本形態における像担持体１、現像部４２、現像剤量規制部材５１に対応する。
【００６８】
現像装置４は、このような現像装置４００と異なり、現像ローラ４１からの現像剤の回収、現像剤の現像ローラ４１への供給の各機能が、第１撹拌部材４３と、第２撹拌部材４４、第３撹拌部材４５とで高度に分離されている。また、現像装置４では、上述のように、現像剤の循環搬送を行いながら、現像剤を現像剤排出口４７から排出するようになっているため、画像濃度の安定性が保たれる。
【００６９】
現像剤の排出と画像濃度の安定性との関係を説明すると次のとおりである。
現像剤を撹拌しながら搬送すると、現像装置４内のキャリア、トナーは劣化していくが、プレミックス現像剤が補給され、余剰の現像剤は現像剤排出口４７から排出されるため、現像に用いられるキャリア、トナーは、経時的に更新され、過度に劣化することはない。そのため、現像装置４の現像性能の低下が、現像剤の劣化によって生じることは防止ないし抑制されており、画像濃度は安定する。プレミックス現像剤中のキャリアの含有率は、画像形成によって消費されるトナー量を考慮して、重量比で１％から３０％の間で設定される。
【００７０】
よって、現像装置４では、白抜け画像への対策がなされているほか、現像ローラ４１からの現像剤の回収、現像剤の現像ローラ４１への供給の各機能が高度に分離されていることによってトナー濃度が安定していることと相俟って、画像濃度の安定性が高度に保たれる。
【００７１】
（実施例及び比較例）
次の条件の実施例及び比較例で画像形成を行い、図５に示すように、形成された画像の評価を行った。
評価項目は、５０００枚印刷を行ったときの、頁内における画像濃度の偏差である。なお、必要以上の劣化現像剤の排出を行った。
【００７２】
評価結果はランク１〜５に分類した。
具体的に、ランク５は最良レベルであり、ランク１は最悪レベルである。ランク３以上を市場で受け入れられるレベルとして設定した。
【００７３】
・実施例１
現像装置４についてすでに述べた構成と同様の構成を採用した。具体的には次のとおりである。第１撹拌部材４３は、外径φ２５ｍｍとし、回転数を７００ｒｐｍとした。第２撹拌部材４４は、外径φ１５ｍｍとし、回転数を７００ｒｐｍとした。第３撹拌部材４５は、外径φ７ｍｍとし、回転数を６００ｒｐｍとした。現像ローラ４１からの現像剤の回収を第１撹拌部材４３により行った。現像ローラ４１への現像剤の供給を第２撹拌部材４４、第３撹拌部材４５により行った。
評価結果は、図５に示されているとおり、ランク５であった。現像ローラ４１への現像剤の供給は十分であり、現像剤の量が少なくなってスクリュピッチムラが現れるようなこともないことが確認された。また、現像ローラ４１からの現像剤の回収も十分であり、画像濃度が低下する現象も見られなかった。
【００７４】
・実施例２
第１撹拌部材４３を、外径φ２０ｍｍとした。他の条件は実施例１と同じである。
評価結果は、図５に示されているとおり、ランク４であった。現像ローラ４１への現像剤の供給は十分であったが、現像ローラ４１からの現像剤の回収が低下して画像濃度が低下するサンプルが見られたためである。
【００７５】
・実施例３
現像ローラ４１への現像剤の供給を第２撹拌部材４４のみにより行った。他の条件は実施例１と同じである。
評価結果は、図５に示されているとおり、ランク３であった。現像ローラ４１からの現像剤の回収は十分であったが、現像ローラ４１への現像剤の供給が十分でない画像サンプルが見られたためである。
【００７６】
・比較例１
図７に示した構成の現像装置を用いて画像形成を行った。
評価結果は、図５に示されているとおり、ランク１であった。現像ローラ４１からの現像剤の回収、現像ローラ４１への現像剤の供給が十分でなく、また現像剤が劣化したためと推される。
【００７７】
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００７８】
たとえば、現像剤担持体は、像担持体に対向して、像担持体の移動方向に沿って複数備えられていても良い。
本発明は、画像形成装置１００のようないわゆるタンデム方式の画像形成装置ではなく、１つの感光体ドラム上に順次各色のトナー像を形成して各色トナー像を順次重ね合わせてカラー画像を得るいわゆる１ドラム方式の画像形成装置にも同様に適用することができ、また、カラー画像形成装置でなく、モノクロ画像形成装置にも適用することができる。いずれのタイプの画像形成装置でも、中間転写体を用いず、各色のトナー像を転写紙等に直接転写しても良い。
【００７９】
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００８０】
１    像担持体
４    現像装置
４１    現像剤担持体
４２    現像部
４３、４４、４５    現像剤撹拌搬送部材
４３    回収部材
４４、４５    複数の供給部材
４５    排出部材
１００    画像形成装置
Ｅ    現像バイアス印加手段
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８１】
【特許文献１】特開２００８−１３９６４９号公報
【特許文献２】特開２００８−２４１９９７号公報
【特許文献３】特開２００２−７２６９０号公報
【特許文献４】特開２００３−２４１５１７号公報
【特許文献５】特開２００３−２４１５１８号公報
【特許文献６】特開２０００−３３８７８３号公報
【図１】
2013029674.tif 000003
【図２】
2013029674.tif 000004
【図３】
2013029674.tif 000005
【図４】
2013029674.tif 000006
【図５】
2013029674.tif 000007
【図６】
2013029674.tif 000008
【図７】
2013029674.tif 000009