(57)【要約】【課題】トナー濃度の変動を抑制できる現像装置を提供することである。【解決手段】本体７８Ｋは、トナー及びキャリアからなる現像剤を収容している。現像ローラ７２Ｋは、本体７８Ｋ内に回転可能に設けられ、周面において現像剤を担持する。供給部８０Ｋは、現像ローラ７２Ｋの周面に対向する補給空間Ｓｐであって、現像剤ローラ７２Ｋの回転に伴って現像剤が流入及び流出する補給空間Ｓｐを形成しており、補給空間Ｓｐ内に存在している現像剤に対してトナーを接触させることによって本体７８Ｋにトナーを供給する。【選択図】図２
2013235172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー及びキャリアからなる現像剤を収容している本体と、
前記本体内に回転可能に設けられ、周面において現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の周面に対向する補給空間であって、該現像剤担持体の回転に伴って現像剤が流入及び流出する補給空間を形成している供給手段であって、該補給空間内に存在している現像剤に対してトナーを接触させることによって前記本体にトナーを供給する供給手段と、
を備えていること、
を特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記補給空間への現像剤の流入量を規制する第１の規制部材と、
前記補給空間からの現像剤の流出量を規制する第２の規制部材と、
を更に備えていること、
を特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記第１の規制部材及び前記第２の規制部材は、現像剤中のトナーの濃度が第１の所定濃度よりも低い場合には、前記流入量が前記流出量よりも少なく、現像剤中のトナーの濃度が該第１の所定濃度よりも高い場合には、該流入量が該流出量よりも多くなる構成を有していること、
を特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記第１の規制部材及び前記第２の規制部材は、現像剤中のトナーの濃度が前記第１の所定濃度よりも高い第２の所定濃度よりも高い場合には、前記流入量と前記流出量とが略等しく、現像剤中のトナーの濃度が該第１の所定濃度よりも高く該第２の所定濃度よりも低い場合には、該流入量が該流出量よりも多くなる構成を有していること、
を特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像剤担持体は、感光体に対してトナーを付与し、
前記補給空間は、前記現像担持体の周面における前記感光体が対向している第２の領域外の第１の領域に対向していること、
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像剤担持体は、円筒状のスリーブ及び該スリーブ内に設けられている磁石により構成されていること、
を特徴とする請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
前記スリーブは、前記第１の領域と前記第２の領域とにおいて分離されていること、
を特徴とする請求項６に記載の現像装置。
【請求項８】
前記磁石は、前記第１の領域と前記第２の領域とにおいて分離されていること、
を特徴とする請求項６又は請求項７のいずれかに記載の現像装置。
【請求項９】
前記スリーブは、前記第１の領域と前記第２の領域とにおいて分離されていないこと、
を特徴とする請求項６又は請求項８のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１０】
前記磁石は、前記第１の領域と前記第２の領域とにおいて分離されていること、
を特徴とする請求項７又は請求項９のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１１】
前記磁石は、前記補給空間から流出した現像剤を前記現像剤担持体の周面から剥離する磁極を有していること、
を特徴とする請求項６ないし請求項１０のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１２】
現像剤の前記補給空間への流入量を規制する第１の規制部材と、
現像剤の前記補給空間からの流出量を規制する第２の規制部材と、
を更に備えており、
前記第２の規制部材は、前記第１の領域と前記第２の領域とにおいて分離されていること、
を特徴とする請求項５ないし請求項１１のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１３】
現像剤の前記補給空間への流入量を規制する第１の規制部材と、
現像剤の前記補給空間からの流出量を規制する第２の規制部材と、
を更に備えており、
前記第２の規制部材は、前記第１の領域と前記第２の領域とにおいて分離されていないこと、
を特徴とする請求項５ないし請求項１１のいずれかに記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置に関し、より特定的には、２成分現像剤を用いて現像を行う現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の現像装置としては、例えば、特許文献１に記載の現像装置が知られている。現像装置は、トナーを収容するトナー収容部と、トナー及び磁性キャリアからなる２成分現像剤を収容する現像剤収容部と、２成分現像剤を担持する回転可能な現像担持体とを具備している。トナー収容部と現像剤収容部とは連通している。現像剤担持体によって現像剤収容部内のトナーが消費されると、現像剤収容部内の現像剤の体積が減少し、トナー収容部から現像剤収容部にトナーが流入する。これにより、現像剤収容部に対してトナーの補給が行われている。
【０００３】
ところで、特許文献１に記載の現像装置は、現像剤におけるトナー濃度に変動が生じやすいという問題を有している。より詳細には、該現像装置において、現像剤のこぼれ等によって現像剤収容部内のキャリアが減少することがある。この場合、現像剤収容部内の現像剤の体積が減少するので、現像剤収容部に対してトナーの補給が行われる。ところが、現像剤の減少量に応じた量のトナーが補給されるので、実際のトナーの減少量よりも多くのトナーが補給されてしまう。更に、キャリアは補給されないので、現像剤収容部内のキャリアは減少したままである。その結果、現像収容部内のトナー濃度が適正値よりも高くなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−６２７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、トナー濃度の変動を抑制できる現像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一形態に係る現像装置は、トナー及びキャリアからなる現像剤を収容している本体と、前記本体内に回転可能に設けられ、周面において現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の周面に対向する補給空間であって、該現像剤担持体の回転に伴って現像剤が流入及び流出する補給空間を形成している供給手段であって、該補給空間内に存在している現像剤に対してトナーを接触させることによって前記本体にトナーを供給する供給手段と、を備えていること、を特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、トナー濃度の変動を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】画像形成装置の全体構成を示した図である。
【図２】現像装置の断面構造図である。
【図３】現像装置及び感光体ドラムの外観斜視図である。
【図４】現像ローラの磁石の外観斜視図である。
【図５】第１のサンプルにおける磁極の配置及び規制部材の配置を示した図である。
【図６】第２のサンプルにおける磁極の配置及び規制部材の配置を示した図である。
【図７】第１のサンプルの実験結果を示したグラフである。
【図８】第２のサンプルの実験結果を示したグラフである。
【図９】図９（ａ）及び図９（ｂ）は、第１の変形例に係る現像装置における流入量及び流出量とトナー濃度との関係を示したグラフである。
【図１０】第３のサンプルにおける磁極の配置及び規制部材の配置を示した図である。
【図１１】第３のサンプルの実験結果を示したグラフである。
【図１２】実験結果を示したグラフである。
【図１３】第２の変形例に係る現像装置及び感光体ドラムの外観斜視図である。
【図１４】第３の変形例に係る現像装置及び感光体ドラムの外観斜視図である。
【図１５】第３の変形例に係る現像装置の現像ローラの透視図である。
【図１６】第４の変形例に係る現像装置の現像ローラの外観斜視図である。
【図１７】第５の変形例に係る現像装置の現像ローラの外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の一実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
（画像形成装置の構成）
以下に、本発明の実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置について図面を参照しながら説明する。図１は、画像形成装置１の全体構成を示した図である。図１において、紙面の左右方向を単に左右方向と呼び、紙面の前後方向を単に前後方向と呼び、紙面の上下方向を単に上下方向と呼ぶ。前後方向は、主走査方向に相当する。
【００１１】
画像形成装置１は、電子写真方式によるカラープリンタであって、いわゆるタンデム式で４色（Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンタ、Ｃ：シアン、Ｋ：ブラック）の画像を合成するように構成したものである。該画像形成装置１は、スキャナにより読み取った画像データに基づいて、用紙に画像を形成する機能を有し、図１に示すように、印刷部２、本体３、給紙部１５、タイミングローラ対１９、定着装置２０、排紙ローラ対２１、排紙トレイ２３及び搬送経路Ｒを備えている。
【００１２】
本体３は、画像形成装置１の筐体であり、印刷部２、給紙部１５、タイミングローラ対１９、定着装置２０及び排紙ローラ対２１を内蔵している。
【００１３】
給紙部１５は、用紙を１枚ずつ供給する役割を果たし、用紙トレイ１６及び給紙ローラ１７を含む。用紙トレイ１６には、印刷前の状態の用紙が複数枚重ねて載置される。給紙ローラ１７は、用紙トレイ１６に載置された用紙を１枚ずつ取り出す。タイミングローラ対１９は、印刷部２においてトナー画像が用紙に２次転写されるように、タイミングを調整しながら用紙を搬送する。
【００１４】
印刷部２は、給紙部１５から供給されてくる用紙にトナー画像を形成し、作像ユニット（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）、光走査装置６（６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ）、転写部８（８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ）、中間転写ベルト１１、駆動ローラ１２、従動ローラ１３、２次転写ローラ１４及びクリーニング装置１８を含んでいる。また、作像ユニット（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）は、感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）、帯電器５（５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ）、現像装置７（７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ）及びクリーナー９（９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ）を含んでいる。
【００１５】
感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）は、本体３内に設けられ、円筒形状をなしている。感光体ドラム４は、図１において時計回りに回転させられる。帯電器５（５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ）は、感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）の周面を帯電させる。光走査装置６（６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ）は、制御部（図示せず）の制御により、感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）の周面に対してビームＢ（ＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫ）を走査する。これにより、感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）の周面には静電潜像が形成される。
【００１６】
現像装置７（７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ）は、本体３内に設けられ、感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）にトナーを付与して、静電潜像に基づくトナー画像を現像する。なお、現像装置７の詳細については後述する。
【００１７】
中間転写ベルト１１は、駆動ローラ１２と従動ローラ１３との間に張り渡されている。中間転写ベルト１１には、感光体ドラム４に現像されたトナー画像が１次転写される。転写部８は、中間転写ベルト１１の内周面に対向するように配置されており、感光体ドラム４に形成されたトナー画像を中間転写ベルト１１に１次転写する役割を果たす。クリーナー９は、１次転写後に感光体ドラム４の周面に残存しているトナーを回収する。駆動ローラ１２は、中間転写ベルト駆動部（図１には記載せず）により回転させられることにより、中間転写ベルト１１を矢印αの方向に駆動させる。これにより、中間転写ベルト１１は、トナー画像を２次転写ローラ１４まで搬送する。
【００１８】
２次転写ローラ１４は、中間転写ベルト１１と対向し、ドラム形状をなしている。そして、２次転写ローラ１４は、転写電圧が印加されることにより、中間転写ベルト１１との間を通過する用紙に対して、中間転写ベルト１１が担持しているトナー画像を２次転写する。クリーニング装置１８は、用紙へのトナー画像の２次転写後に、中間転写ベルト１１に残存しているトナーを除去する。
【００１９】
トナー画像が２次転写された用紙は、定着装置２０に搬送される。定着装置２０は、用紙に対して加熱処理及び加圧処理を施すことにより、トナー画像を用紙に定着させる。排紙ローラ対２１は、トナー画像が定着された用紙を排出する。排紙トレイ２３には、印刷済みの用紙が載置される。
【００２０】
（現像装置の構成）
次に、現像装置７（７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ）の構成について図面を参照しながら説明する。図２は、現像装置７Ｋの断面構造図である。図３は、現像装置７Ｋ及び感光体ドラム４Ｋの外観斜視図である。図４は、現像ローラ７２Ｋの磁石１０２Ｋの外観斜視図である。現像装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋの構成は同じであるので、以下では、現像装置７Ｋの構成を例にとって説明する。
【００２１】
現像装置７Ｋは、図２に示すように、現像ローラ（現像剤担持体）７２Ｋ、供給スクリュー７４Ｋ、撹拌スクリュー７６Ｋ、本体７８Ｋ、供給部８０Ｋ及び規制部材９０Ｋ，９２Ｋを備えている。
【００２２】
本体７８Ｋは、トナー及びキャリアからなる２成分現像剤を収容している容器である。本体７８Ｋは、図３に示すように、前後方向に長手方向を有している。
【００２３】
撹拌スクリュー７６Ｋは、本体７８Ｋ内の底部近傍において前後方向に延在しており、現像剤を撹拌しながら前後方向に搬送する。この際、現像剤中のトナーは帯電させられる。
【００２４】
供給スクリュー７４Ｋは、本体７８Ｋ内の撹拌スクリュー７６Ｋの上側において前後方向に延在しており、現像剤を前後方向に搬送する。供給スクリュー７４Ｋは、現像ローラ７２Ｋに対して現像剤を供給する。
【００２５】
現像ローラ７２Ｋは、本体７８Ｋ内の供給スクリュー７４Ｋの上側に回転可能に設けられ、周面において現像剤を担持する。現像ローラ７２Ｋは、前後方向に延在する円筒状をなしており、本体７８Ｋの上面に設けられた開口から外部に露出することによって、感光体ドラム４Ｋと対向している。そして、現像ローラ７２Ｋは、周面に担持している現像剤を感光体ドラム４Ｋに対して供給する。以上のような現像ローラ７２Ｋは、図２に示すように、スリーブ１００Ｋ及び磁石１０２Ｋにより構成されている。
【００２６】
スリーブ１００Ｋは、非磁性の金属製の円筒であり、感光体ドラム４Ｋと対向している。スリーブ１００Ｋは、感光体ドラム４Ｋと同方向（すなわち、時計回り）に回転させられる。
【００２７】
磁石１０２Ｋは、図２に示すように、スリーブ１００Ｋ内に設けられており、磁極Ｎ１，Ｓ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｓ２を形成している。磁極Ｎ１は、感光体ドラム４Ｋに対向している。そして、磁極Ｎ１，Ｓ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｓ２は、この順に、時計回りに並ぶように磁石１０２Ｋに配置されている。磁石１０２Ｋは、現像剤中のキャリアを吸着することによって、現像剤をスリーブ１００Ｋの周面に保持する。
【００２８】
以上のような構成を有する現像ローラ７２Ｋでは、キャリアは、磁極Ｎ３，Ｓ２間の磁界によりスリーブ１００Ｋの周面に吸着される。この際、キャリアに付着しているトナーも、スリーブ１００Ｋに吸着される。すなわち、現像剤は、スリーブ１００Ｋの周面に吸着され、スリーブ１００Ｋの回転により搬送される。この間、現像剤は、磁極Ｓ２，Ｎ１間の磁界によって、スリーブ１００Ｋの周面に保持されている。現像剤中のトナーは、感光体ドラム４Ｋとスリーブ１００Ｋとの間に発生している電界により、スリーブ１００Ｋから感光体ドラム４Ｋへと移動する。すなわち、感光体ドラム４Ｋの周面にトナー画像が現像される。
【００２９】
また、現像剤は、感光体ドラム４Ｋとスリーブ１００Ｋとの間を通過した後、磁極Ｎ１，Ｓ１間の磁界及び磁極Ｓ１，Ｎ２間の磁界によりスリーブ１００Ｋに保持された状態で搬送される。その後、現像剤は、磁極Ｎ２，Ｎ３間の磁界により、スリーブ１００Ｋから剥離される。
【００３０】
ただし、現像ローラ７２Ｋ（すなわち、スリーブ１００Ｋ及び磁石１０２Ｋ）は、図４に示すように、前側の端部近傍とそれ以外の部分とに分割されている。以下では、現像ローラ７２Ｋの前側端部近傍の領域を補給領域Ａ１と呼び、現像ローラ７２Ｋの補給領域Ａ１以外の領域を現像領域Ａ２と呼ぶ。現像領域Ａ２では、図３に示すように、現像ローラ７２Ｋと感光体ドラム４Ｋとが対向している。すなわち、現像領域Ａ２では、感光体ドラム４Ｋに対してトナーの供給が行われる。一方、補給領域Ａ１では、図３に示すように、現像ローラ７２Ｋと感光体ドラム４Ｋとが対向していない。よって、補給領域Ａ１では、感光体ドラム４Ｋに対してトナーの供給が行われない。
【００３１】
供給部８０Ｋは、本体７８Ｋに対してトナーを補給する装置である。供給部８０Ｋは、現像ローラ７２Ｋの周面に対向する補給空間Ｓｐであって、現像ローラ７２Ｋの回転に伴って現像剤が流入及び流出する補給空間Ｓｐを形成している。そして、供給部８０Ｋは、補給空間Ｓｐに存在している現像剤に対してトナーを接触させることによって本体７８Ｋにトナーを供給する。以下に、供給部８０Ｋの詳細について説明する。
【００３２】
供給部８０Ｋは、本体８１Ｋ、補給部材８４Ｋ及びほぐし部材８６Ｋにより構成されている。本体８１Ｋは、収容部８２Ｋ及びノズル８３Ｋにより構成されている。収容部８２Ｋは、トナーを収容しており、図３に示すように、前後方向に延在している中空容器である。
【００３３】
ノズル８３Ｋは、図２及び図３に示すように、管状部材であり、本体８１Ｋと本体７８Ｋとを接続している。ノズル８３Ｋの上端は、本体８１Ｋの前側の端部に連結されている。ノズル８３Ｋの下端は、補給領域Ａ１において現像ローラ７２Ｋの周面に対向している。また、ノズル８３Ｋの下端は、感光体ドラム４Ｋよりも現像ローラ７２Ｋの回転方向の上流側に位置している。そして、ノズル８３Ｋの下端は、補給空間Ｓｐを形成している。
【００３４】
トナー補給部材８４Ｋは、本体８１Ｋ内に回転可能に取り付けられており、回転によってトナーを本体８１Ｋからノズル８３Ｋへと送り出す。ほぐし部材８６Ｋは、ノズル８３Ｋ内に設けられており、ノズル８３Ｋ内のトナーを撹拌することによってほぐす。
【００３５】
規制部材９０Ｋは、補給空間Ｓｐへの現像剤の流入量を規制する部材であり、補給空間Ｓｐよりも現像ローラ７２Ｋの回転方向の上流側において現像ローラ７２Ｋに対向している。本実施形態では、規制部材９０Ｋは、ノズル８３Ｋの下側の面である。
【００３６】
規制部材９２Ｋは、補給空間Ｓｐへの現像剤の流出量を規制するローラ状の部材である。なお、規制部材９２Ｋは、ローラ状の部材に限らず、板状の部材であってもよい。また、規制部材９２Ｋは、補給空間Ｓｐよりも現像ローラ７２Ｋの回転方向の下流側において現像ローラ７２Ｋに対向しており、補給領域Ａ１と現像領域Ａ２との間で分離されている。
【００３７】
規制部材９０Ｋ，９２Ｋは、現像剤中のトナーの濃度が第１の所定濃度よりも低い場合には、現像剤の流入量が流出量よりも少なくなり、現像剤中のトナーの濃度が第１の所定濃度よりも高い場合には、現像剤の流入量が流出量よりも多くなる構造を有している。
【００３８】
以上のように構成された供給部８０Ｋ、規制部材９０Ｋ及び規制部材９２Ｋは、以下に説明する動作によって、本体７８Ｋに対してトナーを補給する。
【００３９】
現像ローラ７２Ｋの周面には、現像剤が付着している。現像剤は、現像ローラ７２Ｋの回転により、規制部材９０Ｋと現像ローラ７２Ｋの周面との間の隙間を通過する。この際、規制部材９０Ｋと現像ローラ７２Ｋの周面との間の隙間の大きさに応じた量の現像剤が、規制部材９０Ｋと現像ローラ７２Ｋの周面との間を通過し、補給空間Ｓｐに流入する。補給空間Ｓｐには、本体７８Ｋ内の現像剤の一部が収容されている。また、補給空間Ｓｐには、収容部８２Ｋからトナーが供給されてくる。よって、補給空間Ｓｐでは、トナーと現像剤とが接触している。以下では、補給空間Ｓｐにおけるトナーと現像剤との界面を界面Ｓと呼ぶ。
【００４０】
ここで、本体７８Ｋ内のトナーが減少して、本体７８Ｋ内のトナー濃度が第１の所定濃度より低くなると、規制部材９０Ｋ，９２Ｋにより、補給空間Ｓｐへの現像剤の流入量が補給空間Ｓｐへの現像剤の流出量よりも少なくなる。これにより、補給空間Ｓｐ内の現像剤が減少し、界面Ｓが右側に移動して現像ローラ７２Ｋに近づく。そのため、界面Ｓ近傍のトナーは、現像剤と共に現像ローラ７２Ｋに引き付けられ、現像ローラ７２Ｋの周面の回転に伴って現像剤と共に下流側へと搬送される。そして、トナー及び現像剤は、現像ローラ７２Ｋの回転により、規制部材９２Ｋと現像ローラ７２Ｋの周面との間の隙間を通過する。この際、規制部材９２Ｋと現像ローラ７２Ｋの周面との間の隙間の大きさに応じた量のトナー及び現像剤が、規制部材９２Ｋと現像ローラ７２Ｋの周面との間を通過し、補給空間Ｓｐから流出する。そして、トナー及び現像剤は、磁極Ｎ２によって現像ローラ７２Ｋから剥離され、本体７８Ｋに回収される。これにより、本体７８Ｋ内のトナーが増加し、本体７８Ｋ内のトナー濃度が上昇する。
【００４１】
一方、本体７８Ｋ内のトナー濃度が増加して、本体７８Ｋ内のトナー濃度が第１の所定濃度より高くなると、規制部材９０Ｋ，９２Ｋにより、補給空間Ｓｐへの現像剤の流入量が補給空間Ｓｐへの現像剤の流出量よりも多くなる。これにより、補給空間Ｓｐ内の現像剤が増加し、界面Ｓが左側に移動して現像ローラ７２Ｋから離れる。そのため、界面Ｓ近傍のトナーは、現像剤と共に現像ローラ７２Ｋに引き付けられなくなり、現像ローラ７２Ｋの周面の回転に伴って現像剤と共に下流側へと搬送されない。よって、現像剤のみが、現像ローラ７２Ｋの回転により、規制部材９２Ｋと現像ローラ７２Ｋの周面との間の隙間を通過する。この際、規制部材９２Ｋと現像ローラ７２Ｋの周面との間の隙間の大きさに応じた量の現像剤が、規制部材９２Ｋと現像ローラ７２Ｋの周面との間を通過し、補給空間Ｓｐから流出する。そして、現像剤は、磁極Ｎ２によって現像ローラ７２Ｋから剥離され、本体７８Ｋに回収される。すなわち、トナーの補給が行われない。
【００４２】
（効果）
前記現像装置７によれば、トナー濃度の変動を抑制できる。より詳細には、特許文献１に記載の現像装置では、現像剤のこぼれ等によって現像剤収容部内のキャリアが減少することがある。この場合、現像剤収容部内の現像剤の体積が減少するので、現像剤収容部に対してトナーの補給が行われる。ところが、現像剤の減少量に応じた量のトナーが補給されるので、実際のトナーの減少量よりも多くのトナーが補給されてしまう。更に、キャリアは補給されないので、現像剤収容部内のキャリアは減少したままである。その結果、現像収容部内のトナー濃度が適正値よりも高くなってしまう。
【００４３】
一方、現像装置７では、供給部８０は、現像ローラ７２の周面に対向する補給空間Ｓｐであって、現像ローラ７２の回転に伴って現像剤が流入及び流出する補給空間Ｓｐを形成しており、補給空間Ｓｐ内に存在している現像剤に対してトナーを接触させることによって本体７８にトナーを供給している。すなわち、現像装置７では、補給空間Ｓｐ内の現像剤の増減に応じて、トナーの補給が行われている。
【００４４】
ここで、現像装置７において、現像剤のこぼれ等によって本体７８内のキャリアが減少すると、補給空間Ｓｐ内の現像剤の量も減少する。そのため、供給部８０は、本体７８に対してトナーの補給を行う。ただし、現像装置７におけるトナーの補給量は、補給空間Ｓｐ内の現像剤の減少量に応じた量である。一方、特許文献１に記載の現像装置におけるトナーの補給量は、現像剤収容部内の現像剤の減少量に応じた量である。したがって、現像装置７におけるトナーの補給量は、特許文献１に記載の現像装置におけるトナーの補給量よりも少ない。これにより、本体７８内のトナー濃度が適正値よりも高くなることが抑制される。
【００４５】
また、現像装置７では、補給空間Ｓｐは、現像ローラ７２の周面における感光体ドラム４が対向している現像領域Ａ２外の補給領域Ａ１に対向している。これにより、現像ローラ７２の現像領域Ａ２に対してトナーが補給されなくなる。その結果、補給されたトナーが現像剤中に十分撹拌されない状態で感光体ドラム４Ｋに供給されることが抑制される。よって、現像装置７では、トナー画像に濃度むらが発生することが抑制される。
【００４６】
（実験）
本願発明者は、現像装置７の動作の確認のために、以下に説明する実験を行った。具体的には、第１のサンプル及び第２のサンプルを作製し、トナー濃度に対する現像剤の流入量及び流出量を調べた。図５は、第１のサンプルにおける磁極の配置及び規制部材９０，９２の配置を示した図である。図６は、第２のサンプルにおける磁極の配置及び規制部材９０，９２の配置を示した図である。以下に、第１のサンプル及び第２のサンプルの条件について説明する。
【００４７】
第１のサンプル
現像ローラ７２の直径：１６ｍｍ
補給空間Ｓｐに対向する磁極の数：１
補給空間Ｓｐにおける磁極のピーク値：３７ｍＴ
規制部材９０：板厚１．６ｍｍの非磁性部材（ＳＵＳ３０４）
規制部材９０と現像ローラ７２との距離：０．４３ｍｍ
規制部材９０の位置：磁極ピーク位置から１２°上流側
規制部材９２：直径５ｍｍの非磁性部材（ＳＵＳ４３０）
規制部材９２と現像ローラ７２との距離：０．７０ｍｍ
規制部材９２の位置：磁極ピーク位置から１０°下流側
【００４８】
第２のサンプル
現像ローラ７２の直径：１６ｍｍ
補給空間Ｓｐに対向する磁極の数：２
規制部材９０：板厚５ｍｍの非磁性部材（ＳＵＳ４３０）
規制部材９０と現像ローラ７２との距離：０．６０ｍｍ
規制部材９０の位置：補給空間Ｓｐに対向する上流側の磁極と下流側の磁極の間
規制部材９２：直径５ｍｍの非磁性部材（ＳＵＳ４３０）
規制部材９２と現像ローラ７２との距離：０．６０ｍｍ
規制部材９２の位置：補給空間Ｓｐに対向する下流側の磁極
【００４９】
図７は、第１のサンプルの実験結果を示したグラフである。図８は、第２のサンプルの実験結果を示したグラフである。図７及び図８において、縦軸は流出量及び流入量を示し、横軸はトナー濃度を示している。
【００５０】
図７によれば、トナー濃度が約６％よりも低い場合には、流入量が流出量よりも少ない。一方、トナー濃度が約６％よりも高い場合には、流入量が流出量よりも多い。すなわち、第１の所定濃度は、約６％である。これにより、現像装置７内のトナー濃度は、約６％に保たれることが分かる。
【００５１】
図８によれば、トナー濃度が約４．５％よりも低い場合には、流入量が流出量よりも少ない。一方、トナー濃度が約４．５％よりも高い場合には、流入量が流出量よりも多い。すなわち、第１の所定濃度は、約４．５％である。これにより、現像装置７内のトナー濃度は、約４．５％に保たれることが分かる。
【００５２】
（第１の変形例）
以下に、第１の変形例に係る現像装置７ａについて説明する。現像装置７ａと現像装置７との相違点は、規制部材９０，９２の構成である。現像装置７ａのそれ以外の構成は、現像装置７と同じであるので説明を省略する。なお、現像装置７ａの図面は、図２を援用する。図９（ａ）及び図９（ｂ）は、第１の変形例に係る現像装置７ａにおける流入量及び流出量とトナー濃度との関係を示したグラフである。縦軸は流入量及び流出量を示し、横軸はトナー濃度を示している。
【００５３】
現像装置７ａでは、図９に示すように、現像装置７と同様に、規制部材９０Ｋ，９２Ｋは、現像剤中のトナーの濃度が第１の所定濃度よりも低い場合には、流入量が流出量よりも少なくなり、現像剤中のトナーの濃度が第１の所定濃度よりも高い場合には、流入量が流出量よりも多くなる構造を有している。更に、現像装置７ａでは、規制部材９０，９２は、図９に示すように、現像剤中のトナーの濃度が第１の所定濃度よりも高い第２の所定濃度よりも高い場合には、流入量と流出量とが略等しく、現像剤中のトナーの濃度が第１の所定濃度所定濃度よりも高く第２の所定濃度よりも低い場合には、流入量が流出量よりも多くなる構成を有している。
【００５４】
以上のような現像装置７ａによれば、以下に説明するように、トナー画像に濃度むらが発生することが抑制される。より詳細には、トナーの補給が行われた後に、トナーが消費されない状態が続くと、現像装置７のトナー濃度は、第１の所定濃度よりも高くなる。そして、該トナー濃度が第２の所定濃度よりも高い場合には、流入量と流出量とが略等しくなるので、補給空間Ｓｐ内の現像剤の量も増加しなくなる。すなわち、補給空間Ｓｐ内の現像剤の量が必要以上に増加しない。これにより、現像装置７のトナー濃度が再び低くなった場合に、補給空間Ｓｐ内の現像剤の量が速やかに減少し、トナーの補給が速やかに開始されるようになる。その結果、現像装置７ａ内のトナー濃度が一定に保たれやすくなり、トナー画像に濃度むらが発生することが抑制される。
【００５５】
本願発明者は、現像装置７ａの動作の確認のために、以下に説明する実験を行った。具体的には、第３のサンプルを作製し、トナー濃度に対する現像剤の流入量及び流出量を調べた。図１０は、第３のサンプルにおける磁極の配置及び規制部材９０，９２の配置を示した図である。以下に、第３のサンプルの条件について説明する。
【００５６】
第３のサンプル
現像ローラ７２の直径：１６ｍｍ
補給空間Ｓｐに対向する磁極の数：１
規制部材９０：板厚１．６ｍｍの非磁性部材（ＳＵＳ３０４）
規制部材９０と現像ローラ７２との距離：０．４３ｍｍ
規制部材９０の位置：補給空間Ｓｐに対向する磁極と該磁極の上流側の磁極との間
規制部材９２：直径５ｍｍの非磁性部材（ＳＵＳ４３０）
規制部材９２と現像ローラ７２との距離：０．７０ｍｍ
規制部材９２の位置：補給空間Ｓｐに対向する磁極と該磁極の下流側の磁極との間
【００５７】
図１１は、第３のサンプルの実験結果を示したグラフである。図１１において、縦軸は流出量及び流入量を示し、横軸はトナー濃度を示している。
【００５８】
図１１によれば、トナー濃度が約４％よりも低い場合には、流入量が流出量よりも少ない。一方、トナー濃度が約４％よりも高い場合には、流入量が流出量よりも多い。すなわち、第１の所定濃度は、約４％である。これにより、現像装置７内のトナー濃度は、約４％に保たれることが分かる。
【００５９】
更に、トナー濃度が約９％よりも高い場合には、流入量と流出量とが略等しい。一方、トナー濃度が約４％よりも高く約９％より低い場合には、流入量が流出量よりも多い。すなわち、第２の所定濃度は、約９％である。これにより、現像装置７内のトナー濃度が約９％よりも高くなった場合には、補給空間Ｓｐ内の現像剤の増加が停止する。
【００６０】
（実験）
本願発明者は、第１のサンプルないし第４のサンプルを用いて、以下に説明する実験を行った。第４のサンプルは、特許文献１に記載の現像装置と同じ方式でトナーを補給する現像装置である。本願発明者は、第１のサンプルないし第４のサンプルにおいて、本体７８内の現像剤の増減量とトナー濃度との関係を調べた。
【００６１】
図１２は、実験結果を示したグラフである。縦軸はトナー濃度を示し、横軸は、現像剤の増減量を示している。
【００６２】
図１２によれば、第４のサンプルでは、本体７８内の現像剤が増減すれば、トナー濃度が変動している。一方、第１のサンプルないし第３のサンプルでは、本体７８内の現像剤が増減しても、トナー濃度が変動していないことが分かる。よって、現像装置７，７ａによれば、トナー濃度の変動を抑制できることが分かる。
【００６３】
（第２の変形例）
以下に、第２の変形例に係る現像装置７ｂについて図面を参照しながら説明する。図１３は、第２の変形例に係る現像装置７ｂＫ及び感光体ドラム４Ｋの外観斜視図である。
【００６４】
図３に示す現像装置７Ｋでは、補給領域Ａ１と現像領域Ａ２とは重なっていなかった。しかしながら、図１３に示す現像装置７ｂＫのように、補給領域Ａ１と現像領域Ａ２とは重なっていてもよい。すなわち、補給空間Ｓｐは、現像領域Ａ２内の現像ローラ７２Ｋと対向していてもよい。
【００６５】
（第３の変形例）
以下に、第３の変形例に係る現像装置７ｃについて図面を参照しながら説明する。図１４は、第３の変形例に係る現像装置７ｃＫ及び感光体ドラム４Ｋの外観斜視図である。図１５は、第３の変形例に係る現像装置７ｃＫの現像ローラ７２Ｋの透視図である。
【００６６】
現像装置７と現像装置７ｃとの相違点は、スリーブ１００Ｋの形状である。より詳細には、現像装置７では、スリーブ１００Ｋ及び磁石１０２Ｋは、図４に示すように、補給領域Ａ１と現像領域Ａ２とにおいて分割されている。一方、現像装置７ｃでは、磁石１０２Ｋは、図１５に示すように、補給領域Ａ１と現像領域Ａ２とにおいて分割されている。ただし、スリーブ１００Ｋは、図１５に示すように、補給領域Ａ１と現像領域Ａ２とにおいて分割されていない。
【００６７】
以上のような現像装置７ｃでは、スリーブ１００Ｋを分割する必要がなくなるので、スリーブ１００Ｋの製造が容易となる。その結果、現像装置７ｃの製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００６８】
（第４の変形例）
以下に、第４の変形例に係る現像装置７ｄについて図面を参照しながら説明する。図１６は、第４の変形例に係る現像装置７ｄＫの現像ローラ７２Ｋの外観斜視図である。第４の変形例に係る現像装置７ｄＫ及び感光体ドラム４Ｋの外観斜視図については、図１４を援用する。
【００６９】
現像装置７ｃと現像装置７ｄとの相違点は、磁石１０２Ｋの形状である。より詳細には、現像装置７ｃでは、磁石１０２Ｋは、図１５に示すように、補給領域Ａ１と現像領域Ａ２とにおいて分割されている。一方、現像装置７ｄでは、磁石１０２Ｋは、図１６に示すように、補給領域Ａ１と現像領域Ａ２とにおいて分割されていない
【００７０】
以上のような現像装置７ｄでは、磁石１０２Ｋを分割する必要がなくなるので、磁石１０２Ｋの製造が容易となる。その結果、現像装置７ｄの製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００７１】
（第５の変形例）
以下に、第５の変形例に係る現像装置７ｅについて図面を参照しながら説明する。図１７は、第５の変形例に係る現像装置７ｅＫの現像ローラ７２Ｋの外観斜視図である。第５の変形例に係る現像装置７ｅＫ及び感光体ドラム４Ｋの外観斜視図については、図１４を援用する。
【００７２】
現像装置７ｄと現像装置７ｅとの相違点は、規制部材９２Ｋの形状である。より詳細には、現像装置７ｄでは、規制部材９２Ｋは、図１６に示すように、補給領域Ａ１と現像領域Ａ２とにおいて分割されている。一方、現像装置７ｅでは、規制部材９２Ｋは、図１７に示すように、補給領域Ａ１と現像領域Ａ２とにおいて分割されていない
【００７３】
以上のような現像装置７ｅでは、規制部材９２Ｋを分割する必要がなくなるので、規制部材９２Ｋの製造が容易となる。その結果、現像装置７ｅの製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００７４】
（シミュレーション）
本願発明者は、現像装置７，７ａ〜７ｅが奏する効果をより明確にするために、以下に説明するシミュレーションを行った。より詳細には、現像装置７，７ａ〜７ｅの第１のモデルないし第６のモデルを作成した。また、比較例に係る現像装置の第７のモデルを作成した。比較例に係る現像装置は、トナー濃度に関わらず、流出量が流入量よりも常に多い現像装置である。
【００７５】
本願発明者は、第１のモデルないし第７のモデルを用いて、以下の３種類のシミュレーションを行った。第１のシミュレーションでは、画像領域の反面を１００枚印字した後に、全面印字画像内の濃度むらを評価した。第２のシミュレーションでは、現像装置を５°傾けた状態で５０枚全面印字し、最後に出力したトナー画像の濃度むらを評価した。第３のシミュレーションでは、白紙５０枚印字後、全面印刷画像内の濃度むらを評価した。
【００７６】
表１は、シミュレーション結果を示したグラフである。Ａは、濃度むらが発生しなかったことを示している。Ｂは、濃度むらがあったものの第７のモデルに比べて改善されたことを示している。Ｃは、濃度むらが発生したことを示している。
【００７７】
【表１】
2013235172.tif 000003
【００７８】
表１によれば、第３のモデルの第３のシミュレーション以外において、第７のモデルに比べて、濃度むらが改善されていることが分かる。よって、第１のモデルないし第６のモデルによれば、濃度むらの発生を抑制できることが分かる。
【００７９】
更に、第１のモデル、第２のモデル、第４のモデルないし第６のモデルでは、第３のモデルよりも、濃度むらの発生が抑制されていることが分かる。これは、補給領域Ａ１と現像領域Ａ２とが重なっていないためである。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上のように、本発明は、現像装置に有用であり、トナー濃度の変動を抑制できる点において優れている。
【符号の説明】
【００８１】
Ａ１  補給領域
Ａ２  現像領域
Ｓｐ  補給空間
４ 感光体ドラム
７Ｋ  現像装置
７２Ｋ  現像ローラ
７４Ｋ  供給スクリュー
７６Ｋ  撹拌スクリュー
７８Ｋ  本体
８０Ｋ  供給部
８１Ｋ  本体
８２Ｋ  収容部
８３Ｋ  ノズル
８４Ｋ  補給部材
８６Ｋ  ほぐし部材
９０Ｋ，９２Ｋ  規制部材
１００Ｋ  スリーブ
１０２Ｋ  磁石
【図１】
2013235172.tif 000004
【図２】
2013235172.tif 000005
【図３】
2013235172.tif 000006
【図４】
2013235172.tif 000007
【図５】
2013235172.tif 000008
【図６】
2013235172.tif 000009
【図７】
2013235172.tif 000010
【図８】
2013235172.tif 000011
【図９】
2013235172.tif 000012
【図１０】
2013235172.tif 000013
【図１１】
2013235172.tif 000014
【図１２】
2013235172.tif 000015
【図１３】
2013235172.tif 000016
【図１４】
2013235172.tif 000017
【図１５】
2013235172.tif 000018
【図１６】
2013235172.tif 000019
【図１７】
2013235172.tif 000020