(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体を現像する現像ローラと、
上記現像ローラの軸と平行に配設されこの軸の一方向に現像剤を搬送する第１現像剤搬送部材と、
上記現像ローラの軸と平行に配設されこの軸の他方向に現像剤を搬送する第２現像剤搬送部材と、
上記第１現像剤搬送部材と、上記第２現像剤搬送部材との間に配設され、上記第１現像剤搬送部材の周囲の空間と、上記第２現像剤搬送部材の周囲の空間とを遮蔽する仕切り板とを有する現像装置において、
上記現像ローラは、現像剤を汲み上げる現像剤汲み上げ部と、この現像剤汲み上げ部の上方に位置し現像剤を離す現像剤離し部とを有し、
上記第１現像剤搬送部材を、上記現像剤汲み上げ部近傍に配置し、
上記第２現像剤搬送部材を、上記現像剤離し部近傍に配置し、
上記第１現像剤搬送部材の回転方向を、上記現像ローラの回転方向と同じとし、
上記第２現像剤搬送部材の回転方向を、上記現像ローラの回転方向と逆とし、
上記第１現像剤搬送部材の周囲の空間においては、現像剤が上記現像ローラに寄せられながら上記第１現像剤搬送部材によって上記一方向に搬送され、
上記第２現像剤搬送部材の周囲の空間においては、現像剤が上記現像ローラから離されながら上記第２現像剤搬送部材によって上記他方向に搬送され、
上記仕切り板は、上記第１現像剤搬送部材の周囲の空間と、上記第２現像剤搬送部材の周囲の空間とを連通する連通口であって、上記第１現像剤搬送部材の現像剤の搬送方向の下流部分の、上記現像ローラから離れた位置の同仕切り板を残しつつ、同下流部分の上記現像ローラ寄りの位置に形成された連通口を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１記載の現像装置において、上記第２現像剤搬送部材の現像剤の搬送方向の上流部分において、現像剤へのトナー補給を行う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、上記現像ローラと上記仕切り板との間隔を０．２ｍｍ〜１ｍｍの範囲としたことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項３記載の現像装置において、上記仕切り板は、上記現像ローラの回転方向における、上記現像剤離し部の下流側且つ上記現像剤汲み上げ部の上流側の、上記現像ローラへの現像剤の付着量が少ない領域で、上記現像ローラに対向していることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項３または４記載の現像装置において、上記仕切り板は、上記現像ローラの回転方向における、上記現像剤離し部の下流側且つ上記現像剤汲み上げ部の上流側の、上記現像ローラ表面の磁束密度が１０ｍＴ以下の領域で、上記現像ローラに対向してい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の何れか１つに記載の現像装置において、上記第１現像剤搬送部材と、上記第２現像剤搬送部材とは、その軸を中心とした回転により現像剤を搬送する形状をなしており、上記第１現像剤搬送部材の単位時間あたりの現像剤の搬送量を、上記第２現像剤搬送部材の単位時間あたりの現像剤の搬送量よりも大きくしたことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像装置、特に現像ローラの軸方向に平行に配設され互いに逆の方向に現像剤を搬送する２つの現像剤搬送部材を備えた現像装置及びこれを有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置には一般に、感光体等の像担持体を現像するための現像装置を有している。現像装置として、トナーとキャリアよりなる２成分現像剤を用いる２成分現像方式の装置が知られており、この現像装置では、現像剤撹拌部分でキャリアとトナーを十分に混合した現像剤を、現像ローラに供給し、現像ローラにより現像剤を像担持体としての感光体と対向する領域に搬送して、感光体表面の静電潜像にトナーを付着させて現像する。
【０００３】
現像剤を撹拌混合し、現像ローラに供給する現像剤撹拌部の構成は、従来様々な構成が用いられているが、現在では、現像ローラの横方向や下方に、撹拌搬送スクリュを水平方向に２本配置する構成が主流である。その一例として、図６に、像担持体としての感光体ドラム２０５に対向配設された現像ローラ２０１の斜め下方に水平方向に２本の攪拌搬送スクリュ２０２、２０３を配設した現像装置２００を示す。
【０００４】
このような構成の現像装置２００では、２本のスクリュ２０２、２０３の間に仕切り板２０４を設け、２本のスクリュ２０２、２０３は互いに反対の方向に現像剤を搬送し、仕切り板２０４のない両端部分で現像剤の受け渡しを行なうことで、現像剤を循環させている。現像ローラ２０１から離れて配置された第１スクリュ２０２では、その搬送方向上流側で、トナーを補給され、トナーとキャリアを混合しながら搬送して、第１スクリュ２０２の下流側で、現像ローラ２０１に近く配置された第２スクリュ２０３に現像剤を受け渡す。
【０００５】
第２スクリュ２０３は現像ローラ２０１への現像剤の供給、現像ローラ２０１からの現像剤の回収を行ないながら、現像剤を搬送し、その下流側で、第１スクリュ２０２に現像剤を受け渡す。現像ローラ２０１は、図示しない複数の磁極を配置した図示しないマグネットローラを内部に有し、固定されたマグネットローラの周囲を図示しない円筒状のスリーブが回転する構成となっている。第２スクリュ２０３に対向する部分では現像剤の汲み上げを行う機能と、現像を終了した現像剤を切り離す機能とが必要であり、マグネットローラにはその機能を果たすように磁極が設けられている。
【０００６】
しかし、このような構成の現像装置２００では現像ローラ２０１、撹拌スクリュ２０２、２０３の２本が横方向に並んでいるために縦方向の大きさは小さくできるが、横方向の大きさは小さくすることが難しい。昨今、電子写真方式を用いた画像形成装置ではカラー化が進んでいるが、その生産性を向上させるためには、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色毎に、４個の像担持体としての感光体ドラムを用いて画像を形成するタンデム方式を採用することが効果的である。
【０００７】
タンデム方式では４個の感光体ドラムを横方向に並べて、各ドラムに帯電装置等の作像装置を設けることになり、現像装置も各ドラムに対して設けることとなる。画像形成装置を小さくするためには、各ドラムの間隔を狭める必要があるがその為には現像装置も水平方向の大きさを小さくする必要があり、上述した２本のスクリュを水平方向に並べる方式の現像装置では省スペース化に限界がある。
【０００８】
特開平１１−２０２６２７号公報においては、上下に配置された撹拌スクリュと供給スクリュとにより現像剤を循環させる現像装置が開示されている。またこの現像装置では、撹拌スクリュが供給スクリュより大きい搬送能力を発揮するようにし、現像剤の総量を減らし撹拌スクリュが部分的にしか浸かっていない状態にしても現像剤のバランスが保たれ、スクリュの駆動トルクを低減するとともに現像剤の寿命を長くするようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平１１−２０２６２７によって開示されたかかる現像装置では、現像ローラの横にスクリュを２本、縦方向に並べた構成としており、横方向の省スペース化が図れるものの、現像後、トナー濃度の少なくなった現像剤と、トナー濃度の高い現像剤が同時に現像ローラに汲み上げられることになり、現像ローラ上の現像剤のトナー濃度が均一にならず、画像濃度にムラが生じやすく均一な画像が得られ難いという不具合がある。
【００１０】
また、同様の不具合が、上スクリュによって撹拌される現像剤と、下スクリュによって撹拌される現像剤とが所々で入れ替わってしまうため、現像剤が均一に撹拌されにくいことからも生じる。さらに、帯電の不充分なトナーがあるためにハーフトーン画像部の粒状性が悪化したり、地肌部にトナーが付着する地肌汚れや、キャリアからトナーが遊離してしまうことによるトナー飛散等の不具合を生じるという不具合もある。
【００１１】
本発明は、現像ローラの軸方向に平行に配設され互いに逆の方向に現像剤を搬送する２つの現像剤搬送部材を備えた現像装置であって、水平方向の大きさを小さくした上で、高画質が得られ、現像剤へのストレスが少なく、帯電を十分に行い安定した現像性能が得られる現像装置及びこれを有する画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、像担持体を現像する現像ローラと、上記現像ローラの軸と平行に配設されこの軸の一方向に現像剤を搬送する第１現像剤搬送部材と、上記現像ローラの軸と平行に配設されこの軸の他方向に現像剤を搬送する第２現像剤搬送部材と、上記第１現像剤搬送部材と、上記第２現像剤搬送部材との間に配設され、上記第１現像剤搬送部材の周囲の空間と、上記第２現像剤搬送部材の周囲の空間とを遮蔽する仕切り板とを有する現像装置において、上記現像ローラは、現像剤を汲み上げる現像剤汲み上げ部と、この現像剤汲み上げ部の上方に位置し現像剤を離す現像剤離し部とを有し、上記第１現像剤搬送部材を、上記現像剤汲み上げ部近傍に配置し、上記第２現像剤搬送部材を、上記現像剤離し部近傍に配置し、上記第１現像剤搬送部材の回転方向を、上記現像ローラの回転方向と同じとし、上記第２現像剤搬送部材の回転方向を、上記現像ローラの回転方向と逆とし、上記第１現像剤搬送部材の周囲の空間においては、現像剤が上記現像ローラに寄せられながら上記第１現像剤搬送部材によって上記一方向に搬送され、上記第２現像剤搬送部材の周囲の空間においては、現像剤が上記現像ローラから離されながら上記第２現像剤搬送部材によって上記他方向に搬送され、上記仕切り板は、上記第１現像剤搬送部材の周囲の空間と、上記第２現像剤搬送部材の周囲の空間とを連通する連通口であって、上記第１現像剤搬送部材の現像剤の搬送方向の下流部分の、上記現像ローラから離れた位置の同仕切り板を残しつつ、同下流部分の上記現像ローラ寄りの位置に形成された連通口を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の現像装置において、上記第２現像剤搬送部材の現像剤の搬送方向の上流部分において、現像剤へのトナー補給を行うことを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の現像装置において、上記現像ローラと上記仕切り板との間隔を０．２ｍｍ〜１ｍｍの範囲としたことを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の現像装置において、上記仕切り板は、上記現像ローラの回転方向における、上記現像剤離し部の下流側且つ上記現像剤汲み上げ部の上流側の、上記現像ローラへの現像剤の付着量が少ない領域で、上記現像ローラに対向していることを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項３または４記載の現像装置において、上記仕切り板は、上記現像ローラの回転方向における、上記現像剤離し部の下流側且つ上記現像剤汲み上げ部の上流側の、上記現像ローラ表面の磁束密度が１０ｍＴ以下の領域で、上記現像ローラに対向していることを特徴とする。
【００１９】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし５の何れか１つに記載の現像装置において、上記第１現像剤搬送部材と、上記第２現像剤搬送部材とは、その軸を中心とした回転により現像剤を搬送する形状をなしており、上記第１現像剤搬送部材の単位時間あたりの現像剤の搬送量を、上記第２現像剤搬送部材の単位時間あたりの現像剤の搬送量よりも大きくしたことを特徴とする。
【００２０】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６の何れか１つに記載の現像装置を有する画像形成装置にある。
【００２１】
【実施例】
図１に本発明を適用した現像装置及びこの現像装置を有する画像形成装置の概略を示す。画像形成装置は複写機、ファクシミリ、プリンタ等周知のものであり、本発明を適用した現像装置を用いることができるタイプの画像形成装置であればどのようなものでも良い。本実施例の画像形成装置はカラー画像を形成するものであるが、単色の画像を形成するものであっても良い。
【００２２】
画像形成装置２０は、一般にコピー等に用いられる普通紙と、ＯＨＰシートや、カード、ハガキといった９０Ｋ紙、坪量約１００ｇ／ｍ２相当以上の厚紙や、封筒等の、普通紙よりも熱容量が大きないわゆる特殊シートとの何れをもシート状の記録媒体として用いることが可能である。以下これらを記録媒体と記載する。
【００２３】
画像形成装置２０は、原稿画像に応じて各色ごとの画像を形成する作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫと、作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫに対向して配置された転写装置２２と、各作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫと転写装置２２とが対向する転写領域に各種記録媒体を供給する記録媒体供給手段としての給紙カセット２３、２４、３３と、給紙カセット２３、２４、３３から搬送されてきた記録媒体を作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫによる作像のタイミングにあわせて供給するレジストローラ３０とを有している。
【００２４】
また、画像形成装置２０は、作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫのそれぞれに備えられた後述する感光体ドラム２５Ｃ、２５Ｙ、２５Ｍ、２５ＢＫと転写装置２２との対向位置である転写領域３５Ｃ、３５Ｙ、３５Ｍ、３５ＢＫのうちの少なくとも１つの転写領域においてトナー像を転写された後の記録媒体の定着を行う定着装置１と、筐体３１と、筐体３１の上部に配設された、定着装置１を通過しトナー像が定着した記録媒体を積載するための排紙トレイ３２とを有している。
【００２５】
また、画像形成装置２０は、給紙カセット２３、２４、３３それぞれから記録媒体を送り出すピックアップローラ４０、４１、４２と、給紙カセット２３、２４、３３から搬送されてきた記録媒体をレジストローラ３０に向けて搬送するローラ構造４４と、排紙トレイ３２に向け筐体３１外部へ記録媒体を排出する排出ローラ４５と、定着装置１により定着された記録媒体を排出ローラ４５に向けて搬送するローラ構造４３とを有している。
【００２６】
転写装置２２は、画像形成装置２０が図の左右方向において小型になるよう、斜め方向に配設され、矢印Ｂで示すシート状媒体搬送方向が斜め方向となっている。これにより、画像形成装置２０は、図の左右方向における筐体３１の幅が、Ａ３サイズのシート状媒体の長手方向の長さよりも僅かに長い大きさとなっている。すなわち、画像形成装置２０は、内部にシート状媒体を収容するために最低限必要な大きさとされることで大幅に小型化されている。
【００２７】
各作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫはそれぞれシアン、イエロー、マゼンタ、ブラックの各色の現像を行うものであり、用いるトナーの色が異なるが、その構成はほぼ同様であるから、作像装置２１ＢＫの構成を各作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫの代表として説明する。作像装置２１ＢＫは、像担持体である静電潜像担持体としての感光体ドラム２５ＢＫ、感光体ドラム２５ＢＫの回転方向Ａにおいて順に配置されている帯電装置２７ＢＫ、現像装置２６ＢＫ、クリーニング装置２８ＢＫ等を有し、帯電装置２７ＢＫと現像装置２６ＢＫとの間で露光光２９ＢＫを受ける周知の構成である。静電潜像担持体はドラム状でなく、ベルト状としても良い。以下、作像装置について、色を区別しないときには末尾に付したＣ、Ｙ、Ｍ、ＢＫのアルファベットを省略して説明する。
【００２８】
図２に示すように、現像装置２６は、現像ケーシング５１と、感光体ドラム２５を現像する現像ローラ５２と、現像ローラ５２の軸５３と平行に配設され軸５３の一方向すなわち紙面手前側に現像剤を搬送する第１現像剤攪拌搬送部材としての第１現像剤搬送部材５４と、軸５３と平行に配設され軸５３の他方向すなわち紙面奥側に現像剤を搬送する第２現像剤攪拌搬送部材としての第２現像剤搬送部材５５とを有している。
【００２９】
現像装置２６はまた、第１現像剤搬送部材５４と第２現像剤搬送部材５５との間に配設され、第１現像剤搬送部材５４の周囲の空間と第２現像剤搬送部材５５の周囲の空間とを遮蔽する、現像ケーシング５１と一体の仕切り板５６と、図２において時計回りに回転する現像ローラ５２の回転方向Ｃにおける、現像ローラ５２と第２現像剤搬送部材５４との対向領域の下流側において、現像ローラ５２に汲み上げられた現像剤を規制する、現像ローラ５２の下方に配設された現像剤規制部材５７とを有している。
【００３０】
現像ローラ５２は、現像剤を引き付け現像剤を汲み上げる現像剤汲み上げ部６１と、現像剤汲み上げ部６１の上方に位置し現像剤を離す現像剤離し部６２とを有している。第１現像材搬送部材５４は現像剤汲み上げ部６１の近傍において現像剤汲み上げ部６１に対向する位置に配設されており、第２現像材搬送部材５５は現像剤離し部６２の近傍において現像剤離し部６２に対向する位置に配設されている。なお、図２において、符号３６はクリーニング装置２８に備えられたクリーニングブレードを、符号３７は転写装置２２に備えられた転写ベルトを示している。
【００３１】
現像ローラ５２は、円周方向に複数の磁石を配置した図示しないマグネットローラを内部に有し、その周囲を図示しない円筒状のスリーブが回転する構成となっている。スリーブはアルミ等の非磁性の金属で形成されている。マグネットローラは、各磁石が所定の方向を向くように固定されており、その周囲をスリーブが回転して、磁石によって引き付けた現像剤を搬送していく。現像装置２６では、現像ローラ５２が感光体ドラム２５に対向する部分において、現像ローラ５２表面が下方から上方に向けて移動する構成としている。
【００３２】
図３に示すように、現像ローラ５２は、内部にＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５の５つの磁石を有し、５つの磁極が生じるようになっている。現像ローラ５２と感光体ドラム２５とが対向する部分にＰ１極と称する磁極が位置し、以下現像ローラ回転方向Ｃに沿って、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５極の各磁極が配設されている。極性はＰ１極から順に、Ｎ、Ｓ、Ｎ、Ｎ、Ｓ極としているが、これらは各極が反対の極性であっても構わない。現像ローラ５２と感光体ドラム２５は直接には接触せずに、一定の間隔を保持して対向しており、この対向領域が現像ニップ領域３８を形成している。
【００３３】
現像ローラ５２は、Ｐ１極で現像剤を穂立ちさせ、現像剤を感光体ドラム２５に接触させることで、感光体ドラム２５表面の潜像にトナーを付着させて顕像化する。現像ローラ５２には所定のバイアスを印加しており、現像ローラ５２と感光体ドラム２５表面に形成された静電潜像との電位差により、トナーを潜像部分に付着させている。
【００３４】
Ｐ２極は現像後の現像剤を搬送し、現像ケーシング５１内に引き入れる。Ｐ３、Ｐ４極は同極性として、Ｐ３極とＰ４極との間で、現像ローラ５２の周囲に引き寄せていた現像剤を現像ローラ５２から引き離す、剤離し、の機能を担っている。現像剤汲み上げ部６１はＰ４極により、現像剤離し部６２はＰ３極により形成されている。
【００３５】
感光体ドラム２５にトナーを付着させた後の現像剤は、トナー濃度が下がっている為、現像ローラ５２から離れずに再度現像ニップ領域３８に搬送され現像に供されると狙いの画像濃度を得ることが出来ないという不具合が生じるため、このように現像後の領域で、現像ローラ５２から現像剤を離す構成となっている。
【００３６】
仕切り板５６は、現像ローラ５２の回転方向Ｃにおける、現像剤汲み上げ部６１の上流側且つ現像剤離し部６２の下流側の、Ｐ３極とＰ４極との間で形成される、現像ローラ５２への現像剤の付着量が少ない領域３９で、現像ローラ５２に対向するように配設されている。かかる領域３９は、現像ローラ５２の表面の磁束密度が１０ｍＴ以下となる領域であって、現像材の付着量が少なくなっている。
【００３７】
仕切り板５６は、現像ケーシング５１本体から領域３９に向けて突設されており、その先端部における現像ローラ５２との間隔は０．２ｍｍとされている。かかる間隔は０．２ｍｍ〜１ｍｍの間で設定することができる。したがって、仕切り板５６により、現像後の現像剤を現像ローラ５２から良好には分離することができるようになっている。
【００３８】
このように、仕切り板５６は、現像ローラ５２から離され第２現像剤搬送部材５５により撹拌搬送される現像剤が再度現像ローラ５２に引き付けられて、第１現像剤搬送部材５４により撹拌される空間へ移動するのを防止するものであり、また、第２現像剤搬送部材５５が撹拌搬送する現像剤を下から支えて現像剤搬送経路を形成する機能をも有している。
【００３９】
現像ローラ５２から分離された現像後の現像剤には、第２現像剤搬送部材５５による現像剤の搬送方向における上流部分すなわち図２、３における紙面手前側の部分で、狙いのトナー濃度となるようにトナー補給が行われ、狙いのトナー帯電量になるように、第２現像剤搬送部材５５及び第１現像剤搬送部材５４にて十分に撹拌混合され、この現像剤はＰ４極により現像ローラ５２に汲上げられる。
【００４０】
Ｐ４極の磁力により現像ローラに引き付けられた現像剤は現像剤規制部材５７を通過することにより、所定の厚さに整えられて、磁気ブラシを形成しながら現像ニップ領域３８に搬送される。Ｐ５極は現像剤規制部材５７通過後からＰ１極までの間で搬送を行う極としての機能、及び、現像剤規制部材５７に対向する部分で現像剤を穂立ちさせることにより、現像剤の層厚を安定させる機能を担っている。
【００４１】
図４に示すように、第１現像剤搬送部材５４は、回転軸６３を中心とした回転により現像剤を搬送する形状をなしており、本例においては回転軸６３の回りにスパイラル６５を設けたスクリュ形状をしており、現像ローラ５２と同方向Ｄに回転することによりその軸方向のうち図２、３における紙面の奥側から手前側に向けた方向Ｆに向けて現像剤を搬送する。
【００４２】
スクリュは、被搬送物を軸方向に送りながら、回転方向に寄せる作用があるので、第１現像剤搬送部材５４は現像剤を現像ローラ５２に寄せながら搬送することになり、現像ローラ５２への連続した現像剤供給が可能になる。回転軸６３を中心とした回転により現像剤を搬送する形状としては、スパイラルでなく、回転軸６３に対して傾斜した斜板を回転軸６３の軸方向に多数並設した形状であっても良い。
【００４３】
第２現像剤搬送部材５５は、回転軸６４を中心とした回転により現像剤を搬送する形状をなしており、本例においては回転軸６４の回りにスパイラル６６を設けたスクリュ形状をしており、現像ローラ５２と逆方向Ｅに回転することによりその軸方向のうち図２、３における紙面の手前側から奥側に向けた方向Ｆと逆の方向Ｇに向けて現像剤を搬送する。
【００４４】
これにより、第２現像剤搬送部材５５は現像剤を現像ローラ５２から離れた方向に寄せながら搬送するので、一度現像ローラ５２から離れた現像剤が現像ローラ５２に再度付着して第１現像剤搬送部材５４の領域に搬送されることを防ぐ。回転軸６４を中心とした回転により現像剤を搬送する形状としては、スパイラルでなく、回転軸６４に対して傾斜した斜板を回転軸６４の軸方向に多数並設した形状であっても良い。
【００４５】
第２現像剤搬送部材５５の現像剤搬送方向下流側、すなわち図２、３の紙面における現像装置２０奥側では、仕切り板５６を設けないことで、あるいは、仕切り板５６の一部に開口を設けることで、第１現像剤搬送部材５４の周囲の空間と第２現像剤搬送部材５５の周囲の空間とを連通する連通口６７が設けてあり、第２現像剤搬送部材５５により搬送された現像剤が、下方に位置する第１現像剤搬送部材５４の搬送経路へと落下していくようになっている。
【００４６】
現像装置２６のように、現像剤搬送部材５５、５４を上下に配置した現像装置では、上下の現像剤搬送部材５５、５４の間で現像剤の移動を行うことになる。上方の現像剤搬送部材５５から、下方の現像剤搬送部材５４への現像剤の移動は上述のように自由落下で良いが、下方から上方への移動に関してはその為の機構が必要になる。
【００４７】
しかし現像装置２６は、現像ローラ５２が下方の現像剤搬送部材５４から現像剤を汲上げ、上方の現像剤撹拌部材５５周囲の空間に現像剤を離すので、下方から上方への現像剤の移動は現像ローラ５２が行うことになり、特別な現像剤汲上げ機構は必要なく、水平方向の寸法を小さくした現像装置を、簡単な構成で実現するものである。
【００４８】
現像装置２６内の現像剤は、現像動作を繰り返すうちにトナーが消費されていくので、現像装置２６外部から現像装置２６内の現像剤に対してトナーを補給する必要がある。よって現像装置２６においては、上述したように、現像ローラ５２から現像剤が離される領域の近傍に配置した第２現像剤搬送部材５５の搬送方向上流部でトナー補給を行なうようになっている。
【００４９】
そして、第２現像剤搬送部材５５による現像剤搬送経路では、現像ローラ５２から離れた現像剤を回収するのみで、現像ローラ５２へのトナー供給は行なわないので、補給されたトナーは現像ローラ５２から離れた現像剤中で撹拌混合されながら、現像装置２６の奥側まで搬送された後、連通口６７を経て、第１現像剤搬送部材５４の搬送経路に落下し、第１現像剤搬送部材５４により手前側に搬送されながら現像ローラ５２に供給され現像に使用される。
【００５０】
現像剤は、現像装置２６内で撹拌を受ける事により劣化していく。キャリアは表面のコート膜が削れていったり、トナーの樹脂成分が表面に付着していくことによって、初期の性能が発揮できないようになっていく。トナーは周囲に付着している添加物が埋没していくことによって、その性能が落ちていく。これら現像剤の劣化は、剤中トナー濃度が低い状態で撹拌を受けた場合のほうが、トナー濃度が高い状態で撹拌された場合よりも促進されやすい。
【００５１】
また、現像装置２６内のどの部分で劣化を促進するストレスを受けるかという点では、現像ローラ５２と現像剤規制部材５７の間の狭い間隔を通過する際に最もストレスを受け、スクリュ形状をなす第１現像剤搬送部材５４、第２現像剤搬送部材５５に当接する部分でのストレスは殆どない。現像装置２６では、現像後にトナー濃度の下がった現像剤は、現像ローラ５２から離した後、スクリュ形状をなす第１現像剤搬送部材５４、第２現像剤搬送部材５５でのみ撹拌し、トナー補給された現像剤と混合した後に、現像ローラ５２に供給されるから、トナー濃度の下がった状態で現像ローラと現像剤規制部材の間隙を通過するようなことはないので、現像剤の劣化を促進することがなく、現像剤劣化が抑制されるので、安定した画質を長期にわたって維持することが可能となっている。
【００５２】
現像装置２６では、第１現像剤搬送部材５４で搬送される現像剤は、Ｆ方向に向けて搬送されながら、現像ローラ５２に汲み上げられる。現像ローラ５２に汲み上げられた現像剤は、感光体ドラム２５に接触して現像に供された後、現像装置２６内で現像ローラ５２から離され、第２現像剤搬送部材５５により、Ｇ方向へ向けて搬送される。このような現像剤循環では、第１現像剤搬送部材５４によりＦ方向先端側まで搬送される前に、現像に使用され、第２現像剤搬送部材５５によりＧ方向へ戻される現像剤が多くなり、現像剤が奥側に溜まる傾向にある。そして、Ｆ方向下流まで現像剤が到達しないと、第１現像剤搬送部材５４のＦ方向下流側端部部分では現像ローラ５２上に現像剤が汲み上げられないという不具合が生じてしまう。
【００５３】
そのため、現像装置２６では、第１現像剤搬送部材５４の現像剤搬送能力を、第２現像剤搬送部材５５の現像剤搬送能力よりも大きくすることで、現像ローラ５２の軸方向、言い換えると現像装置２６の奥行き方向における現像剤のバランスをとるようになっている。すなわち、第１現像剤搬送部材５４の単位時間あたりの現像剤の搬送量を、第２現像剤搬送部材５５の単位時間あたりの現像剤の搬送量よりも大きくし、第１現像剤搬送部材５４の現像剤の搬送速度を、第２現像剤搬送部材５５の現像剤の搬送速度よりも大きくしている。
【００５４】
具体的には、第１現像剤搬送部材５４の外径すなわちスパイラル６５の外径を、第２現像剤搬送部材５５の外径すなわちスパイラル６６の外径よりも大きくし、第１現像剤搬送部材５４のピッチ、すなわちスパイラル６５のピッチを、第２現像剤搬送部材５５のピッチ、すなわちスパイラル６６のピッチよりも大きくし、第１現像剤搬送部材５４の回転数を、第２現像剤搬送部材５５の回転数よりも大きくしている。その他、第１現像剤搬送部材５４により現像剤が搬送される空間の容積を、第２現像剤搬送部材５５により現像剤が搬送される空間の容積よりも大きくしてもよい。これらは少なくとも１つあるいはこれらの各組み合わせで用いることができる。
【００５５】
このように、第１現像剤搬送部材５４の現像剤搬送能力を大きくした場合、第１現像剤搬送部材５４の下流部まで搬送されてきた現像剤がすべて現像ローラ５２に汲み上げられていれば、現像装置２６の奥行き方向の現像剤バランスは問題ない。しかし、現像装置２６の傾斜、現像剤の流動性により、現像剤の搬送量は変わるので、第１現像剤搬送部材５４の下流部での現像剤汲上げ不足、言い換えると現像剤汲み上げ不良を防ぐには、第１現像剤撹拌搬送部材の搬送能力は、第１現像剤搬送部材５４の下流部に現像剤が溜まる程度に設定した方が良い。
【００５６】
ところが、現像剤が手前側に多く溜まった場合に逃げ場がないと、第１現像剤搬送部材５４の負荷トルクが増大したり、ロックしたりする場合がある。そこで、図４に示すように、仕切り板５６の、Ｆ方向の下流部分に、第１現像剤搬送部材５４の周囲の空間と、第２現像剤搬送部材５５の周囲の空間とを連通する連通口６８を設け、第１現像剤搬送部材５４の下流部に現像剤が溜まった場合の現像剤の逃げ場を作っている。これにより、第１現像剤搬送部材５４の下流部に現像剤が溜まり気味になった場合には、連通口６８を経て、上方の第２現像剤搬送部材５５周囲の空間に現像剤が移動していくので、第１現像剤搬送部材５４の負荷トルク増大、ロックが防止されている。
【００５７】
連通口６８は、仕切り板５６における、現像ローラ５２寄りの位置に形成し、現像ローラ５２から離れた位置における仕切り板５６は残してある。このようにすることで、第１現像剤搬送部材５４により現像ローラ５２に寄せられながら、上方に溢れてきた現像剤を、第２現像剤搬送部材５５により仕切り板５６の上面に乗せ、現像ローラ５２から離しながら、Ｇ方向に向けて搬送することができる。
【００５８】
本実施例は以上の構成により、画像形成装置２０の電源が投入されると、画像形成が可能な状態となり、操作者が画像形成を開始する周知の操作を行うと、感光体ドラム２５Ｃの方向Ａへの回転にともない、感光体ドラム２５Ｃは帯電装置２７Ｃより表面を一様に帯電され、露光光２９Ｃにより原稿画像に応じた静電潜像が形成される。
【００５９】
現像装置２６Ｃに備えられた現像ローラ５２Ｃにより現像装置２６Ｃ内の現像剤が感光体ドラム２５Ｃと対向する現像ニップ領域３８へ搬送され、感光体ドラム２５Ｃ表面に形成されている静電潜像に現像剤中のトナーが付着して顕像化し、現像が行われる。感光体ドラム２５Ｃ上に形成されたトナー像が、感光体ドラム２５Ｃと転写装置２２とが対向する転写領域３５Ｃにおいて、転写装置２２上を矢印Ｂ方向に搬送される記録媒体上に転写され、記録媒体上の画像となる。
【００６０】
転写後に記録媒体に転写されずに感光体ドラム２５Ｃ上に残留しているトナーがクリーニング装置２８Ｃに備えられたクリーニングブレード３６Ｃによって掻き取られて感光体２５Ｃがクリーニングされ、クリーニング装置２８Ｃを通過した感光体ドラム２５Ｃの表面は、その後、再び帯電装置２７Ｃにより一様に帯電され、次の画像形成工程を繰り返す。
【００６１】
シアンのトナーが転写された記録媒体は、転写装置２２により矢印Ｂ方向に搬送されつつ、作像装置２１Ｃにおける上述の作像工程と同様の作像工程を行う作像装置２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫにより順次それぞれイエロー、マゼンタ、ブラックのトナー像を適宜転写され、画像形成に必要なすべてのトナー像を転写された後、転写装置２２から定着装置１に受け渡され、記録媒体上のトナー像の記録媒体への定着が行われる。定着後の記録媒体はローラ構造４３、排出ローラ４５を経て、排紙トレイ３２上に積載される。
【００６２】
以上本発明を適用した現像装置及び画像形成装置について説明したが、作像装置２１は図５に示すような構成とすることができる。現像ローラ５２と感光体ドラム２５とが対向する現像ニップ領域３８で、感光体ドラム２５表面の移動方向Ａに対して現像ローラ５２表面の移動方向Ｃを同方向とする現像方式を順現像、感光体ドラム２５表面の移動方向Ａに対して現像ローラ５２表面の移動方向Ｃを逆方向とする現像方式を逆現像と称するが、図５に示した作像装置２１は、図１等に示した逆現像を行う作像システムによる作像装置２１と異なり、順現像となるように適用した作像システムを採用したものである。
【００６３】
この例においては、転写装置２２における転写ベルト３７の搬送方向Ｂも図１等に示したものと逆になっている。各作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫの配設位置も、図１等に示した場合においては転写装置２２の上方としていたが、この例においては、その逆の転写装置２２の下方となっている。その他、図２と同様の構成には同じ符号を付して説明を省略する。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、像担持体を現像する現像ローラと、上記現像ローラの軸と平行に配設されこの軸の一方向に現像剤を搬送する第１現像剤搬送部材と、上記現像ローラの軸と平行に配設されこの軸の他方向に現像剤を搬送する第２現像剤搬送部材と、上記第１現像剤搬送部材と、上記第２現像剤搬送部材との間に配設され、上記第１現像剤搬送部材の周囲の空間と、上記第２現像剤搬送部材の周囲の空間とを遮蔽する仕切り板とを有する現像装置において、上記現像ローラは、現像剤を汲み上げる現像剤汲み上げ部と、この現像剤汲み上げ部の上方に位置し現像剤を離す現像剤離し部とを有し、上記第１現像剤搬送部材を、上記現像剤汲み上げ部近傍に配置し、上記第２現像剤搬送部材を、上記現像剤離し部近傍に配置し、上記第１現像剤搬送部材の回転方向を、上記現像ローラの回転方向と同じとし、上記第２現像剤搬送部材の回転方向を、上記現像ローラの回転方向と逆とし、上記第１現像剤搬送部材の周囲の空間においては、現像剤が上記現像ローラに寄せられながら上記第１現像剤搬送部材によって上記一方向に搬送され、上記第２現像剤搬送部材の周囲の空間においては、現像剤が上記現像ローラから離されながら上記第２現像剤搬送部材によって上記他方向に搬送され、上記仕切り板は、上記第１現像剤搬送部材の周囲の空間と、上記第２現像剤搬送部材の周囲の空間とを連通する連通口であって、上記第１現像剤搬送部材の現像剤の搬送方向の下流部分の、上記現像ローラから離れた位置の同仕切り板を残しつつ、同下流部分の上記現像ローラ寄りの位置に形成された連通口を有するので、現像ローラの軸方向に平行に配設され互いに逆の方向に現像剤を搬送する２つの現像剤搬送部材を備え、水平方向の大きさを小さくすることができ、また、下方の現像剤搬送部材から上方の現像剤搬送部材への現像剤の汲上げを現像ローラで行えるので、汲上げ機構も必要なく簡単な構成で、小型とすることができ、さらに、水平方向のコンパクト化を図った上で、現像ローラに対してトナーとキャリアを十分に撹拌混合した現像剤のみを供給し、現像直後のトナー濃度の下がった現像剤が直ぐに供給されることがないので、狙いの帯電量を持ったトナーを現像に用いるので、高画質の画像形成に寄与することができ、また、第１現像剤搬送部材の搬送方向下流側の現像剤汲上げ不良を防ぐ為に、第１現像剤搬送部材の搬送方向下流側に溜まり気味に設定した場合に、現像剤が溜まりすぎて、第１現像剤撹拌搬送部材の負荷トルク増大や、ロックが生じるのを防止し、各部材の劣化等の不具合を防止でき、現像装置を長寿命とすることができるとともに、第１現像剤撹拌搬送部材の回転により、現像剤を現像ローラに掃き寄せながら軸方向に搬送することになるので現像ローラへの現像剤供給をスムーズに行なうことができ、画像濃度ムラを抑制して高画質の画像形成に寄与することができ、現像ローラに寄せられながら搬送された現像剤であって、第１現像剤搬送部材周囲の空間から連通口を介して上側の第２現像剤搬送部材周囲の空間に溢れてきた現像剤を、仕切り板上に乗せ、第２現像剤撹拌搬送部材の回転により、現像剤を現像ローラから離れた部分に掃き寄せながら軸方向に搬送することで、現像ローラから離された現像剤が現像ローラに引き寄せられるのを防ぐことができ、現像ローラから離しながら搬送し、確実に第２現像剤搬送部材による現像剤の搬送経路に保持して第２現像剤搬送部材により搬送できるから、現像剤の攪拌循環をスムーズに行うことができる現像装置を提供することができる。
【００６５】
第２現像剤搬送部材の現像剤の搬送方向の上流部分において、現像剤へのトナー補給を行うこととすれば、現像ローラへの現像剤供給を行なわない第２現像剤搬送部材の上流部分にトナーを補給することで補給されたトナーと現像剤との撹拌時間を稼げること、また、第２現像剤搬送部材の搬送経路には現像直後でトナー濃度の下がった現像剤があるため補給トナーとキャリア表面とが接触することが多いことから、トナーをキャリアと十分に撹拌混合し、トナーの帯電を効率的に行なうことができるから、帯電量を立ち上げてから現像に用いることができ、高画質の画像形成に寄与することができる現像装置を提供することができる。
【００６６】
現像ローラと仕切り板との間隔を０．２ｍｍ〜１ｍｍの範囲としたこととすれば、現像ローラと仕切り板との間隙を現像剤が通過することを抑制し、トナー濃度の下がった現像剤が現像ローラと現像剤規制部材の空隙を通過せず、第２現像剤搬送部材による撹拌を受けるだけなので、キャリア、トナーにかかるストレスが押さえられ、劣化を抑制できるので、現像剤の性能を長期にわたった維持することが可能で、高寿命、高耐久な現像装置を提供することができる。
【００６７】
仕切り板が、現像ローラの回転方向における、現像剤離し部の下流側且つ現像剤汲み上げ部の上流側の、現像ローラへの現像剤の付着量が少ない領域で、現像ローラに対向していることとすれば、現像ローラと仕切り板との対抗領域に存する現像剤が少ないから、トナー濃度の下がった現像剤が現像ローラと現像剤規制部材の空隙を通過せず、第２現像剤搬送部材による撹拌を受けるだけなので、キャリア、トナーにかかるストレスが押さえられ、劣化を抑制できるので、現像剤の性能を長期にわたった維持することが可能で、高寿命、高耐久にすることができる現像装置を提供することができる。
【００６８】
仕切り板が、現像ローラの回転方向における、現像剤離し部の下流側且つ現像剤汲み上げ部の上流側の、現像ローラ表面の磁束密度が１０ｍＴ以下の領域で、現像ローラに対向していることとすれば、現像ローラと仕切り板との対抗領域に引き寄せられる現像剤が少ないから、トナー濃度の下がった現像剤が現像ローラと現像剤規制部材の空隙を通過せず、第２現像剤搬送部材による撹拌を受けるだけなので、キャリア、トナーにかかるストレスが押さえられ、劣化を抑制できるので、現像剤の性能を長期にわたった維持することが可能で、高寿命、高耐久にすることができる現像装置を提供することができる。
【００７１】
第１現像剤搬送部材と、第２現像剤搬送部材とが、その軸を中心とした回転により現像剤を搬送する形状をなしており、第１現像剤搬送部材の単位時間あたりの現像剤の搬送量を、第２現像剤搬送部材の単位時間あたりの現像剤の搬送量よりも大きくしたこととすれば、現像剤へのストレスが少ないとともに、第１の現像剤撹拌搬送部材の搬送方向下流側の現像剤が少なくなることを防止して、現像剤を手前側まで行き渡らせ、現像ローラへの現像剤汲上げ不良を防止し、画像濃度ムラを抑制して高画質の画像形成に寄与することができる現像装置を提供することができる。
【００７２】
第１現像剤搬送部材の現像剤の搬送速度を、第２現像剤搬送部材の現像剤の搬送速度よりも大きくしたこととすれば、第１現像剤搬送部材の単位時間あたりの現像剤の搬送量を、第２現像剤搬送部材の単位時間あたりの現像剤の搬送量よりも大きくし、第１の現像剤撹拌搬送部材の搬送方向下流側の現像剤が少なくなることを防止して、現像剤を手前側まで行き渡らせ、現像ローラへの現像剤汲上げ不良を防止し、画像濃度ムラを抑制して高画質の画像形成に寄与することができる現像装置を提供することができる。
【００７３】
第１現像剤搬送部材の外径を、第２現像剤搬送部材の外径よりも大きくしたこととすれば、第１現像剤搬送部材、第２現像剤搬送部材の外径の関係を設定することで、第１現像剤搬送部材の単位時間あたりの現像剤の搬送量を、第２現像剤搬送部材の単位時間あたりの現像剤の搬送量よりも大きくし、第１の現像剤撹拌搬送部材の搬送方向下流側の現像剤が少なくなることを防止して、現像剤を手前側まで行き渡らせ、現像ローラへの現像剤汲上げ不良を防止し、画像濃度ムラを抑制して高画質の画像形成に寄与することができる現像装置を提供することができる。
【００７４】
第１現像剤搬送部材のピッチを、第２現像剤搬送部材のピッチよりも大きくしたこととすれば、第１現像剤搬送部材、第２現像剤搬送部材のピッチの関係を設定することで、第１現像剤搬送部材の単位時間あたりの現像剤の搬送量を、第２現像剤搬送部材の単位時間あたりの現像剤の搬送量よりも大きくし、第１の現像剤撹拌搬送部材の搬送方向下流側の現像剤が少なくなることを防止して、現像剤を手前側まで行き渡らせ、現像ローラへの現像剤汲上げ不良を防止し、画像濃度ムラを抑制して高画質の画像形成に寄与することができる現像装置を提供することができる。
【００７５】
第１現像剤搬送部材の回転数を、第２現像剤搬送部材の回転数よりも大きくしたこととすれば、第１現像剤搬送部材、第２現像剤搬送部材の回転数の関係を設定することで、第１現像剤搬送部材の単位時間あたりの現像剤の搬送量を、第２現像剤搬送部材の単位時間あたりの現像剤の搬送量よりも大きくし、第１の現像剤撹拌搬送部材の搬送方向下流側の現像剤が少なくなることを防止して、現像剤を手前側まで行き渡らせ、現像ローラへの現像剤汲上げ不良を防止し、画像濃度ムラを抑制して高画質の画像形成に寄与することができる現像装置を提供することができる。
【００７６】
第１現像剤搬送部材により現像剤が搬送される空間の容積を、第２現像剤搬送部材により現像剤が搬送される空間の容積よりも大きくしたこととすれば、第１現像剤搬送部材、第２現像剤搬送部材の周囲の空間の容積の関係を設定することで、第１現像剤搬送部材の単位時間あたりの現像剤の搬送量を、第２現像剤搬送部材の単位時間あたりの現像剤の搬送量よりも大きくし、第１の現像剤撹拌搬送部材の搬送方向下流側の現像剤が少なくなることを防止して、現像剤を手前側まで行き渡らせ、現像ローラへの現像剤汲上げ不良を防止し、画像濃度ムラを抑制して高画質の画像形成に寄与することができる現像装置を提供することができる。
【００７７】
本発明に係る画像形成装置によれば、かかる効果を奏する現像装置を備えた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した現像装置及びこの現像装置を備えたカラー画像形成が可能な画像形成装置の概略を示す側面図である。
【図２】図１に示した作像装置の側面図である。
【図３】図１に示した作像装置における、磁極と、現像剤汲み上げ部、現像剤離し部、第１現像剤搬送部材、第２現像材搬送部材、仕切り板との位置関係を示す側面図である。
【図４】図１に示した現像装置の斜視図である。
【図５】作像装置の別の構成例を示した側面図である。
【図６】現像ローラの軸方向に平行に配設され互いに逆の方向に現像剤を搬送する２つの現像剤搬送部材を備えた従来の現像装置の側面図である。
【符号の説明】
２０  画像形成装置
２５、２５Ｃ、２５Ｙ、２５Ｍ、２５ＢＫ  像担持体
５２  現像ローラ
５３  現像ローラの軸
５４  第１現像剤搬送部材
５５  第２現像剤搬送部材
５６  仕切り板
６１  現像剤汲み上げ部
６２  現像剤離し部
６８  連通口
Ｃ  現像ローラの回転方向
Ｄ  第１現像剤搬送部材の回転方向
Ｅ  第２現像剤搬送部材の回転方向
Ｆ  現像ローラの軸の一方向、第１現像剤搬送部材の現像材の搬送方向
Ｇ  現像ローラの軸の他方向、第２現像剤搬送部材の現像材の搬送方向
【図１】
0004167002.tif 000002
【図２】
0004167002.tif 000003
【図３】
0004167002.tif 000004
【図４】
0004167002.tif 000005
【図５】
0004167002.tif 000006
【図６】
0004167002.tif 000007