(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の磁極を有する磁界発生手段を内蔵する現像剤担持体と当該現像剤担持体に現像剤を供給する供給部材と現像剤担持体上の現像剤の厚みを規制する現像剤規制部材とを備えて構成される現像部と、当該現像部とは独立したトナー／現像剤を攪拌する外部攪拌部と、これら現像部と外部攪拌部を接続する現像剤循環手段とを含んで成る現像装置において、
水平に配置された前記供給部材の回りに堆積・搬送される現像剤の粉面が供給部材の長手方向下流側で、形成されるべき画像情報に無関係に一定になるように、外部攪拌部から現像部への現像剤供給量を制御する手段として、回転する複数の羽根を有したロータと、当該ロータを覆うステータから成るロータリフィーダを外部攪拌部と現像部の間に設け、現像部のトナー濃度検知手段のトナー濃度検知結果を参照し、検知されたトナー濃度が所定値より高い場合にはロータリフィーダの回転を遅くし、低い場合にはロータリフィーダの回転を早くすることで現像剤供給量を制御することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
複数の磁極を有する磁界発生手段を内蔵する現像剤担持体と当該現像剤担持体に現像剤を供給する供給部材と現像剤担持体上の現像剤の厚みを規制する現像剤規制部材とを備えて構成される現像部と、当該現像部とは独立したトナー／現像剤を攪拌する外部攪拌部と、これら現像部と外部攪拌部を接続する現像剤循環手段とを含んで成る現像装置において、
水平に配置された前記供給部材の回りに堆積・搬送される現像剤の粉面が供給部材の長手方向下流側で、形成されるべき画像情報に無関係に一定になるように、外部攪拌部から現像部への現像剤供給量を制御する手段として、回転する複数の羽根を有したロータと、当該ロータを覆うステータから成るロータリフィーダを外部攪拌部と現像部の間に設け、形成する画像の画像面積率が所定値より低い場合にはロータリフィーダの回転を遅くし、高い場合にはロータリフィーダの回転を早くすることで現像剤供給量を制御することを特徴とする現像装置。
【請求項３】
供給部材の長手方向下流側で、装置稼動中に供給部材が現像剤の粉面に完全に埋没し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】
現像剤規制部材通過前後で現像剤の帯電量の差が低減するよう、外部撹拌部で攪拌動作を制御して現像に必要な帯電量まで予め立ち上げることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項５】
現像剤規制部材が磁性部材を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項６】
現像部から現像剤循環手段への現像剤移送口を供給部材の最頂部分よりも高い位置に設けることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項７】
供給部材における現像剤の粉面が現像剤規制部材の現像剤担持体に最も近い位置よりも高くなるように現像剤供給量を制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の現像装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプリンタ、複写機、ファックス等、画像記録装置の現像装置、特に現像剤を供給スクリュによって現像ローラに与えて現像処理を行う現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式現像装置において、例えば、磁性キャリアと非磁性トナーを有する２成分現像剤が用いられている。このような現像装置では、内部に複数の磁極を有する磁石体から成る磁界発生手段を備え、その外側に回転可能に支持された円筒状の現像スリーブを配置して現像ローラを構成している。現像剤はスクリュから磁力によって汲み上げられ、現像剤規制部材（ドクタ）によって一定の層厚にされ、現像領域に搬送されて、潜像担持体である感光体上の潜像を現像する。このような磁気ブラシ方式現像において、ムラのない均一の画像を得るには、現像領域に搬送される現像剤の帯電量を安定させることが重要である。
【０００３】
水平に２本のスクリュを並置し、現像剤を攪拌搬送しながら現像ローラに現像剤を供給する従来型の現像装置では、一度現像を終えた現像剤は供給部材であるスクリュに沿って搬送される間に、数回現像ローラ（現像スリーブ）に汲み上げられ現像に使用される。現像ローラのスクリュ長手方向現像剤移送上流部では、現像剤は適切なトナー濃度と帯電量に調整されているが、現像剤移送下流に向かうにつれて汲み上げられる現像剤のトナー濃度は低下する。その結果、現像ローラの長手方向において汲み上げられる現像剤のトナー濃度に差が生まれ、その差によって画像に濃度ムラが現れる。
【０００４】
またトナー濃度の違いによって現像剤の嵩密度も変動する。トナー濃度が低いほど貯留現像剤の嵩が減少するが、特に現像ローラ（スリーブ）に現像剤を供給する供給スクリュの外径部分の高さより貯留現像剤の粉面の高さが低くなる（したがって供給スクリュの最頂部分は貯留現像剤から出ている状態となる）と、スクリュからスリーブに汲み上げられる現像剤の量が場所によって変わり、スクリュピッチの間隔で濃度ムラが発生する。
【０００５】
上記のように、現像スリーブの長手方向剤移送下流部では、汲み上げられる現像剤のトナー濃度、嵩の低下による濃度ムラが起こり易い。
そして、現像剤への帯電付与は、主に現像剤が現像剤規制部材と現像スリーブとの隙間を通過する際に行われる。現像スリーブの長手方向で汲み上げ量にムラがあると、規制部材通過後に帯電量のムラができ、濃度ムラにつながる。
【０００６】
安定した汲み上げ量を得るために既に提案がある。例えば特許文献１には、現像剤容器と、現像剤の撹拌・搬送手段と、現像剤担持体と、当該現像剤担持体の内部に固定配置された磁界発生手段と、現像剤担持体上の現像剤量を規制するための規制部材とを有する二成分系現像装置において、規制部材に上記現像剤担持体の搬送する現像剤の余剰分を滞留させるための現像剤保留部を形成することが提案されている。また特許文献２では、非磁性スリーブの内部に磁石ローラを配置した現像ローラと、スクリュ状攪拌部材を有する現像装置において、現像ローラとスクリュ状攪拌部材の間に磁性体からなる汲み上げ補助部材を配置することが提案されている。特許文献３では、現像剤担持体に現像剤を供給する第２搬送手段が外径２４ｍｍ以上３０ｍｍ以下、ピッチ３０ｍｍ以上４０ｍｍ以下であり、毎分３００回以上５００回以下の回転速度で回転し、キャッチ極を、現像剤担持体の回転中心と第２搬送手段の回転中心とを結ぶ直線に対して下流側２５°以上５０°以下の位置に配置し、剥離極を、上記直線に対して上流側６０°以上８０°以下に配置し、第１搬送手段の搬送力Ａと、第２搬送手段の搬送力Ｂとの比Ａ／Ｂを１．０４以上１．２０以下とすることが提案されている。
【０００７】
しかしながら、特許文献１の構成では、供給スクリュ下流において現像剤の嵩が減少していると、現像スリーブに汲み上げられる量も減少するため、スリーブの長手方向現像剤移送下流部においては、現像剤を滞留させる効果が殆ど期待できない。特許文献２では、スクリュと現像スリーブ間の磁束密度が大きくなるために安定した汲み上げ量を得ることができるが、小型の現像装置ではこのような補助部材を設置するためのスペースを確保することが困難である。特許文献３の構成では、制御が複雑になり汎用性に欠けている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１８４９４１号公報
【特許文献２】特開２００５−２９２３０１号公報
【特許文献３】特開２００６−１２６５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、現像剤担持体へ現像剤を供給する供給部材の長手方向現像剤移送上・下流側において、現像スリーブに汲み上げられる現像剤の量のばらつきを減らして、画像の濃度ムラを低減することを課題とする。
【００１０】
また、帯電量の立ち上がった現像剤を現像部に供給することで、現像剤規制部材通過後の帯電量のばらつきをなくすことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題は、本発明にしたがって、複数の磁極を有する磁界発生手段を内蔵する現像剤担持体と当該現像剤担持体に現像剤を供給する供給部材と現像剤担持体上の現像剤の厚みを規制する現像剤規制部材とを備えて構成される現像部と、当該現像部とは独立したトナー／現像剤を攪拌する外部攪拌部と、これら現像部と外部攪拌部を接続する現像剤循環手段とを含んで成る現像装置において、水平に配置された前記供給部材の回りに堆積・搬送される現像剤の粉面が供給部材の長手方向下流側で、形成されるべき画像情報に無関係に一定になるように、外部攪拌部から現像部への現像剤供給量を制御する手段として、回転する複数の羽根を有したロータと、当該ロータを覆うステータから成るロータリフィーダを外部攪拌部と現像部の間に設け、現像部のトナー濃度検知手段のトナー濃度検知結果を参照し、検知されたトナー濃度が所定値より高い場合にはロータリフィーダの回転を遅くし、低い場合にはロータリフィーダの回転を早くすることで現像剤供給量を制御することで、解決される。また、複数の磁極を有する磁界発生手段を内蔵する現像剤担持体と当該現像剤担持体に現像剤を供給する供給部材と現像剤担持体上の現像剤の厚みを規制する現像剤規制部材とを備えて構成される現像部と、当該現像部とは独立したトナー／現像剤を攪拌する外部攪拌部と、これら現像部と外部攪拌部を接続する現像剤循環手段とを含んで成る現像装置において、水平に配置された前記供給部材の回りに堆積・搬送される現像剤の粉面が供給部材の長手方向下流側で、形成されるべき画像情報に無関係に一定になるように、外部攪拌部から現像部への現像剤供給量を制御する手段として、回転する複数の羽根を有したロータと、当該ロータを覆うステータから成るロータリフィーダを外部攪拌部と現像部の間に設け、形成する画像の画像面積率が所定値より低い場合にはロータリフィーダの回転を遅くし、高い場合にはロータリフィーダの回転を早くすることで現像剤供給量を制御することによっても、上記課題は解決される。
【００１２】
供給部材の長手方向下流側で、装置稼動中に供給部材が現像剤の粉面に完全に埋没しているのが効果的である。現像剤規制部材通過前後で現像剤の帯電量の差が低減するよう、外部撹拌部で攪拌動作を制御して現像に必要な帯電量まで予め立ち上げれば、効果的である。現像剤規制部材が磁性部材を有しているのが好都合である。現像部から現像剤循環手段への現像剤移送口を供給部材の最頂部分よりも高い位置に設けるのがよい。供給部材における現像剤の粉面が現像剤規制部材の現像剤担持体に最も近い位置よりも高くなるように現像剤供給量を制御すれば、一層効果的である。
【発明の効果】
【００１３】
一度現像を終えた現像剤は供給部材に沿って搬送される間に、数回現像スリーブに汲み上げられ現像に使用される。したがってスリーブの現像剤移送方向下流に向かうにつれて汲み上げられる現像剤のトナー濃度が低下する。つまり下流に向かうほど現像剤の嵩が低下し、画像濃度ムラが発生する恐れがある。請求項１や２に係る発明によれば、水平に配置された供給部材の回りに堆積・搬送される現像剤の粉面が供給部材の長手方向下流側で、形成されるべき画像情報に無関係に一定になるように、外部攪拌部から現像部への現像剤供給量を制御する手段として、回転する複数の羽根を有したロータと、当該ロータを覆うステータから成るロータリフィーダを外部攪拌部と現像部の間に設け、現像部において検知されたトナー濃度や形成すべき画像の画像面積率に応じてロータリフィーダの回転を遅くしたり早くすることで現像剤供給量を制御するので、安定した汲み上げ量を得ることができる。
【００１４】
外部撹拌手段によって現像に必要な帯電量まで予め現像剤の帯電量を立ち上げておくと、現像剤規制部材を通過する前後で現像剤の帯電量変動が抑制され、汲み上げ量が多少変動しても帯電量ばらつきによる濃度ムラを防止できる。現像剤規制部材が磁性部材を有していれば、現像剤規制部材と現像スリーブ内に配置された磁極の間に生じる磁束によって現像剤規制部材通過後の汲み上げ量が安定する。現像部における現像剤移送方向下流部から現像剤循環手段への現像剤移送口を供給部材の最頂部分（供給部材がスクリュの場合、その外径の最も高い箇所）よりも高い位置に設けると、現像部における現像剤移送方向下流部での現像剤の粉面は常に供給部材の最頂部分よりも上になるため、嵩変動による汲み上げ量のムラが起こり難くなる。供給部材における現像剤の粉面が現像剤規制部材の現像剤担持体に最も近い位置よりも高ければ、粉面よりも低い位置で現像剤の層厚規制が行われ、供給部材での現像剤嵩変動による影響を受け難く、安定した汲み上げ量を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明に係る現像装置の現像部断面図であり、図２は現像装置全体の斜視図である。なお本発明に係る画像形成装置は、以下に説明する現像装置を装着した画像形成装置であり、全体的な機構としては従来と同じであり、感光体の周囲に画像を形成するために必要な所定の装置、例えば、帯電手段、露光手段、定着装置等が設けられているが、現像装置以外については説明がなくとも十分に知られた構成であるので、全体的な説明は割愛する。
【００１６】
現像部１０は、主として、感光体ドラム１に対向する現像ローラ２と、当該現像ローラ２に対向する供給部材としての供給スクリュ１１と、仕切部材を介して供給スクリュ１１に対向し且つ新たに補給されたトナーと現像剤とを撹拌する撹拌スクリュ１２と、現像ローラ２に対向し現像剤の厚みを規制する現像剤規制部材としてのドクタ３とを備えて構成される。供給スクリュ１１の搬送下流側は攪拌スクリュ１２と繋がっている。なお符号１３は、供給スクリュ１１に堆積、搬送される現像剤の粉面（剤レベル）を示している。
【００１７】
現像ローラ２は、内部に固設されローラ周面に磁極を形成するマグネット２ａと、非磁性材料から成りマグネット２ａの周囲を回転するスリーブ２ｂとで構成されている。マグネット２ａによって現像ローラ２（スリーブ２ｂ）上に複数の磁極（主極S１、搬送極N１,N２、汲み上げ極S３、剤切り極S２）が形成される。
【００１８】
汲み上げ極S２によって供給スクリュ１１から汲み上げられた現像剤は、搬送極N１，N２によって現像領域まで搬送される。現像領域では、主極S１の磁力によって、感光体ドラム上の潜像を現像するための磁気ブラシが形成される。現像後の現像剤は剤切り極S２で現像スリーブから離れ、供給スクリュ１１に回収される。
【００１９】
供給スクリュ１１より現像剤搬送方向上流に、撹拌動作を制御可能な現像剤撹拌部４０と現像部への供給量を調整するロータリフィーダ５０が設けられている（図２）。ロータリフィーダ５０は、回転する複数の羽根を有したロータと、当該ローラを覆うステータから成り、定量性、制御性に優れたものである。これらは現像部１０とは別体のユニットとして構成されており、各部材に付設されたモータ４５，５５によって現像動作とは独立して撹拌、排出量を制御可能である。
【００２０】
現像部１０からの現像剤排出路３０が、撹拌スクリュ１２の長手方向現像剤移送最下流側に接続されており、現像後の現像剤を外部現像剤攪拌部４０に向けて排出する。なお、従来の現像装置において攪拌スクリュ１２と供給スクリュ１１では直接、剤循環するが、本例では、撹拌スクリュ１２から供給スクリュ１１へ現像剤は直接循環せず、現像後の現像剤はすべて現像剤撹拌部４０に搬送される。現像剤撹拌部４０では、現像剤とトナーを撹拌し、適切な帯電量、トナー濃度に調整する。その調整は主に攪拌部の部材回転数によって行う。攪拌羽根の回転数を上げると帯電量は上がる傾向にある。したがって環境変動に応じて（湿度を検知して）回転数を上下させることで、帯電量を調整し、適切な範囲に収めることができる。攪拌羽根の回転数はトナー補給量や画像面積に応じて変化させる。具体的には画像面積率が高く、トナー補給量が多い時は回転数を上げて、よくかき混ぜ、画像面積率が低く、トナー補給量が少ない時は回転数を下げる。
【００２１】
調整された現像剤は撹拌部４０の下方に設けられた排出口を通り、ロータリフィーダ５０に入る。ロータリフィーダ内のロータ５１（図５）の回転動作によって予め設定された量だけ現像剤循環路３１を経由して供給スクリュ１１に補給される。ロータリフィーダ５０は、ロータ（羽根）５１の回転数と排出量（重量）がほぼ比例の関係にあるため、供給量の制御が容易である。現像剤排出路３０、現像剤循環路３１を現像剤搬送する手段としてエアポンプ６０が用いられ、エアにより現像剤が移送される。
【００２２】
トナー補給は現像剤撹拌部４０に行われる。撹拌スクリュ１２の下方にトナー濃度検知手段４１が設けられており、その検知結果を基にトナー補給量が決定され、トナーボトル２０内のトナーＴがトナー補給用モータ２８によって現像剤撹拌部４０に補給される。
【００２３】
現像部では一度現像を終えた現像剤は供給部材であるスクリュに沿って搬送される間に、数回現像ローラ（スリーブ）に汲み上げられ現像に使用される。スリーブの長手方向上流部には攪拌部４０によって適切なトナー濃度と帯電量に調整された現像剤が供給されるが、スクリュの長手方向下流に向かうにつれて何度も現像に使用された現像剤の割合が増加し、現像剤のトナー濃度が上流側に比べて低下しており、従来の構成では現像剤の嵩が少なくなっている（図３ａ）。したがって、スリーブの長手方向下流部では、嵩の低下によってスリーブに汲み上げられる現像剤の量が減少し、上流部と比較すると汲み上げ量が減少する恐れがある。汲み上げ量が変動するとドクタギャップ通過時に現像剤が受ける摩擦力が変わり、帯電量がばらつくため画像に濃度ムラが発生する。そこで、供給スクリュの下流部での粉面が一定となるように現像剤の供給量を制御するよう構成されている。したがって画像形成時に使用されるトナーの量が多いほど、図３ｂのように上流部ほど現像剤の嵩が多くなる。
【００２４】
現像剤の嵩密度はトナー濃度、劣化状態、環境などによって変動するが、トナーとキャリアでは嵩密度が５倍程度異なるため、トナー濃度変動による嵩の変動は非常に大きい。そこで、書き込みの画素数に基づいてロータリフィーダの排出量を決定するように構成している。
【００２５】
現像剤供給量の制御の流れを説明する。先ず、像担持体（感光体）への書き込み画素数を元に、現像剤が供給スクリュ上を搬送される間のトナー濃度の低下量を見積もる。その結果を基に、攪拌部４０から現像部１０への供給量を決定する。書き込みの画総数が多い場合はトナー濃度の低下が大きいと予測されるので、ロータリーフィーダ５０の回転を速め、撹拌部４０からの排出量を増加させる。現像部１０に供給された現像剤の量が増えると、（画像形成時に使用されるトナー量は決まっているため）供給スクリュ１１の長手方向下流でのトナー濃度の低下量は、供給量制御を行わない場合に比べると少なくなる。したがって、現像剤の嵩低下も抑制される。さらに、トナー濃度、現像装置の駆動時間（劣化に対応）、トナーの補給量、装置内の環境を検知し、その結果に応じて供給量を制御するといっそう効果が高まる。
【００２６】
次に、トナー濃度の検知結果に基づいてロータリフィーダ５０／攪拌部４０の排出量を制御する場合について説明する。本例ではトナー濃度センサ４１は攪拌スクリュ１２の下方にある。現像処理によるトナー濃度低下のために供給スクリュ１１の嵩は長手方向下流側に向かうにつれて低下するが攪拌スクリュ１２ではトナー補給、消費共に行われないため嵩は一定であり、したがって供給スクリュ１１の搬送下流側の嵩は攪拌スクリュ１２の嵩に等しく、トナー濃度センサ４１をもってトナー濃度の変化を検知する。トナー濃度が高い場合は現像剤の嵩は多くなり、トナー濃度が低い場合は嵩が少なくなる。したがって、現像装置内のトナー濃度検知手段の検知結果を参照し、トナー濃度が高い場合はロータリフィーダ５０の回転を遅くし現像部１０への供給量を減らし、トナー濃度が低い場合は速く回転させ現像部１０への供給量を増やすことで供給スクリュ１１上の現像剤の粉面を一定に保つことができる。
【００２７】
トナー濃度が低いほうがトナーの帯電量が高くなるため、汲み上げ量変動による帯電量のばらつきが大きくなる。したがって、トナー濃度が低いほうが相対的にピッチムラが出易い。そこで、高温高湿の場合など、トナー濃度の低い現像剤が循環している場合は粉面の高さが高くなるように制御すると効果的である。
【００２８】
画像形成を繰り返すことで、現像剤は劣化する。特に画素数の少ない画像を長期にわたりプリントする場合、トナー消費量が少なくなるので現像装置内はトナーの入れ替わりが少なくなり、トナーの劣化によって現像剤の嵩が減少する。したがって現像装置の駆動時間とトナーの補給量を記録しておき、駆動時間に対してトナーの補給量が少ない場合はロータリフィーダ５０の回転を速め、供給量を増やすように制御することが望ましい。
【００２９】
上記のような供給量の制御を行うことで、供給スクリュ１１上の粉面を一定に維持することができ、汲み上げ量の変動を防止できる。供給スクリュ１１の長手方向上流側と下流側でトナー濃度や現像剤の嵩が変動するのは作像中のみである。したがって、上記のような攪拌部から現像部への搬送量の制御は作像中のみ行うことで十分である。
【００３０】
さらに、現像部１０から現像剤循環手段への現像剤排出口を供給部材の外径の高さを超えた現像剤のみが排出されるように撹拌スクリュ１２と現像剤排出路３０の接続部には内部に仕切り部材１８を設ける（図２ｂ）。この部材を設置することで、下流部で嵩を常に一定に保つことができ、効果的である。
【００３１】
現像剤規制部材（ドクタ）の位置について説明する。図１において、ドクタ３はその先端部３ａを現像ローラ（スリーブ２ｂ）の表面に接近させ（隙間Ｇｄ）、矢印方向に回転している現像ローラ上にある現像剤がこの隙間を通過することで、現像剤層の厚さが一定となり、現像領域に搬送される現像剤の量を一定にすることができる。一方、供給スクリュ１１上はスクリュのピッチに沿って現像剤の嵩が変動している。特に供給スクリュ外径の高さに比べ供給スクリュ上の粉面の高さが低くなると、スクリュ１１から現像ローラに汲み上げられる現像剤の量が場所によって変動し、スクリュのピッチの間隔で濃度ムラが発生する。
【００３２】
図４ａ，ｃは、供給スクリュ１１、ドクタ３を図１の右側から見た図である。図４ｂ，ｄは現像ローラ２を図1の上側から見た図である。図４ａのようにドクタ３の先端部３ａが粉面１３より高い場合は、図４ｂに示すように場所によって汲み上げ量が変動した状態で現像ローラ２に汲み上げられる。汲み上げられた現像剤が現像領域に搬送されると、画像にはスクリュのピッチに沿ったムラが現れることになる。そこで、図４ｃに示すように、供給スクリュ上の現像剤の粉面より低い位置にドクタ先端部３ａがくるように構成すると、ドクタ先端部は常に現像剤の中に埋まっていることになるため、粉面のばらつきの影響を受けなくなり、図４ｄのように安定した汲み上げ量が得られる。
【００３３】
次にドクタの材質であるが、ドクタはＳＵＳやアルミ等、非磁性の材料から成るドクタブレードを有し、これに磁性板を貼り付けて構成されている。このようにすることで、ドクタ３と現像ローラ内の磁石との間に生じる磁束（磁石から発する磁極線がドクタの磁性部材に向かって延びる）によって磁気穂の向きが揃い易く、現像剤の層厚規制が行い易くなり、ドクタギャップ通過後の層厚が安定する。また、たわみにくい材料で構成すれば、中央部と端部とで発生する磁界の強度差を少なくすることができ、ドクタギャップを通過する現像剤を軸方向に均一にし易くなる。
【００３４】
図５は撹拌部４０の断面図である。撹拌部筐体は逆円錐など排出口に向かうほど径が細くなる形状をしており、その上面には現像剤補給口３３が、下面には排出口３４が設けられている。中心には下から上に現像剤を搬送するスクリュ４３、その外側には回転可能な棒状部材４４が２本設けられており、これらの撹拌部材の回転動作によって現像剤が混合される。収容部内での補給口から排出口までの搬送は重力を利用している。収容部下部にはバッファとして常に現像剤が存在するため、未混合の現像剤がそのまま排出される危険性はない。またバッファが存在することでロータリフィーダ５０の排出量を増減できる。撹拌部４０では、複数の撹拌部材を回転させることで新たに補給されるトナーと現像剤とを撹拌し、完全に混合させる。従来の現像装置における２本のスクリュを水平に並列させた撹拌構造に比べて、現像剤の撹拌、混合効果が高い。
【００３５】
一般に従来の現像装置では、スクリュ上の現像剤の帯電量とドクタギャップ通過後の現像剤の帯電量を比較すると、１０μＣ／ｇ程度スクリュ上の現像剤の帯電量が低い。つまりスクリュ上にある現像剤は帯電量が完全に立ち上がっておらず、ドクタでの帯電付与を行っている。ドクタでの帯電付与量はギャップの広さと汲み上げ量に依存する。ドクタギャップ通過前に僅かな汲み上げ量の差があると、ドクタギャップ通過時に受ける力が異なり帯電量のばらつきが生じる。本例では、この帯電量のムラを低減するために、現像剤への帯電付与をドクタに頼らず、撹拌部４０で現像に必要な帯電量まで予め立ち上げている。その結果、ドクタギャップ通過前後で現像剤の帯電量の差が低減され、帯電量のムラによる画像濃度のムラが大きく減少した。
【００３６】
図６は、供給スクリュ１１上の現像剤の粉面１３の高さと記録媒体である用紙上の画像濃度の関係を調べた結果を示している。グラフにおいて、実線は、Ａ３用紙に対する画像面積率が５％の画像を、点線は画像面積率１００％の画像を１００枚プリントした場合の実験結果を表している。○は濃度ムラがなく十分な濃度を意味する。△は良く観察すればムラ（薄い部分）が存在する程度のものである。×は濃度が薄く濃度ムラが発生している状態である。
【００３７】
図６ａは、トナー濃度を基に供給スクリュ１１上の長手方向下流部において、形成する画像の画素数を基に現像剤の粉面が一定になるように排出量を制御した実施例である。形成する画像の画像面積率が高い場合は供給量を増やし、逆の場合は減らした。その結果、画像面積率によらず、供給スクリュ下流部の粉面の高さは一定であり、画像上に濃度ムラは発生しなかった。図６ｂは、供給量の制御を行わなかった場合の比較例である。ロータリフィーダから現像部に供給される現像剤の量（重量）は常に一定である。画像面積率が５％程度の画像面積率の低い画像を形成する場合は下流部において濃度ムラは生じないが、画像面積が多くなると現像スリーブの下流方向に向かうにつれて粉面が低下する。この粉面低下によって、下流部では画像の濃度が薄くなり十分な画像濃度を得られず、ムラが生じた。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る現像装置の現像部断面図である。
【図２】図２ａは現像装置全体の斜視図であり、図２ｂは供給スクリュと現像剤排出路の接続部に内部仕切り部材を設ける様子を説明するための図である。
【図３】供給スクリュの現像剤移送方向下流側に進むにつれて現像剤の嵩が下がる様子を示す図である。
【図４】図４ａ，ｃは、供給スクリュ、ドクタを図１の右側から見た図でり、図４ｂ，ｄは現像ローラを図1の上側から見た図である。
【図５】外部撹拌部の断面図である。
【図６】供給スクリュ上の現像剤の粉面の高さと記録媒体である用紙上の画像濃度の関係を調べた結果を示しており、図６ａは、トナー濃度を基に供給スクリュ１１の長手方向下流部において、形成する画像の画素数を基に現像剤の粉面が一定になるように排出量を制御した実施例であり、図６ｂは、供給量の制御を行わなかった場合の比較例である。
【符号の説明】
【００３９】
２  現像ローラ
１０  現像部
１１  供給スクリュ
１２  攪拌スクリュ
２０  トナーボトル
２８  トナー補給用モータ
３０  現像剤排出路
３１  現像剤循環路
４０  外部攪拌部
４５  モータ
５０  ロータリフィーダ
５１  ロータ
５５  モータ
６０  エアポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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