(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に複数の磁極を形成する磁性ローラからなり、該表面にトナーと磁性粒子を含む現像剤を担持して回転し、潜像担持体に対向する現像領域まで該現像剤を搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持されて搬送されている現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、該現像剤規制部材による規制で該現像領域に向けて搬送されなくなった現像剤を貯留する現像剤貯留部と、トナーを収容するトナー収容部と、トナー収容部より現像剤貯留部へトナーを補給するためのスリット状のトナー補給口とを備えた現像装置において、
上記現像剤担持体の周面のうち、該現像剤担持体の回転に伴って鉛直方向上方から下方に向けて移動する箇所、を上記現像剤貯留部内の現像剤で覆うようにするとともに、上記現像剤担持体の磁力によって上記現像剤貯留部の現像剤搬送方向上流側端部で循環運動する現像剤の上方に、上記スリット状のトナー補給口を設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、
上記スリット状のトナー補給口の出口が上記現像剤担持体の磁力により上記現像剤貯留部に貯留される現像剤に循環運動がおこる領域に近接するよう構成したことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１の現像装置において、
上記スリット状のトナー補給口の出口の現像剤搬送方向上流側を弾性シートで構成したことを特徴とする現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に採用される現像装置に係り、詳しくは、表面に複数の磁極を形成する磁性ローラからなる現像剤担持体（スリーブレスマグネットロール）によって、該表面にトナーと磁性粒子を含む二成分現像剤を担持して搬送するスリーブレス方式の現像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の２成分現像装置では、複数個の固定磁石とその周囲を回転する非磁性の円筒状スリーブによって現像剤を担持して搬送するスリーブ方式の現像装置が知られている。一方、現像装置の小型化及び低コスト化を狙い、上記スリーブレスマグネットロールにより現像剤を担持して搬送するスリーブレス方式の現像装置が提案されている（例えば特開昭６２―２０１４６３号公報）。
スリーブ方式の現像装置では、内部に固定された磁石とスリーブとが相対運動をおこなうので、スリーブに担持された現像剤が常に動いており、スリーブに担持される現像剤のトナー濃度を高くすると、トナー飛散が発生してしまう。このため、現像剤のトナー濃度はあまり高くすることができず、３〜６％Ｗｔ程度にする必要がある。一方、上記公報記載のスリーブレス方式の現像装置によれば、スリーブレスマグネットロール自体が回転するので、現像剤のトナー濃度を２０％Ｗｔ程度まであげることができ、トナー濃度の低下により画像濃度が低下するという問題を避けることができる。このように、スリーブレス方式の現像装置では、基本的にはトナー濃度の許容範囲が広がるので、トナー濃度検知や複雑なトナー濃度制御機構などが省略できるというメリットがある。
【０００３】
しかしながら、トナー濃度制御機構が備えられていないスリーブレス方式の現像装置においては、トナー濃度の低下により画像濃度が低下するという問題を避けることができる反面、トナー濃度が高すぎて地かぶりが発生しやすくなる場合がある。また、トナー濃度の許容範囲が広いといわれるスリーブレス方式の現像装置においても、より高画質を追求する場合には、かかる許容範囲のうちでもより適切な範囲が存在する。このため、トナー濃度を適切な範囲に調整することが望まれている。
【０００４】
このため、特開平８−２２１７７号公報では、「二成分現像剤を収容する現像剤供給室とトナーを収容した現像剤補充室が、トナーの供給可能な通孔を介して連通されている現像装置」が提案されている。同公報記載の現像装置においては、スリーブレスマグネットロール上に予め所定量を吸着させたキャリアに、現像剤補充室内のトナーを通孔を介して所定量供給しているので、スリーブレスマグネットロール上のトナー濃度を所定範囲に調整することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記特開平８−２２１７７号公報に記載されている現像装置では、トナーの流動性が低下したり、トナーの凝集がおこったりした場合には、トナーが通孔を通過する際通孔内で目詰まりしてしまい、トナーの補給不良をひきおこすという不具合があった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、トナー濃度を適切な範囲に調整できる小型で低コストな現像装置において、トナー補給口の目詰まりを防止し、トナー補給性がよい現像装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、表面に複数の磁極を形成する磁性ローラからなり、該表面にトナーと磁性粒子を含む現像剤を担持して回転し、潜像担持体に対向する現像領域まで該現像剤を搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持されて搬送されている現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、該現像剤規制部材による規制で該現像領域に向けて搬送されなくなった現像剤を貯留する現像剤貯留部と、トナーを収容するトナー収容部と、トナー収容部より現像剤貯留部へトナーを補給するためのスリット状のトナー補給口とを備えた現像装置において、上記現像剤担持体の周面のうち、該現像剤担持体の回転に伴って鉛直方向上方から下方に向けて移動する箇所、を上記現像剤貯留部内の現像剤で覆うようにするとともに、上記現像剤担持体の磁力によって上記現像剤貯留部の現像剤搬送方向上流側端部で循環運動する現像剤の上方に、上記スリット状のトナー補給口を設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項１の現像装置においては、現像領域を通過後現像剤担持体が新たに現像剤を担持する、現像剤貯留部の現像剤搬送方向上流部分で、現像剤担持体の磁力により現像剤の循環運動がおこる現像剤循環領域が出現する。該現像剤循環領域の上方にスリット状のトナー補給口を設けることで、トナー補給口より補給されたトナーは現像剤循環領域の上に堆積する。現像剤循環領域の現像剤は、循環運動により該循環領域の現像剤とその上に堆積したトナーとの境界面を上下に動かす。また現像剤循環領域の現像剤の循環運動により、現像剤上に堆積したトナーを現像剤中にとりこむ。これにより現像剤循環領域の上に堆積したトナーを介してトナー補給口内のトナーが振動するので、トナー補給口内でトナーは目詰まりをおこしにくい。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記スリット状のトナー補給口の出口が上記現像剤担持体の磁力により上記現像剤貯留部に貯留される現像剤に循環運動がおこる領域に近接するよう構成したことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２の現像装置においては、現像剤循環領域の現像剤の循環運動により、現像剤循環領域に近接するトナー補給口内のトナーを直接振動させることができるので、トナー補給口内でトナーは目詰まりをおこしにくい。また、現像剤循環領域の現像剤の循環運動により、近接するトナー補給口内のトナーを現像剤中に直接とりこみ、トナー補給口内のトナーの移動を促進させるので、トナー補給口内でトナーは目詰まりをおこさない。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１の現像装置において、上記スリット状トナー補給口の出口の現像剤搬送方向上流側を弾性シートで構成することを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３の現像装置においては、スリット状のトナー補給口の出口の現像剤担持体搬送方向上流側を、現像剤貯留部の現像剤搬送方向上流部分近傍の現像剤担持体に当接させることができる。現像剤循環領域は、現像剤貯留部の現像剤搬送方向上流部分の現像剤担持体近傍に発生するので、該現像剤循環部の上方の広範囲にわたりトナー補給口を近接させるためには、トナー補給口の出口を現像剤貯留部の現像剤搬送方向上流部分近傍の現像剤担持体に近づけることが必要となる。そこで、トナー補給口の出口の現像剤搬送方向上流側を弾性シートを用いることで、トナー補給口の出口を現像剤搬送方向上流側を現像剤担持体に当接させ、トナー補給口の出口を現像剤貯留部の現像剤搬送方向上流部分の現像剤担持体に近づける。このため、トナー補給口の出口の現像剤搬送方向上流側を剛体で構成する場合に較べ、現像剤循環領域上方の広い範囲にわたりトナー補給口を近接することができ、トナー補給口より現像剤循環領域上方の広い範囲にトナーを供給することができる。この結果、大量のトナー消費をおこなう画像に対しても良好なトナー補給性を維持することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を電子写真複写機の現像装置に適用した一実施形態について説明する。
図１は本実施形態に係る現像装置の概略構成図である。この現像装置２は表面に複数の磁極Ｎ、Ｓが形成された磁石ローラからなりトナーおよび磁性粒子（キャリア）を含む二成分現像剤９を該表面に担持して搬送する現像剤担持体としての現像ローラ３、トナー１０を収容するトナー収容部４、現像ローラ３上に担持されて搬送されている現像剤９の量を規制する現像剤規制部材６、現像装置ケーシング７とを備えている。また、現像剤規制部材６の現像剤搬送方向上流側に隣接した現像装置ケーシング７と現像ローラ３との隙間には、潜像担持体としての感光体ドラム１と対向する現像領域に搬送されずに現像剤規制部材６で規制された現像剤９が収容される現像剤貯留部８が形成されている。トナー収容部４は、現像剤貯留部８の上方の現像装置ケーシング７の一部に形成されており、トナー収容部４から現像剤貯留部８に貯留された現像剤９にトナー１０を供給するスリット状のトナー補給口５が設けられている。
【００１４】
次に、この現像装置２の現像動作について説明する。
トナー収容部４よりトナー補給口５を通過して現像剤貯留部８の現像剤９に供給されたトナー１０は現像剤貯留部８の現像剤搬送方向上流部分において現像剤と混合し、磁力により現像ローラ３の表面に担持される。担持された現像剤は現像ローラ３の回転に伴い矢印ａで示す方向に搬送される。現像剤規制部材６で現像ローラ３上の現像剤量を規制されたのち、感光体１と対向する現像領域まで搬送され、感光体１上に形成された潜像にもとづく現像が行われる。現像ローラ３上に残った現像剤は現像ローラ３の回転に伴い現像剤貯留部８の現像剤搬送方向上流部分に搬送される。
【００１５】
ここで、現像剤貯留部８の現像剤搬送方向上流部分における現像剤の動きについて図２、図５に基づき説明する。
表面に複数の磁極を有する現像ローラ３の周辺では、現像ローラ３の回転に伴い同一の場所で磁極線の向き（矢印ｃ）が変わり、回転磁場が発生する（図５）。この回転磁場により、現像剤貯留部８内の現像ローラ３周辺の現像剤には、現像剤を回転させようとする力が働き、現像剤９は回転しようとする。しかしながら、現像剤貯留部８の現像剤搬送方向下流部分は、周囲をケーシング７等によって覆われているので、現像剤が動きにくい状態となり、回転することはできない。一方、現像剤貯留部８の現像剤搬送方向上流部分では、上面が開放されているので、現像剤が動きやすい状態となり、回転することができる。このようにして、現像剤貯留部８の現像剤搬送方向上流部分の現像ローラ３近傍において、図２中矢印ｂで示す向きの現像剤の循環運動がおこり、現像剤循環領域１１が出現する。
【００１６】
ここで、トナー収容部４より現像剤貯留部８に貯留される現像剤９にトナー１０を補給するスリット状のトナー補給口５を上記現像剤循環領域１１の上方になるよう構成する。トナー収容部４よりトナー補給口５を通過して補給されたトナー１０は、現像剤循環領域１１の上に堆積する。現像剤循環領域１１では、現像剤は循環運動によりその上に堆積したトナーとの境界面を上下に動かしながら、堆積したトナーを現像剤中に取り込み混合する。この境界面の動きにより現像剤循環領域１１の上に堆積したトナーは振動する。さらに、現像剤循環領域１１の上に堆積したトナーを介してトナー補給口５内のトナーが振動するので、スリット状トナー補給口５内でトナーは目詰まりをおこさない。
【００１７】
また、前述のように、現像剤循環領域１１では、循環運動により現像剤がトナーを取り込み混合する。一般的に、２成分現像剤では、現像剤中の磁性粒子とトナーとが撹拌されることにより摩擦帯電し、該摩擦帯電で発生した静電気力により磁性粒子にトナーが保持される。この時現像剤中の磁性粒子とトナーとの撹拌が不十分であると、帯電が不十分なトナーが現像ローラ３に供給され、このトナーが地汚れ等をひきおこしてしまう。しかし、本発明の現像装置２では、現像剤循環領域１０において、現像剤の循環運動によりトナーを取り込み混合するをおこなうので、充分な撹拌がおこなわれ、充分にトナーを帯電させることができる。この結果、充分に帯電したトナーが現像ローラ３に供給され、安定した良質の画像を得ることができる。
【００１８】
次に、図３に示す現像装置について説明する。図３の現像装置２では、トナー収容部４より現像剤貯留部８に貯留される現像剤９にトナー１０を補給するスリット状のトナー補給口５を現像剤循環領域１１の上方に近接するよう構成する。トナー収容部４よりトナー補給口５を通過して補給されたトナー１０は、現像剤循環領域１１の上に堆積する。現像剤循環領域１１では、現像剤は循環運動により、現像剤循環領域１１に近接するトナー補給口５内のトナーに振動をあたえるので、トナー補給口内でトナーの目詰まりをおこしにくい。さらに、トナー補給口５の出口が現像剤循環領域１１に近接しているので、現像剤循環領域１１の現像剤がトナー補給口５内のトナーを直接とりこみ、トナー補給口５内のトナーの移動を促進させる。このため、トナー補給口内でトナーの目詰まりをおこさない。また、現像剤循環領域１１の現像剤がトナー補給口５内のトナーを直接とりこむので、現像剤循環領域１１において充分な摩擦帯電がおこなわれ、帯電の安定したトナーを現像ローラに供給することができる。
【００１９】
次に、スリット状のトナー補給口５の出口について説明する。
前述のように、スリット状のトナー補給口５は現像剤循環領域１１の上方に近接するよう構成され、トナー補給口５から供給されたトナーは現像剤循環領域１１の循環運動により現像剤中へ混合される。ここで、トナーの補給性をよりよくするためには、トナー補給口５より現像剤循環領域１１上方の広い範囲にわたりトナーを供給することが必要となる。一方、現像剤循環領域１１は、現像ローラの磁力により現像剤貯留部８の現像剤搬送方向上流部分の現像ローラ３近傍に発生する。このためスリット状のトナー補給口５の出口を、現像剤貯留部８の現像剤搬送方向上流部分の現像ローラ３に近づけるよう構成することで、トナー補給口５より現像剤循環領域１１上方の広い範囲にトナーを供給することができる。
【００２０】
図２に示す現像装置のように、スリット状のトナー補給口５を現像装置ケーシング７のような剛体部材で構成した場合、剛体部材の厚みは１ｍｍ程度必要となる。また剛体部材であるので、現像ローラ３に当接することはできない。このため、トナー補給口５は現像剤循環領域１１上方の一部の範囲にしか近接できない。
一方、図４に示す現像装置では、スリット状のトナー補給口５の出口の現像剤搬送方向上流側を弾性シート１２で構成する。上記弾性シート１２として、厚さ０．１〜０．５mmのマイラ（商品名）或いは、＃４８８Ｎ（商品名）等を用いることができる。上記マイラは、米国のデュポン社におけるポリエチレンテレフタレートフィルムの商品名である。ここで、ポリエチレンテレフタレートとは、テレフタル酸ジメチルとエチレングリコールとのエステル化反応によって得られる熱可塑性樹脂である。また、＃４８８Ｎは、バンドー化学製のポリウレタンフィルムの商品名である。上記材質の弾性シート１２は、現像ローラ３の磁力線を透過することができるので、現像剤循環領域１１の大きさ等に影響を与えることはない。
【００２１】
上記のように弾性シート１２を用いることにより、スリット状のトナー補給口５の出口の現像剤搬送方向上流側を現像ローラ３に当接させることが可能であり、トナー補給口５の出口を現像剤貯留部８の現像剤搬送方向上流部分の現像ローラ３に近づけることができる。トナー補給口５を剛体部材のみで構成した場合に較べ、トナー補給口５を現像剤循環領域１１上方の広い範囲にわたり近接させ、現像剤循環領域１１上方の広い範囲にトナーを供給することができる。このため、大量のトナー消費をおこなう画像に対しても良好なトナー補給性を維持することができる。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１乃至請求項３の発明によれば、トナー濃度を適切な範囲に調整できる小型で低コストな現像装置において、トナー補給口の目詰まりを防止し、トナー補給性をよくできるという優れた効果がある。
【００２３】
特に、請求項３の発明によれば、大量のトナー消費をおこなう画像に対しても良好なトナー補給性を維持することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る現像装置の概略構成図。
【図２】本実施形態に係る現像装置における現像剤の循環運動領域の説明図。
【図３】本実施形態に係る現像装置の概略構成図。
【図４】本実施形態に係る現像装置の概略構成図。
【図５】（ａ）乃至（ｄ）は本実施形態に係る現像装置における現像ローラ近傍の磁力線の説明図。
【符号の説明】
１    感光体
２    現像装置
３    現像ローラ
４    トナー収容部
５    トナー補給口
６    現像剤規制部材
７    ケーシング
８    現像剤貯留部
９    現像剤
１０  トナー
１１  現像剤循環領域
１２  弾性シート
【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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