JP2003122124A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】回転体として構成された現像剤担持体の回転中
心軸と直交する方向上の片側に、当該回転中心軸と平行
に２本の現像剤搬送スクリューが配置され、これら２本
の現像剤搬送スクリューの回転により、これら現像剤搬
送スクリューを順に辿る細長いループ状の現像剤搬送経
路を形成するようにした２成分磁気ブラシ現像装置にお
いて、補給トナーの帯電不足に伴う濃淡ムラなどの画質
低下を解消すること。 【解決手段】間接対向スクリュー１０による現像剤の搬
送時間Ｔ１と、直接対向スクリュー９による現像剤担持
体１上での現像剤の移動時間Ｔ２との関係がＴ２≧３Ｔ
１を満足するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、現像装置及び画
像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の２成分磁気ブラシ現像装置におい
ては、現像剤担持体所謂現像ローラと現像剤搬送スクリ
ュー２本による、非常に簡略されたコンパクトな構成の
ものが主流になってきている。

【０００３】一例として特開平４−１９１８７６号公報
に開示された現像装置を挙げることができる。その概要
は、回転体として構成された現像剤担持体の回転中心軸
と直交する方向上の片側に、当該回転中心軸と平行に２
本の現像剤搬送スクリューが配置され、これら２本の現
像剤搬送スクリューの回転により、上から見たとき、こ
れら現像剤搬送スクリューを順に辿る細長いループ状の
現像剤搬送経路を形成するようにしたタイプのものであ
る。

【０００４】このよう現像装置では現像剤の循環は現像
剤搬送スクリュー２本により行われているが、この現像
剤搬送スクリューはスクリューの長手方向に対応する横
搬送能力に優れてはいるものの、スクリューの長手方向
に対して垂直方向の剤攪拌性に劣るため現像ローラに近
接している側の直接対向スクリューではその構成上、大
量トナー消費時に伴う大量のトナー補給がなされた場
合、補給トナーの帯電不足に伴う地汚れ画像や現像幅長
手方向での現像剤濃度偏差により、前記長手方向上での
濃度ムラ或はスクリューピッチ状の濃淡ムラが生じ易
い。

【０００５】また、特にかかる現像装置を用いたカラー
画像形成装置では、この濃淡ムラが色ムラになってあら
われるため、著しく画像品質を落としてしまうことにな
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
不具合を解消し、安定した良好な画像品質を得ることの
できる現像装置及び画像形成装置を提供することを目的
としたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、以下の構成とした。

【０００８】（１）．回転体として構成された現像剤担
持体の回転中心軸と直交する方向上の片側に、当該回転
中心軸と平行に２本の現像剤搬送スクリューが配置さ
れ、これら２本の現像剤搬送スクリューの回転により、
これら現像剤搬送スクリューを順に辿る細長いループ状
の現像剤搬送経路を形成するようにした２成分磁気ブラ
シ現像装置において、前記２本の現像剤搬送スクリュー
の中、前記現像剤担持体に直接対向している側の現像剤
搬送スクリューを直接対向スクリューとし、前記直接対
向スクリューを介して前記現像剤担持体に対向している
側の現像剤搬送スクリューを間接対向スクリューと称す
るとき、前記間接対向スクリューによる現像剤の搬送時
間Ｔ１と、前記直接対向スクリューによる前記現像剤担
持体上での現像剤の移動時間Ｔ２との関係が、Ｔ２≧３
Ｔ１を満足することとした（請求項１）。

【０００９】（２）．（１）記載の現像装置において、
前記間接対向スクリューのスパイラル条数を１条とし、
直接対向スクリューのスパイラル条数を多条とし、これ
ら両スクリューは同径且つ、同回転速度で駆動されるこ
ととした（請求項２）。

【００１０】（３）．（１）又は（２）記載の現像装置
において、前記間接対向スクリューによる現像剤の搬送
方向の上流側に現像剤の補給位置を設けた（請求項
３）。

【００１１】（４）．（１）乃至（３）の何れか１つに
記載の現像装置において、前記現像剤担持体は５極の磁
石を具備し、現像剤規制部材で規制しつつ当該現像剤担
持体を介して前記直接対向スクリューと前記潜像担持体
間で現像剤の受け渡しを行なうこととした（請求項
４）。

【００１２】（５）．（４）記載の現像装置において、
現像剤担持体は前記５極の磁石からなるマグネットロー
ラのまわりに現像スリーブを回転させる構成であり、当
該現像スリーブを回転軸方向からみたとき、時計の文字
盤になぞらえて３時の位置又はその近傍に磁極Ｐ１が位
置しこの磁極Ｐ１に潜像担持体が対向し、４時〜５時又
はその近傍位置に磁極Ｐ２が位置しこの磁極Ｐ２に現像
装置のケースが対向し、７時〜８時又はその近傍位置に
磁極Ｐ３が位置しこの磁極Ｐ３と対向する部位に前記直
接対向スクリューが対向し、１０時〜１１時又はその近
傍位置に磁極Ｐ４が対向しこの磁極Ｐ４と対向する位置
に現像剤規制部材及びこれに付帯する部材による現像剤
の滞留部が形成され、１２時の位置又はその近傍に磁極
Ｐ５が位置しこの磁極Ｐ５の上方部には現像装置のケー
ス部が対向した構成となっていて、前記現像スリーブは
前記磁極Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６の順に通
過するように回転することとした（請求項５）。

【００１３】（６）．現像剤を用いて潜像を可視像化す
ることのできる現像装置を潜像担持体のまわりに配置し
ていて、像担持体上に形成した潜像を現像装置で可視像
化して最終的にシート状媒体に画像を得る画像形成装置
において、前記現像装置を構成する現像装置として前記
（１）乃至（５）記載の現像装置を用いた（請求項
６）。

【００１４】（７）．異なる色の現像剤を用いて潜像を
可視像化することのできる複数の現像装置を潜像担持体
のまわりに配置していて、潜像担持体上に形成した潜像
を前記複数の現像装置で可視像化して最終的にシート状
媒体に色重ね画像を得るカラー画像形成装置において、
前記複数の現像装置をそれぞれ構成する現像装置として
前記（１）乃至（５）記載の現像装置を用いた（請求項
７）。

【００１５】（８）．現像剤を用いて潜像を可視像化す
ることのできる現像装置を潜像担持体のまわりに配置し
ていて、像担持体上に形成した潜像を前記現像装置で可
視像化して最終的にシート状媒体に画像を得る画像形成
装置であって、潜像担持体と、帯電装置、現像装置、ク
リーニング装置より選ばれる少なくとも一つの装置を一
体的に支持し、画像形成装置本体に対して着脱自在なプ
ロセスカートリッジを有する画像形成装置において、前
記現像装置は、前記（１）乃至（５）記載の現像装置を
用いた（請求項８）。

【００１６】

【発明の実施の形態】［１］現像装置（請求項１乃至５
に対応） 本発明に係る現像装置の要部を示した図１、図２におい
て、現像装置２３は、現像剤担持体、２本の現像剤搬送
用のスクリュー、現像剤規制部材およびその付帯部材、
現像ケーシング、現像カバーなどにより構成されてい
る。

【００１７】現像剤担持体は、マグネットローラと現像
スリーブから構成されており、マグネットローラは不動
部材に固定配置され、現像スリーブが回転することで、
磁性体を含んだ現像剤が撹拌されつつ搬送される。

【００１８】以下に詳細を説明する。符号１は回転体と
して構成された現像剤担持体を示している。この現像剤
担持体１は円柱状の固定磁石によるマグネットローラ
２、マグネットローラ２の外周部に回転可能に嵌合して
いる現像スリーブ３、現像スリーブ３の長手方向上の一
端側で現像スリーブ３と一体化されていて現像スリーブ
３と一体的に回転する回転軸４、現像スリーブの他端側
でマグネットローラ２と一体化されていて現像ケーシン
グ５に固定されている固定軸６などにより構成されてい
る。

【００１９】回転軸５と固定軸６は同心上にあり、回転
軸５は下ケース２を貫通しこの貫通部で軸支され、さら
に下ケース２の外側に突出した部位にギヤＧ１、Ｇ２が
固定されている。ギヤＧ２にはギヤＧ３が噛み合わされ
ていて、このギヤＧ３は駆動系を構成するベルト７によ
りクラッチ１７を介して伝えられる動力により回転駆動
され、これに伴い現像スリーブ３が回転される。

【００２０】現像スリーブ３の回転中心軸をＯとする
と、この回転中心軸Ｏは回転軸４の回転中心軸でもあ
り、この回転中心軸Ｏと直交する方向上の片側にドラム
状をした回転体からなる潜像担持体８が近接対向配置さ
れている。

【００２１】回転中心軸Ｏと直交する方向上の他の片
側、つまり、潜像担持体８が設けられた側の反対側に相
当する片側に、当該回転中心軸Ｏと平行に２本の現像剤
搬送スクリューが配置されている。

【００２２】これら２本の現像剤搬送スクリューの中、
現像剤担持体１に直接対向している側の現像剤搬送スク
リューを直接対向スクリュー９、この直接対向スクリュ
ー９を介して現像剤担持体１に対向している側の現像剤
搬送スクリューを間接対向スクリュー１０と称する。

【００２３】これら直接対向スクリュー９および間接対
向スクリュー１０と一体の長手方向両端の軸部はそれぞ
れ現像ケーシング５に軸支されている。特に、ギヤＧ１
が設けられた側の軸部はそれぞれ現像ケーシング５の側
部を貫通していて、直接対向スクリュー９の軸部にはギ
ヤＧ４が固定され、間接対向スクリュー１０の軸部には
ギヤＧ５がそれぞれ固定されている。

【００２４】ギヤＧ３はギヤＧ１と対向した位置にあ
り、これらギヤＧ３、Ｇ１には中間ギヤＧ６が共通に噛
み合うことで、ギヤＧ２からの動力が伝達されるように
なっている。

【００２５】直接対向スクリュー９および間接対向スク
リュー１０は現像剤担持体１の斜め下方に横並びに配置
されていて、直接対向スクリュー９と間接対向スクリュ
ー１０との間には、これら直接対向スクリュー９と間接
対向スクリュー１０の両端部を除く部位に現像ケーシン
グ５と一体に仕切板５ａが位置している。

【００２６】潜像担持体８は本例では所謂感光体ドラム
で構成されていて、矢印の向き（図では反時計回りの向
き）に回転される。直接対向スクリュー９および間接対
向スクリュー１０も矢印の向きに回転される。

【００２７】これら２本の現像剤搬送スクリューの回転
により、図２、図３に矢印で示すようにトナーとキャリ
アとからなる現像剤はこれら現像剤搬送スクリューを順
に辿る細長いループ状の現像剤搬送経路を形成して循環
搬送される。図３では上からみたときの搬送経路を白抜
きの矢印で示し、符号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを結ぶループを形
成する。

【００２８】この循環搬送の間に、トナーとキャリアが
撹拌されて潜像を可視像化するに十分な電荷を帯び、現
像スリーブ３上に供給されて磁気ブラシを形成し、潜像
担持体８上の潜像を可視像化する。そして、残余のトナ
ーは現像ケーシング５に回収されて再循環される。現像
剤の循環経路内にはトナー濃度検知器が設けられてい
て、このトナー濃度検知器により検知されたトナー濃度
が所定値よりも低下していると判断されるとトナーが補
給される。

【００２９】トナーの補給位置は間接対向スクリュー１
０上であって、現像剤搬送方向の上流側の位置であり、
図３における符号Ａで示す位置に相当する。この符号Ａ
で示される部分は図１に示すような断面形状をしてい
て、現像カバー１１の該当部に開口１４が形成され、こ
の開口１４の上部にトナーを補給するトナー補給スクリ
ュー１６が設けられていて、このトナー補給スクリュー
１６の回転により補給トナーが開口１４を経て間接対
向スクリュー１０上に落下補給される。

【００３０】発明の効果を奏し得る実際的な現像装置の
構成例を説明する。図１において、マグネットローラ２
における磁石の磁極は、回転中心軸Ｏを中心として放射
状にＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５の５極が配置された
構成であり、マグネットローラ２を回転軸方向からみた
とき、時計の文字盤になぞらえて３時の位置又はその近
傍に磁極Ｐ１が位置しこの磁極Ｐ１に潜像担持体８が対
向し、４時〜５時又はその近傍位置に磁極Ｐ２が位置し
この磁極Ｐ２に現像装置の現像カバー１１が対向し、７
時〜８時又はその近傍位置に磁極Ｐ３が位置しこの磁極
Ｐ３と対向する部位に直接対向スクリュー１０が対向
し、１０時〜１１時又はその近傍位置に磁極Ｐ４が対向
しこの磁極Ｐ４と対向する位置に現像スリーブ３に近接
するようにして現像剤規制部材１２及びこれに付帯する
付帯部材１２ａによる現像剤の滞留部１３が形成され、
１２時の位置又はその近傍に磁極Ｐ５が位置しこの磁極
Ｐ５の上方部には現像装置の現像カバー１１が対向した
構成となっている。現像スリーブ３は矢印方向に回転す
ることにより、磁極Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ
６の順に通過する。

【００３１】潜像担持体８との対向位置である現像部に
配置された磁極Ｐ１はＳ極であり、トナーが潜像担持体
に転移する現像部において磁気ブラシを形成する現像極
として機能する。磁極Ｐ２、Ｐ３はＮ極であり、同極間
で現像剤を離し、Ｓ極からなる磁極Ｐ３で再び現像剤を
汲み上げる。Ｓ極からなる磁極Ｐ４上に現像剤規制部材
１２を設置し付帯部材１２ａで現像スリーブの回転方向
上流側を覆うように構成することで現像剤規制部材１２
の剤搬送方向上流側に現像剤の滞留部を設け、現像剤
のトナーとキャリアとの摩擦帯電を促進して現像剤の立
ち上げを行っている。

【００３２】現像剤の循環は図３にも示したように、搬
送方向の異なる直接対向スクリュー９と間接対向スクリ
ュー１０の２本のスクリューにより行なっている。この
ように搬送される現像剤は、回転軸Ｏの方向からみた図
１において先ず、現像ローラ３の磁力により磁極Ｐ１〜
Ｐ２間に相当する汲み上げ部の部位で汲み上げられ、
現像剤規制部材１２により現像必要量に規制され余剰剤
が付帯部材１２ａに沿う還流方向の方向に環流させら
れる。

【００３３】現像剤規制部材１２を通過した現像剤は磁
極Ｐ１が配置された潜像担持体８との対向部である現像
部で現像され、トナーが消費された状態で現像剤が現
像ケーシング５と直接対向スクリューとが対向する斜め
下に向かう傾斜に沿う分離方向の方向へ進み現像スリ
ーブ３から離間する方向に進む。つまり、磁極Ｐ２と磁
極Ｐ３との間の領域で、これら両磁極Ｐ２、Ｐ３による
磁力の反発と重力により現像スリーブ３から分離し、現
像スリーブ３側の直接対向スクリュー９により再び現像
剤中に分散される。

【００３４】ここで、現像剤規制部材１２及び付帯部材
１２ａ部に囲まれた現像剤の剤滞留部における現像剤の
滞留量が少ないと、現像スリーブ３による現像剤の横搬
送性（現像スリーブ３の長手方向での搬送性）は向上す
るものの、剤の摩擦によるトナー帯電効果が下がるた
め、地汚れ画像が発生し易くまた、新たなトナー補給時
などに現像幅での濃度偏差の拡大現象も生じてしまう。

【００３５】また、現像部で全ベタ画像などのような
大量のトナー消費を受けた場合、キャリアのみに近い状
態の現像剤が現像剤中に戻るが、この時充分な現像剤中
での分散がなされずに現像スリーブ３側の直接対向スク
リュー９により搬送されながら再び現像スリーブ３によ
りの方向に汲み上げられてしまうと、この直接対向ス
クリュー９のスパイラルピッチ状の斜めムラが現像した
画像中に発生し易い状況に陥る。

【００３６】これらの現象を防止するためには、現像剤
規制部１２での十分な滞留量を確保することが必要であ
り、これを現像剤担持体現像幅方向（現像スリーブ３の
長手方向）での現像剤移動時間で捉えると、間接対向ス
クリュー１０による搬送時間の３倍以上の時間をかけて
現像スリーブ３上で現像剤が移動するようにすることが
必要で、ゆっくりと移動するように時間を確保すること
で画質の向上が可能となる。

【００３７】その方策としては、具体的には、現像剤規
制部材１２のマグネットローラー２の磁極に対する対向
位置と、対向位置での磁束密度を管理することで制御す
ることができる。例えば、対向位置を法線方向磁束密度
の最大値近傍とし、磁束密度を４００〜７００Ｇ（ガウ
ス）程度に設定するとよい。

【００３８】間接対向スクリュー１０による現像剤の搬
送時間、つまり図３において現像剤を符号Ａの部位から
符号Ｂの部位まで搬送するに要する時間Ｔ１とし、直接
対向スクリュー９による現像スリーブ３上での現像剤の
移動時間、つまり図３において現像剤を符号Ｅの部位か
ら符号Ｆの部位まで搬送するに要する時間をＴ２とする
とき、これら時間Ｔ１、Ｔ２の関係がＴ２≧３Ｔ１を満
足する関係を確保するようにした。

【００３９】これにより、大量現像による大量トナーの
補給があっても現像剤規制部材１２および付帯部材１２
ａと現像スリーブ３の外周面部により囲まれた現像剤の
滞留部における現像剤の滞留量を高品質な現像に適する
十分な量の現像剤で確保することが可能となり、大量の
トナー消費に伴う大量のトナー補給がなされても、現像
剤の縦、横の搬送性を向上しつつ分散性能を高め、現像
に必要な十分な量の現像剤と帯電量を得て、直接対向ス
クリュー９のスパイラルピッチ状の斜めムラや、現像幅
両端（回転中心軸Ｏの両端側）での画像濃淡ムラなどが
現像した画像中に発生するという現象を解消することが
できた。

【００４０】また、現像ローラ側周辺の現像剤の分散攪
拌性を向上させることもポイントとなる。分散性を向上
させるためには搬送スクリューの搬送方向に対して垂直
方向の現像剤攪拌力、すなわち縦攪拌性（回転中心軸Ｏ
と直交する方向における撹拌性）を上げることが必要に
なる。

【００４１】搬送スクリューは横搬送性（回転中心軸Ｏ
の方向での搬送性）に優れるのだが、縦攪拌性を上げる
ためには、搬送スクリューのスパイラルピッチを大きく
とり、スパイラルを軸方向に傾斜させ寝かせることで、
垂直方向の攪拌力を得るしかない。しかしながら、この
ようにスパイラルピッチを大きくとると、横搬送性が極
端に落ちるため、前後濃度ムラを生じさせてしまうこと
になる。

【００４２】この相反する、条件を両立させるため図４
に示すように直接対向スクリュー９を多条スクリューに
する。この例では５条のスクリューを例示している。こ
のように直接対向スクリュー９を多条スクリューにする
ことで、スパイラルピッチの拡大により悪化した横搬送
性を改善し、且つ寝かせたスパイラルによりスクリュー
による現像剤の送り方向に対して垂直方向への、現像剤
攪拌分散効果を得ることが可能となる。これにより、直
接対向スクリュー９のスパイラルピッチ状の斜めムラが
現像した画像中に発生するという現象を解消することが
できる。

【００４３】本例では、直接対向スクリュー９をスパイ
ラルピッチ４０ｍｍの２条スクリューとし、間接対向ス
クリュー１０をスパイラルピッチ２５ｍｍの１条スクリ
ューとしている。

【００４４】現像剤担持体側の搬送スクリュー、つま
り、直接対向スクリュー９を多条スクリューにすること
の改善効果は前に述べたとおりであるが、もう一方の搬
送スクリューである間接対向スクリュー１０も同様に多
条スクリュー化してしまうと、現像剤量のスクリュー長
手方向（回転中心軸方向）でのバランスがとりづらく、
現像剤量の片寄りや現像剤の現像ケーシング５からの剤
あふれを生じさせてしまう。

【００４５】このあふれ現象は、搬送スクリュー間の現
像剤の受け渡し部である各搬送スクリュー（直接対向ス
クリュー９及び間接対向スクリュー１０）の回転軸Ｏ方
向での端部つまり図３に示す符号Ｂ、Ｃの部位及び符号
Ｄ、Ａにおける剤の干渉によるものである。

【００４６】図３に示す符号Ｂ、Ｃの部位及び符号Ｄ、
Ａにおいて、現像剤の受け渡しが行なわれているが、直
接対向スクリュー９および間接対向スクリュー１０の両
スクリューを多条スクリュー化してしまうと縦攪拌性が
強いため、これらの受け渡し部で現像剤が互いに反発し
て押し合い、現像剤の受け渡しがスムーズに行われな
い。

【００４７】それに対して間接対向スクリュー１０を図
５に示すように１条スクリューにすると、この１条スク
リューによる剤の送り方向末端側での直接対向スクリュ
ー９つまり、多条スクリューへの現像剤の押し込み力
と、１条スクリュー送り方向先端側での現像剤の取り込
み性能が前後の両受け渡し部で確保できるので、現像剤
の循環性を維持しつつ現像ローラ側の現像剤縦攪拌性を
得ることができる。

【００４８】尤も、このようなことがいえるためには、
両搬送スクリューのスパイラル径と軸径を同等とし、同
回転速度で駆動することが必要である。バランスのとれ
た現像剤搬送のスクリュー条件を例示すると、直接対向
スクリュー９についてはピッチ４０ｍｍの２条スクリュ
ーとし、間接対向スクリュー１０については、ピッチ２
５ｍｍの１条スクリューとすることで、剤の搬送バラン
スをとることができる。

【００４９】前にも述べたように、本例では新規トナー
の補給位置を、間接対向スクリュー１０上であって、現
像剤搬送方向の上流側の位置とし、図３における符号Ａ
で示す位置としている。

【００５０】このように、搬送方向の上流側から新規ト
ナーを補給することにより、現像に寄与するまでの距離
と時間を稼ぎ新規トナーの分散を十分にして、現像ロー
ラ側周辺の現像剤の分散攪拌性を向上させ、画像ムラを
解消する。

【００５１】前にも述べたが、現像剤担持体１を構成す
るマグネットローラー２は磁極Ｐ１〜磁極Ｐ５の５極の
磁石を具備した構成としている。かかる磁極のマグネッ
トローラー２と直接対向スクリュー３及び間接対向スク
リュー１０の現像剤の受け渡しにより、現像剤を循環さ
せる構成としている。

【００５２】現像剤担持体１の磁石を５極構成としたこ
とにより、現像剤の現像スリーブ３からの分離や汲み上
げおよび現像剤規制部材の配置位置、さらに現像部の位
置を合理的に配置可能となり、コンパクトな構成の現像
装置を構成することができる。因みにマグネットローラ
ー２の外径を１８φ以下の小サイズ化にすることも可能
である。

【００５３】［２］画像形成装置（請求項６、７に対
応） 以上述べた現像装置は単色およびカラーの画像形成装置
に適用することも可能である。以下にその例を述べる。

【００５４】２−２．カラー画像形成装置 以上述べた現像装置は以下に述べるカラー画像形成装置
に適用することによりより顕著な効果がある。以下にそ
の例を述べる。

【００５５】前記［１］で説明した現像装置はこれを単
体の現像装置として構成することもできるが、このよう
な現像装置を複数組み合わせて多色用の、所謂リボルバ
ー型の現像装置として構成することもできる。

【００５６】本例のカラー画像形成装置は、現像装置と
して、上記リボルバー型の現像装置を使用している。図
７において符号２０で示したのがカラー画像形成装置に
組み込まれた状態のリボルバー型現像装置であり、この
リボルバー型現像装置２０を潜像担持体８その他の付帯
部材などと一体的なユニット２１としてカラー画像形成
装置本体に対して着脱可能とし、カラー画像形成装置本
体から取り外して示したのが図６である。なお、図６で
は、図７に示された潜像担持体８まわりの部材のうち、
帯電チャージャ４０、潜像担持体クリーニング手段４４
などは示してないが、これらを適宜選択的にユニット２
１と一体化することは可能である。このユニット２１は
プロセスカートリッジとも称される。

【００５７】ユニット２１の両側にはスライドレール２
２ａが設けられ、一方、カラー画像形成装置本体側には
スライドレール２２ａと対をなして組み合わされるスラ
イドガイド２２ｂが設けられていて、これらスライドレ
ールをガイドにしてユニット２１はカラー画像形成装置
本体に対して着脱可能である。

【００５８】図１、図６を参照しながら、リボルバー型
現像装置について説明する。図１に示したような現像装
置を符号２３で示すとすれば、図６に示すリボルバー型
現像装置２０では現像装置２３が回転軸２４のまわりに
放射状に５組、配置された構成である。

【００５９】図６に示すリボルバー型現像装置２０にお
いて、各現像装置２３はユニット２１から分離可能にな
っていて、ユニット２１をカラー画像形成装置本体から
引出した状態のもとで、上方に取り出し、メンテナンス
を施すことができる。

【００６０】５組の現像装置における１組はブラック、
他の１組はイエロー、他の１組はシアン、他の１組はマ
ゼンタというように、それぞれ異なる色のトナーを収納
している。回転軸２４を反時計回りの向きに回転するこ
とにより各現像装置の位置がずれていき、ブラック、イ
エロー、シアン、マゼンタの順に、これらの色のトナー
を収納した現像装置の現像スリーブ３が現像部におい
て潜像担持体８に対向する。

【００６１】ここで、図１で説明を省略した現像装置の
構成部分について補足して説明すると、符号３３はトナ
ーボトルが空になったことを検知するトナーエンドセン
サ、符号３９はトナー補給用のスクリュー１６の上方に
装着され現像装置に直接トナーを補給するトナーボト
ル、符号３６はトナーボトル３９のセットを検知するト
ナーボトルセットセンサ、符号３７はリボルバー型現像
装置２０のホームポジションを検知するためのリボルバ
ーホームポジションセンサをそれぞれ示している。

【００６２】このように図６に示したユニット６がカラ
ー画像形成装置本体に装着されている図７において、カ
ラー画像形成装置の最上部には、スキャナー５４が設け
られている。このスキャナー５４はよく知られるよう
に、圧板で覆うことのでる原稿載置ガラス５４ａと、こ
の原稿載置ガラス５４ａの下方に設けられた第１スキャ
ナ５４ｂ、第２スキャナ５４ｃ、結像レンズ５４ｄ、読
み取り画像を電気的に記録するＣＣＤ基板５４ｅなどか
らなる。ＣＣＤ基板５４ｅに取り込まれた画像情報は、
後述する光書き込みユニット４２のレーザー光源制御手
段に送ることができるようになっている。

【００６３】潜像担持体８の周面部は被走査面を構成し
ている。この潜像担持体８は画像形成に際して矢印の向
きに回転される。この潜像担持体８のまわりには、よく
知られるカラー画像形成装置で採用されているものと同
じように、帯電チャージャ４０、光書込みユニット４
２、リボルバー型現像装置２０、中間転写ベルト４３、
潜像担持体クリーニング手段４４等が配置されている。

【００６４】光書込みユニット４２は、図示省略のレー
ザー光源およびレーザー光源を画像情報に応じて制御す
る制御手段、ポリゴンミラー４２ａ、第１ｆθレンズ４
２ｂ、第２ｆθレンズ４２ｃ、ＢＴＬレンズ４２ｄ、書
き込みミラー４２ｅ、防塵ガラス４２ｆなどを具備して
いて、上記部材の順に書き込み用のレーザー光が潜像担
持体８に向けて出射され走査が行なわれる。

【００６５】中間転写ベルト４３は潜像担持体８に接離
自在に対向近接して同一速度で同一方向に移動するよう
にプーリに支持されていて、その１つはバイアスローラ
４３からなり、潜像担持体８上のトナー像を中間転写ベ
ルト４３に転写するバイアスを中間転写ベルトに印加す
る。また、中間転写ベルト４３には、ベルトクリーニン
グユニット５３が該ベルトに接離自在に設けられてい
て、シート状媒体に転写後の残留トナーなどをクリーニ
ングするようにしてある。

【００６６】フルカラー画像の形成に際しては、一般的
なカラー電子写真プロセスに従う。つまり、帯電チャー
ジャ４０により潜像担持体８が帯電され、潜像担持体８
上に例えばブラック用の潜像が形成されると、この潜像
はリボルバー型現像装置２０を構成しているブラックト
ナー収納の現像装置で可視像化され、次いで中間転写ベ
ルト４３に転写される。転写後の潜像担持体８上に残留
するブラックトナーは、潜像担持体クリーニング手段４
４でクリーニングされる。

【００６７】次いで、潜像担持体８にはイエロー用の潜
像が同様に形成されてこの潜像がリボルバー型現像装置
２０を構成しているイエロートナー収納の現像装置で可
視像化され、このイエローのトナー像が既に中間転写ベ
ルト４３上に形成されているブラックのトナー像に重ね
転写される。

【００６８】このように、ブラック、イエロー、シア
ン、マゼンタの各色のトナー像を順次潜像担持体８上に
形成するごとに中間転写ベルト４３上に転写していくこ
とで、該中間転写ベルト４３上にフルカラーによる重ね
トナー像をつくる。このフルカラートナー像は、記録媒
体に一括転写される。

【００６９】中間転写ベルト４３は、潜像担持体８上の
トナー像が転写される時には潜像担持体８に接触した状
態となり、転写バイアス印加用のバイアスローラ４５か
ら転写バイアスが印加されて潜像担持体８上のトナー像
が中間転写ベルト４３上に転写される。

【００７０】中間転写ベルト４３上に転写されたトナー
像は、中間転写ベルト４３を支持しているプーリ４６と
該中間転写ベルト４３を介して対向圧接して回転する２
次転写ローラー４７が設けられた２次転写部において、
レジストローラ対４８を介して送られてくるシート状媒
体に転写される。

【００７１】シート状媒体は、給紙トレイ４９に予め収
納されていたものであり、画像形成シーケンスに基づい
た適宜にタイミングで中間ローラ５２などを介してレジ
ストローラ対４８に向けて送り出されたものである。該
転写後のシート状媒体は搬送ベルト５０により搬送さ
れ、定着装置５１に至り、定着ローラ５１ａ、加圧ロー
ラ５１ｂ間を通過する間に定着され、図示省略の排紙ト
レイ上に排出される。

【００７２】一方、現像工程後に潜像担持体８上に残留
しているトナーは、潜像担持体８の回動と共に潜像担持
体クリーニング手段４４の部位に至ると機能して潜像担
持体８上から除去される。

【００７３】このような色重ねによりカラー画像を形成
するカラー画像形成装置では、現像剤の分散が不十分で
あることに起因する濃淡ムラが色ムラとなって現れるた
め、著しく画像品質を落としてしまうが、本発明に係る
前記［１］で説明した現像装置を適用することにより、
上記の不具合を解消して」安定した良好な画像品質を得
ることができる。

【００７４】２−１．単色の画像形成装置 前記［１］で説明した現像装置はこれを単体の現像装置
として構成し、単色の画像形成装置に用いることができ
る。図８は、デジタル式の単色の画像形成装置について
主要部の断面示す。図１に示したような現像装置を符号
２３'で示すとすれば、かかる現像装置２３'は図８に示
す画像形成装置における、ドラム状をした回転体からな
る潜像担持体１５０の周面部は被走査面１０５を構成し
ている。

【００７５】この潜像担持体１５０のまわりには、矢印
で示す時計回りの向きの回転方向順に、帯電ローラから
なる帯電装置１５１、光書込み手段としての光走査装置
１００、現像装置２３'、シート状媒体１５４を保持し
て搬送する転写搬送ベルト１５５、潜像担持体１５０の
周面に摺接するブレード１５６を具備したクリーニング
装置１５７などが配置されている。

【００７６】これら、潜像担持体１５０、帯電装置１５
１、現像装置２３'、クリーニング装置１５７などは、
当該画像形成装置の本体を構成する本体側板（図示され
ず）を利用して直接、取り付ける構成とすることもでき
るし、［３］で述べるように、これらの中から選ばれた
少なくとも一つの部材（装置）を、プロセスカートリッ
ジと称されるユニットに一体的に構成しておき、このプ
ロセスカートリッジを当該画像形成装置本体に対して着
脱自在の構成とすることができる。

【００７７】潜像担持体１５０上であって帯電装置１５
１と現像剤担持体１との間の位置には光走査装置１００
から光ビームＬｂが潜像担持体１５０に向けて照射され
軸方向の主走査方向に走査されるようになっている。こ
の光ビームＬｂの照射位置を露光部１５８と称する。

【００７８】転写搬送ベルト１５５は無端状のベルトで
あって、２つの支持ローラ１５９、１６０に支持されて
いる。これら支持ローラ１５９、１６０により支持され
た転写搬送ベルト１５５の中間の位置には潜像担持体１
５０の下面が接している。この接している部位が転写部
１６１であり、この転写部１６１における転写搬送ベル
ト１５５の裏側には転写バイアスを印加する転写手段と
しての転写ローラ１６２が設けられている。

【００７９】転写搬送ベルト１５５は矢印で示すように
反時計回りの向きに回転駆動されるようになっている。
該転写搬送ベルト１５５の上側ベルト部であってその上
流端のさらに上流側の位置には一対のレジストローラ１
７２が設けられている。このレジストローラ１７２に向
けて、図示しない搬送ガイドに案内されて図示しない給
紙トレイに収納されたシート状媒体１５４が給紙コロ１
６４から送り出されるようになっている。転写搬送ベル
ト１５５の上側ベルト部における下流端のさらに下流の
位置には、定着ローラ１６５ａと加圧ローラ１６５ｂと
の組み合わせからなる定着装置１６５が配置されてい
る。

【００８０】転写搬送ベルト１５５の上側ベルト部にお
ける上流端部において該転写搬送ベルト１５５を支持し
ている支持ローラ１６０の上方には、該転写搬送ベルト
１５５に当接するようにして吸着手段としてのブラシロ
ーラ１６６が矢印で示す時計回りの向きに回転駆動され
るようにして設けられている。

【００８１】ブラシローラ１６６が回転すると、ブラシ
は転写搬送ベルト１５５に摺接する。このブラシローラ
１６６には図示しないバイアス印加手段により、シート
状媒体１５４を転写搬送ベルト１５５に吸着する極性の
バイアス電流を印加するための電位が与えられるように
なっている。

【００８２】この画像形成装置において、画像形成は次
のようにして行われる。潜像担持体１５０が回転を始
め、所定の周速度で回転中に潜像担持体１５０が暗中に
おいて帯電装置１５１により均一に帯電され、光ビーム
Ｌｂが露光部１５８に照射、走査されて作成すべき画像
に対応した潜像が形成される。この潜像は潜像担持体１
５０の回転により現像装置２３'に至り、ここでトナー
により可視像化されてトナー像が形成される。かかる現
像装置２３'においてその構成は前記［１］で説明した
内容と同じであるので、構成部材についても同じ符号で
示している。補給トナーはトナーボトル８から現像ケー
シング５に補給される。

【００８３】一方、給紙コロ１６４により給紙トレイ上
のシート状媒体１５４の送給が開始され、破線で示す搬
送経路を経て一対のレジストローラ１７２の位置で一旦
停止し、潜像担持体１５０上のトナー像と転写部１６１
で合致するように送り出しのタイミングを待つ。かかる
好適なタイミングが到来するとレジストローラ１６１に
停止していたシート状媒体１５４はレジストローラ１７
２から送り出される。

【００８４】レジストローラ１７２から送り出されたシ
ート状媒体１５４は転写搬送ベルト１５５とブラシロー
ラ１６６との間にくわえられ、バイアスによる静電気力
およびブラシの弾性力により押されて転写搬送ベルト１
５５に吸着され、転写搬送ベルト１５５の移動と共に転
写部１６１に向けて搬送される。

【００８５】潜像担持体１５０上のトナー像とシート状
媒体１５４とは、転写部１６１で合致し、転写ローラ１
６２により転写搬送ベルト１５５に印加されたバイアス
と潜像担持体１５０との電位差から形成される電界によ
り、トナー像はシート状媒体１５４上に転写される。

【００８６】こうして潜像担持体１５０まわりの画像形
成部でトナー像を担持したシート状媒体１５４は転写搬
送ベルト１５５と共に搬送され、やがて該転写搬送ベル
ト１５５の上側部の下流端部で転写搬送ベルト１５５か
ら分離されて定着装置１６５に向けて送り出される。シ
ート状媒体１５４上のトナー像は定着装置１６５を通過
する間に当該記録媒体１５４に定着されて図示省略の排
紙部に排紙される。

【００８７】一方、転写部１６１で転写されずに潜像担
持体１５０上に残った残留トナーは潜像担持体１５０の
回転と共にクリーニング装置１５７に至り、該クリーニ
ング装置１５７を通過する間に清掃されて次の画像形成
に備えられる。

【００８８】このような単色の画像を得る画像形成装置
において、現像剤の分散が不十分であることに起因して
画像に濃淡ムラが現れるため、著しく画像品質を落とし
てしまうが、本発明に係る前記［１］で説明した現像装
置を適用することにより、上記の不具合を解消して」安
定した良好な画像品質を得ることができる。

【００８９】［３］プロセスカートリッジ具備の画像形
成装置（請求項８に対応） 図９に、本発明の現像装置が組込まれたプロセスカート
リッジを具備した画像形成装置の概略構成を示す。図９
において、潜像担持体１５０まわりに配置された帯電装
置１５１、現像装置２３'、クリーニング装置１５７な
どの個々の構成、機能については、既に図８により説明
した内容と同じである。本例では、画像形成装置におい
て、これら潜像担持体１５０、帯電装置１５１、現像装
置２３'、クリーニング装置１５７などの作像手段より
選ばれる少なくとも一つの部材（装置）を画像形成装置
本体に対して着脱自在であるプロセスカートリッジに一
体的に支持したのが特徴である（請求項８）。

【００９０】プロセスカートリッジ１８０は、図９に示
した例では、潜像担持体１５０、帯電装置１５１、現像
装置２３'、クリーニング装置１５７を囲む太い実線で
示すように、紙面を貫く方向に奥行きを有する箱状の枠
体６０にこれらの装置を一体的（若しくは一体）に固定
して構成されており、画像形成装置本体に設けたレール
ガイドに沿って摺動可能であり、画像形成装置本体内の
所定の画像形成可能な位置に固定したり、固定を解除し
て紙面を貫く手前側に引き出して抜き出したりすること
ができる。

【００９１】画像形成プロセスの概要については、既に
述べた通りであるが、概要を再度述べると、潜像担持体
１５０が所定の周速度で回転駆動され、この回転駆動過
程において、帯電装置１５１により該潜像担持体１５０
の周面に正または負の所定電位の均一帯電がなされる。

【００９２】次いで、光走査装置１００による光ビーム
Ｌｂにより、或いはスリット露光などの画像露光手段に
より潜像担持体１５０の周面に静電潜像が形成される。
この静電潜像は現像装置２３'を通過する間にトナー現
像される。

【００９３】一方、給紙部より給紙コロ１６４により送
り出されたシート状媒体１５４は、レジストローラ１７
２でタイミングを取って送り出されることにより、像担
持体１５７上の前記現像されたトナー像と、像担持体１
５０と転写ローラ１６２との間の転写部で合致し、転写
ローラ１６２の転写電圧により順次転写されていく。

【００９４】転写後のシート状媒体１５４は、像担持体
１５０から分離された後、定着装置１６５で定着され
て、排紙部に排紙される。像転写後の像担持体１５０の
表面は、クリーニング装置１５７により転写後の残りト
ナーが除去されて清浄化され、更に除電された後、繰返
しの画像形成に供される。

【００９５】本例では、潜像担持体１５０と、帯電装置
１５１、現像装置２３'、クリーニング装置１５７の全
部を枠体６０に固定してプロセスカートリッジ１８０を
構成したが、これに限らず、潜像担持体１５０、帯電装
置１５１、現像装置２３'、クリーニング装置１５７の
少なくとも一つを枠体６０に準じた枠体と一体的（若し
くは一体）に構成することもできる。

【００９６】従って、本例による画像形成装置は、剤攪
拌搬送の改善を図った現像装置２３'を備えているの
で、画像ムラの改善を図ることができ、かつ、潜像担持
体１５０と、帯電装置１５１、現像装置２３'、クリー
ニング装置１５７など作像手段の少なくとも一つをカー
トリッジとして一体化したので、保守点検、交換性が良
好となる。

【００９７】ここでは、図９により、プロセスカートリ
ッジを具備した単色の画像形成装置について説明した
が、カラー画像形成装置についてもプロセスカートリッ
ジの概念を導入することもできる。

【００９８】例えば、図７に示したようなカラー画像形
成装置において、潜像担持体８、帯電装置としての帯電
チャージャ４０、現像装置としてのリボルバー型現像装
置２０、クリーニング装置としての潜像担持体クリーニ
ング手段４４などの作像手段より選ばれる少なくとも一
つの部材（装置）を画像形成装置本体に対して着脱自在
であるユニット２１（プロセスカートリッジ）に一体的
に支持した構成とする。

【００９９】図６に示したのはその一例であり、ユニッ
ト２１（プロセスカートリッジ）には、潜像担持体８と
リボルバー型現像装置２０とが一体的に構成されてい
る。

【０１００】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、現像剤規制部
での現像剤の滞留量を適量に確保して画像ムラを解消で
きる。請求項２記載の発明では、現像剤の循環性を維持
しつつ現像ローラ側の現像剤縦攪拌性を得ることができ
る。請求項３記載の発明では、新規トナーの分散を十分
にして、現像ローラ側周辺の現像剤の分散攪拌性を向上
させ、画像ムラを解消する。請求項４記載の発明では、
現像剤の分散撹拌性良好な現像装置のコンパクト化を図
ることができる。請求項５記載の発明では、現像剤の分
散撹拌性良好な現像装置の具体的な構成を把握できる。
請求項６記載の画像形成装置では濃淡ムラのない高品質
の単色画像を得ることができる。請求項７記載のカラー
画像形成装置では色ムラのない高品質のカラー画像を得
ることができる。請求項８記載の発明では、画像ムラの
改善を図ることができ、かつ、作像手段の保守点検、交
換性が良好となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる現像装置の要部断面図である。

【図２】本発明にかかる現像装置の要部斜視図である。

【図３】本発明にかかる現像装置の要部平面図である。

【図４】多条の搬送スクリューの正面図である。

【図５】１条の搬送スクリューの正面図である。

【図６】リボルバー型現像装置を含むユニットの断面図
である。

【図７】カラー画像形成装置の概略断面図である。

【図８】単色の画像形成装置の要部概略構成図である。

【図９】プロセスカートリッジを備えた画像形成装置の
要部概略構成図である。

【符号の説明】

１ 現像剤担持体 ９ 直接対向スクリュー １０ 間接対向スクリュー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H031 AB02 AB09 AC08 AC19 AC33 AD01 AD16 BA04 EA03 EA05 FA01 FA05 2H077 AB02 AB14 AB15 AB18 AC02 AD06 AD13 AD16 AD18 BA02 BA08 BA09 DA10 EA03 GA13

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転体として構成された現像剤担持体の回
   転中心軸と直交する方向上の片側に、当該回転中心軸と
   平行に２本の現像剤搬送スクリューが配置され、これら
   ２本の現像剤搬送スクリューの回転により、これら現像
   剤搬送スクリューを順に辿る細長いループ状の現像剤搬
   送経路を形成するようにした２成分磁気ブラシ現像装置
   において、 前記２本の現像剤搬送スクリューの中、前記現像剤担持
   体に直接対向している側の現像剤搬送スクリューを直接
   対向スクリューとし、前記直接対向スクリューを介して
   前記現像剤担持体に対向している側の現像剤搬送スクリ
   ューを間接対向スクリューと称するとき、 前記間接対向スクリューによる現像剤の搬送時間Ｔ１
   と、前記直接対向スクリューによる前記現像剤担持体上
   での現像剤の移動時間Ｔ２との関係がＴ２≧３Ｔ１を満
   足することを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の現像装置において、 前記間接対向スクリューのスパイラル条数を１条とし、
   直接対向スクリューのスパイラル条数を多条とし、これ
   ら両スクリューは同径且つ、同回転速度で駆動されるこ
   とを特徴とする現像装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２記載の現像装置において、 前記間接対向スクリューによる現像剤の搬送方向の上流
   側に現像剤の補給位置を設けたことを特徴とする現像装
   置。
4. 【請求項４】請求項１乃至３の何れか１つに記載の現像
   装置において、 前記現像剤担持体は５極の磁石を具備し、現像剤規制部
   材で剤を規制しつつ当該現像剤担持体を介して前記直接
   対向スクリューと前記潜像担持体間で現像剤の受け渡し
   を行なうことを特徴とする現像装置。
5. 【請求項５】請求項４記載の現像装置において、 現像剤担持体は前記５極の磁石からなる固定磁石のまわ
   りに現像スリーブを回転させる構成であり、当該固定磁
   石を回転軸方向からみたとき、時計の文字盤になぞらえ
   て３時の位置又はその近傍に磁極Ｐ１が位置しこの磁極
   Ｐ１に潜像担持体が対向し、４時〜５時又はその近傍位
   置に磁極Ｐ２が位置しこの磁極Ｐ２に現像装置のケース
   が対向し、７時〜８時又はその近傍位置に磁極Ｐ３が位
   置しこの磁極Ｐ３と対向する部位に前記直接対向スクリ
   ューが対向し、１０時〜１１時又はその近傍位置に磁極
   Ｐ４が対向しこの磁極Ｐ４と対向する位置に現像剤規制
   部材及びこれに付帯する部材による現像剤の滞留部が形
   成され、１２時の位置又はその近傍に磁極Ｐ５が位置し
   この磁極Ｐ５の上方部には現像装置のケース部が対向し
   た構成となっていて、前記現像スリーブは前記磁極Ｐ
   １、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６の順に通過するよう
   に回転することを特徴とする現像装置。
6. 【請求項６】現像剤を用いて潜像を可視像化することの
   できる現像装置を潜像担持体のまわりに配置していて、
   像担持体上に形成した潜像を前記現像装置で可視像化し
   て最終的にシート状媒体に画像を得る画像形成装置にお
   いて、前記現像装置として前記請求項１乃至５記載の現
   像装置を用いていることを特徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】異なる色の現像剤を用いて潜像を可視像化
   することのできる複数の現像装置を潜像担持体のまわり
   に配置していて、潜像担持体上に形成した潜像を前記現
   像装置で可視像化して最終的にシート状媒体に色重ね画
   像を得るカラー画像形成装置において、 前記現像装置として前記請求項１乃至５記載の現像装置
   を用いていることを特徴とするカラー画像形成装置。
8. 【請求項８】現像剤を用いて潜像を可視像化することの
   できる現像装置を潜像担持体のまわりに配置していて、
   像担持体上に形成した潜像を前記現像装置で可視像化し
   て最終的にシート状媒体に画像を得る画像形成装置であ
   って、潜像担持体と、帯電装置、現像装置、クリーニン
   グ装置より選ばれる少なくとも一つを一体的に支持し、
   画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリ
   ッジを有する画像形成装置において、 前記現像装置は、前記請求項１乃至５記載の現像装置を
   用いていることを特徴とする画像形成装置。