JP2007279566A - 現像装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】二成分現像剤の安定した撹拌・搬送を実現すると共に、装置の小型化を可能とする現像装置及びこれを用いた画像形成装置を簡易な構成で安価に提供する。
【解決手段】内部に磁石部材から構成されたマグネットロール５２２を有し、二成分現像剤を担持搬送する現像ロール５２と、現像ロール５２に隣接して回転自在に配設された上下一対の撹拌搬送部材５６ａＨ，５６ａＬとを備え、上下一対の撹拌搬送部材５６ａＨ，５６ａＬのうち、下側に配置された撹拌搬送部材５６ａＬは、その背面の二成分現像剤が、マグネットロール５２２の磁気拘束力を受ける位置に配置されていると共に、上下一対の撹拌搬送部材５６ａＨ，５６ａＬの間には、下側撹拌搬送部材５６ａＬの背面から前記現像ロール５２に向かう二成分現像剤の流れを妨げるような現像剤流規制手段７０が形成されていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を用い、像担持体上の静電潜像をトナーで現像する現像装置及びこれを用いた画像形成装置に関し、特に、撹拌搬送部材をマグネットロールに近接配置させて小型化を図った現像装置及びこれを用いた画像形成装置に関するものである。

実開昭６３−０５８２６０号公報 特開平０８−０２２１９０号公報 特開２００２−０２３４９６号公報

一般に、電子写真方式等の画像形成装置で用いられる現像装置としては，感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像を現像剤にて可視像化するものが知られている。この種の現像装置に用いられる現像方式としては、現像剤として着色剤粒子であるトナーのみを用いる一成分現像方式と、現像剤として磁性体粒子であるキャリアと着色体粒子であるトナーとを混合撹拌したものを用いる二成分現像方式とに大別される。

多くの場合、二成分現像方式の現像装置では、マグネットロールの近傍にて該マグネットロールに現像剤を供給しながら軸方向に現像剤を撹拌・搬送するサプライオーガと、現像剤を循環させ、補給したトナーを撹拌するための逆方向に現像剤を撹拌・搬送するアドミックスオーガとを備えている（例えば、特許文献１〜３参照）。

ここで、特許文献１では、現像手段から回収された現像剤をトナー補給部に導く回収経路と、この回収経路を介して回収された現像剤と、トナー補給部で補給されたトナーとをトナー補給部から現像手段に供給する供給経路と、回収された現像剤とトナーとを撹拌して混合しつつ現像手段に供給する撹拌・供給手段とを備えた現像装置が開示されている。

また、特許文献２では、現像ロールに並設された２本の撹拌ロールと、この２本の撹拌ロールに並設された２本の搬送ロールとが横並びに配設された現像装置が開示されている。

さらに、特許文献３では、現像ロールの近傍に配置された撹拌ロールと、現像ロールの斜め上方であって、撹拌ロールの上方に２列に並設された２本の搬送ロールとを備える２階建て構造の現像装置が開示されている。

しかしながら、上述の特許文献に開示された先行技術においては、いずれも次のような問題を有していた。

例えば、特許文献１に開示された先行技術においては、現像ロールの上部からトナー補給部に至る区画された専用の現像剤回収経路を設け、さらに、この現像剤回収経路を経て回収された現像剤とトナーとを撹拌して現像ロールに供給する複数の撹拌・供給部材を設けているため、装置が大型化するという問題を生じていた。

特許文献２に開示された先行技術においては、現像ロールに並設して、４本の撹拌・搬送ロールが、現像ロールに並設して設けられているため、装置が大型化する、特に、奥行き方向（ロールの併設方向）のサイズが大型化するという問題を生じていた。

特許文献３に開示された先行技術においては、現像ロールの上方に２本の搬送ロールを配置した２階建て構造を採用しているため、高さが増大して装置が大型化するといった問題を生じていた。また、装置小型化のために、例えば、撹拌ロールを小型化して現像ロール近傍に配置すると、撹拌ロール周辺の二成分現像剤が、現像ロール内のマグネットロールの磁力により拘束されて、現像剤の撹拌が十分に行われないといった問題を生じていた。

一般に、このような二成分現像方式の現像装置を小型化する場合、装置全体をそのまま小さくするのは困難である。例えば、現像ロール内のマグネットロールは、二成分現像剤を保持し、感光体上の潜像を現像するための磁力が必要であり、この所定の磁力はマグネットロール内のマグネットの体積で決まってしまうため、マグネットロールを小さくするには限界がある。

一方、オーガを小さくした場合、現像剤量を減らさないとオーガが現像剤中に埋没してしまい、適正な二成分現像剤の撹拌・搬送が行われないという問題が生じてしまう。

さらに、オーガのサイズに合わせて現像剤量を少なくした場合、現像剤の消費に伴うトナー濃度の変化量が増大すると共に、キャリアの減少に伴って現像剤の劣化が顕著となるため現像装置の寿命が短くなってしまう。このような問題に対処するために、二成分現像剤を少しずつ入れ替えるトリクル方式を採用した場合には、二成分現像剤の寿命は延びるが、現像剤の回収機構が必要となるため、小型化に逆行してしまう結果となる。

さらにまた、大きな問題として、オーガサイズを小さくして現像ロールの近傍に配置した場合には、オーガ周辺の二成分現像剤が、マグネットロールの磁気拘束力を受け、二成分現像剤が円滑に流動せず、適正な現像剤の撹拌・搬送が行われないという問題が生じていた。特に、マグネットロールによりピックオフされた二成分現像剤が直ちに現像ロールに供給された場合には、軸方向のトナー濃度ムラや、現像剤の供給量ムラにより画像欠陥が発生し易いといった問題を生じていた。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、二成分現像剤の安定した撹拌・搬送を実現すると共に、装置の小型化を可能とする現像装置及びこれを用いた画像形成装置を簡易な構成で安価に提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の現像装置は、内部に磁石部材から構成されたマグネットロールを有し、二成分現像剤を担持搬送する現像ロールと、前記現像ロールに隣接して回転自在に配設され、前記二成分現像剤を現像ロールに供給可能に撹拌搬送する上下一対の撹拌搬送部材とを備え、前記上下一対の撹拌搬送部材のうち、下側に配置された撹拌搬送部材は、その背面の二成分現像剤が、前記マグネットロールの磁気拘束力を受ける位置に配置されていると共に、前記上下一対の撹拌搬送部材の間には、下側撹拌搬送部材の背面から前記現像ロールに向かう二成分現像剤の流れを妨げるような現像剤流規制手段が形成されていることを特徴とするものである。

ここで、撹拌搬送部材の背面とは、該撹拌搬送部材から見て、マグネットロールと反対側（裏側）の部位をいうものとする。

また、マグネットロールの磁気拘束力を受ける位置とは、下側撹拌搬送部材の回転により、その背面から上部に移動した二成分現像剤が、マグネットロールの磁力に引き寄せられ、下側撹拌搬送部材の背面から直接現像ロールに向かう二成分現像剤の流れが生じるような位置をいうものとする。

一般に、その背面の二成分現像剤が、マグネットロールの磁気拘束力を受けない位置に配置された撹拌搬送部材においては、二成分現像剤は、撹拌搬送部材の回転羽の上に載って回転撹拌されつつ軸方向に搬送され、現像ロール側に移動してから、マグネットロールにピックアップされる。

一方、小型化のために、撹拌搬送部材をマグネットロール近傍に配置した場合、特に、撹拌搬送部材の背面に位置する二成分現像剤が、マグネットロールの磁気拘束力を受けるような位置に撹拌搬送部材を配置した場合には、その背面の二成分現像剤が撹拌搬送部材の上部に移動した途端に、磁気拘束力によりマグネットロール側に引き寄せられて、二成分現像剤の軸方向の撹拌量が低減してしまうと共に、撹拌不十分な二成分現像剤が現像ロールに供給されてしまう。

そこで、このように構成した本発明の現像装置は、内部に磁石部材から構成されたマグネットロールを有し、二成分現像剤を担持搬送する現像ロールと、現像ロールに隣接して回転自在に配設され、二成分現像剤を現像ロールに供給可能に撹拌搬送する上下一対の撹拌搬送部材とを備え、上下一対の撹拌搬送部材のうち、下側に配置された撹拌搬送部材は、その背面の二成分現像剤が、マグネットロールの磁気拘束力を受ける位置に配置されていると共に、上下一対の撹拌搬送部材の間には、下側撹拌搬送部材の背面から前記現像ロールに向かう二成分現像剤の流れを妨げるような現像剤流規制手段が形成されているので、奥行き方向のサイズ小型化等のために撹拌搬送部材とマグネットロールとが近接配置され、二成分現像剤がマグネットロールの磁気拘束力に引き寄せられるような場合でも、上下一対に配置された撹拌搬送部材の間に形成された現像剤流規制手段により、下側撹拌搬送部材の背面から上部に移動した二成分現像剤が、直接マグネットロール側に引き寄せられることなく、安定した十分な二成分現像剤の撹拌搬送及び装置の小型化を簡易な構成で安価に実現することができる。

また、前記上下一対の撹拌搬送部材のうち、少なくとも一方はスパイラルオーガであり、前記現像剤流規制手段は、前記上下一対の撹拌搬送部材の間に、二成分現像剤の軸方向の流れを形成することによって構成されていてもよい。

このように構成した場合には、上下一対の撹拌搬送部材のうち、少なくとも一方はスパイラルオーガであり、現像剤流規制手段が、上下一対の撹拌搬送部材の間に、二成分現像剤の軸方向の流れを形成することによって構成されているので、下側撹拌搬送部材の背面から直接現像ロールへと向かう二成分現像剤の流れを、これと略直交する軸方向の流れによって妨げる現像剤流規制手段を簡易に実現することができる。

さらに、前記上下一対の撹拌搬送部材は、それぞれスパイラルオーガであり、前記現像剤流規制手段は、前記上下一対のスパイラルオーガの撹拌領域を互いに重畳させることによって構成されていてもよい。

ここで、撹拌領域を互いに重畳させるとは、上下一対の撹拌搬送部材のそれぞれの外径の回転軌跡が互いに重なる合うことをいうものとする。

このように構成した場合には、上下一対の撹拌搬送部材が、それぞれスパイラルオーガであり、現像剤流規制手段が、上下一対のスパイラルオーガの撹拌領域を互いに重畳させることによって構成されているので、重畳部分における撹拌性・搬送性を高めると共に、下側撹拌搬送部材の背面から直接現像ロールへと向かう二成分現像剤の流れを物理的に規制する現像剤流規制手段を簡易な配置構成で実現することができる。

さらにまた、前記上下一対のスパイラルオーガは、少なくとも互いに対応する部分のピッチが同じであり、かつ、その巻き方向及び回転方向が互いに逆であり、各オーガの軸間距離が、２本のオーガの半径の和より小さくなるように配置形成されていてもよい。

このように構成した場合には、上下一対のスパイラルオーガは、少なくとも互いに対応する部分のピッチが同じであり、かつ、その巻き方向及び回転方向が互いに逆であり、各オーガの軸間距離が、２本のオーガの半径の和より小さくなるように配置形成されているので、互いに逆方向に回転するオーガ対により、ピックオフ後の二成分現像剤及びトリマー部の滞留現像剤を積極的に掻き取って十分な撹拌搬送を実現すると共に、その高さも低減することができ、装置の小型化及び撹拌搬送能力の向上に一層寄与することができる。

以上において、前記上下一対の撹拌搬送部材の外径間距離は、前記マグネットロールの外径と略同等であってもよい。

ここで、外径間距離とは、上下一対の撹拌搬送部材が配置された状態で、その最外周部間の距離をいうものとする。

このように構成した場合には、上下一対の撹拌搬送部材の外径間距離が、マグネットロールの外径と略同等であるので、撹拌搬送能力を低下させることなく、上下一対の撹拌搬送部材の高さを現像ロールの外径以内に収めることが可能となるので、装置の高さ低減と十分な撹拌搬送能力の両立に一層寄与することができる。

また、本発明は、上記現像装置を備えた画像形成装置をも対象とする。

本発明によれば、二成分現像剤の安定した撹拌・搬送の実現と、装置の小型化とを両立することができる現像装置及びこれを用いた画像形成装置を簡易な構成で安価に提供することができる。

＜第一の実施形態＞

以下に、本発明に係る一実施の形態を図面を参照して説明する。

まず、本発明が適用可能な画像形成装置の一実施形態の概略構成について、図１を参照して説明する。図１は本発明に係わるタンデム型カラー画像形成装置１００の概略構成図である。

この画像形成装置１００においては、画像読取装置１０２より読み取られたカラー原稿のカラー画像情報、図示しないパーソナルコンピュータや画像データ入力装置等から送られてくるカラー画像情報等が入力され、入力された画像情報に対して画像処理が行われるようになっている。

図１において、１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色トナー画像を形成する画像形成ユニットであり、複数の張架ロールにより張架された無端状の中間転写ベルト９の進行方向に沿って１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの順で直列に配設されている。また、中間転写ベルト９は、これらの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋで順次形成された各色のトナー像が、互いに重ね合わされた状態で転写される中間転写体であり、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに対応する静電潜像担持体である感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋのそれぞれに対向して配設される一次転写ロール６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋとの間に挿通され、矢印方向に循環移動可能に形成されている。そして、中間転写ベルト９上に多重に転写された各色のトナー像は、給紙カセット１７等から給紙された記録媒体としての記録用紙１８上に一括して転写された後、定着装置１５によって記録用紙１８上に定着され、カラー画像が形成された記録用紙１８が外部に排出されるようになっている。

ここで、画像読取装置１０２は、プラテンガラス上に載置された原稿を不図示の光源によって照明し、原稿からの反射光像を、走査光学系を介してＣＣＤセンサ等からなる画像読取素子によって所定の解像度で読み取るように構成されている。

また、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、同様に構成されており、大別して、矢印方向に沿って所定の回転速度で回転する感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと、この感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面を一様に帯電する帯電手段としての帯電ロール３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋと、当該感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面に各色に対応した画像を露光して静電潜像を形成する露光装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上に形成された静電潜像を現像する現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋと、着脱自在に配設され現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋに所定の色のトナーを供給するトナーカートリッジ１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、ドラムクリーニング装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ等とから構成されている。

さらに、本実施の形態において、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、矢印方向に回転する金属製ドラムの表面に有機系感光材料、アモルファスセレン系感光材料、アモルファスシリコン系感光材料等からなる感光体層が形成されており、帯電ロール３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋは、この感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面と接触し、該感光体層を所定の電位に帯電するように構成されている。

このように構成した画像形成装置における画像形成工程について、イエロートナー画像を形成する画像形成ユニット１Ｙを代表例として説明する。

まず、感光体ドラム２Ｙは、帯電ロール３Ｙにより、その表面が一様に帯電される。次に、例えば、画像読取装置１０２によって読み取られた画像情報に基づき、露光装置４Ｙから出力されるレーザービームによりイエロー画像に対応する走査露光がなされ、感光体ドラム２Ｙの表面にはイエロー画像に対応する静電潜像が形成される。

このイエロー画像に対応する静電潜像は現像装置５Ｙによってイエロートナー像となり、一次転写手段の一部を構成する一次転写ロール６Ｙの圧接力及び静電吸引力によって中間転写ベルト９上に一次転写される。一次転写後の感光体ドラム２Ｙ上に残留したイエロートナーは、ドラムクリーニング装置７Ｙよって掻き取られる。その後、感光体ドラム２Ｙの表面は除電装置８Ｙによって除電された後、次の画像形成サイクルのために帯電ロール３Ｙにより再び帯電される。

多色のカラー画像形成を行う本画像形成装置１００では、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの相対的な位置の違いを考慮したタイミングで、上記と同様の画像形成工程が画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおいても行われ、中間転写ベルト９上にフルカラートナー像が重ね合わされた状態で形成される。この中間転写ベルト９としては、例えば、可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムを帯状に形成し、この帯状に形成された合成樹脂フィルムの両端を溶着等の手段によって接続することにより、無端ベルト状に形成したものを用いることができる。

中間転写ベルト９上に一次転写されたフルカラートナー像は、所定のタイミングで二次転写位置へと搬送される記録用紙１８上に、中間転写ベルト９を支持するバックアップロール１３と、このバックアップロール１３に所定のタイミングで圧接する二次転写ロール１２との圧接力及び静電吸引力によって二次転写される。なお、記録用紙１８上に二次転写できなかった中間転写ベルト９上の残トナーは、そのまま中間転写ベルト９上に付着した状態でベルトクリーニング装置１４まで搬送され、このベルトクリーニング装置１４により中間転写ベルト９上から除去されて次の画像形成に備える。

一方、記録用紙１８は、画像形成装置１００内の下部に配置された記録用紙収容部としての給紙カセット１７から、所定のサイズのものが給紙ロール１７ａによって給紙される。給紙された記録用紙１８は、複数の搬送ロール１９及びレジストロール２０によって、所定のタイミングで中間転写ベルト９の二次転写位置まで搬送される。そして、記録用紙１８には、上述したように、二次転写手段としてのバックアップロール１３と二次転写ロール１２とによって、中間転写ベルト９上からフルカラートナー像が一括して転写される。

また、中間転写ベルト９上からフルカラートナー像が二次転写された記録用紙１８は、中間転写ベルト９から分離された後、二次転写手段の下流側に配設された定着装置１５へと搬送され、この定着装置１５によって熱及び圧力でトナー像が記録用紙１８上に定着されるようになっている。定着後の記録用紙１８は、排出ロール２３を介して排出トレイ２４上に排出される。

次に、本発明に係る現像装置の構成について、図２ないし図４を参照して説明する。ここで、図２は、本発明に係る現像装置の構成を示す模式的断面図であり、図３は、本発明に係るオーガの構成を示す模式図である。また、図４は、撹拌搬送部材を現像ロールから離れて配置した場合と近接して配置した場合の二成分現像剤の流れを説明する模式図である。なお、各現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ及びその構成部材は全て同様な構造であり、簡単のため、以下、各符号は総称表記（例えば、現像装置５）する。

図２に示されるように、本発明に係る現像装置５は、感光体ドラム２に向かって開口する現像ハウジング５１を有し、この現像ハウジング５１の開口に面して現像剤担持体である現像ロール５２を配設し、現像ハウジング５１のうち、現像ロール５２に隣接した部位には二成分現像剤が収容される第一現像剤収容部５３ａと、この第一現像剤収容部５３ａと隔壁Ｗを介して隣接すると共に、その軸方向両端部において、第一現像剤収容部５３ａと連通している第二現像剤収容部５３ｂとを備えている。さらに、第二現像剤収容部５３ｂに隣接した部位には、ディスペンスオーガ６０を介して、この第二現像剤収容部５３ｂに連通するトナー収容部６２が配設されており、現像作用により現像剤収容部５３ａ，５３ｂ内のトナー濃度が所定の範囲よりも低下した場合には、例えば、第二現像剤収容部５３ｂの底部に設けられた不図示の濃度センサの検出結果に基づき、ディスペンスオーガ６０により、トナー収容部６２から第二現像剤収容部５３ｂ内にトナーが供給されるようになっている。また、本実施の形態において、二成分現像剤は、トナーと磁性キャリアからなる現像剤であり、トナーは、例えば非磁性トナーを用いるが、磁性キャリアと帯電特性が異なるものであれば、磁性トナーを用いても差し支えない。

本実施の形態において、現像ロール５２は、現像時に所定の方向（本例では、反時計回り方向）に回転する現像スリーブ５２１と、この現像スリーブ５２１の内部に固設されたマグネットロール５２２とを備えている。

ここで、現像スリーブ５２１は、所定の方向に回転すると共に、現像ハウジング５１の開口部であって、感光体ドラム２と対向している領域（以下、現像領域と称する）において、感光体ドラム２と所定の離隔距離にて対向するように配置されている。

また、本実施の形態におけるマグネットロール５２２は、複数の磁石部材を周方向に配置してロール状に形成したものであり、低コスト化のために希土類の磁性材料を用いずに構成し、小型化のために、その外径を主極（現像磁極Ｓ１）強度が１２０ｍＴ程度となる最小外径であるφ１６ｍｍとしている。

このマグネットロール５２２は、現像領域に対応して配置された現像磁極Ｓ１と、現像ロール５２の回転方向に沿って、現像磁極Ｓ１の下流側に、例えば、所定の角度間隔で配置された搬送磁極Ｎ１やピックオフ磁極Ｓ２を備えると共に、現像磁極Ｓ１の上流側に、所定の角度間隔で配置されたトリミング磁極Ｎ２やピックアップ磁極Ｓ３を備えている。そして、このように内部に各磁極が配置されたマグネットロール５２２により、現像ロール５２には、各磁極のそれぞれの磁力に対応して、所定の磁束密度分布が生じる。なお、マグネットロール５２２内の各々の磁極の配置や数は適宜選定して差し支えない。

また、本実施の形態では、現像ロール５２内のトリミング磁極Ｎ２の近傍には、現像ロール５２と対向するようにロッドトリマー５４が配設されている。このロッドトリマー５４は、現像ロール５２と同程度の幅を有するロール状の部材であり、例えば、非磁性ＳＵＳにより構成することができ、その周面（表面）が所定の間隙で現像ロール５２と近接するように、現像ハウジング５１に固定設置され、現像ロール５２上の二成分現像剤の量を規制している。なお、本実施の形態において、このロッドトリマー５４と対向するマグネットロール５２２内のトリミング磁極Ｎ２の磁極強度は、７５ｍＴ程度に設定されている。

次に、本実施の形態に係る第一現像剤収容部５３ａ及び第二現像剤収容部５３ｂのそれぞれは、二成分現像剤が収容されるスペースを有すると共に、第一現像剤収容部５３ａには、二成分現像剤を所定の軸方向（例えば、図中、手前側から奥側）に搬送する上下一対のスパイラル状のサプライオーガ５６ａＨ，５６ａＬが配設されている。この上下一対のサプライオーガ５６ａＨ，５６ａＬは、図３に示されるように、シャフト部５６０Ｓと、このシャフト部の表面にらせん状に形成された羽根部５６２とを有する、いわゆるスパイラルオーガで構成されている。そして、上側サプライオーガ５６ａＨの羽根部５６２Ｈと、下側サプライオーガ５６ａＬの羽根部５６２Ｌとは、互いに巻き方向及び回転方向が逆に形成されており、例えば、上側サプライオーガ５６ａＬの軸方向一端部に設けられた駆動歯車ＧａＬを不図示の駆動源にて回転駆動することにより、駆動歯車ＧａＬに噛合する従動歯車ＧａＨが逆方向に従動回転し、それぞれの歯車ＧａＬ，ＧａＨに接続された下側サプライオーガ５６ａＬの羽根部５６２Ｌ及び上側サプライオーガ５６ａＨの羽根部５６２Ｈが、互いに逆方向に同速度で回転して同一の軸方向の流れを形成し、二成分現像剤を所定の軸方向に搬送するようになっている。

また、本実施の形態における撹拌搬送部材であるスパイラル状のサプライオーガ対５６ａＨ，５６ａＬは、装置の奥行き方向（図中、横方向）の小型化のため二階建て構造を採用していると共に、下側サプライオーガ５６ａＬが、その背面の二成分現像剤がマグネットロール５２２の磁気拘束力を受けるような位置に、現像ロール５２に対して近接配置されている。

一般に、サプライオーガ５６ａの外径が、その背面の二成分現像剤がマグネットロール５２２の磁気拘束力を受けない程度に十分大きい場合には、図４（ａ）に示されるように、第一現像剤収容部５３ａ及び第二現像剤収容部５３ｂ内を循環し、現像ロール５２の軸方向に沿った二成分現像剤の流れに対して、サプライオーガ５６ａの現像ロール５２との対向部（図中、サプライオーガ５６ａの左側）近傍から、マグネットロール５２２のピックアップ磁極Ｓ３により現像剤がピックアップされるので、十分に撹拌搬送された二成分現像剤を現像ロール５２により担持搬送することができるが、装置の奥行き方向のサイズが大型化するという問題が生じる。

一方、サプライオーガ５６ａが小径の場合、特に、サプライオーガ５６ａの背面の二成分現像剤がマグネットロール５２２の磁気拘束力を受けるような位置に近接配置した場合には、図４（ｂ）に示されるように、サプライオーガ５６ａの背面（図中、サプライオーガ５６ａの右側）から直接マグネットロール５２２に向かう二成分現像剤の流れが生じ、これにより、現像ロール５２の軸方向に沿った二成分現像剤の搬送量が減少してしまうと共に、撹拌が不十分な現像剤が現像ロール５２に供給されてしまうという問題が生じる。特に、ピックオフ後の二成分現像剤については、現像動作（画像形成）の際の軸方向のトナー消費量が異なっているため軸方向に濃度ムラが生じており、このような二成分現像剤が軸方向に十分に撹拌搬送されずに直ちに現像ロール５２に供給された場合には、現像ロール５２に担持搬送される二成分現像剤の濃度が軸方向にムラを生じ、オーガーマーク等の画像欠陥が発生し易くなる。また、サプライオーガ５６ａの背面でスパイラルによって汲み上げられた現像剤が直ちにマグネットロール５２２に引き寄せられる場合には、マグネットロール５２２に供給される現像剤の量にスパイラルのピッチのムラが生じ、オーガーマーク等の画像欠陥が発生し易くなる。

そこで、本実施の形態に係る現像装置５においては、二階建てサプライオーガ対５６ａＨ，５６ａＬの間に、下側サプライオーガ５６ａＬの背面から直接現像ロール５２へと向かう二成分現像剤の流れを妨げる現像剤流規制手段７０を形成することによって、装置の小型化と共に安定した二成分現像剤の撹拌搬送を実現している。このような本実施の形態に係る現像剤流規制手段７０の具体的な構成を以下に示す。

本実施の形態に係る現像剤流規制手段７０は、図２及び図３に示されるように、その外径及びピッチが略同一であり、かつ、その巻き方向及び回転方向が互いに逆である各サプライオーガ５６ａＨ，５６ａＬを、その軸間距離が、２本のオーガ５６ａＨ，５６ａＬの半径の和よりも小さくなるように配置形成する、すなわち、２本のオーガ５６ａＨ，５６ａＬによる回転撹拌領域を互いに重畳するように配置することによって構成されている。そして、下側サプライオーガ５６ａＬの回転方向は、マグネットロール５２２内のピックオフ磁極Ｓ２によりピックオフされた二成分現像剤を積極的に掻き採る（巻き込む）ように、現像ロール５２の回転方向と同方向（本例では、反時計回り方向）に設定されており、一方、上側サプライオーガ５６ａＨの回転方向は、下側サプライオーガ５６ａＬ（現像ロール５２）の回転方向と逆方向（本例では、時計回り方向）に設定され、トリマー５４部に滞留した二成分現像剤を積極的に掻き採る（巻き込む）ように構成されている。具体的には、本実施の形態の現像剤流規制手段７０に係るサプライオーガ対５６ａＨ，５６ａＬの各外径はφ８ｍｍであり、その外径間距離は、１４．５ｍｍに設定され、外径で１．５ｍｍオーバーラップするように配置されていると共に、同ピッチで逆巻きとなったスパイラル（羽根部５６２Ｈ，５６２Ｌ）が互いに干渉しないような位相を選定して配置されている。

これにより、現像剤流規制手段７０を構成する下側サプライオーガ５６ａＬと、上側サプライオーガ５６ａＨとのオーバーラップ部分に形成された軸方向に沿った二成分現像剤の流れにより、下側サプライオーガ５６ａＬの背面から現像ロール５２へ向かう流れを妨げると共に、当該オーバーラップ部分にて、下側サプライオーガ５６ａＬの背面から現像ロール５２へ向かう流れの物理的な規制を可能としている。併せて、オーバーラップ部分においては、軸方向に沿った二成分現像剤の撹拌性・搬送性が高められるので、より効果的に下側サプライオーガ５６ａＬの背面から現像ロール５２へ向かう流れを妨げることができる。

また、各サプライオーガ５６ａＨ，５６ａＬの大きさ（外径）としては、小型化及び撹拌搬送能力の確保という観点から、両者の外径の和が、マグネットロール５２２の外径（本例では、φ１６ｍｍ）と略同等であることが好ましい。

さらに、本実施の形態において、第二現像剤収容部５３ｂには、二成分現像剤を、サプライオーガ対５６ａＨ，５６ａＬとは反対方向（例えば、図２中、奥側から手前側）に搬送する上下一対のスパイラル状のアドミックスオーガ対５６ｂＨ，５６ｂＬが配設されている。この上下一対のアドミックスオーガ５６ｂＨ，５６ｂＬは、先のサプライオーガ対５６ａＨ，５６ａＬと同様に、互いに巻き方向及び回転方向が逆に形成されていると共に、その外径及びピッチが略同一であり、かつ、その軸間距離が、２本のオーガ５６ｂＨ，５６ｂＬの半径の和よりも小さくなるように設定されている。

なお、本実施の形態においては、オーガ対の対称配置により円滑な二成分現像剤の流れを実現するという観点から、サプライオーガ対５６ａＨ，５６ａＬ、アドミックスオーガ対５６ｂＨ，５６ｂＬ共に同様な構成を採用しているが、アドミックスオーガ対５６ｂＨ，５６ｂＬに関しては、その搬送力がサプライオーガ対の搬送力と略同等となるのであれば、例えば、その外径を大きく（例えば、サプライオーガ５６ａの外径の１．５倍程度）したアドミックスオーガを１本配置する構成としても差し支えない。また、撹拌能力を向上させるために、図５に示されるように、上側アドミックスオーガ５６ｂＨや下側アドミックスオーガ５６ｂＬには羽根や突起を付加したり、オーガのスパイラルに切断部を設けてもよい。

また、本実施の形態においては、二階建て構造のオーガ対を採用することにより、二成分現像剤は、第一現像剤収容部５３ａ及び第二現像剤収容部５３ｂのそれぞれにて、上側オーガ（５６ａＨ，５６ｂＨ）の中心軸高さ程度まで収容可能であり、１本構成のオーガを有する同様な奥行きサイズの現像装置に比し、より多くの二成分現像剤を収容可能とし、これにより、現像剤の劣化防止及び現像装置の寿命の増大を実現している。

次に、このように構成した本実施の形態に係る現像装置５の作動について、図２を参照してさらに説明する。

まず、現像ロール５２が所定の方向（本例では、反時計回り方向）へ回転する現像時においては、図２に示されるように、第一現像剤収容部５３ａにおける二成分現像剤は、サプライオーガ対５６ａＨ，５６ａＬにより撹拌され、現像ロール５２内のピックアップ磁極Ｓ３によって捕獲される。この後、捕獲された二成分現像剤は、ピックアップ磁極Ｓ３の磁気吸引力と現像ロール５２表面との摩擦力により、現像ロール５２（現像スリーブ５２１）の回転方向に搬送される。この搬送された二成分現像剤は、ロッドトリマー５４の近傍に到達すると、トリミング磁極Ｎ２により穂立ちを形成する。さらに、この二成分現像剤の穂立ちは、ロッドトリマー５４にて規制されることにより、所定の層厚の現像剤層として現像ロール５２上に形成されて、現像領域に搬送される。さらに、現像領域に搬送された二成分現像剤の現像剤層は、現像磁極Ｓ１の磁気吸引力により、磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシを形成する二成分現像剤におけるトナーは、感光体ドラム２と現像ロール５２との間に形成される現像電界によって、感光体ドラム２上の静電潜像を可視像化する。一方、現像領域を通過した余剰のトナーは、現像ロール５２の回転に沿って移動し、ピックオフ磁極Ｓ２の磁力により、再び、第一現像剤収容部５３ａに還流される。

このような一連の現像動作において、ピックオフ後の二成分現像剤は、現像ロール５２と同方向（本例では、反時計回り方向）に回転する下側サプライオーガ５６ａＬによって積極的に掻き取られ、上下のオーガ対５６ａＨ，５６ａＬの間に形成された現像剤流規制手段７０により、ピックオフ後の二成分現像剤の現像ロール５２への直接的な供給が規制されつつ、軸方向に撹拌搬送される。これにより、ピックオフ後の二成分現像剤が軸方向での撹拌が不十分な状態で現像ロール５２へ供給されることを簡易な構成で確実に防止することができる。

一方、ロッドトリマー近傍に滞留した二成分現像剤は、現像ロール５２の回転方向と反対方向（本例では、時計回り方向）に回転する上側サプライオーガ５６ａＨによって積極的に掻き取られ、当該二成分現像剤の滞留による凝集が防止される。

そして、二成分現像剤は、互いに軸方向両端部にて連通している第一現像剤収容部５３ａ及び第二現像剤収容部５３ｂ間を軸方向に循環搬送されると共に、トナー濃度に応じて、トナー収容部６２内のトナーがディスペンスオーガ６０を介して適宜補給されるようになっており、本実施の形態のように、下側サプライオーガ５６ａＬの背面の二成分現像剤が、現像ロール５２の磁気拘束力を受けるような位置に配置された場合でも、互いに同ピッチ、逆巻きに形成された上側サプライオーガ５６ａＨと下側サプライオーガ５６ａＬとが、常に、そのスパイラルが干渉することなく互いに同速度で回転することにより、上下一対のサプライオーガ５６ａＨ，５６ａＬ間に現像剤流抑制手段７０を形成し、マグネットロール５２２の磁気拘束力に抗して、二成分現像剤を十分に撹拌搬送することができる。

なお、本実施の形態において、上側サプライオーガ５６ａＨと下側サプライオーガ５６ａＬとは、互いにオーバーラップするように配置したが、本発明はこのような配置に限定されるものではなく、上側サプライオーガ５６ａＨと下側サプライオーガ５６ａＬとの間に、下側サプライオーガ５６ａＬ背面から直接現像ロール５２に向かう流れを妨げるような二成分現像剤の流れを形成することができれば、互いに間隙を設けて配置してもよい。また、各オーガ５６ａＨ，５６ａＬ等の外径についても必ずしも同一である必要はない。
＜第二の実施形態＞

次に、本発明に係る現像装置の別の実施の形態について、図６を参照して説明する。

なお、本実施の形態における現像装置５’は、先の実施の形態における現像装置５に比し、よりトリマー部での二成分現像剤へのストレスの軽減を図ったものであり、本実施の形態に係る現像剤流規制手段７０Ａは、先の実施の形態における現像剤流規制手段７０に比し、下側撹拌搬送部材をパドルで構成し、当該パドルが上側サプライオーガと干渉しないように互いに近接配置したものであり、基本的な構成は先の実施の形態と同様であるため、同様な機能を有する部材には同様な符号を付し、その説明は省略する。

本実施の形態に係る現像装置５’は、図６に示されるように、トリマー部での二成分現像剤へのストレスの軽減を図るために、マグネットロール５２２内のトリミング磁極Ｎ２を４５ｍＴ程度に設定したものであり、第一現像剤収容部５３ａ内の下側撹拌搬送部材を下側パドル５６ａＰで構成すると共に、当該下側パドル５６ａＰは、その背面の二成分現像剤がマグネットロール５２２の磁気拘束力を受けるような位置に配設されている。そして、この下側パドル５６ａＰと上側サプライオーガ５６ａＨとは、互いに干渉しないように、その外周を近接して配置されている。具体的には、第一現像剤収容部５３ａ内の下側パドル５６ａＰと上側サプライオーガ５６ａＨとの外径間距離が、マグネットロールロール５２２の外径及び第二現像剤収容部５３ｂ内の互いにオーバーラップしたアドミックスオーガ対５６ｂＨ，５６ｂＬの外径間距離（高さ）と略同等となるように、上側サプライオーガ５６ａＨ及び下側パドル５６ａＰの外径は、それぞれφ７ｍｍに設定されている。また、下側パドル５６ａＰ及び上側サプライオーガ５６ａＨの回転方向は、先の実施の形態と同様に、それぞれピックオフされた二成分現像剤及びトリマー５４部の滞留現像剤を掻き採るような方向（本例では、下側パドル５６ａＰが反時計回り方向、上側サプライオーガ５６ａＨが時計回り方向）に設定されている。

そして、本実施の形態に係る現像剤流規制手段７０Ａは、上側サプライオーガ５６ａＨと、下側パドル５６ａＰとを、その外周を近接配置して、両者間に軸方向の二成分現像剤の流れを形成することにより構成されている。

このように構成した本実施の形態における現像装置５’においても、先の実施の形態と同様に、上側サプライオーガ５６ａＨと下側パドル５６ａＰとの間で形成された軸方向の二成分現像剤の流れにより、下側パドル５６ａＰの背面に位置した二成分現像剤が直接現像ロール５２に向かう流れを妨げ、十分な撹拌搬送性能を確保すると共に、装置の小型化を実現することができる。

また、本実施の形態のように、トリマー５４部での現像剤へのストレス軽減のためにトリミング磁極Ｎ２の磁極強度が弱く設定された場合でも、軸方向に十分撹拌搬送された二成分現像剤が、現像ロール５２側に移動した後、撹拌供給能力の高いパドル５６ａＰ及びサプライオーガ５６ａＨにより、十分な量の二成分現像剤がロッドトリマー５４の上流部に供給されるため、現像剤供給不足によるオーガーマーク等の画像欠陥の発生を未然に防止することができる。

なお、本実施の形態においては、下側撹拌搬送部材をパドル５６ａＰで構成したが、上側撹拌搬送部材をパドル５６ａＰで構成してもよい。すなわち、上下一対の撹拌搬送部材５６ａのうち、いずれか一方をスパイラルオーガで構成し、他方をパドルで構成してもよい。また、先の実施の形態と同様に両者をオーガで構成しても差し支えないが、現像剤中に完全に埋没した状態の下側撹拌搬送部材の十分な撹拌能力を確保するという観点からは、下側撹拌搬送部材を撹拌能力の高いパドル５６ａＰで構成することが好ましい。

以上、本発明に係る現像装置によれば、二成分現像剤の十分な撹拌搬送性能の確保と装置の小型化という相反する要請を両立させると共に、近年の現像剤への低ストレス化という傾向に基づいたトリマー部分での磁極強度の低減といった要請に対しても、柔軟に対応可能な現像装置を簡易な構成で安価に実現することができる。

本発明に係る画像形成装置の一実施の形態を示す概略構成図である。 本発明の一実施の形態に係る現像装置の構成を示す模式的断面図である。 本発明の一実施の形態に係る撹拌搬送部材の構成を示す模式図である。 二成分現像剤の流れを説明するための図であり、（ａ）は、マグネットロールの磁気拘束力を受けない位置に撹拌搬送部材を配置した場合の二成分現像剤の流れを示す図であり、（ｂ）は、マグネットロールの磁気拘束力を受ける位置に撹拌搬送部材を配置した場合の二成分現像剤の流れを示す図である。 本発明の一実施の形態に係るアドミックスオーガの変形例の構成を示す模式図である。 本発明の別の実施の形態に係る現像装置の構成を示す模式的断面図である。 本発明の別の実施の形態に係る撹拌搬送部材の構成を示す模式図である。

符号の説明

１Ｙ−１Ｋ：画像形成ユニット、２Ｙ−２Ｋ：感光体ドラム、３Ｙ−３Ｋ：帯電ロール、４Ｙ−４Ｋ：露光装置、５Ｙ−５Ｋ：現像装置、６Ｙ−６Ｋ：一次転写ロール、７Ｙ−７Ｋ：ドラムクリーニング装置、９：中間転写ベルト、１０Ｙ−１０Ｋ：トナーカートリッジ、１２：二次転写ロール、１４：ベルトクリーニング装置、１５：定着装置、１７：給紙カセット、１８：記録用紙、５１：現像ハウジング、５２：現像ロール、５３ａ：第一現像剤収容部、５３ｂ：第二現像剤収容部、５４：ロッドトリマー、５６ａＨ，５６ａＬ：サプライオーガ対、５６ｂＨ，５６ｂＬ：アドミックスオーガ対、５６ａＰ：パドル、６０：ディスペンスオーガ、６２：トナー収容部、７０，７０Ａ：現像剤流規制手段、１００：画像形成装置、５２１：現像スリーブ、５２２：マグネットロール、５６０Ｓ：シャフト部、５６２：羽根部、Ｎ１：搬送磁極、Ｎ２：トリミング磁極、Ｓ１：現像磁極、Ｓ２：ピックオフ磁極、Ｓ３：ピックアップ磁極、Ｗ：隔壁

Claims (6)

1. 内部に磁石部材から構成されたマグネットロールを有し、二成分現像剤を担持搬送する現像ロールと、
   前記現像ロールに隣接して回転自在に配設され、前記二成分現像剤を現像ロールに供給可能に撹拌搬送する上下一対の撹拌搬送部材と
   を備え、
   前記上下一対の撹拌搬送部材のうち、下側に配置された撹拌搬送部材は、その背面の二成分現像剤が、前記マグネットロールの磁気拘束力を受ける位置に配置されていると共に、前記上下一対の撹拌搬送部材の間には、下側撹拌搬送部材の背面から前記現像ロールに向かう二成分現像剤の流れを妨げるような現像剤流規制手段が形成されていることを特徴とする現像装置。
2. 前記上下一対の撹拌搬送部材のうち、少なくとも一方はスパイラルオーガであり、
   前記現像剤流規制手段は、前記上下一対の撹拌搬送部材の間に、二成分現像剤の軸方向の流れを形成することによって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記上下一対の撹拌搬送部材は、それぞれスパイラルオーガであり、
   前記現像剤流規制手段は、前記上下一対のスパイラルオーガの撹拌領域を互いに重畳させることによって構成され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。
4. 前記上下一対のスパイラルオーガは、少なくとも互いに対応する部分のピッチが同じであり、かつ、その巻き方向及び回転方向が互いに逆であり、各オーガの軸間距離が、２本のオーガの半径の和より小さくなるように配置形成されていることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
5. 前記上下一対の撹拌搬送部材の外径間距離は、前記マグネットロールの外径と略同等であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の現像装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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