JP2007322707A

JP2007322707A - 現像装置

Info

Publication number: JP2007322707A
Application number: JP2006152372A
Authority: JP
Inventors: Takateru Kamei; 隆輝亀井
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2006-05-31
Filing date: 2006-05-31
Publication date: 2007-12-13

Abstract

【課題】現像剤の現像ローラへの供給量の変動を抑えて適正な現像処理を行い得るようにする。
【解決手段】ハウジング２１内には、現像剤を攪拌しつつ上方へ向かわせる第２スパイラルフィーダ３２と、第２スパイラルフィーダ３２と平行に配設されて第２スパイラルフィーダ３２から供給された現像剤を感光体ドラム１２１に供給する第１現像ローラ４１と、現像剤の層厚を所定厚みに規制する層厚規制部材５０と、層厚規制部材５０の第２スパイラルフィーダ３２と対向する面に設けられ、かつ、第１現像ローラ４１へ向かう現像剤に対し第２スパイラルフィーダ３２との間の形成された現像剤圧縮隙間２７を通過させることにより圧縮処理を施すトナー圧縮部材６０とが備えられ、現像剤圧縮隙間２７は、現像剤の移動方向の上流側であるトナー通過隙間６２１が狭く、現像剤の移動方向の下流側であるトナーガイド空間６１３が隙間として広い二段構造を備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機やファクシミリ装置、さらにはプリンタ等の画像形成装置への適用が好適な現像装置に関するものである。

従来、特許文献１に記載されているような現像装置が知られている。この現像装置は、電子写真方式が適用された画像形成装置に適用されるものであり、画像情報に基づく静電潜像が形成された感光体ドラムの周面にトナー（現像剤の一構成要素）を供給して当該周面にトナー像を形成させるようになっている。このトナー像は、感光体ドラムに向けて送り込まれた用紙に転写され、転写処理後の用紙は、所定の定着処理が施されたのち外部に排出されるようになっている。

かかる現像装置は、軸心回りに回転することによりトナーを攪拌するスパイラルオーガ（攪拌部材）と、このスパイラルオーガに平行に配され、スパイラルオーガから送り込まれたトナーを軸心回りの回転で感光体ドラムの周面に供給する現像ローラ（マグネットローラ）と、先端縁部が現像ローラの周面に対向した現像ローラの軸心方向に延びる層厚規制部材とが所定のハウジングに内装されることによって構成されている。そして、スパイラルオーガから現像ローラの周面に送り込まれるトナーは、層厚規制部材と現像ローラの周面との間の細い隙間を通過することにより層厚が薄く一定になるように規制された状態で感光体ドラムの周面に向かわせられるようになっている。

そして、層厚規制部材におけるスパイラルオーガと対向した面には、全長に亘って詰め部材が取り付けられ、この詰め部材によりスパイラルオーガ、層厚規制部材および現像ローラとの間に形成された、層厚規制部材を介して現像ローラの周面に供給される直前のトナーが通過する空間（プレスペース）を狭くすることが行われている。こうすることによって現像ローラの周面へトナーを供給するために必要な圧力を確保するようにスパイラルオーガの回転でプレスペースに送り込まれたトナーの圧力を所定の値に確保することができる。従って、トナーが層厚規制部材を介して現像ローラの周面に均一に供給されるため、結果として感光体ドラムの周面に形成されるトナー像に濃淡が出るような不都合の発生がある程度防止される。
特開２００５−９２０９２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の現像装置にあっては、詰め部材は、略長尺の直方体状に形成され、長手方向に延びる角部がスパイラルオーガの周面に対向されているだけであるため、詰め部材のスパイラルオーガと対抗した角部の面が狭く、プレスペースにおけるトナーに対して十分な圧縮を行うことができず、トナーに必要な圧力を与えることが困難になる。その結果、現像ローラに供給するトナー量が変動し、これによって感光体ドラム上にスパイラルオーガのスクリュー形状が反映した異常画像が発生するというという問題点を有している。

本発明は、かかる従来の問題点を解消するためになされたものであり、現像剤に常に必要な圧力を付与した上で当該現像剤を現像ローラの周面へ送り込むことを可能とし、これによって現像剤の現像ローラへの供給量の変動を抑えることが可能な現像装置を提供することを目的としている。

請求項１記載の発明は、筐体内に装填された現像剤を静電潜像が形成された像担持体に向けて供給することにより当該像担持体の表面に前記静電潜像に沿った現像剤像を形成させる現像装置であって、前記筐体内には、軸心回りに回転しながら前記現像剤を攪拌しつつ上方へ向かわせる攪拌部材と、前記攪拌部材の上方位置に当該攪拌部材と平行に配設されて軸心回りに回転することにより前記攪拌部材から供給された現像剤を前記像担持体に供給する現像ローラと、前記攪拌部材から前記現像ローラへ向かう前記現像剤の層厚を所定厚みに規制する層厚規制部材と、前記層厚規制部材の前記攪拌部材と対向する面に設けられ、かつ、現像ローラへ向かう現像剤に対し攪拌部材との間の形成された隙間を通過させることにより圧縮処理を施す圧縮部材とが備えられ、前記隙間は、現像剤の移動方向の上流側が所定長を備えた狭い上流側トナー導入隙間と、この上流側トナー導入隙間の下流端から現像剤を前記層厚規制部材へ向かわせるガイド面を備えた広い下流側トナー導入隙間との二段構造を備えていることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、攪拌部材を軸心回りに回転させることにより筐体内に装填された現像剤は、攪拌されつつ上方へ向かい、圧縮部材と攪拌部材との間の隙間（以下、現像剤圧縮隙間という）を通って圧縮され、その後、一旦開放されてから層厚規制部材と現像ローラとの間を通り、所定厚みに設定された状態で現像ローラの周面に供給され、この現像ローラの現像剤が像担持体へ供給されることになる。

そして、圧縮部材と攪拌部材との間に形成された現像剤圧縮隙間は、現像剤の移動方向の上流側が所定長を備えた狭い上流側トナー導入隙間と、下流側が現像剤を層厚規制部材へガイドするガイド面を備えた広い下流側トナー導入隙間との二段構造を備えているため、攪拌部材の軸心回りの回転によって１段目の所定長の上流側トナー導入隙間を圧縮状態で通過する現像剤は、その道中において圧縮状態が継続され、これによって十分な圧縮が施された状態になる。そして、上流側トナー導入隙間を通過した現像剤は、下流側トナー導入隙間においてガイド面にガイドされつつ層厚規制部材へ向けて圧縮状態が維持されたまま円滑に送り込まれるため、従来のように不十分な圧縮状態で層厚規制部材へ向かうような不都合が生じることがない。

従って、現像剤は、常に必要な圧力が確保された状態で層厚規制部材を介して現像ローラの周面に供給されるため、現像ローラ周面での現像剤を常に均一に維持することが可能になり、これによって像担持体における異常画像の発生が有効に防止される。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記圧縮部材は、その上流端と前記攪拌部材の軸心とを結ぶ直線と、その二段の上段側の下流端と前記攪拌部材の軸心とを結ぶ直線とにより形成される角度が２０°以上でかつ８０°以下であることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、圧縮部材の上流端と攪拌部材の軸心とを結ぶ直線と、圧縮部材の二段の上段側の下流端と攪拌部材の軸心とを結ぶ直線とにより形成される角度（以下、有効角度という）を２０°以上でかつ８０°以下に設定することにより、現像剤は、攪拌部材の回転に応じて圧縮部材と攪拌部材との間の現像剤圧縮隙間で適正に圧縮されて必要な圧力が付与されているため、適正な状態で現像ローラへ供給される。因みに、かかる知見は、多くの試験を行うことによって見出されたものである。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記現像ローラは、内部に磁極が形成された第１現像ローラであり、前記像担持体へは、この第１現像ローラの下流側に対向配置された第２現像ローラを介して現像剤が供給されることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、攪拌ローラから層厚規制部材を介して現像ローラの周面に供給された現像剤は、さらに内部に磁極が形成された第１現像ローラの周面から第２現像ローラの周面を介して像担持体へ供給されるため、現像剤は、これら第１および第２現像ローラによって層厚みのさらなる平準化が進み、良好な状態で像担持体に供給される。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記攪拌部材は、軸心回りに回転可能な軸回りにスパイラルフィンが同心で切れ目なく設けられたスパイラルフィーダであることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、攪拌部材の軸心回りの回転によって軸心方向に切れ目のないスパイラルフィンが筐体内の現像剤に対し均等に作用するため、現像剤が圧縮部材の長手方向で偏った状態で現像ローラに供給されてしまうような不都合の発生が有効に防止される。

請求項１記載の発明によれば、圧縮部材と攪拌部材との間に形成された現像剤圧縮隙間は、現像剤の移動方向の上流側が狭い所定長を有する上流側トナー導入隙間と、層厚規制部材へ向かうガイド面を備えた下流側トナー導入隙間との二段構造を備えているため、現像剤は、攪拌部材の軸心回りの回転によって１段目の上流側トナー導入隙間で十分な圧縮状態を確保することができる。また、上流側トナー導入隙間を通過した現像剤を、十分な圧縮状態が維持されたまま２段目の下流側トナー導入隙間のガイド面のガイドにより円滑に層厚規制部材へ向かわせることができる。

従って、現像剤は、常に必要な圧力が確保された状態で層厚規制部材を介して現像ローラの周面に供給されるため、現像ローラ周面での現像剤を常に均一に維持することが可能になり、これによって像担持体における異常画像の発生を有効に防止することができる。

請求項２記載の発明によれば、圧縮部材の上流端と攪拌部材の軸心とを結ぶ直線と、圧縮部材の下流端と攪拌部材の軸心とを結ぶ直線とにより形成される有効角度を２０°以上でかつ８０°以下に設定しているため、現像剤は、攪拌部材の回転に応じて圧縮部材と攪拌部材との間の現像剤圧縮隙間で適正に圧縮されて必要な圧力が付与され、これによって当該現像剤を適正な状態で現像ローラへ供給することができる。

請求項３記載の発明によれば、攪拌ローラから層厚規制部材を介して現像ローラの周面に供給された現像剤は、さらに内部に磁極が形成された第１現像ローラの周面から第２現像ローラの周面を介して像担持体へ供給されるため、現像剤は、これら第１および第２現像ローラによって層厚みのさらなる平準化が進み、これによって現像剤を良好な状態で像担持体に供給することができる。

請求項４記載の発明によれば、攪拌部材の軸心回りの回転によって軸心方向に切れ目のないスパイラルフィンが筐体内の現像剤に対し均等に作用するため、現像剤が圧縮部材の長手方向で偏った状態で現像ローラに供給されてしまうような不都合の発生を有効に防止することができる。

まず、本発明に係る現像装置が適用されたプリンタの内部構造の概要について図１を基に説明する。図１は、プリンタの内部構造の一実施形態を説明するための正面断面視の説明図である。図１に示すように、本実施形態に係るプリンタ（画像形成装置）１０は、箱形を呈した装置本体１１内にコンピュータ等の外部機器から伝送された画像情報に基づき画像を形成する画像形成部１２と、この画像形成部１２によって形成され、用紙Ｐに転写された画像に定着処理を施す定着部１３と、転写用の用紙を貯留する用紙貯留部１４とが内装されているとともに、当該装置本体１１の上部に定着処理後の用紙Ｐが排出される用紙排出部１５が形成されることによって基本構成されている。

前記装置本体１１の上面適所には、用紙Ｐの出力条件等を入力操作するための図略の操作パネルが設けられている。この操作パネルには、図略の電源キーやスタートボタン、さらには出力条件を入力するための各種のキー等が設けられている。

前記画像形成部１２は、用紙貯留部１４から給紙された用紙Ｐにトナー画像を形成させるものであり、本実施形態では、上流側（図１における紙面の右側）から下流側へ向けて順次配設された、マゼンタ色の現像剤を用いるマゼンタ用ユニット１２Ｍと、シアン色の現像剤を用いるシアン用ユニット１２Ｃと、イエロー色の現像剤を用いるイエロー用ユニット１２Ｙと、ブラック色の現像剤を用いるブラック用ユニット１２Ｋとが備えられている。

そして、前記各ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋには、感光体ドラム（像担持体）１２１および現像装置２０がそれぞれ備えられている。感光体ドラム１２１は、周面に静電潜像およびこの静電潜像に沿ったトナー像（可視像）を形成させるためのものであり、周面に強靱で耐摩耗性に優れた極めて平滑なアモルファスシリコン層が積層され、これによってこれらの像を形成させるのに適したものになっている。そして、各感光体ドラム１２１は、図１において反時計方向へ向けて回転しつつ対応した現像装置２０から現像剤の供給を受けるようになっている。各現像装置２０には、装置本体１１の前面側（図１の紙面の表側）に配設された図略のトナーカートリッジから現像剤が補給されるようになっている。

なお、本実施形態においては、現像剤としてトナーとキャリアとからなる、いわゆる２成分系のものが採用されている。トナーは、着色剤、電荷制御剤およびワックス等の添加剤をバインダー樹脂中に分散させた粒径が６〜１２μｍの微粉体である。これに対してキャリアは、磁鉄鉱（Ｆｅ_３Ｏ_４）等の粒径が６０〜２００μｍの磁性粒子であり、トナーを帯電させるために使用される。そして、トナーは、図略のトナーカートリッジから現像装置２０に適宜補給される消耗品であるのに対し、キャリアは、予め所定量が現像装置２０内に装填されており、消耗することなく循環使用されるのが一般的である。

各感光体ドラム１２１の直下位置には帯電装置１２２がそれぞれ設けられているとともに、各帯電装置１２２のさらに下方位置には露光装置１２３が設けられている。そして、各感光体ドラム１２１は、前記帯電装置１２２によって周面が一様に帯電され、コンピュータ等から入力された画像データに基づく各色に対応したレーザー光が前記各露光装置１２３から帯電後の感光体ドラム１２１の周面に照射されることにより、各感光体ドラム１２１の周面に静電潜像が形成されるようになっている。かかる静電潜像に現像装置２０から現像剤が供給されることにより、感光体ドラム１２１の周面にトナー像が形成されるようになっている。

感光体ドラム１２１の上方位置には、当該各感光体ドラム１２１に当接するように駆動ローラ１２４ａおよび従動ローラ１２４ｂ間に張設された転写ベルト１２４が設けられている。この転写ベルト１２４は、各感光体ドラム１２１に対応して設けられた転写ローラ１２５によって感光体ドラム１２１の周面に押し付けられた状態で各感光体ドラム１２１と同期しながら駆動ローラ１２４ａと従動ローラ１２４ｂとの間を周回するようになっている。

従って、転写ベルト１２４が周回することによりその表面に対しマゼンタ用ユニット１２Ｍの感光体ドラム１２１によるマゼンタトナーのトナー像の転写が行なわれ、ついで転写ベルト１２４の同一位置にシアン用ユニット１２Ｃの感光体ドラム１２１によるシアントナーのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれ、ついで転写ベルト１２４の同一位置にイエロー用ユニット１２Ｙの感光体ドラム１２１によるイエロートナーのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれ、最後のブラック用ユニット１２Ｋの感光体ドラム１２１によるブラックトナーのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれ、これによって転写ベルト１２４の表面にカラーのトナー像が形成される。この転写ベルト１２４の表面に形成されたカラーのトナー像が用紙貯留部１４から搬送されてきた用紙Ｐに転写されることになる。

そして、各感光体ドラム１２１の図１における左方位置には当該感光体ドラム１２１の周面の残留トナーを除去して清浄化するクリーニング装置１２６が設けられている。クリーニング装置１２６によって清浄化処理された感光体ドラム１２１の周面は、新たな帯電処理のために帯電装置１２２へ向かうことになる。

クリーニング装置１２６で感光体ドラム１２１の周面から取り除かれた廃トナーは、所定の経路を通って図略のトナー回収ボトルに回収され、貯留されるようになっている。

画像形成部１２の図１における左方位置には、上下方向に延びる用紙搬送路１１１が形成されている。この用紙搬送路１１１には、適所に搬送ローラ対１１２が設けられ、用紙貯留部１４からの用紙がこの搬送ローラ対１１２の駆動で駆動ローラ１２４ａに掛け回されている転写ベルト１２４へ向けて搬送されるようになっている。かかる用紙搬送路１１１には、駆動ローラ１２４ａと対向した位置に転写ベルト１２４の表面と当接した第２転写ローラ１１３が設けられ、用紙搬送路１１１を搬送されつつある用紙Ｐが転写ベルト１２４と第２転写ローラ１１３とに押圧挟持されることによって転写ベルト１２４上のトナー像が当該用紙Ｐに転写されるようになっている。

前記定着部１３は、画像形成部１２で転写された用紙上のトナー像に対し定着処理を施すものであり、内部に加熱源である通電発熱体を備えた加熱ローラ１３１と、図１における左方でこの加熱ローラ１３１と対向配置された定着ローラ１３２と、この定着ローラ１３２および前記加熱ローラ１３１間に張設された定着ベルト１３３と、この定着ベルト１３３を介して前記定着ローラ１３２と対向配置された加圧ローラ１３４とを備えて構成されている。

そして、前記転写ベルト１２４と第２転写ローラ１１３との間のニップ部を通過することにより転写ベルト１２４のトナー像が転写された状態で定着部１３へ供給された用紙Ｐは、加圧ローラ１３４と高温の定着ベルト１３３との間を通過しながら定着ベルト１３３からの熱を得て定着処理が施されるようになっている。

定着処理の完了したカラー画像付の用紙Ｐは、定着部１３の上部から延設された排紙搬送路１１４を通って装置本体１１の頂部に設けられた用紙排出部１５の排紙トレイ１５１へ向けて排出されることになる。

前記用紙貯留部１４は、装置本体１１の図１における右側壁に開閉自在に設けられた手差しトレイ１４１と、装置本体１１内における露光装置１２３より下方位置に挿脱可能に装着された用紙トレイ１４２とを備えて構成されている。用紙トレイ１４２には用紙束が貯留されるようになっている。

前記手差しトレイ１４１は、用紙Ｐを１枚ずつ手差し操作で画像形成部１２へ向けて給紙するためのものであり、普段は装置本体１１の右壁面に収納されているが、手差しで給紙するときのみ、図１に示すように、壁面から引き出されて手差し給紙に供されるようになっている。

前記用紙トレイ１４２は、上面が全面開口の箱体を備えて構成され、複数枚の用紙Ｐが積層されてなる用紙束Ｐ１が貯留可能になっている。かかる用紙トレイ１４２に貯留された用紙束Ｐ１の最上位の用紙Ｐは、下流端（図１における左端）の上面が用紙束Ｐ１からピックアップローラ１４３の駆動で用紙搬送路１１１へ向けて繰り出されるようになっており、１枚ずつ繰り出され用紙Ｐが搬送ローラ対１１２の駆動で用紙搬送路１１１を通って画像形成部１２における第２転写ローラ１１３と転写ベルト１２４との間のニップ部へ向けて送り込まれるようになっている。

図２は、本発明に係る現像装置の一実施形態を示す斜視図であり、図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。また、図４は、図２に示す現像装置の内部構造を説明するための斜視図である。なお、図２〜図４においてＸ−Ｘ方向を左右方向、Ｙ−Ｙ方向を前後方向といい、特に−Ｘ方向を左方、＋Ｘ方向を右方、−Ｙ方向を前方、＋Ｙ方向を後方という。

図２〜図４に示すように、第１実施形態の現像装置２０は、前後方向に長尺のハウジング（筐体）２１の中に現像剤を攪拌するトナー攪拌部３０と、このトナー攪拌部３０によって攪拌処理されたトナーを感光体ドラム１２１（図１）の周面に向けて供給するトナー供給部４０と、このトナー供給部４０と前記トナー攪拌部３０との間に介設された層厚規制部材５０と、この層厚規制部材５０と前記トナー攪拌部３０との間において層厚規制部材５０に固定された、トナー攪拌部３０からトナー供給部４０へ向かう現像剤を圧縮して圧力を付与するトナー圧縮部材６０とを備えている。

前記ハウジング２１は、図２に示すように、前記トナー攪拌部３０が装着される下部ハウジング２２と、この下部ハウジング２２の上部に設けられた、前記トナー供給部４０が装着される上部ハウジング２３とからなる２段構造で構成されている。かかるハウジング２１の後端部には、図略の駆動モータから駆動力をトナー攪拌部３０およびトナー供給部４０に伝達するギヤ機構を収納するためのギヤ機構収納部２４が形成されている。

前記下部ハウジング２２は、前端部が上部ハウジング２３の前端部より若干前方に向けて突設され、この前方に突設された部分の上面に図略のトナーカートリッジからの現像剤を受け入れるためのトナー受け入れ開口２２１が設けられているとともに、このトナー受け入れ開口２２１を開閉可能に閉止する開閉蓋２２２が設けられている。

前記開閉蓋２２２は、トナーカートリッジが装置本体１１に装着される前は閉止されている一方、トナーカートリッジが装置本体１１に装着されることによる所定の操作レバーの押圧で開放され、これによってトナーカートリッジからの現像剤がトナー受け入れ開口２２１を介して下部ハウジング２２内に供給されるようになっている。

また、前記上部ハウジング２３には、図３に示すように、左壁面に所定の上下寸法で前後方向に長尺に形成された、前記感光体ドラム１２１の周面と対向するトナー供給開口２３１が開口され、上部ハウジング２３内に送り込まれた現像剤は、トナー供給部４０の駆動によりトナー供給開口２３１を介し感光体ドラム１２１の周面へ供給されるようになっている。

前記トナー攪拌部３０は、図３および図４に示すように、下部ハウジング２２内の右方位置で前後方向に延びた第１フィーダ軸３１１回りに駆動回転する第１スパイラルフィーダ３１と、下部ハウジング２２内における第１スパイラルフィーダ３１の左方位置で隔壁２５を介して平行に配設され、第２フィーダ軸３２１回りに駆動回転する第２スパイラルフィーダ（攪拌部材）３２とを備えている。第１フィーダ軸３１１の周面には、等周期で長手方向に延びる切れ目のない第１スパイラルフィン３１２が同心で設けられているとともに、第２フィーダ軸３２１の周面にも同様の第２スパイラルフィン３２２が設けられている。そして、前記トナー受け入れ開口２２１を介して下部ハウジング２２内に供給された現像剤は、第１スパイラルフィーダ３１の第１フィーダ軸３１１回りの駆動回転によって後方に向かって搬送されるようになっている。

一方、前記隔壁２５には、その後端および前端に連絡開口２５１がそれぞれ設けられ、第１スパイラルフィーダ３１の駆動で下部ハウジング２２内の隔壁２５の右側の空間を後方に向けて搬送された現像剤は、後方の連絡開口２５１を通って隔壁２５の左側の空間に搬入される。ここで現像剤は、第２スパイラルフィーダ３２の第２フィーダ軸３２１回りの時計方向に向かう駆動回転により前方に向けて搬送されつつ、一部が下部ハウジング２２の隔壁２５の左側と上部ハウジング２３との間に形成された前後方向に長尺の汲み上げ空間２６（図３）へ供給される。

そして、汲み上げ空間２６へ供給された現像剤は、トナー圧縮部材６０と第２スパイラルフィーダ３２との間の現像剤圧縮隙間２７、この現像剤圧縮隙間２７の上部の現像剤に必要な圧力を保持させる圧力空間２８および層厚規制部材５０を介して上部ハウジング２３内のトナー供給部４０へ向けて汲み上げられる。一方、トナー供給部４０へ汲み上げられなかった残部の現像剤は、前方の連絡開口２５１を通って隔壁２５の右側の空間に戻され循環搬送されるようになっている。

前記トナー供給部４０は、トナー攪拌部３０の駆動で下部ハウジング２２内から上部ハウジング２３内へ汲み上げられた現像剤を感光体ドラム１２１へ供給するためのものである。かかるトナー供給部４０は、上部ハウジング２３の右方で前記第２スパイラルフィーダ３２と対向配置された前後方向に延びる第１現像ローラ４１と、この第１現像ローラ４１の左斜め上方で当該第１現像ローラ４１と平行に、かつ、周面同士が僅かな隙間を介して互いに対向するように配設された第２現像ローラ４２とを備えている。

前記第１現像ローラ４１は、上部ハウジング２３の前後の壁を貫通した第１ローラ軸４１１回りに同心で一体回転可能に軸支されている一方、前記第２現像ローラ４２は、後述する前後一対の軸受けアーム４３１（図４）の上端部間に架設された第２ローラ軸４２１回りに同心で回転可能に軸支されている。前記軸受けアーム４３１は、その下端部が回動可能に前記第１ローラ軸４１１に外嵌されている。

そして、第１現像ローラ４１は、後述のスリーブ４１ａが図略の駆動モータの駆動でギヤ機構収納部２４内の図略のギヤ機構を介して第１ローラ軸４１１へ伝達されることにより第１ローラ軸４１１回りに時計方向に向けて一体回転するとともに、前記第２現像ローラ４２は、この第１現像ローラ４１の回転に前記図略のギヤ機構を介して従動し、第２ローラ軸４２１回りに時計方向に向けて回転するようになっている。

前記第１現像ローラ４１は、周面に形成された薄層で、かつ、非磁性の例えばアルミニウム等からなる筒状のスリーブ４１ａと、このスリーブ４１ａが外嵌される円筒状磁石体４１ｂとからなっている。前記スリーブ４１ａは、第１ローラ軸４１１と同心で一体回転可能であるのに対し、円筒状磁石体４１ｂは、ハウジング２１に固定され、これによってスリーブ４１ａが回転しても回転しないようになっている。

かかる円筒状磁石体４１ｂの各磁極のピークの位置を図３に示す。そして、円筒状磁石体４１ｂには、第１ローラ軸４１１から第２現像ローラ４２に向けて形成された第１Ｎ極Ｎ１と、第１ローラ軸４１１から略垂直に上方に向けて形成された第１Ｓ極Ｓ１と、この第１Ｓ極Ｓ１の直右方に第１ローラ軸４１１から上方に向かって右方に斜めに形成された第２Ｎ極Ｎ２と、第１ローラ軸４１１から略水平に右方に向けて形成された第２Ｓ極Ｓ２と、第１ローラ軸４１１から略垂直に下方に向けて形成された第３Ｓ極Ｓ３と、第２フレーム板４１１から下方に向かって左方へ斜めに形成された第３Ｎ極Ｎ３と、第１ローラ軸４１１から左方へ向けて略水平に形成された第４Ｓ極Ｓ４とがそれぞれ設定されている。

そして、前記スリーブ４１ａが第１ローラ軸４１１回りの時計方向に向かう回転により、第３Ｓ極Ｓ３の位置でスリーブ４１ａの周面へ汲み上げられた現像剤は、第３Ｎ極Ｎ３極の位置で圧力空間２８へ搬送され、引き続き層厚規制部材５０を通過して層厚が規制された状態になる。この層厚の規制された現像剤は、第４Ｓ極Ｓ４の位置を介して第２現像ローラ４２と対向した第１Ｎ極Ｎ１の位置へ搬送され、ここで第１Ｎ極Ｎ１と対抗した第２現像ローラ４２の対抗極に吸引され、これによって第２現像ローラ４２の周面にトナー層が形成される。このトナー層は、第２現像ローラ４２の第２ローラ軸４２１回りの回転により感光体ドラム１２１との対向位置まで運ばれ、ここで感光体ドラム１２１の周面に供給される。なお、本実施形態においては、第２現像ローラ４２に磁極が形成されているが、特に磁極を形成させなくてもよい。

そして、第１Ｎ極Ｎ１の位置でスリーブ４１ａの周面から第２現像ローラ４２の周面に吸着されなかったトナーを含む現像剤は、感光体ドラム１２１に供給されなかった第２現像ローラ４２上のトナーを磁気ブラシで摺擦して回収しつつスリーブ４１ａの時計方向への回転により、第１Ｓ極Ｓ１、第２Ｎ極Ｎ２および第２Ｓ極Ｓ２の位置を通って下部ハウジング２２の隔壁２５の左側に回収される。この場合、本実施形態においては、第２Ｓ極Ｓ２と第３Ｓ極Ｓ３との間を広く確保し、これによって第２および第３Ｓ極Ｓ２，Ｓ３間に無磁極領域を形成させるようにしているため、第４Ｓ極Ｓ４を通過した現像剤は、磁力の影響を受けることなくスリーブ４１ａの周面から容易に剥がれ落ちる。

なお、第２および第３Ｓ極Ｓ２，Ｓ３間の距離を十分に広く確保し得ない場合であっても、第２および第３Ｓ極Ｓ２，Ｓ３間に位置した現像剤は、同極間に形成された反発磁界に誘導されてスリーブ４１ａの周面から容易に剥がれ落ちる。

そして、第２ローラ軸４２１の両端部には、第２現像ローラ４２の両端部を覆ったシール部材４２２がそれぞれ相対回転可能に外嵌され、これによって第２現像ローラ４２の周面に保持されている現像剤が当該周面から外方に向けて漏洩することを防止するようにしている。

ところで、本実施形態においては、現像装置２０は、前方から装置本体１１に対し挿脱可能になっている。従って、現像装置２０を装置本体１１に対して挿脱操作するに際し、前記シール部材４２２が感光体ドラム１２１の周面と干渉するのを防止するべく、第２現像ローラ４２を感光体ドラム１２１に対して離接させるための離接機構４３が設けられている。すなわち、この離接機構４３は、現像装置２０を装置本体１１に対して着脱するに際し現像ローラ４２を、図３に二点鎖線で示す離間位置Ｓ２に位置設定する一方、現像装置２０が装置本体１１に装着された状態で、図３に実線で示す近接位置Ｓ１に位置設定するようになされている。

かかる離接機構４３は、第１ローラ軸４１１および現像ローラ軸４２１の双方にそれぞれ外嵌された前後方向一対の軸受けアーム４３１と、軸受けアーム４３１の下端部間に架設された架設杆４３２とを備え、この架設杆４３２を前後動させることによる軸受けアーム４３１の第１ローラ軸４１１回りの正逆回動によって第２現像ローラ４２が近接位置Ｓ１と離間位置Ｓ２との間で姿勢変更し得るようになっている。そして、架設杆４３２の前後動は、ハウジング２１の前端部に設けられた操作桿４３３（図２）を操作することにより行われるようになっている。

前記層厚規制部材５０（図３）は、先端（右端）縁部が第１現像ローラ４１の軸心に向いた状態で下部ハウジング２２の左側板２２３と、上部ハウジング２３の左側板２３２とに挟持されて固定されている。かかる層厚規制部材５０の先端縁部と第１現像ローラ４１の周面との間には層厚規制隙間５１が形成されている。そして、圧力空間２８内の現像剤は、第２スパイラルフィーダ３２の第２フィーダ軸３２１回りの時計方向へ向かう回転および第１現像ローラ４１の第１ローラ軸４１１回りの時計方向へ向かう回転に誘導されてこの層厚規制隙間５１を通過し、第１現像ローラ４１の周面に所定の層厚で付着して上部ハウジング２３内に供給される。この第１現像ローラ４１の周面に付着した現像剤は、第２ローラ軸４２１回りに時計方向に回転している第２現像ローラ４２の周面を介して感光体ドラム１２１の周面に供給される。

図５は、トナー圧縮部材６０の一実施形態を示す部分拡大図である。なお、図５におけるＸおよびＹによる方向表示は、図２の場合と同様（Ｘは左右方向（−Ｘ：左方、＋Ｘ：右方）、Ｙは前後方向（−Ｙ：前方、＋Ｙ：後方））である。トナー圧縮部材６０は、汲み上げ空間２６から現像剤圧縮隙間２７を介して圧力空間２８に供給される現像剤に必要な圧力を与えるものであり、図５に示すように、下部ハウジング２２の左側板２２３を挟んで下部で前記層厚規制部材５０と対向するように左側板２２３に固定されている。

かかるトナー圧縮部材６０は、前後長が第１現像ローラ４１の前後長と略同じ長さに設定され、端面視で逆台形状を呈した逆台形ブロック６１と、この逆台形ブロック６１の下面側に前記第２スパイラルフィーダ３２と対向するように付設された端面視が略矩形状の付設ブロック６２とを備えている。

前記逆台形ブロック６１は、略右半分の部分の下面側に左右方向の略中央部から右方に向かって先上がりに設定されて層厚規制部材５０の層厚規制隙間５１へ向かうた前後方向の全長に亘って延びるガイド面６１１が形成され、このガイド面６１１によって圧力空間２８に所要量の現像剤を収容し得るとともに、圧力空間２８内の現像剤（特に現像剤圧縮隙間２７内の現像剤）は、このガイド面６１１に誘導されることによって層厚規制隙間５１へ向かい易くなっている。

前記付設ブロック６２は、左右幅寸法が前記逆台形ブロック６１の下面６１２の左右幅寸法と略同一に設定された上で当該下面６１２に固定されている。かかる付設ブロック６２は、厚み寸法が第２スパイラルフィーダ３２の第２スパイラルフィン３２２と干渉しないように設定され、これによって付設ブロック６２の下面と第２スパイラルフィーダ３２の周面との間に汲み上げ空間２６内の現像剤を圧力空間２８へ導くためのトナー通過隙間６２１が形成されている。

また、圧力空間２８内における逆台形ブロック６１のガイド面６１１と第２スパイラルフィーダ３２の周面との間には、圧力空間２８内の現像剤を層厚規制隙間５１へガイドするトナーガイド空間６１３が形成されている。当然のことながら、現像剤が通過する隙間としてトナー通過隙間６２１の方がトナーガイド空間６１３より狭くなっている。

すなわち、本発明に係る前記現像剤圧縮隙間２７は、狭い隙間で、かつ、所定長を有するトナー通過隙間６２１と、広い隙間であるトナーガイド空間６１３との二段構造になっている。かかる二段構造が採用されることにより、汲み上げ空間２６内の現像剤は、第２スパイラルフィーダ３２の軸心回りの時計方向に向かう回転によってまず汲み上げ空間２６を通過させられ、引き続き所定長を有するトナーガイド空間６１３を通って層厚規制隙間５１へ向かうことになる。そして、トナー通過隙間６２１を通過するときの現像剤は、圧縮状態が継続され、確実な圧縮状態が維持された状態でトナーガイド空間６１３に導かれるため、結果としてトナーガイド空間６１３内の現像剤は、長手方向の全長に亘って均等に層厚規制隙間５１へ向かうに必要な圧力を保持した状態になる。しかも、トナーガイド空間６１３では、ガイド面６１１にガイドされつつ円滑に層厚規制隙間５１へ向かうため、層厚規制部材５０の長手方向で層厚規制隙間５１を通過する現像剤の通過量がばらつくような不都合が生じず、結果として第２現像ローラ４２上のトナー層が均一に形成され、トナーが感光体ドラム１２１へ適正に供給されることになる。

そして、トナー圧縮部材６０は、当該トナー圧縮部材６０の上流端Ｃ１（付設ブロック６２の左端下部の角部）と第２スパイラルフィーダ３２の軸心Ｏとを結ぶ直線L１と、トナー圧縮部材６０の下流端C２（逆台形ブロック６１の右端下部の角部）と第２スパイラルフィーダ３２の軸心Ｏとを結ぶ直線Ｌ２とにより形成される角度である有効角αが、２０°以上で、かつ、８０°以下（２０°＜α＜８０°）になるように設定されている。有効角αをこのような範囲に設定したのは、有効角度が８０°を超えると、現像剤の汲み上げ空間２６内における対流（現像剤が攪拌部材の回転によって互いに混練されつつ循環するように流通すること）が阻害されたり、トナー通過隙間６２１の下流端から出た現像剤の層厚規制隙間５１を介した上部ハウジング２３内への汲み上げが阻害されたる一方、有効角度が２０°未満であると、現像剤に十分な圧力を付与することができなくなるため、有効角度を２０°以上で、かつ、８０°未満に設定している。因みに、かかる知見は、多くの実地試験を行うことによって見出されたものである。

以上詳述したように、本発明に係る現像装置２０は、ハウジング２１内に装填された現像剤を静電潜像が形成された感光体ドラム１２１に向けて供給することにより当該感光体ドラム１２１の表面に静電潜像に沿ったトナー像を形成させるものである。

そして、ハウジング２１内には、軸心回りに回転しながら現像剤を攪拌しつつ上方へ向かわせる第２スパイラルフィーダ３２と、第２スパイラルフィーダ３２の上方位置に当該第２スパイラルフィーダ３２と平行に配設されて軸心回りに回転することにより第２スパイラルフィーダ３２から供給された現像剤を感光体ドラム１２１に供給する第１現像ローラ４１と、第２スパイラルフィーダ３２から第１現像ローラ４１へ向かう現像剤の層厚を所定厚みに規制する層厚規制部材５０と、層厚規制部材５０の第２スパイラルフィーダ３２と対向する面に設けられ、かつ、第１現像ローラ４１へ向かう現像剤に対し第２スパイラルフィーダ３２との間の形成された現像剤圧縮隙間２７を通過させることにより圧縮処理を施すトナー圧縮部材６０とが備えられている。

かかる構成によれば、第２スパイラルフィーダ３２を軸心回りに回転させることによりハウジング２１内に装填された現像剤は、攪拌されつつ汲み上げ空間２６から上方へ向かい、トナー圧縮部材６０と第２スパイラルフィーダ３２との間の現像剤圧縮隙間２７を通って圧縮され、その後、圧力空間２８一旦開放されてから層厚規制部材５０と第１現像ローラ４１との間を通り、所定厚みに設定された状態で第１現像ローラ４１の周面に供給され、この第１現像ローラ４１の現像剤が感光体ドラム１２１へ供給されることになる。

そして、トナー圧縮部材６０と第２スパイラルフィーダ３２との間に形成された現像剤圧縮隙間２７は、現像剤の移動方向の上流側が所定長を備えた狭いトナー通過隙間６２１と、下流側が現像剤を層厚規制部材５０へガイドするガイド面６１１を備えた広いトナーガイド空間６１３との二段構造を備えているため、第２スパイラルフィーダ３２の軸心回りの回転によって１段目の所定長のトナー通過隙間６２１を圧縮状態で通過する現像剤は、その道中において圧縮状態が継続され、これによって十分な圧縮が施された状態になる。そして、トナー通過隙間６２１を通過した現像剤は、トナーガイド空間６１３においてガイド面６１１にガイドされつつ層厚規制部材５０へ向けて圧縮状態が維持されたまま円滑に送り込まれるため、従来のように不十分な圧縮状態で、かつ、トナーガイド空間６１３で滞留しながら円滑に層厚規制部材５０へ向かい得ないような不都合の発生を有効に防止することができる。

従って、現像剤は、常に必要な圧力が確保された状態で層厚規制部材５０を介して第１現像ローラ４１の周面に供給されるため、第１現像ローラ４１周面での現像剤を常に均一に維持することが可能になり、これによって感光体ドラム１２１における異常画像の発生を有効に防止することができる。

また、トナー圧縮部材６０の付設ブロック６２の上流端と第２スパイラルフィーダ３２の軸心とを結ぶ直線と、トナー圧縮部材６０の逆台形ブロック６１の下流端と第２スパイラルフィーダ３２の軸心とを結ぶ直線とにより形成される有効角度を２０°以上でかつ８０°以下に設定しているため、現像剤は、第２スパイラルフィーダ３２の回転に応じてトナー圧縮部材６０と第２スパイラルフィーダ３２との間のトナー圧縮隙間で適正に圧縮されて必要な圧力が付与され、これによって当該現像剤を適正な状態で第１現像ローラ４１へ供給することができる。

また、第１現像ローラ４１は、内部に磁極が形成されて周方向に向けてＮ極およびＳ極が所定の配列で設定されてなる、いわゆるマグネットローラが採用されているため、これら磁極の作用で現像剤の層厚みのさらなる平準化が進み、現像剤を、第２現像ローラ４２を介して良好な状態で感光体ドラム１２１に供給することができる。

さらに、第２スパイラルフィーダ３２には、軸心方向の全長に亘って切れ目のない状態で第２スパイラルフィン３２２設けられているため、かかる第２スパイラルフィン３２２は、下部ハウジング２２内の現像剤に対し長手方向で均等に作用し、現像剤がトナー圧縮部材６０の長手方向で偏った状態で第１現像ローラ４１に供給されてしまうような不都合の発生を有効に防止することができる。

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。

（１）上記の実施形態においては、画像形成装置としてプリンタ１０を例に挙げて説明したが、本発明は、画像形成装置がプリンタ１０であることに限定されるものではなく、複写機やファクシミリ装置であってもよい。

（２）上記の実施形態においては、上部ハウジング２３に第１現像ローラ４１と第２現像ローラ４２とが設けられているが、本発明は、上部ハウジング２３内に第１および第２現像ローラ４１，４２を設けることに限定されるものではなく、両者の内の１つを省略してもよい。

本発明に係るトナー圧縮部材６０の効果を確認するために、層厚規制部材５０にトナー圧縮部材６０を装着しない場合、層厚規制部材５０にトナー圧縮部材６０の内の逆台形ブロック６１のみを装着した場合、および層厚規制部材５０に逆台形ブロック６１および付設ブロック６２の双方を装着した場合の３ケースについて、現像装置２０を用いて実際に現像処理を行い、感光体ドラム１２１に形成されたトナー像を用紙に転写した上で転写状態の良否を視認判定する試験を実施した。

現像剤としては、トナーとキャリアとからなる２成分系のものを採用し、トナー（Ｔｇ）のキャリア（Ｃｇ）に対する重量割合（Ｔ／Ｃ）を種々変えた複数種類の現像剤を調製した上で、各現像剤を現像装置２０に装填して現像処理を行った。

試験の結果、層厚規制部材５０にトナー圧縮部材６０を装着しない場合には、Ｔ／Ｃの値を順次少なくしていくと、当該Ｔ／Ｃが１０．０％になった時点で用紙へのトナーの転写画像に第２スパイラルフィン３２２のスパイラルに沿った濃淡（いわゆるスパイラル模様）が生じることが認められた。

ついで、層厚規制部材５０にトナー圧縮部材６０の内の逆台形ブロック６１のみを装着した場合には、Ｔ／Ｃの値が８．１％になった時点で転写画像にスパイラル模様が見出された。これによって、層厚規制部材５０に逆台形ブロック６１を設けることによって、設けない場合より現像装置２０の画像形成状態が改善されたことが判る。

ついで、層厚規制部材５０に逆台形ブロック６１および付設ブロック６２の双方を装着した場合には、Ｔ／Ｃの値が５．０％になるまで転写画像にスパイラル模様が生じないことが確認された。

このことにより、トナー圧縮部材６０として、第２スパイラルフィーダ３２とトナー圧縮部材６０との間の現像剤圧縮隙間２７を、トナー通過隙間６２１とトナーガイド空間６１３との二段構造にすることにより、現像装置２０内のトナーの消費が進んでＴ／Ｃの値が５．０％にまで低下しても、良好な現像処理が行われ、これによってトナーを無駄なく有効に消費し得ることを確認することができた。

プリンタの内部構造の一実施形態を説明するための正面断面視の説明図である。本発明に係る現像装置の一実施形態を示す斜視図である。図２のＡ−Ａ線断面図である。図１に示す現像装置の内部構造を説明するための斜視図である。トナー圧縮部材の一実施形態を示す部分拡大図である。

符号の説明

１０プリンタ（画像形成装置）
１１装置本体１１１用紙搬送路
１１２搬送ローラ対１１３第２転写ローラ
１１４排紙搬送路１２画像形成部
１２Ｍマゼンタ用ユニット１２Ｃシアン用ユニット
１２Ｙイエロー用ユニット１２Ｋブラック用ユニット
１２１感光体ドラム（像担持体）
１２２帯電装置１２３露光装置
１２４転写ベルト１２４ａ駆動ローラ
１２４ｂ従動ローラ１２５転写ローラ
１２６クリーニング装置１３定着部
１３１加熱ローラ１３２定着ローラ
１３３定着ベルト１３４加圧ローラ
１４用紙貯留部１４１手差しトレイ
１４２用紙トレイ１４３ピックアップローラ
１５用紙排出部１５１排紙トレイ
２０現像装置２１ハウジング（筐体）
２２下部ハウジング２２１トナー受け入れ開口
２２２開閉蓋２２３左側板
２３上部ハウジング２３１トナー供給開口
２３２左側板２４ギヤ機構収納部
２５隔壁２５１連絡開口
２６汲み上げ空間２７現像剤圧縮隙間
２８圧力空間３０トナー攪拌部
３１第１スパイラルフィーダ
３１１フィーダ軸３１２スパイラルフィン
３２第２スパイラルフィーダ（攪拌部材）
３２１フィーダ軸３２２スパイラルフィン
４０トナー供給部４１現像ローラ
４１ａスリーブ４１ｂ円筒状磁石体
４１１第１ローラ軸４２現像ローラ
４２１現像ローラ軸４２２シール部材
４３離接機構４３１軸受けアーム
４３２架設杆４３３操作桿
５０層厚規制部材５１層厚規制隙間
６０トナー圧縮部材６１１ガイド面
６１２下面６１３トナーガイド空間（下流側トナー導入隙間）
６２付設ブロック６２１トナー通過隙間（上流側トナー導入隙間）
Ｃ１直方体ブロックの上流端
Ｃ２直方体ブロックの下流端
Ｎ１〜Ｎ３第１〜第３Ｎ極Ｓ１〜Ｓ４第１〜第４Ｓ極
Ｏ軸心Ｐ用紙
Ｐ１用紙束Ｓ１近接位置
Ｓ２離間位置 α 有効角

Claims

筐体内に装填された現像剤を静電潜像が形成された像担持体に向けて供給することにより当該像担持体の表面に前記静電潜像に沿った現像剤像を形成させる現像装置であって、
前記筐体内には、軸心回りに回転しながら前記現像剤を攪拌しつつ上方へ向かわせる攪拌部材と、
前記攪拌部材の上方位置に当該攪拌部材と平行に配設されて軸心回りに回転することにより前記攪拌部材から供給された現像剤を前記像担持体に供給する現像ローラと、
前記攪拌部材から前記現像ローラへ向かう前記現像剤の層厚を所定厚みに規制する層厚規制部材と、
前記層厚規制部材の前記攪拌部材と対向する面に設けられ、かつ、現像ローラへ向かう現像剤に対し攪拌部材との間の形成された隙間を通過させることにより圧縮処理を施す圧縮部材とが備えられ、
前記隙間は、現像剤の移動方向の上流側が所定長を備えた狭い上流側トナー導入隙間と、この上流側トナー導入隙間の下流端から現像剤を前記層厚規制部材へ向かわせるガイド面を備えた広い下流側トナー導入隙間との二段構造を備えていることを特徴とする現像装置。
前記圧縮部材は、その上流端と前記攪拌部材の軸心とを結ぶ直線と、その二段の上段側の下流端と前記攪拌部材の軸心とを結ぶ直線とにより形成される角度が２０°以上でかつ８０°以下であることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
前記現像ローラは、内部に磁極が形成された第１現像ローラであり、前記像担持体へは、この第１現像ローラの下流側に対向配置された第２現像ローラを介して現像剤が供給されることを特徴とする請求項１または２記載の現像装置。
前記攪拌部材は、軸心回りに回転可能な軸回りにスパイラルフィンが同心で切れ目なく設けられたスパイラルフィーダであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置。