JP2008299107A - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤の劣化を招くことなく必要なトナー濃度および帯電量を付与した状態で現像に必要な量を供給できる構成を備えた現像装置を提供する。
【解決手段】静電潜像を可視像処理する現像部５０と、現像部５０から回収した現像剤を再度該現像部の現像剤供給部に向け移送する循環部５６とを備え、循環部５６には、現像剤の一部を収容する収容部５１が設けられ、収容部５１内には回収された現像剤と新たに補給されるトナーとを撹拌混合する攪拌部材８０が設けられている現像装置５において、攪拌部材８０は、内部のトナーおよび現像剤を撹拌するために回転可能な攪拌部８０Ｂを有し、攪拌部８０Ｂには現像剤を押し動かす位置に現像剤が通過可能な空隙部８０Ｂ１が設けられていることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、現像装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、二成分系現像剤の撹拌機構に関する。

複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置や印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体である感光体に対して形成された静電潜像を現像装置により可視像処理し、可視像をシートなどに転写することにより記録出力を得ることができる。

現像に用いられる現像剤には磁性あるいは非磁性トナーのみの一成分系現像剤の他にトナーとキャリアとを混合した二成分系現像剤がある。
二成分系現像剤はトナーとこれを担持するキャリアとで構成され、攪拌混合時に生起される摩擦帯電作用によりトナーを帯電させて感光体上の静電潜像に対して静電吸着できる状態とされる。

現像装置には、磁力により周面に現像剤を穂立ちさせて感光体上の静電潜像に向け現像剤を供給する現像スリーブと、現像スリーブに対して撹拌混合した現像剤を供給する撹拌スリーブとを備えた構成が知られており、感光体上の静電潜像の可視像処理にトナーが消費された現像剤が現像装置に回収されるようになっている。

一方、現像剤に含まれるトナーは消費されると画像濃度が低下することから補給対象となるものであり、補給の際には撹拌スリーブとしてスクリューオーガを備えた搬送スクリューの上部あるいは軸方向端部から注ぎ込まれる状態で補給されることがある。
トナーの補給は、トナー濃度センサなどの検知手段による現像剤濃度の検知結果に応じてトナー補給部に収容されているトナーを繰り出す補給部材の回転量を制御することで行われるが、補給されたトナーは、現像槽内に収容されている現像剤に注がれると、補給部材の近傍に配置されている搬送スクリューによりキャリアと撹拌混合されて摩擦帯電されることにより所定の帯電量を付与された状態で現像スリーブに向け供給される。

現像剤の攪拌混合による摩擦帯電を行う構成として、上述したようにスクリューオーガを用いる構成（例えば、特許文献１）、回転軸の径方向に延出する羽根を備えた撹拌パドルを用いる構成（例えば、特許文献２）、さらには、これら各特許文献１，２での現像剤の移動方向である水平方向に対して垂直方向に現像剤を移動させながら撹拌する構成（例えば、特許文献３）がある。

特許文献３に開示されている構成では、流下する現像剤の移動方向に対して上昇する方向に現像剤を移動させることができる方向のリード方向を有したスクリューオーガを設け、流下する現像剤と相反する方向に現像剤を移動させることで撹拌させることができる。

特開２００１−１８８４０８号公報 特開平６−３５３１４号公報 特許第３３４９２８６号

一般に、現像剤の攪拌混合による摩擦帯電処理は、補給されたトナーが現像スリーブに向け移送されるまでの僅かな時間の間にスクリューオーガの回転による撹拌効果を利用してトナーの分散・帯電を行うようになっている。
このため、トナーの出入りが激しい場合には補給されたトナーが十分に分散できないことがあり、撹拌効果による帯電が不十分となり、結果として帯電量不足のトナーが現像スリーブに達してしまうと浮遊トナーによる感光体の地肌汚れや飛散による周辺部の汚染などが発生し、品質低下を招く虞がある。

特に特許文献２に開示されているような撹拌パドルを用いた場合には、撹拌パドルの占有範囲が狭いと、現像槽内での撹拌ができない部分が発生してしまい、これがトナーの分散・帯電を効果的に行えない原因となる。

特許文献１、３に開示されているようにスクリューオーガを用いた場合には、撹拌パドルの場合と同様にスクリュー部分に接触する現像剤が撹拌されるに過ぎず、現像槽内全域でのトナーの分散・帯電を行うことが困難となる場合がある。
このようなスクリューオーガによる不具合を解消する目的で、回転軸に対して外側およびこれの内側にそれぞれスクリューオーガを設けて現像剤を複数の流れにより撹拌することも考えられるが、各スクリューオーガ同士の間の隙間では撹拌されない現像剤が存在することもあり、依然として十分な撹拌による帯電処理が行えないのが現状である。

そこで、いずれ場合においても撹拌効率を上げるために、回転部材の回転速度の増加や回転数の増加あるいはスクリューオーガ同士の隙間を狭めることが考えられる。

しかし、このような対策を採った場合、撹拌時での現像剤からの移動抵抗増加が顕著となることにより駆動系への負担が増加したり、撹拌時の摩擦による発熱などによりトナーの劣化等を招くという新たな問題が生じる。

本発明の目的は、上記従来の現像装置、特に二成分系現像剤の攪拌混合時での問題に鑑み、現像剤の劣化を招くことなく必要なトナー濃度および帯電量を付与した状態で現像に必要な量を供給できる構成を備えた現像装置および画像形成装置を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明は次の構成よりなる。
（１）潜像担持体に形成されている静電潜像をトナーとキャリアとからなる現像剤により可視像処理する現像部と、該現像部から回収した現像剤を再度該現像部の現像剤供給部に向け移送する循環部とを備え、該循環部には、上記現像部に至る前の位置に現像剤の一部を収容する収容部が設けられ、該収容部内には上記回収された現像剤と新たに補給されるトナーとを撹拌混合する攪拌部材が設けられている現像装置において、
上記収容部内に設けられている攪拌部材は、内部のトナーおよび現像剤を撹拌するために回転可能な攪拌部を有し、該攪拌部には現像剤を押し動かす位置に現像剤が通過可能な空隙部が設けられていることを特徴とする現像装置。

（２）上記収容部は、下向き錐形状の収容空間を有し、上部および下部には補給口および排出口がそれぞれ設けられ、上記収容空間内に位置する攪拌部材は、上記補給口から導入されて重力により流下する現像剤の移動を抑制する方向で現像剤を撹拌する構成であることを特徴とする（１）に記載の現像装置。

（３）上記攪拌部材は、上記現像剤の流下方向を横切る方向に現像剤を撹拌する構成であることを特徴とする（１）または（２）に記載の現像装置。

（４）上記攪拌部材は、上記収容部の断面中心部を回転中心として内側および外側の関係で配置された第１，第２の攪拌部を有し、
上記第１の攪拌部は、上記収容部の断面中心に位置して垂直方向に延長された回転軸を有するスクリューオーガで構成され、上記第２の攪拌部は上記第１の攪拌部に用いられるスクリューオーガの外側に位置して上記回転軸を中心に回転可能な撹拌パドルで構成されていることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の現像装置。

（５）上記攪拌部材は、上記現像剤の流下方向と直角な水平方向に延長された回転軸に設けられている攪拌パドルで構成されていることを特徴とする（１）または（２）に記載の現像装置。

（６）上記水平方向に延長された回転軸に撹拌パドルを有する攪拌部材は、上記現像剤の流下方向に沿って複数段設けられていることを特徴とする（５）に記載の現像装置。

（７）上記水平方向に延長された回転軸に撹拌パドルが現像剤の流下方向で複数段設けられている撹拌部材は、各段での上記回転軸の延長方向が水平方向で直角な方向関係とされていることを特徴とする（６）に記載の現像装置。

（８）上記水平方向に延長された回転軸に撹拌パドルが現像剤の流下方向で複数段設けられている撹拌部材は、各段での回転方向が変更可能であることを特徴とする（６）または（７）に記載の現像装置。

（９）上記攪拌部材の攪拌部は、複数の穴で構成した空隙部が設けられていることを特徴とする（１）乃至（８）のいずれかに記載の現像装置。

（１０）上記攪拌部材の攪拌部は櫛歯状の空隙部が設けられていることを特徴とする（１）乃至（８）のいずれかに記載の現像装置。

（１１）上記攪拌部材の攪拌部はブラシで構成されていることを特徴とする（１）乃至（８）のいずれかに記載の現像装置。

（１２）（１）乃至（１１）のいずれかに記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、現像剤の攪拌を行う攪拌部材に現像剤が通過可能な空隙部が設けられているので、現像剤に攪拌部材が対面した際に現像剤への押し固め等による負荷増加、いわゆるストレス増加を防止でき、さらには攪拌部材への負荷増加による駆動系への負担の増加も抑えることができる。しかも、現像剤中での撹拌動作が円滑化されることにより現像剤の攪拌混合を良好に行って帯電不足を防止して現像剤の飛散や周辺部への汚染を防止することができる。

特に請求項２記載の発明においては、流下する現像剤の移動を抑制する方向に攪拌部材が動作するので、現像剤の重力を利用して空隙部を良好に通過させることができる。

請求項３記載の発明においては、攪拌部材による撹拌動作が現像剤の流下方向を横断する方向に動作するので、流下する現像剤の移動を妨げないようにして空隙部を通過させることができる。

請求項４記載の発明においては、現像剤収容部の断面中心部を欠いて中心として内側および外側にそれぞれ第１，第２の攪拌部を設け、第１の攪拌部にスクリューオーガを、そして第２の攪拌部に撹拌パドルをそれぞれ組み合わせているので、収容部内に流下する現像剤に異なる移動を生起させて撹拌効率を高めることができる。

請求項５乃至８記載の発明においては、現像剤の流下方向の直角な水平方向に延長された回転軸を有する攪拌部材を備えているので、収容部の断面形状が矩形の場合であってもその矩形断面角部にも攪拌部材の攪拌部を行き渡らせて現像剤の対流撹拌ができる。

請求項９乃至１１記載の発明においては、現像剤に接触する攪拌部による現像剤への接触抵抗を軽減して現像剤に作用するダメージを抑制して現像剤の劣化などを防止することができる。

請求項１２記載の発明においては、撹拌混合率を高められて帯電不足や濃度不足による飛散や周辺部の汚染さらには異常画像の発生を招くことのない現像剤を現像に用いることができる。

以下、図面に示す実施例により本発明を実施するための最良の形態について説明する。 図１は、本発明による現像装置を用いる画像形成装置の構成を説明するための模式図である。

図示に示す画像形成装置は、中間転写ユニット１０における未定着像担持体としての中間転写ベルト８の下面に対向して、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋが並設されている。これらの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋは、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外は同一構造である。

各作像部６は、潜像担持体としての感光体ドラム１と、感光体ドラム１の周囲に配設された図示しない帯電手段、現像装置５、図示しないクリーニング手段等で構成されている。

感光体ドラム１上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）が行われ、感光体ドラム１上に所望のトナー像が形成される。

感光体ドラム１は、不図示の駆動部によって図中、時計回り方向に回転駆動され、帯電手段の位置で表面が一様に帯電される（帯電工程）。

感光体ドラム１の表面は、不図示の露光部から発せられたレーザ光の照射位置に達して、この位置での露光走査によって静電潜像が形成され（露光工程）、現像装置５と対向する位置に達すると現像装置５から供給される現像剤に含まれるトナーにより可視像処理されて現像工程を実行される。

現像工程において可視像処理されたトナー像を担持する感光体ドラム１の表面は、中間転写ベルト８及び１次転写バイアスローラ９との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト８上に転写される（１次転写工程）。

転写を終えて感光体１の表面は、クリーニング手段との対向位置に達し、この位置で感光体ドラム１上に残存した未転写トナーが回収される（クリーニング工程）。クリーニング後、感光体ドラム１の表面は図示しない除電ローラにより電位を初期化される。このような工程を経過することで、感光体ドラム１上で行われる一連の作像プロセスが終了する。

上述した作像プロセスは、図１に示すように、４つの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋで、それぞれ行われる。すなわち、作像部の下方に配設された不図示の露光部（光書き込み装置）から、画像情報に基づいたレーザ光が、各作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋの感光体ドラム上に向けて照射される。その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト８上にカラー画像が形成される。

４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋは、それぞれ、中間転写ベルト８を感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋにはトナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。
中間転写ベルト８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト８上に重ねて１次転写される。

各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト８は、２次転写手段としての２次転写ローラ１９との対向位置に達する。中間転写ベルト８上に形成されたカラートナー像は、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体としての転写紙Ｐ上に一括転写される。

装置本体１００の下部に配設された給紙部２６には転写紙Ｐが複数枚重ねて収納されており、給紙コロ２７により１枚ずつ分離されて給紙される。給紙された転写紙Ｐはレジストローラ対２８で一旦停止され、斜めずれを修正された後レジストローラ対２８により所定のタイミングで２次転写ニップに向けて搬送される。そして、上記のように、２次転写ニップにおいて転写紙Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。

２次転写ニップの位置でカラー画像を転写された転写紙Ｐは、定着部２０へ搬送され、ここで、定着ローラ及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像を定着される。

定着を終えた転写紙Ｐは、排紙ローラ対２９により、装置本体上面に形成された排紙部３０へ出力画像として排出され、スタックされる。こうして、画像形成装置における一連の画像形成プロセスが完了する。

図１において、符号３２は読み取り部を示している。

次に、本発明による現像装置の構成について説明する。
図２は、本発明実施例による現像装置の全体構成を示す図である。
図２において現像装置は、後で詳しく説明するが、感光体ドラムに対してキャリアとトナーとを混合した二成分系現像剤により現像工程を実行する現像部と、現像部から回収した現像剤を再度現像部の現像剤供給部に向け移送する循環部と備えている。

図２において現像装置５は、感光体ドラム１上の静電潜像を現像する現像部５０と、現像部５０から離れた位置で現像部５０から回収された現像剤および消費されたトナーに見合う新規トナーを撹拌混合する現像剤収容部５１と、現像剤収容部５１に向け新規トナーを補給するトナーカートリッジ５２と、現像剤収容部５１から排出される撹拌混合後の現像剤を移送するためのロータリーフィーダ５３と、現像剤を空気圧で現像部５０に向け移送するための現像剤循環駆動源に相当するエアポンプ５４などを備えて構成されている。図１では、現像部５０がカートリッジ状に構成されている。

現像部５０と現像剤収容部５１とは循環部をなす循環路５６で接続されており、現像部５０から回収される現像剤が現像剤収容部５１に達する往路部分と現像剤収容部５１から現像部５０における現像剤供給部に相当する搬送スクリューの一方に連通する復路部分とを有している。なお、図２において符号５９は、トナー補給駆動源としてのモータを、同符号６０は攪拌駆動源としてのモータを、同符号６１はロータリフィーダ５３の駆動源としてのモータをそれぞれ示している。

現像部５０は、図３に示すように、現像器を構成するケーシング６２と、ケーシング６２内に回転可能に支持され、螺旋状のフィンを有する搬送スクリュー６３、６４と、現像ローラ６５を有している。
ケーシング６２内には、トナーとキャリアを混合した二成分系現像剤が充填されている。搬送スクリュー６３、６４により現像剤はケーシング６２内で循環搬送される。

搬送スクリュー６３によって、現像剤が図中手前から奥側に搬送され、この一部が、現像ローラ６５によって磁力で吸い上げられて吸着されるとドクターブレード６６で均一な厚さに均されてから、感光体ドラム１に接することで感光体ドラム１上の静電潜像をトナーで現像してトナー像が形成される。

現像後の現像剤は搬送スクリュー６４の端部に構成された排出口６７（図２参照）から、循環路５６の往路部分を通って現像剤収容部５１に搬送される。

搬送スクリュー６４の最下流には図示しないトナー濃度検知手段が設置されており、その信号を基にトナーカートリッジ５２から新規トナーの補給が行われる。

トナー補給はモータ５９によってトナー補給路５７内の図示しないスクリューを回転させることでトナーカートリッジ５２から流出したトナーが現像剤収容部５１に向け移送されて行われる。トナー補給は、トナーが搬送される過程において現像部５０に至る前の位置に設けてある現像剤収容部５１の入り口直前の部位で行われる。

現像剤収容部５１では現像後の現像剤と、補給されたトナーとが撹拌混合され適切なトナー濃度と帯電量を持つ現像剤に維持されるようになっている。現像剤収容部５１から排出される現像剤は、現像剤収容部５１の下部に形成された排出口を通り、ロータリフィーダ５３に入る。

ロータリフィーダ５３内のロータ７５（図６参照）の回転により、現像剤は下方に定量的に排出され、循環路５６を通り、図２に示した受取口６８を介して再び現像部５０に供給される。

現像剤収容部５１には、図４以降において説明する構成の攪拌部材が設けられている。

図４において、現像剤収容部５１は、縦断面が下向き錐状をなす漏斗状の形状とされ、上面近傍には現像剤の循環路５６の往路部分およびトナー補給路５７が、そして下部には現像剤の排出口５１Ａが設けられている。

現像剤収容部５１の内部空間には、水平方向断面における中心位置で垂直方向に延長された回転軸８０Ａが上面から挿通されており、回転軸８０Ａは周方向かつ軸方向に沿って複数の撹拌パドル８０Ｂを用いた攪拌部を備えている。
回転軸８０Ａおよび撹拌パドル８０Ｂは、現像剤収容部５１内にある現像剤そして循環路５６の往路部分から導入される現像剤およびトナー補給路５７を介してトナーカートリッジ５２から導入される新規トナーを撹拌混合する攪拌部材である。

撹拌パドル８０Ｂは、回転軸８０Ａの径方向に延長され、現像剤収容部５１の上方から流下する現像剤を横切る方向に回転することで現像剤の流下を抑制することができる部材であり、流下する現像剤を押し動かす位置、つまりパドル面には、現像剤が通過可能な空隙部として複数の穴８０Ｂ１が設けられている。

本実施例では、穴８０Ｂ１の大きさとして、少なくとも現像剤に含まれるキャリアを通過させることができる大きさに設定されている。この大きさとすることによりキャリアよりも小さいトナーも確実に通過することができる。

本実施例は以上のような構成であるから、現像剤収容部５１に導入された現像剤が流下する過程において攪拌部材８０が回転することにより攪拌部である撹拌パドル８０Ｂが流下方向を横切る方向に回転し、現像剤の流下を抑制する。換言すれば、現像剤は、自らの重力により流下と、流下方向とは異なる方向である流下方向を横切る方向の力を受けることにより流下するだけの場合よりも撹拌混合率が高められる。

流下方向を横切る方向に回転する撹拌パドル８０Ｂは、パドル面に穴８０Ｂ１が形成されているので、現像剤を押し動かした際に現像剤の一部をその穴８０Ｂ１から通過させることができる。これにより、撹拌パドル面が無垢な場合に生じやすい現像剤の押し固めが抑制されることになり、しかも、穴８０Ｂ１を通過した現像剤は押し動かされる場合と違って現像剤同士で混ぜ合わされやすくなるので、分散・摩擦帯電が良好に行えることになる。

本発明者は、流下方向を横切る方向に回転する撹拌パドル８０Ｂを用いて現像剤の流下を抑制した場合の現像剤の分散・摩擦帯電効率への影響を実験したところ、図５に示す結果を得た。つまり、流下するだけの現像剤に対して流下するのを抑制する方向に回転する撹拌パドル８０Ｂを用いて撹拌を行うと、撹拌性および帯電性において単に流下するだけの混合状態の場合に比べて効果が高いという結果が得られた。

図４に示した撹拌パドル８０Ｂは、回転軸の周方向および軸方向での設置数として、回転軸８０Ａの回転数に対応した数が設定され、これにより、撹拌時においてパドル面の穴８０Ｂ１を通過する量を調整できるようにして分散率を適宜設定することができる。この場合の分散率とは、撹拌される現像剤の移動方向の多様性の違いによる現像剤の混ざり具合に相当しており、空隙部として用いられる穴８０Ｂ１を設けた場合の方が、現像剤の移動方向に多様性が生じ、これによって現像剤の混ざり具合、つまり分散性が増加することになる。

次に本発明の別実施例について説明する。
図６は、図２に示した現像装置５における現像剤収容部５１の構成を対象としており、現像剤収容部５１の上面には現像剤補給口６９が、下面には排出口７０が設けられており、現像剤収容部本体５１ａは、図４に示した場合と同様に、排出口７０に向かうほど径が細くなる逆錐型の漏斗形状を有している。

現像剤収容部本体５１ａの内部には、水平方向断面中心部を回転中心として内側および外側の関係で配置された第１の攪拌部７１および第２の攪拌部７２を備えた攪拌部材が設けられている。

第１の攪拌部７１は、現像剤を上昇させる方向のリード方向が設定されたスクリューオーガで構成され、第２の攪拌部７２は、第１の攪拌部７１の外側に位置して第１の攪拌部７１を構成するスクリューオーガの回転軸を中心にして回転可能な撹拌パドルで構成されている。

第２の攪拌部７２に用いられる撹拌パドルは、スクリューオーガの回転軸の中心を挟んで対向する位置にそれぞれ設けられて垂直方向に長手方向を有し、その基端がスクリューオーガの回転軸に一体化されたフランジ７４に固定されている。従って、第１の攪拌部７１は現像剤の流下方向と逆方向に現像剤を移動させることができ、また、第２の攪拌部７２は現像剤の流下方向を横切る方向に回転し、現像剤の流下を抑制することができる。

一方、第２の攪拌部７２は、第１の攪拌部７１であるスクリューオーガの外周面に対向する内端部との間に生じる隙間が極力小さくされており、内端部の径方向で部分的に空隙部としてのメッシュ部７２Ａが設けられている。これにより、第１，第２の撹拌部間で現像剤が漏れてそのまま流下してしまう範囲が極力少なくされていることになる。また、外側に位置する第２の攪拌部７２の外周面は現像剤収容部５１の内面に極力接近する状態で設けられており、第１の攪拌部７１によって上昇する現像剤がスクリューオーガの領域を外れた際に第２の攪拌部７２による撹拌領域が減少するのを防止している。

第２の攪拌部７２と第１の攪拌部７１とは、モータ６０によって回転駆動されるようになっており、第１の攪拌部７１であるスクリューオーガはモータ６０と直結されており、第２の攪拌部７２である撹拌パドルは、減速ギヤ列７３ａ〜７３ｄを介して回転する。

現像剤収容部５１での補給口６９から、排出口７０までの搬送は重力を利用している。現像剤収容部５１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ことはない。

ロータリフィーダ５３は、モータ６１によって回転され、放射状に延びる複数の羽根７５ａを有するロータ７５と、ロータ７５を覆うステータ７６を有している。ロータリフィーダ５３と、循環路５６及び管路５８は継手管路７７で接続されている。

本実施例は以上のような構成であるから、現像剤収容部５１内に導入された現像剤は、第１の攪拌部７１により流下する方向と反対に上昇して流下を抑制される一方、上昇領域を通過した際には第２の攪拌部７２によって再度流下する過程において流下方向を横切る方向に回転移動しながら現像剤収容部５１内で対流する。これにより、流下を抑制する方向への現像剤の移動により現像剤の撹拌率が高められる。

一方、第１の攪拌部７１と第３の攪拌部７２との間で対流する現像剤は、第２の攪拌部７２に設けられている空隙部であるメッシュ部７２Ａを通過することができるので、攪拌部の回転時に生じる押し動かしによる押し固めが生じない。これにより、現像剤へのストレスが作用するのを抑制することができ、さらには撹拌される現像剤の一部をメッシュ部において通過させることによって現像剤の分散性を高めることができる。この結果、トナーとキャリアとの接触頻度の向上およびメッシュ部通過の際のトナーとキャリアとの摺擦を起こりやすくできることで摩擦帯電を良好に行わせることができる。

なお、本実施例では、流下する現像剤の移動を抑制する方向に現像剤を撹拌する構成であるので、現像剤収容部５１内に導入される現像剤の量と排出される現像剤の量とのバランスが崩れる虞もある。そこで、本実施例では、導入量＝排出量の関係が成立するように、排出口の面積と攪拌部材による現像剤落下の抑制度合いを調整しておくことで上述したバランスの崩れを防止することができる。

次に攪拌部材に用いられる撹拌パドルの構成についての変形例について説明する。なお、図７において（Ｂ）で示す図は、（Ａ）中、符号（Ｂ）で示す方向の矢視図である。
図７において、攪拌部材として用いられる撹拌パドル１００は、現像剤の流下方向と直角な水平方向に延長された回転軸１００Ａを有し、この回転軸１００Ａが現像剤の流下方向に沿って複数段に設けられている。

回転軸１００Ａが水平方向に延長される構成とすることにより、現像剤収容部５１の水平方向断面の形状が矩形である場合に、図９に示すように、撹拌パドル１００を現像剤の収容空間内に配置することができる。

撹拌パドル１００において現像剤を押し動かす位置であるパドル面１００Ｂは、現像剤の通過を許容する空隙部としてメッシュ部で構成されている。

一方、図７に示す攪拌部材は、現像剤の流下方向に沿って複数段の撹拌パドル１００を有するだけでなく、現像剤収容部５１の水平方向断面内で複数組設けられ、図７中、矢印で示すように、各組で回転方向を異ならせてある。この場合の回転方向は、前述した実施例と同様に、現像剤の流下を抑制する方向とされており、流下する現像剤を流下方向とは異なる方向に撹拌して現像剤収容部５１の内部で対流させるようになっている。つまり、図８は、現像剤の対流方向を示しており、現像剤の流下が抑制されて各撹拌パドル１００同士が近接する現像剤収容部５１の水平方向断面中央部において現像剤が上昇移動し、上昇領域を外れると撹拌パドル１００の回転方向に沿って下方に移動して現像剤主要部５１の下方に位置する排出口に向け移動する。図８においては、現像剤の移動方向が符号Ｆ，Ｆ’を用いた矢印により示されている。

本構成においては、水平方向断面において複数組そして現像剤の流下方向に沿って複数段の撹拌パドル１００が設けられ、各撹拌パドル１００の回転方向を異ならせることによって現像剤の対流を生起させることができるので、流下方向への移動だけの場合と違って現像剤の分散混合率を高めることができる。これにより、分散性が高められた現像剤のトナーとキャリアとの接触頻度の向上および空隙部を通過する際の摺擦性が高められることにより現像剤としてのトナーの帯電能力の向上およびこれに伴う現像剤濃度の低下を防止することが可能となる。

一方、水平方向に延長された回転軸は、現像剤の流下方向に沿って複数段設けられた各回転軸同士が平行することに限らない。

図９は、この場合の構成を示している。なお、図９（Ａ）は、図９（Ｂ）において符号（Ｂ）で示す方向の矢視図である。
同図において攪拌部材に用いられる撹拌パドル２００の回転軸２００Ａは、現像剤の流下方向と直交する水平方向において直角な方向に関係づけられている。

この構成においては、現像剤収容部５１内部での現像剤の対流状況が複雑化されることになり、これによるトナーとキャリアとの撹拌能力の向上、そしてこの結果である現像剤の帯電能力の向上が図れる。

次に、攪拌部材として用いられる撹拌パドルに揺する空隙部の変形例について説明する。

図１０乃至図１３は、図６に示した第２の攪拌部７２を対象とした空隙部の構成を示す図であり、図１０および図１１に示す構成は、空隙部を複数の穴７２Ｂ１あるいはメッシュ７２Ｂで構成した場合を示している。

穴７２Ｂ１による空隙部を構成する場合には、穴の数や開口率、形状、位置などの変化させることにより撹拌性と現像剤へのストレスの影響を最適化することができる。また、開口率の大きなメッシュ状に形成した場合には、トナーとキャリアとの分散性が各段に向上することが期待できる。このため攪拌部材の回転数を低く設定することが可能となり、これによっても現像剤へのストレスの影響を抑制することができる。
さらに、メッシュ７２Ｂの場合の目開き、つまりメッシュ寸は、少なくともキャリアの通過を許容する寸法で、かつ積極的に現像剤に用いられるトナーとキャリアとが接触できる寸法であることが接触頻度の向上および摺擦による摩擦帯電率の向上を得るために望ましく、０．１〜５ｍｍ程度が選択されてこの範囲で調整すれば、キャリアによる目詰まりやキャリア粒径の変化にも対応することができる。

図１２は、空隙部を櫛歯形状７２Ｃにより構成した場合を示している。
この構成においては、図１０，１１に示した穴やメッシュの場合と同様に、現像剤が櫛歯７２Ｃの間を通過させることで分散性が向上する。この構成の場合には現像剤の分散性が櫛歯の大きさや長ささらには櫛歯同士の設置間隔によって設定され、さらに、撹拌性を持たせるためには櫛歯７２Ｃの材質に柔軟性を持つものを選択して現像剤の通過性を向上させるようにすることもできる。

図１３は、空隙部をブラシ７２Ｄによって構成した場合を示している。
この構成においては、前述した櫛歯の場合と同様に、現像剤がブラシ間を通過することができ、しかも現像剤との接触面積において以前に説明した構成と違ってきわめて大きな接触面積が得られることからトナーとキャリアとの接触率が高められ、トナーの摩擦帯電を向上させることができる。ブラシの場合にはその材料を選択するだけで撹拌性の向上と現像剤へのストレス軽減とを両立させることも可能となり、トナーの電荷付与を促進させることが可能となる。

なお、本発明では、上述した空隙部の構成において、穴、メッシュ、櫛歯あるいはブラシ等を例示したが、これに限られるものではなく、空隙を有した任意の部材を使用することも可能である。また、空隙を有した撹拌部材表面にキャリア側の材料を用いたり塗布したりすることによりトナーとの接触に際してトナーへの電荷付与を促進させるようにしてもよい。

本発明実施例による現像装置が用いられる画像形成装置の構成を示す断面図である。 本発明の一実施例による現像装置の全体構成を説明するための模式図である。 図２に示した現像装置における現像部の構成を説明するための模式図である。 本発明実施例による現像装置の要部構成の一例を示す模式図である。 図４に示した構成に基づく現像剤の流下状態と帯電状態との関係を実験した結果を示す線図である。 本発明の別の実施例による現像装置における要部構成を説明するための模式図である。 本発明の他の実施例による現像装置の要部構成を説明するための模式図である。 図７に示した構成により得られる現像剤の対流状態を説明するための模式図である。 本発明のさらに別の実施例による現像装置の要部構成を説明するための模式図である。 本発明実施例による現像装置に用いられる撹拌パドルの空隙部に関する構成の一例を示す模式図である。 図１０に示した空隙部の変形例の一つを示す模式図である。 図１０に示した空隙部の別の例を示す模式図である。 図１０に示した空隙部のさらに別の例を示す模式図である。

符号の説明

１ 感光体
５ 現像装置
５０ 現像部
５１ 現像剤収容部
５２ トナーカートリッジ
５６ 循環路
８０ 攪拌部材
８０Ａ 回転軸
８０Ｂ 撹拌パドル
８０Ｂ１ 空隙部をなす穴
７１ 第１の攪拌部をなすスクリューオーガ
７２ 第２の攪拌部をなす撹拌パドル
７２Ｂ 撹拌パドル
７２Ｂ１ 空隙部をなす穴
７２Ｃ 空隙部をなす櫛歯
７２Ｄ 空隙部をなすブラシ
１００，２００ 撹拌パドル
１００Ａ、２００Ａ 回転軸
１００Ｂ、２００Ｂ 空隙部をなすメッシュ

Claims (12)

1. 潜像担持体に形成されている静電潜像をトナーとキャリアとからなる現像剤により可視像処理する現像部と、該現像部から回収した現像剤を再度該現像部の現像剤供給部に向け移送する循環部とを備え、該循環部には、上記現像部に至る前の位置に現像剤の一部を収容する収容部が設けられ、該収容部内には上記回収された現像剤と新たに補給されるトナーとを撹拌混合する攪拌部材が設けられている現像装置において、
   上記収容部内に設けられている攪拌部材は、内部のトナーおよび現像剤を撹拌するために回転可能な攪拌部を有し、該攪拌部には現像剤を押し動かす位置に現像剤が通過可能な空隙部が設けられていることを特徴とする現像装置。
2. 上記収容部は、下向き錐形状の収容空間を有し、上部および下部には補給口および排出口がそれぞれ設けられ、上記収容空間内に位置する攪拌部材は、上記補給口から導入されて重力により流下する現像剤の移動を抑制する方向で現像剤を撹拌する構成であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 上記攪拌部材は、上記現像剤の流下方向を横切る方向に現像剤を撹拌する構成であることを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
4. 上記攪拌部材は、上記収容部の断面中心部を回転中心として内側および外側の関係で配置された第１，第２の攪拌部を有し、
   上記第１の攪拌部は、上記収容部の断面中心に位置して垂直方向に延長された回転軸を有するスクリューオーガで構成され、上記第２の攪拌部は上記第１の攪拌部に用いられるスクリューオーガの外側に位置して上記回転軸を中心に回転可能な撹拌パドルで構成されてい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。
5. 上記攪拌部材は、上記現像剤の流下方向と直角な水平方向に延長された回転軸に設けられている攪拌パドルで構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
6. 上記水平方向に延長された回転軸に撹拌パドルを有する攪拌部材は、上記現像剤の流下方向に沿って複数段設けられていることを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
7. 上記水平方向に延長された回転軸に撹拌パドルが現像剤の流下方向で複数段設けられている撹拌部材は、各段での上記回転軸の延長方向が水平方向で直角な方向関係とされていることを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
8. 上記水平方向に延長された回転軸に撹拌パドルが現像剤の流下方向で複数段設けられている撹拌部材は、各段での回転方向が変更可能であることを特徴とする請求項６または７に記載の現像装置。
9. 上記攪拌部材の攪拌部は、複数の穴で構成した空隙部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の現像装置。
10. 上記攪拌部材の攪拌部は櫛歯状の空隙部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の現像装置。
11. 上記攪拌部材の攪拌部はブラシで構成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の現像装置。
12. 請求項１乃至１１のいずれかに記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。

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