JP2008299196A - 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、撹拌部材は上記収容部内で複数７１，７２設けられ、該収容部内に複数の現像剤の流れを生起させる構成であることを特徴とする。
【選択図】図６

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）、現像部とは別の位置で現像剤が循環する位置に設けられている撹拌混合部において回収現像剤および補給されたトナーとを撹拌混合して摩擦帯電させる構成（例えば、特許文献２）、あるいは、別位置に配置されている撹拌混合部に現像剤をその移動方向を上昇に転じさせるスクリューオーガを設けた構成（例えば、特許文献３）がある。

特開２００１−１８８４０８号公報 特開平１１−１４３１９６号公報 特許第３７３４０９６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、スクリューオーガの回転速度を上げてトナーとキャリアとの接触頻度を高めることにより所定の帯電量を付与することも考えられるが、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、現像剤への衝撃増加や摩擦による発熱などによりトナーの劣化等を含むダメージが大きくなる、換言すれば現像剤のストレス増加に繋がる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、
上記撹拌部材は上記収容部内で複数設けられ、該収容部内に複数の現像剤の流れを生起させる構成であ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の一つは、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）上記攪拌部材による上記収容部内での現像剤の流れは互いに異なる方向に設定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。

（４）上記攪拌部材は、上記収容部内で上記現像剤の対流を生起させる方向の撹拌動作を行うことを特徴とする(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、上記収容部の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，第２の攪拌部を有し、
上記第１の攪拌部は、上記収容部の水平方向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（４）のいずれかに記載の現像装置。

（６）上記収容部には、該収容部から排出される現像剤の量と該収容部に導入される現像剤の量とが略同一に設定されていることを特徴とする(１）乃至（５）のいずれかに記載の現像装置。

（７）上記収容部には、該収容部から排出される現像剤の量を制御する手段が設けられていることを特徴とする(６）に記載の現像装置。

（８）上記現像剤の排出量を制御する手段として、現像剤の排出部に設けられて回転状態により排出量を調整可能なロータリーバルブが用いられることを特徴とする（７）に記載の現像装置。

（９）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）乃至（４）のいずれかに記載の現像装置。

（１０）上記攪拌部材は、上記収容部の内部空間において垂直方向あるいは水平方向に複数設置されて撹拌動作の方向を独立して設定可能であることを特徴とする(９）に記載の現像装置。

（１１）上記攪拌部材は、撹拌動作を行う方向が逆向きの関係に設定されていることを特徴とする(１）または（１０）に記載の現像装置。

（１２）上記攪拌部材は、撹拌動作時期を任意に設定可能であることを特徴とする(１）乃至（１１）のいずれかに記載の現像装置。

（１３）(１）乃至（１２）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、収容部内に設けられた複数の攪拌部材による現像剤の流れが複数生起されることにより、攪拌部材の撹拌速度などを上げないで現像剤へのダメージの増加を起こすことなく、換言すれば、ストレスを増加させることなく現像剤での摩擦帯電効率を高めることが可能となる。

特に請求項２および３記載の発明においては、現像剤の重力を利用した流下を抑制する方向に撹拌できることにより、自然落下する現像剤を対象としてこの流れを抑制する方向という異なる方向への撹拌が行えることになり、簡単な構成により複数の方向への撹拌動作が可能となる。

請求項４記載の発明においては、現像剤を対流させることができるので、自然落下の際に流下方向に沿って旋回等による撹拌を行う場合と違って撹拌効率を高めることができる。しかも、撹拌効率が高められることにより現像剤へのダメージが大きくなる動作を採らなくて済むことになる。

請求項５記載の発明においては、回転中心に対して内側および外側の関係で配置した第１，第２の攪拌部を撹拌動作に用いることができるので、各撹拌部において異なる方向の現像剤の流れを生起しやすくなり、これによって現像剤の攪拌効率の向上による摩擦帯電効率の向上が期待できる。特に、単一の攪拌部を設けた場合と違って、収容部内全域を複数の撹拌領域とすることができるので、収容部内で現像剤を撹拌できない部分が生じるのを抑制することができる。

請求項６記載の発明においては、現像剤の補給量と排出量とが略同一に設定されているので、現像剤の流下を抑制する方向に撹拌動作が行われる場合においても排出量の過不足を招かないようにして現像剤の供給状態が悪化するのを防止することができる。

請求項７および８記載の発明においては、現像剤の排出を制御するようになっているので、収容部内に貯留される現像剤の量を対象とした撹拌を行うことができるので、収容部内に貯留される現像剤を一定化することにより撹拌動作を常に同じ量の現像剤を対象として行うことができる。これにより、攪拌部材の動作条件を一定とした場合でも現像剤の量に応じて撹拌効率が異なってしまうのを防止することができる。

請求項９乃至１１記載の発明においては、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を有する撹拌パドルを設けることにより、収容部の断面形状が矩形であっても、その断面角部にも攪拌部を行き渡らせて撹拌を行うことができる。特に請求項１０および１１記載の発明においては、攪拌部が複数設けられ、さらに撹拌方向が異ならせてあることにより現像剤が流れる方向を多様化させて撹拌効率を高めることができる。

請求項１２記載の発明においては、攪拌部材の撹拌動作時期を任意に設定しているので、現像剤の濃度や帯電量に対応した時期での撹拌動作が可能となり、常時撹拌動作が継続される場合に比べて現像剤へのストレスの発生を抑制することができる。

請求項１３記載の発明においては、現像剤の循環過程に用いられる撹拌工程において安定した帯電量および濃度を維持させることができるので、帯電量不足による飛散や周辺部への汚染さらには現像不良などを生じることなく画像形成を行うことができる。

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それぞれ示している。

図３は、現像部５０の内部構成を示す図であり、同図において現像部５０は、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。

図２において、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、図４以降の図において詳細を説明するが、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、現像剤を空気圧で搬送する現像剤循環駆動源としてのエアポンプ５４により継手管路７７を介して連結された循環路５６の復路部を通過して現像部５０の受け取り口６８に導入される。

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、現像剤収容部本体５１ａが、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、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って現像剤の流下を抑制する方向に回転することができる。

図５には、図４中、符号（５）で示す方向から見た第２の攪拌部７２の詳細が示されており、同図において第２の攪拌部７２は、フランジ７４の先端部近傍に配置されて設けられ、矢印Ｆ１で示す時計方向の回転時に収容部内壁面側から内側、つまり回転軸側に向けて現像剤の流れ（図５中、符号Ｄ１で示す流れ）を生起できる向きに角度αを持たせて傾けられている。
第２の攪拌部７１は、回転に支障が出ない程度で現像剤収容部５１の内面に近接させて配置され、現像剤収容部５１の水平方向断面内での撹拌領域を広く確保している。

第１，第２の攪拌部７１，７２は、回転方向が互いに異なる方向に設定されており、互いに回転した場合に生起される現像剤の流れが異なるようになっている。つまり、図５において、第１の撹拌部７１は、流下する現像剤を押し上げて上昇に転じさせる方向の回転方向（図５中、矢印Ｆ２で示す方向）が設定され、第２の攪拌部７２は、第１の攪拌部７１と相反する方向の回転方向（図５中、矢印Ｆ１で示す方向）が設定されている。
第１，第２の攪拌部７１，７２が互いに回転すると、図５に示すように、第１の攪拌部７１が矢印Ｆ２で示す反時計方向の回転により現像剤を押し動かしながら矢印Ｄ２で示す方向および、垂直方向での現像剤収容部５１の断面を示す図６において矢印Ａで示すように、流下する方向とは逆に上昇させる方向に流れが生起され、第２の攪拌部７２が図５において矢印Ｆ１で示す時計方向で現像剤の流下方向を横切って現像剤の流下を抑制する方向に回転し、現像剤を第１の攪拌部７１での撹拌方向（図５中、矢印Ｄ２で示す方向）とは異なる矢印Ｄ１で示す方向の流れが生起される。これにより、現像剤収容部５１では、現像剤が複数の流れを生起されて撹拌されることになる。

本実施例は以上のような構成であるから、第１，第２の攪拌部７１，７２が回転すると、水平方向断面においては図５に示すように双方による現像剤の流れが異なる状態で得られ、図６に示すように、第１，第２の攪拌部７１，７２において現像剤の複数の流れが生起される。つまり図６において、重力を利用して流下する現像剤は、第１の攪拌部７１によって流下する方向とは逆に上昇させられ（矢印Ａで示す）、さらに第１の攪拌部７１の外側に位置する第２の攪拌部７２により第１の攪拌部領域を外れた現像剤および上昇し終わった現像剤が現像剤収容部５１内の外側から内側に向け寄せ集められ（矢印Ｂで示す）、第１の攪拌部７１に達することにより再度撹拌される。これにより、図６に示すように、現像剤収容部５１の内部で現像剤が対流し、第１の攪拌部７１のみを用いた場合と違って対流による撹拌効率の向上が望め、これによってキャリアとトナーとの接触頻度の増加による帯電付与が良好に行えることになる。

以上のような実施例によれば、現像剤に複数の流れを生起させ、かつ対流を生じさせることにより現像剤の攪拌効率を高めることができ、これにより現像剤へのダメージの低減によってストレスを抑制することができる、つまり、スクリューオーガ単独で撹拌しようとした場合には、多少の流れ込みがあることにより対流も生じるが、その度合いは低く現像剤収容部５１全体で撹拌することは困難となる。そこで、スクリューオーガの回転速度を上げて現像剤の攪拌効率を高めることも考えられる。しかし、この対策では押し動かされる現像剤の勢いが強くなり、上昇速度が早くなることで収容部内壁に衝突した場合の衝撃力が大きくなり、現像剤へのダメージが大きくなる。

これに対し本実施例では、第１，第２の攪拌部を設けることで現像剤に複数の流れと対流とを起こさせることができるので、攪拌部の回転速度を上げなくても十分な撹拌効率を得ることができ、しかも、高速回転でないことにより現像剤へのストレスも小さくすることができることになる。

また、水平断面での現像剤の流れにおいても複数の流れが生じると共に、その流れが循環対流に近似しているので、撹拌効率を高めて摩擦帯電の機会が増加することになり、帯電効率も向上させることができる。

上記実施例においては、現像剤収容部５１から排出される現像剤の量と現像剤収容部５１に導入される現像剤の量とが略同一に設定されるようになっている。これにより、現像剤の流下を抑制する方向に撹拌動作を行う攪拌部を設けた場合でも排出量に過不足が生じないようにできる。なお、本実施例では、現像剤が排出されるまでの間、現像剤収容部５１に現像剤がある程度の量を貯留されて、いわゆる、バッファを構成しているので、未混合の現像剤がそのまま排出されるということはない。

本実施例では、現像剤の排出量を制御するための構成が用いられるようになっており、その詳細が図７以降に示されている。
図７は、図３に示した構成を対象として現像剤の排出量を制御する構成を示す図である。
図７において、現像剤収容部５１の排出口７０には、現像剤の排出量を制御する手段として、モータ６１により回転量を制御されるロータリーバルブに相当するロータリーフィーダ５３が継ぎ手管路７７の手前に配置されている。

ロータリーフィーダ５３は、モータ６１によって回転され、図８に示すように、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とを有している。

本実施例における排出量の制御は、ロータリーフィーダ５３の回転数を制御対象とすることで回転数に応じた排出量を設定できるようになっている。
現像剤の排出量を制御する理由は撹拌状態の違いにある。
現像剤収容部５１に回収される現像剤はトナー濃度や帯電量が一様でないことが多い。また、消費量によって補給量も変化することがある。このため、再度現像部に向け排出できる帯電量を持たせるための撹拌時間も変化し、具体的には、新規トナーの補給がなければ撹拌する必要がなく補給量が多ければそれだけ撹拌時間が多くなる。また、帯電量は周囲環境での温湿度の影響によって変化することもあるので、撹拌時間を一様にすることはできない。

そこで、現像剤収容部５１に導入される現像剤の状態に応じて撹拌動作を調整することが必要となり、本実施例では、トナーの補給量や周辺環境が高湿度で帯電し難い場合には攪拌部材の回転数を上げ、トナーの補給がない場合には停止するというように攪拌部材の動作制御を行うようになっている。

しかし、攪拌部材の動作制御を行った場合、本実施例では、第２の攪拌部７２が現像剤の流下を抑制する方向に回転していることから、回転数を上げると流下して排出口７０に向かう現像剤の量が減少する虞がある。
現像剤収容部５１は、撹拌混合された現像剤をある程度貯留しているバッファとしての機能があるので、排出される現像剤の量と排出口に向かう現像剤の量とに対象の差があってもその差は緩衝吸収できるものの、攪拌部材の動作制御の状態によっては、バッファに貯留されている現像剤が漸次減少する傾向となることは否めない。

そこで、本実施例では、攪拌部材の動作制御の状態に関係なく排出量を一定化することで、現像部に移送する現像剤の量が変化するのを防止するようになっている。

図７および図８に示すロータリーフィーダ５３を用いた場合には、駆動源に用いられるモータ５４をステッピングモータなどで構成し、その移動ステップ数を制御してロータリーフィーダ５３の回転量を調整することにより排出される現像剤の量を制御することができる。

一方、図９は、排出量の制御に用いられる手段の変形例を示しており、同図に示す排出量制御手段は、回転角によって流路に対する開度が変化するバタフライ弁７７が用いられている。バタフライ弁７７は、図７に示した構成と同じように、モータ５４の回転量調整により開度を制御されるようになっている。

以上のような構成によれば、排出量を制御できることにより、撹拌状態の変化に関係なく現像部への現像剤の移送量を一様化して現像部での現像剤不足などが起こらないようできる。

次ぎに、攪拌部材の変形例について説明する。
図１０は、変形例を示す図であり、同図に示された構成は、図４に示した構成と違って、現像剤の流下方向に相当する垂直方向と直角な水平方向に延長された回転軸を有する撹拌パドルを攪拌部材として用い、撹拌パドルを水平方向あるいは垂直方向に複数設けたことを特徴としている。なお、図１０において符号（Ａ）で示す図は、同図（Ｂ）において符号（Ｂ）で示す方向の矢視図である。

図１０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が水平方向断面において複数位置に、そして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、図１０（Ａ）に示すように、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、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、特に、矩形断面の角部近傍まで撹拌領域として設定することができる。

図１０に示す構成においては、攪拌部材が、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１０（Ｂ）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、現像剤の対流方向を説明する図１０（Ｃ）に示すように、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１０（Ｃ）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。

本構成では、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１１は、この場合の構成を示している。なお、図１１（Ａ）は、図１１（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。

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。 本発明の一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中、符号（５）で示す方向の矢視断面図である。 図４に示した構成に基づく現像剤の流れを説明するための模式図である。 本発明の別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７に示した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。 図８に示した構成の一部変形例を示す図８相当の模式図である。 本発明実施例による現像装置に用いられる攪拌部材の別の例を示す模式図である。 本発明実施例による現像装置に用いられる攪拌部材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
５３ ロータリーバルブ
５６ 循環路
７１ 第１の攪拌部
７２ 第２の攪拌部
１００，２００ 撹拌パドル

Claims (13)

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、
   上記撹拌部材は上記収容部内で複数設けられ、該収容部内に複数の現像剤の流れを生起させる構成であ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の一つは、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. 上記攪拌部材による上記収容部内での現像剤の流れは互いに異なる方向に設定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。
4. 上記攪拌部材は、上記収容部内で上記現像剤の対流を生起させる方向の撹拌動作を行う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、上記収容部の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，第２の攪拌部を有し、
   上記第１の攪拌部は、上記収容部の水平方向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４のいずれかに記載の現像装置。
6. 上記収容部には、該収容部から排出される現像剤の量と該収容部に導入される現像剤の量とが略同一に設定されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の現像装置。
7. 上記収容部には、該収容部から排出される現像剤の量を制御する手段が設けら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. 上記現像剤の排出量を制御する手段として、現像剤の排出部に設けられて回転状態により排出量を調整可能なロータリーバルブが用いられることを特徴とする請求項７に記載の現像装置。
9. 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乃至４のいずれかに記載の現像装置。
10. 上記攪拌部材は、上記収容部の内部空間において垂直方向あるいは水平方向に複数設置されて撹拌動作の方向を独立して設定可能であることを特徴とする請求項９に記載の現像装置。
11. 上記攪拌部材は、撹拌動作を行う方向が逆向きの関係に設定されていることを特徴とする請求項１または１０に記載の現像装置。
12. 上記攪拌部材は、撹拌動作時期を任意に設定可能であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の現像装置。
13. 請求項１乃至１２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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