JP2009163231A - 現像装置及びこれを備える画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤の移送のための現像剤移送ユニットの磁石構造を単純化できる現像装置及びこれを備える画像形成装置を提供すること。
【解決手段】感光体４１と、現像剤を感光体ドラムに供給する現像ローラー１２０が備えられた現像装置を含む画像形成装置において、現像装置は、外観を形成するケース１１０と、ケース１１０内に設けられ、現像剤を撹拌しつつ搬送する第１オーガー部１３０と、第１オーガー部１３０と区画形成される第２オーガー部１４０と、ケース１１０の外部に配置され、第１オーガー部１３０の現像剤を第２オーガー部１４０に移動させる現像剤移送ユニット１６０とを含む画像形成装置。
【選択図】図４

Description

本発明は、現像装置及びこれを備える画像形成装置に関し、特に、現像装置での現像剤の移送及び該現像装置を備える画像形成装置に関する。

複写機、ファクシミリー、プリンタまたは複合機などのような従来の電子写真方式の画像形成装置には、トナーと磁性体のキャリアとからなる２成分現像剤を使用する２成分現像方式と、磁性キャリアと非磁性トナーとからなる２成分現像剤を使用するハイブリッド現像方式が多く使われており、これらの現像方式では、帯電されたトナーが現像ローラーによって運ばれて静電潜像に塗布され、静電潜像を現像することとなる。

このような２成分現像剤を使用する現像方式の画像形成装置は、例えば、感光体ドラム（潜像担持体）の外周面を均一に帯電させた後にレーザースキャニングユニットなどで露光し、被記録画像を表す静電潜像を形成し、続いて、現像装置の現像スリーブ（現像剤担持体）の外周面にキャリアを介して磁気的に担持されたトナーを、現像スリーブの回転によって感光体ドラムに向けて供給することによって静電潜像を現像化し、このトナー像を、例えば、シート（ｓｈｅｅｔ）などの記録体に転写し、熱や圧力で定着させることで、画像の記録を完了する。

このような画像形成装置に含まれる現像装置の一例が例えば特許文献１に開示されている。

この特許文献１に開示された現像装置は、帯電電位の差による静電潜像を保持することができる静電潜像保持体と対向して設けられており、非磁性トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を収容するハウジング内に、二成分現像剤を磁気的に吸着して表面に磁気ブラシを形成する現像ローラーと、この現像ローラー上に吸着された現像剤量を規制する現像剤規制部材と、現像ローラーの軸線方向に沿って現像剤を搬送する第１のオーガーを備えた第１の攪拌室と、この第１の攪拌室と隔壁で仕切られたほぼ直下に第２のオーガーを備えた第２の攪拌室とを含んでなる。

したがって第２撹拌室の現像剤は、第１及び第２オーガーの動作によって第１撹拌室に上昇し、第１撹拌室の現像剤は現像ローラーに供給され、現像後に残った余分の現像剤は現像ローラーから第２撹拌室に回収される。

このような現像剤の循環によって、現像剤が継続して第１撹拌室に残留することから生じうる現像剤の劣化を解消することができる。

しかしながら、特許文献１に記載の現像装置は、第２撹拌室の現像剤が第２撹拌室の隅に形成された通路を通じて第１撹拌室に押し上げられるが、この通路で現像剤に高い圧力がかけられ、現像剤の劣化を招くという問題点があった。

このような問題点を解決するための現像装置の他の例が、例えば特許文献２に開示されている。この現像装置は、静電潜像担持体と対向し現像剤を磁気的に吸着する現像ローラーと、この現像ローラーの近傍に設けられ現像剤を攪拌し搬送する第１の攪拌手段と、この第１の攪拌手段の下方に設けられ第１の攪拌手段による現像剤の搬送方向下流端部にて現像剤を受け取り、現像剤を攪拌して現像ローラーに供給する第２の攪拌手段と、前記第１の攪拌手段と第２の攪拌手段との高さ方向中央部に設けられ第２の攪拌手段による現像剤の搬送方向下流部にて現像剤を受け取り、第１の攪拌手段に供給する現像剤汲み上げ手段と、を含んでなる。

特開平６−５１６３４号 特開２００２−１４５２７号

この特許文献２に記載の現像装置では、現像剤汲み上げ手段がその外周面に磁気的に吸着された現像剤を搬送するようにし、第１撹拌手段の現像剤を直接第２撹拌手段に供給することによって、特許文献１に記載の現像装置において現像剤に圧力がかけられることから生じうる劣化を防止することができる。

しかし、これは、現像剤汲み上げ手段内の現像剤が外部に漏れないようにシーリングをしなければならないという問題点があった。

また、現像剤汲み上げ手段は、第１撹拌手段で現像剤を吸着し、第２撹拌手段でその分離を可能にする上で磁石の配置が複雑になるだけでなく、磁石を包み込み外周面を形成するスリーブが必要となり、その製造において複雑性とコストが増加するという問題があった。

本発明は、上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、現像剤の移送のための現像剤移送ユニットの磁石構造を単純化できる現像装置及びこれを備える画像形成装置を提供することにある。

またもうひとつの目的として、シーリングが要らない構造の現像剤移送ユニットを有する現像装置及びこれを備える画像形成装置を提供することにある。

また、現像剤移送ユニットの磁石外周面にスリーブを省くことができる現像装置及びこれを備える画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、静電潜像を保持するように構成された表面を有する感光体と、現像剤を感光体に供給するように配列され、静電潜像を現像する現像装置とを含む画像形成装置において、現像装置の外観を形成するケースと、ケース内に設けられ、第１現像剤収容可能体積を形成する第１現像剤収容チャンバーと、ケース内に設けられ、第２現像剤収容可能体積を形成する第２現像剤収容チャンバーと、ケースの内部に設けられ、現像剤が少なくとも第１現像剤収容チャンバーから第２現像剤収容チャンバーに移動する通路を形成する現像剤通路と、ケースの外部に設けられ、現像剤を第１現像剤収容チャンバーから第２現像剤収容チャンバーに移動させるように構成される現像剤移送ユニットとを含む画像形成装置が提供される。

画像形成装置はさらに、第１現像剤収容チャンバー内に配置され、第１現像剤収容チャンバー内に入っている現像剤を現像剤通路への第１方向に移動させるように構成される第１撹拌部材と、第２現像剤収容チャンバー内に配置され、第２現像剤収容チャンバー内に入っている現像剤を第１方向と反対方向である第２方向に移動させるように構成される第２撹拌部材とを含むものであってもよい。

また、第１及び第２撹拌部材がそれぞれ、回転軸の周りを回転する複数のらせん状の翼を有するオーガースクリューを含むものであってもよい。

また、現像剤移送ユニットが磁石を含むものであってもよい。

また、ケースの外部に配置され、磁石を回転させるように回転力を磁石に伝達する駆動部をさらに含み、磁石は、現像剤通路に隣接した位置でケースの外部に回転自在に支持されるものであってもよい。

磁石は、単一磁極の磁石を含むものであってもよい。

また、磁石が、その長手軸の周りを回転する円筒ローラー形状を有し、ケースは、現像剤通路に隣接して設けられ、ケース側に凹まれた曲率を有し、磁石の円筒ローラー形状に相応する弧形状のケース壁を有する着座部を含むものであってもよい。

磁石は、磁石の軸中心から弧形状のケース壁に延びる放射状直線の長さがいずれも同一となるように着座部に対して配置されるものであってもよい。

また磁石が、磁石の軸中心から第１現像剤収容チャンバーに隣接する弧形状のケース壁の第１部分まで延びる第１放射状直線の第１長さが、磁石の軸中心から第２現像剤収容チャンバーに隣接する弧形状のケース壁の第２部分まで延びる第２放射状直線の第２長さよりも短くなるように着座部に対して配置されるものであってもよい。

また、現像剤通路が、現像剤移送ユニットに隣接するケースの第１長手方向端部に形成される第１連通穴と、第１長手方向端部の反対側のケースの第２長手方向端部に形成される第２連通穴と、ケースの長手方向に沿って延在する第３連通穴とを含み、 第１撹拌部材は、第１連通穴側に向かう第１方向に現像剤を移動させ、現像剤は、第１連通穴を通じて第１現像剤収容チャンバーから第２現像剤収容チャンバーに移動し、第２撹拌部材は、第２連通穴側に向かい、第１連通穴から遠ざかる第２方向に現像剤を移動させ、第２現像剤収容チャンバーは、現像剤が第２連通穴を通じて重力によって第２現像剤収容チャンバーから第１現像剤収容チャンバーに移動するように第１現像剤チャンバーの上側に配置され、現像ローラーは、第３連通穴と並んで配置され、第２現像剤収容チャンバーから現像剤を受け取り、現像剤は、現像ローラーから第１現像剤収容チャンバーに第３連通穴を通じて移動するものであってもよい。

第２現像剤収容チャンバー内で第２撹拌部材と現像剤通路との間に配置され、現像剤が第２現像剤収容チャンバーから第１現像剤収容チャンバーに第１連通穴を通じて移動するのを妨げるように構成されるガイド部材をさらに含むものであってもよい。

現像剤は、トナー粒子と磁性体のキャリアー粒子とからなる２成分現像剤であり、画像形成装置は、感光体に対向する現像ローラーの第２側面の反対側の現像ローラーの第１側面側に現像ローラーに対向して配置され、第２現像剤収容チャンバーから２成分現像剤を受け取り、その外周面上にトナー粒子と磁性体のキャリア粒子とからなる磁性体ブラシーを形成するように構成される磁気ローラーをさらに含み、磁性体ブラシーのトナー粒子は現像ローラーに移送されて現像ローラーにトナー層を形成し、現像ローラーはトナー粒子を感光体に供給し、静電潜像を現像するように構成されるものであってもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、現像装置の外観を形成するケースと、ケース内に設けられ、第１現像剤収容可能体積を形成する第１現像剤収容チャンバーと、ケース内に設けられ、第２現像剤収容可能体積を形成する第２現像剤収容チャンバーと、ケースの内部に設けられ、現像剤が少なくとも第１現像剤収容チャンバーから第２現像剤収容チャンバーに移動する通路を形成する現像剤通路と、ケースの外部に設けられ、現像剤を第１現像剤収容チャンバーから第２現像剤収容チャンバーに移動させるように構成される現像剤移送ユニットを含む現像装置が提供される。

また現像装置は、第１現像剤収容チャンバー内に配置され、第１現像剤収容チャンバー内に入っている現像剤を現像剤通路への第１方向に移動させるように構成される第１撹拌部材と、第２現像剤収容チャンバー内に配置され、第２現像剤収容チャンバー内に入っている現像剤を第１方向と反対方向である第２方向に移動させるように構成される第２撹拌部材とをさらに含むものであってもよい。

また現像剤移送ユニットが、現像剤通路に隣接した位置でケースの外部に回転自在に支持される磁石を含むものであってもよい。

また磁石が、単一磁極の磁石を含むものであってもよい。

また磁石が、その長手軸の周りを回転する円筒ローラー形状を有し、ケースは、現像剤通路に隣接して設けられ、ケース側に凹まれた曲率を有し、磁石の円筒ローラー形状に相応する弧形状のケース壁を有する着座部を含むものであってもよい。

また磁石が、磁石の軸中心から弧形状のケース壁に延びる放射状直線の長さがいずれも同一となるように着座部に対して配置されるものであってもよい。

また磁石が、磁石の軸中心から第１現像剤収容チャンバーに隣接する弧形状のケース壁の第１部分まで延びる第１放射状直線の第１長さが、磁石の軸中心から第２現像剤収容チャンバーに隣接する弧形状のケース壁の第２部分まで延びる第２放射状直線の第２長さよりも短くなるように着座部に対して配置されるものであってもよい。

また現像剤通路が、現像剤移送ユニットに隣接するケースの第１長手方向端部に形成される第１連通穴と、第１長手方向端部の反対側のケースの第２長手方向端部に形成される第２連通穴と、ケースの長手方向に沿って延在する第３連通穴とを含み、第１撹拌部材は、第１連通穴側に向かう第１方向に現像剤を移動させ、現像剤は、第１連通穴を通じて第１現像剤収容チャンバーから第２現像剤収容チャンバーに移動し、第２撹拌部材は、第２連通穴側に向かい、第１連通穴から遠ざかる第２方向に現像剤を移動させ、第２現像剤収容チャンバーは、現像剤が第２連通穴を通じて重力によって第２現像剤収容チャンバーから第１現像剤収容チャンバーに移動するように第１現像剤チャンバーの上側に配置され、現像ローラーは、第３連通穴と並んで配置され、第２現像剤収容チャンバーから現像剤を受け取り、現像剤は、現像ローラーから第１現像剤収容チャンバーに第３連通穴を通じて移動するものであってもよい。

また第２現像剤収容チャンバー内で第２撹拌部材と現像剤通路との間に配置され、現像剤が第２現像剤収容チャンバーから第１現像剤収容チャンバーに第１連通穴を通じて移動するのを妨げるように構成されるガイド部材をさらに含むものであってもよい。

また、現像剤は、トナー粒子と磁性体のキャリアー粒子とからなる２成分現像剤であり、現像装置は、現像ローラーに対向して配置され、第２現像剤収容チャンバーから２成分現像剤を受け取り、その外周面上にトナー粒子と磁性体のキャリア粒子とからなる磁性体ブラシーを形成するように構成される磁気ローラーをさらに含み、磁性体ブラシーのトナー粒子は現像ローラーに移送されて現像ローラーにトナー層を形成するものであってもよい。

以上説明したように本発明によれば、現像剤移送ユニットがケースの外部に設けられるため、現像剤移送ユニットのためのシーリング部を構成する必要なく、現像剤を移送させることが可能になる。

また、現像剤移送ユニットを単一の磁石で構成できるため、磁石の配列を単純化し、製造コストを低減することが可能になる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

なお、下記の説明において周知の技術については説明を明瞭にするためにその説明を適宜省略するものとする。

図１は、本発明の一実施形態による画像形成装置の構成を示す断面図である。
本実施形態は、例えば、複写機、ファクシミリー、黒白やカラープリンタのような電子写真方式の画像形成装置及びこれに備えられる現像装置に関するものである。ここで、現像装置は、非磁性のトナーと磁性体のキャリアとを混合した２成分現像剤を使用する。

図１に示すように、本実施例による画像形成装置は、本体１０、給紙装置２０、露光装置３０、感光装置４０、現像装置１００、転写装置５０、定着装置６０及び排紙装置７０を含んで構成される。

本体１０は、画像形成装置の外観を形成する一方で、内部に組み込まれた各種部品を支持する。

給紙装置２０は、印刷媒体である用紙Ｓを供給するためのもので、用紙Ｓが積載される給紙トレイ２１と、給紙トレイ２１に積載された用紙を１枚ずつピックアップするピックアップローラー２２と、を備えることができる。ピックアップローラー２２によりピックアップされた用紙は、移送ローラー２３により現像装置１００側に移動する。

一実施形態によれば、カラー画像を具現すべく、現像装置１００が、相異なる色のトナー、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の色のトナーがそれぞれ収容される４個の現像器１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋで構成される。この現像装置１００は、所望の特定カラー画像の性能に応じて単一またはいずれの個数の現像器にしても良い。

現像装置１００の具体的な構成については後述される。
感光装置４０は、露光装置３０が画像情報に相応する光を照射すると表面に静電潜像が形成される感光体４１と、感光体４１の表面を所定電位に帯電させるための帯電ローラー４２とでそれぞれ構成される４個の感光装置４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋを備えることができる。

なお、露光装置３０は、４個の露光装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋを備え、各感光装置４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの感光体４１に、印刷される画像に応じて光が照射されると、それぞれの露光装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋから照射されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色の画像情報に対応する光によって、各感光体４１の表面には静電潜像が形成される

転写装置５０は、各感光体４１に現像されたトナー画像を用紙に転写するためのもので、各感光体４１に接触して循環走行する転写ベルト５１と、転写ベルト５１を駆動させる駆動ローラー５２と、転写ベルト５１の一定の張力を保持させるテンションローラー５３と、各感光体４１に現像されているトナー画像を用紙に転写するための４個の転写ローラー５４と、を含むことができる。

以上説明したカラー画像形成装置では、４つの原色に対応する４個の装置が、露光装置３０、感光装置４０、現像装置１００及び転写装置に提供されるとしたが、本実施形態は、これら装置のいずれの特定個数にも限定されず、いかなる異なるまたは変更された応用も可能であることは当業者には明らかである。

定着装置６０は、用紙に転写された画像に熱と圧力を加えて画像を用紙に定着させるもので、トナーの転写された用紙に熱を加えるための熱源を有する加熱ローラー６１と、加熱ローラー６１に所定圧力で押圧される加圧ローラー６２と、を含むことができる。

排紙装置７０は、印刷を終えた用紙を本体１０の外部に排出するためのもので、排紙ローラー７１と、排紙ローラー７１に相対向する排紙バックアップローラー７２と、を含むことができる。

上記のような構成を有する画像形成装置において、印刷動作が行われる場合には、まず、帯電ローラー４２には高電圧が印加され、これによって感光体４１の表面は所定電位に帯電される。

４個の露光装置３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色の画像情報に対応する光を、各感光装置４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの感光体４１に照射する。

このように光が照射されると、感光体４１の表面に静電潜像が形成される。各感光装置４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋ内のトナーは、後述する現像ローラー１２０に供給され、現像ローラー１２０は感光体４１に形成されている静電潜像にトナーを付着させる。

これにより、各感光体４１にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色のトナー画像が形成される。

一方、給紙トレイ２１に積載されていた用紙Ｓは、ピックアップローラー２２によりピックアップされて転写ベルト５１に乗って現像装置１００に移送される。転写ベルト５１により移送される用紙が、各感光体４１と転写ローラー５４との間を順に通過しつつ、各感光体４１に現像されているイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック色のトナー画像が用紙に重畳転写され、用紙にはカラー画像が形成される。

用紙に転写されたトナー画像は、定着装置６０を通りつつ用紙に固着され、以降、排紙装置７０から本体１０外部に排出される。

図２は、本発明の画像形成装置に含まれる現像装置の第１実施例を示す一部切欠き斜視図であり、図３は、図２のＩ−Ｉに沿った断面図であり、図４は、図２のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図であり、図５は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。

この現像装置１００は、例えば、平均粒径７μｍのトナーと平均粒径５５μｍのキャリアとを混合した現像剤Ｔを収容し、現像剤Ｔを感光体４１に供給するためのもので、４個の現像器１００Ｙ，１００Ｍ，１００Ｃ，１００Ｋで構成される。これら４個の現像器１００Ｙ，１００Ｍ，１００Ｃ，１００Ｋはいずれも同一の構成及び動作を有し、以下、現像装置１００として説明するものとする。

図２及び図３に示すように、この現像装置１００は、該現像装置１００の外観を形成し、長手方向に延在する開口部１１１を有しながら、現像剤Ｔを収容するケース１１０と、開口部１１１が延在する方向に平行な軸線の周りに回転自在に設けられ、ケース１１０内のトナーを感光体４１に供給する現像ローラー１２０と、ケース１１０内で上下に区画され、収容されている現像剤Ｔを撹拌しながら移送する第１及び第２オーガー部１３０，１４０と、現像ローラー１２０の外周面と所定間隔離間するようにしてケース１１０の内側に延長突出され、現像ローラー１２０の表面に付着する現像剤Ｔの量を規制する規制部材１５０と、第１オーガー部１３０の現像剤Ｔを第２オーガー部１４０に移送する現像剤移送ユニット１６０と、を含む。

ケース１１０は、現像剤Ｔを収容してこれを感光体４１に供給し、感光体４１から現像剤Ｔを回収するための現像剤収容容器の機能を果たすもので、隔壁１１２を介して下部の第１オーガー部１３０と上部の第２オーガー部１４０とに区画される。

隔壁１１２の両端部には、区画された第１及び第２オーガー部１３０，１４０を連通させ、第１オーガー部１３０から第２オーガー部１４０へ、または第２オーガー部１４０から第１オーガー部１３０へと現像剤Ｔを移送するための移送通路を形成する第１及び第２連通部１１３，１１４がそれぞれの所定幅で形成される。

また、ケース１１０は、現像ローラー１２０と略同一の長さで形成され、第１及び第２オーガー部１３０，１４０を互いに連通させる第３連通部１１５をさらに備える。この第３連通部１１５を通じて、第２オーガー部１４０の現像剤Ｔを現像ローラー１２０に供給し、この供給された一部の現像剤Ｔを第１オーガー部１３０に回収することができ、よって、現像ローラー１２０に供給された現像剤Ｔが新しい現像剤Ｔと十分に撹拌するようにし、現像剤Ｔの劣化を低減することが可能になる。

この場合、第１オーガー部１３０の一側壁１１６は、第２オーガー部１４０から現像ローラー１２０に供給された現像剤Ｔが第３連通部１１５を通じて第１オーガー部１３０に戻る際に、この現像剤を円滑に第１オーガー部１３０に導くように傾斜してある。

第１オーガー部１３０は、内部に現像剤Ｔを収容する第１収容部１３１と、第１収容部１３１に収容された現像剤Ｔを撹拌、移送させる第１オーガースクリュー１３２とを含み、第２オーガー部１４０は、内部に現像剤Ｔを収容する第２収容部１４１と、第２収容部１４１に収容された現像剤Ｔを撹拌、移送させる第２オーガースクリュー１４２とを含む。

第１及び第２オーガースクリュー１３２，１４２は、それぞれの軸線方向にらせん状に延在する撹拌翼１３２ａ，１４２ａをそれぞれ備え、現像スリーブ１２１の軸線と平行な軸線を持ちながら回転自在に設置される。このように構成された一対のオーガースクリュー１３２，１４２は、互いに反対の軸線方向に現像剤Ｔを移送することとなる。

隔壁１１２で区分された第１及び第２オーガー部１３０，１４０のうち下部の第１オーガー部１３０の現像剤Ｔは、図３に示すように、第１オーガースクリュー１３２の動作によって“ａ”方向に移送され、このように移送された現像剤Ｔは、第１連通部１１３を通じて上部の第２オーガー部１４０に移送される。

この現像剤Ｔは第２オーガー部１４０において第２オーガースクリュー１４２の動作によって撹拌、移送されながら一部が現像ローラー１２０に供給され、その供給された一部が第３連通部１１５を通じて第１オーガー部１３０に回収され（図５参照）、残りは軸方向に移送され、第２連通部１１４を通じて第１オーガー部１３０に移送される。

すなわち、第１連通部１１３を通じて第１オーガー部１３０の現像剤Ｔが第２オーガー部１４０に移送され、第２オーガー部１４０に移送された現像剤Ｔは、第２連通部１１４を通じて第１オーガー部１３０に落下し、一方向（“ａ”方向）に循環する。

本実施例では、第１オーガー部１３０は、現像剤Ｔが供給される現像剤供給口１１０ａが設けられ、現像剤供給口１１０ａには現像剤貯蔵容器（図示せず）が接続される。

規制部材１５０は、基端側がケース１１０に固定され、先端側が現像スリーブ１２１の外周面と所定間隔をおいて相対向してケース１１０の開口部１１１側へと延長突出される。

現像ローラー１２０は、回転移動する外周面の部分が順に開口部１１１に向かうようにケース１１０の開口部１１１の少なくとも一部分に設置される円筒形状の現像スリーブ１２１と、現像スリーブ１２１内に設けられ、回転移動する現像スリーブ１２１の外周面上に磁界を発生させる複数の磁石を備えた磁界発生ユニット１２２と、を含む。

現像スリーブ１２１は、例えば、アルミニウムなどの非磁性体からなり、磁界発生ユニット１２２により発生した磁界を用いて現像剤Ｔを感光体４１に供給し、また、該感光体４１から未使用の現像剤Ｔを回収する。

磁界発生ユニット１２２は、所定の間隔で円周方向に沿って設置された複数の磁石（本実施例では５個の磁石）を備えた多極磁石からなっており、それぞれの磁石は、現像スリーブ１２１の法線方向に磁力線を発生させるように設置されている。複数の磁石は、第２オーガー部１４０の現像剤Ｔを受け取り可能な一方で、感光体４１に供給された現像剤Ｔが第３連通部１１５の上側で分離されるように適宜配置される。

このような磁界発生ユニット１２２の磁石の配置は本発明の分野では公知のもので、その具体的な説明は省略するものとする。

この現像装置１００は、第１オーガー部１３０の現像剤Ｔを第２オーガー部１４０に移送するための現像剤移送ユニット１６０をさらに含む。

現像剤移送ユニット１６０は、図２及び図４に示すように、第１連通部１１３に近接してケース１１０外部の所定領域に配置されるが、現像剤Ｔを移送させるための磁石部１６１と、磁石部１６１を駆動する駆動部１７０と、磁石部１６１を覆うカバー部１６２と、を含むことができる。

磁石部１６１は、第１連通部１１３の幅と対応する長さを持つローラー形状で設けられ、一側は駆動部１７０に連結され、他側はカバー部１６２に回転可能に取り付けられる。

ケース１１０には、円筒形状の磁石部１６１に対応して弧形状の着座部１１７が設けられる。磁石部１６１の外周面とケース１１０の着座部１１７の外面は、第１オーガー部１３０内の現像剤Ｔに磁石部１６１の磁力が及ぶように所定間隔を保つ。

現像剤Ｔの円滑な付着及び離脱のために現像剤Ｔに及ぶ磁力を調節すべく、着座部１１７及び／または磁石部１６１の形状及び曲率、磁石部１６１と着座部１１７間の離間距離などは、特定設計及び／または現像装置の仕様にしたがって所望通りに実験的に調整すれば良い。

図４に示すように、磁石部１６１により第１オーガー部１３０の現像剤Ｔは、磁石部１６１に近接しているケース１１０の内面１１０ａに付着され、磁石部１６１が回転するにつれて現像剤Ｔがケース１１０の内面１１０ａに沿って上方に移動し、第１連通部１１３を通じて第２オーガー部１４０に移送される。

第２オーガー部１４０に移送された現像剤Ｔは、ケース１１０の内面１１０ａに沿って上昇し続いてから磁石部１６１から十分に遠ざかると、現像剤Ｔの自重によりケース１１０の内面１１０ａから離れ、第２オーガー部１４０に安着する。

本実施例では、磁石部１６１は、製造コストの節減の目的で、外周面が単一の磁極を持つようにすることができる。ここで、磁石部１６１の外周面は、Ｎ極またはＳ極のいずれかであっても良い。

また、磁石部１６１は、現像ローラー１２０の磁界発生ユニット１２２と同様に外周面を複数の磁極としても良く、この場合、磁石部１６１の外周面はＮ極とＳ極が交互に形成されることが好ましい。

上記のような構成によれば、現像剤移送ユニット１６０がケース１１０の外部に配置されているため、磁石部１６１に現像剤Ｔが直接吸着または接触することなく、回転する磁石部１６１の磁力によって現像剤Ｔが移送され、ケース１１０内にそのまま残ることができる。

したがって、現像剤移送ユニット１６０の存在によるシーリング部を構成する必要がない。例えば、駆動部１７０が磁石部１６１と結合するカバー１６２の領域にシーリング部を構成する必要がない。

なお、本実施例によれば、現像剤Ｔが自重により内面１１０ａから離れるようにし、現像剤移送ユニット１６０を複雑な磁石配置無しで単一磁極を持つ単純な磁石部１６１を用いて構成することができる。

駆動部１７０は、磁石部１６１を回転させるための駆動力を提供する機能を果たすもので、現像剤移送ユニット１６０専用の駆動部を備えても良いが、本実施例では、図２に示すように、単一の駆動部によって第１及び第２オーガースクリュー１３２，１４２と磁石部１６１が駆動されるようにした。この時、単一の駆動部１７０は１つまたはそれ以上のギア（図示せず）を含み、適切な回転速度で磁石部１６１に回転力を伝達することができる。

次に、上記の構成を有する現像装置の現像剤移送動作を、添付の図面を参照しつつ説明する。

現像剤供給口１１０ａを通じて第１オーガー部１３０に供給された現像剤Ｔは、第１オーガースクリュー１３２の駆動により撹拌されながら現像剤移送ユニット１６０側に移送される。

現像剤移送ユニット１６０側に移送された現像剤Ｔは、磁石部１６１の磁力によってケース１１０の着座部１１７内面に付着され、磁石部１６１が回転するに伴ってケース１１０の内面１１０ａに沿って上方に移動し、第１連通部１１３を通じて第２オーガー部１４０に移送される。

第２オーガー部１４０に移送された現像剤Ｔは、内面１１０ａに沿ってさらに上昇し、磁石部１６１から遠ざかるとその自重によりケース１１０の内面１１０ａから分離され、第２オーガー部１４０に安着する。

第２オーガー部１４０では、第２オーガースクリュー１４２の動作により現像剤Ｔが撹拌されつつ移送され、一部は現像ローラー１２０に供給され、残りは、軸方向に移送され、第２連通部１１４を通じて第１オーガー部１３０に移送される。このとき、現像ローラー１２０に供給された現像剤Ｔの一部は第３連通部１１５を通じて第１オーガー部１３０に回収される。

図６は、本発明の第２実施例による現像装置を示す断面図で、上述した実施例と同一の構成については同一の参照符号を共通使用し、簡明さのためにその説明は省略する。

本発明の第２実施例による現像装置は、図６に示すように、第２オーガー部１４０に移送された現像剤Ｔが、ケース１１０の内面１１０ａから分離される場合、第１連通部１１３を通じて第１オーガー部１３０に再び落下するのを防止するガイド部１８０を備えることができる。

また、本実施例では、磁石部１６１の回転軸を着座部１１７の下側に移し、着座部１１７に対応するケース１１０の内面１１０ａと磁石部１６１間の離間距離が、第１オーガー部１３０側から第２オーガー部１４０側に行くほど遠ざかるようにする。

これにより、第１オーガー部１３０の現像剤Ｔがより強い磁力で円滑にケース１１０の内面１１０ａに付着され、第１連通部１１３を通じて第２オーガー部１４０に移送された現像剤Ｔはより弱い磁力を受け、ケース１１０の内面１１０ａからより容易に分離されることとなる。

ここで、着座部１１７は、上記では単一曲率を有する弧形状にしたが、本実施例では、第１オーガー部１３０側のケース内面１１０ａと磁石部１６１間の隔離距離ｄ１よりも第２オーガー部１４０側のケース内面１１０ａと磁石部１６１間の隔離距離ｄ２が大きくなるような範囲で着座部１１７は様々な曲率または傾斜を持つようにしても良い。

図７は、本発明の第３実施例による現像装置を示す断面図で、同様に、上記の各実施例と同一の構成には同一の参照符号を付し、その重複説明は省略するものとする。

本実施例による現像装置２００は、磁気ローラーの表面にトナーとキャリアとからなる磁気ブラシーを形成し、この磁気ブラシーからトナーのみを現像ローラーに供給し、このトナーを感光体に移送させて感光体上の静電潜像を現像させるハイブリッド方式の現像装置の形をとることができる。

特に、図７に示すように、現像装置２００は、外観を形成し、現像剤Ｔを収容するケース２１０を備える。このケース２１０は、長手方向に延在する開口部２１１を有し、内部に現像ローラー２２０及び磁気ローラー２３０を収容する。

さらに、現像装置２００は、ケース２１０内で上下に区画され、現像剤Ｔを撹拌しながら移送する第１及び第２オーガー部２４０，２５０と、規制部材２６０と、第１オーガー部２４０の現像剤Ｔを第２オーガー部２５０に移送させる現像剤移送ユニット１６０と、を含むことができる。

ケース２１０は、現像剤Ｔを収容してそれを感光体４１に供給し、感光体４１から回収された現像剤Ｔを収容する現像剤収容容器の機能を果たすもので、隔壁２１２によって下部の第１オーガー部２４０と上部の第２オーガー部２５０とに区画される。

ケース２１０の第１及び第２オーガー部２４０，２５０、第１，２，３連通部２１３，２１５（第２連通部は図示せず）、及び傾斜面２１６は、上で説明したケース１１０におけるそれらと略同一の構成を有するから、その重複説明は省かれる。

現像ローラー２２０は、感光体４１及び磁気ローラー２３０と非接触状態で配置される。交流／直流電源（図示せず）と直流電源（図示せず）は、現像ローラー２２０から感光体４１にトナーを移動させるための現像バイアスと、磁気ローラー２３０から現像ローラー２２０にトナーを移動させるための供給バイアスをそれぞれ提供することができる。

磁気ローラー２３０は、回転するスリーブ２３１と、スリーブ２３１内に設置され、磁気ブラシーを生成するのに必要な磁気力を提供する磁気コア２３２と、を備える。現像剤移送ユニット１６０は、第１及び第２実施例と同一の構成とすることができ、一例として、第１実施例の現像剤移送ユニットと同一に構成されることができる。

特に、現像剤移送ユニット１６０は、第１連通部２１３に対応するケース２１０外部の所定領域に配置されるが、現像剤Ｔを移送させるための磁石部１６１と、磁石部１６１を駆動する駆動部１７０と、磁石部１６１を覆うカバー部１６２と、を含む。

磁石部１６１は、第１連通部１１３の幅に対応する長さを持つ円筒ローラー形状で設けられ、一側は駆動部（図示せず）に連結され、他側はカバー部１６２に回転自在に固定される。

ここで、ケース２１０は、ローラー形状の磁石部１６１に対応して弧形状の着座部２１７が設けられる。磁石部１６１の外周面とケース２１０の着座部２１７の外面は、第１オーガー部２４０内の現像剤Ｔに磁石部１６１の磁力が及ぶような所定の間隔で互いに離間されている。

このような構成により、トナーとキャリアは第１及び第２オーガースクリュー２４２，２５２の回転によって撹拌され互いに摩擦しつつトナーが帯電される。

第１オーガースクリュー２４２により撹拌されつつ第１収容部２４１内の第１連通部２１３側に移送された現像剤Ｔは、磁石部１６１により磁石部１６１に隣接するケース２１０の内面２１０ａに付着され、磁石部１６１の回転と共に現像剤Ｔがケース２１０の内面２１０ａに沿って上方に移動し、第１連通部２１３を通じて第２オーガー部２５０に移送される。

第２オーガー部２５０に移送された現像剤Ｔは、ケース２１０の内面２１０ａに沿って続けて上昇してから磁石部１６１から遠ざかると、その自重によりケース２１０の内面から分離され、第２オーガー部２５０の第２収容部２５１に安着する。

第２オーガー部２５０の現像剤Ｔは、第２オーガースクリュー２５２により撹拌されつつ磁気ローラー２３０に到達する。

規制部材２６０は、磁気ローラー２３０に生成された磁気ブラシーを均一に規制し、現像ローラー２２０と磁気ローラー２３０とが対面する供給領域Ａにおいてトナーは、磁気ローラー２３０に印加される供給バイアスによって磁気ブラシーから分離され、現像ローラー２２０に供給される。これにより、現像ローラー２２０上には均一なトナー層が形成される。

一方、帯電ローラー４２は感光体４１の表面を均一な電位で帯電させ、露光装置３０は、画像情報に対応する光を感光体４１に照射する。これにより、感光体４１の表面には、互いに異なる電位を有する画像部と非画像部とを含む静電潜像が形成される。

現像ローラー２２０に形成されたトナー層が感光体４１と現像ローラー２２０とが対面する現像領域Ｂを通過する間に、現像バイアスによってトナーが現像ローラー２２０上のトナー層から分離されて画像部に付着される。これにより、感光体４１上には可視的なトナー画像が形成される。

以降、現像ローラー２２０から回収される未使用のトナーは、磁気ローラー２３０の磁気ブラシーに結合され、磁気ローラー２３０の磁気コア２３２に配置された磁極の磁力によって磁気ローラー２３０から分離され、第３連通部２１５を通じて第１オーガー部２４０に取り入れられる。

したがって、本発明の第３実施例に含まれる現像剤移送ユニットは、上記のようにハイブリッド方式の現像装置に適用でき、第１実施例と同一の作用効果が発揮できる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明の一実施形態による画像形成装置の構成を示す断面図である。 本発明の第１実施形態にかかる現像装置を示す一部切欠き斜視図である。 図２のＩ−Ｉ線断面図である。 図２のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 本発明の第２実施形態にかかる現像装置を示す断面図である。 本発明の第３実施形態にかかる現像装置を示す断面図である。

符号の説明

１０ 本体
４０ 感光装置
４１ 感光体
５０ 転写装置
１００ 現像装置
１１０ ケース
１１１ 開口部
１１２ 隔壁
１１３ 第１連通部
１１４ 第２連通部
１２０ 現像ローラー
１３０ 第１オーガー部
１４０ 第２オーガー部
１６０ 現像剤移送ユニット
１６１ 磁石部
１７０ 駆動部

Claims (22)

1. 静電潜像を保持するように構成された表面を有する感光体と、
   現像剤を前記感光体に供給するように配列され、静電潜像を現像する現像装置と、を含む画像形成装置において、
   前記現像装置の外観を形成するケースと、
   前記ケース内に設けられ、第１現像剤収容可能体積を形成する第１現像剤収容チャンバーと、
   前記ケース内に設けられ、第２現像剤収容可能体積を形成する第２現像剤収容チャンバーと、
   前記ケースの内部に設けられ、前記現像剤が少なくとも前記第１現像剤収容チャンバーから前記第２現像剤収容チャンバーに移動する通路を形成する現像剤通路と、
   前記ケースの外部に設けられ、前記現像剤を前記第１現像剤収容チャンバーから前記第２現像剤収容チャンバーに移動させるように構成される現像剤移送ユニットと、
   を含むことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１現像剤収容チャンバー内に配置され、前記第１現像剤収容チャンバー内に入っている現像剤を前記現像剤通路への第１方向に移動させるように構成される第１撹拌部材と、
   前記第２現像剤収容チャンバー内に配置され、前記第２現像剤収容チャンバー内に入っている現像剤を前記第１方向と反対方向である第２方向に移動させるように構成される第２撹拌部材と、
   をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１及び第２撹拌部材がそれぞれ、回転軸の周りを回転する複数のらせん状の翼を有するオーガースクリューを含むことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記現像剤移送ユニットが磁石を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記ケースの外部に配置され、前記磁石を回転させるように回転力を前記磁石に伝達する駆動部をさらに含み、
   前記磁石は、前記現像剤通路に隣接した位置で前記ケースの外部に回転自在に支持されることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記磁石が、単一磁極の磁石を含むことを特徴とする請求項４〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記磁石が、その長手軸の周りを回転する円筒ローラー形状を有し、
   前記ケースは、前記現像剤通路に隣接して設けられ、前記ケース側に凹まれた曲率を有し、前記磁石の円筒ローラー形状に相応する弧形状のケース壁を有する着座部を含むことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
8. 前記磁石が、前記磁石の軸中心から前記弧形状のケース壁に延びる放射状直線の長さがいずれも同一となるように前記着座部に対して配置されることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記磁石が、前記磁石の軸中心から前記第１現像剤収容チャンバーに隣接する前記弧形状のケース壁の第１部分まで延びる第１放射状直線の第１長さが、前記磁石の軸中心から前記第２現像剤収容チャンバーに隣接する前記弧形状のケース壁の第２部分まで延びる第２放射状直線の第２長さよりも短くなるように前記着座部に対して配置されることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
10. 前記現像剤通路が、
    前記現像剤移送ユニットに隣接する前記ケースの第１長手方向端部に形成される第１連通穴と、
    前記第１長手方向端部の反対側の前記ケースの第２長手方向端部に形成される第２連通穴と、
    前記ケースの長手方向に沿って延在する第３連通穴と、
    を含み、
    前記第１撹拌部材は、前記第１連通穴側に向かう第１方向に現像剤を移動させ、前記現像剤は、前記第１連通穴を通じて前記第１現像剤収容チャンバーから前記第２現像剤収容チャンバーに移動し、
    前記第２撹拌部材は、前記第２連通穴側に向かい、前記第１連通穴から遠ざかる第２方向に現像剤を移動させ、前記第２現像剤収容チャンバーは、現像剤が前記第２連通穴を通じて重力によって前記第２現像剤収容チャンバーから前記第１現像剤収容チャンバーに移動するように前記第１現像剤チャンバーの上側に配置され、
    前記現像ローラーは、前記第３連通穴と並んで配置され、前記第２現像剤収容チャンバーから現像剤を受け取り、前記現像剤は、前記現像ローラーから前記第１現像剤収容チャンバーに前記第３連通穴を通じて移動することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
11. 前記第２現像剤収容チャンバー内で第２撹拌部材と前記現像剤通路との間に配置され、現像剤が前記第２現像剤収容チャンバーから前記第１現像剤収容チャンバーに前記第１連通穴を通じて移動するのを妨げるように構成されるガイド部材をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記現像剤は、トナー粒子と磁性体のキャリアー粒子とからなる２成分現像剤であり、
    前記画像形成装置は、
    前記感光体に対向する現像ローラーの第２側面の反対側の現像ローラーの第１側面側に現像ローラーに対向して配置され、前記第２現像剤収容チャンバーから２成分現像剤を受け取り、その外周面上にトナー粒子と磁性体のキャリア粒子とからなる磁性体ブラシーを形成するように構成される磁気ローラーをさらに含み、
    前記磁性体ブラシーの前記トナー粒子は現像ローラーに移送されて前記現像ローラーにトナー層を形成し、前記現像ローラーは前記トナー粒子を感光体に供給し、静電潜像を現像するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
13. 前記現像装置の外観を形成するケースと、
    前記ケース内に設けられ、第１現像剤収容可能体積を形成する第１現像剤収容チャンバーと、
    前記ケース内に設けられ、第２現像剤収容可能体積を形成する第２現像剤収容チャンバーと、
    前記ケースの内部に設けられ、前記現像剤が少なくとも前記第１現像剤収容チャンバーから前記第２現像剤収容チャンバーに移動する通路を形成する現像剤通路と、
    前記ケースの外部に設けられ、前記現像剤を前記第１現像剤収容チャンバーから前記第２現像剤収容チャンバーに移動させるように構成される現像剤移送ユニット、
    を含むことを特徴とする現像装置。
14. 前記第１現像剤収容チャンバー内に配置され、前記第１現像剤収容チャンバー内に入っている現像剤を前記現像剤通路への第１方向に移動させるように構成される第１撹拌部材と、
    前記第２現像剤収容チャンバー内に配置され、前記第２現像剤収容チャンバー内に入っている現像剤を前記第１方向と反対方向である第２方向に移動させるように構成される第２撹拌部材と、
    をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の現像装置。
15. 前記現像剤移送ユニットが、前記現像剤通路に隣接した位置で前記ケースの外部に回転自在に支持される磁石を含むことを特徴とする請求項１３〜１４のいずれかに記載の現像装置。
16. 前記磁石が、単一磁極の磁石を含むことを特徴とする請求項１５に記載の現像装置。
17. 前記磁石が、その長手軸の周りを回転する円筒ローラー形状を有し、
    前記ケースは、前記現像剤通路に隣接して設けられ、前記ケース側に凹まれた曲率を有し、前記磁石の円筒ローラー形状に相応する弧形状のケース壁を有する着座部を含むことを特徴とする請求項１５〜１６のいずれかに記載の現像装置。
18. 前記磁石が、前記磁石の軸中心から前記弧形状のケース壁に延びる放射状直線の長さがいずれも同一となるように前記着座部に対して配置されることを特徴とする請求項１７に記載の現像装置。
19. 前記磁石が、前記磁石の軸中心から前記第１現像剤収容チャンバーに隣接する前記弧形状のケース壁の第１部分まで延びる第１放射状直線の第１長さが、前記磁石の軸中心から前記第２現像剤収容チャンバーに隣接する前記弧形状のケース壁の第２部分まで延びる第２放射状直線の第２長さよりも短くなるように前記着座部に対して配置されることを特徴とする請求項１７に記載の現像装置。
20. 前記現像剤通路が、
    前記現像剤移送ユニットに隣接する前記ケースの第１長手方向端部に形成される第１連通穴と、
    前記第１長手方向端部の反対側の前記ケースの第２長手方向端部に形成される第２連通穴と、
    前記ケースの長手方向に沿って延在する第３連通穴と、
    を含み、
    前記第１撹拌部材は、前記第１連通穴側に向かう第１方向に現像剤を移動させ、前記現像剤は、前記第１連通穴を通じて前記第１現像剤収容チャンバーから前記第２現像剤収容チャンバーに移動し、
    前記第２撹拌部材は、前記第２連通穴側に向かい、前記第１連通穴から遠ざかる第２方向に現像剤を移動させ、前記第２現像剤収容チャンバーは、現像剤が前記第２連通穴を通じて重力によって前記第２現像剤収容チャンバーから前記第１現像剤収容チャンバーに移動するように前記第１現像剤チャンバーの上側に配置され、
    前記現像ローラーは、前記第３連通穴と並んで配置され、前記第２現像剤収容チャンバーから現像剤を受け取り、前記現像剤は、前記現像ローラーから前記第１現像剤収容チャンバーに前記第３連通穴を通じて移動することを特徴とする請求項１４に記載の現像装置。
21. 前記第２現像剤収容チャンバー内で第２撹拌部材と前記現像剤通路との間に配置され、現像剤が前記第２現像剤収容チャンバーから前記第１現像剤収容チャンバーに前記第１連通穴を通じて移動するのを妨げるように構成されるガイド部材をさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載の現像装置。
22. 前記現像剤は、トナー粒子と磁性体のキャリアー粒子とからなる２成分現像剤であり、
    前記現像装置は、
    前記現像ローラーに対向して配置され、前記第２現像剤収容チャンバーから２成分現像剤を受け取り、その外周面上にトナー粒子と磁性体のキャリア粒子とからなる磁性体ブラシーを形成するように構成される磁気ローラーをさらに含み、
    前記磁性体ブラシーの前記トナー粒子は現像ローラーに移送されて前記現像ローラーにトナー層を形成することを特徴とする請求項２０に記載の現像装置。
    

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