JP2009288581A - 現像装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送スクリューにより攪拌搬送される現像剤を現像ローラ上にムラなく供給することができ、画像不良を防止可能な現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像装置１６には、第１搬送スクリュー３１、第２搬送スクリュー３２、第１磁気ローラ３４、第２磁気ローラ４１及び現像ローラ３３が備えられている。第２搬送スクリュー３２の螺旋羽根３２ｂは回転軸３２ａに対して角度θ１傾斜し、第２磁気ローラ４１の溝部４１ｂは回転軸４１ａに対して角度θ２傾斜しており、第２搬送スクリュー３２及び第２磁気ローラ４１の回転により、溝部４１ｂの螺旋は、螺旋羽根３２ｂの位相と反対方向に移動する。
【選択図】図３

Description

本発明は、磁性キャリアとトナーとから成る二成分現像剤を使用し、像担持体上の静電潜像を現像する現像装置、及びそれを備えた複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。

従来、画像形成装置に使用される現像装置としては、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させる二成分現像剤を使用する現像装置が知られている。かかる現像装置は、感光体ドラムに対向するように配置され、現像剤を担持する現像ローラと、この現像ローラのスラスト方向に一方の端部から他端部へと現像剤を攪拌搬送する第１搬送スクリューと、第１搬送スクリューと略平行に配置され、第１搬送スクリューとは逆方向に現像剤を攪拌搬送する第２搬送スクリューとを有している。

また、第１搬送スクリューと第２搬送スクリューとの間には仕切板が設けられ、第１攪拌室と第２攪拌室に区画されている。そして、現像装置の長手方向両端部において、第１攪拌室と第２攪拌室の間を現像剤が移動することができるよう仕切板のない領域が設けられており、現像剤は第１及び第２搬送スクリューの回転によって、第１攪拌室と第２攪拌室とを循環するように構成されている。

さらに、第１攪拌室に現像ローラと磁気ローラとを有し、磁気ローラを用いて現像剤を像担持体（感光体）に対して非接触に設置した現像ローラ上に移行させ、この現像ローラ上にトナーを転移させて非磁性トナーで薄層を形成し、像担持体上の静電潜像をトナー像とする現像方式が行われている。かかる現像方式では、磁気ローラ上の現像剤は磁気ブラシを形成し、規制部材により層厚が規制された後、トナーが現像ローラへ移動する。

このような二成分現像剤を現像ローラへ供給する方法として、例えば、特許文献１には、現像ローラにおいて、複数の磁極のうち回転方向に沿って感光体に対する磁極の下流側の磁極と、これと隣接し且つ現像剤貯蔵部に対向する磁極の上流側の磁極と、の間の磁極中心角度を、他の隣接する磁極間より広く配置し、現像ローラの表面を、非現像時には現像時と逆方向に回転させて現像剤を除去することにより、現像、非現像の切り換え時間の短縮や混色の防止を可能とする方法が開示されている。

かかる特許文献１には、内部にマグネットローラを有し、磁力により現像剤を吸着すると共にスリーブの回転により搬送する搬送ローラ（磁気ローラ）を用い、一対のスクリューにより循環、混合、攪拌されている現像剤を搬送ローラにより汲み上げて搬送し、現像ローラに引き渡すことが開示されている。この供給方法では、一般的に搬送スクリューは螺旋形状であり、螺旋羽根の作動によって現像剤を跳ね上げ、跳ね上げられた現像剤を搬送ローラにより汲み上げ、該ローラ上に層厚を規制した後、現像ローラに接触させて供給している。
特開平９−２７４３８６号公報

しかし、特許文献１に示すような現像剤の供給方法では、螺旋羽根による現像剤の跳ね上げ方は一定ではなくバラツキを有している。かかる現像剤の跳ね上げ方のムラにより、磁気ローラによる現像剤の汲み上げムラが生じると、規制部材によって現像剤を薄層化してもかかるムラは解消されない場合がある。

この状態で現像ローラにトナーが供給されると、現像ローラ上においてもトナー層のムラが生じ、さらに現像ローラ及び感光体ドラム間の現像領域においても現像性能のムラが生じるおそれがある。このように搬送スクリューによる現像剤の跳ね上げムラが、そのまま履歴として残り、スクリュームラとなって画像に現れ、画像不良を発生させる場合がある。

本発明は、上記問題点に鑑み、搬送スクリューにより攪拌搬送される現像剤を現像ローラ上にムラなく供給することができ、画像不良を防止可能な現像装置及びそれを備えた画像形成装置を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は、少なくともキャリア及びトナーを含む二成分現像剤が用いられ、像担持体と対向するように配置される現像ローラと、現像剤を攪拌搬送する螺旋羽根を有する搬送スクリューと、該搬送スクリューにより搬送される現像剤を前記現像ローラに供給する磁気ローラと、を備えた現像装置であって、前記磁気ローラの表面に螺旋状の溝部が形成され、前記溝部の螺旋は、前記搬送スクリュー及び磁気ローラが回転するとき前記螺旋羽根の位相が移動する方向と反対方向に移動することを特徴としている。

また、本発明は、前記螺旋羽根及び前記溝部のピッチは略同じであることを特徴としている。

また、本発明は、前記螺旋羽根及び前記溝部の前記搬送スクリュー及び前記磁気ローラの回転軸に対する傾斜角度は略同じであることを特徴としている。

また、本発明は、前記磁気ローラは、前記現像ローラと対向するように配置される第１の磁気ローラと、前記第１の磁気ローラと前記搬送スクリューとの間に配置される第２の磁気ローラと、から成り、前記第２の磁気ローラに前記溝部が形成されたことを特徴としている。

また、本発明は、前記現像装置を備えた画像形成装置である。

本発明の第１の構成によれば、磁気ローラの表面に螺旋状の溝部を設け、溝部の螺旋が搬送スクリュー及び磁気ローラを回転させたとき、搬送スクリューの螺旋羽根の位相が移動する方向とは反対方向に移動することにより、搬送スクリューに跳ね上げられた現像剤ムラに対し現像剤の搬送方向とは反対方向になるように溝を形成しているので、搬送スクリューの跳ね上げムラを打ち消し、磁気ローラから現像ローラ上にムラなくトナーを供給できる。これにより、スクリュームラの発生を防止し、画像不良を防止することができる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の現像装置において、螺旋羽根及び溝部のピッチを略同じとすることにより、搬送スクリューの跳ね上げムラの各々に対して打ち消す事ができるため、現像剤を磁気ローラ上において軸方向により適切な分布で担持できる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第１または第２の構成の現像装置において、螺旋羽根及び溝部の搬送スクリュー及び磁気ローラの回転軸に対する傾斜角度を略同じとすることにより、搬送スクリューの跳ね上げムラの各々に対して打ち消す事ができるため、現像剤を磁気ローラ上において軸方向により適切な分布で担持できる。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第１〜第３のいずれかの構成の現像装置において、磁気ローラを、現像ローラと対向するように配置される第１の磁気ローラと、第１の磁気ローラと搬送スクリューとの間に配置される第２の磁気ローラと、から構成し、第２の磁気ローラに溝部を形成することとした。

これにより、搬送スクリューに跳ね上げられた現像剤を、第２の磁気ローラ上において軸方向により適切な分布で担持するのみならず、第２の磁気ローラ上で担持後、第１の磁気ローラを介して現像ローラにトナーを供給することができるため、スクリュームラをさらに緩和することができ、現像ローラ上に、よりムラなくトナーを供給することができる。

また、本発明の第５の構成によれば、上記第１〜第４のいずれかの構成の現像装置を備えた画像形成装置とすることにより、画像不良の発生を防止した画像形成を行うことができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置の全体構成を示す概略構成図であり、右側を画像形成装置の前方側として図示している。図１に示すように、画像形成装置１００は、本体下部に積載された用紙を収容する給紙カセット２を備えている。

給紙カセット２の上方には、本体前方から本体後方へ略水平に延び、更に上方へ延びて本体上面に形成された排紙部３に至る用紙搬送路４が形成されており、この用紙搬送路に沿って上流側から順に、ピックアップローラ５、フィードローラ６、中間搬送ローラ７、レジストローラ対８、画像形成部９、定着部１０及び排出ローラ対１１が配置されている。

給紙カセット２には、用紙搬送方向後端部に設けられた回動支点１２ａによって、給紙カセット２に対して回動自在に支持された用紙積載板１２が備えられており、用紙積載板１２上に積載された用紙がピックアップローラ５に押圧されるようになっている。また、給紙カセット２の前方側には、フィードローラ６に圧接するようにリタードローラ１３が配設されており、ピックアップローラ５によって複数枚の用紙が同時に給装された場合には、これらフィードローラ６とリタードローラ１３とによって用紙が捌かれ、最上位の１枚のみが搬送されるよう構成されている。

そして、フィードローラ６とリタードローラ１３とによって捌かれた用紙は、中間搬送ローラ７によって搬送方向を装置後方へと変えられてレジストローラ対８へと搬送され、レジストローラ対８によってタイミングを調整されて画像形成部９へと供給される。

画像形成部９は、電子写真プロセスによって用紙に所定のトナー像を形成するものであり、図１において時計方向に回転可能に軸支された像担持体である感光体ドラム１４と、この感光体ドラム１４の周囲に配置される帯電装置１５、現像装置１６、クリーニング装置１７、用紙搬送路４を挟んで感光体ドラム１４に対向するように配置される転写ローラ１８及び感光体ドラム１４の上方に配置される露光ユニット（ＬＳＵ）１９から構成されており、現像装置１６の上方には、現像装置１６へトナーを補給するトナーコンテナ２０が配置されている。

帯電装置１５には、図示しない電源が接続された導電性ゴムローラ１５ａが備えられており、この導電性ゴムローラ１５ａが感光体ドラム１４に当接するよう配置されている。そして、感光体ドラム１４が回転すると、導電性ゴムローラ１５ａが感光体ドラム１４の表面に接触して従動回転し、この時、導電性ゴムローラ１５ａに所定の電圧を印加することにより、感光体ドラム１４の表面が一様に帯電させられることとなる。

次いで、露光ユニット（ＬＳＵ）１９からのレーザビームにより感光体ドラム１４上に入力された画像データに基づく静電潜像が形成され、現像装置１６により静電潜像にトナーが付着されて感光体ドラム１４の表面にトナー像が形成され、転写ローラ１８により感光体ドラム１４の表面のトナー像が、感光体ドラム１４と転写ローラ１８とのニップ部に形成された転写位置に供給された用紙へと転写される。

トナー像が転写された用紙は、感光体ドラム１４から分離されて定着部１０に向けて搬送される。この定着部１０は、画像形成部９の用紙搬送方向の下流側に配置されており、画像形成部９においてトナー像が転写された用紙は、定着部１０に備えられた加熱ローラ２１、及びこの加熱ローラ２１に圧接される加圧ローラ２２によって加熱、加圧され、用紙に転写されたトナー像が定着される。

そして、画像形成部９及び定着部１０において画像形成がなされた用紙は、排出ローラ対１１によって排紙部３に排出される。一方、転写後に感光体ドラム１４の表面に残留しているトナーはクリーニング装置１７により除去される。そして、感光体ドラム１４は帯電装置１５によって再び帯電され、以下同様にして画像形成が行われる。

図２は本発明の第１実施形態に係る現像装置周辺の側面断面図である。図１と共通する部分には共通する符号を付して説明を省略する。図２に示すように、現像装置１６は、二成分現像剤（以下、単に現像剤と呼ぶ）が収納される現像容器３０を備えており、現像容器３０は仕切板３０ａによって第１及び第２攪拌室３０ｂ、３０ｃに区画され、第１及び第２攪拌室３０ｂ、３０ｃにはトナーコンテナ２０（図１参照）から供給されるトナー（正帯電トナー）をキャリアと混合して撹拌し、帯電させるための第１搬送スクリュー３１及び第２搬送スクリュー（搬送スクリュー）３２が回転可能に配設されている。

第１搬送スクリュー３１及び第２搬送スクリュー３２は、同一の構成であり、それぞれ回転軸３１ａ、３２ａと、その外周面に一体形成された螺旋羽根３１ｂ、３２ｂと、から構成されている。また、第１搬送スクリュー３１及び第２搬送スクリュー３２は、略平行となるように、且つ螺旋羽根３１ｂ、３２ｂの回転軸３１ａ、３２ａに対する傾きが互いに反対方向となるよう現像容器３０内に回転可能に軸支されている。

図示しない駆動モータにより第１搬送スクリュー３１及び第２搬送スクリュー３２が矢印方向に回転すると、現像剤が攪拌されつつ軸方向に搬送され、仕切板３０ａに形成された現像剤通過路（図示せず）を介して第１及び第２攪拌室３０ｂ、３０ｃ間を循環する。なお、第２搬送スクリュー３２の詳細については後述する。

第２搬送スクリュー３２の右方には、現像容器３０の底壁から上方に向かって仕切部３０ｄが突設されており、仕切部３０ｄの右方には、現像容器３０の開口側（図２の右下側）において感光体ドラム１４と対向する現像ローラ３３が設けられている。仕切部３０ｄの上方において現像ローラ３３の左斜上方には、第１磁気ローラ（第１の磁気ローラ）３４が対向配置されている。

また、第１磁気ローラ３４の左方且つ第２搬送スクリュー３２の上方であってこれらの間には、第２磁気ローラ（磁気ローラ、第２の磁気ローラ）４１が第１磁気ローラ３４及び第２搬送スクリュー３２と対向配置されている。第１磁気ローラ３４及び第２磁気ローラ４１は、現像容器３０に回転可能に軸支されており、上記駆動モータとは別個の駆動手段（図示せず）が接続されている。

また、現像ローラ３３、第１磁気ローラ３４は、第２磁気ローラ４１及び第２搬送スクリュー３２と共に、図中時計回り（矢印方向）に回転する。第１磁気ローラ３４及び第２磁気ローラ４１には、内面に永久磁石から成る磁界発生部材（図示せず）が固定されたマグネットローラが使用されている。

第１磁気ローラ３４及び第２磁気ローラ４１の磁界は、感光体ドラム１４の回転に応じて両ローラが回転すると、各磁界発生部材の磁力により、第２搬送スクリュー３２の回転により攪拌搬送される現像剤が第２磁気ローラ４１上に付着（担持）され、次に第２磁気ローラ４１から第１磁気ローラ３４上に担持されて現像剤層（磁気ブラシ）を形成するよう設定されている。第２磁気ローラ４１の詳細については後述する。

第１磁気ローラ３４に担持された現像剤層は、先端が第１磁気ローラ３４との間に所定の隙間を形成するように配設された規制ブレード３５により層厚が規制される。規制ブレード３５は、感光体ドラム１４に供給するトナー量、すなわち現像ローラ３３への現像剤付着量を規制するものであり、例えばＳＵＳ３０３等の非磁性体のＳＵＳ（ステンレス）が用いられる。

規制ブレード３５と第１磁気ローラ３４との隙間によって現像ローラ３３に供給するための現像剤付着量が規制され、第１磁気ローラ３４の表面には数百ミクロンの現像剤薄層が形成される。そして、第１磁気ローラ３４及び現像ローラ３３に印加される現像バイアスの電位差により、第１磁気ローラ３４から現像ローラ３３へとトナーのみが飛翔し、現像ローラ３３上にトナー薄層が形成される。

さらに、所定の現像域において現像ローラ３３に付着したトナーが、感光体ドラム１４の表面電位と現像ローラ３３に印加される現像バイアスとの電位差により感光体ドラム１４へと飛翔して感光層に付着し、感光体ドラム１４表面にトナー像が形成される。なお、現像容器３０には、第１搬送スクリュー３１と対面してトナーセンサ（図示せず）が配置されており、トナーセンサで検知されるトナー濃度に応じてトナーコンテナ２０（図１参照）からトナー補給口３０ｅを介して現像容器３０内にトナーが補給される。

図３は、本実施形態の現像装置における第２搬送スクリュー及び第２磁気ローラの配置構成を示す側面図である。また、図４は、第２磁気ローラの溝部を示す部分拡大側面図である。図１及び図２と共通する部分には共通する符号を付して説明を省略する。図３に示すように、第２搬送スクリュー３２の螺旋羽根３２ｂは、側面（図の表面）から見て左側に傾斜している。このときの螺旋羽根３２ｂの回転軸３２ａに対する角度をθ１とする。

第２攪拌室３０ｃにおいて、第２搬送スクリュー３２が、軸方向右側に向かって時計回り（図２の時計回りに相当）に回転すると、螺旋羽根３２ｂの位相は、図中左側（Ａ方向）に移動する。かかる螺旋羽根３２ｂにより、上記した現像剤通過路を通って第１攪拌室３０ｂ（図２参照）から図中右側端部に搬送された現像剤は、略上方に順次跳ね上げられながら、全体として左側に移動して攪拌搬送される。なお、左側端部に到達した現像剤は、上記現像剤通過路を通って第１攪拌室３０ｂ（図２参照）に搬送される。

一方、図３及び図４に示すように、第２磁気ローラ４１の表面には、螺旋状の溝部４１ｂが形成されている。溝部４１ｂは、側面（図の表面）から見て右側に傾斜している。このときの溝部４１ｂの回転軸４１ａに対する角度をθ２とする。また、図３に示すように、第２搬送スクリュー３２が軸方向右側に向かって時計回り（図２の時計回りに相当）に回転すると、溝部４１ｂの螺旋は、右側（Ｂ方向）に移動する。

ここでは、螺旋羽根３２ｂの外径をＲ１、溝部４１ｂの外径をＲ２とした。また、螺旋羽根３２ｂ及び溝部４１ｂのピッチを共にＬ１とし、第２搬送スクリュー３２及び第２磁気ローラ４１の回転数（ｒｐｍ）を略同一とした。また、最上方に位置する螺旋羽根３２ｂと、最下方に位置する溝部４１ｂと、を軸方向において略同じ位置とした。

そして、第２搬送スクリュー３２及び第２磁気ローラ４１が上記時計回りに回転すると、現像剤は第２搬送スクリュー３２により左方に攪拌搬送される。このとき現像剤は、左側に傾斜する螺旋羽根３２ｂとの当接により左方へ押し出されると共に、螺旋羽根３２ｂの下方から上方への移動により上方へ押し上げられる。このため、現像剤は、最上方に位置する螺旋羽根３２ｂにおいて最も上方に跳ね上げられ、側面視略凸状の連続したピークとなって現れる。かかるピークは、軸方向において螺旋羽根３２ｂの位相と共に左方に連続的に移動する。

このとき、上記ピークを含む現像剤は第２磁気ローラ４１に連続的に当接するが、第２磁気ローラ４１に溝部４１ｂ等の加工を施されてない場合、軸方向において螺旋羽根３２ｂのピッチ間隔で現像剤が過剰に付着した部分が出現する場合がある。このようにムラのある状態で現像剤が第２磁気ローラ４１から第１磁気ローラ３４に移動すると、第１磁気ローラ３４上において規制部材３５（図２参照）によって現像剤の上層が掻き取られ、層厚が規制されても、そのムラがそのまま履歴として残る。

そして、現像バイアスにより第１磁気ローラ３４から現像ローラ３３（図２参照）へトナーが移動した後も、トナー層にムラが生じ、感光体ドラム１４上で形成されたトナー像、さらには転写ローラ１８により用紙に転写された後にも、ピッチ間隔で出現するスクリューマークとなって画像不良が生じるおそれがある。

そこで、第２磁気ローラ４１に、該ローラの回転により溝部４１ｂの螺旋が右方に移動するよう、螺旋状の溝部４１ｂを設けることとした。第２磁気ローラ４１の回転により、溝部４１ｂの螺旋の右方への移動と共に、最下方の溝部４１ｂも右方に移動する。これにより、最下方の溝部４１ｂは、右方から接近する現像剤のピークと順次当接することができる。また、溝部４１ｂは、第２磁気ローラ４１における溝部４１ｂが形成されていない部分よりも現像剤が付着し難くなっている。

これにより、第２磁気ローラ４１上において現像剤が部分的に過剰に担持されることを防止し、軸方向の分布を適切なものとすることができるため、現像ローラ３３上にムラのないトナー薄層を形成することができる。従って、感光体ドラム１４上にムラのないトナー像を形成することができ、スクリュームラの発生を防止し、画像不良を防止することができる。

ここでは螺旋羽根３２ｂのピッチと溝部４１ｂのピッチとを略同一としたため、螺旋羽根３２ｂと溝部４１ｂとの位置関係を軸方向に略一定に維持することができ、第２搬送スクリュー３２により跳ね上げられた現像剤に対して規則的に溝部４１ｂを当接させることができる。これにより、軸方向において現像剤が部分的に連続して過剰に担持されることを、より効果的に防止することができ、第２磁気ローラ４１上に担持された現像剤の軸方向の分布をより適切なものとすることができる。

θ１は、底辺Ｌ１／２、高さＲ１とする直角三角形において斜辺と底辺とで形成される角度として概算でき、同様に、θ２は、底辺Ｌ１／２、高さＲ２とする直角三角形において斜辺と底辺とで形成される角度として概算できる。よって、例えば第２搬送スクリュー３２及び第２磁気ローラ４１の回転数を略同じくし、上記計算によりθ１からθ２を算出することにより、螺旋羽根３２ｂと溝部４１ｂのピッチを略同じにすることができる。また、θ１は、例えば６０°とすることができる。

溝部４１ｂの幅は、例えば２ｍｍとすることができ、溝部４１ｂの深さは、例えば５００μｍ以下とすることができるが、溝部４１ｂの形状は、第２磁気ローラ４１上において第２搬送スクリュー３２により跳ね上げられた現像剤の軸方向の分布を適切なものとすることが可能であれば、特に限定されるものではなく、装置構成等に応じて適宜設定することができる。

螺旋羽根３２ｂと溝部４１ｂとの間隔Ｒ３は、第２搬送スクリュー３２により跳ね上げられた現像剤を第２磁気ローラ４１に担持させ、感光体ドラム１４（図２参照）に形成された静電潜像を現像可能であれば特に限定されるものではなく、装置構成等に応じて適宜設定することができる。

また、螺旋羽根３２ｂに対する溝部４１ｂの配置は、現像剤が過剰に付着し易い上記現像剤のピークに適切に当接するよう適宜設計することにより、第２磁気ローラ４１上において軸方向によりムラなく現像剤を担持することができるため、より効果的にスクリュームラの発生を防止できる。

ここでは、溝部４１ｂを、これと直近する螺旋羽根３２ｂと軸方向において略同じ位置に配置しため、最上方の螺旋羽根３２ｂの略上方に跳ね上げられる現像剤に当接させることができる。しかし、螺旋羽根３２ｂ及び溝部３１の軸方向の配置は、現像ローラ３３（図２参照）上に供給するトナー層のスクリュームラを解消することができれば特に限定されるものではなく、螺旋羽根３２ｂによる現像剤の跳ね上げ方に応じて適宜設定することができる。

図５は、本発明の第２実施形態に係る現像装置における第２搬送スクリュー及び第２磁気ローラの配置構成を示す側面図である。本実施形態では、最下方の溝部４１ｂと最上方の螺旋羽根３２ｂとを軸方向に異なる位置に所定の位置関係で配置した。それ以外の構成は第１実施形態と全く同様であるため説明を省略する。本実施形態に示すように、溝部４１ｂ及び螺旋羽根３２ｂの配置は、現像剤の跳ね上げ方に応じて、適宜設定することができる。

図６は、本発明の第３実施形態に係る現像装置における第２搬送スクリュー及び第２磁気ローラの配置構成を示す側面図である。本実施形態では、第２磁気ローラ４１の溝部４１ｂの外径を、第２搬送スクリュー３２の螺旋羽根３２ｂの外径と略同じＲ１とし、溝部４１ｂの回転軸４１ａに対する角度を、螺旋羽根３２ｂの回転軸３２ａに対する角度と略同じθ１とした。それ以外の構成は第１実施形態と全く同様であるため説明を省略する。

本実施形態に示すように、溝部４１ｂ及び螺旋羽根３２ｂの外径が等しく、両者の回転数が等しい場合には、例えば、螺旋羽根３２ｂ及び溝部４１ｂのピッチを略同じにすることにより、溝部４１ｂの回転軸４１ａに対する角度を、螺旋羽根３２ｂの回転軸３２ａに対する角度と略同じθ１とすることができる。これにより、螺旋羽根３２ｂにより跳ね上げた現像剤の溝部４１ｂへの付着回避を適切なものとすることができ、第２磁気ローラ４１上において軸方向に、より適切な分布で担持できる。

また、上記実施形態では、螺旋羽根３２ｂ及び溝部４１ｂの螺旋のピッチを略同一（Ｌ１）としたが、かかるピッチは、現像ローラ３３上に供給するトナー層のスクリュームラを解消することができれば特に限定されるものではなく、その他例えば、螺旋羽根３２ｂと溝部４１ｂのピッチを異なるものとすることもできる。

図７は、本発明の第４実施形態に係る現像装置における第２搬送スクリュー及び第２磁気ローラの配置構成を示す側面図である。本実施形態では、第２磁気ローラ４１の溝部４１ｂの外径Ｒ２を、第２搬送スクリュー３２の螺旋羽根３２ｂの外径Ｒ１の略１／２とし、溝部４１ｂの回転軸４１ａに対する角度を、螺旋羽根３２ｂの回転軸３２ａに対する角度と略同じθ１とし、溝部４１ｂのピッチＬ２を螺旋羽根３２ｂのピッチＬ１の略１／２とした。それ以外の構成は第１実施形態と全く同様であるため説明を省略する。

本実施形態に示すように、溝部４１ｂの外径Ｒ２が螺旋羽根３２ｂの外径Ｒ１の略１／２であり、両者の回転数が等しい場合には、例えば、溝部４１ｂの螺旋のピッチＬ２を螺旋羽根３２ｂのピッチＬ１の略１／２とすることによって、溝部４１ｂの回転軸４１ａに対する角度を、螺旋羽根３２ｂの回転軸３２ａに対する角度と略同じθ１とすることができる。また、θ１は、現像剤の攪拌搬送状態、現像状態やその他装置構成等に応じて適宜設定することができるが、例えば６０°とすることができる。

上記実施形態では、第１磁気ローラ３４と、第２磁気ローラ４１と、を用い、第２磁気ローラ４１に溝部４１ｂを形成したため、第２搬送スクリュー３２に跳ね上げられた現像剤を第２磁気ローラ４１上において軸方向により適切な分布で担持するのみならず、第１磁気ローラ３４を介して現像ローラ３３に現像剤を供給できる。このように現像剤を一旦第１磁気ローラ３４上に担持することにより、スクリュームラを緩和させることができる。

従って、よりムラのないトナー層を現像ローラ３３上に形成することができるため、より効果的にスクリュームラの発生を防止することができる。しかし、第１磁気ローラ３４は必須構成要素ではなく、第１磁気ローラ３４を用いない構成とし、第２磁気ローラ４１から現像ローラ３３上に直接トナーを供給することもできる。

また、上記実施形態では、第２磁気ローラ４１及び第２搬送スクリュー３２の回転方向を同じ方向としたが、これらの回転方向が異なる場合には、溝部４１ｂの螺旋を逆向きにすればよい。例えば、図３において、溝部４１ｂを螺旋羽根３２ｂと同じ側（左側）に傾斜させればよい。

また、θ１及びθ２、Ｒ１及びＲ２、第２搬送スクリュー３２及び第２磁気ローラ４１の回転数等も、上記実施形態に特に限定されるものではなく、現像ローラ３３上に供給するトナー層のスクリュームラを解消することができれば、装置構成等に応じて適宜設定することができる。

その他、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記各実施形態では帯電方向が正（プラス側）である正帯電トナーを用いる現像装置を例に挙げて説明したが、帯電方向が負（マイナス側）である負帯電トナーを用いる現像装置にも全く同様に適用可能である。

また、上記実施形態では、モノクロ画像形成装置を例に挙げて説明したが、本発明は、磁気ローラから現像ローラにトナーのみを保持させて像担持体上の静電潜像を現像可能な現像装置を備えた画像形成装置であれば、ファクシミリ等の他の画像形成装置にも全く同様に適用することができ、中間転写ベルトを用いたタンデム式のカラー画像形成装置、搬送ベルト上の記録媒体に直接転写するタンデム式のカラー画像形成装置等のカラー画像形成装置、デジタル複合機、ファクシミリやプリンタ等にも全く同様に適用することができる。

図１に示した画像形成装置に、図２及び図３で示す第１実施形態の現像装置１６を搭載し、以下の条件で画像形成を行い、画像不良の発生を調べた。現像剤として個数平均粒径６．８μｍのトナーと、個数平均粒径３５μｍのキャリアとを用い、現像剤の充填量を４４０ｇ、キャリアに対するトナーの重量比（Ｔ／Ｃ）を１２重量％とした。また、現像ローラ３３の外径を２０ｍｍ、回転数を２８６ｒｐｍとし、第１磁気ローラ３４の外径をφ２５ｍｍ、回転数を３４３ｒｐｍとした。

そして、第２搬送スクリュー３２において、回転軸３２ａの軸径をφ８ｍｍ、螺旋羽根３２ｂの外径Ｒ１をφ２０ｍｍ、傾斜角度θ１を６０°、ピッチＬ１を３０ｍｍとし、回転数を２５０ｒｐｍとした。また、第２磁気ローラ４１において、溝部４１ｂの外径Ｒ２をφ１６ｍｍ、傾斜角度θ２を４６．８°、ピッチＬ１を上記螺旋羽根３２ｂと同様、３０ｍｍとした。

かかる条件で画像形成を行ったところ、形成された画像には、スクリューマークは認められなかった。この結果、第２磁気ローラ４１に溝部４１ｂを形成することにより、第２搬送スクリュー３２によって跳ね上げられた現像剤を、スクリュームラを解消して第１搬送スクリュー及び現像ローラ３３に移動させることができ、画像不良を防止できることがわかった。

本発明は、少なくともキャリア及びトナーを含む二成分現像剤が用いられ、像担持体と対向するように配置される現像ローラと、現像剤を攪拌搬送する螺旋羽根を有する搬送スクリューと、該搬送スクリューにより搬送される現像剤を前記現像ローラに供給する磁気ローラと、を備えた現像装置であって、前記磁気ローラの表面に螺旋状の溝部が形成され、前記溝部の螺旋は、前記搬送スクリュー及び磁気ローラが回転するとき前記螺旋羽根の位相が移動する方向と反対方向に移動するものである。

これにより、搬送スクリューに跳ね上げられた現像剤ムラに対し現像剤の搬送方向とは反対方向になるように溝を形成しているので、搬送スクリューの跳ね上げムラを打ち消し、磁気ローラから現像ローラ上にムラなくトナーを供給できるため、スクリュームラの発生を防止し、画像不良を防止することができる。

また、螺旋羽根及び溝部のピッチを略同じとすることにより、搬送スクリューの跳ね上げムラの各々に対して打ち消す事ができるため、現像剤を磁気ローラ上において軸方向により適切な分布で担持できる。

また、螺旋羽根及び溝部の搬送スクリュー及び磁気ローラの回転軸に対する傾斜角度を略同じとすることにより、搬送スクリューの跳ね上げムラの各々に対して打ち消す事ができるため、現像剤を磁気ローラ上において軸方向により適切な分布で担持できる。

また、磁気ローラを、現像ローラと対向するように配置される第１の磁気ローラと、第１の磁気ローラと搬送スクリューとの間に配置される第２の磁気ローラと、から構成し、第２の磁気ローラに溝部を形成することにより、第２の磁気ローラ上で担持後、第１の磁気ローラを介して現像ローラにトナーを供給することができるため、現像ローラ上に、よりムラなくトナーを供給することができる。また、上記現像装置を備えた画像形成装置とすることにより、画像不良の発生を防止した画像形成を行うことができる。

は、本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置の全体構成を示す概略構成図である。 は、本実施形態の現像装置周辺の側面断面図である。 は、本実施形態の現像装置における第２搬送スクリュー及び第２磁気ローラの配置構成を示す側面図である。 は、磁気ローラの溝部を示す部分拡大側面図である。 は、本発明の第２実施形態に係る現像装置における第２搬送スクリュー及び第２磁気ローラの配置構成を示す側面図である。 は、本発明の第３実施形態に係る現像装置における第２搬送スクリュー及び第２磁気ローラの配置構成を示す側面図である。 は、本発明の第４実施形態に係る現像装置における第２搬送スクリュー及び第２磁気ローラの配置構成を示す側面図である。

符号の説明

９ 画像形成部
１４ 感光体ドラム（像担持体）
１６ 現像装置
３０ 現像容器
３０ａ 仕切板
３０ｂ 第１攪拌室
３０ｃ 第２攪拌室
３１ 第１搬送スクリュー
３２ 第２搬送スクリュー（搬送スクリュー）
３２ａ 回転軸
３２ｂ 螺旋羽根
３３ 現像ローラ
３４ 第１磁気ローラ
４１ 第２磁気ローラ（磁気ローラ）
４１ａ 回転軸
４１ｂ 溝部
１００ 画像形成装置

Claims (5)

1. 少なくともキャリア及びトナーを含む二成分現像剤が用いられ、
   像担持体と対向するように配置される現像ローラと、
   現像剤を攪拌搬送する螺旋羽根を有する搬送スクリューと、
   該搬送スクリューにより搬送される現像剤を前記現像ローラに供給する磁気ローラと、を備えた現像装置であって、
   前記磁気ローラの表面に螺旋状の溝部が形成され、
   前記溝部の螺旋は、前記搬送スクリュー及び磁気ローラが回転するとき前記螺旋羽根の位相が移動する方向と反対方向に移動することを特徴とする現像装置。
2. 前記螺旋羽根及び前記溝部のピッチは略同じであることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記螺旋羽根及び前記溝部の前記搬送スクリュー及び前記磁気ローラの回転軸に対する傾斜角度は略同じ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. 前記磁気ローラは、前記現像ローラと対向するように配置される第１の磁気ローラと、前記第１の磁気ローラと前記搬送スクリューとの間に配置される第２の磁気ローラと、から成り、前記第２の磁気ローラに前記溝部が形成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の現像装置を備えた画像形成装置。

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