JP2015155955A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】攪拌搬送スクリューから現像剤担持体への安定した供給を実現可能にして、安定した画像濃度を実現可能な現像装置を提供する。
【解決手段】現像装置（１）は、トナーとキャリアを含む現像剤（Ｔ）を担持して回転する現像剤担持体（８）と、現像剤担持体に現像剤を供給する第１室（３）と、第１室から供給され現像剤担持体に担持された現像剤の層厚を規制する層厚規制部材（９）とを備えている。現像装置は、第１室に連通し、現像剤担持体からの現像剤を回収する第２室（４）と、第１室に配置され、第１室内の現像剤を攪拌しつつ搬送する、螺旋状に連続する攪拌翼を備えた攪拌搬送スクリュー（５）と、第１室における攪拌搬送スクリューの上方近傍に配置され、攪拌搬送スクリューの回転で飛翔した現像剤を層厚規制部材に向けてガイドするガイド部材（１００）とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、安定した画像濃度を実現可能な現像装置に関する。

感光ドラム等の像担持体に形成された静電像（静電潜像）を、非磁性トナーと磁性キャリアを含む現像剤を用いてトナー像に現像する二成分現像方式の現像装置を搭載した画像形成装置が広く用いられている。この二成分現像方式の現像装置には、隔壁を挟んで現像容器内の長手方向に配置した一対の搬送スクリューを用いて、二成分現像剤を攪拌しながら循環させる形式のものがある。

この現像装置では、非磁性トナーの消費に伴って新しい非磁性トナーが供給される一方で、古い磁性キャリアが現像容器内を循環し続けるため、次第に二成分現像剤の帯電性能が低下することが知られている。このため、現像容器内の磁性キャリアも少しずつ排出し、補給現像剤に新しいキャリアを混ぜて補給することで、現像容器内の磁性キャリアも入れ替え、現像容器内の磁性キャリアの帯電性能を一定に維持する、いわゆるトリクル構成が採用されている。

二成分現像剤を用いる現像装置は、一般的に以下のような構成を備えている。即ち、この現像装置は、現像剤を収容する現像容器を備え、この現像容器における感光ドラムに対向する位置に形成された開口部に現像スリーブを備えている。現像容器内における上記開口部と反対側には、隔壁で区画された現像室及び攪拌室が上下方向に配置されている。現像室内及び攪拌室内には、現像剤を攪拌及び搬送し、現像容器内を循環させる第１及び第２搬送スクリューがそれぞれ配置されている。

第１搬送スクリューは現像室内の現像剤を攪拌しつつ搬送し、第２搬送スクリューは、トナー補給口から攪拌室内に補給されるトナーと攪拌室内に既にある現像剤とを攪拌しながら搬送し、現像剤のトナー濃度を均一化する。現像容器の感光ドラムに対向する位置には、現像スリーブが回転可能に配置されている。現像スリーブにはマグネットが内蔵され、現像スリーブの外周面に対し所定のギャップを介して対向するように規制ブレードが配置されている。これにより、現像剤を現像スリーブ上に均一にコーティングし、現像領域まで搬送することができる。現像スリーブと規制ブレードとのギャップは、現像領域に均一にかつ安定的に現像剤を供給可能となるように調整されている。

上記現像装置では、第１搬送スクリューから現像スリーブに供給された現像剤は、第１搬送スクリューに戻ることなく、第２搬送スクリューに落下させているため、現像室内の現像剤面は、搬送方向下流側に行くに従って下がる傾向となる。このため、第１搬送スクリューの下流側では、常に現像剤量過少の傾向になり、第１搬送スクリューから現像スリーブへの現像剤供給量も減少する傾向にある。このような状態では、現像スリーブへの供給量が長手方向で傾斜を持つことになり、現像スリーブ上のコート量に偏りが生じ、その結果、形成される画像に長手方向で濃度ムラが発生する場合があった。

このような問題の対策として、第１及び第２搬送スクリューによる現像剤搬送量を、現像スリーブへの供給量よりも十分に大きくとって、第１搬送スクリュー下流側の現像剤量減少の傾向を抑える技術が提案されている（特許文献１参照）。

また、上述のような現像装置では、第１搬送スクリューから現像スリーブへの現像剤の供給をしやすくするために、一般に第１搬送スクリューを例えば時計回り方向に回転させている。その結果、第１搬送スクリューに接する現像剤は搬送方向の力を受け、現像スリーブ近傍側の現像剤は鉛直上方方向の力を受ける。一方で、遠方側の現像剤は鉛直下方方向の力を受けるため、現像スリーブ近傍側が高くなるような分布となる。その結果、現像剤量が過少であっても現像スリーブ近傍に現像剤を偏らせているために、現像スリーブへの供給不良の抑制が可能になる。

特開平０５−３３３６９１号公報

しかしながら、前述した従来の対策技術では、次のような問題があった。即ち、特許文献１記載の技術では、現像スリーブへの供給量以上に第１及び第２搬送スクリューの搬送力を上げる必要がある。これら搬送スクリューの現像剤搬送量を大きくし過ぎると、現像剤に対するストレスの増加や、スクリュー摺動部の発熱によるトナー固着などの問題が新たに発生するため、あまり好ましいものではなかった。

また、第１搬送スクリューを時計方向に回転させることで、現像スリーブ近傍側に現像剤分布が傾く一方で、現像剤は鉛直上方へ跳ね上げられる。跳ね上げられた現像剤は、そのまま第１搬送スクリューに落下することになり、規制ブレード裏への供給に寄与しない。従って、効率的に現像スリーブに供給するためには改良の余地があった。さらには、現像スリーブと第１搬送スクリュー間に突出する隔壁の頂点部の鉛直方向への高さと第１搬送スクリューの位置によっては、現像スリーブへの現像剤供給が十分ではない場合がある。特に隔壁の上記頂点部が第１搬送スクリューの軸中心よりも高く構成されていると、隔壁による現像スリーブへの現像剤供給の阻害が顕著になってしまう。

そこで本発明は、第１搬送スクリュー等の攪拌搬送スクリューから現像剤担持体への安定した供給を実現可能にして、安定した画像濃度を実現可能な現像装置を提供することを目的とする。

本発明は、現像装置において、トナーとキャリアを含む現像剤を担持して回転する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を供給する第１室と、前記第１室から供給され前記現像剤担持体に担持された現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、前記第１室に連通し、前記現像剤担持体からの現像剤を回収する第２室と、前記第１室に配置され、前記第１室内の現像剤を攪拌しつつ搬送する、螺旋状に連続する攪拌翼を備えた攪拌搬送スクリューと、前記第１室における前記攪拌搬送スクリューの上方近傍に配置され、前記攪拌搬送スクリューの回転で飛翔した現像剤を前記層厚規制部材に向けてガイドするガイド部材とを備えることを特徴とする。

本発明によると、攪拌搬送スクリューの上方にガイド部材を配置した簡素な構成を備えながらも、現像剤担持体への現像剤の供給を促進して、攪拌搬送スクリューから現像剤担持体への現像剤の供給不良に起因する画像不良を抑制することが可能になる。

本発明の第１の実施形態における画像形成装置を示す概略図。 第１の実施形態における現像装置を拡大して示す断面図。 第１の実施形態における現像装置の現像室及び攪拌室を説明するガイド部材を省略した図。 第１の実施形態における現像装置を拡大して示す断面図。 第１の実施形態における現像装置の特に循環部を説明する図。 第１の実施形態における現像装置の攪拌翼と現像剤の動きを説明する図。 第１の実施形態における現像装置の飛翔現像剤の動きとガイド部材との関係を説明する断面図。 第１の実施形態における現像装置の飛翔現像剤の動きとガイド部材との関係を説明する断面図。 本発明に係る第２の実施形態における現像装置の特に循環部を説明する図。 第２の実施形態における現像装置の特にガイド部材の形状を説明する図。 本発明に係る第３の実施形態における現像装置の特に循環部を説明する図。 第３の実施形態における現像装置を説明する断面図。 本発明に係る第４の実施形態における現像装置を説明する断面図。 第４の実施形態における現像装置の特に循環部を説明する図。 第１搬送スクリューの回転方向を反時計回り方向とし且つガイド部材を有さない構成例での特に飛翔現像剤の動きを説明する断面図。 図１５の構成にガイド部材を設けた構成例での特に飛翔現像剤の動きとガイド部材との関係を説明する断面図。 （ａ）は第４の実施形態を一部変更した変形例１を示す図、（ｂ）は変形例１における現像装置の現像室等を拡大して示す断面図。 第４の実施形態の構成に第３の実施形態のリブ部材を加えた変形例２を示す図。 変形例２における現像装置の現像室等を拡大して示す断面図。

＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照して、本実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置について説明する。なお、この現像装置は、例えば以下に述べるような画像形成装置の中で使用されるが、必ずしもこの形態に限られるものではない。本実施形態では、トナー像の形成、転写及び現像に係る部分を中心に説明するが、本発明は必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。

［画像形成装置の概略］
図１は、本実施形態における画像形成装置９０の構成を模式的に示す図である。図１に示すように、画像形成装置９０は、装置本体９０ａを有している。画像形成装置９０は、装置本体９０ａ内に、矢印Ａ方向に回転可能な記録材搬送ベルト２４と、記録材搬送ベルト２４の上向き面に沿って順に配置された画像形成部（ステーション）８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０Ｋとを有するフルカラープリンタである。

画像形成部８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０Ｋはほぼ同様の構成を備えており、フルカラー画像においてそれぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像を形成する。以下の説明において、例えば現像装置１とあれば、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各画像形成部８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０Ｋにおける現像装置１Ｙ、現像装置１Ｍ、現像装置１Ｃ、現像装置１Ｋを共通に指すものとする。これは他の構成部分についても同様である。

ここで、画像形成装置９０全体の動作について説明する。像担持体としての感光ドラム１０は、矢印Ｂ方向に回転可能に配置されている。画像形成装置９０では、感光ドラム１０を一次帯電器２１で一様に帯電し、レーザ等の発光素子２２によって、情報信号に応じて変調された光で露光して感光ドラム１０上に潜像（静電潜像）を形成する。この潜像は現像装置１により、後述のような過程で現像像（トナー像）として可視像化される。このトナー像は、第１転写帯電器２３によって、矢印Ａ方向に回転する記録材搬送ベルト２４で搬送されてきた記録材Ｓ上に各画像形成部８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０Ｋごとに順に転写される。そして、このトナー像を転写された記録材Ｓは、定着装置２５によって定着されて画像が得られる。

また、感光ドラム１０上の転写残トナーは、クリーニング装置２６により除去される。画像形成で消費された現像剤中のトナーは、トナー補給槽２０から補給される。ここでは、記録材搬送ベルト２４で搬送された記録材Ｓに感光ドラム１０Ｍ〜１０Ｋから直接に転写する方式を採用しているが、これ以外の方式を採用することも可能である。即ち、記録材搬送ベルト２４に代えて中間転写ベルト等の中間転写体を配置し、感光ドラム１０Ｙ〜１０Ｋから中間転写体に各色のトナー像を一次転写した後、各色の複合トナー像を記録材に一括して二次転写する画像形成装置にも、同様に本発明を適用できる。

［二成分現像剤の説明］
次に、本実施形態において用いられる二成分現像剤について説明する。トナーは、結着樹脂、着色剤、そして、必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添された着色粒子とを有している。トナーは、負帯電性のポリエステル系樹脂であり、本実施形態では、体積平均粒径が７．０［μｍ］のトナーを用いた。

またキャリアは、例えば表面酸化或いは未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属、及びそれらの合金、或いは酸化物フェライトなどが好適に使用可能であり、これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。

［現像装置］
次に、図２を参照して、現像装置１（１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ）について説明する。図２に示すように、現像装置１は、感光ドラム１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）に対向する位置に開口部２ａが形成された現像容器２を有している。現像容器２は、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を収容する。

現像装置１は、開口部２ａから感光ドラム１０に向かって突出するように配置された現像剤担持体としての現像スリーブ８を、現像容器２内に有している。現像スリーブ（現像剤担持体）８は、非磁性トナー（トナー）と磁性キャリア（キャリア）を含む二成分現像剤（以下、現像剤ともいう）Ｔを担持して回転する。

また、現像容器２における開口部２ａの上部には、先端９ａを現像スリーブ８に対して所定の隙間をあけた状態で、現像スリーブ表面に担持された現像剤の層厚を規制する規制ブレード９が配置されている。なお、規制ブレード９は、現像室３から供給され現像スリーブ８に担持された現像剤Ｔの層厚を規制する層厚規制部材を構成している。

現像容器２は、図２の上下方向の略中央部にて同図の紙面手前−奥方向に延在する隔壁７を有している。現像容器２は、この隔壁７によって上下の現像室３と攪拌室４とに区画されている。上記の二成分現像剤Ｔは、これら現像室３及び攪拌室４に収容されている。

現像室３及び攪拌室４には、二成分現像剤（現像剤）Ｔを攪拌及び搬送して、現像容器２内を循環させる第１及び第２搬送スクリュー５、６がそれぞれ配置されている。現像室３及び攪拌室４は上下方向に配置され、現像スリーブ８は、上下方向に関して、その回転中心８ａが第１搬送スクリュー５の回転中心（回転軸５ａ）よりも下方に位置するように配置される。

なお、現像室３は、現像スリーブ（現像剤担持体）８に現像剤Ｔを供給する第１室を構成する。また、攪拌室４は、現像室３に連通し、現像スリーブ８からの現像剤Ｔを回収する第２室を構成する。第１搬送スクリュー５は、現像室（第１室）３に配置され、現像室３内（第１室内）の現像剤Ｔを攪拌しつつ搬送する、螺旋状に連続する攪拌翼５ｂを備えた攪拌搬送スクリューを構成する。

第１搬送スクリュー５は、現像室３の底部に現像スリーブ８の軸方向に沿って現像スリーブ８と略平行に配置され、図２の時計回り方向（矢印Ｉ方向）に回転して現像室３内の現像剤Ｔを軸線方向に沿って一方向（図２の手前に向かう方向）に搬送する。また、第２搬送スクリュー６は、攪拌室４内の底部に第１搬送スクリュー５の軸と略平行に配置され、図２の反時計回り方向に回転して攪拌室４内の現像剤Ｔを第１搬送スクリュー５と反対方向（図２の奥に向かう方向）に搬送する。

このような第１及び第２搬送スクリュー５、６の回転により搬送された現像剤Ｔは、隔壁７の長手方向両端部に設けられた連通部７１、７２（図３参照）を通じて矢印Ｄ、Ｅの方向（図３参照）に現像室３と攪拌室４との間で循環される。現像室３内の現像剤Ｔは、現像スリーブ８と隔壁７との間の連通部７１から供給される。なお、図３では便宜上、図２及び図４に示すガイド部材１００を図示省略している。

第１及び第２搬送スクリュー５、６はそれぞれ、各回転軸５ａ、６ａの周りに非磁性材料で構成された攪拌翼をスパイラル状に設けたスクリュー構造を有している。第１及び第２搬送スクリュー５、６は、各スクリュー径が全てΦ２０［ｍｍ］に設定され、スクリューピッチが３０［ｍｍ］に設定され、回転数が６００［ｒｐｍ］に設定されている。また、前述したように、現像容器２の感光ドラム１０に対向した現像領域Ｒに相当する位置には、開口部２ａが設けられている。そして現像スリーブ８が、感光ドラム１０側に開口部２ａから一部露出するように回転可能に支持されている。

現像スリーブ８は非磁性材料で構成され、その内部には磁界発生手段であるマグネットローラＭが非回転状態で設置されている。マグネットローラＭは、図２に示すように、現像極Ｓ２と、現像剤を搬送する磁極Ｓ１、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３とを有している。このうち同極である第１磁極Ｎ３極と第２磁極Ｎ１極とは、隣り合って現像容器２内部側に設置されて、極間に反発磁界が形成されており、攪拌室４内において現像スリーブ表面から現像剤を離間できるように構成されている。

以上の構成を備えた現像スリーブ８は、現像時に図２の矢印Ｆ方向に回転し、規制ブレード９による磁気ブラシの穂切りによって層厚を規制された現像剤Ｔを担持する。そして、担持した現像剤Ｔを、感光ドラム１０と対向した現像領域Ｒに搬送し、感光ドラム上に形成された静電潜像に現像剤Ｔを供給して潜像を現像する。規制ブレード９は、現像スリーブ８の長手方向軸線に沿って延在した板状のアルミニウム等からなる非磁性部材で構成され、感光ドラム１０より現像スリーブ回転方向の上流側に配設されている。

規制ブレード９の先端部９ａと現像スリーブ８との間を二成分現像剤Ｔの非磁性トナー及び磁性キャリアの両方が通過して現像領域Ｒへと送られる。規制ブレード９の、現像スリーブ表面との間隙（ギャップ）を調整することにより、現像スリーブ８上に担持した現像剤磁気ブラシの穂切り量が規制されて、現像領域Ｒに搬送される現像剤量が調整される。なお、本実施形態では、規制ブレード９によって、現像スリーブ８上の単位面積当りの現像剤コート量を例えば３０［ｍｇ／ｃｍ^２］に規制している。

次に、図４及び図５を参照して、本実施形態における特徴的な部分である第１搬送スクリュー５の上方に配置したガイド部材１００について説明する。

図４に示すように、本実施形態における第１搬送スクリュー（攪拌搬送スクリュー）５の回転方向は、現像スリーブ（現像剤担持体）８の回転方向と逆になるように構成されている。第１搬送スクリュー５の回転中心である回転軸５ａの鉛直方向上方位置から、規制ブレード９の方向に傾斜ガイド面１００ａを対向させるように配置した樹脂製ガイドであるガイド部材１００が設けられている。

ガイド部材１００は、規制ブレード９の方向に向かって漸次上方に向かうように傾斜する傾斜ガイド面１００ａを有し、第１搬送スクリュー５の回転で跳ね上げられた現像剤Ｔを規制ブレード９に向けて傾斜ガイド面１００ａで跳ね返すようにガイドする。傾斜ガイド面１００ａは、ガイド部材１００の図４左右方向における第１搬送スクリュー５の回転軸５ａに対応する位置から、規制ブレード９に接近するほど上方に向かうように角度θで傾斜している。

即ち、傾斜ガイド面１００ａは、第１搬送スクリュー５の回転中心（回転軸５ａ）の上方位置から規制ブレード９側（層厚規制部材側）の何れかの位置から規制ブレード９の方向に向かって傾斜している。このガイド部材１００は、現像室３における第１搬送スクリュー５の上方近傍に配置され、第１搬送スクリュー５の回転で飛翔した現像剤Ｔを規制ブレード９に向けてガイドする。

図５に示すように、ガイド部材１００は、現像装置１の奥行き方向（長手方向）に延在するように形成されており、その長手方向の配置位置は、第１搬送スクリュー５の搬送方向（矢印Ｇ方向）の下流側に配置されている。傾斜ガイド面１００ａの傾斜の角度θは、本実施形態では２０［°］に設定されている。

ここで、ガイド部材１００を用いたことによる効果について、以下に詳述する。まず、第１搬送スクリュー５を図４における時計回り方向（矢印Ｉ方向）に回転させている技術的な根拠について説明する。

本実施形態では、第１搬送スクリュー（攪拌搬送スクリュー）５から現像スリーブ８への現像剤供給を効率的に実施するために、第１搬送スクリュー５を図４における時計回り方向に回転させている。この回転時、第１搬送スクリュー５に接する現像剤Ｔには、スクリュー面に対して法線方向の搬送力が加わっている。

すなわち、図６に示すように、第１搬送スクリュー５に接する現像スリーブ近傍側の現像剤は、現像剤搬送方向（図６の矢印ａ方向）と共に鉛直上方方向（図６の矢印ｂ方向）及び現像スリーブ近接方向（図６の矢印ｃ方向)に分力を受ける。一方で、現像スリーブ遠方側の現像剤には、現像剤搬送方向（図６の矢印ａ方向）と共に鉛直下方方向の分力を受ける。

これらの結果、現像室３内の現像剤Ｔは、図４における断面方向に見て現像スリーブ近傍側が高くなるように偏るため、少ない現像剤量であっても現像スリーブ８に供給されやすくなっている。以上が、第１搬送スクリュー５を時計回り方向に回転させている理由である。

しかし、第１搬送スクリュー５を時計回り方向に回転させることで、現像スリーブ近傍側が高くなるように現像剤分布が傾く一方で、一部の現像剤は鉛直上方へ跳ね上げられる（飛翔する）。従来型現像装置では、跳ね上げられた飛翔現像剤はそのまま現像スクリュー部（本実施形態では第１搬送スクリュー５の攪拌翼５ｂに相当）に落下することになり、現像スリーブ８への供給に寄与することができていなかった。

本実施形態では、第１搬送スクリュー５の鉛直上方で、且つ第１搬送スクリュー５の中心位置に対して規制ブレード９に近接する側に、規制ブレード９方向を臨むように傾斜ガイド面１００ａを対向させてガイド部材１００を配置している。この結果、図７に示すように、第１搬送スクリュー５の回転で跳ね上げられた飛翔現像剤Ｈは、傾斜した傾斜ガイド面１００ａに衝突して反射することで、現像スリーブ８の方向（矢印ｄ方向）にガイドされる。このため、現像スリーブ８への供給可能な現像剤Ｔとして供される。

次に、本実施形態においてガイド部材１００を、図５に示すように、第１搬送スクリュー５による現像剤搬送方向（矢印Ｇ方向）の中央部分から下流側に亘るように形成されている技術的な根拠について述べる。

繰り返しの説明になるが、現像室３内では、現像剤Ｔを現像スリーブ８に供給しつつ第１搬送スクリュー５で現像剤搬送方向（図５の矢印Ｇ方向）の下流に搬送しているため、必然的に搬送方向上流から下流に行くに従って、現像剤量は減少傾向になる。同理由から、搬送方向上流側で現像スリーブ８側への現像剤搬送量（供給量）を更に増やすと、この現像剤量の減少傾向は助長されるため、搬送方向下流部では更に現像剤量が不足状態になる。

よって、搬送方向上流側にてガイド部材１００を用いて必要量以上に現像スリーブ８方向へ現像剤Ｔを供給することは、下流部の現像剤減少を伴うために好ましくない。そもそも搬送方向上流側では現像剤量が多いため、現像スリーブ８上へ安定コーティングするに必要な現像剤量は確保されている。

以上述べた理由から、本実施形態においては、現像剤搬送方向（矢印Ｇ方向）の中央部分から下流側に亘るようにガイド部材１００を配置している。

次に、本実施形態において、ガイド部材１００の傾斜面である傾斜ガイド面１００ａを、図７のように第１搬送スクリュー５の中心位置から設けた理由について説明する。

すなわち、本実施形態では、第１搬送スクリュー５を時計回り方向に回転させているため、第１搬送スクリュー５の回転中心（回転軸５ａ）より現像ブレード遠方側の現像剤Ｔは、第１搬送スクリュー５の回転で跳ね上げられることがない。よって、第１搬送スクリュー５の中心より現像ブレード遠方側に傾斜ガイド面１００ａを設けても、飛翔現像剤Ｈが衝突することがないため、意味を成さないことになる。

また、図８に示すように、第１搬送スクリュー５上部の全域に同傾斜角度をもって傾斜するガイド面１００ｂを設けた場合は、第１搬送スクリュー５の現像スリーブ近傍側においてガイド面１００ｂの距離が大きくならざるを得ない。この結果、跳ね上げられた飛翔現像剤Ｈがガイド面１００ｂに衝突することなく落下する場合があり、好ましくない。他方、傾斜の角度θを小さく設定した場合でも、第１搬送スクリュー５とガイド面１００ｂとの距離は小さくなり、飛翔現像剤Ｈとの衝突は可能なものの、角度θが水平に近づくため、飛翔現像剤Ｈを反射させて現像スリーブ８に供給する効果が薄れてしまう。

以上述べた理由から、本実施形態においては、ガイド部材１００の傾斜（傾斜ガイド面１００ａ）を第１搬送スクリュー５の中心位置から現像スリーブ８側に設けている。

［実験結果１］
次に、本実施形態における効果を表す実験について説明する。下記の表１は、本実施形態と、ガイド部材１００を有さない従来型現像装置における、現像スリーブ上コーティング限界［ｇ］を示している。

現像スリーブ上コーティング限界［ｇ］とは、現像スリーブ８上のコーティングが正常になされるための最小の現像容器２内の現像剤量である。現像容器２内の現像剤Ｔがこの量を下回ると、現像スリーブ８上のコーティングが一部なくなるなどの、コーティング不良が発生する。現状で、現像スリーブ上コーティング限界は、現像スリーブ上コーティング不良の一つの指標となっており、一般的には次のようにして測定できる。

現像スリーブ８、第１及び第２搬送スクリュー５、６を所望の周速で回転駆動させた状態で、徐々に現像剤を現像容器２に入れていく。現像容器内の現像剤量が増えていくに従って、現像スリーブ８上のコーティングは、第１搬送スクリュー５の現像剤循環方向上流側から徐々に厚くなっていき、やがて現像スリーブ全域が所望の厚みにコーティングされる。このとき、現像容器２内の現像剤量が現像スリーブ上コーティング限界であり、現像装置１の重量等を計測するなどして求めることができる。

表１より、従来型現像装置において現像スリーブ上が正常にコーティングするには最低２９０[ｇ]必要なのに対し、本実施形態の現像装置１では、２６０[ｇ]あれば現像スリーブ８上を正常にコーティングすることができる。このように、表１は本実施形態の効果を表している。

以上説明したように、本実施形態においては、第１搬送スクリュー５を回転する際に生じる飛翔現像剤Ｈを、ガイド部材１００の傾斜ガイド面１００ａとの衝突により、効果的に現像スリーブ８への供給現像剤として寄与させている。その結果、現像スリーブ８への現像剤Ｔの供給不良由来の画像不良を抑制する現像装置１を提供することができる。

このように本実施形態では、第１搬送スクリュー５の鉛直方向上部にガイド部材１００を配置するという簡素な構成を備えながらも、現像スリーブ８への現像剤Ｔの供給を効果的に促進することができる。これにより、第１搬送スクリュー５から現像スリーブ８への現像剤Ｔの供給不良に起因する画像不良を抑制することができる。

＜第２の実施形態＞
次に、図９及び図１０を参照して、ガイド部材１００の傾斜ガイド面１００ａの傾斜角度が徐々に増大するように構成した第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態における基本的な構成は第１実施形態と同じであるため、第１実施形態と実質的に同一若しくは相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳細な説明は省略し、本実施形態特有の構成部分のみ詳細に説明する。

本実施形態では、図９及び図１０に示すように、ガイド部材１００の傾斜ガイド面１００ａの傾斜角度を、第１搬送スクリュー５の現像剤搬送方向（矢印Ｇ方向）の下流側にいくに従って大きくなるように構成している。なお、図９は、現像装置１を例えば図２における左方向から見た状態を、現像スリーブ８を図示省略して示した図である。図１０は、ガイド部材１００の形状を表現するために斜視図として示している。

前述の第１実施形態では、傾斜ガイド面１００ａの角度θを一律に２０°に設定していたが、厳密にはガイド部材１００の配置内でも搬送方向上流側と下流側で、現像剤量の傾きがある。従って、より好ましくは本実施形態のように傾斜ガイド面１００ａの傾斜角度を、上流よりも下流側を大きくするほうが好ましい。

本実施形態では、図１０に示す搬送方向最上流の、水平面ｈに対する角度（傾斜角度）θ１をθ１＝５［°］に設定し、最下流の、水平面ｈに対する角度（傾斜角度）θ２をθ２＝３０［°］に設定している。このように、傾斜ガイド面１００ａは、第１搬送スクリュー５による現像剤搬送方向（矢印Ｇ方向）の下流側での水平面ｈに対する傾斜角度（θ２）が上流側での水平面ｈに対する傾斜角度（θ１）よりも大きく設定される。この構成により、図９のように現像剤搬送方向（Ｇ）の下流側において現像剤量が減少しても、下流側での飛翔現像剤を規制ブレード９側に向けて効率良くガイドすることができる。

［実験結果２］
本第２の実施形態において実施した実験を行なった結果、従来型現像装置では現像スリーブ上を正常にコーティングするのに最低２９０[ｇ]必要なのに対し、本実施形態の現像装置１では２５０[ｇ]あれば現像スリーブ上を正常にコーティングできる。以下の表２は、本実施形態による効果を表している。

本実施形態においては、第１搬送スクリュー５を回転する際に生じる飛翔現像剤を、傾斜ガイド面１００ａとの衝突により現像スリーブ８への供給剤としてより効果的に寄与させている。この結果、現像スリーブ８への現像剤Ｔの供給不良由来の画像不良をより効果的に抑制する現像装置１を提供することができる。

＜第３の実施形態＞
次に、図１１及び図１２を参照して、本発明に係る第３の実施形態について説明する。なお、本実施形態における基本的な構成は第１実施形態と同じであるため、第１実施形態と実質的に同一若しくは相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳細な説明は省略し、本実施形態特有の構成部分のみ詳細に説明する。

本実施形態では、図１１に示すように、第１搬送スクリュー５の搬送方向下流側の回転軸５ａに、リブ部材１４を設置している。ここでリブ部材１４は、第１搬送スクリュー５の回転軸５ａに取り付けられた平板状の部材である。

即ち、第１搬送スクリュー５の回転軸５ａには、攪拌翼同士の間から径方向に突出するリブ部材１４が設けられている。リブ部材１４は、ガイド部材１００の設置部分に対応する位置に複数設けられている。つまり、平板状のリブ部材１４は、回転軸５ａの軸方向の中間位置から現像剤搬送方向（Ｇ）の下流側に亘って各攪拌翼５ｂ間において同じ角度で回転軸５ａの半径方向に同じ長さで突出するように設けられている。各リブ部材１４は、第１搬送スクリュー５の回転方向（図１２の時計回り方向）に対向する面を含む平面が回転軸５ａを含んだ状態で半径方向に突出している。

これらの結果、図１１及び図１２に示すように、第１搬送スクリュー５の回転駆動時には、リブ部材１４に接する現像剤Ｔにリブ平面に対する法線方向の力が加わる。このため、現像剤Ｔはスクリュー回転方向にのみ搬送され、第１搬送スクリュー５の軸方向への搬送がなされない。これにより、現像剤搬送方向（矢印Ｇ方向）の下流においても現像剤Ｔをより効果的に規制ブレード９側に飛翔させることができる。

すなわち、リブ部材１４は、本実施形態においては現像剤Ｔの下流への搬送方向を妨げる部材として寄与する。この構成を採用したことで、複数のリブ部材１４を軸方向に配置した搬送スクリュー５の下流位置での現像剤Ｔは、現像剤搬送方向（Ｇ）の下流方向に搬送されにくく滞留ぎみになるために、同位置の現像剤量はリブ部材１４が無い場合に比べて増加する。

この結果、第１搬送スクリュー５下流部の現像剤量減少の傾向を抑制し、現像スリーブ８への安定した現像剤供給を達成することができる。しかし、リブ部材１４の追加によってリブ部材１４に接触している現像剤Ｔは軸回転方向に優位に搬送されるために、第１搬送スクリュー５に回転方向で飛翔現像剤Ｈは、リブ部材１４が無いスクリューを用いた場合よりも増加する。このように、現像剤搬送方向（矢印Ｇ方向）の下流においても現像剤Ｔをより効果的に規制ブレード９側に飛翔させることができる。

本実施形態では、第１搬送スクリュー５上部に第１実施形態と同様のガイド部材１００を設置しているため、飛翔現像剤Ｈはガイド部材１００との衝突、反射によって現像スリーブ８側に良好に搬送されることになる。その理由は、第１実施形態と同様であるため、説明は省略する。なお、リブ部材１４によって跳ね上げられた飛翔現像剤Ｈをガイド部材１００に衝突させるために、リブ部材１４の長手方向（回転軸５ａの軸方向）での配置領域とガイド部材１００の配置領域とは、図１１のように揃えて設定している。

［実験結果３］
以下に、本第３の実施形態の構成で実施した実験を行なった結果を示す。下記の表３は、本実施形態による効果を表している。

すなわち、従来型現像装置（ガイド部材１００無し、リブ部材１４無し）においては、現像スリーブ８上を正常にコーティングするには最低でも２９０[ｇ]が必要になる。また、比較用の現像装置（ガイド部材１００無し、リブ部材１４有り）においては、現像スリーブ８上を正常にコーティングするには最低でも２７０[ｇ]が必要になる。これに対し本第３の実施形態における現像装置１（ガイド部材１００有り、リブ部材１４有り）では、少なくとも２４０[ｇ]あれば現像スリーブ８上を正常にコーティングすることができた。

以上の本実施形態では、第１搬送スクリュー５の搬送方向下流側にリブ部材１４を配置した構成にてガイド部材１００を配置することで、飛翔現像剤Ｈをガイド部材１００に衝突させ、現像スリーブ８への供給剤としてより効果的に寄与できる。この結果、現像スリーブ８への現像剤の供給不良由来の画像不良をより一層抑制可能な現像装置１を提供することができる。

＜第４の実施形態＞
次に、図１３及び図１４を参照して、第４の実施形態について説明する。なお、本実施形態では、第１〜第３の実施形態に対して第１搬送スクリュー５の回転方向が逆向き（反時計回り方向）に設定されている。そして、ガイド部材１００ではなく、第１搬送スクリュー５の外周に沿って連続的に延在する湾曲壁状のガイド部材２００を備え、かつガイド部材２００の規制ブレード９方向が開口している点が特徴である。その他の本実施形態における基本的な構成は、第１実施形態とほぼ同様である。

すなわち、図１３に示すように、第１搬送スクリュー５の外周に沿うようにこのスクリュー５の円弧の頂点まで連続的に湾曲する湾曲ガイド面２００ａを備えたガイド部材２００が配置されている。ガイド部材２００は、現像スリーブ８に現像剤Ｔを供給するように規制ブレード９側が開口している。第１搬送スクリュー５とガイド部材２００とのギャップは１［ｍｍ］程度とされ、第１搬送スクリュー５の回転方向は反時計回り方向（矢印Ｉ’方向）となるように構成されている。本実施形態におけるガイド部材２００は、他の実施形態にて前述しているように、第１搬送スクリュー５の現像剤搬送方向（矢印Ｇ方向）の中央部分から下流側に亘るように配置されている（図１４）。

ただし、本実施形態の第１搬送スクリュー５は、第１〜第３の実施形態における第１搬送スクリュー５に対して逆巻きの形状をしており、循環方向（現像剤搬送方向（Ｇ））は同様である。また、攪拌室４の第２搬送スクリュー６は、第１〜第３の実施形態における第２搬送スクリュー６と同じ構成を有し、その回転方向も反時計回り方向である。

図１３に示すように、本実施形態では、第１搬送スクリュー（攪拌搬送スクリュー）５の回転方向（矢印Ｉ’方向）は、現像スリーブ（現像剤担持体）８の回転方向（矢印Ｆ方向）と同じになるように構成される。ガイド部材２００は、第１搬送スクリュー５の外周に沿って、その外周の一部を覆うように且つ第１搬送スクリュー５との間の空間ｓｐが規制ブレード９側（層厚規制部材側）に開口するように形成された湾曲ガイド面２００ａを有している。このガイド部材２００は、第１搬送スクリュー５の回転で跳ね上げられた現像剤Ｔを規制ブレード９に向けて湾曲ガイド面２００ａによりガイドする。

本実施形態では、以上の構成により、第１搬送スクリュー５に接する現像剤Ｔは現像剤搬送方向（Ｇ）の力を受けると共に、現像スリーブ８近傍側は鉛直方向下方の力を受け、現像スリーブ８遠方側は鉛直方向上方の力を受ける。これにより、現像スリーブ８遠方側の現像剤面が高くなるような分布になる。よって、現像剤面の高い現像スリーブ８遠方側の現像剤Ｔは、ガイド部材２００の湾曲ガイド面２００ａによって現像スリーブ８の方向へガイドされるため、現像スリーブ８への現像剤供給に効果的に寄与される。

ここで、第１搬送スクリュー５の回転方向を反時計回り方向とし、第１搬送スクリュー５の外周に沿って円弧の頂点まで連続的にガイド部材２００を設けた理由について述べる。

すなわち、第１〜第３の実施形態で述べてきたように、第１搬送スクリュー５の回転方向は現像スリーブ８側の現像剤面が高くなるように設定する。しかし、図１３のように隔壁７の頂点部Ｐの高さが第１搬送スクリュー５の軸中心より高い場合、第１搬送スクリュー５の回転方向が時計回り方向であれば、現像スリーブ８側の現像剤Ｔが隔壁７を乗り越えて現像スリーブ８に供給されにくくなってしまう。

ここで、図１５のように第１搬送スクリュー５の回転方向を逆向き（反時計方向）にすれば、現像剤面の高い現像スリーブ８遠方側の現像剤Ｔは、上記スクリュー５による投げ上げにより隔壁７の頂点部Ｐを越えて現像スリーブ８側に供給される。従って、本実施形態の構成によれば、隔壁７の頂点部Ｐの高さが第１搬送スクリュー５の軸中心よりも高い場合であっても効率的に現像スリーブ８への現像剤供給が可能となる。

しかし、図１５のようにガイド部材２００が無い構成では、第１搬送スクリュー５の投げ上げによって現像容器２の上部に当たり、現像スリーブ８に供給されずに第１搬送スクリュー５に戻る現像剤Ｔも出現する。そこで、図１３及び図１６のように第１搬送スクリュー５の外周に沿って隔壁７の円弧の頂点部Ｐまで連続的にガイド部材２００を設けることで、第１搬送スクリュー５による投げ上げを防止しつつ、飛翔現像剤Ｈを現像スリーブ方向へガイドすることができる。これにより、より効率的に現像スリーブ８への現像剤供給を行うことができる。

［実験結果４］
以下に、本第４の実施形態の構成で実施した実験を行なった結果を示す。以下の表４は、本発明の第４の実施形態の効果を表している。

本実施形態による実験で用いた現像装置１では、隔壁７の頂点部Ｐの高さは現像スリーブ８の中心を原点として１２．２［ｍｍ］に設定され、第１搬送スクリュー５の回転軸中心高さは８．２［ｍｍ］に設定されている。つまり、本実施形態においては、隔壁７の頂点部Ｐは第１搬送スクリュー５よりも４［ｍｍ］程度高い。

また、第１搬送スクリュー５の回転方向は第１〜第３の実施形態の方向を第１回転方向とし、本実施形態における第１搬送スクリュー５の方向を第２回転方向とする。ただし、前述したように第２回転方向の場合、第１搬送スクリュー５は逆巻きである。

従来型現像装置（ガイド部材２００無し、第１搬送スクリュー５は第１回転方向）では、現像スリーブ上が正常にコーティングするのに最低３４０［ｇ］が必要であった。また、従来型現像装置（ガイド部材２００無し、第１搬送スクリュー５は第２回転方向）では、現像スリーブ８上の正常にコーティングするのに最低３２０[ｇ]が必要であった。これらに対し、本第４の実施形態における現像装置１（ガイド部材２００有り、第１搬送スクリュー５は第２回転方向）では、２９０[ｇ]あれば現像スリーブ８上を正常にコーティングすることができた。

＜変形例１＞
次に、図１７（ａ），（ｂ）を参照して、第１搬送スクリュー５の現像剤搬送方向（Ｇ）の下流側にいくに従ってガイド部材２００を高くした構成を備えた変形例１について説明する。なお、本変形例１における基本的な構成は第１実施形態とほぼ同様である。

すなわち、上述した第４の実施形態では、ガイド部材２００の第１搬送スクリュー５中心からの高さを一律に円弧の頂点まで設けていたが、厳密にはガイド部材２００の範囲内でも搬送方向上流側と下流側で現像剤量に傾きがあった。そこで、本変形例１では、ガイド部材２００の湾曲ガイド面２００ａの高さが上流側より下流側を高くなるように構成した。

本変形例１においても、湾曲ガイド面２００ａと第１搬送スクリュー５との間の空間ｓｐが規制ブレード９側（層厚規制部材側）に開口するように形成されている。そして、湾曲ガイド面２００ａは、第１搬送スクリュー５による現像剤搬送方向（矢印Ｇ方向）の下流側の方が上流側よりも上記開口が規制ブレード９に近づくように第１搬送スクリュー５の外周を覆う範囲が広くなっている。

以上の本変形例１では、第１搬送スクリュー５外周の円弧の角度をαとしたとき（水平方向を０°とする）、ガイド部材２００の湾曲ガイド面２００ａの高さを、スラスト位置（軸方向位置）で搬送方向下流に行くほど大きくなるように構成している。この構成により、図１７（ａ）のように現像剤搬送方向（Ｇ）の下流側にて現像剤量が減少しても、下流側での飛翔現像剤を規制ブレード９側に向けて効率良くガイドすることができる。

［実験結果５］
本変形例１の構成で実施した実験を行なった結果を表４に示す。表４から分かるように、本変形例１における現像装置１では、２８０［ｇ］あれば現像スリーブ８上を正常にコーティングすることができた。

＜変形例２＞
次に、図１８及び図１９を参照して、現像剤搬送方向（Ｇ）下流部にリブ部材１４を配置すると共に、リブ部材１４の長手方向での配置領域に一致するようにガイド部材２００を配置した変形例２について説明する。なお、本変形例２における基本的な構成は第１実施形態とほぼ同様である。

第１搬送スクリュー５の回転軸５ａには、攪拌翼同士の間から径方向に突出するリブ部材１４が設けられている。リブ部材１４は、ガイド部材２００の設置部分に対応する位置に複数設けられている。平板状のリブ部材１４は、回転軸５ａの軸方向の中間位置から現像剤搬送方向（Ｇ）の下流側に亘って各攪拌翼５ｂ間において同じ角度で回転軸５ａの半径方向に同じ長さで突出するように設けられている。各リブ部材１４は、第１搬送スクリュー５の回転方向（図１９の反時計回り方向）に対向する面を含む平面が回転軸５ａを含んだ状態で半径方向に突出している。

これらの結果、図１８及び図１９に示すように、第１搬送スクリュー５の回転駆動時には、リブ部材１４に接する現像剤Ｔにリブ平面に対する法線方向の力が加わる。そのため、現像剤Ｔはスクリュー回転方向にのみ搬送され、第１搬送スクリュー５の軸方向への搬送がなされない。これにより、現像剤搬送方向（矢印Ｇ方向）の下流においても現像剤Ｔをより効果的に規制ブレード９側に飛翔させることができる。

［実験結果６］
本変形例２の構成で実施した実験を行なった結果を表４に示す。表４から分かるように、本変形例２における現像装置１では、２７０［ｇ］あれば現像スリーブ８上を正常にコーティングすることができた。

以上説明したように、本変形例２によれば、隔壁７の頂点部Ｐの高さが第１搬送スクリュー５の回転軸５ａ中心より高い場合であっても、現像スリーブ８への現像剤供給をより効率的に行うことができる。この結果、現像スリーブ８への現像剤Ｔの供給不良由来の画像不良を抑制する現像装置１を提供することができる。

１…現像装置／３…第１室（現像室）／４…第２室（攪拌室）／５…第１搬送スクリュー（攪拌搬送スクリュー）／５ａ…攪拌搬送スクリューの回転中心（第１搬送スクリューの回転軸）／５ｂ…攪拌翼／８…現像剤担持体（現像スリーブ）／８ａ…現像剤担持体の回転中心（現像スリーブの回転中心）／９…層厚規制部材（規制ブレード）／１４…リブ部材／１００，２００…ガイド部材／１００ａ…傾斜ガイド面／２００ａ…湾曲ガイド面／Ｇ…現像剤搬送方向／ｈ…水平面／ｓｐ…空間／Ｔ…現像剤（二成分現像剤）／θ１，θ２…傾斜角度（角度）

Claims (10)

1. トナーとキャリアを含む現像剤を担持して回転する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に現像剤を供給する第１室と、
   前記第１室から供給され前記現像剤担持体に担持された現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、
   前記第１室に連通し、前記現像剤担持体からの現像剤を回収する第２室と、
   前記第１室に配置され、前記第１室内の現像剤を攪拌しつつ搬送する、螺旋状に連続する攪拌翼を備えた攪拌搬送スクリューと、
   前記第１室における前記攪拌搬送スクリューの上方近傍に配置され、前記攪拌搬送スクリューの回転で飛翔した現像剤を前記層厚規制部材に向けてガイドするガイド部材と、
   を備えることを特徴とする現像装置。
2. 前記第１室及び前記第２室は上下方向に配置され、且つ前記現像剤担持体は、上下方向に関して、その回転中心が前記攪拌搬送スクリューの回転中心よりも下方に位置するように配置される、ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記攪拌搬送スクリューの回転方向は、前記現像剤担持体の回転方向と逆であり、
   前記ガイド部材は、
   前記層厚規制部材の方向に向かって漸次上方に向かうように傾斜する傾斜ガイド面を有し、前記攪拌搬送スクリューの回転で跳ね上げられた現像剤を前記層厚規制部材に向けて前記傾斜ガイド面で跳ね返すようにガイドする、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
4. 前記傾斜ガイド面は、前記攪拌搬送スクリューの回転中心の上方位置から前記層厚規制部材側の何れかの位置から前記層厚規制部材の方向に向かって傾斜する、ことを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
5. 前記傾斜ガイド面は、前記攪拌搬送スクリューによる現像剤搬送方向の下流側での水平面に対する傾斜角度が上流側での水平面に対する傾斜角度よりも大きく設定されている、ことを特徴とする請求項３又は４に記載の現像装置。
6. 前記攪拌搬送スクリューの回転方向は、前記現像剤担持体の回転方向と同じであり、
   前記ガイド部材は、
   前記攪拌搬送スクリューの外周に沿って、その外周の一部を覆うように且つ前記攪拌搬送スクリューとの間の空間が前記層厚規制部材側に開口するように形成された湾曲ガイド面を有し、前記攪拌搬送スクリューの回転で跳ね上げられた現像剤を前記層厚規制部材に向けて前記湾曲ガイド面によりガイドする、ことを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
7. 前記湾曲ガイド面は、前記攪拌搬送スクリューによる現像剤搬送方向の下流側の方が上流側よりも前記開口が前記層厚規制部材に近づくように前記攪拌搬送スクリューの外周を覆う範囲が広くなっている、ことを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
8. 前記ガイド部材は、前記攪拌搬送スクリューによる現像剤搬送方向の中央部分から下流側に亘るように形成されている、ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の現像装置。
9. 前記攪拌搬送スクリューの回転軸には、前記攪拌翼同士の間から径方向に突出するリブ部材が設けられている、ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の現像装置。
10. 前記リブ部材は、前記ガイド部材の設置部分に対応する位置に複数設けられている、ことを特徴とする請求項９に記載の現像装置。

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