JP3494963B2 - 画像形成装置における現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
等の画像形成装置における感光体に現像剤を供給して現
像する現像装置、さらに詳しくはトナーとキャリアから
なる二成分現像剤を使用する形態の現像装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置において、感光体ドラムに
形成された静電潜像を現像するためにトナーとキャリア
からなる二成分現像剤を使用する形態の現像装置が適用
されている。この静電潜像現像装置は、現像剤を収容す
る現像ハウジング、現像ハウジング内の現像剤を感光体
ドラムの静電潜像に供給する現像剤供給手段、現像ハウ
ジング内の現像剤を攪拌するとともに所要方向に搬送す
る現像剤攪拌手段と、現像ハウジング内にトナーを供給
するトナー供給手段とを有している。現像剤供給手段は
感光体ドラムの現像域において静電潜像にトナーを供給
してトナー像に現像される。静電潜像へのトナーの供給
に応じて現像ハウジングのトナーが消費されると、トナ
ー供給手段によりトナーが供給される。現像剤攪拌手段
は現像ハウジング内の現像剤を攪拌してトナーとキャリ
アを攪拌して、トナーとキャリアを混合及び摩擦帯電さ
せて、所要方向に搬送する。

【０００３】現像剤の攪拌、搬送に関する上記要件を開
示した先行技術として特開平１０−１４２９４２号公報
が存在し、４連タンデム現像方式のカラー複写機におい
て、感光体ドラムに現像剤を供給する現像剤供給手段
と、この現像剤供給手段の近傍に設けられ現像剤を第１
の方向に攪拌搬送する第１の攪拌搬送手段と、この第１
攪拌手段の下方に設けられ現像剤を第１の方向とは逆の
第２の方向に現像剤を攪拌する第２攪拌搬送手段と、前
記現像剤供給手段に同軸的に設けられ、前記現像剤供給
手段の駆動に伴って駆動され、前記第２の攪拌搬送手段
により搬送された現像剤を前記第１の攪拌手段に搬送す
る送り手段とを具備するものが開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平１０−１４
２９４２号公報において開示されている現像装置におい
ても現像剤の攪拌、搬送、現像剤の滞留、現像装置自体
の小型化の点で未だ十分とは言えず改善の余地がある。
特に現像装置自体の大きさに関して言えば、現像剤供給
手段（マグネットローラ）と同軸に下側の第２攪拌手段
から上側の第１攪拌手段へ現像剤を送る送り手段が設け
られているため、現像剤供給手段の現像領域を超えて軸
線方向に延長した領域に送り手段を配設する必要があ
り、現像装置全体の軸線方向長さについては随分と長い
ものであった。

【０００５】本発明は、上下に第１攪拌手段及び第２攪
拌手段を具備する縦型攪拌方式の現像装置において、現
像剤の攪拌を十分に行い、滞留を防止し、かつ、現像装
置全体を小型化、特に軸線方向（奥行き方向）の長さを
短くすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１は、第２攪拌手段の近傍に設けら
れ、感光体に現像剤を供給する現像剤供給手段と、この
現像剤供給手段の近傍に設けられ現像剤を攪拌し搬送す
る第１攪拌手段と、この第１攪拌手段の下方に設けられ
第１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、現像剤を攪拌し搬送して前記現像剤供給
手段に供給する第２攪拌手段と、前記第１攪拌手段及び
第２攪拌手段の回転軸と同方向に延びる回転軸を有する
回転体と、この回転体の周方向に設けられた偶数の磁極
とを有し、前記第１攪拌手段と第２攪拌手段との高さ方
向略中央部に設けられ、第２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、前記第１攪拌手
段及び第２攪拌手段の現像剤搬送力よりも大きな搬送力
で現像剤を前記第１攪拌手段に供給する現像剤汲み上げ
手段とを具備し、前記第１攪拌手段及び第２攪拌手段の
それぞれには、回転軸方向に現像剤を搬送するス パイラ
ル状羽根が回転軸周りに設けられており、前記第２撹拌
手段のスパイラル状羽根は前記第１撹拌手段のスパイラ
ル羽根の外形よりも小さく設定されると共に、前記第２
撹拌手段による現像剤搬送速度が前記第１撹拌手段によ
る現像剤搬送速度と同一になるように前記第２撹拌手段
の回転速度が第１撹拌手段の回転速度よりも速く設定さ
れていることを特徴とする画像形成装置における現像装
置である。

【０００７】上記構成は、現像剤は第１攪拌手段で上流
から下流へ攪拌し搬送され、下流端部において、第１攪
拌手段の下側に設けられている第２攪拌手段へ渡され、
現像剤はさらに第２攪拌手段で上流から下流へ攪拌し搬
送される。第２攪拌手段の下流端部においては、現像剤
汲み上げ手段の偶数磁極を有する回転体が現像剤を汲み
上げて上方の第１攪拌手段へ渡される。１部の現像剤は
第２攪拌手段において上流から下流へ攪拌し搬送される
間に現像剤供給手段に供給され、現像剤供給手段から感
光体ドラムに現像剤を供給するものである。

【０００８】また、当該現像装置が備えられる画像形成
装置が停止したときに、第２攪拌手段の下流部分に現像
剤の溜りができた場合であっても、この溜りを次の始動
時において汲み上げローラによって、第２攪拌手段から
第１攪拌手段に汲み上げることによって、現像剤の詰ま
りを防止することができる。

【０００９】請求項２は、第２攪拌手段の近傍に設けら
れ、感光体に現像剤を供給する現像剤供給手段と、この
現像剤供給手段の近傍に配設され、回転軸方向に現像剤
を攪拌して搬送するスパイラル状羽根が回転軸周りに設
けられた第１攪拌手段と、この第１攪拌手段の下方に配
設され、回転軸方向に現像剤を攪拌して搬送すべく回転
軸周りに設けられて前記第２撹拌手段のスパイラル状羽
根は前記第１撹拌手段のスパイラル羽根の外形よりも小
さく設定されたスパイラル状羽根で第１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
剤を攪拌し搬送しつつ、一部を前記現像剤供給手段に供
給するものであって、現像剤搬送速度が前記第１撹拌手
段による現像剤搬送速度と同一になるように回転速度が
第１撹拌手段の回転速度よりも速く設定されている第２
攪拌手段と、前記第１攪拌手段及び第２攪拌手段の回転
軸と同方向に延びる回転軸を有する回転体と、この回転
体の周方向に設けられた偶数の磁極とを有し、前記第１
攪拌手段と第２攪拌手段との高さ方向略中央部に設けら
れ、第２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、前記第１攪拌手段及び第２攪拌手段
の現像剤搬送力よりも大きな搬送力で現像剤を前記第１
攪拌手段に供給する現像剤汲み上げ手段とを具備し、前
記第１撹拌手段の現像剤搬送方向下流部であって、前記
第２攪拌手段に現像剤が移動する位置である第１攪拌手
段の現像剤搬送方向下流端部の手前には、前記第１攪拌
手段の上流から搬送されてくる現像剤が一時貯えられ、
貯えられた現像剤のオーバーフロー分が前記第２攪拌手
段に供給される断面略Ｕ字形状の仕切り板が設けられて
おり、この仕切り板の近傍位置であって、仕切り板より
も現像剤搬送方向上流側にトナー濃度検出部が設けられ
ていることを特徴とする画像形成装置における現像装置
である。

【００１０】この構成によれば、トナー濃度検出部が仕
切り板の上流側で、該仕切り板の近傍に設けられている
ので、トナー濃度検出部が露出して現像剤濃度を正確に
検知できずに誤検知してしまうといった不具合が防止さ
れる。また、この仕切り板位置の近傍においては第１攪
拌手段によって現像剤が最も均一に混合された状態とな
るために現像剤濃度をより正確に測定することが可能と
なる。また、第１攪拌手段の下流に設けられた仕切り板
によって、第１攪拌手段から第２攪拌手段に供給する現
像剤量に脈動が生じても、現像剤汲み上げ手段の搬送力
が第２攪拌手段よりも大きく設定されているので、それ
による現像剤搬送状態のアンバランスを緩和することが
できる。さらに、トナー濃度の変化、湿度などの環境変
化に起因する搬送状態の搬送能力の変化に対するバッフ
ァの機能としても効果がある。こ れにより、現像剤はそ
の搬送経路において滞留、凝固が防止され確実かつ、良
好な攪拌搬送が繰り返される。

【００１１】請求項３は、請求項１又は請求項２に記載
の現像装置であって、前記現像剤汲み上げ手段は、前記
第１攪拌手段及び第２攪拌手段よりも前記現像剤供給手
段側であって、前記現像剤供給手段が存在しない領域に
配設されているものである。

【００１２】この構成によれば、第１攪拌手段等の軸線
方向領域における現像剤供給手段の存在しない領域を有
効利用することができ、第１攪拌手段等の回転軸方向に
直交する方向の長さをさらに短縮することが可能とな
る。例えば、画像形成装置として４連タンデムの現像装
置を有するカラープリンタの場合は、画像形成装置とし
てのカラープリンタ本体の幅を狭く構成することが可能
となる。

【００１３】請求項４は、請求項２又は請求項３に記載
の現像装置であって、前記第１撹拌手段による現像剤の
搬送方向上流端部に、前記第１攪拌手段と前記現像剤汲
み上げ手段との合流領域が配設され、この合流領域内に
おける前記第１攪拌手段の現像剤搬送方向下流側にトナ
ー供給口が設けられているものである。

【００１４】この請求項４によれば、前記トナー補給口
は、前記第１攪拌手段と前記現像剤汲み上げ手段との前
記合流領域であって、この合流領域内における前記第１
攪拌手段の現像剤搬送方向下流側に設けられているの
で、新たに供給されるトナーと現像装置内の現像剤との
混合を十分に行うことが可能となると共に、補給された
ばかりのトナーが下方向に落ちにくいので、十分に攪拌
混合され下方向に搬送される。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態にか
かる画像形成装置としてのカラープリンタの概略構成図
である。

【００１６】図１に基づいて本発明を適用したカラープ
リンタ２の概略構成を説明する。カラープリンタ２は転
写体としてのシート部材３を１枚ずつ送り出す給紙部４
と、この給紙部４から送り出されたシート部材３を搬送
する搬送部６とシート部材３に転写すべきトナー像を形
成する作像部５と、作像部５で形成されたトナー像をシ
ート部材３に転写する転写部７と、転写部７で転写され
たシート部材３のトナー像を定着する定着部８と、この
定着部８から排出されたシート部材３を受け取る排紙部
１０と、光学装置部１１とを具備している。

【００１７】給紙部４は、第１の給紙トレイ１２に積載
されたシート部材３を給紙ローラ１３、リタードローラ
１４とで１枚ずつ下流側へ送り出す第１給紙部１５と、
手差しトレイ１６からシート部材３を給紙ローラ１７で
１枚ずつ下流側へ送り出す第２給紙部１８とから構成さ
れている。

【００１８】搬送部６は第１給紙部１５または第２給紙
部１８から送り出されたシート部材３の搬送を案内する
搬送路２０と、この搬送路２０の途中に配設された搬送
ローラ２１と、この搬送ローラ２１からシート部材３を
受け取り、シート部材３の先端部を一旦停止させ斜め送
りを規制（補正）して下流側の作像部５へ送り込むレジ
ストローラ対２２と、このレジストローラ対２２よりも
上流側の搬送路２０に接続される手差し搬送路２３とか
ら構成されている。

【００１９】作像部５は、黒トナーを有する第１作像部
２４、シアントナーを有する第２作像部２５、マゼンタ
トナーを有する第３作像部２６、イエロートナーを有す
る第４作像部２７とから構成されている。第１ないし第
４作像部２４，２５，２６，２７は円筒状の感光体ドラ
ム２８と、この感光体ドラム２８上にトナー像を形成す
る現像装置３０と、感光体ドラム２８上の残留トナーを
除去するファーブラシ３１及びクリーニングブレード３
２を具備するクリーニング装置３３と、感光体ドラム２
８上に電荷を付与して感光体ドラム２８の表面を均一に
帯電させる帯電装置３４とから構成されている。

【００２０】転写部７は、フッ素系樹脂材料の無端状転
写ベルト３７と、この転写ベルト３７を駆動する駆動ロ
ーラ３８及びテンションローラ４０と、各感光体ドラム
２８と対向する位置にそれぞれ配置された転写ローラ４
１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄとを有しており、さらに
下流側へ搬送する機能も有している。これら転写ローラ
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄと各感光体ドラム２８
で前記転写ベルト３７を挟持する如く構成されている。
また、転写ベルト３７内周側の適所にはガイドローラ４
２，４３が配設されている。また、この転写部７は、白
黒画像のみを形成する場合、黒の転写ローラ４１ａのみ
使用して、他のマゼンタ、シアン、イエローの各転写ロ
ーラ４１ｂ，４１ｃ，４１ｄは感光体ドラム２８から離
間させている。

【００２１】定着部８は、ヒータ（図示していない）を
内蔵した加熱ローラ４４と、定着ローラ４５と、これら
加熱ローラ４４と定着ローラ４５とに巻き掛けられた金
属製の無端状ベルト４６と、定着ローラ４５に押しつけ
られる加圧ローラ４７とを有している。そして、無端状
ベルト４６の外表面にシリコンオイルを塗布するオイル
塗布ローラ４８と、オイル塗布ローラ４８にオイルを供
給するオイル供給ローラ５０とオイル供給ローラ５０の
表面をクリーニングするクリーニングローラ５１とが配
設されている。

【００２２】排紙部１０は、定着部８から排出されたシ
ート部材３を受け取り、画像形成面を上にして積載する
第１排紙部５２（図１において仮想線図示している。）
と、定着部８から排出されたシート部材３を排出路５３
により画像形成装置本体３６上部に導き、画像形成面を
下にして積載する第２排紙部５４とを有している。な
お、第１排紙部５２を使用しない際には画像形成装置本
体３６内に収容するようにしている。

【００２３】光学ユニット１１は、ポリゴンミラー５５
とレンズ５６、５７及びミラー５８とが各感光体ドラム
２８に対応して配設されており、レーザー光を光学ユニ
ット支持板６０に形成されたスリット６１から各感光体
ドラム２８に向けて照射するようになっている。

【００２４】このように構成されたカラープリンタ２は
第１給紙部１５または第２給紙部１８からシート部材３
が送り出されると、そのシート部材３が搬送部６によっ
て第１作像部２４の感光体ドラム２８と転写部７の転写
ベルト３７との間に送り込まれる。そして、シート部材
３は感光体ドラム２８と転写ローラ４１ａ，４１ｂ，４
１ｃ，４１ｄとの間に転写ベルト３７で搬送される間
に、黒、マゼンタ、シアン、イエローの各感光体ドラム
２８に形成されたトナー像が順次シート部材３に転写さ
れる。そして、カラー画像の転写が終了したシート部材
３は、転写ベルト３７でさらに搬送され定着部８の定着
ローラ４５と加圧ローラ４７との間に送り込まれ、ここ
でカラー画像が定着される。定着終了後、シート部材３
は第１排紙部５２または第２排紙部５４に排出される。

【００２５】図２は本発明に従って構成された現像装置
を示す図であり、同図（ａ）は現像装置の内部機構を示
し、同図（ｂ）は（ａ）の２Ｂ−２Ｂ断面図である。

【００２６】図３は図２におけるＡ−Ａ断面図であり、
図４は図２におけるＢ−Ｂ断面図であり、図２ないし図
４に基づいて本実施形態にかかる現像装置３０について
説明を行う。

【００２７】現像装置３０は現像ハウジング１４４を具
備している。現像ハウジング１４４は合成樹脂材料より
成形され、底壁１３２から略全域において実質的に鉛直
上方に延びる第１の側壁１３４と、図２（ａ）において
第１の側壁１３４の左側で後述する汲み上げ領域の１部
を構成する第２の側壁１３６と、図２（ａ）において左
端部にある前壁１３８と、図２（ａ）において右端部に
ある後壁１４０と、図３、図４において現像ハウジング
１４４の最上部に存在する上壁１４２とから主に構成さ
れている。

【００２８】現像ハウジング１４４の図３において最左
部には現像剤供給手段１４６が配設されている。現像剤
供給手段１４６は軸線方向（図２（ａ）、図５において
左右方向）の現像領域略全域に亘って延在するアルミ等
の非磁性材料から構成される円筒状の現像スリーブ１４
８とこの現像スリーブ１４８の内部に配設された磁石材
料１５０から構成されている。図２（ａ）、図５におい
て明らかなごとく、スリーブ１４８は後述する駆動系に
回転自在に連結されている。磁石材料１５０は現像スリ
ーブ１４８内の所定位置に固定されている。現像スリー
ブ１４８が固定されている回転軸１５１は後壁１４０を
貫通して突出し、この回転軸１５１の突出端部には入力
歯車１５２が固定されている。入力歯車１５２は後述す
る駆動源（図示せず）から伝達された駆動力が出力歯車
１５４及びアイドル歯車１５６を通って伝達される。そ
して、現像スリーブ１４８は、その表面にトナーとキャ
リアからなる現像剤１００が前記磁石材料１５０の磁力
で吸着されており、図３において矢符Ｒ１で示す方向に
回転する。

【００２９】なお、本発明で使用される現像剤の一例と
してその成分であるキャリアとトナーに関する仕様は以
下の通りである。

【００３０】（１）キャリア キャリア中心粒径：６０μｍ 形状：球形 材質：フェライト 飽和磁化：６５ｅｍｕ （２）トナー トナー中心粒径：８．５μｍ 樹脂成分：ポリエステル トナー濃度：通常環境下において、４〜５重量％で推移
しており、トナー切れや環境変化に応じて３．５〜６重
量％で推移する場合もある。

【００３１】現像剤供給手段１４６の図３において上方
には現像剤剥離手段１６０が配設されている。現像剤剥
離手段１６０は穂切りブレード６２及びこの穂切りブレ
ード６２を保持する保持部６４から構成されている。保
持部６４は後述する第１攪拌手段６８を収容する隔壁６
６の前面上部に固定支持されている。現像剤剥離手段１
６０の穂切りブレード６２の下端縁は現像スリーブ１４
８の最上部より現像スリーブ１４８の回転方向若干下流
域に軸線方向略全域に亘って延在して配置されている。
ブレード６２の下端縁部は磁石材料１５０の上部におけ
るＮ極とＳ極の略中央部に位置している。ブレード６２
で剥離され現像スリーブ１４８の周表面から離脱した現
像剤１００は後述する第２攪拌手段７０によって攪拌、
混合され、再び現像スリーブ１４８の表面に磁力により
吸い寄せられて次の現像に供用される。

【００３２】図５は図４において汲み上げ手段の中心、
第１攪拌手段の中心、第２攪拌手段の中心、現像剤供給
手段の中心を通り上部より見た断面図であり、現像剤攪
拌手段について詳述する。現像剤攪拌手段は第１攪拌手
段６８と第１攪拌手段６８の直下部に設けられる第２攪
拌手段７０とから構成される。

【００３３】第１攪拌手段６８は現像ハウジング１４４
の前壁１３８と、後壁１４０の内側（左側）に設けられ
ている内壁１４１の間に回転自在に回転軸７２が装着さ
れている。回転軸７２には軸線方向略全域においてスパ
イラル状羽根７４が形成されているが、矢符Ｃ１で示す
現像剤１００の搬送方向下流端部（領域Ａ１）にはスパ
イラル状羽根７４が設けられていない。回転軸７２は前
壁１３８より外方へ突出し、前述した如く左端部には歯
車８０が設けられている。後壁１４０の左方、及び内壁
１４１の間においては回転軸７２に歯車７５が固定され
ている。

【００３４】第２攪拌手段７０は現像ハウジング１４４
の前壁１３８及び後壁１４０間に回転自在に回転軸７６
が装着されている。回転軸７６には軸線方向略全域にお
いてスパイラル状羽根７８が形成されているが、矢符Ｃ
２で示す現像剤１００の搬送方向下流端部（領域Ａ２）
にはスパイラル状羽根７８が設けられていない。回転軸
７６の右端部には出力歯車１５４が固定されており、さ
らに前壁１３８及び後壁１４０間の内壁１４１には回転
軸７６に歯車８１が装着されており、前記歯車７５と駆
動連結している。

【００３５】次に現像剤汲み上げ手段８２について詳述
する。現像剤汲み上げ手段８２は図４において示す如く
第１攪拌手段６８及び第２攪拌手段７０の鉛直方向略中
央部で、第１攪拌手段６８及び第２攪拌手段７０の右方
に配設されている。

【００３６】図５によりさらに詳述すると、汲み上げ手
段８２は、図５において明らかな如く、現像ハウジング
１４４の手前側（図５において左側）に配設されてお
り、現像スリーブ１４８の領域外、即ち軸線方向におけ
る現像領域外に配設されている。汲み上げ手段８２は現
像ハウジング１４４の前壁１３８及び第２の後壁８３に
回転軸８４が回転自在に装着されている。回転軸８４に
は軸線方向略全域において磁性材料より構成される汲み
上げローラ８６が固定されている。回転軸８４は前壁１
３８の左方へ突出しており、この突出部に歯車８８が固
定されている。歯車８８は前記歯車８０と噛合されてい
る。汲み上げローラ８６は無垢円柱状の鉄より構成さ
れ、円周方向に８００Ｇの磁力を有するＮ極、Ｓ極が交
互に並んで各々４極合計８極が軸線方向全域に亘って着
磁されている。

【００３７】図２（ａ）及び図５に示すように、トナー
補給ユニットＴＳ（図８参照）のトナー補給口ＴＳＯが
前記第１攪拌手段６８と前記現像剤汲み上げローラ８６
との合流領域にトナーを補給可能な位置に設けられてい
る。より正確には、トナー補給口ＴＳＯは前記合流領域
において、前記第１攪拌手段６８の現像剤搬送方向にお
ける下流位置に設けることが望ましい。上記した位置に
トナー補給口ＴＳＯを設けることによって、補給される
トナーには、汲み上げローラ８６による汲み上げ力と第
１攪拌手段６８による搬送力とが共同作用するので供給
されるトナーと現像装置３０内の現像剤（正確にはキャ
リア）との混合効果が高くなる。また、汲み上げローラ
８６と隔離壁１１２の掻き落し部１１２ｅ（図４参照）
との隙間は十分に小さいので補給されたばかりのトナー
が当該隙間から下方向に落ちにくい。

【００３８】図６は現像装置の後面における歯車の駆動
連結を示す図であり、図７は現像装置の前面における歯
車の駆動連結を示す図である。図６、図７をも参照して
説明を続ける。駆動源（図示しない）からの駆動が出力
歯車１５４に伝達されると、回転軸７２を通じて歯車８
１、７５に伝達される。歯車７５に伝達された駆動力は
回転軸７２を通じて歯車８０、８８に伝達される。一
方、駆動源からの駆動が出力歯車１５４に伝達される
と、アイドル歯車１５６、入力歯車１５２にも伝達され
る。然る如く駆動伝達されることにより、第１攪拌手段
６８は図３、図４に矢符Ｒ２で示す方向に回転され、第
２攪拌手段７０は矢符Ｒ３で示す方向に回転され、さら
に汲み上げ手段８２は、矢符Ｒ４で示す方向に回転され
る。

【００３９】図３に示す如く、現像ハウジング１４４に
は現像剤１００が収容されている。詳述すると、現像剤
１００は隔壁６６により規制され第１攪拌手段６８が配
設されている第１の攪拌領域１０２、及び前記隔壁６６
の下側でかつ、第１の側壁１３４にて規制され現像手段
１４６及び第２攪拌手段７０が配設されている第２の攪
拌領域１０４、及び図４に示す如く第１攪拌手段６８、
第２攪拌手段７０及び汲み上げ手段８２が配設される第
３の攪拌領域（汲み上げ領域）１０６に分散されて収容
されている。

【００４０】第１攪拌手段６８の回転軸７２は矢符Ｒ２
で示す方向に回転され、第１の攪拌領域１０２の中にお
いて、現像剤１００は図５において攪拌混合されながら
図５において矢符Ｃ１で示す方向に上流側から下流側に
搬送される。

【００４１】第２攪拌手段７０の回転軸７６は矢符Ｒ３
で示す方向に回転され、第２の攪拌領域１０４の中にお
いて、現像剤１００は攪拌混合されながら図５において
矢符Ｃ２で示す方向に上流側から下流側へと搬送され
る。このとき、１部の現像剤１００は第２攪拌手段７０
から現像剤供給手段１４６に供給され、さらに現像剤供
給手段１４６から矢符Ｒ５で示す方向に回転する感光体
ドラム２８の現像域に供給され、感光体ドラム２８上の
潜像にトナーが供給される。

【００４２】図８は現像剤の搬送状態を示す説明図であ
る。

【００４３】次に、図５及び図８を参照しながら、現像
剤１００が攪拌混合され搬送されて循環される経路につ
いて詳述する。まず、第１攪拌手段６８の作用により第
１の攪拌領域１０２において、現像剤１００は攪拌混合
されながら図５及び図８において矢符Ｃ１で示す方向即
ち現像装置３０本体手前側から奥側に向かう方向に搬送
される。ところで、第１の攪拌領域１０２の下流端部の
領域Ａ１は隔壁６６が設けられておらず、また、第１攪
拌手段６８のスパイラル状羽根７４が設けられていない
ので現像剤１００はそれ以上、下流側へ搬送されず自重
により下方に落下する（図８の矢符Ｄ参照）。従って、
この領域Ａ１の部分において現像剤１００が滞留し、凝
固することが防止される。落下した現像剤１００は、第
２攪拌手段７０の作用により第２の攪拌領域１０４にお
いて攪拌混合されながら図５及び図８において矢符Ｃ２
で示す方向に搬送され、下流端部、即ち図５及び図８に
おいて左端部の領域Ａ２に搬送される。左端部（領域Ａ
２）においては、第２攪拌手段７０のスパイラル状羽根
７８が設けられていないため、それ以上、下流側へ搬送
されることがない。

【００４４】次いで現像剤汲み上げ手段８２の作用によ
り汲み上げ領域１０６の中において汲み上げローラ８６
が現像剤１００を磁力によりその周表面に吸い寄せて汲
み上げる（図８の矢印Ｕ参照）。ところで、この汲み上
げ領域１０６においては、第１攪拌手段６８、第２攪拌
手段７０の鉛直方向中央部に設けられ左右方向に延びる
隔離壁１１２が設けられている。この隔離壁１１２の先
端部１１２ｅ（最右部上端部）は鋭角形状に形成されて
おり、この先端部１１２ｅと汲み上げローラ８６表面と
の隙間が例えば略１．０ｍｍに構成されている。また、
汲み上げローラ８６の表面に付着した現像剤１００は図
４にて示す如く磁気ブラシが形成される。詳述すると、
汲み上げローラ８６のＮ極、Ｓ極の着磁されている領域
には現像剤１００による穂が長く（高く）形成され、Ｎ
極とＳ極の中央の領域は穂が低く形成されている。本実
施形態においては、汲み上げローラ８６のＮ極、Ｓ極が
交互に並んで各々４極設けられているため、０ガウス領
域が存在せず、従って、現像剤汲み上げ手段８２による
現像剤１００の汲み上げ力（搬送力）を大きくすること
ができる。

【００４５】さらに具体的には、汲み上げローラ８６は
以下の条件を備えている。汲み上げローラ８６の長さは
１５−５０ｍｍであり、好ましくは、第２攪拌手段７０
のスパイラル状羽根７８の１ピッチ以上、即ち、２０−
３５ｍｍに設定することが望ましい。上記提示した寸法
の上限を超えると現像装置３０の肥大化を招くととも
に、下限値を下回ると、汲み上げ力の不足を招くことに
なる。さらに、汲み上げローラ８６の回転周速度は１０
０−２５０ｍｍ／ｍｉｎであり、好ましくは、１５０−
２００ｍｍ／ｍｉｎである。前述の上限値を上回ると、
汲み上げられた現像剤１００が隔離壁先端部１１２ｅに
より高速で掻き取られることになり、これにより現像剤
１００が劣化しやすくなり、下限値を下回ると、汲み上
げ能力が不足することになる。なお、汲み上げローラ８
６の磁力は５００−１２００ガウスに設定されており、
それ以上であれば現像剤１００を劣化させる恐れがあ
り、以下であると現像剤１００の汲み上げ能力が不足す
る。なお、隔離壁１１２の掻き落し部（先端部）１１２
ｅとの隙間は０．３〜３ｍｍに設定されており、好まし
くは、０．５から２ｍｍである。前述の上限値を超える
と第１攪拌手段６８への現像剤１００の供給不足とな
り、下限値を下回ると現像剤１００の劣化を招く恐れが
ある。

【００４６】汲み上げローラ８６の矢符Ｒ４で示す方向
への回転により磁気ブラシも同方向に回転し、現像剤１
００が隔離壁１１２の先端部１１２ｅにて汲み上げロー
ラ８６表面から剥離される。剥離された現像剤１００は
隔離壁１１２上に移動させられ、第１攪拌手段６８のス
パイラル状羽根７４の回転作用により図５において矢符
Ｃ１で示す方向へ攪拌搬送される。以降、現像剤１００
は上述した如く攪拌、混合、搬送され、循環を繰り返
す。

【００４７】攪拌手段について詳述すると、第１攪拌手
段６８のスパイラル状羽根７４と第２攪拌手段７０のス
パイラル状羽根７８による現像剤搬送力は実質的に等し
く設定できるように構成されている。ここで現像剤搬送
力を調整するにあたり、そのパラメータとしてスパイラ
ル状羽根７４、７８の大きさ、形状（ねじり方向）、ス
パイラルピッチ、回転数があるが、これらを適宜調整す
ることによって第１攪拌手段６８と第２攪拌手段７０の
現像剤搬送力を所望される関係に設定可能である。本発
明の実施形態の一例としては、第２攪拌手段７０のスパ
イラル状羽根７８の外形を第１攪拌手段６８のスパイラ
ル状羽根７４の外形よりも小さく設定しており、その代
わりに第２攪拌手段７０の回転数を第１攪拌手段６８の
回転数よりも早くしており、結果的に、第１攪拌手段６
８と第２攪拌手段７０の現像剤１００の搬送速度を実質
的に同じに設定している。但し、第１攪拌手段６８と第
２攪拌手段７０のスパイラル状羽根７４，７８が配置さ
れている軸７２，７６の外形は同じである。これによ
り、現像剤供給手段１４６を図３においてさらに右位置
に配置でき、結果現像装置３０の幅を小さくして、第１
〜４作像部２４，２５，２６，２７の間の寸法を小さく
することが可能で、画像形成装置２全体を小型化するこ
とができる。

【００４８】なお、図２（ａ）、図２（ｂ）、図５に示
すように第１攪拌手段６８の下流部には断面Ｕ字形状の
仕切り板１９０が設けられている。正確には、第１攪拌
手段６８のスパイラル状羽根７４の下流端部の下流側に
配置され、第１攪拌手段６８の上流から搬送される現像
剤１００が一時貯えられるようにしている。これによっ
て第１攪拌手段６８の下流端部において所定量の現像剤
１００が溜り、それが所定量以上になったとき、即ち、
現像剤１００のオーバーフロー分が第２攪拌手段７０の
方に供給されるようになっている。なお、本実施形態で
は仕切板１９０の上部位置は、第１攪拌手段６８に配設
されているスパイラル状羽根７４の上下方向高さの８０
％の位置に設定されている。

【００４９】なお、現像剤汲み上げ手段８２の汲み上げ
ローラ８６による現像剤搬送力は第１攪拌手段６８のス
パイラル状羽根７４、第２攪拌手段７０のスパイラル状
羽根７８による現像剤搬送力より大として構成されてい
る。汲み上げローラ８６の現像剤搬送力は第２攪拌手段
７０の現像剤搬送力の１〜１．５倍に設定することが望
ましい。本発明における実施形態としては、具体的に
は、第１攪拌手段６８、第２攪拌手段７０の現像剤搬送
力は１１２０ｇ／分であり、現像剤汲み上げ手段８２の
現像剤搬送力は１３５０ｇ／分である。しかし、この具
体的な数値に限定されるものではない。例えば、画像形
成装置２が停止したとき、第２攪拌手段７０の下流部分
に現像剤１００の溜りができることがあり、この溜りが
除かれないままに、次の始動時に通常の現像剤１００の
攪拌搬送が実行されれば、第２攪拌手段７０の下流部の
溜りが取り除かれることがなく、現像剤１００の搬送に
支障を来すことも考えられるので、この溜りを次の始動
時において汲み上げローラ８６によって、第２攪拌手段
７０から第１攪拌手段６８に汲み上げることによって、
現像剤１００の詰まりを防止することができる。また、
第１攪拌手段６８の下流に設けられた仕切り板１９０に
よって、第１攪拌手段６８から第２攪拌手段７０に供給
する現像剤１００の量が脈動するときにも、汲み上げロ
ーラ８６の搬送力が第２攪拌手段７０よりも大きく設定
されているので、そのような脈動が生じても、それによ
る現像剤搬送状態のアンバランスを緩和することができ
る。さらに、トナー濃度の変化、湿度などの環境変化に
起因する搬送状態の搬送能力の変化に対するバッファの
機能としても効果がある。これにより、現像剤１００は
第２攪拌手段７０の作用により第２の攪拌領域１０４に
おいて攪拌混合されながら図５において矢符Ｃ２で示す
方向に搬送され、下流端部、即ち図５において左端部の
領域Ａ２に搬送された現像剤１００は、現像剤汲み上げ
手段８２の作用により第３の攪拌領域１０６の中におい
て汲み上げローラ８６が現像剤１００をその周表面に吸
い寄せて汲み上げて上方に位置する第１攪拌手段６８の
左端部へ確実かつ迅速に供給することが可能となる。従
って、現像剤１００の滞留、凝固が防止され確実かつ、
良好な攪拌搬送が繰り返される。

【００５０】一方、現像ハウジング３０内の適所には現
像剤１００中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出器
１８０が配設されている。このトナー濃度検出器１８０
は現像剤１００中の透磁率を検出することによりトナー
濃度を検出する。さらにトナー濃度検出器１８０の検出
出力に応じて作動するトナー供給手段ＴＳ（図８参照）
が具備されている。トナー供給手段ＴＳはトナー濃度検
出器１８０の検出出力が予め定めた所定値以下になれ
ば、自動的にトナーを供給し、所定値になればトナーの
供給を停止する。これによって、現像ハウジング３０内
のトナー濃度を所要範囲内に保持することが可能とな
り、所定濃度の現像を行うことが可能である。

【００５１】本発明の実施形態においては、トナー濃度
検出器１８０が仕切り板１９０の上流側で、該仕切り板
１９０の近傍に設けられている。より正確にはトナー濃
度検出器１８０の濃度検出部１８１が仕切り板１９０上
流部に蓄積された現像剤１００に常時接触する状態とな
るように配置されている。このようにトナー濃度検出器
１８０を配設することによって、濃度検出部１８１が露
出し、現像剤１００の濃度を正確に検知することができ
ずに誤検知してしまうといった不具合が防止される。な
お、仕切り板１９０の近傍においては第１攪拌手段６８
の中でも現像剤１００が最も均一に混合された状態とな
るために現像剤１００の濃度をより正確に測定すること
が可能となる。

【００５２】以上詳述したように、本発明の実施形態に
おける現像装置によれば、現像剤は第１攪拌手段により
上流から下流へ攪拌、混合、搬送され、下流端部におい
て第２攪拌手段に供給され、第２攪拌手段により上流か
ら下流へ攪拌、混合して搬送され、下流端部において現
像剤汲み上げ手段により汲み上げられ第１攪拌手段に供
給されるので、第１攪拌手段、及び第２攪拌手段におい
て現像剤の攪拌混合を十分に行うことができる。

【００５３】また第１攪拌手段、及び第２攪拌手段の搬
送方向下流端部において現像剤の滞留を生じることがな
く、現像剤の凝固が防止でき常時新鮮で十分に帯電され
た現像剤が感光体に供給され鮮明な画像を形成すること
が可能となる。

【００５４】第１攪拌手段、及び第１攪拌手段の下側に
第２攪拌手段を配置し、現像剤汲み上げ手段を第１攪拌
手段、及び第２攪拌手段の軸線方向域内でかつ、鉛直方
向略中央部に配置し、さらに現像剤汲み上げ手段の回転
体自体が着磁されているため、汲み上げ手段を小型にで
きて現像装置自体の軸線方向の長さを短くすることがで
き、小型化を達成することができる。

【００５５】以上、本発明を実施形態に即して説明した
が、上記実施形態に限定されるものではなく、以下のよ
うに構成してもよい。

【００５６】（１）上記実施形態においては、現像剤汲
み上げ手段８２は第１攪拌手段６８及び第２攪拌手段７
０の正面視右側（図４参照）に配設したものを例示した
が、これに代えて、正面視左側に配設することも可能で
あり、このようにすれば、軸線方向領域における現像ス
リーブ１４８の存在しない領域を有効利用することがで
き、幅方向（図４において左右方向）の長さをさらに短
縮することが可能となる。このようにすれば、画像形成
装置として４連タンデムの現像装置を有するカラープリ
ンタに本発明の現像装置を実施した場合に、画像形成装
置としてのカラープリンタ本体の幅を狭く構成すること
が可能となる。

【００５７】（２）上記実施形態においては、現像剤汲
み上げ手段８２は、汲み上げローラ８４の周囲にスリー
ブを設けず、極力現像剤汲み上げ手段８２としての正面
視での幅方向長さを短縮しているが、これに代えて、若
干幅は広くなるがスリーブを設ける構成も可能である。
このような構成にすると、第１攪拌手段へ現像剤を容易
に供給することが可能となる。

【００５８】（３）上記実施形態においては、感光体と
して感光体ドラムを例示したが、これに代えて感光体ベ
ルトを適用することも可能である。このようにすれば、
感光体としての選択の幅が広がる。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば、現像剤は第１攪拌手段
により上流から下流へ攪拌、混合、搬送され、下流端部
において第２攪拌手段に供給され、第２攪拌手段により
上流から下流へ攪拌、混合して搬送され、下流端部にお
いて現像剤汲み上げ手段により汲み上げられ第１攪拌手
段に供給されるので、第１攪拌手段、及び第２攪拌手段
において現像剤を十分に行うことができる。

【００６０】また第１攪拌手段、及び第２攪拌手段の搬
送方向下流端部において現像剤の滞留を生じることがな
く、現像剤の凝固が防止でき常時新鮮で十分に帯電され
た現像剤が感光体に供給され鮮明な画像を形成すること
が可能となる。

【００６１】第１攪拌手段、及び第１攪拌手段の下側に
第２攪拌手段を配置し、現像剤汲み上げ手段を第１攪拌
手段、及び第２攪拌手段の軸線方向域内でかつ、鉛直方
向略中央部に配置し、さらに現像剤汲み上げ手段の回転
体自体が着磁されているため、現像装置自体の軸線方向
の長さを短くすることができ、画像形成装置本体の小型
化を達成することができる。

【００６２】また、当該現像装置が備えられる画像形成
装置が停止したときに、第２攪拌手段の下流部分に現像
剤の溜りができた場合であっても、この溜りを次の始動
時において汲み上げローラによって、第２攪拌手段から
第１攪拌手段に汲み上げることによって、現像剤の詰ま
りを防止することができる。

【００６３】トナー濃度検出部が仕切り板の上流側で、
該仕切り板の近傍に設けられているので、トナー濃度検
出部が露出し、現像剤濃度を正確に検知することができ
ずに誤検知してしまうといった不具合が防止される。ま
た、この仕切り板位置の近傍においては第１攪拌手段に
よって現像剤が最も均一に混合された状態となるために
現像剤濃度をより正確に測定することが可能となる。ま
た、第１攪拌手段の下流に設けられた仕切り板によっ
て、第１攪拌手段から第２攪拌手段に供給する現像剤量
に脈動が生じても、現像剤汲み上げ手段の搬送力が第２
攪拌手段よりも大きく設定されているので、それによる
現像剤搬送状態のアンバランスを緩和することができ
る。さらに、トナー濃度の変化、湿度などの環境変化に
起因する搬送状態の搬送能力の変化に対するバッファの
機能としても効果がある。これにより、現像剤はその搬
送経路において滞留、凝固が防止され確実かつ、良好な
攪拌搬送が繰り返される。

【００６４】特に、請求項４によれば、新たに供給され
るトナーと現像装置内の現像剤との混合を十分に行うこ
とが可能となると共に、補給されたばかりのトナーが下
方向に落ちにくいので、十分に攪拌混合され下方向に搬
送することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかる画像形成装置の概略図であ
る。

【図２】 現像装置を示す図であり、（ａ）は平面図、
（ｂ）は（ａ）における２Ｂ−２Ｂ断面図である。

【図３】 図２（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。

【図４】 図２（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。

【図５】 構成要素を示すための模式図である。

【図６】 現像装置の後面における歯車の駆動連結を示
すである。

【図７】 現像装置の前面における歯車の駆動連結を示
すである。

【図８】 現像剤の搬送状態を示す説明図である。

【符号の説明】

２ カラープリンタ（画像形成装置） ２８ 感光体ドラム（感光体） ３０ 現像装置 ６８ 第１攪拌手段 ７０ 第２攪拌手段 ８２ 現像剤汲み上げ手段 ８６ 汲み上げローラ（回転体） １００ 現像剤 １４６ 現像剤供給手段 ＴＳ トナー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 英樹 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 京セ ラミタ株式会社内 (72)発明者 山口 裕己 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 京セ ラミタ株式会社内 (56)参考文献 特開 平11−161006（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−64400（ＪＰ，Ａ) 特公 平５−82944（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 507 G03G 15/08 110 G03G 15/08 112

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第２攪拌手段の近傍に設けられ、感光体
   に現像剤を供給する現像剤供給手段と、この現像剤供給
   手段の近傍に設けられ現像剤を攪拌し搬送する第１攪拌
   手段と、この第１攪拌手段の下方に設けられ第１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、現像剤を攪拌し搬送して前記現像剤供給手段に供給
   する第２攪拌手段と、前記第１攪拌手段及び第２攪拌手
   段の回転軸と同方向に延びる回転軸を有する回転体と、
   この回転体の周方向に設けられた偶数の磁極とを有し、
   前記第１攪拌手段と第２攪拌手段との高さ方向略中央部
   に設けられ、第２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、前記第１攪拌手段及び第２
   攪拌手段の現像剤搬送力よりも大きな搬送力で現像剤を
   前記第１攪拌手段に供給する現像剤汲み上げ手段とを具
   備し、 前記第１攪拌手段及び第２攪拌手段のそれぞれには、回
   転軸方向に現像剤を搬送するスパイラル状羽根が回転軸
   周りに設けられており、前記第２撹拌手段のスパイラル
   状羽根は前記第１撹拌手段のスパイラル羽根の外形より
   も小さく設定されると共に、前記第２撹拌手段による現
   像剤搬送速度が前記第１撹拌手段による現像剤搬送速度
   と同一になるように前記第２撹拌手段の回転速度が第１
   撹拌手段の回転速度よりも速く設定されていることを特
   徴とする画像形成装置における現像装置。
2. 【請求項２】 第２攪拌手段の近傍に設けられ、感光体
   に現像剤を供給する現像剤供給手段と、 この現像剤供給手段の近傍に配設され、回転軸方向に現
   像剤を攪拌して搬送するスパイラル状羽根が回転軸周り
   に設けられた第１攪拌手段と、 この第１攪拌手段の下方に配設され、回転軸方向に現像
   剤を攪拌して搬送すべく回転軸周りに設けられて前記第
   ２撹拌手段のスパイラル状羽根は前記第１撹拌手段のス
   パイラル羽根の外形よりも小さく設定されたスパイラル
   状羽根で第１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、現像剤を攪拌し搬送しつつ、一
   部を前記現像剤供給手段に供給するものであって、現像
   剤搬送速度が前記第１撹拌手段による現像剤搬送速度と
   同一になるように回転速度が第１撹拌手段の回転速度よ
   りも速く設定されている第２攪拌手段と、前記第１攪拌手段及び第２攪拌手段の回転軸と同方向に
   延びる回転軸を有する回転体と、この回転体の周方向に
   設けられた偶数の磁極とを有し、 前記第１攪拌手段と第
   ２攪拌手段との高さ方向略中央部に設けられ、第２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、前記第１攪拌手段及び第２攪拌手段の現像剤搬送
   力よりも大きな搬送力で現像剤を前記第１攪拌手段に供
   給する現像剤汲み上げ手段とを具備し、 前記第１撹拌手段の現像剤搬送方向下流部であって、前
   記第２攪拌手段に現像剤が移動する位置である第１攪拌
   手段の現像剤搬送方向下流端部の手前には、前記第１攪
   拌手段の上流から搬送されてくる現像剤が一時貯えら
   れ、貯えられた現像剤のオーバーフロー分が前記第２攪
   拌手段に供給される断面略Ｕ字形状の仕切り板が設けら
   れており、この仕切り板の近傍位置であって、仕切り板
   よりも現像剤搬送方向上流側にトナー濃度検出部が設け
   られていることを特徴とする画像形成装置における現像
   装置。
3. 【請求項３】 前記現像剤汲み上げ手段は、前記第１攪
   拌手段及び第２攪拌手段よりも前記現像剤供給手段側で
   あって、前記現像剤供給手段が存在しない領域に配設さ
   れていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載
   の現像装置。
4. 【請求項４】 前記第１撹拌手段による現像剤の搬送方
   向上流端部に、前記第１攪拌手段と前記現像剤汲み上げ
   手段との合流領域が配設され、この合流領域内における
   前記第１攪拌手段の現像剤搬送方向下流側にトナー供給
   口が設けられていることを特徴とする請求項２又は請求
   項３に記載の現像装置。