JP3502814B2 - 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ドラムに現像剤を供給
して現像する現像装置、更に詳しくはトナーとキャリア
からなるニ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】従来、複写機やレーザープリンタなどに
代表される画像形成装置においては、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
らなるニ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磁気ブラシを形成する現像ス
リ−ブなどに代表される現像剤供給手段、現像ハウジン
グ内の現像剤を撹拌するとともに所定方向に搬送するス
パイラルあるいはスクリュー部材などに代表される現像
剤攪拌搬送手段と、現像ハウジング内にトナーホッパー
などに代表されるトナー貯溜槽から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、
感光体ドラムは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
剤攪拌搬送手段は現像ハウジング内の現像剤を撹拌して
トナーとキャリアを撹拌して、トナーとキャリアを混合
及び摩擦帯電させて、所定方向に搬送する。

【０００３】二成分系現像剤の撹拌、搬送に関する上記
要件を開示した先行技術としては、特開平１０−１４２
９４２号公報に、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の方向に撹拌搬送する第１の撹拌搬送手段
と、この第１攪拌搬送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の方向に現像剤を撹拌する第２撹
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の撹拌搬送手段により搬送された現像剤を前記第１
の攪拌搬送手段に送る送り手段とを具備するものが開示
されている。そして、この現像装置は、二成分系現像剤
の攪拌方法として上下に攪拌搬送手段を分離して配置し
た、所謂『縦循環方式』を採用することで、非常にコン
パクトな構成とすることができるため、特に４連タンデ
ム現像方式のカラー複写機において有効であることが開
示されている。

【０００４】一般に上記公報に代表される『縦循環方
式』を採用した現像装置においては、上下に分割した攪
拌攪拌搬送路中に存在する現像剤を上から下へ重力方向
に落下させると共に、下から上へ重力に逆らって現像剤
を汲上げる送り手段（汲上手段）を設ける必要がある。
このため、現像剤は、分割された攪拌搬送路中を水平に
移動する領域、重力方向に落下しながら移動する領域、
重力に逆らって移動する領域が存在することとなり、現
像剤の偏りを生じること無く円滑な攪拌搬送をすること
は極めて難しい。

【０００５】かかる技術課題を解決するため、上記公報
では、現像剤を汲上げる送り手段に着目し、特定の送り
手段を採用することで、汲上げ領域での現像剤の溜まり
（現像剤が搬送されずによどんでしまう部分）が発生す
ることを防止している。具体的には、上下に分割された
攪拌搬送路を感光体表面に形成された静電潜像を現像す
るためのマグネットローラを内蔵した現像スリーブより
も十分長く形成し、この現像ロールと同軸に『送り手
段』としてのマグネットローラを内蔵したスリーブの回
転軸を設けるという構成を採用している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記公報では、特定の
『送り手段』を採用することで、現像剤にストレスを与
えること無くスムーズな循環を確保することができてい
る。しかしながら、ここで採用されているのは、長さ３
０８ｍｍのマグネットローラを内蔵した現像スリーブに
対して、７０ｍｍのマグネットロールを内蔵した『送り
手段』を同軸に配置しているため、現像領域に対して長
手方向の突出量が非常に大きくなっている。また、下か
ら上への現像剤の汲上げには十分配慮がなされているも
のの、上から下への現像剤の落下や、上部に位置づけら
れている攪拌搬送装置と下部に位置づけられている攪拌
搬送装置とをそれぞれの機能に対しては十分な考慮がさ
れていない。そのため、より一層の円滑な現像剤循環を
確保し、しかも現像装置をコンパクトに設計する上で
は、未だ改善の余地を残している。とりわけカラー画像
形成においては、現像領域にわずかなトナー濃度ムラが
生じたとしても画像に影響が生じて、所望の色調が得ら
れないという問題を有しており、こうした観点からも、
より一層の改善が望まれる。

【０００７】本発明は、上下に第１攪拌搬送手段及び第
２攪拌搬送手段を具備する縦型撹拌方式の現像装置にお
いて、現像剤の撹拌を十分に行い、現像領域での現像剤
のトナー濃度ムラを有効的に防止するとともに、装置全
体を小型化、特に軸線方向の長さを短くすることを目的
とする。また、本発明は、上部に位置づけられている第
１の攪拌搬送装置に対しては新しいく補給されたトナー
と循環している現像剤との混合攪拌性に重点をおき、下
部に位置づけれている第２の攪拌搬送装置に対しては、
現像剤供給装置（現像スリーブ）により現像がなされ、
トナー濃度が減少している現像剤と第１の攪拌搬送装置
から供給されてくる現像剤との交換性に重点をおくこと
で、より円滑な現像剤の循環を実現した現像装置を提供
することを目的とする。

【０００８】 上記課題を解決するために、請求項１
の発明は、潜像担持体に現像剤を供給し顕像化するため
の現像剤供給手段と、この現像剤供給手段の近傍に設け
られ新しいトナーが補給された現像剤を攪拌し所定方向
へ搬送する第１の攪拌搬送手段と、この第１の攪拌搬送
手段の下方に設けられ上記現像剤供給手段からトナーが
消費された現像剤を攪拌し上記第１の攪拌搬送手段とは
反対方向に搬送する第２の攪拌搬送手段と、第２攪拌搬
送手段にある現像剤を第１の攪拌搬送手段に供給する現
像剤汲み上げ手段と、第１の現像剤攪拌搬送手段にある
現像剤を第２の現像剤攪拌搬送手段に供給する現像剤落
下手段とを有し、上記第２の攪拌搬送手段による現像剤
搬送速度を上記第１の攪拌搬送手段による現像剤搬送速
度よりも大きくしたことを特徴としている。

【０００９】この構成によれば、現像装置の上部に位置
づけられた第１の攪拌搬送装置に対して下部に位置づけ
られた第２の攪拌搬送装置による現像剤搬送速度を早く
したことにより、第１の攪拌搬送装置では、現像剤の混
合攪拌に十分な時間を確保し、新しく補給されてくるト
ナーに対しても十分な電荷を付与することが可能とな
る。また、第２の攪拌搬送装置の速度を速めるで、現像
剤供給手段（現像スリーブ）から送られてくるトナーが
消費された現像剤を、第１の攪拌搬送装置から供給され
てくる現像剤といち早く置き換えることが可能となる。
その結果、コンパクトな現像装置においても、現像剤の
円滑な縦循環を実現でき、現像時にトナー不足に伴った
濃度ムラが生じることが防止できる。

【００１０】また、請求項２の発明は、請求項１の現像
装置に関して、上記第１および第２の攪拌搬送手段は、
回転可能な軸周面に、その長手方向にスパイラル状に形
成した羽根部材を有し、上記第２の攪拌搬送手段が有す
る羽根部材の外形を上記第１の攪拌搬送手段が有する羽
根部材の外形よりも小さくし、且つ、上記第２の攪拌搬
送手段を、上記第１の攪拌搬送手段よりも早く回転させ
ることを特徴としている。この構成によれば、第２攪拌
搬送手段としてスパイラル状の羽根をより小さく設計す
ることができるため、現像装置の一層コンパクトなもの
とすることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の現像装置を図面に
基づいて詳細に説明する。 『画像形成装置概要』図１は、本発明の実施の形態に係
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。

【００１２】図１に基づいて本発明を適用したカラープ
リンタ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、作像部１１とを具備している。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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乃第４至
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３２
を具備するクリーニング装置３３と、感光体ドラム２８
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。

【００１６】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と対抗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
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４２，４３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。定着部
８は、ヒータ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４
８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とが配置されている。

【００１７】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と、定着部８から排出されたシート部材
３を排出路５３を介して画像形成装置本体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。尚、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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】次に、本実施形態に係る現像装置について
詳述する。 『現像装置概要』図２は本発明に従って構成された現像
装置を示す斜視図であり、（ａ）図は現像ローラ側から
見た斜視図、（ｂ）図は（ａ）図の反対方向から見た一
部切欠き斜視図を示している。また、図３は図２（ｂ）
におけるＡ−Ａ断面図であり、図４は図２（ｂ）におけ
るＢ−Ｂ断面図である。図５は攪拌搬送装置の配置なら
びに駆動を説明するための模式図である。これら図２な
いし図５に基づいて説明を行う。

【００２１】現像装置３０は合成樹脂材料より成形され
た現像ハウジング１４４を具備している。この現像ハウ
ジング１４４は、図２、３に示したように底壁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、第１の側壁１３４に隣接し、後述する汲み上
げ領域の一部を構成する第２の側壁１３６と、前壁１３
８（図２（ａ））と、後壁１４０（図２（ｂ））と、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。

【００２２】現像ハウジング１４４には、その一部が潜
像形成を行う感光体ドラム側に露出した現像剤供給手段
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１４８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。この
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。図５に示したように現像スリー
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。そして図３に矢符
１５８で示す方向に回転する。

【００２３】現像剤供給手段１４６の上方には現像剤層
規制手段１６０が配設されている。現像剤層規制手段１
６０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から構成される。保持部６４は後
述する第１攪拌搬送手段６８を収容する隔壁６６の前面
上部に固定支持されている。現像剤層規制手段１６０の
穂切りブレード６２の下端縁は現像スリーブ１４８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１
００は後述する第２攪拌搬送手段７０によって撹拌、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適用される。

【００２４】現像ハウジング１４４内の現像剤供給手段
１４６の背面には、上下方向に平行に配置された２つの
現像剤攪拌搬送手段が設けられている。具体的には、現
像ハウジング１４４内の上方側には第１の攪拌搬送手段
６８が、また下方側には第２の攪拌搬送手段７０が、共
に現像スリーブ１４８と平行に設けられている、そし
て、これら２つの現像剤攪拌搬送手段は、現像ハウジン
グ１４４と一体に成型された仕切壁により隔離されてい
る。そして、現像装置の前壁１３８側であって、第１及
び第２の攪拌搬送手段６８、７０の高さ方向にみて中間
位置には現像剤汲上手段８６が、また現像装置の後壁側
であって、第１の攪拌搬送手段６８の背面側（現像スリ
ーブ１４８とは反対側）にはトナー濃度検知手段がそれ
ぞれ設けられている。

【００２５】『現像剤攪拌搬送手段』次に第５図を使用
して現像剤攪拌搬送手段について詳述する。この５図
は、第１及び第２の攪拌搬送手段について、その長手方
向の位置関係を説明するための模式図であり、図２に示
した現像装置斜視図の断面図ではない。現像剤攪拌搬送
手段は第１攪拌搬送手段６８と第１攪拌搬送手段６８の
直下部に設けられる第２攪拌搬送手段７０とから構成さ
れる。

【００２６】第１攪拌搬送手段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の間に回転自在に装着されてい
る回転軸７２と、この回転軸７２の、矢符１０８で示す
現像剤１００の搬送方向下流端部の領域Ａ１を除き、軸
線方向略全域において形成されたスパイラル状の羽根７
４とから構成されている。この回転軸７２は前壁１３８
より外方へ突出し、その左端部には歯車８０が設けられ
ている。また後壁１４０の左方、及び内壁１４１の間に
おいても回転軸７２に歯車７５が設けられている。

【００２７】一方、第２攪拌搬送手段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
に装着されている回転軸７６と、この回転軸７６の、矢
符１１０で示す現像剤１００の搬送方向下流端部の領域
Ａ２を除き軸線方向略全域において形成されたスパイラ
ル状羽根７８とから構成されている。この回転軸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。そして、第１及び第２の攪拌搬送手段６８，
７０はこの歯車７５と８１とのギア比により、回転数が
制御され、同一駆動源（図示せず）からの駆動力によ
り、現像剤を反対方向へ搬送するように回転することが
できる。

【００２８】このように構成された第１及び第２の攪拌
搬送手段は、円滑な現像剤の攪拌搬送循環を達成するた
め、基本的には、両者のスパイラル状羽根７４及び７８
による現像剤搬送力が概ね等しくなるように設定されて
いる。

【００２９】その上で、第１攪拌搬送手段６８に要求さ
れる混合攪拌性と第２攪拌搬送手段７０に要求される現
像済み現像剤と新しい現像剤との迅速な交換性という、
それぞれの機能に着目し、スパイラル状羽根７４、７８
の大きさ（この実施例では外径）、及びこの羽根７４、
７８の回転数を異ならせ、第１攪拌搬送手段６８による
現像剤搬送速度（Ｖ１）に対して第２攪拌搬送手段７８
による現像剤搬送速度（Ｖ２）をより早くなるように設
定している。具体的には、第１攪拌搬送手段６８のスパ
イラル羽根７４の外径をφ２０ｍｍ、回転数を１６１ｒ
ｐｍとし、第２攪拌搬送手段７０のスパイラル羽根７８
の外径をφ１６ｍｍ、回転数を２２５ｒｐｍとして、ス
パイラルピッチは共に１５ｍｍと設定している。

【００３０】その結果、新しくトナーが補給される第１
攪拌搬送手段をゆっくり攪拌しながら図中左から右方向
へ搬送させ、トナーとキャリアとを十分時間をかけて混
合攪拌し、適正で均一なトナー濃度を確保すると共に、
トナーには十分な帯電が付与された現像剤として、第２
攪拌搬送手段へ供給することができるようになってい
る。一方、第２攪拌搬送手段においては、その現像剤搬
送速度を早くすることで、現像によりトナー濃度が低下
したスリーブ１４８表面の現像剤を、第２の攪拌搬送手
段中存在する他の現像剤と速やかに混合攪拌しつつ、よ
り早い速度で、第２の攪拌搬送手段の短部設けられた汲
上領域まで移動させるようにしている。その結果、第１
攪拌搬送手段より供給された適正なトナー濃度を有する
現像剤と速やかに交換することができる。

【００３１】具体的には、第１の攪拌搬送手段に対して
第２の攪拌搬送手段に形成したスパイラル羽根の大きさ
を小さくし、逆に第１の攪拌搬送手段６８に対して第２
の攪拌搬送手段７０の回転数を高く設定（上述した歯車
７５，８１のギア比を設定）することで、現像剤の搬送
量を変えることなく、搬送速度を変更することができ
る。このとき、スパイラル羽根の大きさや攪拌搬送手段
の回転数は、上述したような、機能が達成される限り、
任意に設定できる。ただし、第２の攪拌搬送手段を回転
数を過度に高く設定すると、現像剤にストレスがかかる
ため、第１の攪拌搬送手段に対して１.１から２倍、好
ましくは１.１から１．５倍程度の速度範囲で高く設定
することが望ましい。

【００３２】上記実施例では、第２の攪拌搬送手段７０
の回転数を第１の攪拌搬送手段６８よりも早く回転させ
ることで、現像剤の搬送速度を早くできるようにした
が、このような方法以外にも、スパイラル状羽根７４，
７８のピッチを変更したりすることで、搬送速度を変更
することも勿論可能である。

【００３３】『現像剤汲上げ手段と落下手段及びそれら
の配置』次に現像剤汲上手段と落下手段及びそれらの配
置について説明する。まず、現像剤汲上手段８２につい
て詳述する。現像剤汲上手段８２は前述したように第１
攪拌搬送手段６８及び第２攪拌搬送手段７０の鉛直方向
略中央部で、第１攪拌搬送手段６８及び第２攪拌搬送手
段７０の現像ハウジング前壁１３８側に配設されてい
る。

【００３４】図５によりさらに詳述すると、汲上手段８
２は、図５に示したように、現像ハウジング１４４の手
前側（図５において左側）に配設された磁性体ローラ
（汲上ローラ８６）であり、現像スリーブ１４８の領域
外、即ち軸線方向における有効に現像に寄与する現像領
域外に配設されている。そしてこの汲上手段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により回転自在に装着されている。そして回
転軸８４は前壁１３８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は前記第１の
攪拌搬送手段の回転軸に取り付けられた歯車８０と螺合
されている。この回転軸８４にはより構成される汲上ロ
ーラ８６が固定されている。汲上ローラ８６は、軸線方
向略全域に亘って磁性材料としての鉄より無垢円柱状に
構成され、円周方向に例えば８００Ｇガウスの磁力を有
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。

【００３５】一方、現像剤落下手段は、第１攪拌搬送手
段６８及び、第２攪拌搬送手段７０の図中右端部に位置
づけられ、現像ハウジングと一体成型されている第１及
び第２の攪拌搬送手段を隔離する仕切壁６６の後壁１４
０側、具体的には第１攪拌搬送手段７０後側壁１４０側
端部の直上に位置する仕切壁６６に設けられた開口であ
る。そして、この開口位置は、前述した現像剤供給手段
１４６（現像スリーブ１４８）の前述した有効現像領域
Ｄよりも図中右側（有効現像領域外）に位置付けられて
いる。

【００３６】そして、この開口２００の図中左側、すな
わち現像剤が第１攪拌搬送手段６８により運ばれてくる
側には、仕切壁６６より現像剤塞止手段としてのリブ２
１０が設けられている。このリブ２１０は、第２図
（ｂ）に示しているように、第１攪拌搬送手段６８の回
転軸７２よりも上方まで形成されており、この実施例で
は第１攪拌搬送手段６８が有するスパイラル羽根７４の
外径に対して、概ね８０％程度の高さを有している。こ
のリブ２１０の存在により、第１攪拌搬送手段６８によ
り搬送されてくる現像剤１００は一旦塞き止められ、第
１攪拌搬送手段６８の回転軸部分に形成された切欠部分
２０５を中心として、リブ２１０を乗り越える様にして
現像剤１００が開口２００に侵入し、結果として第２攪
拌搬送手段７０の回転軸７６を中心としてスパイラル羽
根７８に現像剤１００を効率よく落下させている。

【００３７】このように、現像剤汲上手段８２および現
像剤落下手段２００を共に有効現像領域Ｄ外へ配置する
で、現像剤供給手段１４６の有効現像領域Ｄの両端部で
の現像剤１００の滞留が確実に防止できる。すなわち、
第１の攪拌搬送手段６８の下流側端部にはリブ２１０に
より現像剤１００が一部塞き止められ、オーバーフロー
された現像剤１００が落下手段２００に供給されるた
め、第２の攪拌搬送手段７０へは、第１の攪拌搬送手段
６８内にて搬送される現像剤１００の脈動が解消された
状態で供給されている。その結果、落下手段２００直下
の第２の攪拌搬送手段７０では、現像剤１００は滞留す
ることなく、図中左方向へ速やかに搬送することが可能
となる。その結果、第２の攪拌搬送手段７０における、
有効現像領域Ｄの図５中右端部には、攪拌搬送が円滑に
進んでいる状態の現像剤１００が位置づけられているた
め、この部分での現像剤供給過多に伴った現像剤の吹き
出しやトナー飛散が有効に防止できる。

【００３８】『駆動連結機構および縦循環による現像剤
循環経路』図６は現像装置の後面における歯車の駆動連
結を示すであり、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１
５４に伝達されると、回転軸７２を通じて歯車８１、７
５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攪拌搬送手段６８は
図３、図４に矢符９０で示す方向に回転され、第２攪拌
搬送手段７０は矢符９２で示す方向に回転され、更に汲
み上げ手段８２は、矢符９４で示す方向に回転される。

【００３９】図３に図示する如く、現像ハウジング１４
４にはトナーとキャリアからなる現像剤１００が収容さ
れている。詳述すると、現像剤１００は仕切壁６６によ
り規制され第１攪拌搬送手段６８が配設されている第１
の撹拌領域１０２、及び前記仕切壁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
攪拌搬送手段７０が配設されている第２の撹拌領域１０
４、及び図４に示す如く第１攪拌搬送手段６８、第２攪
拌搬送手段７０及び汲み上げ手段８２が配設される第３
の撹拌領域（汲み上げ領域）１０６に分散されて収容さ
れている。

【００４０】第１攪拌搬送手段６８の回転軸７２は矢符
９０に示す方向で回転され、第１の撹拌領域１０２の中
において、現像剤１００は図５において撹拌混合されな
がら図５において矢符１０８で示す方向に搬送される。

【００４１】第２攪拌搬送手段７０の回転軸７６は矢符
９２に示す方向に回転され、第２の撹拌領域１０４の中
において、現像剤１００は撹拌混合されながら図５にお
いて矢符１１０で示す方向に上流側から下流側へと搬送
される。この時、一部の現像剤１００は第２攪拌搬送手
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１４７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、トナー像が形
成される。

【００４２】次に現像剤１００が撹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攪拌搬
送手段６８の作用により第１の撹拌領域１０２におい
て、現像剤１００は撹拌混合されながら図５において矢
符１０８で示す方向即ち装置本体手前側から奥側に向か
う方向に搬送される。このとき、第１の撹拌領域１０２
の下流端部には、リブ２１０が設けられ、ここで現像剤
は一部塞き止められる。その結果、この端部においては
常に十分な現像剤が確保されており、この位置に設けら
れたトナー濃度検知手段により現像剤１００のトナー濃
度が監視される。そしてリブ２１０より下流側に形成さ
れた領域Ａ１は仕切壁６６に開口２００が設けられ、落
下手段２００を構成している。そのため、第１攪拌搬送
手段６８のスパイラル状羽根７４により攪拌搬送されて
きた現像剤１００は、リブ２１０と回転軸７２との隙間
（この実施例では約１ｍｍ）およびリブ２１０を乗り越
えて自重により下方に落下する。落下した現像剤１００
は、第２攪拌搬送手段７０の作用により第２の撹拌領域
１０４において撹拌混合されながら図５において矢符１
１０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に搬送される。左端部（領域Ａ２）
においては、第２攪拌搬送手段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
されることがなく、次いで現像剤汲上手段８２の作用に
より汲上領域１０６の中において汲上ローラ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
られる。

【００４３】一方、汲上領域１０６においては、第１攪
拌搬送手段６８、第２攪拌搬送手段７０の鉛直方向中央
部には、汲上ローラ８６の幅方向全幅に亘って仕切壁６
６に開口が設けられ、第２の攪拌搬送手段７０から汲上
ローラ８６、第１の攪拌搬送手段６８への現像剤１００
の流れを許容できるようになっている。そして、第１の
攪拌搬送手段６８と第２の攪拌搬送手段７０との間の仕
切壁６６は、両攪拌搬送手段の鉛直方向における現像剤
の流通を阻止する隔離壁１１２となっている。この隔離
壁１１２の先端部１１３は鋭角形状に形成されており、
汲上ローラ８６表面との隙間が１．０ｍｍに構成されて
いる。また、汲上ローラ８６の表面に付着した現像剤１
００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、Ｎ極、Ｓ極の着磁されている領域には現像剤１
００による穂が長く形成され、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、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、現像剤汲上手段８２
による現像剤１００の汲上力（搬送力）を大きくするこ
とができる。

【００４４】汲上ローラ８６の矢符９４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１００
が隔離壁１１２の先端部にて汲上ローラ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攪拌搬送手段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１０８で示す
方向へ撹拌搬送される。以降、現像剤１００は上述した
如く撹拌、混合、搬送され、循環を繰り返す。

【００４５】この具体例では、中心粒径６０μｍの樹脂
コーティングされたフェライトキャリアと中心粒径８．
５μｍのポリエステル樹脂に着色顔料や各種添加剤を含
有したトナーから二成分系現像剤を、トナー濃度４〜５
重量％にて使用し、前述した径の異なるスパイラルを使
用し両者の回転数を制御することで、第１攪拌搬送手段
６８、第２攪拌搬送手段７０の現像剤搬送力の１１２０
ｇ／分に対して、汲上手段８２（長さ２７ｍｍ）の現像
剤搬送力は１３５０ｇ／分としている。即ち、現像剤汲
上手段８２の現像剤搬送力を第１及び第２の攪拌搬送手
段の搬送力に対して大きくなるように設定している。こ
うすることで、第２の攪拌搬送手段６８により汲み上げ
領域に運ばれた現像剤を滞留させることなく第１の攪拌
搬送手段７０へ汲上げることが可能となる。なお、汲上
手段８２の搬送力は、第１及び第２の攪拌搬送手段６
８，７０の搬送力に対して大きければ良く、第１及び第
２の攪拌搬送手段６８，７０の搬送力に対して１５０％
程度までの範囲で使用することができる。

【００４６】このようにして、第２攪拌搬送手段７０の
作用により第２の撹拌領域１０４において撹拌混合され
ながら図５において矢符１１０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の撹拌領域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攪拌搬送手段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、良好な撹拌搬
送が繰り返される。

【００４７】一方、前述したように第１の攪拌搬送手段
６８の下流端には、現像剤１００中のトナー濃度を検出
するトナー濃度検出器２３０が配設されている。このト
ナー濃度検出器は、例えば現像剤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。そしてトナー
濃度検出器２３０が、所定のトナー濃度より現像剤１０
０のトナー濃度が低いと判断した場合、トナー供給手段
（図示していない）は、自動的にトナーを、第１の攪拌
搬送手段の上流側、図５における網掛け領域Ｃにて供給
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。

【００４８】なお、トナー供給を上記領域Ｃにて補給す
るのは、第１の攪拌搬送手段６８の長さを有効に活用
し、補給したトナーに十分な混合攪拌時間を与えること
で摩擦電荷を十分に付与させるためである。しかも、領
域Ｃを汲上手段８２の図５中右端部（現像剤１００の搬
送方向としてみれば、汲上手段８２の下流側）に設ける
ことで、第１の攪拌搬送手段６８により図５中右方向へ
移動が開始されている現像剤１００に新しいトナーを補
給することができるため、現像剤への混合が極めて円滑
になされる。なお、このトナー補給領域Ｃに位置する第
１の攪拌搬送手段のスパイラル羽根７４には１ピッチ間
に亘ってリブ２２０を設けることで、補給されたトナー
と現像剤の混合攪拌を促進させるようにしている。

【００４９】上記実施形態においては、現像剤汲上手段
８２は第１攪拌搬送手段６８及び第２攪拌搬送手段７０
の正面視右側（図４参照）に配設したものを例示した
が、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）の長さを更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。

【００５０】上記実施形態においては、現像剤汲上手段
８２は、汲み上げローラ８４の周囲にスリーブを設け
ず、極力現像剤汲上手段８２としての正面視での幅方向
長さを短縮しているが、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。

【００５１】

【発明の効果】上述した如く本発明によれば、上部に位
置づけられている第１の攪拌搬送装置に対しては新しく
補給されたトナーと循環している現像剤との混合攪拌性
に重点をおき、下部に位置づけれている第２の攪拌搬送
装置に対しては、現像剤供給装置（現像スリーブ）によ
り現像がなされ、トナー濃度が減少している現像剤と第
１の攪拌搬送装置から供給されてくる現像剤との交換性
に重点をおき、第１の攪拌搬送装置よりも第２の攪拌搬
送装置による現像剤の搬送速度を早くしたことで、現像
時に濃度ムラが発生しない、より円滑な現像剤の循環を
実現することができる。

【００５２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の概略図である。

【図２】現像装置の内部機構を示す図であり、（ａ）図
は現像剤供給装置側から見た斜視図、（ｂ）図は（ａ）
図の背面側から見た一部切り欠いた斜視図である。

【図３】図２（ｂ）におけるＡ−Ａ断面図である。

【図４】図２（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面図である。

【図５】構成要素の位置関係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
図である。

【図７】現像装置の前面における歯車の駆動連結を示す
図である。

【符号の説明】

２８…感光体ドラム ３０…現像装置 ６８…第１攪拌搬送手段 ７０…第２攪拌搬送手段 ７４，７８…スパイラル状羽根 ８２…現像剤汲上手段 ８６…汲上ローラ（回転体） １００…現像剤 １４６…現像剤供給手段 ２００…現像剤落下手段 ２１０…塞止手段 Ｄ…有効現像領域

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】潜像担持体に現像剤を供給し顕像化するた
   めの現像剤供給手段と、この現像剤供給手段の近傍に設
   けられ新しいトナーが補給された現像剤を攪拌し所定方
   向へ搬送する第１の攪拌搬送手段と、この第１の攪拌搬
   送手段の下方に設けられ上記現像剤供給手段からトナー
   が消費された現像剤を攪拌し上記第１の攪拌搬送手段と
   は反対方向に搬送する第２の攪拌搬送手段と、第２攪拌
   搬送手段にある現像剤を第１の攪拌搬送手段に供給する
   現像剤汲み上げ手段と、第１の現像剤攪拌搬送手段にあ
   る現像剤を第２の現像剤攪拌搬送手段に供給する現像剤
   落下手段とを有し、 上記第２の攪拌搬送手段による現像剤搬送速度を上記第
   １の攪拌搬送手段による現像剤搬送速度よりも大きくし
   たことを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】上記第１および第２の攪拌搬送手段は、回
   転可能な軸周面に、その長手方向にスパイラル状に形成
   した羽根部材を有し、上記第２の攪拌搬送手段が有する
   羽根部材の外形を上記第１の攪拌搬送手段が有する羽根
   部材の外形よりも小さくし、且つ、上記第２の攪拌搬送
   手段を、上記第１の攪拌搬送手段よりも早く回転させる
   こと特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 【請求項３】 上記第２の撹拌搬送手段の搬送速度は上記
   第１の撹拌搬送手段の搬送速度に対して１．１から２倍
   の速度範囲で高く設定されている請求項１記載の現像装
   置。
4. 【請求項４】 上記第１の撹拌搬送手段と上記第２の撹拌
   搬送手段とは同一のピッチのスパイラル状に形成した羽
   根部材を備えると共に、第１の撹拌搬送手段の羽根部材
   を外径を第２の撹拌搬送手段の羽根部材より大きく形成
   し、更に第２の撹拌搬送手段の搬送速度は上記第１の撹
   拌搬送手段の搬送速度に対して１．１から１．５倍の速
   度範囲で高く設定されている請求項１記載の現像装置。