JP3950735B2

JP3950735B2 - 現像装置及び画像形成装置

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Publication number: JP3950735B2
Application number: JP2002127479A
Authority: JP
Inventors: 文武廣部
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2002-04-26
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2022-04-26
Also published as: JP2003323043A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体上に形成された潜像に現像剤を付着させて可視像化する電子写真方式や静電記録方式を用いた複写機及びレーザービームプリンタなどの画像形成装置に使用される現像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を用いた複写機等の画像形成装置では、感光ドラム等の像担持体上に形成された潜像を、現像剤を付着させて可視像化する。このような現像に使用される従来の現像装置のうち、現像剤として、トナーとキャリアを含む二成分現像剤を用いるものの一例を図７に示す。この図７のように二成分現像剤を用いる現像装置１０２においては、二成分現像剤を攪拌しながら循環させる循環手段である第１の搬送スクリュー５と第２の搬送スクリュー６とを水平方向に２本配置しているものが多い。
【０００３】
２本の循環手段のうち感光ドラムに近い方に位置する第１の搬送スクリュー５は、現像剤担持体（現像スリーブ）８に現像剤を供給し、現像部を通過した後の現像剤を回収するために用いられる。又、第２の搬送スクリュー６は、現像スリーブ８から回収された現像剤と新しく補給された現像剤とを混合攪拌するために用いられる。
【０００４】
一方、近年、複写機、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置においては、省スペースを達成するために装置本体の小型化の要求が強くなっており、特に、フルカラー方式の画像形成装置においては、現像装置を複数用いるため、小型化の要望が強い。
【０００５】
この問題を解決するため、図８に示すような、特開平５−３３３６９１公報等に提案されている現像装置が考案されている。この図８の現像装置１０３は、現像剤を攪拌・搬送し、現像容器２内を循環させる循環手段である２本の搬送スクリュー５、６が上下に配置されていることが特徴である。より詳細に説明すれば、現像装置１０３は現像剤を収容した現像容器２を備え、現像容器２の感光ドラム１０と対面した開口部に現像剤担持体である現像スリーブ８を有している。そして、現像容器２内の開口部との反対側には隔壁７によって区画された現像室３と攪拌室４が上下に形成されており、これらの現像室３と攪拌室４内には、循環手段である第１及び第２の搬送スクリュー５、６がそれぞれ設置されている。第１の搬送スクリュー５は現像室３内の現像剤を搬送し、又、第２の搬送スクリュー６はトナー補給口（不図示）から攪拌室４内に第２の搬送スクリュー５の上流側に供給されるトナーと攪拌室４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。
【０００６】
以上説明したように、図８に示した縦攪拌型の現像装置１０３は、現像室３と攪拌室４とが鉛直方向上下に配置されているため、その水平方向の占有スペースが小さくて済むという長所があり、例えば複数の現像装置を水平方向に並列搭載するタンデム方式等のカラー画像形成装置でも小型化が可能となる。
【０００７】
更に、この縦攪拌型の現像装置１０３は以下の利点も有している。
【０００８】
即ち、現像室３から矢印ａに従って供給された現像剤は、現像スリーブ８内に非回転に設けられた磁界発生手段であるマグネットローラ８’の現像容器２内部に位置する磁極Ｎ１により現像スリーブ８に汲み上げられ、現像スリーブ８の回転にともない、現像スリーブ８上を、磁極Ｓ１を通過し、現像スリーブ８が感光ドラム１０側に露出している部分の磁極Ｎ２へと、現像容器２の内部から外部に搬送され、現像極Ｓ２が配置された、現像スリーブ８と感光ドラム１０とが対向した現像部に至る。その搬送途中で現像剤は、現像剤規制手段である現像剤規制ブレード９によりそれと対向する位置にある磁極Ｓ１と協同して磁気的に層厚を規制することで、現像剤の薄層化が達成し、現像部において静電潜像を現像する。
【０００９】
その後、現像部において現像に供されないで残った現像剤は、磁極Ｎ３で現像容器２内部に搬送され、現像容器２内部側に位置する隣り合った同極の磁極Ｎ１、Ｎ３の反発磁界により現像スリーブ８から除去され、現像容器２内下部分の攪拌室４に回収される。
【００１０】
このとき、現像スリーブ８の回転に伴って、横攪拌型の現像装置１０２のように現像室３側に回収されるのではなく、矢印ｂに従って攪拌室４側に回収されるために現像室３内には常に攪拌室４で十分攪拌された現像剤のみが存在する。このため、現像スリーブ８には常に均一な濃度の現像剤が供給され、スラスト方向の画像ムラや濃度差のない均一な画像を得ることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の縦攪拌型現像装置の構成では以下のような問題が存在する。
【００１２】
従来の縦攪拌型現像装置１０３における剤循環経路は図８に示した通り、攪拌室４から現像室３へ受け渡された現像剤のすべてが現像室３において第１の搬送スクリュー５の下流端に到達するわけではなく、途中で現像スリーブ８に供給され、現像部を通過後、攪拌室４に回収される成分が存在する。
【００１３】
この現像スリーブ８への現像剤Ｔの受け渡しは、現像スリーブ８のスラスト方向のほぼ全域にわたってなされる。このため、現像室３内において第１の搬送スクリュー５により搬送される現像剤Ｔの量は、搬送方向上流端から下流端に行くに従い徐々に減少する傾向がある。一方、攪拌室４において第２の搬送スクリュー６により搬送される現像剤Ｔの量は、搬送方向上流端から下流端にいくに従い徐々に増加する傾向がある。即ち、現像装置１０３内の現像剤Ｔの分布は図９に図示したように片寄りが非常に起こりやすい。
【００１４】
又、本現像装置１０３では、現像室３が重力方向上方に、攪拌室４が重力方向下方に配置されているため、図９に示す方向ｄに移動し、つまり、現像室３から攪拌室４への現像剤Ｔは、現像容器２端部で攪拌室４内の攪拌スクリュー６現像剤搬送方向上流部にある隔壁７の開口部つまり現像室３から攪拌室４への連通部７２で、重力により落下し、又、攪拌室４から現像室３への現像剤は、現像容器２端部で連通部７２の反対側に位置する連通部７１にて下から上へ動く。
【００１５】
特に、この攪拌室４から現像室３への移動は、攪拌スクリュー６現像剤搬送方向下流部の連通部７１で攪拌室４の端部に溜まった現像剤の圧力により下から上へと押し上げられるようにして現像剤Ｔが受け渡される。
【００１６】
このため、攪拌スクリュー６現像剤搬送方向下流部である連通部７１では、現像剤Ｔに大きな圧力がかかり、現像剤Ｔ中の磁性キャリアとトナーが加圧されて、トナーに外添した酸化チタン等の微粒子がトナー中に埋め込まれると言った現象を生じる。更に、トナーと磁性キャリアとの摩擦によって、トナー自体の粒子形状も角がとれて丸みを帯びてくる。又、長時間使用すると、磁性キャリアの表面にトナーが付着して取れなくなる、いわゆるスペント現象が生じる。
【００１７】
又、図８の現像装置１０３では上述したように、現像剤規制ブレード９を用いて現像剤層厚規制を達成している。この現像剤規制ブレード９近傍では規制ブレード９で現像スリーブ８から排除され余った現像剤は、該ブレード９のＳ１極とＮ１極の２極により発生する磁力により、現像剤規制ブレード９の現像スリーブ８の回転方向上流側付近に保持され大量に溜まり、現像剤規制ブレード９付近に溜った現像剤に対して現像スリーブ８によって次々に現像剤が搬送されてくるため、この現像剤規制ブレード９付近に溜った現像剤に大きな圧力がかかり、現像剤劣化を促進する。
【００１８】
このような現像剤劣化が生じると、トナーの摩擦帯電量（いわゆるトリボ）が使用時間とともに変化し、トナーの現像性が変わって画像濃度が変化したり、磁性キャリアや感光ドラムに対するトナーの機械的付着力が増大し、電界に対応した現像や転写が行われにくくなって、トナーの部分的欠落（ムラ）が発生してしまい、使用とともに、初期の画像と比べると、極めて印象の悪い画像になってしまうという問題が生じていた。
【００１９】
又、この現像剤劣化現象は、特に高速の複写機やプリンタに対応するために画像形成速度を増加させた場合に顕著になる。これは画像形成速度の増加に伴い、現像性を確保する為に現像スリーブ周速度を増加させる。それによる現像剤規制ブレード９付近での現像剤劣化及び現像剤搬送力を増加させることによる連通部７１での現像剤劣化が加速される。
【００２０】
我々の検討結果から劣化スピード（ここでは空回転での現像スリーブ上のトナートリボ変化を劣化スピードとして評価した）は速度の２乗で促進するため、現像スリーブ周速度を２倍、搬送スクリュー速度を２倍にすることで劣化は単純に１６倍になると想定される。そのため、上記のような問題は、最近の電子写真方式を用いたプリンタや複写機の更なる高速化の流れの中でますます重要な問題となると考えられる。
【００２１】
具体的には、現像スリーブの回転速度が２５０ｍｍ／ｓｅｃを超えると、更には５００ｍｍ／ｓｅｃを超えた高速対応現像装置で特に問題となっている。
【００２２】
従って、本発明の目的は、高速の複写機やプリンタのような画像形成装置にて、現像装置内の現像剤を攪拌・搬送し、循環させる循環手段が鉛直方向上下に配置された現像装置において、現像容器内での現像剤の片寄りや現像剤規制手段付近への集中によって生じる現像剤劣化を防止し、濃度ムラ等の画像不良の発生のない均一な画像を形成する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である。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る現像装置及び画像形成装置にて達成される。要約すれば、第１の本発明は、現像剤を収容し、隔壁によって、現像室と、該現像室の上方に設けられた攪拌室とに仕切られ、前記現像室と前記攪拌室における長手方向の両側には、互いの室を連通する第１開口部と第２開口部とが形成された現像容器と、
前記現像室に回転可能に配置され、前記現像室内の前記現像剤を磁力で担持しながら搬送し、像担持体に形成された潜像を第１現像部において現像する第１の現像剤担持体と、
該第１の現像剤担持体の上方に隣接して前記攪拌室に回転可能に配置され、前記第１の現像剤担持体から受け渡された現像剤を磁力で担持しながら搬送し、前記第１の現像剤担持体によって現像された前記潜像を第２現像部において再度現像する第２の現像剤担持体と、
前記現像室内に配置され、前記第１開口部から前記第２開口部に向かう方向に現像剤を搬送し、前記第２開口部を経由して前記攪拌室に供給する第１搬送スクリューと、
前記攪拌室内に配置され、前記第２開口部から前記第１開口部に向かう方向に現像剤を搬送し、前記第１開口部を経由して前記現像室に供給する第２搬送スクリューと、
を有し、
前記第１開口部と前記第２開口部とは、前記長手方向において、前記第１の現像剤担持体及び前記第２の現像剤担持体の長手方向の長さよりも外側に配置されることを特徴とする現像装置を提供する。
【００２４】
第２の本発明は、表面に潜像が形成される像担持体と、第１の本発明の現像装置と、が備えられ、記録材に画像を形成することを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る現像装置及び画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。尚、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。
【００２６】
実施例１
図１は、図２に示されるようなフルカラー画像形成装置における、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各ステーションにおける像担持体（感光ドラム）１０と現像装置１との位置関係を示したものである。Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各ステーションはほぼ同様の構成であり、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各ステーションにおける現像装置１Ｙ、現像装置１Ｍ、現像装置１Ｃ、現像装置１Ｋを共通して指すものとする。
【００２７】
まず、図２により、画像形成装置全体の動作を説明する。
【００２８】
像担持体である感光ドラム１０は回動自在に設けられており、その感光ドラム１０を一次帯電器２１で一様に帯電し、例えばレーザーのような発光素子２２によって情報信号に応じて変調された光で露光して潜像を形成する。その潜像は現像装置１により、後述のような過程でトナー像として可視像化される。その可視像である現像像（トナー像）を、第１転写帯電器２３によって、転写媒体シート２４上に各ステーションごとに転写し、その後、搬送されてきた記録材である転写紙２７上に第２転写帯電器３０によって転写し、更に定着装置２５によって定着して永久画像を得る。又、感光ドラム１０上の転写残トナーはクリーニング装置２６により除去する。又、画像形成で消費されたトナーはトナー補給槽２０から補給される。
【００２９】
又、ここでは、トナー像を感光ドラム１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｋから中間転写体としての転写媒体シート２４に一次転写した後に、記録材である転写紙に各色の複合トナー像を一括して二次転写する構成をとったが、転写媒体シート２４の代わりに、各ステーションＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋに対向しながら記録材を搬送する転写材搬送体を設け、転写材搬送体に搬送される転写紙に直接転写する構成とる画像形成装置においても、本発明は適用できる。
【００３０】
次に、図１により、現像装置１の動作を説明する。本実施例の現像装置１は、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が収容された現像容器２内に、現像剤担持体としての第１現像スリーブ８と、現像スリーブ８と対向して設置され、現像スリーブ８表面に担持された現像剤の層厚を規制する現像剤規制手段である規制ブレード９と、を有している。規制ブレード９は現像スリーブ８の下方に位置している。
【００３１】
そして、第１現像スリーブ８の上方にてそれと対向するように第２現像スリーブ１１が配設され、現像容器２内の略中央部に現像スリーブ８と平行に延在する隔壁７によって現像室３とその上方の攪拌室４とにより上下に区画されており、現像剤は現像室３及び攪拌室４に収容されている。
【００３２】
更に、上記現像容器２の感光ドラム１０に対向した現像部に相当する位置には開口部があり、この開口部に第１現像スリーブ８及び第２現像スリーブ１１が感光ドラム１０側に一部露出するように回転可能に配設されている。尚、この第１、第２現像スリーブ８、１１は非磁性材料で構成され、その内部には第１、第２の磁界発生手段であるマグネットローラ８’、１１’が非回転状態で設置されており、この第１現像スリーブ８内の第１マグネットローラ８’は、現像極Ｎ２と現像剤Ｔを搬送する磁極Ｓ１、Ｓ２、Ｎ１、Ｎ３、を有し、第２現像スリーブ１１内の第２マグネットローラ１１’は、現像極Ｎ４と現像剤を搬送する磁極Ｓ３、Ｓ４極を有している。このうち、Ｎ１極とＮ３極、及びＳ３極とＳ４極は、詳しくは後に説明するように、同極で極間には反発磁界が形成され、現像剤に対してはバリアが形成されている。
【００３３】
そして本実施例では、現像スリーブ８、１１は、同方向である図示矢印方向に回転することで、感光ドラム１０に対して順方向に回転し、現像部を重力方向下から上へと通過する方向に回転する構成とした。つまり、現像容器２の隔壁７によって仕切られた下部分の現像室３から現像剤Ｔが汲み上げられ、現像後の現像剤Ｔが上部分の攪拌室４に戻るように搬送される。
【００３４】
これらの現像スリーブ８、１１による感光ドラム１０への現像剤Ｔの搬送について説明する。まず現像室３内の第１搬送スクリュー５により搬送された二成分現像剤Ｔは、第１現像スリーブ８の現像容器内部側に位置するＮ１極の磁力により汲み上げられ、現像スリーブ８回転方向に従って搬送され、規制ブレード９によりそれと対向する位置にある磁極Ｓ２と協同して磁気的に層厚を規制され、これを感光ドラム１０と対向した第１現像部（現像磁極Ｎ２）に搬送し、感光ドラム１０上に形成された潜像に現像剤Ｔを供給して潜像を現像する。
【００３５】
そして第１現像スリーブ８による第１現像終了後、現像剤Ｔは、現像スリーブ８の回転方向に従って、重力方向下から上へとＳ１極を通過し、両スリーブ８と１１が最も接近している現像スリーブ８内部のマグネット８’のＮ３極と、現像スリーブ１１内部のマグネット１１’のＳ３極と、の間において、第２現像スリーブ１１に引き渡される。
【００３６】
以下、現像剤Ｔの流れを、図３に示す、第１現像スリーブ８と第２現像スリーブ１１付近の拡大図を用いて説明する。第１現像スリーブ８内部の第１マグネット８’の、第１磁極Ｎ１極とそれと同極性で現像スリーブ８回転方向の上流側の第２磁極Ｎ３極間には反発磁界が形成されおり、又、第２現像スリーブ１１内部の第２マグネット１１’の第３磁極Ｓ３極と第４磁極Ｓ４極間にも反発磁界が形成されている。尚、現像スリーブ８内のＮ１極とＮ３極の反発磁界及び第２現像スリーブ１１内のＳ３極とＳ４極の反発磁界は同じ側を向き、現像容器２の内部方向を向いている。よって、第一現像スリーブ８上を搬送され第１現像スリーブ８の現像部である第１現像部を通過してきた現像剤Ｔは、その回転によって、マグネット８’の第２磁極Ｎ３極の位置へ至り、下流の第１磁極Ｎ１極との反発磁界によって、両スリーブ８と１１の対向部である最近接位置をすり抜けて、矢印ｅのように通過することができず、即ち現像スリーブ８に現像剤Ｔが連れ回ることができず、矢印ｆのように第１現像スリーブ８側のＮ３極から第２現像スリーブ１１側のマグネット１１’の第３磁極Ｓ３極方向へのびる磁力線に従って、第２現像スリーブ１１側へ移動し、第２現像スリーブ１１上を搬送されることでマグネット１１’のＮ４極である第２現像部に達し、再度現像に供され、その後、攪拌室４内の第２の搬送スクリュー６まで搬送される。
【００３７】
尚、現像効率（つまり、潜像へのトナーの付与率）を向上させるために、第１及び第２現像スリーブ８、１１には電源から直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアス電圧が印加される。この第２現像スリーブ１１に印加する現像バイアスは直流電圧のみでもよいが、第１現像スリーブ８に印加する現像バイアスと同様に直流電圧と交流電圧を重畳した電圧を印加することでより現像効率を上げることが可能となる。まとめると、第１現像スリーブ８か第２現像スリーブ１１のいずれか、更に好ましくは両方に交流電圧を印加させることが好ましい。
【００３８】
現像スリーブ８、１１を２本用いることで現像回数が２回に増え、つまり、濃度低下に関しては、２回目の現像を行うことで十分感光ドラム１０の潜像部分にトナーを載せることが可能となり、１本スリーブから構成される従来系よりも現像効率を上げることが可能となる。具体的には我々の実験の結果では現像効率として約３０％改善した。これによりスリーブ周速度を逆に３０％低下しても１本スリーブ同等の現像効率を達成できるようになった。従って、上述したように現像剤劣化を抑制する事が可能となった。
【００３９】
その後、現像スリーブ１１の回転によって、攪拌室４内に搬送され、第２現像スリーブ１１内で現像容器２内部側に設けられたＳ３極とＳ４極間での反発磁界により攪拌室４の搬送スクリュー６へと現像剤Ｔが剥ぎ落とされる。
【００４０】
又、上述した通り、現像室３と攪拌室４には現像剤攪拌・搬送し、循環させる循環手段として第１及び第２の搬送スクリュー５、６がそれぞれ配置されている。第１の搬送スクリュー５は、現像室３内の底部に現像スリーブ８の軸方向（現像幅方向）に沿ってほぼ平行に配置されており、回転して現像室３内の現像剤Ｔを現像室３の底部にて現像スリーブ８の軸線方向に沿って搬送する。又、第２の搬送スクリュー６も第１の搬送スクリュー５とは逆向きにしてスパイラル状に設けたスクリュー構造とされ、攪拌室４内の底部に第１の搬送スクリュー５とほぼ平行に配設され、第１の搬送スクリュー５と同方向に回転して攪拌室４内の現像剤を第１の搬送スクリュー５と反対方向に搬送する。
【００４１】
このようにして、第１及び第２の搬送スクリュー５、６の回転によって、図４に示すような、現像剤が隔壁７の両端の開口部７１、７２を通って、ｄ方向に現像室３と攪拌室４との間で循環される。
【００４２】
特に本実施例において、攪拌室４と現像室３とが鉛直方向上下に配置されている点は従来例と同じであるが、現像室と攪拌室が上下逆に位置している点が従来例の現像装置１０３とは大きく異なっている。つまり、攪拌室４から現像室３への現像剤は重力により上から下へ、又、現像室３から攪拌室４への現像剤は下から上へ剤圧により動く。
【００４３】
ここで、上述した通り現像剤劣化は、現像剤にかかる圧力が最大となる部分、つまり本実施例で、トナーが補給される攪拌室４内の搬送スクリュー６現像剤搬送方向の下流部分であり、最も剤面が高くなる連通部７２で促進されるが、攪拌室４から現像室３への移動を下から上とした結果、本実施例では攪拌室４から現像室３への連通部７２での剤循環は剤圧ではなく重力でおこなわれるため、剤へのストレスがない。
【００４４】
又、現像室３から攪拌室４への循環は剤圧により連通部７１で下から上へと搬送されるが、現像剤剤面バランスは、図４に示したとおり現像室３側下流側では、現像剤Ｔが現像動作に供されるため、剤面が低くなり、剤圧で循環しないような剤量並びに現像剤搬送力に規制することができるので、ストレスのかかる部分が少ない（現像剤劣化の少ない）現像装置を達成することができた。
【００４５】
具体的に我々は、本実施例にて、２本スリーブを用いることでスリーブ周速を３０％ダウンすることができ、更に、現像室３を重力方向下に、攪拌室４を重力方向上に配置したことで、現像剤にかかるストレスを解消した。
【００４６】
本実施例の構成で実験したところ、従来現像装置を用いた際の現像剤劣化スピードに対し、１／３まで低減することが可能となった。
【００４７】
一般に、現像剤劣化は、特に高速の複写機やプリンタに対応するために現像スリーブの周速度を早くした場合に、顕著に現われるようになる。具体的には、現像スリーブの回転速度が２５０ｍｍ／ｓｅｃを超えると、更には５００ｍｍ／ｓｅｃ以上で特に問題になる。又、一般に、現像スリーブの回転を１０００ｍｍ／ｓｅｃ以上にすると現像スリーブからの遠心力によるトナーの飛散が問題になるので、本発明は、現像スリーブの周速を２５０ｍｍ／ｓｅｃ以上１０００ｍｍ／ｓｅｃ以下の高速対応現像装置に有効なものといえる。
【００４８】
以上のように、現像装置内の現像剤を攪拌・搬送し、現像容器内を循環させる循環手段が上下に配置された場合において、２本の現像スリーブを用い、更に現像スリーブに現像剤を供する現像室を下に、現像に共された後の現像剤を回収する攪拌室を上方に配置させた現像容器を用いることで現像効率を改善でき、更に容易に現像剤劣化を防止できる現像装置を提供することができる。従って、現像剤劣化に伴う濃度ムラ等の画像不良を回避し、良好な画像形成を行う現像装置及びそれを備えた画像形成装置が提供できる。
【００４９】
実施例２
次に本発明の実施例２を図５の断面図に基づいて説明する。
【００５０】
本実施例は実施例１とほぼ同様の構成であるが、本実施例の現像装置１００においては、規制ブレード９を第１現像スリーブ内に設けられた第１と第２の磁極である反発極Ｎ１、Ｎ３のうち現像スリーブ８の回転方向で下流側の第１磁極であるＮ１極近傍に対向させ、汲み上げと同時に現像剤の層厚規制を行うことが特徴である。
【００５１】
この構成は、例えば特開平１１−１９４６１７公報等に提案されているように現像装置トルクを大幅に減少可能な構成であるが、１本の現像スリーブを用いる構成のものや水平方向に搬送部材を設置する構成では、現像剤溜り部となる領域が非常に少ないため、現像剤がスリーブ上を連れ回ることでの現像剤トナー濃度ムラ画像欠陥を生じやすかった。
【００５２】
しかしながら、本実施例のように縦攪拌型の現像装置と２本の現像スリーブ構成を用いることで現像剤の連れ回りを完全に防止できるため、先の画像欠陥が生じることがなくなった。この構成を用いて我々の実験したところ実施例１の現像装置１に比べ、現像剤劣化スピードを１／４まで低減できることが確かめられた。
【００５３】
以上のように、規制ブレードを第１現像スリーブ内に設けられた反発極のうち現像スリーブ回転方向で下流側の第１磁極近傍に対向させ、２本の現像スリーブを用いた本構成を採用することで大幅に現像剤劣化を防止できる現像装置を提供することができる。
【００５４】
実施例３
次に本発明の実施例３を図６に基づいて説明する。尚、図６は、本実施例に係る現像装置１０１のスクリュー軸方向断面図である。
【００５５】
本実施例は実施例１の現像装置１とほぼ同様の構成であるが、本実施例においては、現像室３の容器最下流近傍の外壁に現像剤の剤面高さがある一定以上（図中ではｇ）になった場合に現像剤を排出するための排出口１２を設けたことが特徴である。
【００５６】
本構成により、現像室３内を搬送スクリュー５により搬送されてき現像剤Ｔが、第１現像スリーブ８上に汲みあがらず、現像室３最下流部の現像剤滞留部に蓄積し、現像剤面が上昇してきた場合にも、ある高さｇ以上になると、現像剤排出口１２より自動的に排出されることになる。尚、排出された現像剤Ｔは廃トナーボックス（不図示）へと搬送される。従って現像室３下流部の剤面を一定に保つことができるようになった。
【００５７】
この結果連通部７１で現像室３から攪拌室４へ汲みあがる際の現像剤Ｔへのストレスを軽減することができ、更なる現像剤劣化スピードを低減する現像装置を提供することができる。
【００５８】
実施例４
本実施例４では、トナー補給槽２０内に補給トナーに加えて磁性キャリアを混合したことを特徴とする。
【００５９】
この構成により、実施例３において現像剤排出口１２より現像剤（トナー＋磁性キャリア）が流出しても上記トナー補給槽２０より補給することで、劣化していない新しい磁性キャリアを自動的に補給することが可能となった為、耐久を通してトリボを安定化できた。この結果、現像剤寿命を更に延命することが可能となった。
【００６０】
以上に述べた本発明により、現像装置内の現像剤を攪拌・搬送し、循環させる循環手段が上下に配置された場合の構成において、２本の現像スリーブを用いた構成を採用することで現像効率を改善でき、更に容易に現像剤劣化を防止できる。従って、現像剤劣化に伴う濃度ムラ等の画像不良も回避し、良好な画像形成が可能となる。
【００６１】
又、本発明の現像装置の特徴である、現像容器を現像室と攪拌室に分割する構成は、一般に二成分現像器に対して実行されているが、実施例１〜３に関しては、現像剤は、二成分現像剤に限定されるわけではなく、トナーを含んでキャリアを含まない一成分現像剤を用いても良い。一成分現像剤の場合は、特に連れまわりによる剤劣化抑制を目的として本発明が適用できる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、現像装置内の現像剤を攪拌・搬送し、循環させる循環手段が上下に配置された場合の構成において、２本の現像剤担持体を用い、現像容器は、第１の現像担持体へ現像剤を供給する現像室が重力方向下方に、第１現像部及び前記第２現像部を通過した現像剤を第２の現像担持体から回収する攪拌室を上方に、配置し、現像室と撹拌室を連通する開口部は、第１及び第２現像剤担持体の長手方向長さよりも外側に配置した構成を採用することで、現像効率を改善し、現像容器内でかかる現像剤へのストレスを軽減することで、現像剤劣化を防止できる現像装置を提供することができるので、小型で、高速化対応可能で、現像剤劣化に伴う濃度ムラ等の画像不良を回避し、良好な画像を形成する現像装置及びそれを備えた画像形成装置が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る現像装置の一例及び感光ドラムとの位置関係を示す断面図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図３】本発明に係る現像装置の一例における現像剤担持体部分を示す拡大図である。
【図４】本発明に係る現像装置の一例を示す軸方向断面図である。
【図５】本発明に係る現像装置の他の例及び感光ドラムとの位置関係を示す断面図である。
【図６】本発明に係る現像装置に他の例を示す軸方向断面図である。
【図７】従来の現像装置の一例を示す断面図である。
【図８】従来の現像装置の他の例及び感光ドラムとの位置関係を示す断面図である。
【図９】従来の現像装置の他の例を示す軸方向断面図である。
【符号の説明】
１、１００、１０１現像装置
２現像容器
３現像室
４攪拌室
５第１の搬送スクリュー（循環手段）
６第２の搬送スクリュー（循環手段）
７隔壁
８第１現像スリーブ（第１の現像剤担持体）
８’ マグネットローラ（第１の磁界発生手段）
９規制ブレード（現像剤規制手段）
１０感光ドラム（像担持体）
１１第２現像スリーブ（第２の現像剤担持体）
１１’ マグネットローラ（第２の磁界発生手段）
１２現像剤排出口
７１、７２連通部

Claims

現像剤を収容し、隔壁によって、現像室と、該現像室の上方に設けられた攪拌室とに仕切られ、前記現像室と前記攪拌室における長手方向の両側には、互いの室を連通する第１開口部と第２開口部とが形成された現像容器と、
前記現像室に回転可能に配置され、前記現像室内の前記現像剤を磁力で担持しながら搬送し、像担持体に形成された潜像を第１現像部において現像する第１の現像剤担持体と、
該第１の現像剤担持体の上方に隣接して前記攪拌室に回転可能に配置され、前記第１の現像剤担持体から受け渡された現像剤を磁力で担持しながら搬送し、前記第１の現像剤担持体によって現像された前記潜像を第２現像部において再度現像する第２の現像剤担持体と、
前記現像室内に配置され、前記第１開口部から前記第２開口部に向かう方向に現像剤を搬送し、前記第２開口部を経由して前記攪拌室に供給する第１搬送スクリューと、
前記攪拌室内に配置され、前記第２開口部から前記第１開口部に向かう方向に現像剤を搬送し、前記第１開口部を経由して前記現像室に供給する第２搬送スクリューと、
を有し、
前記第１開口部と前記第２開口部とは、前記長手方向において、前記第１の現像剤担持体及び前記第２の現像剤担持体の長手方向の長さよりも外側に配置されることを特徴とする現像装置。
前記第１の現像剤担持体の内部には、該第１の現像剤担持体回転方向で前記第１現像部より上流に配置された第１磁極と、該第１磁極より同回転方向上流に隣接して配置され、前記第１磁極と同極性である第２磁極と、を有する第１の磁界発生手段が設けられ、前記第１磁極の対向位置近傍に、前記第１の現像剤担持体が担持する現像剤量を規制する現像剤規制手段を配設することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
前記第１の現像剤担持体と前記第２の現像剤担持体のうち少なくとも１つに交流電圧を印加す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。
前記現像室における、前記循環手段による現像剤搬送方向最下流近傍の外壁に現像剤の剤面高さがある一定以上になった場合に現像剤を排出するための排出口を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の現像装置。
前記現像容器は、トナーと磁性キャリアを含む現像剤を収容することを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の現像装置。
前記現像容器に、前記磁性キャリアが補給されることを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
表面に潜像が形成される像担持体と、請求項１〜６のいずれかの項に記載の現像装置と、が備えられ、記録材に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。