JP4976775B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に係り、該画像形成装置にて用いられる、トナーをキャリアとの摩擦により帯電させる二成分現像方式を採用した現像装置に関する。

近年、記録密度の高い、レーザープリンタ、ファクシミリ、デジタル複写機、或いはフルカラーのデジタル複写機やレーザープリンタ等の実用化に伴い、プリント面積が大きくて高印字率な画像出力を行う際の表示品位の安定化が求められている。

このため、上記したレーザープリンタ等の画像形成装置に用いられる現像装置においては、トナーが大量に消費される高印字率の画像に対しても、均一且つ十分なトナー供給を実現してベタ画像や連続階調の再現性に優れたものが用いられている。更には、トナーが磁性材料を含まないことから小粒径化に対応可能となり、カラー化に適するという点から、トナー及びキャリアからなる二成分現像方式による現像装置が多用されている。

このような二成分現像方式の現像装置のうち、高印字率の画像に対しても現像剤の攪拌性にすぐれ、且つ複数の現像装置が横方向に並列搭載されるタンデム方式等においては、現像装置の横方向での小型化が要求されている。これにより、上下に２つの搬送路を有した現像器の上搬送路及び下搬送路に対し、搬送方向が相反する２本の攪拌搬送スクリューを配置し、これらが現像器内現像剤を攪拌しつつ上下に循環する縦型の現像装置が提案されている（特許文献１参照）。

すなわち、上記したような縦型の現像装置は、図１に示すように、現像器１における上部を現像ローラ２へ現像剤の供給を行う現像室３、下部を現像ローラ２からの現像剤の回収と現像剤及び補給トナーの攪拌混合を行うための現像剤攪拌室４としている。攪拌搬送スクリュー５ａ、５ｂは、現像室３及び現像剤攪拌室４内のそれぞれにて二成分現像剤を攪拌しつつ、矢印Ｒの方向に循環するようになっている。そして、該現像装置は、二成分現像剤を攪拌しながら循環する間に、上部の現像室３にて現像ローラ２に二成分現像剤を供給して潜像担持体６上の静電潜像に現像を行う一方、現像終了後は下方の現像剤攪拌室４にて現像ローラ２から現像剤を回収する。ここで、上記潜像担持体６は、矢印Ｓの方向に回転しつつ静電潜像にトナー像を形成する。

しかし、上記したような縦型の現像装置である現像器１においては、現像室３及び現像剤攪拌室４によって現像剤の攪拌及び循環をさせているが、高印字率の画像印刷に際しては、部分的にトナー濃度の不均一や低下等を生じ得るという問題を有していた。

この問題に関し、図１の現像器１における現像剤の流れを図２に示すブロック図を用いたモデルによって示しながら、以下に説明する。ここで、図２に示されている矢印の向きが、現像剤の流れ（現像剤フロー）の方向を示している。通常時、現像ローラ２から剥離された現像剤は、現像剤攪拌室４に回収（矢印ａ１）された後、現像室３への連通部５１を通過（矢印ａ２）して現像室３へと搬送される（矢印ａ３）。そして、現像室３へと移動した現像剤は、現像ローラ２上に担持され再供給されるものと（矢印ａ４）、現像剤規制部材５２により規制されることで現像室３内を搬送されつつ滞留するものと（矢印ａ５）に分かれる。また、現像ローラ２に供給されなかった現像剤は、現像剤攪拌室４への連通部５３から現像剤攪拌室４を経て（矢印ａ６，ａ７）現像室３へと戻される。なお、新規のトナーは、トナー補給装置５４から連通部５３へと補給される（矢印ａ８）。

しかし、現像室３内の搬送方向の上流側にて現像ローラ２に担持された現像剤は、図２中の点線（矢印ａ９）で示すように、現像剤攪拌室４内の搬送方向の下流側、すなわち現像剤攪拌室４と現像室３の連通部５１近傍で回収されることになる。このような現像剤はトナー補給が十分されないまま現像室３側へと受け渡されることになるため、現像剤中に含まれるトナー濃度が少ないまま現像ローラ２上に担持されることになる。そのようなトナー濃度が少ない現像剤が現像ローラ２上に部分的（特に現像剤進行方向上流部分）に存在すると、その部分だけ潜像担持体６上へ十分なトナーを供給できず、結果としてトナー濃度ムラを引き起こす。なお、図中の一点鎖線は、現像ローラ２に担持された現像剤が現像剤規制部材５２によって規制されることで脱落するが、現像剤攪拌室４に移動することなく再び現像ローラ２に直接供給される流れを示している。

上記したトナー濃度ムラの問題に対しては、以下のような現像装置が考慮された。この現像装置は縦型であり、現像ローラ上に現像剤を供給するための現像剤搬送路である現像室と、トナー及び現像剤を混合する為の現像剤搬送路である現像剤攪拌室と、現像剤搬送スクリューを備えた第３の現像剤搬送路とを備えてなる。そして、上記現像ローラ上に担持され、画像形成に寄与した後の現像剤をすべて上記第３の現像剤搬送路にて回収するように提案されている（特許文献２参照）。

すなわち、上記第３の現像剤搬送路が、これまで現像剤攪拌室で行っていた現像剤回収の機能を有するものとなっており、現像剤回収用の現像剤回収室として機能する。この構成による現像装置では、現像剤回収室と現像剤攪拌室とを結ぶ連通部に対してトナーが補給されるため、所望のトナー量を万遍なく現像剤に混合させることができるようになる。そして、補給後のトナーは、現像室に達するまでに現像剤と十分混合されるため、画像形成時の部分的なトナーの濃度低下や濃度ムラ等が極めて生じにくいものとされる。

しかし、上記特許文献２における現像装置のように、搬送路および現像剤攪拌搬送スクリューを３本設けた場合には、搬送路が２本の場合に比して現像装置が大きいものとなる。このため、縦型現像装置が有している本来の目的となる「小型化」という点においては、不利な構成となる。

また、縦型現像装置においては、下記のような理由にてトナーの濃度ムラを生じる場合がある。すなわち、現像剤が、現像剤攪拌室から現像室への移送部（連通部）近傍にて滞留する。すると、該移送部近傍において、現像領域を通過してトナー濃度が低下した現像剤が、現像剤攪拌室へと回収されずに再び現像領域にて搬送される、という流れとなる場合がある（図２における一点鎖線の現像剤フローにより示される）。

これは、図１に示すように、現像剤攪拌室４で現像ローラ２の表面近くまで現像剤が堆積すると、現像領域から回収された現像剤が再び現像ローラ２の表面に付着し、現像ローラ２の回転によって現像領域へと搬送されるものである。このような現像剤は、トナー濃度が低いため、現像ローラ上の現像剤におけるトナー濃度が不均一になるという現象が生じる。

上記のような問題に対しては、縦型現像装置における現像室の略々直下方に、現像剤攪拌室を設けさせている。そして、該現像剤攪拌室内の現像剤攪拌搬送スクリューより上方に、この攪拌搬送スクリューと反対方向に現像剤を搬送する第３の現像剤攪拌搬送スクリューを備えさせるようにしたものが提案されている（特許文献３参照）。

このような構成の現像装置では、現像剤攪拌室の現像剤を攪拌搬送スクリューにより現像室内へ搬入する際に、現像剤攪拌室から現像室への移送部近傍に滞留する現像剤が、第３の攪拌搬送スクリューによって現像剤攪拌搬送スクリューと反対方向に搬送される。このため、現像剤攪拌室内において、現像剤を攪拌搬送スクリューの軸方向にほぼ均等に保つことが可能となる。そのような現像剤は、現像剤攪拌室の攪拌搬送スクリューにより、再び所定の方向に搬送されることで現像室へと搬入される。従って、現像ローラ上から回収された現像剤が、そのまま再び現像ローラ状に担持されることがなくなり、必ず現像剤攪拌室を経由してから現像ローラ上に供給されることとなる。

しかし、上記特許文献３における現像装置にあっては、第３の攪拌搬送スクリュー等の装置を設けることから、図１に示したような縦型現像装置に比して装置が大型化するため配設スペースを要することとなる。また、本現像装置は、トナー濃度の不均一を生じる要因を取り除くものになってはいるが、トナーの濃度ムラの発生を防止するための充分な方法とはなっていないため、高印字率の画像出力を連続して行う際には濃度ムラを引き起こす可能性を引続き有している。

特開平０５−３３３６９１号公報 特開平１１−１６７２６０号公報 特開平０６−０５１６３４号公報

このように、上記特許文献１に示したような現像装置においては、現像剤を現像室及び現像剤攪拌室で攪拌搬送スクリューにて攪拌及び循環させている。しかし、このような従来の現像装置にあっては、高印字率の画像に対しては、依然として、部分的にトナー濃度の不均一を生じたりあるいは濃度低下を生じたりし得る問題を有していた。

また、上記特許文献２及び３に示したような現像装置においては、図１に示した従来の縦型の現像装置に比して、搬送路及び／又は現像剤攪拌搬送スクリューを増設したような構造となっている。従って、このような現像装置にあっては、装置の大型化や部品点数の増加等が招来されるといった問題を有するものとなっていた。

そこで本発明は、従来の現像装置に比して機構の複雑化や大型化を招かず、かつ現像剤を安定的に供給させ得るように構成し、もって上述した課題を解決した現像装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、トナーと該トナーに帯電付与するキャリアとからなる現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の長手方向に沿うように前記現像剤を搬送させつつ、前記現像剤担持体上に前記現像剤を供給する現像室と、前記現像室と連通して現像剤の循環経路を形成し、前記現像剤を攪拌しつつ前記現像室に向けて搬送する攪拌室と、前記現像室の現像剤搬送方向下流端部から前記現像剤を落下させることにより、前記現像室から前記攪拌室へ前記現像剤の供給が行なわれる第１連通部と、前記攪拌室から前記現像室へ前記現像剤の供給が行なわれる第２連通部と、前記現像室の現像剤を前記第１連通部に向けて搬送撹拌する第１の搬送部材と、前記撹拌室の現像剤を前記第２連通部に向けて搬送撹拌する第２の搬送部材と、を備えた現像装置において、前記現像剤担持体にて現像に供された現像剤を、前記現像室を経由することなく回収するとともに、該回収したすべての現像剤を重力に従って前記第１連通部を経由させて前記攪拌室に向けて搬送するための傾斜部を備えた現像剤受給部と、を有することを特徴とするものである。

本発明によれば、現像剤の攪拌混合が有効に行われ、トナー濃度のムラを低減させることができる。また、本発明の現像装置にあっては、従来のものに比して新たな攪拌部材等を増設せずに効果的に現像剤を攪拌可能となることから、製造におけるコストの低減や、設計時における省スペース化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態にかかる現像装置１１を、図３ないし図５、図７、及び図１０を参照して説明する。図３は本実施の形態の現像装置１１における上部を切断して示す平面断面図であり、図４は図３に示した現像装置１１を同図の矢印Ａ方向から見た状態で示す背面断面図である。また、図５は、左右幅方向からの側方断面図であり、（ａ）は図３の矢印Ｂａ方向から見た状態で示す側方断面図、（ｂ）は図３の矢印Ｂｂ方向から見た状態で示す側方断面図である。また、図７は第１及び第２の攪拌搬送スクリューの具体例を示す概略図、図１０は本実施の形態における現像装置１１の構成を立体的に示す概略斜視図である。

すなわち、例えば図３に示すように、現像装置１１は、帯電電位の差による静電潜像を保持することができる静電潜像担持体（像担持体）１３と対向するように配設される。そして、現像装置１１は、非磁性トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤（以下現像剤ともいう）を収容させる現像器１２により、上記静電潜像担持体１３に対して現像剤の供給を行う。

現像器１２内には、現像剤を磁気的に吸着して表面に磁気ブラシを形成させる回転可能な現像ローラ（現像剤担持体）１４と、この現像ローラ１４上に吸着された現像剤量を規制する現像剤規制部材１５とが設けられている。また、現像ローラ１４の横には、該現像ローラ１４の軸線方向（長手方向）に沿って現像剤を搬送する第１の攪拌搬送スクリュー１８ａ（第１の搬送部材）を有した現像室１６が、現像ローラ１４における側面の長手方向に沿うように平行に配設されている。更には、第１の攪拌搬送スクリュー１８ａの横で、現像ローラ１４と逆側には、現像室１６と隔壁１９で仕切られる第２の攪拌搬送スクリュー１８ｂ（第２の搬送部材）を有した現像剤攪拌室（攪拌室）１７が配設されている。

第１及び第２の攪拌搬送スクリュー１８ａ，１８ｂはそれぞれ、例えば図７に示すような円筒形状の軸３３周りに螺旋状の複数のひだ３３ａが形成された形状をしており、これらは各軸を中心として回転させることによって現像剤を攪拌・搬送することができる。従って、現像室１６に配設された第１の攪拌搬送スクリュー１８ａは、図３及び図４に示すように、現像剤を矢印αの方向へと搬送しつつ現像ローラ１４上へと現像剤の供給を行う。また、現像剤攪拌室１７に配設された第２の攪拌搬送スクリュー１８ｂは、図３及び図４に示すように、現像剤を矢印βの方向へと搬送し、現像室１６に現像剤の供給を行う。

一方、現像ローラ１４は、位置が固定された複数の磁石が内蔵された磁気ローラ１４ａと、その外周を覆う円筒状のスリーブ１４ｂとからなる。スリーブ１４ｂは、回転可能に配設されており、磁気ローラ１４ａの外周を不図示の駆動源によって摺接するように回転する。この現像ローラ１４は、現像剤を磁気的に吸着してスリーブ１４ｂ表面に磁気ブラシを形成するとともに、円筒上のスリーブ１４ｂの回転によって該現像剤を潜像担持体１３上に供給するものとなっている。

磁気ローラ１４ａには、複数の磁石が円周方向に並ぶように配置され、そのうちの一箇所では同極のものが隣接して配設されており、現像剤に対しての反発極を形成するものとなっている（図５（ａ），（ｂ）参照）。そして、現像ローラ１４上に吸着されて磁気ブラシを形成した現像剤は、この反発極において現像ローラ１４から解離される。

現像ローラ１４の回転方向は、図５中の矢印ｘに示す方向である。現像ローラ１４上からは、担持された現像剤に基づき、静電潜像担持体１３の静電潜像上にトナーが供給されることで現像が行われる。これは、現像ローラ１４と静電潜像担持体１３との間に電圧が印加されることで所望の電界が形成され、磁気ブラシが静電潜像担持体１３表面に摺擦されることにより、静電潜像に非磁性トナーが付着されるものである。現像後に現像ローラ１４の表面に残留する非磁性トナー及び磁性キャリアは、現像ローラ１４の表面の回転により前述した反発極の位置にて現像ローラ１４表面から解離され、図５（ａ）中の矢印ｙの向きから傾斜面（現像剤受給部、傾斜部）２０に受容される。

現像剤攪拌室１７は、図４及び図５に示すように、現像剤攪拌室１７における現像剤の搬送（進行）方向の上流側端部の位置が現像室１６の底面高さに対して低く形成されている。また、現像剤の進行方向の下流側端部における底面高さは、現像室１６の底面高さと略々同様に形成されている。これにより、現像剤攪拌室１７における底面全体は、両端の底面位置を直線的に結んで形成される傾斜面となっている。

現像ローラ１４の下方に位置する受容部２０ａから、現像剤攪拌室１７の上流側に位置する連通部（第１連通部）２０ｂにかけては、全体として下降するような傾斜面２０が形成されている。この傾斜面２０の奥側（図５（ａ）の紙面奥側）端部の高さは、図５（ａ）に示すように、現像室１６における現像剤進行方向の上流側端部の底面高さと略々同様となっている。また、傾斜面２０の手前側（図５（ａ）の紙面手前側）近傍では、現像室１６の現像剤進行方向の上流側端部における底面高さから、現像剤攪拌室１７の現像剤進行方向の上流側端部における底面高さへと斜面が形成されるものとなっている。従って、傾斜面２０における受容部２０ａと連通部２０ｂとの間には高低差が設けられることとなり、傾斜面２０全体に亘って比較的大きな勾配が形成されるものとなっている。

現像室１６の現像剤進行方向の下流側端部は、図３及び図４に示すように、現像室１６の底面を取り去ったような間隙として形成される連通部２１により、現像室１６と傾斜面２０とが通じている。従って、現像室１６において、現像ローラ１４上に担持されることなく攪拌搬送スクリュー１８ａによって下流側へと搬送された現像剤は、上記連通部２１を通じて傾斜面２０へと回収される。

このように、傾斜面２０は、現像ローラ１４上に担持された後に画像形成に寄与しなかった現像剤と、現像室１６から連通部２１を通じて傾斜面２０へと落下回収された現像剤とを受容する。そして、傾斜面２０には前述したような高低差が設けられており、比較的急な斜面が形成されていることから、上記受容した現像剤は、すべて重力に従って連通部２０ｂに集まる。そして、これら現像剤は、連通部２０ｂにおいて傾斜面２０から現像剤攪拌室１７へと移動される。

傾斜面２０にて、受容部２０ａから受容された現像剤が、重力に基づく自重によって連通部２０ｂへと集まる現像剤の流動動作を実現するには、傾斜面２０と現像剤との間の動摩擦係数を可及的に小さくし、現像剤が滑落し易くすることが求められる。そのため、傾斜面２０の材料としては、例えば、表面が滑らかでフッ素樹脂系のコーティングが施された樹脂材料、あるいは表面が充分に滑らかなステンレス、アルミニウム、銅等の金属材料を用いることが望ましい。なお、これら傾斜面２０の材料は上記の限りではなく、現像装置の構成や使用する現像剤の種類等によって任意に選択してよい。また、必要に応じて傾斜面２０に振動を印加する機構や装置等を設けることにより、傾斜面２０上における現像剤の流動動作の効率をより向上させるようにしてもよい。

一方、連通部２０ｂの近傍には、現像剤容器の壁面にトナー補給口２３が設置されており、このトナー補給口２３から画像形成時のトナー消費量にあわせて適宜に新規トナーが現像器１２内へと補給される。該新規トナーは、傾斜面２０と現像剤攪拌室１７との連通部２０ｂにて、既に現像器１２内に存在している現像剤に対して追加されるように補給される。従って、受容部２０ａから受容された現像剤はすべて連通部２０ｂを通過することから、トナーが消費された現像終了後の現像剤に対し、新規のトナーを確実に供給することができるものとなる。

次いで、従来の単純構成の縦型現像装置における現像剤のフロー（図２）を参照しつつ、現像装置１１における一連の現像剤の流れ（フロー）を、図６を参照して説明する。図６は、現像装置１１における現像剤の流れを示すブロック図である。

図６に示すように、新規トナーは、トナー補給口２３から、傾斜面２０と現像剤攪拌室１７とを通じさせている連通部２０ｂ付近に補給される（矢印ｂ１）。上記新規トナーは、現像器１２内を循環している現像剤と共に現像剤攪拌室１７へと移動し（矢印ｂ２）、該現像剤攪拌室１７内の攪拌搬送スクリュー１８ｂによって混合攪拌される。この混合攪拌された現像剤が、現像剤攪拌室１７と現像室１６との間の連通部（第２連通部）２４に達する時（矢印ｂ３）には、新規トナーは現像剤中に充分均一となるように混合されるものとなる。

連通部２４に達した現像剤は、現像室１６へと搬送される（矢印ｂ４）。現像室１６へと搬送された現像剤は、現像ローラ１４上に担持されるものと（矢印ｂ５）、現像剤規制部材１５により規制されることで現像室１６内を搬送されつつ滞留するものと（矢印ｂ６）に分かれる。ここで、上記現像ローラ１４上に担持された現像剤は、静電潜像担持体１３上の静電潜像に対する画像（トナー像）の形成に寄与する。また、矢印ｂ９は、現像剤が、現像ローラ１４上に担持されないまま現像室１６内を経過し、連通部２０ｂまで搬送される流れを示している。

現像ローラ１４上のキャリア及び画像形成に寄与しないトナーは、磁気ローラ１４ａにより生じる反発極の作用にて解離され、受容部２０ａから傾斜面２０に受容される（矢印ｂ７）。上記受容された現像剤は、傾斜面２０の傾斜により、重力の影響で傾斜面２０と現像剤攪拌室１７とを結ぶ連通部２０ｂへと集められる（矢印ｂ８）。このように、現像室１６、連通部２０ｂ、現像剤攪拌室１７、連通部２４によって、現像剤の循環経路が形成されている。

そして、傾斜面２０と現像剤攪拌室１７との間の連通部２０ｂに集められた現像剤上には、トナー補給口２３から新規トナーが補給され、再び混合される。このように、現像装置１１にあっては、傾斜面２０に回収された現像剤（即ち、現像ローラ１４上でトナーが消費された現像剤）はすべて連通部２０ｂを通過することから、該現像剤すべてに対して新規のトナーを供給することが可能となる。本現像装置１１にあっては、現像剤が、現像器１２内において上述したような循環を繰り返す。これにより、現像装置１１は、図１に示したような従来の縦型の現像装置に比して現像剤との混合不良に起因する濃度ムラの発生が低減されるものとなる。

以上説明したように、本実施の形態にかかる現像装置１１は、現像剤を担持して搬送する現像ローラ１４と、該現像ローラ１４に現像剤を供給する現像室１６と、現像剤を攪拌しつつ搬送する現像剤攪拌室１７とを備える。そして、現像装置１１は、現像室１６から現像剤攪拌室１７へ現像剤の供給が行なわれる連通部２０ｂと、現像剤攪拌室１７から現像室１６へ現像剤の供給が行なわれる連通部２４とを備える。更に、現像装置１１は、現像ローラ１４又は現像室１６からの現像剤を受容すると共に、該受容した現像剤を重力に従って連通部２０ｂに向けて移動させる傾斜面２０と、を備えてなる。これにより、傾斜面２０は、受容した現像剤の攪拌が最大限に行われる現像剤攪拌室１７の上流へと供給することができるので、現像剤の攪拌混合が有効に行われることにより、トナー濃度のムラを低減させることができるようになる。

また、本現像装置１１にあっては、従来のものに比して新たな攪拌部材等を増設せずに最小限の部材にて有効かつ効果的に現像剤を攪拌及び循環可能となることから、製造におけるコストの低減や、設計時における省スペース化を図ることができるようになる。

また、現像ローラ１４近傍から現像剤攪拌室１７における現像剤の搬送方向の上流側端部までが動摩擦係数が小さな下降する傾斜面２０となっているので、受容部２０ａに受容された現像剤が重力に従って有効に現像剤攪拌室１７へと回収されるようになる。これにより、現像ローラ１４と現像室１６とから回収された現像剤が、現像剤攪拌室１７の第２の攪拌搬送スクリュー１８ｂによって再び攪拌されるので、トナーの濃度ムラが確実に低減されることとなる。

また、現像剤攪拌室１７における搬送方向の上流に新規のトナーを補給するトナー補給口２３を備えてなる。これにより、現像ローラ１４にて画像形成された後のトナー含有量の少ない現像剤を含む、傾斜面２０にて受容される現像剤すべてに対し、新規のトナーをまんべんなく且つ確実に供給することができるようになる。従って、現像装置１１は、現像器１２内を循環する現像剤のトナー濃度やその均一性を恒常的に保たせることができるようになり、高印字率の画像であってもその表示品質のレベルを高く維持させることができるものとなる。

（実施例）
ここで、上述した実施の形態を実施するための具体的な例として、以下に実施例を説明する。本実施例では、現像装置１１の具体例について説明を行うと共に、該現像装置１１によって画像形成を行うことにより、従来の縦型現像装置に比して濃度ムラが低減されることについて説明する。

本実施例では、図１に示す構成で図２に示した現像剤フローとなる縦型現像装置と、図３〜図５、図７、図１０に示す構成で、図６に示した現像剤フローとなるような現像装置１１の２種類を用意した。

本現像装置１１にあっては、傾斜面２０を図１１に示す層状の構成とした。図１１は、傾斜面２０の断面を層状に示した概略断面図である。表層のステンレス薄板３０は、その表面が滑らかとなるよう研磨が施してあり、現像剤と傾斜面２０表面との摩擦は充分小さい。また、ステンレス薄板３０の裏側端部には超音波発生手段３１が設けてあり、微小な超音波振動を発生させることにより、現像剤が重力の作用によって傾斜面２０表面を自重によって滑らかに滑落するのを補助する。更に、ステンレス薄板３０及び超音波発生手段３１と、傾斜面２０底部との間には、振動吸収手段３２が設けてあり、超音波振動発生手段３１で発生させた振動が現像装置１１全体へ伝搬するのを防ぐ。上記したような構成とすることにより、現像時の現像剤循環を滞りなく行うことを可能とした。

二成分現像剤としては、トナーはキヤノン社製球形重合トナー、キャリアは球形・磁性の樹脂コートキャリア（平均粒径３５μｍ）を使用した（キヤノン社製）。本実施の形態で使用したトナーとキャリアの組み合わせにおいて、トナーは負に帯電する。なお、本実施例に用いた現像剤は、総現像剤重量に対するトナー重量比（以下Ｔ／Ｄと記す）が８ｗｔ％の場合において、トナー帯電量（比電荷、以下Ｑ／Ｍと記す）の適正値は−２２〜−２５［μＣ／ｇ］である。なお、トナーＱ／Ｍの測定には、ホソカワミクロン社製Ｅ−ＳＰＡＲＴ Ａｎａｌｙｚｅｒを使用しており、３０００個のトナーの帯電量を測定してその平均値を代表値としている。

まず、本現像装置１１にて、上記のキャリア及びトナーがＴ／Ｄ＝８ｗｔ％となるように混合された二成分現像剤を用い、Ａ３用紙に全ベタ画像を１０枚連続で印字した後に、現像ローラ１４上の図３に示すＸ、Ｙ、Ｚ位置でのＴ／Ｄを調べた。この結果を図８に実線で示す。これによると、本実施例にあっては、印字の際に急激なトナー消費がなされたにもかかわらず、現像装置１１における現像ローラ１４の全長に亘って均一且つ良好なトナー濃度を維持できることが確認できた。

一方、図１を用いて説明した従来の縦型現像装置を用い、同様の現像テストを行って比較した。この場合、図８の点線に示すように、トナー補給の遅れによってトナー濃度低下をきたし、特に現像ローラ１４長手方向において、現像剤進行方向上流側において著しくトナー濃度が低下し、濃度ムラを生じた。

次に、従来の縦型現像装置と本現像装置１１とにより、高印字率である印字率２５％画像を、Ａ４用紙にて２０万枚連続で印字し、その際のトナー濃度の変化を調べた。この結果を図９に示す。図９における点線は、従来の縦型現像装置の結果を示すものであるが、この結果から、該縦型現像装置では、トナー補給の速度にばらつきが生じることが読み取れ、この影響によりトナー濃度が大きく変動してしまうことが分かった。一方、図９における実線は、本現像装置１１の結果を示すものであるが、印字枚数の増加に伴うトナー濃度の変化が見られず、良好なトナー濃度が安定して得られることが分かった。

上述した本実施例の結果より、本実施の形態の構成における現像装置１１では、二成分現像剤の攪拌性及び新規トナーの補給性が向上される。これにより、従来の縦型現像装置に比して装置を大型化させずに画像濃度ムラの低減を図ることが可能であることが立証されるものとなった。

なお、以上説明した本実施の形態における現像装置１１は、上記した形態・態様に限定されるものではなく、種々の設計変更をしてよいのは勿論である。例えば、二成分現像剤におけるトナーやキャリア等は、その材質あるいは粒径が通常使用される範囲のものであれば特に限定されるものではなく、また、攪拌搬送スクリュー等の各種部材の形状・態様等についても同様に限定されるものではない。

また、上記実施の形態にて示した現像装置１１の形状以外には、例えば現像剤攪拌室１７の上流側が現像ローラ１４の略々真下に位置するような構造としてもよい。より詳細には、現像剤攪拌室１７の上流側が現像室１６下流の下方に位置するようにし、現像剤攪拌室１７の下流側は上記実施の形態と同様の位置まで延在させ、全体としては現像剤攪拌室１７が現像室１６の下を潜るような構造とするものである。このような構造にすると、画像形成後に現像ローラ１４の手前側（図５（ａ）の紙面手前側）付近から解離された現像剤は、受容部２０ａから受容された後に、自重によって略々真下に落下することで現像剤攪拌室１７の上流へと移動できるものとなる。従って、上記した現像ローラ１４の手前側付近から受容する現像剤については、傾斜面２０に接触させず、重力の作用によって直接に現像剤攪拌室１７の上流へと移動させることができるようになる。これにより、現像ローラ１４から受容する現像剤の一部ではあるが、傾斜面２０との動摩擦係数を考慮せずに現像剤攪拌室１７の上流へと移動させることができるようになる。

以上のように、本発明にかかる現像装置は、画像（トナー像）の形成を安定して行わせる際に有用であり、特に、画像の表示品質の高さが持続的に要求される現像装置に適している。

従来の縦型現像装置における概略構成を示す縦断面図である。 従来の縦型現像装置における現像剤の流れを示すブロック図である。 本実施の形態の現像装置における上部を切断して示す平面断面図である。 図３に示した現像装置を同図の矢印Ａ方向から見た状態で示す背面断面図である。 左右幅方向からの側方断面図であり、（ａ）は図３の矢印Ｂａ方向から見た状態で示す側方断面図、（ｂ）は図３の矢印Ｂｂ方向から見た状態で示す側方断面図である。 本実施の形態の現像装置における現像剤の流れを示すブロック図である。 第１及び第２の攪拌搬送スクリューの具体例を示す概略図である。 現像ローラの位置によるトナー濃度の変化を示すグラフである。 印字枚数によるトナー濃度の変化を示すグラフである。 本実施の形態における現像装置の構成を立体的に示す概略斜視図である。 傾斜面の断面を層状に示した概略断面図である。

符号の説明

１１ 現像装置
１４ 現像剤担持体（現像ローラ）
１６ 現像室
１７ 攪拌室（現像剤攪拌室）
２０ 現像剤受給部（傾斜面）
２０ｂ 第１連通部（連通部）
２４ 第２連通部（連通部）

Claims (2)

1. トナーと該トナーに帯電付与するキャリアとからなる現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体の長手方向に沿うように前記現像剤を搬送させつつ、前記現像剤担持体上に前記現像剤を供給する現像室と、
   前記現像室と連通して現像剤の循環経路を形成し、前記現像剤を攪拌しつつ前記現像室に向けて搬送する攪拌室と、
   前記現像室の現像剤搬送方向下流端部から前記現像剤を落下させることにより、前記現像室から前記攪拌室へ前記現像剤の供給が行なわれる第１連通部と、
   前記攪拌室から前記現像室へ前記現像剤の供給が行なわれる第２連通部と、
   前記現像室の現像剤を前記第１連通部に向けて搬送撹拌する第１の搬送部材と、
   前記撹拌室の現像剤を前記第２連通部に向けて搬送撹拌する第２の搬送部材と、を備えた現像装置において、
   前記現像剤担持体にて現像に供された現像剤を、前記現像室を経由することなく回収するとともに、該回収したすべての現像剤を重力に従って前記第１連通部を経由させて前記攪拌室に向けて搬送するための傾斜部を備えた現像剤受給部と、を有する
   ことを特徴とする現像装置。
2. 前記第１連通部の近傍に新規のトナーを補給するトナー補給部を備えてなる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。

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