JP5251103B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像剤を搬送スクリュウによって搬送しながら、現像スリーブ等の現像ローラに供給する現像装置及びこれを備えている画像形成装置に関する。

従来、トナーと磁性キャリアとを含有する現像剤を用いる現像装置として、現像ローラの側方に配設された供給搬送スクリュウによって現像剤をその回転軸線方向に搬送しながら、現像ローラの長手方向の全域に供給するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の現像装置では、供給搬送スクリュウにより、現像剤を現像ローラに供給しながら、現像に寄与した後の現像剤を現像ローラから回収する。そして、供給搬送スクリュウの剤搬送方向下流側端部まで搬送した現像剤を別の搬送スクリュウに受け渡す。次いで、受け渡された現像剤を補給トナーと混合しながら搬送した後、供給搬送スクリュウの剤搬送方向上流側端部に戻す。このような現像剤の循環搬送を行うことで、現像ローラから回収した低トナー濃度の現像剤をトナーの補給により元の濃度に回復させた後に、現像ローラに再度供給することが可能となる。
しかし、このような構成では、供給搬送スクリュウの剤搬送方向上流側から下流側に向けてトナー濃度が少しずつ低下する。剤搬送方向下流端部に向かうに連れて、現像ローラから回収された使用済みの現像剤の割合が増えていくからである。

一方、特許文献２には、現像ローラからの現像剤の回収と、現像ローラへの現像剤の供給とを別々の搬送スクリュウで行う現像装置が開示されている。この特許文献２の図５に示す現像装置は、供給搬送スクリュウと、この真下に配設された受取搬送スクリュウと、水平方向に対して斜めの姿勢をとるように配設された傾斜搬送スクリュウとを有している。
そして、受取搬送スクリュウによって現像ローラから受け取った使用済みの現像剤は、傾斜搬送スクリュウに渡され、該傾斜搬送スクリュウの上流側においてトナーが補給される。トナー濃度が回復した現像剤は、傾斜搬送スクリュウによって昇り勾配の経路を通して搬送され、供給搬送スクリュウに渡される。

特開２０００−２９３０２５号公報 特開２００１−２４９５４５号公報

しかし、上述した特許文献２のような構成では、供給搬送スクリュウから現像ローラへ汲み上げられた現像剤は受取搬送スクリュウにより回収されるので、供給搬送スクリュウに戻らない。そのため、供給搬送スクリュウの下流側にいくに従って現像剤の量が減少し、現像ローラへの現像剤の汲み上げが不安定になり、スクリュウピッチに対応した現像濃度ムラが発生し易いという問題があった。
この現像濃度ムラを防止するために、現像ローラの回転数に対し、供給搬送スクリュウ及び他の搬送スクリュウの回転数を相対的に高めに設定し、現像ローラへ汲み上げられる現像剤量に対し、供給搬送スクリュウ部を循環する現像剤量を十分多くするという対策が考えられる。しかし、搬送スクリュウの回転数を高くすると、現像装置の発熱量が増加したり現像剤へのストレスが増加したりして、現像剤の寿命が短くなるという問題があった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、現像剤の寿命を縮めることなく、現像濃度ムラの発生を防止することができる現像装置及び画像形成装置を提供することである。

上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の現像装置は、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を担持する現像ローラと、該現像ローラに対向して設けられ前記現像剤の層圧を規制する現像剤規制部材と、現像ローラから受け取った使用済みの現像剤を回転軸線方向に搬送する受取搬送スクリュウと、該受取搬送スクリュウから、直接又は別の搬送スクリュウを介して、送られてくる現像剤を受け取って回転軸線方向に搬送しながら現像ローラに供給する供給搬送スクリュウと、を備えた現像装置において、現像ローラの回転中心に対し、供給搬送スクリュウの回転中心が低く位置されており、かつ、現像剤規制部材よりも現像ローラ回転方向上流側に、現像ローラとは逆方向に回転する現像剤均し部材が設けられ、前記現像剤均し部材が、供給搬送スクリュウよりも小径のスクリュウにて構成され、かつ、供給搬送スクリュウとスクリュウの巻き方向及び、回転方向が同一であることを特徴とする。

また、本発明の現像装置は、さらに、前記現像剤均し部材の外接円の線速が、現像ローラの線速よりも大きいことを特徴とする。
また、本発明の現像装置は、さらに、前記現像剤均し部材が、その内部に設けられた複数の磁極を有する磁界発生手段と回転可能に支持されたスリーブとで構成されていることを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、上記のいずれかに記載の現像装置を備えていることを特徴とする。

上記解決する手段としての現像装置及び画像形成装置では、現像ローラの回転中心に対し、供給搬送スクリュウの回転中心が低く位置されており、かつ、現像剤規制部材よりも現像ローラの回転方向上流側に、現像ローラとは逆方向に回転する現像剤均し部材が設けられている。そのため、現像剤規制部材よりも現像ローラ回転方向上流側の現像剤の量が、供給搬送スクリューの軸方向に均一になり、供給搬送スクリュー軸方向下流側の現像剤の量を増加させることができる。従って、現像ローラへの現像剤の汲み上げが不安定になることを防止することが可能であり、スクリュウピッチに対応した現像濃度ムラを防止することができる。さらに、搬送スクリュウの回転数を高くする必要がないので、現像剤の寿命を縮めることがない。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。

[第１実施形態]
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のカラーレーザープリンタ（以下、単にプリンタという）を適用した場合について説明する。
まず、本実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図１は、本実施形態に係るプリンタの要部を示す概略構成図である。このプリンタは、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラック（以下、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋと記す）のトナー像を各々形成するために４つのトナー像形成部１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋを備えている。また、このプリンタは、互いに鉛直方向に並べられたこれらトナー像形成部１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの側方に、転写ユニット２を備えている。
トナー像形成部１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋは、使用するトナーの色が異なる点の他は、ほぼ同様の構成になっている。Ｍトナー像を形成するためのＭ用のトナー像形成部１Ｍについて説明すると、これは、プロセスユニット３と、光書込ユニット４と、現像装置５とを有している。

Ｍ用のプロセスユニット３は、図中反時計回り方向に回転駆動するドラム状の感光体６の周りに、一様帯電装置３１、ドラムクリーニング装置３２及び除電ランプ３３等を有しており、これらを共通のケーシングで保持してプリンタ本体に対して一体的に着脱可能である。感光体６は、アルミニウム合金等の素管に有機感光層が被覆されたものである。一様帯電装置３１は、図中反時計回り方向に回転駆動する感光体６の表面を、コロナチャージによって例えば負極性になるように一様帯電する。
光書込ユニット４は、レーザーダイオード等からなる光源、正六面体のポリゴンミラー、これを回転駆動するためのポリゴンモータ、ｆθレンズ、レンズ及び反射ミラー等を有している。図示しないパーソナルコンピュータ等から送信されてくる画像情報に基づいて駆動する光源から射出されたレーザー光Ｌは、ポリゴンミラー面で反射してポリゴンミラーの回転に伴って偏向し、感光体６に到達する。これにより、感光体６の表面がそれぞれ光走査されて、感光体６の表面にＭ用の静電潜像が形成される。

Ｍ用の現像装置５は、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を担持し、ケーシングに設けられた開口から周面の一部を露出させる現像ローラ５１を有している。この現像ローラ５１は、図示しない駆動手段によって回転駆動可能な非磁性パイプからなる現像スリーブを有しており、また、現像スリーブに内包される形で現像ローラ５１の内部に設けられた複数の磁極を有するマグネットローラを有している。このマグネットローラは現像スリーブと連動して回ることがないような形態で現像スリーブに内包されている。
現像装置５内には、磁性キャリアとマイナス帯電性のＭトナーとを含む図示しないＭ現像剤が内包されている。このＭ現像剤は、後述する搬送スクリュウによって撹拌搬送されてＭトナーの摩擦帯電が促されながら、現像ローラ５１内のマグネットローラの磁力により、回転中の現像スリーブ表面に吸着されて汲み上げられる。そして、Ｍ現像剤は、現像ローラ５１に対向して設けられた現像剤規制部材５２との対向位置を、現像スリーブの回転に伴って通過する際に、層厚が規制され、次いで、感光体６に対向する現像領域に搬送される。

この現像領域では、図示しない電源から出力される負極性の現像バイアス電圧が印加される現像スリーブと、感光体６上の静電潜像との間に、負極性のＭトナーをスリーブ側から潜像側に静電移動させる現像ポテンシャルが作用する。また、現像スリーブと感光体６の一様帯電箇所（地肌部）との間に、負極性のＭトナーを地肌部側からスリーブ側に静電移動させる非現像ポテンシャルが作用する。現像スリーブ上のＭ現像剤中のＭトナーは、現像ポテンシャルの作用によってスリーブ上から離脱して感光体６の静電潜像上に転移する。この転移により、感光体６上の静電潜像がＭトナー像として現像される。なお、現像によってＭトナーを消費したＭ現像剤は、現像スリーブの回転に伴ってケーシング内に戻される。また、感光体６上のＭトナー像は、後述する転写ユニット２の中間転写ベルト２１上に中間転写される。

現像装置５は、透磁率センサからなる図示しないトナー濃度センサを有している。このトナー濃度センサは、現像装置５の後述する剤回収室に収容されているＭ現像剤の透磁率に応じた値の電圧を出力する。現像剤の透磁率は、現像剤のトナー濃度と良好な相関を示すため、トナー濃度センサはトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。この出力電圧の値は、図示しないトナー補給制御部に送られる。
このトナー補給制御部は、ＲＡＭ等の記憶手段を備えており、その中にＭ用のトナー濃度センサからの出力電圧の目標値であるＭ用Ｖｔｒｅｆや、他の現像装置に搭載されたトナー濃度センサからの出力電圧の目標値であるＣ，Ｙ，Ｍ用のＶｔｒｅｆのデータを格納している。Ｍ用の現像装置５については、Ｍ用のトナー濃度センサからの出力電圧の値とＭ用のＶｔｒｅｆを比較し、図示しないＭトナー濃度補給装置を比較結果に応じた時間だけ駆動させる。そして、これにより、補給用のＭトナーを現像装置５の剤回収室に補給する。
このようにしてＭトナー補給装置の駆動が制御（トナー補給制御）されることで、現像に伴ってＭトナー濃度を低下させたＭ現像剤に適量のＭトナーが補給され、現像装置５内のＭ現像剤のＭトナー濃度が所定の範囲内に維持される。なお、他の色（Ｋ，Ｙ，Ｃ）の現像装置５についても、同様のトナー補給制御が行われる。

感光体６上で現像されたＭトナー像は、後述する中間転写ベルト２１のおもて面に転写される。転写工程を経た感光体６の表面には、中間転写ベルト２１上に転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、ドラムクリーニング装置３２によって除去される。このようにして転写残トナーが除去された感光体６の表面は、除電ランプ３３によって除電された後、一様帯電装置３１によって再び一様帯電される。
Ｍ用のトナー像形成部１Ｍについて詳しく説明したが、他色用のトナー像形成部１Ｃ，１Ｙ，１Ｋにおいても、同様のプロセスによって感光体６の表面にＣ，Ｙ，Ｋトナー像が形成される。

互いに鉛直方向に並ぶように配設されたトナー像形成部１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの図中右側方には、転写ユニット２が配設されている。この転写ユニット２は、無端状の中間転写ベルト２１のループ内側に駆動ローラ２２とテンションローラ２３と従動ローラ２４とを有している。そして、中間転写ベルト２１は、これら３本のローラによって張架されながら、駆動ローラ２２の回転駆動によって図中時計回り方向に無端移動する。このようにして無端移動する中間転写ベルト２１は、その図中左側の張架面のおもて面を、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋ用の感光体６にそれぞれ当接させており、これによってＭ，Ｃ，Ｙ，Ｋ用の１次転写ニップが形成されている。
中間転写ベルト２１のループ内側には、上述した３本のローラの他に、４つの転写チャージャー２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｙ，２５Ｋが配設されている。これら転写チャージャー２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｙ，２５Ｋは、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋ用の１次転写ニップの裏側で、中間転写ベルト２１の裏面に電荷を付与するように配設されている。この電荷の付与により、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋ用の１次転写ニップ内には、トナーを感光体６側からベルトおもて面側に静電移動させる向きの転写電界が形成される。なお、コロナチャージ方式の転写チャージャーに代えて、転写バイアス電圧が印加される転写ローラを用いてもよい。

各色の感光体６上に形成されたＭ，Ｃ，Ｙ，Ｋトナー像は、各色の１次転写ニップにおいて、ニップ圧や転写電界の影響によって感光体側からベルトおもて面側に移動して中間転写ベルト２１上に重ね合わせて転写される。これにより、中間転写ベルト２１上には４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
中間転写ベルト２１における駆動ローラ２２に対する掛け回し箇所には、２次転写バイアスローラ２６がベルトおもて面側から当接しており、これによって２次転写ニップが形成されている。この２次転写バイアスローラ２６には、図示しない電源や配線からなる電圧印加手段によって２次転写バイアス電圧が印加されている。これにより、２次転写バイアスローラ２６と、接地された駆動ローラ２２との間に２次転写電界が形成されている。中間転写ベルト２１上に形成された４色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って２次転写ニップに進入する。

本プリンタは、図示しない給紙カセットを備えており、その中に記録紙Ｐを複数枚重ねてなる記録紙束の状態で収容している。そして、一番上の記録紙Ｐを所定のタイミングで給紙路に送り出す。送り出された記録紙Ｐは、給紙路の末端に配設されたレジストローラ対２７のローラ間に挟み込まれる。
レジストローラ対２７は、給紙カセットから送られてきた記録紙Ｐをローラ間に挟み込むために両ローラを回転駆動させているが、記録紙Ｐの先端を挟み込むとすぐに両ローラの回転駆動を停止させる。そして、記録紙Ｐを中間転写ベルト２１上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで２次転写ニップに向けて送り出す。２次転写ニップでは、中間転写ベルト２１上の４色トナー像が２次転写電界やニップ圧の作用によって記録紙Ｐ上に一括２次転写される。そして、記録紙Ｐの白色と相まってフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された記録紙Ｐは、２次転写ニップから排出された後、図示しない定着装置に送られる。そして、この定着装置はフルカラー画像を記録紙Ｐに定着する。
２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト２１表面に付着している２次転写残トナーは、従動ローラ２４との間に中間転写ベルト２１を挟み込んでいるベルトクリーニング装置２７によってベルト表面から除去される。

図２は、Ｍ用のトナー像形成部１Ｍの現像装置５と、感光体６とを示す拡大構成図である。同図において、ドラム状の感光体６は、その軸線方向を紙面に直交する方向に延在させる姿勢で配設されている。現像装置５は、現像室Ｓ１と、剤供給室Ｓ２と、剤回収室Ｓ３と、剤返送室Ｓ４とを有しており、これらの室Ｓ１〜Ｓ４には図示しないＭ現像剤が収容されている。また、現像室Ｓ１には上述した現像ローラ５１が回転可能に収容されている。また、剤回収室Ｓ３には、現像ローラ５１から受け取った使用済みの現像剤を回転軸線方向に搬送する受取搬送スクリュウ５３が回転可能に収容されている。また、剤返送室Ｓ４には、傾斜搬送スクリュウ５４が回転可能に収容されている。また、剤供給室Ｓ２には、受取搬送スクリュウ５３から傾斜搬送スクリュウ５４を介して送られてくる現像剤を受け取って回転軸線方向に搬送しながら現像ローラ５１に供給する供給搬送スクリュウ５５が回転可能に収容されている。なお、受取搬送スクリュウ５３から供給搬送スクリュウ５５への現像剤の搬送は、傾斜搬送スクリュウ５４を介さず、直接搬送する構造を採用してもよい。

現像ローラ５１は、上述したように、図示しないモータや駆動伝達系等からなる駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動する非磁性パイプからなる現像スリーブと、この現像スリーブに連動して回ることがないような形態で現像スリーブに内包されている図示しないマグネットローラとを有している。
現像ローラ５１を収容している現像室Ｓ１は、感光体６と対向する側の壁に開口を有しており、そこから現像スリーブの周面の一部を露出させている。この現像室Ｓ１における感光体６との対向側とは反対側は、現像ローラ５１の軸線方向の全域に渡って、剤供給室Ｓ２及び剤回収室Ｓ３が連通している。剤供給室Ｓ２は剤回収室Ｓ３の鉛直方向の真上に配設されており、これら剤供給室Ｓ２及び剤回収室Ｓ３がいずれも図中右側（感光体側）を長手方向の全域に渡って現像室Ｓ１に連通しているのである。
剤供給室Ｓ２に収容されている供給搬送スクリュウ５５は、感光体６や現像ローラ５１と同様に水平方向に延在する姿勢をとっている。そして、棒状の回転軸部材５５１とこれの周面に螺旋状に立設されたスクリュウ羽根５５２とが、図示しないモータや駆動伝達系等からなる駆動手段によって図中反時計回り方向に一体的に回転駆動する。

剤回収室Ｓ３に収容されている受取搬送スクリュウ５３も、感光体６、現像ローラ５１、供給搬送スクリュウ５５と同様に、水平方向に延在する姿勢をとっている。そして、図示しない駆動手段によって回転軸部材５３１とスクリュウ羽根５３２とが図中時計回り方向に一体的に回転駆動する。
剤供給室Ｓ２や剤回収室Ｓ３には、現像室Ｓ１側とは反対側に、剤返送室Ｓ４が隣接して設けられている。この剤返送室Ｓ４は、他の室とは異なり、水平方向に対して傾いた姿勢で延在するように形成されている。そして、回転軸部材５４１の周面上にスクリュウ羽根５４２が立設された傾斜搬送スクリュウ５４も、かかる剤返送室Ｓ４において傾斜した姿勢で延在しており、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動する。なお、剤返送室Ｓ４は、仕切壁５６によってその大部分が剤供給室Ｓ２や剤回収室Ｓ３から仕切られている。但し、仕切壁５６に形成された図示しない開口部によって、一部分が剤供給室Ｓ２や剤回収室Ｓ３と連通している。

剤供給室Ｓ２では、供給搬送スクリュウ５５の羽根内に保持された図示しないＭ現像剤が、供給搬送スクリュウ５５の回転に伴って、紙面に直交する方向の手前側から奥側へと搬送される。この搬送の過程において、Ｍ現像剤は図中矢印Ａで示すように現像室Ｓ１の現像スリーブに順次供給されていき、現像ローラ５１中のマグネットローラの磁力によって現像スリーブに汲み上げられる。現像スリーブに汲み上げられずに供給搬送スクリュウ５５の剤搬送方向下流側端部付近（図中奥側端部付近）まで搬送されたＭ現像剤は、図３の矢印Ｃで示すように、剤供給室Ｓ２の底壁に形成された落とし込み開口から剤回収室Ｓ３に向けて落下する。
先に示した図２において、現像スリーブの回転に伴って、上述した現像領域まで搬送されて現像に寄与したＭ現像剤は、その後、現像スリーブの回転に伴って現像室Ｓ１と剤回収室Ｓ３との連通位置まで搬送される。そして、上記マグネットローラの形成する反発磁界の影響によってスリーブ表面から離脱した後、図中矢印Ｂで示すように剤回収室Ｓ３に向けて落下する。

剤回収室Ｓ３では、受取搬送スクリュウ５３の羽根内に保持された図示しないＭ現像剤が、受取搬送スクリュウ５３の回転に伴って、紙面に直交する方向の手前側から奥側へと搬送される。そして、この搬送の過程において、上述したトナー補給装置によってＭトナーが剤回収室Ｓ３に補給される。また、剤回収室Ｓ３には、剤供給室Ｓ２の上記落とし込み開口から落下してくるＭ現像剤が取り込まれる。その後、受取搬送スクリュウ５３の剤搬送方向下流側端部付近（図中奥側端部付近）まで搬送されたＭ現像剤は、図３の矢印Ｄで示すように、仕切壁５６の開口部５６ａを通って、剤返送室Ｓ４に進入する。
剤返送室Ｓ４に進入したＭ現像剤は、傾斜搬送スクリュウ５４の剤搬送方向上流側端部に取り込まれる。そして、剤搬送方向上流側から剤搬送方向下流側への斜め上向きの姿勢で配設された傾斜搬送スクリュウ５４の回転に伴って、図４の矢印Ｇで示すように昇り勾配で搬送される。傾斜搬送スクリュウ５４の剤搬送方向下流側端部付近まで搬送されると、図５の矢印Ｈで示すように、仕切壁５６に形成された返送開口５６ｂを通って、剤供給室Ｓ２に戻される。そして、供給搬送スクリュウ５５の剤搬送方向上流側端部に取り込まれる。なお、図４に符号Ｗで示される領域は、感光体軸線方向における画像形成可能領域を示している。

以上の基本的な構成を有する本プリンタでは、４つの感光体６がそれぞれ、回転によって無端移動する表面に潜像を担持する潜像担持体として機能している。また、光書込ユニット４が、一様帯電後の感光体表面に潜像を形成する潜像形成手段として機能している。また、各色の現像装置５がそれぞれ、感光体６表面上の潜像を現像する現像装置として機能している。

次に、本プリンタの特徴的な構成について図２、図６を用いて説明する。図６は図２に示した現像装置の現像ローラ５１と供給搬送スクリュウ５５付近の部分拡大図である。本プリンタの現像装置は、先に図２に示したように、現像ローラ５１の回転中心に対し、供給搬送スクリュウ５５の回転中心を低く位置させており、かつ、現像剤規制部材５２よりも現像ローラ５１の回転方向上流側に、現像ローラ５１とは逆方向に回転するパドル状の現像剤均し部材５７が設けられている。また、ここで、現像剤均し部材５７の外接円の線速は、現像ローラ５１の表面線速と等速もしくは、現像ローラ５１の表面線速よりも大きく設定されている。また、パドル状の現像剤均し部材５７の外接円と、現像ローラ５１の最近接距離Ｌ１は、現像剤規制部材５２と現像ローラ５１のギャップＬ２よりも広く設定されている。

このような構成では、供給搬送スクリュウ５５から現像ローラ５１に現像剤が供給されるが、現像ローラ５１に供給された現像剤は、まず現像剤均し部材５７の外接円と、現像ローラ５１との最近接距離Ｌ１の部分を通過する。ここで、上述したように、パドル状の現像剤均し部材５７の外接円の線速は、現像ローラ５１の表面の線速と等速もしくは、現像ローラ５１の表面の線速よりも大きく設定されている。そのため、現像剤は現像剤均し部材５７の外接円と、現像ローラ５１との最近接距離Ｌ１の部分をスムーズに通り抜け、現像剤がせん断力等のストレスを受けることはない。その後、現像剤規制部材５２によって規制されて余った現像剤は、現像剤規制部材５２の現像ローラ回転方向上流付近に、磁力により保持されて、現像剤溜まりが形成される。

ここで、現像剤均し部材５７がない従来の現像装置では、供給搬送スクリュウ５５のスクリュウのピッチに対応した現像剤の粗密が、現像剤規制部材５２の現像ローラ５１の回転方向上流側の現像剤溜まりに生じる。供給搬送スクリュウ５５から現像ローラ５１に現像剤を供給して受取搬送スクリュウ５３に回収する従来の構成では、供給搬送スクリュウ５５の剤搬送方向下流にいくに従って剤供給室Ｓ２の現像剤量が減少する。そして、供給搬送スクリュウ５５の剤搬送方向下流側ほど、現像剤規制部材５２へ現像剤が汲み上がりにくくなる。そのため、現像剤規制部材５２の現像ローラ５１の回転方向上流側の現像剤溜まりに現像剤の粗密が発生し易く、供給搬送スクリュウ５５のピッチに対応した現像濃度ムラが発生し易い。

一方、本実施形態では、現像剤均し部材５７が、現像剤規制部材５２の現像ローラ５１の回転方向上流側の現像剤溜まりの供給搬送スクリュウ５５のピッチに対応した粗密を均すことで、供給搬送スクリュウ５５のピッチに対応した現像濃度ムラの発生が抑制される。また、現像剤均し部材５７は、現像剤規制部材５２の現像ローラ回転方向上流付近に、ある一定量以上に溜まった現像剤を、現像剤均し部材５７の回転方向に沿って、現像ローラ５１から引き離すように作用する。ここで、本実施形態では、上述したように現像ローラ５１の回転中心に対し、供給搬送スクリュウ５５の回転中心が低く配置されている。そのため、現像剤規制部材５２の現像ローラ回転方向上流付近に、ある一定量以上に溜まった現像剤は、現像剤均し部材５７の上側を通って、剤供給室Ｓ２にスムーズに戻される。このため、本実施形態では、従来の現像装置に比べ、現像剤規制部材５２の現像剤へのストレス及び、現像剤規制部材５２の発熱を低減することができる。

また、供給搬送スクリュウ５５の上流側で、現像剤均し部材５７によって剤供給室Ｓ２に戻された現像剤は、供給搬送スクリュウ５５の下流側に送られるため、供給搬送スクリュウ５５の剤搬送方向下流側での現像剤量の減少も、現像剤均し部材５７がない従来の現像装置に比べて低減することができる。このため、現像ローラの回転数に対し、供給搬送スクリュウ及び他の搬送スクリュウの回転数を相対的に下げることができ、搬送スクリュウ部の発熱も、従来の現像装置に比べ低減することができる。なお、現像剤規制部材５２の現像ローラ回転方向上流付近に溜まる現像剤の量は、現像剤均し部材５７の配置（現像剤均し部材５７と現像剤規制部材５２及び現像ローラ５１との距離）にて調整が可能である。

［第２実施形態］
図７に、本発明の現像装置の第２実施形態を示す。なお、第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。図７に示した現像装置では、現像剤均し部材５７を、供給搬送スクリュウ５５よりも小径のスクリュウにて構成している。第１の実施形態同様に、現像剤均し部材５７は、現像ローラ５１とは逆方向に回転し、現像剤均し部材５７の外接円の線速は、現像ローラ５１の表面線速と等速もしくは、現像ローラ５１の表面線速よりも大きく設定されている。また、現像剤均し部材５７の外接円と、現像ローラ５１の最近接距離Ｌ１は、現像剤規制部材５２と現像ローラ５１のギャップＬ２よりも広く設定されている。
ここで、スクリュウ状の現像剤均し部材５７は、供給搬送スクリュウ５５とスクリュウの巻き方向及び、回転方向を同一としている。

このような構成では、現像剤均し部材５７は、現像剤規制部材５２の現像ローラ５１の回転方向上流側の現像剤溜まりの供給搬送スクリュウ５５のピッチに対応した粗密を均一にし、供給搬送スクリュウ５５のピッチに対応した現像濃度ムラの発生を抑制する。また、現像剤均し部材５７は、現像剤規制部材５２の現像ローラ回転方向上流付近に、ある一定量以上に溜まった現像剤を供給搬送スクリュウ５５の下流側の現像剤溜まりへ送る。供給搬送スクリュウ５５の剤搬送方向下流側では、現像剤量の減少により剤供給室Ｓ２の現像剤量が減少するため、現像ローラ５１への現像剤の汲み上げ性が低下し、現像剤規制部材５２の現像ローラ５１の回転方向上流側の現像剤溜まりに現像剤の粗密が発生し易い状態にある。しかし、現像剤均し部材５７により、供給搬送スクリュウ５５の上流の現像剤規制部材５２の現像剤溜まりにある一定量以上溜まった現像剤が、供給搬送スクリュウ５５の下流側に送られるため、供給搬送スクリュウ５５の下流側において、供給搬送スクリュウ５５のピッチに対応した粗密が均一化される。そのため、供給搬送スクリュウ５５のピッチに対応した現像濃度ムラの発生が抑制される。

［第３実施形態］
図８に、本発明の現像装置の第３実施形態を示す。なお、第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。図８に示した現像装置では、現像剤均し部材５７は、内部に設けられた複数の磁極を有する磁界発生手段であるマグネットローラと、回転可能に支持されたスリーブと、にて構成されている。スリーブの表面はサンドブラスト処理、溝加工、ステンレス溶射等の処理を施され、現像剤をスリーブ表面の凹凸により搬送し易くしている。また、第１の実施形態同様に、現像剤均し部材５７は、現像ローラ５１とは逆方向に回転し、現像剤均し部材５７のスリーブの線速は、現像ローラ５１の表面線速と等速もしくは、現像ローラ５１の表面線速よりも大きく設定されている。また、現像剤均し部材５７の外接円と、現像ローラ５１の最近接距離Ｌ１は、現像剤規制部材５２と現像ローラ５１のギャップＬ２よりも広く設定されている。ここで、現像剤均し部材５７の内部に設けられた磁極の強度は、現像ローラ５１の内部に設けられた磁極による磁界に大きな影響を及ぼさないように、現像ローラ５１の内部に設けられた磁極の強度よりも十分に小さく設定している。また、現像剤均し部材５７の内部に設けられた磁極は、３極もしくは５極で構成し、一部に同極性の磁極が隣り合う開放磁極を有する。

このような構成では、現像剤均し部材５７が、現像剤規制部材５２の現像ローラ５１の回転方向上流側の現像剤溜まりの供給搬送スクリュウ５５のピッチに対応した粗密を均一にし、供給搬送スクリュウ５５のピッチに対応した現像濃度ムラの発生を抑制する。また、現像剤均し部材５７は、現像剤規制部材５２の現像ローラ回転方向上流付近に、ある一定量以上に溜まった現像剤を磁極によって吸引する。そして、現像剤は、現像剤均し部材５７のスリーブの回転に従って現像剤均し部材５７の上側を通って搬送された後、上述した開放磁極により現像剤均し部材５７から磁気的に剥離されて、剤供給室Ｓ２に戻される。
このため、第３実施形態では、第１の実施形態と同様に、従来の現像装置に比べ、現像剤規制部材５２の現像剤へのストレス及び、現像剤規制部材５２の発熱を低減することができる。そのため、現像ローラ５１の回転数に対し、供給搬送スクリュウ５５及び他の搬送スクリュウ５３，５４の回転数を相対的に下げることができ、搬送スクリュウ部の発熱も、従来の現像装置に比べ低減することができる。
また、第３実施形態では、供給搬送スクリュウ５５の上流側で、現像剤均し部材５７によって剤供給室Ｓ２に戻された現像剤は、供給搬送スクリュウ５５の下流側に送られる。そのため、供給搬送スクリュウ５５の剤搬送方向下流側での現像剤量の減少を、現像剤均し部材５７がない従来の現像装置に比べて低減することができる。

以上述べたように、上述した第１ないし第３実施形態では、現像ローラ５１の回転中心に対し、供給搬送スクリュウ５５の回転中心が低く位置されており、かつ、現像剤規制部材５２よりも現像ローラ回転方向上流側に、現像ローラ５１とは逆方向に回転する現像剤均し部材５７が設けられている。そのため、現像剤規制部材５２よりも現像ローラ回転方向上流側の現像剤の量が、供給搬送スクリュー５５の軸方向に均一になり、供給搬送スクリュー軸方向下流側の現像剤の量を増加させることができる。従って、現像ローラ５１への現像剤の汲み上げが不安定になることを防止することが可能であり、スクリュウピッチに対応した現像濃度ムラを防止することができる。さらに、搬送スクリュウ５３，５４，５５の回転数を高くする必要がないので、現像剤の寿命を縮めることがない。

なお、供給搬送スクリュウ、受取搬送スクリュウ、傾斜搬送スクリュウの３本のスクリュウを備えた現像装置について説明してきたが、少なくとも、供給搬送スクリュウと受取搬送スクリュウの２本のスクリュウを有する現像装置であれば、本発明の適用が可能である。
また、複数のトナー像形成部で形成した各色のトナー像を重ね合わせて転写してフルカラー画像を得るいわゆるタンデム方式のプリンタについて説明してきたが、シングル方式でフルカラー画像を形成する画像形成装置にも、本発明の適用が可能である。このシングル方式とは、感光体等の潜像担持体の周りに各色用の複数の現像手段を配設し、使用する現像手段を順次切り換えながら潜像担持体上に形成した各色の可視像を中間転写体に順次重ね合わせて転写する方式である。また、単色画像だけを形成する画像形成装置にも、本発明の適用が可能である。

本発明の現像装置の第１実施形態を含む画像形成装置の要部を示す説明図である。 図１の現像装置の詳細を示す説明図である。 図２の現像装置における搬送３室の一端側を示す横断面図である。 図２の現像装置における搬送３室の一端側を示す縦断面図である。 図２の現像装置における搬送３室の他端側を示す横断面図である。 図２の剤供給室及び現像ローラ付近を示す説明図である。 本発明の現像装置の第２実施形態に係る剤供給室及び現像ローラ付近を示す説明図である。 本発明の現像装置の第３実施形態に係る剤供給室及び現像ローラ付近を示す説明図である。

符号の説明

１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋ トナー像形成部
２ 転写ユニット
２１ 中間転写ベルト
２２ 駆動ローラ
２３ テンションローラ
２４ 従動ローラ
２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｙ，２５Ｋ 転写チャージャー
２６ ２次転写バイアスローラ
２７ レジストローラ対
３ プロセスユニット
３１ 一様帯電装置
３２ ドラムクリーニング装置
３３ 除電ランプ
４ 光書込ユニット
５ 現像装置
５１ 現像ローラ
５２ 現像剤規制部材
５３ 受取搬送スクリュウ
５３１ 回転軸部材
５３２ スクリュウ羽根
５４ 傾斜搬送スクリュウ
５４１ 回転軸部材
５４２ スクリュウ羽根
５５ 供給搬送スクリュウ
５５１ 回転軸部材
５５２ スクリュウ羽根
５６ 仕切壁
５６ａ 開口部
５６ｂ 返送開口
５７ 現像剤均し部材
６ 感光体
Ｌ レーザー光
Ｌ１ 最近接距離
Ｌ２ ギャップ
Ｐ 記録紙
Ｓ１ 現像室
Ｓ２ 剤供給室
Ｓ３ 剤回収室
Ｓ４ 剤返送室
Ｗ 画像形成可能領域

Claims (4)

1. トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を担持する現像ローラと、
   該現像ローラに対向して設けられ前記現像剤の層圧を規制する現像剤規制部材と、
   現像ローラから受け取った使用済みの現像剤を回転軸線方向に搬送する受取搬送スクリュウと、
   該受取搬送スクリュウから、直接又は別の搬送スクリュウを介して、送られてくる現像剤を受け取って回転軸線方向に搬送しながら現像ローラに供給する供給搬送スクリュウと、
   を備えた現像装置において、
   現像ローラの回転中心に対し、供給搬送スクリュウの回転中心が低く位置されており、かつ、現像剤規制部材よりも現像ローラ回転方向上流側に、現像ローラとは逆方向に回転する現像剤均し部材が設けられ、
   前記現像剤均し部材が、供給搬送スクリュウよりも小径のスクリュウにて構成され、かつ、供給搬送スクリュウとスクリュウの巻き方向及び、回転方向が同一である
   ことを特徴とする現像装置。
2. 請求項１に記載の現像装置において、
   前記現像剤均し部材の外接円の線速が、現像ローラの線速よりも大きい
   ことを特徴とする現像装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の現像装置において、
   前記現像剤均し部材が、その内部に設けられた複数の磁極を有する磁界発生手段と回転可能に支持されたスリーブとで構成されている
   ことを特徴とする現像装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の現像装置を備えている
   ことを特徴とする画像形成装置。

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