JP5252267B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等に用いられる現像装置に係り、詳しくは、トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を用いる現像装置並びにこれを用いた画像形成装置、プロセスカートリッジ及び画像形成方法に関するものである。
従来、トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を用いる現像装置として、図１３に示す構造ものが知られている。この現像装置４では、供給回収スクリュ４０１を備える供給回収搬送路４０２と攪拌スクリュ１１を備える攪拌搬送路１０との２つの現像剤搬送路を備える。そして、この２つの現像剤搬送路で現像剤を互いに逆方向に搬送することにより現像剤を循環させている。この現像装置４では供給回収搬送路４０２内の現像剤が現像ローラ５の表面に供給され、現像ローラ５と不図示の感光体との対向部である現像領域で現像に用いられる。そして、現像領域を通過した現像ローラ５上の現像剤は、供給回収搬送路４０２に回収される。
この現像装置４では、現像ローラ５に現像剤を供給する搬送路と、現像ローラ５に供給され現像領域を通過した現像剤を回収する搬送路とが共通である。よって、現像ローラに供給する搬送路の搬送方向下流側ほど現像ローラに供給する現像剤のトナー濃度が低下するという問題があった。現像ローラに供給するトナー濃度が低下すると、現像時の画像濃度も低下となる。
この現像装置４では、現像ローラ５に現像剤を供給する搬送路と、現像ローラ５に供給され現像領域を通過した現像剤を回収する搬送路とが共通である。よって、現像ローラに供給する搬送路の搬送方向下流側ほど現像ローラに供給する現像剤のトナー濃度が低下するという問題があった。現像ローラに供給するトナー濃度が低下すると、現像時の画像濃度も低下となる。
このような問題は、特許文献１に記載された現像装置のように現像ローラへの現像剤の供給搬送部材と現像領域を通過した現像剤の回収搬送部材とを異なる現像剤搬送路に設けることで解消することができる。
図１４は、特許文献１に記載の現像装置を示す。
この現像装置４は、現像ローラ５に現像剤を供給する供給搬送路９と現像領域を通過した現像剤を回収する回収搬送路７とを分けて設けている。図１４に示すように、現像ローラ５と対向する仕切り板１３３を挟んで供給搬送路９と回収搬送路７とが現像ローラ５と対向し、供給搬送路９が仕切り板１３３を挟んで回収搬送路７の上方に位置する。
このような現像装置４では、現像領域を通過した現像剤は回収搬送路７に送られるため、供給搬送路９に混入することがない。これにより、供給搬送路９内の現像剤のトナー濃度が変化することなく、現像ローラ５に供給される現像剤のトナー濃度も一定となる。
この現像装置４は、現像ローラ５に現像剤を供給する供給搬送路９と現像領域を通過した現像剤を回収する回収搬送路７とを分けて設けている。図１４に示すように、現像ローラ５と対向する仕切り板１３３を挟んで供給搬送路９と回収搬送路７とが現像ローラ５と対向し、供給搬送路９が仕切り板１３３を挟んで回収搬送路７の上方に位置する。
このような現像装置４では、現像領域を通過した現像剤は回収搬送路７に送られるため、供給搬送路９に混入することがない。これにより、供給搬送路９内の現像剤のトナー濃度が変化することなく、現像ローラ５に供給される現像剤のトナー濃度も一定となる。
しかし、特許文献１に記載の現像装置４では、供給搬送路９内の現像剤の一部が現像ローラ５に供給されずに仕切り板１３３と現像ローラ５との間隙から落下して回収搬送路７に到達することがあった。
供給搬送路９から現像ローラ５に供給されることなく回収搬送路７に到達する現像剤があると、次のような不具合が懸念される。この供給搬送路９内から現像ローラ５へ供給される現像剤の他に、落下して回収搬送路７に到達する現像剤が存在するため、供給搬送路９内から消費される現像剤の量が増加する。これにより、供給搬送路９の搬送方向下流部では現像剤が不足し、現像ローラ５への現像剤の供給不足が生じるおそれがある。
供給搬送路９から現像ローラ５に供給されることなく回収搬送路７に到達する現像剤があると、次のような不具合が懸念される。この供給搬送路９内から現像ローラ５へ供給される現像剤の他に、落下して回収搬送路７に到達する現像剤が存在するため、供給搬送路９内から消費される現像剤の量が増加する。これにより、供給搬送路９の搬送方向下流部では現像剤が不足し、現像ローラ５への現像剤の供給不足が生じるおそれがある。
さらに、供給搬送路９内から現像ローラ５へ供給される現像剤の他に落下して回収搬送路７に到達する現像剤が存在することにより、回収搬送路７内の現像剤の量が増加する。これにより、回収搬送路７の搬送方向下流部では現像剤の嵩が高くなって、現像ローラ５表面上の現像剤が回収搬送路７へ落下することが阻害されるおそれがある。現像ローラ５から回収搬送路７への現像剤の落下することが阻害されると、現像領域を通過した現像剤が現像ローラ５に付着したまま現像ローラ５と供給搬送路９との対向部を通過して再び現像領域へ向かう、いわゆる連れ回りとなる。連れ回りの状態となった現像剤は現像領域の前に通過するドクタギャップを繰り返し通過することになり、摩擦によって劣化しやすいため、連れ回りが生じると現像剤の劣化具合のバラツキが生じる。さらに、ドクタギャップでは摩擦熱によって加熱されるため、低融点のトナーを用いた場合に連れ回りが生じると、ドクタギャップで温度が上昇したトナーが冷める前に再度ドクタギャップで加熱されることで、トナーが溶融するおそれが有る。現像ローラ５に担持される二成分の現像剤のトナーが溶融すると、トナーが現像ローラ５上に融着したり、トナー同士が凝集したりといった不具合に繋がる。
一方、特許文献２には、仕切り板と現像ローラとの隙間に現像剤の落下を防止する現像剤落下防止部材を備える現像装置が記載されている。このように現像剤落下防止部材を備える現像装置であれば、現像剤が供給搬送路から現像ローラに供給されずに回収搬送路に到達することに起因する不具合を防止することができる。
しかしながら、特許文献２に記載の現像剤落下防止部材では、現像ローラの寿命を低下させるおそれがある。
特許文献２の図２及び図３では、ブロック部材が現像ローラに接触するように配置され、このブロック部材が現像剤の落下を防止する現像装置が記載されている。このようなブロック部材を現像ローラに接触させる場合、ブロック部材及び現像ローラの製造誤差や組み付け誤差があるため、ブロック部材を現像ローラの軸方向に均一に接触させることを困難である。このため、現像ローラに対するストレスを抑制できる程度の接触だと、軸方向において部分的にブロック部材が現像ローラに接触できない箇所が生じ、現像剤の落下を防止することができない。一方、現像ローラの軸方向の全域でブロック部材が現像ローラに対して確実に接触できるように設定すると、軸方向において、部分的に、または全域で、現像ローラに対する接触圧が強くなり、現像ローラに対するストレスが大きくなって、その寿命を低下させるおそれがある。
特許文献２の図２及び図３では、ブロック部材が現像ローラに接触するように配置され、このブロック部材が現像剤の落下を防止する現像装置が記載されている。このようなブロック部材を現像ローラに接触させる場合、ブロック部材及び現像ローラの製造誤差や組み付け誤差があるため、ブロック部材を現像ローラの軸方向に均一に接触させることを困難である。このため、現像ローラに対するストレスを抑制できる程度の接触だと、軸方向において部分的にブロック部材が現像ローラに接触できない箇所が生じ、現像剤の落下を防止することができない。一方、現像ローラの軸方向の全域でブロック部材が現像ローラに対して確実に接触できるように設定すると、軸方向において、部分的に、または全域で、現像ローラに対する接触圧が強くなり、現像ローラに対するストレスが大きくなって、その寿命を低下させるおそれがある。
また、特許文献２の図４及び図５には、軟質なシートからなるブレード部材が現像ローラにトレーリング方向で接触するように配置され、このブレード部材が現像剤の落下を防止する現像装置が記載されている。このようなブレード部材を現像ローラに接触させるものであれば、ブレード部材及び現像ローラの製造誤差や組み付け誤差があっても、ブレード部材が変形することによって、ブレード部材を現像ローラの軸方向に均一に接触させることができる。しかし、特許文献２の図５のように、ブレード部材が現像ローラに接触する位置よりもブレード部材が仕切り板に固定されている位置が下方となって、ブレード部材と仕切り板との間に楔状の空間が形成されている。このような楔状の空間に進入した現像剤には現像ローラによる搬送力が及ばないため、楔状の空間には現像剤が詰まって動かない状態となる。そして、楔状の空間で動かない現像剤が増加するとその重みによってブレード部材の現像ローラに対する接触圧が増加し、現像ローラに対するストレスが大きくなって、その寿命を低下させるおそれがある。
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、仕切り部材と現像剤担持体との間隙から現像剤が落下することによる不具合を防止しつつ、現像剤担持体の寿命の低下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。
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、トナーと磁性キャリアとからなる二成分の現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体を有し、該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する供給搬送部材を配置した供給搬送路と、該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された回収現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って搬送する回収搬送部材を配置した回収搬送路と、を形成する仕切り部材を備え、該供給搬送路は該仕切り部材を挟んで該回収搬送路の上方に位置し、該供給搬送路内の現像剤は該仕切り部材の端部を越えることで現像剤担持体表面への供給がなされるものであり、該仕切り部材は、その端部を挟んで該回収搬送路を形成する側の表面の一部が該現像剤担持体の表面と対向し、この対向する位置の該仕切り部材の表面と該現像剤担持体の表面との間を現像剤が落下することを防止する現像剤落下防止手段を有する現像装置において、該現像剤落下防止手段が、一端が該仕切り部材に固定され、他端が該現像剤担持体の表面に接触する可撓性のシート状のシート部材であり、該シート部材の固定されている側の端部は該現像剤担持体に接触する端部よりも上方であり、該シート部材は固定されている位置に対して該現像剤担持体の表面移動方向下流側となる位置で該現像剤担持体の表面に接触することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、トナーと磁性キャリアとからなる二成分の現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体を有し、該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する供給搬送部材を配置した供給搬送路と、該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された回収現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って搬送する回収搬送部材を配置した回収搬送路と、を形成する仕切り部材を備え、該供給搬送路は該仕切り部材を挟んで該回収搬送路の上方に位置し、該供給搬送路内の現像剤は該仕切り部材の端部を越えることで現像剤担持体表面への供給がなされるものであり、該仕切り部材は、その端部を挟んで該回収搬送路を形成する側の表面の一部が該現像剤担持体の表面と対向し、この対向する位置の該仕切り部材の表面と該現像剤担持体の表面との間を現像剤が落下することを防止する現像剤落下防止手段を有する現像装置において、該現像剤落下防止手段が、該仕切り部材に設けられた回転体であり、該回転体はその表面が該現像剤担持体に接触し、該現像剤担持体の表面移動によって従動回転可能であることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、トナーと磁性キャリアとからなる二成分の現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体を有し、該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する供給搬送部材を配置した供給搬送路と、該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された回収現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って搬送する回収搬送部材を配置した回収搬送路と、を形成する仕切り部材を備え、該供給搬送路は該仕切り部材を挟んで該回収搬送路の上方に位置し、該供給搬送路内の現像剤は該仕切り部材の端部を越えることで現像剤担持体表面への供給がなされるものであり、該仕切り部材は、その端部を挟んで該回収搬送路を形成する側の表面の一部が該現像剤担持体の表面と対向し、この対向する位置の該仕切り部材の表面と該現像剤担持体の表面との間を現像剤が落下することを防止する現像剤落下防止手段を有する現像装置において、該現像剤落下防止手段として、該仕切り部材の端部を挟んで該回収搬送路を形成する側の表面の一部に、該現像剤担持体の表面に近接し、且つ、該現像剤担持体の表面に沿った形状となる表面近接部を形成し、該表面近接部の該仕切り部材の表面と該現像剤担持体の表面との距離をｄ、該現像剤担持体の半径をｒ、該表面近接部を形成した部分を弧とする該現像剤担持体の回転中心における中心角をθ、とすると、ｃｏｓ（θ／２）≦ｒ／（ｒ＋ｄ）の関係を満たすように、該表面近接部を形成したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、トナーと磁性キャリアとからなる二成分の現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体を有し、該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する供給搬送部材を配置した供給搬送路と、該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された回収現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って搬送する回収搬送部材を配置した回収搬送路と、を形成する仕切り部材を備え、該供給搬送路は該仕切り部材を挟んで該回収搬送路の上方に位置し、該供給搬送路内の現像剤は該仕切り部材の端部を越えることで現像剤担持体表面への供給がなされるものであり、該仕切り部材は、その端部を挟んで該回収搬送路を形成する側の表面の一部が該現像剤担持体の表面と対向し、この対向する位置の該仕切り部材の表面と該現像剤担持体の表面との間を現像剤が落下することを防止する現像剤落下防止手段を有する現像装置において、該現像剤落下防止手段が、該仕切り部材の該現像剤担持体表面と対向する表面に設けられ、該仕切り部材表面と該現像剤担持体の表面との間の空間に磁界を形成する磁界形成部材であり、該磁界形成部材の該現像剤担持体表面と対向する面以外の表面を磁気的にシールドする磁気シールドを備えることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２または４の現像装置において、上記現像剤落下防止手段は、上記仕切り部材の表面と上記現像剤担持体の表面とが最も近接する箇所よりも、上記現像剤担持体の表面移動方向下流側で現像剤が落下することを防止することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、トナーと磁性キャリアとからなる二成分の現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体を有し、該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する供給搬送部材を配置した供給搬送路と、該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された回収現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って搬送する回収搬送部材を配置した回収搬送路と、を形成する仕切り部材を備え、該供給搬送路は該仕切り部材を挟んで該回収搬送路の上方に位置し、該供給搬送路内の現像剤は該仕切り部材の端部を越えることで現像剤担持体表面への供給がなされるものであり、該仕切り部材は、その端部を挟んで該回収搬送路を形成する側の表面の一部が該現像剤担持体の表面と対向し、この対向する位置の該仕切り部材の表面と該現像剤担持体の表面との間を現像剤が落下することを防止する現像剤落下防止手段を有する現像装置において、該現像剤落下防止手段が、該仕切り部材の該現像剤担持体表面と対向する表面に設けられ、該仕切り部材表面と該現像剤担持体の表面との間の空間に磁界を形成する磁界形成部材であり、該現像剤落下防止手段は、該仕切り部材の表面と該現像剤担持体の表面とが最も近接する箇所よりも、該現像剤担持体の表面移動方向下流側で現像剤が落下することを防止することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５または６の現像装置において、上記現像剤担持体内には磁力によってキャリアをひきつけ、該現像剤担持体上に現像剤を担持させる磁界発生手段を備え、該現像剤担持体の表面上の上記仕切り部材の端部の鉛直下方となる位置よりも表面移動方向上流側、且つ、該回収搬送路と対向する位置よりも表面移動方向下流側の領域では、該磁界発生手段の磁力は、現像剤が重力で落下する程度に弱い、または、該磁界発生手段による磁力が及んでいないことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、トナーと磁性キャリアとからなる二成分の現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体を有し、該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する供給搬送部材を配置した供給搬送路と、該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された回収現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って搬送する回収搬送部材を配置した回収搬送路と、を形成する仕切り部材を備え、該供給搬送路は該仕切り部材を挟んで該回収搬送路の上方に位置し、該供給搬送路内の現像剤は該仕切り部材の端部を越えることで現像剤担持体表面への供給がなされるものであり、該仕切り部材は、その端部を挟んで該回収搬送路を形成する側の表面の一部が該現像剤担持体の表面と対向し、この対向する位置の該仕切り部材の表面と該現像剤担持体の表面との間を現像剤が落下することを防止する現像剤落下防止手段を有する現像装置において、該現像剤落下防止手段として、該仕切り部材の端部を挟んで該回収搬送路を形成する側の表面の一部に、該現像剤担持体の表面に近接し、且つ、該現像剤担持体の表面に沿った形状となる表面近接部を形成し、該現像剤担持体内には磁力によってキャリアをひきつけ、該現像剤担持体上に現像剤を担持させる磁界発生手段を備え、該現像剤担持体の表面上の該仕切り部材の端部の鉛直下方となる位置よりも表面移動方向上流側、且つ、該回収搬送路と対向する位置よりも表面移動方向下流側の領域では、該磁界発生手段の磁力は、現像剤が重力で落下する程度に弱い、または、該磁界発生手段による磁力が及んでいないことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、トナーと磁性キャリアとからなる二成分の現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体を有し、該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する供給搬送部材を配置した供給搬送路と、該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された回収現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って搬送する回収搬送部材を配置した回収搬送路と、を形成する仕切り部材を備え、該供給搬送路は該仕切り部材を挟んで該回収搬送路の上方に位置し、該供給搬送路内の現像剤は該仕切り部材の端部を越えることで現像剤担持体表面への供給がなされるものであり、該仕切り部材は、その端部を挟んで該回収搬送路を形成する側の表面の一部が該現像剤担持体の表面と対向し、この対向する位置の該仕切り部材の表面と該現像剤担持体の表面との間を現像剤が落下することを防止する現像剤落下防止手段を有する現像装置において、該現像剤落下防止手段が、該仕切り部材の該現像剤担持体表面と対向する表面に設けられ、該仕切り部材表面と該現像剤担持体の表面との間の空間に磁界を形成する磁界形成部材であり、上記現像剤担持体内には磁力によってキャリアをひきつけ、該現像剤担持体上に現像剤を担持させる磁界発生手段を備え、該現像剤担持体の表面上の上記仕切り部材の端部の鉛直下方となる位置よりも表面移動方向上流側、且つ、該回収搬送路と対向する位置よりも表面移動方向下流側の領域では、該磁界発生手段の磁力は、現像剤が重力で落下する程度に弱い、または、該磁界発生手段による磁力が及んでいないことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の現像装置において、上記仕切り部材は、その端部の鉛直方向下方に上記現像剤担持体の表面があるように形成し、上記供給搬送路内の現像剤は該仕切り部材の端部を越えて落下することで該現像剤担持体表面への供給がなされるものであることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の現像装置において、上記回収搬送部材は上記供給搬送部材と逆方向に現像剤を搬送して、上記回収搬送路の下流端に到達した現像剤を上記供給搬送路に供給することを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の現像装置において、上記回収搬送部材は上記供給搬送部材と同方向に現像剤を搬送し、現像に用いられずに該供給搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤と、該現像剤担持体から回収され該回収搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された回収現像剤との供給を受け、該現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該余剰現像剤と該回収現像剤とを攪拌現像剤として攪拌しながら該供給搬送部材とは逆方向に搬送する攪拌搬送部材を備える、該攪拌現像剤を該供給搬送路に供給する攪拌搬送路を形成し、該回収搬送路、該供給搬送路及び該攪拌搬送路からなる３つの現像剤搬送路は、該供給搬送路と該攪拌搬送路とが第一仕切り壁によって仕切られ、該回収搬送路と該攪拌搬送路とが第二仕切り壁によって仕切られることを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、少なくとも潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、該潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する画像形成装置において、該現像手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２の何れかに記載の現像装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、トナーと磁性キャリアとからなる二成分の現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体を有し、該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する供給搬送部材を配置した供給搬送路と、該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された回収現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って搬送する回収搬送部材を配置した回収搬送路と、を形成する仕切り部材を備え、該供給搬送路は該仕切り部材を挟んで該回収搬送路の上方に位置し、該供給搬送路内の現像剤は該仕切り部材の端部を越えることで現像剤担持体表面への供給がなされるものであり、該仕切り部材は、その端部を挟んで該回収搬送路を形成する側の表面の一部が該現像剤担持体の表面と対向し、この対向する位置の該仕切り部材の表面と該現像剤担持体の表面との間を現像剤が落下することを防止する現像剤落下防止手段を有する現像装置において、該現像剤落下防止手段が、該仕切り部材に設けられた回転体であり、該回転体はその表面が該現像剤担持体に接触し、該現像剤担持体の表面移動によって従動回転可能であることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、トナーと磁性キャリアとからなる二成分の現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体を有し、該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する供給搬送部材を配置した供給搬送路と、該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された回収現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って搬送する回収搬送部材を配置した回収搬送路と、を形成する仕切り部材を備え、該供給搬送路は該仕切り部材を挟んで該回収搬送路の上方に位置し、該供給搬送路内の現像剤は該仕切り部材の端部を越えることで現像剤担持体表面への供給がなされるものであり、該仕切り部材は、その端部を挟んで該回収搬送路を形成する側の表面の一部が該現像剤担持体の表面と対向し、この対向する位置の該仕切り部材の表面と該現像剤担持体の表面との間を現像剤が落下することを防止する現像剤落下防止手段を有する現像装置において、該現像剤落下防止手段として、該仕切り部材の端部を挟んで該回収搬送路を形成する側の表面の一部に、該現像剤担持体の表面に近接し、且つ、該現像剤担持体の表面に沿った形状となる表面近接部を形成し、該表面近接部の該仕切り部材の表面と該現像剤担持体の表面との距離をｄ、該現像剤担持体の半径をｒ、該表面近接部を形成した部分を弧とする該現像剤担持体の回転中心における中心角をθ、とすると、ｃｏｓ（θ／２）≦ｒ／（ｒ＋ｄ）の関係を満たすように、該表面近接部を形成したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、トナーと磁性キャリアとからなる二成分の現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体を有し、該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する供給搬送部材を配置した供給搬送路と、該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された回収現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って搬送する回収搬送部材を配置した回収搬送路と、を形成する仕切り部材を備え、該供給搬送路は該仕切り部材を挟んで該回収搬送路の上方に位置し、該供給搬送路内の現像剤は該仕切り部材の端部を越えることで現像剤担持体表面への供給がなされるものであり、該仕切り部材は、その端部を挟んで該回収搬送路を形成する側の表面の一部が該現像剤担持体の表面と対向し、この対向する位置の該仕切り部材の表面と該現像剤担持体の表面との間を現像剤が落下することを防止する現像剤落下防止手段を有する現像装置において、該現像剤落下防止手段が、該仕切り部材の該現像剤担持体表面と対向する表面に設けられ、該仕切り部材表面と該現像剤担持体の表面との間の空間に磁界を形成する磁界形成部材であり、該磁界形成部材の該現像剤担持体表面と対向する面以外の表面を磁気的にシールドする磁気シールドを備えることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２または４の現像装置において、上記現像剤落下防止手段は、上記仕切り部材の表面と上記現像剤担持体の表面とが最も近接する箇所よりも、上記現像剤担持体の表面移動方向下流側で現像剤が落下することを防止することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、トナーと磁性キャリアとからなる二成分の現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体を有し、該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する供給搬送部材を配置した供給搬送路と、該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された回収現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って搬送する回収搬送部材を配置した回収搬送路と、を形成する仕切り部材を備え、該供給搬送路は該仕切り部材を挟んで該回収搬送路の上方に位置し、該供給搬送路内の現像剤は該仕切り部材の端部を越えることで現像剤担持体表面への供給がなされるものであり、該仕切り部材は、その端部を挟んで該回収搬送路を形成する側の表面の一部が該現像剤担持体の表面と対向し、この対向する位置の該仕切り部材の表面と該現像剤担持体の表面との間を現像剤が落下することを防止する現像剤落下防止手段を有する現像装置において、該現像剤落下防止手段が、該仕切り部材の該現像剤担持体表面と対向する表面に設けられ、該仕切り部材表面と該現像剤担持体の表面との間の空間に磁界を形成する磁界形成部材であり、該現像剤落下防止手段は、該仕切り部材の表面と該現像剤担持体の表面とが最も近接する箇所よりも、該現像剤担持体の表面移動方向下流側で現像剤が落下することを防止することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５または６の現像装置において、上記現像剤担持体内には磁力によってキャリアをひきつけ、該現像剤担持体上に現像剤を担持させる磁界発生手段を備え、該現像剤担持体の表面上の上記仕切り部材の端部の鉛直下方となる位置よりも表面移動方向上流側、且つ、該回収搬送路と対向する位置よりも表面移動方向下流側の領域では、該磁界発生手段の磁力は、現像剤が重力で落下する程度に弱い、または、該磁界発生手段による磁力が及んでいないことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、トナーと磁性キャリアとからなる二成分の現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体を有し、該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する供給搬送部材を配置した供給搬送路と、該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された回収現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って搬送する回収搬送部材を配置した回収搬送路と、を形成する仕切り部材を備え、該供給搬送路は該仕切り部材を挟んで該回収搬送路の上方に位置し、該供給搬送路内の現像剤は該仕切り部材の端部を越えることで現像剤担持体表面への供給がなされるものであり、該仕切り部材は、その端部を挟んで該回収搬送路を形成する側の表面の一部が該現像剤担持体の表面と対向し、この対向する位置の該仕切り部材の表面と該現像剤担持体の表面との間を現像剤が落下することを防止する現像剤落下防止手段を有する現像装置において、該現像剤落下防止手段として、該仕切り部材の端部を挟んで該回収搬送路を形成する側の表面の一部に、該現像剤担持体の表面に近接し、且つ、該現像剤担持体の表面に沿った形状となる表面近接部を形成し、該現像剤担持体内には磁力によってキャリアをひきつけ、該現像剤担持体上に現像剤を担持させる磁界発生手段を備え、該現像剤担持体の表面上の該仕切り部材の端部の鉛直下方となる位置よりも表面移動方向上流側、且つ、該回収搬送路と対向する位置よりも表面移動方向下流側の領域では、該磁界発生手段の磁力は、現像剤が重力で落下する程度に弱い、または、該磁界発生手段による磁力が及んでいないことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、トナーと磁性キャリアとからなる二成分の現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体を有し、該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する供給搬送部材を配置した供給搬送路と、該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された回収現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って搬送する回収搬送部材を配置した回収搬送路と、を形成する仕切り部材を備え、該供給搬送路は該仕切り部材を挟んで該回収搬送路の上方に位置し、該供給搬送路内の現像剤は該仕切り部材の端部を越えることで現像剤担持体表面への供給がなされるものであり、該仕切り部材は、その端部を挟んで該回収搬送路を形成する側の表面の一部が該現像剤担持体の表面と対向し、この対向する位置の該仕切り部材の表面と該現像剤担持体の表面との間を現像剤が落下することを防止する現像剤落下防止手段を有する現像装置において、該現像剤落下防止手段が、該仕切り部材の該現像剤担持体表面と対向する表面に設けられ、該仕切り部材表面と該現像剤担持体の表面との間の空間に磁界を形成する磁界形成部材であり、上記現像剤担持体内には磁力によってキャリアをひきつけ、該現像剤担持体上に現像剤を担持させる磁界発生手段を備え、該現像剤担持体の表面上の上記仕切り部材の端部の鉛直下方となる位置よりも表面移動方向上流側、且つ、該回収搬送路と対向する位置よりも表面移動方向下流側の領域では、該磁界発生手段の磁力は、現像剤が重力で落下する程度に弱い、または、該磁界発生手段による磁力が及んでいないことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の現像装置において、上記仕切り部材は、その端部の鉛直方向下方に上記現像剤担持体の表面があるように形成し、上記供給搬送路内の現像剤は該仕切り部材の端部を越えて落下することで該現像剤担持体表面への供給がなされるものであることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の現像装置において、上記回収搬送部材は上記供給搬送部材と逆方向に現像剤を搬送して、上記回収搬送路の下流端に到達した現像剤を上記供給搬送路に供給することを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の現像装置において、上記回収搬送部材は上記供給搬送部材と同方向に現像剤を搬送し、現像に用いられずに該供給搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤と、該現像剤担持体から回収され該回収搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された回収現像剤との供給を受け、該現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該余剰現像剤と該回収現像剤とを攪拌現像剤として攪拌しながら該供給搬送部材とは逆方向に搬送する攪拌搬送部材を備える、該攪拌現像剤を該供給搬送路に供給する攪拌搬送路を形成し、該回収搬送路、該供給搬送路及び該攪拌搬送路からなる３つの現像剤搬送路は、該供給搬送路と該攪拌搬送路とが第一仕切り壁によって仕切られ、該回収搬送路と該攪拌搬送路とが第二仕切り壁によって仕切られることを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、少なくとも潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、該潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する画像形成装置において、該現像手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２の何れかに記載の現像装置を用いることを特徴とするものである。
上記請求項１の構成を備えた現像装置においては、可撓性のシート部材がトレーリング方向で現像剤担持体に接触するため、シート部材が変形することによって、シート部材を現像担持体の軸方向に均一に接触させることができ、仕切り部材と現像剤担持体との間隙から現像剤が落下することを抑制することができる。また、シート部材は現像剤担持体との接触位置よりも上方で仕切り部材に固定されているため、仕切り部材とシート部材と間に現像剤が詰まってしまう楔状の空間が形成されることがないため、シート部材の現像剤担持体に対する接触圧が増加することがなく、現像剤担持体に対するストレスを抑制することができる。
また、請求項２の構成を備えた現像装置においては、回転体の表面が現像剤担持体に接触することにより、仕切り部材と現像剤担持体との間隙から現像剤が落下することを抑制することができる。また、回転体の表面が現像剤担持体の表面に確実に接触するように配置しても、回転体は現像剤担持体の表面移動によって従動回転することにより、回転体の現像剤担持体に対する摺擦を抑制できるため、現像剤担持体に対するストレスを抑制することができる。
また、請求項３または８の構成を備えた現像装置でおいては、仕切り部材の表面に現像剤担持体の表面に沿った形状となる表面近接部を設けることで、仕切り部材と現像剤担持体との間隙を落下しようとする現像剤が表面移動する現像剤担持体に接触する可能性を高めることができる。現像剤は現像剤担持体表面との接触時に現像剤担持体表面との摩擦力によってその表面移動方向に向かう搬送力が付与されるため、その接触の可能性を高めることにより、仕切り部材と現像剤担持体との間隙から現像剤が落下することを抑制することができる。また、現像剤の落下を防止するために現像剤担持体に接触する部材を設けていないため、現像剤担持体が摺擦されず、現像剤担持体に対するストレスを抑制することができる。
また、請求項４、６または９の構成を備えた現像装置においては、磁界形成部材によって仕切り部材表面と該現像剤担持体の表面との間の空間にキャリアによる磁気ブラシを形成し、この空間を現像剤が通過することを妨げるため、仕切り部材と現像剤担持体との間隙から現像剤が落下することを抑制することができる。また、現像剤担持体と接触する磁気ブラシの先端は、現像剤担持体との接触により容易に変位し、または、磁気ブラシの先端のキャリアが磁気ブラシから離脱し、現像剤担持体の表面に担持されて搬送されるため、磁気ブラシによる摺擦は弱く、現像剤担持体に対するストレスを抑制することができる。
また、請求項２の構成を備えた現像装置においては、回転体の表面が現像剤担持体に接触することにより、仕切り部材と現像剤担持体との間隙から現像剤が落下することを抑制することができる。また、回転体の表面が現像剤担持体の表面に確実に接触するように配置しても、回転体は現像剤担持体の表面移動によって従動回転することにより、回転体の現像剤担持体に対する摺擦を抑制できるため、現像剤担持体に対するストレスを抑制することができる。
また、請求項３または８の構成を備えた現像装置でおいては、仕切り部材の表面に現像剤担持体の表面に沿った形状となる表面近接部を設けることで、仕切り部材と現像剤担持体との間隙を落下しようとする現像剤が表面移動する現像剤担持体に接触する可能性を高めることができる。現像剤は現像剤担持体表面との接触時に現像剤担持体表面との摩擦力によってその表面移動方向に向かう搬送力が付与されるため、その接触の可能性を高めることにより、仕切り部材と現像剤担持体との間隙から現像剤が落下することを抑制することができる。また、現像剤の落下を防止するために現像剤担持体に接触する部材を設けていないため、現像剤担持体が摺擦されず、現像剤担持体に対するストレスを抑制することができる。
また、請求項４、６または９の構成を備えた現像装置においては、磁界形成部材によって仕切り部材表面と該現像剤担持体の表面との間の空間にキャリアによる磁気ブラシを形成し、この空間を現像剤が通過することを妨げるため、仕切り部材と現像剤担持体との間隙から現像剤が落下することを抑制することができる。また、現像剤担持体と接触する磁気ブラシの先端は、現像剤担持体との接触により容易に変位し、または、磁気ブラシの先端のキャリアが磁気ブラシから離脱し、現像剤担持体の表面に担持されて搬送されるため、磁気ブラシによる摺擦は弱く、現像剤担持体に対するストレスを抑制することができる。
請求項１乃至１３の発明によれば、仕切り部材と現像剤担持体との間隙から現像剤が落下することを抑制することで、この落下に起因する不具合を防止し、現像剤担持体に対するストレスを抑制することにより、現像剤担持体の寿命の低下を防止することができる。
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタ１００という）の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るプリンタ１００の概略構成図である。
潜像担持体としてのドラム状の感光体１の周囲には、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写装置５０、クリーニング装置７０が順に配設されている。また、図示しない給紙トレイより転写紙Ｐを感光体１と転写装置５０との対向部に向けて給紙する図示しない給紙搬送装置と、トナー像を転写された転写紙Ｐが感光体１から分離した後、トナーを転写紙Ｐに定着する定着装置６０とを備えている。
図１は、本実施形態に係るプリンタ１００の概略構成図である。
潜像担持体としてのドラム状の感光体１の周囲には、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写装置５０、クリーニング装置７０が順に配設されている。また、図示しない給紙トレイより転写紙Ｐを感光体１と転写装置５０との対向部に向けて給紙する図示しない給紙搬送装置と、トナー像を転写された転写紙Ｐが感光体１から分離した後、トナーを転写紙Ｐに定着する定着装置６０とを備えている。
感光体１は、アルミ等の素管の表面に感光性を発揮する有機感光層が形成されたもので、図示しない駆動手段によって図中矢印方向に回転駆動される。このように回転駆動される感光体１の表面は、帯電装置２で所定の帯電電位に一様帯電された後、露光装置３より画像情報に基づいて変調されたレーザー光線が感光体１の軸方向にスキャンされて照射される。これにより、感光体１上に静電潜像が形成される。感光体１上に形成された静電潜像は、現像装置４と対向する現像領域において、現像装置４により帯電したトナーを付着させることで現像され、トナー像となる。
一方、転写紙Ｐは図示しない給紙搬送装置で給紙・搬送され、所定のタイミングで感光体１と転写装置５０とが対向する転写部に送出・搬送される。そして、転写装置５０により、転写紙Ｐに感光体１上のトナー像とは逆極性の電荷を付与することで、感光体１上に形成されたトナー像が転写紙Ｐに転写される。次いで、転写紙Ｐは、感光体１から分離され、定着装置６０に送られ、定着装置６０でトナー像が定着された転写紙Ｐが出力される。
転写装置５０でトナー像が転写された後の感光体１の表面は、クリーニング装置７０でクリーニングされ、感光体１上に残ったトナーが除去される。クリーニング装置７０を通過した感光体１の表面は、その後、帯電装置２により一様に帯電され、次の画像形成工程が繰り返される。
次に、本発明を適用可能な現像装置４について説明する。図２は、本発明を適用可能な現像装置４の断面説明図である。
図２に示す現像装置４を形成するハウジング４０は感光体１との対向部に開口部を有し、この開口部４３から一部が露出し、感光体１に対向する現像剤担持体として現像ローラ５は非磁性の回転可能な現像スリーブを備えている。現像スリーブの内部には内部固定された磁界発生手段としての複数の磁石（Ｎ１〜Ｎ３、Ｓ１、Ｓ２）を配設しているマグネットローラを備えている。また、トナーと磁性キャリアを含む現像剤を収容する現像剤収容部は、仕切り部材である仕切り板１３３によって供給搬送路９と回収搬送路７とに仕切られている。そして、現像剤収納部内の現像剤を搬送する搬送部材として、供給搬送路９内の現像剤を搬送する供給スクリュ８と、回収搬送路７内の現像剤を搬送する回収スクリュ６とを備える。また、現像ローラ５の現像スリーブ上の現像剤の層厚を規制する規制部材としてドクタブレード１６を備えている。
なお、図２以降の図面中の図中のＮ１〜Ｎ３及びＮａ〜Ｎｄは、現像ローラ５の現像スリーブ内部のマグネットローラの磁極配置として、Ｎ極の磁石が配置されていることを示す。同様に、図中のＳ１〜Ｓ２及びＳａ〜Ｓｃは、磁極配置として、Ｓ極の磁石が配置されていることを示している。
図２に示す現像装置４を形成するハウジング４０は感光体１との対向部に開口部を有し、この開口部４３から一部が露出し、感光体１に対向する現像剤担持体として現像ローラ５は非磁性の回転可能な現像スリーブを備えている。現像スリーブの内部には内部固定された磁界発生手段としての複数の磁石（Ｎ１〜Ｎ３、Ｓ１、Ｓ２）を配設しているマグネットローラを備えている。また、トナーと磁性キャリアを含む現像剤を収容する現像剤収容部は、仕切り部材である仕切り板１３３によって供給搬送路９と回収搬送路７とに仕切られている。そして、現像剤収納部内の現像剤を搬送する搬送部材として、供給搬送路９内の現像剤を搬送する供給スクリュ８と、回収搬送路７内の現像剤を搬送する回収スクリュ６とを備える。また、現像ローラ５の現像スリーブ上の現像剤の層厚を規制する規制部材としてドクタブレード１６を備えている。
なお、図２以降の図面中の図中のＮ１〜Ｎ３及びＮａ〜Ｎｄは、現像ローラ５の現像スリーブ内部のマグネットローラの磁極配置として、Ｎ極の磁石が配置されていることを示す。同様に、図中のＳ１〜Ｓ２及びＳａ〜Ｓｃは、磁極配置として、Ｓ極の磁石が配置されていることを示している。
供給スクリュ８は現像ローラ５に対し、やや上方、且つ、回転軸が平行になるように配置され、供給スクリュ８の下方、且つ、回転軸が平行になるように回収スクリュ６が配置されている。回収スクリュ６と供給スクリュ８とは互いに逆方向に現像剤を搬送する。供給スクリュ８と回収スクリュ６との間には現像剤収納部を上下に仕切る仕切り板１３３が設けられ供給搬送路９と回収搬送路７とに分けられている。
供給スクリュ８の搬送方向の両端部の仕切り板１３３には、供給搬送路９と回収搬送路７とを連通する連通口が設けられている。これにより、供給搬送路９内で供給スクリュ８の搬送方向下流端に到達した現像剤は、一方の連通口より落下し、回収搬送路７内の回収スクリュ６の搬送方向上流端に受け渡される。また、回収搬送路７内の回収スクリュ６の搬送方向下流端に到達した現像剤は、他方の連通口より持ち上げられ、供給搬送路９内の供給スクリュ８の搬送方向上流端に受け渡される。
供給スクリュ８の搬送方向の両端部の仕切り板１３３には、供給搬送路９と回収搬送路７とを連通する連通口が設けられている。これにより、供給搬送路９内で供給スクリュ８の搬送方向下流端に到達した現像剤は、一方の連通口より落下し、回収搬送路７内の回収スクリュ６の搬送方向上流端に受け渡される。また、回収搬送路７内の回収スクリュ６の搬送方向下流端に到達した現像剤は、他方の連通口より持ち上げられ、供給搬送路９内の供給スクリュ８の搬送方向上流端に受け渡される。
供給搬送路９内では、現像剤は供給スクリュ８によって軸方向に搬送されつつ、仕切り板１３３の端部１３３ａを越えて、マグネットローラの磁石の一つである汲み上げ極Ｎ１の上方となる現像ローラ５の現像スリーブに上から落ちるようにして供給される。また、現像ローラ５に供給されずに供給搬送路９内の供給スクリュ８の搬送方向下流端部まで搬送された現像剤は、仕切り板１３３に設けられた上下を連通する連通口から下段の回収搬送路７へ落ちていく。
供給スクリュ８によって現像ローラ５に供給された現像剤は現像スリーブ内の汲み上げ極Ｎ１の磁力によって現像スリーブの表面上に汲み上げられ、現像スリーブの回転に伴い現像スリーブの回転方向（図２中の矢印Ｃ方向）と同方向へ搬送される。現像剤は現像スリーブ表面に所定の間隙を介して対向するドクタブレード１６によってその層厚を規制され一定量の現像剤が現像スリーブに担持された状態で開口部４３に搬送され、感光体１と対向する。同時に、ドクタブレード１６に通過を規制され、現像剤にストレスを与えることで現像剤中のトナーの摩擦帯電が促進される。
現像ローラ５が感光体１と対向する現像領域では、マグネットローラが備える磁石の磁力によって現像スリーブ上に不図示の磁気ブラシが形成される。そして現像領域では、現像スリーブ上の磁気ブラシが感光体１の移動方向と同方向で、且つ、感光体１よりも高速で移動し、その先端が感光体１に摺擦しながら現像領域を通過する。
このとき、現像スリーブには不図示の電源より現像バイアスが印加されており、感光体１に摺擦する磁気ブラシの先端のトナーには現像ポテンシャルが作用して、磁性キャリアの表面から感光体１の潜像部へ静電的に転移してトナー像を形成する。現像スリーブの回転に伴って現像領域を通過した後の磁気ブラシを形成する現像剤は、回収搬送路７との対向部下現像スリーブ表面から離脱し、回収搬送路７内に回収される。
このとき、現像スリーブには不図示の電源より現像バイアスが印加されており、感光体１に摺擦する磁気ブラシの先端のトナーには現像ポテンシャルが作用して、磁性キャリアの表面から感光体１の潜像部へ静電的に転移してトナー像を形成する。現像スリーブの回転に伴って現像領域を通過した後の磁気ブラシを形成する現像剤は、回収搬送路７との対向部下現像スリーブ表面から離脱し、回収搬送路７内に回収される。
回収搬送路７内では、回収スクリュ６によって供給搬送路９とは逆方向に現像剤が搬送される。また、回収搬送路７内の回収スクリュ６の搬送方向上流側端部には不図示のトナー補給装置からトナーが補給される不図示のトナー補給口がある。
回収搬送路７内では、供給搬送路９内の供給スクリュ８の搬送方向下流端に到達し、仕切り板１３３の一方の連通口を通過した現像剤と、トナー補給口から補給されたトナーと、現像ローラ５の現像スリーブ表面から離脱した現像剤とが回収スクリュ６によって攪拌されながら、回収スクリュ６の搬送方向下流端まで搬送される。回収搬送路７内の回収スクリュ６の搬送方向下流端部に到達した現像剤は、仕切り板１３３の他方の連通口を通して持ち上げられ、供給搬送路９内の供給スクリュ８の搬送方向上流端部に受け渡される。
回収搬送路７内では、供給搬送路９内の供給スクリュ８の搬送方向下流端に到達し、仕切り板１３３の一方の連通口を通過した現像剤と、トナー補給口から補給されたトナーと、現像ローラ５の現像スリーブ表面から離脱した現像剤とが回収スクリュ６によって攪拌されながら、回収スクリュ６の搬送方向下流端まで搬送される。回収搬送路７内の回収スクリュ６の搬送方向下流端部に到達した現像剤は、仕切り板１３３の他方の連通口を通して持ち上げられ、供給搬送路９内の供給スクリュ８の搬送方向上流端部に受け渡される。
図２に示す現像装置４であれば、搬送スクリュである供給スクリュ８と回収スクリュ６とを上下の縦方向に配置して、現像ローラ５に隣接させている。このため、図１３に現像装置４のように搬送スクリュを水平方向に並べた構成に比べて、現像装置４の水平方向の幅を狭めることができる。このように水平方向の幅を狭めることができる現像装置４を用いることにより、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の４色の作像部を水平に並べた、所謂タンデム方式の画像形成装置の小型化を図ることができる。
また、図２に示した現像装置４であれば、現像領域を通過して、現像によりトナー濃度の低下した現像剤は回収搬送路７に受け渡され、回収搬送路７内で回収スクリュ６によって十分に攪拌されてから供給搬送路９へ戻される。その後、現像ローラ５の表面に供給されるため、現像ローラ５に供給される現像剤は均一に攪拌され、常に安定したトナー濃度に調整されている。
図１３を用いて説明した現像装置４が備える現像ローラ５に供給される現像剤のトナー濃度の低下という課題は、図２に示す現像装置４で解決することができるが、現像装置４の課題として、現像剤の劣化がある。
図３は、現像ローラ５と仕切り板１３３とが近接する箇所の近傍の磁極配置の模式図である。図３（ａ）に示すように、供給搬送路９から現像ローラ５に供給された現像剤は現像ローラ５に内包された磁界発生手段であるマグネットローラの汲み上げ極Ｎ１により汲み上げられ、現像スリーブの表面移動によって図中矢印Ｃ方向に搬送される。そして、規制極Ｓ１により規制部材であるドクタブレード１６と現像スリーブとのギャップを通過して所定の層厚に規制され現像領域に搬送される。現像剤は汲み上げ極Ｎ１から規制極Ｓ１までの領域でストレスを受ける。このストレスはトナーの外添剤の脱落、埋没やキャリアの膜削れなど現像剤の劣化の要因となっている。現像剤の劣化を低減するためにはこの領域の磁界はできるだけ弱く、また、搬送方向の幅が狭いほうが望ましい。
図３（ａ）に示す磁極配置よりも現像剤の劣化を低減する磁極配置としては、図３（ｂ）、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すような磁極配置、またはこれらの磁極配置を互いに組み合わせたものを挙げることができる。図３（ｂ）は、汲み上げ極Ｎ１の磁束密度Ｍ１及び規制極Ｓ２の磁束密度Ｍ２を弱くしている。図３（ｃ）は、汲み上げ極Ｎ１及び規制極Ｓ２の位置を現像剤搬送方向の下流側にシフトさせている。図３（ｄ）は、汲み上げ極と規制とを極兼ねて一つの極である汲み上げ規制極Ｎａで汲み上げと規制とを行っている。
しかし、磁界を弱くしすぎると現像剤の搬送力が不足して、図２中の矢印Ｂ方向に、現像剤が落下してしまう。現像ローラ５と仕切り板１３３とに挟まれた間隙の領域αで、現像ローラ５の現像スリーブ表面における磁束密度が２０［ｍＴ］程度以下になると現像剤を担持・搬送しきれなくなり、この間隙から回収搬送路７側に現像剤が落下してしまう。現像ローラ５による現像剤の搬送力を確保するために、従来は汲み上げ極Ｎ１の磁束密度は４０〜５０［ｍＴ］以上に設定していた。
現像剤が領域αを通過して回収搬送路７に落下すると供給搬送路９内での現像剤が少なくなり、供給が間に合わない、また、回収搬送路７内の現像剤が多くなり回収スクリュ６の負荷が大きくなってしまうなど現像剤の循環、供給の不具合が発生してしまう。
現像剤が領域αを通過して回収搬送路７に落下すると供給搬送路９内での現像剤が少なくなり、供給が間に合わない、また、回収搬送路７内の現像剤が多くなり回収スクリュ６の負荷が大きくなってしまうなど現像剤の循環、供給の不具合が発生してしまう。
また、この現像剤の落下分を補う方法としては、回収スクリュ６の搬送力を大きくする方法がある。例えば、現像剤の落下がない場合、供給スクリュ８と回収スクリュ６との回転数が６００［ｒｐｍ］で現像剤の循環が成立していたものが、現像剤の落下が生じると、回収スクリュ６を１２００［ｒｐｍ］で回転させないと現像剤がきちんと循環しなくなる。
回収スクリュ６の回転数を高めて対応すると、現像剤の劣化を低減するために磁界を弱くしたはずが、回収スクリュ６が高速回転になるため回収搬送路７内での現像剤に対するストレスが大きくなってしまう。さらに、現像剤に対するストレスだけではなく、スクリュ、軸受けなど装置自体の負荷も大きくなり装置の耐久性についても問題が出てくる。このため、小型化が可能であり、現像剤の劣化の低減と現像剤搬送性の安定とを両立した長寿命の現像装置が望まれる。
回収スクリュ６の回転数を高めて対応すると、現像剤の劣化を低減するために磁界を弱くしたはずが、回収スクリュ６が高速回転になるため回収搬送路７内での現像剤に対するストレスが大きくなってしまう。さらに、現像剤に対するストレスだけではなく、スクリュ、軸受けなど装置自体の負荷も大きくなり装置の耐久性についても問題が出てくる。このため、小型化が可能であり、現像剤の劣化の低減と現像剤搬送性の安定とを両立した長寿命の現像装置が望まれる。
〔従来例〕
ここで、現像剤の劣化の低減と現像剤搬送性の安定とを両立した現像装置４の従来例について説明する。
図４は、従来例の現像装置４の断面説明図である。
図４に示す現像装置４では、現像剤が、供給搬送路９から仕切り板１３３の端部１３３ａを越えて落下し、現像ローラ５の表面（現像スリーブの表面）に供給される。この現像剤は、ドクタブレード１６、現像ローラ５、及び仕切り板１３３に囲まれた領域に溜り、汲み上げ極Ｎ１の磁力で現像スリーブ表面に担持され、順次搬送されていく。ここで、現像装置４では現像剤の劣化低減のために汲み上げ極Ｎ１の磁束密度を弱くしているので、現像剤を拘束することが出来ずに、現像ローラ５と仕切り板１３３との間隙から回収搬送路７側へ現像剤が落下してしまう。この落下を防止するために、図４に示す従来例の現像装置４では現像ローラ５と仕切り板１３３との間隙をシート部材５１で遮蔽している。
ここで、現像剤の劣化の低減と現像剤搬送性の安定とを両立した現像装置４の従来例について説明する。
図４は、従来例の現像装置４の断面説明図である。
図４に示す現像装置４では、現像剤が、供給搬送路９から仕切り板１３３の端部１３３ａを越えて落下し、現像ローラ５の表面（現像スリーブの表面）に供給される。この現像剤は、ドクタブレード１６、現像ローラ５、及び仕切り板１３３に囲まれた領域に溜り、汲み上げ極Ｎ１の磁力で現像スリーブ表面に担持され、順次搬送されていく。ここで、現像装置４では現像剤の劣化低減のために汲み上げ極Ｎ１の磁束密度を弱くしているので、現像剤を拘束することが出来ずに、現像ローラ５と仕切り板１３３との間隙から回収搬送路７側へ現像剤が落下してしまう。この落下を防止するために、図４に示す従来例の現像装置４では現像ローラ５と仕切り板１３３との間隙をシート部材５１で遮蔽している。
しかしながら、図４に示す従来例の現像剤落下防止手段の構成は、上述した特許文献２の軟質なブレード部材を現像ローラに接触させる構成と同様の構成である。すなわち、楔状の空間βに現像剤が侵入すると、その現像剤には、現像ローラ５による搬送力が及ばない。このため、楔状の空間βには現像剤が詰まった状態となり、この空間βに詰まって動かなくなった現像剤が増加すると、その重みによってシート部材５１の現像ローラ５に対する接触圧が増加し、経時で現像ローラ５に対するストレスが大きくなって、現像ローラ５の寿命を低下させるおそれがある。
〔実施例１〕
次に、本発明の一つ目の実施例（以下、実施例１と呼ぶ）について説明する。
図５は、実施例１の現像装置４の断面説明図であり、現像剤落下防止手段であるシート部材５１の固定位置が図４を用いて説明した従来例と異なる。実施例１の現像装置では、図５に示すように、シート部材５１を仕切り板１３３から垂らすように上端を仕切り板１３３に固定し、下端がしなるようにして現像ローラ５の表面に接触し、現像ローラ５と仕切り板１３３との間隙を遮断している。このようにシート部材５１を現像ローラ５に接触させることにより、現像剤が現像ローラ５と仕切り板１３３との間隙を通って回収搬送路７に落下することを防止できる。
さらに、図４に示した従来例の現像装置４と異なり、仕切り板１３３とシート部材５１との間に現像剤が詰まってしまう空間が無いため、従来例の現像装置４のように、経時で現像ローラ５に対するストレスが大きくなることがない。このため、現像ローラ５の寿命が低下することを防止できる。
なお、シート部材５１が現像ローラ５に接触する位置としては、仕切り板１３３と現像ローラ５とが最も近接する位置よりも現像ローラ５の表面移動方向下流側であることが望ましい。
次に、本発明の一つ目の実施例（以下、実施例１と呼ぶ）について説明する。
図５は、実施例１の現像装置４の断面説明図であり、現像剤落下防止手段であるシート部材５１の固定位置が図４を用いて説明した従来例と異なる。実施例１の現像装置では、図５に示すように、シート部材５１を仕切り板１３３から垂らすように上端を仕切り板１３３に固定し、下端がしなるようにして現像ローラ５の表面に接触し、現像ローラ５と仕切り板１３３との間隙を遮断している。このようにシート部材５１を現像ローラ５に接触させることにより、現像剤が現像ローラ５と仕切り板１３３との間隙を通って回収搬送路７に落下することを防止できる。
さらに、図４に示した従来例の現像装置４と異なり、仕切り板１３３とシート部材５１との間に現像剤が詰まってしまう空間が無いため、従来例の現像装置４のように、経時で現像ローラ５に対するストレスが大きくなることがない。このため、現像ローラ５の寿命が低下することを防止できる。
なお、シート部材５１が現像ローラ５に接触する位置としては、仕切り板１３３と現像ローラ５とが最も近接する位置よりも現像ローラ５の表面移動方向下流側であることが望ましい。
シート部材５１としては厚さ０.１［ｍｍ］のポリウレタンフィルムを用いている。ポリウレタンフィルムの一端は仕切り板１３３に固定され、もう一端が現像ローラ５の表面に軽く接触するように配置されている。ポリウレタンフィルムは柔軟性があり、現像ローラ５を強く摺擦することがないので磨耗などの耐久性に関しても問題ない。材質としてはポリウレタン以外でも柔軟性と耐磨耗性のあるものであれば使用可能である。
〔実施例２〕
次に、本発明の二つ目の実施例（以下、実施例２と呼ぶ）について説明する。
図６は、実施例２の現像装置４の断面説明図であり、この現像装置４は現像剤落下防止手段として、金属芯金に樹脂コートした回転体である落下防止ローラ５２を備えている。仕切り板１３３に固定された不図示の付勢部材によって落下防止ローラ５２は現像ローラ５の表面に軽く押し付けられている。落下防止ローラ５２は現像ローラに接触することにより従動回転するので、現像ローラ５の表面に対する摺擦を抑制し、現像剤担持体に対するストレスを抑制することができるため磨耗が少なくなっている。このため、現像ローラ５の寿命が低下することを防止できる。
なお、落下防止ローラ５２が現像ローラ５に接触する位置としては、仕切り板１３３と現像ローラ５とが最も近接する位置よりも現像ローラ５の表面移動方向下流側であることが望ましい。
次に、本発明の二つ目の実施例（以下、実施例２と呼ぶ）について説明する。
図６は、実施例２の現像装置４の断面説明図であり、この現像装置４は現像剤落下防止手段として、金属芯金に樹脂コートした回転体である落下防止ローラ５２を備えている。仕切り板１３３に固定された不図示の付勢部材によって落下防止ローラ５２は現像ローラ５の表面に軽く押し付けられている。落下防止ローラ５２は現像ローラに接触することにより従動回転するので、現像ローラ５の表面に対する摺擦を抑制し、現像剤担持体に対するストレスを抑制することができるため磨耗が少なくなっている。このため、現像ローラ５の寿命が低下することを防止できる。
なお、落下防止ローラ５２が現像ローラ５に接触する位置としては、仕切り板１３３と現像ローラ５とが最も近接する位置よりも現像ローラ５の表面移動方向下流側であることが望ましい。
上述した実施例１及び実施例２の現像剤落下防止手段は、現像ローラ５の表面に接触する部材を設ける構成であったが、後述する実施例３及び実施例４は現像剤落下防止手段を構成する部材が現像ローラ５に接触しない構成である。
また、従来例及び実施例１〜４の各現像装置４が備える現像ローラ５の磁極配置として異なる磁極配置を示しているが、どの磁極配置であっても従来例及び実施例１〜４の何れの現像装置４であっても適用可能である。
また、従来例及び実施例１〜４の各現像装置４が備える現像ローラ５の磁極配置として異なる磁極配置を示しているが、どの磁極配置であっても従来例及び実施例１〜４の何れの現像装置４であっても適用可能である。
〔実施例３〕
次に、本発明の三つ目の実施例（以下、実施例３と呼ぶ）について説明する。
図７は、実施例３の現像装置４の断面説明図であり、この現像装置４は現像剤落下防止手段として、仕切り板１３３の現像ローラ５と対向する表面に現像ローラ５の表面に沿った形状となる表面近接部１３６を設けている。
図８は、実施例３の現像装置４の表面近接部１３６の説明図である。現像装置４が備える現像ローラ５は外径φ：１０［ｍｍ］のものを用いており、その半径ｒ＝５［ｍｍ］である。また、実施例３の現像装置４では、仕切り板１３３の表面近接部１３６の表面と現像ローラ５の表面とのギャップｄ＝０．３［ｍｍ］に設定している。また、現像ローラ５の表面移動方向について表面近接部１３６の下流側端部１３６ａ及び上流側端部１３６ｂのそれぞれと現像ローラ５の回転中心Ｏとを直線で結んだときの中心角θ＝４５［°］となるように、表面近接部１３６を形成している。表面近接部１３６ではギャップｄが狭いほど、現像剤の落下防止効果が高まる。また、現像ローラ５の円周方向についての表面近接部１３６の範囲が広いほど、言い換えると、下流側端部１３６ａと上流側端部１３６ｂとの間の中心角θの角度が大きいほど、現像剤の落下防止効果が高まる。このように、表面近接部１３６では現像ローラ５表面とのギャップを狭めて、現像ローラ５の円周方向に対して範囲を持って近接することで落下防止の効果を高めている。
次に、本発明の三つ目の実施例（以下、実施例３と呼ぶ）について説明する。
図７は、実施例３の現像装置４の断面説明図であり、この現像装置４は現像剤落下防止手段として、仕切り板１３３の現像ローラ５と対向する表面に現像ローラ５の表面に沿った形状となる表面近接部１３６を設けている。
図８は、実施例３の現像装置４の表面近接部１３６の説明図である。現像装置４が備える現像ローラ５は外径φ：１０［ｍｍ］のものを用いており、その半径ｒ＝５［ｍｍ］である。また、実施例３の現像装置４では、仕切り板１３３の表面近接部１３６の表面と現像ローラ５の表面とのギャップｄ＝０．３［ｍｍ］に設定している。また、現像ローラ５の表面移動方向について表面近接部１３６の下流側端部１３６ａ及び上流側端部１３６ｂのそれぞれと現像ローラ５の回転中心Ｏとを直線で結んだときの中心角θ＝４５［°］となるように、表面近接部１３６を形成している。表面近接部１３６ではギャップｄが狭いほど、現像剤の落下防止効果が高まる。また、現像ローラ５の円周方向についての表面近接部１３６の範囲が広いほど、言い換えると、下流側端部１３６ａと上流側端部１３６ｂとの間の中心角θの角度が大きいほど、現像剤の落下防止効果が高まる。このように、表面近接部１３６では現像ローラ５表面とのギャップを狭めて、現像ローラ５の円周方向に対して範囲を持って近接することで落下防止の効果を高めている。
なお、現像ローラ５の半径ｒ、表面近接部１３６と現像ローラ５との表面間のギャップｄ、及び、表面近接部１３６の下流側端部１３６ａと上流側端部１３６ｂとの間の中心角θとについて、下記（１）式の関係を満たすように、表面近接部１３６を形成することが望ましい。
ｃｏｓ（θ／２）≦ｒ／（ｒ＋ｄ）・・・・（１）
ｃｏｓ（θ／２）≦ｒ／（ｒ＋ｄ）・・・・（１）
これは以下の理由による。
表面近接部１３６の下流側端部１３６ａを通る現像ローラ５の接線をＬ、その接点をＲ１、接線Ｌと表面近接部１３６の表面との交点をＲ２とし、交点Ｒ２と下流側端部１３６ａと上流側端部１３６ｂとの間の中心角をθａとすると、接点Ｒ１と下流側端部１３６ａと上流側端部１３６ｂとの間の中心角は、θａ／２となる。
このとき、
ｃｏｓ（θａ／２）＝ｒ／（ｒ＋ｄ）となる。
このため、表面近接部１３６の下流側端部１３６ａと上流側端部１３６ｂとの間の中心角θがこのθａよりも小さいと、表面近接部１３６の間隙に、仕切り板１３３の表面と現像ローラ５の表面とのどちらにも接触しない仮想直線を引くことが可能になる。一方、中心角θがこのθａ以上であれば、表面近接部１３６の間隙で二つの表面のどちらにも接触しない仮想直線を引くことはできなくなる。
これにより、現像剤は直線的には表面近接部１３６の間隙を通過することができなくなり、仕切り板１３３と現像ローラ５との間隙を落下しようとする現像剤が表面移動する現像ローラ５に接触する可能性をより高めることができる。
実施例３の現像装置４では、ｒ＝５［ｍｍ］、表面近接部のｄ＝０．３［ｍｍ］であるため、ｃｏｓ（θａ／２）＝（５／５．３）となるθａは、θａ＝３８．７４［°］となる。
実施例３では、下流側端部１３６ａと上流側端部１３６ｂとの間の中心角θ＝４５［°］であり、上記（１）式の関係を満たしている。
表面近接部１３６の下流側端部１３６ａを通る現像ローラ５の接線をＬ、その接点をＲ１、接線Ｌと表面近接部１３６の表面との交点をＲ２とし、交点Ｒ２と下流側端部１３６ａと上流側端部１３６ｂとの間の中心角をθａとすると、接点Ｒ１と下流側端部１３６ａと上流側端部１３６ｂとの間の中心角は、θａ／２となる。
このとき、
ｃｏｓ（θａ／２）＝ｒ／（ｒ＋ｄ）となる。
このため、表面近接部１３６の下流側端部１３６ａと上流側端部１３６ｂとの間の中心角θがこのθａよりも小さいと、表面近接部１３６の間隙に、仕切り板１３３の表面と現像ローラ５の表面とのどちらにも接触しない仮想直線を引くことが可能になる。一方、中心角θがこのθａ以上であれば、表面近接部１３６の間隙で二つの表面のどちらにも接触しない仮想直線を引くことはできなくなる。
これにより、現像剤は直線的には表面近接部１３６の間隙を通過することができなくなり、仕切り板１３３と現像ローラ５との間隙を落下しようとする現像剤が表面移動する現像ローラ５に接触する可能性をより高めることができる。
実施例３の現像装置４では、ｒ＝５［ｍｍ］、表面近接部のｄ＝０．３［ｍｍ］であるため、ｃｏｓ（θａ／２）＝（５／５．３）となるθａは、θａ＝３８．７４［°］となる。
実施例３では、下流側端部１３６ａと上流側端部１３６ｂとの間の中心角θ＝４５［°］であり、上記（１）式の関係を満たしている。
〔実施例４〕
次に、本発明の四つ目の実施例（以下、実施例４と呼ぶ）について説明する。
図９は、実施例４の現像装置４の断面説明図であり、この現像装置４は現像剤落下防止手段として、仕切り板１３３の現像ローラ５と対向する表面に磁石５３を配置している。
図１０は、磁石５３の説明図であり、図１０（ａ）は磁石５３を配置する向きの説明図であり、図１０（ｂ）は磁石５３の拡大説明図である。
磁石５３は、図１０（ａ）の破線で示すように磁界が形成される向きとなるように配置する。図１０（ａ）では、Ｎ極が現像ローラ５の表面と対向するように配置しているが、Ｓ極が現像ローラ５と対向するように配置しても良い。
また、図１０（ｂ）に示すように、磁石５３は磁性板５３ｓを介して仕切り板１３３に固定されている。図１０（ｂ）に示すようにコの字型の磁性板５３ｓに設けて磁石５３の磁極面５３ｆが現像ローラ５と対向するように配置することにより、磁石５３の仕切り板１３３側の面は磁性板５３ｓに覆われていて、供給搬送路９内の現像剤に磁石５３が形成する磁界の影響が及ばないように磁気シールドすることができる。
次に、本発明の四つ目の実施例（以下、実施例４と呼ぶ）について説明する。
図９は、実施例４の現像装置４の断面説明図であり、この現像装置４は現像剤落下防止手段として、仕切り板１３３の現像ローラ５と対向する表面に磁石５３を配置している。
図１０は、磁石５３の説明図であり、図１０（ａ）は磁石５３を配置する向きの説明図であり、図１０（ｂ）は磁石５３の拡大説明図である。
磁石５３は、図１０（ａ）の破線で示すように磁界が形成される向きとなるように配置する。図１０（ａ）では、Ｎ極が現像ローラ５の表面と対向するように配置しているが、Ｓ極が現像ローラ５と対向するように配置しても良い。
また、図１０（ｂ）に示すように、磁石５３は磁性板５３ｓを介して仕切り板１３３に固定されている。図１０（ｂ）に示すようにコの字型の磁性板５３ｓに設けて磁石５３の磁極面５３ｆが現像ローラ５と対向するように配置することにより、磁石５３の仕切り板１３３側の面は磁性板５３ｓに覆われていて、供給搬送路９内の現像剤に磁石５３が形成する磁界の影響が及ばないように磁気シールドすることができる。
実施例４の現像装置４では、磁石５３によって仕切り板１３３表面と現像ローラ５の表面との間の間隙にキャリアによる磁気ブラシが形成され、この間隙を現像剤が通過することを妨げることができる。これにより、仕切り板１３３と現像ローラ５との間隙から現像剤が落下することを抑制することができる。また、現像ローラ５と接触する磁気ブラシの先端は、現像ローラ５との接触により容易に変位し、または、磁気ブラシの先端のキャリアが磁気ブラシから離脱して、現像ローラ５の表面に担持されて搬送されるため、磁気ブラシによる摺擦は弱く、現像ローラ５に対するストレスを抑制することができる。このため、現像ローラ５の寿命が低下することを防止できる。
なお、磁石５３が現像ローラ５と対向する位置としては、仕切り板１３３と現像ローラ５とが最も近接する位置よりも現像ローラ５の表面移動方向下流側であることが望ましい。
なお、磁石５３が現像ローラ５と対向する位置としては、仕切り板１３３と現像ローラ５とが最も近接する位置よりも現像ローラ５の表面移動方向下流側であることが望ましい。
〔実験〕
次に、上記の各実施例の現像装置と、比較例として、現像剤落下防止手段を備えない図２に示すような従来の現像装置と、さらにこの従来の現像装置の汲み上げ極Ｎ２を弱くした現像装置とを使用して現像装置を評価する実験を行った。
本実験では、各現像装置にトナー濃度７［ｗｔ％］の新規現像剤をセットし、供給スクリュを４００［ｒｐｍ］で回転させ、回収スクリュの回転数を徐々に上げていき、現像剤の循環、供給が不足することなく成立する回転数に設定する。この設定回転数で１時間現像装置を駆動した後、現像剤の状態をＳＥＭ（電子顕微鏡）で観察する。現像装置内での現像剤に対するストレスが強いほどトナーの外添剤が脱落したり、樹脂に埋没したりして、トナー表面に存在する外添剤が少なくなるので、現像剤の劣化の状態をトナーの外添剤の付着状態で評価する。
表１に実験結果を示す。
次に、上記の各実施例の現像装置と、比較例として、現像剤落下防止手段を備えない図２に示すような従来の現像装置と、さらにこの従来の現像装置の汲み上げ極Ｎ２を弱くした現像装置とを使用して現像装置を評価する実験を行った。
本実験では、各現像装置にトナー濃度７［ｗｔ％］の新規現像剤をセットし、供給スクリュを４００［ｒｐｍ］で回転させ、回収スクリュの回転数を徐々に上げていき、現像剤の循環、供給が不足することなく成立する回転数に設定する。この設定回転数で１時間現像装置を駆動した後、現像剤の状態をＳＥＭ（電子顕微鏡）で観察する。現像装置内での現像剤に対するストレスが強いほどトナーの外添剤が脱落したり、樹脂に埋没したりして、トナー表面に存在する外添剤が少なくなるので、現像剤の劣化の状態をトナーの外添剤の付着状態で評価する。
表１に実験結果を示す。
表１の現像剤（トナー）劣化度合判定基準を以下に示す。
○：外添剤がきちんとついている（初期状態）。
△：外添剤が部分的になくなっている。
×：外添剤がほとんどなくなっている。
表１に示すように、本発明の実施例１〜実施例４においては現像剤の落下が防止出来ているので、回収スクリュの回転数は供給スクリュと同じ４００［ｒｐｍ］で現像剤の循環、供給が成立している。また、仕切り板と現像ローラとの間隙の磁束密度が弱くなっているので、現像剤に対するストレスは弱く、現像剤は各比較例と比べ劣化しにくくなっているのが分かる。
一方、比較例１の現像装置は仕切り板と現像ローラとの間隙の磁束密度が強いため、現像剤落下防止手段がなくても現像剤の落下はなく、回収スクリュの回転数は４００［ｒｐｍ］で成立しているが、現像剤に対するストレスも強くなっているので現像剤の劣化度合は悪くなっている。
また、比較例２のように現像剤落下防止手段なしで、汲み上げ極の磁束密度を弱くするだけでは回収スクリュの回転数を９００［ｒｐｍ］と高速回転させないと現像剤の循環、供給が成立しなくなっている。
また、各実施例では、供給スクリュの回転数を８００［ｒｐｍ］に同様の実験を行っても、回収スクリュの回転数は供給スクリュの回転に対して増加はなく、回転数Ｂで示すように８００［ｒｐｍ］で現像剤の循環、供給が成立した。現像剤の劣化度合については回転数が８００［ｒｐｍ］と高速になっているので回転数Ａの４００［ｒｐｍ］と比べると現像剤の劣化も悪くなっているが、比較例１及び比較例２と比べると優れていることが分かる。
また、比較例２のように現像剤落下防止手段なしで、汲み上げ極の磁束密度を弱くするだけでは回収スクリュの回転数を９００［ｒｐｍ］と高速回転させないと現像剤の循環、供給が成立しなくなっている。
また、各実施例では、供給スクリュの回転数を８００［ｒｐｍ］に同様の実験を行っても、回収スクリュの回転数は供給スクリュの回転に対して増加はなく、回転数Ｂで示すように８００［ｒｐｍ］で現像剤の循環、供給が成立した。現像剤の劣化度合については回転数が８００［ｒｐｍ］と高速になっているので回転数Ａの４００［ｒｐｍ］と比べると現像剤の劣化も悪くなっているが、比較例１及び比較例２と比べると優れていることが分かる。
〔変形例１〕
次に、上述の実施形態の特徴部を備えた現像装置を適用可能な画像形成装置の別の実施例として、プリンタ１００がカラー複写機である変形例１について説明する。図１１は、変形例１にかかるプリンタ１００の概略構成図である。
図１１のプリンタ１００は、装置本体中央部に位置する画像形成部２００と、図１１中の画像形成部２００の右方に示す給紙部３００と、画像形成部２００の上方に位置する図示しない画像読取部を有している。
画像形成部２００には、水平方向に延びる転写面を有する中間転写体としての中間転写ベルト１８が配置されており、中間転写ベルト１８の上面には、画像を形成するための構成が設けられている。すなわち、画像を形成する４種のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、黒）による像を担持可能な像担持体としての４個の感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが中間転写ベルト１８の転写面に沿って並置されている。
次に、上述の実施形態の特徴部を備えた現像装置を適用可能な画像形成装置の別の実施例として、プリンタ１００がカラー複写機である変形例１について説明する。図１１は、変形例１にかかるプリンタ１００の概略構成図である。
図１１のプリンタ１００は、装置本体中央部に位置する画像形成部２００と、図１１中の画像形成部２００の右方に示す給紙部３００と、画像形成部２００の上方に位置する図示しない画像読取部を有している。
画像形成部２００には、水平方向に延びる転写面を有する中間転写体としての中間転写ベルト１８が配置されており、中間転写ベルト１８の上面には、画像を形成するための構成が設けられている。すなわち、画像を形成する４種のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、黒）による像を担持可能な像担持体としての４個の感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが中間転写ベルト１８の転写面に沿って並置されている。
中間転写ベルト１８は、駆動ローラ１３と二次転写対向ローラ１２に掛け回されて感光体１との対峙位置において同方向に移動可能な構成を有している。駆動ローラ１３と対向する位置には、中間転写ベルト１８の表面をクリーニングするベルトクリーニング装置１７が設けられている。
各感光体１を備えた各作像部は、単一色若しくは複数色の画像形成モードに応じて選択使用されるようになっており、選択された画像形成モードに対応した作像部が作像行程を実施するようになっている。各感光体１周りの構成、動作は上述した実施形態とほぼ同様であるが、感光体１上に形成された各色のトナー像は転写紙Ｐにではなく、一次転写対向ローラ１５に印加される転写バイアスによって中間転写ベルト１８上に重ねて１次転写され、カラー画像が形成される。
各感光体１を備えた各作像部は、単一色若しくは複数色の画像形成モードに応じて選択使用されるようになっており、選択された画像形成モードに対応した作像部が作像行程を実施するようになっている。各感光体１周りの構成、動作は上述した実施形態とほぼ同様であるが、感光体１上に形成された各色のトナー像は転写紙Ｐにではなく、一次転写対向ローラ１５に印加される転写バイアスによって中間転写ベルト１８上に重ねて１次転写され、カラー画像が形成される。
給紙部３００は、記録媒体としての転写紙Ｐ等の記録材を積載収容する給紙トレイ３０１と、給紙トレイ３０１内の転写紙Ｐを最上のものから順に１枚ずつ分離して給紙する給紙コロ３０２とを備えている。さらに、給紙された転写紙Ｐを搬送する搬送ローラ対３０３と、転写紙Ｐが一旦停止され、斜めずれを修正された後、中間転写ベルト１８上の画像の先端と搬送方向の所定位置とが一致するタイミングで二次転写ニップに向けて送り出されるレジストローラ対３０５を有している。
感光体１から中間転写ベルト１８上に１次転写されたトナー像は、図示しないバイアス印加手段により二次転写ローラ２１に印加されるバイアスにより搬送される転写紙Ｐに対して静電的に二次転写される。
画像を転写された転写紙Ｐは搬送ガイド２２を通り、定着装置６０へ搬送される。定着装置６０では、ニップを形成するローラ対である定着ローラ６１と加圧ローラ６３とから構成され、ヒータ６２により設定温度に制御された定着装置６０に搬送され、転写紙Ｐ上のトナー像は加熱され、溶融して転写紙Ｐに定着する。
画像を転写された転写紙Ｐは搬送ガイド２２を通り、定着装置６０へ搬送される。定着装置６０では、ニップを形成するローラ対である定着ローラ６１と加圧ローラ６３とから構成され、ヒータ６２により設定温度に制御された定着装置６０に搬送され、転写紙Ｐ上のトナー像は加熱され、溶融して転写紙Ｐに定着する。
このような変形例１のプリンタ１００の各作像部が備える各現像装置４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとして、上述の実施例１〜実施例４と同様の現像装置４を適用し、このプリンタ１００を用いて画像を連続プリントしたところ、供給スクリュと回収スクリュとを縦に配置しているため、水平方向の寸法が小さく、各感光体１間の距離を小さく出来る。この結果、プリンタ１００全体サイズも小さくなり、画像形成装置であるプリンタ１００の小型化を達成している。さらに、変形例１のプリンタ１００に実施例１〜実施例４の現像装置４を用いて連続プリントしたところ、経時においても画像濃度の変化がなく、安定した画像品質を得ることが出来た。また連続プリント後に現像装置４を取り外し、現像剤の循環状態を観察したところ、現像ローラ５上の現像剤供給量、トナー濃度は安定していた。
〔変形例２〕
上述した実施形態の現像装置４では、現像剤搬送路として、供給搬送路と回収搬送路とを備え、供給搬送路の下流側端部まで到達した現像剤は回収搬送路によって供給搬送路の搬送方向上流側端部に循環させる、所謂、二軸型の現像装置である。
実施例１〜４で説明した、現像剤落下防止手段を用いる現像装置としては、このような二軸型の現像装置に限るものではない。現像ローラから現像剤を回収する回収搬送路の他に、供給搬送路の下流側端部まで到達した現像剤と、回収搬送路で回収された現像剤とを、攪拌しながら供給搬送路の上流側端部まで搬送する攪拌搬送路を備えた、所謂、三軸型の現像装置であっても、供給搬送路が回収搬送路の上方に配置されているものであれば、実施例１〜４で説明した現像剤落下防止手段は適用可能である。以下、変形例２として、現像剤落下防止手段を適用可能な三軸型の現像装置について説明する。
上述した実施形態の現像装置４では、現像剤搬送路として、供給搬送路と回収搬送路とを備え、供給搬送路の下流側端部まで到達した現像剤は回収搬送路によって供給搬送路の搬送方向上流側端部に循環させる、所謂、二軸型の現像装置である。
実施例１〜４で説明した、現像剤落下防止手段を用いる現像装置としては、このような二軸型の現像装置に限るものではない。現像ローラから現像剤を回収する回収搬送路の他に、供給搬送路の下流側端部まで到達した現像剤と、回収搬送路で回収された現像剤とを、攪拌しながら供給搬送路の上流側端部まで搬送する攪拌搬送路を備えた、所謂、三軸型の現像装置であっても、供給搬送路が回収搬送路の上方に配置されているものであれば、実施例１〜４で説明した現像剤落下防止手段は適用可能である。以下、変形例２として、現像剤落下防止手段を適用可能な三軸型の現像装置について説明する。
図１２は、変形例２の現像装置４の断面説明図である。
この現像装置４も、現像ローラ５に現像剤を供給する供給搬送路９と現像領域を通過した現像剤を回収する回収搬送路７とを分けて設けている。さらに、供給搬送路９の最下流側まで搬送された現像剤と回収搬送路７の最下流側まで搬送された回収現像剤とを攪拌しながら供給搬送路９とは逆方向に現像剤を搬送する攪拌搬送路１０を備えている。図１２に示すように、現像ローラ５と対向する仕切り板１３３を挟んで、供給搬送路９と回収搬送路７とが現像ローラ５と対向し、供給搬送路９が仕切り板１３３を挟んで回収搬送路７の上方に位置する。
このような現像装置４でも、現像領域を通過した現像剤は回収搬送路７に送られるため、供給搬送路９に混入することがない。これにより、供給搬送路９内の現像剤のトナー濃度が変化することなく、現像ローラ５に供給される現像剤のトナー濃度も一定となる。
この現像装置４も、現像ローラ５に現像剤を供給する供給搬送路９と現像領域を通過した現像剤を回収する回収搬送路７とを分けて設けている。さらに、供給搬送路９の最下流側まで搬送された現像剤と回収搬送路７の最下流側まで搬送された回収現像剤とを攪拌しながら供給搬送路９とは逆方向に現像剤を搬送する攪拌搬送路１０を備えている。図１２に示すように、現像ローラ５と対向する仕切り板１３３を挟んで、供給搬送路９と回収搬送路７とが現像ローラ５と対向し、供給搬送路９が仕切り板１３３を挟んで回収搬送路７の上方に位置する。
このような現像装置４でも、現像領域を通過した現像剤は回収搬送路７に送られるため、供給搬送路９に混入することがない。これにより、供給搬送路９内の現像剤のトナー濃度が変化することなく、現像ローラ５に供給される現像剤のトナー濃度も一定となる。
図１２に示す変形例２の現像装置４であっても、図２を用いて説明した従来の現像装置４と同様に、現像ローラ５と仕切り板１３３との間から現像剤が落下し、現像剤が、供給搬送路９から現像領域を通過することなく、回収搬送路７に落下することが起こり得る。
そこで、図１２に示すような３軸型の現像装置４においても、仕切り板１３３と現像ローラ５との間に、実施例１〜４を用いて説明した現像剤落下防止手段の構成を適用することにより、仕切り板１３３と現像ローラ５との間隙から現像剤が落下することを防止し、この現像剤の落下に起因する不具合を防止することができる。
そこで、図１２に示すような３軸型の現像装置４においても、仕切り板１３３と現像ローラ５との間に、実施例１〜４を用いて説明した現像剤落下防止手段の構成を適用することにより、仕切り板１３３と現像ローラ５との間隙から現像剤が落下することを防止し、この現像剤の落下に起因する不具合を防止することができる。
以上、本実施形態によれば、現像装置４は、トナーと磁性キャリアとからなる二成分の現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体である感光体１と対向する箇所で感光体１の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体である現像ローラ５を有する。また、現像ローラ５の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、現像ローラ５に現像剤を供給する供給搬送部材である供給スクリュ８を配置した供給搬送路９と、感光体１と対向する箇所を通過後の現像ローラ５上から回収された回収現像剤を現像ローラ５の軸線方向に沿って搬送する回収搬送部材である回収スクリュ６を配置した回収搬送路７と、を形成する仕切り部材である仕切り板１３３を備える。供給搬送路９は仕切り板１３３を挟んで回収搬送路７の上方に位置し、仕切り板１３３は、その端部１３３ａの鉛直方向下方に現像ローラ５の表面があるように形成されている。そして、供給搬送路９内の現像剤は仕切り板１３３の端部１３３ａを越えて落下することで現像ローラ５表面への供給がなされるものである。また、仕切り板１３３は、その端部１３３ａを挟んで回収搬送路７を形成する側の表面の一部が現像ローラ５の表面と対向する。そして、この対向する位置の仕切り板１３３の表面と現像ローラ５の表面との間を現像剤が落下することを防止する現像剤落下防止手段を有する。
このように、現像剤落下防止手段を有することにより、仕切り板１３３の表面と現像ローラ５の表面との間隙から現像剤が落下することに起因する不具合の発生を防止することができる。
このように、現像剤落下防止手段を有することにより、仕切り板１３３の表面と現像ローラ５の表面との間隙から現像剤が落下することに起因する不具合の発生を防止することができる。
特に、実施例１の現像装置４では、現像剤落下防止手段として、一端が仕切り板１３３に固定され、他端が現像ローラ５の表面に接触する可撓性のシート状のシート部材５１を備える。さらに、シート部材５１の固定されている側の端部が現像ローラ５に接触する端部よりも上方であり、シート部材５１は現像ローラ５の表面移動方向に対してトレーリング方向となるように接触している。
可撓性のシート部材５１がトレーリング方向で現像ローラ５に接触するため、シート部材５１が変形することによって、シート部材５１を現像ローラ５の軸方向に均一に接触させることができ、仕切り板１３３と現像ローラ５との間隙から現像剤が落下することを抑制することができる。また、シート部材５１は現像ローラ５との接触位置よりも上方で仕切り板１３３に固定されているため、仕切り板１３３とシート部材５１と間に現像剤が詰まってしまう楔状の空間（図４中のβ）が形成されることがなく、シート部材５１の現像ローラ５に対する接触圧が増加することがないため、現像ローラ５に対するストレスを抑制することができる。
可撓性のシート部材５１がトレーリング方向で現像ローラ５に接触するため、シート部材５１が変形することによって、シート部材５１を現像ローラ５の軸方向に均一に接触させることができ、仕切り板１３３と現像ローラ５との間隙から現像剤が落下することを抑制することができる。また、シート部材５１は現像ローラ５との接触位置よりも上方で仕切り板１３３に固定されているため、仕切り板１３３とシート部材５１と間に現像剤が詰まってしまう楔状の空間（図４中のβ）が形成されることがなく、シート部材５１の現像ローラ５に対する接触圧が増加することがないため、現像ローラ５に対するストレスを抑制することができる。
また、特に実施例２の現像装置４は、現像剤落下防止手段として、仕切り板１３３に設けられた回転体である落下防止ローラ５２を備える。そして、落下防止ローラ５２はその表面が現像ローラ５に接触し、現像ローラ５の表面移動によって従動回転可能である。
落下防止ローラ５２の表面が現像ローラ５に接触することにより、仕切り板１３３と現像ローラ５との間隙から現像剤が落下することを抑制することができる。また、落下防止ローラ５２の表面が現像ローラ５の表面に確実に接触するように配置しても、落下防止ローラ５２は現像ローラ５の表面移動によって従動回転することにより、落下防止ローラ５２の現像ローラ５に対する摺擦を抑制できる。このため、現像ローラ５に対するストレスを抑制することができる。
落下防止ローラ５２の表面が現像ローラ５に接触することにより、仕切り板１３３と現像ローラ５との間隙から現像剤が落下することを抑制することができる。また、落下防止ローラ５２の表面が現像ローラ５の表面に確実に接触するように配置しても、落下防止ローラ５２は現像ローラ５の表面移動によって従動回転することにより、落下防止ローラ５２の現像ローラ５に対する摺擦を抑制できる。このため、現像ローラ５に対するストレスを抑制することができる。
また、特に実施例３の現像装置４は、現像剤落下防止手段として、仕切り板１３３の端部１３３ａを挟んで回収搬送路７を形成する側の表面の一部に、現像ローラ５の表面に近接し、且つ、現像ローラ５の表面に沿った形状となる表面近接部１３６を形成している。
仕切り板１３３の表面に現像ローラ５の表面に沿った形状となる表面近接部１３６を設けることで、仕切り板１３３と現像ローラ５との間隙を落下しようとする現像剤が表面移動する現像ローラ５に接触する可能性を高めることができる。現像剤は現像ローラ５表面との接触時に現像ローラ５表面との摩擦力によってその表面移動方向に向かう搬送力が付与されるため、その接触の可能性を高めることにより、仕切り板１３３と現像ローラ５との間隙から現像剤が落下することを抑制することができる。また、現像剤の落下を防止するために現像ローラ５に接触する部材を設けていないため、現像ローラ５が摺擦されず、現像ローラ５に対するストレスを抑制することができる。
仕切り板１３３の表面に現像ローラ５の表面に沿った形状となる表面近接部１３６を設けることで、仕切り板１３３と現像ローラ５との間隙を落下しようとする現像剤が表面移動する現像ローラ５に接触する可能性を高めることができる。現像剤は現像ローラ５表面との接触時に現像ローラ５表面との摩擦力によってその表面移動方向に向かう搬送力が付与されるため、その接触の可能性を高めることにより、仕切り板１３３と現像ローラ５との間隙から現像剤が落下することを抑制することができる。また、現像剤の落下を防止するために現像ローラ５に接触する部材を設けていないため、現像ローラ５が摺擦されず、現像ローラ５に対するストレスを抑制することができる。
また、実施例３の現像装置４では、表面近接部１３６の仕切り板１３３の表面と現像ローラ５の表面との距離をｄ、現像ローラ５の半径をｒ、表面近接部１３６を形成した部分（下流側端部１３６ａと上流側端部１３６ｂとの間）を弧とする現像ローラの回転中心における中心角をθ、とすると、下記（１）式の関係を満たすように、表面近接部１３６を形成している。
ｃｏｓ（θ／２）≦ｒ／（ｒ＋ｄ）・・・・（１）
これにより、現像剤は直線的には表面近接部１３６の間隙を通過することができなくなり、仕切り板１３３と現像ローラ５との間隙を落下しようとする現像剤が表面移動する現像ローラ５に接触する可能性をより高めることができる。
ｃｏｓ（θ／２）≦ｒ／（ｒ＋ｄ）・・・・（１）
これにより、現像剤は直線的には表面近接部１３６の間隙を通過することができなくなり、仕切り板１３３と現像ローラ５との間隙を落下しようとする現像剤が表面移動する現像ローラ５に接触する可能性をより高めることができる。
また、特に実施例４の現像装置４は、現像剤落下防止手段として、仕切り板１３３の現像ローラ５の表面と対向する表面に磁界形成部材である磁石５３を有する。この磁石５３は、仕切り板１３３の表面と現像ローラ５の表面との間の空間に磁界を形成するものである。
磁石５３によって仕切り板１３３の表面と現像ローラ５の表面との間の空間にキャリアによる磁気ブラシを形成し、この空間を現像剤が通過することを妨げる。このため、仕切り板１３３と現像ローラ５との間隙から現像剤が落下することを抑制することができる。また、現像ローラ５と接触する不図示の磁気ブラシの先端は、現像ローラ５との接触により容易に変位する。または、磁気ブラシの先端のキャリアが磁気ブラシから離脱し、現像ローラ５の表面に担持されて搬送される。このため、磁気ブラシによる摺擦は弱く、現像ローラ５に対するストレスを抑制することができる。
また、実施例４の現像装置４の、磁石５３の現像ローラ５表面と対向する面以外の表面を、磁気的にシールドする磁気シールドである磁性板５３ｓを備える。これにより、磁石５３の仕切り板１３３側の面は磁性板５３ｓに覆われていて、供給搬送路９内の現像剤に磁石５３が形成する磁界の影響が及ばないように磁気シールドすることができる。
磁石５３によって仕切り板１３３の表面と現像ローラ５の表面との間の空間にキャリアによる磁気ブラシを形成し、この空間を現像剤が通過することを妨げる。このため、仕切り板１３３と現像ローラ５との間隙から現像剤が落下することを抑制することができる。また、現像ローラ５と接触する不図示の磁気ブラシの先端は、現像ローラ５との接触により容易に変位する。または、磁気ブラシの先端のキャリアが磁気ブラシから離脱し、現像ローラ５の表面に担持されて搬送される。このため、磁気ブラシによる摺擦は弱く、現像ローラ５に対するストレスを抑制することができる。
また、実施例４の現像装置４の、磁石５３の現像ローラ５表面と対向する面以外の表面を、磁気的にシールドする磁気シールドである磁性板５３ｓを備える。これにより、磁石５３の仕切り板１３３側の面は磁性板５３ｓに覆われていて、供給搬送路９内の現像剤に磁石５３が形成する磁界の影響が及ばないように磁気シールドすることができる。
このように、本実施形態の実施例１〜実施例４の現像装置４であれば、仕切り板１３３と現像ローラ５との間隙から現像剤が落下することを抑制することで、この落下に起因する不具合を防止し、現像ローラ５に対するストレスを抑制することにより、現像ローラ５の寿命の低下を防止することができる。
また、特に実施例１、２または４の現像装置４では、現像剤落下防止手段を形成する部材は、仕切り板１３３の表面と現像ローラ５の表面とが最も近接する箇所よりも、現像ローラ５の表面移動方向下流側に配置する。最も近接する箇所よりも、現像ローラ５の表面移動方向下流側で現像剤が落下することを防止することにより、より確実に現像剤の落下を防止することができる。
また、本実施形態の各実施例の現像装置４は、現像ローラ５内には磁力によってキャリアをひきつけ、現像ローラ５上に現像剤を担持させる磁界発生手段であるマグネットローラを備える。そして、現像ローラ５の表面上の仕切り板１３３の端部１３３ａの鉛直下方となる位置よりも表面移動方向上流側、且つ、回収搬送路７と対向する位置よりも表面移動方向下流側の領域では、図３（ｂ）〜図３（ｄ）に示すように、マグネットローラの磁力は、現像剤が重力で落下する程度に弱い、または、磁力が及ばないような磁極配置となっている。このような磁極配置とすることにより、規制部材であるドクタブレード１６と現像ローラ５との対向部を通過する前の現像剤に対する現像剤のストレスを軽減し、現像剤の劣化を抑制することができる。さらに、現像剤が重力で落下する程度に弱い、または、磁力が及ばないような磁極配置としても、各実施例の現像装置４が有する現像剤落下防止手段によって、仕切り板１３３と現像ローラ５との間隙から現像剤が落下することを抑制することで、この落下に起因する不具合を防止することができる。
また、実施例１〜実施例４の現像装置４のように、回収スクリュ６は供給スクリュ８と逆方向に現像剤を搬送して、回収搬送路７の下流端に到達した現像剤を供給搬送路９に供給する、所謂、二軸型の現像装置である。
このような２つのスクリュを上下に配置した二軸型の現像装置であれば、現像剤が供給搬送路９から現像ローラ５に供給されずに回収搬送路７に到達することを防止することに起因する不具合を防止することができる。
このような２つのスクリュを上下に配置した二軸型の現像装置であれば、現像剤が供給搬送路９から現像ローラ５に供給されずに回収搬送路７に到達することを防止することに起因する不具合を防止することができる。
また、変形例２の現像装置４は、回収スクリュ６が供給スクリュ８と同方向に現像剤を搬送する。また、現像に用いられずに供給搬送路９の搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤と、現像ローラ５から回収され回収搬送路７の搬送方向の最下流側まで搬送された回収現像剤との供給を受け、現像ローラ５の軸線方向に沿って、且つ、余剰現像剤と回収現像剤とを攪拌現像剤として攪拌しながら供給スクリュ８とは逆方向に搬送する攪拌スクリュ１１を備える、攪拌現像剤を供給搬送路９に供給する攪拌搬送路１０を形成している。また、回収搬送路７、供給搬送路９及び攪拌搬送路１０からなる３つの現像剤搬送路は、供給搬送路９と攪拌搬送路１０とが第一仕切り壁１３５によって仕切られ、回収搬送路７と攪拌搬送路１０とが第二仕切り壁１３４によって仕切られている。
このような所謂、三軸型の現像装置４であれば、現像剤が供給搬送路９から現像ローラ５に供給されずに回収搬送路７に到達することを防止することに起因する不具合を防止することができる。さらに、回収搬送路７で回収された現像装置を攪拌搬送路１０で十分に攪拌した後、供給搬送路９に受け渡すため、供給搬送路９内の現像剤が帯電不足となり、トナー飛散などの不具合を発生させることを、より確実に防止することができる。
このような所謂、三軸型の現像装置４であれば、現像剤が供給搬送路９から現像ローラ５に供給されずに回収搬送路７に到達することを防止することに起因する不具合を防止することができる。さらに、回収搬送路７で回収された現像装置を攪拌搬送路１０で十分に攪拌した後、供給搬送路９に受け渡すため、供給搬送路９内の現像剤が帯電不足となり、トナー飛散などの不具合を発生させることを、より確実に防止することができる。
また、本実施形態の画像形成装置であるプリンタ１００は、少なくとも潜像担持体である感光体１と、感光体１表面を帯電させるための帯電手段である帯電装置２と、感光体１上に静電潜像を形成するための潜像形成手段である露光装置３とを有する。
この静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段として実施例１〜４の現像装置４を用いることにより、プリンタ１００の小型化を達成することができる。さらに、現像装置４を用いることで連続プリントしたときに、経時においても画像濃度の変化がなく、安定した画像品質を得ることが出来る。また連続プリント後に現像装置４を取り外し、現像剤の循環状態を観察したところ、現像ローラ５上の現像剤供給量、トナー濃度は安定していた。さらに、現像ローラ５の寿命の低下を防止できるため、装置寿命の低下やメンテナンス費用の増加などを防止することができる。
この静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段として実施例１〜４の現像装置４を用いることにより、プリンタ１００の小型化を達成することができる。さらに、現像装置４を用いることで連続プリントしたときに、経時においても画像濃度の変化がなく、安定した画像品質を得ることが出来る。また連続プリント後に現像装置４を取り外し、現像剤の循環状態を観察したところ、現像ローラ５上の現像剤供給量、トナー濃度は安定していた。さらに、現像ローラ５の寿命の低下を防止できるため、装置寿命の低下やメンテナンス費用の増加などを防止することができる。
１ 感光体
２ 帯電装置
３ 露光装置
４ 現像装置
５ 現像ローラ
６ 回収スクリュ
７ 回収搬送路
８ 供給スクリュ
９ 供給搬送路
１０ 攪拌搬送路
１１ 攪拌スクリュ
１２ 二次転写対向ローラ
１３ 駆動ローラ
１５ 一次転写対向ローラ
１６ ドクタブレード
１７ ベルトクリーニング装置
１８ 中間転写ベルト
４０ ハウジング
４３ 開口部
５０ 転写装置
５１ シート部材
５２ 落下防止ローラ
５３ 磁石
５３ｆ 磁極面
５３ｓ 磁性板
６０ 定着装置
６１ 定着ローラ
６２ ヒータ
６３ 加圧ローラ
７０ クリーニング装置
１３３ 仕切り板
１３３ａ 端部
１３４ 第二仕切り壁
１３５ 第一仕切り壁
１３６ 表面近接部
１３６ａ 下流側端部
１３６ｂ 上流側端部
４０１ 供給回収スクリュ
４０２ 供給回収搬送路
２ 帯電装置
３ 露光装置
４ 現像装置
５ 現像ローラ
６ 回収スクリュ
７ 回収搬送路
８ 供給スクリュ
９ 供給搬送路
１０ 攪拌搬送路
１１ 攪拌スクリュ
１２ 二次転写対向ローラ
１３ 駆動ローラ
１５ 一次転写対向ローラ
１６ ドクタブレード
１７ ベルトクリーニング装置
１８ 中間転写ベルト
４０ ハウジング
４３ 開口部
５０ 転写装置
５１ シート部材
５２ 落下防止ローラ
５３ 磁石
５３ｆ 磁極面
５３ｓ 磁性板
６０ 定着装置
６１ 定着ローラ
６２ ヒータ
６３ 加圧ローラ
７０ クリーニング装置
１３３ 仕切り板
１３３ａ 端部
１３４ 第二仕切り壁
１３５ 第一仕切り壁
１３６ 表面近接部
１３６ａ 下流側端部
１３６ｂ 上流側端部
４０１ 供給回収スクリュ
４０２ 供給回収搬送路
Claims (13)
- トナーと磁性キャリアとからなる二成分の現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体を有し、
該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する供給搬送部材を配置した供給搬送路と、
該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された回収現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って搬送する回収搬送部材を配置した回収搬送路と、を形成する仕切り部材を備え、
該供給搬送路は該仕切り部材を挟んで該回収搬送路の上方に位置し、
該供給搬送路内の現像剤は該仕切り部材の端部を越えることで現像剤担持体表面への供給がなされるものであり、
該仕切り部材は、その端部を挟んで該回収搬送路を形成する側の表面の一部が該現像剤担持体の表面と対向し、
この対向する位置の該仕切り部材の表面と該現像剤担持体の表面との間を現像剤が落下することを防止する現像剤落下防止手段を有する現像装置において、
該現像剤落下防止手段が、一端が該仕切り部材に固定され、他端が該現像剤担持体の表面に接触する可撓性のシート状のシート部材であり、
該シート部材の固定されている側の端部は該現像剤担持体に接触する端部よりも上方であり、
該シート部材は固定されている位置に対して該現像剤担持体の表面移動方向下流側となる位置で該現像剤担持体の表面に接触することを特徴とする現像装置。 - トナーと磁性キャリアとからなる二成分の現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体を有し、
該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する供給搬送部材を配置した供給搬送路と、
該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された回収現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って搬送する回収搬送部材を配置した回収搬送路と、を形成する仕切り部材を備え、
該供給搬送路は該仕切り部材を挟んで該回収搬送路の上方に位置し、
該供給搬送路内の現像剤は該仕切り部材の端部を越えることで現像剤担持体表面への供給がなされるものであり、
該仕切り部材は、その端部を挟んで該回収搬送路を形成する側の表面の一部が該現像剤担持体の表面と対向し、
この対向する位置の該仕切り部材の表面と該現像剤担持体の表面との間を現像剤が落下することを防止する現像剤落下防止手段を有する現像装置において、
該現像剤落下防止手段が、該仕切り部材に設けられた回転体であり、該回転体はその表面が該現像剤担持体に接触し、該現像剤担持体の表面移動によって従動回転可能であることを特徴とする現像装置。 - トナーと磁性キャリアとからなる二成分の現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体を有し、
該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する供給搬送部材を配置した供給搬送路と、
該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された回収現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って搬送する回収搬送部材を配置した回収搬送路と、を形成する仕切り部材を備え、
該供給搬送路は該仕切り部材を挟んで該回収搬送路の上方に位置し、
該供給搬送路内の現像剤は該仕切り部材の端部を越えることで現像剤担持体表面への供給がなされるものであり、
該仕切り部材は、その端部を挟んで該回収搬送路を形成する側の表面の一部が該現像剤担持体の表面と対向し、
この対向する位置の該仕切り部材の表面と該現像剤担持体の表面との間を現像剤が落下することを防止する現像剤落下防止手段を有する現像装置において、
該現像剤落下防止手段として、該仕切り部材の端部を挟んで該回収搬送路を形成する側の表面の一部に、該現像剤担持体の表面に近接し、且つ、該現像剤担持体の表面に沿った形状となる表面近接部を形成し、
該表面近接部の該仕切り部材の表面と該現像剤担持体の表面との距離をｄ、
該現像剤担持体の半径をｒ、
該表面近接部を形成した部分を弧とする該現像剤担持体の回転中心における中心角をθ、とすると、
ｃｏｓ（θ／２）≦ｒ／（ｒ＋ｄ）
の関係を満たすように、該表面近接部を形成したことを特徴とする現像装置。 - トナーと磁性キャリアとからなる二成分の現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体を有し、
該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する供給搬送部材を配置した供給搬送路と、
該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された回収現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って搬送する回収搬送部材を配置した回収搬送路と、を形成する仕切り部材を備え、
該供給搬送路は該仕切り部材を挟んで該回収搬送路の上方に位置し、
該供給搬送路内の現像剤は該仕切り部材の端部を越えることで現像剤担持体表面への供給がなされるものであり、
該仕切り部材は、その端部を挟んで該回収搬送路を形成する側の表面の一部が該現像剤担持体の表面と対向し、
この対向する位置の該仕切り部材の表面と該現像剤担持体の表面との間を現像剤が落下することを防止する現像剤落下防止手段を有する現像装置において、
該現像剤落下防止手段が、該仕切り部材の該現像剤担持体表面と対向する表面に設けられ、該仕切り部材表面と該現像剤担持体の表面との間の空間に磁界を形成する磁界形成部材であり、
該磁界形成部材の該現像剤担持体表面と対向する面以外の表面を磁気的にシールドする磁気シールドを備えることを特徴とする現像装置。 - 請求項１、２または４の現像装置において、
上記現像剤落下防止手段は、上記仕切り部材の表面と上記現像剤担持体の表面とが最も近接する箇所よりも、上記現像剤担持体の表面移動方向下流側で現像剤が落下することを防止することを特徴とする現像装置。 - トナーと磁性キャリアとからなる二成分の現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体を有し、
該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する供給搬送部材を配置した供給搬送路と、
該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された回収現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って搬送する回収搬送部材を配置した回収搬送路と、を形成する仕切り部材を備え、
該供給搬送路は該仕切り部材を挟んで該回収搬送路の上方に位置し、
該供給搬送路内の現像剤は該仕切り部材の端部を越えることで現像剤担持体表面への供給がなされるものであり、
該仕切り部材は、その端部を挟んで該回収搬送路を形成する側の表面の一部が該現像剤担持体の表面と対向し、
この対向する位置の該仕切り部材の表面と該現像剤担持体の表面との間を現像剤が落下することを防止する現像剤落下防止手段を有する現像装置において、
該現像剤落下防止手段が、該仕切り部材の該現像剤担持体表面と対向する表面に設けられ、該仕切り部材表面と該現像剤担持体の表面との間の空間に磁界を形成する磁界形成部材であり、
該現像剤落下防止手段は、該仕切り部材の表面と該現像剤担持体の表面とが最も近接する箇所よりも、該現像剤担持体の表面移動方向下流側で現像剤が落下することを防止することを特徴とする現像装置。 - 請求項１、２、３、４、５または６の現像装置において、
上記現像剤担持体内には磁力によってキャリアをひきつけ、該現像剤担持体上に現像剤を担持させる磁界発生手段を備え、
該現像剤担持体の表面上の上記仕切り部材の端部の鉛直下方となる位置よりも表面移動方向上流側、且つ、該回収搬送路と対向する位置よりも表面移動方向下流側の領域では、該磁界発生手段の磁力は、現像剤が重力で落下する程度に弱い、または、該磁界発生手段による磁力が及んでいないことを特徴とする現像装置。 - トナーと磁性キャリアとからなる二成分の現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体を有し、
該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する供給搬送部材を配置した供給搬送路と、
該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された回収現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って搬送する回収搬送部材を配置した回収搬送路と、を形成する仕切り部材を備え、
該供給搬送路は該仕切り部材を挟んで該回収搬送路の上方に位置し、
該供給搬送路内の現像剤は該仕切り部材の端部を越えることで現像剤担持体表面への供給がなされるものであり、
該仕切り部材は、その端部を挟んで該回収搬送路を形成する側の表面の一部が該現像剤担持体の表面と対向し、
この対向する位置の該仕切り部材の表面と該現像剤担持体の表面との間を現像剤が落下することを防止する現像剤落下防止手段を有する現像装置において、
該現像剤落下防止手段として、該仕切り部材の端部を挟んで該回収搬送路を形成する側の表面の一部に、該現像剤担持体の表面に近接し、且つ、該現像剤担持体の表面に沿った形状となる表面近接部を形成し、
該現像剤担持体内には磁力によってキャリアをひきつけ、該現像剤担持体上に現像剤を担持させる磁界発生手段を備え、
該現像剤担持体の表面上の該仕切り部材の端部の鉛直下方となる位置よりも表面移動方向上流側、且つ、該回収搬送路と対向する位置よりも表面移動方向下流側の領域では、該磁界発生手段の磁力は、現像剤が重力で落下する程度に弱い、または、該磁界発生手段による磁力が及んでいないことを特徴とする現像装置。 - トナーと磁性キャリアとからなる二成分の現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体を有し、
該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する供給搬送部材を配置した供給搬送路と、
該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された回収現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って搬送する回収搬送部材を配置した回収搬送路と、を形成する仕切り部材を備え、
該供給搬送路は該仕切り部材を挟んで該回収搬送路の上方に位置し、
該供給搬送路内の現像剤は該仕切り部材の端部を越えることで現像剤担持体表面への供給がなされるものであり、
該仕切り部材は、その端部を挟んで該回収搬送路を形成する側の表面の一部が該現像剤担持体の表面と対向し、
この対向する位置の該仕切り部材の表面と該現像剤担持体の表面との間を現像剤が落下することを防止する現像剤落下防止手段を有する現像装置において、
該現像剤落下防止手段が、該仕切り部材の該現像剤担持体表面と対向する表面に設けられ、該仕切り部材表面と該現像剤担持体の表面との間の空間に磁界を形成する磁界形成部材であり、
上記現像剤担持体内には磁力によってキャリアをひきつけ、該現像剤担持体上に現像剤を担持させる磁界発生手段を備え、
該現像剤担持体の表面上の上記仕切り部材の端部の鉛直下方となる位置よりも表面移動方向上流側、且つ、該回収搬送路と対向する位置よりも表面移動方向下流側の領域では、該磁界発生手段の磁力は、現像剤が重力で落下する程度に弱い、または、該磁界発生手段による磁力が及んでいないことを特徴とする現像装置。 - 請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の現像装置において、
上記仕切り部材は、その端部の鉛直方向下方に上記現像剤担持体の表面があるように形成し、
上記供給搬送路内の現像剤は該仕切り部材の端部を越えて落下することで該現像剤担持体表面への供給がなされるものであることを特徴とする現像装置。 - 請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の現像装置において、
上記回収搬送部材は上記供給搬送部材と逆方向に現像剤を搬送して、上記回収搬送路の下流端に到達した現像剤を上記供給搬送路に供給することを特徴とする現像装置。 - 請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の現像装置において、
上記回収搬送部材は上記供給搬送部材と同方向に現像剤を搬送し、
現像に用いられずに該供給搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤と、該現像剤担持体から回収され該回収搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された回収現像剤との供給を受け、該現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該余剰現像剤と該回収現像剤とを攪拌現像剤として攪拌しながら該供給搬送部材とは逆方向に搬送する攪拌搬送部材を備える、該攪拌現像剤を該供給搬送路に供給する攪拌搬送路を形成し、
該回収搬送路、該供給搬送路及び該攪拌搬送路からなる３つの現像剤搬送路は、該供給搬送路と該攪拌搬送路とが第一仕切り壁によって仕切られ、該回収搬送路と該攪拌搬送路とが第二仕切り壁によって仕切られることを特徴とする現像装置。 - 少なくとも潜像担持体と、
該潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、
該潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、
該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する画像形成装置において、
該現像手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２の何れかに記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
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