JP5748120B2 - 現像装置、画像形成装置、及びプロセスカートリッジ - Google Patents

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並びにこれを用いた画像形成装置及びプロセスカートリッジに関するものである。

従来から、トナーと磁性キャリアとを含む二成分の現像剤を用いた現像装置が広く用いられている。この種の現像装置では、内部に複数の磁極を備え、表面が回転する現像剤担持体の表面上に現像剤を担持し、潜像担持体と対向する現像領域で潜像担持体の表面上の潜像に現像剤中のトナーを供給することで潜像担持体上の潜像を現像するものが広く用いられている（例えば、特許文献１〜３）。特許文献１〜３に記載の現像装置では、現像剤担持体の回転軸に平行な方向に現像剤を搬送する複数の現像剤搬送部材を備える。そして、現像剤搬送部材を配置した現像剤搬送路内で現像剤を循環させつつ、循環する現像剤の一部を現像剤担持体の表面に供給し、現像領域を通過した現像剤は現像剤担持体の表面から現像剤搬送路内に回収し、他の現像剤とともに循環させる。また、現像領域ではトナーが消費されるため、そのトナー消費に応じて現像装置の一部に設けられたトナー補給口から現像剤搬送路内に適宜トナーが補給される。補給されたトナーは、現像剤搬送路内の現像剤とともに現像剤搬送部材によって搬送されつつ、撹拌・混合される。

特許文献１及び特許文献２には、現像剤搬送路のうち、現像剤を供給搬送部材によって搬送しつつ現像剤担持体に供給する供給搬送路と、現像剤を回収搬送部材によって搬送しつつ現像領域を通過した現像剤担持体表面上の現像剤を回収する回収搬送路とが形成された現像装置が記載されている。これらの現像装置では、供給搬送路と回収搬送路とは、現像剤担持体に近接するように形成され、かつ、軸線方向に直交する断面における端部が現像剤担持体の表面と対向する仕切り部材によって空間的に仕切られている。このように、供給搬送路と回収搬送路とを分離した現像装置は、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に用いられないため、潜像担持体上で潜像が現像されたトナー像の濃度偏差を小さくすることができる。

しかしながら、供給搬送路と回収搬送路とを分離した現像装置では、次のような問題が生じることがあった。すなわち、回収搬送路における搬送方向下流側端部近傍と対向する位置の現像剤担持体では、現像剤担持体の表面から離脱しなかった現像剤や、回収搬送路から再付着した現像剤のように、現像領域を通過してトナー濃度が低下した現像剤が、仕切り部材の端部と現像剤担持体との隙間を通過する連れ回りが生じることがあった。これは以下の理由による。

現像領域を通過した現像剤担持体の表面上から離脱した現像剤は、自重によって回収搬送路内に落下し、さらに、自重によって回収搬送部材が搬送力を付与する領域まで到達する。その後、回収搬送部材に搬送されることで、他の現像剤と共に現像剤搬送路内を循環する。
このような現像装置では、回収搬送路における回収搬送部材の搬送方向下流側端部となる位置の仕切り部材に回収搬送路と供給搬送路とを連通する開口部が設けられている。この開口部では、回収搬送路における回収搬送部材の搬送方向下流側端部に到達した現像剤を供給搬送路における供給搬送部材の搬送方向上流側端部近傍に受け渡す。また、回収搬送路と供給搬送路とを分離した現像装置では、回収搬送路内では回収搬送部材によって現像剤を搬送しつつ、現像剤担持体から離脱した現像剤が現像剤担持体の回転軸に平行な方向の全域に渡って供給される。このため、回収搬送路内では、回収搬送部材の搬送方向下流側ほど現像剤の量が多くなり、回収搬送搬送路における搬送方向下流側端部の開口部の近傍の位置で現像剤の量が最も多くなる。このような位置では、現像剤の流動性が悪化する等の原因により現像剤の嵩が上昇すると、回収搬送路内の現像剤が現像剤担持体の表面に接触することがある。回収搬送路内の現像剤が現像剤担持体の表面に接触すると、現像剤担持体の表面に再付着し、これにより、トナー濃度が低下した現像剤が仕切り部材の端部と現像剤担持体との隙間を通過する連れ回りが生じる。また、回収搬送路内の現像剤が現像剤担持体の表面に接触していると、現像剤担持体から離脱しようとする現像剤が、回収搬送路内の現像剤に阻まれて、現像剤担持体から離脱できず、連れ回りが生じることもある。
連れ回りが発生し、現像領域を通過した現像剤が仕切り部材の端部と現像剤担持体との隙間を通過すると、供給搬送路から供給される現像剤とともに現像領域に到達し、トナー像の濃度ムラの原因となる。

このような連れ回りを防止する構成としては、仕切り部材の軸線方向に直交する断面における端部と現像剤担持体の表面との隙間（以下、「仕切りギャップ」と呼ぶ。）を狭めることが効果的である。仕切りギャップを狭める構成としては、仕切り部材の端部そのものを現像剤担持体の表面に近づけるように設定することが考えられる。しかし、仕切り部材は現像装置のケーシングの一部であるため、その端部を精度よく現像剤担持体表面に近づけるように設定しようとすると、現像装置全体の部品寸法の精度を高める必要がある。さらに、現像装置全体の組み付け精度を高める必要もある。このように、現像装置全体の部品寸法の精度や組み付け精度を高めると、製造コストが高くなるため、仕切り部材の端部そのものを現像剤担持体の表面に近づけるように設定することは困難である。
このため、仕切り部材に現像剤担持体の表面との間の仕切りギャップを形成するギャップ形成部材を設ける構成が考えられる。
このようなギャップ形成部材を設ける構成として、仕切り部材に対して固定したギャップ形成部材を設けることが考えられる。しかし、ギャップ形成部材が仕切り部材に対して固定であると、組み付けた後は仕切りギャップを調整できないため、部品寸法の精度の高いギャップ形成部材が必要であり、さらに、ギャップ形成部材の組み付け精度を高めるために現像装置毎の調整も必要であるため、製造コストが高くなる。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、回収搬送路と供給搬送路とを分離した構成で、製造コストを抑制しつつ、連れ回りの発生を防止することができる現像装置、並びにこの現像装置を備えた画像形成装置、及びプロセスカートリッジ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、内部に備えた複数の磁極により磁性キャリアとトナーとからなる現像剤を表面上に担持し、その表面が回転して潜像担持体と対向する現像領域で該潜像担持体の表面上の潜像にトナーを供給する現像剤担持体と、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と、該現像領域を通過後の該現像剤担持体上から該現像剤を受け渡され、該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とを有し、該供給搬送部材を配置した空間である供給搬送路と、該回収搬送部材を配置した空間である回収搬送路とを仕切る仕切り部材の、該軸線方向に直交する断面における端部が該現像剤担持体の表面と対向する現像装置において、上記仕切り部材に配置され、該仕切り部材に対して上記現像剤担持体と接離する方向に移動可能で、該仕切り部材の端部よりも該現像剤担持体の表面に近接することで該現像剤担持体表面との間に仕切りギャップを形成するギャップ形成部材と、該ギャップ形成部材を該現像剤担持体に向けて付勢する付勢部材と、該ギャップ形成部材における該軸線方向の端部に設けられ、該付勢部材が該ギャップ形成部材を付勢することによって該現像剤担持体の表面に突き当たる突き当て部材と、を備えることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記ギャップ形成部材の上記軸線方向の一端は該仕切り部材に対して回動可能に支持され、該ギャップ形成部材の該軸線方向の他端側に上記突き当て部材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の現像装置において、上記ギャップ形成部材における上記軸線方向の上記突き当て部材を設けた端部は、上記回収搬送路における上記回収搬送部材の搬送方向下流側であることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の現像装置において、上記回収搬送部材は上記仕切り部材を挟んで上記供給搬送部材よりも上方に配置されてい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乃至４の何れか１項に記載の現像装置において、上記現像剤担持体は、上記現像剤を担持する領域に該現像剤の担持を補助する表面処理が施されており、上記突き当て部材は上記現像剤担持体の表面における上記表面処理が施されていない領域に当接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、請求項１乃至５の何れか１項に記載の現像装置において、上記突き当て部材は樹脂からな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乃至６の何れか１項に記載の現像装置において、上記突き当て部材は、使用開始当初に上記現像剤担持体に当接する先端を形成する先端面と、該先端面よりも根元側に該先端面よりも幅が広い第二の面とを備えることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７の何れか１項に記載の現像装置において、上記突き当て部材は、上記現像剤担持体に当接する先端部に対して根元部の方が幅が広いことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１乃至８の何れか１項に記載の現像装置において、上記突き当て部材は、０．０５［ｗｔ％］〜６０［ｗｔ％］の添加剤を含有したフッ素樹脂からなることを特徴とするものである。
また、請求項１０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乃至９のいずれか１項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１１の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置における少なくとも該潜像担持体と該現像手段とを１つのユニットとして共通の保持体に保持させて画像形成装置本体に対して着脱可能にしたプロセスカートリッジにおいて、上記現像手段として、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の現像装置を用いたことを特徴とするものである。

本発明においては、突き当て方式であるため、突き当て部材の部品精度のみの管理で高精度に仕切りギャップを設定することが可能である。突き当て部材の部品精度のみの管理でよいため、製造コストを抑制でき、高精度に仕切りギャップを設定することで連れ回りの発生を防止することができる。

本発明によれば、回収搬送路と供給搬送路とを分離した構成で、製造コストを抑制しつつ、連れ回りの発生を防止することができるという優れた効果がある。

実施例１の現像装置における現像スリーブと仕切り部材との上面図。 本実施形態に係る複写機の概略構成図。 本実施形態の作像装置の概略構成図。 本実施形態の現像装置の断面説明図。 本実施形態の現像装置の斜視説明図。 現像装置内における現像剤の長手方向の動きを示す模式図。 現像装置の断面説明図、（ａ）は、領域αにおける断面説明図、（ｂ）は、領域βにおける断面説明図。 図１の一点鎖線で示す断面の断面説明図、（ａ）はＡ−Ａ断面、（ｂ）はＢ−Ｂ断面。 印刷枚数と現像剤の流速指数との関係を示すグラフ。 仕切りギャップの最大値と、現像剤の流速指数との関係を示すグラフ。 プリント稼動時間と仕切りギャップの上限値との関係を示すグラフ。 実施例２の現像装置における現像スリーブと仕切り部材との上面図。 経時で摩耗しても接触面積が一定となる突き当て部材の斜視説明図。 図１３に示す突き当て部材を用いた場合の経時におけるギャップコントロール特性と公差の範囲を示すグラフ。 経時で摩耗したときに接触面積が徐々に広くなる突き当て部材の説明図、（ａ）は斜視説明図、（ｂ）は突き当て部材の上面図。 図１５に示す突き当て部材を用いた場合の経時におけるギャップコントロール特性と公差の範囲を示すグラフ。 図１５に示す突き当て部材の接触面積変更パターンの説明図。 従来の現像装置を備えた作像部の一例を示す断面図。

以下、本発明を画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機（以下、複写機５００という）に適用した実施形態について説明する。
図２は、複写機５００の概略構成図である。複写機５００は、画像形成装置の本体部としてのプリンタ部１００の上方に、原稿読込部４及び原稿搬送部３を備え、プリンタ部１００の下方に給紙部７を備える。原稿搬送部３は、原稿読込部４に原稿を搬送し、原稿読込部４は搬送されてきた原稿の画像情報を読み込む。給紙部７は、転写紙等の記録媒体Ｐが収容される給紙カセット２６、給紙カセット２６内の記録媒体Ｐをプリンタ部１００に向けて送り出す給紙ローラ２７を備える。図２中の一点鎖線は、複写機５００内での記録媒体Ｐの搬送経路を示す。

プリンタ部１００の上部は、出力画像が形成された記録媒体Ｐが積載される排紙トレイ３０となっている。プリンタ部１００は、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像を形成する四つの作像部６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、中間転写ユニット１０とを備える。各作像部６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、各色トナー像が形成される像担持体としてのドラム状の感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、及び、各感光体（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の表面上に形成された静電潜像を現像する現像装置５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を備える。
中間転写ユニット１０は、各感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の表面上に形成された各色トナー像が重ねて転写され、表面上でカラートナー像が形成される中間転写ベルト８、及び、各感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の表面上に形成されたトナー像を中間転写ベルト８に転写する一次転写バイアスローラ９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を備える。
また、プリンタ部１００は、中間転写ベルト８上のカラートナー像を記録媒体Ｐ上に転写するための二次転写バイアスローラ１９、給紙ローラ２７によって送り出された記録媒体Ｐを中間転写ベルト８と二次転写バイアスローラ１９とが対向する二次転写ニップに搬送するタイミングを調整するレジストローラ対２８を備える。
さらに、プリンタ部１００は、二次転写ニップの上方に記録媒体Ｐ上の未定着トナー像を定着する定着装置２０を備える。
また、プリンタ部１００内の排紙トレイ３０の下方、且つ、中間転写ユニット１０の上方には、各現像装置５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に供給する各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナーを収容する各色のトナー容器１１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が配置されている。

図３は、四つの作像部６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のうちの一つの拡大説明図である。四つの作像部６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外は、その構成・動作がほぼ同様であるので、以下の説明では、対応する色を示す符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを適宜省略して説明する。
図３に示すように、作像部６は、感光体１及び現像装置５を一体的に支持するプロセスカートリッジとなっており、このプロセスカートリッジは複写機５００本体に対して着脱可能となっている。また、作像部６は、感光体１の周囲に現像装置５以外に、感光体クリーニング装置２、潤滑剤塗布装置４１、及び、帯電装置４０を備える。

以下、本実施形態の複写機５００における通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿搬送部３の原稿台に原稿がセットされた状態で、不図示のスタートボタンが押されると、原稿は、原稿搬送部３の搬送ローラによって原稿台から搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス上に載置された原稿の画像情報が光学的に読み取られる。

詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス上の原稿の画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿にて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿のカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。

そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、不図示の書込み部に送信される。そして、書込み部からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光Ｌが、それぞれ、対応する感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上に向けて発せられる。

一方、四つの感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、それぞれ、図２及び図３中の時計方向に回転している。そして、まず、感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の表面は、帯電装置４０の帯電ローラ４ａとの対向部で、一様に帯電される（帯電工程）。こうして、感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の表面上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）表面は、レーザ光Ｌの照射位置に達する。
書込み部において、四つの光源から画像信号に対応したレーザ光Ｌが各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光Ｌは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過して、各感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の表面に照射される（露光工程）。

イエロー成分に対応したレーザ光Ｌは、図２中の紙面左側から一番目のイエロー用感光体１Ｙ表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光Ｌは、高速回転するポリゴンミラーにより、イエロー用感光体１Ｙの回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電装置４０によって帯電された後のイエロー用感光体１Ｙの表面上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。

同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光Ｌは、図２中の紙面左から二番目のマゼンタ用感光体１Ｍ表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光Ｌは、図２中の紙面左から三番目のシアン用感光体１Ｃ表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光Ｌは、図２中の紙面左から四番目のブラック用感光体１Ｋ表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。

その後、各色の静電潜像が形成された感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）表面は、それぞれ、現像装置５との対向位置に達する。そして、各色トナーとキャリアとからなる現像剤を収容する現像装置５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）から感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の表面上に各色トナーが供給されて、感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上の潜像が現像される（現像工程）。
現像装置５との対向部を通過した後の感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）表面は、それぞれ、中間転写ベルト８との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト８の内周面に当接するように一次転写バイアスローラ９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が設置されている。そして、中間転写ベルト８を挟んで感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と一次転写バイアスローラ９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）とが対向する一次転写ニップで、各感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上に形成された各色のトナー像が、中間転写ベルト８上に、上順次重ねて転写される（一次転写工程）。

一次転写ニップを通過した後の感光体１表面は、それぞれ、感光体クリーニング装置２との対向位置に達する。そして、感光体クリーニング装置２との対向位置で、感光体１上に残存する未転写トナーがクリーニングブレード２ａによって掻き取られ、回収される（感光体クリーニング工程）。
感光体クリーニング装置２との対向部を通過した感光体１の表面は不図示の除電部を通過して、感光体１における一連の作像プロセスが終了する。

一方、四つの感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上の各色トナー像が重ねて転写され、カラートナー像を担持する中間転写ベルト８は、図２中の反時計方向に表面移動して、二次転写バイアスローラ１９との対向位置であるニ次転写ニップに達する。そして、ニ次転写ニップで中間転写ベルト８上に担持されたカラートナー像が記録媒体Ｐ上に転写される（二次転写工程）。

ニ次転写ニップを通過した中間転写ベルト８表面は、不図示の中間転写ベルトクリーニング装置との対向部に達する。この対向部で、中間転写ベルト８上に付着した転写残トナーが不図示の中間転写ベルトクリーニング装置に回収されて、中間転写ベルト８における一連の転写プロセスが終了する。

上述したニ次転写ニップに搬送される記録媒体Ｐは、給紙部７からレジストローラ対２８等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙カセット２６から、給紙ローラ２７により給送された記録媒体Ｐが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ対２８に導かれる。レジストローラ対２８に達した記録媒体Ｐは、中間転写ベルト８条に形成されたカラートナー像がニ次転写ニップに向かうタイミングに合わせて二次転写ニップに向けて搬送される。

ニ次転写ニップでカラートナー像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置２０に導かれる。定着装置２０では、定着ローラと加圧ローラとによって形成される定着ニップにて、カラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。
定着装置２０を通過した記録媒体Ｐは、排紙ローラ対２５によってプリンタ部１００の外に出力画像として排出されて、排紙トレイ３０上にスタックされて、一連の画像形成プロセスが完了する。

図４は、本実施形態の現像装置５の断面説明図であり、図５は、現像装置５の斜視説明図である。
現像装置５は、感光体１に対向する現像剤担持体としての現像ローラ５０、供給搬送部材である供給スクリュ５３、回収搬送部材である回収スクリュ５４、現像剤規制部材であるドクタブレード５２、及び、仕切り部材５７を備える。供給スクリュ５３及び回収スクリュ５４は、回転軸に螺旋状の羽部を設けたスクリュ部材であり、回転することにより、その回転軸の軸方向に現像剤を搬送する。
現像装置５のケーシング内の空間のうち、供給スクリュ５３が配置された供給搬送路５３ａと、回収スクリュ５４が配置された回収搬送路５４ａとは仕切り部材５７によって空間的に仕切られている。また、仕切り部材５７は、軸線方向に直交する断面（図４で説明図を示す断面）における端部が現像ローラ５０の表面に対向し、近接して配置されることにより、現像ローラ５０の表面上から現像剤Ｇの離脱を促す分離板としても機能する。

現像ローラ５０は、内部に固設された複数の磁石からなるマグネットローラ５５と、マグネットローラ５５の周囲を回転する現像スリーブ５１とから構成される。本実施形態のマグネットローラ５５は、複数の磁極として、第一磁極Ｐ１（Ｎ極）、第二磁極Ｐ２（Ｓ極）、第三磁極Ｐ３（Ｎ極）、第四磁極Ｐ４（Ｎ極）、及び、第五磁極Ｐ５（Ｓ極）の５つの磁極が設けられている。なお、図４中のＰ１〜Ｐ５は、各磁極によって形成される磁場の現像スリーブ５１の表面上における法線方向磁束密度（絶対値）の分布を示している。

現像装置５では、トナーとキャリアとからなる二成分の現像剤Ｇ（添加剤等を添加する場合も含む）を収容し、現像剤Ｇを長手方向（現像スリーブ５１の回転軸方向）に搬送して循環経路を形成する現像剤搬送部材として、供給スクリュ５３及び回収スクリュ５４を備える。また、現像装置５では、供給スクリュ５３と回収スクリュ５４とを上下方向に配置し、供給スクリュ５３と回収スクリュ５４との間に配置された仕切り部材５７によって供給搬送路５３ａと回収搬送路５４ａとが形成されている。
また、感光体１と現像スリーブ５１との対向部である現像領域に対して、現像スリーブ５１の表面移動方向上流側で、現像スリーブ５１の表面上に担持され、現像領域に向かう現像剤量を規制するドクタブレード５２が現像ローラ５０の下方に配置されている。

現像装置５では、二成分の現像剤Ｇを用いているため、現像装置５内におけるトナー消費に応じて、現像装置の一部に設けられたトナー補給口５９から現像装置５内に適宜にトナーが補給される。補給されたトナーは、現像装置５内の現像剤Ｇとともに、現像剤搬送部材である回収スクリュ５４及び供給スクリュ５３によって搬送されつつ、撹拌・混合される。このように、現像剤搬送部材によって撹拌・混合された現像剤Ｇは、その一部が現像剤担持体である現像スリーブ５１の表面に供給され、その表面に担持される。現像スリーブ５１の表面に担持された現像剤Ｇは、現像スリーブ５１の下方に設置されたドクタブレード５２によって適量に規制された後に、現像領域に到達する。現像領域では、現像スリーブ５１の表面上の現像剤Ｇ中のトナーが感光体１の表面上の潜像に付着する。現像ローラを構成する現像スリーブ５１の内部には複数の磁石が固設されたマグネットローラ５５があり、このマグネットローラ５５は、現像スリーブ５１の周囲に磁場を形成する複数の磁極（Ｐ１〜Ｐ５）を備えている。

本実施形態の現像装置５内には、ポリエステル樹脂を主成分とするトナー（平均粒径５．８［μｍ］）と磁性微粒子であるキャリア（平均粒径３５［μｍ］）とを、トナー濃度が７［ｗｔ％］となるように均一混合した現像剤Ｇが３００［ｇ］充填されている。そして、並列に配置された供給スクリュ５３と回収スクリュ５４とを６００［ｒｐｍ］で回転させることによって、現像剤Ｇの搬送とトナー補給口５９から補給されるトナーの撹拌とを同時に行い、トナーとキャリアとの均一混合と帯電付与を行っている。
均一混合された現像剤Ｇは現像スリーブ５１に近接して平行に設けられた供給スクリュ５３に搬送されながら、現像スリーブ５１に内包されたマグネットローラ５５の第五磁極Ｐ５の磁力によって現像スリーブ５１の外周表面に受け渡される。現像スリーブ５１の表面に受け渡された現像剤Ｇは、現像スリーブ５１が図４中矢印に示すように、反時計回り方向に回転することによって現像領域に到達する。現像領域では、不図示の高圧電源から現像スリーブ５１に電圧が印加されることにより、現像スリーブ５１と感光体１との間に現像電界が形成されている。この現像電界により、感光体１の表面上の潜像に現像スリーブ５１の表面上の現像剤Ｇ中のトナーが供給され、感光体１上の潜像が現像される。
現像領域を通過した後の現像スリーブ５１の表面上の現像剤Ｇは、現像スリーブ５１の回転に伴って現像装置５内の回収搬送路５４ａに回収されるようになっている。詳しくは、現像スリーブ５１の表面から離脱した現像剤Ｇは、仕切り部材５７の上面に落下して滑り落ち、回収スクリュ５４で回収されるようになっている。

図６は、現像装置５内における現像剤Ｇの長手方向の動きを示す模式図である。図６中の白抜き矢印が現像装置５内での現像剤Ｇの流れを示している。
図６では図示を省略した仕切り部材５７は、現像装置５の長手方向の両端に供給搬送路５３ａと回収搬送路５４ａとを連通する開口部がそれぞれ設けられている。そして、供給搬送路５３ａにおける供給スクリュ５３の搬送方向下流側端部に到達した現像剤Ｇは仕切り部材５７に設けられた開口部のうちの剤持上げ口７２を通って回収搬送路５４ａにおける搬送方向上流側端部に受け渡される。一方、回収搬送路５４ａにおける回収スクリュ５４の搬送方向下流側端部に到達した現像剤Ｇは仕切り部材５７に設けられた開口部のうちの剤落下口７１を通って供給搬送路５３ａにおける搬送方向上流側端部に受け渡される。
図６では、現像スリーブ５１への現像剤Ｇの供給及び回収を模式的に示す都合上、供給搬送路５３ａと回収搬送路５４ａとの間にある程度の距離があるように描かれている。しかしながら、供給搬送路５３ａと回収搬送路５４ａとは図４で示すように板状の仕切り部材５７によって仕切られており、その開口部である剤持上げ口７２及び剤落下口７１は板状の仕切り部材５７を表から裏に貫通する貫通口である。

図６に示すように、回収搬送路５４ａに対して下方にある供給搬送路５３ａ内の現像剤Ｇは供給スクリュ５３によって長手方向に搬送されつつ、供給スクリュ５３の回転と、汲み上げ磁極としての第五磁極Ｐ５の磁力とによって現像スリーブ５１の表面に汲み上げられる。現像スリーブ５１の表面に汲み上げられた後、現像領域を通過した現像スリーブ５１の表面上の現像剤Ｇは、隣り合う同極性（Ｎ極）の磁極である第三磁極Ｐ３と第四磁極Ｐ４とによって構成される剤離れ磁極の磁力による作用と、仕切り部材５７の分離板としての作用とによって、現像スリーブ５１の表面上から離脱され、回収搬送路５４ａ内に送られる。

供給搬送路５３ａに対して上方にある回収搬送路５４ａ内の回収スクリュ５４は、剤離れ磁極の位置で現像スリーブ５１から離脱した現像剤Ｇを長手方向（供給スクリュ５３による搬送方向とは逆方向）に搬送する。
供給スクリュ５３による搬送経路である供給搬送路５３ａの下流側と、回収スクリュ５４による搬送経路である回収搬送路５４ａの上流側とは剤持上げ口７２を介して連通している。そして、供給搬送路５３ａの下流側端部に達した現像剤Ｇは、その位置に留まり後から搬送されてくる現像剤Ｇによって押し上げられ、回収搬送路５４ａの上流側端部に到達する。

また、回収搬送路５４ａの上流側端部には、トナー補給口５９が設けられており、新品のトナーがトナー容器１１から不図示のトナー補給装置を介して適宜に補給される。また、供給搬送路５３ａの上流側側端部と回収搬送路５４ａの下流側端部とは剤落下口７１を介して連通している。そして、回収搬送路５４ａの下流側端部に達した現像剤Ｇは、剤落下口７１を自重落下して供給搬送路５３ａの上流側端部に受け渡される。

現像装置５は、上述したように、供給スクリュ５３と回収スクリュ５４とが図４中の矢印で示す方向で回転し、同時に現像スリーブ５１に内包したマグネットローラ５５の磁気吸引力で現像スリーブ５１に引き寄せる。さらに、現像スリーブ５１を感光体１に対する所定の速度比で回転させることで、現像領域に対して連続的に現像剤Ｇの汲み上げ供給を行っている。現像スリーブ５１からの現像剤Ｇの離脱は第三磁極Ｐ３と第四磁極Ｐ４とで構成される剤離れ磁極にて反発磁気力を形成し、この反発磁気力が形成された区間に運ばれた現像剤Ｇは、剤離れ磁極で法線方向と回転接線方向との合成方向にリリースされ、仕切り部材５７上に自重落下して回収される。

図１８は、複数の搬送部材（供給回収スクリュ５０１及び循環スクリュ５０２）を水平方向に配置した従来の現像装置５を備えた作像部６の一例を示す断面図である。図１８に示す現像装置５では、供給回収スクリュ５０１を配置した供給回収搬送路５０１ａと、循環スクリュ５０２を配置した循環搬送路５０２ａとは仕切り部材５７で仕切られている。仕切り部材５７の図１８中の紙面に直交する方向における両端部には開口部が設けられており、供給回収搬送路５０１ａと循環搬送路５０２ａとを連通し、供給回収搬送路５０１ａの搬送方向下流側端部に到達した現像剤は仕切り部材５７の開口部を介して循環搬送路５０２ａの上流側端部に受け渡される。また、循環搬送路５０２ａの搬送方向下流側端部に到達した現像剤は仕切り部材５７の他方の開口部を介して供給回収搬送路５０１ａの上流側端部に受け渡される。
供給回収搬送路５０１ａ内の現像剤Ｇは、供給回収スクリュ５０１によって搬送されながら、その一部は現像スリーブ５１の表面に受け渡される。現像スリーブ５１の表面に受け渡され、ドクタブレード５２とのギャップを通過した現像剤Ｇは感光体１との対向部である現像領域で現像に供される。現像領域を通過した現像スリーブ５１の表面上に担持された現像剤Ｇは、現像スリーブ５１から離脱して、供給回収搬送路５０１ａ内に戻って供給回収スクリュ５０１によって搬送される。

本実施形態の現像装置５のように、複数の搬送部材が上下方向に並設された現像装置は、複数の搬送部材が水平方向に並設された図１８に示す現像装置５に比べて、現像装置５を水平方向にコンパクト化することができる。そのために、図２に示す複写機５００のように、複数の現像装置５が水平方向に並設されるタンデム型のカラー画像形成装置においては、多く用いられている。また、本実施形態の現像装置５のように、複数の搬送部材を上下方向に並設して、現像ローラ５０に対して現像剤Ｇを供給する供給搬送路５３ａと、現像ローラ５０から離脱する現像剤Ｇの回収搬送路５４ａとを分離した構成は、現像剤担持体に現像剤を供給した現像剤搬送路で、現像領域を通過した後の現像剤担持体表面上の現像剤を回収する図１８に示す現像装置５に比べて、現像ローラ５０上に担持されて現像に供する現像剤Ｇ中に現像領域通過後のものが含まれにくいために、潜像担持体上に形成するトナー像の濃度偏差を小さくすることができる。

また、本実施形態の現像装置５のように、ドクタブレード５２が現像スリーブ５１の下方に配設された現像装置を備えた画像形成装置は、現像剤規制部材が現像剤担持体の上方に配設された現像装置（例えば、特許文献２の図１９等参照）を備えたものに比べて、画像形成装置の下方に配設された給紙部（用紙収容部）から排紙トレイまでの用紙搬送経路の長さを短くできる。このために、タンデム型のカラー画像形成装置におけるファーストプリント時間を短くすることができる。さらに、用紙搬送経路を比較的短くしても、排紙トレイを画像形成装置の上方に配設するレイアウトを容易にとることができるために、水平方向のサイズが小型化されたタンデム型のカラー画像形成装置に多く用いられている。

図７は、現像装置５を図４と同様の方向から見た断面説明図であり、図７（ａ）は図６中の領域αにおける断面説明図であり、図７（ｂ）は図６中の領域βにおける断面説明図である。
現像装置５では、現像スリーブ５１から離脱した現像剤Ｇは、仕切り部材５７の上面の傾斜に従って自重搬送され、回収スクリュ５４によって搬送力を付与される領域に回収されるようになっている。このとき、回収搬送路５４ａ内の現像剤Ｇは、図６及び図７に示すように、搬送方向下流側ほど高くなるように、長手方向に渡って傾斜している。これは、現像装置５が、現像スリーブ５１に対して現像剤Ｇを供給する供給搬送路５３ａと、現像スリーブ５１から離脱する現像剤Ｇの回収搬送路５４ａとを分離した、所謂、一方向循環システムであるためである。
回収搬送路５４ａにおける回収スクリュ５４の搬送方向下流側は、特に現像剤Ｇの嵩が高くなり易く、仕切り部材５７の上面で多量に滞留し易い。そして、この滞留した現像剤Ｇが現像スリーブ５１からの現像剤の離脱を阻害することがある。これにより、現像スリーブ５１から現像剤Ｇを回収搬送路５４ａ内に回収しきれず、現像領域を通過してトナー濃度が低下した現像剤Ｇが仕切り部材５７を挟んで下方にある供給搬送路５３ａへ到達する、所謂、連れ回りが生じる。

連れ回りが生じると、現像領域を通過した後のトナー濃度が低下した現像剤Ｇが、現像スリーブ５１に担持されたままの状態となり、濃度の薄い現像剤と、濃度の濃い（所定のトナー濃度の）現像剤とが混在した状態となり、供給スクリュ５３のスクリュピッチに応じた濃度ムラ画像が発生することがあった。
上述したように、回収搬送路５４ａの搬送方向下流側で現像剤Ｇの嵩が高くなる現象は、画像形成装置の経時使用によって現像剤Ｇの流動性が悪化した場合に、仕切り部材５７の上面で現像剤Ｇが留まって堆積し易くなるため、顕著になる。

また、二成分現像剤を用いる現像装置では、繰り返し印刷を行うにつれ、トナーと磁性キャリアとから構成される現像剤の帯電特性の悪化や、現像装置内での現像剤流動特性の悪化が進む。その結果、現像装置内の搬送伝達力が及ばない領域において、しばしば現像剤の滞留を起こし最悪は現像剤による壁をつくってしまい、現像剤が現像スリーブに供給されなくなってしまったり、現像スリーブから分離されにくくなってしまったりすることがあった。

特に、本実施形態の現像装置５のように、現像スリーブ５１に現像剤を供給する供給スクリュ５３と、現像後の現像スリーブ５１から離脱した現像剤を回収する回収スクリュ５４を備え、供給搬送路５３ａと回収搬送路５４ａとが別々になっている。このような現像装置では、現像スリーブ５１から離脱した現像剤が、回収搬送路５４ａ中の回収スクリュ５４によって搬送力を付与される領域まで自重による搬送以外に搬送伝達力が及ばない領域が仕切り部材５７上に存在する。このような領域では、顕著な搬送不良を起こし、現像スリーブ５１から離脱した現像剤が仕切り部材５７上堆積し、溜まり過ぎた仕切り部材５７上の現像剤が、現像スリーブ５１からの現像剤の離脱を阻害し、連れ回りを発生させてしまうおそれがあった。

なお、図１８に示す従来の現像装置５では、二つの搬送部材である供給回収スクリュ５０１と循環スクリュ５０２との間に両者を空間的に隔てる仕切り部材５７を備えているが、本実施形態の現像装置５のように、分離板としての機能は有していないため、仕切り部材５７近傍で現像剤Ｇが堆積することに起因する問題は発生しない。

〔実施例１〕
次に、本発明を適用した現像装置５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１は、実施例１の現像装置５を、図４中の矢印Ａ方向から見た、仕切り部材５７と現像スリーブ５１との上面説明図であり、また、図８は、図１の一点鎖線で示す断面の断面説明図である。図８（ａ）はＡ−Ａ断面、図８（ｂ）はＢ−Ｂ断面の説明図である。図１及び図８においては、回収スクリュ５４や現像剤Ｇは省略している。

図１及び図８に示すように、現像装置５は、ギャップ形成部材５８と、加圧バネ６１と、突き当て部材６０とを備える。
ギャップ形成部材５８は、現像スリーブ５１の回転軸の軸線方向に延在するように仕切り部材５７に配置され、仕切り部材５７に対して現像スリーブ５１と接離する方向に移動可能ある。そして、ギャップ形成部材５８の現像スリーブ５１側の端部であるギャップ形成端部５８ｅが、仕切り部材５７の現像スリーブ側端部５７ｅよりも現像スリーブ５１の表面に近接することで、現像スリーブ５１の表面との間に仕切りギャップＳＧを形成する。また、加圧バネ６１は、ギャップ形成部材５８の軸線方向の両端部のバネ取付け部５８ａと、現像装置５のケーシング５ｃとの間に配置され、ギャップ形成部材５８を現像スリーブ５１に向けて付勢する付勢部材である。また、突き当て部材６０は、加圧バネ６１がギャップ形成部材５８を付勢することによって現像スリーブ５１の表面に突き当たる部材である。また、Ａ−Ａ断面が通る仕切り部材５７の軸線方向中央部には、図１及び図８に示すように、ギャップ形成部材５８を仕切り部材５７の上面との間で挟む、挟み部材５７ａが設けられている。

また、図１に示すように、現像スリーブ５１の表面上における突き当て部材６０が突き当たる部分は、現像剤Ｇを担持する現像剤担持領域５１ａよりも外側の現像剤非担持領域５１ｂである。現像スリーブ５１現像剤担持領域５１ａは、磁力によって担持される現像剤Ｇの担持を補助するように、摩擦係数を高めるような表面処理がなされている。これに対して、現像剤非担持領域５１ｂは摩擦係数を高めるような表面処理がなされていないため、このような現像剤非担持領域５１ｂに突き当て部材６０を当接させることで、突き当て部材６０及び現像スリーブ５１表面の摩耗の低減と、回転トルクの上昇の低減とを図ることができる。

上述した連れ回りに対しては、仕切りギャップＳＧを狭くすることが効果的である。仕切りギャップＳＧを狭めるために、現像装置５のケーシング５ｃを構成する仕切り部材５７の現像スリーブ側端部５７ｅそのものを現像スリーブ５１の表面に近づけるように設定することは困難である。このため、仕切り部材５７に現像スリーブ５１の表面との間の仕切りギャップＳＧを形成するギャップ形成部材５８を設ける構成が考えられる。
このようなギャップ形成部材５８を設ける構成として、仕切り部材５７に対して固定したギャップ形成部材５８を設けると、ギャップ形成部材５８が仕切り部材５７に対して固定であるため、公差も含めて所望の仕切りギャップＳＧを設定することは困難であった。

ここで、所望の仕切りギャップＳＧについて説明する。
まず、現像剤の経時劣化について説明する。
先に述べたように、現像剤は現像装置の経時使用によって流動性が低下する。図９は、二成分現像剤を用いる現像装置を備えた画像形成装置で画像形成を行った際の印刷枚数と現像剤の流速指数との関係を示すグラフである。
図９に示す現像剤の流速指数は、シスメックス社製「パウダーレオメータ ＦＴ−４」を用いて測定した値であり、以下の式で定義する。
流速指数＝（回転翼の先端スピードが１０［ｍｍ／ｓ］時のトータルエネルギー）／（回転翼の先端スピード１００［ｍｍ／ｓ］時のトータルエネルギー）
図９に示すように、使用枚数が進むに連れ現像剤の流動特性が悪化し、また、使用開始前半で大き区劣化したのち徐々に劣化が進む劣化特性を示す。

図１０は、それぞれの流速指数の状態の現像剤を用いて現像を行ったときに、連れ回りの発生を防止できる仕切りギャップＳＧの最大値と、現像剤の流速指数との関係を示すグラフである。
図１０に示すように、現像剤が経時劣化してその流速指数が上昇しても、仕切りギャップＳＧを狭く設定することにより、連れ回りを防止することが可能となる。

図１１は、図９と図１０との二つのグラフから求まるグラフであり、プリント稼動時間と各稼動時間の状態における仕切りギャップＳＧの上限値との関係を示すグラフである。
経時に渡って連れ回りなく安定して現像剤の分離を行うための仕切りギャップＳＧの上限値は、図１１中に示すラインであり、各プリント稼動時間のときに仕切りギャップＳＧの値がこのラインより下であれば連れ回りを防止することができる。
このため、図１１で示す例では、現像装置内の現像剤の寿命であるライフエンドを４００［ｋ枚］とすると、連れ回りを防止する所望の仕切りギャップＳＧは０．１７［ｍｍ］となる。

ギャップ形成部材５８を仕切り部材５７に対して固定設置した場合と、実施例１のように突き当ての場合との公差を図１１中に示す。
固定設置する位置固定方式では成型品によって仕切りギャップを与えようとしたときに、その公差は±０．１５［ｍｍ］、レンジで０．３０［ｍｍ］の確保が必要である。このためライフエンドにおける仕切りギャップＳＧの上限値（０．１７［ｍｍ］）以下に公差も含めて設定することは困難である。これを実現しようとすると、固定位置から仕切りギャップＳＧを形成する先端まで高精度なギャップ形成部材５８が必要で、さらに、ギャップ形成部材５８の仕切り部材５７に対する組み付け精度を高めるために現像装置５毎の調整も必要であるため、製造コストが高くなる。
これに対して、実施例１の現像装置５のように、突き当て方式の場合、突き当て部材６０の部品精度のみの管理で高精度に設定が可能で図１１にも示すようにその公差は、±０．０５［ｍｍ］、レンジで０．１０［ｍｍ］の範囲で設定が可能である。このように、突き当て部材６０の部品精度のみの管理で高精度に仕切りギャップＳＧを設定することが可能である。突き当て部材６０の部品精度のみの管理でよいため、製造コストを抑制でき、高精度に仕切りギャップＳＧを設定することで連れ回りの発生を防止することができる。

〔実施例２〕
次に、本発明を適用した現像装置５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１２は、実施例２の現像装置５を、図４中の矢印Ａ方向から見た、仕切り部材５７と現像スリーブ５１との上面説明図である。図１２においては、回収スクリュ５４や現像剤Ｇは省略している。また、実施例２では、図８（ａ）で示すＡ−Ａ断面における仕切りギャップＳＧが実施例１よりも広くなっている。

図１２に示すように、実施例２の現像装置５では、ギャップ形成部材５８の軸線方向の一端（図１２中の右側端部）は、仕切り部材５７に対して回動軸５８ｂによって回動可能に支持されている。さらに、ギャップ形成部材５８の軸線方向の他端側（図１２中の左側端部）に突き当て部材６０を設けている。

実施例１のように、ギャップ形成部材５８を現像スリーブ５１に対して突き当てることで、安価な構成で、現像剤が劣化しても連れ回りを防止できるような仕切りギャップＳＧの値を設定することができる。
しかし、突き当て部材６０が突き当たる現像スリーブ５１の表面は表面移動するため、突き当て部材６０の耐摩耗性を考慮する必要がある。突き当て部材６０の耐磨耗性が悪いと経時使用に伴い突き当て部材６０が摩耗して、仕切りギャップＳＧが狭くなり過ぎ、最悪の場合には、ギャップ形成部材５８が現像スリーブ５１に接触する。そして、仕切りギャップＳＧが狭くなり過ぎると、現像スリーブ５１の表面にトナーの固着が発生し、その結果、スジ状のノイズ画像が発生することがある。
一方、突き当て部材６０の耐磨耗性を高めることで突き当て部材６０の摩耗を防止することができるが、突き当て部材６０の耐磨耗性が高いと現像スリーブ５１側に削れが生じて、削り粉の混入に起因する点状のノイズ画像が発生することがある。さらに、現像スリーブ５１側の削れが進行すると、上述した突き当て部材６０が摩耗する場合と同様に、仕切りギャップＳＧが狭くなり過ぎ、現像スリーブ５１表面にトナーの固着が発生し、その結果、スジ状のノイズ画像が発生する場合がある。このような現像スリーブ５１側の摩耗の対策としては、突き当て部材６０が当接する現像剤非担持領域５１ｂの表面にｔａ−Ｃ（テトラヘデラル アモルファス カーボン）などの耐摩耗性コーティングを施せば解決の可能性があるが、コストアップを伴う。
さらに、突き当て方式は、現像スリーブ５１の両端部に低圧ではあるが突き当て部材６０を当接させるため、現像スリーブ５１の回転トルクの上昇を伴う。現像スリーブ５１の回転トルクの上昇は、消費電力の悪化につながり、装置の省エネルギー化に対して不利になる。また、当接部では微小な発熱を伴うため、低融点トナーの使用に対して不利になる。

本実施形態の現像装置５のように、回収搬送路５４ａと供給搬送路５３ａと分離した現像装置では、回収搬送路５４ａにおける搬送方向下流側端部の開口部である剤落下口７１の近傍の位置で現像剤Ｇの量が最も多くなり、連れ回りが生じやすい。すなわち、この現像剤Ｇの量が最も多くなる位置が、連れ回りを防止するために求められる仕切りギャップＳＧが最も狭くなる位置である。そして、軸線方向における他の位置は、現像剤Ｇの量が最も多くなる位置ほどの狭い仕切りギャップＳＧは要しない。

実施例２の現像装置５では、ギャップ形成部材５８の一端を仕切り部材５７に対して回動可動に支持し、他端側に、突き当て部材６０と加圧バネ６１とを配置している。このような構成により、ギャップ形成部材５８の他端側（図１２中の左側）ほど仕切りギャップＳＧを狭くすることができ、特に、剤落下口７１近傍は高精度に仕切りギャップＳＧを設定することが可能である。このように、高精度に仕切りギャップＳＧを設定することが出来る位置と、回収搬送路５４ａにおける現像剤Ｇの量が最も多くなる位置とを一致させることにより、連れ回りの発生を防止することができる。

また、実施例１の現像装置５ではギャップ形成部材５８の両端を加圧バネ６１によって付勢していたのに対して、実施例２の現像装置５ではギャップ形成部材５８の一端のみを付勢している。このため、加圧バネ６１の付勢力が同等であれば、ギャップ形成部材５８側から現像スリーブ５１に対する付勢力が半分となり、実施例１の構成よりも、現像スリーブ５１に回転トルクの上昇を抑制することができる。

さらに、実施例１の現像装置５では、ギャップ形成部材５８の全体が現像スリーブ５１に対して接離する方向に移動可能であるため、ギャップ形成部材５８に仕切り部材５７に対して位置が固定された部分が無い。このため、現像装置５のケーシング５ｃに対して位置が固定された仕切り部材５７や現像スリーブ５１に対する位置が比較的不安定であり、突き当てによって高精度に仕切りギャップＳＧを設定しようとすると、それぞれの加圧バネ６１はある程度の付勢力を要する。
これに対して、実施例２の現像装置５では、ギャップ形成部材５８の一端が仕切り部材５７に対して回動可能に回動軸５８ｂによって支持されており、回動軸５８ｂの部分においてはギャップ形成部材５８の仕切り部材５７に対する位置が固定されている。このため、仕切り部材５７や現像スリーブ５１に対する位置が比較的安定であり、突き当てによって高精度に仕切りギャップＳＧを設定しようとしたときに、１つの加圧バネ６１に求められる付勢力は実施例１の現像装置５よりも小さい。
１つの加圧バネ６１に求められる付勢力が小さくてすむことにより、上述した突き当て部材６０の摩耗や現像スリーブ５１表面の摩耗に起因する不具合の発生を抑制することができる。すなわち、突き当て方式に起因するノイズ画像の発生や微小な発熱、及び、現像スリーブ５１の回転トルクの上昇等を抑制することができる。

図１３は、経時で摩耗しても、現像スリーブ５１に対する接触面積が一定となる突き当て部材６０の斜視説明図である。図１４は、図１３に示す突き当て部材６０を実施例２の現像装置５に用いた場合の経時におけるギャップコントロール特性と公差の範囲を示すグラフである。
図１４中の「Ｆ側ＳＧ」は、現像装置５の手前側の仕切りギャップＳＧを示し、図１２における剤持上げ口７２近傍の仕切りギャップＳＧについてのグラフである。また、図１４中の「Ｒ側ＳＧ」は、現像装置５の奥側の仕切りギャップＳＧを示し、図１２における剤落下口７１近傍の仕切りギャップＳＧについてのグラフである。
ギャップコントロールは摩耗に関する下記の一般式より式（１）から式（２）へ変形し経時の摩耗深さよりギャップの値を求めている。

Ｋ＝Ｗ／（Ｐ・Ｖ・Ｔ） ・・・・・・・・（１）
Ｗ＝Ｋ・Ｐ・Ｖ・Ｔ
＝Ｋ・Ｖ・Ｔ・（Ｆ／Ｓ）
＝Ｋ・Ｖ・Ｔ・{Ｆ／（ｗ１×ｗ２）}
Ｆ／（ｗ１×ｗ２）・Ｋ・Ｔ・Ｖ ・・・・（２）
Ｋ：摩耗係数［ｃｍ・ｓｅｃ／ＭＰａ／ｍｍ／ｈｒ］
Ｗ：摩耗深さ［ｃｍ］
Ｐ：圧力［ＭＰａ］＝［Ｎ／ｍｍ^２］
Ｆ：バネ荷重［Ｎ］
Ｓ：接触面積 ｗ１×ｗ２［ｍｍ^２］
Ｖ：摺動速度［ｍ／ｍｉｎ］
Ｔ：時間［ｈｒ］

図１４のグラフを得た現像装置５の突き当て部材６０は、充填剤としてカーボンを１５［ｗｔ％］添加したＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）からなり、摩耗係数が５．２８×１０^−５のものを用い、そのサイズはｗ１＝２［ｍｍ］、ｗ２＝５［ｍｍ］である。
これにより、図１４に示すように、手前側（図１４中のＦ側）は位置固定で一定の仕切りギャップＳＧを公差±０．１５［ｍｍ］で維持している。また、奥側（図１４中のＲ側）は公差±０．０５［ｍｍ］で、仕切りギャップＳＧの上限値以下で経時に渡ってコントロールしている。

図１５は、経時で摩耗したときに、現像スリーブ５１に対する接触面積が徐々に広くなる突き当て部材６０の説明図であり、図１５（ａ）は斜視説明図、図１５（ｂ）は実際の突き当て部材６０の上面図である。図１６は、図１５に示す突き当て部材６０を実施例２の現像装置５に用いた場合の経時におけるギャップコントロール特性と公差の範囲を示すグラフである。
図１５に示す突き当て部材６０の接触面積変更パターンは図１７に示す通りであり、この突き当て部材６０の材質は図１３に示すものと同様に充填剤としてカーボンを添加したＰＴＦＥである。
図１５に示す突き当て部材６０の接触面積変更パターンの一部の計算例を表１に示す。

図１６に示すように、接触面積が徐々に広がる突き当て部材６０でも、手前側は図１３に示す構成と同様に（図１６中のＦ側）は位置固定で一定の仕切りギャップＳＧを公差±０．１５［ｍｍ］で維持している。また、奥側（図１６中のＲ側）は公差±０．０５［ｍｍ］で、仕切りギャップＳＧの上限値以下で、且つ、より上限値の変化に沿うように、経時に渡ってコントロールしている。

上述した本実施形態の現像装置５では、供給スクリュ５３が配置された供給搬送路５３ａと回収スクリュ５４が配置された回収搬送路５４ａとを備え、二つの現像剤搬送部材を備える構成であるが、本発明の特徴部を適用可能な現像装置の現像剤搬送部材の数としては二つに限るものではない。例えば、特許文献２の図３等に示すように、供給スクリュと回収スクリュとは別に撹拌スクリュを備え、回収搬送路における回収スクリュの下流側端部に到達した現像剤を撹拌スクリュが配置された攪拌搬送路に受渡し、攪拌搬送路における撹拌スクリュの下流側端部に到達した現像剤を供給搬送路に受け渡す現像装置においても本発明は適用可能である。
また、現像装置５は、回収スクリュ５４が仕切り部材５７を挟んで供給スクリュ５３よりも上方に配置された構成であるが、本発明の特徴部を適用可能な現像装置としてはこれに限るものではない。仕切りギャップＧＰを精度よく設定することで、連れ回りの防止を図ることができる現像装置であれば、回収スクリュ５４が仕切り部材５７を挟んで供給スクリュ５３よりも下方に配置された構成であっても適用可能である。

以上、本実施形態の現像装置５は、現像スリーブ５１及びマグネットローラ５５からなる現像ローラ５０と、供給スクリュ５３と、回収スクリュ５４とを有する。現像ローラ５０は、内部に備えたマグネットローラ５５の複数の磁極により磁性キャリアとトナーとからなる現像剤Ｇを、表面を構成する現像スリーブ５１上に担持し、現像スリーブ５１が回転して潜像担持体である感光体１と対向する現像領域で感光体１の表面上の潜像にトナーを供給する現像剤担持体である。供給スクリュ５３は、現像スリーブ５１の回転軸の軸線方向に沿って現像剤Ｇを搬送し、現像スリーブ５１に現像剤Ｇを供給する供給搬送部材である。回収スクリュ５４は、現像領域を通過後の現像スリーブ５１上から現像剤Ｇを受け渡され、現像剤Ｇを現像スリーブ５１の回転軸の軸線方向に沿って供給スクリュ５３とは逆方向に搬送する回収搬送部材である。供給スクリュ５３を配置した空間である供給搬送路５３ａと、回収スクリュ５４を配置した空間である回収搬送路５４ａとを仕切る仕切り部材５７の、軸線方向に直交する断面における端部は現像スリーブ５１の表面と対向する。このような現像装置５において、ギャップ形成部材５８と、加圧バネ６１と、突き当て部材６０とを備える。ギャップ形成部材５８は、仕切り部材５７に配置され、仕切り部材５７に対して現像スリーブ５１と接離する方向に移動可能で、仕切り部材５７の現像スリーブ側端部５７ｅよりも現像スリーブ５１の表面に近接することで現像スリーブ５１の表面との間に仕切りギャップＧＰを形成する。加圧バネ６１は、ギャップ形成部材５８を現像スリーブ５１に向けて付勢する付勢部材である。また、突き当て部材６０は、ギャップ形成部材５８における軸線方向の端部に設けられ、加圧バネ６１がギャップ形成部材５８を付勢することによって現像スリーブ５１の表面に突き当たる部材である。このような現像装置５においては、突き当て方式であるため、突き当て部材６０の部品精度のみの管理で高精度に仕切りギャップＧＰを設定することが可能である。突き当て部材５８の部品精度のみの管理でよいため、製造コストを抑制でき、高精度に仕切りギャップＧＰを設定することで連れ回りの発生を防止することができる。

また、実施例２の現像装置５では、ギャップ形成部材５８の軸線方向の一端は仕切り部材５７に対して回動可能に支持され、ギャップ形成部材５８の軸線方向の他端側に突き当て部材６０を設けている。このような構成により、ギャップ形成部材５８の他端側（図１２中の左側）ほど仕切りギャップＧＰを狭くすることができ、この他端側近傍は、高精度に仕切りギャップＧＰを設定することが可能である。このような他端側近傍と、回収搬送路５４ａにおける現像剤Ｇの量が最も多くなる位置（剤落下口７１近傍）とを一致させることにより、連れ回りの発生を防止することができる。よって、実施例２の現像装置５では、連れ回りを防止しつつ、突き当て方式に起因するノイズ画像の発生や現像スリーブ５１の回転トルクの上昇を抑制することができる。

実施例２の現像装置５では、ギャップ形成部材５８における軸線方向の突き当て部材６０を設けた端部は、回収搬送路５４ａにおける回収スクリュ５４の搬送方向下流側である。回収スクリュ５４の搬送方向下流側に突き当て部材６０を設け、狭い仕切りギャップＧＰを高精度に設定することで、回収搬送路５４ａ内における搬送方向下流側で生じる現像剤Ｇの嵩上昇に伴う連れ回りの発生を防止することができる。

また、本実施形態の現像装置５のように、回収搬送路５４ａと供給搬送路５３ａとの少なくとも一部が上下方向で重なるように配置することで、回収搬送路５４ａと供給搬送路５３ａとを水平方向に並べて配置する構成に比べて、現像装置５の水平方向の幅を小さくすることができる。さらに、回収スクリュ５４は仕切り部材５７を挟んで供給スクリュ５３よりも上方に配置する構成により、図２に示すように、画像形成装置の下方に配置された給紙部から排紙トレイまでの要し搬送経路の長さを短くできる。しかし、回収搬送路５４ａが上方であるため、重力が作用することで、下方にある供給搬送路５３ａに現像剤Ｇが移動しやすく、連れ回りが発生し易い構成である。このような構成であっても、突き当て方式で仕切りギャップＧＰを形成することで、連れ回りの発生を防止することができる。

また、現像装置５の現像スリーブ５１は、現像剤Ｇを担持する現像剤担持領域５１ａに現像剤Ｇの担持を補助する表面処理が施されており、突き当て部材６０は現像スリーブ５１の表面における表面処理が施されていない現像剤非担持領域５１ｂに当接する。これにより、突き当て部材６０の摩耗量の低減と、現像スリーブ５１の回転トルクの上昇の低減とを実現している。

また、現像装置５が備える突き当て部材６０は樹脂からなる。突き当て部材６０を樹脂とする事で、経時使用に伴い表面が磨耗し仕切りギャップＧＰが狭くなる。そして、仕切りギャップＧＰが狭くなることで、現像剤Ｇの劣化に伴い生じる現像剤流動特性の悪化によって生じる現像剤Ｇの連れ回りを防止することができる。また、突き当て部材６０自身の摩耗をある程度で抑制させることで現像スリーブ５１の摩耗防止及び接触面へのトナーの固着を防止して仕切りギャップＧＰが広くなる事を防止している。

また、突き当て部材６０としては、使用開始当初に現像スリーブ５１に当接する先端を形成する先端面と、先端面よりも根元側に先端面よりも幅が広い第二の面とを備える構成としてもよい。突き当て部材６０の当接面を二段構成とすることで第一の面が磨耗し仕切りギャップＧＰが下限値になったときにその経時進行を止めることが可能となる。これにより、ギャップ形成部材５８が現像スリーブ５１に接触して、その表面を削ったり、現像剤を介した摩擦によって表面にトナーの固着（汚れ）が生じ縦スジ状のノイズ画像を生じたり、することを防止できる。

また、突き当て部材６０としては、図１５に示すように、現像スリーブ５１に当接する先端部に対して根元部の方が幅を広く設定しても良い。突き当て部材６０の接触面の面積を徐々に広げていくことで、図１６に示すように、現像剤劣化の進行時間特性とギャップコントロール時間特性を同期させることが可能となり、現像剤Ｇの特性変動に合わせた最適なギャップコントロールが可能となる。これにより、現像剤劣化パターンに合わせたギャップコントロールパターンの調整を行うことができる。

また、突き当て部材５８は、０．０５［ｗｔ％］〜６０［ｗｔ％］の添加剤を含有したフッ素樹脂からなる。このように、突き当て部材６０をフッ素系樹脂にすることで非粘着性と低摩擦性を確保し、添加剤を充填する事で対摩耗性を調整することができる。そして、添加剤種と量の調整によって必要な摩耗特性を得ている。これにより、経時におけるギャップコントロール時間特性の感度を調整することができる。

また、本実施形態の複写機５００は、潜像を担持する潜像担持体である感光体１と、感光体１を帯電する帯電手段である帯電装置４０と、感光体１上の潜像を現像する現像手段と、感光体１に残留する転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段である感光体クリーニング装置２とを備える画像形成装置であり、複写機５００が備える現像手段として、現像装置５のように現像剤の連れ回りの発生を防止できる現像装置を用いることにより、長期にわたって画像濃度が安定し、良好な画像形成を行うことができる。また、現像装置５は水平方向にコンパクトであるため、複写機５００全体の水平方向の省スペース化を図ることができる。

また、本実施形態の複写機５００が備える作像部６は、潜像を担持する潜像担持体である感光体１と、感光体１上の潜像を現像する現像手段とを備える複写機５００における少なくとも感光体１と現像手段とを１つのユニットとして共通の保持体に保持させて複写機５００本体に対して着脱可能にしたプロセスカートリッジである。安定した画像濃度の現像を行うことができる現像装置５の複写機５００に対する交換性が高まる。

１ 感光体
２ 感光体クリーニング装置
５ 現像装置
６ 作像部
８ 中間転写ベルト
１０ 中間転写ユニット
１９ 二次転写バイアスローラ
２０ 定着装置
４０ 帯電装置
５０ 現像ローラ
５１ 現像スリーブ
５２ ドクタブレード
５３ 供給スクリュ
５３ａ 供給搬送路
５４ 回収スクリュ
５４ａ 回収搬送路
５７ 仕切り部材
５８ ギャップ形成部材
５８ｂ 回動軸
６０ 突き当て部材
６１ 加圧バネ
７１ 剤落下口
１００ プリンタ部
５００ 複写機
Ｇ 現像剤
Ｌ レーザ光
Ｐ 記録媒体
ＳＧ 仕切りギャップ

特開平１１−１７４８１０号公報 特開２００８−２６４０８号公報 特許第３９５０７３５号公報

Claims (11)

1. 内部に備えた複数の磁極により磁性キャリアとトナーとからなる現像剤を表面上に担持し、その表面が回転して潜像担持体と対向する現像領域で該潜像担持体の表面上の潜像にトナーを供給する現像剤担持体と、
   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と、
   該現像領域を通過後の該現像剤担持体上から該現像剤を受け渡され、該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とを有し、
   該供給搬送部材を配置した空間である供給搬送路と、該回収搬送部材を配置した空間である回収搬送路とを仕切る仕切り部材の、該軸線方向に直交する断面における端部が該現像剤担持体の表面と対向する現像装置において、
   上記仕切り部材に配置され、該仕切り部材に対して上記現像剤担持体と接離する方向に移動可能で、該仕切り部材の端部よりも該現像剤担持体の表面に近接することで該現像剤担持体表面との間に仕切りギャップを形成するギャップ形成部材と、
   該ギャップ形成部材を該現像剤担持体に向けて付勢する付勢部材と、
   該ギャップ形成部材における該軸線方向の端部に設けられ、該付勢部材が該ギャップ形成部材を付勢することによって該現像剤担持体の表面に突き当たる突き当て部材と、
   を備えることを特徴とする現像装置。
2. 請求項１の現像装置において、
   上記ギャップ形成部材の上記軸線方向の一端は該仕切り部材に対して回動可能に支持され、
   該ギャップ形成部材の該軸線方向の他端側に上記突き当て部材を設けたことを特徴とする現像装置。
3. 請求項２の現像装置において、
   上記ギャップ形成部材における上記軸線方向の上記突き当て部材を設けた端部は、
   上記回収搬送路における上記回収搬送部材の搬送方向下流側であることを特徴とする現像装置。
4. 請求項１乃至３の何れか１項に記載の現像装置において、
   上記回収搬送部材は上記仕切り部材を挟んで上記供給搬送部材よりも上方に配置されていることを特徴とする現像装置。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載の現像装置において、
   上記現像剤担持体は、上記現像剤を担持する領域に該現像剤の担持を補助する表面処理が施されており、
   上記突き当て部材は上記現像剤担持体の表面における上記表面処理が施されていない領域に当接することを特徴とする現像装置。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載の現像装置において、
   上記突き当て部材は樹脂からなることを特徴とする現像装置。
7. 請求項１乃至６の何れか１項に記載の現像装置において、
   上記突き当て部材は、使用開始当初に上記現像剤担持体に当接する先端を形成する先端面と、
   該先端面よりも根元側に該先端面よりも幅が広い第二の面とを備えることを特徴とする現像装置。
8. 請求項１乃至７の何れか１項に記載の現像装置において、
   上記突き当て部材は、上記現像剤担持体に当接する先端部に対して根元部の方が幅が広いことを特徴とする現像装置。
9. 請求項１乃至８の何れか１項に記載の現像装置において、
   上記突き当て部材は、０．０５［ｗｔ％］〜６０［ｗｔ％］の添加剤を含有したフッ素樹脂からなることを特徴とする現像装置。
10. 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乃至９のいずれか１項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。
11. 潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置における少なくとも該潜像担持体と該現像手段とを１つのユニットとして共通の保持体に保持させて画像形成装置本体に対して着脱可能にしたプロセスカートリッジにおいて、
    上記現像手段として、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の現像装置を用いたことを特徴とするプロセスカートリッジ。

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