JP5879275B2 - 現像装置、およびこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、二成分現像剤を用いて、像担持体上に形成された静電潜像を現像する為の現像装置、およびこの現像装置を備えた画像形成装置に関する。

従来、プリンター等の画像形成装置に用いられ、二成分現像剤を用いて、像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置として、特許文献１に記載されているような現像装置が知られている。かかる現像装置は、固定マグネットを内包する現像剤担持体と、この現像剤担持体上に形成される現像剤層の厚みを規制する層厚規制部材と、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤搬送部材と、を有する。

上記の技術では、現像剤搬送部材から現像剤担持体への現像剤の供給不良に伴う画像欠陥を防止するために、現像剤担持体の周速度が現像剤搬送部材の周速度の２倍以下に設定される。

特開２０００−１９８２２号公報

特許文献１に記載された技術のように、現像剤担持体の周速度が現像剤搬送部材の周速度の２倍以下に設定された場合、換言すれば、現像剤搬送部材の周速度が、現像剤担持体の周速度の２分の１以上に設定された場合、層規制部材の裏側に多量の現像剤が蓄えられる。この結果、現像剤同士の摺擦によって、現像剤の劣化が促進されるという課題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、特に、二成分現像剤が現像剤搬送部材から現像剤担持体に供給されるにあたり、現像剤の供給不足に伴う画像欠陥および現像剤の劣化を抑止することが可能な現像装置、およびこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の一局面に係る現像装置は、トナーおよびキャリアを含む二成分現像剤を収容する筐体と、前記筐体に配置され、軸部を備え、回転駆動され周面に前記現像剤を担持する現像剤担持体と、前記筐体内において、前記現像剤担持体と間隔をおいて配置され第１方向に前記現像剤が搬送される第１搬送路と、前記現像剤担持体と前記第１搬送路との間に配設され前記第１方向と逆方向の第２方向に前記現像剤が搬送される第２搬送路とを備え、前記第１および第２搬送路の間で前記現像剤が循環搬送される現像剤搬送路と、前記現像剤担持体に対向して前記第２搬送路に配設され、前記現像剤担持体に対向する領域において前記現像剤担持体とは逆方向に回転駆動され、前記第２方向に前記現像剤を搬送し、かつ、前記現像剤担持体に対向する領域において上方から下方に向かって回転されながら前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤搬送部材と、前記現像剤担持体の前記周面と間隔をおいて配置され、前記現像剤担持体に供給された前記現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、を有し、前記現像剤担持体の周速度をＶｄ、前記現像剤搬送部材の周速度をＶｓとした場合、２．０＜Ｖｄ／Ｖｓ＜７．０の関係を満たし、Ｖｄが１６７ｍｍ／ｓｅｃ以上２７６ｍｍ／ｓｅｃ以下に設定され、前記第２方向と交差する断面視において、前記現像剤搬送部材は、前記現像剤担持体の周面のうち前記軸部よりも下方の第１の位置において、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給し、前記層厚規制部材は、前記現像剤担持体の前記周面上の前記第１の位置よりも上方の第２の位置において、前記現像剤の層厚を規制することを特徴とする。

本構成によれば、現像剤搬送部材は、第２搬送路内で第２方向に現像剤を搬送し、かつ、現像剤担持体に前記現像剤を供給する。そして、２．０＜Ｖｄ／Ｖｓ＜７．０の関係を満たすように、現像剤担持体の周速度をＶｄおよび現像剤搬送部材の周速度をＶｓが設定される。このため、現像剤搬送部材から現像剤担持体に十分な現像剤が供給され、層厚規制部材によって規制される現像剤量にむらが生じることが抑止される。また、現像剤搬送部材から現像剤担持体に過量な現像剤が供給されることによって、層厚規制部材の周辺で現像剤に過剰な負荷がかかり、現像剤の劣化が促進されることが抑止される。また、本構成によれば、現像剤搬送部材が現像剤担持体に対向する領域において、余分な現像剤が重力によって下方に落下する。このため、過剰な現像剤が現像剤担持体に供給されることが抑止される。更に、本構成によれば、層厚規制部材の周辺から余分な現像剤が現像剤搬送部材に向かって落下することができる。このため、層厚規制部材の周辺で現像剤に過剰な負荷がかかり、現像剤の劣化が促進されることが一層抑止される。

上記の構成において、３．０＜Ｖｄ／Ｖｓ＜７．０の関係を満たすことが望ましい。

本構成によれば、層厚規制部材の周辺で現像剤に過剰な負荷がかかることが、一層抑制される。

上記の構成において、２．０＜Ｖｄ／Ｖｓ≦５．０の関係を満たすことが望ましい。

本構成によれば、現像剤搬送部材から現像剤担持体に十分な現像剤が安定して供給され、層厚規制部材によって規制される現像剤量にむらが生じることが一層抑止される。

上記の構成において、前記現像剤搬送部材は、回転軸と、前記回転軸回りに形成されたスクリュー羽根とを有することが望ましい。

本構成によれば、スクリュー羽根のピッチに依存して、現像剤搬送部材から現像剤担持体への現像剤の供給力が部分的に異なる場合であっても、現像剤搬送部材から現像剤担持体に十分な現像剤が供給され、層厚規制部材によって規制される現像剤量にむらが生じることが抑止される。また、現像剤搬送部材から現像剤担持体に過量な現像剤が供給されることによって、層厚規制部材の周辺で現像剤に過剰な負荷がかかり、現像剤の劣化が促進されることが抑止される。

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、上記の何れかに記載の現像装置と、表面に静電潜像が形成され、前記現像剤担持体から前記現像剤が供給される像担持体と、前記像担持体からシートに画像を転写する転写装置と、を備えることを特徴とする。

本構成によれば、層厚規制部材によって規制される現像剤量にむらが生じることが抑止される。また、層厚規制部材の周辺で現像剤に過剰な負荷がかかり、現像剤の劣化が促進されることが抑止される。この結果、シート上に形成された画像に、劣化に伴う濃度低下が生じることが抑止される。また、現像剤担持体への現像剤の供給不良に伴う部分的な濃度差が生じることが抑止される。

本発明によれば、二成分現像剤が現像剤搬送部材から現像剤担持体に供給されるにあたり、現像剤の供給不足に伴う画像欠陥および現像剤の劣化を抑止することが可能な現像装置、およびこれを備えた画像形成装置が提供される。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の外観を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る現像装置の断面図である。 本発明の一実施形態に係る現像装置の平面図である。 現像剤を消費させるサンプル画像の模式図である。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の外観を示す斜視図である。また、図２は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の内部構造を示す側断面図である。ここでは、画像形成装置１としてモノクロプリンターを例示するが、画像形成装置は、複写機、ファクシミリ装置、或いは、これらの機能を備える複合機であってもよく、またカラー画像を形成する画像形成装置であっても良い。

画像形成装置１は、略直方体形状の筐体構造を有する本体ハウジング１０と、この本体ハウジング１０内に収容される画像形成部３０と、定着部４０と、トナーコンテナ５０と、給紙部９０と、を含む。

本体ハウジング１０の前面側には前カバー１１が、後面側には後カバー１２が各々備えられている。前カバー１１が開放されることで、トナーコンテナ５０が前面側に露出する。これにより、ユーザーは、トナー切れの際にトナーコンテナ５０を本体ハウジング１０の前面側から取り出すことができる。後カバー１２は、シートジャムやメンテナンスの際に開放されるカバーである。画像形成部３０及び定着部４０の各ユニットは、後カバー１２が開放されることで、本体ハウジング１０の後面側から取り出し可能となる。また、本体ハウジング１０の側面には、左カバー１２Ｌ（図１）と、左カバー１２Ｌとは反対側の右カバー１２Ｒ（図１には表れていない）とが、それぞれ鉛直方向に延伸するように配設されている。左カバー１２Ｌの前側部分には、本体ハウジング１０内に空気を取り込むための吸気口１２Ｌａが配設されている。また、本体ハウジング１０の上面には、画像形成後のシートが排出される排紙部１３が備えられている。前カバー１１と、後カバー１２と、左カバー１２Ｌと、右カバー１２Ｒと、排紙部１３とによって画定される内部空間Ｓ（図２）に、画像形成を実行するための各種装置が内装される。

画像形成部３０は、給紙部９０から送り出されるシートにトナー画像を形成する画像形成処理を行う。画像形成部３０は、感光体ドラム３１（像担持体）と、この感光体ドラム３１の周囲に配置された、帯電装置３２、露光装置（図２には表れていない）、現像装置２０、転写ローラー３４（転写装置）及びクリーニング装置３５とを含む。画像形成部３０は、左カバー１２Ｌと右カバー１２Ｒとの間に、配設される。

感光体ドラム３１は、回転軸と、回転軸回りに回転する円筒面と、を備える。円筒面には、静電潜像が形成されるとともに、該静電潜像に応じたトナー像が円筒面に担持される。感光体ドラム３１としては、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料を用いた感光体ドラムを用いることができる。

帯電装置３２は、感光体ドラム３１の表面を均一に帯電するものであって、感光体ドラム３１に当接する帯電ローラーを含む。

クリーニング装置３５は、不図示のクリーニングブレードを有し、トナー像転写後の感光体ドラム３１の周面に付着したトナーを清掃するとともに、不図示の回収装置に該トナーを搬送する。

露光装置は、レーザー光源とミラーやレンズ等の光学系機器とを有し、感光体ドラム３１の周面に、パーソナルコンピューター等の外部装置から与えられる画像データに基づいて変調されたレーザー光を照射して、静電潜像を形成する。現像装置２０は、感光体ドラム３１上の前記静電潜像を現像してトナー像を形成するために、感光体ドラム３１の周面にトナーを供給する。現像装置２０は、感光体ドラム３１に供給するトナーを担持する現像ローラー２１と、現像ハウジング２１０（図３）の内部で現像剤を攪拌しながら循環搬送する第１搬送スクリュー２４及び第２搬送スクリュー２３とを含む。なお、本実施形態に係る現像装置２０については、後記で詳述する。

転写ローラー３４は、感光体ドラム３１の周面に形成されたトナー像をシート上に転写させるためのローラーである。転写ローラー３４は、感光体ドラム３１の円筒面に当接し、転写ニップ部を形成している。この転写ローラー３４には、トナーと逆極性の転写バイアスが与えられる。

定着部４０は、転写されたトナー像をシート上に定着する定着処理を行う。定着部４０は、加熱源を内部に備えた定着ローラー４１と、この定着ローラー４１に対して圧接され、定着ローラー４１との間に定着ニップ部を形成する加圧ローラー４２とを含む。トナー像が転写されたシートが前記定着ニップ部に通紙されると、トナー像は、定着ローラー４１による加熱および加圧ローラー４２による押圧により、シート上に定着される。

トナーコンテナ５０は、現像装置２０に補給するトナーを貯留する。トナーコンテナ５０は、トナーの主な貯留箇所となるコンテナ本体５１と、コンテナ本体５１の一側面の下部から突設された筒状部５２と、コンテナ本体５１の他の側面を覆う蓋部材５３と、コンテナ内部に収容されトナーを搬送する回転部材５４とを含む。トナーコンテナ５０内に貯留されたトナーは、回転部材５４が回転駆動されることによって、筒状部５２の先端下面に設けられたトナー排出口５２１から現像装置２０内に供給される。また、トナーコンテナ５０の上方を覆うコンテナ天板５０Ｈは、排紙部１３の下方に位置する（図２参照）。

給紙部９０は、画像形成処理が施されるシートを収容する給紙カセット９１を含む（図２）。この給紙カセット９１は、その一部が本体ハウジング１０の前面からさらに前方に突出している。給紙カセット９１のうち、本体ハウジング１０内に収容されている部分の上面は、給紙カセット天板９１Ｕによって覆われている。給紙カセット９１には、前記シートの束が収容されるシート収容空間、前記シートの束を給紙のためにリフトアップするリフト板等が備えられている。給紙カセット９１の後端側の上部にはシート繰出部９１Ａが設けられている。このシート繰出部９１Ａには、給紙カセット９１内のシート束の最上層のシートを１枚ずつ繰り出すための給紙ローラー９１Ｂが配置されている。

本体ハウジング１０内には、シートを搬送するために、主搬送路９２Ｆ及び反転搬送路９２Ｂが備えられている。主搬送路９２Ｆは、給紙部９０のシート繰出部９１Ａから画像形成部３０及び定着部４０を経由して、本体ハウジング１０上面の排紙部１３に対向して設けられている排紙口１４まで延びている。反転搬送路９２Ｂは、シートに対して両面印刷を行う場合に、片面印刷されたシートを主搬送路９２Ｆにおける画像形成部３０の上流側に戻すための搬送路である。

主搬送路９２Ｆは、感光体ドラム３１および転写ローラー３４によって形成される転写ニップ部を、下方から上方に向かって、通過するように延設される。また、主搬送路９２Ｆの、転写ニップ部よりも上流側には、レジストローラー対９３が配置されている。シートは、レジストローラー対９３にて一旦停止され、スキュー矯正が行われた後、画像転写のための所定のタイミングで、前記転写ニップ部に送り出される。主搬送路９２Ｆ及び反転搬送路９２Ｂの適所には、シートを搬送するための搬送ローラーが複数配置されており、例えば排紙口１４の近傍には排紙ローラー対９４が配置されている。

反転搬送路９２Ｂは、反転ユニット９５の外側面と、本体ハウジング１０の後カバー１２の内面との間に形成されている。なお、反転ユニット９５の内側面には転写ローラー３４及びレジストローラー対９３の一方のローラーが搭載されている。後カバー１２及び反転ユニット９５は、それらの下端に設けられた支点部１２１の軸回りに各々回動可能である。反転搬送路９２Ｂにおいてシートジャムが発生した場合、後カバー１２が開放される。主搬送路９２Ｆでシートジャムが発生した場合、或いは感光体ドラム３１のユニットや現像装置２０が外部に取り出される場合には、後カバー１２に加えて反転ユニット９５も開放される。

＜現像装置の説明＞
次に、本実施形態に係る現像装置２０について、詳述する。図３は、現像装置２０の内部構造を示す断面図である。また、図４は、現像装置２０の内部構造を示す平面図である。現像装置２０は、一方向（現像ローラー２１の軸方向）に長尺の箱形形状を有する現像ハウジング２１０（筐体）を備える。該現像ハウジング２１０は、内部空間２２０を有する。内部空間２２０には、現像ローラー２１（現像剤担持体）と、第１攪拌スクリュー２３および第２攪拌スクリュー２４（現像剤搬送部材）と、トナー補給口２５とが配設されている。本実施形態では、二成分現像方式として、この内部空間２２０には、非磁性トナーおよび磁性キャリアを含む現像剤が収容される。現像剤は、内部空間２２０内において攪拌搬送され、静電潜像を現像するために、逐次現像ローラー２１から感光体ドラム３１にトナーが供給される。

現像ローラー２１は、現像ハウジング２１０の長尺方向に延設される円筒形状を有する。現像ローラー２１は、軸部２１Ｃと、回転駆動される円筒形状のスリーブ２１Ｓと、スリーブ２１Ｓの内部に、軸方向に沿って固定配置される円柱形状のマグネット２１Ｍとを備える。スリーブ２１Ｓは、不図示の駆動手段によって、図３の矢印Ｄ３１方向に回転駆動され、周面に現像剤を担持する。マグネット２１Ｍは、スリーブ２１Ｓの内部に、スリーブ２１Ｓの周方向に複数の磁極を有する固定磁石である。マグネット２１Ｍは、周方向に配置される不図示の５つの磁極Ｓ１極、Ｎ１極、Ｓ２極、Ｎ２極、Ｎ３極を備える。Ｓ１極は、マグネット２１Ｍのうち、前方かつ上方の位置に配置され、後記の層規制部材６０に対向して配置される。Ｓ１極は、規制極として、現像剤層を規制するために使用される。Ｎ１極は、マグネット２１Ｍのうち、後方かつ上方の位置に配置される。Ｎ１極は、現像極として、感光体ドラム３１にトナーを供給する機能を備える。Ｎ２極は、マグネット２１Ｍのうち、前方かつ下方の位置に配置され、第２攪拌スクリュー２４に対向して配置される。Ｎ２極は、キャッチ極として、現像ローラー２１に現像剤を汲み上げる機能を備える。Ｓ２極は、マグネット２１Ｍのうち、Ｎ１極よりもスリーブ２１Ｓの回転方向下流側であって、Ｎ２極よりもスリーブ２１Ｓの回転方向上流側の位置に配置される。Ｓ２極は、主に、マグネット２１Ｍのうち、後方かつ下方の位置に配置される。Ｓ２極は、Ｎ１極において、感光体ドラム３１側に移動されなかったトナーを含む現像剤を、現像ハウジング２１０まで搬送する搬送極としての機能を備える。Ｎ３極は、Ｓ２極より下流側で、かつＮ２極よりも上流側に配置され、スリーブ２１Ｓに担持された現像剤を現像ハウジング２１０に回収する機能を有している。スリーブ２１Ｓ上に担持された現像剤は、現像ハウジング２１０に配設された開口部（不図示）まで搬送され、対向する感光体ドラム１４にトナーが供給される。

現像ハウジング２１０の内部空間２２０は、不図示の天板によって覆われるとともに、左右方向に延びる仕切り板２２によって、左右方向に長尺の第１搬送路２２１と第２搬送路２２２とに区画されている。第１搬送路２２１は、現像ローラー２１と間隔をおいて配置され、第１搬送路２２１を第１方向に現像剤が搬送される。第２搬送路２２２は、現像ローラー２１と第１搬送路２２１との間に配置され、第２搬送路２２２を現像剤が第１方向と逆方向の第２方向に搬送される。仕切り板２２は、現像ハウジング２１０の左右方向の幅よりも短く、仕切り板２２の左端及び右端には、第１搬送路２２１と第２搬送路２２２とをそれぞれ連通させる第１連通路２２３及び第２連通路２２４が備えられている。これにより、内部空間２２０には、第１搬送路２２１、第１連通路２２３、第２搬送路２２２及び第２連通路２２４に至る循環経路（現像剤搬送路）が形成される。現像剤は、該循環経路内を図４において反時計回りに搬送される。

トナー補給口２５は、前記天板に穿孔された開口部であり、第１搬送路２２１の左端付近の上方に配置されている（図４）。トナー補給口２５は、上記の循環経路に対向して配置され、トナーコンテナ５０から補給される補給トナーを内部空間２２０に受け入れる機能を備える。本実施形態では、トナー補給口２５は、平面視で１４ｍｍ×８ｍｍの開口からなる。

第１攪拌スクリュー２３は、第１搬送路２２１に配設されている。第１攪拌スクリュー２３は、第１回転軸２３ａと、この第１回転軸２３ａの周上にスパイラル状に突設された第１螺旋羽根２３ｂとを含む。第１攪拌スクリュー２３は、不図示の駆動手段によって第１回転軸２３ａ回り（図３の矢印Ｄ３３、図４の矢印Ｒ２）に回転駆動されることで、図４の矢印Ｄ１方向（第２方向）に現像剤を搬送する。第１攪拌スクリュー２３は、トナー補給口２５が第１搬送路２２１に対向する位置を通過するように現像剤を搬送する。これにより、第１攪拌スクリュー２３は、トナー補給口２５から流入する新しいトナーと、第１搬送路２２１を搬送される現像剤とを混合し、混合された現像剤を第２搬送路２２２側に受け渡す機能を有する。なお、本実施形態では、第１螺旋羽根２３ｂの外径は２５ｍｍであり、軸方向のピッチは２０ｍｍに設定される。第１攪拌スクリュー２３の搬送性能に応じて、前記ピッチは変更可能であるが、トナーの搬送能力を維持する上では１５ｍｍが下限とされることが好ましい。第１攪拌スクリュー２３のトナー搬送方向（Ｄ１方向）下流側には、第１パドル２３ｃが配設されている。第１パドル２３ｃは、第１回転軸２３ａ上に配設された板状部材である。第１パドル２３ｃは、第１回転軸２３ａと共に回転され、図４の矢印Ｄ３方向に向かって、第１搬送路２２１から第２搬送路２２２に、現像剤を受け渡す。本実施形態では、第１パドル２３ｃの軸方向の長さは、１０ｍｍに設定される。

第２攪拌スクリュー２４は、第２搬送路２２２に配設されている。第２攪拌スクリュー２４は、第２回転軸２４ａ（回転軸）と、この第２回転軸２４ａの周上にスパイラル状に突設された第２螺旋羽根２４ｂ（スクリュー羽根）とを含む。第２攪拌スクリュー２４は、不図示の駆動手段によって第２回転軸２４ａ回り（図３の矢印Ｄ３２、図４の矢印Ｒ１）に回転駆動されることで、図４の矢印Ｄ２方向（第１方向）に現像剤を搬送する。第２攪拌スクリュー２４は、第２搬送路２２２内で、現像剤を搬送するとともに、現像ローラー２１に現像剤を供給する。なお、本実施形態では、第２螺旋羽根２４ｂの外径は２５ｍｍであり、軸方向のピッチは２０ｍｍに設定される。第２攪拌スクリュー２４の搬送性能に応じて、前記ピッチは変更可能であるが、トナーの搬送能力を維持する上では１５ｍｍが下限とされることが好ましい。

第２攪拌スクリュー２４は、現像ローラー２１よりも、前方かつ下方の位置に、配置される。第２攪拌スクリュー２４は、現像ローラー２１に対向して配置される。第２攪拌スクリュー２４は、現像ローラー２１に対向する領域において、現像ローラー２１のスリーブ２１Ｓとは逆方向に回転駆動される（図３の矢印Ｄ３２）。第２攪拌スクリュー２４の回転に伴って、第２攪拌スクリュー２４からスリーブ２１Ｓに現像剤が供給される。第２攪拌スクリュー２４の回転軸２４ａは、現像ローラー２１の軸部２１Ｃよりも下方に位置する。更に、第２攪拌スクリュー２４の回転軸２４ａは、スリーブ２１Ｓの周面の下端部よりも下方に位置する。本実施形態では、現像ローラー２１へのトナーの供給経路は、第２攪拌スクリュー２４から供給される経路のみによって形成される。第２攪拌スクリュー２４は、現像ローラー２１のスリーブ２１Ｓの周面上の第１の位置Ｐ１において、上方から下方に回転されながら、スリーブ２１Ｓに現像剤を供給する。前記第１の位置Ｐ１は、現像ローラー２１の軸部２１Ｃよりも下方に位置する。

第２攪拌スクリュー２４の現像剤の搬送方向（Ｄ２方向）下流側には、第２パドル２４ｃが配設されている。第２パドル２４ｃは、第２回転軸２４ａ上に配設された板状部材である。第２パドル２４ｃは、第２回転軸２４ａと共に回転され、図４の矢印Ｄ４方向に向かって、第２搬送路２２２から第１搬送路２２１に、現像剤を受け渡す。本実施形態では、第２パドル２４ｃの軸方向の長さは、１０ｍｍに設定される。

現像装置２０は、更に、層規制部材６０（層厚規制部材）を備える。

層規制部材６０は、現像ローラー２１よりも、前方かつ上方の位置に配置される。層規制部材６０は、現像ローラー２１の軸方向に沿って、現像ローラー２１（スリーブ２１Ｓ）の周面に対向して配置される。層規制部材６０は、磁性材料から構成される板状部材である。層規制部材６０は、現像ローラー２１の回転軸と直交する断面において、現像ローラー２１に向かう方向を長辺とする矩形形状を備える。層規制部材６０の先端部は、現像ローラー２１のスリーブ２１Ｓと、間隔を置いて配置される。この結果、前記先端部と、スリーブ２１Ｓとの間で、層規制ギャップＧが形成される。層規制部材６０は、第２攪拌スクリュー２４からスリーブ２１Ｓ上に供給された現像剤の層厚を規制する。詳しくは、層規制部材６０は、前記第１の位置Ｐ１よりも上方の第２の位置Ｐ２において、現像剤の層厚を規制する。

かくして、本実施形態では、第２攪拌スクリュー２４は、スリーブ２１Ｓの周面のうち、鉛直下方に面する第１の位置Ｐ１に向かって、現像剤をスリーブ２１Ｓに供給する。また、層規制部材６０は、スリーブ２１Ｓの周面のうち、第１の位置Ｐ１よりも上方に位置する第２の位置Ｐ２に形成された層規制ギャップＧにおいて、スリーブ２１Ｓ上の現像剤の厚さを規制する。更に、層規制部材６０の層規制ギャップＧに進入されなかった現像剤は、スリーブ２１Ｓの回転方向上流側に向かって流動した後、下方に位置する第２攪拌スクリュー２４まで落下する（図３の矢印Ｄ３４）。

＜現像ローラー２０および第１攪拌スクリュー２４の周速度比について＞
従来、二成分現像剤が使用された現像装置では、攪拌スクリューの周速度に対する現像ローラーの周速度の比が、２倍以下に設定され、特に、０．５倍から１．５倍の範囲に設定された。このように、現像ローラーの周速度と攪拌スクリューの周速度とが互いに近づくことによって、現像ローラーに多量の現像剤が供給され、層規制部材の裏側に潤沢な現像剤の滞留部が形成された。この結果、現像ローラーに供給される現像剤の量が多少変動した場合であっても、前記滞留部の現像剤が前記変動を補うことができるため、層厚規制後の現像剤量が安定して維持された。

一方、層規制部材の裏側に形成された現像剤の滞留部では、現像剤同士の摺擦が増大するため、現像剤の劣化が促進される。特に、本発明の発明者は、前記現像剤の劣化が、現像ローラーの周速度（回転数）よりも滞留部の現像剤量に依存していることを知見した。長期に亘って安定した画像が提供されるためには、画質欠陥が生じない範囲で好適な量の現像剤が現像ローラーに供給されるとともに、層規制部材周辺での現像剤の劣化が抑止される必要がある。

上記のような課題を解決するために、本実施形態では、現像ローラー２０の周速度Ｖｄと、第２攪拌スクリュー２４の周速度Ｖｓとの比が好適に設定される。特に、本実施形態では、２．０＜Ｖｄ／Ｖｓ＜７．０の関係を満たすように、現像剤担持体の周速度をＶｄおよび現像剤搬送部材の周速度をＶｓが設定される。この結果、第２攪拌スクリュー２４から現像ローラー２１に十分な現像剤が供給され、層規制部材６０によって規制される現像剤量にむらが生じることが抑止される。特に、上記の関係が満たされることによって、現像ローラー２１の軸方向における濃度差が低減されるとともに、第２攪拌スクリュー２４の第２螺旋羽根２４ｂのピッチに応じた濃度差（斜めの色帯）が抑制される。また、第２攪拌スクリュー２４から現像ローラー２１に過量な現像剤が供給されることによって、層規制部材６０の周辺で現像剤に過剰な負荷がかかり、現像剤の劣化が促進されることが抑止される。

次に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は下記の実施例によって限定されるものではない。なお、以後の各実施例は、下記の実験条件にて行った。

＜実験条件＞
・感光体ドラム３１：ＯＰＣドラム
・感光体ドラム３１の周速度：１４６ｍｍ／ｓｅｃ
・層規制ギャップＧ：０．３ｍｍ
・現像バイアスＡＣ成分：矩形波振幅１．２ｋＶ、Ｄｕｔｙ５０％
現像バイアスＤＣ成分：３００Ｖ
・感光体ドラム３１の表面電位（背景部／画像部）：４３０Ｖ／６０Ｖ
・感光体ドラム３１の直径：２４ｍｍ
・現像ローラー２１の直径：１６ｍｍ
・第２攪拌スクリュー２４の直径：２５〜２６ｍｍ
・非磁性トナーの平均粒子径：６．５μｍ（Ｄ５０）
・磁性キャリアの平均粒子径：３５μｍ（Ｄ５０）
・現像ハウジング２１０内の現像剤量：３５０ｇ
・トナー濃度：１２％

＜実験方法＞
後記の表１、表２および表３に、実験１から実験２７までの個別条件を示す。それぞれ、現像ローラー２１の周速度Ｖｄおよび第２攪拌スクリュー２４の周速度Ｖｓが変化され、周速度比Ｖｄ／Ｖｓが設定された場合の画像濃度低下および左右画像濃度差について評価した。各実験では、事前に図５に示されるサンプル画像パターンを３００枚印刷する。同サンプル画像は、Ｂ／Ｗ比（白黒比）が２０％に設定されている。領域Ａ１は画像濃度測定用のパッチであり、領域Ａ２はトナー消費用パッチである。領域Ａ１は、シートＰの先端側かつ幅方向の両端部において、１０ｍｍ角に形成されたパッチである。領域Ａ２は、２本の帯状に形成されたパッチである。前記３００枚の事前印刷を行った段階で、初期画像濃度として領域Ａ１の濃度を測定する。その後、耐久テストを実施する。耐久テストでは、Ｂ／Ｗ比（白黒比）が１％の画像を１枚間欠動作で１万枚印刷し、終了後の画像濃度を再び測定した。

表１から表３において、画像濃度低下の評価は、Ｉ．Ｄ（測定濃度）＜１．０の場合に×とし、１．０≦Ｉ．Ｄ＜１．１の場合に△とし、１．１≦Ｉ．Ｄの場合に○として評価した。また、左右濃度差は、図５の領域Ａ１に示されるパッチ間の濃度差を意味し、０≦濃度差＜０．１の場合に○とし、０．１≦濃度差＜０．２の場合に△とし、０．２≦濃度差の場合に×として評価した。

画像濃度低下は、現像剤の劣化に伴う、現像剤の帯電性の低下に起因する。したがって、画像濃度低下が抑制されることは、現像剤の劣化が抑止されていることを意味する。また、左右画像濃度差は、第２攪拌スクリュー２４の搬送方向（図４の矢印Ｄ２）の下流側において、現像ローラー２１への現像剤の供給量が不足することによって、前記パッチ間に濃度差が生じる事を意味する。換言すれば、左右画像濃度差が抑制されることは、現像ローラー２１への現像剤の供給が好適に維持されることを意味する。

表１は、現像ローラー２１の周速度Ｖｄが２７６ｍｍ／ｓｅｃであって、第２攪拌スクリュー２４の周速度Ｖｓが変化された場合の各実験結果を示している。

また、表２は、現像ローラー２１の周速度Ｖｄが２０７ｍｍ／ｓｅｃであって、第２攪拌スクリュー２４の周速度Ｖｓが変化された場合の各実験結果を示している。

また、表３は、現像ローラー２１の周速度Ｖｄが１６７ｍｍ／ｓｅｃであって、第２攪拌スクリュー２４の周速度Ｖｓが変化された場合の各実験結果を示している。

表１、表２、表３に示されるように、現像ローラー２１の周速度Ｖｄおよび第２攪拌スクリュー２４の周速度Ｖｓに関して周速度比Ｖｄ／Ｖｓが、２．０＜Ｖｄ／Ｖｓ＜７．０の関係を満たす場合に、画像濃度低下が抑止され、左右画像濃度差が拡大されることが抑止された。すなわち、第２攪拌スクリュー２４から現像ローラー２１に安定して現像剤が供給されるとともに、層規制部材６０の裏側において必要最低限の現像剤が滞留され、現像剤の劣化が好適に防止された。また、周速度比Ｖｄ／Ｖｓが、３．０＜Ｖｄ／Ｖｓの範囲においては、現像剤の劣化が更に抑止され、画像濃度低下が一層抑制された。また、Ｖｄ／Ｖｓ≦５．０の範囲においては、現像ローラー２１への現像剤の供給が安定して維持され、左右画像濃度差が一層抑止された。

なお、上記の実施形態では、図３に示されるように、第２攪拌スクリュー２４の第２回転軸２４ａの軸方向（第１方向）と交差する断面視において、第２攪拌スクリュー２４は、現像ローラー２１の軸部２１Ｃよりも下方の周面上の第１の位置Ｐ１において、現像ローラー２１に現像剤を供給する。また、層規制部材６０は、現像ローラー２１の周面上の第１の位置Ｐ１よりも上方の第２の位置Ｐ２において、現像剤の層厚を規制する。このような構成においては、上記の周速度比Ｖｄ／Ｖｓにおいて２．０＜Ｖｄ／Ｖｓ＜７．０の関係が満たされた場合の作用効果が好適に発現される。すなわち、図３の矢印Ｄ３４に示されるように、層規制部材６０の裏側（前方かつ下方側）において滞留した現像剤のうち、余分な現像剤は下方の第２攪拌スクリュー２４に向かって落下することが可能となる。換言すれば、第１の位置Ｐ１よりも下方の現像ローラー２１の周面上において現像剤の層厚が規制される他の構成においては、滞留した現像剤の逃げ場がないため、現像剤の劣化が促進されやすい。したがって、上記の層規制部材６０の配置と、前記周速度比Ｖｄ／Ｖｓの関係とによって、二成分現像剤の劣化と画像濃度のむら（濃度差）とが好適に抑制される。

更に、上記の実施形態では、第２攪拌スクリュー２４は、現像ローラー２１に対向する領域において、上方から下方に向かって回転されながら、現像ローラー２１に現像剤を供給する（図３）。このため、第２攪拌スクリュー２４が現像ローラー２１に対向する領域において、余分な現像剤が重力によって下方に落下する。この結果、過剰な現像剤が現像ローラー２１に供給されることが一層抑止される。

１ 画像形成装置
２０ 現像装置
２１ 現像ローラー（現像剤担持体）
２１Ｍ マグネット
２１Ｓ スリーブＳ
２１０ 現像ハウジング（筐体）
２２ 仕切り板
２２０ 内部空間
２２１ 第１搬送路
２２２ 第２搬送路
２２３ 第１連通路
２２４ 第２連通路
２３ 第１攪拌スクリュー
２３ａ 第１回転軸
２３ｂ 第１螺旋羽根
２３ｃ 第１パドル
２４ 第２攪拌スクリュー（現像剤搬送部材）
２４ａ 第２回転軸（回転軸）
２４ｂ 第２螺旋羽根（スクリュー羽根）
２４ｃ 第２パドル
２５ トナー補給口
２６ 搬送能力抑制部
２７ 滞留部
３０ 画像形成部
３１ 感光体ドラム（像担持体）
３２ 帯電装置
３４ 転写ローラー（転写装置）
５０ トナーコンテナ
５０ａ トナー搬送路
５２１ トナー排出口
５４ 回転部材
６０ 層規制部材（層厚規制部材）

Claims (5)

1. トナーおよびキャリアを含む二成分現像剤を収容する筐体と、
   前記筐体に配置され、軸部を備え、回転駆動され周面に前記現像剤を担持する現像剤担持体と、
   前記筐体内において、前記現像剤担持体と間隔をおいて配置され第１方向に前記現像剤が搬送される第１搬送路と、前記現像剤担持体と前記第１搬送路との間に配設され前記第１方向と逆方向の第２方向に前記現像剤が搬送される第２搬送路とを備え、前記第１および第２搬送路の間で前記現像剤が循環搬送される現像剤搬送路と、
   前記現像剤担持体に対向して前記第２搬送路に配設され、前記現像剤担持体に対向する領域において前記現像剤担持体とは逆方向に回転駆動され、前記第２方向に前記現像剤を搬送し、かつ、前記現像剤担持体に対向する領域において上方から下方に向かって回転されながら前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤搬送部材と、
   前記現像剤担持体の前記周面と間隔をおいて配置され、前記現像剤担持体に供給された前記現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、を有し、
   前記現像剤担持体の周速度をＶｄ、前記現像剤搬送部材の周速度をＶｓとした場合、２．０＜Ｖｄ／Ｖｓ＜７．０の関係を満たし、Ｖｄが１６７ｍｍ／ｓｅｃ以上２７６ｍｍ／ｓｅｃ以下に設定され、
   前記第２方向と交差する断面視において、前記現像剤搬送部材は、前記現像剤担持体の周面のうち前記軸部よりも下方の第１の位置において、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給し、
   前記層厚規制部材は、前記現像剤担持体の前記周面上の前記第１の位置よりも上方の第２の位置において、前記現像剤の層厚を規制することを特徴とする現像装置。
2. ３．０＜Ｖｄ／Ｖｓ＜７．０の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. ２．０＜Ｖｄ／Ｖｓ≦５．０の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
4. 前記現像剤搬送部材は、回転軸と、前記回転軸回りに形成されたスクリュー羽根とを有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の現像装置。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載の現像装置と、
   表面に静電潜像が形成され、前記現像剤担持体から前記現像剤が供給される像担持体と、
   前記像担持体からシートに画像を転写する転写装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。

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