JP6755699B2

JP6755699B2 - 現像装置

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Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機などの電子写真技術を用いた画像形成装置に好適な現像装置に関する。

プリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機などの画像形成装置は、感光ドラム上に形成した静電潜像を現像剤により現像して、可視像化する現像装置を備えている。現像装置では、非磁性トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤（以下、単に現像剤と呼ぶ）が用いられている。現像装置として、現像スリーブに現像剤を供給する現像室と、現像スリーブより剥離された現像剤を回収する撹拌室とを備え、現像室と撹拌室とで現像剤を循環させる、所謂、機能分離型の構成が知られている（特許文献１、特許文献２）。現像室と撹拌室は互いに連通口によって連通されており、各室内には現像剤を搬送する現像スクリュー、撹拌スクリューがそれぞれ配設されている。

機能分離型の現像装置の場合、現像剤が安定した状態（所謂、定常状態）に至ると、撹拌室では、現像剤の剤面高さが撹拌スクリューの現像剤搬送方向上流から下流へ向けて徐々に高くなる。そして、現像剤は撹拌スクリューの現像剤搬送方向下流側の連通口を通って撹拌室から現像室へと受け渡される。なお、以下の説明において、特に断りなく上流又は下流といった場合、撹拌スクリューの現像剤搬送方向上流又は現像剤搬送方向下流を指す。

また、画像形成に応じてキャリアが劣化し帯電性能が低下するので、新しい現像剤を補給すると共に余分な現像剤を排出口から排出する、所謂キャリアリフレッシュ方式（ＡＣＲ方式）の装置も知られている（特許文献３）。キャリアリフレッシュ方式の現像装置の一例として、撹拌スクリューの下流に、撹拌スクリューと反対方向に現像剤を搬送する返しスクリューが配置され、さらにその下流に排出口が形成されている装置がある。この装置の場合、撹拌スクリューに搬送される現像剤のうち返しスクリューの搬送力に逆らって下流側に移動した現像剤が排出口から排出される。

特開２０１０−１９７５３９号公報特開２００９−１９２５５４号公報特開昭５９−１００４７１号公報

上述の現像装置では、現像剤の流動性が低くなると撹拌室から現像室への現像剤の受け渡しが抑制され、撹拌室内で現像剤の剤面が高くなりやすい。撹拌室内で現像剤の剤面が高くなると、現像剤が現像スリーブの表面に接触した状態になり、現像スリーブに連れ回されやすくなる。また、現像剤が現像スリーブより剥離され難くなり、剥離されなかった現像剤が現像スリーブに連れ回される。こうして現像スリーブに連れ回される現像剤は、現像室から供給される現像剤とともに現像に供される。しかし、現像スリーブに連れ回される現像剤は現像室から供給される現像剤に比べてトナー濃度が低く、現像に供されると濃度ムラのような画像不良を生じさせ得る。

例え現像剤の流動性が低くなっても撹拌室から現像室への現像剤の受け渡しを抑制させないためには、下流側の連通口を撹拌スクリューに沿って下流側に幅広くすることが考えられる。ただし、単に連通口を下流側に幅広くすると、連通口が返しスクリューにまでかかってしまい現像剤のほとんどが現像室に受け渡されることから、現像剤の排出が抑制され得る。かといって、連通口を幅広くするために返しスクリューをも下流側に移動させるとなると、現像容器ひいては現像装置を大型化するしかなく、これは最近の装置の小型化の要望に反する。そこで、現像剤の排出を抑制することなく、撹拌室から現像室への現像剤の受け渡しを行い得る装置が従来から望まれていたが、未だそうした装置は提案されていない。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、機能分離型の構成で、撹拌室から現像室への現像剤の受け渡しを適切に且つ排出口からの現像剤の排出を抑制することなしに行い得る現像装置の提供を目的とする。

本発明は、現像装置であって、回転可能に設けられ、トナーとキャリアを含む現像剤を担持して像担持体と対向する現像領域に前記現像剤を搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する第一室と、前記現像領域を通過した前記現像剤を前記現像剤担持体から回収する第二室と、前記現像剤を前記第二室から前記第一室に連通することを許容する第一連通部と、前記現像剤を前記第一室から前記第二室に連通することを許容する第二連通部と、前記第一室に配置され、前記現像剤を前記第一連通部から前記第二連通部に向かう第一方向に搬送する第一搬送スクリューと、前記第二室に配置され、前記現像剤を前記第二連通部から前記第一連通部に向かう第二方向に搬送する第一羽根部と、前記第二方向に関して前記第一羽根部よりも下流に配置され、前記第二室の前記現像剤を前記第一方向に搬送し且つ前記第一連通部を介して前記第一室に受け渡すための第二羽根部と、を有する第二搬送スクリューと、前記第一室と前記第二室とを仕切るための第一隔壁部と、前記第一隔壁部に設けられ、前記現像領域を通過した前記現像剤を前記現像剤担持体から前記第二室へ案内する案内面と、前記第二室に設けられ、前記第二方向に関して前記第一連通部よりも下流且つ前記第二羽根部よりも下流に配置され、前記現像装置から前記現像剤の一部を排出するための現像剤排出部と、を備え、前記第一搬送スクリューは、前記現像剤担持体よりも下方に配置されており、前記第二方向に関して、前記第二羽根部は、前記第一連通部とオーバーラップしており、前記第二方向に関して、前記第一連通部の前記第二羽根部に対向している領域には、前記第一連通部の一部を仕切るための第二隔壁部が設けられており、前記第二隔壁部の上端は、前記第一連通部の下端よりも上方、且つ、前記現像剤排出部の上端と下端の間、且つ、前記第二羽根部の上端と下端の間、に在る、ことを特徴とする。

本発明は、現像装置であって、回転可能に設けられ、トナーとキャリアを含む現像剤を担持して像担持体と対向する現像領域に前記現像剤を搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する第一室と、前記現像領域を通過した前記現像剤を前記現像剤担持体から回収する第二室と、前記現像剤を前記第二室から前記第一室に連通することを許容する第一連通部と、前記現像剤を前記第一室から前記第二室に連通することを許容する第二連通部と、前記第一室に配置され、前記現像剤を前記第一連通部から前記第二連通部に向かう第一方向に搬送する第一搬送スクリューと、前記第二室に配置され、前記現像剤を前記第二連通部から前記第一連通部に向かう第二方向に搬送する第一羽根部と、前記第二方向に関して前記第一羽根部よりも下流に配置され、前記第二室の前記現像剤を前記第一方向に搬送し且つ前記第一連通部を介して前記第一室に受け渡すための第二羽根部と、を有する第二搬送スクリューと、前記第一室と前記第二室とを仕切るための第一隔壁部と、前記第二室に設けられ、前記第二方向に関して前記第一連通部よりも下流且つ前記第二羽根部よりも下流に配置され、前記現像装置から前記現像剤の一部を排出するための現像剤排出部と、を備え、前記第一搬送スクリューは、前記現像剤担持体よりも下方に配置されており、前記第一隔壁部は、前記現像剤担持体の近傍まで延設されており、前記第二方向に関して、前記第二羽根部は、前記第一連通部とオーバーラップしており、前記第二方向に関して、前記第一連通部の前記第二羽根部に対向している領域には、前記第一連通部の一部を仕切るための第二隔壁部が設けられており、前記第二隔壁部の上端は、前記第一連通部の下端よりも上方、且つ、前記現像剤排出部の上端と下端の間、且つ、前記第二羽根部の上端と下端の間、に在る、ことを特徴とする。
また、本発明は、現像装置であって、回転可能に設けられ、トナーとキャリアを含む現像剤を担持して像担持体と対向する現像領域に前記現像剤を搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する第一室と、前記現像領域を通過した前記現像剤を前記現像剤担持体から回収する第二室と、前記現像剤を前記第二室から前記第一室に連通することを許容する第一連通部と、前記現像剤を前記第一室から前記第二室に連通することを許容する第二連通部と、前記第一室に配置され、前記現像剤を前記第一連通部から前記第二連通部に向かう第一方向に搬送する第一搬送スクリューと、前記第二室に配置され、前記現像剤を前記第二連通部から前記第一連通部に向かう第二方向に搬送する第一羽根部と、前記第二方向に関して前記第一羽根部よりも下流に配置され、前記第二室の前記現像剤を前記第一方向に搬送し且つ前記第一連通部を介して前記第一室に受け渡すための第二羽根部と、を有する第二搬送スクリューと、前記第一室と前記第二室とを仕切るための第一隔壁部と、前記第二室に設けられ、前記第二方向に関して前記第一連通部よりも下流且つ前記第二羽根部よりも下流に配置され、前記現像装置から前記現像剤の一部を排出するための現像剤排出部と、を備え、前記第一搬送スクリューは、前記現像剤担持体よりも下方に配置されており、前記第一隔壁部は、前記現像領域を通過した前記現像剤が前記現像剤担持体から前記第一室を経由することなく前記第二室に回収されることが可能となるように設けられており、前記第二方向に関して、前記第二羽根部は、前記第一連通部とオーバーラップしており、前記第二方向に関して、前記第一連通部の前記第二羽根部に対向している領域には、前記第一連通部の一部を仕切るための第二隔壁部が設けられており、前記第二隔壁部の上端は、前記第一連通部の下端よりも上方、且つ、前記現像剤排出部の上端と下端の間、且つ、前記第二羽根部の上端と下端の間、に在る、ことを特徴とする。

本発明によれば、機能分離型の構成で、排出口からの現像剤の排出を抑制することなく、撹拌室から現像室への現像剤の受け渡しが適切に行われることから、もって現像剤の受け渡しや現像剤の排出に起因する画像不良の発生を低減することができる。

本実施形態の現像装置を適用した画像形成装置の構成を示す概略図。本実施形態の現像装置を示す断面図。軸線方向を含む水平断面で見た現像装置を示す上面断面図。第三連通口について説明する模式図。排出口と返しスクリューとを拡大して示す模式図。第三連通口について説明する断面図。

まず、本実施形態の現像装置を適用した画像形成装置の構成について図１を用いて説明する。図１に示す画像形成装置１００は、中間転写ベルト２５に沿って画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを配列したタンデム型の中間転写方式のフルカラープリンタである。

＜画像形成装置＞
画像形成部ＰＹでは、感光ドラム１０Ｙにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト２５に転写される。画像形成部ＰＭでは、感光ドラム１０Ｍにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト２５に転写される。画像形成部ＰＣ、ＰＫでは、それぞれ感光ドラム１０Ｃ、１０Ｋにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト２５に転写される。中間転写ベルト２５に転写された四色のトナー像は、二次転写部（二次転写ニップ部）Ｔ２へ搬送されて記録材Ｓ（用紙、ＯＨＰシートなどのシート材など）へ一括二次転写される。記録材Ｓは、不図示の給紙カセットから１枚ずつ取り出されて二次転写部Ｔ２へ搬送される。

画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、現像装置１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの区別を表す符号末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略して、画像形成部ＰＹ〜ＰＫの構成及び動作を説明する。

画像形成部Ｐには、像担持体としての感光ドラム１０を囲んで、帯電ローラ２１、露光装置２２、現像装置１、転写ローラ２３、ドラムクリーニング装置２４が配置されている。感光ドラム１０はアルミニウム製シリンダの外周面に感光層が形成されたもので、所定のプロセススピードで図１の矢印Ｒ１方向に回転される。

帯電ローラ２１は帯電電圧が印加されて感光ドラム１０に接触することで、感光ドラム１０を一様な負極性の暗部電位に帯電させる。露光装置２２は、各色の分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームをレーザー発光素子から発生し、これを回転ミラーで走査して帯電させた感光ドラム１０の表面に画像の静電像を書き込む。現像装置１は、トナーを感光ドラム１０に供給して静電像をトナー像に現像する。現像装置１については詳細を後述する（図２乃至図６参照）。

転写ローラ２３は、中間転写ベルト２５を挟んで感光ドラム１０に対向配置され、感光ドラム１０と中間転写ベルト２５との間にトナー像の一次転写部（一次転写ニップ部）Ｔ１を形成する。一次転写部Ｔ１では、例えば高圧電源（不図示）により転写ローラ２３に一次転写電圧が印加されることで、トナー像が感光ドラム１０から中間転写ベルト２５へ一次転写される。即ち、転写ローラ２３に対しトナーの帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加されると、感光ドラム１０上のトナー像が中間転写ベルト２５に静電吸引されて転写が行われる。ドラムクリーニング装置２４は、感光ドラム１０にクリーニングブレードを摺擦させて、一次転写後に感光ドラム１０上に僅かに残る一次転写残トナーを除去する。

中間転写ベルト２５は、テンションローラ２６、二次転写内ローラ２７及び駆動ローラ２８等のローラに掛け渡して支持され、駆動ローラ２８に駆動されて図１の矢印Ｒ２方向に回転される。二次転写部Ｔ２は、二次転写外ローラ２９に支持された中間転写ベルト２５に二次転写内ローラ２７を当接して形成される記録材Ｓへのトナー像転写ニップ部である。二次転写部Ｔ２では、二次転写内ローラ２７に所定の二次転写電圧が印加されることで、トナー像が中間転写ベルト２５から二次転写部Ｔ２に挟持搬送される記録材Ｓへ二次転写される。二次転写後に中間転写ベルト２５に付着したまま残る二次転写残トナーは、ベルトクリーニング装置３０が中間転写ベルト２５を摺擦することにより除去される。ベルトクリーニング装置３０は、中間転写ベルト２５にクリーニングブレードを摺擦させて二次転写残トナーを除去する。

二次転写部Ｔ２で四色のトナー像を二次転写された記録材Ｓは、定着装置３１へ搬送される。定着装置３１は、不図示の対向するローラもしくはベルト等による圧力と、一般的にはヒータ等の熱源（不図示）による熱を加えて記録材Ｓ上にトナー像を溶融固着する。定着装置３１によりトナー像が定着された記録材Ｓは、機体外へ排出される。

トナー補給装置３２は、画像形成に伴い現像装置１のトナーが消費されることに応じて、消費されたトナー量に相当する分のトナー（詳しくは補給剤）を現像装置１に補給可能である。

＜現像装置＞
本実施形態の現像装置１について、図２乃至図６を用いて説明する。現像装置１は、図２に示すように、ハウジングを形成する現像容器２、現像剤担持体としての現像スリーブ３、規制ブレード５、第一搬送スクリューとしての現像スクリュー１３、第二搬送スクリューとしての撹拌スクリュー１４などを備える。

現像容器２には、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤が収容されている。つまり、本実施形態では現像方式として二成分現像方式を用い、マイナス帯電極性の非磁性トナーとプラス帯電極性の磁性キャリアを混合して現像剤として用いる。非磁性トナーはポリエステル、スチレンアクリル等の樹脂に着色料、ワックス成分などを内包し、粉砕あるいは重合によって粉体としたものである。磁性キャリアは、フェライト粒子や磁性粉を混錬した樹脂粒子からなるコアの表層に樹脂コートを施したものである。初期状態の現像剤中のトナー濃度（現像剤の全重量に占めるトナーの重量の割合（比率）、ＴＤ比とも呼ぶ）は、本実施形態では例えば８％である。

現像容器２は、感光ドラム１０（図１参照）に対向した一部分が開口しており、この開口部に一部が露出するようにして現像剤担持体としての現像スリーブ３が回転可能に配置されている。現像スリーブ３は、アルミニウム合金などの非磁性材料で円筒状に形成され、図２の矢印Ｒ３方向に回転駆動される。現像スリーブ３の内側には、複数の磁極により構成されるマグネットローラ４が回転不能に配置されている。

現像スリーブ３は図２の矢印Ｒ３方向に回転し、マグネットローラ４の汲み上げ磁極Ｎ１極の位置で吸着した現像剤を規制ブレード５方向へ担持搬送する。規制磁極Ｓ１極によって穂立ちした現像剤は、現像スリーブ３と規制ブレード５のギャップを通過する際に規制ブレード５によってせん断力を受けてその量が規制され、現像スリーブ３上に所定の層厚の現像剤層が形成される。形成された現像剤層は感光ドラム１０と対向する現像領域に担持搬送され、現像磁極Ｎ２極によって磁気穂を形成した状態で感光ドラム１０の表面に形成されている静電潜像を現像する。現像に供された後の現像剤は、剥ぎ取り磁極Ｎ３極と汲み上げ磁極Ｎ１極の間で同極が隣り合うことで形成される無磁力帯によって現像スリーブ３より剥離される。

＜現像容器＞
現像容器２は、第一室としての現像室１１と第二室としての撹拌室１２とが形成され、現像室１１と撹拌室１２との間に、現像室１１と撹拌室１２とを区画する隔壁１５が設けられている。隔壁１５は、現像容器２内（現像容器内）に底面部２ｃから突出するようにして現像室１１と撹拌室１２とを隔てている。また、隔壁１５は現像スリーブ３の回転軸線方向に延在しており、現像室１１及び撹拌室１２は現像スリーブ３の回転軸線方向に沿って形成されている。そして、本実施形態では、撹拌室１２側の底面部１２ａが現像室１１側の底面部１１ａよりも上方となるように、水平方向から視て現像室１１と撹拌室１２とが高低差を有して配置されている。

隔壁１５は、図３に示すように、長手方向両端側にそれぞれ現像室１１と撹拌室１２とを連通させる第一連通口１６と第二連通口１７とを有する。第一連通口１６は撹拌室１２から現像室１１へ現像剤の受け渡しを可能とし、第二連通口１７は現像室１１から撹拌室１２へ現像剤の受け渡しを可能とする現像剤の受け渡し部である。撹拌スクリュー１４の回転軸線方向（長手方向）の長さに関し、第一連通口１６及び第二連通口１７は共に３０ｍｍに形成される。また、隔壁１５は第一連通口１６と第二連通口１７の他に第三連通口１８を有している。第三連通口１８は、第一連通口１６と同様に撹拌室１２から現像室１１へ現像剤の受け渡し可能に形成されている。第三連通口１８については後述する（図４参照）。隔壁１５の上部には、図２に示すように、現像スリーブ３に近接するように延設され、現像スリーブ３より剥離された現像剤を撹拌室１２に案内するための案内部材１５１が設けられている。案内部材１５１は、現像スリーブ３の現像剤を担持可能なコート領域を少なくとも含む範囲に亘り設けられるのが好ましい。

図３に示すように、現像室１１には、現像室１１で所定の第一方向に現像剤を搬送する現像スクリュー１３が配設されている。撹拌室１２には、撹拌室１２で現像スクリュー１３と反対の第二方向に現像剤を搬送する第一搬送部１４１を有する撹拌スクリュー１４が配設されている。現像スクリュー１３及び撹拌スクリュー１４は、それぞれ回転軸１３ａ，１４ａの周囲に羽根１３ｂ，１４ｂを螺旋状に形成することで構成される。回転軸１３ａ，１４ａの両端部は、それぞれ現像容器２に回転自在に支持されている。現像スクリュー１３と撹拌スクリュー１４は、水平方向から視て少なくとも一部が重なるように配置されている。本実施形態では、図２に示すように、撹拌スクリュー１４の下端１４ｃが水平方向から視て現像スクリュー１３の下端１３ｃよりも上方になるように配置されている。これら現像スクリュー１３と撹拌スクリュー１４とは、例えば回転軸１３ａ，１４ａの軸径が６ｍｍ、羽根１３ｂ，１４ｂの直径が１８ｍｍ、スクリューピッチが４０ｍｍに形成されている。

現像スリーブ３、現像スクリュー１３、撹拌スクリュー１４はそれぞれ不図示のギア列によって連結駆動される構成になっていて、同じく不図示の駆動モータからのギア列を介してそれぞれ回転する。現像スクリュー１３及び撹拌スクリュー１４が回転することで、現像剤は図３の矢印で示すように循環搬送される。このとき、第一連通口１６で現像剤が撹拌室１２から現像室１１に、第二連通口１７で現像剤が現像室１１から撹拌室１２に、それぞれ現像剤が受け渡される。これにより、現像室１１と撹拌室１２とで現像剤の循環経路を形成し、現像剤はこの循環経路を循環することで混合撹拌される。

現像室１１は現像剤を現像スリーブ３に供給し、撹拌室１２は現像スリーブ３より剥離された現像剤を回収する。即ち、現像室１１内の現像剤は、現像スクリュー１３により搬送されつつ、マグネットローラ４の汲み上げ磁極Ｎ１極の位置で現像スリーブ３に吸着される。一方、隔壁１５の上部に設けられた案内部材１５１は、隔壁１５の上端から現像スリーブ３の無磁力帯付近で現像スリーブ３に近接するように延設されている。そのため、剥ぎ取り磁極Ｎ３で現像スリーブ３より剥離された現像剤は、現像室１１に戻ることなく撹拌室１２に収容される。撹拌室１２では、現像剤を回収しつつ、回収された現像剤が撹拌スクリュー１４により搬送される。

ところで、二成分現像剤を用いて現像を行う現像装置１では、画像形成に伴いキャリアのトナーに対する帯電量付与能力（帯電性能）が低下し得る。そうなると、トナーの帯電量が低下してしまい、濃度変動や飛散かぶり等の画像不良が生じ得る。そこで、キャリアの帯電性能を回復すべく、現像装置１に形成された補給口（不図示）に接続された補給装置３２（図１参照）から補給剤を補給して、キャリアをリフレッシュする制御（所謂、ＡＣＲ方式）が行われる。ＡＣＲ方式の現像装置では、現像剤の補給に伴い生じた余剰分の現像剤が排出口からオーバーフローして現像容器外に排出される。これにより、現像剤が補給されても現像容器２内の現像剤は一定量に維持される。

＜排出口＞
図４に示すように、現像容器２（図３参照）は撹拌室１２の下流側（第二方向下流側）の突き当りに現像剤搬送方向に交差する向きに配置された壁部２ａを有し、その壁部２ａに排出口２０が形成されている。排出口２０は、図５に示すように、撹拌スクリュー１４の回転軸１４ａの羽根の形成されていない軸部が貫通し、軸部における回転軸１４ａの外周との間に隙間を有する貫通孔として形成されている。例えば撹拌スクリュー１４の回転軸１４ａの軸径は６ｍｍに、排出口２０の直径は８ｍｍに形成される。

図４に戻り、排出口は現像容器２の突き当りの壁部２ａでなく、撹拌室１２の搬送経路途中つまりは第一搬送部１４１に対向する側壁面の所定高さに形成されることも考えられる。しかしながら、こうした場合には、現像剤が排出口からオーバーフローして排出される以外に撹拌スクリュー１４によるはね上げによっても排出され得る。つまり、排出口が現像容器２の突き当りの壁部２ａに形成された本実施形態に比べると、撹拌室１２に収容された現像剤の量に関わらず現像剤が排出されやすいので、場合によって現像剤が少なくなりすぎる。そうなると、特に現像室１１において現像スクリュー１３の現像剤搬送方向上流側で十分な量の現像剤が確保されず、現像スリーブ３のコート領域が一律にコートされ難くなる。このコート不良が生じると、画像濃度が薄くなるあるいは画像上に白いスジがあるといったような画像不良が生じ得る。これを避けるには、本実施形態のように、はね上げによる影響が生じ難い現像容器２の突き当りの壁部２ａに、排出口２０は形成されるのが好ましい。

＜返しスクリュー＞
撹拌スクリュー１４は、図４に示すように、羽根１４ｂが回転軸１４ａの周囲に形成されている第一搬送部１４１の下流（第二方向下流）に、詳しくは羽根１４ｂの下流端部と排出口２０との間に、返し部１４２を有する。返し部１４２は、回転軸１４ａの周囲に羽根１４ｂと逆方向に巻かれた返し羽根１９ｂが形成され、第一方向つまりは羽根１４ｂと反対方向に現像剤を搬送する返しスクリュー１９である。返しスクリュー１９は、例えばスクリューピッチが３ｍｍに、撹拌スクリュー１４の回転軸線方向（長手方向）の長さが１５ｍｍに形成される。

撹拌スクリュー１４の第一搬送部１４１の最下流まで到達した現像剤の量が多い場合に、現像剤の剤面が回転軸１４ａ（回転軸部）と排出口２０との隙間の高さまで達すると、隙間から現像剤が排出される。即ち、第一搬送部１４１によって排出口２０へ向かって搬送される現像剤の大部分は、返しスクリュー１９により上流側（第二方向上流側）に押し戻されて、排出口２０を通過せずに第一連通口１６を通って現像室１１に受け渡される。他方、返しスクリュー１９により押し戻されなかった現像剤は、剤面高さが排出口２０の下端よりも高くなることに応じて、排出口２０から撹拌室１２の下流側に移動する。そして、図５に示すように、壁部２ａよりも下流側の撹拌室１２の底面部１２ａには連結口２ｂが形成されており、現像剤は連結口２ｂに連結されている不図示の回収容器に回収される。

本実施形態の現像装置１は、現像室１１で現像スリーブ３に現像剤を供給し、撹拌室１２で現像スリーブ３から現像剤を回収する、所謂、機能分離型の構成を有する。機能分離型の現像装置１では、現像スリーブ３上の現像剤が撹拌室１２の長手方向に渡って回収される。このため、現像剤は、現像スリーブ３を介さずに現像室１１から撹拌室１２に搬送される第一の経路と、現像スリーブ３から直接、撹拌室１２に搬送される第二の経路との二つの経路を介して循環され、現像剤量の分布が現像容器２内で不均一となり易い。撹拌室１２では下流側に現像剤が溜まり易いため、下流側で現像剤の剤面が高くなりやすい。

既に述べたように、従来の現像装置では現像剤の流動性が低下した場合、撹拌室１２から現像室１１への現像剤の受け渡しが抑制されてしまう。そうなると、トナー濃度の低い現像剤が現像スリーブ３に連れ回されることに起因して、濃度ムラのような画像不良が生じやすくなる。また、現像室１１において現像スクリュー１３の現像剤搬送方向上流側（撹拌スクリュー１４の現像剤搬送方向下流側）で十分な量の現像剤が確保されないことから、上述したコート不良に起因する画像不良が生じ得る。

＜第三連通口＞
そこで、撹拌室１２から現像室１１への現像剤の受け渡しを抑制させないために、本実施形態では、図３及び図４に示すように、隔壁１５に第一連通口１６及び第二連通口１７の他にも第三連通口１８が設けられている。第三連通口１８は下流側で第一連通口１６に隣接され、また水平方向から視て返しスクリュー１９に対向する位置に配置される。例えば、撹拌スクリュー１４の回転軸線方向（長手方向）の長さに関し、第一連通口１６及び第二連通口１７は３０ｍｍに、第三連通口１８は２０ｍｍに形成される。この場合、第三連通口１８は、長手方向の長さ（２０ｍｍ）が返しスクリュー１９の長手方向の長さ（１５ｍｍ）よりも長い。即ち、第三連通口１８は返しスクリュー１９の長手方向全域に亘る範囲に形成されるのが好ましい。こうすれば、撹拌室１２から現像室１１への現像剤の受け渡しを向上させることが容易に実現できる。

上述のように、第三連通口１８が設けられることによって、撹拌室１２から現像室１１への現像剤の受け渡しが向上される。ただし、実質的に第三連通口１８が従来に比べ単に第一連通口１６を下流側に幅広くしただけに過ぎない場合には、現像剤のほとんどが現像室１１に受け渡されてしまい、もって排出口２０からの現像剤の排出が抑制される。これを避けるため、本実施形態では、図４に示すように、第三連通口１８の下端１８ｃが第一連通口１６の下端１６ｃよりも上方に形成されている。

即ち、ＡＣＲ方式の現像装置では、現像剤の剤面高さに応じて排出口２０から排出される現像剤量（排出量）が変動する。つまり、排出口２０近傍での現像剤の剤面高さが現像剤の排出に影響する。例えば、剤面高さが排出口２０よりも常に低い状態であれば、現像剤が補給されても余分な現像剤が排出され難くなる。その結果、現像容器２内の現像剤が必要以上に増加し、現像容器２から現像剤が漏れ出したりあるいはコート不良の原因の１つである凝集塊が生じたりする。従って、排出口２０近傍では、場合に応じて現像剤の剤面高さが排出口２０に対し適切な高さにまで達しなければならない。しかしながら、上述のように、第三連通口１８により単に第一連通口１６を幅広くするだけでは、排出口２０近傍で剤面高さが排出口２０よりも常に低い状態になってしまう。

そこで、第三連通口１８は、下端１８ｃが第一連通口１６の下端１６ｃよりも上方に形成される。第三連通口１８は、隔壁１５のうち返し部１４２（図４参照）と重なる範囲で現像室１１と撹拌室１２とを隔てている隔壁部５２によって形成されている。それ故、図６に示すように、隔壁部５２の最上端５２ａ（下端１８ｃに相当する）が、水平方向から視て排出口２０の上端２０ａと下端２０ｃとの間に到達するように底面部２ｃから延設されている。この場合、隔壁部５２は現像剤の第三連通口１８への侵入を防ぐことで、排出口２０側へ搬送する現像剤の量を確保する。排出口２０側へ搬送される現像剤量は、隔壁部５２の高さひいては第三連通口１８の下端１８ｃの位置によって決まる。こうすることで、排出口２０近傍で現像剤の剤面高さが排出口２０の高さにまで到達させ得る。

以上のように、本実施形態の現像装置１では、隔壁１５の第一連通口１６の下流側に第三連通口１８が設けられる。第三連通口１８は、水平方向から視て返しスクリュー１９に対向する位置に配置されている。即ち、従来に比べ、撹拌室１２から現像室１１へ現像剤の受け渡しが行われる第一連通口１６が第三連通口１８により実質的に拡大される。従って、例え現像剤の流動性が低くなったとしても、撹拌室１２から現像室１１への現像剤の受け渡しが抑制されないので、現像スリーブ３による現像剤の連れ回りが生じ難い。そして、第三連通口１８は、下端１８ｃが第一連通口１６の下端１６ｃよりも上方に形成される。これによると、実質的に第一連通口１６が返しスクリュー１９まで拡大されても、隔壁部５２によって第三連通口１８への現像剤の侵入が防がれるので、現像剤の排出が抑制され難い。こうして、排出口２０からの現像剤の排出を抑制することなく、撹拌室１２から現像室１１への現像剤の受け渡しが適切に行われることから、もって現像剤の受け渡しや現像剤の排出に起因する画像不良の発生を低減することができる。

＜他の実施形態＞
なお、上述した実施形態では、各色の感光ドラム１０から中間転写ベルト２５に各色のトナー像を一次転写した後に、記録材Ｓに各色の複合トナー像を一括して二次転写する中間転写方式の画像形成装置１００を説明したが、これに限らない。例えば、転写材搬送ベルトに担持され搬送される記録材に感光ドラムから直接転写する直接転写方式の画像形成装置であってもよい。

１（１Ｙ〜１Ｋ）…現像装置、２…現像容器、２ａ…壁部、３…現像剤担持体（現像スリーブ）、１１…第一室（現像室）、１２…第二室（撹拌室）、１３…第一搬送スクリュー（現像スクリュー）、１４…第二搬送スクリュー（撹拌スクリュー）、１４ａ…軸部（回転軸）、１４ｂ…羽根、１５…隔壁、１６…第一連通口、１７…第二連通口、１８…第三連通口、２０…排出口、１００…画像形成装置、１４１…第一搬送部、１４２…返し部

Claims

現像装置であって、
回転可能に設けられ、トナーとキャリアを含む現像剤を担持して像担持体と対向する現像領域に前記現像剤を搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する第一室と、
前記現像領域を通過した前記現像剤を前記現像剤担持体から回収する第二室と、
前記現像剤を前記第二室から前記第一室に連通することを許容する第一連通部と、
前記現像剤を前記第一室から前記第二室に連通することを許容する第二連通部と、
前記第一室に配置され、前記現像剤を前記第一連通部から前記第二連通部に向かう第一方向に搬送する第一搬送スクリューと、
前記第二室に配置され、前記現像剤を前記第二連通部から前記第一連通部に向かう第二方向に搬送する第一羽根部と、前記第二方向に関して前記第一羽根部よりも下流に配置され、前記第二室の前記現像剤を前記第一方向に搬送し且つ前記第一連通部を介して前記第一室に受け渡すための第二羽根部と、を有する第二搬送スクリューと、
前記第一室と前記第二室とを仕切るための第一隔壁部と、
前記第一隔壁部に設けられ、前記現像領域を通過した前記現像剤を前記現像剤担持体から前記第二室へ案内する案内面と、
前記第二室に設けられ、前記第二方向に関して前記第一連通部よりも下流且つ前記第二羽根部よりも下流に配置され、前記現像装置から前記現像剤の一部を排出するための現像剤排出部と、
を備え、
前記第一搬送スクリューは、前記現像剤担持体よりも下方に配置されており、
前記第二方向に関して、前記第二羽根部は、前記第一連通部とオーバーラップしており、
前記第二方向に関して、前記第一連通部の前記第二羽根部に対向している領域には、前記第一連通部の一部を仕切るための第二隔壁部が設けられており、
前記第二隔壁部の上端は、前記第一連通部の下端よりも上方、且つ、前記現像剤排出部の上端と下端の間、且つ、前記第二羽根部の上端と下端の間、に在る、
ことを特徴とする現像装置。
前記案内面は、前記現像領域を通過した前記現像剤が前記現像剤担持体から前記第一室を経由することなく前記第二室に回収されることが可能となるように設けられている、
ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
前記第二方向に関して、前記第二羽根部よりも下流、且つ、前記現像剤排出部よりも上流における、前記第二搬送スクリューの回転軸には、羽根部が形成されていない、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
前記第一隔壁部と前記第二隔壁部は、一体成形されている、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の現像装置。
前記第二搬送スクリューの下端は、前記第一搬送スクリューの下端よりも上方に在る、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置。
前記現像剤担持体の回転軸線に直交する断面で見たとき、前記第二搬送スクリューの回転中心は、前記第一搬送スクリューの回転中心よりも上方に在る、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の現像装置。
前記第二室に配置され、前記第二方向に関して前記第二羽根部よりも下流に設けられ、前記現像剤排出部に向かう前記現像剤の一部を堰き止めるための堰き止め部を更に備え、
前記現像剤排出部は、前記第二方向に関して前記堰き止め部よりも下流に配置されている、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の現像装置。
現像装置であって、
回転可能に設けられ、トナーとキャリアを含む現像剤を担持して像担持体と対向する現像領域に前記現像剤を搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する第一室と、
前記現像領域を通過した前記現像剤を前記現像剤担持体から回収する第二室と、
前記現像剤を前記第二室から前記第一室に連通することを許容する第一連通部と、
前記現像剤を前記第一室から前記第二室に連通することを許容する第二連通部と、
前記第一室に配置され、前記現像剤を前記第一連通部から前記第二連通部に向かう第一方向に搬送する第一搬送スクリューと、
前記第二室に配置され、前記現像剤を前記第二連通部から前記第一連通部に向かう第二方向に搬送する第一羽根部と、前記第二方向に関して前記第一羽根部よりも下流に配置され、前記第二室の前記現像剤を前記第一方向に搬送し且つ前記第一連通部を介して前記第一室に受け渡すための第二羽根部と、を有する第二搬送スクリューと、
前記第一室と前記第二室とを仕切るための第一隔壁部と、
前記第二室に設けられ、前記第二方向に関して前記第一連通部よりも下流且つ前記第二羽根部よりも下流に配置され、前記現像装置から前記現像剤の一部を排出するための現像剤排出部と、
を備え、
前記第一搬送スクリューは、前記現像剤担持体よりも下方に配置されており、
前記第一隔壁部は、前記現像剤担持体の近傍まで延設されており、
前記第二方向に関して、前記第二羽根部は、前記第一連通部とオーバーラップしており、
前記第二方向に関して、前記第一連通部の前記第二羽根部に対向している領域には、前記第一連通部の一部を仕切るための第二隔壁部が設けられており、
前記第二隔壁部の上端は、前記第一連通部の下端よりも上方、且つ、前記現像剤排出部の上端と下端の間、且つ、前記第二羽根部の上端と下端の間、に在る、
ことを特徴とする現像装置。
前記現像剤担持体の内部に非回転に固定配置され、第一磁極と、前記現像剤担持体の回転方向に関して前記第一磁極よりも下流で前記第一磁極に隣り合って配置され、前記第一磁極と同極である第二磁極と、を含み、前記現像領域を通過した前記現像剤を前記現像剤担持体から剥離させる剥離領域を形成するマグネットを更に備え、
前記第一隔壁部が前記現像剤担持体に最も近接する位置は、前記剥離領域内にある、
ことを特徴とする請求項８に記載の現像装置。
前記剥離領域は、前記現像剤担持体の回転方向に関して前記第一磁極の磁束密度が極大となる位置よりも下流且つ前記第二磁極の磁束密度が極大となる位置よりも上流に形成されている、
ことを特徴とする請求項９に記載の現像装置。
前記現像剤担持体の内部に非回転に固定配置され、第一磁極と、前記現像剤担持体の回転方向に関して前記第一磁極よりも下流で前記第一磁極に隣り合って配置され、前記第一磁極と同極である第二磁極と、を含むマグネットを更に備え、
前記第一隔壁部が前記現像剤担持体に最も近接する位置は、前記現像剤担持体の回転方向に関して前記第一磁極の磁束密度が極大となる位置よりも下流且つ前記第二磁極の磁束密度が極大となる位置よりも上流に配置されている、
ことを特徴とする請求項８に記載の現像装置。
前記第一隔壁部は、前記現像領域を通過した前記現像剤が前記現像剤担持体から前記第一室を経由することなく前記第二室に回収されることが可能となるように前記現像剤担持体の近傍まで延設されている、
ことを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の現像装置。
前記第二方向に関して、前記第二羽根部よりも下流、且つ、前記現像剤排出部よりも上流における、前記第二搬送スクリューの回転軸には、羽根部が形成されていない、
ことを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の現像装置。
前記第一隔壁部と前記第二隔壁部は、一体成形されている、
ことを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか１項に記載の現像装置。
前記第二搬送スクリューの下端は、前記第一搬送スクリューの下端よりも上方に在る、
ことを特徴とする請求項８乃至１４のいずれか１項に記載の現像装置。
前記現像剤担持体の回転軸線に直交する断面で見たとき、
前記第二搬送スクリューの回転中心は、前記第一搬送スクリューの回転中心よりも上方に在る、
ことを特徴とする請求項８乃至１５のいずれか１項に記載の現像装置。
前記第二室に配置され、前記第二方向に関して前記第二羽根部よりも下流に設けられ、前記現像剤排出部に向かう前記現像剤の一部を堰き止めるための堰き止め部を更に備え、
前記現像剤排出部は、前記第二方向に関して前記堰き止め部よりも下流に配置されている、
ことを特徴とする請求項９乃至１６のいずれか１項に記載の現像装置。
現像装置であって、
回転可能に設けられ、トナーとキャリアを含む現像剤を担持して像担持体と対向する現像領域に前記現像剤を搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する第一室と、
前記現像領域を通過した前記現像剤を前記現像剤担持体から回収する第二室と、
前記現像剤を前記第二室から前記第一室に連通することを許容する第一連通部と、
前記現像剤を前記第一室から前記第二室に連通することを許容する第二連通部と、
前記第一室に配置され、前記現像剤を前記第一連通部から前記第二連通部に向かう第一方向に搬送する第一搬送スクリューと、
前記第二室に配置され、前記現像剤を前記第二連通部から前記第一連通部に向かう第二方向に搬送する第一羽根部と、前記第二方向に関して前記第一羽根部よりも下流に配置され、前記第二室の前記現像剤を前記第一方向に搬送し且つ前記第一連通部を介して前記第一室に受け渡すための第二羽根部と、を有する第二搬送スクリューと、
前記第一室と前記第二室とを仕切るための第一隔壁部と、
前記第二室に設けられ、前記第二方向に関して前記第一連通部よりも下流且つ前記第二羽根部よりも下流に配置され、前記現像装置から前記現像剤の一部を排出するための現像剤排出部と、
を備え、
前記第一搬送スクリューは、前記現像剤担持体よりも下方に配置されており、
前記第一隔壁部は、前記現像領域を通過した前記現像剤が前記現像剤担持体から前記第一室を経由することなく前記第二室に回収されることが可能となるように設けられており、
前記第二方向に関して、前記第二羽根部は、前記第一連通部とオーバーラップしており、
前記第二方向に関して、前記第一連通部の前記第二羽根部に対向している領域には、前記第一連通部の一部を仕切るための第二隔壁部が設けられており、
前記第二隔壁部の上端は、前記第一連通部の下端よりも上方、且つ、前記現像剤排出部の上端と下端の間、且つ、前記第二羽根部の上端と下端の間、に在る、
ことを特徴とする現像装置。
前記第二方向に関して、前記第二羽根部よりも下流、且つ、前記現像剤排出部よりも上流における、前記第二搬送スクリューの回転軸には、羽根部が形成されていない、
ことを特徴とする請求項１８に記載の現像装置。
前記第一隔壁部と前記第二隔壁部は、一体成形されている、
ことを特徴とする請求項１８又は１９に記載の現像装置。
前記第二搬送スクリューの下端は、前記第一搬送スクリューの下端よりも上方に在る、
ことを特徴とする請求項１８乃至２０のいずれか１項に記載の現像装置。
前記現像剤担持体の回転軸線に直交する断面で見たとき、
前記第二搬送スクリューの回転中心は、前記第一搬送スクリューの回転中心よりも上方に在る、
ことを特徴とする請求項１８乃至２１のいずれか１項に記載の現像装置。
前記第二室に配置され、前記第二方向に関して前記第二羽根部よりも下流に設けられ、前記現像剤排出部に向かう前記現像剤の一部を堰き止めるための堰き止め部を更に備え、
前記現像剤排出部は、前記第二方向に関して前記堰き止め部よりも下流に配置されている、
ことを特徴とする請求項１８乃至２２のいずれか１項に記載の現像装置。