JP6822041B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

この発明は、現像装置に関する。

従来の現像装置に関して、たとえば、特開平１１−２１２３４５号公報には、現像器の小型化および現像剤の長寿命化と、小粒径現像剤による画像の画質向上とを達成することを目的とした、現像装置が開示されている（特許文献１）。

特許文献１に開示された現像装置においては、トナー補給手段に連絡する第１の現像剤搬送経路の途上に、搬送経路を遮蔽する遮蔽部材が配設されている。遮蔽部材は、第１の現像剤搬送経路の底部から、第１の現像剤搬送経路を搬送される現像剤の上面よりも高い位置に渡って設けられている。

また、特開２００８−２３３２４３号公報には、補給されたトナーが現像剤中で効率よく掻き混ぜられることによって、現像剤としての帯電特性の悪化を防ぐことを目的とした、現像装置が開示されている（特許文献２）。

特許文献２に開示された現像装置においては、トナーおよびキャリアからなる現像剤を帯電させて搬送する搬送路上に、補充トナーを受け入れて現像剤とともに一方向に搬送する搬送力を発生させる第１搬送部材と、第１搬送部材の近傍に配置され、第１搬送部材によって搬送されている現像剤の一部を第１搬送部材の搬送方向とは逆方向に搬送する搬送力を発生させる第２搬送部材とが設けられている。

特開平１１−２１２３４５号公報 特開２００８−２３３２４３号公報

上述の特許文献に開示されるように、トナーおよびキャリアからなる２成分現像剤が用いられた現像装置が知られている。このような現像装置において、スパイラル形状の羽根部を有したスクリューの回転によって現像剤が搬送される。

しかしながら、スクリューの上方からトナーが補給されると、スクリューピッチ間（羽根部と羽根部との間）に供給された補給トナーが、現像剤の上面に乗ったまま搬送される現象が起こり得る。この場合、補給トナーが現像剤と十分に混合、撹拌されないために、現像装置から低帯電量のトナーが供給される懸念が生じる。

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、トナーを十分に帯電させることが可能な現像装置を提供することである。

この発明の１つの局面に従った現像装置は、トナーおよびキャリアを含む現像剤が用いられる現像装置である。現像装置は、シャフト部と、シャフト部からその半径方向に延出し、シャフト部の軸方向に沿ってスパイラル状に設けられる羽根部とを有し、シャフト部の回転に伴って現像剤を搬送する搬送部材と、搬送部材の上方からトナーを補給するトナー補給部と、トナー補給部よりも現像剤の搬送流れにおける下流側に配置され、シャフト部の回転中心軸よりも上方の領域において現像剤の移動を規制し、かつ、シャフト部の回転中心軸よりも下方の領域において現像剤の移動を許容するように設けられる遮蔽部材とを備える。遮蔽部材は、シャフト部の回転中心軸よりも上方の領域に設けられ、シャフト部の軸方向に直交する面内に配置される板状部と、上面視においてシャフト部の回転方向の前方側の板状部の端部に設けられ、板状部の表面から現像剤の搬送流れにおける上流側に向けて突出する突出部とを有する。板状部および突出部は、シャフト部の軸方向から見て、羽根部と重なり合うように設けられる。羽根部には、シャフト部の回転に伴って遮蔽部材が通過可能な切り欠き部が設けられる。
この発明の別の局面に従った現像装置は、トナーおよびキャリアを含む現像剤が用いられる現像装置である。現像装置は、シャフト部と、シャフト部からその半径方向に延出し、シャフト部の軸方向に沿ってスパイラル状に設けられる羽根部とを有し、シャフト部の回転に伴って現像剤を搬送する搬送部材と、搬送部材の上方からトナーを補給するトナー補給部と、トナー補給部よりも現像剤の搬送流れにおける下流側に配置され、シャフト部の回転中心軸よりも上方の領域において現像剤の移動を規制し、かつ、シャフト部の回転中心軸よりも下方の領域において現像剤の移動を許容するように設けられる遮蔽部材とを備える。

このように構成された現像装置によれば、トナー補給部より搬送部材の上方から補給されたトナー（補給トナー）を多く含む現像剤の移動が、遮蔽部材によって規制されるため、現像剤の搬送速度が、見掛け上、遅くなる。これにより、補給トナーと現像剤との混合、撹拌を促進させることが可能となり、トナーを十分に帯電させることができる。

また好ましくは、遮蔽部材は、シャフト部の回転中心軸よりも上方の領域に設けられる板状部を有する。板状部は、鉛直方向において、シャフト部の回転中心軸と、羽根部の外周縁との間に位置決めされる下端部を含む。

このように構成された現像装置によれば、遮蔽部材によって、シャフト部の回転中心軸よりも上方の領域において現像剤の移動を規制し、かつ、シャフト部の回転中心軸よりも下方の領域において現像剤の移動を許容することができる。

また好ましくは、板状部は、シャフト部の軸方向に直交する面内に配置される。
このように構成された現像装置によれば、現像剤を板状部に効率的に留めて、シャフト部の回転中心軸よりも上方の領域において現像剤の移動を規制することができる。

また好ましくは、遮蔽部材は、板状部の表面から現像剤の搬送流れにおける上流側に向けて突出する突出部をさらに有する。

このように構成された現像装置によれば、現像剤を板状部に効率的に留めて、シャフト部の回転中心軸よりも上方の領域において現像剤の移動を規制することができる。

また好ましくは、現像装置は、搬送部材の周りに設けられ、現像剤の搬送路を形成するケーシングをさらに備える。ケーシング内を平面視した場合に、板状部と、シャフト部の回転方向において前方に位置するケーシングとの間に、隙間が設けられる。

このように構成された現像装置によれば、シャフト部の回転に伴って羽根部と板状部との間に挟持された現像剤に過大なストレスが加わることを防止できる。

また好ましくは、現像装置は、複数の遮蔽部材を備える。複数の遮蔽部材は、シャフト部の軸方向における羽根部のスパイラルピッチ以上の間隔で設けられる。

このように構成された現像装置によれば、遮蔽部材を設置したことによる現像剤へのストレスの負荷を抑制することができる。

また好ましくは、遮蔽部材は、シャフト部の軸方向から見て、羽根部と重なり合うように設けられる。羽根部には、シャフト部の回転に伴って遮蔽部材が通過可能な切り欠き部が設けられる。

このように構成された現像装置によれば、遮蔽部材と羽根部との干渉を回避することができる。

また好ましくは、現像装置は、搬送部材の周りに設けられ、現像剤の搬送路を形成するケーシングをさらに備える。遮蔽部材は、ケーシングに支持される。

このように構成された現像装置によれば、遮蔽部材を簡易な構成により設けるとともに、遮蔽部材の強度を確保することができる。

また好ましくは、遮蔽部材は、ケーシングと一体に設けられる。
このように構成された現像装置によれば、遮蔽部材を簡易な構成により設けるとともに、遮蔽部材の強度を確保することができる。

また好ましくは、現像装置は、遮蔽部材が現像剤の搬送路に位置決めされる第１状態と、遮蔽部材が現像剤の搬送路から退避する第２状態との間で遮蔽部材を移動させる移動機構部をさらに備える。

このように構成された現像装置によれば、第１状態において補給トナーと現像剤との混合、撹拌を促進させる効果と、第２状態において現像剤にストレスが加わることを抑制する効果とを選択的に得ることができる。

以上に説明したように、この発明に従えば、トナーを十分に帯電させることが可能な現像装置を提供することができる。

この発明の実施の形態における現像装置を備える画像形成装置の主要部を示す図である。 図１中の現像装置における搬送部材を示す平面図である。 図１中の現像装置における搬送部材を示す側面図である。 図３中のＩＶ−ＩＶ線上の矢視方向から見た搬送部材およびケーシングを示す断面図である。 図２中の搬送部材によって搬送される現像剤の様子を示す平面図である。 図２中の搬送部材によって搬送される現像剤の様子を示す平面図である。 図２中の搬送部材によって搬送される現像剤の様子を示す平面図である。 図２中の遮蔽部材の別形態を模式的に示す平面図である。 図４中の遮蔽部材の第１変形例を示す断面図である。 図４中の遮蔽部材の第２変形例を示す断面図である。 図４中の遮蔽部材の第２変形例を示す断面図である。 実施例１および比較例１における飛散トナー量の測定結果を示す表である。 実施例２および実施例３における帯電量変化および飛散トナー量の測定結果を示す表である。

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

（実施の形態）
図１は、この発明の実施の形態における現像装置を備える画像形成装置の主要部を示す図である。

図１を参照して、画像形成装置１００は、電子写真方式により像担持体（感光体）５１に形成されたトナー像を用紙等の転写媒体１１０に転写して画像形成を行なう装置である。

画像形成装置１００は、像担持体５１、帯電部材５３、露光装置５６、現像装置１０、転写ローラ５４およびクリーニングブレード５５を有する。

像担持体５１は、画像を担持する。像担持体５１は、矢印Ａに示す方向に回転可能に設けられている。帯電部材５３、露光装置５６、現像装置１０、転写ローラ５４およびクリーニングブレード５５は、ここに挙げた順に、像担持体５１の回転方向に並んで設けられている。

帯電部材５３は、像担持体５１を帯電するための帯電手段として設けられている。露光装置５６は、像担持体５１に光を照射することによって、照射領域内の帯電レベルを低下させ、静電潜像を形成する。現像装置１０は、像担持体５１上の静電潜像を現像する。すなわち、現像装置１０は、像担持体５１に対して現像剤を供給し、その現像剤に含まれるトナーを静電潜像に付着させることによってトナー像を形成する。転写ローラ５４は、像担持体５１上のトナー像を転写媒体１１０に転写する。クリーニングブレード５５は、像担持体５１上の残留トナーの除去手段として設けられている。

画像形成装置１００における画像形成の流れについて説明すると、像担持体５１は、まず、帯電部材５３により帯電される。次に、図中のＥ点の位置でレーザ発光器などを備えた露光装置５６により露光されることによって、像担持体５１の表面上に静電潜像が形成される。現像装置１０は、この静電潜像をトナー像に現像する。転写ローラ５４は、像担持体５１上のトナー像を転写媒体１１０に転写し、その後、図中の矢印Ｃに示す方向に転写媒体１１０を排出する。クリーニングブレード５５は、転写後の像担持体５１上の残留トナーを機械的な力で除去する。

なお、画像形成装置１００に用いられる像担持体５１、帯電部材５３、露光装置５６、転写ローラ５４およびクリーニングブレード５５等として、周知の電子写真方式の技術を任意に使用してもよい。たとえば、図１中には、帯電部材５３として帯電ローラが示されているが、像担持体５１と非接触の帯電装置が用いられてもよい。また、たとえば、クリーニングブレード５５は用いられなくてもよい。

続いて、現像装置１０の構造について説明する。現像装置１０は、ケーシング２０、現像剤担持体１１、規制部材１６、搬送部材（現像剤担持体側）３１、搬送部材（トナー補給側）３２およびトナー補給部１５を有する。

現像剤担持体１１は、その表面に、現像剤槽１７に貯留される現像剤２３を担持して搬送する。現像剤担持体１１は、磁石ローラ２５およびスリーブローラ２６を有する。磁石ローラ２５は、固定されている。スリーブローラ２６は、磁石ローラ２５を内包するように設けられている。スリーブローラ２６は、矢印Ｂに示す方向に回転可能に設けられている。画像形成時、現像剤担持体１１には、現像剤担持体１１から像担持体５１へのトナーを現像するためのバイアスが印加される。

規制部材１６は、現像剤担持体１１（スリーブローラ２６）の外周面とギャップを設けて配置されている。規制部材１６は、現像剤薄層化用であり、現像剤担持体１１上の現像剤量を規制する。

ケーシング２０は、現像剤槽１７を形成する。現像剤槽１７には、現像剤２３が貯留されている。搬送部材３１および搬送部材３２は、ケーシング２０に収容されている。搬送部材３１および搬送部材３２は、現像剤２３を混合、撹拌しながら現像剤担持体１１を現像剤槽１７内で循環搬送する。搬送部材３１は、現像剤担持体１１と対向して配置されている。現像剤２３は、搬送部材３１により搬送されている間に現像剤担持体１１に供給される。

好ましくは、搬送部材３２に対向する位置には、トナー濃度検出用のＡＴＤＣ（Automatic Toner Density Control）センサ２１が設けられている。

トナー補給部１５は、現像剤担持体１１から像担持体５１への供給により消費される分のトナーを現像剤槽１７内に補給する。搬送部材３２は、トナー補給部１５と対向して配置されている。トナー補給部１５は、搬送部材３２の上方から現像剤槽１７内に補給トナー２２を補給する。

トナー補給部１５は、補給トナー２２を貯蔵するホッパ１５ｈを有する。ケーシング２０には、トナー補給口１５ｉが設けられている。トナー補給口１５ｉは、搬送部材３２の上方で開口している。ホッパ１５ｈから送られてきた補給トナー２２が、トナー補給口１５ｉを通じて現像剤槽１７内に補給される。

現像剤２３は、トナーと、トナーを帯電するためのキャリアとを含む現像剤（２成分現像剤）である。

トナーとしては、特に限定されず、一般に使用されている公知のトナーを使用することができる。トナーとしては、バインダー樹脂中に着色剤や、必要に応じて荷電制御剤や離型剤等を含有させ、さらに外添剤により処理したものを使用することができる。トナー粒径は、特に限定されないが、３〜１５μｍ程度であることが好ましい。

このようなトナーは、一般に使用されている公知の方法で製造することができ、たとえば、粉砕法、乳化重合法、懸濁重合法等を用いて製造することができる。

トナーに使用するバインダー樹脂としては、特に限定されないが、たとえば、スチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）や、ポリエステル樹脂、エポキシ系樹脂、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。これらの樹脂単体もしくは複合体として、軟化温度が８０〜１６０℃の範囲のものを、またガラス転移点が５０〜７５℃の範囲のものを用いることが好ましい。

着色剤としては、一般に使用されている公知のものを用いることができ、たとえば、カーボンブラック、アニリンブラック、活性炭、マグネタイト、ベンジンイエロー、パーマネントイエロー、ナフトールイエロー、フタロシアニンブルー、ファーストスカイブルー、ウルトラマリンブルー、ローズベンガル、レーキーレッド等を用いることができる。着色剤は、上記のバインダー樹脂１００重量部に対して２〜２０重量部の割合で用いられることが好ましい。

荷電制御剤としては、公知のものを用いることができる。たとえば、正帯電性トナー用の荷電制御剤として、ニグロシン系染料、４級アンモニウム塩系化合物、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール系化合物、ポリアミン樹脂などを用いることができ、負帯電性トナー用荷電制御剤として、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｆｅ等の金属含有アゾ系染料、サリチル酸金属化合物、アルキルサリチル酸金属化合物、カーリックスアレーン化合物などを用いることができる。荷電制御剤は、上記のバインダー樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部の割合で用いられることが好ましい。

離型剤としては、一般に使用されている公知のものを用いることができ、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン、カルナバワックス、サゾールワックス等を、単独または２種類以上組み合わせて使用することができる。離型剤は、上記のバインダー樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部の割合で用いられることが好ましい。

外添剤（流動化剤）としては、一般に使用されている公知のものを用いることができ、たとえば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム等の無機微粒子や、アクリル樹脂、スチレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂微粒子を使用することができ、特に、シランカップリング剤やチタンカップリング剤やシリコンオイル等で疎水化したものを用いることが好ましい。そして、このような流動化剤を、上記のトナー１００重量部に対して０．１〜５重量部の割合で添加させて用いることが好ましい。外添剤の個数平均一次粒径は、１０〜１００ｎｍであることが好ましい。

キャリアとしては、特に限定されず、一般に使用されている公知のキャリアを使用することができ、たとえば、バインダー型キャリアやコート型キャリアなどを使用することができる。キャリアの粒径は、特に限定されないが、１５〜１００μｍであることが好ましい。

バインダー型キャリアは、磁性体微粒子をバインダー樹脂中に分散させたものであり、キャリア表面に正または負帯電性の帯電性微粒子を固着させたり、表面コーティング層を設けることもできる。バインダー型キャリアの極性等の帯電特性は、バインダー樹脂の材質、帯電性微粒子、表面コーティング層の種類によって制御することができる。

トナーとキャリアとの混合比は、所望のトナー帯電量が得られるよう調整されればよい。トナー比は、トナーとキャリアとの合計量に対して３〜５０重量％であることが好ましく、６〜３０重量％であることがさらに好ましい。

ここで、現像装置１０の動作について説明する。現像剤槽１７内の現像剤２３は、搬送部材３１および搬送部材３２により混合、撹拌されることによって、摩擦帯電すると同時に、現像剤槽１７内で循環搬送される。この間、現像剤２３は、搬送部材３１から現像剤担持体１１表面のスリーブローラ２６へと供給される。現像剤２３は、現像剤担持体１１内部の磁石ローラ２５の磁力によってスリーブローラ２６の表面側に保持され、スリーブローラ２６とともに回転移動する。スリーブローラ２６に保持された現像剤２３は、現像剤担持体１１に対向して設けられた規制部材１６において通過量を規制される。現像剤担持体１１には、直流電圧のみ、または直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスが加えられており、現像領域６２において、現像剤担持体１１から像担持体５１にトナーが現像される。

現像領域６２を通過した現像剤２３は、スリーブローラ２６の回転とともに現像剤槽１７に向けて搬送される。現像剤２３は、現像剤回収領域６３において、磁石ローラ２５により発生された反発磁界により現像剤担持体１１から剥離され、現像剤槽１７内へと回収される。トナー補給部１５に設けられた補給制御部（不図示）が、ＡＴＤＣセンサ２１の出力値から現像剤２３中のトナー濃度が画像濃度確保のための最低トナー濃度以下になったことを検出すると、ホッパ１５ｈ内に貯蔵された補給トナー２２が、トナー補給口１５ｉを通じて現像剤槽１７内に供給される。

図２は、図１中の現像装置における搬送部材（トナー補給側）を示す平面図である。図３は、図１中の現像装置における搬送部材（トナー補給側）を示す側面図である。図４は、図３中のＩＶ−ＩＶ線上の矢視方向から見た搬送部材およびケーシングを示す断面図である。以下、搬送部材３２の構造について詳細に説明する。

図１から図４を参照して、搬送部材３２は、スクリューから構成されている。より具体的に説明すると、搬送部材３２は、シャフト部３３および羽根部３４を有する。シャフト部３３は、中心軸１０１に沿って延びるシャフト形状を有する。シャフト部３３は、中心軸１０１を中心に回転可能に設けられている。すなわち、中心軸１０１は、シャフト部３３の回転中心軸である。

羽根部３４は、シャフト部３３からその半径方向に延出し、シャフト部３３の軸方向に沿ってスパイラル状に設けられている。シャフト部３３の回転時、羽根部３４が、シャフト部３３と一体となって、中心軸１０１を中心に矢印１０３に示す方向に回転する。これにより、ケーシング２０内の現像剤２３は、羽根部３４からの推進力を受けて矢印１０２に示す方向に搬送される。

なお、搬送部材３１は、搬送部材３２と同様の上記スクリュー構造を有し、搬送部材３２と平行に配置されている。搬送部材３１による現像剤２３の搬送路と、搬送部材３２による現像剤２３の搬送路とは、これら搬送路の両端で接続されており、現像剤２３の循環路を構成している。ケーシング２０内を搬送される現像剤２３の頂面の位置は、一般的には、搬送部材３１，３２（羽根部）の上端付近である。

現像装置１０は、遮蔽部材３６をさらに有する。遮蔽部材３６は、現像剤槽１７に設けられている。遮蔽部材３６は、現像剤槽１７のうちの、搬送部材３２による現像剤２３の搬送路に設けられている。遮蔽部材３６は、搬送部材３２による現像剤２３の搬送路において、トナー補給部１５よりも現像剤２３の搬送流れにおける下流側に配置されている。すなわち、トナー補給部１５は、図２および図３中に示される搬送部材３２の範囲よりも左側に設けられている。

遮蔽部材３６は、シャフト部３３の回転中心軸である中心軸１０１よりも上方の領域において現像剤２３の移動を規制し、かつ、シャフト部３３の回転中心軸である中心軸１０１よりも下方の領域において現像剤２３の移動を許容するように設けられている。

遮蔽部材３６は、ケーシング２０により支持されている。ケーシング２０は、本体部４２および蓋部４１を有する（図４を参照のこと）。本体部４２は、上方を向いて開口する筐体形状を有する。蓋部４１は、本体部４２の開口部を塞ぐように設けられている。トナー補給口１５ｉは、蓋部４１に設けられている。遮蔽部材３６は、ケーシング２０のうちの蓋部４１により支持されている。

なお、遮蔽部材３６は、蓋部４１と一体に設けられてもよい。遮蔽部材３６は、蓋部４１以外のケーシング２０の部位により支持されてもよい。

遮蔽部材３６は、板状部３７を有する。板状部３７は、シャフト部３３の回転中心軸である中心軸１０１よりも上方の領域に設けられている。板状部３７は、その構成部位として、下端部３７ｎを有する。下端部３７ｎは、鉛直方向において、中心軸１０１と、羽根部３４の外周縁との間に位置決めされている。

板状部３７は、中心軸１０１の軸方向から見た場合に、羽根部３４と重なり合うように設けられている。板状部３７は、中心軸１０１の軸方向から見た場合に、シャフト部３３と重なり合わないように設けられている。板状部３７の下端部３７ｎと、シャフト部３３との間には、隙間が設けられている。下端部３７ｎは、シャフト部３３の直上にて、水平方向に直線状に延びている。板状部３７の下端部３７ｎは、鉛直方向において、羽根部３４の外周縁よりもシャフト部３３に近い位置に設けられている。

板状部３７は、その構成部位として、上端部３７ｍをさらに有する。上端部３７ｍは、羽根部３４の外周縁よりも高い位置にある。上端部３７ｍは、ケーシング２０の蓋部４１に接続されている。すなわち、上端部３７ｍと、ケーシング２０（蓋部４１）との間には、隙間が設けられていない。

板状部３７は、中心軸１０１に直交する面内に配置されている。板状部３７は、中心軸１０１に直交する平面内で延在する板形状を有する。板状部３７は、中心軸１０１の軸方向から見た場合に、矩形形状を有する。

板状部３７は、水平方向において、中心軸１０１を通る鉛直線を跨ぐように設けられている。ケーシング２０は、隔壁部４３をさらに有する（図４を参照のこと）。隔壁部４３は、図１中の搬送部材３１による現像剤２３の搬送路と、搬送部材３２による現像剤２３の搬送路との間を区画するように設けられている。ケーシング２０内を平面視した場合に、板状部３７と、シャフト部３３の回転方向における前方に位置するケーシング２０（本実施の形態では、隔壁部４３）との間には、隙間４４（図４を参照のこと）が設けられている。

中心軸１０１の軸方向から見て、板状部３７は、中心軸１０１を通る鉛直線に対して、シャフト部３３の回転方向の後方側にシフトして設けられている。すなわち、図４中において、中心軸１０１を通る鉛直線よりもシャフト部３３の回転方向の後方側に位置する板状部３７の面積は、中心軸１０１を通る鉛直線よりもシャフト部３３の回転方向の前方側に位置する板状部３７の面積よりも大きい。

なお、ケーシング２０内を平面視した場合に、板状部３７と、シャフト部３３の回転方向において後方に位置するケーシング２０との間には、隙間が設けられてもよいし、設けられなくてもよい。

遮蔽部材３６は、その構成部位として、突出部３８をさらに有する。突出部３８は、板状部３７の表面から現像剤２３の搬送流れにおける上流側に向けて突出するように設けられている。突出部３８は、現像剤２３の搬送流れの上流側に面する板状部３７の表面から突出するように設けられている。

突出部３８は、鉛直方向に直線状に延びるリブ形状を有する。ケーシング２０内を平面視した場合に、突出部３８は、シャフト部３３の回転方向の前方側に位置する板状部３７の端部に設けられている。

なお、突出部３８は、上記形状に限られず、たとえば、中心軸１０１の軸方向から見た場合に円弧状に延びるリブ形状を有してもよい。また、突出部３８は、上記の板状部３７の端部から、シャフト部３３の回転方向の後方側にずれた位置に設けられてもよい。

現像装置１０は、複数の遮蔽部材３６を有する。複数の遮蔽部材３６は、中心軸１０１の軸方向において等ピッチで設けられている。複数の遮蔽部材３６は、中心軸１０１の軸方向における羽根部３４のスパイラルピッチ以上の間隔で設けられている（図２中において、Ｌ１≧Ｌ２）。特に本実施の形態では、複数の遮蔽部材３６が、中心軸１０１の軸方向における羽根部３４のスパイラルピッチと同じ間隔で設けられている（図２中において、Ｌ１＝Ｌ２）。

なお、複数の遮蔽部材３６は、中心軸１０１の軸方向における羽根部３４のスパイラルピッチよりも小さい間隔で設けられてもよい（図２中において、Ｌ１＜Ｌ２）。

羽根部３４には、切り欠き部３５が形成されている。切り欠き部３５は、シャフト部３３の回転に伴って遮蔽部材３６が通過可能なように設けられている。より具体的には、中心軸１０１の半径方向からみた場合の切り欠き部３５の幅は、中心軸１０１の半径方向から見た場合の遮蔽部材３６の厚みよりも大きい（図３中において、Ｂ２＞Ｂ１）。切り欠き部３５は、中心軸１０１の半径方向において、羽根部３４の内周縁から外周縁に渡って設けられている。

切り欠き部３５の幅を小さくするため、遮蔽部材３６の厚みは可能な限り小さいことが好ましい。遮蔽部材３６の厚みが小さい場合であっても、遮蔽部材３６をケーシング２０（蓋部４１）によって支持することにより、遮蔽部材３６の強度を確保することができる。また、切り欠き部３５の幅を小さくするため、板状部３７が中心軸１０１に直交する面内に配置される構成が有利である。

羽根部３４には、複数の遮蔽部材３６に対応して複数の切り欠き部３５が形成されている。複数の遮蔽部材３６を羽根部３４のスパイラルピッチ以上の間隔で設けることによって、切り欠き部３５の数を少なくすることができる。

遮蔽部材３６は、非磁性材料から形成されてもよいし、磁性材料から形成されてもよい。遮蔽部材３６は、現像剤２３を堰き止める時に発生する圧力に耐える必要があるため、強度のある材料から形成されることが好ましい。

続いて、一般的な現像装置の課題を交えながら、本実施の形態における現像装置１０によって奏される作用効果について説明する。

トナーが現像剤に補給されてから十分に撹拌される時間を稼ぐため、一般的に、トナー供給部は、現像剤担持体から最も遠い位置に配置される。しかしながら、近年、印字速度が速くなり、トナーを補給してから現像剤担持体まで搬送する時間が短くなってきている。また、現像装置の小型化が進み、現像剤槽の容量も小さくなっている。このため、必要量のトナーを現像剤担持体に供給するには、現像剤の搬送速度を高める必要があり、トナーを補給してから現像剤担持体に現像剤を搬送する時間はさらに短くなっている。補給トナーが現像剤と十分に混合、撹拌されないために低帯電量のトナーが生じると、かぶりやトナー飛散を引き起こすおそれがある。

一方、現像装置における搬送部材には、搬送の効率がよく、現像剤に与えるストレスが比較的小さいという理由から、スクリューが用いられている。しかしながら、搬送部材の上方からトナーを補給した場合、補給トナーが、スクリューピッチ間（羽根部と羽根部との間）にある現像剤の上面に落ちたのち、現像剤と十分に混合されずに、現像剤の上面に乗ったまま搬送されていく現象がみられる。この対策としては、スクリューの羽根部に小さいパドルなどを設けることにより、上面にある補給トナーを現像剤の底側にもぐりこませる方法が考えられるが、補給トナーが現像剤担持体まで到達する時間が短いため十分ではない。

本実施の形態における現像装置１０は、搬送部材３２による現像剤２３の搬送路に、現像剤２３を堰き止めるための遮蔽部材３６を設けることによって、上記課題を解決するものである。以下、そのメカニズムについて説明する。

図５から図７は、図２中の搬送部材によって搬送される現像剤の様子を示す平面図である。

図５から図７を参照して、シャフト部３３が回転すると、シャフト部３３の上面側に現れる羽根部３４が、矢印１０２に示す方向に平行移動しているように見える。図中には、特定の遮蔽部材３６を横切って平行移動する羽根部３４Ａ、羽根部３４Ｂおよび羽根部３４Ｃと、羽根部３４Ａおよび羽根部３４Ｂの間で搬送される現像剤２３Ｐと、羽根部３４Ｂおよび羽根部３４Ｃの間で搬送される現像剤２３Ｑとが示されている。

図５および図６中に示すように、羽根部３４Ａおよび羽根部３４Ｂが順に遮蔽部材３６を横切って平行移動すると、中心軸１０１よりも上方の領域にて、羽根部３４Ａおよび羽根部３４Ｂの間の現像剤２３Ｐの一部が遮蔽部材３６によって堰き止められる。遮蔽部材３６によって堰き止められた現像剤２３Ｐは、切り欠き部３５を通じて羽根部３４Ｂおよび羽根部３４Ｃの間に進入する。本実施の形態では、現像剤２３を板状部３７により堰き止め、その堰き止めた現像剤２３を突出部３８により抱え込むことによって、現像剤２３を遮蔽部材３６に効率的に留めることができる。

次に、図６および図７中に示すように、羽根部３４Ｂおよび羽根部３４Ｃがさらに平行移動すると、中心軸１０１よりも上方の領域にて、遮蔽部材３６により堰き止められた現像剤２３Ｐが、羽根部３４Ｂおよび羽根部３４Ｃの間の現像剤２３Ｑと一体となって搬送されていく。

このように中心軸１０１よりも上方の領域にて、遮蔽部材３６により現像剤２３を堰き止めることによって、補給トナー２２を多く含む現像剤２３の見掛け上の搬送速度を遅らせ、補給トナー２２が帯電する時間を稼ぐことができる。これにより、高速または小型の現像装置であっても、十分にトナーを帯電させて、カブリやトナー飛散などの現象を防ぐことができる。また、中心軸１０１よりも下方の領域では、遮蔽部材３６により現像剤２３を堰き止めないため、現像剤２３の搬送が著しく低下することはない。すなわち、中心軸１０１よりも上方の領域にある補給トナー２２を多く含む現像剤２３にのみに、遮蔽部材３６による堰き止め効果を作用させるため、現像剤２３の搬送が著しく低下することがない。

一方、遮蔽部材３６を設けると現像剤２３の搬送を阻害することになるため、搬送部材３２に投入するエネルギーは大きくなる。この場合、現像剤２３にストレスを与えることとなり、トナーやキャリアの劣化に繋がるおそれがある。しかしながら、本実施の形態では、遮蔽部材３６により中心軸１０１よりも上方の領域の現像剤２３のみ堰き止めるため、現像剤２３が流動する自由度を高く維持することができる。このため、現像剤２３に過度なストレスが加わることがなく、トナーやキャリアの劣化を防ぐことができる。

図８は、図２中の遮蔽部材の別形態を模式的に示す平面図である。図８を参照して、遮蔽部材３６が現像剤の搬送路の幅一杯に設けられる場合、シャフト部３３の回転時に、羽根部３４と遮蔽部材３６との間に挟持された現像剤（範囲１２０に示す現像剤）の流動性が低下して、現像剤にストレスが加わる可能性がある。

これに対して、本実施の形態では、板状部３７と隔壁部４３との間に隙間４４が設けられているため、現像剤に加わるストレスをより効果的に抑制することができる。

以上に説明した、この発明の実施の形態における現像装置１０の構造についてまとめて説明すると、本実施の形態における現像装置１０は、トナーおよびキャリアを含む現像剤２３が用いられる現像装置である。現像装置１０は、シャフト部３３と、シャフト部３３からその半径方向に延出し、シャフト部３３の軸方向に沿ってスパイラル状に設けられる羽根部３４とを有し、シャフト部３３の回転に伴って現像剤２３を搬送する搬送部材３２と、搬送部材３２の上方からトナーを補給するトナー補給部１５と、トナー補給部１５よりも現像剤２３の搬送流れにおける下流側に配置され、シャフト部３３の回転中心軸よりも上方の領域において現像剤２３の移動を規制し、かつ、シャフト部３３の回転中心軸よりも下方の領域において現像剤の移動を許容するように設けられる遮蔽部材３６とを備える。

このように構成された、この発明の実施の形態における現像装置１０によれば、十分に帯電されたトナーを、画像形成装置１００における像担持体５１に供給することができる。

遮蔽部材３６は、中心軸１０１よりも上方の領域において現像剤２３の移動を規制し、かつ、シャフト部３３の回転中心軸である中心軸１０１よりも下方の領域において現像剤２３の移動を許容するものであれば、図２から図４に示すものに限られない。以下、遮蔽部材３６の各種変形例について説明する。

図９は、図４中の遮蔽部材の第１変形例を示す断面図である。図９を参照して、本変形例では、板状部３７の下端部３７ｎが中心軸１０１と同じ高さに設けられている。この場合、シャフト部３３と遮蔽部材３６との干渉を避けるため、下端部３７ｎに円弧状の切り欠き部が設けられる。

なお、ケーシング２０内を搬送される現像剤２３の高さによっては、遮蔽部材３６は、中心軸１０１よりも上方の領域において、中心軸１０１の軸方向から見た場合に搬送部材３２（羽根部３４）と重なり合わないように設けられてもよい。

図１０および図１１は、図４中の遮蔽部材の第２変形例を示す断面図である。図１０および図１１を参照して、本変形例では、現像装置１０が、移動機構部４７をさらに有する。移動機構部４７は、遮蔽部材３６が現像剤２３の搬送路に位置決めされる第１状態（図１０中に示す状態）と、遮蔽部材３６が現像剤２３の搬送路から退避する第２状態（図１１中に示す状態）との間で、遮蔽部材３６を移動させるように構成されている。

より具体的には、遮蔽部材３６は、その構成部位として、アーム部４６をさらに有する。アーム部４６は、移動機構部４７により支持される一方端と、板状部３７（上端部３７ｍ）に接続される他方端とを有する。ケーシング２０（蓋部４１）には、スリット孔４９が形成されている。板状部３７は、スリット孔４９に挿通されている。移動機構部４７は、ソレノイド等のアクチュエータから構成されており、中心軸１０６を中心に遮蔽部材３６を揺動させる。

図１０中に示す第１状態において、遮蔽部材３６は、中心軸１０１の軸方向から見て板状部３７が羽根部３４と重なり合うように位置決めされている。図１１中に示す第２状態において、遮蔽部材３６は、中心軸１０１の軸方向から見て板状部３７が羽根部３４と重なり合わないように位置決めされている。遮蔽部材３６は、図１０中に示す第１状態から図１１中に示す第２状態への移行時、中心軸１０１から遠ざかる方向に移動し、図１１中に示す第２状態から図１０中に示す第１状態への移行時、中心軸１０１に近づく方向に移動する。

現像装置１０は、移動機構部４７の駆動を制御する制御部（不図示）をさらに有する。制御部は、トナー補給部１５よりトナーが補給された場合に、遮蔽部材３６を第１状態にし、トナー補給部１５よりトナーが補給されない場合、または、補給トナー量が少ない場合に、遮蔽部材３６を第２状態とするように、移動機構部４７の駆動を制御する。

このような構成によれば、トナー補給部１５よりトナーが補給された場合に、現像剤の上面に滞留しているトナーを遮蔽部材３６によって堰き止め、補給トナーを現像剤に十分に撹拌する時間を確保することができる。また、トナー補給部１５よりトナーが補給されない場合、または、補給トナー量が少ない場合には、現像剤に加わるストレスを最小限に抑えることができる。

（実施例）
現像装置１０により奏される作用効果を確認するための実施例について説明する。本実施例では、図１中に示す画像形成装置１００を耐久実験装置として用いた。

現像装置１０における主要な条件を、下記の示すものとした。
（ａ）搬送部材（現像剤担持体側）３１
直径：２４ｍｍ（シャフト部の軸径：１０ｍｍ）
羽根部のスパイラルピッチ：３０ｍｍ
回転速度：２００ｒｐｍ
回転方向：反時計回り（図１において）
（ｂ）搬送部材（トナー補給側）３２
直径：２４ｍｍ（シャフト部の軸径：１０ｍｍ）
羽根部のスパイラルピッチ：３０ｍｍ
回転速度：２００ｒｐｍ
回転方向：反時計回り（図１において）
（ｃ）現像剤担持体１１
直径：３０ｍｍ
スリーブローラ２６の回転速度：６０ｒｐｍ
現像剤搬送量：２２０ｇ／ｍ^２
現像剤担持体１１および規制部材１６間のギャップ：０．６ｍｍ
（ｄ）バイアス
像担持体５１：−５０Ｖ（トナーのベタ現像時）、−５００Ｖ（非現像時）
現像剤担持体１１：ＡＣ１０００Ｖｐｐ（１０ｋＨｚ）、ＤＣ−３５０Ｖ
（ｅ）現像剤
コニカミノルタジャパン株式会社製のbizhubＣ３６８用Ｂｌａｃｋ現像剤
続いて、試験方法について説明する。現像装置１０と像担持体５１との間の現像領域６２の上部に、下記のパーティクルカウンターを設置した。

リオン株式会社製、型式：KR-11B（５μｍ以上で計測）
図１中の耐久実験装置にて、まず、過酷な耐久試験として非現像モード（トナーを像担持体５１に現像しないモード）で２時間駆動した。次に、画像面積率２０％の現像を行なった。この際、ＡＴＤＣセンサ２１によりトナー濃度の低下が検知されて、トナー補給部１５よりトナーが補給された。画像面積率２０％の現像を開始した後、パーティクルカウンターを作動させ、測定を開始した。開始から１分後の飛散トナー量を測定した。

実施例１では、図２から図４に示す搬送部材３２を用いた。
比較例１では、図２から図４に示す搬送部材３２から遮蔽部材３６を取り除くとともに、羽根部３４に切り欠き部３５を設けなかった。

実施例２では、図１０および図１１中に示す現像装置を用いた。現像装置を画像面積率２０％のモードで稼働させる前に現像剤槽１７にある現像剤をサンプリングして、初期と２時間後との間のトナーの帯電量の変化を調べた。この際、トナー補給のタイミングで、遮蔽部材３６が第１状態（図１０中に示す状態）となり、トナー補給のない非現像モードで、遮蔽部材３６が第２状態（図１１中に示す状態）となるように移動機構部４７の駆動を制御した。

実施例３では、図１０および図１１中に示す現像装置を用いた。現像装置を画像面積率２０％のモードで稼働させる前に現像剤槽１７にある現像剤をサンプリングして、初期と２時間後との間のトナー帯電量の変化を調べた。この際、トナー補充の有無に関わらず、遮蔽部材３６を常に第１状態（図１０中に示す状態）とした。

図１２は、実施例１および比較例１における飛散トナー量の測定結果を示す表である。図１２を参照して、現像装置を画像面積率２０％のモードで稼働させた１分後の飛散トナー量は、実施例１の方が比較例１よりも少なくなった。

図１３は、実施例２および実施例３における帯電量変化および飛散トナー量の測定結果を示す表である。図１３を参照して、実施例２および実施例３における飛散トナー量は、比較例１における飛散トナー量よりも少なくなった。実施例２および実施例３における帯電量変化は、両者とも問題の無い範囲ではあるが、実施例３における２時間後の帯電量が若干低くなった。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、主に、２成分現像剤を用いた現像装置に利用される。

１０ 現像装置、１１ 現像剤担持体、１５ トナー補給部、１５ｈ ホッパ、１５ｉ トナー補給口、１６ 規制部材、１７ 現像剤槽、２０ ケーシング、２１ ＡＴＤＣセンサ、２２ 補給トナー、２３，２３Ｐ，２３Ｑ 現像剤、２５ 磁石ローラ、２６ スリーブローラ、３１，３２ 搬送部材、３３ シャフト部、３４，３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ 羽根部、３５ 切り欠き部、３６ 遮蔽部材、３７ 板状部、３７ｍ 上端部、３７ｎ 下端部、３８ 突出部、４１ 蓋部、４２ 本体部、４３ 隔壁部、４４ 隙間、４６ アーム部、４７ 移動機構部、４９ スリット孔、５１ 像担持体、５３ 帯電部材、５４ 転写ローラ、５５ クリーニングブレード、５６ 露光装置、６２ 現像領域、６３ 現像剤回収領域、１００ 画像形成装置、１０１，１０６ 中心軸、１１０ 転写媒体、１２０ 範囲。

Claims (7)

1. トナーおよびキャリアを含む現像剤が用いられる現像装置であって、
   シャフト部と、前記シャフト部からその半径方向に延出し、前記シャフト部の軸方向に沿ってスパイラル状に設けられる羽根部とを有し、前記シャフト部の回転に伴って現像剤を搬送する搬送部材と、
   前記搬送部材の上方からトナーを補給するトナー補給部と、
   前記トナー補給部よりも現像剤の搬送流れにおける下流側に配置され、前記シャフト部の回転中心軸よりも上方の領域において現像剤の移動を規制し、かつ、前記シャフト部の回転中心軸よりも下方の領域において現像剤の移動を許容するように設けられる遮蔽部材とを備え、
   前記遮蔽部材は、前記シャフト部の回転中心軸よりも上方の領域に設けられ、前記シャフト部の軸方向に直交する面内に配置される板状部と、上面視において前記シャフト部の回転方向の前方側の前記板状部の端部に設けられ、前記板状部の表面から現像剤の搬送流れにおける上流側に向けて突出する突出部とを有し、
   前記板状部および前記突出部は、前記シャフト部の軸方向から見て、前記羽根部と重なり合うように設けられ、
   前記羽根部には、前記シャフト部の回転に伴って前記遮蔽部材が通過可能な切り欠き部が設けられる、現像装置。
2. 前記板状部は、鉛直方向において、前記シャフト部の回転中心軸と、前記羽根部の外周縁との間に位置決めされる下端部を含む、請求項１に記載の現像装置。
3. 前記搬送部材の周りに設けられ、現像剤の搬送路を形成するケーシングをさらに備え、
   前記ケーシング内を平面視した場合に、前記板状部と、前記シャフト部の回転方向において前方に位置する前記ケーシングとの間に、隙間が設けられる、請求項２に記載の現像装置。
4. 複数の前記遮蔽部材を備え、
   複数の前記遮蔽部材は、前記シャフト部の軸方向における前記羽根部のスパイラルピッチ以上の間隔で設けられる、請求項１から３のいずれか１項に記載の現像装置。
5. 前記搬送部材の周りに設けられ、現像剤の搬送路を形成するケーシングをさらに備え、
   前記遮蔽部材は、前記ケーシングに支持される、請求項１に記載の現像装置。
6. 前記遮蔽部材は、前記ケーシングと一体に設けられる、請求項５に記載の現像装置。
7. 前記遮蔽部材が現像剤の搬送路に位置決めされる第１状態と、前記遮蔽部材が現像剤の搬送路から退避する第２状態との間で前記遮蔽部材を移動させる移動機構部をさらに備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の現像装置。

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