JP2000019823A

JP2000019823A - 現像装置、現像方法及び画像形成装置

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Publication number: JP2000019823A
Application number: JP10191502A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Sato; 和彦佐藤
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1998-07-07
Filing date: 1998-07-07
Publication date: 2000-01-21

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】現像装置の駆動開始時及び長時間連続攪拌時の
現像剤劣化、現像剤の帯電量不足、画像濃度の低下、放
置混色の増加等の問題を解消する。【解決手段】攪拌部４５Ｃの突起部材の最大投影面積Ｘ
が、関係式１及び関係式２に設定される。式１（Ｐ×Ｄ）／２００≦Ｘ≦（Ｐ×Ｄ）／７式２０．０１５〔Ｄ×（Ｆ＋ｆ）〕≦Ｘ≦０．２〔Ｄ
×（Ｆ＋ｆ）〕式中、Ｐは搬送部４５Ｂの螺旋状羽根部材のピッチ距離
［ｍｍ］Ｄは搬送部４５Ｂの螺旋状羽根部材の先端部の
回転軌跡の直径［ｍｍ］Ｘは突起部材の突設方向に対し
て垂直方向から投影したときの突起部材の最大投影面積
［ｍｍ²］Ｆは搬送部４５Ｂの根元部における回転軸方
向の幅寸法［ｍｍ］ｆは搬送部４５Ｂの先端部における
幅寸法［ｍｍ］

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に備え
られる現像装置、現像方法及び現像装置を備えた画像形
成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置の現像方式には、通常の電
子写真複写機等に用いられる正規現像方式と、デジタル
プリンタやデジタル電子写真複写機等に用いられる反転
現像方式とが知られている。反転現像方式は、像担持体
として感光体を用い、一般にレーザーダイオード、発光
ダイオード（ＬＥＤ）等を光源として用い、帯電、露光
により感光体上に形成された潜像を、感光体の帯電極性
と同極性に帯電したトナーにより現像してトナー像とす
る方式である。例えば、感光体の帯電極性が負の場合、
トナーの極性も負であり、露光により生じた電位差を利
用して現像し、感光体上にトナー像を形成する方式であ
る。

【０００３】従来の現像装置においては、回転する感光
体に近接して、回転する現像剤担持体が配置されてい
る。該現像剤担持体は中空円筒体状に形成されて、前記
感光体に対向する側に開口部を有する現像器本体に収納
されている。該現像剤担持体には、例えば−６５０Ｖの
直流電圧に、２７００Ｖ、８０００Ｈｚの交流電圧が重
畳された現像バイアス電圧が印加される。該現像剤担持
体は、その内部に磁石を有し、現像剤担持体の外周表面
にトナー粒子と磁性粒子（キャリア）とを混合した二成
分現像剤を担持している。

【０００４】この現像装置は、前記トナーとキャリアと
から成る二成分現像剤を収容する現像器本体、磁石から
成る磁界発生手段を内部に有する現像剤担持体、該現像
剤担持体に現像剤を搬送して供給する現像剤供給部材、
前記現像剤担持体上の現像剤層厚を所定量に規制する現
像剤層厚規制部材、現像剤を攪拌して前記現像剤供給部
材に搬送する現像剤攪拌搬送部材から構成されている。

【０００５】前記現像器本体の上部に設けられた開口で
あるトナー補給口部を通して、トナーカートリッジから
前記現像器本体内に補給されたトナーは、回転する前記
現像剤攪拌搬送部材により前記現像器本体内に収容され
た現像剤と攪拌、混合されて均一なトナー濃度になり、
回転する前記現像剤攪拌搬送部材により前記現像剤担持
体の外周面上に供給され、現像剤担持体上の現像剤のう
ち、トナーのみが現像領域で感光体上に付着する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】現像装置中の現像剤の
帯電量を一定の値に保つように攪拌混合するとともに、
現像剤を安定して搬送することが現像装置には求められ
ている。また、現像装置中のトナーが減少して所定のト
ナー濃度以下になったことを検知手段により検知された
場合、トナー補給装置によりトナーを補給するために、
現像装置本体のトナー補給口からトナーを補給すること
が行われるが、その補給トナーは、急速に所定の帯電量
に立ち上がることが望まれている。しかしながら、現像
装置中の現像剤の帯電量を一定に保つことは極めて難し
く、また、補給トナーを現像剤に混合して急速に所定の
トナー濃度に立ち上げるためには、現像装置の攪拌手段
に何らかの工夫が必要である。現像剤の帯電量が安定す
れば、出力される画像の濃度変動は極めて少なくなり、
また、文字チリや混色の防止にもなり、安定した画像を
提供することができる。

【０００７】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたものであり、本発明の目的は、現像剤攪拌搬送
部材を改善することで、複数の現像剤攪拌搬送部材に攪
拌と搬送の機能をバランス良く持たせることで、文字チ
リや混色が極めて軽微である安定した画像を提供するこ
とができる現像装置及び画像形成装置を提供するもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、下記の本
発明により達成される。

【０００９】（１）静電潜像を担持する像担持体に対向
して配置され回転可能に支持された現像剤担持体と、前
記現像剤担持体に平行して配置され現像剤を攪拌して前
記現像剤担持体に搬送する現像剤攪拌搬送部材とを備え
た現像装置において、前記現像剤攪拌搬送部材は、駆動
源に接続して駆動回転される回転軸部と、該回転軸部の
周囲に形成された螺旋状羽根部材により現像剤を主に搬
送する搬送部と、前記回転軸部に突設された複数の突起
部材により現像剤を主に攪拌する攪拌部とから構成さ
れ、前記攪拌部の突起部材の最大投影面積Ｘが、下記の
関係式１に設定されていることを特徴とする現像装置
（請求項１）。

【００１０】式１（Ｐ×Ｄ）／２００≦Ｘ≦（Ｐ×Ｄ）／７式中、Ｐは前記搬送部の螺旋状羽根部材のピッチ距離
［ｍｍ］Ｄは前記搬送部の螺旋状羽根部材の先端部の回転軌跡の
直径［ｍｍ］Ｘは前記突起部材の突設方向に対して垂直方向から投影
したときの突起部材の最大投影面積［ｍｍ²］（２）静電潜像を担持する像担持体に対向して配置され
回転可能に支持された現像剤担持体と、前記現像剤担持
体に平行して配置され現像剤を攪拌して前記現像剤担持
体に搬送する現像剤攪拌搬送部材とを備えた現像装置に
おいて、前記現像剤攪拌搬送部材は、駆動源に接続して
駆動回転される回転軸部と、該回転軸部の周囲に形成さ
れた螺旋状羽根部材により現像剤を主に搬送する搬送部
と、前記回転軸部に突設された複数の突起部材により現
像剤を主に攪拌する攪拌部とから構成され、前記攪拌部
の突起部材の最大投影面積Ｘが、下記の関係式２に設定
されていることを特徴とする現像装置（請求項２）。

【００１１】式２０．０１５〔Ｄ×（Ｆ＋ｆ）〕≦Ｘ≦０．２〔Ｄ×（Ｆ＋ｆ）〕式中、Ｄは前記搬送部の螺旋状羽根部材の先端部の回転
軌跡の直径［ｍｍ］Ｆは前記搬送部の根元部における回転軸方向の幅寸法
［ｍｍ］ｆは前記搬送部の先端部における幅寸法［ｍｍ］Ｘは前記突起部材の突設方向に対して垂直方向から投影
したときの突起部材の最大投影面積［ｍｍ²］（３）現像装置内に収容された現像剤と補給されたトナ
ーとを、現像剤攪拌搬送部材により攪拌、搬送して、現
像剤担持体に供給し、静電潜像を担持する像担持体と前
記現像剤担持体が対向する現像領域において静電潜像を
現像して顕像化する現像方法において、前記現像剤攪拌
搬送部材は、駆動源に接続して駆動回転される回転軸部
と、該回転軸部の周囲に形成され現像剤を主に搬送する
搬送部と、前記回転軸部に突設され現像剤を主に攪拌す
る複数の攪拌部とを有し、前記現像剤攪拌搬送部材の攪
拌部の最大投影面積Ｘ［ｍｍ²］が、下記の関係式１及
び／又は関係式２に設定された現像装置により現像剤を
攪拌、搬送して、前記現像剤担持体に供給することを特
徴とする現像方法（請求項６）。

【００１２】式１（Ｐ×Ｄ）／２００≦Ｘ≦（Ｐ×Ｄ）／７式２０．０１５〔Ｄ×（Ｆ＋ｆ）〕≦Ｘ≦０．２〔Ｄ×（Ｆ＋ｆ）〕式中、Ｐは前記搬送部の螺旋状羽根部材のピッチ距離
［ｍｍ］Ｄは前記搬送部の螺旋状羽根部材の先端部の回転軌跡の
直径［ｍｍ］Ｆは前記搬送部の根元部における回転軸方向の幅寸法
［ｍｍ］ｆは前記搬送部の先端部における幅寸法［ｍｍ］Ｘは前記突起部材の突設方向に対して垂直方向から投影
したときの突起部材の最大投影面積［ｍｍ²］（４）静電潜像を担持する像担持体に対向配置された現
像剤担持体と、現像装置内に収容された現像剤と補給さ
れたトナーとを攪拌、搬送して、前記現像剤担持体に供
給する現像剤攪拌搬送部材とを有する現像装置を備えた
画像形成装置において、前記（１）又は（２）に記載の
現像装置により、前記像担持体と現像剤担持体が対向す
る現像領域において静電潜像を現像して顕像化し、前記
顕像を被転写材に転写して画像を形成することを特徴と
する画像形成装置（請求項７）。

【００１３】（５）前記（１）又は（２）に記載の現像
装置を備え、前記像担持体上の均一帯電面から光ビーム
により電荷が除去された潜像部分に、前記現像装置によ
り現像剤を付着させる反転現像により顕像化することを
特徴とする画像形成装置。

【００１４】（６）前記（１）又は（２）に記載の現像
装置を備え、前記現像剤担持体に、直流成分に交流成分
を重畳させるバイアス電界を印加し、前記現像装置の現
像剤担持体上の二成分現像剤のトナーを前記像担持体上
の静電潜像上へ飛翔させる非接触現像により顕像化する
ことを特徴とする画像形成装置。

【００１５】（７）異なる色の現像剤をそれぞれ収容し
た複数の現像装置により、像担持体上に複数色のトナー
像を重ね合わせて形成し、該重ね合わせトナー像を転写
手段により被転写材に転写してカラー画像を形成する画
像形成装置において、前記（１）又は（２）に記載の現
像装置を複数組配置し、前記（５）に記載の反転現像及
び前記（６）に記載の非接触現像により、像担持体上に
形成された静電潜像を現像し、前記像担持体上に複数色
の重ね合わせカラートナー像を形成し、該カラートナー
像を転写装置により被転写材上に一括転写してカラー画
像を形成することを特徴とする画像形成装置（請求項１
０）。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の説明に先立
って、本発明の現像装置を複数組搭載した画像形成装置
の一例であるカラープリンタの構成とその作用を図１の
断面構成図によって説明する。

【００１７】図１は、本実施の形態の現像装置及びこの
現像装置を搭載した画像形成装置であるカラープリンタ
を示す断面構成図である。

【００１８】このカラープリンタは、像担持体である可
撓性の無端ベルト状の感光体（以下、ベルト感光体と称
す）１の周囲に、４組のスコロトロン帯電器（以下、帯
電器と称す）２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ、４組の像露光装
置（走査光学装置）３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ、４組の現
像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋとから成る画像形成ユニッ
ト（図示の４組）を縦列に配設したものである。なお、
像露光装置３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）としてレーザービーム
走査光学装置を使用したものである。

【００１９】ベルト感光体１は、駆動ローラ１１及び下
ローラ１２，上ローラ１３に張架され、テンションロー
ラ１４の作用により緊張状態にされ、内周面に設けられ
たバックアップ部材１５により局部的に当接しながら、
図示の時計方向に回動する。バックアップ部材１５は、
ベルト感光体１の背面に当接して、現像器４（Ｙ，Ｍ，
Ｃ，Ｋ）の現像剤担持体（以下、現像スリーブと称す）
４１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の現像領域及び像露光装置３
（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の結像位置にベルト感光体１を規制
している。

【００２０】二成分現像剤はトナーとキャリアを主成分
とする。トナーは、バインダー樹脂、顔料を含有し、必
要により離型剤、荷電制御剤等をも含有する。カラー画
像形成装置に使用される二成分現像剤のトナーは、上記
の顔料として、イエロー、マゼンタ、シアン等の顔料又
は染料から成る着色剤及びカーボンブラック等の黒色顔
料等を含有する。トナーの粒径は４〜１０μｍである。
キャリアとしては、フェライト、マグネタイト、鉄粉等
の強磁性粒子を用い、望ましくは、前記強磁性粒子の表
面をフッソ系、シリコーン系等の樹脂でコーティングし
たものが良い。キャリアの粒径は１０〜８０μｍであ
る。トナーとキャリアの混合比は、トナーが３〜２０重
量％である。

【００２１】画像記録のスタートにより、駆動モータ
（図示せず）が回動して駆動ローラ１１を介してベルト
感光体１を図示の時計方向へと回動し、帯電器２Ｙの帯
電作用によりベルト感光体１への電位の付与が開始され
る。ベルト感光体１は電位を付与されたあと、像露光装
置３Ｙにおいて第１の色信号すなわちイエロー（Ｙ）の
画像信号に対応する電気信号による露光が開始され、ベ
ルト感光体１の回動（副走査）によってその表面の感光
層に現像画像のイエロー（Ｙ）の画像に対応する静電潜
像を形成する。この潜像は現像器４Ｙにより現像スリー
ブ４１Ｙ上に付着搬送された現像剤により、現像領域に
おいて非接触の状態で反転現像され、イエロー（Ｙ）の
トナー像となる。

【００２２】次いでベルト感光体１はイエロー（Ｙ）の
トナー像の上にさらに帯電器２Ｍの帯電作用により電位
が付与され、像露光装置３Ｍの第２の色信号すなわちマ
ゼンタ（Ｍ）の画像信号に対応する電気信号による露光
が行われ、現像器４Ｍによる非接触の反転現像によって
前記のイエロー（Ｙ）のトナー像の上にマゼンタ（Ｍ）
のトナー像が重ね合わせて形成される。

【００２３】同様のプロセスにより帯電器２Ｃ、像露光
装置３Ｃ及び現像器４Ｃによってさらに第３の色信号に
対応するシアン（Ｃ）のトナー像が形成される。さらに
帯電器２Ｋ、像露光装置３Ｋ及び現像器４Ｋによって第
４の色信号に対応する黒色（Ｋ）のトナー像が順次重ね
合わせて形成され、ベルト感光体１の一回転以内にその
周面上にカラーのトナー像が形成される。

【００２４】現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ及び４Ｋによる現
像作用に際しては、それぞれ現像スリーブ４１Ｙ，４１
Ｍ，４１Ｃ及び４１Ｋに対し、ベルト感光体１の帯電と
同極性の直流バイアス、あるいは直流バイアスに交流を
加えた現像バイアスが印加され、現像スリーブ４１
（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上に付着した二成分現像剤による非
接触反転現像が行われて、導電層を接地したベルト感光
体１上の静電潜像形成部にトナーを付着させる。

【００２５】かくして、ベルト感光体１の周面上に形成
されたカラーのトナー像は帯電器２Ｆによって付着トナ
ーの電位が揃えられたのち、転写部において、給紙装置
である給紙カセット２０Ａ，２０Ｂ或いは手差し給紙部
２０Ｃから、それぞれ給紙手段２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ
により送り出され、レジストローラ対２３へと搬送さ
れ、レジストローラ対２３の駆動によってベルト感光体
１上のトナー像領域と同期して給紙される転写紙上に、
ベルト感光体１の駆動用の駆動ローラ１１の下部に対向
して配置された転写装置（転写ローラ）７により転写さ
れる。

【００２６】トナー像が転写された被転写材（転写紙）
は、駆動ローラ１１の曲率に沿ったベルト感光体１周面
より分離されたのち、定着装置２４へ搬送される。定着
装置２４によりトナー像は熔融され、転写紙に定着され
る。定着処理終了後の転写紙は、排紙ローラ対２５Ａ，
２５Ｂ，２５Ｃにより搬送されて、上部に設けられた排
紙トレイ２６に転写紙上のトナー像面を下面にして排出
される。

【００２７】一方、転写紙を分離したベルト感光体１
は、クリーニング装置８のクリーニングブレード８１に
よって摺擦され、残留トナーを除去し、清掃される。な
お、次の原稿画像のトナー像の形成が続いて行われると
きは、帯電前除電器９によるベルト感光体１の感光体面
への露光が行われて前歴の除去がなされる。

【００２８】図２は本発明の現像装置の断面図である。
前記複数の現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、ほぼ同じ
構成をなすから、以下、これらの現像器を代表して現像
装置４と称して説明する。

【００２９】図２において、４０はトナーとキャリアと
から成る二成分現像剤を収容する現像器本体、４１は現
像剤担持体である現像スリーブ、４２は現像スリーブ４
１の内部に配置され現像器本体４０に固定された磁界発
生手段（マグネットロール）、４３は現像スリーブ４１
上の現像剤層厚を所定量に規制する現像剤層厚規制部
材、４４は現像スリーブ４１に現像剤を供給するパドル
形状の羽根部４４Ｂと回転軸部４４Ａとから成る現像剤
供給部材、４５，４６はスクリュー形状をなす現像剤攪
拌搬送部材である。なお、現像剤供給部材４４はパドル
形状に限定されるものではなく、現像剤を効率良く搬送
する他の形状でもよい。

【００３０】図示の矢印は各回転部材（４１，４４，４
５，４６）の回転方向を示し、白抜き矢印は現像剤の流
れを示す。Ｅ１はＡＣ電源、Ｅ２はＤＣ電源である。

【００３１】上記の現像器４の各現像スリーブ４１内に
は、図２に示すような５極の磁極Ｓ１，Ｓ２、Ｎ１〜Ｎ
３が配置されている。これらの磁極のうち互いに隣接す
る同極性の磁極Ｎ２，Ｎ３は反発磁界を形成して、現像
スリーブ４１上の現像処理後の現像剤を剥ぎ取り、現像
スリーブ４１上の画像履歴を消去する。

【００３２】スクリュー形状をなす現像剤攪拌搬送部材
は、第１の回転部材４５と第２の回転部材４６とから成
る。第１の回転部材４５は現像スリーブ４１に近接する
側に配置され、現像剤を現像剤供給部材４４に供給す
る。第２の回転部材４６は第１の回転部材４５に近接し
現像スリーブ４１から遠い側に配置され、補給トナーを
受容して攪拌、搬送して第１の回転部材４５に搬送す
る。

【００３３】第１の回転部材４５は、駆動源に接続する
回転軸部４５Ａ、主に現像剤を回転軸方向に搬送する搬
送部（螺線状羽根部材）４５Ｂ、回転軸部４５Ａに突設
され主に現像剤を攪拌する攪拌部（突起部材）４５Ｃと
から構成されている。

【００３４】搬送部４５Ｂは螺線状スクリュー形状に形
成され、現像剤及びトナーを回転軸部４５Ａの方向に搬
送する。搬送部４５Ｂの螺線状スクリューの各ピッチの
ほぼ中央部には、突起形状の攪拌部４５Ｃが突設されて
いる。回転する攪拌部４５Ｃは、現像剤及びトナーを回
転軸部４５Ａとほぼ直交する方向に抛出する。

【００３５】第２の回転部材４６は、駆動源に接続する
回転軸部４６Ａ、主に現像剤を回転軸方向に搬送する搬
送部（螺線状羽根部材）４６Ｂ、回転軸部４６Ａに突設
され主に現像剤を攪拌する攪拌部（突起部材）４６Ｃと
から構成されている。搬送部４６Ｂは螺線状スクリュー
形状に形成され、現像剤及びトナーを回転軸部４６Ａの
方向に搬送する。搬送部４６Ｂの螺線状スクリューの各
ピッチのほぼ中央部には、突起形状の攪拌部４６Ｃが突
設されている。回転する攪拌部４６Ｃは、現像剤及びト
ナーを回転軸部４６Ａとほぼ直交する方向に抛出する。

【００３６】なお、第１の回転部材４５、第２の回転部
材４６は、スクリュー形状に限定されるものではなく、
現像剤を効率良く搬送する他の形状でもよい。

【００３７】第１の回転部材４５と第２の回転部材４６
とは、現像器本体４０の底部から直立した仕切り壁４０
ａを挟んで両側に形成された第１の搬送室４０ｂ及び第
２の搬送室４０ｃ内にそれぞれ平行に配置され、互いに
同方向に駆動回転される。第１の搬送室４０ｂ及び第２
の搬送室４０ｃの上部は、天板４８により閉蓋されてい
る。４９は第１の搬送室４０ｂ又は第２の搬送室４０ｃ
の底部に設置されたトナー濃度検出装置である。

【００３８】図１に示すトナーカートリッジ５Ｙ，５
Ｍ，５Ｃ，５Ｋから補給されたトナーは、現像器４
（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー補給口部４０ｆから第２の
搬送室４０ｃに連通する補給室４０ｈ（図３参照）内に
投入、補給される。

【００３９】現像スリーブ４１の外径は、φ８ｍｍ以
上、φ６０ｍｍ以下が望ましい。外径が、φ８ｍｍ以下
であると、画像形成に必要な磁極Ｎ１，Ｓ２、現像剤層
厚規制部材４３に対向する磁極Ｎ３、剥ぎ取り磁極Ｎ
２，Ｎ３及び磁極Ｓ１から成る少なくとも５極の磁極を
有し所定の磁界強度を有するマグネットロール４２を形
成することが困難である。また、現像スリーブ４１の外
径がφ６０ｍｍ以上であると、現像装置が大型化する。
特に、複数組の現像装置（例えば現像器４（Ｙ，Ｍ，
Ｃ，Ｋ））を有するカラープリンタ（図１参照）におい
ては、複数の現像装置４が大型化すると、ベルト感光体
１を短くすることが困難になり、画像形成部が大型化す
る。

【００４０】図３は本発明の現像装置４の水平断面図、
図４は現像装置４の駆動回転部材の要部斜視図である。

【００４１】図３おいて、現像スリーブ４１の両軸端近
傍は、玉軸受Ｂ１，Ｂ２により回転可能に支持されてい
る。複数の磁極を有するマグネットロール４２の両軸端
は固定支持されている。図示しない駆動源に接続される
カップリングＫと同軸の歯車Ｇ１は、現像スリーブ４１
の一方の軸端に固定された歯車Ｇ２を回転させる。

【００４２】現像スリーブ４１の他方の軸端に固定され
た駆動歯車Ｇ３は、図示しない中間歯車を介して、現像
剤供給部材４４の一方の回転軸部４４Ａに固定された駆
動歯車Ｇ４を回転させる。駆動歯車Ｇ４は図示しない中
間歯車を介して、第１の回転部材４５の回転軸部４５Ａ
に固定された駆動歯車Ｇ５に駆動を伝達する。駆動歯車
Ｇ５は、中間歯車（アイドラーギア）Ｇ６を介して第２
の回転部材４６の回転軸部４６Ａに固定された駆動歯車
Ｇ７に駆動を伝達する。

【００４３】このようにして、歯車Ｇ１の駆動回転によ
り、現像スリーブ４１、現像剤供給部材４４、第１の回
転部材４５、第２の回転部材４６がそれぞれ図２に示す
矢印方向に同時に回転される。また、第１の回転部材４
５と第２の回転部材４６とは、同方向に回転するが、ス
クリューの螺旋方向が逆に形成されているから、補給ト
ナー及び現像剤は、図３に示す白抜き矢印方向に循環搬
送される。

【００４４】第２の回転部材４６は、トナー補給装置か
ら補給されたトナーをトナー補給口部４０ｆより受容し
て回転軸方向に搬送する。トナー補給口部４０ｆは第２
の回転部材４６の一方の端部であって、現像剤中のキャ
リアが実質的に存在しない部位（補給室４０ｈ）に設け
られている。

【００４５】第１の回転部材４５の回転方向は、第１の
回転部材４５の外周軌跡の垂直方向最上端位置での回転
方向が、現像スリーブ４１に対向する側とは反対の方向
の現像器本体４０の内壁の最遠部に指向している。

【００４６】また、第２の回転部材４６の回転方向も、
第２の回転部材４６の外周軌跡の垂直方向最上端位置で
の回転方向が、現像スリーブ４１に対向する側とは反対
の方向の現像器本体４０の内壁の最遠部に指向してい
る。従って、第１の回転部材４５、第２の回転部材４６
は、何れも同方向に回転する。また、第１の回転部材４
５及び第２の回転部材４６の回転方向は、現像スリーブ
４１の回転方向と同一である。なお、現像スリーブ４１
の表面は、ベルト感光体１との対向位置において、ベル
ト感光体１と逆方向に回転される（図２参照）。

【００４７】駆動歯車Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ７及び中間
歯車Ｇ６等は、現像器本体４０内の一方に、仕切り壁に
より形成された駆動部室４０ｇ内に収容されている。

【００４８】トナーカートリッジ５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）
と、図示しないトナーホッパ、トナー搬送手段から成る
トナー補給装置から現像装置のトナー補給口部４０ｆに
投入されたトナーは、第２の回転部材４６により、補給
室４０ｈ（現像剤中のキャリアが実質的に存在しない部
位）内を回転軸方向に搬送され、さらに補給室４０ｈに
接続する第２の搬送室４０ｃにおいて現像器本体４０内
の現像剤と攪拌されながら第２の回転部材４６の回転軸
方向に搬送され（図示左向き白抜き矢印）、仕切り壁４
０ａ末端の左端の開口部４０ｄを通過して第１の搬送室
４０ｂ内に移送される（図示上向き白抜き矢印）。

【００４９】第１の搬送室４０ｂ内に送り込まれたトナ
ー及び現像剤は、駆動回転される第１の回転部材４５に
より回転軸方向に攪拌、搬送され（図示右向き白抜き矢
印）、図示右端の開口部４０ｅにおいて第２の搬送室４
０ｃ内に循環、移送される（図示右向き白抜き矢印）。

【００５０】第１の搬送室４０ｂ内において攪拌、混
合、搬送された現像剤は、駆動回転される現像剤供給部
材４４により現像スリーブ４１に供給される。

【００５１】現像スリーブ４１の周面上に供給された現
像剤は、現像剤層厚規制部材４３により現像剤層厚を所
定量に規制されたのち、ベルト感光体１に対向する現像
領域に搬送される。現像領域において現像処理された後
の残余の現像剤は、前記剥ぎ取り磁極Ｎ２，Ｎ３による
反発磁界により現像スリーブ４１面上から剥ぎ取られ、
現像剤供給部材４４により搬送されて、第１の回転部材
４５に送られ攪拌される。

【００５２】現像器本体４０の底部には、トナー濃度検
出装置４９が固定されている。トナー濃度検出装置４９
は、現像器本体４０の第１の搬送室４０ｂ又は第２の搬
送室４０ｃに取り付けられ、トナー濃度検出装置４９に
よる検出結果に基づいて、トナー補給口部４０ｆから現
像装置内にトナーが補給される。

【００５３】現像剤供給部材４４の一方の回転軸部４４
Ａは、軸受部材Ｂ３に嵌入され、回転可能に支持されて
いる。現像剤供給部材４４の他方の回転軸部４４Ｂは、
軸受部材Ｂ４に嵌入され、回転可能に支持されている。

【００５４】第１の回転部材４５の回転軸部４５Ａの一
方の軸端は、軸受部材Ｂ７に、他方の軸端は軸受部材Ｂ
８に嵌入され、第１の回転部材４５は回転可能に両端支
持されている。同様に、第２の回転部材４６の回転軸部
４６Ａの両端軸も、それぞれ軸受部材Ｂ５，Ｂ６に嵌入
され、回転可能に両端支持されている。

【００５５】第１の回転部材４５、第２の回転部材４６
を形成する材料としては、樹脂にガラス繊維を添加した
エフライトＦＬ２０２（日本エフテービー社製）を使用
した。この他、エフライトＦＬ３０２、エフライトＦＬ
２０１、エフライトＦＬ３６２、エフライトＦＬ２０１
（何れも日本エフテービー社製）でもよい。更に、ＡＢ
Ｓ、変性ＰＰＥ、ＰＣ、ＰＥ、ＰＥＴＰ、ＰＦ、ＰＯ
Ｍ、ＰＳ、ＰＢＴ、ＰＰ、ＰＡ、ＰＭＭＡ、ＰＡＩ、Ｐ
ＰＳ、ＰＰＯ、ＰＡＲ、ＰＳＦ、ＰＥＳ、ＰＥＩ、ＰＯ
Ｂ、ＰＥＥＫ等の樹脂材でもよい。更にまた、鉄合金、
銅合金、ステンレス鋼、アルミニウム合金、ニッケル合
金などの金属でもよい。

【００５６】現像剤供給部材４４は、ＡＢＳ樹脂又はそ
の他の樹脂、ガラス繊維入りの樹脂、金属等により形成
される。

【００５７】図５（ａ）は、本発明の現像剤攪拌搬送部
材の正面図、図５（ｂ）は、現像剤攪拌搬送部材の搬送
部のＡ−Ａ断面図である。第２の回転部材４６の搬送部
４６Ｂ、攪拌部４６Ｃは、第１の回転部材４５の搬送部
４５Ｂ、攪拌部４５Ｃとほぼ同一形状をなすから、以
下、現像剤攪拌搬送部材として第１の回転部材４５を代
表して説明する。

【００５８】第１の回転部材４５は、回転軸部４５Ａ、
搬送部（螺旋状羽根部材）４５Ｂ、攪拌部（突起部材）
４５Ｃとから構成されている。回転軸部４５Ａ、搬送部
４５Ｂ、攪拌部（突起部材）４５Ｃは、一体成型加工に
より形成されるが、別体の攪拌部４５Ｃを回転軸部４５
Ａの嵌合穴にインサートして固定して一体化してもよ
い。

【００５９】図５（ａ）において、Ｄは搬送部４５Ｂの
螺旋状羽根部材の先端部の回転軌跡の直径［ｍｍ］、ｄ
は回転軸部４５Ａの外径［ｍｍ］、Ｐは搬送部４５Ｂの
螺旋状羽根部材のピッチ距離［ｍｍ］である。

【００６０】図５（ｂ）において、Ｆは搬送部４５Ｂの
根元部における回転軸方向の幅寸法［ｍｍ］、ｆは搬送
部４５Ｂの先端部における幅寸法［ｍｍ］である。ｈは
搬送部４５Ｂの螺旋状羽根部材の山の高さで、ｈ＝（Ｄ
−ｄ）／２である。従って、この螺旋状羽根部材の断面
積（斜線を施した部分）Ｓは、Ｓ＝（Ｆ＋ｆ）×ｈ÷２
となる。例えば、Ｄ＝１６ｍｍ、ｄ＝６ｍｍに設定すれ
ば、ｈ＝５ｍｍとなり、更に、Ｆ＝３ｍｍ、ｆ＝１ｍｍ
に設定すれば、Ｓ＝（３＋１）×５÷２＝１０［ｍ
ｍ²］となる。

【００６１】図６は攪拌部４５Ｃの詳細を示し、図６
（ａ）は、図５（ａ）における第１の回転部材４５の攪
拌部４５ＣのＢ矢視図、図６（ｂ）は、図５（ａ）にお
ける攪拌部４５ＣのＣ−Ｃ断面図、図６（ｃ）は、図６
（ａ）における攪拌部４５ＣのＤ−Ｄ断面図、図６
（ｄ）は、攪拌部４５Ｃの斜視図である。攪拌部４６Ｃ
は、上記攪拌部４５Ｃとほぼ同一形状である。

【００６２】これらの図において、攪拌部４５Ｃの突起
上面は長方形をなす。攪拌部４５Ｃの長辺の長さをａ、
短辺の長さをｂ、突出高さをｈとすると、攪拌部４５Ｃ
が回転軸部４５Ａから突出した部分の突出方向に対して
垂直方向から投影したときのの投影面積は、図６（ｂ）
においては、ｂ×ｈであり、図６（ｃ）においては、ａ
×ｈである。これらの投影面積のうち、最大投影面積Ｘ
は長辺側のａ×ｈである。例えば、ａ＝２ｍｍ、ｈ＝４
ｍｍに設定すると最大投影面積Ｘ＝８ｍｍ²である。

【００６３】図７（ａ）〜（ｆ）は、回転軸部４５Ａに
突設された攪拌部４５Ｃの他の各種形状を示す部分平面
図及び部分斜視図である。攪拌部４６Ｃは攪拌部４５Ｃ
とほぼ同一形状である。

【００６４】図７において、（ａ）に示す攪拌部４５Ｃ
は長円形状をなす。（ｂ）は楕円形の攪拌部４５Ｃ、
（ｃ）は円柱形状をなす攪拌部４５Ｃ、（ｄ）は角柱形
状で先端部に傾斜面又は曲面を形成した攪拌部４５Ｃ、
（ｅ）は長円錐台形状の攪拌部４５Ｃ、（ｆ）は角錐台
形状の攪拌部４５Ｃをそれぞれに示す。これらの攪拌部
４５Ｃは、回転軸部４５Ａと一体成型加工により形成さ
れるが、別体の攪拌部４５Ｃを回転軸部４５Ａの嵌合穴
にインサートして固定して一体化してもよい。

【００６５】図７（ａ）〜（ｆ）に示す攪拌部４５Ｃに
おいても、図６と同様に最大投影面積Ｘが定められる。

【００６６】なお、第１の回転部材４５に設けられた攪
拌部４５Ｃの先端部の回転軌跡は、搬送部（螺線状羽根
部材）４５Ｂの先端部の回転軌跡より小さい内側になる
ように設定されている。

【００６７】請求項１に示す関係式１、及び請求項２に
示す関係式２で規定される最大投影面積Ｘは、第１の回
転部材４５及び第２の回転部材４６に適用される。

【００６８】なお、第１の回転部材４５の攪拌部４５Ｃ
の最大投影面積Ｘ１と、第２の回転部材４６の攪拌部４
６Ｃの最大投影面積Ｘ２とは、Ｘ２≧Ｘ１に設定される
ことが好ましい。

【００６９】図５〜７において、第１の回転部材４５の
攪拌部４５Ｃ又は第２の回転部材４６の攪拌部４６Ｃの
最大投影面積Ｘは、下記の関係式１及び／又は関係式２
を満たすように設定されるとき、画像濃度、帯電量、混
色低減、細線再現性に下記の最適条件が得られ、安定し
た画像が得られることを以下の実施例により確認した。

【００７０】・式１（Ｐ×Ｄ）／２００≦Ｘ≦（Ｐ×Ｄ）／７・式２０．０１５〔Ｄ×（Ｆ＋ｆ）〕≦Ｘ≦０．２〔Ｄ×（Ｆ＋ｆ）〕・最適条件画像濃度：１．４±０．０２帯電量：±１μｃ／ｇ混色：約５０個／ｍｍ²以下細線再現性：１７０±２μｍ

【００７１】

【実施例】以下、実施例をあげて、本発明の現像装置の
現像性について説明する。

【００７２】本発明には磁性キャリア、特にはコーティ
ング磁性キャリアと非磁性樹脂トナーの組み合わせによ
るいわゆる二成分現像剤が好ましく用いられる。又、磁
性粒子を樹脂中に分散した樹脂分散磁性キャリアと非磁
性樹脂トナーの組み合わせによる二成分現像剤も好まし
く用いられる。

【００７３】この現像剤用キャリアの磁性粒子（コーテ
ィングキャリアの場合は芯材粒子）としては、鉄、フェ
ライト、マグネタイト等の金属、それらの金属とアルミ
ニウム、鉛等の金属との合金等の従来から公知の材料を
用いることができる。上記芯材粒子を被覆したキャリア
の体積平均粒径としては１０μｍ以上、５０μｍ以下、
特に２０μｍ以上、４０μｍ以下のものが好ましい。

【００７４】コーティング膜厚は０．５〜３μｍが良
く、樹脂にカーボンなどの導電性物質を添加してもよ
い。また磁性体芯材にコーティング樹脂が密着するよう
シランカップリング剤などを添加してもよい。

【００７５】現像装置４の構成部材の一実施例の諸元を
下記に示す。

【００７６】・第１の回転部材４５、第２の回転部材４
６の各攪拌部４５Ｃ，４６Ｃの構成形状：長方形柱（長円形柱、楕円形柱、円柱、角柱、円
錐台柱、角錐台柱等）材質：回転軸部４５Ａ，４６Ａと一体成型（別体成型で
材質を変えても可）ガラス繊維入り樹脂（エフライトＦＬ２０２（日本エフ
テービー社製））攪拌部４５Ｃ，４６Ｃの最大投影面積：Ｘ＝８ｍｍ² ・第１の回転部材４５、第２の回転部材４６の諸元搬送部（４５Ｂ，４６Ｂ）の外径Ｄ：φ１６ｍｍ回転軸部（４５Ａ，４６Ａ）の直径ｄ：φ６ｍｍ搬送部（４５Ｂ，４６Ｂ）のピッチＰ：１４ｍｍ材質：ガラス繊維入り樹脂（エフライトＦＬ２０２（日
本エフテービー社製）回転数：２００ｒｐｍ・現像剤供給部材（水車）４４の諸元外径：φ１４ｍｍ回転軸部４４Ａの直径：φ６ｍｍ羽根部４４Ｂの羽根数：４枚材質：ＡＢＳ樹脂（その他の樹脂、ガラス添加樹脂、金
属でも可）回転数：２５０ｒｐｍ・現像スリーブ４１の諸元外径：φ２０ｍｍ表面粗さ：Ｒｚ＝８μｍ材質：非磁性ステンレス鋼（アルミニウム合金、その他
の金属でも可）磁極配置：５極回転数：３５０ｒｐｍ・ベルト感光体１の構成：ＯＰＣベルト・各駆動回転部材の外径比現像スリーブ４１：現像剤供給部材４４：回転部材４
５，４６＝１：０．７：０．８・各駆動回転部材の回転数比現像スリーブ４１：現像剤供給部材４４：回転部材４
５，４６＝１：０．７：０．６〔実施例１〕初期の現像剤の帯電量立ち上がり評価現像器本体内に予め帯電させた現像剤を収容し、トナー
補給口部４０ｆに補給トナー（未帯電）を２ｇ挿入し、
現像器を単体で駆動して、第２の回転部材４６及び第１
の回転部材４５を回転させ、補給トナーと現像剤とを攪
拌、混合させたときの現像剤の帯電量の変化幅Δ１［μ
ｃ／ｇ］を計測した。初期の帯電量の立ち上がりを重視
するため、攪拌時間は０，５，１０，１５，２０，２
５，３０，４５，６０秒毎に現像器を一時停止させて、
これら９ポイントの帯電量を測定した。

【００７７】図８（ａ）は攪拌時間が０〜６０秒の範囲
内での帯電量の変化を示す特性図である。図において、
変化幅Δ１［μｃ／ｇ］が小さいほど、現像剤の攪拌性
が良好で、速やかに所定の帯電量に立ち上がることを示
す。

【００７８】

【表１】

【００７９】表１（ａ）は、初期帯電量立ち上がり時の
帯電量の変化幅Δ１［μｃ／ｇ］の実測値を示す。

【００８０】攪拌部４５Ｃ，４６Ｃの最大投影面積Ｘ
が、搬送部４５Ｂ，４６Ｂに対して、請求項１の関係
式、（Ｐ×Ｄ）／２００≦Ｘの範囲内に設定されたと
き、変化幅Δ１［μｃ／ｇ］が小さく、現像剤の攪拌性
が良好で、速やかに所定の帯電量に立ち上がることが実
験により確認された。

【００８１】例えば、搬送部４５Ｂ，４６Ｂの寸法を、
Ｐ＝１４ｍｍ、Ｄ＝１６ｍｍと設定したときの、攪拌部
４５Ｃ，４６Ｃの最大投影面積Ｘが、１．１２ｍｍ²以
上のとき、変化幅Δ１が１．７［μｃ／ｇ］以下で、現
像装置４の始動時の帯電量の立ち上がりが早い。

【００８２】前述の第１の回転部材４５、第２の回転部
材４６の諸元で、攪拌部４５Ｃ，４６Ｃの最大投影面積
をＸ＝８ｍｍ²に設定すると、変化幅Δ１は０．７［μ
ｃ／ｇ］となり、安定した変動幅に抑えられ、帯電量の
立ち上がりが最も早い。

【００８３】なお、最大投影面積Ｘが小さすぎると、攪
拌部４５Ｃ，４６Ｃの強度が不足する。

【００８４】Ｘ＜（Ｐ×Ｄ）／２５０の場合、例えばＸ
＝０．９０ｍｍ²の場合には、帯電量の変化幅Δ１が、
３．８［μｃ／ｇ］以上となり、現像剤攪拌力が弱く、
特に現像器の初期駆動時の現像剤攪拌混合性が悪い。

【００８５】〔実施例２〕長期連続現像剤攪拌による
現像剤劣化の評価実施例１と同様の評価方法で、予め帯電させた現像剤を
収容した現像器を単体で駆動して、現像剤の帯電量の変
化幅Δ２［μｃ／ｇ］を計測した。長期連続駆動時の現
像剤劣化による帯電量の変動を重視するため、攪拌時間
は０，５，１０，１５，３０，４５，６０，９０，１２
０分毎に現像器を一時停止させて、これら９ポイントの
帯電量を測定した。

【００８６】図８（ｂ）は攪拌時間が０〜１２０分の範
囲内での帯電量の変化を示す特性図である。図におい
て、変化幅Δ２［μｃ／ｇ］が小さいほど、現像装置４
の連続駆動時の現像剤の劣化が少なく帯電量の変動が少
ない。

【００８７】表１（ｂ）は、攪拌部４５Ｃ，４６Ｃの最
大投影面積Ｘと、帯電量の変化幅Δ２［μｃ／ｇ］を評
価したものである。

【００８８】攪拌部４５Ｃ，４６Ｃの最大投影面積Ｘ
を、請求項１の関係式、Ｘ≦（Ｐ×Ｄ）／７に設定した
とき、現像装置４の連続駆動時の現像剤の劣化が少なく
帯電量の変動が少ない。即ち、最大投影面積Ｘが、Ｘ≦
（Ｐ×Ｄ）／７の範囲にあれば、帯電量の変化幅Δ２
は、２．５［μｃ／ｇ］以下である。例えば、攪拌部４
５Ｃ，４６Ｃの最大投影面積Ｘを８ｍｍ²に設定する
と、帯電量の変化幅Δ２が、１．５［μｃ／ｇ］とな
り、安定した変動幅に抑えられる。

【００８９】Ｘ＞（Ｐ×Ｄ）／７の場合、例えばＸ＝
（Ｐ×Ｄ）／５の場合（Ｘ＝４４．８ｍｍ²）には、帯
電量の変化幅Δ２が、４．７［μｃ／ｇ］以上となり、
現像剤攪拌力が強すぎ、現像装置４の連続駆動時の現像
剤の劣化が大きく帯電量の変動が大きい。

【００９０】また、連続プリント画像形成時に、画像濃
度の低下、画像線幅の低下を発生する。さらに、カラー
画像形成装置においては、長時間画像形成を中断した後
に画像形成を再開した時にトナー像の混色（放置混色）
を発生する。

【００９１】上述の実施例１及び実施例２によれば、現
像剤攪拌搬送部材４５の攪拌部４５Ｃ及び現像剤攪拌搬
送部材４６の攪拌部４６Ｃの最大投影面積Ｘを、（Ｐ×
Ｄ）／２００≦Ｘ≦（Ｐ×Ｄ）／７の範囲内に設定すれ
ば、現像装置の初期駆動時及び長期連続駆動時の帯電量
の変動が少なく、現像性が向上する。

【００９２】〔実施例３〕初期の現像剤の帯電量立ち
上がり評価

【００９３】

【表２】

【００９４】表２（ａ）は、初期帯電量立ち上がり時の
帯電量の変化幅Δ１［μｃ／ｇ］を示す。

【００９５】攪拌部４５Ｃ，４６Ｃの最大投影面積Ｘ
が、搬送部４５Ｂ，４６Ｂに対して、請求項２の式の左
辺０．０１５〔Ｄ×（Ｆ＋ｆ）〕≦Ｘの範囲内に設定さ
れたとき、変化幅Δ１［μｃ／ｇ］が小さく、現像剤の
攪拌性が良好で、速やかに所定の帯電量に立ち上がるこ
とが実験により確認された。

【００９６】搬送部（螺旋状羽根部材）４５Ｂ，４６Ｃ
の外径Ｄ、根元部の幅寸法Ｆ、先端部の幅寸法ｆをそれ
ぞれ所定値に設定し、Ｄ×（Ｆ＋ｆ）＝Ｋの定数に設定
すると、上記の請求項２の式の左辺は、０．０１５Ｋ≦
Ｘとなり、攪拌部４５Ｃ，４６Ｃの最大投影面積Ｘは、
搬送部４５Ｂ，４６Ｃの定数Ｋに対して、０．０１５Ｋ
以上の範囲内に設定されたとき、帯電量の立ち上がりに
有効である。

【００９７】例えば、搬送部４５Ｂ，４６Ｂの寸法を、
外径Ｄ＝１６ｍｍ、根元部の幅寸法Ｆ＝３ｍｍ、先端部
の幅寸法ｆ＝１ｍｍに設定したとき、Ｋ＝６４ｍｍ²で
ある。従って、上記の請求項２の式の左辺は、０．９６
ｍｍ²≦Ｘとなる。即ち、攪拌部４５Ｃ，４６Ｃの最大
投影面積Ｘが、０．９６ｍｍ²以上のとき、変化幅Δ１
の実測値は１．９［μｃ／ｇ］以下で、現像器４の始動
時の帯電量の立ち上がりが早い。

【００９８】前述の第１の回転部材４５、第２の回転部
材４６の諸元で、攪拌部４５Ｃ，４６Ｃの最大投影面積
をＸ＝８ｍｍ²に設定すると、変化幅Δ１は０．７［μ
ｃ／ｇ］で、安定した変動幅に抑えられ、帯電量の立ち
上がりが最も早い。

【００９９】なお、最大投影面積Ｘが小さすぎると、攪
拌部４５Ｃ，４６Ｃの強度が不足する。

【０１００】Ｘ＜０．０１５Ｋ場合、例えばＸ＝０．６
４ｍｍ²の場合には、帯電量の変化幅Δ１が、３．４
［μｃ／ｇ］以上となり、現像剤攪拌力が弱く、特に現
像器の初期駆動時の現像剤攪拌混合性が悪い。

【０１０１】〔実施例４〕長期連続現像剤攪拌による
現像剤劣化の評価表２（ｂ）は、攪拌部４５Ｃ，４６Ｃの最大投影面積Ｘ
と、帯電量の変化幅Δ２［μｃ／ｇ］を評価したもので
ある。

【０１０２】攪拌部４５Ｃ，４６Ｃの最大投影面積Ｘ
を、Ｘ≦０．２Ｋに設定したとき、現像器４の連続駆動
時の現像剤の劣化が少なく帯電量の変動が少ない。即
ち、最大投影面積Ｘが、Ｘ≦０．２Ｋの範囲にあれば、
帯電量の変化幅Δ２は、２．２［μｃ／ｇ］以下であ
る。例えば、攪拌部４５Ｃ，４６Ｃの最大投影面積Ｘを
８ｍｍ²に設定すると、帯電量の変化幅Δ２が、１．１
［μｃ／ｇ］となり、安定した変動幅に抑えられる。

【０１０３】Ｘ＞０．２Ｋの場合、例えば、Ｘ＝４４．
８ｍｍ²のときには、帯電量の変化幅Δ２が、４．３
［μｃ／ｇ］以上となり、現像剤攪拌力が強すぎ、現像
装置４の連続駆動時の現像剤の劣化が大きく帯電量の変
動が大きい。

【０１０４】以下、実写による画像評価を実施例５〜８
において説明する。

【０１０５】帯電量の変動、画像濃度、細線再現性、放
置混色の計測を比較検討した実施例及び比較例を以下に
示す。

【０１０６】・比較例１の現像装置攪拌部４５Ｃ，４６Ｃの最大投影面積：Ｘ＝０．６ｍｍ
² Ｘ＝（Ｐ×Ｄ）／３７３、Ｘ＝０．００９Ｋ・比較例２の現像装置：攪拌部４５Ｃ，４６Ｃの最大投影面積：Ｘ＝２０ｍｍ² Ｘ＝（Ｐ×Ｄ）／１１．２、Ｘ＝０．３１３Ｋ・実施例の現像装置攪拌部４５Ｃ、４６Ｃの攪拌部４６Ｃの最大投影面積：
Ｘ＝６ｍｍ² Ｘ＝（Ｐ×Ｄ）／３７、Ｘ＝０．０９４Ｋ攪拌部４５Ｃ、４６Ｃの形状：図６に示す長方形柱・実験機コニカカラーレーザープリンタＫＬ−２０１０実験機
（コニカ（株）製）を使用して、５万枚プリント実写を
行った。

【０１０７】〔実施例５〕画像濃度の変化〈プリント画像の反射濃度の測定〉マクベス反射濃度計
を用いて測定した。

【０１０８】前述の攪拌部４５Ｃ，４６Ｃを備えた比較
例１の現像装置、比較例２の現像装置、及び実施例の現
像装置の回転部材４５，４６をそれぞれ連続回転させて
現像剤を攪拌、搬送し、図１の画像形成装置を使用し
て、連続プリントを実施し、上記の濃度計を用いて画像
の反射濃度を測定して比較した結果を、表２及び図８の
特性図に示した。何れも５万枚プリントまでのテストを
実施した。図８は５万枚連続プリントにおけるプリント
画像の反射濃度の変動を示す特性図である。

【０１０９】

【表３】

【０１１０】実施例の現像装置では、５万枚プリントま
で、画像濃度は殆ど変化がなかった。即ち、１．４±
０．０２の濃度範囲内の小変化に止まった。これに対し
て、比較例１及び比較例２の現像装置では、画像濃度が
次第に低下し、５万枚プリント時には、比較例１では濃
度値１．４０から０．７８まで、比較例２では濃度値
１．３９から０．８９まで低下した。

【０１１１】〔実施例６〕帯電量の変動前記の比較例１、比較例２及び実施例の各現像装置の回
転部材４５，４６をそれぞれ連続回転させて現像剤を攪
拌、搬送し、図１の画像形成装置を使用して、連続プリ
ントを実施し、下記の帯電量の測定方法により現像剤の
帯電量の変動を測定した。

【０１１２】比較測定した結果を、表４及び図９の特性
図に示した。何れも５万枚プリントまでのテストを実施
した。

【０１１３】

【表４】

【０１１４】〈帯電量の測定方法〉トナーとキャリアと
を混合した現像剤試料を、ステンレス鋼製のメッシュス
クリーンをセットした測定用セルに入れ、窒素ガスを用
いて内圧が、０．２ｋｇ／ｃｍ²となる圧力で６秒間ブ
ローオフし、飛散した粉体の電荷と質量から測定する
（ブローオフ法）。

【０１１５】図１０は５万枚連続プリントにおけるプリ
ント画像の帯電量の変動を示す特性図である。

【０１１６】比較例１の現像装置及び比較例２の現像装
置では、図１０及び表４に示すように、多数枚連続現像
処理したときの、帯電量低下が大きい。即ち、比較例１
では帯電量２７．２から１８．８まで低下し、比較例２
では帯電量２７．１から１９．８まで低下した。

【０１１７】実施例の現像装置は、多数枚、長時間連続
現像処理したときの帯電量低下は少なかった。即ち、５
万枚プリント間の帯電量の変動は、２６．８±１（−μ
ｃ／ｇ）の範囲内の小変化に止まった。

【０１１８】〔実施例７〕放置混色〈放置混色の測定〉カラー画像形成装置において、長時
間画像形成を中断した後に画像形成を再開した時にトナ
ー像の混色（放置混色）を発生する。先ず、イエロー色
のパッチ画像を現像器４Ｙにより現像したのち、現像バ
イアスが印加された現像器４Ｋを通過するときに、イエ
ロー色パッチ画像上に分散された黒色トナーの混色を、
マイクロスコープにより拡大観察し、任意１０点の１ｍ
ｍ²当たりの混色トナー数を測定計測し、平均値をとっ
て混色を評価した。

【０１１９】図１１は、５万枚連続プリントにおけるプ
リント画像の混色の変動を示す特性図である。

【０１２０】放置混色を測定して比較した結果を、表５
及び図１１に示した。何れも５万枚プリントまでのテス
トを実施した。

【０１２１】

【表５】

【０１２２】実施例の現像装置では、５万枚プリントま
で、混色数は３５以下の少数で、かつ、プリント数が増
大しても混色数の変化が少なく、良好な画質が得られ
た。比較例１では混色数が最大２６４個／ｍｍ²、比較
例２では混色数が最大２２１個／ｍｍ²と多く、特に、
プリント数の増大に従って、混色数が著しく増加し、画
質の低下が目立った。

【０１２３】〔実施例８〕細線再現性〈細線幅の測定〉２ｄｏｔ（３００ｄｐｉ）＝１７０μ
ｍ／ラインを出力して、その画像をマイクロスコープで
拡大してライン幅を計測した。

【０１２４】細線幅を測定して比較した結果を、表６及
び図１２に示した。何れも５万枚プリントまでのテスト
を実施した。

【０１２５】図１２は、５万枚連続プリントにおけるプ
リント画像の細線再現性の変動を示す特性図である。

【０１２６】

【表６】

【０１２７】実施例の現像装置では、５万枚プリントま
で、細線幅の変動は、上記の１７０μｍ／ラインを基準
としたとき、（１７０±２）μｍ／ラインの範囲内で、
かつ、プリント枚数が増大しても細線幅の変化が少な
く、鮮鋭で良好な画質が得られた。比較例１では、細線
幅が初期の１７０μｍ／ラインから５万枚プリント時の
１２０μｍ／ラインまで低下した。比較例２では、初期
の１７１μｍ／ラインから５万枚プリント時の１２５μ
ｍ／ラインまで低下した。何れの比較例においても細線
幅の変動が大きく、特に、プリント枚数の増大に従っ
て、細線幅の減少が著しく、細線再現性の低下が目立っ
た。

【０１２８】（他の実施の形態）図１３は本発明の現像
装置を搭載したカラープリンタの他の実施の形態を示す
断面構成図である。なお、図面に使用されている符号に
ついて、図１と同じ機能を有する部分には、同符号を付
している。以下、前記の実施の形態と異なる点を説明す
る。

【０１２９】このカラープリンタは、１個の帯電器２
と、１個の像露光装置３と、４個の現像器４（Ｙ，Ｍ，
Ｃ，Ｋ）とにより、像担持体（感光体ドラム）１上に順
次形成される各色トナー像を重ね合わせたのち、転写部
で記録紙上に一括して１回で転写してカラー画像を形成
し、その後、分離手段により像担持体面から剥離する方
式のカラー画像形成装置である。

【０１３０】帯電器２による感光体ドラム１への一様帯
電ののち、像露光装置３により画像信号に基づいた像露
光が行われる。像露光装置３の走査露光（主走査）と、
感光体ドラム１の回転（副走査）によって潜像が形成さ
れる。本実施の形態では文字部に対して露光を行い、露
光部電位の方が帯電電位よりも低電位となるような反転
潜像を形成する。

【０１３１】感光体ドラム１の周縁には、イエロー
（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒色（Ｋ）等
のトナーとキャリアとから成る二成分現像剤をそれぞれ
内蔵した現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋから成る現像装
置４が設けられている。現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ
内には、最大投影面積Ｘを有する攪拌部４５Ｃを備えた
第１の回転部材４５と、最大投影面積Ｙを有する攪拌部
４６Ｃを備えた第２の回転部材４６とが回転可能に設置
されている。

【０１３２】図１４は、本発明の現像装置を搭載したカ
ラープリンタの更に他の実施の形態を示す断面構成図で
ある。なお、図面に使用されている符号について、図１
と同じ機能を有する部分には、同符号を付している。以
下、前記の実施の形態１と異なる点を説明する。

【０１３３】ドラム状の像担持体である感光体ドラム１
は、例えば、透明アクリル樹脂の透明部材によって形成
される円筒状の透明樹脂基体を内側に設け、透明の導電
層及び有機感光体層（ＯＰＣ）を該基体の外周に形成し
たものであり、接地された状態で図１４の矢印で示す方
向に回転される。

【０１３４】本発明に係わるカラー画像形成装置は、感
光体ドラム１の外周側に複数の帯電器２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，
Ｋ）と複数の現像器４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を、感光体ド
ラム１の内周側に複数の像露光装置３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，
Ｋ）を配置した画像形成ユニットを備えたカラープリン
タである。

【０１３５】帯電器２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、感光体ド
ラム１の前述した有機感光体層に対し所定の電位に保持
されたグリッドと放電ワイヤによるコロナ放電とによっ
て帯電作用を行い、感光体ドラム１に対し一様な電位を
与える。

【０１３６】３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、画像信号に基づ
いた像露光を行う４組の像露光装置で、感光体ドラム１
の軸方向に配列したＬＥＤと等倍結像系であるセルフォ
ックレンズとから構成される露光光学系で、別体の画像
読み取り装置によって読み取られた各色の画像信号がメ
モリーより順次取り出されて前記の各像露光装置３
（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）にそれぞれ電気信号として入力さ
れ、感光体ドラム１の回転（副走査）によって潜像を形
成する。各像露光装置３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は何れも光
学系支持手段として設けた支持部材３０に取り付けられ
て前記感光体ドラム１の透明基体内部に収容される。

【０１３７】各現像器４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、前述し
た帯電器２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）による帯電、像露光装置
３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）による像露光によって形成される
感光体ドラム１上の静電潜像を現像バイアス電圧の印加
により非接触の状態で反転現像する。各現像器４（Ｙ，
Ｍ，Ｃ，Ｋ）内には、最大投影面積Ｘを有する攪拌部４
５Ｃを備えた第１の回転部材４５と、最大投影面積Ｙを
有する攪拌部４６Ｃを備えた第２の回転部材４６とが回
転可能に設置されている。

【０１３８】各現像器４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）による現像
作用に際しては、それぞれ現像スリーブ４１（Ｙ，Ｍ，
Ｃ，Ｋ）に対して直流或いは更に交流を加えた現像バイ
アスが印加され、各現像器４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に収容
された二成分現像剤により感光体ドラム１に対して非接
触の反転現像が行われる。

【０１３９】感光体ドラム１の周面上に形成されたカラ
ーのトナー像は、一旦、中間転写手段として設けた中間
転写ベルト５０の周面に転写される。

【０１４０】中間転写ベルト５０はローラ５１，５２，
５３及び５４の間に張架され、ローラ５４に伝達される
動力により感光体ドラム１の周速度に同期して時計方向
に循環して搬送される。

【０１４１】一方、給紙部から給送された転写紙Ｐはタ
イミングローラ２３より給紙され、中間転写ベルト５０
上のカラートナー像の搬送に同期して転写ローラ７の転
写域へ給紙される。転写ローラ７は中間転写ベルト５０
の周速度に同期して反時計方向に回動されていて、給紙
された転写紙Ｐは転写ローラ７と接地状態にあるローラ
５３の間のニップ部の形成する転写域において中間転写
ベルト５０上のカラートナー像に密着され、転写ローラ
７へのトナーと反対極性のバイアス電圧の印加により順
次カラートナー像は転写紙Ｐ上に転写される。

【０１４２】図１５は、カラープリンタの更に他の実施
の形態を示し、本発明の現像装置４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）
を搭載し、中間転写ドラム６０を備えたカラー画像形成
装置の断面構成図である。

【０１４３】この中間転写ドラム６０を使用した場合に
は、回動する感光体ドラム１上に形成された静電潜像を
現像器４Ｙにより現像してＹ色トナー像を形成し、この
Ｙ色トナー像を感光体ドラム１から中間転写ドラム６０
に転写し、同様にして、感光体ドラム１上に形成された
静電潜像を現像器４Ｍにより現像してＭ色トナー像を形
成し、このＭ色トナー像を感光体ドラム１から中間転写
ドラム６０に転写し、以下同様にして、Ｃ色トナー像及
びＫ色トナー像を感光体ドラム１から中間転写ドラム６
０に順次転写する。更に、中間転写ドラム６０と転写ロ
ーラ７とが接する転写部において、多色トナー像（Ｙ，
Ｍ，Ｃ，Ｋ）を転写材Ｐに一括して静電転写したのち、
分離手段６１により分離して、定着装置２４により画像
を定着する。

【０１４４】各現像器４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）内には、最
大投影面積Ｘを有する攪拌部４５Ｃを備えた第１の回転
部材４５と、最大投影面積Ｙを有する攪拌部４６Ｃを備
えた第１の回転部材４６とが回転可能に設置されてい
る。

【０１４５】なお、本発明の現像装置は、複数の現像器
を備えたカラー画像形成装置に限定されず、現像装置１
個のモノクロ画像形成装置にも適用可能である。

【０１４６】

【発明の効果】本発明の現像装置、現像方法、画像形成
装置は、現像剤攪拌搬送部材の回転軸に、現像剤を主と
して搬送する螺旋状の搬送部と、現像剤を主として攪拌
する突起状の攪拌部とを形成し、攪拌部の最大投影面積
を搬送部の断面面積に対して、前記の関係式１及び／又
は関係式２により規定される範囲内に設定することによ
り、現像装置内の現像剤の帯電量の良好な立ち上がり特
性と、長期連続攪拌による現像剤劣化の少ない安定した
特性とが得られる。また、現像剤攪拌搬送部材に攪拌と
搬送の機能をバランス良く持たせることで、連続現像処
理における現像剤の帯電量低下、画像濃度の低下、放置
混色の増加、細線再現性の低下等の問題が解消された。

【０１４７】また、本発明の請求項８に記載の反転現像
方式の画像形成装置、請求項９に記載の非接触現像方式
の画像形成装置、請求項１０に記載の像担持体上に複数
色のトナー像を重ね合わせカラートナー像を形成し、該
カラートナー像を転写装置により被転写材上に一括転写
してカラー画像を形成するカラー画像形成装置におい
て、上記の現像装置により、現像性が向上し、連続多数
枚プリントしても、トナー帯電量が低下することはな
く、画像濃度が低下することもなく、混色が少なく、細
線再現性に優れた高画質のカラー画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置を搭載した画像形成装置の一
例であるカラープリンタの断面構成図。

【図２】本発明の現像装置の断面図。

【図３】本発明の現像装置の水平断面図。

【図４】現像装置の駆動回転部材の要部斜視図。

【図５】現像剤攪拌搬送部材の正面図、及び搬送部のＡ
−Ａ断面図。

【図６】攪拌部のＢ矢視図、Ｃ−Ｃ断面図、Ｄ−Ｄ断面
図及び斜視図。

【図７】回転軸に突設された攪拌部の各種形状を示す部
分平面図及び部分斜視図。

【図８】現像剤攪拌開始０〜６０秒間の帯電量の変化を
示す特性図、及び長時間連続攪拌０〜１２０分間の帯電
量の変化を示す特性図。

【図９】５万枚連続プリントにおけるプリント画像の反
射濃度の変動を示す特性図。

【図１０】５万枚連続プリントにおけるプリント画像の
帯電量の変動を示す特性図。

【図１１】５万枚連続プリントにおけるプリント画像の
混色の変動を示す特性図。

【図１２】５万枚連続プリントにおけるプリント画像の
細線再現性の変動を示す特性図。

【図１３】本発明の現像装置を搭載したカラープリンタ
の他の実施の形態を示す断面構成図。

【図１４】本発明の現像装置を搭載したカラープリンタ
の更に他の実施の形態を示す断面構成図。

【図１５】本発明の現像装置を搭載したカラープリンタ
の更に他の実施の形態を示す断面構成図。

【符号の説明】

１像担持体（感光体ドラム、ベルト感光体）４現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ現像器４０現像器本体４０ｆトナー補給口部４１現像剤担持体（現像スリーブ）４２磁界発生手段（マグネットロール）４３現像剤層厚規制部材４４現像剤供給部材４５現像剤攪拌搬送部材（第１の回転部材）４６現像剤攪拌搬送部材（第２の回転部材）４５Ａ，４６Ａ回転軸部４５Ｂ，４６Ｂ搬送部（螺線状羽根部材）４５Ｃ，４６Ｃ攪拌部（突起部材）４９トナー濃度検出装置７転写装置（転写ローラ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像を担持する像担持体に対向して
配置され回転可能に支持された現像剤担持体と、前記現
像剤担持体に平行して配置され現像剤を攪拌して前記現
像剤担持体に搬送する現像剤攪拌搬送部材とを備えた現
像装置において、前記現像剤攪拌搬送部材は、駆動源に
接続して駆動回転される回転軸部と、該回転軸部の周囲
に形成された螺旋状羽根部材により現像剤を主に搬送す
る搬送部と、前記回転軸部に突設された複数の突起部材
により現像剤を主に攪拌する攪拌部とから構成され、前
記攪拌部の突起部材の最大投影面積Ｘが、下記の関係式
１に設定されていることを特徴とする現像装置。式１（Ｐ×Ｄ）／２００≦Ｘ≦（Ｐ×Ｄ）／７式中、Ｐは前記搬送部の螺旋状羽根部材のピッチ距離
［ｍｍ］Ｄは前記搬送部の螺旋状羽根部材の先端部の回転軌跡の
直径［ｍｍ］Ｘは前記突起部材の突設方向に対して垂直方向から投影
したときの突起部材の最大投影面積［ｍｍ²］
【請求項２】静電潜像を担持する像担持体に対向して
配置され回転可能に支持された現像剤担持体と、前記現
像剤担持体に平行して配置され現像剤を攪拌して前記現
像剤担持体に搬送する現像剤攪拌搬送部材とを備えた現
像装置において、前記現像剤攪拌搬送部材は、駆動源に
接続して駆動回転される回転軸部と、該回転軸部の周囲
に形成された螺旋状羽根部材により現像剤を主に搬送す
る搬送部と、前記回転軸部に突設された複数の突起部材
により現像剤を主に攪拌する攪拌部とから構成され、前
記攪拌部の突起部材の最大投影面積Ｘが、下記の関係式
２に設定されていることを特徴とする現像装置。式２０．０１５〔Ｄ×（Ｆ＋ｆ）〕≦Ｘ≦０．２〔Ｄ×（Ｆ＋ｆ）〕式中、Ｄは前記搬送部の螺旋状羽根部材の先端部の回転
軌跡の直径［ｍｍ］Ｆは前記搬送部の根元部における回転軸方向の幅寸法
［ｍｍ］ｆは前記搬送部の先端部における幅寸法［ｍｍ］Ｘは前記突起部材の突設方向に対して垂直方向から投影
したときの突起部材の最大投影面積［ｍｍ²］
【請求項３】前記現像剤攪拌搬送部材の搬送部は、螺
旋状スクリューであることを特徴とする請求項１又は２
に記載の現像装置。
【請求項４】前記現像剤攪拌搬送部材の攪拌部は、前
記搬送部の螺旋状スクリューの各ピッチのほぼ中央部に
突設された複数の突起部材であることを特徴とする請求
項１〜３の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項５】前記現像剤がトナー粒子と磁性キャリア
粒子とからなる二成分現像剤であることを特徴とする請
求項１に記載の現像装置。
【請求項６】現像装置内に収容された現像剤と補給さ
れたトナーとを、現像剤攪拌搬送部材により攪拌、搬送
して、現像剤担持体に供給し、静電潜像を担持する像担
持体と前記現像剤担持体が対向する現像領域において静
電潜像を現像して顕像化する現像方法において、前記現
像剤攪拌搬送部材は、駆動源に接続して駆動回転される
回転軸部と、該回転軸部の周囲に形成され現像剤を主に
搬送する搬送部と、前記回転軸部に突設され現像剤を主
に攪拌する複数の攪拌部とを有し、前記現像剤攪拌搬送
部材の攪拌部の最大投影面積Ｘ［ｍｍ²］が、下記の関
係式１及び／又は関係式２に設定された現像装置により
現像剤を攪拌、搬送して、前記現像剤担持体に供給する
ことを特徴とする現像方法。式１（Ｐ×Ｄ）／２００≦Ｘ≦（Ｐ×Ｄ）／７式２０．０１５〔Ｄ×（Ｆ＋ｆ）〕≦Ｘ≦０．２〔Ｄ×（Ｆ＋ｆ）〕式中、Ｐは前記搬送部の螺旋状羽根部材のピッチ距離
［ｍｍ］Ｄは前記搬送部の螺旋状羽根部材の先端部の回転軌跡の
直径［ｍｍ］Ｆは前記搬送部の根元部における回転軸方向の幅寸法
［ｍｍ］ｆは前記搬送部の先端部における幅寸法［ｍｍ］Ｘは前記突起部材の突設方向に対して垂直方向から投影
したときの突起部材の最大投影面積［ｍｍ²］
【請求項７】静電潜像を担持する像担持体に対向配置
された現像剤担持体と、現像装置内に収容された現像剤
と補給されたトナーとを攪拌、搬送して、前記現像剤担
持体に供給する現像剤攪拌搬送部材とを有する現像装置
を備えた画像形成装置において、請求項１又は２に記載
の現像装置により、前記像担持体と現像剤担持体が対向
する現像領域において静電潜像を現像して顕像化し、前
記顕像を被転写材に転写して画像を形成することを特徴
とする画像形成装置。
【請求項８】請求項１又は２に記載の現像装置を備
え、前記像担持体上の均一帯電面から光ビームにより電
荷が除去された潜像部分に、前記現像装置により現像剤
を付着させる反転現像により顕像化することを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項９】請求項１又は２に記載の現像装置を備
え、前記現像剤担持体に、直流成分に交流成分を重畳さ
せるバイアス電界を印加し、前記現像装置の現像剤担持
体上の二成分現像剤のトナーを前記像担持体上の静電潜
像上へ飛翔させる非接触現像により顕像化することを特
徴とする画像形成装置。
【請求項１０】異なる色の現像剤をそれぞれ収容した
複数の現像装置により、像担持体上に複数色のトナー像
を重ね合わせて形成し、該重ね合わせトナー像を転写手
段により被転写材に転写してカラー画像を形成する画像
形成装置において、前記請求項１又は２に記載の現像装
置を複数組配置し、前記請求項８に記載の反転現像及び
前記請求項９に記載の非接触現像により、像担持体上に
形成された静電潜像を現像し、前記像担持体上に複数色
の重ね合わせカラートナー像を形成し、該カラートナー
像を転写装置により被転写材上に一括転写してカラー画
像を形成することを特徴とする画像形成装置。