JP2009086290A - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像槽内の現像剤界面が低下しても、攪拌供給部材から現像ローラへの現像剤搬送量が低下せず、印刷速度の高速化および装置の小型化に対応可能な現像装置およびこれを備える画像形成装置を提供する。
【解決手段】 集積補助部材１０は、板状形状の部材であり、その鉛直方向先端が現像ローラ３の汲み上げ磁極Ｎ３の配置位置よりも鉛直方向で下方に配置される。集積補助部材１０は、背板部分１５と、この背板部分１５の長手方向両端部に、背板部分１５に垂直な側壁部分１６とを有する形状が好ましく、固定部材１９によって、背板部分１５が流し板９の鉛直方向下面に接するように、かつその延伸方向が現像ローラ３の軸線方向に平行となるように設けられる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、２成分現像剤を用いる現像装置および画像形成装置に関する。

電子写真方式を利用して画像を形成する画像形成装置（以下単に「画像形成装置」とする）は、簡易な操作で高画質画像を形成でき、保守管理も容易であることから、複写機、プリンタ、ファクシミリなどに多用され、広く普及している。画像形成装置は、たとえば、感光体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを含む。感光体はその表面に感光層を有するドラム状部材である。帯電手段は感光体表面を所定電位に帯電させる。露光手段は帯電状態にある感光体表面に静電潜像を形成する。現像手段は感光体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する。転写手段は感光体表面のトナー像を記録媒体に転写する。定着手段はトナー像を記録媒体に熱定着させる。これによって、記録媒体上に画像が形成される。画像形成装置において、２成分現像剤を用いる現像手段としては、一般に、現像槽、現像ローラ、攪拌供給部材、規制部材、流し板などを含む現像装置が用いられる。現像槽は、現像ローラおよび攪拌供給部材を回転自在に支持するとともに、その内部に現像剤を貯留する。現像ローラは表面に現像剤層を担持して回転し、感光体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する。攪拌供給部材は現像槽内の現像剤を均一に撹拌して現像ローラに向けて搬送する。規制部材は現像ローラ表面の現像剤層の層厚を規制する。

画像形成装置の広範な分野への急速な普及に伴い、画像形成装置には様々な高性能化が要求される。たとえば、印刷速度の高速化である。数年前まではＡ４用紙で５０〜７０枚／分であった印刷速度が、最近では１００〜１２０枚／分にも及ぶ。このような高速化は、軽印刷の分野への進出を視野に入れたものである。印刷速度の高速化に対応するためには、現像装置においては、現像ローラを大径化し、かつ現像槽を大容量化するのが最も容易である。しかしながら、画像形成装置には、印刷速度の高速化とともに装置の小型化も求められる。したがって、現像装置自体も小型化を強いられ、その状況下においても、感光体の潜像画像を適正に現像して、安定した印字品位を有する画像を提供することが求められる。

小型化された現像装置によって高速印刷を行うには、トナーの補給技術が重要であり、現像槽内に新たに補給されるトナーと現像槽内の現像剤とを速やかに混合し、トナーを短時間で設計帯電値に帯電させる必要がある。このため、現像槽の形状、現像槽に形成されるトナー補給口の位置、現像槽内における現像ローラ、攪拌供給部材、規制部材、流し板などの配置や形状、攪拌供給部材の個数、２成分現像剤の種類などについて、最適条件を求める検討がなされる。たとえば、小型化のために現像槽の高さ寸法を小さくすると、トナー補給口の位置が、現像槽内においてトナー補給口近傍に設けられる攪拌供給部材の軸心高さよりも低くなる場合がある。通常、トナーと現像剤とを均一に混合するためには、ある程度のトナー落下空間が必要であるが、前記のように低いトナー補給口の位置ではトナー補給量を減じざるを得ない。その結果、現像槽内の現像剤量が減少する。また、現像槽内の現像剤量は、高速で大量に印刷を行った場合に急激に減少する。現像装置の基本構造として、現像ローラは、現像ローラ近傍に設けられる攪拌供給部材（パドルローラ）よりも鉛直方向上方に設けられるので、現像槽内の現像剤量が急激に減少すると、現像ローラに充分量の現像剤を供給できないという不具合を生じる。

図５は、従来の現像装置１００の構成を示す概略図である。現像装置１００は、現像槽１０１と、現像ローラ１０２と、攪拌供給部材であるパドルローラ１０３と、規制部材１０４と、流し板１０５と、図示しない位置決め手段とを含み、さらに２成分現像剤１０６を用いて図示しない感光体ドラム上の静電潜像を現像する。現像槽１０１は、現像ローラ１０２およびパドルローラ１０３を回転自在に支持し、その内部空間に２成分現像剤を収容する（たとえば、特許文献１参照）。現像ローラ１０２は、マグネットローラ１１０とスリーブ１１１とを含み、感光体ドラム上の静電潜像にトナーを供給して現像する。マグネットローラ１１０は、周方向に複数のＮ磁極およびＳ磁極が交互に配置された非回転のローラ状部材である。スリーブ１１１は、マグネットローラ１１０に外嵌され、表面に現像剤層を担持して回転する円筒状部材である。現像剤層は表面にトナーが付着したキャリア粒子がブラシ形状に結合した磁気ブラシの集合体である。パドルローラ１０３は現像槽１０１内の２成分現像剤を撹拌して現像ローラ１０２に向けて搬送する。規制部材１０４は、現像ローラ１０２上の現像剤層の層厚を規制することによって、現像ローラ１０２による現像剤１０６の搬送量を調整する。流し板１０５は、規制部材１０４によって現像ローラ１０２表面から取り除かれた現像剤１０６が移動する際に、現像剤１０６の移動方向をパドルローラ１０３付近に案内する。

現像装置１００では現像槽１０１内に収容される現像剤１０６がパドルローラ１０３によって撹拌され、キャリア表面にトナーが付着した状態で現像ローラ１０２に搬送される。さらに、現像ローラ１０２のスリーブ１１１が感光体ドラムと反対方向へ回転することによって、現像ローラ１０２と流し板１０５との間の現像剤１０６が規制部材１０４に向けて搬送され、現像剤１０６の搬送量が規制される。現像ローラ１０２と規制部材１０４との間隙を通過し、層厚が規制された現像剤１０６は静電潜像へ搬送され、規制部材１０３により現像ローラ１０２表面から取り除かれる余剰の現像剤１０６は規制部材１０４と流し板１０５とその上部の現像槽壁とによって形成される空間に滞留し、滞留量が増加するとともに、流し板１０５の上面を現像ローラ１０２から離反する方向に流動し、パドルローラ１０３の上方側に還流される。

現像装置１００では、現像ローラ１０２がパドルローラ１０３よりも高い位置に配置される一般的な構造を有する。このような構造を有する現像装置１００においては、現像剤１０６の帯電量の著しい上昇、現像剤１０６の偏在などの理由によって、現像槽１０１内における現像剤界面１０６ａ（現像剤層の上面）の低下が起こり易い。図６は、図５に示す現像装置１００における現像剤界面１０６ａ（現像剤層の上面）の低下を説明するための図である。現像剤界面１０６ａが低下すると、パドルローラ１０３から現像ローラ１０２表面への現像剤搬送量が少なくなり、現像ローラ１０２表面での磁気ブラシの密度が小さくなる。その結果、現像ローラ１０２によって運ばれる現像剤量が減り、画像濃度の低下、画像濃度むらなどの画像欠陥を発生させる。現像装置１００では、パドルローラ１０３の回転速度や規制部材１０４と流し板１０５の位置を調整することによって、現像剤界面１０６ａの低下を防止することもできるが、その効果は充分ではない。したがって、現像ローラがパドルローラよりも高い位置に配置されるような構成の現像装置を用いて、画像形成装置の高速化および小型化に対応するのは非常に困難である。

また、マグネットローラを備える現像ローラが攪拌供給部材よりも鉛直方向上部に配置され、マグネットローラにおける現像（静電潜像へのトナー供給）後の現像剤搬送磁極（Ｎ１極）に対向する位置に集積補助部材を設けた２成分現像装置が提案される（たとえば、特許文献２参照）。特許文献２の現像装置は、現像後にスリーブ表面に残留する現像剤を効率良く回収し、スリーブ上に均一に帯電した現像剤を新たに供給して次の現像を行うことによって、画像濃度の低下を防止し、画質品位の向上を図ることを目的とする。しかしながら、特許文献２の現像装置においても、現像ローラが攪拌供給部材よりも上部に設けられるので、現像剤界面の低下による、攪拌供給部材から現像ローラへの現像剤搬送量の減少を避けることができない。

特開平１−２３７５７７号公報 特開２００１−３３７５２９号公報

本発明の目的は、現像ローラが攪拌供給部材よりも鉛直方向上方に設けられる現像装置において、現像槽内の現像剤界面が低下しても、攪拌供給部材から現像ローラへの現像剤搬送量が低下せず、印刷速度の高速化および装置の小型化に対応可能な現像装置およびこれを備える画像形成装置を提供することである。

本発明は、マグネットローラを含み、表面にトナーとキャリアとからなる２成分現像剤を担持して回転し、感光体ドラム表面の静電潜像にトナーを供給して現像する現像ローラと、
前記現像ローラに２成分現像剤を供給する撹拌供給部材と、
２成分現像剤を集積して前記撹拌供給部材による前記現像ローラへの２成分現像剤の供給を補助する集積補助部材と、
前記現像ローラ表面の２成現像剤の担持量を規制する規制部材と、
前記現像ローラに近接して設けられ、前記規制部材により分離された余剰の２成現像剤を回収する流し板と、
回収された２成分現像剤と補給されたトナーとを混合攪拌する攪拌ローラと、
を有する現像装置において、
前記現像ローラが前記攪拌供給部材よりも鉛直方向上方に設けられ、
前記集積補助部材は、その鉛直方向下端が、前記マグネットローラの汲み上げ磁極の配置位置よりも鉛直方向下方に位置するように設けられることを特徴とする現像装置である。

また本発明は、前記集積補助部材は、非磁性材料からなることを特徴とする。
また本発明は、前記集積補助部材は、前記流し板の下面に設けられることを特徴とする。

また本発明は、前記集積補助部材は、背板部分と、この背板部分の長手方向両端部に、背板部分に垂直な側壁部分とを有し、前記背板部分を前記流し板の下面に、その延伸方向が前記現像ローラの軸線方向に平行となるように設けられることを特徴とする。

また本発明は、前記側壁部分のうち、前記現像ローラに近い側の側壁部分の高さを、遠い側の側壁部分の高さより高くすることを特徴とする。

また本発明は、前記撹拌供給部材は、複数の羽根をもつパドル形状であり、
前記撹拌供給部材の羽根と前記集積補助部材との間隔は、前記現像ローラと前記集積補助部材との間隔より広いことを特徴とする。

また本発明は、表面に静電潜像が形成される感光体と、感光体表面を帯電させる帯電手段と、感光体表面に静電潜像を形成する露光手段と、感光体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、感光体表面のトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、感光体表面を清浄化するクリーニング手段と、トナー像を記録媒体に定着させる定着手段とを含み、電子写真方式を利用して画像を形成する画像形成装置において、
現像手段は、上記の現像装置であることを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、マグネットローラを含む現像ローラが、表面にトナーとキャリアとからなる２成分現像剤を担持して回転し、感光体ドラム表面の静電潜像にトナーを供給して現像する。

現像ローラには、撹拌供給部材が２成分現像剤を供給するが、このとき、集積補助部材が２成分現像剤を集積して撹拌供給部材による現像ローラへの２成分現像剤の供給を補助している。

現像ローラに供給された現像剤は、規制部材によって現像ローラ表面の担持量が規制され、規制部材により分離された余剰の２成現像剤は、流し板によって回収される。回収された２成分現像剤は、攪拌ローラによって補給されたトナーと混合攪拌される。

現像ローラが、攪拌供給部材よりも鉛直方向上方に設けられると、現像剤界面の低下による、攪拌供給部材から現像ローラへの現像剤搬送量の減少が発生するおそれがあるが、本発明では、集積補助部材の鉛直方向下端が、マグネットローラの汲み上げ磁極の配置位置よりも鉛直方向下方に位置するように設けられるので、現像槽内において現像剤界面が低下した場合でも、集積補助部材が現像剤を実際に汲み上げる磁極の下方に現像剤を押し込める効果を発揮するので、現像ローラ表面に担持される現像剤量の低下を防ぎ、現像剤を現像ローラに緻密に付着させることができる。その結果、現像ローラへの現像剤の安定供給が可能になり、画像濃度の低下、画像濃度むらなどを防止できる。

以上のように、本発明は、現像剤界面が低くなったとしても充分量の現像剤を現像ローラに供給できるので、印刷速度の高速化および現像槽の高さ寸法の短縮化を可能とし、ひいては装置全体の小型化が可能となる。

また本発明によれば、集積補助部材は、非磁性材料からなることが好ましい。非磁性材料とすることで、集積補助部材と現像剤との間の磁界発生を防止し、現像槽内における現像剤の流れを安定させ、現像ローラ表面に充分量の現像剤を担持させることができる。

また本発明によれば、集積補助部材は、流し板の下面に取り付けることが好ましい。流し板は、樹脂成型されることが多く、集積補助部材によって流し板を補強できるとともに、現像ローラへの現像剤を担持する直前に配置されるため、集積補助部材による現像剤界面の持ち上げ効果をより効果的に発揮することができる。

また本発明によれば、集積補助部材は、背板部分と、この背板部分の長手方向両端部に、背板部分に垂直な側壁部分とを有する、断面がいわゆるコの字形状である。このような形状であるとき、背板部分を流し板の下面に、その延伸方向が現像ローラの軸線方向に平行となるように設ける。

単なる板状の形状に比べて、より流し板を補強することができるため、現像の高速化に対応することができる。

また本発明によれば、両端の側壁部分のうち、現像ローラに近い側の側壁部分の高さを、遠い側の側壁部分の高さより高くすることで、現像槽内の現像ローラの軸線方向の現像剤量を均一にならすことができるため、画像濃度むらの発生を防ぐことができる。

また本発明によれば、撹拌供給部材の羽根と集積補助部材との間隔を、現像ローラと集積補助部材との間隔より広くしている。

これにより、現像ローラへの現像剤担持に際し、常に一定量の現像剤を供給することができるため、画像濃度の低下、画像濃度むらなどの発生を防ぐことができる。

また本発明によれば、上記の現像装置によって現像することを特徴とする画像形成装置である。

これにより、印刷速度の高速化および小型化に同時に対応することが可能である。特に、現像装置における現像槽の高さ寸法の短縮化によって、画像形成装置の設置面からの高さを低くできる。また、画像濃度の低下、画像濃度むらなどの画像欠陥がない高品位画像を長期的にかつ安定的に形成することができる。

図１は、本発明の実施の一形態である現像装置１と、感光体ドラム２０との位置関係を示す断面図である。図２は、現像装置１の構成を示す断面図である。

現像装置１は、現像槽２と、現像ローラ３と、攪拌供給部材４と、攪拌ローラ５と、搬送部材６と、規制部材７と、規制部材支持体８と、流し板９と、集積補助部材１０と、集積補助部材支持体１１と、トナー濃度検知センサ１２とを含む。

現像槽２は内部空間を有する略角柱状の容器部材であり、現像ローラ３、攪拌供給部材４、攪拌ローラ５および搬送部材６を回転自在に支持し、規制部材７、流し板９などを直接的または間接的に支持し、現像剤を収容する。現像剤はトナーと磁性体粉であるキャリアとを含む２成分現像剤である。また、現像槽２には、現像装置１を図示しない電子写真方式の画像形成装置に装着する場合に、該画像形成装置が備える感光体ドラム２０を臨む側面に開口２ａが形成される。また、現像槽２の鉛直方向上面には、トナー補給口２ｂが形成される。

現像槽２の鉛直方向上方には図示しないトナーカートリッジおよびトナーホッパが設けられる。より詳しくは、鉛直方向上方から下方に向けて、トナーカートリッジ、トナーホッパおよび現像槽５の順番で設けられる。トナーカートリッジは円筒状容器部材であり、その内部空間にトナーを収容する。トナーカートリッジは現像装置１が装着される図示しない画像形成装置本体に対して着脱可能に設けられる。また、トナーカートリッジは、画像形成装置に設けられる図示しない駆動手段によって、円筒中心軸線回りに回転駆動する。トナーカートリッジの長手方向側面には長手方向に延びる細長い開口が形成され、トナーカートリッジの回転に伴って前記細長い開口からトナーが落下してトナーホッパに供給される。トナーホッパは、たとえば、その鉛直方向底面に形成される開口であるトナー供給口が、現像槽２の鉛直方向上面に形成される開口であるトナー補給口２ｂと鉛直方向に連通するように設けられる。トナーホッパ内において、トナー供給口の鉛直方向上方には、トナー補給ローラが設けられる。トナー補給ローラは、図４にて後述する。

トナー補給ローラは、トナーホッパによって回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって回転駆動する。トナー補給ローラの回転駆動は、トナー濃度検知センサ１２による現像槽２内のトナー濃度の検知結果に応じて、画像形成装置に設けられる図示しない制御手段により制御される。トナー補給ローラの回転駆動によって、トナー供給口およびトナー補給口２ｂを介して、現像槽２内にトナーが補給される。

現像ローラ３は少なくとも一部が現像槽２に回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって軸心回りに回転駆動するローラ状部材である。また、現像ローラ３は、現像槽２の開口２ａを介して感光体ドラム２０に対向する。現像ローラ３は、感光体ドラム２０に対して間隙を有して離隔するように設けられ、最近接部分が現像ニップ部である。現像ニップ部において、現像ローラ３表面の図示しない現像剤層から感光体ドラム２０表面の静電潜像にトナーが供給される。現像ニップ部では、現像ローラ３に接続される図示しない電源から現像ローラ３に対して現像バイアス電圧が印加され、現像ローラ３表面の現像剤層から感光体ドラム２０表面の静電潜像へのトナーの移行が円滑に進行する。

現像ローラ３は、マグネットローラ１３とスリーブ１４とを含む。図３は、マグネットローラ１３における各磁極の磁力分布を示す図である。マグネットローラ１３は、その長手方向の両端部が現像槽２の現像槽壁によって支持され、図３の磁力分布図に示すように、現像ローラ３の周方向位置に断面形状が長方形の複数の棒磁石である磁極Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３、Ｎ４および磁極Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が互いに離隔して現像ローラ３の半径方向に放射状に配置される多極着磁型マグネットローラである。各磁極は、現像ローラ３（スリーブ１４）の回転方向とは逆方向において、磁極Ｎ１、磁極Ｓ１、磁極Ｎ２、磁極Ｓ２、磁極Ｎ３、磁極Ｎ４および磁極Ｓ３の順番に設けられる。

マグネットローラ１３において、現像剤汲み上げ磁極Ｎ３は、現像ローラ３の回転方向上流側（以下特に断わらない限り単に「上流側」とする）に位置する現像剤開放磁極Ｎ４との成す角度が、特定の角度範囲となるように配置することが好ましい。ここで、磁極Ｎ３と磁極Ｎ４との成す角度とは、磁極Ｎ４が配置される現像ローラ３の断面における半径（以下「半径Ｎ４」とする）と、磁極Ｎ３が配置される現像ローラ３の断面における半径（以下「半径Ｎ３」とする）とが成す角の角度である。角度範囲は、７５°以上であることが好ましく、本実施の形態では、半径Ｎ４と、半径Ｎ３との成す角度は７８°である。７５°未満では現像剤の開放および汲み上げがうまくいかず画像濃度むらなどの画像不良が発生し易くなる。

スリーブ１４は、マグネットローラ１３に外嵌され、現像槽２および図示しない支持部材によって回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって回転可能に設けられる円筒状部材である。スリーブ１４は、非磁性材料を用いて形成される。本実施の形態では、スリーブ１４は反時計回りに回転し、感光体ドラム２０は時計回りに回転する。したがって、現像ニップ部においてスリーブ１４と感光体ドラム２０とは逆方向に回転する。

攪拌供給部材４および攪拌ローラ５は、いずれも、現像槽２によって回転自在に支持されかつ図示しない駆動手段によって軸心回りに回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。本実施の形態では、攪拌供給部材４は反時計回りに回転し、攪拌ローラ４は時計回りに回転する。攪拌供給部材４は、現像ローラ３を介して感光体ドラム２０に対向しかつ現像ローラ３よりも鉛直方向下方になる位置に設けられる。攪拌ローラ５は、攪拌供給部材４を介して現像ローラ３に対向しかつ現像ローラ３よりも鉛直方向下方になる位置に設けられる。攪拌供給部材４および攪拌ローラ５は、現像槽２内に貯留される現像剤を撹拌してトナーに均一な電荷を付与するとともに、帯電状態にある現像剤を汲み上げて現像ローラ３の周囲に送給する。

搬送部材６は、現像槽２によって回転自在に支持されかつ図示しない駆動手段によって回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。搬送部材６は、攪拌ローラ５を介して攪拌供給部材４に対向し、かつトナー補給口２ｂの鉛直方向下方に設けられる。搬送部材６は、トナー補給口２ｂを介して現像槽２内に補給されるトナーを、攪拌ローラ５の周囲に搬送する。

規制部材７は、現像ローラ３の軸線方向に平行に延びる板状部材であり、現像ローラ３の鉛直方向上方において、その短手方向の一端が現像槽２と規制部材支持体８とによって支持され、かつ他端が現像ローラ３表面に対して間隙を有して離隔するように設けられる。本実施の形態では、規制部材７は現像ローラ３の半径の延長線上に設けられ、該延長線と、磁極Ｎ１が配置される現像ローラ３の断面における半径Ｎ１との成す角度が９０°になるように設けられる。

規制部材７は、たとえば、ステンレス鋼、アルミニウムなどの弾性を有する非磁性金属、合成樹脂などによって形成される。本実施の形態では、規制部材７には薄板状のステンレス鋼を使用する。規制部材支持体８は、現像槽２とともに規制部材７を支持する。具体的には、規制部材７の短手方向の一端およびその近傍部分を、規制部材支持体８と現像槽２とによって挟持するようにして支持する。規制部材支持体８は、たとえば、合成樹脂、金属などの材料によって形成される。本実施の形態では、合成樹脂で形成される。規制部材７は、現像ローラ３表面に担持される現像剤層から余分な現像剤を取り除き、現像剤層の層厚を一定に規制することによって、現像剤の搬送量を調整する。また、規制部材７は、短手方向の他端と現像剤層との摺擦によって、現像剤層に含まれる帯電が不充分な現像剤に電荷を付与し、現像剤層に含まれる現像剤を充分に帯電させる。

流し板９は、現像槽２内において、現像ローラ３の回転方向における規制部材７よりも上流側であって、攪拌供給部材４および攪拌ローラ５の鉛直方向上方に設けられる樹脂からなる板状部材である。流し板９は、短手方向の一端が現像ローラ３表面に対向し、間隙を有して離隔し、他端が現像ローラ３から離反する方向に延びる。本実施の形態では、流し板９の鉛直方向上面は、流し板９の短手方向における現像ローラ３側の端部およびその近傍部分では水平方向に対して平行になり、それ以外の部分では現像ローラ３から離反するにつれて鉛直方向下方に下降するように設けられる。

流し板９は、その鉛直方向下部において流し板９の長手方向に貫通するように形成された貫通口に挿通される支持部材９ａによって支持される。流し板９を設けることによって、現像槽２内における現像剤の円滑な流れが発生し、トナーの不均一な帯電、トナーのブロッキングなどの発生が防止される。

詳しくは、規制部材７によって現像ローラ３表面から取り除かれる（分離される）現像剤は一時的に現像ローラ３上方の空間に滞留するが、量が多くなると流し板９の鉛直方向上面を現像ローラ３から離反する方向に流過し始める。現像剤は流し板９の上面に沿って流過し、流し板９の短手方向における現像ローラ３側とは反対側の端部から攪拌ローラ５に向けて落下する。落下した現像剤は攪拌供給部材４および攪拌ローラ５によって他の現像剤および新しく供給されるトナーと均一に混合され、現像ローラ３に向けて再び搬送される。

集積補助部材１０は、現像ローラ３の回転方向において、現像ローラ３の汲み上げ磁極Ｎ３の配置位置よりも鉛直方向で下方に設けられる。具体的には、集積補助部材１０は板状形状の部材であり、その鉛直方向先端が現像ローラ３の汲み上げ磁極Ｎ３の配置位置よりも鉛直方向で下方に配置される。

本実施の形態では、集積補助部材１０は、背板部分１５と、この背板部分１５の長手方向両端部に、背板部分１５に垂直な側壁部分１６とを有する。すなわち、現像ローラ３の軸線方向（紙面垂直方向）に垂直な断面は、コの字形状であり、同一断面が現像ローラ３の軸線方向に連続した形状である。

集積補助部材１０は、固定部材１９によって、背板部分１５が流し板９の鉛直方向下面に接するように、かつその延伸方向が現像ローラ３の軸線方向に平行となるように設けることで、側壁部分１６が鉛直下方に向かって延びるように設けられる。

側壁部分１６の鉛直下方端部と現像ローラ３表面との最近接部分における両者の離隔距離は、２ｍｍ〜４ｍｍである。離隔距離が２ｍｍ未満では、現像ローラ３表面に充分量の現像剤を担持させることが困難になる。一方、離隔距離が４ｍｍを超えると、集積補助部材１０による現像剤押し込み効果が不充分になるおそれがある。本実施の形態では、前記離隔距離は３ｍｍである。

本実施の形態では、側壁部分１６の鉛直下方端部は、汲み上げ磁極Ｎ３が配置される現像ローラ３の断面における半径Ｎ３の延長線より１．６ｍｍ下方に位置する。また、集積補助部材１０は、流し板の補強も含めコの字形状が好ましいが、背板部分１５と側壁部材１７からなるＬ字形状であっても構わない。

集積補助部材１０としては、非磁性材料を含むものであれば特に制限されないが、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６などの非磁性を有するステンレス鋼やアルミニウムなどで構成されるのが好ましい。本実施の形態では、厚さ１．０ｍｍのＳＵＳ３１６板を塑性変形し、コの字形状の集積補助部材１０を得た。

このような集積補助部材１０を用いることによって、現像ローラ３の汲み上げ磁極Ｎ３近傍へ現像剤を押し込むことができるため、その結果現像槽２内における現像剤の界面を引き上げる効果を得ることができる。

集積補助部材１０は、現像ローラ３が現像剤を持ち上げるために補助的な役割を果たすものであるが、現像槽２内では、現像ローラ３の長手方向に垂直な水平方向から観察した場合に、現像剤の偏在が起こることがある。その理由は、攪拌ローラ５などの構造に起因して搬送される現像剤量で増減があるからである。

そのため、側壁部材１６を、高さが異なる２つの板状部材とし、高さが高い方の側壁部１７が現像ローラ３に近接するように集積補助部材１０が設けられる。したがって、設置状態では、現像ローラ３に近接する側の側壁部分１７の鉛直下方端部１７ａは、反対側の側壁部分１８の鉛直下方端部１８ａよりも低い位置となる。これにより現像ローラ３の軸線方向での現像剤量を均一にすることが可能である。

側壁部分１７と側壁部分１８の高さの差は、実際の現像画像を見て適宜調整すればよい。

また、集積補助部材１０と汲み上げ磁極Ｎ３との位置関係に加え、集積補助部材１０と攪拌供給部材４との位置関係も重要な意味合いを持つ。すなわち、撹拌供給部材４のパドル羽根の先端と集積補助部材１０の側壁部分先端との間隔を、現像ローラ３と集積補助部材１０の側壁部分先端との間隔より狭くすることで、現像ローラ３への現像剤量を常に一定量供給することができる。現像ローラ３と集積補助部材１０の側壁部分先端との間隔は広いか同じであれば、現像剤の押し込み力が低下するため実際に汲み上げ磁極Ｎ３の下方に供給できる現像剤量が不足するからである。本実施形態では、集積補助部材１０の側壁部分先端と現像ローラ３との間隔３ｍｍに対し、集積補助部材１０の側壁部分先端と撹拌供給部材のパドル羽根との間隔は２．５ｍｍである。

なお、攪拌供給部材４、攪拌ローラ５、搬送部材６、規制部材７、流し板９および集積補助部材１０の寸法は、現像ローラ３の寸法に応じて、適切な範囲から適宜決定される。

図４は、本発明の他の実施形態である画像形成装置１００の構成を示す概略図である。感光体ドラム２０は、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能に支持され、その表面に静電潜像、現像後にはトナー像が形成される感光膜を有する円筒状部材である。感光体ドラム２０には、たとえば、図示しない導電性基体と、導電性基体表面に形成される図示しない感光膜とを含む円筒状部材を使用できる。感光膜としては、有機感光膜、無機感光膜などが挙げられる。有機感光膜としては、電荷発生物質を含む樹脂層である電荷発生層と、電荷輸送物質を含む樹脂層である電荷輸送層との積層体、１つの樹脂層中に電荷発生物質と電荷輸送物質とを含む樹脂層などが挙げられる。無機感光膜としては、酸化亜鉛、セレン、アモルファスシリコンなどから選ばれる１種または２種以上を含む膜が挙げられる。導電性基体と感光膜との間には、下地膜を介在させてもよく、感光膜の表面には主に感光膜を保護するための表面膜（保護膜）を設けてもよい。

帯電手段２１は、感光体ドラム２０に圧接するように設けられるローラ状部材である。帯電手段２１には図示しない電源が接続され、帯電手段２１に電圧を印加する。帯電手段２１は電源から電圧の印加を受けて、感光体ドラム２０表面を所定の極性および電位に帯電させる。本実施の形態では、ローラ状帯電手段を用いるが、これに限定されず、帯電ブラシ型帯電器、チャージャー型帯電器、鋸歯型帯電器、イオン発生装置、磁気ブラシなどの接触方式の帯電器などを使用できる。

露光手段２２は、スキャナ部２９において読み取られる原稿の画像情報または外部機器からの画像情報が入力され、画像情報に応じた信号光を、帯電状態にある感光体ドラム２０表面に照射する。これによって、感光体ドラム２０表面に、画像情報に応じた静電潜像が形成される。露光手段２２には光源を含むレーザスキャニングユニットが用いられる。レーザスキャニングユニットは、たとえば、光源、ポリゴンミラー、ｆθレンズ、反射ミラーなどを組合せたユニットである。光源としては、たとえば、半導体レーザ、ＬＥＤアレイ、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子などを使用できる。

現像装置１は、図２に示した現像装置１を用いている。
転写手段２３は、図示しない支持手段によって回転自在に支持されかつ図示しない駆動手段によって回転可能に設けられ、かつ感光体ドラム２０に圧接するように設けられるローラ状部材である。転写手段１４には、たとえば、直径８〜１０ｍｍの金属製芯金と、金属製芯金の表面に形成される導電性弾性層とを含むローラ状部材が用いられる。金属製芯金を形成する金属としては、ステンレス鋼、アルミニウムなどを使用できる。導電性弾性層としては、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、発泡ＥＰＤＭ、発泡ウレタンなどのゴム材料にカーボンブラックなどの導電材を配合したゴム材料を使用できる。感光体ドラム２０と転写手段２３との圧接部（転写ニップ部）に、感光体ドラム２０の回転によってトナー像が搬送されるのに同期して、給紙トレイ２８から図示しないピックアップローラおよびレジストローラを介して記録媒体が１枚ずつ供給される。記録媒体が転写ニップ部を通過することによって、感光体ドラム２０表面のトナー像が記録媒体に転写される。転写手段２３には図示しない電源が接続され、トナー像を記録媒体に転写する際に、トナー像を構成するトナーの帯電極性とは逆極性の電圧を転写手段２３に印加する。これによって、トナー像が記録媒体に円滑に転写される。転写手段２３によれば、感光体ドラム２０表面のトナー像を記録媒体に転写する。

クリーニング手段２４は、図示しないクリーニングブレードと、図示しないトナー貯留槽とを含む。クリーニングブレードは、感光体ドラム２０の長手方向に平行に延びて設けられ、かつその短手方向の一端が感光体ドラム２０表面に当接するように設けられる板状部材である。クリーニングブレードは、記録媒体にトナー像を転写した後に感光体ドラム２０表面に残留するトナー、紙粉などを感光体ドラム２０表面から取り除く。トナー貯留槽は内部空間を有する容器状部材であり、クリーニングブレードによって除去されるトナーを一時的に貯留する。クリーニング手段２４によって、トナー像を転写した後の感光体ドラム２０表面が清浄化される。

定着手段２５は、定着ローラ２６と、加圧ローラ２７とを含む。定着ローラ２６は、図示しない支持手段によって回転自在に支持され、かつ図示しない駆動手段によって軸線回りに回転可能に設けられるローラ状部材である。定着ローラ２６は、その内部に図示しない加熱手段を有し、転写ニップ部から搬送される記録媒体に担持される未定着トナー像を構成するトナーを加熱し、溶融させて記録媒体に定着させる。定着ローラ２６としては、たとえば、芯金と、弾性層とを含むローラ状部材を使用する。芯金は、鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属によって形成される。弾性層は、たとえば、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどの弾性材料で形成される。加熱手段は図示しない電源から電圧印加を受けて発熱する。加熱手段にはハロゲンランプ、赤外線ランプなどを使用できる。

加圧ローラ２７は回転自在に支持されかつ図示しない加圧手段によって定着ローラ２６に対して圧接するように設けられるローラ状部材である。加圧ローラ２７は定着ローラ２６の回転に従動回転する。定着ローラ２６と加圧ローラ２７との圧接部が定着ニップ部である。加圧ローラ２７は、定着ローラ２６によるトナー像の記録媒体への加熱定着に際し、溶融状態にあるトナーを記録媒体に対して押圧することによって、トナー像の記録媒体への定着を促進する。加圧ローラ２７には、定着ローラ２６と同じ構成のローラ状部材を使用できる。加圧ローラ２７の内部にも加熱手段を設けてもよい。加熱手段には定着ローラ２６内部の加熱手段と同様のものを使用できる。

定着手段２５によれば、トナー像が転写された記録媒体を定着ニップ部に通過させ、トナー像を構成するトナーを溶融させるとともに記録媒体に押圧することによって、トナー像を記録媒体に定着させ、画像を印刷する。画像が印刷された記録媒体は、図示しない搬送手段によって、画像形成装置１００の鉛直方向側面に設けられる排紙トレイ３０に排出され、積載される。

給紙トレイ２８は、普通紙、コート紙、カラーコピー用紙、ＯＨＰフィルムなどの記録媒体を収容するトレイである。給紙トレイ２８は複数設けられ、それぞれの給紙トレイ２８にサイズの異なる記録媒体が収容される。記録媒体のサイズには、Ａ３、Ａ４、Ｂ５、Ｂ４などがある。また、複数の給紙トレイ２８に同じサイズの記録媒体を収容してもよい。図示しないピックアップローラと、搬送ローラと、レジストローラとによって、感光体ドラム２０表面のトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、記録媒体が１枚ずつ送給される。

スキャナ部２９には図示しない原稿セットトレイ、自動原稿搬送装置（ＲＡＤＦ、
Reversing Automatic Document Feeder）などが設けられるとともに、図示しない原稿読み取り手段が設けられる。自動原稿搬送装置は、原稿セットトレイに載置される原稿を、原稿読み取り手段の原稿載置台に搬送する。原稿読み取り手段は、原稿載置台と、原稿走査ユニットと、反射手段と、光電変換素子（Charge Coupled Device、以下「ＣＣＤ」という）ライセンサなどを含み、原稿載置台に載置される原稿の画像情報を複数ライン毎、たとえば１０ライン毎に読み取る。原稿載置台は、画像情報を読み取る原稿を載置するためのガラス製板状部材である。原稿走査ユニットは図示しない光源と第１の反射ミラーとを含み、原稿載置台の鉛直方向下面に沿って平行に一定速度Ｖで往復移動し、原稿載置台に載置される原稿の画像形成面に光を照射する。光の照射によって反射光像が得られる。光源は原稿載置台に載置される原稿に照射する光の光源である。第１の反射ミラーは反射光像を反射手段に向けて反射する。反射手段は、図示しない第２の反射ミラーと第３の反射ミラーと光学レンズとを含み、原稿走査ユニットで得られる反射光像を光電変換素子ライセンサ上で結像させる。反射手段は原稿走査ユニットの往復移動に追随してＶ／２の速度で往復移動する。第２、第３の反射ミラーは反射光像が光学レンズに向うように反射光像を反射させる。光学レンズは反射光像を光電変換素子ライセンサ上に結像させる。ＣＣＤライセンサは、光学レンズによって結像される反射光像を電気信号に光電変換する図示しないＣＣＤ回路を含み、画像情報である電気信号を制御手段の中の画像処理部に出力する。画像処理部は、原稿読み取り手段またはパーソナルコンピュータなどの外部装置から入力される画像情報を電気信号に変換し、露光手段２２に出力する。

画像形成装置１００によれば、鉛直方向の高さ寸法を小さくできかつ現像剤の常時の安定供給が可能な現像装置１が用いられるので、印刷速度の高速化および装置本体の小型化への対応が容易である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと解される。

本発明の実施の一形態である現像装置１と、感光体ドラム２０との位置関係を示す断面図である。 現像装置１の構成を示す断面図である。 マグネットローラ１３における各磁極の磁力分布を示す図である。 本発明の他の実施形態である画像形成装置１００の構成を示す概略図である。 従来の現像装置１００の構成を示す概略図である。 現像剤界面１０６ａ（現像剤層の上面）の低下を説明するための図である。

符号の説明

１ 現像装置
２ 現像槽
３ 現像ローラ
４ 攪拌供給部材
５ 攪拌ローラ
６ 搬送部材
７ 規制部材
８ 規制部材支持体
９ 流し板
１０ 集積補助部材
１１ 集積補助部材支持体
１２ トナー濃度検知センサ
１３ マグネットローラ
１４ スリーブ
１９ トナー補給ローラ
２０ 感光体ドラム
２１ 帯電手段
２２ 露光手段
２３ 転写手段
２４ クリーニング手段
２５ 定着手段
２８ 給紙トレイ
２９ スキャナ部
３０ 排紙トレイ
１００ 画像形成装置

Claims (7)

1. マグネットローラを含み、表面にトナーとキャリアとからなる２成分現像剤を担持して回転し、感光体ドラム表面の静電潜像にトナーを供給して現像する現像ローラと、
   前記現像ローラに２成分現像剤を供給する撹拌供給部材と、
   ２成分現像剤を集積して前記撹拌供給部材による前記現像ローラへの２成分現像剤の供給を補助する集積補助部材と、
   前記現像ローラ表面の２成現像剤の担持量を規制する規制部材と、
   前記現像ローラに近接して設けられ、前記規制部材により分離された余剰の２成現像剤を回収する流し板と、
   回収された２成分現像剤と補給されたトナーとを混合攪拌する攪拌ローラと、
   を有する現像装置において、
   前記現像ローラが前記攪拌供給部材よりも鉛直方向上方に設けられ、
   前記集積補助部材は、その鉛直方向下端が、前記マグネットローラの汲み上げ磁極の配置位置よりも鉛直方向下方に位置するように設けられることを特徴とする現像装置。
2. 前記集積補助部材は、非磁性材料からなることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 前記集積補助部材は、前記流し板の下面に設けられることを特徴とする請求項２記載の現像装置。
4. 前記集積補助部材は、背板部分と、この背板部分の長手方向両端部に、背板部分に垂直な側壁部分とを有し、前記背板部分を前記流し板の下面に、その延伸方向が前記現像ローラの軸線方向に平行となるように設けられることを特徴とする請求項３記載の現像装置。
5. 前記側壁部分のうち、前記現像ローラに近い側の側壁部分の高さを、遠い側の側壁部分の高さより高くすることを特徴とする請求項４記載の現像装置。
6. 前記撹拌供給部材は、複数の羽根をもつパドル形状であり、
   前記撹拌供給部材の羽根と前記集積補助部材との間隔は、前記現像ローラと前記集積補助部材との間隔より広いことを特徴とする請求項２記載の現像装置。
7. 表面に静電潜像が形成される感光体と、感光体表面を帯電させる帯電手段と、感光体表面に静電潜像を形成する露光手段と、感光体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、感光体表面のトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、感光体表面を清浄化するクリーニング手段と、トナー像を記録媒体に定着させる定着手段とを含み、電子写真方式を利用して画像を形成する画像形成装置において、
   現像手段は、請求項１〜６のいずれか１つに記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。

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