JP5500437B2 - 現像装置並びにこれを用いた画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を用いた現像装置並びにこれを用いた複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置及びプロセスカートリッジに関するものである
に関するものである。

従来、二成分現像装置では、図１１に示すように、現像剤を収容する現像剤収容器１００内に、現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤攪拌搬送部材たる２本のスクリュ１０１、１０２を並行に配置している。そして、２本のスクリュ１０１、１０２が回転して互いに逆方向に現像剤を攪拌搬送し、両端部に設けられた受け渡し部１０３で一方のスクリュ１０１から他方のスクリュ１０２へ現像剤の受け渡しを行って現像剤を循環させている。その過程で一旦現像した現像剤を回収し、供給されたトナーと混合攪拌を行っている。この混合攪拌が不十分であると、画像濃度ムラが発生するなどの異常画像が形成される。必要な攪拌性は、現像剤容量に対する相対的なトナー消費量で決まる。現像装置の小型化、高速化を図る場合には、現像剤容量に対するトナーの消費量が増加するため、より攪拌性を向上させる必要がある。

しかしながら、従来の現像装置では、２本のスクリュ１０１、１０２間での現像剤の受け渡しが必ずしもスムーズに行われていなかった。なぜなら、各スクリュ１０１、１０２による現像剤の搬送力は、図中矢印で示すようにスクリュ１０１、１０２の軸方向に作用するものであり、受け渡し部１０３でスクリュ１０１の軸方向と直交する受け渡し方向には作用しないからである。このため、送り側のスクリュ１０１の駆動トルクを著しく大きくして現像剤を圧縮する必要があり、現像剤にストレスがかかって凝着等の劣化を起こす場合があった。特に小型化などにより現像剤容量を低減していくと、スクリュ１０１、１０２間の受け渡し部１０３を通る回数が相対的に増加するため、現像劣化などの影響が大きくなる。

このような問題を改善するため、例えば、図１１に示すスクリュ１０１の端部には、本来の現像剤搬送方向とは逆方向へ現像剤を搬送するべく、スクリュの傾きが逆に形成される逆搬送部１０１ａが設けられている。これにより、逆搬送部１０１ａに隣接する壁部近傍の現像剤にかかるストレスを低減することができる。また、図１２に示す現像装置は、現像剤担持体の軸線方向に沿って２本のスクリュ１０４、１０５を平行に配置し、スクリュ１０４、１０５の下流端の軸上にそれぞれ板状のパドル１０６、１０７を設けている。このパドル１０６、１０７は、軸に直交する方向へ搬送力をもち、隣接する搬送路に受け渡し部１０８、１０９を介して現像剤を送り出すことが可能である。

また、特許文献１では、スクリュ端部のスクリュ径を大きくし、現像剤に受け渡し方向の力を加え、円滑に現像剤を流すことにより、トルクの低下と現像剤のストレスを抑制する現像装置が提案されている。また、特許文献２では、スクリュ端部のスクリュ角度を規定することで、現像剤に受け渡し方向の力を加え、円滑に現像剤を流すことにより、現像剤を均一に帯電させるようにした現像装置が提案されている。また、特許文献３では、現像剤を受け渡す受け渡し部に、受け渡し部の中途に開口径が大きく形成される現像剤貯留部を設けた現像装置が提案されている。

しかしながら、図１１に示す現像装置では、例えばスクリュを上下に配置し受け渡し部１０３が長くなる構成では、スクリュから離れた領域にスクリュによる搬送力が及ばず受け渡し部１０３で現像剤が滞留してしまう。同様に、特許文献１及び２に提案される現像装置においても、スクリュ形状の改良のみでは、スクリュから離れた領域にスクリュによる搬送力が及ばず受け渡し部で現像剤が滞留してしまう。また、図１２に示す現像装置では、パドル１０６、１０７により現像剤搬送路下流端の現像剤にスクリュ１０４、１０５の軸と直交する方向へ急激に強い搬送力が付与されることになる。そのため、受け渡し部１０８、１０９の現像剤に急激に現像剤の流れを変えるような力が働いてうまく力が伝わらず、現像剤が滞留してしまう。

また、特許文献３による提案では、受け渡し部が長い場合には現像剤へのストレスを低減させる効果が大きいが、受け渡し部が短い場合には効果が小さい。このように、複数のスクリュで現像剤を循環搬送する現像装置においては、何れの場合もスクリュ間での現像剤のより円滑な受け渡しが望まれる。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、現像剤搬送部材間で現像剤の円滑な受け渡しができる現像装置並びにこれを用いた画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で該潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送する攪拌搬送部材をそれぞれ有する複数の現像剤搬送路と、該現像剤搬送路をそれぞれに仕切る仕切部材と、該複数の現像剤搬送路のそれぞれの現像剤搬送方向下流側端部に隣接して他の現像剤搬送路に現像剤を受け渡す受け渡し部とを備え、該複数の現像剤搬送路内で現像剤を循環搬送させる現像装置において、上記複数の現像剤搬送部材のうち少なくとも一つが、現像剤搬送方向に進むにしたがって軸線方向と直交する方向に現像剤を搬送する搬送力を大きくする搬送力増大部材を備えるものであり、上記現像剤搬送部材が、回転軸上に螺旋状のスクリュ部を備えるものであり、上記搬送力増大部材が、上記受け渡し部に対向する領域で該スクリュ部の回転軌跡よりも大きい回転軌跡を描くように回転し、該現像剤搬送部材の現像剤搬送方向に進むにしたがって現像剤との接触面積を増大させるパドル部を備えるものであることを特徴とするものである。
請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記現像剤搬送部材は、上記搬送力増大部材からの搬送力が作用する部位で、現像剤搬送方向に進むにしたがってスクリュ部の径が小さくなることを特徴とするものである。
請求項３の発明は、請求項１又は２の現像装置において、上記現像剤搬送路は、上記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給搬送路と、該現像剤担持体から現像剤を回収する現像剤回収搬送路とから構成されることを特徴とするものである。
請求項４の発明は、請求項１、２又は３の現像装置において、上記現像剤担持体は、少なくとも上記現像担持体に対向する現像領域に磁界を発生させるための現像磁極と、上記現像剤搬送路から現像剤を汲み上げ該現像領域へ搬送する現像前磁極と、該現像領域を通過した後の現像剤を該現像剤担持体から離脱させるための現像後磁極を備え、該現像前磁極は、該現像剤担持体の表面上での法線方向の磁束密度を４０ｍＴ以下とすることを特徴とするものである。
請求項５の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置において、上記現像手段として、請求項１、２、３又は４の現像装置を用いたことを特徴とするものである。
請求項６の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体を一様帯電せしめる帯電手段と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段と、該潜像担持体に残留する転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段とを備える画像形成装置に用いられ、該潜像担持体と、該帯電手段と、該クリーニング手段との中より選ばれる少なくとも１つと、該現像手段とが一体になって画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジにおいて、上記現像手段として、請求項１、２、３又は４の現像装置を用いたことを特徴とするものである。
本発明においては、現像剤搬送路の現像剤には、現像剤搬送部材によって軸線方向への搬送力が付与されつつ、搬送力増大部材によって現像剤搬送部材の軸線方向と直交する方向への搬送力が現像剤搬送方向に進むにしたがって次第に大きく付与される。そのため、現像剤搬送路を搬送される現像剤は、受け渡し部近傍で徐々に受け渡し部へ押し出されることになり、受け渡し部に滞留することなく円滑にもう一方の現像剤搬送路に受け渡される。これにより、従来のように現像剤搬送路下流側端部に現像剤を圧縮させる必要がなくなり、現像剤へのストレスを低減することができる。さらに、受け渡し部で現像剤の搬送速度が勾配を持つようになり、現像剤同士の接触回数が増え、トナーの分散性の向上と帯電特性の安定化を図ることができる。

本発明は、現像剤搬送部材間で現像剤の円滑な受け渡しができる現像装置並びにこれを用いた画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供できるという優れた効果がある。

本実施形態に係るプリンタの概略構成を説明する構成図。 同プリンタの現像装置の概略構成を説明する構成図。 同現像装置中の現像剤の流れを説明する断面図。 同現像装置のパドルの構成を示す斜視図。 別の実施形態に係る回収搬送路の構成を説明する斜視図。 別の実施形態に係るパドルの構成を説明する模式図。 現像ローラ内に配置される磁石の法線磁束密度分布を説明する模式図。 供給搬送路と回収搬送路の現像剤の受け渡し効率を説明する特性図。 別の実施形態に係る現像装置の構成を説明する構成図。 本実施形態に係るプロセスカートリッジの構成を説明する構成図。 従来の現像装置の構成を説明する断面図。 従来の現像装置の構成を説明する構成図。

以下、本発明を画像形成装置として、タンデム方式のプリンタに適用した実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るプリンタの概略構成を説明する構成図である。このプリンタは、図１に示すように、シアン、イエロー、マゼンタ、ブラックの各色のトナー像を形成する４つの作像ユニット１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｋを備えている（以下添字Ｃ、Ｙ、Ｍ、Ｋはシアン、イエロー、マゼンタ、ブラックの各色をそれぞれ示す）。この作像ユニット１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｋは、それぞれ各色のトナー像を担持する像担持体である感光体１Ｃ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｋを備えている。これら各感光体１の周囲には、各感光体１表面を一様に帯電する帯電装置２Ｃ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｋ、各感光体１表面に形成される静電潜像を現像する現像装置３Ｃ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｋ、トナー像転写後の各感光体１表面をクリーニングする感光体クリーニング装置４Ｃ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｋ等を備えている。また、上記作像ユニット１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｋは、各感光体１の一様に帯電された表面に画像情報に応じたレーザ光を照射して静電潜像を形成する露光装置５Ｃ、５Ｙ、５Ｍ、５Ｋを備えている。なお、感光体１は、ドラム状ではなく、ベルト状であってもよい。

上記作像ユニット１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｋの下方には、下流側張架ローラ６及び上流側張架ローラ７に掛け回されて記録紙Ｐを表面に担持して表面移動する転写搬送ベルト８を備えている。転写搬送ベルト８を挟んで各作像ユニット１０の感光体１Ｃ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｋと対向する位置には、転写バイアスローラ９Ｃ、９Ｙ、９Ｍ、９Ｋを備えている。下流側張架ローラ６よりも転写搬送ベルト８による記録紙搬送方向下流側には、転写搬送ベルト８から分離した記録紙Ｐ上の未定着トナーを定着する定着装置１１を備えている。また、プリンタの本体上部には、定着装置１１を通過しトナー像が定着した記録紙Ｐを積載するための排紙トレイ１２を備えている。

上記転写搬送ベルト８の下方には、記録紙Ｐを収容する複数の給紙カセット１３、１４、１５を備えている。給紙カセット１３、１４、１５と転写搬送ベルト８との間には、転写搬送ベルト８と感光体１Ｃ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｋとが対向する転写領域に向けて各給紙カセット１３、１４、１５から記録紙Ｐを供給する給紙搬送装置１６を備えている。そして、給紙搬送装置１６の用紙搬送方向最下流側には、搬送されてきた記録紙Ｐを作像ユニット１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｋによる作像タイミングに合わせて供給するレジストローラ対１７を備えている。

なお、上記作像ユニット１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｋは、図１０に示すように、感光体１と耐電装置２、現像装置３、クリーニング装置４とが一体になってプリンタ本体に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジとするとよい。これにより、メンテナンス性に優れ、また後述するように小型化された現像装置３を用いることにより、プリンタ本体の小型化を図ることができる。また、上記プリンタは、図１中の左右方向において小型になるよう、転写搬送ベルト８が斜め方向に配設され、記録紙Ｐの搬送方向が斜め方向となっている。これにより、プリンタは、図１中の左右方向における筐体の幅が、Ａ３サイズの記録紙長手方向の長さよりも僅かに長い大きさとなっている。すなわち、プリンタは、内部に記録紙Ｐを収容するために最低限必要な大きさとされることで大幅に小型化されている。

上記構成のプリンタは、画像形成スタートとともに、各作像ユニット１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｋで各色トナー像が形成される。各作像ユニット１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｋでは、感光体１Ｃ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｋが、図示されないメインモータにより回転駆動され、帯電装置２Ｃ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｋによって一様帯電された後、露光装置５Ｃ、５Ｙ、５Ｍ、５Ｋより、画像を色分解した色毎の画像情報に応じて書込み光Ｌが照射され、静電潜像が形成される。感光体１Ｃ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｋ上に形成された静電潜像は、現像装置３Ｃ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｋにより現像され、各感光体１Ｃ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｋの表面上に各色トナー像が形成される。一方、給紙カセット１３、１４、１５のうち選択された給紙カセットから給紙搬送装置１６により給紙搬送された記録紙Ｐは、レジストローラ１７によって作像ユニット１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｋによる作像タイミングに合わせて、転写搬送ベルト８の表面上に供給される。そして、転写搬送ベルト８に担持された記録紙Ｐは転写搬送ベルト８の表面移動によって各色の転写領域に搬送される。

各感光体１Ｃ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｋ上に形成されたトナー像は、感光体１Ｃ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｋと転写搬送ベルト８との対向部となる転写領域で転写バイアスローラ９Ｃ、９Ｙ、９Ｍ、９Ｋによって転写搬送ベルト８上に担持された記録紙Ｐに順次転写される。このようにしてＣ（シアン）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｋ（ブラック）の順で各感光体１Ｃ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｋ上に形成されたトナー像が転写され、重ね合わせカラートナー像が記録紙Ｐ上に形成される。トナー像を転写された記録紙Ｐは、転写搬送ベルト８から分離され、定着装置１１に搬送され、トナー像が定着されて機外の排紙トレイ１２に排出される。一方、記録紙Ｐ上にトナー像を転写した後の感光体１Ｃ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｋは、クリーニング装置４Ｃ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｋによって転写残トナーの除去がなされ、必要に応じて図示しない除電ランプで除電された後、再度、帯電装置２Ｃ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｋで一様に帯電される動作を繰り返す。

次に、本発明の特徴部となる現像装置３について詳しく説明する。現像装置３Ｃ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｋは、画像形成物質として、互いに異なる色のトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。このため、以下、添字Ｃ、Ｙ、Ｍ、Ｋを省略し、現像装置３として説明する。図２は、現像装置の概略構成を説明する構成図である。図３は、現像装置中の現像剤の流れを説明する断面図である。

現像装置３は、図２に示すように、現像容器３２内に磁性キャリアと磁性又は非磁性のトナーとを含む二成分現像剤である現像剤３１を収容している。そして、この現像装置３の現像容器３２は、図２中時計回り方向に回転駆動する感光体１に対向する位置に開口部を有し、該開口部から現像剤担持体としての現像ローラ３３の一部を露出させている。現像ローラ３３は、感光体１の表面に形成された静電潜像にトナーを供給して現像を行う現像領域まで現像容器３２内の現像剤３１を担持して、図２中反時計回り方向に表面移動する現像剤担持体としての現像スリーブを備える。現像スリーブの内部には、現像装置３に対して固定された複数の磁石（Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ１、Ｓ２）からなるマグネットローラを備えている。さらに、現像容器３２の開口部には、現像ローラ（現像スリーブ）３３上に担持された現像剤３１の層厚規制する剤規制部材３４を有している。

現像剤３１を収容する現像容器３２は、内壁と仕切板３５によって、供給搬送路３６と回収搬送路３７とが上下に形成されている。上方に配置される供給搬送路３６には、図中時計回り方向に回転して、現像ローラ３３の軸線方向に沿って紙面手前側に現像剤３１を搬送し、現像ローラ３３に現像剤３１を供給する攪拌搬送部材たる供給スクリュ３８を備える。下方に配置される回収搬送路３７は、現像領域通過後の現像ローラ３３上から回収された現像剤３１を供給スクリュ３８による搬送方向とは逆方向、すなわち紙面奥側に搬送する攪拌搬送部材たる回収スクリュ３９を備える。仕切板３５は、現像ローラ３３側の端部が供給スクリュ３８を囲むように立設され、現像ローラ３３側に開口部が形成されており、供給搬送路３６内の現像剤３１は該開口部から現像ローラ３３へ供給される。この開口部は、現像ローラ３３の軸線方向に延びており、現像幅に亘って現像ローラ３３へ現像剤３１が供給可能にされている。また、仕切板３５の軸方向両端部には供給搬送路３６と回収搬送路３７との間で現像剤の受け渡しを行うための受け渡し部が設けられている。

図３に示すように、供給スクリュ３８は、図中矢印Ａ方向に現像剤を搬送すべく、回転軸３８ａ上に螺旋状の羽根部となるスクリュ部３８ｂが所定のピッチで形成され、図示しない駆動モータによって回転する駆動ギア５０と噛み合うギア５１によって回転する。また、回収スクリュ３９は、図中矢印Ｂ方向に現像剤を搬送すべく、回転軸３９ａ上に螺旋状の羽根部となるスクリュ部３９ｂが所定のピッチで形成され、図示しない駆動モータによって回転する駆動ギア５０と噛み合うギア５２によって回転する。供給スクリュ３８と回収スクリュ３９とは互いに逆方向に現像剤３１を搬送することになる。現像容器３２内の現像剤３１は、供給スクリュ３８及び回収スクリュ３９による搬送によって供給搬送路３６と回収搬送路３７との間を両端部に設けられた受け渡し部４０を通じて循環する。供給搬送路３６内で供給スクリュ３８により矢印Ａ方向に搬送され搬送方向下流端に到達した現像剤３１は、受け渡し部（図示せず）より落下し、回収搬送路３７内の搬送方向上流端に受け渡される。回収搬送路３７内で回収スクリュ３９により矢印Ｂ方向に搬送され搬送方向下流端に到達した現像剤３１は、受け渡し部４０で矢印Ｃ方向に持ち上げられ、供給搬送路３６内の供給スクリュ３８の搬送方向上流端に受け渡される。

上記構成の現像装置３において、供給搬送路３６内の現像剤３１は、供給スクリュ３８によって軸線方向に搬送されつつ、現像ローラ３３上に上から落ちるようにして供給される。現像ローラ３３に供給されずに供給搬送路３６内の供給スクリュ３８の搬送方向下流端部まで搬送された現像剤３１は、受け渡し部４０から下方の回収搬送路３７へ落ちていく。現像ローラ３３に供給された現像剤３１は、現像ローラ３３の回転と、内設されたマグネットローラの汲み上げ極Ｎ１の磁力とによって、現像ローラ３３の表面に担持されつつ、剤規制部材３４との対向部を通過する。このとき、現像ローラ３３の表面に担持された現像剤３１のうち余分な現像剤３１は、剤規制部材３４との対向部を通過するときに剤規制部材３４によって掻き取られる。

剤規制部材３４との対向部を通過した適正量の現像剤３１は、現像ローラ３３と感光体１との間の現像領域３１を通過したのち、現像ローラ３３から離れ、現像容器３２の底部へ流れて回収搬送路３７へと受け渡される。すなわち、現像ローラ３３上に担持されて現像領域に搬送され、現像領域において感光体１の表面の供給されずに現像ローラ３３上に残った現像剤３１は、現像ローラ３３の回転に伴って供給搬送路３６に回収されるのではなく、回収搬送路３７に回収される。

供給搬送路３６の下流端に到達した現像剤３１と、現像領域３１を通過して現像ローラ３３の表面から離脱した現像剤３１は、回収搬送路３７によって搬送され受け渡し部（図示せず）を通じて供給搬送路３６の上流端に受け渡される。回収搬送路３７内の現像剤３１は現像領域３１を通過してトナー濃度が低下した現像剤３１を含むため、トナーを補給する必要がある。よって、図示しないトナー濃度センサの検知結果に応じて図示しないトナー補給機構によりトナーが回収搬送路３７内に補給される。

回収搬送路３７内では、供給搬送路３６内で搬送方向下流端に到達し受け渡し部（図示せず）を通過した現像剤３１と、トナー補給口から補給されたトナーと、現像ローラ３３表面から離脱した現像剤３１とが回収スクリュ３９によって攪拌されながら搬送される。回収搬送路３７内で搬送方向下流端部に到達した現像剤３１は、受け渡し部４０を通して持ち上げられ、供給搬送路３６内の搬送方向上流端部に受け渡される。

次に、回収搬送路３７の搬送方向下流端に設けられた搬送力増大部材たるパドル４１の構成について説明する。図４は、パドルの構成を示す斜視図である。図３及び図４に示すように、回収搬送路３７の搬送方向下流端側には、断面略コの字状のパドル４１が回収スクリュ３９の回転軸３９ａと同軸上の位置に軸装されている。このパドル４１は、円形板状の基端部４１ａと、基端部４１ａの外周縁上に１８０°の間隔を設けて突設された２本のパドル部４１ｂ、４１ｃを備えている。このパドル部４１ｂ、４１ｃは、現像剤搬送方向（矢印Ｂ方向）に進むにしたがって現像剤との接触面積が増えるように、幅が徐々に大きく形成されている。このように構成されるパドル４１ｂ、４１ｃは、矢印Ｂ方向に進むにしたがって、矢印Ｃ方向に現像剤を搬送する搬送力が徐々に大きくなる。なお、回収スクリュ３９とパドル４１は、一体に成形してもよいが、別々に成形したものを用いてもよい。この場合には、両者に異なる駆動源を用いることにより、回転数を個別に設置することができる。

また、上記回収搬送路３７の構成は、図３及び図４に示す構成に限定されるものではない。図５は、別の実施形態に係る回収搬送路の構成を説明する斜視図である。図５に示す回収搬送路３７では、矢印Ｂ方向に進むにしたがって回収スクリュ３９のスクリュ部３９ｂの径が小さくなり、搬送力が低減している。これによりパドル４１のパドル部４１ｂの面積の変化を大きくつけることができるため、より効率的な現像剤の受け渡しが可能となる。また、回収スクリュ３９のスクリュ径を受け渡し部４０で大きくする必要がないので、装置の小型化に有利である。

図６は、本実施形態に係るパドルの構成例を説明する模式図である。図６（ａ）に示すパドルは、円形板状の基端部４１ａの外周縁上に２本のパドル部４１ｂ、４１ｃが１８０°の間隔をあけて突設されている。そして、このパドル４１のパドル部４１ｂ、４１ｃは、現像剤と接触するパドル面が基端部の４１ａの接線方向と略平行に形成され、先端（トナー搬送方向（矢印Ｂ方向）上流側）にいくほど、現像剤と接触する面積が小さくなっている。また、図６（ｂ）に示すパドルは、円形板状の基端部４２ａの外周縁上に２本のパドル部４２ｂ、４２ｃが１８０°の間隔をあけて突設されている。そして、このパドル４２のパドル部４２ｂ、４２ｃは、現像剤と接触するパドル面が基端部４２ａの接線方向に対して斜めに傾けられ、先端（トナー搬送方向（矢印Ｂ方向）上流側）にいくほど、現像剤と接触する面積が小さくなっている。また、図６（ｃ）に示すパドル４３は、円形板状の基端部４３ａの外周縁上に３本のパドル部４３ｂ、４３ｃ、４３ｄが１２０°の間隔をあけて突設されている。そして、このパドル４３のパドル部４３ｂ、４３ｃ、４３ｄは、現像剤と接触するパドル面が基端部４２ａの接線方向に対して斜めに傾けられ、先端（トナー搬送方向（矢印Ｂ方向）上流側）にいくほど、現像剤と接触する面積が小さくなっている。図６（ｂ）（ｃ）に示すパドル４２、４３は、図６（ａ）に示すパドル４１に比べ、現像剤を外側へ押し出す力が大きくなる。

このように、図２乃至図６に示した現像装置３では、供給搬送路３６から現像ローラ３３に供給され現像領域を通過してトナー濃度が低下した現像剤３１は、回収搬送路３７と対向する位置で現像ローラ３３の表面から離脱し回収搬送路３７内に回収される。また、回収搬送路３７内に回収された現像剤３１は図示しないトナー補給機構から補給されるトナーと回収搬送路３７内で攪拌され、所望のトナー濃度となった状態で供給搬送路３６に供給される。つまり、現像領域を通過してトナー濃度が低下した現像剤３１は供給搬送路３６には回収されない。よって、供給搬送路３６内での現像剤３１のトナー濃度は、供給スクリュ３８による搬送方向上流側と下流側とで変化せず安定している。

また、上記構成の回収スクリュ３９とパドル４１、４２、４３を備えた回収搬送路３７では、受け渡し部４１の現像剤に矢印Ｃ方向への搬送力を徐々に強く付加することができるため、受け渡し部４０で現像剤３１のスムーズな流れを形成することができる。その結果、従来のように回収スクリュの搬送方向下流端部で現像剤を圧縮させる必要もなくなり、現像剤へのストレスを低減することができる。また、受け渡し部４０で現像剤３１が搬送速度の勾配をもつようになり、現像剤３１同士の接触回数が増え、電荷を付与することができるため、トナーの分散性の向上と帯電特性の安定化を図ることができる。

また、本実施形態に係る現像装置３では、上述したように受け渡し部４０を通過して電荷が付与され、帯電特性が安定した現像剤３１が感光体１に供給される。そのため、受け渡し部４０での電荷の付与分だけ、剤規制部３４における電荷付与機能を低減できる。よって、剤規制部３４での磁場の大きさを下げて、現像剤にかかるストレスを低減でき、長期の使用に対しても帯電特性の安定化を図ることができる。例えば、本実施例では、図７に示すように、現像ローラ３３内に配置される磁石の法線磁束密度分布を変更している。すなわち、図７（ａ）に示すように、剤規制部３４に対向する位置の磁場が５０ｍＴを超える大きさとした比較例のものに対して、図７（ｂ）に示すように剤規制部３４に対向する位置の磁場を５０ｍＴ以下とした場合でも、経時の使用において良好なトナー帯電特性が維持されることが判明した。

次に、本実施形態に係る現像装置の供給搬送路３６及び回収搬送路３７間における現像剤の受け渡し効率を検証した実施例及び比較例を示す。本実施例では、図２及び図５に示す現像装置（現像ローラ３３は外している）３を用いている。回収スクリュ３９のスクリュ径は１４ｍｍ、スクリュ部３９ｂは、３．５ｍｍ〜１ｍｍまで傾斜をもたしている。スクリュ部３９ｂとパドル部４１ｂ、４１ｃとの隙間は０．５ｍｍ以上とする。受け渡し部４０の開口径は２０ｍｍとする。比較例では、図２及び図１１に示す現像装置（現像ローラは外している）を用いている。これら現像装置の現像容器３２、１００に現像剤１５０ｇ投入し、１秒間攪拌後、供給搬送路及び回収搬送路における現像剤の重さを測定した。その結果を図８に示す。図８の結果から、本実施例では、回収搬送路３７における現像剤量が低下し、供給搬送路３６における現像剤量が増加し、両搬送路３６、３７間の現像剤受け渡しの効率が上がっていることがわかる。

なお、本実施形態では、回収搬送路３７の搬送方向下流側端部に搬送力増大部材たるパドル４１を設ける実施形態について説明したが、供給搬送路３６の搬送方向下流側端部にも同様に搬送力増大部材を設けてもよい。また、本実施形態では、供給搬送路３７が上方にあり、回収搬送路３８が下方にある現像装置の構成について説明したが、これに限定されるものではない。本発明は、供給搬送路と回収搬送路の上下関係が逆である現像装置にも適用可能である。この場合には、供給搬送路から回収搬送路へ現像剤を受け渡す受け渡し部で重力に逆らって現像剤を搬送することになるため、少なくとも供給搬送路の搬送方向下流側端部に搬送力増大部材を設けることが好ましい。また、本実施形態では、現像剤搬送路である供給搬送路３６と回収搬送路３７とが上下に配置された現像装置３の構成について説明したがこれに限定されるものではない。本発明は、図９に示すように現像剤搬送路６１、６２が水平に配置された現像装置６０においても、適用することができる。図９に示す現像装置６０においても、現像剤攪拌搬送路６１、６２の現像剤搬送方向下流端にある壁部近傍の現像剤に強いストレスが発生する点は同じであり、上述した搬送力増大部材たるパドルを設けることにより、現像剤へのストレスを低減できる。

以上、本実施形態に係る現像装置３によれば、現像剤搬送路となる回収搬送路３７に搬送力増大部材たるパドル４１、４２、４３を備えているので、供給搬送路３６と回収搬送路３７との間の受け渡し部４０で円滑な現像剤の受け渡しができる。その結果、現像剤に対するストレスを低減でき、トナーの分散性の向上、帯電特性の安定性を図ることができる。
また、本実施形態に係る現像装置３によれば、回収搬送路３７の搬送方向下流端に、スクリュ部３９ｂの回転軌跡よりも大きい回転軌跡となり、現像剤搬送方向に進むにしたがって現像剤との接触面積が増大するパドル４１、４２、４３を備えている。そのため、受け渡し部４０の現像剤３１に対して、現像剤搬送方向（矢印Ｂ方向）に進むにしたがって大きくなる図中矢印Ｃ方向への搬送力を付与することができる。
また、本実施形態に係る現像装置３によれば、受け渡し部４０の近傍では、現像剤搬送方向（矢印Ｂ方向）に進むにしたがってスクリュ部３９ｂの径が小さくなっている。これにより、パドル４１、４２、４３の現像剤との接触面積の変化を大きくつけることができるため、より効率的に現像剤の受け渡しを行うことができる。
また、本実施形態に係る現像装置５によれば、２つの現像剤搬送部材を上下方向に配置することができるので、水平方向の幅を小さくすることができ、装置の小型化を図ることができる。
また、本実施形態に係る現像装置５によれば、良好な帯電特性が得られるので、剤規制部３４に対向する位置の磁極の磁場の大きさを小さくすることができ、現像剤へのストレスを低減することができる。
また、本実施形態に係るプリンタによれば、上述した現像装置３を搭載しているので、長期使用や装置の小型化に対しても、高品質な画像を形成することができる。
また、本実施形態に係るプロセスカートリッジによれば、上述した現像装置３を搭載しているので、長期使用や装置の小型化に対しても、高品質な画像を形成することができる。

１ 感光体
３ 現像装置
３３ 現像ローラ
３４ 剤規制部材
３５ 仕切板
３６ 供給搬送路
３７ 回収搬送路
３８ 供給スクリュ
３９ 回収スクリュ
４０ 受け渡し部
４１、４２、４３ パドル

特開平１１−２４４０４号公報 特開２００３−１０７８５９号公報 特開２００８−１４５９６８号公報

Claims (6)

1. トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で該潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送する攪拌搬送部材をそれぞれ有する複数の現像剤搬送路と、該現像剤搬送路をそれぞれに仕切る仕切部材と、該複数の現像剤搬送路のそれぞれの現像剤搬送方向下流側端部に隣接して他の現像剤搬送路に現像剤を受け渡す受け渡し部とを備え、該複数の現像剤搬送路内で現像剤を循環搬送させる現像装置において、
   上記複数の現像剤搬送部材のうち少なくとも一つが、現像剤搬送方向に進むにしたがって軸線方向と直交する方向に現像剤を搬送する搬送力を大きくする搬送力増大部材を備えるものであり、
   上記現像剤搬送部材が、回転軸上に螺旋状のスクリュ部を備えるものであり、
   上記搬送力増大部材が、上記受け渡し部に対向する領域で該スクリュ部の回転軌跡よりも大きい回転軌跡を描くように回転し、該現像剤搬送部材の現像剤搬送方向に進むにしたがって現像剤との接触面積を増大させるパドル部を備えるものであることを特徴とする現像装置。
2. 請求項１の現像装置において、
   上記現像剤搬送部材は、上記搬送力増大部材からの搬送力が作用する部位で、現像剤搬送方向に進むにしたがってスクリュ部の径が小さくなることを特徴とする現像装置。
3. 請求項１又は２の現像装置において、
   上記現像剤搬送路は、上記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給搬送路と、該現像剤担持体から現像剤を回収する現像剤回収搬送路とから構成されることを特徴とする現像装置。
4. 請求項１、２又は３の現像装置において、
   上記現像剤担持体は、少なくとも上記現像担持体に対向する現像領域に磁界を発生させるための現像磁極と、上記現像剤搬送路から現像剤を汲み上げ該現像領域へ搬送する現像前磁極と、該現像領域を通過した後の現像剤を該現像剤担持体から離脱させるための現像後磁極を備え、
   該現像前磁極は、該現像剤担持体の表面上での法線方向の磁束密度を４０ｍＴ以下とすることを特徴とする現像装置。
5. 潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置において、
   上記現像手段として、請求項１、２、３又は４の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
6. 潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体を一様帯電せしめる帯電手段と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段と、該潜像担持体に残留する転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段とを備える画像形成装置に用いられ、該潜像担持体と、該帯電手段と、該クリーニング手段との中より選ばれる少なくとも１つと、該現像手段とが一体になって画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジにおいて、
   上記現像手段として、請求項１、２、３又は４の現像装置を用いたことを特徴とするプロセスカートリッジ。

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