JP5332718B2 - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、二成分系現像剤の供給機構に関する。

複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置や印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体である感光体上に形成された静電潜像を現像装置により可視像処理し、可視像をシートなどに転写することにより記録出力を得ることができる。

現像に用いられる現像剤には磁性あるいは非磁性トナーのみの一成分系現像剤の他にトナーとキャリアとを混合した二成分系現像剤がある。

二成分系現像剤は、トナーとこれを担持するキャリアとで構成され、攪拌混合時に生起される摩擦帯電作用によりトナーを帯電させて感光体上の静電潜像に対して静電吸着できる状態とされる。

現像装置には、磁力により周面に現像剤を穂立ちさせて感光体上の静電潜像に向け現像剤を供給する現像スリーブと、現像スリーブに対して撹拌混合した現像剤を供給する撹拌スリーブとを備えた構成が知られており、感光体上の静電潜像の可視像処理にトナーが消費された現像剤が現像装置に回収されるようになっている。

一方、現像装置の構成には、上述した現像スリーブに対して、各版搬送しながら現像スリーブの軸方向に沿って現像剤を供給する供給部材と現像スリーブにおける現像領域を通過し終わった現像剤を回収する回収部材とを軸方向を平行させて配置した構成がある（例えば、特許文献１）。

上記特許文献には、供給部材および回収部材として軸方向に螺旋羽根を有したスクリューオーガを用い、現像スリーブに加えてスクリューオーガが用いられている供給部材および回収部材（以下、これら部材を供給スクリュー、回収スクリューと称する）を現像槽の空間内に配置し、現像剤の搬送路が現像槽内に構成された技術が開示されている。

このような構成の現像装置においては、現像剤の濃度が低下した場合、トナーの補給が行われると供給スクリューおよび回収スクリューによって軸方向に攪拌搬送され、現像剤の濃度を安定化されるようになっている。

現像槽内での現像剤は、可視像処理のための現像領域を通過した時点で回収スクリューに送られ、濃度安定が必要な場合にはトナーの補給を受けた後供給スクリューに向け送られる。

ところで、供給スクリューの軸方向に沿って現像剤を攪拌搬送する場合には、移動過程で現像スリーブ側に現像剤が移行することが原因して移動方向上流側と下流側とで嵩さが異なり、特に、移動方向下流側では嵩が減少する。

このため、現像剤の移動方向下流側では現像剤の搬送量が低減していることでスクリューの羽根が露出する機会が多くなり、これにより現像剤の存在する部分と極端には羽根が露出していたり、あるいは羽根先端に少量の現像剤しか存在していない部分とが繰り返されて現像スリーブに対面し、このことが現像剤の一定量の供給ができないムラが発生しやすくなる。

ところで、現像剤は現像スリーブへの供給方式として、磁力により汲み上げてスリーブ表面に担持される方式および供給スクリューから移動する現像剤を壁部の一部から現像スリーブに向けて溢れさせる（オーバーフロー）方式がある。

このような方式のうちで、現像剤を溢れ出させる方式の場合には、磁力で汲み上げる方式に対して溢れて零れた現像剤が現像スリーブ表面に接触することを前提としているため、磁力により強制的に現像剤を供給する方式に比べて現像スリーブ表面での現像剤担持量が少ない。しかし、磁力により強制的な吸引ではないので、現像層厚を規定するドクターブレードに係る現像剤の量も多くないことから、ドクターブレードと対面した際に現像剤の凝縮が起こりにくいことで現像剤へのストレスは小さい利点がある。

そこで、このような溢れ出る現像剤を現像スリーブ表面に供給する方式を対象として、現像剤の移動方向下流側での現像剤の減少を防止する構成として、図１１に示すように、現像槽１００２に設けてある壁部の一部で現像剤が溢れ出る位置が相当する堰部１００２Ａの形状が、現像剤の移動方向上流側と下流側とで現像剤の嵩に対応して現像剤の移動方向下流側での壁部の高さを低くして（図１１中、符号Ｈ１，Ｈ２の関係としてＨ１＞Ｈ２とした構成）、その位置で存在する現像剤の量を多くしようとする構成が提案されている（例えば、特許文献２）。なお、図１１中、符号１０００は、現像剤の搬送スクリューを、符号１００１は、現像担持体である現像スリーブをそれぞれ示している。また、図１１（Ａ）は、現像スリーブ１００１側から見た壁部１００２Ａの形状を示す図である。

一方、現像装置の構成として、現像剤の供給部として現像スリーブおよび攪拌スクリューを備えた現像層と、現像槽内から現像剤の回収を受けると共にトナーを補給した際にはこれを現像剤中に攪拌して現像層に向け搬送する構成において現像剤を気流搬送する構成がある（例えば、特許文献３）。

現像剤を溢れ出させる構成を前提として、現像剤の移動方向上流側と下流側との堰部の高さを異ならせた場合には、現像剤の濃度や劣化状態によって現像剤の嵩が変化するため、一定の高さの変化ではこれら現像剤特性変化による嵩の変化に対応することができない。このため、現像剤の濃度や劣化状態によってそれまでと同様に現像剤の供給ムラが発生する問題が依然として残されている。

一方、気流搬送を用いる構成においては、現像スリーブへの現像剤供給量が気流の量によって行われることからその制御がきわめて難しいものであり、また、二成分現像剤を用いる際にはトナー単独の一成分系現像剤の場合と違って比重が大きく、この現像剤を搬送するにはかなりのエアの流量や圧力が必要となる。このため、気流搬送のためのポンプを始めとして装置が大型化する虞がある。

本発明の目的は、上記従来の現像装置における問題に鑑み、現像剤の供給ムラ、いわゆる、スクリューの羽根ピッチに応じた現像剤の供給ムラを抑制することが可能となると共に現像剤を気流搬送した場合の飛散防止が可能な構成を備えた現像装置およびこれを用いる画像形成装置を提供することにある。

この目的を達成するために本発明は次の構成よりなる。
（１）潜像担持体上の静電潜像を可視像処理するための現像剤を表面に担持可能な現像剤担持体と、該現像剤担持体の上方近傍に位置し、回転により長手方向に現像剤を搬送しながら現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤搬送部材と、現像後の現像剤を回収する現像剤回収部材と、前記現像剤搬送部材と前記現像剤担持体との間に壁部を有し内部に現像剤を収容可能な現像槽とを備えた現像装置において、
前記現像槽における前記壁部には、該現像槽の内部と前記現像剤担持体側とを連通する開口が形成され、該開口によって現像剤が重力により吐き出されるとともに、
前記開口は、前記現像剤搬送部材と前記現像剤担持体および現像剤回収部材との軸心が一直線上に位置する場合に、該一直線上に位置決めされていることを特徴とする現像装置。
（２）前記開口は、前記現像剤搬送部材が埋没している現像剤面よりも下方に位置していることを特徴とする（１）に記載の現像装置。
（３）前記開口は、前記現像剤搬送部材と前記現像剤担持体との軸心を結ぶ直線よりも上方に位置決めされていることを特徴とする（１）または（２）に記載の現像装置。
（４）潜像担持体上の静電潜像を可視像処理するための現像剤を表面に担持可能な現像剤担持体と、該現像剤担持体の上方近傍に位置し、回転により長手方向に現像剤を搬送しながら現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤搬送部材と、現像後の現像剤を回収する現像剤回収部材と、前記現像剤搬送部材と前記現像剤担持体との間に壁部を有し内部に現像剤を収容可能な現像槽とを備えた現像装置において、
前記現像槽における前記壁部には、該現像槽の内部と前記現像剤担持体側とを連通する開口が形成され、該開口によって現像剤が重力により吐き出されるとともに、
前記開口は、前記現像剤搬送部材の回転方向に沿って複数配置されていることを特徴とする現像装置。
（５）潜像担持体上の静電潜像を可視像処理するための現像剤を表面に担持可能な現像剤担持体と、該現像剤担持体の上方近傍に位置し、回転により長手方向に現像剤を搬送しながら現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤搬送部材と、現像後の現像剤を回収する現像剤回収部材と、前記現像剤搬送部材と前記現像剤担持体との間に壁部を有し内部に現像剤を収容可能な現像槽とを備えた現像装置において、
前記現像槽における前記壁部には、該現像槽の内部と前記現像剤担持体側とを連通する開口が形成され、該開口によって現像剤が重力により吐き出されるとともに、
前記現像剤供給位置近傍には、現像剤の搬送気流を導入する搬送気流入口が連結され、該現像剤供給位置近傍にはエア抜き部が設けられていることを特徴とする現像装置。
（６）前記開口の幅は、前記現像槽に設けられている現像層厚規制部材により設定される層厚よりも広くされていることを特徴とする（１）乃至（５）請求項１乃至５のうちのいずれか一つに記載の現像装置。
（７）前記エア抜き部は、前記現像剤搬送部材の設置位置よりも高い位置に設けられていることを特徴とする（５）に記載の現像装置。
（８）前記現像槽壁部における前記現像剤搬送部材と対向する壁面は、該現像剤搬送部材の外形に倣った形状とされ、該現像剤搬送部材との間の隙間が１．５ｍｍに設定されていることを特徴とする（１）乃至（７）のうちのいずれか一つに記載の現像装置。
（９）（１）乃至（８）のうちのいずれか一つに記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、現像剤を重力により吐き出される開口を設けているので、溢れ出させる場合と違って連続的な現像剤の自由落下を利用した供給が可能となる。これにより、供給ムラをなくすことができる。

さらに、搬送気流により現像剤画の移動を利用する場合には、現像剤供給位置近傍にエア抜き部が設けられているので、現像剤供給位置に現像剤の層厚を規制する部材が設けられている場合にその規制部材に搬送気流が突き当たった際の内圧上昇を抑制して内圧上昇による現像剤の飛散を防止することができる。

本発明実施例による現像装置が用いられる画像形成装置の構成を示す断面図である。 本発明の一実施例による現像装置の全体構成を説明するための模式図である。 図２に示した現像装置における現像部の構成を説明するための模式図である。 図２に示した現像装置に用いられる現像剤収容部の内部構成を説明するための模式図である。 本発明の実施形態による現像装置の要部構成の一つを示す模式図である。 図５に示した要部構成の特徴を説明するための模式図である。 図５に示した要部構成に関する別の特徴を説明するための模式図である。 図５に示した要部構成に関する他の特徴を説明するための模式図である。 本発明の実施形態による現像装置の気流搬送構造を対処とした特徴を説明するための模式図である。 本発明の実施形態による現像装置に用いられる現像槽の他の特徴について説明するための模式図である。 現像装置の従来例を説明するための模式図である。

以下、図面に示す実施例により本発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本発明による現像装置を用いる画像形成装置の構成を説明するための模式図である。

図１に示す画像形成装置１０００は、中間転写ユニット１０に用いられる、未定着像担持体としての中間転写ベルト１０Ａの下面に対向して、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが並設されている。これらの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋは、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外は同一構造である。なお、以下の説明では、各作像部で共通する数字の符号のみを挙げて説明し、トナーの色を示すアルファベットの符号は省く。

各作像部６は、潜像担持体としての感光体ドラム１と、感光体ドラム１の周囲に配設された帯電手段２、現像装置３、クリーニング手段４等で構成されている。

感光体ドラム１上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）が行われ、感光体ドラム１上に所望のトナー像が形成される。

感光体ドラム１は、不図示の駆動部によって図中、時計回り方向に回転駆動され、帯電手段２の位置で表面が一様に帯電される（帯電工程）。

感光体ドラム１の表面は、不図示の露光部から発せられたレーザ光の照射位置に達して、この位置での露光走査によって静電潜像が形成され（露光工程）、現像装置３と対向する位置に達すると、そこから供給される現像剤に含まれるトナーにより可視像が処理されて現像工程を実行される。

現像工程において可視像が処理されたトナー像を担持する感光体ドラム１の表面は、中間転写ベルト１０Ａ及び１次転写バイアスローラ５との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト１０Ａ上に転写される（１次転写工程）。

転写を終えて感光体１の表面は、クリーニング手段４との対向位置に達し、この位置で感光体ドラム１上に残存した未転写トナーが回収される（クリーニング工程）。クリーニング後、感光体ドラム１の表面は図示しない除電ローラにより電位を初期化される。このような工程を経過することで、感光体ドラム１上で行われる一連の作像プロセスが終了する。

上述した作像プロセスは、モノクロ画像のみの単一画像形成時およびフルカラー画像形成時にそれぞれ行われるが、フルカラー画像形成時には、図１に示した４つの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおいて各工程がそれぞれ行われる。すなわち、作像部の下方に配設された不図示の露光部（光書き込み装置）から、画像情報に基づいたレーザ光が、各作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの感光体ドラム上に向けて照射される。その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト１０Ａ上にカラー画像が形成される。

４つの１次転写バイアスローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト１０Ａを感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。１次転写バイアスローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにはトナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。

中間転写ベルト１０Ａは、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト１０Ａ上に重ねて１次転写される。

各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト１０Ａは、２次転写手段としての２次転写ローラ７との対向位置に達する。中間転写ベルト１０Ａ上に形成されたカラートナー像は、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体としての転写紙Ｐ上に一括転写される。

装置本体１０００の下部に配設された給紙部８には、転写紙Ｐが複数枚重ねて収納されており、給紙コロ９により１枚ずつ分離されて給紙される。給紙された転写紙Ｐはレジストローラ対１０で一旦停止され、斜めずれを修正された後レジストローラ対１０により所定のタイミングで２次転写ニップに向けて搬送される。そして、前記のように、２次転写ニップにおいて転写紙Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。

２次転写ニップの位置でカラー画像を転写された転写紙Ｐは、定着部１１へ搬送され、ここで、定着ローラ及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像を定着される。

定着を終えた転写紙Ｐは、排紙ローラ対１２により、装置本体１００の上面に形成された排紙部１０００Ａへ出力画像として排出され、スタックされる。こうして、画像形成装置における一連の画像形成プロセスが完了する。なお、図１において符号１３は、中間転写ベルト１０Ａのクリーニング装置を示している。

次に、本発明による現像装置の構成について説明する。

図２は、本発明による現像装置の全体構成を示す図である。

図２において現像装置は、後で詳しく説明するが、感光体ドラムに対してキャリアとトナーとを混合した二成分系現像剤により現像工程を実行する現像部と、現像部から回収した現像剤を再度現像部の現像剤供給部に向け移送する循環部と備えている。

図２において現像装置３は、感光体ドラム１上の静電潜像を現像する現像剤を収容可能な現像槽３０と、現像槽３０から離れた位置で現像槽３０から回収された現像剤および消費されたトナーに見合う新規トナーを撹拌混合する現像剤収容部４０と、現像剤収容部４０に向け新規トナーを補給するトナータンク６１と、現像剤収容部４０から排出される撹拌混合後の現像剤を移送するためのロータリーフィーダー５０と、現像剤を空気圧で現像槽３０に向け移送するための現像剤循環駆動源に相当するエアポンプ５１と、現像剤収容部４０に向け新たなトナーを補給するトナー供給部６０などを備えて構成されている。図１では、現像槽３０がカートリッジ状に構成されている。

現像槽３０と現像剤収容部４０とは、現像槽３０内から接続されている現像剤回収流路４１およびロータリーフィーダー５０と現像槽３０の上部に接続された現像剤供給流路４２とで接続されて現像剤の循環路を構成し、循環路に設けられている部材により循環部が構成されている。

現像槽３０に接続されている現像剤供給流路４２は、図３において説明するが搬送スクリュー３２（図３参照）の軸方向一端に対峙するように接続されている。また、現像剤回収流路４１は、現像槽３０に設けられている今ひとつの搬送スクリュー３３（図３参照）の軸方向で現像剤供給路４２が接続されている側と反対側となる位置に接続されている。

現像剤収容部４０は、上部が円筒状であって、下部が下向き円錐状のサイロのような外観を呈しており、内部には、本実施形態の特徴において説明する攪拌部材が設けられている。現像剤収容部４０の上部には、攪拌部材の駆動部をなす駆動モータ４０Ａおよび攪拌部材の回転トルクを検知するトルクセンサ４０Ｂが設けられている。

現像剤収容部４０において攪拌混合された現像剤は、供給量を調整できるパドルを内部に備えて駆動モータ５０Ａにより回転駆動されるロータリーフィーダー５０に給送され、この位置で供給量を調整される現像剤がエアポンプ５１により生成される気流により現像槽３０に向け搬送される。

トナー供給部６０は、トナータンク６１と、このトナータンク６１と現像剤収容部４０との間に接続されているトナー供給路６２とトナー供給路６２内に配置されているスクリューオーガなどの搬送部材（図示されず）を駆動する駆動モータ６３とを備えている。

現像槽３０の内部構造は図３に示されている。

図３において現像槽３０の内部には、感光体ドラム１に対向して現像剤を担持する現像スリーブ３１と、現像スリーブ３１の近傍で上下に配置されて相対するリード方向を設定された搬送スクリュー３２，３３と、現像剤供給位置近傍において現像スリーブ３１表面での現像剤担持量を規定するドクターブレード３４とが設けられている。本実施形態において搬送スクリュー３２は、現像スリーブ３１に向け現像剤を供給するための現像剤搬送部材として機能し、搬送スクリュー３３は、現像後の現像剤を回収する回収搬送部材として機能するようになっているので、以下の説明においては、符号３２を現像剤搬送スクリューとし、符号３３を現像剤回収スクリューとして表現する。

現像槽３０内での現像剤は、現像剤搬送スクリュー３２および現像剤回収スクリュー３３によって、図３において手前から奥側に搬送され、この一部が、現像スリーブ３１において磁力で吸い上げられて吸着されるとドクターブレード３４で均一な厚さに均されてから、感光体ドラム１に接することで感光体ドラム１上の静電潜像をトナーで現像してトナー像が形成される。

現像後の現像剤は搬送スクリュー３３の端部に接続されている現像剤回収流路４１（図２参照）から、現像剤収容部４０に搬送される。

搬送スクリュー３３の最下流には図示しないトナー濃度検知手段が設置されており、その信号を基にトナータンク６１から新規トナーの補給が行われる。トナーの補給は前述したように現像剤供給路４１内に配置されている搬送スクリューを介して行われる。

上述した現像剤収容部４０の構成は図４に示されている。
図４において、現像剤収容部４０には、内部にモータ４０Ａにより回転駆動される複数の攪拌羽根４２Ａを備えたパドルホィール４２が設けられており、パドルホィール４２により攪拌混合されたトナーとキャリアをと有する現像剤が下部に連結されているロータリーフィーダー５０に導入されるようになっている。

ロータリーフィーダー５０では、複数の羽根５０１Ａを備えたローター５０１およびこれを覆うステーター５０２が装備されており、ローラ５０１がモータ５０Ａにより回転駆動されることにより、羽根により掬われる所定量の現像剤を繰り出すようになっている。

ロータリーフィーダー５０から繰り出された現像剤は、エアポンプ５１から供給される搬送気流によって現像槽３０側に搬送される。

次に、以上のような構成の画像形成装置に用いられる現像装置３での特徴について説明する。
図５は、本発明による現像装置の特徴の一つを示す模式図であり、同図に示す特徴は、現像槽３０の内部に位置する壁部（便宜上、符号３０Ａで示す）に現像スリーブ３１側と連通する開口として用いられるスリット１００を設け、現像剤が重力により吐き出されるようにした点にある。

スリット１００は、現像剤搬送スクリュー３２の軸方向長さに対応する長手方向の長さを有し、図５（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、現像スリーブ３１に対面する位置に形成されている。つまり、スリット１００は、現像剤搬送スクリュー３２が埋没している現像槽３０の内部において、壁部３０Ａによって形成されて現像剤搬送スクリュー３２が位置する空間内の現像剤面よりも下方に設けられ、これにより、現像剤が重力による自由落下によって吐き出されるようになっている。

図５（Ａ）は、現像スリーブ３１側から見た場合の壁部３０Ａでのスリット１００の状態を示している。

スリット１００の長手方向と直角な方向に相当する幅は、現像剤搬送スクリュー３２の軸方向に沿って移動する現像剤の移動方向上流側および下流側共に同じ幅で形成されている。

本構成においては、現像剤が現像剤搬送スクリュー３２によって移動する上流側および下流側において現像剤の量が変化した場合でも、溢れ出すのではなく現像剤自身の重力による自由落下を介してスリット１００から吐き出されるようになっているので、連続的な現像剤の供給が可能となる、これにより、スクリューを用いた構成による搬送時に現像剤量が少なくなった場合に発生する供給ムラを防止することができる。

スリット１００の構成に関しては、次の条件が設定されている。

第１の設定条件としては、スリット１００の設置位置として、図６（Ａ）に示すように、現像スリーブ３１と現像剤搬送スクリュー３２との軸心を結ぶ直線Ｌよりも上方に位置決めされている。

これは、スリット１００から吐き出された現像剤が現像スリーブ３１の周面に降り注ぐことを意図したものである。

つまり、上述した直線Ｌよりも下方にスリット１００が位置した場合には、スリット１００から吐き出された現像剤がそのまま現像スリーブ３１の周面側方を通過してしまいやすくなることを考慮して、現像スリーブ３１の周面に滞留しなくなるのを防止するようになっている。これにより、現像剤の移動方向下流側においても、現像剤を無駄なく供給することができると共に、供給された現像剤が確実に現像スリーブ３１の周面に担持されることになる。

第２の設定条件としては、図６（Ｂ）に示すように、現像装置（便宜上、符号３０’で示す）の構成として、現像剤搬送スクリュー３２，現像スリーブ３１および現像剤回収スクリュー３３がそれぞれ軸心を一直線上（図６（Ｂ）において符号Ｌで示す状態）に位置させた構成とした場合、スリット１００は、その一直線上に位置決めされている。

この位置決めに関しても、上述したと同じように、スリット１００から吐き出されて現像剤が現像スリーブ３１の周面に降り注ぎやすくするようになっている。

本発明の現像装置では、搬送気流を用いて現像剤の搬送を行うようになっているので、図６（Ｂ）に示したような各部材の配列構造とした場合でも現像剤が搬送できる。この結果、現像装置の幅方向のサイズを小さくすることができ、この場合においても、現像剤の移動方向下流側での現像剤量の減少に関わらず、供給ムラを生じることなく現像剤を供給することができる。

第３の設定条件としては、スリット１００の長手方向と直角な方向に相当する幅が、現像層厚規制部材であるドクターブレード３４（図３参照）と現像スリーブ３１との間の隙間で形成される層厚規制幅よりも広くされており、具体的には３〜５ｍｍ前後に設定されている。

この設定理由としては、現像スリーブ３１表面での現像剤担持量がドクタースリーブ３４の層厚規制により決定されることを考慮して、それ以上の現像剤の供給量を確保するためである。これにより、ドクターブレード３４において現像スリーブ３１に担持される現像剤の層厚を確保することが可能となる。

上述した幅寸法を極端に大きくした場合には、吐き出される現像剤の量が多くなり、ドクターブレード３４で堰き止められる現像剤量が増加し、これが現像剤の凝縮や圧力ムラの発生を招き、供給ムラの原因となるので上述した幅寸法とすることが望ましい。

第４の設定条件としては、スリット１００の位置で現像スリーブ３１からの法線方向磁束密度が正であるように設定されている。
つまり、図７は、この状態を示しており、スリット１００に対する現像スリーブ３１からの法線方向磁束密度が正、いわゆる、磁力線Ｓが一方の磁極から突出してこの一方の磁極と反対極性の磁極に帰還する際の突出する部分にスリット１００が位置している。

これは、スリット１００から吐き出された現像剤が磁力線に遮られて現像剤回収スクリュー３３側に落下しないようにするための条件である。これにより、スリット１００から供給された現像剤が全て現像スリーブ３１の周面に降り注がれて現像スリーブ３１の現像領域に搬送され、一度現像に使用された後、現像剤が現像領域から排出されるようになる。これにより、現像スリーブ３１に対する現像剤の移動方向下流側において現像剤回収スクリュー３３側に対して不用意に現像剤が落下することが原因して現像スリーブ３１に供給される現像剤の量が枯渇して不足するような事態を招かないようにするためである。

しかも、現像剤の移動方向において上流側および下流側での供給状態が現像スリーブ３１に直接供給できるものとすることができるので、現像剤の劣化を抑制して現像スリーブ３１に供給することが可能となる。
なお、スリット１００は、常に現像剤面より低い位置に存在させてあることが、重力を利用した吐き出しを良好に行わせるうえで好ましい。

次に、上記構成の変形例について説明する。
スリット１００は、上述した構成における単数に限らず、現像剤搬送スクリュー３２の移動方向に沿って複数設けることも可能である。

図８は、この場合の構成を示す模式図であり、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すようにスリット１００，１００’は、現像剤搬送スクリュー３１の周方向に沿って複数設けられている。
これらスリット１００，１００’の設置位置としては、一つ１００は前述した実施形態と同様に現像剤搬送スクリュー３２と現像スリーブ３１との軸心を結ぶ一直線上に設定され、他の一つ１００’は、スリット１００よりも上方に設定されている。

このような構成においては、現像剤の吐き出し位置が現像剤搬送スクリュー３２の異なる周面の位置であることおよび、供給された現像剤が現像スリーブ３２の周面に向け降り注ぐ状態が得られることで安定した供給量を現像スリーブ３１の周面に供給することができる。しかも、一方のスリットにおいて現像剤の凝集あるいは異物の混入によって詰まってしまった場合でも今ひとつのスリットからの供給が可能となるので、供給が不安定となることを防止できる。

図８（Ｃ）は、図（Ａ）に示した構成の変形例であり、図８（Ｂ）に示す構成は、現像剤搬送スクリュー３２と現像スリーブ３１との軸心を結んだ一直線上に位置するスリット１００とは別のスリット（便宜上、符号１０１で示す）が、スリット１００の上方の一つとして、現像剤搬送スクリュー３２の周面よりも上位に位置決めされて設けられている。

この場合のスリット１０１は、現像スリーブ３１への現像剤の吐き出しは行われず、現像剤搬送スクリュー３２側に向け現像剤を帰還させる機能を有している。

この構成においては、図示していないが現像スリーブ３１に対向するドクターブレードにより規制された余剰現像剤がドクターブレードの位置で滞留することなく現像槽内の壁部間をスリット１０１の位置に向け移動することができる。

従って、ドクターブレードにさしかかる現像剤は層圧を規制された後、その部分に滞留して凝縮するようなことがないので、凝縮した現像剤による摺擦が原因して現像スリーブ３１の回転負荷が増加するのを防止することができる。しかも、ドクターブレードの位置から移動した現像剤はスリット１０１から排出されて現像剤搬送スクリューに向け降り注がれて再度攪拌搬送に供されるので、これによっても、現像剤の滞留による上述した現像スリーブ側での駆動負荷の増加を防止できる。

次に、本実施形態における現像装置に用いられる現像剤の気流搬送を対象とした場合の機能について説明する。
図９は、本実施形態による現像装置と従来用いられていた現像装置との対比について説明するための図である。
図９（Ｂ）は、従来技術に相当する構成が示されており、同図においては、気流搬送部４２の入り口が現像槽に連結されている場合、エアの導入により現像槽内から溢れ出た現像剤が気流の移動に伴って外部と連通しているドクターブレードと現像スリーブ３２との対向隙間から噴出しやすくなる。特に、高速運転が行われる場合には循環する現像剤量およびエア量も多くなり、現像剤の噴出による飛散が顕著となる。

一方、図９（Ａ）に示した本実施形態の構成においては、スリット１００の設置位置条件によって現像剤を溢れ出させて供給する機能がない。このため、現像槽内に導入された現像剤およびエアは、直接現像スリーブ３１側に移動することがなく、上述した対向隙間での噴出が抑止されている。特に、現像槽壁部において溢れ出させるために設けた壁部開口面積に比べて狭い面積ですませているスリット１００によりエアを抜けにくくすることができることによっても現像剤の噴出を抑止し易くできる。

この構成において、現像槽内での内圧上昇を抑制するために、現像剤供給位置となる現像剤搬送スクリューの近傍上位にエア抜き部２００が設けられ、そのエア抜き部２００にはフィルタなどの空気抜きが可能な部材が配置されている。

次に現像装置に用いられる現像槽に関する変形例を説明する。
図１０は、本実施形態における現像槽の構成を示す模式図である。
図１０において、現像槽の壁面における現像剤搬送スクリュー３２と対向しうる壁面は、現像剤搬送スクリューの外周に倣った形状とされ、現像剤搬送スクリュー３２の外周面との間の間隔が０．５〜１．５ｍｍ程度に設定されている。

このような構成においては、現像剤搬送スクリュー３２の外径方向に広がりながら現像剤が移動する場合でも、現像剤の搬送量を現像剤の移動方向下流側に向けて多くすることができる。これにより、現像剤搬送スクリュー３２の回転数に対して現像剤の移動量を多くして搬送効率を高めることができる。

１ 感光体
３ 現像装置
６ 作像部
３０ 現像槽
３０Ａ 壁部
３１ 現像スリーブ
３２ 現像剤搬送スクリュー
３３ 現像剤回収スクリュー
１００ スリット
１０００ 画像形成装置

特開２００２−２５１０７０号公報 特開平１１−１６７２６１号公報 特許第３７９５６６７号

Claims (9)

1. 潜像担持体上の静電潜像を可視像処理するための現像剤を表面に担持可能な現像剤担持体と、該現像剤担持体の上方近傍に位置し、回転により長手方向に現像剤を搬送しながら現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤搬送部材と、現像後の現像剤を回収する現像剤回収部材と、前記現像剤搬送部材と前記現像剤担持体との間に壁部を有し内部に現像剤を収容可能な現像槽とを備えた現像装置において、
   前記現像槽における前記壁部には、該現像槽の内部と前記現像剤担持体側とを連通する開口が形成され、該開口によって現像剤が重力により吐き出されるとともに、
   前記開口は、前記現像剤搬送部材と前記現像剤担持体および現像剤回収部材との軸心が一直線上に位置する場合に、該一直線上に位置決めされていることを特徴とする現像装置。
2. 前記開口は、前記現像剤搬送部材が埋没している現像剤面よりも下方に位置していることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記開口は、前記現像剤搬送部材と前記現像剤担持体との軸心を結ぶ直線よりも上方に位置決めされていることを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
4. 潜像担持体上の静電潜像を可視像処理するための現像剤を表面に担持可能な現像剤担持体と、該現像剤担持体の上方近傍に位置し、回転により長手方向に現像剤を搬送しながら現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤搬送部材と、現像後の現像剤を回収する現像剤回収部材と、前記現像剤搬送部材と前記現像剤担持体との間に壁部を有し内部に現像剤を収容可能な現像槽とを備えた現像装置において、
   前記現像槽における前記壁部には、該現像槽の内部と前記現像剤担持体側とを連通する開口が形成され、該開口によって現像剤が重力により吐き出されるとともに、
   前記開口は、前記現像剤搬送部材の回転方向に沿って複数配置されていることを特徴とする現像装置。
5. 潜像担持体上の静電潜像を可視像処理するための現像剤を表面に担持可能な現像剤担持体と、該現像剤担持体の上方近傍に位置し、回転により長手方向に現像剤を搬送しながら現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤搬送部材と、現像後の現像剤を回収する現像剤回収部材と、前記現像剤搬送部材と前記現像剤担持体との間に壁部を有し内部に現像剤を収容可能な現像槽とを備えた現像装置において、
   前記現像槽における前記壁部には、該現像槽の内部と前記現像剤担持体側とを連通する開口が形成され、該開口によって現像剤が重力により吐き出されるとともに、
   前記現像剤供給位置近傍には、現像剤の搬送気流を導入する搬送気流入口が連結され、該現像剤供給位置近傍にはエア抜き部が設けられていることを特徴とする現像装置。
6. 前記開口の幅は、前記現像槽に設けられている現像層厚規制部材により設定される層厚よりも広くされていることを特徴とする請求項１乃至５のうちのいずれか一つに記載の現像装置。
7. 前記エア抜き部は、前記現像剤搬送部材の設置位置よりも高い位置に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
8. 前記現像槽壁部における前記現像剤搬送部材と対向する壁面は、該現像剤搬送部材の外形に倣った形状とされ、該現像剤搬送部材との間の隙間が１．５ｍｍに設定されていることを特徴とする請求項１乃至７のうちのいずれか一つに記載の現像装置。
9. 請求項１乃至８のうちのいずれか一つに記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。

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