JPH11174807A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期間安定した画像品質が得られる小型タン
デム画像形成装置に好適な小型の現像装置を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 静電潜像を担持する像担持体１に対向し
て配置され、現像剤を表面に担持して現像領域Ｄを経由
した搬送経路に沿って循環する現像剤担持ロール２２
と、水平に並べて配置され現像剤を回転軸方向かつ互い
に逆方向に搬送して現像剤を撹拌する一対のオーガ２６
ａ，２６ｂを有する、現像剤担持ロール２２の上方に配
置された現像剤攪拌部２１と、現像剤を表面に担持して
途中まで持ち上げた後、上方に位置する現像剤攪拌部２
１に遠心力で投げ上げる現像剤運搬ロール２４＿２を有
する、現像剤担持ロール２２から現像領域Ｄを通過した
後の現像剤を受け取りそれを現像剤攪拌部２１に運搬す
る現像剤運搬手段とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゼログラフィ方式
のプリンタや複写機などの画像形成装置に用いられる現
像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、感光体を一様に帯電し原稿画像部
を光走査し静電潜像を形成し、着色樹脂であるトナーに
よって可視化するゼログラフィ方式の画像形成装置は、
高速の画像形成が可能であることからディジタル方式の
プリンタや複写機などに広く採用されている。

【０００３】近年、特にカラー化に対する要求が高ま
り、ゼログラフィ方式の画像形成装置においても、シア
ン、マゼンタ、イエロー、およびブラックの４色のトナ
ー像よりなるフルカラー画像形成装置が実現している。
カラーゼログラフィは２つの方式に大別することができ
る。すなわち、１個の感光体により単色の現像を行い、
得られたトナー像を転写部材に転写させた後、同じ感光
体上に次色の画像を形成するプロセスを繰り返す「シン
グル方式」、およびトナーの色に対応した複数の感光体
を用いて、転写部材の送りに同期させてカラー画像を形
成し転写材上で色重ねを行う「タンデム方式」である。

【０００４】シングル方式は、感光体が１個で済むな
ど、ゼログラフィープロセス部の一部を複数色共用とす
ることができるので装置を小型化できる利点がある。た
だし、同一感光体周速度の白黒画像形成装置に比べて単
位時間当たりの画像形成枚数が約４分の１に落ちてしま
うという欠点がある。一方、タンデム方式は、高速性に
優れるという利点があるものの、複数色分のゼログラフ
ィプロセス部を並べて配備しなければならないため、画
像形成装置全体が大型化するという欠点がある。

【０００５】図１５は、従来のタンデム方式の画像形成
装置の概略構成図である。図１５に示すように、この画
像形成装置では、複数のゼログラフィプロセス部１００
ａ，１００ｂ，・・・が被転写体搬送ベルト１０６に沿
って一直線状に並べて配置されており、各ゼログラフィ
プロセス部には、像担持体ドラム１０１を中心にしてそ
の周囲に露光装置１０２、現像装置１０３、転写装置１
０４、およびクリーニング装置１０５が配備されてい
る。図１５に示すように、従来のタンデム方式の画像形
成装置では特に現像装置の横幅が大きく、例えばフルカ
ラー画像形成装置の場合は、この横長の現像装置を４組
並べて配置しなければならないため、画像形成装置は大
型とならざるを得なかった。

【０００６】このタンデム方式の画像形成装置の欠点を
補うべく、感光体どうしの間隔を狭くして小型化した画
像形成ユニットを配列した小型タンデム画像形成装置が
提案されている。この方式では高速性を確保したまま画
像形成装置を小型化することができる。画像形成装置に
は、現像剤としてトナーのみを用いる１成分現像剤方式
と、現像剤としてトナーおよびキャリアを用いる２成分
現像剤方式とがあるが、一般にタンデム方式のカラー画
像形成装置には磁性キャリアを用いる２成分現像剤方式
を採用したものが多い。２成分現像剤方式では、現像ロ
ールの現像領域でトナーのみが消費されるので、トナー
濃度の低下した磁性キャリアは現像剤撹拌槽に還流さ
れ、現像剤撹拌槽でトナーが補給され撹拌されてトナー
濃度が均一化された後、再び現像ロールに供給されるよ
うに構成されているものが多い。

【０００７】しかし、上記の小型タンデム画像形成装置
では、画像形成ユニットの幅方向のサイズを極力小さく
しなければならないため現像装置の形状は縦型とするこ
とが有利である。すなわち、像担持体ドラムより上方に
現像剤担持ロールを配置し、その現像剤担持ロールより
さらに上方に配置された現像剤収納部から現像剤を現像
剤担持ロールに供給し、現像後の現像剤担持ロール上の
現像剤を剥離して現像剤収納部に現像剤を還流する構成
とすることが望ましい。

【０００８】この方式の現像装置では、現像剤収納部か
ら現像剤担持ロールへの現像剤供給は、重力による自然
落下を利用することができるが、現像後の現像剤担持ロ
ール上の現像剤を剥離して上方に向けて搬送するための
現像剤の還流機構に特別な配慮を必要とする。このよう
な縦型現像装置における現像剤の剥離および上方への搬
送の問題を解決するために、例えば、特公昭６３―５４
１９１号公報には、現像剤汲上げ用の固定磁石を内蔵さ
せた現像剤剥離搬送ロールを用いる現像装置が開示され
ている。この現像装置では、磁性現像剤を固定磁石で吸
引しながら搬送するので重力に抗して現像剤を上方に搬
送することができる。しかし、このような現像装置の場
合、現像剤還流のための現像剤剥離搬送ロールが現像装
置の横幅の大半を占めてしまい、現像剤攪拌部のための
十分な幅を確保することができない。従って、現像剤攪
拌部に収納できる現像剤量が少なくなり、現像剤の寿命
も短くなるので頻繁に現像剤交換を行わなければならな
いという問題がある。

【０００９】そこで、狭い幅を有効に利用して十分な攪
拌を行う方式として、特開平８−２４８７７２号公報に
は、オーガを上下２段に配置した現像装置が開示されて
いる。この方式では、下段に配置されたオーガから上段
に配置されたオーガに現像剤を搬送するための複雑な機
構が必要である。あるいは、下段のオーガの搬送力によ
り現像剤を上段に押し上げる機構とした場合は、現像剤
にかかるストレスが大きくなり現像剤寿命を短くしてし
まうという欠点がある。

【００１０】また、現像装置の幅を狭くするために、現
像剤剥離搬送ロールを小径化する方法も考えられるが、
この方法では、現像剤剥離搬送ロール一本当たりの持上
げ高さが低くなり現像剤撹拌部まで現像剤を搬送するの
に多数の現像剤剥離搬送ロールが必要になる。これは現
像装置のコストを上げるばかりでなく、現像剤剥離搬送
ロール径が小さいことによる現像剤搬送量の低下を補う
ために、現像剤剥離搬送ロールの回転数を増加させなけ
ればならず、現像剤剥離搬送ロールの回転数増加に伴う
発熱により現像剤が劣化する恐れもある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このように、小型タン
デム方式の画像形成装置に用いられる、縦型現像装置に
おいては、現像装置の横幅が狭い上に、現像剤還流のた
めの搬送経路を確保するために現像剤攪拌部の形状が限
定され、現像剤収納量も制約を受けるので、現像剤の寿
命を長期にわたって維持することが困難である。

【００１２】本発明は、上記の事情に鑑み、長期間安定
した画像品質が得られる小型タンデム画像形成装置に好
適な小型の現像装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明の現像装置は、静電潜像を担持して所定の方向に移
動する像担持体に所定の現像領域において近接もしくは
接触するように配置され、供給されたトナーおよび磁性
キャリアからなる現像剤を表面に担持して上記現像領域
を経由した搬送経路に沿って循環する現像剤担持ロー
ル、それぞれの回転軸が水平方向を向くように互いに並
べて配置され、回転により現像剤を回転軸方向かつ互い
に逆方向に搬送して現像剤を撹拌する一対のオーガと、
現像剤を上記現像剤担持ロールに向けて落下させる現像
剤供給口とを有する、上記現像剤担持ロールの上方に配
置された現像剤攪拌部、現像剤を表面に担持して途中ま
で持ち上げた後、上方に位置する上記現像剤攪拌部に遠
心力で投げ上げる現像剤運搬ロールを有する、上記現像
剤担持ロールから上記現像領域を通過した後の現像剤を
受け取って、受け取った現像剤を上記現像剤攪拌部に運
搬する現像剤運搬手段、および上記現像剤担持ロール、
上記現像剤攪拌部、および上記現像剤運搬ロールを収容
する筐体を備えたことを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図１は、本発明の現像装置を用いた小型タン
デム方式の画像形成装置の概略構成図である。図１に示
すように、この画像形成装置は電子写真方式のカラー複
写機として構成されており、イエロー、シアン、マゼン
タ、黒色の４色に対応する、矢印Ａ方向に回転する４つ
の像担持体ドラム１が一直線状に並べて配置されてお
り、これらの像担持体ドラム１それぞれの周囲に帯電器
２、現像装置２０、およびクリーナ６などが配置されて
いる。現像装置２０は、像担持体ドラム１からみて約１
時の位置に対向して配置されており、それぞれ、イエロ
ー、シアン、マゼンタ、黒色のうちのいずれか１色のト
ナーおよび磁性キャリアからなる２成分系現像剤が収納
されている。これらの像担持体ドラム１の上方には光ビ
ーム走査装置３および原稿読取部１０が配置されてい
る。各像担持体ドラム１の下方には、像担持体ドラム１
に接触しながら矢印Ｂ方向に循環移動する転写材搬送ベ
ルト７が配置されている。像担持体ドラム１と転写材搬
送ベルト７とが互いに接する転写領域には、転写材搬送
ベルト７を挟んで像担持体ドラム１と対向して転写帯電
器５が配備されている。

【００１５】原稿読取部１０から送られた画像信号に応
じた光ビームが、光ビーム走査装置３から像担持体ドラ
ム１に対して走査される。これにより、像担持体ドラム
１上に露光が行われ静電潜像が形成される。現像装置２
０はそれぞれの色のトナーにより像担持体ドラム１上の
静電潜像を可視化してトナー像を形成する。トナー像が
転写領域に到達するタイミングに合わせて、転写材搬送
ベルト７の下方に配備された転写材収納トレイ８から転
写材供給装置９により転写材搬送ベルト７上に供給され
た転写材Ｐが転写材搬送ベルト７により矢印Ｂ方向に搬
送されて転写領域に到達する。像担持体ドラム１上のト
ナー像は、それぞれの転写領域において転写帯電器５に
より転写材Ｐ上に順次転写される。こうして転写材Ｐ上
に重ね合わされるように転写された多色トナー像は、定
着器１１により定着されてフルカラー画像が形成され
る。

【００１６】次に、この画像形成装置に用いられる本発
明の現像装置について説明する。図２は、本発明の現像
装置の第１の実施形態を示す概略構成図である。図２に
示すように、この現像装置２０は、現像剤攪拌部２１
と、現像剤担持ロール２２と、現像剤運搬手段２３と、
現像剤攪拌部２１、現像剤担持ロール２２、および現像
剤運搬ロール２４＿１，２４＿２を収容する筐体２８と
を備えている。

【００１７】現像剤攪拌部２１は、現像剤担持ロール２
２の上方に配置されており、それぞれの回転軸が水平方
向を向くように互いに並べて配置され現像剤を回転軸方
向かつ互いに逆方向に搬送して現像剤を撹拌する一対の
オーガ２６ａ，２６ｂと、現像剤を現像剤担持ロール２
２に向けて落下させる現像剤供給口２９とを有してい
る。

【００１８】オーガ２６ａ，２６ｂのフィン径は１５ｍ
ｍ、シャフト径は５ｍｍである。オーガ２６ａ，２６ｂ
は互いに反対方向へ現像剤を搬送するように構成されて
いる。オーガ２６ａ，２６ｂの間には、現像剤撹拌部２
１を２つの領域に区分する板状のしきり部材３８が設け
られている。オーガ２６ａ，２６ｂのうち第２の現像剤
運搬ロール２４＿２に近い方の回転軸の中心は、第２の
現像剤運搬ロール２４＿２の頂点に対して、現像剤担持
ロール２２側に１４．２ｍｍ、上方に３．８ｍｍの位置
になるように配置されている。この状態で、オーガ２６
ａ，２６ｂを含む現像剤攪拌部２１の水平面に対する投
影と、第２の現像剤運搬ロール２４＿２の水平面に対す
る投影とはオーバーラップした状態となっている。従っ
て、現像剤に過大なストレスを与えることのない水平オ
ーガを用い、現像剤撹拌部２１の大きさを十分に確保す
ることができるので、現像装置内に多量の現像剤を収納
することができる。また、現像剤の投げ上げに遠心力を
利用しているため現像剤に余分な圧縮応力を与えること
がなく、また、熱の発生なども抑えられるので、現像剤
の寿命を延長することができる。

【００１９】現像剤撹拌部２１の現像剤収納部２７に
は、トナーとキャリアが混合された現像剤が収納されて
おり、オーガ２６ａ，２６ｂの回転に従ってオーガ２６
ａ，２６ｂ間を循環しながら撹拌される。オーガ２６ｂ
の側方には、現像剤が現像剤担持ロール２２に落下する
ように現像剤供給口２９がオーガ軸方向全長にわたって
開口している。現像剤の落下量はこの現像剤供給口２９
の開口幅とオーガ回転数により調整可能である。本実施
形態ではオーガ２６ａ，２６ｂの回転数を、現像剤収納
部２７に約８割満たした状態で、現像剤の落下量が現像
剤担持ロール２２の現像剤搬送量の約１．５倍、つまり
１０４ｇ／ｓｅｃになるように調整している。

【００２０】現像剤担持ロール２２は、供給された現像
剤を担持して現像領域Ｄを経由した搬送経路に沿って搬
送するものであり、静電潜像を担持して矢印Ａ方向に移
動する像担持体ドラム１に現像領域Ｄにおいて近接もし
くは接触するように配置されている。現像剤担持ロール
２２は、表面に現像剤を担持して矢印Ｂ方向に回転する
スリーブとそのスリーブ内に配備された固定磁石とから
なる、いわゆるマグロールとして構成されている。現像
剤担持ロール２２上のほぼ１２時の位置には剛体の層厚
規制部材３１が現像剤担持ロール２２表面との間に約
０．７ｍｍの間隔を保持して配備されている。この間隙
を通過する現像剤の単位面積当たりの重量は５０ｍｇ／
ｃｍ² である。現像剤担持ロール２２のスリーブの周速
は４６ｃｍ／ｓｅｃとしたので、現像剤の単位時間当た
りの搬送量は、６８．９ｇ／ｓｅｃとなる。

【００２１】現像剤運搬ロール２４＿１は現像剤担持ロ
ール２２から現像領域Ｄを通過した後の現像剤を受け取
って、受け取った現像剤を第２の現像剤運搬ロール２４
＿２に渡すものであり、また、第２の現像剤運搬ロール
２４＿２は現像剤運搬ロール２４＿１から現像剤を受け
取って、受け取った現像剤を表面に担持して途中まで持
ち上げた後、上方に位置する現像剤攪拌部２１に遠心力
で投げ上げる。

【００２２】本実施形態における現像剤運搬ロール２４
＿１，２４＿２は、本発明にいう現像剤運搬手段に相当
するものである。なお、本実施形態の現像剤運搬手段
は、２本の現像剤運搬ロールを備えているが、本発明の
現像剤運搬手段はこの構成のみに限られるものではな
く、現像剤運搬ロールの本数は１本でも、あるいは３本
以上であってもよい。

【００２３】第１の現像剤運搬ロール２４＿１は、現像
剤担持ロール２２より径の小さなマグロールであり、現
像剤担持ロール２２との間に０．７ｍｍの間隙を隔てて
対向して配備されている。その配備位置は、現像剤担持
ロール２２の中心軸を通る水平面から反時計方向に３８
度回転した位置である。第１の現像剤運搬ロール２４＿
１の回転方向は現像剤担持ロール２２の回転方向Ｂとは
逆の矢印Ｃ方向であり、その周速は現像剤担持ロール２
２とほぼ同じ速度に設定されている。

【００２４】第１の現像剤運搬ロール２４＿１の上方に
は第１の現像剤運搬ロール２４＿１より径の小さなマグ
ロールである第２の現像剤運搬ロール２４＿２が、第１
の現像剤運搬ロール２４＿１との間に２．４ｍｍの間隙
を隔てて対向して配備されている。その配備位置は、第
１の現像剤運搬ロール２４＿１の中心軸を通る水平面か
ら反時計方向に６０度回転した位置である。第２の現像
剤運搬ロール２４＿２の回転方向は第１の現像剤運搬ロ
ール２４＿１の回転方向Ｃとは逆の矢印Ｃ’方向であ
り、その周速は第１の現像剤運搬ロール２４＿１のほぼ
２倍の速度に設定されている。

【００２５】現像剤運搬手段２３の現像剤運搬能力は、
２つある現像剤運搬ロール２４＿１，２４＿２のうちの
最終段の第２の現像剤運搬ロール２４＿２に移行できる
現像剤量で決定される。その量は、第２の現像剤運搬ロ
ール２４＿２の周速と、第１の現像剤運搬ロール２４＿
１上の移行可能な現像剤の最大層厚との積により定まる
が、この最大層厚は、第１の現像剤運搬ロール２４＿１
と第２の現像剤運搬ロール２４＿２との間隙から推定す
ることができる。この量は、現像剤担持ロール２２で現
像領域Ｄに搬送される量と比較すると、周速で２倍、層
厚で３倍となるので、現像剤運搬手段２３の現像剤運搬
能力は、現像領域Ｄに搬送される量のおよそ６倍、つま
り９．９ｇ／ｃｍの搬送能力がある。

【００２６】各ロールの回転数と回転数は、次の通りで
ある。現像剤担持ロール２２は、周速２５５ｍｍ／ｓで
回転する像担持体ドラム１に対して１．８倍の周速を持
たせるため、今回用いた２５ｍｍのロール径の場合、周
速は４６０ｍｍ／ｓとなり、回転数は３５０ｒｐｍとな
る。第１の現像剤運搬ロール２４＿１は、現像剤担持ロ
ール２２と同一周速としたので、今回用いた１８ｍｍの
ロール径の場合、回転数は４８７ｒｐｍとなる。第２の
現像剤運搬ロール２４＿２も現像剤担持ロール２２と同
一周速としたので、今回用いた１５ｍｍのロール径の場
合、回転数は５８４ｒｐｍとなる。

【００２７】現像剤担持ロール２２の周速は、画像形成
装置に要求される画像特性から決定されるものであり、
上記の値に限定されるものではない。また、各現像剤運
搬ロールの回転数は最低の現像剤搬送量を確保できれば
現像剤担持ロールと同一にする必要はない。ただし、最
終段の第２の現像剤運搬ロール２４＿２は十分な遠心力
が得られるまで回転数を上げても差し支えない。

【００２８】図３は、第１の実施形態に用いられた各ロ
ールに内蔵された固定磁石の磁極配置図である。図３に
は、この実施形態に用いられる現像剤担持ロール２２、
および２つの現像剤運搬ロール２４＿１，２４＿２が示
されている。現像剤担持ロール２２は、表面に現像剤を
担持して回転するスリーブ２２＿１と、スリーブ２２＿
１内部の、スリーブ２２＿１の回転方向に沿って、現像
剤を受け取る受取位置Ｒ１と、現像剤を現像剤担持ロー
ル２２から剥離して第１の現像剤運搬ロール２４＿１に
送り出す剥離位置Ｓ１との間に２つのＮ極および３つの
Ｓ極を有する固定磁石２２＿２とを有している。剥離位
置Ｓ１には、第１の現像剤運搬ロール２４＿１のＮ極に
対向する位置に、２つのＳ極からなる反発磁界が形成さ
れている。

【００２９】第１の現像剤運搬ロール２４＿１は、表面
に現像剤を担持して回転するスリーブ２４＿１ａと、ス
リーブ２４＿１ａ内部の、スリーブ２４＿１ａの回転方
向に沿って、現像剤を受け取る受取位置Ｒ２と、現像剤
を現像剤運搬ロール２４＿１から剥離して第２の現像剤
運搬ロール２４＿２に送り出す剥離位置Ｓ２のと間に１
つのＮ極および２つのＳ極を有する固定磁石２４＿１ｂ
とを有している。剥離位置Ｓ２には、第２の現像剤運搬
ロール２４＿２のＮ極に対向する位置に、２つのＳ極か
らなる反発磁界が形成されている。

【００３０】第２の現像剤運搬ロール２４＿２は、表面
に現像剤を担持して回転するスリーブ２４＿２ａと、ス
リーブ２４＿２ａ内部の、スリーブ２４＿２ａの回転方
向に沿って、現像剤を受け取る受取位置Ｒ３と、現像剤
を上方に投げ上げる投上位置Ｔとの間に２つのＮ極およ
び３つのＳ極を有する固定磁石２４＿１ｂとを有してい
る。投上位置Ｔには、２つのＳ極からなる反発磁界が形
成されている。

【００３１】次に、図２および図３を参照しながら、現
像装置２０の動作について説明する。現像剤撹拌部２１
の現像剤収納部の現像剤は、オーガ２６ａ，２６ｂの混
合・撹拌作用に伴い現像剤供給口２９からシュート３０
に沿って現像剤担持ロール２２上に落下し、現像剤担持
ロール２２に内蔵されている固定磁石２２＿２（図３参
照）の磁極によって捕捉され現像剤担持ロール２２の矢
印Ｂ方向への回転とともに層厚規制部材３１近傍に搬送
され、その近傍で現像剤の滞留部を形成する。滞留部の
現像剤の一部は現像剤担持ロール２２の回転と内蔵の固
定磁石２２＿２の磁気力によって層厚規制部材３１と現
像剤担持ロール２２のスリーブ２２＿１との間隙を通過
することによって所定の層厚に規制された後、現像剤担
持ロール２２に内蔵された固定磁石２２＿２の磁気力に
よって磁気ブラシを形成して回転方向Ｂに搬送される。

【００３２】磁気ブラシは現像領域Ｄにおいて、静電潜
像を担持した像担持体ドラム１と対向し像担持体ドラム
１上の静電潜像に摺擦し、現像が行われる。現像剤担持
ロール２２のスリーブ２２＿１には高圧電源（図示せ
ず）が接続され、現像剤担持ロール２２のスリーブには
６ＫＨｚ、Ｖｐｐ＝１．２ｋＶの交流電圧と、像担持体
ドラム１の帯電電位と露光部電位との中間の値を持つ直
流電圧が重畳された現像バイアスが印加されており、現
像剤中のトナーのみが像担持体ドラム１の静電潜像を可
視化する。

【００３３】一方、現像剤担持ロール２２上の滞留部に
滞留した現像剤のうち、層厚規制部材３１と現像剤担持
ロール２２との間隙を通過できなかった現像剤は層厚規
制部材３１に当たり第１の現像剤運搬ロール２４＿１の
方に向かって還流し、第１の現像剤運搬ロール２４＿１
に磁気的に吸着される。現像領域Ｄにおける現像を終了
した現像剤は、現像剤撹拌部２１から現像剤供給口２
９、シュート３０を経て現像剤担持ロール２２上の現像
剤受取位置Ｒ１に供給された現像剤は、現像領域Ｄにお
いて現像に供され、現像終了後の現像剤はスリーブ２２
＿１の矢印Ｂ方向への回転に伴い現像剤担持ロール２２
の回転方向下流側に向けて搬送される。

【００３４】第１の現像剤運搬ロール２４＿１と対向す
る剥離位置Ｓ１に到達した現像剤は、現像剤担持ロール
２２に内蔵された固定磁石２２＿２の互いに隣り合うＳ
極による反発磁界により現像剤担持ロール２２から剥離
され、第１の現像剤運搬ロール２４＿１に内蔵された固
定磁石２４＿１ａのＮ極に吸引されて第１の現像剤運搬
ロール２４＿１に移動する。第１の現像剤運搬ロール２
４＿１に移動した現像剤が第２の現像剤運搬ロール２４
＿２に移動する場合も上記とほぼ同様である。これらの
現像剤の移動に要する力は対向ロールに内蔵される磁石
の対向部での磁気吸引力のバランスにより生じる。

【００３５】本実施形態の第２の現像剤運搬ロール２４
＿２では、現像剤運搬ロール２４＿２の中心軸を通る水
平面から反時計方向に３０度回転した投上位置Ｔに反発
磁界の中心がくるように２つのＳ極が配置されている。
この部分は法線方向および接線方向の磁力が１００ガウ
ス以下となり現像剤への磁気吸引力が極めて小さくなっ
ており、第２の現像剤運搬ロール２４＿２に移動した現
像剤は投上位置Ｔにおいて現像剤撹拌部２１に投げ上げ
られる。

【００３６】こうして、現像剤は現像剤撹拌部２１に還
流され、現像剤撹拌部２１において新たに補給されたト
ナーと混合され撹拌されて、再び現像剤供給口２９、シ
ュート３０を経て現像剤担持ロール２２の現像領域Ｄに
供給される。本実施形態の現像剤に用いられたキャリア
は以下の方法で製作された。 フェライト粒子（体積平均粒径：約５０μｍ） １００ 重量部 トルエン １４ 重量部 スチレンメタクリレート共重合体 １．０ 重量部 上記各成分のうちフェライト粒子を除く成分をホモミキ
サーで１０分間分散して被膜層形成液を調合し、次に、
この被膜層形成液とフェライト粒子とを真空脱気型ニー
ダーに入れて温度６０℃において３０分撹拌した後、減
圧してトルエンを留去して、被膜層を形成した。このキ
ャリアの体積抵抗率は１０¹¹Ω・ｃｍである。

【００３７】トナーは、富士ゼロックス社Ａ−Ｃｏｌｏ
ｒ６３５複写機に使用されているトナーを用い、トナー
濃度が５％となるように上記キャリアに配合して現像剤
を作製した。現像剤撹拌後の帯電量は３２μＣ／ｇであ
った。本実施形態では、重力落下を利用した現像剤供給
を行っているので、現像剤はある程度以上の比重を有し
ている必要があるが、比重が大き過ぎると、現像剤への
圧縮によるストレスを増加させる傾向があることに留意
する必要がある。現在一般的に使用されている磁性キャ
リアとしては、樹脂に磁性粉を内添した樹脂キャリア、
フェライトキャリア、鉄粉などがあるが、磁性キャリア
は比重が小さ過ぎ、鉄粉キャリアは比重が大き過ぎるこ
とから、フェライトキャリアを用いることが望ましい。
また、キャリア径は高画質化のために小径のものが用い
られることが多いが、本発明の効果を十分に発揮させる
には、流動性の点から３０μｍ以上であることが望まし
い。

【００３８】次に、本発明の実施形態を従来技術と比較
しながら説明する。図４は、比較例１としての従来の現
像装置の概略構成図であり、図５は、比較例２としての
従来の現像装置の概略構成図である。図４に示す比較例
１の現像装置８０は、図２に示した本発明の第１の実施
形態の現像装置２０とよく似た構成を有しており、現像
剤運搬手段８３が現像装置２０における現像剤運搬手段
２３と異なっていることと、現像剤攪拌部８１のオーガ
９６ａ，９６ｂの径が現像装置２０における現像剤攪拌
部２１のオーガ２６ａ，２６ｂの径よりも小径のオーガ
を用いていることのほかは、第１の実施形態の現像装置
２０におけるものと同一である。ただし、第１の実施形
態の現像装置２０とは異なり、オーガ８６ａ，８６ｂを
含む現像剤攪拌部８１の水平面に対する投影と、第２の
現像剤搬送ロール８４＿２の水平面に対する投影とはオ
ーバーラップしていない。

【００３９】現像剤運搬手段８３は、２本の現像剤搬送
ロール８４＿１，８４＿２を備えている。第１の現像剤
搬送ロール８４＿１は、第１の実施形態の現像装置２０
における現像剤運搬げロール２４＿１と同様、現像剤担
持ロール８２から現像領域Ｄを通過した後の現像剤を受
け取って、受け取った現像剤を第２の現像剤搬送ロール
８４＿２に渡すものである。第２の現像剤搬送ロール８
４＿１の動作は、第１の実施形態の現像装置２０におけ
る現像剤運搬げロール２４＿２の動作とは異なり、現像
剤搬送ロール８４＿１から受け取った現像剤はスクレー
パ８９で剥ぎ取られ、現像剤攪拌部８１に収納されるよ
うになっている。

【００４０】このように構成された従来例１の現像装置
８０では、現像剤攪拌部８１の配置位置は第１の実施形
態の現像装置２０におけるよりも低くなっている。ま
た、この構成では、２本のオーガ８６ａ，８６ｂと第２
の現像剤搬送ロール８４＿２とは、第１の実施形態の現
像装置２０のように上下にオーバーラップして配置され
てはいないため、現像剤攪拌部８１の長手方向の幅を所
定の寸法以内に納める必要からオーガ８６ａ，８６ｂに
は１２ｍｍの小径ロールが用いられている。

【００４１】図５に示す比較例２の現像装置９０は、図
４に示した比較例１の現像装置８０とほぼ類似の構成を
有している。この現像装置９０では、第１の実施形態の
現像装置２０における現像剤運搬ロール２４＿１，２４
＿２の代わりに、現像剤運搬手段９３として３本の現像
剤搬送ロールが用いられているほかは、第１の実施形態
の現像装置２０と同様の構成となっている。すなわち、
この現像装置９０では、３本の現像剤搬送ロール９４＿
１，９４＿２，９４＿３を用いて現像剤をオーガ２６
ａ，２６ｂよりも高い位置まで汲み上げている。第３の
現像剤搬送ロール９４＿３上面のオーガ２６ａ寄りの部
分には、現像剤搬送ロール９４＿３上の現像剤を掻き落
とすためのスクレーパ８９が設けられている。筐体２８
の幅の増加を抑えるために、第３の現像剤搬送ロール９
４＿３のロール径は１２ｍｍに設定されており、第３の
現像剤搬送ロール９４＿３の周速を他の現像剤搬送ロー
ルの周速に合わせるため第３の現像剤搬送ロール９４＿
３の回転数は７３０ｒｐｍとしている。

【００４２】上記のように構成した第１の実施形態の現
像装置２０、比較例１の現像装置８０、および比較例２
の現像装置９０の３種類の現像装置を順次、画像形成装
置に組み込み、トナーを連続供給しながら現像を行い、
現像開始時、現像開始から５時間後、１０時間後、およ
び２０時間後のトナー帯電量を比較測定した。図６は、
第１の実施形態、比較例１，２の各現像装置についての
現像時間とトナー帯電量との関係を示すグラフである。

【００４３】トナー帯電量の低下は現像剤の劣化度合い
を示しているので、トナー帯電量の低下が少ないほど現
像剤の長寿命化が達成されたものと判断することができ
る。図６に示すように、第１の実施形態の現像装置にお
けるトナー帯電量の低下率は約４５％であるが、比較例
１の現像装置におけるトナー帯電量の低下率は約は７５
％、比較例２の現像装置におけるトナー帯電量の低下率
は６０％を示しており、本発明の効果を確認することが
できる。

【００４４】これは、比較例１の現像装置８０は小径の
オーガを備えた小型の現像剤撹拌部となっているため、
第１の実施形態の現像装置２０の現像剤収納能力より小
さい現像剤収納能力しか持っておらず、そのため、現像
剤収納能力が現像装置８０の１．７倍もある現像装置２
０の現像剤の寿命の方が長くなったものと考えられる。

【００４５】また、比較例２の現像装置９０では、１２
ｍｍ径の小径の現像剤搬送ロール９４＿３を使用するこ
とにより筐体２８の幅を狭くして小型化を図っている
が、現像剤汲み上げ高さを十分に得るためにロール本数
を増やさざるを得ず、比較例２では３本のロールを使用
している。現像装置９０のオーガ径は第１の実施形態と
同じ１５ｍｍであり現像剤攪拌部８１の現像剤収納能力
も第１の実施形態と同じであるが、トナー帯電量の低下
率は第１の実施形態より大きくなっている。この理由
は、現像剤搬送ロールで搬送されている間に現像剤が受
けるストレスが、ロール本数が増えた分だけ増加するこ
と、および、第２の現像剤搬送ロール９４＿２と第３の
現像剤搬送ロール９４＿３とが対向する位置では現像剤
受け渡し方向がアゲンスト方向になっており現像剤が急
激に搬送方向を変えさせられることによるストレスが余
計に加わっていることによるものと考えられる。現像剤
搬送ロールをさらに１本追加して偶数本とすることによ
りアゲンスト方向の問題は解決可能であるが、ロールを
さらに追加することによりその分のストレスの増加があ
るので現像剤の寿命延長に大きな効果は望めない。ま
た、比較例２の現像装置では、ロール本数が増えた分だ
け機構が複雑化し高コスト化するというデメリットが発
生する。

【００４６】以上説明したように、第１の実施形態の現
像装置２０のように、現像剤担持ロールから現像領域を
通過した後の現像剤を受け取って、受け取った現像剤を
現像剤攪拌部に運搬する現像剤運搬手段として、現像剤
を表面に担持して途中まで持ち上げた後、上方に位置す
る現像剤攪拌部に遠心力で投げ上げる現像剤運搬ロール
を備えることにより、制約された現像装置の幅の中に、
十分なフィン径を有する２本のオーガを水平に配列する
ことができるので、十分な現像剤収納容量を確保し、現
像剤の長寿命化を達成することができる。

【００４７】次に、本発明の現像装置の第２の実施形態
について説明する。図７は、本発明の現像装置の第２の
実施形態を示す概略構成図である。図７に示す現像装置
４０は、図２に示した第１の実施形態の現像装置２０と
ほぼ同様の構成を有しており、現像装置４０に備えられ
ているガイド３６のほかは、第１の実施形態の現像装置
２０と同じ構成となっている。

【００４８】ガイド３６は、第２の現像剤運搬ロール２
４＿２によって投げ上げられた現像剤を現像剤攪拌部２
１のオーガ２６ａ，２６ｂの中間に導くものであり、現
像剤運搬げロール２４＿２の現像離脱位置付近から現像
剤攪拌部２１上部まで緩やかな曲線を描く厚さ１ｍｍの
アルミニウム板で形成されている。現像剤運搬げロール
２４＿２によって投げ上げられた現像剤はガイド３６に
衝突してその向きを変え現像剤攪拌部２１に収納され
る。

【００４９】この現像装置４０を画像形成装置には組み
込まずに、現像装置４０単体で作動させ、現像剤が現像
剤運搬げロール２４＿２から投げ上げられて現像剤攪拌
部２１に収納される効率について確認を行った。確認方
法は、現像装置４０を構成する筐体２８の一部を透明ポ
リカーボネイト板に交換し現像剤の流れを目視により観
察した。その結果、現像装置４０のガイド３６を取り外
した場合は、現像剤運搬げロール２４＿２によって投げ
上げられた現像剤が筐体２８の上部に衝突して跳ね返
り、再び現像剤運搬げロール２４＿２に吸着されるのが
観察されたが、本実施形態の通りガイド３６を備えた場
合は、現像剤運搬げロール２４＿２によって投げ上げら
れた現像剤が現像剤運搬げロール２４＿２に戻るような
ことはなく、確実に現像剤攪拌部２１に収納されること
が観察された。

【００５０】このように、剥離搬送部材の現像剤離脱位
置近傍から、現像剤を前記現像剤攪拌部の特定位置まで
の少なくとも一部に、前記剥離搬送部材から放出された
現像剤の飛翔方向を変えるためのガイドを設けることに
より、放出された現像剤はガイドに接触しガイドからの
反作用によって飛翔方向を変えることができる。このガ
イドの形状、設置位置を適切に設定することにより現像
剤の収納場所へと確実に現像剤を導くことが可能とな
り、従って、現像剤の撹拌部の機能を十分に得ることが
できる。

【００５１】なお、上記のガイド３６の機能を筐体２８
の一部に兼ねさせた構成としてもよい。図８は、図７に
示した現像装置の筐体の一部がガイドを兼ねたものとし
て構成された態様を示している。すなわち、図８に示す
現像装置４０’では、筐体２８’の一部２８’ａが現像
剤運搬げロール２４＿２の現像剤投上位置付近から現像
剤攪拌部２１上部まで緩やかな曲線を描く形状に形成さ
れており、筐体と別部材のガイドは設けられていない。
このような構成とした場合は、ガイドの保持、接合など
の処置が不要になり、低コスト化をはかることができ、
また、筐体自体はある程度の強度を持っているので、ガ
イドの取り付け位置が長期間変化することが少なく、安
定した現像剤の流れを得ることができるので好ましい。

【００５２】さらに、現像装置４０’のガイドを兼ねた
筐体２８’ａの、現像剤が衝突する部位に緩衝部材を有
するものとした場合は、衝突時の現像剤へのストレスを
低減することができ、現像剤の寿命を延長することがで
きるので好ましい。緩衝部材としては、現像剤の衝突エ
ネルギを緩和することができる、例えば、ＰＣ，ＰＶＣ
などの高分子材料、発泡材料、シリコンゴム、ウレタン
ゴムなどの弾性体などを用いることができる。緩衝部材
の厚みは、キャリア１個の径が５０μｍ程度なので、同
程度の厚みであればよい。従って、金属製のガイドの上
に市販のテフロン、ポリイミド、シリコン、ビニールな
どのテープを貼り付けて構成してもよい。

【００５３】表１は、アルミニウム製のガイドを用いた
場合と、その表面に緩衝部材として厚さ１００μｍのテ
フロンテープを貼付した場合のキャリアコート被覆率を
測定した結果である。この測定は、現像装置内にキャリ
アのみを入れ、現像剤担持ロールを停止させ、それ以外
のロールおよびオーガを駆動してキャリアの撹拌を開始
した場合の、撹拌開始時と、２０時間撹拌後のキャリア
コート被覆率を測定したものである。現像剤は、現像剤
攪拌部から層厚規制部材の近傍に供給される。現像剤担
持ロールは停止した状態なので、現像剤はそのまま現像
剤運搬ロールに磁気吸着されて放出される。現像剤担持
ロールは停止しているので層形成部材と現像剤担持ロー
ルの間隙による現像剤ストレスは無視でき、現像剤運搬
ロールによる搬送経路によるストレスのみを正確に測定
することができる。この状態で２０時間連続撹拌した後
のキャリアをＳＥＭで観察し、表面のコート被覆率を測
定した。コート被覆率が大きいほど現像剤へのストレス
は小さいことを表している。

【００５４】

【表１】

【００５５】表１に示すように、撹拌開始後２０時間経
過後のアルミニウム製のガイドと、その上にテフロンテ
ープの緩衝部材を貼付したものとの間に、約１３％のコ
ート被覆率の差が生じており、緩衝部材のストレス低減
効果を確認することができる。次に、本発明の現像装置
の第３の実施形態について説明する。

【００５６】図９は、本発明の現像装置の第３の実施形
態を示す概略構成図である。図９に示す現像装置５０
は、図７に示した第２の実施形態の現像装置４０とほぼ
類似の構成を有しているが、この現像装置５０では、オ
ーガ２６ａ，２６ｂの回転軸方向への単位時間当たりの
現像剤搬送量が、現像剤担持ロール２２の現像領域Ｄへ
の単位時間当たりの現像剤搬送量よりも小さく設定され
おり、かつ、ガイド５６が現像剤運搬ロール２４＿２に
よって投げ上げられた現像剤を一対のオーガ２６ａ，２
６ｂのうちの現像剤供給口２９に近い方のオーガ２６ｂ
に導く形状に形成されている。そのほかは、第２の実施
形態の現像装置４０と同じ構成となっている。

【００５７】この現像装置５０では、現像剤担持ロール
２２の現像領域Ｄへの単位時間当たりの現像剤搬送量
は、ロール軸方向の長さが３００ｍｍであるので、周速
と単位面積当たりの搬送量から６８．９ｇ／ｓｅｃに設
定されている。一方、オーガ２６ａ，２６ｂのフィンの
径は１２ｍｍ、オーガを貫通しているシャフトの径は５
ｍｍ、オーガのフィンピッチは２４ｍｍ、オーガ回転数
は７００ｒｐｍである。このような条件下で、現像剤が
オーガ２６ａ，２６ｂ全体を覆った状態での現像剤搬送
量は６５．４ｇ／ｓｅｃ、現像剤がオーガ２６ａ，２６
ｂの断面積の８０％分を覆った状態では、現像剤搬送量
は５２．３１ｇ／ｓｅｃである。つまり、現像剤担持ロ
ール２２の現像剤搬送量の方がオーガ２６ａ，２６ｂの
現像剤搬送量よりも多い状態となっている。この場合
に、現像剤供給口２９に近い方のオーガ２６ｂに確実に
現像剤を還流させないと、オーガ２６ｂが現像剤を現像
剤供給口２９に供給しながらオーガ２６ｂの軸方向への
現像剤搬送を続けている間に、現像剤が枯渇して現像剤
担持ロール２２に現像剤が供給されなくなってしまう。
つまり、現像剤担持ロール２２上で、ロール軸方向の片
側に現像剤層が形成されない部分が生じ、ひいては、得
られる画像に画像欠落部が発生する恐れがある。

【００５８】そこで、本実施形態では、図９に示すよう
に、ガイド５６の先端部５６ａを延長することにより、
現像剤を現像剤供給口２９に近い方のオーガ２６に導く
ようにした。現像装置の流れを確認するために、現像装
置５０を構成する筐体２８の一部を透明ポリカーボネイ
ト板に交換し現像剤の流れを目視により観察した。その
結果、第２の現像剤運搬ロール２４＿２から投げ上げら
れた現像剤はガイド５６に沿って、現像剤供給口２９に
近い方のオーガ２６ｂへ確実に供給されているのが確認
された。なお、ガイド５６に衝突する現像剤のうちに
は、ガイド５６に跳ね返されて極く僅かな現像剤が現像
剤供給口２９から遠い方のオーガ２６ａに落下している
のが認められた。

【００５９】このように、現像剤攪拌部２１のオーガ２
６ａ，２６ｂの回転軸方向への単位時間当たりの現像剤
搬送量が、現像剤担持ロール２２の現像領域Ｄへの単位
時間当たりの現像剤搬送量よりも小さい時は、オーガの
回転による現像剤へのストレスは小さいものの、一対の
オーガのうち現像剤供給口２９から遠い方のオーガ２６
ａに現像剤を還流させると、現像剤供給口２９に近い方
のオーガ２６ｂでは、現像剤が軸方向に移動している間
に現像剤が枯渇してしまう。この問題を回避するために
は現像剤を現像剤供給口２９に近い方のオーガ２６ｂに
確実に、還流した現像剤を供給しなければならない。本
実施形態の現像装置５０は、ガイド５６を用いて現像剤
供給口２９に近い方のオーガ２６ｂに確実に現像剤を供
給するようにしている。従って、オーガによる現像剤へ
のストレスを最小限にしながら現像剤担持ロール２２へ
の現像剤供給は安定化させることができる。

【００６０】図１０は、図９に示した現像装置のガイド
の機能を補う補助ガイドを設けた態様を示す図である。
図１０に示すように、この現像装置５０’には、ガイド
５６に跳ね返えされた現像剤をさらに現像剤供給口２９
に近い方のオーガ２６ｂへ導く補助ガイド５７が設けら
れている。こうすることにより、ほとんどすべての現像
剤が現像剤供給口２９に近い方のオーガ２６ｂへ確実に
供給することができる。

【００６１】図１０の現像装置５０’を用いて、オーガ
２６ａ，２６ｂの回転数を、７００ｒｐｍ、５００ｒｐ
ｍ、および３００ｒｐｍの３段階に変更してそれぞれ１
時間現像装置を駆動し続け、その時の現像剤層の形成状
態を観察した。現像剤がオーガ２６ａ，２６ｂの断面を
ほぼ８０％分覆った時の現像剤搬送量は、それぞれ、５
２．３１ｇ／ｓｅｃ、３７．４ｇ／ｓｅｃ、および２
２．４ｇ／ｓｅｃであり、現像剤担持ロール２２の現像
剤搬送量より少ない。この実験の結果は、いずれの場合
も、現像剤担持ロール２２のロール軸方向全域に渡り均
一な現像剤層が形成されており、本実施形態の効果を確
認することができた。

【００６２】次に、本発明の現像装置の第４の実施形態
について説明する。図１１は、本発明の現像装置の第４
の実施形態を示す概略構成図である。図１１に示す現像
装置６０は、図９に示した第３の実施形態の現像装置５
０とほぼ類似の構成を有しているが、この現像装置６０
では、オーガ２６ａ，２６ｂの回転軸方向への単位時間
当たりの現像剤搬送量が、現像剤担持ロール２２の現像
領域Ｄへの単位時間当たりの現像剤搬送量よりも大きく
設定されおり、かつ、ガイド６６が現像剤運搬ロール２
４＿２によって投げ上げられた現像剤を一対のオーガ２
６ａ，２６ｂのうちの現像剤供給口２９から遠い方のオ
ーガ２６ａに導く形状に形成されている。そのほかは、
第３の実施形態の現像装置５０と同じ構成となってい
る。

【００６３】この現像装置６０では、オーガ２６ａ，２
６ｂの回転速度を１２００ｒｐｍとし、かつ現像剤がオ
ーガ断面積の約８０％を覆うようにした時の現像剤搬送
量は、９０ｇ／ｓｅｃであり、現像剤担持ロール２２の
現像剤搬送量６８．９ｇ／ｓｅｃより大きく設定されて
いる。この現像装置６０の場合、前述したような、オー
ガ２６ａ，２６ｂが現像剤を供給しながらオーガ軸方向
へ搬送を続けている間に、現像剤が枯渇して現像剤が現
像剤担持ロール２２に供給されなくなるような現象が起
こることはない。この現像装置６０では、オーガ回転速
度が高いので現像剤へのストレスは第３の実施形態にお
けるよりも大きいが、撹拌を終えた均一なトナー濃度の
現像剤が現像剤担持ロールへと常に供給されるので画像
濃度にむらが生じないという利点を有する。このような
状態を確実に得るためには、現像剤を現像剤供給口２９
から遠い方のオーガ２６ａに還流現像剤を戻さなければ
ならない。

【００６４】本実施形態では、図１１に示すように、ガ
イド６６の先端部６６ａを現像剤供給口２９から遠い方
のオーガ２６ａの上部まで延長した。現像剤の流れを確
認するために、現像装置６０を構成する筐体２８の一部
を透明ポリカーボネイト板に交換し現像剤の流れを目視
により観察した。その結果、第２の現像剤運搬ロール２
４＿２から投げ上げられた現像剤はガイド６６に沿っ
て、確実にオーガ２６ａに供給されていることが確認さ
れた。

【００６５】この現像装置６０で、オーガ回転数を１２
００ｒｐｍ、１４００ｒｐｍ、および１６００ｒｐｍの
３条件で、それぞれ１時間ずつ現像装置を駆動し続け、
その間の現像剤の現像剤撹拌部への収納状態を観察し
た。オーガの断面積をほぼ８０％分覆った時の現像剤搬
送量は、上記の各オーガ回転数でそれぞれ８９．８ｇ／
ｓｅｃ、１０４ｇ／ｓｅｃ、１２０ｇ／ｓｅｃであっ
た。これらはいずれも現像剤担持ロール２２の現像剤搬
送量より多いが、実験の結果は、いずれの場合も現像剤
の収納位置がずれることなく、現像剤供給口２９から遠
い方のオーガ２６ａに現像剤は安定して収納されてお
り、本実施形態の効果を確認することができた。

【００６６】このように、オーガ２６ａ，２６ｂの回転
軸方向への単位時間当たりの現像剤搬送量が、現像剤担
持ロール２２の現像領域Ｄへの単位時間当たりの現像剤
搬送量よりも大きい時、一対のオーガのうち、現像剤供
給口２９から遠い方のオーガ２６ａへ現像剤を供給して
も現像剤供給口２９に近い方のオーガ２６ｂでは、現像
剤が軸方向に移動している間に現像剤が枯渇してしまう
ことはなく、常に撹拌を終えたトナー濃度の均一な現像
剤が現像剤担持ロール２２に供給される。この状態を得
るためには還流された現像剤を現像剤供給口２９から遠
い方のオーガ２６ａへ確実に供給する必要があり、本実
施形態の現像装置６０では、ガイド６６を用いて確実に
オーガ２６ａに供給するようにしている。従って、現像
剤担持ロール２２の回転軸方向全域にわたってトナー濃
度の均一な現像剤を供給することができる。

【００６７】次に、本発明の現像装置の第５の実施形態
について説明する。図１２は、本発明の現像装置の第５
の実施形態を示す概略構成図である。図１２に示す現像
装置７０は、図９に示した第３の実施形態の現像装置５
０とほぼ類似の構成を有しているが、この現像装置７０
では、現像装置５０のオーガ２６ａ，２６ｂ間に設けら
れていた、現像剤撹拌部を２つの領域に区分する板状の
しきり部材３８を取り外した構成となっている。すなわ
ち、この現像装置７０では、現像剤撹拌部７１の現像剤
収納部７７が、一対のオーガ２６ａ，２６ｂの回転軸方
向の現像剤撹拌領域全域にわたって２本のオーガ間での
現像剤の相互移動を許容するものであって、かつ、ガイ
ド７６が、現像剤運搬ロール２４＿２によって投げ上げ
られた現像剤を、一対のオーガ２６ａ，２６ｂの中間に
導くものとして構成されている。そのほかは、第３の実
施形態の現像装置５０と同じ構成である。

【００６８】オーガ２６ａ，２６ｂの回転数は７００ｒ
ｐｍとし、現像剤の量をオーガがほぼ埋没するような量
とした時の現像剤搬送量は６５ｇ／ｓｅｃであり、現像
剤担持ロール２２の現像剤搬送量６８．９ｇ／ｓｅｃよ
りは少ない。オーガ２６ａ，２６ｂを回転させると現像
剤はオーガのフィンの向きにより軸方向に往復する方向
の流動を示すが、同時に、軸方向と直角の方向にも流動
する。こうして、オーガの軸方向の現像剤撹拌領域全域
で一対のオーガ相互間で現像剤が往復する結果、短時間
でトナー濃度の均一性が得られる。このように現像剤撹
拌部７１を構成したことにより、第４の実施形態のよう
にオーガ回転数を高く設定しなくても、トナー濃度の均
一性を高めることができ、かつ、オーガの現像剤搬送量
が低くても現像剤担持ロール２２のロール軸方向に現像
剤層のむらが生じにくいという利点がある。

【００６９】しかし、この構成においては、オーガ軸方
向の現像剤撹拌効率よりもオーガ相互間の現像剤撹拌効
率の方が高いという現象が見られる。これは、２本のオ
ーガ相互間の現像剤の流れが互いにぶつかり合うる位置
で小さな渦流が生じているためである。従ってこの構成
において高い撹拌効率を得るためには、一対のオーガ２
６ａ，２６ｂの中間に現像剤を確実に供給する必要があ
る。そこで、本実施形態では、図１２に示すように、ガ
イド７６の先端部７６ａをオーガ２６ａ，２６ｂの中間
の位置の上方に延長してある。現像剤の流れを確認する
ために、現像装置７０を構成する筐体２８の一部を透明
ポリカーボネイト板に交換し現像剤の流れを目視により
観察した。その結果、現像剤は安定して確実にオーガ２
６ａ，２６ｂの中間に供給されており、現像剤担持ロー
ル上の現像剤層も軸方向にわたって均一となっていて本
実施形態の効果を確認することができた。なお、この現
像装置７０に、第３の実施形態のような補助ガイドを取
り付けてもよい。

【００７０】このように、現像剤撹拌部７１の現像剤収
納部７７が、一対のオーガ２６ａ，２６ｂの回転軸方向
の現像剤撹拌領域全域にわたって２本のオーガ間での現
像剤の相互移動を許容するものとして構成されている
と、２本のオーガ間では互いに異なる方向の流れがぶつ
かり乱流状態となり撹拌の効率が上昇する。本実施形態
の現像装置７０では、ガイド７６によって第２の現像剤
運搬ロール２４＿２によって投げ上げられた現像剤が一
対のオーガ２６ａ，２６ｂの中間に導かれるため、還流
された現像剤は直ちに現像剤撹拌部７１内の現像剤と混
合され、現像剤撹拌部７１内の現像剤のトナー濃度は短
時間で均一化される。従って、オーガ回転軸方向の搬送
力の大きさに関わらず、常にトナー濃度の均一な現像剤
を安定して現像剤担持ロール２２に供給することができ
る。

【００７１】次に、本発明の現像装置の第６の実施形態
について説明する。図１３は、図３に示した、各ロール
に内蔵された固定磁石とは異なる磁極配置を有する固定
磁石の磁極配置図である。図１３には、図３に示したも
のと同様の現像剤担持ロール２２および第１の現像剤運
搬ロール２４＿１と、図３に示した第２の現像剤運搬ロ
ール２４＿２とは構造の異なる第２の現像剤運搬ロール
３４＿２とが示されている。

【００７２】現像剤担持ロール２２および第１の現像剤
運搬ロール２４＿１の磁極配置は図３と同一であるので
説明は省略する。第２の現像剤運搬ロール３４＿２は、
表面に現像剤を担持して回転するスリーブ３４＿２ａ
と、スリーブ３４＿２ａ内部に配備された、第１の現像
剤運搬ロール２４＿１から現像剤を受け取る受取位置Ｒ
３にＮ極が形成され、現像剤を上方に投げ上げる投上位
置Ｔよりもやや回転方向上流側にＳ極が形成された固定
磁石３４＿２ｂとを有している。

【００７３】第２の現像剤運搬ロール３４＿２からの現
像剤の離脱は、固定磁石２４＿２ｂのＳ極から遠ざか
り、磁力が低くなって現像剤の遠心力が打ち勝つ位置Ｔ
で行われる。本実施形態では、現像剤運搬ロール３４＿
２の回転軸を通る水平面から反時計回りに約３０度のと
ころに投上位置Ｔが形成される。現像剤運搬ロール３４
＿２の磁極をこのように配置することにより、現像剤撹
拌部に近接している場所には磁極は存在せず、丁度現像
剤撹拌部とは反対側に磁極が配置されており、現像剤運
搬ロール３４＿２の固定磁石３４＿２ｂによる磁力線の
影響が現像剤撹拌部に及ぶことの無いように構成されて
いる。従って、この領域に磁極が存在する場合に、投げ
上げられた現像剤に磁気吸引力が及んで現像剤の飛翔性
を低下させ現像剤運搬ロール３４＿２に逆流する現象の
発生を確実に防止することができる。

【００７４】このように構成された現像装置を用い、現
像剤撹拌部にキャリアを入れた後、その上にトナー濃度
５％となる量のトナーを入れて撹拌を行った。比較例と
して第３の実施形態の現像剤運搬ロール２４＿２を用
い、他の条件を同一としてトーナ帯電量の立ち上がり特
性を測定した。その結果、トナー帯電量の立ち上がりは
本実施形態の方が第３の実施形態よりも早くしかも安定
していた。これは、第３の実施形態におけるように現像
装置撹拌部に近接した場所に磁極が存在すると、現像剤
収納部内の現像剤は磁界がかかった状態で撹拌されるこ
とになり、磁気を帯びた磁性粒子が互いに結合し合いチ
ェーン状態となって現像剤の流動を妨げ撹拌性能を低下
させるためである。

【００７５】次に、上記の各実施形態における現像剤の
搬送経路を以下のように変更した実施形態について説明
する。図１４は、現像剤担持ロールへの現像剤の供給経
路を変更した実施形態の概要図である。図１４に示すよ
うに、この現像装置７０’では、図１１に示した第４の
実施形態の現像装置６０のようにオーガ２６ｂの外側に
設けた現像剤供給口２９（図２参照）からシュート３０
を用いて現像剤担持ロール２２に現像剤を供給する代わ
りに、オーガ２６ａの外側に設けた現像剤供給口２９’
からシュート３０’を用いて現像剤担持ロール２２に現
像剤を供給するように構成されている。そのほかの構成
は第４の実施形態の現像装置６０と同様である。

【００７６】なお、この現像装置７０’のガイド６６
は、第４の実施形態の現像装置６０におけるガイドと同
じ形状としてある。このように、現像剤を第２の現像剤
運搬ロール２４＿２の近傍を落下させる構成としても、
現像剤撹拌部２１’と第２の現像剤運搬ロール２４＿２
との間に磁界が存在しないので、現像剤の落下供給が妨
げられることはない。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の現像装置
によれば、現像剤担持ロール上の、現像終了後の現像剤
を、現像剤担持ロールの上方に配置された現像剤撹拌部
に向かって遠心力で投げ上げる現像剤運搬ロールを備え
たことにより、十分な現像剤撹拌性能を有する小型の現
像剤撹拌部が得られ、長期間安定した画像品質が得られ
る小型タンデム画像形成装置に好適な小型の現像装置を
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置を用いた小型タンデム方式の
画像形成装置の概略構成図である。

【図２】本発明の現像装置の第１の実施形態を示す概略
構成図である。

【図３】第１の実施形態に用いられた各ロールに内蔵さ
れた固定磁石の磁極配置図である。

【図４】比較例１としての従来の現像装置の概略構成図
である。

【図５】比較例２としての従来の現像装置の概略構成図
である。

【図６】第１の実施形態、比較例１，２の各現像装置に
ついての現像時間とトナー帯電量との関係を示すグラフ
である。

【図７】本発明の現像装置の第２の実施形態を示す概略
構成図である。

【図８】図７に示した現像装置の筐体の一部がガイドを
兼ねたものとして構成された態様を示している。

【図９】本発明の現像装置の第３の実施形態を示す概略
構成図である。

【図１０】図９に示した現像装置のガイドの機能を補う
補助ガイドを設けた態様を示す図である。

【図１１】本発明の現像装置の第４の実施形態を示す概
略構成図である。

【図１２】本発明の現像装置の第５の実施形態を示す概
略構成図である。

【図１３】図３に示した、各ロールに内蔵された固定磁
石とは異なる磁極配置を有する固定磁石の磁極配置図で
ある。

【図１４】現像剤担持ロールへの現像剤の供給経路を変
更した実施形態の概要図である。

【図１５】従来のタンデム方式の画像形成装置の概略構
成図である。

【符号の説明】

１ 像担持体ドラム ２ 帯電器 ３ 光ビーム走査装置 ５ 転写帯電器 ６ クリーナ ７ 転写材搬送ベルト ８ 転写材収納トレイ ９ 転写材供給装置 １０ 原稿読取部 １１ 定着器 ２０ 現像装置 ２１ 現像剤攪拌部 ２２ 現像剤担持ロール ２２＿１ スリーブ ２２＿２ 固定磁石 ２３ 現像剤運搬手段 ２４＿１，２４＿２ 現像剤運搬ロール ２４＿１ａ，２４＿２ａ スリーブ ２４＿１ｂ，２４＿２ｂ 固定磁石 ２６ａ，２６ｂ オーガ ２７ 現像剤収納部 ２８，２８’ 筐体 ２９，２９’ 現像剤供給口 ３０ シュート ３１ 層厚規制部材 ３４＿２ 現像剤運搬ロール ３４＿２ａ スリーブ ３４＿２ｂ 固定磁石 ３６ ガイド ３８ しきり部材 ４０，４０’ 現像装置 ５０，５０’ 現像装置 ５６ ガイド ５７ 補助ガイド ５６ａ 先端部 ６０ 現像装置 ６６ ガイド ６６ａ 先端部 ７０，７０’ 現像装置 ７１ 現像剤撹拌部 ７６ ガイド ７６ａ 先端部 ７７ 現像剤収納部 ８０ 現像装置 ８１ 現像剤攪拌部 ８２ 現像剤担持ロール ８３ 現像剤運搬手段 ８４＿１，８４＿２ 現像剤搬送ロール ８６ａ，８６ｂ オーガ ８９ スクレーパ ９０ 現像装置 ９３ 現像剤運搬手段 ９４＿１，９４＿２，９４＿３ 現像剤搬送ロール ９６ａ，９６ｂ オーガ １００ａ，１００ｂ，・・・ ゼログラフィプロセス
部 １０１ 像担持体ドラム １０２ 露光装置 １０３ 現像装置 １０４ 転写装置 １０５ クリーニング装置 １０６ 被転写体搬送ベルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福原 琢 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電潜像を担持して所定の方向に移動す
   る像担持体に所定の現像領域において近接もしくは接触
   するように配置され、供給されたトナーおよび磁性キャ
   リアからなる現像剤を表面に担持して前記現像領域を経
   由した搬送経路に沿って循環する現像剤担持ロール、 それぞれの回転軸が水平方向を向くように互いに並べて
   配置され、回転により現像剤を回転軸方向かつ互いに逆
   方向に搬送して現像剤を撹拌する一対のオーガと、現像
   剤を前記現像剤担持ロールに向けて落下させる現像剤供
   給口とを有する、前記現像剤担持ロールの上方に配置さ
   れた現像剤攪拌部、 現像剤を表面に担持して途中まで持ち上げた後、上方に
   位置する前記現像剤攪拌部に遠心力で投げ上げる現像剤
   運搬ロールを有する、前記現像剤担持ロールから前記現
   像領域を通過した後の現像剤を受け取って、受け取った
   現像剤を前記現像剤攪拌部に運搬する現像剤運搬手段、
   および前記現像剤担持ロール、前記現像剤攪拌部、およ
   び前記現像剤運搬ロールを収容する筐体を備えたことを
   特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記現像剤運搬ロールが、表面に現像剤
   を担持して回転するスリーブと、該スリーブ内部の、該
   スリーブの回転方向に沿って、現像剤を受け取る受取位
   置と現像剤を上方に投げ上げる投上位置との間に複数の
   磁極が配備された固定磁石とを有するものであることを
   特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 【請求項３】 前記現像剤運搬ロールによって投げ上げ
   られた現像剤を前記現像剤攪拌部に導くガイドを備えた
   ことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
4. 【請求項４】 前記オーガの回転軸方向への単位時間当
   たりの現像剤搬送量が、前記現像剤担持ロールの前記現
   像領域への単位時間当たりの現像剤搬送量よりも小さく
   設定されおり、かつ前記ガイドが、前記現像剤運搬ロー
   ルによって投げ上げられた現像剤を前記一対のオーガの
   うちの前記現像剤供給口に近い方のオーガに導くもので
   あることを特徴とする請求項３記載の現像装置。
5. 【請求項５】 前記オーガの回転軸方向への単位時間当
   たりの現像剤搬送量が、前記現像剤担持ロールの前記現
   像領域への単位時間当たりの現像剤搬送量よりも大きく
   設定されており、かつ前記ガイドが、前記現像剤運搬ロ
   ールによって投げ上げられた現像剤を前記一対のオーガ
   のうちの前記現像剤供給口から遠い方のオーガに導くも
   のであることを特徴とする請求項３記載の現像装置。
6. 【請求項６】 前記現像剤攪拌部が、前記一対のオーガ
   の回転軸方向の現像剤撹拌領域全域にわたって２本のオ
   ーガ間での現像剤の相互移動を許容するものであって、
   かつ前記ガイドが、前記現像剤運搬ロールによって投げ
   上げられた現像剤を、前記一対のオーガの中間に導くも
   のであることを特徴とする請求項３記載の現像装置。
7. 【請求項７】 前記筐体の一部が、前記ガイドを兼ねた
   ものであることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
8. 【請求項８】 前記ガイドが、該ガイドの、前記現像剤
   運搬ロールによって投げ上げられた現像剤と接触する部
   位に緩衝部材を有するものであることを特徴とする請求
   項１記載の現像装置。