JP5597610B2 - 現像装置、およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンター等の画像形成装置に用いられる現像装置に関し、特に、キャリアおよびトナーを含む２成分現像剤を採用した現像装置、およびそれを備えた画像形成装置に関する。

従来、プリンター等の画像形成装置に用いられる現像装置として、特許文献１に記載されているような現像装置が知られている。かかる現像装置は、軸心回りに回転することによりトナーを攪拌するスクリューフィーダー（攪拌部材）と、このスクリューフィーダーに平行に配され、スクリューフィーダーから送り込まれたトナーを軸心回りの回転で感光体ドラムの周面側に供給する磁気ローラーと、先端縁部が磁気ローラーの周面に対向した磁気ローラーの軸心方向に延びる層厚規制部材とが、現像ハウジングに内装されることによって構成されている。

ここで、スクリューフィーダーを軸心回りに回転させることにより、筐体内に装填された現像剤は、攪拌されつつ上方へ向かい、スクリューフィーダーに対向配置された圧縮部材とスクリューフィーダーとの間の隙間（以下、現像剤圧縮隙間という）を通って圧縮される。該現像剤は、その後、層厚規制部材と磁気ローラーとの間を通り、所定厚みに設定された状態で磁気ローラーの周面に供給される。この現像剤圧縮隙間によって、現像剤は、層厚規制部材へ向けて圧縮状態が維持されたまま円滑に送り込まれるため、不十分な圧縮状態で層厚規制部材へ向かうような不都合が生じることがない。

特許文献１に記載の技術は、現像ハウジング内の現像剤量が比較的少なく、磁気ローラーから分離され、落下した現像剤が、スクリューフィーダーの下方に入り込んだ後、再度上方に搬送されるような条件下においては、現像剤が現像剤圧縮隙間を通過できるため、効果を有する。しかしながら、現像ハウジング内の現像剤量が比較的多い場合、不具合が生じる。すなわち、現像剤がスクリューフィーダーの上方付近を覆う程度に現像ハウジング内に貯留されている場合、感光体ドラム側に現像剤が供給される現像部の通過後に、磁気ローラーから分離され、落下した現像剤が、スクリューフィーダーの下方に入り込むことができない。このため、スクリューフィーダーの動作に誘発されて前記落下した現像剤が再度磁気ローラーに付着してしまうことがある。前記落下した現像剤と現像ハウジング内の現像剤とではトナーとキャリアとの比率が異なるため、磁気ローラー上にトナー濃度分布が生じ、その結果としてシート上に形成される画像に濃度乱れが発生することがある。このような場合、特許文献１に記載の技術では、分離された現像剤が現像剤圧縮隙間を通過することができないため、磁気ローラー上のトナー濃度の偏りが、解消されにくい。

特開２００７−３２２７０７号公報

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、特に、現像装置内のスクリューフィーダー周りを搬送される現像剤量が多く、磁気ローラーから分離された現像剤が、スクリューフィーダーのスクリュー外周縁を介して、再度磁気ローラーに付着した場合に生じる、スクリュー形状に応じた磁気ローラー上のトナー濃度の偏りと、それによって生じる画像欠陥（スクリューむら）を解決することを目的とする。

本発明の一局面に係る現像装置は、トナーおよびキャリアを含む現像剤を収容する筐体と、前記筐体内に配置され、回転駆動され、周面に前記トナーからなるトナー層を担持し、表面に静電潜像が形成される像担持体に前記トナーを供給する現像ローラーと、前記筐体内に配置され、回転軸を有し、前記回転軸回りに回転することにより前記現像剤を周面で磁気的に担持し、前記現像ローラーに前記トナーを供給する磁気ローラーと、前記筐体内に前記磁気ローラーに対向して配置され、軸心と、該軸心の周囲に配設されたスクリュー形状部とを有し、回転しながら前記現像剤を攪拌および搬送し、前記磁気ローラーに前記現像剤を供給する攪拌部材と、前記磁気ローラーに対向配置され、前記攪拌部材から前記磁気ローラーに供給された前記現像剤の層厚を所定厚みに規制する層厚規制部材と、前記層厚規制部材よりも前記磁気ローラーの回転方向上流側で、前記磁気ローラーの周面に対向し、前記磁気ローラーの回転軸方向に沿って配置され、前記磁気ローラー上に担持されている現像剤に接触する複数の突起部材と、前記複数の突起部材を支持する基材部と、有し、前記複数の突起部材は、前記基材部から突出し、第１方向にのみ傾斜して伸びる複数の突条であり、前記磁気ローラーと前記攪拌部材とが回転した時の、前記スクリュー形状部のスクリュー外周縁が描く軌跡を前記磁気ローラーの周面上に投影した第１傾斜形状と、前記磁気ローラーと前記突起部材との対向位置で、前記第１方向に沿った前記突条の傾斜を前記磁気ローラーの周面上に投影した第２傾斜形状とが、前記磁気ローラーの周面上で交差することを特徴とする。

本構成によれば、層規制部材の上流側で、磁気ローラー上を搬送される現像剤層に、複数の突起部材が接触する。ここで、現像装置内の現像剤量が多い場合には、磁気ローラー上において現像剤が消費される現像部の通過後に、磁気ローラーから分離される現像剤が、攪拌部材のスクリュー形状部から押圧力を受けることで、再度磁気ローラーに付着する。この結果、磁気ローラー上では攪拌部材のスクリュー形状に応じてトナー濃度の偏りを生じ得る。上記の突起部材を配設することにより、磁気ローラー上を搬送される現像剤が当該突起部材に接触し、現像剤が磁気ローラー上で移動されることによって、軸方向に分布した上記のトナー濃度の偏りを緩和させることができる。また、この構成によれば、複数の突条が、攪拌部材のスクリュー形状に応じてトナー濃度の偏りが生じた磁気ローラー上の現像剤を、前記磁気ローラーと前記攪拌部材とが回転した時の、前記攪拌部材のスクリュー外周縁が描く軌跡を前記磁気ローラーの周面上に投影した形状と交差する方向に移動させることができる。このため、スクリュー形状に応じてトナー濃度が偏在した磁気ローラー上の現像剤をかき乱し、トナー濃度の偏りをより抑制することが可能となる。

また、上記の構成において、前記第１傾斜形状は、前記磁気ローラーの回転軸方向において、前記磁気ローラーの回転軸の一端に向けて傾斜し、前記第２傾斜形状は、前記磁気ローラーの回転軸方向において、前記磁気ローラーの回転軸の前記一端とは異なる他端に向けて傾斜していることが望ましい。

この構成によれば、攪拌部材のスクリュー形状に応じてトナー濃度の偏りが生じた磁気ローラー上の現像剤を、前記磁気ローラーと前記攪拌部材とが回転した時の、前記攪拌部材のスクリュー外周縁が描く軌跡を前記磁気ローラーの周面上に投影した形状とは、前記磁気ローラーの回転軸方向において、逆向きに移動させることができる。このため、スクリュー形状に応じてトナー濃度が偏在した磁気ローラー上の現像剤をかき乱し、トナー濃度の偏りをより抑制することが可能となる。

更に、上記構成において、前記磁気ローラーと、前記攪拌部材とは、その対向部において、互いに逆向きに回転するものであり、前記第１方向は、前記攪拌部材の軸心方向において、前記スクリュー形状部が前記現像剤を搬送する向きと同じ向きに傾斜していることが望ましい。

この構成によれば、前記磁気ローラーと、前記攪拌部材とが、その対向部において、逆向きに回転する場合に、攪拌部材のスクリュー形状に応じてトナー濃度の偏りが生じた磁気ローラー上の現像剤を、攪拌部材の軸心方向において攪拌部材のスクリュー形状が現像剤を搬送する向きと同じ向きに移動させることができる。このため、スクリュー形状に応じてトナー濃度が偏在した磁気ローラー上の現像剤をかき乱し、トナー濃度の偏りをより抑制することが可能となる。

また、本発明の他の局面に係る画像形成装置は、表面に静電潜像が形成され、当該静電潜像が前記現像ローラーから供給された現像剤によって、現像剤像に顕在化される像担持体と、上記の何れか１に記載の現像装置と、を備えたことを特徴とするものである。

この構成によれば、現像装置内の現像剤量が多い場合に、攪拌部材のスクリュー形状に応じた磁気ローラー上のトナー濃度の偏りを抑制し、当該偏りによって生じる画像濃度のむらを低減することが可能となる。

本発明によれば、スクリューフィーダーのスクリュー外周縁形状に応じた磁気ローラー上のトナー濃度の偏りと、それによって生じる画像欠陥（スクリューむら）を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る現像装置の断面図である。 本発明の一実施形態に係る現像装置内の構造を示した図である。 本発明の第１の実施形態に係る突起部材の構造を示した図である。 本発明の第２の実施形態に係る突起部材の構造を示した図である。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の内部構造を示す断面図である。ここでは、画像形成装置１として、プリンター機能と複写機能を備えた複合機を例示するが、画像形成装置は、プリンター、複写機、ファクシミリ装置であってもよい。

画像形成装置１は、略直方体形状の筐体構造を有する装置本体１０と、装置本体１０上に配置される自動原稿給送装置２０と、装置本体１０の右側面１０Ｒの下方に取り付けられた手差しトレイ４６とを備える。装置本体１０の内部には、複写する原稿画像を光学的に読み取る読取ユニット２５と、シートにトナー像を形成する画像形成部３０と、前記トナー像をシートに定着させる定着部６０と、画像形成部３０へ搬送される定型シートを貯留する給紙部４０と、定型シートを給紙部４０又は手差しトレイ４６から画像形成部３０及び定着部６０を経由してシート排出口１０Ｅまで搬送する搬送経路５０と、この搬送経路５０の一部を構成するシート搬送路を内部に有する搬送ユニット５５とが収容されている。

自動原稿給送装置（ＡＤＦ）２０は、装置本体１０の上面に回動自在に取り付けられている。ＡＤＦ２０は、装置本体１０における所定の原稿読取位置（第１コンタクトガラス２４１が組み付けられた位置）に向けて、複写される原稿シートを自動給送する。一方、ユーザーが手置きで原稿シートを所定の原稿読取位置（第２コンタクトガラス２４２の配置位置）に載置する場合は、ＡＤＦ２０は上方に開かれる。ＡＤＦ２０は、原稿シートが載置される原稿トレイ２１と、自動原稿読取位置を経由して原稿シートを搬送する原稿搬送部２２と、読取後の原稿シートが排出される原稿排出トレイ２３とを含む。

読取ユニット２５は、装置本体１０の上面のＡＤＦ２０から自動給送される原稿シートの読取用の第１コンタクトガラス２４１、又は手置きされる原稿シートの読取用の第２コンタクトガラス２４２を通して、原稿シートの画像を光学的に読み取る。読取ユニット２５内には、光源、移動キャリッジ、反射ミラー等を含む走査機構と、撮像素子とが収容されている（図略）。走査機構は、原稿シートに光を照射し、その反射光を撮像素子に導く。撮像素子は、前記反射光をアナログ電気信号に光電変換する。前記アナログ電気信号は、Ａ／Ｄ変換回路でデジタル電気信号に変換された後、画像形成部３０に入力される。

画像形成部３０は、フルカラーのトナー画像を生成しこれをシート上に転写する処理を行うもので、タンデムに配置されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の各トナー像を形成する４つのユニット３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｂｋを含む画像形成ユニット３２と、該画像形成ユニット３２の上に隣接して配置された中間転写ユニット３３と、中間転写ユニット３３上に配置されたトナー補給部３４とを含む。

各画像形成ユニット３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｂｋは、感光体ドラム３２１（像担持体）と、この感光体ドラム３２１の周囲に配置された、帯電器３２２と、露光器３２３と、現像装置３２４と、一次転写ローラー３２５及びクリーニング装置３２６とを含む。

感光体ドラム３２１は、その軸回りに回転し、その周面に静電潜像及びトナー像が形成される。感光体ドラム３２１としては、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料を用いた感光体ドラムを用いることができる。帯電器３２２は、感光体ドラム３２１の表面を均一に帯電する。露光器３２３は、レーザー光源とミラーやレンズ等の光学系機器とを有し、感光体ドラム３２１の周面に、原稿画像の画像データに基づく光を照射して、静電潜像を形成する。

現像装置３２４は、感光体ドラム３２１上に形成された静電潜像を現像するために、感光体ドラム３２１の周面にトナーを供給する。現像装置３２４は、２成分現像剤用のものであり、スクリューフィーダー（攪拌部材）、磁気ローラー及び現像ローラーを含む。この現像装置３２４の詳細については、後記で詳細に説明する。

一次転写ローラー３２５は、中間転写ユニット３３に備えられている中間転写ベルト３３１を挟んで感光体ドラム３２１とニップ部を形成し、感光体ドラム３２１上のトナー像を中間転写ベルト３３１上に一次転写する。クリーニング装置３２６は、クリーニングローラー等を有し、トナー像転写後の感光体ドラム３２１の周面を清掃する。

中間転写ユニット３３は、中間転写ベルト３３１、駆動ローラー３３２及び従動ローラー３３３を備える。中間転写ベルト３３１は、駆動ローラー３３２及び従動ローラー３３３に架け渡された無端ベルトであって、該中間転写ベルト３３１の外周面には、複数の感光体ドラム３２１からトナー像が、同一箇所に重ねて転写される（一次転写）。

駆動ローラー３３２の周面に対向して、二次転写ローラー３５が配置されている。駆動ローラー３３２と二次転写ローラー３５とのニップ部は、中間転写ベルト３３１に重ね塗りされたフルカラーのトナー像をシートに転写する二次転写部３５Ａとなる。駆動ローラー３３２又は二次転写ローラー３５のいずれか一方のローラーに、トナー像と逆極性の二次転写バイアス電位が印加され、他方のローラーは接地される。

トナー補給部３４は、イエロー用トナーコンテナ３４Ｙと、マゼンタ用トナーコンテナ３４Ｍと、シアン用トナーコンテナ３４Ｃと、及びブラック用トナーコンテナ３４Ｂｋとを含む。これらトナーコンテナ３４Ｙ、３４Ｃ、３４Ｍ、３４Ｂｋは、それぞれ各色のトナーを貯留するものであり、ＹＭＣＢｋ各色に対応する画像形成ユニット３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｂｋの現像装置３２４に、図略の供給経路を通して各色のトナーを供給する。各トナーコンテナ３４Ｙ、３４Ｃ、３４Ｍ、３４Ｂｋには、当該コンテナ内のトナーを図略のトナー排出口へ搬送する搬送スクリュー３４１が備えられている。この搬送スクリュー３４１が駆動部（不図示）にて回転駆動されることで、現像装置３２４内へトナーが補給される。

給紙部４０は、画像形成処理が施されるシートのうち、シートＳ１を収容する２段の給紙カセット４０Ａ、４０Ｂを備える。これら給紙カセット４０Ａ、４０Ｂは、装置本体１０の前方から手前方向に引出可能である。

給紙カセット４０Ａ（４０Ｂ）は、シートＳ１が積層されてなるシート束を収納するシート収容部４１と、前記シート束を給紙のためにリフトアップするリフト板４２とを備える。給紙カセット４０Ａ（４０Ｂ）の右端側の上部には、ピックアップローラー４３と、給紙ローラー４４とリタードローラー４５とのローラー対とが配置されている。ピックアップローラー４３及び給紙ローラー４４の駆動により、給紙カセット４０Ａ内のシート束の最上層のシートＳ１が１枚ずつ繰り出され、搬送経路５０の上流端へ搬入される。

装置本体１０の右側面１０Ｒには、手差し給紙用の給紙トレイ４６が設けられている。給紙トレイ４６は、その下端部において装置本体１０に対して開閉自在に取り付けられている。ユーザーは、手差し給紙を行う場合、図示の通り給紙トレイ４６を開き、その上にシートを載置する。給紙トレイ４６に載置されたシートは、ピックアップローラー４６１及び給紙ローラー４６２の駆動によって、搬送経路５０へ搬入される。

搬送経路５０は、給紙部４０から画像形成部３０を経由して定着部６０の出口までシートを搬送する主搬送路５０Ａと、シートに対して両面印刷を行う場合に片面印刷されたシートを画像形成部３０に戻すための反転搬送路５０Ｂと、主搬送路５０Ａの下流端から反転搬送路５０Ｂの上流端へシートを向かわせるためのスイッチバック搬送路５０Ｃと、主搬送路５０Ａの下流端から装置本体１０の左側面１０Ｌに設けられたシート排出口１０Ｅまでシートを水平方向に搬送する水平搬送路５０Ｄとを含む。この水平搬送路５０Ｄの大半は、搬送ユニット５５の内部に備えられているシート搬送路で構成されている。

定着部６０は、シートにトナー像を定着させる定着処理を施す誘導加熱方式の定着装置であって、加熱ローラー６１、定着ローラー６２、加圧ローラー６３、定着ベルト６４及び誘導加熱ユニット６５を含む。定着ローラー６２に対して加圧ローラー６３が圧接され、定着ニップ部が形成されている。加熱ローラー６１及び定着ベルト６４は誘導加熱ユニット６５によって誘導加熱され、その熱を前記定着ニップ部に与える。シートが定着ニップ部を通過することで、シートに転写されたトナー像が当該シートに定着される。

＜現像装置の詳細構成＞
続いて、本実施形態の現像装置３２４について詳細に説明する。図２は、現像装置３２４の内部構造を概略的に示す垂直方向の断面図である。現像装置３２４は、該現像装置３２４の内部空間を画定する現像ハウジング８０（筐体）を含む。現像ハウジング８０は、その内部に収容される各ローラーを上方から覆う蓋部８０２と、該蓋部８０２に連接され、現像ハウジング８０の下面部を形成する底部８０３とを含む。

この現像ハウジング８０には、非磁性体のトナーおよび磁性体のキャリアを含む現像剤を貯留するキャビティであって、現像剤を攪拌しつつ搬送することが可能とされた現像剤貯留部８１が備えられている。また、現像ハウジング８０の内部には、現像剤貯留部８１の上方に配置された磁気ローラー８２（現像剤担持体）と、磁気ローラー８２の斜め上方位置で磁気ローラー８２に対向配置された現像ローラー８３（トナー担持体）と、磁気ローラー８２に対向配置された現像剤規制ブレード８４（層規制部材）と、現像剤を攪拌及び搬送するスクリューフィーダー８５および８６（攪拌部材）とが配設されている。

現像剤貯留部８１は、現像装置３２４の長手方向に延びる２つの隣り合う現像剤貯留室８１ａおよび現像剤貯留室８１ｂを含む。現像剤貯留室８１ａおよび現像剤貯留室８１ｂは、現像ハウジング８０の底部８０３に一体に形成され長手方向に延びる仕切り板８０１によって互いに仕切られているが、長手方向における両端部において連通路８０４および連通路８０５によって互いに連通されている（図３参照）。スクリューフィーダー８５および８６は、現像剤貯留室８１ａおよび現像剤貯留室８１ｂにそれぞれ収容され、軸回りに回転することにより現像剤を攪拌及び搬送する。スクリューフィーダー８５および８６は、図略の駆動機構により回転駆動されるが、軸方向において、現像剤の搬送方向が互いに逆向きとなるように設定されている。これにより現像剤は、図３に矢印Ｄ１、Ｄ２で示すように、現像剤貯留室８１ａおよび現像剤貯留室８１ｂ間を攪拌されつつ循環搬送される。この攪拌により、トナーとキャリアとが混合され、トナーが例えばマイナスに帯電される。

磁気ローラー８２は、現像装置３２４の長手方向に沿って配設されており、図２では反時計方向に回転可能である。磁気ローラー８２の内部には、固定式の所謂磁石ロールが配置されている。磁石ロールは複数の磁極を有しており、本実施形態では汲上極８２１、規制極８２２及び主極８２３、更に搬送極８２４、分離極８２５を有する。汲上極８２１は現像剤貯留部８１に対向し、規制極８２２は現像剤規制ブレード８４に対向し、主極８２３は現像ローラー８３に対向している。また、搬送極８２４は、規制極８２２と主極８２３との間に配設され、分離極８２５は、主極８２３に対して、磁気ローラー８２の回転方向下流側に配設されている。

磁気ローラー８２は、図２の矢印Ｆ１に示すように、汲上極８２１の磁力によって現像剤貯留室８１ｂから現像剤をその周面８２Ａ上に磁気的に汲み上げる（受け取る）。汲み上げられた現像剤は、磁気ローラー８２の周面８２Ａ上に磁気的に現像剤層（磁気ブラシ層）として保持され、磁気ローラー８２の回転に伴って現像剤規制ブレード８４側に向けて搬送される。

現像剤規制ブレード８４は、磁気ローラー８２の回転方向から見て現像ローラー８３よりも上流側に配置され、磁気ローラー８２の周面８２Ａに磁気的に付着した現像剤層の層厚を規制する。現像剤規制ブレード８４は、磁気ローラー８２の長手方向に沿って延びる磁性材料からなる板部材であり、現像ハウジング８０の適所に固定された所定の支持部材８４１によって支持されている。支持部材８４１は、断面視で略台形形状を有し、磁気ローラー８２の回転軸方向に延設される角柱形状からなる。支持部材８４１は、その長手方向の１面であって、現像剤規制ブレード８４に当接するとともに、磁気ローラー８２に対向する対向面８４３を有する。また、現像剤規制ブレード８４は、磁気ローラー８２の周面８２Ａとの間で所定の寸法の規制ギャップＧを形成する規制面８４２（つまり現像剤規制ブレード８４の先端面）を有する。

ここで、本実施形態では、現像剤規制ブレード８４よりも、磁気ローラー８２の回転方向上流側の位置に、磁気ローラー８２の回転周面に所定の距離をもって、対向配置される規制プレート９０が配設されている。規制プレート９０は、樹脂材料からなる板状部材から構成され、支持部材８４１の対向面８４３に接着固定されるとともに、その上端縁が、現像剤規制ブレード８４に当接している。規制プレート９０は、磁気ローラー８２の回転軸方向の全長に亘る長さを有している。また、規制プレート９０において、磁気ローラー８２との対向面には、現像剤規制ブレード８４側に向かって、所定の角度で傾斜して伸びる突条９０１（突起部材）が複数配設されている（図４）。複数の突条９０１は、磁気ローラー８２の回転軸方向に沿って、互いに隣接して配置されており、隣接する突条と突条との間には、所定幅の溝部９０２が形成されている。

汲上極８２１によって磁気ローラー８２の周面８２Ａ上に付着した現像剤層は、規制プレート９０に接触しながら、現像剤規制ブレード８４に向かって搬送される。なお、規制プレート９０内での現像剤の挙動については、後記で詳述する。

磁性材料から形成された現像剤規制ブレード８４は、磁気ローラー８２の規制極８２２によって磁化される。これにより、現像剤規制ブレード８４の規制面８４２と規制極８２２との間には、すなわち規制ギャップＧには、磁路が形成される。磁気ローラー８２の回転に伴って、規制プレート９０と磁気ローラー８２の間から、規制ギャップＧ内に現像剤が搬送されると、現像剤層の層厚は規制ギャップＧにおいて規制される。これにより、周面８２Ａ上には所定厚さの均一な現像剤層が形成される。

現像ローラー８３は、現像装置３２４の長手方向に沿って、且つ、磁気ローラー８２に対して平行に延びるように配設されており、図２では反時計方向に回転可能である。現像ローラー８３は、磁気ローラー８２の周面８２Ａ上に保持された現像剤層に接触した状態で回転しつつ、前記現像剤層からトナーを受け取ってトナー層を担持する周面８３Ａを有する。現像ローラー８３の内部には、磁気ローラー８２の主極８２３に対向する位置に、対向主極８３１が配設されている。トナーは、主極８２３と対向主極８３１との間で、磁界が形成されるとともに、周面８２Ａと周面８３Ａとの間（現像部）に所定の電圧が設定されることによって、周面８２Ａ上の前記現像剤層から周面８３Ａに移動する。現像動作が行なわれる現像時には、周面８３Ａ上のトナーが感光体ドラム３２１の周面に供給される。現像ローラー８３との対向部を通過した磁気ローラー８２上の現像剤は、分離極８２５によって、周面８２Ａから剥離され、下方のスクリューフィーダー８６が収容される現像剤貯留室８１ｂまで落下し、再び攪拌される。

なお、現像ローラー８３および磁気ローラー８２は、駆動源（不図示）によって回転駆動される。現像ローラー８３の周面８３Ａと磁気ローラー８２の周面８２Ａとの間には、所定の寸法の隙間Ｓが形成されている。隙間Ｓは例えば約１３０μｍに設定されている。現像ローラー８３は、現像ハウジング８０に形成された開口を通して感光体ドラム３２１に臨むように配置され、周面８３Ａと感光体ドラム３２１の周面との間にも所定の寸法の隙間が形成されている。

＜トナー濃度分布を生じる原因について＞
次に、図２および図３を用いて、本実施形態にかかる規制プレート９０を備えない場合に生じる現像装置内の現象について説明する。図３は、磁気ローラー８２の長手方向に亘る現像装置３２４の内部構造を、上方から示した図である。同図は、図２において、現像ハウジング８０の蓋部８０２を取り外し、磁気ローラー８２と、スクリューフィーダー８５との間から、スクリューフィーダー８６を臨む様子を表している。なお、図３において、現像ローラー８３は図示を省略されている。

現像ハウジング８０の内部において、略水平に隣接されたスクリューフィーダー８５および８６は、それぞれ磁気ローラー８２の回転軸方向において、逆方向に現像剤を搬送する（図３の矢印Ｄ２、Ｄ１）。更に、これらスクリューフィーダー８５および８６の軸方向端部における現像剤搬送路は、現像ハウジング８０の底部８０３に設けられた連通路８０４および８０５によって連通され、全体として時計回りの現像剤の循環路が形成されている。

スクリューフィーダー８６の上方には、磁気ローラー８２が対向して配設されている（第１対向部）。磁気ローラー８２は、図２および図３でＲ１方向に回転し、スクリューフィーダー８６は、第１対向部で、磁気ローラー８２と逆方向（Ｒ２方向）に回転している。磁気ローラー８２の周面８２Ａにスクリューフィーダー８６から現像剤の一部が供給され（図２の矢印Ｆ１）、残りの現像剤が軸方向に攪拌、搬送される（図３の矢印Ｄ１）。また、現像ローラー８３へのトナーの移動後、磁気ローラー８２の分離極８２５（図２）によってその周面８２Ａから剥離された現像剤が再度、スクリューフィーダー８６の搬送路に流入する（図２の矢印Ｆ２）。

ここで、感光体ドラム３２１に形成される静電潜像に応じて、主極８２３において、現像ローラー８３側にトナーの一部が消費されているため、上記の磁気ローラー８２から分離され、スクリューフィーダー８６に再度流入する現像剤は、二成分現像剤を構成するキャリアに対するトナーの比率（Ｔ／Ｃ）が低下している。したがって、これら磁気ローラー８２から分離された現像剤と、スクリューフィーダー８６内を矢印Ｄ１方向に攪拌、搬送されてきた現像剤とでは、キャリアとトナーの比率（Ｔ／Ｃ）が、相違する。

ただし、現像装置３２４内の現像剤量が少ない場合であれば、図２の矢印Ｆ２に示すように、分離された現像剤が、スクリューフィーダー８６の下方へ落下する。その後、当該現像剤は、現像ハウジング８０の底部８０３側に沈むように搬送された後、周囲の現像剤と十分攪拌された上で、磁気ローラー８２に再供給される。このため、キャリアとトナーの比率の部分的な不均一性は、問題となりにくい。

一方、現像装置３２４の使用条件において、現像装置３２４内の現像剤量が多い場合（たとえば、４００ｇ）には、この磁気ローラー８２から分離された現像剤（分離現像剤）が、スクリューフィーダー８６のスクリュー外周縁８６１（螺旋形状の外周部）の回転力によって、スクリューフィーダー８６の下方に入り込むことができない。むしろ当該現像剤は、上方に押し戻され、磁気ローラー８２側に再付着しやすい（図２の矢印Ｆ３）。なお、このような現象は、現像装置の使用に応じて、トナーのみならずキャリアも補給する、いわゆるトリクル現像方式において、現像剤貯留部８１内の現像剤量の変動が大きく、顕著となる。

上記の磁気ローラー８２への分離現像剤の再付着現象には、スクリューフィーダー８６の形状が寄与する。スクリューフィーダー８６のスクリュー外周縁８６１の形状（螺旋形状）に対応して、分離現像剤の再付着の顕著な部分が磁気ローラー８２上に周期的に分布することとなる。前記周期的な分布は、スクリューフィーダー８６が回転したときにスクリュー外周縁８６１が描く軌跡を対向面（磁気ローラー８２の周面）に投影したラインに近似する。この結果、磁気ローラー８２上にトナー濃度の不均一分布が生じる。

図３において、磁気ローラー８２の周面上に示した点線部Ｐは、磁気ローラー８２の裏側（スクリューフィーダー８６に対向する側）での分離現像剤の再付着の分布を表しており、その周期、および分布形状は、対向するスクリューフィーダー８６のスクリュー外周縁８６１（螺旋形状）の形状に対応している。すなわち、磁気ローラー８２の周面８２Ａにおいて、スクリュー外周縁８６１が対向する位置では、分離現像剤の再付着が顕著であるため、Ｔ／Ｃ（トナー濃度）が低い現像剤が付着している。一方、スクリューフィーダー８６の軸部８６２に対応する位置では、その半径方向への搬送力が小さいため、分離現像剤は、磁気ローラー８２上に再付着しにくい。したがって、磁気ローラー８２の周面８２Ａには、スクリューフィーダー８６の下方に入り込み、十分に攪拌された、Ｔ／Ｃの高い現像剤が付着している（図２のＦ１）。

このように、再付着現像剤の分布は、磁気ローラー８２とスクリューフィーダー８６とが互いに回転した時に、スクリューフィーダー８６上のスクリュー外周縁８６１が描く軌跡を磁気ローラー８２の周面上に投影した形状に対応している。なお、図３において実線部Ｐ’は、この再付着現像剤が、磁気ローラー８２の回転に伴い、磁気ローラー８２の周面８２Ａの上側に搬送された際の分布を示している。

また、Ｔ／Ｃ（トナー濃度）の異なる現像剤は、流動性も異なることがある。従って、上記の磁気ローラー８２上に分布した再付着現像剤と、スクリューフィーダー８６の下方から供給された、周辺の現像剤とでは、磁気ローラー８２の周面８２Ａに付着する現像剤量のむらを差が生じることがある（周面８２Ａ上での現像剤層の高低差）。

このような磁気ローラー８２上でのＴ／Ｃ（トナー濃度）の偏りや現像剤量のむらは、磁気ローラー８２からトナーが移動される現像ローラー８３上および、感光体ドラム３２１上での現像剤像でも残存するため、結果的に画像欠陥につながってしまう。

＜規制プレートについて＞
ここで、本実施形態では、この分離現像剤の再付着（再付着現像剤）の問題を解決するために、規制プレート９０が磁気ローラー８２の下方であって、その外周面に対向する位置に配設されている。なお、図３では、後述の傾斜関係を説明するために、規制プレート９０の位置を上方にずらして表示している。実際の位置関係では、規制プレート９０は、図２に示すとおり、現像剤規制ブレード８４の下方であって、磁気ローラー８２の回転方向上流側に位置するものである。

図４（ａ）は、本実施形態にかかる規制プレート９０の拡大図であり、磁気ローラー８２の周面８２Ａに対向する面を表している。規制プレート９０は、所定の厚みをもった板状の樹脂部材からなり、磁気ローラー８２に対向する面には、図４（ｂ）（図４（ａ）のＡ−Ａ’断面図）に示すように、基材部９０３から、凸形状をもって突出する突条９０１（突起部材）と、突条９０１の間に配設される凹（溝）形状を有する溝部９０２とが配設されている。この突条９０１は、磁気ローラー８２の回転軸と垂直なライン（（図４（ａ）のＡ−Ａ’線に垂直なライン）に対して、その上端が規制プレート９０の右端に向かう方向（第１方向）に所定の角度で傾斜して配設されている。

規制プレート９０は、磁気ローラー８２の周面８２Ａに対向し、複数の隣接配置された突条９０１が、磁気ローラー８２上の現像剤層に接触するように、配設されている。規制プレート９０の突条９０１に接触した現像剤は、溝部９０２に進入し、案内壁９０１ａに案内され、図４（ａ）の矢印に示すように、右側に傾斜した方向に搬送される。ここで、図３に示すように、突条９０１が傾斜する向きは、磁気ローラー８２の周面上で再付着現像剤が分布する傾き（点線部Ｐ）とは逆向きとなるように設定されている。すなわち、磁気ローラー８２とスクリューフィーダー８６とが互いに回転した時に、スクリューフィーダー８６上のスクリュー外周縁８６１が描く軌跡を磁気ローラー８２の周面上に投影した形状の傾き（第１傾斜形状）と、突条９０１の傾斜を磁気ローラー８２の周面上に投影した形状の傾き（第２傾斜形状）とが、交差する。より詳しくは、磁気ローラー８２とスクリューフィーダー８６とが互いに回転した時に、スクリューフィーダー８６上のスクリュー外周縁８６１を磁気ローラー８２の周面上に投影した形状は、磁気ローラー８６の回転軸方向において、磁気ローラーの回転軸の一端８２８の向きに傾斜している。一方、突条９０１の傾斜を磁気ローラー８２の周面上に投影した形状は、磁気ローラーの回転軸の他端８２９に向かって傾斜している。

このため、磁気ローラー８２上に周期的に分布した再付着現像剤は、突条９０１に接触することで、周囲の現像剤と攪拌されるとともに、分布していた領域（図３の点線部Ｐ）から離れる方向（点線部Ｐと交差する方向）に、移動されることとなる。したがって、磁気ローラー８２上に異なるトナー濃度を持って偏在していた現像剤が、混ざりあい、トナー濃度の均一化が果たされる。

また、この突条９０１による現像剤の移動によって、磁気ローラー８２の周面８２Ａ上に、現像剤量のむら（高低差）があった場合でも、そのむらが緩和されることとなる。

なお、本実施形態では、隣接する突条９０１同士の間隔は、磁気ローラー８２上に投影されるスクリューフィーダー８６のスクリュー外周縁８１６の間隔よりも小さく設定されている。この場合、磁気ローラー８２上の１箇所のスクリュー外周縁に相当する現像剤領域（図３の点線部Ｐ）に、複数の突条９０１が順次接触するため、より細かい領域での現像剤の移動と、偏在するトナー濃度の均一化が実現される。

ここで、本実施形態では、磁気ローラー８２とスクリューフィーダー８６とが、その対向部において逆方向に回転しており、磁気ローラー８２の回転軸方向において、当該突条９０１が傾斜する向きは、スクリューフィーダー８６の軸心方向において、現像剤が搬送される向きＤ１と同じになっている。すなわち、このいずれもが、磁気ローラー８２の回転軸の他端８２９側に向くように設定されている。

以上のように、本実施形態にかかる規制プレート９０によれば、現像装置３２４内の現像剤量が多い場合（たとえば、４００ｇ）に、磁気ローラー８２の主極８２３を通過した現像剤が、磁気ローラー８２から分離された後、スクリューフィーダー８６の回転力によって、磁気ローラー８２に再付着することによって生じた再付着現像剤の周期的な分布（トナー濃度分布）を低減することが可能となる。更に、この再付着現像剤の周期的な分布によってもたらされる画像欠陥を効果的に抑制することが可能となる。

以上、本発明の実施形態に係る現像装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を採用することができる。
（１）上記実施形態では、規制プレート９０について樹脂材料からなる板状部材を用いて説明したが、規制プレート９０はこれに限られるものではなく、金属材料から構成されることも可能である。この場合、磁気ローラー８２に内包される磁極との間で、磁界が形成されないために、規制プレート９０には非磁性金属材料が選択されることが好ましい。
（２）また、上記実施形態では、突起部材の実施形態として、傾斜する突条９０１を有する規制プレート９０について説明したが、この形状に限られるものではなく、突起部材は、磁気ローラー８２上の再付着現像剤を効果的に攪拌し、その周期的な分布を乱す効果を有するものであればよい。

たとえば、図５は本発明の第２の実施形態に係る規制プレート９１を示す図である。規制プレート９１では、突起形状を形成するために、基材部９１３には、その上端側が右方向（第２方向）に傾斜した第１の溝９１１（第１溝部）と、その上端側が左方向に傾斜（第３方向）した第２の溝９１２（第２溝部）とが、互いに交差する方向に複数形成されている。ここで、第１の溝９１１と、第２の溝９１２とが互いに交差することで、これらの溝に流入する現像剤は、分流と衝突を繰り返しながら、攪拌されるため、前述のトナー濃度の偏りが効果的に解消される。なお、第１の溝９１１と第２の溝９１２との溝間隔は、磁気ローラー８２上に投影されるスクリューフィーダー８６のスクリュー外周縁８１６の間隔（ピッチ）よりも小さく設定されることが好ましい。この場合、より細かい領域で、現像剤の移動が実現され、磁気ローラー８２上の現像剤量のむら（高低差）の均一化を促進することも可能となる。なお、その他の構成および配置関係は、第１の実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。

次に、上記の実施形態に係る規制プレート９０および９１によって、磁気ローラー８２上での再付着現像剤の分布が緩和され、プリント画質におけるスクリューむらが効果的に改善した実施例について説明する。

なお、実施例及び比較例においては以下の諸元及び条件で画出しを行った。
＜装置条件＞
・画像形成装置：京セラミタ製 ＴＡＳＫａｌｆａ ５５５０ｃｉ
・感光ドラム：直径φ３０ｍｍ、周速３００ｍｍ／ｓｅｃ、表面電位（暗電位）３００Ｖ、明電位１０Ｖ
・現像ローラの回転スリーブ：材質アルミニウム、直径φ２０ｍｍ、周速４５０ｍｍ／ｓｅｃ
・磁気ローラの回転スリーブ：材質アルミニウム、直径φ２０ｍｍ、周速６７５ｍｍ／ｓｅｃ
・トナー平均粒径：６．８μｍ
・キャリア平均粒径：３５μｍ
・トナー／キャリア重量比率：１１％
・磁気ローラー８２と現像ローラー８３との表面同士の最近接設定距離：３５０μｍ
・現像ローラー８３と感光体ドラム３２１との表面同士の最近接設定距離：１５０μｍ
・現像ローラー印加電圧：Ｖdc２＝３００Ｖ、Ｖpp＝１．６ｋＶ、周波数ｆ＝２．７ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ比＝５０％
・磁気ローラー印加電圧：Ｖdc１＝４００Ｖ、現像ローラー印加電圧Ｖppと同じ周期で逆の位相のＶpp＝２．８ｋＶ、周波数ｆ＝２．７ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ比＝７０％

＜規制プレート＞
実施例１：第１の実施形態に係る規制プレート９０を備える。
溝部９０２の幅：１ｍｍ
溝部９０２の深さ：１．５ｍｍ
溝部９０２の間隔：３ｍｍ
（溝部９０２の幅および間隔は、いずれも溝部９０２の傾斜方向に直行する直線上で測定した。）
実施例２：第２の実施形態に係る規制プレート９１を備える。
第１の溝９１１および第２の溝９１２の幅：１ｍｍ
第１の溝９１１および第２の溝９１２の深さ：１．５ｍｍ
第１の溝９１１および第２の溝９１２のそれぞれの間隔：３ｍｍ
（上記溝の幅および間隔は、いずれも溝の傾斜方向に直行する直線上で測定した。）
比較例１：規制プレートを有さない場合。
比較例２：規制プレートを有さない場合。ただし、特開２００７−３２２７０７号公報記載の圧縮部材を有する。

表１は、スクリューむらの評価結果であって、Ａ３プリント全面に、高濃度画像を作像した際に、スクリューフィーダー８６のスクリュー形状で現れるむら（スクリューむら）について目視で評価したものである。○はスクリューむらが現れていない結果を示し、△は磁気ローラー８２上の現像剤量が少ないときに、規制プレート９０の溝部で若干現像剤が偏ってしまうために、磁気ローラー８２の軸方向端部で部分的に生じるむらを意味し、×はスクリューむらが顕著に現れている結果を表すものである。いずれも、現像装置３２４内の現像剤量を変化させて、スクリューむらが現れるか否かを評価した。

表１に示されるように、実施例１、２では、現像装置３２４内の現像剤量が多い状態（３７５〜４００ｇ）でもスクリューむらが発生せず、現像剤量に関して広い範囲での使用が可能となっている。このように、比較例１、２と比較して、規制プレート９０または規制プレート９１を配置させることで、現像装置３２４内の現像剤量が多い状態（３７５〜４００ｇ）においても、スクリューむらの発生が効果的に防止されていることが確認された。

１ 画像形成装置
１０ 装置本体
３０ 画像形成部
３２ 画像形成ユニット
３３ 中間転写ユニット
３２１ 感光体ユニット
３２４ 現像装置
８０ 現像ハウジング（筐体）
８０２ 蓋部
８０３ 底部
８１ 現像剤貯留部
８２ 磁気ローラー
８２１ 汲上極
８２２ 規制極
８２３ 主極
８２４ 搬送極
８２５ 分離極
８３ 現像ローラー
８３１ 対向主極
８４ 現像剤規制ブレード（層規制部材）
８５ スクリューフィーダー（攪拌部材）
８６ スクリューフィーダー（攪拌部材）
９０ 規制プレート
９０１ 突条（突起部材）
９０２ 溝部
９０３ 基材部
９１ 規制プレート
９１１ 第１の溝（第１溝部）
９１２ 第２の溝（第２溝部）
９１３ 基材部

Claims (4)

1. トナーおよびキャリアを含む現像剤を収容する筐体と、
   前記筐体内に配置され、回転駆動され、周面に前記トナーからなるトナー層を担持し、表面に静電潜像が形成される像担持体に前記トナーを供給する現像ローラーと、
   前記筐体内に配置され、回転軸を有し、前記回転軸回りに回転することにより前記現像剤を周面で磁気的に担持し、前記現像ローラーに前記トナーを供給する磁気ローラーと、
   前記筐体内に前記磁気ローラーに対向して配置され、軸心と、該軸心の周囲に配設されたスクリュー形状部とを有し、回転しながら前記現像剤を攪拌および搬送し、前記磁気ローラーに前記現像剤を供給する攪拌部材と、
   前記磁気ローラーに対向配置され、前記攪拌部材から前記磁気ローラーに供給された前記現像剤の層厚を所定厚みに規制する層厚規制部材と、
   前記層厚規制部材よりも前記磁気ローラーの回転方向上流側で、前記磁気ローラーの周面に対向し、前記磁気ローラーの回転軸方向に沿って配置され、前記磁気ローラー上に担持されている現像剤に接触する複数の突起部材と、
   前記複数の突起部材を支持する基材部と、有し、
   前記複数の突起部材は、前記基材部から突出し、第１方向にのみ傾斜して伸びる複数の突条であり、
   前記磁気ローラーと前記攪拌部材とが回転した時の、前記スクリュー形状部のスクリュー外周縁が描く軌跡を前記磁気ローラーの周面上に投影した第１傾斜形状と、前記磁気ローラーと前記突起部材との対向位置で、前記第１方向に沿った前記突条の傾斜を前記磁気ローラーの周面上に投影した第２傾斜形状とが、前記磁気ローラーの周面上で交差することを特徴とする現像装置。
2. 前記第１傾斜形状は、前記磁気ローラーの回転軸方向において、前記磁気ローラーの回転軸の一端に向けて傾斜し、
   前記第２傾斜形状は、前記磁気ローラーの回転軸方向において、前記磁気ローラーの回転軸の前記一端とは異なる他端に向けて傾斜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. 前記磁気ローラーと、前記攪拌部材とは、その対向部において、互いに逆向きに回転するものであり、
   前記第１方向は、前記攪拌部材の軸心方向において、前記スクリュー形状部が前記現像剤を搬送する向きと同じ向きに傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
4. 表面に静電潜像が形成され、当該静電潜像が前記現像ローラーから供給された現像剤によって、現像剤像に顕在化される像担持体と、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の現像装置と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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