JP5396938B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いて現像を行う現像装置と、その現像装置に用いられるキャリア、トナー及び現像剤と、前記現像装置を備えたプロセスカートリッジと、前記現像装置または前記プロセスカートリッジを備え、電子写真方式を利用した画像形成を行う複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置に関する。さらに本発明は、前記現像装置または前記プロセスカートリッジを複数備え、カラー作像が可能な画像形成装置に関する。

従来、二成分現像剤を用いて現像を行う２軸搬送タイプの現像装置として、現像剤担持体（現像ローラ（スリーブ））への現像剤供給及び回収用の現像剤搬送部材（スクリュ、オーガ等）及び供給回収搬送路と、トナー補給後の搬送攪拌用の現像剤搬送部材（スクリュ、オーガ等）及び攪拌搬送路の、２つの現像剤搬送部材（スクリュ、オーガ等）及び２つの搬送路で構成され、これらが現像剤担持体の下方に略水平方向に配置されている構成のものが知られている。

近年では画像形成装置の小型化が求められているが、従来の２軸搬送タイプの現像装置としては小型化の限界にきていると言ってもよい。１軸で現像剤を搬送することができれば、スクリュ１本分の小型化になるが、従来技術では、トナーを長手方向の一箇所のみで補給し、現像スリーブから遠い側のスクリュで攪拌を行いながら長手の一方へと現像剤を搬送し、十分にトナーとキャリアを混ぜた後に、現像スリーブに近い側のスクリュから現像スリーブに現像剤を補給しながら遠い側のスクリュと逆方向に搬送する。攪拌機能と供給機能が分離されているが、実現のためには現像剤を現像ユニット内で循環させなければならないため、２本のスクリュが必須となっている。つまり、スクリュが１軸のみであれば、当然のことながら長手の片側に現像剤が偏ってしまう結果となる。
トナーを長手方向全面に補給する場合であれば、スクリュによって大きく現像剤を動かす必要性は長手の一箇所に補給する場合と比較して相対的に少なくなるが、従来例では現像剤を十分に攪拌するために、スクリュ１本に加えて攪拌パドルが必要となっていた。たとえば特許文献１に示される構成では、長手方向で全面補給を行い、セパレータからトナーが落ちる際に斜行板によって横方向に移動し、それとは別に長手の逆方向へ搬送するスクリュを組み合わせて横方向の攪拌を行っている。しかし、スクリュとパドルを別に設けなければならないため、装置の大型化につながってしまうという難点がある。
また、特許文献１の装置では、スクリュで現像剤を長手方向の一方に搬送し、斜行板でスクリュと逆方向に搬送している。さらに現像剤を攪拌するためにパドルが存在する。ここで、現像装置小型化のために、攪拌パドルと搬送スクリュを一体として、小型化を図ろうとした場合、従来構成では、スクリュの長手方向搬送能力に対して、スクリュと逆方向への搬送能力が小さく、現像剤がスクリュの搬送方向下流側に偏ってしまう。この課題を解決するために、スクリュの搬送能力を落とすと、現像剤が長手方向でごく狭い領域しか移動しなくなるため、長手方向に画像面積率の差が大きい画像を出力した場合に濃度ムラを生じる原因となる。

また、上記２軸搬送タイプに代表される従来の画像形成装置では、現像剤（キャリアとトナーの混合物）が現像スリーブの近傍のみに存在し、現像スリーブ近傍でトナーとキャリアの攪拌も行うため、トナーとキャリアが十分に攪拌されずに、スリーブに供給されてしまうという課題があった。また、トナーとキャリアを攪拌する機構が現像装置に組み込まれるため、現像装置自体が大型化して装置構成が複雑になると共に、装置メンテナンス時の操作性が低下するという問題があった。
上記のような課題を解決するために、現像剤適正化手段と現像剤循環搬送手段を別々に設け、現像装置の小型化とメンテナンス性の向上を可能とする発明が知られている。特許文献２の画像形成装置では、現像手段と、この現像手段とは異なる箇所に別体で配置される現像剤適正化手段との間で、現像剤の移送、循環を行っている。現像剤適正化手段において、トナーとキャリアの混合比を調整して、現像剤のトナー濃度と帯電量を適正化し、適正化された現像剤を現像装置に供給するため、現像装置事態が現像剤濃度などを適正化させる機構を持つ必要がなく、装置の小型化を図ることができ、複雑な画像形成装置の内部構成が簡素化され、そのレイアウト上の余裕も生じ、メンテナンスの容易化を図ることができる。
しかし、特許文献２に示される現像剤適正化手段及び現像剤循環搬送手段を用いて、簡素化された現像装置に現像剤を供給する場合、一度現像に用いられて現像剤濃度が低くなっている剤が、現像剤適正化手段に戻る前にもう一度現像スリーブに供給されてしまう場合がある。一度現像に用いられて現像剤濃度が低くなっている剤を用いて、同じバイアスにて現像を行うと、感光体上のトナー付着量が減り、画像濃度の低下を招く。特に、画像面積率が高い画像をプリントした場合には現像剤搬送下流側で大きな濃度低下が起こり、長手方向で画像濃度偏差が生じてしまう結果となる。

また、長手方向に画像面積率の差が大きい画像を出力した場合に濃度ムラを生じる原因として、現像剤が現像スリーブに連れまわることがあり、特許文献３では以下の三つの原因とその対策を提案している。
原因(1)現像後の現像剤が現像剤担持体から一端離れた後に、ユニット側板にあたって跳ね返り再び現像剤担持体に汲み上げられること。
原因(2)現像後の現像剤が現像剤担持体から一端離れた後に現像剤担持体表面移動方向下流側でこの現像剤離脱箇所に隣接して現像剤を汲み上げるための磁界が形成される現像剤担持体表面上の現像剤汲み上げ箇所の磁力により、再び現像剤担持体に汲み上げられること。
原因(3)現像後の現像剤が現像剤担持体から一端離れ現像剤供給部材の位置に落下した後現像剤供給部材によって攪拌されることなく再び現像剤担持体へ汲み上げられること。
以上、三つの原因の解決手段として、特許文献３では、現像剤担持体表面から現像剤を離脱させる磁界に設定した箇所の下方に上端が位置し、現像剤担持体表面に対向する側の空間と現像剤担持体表面から離脱した現像剤が落下する落下空間とを仕切る現像剤規制板を配設した方法が提案されている。（特許文献３の図６参照）
ところが、特許文献３に提案されるような現像剤規制手段によって、現像剤の連れまわりによる濃度ムラは低減できるものの、あくまでも２軸搬送タイプの現像装置に適応することが前提であるために、現像器の小型化には限界が生じる。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、小型で現像剤が十分に攪拌可能かつ画像濃度ムラのない現像装置を提供することを目的とする。

すなわち、以下の１ないし７の発明によって、上記課題は解決される。
１．トナーとキャリアを含む現像剤を磁力により保持するための固定磁石を内部に有する潜像現像用の現像剤担持体と、該現像剤担持体の下方から前記現像剤担持体へ現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記固定磁石は法線磁束密度の大きい領域と小さい領域とを生成し、前記法線磁束密度が大きい領域内で前記現像剤により静電潜像を現像した後に、前記法線磁束密度が小さい領域内で、現像剤を前記現像剤担持体から切り離して前記現像剤供給部材へ落下させる現像剤回収手段と、現像剤が前記現像剤担持体から切り離されて前記現像剤供給部材へ回収されるまでの回収経路中に位置し、前記現像剤の経路を規制する規制部材とを設けた現像部を備えた現像装置において、前記現像剤供給部材は、前記現像剤担持体の長手方向の一方に現像剤を搬送する第一の現像剤搬送手段を兼ね、前記規制部材は、前記第一の現像剤搬送手段による現像剤搬送方向と同方向に、現像剤を搬送する第二の現像剤搬送手段を兼ね、前記現像部の外部に、現像剤回収搬送手段及び現像剤供給搬送手段と、これらに接続された現像剤適正化手段が設けられ、前記現像剤回収搬送手段及び現像剤供給搬送手段は、前記現像部に設けられた現像剤排出口及び現像剤供給口を介して現像部と接続されていることを特徴とする現像装置である。

２．前記１に記載の現像装置において、前記現像剤規制部材は水平方向から傾いている板状の部材であり、表面に複数の平行溝が設けられている斜行板が設けられていることを特徴とする現像装置である。
３．前記２に記載の現像装置において、前記斜行板における斜行量は、平行溝間隔以上であることを特徴とする現像装置である。
４．前記１ないし３のいずれかに記載の現像装置において、前記現像剤規制部材に接触し、該規制部材を振動させる振動手段を有することを特徴とする現像装置である。
５．前記４に記載の現像装置において、前記規制部材に接触する振動手段は、第一の現像剤搬送手段の現像剤搬送速度によってその振動条件が制御されることを特徴とする現像装置である。
６．前記１ないし５のいずれかに記載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である。
７．前記１ないし５のいずれかに記載の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば画像濃度ムラのない小型現像装置及び画像形成装置を提供することができる。

本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 従来の一般的な現像ユニットの構造を示す模式断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る現像ユニットの構造を示す模式断面図である。 本発明に係る現像剤規制搬送板の斜視図である。 本発明に係る現像剤規制搬送板のおもて面を真上から見た図である。 本発明に係る現像剤規制搬送板のうら面を真上から見た図である。 本発明の第１の実施形態に係る現像剤サイクルを示す模式断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る現像剤サイクルを示す長手方向の模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る現像ユニットの構造を示す模式断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る現像剤サイクルを示す模式断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る現像剤サイクルを示す長手方向の模式図である。 第２の実施形態に係る現像剤攪拌・循環システムを示す斜視図である。 撹拌部等の断面図で、（ａ）はＣ−Ｃ線での水平断面図、（ｂ）は撹拌部の縦断面図である。 撹拌部での現像剤の流れを示す断面図である。 ロータリフィーダとのその下方の循環路の断面図である。

以下に、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における実施の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
図１は、本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
画像形成装置は、その内部の略中央に中間転写ベルト５６を備えている。中間転写ベルト５６は、ポリイミドやポリアミド等の耐熱性材料からなり、中抵抗に調整された基体からなる無端状ベルトで、４つのローラ５２、５３、５４、５５に掛け回して支持され、図中矢印Ａ方向に回転駆動される。中間転写ベルト５６の下方にはイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色トナーに対応した４つの作像ユニットが中間転写ベルト５６のベルト面に沿って並んでいる。
また、４つの作像ユニットの下方には、帯電した各感光体の表面に各色の画像データに基づいて露光をし、潜像を形成する露光装置９が備えられている。
中間転写ベルト５６を挟んで、各感光体１(１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ)と対向する位置には、感光体１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト５６上に一次転写する一次転写ローラ５１がそれぞれ配置されている。一次転写ローラ５１は、図示しない電源に接続されており、所定の電圧が印加される。

中間転写ベルト５６のローラ５２で支持された部分の外側には、二次転写ローラ６１が圧接されている。二次転写ローラ６１は、図示しない電源に接続されており、所定の電圧が印加される。二次転写ローラ６１と中間転写ベルト５６との接触部が二次転写部であり、中間転写ベルト５６上のトナー像が転写紙に転写される。
中間転写ベルト５６のローラ５５で支持された部分の外側には、二次転写後の中間転写ベルト５６の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置５７が設けられている。
二次転写部の上方には、転写紙上のトナー像を転写紙に半永久的に定着させる定着装置７０が備えられている。定着装置７０は、内部にハロゲンヒータを有する加熱ローラ７２及び定着ローラ７３に巻き掛けられた無端の定着ベルト７１と、定着ベルト７１を介して定着ローラ７３に対向、圧接して配置される加圧ローラ７４とから構成されている。
画像形成装置の下部には、転写紙を載置し、二次転写部に向けて転写紙を送り出す給紙装置２０が備えられている。図１において、２１は給紙ローラ、９１は排紙ローラ、２００はトナーボトルである。
図１に示す画像形成装置はカラー４連タンデムの中間転写方式であり、紙搬送が縦方向の例である。攪拌スクリュの一軸化に伴って小型化された本発明の現像装置を用いることによって、画像形成装置も小型化することができる。
また、本発明のプロセスカートリッジは、感光体と、少なくとも感光体上の潜像を現像剤で現像する現像装置とを一体化し画像形成装置に対して着脱可能に構成したプロセスカートリッジであって、現像装置として、本発明の記載の現像装置を用いるものである。

本発明の現像装置は、現像スリーブ下に位置する現像剤供給兼搬送機能を持つスクリュを一軸のみとして、現像剤が現像スリーブから離れる位置に設けた規制部材が規制機能の他に現像剤を長手方向に搬送する機能を有し、さらにその長手搬送方向は現像スリーブ下方に位置する搬送スクリュにより搬送される現像剤の搬送方向とは１８０°逆である。
このことにより、感光体に担持された潜像の現像に使用されてトナー濃度が低下した現像剤は、規制部材によって確実に現像スリーブから切り離されると同時に、現像スリーブの長手方向へと移動しながら、現像スリーブ下にある搬送スクリュ部に落下する。このことにより、静電潜像通過後の現像剤が現像スリーブに連れまわることなく、かつ、長手方向への攪拌が１本の搬送スクリュで完結するために、濃度ムラのない小型現像器を提供することができる。
また、本発明の現像装置は、現像スリーブ下に位置する現像剤供給兼搬送機能を持つスクリュを一軸のみとして、現像剤が現像スリーブから離れる位置に設けた規制部材が規制機能の他に現像剤を長手方向に搬送する機能を有し、さらにその長手搬送方向は現像スリーブ下方に位置する搬送スクリュにより搬送される現像剤の搬送方向と同方向である。
このことにより、感光体に担持された潜像の現像に使用されてトナー濃度が低下した現像剤は、規制部材によって確実に現像スリーブから切り離されると同時に、現像スリーブの長手方向（現像装置内から現像剤を排出する方向）へと移動しながら、現像スリーブ下にある搬送スクリュ部に落下する。このことにより、静電潜像通過後の現像剤が現像スリーブに連れまわることなく、一度現像に使用された現像剤の排出を促す。そして、長手方向への攪拌が１本の搬送スクリュで完結するために、濃度ムラのない小型現像器を提供することができる。

本発明に係る現像ユニット（現像部）の特徴を明らかにするために、まず従来の現像ユニットの構造及びその問題点について説明する。図２は、従来の代表的な二成分現像プロセス用の現像ユニットの模式的断面図である。現像ユニットのケーシング７に現像ローラ２及び現像剤攪拌スクリュ３，４が内蔵されている。現像ローラ２は、アルミニウム製の現像スリーブ及び内部に固定設置された多極の磁石より構成される。図２には、固定磁石によって形成される磁界の法線方向の磁束密度を示してある。不図示のトナー補給口から供給されたトナーは、現像機内で初めてキャリアと混合、攪拌、帯電され現像可能な現像剤となる。現像剤は、２本の現像剤攪拌スクリュ３，４によって攪拌及び搬送される。現像ローラ２の回転に伴い現像スリーブ上に汲み上げられた現像剤はドクターブレード５によって擦り切られ、現像ユニットに搬送される。現像スリーブにはバイアス印加手段が接続されており、現像スリーブと感光体1との間には静電界及び交互電界が形成され、現像が行われる。現像工程の終了した現像剤は現像スリーブによって搬送され、現像ユニット内に戻される。現像ユニット内に戻された現像剤は、現像剤切り極（図２のポイントＡ）で、現像スリーブから離脱される。離脱された現像剤は、現像剤規制板６によって現像スリーブに再汲み上げされることなく攪拌スクリュ３へと落下して次回の現像機会へと備えられる。

本発明の現像装置の第１の実施形態に係る現像ユニットの構造を、図３に基づいて説明する。図３において、現像ユニットケーシング７には、現像ローラ２、一軸の現像剤攪拌スクリュ３、ドクターブレード５、そして本発明のコアとなる現像剤規制搬送板６ａが内蔵されている。現像剤規制搬送板６aは、現像剤切り極（図３のポイントＡ）から離された現像剤がその自重によって再び現像剤攪拌スクリュ３上に落下するように傾斜が付いている。
以下、現像剤規制搬送板６aについて詳細に説明を行う。図４、５、６は、現像剤規制搬送板６ａの詳細を示したものである。図４には現像剤規制搬送板６ａの斜視図を示し、図５には真上から見た図を示す。現像剤規制搬送板６ａは、長方形のいわゆる一般的なブレード状の形状をしており、現像剤規制搬送板６ａの現像ユニットケーシング７側の面（おもて面とする）には、現像剤を現像スリーブの長手方向に搬送するように斜めに溝が平行に複数本設けられている斜行板となっている。

現像剤を効率良く長手方向に搬送するために、斜行板の斜行量α（図４、５）は斜行板間隔β以上とすること（α≧β）が好ましい。その理由としては、スリーブから切り離された現像剤が、斜行板上において現像剤の移動方向の上流であり搬送方向の斜行板の凸部と斜行板の長手方向が成す角度が鋭角である位置のポイントＤに位置した場合には、α＜βとなる斜行板においても凸部に落下方向を規制されてよって長手方向に搬送されるが、スリーブから切り離された現像剤が、斜行板上において現像剤の移動方向の上流であり搬送方向の斜行板の凸部と斜行板の長手方向が成す角度が鈍角である位置のポイントＣに位置した場合には、α＜βとなる斜行板においては凸部に接触せずに落下するために長手方向に搬送されない。そのため、斜行板の斜行量α（図４、５）は斜行板間隔β以上とすること（α≧β）が好ましい。

図６は現像剤規制搬送板６ａのドクターブレード５側の面（うら面とする）、を真上から見た図を示す。現像剤規制搬送板６ａのうら面には、現像剤規制搬送板６ａを振動させる振動子８が複数個並べられている。振動子８は、ピエゾに代表される圧電素子や、小型モータを利用した振動発生装置である。
図７、８に現像剤の循環サイクルの模式図を示す。図７のポイントＢ近傍にある現像剤は、固定磁石から形成される磁界（汲み上げ極）によって現像スリーブへと移動する（(1)）。感光体１の静電潜像への現像を終了したトナー濃度の低下した現像剤は、現像剤切り極（図７のポイントＡ）で現像スリーブから離脱され、現像剤規制搬送板６ａのおもて面上で、図８に示す長手方向の右（(2)）へ現像剤の自重及び振動によるホッピングによって移動し、攪拌スクリュ３上へ落下する。落下した現像剤は、攪拌スクリュ３によって図８に示す長手方向の左（(3)）へ移動し、再び汲み上げ極にて現像スリーブへと移動するサイクルを繰り返す。この際、長手方向の右（(2)）への現像剤搬送量と長手方向の左（(3)）への現像剤搬送量は同じとなるように、攪拌スクリュ３の形状、現像剤規制搬送板６ａのおもて面の形状、現像剤規制搬送板６ａの設置角度などのしかるべき設計パラメータを調整する。
また、振動子８によって、現像剤規制搬送板６ａのおもて面での現像剤搬送量を制御することができる。例えば、振動子８が小型モータを利用した振動発生装置の場合、プロセス線速が標準速とその半分の半速では、モータの回転数を可変にする。標準速では、モータの回転数を大きく、半速ではモータの回転数を小さくし、現像剤規制搬送板６ａによる現像剤搬送量と、攪拌スクリュ３による現像剤搬送量が常に同じとなるようにする。そうすることで、攪拌スクリュ３の長手方向の現像剤量バランスを均一に保つことができる。

本発明の現像装置の第２の実施形態に係る現像ユニットの構造を、図９に基づいて説明する。図９において、現像ユニットケーシング７には、現像ローラ２、一軸の現像剤攪拌スクリュ３、ドクターブレード５、そして本発明のコアとなる現像剤規制搬送板６ａが内蔵されている。現像剤規制搬送板６aは、現像剤切り極（図９のポイントＡ）から離された現像剤がその自重によって再び現像剤攪拌スクリュ３上に落下するように傾斜が付いている。現像剤規制搬送板６aについては、上述した説明のとおりである。
図１０、１１に現像剤の循環サイクルの模式図を示す。図１０のポイントＢ近傍にある現像剤は、固定磁石から形成される磁界（汲み上げ極）によって現像スリーブへと移動する（(1)）。感光体１の静電潜像への現像を終了したトナー濃度の低下した現像剤は、現像剤切り極（図１０のポイントＡ）で現像スリーブから離脱され、現像剤規制搬送板６aのおもて面上で、図１１に示す長手方向の右（(2)）へ現像剤の自重及び振動によるホッピングによって移動し、攪拌スクリュ３上へ落下する。落下した現像剤は、攪拌スクリュ３によって図１１に示す長手方向の右（(3)）へさらに移動及び攪拌され、再び汲み上げ極にて現像スリーブへと移動する。

そして、現像剤サイクルを繰り返した後、現像剤排出口１０３から現像剤回収搬送手段１０１によって再び現像剤最適化手段１００へ戻される。現像剤最適化手段１００において最適化された現像剤は、現像剤供給搬送手段１０２によって現像剤供給口１０４から現像ユニットに供給される。
第２実施形態においては、一度現像に使用されてトナー濃度が低下した現像剤は現像スリーブに再汲み上げされることなく、現像に使用されない現像剤に比べてより早く現像ユニットの外へと排出されることで、現像ユニット内の現像剤のトナー濃度を長手方向に関して均一にすることが可能となる。

現像剤最適化手段１００、現像剤回収搬送手段１０１及び現像剤供給搬送手段１０２として、特開２００９−３１５８６号公報に記載の現像剤攪拌・循環システムを適用することができる。この現像剤攪拌・循環システムを図１２ないし１５を参照して説明する。
図１２に示すように、現像装置１０５は、感光体１上の静電潜像を現像する現像部１５０と、現像部１５０から離れた位置で現像剤の状態に応じた撹拌を行う撹拌部１５１と、撹拌部１５１にトナーを補給するためのトナーカートリッジ１５２と、撹拌部１５１の下方に設けられたロータリフィーダ１５３と、現像剤を空気圧で搬送する現像剤循環駆動源としてのエアポンプ１５４等を有している。
現像部１５０と撹拌部１５１との間は循環路１５５で接続され、ロータリフィーダ１５３と現像部１５０との間は循環路１５６で接続されている。トナーカートリッジ１５２と撹拌部１５１はトナー補給路１５７で接続され、エアポンプ１５４とロータリフィーダ１５３は管路１５８で接続されている。
図１２において、符号１５９はトナー補給駆動源としてのモータを、１６０は攪拌駆動源としてのモータを、１６１はロータリフィーダ１５３の駆動源としてのモータをそれぞれ示している。

現像後の現像剤は、現像部１５０に設けられた排出口１６７から、循環路１５５を通って撹拌部１５１に搬送される。現像部１５０内の攪拌スクリュの最下流に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カートリッジ１５２からトナー補給が行われる。
トナー補給はモータ１５９によってトナー補給路１５７内の図示しないスクリュを回転させることで行われる。トナー補給は循環経路内で撹拌部１５１の入り口直前の部位で行われる。
撹拌部１５１では現像後の現像剤と、補給されたトナーとが混合され適切なトナー濃度と帯電量を持つ現像剤となる。この現像剤は、図１３に示すように、撹拌部１５１の下部に形成された排出口１７０を通り、ロータリフィーダ５３に入る。
ロータリフィーダ５３内のロータ７５の回転により、現像剤は下方に定量的に排出され、循環路１５６を通り、受取口１６８を介して再び現像部１５０に供給される。

図１３は撹拌部１５１の断面図である。撹拌部１５１の上面には現像剤補給口１６９が、下面には排出口１７０が設けられており、攪拌部本体１５１ａは、排出口７０に向かうほど径が細くなる逆円錐型の形状を有している。
攪拌部本体１５１ａ内の中心には下から上に現像剤を搬送するスクリュ１７１が、その外側には回転可能な２本の攪拌部材１７２が設けられており、これらの撹拌部材の回転動作によって現像剤が攪拌・混合される。
外側の撹拌部材１７２とスクリュ１７１はモータ１６０によって回転する。スクリュ１７１はモータ１６０と直結されており、外側の撹拌部材１７２は、減速ギヤ列１７３ａ〜１７３ｄを介して回転する。撹拌部材１７２は、図１３（ａ）に示すように、減速ギヤ列に直結された支持部１７４に対して斜めに固定されている。
撹拌部１５１での補給口１６９から、排出口１７０までの搬送は重力を利用している。撹拌部１５１にはバッファとして常に現像剤が存在するため、未混合の現像剤がそのまま排出されることはない。
ロータリフィーダ１５３は、モータ１６１（図１２参照）によって回転され、放射状に延びる複数の羽根１７５ａを有するロータ１７５と、ロータ１７５を覆うステータ１７６を有している。ロータリフィーダ５３と、循環路５６及び管路１５８は継手管路１７７で接続されている。

図１４は、撹拌部１５１における攪拌時の現像剤の流れを表す模式図である。
スクリュ１７１の回転によって矢印Ａの向きに下から上に持ち上げられた現像剤は、外側を回転する撹拌部材１７２の回転に伴い矢印Ｂの向きに移動し、再びスクリュ１７１の周囲に寄せ集められる。
このように撹拌部１５１では絶えず現像剤が対流している。この対流により、容器内（攪拌部本体１５１ａ内）全体が均一に混合される仕組みである。トナーの帯電はトナーとキャリアの摩擦によって付与されるため、帯電量をすばやく得るためにはトナーとキャリアの接触確率を上げることが重要である。
撹拌部１５１内で現像剤が対流することにより接触確率が上がり、かつ、現像剤へのダメージも少ないことが分かった。

次に、ロータリフィーダ部について詳細に説明する。
ロータリフィーダ１５３のロータ１７５とステータ１７６は、図１５に示すように、ロータ１７５の羽根１７５ａの先端とステータ１７６の内面との間にクリアランスを持って設けられている上述のように、ロータ１７５とステータ１７６との間に隙間があると、エアポンプ１５４から発生したエアの一部が、この隙間を通り、撹拌部１５１に流れ込み、現像剤を現像部１５０に送るためのエアが減少する（圧力が低下する）。
当然、隙間が大きいほどエアが通り易い。ところが、現像剤を搬送しているときは、この隙間に現像剤が入り込み、シールの効果が発生し、上記空気の洩れが減少する。但し、隙間が大きすぎるとシールの効果が無くなり、エアの洩れを防ぐことができない。
すなわち、ロータリフィーダ１５３から排出された、現像剤を効率よく搬送するためにはエアポンプ１５４のエアを可能な限り、撹拌部１５１に流入させ無いほうが良い。

そこで、本実施形態では、ロータリフィーダ１５３の排出側と現像剤移送経路との間（ここでは継手管路７７内）に、ロータリフィーダ１５３側への空気の流入を規制する板状の空気流入規制部材１８０を配置した。空気流入規制部材１８０は空気の供給方向へ間隔をおいて３枚固定配置されている。
エアポンプ１５４から送られてくるエアが混合部としての継手管路７７内に到達すると、循環路５６に現像剤と共に現像部１５０に移送されるエアと、上部のロータリフィーダ１５３側に逆流しようとするエアがあるが、空気流入規制部材１８０がエアの流れを規制するため、ロータリフィーダ１５３側に逆流するエアが低減される。
空気流入規制部材１８０は、その上端部がエアポンプ１５４側に寄るように傾斜し、水平線とのなす角θが鋭角になるように設置されているため、ロータリフィーダ１５３側へ向かう空気流を規制する効果が高い。ロータリフィーダ１５３から排出される現像剤は、空気流入規制部材１８０と継手管路７７内面との間、及び空気流入規制部材１８０間を通って落下する。空気流入規制部材１８０は１枚でも良いが、複数枚設けた方が空気流入規制機能は高い。
ロータリフィーダ１５３としては、特開２００９−３１５８６号公報に記載の第２の実施形態、第３の実施形態、第４の実施形態のものも使用することができる。

１ 感光体
２ 現像ローラ
３ 攪拌スクリュ（第一軸）
４ 攪拌スクリュ（第二軸）
５ ドクターブレード
６ 現像剤規制板
６a 現像剤規制搬送板
７ 現像ユニットケーシング
８ 振動子
２０ 給紙トレイ
２１ 給紙ローラ
５１ 一次転写ローラ
５２ 一次転写駆動ローラ
５３ 紙入り口ローラ
５４ 一次転写バックアップローラ
５５ 一次転写従動ローラ
５６ 中間転写ベルト
５７ 転写ベルトクリーニング装置
６１ 二次転写ローラ
７０ 定着装置
７１ 定着ベルト
７２ 定着テンションローラ
７３ 加熱ローラ
７４ 加圧ローラ
９１ 排紙ローラ
１００ 現像剤適正化手段
１０１ 現像剤回収搬送手段
１０２ 現像剤供給搬送手段
１０３ 現像剤排出口
１０４ 現像剤供給口
１０５ 現像装置
１５０ 現像部
１５１ 撹拌部
１５３ ロータリフィーダ
１７５ ロータ
１７６ ステータ
１８０ 空気流入規制部材
２００ トナーボトル

特開平０８−０４４１８２号公報 特許第３７３４０９６号公報 特開２００５−１４８３６６号公報

Claims (7)

1. トナーとキャリアを含む現像剤を磁力により保持するための固定磁石を内部に有する潜像現像用の現像剤担持体と、
   該現像剤担持体の下方から前記現像剤担持体へ現像剤を供給する現像剤供給部材と、
   前記固定磁石は法線磁束密度の大きい領域と小さい領域とを生成し、前記法線磁束密度が大きい領域内で前記現像剤により静電潜像を現像した後に、前記法線磁束密度が小さい領域内で、現像剤を前記現像剤担持体から切り離して前記現像剤供給部材へ落下させる現像剤回収手段と、
   現像剤が前記現像剤担持体から切り離されて前記現像剤供給部材へ回収されるまでの回収経路中に位置し、前記現像剤の経路を規制する規制部材とを設けた現像部を備えた現像装置において、
   前記現像剤供給部材は、前記現像剤担持体の長手方向の一方に現像剤を搬送する第一の現像剤搬送手段を兼ね、
   前記規制部材は、前記第一の現像剤搬送手段による現像剤搬送方向と同方向に、現像剤を搬送する第二の現像剤搬送手段を兼ね、
   前記現像部の外部に、現像剤回収搬送手段及び現像剤供給搬送手段と、これらに接続された現像剤適正化手段が設けられ、前記現像剤回収搬送手段及び現像剤供給搬送手段は、前記現像部に設けられた現像剤排出口及び現像剤供給口を介して現像部と接続されている
   ことを特徴とする現像装置。
2. 請求項１に記載の現像装置において、
   前記現像剤規制部材は水平方向から傾いている板状の部材であり、表面に複数の平行溝が設けられている斜行板が設けられている
   ことを特徴とする現像装置。
3. 請求項２に記載の現像装置において、
   前記斜行板における斜行量は、平行溝間隔以上である
   ことを特徴とする現像装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の現像装置において、
   前記現像剤規制部材に接触し、該規制部材を振動させる振動手段を有する
   ことを特徴とする現像装置。
5. 請求項４に記載の現像装置において、
   前記規制部材に接触する振動手段は、第一の現像剤搬送手段の現像剤搬送速度によってその振動条件が制御される
   ことを特徴とする現像装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載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。
7. 請求項１ないし５のいずれかに記載の現像装置を用いた
   ことを特徴とする画像形成装置。

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