現像装置及び画像形成装置
【課題】 現像剤の攪拌性を向上させた現像装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】 現像剤を撹拌する撹拌ローラ７と、現像剤を静電潜像へ搬送する現像ローラ３と、該現像ローラ３から静電潜像へ搬送される現像剤量を規制する規制部材４と、該規制部材４の規制による余剰現像剤を撹拌ローラ７へ還流させる還流板６とを備え、還流板６の一縁は撹拌ローラ７の上方に配置されている現像装置において、還流板６の前記一縁は、複数の凸部６ａが形成されており、非直線である。
【解決手段】 現像剤を撹拌する撹拌ローラ７と、現像剤を静電潜像へ搬送する現像ローラ３と、該現像ローラ３から静電潜像へ搬送される現像剤量を規制する規制部材４と、該規制部材４の規制による余剰現像剤を撹拌ローラ７へ還流させる還流板６とを備え、還流板６の一縁は撹拌ローラ７の上方に配置されている現像装置において、還流板６の前記一縁は、複数の凸部６ａが形成されており、非直線である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤を攪拌する攪拌ローラと、現像剤を静電潜像へ搬送する現像ローラと、該現像ローラによって静電潜像へ搬送される現像剤量を規制する規制部材と、該規制部材の規制による余剰現像剤を前記攪拌ローラへ還流させる還流板とを備える現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１１は従来の現像装置の構成を示す断面図である。電子写真方式を採用した複写機等の画像形成装置に用いる現像装置は、２成分の現像剤が収容されるケース１０４と、ケース１０４内の現像剤を攪拌する攪拌ローラ１０５と、現像剤を静電潜像に搬送する現像ローラ１０１と、静電潜像へ搬送される現像剤量を規制する規制部材１０２と、規制部材１０２によって規制された余剰現像剤を攪拌ローラ１０５へ還流させる還流板１０３とを備える（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
現像ローラ１０１は、周方向の複数位置に磁極Ｎ及び磁極Ｓが交互に配設された非回転のマグネットローラ１００と、マグネットローラ１００に回転自在に外嵌された非磁性のスリーブ１０６とを備えている。還流板１０３は、一縁が攪拌ローラ１０５の上方に配置され、前記一縁の反対側は現像ローラ１０１の上方に配置されている。図１２は、還流板１０３及び攪拌ローラ１０５の概略を示す斜視図である。還流板１０３は長方形状であり、攪拌ローラ１０５には、攪拌羽根１０５ａが攪拌ローラ１０５の中心軸に沿って複数設けられている。攪拌羽根１０５ａは、円板形状であり、攪拌ローラ１０５の中心軸に対して所定方向に傾斜されている。
【０００４】
このように構成された現像装置は、ケース１０４内に収容された２成分の現像剤のキャリア（磁性粉体）及びトナーが攪拌ローラ１０５の回転（図では反時計回り）によって攪拌され、キャリアの周面にトナーが付着する。また、現像ローラ１０１のスリーブ１０６が回転（図では反時計回り）することにより、現像剤が現像ローラ１０１及び規制部材１０２間のギャップに向けて搬送され、静電潜像への搬送量が規制部材１０２によって規制される。ギャップを通過した現像剤は静電潜像へ搬送され、規制部材１０２によって規制された余剰現像剤は規制部材１０２及び還流板１０３間の空間に滞留する。滞留量が増加した現像剤は、還流板１０３へ流動し、還流板１０３に案内されて攪拌ローラ１０５へ還流される。また、還流板１０３上に仕切を設ける場合もある（例えば、特許文献２参照）。図１３は、仕切１０３ｂが設けられた還流板１０３ａ上を流れる現像剤の例を示す斜視図である。
【特許文献１】特開平１−２３７５７７号公報
【特許文献１】特開平３−８９２７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１４（ａ）及び（ｂ）は、還流板から攪拌ローラに落下した現像剤の攪拌状態を示す概念図である。ここで、図１４（ａ）及び（ｂ）は、還流板１０３の上面側から見た図であり、各図の攪拌ローラ１０５は互いに半回転ずれた状態である。現像剤は還流板１０３の前記一縁からほぼ一列に並んだ状態で攪拌ローラ１０５に落下するため、落下した現像剤は攪拌羽根１０５ａによって殆どが同方向に移動することになる。そのため、現像剤の攪拌性が低いという問題がある。また、図１３に示したように、還流板１０３ａに仕切１０３ｂを設けた場合、構造が複雑になりコストが増大するという問題、及び、仕切１０３ｂ周辺の現像剤の流量が低下するため、仕切１０３ｂがある部分とない部分との現像剤の流量に差が生じ、現像剤の攪拌性が低下するという問題がある。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、攪拌ローラの上方に配置された還流板の一縁を非直線にしたことにより、現像剤の攪拌性を向上させた現像装置を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、還流板の前記一縁に複数の凸部又は複数の凹部を設けることにより、現像剤の攪拌性を向上させた現像装置を提供することを他の目的とする。
【０００８】
また、本発明は、前記凸部又は凹部を攪拌ローラの攪拌羽根と同一間隔で配置することにより、現像剤の攪拌性を向上させた現像装置を提供することを他の目的とする。
【０００９】
また、本発明は、還流板の上面の前記一縁付近に突起を設けたことにより、現像剤が落下する際の拡散性を向上させた現像装置を提供することを他の目的とする。
【００１０】
また、本発明は、還流板の上面の前記一縁付近に、現像剤の還流方向に沿った溝を設けたことにより、現像剤の還流を安定させた現像装置を提供することを他の目的とする。
【００１１】
また、本発明は、還流板の傾斜角を安息角よりも大きくすることにより、現像剤の還流を安定させた現像装置を提供することを他の目的とする。
【００１２】
また、本発明は、還流板の前記一縁を、撹拌ローラの現像剤補給部側の上方に配置することにより、還流された現像剤及び補給された現像剤の混合を向上させた現像装置を提供することを他の目的とする。
【００１３】
また、本発明は、小粒径現像剤を用いることにより、画質を向上させた現像装置を提供することを他の目的とする。
【００１４】
また、本発明は、シートに形成される画像の画質を安定化できる画像形成装置を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る現像装置は、現像剤を攪拌する攪拌ローラと、現像剤を静電潜像へ搬送する現像ローラと、該現像ローラによって静電潜像へ搬送される現像剤量を規制する規制部材と、該規制部材の規制による余剰現像剤を前記攪拌ローラへ還流させる還流板とを備え、該還流板の一縁は前記攪拌ローラの上方に配置されている現像装置において、前記還流板の前記一縁は非直線であることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る現像装置は、前記還流板の前記一縁に、前記還流板と平行な方向に複数の凸部又は複数の凹部を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る現像装置は、前記攪拌ローラは中心軸に沿って複数の攪拌羽根を備えており、前記凸部又は凹部は攪拌羽根と同一間隔で配置されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る現像装置は、前記還流板の上面の前記一縁付近に、突起を有することを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る現像装置は、前記還流板の上面の前記一縁付近に、現像剤の還流方向に沿った溝を有することを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る現像装置は、前記還流板は安息角よりも大きい角度で傾斜していることを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る現像装置は、現像剤が補給される現像剤補給部を備え、該現像剤補給部及び前記現像ローラ間に前記攪拌ローラを配置してあり、前記還流板の前記一縁は、攪拌ローラの現像剤補給部側の上方に配置されていることを特徴とする。
【００２２】
本発明に係る現像装置は、前記現像剤は、平均粒径６５μｍ以下の磁性粉体及び平均粒径７．５μｍ以下のトナーを含むことを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る画像形成装置は、静電潜像を現像する上述した現像装置と、該現像装置が現像した画像をシートに形成する画像形成部とを備えることを特徴とする。
【００２４】
本発明においては、攪拌ローラの上方に配置される還流板の一縁が非直線であり、攪拌ローラ中心軸と垂直な方向に対する現像剤の落下位置は一定ではない。現像剤の落下位置が一定でないため、現像剤の攪拌性が向上する。
【００２５】
本発明においては、還流板は、前記一縁に、前記還流板と平行な方向に複数の凸部又は複数の凹部を有しており、攪拌ローラ中心軸と垂直な方向に対する現像剤の落下位置が、前記凸部又は凹部が設けられた部分とそうでない部分とで異なる。現像剤の落下位置が異なるため、現像剤の攪拌性が向上する。
【００２６】
本発明においては、前記凸部又は凹部は、攪拌ローラの中心軸に沿って設けられた攪拌羽根と同一間隔で配置されており、前記凸部又は凹部から落下した現像剤と、前記凸部又は凹部が設けられていない部分から落下した現像剤とは、攪拌羽根毎に、前記中心軸と垂直な方向に対して異なる位置に落ちる。攪拌羽根毎に現像剤が異なる位置に落ちるため、現像剤の攪拌性が向上する。
【００２７】
本発明においては、還流板の上面の前記一縁付近に、突起を有しており、還流する現像剤は前記突起に接触して拡散する。現像剤が拡散することにより、前記一縁から落下する際の現像剤の拡散性を向上させることができる。また、現像剤が拡散して落下することにより、攪拌ローラによる攪拌性が向上する。
【００２８】
本発明においては、還流板の上面の前記一縁付近に、現像剤の還流方向に沿った溝を有しており、還流する現像剤は前記溝によって前記一縁まで案内される。前記溝に現像剤が流れ込むことにより、現像剤が還流しやすくなり、前記一縁から安定して現像剤を落下させることができる。また、現像剤の落下が安定することにより、攪拌ローラによる攪拌性も向上する。
【００２９】
本発明においては、還流板の傾斜角を、堆積した現像剤が崩れずに安定を保つ安息角よりも大きくしているため、還流板に現像剤が堆積するのを防止できる。還流板に現像剤が堆積せず、還流を安定させることができる。
【００３０】
本発明においては、還流板の一縁を、撹拌ローラの現像剤補給部側の上方に配置しており、還流板から撹拌ローラの現像剤補給部側へ余剰現像剤が還流されるため、還流された現像剤及び現像剤補給部から補給された現像剤の混合を向上できる。
【００３１】
本発明においては、平均粒径６５μｍ以下の磁性粉体及び平均粒径７．５μｍ以下のトナーを含む小粒径現像剤を用いており、画質を向上できる。ただし、小粒径化された現像剤は凝集し易いため、流動性が悪化して還流が不安定になる傾向がある。本発明では上述したように、現像剤の攪拌性を向上させたり、現像剤の還流板上の堆積を防止したり、現像剤の還流を安定させることができるため、小粒径現像剤を用いた場合であっても、現像剤の還流を安定して行うことができる。
【００３２】
本発明においては、上述した本発明の現像装置で静電潜像を現像し、画像形成部で前記現像した画像をシートに形成しているため、上述したように、現像剤の還流を安定して行える。そのため、シートに形成される画質を安定化できる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、攪拌ローラ中心軸と垂直な方向に対する現像剤の落下位置が一定でないため、現像剤の攪拌性が向上する。
【００３４】
本発明によれば、還流板の凸部又は凹部が設けられた部分と設けられていない部分とでは、攪拌ローラ中心軸と垂直な方向に対して、攪拌羽根の異なる位置に現像剤が落下するため、現像剤の攪拌性が向上する。
【００３５】
本発明によれば、還流板の一縁付近に設けられた突起に接触した現像剤が拡散し、前記一縁から落下する際の現像剤の拡散性を向上させることができる。また、現像剤が拡散して落下することにより、攪拌ローラによる攪拌性が向上する。
【００３６】
本発明によれば、還流板の一縁付近に設けられた溝に流れ込んだ現像剤は還流しやすくなり、前記一縁から安定して落下させることができる。また、現像剤の落下が安定することにより、攪拌ローラによる攪拌性が向上する。
【００３７】
本発明によれば、還流板に現像剤が堆積するのを防止し、現像剤の還流を安定させることができる。
【００３８】
本発明によれば、還流された現像剤及び現像剤補給部から補給された現像剤の混合を向上できる。現像剤の混合を向上させて、画質を安定化できる。
【００３９】
本発明によれば、小粒径現像剤を用いることにより、画質を向上できる。また、小粒径現像剤を用いた場合であっても、上述したように、現像剤の還流を安定して行うことができる。
【００４０】
本発明によれば、上述したように現像剤の還流を安定して行える現像装置を用いることにより、シートに形成される画像の画質を安定化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係る現像装置の構成を示す断面図である。現像装置は、２成分の現像剤が収容されるケース１と、ケース１内の現像剤を撹拌する撹拌ローラ７と、感光体ドラム２に担持された静電潜像へ現像剤を搬送し、前記静電潜像を現像するための現像ローラ３と、現像ローラ３との間で現像剤の静電潜像への搬送量を規制する規制部材４と、現像ローラ３及び規制部材４間の第１ギャップＧ１よりも大きい第２ギャップＧ２を空けて現像ローラ３と向き合い、第１ギャップＧ１へ搬送する現像剤の層厚を規制すると共に現像剤を摺擦するための摺擦部材５と、規制部材４によって規制された余剰現像剤を撹拌ローラ７へ還流する還流板６とを備えている。尚、規制部材４及び摺擦部材５は現像ローラ３に対応する長さに形成されている。
【００４２】
ケース１は感光体ドラム２の周面に臨む位置に開放部１ａが設けられた略角柱形をしており、開放部１ａの反対側には現像剤補給部１ｂが開設されている。ケース１内の開放部１ａに臨む位置には現像ローラ３及び規制部材４が配置され、現像剤補給部１ｂに臨む位置には撹拌ローラ７が配置されている。また、現像剤補給部１ｂと撹拌ローラ７との間には、現像剤補給部１ｂからケース１内へ供給された現像剤（トナー）を撹拌ローラ７へ搬送する搬送ローラ８が配置されている。撹拌ローラ７及び搬送ローラ８は反時計回りに回転するように構成されている。また、撹拌ローラ７の下側にはケース１内のトナーの濃度を検出するための透磁率センサ９が設けられており、撹拌ローラ７によって撹拌されるトナー量が適正量よりも減少した場合は、検出値に基づいて現像剤補給部１ｂからトナーを補給するように構成されている。
【００４３】
現像ローラ３は、周方向の複数位置に断面形状が長方形の棒磁石からなる磁極Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３及び磁極Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が放射状に配設された多極着磁のマグネットローラ３１と、マグネットローラ３１に外嵌された非磁性のスリーブ３２とを備えている。マグネットローラ３１は非回転であるが、スリーブ３２は反時計回りに回転するように構成されている。マグネットローラ３１は両端がケース１の両側壁に非回転に支持されており、磁極Ｎ１が感光体ドラム２の周面と向き合う位置に配置され、磁極Ｎ２が第２ギャップＧ２と向き合う位置に配置されている。磁極Ｎ１，Ｎ２は、幅寸法（現像ローラ３の周方向の長さ）の中央が磁極の中心（磁極中心軸Ｐ１，Ｐ２）となっている。
【００４４】
感光体ドラム２の周面と向き合う磁極Ｎ１は、感光体ドラム２の中心軸Ｏ１及び現像ローラ３の中心軸Ｏ２を通る直線に対して、磁極中心軸Ｐ１が現像剤の搬送上流側（磁極Ｓ１側）へ３°変位するように配置されている。磁極中心軸Ｐ１の変位量は計測器により計測される。この計測器は、例えば感光体ドラム２の中心軸Ｏ１を中心として回動する磁性の指針を有しており、この指針の回動角度に基づいて前記変位量が検出される。また、規制部材４は、カバー体１０が取着されており、ケース１の開放部１ａ内側の磁極Ｓ１及びＮ２の間に配置されている。尚、規制部材４と摺擦部材５とは、アルミニウム、ステンレス等の金属板により形成されている。
【００４５】
規制部材４は、現像ローラ３との間で現像剤の搬送量を規制しつつ現像剤の主帯電を行うものであり、断面形状が長方形の非磁性の金属板からなり、規制部材４の一周面が現像ローラ３の周面と第１ギャップＧ１の間隔をあけて向き合っている。規制部材４と摺擦部材５とは線膨張係数がほぼ等しくなるように、例えば近似している材料で形成されており、規制部材４及び摺擦部材５が温度変化によって湾曲変位する場合においても、第１及び第２ギャップＧ１，Ｇ２の変動を最小限に抑えることができる。
【００４６】
摺擦部材５は、現像ローラ３との間で第１ギャップＧ１へ搬送する現像剤の搬送量（層厚）を規制しつつ現像剤を摺擦して現像剤の予備帯電を行うものであり、摺擦部材５が非磁性の還流板６と一体に形成されている。還流板６は、現像ローラ３の上方（還流板６の上縁）から撹拌ローラ７の上方（還流板６の下縁）にかけて現像ローラ３側（上縁）が高くなるように傾斜配置されており、還流板６の上縁側を現像ローラ３側へ折り返すことにより折り返し片６ａが形成されており、折り返し片６ａを摺擦部材５としてある。
【００４７】
第１ギャップＧ１へ現像剤を搬送するのに先立って、摺擦部材５によって現像剤を摺擦し、現像剤を予備帯電することができるため、２成分現像剤である場合、規制部材４によって発生した余剰の現像剤同士に反撥力を働かせて、余剰の現像剤同士を結合し難くでき、現像剤の循環をスムーズにすることができる。また、摺擦部材５と還流板６とが一体であるため、互いに補強し合って、現像剤を摺擦するときの抗力による摺擦部材５のギャップ拡大方向への変位を低減できる。なお、図１の例では摺擦部材５を還流板６に形成してあるが、摺擦部材は還流板とは別に形成された構成としてもよい。
【００４８】
ケース１内に配置された規制部材４の近傍には、規制部材４によって搬送が規制された余剰現像剤が滞留するのを抑制するための第１現像剤滞留抑制部材１２が設けられており、また、摺擦部材５の近傍には、第２ギャップＧ２へ搬送する現像剤が滞留するのを抑制するための第２現像剤滞留抑制部材１３が取着されている。
【００４９】
第１現像剤滞留抑制部材１２及び第２現像剤滞留抑制部材１３は現像ローラ３に対応する長さを有する金属又は合成樹脂等の非磁性材料からなる。第１現像剤滞留抑制部材１２は、還流板６の上縁部及びケース１の上壁間に還流板６と離隔して配設されており、余剰現像剤を還流板６へスムーズに還流させる。尚、図１の第１現像剤滞留抑制部材１２は規制部材４から還流板６の上縁部にかけて設けられているが、第１現像剤滞留抑制部材１２の規制部材４からの長さは特に制限されない。また、第１現像剤滞留抑制部材１２は規制部材４と一体であってもよい。第２現像剤滞留抑制部材１３は、還流板６の上縁部から還流板６の下面に沿って配設されており、現像剤を第２ギャップＧ２へスムーズに搬送させる。尚、第２現像剤滞留抑制部材１３は還流板６と一体であってもよい。
【００５０】
図２は現像ローラ３及び還流板６等の支持構造を示す分解斜視図である。ケース１内に配置された現像ローラ３、規制部材４及び還流板６（摺擦部材５）は２つの共通の支持部材１１，１１に支持されており、支持部材１１，１１に支持した状態でケース１内に組み込めるように構成されている。また、攪拌ローラ７は、攪拌羽根７ａが中心軸に沿って複数設けられている。攪拌羽根７ａは、円板形状であり、攪拌ローラ７の中心軸に対して所定方向に傾斜している。
【００５１】
還流板６は長方形状をしているが、下縁は、非直線であり、還流板６と平行な方向に凸部６ａが設けられている。凸部６ａは攪拌ローラ７の中心軸に沿った方向に複数設けられている。凸部６ａは長方形状をしており、凸部６ａの前記中心軸に沿った方向の幅と、凸部６ａ同士の間隔とは同じ長さである。現像剤は、還流板６の凸部６ａから落下するものもあれば、凸部６ａが設けられていない部分から落下するものもあり、横一列に並んで落下することはない。
【００５２】
支持部材１１，１１は扁平の板体からなり、中央部には現像ローラ３の中心軸端部３ａ、３ａが嵌入される大径の貫通孔１１ａ，１１ａが穿設されている。また、支持部材１１，１１は、規制部材４に取着された第１現像剤滞留抑制部材１２の両端部に穿設された複数のねじ孔１２ｂ，１２ｂと向き合う小径の貫通孔１１ｂ，１１ｂ、及び、摺擦部材５及び還流板６に取着された第２現像剤滞留抑制部材１３の両端部に穿設された複数のねじ孔１３ａ，１３ａと向き合う小径の貫通孔１１ｃ，１１ｃが穿設されている。
【００５３】
そして、現像ローラ３の中心軸端部３ａ、３ａが貫通孔１１ａ，１１ａに嵌入され、支持部材１１，１１間に規制部材４及び摺擦部材５を配置した状態で貫通孔１１ｂ，１１ｃからねじ孔１２ｂ，１３ａに小ねじ等の雄ねじを螺締することによりユニットを形成することができ、このユニットをケース１内に組み込むことができる。現像ローラ３、規制部材４及び還流板６（摺擦部材５）の相互の位置関係を精度良く維持することができるため、第１及び第２ギャップ量を維持することができる。しかも、現像ローラ３、規制部材４及び還流板６（摺擦部材５）をユニット化できるため、組立の作業性が向上する。また、支持部材１１の形状及びケース１の形状を、支持部材１１がケース１に正確に嵌合して固定されるように構成しておくことにより、還流板６の傾斜角度及び下縁の位置などを精度よく維持することができる。
【００５４】
還流板６の傾斜角は、堆積した現像剤が崩れずに安定を保つ安息角よりも大きくなるようにしてある。ここで、図１は現像装置が水平に置かれた図であり、撹拌ローラ７の回転中心を原点として、水平右方向をＸ方向とし、鉛直上方向をＹ方向とし、傾斜角及び安息角はＸ方向を基準としている。図３（ａ）〜（ｃ）は安息角の説明図である。図３（ａ）は水平状態の還流板６ａの一端側に現像剤が堆積した図である。図３（ｂ）は還流板６ａの他端側を上げて傾斜させた図であるが、一端側に堆積した現像剤は崩れずに安定している。図３（ｃ）は還流板６ａをさらに傾斜させた図であり、一端側に堆積した現像剤は崩れている。現像剤の安息角はＪＩＳＲ９３０１−２−２で規定されているように、堆積した現像剤が崩れずに安定している最大傾斜角である。還流板６の傾斜角を安息角よりも大きくすることにより、還流板６上の現像剤の堆積を防止して、還流を安定して行うことができる。
【００５５】
また、図１に示すように、撹拌ローラ７は、現像剤補給部１ｂ及び現像ローラ３間に配置してあり、還流板６の下縁は、撹拌ローラ７の現像剤補給部１ｂ側の上方に配置されている。図１の例では、還流板６の下縁は、撹拌ローラ７の回転中心軸Ｏ３よりも右側（Ｘ方向）に配置されている。余剰現像剤は還流板６によって撹拌ローラ７の現像剤補給部１ｂ側に還流されるため、還流された現像剤と現像剤補給部１ｂから補給された現像剤との混合を向上できる。
【００５６】
以上のように構成された現像装置のケース１内には２成分の現像剤が収容される。現像剤は磁性粉体等のキャリア及びトナーからなる。本実施の形態においては、一般的な粒径よりも小粒径の現像剤を用いている。キャリアは一般的な平均粒径が８５μｍであるのに対して、本実施の形態のキャリアは平均粒径を６５μｍ以下としてある。また、トナーの一般的な平均粒径は８．５μｍであるのに対して、本実施の形態のトナーは平均粒径を７．５μｍ以下としてある。小粒径の現像剤を用いることにより、画質を向上させることができる。
【００５７】
感光体ドラム２に担持された静電潜像を現像する場合、感光体ドラム２は時計回りに回転し、現像ローラ３のスリーブ３２及び撹拌ローラ７は反時計回りに回転し、ケース１内の現像剤は撹拌ローラ７により撹拌されつつ現像ローラ３により第２ギャップＧ２へ搬送され、この第２ギャップＧ２により搬送量（層厚）が規制され、摺擦部材５によって摺擦されつつ第２ギャップＧ２を通過する。
【００５８】
第２ギャップＧ２へ搬送される現像剤は第２現像剤滞留抑制部材１３により滞留が抑制されつつ第２ギャップＧ２へスムーズに搬送される。第２ギャップＧ２を通過した現像剤は第１ギャップＧ１へ搬送される。第２ギャップＧ２は第１ギャップＧ１よりも大きく設定してあるため、規制部材４により余剰現像剤を確実に発生させ、余剰現像剤は第１現像剤滞留抑制部材１２により滞留が抑制されつつ還流板６側へ還流され、還流板６により撹拌ローラ７へ還流され、全体として還流板６の周りを現像剤が循環する。還流板６の下縁の形状は、上述したように凸部６ａが設けられ、非直線であるため、現像剤の落下位置が変化し、攪拌性が向上する。また、還流板６の傾斜角は安息角よりも大きいため、還流を安定して行うことができる。さらに、還流板６には仕切がないため、現像剤の還流を安定し、攪拌性を向上させることができる。
【００５９】
上述した実施の形態において、還流板６の凸部６ａの幅及び凸部６ａの間隔は、攪拌ローラ７の攪拌羽根７ａの間隔（ピッチ）と同じにすることが好ましい。図４は還流板及び攪拌ローラの例を示す図であり、図４（ａ）は還流板６上方から見た上面図であり、図４（ｂ）は搬送ローラ８側から見た側面図であり、還流板６の凸部６ａの幅及び凸部６ａの間隔は、攪拌ローラ７の攪拌羽根７ａの間隔（ピッチ）と同じである。また、図４（ａ）に示すように、還流板６の凸部６ａ先端は、攪拌ローラ７の中心軸を若干超えた位置に配置され、還流板７の凸部７ａが設けられていない部分の根元は、攪拌ローラ７の外周上方よりも若干内側に配置されている。
【００６０】
図５（ａ）及び（ｂ）は、還流板から攪拌ローラに落下した現像剤の攪拌状態を示す概念図である。ここで、図５（ａ）及び（ｂ）は、還流板６の上方から見た図であり、各図の攪拌ローラ７は互いに半回転ずれている。現像剤は還流板６の凸部６ａから落下するものもあれば、凸部６ａが設けられていない部分から落下するものもある。そのため、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、現像剤は、攪拌ローラ７の中心軸を境にして手前側（ｘ方向側）に落下するものもあれば、奥側（−ｘ方向）に落下するものもある。攪拌ローラ７に落下した現像剤は、攪拌羽根７ａによって攪拌されるが、落下位置（手前側と奥側）が異なることに加え、手前側と奥側では移動方向が逆になるため、現像剤の攪拌性が更に向上する。
【００６１】
上述した各実施の形態では、長方形状の凸部を設けた還流板を例にして説明したが、凸部の形状は長方形状に限定はされず、任意形状とすることが可能である。また、還流板の下縁は、非直線であればよく、下縁に凸部を形成することに限定はされず、下縁に凹部を設けるなど、任意に変形して非直線形状にすることが可能である。図６（ａ）〜（ｃ）は、還流板の他の例を示す斜視図である。図６（ａ）の例では、還流板１６の下縁に半円状の凸部１６ａが設けられており、図６（ｂ）の例では、還流板１７の下縁に半円状の凹部１７ｂが設けられており、図６（ｃ）の例では、還流板１８の下縁に半円状の凸部１８ａ及び凹部１８ｂが設けられている。
【００６２】
また、還流板上面の下縁付近に突起又は溝を設けることも可能である。図７（ａ）及び（ｂ）は、還流板の他の例を示す斜視図である。図７（ａ）の例では、還流板１９上面の凸部１９ａ先端付近及び凸部が設けられていない部分の先端付近に半円柱状の突起１９ｂが設けられている。現像剤は、突起１９ｂと接触して散らばり、拡散して落下するため、攪拌性が向上する。また、図７（ｂ）の例では、還流板２０上面の凸部２０ａ先端付近及び凸部が設けられていない部分の先端付近に、還流方向（矢印方向）に沿ったＶ字状の溝２０ｂが形成されている。現像剤は、溝２０ｂに案内されて落下するため、還流が安定する。
【００６３】
なお、上述した突起の形状は半円柱状に限定はされず任意である。また、上述した溝の形状はＶ字状に限定はされず任意である。図８（ａ）及び（ｂ）は還流板上面の突起の他の例を示す側面図であり、図８（ｃ）は還流板上面の溝の他の例を示す正面図である。図８（ａ）の還流板２７には断面が扇状の突起２７ｂが設けられており、図８（ｂ）の還流板２８には断面が直角三角形状の突起２８ｂが設けられている。また、図８（ｃ）の還流板２９には半筒状の溝２９ｂが設けられている。
【００６４】
また、攪拌ローラ７には、強度を補強するためのリブを設けることも可能である。図９（ａ）、（ｂ）は攪拌ローラの他の例を示す図であり、図９（ａ）は還流板６上方から見た上面図であり、図９（ｂ）は搬送ローラ８側から見た側面図であり、攪拌ローラ７には、攪拌羽根７ａと、強度補強用のリブ７ｂが設けられている。また、攪拌羽根７ａの形状、大きさ、攪拌ローラ中心軸に対する傾斜角度などは任意に決定するすることが可能である。
【００６５】
以上のように構成された現像装置は例えば電子写真プロセス部を有するデジタル複写機（画像形成装置）に装着される。図１０は本発明に係る現像装置が装着された画像形成装置の要部の構成を示す縦断正面図である。画像形成装置は、原稿の画像を読み取るためのスキャナ２０と、周面に静電潜像が担持される回転可能な感光体ドラム２（画像形成部）と、感光体ドラム２を帯電する帯電手段２１と、原稿画像に対応する静電潜像を感光体ドラム２に担持させるレーザービームスキャナーを有する露光手段と、前記静電潜像を現像する現像装置Ａと、現像された感光体ドラム２のトナー画像をシートに転写する転写手段２２と、感光体ドラム２に残留する現像剤を除去するクリーニング手段と、感光体ドラム２の帯電を取り除く除電手段と、感光体ドラム２に向けてシートを供給するシート供給ユニット２３と、画像が形成されたシートを後処理するシート後処理部２４とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に係る現像装置の構成を示す断面図である。
【図２】現像ローラ及び還流板等の支持構造を示す分解斜視図である。
【図３】安息角の説明図である。
【図４】還流板及び攪拌ローラの例を示す図である。
【図５】還流板から攪拌ローラに落下した現像剤の攪拌状態を示す概念図である。
【図６】還流板の他の例を示す斜視図である。
【図７】還流板の他の例を示す斜視図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は還流板上面の突起の他の例を示す側面図であり、（ｃ）は還流板上面の溝の他の例を示す正面図である。
【図９】攪拌ローラの他の例を示す図である。
【図１０】本発明に係る現像装置が装着された画像形成装置の要部の構成を示す縦断正面図である。
【図１１】従来の現像装置の構成を示す断面図である。
【図１２】従来の還流板及び攪拌ローラの概略を示す斜視図である。
【図１３】仕切が設けられた従来の還流板上を流れる現像剤の例を示す斜視図である。
【図１４】従来の還流板から攪拌ローラに落下した現像剤の攪拌状態を示す概念図である。
【符号の説明】
【００６７】
１ ケース
１ｂ 現像剤補給部
２ 感光体ドラム（画像形成部）
３ 現像ローラ
４ 規制部材
５ 摺擦部材
６，１６，１７，１８，１９，２０，２７，２８，２９ 還流板
６ａ，１６ａ，１８ａ，１９ａ，２０ａ 凸部
１７ｂ，１８ｂ 凹部
１９ｂ，２７ｂ，２８ｂ 突起
２０ｂ，２９ｂ 溝
７ 撹拌ローラ
７ａ 攪拌羽根
７ｂ リブ
８ 搬送ローラ
１１ 支持部材
１２ 第１現像剤滞留抑制部材
１３ 第２現像剤滞留抑制部材
３１ マグネットローラ
３２ スリーブ
Ａ 現像装置
Ｇ１ 第１ギャップ
Ｇ２ 第２ギャップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤を攪拌する攪拌ローラと、現像剤を静電潜像へ搬送する現像ローラと、該現像ローラによって静電潜像へ搬送される現像剤量を規制する規制部材と、該規制部材の規制による余剰現像剤を前記攪拌ローラへ還流させる還流板とを備える現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１１は従来の現像装置の構成を示す断面図である。電子写真方式を採用した複写機等の画像形成装置に用いる現像装置は、２成分の現像剤が収容されるケース１０４と、ケース１０４内の現像剤を攪拌する攪拌ローラ１０５と、現像剤を静電潜像に搬送する現像ローラ１０１と、静電潜像へ搬送される現像剤量を規制する規制部材１０２と、規制部材１０２によって規制された余剰現像剤を攪拌ローラ１０５へ還流させる還流板１０３とを備える（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
現像ローラ１０１は、周方向の複数位置に磁極Ｎ及び磁極Ｓが交互に配設された非回転のマグネットローラ１００と、マグネットローラ１００に回転自在に外嵌された非磁性のスリーブ１０６とを備えている。還流板１０３は、一縁が攪拌ローラ１０５の上方に配置され、前記一縁の反対側は現像ローラ１０１の上方に配置されている。図１２は、還流板１０３及び攪拌ローラ１０５の概略を示す斜視図である。還流板１０３は長方形状であり、攪拌ローラ１０５には、攪拌羽根１０５ａが攪拌ローラ１０５の中心軸に沿って複数設けられている。攪拌羽根１０５ａは、円板形状であり、攪拌ローラ１０５の中心軸に対して所定方向に傾斜されている。
【０００４】
このように構成された現像装置は、ケース１０４内に収容された２成分の現像剤のキャリア（磁性粉体）及びトナーが攪拌ローラ１０５の回転（図では反時計回り）によって攪拌され、キャリアの周面にトナーが付着する。また、現像ローラ１０１のスリーブ１０６が回転（図では反時計回り）することにより、現像剤が現像ローラ１０１及び規制部材１０２間のギャップに向けて搬送され、静電潜像への搬送量が規制部材１０２によって規制される。ギャップを通過した現像剤は静電潜像へ搬送され、規制部材１０２によって規制された余剰現像剤は規制部材１０２及び還流板１０３間の空間に滞留する。滞留量が増加した現像剤は、還流板１０３へ流動し、還流板１０３に案内されて攪拌ローラ１０５へ還流される。また、還流板１０３上に仕切を設ける場合もある（例えば、特許文献２参照）。図１３は、仕切１０３ｂが設けられた還流板１０３ａ上を流れる現像剤の例を示す斜視図である。
【特許文献１】特開平１−２３７５７７号公報
【特許文献１】特開平３−８９２７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１４（ａ）及び（ｂ）は、還流板から攪拌ローラに落下した現像剤の攪拌状態を示す概念図である。ここで、図１４（ａ）及び（ｂ）は、還流板１０３の上面側から見た図であり、各図の攪拌ローラ１０５は互いに半回転ずれた状態である。現像剤は還流板１０３の前記一縁からほぼ一列に並んだ状態で攪拌ローラ１０５に落下するため、落下した現像剤は攪拌羽根１０５ａによって殆どが同方向に移動することになる。そのため、現像剤の攪拌性が低いという問題がある。また、図１３に示したように、還流板１０３ａに仕切１０３ｂを設けた場合、構造が複雑になりコストが増大するという問題、及び、仕切１０３ｂ周辺の現像剤の流量が低下するため、仕切１０３ｂがある部分とない部分との現像剤の流量に差が生じ、現像剤の攪拌性が低下するという問題がある。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、攪拌ローラの上方に配置された還流板の一縁を非直線にしたことにより、現像剤の攪拌性を向上させた現像装置を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、還流板の前記一縁に複数の凸部又は複数の凹部を設けることにより、現像剤の攪拌性を向上させた現像装置を提供することを他の目的とする。
【０００８】
また、本発明は、前記凸部又は凹部を攪拌ローラの攪拌羽根と同一間隔で配置することにより、現像剤の攪拌性を向上させた現像装置を提供することを他の目的とする。
【０００９】
また、本発明は、還流板の上面の前記一縁付近に突起を設けたことにより、現像剤が落下する際の拡散性を向上させた現像装置を提供することを他の目的とする。
【００１０】
また、本発明は、還流板の上面の前記一縁付近に、現像剤の還流方向に沿った溝を設けたことにより、現像剤の還流を安定させた現像装置を提供することを他の目的とする。
【００１１】
また、本発明は、還流板の傾斜角を安息角よりも大きくすることにより、現像剤の還流を安定させた現像装置を提供することを他の目的とする。
【００１２】
また、本発明は、還流板の前記一縁を、撹拌ローラの現像剤補給部側の上方に配置することにより、還流された現像剤及び補給された現像剤の混合を向上させた現像装置を提供することを他の目的とする。
【００１３】
また、本発明は、小粒径現像剤を用いることにより、画質を向上させた現像装置を提供することを他の目的とする。
【００１４】
また、本発明は、シートに形成される画像の画質を安定化できる画像形成装置を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る現像装置は、現像剤を攪拌する攪拌ローラと、現像剤を静電潜像へ搬送する現像ローラと、該現像ローラによって静電潜像へ搬送される現像剤量を規制する規制部材と、該規制部材の規制による余剰現像剤を前記攪拌ローラへ還流させる還流板とを備え、該還流板の一縁は前記攪拌ローラの上方に配置されている現像装置において、前記還流板の前記一縁は非直線であることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る現像装置は、前記還流板の前記一縁に、前記還流板と平行な方向に複数の凸部又は複数の凹部を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る現像装置は、前記攪拌ローラは中心軸に沿って複数の攪拌羽根を備えており、前記凸部又は凹部は攪拌羽根と同一間隔で配置されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る現像装置は、前記還流板の上面の前記一縁付近に、突起を有することを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る現像装置は、前記還流板の上面の前記一縁付近に、現像剤の還流方向に沿った溝を有することを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る現像装置は、前記還流板は安息角よりも大きい角度で傾斜していることを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る現像装置は、現像剤が補給される現像剤補給部を備え、該現像剤補給部及び前記現像ローラ間に前記攪拌ローラを配置してあり、前記還流板の前記一縁は、攪拌ローラの現像剤補給部側の上方に配置されていることを特徴とする。
【００２２】
本発明に係る現像装置は、前記現像剤は、平均粒径６５μｍ以下の磁性粉体及び平均粒径７．５μｍ以下のトナーを含むことを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る画像形成装置は、静電潜像を現像する上述した現像装置と、該現像装置が現像した画像をシートに形成する画像形成部とを備えることを特徴とする。
【００２４】
本発明においては、攪拌ローラの上方に配置される還流板の一縁が非直線であり、攪拌ローラ中心軸と垂直な方向に対する現像剤の落下位置は一定ではない。現像剤の落下位置が一定でないため、現像剤の攪拌性が向上する。
【００２５】
本発明においては、還流板は、前記一縁に、前記還流板と平行な方向に複数の凸部又は複数の凹部を有しており、攪拌ローラ中心軸と垂直な方向に対する現像剤の落下位置が、前記凸部又は凹部が設けられた部分とそうでない部分とで異なる。現像剤の落下位置が異なるため、現像剤の攪拌性が向上する。
【００２６】
本発明においては、前記凸部又は凹部は、攪拌ローラの中心軸に沿って設けられた攪拌羽根と同一間隔で配置されており、前記凸部又は凹部から落下した現像剤と、前記凸部又は凹部が設けられていない部分から落下した現像剤とは、攪拌羽根毎に、前記中心軸と垂直な方向に対して異なる位置に落ちる。攪拌羽根毎に現像剤が異なる位置に落ちるため、現像剤の攪拌性が向上する。
【００２７】
本発明においては、還流板の上面の前記一縁付近に、突起を有しており、還流する現像剤は前記突起に接触して拡散する。現像剤が拡散することにより、前記一縁から落下する際の現像剤の拡散性を向上させることができる。また、現像剤が拡散して落下することにより、攪拌ローラによる攪拌性が向上する。
【００２８】
本発明においては、還流板の上面の前記一縁付近に、現像剤の還流方向に沿った溝を有しており、還流する現像剤は前記溝によって前記一縁まで案内される。前記溝に現像剤が流れ込むことにより、現像剤が還流しやすくなり、前記一縁から安定して現像剤を落下させることができる。また、現像剤の落下が安定することにより、攪拌ローラによる攪拌性も向上する。
【００２９】
本発明においては、還流板の傾斜角を、堆積した現像剤が崩れずに安定を保つ安息角よりも大きくしているため、還流板に現像剤が堆積するのを防止できる。還流板に現像剤が堆積せず、還流を安定させることができる。
【００３０】
本発明においては、還流板の一縁を、撹拌ローラの現像剤補給部側の上方に配置しており、還流板から撹拌ローラの現像剤補給部側へ余剰現像剤が還流されるため、還流された現像剤及び現像剤補給部から補給された現像剤の混合を向上できる。
【００３１】
本発明においては、平均粒径６５μｍ以下の磁性粉体及び平均粒径７．５μｍ以下のトナーを含む小粒径現像剤を用いており、画質を向上できる。ただし、小粒径化された現像剤は凝集し易いため、流動性が悪化して還流が不安定になる傾向がある。本発明では上述したように、現像剤の攪拌性を向上させたり、現像剤の還流板上の堆積を防止したり、現像剤の還流を安定させることができるため、小粒径現像剤を用いた場合であっても、現像剤の還流を安定して行うことができる。
【００３２】
本発明においては、上述した本発明の現像装置で静電潜像を現像し、画像形成部で前記現像した画像をシートに形成しているため、上述したように、現像剤の還流を安定して行える。そのため、シートに形成される画質を安定化できる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、攪拌ローラ中心軸と垂直な方向に対する現像剤の落下位置が一定でないため、現像剤の攪拌性が向上する。
【００３４】
本発明によれば、還流板の凸部又は凹部が設けられた部分と設けられていない部分とでは、攪拌ローラ中心軸と垂直な方向に対して、攪拌羽根の異なる位置に現像剤が落下するため、現像剤の攪拌性が向上する。
【００３５】
本発明によれば、還流板の一縁付近に設けられた突起に接触した現像剤が拡散し、前記一縁から落下する際の現像剤の拡散性を向上させることができる。また、現像剤が拡散して落下することにより、攪拌ローラによる攪拌性が向上する。
【００３６】
本発明によれば、還流板の一縁付近に設けられた溝に流れ込んだ現像剤は還流しやすくなり、前記一縁から安定して落下させることができる。また、現像剤の落下が安定することにより、攪拌ローラによる攪拌性が向上する。
【００３７】
本発明によれば、還流板に現像剤が堆積するのを防止し、現像剤の還流を安定させることができる。
【００３８】
本発明によれば、還流された現像剤及び現像剤補給部から補給された現像剤の混合を向上できる。現像剤の混合を向上させて、画質を安定化できる。
【００３９】
本発明によれば、小粒径現像剤を用いることにより、画質を向上できる。また、小粒径現像剤を用いた場合であっても、上述したように、現像剤の還流を安定して行うことができる。
【００４０】
本発明によれば、上述したように現像剤の還流を安定して行える現像装置を用いることにより、シートに形成される画像の画質を安定化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係る現像装置の構成を示す断面図である。現像装置は、２成分の現像剤が収容されるケース１と、ケース１内の現像剤を撹拌する撹拌ローラ７と、感光体ドラム２に担持された静電潜像へ現像剤を搬送し、前記静電潜像を現像するための現像ローラ３と、現像ローラ３との間で現像剤の静電潜像への搬送量を規制する規制部材４と、現像ローラ３及び規制部材４間の第１ギャップＧ１よりも大きい第２ギャップＧ２を空けて現像ローラ３と向き合い、第１ギャップＧ１へ搬送する現像剤の層厚を規制すると共に現像剤を摺擦するための摺擦部材５と、規制部材４によって規制された余剰現像剤を撹拌ローラ７へ還流する還流板６とを備えている。尚、規制部材４及び摺擦部材５は現像ローラ３に対応する長さに形成されている。
【００４２】
ケース１は感光体ドラム２の周面に臨む位置に開放部１ａが設けられた略角柱形をしており、開放部１ａの反対側には現像剤補給部１ｂが開設されている。ケース１内の開放部１ａに臨む位置には現像ローラ３及び規制部材４が配置され、現像剤補給部１ｂに臨む位置には撹拌ローラ７が配置されている。また、現像剤補給部１ｂと撹拌ローラ７との間には、現像剤補給部１ｂからケース１内へ供給された現像剤（トナー）を撹拌ローラ７へ搬送する搬送ローラ８が配置されている。撹拌ローラ７及び搬送ローラ８は反時計回りに回転するように構成されている。また、撹拌ローラ７の下側にはケース１内のトナーの濃度を検出するための透磁率センサ９が設けられており、撹拌ローラ７によって撹拌されるトナー量が適正量よりも減少した場合は、検出値に基づいて現像剤補給部１ｂからトナーを補給するように構成されている。
【００４３】
現像ローラ３は、周方向の複数位置に断面形状が長方形の棒磁石からなる磁極Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３及び磁極Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が放射状に配設された多極着磁のマグネットローラ３１と、マグネットローラ３１に外嵌された非磁性のスリーブ３２とを備えている。マグネットローラ３１は非回転であるが、スリーブ３２は反時計回りに回転するように構成されている。マグネットローラ３１は両端がケース１の両側壁に非回転に支持されており、磁極Ｎ１が感光体ドラム２の周面と向き合う位置に配置され、磁極Ｎ２が第２ギャップＧ２と向き合う位置に配置されている。磁極Ｎ１，Ｎ２は、幅寸法（現像ローラ３の周方向の長さ）の中央が磁極の中心（磁極中心軸Ｐ１，Ｐ２）となっている。
【００４４】
感光体ドラム２の周面と向き合う磁極Ｎ１は、感光体ドラム２の中心軸Ｏ１及び現像ローラ３の中心軸Ｏ２を通る直線に対して、磁極中心軸Ｐ１が現像剤の搬送上流側（磁極Ｓ１側）へ３°変位するように配置されている。磁極中心軸Ｐ１の変位量は計測器により計測される。この計測器は、例えば感光体ドラム２の中心軸Ｏ１を中心として回動する磁性の指針を有しており、この指針の回動角度に基づいて前記変位量が検出される。また、規制部材４は、カバー体１０が取着されており、ケース１の開放部１ａ内側の磁極Ｓ１及びＮ２の間に配置されている。尚、規制部材４と摺擦部材５とは、アルミニウム、ステンレス等の金属板により形成されている。
【００４５】
規制部材４は、現像ローラ３との間で現像剤の搬送量を規制しつつ現像剤の主帯電を行うものであり、断面形状が長方形の非磁性の金属板からなり、規制部材４の一周面が現像ローラ３の周面と第１ギャップＧ１の間隔をあけて向き合っている。規制部材４と摺擦部材５とは線膨張係数がほぼ等しくなるように、例えば近似している材料で形成されており、規制部材４及び摺擦部材５が温度変化によって湾曲変位する場合においても、第１及び第２ギャップＧ１，Ｇ２の変動を最小限に抑えることができる。
【００４６】
摺擦部材５は、現像ローラ３との間で第１ギャップＧ１へ搬送する現像剤の搬送量（層厚）を規制しつつ現像剤を摺擦して現像剤の予備帯電を行うものであり、摺擦部材５が非磁性の還流板６と一体に形成されている。還流板６は、現像ローラ３の上方（還流板６の上縁）から撹拌ローラ７の上方（還流板６の下縁）にかけて現像ローラ３側（上縁）が高くなるように傾斜配置されており、還流板６の上縁側を現像ローラ３側へ折り返すことにより折り返し片６ａが形成されており、折り返し片６ａを摺擦部材５としてある。
【００４７】
第１ギャップＧ１へ現像剤を搬送するのに先立って、摺擦部材５によって現像剤を摺擦し、現像剤を予備帯電することができるため、２成分現像剤である場合、規制部材４によって発生した余剰の現像剤同士に反撥力を働かせて、余剰の現像剤同士を結合し難くでき、現像剤の循環をスムーズにすることができる。また、摺擦部材５と還流板６とが一体であるため、互いに補強し合って、現像剤を摺擦するときの抗力による摺擦部材５のギャップ拡大方向への変位を低減できる。なお、図１の例では摺擦部材５を還流板６に形成してあるが、摺擦部材は還流板とは別に形成された構成としてもよい。
【００４８】
ケース１内に配置された規制部材４の近傍には、規制部材４によって搬送が規制された余剰現像剤が滞留するのを抑制するための第１現像剤滞留抑制部材１２が設けられており、また、摺擦部材５の近傍には、第２ギャップＧ２へ搬送する現像剤が滞留するのを抑制するための第２現像剤滞留抑制部材１３が取着されている。
【００４９】
第１現像剤滞留抑制部材１２及び第２現像剤滞留抑制部材１３は現像ローラ３に対応する長さを有する金属又は合成樹脂等の非磁性材料からなる。第１現像剤滞留抑制部材１２は、還流板６の上縁部及びケース１の上壁間に還流板６と離隔して配設されており、余剰現像剤を還流板６へスムーズに還流させる。尚、図１の第１現像剤滞留抑制部材１２は規制部材４から還流板６の上縁部にかけて設けられているが、第１現像剤滞留抑制部材１２の規制部材４からの長さは特に制限されない。また、第１現像剤滞留抑制部材１２は規制部材４と一体であってもよい。第２現像剤滞留抑制部材１３は、還流板６の上縁部から還流板６の下面に沿って配設されており、現像剤を第２ギャップＧ２へスムーズに搬送させる。尚、第２現像剤滞留抑制部材１３は還流板６と一体であってもよい。
【００５０】
図２は現像ローラ３及び還流板６等の支持構造を示す分解斜視図である。ケース１内に配置された現像ローラ３、規制部材４及び還流板６（摺擦部材５）は２つの共通の支持部材１１，１１に支持されており、支持部材１１，１１に支持した状態でケース１内に組み込めるように構成されている。また、攪拌ローラ７は、攪拌羽根７ａが中心軸に沿って複数設けられている。攪拌羽根７ａは、円板形状であり、攪拌ローラ７の中心軸に対して所定方向に傾斜している。
【００５１】
還流板６は長方形状をしているが、下縁は、非直線であり、還流板６と平行な方向に凸部６ａが設けられている。凸部６ａは攪拌ローラ７の中心軸に沿った方向に複数設けられている。凸部６ａは長方形状をしており、凸部６ａの前記中心軸に沿った方向の幅と、凸部６ａ同士の間隔とは同じ長さである。現像剤は、還流板６の凸部６ａから落下するものもあれば、凸部６ａが設けられていない部分から落下するものもあり、横一列に並んで落下することはない。
【００５２】
支持部材１１，１１は扁平の板体からなり、中央部には現像ローラ３の中心軸端部３ａ、３ａが嵌入される大径の貫通孔１１ａ，１１ａが穿設されている。また、支持部材１１，１１は、規制部材４に取着された第１現像剤滞留抑制部材１２の両端部に穿設された複数のねじ孔１２ｂ，１２ｂと向き合う小径の貫通孔１１ｂ，１１ｂ、及び、摺擦部材５及び還流板６に取着された第２現像剤滞留抑制部材１３の両端部に穿設された複数のねじ孔１３ａ，１３ａと向き合う小径の貫通孔１１ｃ，１１ｃが穿設されている。
【００５３】
そして、現像ローラ３の中心軸端部３ａ、３ａが貫通孔１１ａ，１１ａに嵌入され、支持部材１１，１１間に規制部材４及び摺擦部材５を配置した状態で貫通孔１１ｂ，１１ｃからねじ孔１２ｂ，１３ａに小ねじ等の雄ねじを螺締することによりユニットを形成することができ、このユニットをケース１内に組み込むことができる。現像ローラ３、規制部材４及び還流板６（摺擦部材５）の相互の位置関係を精度良く維持することができるため、第１及び第２ギャップ量を維持することができる。しかも、現像ローラ３、規制部材４及び還流板６（摺擦部材５）をユニット化できるため、組立の作業性が向上する。また、支持部材１１の形状及びケース１の形状を、支持部材１１がケース１に正確に嵌合して固定されるように構成しておくことにより、還流板６の傾斜角度及び下縁の位置などを精度よく維持することができる。
【００５４】
還流板６の傾斜角は、堆積した現像剤が崩れずに安定を保つ安息角よりも大きくなるようにしてある。ここで、図１は現像装置が水平に置かれた図であり、撹拌ローラ７の回転中心を原点として、水平右方向をＸ方向とし、鉛直上方向をＹ方向とし、傾斜角及び安息角はＸ方向を基準としている。図３（ａ）〜（ｃ）は安息角の説明図である。図３（ａ）は水平状態の還流板６ａの一端側に現像剤が堆積した図である。図３（ｂ）は還流板６ａの他端側を上げて傾斜させた図であるが、一端側に堆積した現像剤は崩れずに安定している。図３（ｃ）は還流板６ａをさらに傾斜させた図であり、一端側に堆積した現像剤は崩れている。現像剤の安息角はＪＩＳＲ９３０１−２−２で規定されているように、堆積した現像剤が崩れずに安定している最大傾斜角である。還流板６の傾斜角を安息角よりも大きくすることにより、還流板６上の現像剤の堆積を防止して、還流を安定して行うことができる。
【００５５】
また、図１に示すように、撹拌ローラ７は、現像剤補給部１ｂ及び現像ローラ３間に配置してあり、還流板６の下縁は、撹拌ローラ７の現像剤補給部１ｂ側の上方に配置されている。図１の例では、還流板６の下縁は、撹拌ローラ７の回転中心軸Ｏ３よりも右側（Ｘ方向）に配置されている。余剰現像剤は還流板６によって撹拌ローラ７の現像剤補給部１ｂ側に還流されるため、還流された現像剤と現像剤補給部１ｂから補給された現像剤との混合を向上できる。
【００５６】
以上のように構成された現像装置のケース１内には２成分の現像剤が収容される。現像剤は磁性粉体等のキャリア及びトナーからなる。本実施の形態においては、一般的な粒径よりも小粒径の現像剤を用いている。キャリアは一般的な平均粒径が８５μｍであるのに対して、本実施の形態のキャリアは平均粒径を６５μｍ以下としてある。また、トナーの一般的な平均粒径は８．５μｍであるのに対して、本実施の形態のトナーは平均粒径を７．５μｍ以下としてある。小粒径の現像剤を用いることにより、画質を向上させることができる。
【００５７】
感光体ドラム２に担持された静電潜像を現像する場合、感光体ドラム２は時計回りに回転し、現像ローラ３のスリーブ３２及び撹拌ローラ７は反時計回りに回転し、ケース１内の現像剤は撹拌ローラ７により撹拌されつつ現像ローラ３により第２ギャップＧ２へ搬送され、この第２ギャップＧ２により搬送量（層厚）が規制され、摺擦部材５によって摺擦されつつ第２ギャップＧ２を通過する。
【００５８】
第２ギャップＧ２へ搬送される現像剤は第２現像剤滞留抑制部材１３により滞留が抑制されつつ第２ギャップＧ２へスムーズに搬送される。第２ギャップＧ２を通過した現像剤は第１ギャップＧ１へ搬送される。第２ギャップＧ２は第１ギャップＧ１よりも大きく設定してあるため、規制部材４により余剰現像剤を確実に発生させ、余剰現像剤は第１現像剤滞留抑制部材１２により滞留が抑制されつつ還流板６側へ還流され、還流板６により撹拌ローラ７へ還流され、全体として還流板６の周りを現像剤が循環する。還流板６の下縁の形状は、上述したように凸部６ａが設けられ、非直線であるため、現像剤の落下位置が変化し、攪拌性が向上する。また、還流板６の傾斜角は安息角よりも大きいため、還流を安定して行うことができる。さらに、還流板６には仕切がないため、現像剤の還流を安定し、攪拌性を向上させることができる。
【００５９】
上述した実施の形態において、還流板６の凸部６ａの幅及び凸部６ａの間隔は、攪拌ローラ７の攪拌羽根７ａの間隔（ピッチ）と同じにすることが好ましい。図４は還流板及び攪拌ローラの例を示す図であり、図４（ａ）は還流板６上方から見た上面図であり、図４（ｂ）は搬送ローラ８側から見た側面図であり、還流板６の凸部６ａの幅及び凸部６ａの間隔は、攪拌ローラ７の攪拌羽根７ａの間隔（ピッチ）と同じである。また、図４（ａ）に示すように、還流板６の凸部６ａ先端は、攪拌ローラ７の中心軸を若干超えた位置に配置され、還流板７の凸部７ａが設けられていない部分の根元は、攪拌ローラ７の外周上方よりも若干内側に配置されている。
【００６０】
図５（ａ）及び（ｂ）は、還流板から攪拌ローラに落下した現像剤の攪拌状態を示す概念図である。ここで、図５（ａ）及び（ｂ）は、還流板６の上方から見た図であり、各図の攪拌ローラ７は互いに半回転ずれている。現像剤は還流板６の凸部６ａから落下するものもあれば、凸部６ａが設けられていない部分から落下するものもある。そのため、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、現像剤は、攪拌ローラ７の中心軸を境にして手前側（ｘ方向側）に落下するものもあれば、奥側（−ｘ方向）に落下するものもある。攪拌ローラ７に落下した現像剤は、攪拌羽根７ａによって攪拌されるが、落下位置（手前側と奥側）が異なることに加え、手前側と奥側では移動方向が逆になるため、現像剤の攪拌性が更に向上する。
【００６１】
上述した各実施の形態では、長方形状の凸部を設けた還流板を例にして説明したが、凸部の形状は長方形状に限定はされず、任意形状とすることが可能である。また、還流板の下縁は、非直線であればよく、下縁に凸部を形成することに限定はされず、下縁に凹部を設けるなど、任意に変形して非直線形状にすることが可能である。図６（ａ）〜（ｃ）は、還流板の他の例を示す斜視図である。図６（ａ）の例では、還流板１６の下縁に半円状の凸部１６ａが設けられており、図６（ｂ）の例では、還流板１７の下縁に半円状の凹部１７ｂが設けられており、図６（ｃ）の例では、還流板１８の下縁に半円状の凸部１８ａ及び凹部１８ｂが設けられている。
【００６２】
また、還流板上面の下縁付近に突起又は溝を設けることも可能である。図７（ａ）及び（ｂ）は、還流板の他の例を示す斜視図である。図７（ａ）の例では、還流板１９上面の凸部１９ａ先端付近及び凸部が設けられていない部分の先端付近に半円柱状の突起１９ｂが設けられている。現像剤は、突起１９ｂと接触して散らばり、拡散して落下するため、攪拌性が向上する。また、図７（ｂ）の例では、還流板２０上面の凸部２０ａ先端付近及び凸部が設けられていない部分の先端付近に、還流方向（矢印方向）に沿ったＶ字状の溝２０ｂが形成されている。現像剤は、溝２０ｂに案内されて落下するため、還流が安定する。
【００６３】
なお、上述した突起の形状は半円柱状に限定はされず任意である。また、上述した溝の形状はＶ字状に限定はされず任意である。図８（ａ）及び（ｂ）は還流板上面の突起の他の例を示す側面図であり、図８（ｃ）は還流板上面の溝の他の例を示す正面図である。図８（ａ）の還流板２７には断面が扇状の突起２７ｂが設けられており、図８（ｂ）の還流板２８には断面が直角三角形状の突起２８ｂが設けられている。また、図８（ｃ）の還流板２９には半筒状の溝２９ｂが設けられている。
【００６４】
また、攪拌ローラ７には、強度を補強するためのリブを設けることも可能である。図９（ａ）、（ｂ）は攪拌ローラの他の例を示す図であり、図９（ａ）は還流板６上方から見た上面図であり、図９（ｂ）は搬送ローラ８側から見た側面図であり、攪拌ローラ７には、攪拌羽根７ａと、強度補強用のリブ７ｂが設けられている。また、攪拌羽根７ａの形状、大きさ、攪拌ローラ中心軸に対する傾斜角度などは任意に決定するすることが可能である。
【００６５】
以上のように構成された現像装置は例えば電子写真プロセス部を有するデジタル複写機（画像形成装置）に装着される。図１０は本発明に係る現像装置が装着された画像形成装置の要部の構成を示す縦断正面図である。画像形成装置は、原稿の画像を読み取るためのスキャナ２０と、周面に静電潜像が担持される回転可能な感光体ドラム２（画像形成部）と、感光体ドラム２を帯電する帯電手段２１と、原稿画像に対応する静電潜像を感光体ドラム２に担持させるレーザービームスキャナーを有する露光手段と、前記静電潜像を現像する現像装置Ａと、現像された感光体ドラム２のトナー画像をシートに転写する転写手段２２と、感光体ドラム２に残留する現像剤を除去するクリーニング手段と、感光体ドラム２の帯電を取り除く除電手段と、感光体ドラム２に向けてシートを供給するシート供給ユニット２３と、画像が形成されたシートを後処理するシート後処理部２４とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に係る現像装置の構成を示す断面図である。
【図２】現像ローラ及び還流板等の支持構造を示す分解斜視図である。
【図３】安息角の説明図である。
【図４】還流板及び攪拌ローラの例を示す図である。
【図５】還流板から攪拌ローラに落下した現像剤の攪拌状態を示す概念図である。
【図６】還流板の他の例を示す斜視図である。
【図７】還流板の他の例を示す斜視図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は還流板上面の突起の他の例を示す側面図であり、（ｃ）は還流板上面の溝の他の例を示す正面図である。
【図９】攪拌ローラの他の例を示す図である。
【図１０】本発明に係る現像装置が装着された画像形成装置の要部の構成を示す縦断正面図である。
【図１１】従来の現像装置の構成を示す断面図である。
【図１２】従来の還流板及び攪拌ローラの概略を示す斜視図である。
【図１３】仕切が設けられた従来の還流板上を流れる現像剤の例を示す斜視図である。
【図１４】従来の還流板から攪拌ローラに落下した現像剤の攪拌状態を示す概念図である。
【符号の説明】
【００６７】
１ ケース
１ｂ 現像剤補給部
２ 感光体ドラム（画像形成部）
３ 現像ローラ
４ 規制部材
５ 摺擦部材
６，１６，１７，１８，１９，２０，２７，２８，２９ 還流板
６ａ，１６ａ，１８ａ，１９ａ，２０ａ 凸部
１７ｂ，１８ｂ 凹部
１９ｂ，２７ｂ，２８ｂ 突起
２０ｂ，２９ｂ 溝
７ 撹拌ローラ
７ａ 攪拌羽根
７ｂ リブ
８ 搬送ローラ
１１ 支持部材
１２ 第１現像剤滞留抑制部材
１３ 第２現像剤滞留抑制部材
３１ マグネットローラ
３２ スリーブ
Ａ 現像装置
Ｇ１ 第１ギャップ
Ｇ２ 第２ギャップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を攪拌する攪拌ローラと、現像剤を静電潜像へ搬送する現像ローラと、該現像ローラによって静電潜像へ搬送される現像剤量を規制する規制部材と、該規制部材の規制による余剰現像剤を前記攪拌ローラへ還流させる還流板とを備え、該還流板の一縁は前記攪拌ローラの上方に配置されている現像装置において、
前記還流板の前記一縁は非直線であることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記還流板の前記一縁に、前記還流板と平行な方向に複数の凸部又は複数の凹部を有することを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記攪拌ローラは中心軸に沿って複数の攪拌羽根を備えており、
前記凸部又は凹部は攪拌羽根と同一間隔で配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の現像装置。
【請求項４】
前記還流板の上面の前記一縁付近に、突起を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れかひとつに記載の現像装置。
【請求項５】
前記還流板の上面の前記一縁付近に、現像剤の還流方向に沿った溝を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れかひとつに記載の現像装置。
【請求項６】
前記還流板は安息角よりも大きい角度で傾斜していることを特徴とする請求項１乃至５の何れかひとつに記載の現像装置。
【請求項７】
現像剤が補給される現像剤補給部を備え、該現像剤補給部及び前記現像ローラ間に前記攪拌ローラを配置してあり、
前記還流板の前記一縁は、攪拌ローラの現像剤補給部側の上方に配置されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れかひとつに記載の現像装置。
【請求項８】
前記現像剤は、平均粒径６５μｍ以下の磁性粉体及び平均粒径７．５μｍ以下のトナーを含むことを特徴とする請求項１乃至７の何れかひとつに記載の現像装置。
【請求項９】
静電潜像を現像する請求項１乃至８の何れかひとつの現像装置と、
該現像装置が現像した画像をシートに形成する画像形成部と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
現像剤を攪拌する攪拌ローラと、現像剤を静電潜像へ搬送する現像ローラと、該現像ローラによって静電潜像へ搬送される現像剤量を規制する規制部材と、該規制部材の規制による余剰現像剤を前記攪拌ローラへ還流させる還流板とを備え、該還流板の一縁は前記攪拌ローラの上方に配置されている現像装置において、
前記還流板の前記一縁は非直線であることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記還流板の前記一縁に、前記還流板と平行な方向に複数の凸部又は複数の凹部を有することを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記攪拌ローラは中心軸に沿って複数の攪拌羽根を備えており、
前記凸部又は凹部は攪拌羽根と同一間隔で配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の現像装置。
【請求項４】
前記還流板の上面の前記一縁付近に、突起を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れかひとつに記載の現像装置。
【請求項５】
前記還流板の上面の前記一縁付近に、現像剤の還流方向に沿った溝を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れかひとつに記載の現像装置。
【請求項６】
前記還流板は安息角よりも大きい角度で傾斜していることを特徴とする請求項１乃至５の何れかひとつに記載の現像装置。
【請求項７】
現像剤が補給される現像剤補給部を備え、該現像剤補給部及び前記現像ローラ間に前記攪拌ローラを配置してあり、
前記還流板の前記一縁は、攪拌ローラの現像剤補給部側の上方に配置されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れかひとつに記載の現像装置。
【請求項８】
前記現像剤は、平均粒径６５μｍ以下の磁性粉体及び平均粒径７．５μｍ以下のトナーを含むことを特徴とする請求項１乃至７の何れかひとつに記載の現像装置。
【請求項９】
静電潜像を現像する請求項１乃至８の何れかひとつの現像装置と、
該現像装置が現像した画像をシートに形成する画像形成部と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００６−１８９７３１（Ｐ２００６−１８９７３１Ａ）
【公開日】平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３１３１（Ｐ２００５−３１３１）
【出願日】平成１７年１月７日（２００５．１．７）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月７日（２００５．１．７）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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