JP2019109341A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、現像剤の流動性を向上させることができる現像装置を提供することを目的とする。【解決手段】 現像剤を収容する現像容器１１４ｎと、現像剤を担持する現像スリーブ１１４ａと、現像スリーブ１１４ａの軸方向に沿って回転可能に設けられ、現像容器１１４ｎ内の現像剤を撹拌する撹拌部材１１４ｇと、撹拌部材１１４ｇの撹拌羽根１１４ｇ４の先端部１１４ｇ５の回転軌跡１に沿った現像容器１１４ｎの外面１１４ｎ１に設けられた磁石１１４ｈと、を有することを特徴とする。【選択図】 図８

Description

本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に設けられる現像装置に関する。

複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置では、感光体の表面に静電潜像を形成し、現像装置により感光体に対して現像剤を供給して静電潜像を現像する。その後、感光体に形成されたトナー像を用紙等の記録材に転写し、定着装置により定着する。

図３（ｃ）、図４（ｂ）及び図５を用いて比較例の現像装置について説明する。図１に示す電子写真方式の画像形成装置６では、現像剤（トナー）が使用されている。画像形成装置６では、画像形成に伴い現像装置１１４内の現像剤が消費される。消費された現像剤を補給するために、トナーボトル５０からホッパー４１に現像剤が供給される。更に、ホッパー４１から図３（ｃ）及び図４（ｂ）に示す現像装置１１４内に設けられた搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向の上流側に設けられた補給口１１４ｂを介して搬送路１１４ｃ内に現像剤が供給される。

搬送路１１４ｃ内に補給された現像剤は、搬送路１１４ｃ内に回転可能に設けられた搬送スクリュー１１４ｄにより搬送路１１４ｃの長手方向に搬送される。搬送スクリュー１１４ｄは、ホッパー４１から本体トナー搬送路６０により接続された補給口１１４ｂを介して搬送路１１４ｃ内に供給された現像剤を搬送路１１４ｃの長手方向に略均一に供給するように制御されている。搬送路１１４ｃと撹拌室２０との間には、搬送路１１４ｃの長手方向に沿って規制壁１１４ｅが設けられている。規制壁１１４ｅには、搬送路１１４ｃから該搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向に沿って撹拌室２０内に落下していく現像剤の量を規制する上縁部１１４ｆが設けられている。

上縁部１１４ｆは、図５に示すように、搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向の上流側からか下流側に向かって徐々に高さが低くなるように傾斜している。搬送路１１４ｃに沿って設けられた規制壁１１４ｅの上縁部１１４ｆを上流側から現像剤が逐次乗り越えて少量ずつ撹拌室２０内に落下する。落下せずに残った現像剤は、搬送スクリュー１１４ｄにより搬送路１１４ｃ内を更に下流側に搬送され、その搬送先で規制壁１１４ｅの上縁部１１４ｆを超えて撹拌室２０内に落下する。これが繰り返されることで、ホッパー４１から搬送路１１４ｃ内に補給された現像剤は、搬送路１１４ｃの長手方向に所定の分布を持って供給される。この分布を「落下量分布」という。

撹拌室２０内に落下した現像剤は、撹拌室２０内に回転可能に設けられた撹拌部材１１４ｇにより新旧の現像剤が撹拌され、現像剤担持体となる現像スリーブ１１４ａに向けて搬送される。現像スリーブ１１４ａの表面に担持された現像剤は、現像剤層規制部材１１４ｋにより層厚が規制され、感光ドラム１１２の表面上に形成された静電潜像に供給されてトナー像として現像される。

搬送路１１４ｃの規制壁１１４ｅの上縁部１１４ｆを超えて撹拌室２０内に落下した現像剤は、撹拌部材１１４ｇにより所定の方向に搬送されつつ新旧現像剤が撹拌される。搬送路１１４ｃの規制壁１１４ｅの上縁部１１４ｆを超えて撹拌室２０内に落下する現像剤は、搬送路１１４ｃの長手方向に所定の分布を持って撹拌室２０内に落下する。

このため撹拌部材１１４ｇの回転軸１１４ｇ１方向に現像剤を搬送しつつ撹拌しなければ、撹拌部材１１４ｇの回転軸１１４ｇ１方向においても現像剤の不均一が発生し、現像装置１１４内の現像剤のトナー諸物性にムラが生じてしまう。例えば、搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向上流側で撹拌室２０内に積極的に現像剤を落下させた場合は、搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向下流側の撹拌室２０内に古い現像剤が多く堆積することになる。

そのため搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向下流側の撹拌室２０内に堆積した古い現像剤が耐久劣化し、所望の帯電量が得られず、トナー濃度薄等の現像不良を引き起こしてしまう。また、搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向上流側で撹拌室２０内に積極的に補給された新しい現像剤は、表面に摩擦帯電を促進させる外添剤や流動性を向上させる外添剤が多く添加されている。

それらの外添剤が現像剤の供給と共に遊離して搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向上流側の撹拌室２０内には遊離外添剤が多くなる傾向がある。その遊離外添剤が撹拌部材１１４ｇの回転により撹拌室２０から現像室１１４ｉ内に搬送され、現像室１１４ｉ内に設けられた現像スリーブ１１４ａの表面上に強付着し、現像スリーブ１１４ａの表面上に所望の現像剤が担持出来なくなる等の問題が生じていた。

特許文献１では、図５に示すように、規制壁１１４ｅの上縁部１１４ｆの高さが搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向上流側から下流側に向かって低くなるように傾斜している。更に、規制壁１１４ｅの上縁部１１４ｆの高さが低くなるに従って上縁部１１４ｆの面幅Ｗが広くなるように形成されている。このため規制壁１１４ｅの上縁部１１４ｆの高さが低くなっている位置ほど規制壁１１４ｅの上縁部１１４ｆの面幅Ｗ上に積層される現像剤の高さが高くなるように形成される。

これにより搬送路１１４ｃ内を搬送される現像剤が規制壁１１４ｅの上縁部１１４ｆの面幅Ｗ上に積層され、上縁部１１４ｆの面幅Ｗ上に積層された現像剤自身により現像剤規制壁が形成される。これにより搬送路１１４ｃ内を搬送される現像剤は、現像剤自身で上縁部１１４ｆの面幅Ｗ上に積層されて形成した現像剤規制壁を乗越えるようにして撹拌室２０内に落下しながら搬送路１１４ｃ内を長手方向に搬送される。

これにより使用環境に応じて現像剤の凝集度が変化した場合は、上縁部１１４ｆの面幅Ｗ上に積層されて形成される現像剤自身による現像剤規制壁の高さが変化する。そして、搬送路１１４ｃから撹拌室２０内に落下する現像剤の落下量分布を搬送路１１４ｃの長手方向で均一に制御することが可能となる。

特開２０１１−１５０３１８号公報

特許文献１では、規制壁１１４ｅの上縁部１１４ｆの面幅Ｗ上に現像剤自身により現像剤規制壁を形成している。このため現像剤の凝集度のばらつきや動作時の振動の影響により規制壁１１４ｅの上縁部１１４ｆの面幅Ｗ上に現像剤自身により形成される現像剤規制壁が崩れる場合がある。また、現像剤規制壁を形成している現像剤の入れ替わり時に現像剤自身により形成される現像剤規制壁の高さが変化する。

これにより搬送路１１４ｃの長手方向における現像剤の落下量分布に偏りが発生する。このように現像剤の落下量分布を均一化しきれない場合は、撹拌室２０内に落下した現像剤を撹拌部材１１４ｇで撹拌しても撹拌部材１１４ｇの回転軸１１４ｇ１方向において現像剤量を均一にすることが出来ない。このため撹拌室２０内の撹拌部材１１４ｇの回転軸１１４ｇ１方向の現像剤の撹拌が不均一となる。

撹拌室２０内の撹拌部材１１４ｇの回転軸１１４ｇ１方向における現像剤の撹拌が不均一である場合には、画像形成時の画像濃度の一様性に影響する。図６に示すように、撹拌羽根１１４ｇ４にスリット１１４ｇ２，１１４ｇ３や開口を設けて現像剤の撹拌部材１１４ｇの回転軸１１４ｇ１方向への移動を促すことも考えられる。しかし、それだけでは、撹拌室２０内の現像剤の撹拌が不十分となる場合があり、出力画像に濃度ムラが生じたり濃度低下等の画像不良を引き起こしたりするという課題があった。

本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、現像剤の流動性を向上させることができる現像装置を提供するものである。

前記目的を達成するための本発明に係る現像装置の代表的な構成は、現像剤を収容する現像容器と、現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の軸方向に沿って回転可能に設けられ、前記現像容器内の現像剤を撹拌する撹拌部材と、前記撹拌部材の先端部の回転軌跡に沿った前記現像容器の外側に設けられた磁石と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、現像剤の流動性を向上させることができる。

画像形成装置の構成を示す断面説明図である。 画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図である。 （ａ），（ｂ）は、本実施形態の現像装置の内部構成を示す斜視説明図である。（ｃ）は、比較例の現像装置の内部構成を示す斜視説明図である。 （ａ）は、本実施形態の現像装置の長手方向に対して直交する方向に切断した断面説明図である。（ｂ）は、比較例の現像装置の長手方向に対して直交する方向に切断した断面説明図である。 搬送路の規制壁の上縁部の構成を示す斜視説明図である。 撹拌部材の構成を示す正面図である。 （ａ）は、現像容器の外面に現像剤を誘導する磁石を取り付けた現像装置の構成を示す断面説明図である。（ｂ）は、現像容器の外面に現像剤を誘導する磁石を取り付けた現像装置の構成を示す平面説明図である。 （ａ）は、現像容器の外面に現像剤を誘導する磁石を取り付けた他の現像装置の構成を示す断面説明図である。（ｂ）は、現像容器の外面に現像剤を誘導する磁石を取り付けた他の現像装置の構成を示す平面説明図である。 （ａ）は、磁石の形状を示す平面図である。（ｂ）は、磁石の形状を示す正面図である。 現像剤の補給制御を示すフローチャートである。 搬送路に設けられた磁石の搬送路の長手方向における磁力分布を示す図である。 本実施形態と比較例とで耐久枚数と定着後の印刷表面を反射型センサにより濃度検知を行った際の反射濃度の推移を示す図である。

図により本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置の一実施形態を具体的に説明する。尚、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置等は、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更可能である。

＜画像形成装置＞
図１及び図２を用いて本発明に係る現像装置１１４を備えた画像形成装置６の構成について説明する。図１は、画像形成装置６の構成を示す断面説明図である。図２は、画像形成装置６の制御部８の構成を示すブロック図である。図１に示す画像形成装置６は、例えば、有機感光体からなる像担持体となる感光ドラム１１２を有する。図１の反時計回り方向に回転する感光ドラム１１２の表面は、帯電手段となる帯電ローラ２により一様に帯電される。

図２に示す画像信号処理部１０９から送られた画像情報に基づいて露光手段となるレーザスキャナ１０８からレーザ光を放射し、図示しないポリゴンミラー及び反射ミラーを介して一様に帯電した感光ドラム１１２の表面に露光を行う。これにより感光ドラム１１２の表面に静電潜像を形成する。感光ドラム１１２の表面に形成された静電潜像に対して現像手段となる現像装置１１４に設けられた現像剤を担持する現像剤担持体となる現像スリーブ１１４ａにより現像剤（トナー）を供給する。これにより感光ドラム１１２の表面にトナー像が現像される。

現像スリーブ１１４ａの表面に担持された現像剤は、現像スリーブ１１４ａが図１の時計回り方向に回転する際に現像剤層規制部材１１４ｋにより層厚が規制される。感光ドラム１１２の表面に形成された静電潜像に現像剤を供給して現像剤像（トナー像）として現像する際には、図示しない現像バイアス電源から現像スリーブ１１４ａに現像バイアスが印加される。この現像バイアスが印加された現像スリーブ１１４ａと、感光ドラム１１２の表面との間に形成される電位差により現像スリーブ１１４ａの表面に担持された現像剤が感光ドラム１１２の表面上の静電潜像に向かって飛翔する。この現像剤の飛翔を現像という。

一方、給送トレイ７内に収容された紙等の記録材が図示しない給送手段により感光ドラム１１２と、転写手段となる転写ローラ４とにより形成される転写ニップ部Ｎに搬送される。図示しない転写バイアス電源から転写ローラ４に転写バイアスが印加されることにより感光ドラム１１２の表面に担持されたトナー像が記録材に転写される。転写されずに感光ドラム１１２の表面に残留したトナーは、クリーニング手段となるクリーナ２２に設けられたクリーニングブレード２２ａにより掻き取られて回収される。

転写ニップ部Ｎにおいてトナー像が転写された記録材は、定着手段となる定着装置５に搬送され、定着装置５に設けられた加熱ローラと加圧ローラとにより挟持搬送される過程でトナー像が加熱されて溶融し、記録材に熱定着される。トナー像が定着された記録材は、図示しない搬送手段により搬送されて排出部９上に排出される。上記画像形成手段により記録材に画像を形成する。図１に示す４０は、原稿画像を読み取る画像読取装置である。

＜制御部＞
次に、図２を用いて画像形成装置６の制御部８の構成について説明する。図２に示すように、制御手段となるＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算装置）１００には、記憶手段となるＲＯＭ（Read Only Memory；リードオンリメモリ）１０１が接続されている。更に、ＣＰＵ１００には、記憶手段となるＲＡＭ（Randam AccessMemory；ランダムアクセスメモリ）１０２が接続されている。更に、ＣＰＵ１００には、表示部１０３、画像信号処理部１０９、駆動制御部１１０、検出部１１１等が接続されている。

ＣＰＵ１００は、各種の演算処理等を行う。また、ＲＯＭ１０１には、画像形成のための各種の制御プログラムが記憶されている。また、ＲＡＭ１０２には、制御プログラム実行中の各種データ等が一時的に記憶される。また、表示部１０３には、画像形成装置６の動作状態や操作メッセージ、或いは、トナーエンド状態やニアエンド状態である旨等が表示される。

検出部１１１には、図４（ａ）に示す現像装置１１４に設けられた現像スリーブ１１４ａ（現像剤担持体）の軸方向に沿って現像剤を搬送する搬送路１１４ｃ内の現像剤を検出するトナーセンサ１３が設けられている。更に、検出部１１１には、現像装置１１４に設けられた撹拌室２０内の現像剤を検出するトナーセンサ１１４ｓが設けられている。

ＣＰＵ１００は、トナーセンサ１３，１１４ｓからそれぞれ出力される出力電圧に基づいて、搬送路１１４ｃ内の現像剤残量と、撹拌室２０内の現像剤残量とを検出する。また、検出部１１１には、画像形成装置６が設置された環境温度や湿度を検出する環境センサ１１５と、画像形成装置６内のジャム処理やトナーボトル５０の交換やメンテナンスの際に開閉するドアの開閉状態を検出するドア開閉センサ１１６が設けられている。

駆動制御部１１０は、図１に示すトナーボトル５０の外周面に設けられた図示しない駆動ギアを介してトナーボトル５０に回転力を付与する駆動源としてのボトルモータ１０を駆動制御する。更に、駆動制御部１１０は、図１に示すトナーボトル５０と現像装置１１４のトナーの補給口１１４ｂとを接続する本体トナー搬送路６０の内部に回転可能に設けられた図示しないトナー搬送スクリューを回転駆動する動力源として駆動制御する。

搬送スクリュー１１４ｄの回転軸１１４ｄ１の外周面上には、螺旋状羽根１１４ｄ２が設けられており、この螺旋状羽根１１４ｄ２の回転により現像剤を搬送する。更に、駆動制御部１１０は、駆動源としてのメインモータ３を駆動制御する。メインモータ３は、感光ドラム１１２、撹拌室２０内に回転軸１１４ｇ１を中心に回転可能に設けられた撹拌部材１１４ｇ、現像室１１４ｉ内に回転可能に設けられた現像スリーブ１１４ａ等を回転駆動する。撹拌部材１１４ｇは、現像スリーブ１１４ａ（現像剤担持体）の軸方向に沿って回転軸１１４ｇ１を中心に回転可能に設けられ、現像容器１１４ｎの撹拌室２０内（現像容器内）の現像剤を撹拌する。

画像信号処理部１０９は、画像データ取込部１０４と接続され、画像データ取込部１０４から取り込まれた画像データをビデオ信号に変換する。そして、このビデオ信号をレーザ駆動パルスに変換してレーザスキャナ１０８に送信する。画像データ取込部１０４は、複製機能等に用いられる画像読取装置４０、外部機器が出力する画像データを受信するプリンタインターフェース１０６、電話回線網から画像データを受信するモデム１０７を有して構成されている。画像データ取込部１０４は、これらを介して画像データを画像形成装置６に取り込む。

＜現像剤＞
次に、本実施形態で使用する現像剤について説明する。本実施形態で使用する現像剤は、粉砕方式による磁性一成分現像剤で、樹脂を母材として磁性体を内包しており、現像剤粒径は、５μｍ以上、１０μｍ以下程度、現像剤帯電量は、−５μＣ／ｇ〜−２０μＣ／ｇ程度である。

＜現像装置＞
次に、図３（ａ），（ｂ）及び図４（ａ）を用いて、本発明に係る現像装置１１４の構成について説明する。図３（ａ），（ｂ）は、現像装置１１４の内部構成を示す斜視説明図である。図４（ａ）は、現像装置１１４の長手方向に対して直交する方向に切断した断面説明図である。図３（ａ），（ｂ）及び図４（ａ）に示すように、現像装置１１４の前端部分（図３（ａ），（ｂ）の下方，図４（ａ）の左側）には、現像剤担持体としての現像スリーブ１１４ａが回転可能に設けられている。

現像装置１１４の後端部分（図３（ａ），（ｂ）の上方、図４（ａ）の右側）には、現像スリーブ１１４ａの軸方向に沿って（図３（ａ），（ｂ）の右側から左側に向けて）、現像剤を搬送する搬送路１１４ｃが設けられている。図４（ａ）に示すように、搬送路１１４ｃの底面１１４ｃ１は、断面円弧状に形成されている。

搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向上流側（図３（ａ），（ｂ）の右側）には、開口からなる補給口１１４ｂが設けられている。補給口１１４ｂの上方には、図１に示すように、ホッパー４１に接続された本体トナー搬送路６０の排出口が接続されている。トナーボトル５０からホッパー４１内に供給された現像剤は、本体トナー搬送路６０内に設けられた図示しない搬送スクリューにより搬送されて現像装置１１４の搬送路１１４ｃの補給口１１４ｂから搬送路１１４ｃ内に補給される。

＜現像剤の補給動作＞
次に、図１０を用いて、現像剤の補給動作について説明する。図１０のステップＳ１において、画像形成装置６本体の電源を投入する。そして、ステップＳ２において、ユーザが操作部１１を操作して通常の画像形成動作を開始する。次に、ステップＳ３において、現像装置１１４が駆動されて画像形成に応じて現像剤が消費される。

次に、ステップＳ４において、ＣＰＵ１００は、現像装置１１４の撹拌室２０内の現像剤残量を検出するトナーセンサ１１４ｓの検出結果に基づいて、撹拌室２０内の現像剤の有無を判定する。ステップＳ４において、トナーセンサ１１４ｓにより撹拌室２０内に現像剤が有ることを検出する。その場合は、ステップＳ５に進んで、ＣＰＵ１００は、ホッパー４１内の現像剤残量を検出するトナーセンサ４１ａの検出結果に基づいて、ホッパー４１内の現像剤の有無を判定する。

ステップＳ５においてトナーセンサ４１ａによりホッパー４１内に現像剤が無いことを検出する。その場合は、ステップＳ７に進んで、ＣＰＵ１００は、駆動制御部１１０によりボトルモータ１０を回転駆動させてトナーボトル５０からホッパー４１内に現像剤を供給した後、ＣＰＵ１００は、処理を終了する。

ステップＳ５において、トナーセンサ４１ａによりホッパー４１内に現像剤が有ることを検出した場合は、ＣＰＵ１００は、処理を終了する。ステップＳ４において、トナーセンサ１１４ｓにより撹拌室２０内に現像剤が無いことを検出する。その場合は、ステップＳ６に進んで、ＣＰＵ１００は、ホッパーモータ１２を回転駆動して、ホッパー４１から本体トナー搬送路６０を経由して現像装置１１４に設けられた補給口１１４ｂから搬送路１１４ｃ内に現像剤を供給する。

その後、ステップＳ５に進んで、ＣＰＵ１００は、トナーセンサ４１ａの検出結果に基づいて、ホッパー４１内の現像剤の有無を判定する。ステップＳ５において、ホッパー４１内の現像剤が無いことを検出した場合はステップＳ７に進んで、ＣＰＵ１００は、ボトルモータ１０を回転駆動させてトナーボトル５０からホッパー４１内に現像剤を供給した後、処理を終了する。

＜搬送路＞
次に、図３（ａ），（ｂ）、図４（ａ）及び図５を用いて、現像装置１１４に設けられる搬送路１１４ｃの構成について説明する。図５は、搬送路１１４ｃの規制壁１１４ｅの上縁部１１４ｆの構成を示す斜視説明図である。図３（ａ），（ｂ）に示すように、現像装置１１４に設けられる搬送路１１４ｃの内部には、搬送スクリュー１１４ｄが設けられている。搬送スクリュー１１４ｄは、搬送路１１４ｃに連通される補給口１１４ｂが設けられた側である現像剤の搬送方向上流側(図３（ａ），（ｂ）の右側)から下流側（図３（ａ），（ｂ）の左側）に向かって現像剤を搬送する搬送手段として構成される。

＜搬送スクリュー＞
搬送スクリュー１１４ｄは、回転軸１１４ｄ１の外周面上に一枚の連続する螺旋状羽根１１４ｄ２が設けられている。本実施形態の搬送スクリュー１１４ｄは、螺旋状羽根１１４ｄ２の外径が１６ｍｍ、回転軸１１４ｄ１の外径が６ｍｍ、回転軸１１４ｄ１に沿った螺旋状羽根１１４ｄ２のピッチが２０ｍｍに設定されている。螺旋状羽根１１４ｄ２は、傾斜面となっており、螺旋状羽根１１４ｄ２の外表面と、回転軸１１４ｄ１の外周面とがなす傾斜角度は、１０８°である。

ＣＰＵ１００は、駆動制御部１１０により搬送路モータ１１３を回転駆動して搬送スクリュー１１４ｄの回転軸１１４ｄ１を回転させる。これにより補給口１１４ｂから搬送路１１４ｃ内に補給された現像剤が螺旋状羽根１１４ｄ２の回転に伴って現像剤の搬送方向上流側(図３（ａ），（ｂ）の右側)から下流側（図３（ａ），（ｂ）の左側）に向かって搬送される。

現像装置１１４の現像スリーブ１１４ａはメインモータ３からクラッチを介して回転駆動される。現像容器１１４ｎ内に設けられた撹拌部材１１４ｇ、および搬送スクリュー１１４ｄは現像スリーブ１１４ａと図示しない複数のギアを介して接続され、現像スリーブ１１４ａが回転駆動することで撹拌部材１１４ｇと搬送スクリュー１１４ｄも回転駆動する。

搬送スクリュー１１４ｄが回転することで搬送路１１４ｃ内の現像剤を現像スリーブ１１４ａの軸方向に沿って搬送する。搬送路１１４ｃ内の搬送途中にある現像剤は、搬送路１１４ｃの規制壁１１４ｅの上縁部１１４ｆを乗り越えて撹拌室２０内に落下する。

＜規制壁＞
次に、図５を用いて規制壁１１４ｅの構成について説明する。図５に示すように、現像剤が落下する搬送路１１４ｃの前端側（図３（ａ），（ｂ）の下方，図４（ａ）の左側）の縁部には、搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向に沿って規制壁１１４ｅが上方に立ち上がるように設けられている。規制壁１１４ｅには、搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向に沿って搬送路１１４ｃから撹拌室２０内に落下していく現像剤の落下量（現像剤の量）を規制する上縁部１１４ｆが設けられている。

図５に示すように、規制壁１１４ｅの上縁部１１４ｆは、搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向において上流側から下流側に向かって徐々に高さが低くなるように傾斜している。搬送路１１４ｃの上縁部１１４ｆの面幅（現像剤の搬送方向に直交する前後方向における面の幅）Ｗは、現像剤の搬送方向において上流側から下流側に向かって徐々に拡大するように形成されている。これにより規制壁１１４ｅの上縁部１１４ｆは、現像剤の搬送方向上流側（図５の右側）が高く、下流側（図５の左側）が低くなり、且つ、高さが低くなるに従って規制壁１１４ｅの上縁部１１４ｆの面幅Ｗが広くなるように形成されている。

＜撹拌部材＞
次に、図６を用いて、撹拌部材１１４ｇの構成について説明する。図６は、撹拌部材１１４ｇの構成を示す正面図である。図６に示す撹拌部材１１４ｇは、樹脂により形成された回転軸１１４ｇ１と、貫通穴からなるＶ字形状の複数のスリット１１４ｇ２，１１４ｇ３が設けられたシート状の撹拌羽根１１４ｇ４とを両面テープにより貼り合わせて構成されている。

撹拌羽根１１４ｇ４には、撹拌羽根１１４ｇ４の長手方向の左右両端部から中央部に向けて、それぞれ突形状に配置されたＶ字形状の複数のスリット１１４ｇ２，１１４ｇ３が所定の間隔で並べられている。撹拌部材１１４ｇは、回転軸１１４ｇ１を回転中心として回転することで撹拌羽根１１４ｇ４により撹拌室２０内の現像剤を撹拌しつつ現像剤を現像スリーブ１１４ａが設けられた現像室１１４ｉに搬送する。また、撹拌部材１１４ｇは、回転時に撹拌羽根１１４ｇ４の先端部１１４ｇ５が撹拌室２０の内壁付近を通過するように構成されている。他に、撹拌部材１１４ｇは、回転時に撹拌羽根１１４ｇ４の先端部１１４ｇ５が撹拌室２０の内壁に当接摺動するように構成されていても良い。

＜磁石＞
次に、図７〜図９を用いて、撹拌室２０内に収容され、撹拌部材１１４ｇにより撹拌搬送される現像剤の搬送方向を磁力の吸引力により誘導する磁石１１４ｈの構成について説明する。図７（ａ）は、現像剤を収容する撹拌室２０に対応する現像容器１１４ｎの外面１１４ｎ１（外側）に磁性体からなる現像剤を磁力により吸引して誘導する磁石１１４ｈを取り付けた現像装置１１４の構成を示す断面説明図である。図７（ｂ）は、現像剤を収容する撹拌室２０に対応する現像容器１１４ｎの外面１１４ｎ１（外側）に磁性体からなる現像剤を磁力により吸引して誘導する磁石１１４ｈを取り付けた現像装置１１４の構成を示す平面説明図である。

図８（ａ）は、現像剤を収容する撹拌室２０に対応する現像容器１１４ｎの外面１１４ｎ１（外側）に磁性体からなる現像剤を磁力により吸引して誘導する磁石１１４ｈを取り付けた他の現像装置１１４の構成を示す断面説明図である。図８（ｂ）は、現像剤を収容する撹拌室２０に対応する現像容器１１４ｎの外面１１４ｎ１（外側）に磁性体からなる現像剤を磁力により吸引して誘導する磁石１１４ｈを取り付けた他の現像装置１１４の構成を示す平面説明図である。図９（ａ），（ｂ）は、磁石１１４ｈの形状を示す平面図及び正面図である。

本実施形態で使用する現像剤は、磁性一成分現像剤で、樹脂を母材として磁性体を内包している。このため磁性体からなる現像剤は、磁石１１４ｈの磁力により吸引されて搬送方向が誘導される。磁石１１４ｈは、撹拌室２０内に回転軸１１４ｇ１を中心に回転可能に設けられた撹拌部材１１４ｇの撹拌羽根１１４ｇ４の先端部１１４ｇ５の回転軌跡１に沿った現像容器１１４ｎの外面１１４ｎ１（外側）に設けられる。

本実施形態の磁石１１４ｈは、ナイロン系フェライト磁石等の永久磁石を採用している。図９（ａ），（ｂ）に示す磁石１１４ｈは、ナイロン系フェライト磁石で構成される。磁石１１４ｈは、図９（ａ）に示すように、長手方向の長さが３１０ｍｍ、幅が５ｍｍである。更に、図９（ｂ）に示すように、磁石１１４ｈの長手方向において、高い方の端部１１４ｈ２の高さが１０ｍｍ、低い方の端部１１４ｈ３の高さが２ｍｍに設定されている。

図７及び図８に示すように、図９（ａ），（ｂ）に示す磁石１１４ｈを、現像容器１１４ｎの撹拌部材１１４ｇの回転軸１１４ｇ１方向に沿って撹拌室２０を構成する現像容器１１４ｎの外面１１４ｎ１に取り付ける。その際に、図７（ａ），（ｂ）及び図８（ａ），（ｂ）に示すように、磁石１１４ｈの長手方向は、撹拌部材１１４ｇの回転方向（図７（ｂ）及び図８（ｂ）の上下方向）に対して所定の角度θで傾斜している。本実施形態では、角度θが４５度に設定されている。

本実施形態の撹拌部材１１４ｇは、回転軸１１４ｇ１を中心に図７（ａ）及び図８（ａ）の時計回り方向に回転する。本実施形態の磁石１１４ｈは、図７（ａ），（ｂ）及び図８（ａ），（ｂ）に示すように、現像容器１１４ｎの撹拌室２０の外面１１４ｎ１に設けられる。

磁石１１４ｈは、撹拌部材１１４ｇの回転方向上流側（図７（ｂ）及び図８（ｂ）の上側）に磁石１１４ｈの高い方の端部１１４ｈ２を配置する。そして、撹拌部材１１４ｇの回転方向下流側（図７（ｂ）及び図８（ｂ）の下側）に磁石１１４ｈの低い方の端部１１４ｈ３を配置する。これにより磁石１１４ｈは、撹拌部材１１４ｇの回転方向上流側（図７（ｂ）及び図８（ｂ）の上側）の磁力が強く、撹拌部材１１４ｇの回転方向下流側（図７（ｂ）及び図８（ｂ）の下側）に向かって磁力が弱くなるように設定されている。

本実施形態の磁石１１４ｈの磁力は、撹拌室２０を構成する現像容器１１４ｎの外面１１４ｎ１から２０ｍｍ離間した位置で、１ｍＴ以上、２０ｍＴ以下程度の磁力を発生する。撹拌室２０を構成する現像容器１１４ｎの外面１１４ｎ１から２０ｍｍ離間した位置とは、磁石１１４ｈの現像容器１１４ｎの外面１１４ｎ１側の表面１１４ｈ１からの距離が２０ｍｍである。

図１１は、磁石１１４ｈの長手方向における磁力分布を示す図である。本実施形態では、図１１のグラフａに示すように、磁石１１４ｈの高さが１０ｍｍの高い方の端部１１４ｈ２付近の磁力は、撹拌室２０を構成する現像容器１１４ｎの外面１１４ｎ１から２０ｍｍ離間した位置で５ｍＴである。また、磁石１１４ｈの高さが２ｍｍの低い方の端部１１４ｈ３付近の磁力は、撹拌室２０を構成する現像容器１１４ｎの外面１１４ｎ１から２０ｍｍ離間した位置で２ｍＴである。

補給口１１４ｂから搬送路１１４ｃ内に補給された現像剤は、規制壁１１４ｅの上縁部１１４ｆを超えて撹拌室２０内に落下する。撹拌室２０内に収容された現像剤は、回転軸１１４ｇ１を中心に回転する撹拌部材１１４ｇにより撹拌搬送される。その際に、磁石１１４ｈの磁力により磁性体からなる現像剤を吸引して現像剤の搬送方向を誘導する。

＜磁石の取付位置＞
次に、図７及び図８を用いて、撹拌室２０内の現像剤の搬送方向を誘導する磁石１１４ｈの取付位置について説明する。本実施形態の撹拌部材１１４ｇは、回転軸１１４ｇ１を中心に図７（ａ）及び図８（ａ）の時計回り方向に回転する。本実施形態の磁石１１４ｈは、図７（ａ），（ｂ）及び図８（ａ），（ｂ）に示すように、現像容器１１４ｎの撹拌室２０の外面１１４ｎ１に設けられる。

磁石１１４ｈは、撹拌部材１１４ｇの回転方向上流側（図７（ｂ）及び図８（ｂ）の上側）から下流側（図７（ｂ）及び図８（ｂ）の下側）に向けて、磁石１１４ｈの磁力が徐々に低くなるように配置される。磁石１１４ｈの長手方向は、撹拌部材１１４ｇの回転方向（図７（ｂ）及び図８（ｂ）の上下方向）に対する角度θが４５度に設定されている。

図３（ａ）及び図７（ａ），（ｂ）は、搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向において中央から上流側のみに現像容器１１４ｎの撹拌室２０の外面１１４ｎ１に磁石１１４ｈを２列平行に配置した一例である。搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向上流側（図７（ｂ）の右側）に磁石１１４ｈの高さが１０ｍｍの高い方の端部１１４ｈ２が設けられる。そして、搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向下流側（図７（ｂ）の左側）に磁石１１４ｈの高さが２ｍｍの低い方の端部１１４ｈ３が設けられる。

図３（ｂ）及び図８（ａ），（ｂ）に示すように、搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向において中央から上流側の磁石１１４ｈの傾斜方向を考慮する。また、搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向において中央から下流側の磁石１１４ｈの傾斜方向を考慮する。両者の磁石１１４ｈの傾斜方向は、搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向中央部を境にして対称的に配置される。

即ち、図３（ｂ）及び図８（ａ），（ｂ）に示すように、搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向において中央から上流側の磁石１１４ｈを考慮する。磁石１１４ｈは、図７（ａ），（ｂ）と同様に、搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向において中央から上流側（図８（ｂ）の右側）に現像容器１１４ｎの撹拌室２０の外面１１４ｎ１に磁石１１４ｈを２列平行に配置した。

このとき、磁石１１４ｈは、搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向上流側（図８（ｂ）の右側）に高さが１０ｍｍの高い方の端部１１４ｈ２が設けられる。また、搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向下流側（図８（ｂ）の左側）に高さが２ｍｍの低い方の端部１１４ｈ３が設けられる。

更に、搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向において中央から下流側にも現像容器１１４ｎの撹拌室２０の外面１１４ｎ１に磁石１１４ｈを２列平行に配置した。搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向において中央から下流側の磁石１１４ｈを考慮する。磁石１１４ｈは、搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向下流側（図８（ｂ）の左側）に高さが１０ｍｍの高い方の端部１１４ｈ２が設けられる。そして、搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向上流側（図８（ｂ）の右側）に高さが２ｍｍの低い方の端部１１４ｈ３が設けられる。

図７（ａ），（ｂ）及び図８（ａ），（ｂ）に示すように、現像容器１１４ｎの撹拌室２０の外面１１４ｎ１に設けられた磁石１１４ｈの磁力による吸引力により磁性体からなる現像剤の搬送方向を誘導する。

搬送路１１４ｃの補給口１１４ｂから補給された現像剤は、規制壁１１４ｅの上縁部１１４ｆを超えて撹拌室２０内に落下する。その後、撹拌室２０内に収容された現像剤は、回転軸１１４ｇ１を中心に図７（ａ）及び図８（ａ）の時計回り方向に回転する撹拌部材１１４ｇにより撹拌搬送される。撹拌室２０内に収容された磁性体からなる現像剤の搬送方向を各磁石１１４ｈの磁力により吸引して誘導する。各磁石１１４ｈの磁力による吸引力は、撹拌部材１１４ｇにより撹拌搬送される磁性体からなる現像剤の搬送力を補強する方向に作用すると共に、撹拌室２０内の現像剤の均一化を図る。

図７（ａ），（ｂ）に示された現像容器１１４ｎの撹拌室２０の外面１１４ｎ１に設けられた磁石１１４ｈの磁力により撹拌室２０内に収容された磁性体からなる現像剤に吸引力が作用する。搬送路１１４ｃの補給口１１４ｂが設けられた現像剤の搬送方向上流側（図７（ｂ）の右側）で規制壁１１４ｅの上縁部１１４ｆを超えて現像剤が撹拌室２０内に集中して落下する。このとき、磁石１１４ｈの磁力により磁性体からなる現像剤を搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向下流側（図７（ｂ）の左側）に向けて誘導する。これにより撹拌室２０内の現像剤の均一化を図ることができる。

図８（ａ），（ｂ）に示された現像容器１１４ｎの撹拌室２０の外面１１４ｎ１で、搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向において中央から上流側に設けられた磁石１１４ｈの磁力により撹拌室２０内に収容された磁性体からなる現像剤に吸引力が作用する。搬送路１１４ｃの補給口１１４ｂが設けられた現像剤の搬送方向上流側（図８（ｂ）の右側）で規制壁１１４ｅの上縁部１１４ｆを超えて現像剤が撹拌室２０内に集中して落下する。このとき、磁石１１４ｈの磁力により磁性体からなる現像剤を搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向下流側（図８（ｂ）の左側）に向けて誘導する。これにより撹拌室２０内の現像剤の均一化を図ることができる。

一方、搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向において中央から下流側（図８（ｂ）の左側）に設けられた磁石１１４ｈの磁力により撹拌室２０内に収容された磁性体からなる現像剤に吸引力が作用する。その吸引力は、搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向下流側（図８（ｂ）の左側）で規制壁１１４ｅの上縁部１１４ｆを超えて撹拌室２０内に集中して落下した現像剤を搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向上流側（図８（ｂ）の右側）に向けて誘導する。これにより撹拌室２０内の現像剤の均一化を図ることができる。

＜画像濃度の比較＞
次に、図１２を用いて、比較例と本実施形態の現像装置１１４による画像濃度の比較について説明する。図１２のグラフｂは、比較例の現像装置１１４による画像濃度の変化を示す。比較例の現像装置１１４は、図３（ｃ）及び図４（ｂ）に示すように、現像容器１１４ｎの撹拌室２０の外面１１４ｎ１に磁石１１４ｈを設けていない。図１２のグラフｃは、本実施形態の現像装置１１４による画像濃度の変化を示す。本実施形態の現像装置１１４は、図３（ｂ）、図４（ａ）及び図８に示すように、現像容器１１４ｎの撹拌室２０の外面１１４ｎ１に磁石１１４ｈを設けたものである。

比較例の現像装置１１４と、本実施形態の現像装置１１４とにより定着装置５によりトナー像を定着した後の記録材の印刷表面を反射型センサにより濃度検知を行った際の反射濃度を比較する。図１２のグラフｂは、比較例の耐久枚数と定着装置５によりトナー像を定着した後の記録材の印刷表面を反射型センサにより濃度検知を行った際の反射濃度の推移を示す図である。図１２のグラフｃは、本実施形態の耐久枚数と定着装置５によりトナー像を定着した後の記録材の印刷表面を反射型センサにより濃度検知を行った際の記録材に形成されたトナー像の反射濃度の推移を示す図である。尚、本実施形態においては、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製の反射濃度計を使用した。

図１２のグラフｂに示すように、比較例の現像装置１１４では、画像形成装置６により画像形成動作を開始した初期の反射濃度が１．５０付近であった。また、耐久枚数６００００枚（Ａ４サイズの記録材に黒単色の印字率が５％の画像を６００００枚印刷）に到達した時点では、反射濃度が１．１０付近まで低下した。

これに対して、図１２のグラフｃに示すように、本実施形態の現像装置１１４では、画像形成装置６により画像形成動作を開始した初期の反射濃度が１．５０であった。また、耐久枚数６００００枚（Ａ４サイズの記録材に黒単色の印字率が５％の画像を６００００枚印刷）に到達した時点での反射濃度は１．２０付近であった。これにより図１２のグラフｃで示す本実施形態の現像装置１１４では、図１２のグラフｂで示す比較例の現像装置１１４よりも濃度低下が改善されていることがわかる。

本実施形態の現像装置１１４では、現像容器１１４ｎの撹拌室２０の外面１１４ｎ１に磁石１１４ｈを設けた。搬送路１１４ｃの補給口１１４ｂから補給された現像剤は、規制壁１１４ｅの上縁部１１４ｆを超えて撹拌室２０内に落下する。その後、撹拌室２０内に収容された現像剤は、回転軸１１４ｇ１を中心に回転する撹拌部材１１４ｇにより撹拌搬送される。その際に、磁性体からなる現像剤は、磁石１１４ｈの磁力により吸引されて搬送方向が誘導される。

磁石１１４ｈは、撹拌部材１１４ｇの回転方向上流側（図７（ｂ）及び図８（ｂ）の上側）から下流側（図７（ｂ）及び図８（ｂ）の下側）に向けて磁石１１４ｈの磁力が徐々に低くなるように設定されている。搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向において中央よりも上流側（図７（ｂ）及び図８（ｂ）の右側）の磁石１１４ｈを考慮する。このとき、磁石１１４ｈの長手方向において、高さが２ｍｍで磁力が弱い端部１１４ｈ３は、高さが１０ｍｍで磁力が強い端部１１４ｈ２よりも現像容器１１４ｎの長手方向における中央側（内側）に配置される。

撹拌室２０内に収容された磁性体からなる現像剤は、磁石１１４ｈの磁力により撹拌室２０の底面２０ａ側に吸引されて拘束される。撹拌部材１１４ｇが回転軸１１４ｇ１を中心に図７（ａ）及び図８（ａ）の時計回り方向に回転する。そのとき、磁石１１４ｈの磁力により撹拌室２０の底面２０ａ側に吸引されて拘束された現像剤は、撹拌部材１１４ｇにより現像スリーブ１１４ａが設けられた現像室１１４ｉに向けて掃き寄せられていく。このとき、撹拌室２０内の現像剤は、磁石１１４ｈの磁力により撹拌室２０の底面２０ａ側に吸引されて拘束されつつ撹拌部材１１４ｇにより掃き寄せられる。

撹拌部材１１４ｇの撹拌羽根１１４ｇ４の先端部１１４ｇ５が磁石１１４ｈの長手方向における撹拌部材１１４ｇの回転方向下流側の端部１１４ｈ３の位置を通過する。その後は、磁石１１４ｈの磁力により撹拌室２０の底面２０ａ側に吸引されて拘束されていた現像剤は、磁石１１４ｈの磁力から開放された後に撹拌される。

このように現像容器１１４ｎの撹拌室２０の外面１１４ｎ１に取り付けた磁石１１４ｈの磁力により磁性体からなる現像剤を吸引して拘束する。そして、撹拌部材１１４ｇの撹拌羽根１１４ｇ４により撹拌搬送される現像剤を磁石１１４ｈの長手方向に沿って搬送する力を発生させる。これにより撹拌部材１１４ｇが回転することによる現像剤の搬送力と合わせて磁石１１４ｈの長手方向に沿って撹拌室２０内の現像剤を搬送する力を発生し、撹拌室２０内の現像剤を均一に撹拌することが出来る。

また、現像容器１１４ｎ内の撹拌羽根１１４ｇ４が回転する回転軌跡内で磁石１１４ｈの磁力を用いて現像剤が搬送され易い方向を設定することができる。また、磁石１１４ｈの磁力を用いて現像容器１１４ｎ内の撹拌羽根１１４ｇ４が回転する回転軌跡内で現像剤の移動抵抗を調整することで現像剤の撹拌部材１１４ｇの回転軸１１４ｇ１方向への移動を促進することができる。これにより搬送路１１４ｃの規制壁１１４ｅの上縁部１１４ｆを超えて撹拌室２０内に落下する現像剤の落下量が偏った場合でも撹拌室２０内の現像剤の撹拌と搬送とを確実に行うことが出来、現像容器１１４ｎ内の現像剤の劣化を防止することが出来る。

本実施形態では、現像剤を磁力により吸引して拘束する磁石１１４ｈとして、ナイロン系フェライト磁石を採用した一例について説明した。他に、磁石１１４ｈは、撹拌部材１１４ｇの回転軸１１４ｇ１方向（回転軸方向）において、磁力の異なる磁石を現像容器１１４ｎの撹拌室２０の外面１１４ｎ１に複数配置することもできる。このとき、撹拌部材１１４ｇの回転方向上流側（図７（ｂ）及び図８（ｂ）の上側）に磁力が強い磁石を配置し、下流側（図７（ｂ）及び図８（ｂ）の下側）に磁力が弱い磁石を配置する。そして、これらの磁石の磁力により磁性体からなる現像剤を撹拌部材１１４ｇの回転軸１１４ｇ１方向における中央部に向かって導く方向に並べて構成することもできる。

他に、磁力を調整できる電磁石を現像容器１１４ｎの撹拌室２０の外面１１４ｎ１に、撹拌部材１１４ｇの回転方向に沿って配置する。そして、電磁石の磁力により磁性体からなる現像剤を撹拌部材１１４ｇの回転軸１１４ｇ１方向における中央部に向かって導く方向に配置することでも良い。

また、図７（ｂ）に示すように、磁石１１４ｈは、搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向において、少なくとも上流側（図７（ｂ）の右側）に設けることでも良い。また、現像容器１１４ｎの撹拌室２０の外面１１４ｎ１で搬送路１１４ｃの現像剤の搬送方向上流側（図７（ｂ）の右側）にのみ磁石１１４ｈを設けることでも良い。

１…回転軌跡
１１４…現像装置
１１４ａ…現像スリーブ（現像剤担持体）
１１４ｇ…撹拌部材
１１４ｇ４…撹拌羽根
１１４ｇ５…先端部
１１４ｈ…磁石
１１４ｎ…現像容器
１１４ｎ１…外面（外側）

Claims (7)

1. 現像剤を収容する現像容器と、
   現像剤を担持する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体の軸方向に沿って回転可能に設けられ、前記現像容器内の現像剤を撹拌する撹拌部材と、
   前記撹拌部材の先端部の回転軌跡に沿った前記現像容器の外側に設けられた磁石と、
   を有することを特徴とする現像装置。
2. 前記磁石は、長手方向において、前記撹拌部材の回転方向に対して所定の角度で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. 前記磁石は、前記撹拌部材の回転方向の上流側の磁力が強く、前記撹拌部材の回転方向の下流側に向かって磁力が弱くなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の現像装置。
4. 前記磁石は、前記撹拌部材の回転軸方向において複数配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置。
5. 前記磁石は、磁力の異なる複数の磁石からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置。
6. 前記磁石は、電磁石からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の現像装置と、
   記録材に画像を形成する画像形成手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。

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