現像装置及び画像形成装置
【課題】簡単な構成で低コストに画像濃度偏差の発生を抑制する。
【解決手段】供給搬送スクリュー３２と回収搬送スクリュー３３とが上下方向に配置されている現像装置において、回収搬送スクリュー３３の上方に現像剤移流制御部材５０を設ける。現像剤移流制御部材５０の下面には整流板５０ａが形成される。現像ローラ１３１から回収された現像剤は、回収搬送スクリュー３３によって搬送される際に、回収搬送スクリュー３３に撒き散らされて整流板５０ａに当接し、移動方向が搬送方向と逆方向に戻され、回収搬送経路内に戻される。これにより、回収現像剤の現像ローラへの再汲み上げが防止される。
【解決手段】供給搬送スクリュー３２と回収搬送スクリュー３３とが上下方向に配置されている現像装置において、回収搬送スクリュー３３の上方に現像剤移流制御部材５０を設ける。現像剤移流制御部材５０の下面には整流板５０ａが形成される。現像ローラ１３１から回収された現像剤は、回収搬送スクリュー３３によって搬送される際に、回収搬送スクリュー３３に撒き散らされて整流板５０ａに当接し、移動方向が搬送方向と逆方向に戻され、回収搬送経路内に戻される。これにより、回収現像剤の現像ローラへの再汲み上げが防止される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上に形成された静電潜像を可視化する現像装置及びこれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００３−１８６２９３号公報
【特許文献２】特許第３１２７５９４号公報
【０００３】
電子写真方式による画像形成方法では、現像在中に必要なトナーをスクリュー等で混合／分散（攪拌）してトナーが均一な状態の現像剤をスクリュー等で現像ローラに供給し、潜像に応じてトナーが付与される。現像領域通過後の現像剤は、現像ローラ（現像スリーブ）から離脱してスクリュー等で回収される。したがって、理想的には、攪拌，供給，回収用に３本のスクリューを備えるのが好ましい。
【０００４】
一方、平行に配置された２本のスクリューを用いる場合には、一度現像領域を通過した現像剤が再度現像ローラに供給されることがあるため、現像ローラ長手方向の画像濃度偏差に課題があった。これに対し、小型化を念頭に上下に配置した２本スクリューを用いた現像装置では、現像ローラに供給される現像剤は常にフレッシュな現像剤となるため、画像濃度偏差を大きく低減することが可能である。
【０００５】
しかしながら、スクリューの３つの機能である攪拌，供給，回収を２本のスクリューで実施するため、１本のスクリューで２つの機能を担うことになる。上記の上下配置２本スクリューの場合、上側スクリューの機能は現像剤を現像ローラに供給する機能１つである。下側スクリューの機能は、現像剤を現像ローラから回収する機能と、回収された現像剤（トナーが現像に使用されたためトナー量が低下している現像剤）が本体内の現像剤に供給されたとき、トナーを現像剤に分散させる機能の２つがある。そのため、下側スクリューが設けられた現像剤搬送経路ではトナー濃度が大きく変化するため、それに合わせて搬送経路内での現像剤の嵩が変化することになる。
【０００６】
この点について図８，９を参照して詳しく説明する。図８は、２本のスクリューを上下に配置した現像装置の長手方向の断面図で、上下２本のスクリュー１２７，１２８による現像剤搬送経路を表している。スクリュー１２７が配置される上側の現像剤搬送経路１２５では、図の左から右方向に現像剤が搬送される。また、スクリュー１２８が配置される下側の現像剤搬送経路１２６では、図の右から左方向に現像剤が搬送される。図９は、その現像装置をスクリュー軸方向から見た断面図である。これらの図において、下側の現像剤回収経路１２６では、上流部分（図８の右側）では現像剤量が少ないため現像剤の搬送に何ら問題は見られないが、下流部分（図８の左側）では現像剤の状態により現像剤が滞留して、現像ローラ１２３への再汲み上げが発生する。一度現像に使用された現像剤が現像ローラに再汲み上げされると、トナー濃度が低下して得られる画像は低濃度になることがある。そのため、長手方向の画像濃度偏差が大きくなるという課題が生じていた。
【０００７】
このような課題に対し、特許文献１に記載された発明においては、下側搬送経路内の現像剤量を感圧素子（ピエゾ圧電素子３９：特許文献１、図６）を用いて検知し、嵩高さが適切になるようにスクリュー回転数等を制御している。
【０００８】
また、特許文献２に記載された発明においては、下側搬送経路における現像剤嵩高さを制御するためのスクリュー（オーガ９：特許文献２、図１）を１本追加している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載のものでは、センサや回転制御といった多くの機構が取り入れられており、コストが上昇してしまうという問題がある。また、特許文献２に記載のものも、スクリューを１本追加しており、コストが上昇してしまうという問題がある。
【００１０】
本発明は、従来の現像装置における上述の問題を解決し、簡単な構成で低コストに画像濃度偏差の発生を抑制するこのできる現像装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の課題は、本発明により、現像剤を担持して現像領域に搬送する現像剤担持体と、現像剤を前記現像剤担持体の長手方向に搬送しながら前記現像剤担持体に供給する供給搬送スクリューと、現像領域を通過した現像剤を前記現像剤担持体から回収し前記供給搬送スクリューとは逆方向に現像剤を搬送する回収搬送スクリューとを有し、前記供給搬送スクリューと前記回収搬送スクリューとが上下方向に配置されている現像装置において、前記回収搬送スクリューの上方に現像剤の移動方向を制御する現像剤移流制御部材を設け、前記現像剤移流制御部材が、前記回収搬送スクリューによる現像剤搬送方向に対して斜めに配置された整流板を有することにより解決される。
【００１２】
また、前記整流板が複数個設けられており、各整流板の間隔が前記回収搬送スクリューのスクリューピッチよりも短いと好ましい。
また、前記現像剤移流制御部材が、前記供給搬送スクリューが配置される現像剤供給搬送経路と前記回収搬送スクリューが配置される現像剤回収搬送経路を仕切る仕切り部材の下面に設けられていると好ましい。
【００１３】
また、前記現像剤移流制御部材が、前記供給搬送スクリューが配置される現像剤供給搬送経路と前記回収搬送スクリューが配置される現像剤回収搬送経路を仕切る仕切り部材から前記現像剤担持体方向に突出して設けられていると好ましい。
【００１４】
また、前記現像剤担持体が内蔵する磁石体は、当該現像剤担持体の円筒形断面における現像極と同じ半円内に剥離極が設けられ、前記剥離極は、前記回収搬送スクリューに対向する開口部の上流側に位置するように配置されていると好ましい。
【００１５】
また、前記の課題は、本発明により、請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置を備える画像形成装置により解決される。
また、前記現像装置を複数備え、多色画像の形成が可能であると好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の現像装置によれば、回収搬送スクリューにより撒き散らされた現像剤は現像剤移流制御部材によって進行方向（現像剤全体としての移動方向）とは逆方向に戻され、現像領域から戻ってきた（現像剤担持体から剥離された）現像剤は回収搬送経路にとどまり、現像剤担持体への再汲み上げの発生を防止することができる。これにより、画像濃度の左右偏差（現像剤担持体長手方向の偏差）の発生を防止することができる。
【００１７】
請求項２の構成により、整流板の間隔が回収搬送スクリューのスクリューピッチよりも短いので、回収搬送スクリューにより撒き散らされた現像剤の移動方向を確実に制御することができる。
【００１８】
請求項３の構成により、簡単な構成で現像剤移流制御部材を設けることができ、コストの上昇を抑えることができる。
請求項４の構成により、現像剤移流制御部材を仕切り部材から現像剤担持体方向に突出して設けることによって、回収された現像剤の再汲み上げをより効果的に防止することができる。
【００１９】
請求項５の構成により、現像領域から戻る現像剤は回収搬送スクリューに対向する開口部の底部を通るようにして現像ケーシングに沿って移動し、回収搬送経路に戻されるので、回収された現像剤の再汲み上げを効果的に防止することができる。
【００２０】
請求項６の画像形成装置によれば、現像剤担持体長手方向における画像濃度の偏差が無い現像装置を備えることにより、より高品質な画像を得ることが可能となる。
請求項７の構成により、複数の現像装置を備える画像形成装置においても、コストの上昇を極力抑えて低コストに、画像濃度の偏差が無い高品質な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る現像装置の第1実施例を示す断面構成図である。この図に示す現像装置３は、感光体１との対向部に開口部を有し、この開口部から一部が露出するように感光体と対向配置された現像ローラ３１を備えている。現像ローラ３１は現像剤担持体として非磁性の回転可能な現像スリーブを備えている。現像スリーブの内部には内部固定された磁界発生手段としての磁石体を配設している。また、現像装置の筐体内部は、トナーと磁性キャリアを含む現像剤を収容する現像剤収容部となっており、その現像剤収容部内には上下２本の搬送スクリュー３２，３３が設けられている。各搬送スクリュー３２，３３は互いに逆方向、すなわち上側の搬送スクリュー３２は図中時計回りに、下側の搬送スクリュー３３は図中反時計回りに回転駆動される。上下の搬送スクリュー３２と３３の間は仕切り部材３４により仕切られており、搬送スクリュー３２が配置された供給搬送経路３８と搬送スクリュー３３が配置された回収搬送経路３９が形成される。また、現像ローラ３１の上方には、現像ローラ３１上の現像剤の層厚を規制する規制部材としてドクタブレード３５が備えられる。なお、現像剤収容部内には、図示しないトナー補給手段からのトナーを、トナー補給口（図示せず）から供給可能になっている。
【００２２】
図２は、現像装置３を縦に切って図１の右方向から見た（搬送スクリュー３２，３３の長手方向に沿って切断した）断面図である。上記したように、上側搬送スクリュー３２と下側搬送スクリュー３３の間には現像剤収納部を上下に仕切る仕切り部材３４が設けられている。図２から分かるように、仕切り部材３４の両端部には連通口３６，３７が設けられている。また、図中に矢印で示すように、上側の搬送スクリュー３２は図中右向きに現像剤を搬送し、下側の搬送スクリュー３３は図中左向きに現像剤を搬送する。
【００２３】
このように構成された現像装置３において、現像剤収納部内の現像剤は上側搬送スクリュー３２により軸方向（図２の右方向）に搬送されつつ、現像ローラ３１の汲み上げ極に供給される。現像ローラ３１上に供給された現像剤は、現像ローラ３１内の磁石の磁力によって現像ローラ３１の表面に汲み上げられ、現像ローラ３１の回転に伴い同方向へ搬送される。現像剤は現像ローラ３１表面に所定の間隙を介して対向するドクタブレード３５によってその層厚を規制され、一定量の現像剤が現像ローラ３１に担持された状態で開口部に搬送され、感光体１と対向する。同時に、ドクタブレード３５で通過を規制し、現像剤にストレスを与えることで現像剤中のトナーの摩擦帯電が促進される。
【００２４】
感光体１と対向する現像領域では、磁石の磁力によって現像ローラ３１上に磁気ブラシが形成され、本例では感光体１の移動方向と同方向で且つ感光体１よりも高速に移動させて、その先端を感光体に摺擦させながら通過させる。このとき、現像ローラ３１には図示しない電源より現像バイアスが印加されており、感光体１に摺擦する磁気ブラシの先端のトナーには現像ポテンシャルが作用して、磁性キャリアの表面から感光体上の潜像部に静電的に転移してトナー像を形成する。現像ローラ３１の回転に伴って上記現像領域を通過した後の磁気ブラシは、現像剤収容部内に戻される。
【００２５】
現像装置内に戻された現像剤は現像剤収納部内の現像剤と混合され、トナー濃度が均一になるように下側搬送スクリュー３３によって攪拌されながら回収搬送経路３９の端部まで搬送される。端部まで搬送された現像剤は連通口３７を通して持ち上げられ、上側搬送スクリュー３２に受け渡される。なお、図示しないトナー補給手段からのトナーが補給されるトナー補給口（図示せず）は、本例では連通口３６の上部に位置して設けられており、新たに補給されたトナーも下側搬送スクリュー３３によって搬送され、現像剤収納部内の現像剤と混合攪拌される。また、上側搬送スクリュー３２によって現像ローラ３１に供給されず端部まで搬送された現像剤も連通口３６を介して下側搬送スクリュー３３に受け渡される。
【００２６】
このような循環構成の現像装置３では、現像ローラ３１に汲み上げられ現像領域を通過した現像剤はすぐに現像領域に戻ることはなく、回収搬送経路３９に戻され、下側搬送スクリュー３３で充分に攪拌されてから供給搬送経路３８に送られ、上側搬送スクリュー３２によって現像ローラ３１へと現像剤が供給されるので、現像ローラ３１に供給される現像剤は均一に攪拌され、常に安定したトナー濃度に調整されているという特徴があり、またスクリュー３２，３３が上下の縦に配置されているために現像装置の幅（図１における左右方向の大きさ）を小さくできるという利点がある。
【００２７】
ところで、搬送スクリュー３３で搬送され、回収搬送経路３９の端部（図２の左端）で行き場がなくなった現像剤は、連通口３７から上方に移動することになるが、このとき、後から搬送されてくる現像剤に押し上げられる状態となって供給搬送経路３８に移動する。そのため、回収搬送経路３９の下流端部分では、図２に示されるように、現像剤は端部に停滞している状態となる。
【００２８】
従来の現像装置では、図８に示したように、現像ローラ軸方向の中央部付近まで、搬送経路に存在する現像剤が搬送経路上面（仕切り部材下面）に接触させられている。この状態では、現像に使用された現像剤は、回収搬送経路で左方向（下流側）に搬送されずに、再度現像ローラに汲み上げられることもあった。一度現像に使用された現像剤がすぐに再汲み上げられるとその部分の画像濃度は低下する。すなわち、現像ローラ軸方向で画像濃度偏差が生じてしまう。
【００２９】
そこで、本発明の現像装置では、図1に示されるように、下側搬送スクリュー３３が配置される回収搬送経路３９の上面、すなわち、供給搬送経路３８と回収搬送経路３９を仕切る仕切り部材３４の下面に現像剤移流制御部材４０を設けている。この現像剤移流制御部材４０は、図２に示されるように、仕切り部材３４の下流側端部に寄せて（連通口３７側に寄せて）配置されている。現像剤移流制御部材４０は、回収搬送経路３９の上面から搬送経路内に突出するように設けられたものである。また、図２から分かるように、現像剤移流制御部材４０は複数の整流板４０ａから構成されているが、各整流板４０ａの現像ローラ長手方向の間隔（ピッチ）は、下側搬送スクリュー３３（回収搬送スクリュー）のピッチよりも短くなっている。なお、図３（ａ）に示すように、整流板４０ａは、搬送スクリューの軸方向に対して斜めに（現像剤搬送方向に対して斜めに）配置されている。
【００３０】
高速で回転するスクリュー内に存在する微小粉体は、高流動性を示すため搬送経路内を液体のように移動する。一方、スクリューの上面に存在する現像剤は、スクリューの回転により撒き散らされる。この撒き散らされた現像剤は、現像剤移流制御部材４０に衝突することで現像剤移動方向（現像剤全体としての移動方向）とは逆方向に移動させられる。そのメカニズムについて図３を参照して説明する。
【００３１】
図３（ａ）は、現像剤移流制御部材４０を下方から見た図であり、図３（ｂ）は、下側搬送スクリュー３３（回収搬送スクリュー）を横から見た図であり、両図において現像剤の挙動を太矢印で模式的に表している。スクリュー３３の高速回転により撒き散らされた現像剤は回収搬送経路の上部壁面（仕切り部材３４の下面）に衝突して再び搬送経路に落下する。このとき、現像剤の落下方向を制御できれば搬送経路内の現像剤量を制御することができる。
【００３２】
現像剤移流制御部材（４０）を持たない従来装置の場合、多くの現像剤は搬送経路上部壁面（仕切り部材の下面）に接触した後、進行方向に落下する。そのため、従来装置における現像剤の喫水面は図９に示す（太一点鎖線）ようになる。これに対し、本発明の現像装置では現像剤移流制御部材４０を設けたことにより、図３に示すように、スクリュー３３の高速回転により撒き散らされた現像剤は現像剤移流制御部材４０に衝突した後、進行方向（現像剤全体としての搬送方向：図３において右から左方向）とは逆方向に太矢印で示すように移動する（図３（ａ），（ｂ））。
【００３３】
すなわち、図１においてスクリュー３３が反時計回りに回転することで現像剤は図面に垂直な方向の下から上に（図１において現像装置の奥側から手前側に）搬送される。この場合、スクリュー上面に存在する現像剤は図１における左手前斜め方向に向かって飛ばされる。この飛ばされた（撒き散らされた）現像剤に対して、搬送方向とは逆向きに流れが変化するように、整流板４０ａの現像ローラ側を搬送方向上流側となるような角度で整流板４０ａを配置する（図３（ａ））。これにより、スクリュー３３によって斜め前方（斜め搬送方向下流側）に飛ばされた現像剤は後方に反射されるように流れが変化する。
【００３４】
このため、現像剤の平衡状態における喫水面は図２に示す（太一点鎖線）ようになり、回収搬送経路３９の上部壁面（仕切り部材３４の下面）に接触せず、現像ローラ３１にも接触しない。その結果、現像領域から戻ってきた現像剤は回収搬送経路３９にとどまり、（回収搬送経路から）現像ローラに再度汲み上げられることは無い。したがって、画像濃度の左右（軸方向）偏差の発生を防止することができる。
【００３５】
ところで、理想的には、現像ローラからの現像剤回収量＋供給搬送経路にある現像剤残量が回収経路にある現像剤量よりも小さくなっている状態が望ましい。上述したように、現像剤は搬送経路内でスクリュが高速に回転することで液体のような流動状態となる。そのため、搬送経路上に存在する現像剤表面は液体の自由表面のようになり、不連続液体の様子を示す。つまり、見た目の状態では液体が「飛び散っている」状態であり、板のような部材がそこに存在すれば、容易に移流方向を変えることが可能である。つまり、回収搬送経路内では現像剤はある方向に運ばれているが、自由表面となる回収経路内の現像剤表面は、板のような部材「現像剤移流制御部材４０」があるとスクリューにより移送される方向とは逆の方向に流れることがわかった。つまり現像剤移流制御部材４０が回収経路内に存在すると、回収経路内で下部にある現像剤と上部にある一部の現像剤は移流方向が逆になるのである。その結果、この現像剤移流制御部材４０を設置することで、回収経路下流での現像剤の嵩が高くなって現像ローラに現像剤が連れ回りすることによる画像濃度偏差の発生が抑制される結果となった。
【００３６】
現像剤移流制御部材４０としては、図２，３に示す制御板以外のものも可能であり、下側搬送スクリュー３３の端部にフィンを設けることで、回収搬送経路３９内の自由空間で気流により現像剤の流れを一部逆向き（現像剤全体としての移動方向と逆向き）にすることが可能となる。
【００３７】
図４は、現像ローラ３１が内蔵する磁石体の磁極配置を示す図である。この図に示すように、磁石体は、供給搬送経路３８側に設けられた汲み上げ極としての“Ｎ極”（上側のＮ極）と、該Ｎ極から現像ローラ回転方向に沿って、搬送極となる“Ｓ極”及び“Ｎ極”（ドクタブレード３５の下に位置するＳ極及びその下流側のＮ極）と、現像極である“Ｓ極”と、仕切り部材３４と現像ケーシングとの間に形成され回収搬送経路３９に向かって開口する開口部４１に対向して設けられた剥離極である“Ｎ極”（現像極のＳ極の下流側のＮ極）、を有している。なお、本実施例では、汲み上げ極の“Ｎ極”と剥離極の“Ｎ極”の間の磁力（Ｎ−Ｎ間磁力と称する）は２０ｍＴに設定されている。
【００３８】
ここで、現像剤を現像ローラ（現像スリーブ）から剥離させるための磁極である「剥離極」の位置について図１０，１１を参照して説明する。従来、図１０に示すように、現像極と反対側の半円内に剥離極を設けて、回収搬送経路に対向する「開口部」に剥離極（図１０で、右斜め下のＮ極）が位置するように構成していた。しかし、この場合、回収搬送スクリューの下流側において現像剤が滞留し、また、剥離極が上記開口部に位置して設けられているため、剥離後の現像剤は開口部全体に広く分布することとなり、現像剤の滞留とともに「再汲み上げ」発生の原因となっていた。図１１のように、上記開口部にスクリューを追加することにより現像剤の再汲み上げを抑制できるものの、大幅なコスト上昇は避けられない。
【００３９】
一方、本発明の現像装置３においては、剥離極（本例ではＮ極）を回収搬送経路３９に対向する開口部４１に位置して設けた（現像極と反対側の半円内に剥離極を設けた）構成であっても、回収搬送経路３９の上面に現像剤移流制御部材４０を設けたことにより、下側搬送スクリュー３３の高速回転により撒き散らされた現像剤は現像剤移流制御部材４０に衝突することによって進行方向（現像剤全体としての移動方向）とは逆方向に戻され、現像領域から戻ってきた（現像ローラ１３１から剥離された）現像剤は回収搬送経路３９にとどまり、現像ローラへの再汲み上げの発生が防止された。これにより、画像濃度の左右（軸方向）偏差の発生を防止することができる。
【００４０】
次に、第２実施例の現像装置を図５を参照して説明する。
図５は、第２実施例の現像装置１３を示す断面図である。上記説明した第１実施例の現像装置３と同一ないし同等の部分には同じ符号を付している。また、重複する説明は省略し、異なる点を中心に説明する。
【００４１】
図５に示す第２実施例の現像装置１３は、第１実施例の現像装置３が現像剤移流制御部材（４０）を仕切り部材３４の下面に設けていたのに対し、仕切り部材３４から現像ローラ方向に突出させて現像剤移流制御部材５０を設けている。また、現像ローラ１３１が内蔵する磁石体は、図示のような磁極を有している。
【００４２】
図５において、太矢印１〜３は現像剤の流れ（現像装置内の現像剤の循環）を示している。また、上下の搬送スクリュー３２，３３の円内は現像剤の状態を示しており、上側の供給搬送経路３８ではスクリュー底部付近に現像剤があり、下側の回収搬送経路３９ではスクリュー内に分散している様子が示されている。
【００４３】
上記したように、本第２実施例の現像装置１３は、供給搬送経路３８と回収搬送経路３９を仕切る仕切り部材３４（の下面）から前方（現像ローラ方向）に現像剤移流制御部材５０を突出させて設けている。また、現像剤移流制御部材５０の下面（回収搬送スクリュー３３に対向する側の面）には複数個の整流板５０ａが形成されている。現像剤移流制御部材５０の作用は、第１実施例の現像装置３で説明した現像剤移流制御部材４０の作用と同様である。また、整流板５０ａは、第１実施例の整流板４０ａと同じく、整流板の現像ローラ側を搬送方向上流側となるような角度で配置している。
【００４４】
本第２実施例の現像ローラ１３１が内蔵する磁石体の磁極は、第１実施例の現像ローラ３１と同様、汲み上げ極の“Ｎ極”から現像ローラ回転方向に順に、搬送極である“Ｓ極”及び“Ｎ極”と、現像極である“Ｓ極”と、剥離極である“Ｎ極”とを有しているが、本第２実施例では、剥離極の“Ｎ極”の位置が、現像極である“Ｓ極”と同じ半円（現像ローラの半円）内に位置して設けられており、仕切り部材３４と現像ケーシングとの間に形成され回収搬送経路３９に対向する開口部に「剥離極」が位置しておらず、上記開口部の上流側に位置して「剥離極」が設けられている点に特徴がある。また、本第２実施例では、汲み上げ極と剥離極の間の磁力（Ｎ−Ｎ間磁力）は５ｍＴに設定されている。
【００４５】
このような構成により、現像領域を通過した後の現像剤は、剥離極である“Ｎ極”の磁力によって現像ローラ２３１から剥離され、上記開口部の底部を通るようにして現像ケーシングに沿って移動し、回収搬送経路３９に戻される。それに加えて、上述したように現像剤移流制御部材５０を設けたことにより、下側搬送スクリュー３３の高速回転により撒き散らされた現像剤は現像剤移流制御部材５０に衝突することによって進行方向（現像剤全体としての移動方向）とは逆方向に戻され、現像ローラへの現像剤再汲み上げが防止される。これにより、画像濃度の左右（軸方向）偏差の発生を防止することができる。
【００４６】
次に、第３実施例の現像装置を図６を参照して説明する。
図６は、第３実施例の現像装置２３を示す断面図である。上記説明した第１実施例の現像装置３及び第２実施例の現像装置１３と同一ないし同等の部分には同じ符号を付している。また、重複する説明は省略し、異なる点を中心に説明する。
【００４７】
本第３実施例の現像装置２３は、第２実施例の現像装置１３と同様に、仕切り部材３４から現像ローラ方向に突出させて現像剤移流制御部材５０を設けている。また、現像ローラ２３１が内蔵する磁石体は、図示のような磁極を有している。磁極配置は第２実施例の現像装置１３と同様、剥離極の“Ｎ極”の位置が、現像極である“Ｓ極”と同じ半円（現像ローラの半円）内に位置して設けられており、上記開口部の上流側に位置して「剥離極」が設けられている点は同じであるが、本第３実施例では、汲み上げ極と剥離極の間の磁力（Ｎ−Ｎ間磁力）が２０ｍＴに設定されている。
【００４８】
このような構成により、現像領域を通過した後の現像剤は、剥離極である“Ｎ極”の磁力によって現像ローラ２３１から剥離され、上記開口部の底部を通るようにして現像ケーシングに沿って移動し、回収搬送経路３９に戻される。それに加えて、上述したように現像剤移流制御部材５０を設けたことにより、下側搬送スクリュー３３の高速回転により撒き散らされた現像剤は現像剤移流制御部材５０に衝突することによって進行方向（現像剤全体としての移動方向）とは逆方向に戻され、現像ローラへの現像剤再汲み上げが防止される。これにより、画像濃度の左右（軸方向）偏差の発生を防止することができる。
【００４９】
ここで、従来装置を比較例１，２として図１０，１１により説明する。図１０，１１の比較例１，２は、現像剤移流制御部材を有さないものである。
図１０の比較例１においては、下側搬送スクリュー１２８の下流（現像剤搬送方向の下流）部分で現像剤が滞留して、現像領域を通過した（現像に供された）現像剤が再度現像ローラに再汲み上げされることがあった。そのため、現像剤中のトナー濃度に現像ローラ長手方向で偏差が発生し、その結果画像濃度にも偏差が発生することがあった。例えば比較例１における画像濃度偏差は０．４０であった。
【００５０】
また、図１１の比較例２では、回収搬送経路内に補助スクリュー１２９を追加することで、回収搬送経路内の現像剤の嵩の偏りを抑制するように構成しており、画像濃度偏差は０．１５と比較的良いレベルとなっているが、補助スクリュー１２９を１本追加するため、フルカラーに対応すべく４つの現像器を備える場合には、スクリューを４本追加することとなり、大幅なコストアップとなってしまう。
【００５１】
これに対し、本発明の現像装置１３では、上記各実施例で説明したような構成とすることにより、現像ローラへの現像剤再汲み上げの発生が防止され、画像濃度の左右（現像ローラ軸方向）偏差の発生を防止することができる。次の表１に、本発明の各実施例と比較例における画像濃度偏差（現像ローラ長手方向における画像濃度偏差）の値を示す。
【００５２】
【表１】
【００５３】
この表に示すように、各実施例の現像装置３，１３，２３においては、画像濃度偏差が０．１０〜０．１５であり、比較例１の従来装置の場合（画像濃度偏差：０．４０）と比べて画像濃度偏差が明確に小さくなっており、現像ローラ長手方向における画像濃度偏差が効果的に抑制されていることが分かる。なお、比較例２では追加した補助スクリューの効果により画像濃度偏差が改善されているが、この構成では、上記したように大幅なコストアップが免れない。
【００５４】
以上、本発明による現像装置を各実施例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、現像剤移流制御部材が有する各整流板の長さは一律である必要は無く、たとえば下流にいくにしたがって長くなるように設けることもできる。また、各整流板の高さ（厚さ＝搬送経路内に突出する長さ）も一律である必要は無く、例えば下流にいくにしたがって高くなるように設けることもできる。これらの場合、搬送方向の下流にいくほど移流を変化させる効果を高くし、現像剤の滞留防止効果を向上させることができる。さらに、各整流板の角度も一律である必要は無く、たとえば下流にいくにしたがって角度を大きくしたり、その逆でも良い。
【００５５】
また、現像剤移流制御部材の位置は現像ローラに近いほうが好ましく、例えば、図１の現像剤移流制御部材４０の位置よりも図５の現像剤移流制御部材５０の位置のほうが好ましい。そのほうが、回収搬送経路内における現像ローラ付近の現像剤嵩高さの増大を効果的に抑制することができ、現像剤の再汲み上げ防止に効果がある。
【００５６】
また、現像ローラが内蔵する磁石体の磁極の配置も一例であり、適宜に設定できるものである。Ｎ極とＳ極は逆であっても良い。また、Ｎ−Ｎ間磁力（Ｎ極とＳ極を逆にした場合はＳ−Ｓ間磁力）の値も一例である。
【００５７】
最後に、本発明による現像装置を備える画像形成装置の一例について図７を参照して説明する。
図７は、本発明に係る現像装置を備える画像形成装置の一例であるモノクロ画像形成装置の要部構成を模式的に示す図である。この形態はモノクロ画像形成装置として構成されているが、１つの感光体の回りに複数の現像装置を配置したカラー画像形成装置や、複数の作像ユニットを並設したタンデム型画像形成装置として構成することも可能である。
【００５８】
図７において、潜像担持体としての感光体ドラム１の周囲には、帯電装置２、現像装置３、転写装置４、クリーニング装置５が順に配設されている。帯電装置２と現像装置３の間は、露光装置６からの走査光が照射される書込み位置となっている。また、図示しない給紙トレイより転写紙等の記録材（以下、用紙という）を感光体と転写装置とが対向する転写部に向けて給紙する図示しない給紙搬送装置と、トナー像を転写された用紙が感光体から分離した後、トナーを用紙上に定着させる定着装置７とを備えている。
【００５９】
上記感光体１は、例えばアルミ等の素管の表面に感光性を発揮する有機感光層が形成されたもので、図示しない駆動手段によって図中矢印方向に回転駆動される。このように回転駆動される感光体１の表面は、帯電装置２で所定の帯電電位に一様帯電された後、露光装置６より画像情報に基づいて変調されたレーザ光線が感光体軸方向にスキャンされて照射される。これにより、感光体上に静電潜像が形成される。感光体１上に形成された静電潜像は、現像装置３と対向する現像領域において、現像装置３により帯電したトナーを付着させることで現像され、トナー像となる。
【００６０】
一方、用紙は図示しない給紙搬送装置で給紙・搬送され、所定のタイミングで感光体１と転写装置４とが対向する転写部に送出・搬送される。そして、転写装置４により、用紙に感光体上のトナー像とは逆極性の電荷を付与することで、感光体上に形成されたトナー像が用紙に転写される。次いで、用紙は、感光体１から分離され、定着装置７に送られ、定着装置７でトナー像が定着された後、機外に排出される。
【００６１】
転写装置４でトナー像が転写された後の感光体１の表面は、クリーニング装置５でクリーニングされ、感光体上に残ったトナーが除去される。クリーニング装置５を通過した感光体１の表面は、その後、帯電装置２により一様に帯電され、次の画像形成工程が繰り返される。
【００６２】
なお、図７では現像装置として上記第１実施例の現像装置３としてあるが、もちろん、上述した第２及び第３実施例の現像装置１３，２３を用いることができることは言うまでもない。また、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に係る現像装置の第1実施例を示す断面構成図である。
【図２】図１の現像装置を縦に切って図１の右方向から見た断面図である。
【図３】現像剤の挙動を説明する模式図であり、（ａ）図は現像剤移流制御部材を下方から見た図、（ｂ）図は下側搬送スクリューを横から見た図であ
【図４】現像ローラが内蔵する磁石体の磁極配置を示す図である。
【図５】第２実施例の現像装置を示す断面図である。
【図６】第３実施例の現像装置を示す断面図である。
【図７】本発明に係る現像装置を備える画像形成装置の一例であるモノクロ画像形成装置の要部構成を模式的に示す図である。
【図８】従来の現像装置の一例を示す断面図である。
【図９】その現像装置をスクリュー軸方向から見た断面図である。
【図１０】従来の現像装置の一例における磁極配置を示す断面図である。
【図１１】従来の現像装置の別の例における磁極配置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 感光体
３，１３，２３ 現像装置
３１，１３１，２３１ 現像ローラ（現像剤担持体）
３５ ドクタブレード
３２ 上側搬送スクリュー（供給搬送スクリュー）
３３ 下側搬送スクリュー（回収搬送スクリュー）
３４ 仕切り部材
３６，３７ 連通口
３８ 供給搬送経路
３９ 回収搬送経路
４０，５０ 現像剤移流制御部材
４０ａ，５０ａ 整流板
４１ 開口部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上に形成された静電潜像を可視化する現像装置及びこれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００３−１８６２９３号公報
【特許文献２】特許第３１２７５９４号公報
【０００３】
電子写真方式による画像形成方法では、現像在中に必要なトナーをスクリュー等で混合／分散（攪拌）してトナーが均一な状態の現像剤をスクリュー等で現像ローラに供給し、潜像に応じてトナーが付与される。現像領域通過後の現像剤は、現像ローラ（現像スリーブ）から離脱してスクリュー等で回収される。したがって、理想的には、攪拌，供給，回収用に３本のスクリューを備えるのが好ましい。
【０００４】
一方、平行に配置された２本のスクリューを用いる場合には、一度現像領域を通過した現像剤が再度現像ローラに供給されることがあるため、現像ローラ長手方向の画像濃度偏差に課題があった。これに対し、小型化を念頭に上下に配置した２本スクリューを用いた現像装置では、現像ローラに供給される現像剤は常にフレッシュな現像剤となるため、画像濃度偏差を大きく低減することが可能である。
【０００５】
しかしながら、スクリューの３つの機能である攪拌，供給，回収を２本のスクリューで実施するため、１本のスクリューで２つの機能を担うことになる。上記の上下配置２本スクリューの場合、上側スクリューの機能は現像剤を現像ローラに供給する機能１つである。下側スクリューの機能は、現像剤を現像ローラから回収する機能と、回収された現像剤（トナーが現像に使用されたためトナー量が低下している現像剤）が本体内の現像剤に供給されたとき、トナーを現像剤に分散させる機能の２つがある。そのため、下側スクリューが設けられた現像剤搬送経路ではトナー濃度が大きく変化するため、それに合わせて搬送経路内での現像剤の嵩が変化することになる。
【０００６】
この点について図８，９を参照して詳しく説明する。図８は、２本のスクリューを上下に配置した現像装置の長手方向の断面図で、上下２本のスクリュー１２７，１２８による現像剤搬送経路を表している。スクリュー１２７が配置される上側の現像剤搬送経路１２５では、図の左から右方向に現像剤が搬送される。また、スクリュー１２８が配置される下側の現像剤搬送経路１２６では、図の右から左方向に現像剤が搬送される。図９は、その現像装置をスクリュー軸方向から見た断面図である。これらの図において、下側の現像剤回収経路１２６では、上流部分（図８の右側）では現像剤量が少ないため現像剤の搬送に何ら問題は見られないが、下流部分（図８の左側）では現像剤の状態により現像剤が滞留して、現像ローラ１２３への再汲み上げが発生する。一度現像に使用された現像剤が現像ローラに再汲み上げされると、トナー濃度が低下して得られる画像は低濃度になることがある。そのため、長手方向の画像濃度偏差が大きくなるという課題が生じていた。
【０００７】
このような課題に対し、特許文献１に記載された発明においては、下側搬送経路内の現像剤量を感圧素子（ピエゾ圧電素子３９：特許文献１、図６）を用いて検知し、嵩高さが適切になるようにスクリュー回転数等を制御している。
【０００８】
また、特許文献２に記載された発明においては、下側搬送経路における現像剤嵩高さを制御するためのスクリュー（オーガ９：特許文献２、図１）を１本追加している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載のものでは、センサや回転制御といった多くの機構が取り入れられており、コストが上昇してしまうという問題がある。また、特許文献２に記載のものも、スクリューを１本追加しており、コストが上昇してしまうという問題がある。
【００１０】
本発明は、従来の現像装置における上述の問題を解決し、簡単な構成で低コストに画像濃度偏差の発生を抑制するこのできる現像装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の課題は、本発明により、現像剤を担持して現像領域に搬送する現像剤担持体と、現像剤を前記現像剤担持体の長手方向に搬送しながら前記現像剤担持体に供給する供給搬送スクリューと、現像領域を通過した現像剤を前記現像剤担持体から回収し前記供給搬送スクリューとは逆方向に現像剤を搬送する回収搬送スクリューとを有し、前記供給搬送スクリューと前記回収搬送スクリューとが上下方向に配置されている現像装置において、前記回収搬送スクリューの上方に現像剤の移動方向を制御する現像剤移流制御部材を設け、前記現像剤移流制御部材が、前記回収搬送スクリューによる現像剤搬送方向に対して斜めに配置された整流板を有することにより解決される。
【００１２】
また、前記整流板が複数個設けられており、各整流板の間隔が前記回収搬送スクリューのスクリューピッチよりも短いと好ましい。
また、前記現像剤移流制御部材が、前記供給搬送スクリューが配置される現像剤供給搬送経路と前記回収搬送スクリューが配置される現像剤回収搬送経路を仕切る仕切り部材の下面に設けられていると好ましい。
【００１３】
また、前記現像剤移流制御部材が、前記供給搬送スクリューが配置される現像剤供給搬送経路と前記回収搬送スクリューが配置される現像剤回収搬送経路を仕切る仕切り部材から前記現像剤担持体方向に突出して設けられていると好ましい。
【００１４】
また、前記現像剤担持体が内蔵する磁石体は、当該現像剤担持体の円筒形断面における現像極と同じ半円内に剥離極が設けられ、前記剥離極は、前記回収搬送スクリューに対向する開口部の上流側に位置するように配置されていると好ましい。
【００１５】
また、前記の課題は、本発明により、請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置を備える画像形成装置により解決される。
また、前記現像装置を複数備え、多色画像の形成が可能であると好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の現像装置によれば、回収搬送スクリューにより撒き散らされた現像剤は現像剤移流制御部材によって進行方向（現像剤全体としての移動方向）とは逆方向に戻され、現像領域から戻ってきた（現像剤担持体から剥離された）現像剤は回収搬送経路にとどまり、現像剤担持体への再汲み上げの発生を防止することができる。これにより、画像濃度の左右偏差（現像剤担持体長手方向の偏差）の発生を防止することができる。
【００１７】
請求項２の構成により、整流板の間隔が回収搬送スクリューのスクリューピッチよりも短いので、回収搬送スクリューにより撒き散らされた現像剤の移動方向を確実に制御することができる。
【００１８】
請求項３の構成により、簡単な構成で現像剤移流制御部材を設けることができ、コストの上昇を抑えることができる。
請求項４の構成により、現像剤移流制御部材を仕切り部材から現像剤担持体方向に突出して設けることによって、回収された現像剤の再汲み上げをより効果的に防止することができる。
【００１９】
請求項５の構成により、現像領域から戻る現像剤は回収搬送スクリューに対向する開口部の底部を通るようにして現像ケーシングに沿って移動し、回収搬送経路に戻されるので、回収された現像剤の再汲み上げを効果的に防止することができる。
【００２０】
請求項６の画像形成装置によれば、現像剤担持体長手方向における画像濃度の偏差が無い現像装置を備えることにより、より高品質な画像を得ることが可能となる。
請求項７の構成により、複数の現像装置を備える画像形成装置においても、コストの上昇を極力抑えて低コストに、画像濃度の偏差が無い高品質な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る現像装置の第1実施例を示す断面構成図である。この図に示す現像装置３は、感光体１との対向部に開口部を有し、この開口部から一部が露出するように感光体と対向配置された現像ローラ３１を備えている。現像ローラ３１は現像剤担持体として非磁性の回転可能な現像スリーブを備えている。現像スリーブの内部には内部固定された磁界発生手段としての磁石体を配設している。また、現像装置の筐体内部は、トナーと磁性キャリアを含む現像剤を収容する現像剤収容部となっており、その現像剤収容部内には上下２本の搬送スクリュー３２，３３が設けられている。各搬送スクリュー３２，３３は互いに逆方向、すなわち上側の搬送スクリュー３２は図中時計回りに、下側の搬送スクリュー３３は図中反時計回りに回転駆動される。上下の搬送スクリュー３２と３３の間は仕切り部材３４により仕切られており、搬送スクリュー３２が配置された供給搬送経路３８と搬送スクリュー３３が配置された回収搬送経路３９が形成される。また、現像ローラ３１の上方には、現像ローラ３１上の現像剤の層厚を規制する規制部材としてドクタブレード３５が備えられる。なお、現像剤収容部内には、図示しないトナー補給手段からのトナーを、トナー補給口（図示せず）から供給可能になっている。
【００２２】
図２は、現像装置３を縦に切って図１の右方向から見た（搬送スクリュー３２，３３の長手方向に沿って切断した）断面図である。上記したように、上側搬送スクリュー３２と下側搬送スクリュー３３の間には現像剤収納部を上下に仕切る仕切り部材３４が設けられている。図２から分かるように、仕切り部材３４の両端部には連通口３６，３７が設けられている。また、図中に矢印で示すように、上側の搬送スクリュー３２は図中右向きに現像剤を搬送し、下側の搬送スクリュー３３は図中左向きに現像剤を搬送する。
【００２３】
このように構成された現像装置３において、現像剤収納部内の現像剤は上側搬送スクリュー３２により軸方向（図２の右方向）に搬送されつつ、現像ローラ３１の汲み上げ極に供給される。現像ローラ３１上に供給された現像剤は、現像ローラ３１内の磁石の磁力によって現像ローラ３１の表面に汲み上げられ、現像ローラ３１の回転に伴い同方向へ搬送される。現像剤は現像ローラ３１表面に所定の間隙を介して対向するドクタブレード３５によってその層厚を規制され、一定量の現像剤が現像ローラ３１に担持された状態で開口部に搬送され、感光体１と対向する。同時に、ドクタブレード３５で通過を規制し、現像剤にストレスを与えることで現像剤中のトナーの摩擦帯電が促進される。
【００２４】
感光体１と対向する現像領域では、磁石の磁力によって現像ローラ３１上に磁気ブラシが形成され、本例では感光体１の移動方向と同方向で且つ感光体１よりも高速に移動させて、その先端を感光体に摺擦させながら通過させる。このとき、現像ローラ３１には図示しない電源より現像バイアスが印加されており、感光体１に摺擦する磁気ブラシの先端のトナーには現像ポテンシャルが作用して、磁性キャリアの表面から感光体上の潜像部に静電的に転移してトナー像を形成する。現像ローラ３１の回転に伴って上記現像領域を通過した後の磁気ブラシは、現像剤収容部内に戻される。
【００２５】
現像装置内に戻された現像剤は現像剤収納部内の現像剤と混合され、トナー濃度が均一になるように下側搬送スクリュー３３によって攪拌されながら回収搬送経路３９の端部まで搬送される。端部まで搬送された現像剤は連通口３７を通して持ち上げられ、上側搬送スクリュー３２に受け渡される。なお、図示しないトナー補給手段からのトナーが補給されるトナー補給口（図示せず）は、本例では連通口３６の上部に位置して設けられており、新たに補給されたトナーも下側搬送スクリュー３３によって搬送され、現像剤収納部内の現像剤と混合攪拌される。また、上側搬送スクリュー３２によって現像ローラ３１に供給されず端部まで搬送された現像剤も連通口３６を介して下側搬送スクリュー３３に受け渡される。
【００２６】
このような循環構成の現像装置３では、現像ローラ３１に汲み上げられ現像領域を通過した現像剤はすぐに現像領域に戻ることはなく、回収搬送経路３９に戻され、下側搬送スクリュー３３で充分に攪拌されてから供給搬送経路３８に送られ、上側搬送スクリュー３２によって現像ローラ３１へと現像剤が供給されるので、現像ローラ３１に供給される現像剤は均一に攪拌され、常に安定したトナー濃度に調整されているという特徴があり、またスクリュー３２，３３が上下の縦に配置されているために現像装置の幅（図１における左右方向の大きさ）を小さくできるという利点がある。
【００２７】
ところで、搬送スクリュー３３で搬送され、回収搬送経路３９の端部（図２の左端）で行き場がなくなった現像剤は、連通口３７から上方に移動することになるが、このとき、後から搬送されてくる現像剤に押し上げられる状態となって供給搬送経路３８に移動する。そのため、回収搬送経路３９の下流端部分では、図２に示されるように、現像剤は端部に停滞している状態となる。
【００２８】
従来の現像装置では、図８に示したように、現像ローラ軸方向の中央部付近まで、搬送経路に存在する現像剤が搬送経路上面（仕切り部材下面）に接触させられている。この状態では、現像に使用された現像剤は、回収搬送経路で左方向（下流側）に搬送されずに、再度現像ローラに汲み上げられることもあった。一度現像に使用された現像剤がすぐに再汲み上げられるとその部分の画像濃度は低下する。すなわち、現像ローラ軸方向で画像濃度偏差が生じてしまう。
【００２９】
そこで、本発明の現像装置では、図1に示されるように、下側搬送スクリュー３３が配置される回収搬送経路３９の上面、すなわち、供給搬送経路３８と回収搬送経路３９を仕切る仕切り部材３４の下面に現像剤移流制御部材４０を設けている。この現像剤移流制御部材４０は、図２に示されるように、仕切り部材３４の下流側端部に寄せて（連通口３７側に寄せて）配置されている。現像剤移流制御部材４０は、回収搬送経路３９の上面から搬送経路内に突出するように設けられたものである。また、図２から分かるように、現像剤移流制御部材４０は複数の整流板４０ａから構成されているが、各整流板４０ａの現像ローラ長手方向の間隔（ピッチ）は、下側搬送スクリュー３３（回収搬送スクリュー）のピッチよりも短くなっている。なお、図３（ａ）に示すように、整流板４０ａは、搬送スクリューの軸方向に対して斜めに（現像剤搬送方向に対して斜めに）配置されている。
【００３０】
高速で回転するスクリュー内に存在する微小粉体は、高流動性を示すため搬送経路内を液体のように移動する。一方、スクリューの上面に存在する現像剤は、スクリューの回転により撒き散らされる。この撒き散らされた現像剤は、現像剤移流制御部材４０に衝突することで現像剤移動方向（現像剤全体としての移動方向）とは逆方向に移動させられる。そのメカニズムについて図３を参照して説明する。
【００３１】
図３（ａ）は、現像剤移流制御部材４０を下方から見た図であり、図３（ｂ）は、下側搬送スクリュー３３（回収搬送スクリュー）を横から見た図であり、両図において現像剤の挙動を太矢印で模式的に表している。スクリュー３３の高速回転により撒き散らされた現像剤は回収搬送経路の上部壁面（仕切り部材３４の下面）に衝突して再び搬送経路に落下する。このとき、現像剤の落下方向を制御できれば搬送経路内の現像剤量を制御することができる。
【００３２】
現像剤移流制御部材（４０）を持たない従来装置の場合、多くの現像剤は搬送経路上部壁面（仕切り部材の下面）に接触した後、進行方向に落下する。そのため、従来装置における現像剤の喫水面は図９に示す（太一点鎖線）ようになる。これに対し、本発明の現像装置では現像剤移流制御部材４０を設けたことにより、図３に示すように、スクリュー３３の高速回転により撒き散らされた現像剤は現像剤移流制御部材４０に衝突した後、進行方向（現像剤全体としての搬送方向：図３において右から左方向）とは逆方向に太矢印で示すように移動する（図３（ａ），（ｂ））。
【００３３】
すなわち、図１においてスクリュー３３が反時計回りに回転することで現像剤は図面に垂直な方向の下から上に（図１において現像装置の奥側から手前側に）搬送される。この場合、スクリュー上面に存在する現像剤は図１における左手前斜め方向に向かって飛ばされる。この飛ばされた（撒き散らされた）現像剤に対して、搬送方向とは逆向きに流れが変化するように、整流板４０ａの現像ローラ側を搬送方向上流側となるような角度で整流板４０ａを配置する（図３（ａ））。これにより、スクリュー３３によって斜め前方（斜め搬送方向下流側）に飛ばされた現像剤は後方に反射されるように流れが変化する。
【００３４】
このため、現像剤の平衡状態における喫水面は図２に示す（太一点鎖線）ようになり、回収搬送経路３９の上部壁面（仕切り部材３４の下面）に接触せず、現像ローラ３１にも接触しない。その結果、現像領域から戻ってきた現像剤は回収搬送経路３９にとどまり、（回収搬送経路から）現像ローラに再度汲み上げられることは無い。したがって、画像濃度の左右（軸方向）偏差の発生を防止することができる。
【００３５】
ところで、理想的には、現像ローラからの現像剤回収量＋供給搬送経路にある現像剤残量が回収経路にある現像剤量よりも小さくなっている状態が望ましい。上述したように、現像剤は搬送経路内でスクリュが高速に回転することで液体のような流動状態となる。そのため、搬送経路上に存在する現像剤表面は液体の自由表面のようになり、不連続液体の様子を示す。つまり、見た目の状態では液体が「飛び散っている」状態であり、板のような部材がそこに存在すれば、容易に移流方向を変えることが可能である。つまり、回収搬送経路内では現像剤はある方向に運ばれているが、自由表面となる回収経路内の現像剤表面は、板のような部材「現像剤移流制御部材４０」があるとスクリューにより移送される方向とは逆の方向に流れることがわかった。つまり現像剤移流制御部材４０が回収経路内に存在すると、回収経路内で下部にある現像剤と上部にある一部の現像剤は移流方向が逆になるのである。その結果、この現像剤移流制御部材４０を設置することで、回収経路下流での現像剤の嵩が高くなって現像ローラに現像剤が連れ回りすることによる画像濃度偏差の発生が抑制される結果となった。
【００３６】
現像剤移流制御部材４０としては、図２，３に示す制御板以外のものも可能であり、下側搬送スクリュー３３の端部にフィンを設けることで、回収搬送経路３９内の自由空間で気流により現像剤の流れを一部逆向き（現像剤全体としての移動方向と逆向き）にすることが可能となる。
【００３７】
図４は、現像ローラ３１が内蔵する磁石体の磁極配置を示す図である。この図に示すように、磁石体は、供給搬送経路３８側に設けられた汲み上げ極としての“Ｎ極”（上側のＮ極）と、該Ｎ極から現像ローラ回転方向に沿って、搬送極となる“Ｓ極”及び“Ｎ極”（ドクタブレード３５の下に位置するＳ極及びその下流側のＮ極）と、現像極である“Ｓ極”と、仕切り部材３４と現像ケーシングとの間に形成され回収搬送経路３９に向かって開口する開口部４１に対向して設けられた剥離極である“Ｎ極”（現像極のＳ極の下流側のＮ極）、を有している。なお、本実施例では、汲み上げ極の“Ｎ極”と剥離極の“Ｎ極”の間の磁力（Ｎ−Ｎ間磁力と称する）は２０ｍＴに設定されている。
【００３８】
ここで、現像剤を現像ローラ（現像スリーブ）から剥離させるための磁極である「剥離極」の位置について図１０，１１を参照して説明する。従来、図１０に示すように、現像極と反対側の半円内に剥離極を設けて、回収搬送経路に対向する「開口部」に剥離極（図１０で、右斜め下のＮ極）が位置するように構成していた。しかし、この場合、回収搬送スクリューの下流側において現像剤が滞留し、また、剥離極が上記開口部に位置して設けられているため、剥離後の現像剤は開口部全体に広く分布することとなり、現像剤の滞留とともに「再汲み上げ」発生の原因となっていた。図１１のように、上記開口部にスクリューを追加することにより現像剤の再汲み上げを抑制できるものの、大幅なコスト上昇は避けられない。
【００３９】
一方、本発明の現像装置３においては、剥離極（本例ではＮ極）を回収搬送経路３９に対向する開口部４１に位置して設けた（現像極と反対側の半円内に剥離極を設けた）構成であっても、回収搬送経路３９の上面に現像剤移流制御部材４０を設けたことにより、下側搬送スクリュー３３の高速回転により撒き散らされた現像剤は現像剤移流制御部材４０に衝突することによって進行方向（現像剤全体としての移動方向）とは逆方向に戻され、現像領域から戻ってきた（現像ローラ１３１から剥離された）現像剤は回収搬送経路３９にとどまり、現像ローラへの再汲み上げの発生が防止された。これにより、画像濃度の左右（軸方向）偏差の発生を防止することができる。
【００４０】
次に、第２実施例の現像装置を図５を参照して説明する。
図５は、第２実施例の現像装置１３を示す断面図である。上記説明した第１実施例の現像装置３と同一ないし同等の部分には同じ符号を付している。また、重複する説明は省略し、異なる点を中心に説明する。
【００４１】
図５に示す第２実施例の現像装置１３は、第１実施例の現像装置３が現像剤移流制御部材（４０）を仕切り部材３４の下面に設けていたのに対し、仕切り部材３４から現像ローラ方向に突出させて現像剤移流制御部材５０を設けている。また、現像ローラ１３１が内蔵する磁石体は、図示のような磁極を有している。
【００４２】
図５において、太矢印１〜３は現像剤の流れ（現像装置内の現像剤の循環）を示している。また、上下の搬送スクリュー３２，３３の円内は現像剤の状態を示しており、上側の供給搬送経路３８ではスクリュー底部付近に現像剤があり、下側の回収搬送経路３９ではスクリュー内に分散している様子が示されている。
【００４３】
上記したように、本第２実施例の現像装置１３は、供給搬送経路３８と回収搬送経路３９を仕切る仕切り部材３４（の下面）から前方（現像ローラ方向）に現像剤移流制御部材５０を突出させて設けている。また、現像剤移流制御部材５０の下面（回収搬送スクリュー３３に対向する側の面）には複数個の整流板５０ａが形成されている。現像剤移流制御部材５０の作用は、第１実施例の現像装置３で説明した現像剤移流制御部材４０の作用と同様である。また、整流板５０ａは、第１実施例の整流板４０ａと同じく、整流板の現像ローラ側を搬送方向上流側となるような角度で配置している。
【００４４】
本第２実施例の現像ローラ１３１が内蔵する磁石体の磁極は、第１実施例の現像ローラ３１と同様、汲み上げ極の“Ｎ極”から現像ローラ回転方向に順に、搬送極である“Ｓ極”及び“Ｎ極”と、現像極である“Ｓ極”と、剥離極である“Ｎ極”とを有しているが、本第２実施例では、剥離極の“Ｎ極”の位置が、現像極である“Ｓ極”と同じ半円（現像ローラの半円）内に位置して設けられており、仕切り部材３４と現像ケーシングとの間に形成され回収搬送経路３９に対向する開口部に「剥離極」が位置しておらず、上記開口部の上流側に位置して「剥離極」が設けられている点に特徴がある。また、本第２実施例では、汲み上げ極と剥離極の間の磁力（Ｎ−Ｎ間磁力）は５ｍＴに設定されている。
【００４５】
このような構成により、現像領域を通過した後の現像剤は、剥離極である“Ｎ極”の磁力によって現像ローラ２３１から剥離され、上記開口部の底部を通るようにして現像ケーシングに沿って移動し、回収搬送経路３９に戻される。それに加えて、上述したように現像剤移流制御部材５０を設けたことにより、下側搬送スクリュー３３の高速回転により撒き散らされた現像剤は現像剤移流制御部材５０に衝突することによって進行方向（現像剤全体としての移動方向）とは逆方向に戻され、現像ローラへの現像剤再汲み上げが防止される。これにより、画像濃度の左右（軸方向）偏差の発生を防止することができる。
【００４６】
次に、第３実施例の現像装置を図６を参照して説明する。
図６は、第３実施例の現像装置２３を示す断面図である。上記説明した第１実施例の現像装置３及び第２実施例の現像装置１３と同一ないし同等の部分には同じ符号を付している。また、重複する説明は省略し、異なる点を中心に説明する。
【００４７】
本第３実施例の現像装置２３は、第２実施例の現像装置１３と同様に、仕切り部材３４から現像ローラ方向に突出させて現像剤移流制御部材５０を設けている。また、現像ローラ２３１が内蔵する磁石体は、図示のような磁極を有している。磁極配置は第２実施例の現像装置１３と同様、剥離極の“Ｎ極”の位置が、現像極である“Ｓ極”と同じ半円（現像ローラの半円）内に位置して設けられており、上記開口部の上流側に位置して「剥離極」が設けられている点は同じであるが、本第３実施例では、汲み上げ極と剥離極の間の磁力（Ｎ−Ｎ間磁力）が２０ｍＴに設定されている。
【００４８】
このような構成により、現像領域を通過した後の現像剤は、剥離極である“Ｎ極”の磁力によって現像ローラ２３１から剥離され、上記開口部の底部を通るようにして現像ケーシングに沿って移動し、回収搬送経路３９に戻される。それに加えて、上述したように現像剤移流制御部材５０を設けたことにより、下側搬送スクリュー３３の高速回転により撒き散らされた現像剤は現像剤移流制御部材５０に衝突することによって進行方向（現像剤全体としての移動方向）とは逆方向に戻され、現像ローラへの現像剤再汲み上げが防止される。これにより、画像濃度の左右（軸方向）偏差の発生を防止することができる。
【００４９】
ここで、従来装置を比較例１，２として図１０，１１により説明する。図１０，１１の比較例１，２は、現像剤移流制御部材を有さないものである。
図１０の比較例１においては、下側搬送スクリュー１２８の下流（現像剤搬送方向の下流）部分で現像剤が滞留して、現像領域を通過した（現像に供された）現像剤が再度現像ローラに再汲み上げされることがあった。そのため、現像剤中のトナー濃度に現像ローラ長手方向で偏差が発生し、その結果画像濃度にも偏差が発生することがあった。例えば比較例１における画像濃度偏差は０．４０であった。
【００５０】
また、図１１の比較例２では、回収搬送経路内に補助スクリュー１２９を追加することで、回収搬送経路内の現像剤の嵩の偏りを抑制するように構成しており、画像濃度偏差は０．１５と比較的良いレベルとなっているが、補助スクリュー１２９を１本追加するため、フルカラーに対応すべく４つの現像器を備える場合には、スクリューを４本追加することとなり、大幅なコストアップとなってしまう。
【００５１】
これに対し、本発明の現像装置１３では、上記各実施例で説明したような構成とすることにより、現像ローラへの現像剤再汲み上げの発生が防止され、画像濃度の左右（現像ローラ軸方向）偏差の発生を防止することができる。次の表１に、本発明の各実施例と比較例における画像濃度偏差（現像ローラ長手方向における画像濃度偏差）の値を示す。
【００５２】
【表１】
【００５３】
この表に示すように、各実施例の現像装置３，１３，２３においては、画像濃度偏差が０．１０〜０．１５であり、比較例１の従来装置の場合（画像濃度偏差：０．４０）と比べて画像濃度偏差が明確に小さくなっており、現像ローラ長手方向における画像濃度偏差が効果的に抑制されていることが分かる。なお、比較例２では追加した補助スクリューの効果により画像濃度偏差が改善されているが、この構成では、上記したように大幅なコストアップが免れない。
【００５４】
以上、本発明による現像装置を各実施例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、現像剤移流制御部材が有する各整流板の長さは一律である必要は無く、たとえば下流にいくにしたがって長くなるように設けることもできる。また、各整流板の高さ（厚さ＝搬送経路内に突出する長さ）も一律である必要は無く、例えば下流にいくにしたがって高くなるように設けることもできる。これらの場合、搬送方向の下流にいくほど移流を変化させる効果を高くし、現像剤の滞留防止効果を向上させることができる。さらに、各整流板の角度も一律である必要は無く、たとえば下流にいくにしたがって角度を大きくしたり、その逆でも良い。
【００５５】
また、現像剤移流制御部材の位置は現像ローラに近いほうが好ましく、例えば、図１の現像剤移流制御部材４０の位置よりも図５の現像剤移流制御部材５０の位置のほうが好ましい。そのほうが、回収搬送経路内における現像ローラ付近の現像剤嵩高さの増大を効果的に抑制することができ、現像剤の再汲み上げ防止に効果がある。
【００５６】
また、現像ローラが内蔵する磁石体の磁極の配置も一例であり、適宜に設定できるものである。Ｎ極とＳ極は逆であっても良い。また、Ｎ−Ｎ間磁力（Ｎ極とＳ極を逆にした場合はＳ−Ｓ間磁力）の値も一例である。
【００５７】
最後に、本発明による現像装置を備える画像形成装置の一例について図７を参照して説明する。
図７は、本発明に係る現像装置を備える画像形成装置の一例であるモノクロ画像形成装置の要部構成を模式的に示す図である。この形態はモノクロ画像形成装置として構成されているが、１つの感光体の回りに複数の現像装置を配置したカラー画像形成装置や、複数の作像ユニットを並設したタンデム型画像形成装置として構成することも可能である。
【００５８】
図７において、潜像担持体としての感光体ドラム１の周囲には、帯電装置２、現像装置３、転写装置４、クリーニング装置５が順に配設されている。帯電装置２と現像装置３の間は、露光装置６からの走査光が照射される書込み位置となっている。また、図示しない給紙トレイより転写紙等の記録材（以下、用紙という）を感光体と転写装置とが対向する転写部に向けて給紙する図示しない給紙搬送装置と、トナー像を転写された用紙が感光体から分離した後、トナーを用紙上に定着させる定着装置７とを備えている。
【００５９】
上記感光体１は、例えばアルミ等の素管の表面に感光性を発揮する有機感光層が形成されたもので、図示しない駆動手段によって図中矢印方向に回転駆動される。このように回転駆動される感光体１の表面は、帯電装置２で所定の帯電電位に一様帯電された後、露光装置６より画像情報に基づいて変調されたレーザ光線が感光体軸方向にスキャンされて照射される。これにより、感光体上に静電潜像が形成される。感光体１上に形成された静電潜像は、現像装置３と対向する現像領域において、現像装置３により帯電したトナーを付着させることで現像され、トナー像となる。
【００６０】
一方、用紙は図示しない給紙搬送装置で給紙・搬送され、所定のタイミングで感光体１と転写装置４とが対向する転写部に送出・搬送される。そして、転写装置４により、用紙に感光体上のトナー像とは逆極性の電荷を付与することで、感光体上に形成されたトナー像が用紙に転写される。次いで、用紙は、感光体１から分離され、定着装置７に送られ、定着装置７でトナー像が定着された後、機外に排出される。
【００６１】
転写装置４でトナー像が転写された後の感光体１の表面は、クリーニング装置５でクリーニングされ、感光体上に残ったトナーが除去される。クリーニング装置５を通過した感光体１の表面は、その後、帯電装置２により一様に帯電され、次の画像形成工程が繰り返される。
【００６２】
なお、図７では現像装置として上記第１実施例の現像装置３としてあるが、もちろん、上述した第２及び第３実施例の現像装置１３，２３を用いることができることは言うまでもない。また、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に係る現像装置の第1実施例を示す断面構成図である。
【図２】図１の現像装置を縦に切って図１の右方向から見た断面図である。
【図３】現像剤の挙動を説明する模式図であり、（ａ）図は現像剤移流制御部材を下方から見た図、（ｂ）図は下側搬送スクリューを横から見た図であ
【図４】現像ローラが内蔵する磁石体の磁極配置を示す図である。
【図５】第２実施例の現像装置を示す断面図である。
【図６】第３実施例の現像装置を示す断面図である。
【図７】本発明に係る現像装置を備える画像形成装置の一例であるモノクロ画像形成装置の要部構成を模式的に示す図である。
【図８】従来の現像装置の一例を示す断面図である。
【図９】その現像装置をスクリュー軸方向から見た断面図である。
【図１０】従来の現像装置の一例における磁極配置を示す断面図である。
【図１１】従来の現像装置の別の例における磁極配置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 感光体
３，１３，２３ 現像装置
３１，１３１，２３１ 現像ローラ（現像剤担持体）
３５ ドクタブレード
３２ 上側搬送スクリュー（供給搬送スクリュー）
３３ 下側搬送スクリュー（回収搬送スクリュー）
３４ 仕切り部材
３６，３７ 連通口
３８ 供給搬送経路
３９ 回収搬送経路
４０，５０ 現像剤移流制御部材
４０ａ，５０ａ 整流板
４１ 開口部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を担持して現像領域に搬送する現像剤担持体と、現像剤を前記現像剤担持体の長手方向に搬送しながら前記現像剤担持体に供給する供給搬送スクリューと、現像領域を通過した現像剤を前記現像剤担持体から回収し前記供給搬送スクリューとは逆方向に現像剤を搬送する回収搬送スクリューとを有し、前記供給搬送スクリューと前記回収搬送スクリューとが上下方向に配置されている現像装置において、
前記回収搬送スクリューの上方に現像剤の移動方向を制御する現像剤移流制御部材を設け、
前記現像剤移流制御部材が、前記回収搬送スクリューによる現像剤搬送方向に対して斜めに配置された整流板を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記整流板が複数個設けられており、各整流板の間隔が前記回収搬送スクリューのスクリューピッチよりも短いことを特徴とする、請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像剤移流制御部材が、前記供給搬送スクリューが配置される現像剤供給搬送経路と前記回収搬送スクリューが配置される現像剤回収搬送経路を仕切る仕切り部材の下面に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤移流制御部材が、前記供給搬送スクリューが配置される現像剤供給搬送経路と前記回収搬送スクリューが配置される現像剤回収搬送経路を仕切る仕切り部材から前記現像剤担持体方向に突出して設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像剤担持体が内蔵する磁石体は、当該現像剤担持体の円筒形断面における現像極と同じ半円内に剥離極が設けられ、
前記剥離極は、前記回収搬送スクリューに対向する開口部の上流側に位置するように配置されてい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。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記現像装置を複数備え、多色画像の形成が可能なことを特徴とする、請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項１】
現像剤を担持して現像領域に搬送する現像剤担持体と、現像剤を前記現像剤担持体の長手方向に搬送しながら前記現像剤担持体に供給する供給搬送スクリューと、現像領域を通過した現像剤を前記現像剤担持体から回収し前記供給搬送スクリューとは逆方向に現像剤を搬送する回収搬送スクリューとを有し、前記供給搬送スクリューと前記回収搬送スクリューとが上下方向に配置されている現像装置において、
前記回収搬送スクリューの上方に現像剤の移動方向を制御する現像剤移流制御部材を設け、
前記現像剤移流制御部材が、前記回収搬送スクリューによる現像剤搬送方向に対して斜めに配置された整流板を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記整流板が複数個設けられており、各整流板の間隔が前記回収搬送スクリューのスクリューピッチよりも短いことを特徴とする、請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像剤移流制御部材が、前記供給搬送スクリューが配置される現像剤供給搬送経路と前記回収搬送スクリューが配置される現像剤回収搬送経路を仕切る仕切り部材の下面に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤移流制御部材が、前記供給搬送スクリューが配置される現像剤供給搬送経路と前記回収搬送スクリューが配置される現像剤回収搬送経路を仕切る仕切り部材から前記現像剤担持体方向に突出して設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像剤担持体が内蔵する磁石体は、当該現像剤担持体の円筒形断面における現像極と同じ半円内に剥離極が設けられ、
前記剥離極は、前記回収搬送スクリューに対向する開口部の上流側に位置するように配置されてい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。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記現像装置を複数備え、多色画像の形成が可能なことを特徴とする、請求項６に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−６６３７７（Ｐ２０１０−６６３７７Ａ）
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３０８８９（Ｐ２００８−２３０８８９）
【出願日】平成２０年９月９日（２００８．９．９）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月９日（２００８．９．９）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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