現像装置及びそれを備えた画像形成装置
【課題】簡単な構成で、安定して余剰現像剤を現像容器から排出し、現像容器内の現像剤量を精度よく所望の量に保つ小型である現像装置、及びそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像装置２は、第１螺旋状羽根４４ａと、第１螺旋状羽根４４ａと同じ羽根ピッチで形成される第２螺旋状羽根４３ａと、余剰の現像剤を排出する現像剤排出口２２ｈと、第１螺旋状羽根４４ａに対して逆位相に形成される逆螺旋状羽根５２と備える。近接部５５が連通部２２ｆに対向する位置にある場合、第２螺旋状羽根４３ａの羽根頂点部４３ｃは、連通部２２ｆの下流側端面部２２ｆ１に対向した位置から近接部５５に対向する直前の位置の範囲にあるように配置され、第１及び第２の撹拌部材４４、４３は、夫々同じ回転速度、または一方が他方に対して整数倍となる回転速度で駆動させられる。
【解決手段】現像装置２は、第１螺旋状羽根４４ａと、第１螺旋状羽根４４ａと同じ羽根ピッチで形成される第２螺旋状羽根４３ａと、余剰の現像剤を排出する現像剤排出口２２ｈと、第１螺旋状羽根４４ａに対して逆位相に形成される逆螺旋状羽根５２と備える。近接部５５が連通部２２ｆに対向する位置にある場合、第２螺旋状羽根４３ａの羽根頂点部４３ｃは、連通部２２ｆの下流側端面部２２ｆ１に対向した位置から近接部５５に対向する直前の位置の範囲にあるように配置され、第１及び第２の撹拌部材４４、４３は、夫々同じ回転速度、または一方が他方に対して整数倍となる回転速度で駆動させられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤の補給を行うとともに余剰現像剤を排出する現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置においては、感光体等からなる像担持体上に形成した潜像を、現像装置により現像しトナー像として可視化することを行っている。このような現像装置の一つとして、２成分現像剤を用いる２成分現像方式が採用されている。この種の現像装置は、現像容器内にキャリアとトナーとからなる現像剤を収容し、像担持体に現像剤を供給する現像ローラーを配設するとともに、現像容器内の現像剤を撹拌、搬送しながら現像ローラーへと供給する撹拌部材を配設している。
【０００３】
この現像装置では、トナーは現像動作によって消費されていく一方、キャリアは消費されずに現像容器内に残る。従って、現像容器内でトナーとともに撹拌されるキャリアは撹拌頻度が多くなるにつれて劣化し、その結果、トナーに対するキャリアの帯電付与性能が徐々に低下してしまう。
【０００４】
そこで、現像容器内にキャリアを含む現像剤を補給するとともに、余剰となった現像剤を排出することで、帯電性能の低下を抑制するようにした現像装置が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１では、回転軸とその外周に螺旋状に形成される螺旋状羽根とを有する２つの撹拌部材が各搬送路内に平行に配置されている。各搬送路の間には仕切り部材が設けられ、仕切り部材の両端部には、現像剤を受け渡す連通部が設けられている。そして、現像剤搬送方向において搬送路の下流側に現像剤排出口が形成され、撹拌部材の螺旋状羽根と現像剤排出口との間には、螺旋状羽根とは逆向きで螺旋状に形成される逆螺旋状羽根が規制部として撹拌部材の回転軸に設けられている。この構成において、現像剤が現像容器内に補給されると、撹拌部材の回転により現像剤が撹拌されながら搬送路の下流側まで搬送される。逆螺旋状羽根が撹拌部材と同方向に回転すると、逆螺旋状羽根によって、撹拌部材による現像剤搬送方向とは逆方向の搬送力が現像剤に付与される。この逆方向の搬送力によって、搬送路の下流側では現像剤が塞き止められて嵩高となることから、余剰の現像剤が逆螺旋状羽根（規制部）を乗り越えて現像剤排出口に移動し外部へ排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２６５０９８号公報（段落［００２０］〜［００２４］、［００２８］、第４図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した先行技術では、撹拌部材の回転にともなって、螺旋状羽根と逆螺旋状羽根とが最も近接する近接部が連通部に周期的に対向し、これによって、嵩高になった現像剤が連通部に向かって周期的に搬送されることになり、現像剤排出口側に移動する現像剤量が変動し、その結果、現像剤の排出量が不安定になるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、簡単な構成で、安定して余剰現像剤を現像容器から排出し、現像容器内の現像剤量を精度よく所望の量に保つ小型である現像装置、及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために第１の発明は、現像剤を撹拌、搬送し、撹拌した現像剤を現像ローラーに供給する現像装置であって、回転軸の周りに軸方向に沿って延びる第１螺旋状羽根を有する第１の撹拌部材と、回転軸の周りに軸方向に沿って延び前記第１螺旋状羽根と同じ羽根ピッチで形成される第２螺旋状羽根を有する第２の撹拌部材と、前記第１螺旋状羽根によって現像剤が上流側から下流側に搬送される第１の搬送路と、前記第２螺旋状羽根によって現像剤が上流側から下流側に搬送されるとともに前記第１の搬送路に隣接して平行に延びる第２の搬送路と、前記第１及び第２の搬送路を仕切る仕切り部材と、前記第１及び第２の搬送路内を現像剤が循環するように前記仕切り部材の長手方向の両端部側を切り欠いて形成される連通部と、前記搬送路内に現像剤を補給する現像剤補給口と、前記第１の搬送路の下流側端部に形成されて余剰の現像剤を排出する現像剤排出口と、前記現像剤排出口に対向するとともに前記第１螺旋状羽根に隣接するように前記第１の撹拌部材の回転軸に設けられ、前記第１螺旋状羽根に対して逆位相に形成される規制部材と、を備え、前記第１螺旋状羽根と規制部材とが最も近接する近接部部が前記連通部に対向する位置にある場合には、前記第２螺旋状羽根の、前記仕切り部材あるいは連通部に近接して対向する羽根頂点部は、前記連通部の下流側の端面部に対向した位置から位相が進行して前記近接部に対向する直前の位置に到達するまでの範囲にあるように配置され、前記第１及び第２の撹拌部材は、夫々同じ回転速度、もしくは一方が他方に対して整数倍となる回転速度で駆動させられることを特徴としている。
【００１０】
また、第２の発明では、上記の構成の現像装置を備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明によれば、第１螺旋状羽根の近接部が連通部に対向した回転位置にある場合には、第２螺旋状羽根の羽根頂点部が連通部の下流側端面部から第１螺旋状羽根の近接部に対向する直前の位置の範囲にあるように、第１及び第２の撹拌部材を回転駆動させているために、第１螺旋状羽根の近接部が連通部に対向していない回転位置にある場合と略同じ現像剤量が現像剤排出口側に移動し、その結果、第１螺旋状羽根の回転位置にかかわらず、現像剤の排出量が安定することなる。
【００１２】
詳しくは、第１螺旋状羽根の近接部が連通部に対向する位置にある場合には、連通部に向かって現像剤が多量に搬送される一方、現像剤排出口に搬送される現像剤が減少する。この状態おいて、第２螺旋状羽根の羽根頂点部は、連通部の下流側端面部に対向した位置から第１螺旋状羽根の近接部に対向する直前の位置の範囲にあるように配置されると、第２螺旋状羽根が第２の搬送路内で下流側に現像剤を搬送するとともに、羽根頂点部が羽根の外周側に現像剤を押し広げる。従って、羽根の外周側に押し広げられた現像剤によって、第１螺旋状羽根の近接部によって連通部に向かって搬送される現像剤は、第１の搬送路側へ押し戻され、現像剤排出口側に移動し易くなる。その結果、近接部が連通部に対向していない場合と略同じ現像剤量が現像剤排出口側に移動することなる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る現像装置が搭載された画像形成装置を示す図
【図２】実施形態に係る現像装置を示す断面図
【図３】実施形態に係る現像装置の撹拌部を示す平面断面図
【図４】実施形態に係る撹拌部材の要部を模式的に示す平面図
【図５】実施形態に係る撹拌部材の第１螺旋状羽根と第２螺旋状羽根の配置を模式的に示す平面図
【図６】実施形態に係る撹拌部材の第１螺旋状羽根と第２螺旋状羽根の別の配置を模式的に示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係る現像装置が搭載された画像形成装置の構成を示す図である。画像形成装置１はタンデム型のカラープリンタであり、回転自在である感光体１１ａ〜１１ｄは、感光層を形成する感光材料として、有機感光体（ＯＰＣ感光体）が用いられ、ブラック、イエロー、シアン、及びマゼンタの各色に対応させて配設される。各感光体１１ａ〜１１ｄの周囲に、現像装置２ａ〜２ｄ、露光ユニット１２、帯電器１３ａ〜１３ｄ及びクリーニング装置１４ａ〜１４ｄが配設される。
【００１６】
現像装置２ａ〜２ｄは、感光体１１ａ〜１１ｄの右方に夫々対向して配置され、感光体１１ａ〜１１ｄにトナーを供給する。帯電器１３ａ〜１３ｄは、感光体回転方向に対し現像装置２ａ〜２ｄの上流側であって感光体１１ａ〜１１ｄの表面に対向して配置され、感光体１１ａ〜１１ｄ表面を一様に帯電させる。
【００１７】
露光ユニット１２は、パーソナルコンピュータ等から画像入力部（図略）に入力された文字や絵柄などの画像データに基づいて、各感光体１１ａ〜１１ｄを走査露光するためのものであり、現像装置２ａ〜２ｄの下方に設けられる。露光ユニット１２には、レーザ光源、ポリゴンミラーが設けられ、各感光体１１ａ〜１１ｄに対応して反射ミラー及びレンズが設けられる。レーザ光源から出射されたレーザ光が、ポリゴンミラー、反射ミラー及びレンズを介して、帯電器１３ａ〜１３ｄの感光体回転方向下流側から、各感光体１１ａ〜１１ｄの表面に照射される。照射されたレーザ光により、各感光体１１ａ〜１１ｄ表面には静電潜像が形成され、この静電潜像が各現像装置２ａ〜２ｄによりトナー像に現像される。
【００１８】
無端状の中間転写ベルト１７は、テンションローラー６、駆動ローラー２５及び従動ローラー２７に張架されている。駆動ローラー２５は図示しないモータによって回転駆動され、中間転写ベルト１７は駆動ローラー２５の回転によって循環駆動させられる。
【００１９】
この中間転写ベルト１７に接触するように各感光体１１ａ〜１１ｄが中間転写ベルト１７の下方で回転方向（図１の矢印方向）に沿って隣り合うように配列されている。１次転写ローラー２６ａ〜２６ｄは、中間転写ベルト１７を挟んで感光体１１ａ〜１１ｄと対向し、中間転写ベルト１７に圧接して１次転写部を形成する。この１次転写部において、中間転写ベルト１７の回転とともに所定のタイミングで各感光体１１ａ〜１１ｄのトナー像が中間転写ベルト１７に順次転写される。これにより、中間転写ベルト１７表面にはマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたトナー像が形成される。
【００２０】
２次転写ローラー３４は、中間転写ベルト１７を挟んで駆動ローラー２５と対向し、中間転写ベルト１７に圧接して２次転写部を形成する。この２次転写部において、中間転写ベルト１７表面のトナー像が用紙Ｐに転写される。転写後に、ベルトクリーニング装置３１が中間転写ベルト１７に残存するトナーを清掃する。
【００２１】
画像形成装置１内の下方には、用紙Ｐを収納する給紙カセット３２が配設され、給紙カセット３２の右方には、手差しの用紙を供給するスタックトレイ３５が配設される。給紙カセット３２の左方には、給紙カセット３２から繰り出された用紙Ｐを中間転写ベルト１７の２次転写部に搬送する第１用紙搬送路３３が配設される。また、スタックトレイ３５の左方には、スタックトレイ３５から繰り出された用紙を２次転写部に搬送する第２用紙搬送路３６が配設される。更に、画像形成装置１の左上方には、画像が形成された用紙Ｐに対して定着処理を行う定着部１８と、定着処理の行われた用紙を用紙排出部３７に搬送する第３用紙搬送路３９とが配設される。
【００２２】
給紙カセット３２は、装置の外部（図１の紙面表側）に引き出すことにより用紙の補充を可能にしたもので、収納されている用紙Ｐがピックアップローラー３３ｂ及び捌きローラー３３ａにより１枚ずつ第１用紙搬送路３３側に繰り出される。
【００２３】
第１用紙搬送路３３と第２用紙搬送路３６とはレジストローラー３３ｃの手前で合流しており、レジストローラー３３ｃにより、中間転写ベルト１７における画像形成動作と給紙動作とのタイミングを取って、用紙Ｐが２次転写部に搬送される。２次転写部に搬送された用紙Ｐは、バイアス電位が印加された２次転写ローラー３４によって、中間転写ベルト１７上のトナー像を２次転写され、定着部１８に搬送される。
【００２４】
定着部１８は、ヒータにより加熱される定着ベルトと、定着ベルトに内接する定着ローラーと、定着ベルトを挟んで定着ローラーに圧接して配設された加圧ローラー等とを備え、トナー像が転写された用紙Ｐを加熱及び加圧することにより定着処理を行う。用紙Ｐは、トナー像が定着部１８で定着された後、必要に応じて第４用紙搬送路４０で反転されて用紙の裏面にも２次転写ローラー３４でトナー像が２次転写され、定着部１８で定着される。トナー像が定着された用紙は第３用紙搬送路３９を通って、排出ローラー１９ａにより用紙排出部３７に排出される。
【００２５】
図２は、上述の画像形成装置１に用いられる現像装置の構成を示す断面図である。なお、以下の説明では、図１に示す感光体１１ａに対応する現像装置２ａの構成及び動作について説明するが、現像装置２ｂ〜２ｄの構成及び動作については現像装置２ａと同様であり、説明を省略し、また各色の現像装置及び感光体を示すａ〜ｄの符号を省略する。
【００２６】
現像装置２は、現像ローラー２０と、磁気ローラー２１と、規制ブレード２４と、撹拌部４２、及び現像容器２２等により構成されている。
【００２７】
現像容器２２は、現像装置２の外郭を構成し、その下部で仕切り部材２２ｂによって第１の搬送路２２ｄと第２の搬送路２２ｃに仕切られている。第１の搬送路２２ｄ及び第２の搬送路２２ｃには、キャリアとトナーからなる現像剤が収容される。また、現像容器２２は、撹拌部４２と磁気ローラー２１及び現像ローラー２０を回転可能に保持している。更に、現像容器２２には、現像ローラー２０を感光体１１に向けて露出させる開口２２ａが形成されている。
【００２８】
現像ローラー２０は、感光体１１に対向し、一定の間隔を設けて感光体１１の右方に配設される。また、現像ローラー２０は、感光体１１に接近した対向位置において、感光体１１にトナーを供給する現像領域Ｄを形成している。磁気ローラー２１は、一定の間隔を設けて現像ローラー２０に対向し、現像ローラー２０の右斜め下方に配設される。また、磁気ローラー２１は、現像ローラー２０に接近した対向位置において、現像ローラー２０にトナーを供給する。規制ブレード２４は磁気ローラー２１の左斜め下方にて現像容器２２に固定保持されている。撹拌部４２は磁気ローラー２１の略下方に配設される。
【００２９】
撹拌部４２は、第１の撹拌部材４４と第２の撹拌部材４３との２本で構成される。第１の撹拌部材４４が磁気ローラー２１の下方で、第１の搬送路２２ｄ内に設けられ、第２の撹拌部材４３が第１の撹拌部材４４の右方に隣接して、第２の搬送路２２ｃ内に設けられる。
【００３０】
第１及び第２の撹拌部材４４、４３は現像剤を撹拌して現像剤中のトナーを所定のレベルに帯電させる。これによりトナーはキャリアに保持される。また、第１の搬送路２２ｄと第２の搬送路２２ｃを仕切る仕切り部材２２ｂの長手方向（図２の紙面表裏方向）の両端部側には、連通部（図略）が設けられており、第２の撹拌部材４３が回転すると、帯電した現像剤が仕切り部材２２ｂに設けた一方の連通部から第１の搬送路２２ｄ内に搬送され、第１の搬送路２２ｄ内と第２の搬送路２２ｃ内とを循環する。そして、第１の撹拌部材４４から磁気ローラー２１に現像剤が供給される。
【００３１】
磁気ローラー２１は、ローラー軸２１ａと磁極部材Ｍ及び非磁性材からなる回転スリーブ２１ｂを備え、第１の撹拌部材４４により供給された現像剤を担持し、担持した現像剤からトナーのみを現像ローラー２０に供給するものである。磁極部材Ｍは、断面扇形に形成された外周部の極性の異なる複数の磁石からなり、ローラー軸２１ａに接着等により固着される。ローラー軸２１ａは、回転スリーブ２１ｂ内で、磁極部材Ｍと回転スリーブ２１ｂの間に所定の間隔を設けて、現像容器２２に回転不能に支持される。回転スリーブ２１ｂは、図示しないモータと歯車からなる駆動機構により、現像ローラー２０と同方向（図２の時計回り方向）に回転し、また直流電圧５６ａに交流電圧５６ｂを重畳したバイアス５６を印加される。回転スリーブ２１ｂ表面において、帯電した現像剤は磁極部材Ｍの磁力によって磁気ブラシを形成して担持され、磁気ブラシは規制ブレード２４によって所定の高さに調節される。
【００３２】
回転スリーブ２１ｂの回転によって、磁気ブラシは、磁極部材Ｍによって回転スリーブ２１ｂ表面に担持されて搬送され、現像ローラー２０に設けた磁極部材２０ｂにて磁気ブラシが立ち上がり現像ローラー２０に接触すると、磁気ブラシのトナーのみが、回転スリーブ２１ｂに印加されたバイアス５６に応じて、現像ローラー２０に供給される。
【００３３】
現像ローラー２０は、固定軸２０ａと、磁極部材２０ｂと、非磁性の金属材料で円筒状に形成される現像スリーブ２０ｃ等を備えて構成されている。
【００３４】
固定軸２０ａは現像容器２２に回転不能に支持される。この固定軸２０ａには、現像スリーブ２０ｃが回転自在に保持され、更に、磁石よりなる磁極部材２０ｂが磁気ローラー２１と対向する位置に現像スリーブ２０ｃと所定の間隔を設けて、接着等により固着される。現像スリーブ２０ｃは、図示しないモータと歯車からなる駆動機構により、図２の矢印方向（時計回り方向）に回転させられる。また、現像スリーブ２０ｃには、直流電圧５７ａに交流電圧５７ｂを重畳した現像バイアス５７が印加される。
【００３５】
現像バイアス５７が現像スリーブ２０ｃに印加されると、現像バイアス電位と感光体１１の露光部位の電位との電位差により、現像スリーブ２０ｃ表面に担持されたトナーが現像領域Ｄにおいて感光体１１に向けて飛翔する。飛翔したトナーは矢印Ａ方向（反時計回り方向）に回転する感光体１１上の露光部位に順次付着し、感光体１１上の静電潜像が現像される。
【００３６】
次に、図３を用いて現像装置の撹拌部について詳しく説明する。図３は撹拌部を上側から見た断面平面図である。
【００３７】
現像容器２２には、前述のように、第１の搬送路２２ｄと、第２の搬送路２２ｃと、仕切り部材２２ｂと、連通部２２ｅ、２２ｆが形成され、その他に、現像剤補給口２２ｇと、現像剤排出口２２ｈとが形成されている。
【００３８】
仕切り部材２２ｂは、現像容器２２の長手方向に延びて第１の搬送路２２ｄと第２の搬送路２２ｃとを並列させるように仕切っている。仕切り部材２２ｂの長手方向の右側端部は、側壁部２２ｉの内壁部とともに連通部２２ｅを形成し、一方、仕切り部材２２ｂの長手方向の左側端部は、側壁部２２ｊの内壁部とともに連通部２２ｆを形成している。そして現像剤は、第２の搬送路２２ｃと、連通部２２ｅと、第１の搬送路２２ｄ、及び連通部２２ｆ内を反時計回り方向に循環することが可能である。
【００３９】
現像剤補給口２２ｇは、現像容器２２の上部に設けられた現像剤補給容器（図略）から新たなトナー及びキャリアを現像容器２２内に補給するための開口であり、第２の搬送路２２ｃの上流側（図２の左側）に配置される。
【００４０】
現像剤排出口２２ｈは、現像剤の補給によって、第１及び第２の搬送路２２ｄ、２２ｃ内で余剰となった現像剤を排出するための開口であり、側壁部２２ｊに形成される。従って、現像剤排出口２２ｈは第１の搬送路２２ｄの下流側で第１の搬送路２２ｄの奥まった位置に設けられる。
【００４１】
第１の搬送路２２ｄ内には第１の撹拌部材４４が配設され、第２の搬送路２２ｃ内には第２の撹拌部材４３が配設されている。
【００４２】
第２の撹拌部材４３は、回転軸４３ｂと、回転軸４３ｂに一体に設けられ、回転軸４３ｂの軸方向に一定のピッチで螺旋状に形成される第２螺旋状羽根４３ａとを有する。また、第２螺旋状羽根４３ａは、第２の搬送路２２ｃの長手方向の両端部側まで延び、連通部２２ｅ及び連通部２２ｆにも対向して設けられている。回転軸４３ｂは現像容器２２の側壁部２２ｉと側壁部２２ｊに回転可能に軸支されている。
【００４３】
第１の撹拌部材４４は、回転軸４４ｂと、回転軸４４ｂに一体に設けられる第１螺旋状羽根４４ａとを有する。第１螺旋状羽根４４ａは回転軸４４ｂの軸方向に第２螺旋状羽根４３ａと同じピッチで第２螺旋状羽根４３ａとは逆方向を向く（逆位相の）羽根で螺旋状に形成される。また、第１螺旋状羽根４４ａは、磁気ローラー２１の軸方向長さ以上の長さを有し、連通部２２ｅに対向して設けられている。回転軸４４ｂは、回転軸４３ｂと平行に配置され、現像容器２２の側壁部２２ｉと側壁部２２ｊに回転可能に軸支されている。
【００４４】
また、回転軸４４ｂには、第１螺旋状羽根４４ａとともに規制部材である逆螺旋状羽根５２及び排出羽根５３が一体に配設されている。
【００４５】
逆螺旋状羽根５２は、第１の搬送路２２ｄ内で下流側に搬送された現像剤を塞き止め、連通部２２ｆに現像剤を搬送し、且つ、第１の搬送路２２ｄ内で所定量以上になった現像剤を現像剤排出口２２ｈに搬送することを可能にするものである。
【００４６】
つまり、逆螺旋状羽根５２は、第１螺旋状羽根４４ａと逆方向を向く（逆位相の）羽根で螺旋状に形成され、且つ、第１螺旋状羽根４４ａよりピッチが小さい２〜３巻きの羽根で形成されている。そして、逆螺旋状羽根５２は、現像剤排出口２２ｈに対向するとともに第１螺旋状羽根４４ａの一端に隣接して形成される。逆螺旋状羽根５２と第１螺旋状羽根４４ａとの隣接部は、連通部２２ｆに対向する位置に設けられている。この隣接部を連通部２２ｆに対向させて配置することによって、現像剤排出部を設けても、軸方向に装置を小型にすることができる。
【００４７】
また、逆螺旋状羽根５２は、その外縁が側壁部２２ｊにおける第１の搬送路２２ｄの内周面と所定の間隔を有して配設される。従って、逆螺旋状羽根５２が回転すると、逆螺旋状羽根５２によって、第１螺旋状羽根４４ａによる現像剤搬送方向とは逆方向の搬送力が現像剤に付与され、現像剤が塞き止められる。塞き止められた現像剤は、連通部２２ｆに搬送されるとともに、余剰の現像剤として逆螺旋状羽根５２の外縁を乗り越えて現像剤排出口２２ｈに排出することになる。
【００４８】
回転軸４４ｂは現像剤排出口２２ｈから更に延びて形成される。現像剤排出口２２ｈから延びた回転軸４４ｂには排出羽根５３が設けられている。排出羽根５３は、第１螺旋状羽根４４ａと同じ方向を向く螺旋状の羽根からなるが、第１螺旋状羽根４４ａよりピッチが小さく、また羽根の外径が第１螺旋状羽根４４ａより小さくなっている。従って、回転軸４４ｂが回転すると、排出羽根５３も回転し、逆螺旋状羽根５２を乗り越えて現像剤排出口２２ｈに搬送された余剰現像剤は、図３の左側に送られて、現像容器２２外に排出される。尚、排出羽根５３と逆螺旋状羽根５２及び第１螺旋状羽根４４ａは合成樹脂によって回転軸４４ｂと一体に樹脂成型される。
【００４９】
現像容器２２の外壁には、歯車６１〜６４が配設されている。歯車６１、６２は回転軸４３ｂに固着され、歯車６４は回転軸４４ｂに固着され、歯車６３及び図示しない歯車は、現像容器２２に回転可能に保持されて、歯車６２、６４に噛合している。
【００５０】
従って、現像時には、モータ等の駆動源によって、歯車６１が回転すると、回転軸４３ｂとともに第２螺旋状羽根４３ａが回転し、現像剤は、第２螺旋状羽根４３ａにて第２の搬送路２２ｃ内で矢印Ｐ方向に撹拌されながら搬送され、その後、連通部２２ｅを通って第１の搬送路２２ｄ内に搬送される。更に、回転軸４３ｂと連動する回転軸４４ｂが回転すると、現像剤は、第１螺旋状羽根４４ａにて第１の搬送路２２ｄ内で矢印Ｑ方向に撹拌されながら搬送される。第１螺旋状羽根４４ａの回転によって、現像剤は第１の搬送路２２ｄ内を搬送されるが、逆螺旋状羽根５２にて塞き止められ逆螺旋状羽根５２を乗り越えることなく、連通部２２ｆを通って第２の搬送路２２ｃに搬送される。
【００５１】
このように現像剤は、第２の搬送路２２ｃから、連通部２２ｅ、第１の搬送路２２ｄ、及び連通部２２ｆと循環しながら撹拌されて、撹拌された現像剤が磁気ローラー２１に供給される。
【００５２】
次に、現像剤補給口２２ｇから現像剤が補給される場合について説明する。現像によってトナーが消費されると、現像剤補給口２２ｇから第２の搬送路２２ｃ内にキャリアを含む現像剤が補給される。
【００５３】
補給された現像剤は、現像時と同様に、第２螺旋状羽根４３ａによって、第２の搬送路２２ｃ内を矢印Ｐ方向に撹拌されながら搬送され、その後、連通部２２ｅを通って第１の搬送路２２ｄ内に搬送される。更に、第１螺旋状羽根４４ａによって、現像剤は第１の搬送路２２ｄ内を矢印Ｑ方向に撹拌されながら搬送される。回転軸４４ｂの回転にともなって逆螺旋状羽根５２が回転すると、逆螺旋状羽根５２近傍の現像剤が逆螺旋状羽根５２にて塞き止められ、連通部２２ｆの方向に搬送されるとともに、補給されて増加したために、現像剤が逆螺旋状羽根５２近傍にて逆螺旋状羽根５２より嵩高となり、余剰の現像剤が逆螺旋状羽根５２を乗り越えて現像剤排出口２２ｈに排出される。
【００５４】
余剰現像剤の排出及び現像剤の連通部２２ｆへの搬送について、図４を用いて詳しく説明する。図４は、上側から見た連通部２２ｆ付近の第１及び第２の撹拌部材４４、４３を模式的に示す平面図である。
【００５５】
第１の撹拌部材４４が回転すると、現像剤が矢印Ｑの方向に撹拌されながら搬送され、前述のように、逆螺旋状羽根５２近傍の現像剤が、連通部２２ｆの方向に搬送されるとともに、現像剤排出口２２ｈの方向に搬送される。ここで、逆螺旋状羽根５２と第１螺旋状羽根４４ａとが隣接して配置されるが、逆螺旋状羽根５２と第１螺旋状羽根４４ａが互いに逆位相であるために、回転軸４４ｂの周りの位置で逆螺旋状羽根５２と第１螺旋状羽根４４ａが徐々に近接し、最も近接する近接部５５を有する。この近接部５５では、逆螺旋状羽根５２にて塞き止められた現像剤は、回転軸４４ｂ周りの他の位置に比べて、一層嵩高となる。近接部５５は、第１の撹拌部材４４の回転にともなって、連通部２２ｆに対向する回転位置や、連通部２２ｆの反対側に向く等の他の回転位置となる。
【００５６】
近接部５５の回転位置に応じて逆螺旋状羽根５２近傍の現像剤の嵩が変化するため、逆螺旋状羽根５２を乗り越えて現像剤排出口２２ｈ側に搬送される現像剤量が変化する。近接部５５が連通部２２ｆに対向する回転位置にある場合（図４の場合）には、連通部２２ｆの反対側に向く等の他の回転位置にある場合に比べると、逆螺旋状羽根５２近傍の現像剤が一層嵩高となるために、連通部２２ｆ側に搬送される現像剤が多くなる一方、現像剤排出口２２ｈ側に搬送される現像剤が少なくなる。
【００５７】
第２の撹拌部材４３が回転すると、第２螺旋状羽根４３ａの羽根頂点部４３ｃは位相が進行して右側（実線位置から破線位置へ）に移動し、現像剤が矢印Ｐの方向に撹拌されながら搬送される。尚、羽根頂点部４３ｃは、第２螺旋状羽根４３ａの羽根の山部が仕切り部材２２ｂあるいは連通部２２ｆに最も近づいた状態で対向する羽根の山部のことである。また、図４では、第２の撹拌部材４３が９０度回転すると、羽根頂点部４３ｃが実線位置から破線位置に移動するものとしている。
【００５８】
従って、羽根頂点部４３ｃは、実線位置（０°）で連通部２２ｆの略中央部で第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５に対向し、この状態から第２の撹拌部材４３が９０度回転すると、羽根頂点部４３ｃは、（９０°）位置にあり、連通部２２ｆの下流側端面部２２ｆ１に対向する。次に、第２の撹拌部材４３が１８０度回転すると、羽根頂点部４３ｃは、（１８０°）位置にあり、連通部２２ｆに対向することがない。さらに、第２の撹拌部材４３が２７０度回転すると、羽根頂点部４３ｃは、（２７０°）位置にあり、連通部２２ｆの上流側端面部２２ｆ２に対向し、そして、第２の撹拌部材４３が１回転すると、羽根頂点部４３ｃは、（０°）位置に戻ることなる。
【００５９】
尚、羽根頂点部４３ｃと近接部５５との対向する位置は、連通部２２ｆの略中央部に限らず、連通部２２ｆ内であればよい。また、第２の撹拌部材４３が１８０度回転する間に、羽根頂点部４３ｃは連通部２２ｆの上流側端面部２２ｆ２から下流側端面部２２ｆ１に移動するように、連通部２２ｆの幅を設定する構成を示したが、これに限らず、第１の搬送路２２ｄから第２の搬送路２２ｃへ搬送する現像剤量に応じて、連通部２２ｆの幅を上記構成より長くしてもよいし、また、上記構成より短くしてもよい。
【００６０】
また、第２の撹拌部材４３の回転にともなって、第２螺旋状羽根４３ａは、現像剤を矢印Ｐの方向に搬送するとともに、現像剤を第２螺旋状羽根４３ａの羽根の外周側に押し広げる。羽根頂点部４３ｃが現像剤を仕切り部材２２ｂあるいは連通部２２ｆ側に最も押し広げることになり、羽根頂点部４３ｃの移動方向の後方（羽根頂点部４３ｃの左側）では、羽根頂点部４３ｃによって現像剤が押し広げられたために、現像剤量が少なくなっている。即ち、羽根頂点部４３ｃが（０°）位置から（９０°）位置までの範囲では、現像剤量が少なく、第２螺旋状羽根４３ａの羽根の外周側に現像剤が押し広げられていないことになる。
【００６１】
従って、第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５が連通部２２ｆに対向した回転位置にある場合には、連通部２２ｆ側に搬送される現像剤が多くなる一方、第２螺旋状羽根４３ａの羽根頂点部４３ｃが（０°）位置から（９０°）位置までの範囲にあると、その範囲の領域では第２螺旋状羽根４３ａ周りの現像剤量が少なくなっているために、第１螺旋状羽根４４ａによって連通部２２ｆ側に搬送される現像剤がその領域に入り込むことになる。その結果、現像剤排出口２２ｈ側に搬送される現像剤が少なくなる。
【００６２】
一方、第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５が連通部２２ｆに対向した回転位置にあり、連通部２２ｆ側に搬送される現像剤が多くなっても、第２螺旋状羽根４３ａの羽根頂点部４３ｃが（９０°）位置から（０°）の直前の位置の範囲にあると、現像剤を第２螺旋状羽根４３ａの羽根の外周側に押し広げるために、第１螺旋状羽根４４ａによって連通部２２ｆ側に搬送される現像剤が第１の搬送路２２ｄ側へ押し戻され、第２の搬送路２２ｃに入り込むのを抑えられる。
【００６３】
このことから、第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５が連通部２２ｆに対向した回転位置にある場合には、第２螺旋状羽根４３ａの羽根頂点部４３ｃが（９０°）位置から（０°）の直前の位置の範囲にあるように、第１及び第２の撹拌部材４４、４３を回転駆動させると、第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５が連通部２２ｆに対向していない回転位置にある場合と略同じ現像剤量が現像剤排出口２２ｈ側に移動し、その結果、現像剤の排出量が安定することなる。
【００６４】
そこで、第１及び第２の撹拌部材４４、４３を現像容器２２（図３参照）に組み込む際に、第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５を連通部２２ｆに対向する位置に配置し、一方、第２螺旋状羽根４３ａの羽根頂点部４３ｃを（９０°）位置から（０°）の直前の位置の所定範囲にあるように配置する。次に、第１及び第２の撹拌部材４４、４３を上記の状態を保持して、歯車６１（図３参照）を図示しないモータの駆動歯車に噛合わせる。第１の撹拌部材４４に設けた歯車６４（図３参照）と、第２の撹拌部材４３に設けた歯車６２（図３参照）とは同じ歯数にて構成し、モータの回転駆動によって、第１の撹拌部材４４と第２の撹拌部材４３が同じ速度で回転するようにしておくと、第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５が連通部２２ｆに対向する回転位置に来る時には、第２螺旋状羽根４３ａの羽根頂点部４３ｃは上記の所定範囲の回転位置に来ている。これによって、第１螺旋状羽根４４ａの回転位置にかかわらず、余剰現像剤の排出量が安定することなる。また、前記所定範囲の幅が広く、この所定範囲内で第２螺旋状羽根４３ａの羽根頂点部４３ｃを設定すると、歯車間の取り付け位置に若干のズレがあっても、現像剤の排出量が安定するために、第１及び第２の撹拌部材４４、４３の組み立てが容易になる。
【００６５】
尚、第１及び第２の撹拌部材４４、４３の一方が他方に対して整数倍となる回転速度で回転駆動するようにしてもよい。例えば、歯車６４（図３参照）の歯数に対して、歯車６２（図３参照）の歯数を２倍として、第２の撹拌部材４３の回転速度を第１の撹拌部材４４の回転速度に対して１／２倍に設定する。この場合には、第１の撹拌部材４４が２回転する毎に、第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５が連通部２２ｆに対向する回転位置に来る時には、第２螺旋状羽根４３ａの羽根頂点部４３ｃは上記の所定範囲の回転位置に来ていることになり、余剰現像剤の排出量が安定する。
【００６６】
上記実施形態によれば、現像装置２は、第１螺旋状羽根４４ａを有する第１の撹拌部材４４と、第１螺旋状羽根４４ａと同じ羽根ピッチで形成される第２螺旋状羽根４３ａを有する第２の撹拌部材４３と、第１及び第２の搬送路２２ｄ、２２ｃ内を現像剤が一方向に循環するように切り欠いて形成される連通部２２ｆと、余剰の現像剤を排出する現像剤排出口２２ｈと、第１螺旋状羽根４４ａに対して逆位相に形成される逆螺旋状羽根５２と、備える。第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５が連通部２２ｆに対向する位置にある場合には、第２螺旋状羽根４３ａの羽根頂点部４３ｃは、連通部２２ｆの下流側端面部２２ｆ１に対向した位置から近接部５５に対向する直前の位置の範囲にあるように配置され、第１及び第２の撹拌部材４４、４３は、夫々同じ回転速度、もしくは一方が他方に対して整数倍となる回転速度で駆動させられる。
【００６７】
この構成によると、近接部５５が連通部２２ｆに対向する位置にある場合には、連通部２２ｆに向かって現像剤が多量に搬送される一方、現像剤排出口２２ｈに搬送される現像剤が減少する。この状態おいて、第２螺旋状羽根４３ａの羽根頂点部４３ｃは、連通部２２ｆの下流側端面部２２ｆ１に対向した位置から第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５に対向する直前の位置の範囲にあるように配置されると、第２螺旋状羽根４３ａが第２の搬送路２２ｃ内で下流側に現像剤を搬送するとともに、羽根頂点部４３ｃが羽根の外周側に現像剤を押し広げる。従って、羽根の外周側に押し広げられた現像剤によって、第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５によって連通部２２ｆに向かって搬送される現像剤は、第１の搬送路２２ｄ側へ押し戻され、現像剤排出口２２ｈ側に移動し易くなる。その結果、近接部５５が連通部２２ｆに対向していない場合と略同じ現像剤量が現像剤排出口２２ｈ側に移動することなる。
【実施例】
【００６８】
以下に本発明を実施例により更に具体的に説明する。なお、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。図５及び図６は、上側から見た連通部２２ｆ付近の第１及び第２の撹拌部材４４、４３の配置を模式的に示す平面図である。図５（ａ）は比較例Ａを示し、図５（ｂ）は実施例１を示す。図６（ｃ）は実施例２を示し、図６（ｄ）は実施例３を示す。
【００６９】
実施例１〜３及び比較例Ａに用いる現像ローラー２０は、外径が２０ｍｍ、回転数が２８２ｒｐｍであり、磁気ローラー２１は、外径が２０ｍｍ、回転数が２８２ｒｐｍである。第１の撹拌部材４４は、第１螺旋状羽根４４ａの外径が１６ｍｍであり、羽根ピッチが３０ｍｍ（１条巻き）であり、更に、回転軸４４ｂの軸径が８ｍｍであり、回転数が３１５ｒｐｍである。逆螺旋状羽根５２の外径が１６ｍｍであり、羽根ピッチが５ｍｍで、２．５巻きである。一方、第２の撹拌部材４３は、第２螺旋状羽根４３ａの外径が１６ｍｍであり、羽根ピッチが３０ｍｍ（１条巻き）であり、更に、回転軸４３ｂの軸径が８ｍｍであり、第１螺旋状羽根４４ａと同じ方向に回転し、その回転数が３１５ｒｐｍである。現像容器２２の連通部２２ｆの開口幅は１５ｍｍである。
【００７０】
現像容器２２内のトナーは平均粒径６．８μｍであり、キャリアは平均粒径３５μｍで、キャリアに対するトナーの重量比率は９％である。現像容器２２内に補給した新現像剤のトナーに対するキャリアの重量比率は１０％とした。
【００７１】
上記の構成において、比較例Ａ及び実施例１〜３では、第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５を連通部２２ｆに対向した状態に設定した。そして、比較例Ａ（図５（ａ））では、第２螺旋状羽根４３ａの羽根頂点部４３ｃが第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５に対向する位置に設定した。また、実施例１（図５（ｂ）では、第２螺旋状羽根４３ａの羽根頂点部４３ｃが連通部２２ｆの下流側端面部２２ｆ１に対向する位置に設定した。また、実施例２（図６（ｃ））では、第２螺旋状羽根４３ａの羽根頂点部４３ｃが連通部２２ｆに対向しない位置に設定した。また、実施例３（図６（ｄ））では、第２螺旋状羽根４３ａの羽根頂点部４３ｃが連通部２２ｆの上流側端面部２２ｆ２に対向する位置に設定した。
【００７２】
比較例Ａ及び実施例１〜３を上記のように設定した状態で、新現像剤を現像容器２２に補給した後、第１及び第２螺旋状羽根４４ａ、４３ａを１０分間だけ回転させた後に、余剰現像剤が排出される一方、現像容器２２内に適量の現像剤（適量の残存現像剤量；３８０ｇ±５ｇ）が残っているか否を測定した。
【００７３】
比較例Ａ及び実施例１〜３の残存現像剤量は表１の結果となった。
【表１】
【００７４】
表１の結果より、比較例Ａは、残存現像剤量が適量の残存現像剤量に対して極めて多くなる一方、余剰現像剤の排出量が極めて少なかった。実施例１は、残存現像剤量が適量の残存現像剤量に対して僅かに多くなったが、余剰現像剤の排出量が略適量の範囲であった。実施例２、３は、残存現像剤量が適量の残存現像剤量の範囲にあり、余剰現像剤の排出量が適量であった。以上より、第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５は、連通部２２ｆの下流側端面部２２ｆ１に対向した位置から第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５に対向する直前の位置の範囲にあると、余剰現像剤が適量だけ排出量されることになる。より望ましくは、第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５は、連通部２２ｆの下流側端面部２２ｆ１に対向した位置を越えて第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５に対向する直前の位置の範囲にあるのがよい。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができ、特に、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤の補給を行うとともに余剰現像剤を排出する現像装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１ 画像形成装置
２ａ〜２ｄ、２ 現像装置
１１ａ〜１１ｄ、１１ 感光体
２０ 現像ローラー
２２ 現像容器
２２ｂ 仕切り部材
２２ｃ 第２の搬送路
２２ｄ 第１の搬送路
２２ｅ、２２ｆ 連通部
２２ｆ１ 下流側端面部
２２ｆ２ 上流側端面部
２２ｇ 現像剤補給口
２２ｈ 現像剤排出口
２２ｉ、２２ｊ 側壁部
４２ 撹拌部
４３ 第２の撹拌部材
４３ａ 第２螺旋状羽根
４３ｂ、４４ｂ 回転軸
４３ｃ 羽根頂点部
４４ 第１の撹拌部材
４４ａ 第１螺旋状羽根
５２ 逆螺旋状羽根（規制部材）
５５ 近接部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤の補給を行うとともに余剰現像剤を排出する現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置においては、感光体等からなる像担持体上に形成した潜像を、現像装置により現像しトナー像として可視化することを行っている。このような現像装置の一つとして、２成分現像剤を用いる２成分現像方式が採用されている。この種の現像装置は、現像容器内にキャリアとトナーとからなる現像剤を収容し、像担持体に現像剤を供給する現像ローラーを配設するとともに、現像容器内の現像剤を撹拌、搬送しながら現像ローラーへと供給する撹拌部材を配設している。
【０００３】
この現像装置では、トナーは現像動作によって消費されていく一方、キャリアは消費されずに現像容器内に残る。従って、現像容器内でトナーとともに撹拌されるキャリアは撹拌頻度が多くなるにつれて劣化し、その結果、トナーに対するキャリアの帯電付与性能が徐々に低下してしまう。
【０００４】
そこで、現像容器内にキャリアを含む現像剤を補給するとともに、余剰となった現像剤を排出することで、帯電性能の低下を抑制するようにした現像装置が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１では、回転軸とその外周に螺旋状に形成される螺旋状羽根とを有する２つの撹拌部材が各搬送路内に平行に配置されている。各搬送路の間には仕切り部材が設けられ、仕切り部材の両端部には、現像剤を受け渡す連通部が設けられている。そして、現像剤搬送方向において搬送路の下流側に現像剤排出口が形成され、撹拌部材の螺旋状羽根と現像剤排出口との間には、螺旋状羽根とは逆向きで螺旋状に形成される逆螺旋状羽根が規制部として撹拌部材の回転軸に設けられている。この構成において、現像剤が現像容器内に補給されると、撹拌部材の回転により現像剤が撹拌されながら搬送路の下流側まで搬送される。逆螺旋状羽根が撹拌部材と同方向に回転すると、逆螺旋状羽根によって、撹拌部材による現像剤搬送方向とは逆方向の搬送力が現像剤に付与される。この逆方向の搬送力によって、搬送路の下流側では現像剤が塞き止められて嵩高となることから、余剰の現像剤が逆螺旋状羽根（規制部）を乗り越えて現像剤排出口に移動し外部へ排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２６５０９８号公報（段落［００２０］〜［００２４］、［００２８］、第４図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した先行技術では、撹拌部材の回転にともなって、螺旋状羽根と逆螺旋状羽根とが最も近接する近接部が連通部に周期的に対向し、これによって、嵩高になった現像剤が連通部に向かって周期的に搬送されることになり、現像剤排出口側に移動する現像剤量が変動し、その結果、現像剤の排出量が不安定になるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、簡単な構成で、安定して余剰現像剤を現像容器から排出し、現像容器内の現像剤量を精度よく所望の量に保つ小型である現像装置、及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために第１の発明は、現像剤を撹拌、搬送し、撹拌した現像剤を現像ローラーに供給する現像装置であって、回転軸の周りに軸方向に沿って延びる第１螺旋状羽根を有する第１の撹拌部材と、回転軸の周りに軸方向に沿って延び前記第１螺旋状羽根と同じ羽根ピッチで形成される第２螺旋状羽根を有する第２の撹拌部材と、前記第１螺旋状羽根によって現像剤が上流側から下流側に搬送される第１の搬送路と、前記第２螺旋状羽根によって現像剤が上流側から下流側に搬送されるとともに前記第１の搬送路に隣接して平行に延びる第２の搬送路と、前記第１及び第２の搬送路を仕切る仕切り部材と、前記第１及び第２の搬送路内を現像剤が循環するように前記仕切り部材の長手方向の両端部側を切り欠いて形成される連通部と、前記搬送路内に現像剤を補給する現像剤補給口と、前記第１の搬送路の下流側端部に形成されて余剰の現像剤を排出する現像剤排出口と、前記現像剤排出口に対向するとともに前記第１螺旋状羽根に隣接するように前記第１の撹拌部材の回転軸に設けられ、前記第１螺旋状羽根に対して逆位相に形成される規制部材と、を備え、前記第１螺旋状羽根と規制部材とが最も近接する近接部部が前記連通部に対向する位置にある場合には、前記第２螺旋状羽根の、前記仕切り部材あるいは連通部に近接して対向する羽根頂点部は、前記連通部の下流側の端面部に対向した位置から位相が進行して前記近接部に対向する直前の位置に到達するまでの範囲にあるように配置され、前記第１及び第２の撹拌部材は、夫々同じ回転速度、もしくは一方が他方に対して整数倍となる回転速度で駆動させられることを特徴としている。
【００１０】
また、第２の発明では、上記の構成の現像装置を備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明によれば、第１螺旋状羽根の近接部が連通部に対向した回転位置にある場合には、第２螺旋状羽根の羽根頂点部が連通部の下流側端面部から第１螺旋状羽根の近接部に対向する直前の位置の範囲にあるように、第１及び第２の撹拌部材を回転駆動させているために、第１螺旋状羽根の近接部が連通部に対向していない回転位置にある場合と略同じ現像剤量が現像剤排出口側に移動し、その結果、第１螺旋状羽根の回転位置にかかわらず、現像剤の排出量が安定することなる。
【００１２】
詳しくは、第１螺旋状羽根の近接部が連通部に対向する位置にある場合には、連通部に向かって現像剤が多量に搬送される一方、現像剤排出口に搬送される現像剤が減少する。この状態おいて、第２螺旋状羽根の羽根頂点部は、連通部の下流側端面部に対向した位置から第１螺旋状羽根の近接部に対向する直前の位置の範囲にあるように配置されると、第２螺旋状羽根が第２の搬送路内で下流側に現像剤を搬送するとともに、羽根頂点部が羽根の外周側に現像剤を押し広げる。従って、羽根の外周側に押し広げられた現像剤によって、第１螺旋状羽根の近接部によって連通部に向かって搬送される現像剤は、第１の搬送路側へ押し戻され、現像剤排出口側に移動し易くなる。その結果、近接部が連通部に対向していない場合と略同じ現像剤量が現像剤排出口側に移動することなる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る現像装置が搭載された画像形成装置を示す図
【図２】実施形態に係る現像装置を示す断面図
【図３】実施形態に係る現像装置の撹拌部を示す平面断面図
【図４】実施形態に係る撹拌部材の要部を模式的に示す平面図
【図５】実施形態に係る撹拌部材の第１螺旋状羽根と第２螺旋状羽根の配置を模式的に示す平面図
【図６】実施形態に係る撹拌部材の第１螺旋状羽根と第２螺旋状羽根の別の配置を模式的に示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係る現像装置が搭載された画像形成装置の構成を示す図である。画像形成装置１はタンデム型のカラープリンタであり、回転自在である感光体１１ａ〜１１ｄは、感光層を形成する感光材料として、有機感光体（ＯＰＣ感光体）が用いられ、ブラック、イエロー、シアン、及びマゼンタの各色に対応させて配設される。各感光体１１ａ〜１１ｄの周囲に、現像装置２ａ〜２ｄ、露光ユニット１２、帯電器１３ａ〜１３ｄ及びクリーニング装置１４ａ〜１４ｄが配設される。
【００１６】
現像装置２ａ〜２ｄは、感光体１１ａ〜１１ｄの右方に夫々対向して配置され、感光体１１ａ〜１１ｄにトナーを供給する。帯電器１３ａ〜１３ｄは、感光体回転方向に対し現像装置２ａ〜２ｄの上流側であって感光体１１ａ〜１１ｄの表面に対向して配置され、感光体１１ａ〜１１ｄ表面を一様に帯電させる。
【００１７】
露光ユニット１２は、パーソナルコンピュータ等から画像入力部（図略）に入力された文字や絵柄などの画像データに基づいて、各感光体１１ａ〜１１ｄを走査露光するためのものであり、現像装置２ａ〜２ｄの下方に設けられる。露光ユニット１２には、レーザ光源、ポリゴンミラーが設けられ、各感光体１１ａ〜１１ｄに対応して反射ミラー及びレンズが設けられる。レーザ光源から出射されたレーザ光が、ポリゴンミラー、反射ミラー及びレンズを介して、帯電器１３ａ〜１３ｄの感光体回転方向下流側から、各感光体１１ａ〜１１ｄの表面に照射される。照射されたレーザ光により、各感光体１１ａ〜１１ｄ表面には静電潜像が形成され、この静電潜像が各現像装置２ａ〜２ｄによりトナー像に現像される。
【００１８】
無端状の中間転写ベルト１７は、テンションローラー６、駆動ローラー２５及び従動ローラー２７に張架されている。駆動ローラー２５は図示しないモータによって回転駆動され、中間転写ベルト１７は駆動ローラー２５の回転によって循環駆動させられる。
【００１９】
この中間転写ベルト１７に接触するように各感光体１１ａ〜１１ｄが中間転写ベルト１７の下方で回転方向（図１の矢印方向）に沿って隣り合うように配列されている。１次転写ローラー２６ａ〜２６ｄは、中間転写ベルト１７を挟んで感光体１１ａ〜１１ｄと対向し、中間転写ベルト１７に圧接して１次転写部を形成する。この１次転写部において、中間転写ベルト１７の回転とともに所定のタイミングで各感光体１１ａ〜１１ｄのトナー像が中間転写ベルト１７に順次転写される。これにより、中間転写ベルト１７表面にはマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたトナー像が形成される。
【００２０】
２次転写ローラー３４は、中間転写ベルト１７を挟んで駆動ローラー２５と対向し、中間転写ベルト１７に圧接して２次転写部を形成する。この２次転写部において、中間転写ベルト１７表面のトナー像が用紙Ｐに転写される。転写後に、ベルトクリーニング装置３１が中間転写ベルト１７に残存するトナーを清掃する。
【００２１】
画像形成装置１内の下方には、用紙Ｐを収納する給紙カセット３２が配設され、給紙カセット３２の右方には、手差しの用紙を供給するスタックトレイ３５が配設される。給紙カセット３２の左方には、給紙カセット３２から繰り出された用紙Ｐを中間転写ベルト１７の２次転写部に搬送する第１用紙搬送路３３が配設される。また、スタックトレイ３５の左方には、スタックトレイ３５から繰り出された用紙を２次転写部に搬送する第２用紙搬送路３６が配設される。更に、画像形成装置１の左上方には、画像が形成された用紙Ｐに対して定着処理を行う定着部１８と、定着処理の行われた用紙を用紙排出部３７に搬送する第３用紙搬送路３９とが配設される。
【００２２】
給紙カセット３２は、装置の外部（図１の紙面表側）に引き出すことにより用紙の補充を可能にしたもので、収納されている用紙Ｐがピックアップローラー３３ｂ及び捌きローラー３３ａにより１枚ずつ第１用紙搬送路３３側に繰り出される。
【００２３】
第１用紙搬送路３３と第２用紙搬送路３６とはレジストローラー３３ｃの手前で合流しており、レジストローラー３３ｃにより、中間転写ベルト１７における画像形成動作と給紙動作とのタイミングを取って、用紙Ｐが２次転写部に搬送される。２次転写部に搬送された用紙Ｐは、バイアス電位が印加された２次転写ローラー３４によって、中間転写ベルト１７上のトナー像を２次転写され、定着部１８に搬送される。
【００２４】
定着部１８は、ヒータにより加熱される定着ベルトと、定着ベルトに内接する定着ローラーと、定着ベルトを挟んで定着ローラーに圧接して配設された加圧ローラー等とを備え、トナー像が転写された用紙Ｐを加熱及び加圧することにより定着処理を行う。用紙Ｐは、トナー像が定着部１８で定着された後、必要に応じて第４用紙搬送路４０で反転されて用紙の裏面にも２次転写ローラー３４でトナー像が２次転写され、定着部１８で定着される。トナー像が定着された用紙は第３用紙搬送路３９を通って、排出ローラー１９ａにより用紙排出部３７に排出される。
【００２５】
図２は、上述の画像形成装置１に用いられる現像装置の構成を示す断面図である。なお、以下の説明では、図１に示す感光体１１ａに対応する現像装置２ａの構成及び動作について説明するが、現像装置２ｂ〜２ｄの構成及び動作については現像装置２ａと同様であり、説明を省略し、また各色の現像装置及び感光体を示すａ〜ｄの符号を省略する。
【００２６】
現像装置２は、現像ローラー２０と、磁気ローラー２１と、規制ブレード２４と、撹拌部４２、及び現像容器２２等により構成されている。
【００２７】
現像容器２２は、現像装置２の外郭を構成し、その下部で仕切り部材２２ｂによって第１の搬送路２２ｄと第２の搬送路２２ｃに仕切られている。第１の搬送路２２ｄ及び第２の搬送路２２ｃには、キャリアとトナーからなる現像剤が収容される。また、現像容器２２は、撹拌部４２と磁気ローラー２１及び現像ローラー２０を回転可能に保持している。更に、現像容器２２には、現像ローラー２０を感光体１１に向けて露出させる開口２２ａが形成されている。
【００２８】
現像ローラー２０は、感光体１１に対向し、一定の間隔を設けて感光体１１の右方に配設される。また、現像ローラー２０は、感光体１１に接近した対向位置において、感光体１１にトナーを供給する現像領域Ｄを形成している。磁気ローラー２１は、一定の間隔を設けて現像ローラー２０に対向し、現像ローラー２０の右斜め下方に配設される。また、磁気ローラー２１は、現像ローラー２０に接近した対向位置において、現像ローラー２０にトナーを供給する。規制ブレード２４は磁気ローラー２１の左斜め下方にて現像容器２２に固定保持されている。撹拌部４２は磁気ローラー２１の略下方に配設される。
【００２９】
撹拌部４２は、第１の撹拌部材４４と第２の撹拌部材４３との２本で構成される。第１の撹拌部材４４が磁気ローラー２１の下方で、第１の搬送路２２ｄ内に設けられ、第２の撹拌部材４３が第１の撹拌部材４４の右方に隣接して、第２の搬送路２２ｃ内に設けられる。
【００３０】
第１及び第２の撹拌部材４４、４３は現像剤を撹拌して現像剤中のトナーを所定のレベルに帯電させる。これによりトナーはキャリアに保持される。また、第１の搬送路２２ｄと第２の搬送路２２ｃを仕切る仕切り部材２２ｂの長手方向（図２の紙面表裏方向）の両端部側には、連通部（図略）が設けられており、第２の撹拌部材４３が回転すると、帯電した現像剤が仕切り部材２２ｂに設けた一方の連通部から第１の搬送路２２ｄ内に搬送され、第１の搬送路２２ｄ内と第２の搬送路２２ｃ内とを循環する。そして、第１の撹拌部材４４から磁気ローラー２１に現像剤が供給される。
【００３１】
磁気ローラー２１は、ローラー軸２１ａと磁極部材Ｍ及び非磁性材からなる回転スリーブ２１ｂを備え、第１の撹拌部材４４により供給された現像剤を担持し、担持した現像剤からトナーのみを現像ローラー２０に供給するものである。磁極部材Ｍは、断面扇形に形成された外周部の極性の異なる複数の磁石からなり、ローラー軸２１ａに接着等により固着される。ローラー軸２１ａは、回転スリーブ２１ｂ内で、磁極部材Ｍと回転スリーブ２１ｂの間に所定の間隔を設けて、現像容器２２に回転不能に支持される。回転スリーブ２１ｂは、図示しないモータと歯車からなる駆動機構により、現像ローラー２０と同方向（図２の時計回り方向）に回転し、また直流電圧５６ａに交流電圧５６ｂを重畳したバイアス５６を印加される。回転スリーブ２１ｂ表面において、帯電した現像剤は磁極部材Ｍの磁力によって磁気ブラシを形成して担持され、磁気ブラシは規制ブレード２４によって所定の高さに調節される。
【００３２】
回転スリーブ２１ｂの回転によって、磁気ブラシは、磁極部材Ｍによって回転スリーブ２１ｂ表面に担持されて搬送され、現像ローラー２０に設けた磁極部材２０ｂにて磁気ブラシが立ち上がり現像ローラー２０に接触すると、磁気ブラシのトナーのみが、回転スリーブ２１ｂに印加されたバイアス５６に応じて、現像ローラー２０に供給される。
【００３３】
現像ローラー２０は、固定軸２０ａと、磁極部材２０ｂと、非磁性の金属材料で円筒状に形成される現像スリーブ２０ｃ等を備えて構成されている。
【００３４】
固定軸２０ａは現像容器２２に回転不能に支持される。この固定軸２０ａには、現像スリーブ２０ｃが回転自在に保持され、更に、磁石よりなる磁極部材２０ｂが磁気ローラー２１と対向する位置に現像スリーブ２０ｃと所定の間隔を設けて、接着等により固着される。現像スリーブ２０ｃは、図示しないモータと歯車からなる駆動機構により、図２の矢印方向（時計回り方向）に回転させられる。また、現像スリーブ２０ｃには、直流電圧５７ａに交流電圧５７ｂを重畳した現像バイアス５７が印加される。
【００３５】
現像バイアス５７が現像スリーブ２０ｃに印加されると、現像バイアス電位と感光体１１の露光部位の電位との電位差により、現像スリーブ２０ｃ表面に担持されたトナーが現像領域Ｄにおいて感光体１１に向けて飛翔する。飛翔したトナーは矢印Ａ方向（反時計回り方向）に回転する感光体１１上の露光部位に順次付着し、感光体１１上の静電潜像が現像される。
【００３６】
次に、図３を用いて現像装置の撹拌部について詳しく説明する。図３は撹拌部を上側から見た断面平面図である。
【００３７】
現像容器２２には、前述のように、第１の搬送路２２ｄと、第２の搬送路２２ｃと、仕切り部材２２ｂと、連通部２２ｅ、２２ｆが形成され、その他に、現像剤補給口２２ｇと、現像剤排出口２２ｈとが形成されている。
【００３８】
仕切り部材２２ｂは、現像容器２２の長手方向に延びて第１の搬送路２２ｄと第２の搬送路２２ｃとを並列させるように仕切っている。仕切り部材２２ｂの長手方向の右側端部は、側壁部２２ｉの内壁部とともに連通部２２ｅを形成し、一方、仕切り部材２２ｂの長手方向の左側端部は、側壁部２２ｊの内壁部とともに連通部２２ｆを形成している。そして現像剤は、第２の搬送路２２ｃと、連通部２２ｅと、第１の搬送路２２ｄ、及び連通部２２ｆ内を反時計回り方向に循環することが可能である。
【００３９】
現像剤補給口２２ｇは、現像容器２２の上部に設けられた現像剤補給容器（図略）から新たなトナー及びキャリアを現像容器２２内に補給するための開口であり、第２の搬送路２２ｃの上流側（図２の左側）に配置される。
【００４０】
現像剤排出口２２ｈは、現像剤の補給によって、第１及び第２の搬送路２２ｄ、２２ｃ内で余剰となった現像剤を排出するための開口であり、側壁部２２ｊに形成される。従って、現像剤排出口２２ｈは第１の搬送路２２ｄの下流側で第１の搬送路２２ｄの奥まった位置に設けられる。
【００４１】
第１の搬送路２２ｄ内には第１の撹拌部材４４が配設され、第２の搬送路２２ｃ内には第２の撹拌部材４３が配設されている。
【００４２】
第２の撹拌部材４３は、回転軸４３ｂと、回転軸４３ｂに一体に設けられ、回転軸４３ｂの軸方向に一定のピッチで螺旋状に形成される第２螺旋状羽根４３ａとを有する。また、第２螺旋状羽根４３ａは、第２の搬送路２２ｃの長手方向の両端部側まで延び、連通部２２ｅ及び連通部２２ｆにも対向して設けられている。回転軸４３ｂは現像容器２２の側壁部２２ｉと側壁部２２ｊに回転可能に軸支されている。
【００４３】
第１の撹拌部材４４は、回転軸４４ｂと、回転軸４４ｂに一体に設けられる第１螺旋状羽根４４ａとを有する。第１螺旋状羽根４４ａは回転軸４４ｂの軸方向に第２螺旋状羽根４３ａと同じピッチで第２螺旋状羽根４３ａとは逆方向を向く（逆位相の）羽根で螺旋状に形成される。また、第１螺旋状羽根４４ａは、磁気ローラー２１の軸方向長さ以上の長さを有し、連通部２２ｅに対向して設けられている。回転軸４４ｂは、回転軸４３ｂと平行に配置され、現像容器２２の側壁部２２ｉと側壁部２２ｊに回転可能に軸支されている。
【００４４】
また、回転軸４４ｂには、第１螺旋状羽根４４ａとともに規制部材である逆螺旋状羽根５２及び排出羽根５３が一体に配設されている。
【００４５】
逆螺旋状羽根５２は、第１の搬送路２２ｄ内で下流側に搬送された現像剤を塞き止め、連通部２２ｆに現像剤を搬送し、且つ、第１の搬送路２２ｄ内で所定量以上になった現像剤を現像剤排出口２２ｈに搬送することを可能にするものである。
【００４６】
つまり、逆螺旋状羽根５２は、第１螺旋状羽根４４ａと逆方向を向く（逆位相の）羽根で螺旋状に形成され、且つ、第１螺旋状羽根４４ａよりピッチが小さい２〜３巻きの羽根で形成されている。そして、逆螺旋状羽根５２は、現像剤排出口２２ｈに対向するとともに第１螺旋状羽根４４ａの一端に隣接して形成される。逆螺旋状羽根５２と第１螺旋状羽根４４ａとの隣接部は、連通部２２ｆに対向する位置に設けられている。この隣接部を連通部２２ｆに対向させて配置することによって、現像剤排出部を設けても、軸方向に装置を小型にすることができる。
【００４７】
また、逆螺旋状羽根５２は、その外縁が側壁部２２ｊにおける第１の搬送路２２ｄの内周面と所定の間隔を有して配設される。従って、逆螺旋状羽根５２が回転すると、逆螺旋状羽根５２によって、第１螺旋状羽根４４ａによる現像剤搬送方向とは逆方向の搬送力が現像剤に付与され、現像剤が塞き止められる。塞き止められた現像剤は、連通部２２ｆに搬送されるとともに、余剰の現像剤として逆螺旋状羽根５２の外縁を乗り越えて現像剤排出口２２ｈに排出することになる。
【００４８】
回転軸４４ｂは現像剤排出口２２ｈから更に延びて形成される。現像剤排出口２２ｈから延びた回転軸４４ｂには排出羽根５３が設けられている。排出羽根５３は、第１螺旋状羽根４４ａと同じ方向を向く螺旋状の羽根からなるが、第１螺旋状羽根４４ａよりピッチが小さく、また羽根の外径が第１螺旋状羽根４４ａより小さくなっている。従って、回転軸４４ｂが回転すると、排出羽根５３も回転し、逆螺旋状羽根５２を乗り越えて現像剤排出口２２ｈに搬送された余剰現像剤は、図３の左側に送られて、現像容器２２外に排出される。尚、排出羽根５３と逆螺旋状羽根５２及び第１螺旋状羽根４４ａは合成樹脂によって回転軸４４ｂと一体に樹脂成型される。
【００４９】
現像容器２２の外壁には、歯車６１〜６４が配設されている。歯車６１、６２は回転軸４３ｂに固着され、歯車６４は回転軸４４ｂに固着され、歯車６３及び図示しない歯車は、現像容器２２に回転可能に保持されて、歯車６２、６４に噛合している。
【００５０】
従って、現像時には、モータ等の駆動源によって、歯車６１が回転すると、回転軸４３ｂとともに第２螺旋状羽根４３ａが回転し、現像剤は、第２螺旋状羽根４３ａにて第２の搬送路２２ｃ内で矢印Ｐ方向に撹拌されながら搬送され、その後、連通部２２ｅを通って第１の搬送路２２ｄ内に搬送される。更に、回転軸４３ｂと連動する回転軸４４ｂが回転すると、現像剤は、第１螺旋状羽根４４ａにて第１の搬送路２２ｄ内で矢印Ｑ方向に撹拌されながら搬送される。第１螺旋状羽根４４ａの回転によって、現像剤は第１の搬送路２２ｄ内を搬送されるが、逆螺旋状羽根５２にて塞き止められ逆螺旋状羽根５２を乗り越えることなく、連通部２２ｆを通って第２の搬送路２２ｃに搬送される。
【００５１】
このように現像剤は、第２の搬送路２２ｃから、連通部２２ｅ、第１の搬送路２２ｄ、及び連通部２２ｆと循環しながら撹拌されて、撹拌された現像剤が磁気ローラー２１に供給される。
【００５２】
次に、現像剤補給口２２ｇから現像剤が補給される場合について説明する。現像によってトナーが消費されると、現像剤補給口２２ｇから第２の搬送路２２ｃ内にキャリアを含む現像剤が補給される。
【００５３】
補給された現像剤は、現像時と同様に、第２螺旋状羽根４３ａによって、第２の搬送路２２ｃ内を矢印Ｐ方向に撹拌されながら搬送され、その後、連通部２２ｅを通って第１の搬送路２２ｄ内に搬送される。更に、第１螺旋状羽根４４ａによって、現像剤は第１の搬送路２２ｄ内を矢印Ｑ方向に撹拌されながら搬送される。回転軸４４ｂの回転にともなって逆螺旋状羽根５２が回転すると、逆螺旋状羽根５２近傍の現像剤が逆螺旋状羽根５２にて塞き止められ、連通部２２ｆの方向に搬送されるとともに、補給されて増加したために、現像剤が逆螺旋状羽根５２近傍にて逆螺旋状羽根５２より嵩高となり、余剰の現像剤が逆螺旋状羽根５２を乗り越えて現像剤排出口２２ｈに排出される。
【００５４】
余剰現像剤の排出及び現像剤の連通部２２ｆへの搬送について、図４を用いて詳しく説明する。図４は、上側から見た連通部２２ｆ付近の第１及び第２の撹拌部材４４、４３を模式的に示す平面図である。
【００５５】
第１の撹拌部材４４が回転すると、現像剤が矢印Ｑの方向に撹拌されながら搬送され、前述のように、逆螺旋状羽根５２近傍の現像剤が、連通部２２ｆの方向に搬送されるとともに、現像剤排出口２２ｈの方向に搬送される。ここで、逆螺旋状羽根５２と第１螺旋状羽根４４ａとが隣接して配置されるが、逆螺旋状羽根５２と第１螺旋状羽根４４ａが互いに逆位相であるために、回転軸４４ｂの周りの位置で逆螺旋状羽根５２と第１螺旋状羽根４４ａが徐々に近接し、最も近接する近接部５５を有する。この近接部５５では、逆螺旋状羽根５２にて塞き止められた現像剤は、回転軸４４ｂ周りの他の位置に比べて、一層嵩高となる。近接部５５は、第１の撹拌部材４４の回転にともなって、連通部２２ｆに対向する回転位置や、連通部２２ｆの反対側に向く等の他の回転位置となる。
【００５６】
近接部５５の回転位置に応じて逆螺旋状羽根５２近傍の現像剤の嵩が変化するため、逆螺旋状羽根５２を乗り越えて現像剤排出口２２ｈ側に搬送される現像剤量が変化する。近接部５５が連通部２２ｆに対向する回転位置にある場合（図４の場合）には、連通部２２ｆの反対側に向く等の他の回転位置にある場合に比べると、逆螺旋状羽根５２近傍の現像剤が一層嵩高となるために、連通部２２ｆ側に搬送される現像剤が多くなる一方、現像剤排出口２２ｈ側に搬送される現像剤が少なくなる。
【００５７】
第２の撹拌部材４３が回転すると、第２螺旋状羽根４３ａの羽根頂点部４３ｃは位相が進行して右側（実線位置から破線位置へ）に移動し、現像剤が矢印Ｐの方向に撹拌されながら搬送される。尚、羽根頂点部４３ｃは、第２螺旋状羽根４３ａの羽根の山部が仕切り部材２２ｂあるいは連通部２２ｆに最も近づいた状態で対向する羽根の山部のことである。また、図４では、第２の撹拌部材４３が９０度回転すると、羽根頂点部４３ｃが実線位置から破線位置に移動するものとしている。
【００５８】
従って、羽根頂点部４３ｃは、実線位置（０°）で連通部２２ｆの略中央部で第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５に対向し、この状態から第２の撹拌部材４３が９０度回転すると、羽根頂点部４３ｃは、（９０°）位置にあり、連通部２２ｆの下流側端面部２２ｆ１に対向する。次に、第２の撹拌部材４３が１８０度回転すると、羽根頂点部４３ｃは、（１８０°）位置にあり、連通部２２ｆに対向することがない。さらに、第２の撹拌部材４３が２７０度回転すると、羽根頂点部４３ｃは、（２７０°）位置にあり、連通部２２ｆの上流側端面部２２ｆ２に対向し、そして、第２の撹拌部材４３が１回転すると、羽根頂点部４３ｃは、（０°）位置に戻ることなる。
【００５９】
尚、羽根頂点部４３ｃと近接部５５との対向する位置は、連通部２２ｆの略中央部に限らず、連通部２２ｆ内であればよい。また、第２の撹拌部材４３が１８０度回転する間に、羽根頂点部４３ｃは連通部２２ｆの上流側端面部２２ｆ２から下流側端面部２２ｆ１に移動するように、連通部２２ｆの幅を設定する構成を示したが、これに限らず、第１の搬送路２２ｄから第２の搬送路２２ｃへ搬送する現像剤量に応じて、連通部２２ｆの幅を上記構成より長くしてもよいし、また、上記構成より短くしてもよい。
【００６０】
また、第２の撹拌部材４３の回転にともなって、第２螺旋状羽根４３ａは、現像剤を矢印Ｐの方向に搬送するとともに、現像剤を第２螺旋状羽根４３ａの羽根の外周側に押し広げる。羽根頂点部４３ｃが現像剤を仕切り部材２２ｂあるいは連通部２２ｆ側に最も押し広げることになり、羽根頂点部４３ｃの移動方向の後方（羽根頂点部４３ｃの左側）では、羽根頂点部４３ｃによって現像剤が押し広げられたために、現像剤量が少なくなっている。即ち、羽根頂点部４３ｃが（０°）位置から（９０°）位置までの範囲では、現像剤量が少なく、第２螺旋状羽根４３ａの羽根の外周側に現像剤が押し広げられていないことになる。
【００６１】
従って、第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５が連通部２２ｆに対向した回転位置にある場合には、連通部２２ｆ側に搬送される現像剤が多くなる一方、第２螺旋状羽根４３ａの羽根頂点部４３ｃが（０°）位置から（９０°）位置までの範囲にあると、その範囲の領域では第２螺旋状羽根４３ａ周りの現像剤量が少なくなっているために、第１螺旋状羽根４４ａによって連通部２２ｆ側に搬送される現像剤がその領域に入り込むことになる。その結果、現像剤排出口２２ｈ側に搬送される現像剤が少なくなる。
【００６２】
一方、第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５が連通部２２ｆに対向した回転位置にあり、連通部２２ｆ側に搬送される現像剤が多くなっても、第２螺旋状羽根４３ａの羽根頂点部４３ｃが（９０°）位置から（０°）の直前の位置の範囲にあると、現像剤を第２螺旋状羽根４３ａの羽根の外周側に押し広げるために、第１螺旋状羽根４４ａによって連通部２２ｆ側に搬送される現像剤が第１の搬送路２２ｄ側へ押し戻され、第２の搬送路２２ｃに入り込むのを抑えられる。
【００６３】
このことから、第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５が連通部２２ｆに対向した回転位置にある場合には、第２螺旋状羽根４３ａの羽根頂点部４３ｃが（９０°）位置から（０°）の直前の位置の範囲にあるように、第１及び第２の撹拌部材４４、４３を回転駆動させると、第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５が連通部２２ｆに対向していない回転位置にある場合と略同じ現像剤量が現像剤排出口２２ｈ側に移動し、その結果、現像剤の排出量が安定することなる。
【００６４】
そこで、第１及び第２の撹拌部材４４、４３を現像容器２２（図３参照）に組み込む際に、第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５を連通部２２ｆに対向する位置に配置し、一方、第２螺旋状羽根４３ａの羽根頂点部４３ｃを（９０°）位置から（０°）の直前の位置の所定範囲にあるように配置する。次に、第１及び第２の撹拌部材４４、４３を上記の状態を保持して、歯車６１（図３参照）を図示しないモータの駆動歯車に噛合わせる。第１の撹拌部材４４に設けた歯車６４（図３参照）と、第２の撹拌部材４３に設けた歯車６２（図３参照）とは同じ歯数にて構成し、モータの回転駆動によって、第１の撹拌部材４４と第２の撹拌部材４３が同じ速度で回転するようにしておくと、第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５が連通部２２ｆに対向する回転位置に来る時には、第２螺旋状羽根４３ａの羽根頂点部４３ｃは上記の所定範囲の回転位置に来ている。これによって、第１螺旋状羽根４４ａの回転位置にかかわらず、余剰現像剤の排出量が安定することなる。また、前記所定範囲の幅が広く、この所定範囲内で第２螺旋状羽根４３ａの羽根頂点部４３ｃを設定すると、歯車間の取り付け位置に若干のズレがあっても、現像剤の排出量が安定するために、第１及び第２の撹拌部材４４、４３の組み立てが容易になる。
【００６５】
尚、第１及び第２の撹拌部材４４、４３の一方が他方に対して整数倍となる回転速度で回転駆動するようにしてもよい。例えば、歯車６４（図３参照）の歯数に対して、歯車６２（図３参照）の歯数を２倍として、第２の撹拌部材４３の回転速度を第１の撹拌部材４４の回転速度に対して１／２倍に設定する。この場合には、第１の撹拌部材４４が２回転する毎に、第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５が連通部２２ｆに対向する回転位置に来る時には、第２螺旋状羽根４３ａの羽根頂点部４３ｃは上記の所定範囲の回転位置に来ていることになり、余剰現像剤の排出量が安定する。
【００６６】
上記実施形態によれば、現像装置２は、第１螺旋状羽根４４ａを有する第１の撹拌部材４４と、第１螺旋状羽根４４ａと同じ羽根ピッチで形成される第２螺旋状羽根４３ａを有する第２の撹拌部材４３と、第１及び第２の搬送路２２ｄ、２２ｃ内を現像剤が一方向に循環するように切り欠いて形成される連通部２２ｆと、余剰の現像剤を排出する現像剤排出口２２ｈと、第１螺旋状羽根４４ａに対して逆位相に形成される逆螺旋状羽根５２と、備える。第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５が連通部２２ｆに対向する位置にある場合には、第２螺旋状羽根４３ａの羽根頂点部４３ｃは、連通部２２ｆの下流側端面部２２ｆ１に対向した位置から近接部５５に対向する直前の位置の範囲にあるように配置され、第１及び第２の撹拌部材４４、４３は、夫々同じ回転速度、もしくは一方が他方に対して整数倍となる回転速度で駆動させられる。
【００６７】
この構成によると、近接部５５が連通部２２ｆに対向する位置にある場合には、連通部２２ｆに向かって現像剤が多量に搬送される一方、現像剤排出口２２ｈに搬送される現像剤が減少する。この状態おいて、第２螺旋状羽根４３ａの羽根頂点部４３ｃは、連通部２２ｆの下流側端面部２２ｆ１に対向した位置から第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５に対向する直前の位置の範囲にあるように配置されると、第２螺旋状羽根４３ａが第２の搬送路２２ｃ内で下流側に現像剤を搬送するとともに、羽根頂点部４３ｃが羽根の外周側に現像剤を押し広げる。従って、羽根の外周側に押し広げられた現像剤によって、第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５によって連通部２２ｆに向かって搬送される現像剤は、第１の搬送路２２ｄ側へ押し戻され、現像剤排出口２２ｈ側に移動し易くなる。その結果、近接部５５が連通部２２ｆに対向していない場合と略同じ現像剤量が現像剤排出口２２ｈ側に移動することなる。
【実施例】
【００６８】
以下に本発明を実施例により更に具体的に説明する。なお、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。図５及び図６は、上側から見た連通部２２ｆ付近の第１及び第２の撹拌部材４４、４３の配置を模式的に示す平面図である。図５（ａ）は比較例Ａを示し、図５（ｂ）は実施例１を示す。図６（ｃ）は実施例２を示し、図６（ｄ）は実施例３を示す。
【００６９】
実施例１〜３及び比較例Ａに用いる現像ローラー２０は、外径が２０ｍｍ、回転数が２８２ｒｐｍであり、磁気ローラー２１は、外径が２０ｍｍ、回転数が２８２ｒｐｍである。第１の撹拌部材４４は、第１螺旋状羽根４４ａの外径が１６ｍｍであり、羽根ピッチが３０ｍｍ（１条巻き）であり、更に、回転軸４４ｂの軸径が８ｍｍであり、回転数が３１５ｒｐｍである。逆螺旋状羽根５２の外径が１６ｍｍであり、羽根ピッチが５ｍｍで、２．５巻きである。一方、第２の撹拌部材４３は、第２螺旋状羽根４３ａの外径が１６ｍｍであり、羽根ピッチが３０ｍｍ（１条巻き）であり、更に、回転軸４３ｂの軸径が８ｍｍであり、第１螺旋状羽根４４ａと同じ方向に回転し、その回転数が３１５ｒｐｍである。現像容器２２の連通部２２ｆの開口幅は１５ｍｍである。
【００７０】
現像容器２２内のトナーは平均粒径６．８μｍであり、キャリアは平均粒径３５μｍで、キャリアに対するトナーの重量比率は９％である。現像容器２２内に補給した新現像剤のトナーに対するキャリアの重量比率は１０％とした。
【００７１】
上記の構成において、比較例Ａ及び実施例１〜３では、第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５を連通部２２ｆに対向した状態に設定した。そして、比較例Ａ（図５（ａ））では、第２螺旋状羽根４３ａの羽根頂点部４３ｃが第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５に対向する位置に設定した。また、実施例１（図５（ｂ）では、第２螺旋状羽根４３ａの羽根頂点部４３ｃが連通部２２ｆの下流側端面部２２ｆ１に対向する位置に設定した。また、実施例２（図６（ｃ））では、第２螺旋状羽根４３ａの羽根頂点部４３ｃが連通部２２ｆに対向しない位置に設定した。また、実施例３（図６（ｄ））では、第２螺旋状羽根４３ａの羽根頂点部４３ｃが連通部２２ｆの上流側端面部２２ｆ２に対向する位置に設定した。
【００７２】
比較例Ａ及び実施例１〜３を上記のように設定した状態で、新現像剤を現像容器２２に補給した後、第１及び第２螺旋状羽根４４ａ、４３ａを１０分間だけ回転させた後に、余剰現像剤が排出される一方、現像容器２２内に適量の現像剤（適量の残存現像剤量；３８０ｇ±５ｇ）が残っているか否を測定した。
【００７３】
比較例Ａ及び実施例１〜３の残存現像剤量は表１の結果となった。
【表１】
【００７４】
表１の結果より、比較例Ａは、残存現像剤量が適量の残存現像剤量に対して極めて多くなる一方、余剰現像剤の排出量が極めて少なかった。実施例１は、残存現像剤量が適量の残存現像剤量に対して僅かに多くなったが、余剰現像剤の排出量が略適量の範囲であった。実施例２、３は、残存現像剤量が適量の残存現像剤量の範囲にあり、余剰現像剤の排出量が適量であった。以上より、第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５は、連通部２２ｆの下流側端面部２２ｆ１に対向した位置から第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５に対向する直前の位置の範囲にあると、余剰現像剤が適量だけ排出量されることになる。より望ましくは、第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５は、連通部２２ｆの下流側端面部２２ｆ１に対向した位置を越えて第１螺旋状羽根４４ａの近接部５５に対向する直前の位置の範囲にあるのがよい。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができ、特に、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤の補給を行うとともに余剰現像剤を排出する現像装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１ 画像形成装置
２ａ〜２ｄ、２ 現像装置
１１ａ〜１１ｄ、１１ 感光体
２０ 現像ローラー
２２ 現像容器
２２ｂ 仕切り部材
２２ｃ 第２の搬送路
２２ｄ 第１の搬送路
２２ｅ、２２ｆ 連通部
２２ｆ１ 下流側端面部
２２ｆ２ 上流側端面部
２２ｇ 現像剤補給口
２２ｈ 現像剤排出口
２２ｉ、２２ｊ 側壁部
４２ 撹拌部
４３ 第２の撹拌部材
４３ａ 第２螺旋状羽根
４３ｂ、４４ｂ 回転軸
４３ｃ 羽根頂点部
４４ 第１の撹拌部材
４４ａ 第１螺旋状羽根
５２ 逆螺旋状羽根（規制部材）
５５ 近接部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を撹拌、搬送し、撹拌した現像剤を現像ローラーに供給する現像装置であって、
回転軸の周りに軸方向に沿って延びる第１螺旋状羽根を有する第１の撹拌部材と、
回転軸の周りに軸方向に沿って延び前記第１螺旋状羽根と同じ羽根ピッチで形成される第２螺旋状羽根を有する第２の撹拌部材と、
前記第１螺旋状羽根によって現像剤が上流側から下流側に搬送される第１の搬送路と、
前記第２螺旋状羽根によって現像剤が上流側から下流側に搬送されるとともに前記第１の搬送路に隣接して平行に延びる第２の搬送路と、
前記第１及び第２の搬送路を仕切る仕切り部材と、
前記第１及び第２の搬送路内を現像剤が循環するように前記仕切り部材の長手方向の両端部側を切り欠いて形成される連通部と、
前記搬送路内に現像剤を補給する現像剤補給口と、
前記第１の搬送路の下流側端部に形成されて余剰の現像剤を排出する現像剤排出口と、
前記現像剤排出口に対向するとともに前記第１螺旋状羽根に隣接するように前記第１の撹拌部材の回転軸に設けられ、前記第１螺旋状羽根に対して逆位相に形成される規制部材と、を備え、
前記第１螺旋状羽根と規制部材とが最も近接する近接部が前記連通部に対向する位置にある場合には、
前記第２螺旋状羽根の、前記仕切り部材あるいは連通部に近接して対向する羽根頂点部は、前記連通部の下流側の端面部に対向した位置から位相が進行して前記近接部に対向する直前の位置に到達するまでの範囲にあるように配置され、
前記第１及び第２の撹拌部材は、夫々同じ回転速度、もしくは一方が他方に対して整数倍となる回転速度で駆動させられることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置を備えた画像形成装置。
【請求項１】
現像剤を撹拌、搬送し、撹拌した現像剤を現像ローラーに供給する現像装置であって、
回転軸の周りに軸方向に沿って延びる第１螺旋状羽根を有する第１の撹拌部材と、
回転軸の周りに軸方向に沿って延び前記第１螺旋状羽根と同じ羽根ピッチで形成される第２螺旋状羽根を有する第２の撹拌部材と、
前記第１螺旋状羽根によって現像剤が上流側から下流側に搬送される第１の搬送路と、
前記第２螺旋状羽根によって現像剤が上流側から下流側に搬送されるとともに前記第１の搬送路に隣接して平行に延びる第２の搬送路と、
前記第１及び第２の搬送路を仕切る仕切り部材と、
前記第１及び第２の搬送路内を現像剤が循環するように前記仕切り部材の長手方向の両端部側を切り欠いて形成される連通部と、
前記搬送路内に現像剤を補給する現像剤補給口と、
前記第１の搬送路の下流側端部に形成されて余剰の現像剤を排出する現像剤排出口と、
前記現像剤排出口に対向するとともに前記第１螺旋状羽根に隣接するように前記第１の撹拌部材の回転軸に設けられ、前記第１螺旋状羽根に対して逆位相に形成される規制部材と、を備え、
前記第１螺旋状羽根と規制部材とが最も近接する近接部が前記連通部に対向する位置にある場合には、
前記第２螺旋状羽根の、前記仕切り部材あるいは連通部に近接して対向する羽根頂点部は、前記連通部の下流側の端面部に対向した位置から位相が進行して前記近接部に対向する直前の位置に到達するまでの範囲にあるように配置され、
前記第１及び第２の撹拌部材は、夫々同じ回転速度、もしくは一方が他方に対して整数倍となる回転速度で駆動させられることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置を備えた画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１４５７２９（Ｐ２０１２−１４５７２９Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３６０５（Ｐ２０１１−３６０５）
【出願日】平成２３年１月１２日（２０１１．１．１２）
【出願人】（０００００６１５０）京セラドキュメントソリューションズ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１２日（２０１１．１．１２）
【出願人】（０００００６１５０）京セラドキュメントソリューションズ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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