JP2005316161A - 現像装置、回転式現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【解決課題】 現像剤の量に応じて排出量を規制した現像装置、回転式現像装置及び画像形成装置を得る。
【解決手段】 現像器１８Ｙ内に配設されたスパイラルオーガ９２に、順スパイラル羽根１６４と逆スパイラル羽根１８８の何れもない領域１９０を設けることで、順スパイラル羽根１６４と逆スパイラル羽根１８８の間は、回転軸１６２のみの状態となり、ノズル１８６近傍での順方向の搬送力を低下させることができる。これにより、現像剤量の変動に対して、ノズル１８６近傍における現像剤の流速を変化させることが意図的にできるようになる。このため、現像器１８Ｙ内の現像剤の量に応じて、適量の現像剤を排出することができることとなる。つまり、現像剤量の変化に応じて、劣化現像剤の排出量を変化させることが可能となり、現像剤の過剰排出を防止して、常に一定の現像剤量を現像器１８Ｙ内で保持し、結果的に安定したプリント画質を長期に渡り維持することができることとなる。
【選択図】 図１２

Description

本発明は電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置に用いられる現像装置、回転式現像装置及び画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置では、現像剤（トナーと磁性キャリアからなる）が充填された現像装置が搭載されており、この現像装置を感光体に対向配置し、感光体の表面にトナーを飛翔させ、静電潜像をトナーで可視像化することで、画像形成が行われる。

ここで、現像装置は、ハウジングにマグネットロールと２本のスパイラルオーガが回転自在に支持されており、２本のスパイラルオーガが逆方向に回転可能となっている。また、ハウジングには、ハウジングの長手方向に沿って隔壁が形成されており、ハウジング内が二つの空間に区画され、この空間内にそれぞれスパイラルオーガが配設される。

また、ハウジングには、現像剤を移送する移送口が設けられており、二つの空間を互いに連通させている。そして、一方の空間には、現像剤が供給される現像剤入口が設けられ、現像剤入口から供給された現像剤は、一方のスパイラルオーガによって搬送され、移送口を経て他方の空間へ案内される。そして、他方のスパイラルオーガによって現像剤が搬送されると共に、現像剤のトナーがマグネットロールへ供給されるようになっている。

ところで、特許文献１及び２では、ハウジングの中央部に移送口を設けており、第１のスパイラルオーガの軸方向の左右（第１の螺旋羽根、第２の螺旋羽根）で螺旋の向きを相互に逆にして、中央部において、第１の螺旋羽根及び第２の螺旋羽根が互いに１８０度の位相角をもち、交差しないようにして、第１の螺旋羽根によって搬送される現像剤と第２の螺旋羽根によって搬送される現像剤とが略同等の比率で混合されるようにしている。

しかしながら、これらの現像装置は、現像剤を外部へ排出するという構成ではなく、現像剤の排出量について考慮されたものではない。
特開平７−３３３９９５号公報 特開平８−６３９６号公報

本発明は上記事実を考慮し、現像剤の量に応じて排出量を規制した現像装置、回転式現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、現像装置において、ハウジング内に収容され、現像剤担持体に現像剤を供給する供給部材と、前記ハウジング内に前記供給部材と平行に配置され、供給部材側へ現像剤を攪拌しながら搬送する搬送部材と、前記ハウジングの長手方向の端部に設けられ現像剤を排出する排出口と、を備え、前記搬送部材が、回転軸と、前記回転軸を中心に現像剤を前記排出口へ搬送する方向へ向かってスパイラル状に形成された順方向スパイラル羽根と、前記排出口近傍に位置し、前記回転軸を中心に前記順方向スパイラル羽根と逆方向へ向かうスパイラル状に形成され前記排出口へ供給する現像剤を規制する逆方向スパイラル羽根と、で構成され、前記順方向スパイラル羽根と前記逆方向スパイラル羽根の何れもない領域が設けられたことを特徴としている。

請求項１に記載の発明では、ハウジング内には現像剤担持体に現像剤を供給する供給部材と、攪拌しながら現像剤を供給部材側へ搬送する搬送部材とが、互いに平行となるように収容されている。また、ハウジングの長手方向の端部には現像剤を排出する排出口を設けている。

一方、搬送部材には回転軸を備えており、この回転軸を中心に、現像剤を排出口へ搬送する方向へ向かってスパイラル状に形成された順方向スパイラル羽根を設けている。また、搬送部材の排出口近傍には、回転軸を中心に順方向スパイラル羽根と逆方向へ向かうスパイラル状に形成され、排出口へ供給する現像剤を規制する逆方向スパイラル羽根を設けている。この逆方向スパイラル羽根と順方向スパイラル羽根の何れもない領域を設けている。

搬送部材の順方向スパイラル羽根と逆方向スパイラル羽根とでは、順方向スパイラル羽根の方が回転軸の軸方向に沿った長さが長くなっている。このため、順方向スパイラル羽根と逆方向スパイラル羽根とを連続させた場合、順方向（現像剤を排出口へ搬送する方向）への現像剤の搬送力が強く、現像装置内の現像剤量の多少に関わらず、逆方向スパイラル羽根を乗り越えて現像剤が排出口へ到達してしまい、現像装置内の現像剤は常に過剰排出傾向となり、印字結果として搬送部材のスパイラルによる斜め筋などのディフェクト（画像欠落）が発生しやすくなってしまう。

そこで、逆方向スパイラル羽根と順方向スパイラル羽根の何れもない領域を設けることで、順方向スパイラル羽根と逆方向スパイラル羽根を不連続としている。

これにより、排出口近傍での順方向の搬送力を低下させることができ、現像剤量の変動に対して、排出口近傍における現像剤の流速を変化させることが意図的にできるようになる。このため、現像装置内の現像剤の量に応じて適量の現像剤を排出することができることとなる。

つまり、現像剤量の変化に応じて劣化現像剤の排出量を変化させることが可能となり、現像剤の過剰排出を防止して、常に一定の現像剤量を現像装置内で保持し、結果的に安定したプリント画質を長期に渡り維持することができることとなる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の現像装置において、前記逆方向スパイラル羽根の巻数が１〜２巻きであることを特徴としている。

請求項２に記載の発明では、逆方向スパイラル羽根の巻数を１〜２巻きとすることで、順方向スパイラル羽根によって逆方向スパイラル羽根を乗り越えた現像剤を順方向スパイラル羽根側へ押し戻す力を小さくしている。これにより、現像装置内の現像剤の量に応じて順方向スパイラル羽根によって逆方向スパイラル羽根側へ押し出された現像剤を確実に排出させることができることとなる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の現像装置を複数保持して回転する回転体を有し、前記回転体の回転によって前記現像装置が順次感光体ドラムと対向して多色画像を形成する回転式現像装置において、前記逆方向スパイラル羽根の終端が前記回転軸の端部に達していないことを特徴としている。

請求項３に記載の発明では、逆方向スパイラル羽根の終端が回転軸の端部に達しないようにすることで、搬送部材の回転軸の端部では回転軸のみの状態となる。このため、回転体の回転時に、回転軸付近に溜まった現像剤を、逆方向スパイラル羽根に邪魔されることなく、現像装置に設けられ像担持体（例えば感光体ドラム）へトナーを供給する現像剤担持体（例えばマグネットロール）側へ落下させることができる。

請求項４に記載の発明は、画像形成装置において、請求項３に記載の回転式現像装置を備えたことを特徴としている。

本発明は、上記構成としたので、請求項１及び４に記載の発明では、排出口近傍での順方向の搬送力を低下させることができ、現像剤量の変動に対して、排出口近傍における現像剤の流速を変化させることが意図的にできるようになる。このため、現像装置内の現像剤の量に応じて適量の現像剤を排出することができることとなる。つまり、現像剤量の変化に応じて劣化現像剤の排出量を変化させることが可能となり、現像剤の過剰排出を防止して、常に一定の現像剤量を現像装置内で保持し、結果的に安定したプリント画質を長期に渡り維持することができることとなる。

請求項２に記載の発明では、順方向スパイラル羽根によって逆方向スパイラル羽根を乗り越えた現像剤を順方向スパイラル羽根側へ押し戻す力を小さくすることで、現像装置内の現像剤の量に応じて順方向スパイラル羽根によって逆方向スパイラル羽根側へ押し出された現像剤を確実に排出させることができることとなる。

請求項３に記載の発明では、回転体の回転時に、回転軸付近に溜まった現像剤を、逆方向スパイラル羽根に邪魔されることなく、現像装置に設けられ像担持体（例えば感光体ドラム）へトナーを供給する現像剤担持体（例えばマグネットロール）側へ落下させることができる。

以下に、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

図１及び図２には、画像形成装置としての４サイクル方式のフルカラーのプリンタ１０が示されている。このプリンタ１０の内部には、中央よりもやや右上部に、像担持体としての感光体ドラム１２が回転可能に配設されている。この感光体ドラム１２としては、例えば、表面にＯＰＣ等よりなる感光体層が被覆された直径が約４７ｍｍの導電性円筒体からなるものが用いられ、図示しない駆動手段により、矢印方向に沿って約１５０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで回転駆動される。

感光体ドラム１２の表面は、感光体ドラム１２の略真下に配置された帯電ロール１４によって所定の電位に帯電された後、帯電ロール１４の下方に配置された露光装置としてのＲＯＳ１６（Ｒａｓｔｅｒ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｃａｎｎｅｒ）によって、レーザービーム（ＬＢ）による画像露光が施され、画像情報に応じた静電潜像が形成される。

この感光体ドラム１２上に形成された静電潜像は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の現像器１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋを周方向に沿って配置された回転式の現像装置１８によって現像され、所定の色のトナー像となる。

このとき、感光体ドラム１２の表面には、形成する画像の色に応じて、帯電・露光・現像の各工程が、所定回数だけ繰り返される。回転式の現像装置１８は、対応する色の現像器１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋが、感光体ドラム１２と対向する現像位置に移動する。

例えば、フルカラーの画像を形成する場合、感光体ドラム１２の表面には、帯電・露光・現像の各工程が、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応して４回繰り返され、該感光体ドラム１２の表面には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応したトナー像が順次形成される。

トナー像が形成されるにあたって、感光体ドラム１２が回転する回数は、画像のサイズに応じて異なるが、例えば、Ａ４サイズであれば、感光体ドラム１２が３回転することによって、１つの画像が形成される。つまり、感光体ドラム１２の表面には、感光体ドラム１２が３回転するごとに、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応したトナー像が形成される。

感光体ドラム１２上に順次形成されるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、感光体ドラム１２の外周に中間転写体としての中間転写ベルト２０が巻き付けられた一次転写位置において、該中間転写ベルト２０上に互いに重ね合わされた状態で、一次転写ロール２２によって一次転写される。

この中間転写ベルト２０上に多重に転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像は、所定のタイミングで給紙される記録用紙２４上に、二次転写ロール２６によって一括して二次転写される。

一方、記録用紙２４は、プリンタ１０の下部に配置された給紙カセット２８から、ピックアップロール３０によって送り出されるとともに、フィードロール３２及びリタードロール３４によって１枚ずつ捌かれた状態で給紙され、レジストロール３６によって中間転写ベルト２０上に転写されたトナー像と同期した状態で、中間転写ベルト２０の二次転写位置へと搬送される。

中間転写ベルト２０は、感光体ドラム１２における回動方向の上流側にて中間転写ベルト２０のラップ位置を特定するラップインロール３８と、感光体ドラム１２上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０上に転写する一次転写ロール２２と、ラップ位置の下流側にて中間転写ベルト２０のラップ位置を特定するラップアウトロール４０と、二次転写ロール２６に中間転写ベルト２０を介して当接するバックアップロール４２と、中間転写ベルト２０のクリーニング装置４４に対向する第１のクリーニングバックアップロール４６と、第２のクリーニングバックアップロール４８とによって、所定の張力で張架されており、所定のプロセススピード（約１５０ｍｍ／ｓｅｃ）で循環移動するように、例えば、感光体ドラム１２の回転に伴って従動される。

ここで、中間転写ベルト２０は、プリンタ１０の小型化を図るため、中間転写ベルト２０が張架される断面形状が、偏平な細長い略台形状となるように構成されている。

中間転写ベルト２０は、感光体ドラム１２と、帯電ロール１４と、中間転写ベルト２０と、中間転写ベルト２０を張架する複数のロール２２、３８、４０、４２、４６、４８と、中間転写ベルト２０用のクリーニング装置４４と、後述する感光体ドラム１２用のクリーニング装置７８と、で像形成ユニット５２を構成しており、一体的に設けられている。

このため、プリンタ１０の上部カバー５４を開き、像形成ユニット５２の上部に設けられた把手（図示省略）を手で持ち上げることにより、像形成ユニット５２全体をプリンタ１０から取り外すことができる。

一方、中間転写ベルト２０のクリーニング装置４４は、第１のクリーニングバックアップロール４６によって張架された中間転写ベルト２０の表面に当接するように配置されたスクレーパ５８と、第２のクリーニングバックアップロール４８によって張架された中間転写ベルト２０の表面に圧接するように配置されたクリーニングブラシ６０とを備え、これらのスクレーパ５８やクリーニングブラシ６０によって除去された残留トナーや紙粉は、クリーニング装置４４の内部に回収されるようになっている。

なお、クリーニング装置４４は、揺動軸６２を中心にして、図中反時計周り方向に揺動可能に配置されており、最終色のトナー像の二次転写が終了するまでは、中間転写ベルト２０の表面から離間した位置に退避するとともに、最終色のトナー像の二次転写が終了すると、中間転写ベルト２０の表面に当接するように構成されている。

さらに、中間転写ベルト２０からトナー像が転写された記録用紙２４は、定着器６４へと搬送され、この定着器６４によって熱及び圧力でトナー像が記録用紙２４上に定着され、片面プリントの場合には、排出ロール６６によってプリンタ１０の上部に設けられた排出トレイ６８上にそのまま排出される。

―方、両面プリントの場合には、定着器６４によりトナー像が定着された記録用紙２４を、排出ロール６６によって排出トレイ６８上にそのまま排出せずに、排出ロール６６によって記録用紙２４の後端部を狭持した状態で、排出ロール６６を逆転させるとともに、記録用紙２４の搬送径路を両面用の用紙搬送路７０に切り替え、この両面用の用紙搬送路７０に配設された搬送ロール７２によって、記録用紙２４の表裏を反転した状態で、再度、中間転写ベルト２０の二次転写位置へ搬送して、記録用紙２４の裏面に画像を形成するようになっている。

さらに、フルカラープリンタには、オプションによって、プリンタ１０の側面に手差しトレイ７４が開閉自在に装着可能となっている。この手差しトレイ７４上に載置された任意のサイズ及び種類の記録用紙２４は、給紙ロール７６によって給紙され、搬送ロール７２及びレジストロール３６を介して、中間転写ベルト２０の二次転写位置へ搬送されることにより、任意のサイス及び種類の記録用紙２４にも画像を形成することが可能となっている。

なお、トナー像の転写工程が終了した後の感光体ドラム１２の表面は、感光体ドラム１２が１回転する毎に、感光体ドラム１２の斜め下方に配置されたクリーニング装置７８のクリーニングブレード８０によって、残留トナーなどが除去され、次の画像形成工程に備えるようになっている。

一方、図３及び図４には、回転式の現像装置１８が示されている。なお、図３は、便宜上、該現像装置１８に１つの現像器１８Ｙ及び現像剤カートリッジ８２Ｙが搭載された状態を示している。

この現像装置１８は、円筒状の回転軸部材４１が設けられており、回転軸部材４１を中心に反時計回りに回転可能に軸支されている。また、回転軸部材４１の長手方向の図中手前側の端部には、フロント側のフランジ部材４３が設けられ、回転軸部材４１の長手方向の図中奥側の端部には、リア側のフランジ部材４５が設けられている。この回転軸部材４１とフランジ部材４３、４５によって形成された円筒形状の空間Ｓは、仕切り部材４７によって、９０度毎に４つに仕切られている。

仕切り部材４７によって仕切られた空間には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの現像器１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋが、周方向に時計回り方向に沿ってそれぞれ実装されている。

これらの現像器１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋには、各現像器１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋに対応して、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の現像剤カートリッジ８２Ｙ、８２Ｍ、８２Ｃ、８２Ｋがそれぞれ装着され、対応する現像剤カートリッジ８２Ｙ、８２Ｍ、８２Ｃ、８２Ｋから新しい現像剤が供給されるように構成されている（図５及び図６参照）。

ここで、現像器１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ及び現像剤カートリッジ８２Ｙ、８２Ｍ、８２Ｃ、８２Ｋは、すべて同様に構成されているので、ここでは、イエロー（Ｙ）の現像器１８Ｙ及び現像剤カートリッジ８２Ｙを例にして説明する。

図８及び図９に示すように、現像器１８Ｙのハウジング１５０は、搬送される記録用紙に直交する方向に沿って長尺な箱状を成しており、ハウジング１５０の幅方向の略中央部には、仕切壁１５２が立設し、ハウジング１５０内を空間１５４と空間１５６に区画している。この仕切壁１５２の両端部は、ハウジング１５０の周壁との間に隙間１５８、１６０が設けられており、空間１５４と空間１５６とが互いに連通している。

空間１５４内にはハウジング１５０の長手方向に沿ってスパイラルオーガ９０が配設されており、空間１５６内にはスパイラルオーガ９０と平行にスパイラルオーガ９２が配設されている。スパイラルオーガ９０、９２は、回転軸１６２を備えており、ハウジング１５０の周壁にそれぞれ回転可能に軸支されている。この回転軸１６２の端部には、それぞれギア１６６、１６８が固定されている。

また、スパイラルオーガ９０、９２の回転軸１６２回りには、スパイラル状に形成された順スパイラル羽根１６４がそれぞれ設けられており（後述する）、図示しないモータからの回転力がギア１６６、１６８へ伝達されギア１６６、１６８を介してスパイラルオーガ９０、９２がそれぞれ回転すると、順スパイラル羽根１６４によって、ハウジング１５０内に収容された現像剤が攪拌されながら矢印方向へ搬送される。

さらに、スパイラルオーガ９０、９２の搬送方向下流側の端部側には、順スパイラル羽根１６４のスパイラル方向とは逆方向へ向かうスパイラル状の逆スパイラル羽根１８８が１〜２巻き設けられており、順スパイラル羽根１６４によって搬送された現像剤を逆方向へ押し戻すようにしている。

スパイラルオーガ９０、９２の端部は、現像器１８Ｙの周壁を貫通し、回転軸１６２と現像器１８Ｙの周壁との間は、パッキンによってハウジング１５０内の現像剤が漏れないようにシールされているが、現像剤の搬送力が大きいと、現像器１８Ｙ内の現像剤が外部へ漏れてしまう恐れがある。

このため、スパイラルオーガ９０、９２の搬送方向下流側において、逆スパイラル羽根１８８を設け、搬送されてきた現像剤を押し戻すようにすることで、スパイラルオーガ９０、９２の端部における現像剤の搬送力を低下させ、現像剤が外部へ漏れないようにしている。

一方、スパイラルオーガ９２の斜め上方には、ハウジング１５０の長手方向に沿って、現像ロール８８が配設されており、ハウジング１５０の周壁に回転可能に軸支されている。現像ロール８８の端部には、ギア８９が固定されており、モータからの回転力がギア８９へ伝達されギア８９を介して現像ロール８８が回転する。

このとき、スパイラルオーガ９０によって、隙間１６０を経て空間１５６へ搬送された現像剤は、スパイラルオーガ９２によって空間１５６内を矢印方向へ向かって搬送されると共に、現像ロール８８へ均等に供給される。そして、現像ロール８８の表面に供給された現像剤は、層厚規制部材９６（図４参照）によって層厚が規制される。

ところで、ハウジング１５０にはカバー１７０が備えられており、カバー１７０によって空間１５４及び空間１５６の上部が覆われる。この状態で、図４に示すように、現像ロール８８の一部が露出するようになっており、感光体ドラム１２と対向可能となっている。

現像ロール８８は、現像剤中に含まれたキャリアを磁力で吸着し、表面に現像剤の磁気ブラシを形成し、キャリアに吸着したトナーを感光体ドラム１２と対向する現像領域へと搬送する。そして、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像が、現像ロール８８の表面に形成されたキャリアとトナーとからなる現像剤の磁気ブラシによって顕像化される。

なお、この実施の形態では、現像剤として、トナーとキャリアとからなる二成分の現像剤を使用しているが、現像剤としては、少なくともトナーを含んでいればよく、トナーのみからなる一成分の現像剤を使用しても勿論良い。

また、図６及び図７に示すように、カバー１７０の一端側の外面には、略円弧状に湾曲した円弧受板１７２が設けられている。この円弧受板１７２には、後述する現像剤カートリッジ８２Ｙ内の現像剤をハウジング１５０内へ補給する補給口１７４及びハウジング１５０内の使用済みの現像剤（所定量を超えた現像剤）を現像剤カートリッジ８２Ｙ内へ排出する排出口１７６が形成されている。

また、円弧受板１７２にはシャッター板１１４が円弧受板１７２の周方向に沿ってスライド可能に設けられており、シャッター板１１４には、排出口１７６と連通可能な連通口１７８が形成され、排出口１７６と連通してハウジング１５０内の現像剤を現像剤カートリッジ８２Ｙ内へ排出する。

ここで、シャッター板１１４は、連通口１７８と排出口１７６とが連通され、ハウジング１５０内の現像剤が現像剤カートリッジ８２Ｙ内へ排出可能となった状態で、補給口１７４を開放し、ハウジング１５０内へ新しい現像剤を補給可能としている。

一方、図８及び図９に示すように、カバー１７０の外面には、搬送路１８０が設けられており、搬送路１８０の一端部には、補給口１７４と連通する外部供給口１８１が設けられ、搬送路１８０の他端部には、スパイラルオーガ９０の搬送方向の上流側と連通する内部供給口１８２が設けられている。

また、搬送路１８０内には、スパイラルオーガ９０、９２よりも小径のスパイラルオーガ９４が回転可能に軸支されており、スパイラルオーガ９４の回転軸１９４の端部にはギア１９５が固定されている。また、回転軸１９４回りには、スパイラル状に形成された順スパイラル羽根１９２が設けられており、ギア１９５に回転力が伝達されギア１９５を介してスパイラルオーガ９４が回転すると、補給口１７４及び外部供給口１８１を経て搬送路１８０内へ補給された現像剤が、順スパイラル羽根１９２によって、内部供給口１８２へ搬送され、ハウジング１５０内へ供給される。

一方、現像剤カートリッジ８２Ｙは、図４、図６及び図１０に示すように、断面形状が非円形状の長尺な筒体によって構成されている。この現像剤カートリッジ８２Ｙの内部には、仕切り用のキャップ１０６が設けられており、新しい現像剤を収容する現像剤収容部１０２と、使用済みの現像剤を回収する現像剤回収部１０４とに区画されている。

現像剤収容部１０２の端部には、ハウジング１５０内へ新しい現像剤を供給するための供給口１０８が設けられており、ハウジング１５０の外面に設けられた補給口１７４と連通可能となっている。一方、現像剤回収部１０４には、ハウジング１５０から排出された現像剤を回収するための回収口１８４が設けられており、シャッター板１１４に形成された連通口１７８（図７参照）が、円弧受板１７２に形成された排出口１７６と連通した状態で、回収口１８４が連通口１７８及び排出口１７６と連通可能となっている。

ここで、図８に示すように、排出口１７６の周縁部からは、ハウジング１５０内へ向かってノズル１８６が突設されており、ハウジング１５０内の現像剤がノズル１８６を通じて排出口１７６へ案内される。

すなわち、図４に示すように、現像器１８Ｙは、ハウジング１５０内に収容された現像剤の量が増大すると、現像装置１８の回転によって現像器１８Ｙが図４のＢの位置に移動した際に、ノズル１８６の先端面の高さよりも高い位置の現像剤がノズル１８６を通じて、図６及び図７で示す排出口１７６、連通口１７８及び回収口１８４を経て現像剤回収部１０４（図４参照）へ排出される。

これは、いわゆるトリクル方式と呼ばれ、現像剤の帯電性能の低下を防止して現像剤交換のインターバルを延ばすため、現像器の内部に現像剤を徐々に補給する一方で、過剰になった（劣化したキャリアを多く含む）現像剤を現像器内部から排出しながら現像を行う方式のことである。

ところで、図６及び図１０に示すように、現像剤カートリッジ８２Ｙの円筒形状に形成された現像剤回収部１０４の外周（一部、現像剤収容部１０２も含む）には、現像剤収容部１０２の供給口１０８及び現像剤回収部１０４の回収口１８４を開閉するシャッター部材１２８が、周方向に沿って回動自在に嵌挿されている。

このシャッター部材１２８には、図１０及び図１１に示すように、現像剤カートリッジ８２Ｙの供給口１０８及び回収口１８４に対応した位置に、供給用の開口部１３０及び回収用の開口部１３２がそれぞれ開口されており、現像剤カートリッジ８２Ｙの現像剤回収部１０４の外周に沿って、シャッター部材１２８を回動させることにより、現像剤カートリッジ８２Ｙの供給口１０８と回収口１８４を同時に開閉させることが可能となっている。

また、シャッター部材１２８には、シャッター部材１２８の周方向の一部に、該シャッター部材１２８を回動操作させると共に、シャッター部材１２８を把持して、現像剤カートリッジ８２Ｙを現像器１８Ｙに装着するための把手１３４が、半径方向外方へ向けて突設されている。

この把手１３４は、現像剤カートリッジ８２Ｙを現像器１８Ｙに装着し、供給口１０８及び回収口１８４が開放された状態では、頂部１３４Ａが現像剤カートリッジ８２Ｙの角部８３と一致し（図４のＡ参照）、供給口１０８及び回収口１８４が閉塞された状態では、頂部１３４Ａと角部８３とがズレた状態で配置され、現像装置１８の外周から把手１３４が突出するように構成されている。

また、図１１に示すように、現像剤カートリッジ８２Ｙを現像器１８Ｙから取り外した状態では、シャッター部材１２８は移動規制され、誤って現像剤カートリッジ８２Ｙの供給口１０８及び回収口１８４が開放されないようになっている。また、図５に示すように、現像剤カートリッジ８２Ｙを現像器１８Ｙの所定の位置に装着して、現像剤カートリッジ８２Ｙの供給口１０８と回収口１８４が開放された状態では、現像剤カートリッジ８２Ｙを現像器１８Ｙから取り外せないようになっている。

なお、この実施の形態では、現像剤カートリッジ８２Ｙを現像器１８Ｙの所定の位置に装着する際に、現像剤カートリッジ８２Ｙを図４に示す現像装置１８の半径方向外方から、現像装置１８の回転軸部材４１方向へ向けて、現像器１８Ｙのハウジング１５０に沿ってスライドさせることにより、現像器１８Ｙに対して、現像剤カートリッジ８２Ｙを容易に着脱させることができる。

また、現像剤カートリッジ８２Ｙを新たなものと交換する場合、図２に示すように、交換する現像剤カートリッジ８２Ｙを、交換位置Ｂに配置されるようにして現像装置１８を停止させ、プリンタ１０の側面に設けられたサイドカバー９７を開き、交換する現像剤カートリッジ８２Ｙを取り出す。

ここで、図６に示すように、現像剤カートリッジ８２Ｙを現像器１８Ｙから取り外す際、シャッター部材１２８の把手１３４を手で回動させ、シャッター部材１２８を時計周り方向へ回動させる。このシャッター部材１２８の回動に伴って、現像剤カートリッジ８２Ｙの供給口１０８及び回収口１８４が閉塞される。

そして、シャッター部材１２８の把手１３４が移動停止した状態で、現像剤カートリッジ８２Ｙの供給口１０８及び回収口１８４は完全に閉じられる。この状態で、現像剤カートリッジ８２Ｙを現像器１８Ｙから取り外すことができるようになっている。

次に、本発明の実施の形態に係る現像器の要部について説明する。

図９に示すように、現像器１８Ｙ（なお、現像器１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、すべて同様に構成されているので、ここでは、イエロー（Ｙ）の現像器１８Ｙを例にして説明する。）内に配設されたスパイラルオーガ９０には、回転軸１６２回りに、スパイラル状に形成された順スパイラル羽根１６４が設けられており、この順スパイラル羽根１６４は、スパイラルオーガ９０の回転によってスパイラルが矢印方向（順方向）へ向かう形状となっている。このスパイラル形状によって、空間１５４内の現像剤が攪拌されながら矢印方向へ向かって搬送される。

一方、図４に示すように、現像器１８Ｙのカバー１７０に形成された排出口１７６の周縁部からは、ハウジング１５０内へ向かってノズル１８６が突設され、ハウジング１５０内に収容された現像剤の量が増大すると、現像装置１８の回転によって現像器１８Ｙが図４のＢの位置に移動した際に、ノズル１８６の先端面の高さよりも高い位置の現像剤がノズル１８６を通じて、排出口１７６、連通口１７８及び回収口１８４を経て現像剤回収部１０４へ排出されるようになっている。

ここで、図１２（Ａ）、（Ｂ）（なお、図１２（Ａ）、（Ｂ）はスパイラルオーガ９０、９２を模式的に示している。）に示すように、逆スパイラル羽根１８８はノズル１８６の近傍に形成されている。つまり、逆スパイラル羽根１８８を乗り越えた現像剤が現像剤回収部１０４へ排出されることとなる。

また、図１２（Ｂ）に示すように、スパイラルオーガ９０には、順スパイラル羽根１６４と逆スパイラル羽根１８８の何れもない領域１９０を設けている。つまり、順スパイラル羽根１６４の逆スパイラル羽根１８８側を１／４巻き分をカットして、順スパイラル羽根１６４と逆スパイラル羽根１８８とを不連続にしている。

スパイラルオーガ９０の順スパイラル羽根１６４と逆スパイラル羽根１８８とでは、順スパイラル羽根１６４の方が回転軸１６２の軸方向に沿った長さが長くなっている。このため、順スパイラル羽根１６４と逆スパイラル羽根１８８とを連続させた場合、図１２（Ａ）に示すように、順方向への現像剤の搬送力が強くなってしまう。

従って、現像器１８Ｙ内の現像剤量の多少に関わらず、逆スパイラル羽根１８８を乗り越えて現像剤がノズル１８６へ到達してしまい、現像器１８Ｙ内の現像剤は常に過剰排出傾向となり、印字結果としてスパイラルオーガ９０のスパイラルによる斜め筋などのディフェクト（画像欠落）が発生しやすくなってしまう。

このため、スパイラルオーガ９０に、順スパイラル羽根１６４と逆スパイラル羽根１８８の何れもない領域１９０を設けることで、順スパイラル羽根１６４と逆スパイラル羽根１８８の間は、回転軸１６２のみの状態となり、図１２（Ｂ）に示すように、ノズル１８６近傍での順方向の搬送力を低下させることができる。これにより、現像剤量の変動に対して、ノズル１８６近傍における現像剤の流速を変化させることが意図的にできるようになる。

一方、図１３（Ａ）、（Ｂ）には、スパイラルオーガ９０の軸方向の位置と現像剤面の高さとの関係が示されており、実線が現像剤量（Ｓｕｍｐ量）の基準値である。これによると、本発明では、図１３（Ｂ）に示すように、現像器１８Ｙ内の現像剤の量に応じて、適量の現像剤を排出することができることとなる。

つまり、現像剤量の変化に応じて、劣化現像剤の排出量を変化させることが可能となり、図１３（Ａ）に示すように、現像剤の過剰排出（現像剤量の多少に関わらず、現像剤の排出量が常に基準値よりも多い）を防止して、常に一定の現像剤量を現像器１８Ｙ内で保持し、結果的に安定したプリント画質を長期に渡り維持することができることとなる。

ここで、図９に示すように、スパイラルオーガ９０を仕切壁１５２に投影させた状態で、仕切壁１５２の端部から順スパイラル羽根１６４の端部がはみ出るようにしている。これにより、スパイラルオーガ９０によって搬送された現像剤を、隙間１６０を通じて現像ロール８８の端部側へも確実に案内することができる。

なお、順スパイラル羽根１６４のカット分が多すぎると、現像ロール８８の端部における現像剤の入れ替え性が低下し、画像端部の濃度低下を引き起こす原因となる。従って、ここでは、順スパイラル羽根１６４の逆スパイラル羽根１８８側を１／４巻き分をカットしたが、１／４から３／４巻き分までのカットが好ましい。

また、逆スパイラル羽根１８８の巻数を１〜２巻きとすることで、順スパイラル羽根１６４によって逆スパイラル羽根１８８を乗り越えた現像剤を、順スパイラル羽根１６４側へ押し戻す力を小さくしている。

現像器１８Ｙでは、現像器１８Ｙ内の現像剤の量が約１８０ｇを越えた状態でノズル１８６を通じて現像剤は排出されるが、図１４に示すように、逆スパイラル羽根１８８の巻数が多いと、逆スパイラル羽根１８８を乗り越え、現像剤カートリッジ８２の現像剤回収部１０４（図４参照）へ排出されるはずの現像剤が、順スパイラル羽根１６４側へ押し戻されてしまう力が強くなり、現像剤を効果的に排出できなくなってしまう。

このため、逆スパイラル羽根１８８の巻数が１〜２巻きであれば、現像器１８Ｙ内の現像剤の量に応じて順スパイラル羽根１６４によって逆スパイラル羽根１８８側へ押し出された現像剤を効果的に排出させることができることとなる。

また、図８及び図１２（Ｂ）に示すように、逆スパイラル羽根１８８の終端がハウジング１５０内に位置する回転軸１６２の端部に達しないようにすることで、スパイラルオーガ９０の回転軸１６２の端部では回転軸１６２のみの状態となる。このため、現像装置１８の回転時に、回転軸１６２付近に溜まった現像剤を、逆スパイラル羽根１８８に邪魔されることなく、現像ロール８８側へ落下させることができる。

なお、ここでは、回転式の現像装置について説明したが、タンデム方式の現像装置に適用させても良いのは勿論のことである。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成図であり、像形成ユニットを取り外した状態を示している。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置を構成する回転式の現像装置を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置を構成する回転式の現像装置を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る現像装置の現像器及び現像剤カートリッジを示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る現像装置の現像器及び現像剤カートリッジを示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係る現像装置の現像器を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る現像装置の現像器のハウジング及びカバーを示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係る現像装置の現像器のハウジング側の平面図である。 本発明の実施の形態に係る現像装置の現像器に装着される現像剤カートリッジの断面図である。 本発明の実施の形態に係る現像装置の現像器に装着される現像剤カートリッジの斜視図である。 （Ｂ）は本発明の実施の形態に係る現像装置の現像器のハウジング側を示す模式的な平面図であり、（Ａ）は（Ｂ）の比較図である。 （Ｂ）は本発明の実施の形態に係る現像装置の現像器のスパイラルオーガの軸方向の位置と現像剤面の高さとの関係を示す図であり、（Ａ）は（Ｂ）の比較図である。 逆スパイラル羽根の巻数と現像剤の排出量との関係を示す図である。

符号の説明

１０ プリンタ（画像形成装置）
１８ 現像装置（回転式現像装置）
１８Ｙ 現像器（現像装置）
１８Ｋ 現像器（現像装置）
１８Ｃ 現像器（現像装置）
１８Ｍ 現像器（現像装置）
８２ 現像剤カートリッジ
８２Ｙ 現像剤カートリッジ
８８ 現像ロール（現像剤担持体）
９０ スパイラルオーガ（搬送部材）
９２ スパイラルオーガ（供給部材）
１６２ 回転軸（搬送部材）
１６４ 順スパイラル羽根（順方向スパイラル羽根、搬送部材）
１８６ ノズル（排出口）
１８８ 逆スパイラル羽根（逆方向スパイラル羽根、搬送部材）
１９０ 領域

Claims (4)

1. ハウジング内に収容され、現像剤担持体に現像剤を供給する供給部材と、前記ハウジング内に前記供給部材と平行に配置され、供給部材側へ現像剤を攪拌しながら搬送する搬送部材と、前記ハウジングの長手方向の端部に設けられ現像剤を排出する排出口と、を備え、
   前記搬送部材が、回転軸と、前記回転軸を中心に現像剤を前記排出口へ搬送する方向へ向かってスパイラル状に形成された順方向スパイラル羽根と、前記排出口近傍に位置し、前記回転軸を中心に前記順方向スパイラル羽根と逆方向へ向かうスパイラル状に形成され前記排出口へ供給する現像剤を規制する逆方向スパイラル羽根と、で構成され、
   前記順方向スパイラル羽根と前記逆方向スパイラル羽根の何れもない領域が設けられたことを特徴とする現像装置。
2. 前記逆方向スパイラル羽根の巻数が１〜２巻きであることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 請求項１又は２に記載の現像装置を複数保持して回転する回転体を有し、前記回転体の回転によって前記現像装置が順次感光体ドラムと対向して多色画像を形成する回転式現像装置において、
   前記逆方向スパイラル羽根の終端が前記回転軸の端部に達していないことを特徴とする回転式現像装置。
4. 請求項３に記載の回転式現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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