JP2008158438A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤を攪拌する攪拌器の摩耗を防止することの可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】本発明の画像形成装置は、現像剤を担持する現像ローラ２０と、現像剤を攪拌する攪拌ユニット３０とを備える。攪拌ユニット３０は、現像剤槽３３１と、中空部と現像剤槽３３１の外部とを連通させて現像剤槽３３１内に固定される筒状部材３１１と、筒状部材３１１に回転可能に挿入され、異なる磁極を周方向に交互に配置して形成された攪拌磁石３１３と、筒状部材３１１の外周面に設けられ、攪拌磁石３１３を支持する支持軸３１４の軸方向に対して螺旋状の傾斜面を有する攪拌翼３１２とを備える。攪拌磁石３１３の回転に伴って、攪拌磁石３１３の磁力により現像剤を筒状部材３１１の外周面上で攪拌磁石３１３の回転方向に回転させ、攪拌翼３１２の傾斜によって現像剤を筒状部材３１１の長手方向に搬送する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、より詳細には、画像形成装置の現像剤の混合攪拌システムに関する。

電子写真方式の画像形成装置は、一様に帯電した感光体ドラムの外周面に静電潜像を形成し、静電潜像をトナーによって可視化することにより画像を形成する装置であって、高速に画像形成することができるため、ディジタル方式のプリンタや複写機などに用いられている。このような画像形成装置において、高画質化、高速化の要求を満たすため、近年では、主に二成分磁気ブラシ現像方法が採用されている。

二成分現像方法では、磁性体であるキャリアと非磁性または弱磁性を有するトナーとからなる二成分現像剤が使用される。二成分現像剤は、現像ユニットの攪拌器によってキャリアとトナーとが均一となるよう混合されるとともに、トナーが摩擦帯電するように攪拌される。

従来の攪拌器は、攪拌槽内に例えばシャフトに攪拌翼が設けられた２つのスクリューを平行に配置して、これらのスクリューを回転させることによりスクリュー間で現像剤を循環させるように構成される（例えば、特許文献１）。このような攪拌器では、スクリューの回転によって現像剤がシャフトに設けられた攪拌翼上を流れることにより搬送される。

特許第３５０８１０４号公報

従来の攪拌器ではスクリューが攪拌槽中に設けられているため、現像剤がシャフトの軸受部に現像剤が流入し、軸受部を摩耗させてしまう。これを防止するために、例えば図７に示すように、攪拌槽１１内に設けられたシャフト１２の、攪拌翼１３が形成されている部分の端部と軸受部１４との間に、例えばオイルシール等のシール部材１５が設けられる。しかし、このようなシール部材１５を設けても、現像剤がシール部材１５に回り込んでシール部材１５が摩耗し、さらに軸受部１４も摩耗してしまう。このため、シール部材１５や軸受部１４の寿命は短く、高価な現像ユニットを短期間で交換する必要があった。

また、２つのスクリューの両端付近では、一の搬送路から他の搬送路へ現像剤が搬送される現像剤の受け渡し領域が形成される。この現像剤の受け渡し領域まで攪拌翼が設けられると、受け渡し領域において現像剤が圧縮されてしまう。このため、キャリアの表面コート剤が剥離したりトナーが摩耗したりするなど、現像剤が劣化してしまう。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、現像剤を攪拌する攪拌器の摩耗を防止することの可能な、新規かつ改良された画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、内部に複数の磁極からなるマグネットローラを有し、周面にキャリアとトナーからなる現像剤を担持する現像剤担持体と、現像剤を攪拌して現像剤担持体に供給する現像剤攪拌器と、を備える画像形成装置が提供される。かかる画像形成装置の現像剤攪拌器は、現像剤槽と、中空部と現像剤槽の外部とを連通させて現像剤槽内に固定される筒状部材と、筒状部材に回転可能に挿入され、異なる磁極を周方向に交互に配置して形成されたマグネット軸と、筒状部材の外周面に設けられ、マグネット軸の軸方向に対して螺旋状の傾斜面を有する攪拌翼と、を備える。そして、現像剤攪拌器は、マグネット軸の回転に伴って、マグネット軸の磁力により現像剤を筒状部材の外周面上でマグネット軸の回転方向に回転させ、攪拌翼の傾斜によって現像剤を筒状部材の長手方向に搬送することを特徴とする。

本発明の現像剤攪拌器は、現像剤槽の内面と回転しない筒状部材の外周部によって囲まれた空間において現像剤を攪拌しながら搬送する。筒状部材の内部にはマグネット軸が回転可能に設けられ、異なる磁極を周方向に交互に配置して形成されたマグネット軸が回転することにより、筒状部材の外周面における磁場が変化する。この磁場の変化によって、現像剤はマグネット軸の回転方向に移動する力を受ける。そして、現像剤は筒状部材の外周面に形成された螺旋状の攪拌翼の傾斜によって押圧され、筒状部材の長手方向に搬送される。このように、現像剤と接触しないマグネットローラから筒状部材を介して現像剤に働く磁力を用いることにより、現像剤を移動させることができる。

ここで、現像剤槽には、現像剤担持体と対向する領域に開口部が形成される。これにより、現像剤槽に設けられた筒状部材の外周面と現像剤担持体の外周面とが対向するようになる。これにより、現像剤槽の内部に設けられた筒状部材の外周面上を移動する現像剤を現像剤担持体の周面に移行させることができる。

このとき、現像剤攪拌器側から現像剤担持体への現像剤の移行を妨げないために、筒状部材の現像剤担持体と対向する領域には攪拌翼を形成しないようにしてもよい。また、現像剤担持体と筒状部材とが対向する領域において、現像剤担持体の回転方向下流側の、現像剤担持体と前記筒状部材との間に、磁気遮蔽部材を設けてもよい。

また、現像剤攪拌器には、筒状部材とマグネット軸から構成される少なくとも２つの攪拌搬送部と、相隣接する攪拌搬送部の間に設けられる隔壁とを備えることもできる。すなわち、攪拌搬送部は、現像剤槽および隔壁により構成される例えば筒状の搬送路内に挿入されているようになる。このとき、各攪拌搬送部は、各攪拌搬送部の筒状部材の長手方向が平行となるように配置される。また、相隣接する攪拌搬送部による現像剤の搬送方向は異なるように構成される。

さらに、攪拌搬送部の両端部には、隔壁を開口して相隣接する攪拌搬送部を連通させて、一の攪拌搬送部から他の攪拌搬送部へ現像剤が移動可能な現像剤移動領域を形成することもできる。これにより、各攪拌搬送部が設けられた各搬送路が現像剤移動領域を介して連通されるので、現像剤が攪拌される領域が増加し、トナーとキャリアを均一に混合させることができる。このとき、少なくとも１つの現像剤移動領域において、現像剤の移動元の筒状部材の外周面における磁力は、現像剤の移動先の筒状部材の外周面における磁力よりも小さくなるように構成される。これにより、現像剤移動領域において、現像剤に対して移動元から移動先へと引き寄せる力が働くので、搬送路間の移動を円滑に行うことができる。

また、相隣接する攪拌搬送部の２つのマグネット軸は、少なくとも現像剤移動領域において、異なる磁極が対向するように互いに回転される。異なる磁極を対向させることによって磁極間に引き付ける力が働くので、搬送路間の現像剤の移動を円滑にすることができる。さらに、現像剤移動領域には、現像剤の移動元の筒状部材の外周面と現像剤の移動先の現像剤槽の内面とを結合する現像剤案内板を設けてもよい。これにより、現像剤を移動元から移動先へと円滑に移動させることができる。

一方、攪拌効率を向上させるために、筒状部材にマグネット軸の回転方向への現像剤の流れを阻害する阻害部材を設けてもよい。または、攪拌翼に、少なくとも１つの孔を形成してもよい。これにより、搬送路内を攪拌搬送部によって搬送される現像剤の流れに乱流を発生させて、現像剤をより攪拌させることができる。

また、攪拌翼は、の外縁部が現像剤槽の内面と接触しないように設けるのがよい。現像剤槽の内部に隔壁が設けられる場合には、隔壁にも接触しないようにする。攪拌搬送部により搬送された現像剤が搬送路の一端で滞留すると、現像剤に圧力が掛かり、現像剤の劣化を招いてしまう。攪拌翼の外縁部と現像剤槽とを接触させずに隙間を形成することにより、現像剤に掛かる圧力を開放することができる。

以上説明したように本発明によれば、現像剤を攪拌する攪拌器の摩耗を防止することの可能な画像形成装置を提供することができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜画像形成装置の概略構成＞
まず、図１に基づいて、本発明の実施形態にかかる画像形成装置１について説明する。なお、図１は、本実施形態にかかる画像形成装置１の概略構成を示す概略側面図である。

本実施形態にかかる画像形成装置１は、図１に示すように、感光体ドラム１０と、現像ローラ２０と、攪拌ユニット３０とを備える。

感光体ドラム１０は、周面に画像が形成される静電潜像担持体であり、例えばＯＰＣ（Ｏｒｇａｎｉｃ ＰｈｏｔｏＣｏｎｄｕｃｔｏｒ）からなる。感光体ドラム１０の周囲には、感光ドラム１０を帯電する帯電ユニット（図示せず。）、帯電された感光体ドラム１０の周面を露光して静電潜像を形成する露光ユニット（図示せず。）、現像剤を攪拌する攪拌ユニット３０、感光体ドラム１０上に形成された静電潜像を現像する現像ローラ２０、感光体ドラム１０の周面をクリーニングするクリーニングユニット（図示せず。）、そして感光体ドラム１０の電位をリセットする除電ランプ（図示せず。）が配置されている。

現像ローラ２０は、感光体ドラム１０上に形成された静電潜像に対してトナーを供給する現像剤担持体である。現像ローラ２０は、マグネットローラ２１０と、現像スリーブ２２０とからなる。マグネットローラ２１０は、図１に示すように、例えば５極の磁極（磁極Ｓ１、Ｓ２、Ｎ３、Ｓ３、Ｎ１）を有しており、感光体ドラム１０と対向する領域、すなわち感光体ドラム１０に形成された静電潜像を現像する現像領域には異なる磁極が交互に配置される。一方、攪拌ユニット３０と対向する位置には、同じ磁極が隣接して配置されている。現像スリーブ２２０は、非磁性の金属からなる筒状部材である。本実施形態にかかる現像ローラ２０では現像スリーブ２２０のみが回転し、現像スリーブ２２０内に配置されたマグネットローラ２１０は筐体５に固定されている。また、現像ローラ２０には、現像バイアスを印加する現像バイアス印加部（図示せず。）が設けられている。

攪拌ユニット３０は、現像剤を構成する磁性体のキャリアと非磁性体または弱磁性体のトナーとを攪拌して、キャリアとトナーとを帯電させるユニットである。攪拌ユニット３０は、例えば図１に示すように、第１の攪拌搬送部３１０と第２の攪拌搬送部３２０とからなる。第２の攪拌搬送部３２０によって攪拌しながら搬送された現像剤は、第１の攪拌搬送部３１０により攪拌、搬送されながら現像ローラ２０の周面に移行する。本実施形態では、キャリアは正に帯電し、トナーは負に帯電する。第２の攪拌搬送部３２０には、トナー濃度を検出するためのトナー濃度センサ３４０が設けられており、搬送路内のトナー濃度が低下すると現像剤供給部５０から搬送路内に現像剤が供給される。なお、攪拌ユニット３０の詳細な構成については後述する。

このような画像形成装置１は、まず、帯電ユニットより感光体ドラム１０の周面が帯電され、感光体ドラム１０の周面の電位が、例えば約−６００Ｖとなる。次いで、帯電した感光体ドラム１０の周面を露光ユニットにより露光して静電潜像を形成する。感光体ドラム１０の周面のうち露光された部分は電位が低くなり、例えば約−１００Ｖまで下がる。さらに、感光体ドラム１０に形成された静電潜像を現像領域にて現像する。このとき、現像ローラ２０には約−５００Ｖの現像バイアスが印加されており、感光体ドラム１０との電位差によって負に帯電したトナーが現像ローラ２０から感光体ドラム１０の露光された部分に移行することによりトナー像が形成される。

トナー像が形成されると、感光体ドラム１０を回転させて、トナー像を転写ローラ（図示せず。）と感光体ドラム１０とが対向する領域に搬送する。転写ローラには転写バイアスが印加されており、転写ローラと感光体ドラム１０との電位差によってトナー像が転写ベルトに転写される。その後、感光体ドラム１０に残像した現像剤がクリーニングユニットによって回収されて、除電ランプにより感光体ドラム１０の電位がリセットされる。

以上、本実施形態にかかる画像形成装置１の概略構成について説明した。次に、図２〜図５に基づいて、本実施形態にかかる画像形成装置１のうち、特に本実施形態の特徴部分である攪拌ユニット３０の構成について詳細に説明する。なお、図２は、本実施形態にかかる画像形成装置１の部分断面図である。図３は、図２のＡ−Ａ切断線における断面図である。図４は、図２のＢ−Ｂ切断線における断面図である。図５は、図２のＣ−Ｃ切断線における断面図である。

＜攪拌ユニットの構成＞
本実施形態にかかる画像形成装置１の攪拌ユニット３０は、図２に示すように、現像剤槽３３１と、現像剤槽３３１の内部に設けられた第１の攪拌搬送部３１０および第２の攪拌搬送部３２０とからなる。現像剤槽３３１は、攪拌される現像剤が収容される容器であって、本実施形態にかかる現像剤槽３３１は、画像形成装置１の筐体５と連結されて一体に設けられているとする。本実施形態において第１の攪拌搬送部３１０と第２の攪拌搬送部３２０とは、各攪拌搬送部３１０、３２０の支持軸３１４、３２４が平行となるように上下に配置されている。また、第１の攪拌搬送部３１０は、第２の攪拌搬送部３２０とほぼ反対側において第１の攪拌搬送部３１０と現像ローラ２０のマグネットローラ２１０を支持する支持軸２１１とが平行となるように、現像ローラ２０と隣接して配置される。

第１の攪拌搬送部３１０は、第１の筒状部材３１１と、第１の攪拌翼３１２と、第１の攪拌磁石３１３と、第１の支持軸３１４とから構成される。第１の筒状部材３１１は、両端部が現像剤槽３３１の内壁に固定され、中空部が現像剤槽３３１の外部と連通するように設けられる。

第１の攪拌翼３１２は、第１の筒状部材３１１の外周面に設けられ、第１の攪拌磁石３１３の長手方向に対して螺旋状の傾斜面を有する。第１の攪拌翼３１２は、第１の攪拌搬送部３１０と現像ローラ２０との間で行われる現像剤の授受を妨げないように、現像ローラ２０と対向する領域には形成されない。本実施形態では、図３に示すように、例えば、第１の攪拌磁石３１３の中心Ｃ_２に対して現像ローラ２０の回転中心Ｃ_１と反対側に位置する第１の筒状部材３１１の外周面のうち、所定の角度θ（例えば、約２００°〜２１５°）の領域に第１の攪拌翼３１２が形成されている。また、図２に示すように、現像剤供給部５０から供給された現像剤が落下する位置には、第１の攪拌翼３１２は設けないようにしてもよい。

第１の攪拌磁石３１３は、異なる磁極を周方向に交互に配置して形成された略円柱状の磁石であり、例えば図３に示すように、第１の支持軸３１４を中心として４つの磁極（磁極Ｓ１ａ、Ｎ１ａ、Ｓ１ａ、Ｎ２ａ）が配置されて構成される。第１の攪拌磁石３１３は、第１の筒状部材３１１の内部に挿入されている。また、第１の支持軸３１４は、第１の軸受部３１６によって回転可能に支持されており、外部の駆動部（図示せず。）と連結部３１７を介して連結される。すなわち、第１の攪拌磁石３１３は、第１の筒状部材３１１の内部で外部の駆動部によって回転駆動される。

第１の攪拌搬送部３１０は、上述したように、現像ローラ２０の現像スリーブ２２０と対向して配置されている。ここで、第１の筒状部材３１１と現像ローラ２０との間には、磁気を遮蔽する磁気遮蔽部材３３５が設けられる。磁気遮蔽部材３３５は、第１の攪拌搬送部３１０から現像ローラ２０への現像剤の移動を妨げる部材であって、例えばアルミニウムやＳＵＳなどの非磁性体部材や樹脂などの磁気を遮蔽する部材からなる。磁気遮蔽部材３３５は、第１の筒状部材３１１と現像ローラ２０とが対向する領域であって、現像ローラ２０の回転中心Ｃ_１と第１の攪拌磁石３１３の中心Ｃ_２とを結んだ線よりも現像ローラ回転方向下流側に設けられる。

第２の攪拌搬送部３２０は、第１の攪拌搬送部３１０とほぼ同様に構成されており、第２の筒状部材３２１と、第２の攪拌翼３２２と、第２の攪拌磁石３２３と、第２の支持軸３２４とから構成される。第２の筒状部材３２１は、両端部が現像剤槽３３１の内壁に固定され、中空部が現像剤槽３３１の外部と連通するように設けられる。

第２の攪拌翼３２２は、第２の筒状部材３２１の外周面に設けられ、第２の攪拌磁石３２３の長手方向に対して螺旋状の傾斜面を有する。第２の攪拌翼３２２は、第２の筒状部材３２１の周囲を１周するように形成される。

第２の攪拌磁石３２３は、異なる磁極を周方向に交互に配置して形成された略円柱状の磁石であり、例えば図３に示すように、第２の支持軸３２４を中心として４つの磁極（磁極Ｓ１ｂ、Ｎ１ｂ、Ｓ１ｂ、Ｎ２ｂ）が配置されて構成される。第２の攪拌磁石３２３は、第２の筒状部材３２１の内部に挿入されている。また、第２の支持軸３２４は、第２の軸受部３２６によって回転可能に支持されており、外部の駆動部（図示せず。）と連結部３２７を介して連結される。すなわち、第２の攪拌磁石３２３は、第２の筒状部材３２１の内部で外部の駆動部によって回転駆動される。

また、本実施形態にかかる第２の攪拌搬送部３２０には、現像剤の攪拌効率を高めるために、第２の筒状部材３２１の外周面に突起部３２８が形成されている。突起部３２８を設けることにより、現像剤が第２の筒状部材の周方向に移動する流れが妨げられるので、現像剤をより攪拌することができる。なお、現像剤の流れを妨げる阻害部材として、本実施形態では第２の攪拌搬送部３２０に突起部３２８を１つ設けたが、かかる例に限定されず、例えば所定の間隔をおいて複数の阻害部材を設けてもよい。阻害部材の形状も、図２に示すような略板状の突起に限定されない。また、阻害部材を第１の攪拌搬送部３１０に設けてもよい。

第１の攪拌搬送部３１０と第２の攪拌搬送部３２０との間には、図２および図３に示すように、各攪拌搬送部３１０、３２０を区画するための隔壁３３２が設けられる。これにより、現像剤が搬送される、現像剤槽３３１、隔壁３３２、そして第１の筒状部材３１１により囲まれた空間（経路Ｐ３）と、現像剤槽３３１、隔壁３３２、そして第２の筒状部材３２１により囲まれた空間（経路Ｐ１）が形成される。また、隔壁３３２は、長手方向両端側には形成されず、第１の攪拌搬送部３１０が設けられた空間（経路Ｐ３）と、第２の攪拌搬送部３２０が設けられた空間（経路Ｐ１）とが両端付近で連通する。これにより、第１の攪拌搬送部３１０が設けられた空間と第２の攪拌搬送部３２０が設けられた空間とを連結する経路Ｐ２、Ｐ４が形成される。

経路Ｐ２は現像剤を経路Ｐ１から経路Ｐ３へ、経路Ｐ４は現像剤を経路Ｐ３から経路Ｐ１へ移動させる現像剤移動領域として機能する。現像剤移動領域において現像剤が円滑に移動されるように、本実施形態では現像剤を案内する現像剤案内板３３３、３３４が設けられる。

現像剤案内板３３３は、図４に示すように、第２の筒状部材３２１の外周面と第１の攪拌搬送部３１０側の現像剤槽３３１の内壁とを連結するように設けられる。このとき、現像剤の流れに沿って現像剤を案内するため、現像剤案内板３３３は、第２の筒状部材３２１側から第２の攪拌磁石３２３の回転方向に沿って上方に延びるように（図４において左斜め上方向に傾斜されて）設けられる。一方、現像剤案内板３３４は、図５に示すように、第１の筒状部材３１１の外周面と第２の攪拌搬送部３２０側の現像剤槽３３１の内壁とを連結するように設けられる。現像剤案内板３３４は、第１の筒状部材３１１から、第１の攪拌磁石３１３の回転方向に沿って下方に延びるように（図５において左斜め下方向に傾斜されて）設けられる。また、かかる構成により、移動元の攪拌搬送部から移動先の攪拌搬送部へ現像剤を移動させるときに、現像剤が移動元の攪拌搬送部へ戻らないようにすることもできる。

また、上述したように、第２の攪拌搬送部３２０には第２の攪拌搬送部３２０が設けられた空間（経路Ｐ１）におけるトナー濃度を検知するトナー濃度センサ３４０が設けられている。経路Ｐ１におけるトナー濃度が低下すると、第１の攪拌搬送部３１０の一端側の上方に設けられた現像剤供給部５０から搬送路内に現像剤が供給される。現像剤供給部５０から供給された現像剤は、内部に供給スクリュー５２０が設けられた現像剤供給管５１０を経由して、第１の攪拌搬送部３１０に投入される。

＜攪拌ユニットの作用＞
次に、図６に基づいて、本実施形態にかかる攪拌ユニット３０による現像剤攪拌搬送作用について説明する。なお、図６は、本実施形態にかかる攪拌ユニット３０の作用を説明するための説明図である。

本実施形態にかかる攪拌ユニット３０は、第１の攪拌搬送部３１０および第２の攪拌搬送部３２０が設けられた空間で現像剤を移動させる。まず、第２の攪拌搬送部３２０が設けられた空間（経路Ｐ１）に位置する現像剤は、図６において右から左へ搬送される。第２の筒状部材３２１の内部に設けられた第２の攪拌磁石３２３を例えば図６紙面奥側へ回転させると、重力によって下方に片寄っている現像剤が第２の攪拌磁石３２３の磁力によって第２の筒状部材３２１の外周面上で第２の攪拌磁石３２３の回転方向に回転移動するようになる。これにより、現像剤は、現像剤槽３３１の底面より第２の攪拌磁石３２３の回転方向下流側の側面に片寄る。側面側に片寄った現像剤は第２の攪拌翼３２２により押され、第２の支持軸３２４の軸方向（第２の攪拌搬送部３２０の長手方向）へ移動する。

このように、現像剤を第２の筒状部材３２１の周方向に回転する力が第２の攪拌翼３２２によって第２の支持軸３２４の軸方向への移動力に変換されることにより、現像剤は、第２の攪拌搬送部３２０の作用により経路Ｐ２を図６の右から左へ移動する。ここで、本実施形態において、第１の攪拌搬送部３１０は第２の攪拌搬送部３２０の上方に位置するため、第２の攪拌搬送部３２０により図６の右から左へ搬送された現像剤は左端部に滞留して詰まりが生じてしまう。現像剤の詰まりが生じると、現像剤へ圧力がかかり現像剤が劣化してしまう。また、第２の攪拌搬送部３２０の左端部まで移動された現像剤は、現像剤移動領域である経路Ｐ２を経由して第１の攪拌搬送部３１０が設けられた空間（経路Ｐ３）へ移動されるが、重力に逆らって現像剤を移動させなければならない。

そこで、本実施形態では、現像剤移動領域（経路Ｐ２）において移動元である第１の攪拌搬送部３１０の磁力を移動先である第２の攪拌搬送部３２０の磁力よりも大きくすることにより、現像剤の上方へ引き上げるように移動させる。現像剤移動領域（経路Ｐ２）における第１の攪拌搬送部３１０の磁力を第２の攪拌搬送部３２０の磁力よりも大きくするには、例えば、現像剤移動領域（経路Ｐ２）における第２の攪拌磁石３２３の径を第１の攪拌磁石３１３の径よりも小さくしたり、第２の筒状部材３２１の径を第１の筒状部材３１１の径よりも大きくしたり、第２の筒状部材３２１の内周面に磁気遮蔽部材を設けることにより設定できる。このように磁力が働く状態を形成することにより、現像剤移動領域を経由して第１の攪拌搬送部３１０が設けられた空間へ現像剤を移動させることができる。

また、上述したように、本実施形態では第２の筒状部材３２１の外周面と第１の攪拌搬送部３１０が設けられた現像剤槽３３１の内面とを結合する現像剤案内板３３３を設けることにより、第２の攪拌磁石３２３および第１の攪拌磁石３１３の回転により形成される現像剤の流れに沿って現像剤を上方へ移動させることができる。

さらに、本実施形態にかかる攪拌ユニット３０では、第２の攪拌翼３２２の外縁部と現像剤槽３３１の内面および隔壁３３２との間に隙間が形成されている。これは、現像剤が第２の攪拌搬送部３２０により右から左へ移動されて左端部に滞留したときに、現像剤にかかる圧力を開放するために形成される。これにより、現像剤の劣化を軽減することができる。なお、第１の攪拌翼３１２と隔壁３３２との間にも、同様に隙間が形成されている。

次いで、現像剤移動領域（経路Ｐ２）を介して第１の攪拌搬送部３１０が設けられた空間に搬送された現像剤は、第１の筒状部材３１１の内部に設けられた第１の攪拌磁石３１３の磁力によって、経路Ｐ３内を図６の左から右へ搬送される。経路Ｐ３における現像剤の搬送は、経路Ｐ１での現像剤の搬送と同様、第１の攪拌磁石３１３が図６の紙面手前側に回転すると、重力によって下方に片寄っている現像剤が第１の攪拌磁石３１３の磁力によって第１の筒状部材３１１の外周面上で第１の攪拌磁石３１３の回転方向に回転移動するようになる。これにより、現像剤は、壁面３３２より第１の攪拌磁石３１３の回転方向下流側の現像剤槽３３１の内側面に片寄る。内側面側に片寄った現像剤は第１の攪拌翼３１２により押され、第１の支持軸３１４の軸方向（第１の攪拌搬送部３１０の長手方向）へ移動する。

経路Ｐ３を搬送される現像剤は、現像ローラ２０と対向する領域において、現像ローラ２０側へ移行して現像スリーブ２２０の周面に付着する。このとき、現像ローラ２０へ十分な現像剤が供給されるように、第１の攪拌翼３１２のピッチ（攪拌翼が筒状部材の周方向に１回転したときの軸方向の長さ）を、第２の攪拌翼３２２のピッチよりも大きくしてもよい。攪拌翼のピッチを大きくすることにより、現像剤の搬送量を高めることができる。

第１の攪拌搬送部３１０により経路Ｐ３の右端部に搬送された現像剤は、現像剤移動領域である経路Ｐ４を経由して第２の攪拌搬送部３２０が設けられた空間（経路Ｐ１）へ移動される。第１の攪拌搬送部３１０から第２の攪拌搬送部３２０への現像剤の移動は上から下への移動であるため、重力にしたがって現像剤を落下させればよい。このとき、現像剤移動領域（経路Ｐ４）における第１の攪拌磁石３１３の磁力をゼロにする、あるいは小さくすることにより、現像剤が移動元での磁場による拘束から開放され、現像剤をより容易に第２の攪拌搬送部３２０が設けられた空間（経路Ｐ１）に移動させることができる。この場合、現像剤移動領域（経路Ｐ４）における第１の攪拌磁石３１３の径を小さくしたり、第１の筒状部材３１１の径を大きくしたり、第１の筒状部材３１１の内周面に磁気遮蔽部材を設ければよい。

また、上述したように、本実施形態では第１の筒状部材３１１の外周面と第２の攪拌搬送部３２０が設けられた現像剤槽３３１の内面とを結合する現像剤案内板３３４を設けることにより、第１の攪拌磁石３１３および第２の攪拌磁石３２３の回転により形成される現像剤の流れに沿って現像剤を下方へ移動させることができる。

第１の攪拌搬送部３１０の右端部上方には、現像剤供給部５０から供給される現像剤を攪拌ユニット３０に搬送する現像剤供給管５１０が設けられている。トナー濃度センサ３４０により検知された経路Ｐ１のトナー濃度に応じて現像剤供給部５０から供給された現像剤は、現像剤供給管５１０から、現像剤移動領域（経路Ｐ４）の上方から現像剤槽３３１へ投入される。したがって、第１の攪拌搬送部３１０により搬送された現像剤と、現像剤供給部５０から投入された現像剤とは、ともに現像剤移動領域（経路Ｐ４）を介して第２の攪拌搬送部３２０が設けられた空間に搬送され、経路Ｐ１において第２の攪拌搬送部３２０によって攪拌されながら右から左へ搬送される。

このように、本実施形態にかかる攪拌ユニット３０では、現像剤槽３３１、隔壁３３２および第１の筒状部材３１１により形成される空間（経路Ｐ３）と、現像剤槽３３１、隔壁３３２および第２の筒状部材３２１により形成される空間（経路Ｐ１）と、これらの経路Ｐ１、Ｐ３の両端部を連通させて形成された現像剤移動領域（経路Ｐ２、Ｐ４）とが形成される。そして、経路Ｐ１、経路Ｐ２、経路Ｐ３、経路Ｐ４、経路Ｐ１、・・・と現像剤を攪拌搬送部３１０、３２０によって攪拌しながら搬送することにより、トナーとキャリアとを帯電させるとともに均一に攪拌して、現像ローラ２０に提供する。

かかる攪拌ユニット３０では、筒状部材３１１、３２１の内部に挿入された攪拌磁石３１３、３２３の磁力が筒状部材３１１、３２１の外周面上にある現像剤に働くことによって、現像剤を移動させる。すなわち、現像剤は回転しない筒状部材３１１、３２１の外周面上を移動するのであり、現像剤に移動力を与えるための攪拌磁石３１３、３２３とは接していない。したがって、攪拌磁石３１３、３２３が固定された支持軸３１４、３２４を回転可能に支持する軸受部３１６、３２６に現像剤が流入することがない。このため、軸受部３１６、３２６を現像剤の流入によって摩耗させることがなく、軸受部３１６、２３６の寿命を長くすることができる。

さらに、攪拌磁石が配置される位置に応じて該攪拌磁石の磁力の大きさを変えることにより、現像剤の動きをコントロールし易くなる。本実施形態では、現像剤移動領域において、現像剤の移動先の攪拌磁石３１３（３２３）の磁力を移動元の攪拌磁石３２３（３１３）の磁力よりも大きくすることにより、現像剤が移動先の攪拌磁石側へ引き付けられるように構成されている。これにより、現像剤移動領域における現像剤の受け渡しが円滑になされるようにすることができる。

以上、本発明の実施形態にかかる画像形成装置１について説明した。本発明の画像形成装置１は、攪拌搬送部３１０、３２０が設けられた空間にある現像剤を、現像剤と接触しないように筒状部材３１１、３２１の内部に挿入された攪拌磁石３１３、３２３を回転させることにより攪拌しながら搬送することを特徴とする。かかる構成により、現像剤は、固定された筒状部材３１１、３２１の外周面上を移動するので、回転する攪拌磁石３１３、３２３には接触せず、攪拌磁石３１３、３２３が固定された支持軸３１４、３２４を支持する軸受部３１６、３２６に流入することがない。これにより、軸受部３１６、３２６の摩耗を防止することができ、攪拌ユニット３０の長寿命化、さらには画像形成装置１全体の長寿命化を実現できる。

また、現像剤の移動先の攪拌磁石３１３（３２３）の磁力を移動元の攪拌磁石３２３（３１３）の磁力よりも大きくなるように構成されている。これにより、現像剤移動領域における現像剤の受け渡しが円滑になされるようにすることができる。特に、攪拌搬送部３１０、３２０を上下に配置しても現像剤の受け渡しが問題なく行われることから、攪拌ユニットのレイアウトに柔軟性を持たせることができる。

なお、本実施形態の画像形成装置１は、現像ローラ２０上に攪拌ユニット３０から供給された現像剤を用いて現像剤層を形成し、現像ローラ２０と感光体ドラム１０との間に磁気ブラシを形成して、磁気ブラシによって感光体ドラム１０上の静電潜像にトナーを供給するように構成されていたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、現像剤攪拌器と現像ローラとの間にトナー供給ローラを設けて、トナー供給ローラを現像剤担持体としてトナー供給ローラ上に現像剤層を形成し、さらに、トナー供給ローラ上の現像剤層から現像ローラへトナーを供給して現像ローラ上にトナー層を形成して感光体ドラム上の静電潜像を現像するように構成された画像形成装置にも、本実施形態にかかる攪拌器を適用することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、現像剤槽内に２つの攪拌搬送部が設けられたが、本発明はかかる例に限定されず、１つでもよく、３つ以上の攪拌搬送部を設けてもよい。

また、上記実施形態では、現像剤槽の内部に１または２以上の攪拌搬送部を設け、相隣接する攪拌搬送部の間に隔壁を設けるように構成されたが、本発明はかかる例に限定されず、例えば、１つの筒状の現像剤槽の内部に１つの攪拌搬送部を設けたユニットを複数連結させ、ユニットの連結された面を両端部で開口させることにより、攪拌ユニットを構成することもできる。

本発明の実施形態にかかる画像形成装置の概略構成を示す概略側面図である。 同実施形態にかかる画像形成装置の部分断面図である。 図２のＡ−Ａ切断線における断面図である。 図２のＢ−Ｂ切断線における断面図である。 図２のＣ−Ｃ切断線における断面図である。 同実施形態にかかる攪拌ユニットの作用を説明するための説明図である。 従来の攪拌器におけるシャフトの軸受部を示す部分断面図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
１０ 感光体ドラム
２０ 現像ローラ
２１０ マグネットローラ
２２０ 現像スリーブ
３０ 攪拌ユニット
３１０ 第１の攪拌搬送部
３１１ 第１の筒状部材
３１２ 第１の攪拌翼
３１３ 第１の攪拌磁石
３１４ 第１の支持軸
３２０ 第２の攪拌搬送部
３２１ 第２の筒状部材
３２２ 第２の攪拌翼
３２３ 第２の攪拌磁石
３２４ 第２の支持軸
３２８ 突起部
３３１ 現像剤槽
３４０ トナー濃度センサ
５０ 現像剤供給部

Claims (12)

1. 内部に複数の磁極からなるマグネットローラを有し、周面にキャリアとトナーからなる現像剤を担持する現像剤担持体と、
   現像剤を攪拌して前記現像剤担持体に供給する現像剤攪拌器と、
   を備える画像形成装置であって、
   前記現像剤攪拌器は、
   現像剤槽と、
   中空部と前記現像剤槽の外部とを連通させて、前記現像剤槽内に固定される筒状部材と、
   前記筒状部材に回転可能に挿入され、異なる磁極を周方向に交互に配置して形成されたマグネット軸と、
   前記筒状部材の外周面に設けられ、前記マグネット軸の軸方向に対して螺旋状の傾斜面を有する攪拌翼と、
   を備え、
   前記マグネット軸の回転に伴って、前記マグネット軸の磁力により現像剤を前記筒状部材の外周面上で前記マグネット軸の回転方向に回転させ、前記攪拌翼の傾斜によって現像剤を前記筒状部材の長手方向に搬送することを特徴とする、画像形成装置。
2. 前記現像剤槽は、前記現像剤担持体と対向する領域に開口部が形成されることを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記攪拌翼は、前記現像剤担持体と対向する領域には形成されないことを特徴とする、請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記現像剤担持体と前記筒状部材との間には、磁気遮蔽部材が設けられることを特徴とする、請求項２または３に記載の画像形成装置。
5. 前記筒状部材と前記マグネット軸から構成される少なくとも２つの攪拌搬送部と、相隣接する前記攪拌搬送部の間に設けられる隔壁とを備え、
   前記各攪拌搬送部は、前記各攪拌搬送部の前記筒状部材の長手方向が平行となるように配置され、
   相隣接する前記攪拌搬送部による現像剤の搬送方向は異なることを特徴とする、請求項
   １に記載の画像形成装置。
6. 前記攪拌搬送部は、前記現像剤槽および前記隔壁により構成される筒状の搬送路内に挿入されることを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記攪拌搬送部の両端部には、前記隔壁を開口して相隣接する前記攪拌搬送部が連通されることにより、一の前記攪拌搬送部から他の前記攪拌搬送部へ現像剤が移動可能な現像剤移動領域が形成され、
   少なくとも１つの前記現像剤移動領域において、現像剤の移動元の前記筒状部材の外周面における磁力は、現像剤の移動先の前記筒状部材の外周面における磁力よりも小さいことを特徴とする、請求項５または６に記載の画像形成装置。
8. 相隣接する前記攪拌搬送部の２つの前記マグネット軸は、異なる磁極が対向するように互いに回転することを特徴とする、請求項５〜７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記現像剤移動領域には、現像剤の移動元の前記筒状部材の外周面と現像剤の移動先の前記現像剤槽の内面とを結合する現像剤案内板が設けられることを特徴とする、請求項７または８に記載の画像形成装置。
10. 前記筒状部材には、前記マグネット軸の回転方向への現像剤の流れを阻害する阻害部材が設けられることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の画像形成装置。
11. 前記攪拌翼には、少なくとも１つの孔が形成されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の画像形成装置。
12. 前記攪拌翼は、前記現像剤槽の内面と接触しないように設けられることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の画像形成装置。

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