JP2008170802A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体内の現像剤を余すことなく消費することができるとともに、安定した状態で適正なトナー画像を像担持体上に形成させることができるようにする。
【解決手段】筐体２１内に充填されたトナーを感光体ドラム１３１に供給する現像装置２０において、筐体２１内には、トナーを感光体ドラム１３１に供給するべく回転しながら攪拌しつつ搬送する攪拌搬送部材３０が設けられ、この攪拌搬送部材３０は、トナーの搬送方向と直交する方向から見て略ルーローの多角形の形状とされている部分（本実施形態では攪拌フィン３２）を少なくとも一部に有している。
【選択図】図５

Description

本発明は、画像形成装置に設けられた像担持体に現像剤を供給して現像剤像を形成させる現像装置に関するものである。

従来、特許文献１に記載されているような画像形成装置の装置本体に内装される現像装置が知られている。この現像装置は、画像形成装置の装置本体内に設けられた感光体ドラム（像担持体）に現像剤を供給してその周面にトナー像を形成させるものである。感光体ドラムの周面に形成されたトナー像は、当該感光体ドラムの軸心回りの回転に応じて供給された用紙に転写され、この転写処理後の用紙は、定着処理が施されたのち外部に排出される。

前記現像装置は、筐体内に互いに平行に配設された一対の攪拌ローラ（攪拌搬送部材）と、一方の攪拌ローラの下流側で当該攪拌ローラと対向した現像ローラとを有している。そして、一対の攪拌ローラ間で周回するように攪拌されつつ搬送される筐体内の現像剤は、その一部が現像ローラに送り込まれ、現像ローラの軸心回りの回転でその周面から感光体ドラムの周面へ供給される。
特開２００５−２７４９２４号公報

ところで、現像装置の筐体に内装される攪拌ローラは、ローラ軸回りに円運動で回転するため、筐体内の現像剤は、攪拌ローラの円軌跡に沿うようにトンネルが掘られた状態で堆積し、これによる棚吊り現象で現像剤を確実に搬送し得なくなることがあるという問題点が存在する。

また、筐体内の隅部は、攪拌ローラの回転軌跡の外側に位置した死角になっているため、死角に貯留された現像剤には攪拌ローラの攪拌力が及ばず、これによって筐体の隅部に現像剤が堆積したままになるという問題点も存在する。そして、現像剤は、大径で比重の大きいものが筐体の隅部に徐々に溜まる傾向があるため、結果として像担持体へ供給される現像剤の粒径分布や帯電性能が設計値とは異なったものになり、これによって安定した状態で適正なトナー画像が形成され得なくなる。

かかる不都合を解消するべく、特許文献１の現像装置においては、筐体の底部が攪拌ローラの回転軌跡に沿うように断面視で円弧状に形成され、隅部が存在しないようになされている。しかしながら、筐体の底部が円弧状に形成されると、その分現像装置の容量が少なくなるという新たな問題点が提起される。これを解消するべく現像装置を大きくすると、現像装置のコンパクト化に逆行することになる。

本発明は、従来のかかる問題点を解消するためになされたものであり、筐体の容量の減少を回避した上で現像剤の棚吊り現象や筐体隅部への堆積を防止することが可能であり、これによって筐体内の現像剤を余すことなく消費することができるとともに、安定した状態で適正なトナー画像を像担持体上に形成させることができる現像装置を提供することを目的としている。

請求項１記載の発明は、所定の筐体内に充填された現像剤を像担持体に供給する現像装置であって、前記筐体内には、現像剤を前記像担持体に供給するべく回転しながら攪拌しつつ搬送する攪拌搬送部材が設けられ、前記攪拌搬送部材は、前記現像剤の搬送方向と直交する方向から見て略ルーローの多角形の形状とされている部分を少なくとも一部に有することを特徴とするものである。

かかる構成の現像装置によれば、攪拌搬送部材を、ルーローの多角形における頂点を中心とした円弧の曲率半径を一辺とする、例えば正四角形からなる所定の枠（以下保持枠という）内で回転させることにより、ルーローの多角形の重心位置が反対方向に向けて胴部の角速度の数倍の角速度（例えば、ルーローの多角形が三角形の場合は３倍、五角形の場合は５倍、７角形の場合は７倍等）で周回する。

従って、筐体内に保持枠を形成させ、攪拌搬送部材を四角の保持枠内で回転させることにより、保持枠内の現像剤は、攪拌搬送部材の重心位置の近傍にあるものとその周りにあるものとの間で互いに反対方向に向かう力が作用し、これによって現像剤が有効に攪拌されるため、従来のように攪拌搬送部材が位置の固定された軸心回りに回転するものに比べて現像装置の筐体内の現像剤はより確実に攪拌される。

また、攪拌搬送部材を筐体の保持枠内で回転させると、攪拌搬送部材におけるルーローの多角形の頂点部分を、保持枠の隅部に極めて接近した状態とすることができるため、従来の攪拌搬送部材が固定された軸心回りに回転するものと比較して筐体内の隅部に堆積する現像剤の量が少なくなる。

また、攪拌搬送部材を四角の保持枠内で回転させると、攪拌搬送部材に形成された角部の数に応じた所定の角度の回転毎に攪拌搬送部材の近傍に位置した現像剤に加わる力の方向が急激に変化するため（すなわち変位点が存在するため）、これによっても変位点が存在しない従来の攪拌搬送部材に比べて現像装置の筐体内の現像剤は十分に攪拌される。

因みに、請求項１において、「現像剤の搬送方向と直交する方向から見て略ルーローの多角形の形状とされている」と規定したのは、攪拌搬送部材の外面の一部が、例えば現像剤を逃がすことで攪拌能力を高めるべく凹没されているような場合、長手方向に延びる中心線と直交する方向の攪拌搬送部材の断面形状の輪郭が正確にルーローの多角形とならずに凹没された部分が存在した状態になる場合があるからである。このような輪郭の一部が凹没したようなものも請求項１の発明の技術的範囲に含めるべく「略」と規定している。

すなわち、言葉を代えれば、攪拌搬送部材の中心線の方向から当該攪拌搬送部材を投影することにより得られた図形の輪郭線がルーローの多角形の形状になっておれば、請求項１の発明の技術的範囲に含まれるということができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記筐体は、前記攪拌部材の回転に応じて前記略ルーローの多角形の各角部が摺接または接触に近い状態まで近接する壁面を備えた攪拌搬送室を備えることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、攪拌搬送手段は、ルーローの多角形の各頂点が攪拌搬送室の壁面に当接または接触に近い状態まで近接した状態で回転するため、攪拌搬送室内に充填された現像剤は、全体的に攪拌される。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記攪拌搬送室は、互いに対向した端壁を有し、前記攪拌搬送部材は、前記一対の端壁間に架設された回転軸と、前記回転軸に同心で一体回転可能に固定された複数枚の攪拌フィンとを有し、前記攪拌フィンが前記略ルーローの多角形の形状とされている部分であることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、攪拌搬送部材の回転軸が攪拌搬送室の一対の端壁間に架設されることにより攪拌搬送部材が攪拌搬送室に装着される。そして、攪拌搬送部材が攪拌搬送室に装着された状態で回転軸が駆動回転されることにより、ルーローの多角形の形状を呈した攪拌フィンは、その頂点が攪拌搬送室の内壁面に摺接または接触に近い状態まで近接しながら回転軸回りに一体回転し、これによって攪拌搬送室内の現像剤が攪拌されつつ像担持体へ供給される。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記攪拌搬送部材は、一対が互いに平行に配設され、前記筐体には、各攪拌搬送部材が装着される一対の前記攪拌搬送室間に前記各攪拌フィンの角部が摺接または接触に近い状態まで近接する仕切り板が設けられ、前記仕切り板の両端部には、一対の攪拌搬送室間で現像剤を通過させる通過開口が設けられ、前記筐体の前記像担持体と対向した面には、現像剤を像担持体に供給するための供給開口が設けられていることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、仕切り板を介して互いに平行に配設された一対の搬送攪拌室にそれぞれ設けられている攪拌搬送部材をそれぞれ回転軸回りに駆動回転させることにより、現像剤は、一方の攪拌搬送室と他方の攪拌搬送室との間を仕切り板の両端部に形成された通過開口を通って循環搬送され、その一部が筐体の前記像担持体と対向した面に設けられた供給開口を介して像担持体へ供給される。

請求項５記載の発明は、請求項２乃至４のいずれかに記載の発明において、前記互いに対向した端壁の一方側に前記攪拌搬送部材を回転させるための回転機構が設けられていることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、攪拌搬送室の互いに対向する端壁の一方側に設けられた回転機構を動作させることにより、攪拌搬送部材は、ルーローの多角形の頂点が攪拌搬送室の内壁面に当接または接触に近い状態まで近接しつつ回転する。

請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の現像装置において、前記多角形は、三角形であることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、現像装置は、ルーローの多角形の形状が適用されることによる優れた攪拌作用を確保した上で現像装置の攪拌搬送部材の断面形状が単純な三角形状になり、現像装置の製造コストの低減化に貢献する。

また、ルーローの多角形がルーローの三角形であると、それより多角のルーローの多角形に比べて重心位置の移動量が最大になるため、現像装置の回転に応じた当該現像装置内での現像剤の攪拌効果が向上する。

請求項１記載の発明によれば、現像装置の筐体内に設けられた、現像剤を攪拌して感光体ドラムへ搬送するための攪拌搬送部材を、現像剤の搬送方向と直交する方向から見て略ルーローの多角形の形状とされている部分を少なくとも一部に有するようにするようにすることで、筐体内の現像剤は、攪拌搬送部材により死角（デッドゾーン）がない状態で、かつ、従来よりも効果的に攪拌されるため、筐体の容量の減少を回避した上で現像剤の棚吊り現象や筐体隅部への堆積を防止することができ、これによって筐体内の現像剤を余すことなく消費することができるとともに、安定した状態で適正なトナー画像を像担持体上に形成させることができる。

請求項２記載の発明によれば、攪拌搬送手段は、ルーローの多角形の各頂点が攪拌搬送室の壁面に当接または接触に近い状態まで近接した状態で回転し、これによって攪拌搬送室内に充填された現像剤を全体的に攪拌することができるため、攪拌搬送室内で現像剤が搬送されることなく蓄積されてしまうような不都合の発生を防止することができる。

請求項３記載の発明によれば、攪拌搬送部材が攪拌搬送室に装着された状態で回転軸が駆動回転されることにより、ルーローの多角形の形状を呈した攪拌フィンは、その頂点が攪拌搬送室の内壁面に摺接または接触に近い状態まで近接しながら回転軸回りに一体回転し、これによって攪拌搬送室内の現像剤を攪拌しつつ像担持体へ供給することができる。

請求項４記載の発明によれば、仕切り板を介して互いに平行に配設された一対の搬送攪拌室内の現像剤は、一方の攪拌搬送室と他方の攪拌搬送室との間を仕切り板の両端部に形成された通過開口を通って循環搬送されるため、現像剤は、攪拌搬送部材が駆動されている限り攪拌されることとなり、これによって現像剤を粒度分布が均一になるように十分に攪拌することができる。

請求項５記載の発明によれば、攪拌搬送室の互いに対向する端壁の一方側に設けられた回転機構を動作させることにより、攪拌搬送部材をルーローの多角形の頂点が攪拌搬送室の内壁面に当接または接触に近い状態まで近接させつつ回転させることができる。

請求項６記載の発明によれば、ルーローの多角形とあいてルーローの三角形が採用されているため、現像装置は、優れた攪拌作用を確保した上で製造コストの低減化に貢献するとともに、三角より多角のルーローの多角形に比べて重心位置の移動量が最大になり、現像装置内での現像剤の攪拌効果を向上させることができる。

図１は、本発明に係る現像装置２０が適用されたプリンタ１０の一実施形態を示す側面断面視の説明図である。なお、図１においてＹ−Ｙ方向を前後方向といい、特に−Ｙ方向を前方、＋Ｙ方向を後方という。

図１に示すように、プリンタ（画像形成装置）１０は、印刷処理に供する用紙Ｐを貯留する用紙貯留部１２と、この用紙貯留部１２に貯留された用紙束Ｐ１から繰り出された１枚ずつの用紙Ｐに対して画像形成処理を施す画像形成部１３と、この画像形成部１３で転写処理の施された用紙Ｐに対して定着処理を施す定着部１４とがプリンタ本体１１に内装されるとともに、定着部１４で定着処理の施された用紙Ｐが排紙される排紙部１５がプリンタ本体１１の頂部に設けられることによって構成されている。

前記用紙貯留部１２には、所定数（本実施形態では１つ）の用紙カセット１２１がプリンタ本体１１に対して挿脱自在に設けられている。用紙カセット１２１の上流端（前方）には、用紙束Ｐ１から１枚ずつの用紙Ｐを繰り出させるピックアップローラ１２２が設けられている。このピックアップローラ１２２の駆動によって用紙カセット１２１から繰り出された用紙Ｐは、給紙搬送路１２３およびこの給紙搬送路１２３の下流端に設けられたレジストローラ対１２４を介して画像形成部１３に給紙されるようになっている。

前記画像形成部１３は、コンピュータ等から電送された画像情報に基づき用紙Ｐに転写処理を施すものであり、左右方向（図１の紙面と直交する方向）に延びるドラム心回りに回転可能に設けられた感光体ドラム（像担持体）１３１の周面に沿うように、当該感光体ドラム１３１の直上位置から時計方向に向けて帯電器１３２、露光装置１３３、トナーコンテナ１９が着脱自在に装着される、本発明に係る現像装置２０、転写ローラ１３４およびクリーニング装置１３５が配設されることによって構成されている。

前記感光体ドラム１３１は、周面に静電潜像およびこの静電潜像に沿ったトナー像を形成させるためのものであり、周面に平準で、かつ、強靱なアモルファスシリコン層が積層され、これによってこれらの像を形成させるのに適したものになっている。

前記帯電器１３２は、ドラム心回り時計方向に回転している感光体ドラム１３１の周面に一様な電荷を形成させるものであり、図１に示す例では、コロナ放電によって感光体ドラム１３１の周面に電荷を付与する方式が採用されている。なお、感光体ドラム１３１の周面に電荷を付与する部材として帯電器１３２に代えて周面が感光体ドラム１３１の周面と当接または接触に近い状態まで近接しながら従動回転しつつ電荷を付与する帯電ローラを採用してもよい。

前記露光装置１３３は、コンピュータ等の外部の機器から電送されてきた画像データに基づきオンオフされるレーザー光を回転している感光体ドラム１３１の周面に照射し、これによる感光体ドラム１３１周面のレーザー光が照射された部分の電荷の消去によって当該感光体ドラム１３１の周面に静電潜像を形成させるものである。

前記現像装置２０は、感光体ドラム１３１の周面にトナーを供給することによって周面の静電潜像が形成された部分にトナーを付着させ、これによって感光体ドラム１３１の周面にトナー像を形成させるものである。かかる現像装置２０は、前記感光体ドラム１３１の直前側に隣設された筐体２１内に後述する各種の部材が装着されることによって構成されている。

前記トナーコンテナ１９は、筐体２１の上部の図１における前方位置に着脱可能に装着され、筐体２１に現像剤（本実施形態ではトナー）を補給するようになっている。

因みに現像剤は、トナーのみからなる、いわゆる１成分系のものと、トナーとキャリヤとからなる、いわゆる２成分系のものとがある。トナーは、着色剤、電荷制御剤およびワックス等の添加剤をバインダー樹脂中に分散させた体積平均粒径が６〜１２μｍの微粉体である。これに対してキャリヤは、磁鉄鉱（Ｆｅ_３Ｏ_４）等の質量平均粒径が３０〜２００μｍの磁性粒子であり、トナーを帯電させるために使用される。現像剤が１成分系のものである場合、トナーの中に微細な磁性粒子が含まれている。

そして、トナーは、トナーコンテナ１９から現像装置２０に適宜補給される消耗品であるのに対し、キャリヤは、予め所定量が現像装置２０内に装填されており、消耗することなく循環使用されるのが一般的である。そして、本実施形態においては、現像剤としてトナーのみからなる１成分系のものが採用されているが、本発明は、現像剤がトナーのみからなる１成分系のものであることに限定されるものではなく、トナーとキャリヤとからなる２成分系のものであってもよい。

前記筐体２１の天板２５の図１における前方には、トナーコンテナ１９内のトナーを筐体２１内へ受け入れるための受入開口２１ａが設けられているとともに、筐体２１の前面側には、当該筐体２１の左右方向（図１の紙面に直交する方向）に開口されたトナーを感光体ドラム１３１へ供給するためのトナー供給開口２１ｂが設けられている。

そして、前記トナーコンテナ１９から受入開口２１ａを介して導入されたトナーは、後述の第１および第２攪拌搬送部材３０１，３０２の駆動回転によって攪拌されつつ筐体２１内を周回し、その一部が駆動回転している現像ローラ４０の周面を介して感光体ドラム１３１の周面へ供給されるようになっている。

トナー供給開口２１ｂの上部には、天板２５から垂下して下端縁部が現像ローラ４０の周面と対向した層厚規制ブレード２５１が設けられ、現像ローラ４０の軸心回りの反時計方向へ向かう回動で当該現像ローラ４０の周面によって感光体ドラム１３１へ向けて供給されるトナーは、層厚規制ブレード２５１と現像ローラ４０の周面との間の隙間を通ることで所定の層厚になるようになされている。そして、前記第１および第２攪拌搬送部材３０１，３０２並びに現像ローラ４０は、いずれも図略の駆動モータの駆動力が所定のギヤ機構を介して伝達され、これによって同期回転する。

前記転写ローラ１３４は、感光体ドラム１３１の直下位置に送り込まれた用紙Ｐに対して当該感光体ドラム１３１の周面に形成されているプラスに帯電したトナー像を用紙Ｐに転写させるものであり、トナー像の電荷と逆極性であるマイナスの電荷を用紙Ｐに付与するようになっている。

従って、感光体ドラム１３１の直下位置に到達した用紙Ｐは、転写ローラ１３４と感光体ドラム１３１とによって押圧挟持されつつ、プラスに帯電した感光体ドラム１３１周面のトナー像がマイナスに帯電した用紙Ｐの表面に向けて引き剥がされ、これによって用紙Ｐに対し転写処理が施される。

前記クリーニング装置１３５は、転写処理後の感光体ドラム１３１の周面に残留しているトナーを取り除いて清浄化するためのものである。このクリーニング装置１３５によって清浄化された感光体ドラム１３１の周面は、次の画像形成処理のために再び帯電器１３２へ向かうことになる。

前記定着部１４は、画像形成部１３によって転写処理の施された用紙Ｐのトナー像に加熱による定着処理を施すものであり、用紙Ｐに熱を加える定着ローラ１４１と、この定着ローラ１４１の下部に対向配置された加圧ローラ１４２とを備えて構成されている。そして、転写処理後の用紙Ｐは、定着ローラ１４１と加圧ローラ１４２との間に形成されたニップ部Ｎへ向けて送り込まれ、当該ニップ部Ｎを通過することによって、定着ローラ１４１からの熱を得て定着処理が施される。定着処理の施された用紙Ｐは、排紙搬送路１４３を通って排紙部１５へ排出される。

前記排紙部１５は、プリンタ本体１１の頂部が凹没されることによって形成されている。この凹没された凹部の底板によって排紙された用紙Ｐを受ける排紙トレイ１５１が形成されている。

図２〜図４は、本発明に係る現像装置２０の一実施形態を示す斜視図であり、図２は、内部構造の分解斜視図、図３は内部構造の組み立て斜視図、図４は、外観視の組み立て斜視図である。また、図５は、図４のＶ−Ｖ線断面図であり、図６は、図４のＶＩ−ＶＩ線断面図である。なお、図２〜図６においてＸ−Ｘ方向を左右方向、Ｙ−Ｙ方向を前後方向といい、特に−Ｘ方向を左方、＋Ｘ方向を右方、−Ｙ方向を前方、＋Ｙ方向を後方という。

これらの図に示すように、現像装置２０は、箱形の筐体２１内に前後方向一対の攪拌搬送部材３０（前方の第１攪拌搬送部材３０１および後方の第２攪拌搬送部材３０２）と、これら第１および第２攪拌搬送部材３０１，３０２によって攪拌されつつ筐体２１内で循環搬送されているトナーの一部を感光体ドラム１３１（図１）へ向けて供給する現像ローラ４０とが内装されるとともに、前記攪拌搬送部材３０を回転させるための回転機構５０が筐体２１の外面側に設けられることによって構成されている。

前記筐体２１は、左右寸法が前記感光体ドラム１３１の長さ寸法と略等しい左右方向に長尺の底板２２と、この底板２２の左右の端縁から立設された左右方向一対の側板２３と、前記底板２２の前縁部から立設された前方板２４と、前記一対の側板２３間に架設された天板２５（図４〜図６）とを有している。前記前方板２４の上縁部からは、前記トナーコンテナ１９の底板の楕円形状に合うように側面視で楕円状に形成されたコンテナ支持板２４１が前方に向かって延設され、トナーコンテナ１９は、このコンテナ支持板２４１に支持された状態で現像装置２０に着脱自在に装着される。

前記底板２２は、後方部分で現像ローラ４０の周面に対応するように側面視で下に凸の円弧状に形成された円弧状底板２２１と、この円弧状底板２２１の前縁部から前方に向かって延設された平板状底板２２２とからなっている。そして、平板状底板２２２の上方には、一対の側板２３と前方板２４と天板２５とにより囲繞された、トナーを攪拌して搬送する攪拌搬送室Ｖが形成されている。

前記平板状底板２２２は、前後幅寸法が攪拌搬送部材３０の短尺側の幅寸法（前後幅寸法）の２倍よりも若干長めに設定され、これによって左右方向に延びた一対の攪拌搬送部材３０を前後方向で並設し得るようになっている。かかる平板状底板２２２には、前後方向の中央部に仕切り板２６が立設され、これによって前記攪拌搬送室Ｖは、仕切り板２６より前方の第１攪拌搬送室Ｖ１と、仕切り板２６より後方の第２攪拌搬送室Ｖ２とに区画されている。

そして、前記仕切り板２６の左右の縁部と側板２３との間には、トナーを通過させる通過開口２６１がそれぞれ設けられ、攪拌搬送部材３０によって攪拌搬送されるトナーは、これらの通過開口２６１を通って第１および第２攪拌搬送室Ｖ１，Ｖ２を循環し得るようになっている。また、天板２５には、図４に示すように、現像ローラ４０の直上位置からトナーの層厚を規制する層厚規制ブレード２５１が垂下され、この層厚規制ブレード２５１の下端縁部と現像ローラ４０の周面との間にトナー供給開口２１ｂが形成されている。かかる層厚規制ブレード２５１によりトナー供給開口２１ｂの上下の隙間寸法が設定され、これによって現像ローラ４０から感光体ドラム１３１へ供給されるトナーの層厚が予め設定された値になる。

前記攪拌搬送部材３０は、前記第１および第２攪拌搬送室Ｖ１，Ｖ２においてそれぞれ一対の側板２３間に架設される重心軸（回転軸）３１と、重心位置がこの重心軸３１に貫通されて固定される複数枚の攪拌フィン３２とを備えている。

前記重心軸３１は、長さ寸法が一対の側板２３間の内寸法より若干長めに設定され、一対の側板２３を貫通した状態で各側板２３間に架設されている。そして、側板２３を貫通した重心軸３１の一方の端部（図２に示す例では右方の端部）に回転機構５０が形成されている。重心軸３１の各端部には、互いに反対方向に向けて同心で突設された小径先端部３１１が設けられている。

前記回転機構５０を支持するために、右側の側板２３には第１および第２攪拌搬送室Ｖ１，Ｖ２にそれぞれ対応した一対の支持枠体２７が設けられている。各支持枠体２７は、平面視でコ字状を呈し、外方に向かって突設された前後方向一対の突設板２７１と、これら各突設板２７１の先端縁部間に架設されたガイド板２７２とからなっている。ガイド板２７２の内面側には後述の環状ガイド溝５３が設けられている。そして、側板２３から後述の亜円孔５１０を通って支持枠体２７内へ突出された重心軸３１の小径先端部３１１が環状ガイド溝５３に嵌め込まれる。

なお、亜円孔５１０は、左側の側板２３にも設けられている。また、左側の側板２３には、その外面側に亜円孔５１０を覆った状態でガイド板２７２のみが固定されている。そして、亜円孔５１０を貫通した重心軸３１の左側の小径先端部３１１が左側のガイド板２７２の環状ガイド溝５３に嵌め込まれている。

前記攪拌フィン３２は、本実施形態では、ルーローの三角形の形状に設定されている。かかるルーローの三角形の形状を呈する複数枚の攪拌フィン３２が所定の一縁部同士を接合した状態で連設されることにより、図２に示すような螺旋状のスパイラルフィーダ３２０が形成されている。そして、このようなスパイラルフィーダ３２０を備えた一対の攪拌搬送部材３０の一方が第１攪拌搬送室Ｖ１に装着されて第１攪拌搬送部材３０１とされ、他方が第２攪拌搬送室Ｖ２に装着されて第２攪拌搬送部材３０２とされている。

因みに、本実施形態においては、複数枚の攪拌フィン３２が連設されることによって形成されたスパイラルフィーダ３２０は、左ネジ状態で螺旋状になっている。

以下、ルーローの三角形の特質について図６〜図８を基に説明する。図７および図８は、攪拌フィン３２の形状として採用されているルーローの三角形Ｔを説明するための説明図であり、図７（Ａ）〜図７（Ｆ）は、ルーローの三角形Ｔの基準頂点Ｑが基準位置Ｗから反時計方向に３０°ずつ１５０°まで回転した状態をそれぞれ示し、図８（Ａ）〜図８（Ｆ）は、ルーローの三角形Ｔの基準頂点Ｑが基準位置から１８０°反時計方向に回転した状態を始点（図８（Ａ））として反時計方向に３０°ずつ３３０°まで回転した状態をそれぞれ示している。図８（Ｇ）は、ルーローの三角形Ｔが正四角形Ｓ内で回転したときの重心Ｇの周回軌跡によって形成された亜円形状を示している。

ルーローの三角形Ｔは、図７（Ａ）に一点鎖線で示す正三角形の一辺の長さを半径として各頂点を中心に各辺に対応した円弧を形成することによって形成される。かかるルーローの三角形Ｔは、一辺の長さが当該正三角形の一辺の長さに設定された正四角形Ｓ内で、図７および図８の（Ａ）〜（Ｆ）に示すように、頂点および円弧が正四角形の各辺に摺接または接触に近い状態まで近接しながら回転することができる。以下、かかる回転をルーローの回転という。

そして、ルーローの三角形Ｔの１つの頂点を基準頂点Ｑとし、最初に、当該基準頂点Ｑを、図７（Ａ）に示すように、正四角形Ｓの上部の横線の中点位置（基準位置Ｗ）に設定し、引き続き基準頂点Ｑを通る垂線Ｌに対してルーローの三角形Ｔを反時計方向に３０°ずつ回転していくと、ルーローの三角形Ｔの重心Ｇは、図７（Ｂ）〜図８（Ｆ）に示すように、正四角形Ｓの中心Ｏ回りに時計方向に向けて（すなわち、ルーローの三角形Ｔの回転方向と反対方向に向けて）９０°ずつ回転する。

従って、ルーローの三角形Ｔが、図７（Ａ）に示す状態から正四角形Ｓ内を反時計方向に向けて１回転すると（図７（Ａ）〜図８（Ｆ）の状態を経て図７（Ａ）の状態に戻ると）、ルーローの三角形Ｔの重心Ｇは、正四角形Ｓの中心Ｏ回りに時計方向に向けて３周回することになる。

図７（Ｂ）〜図７（Ｆ）および図８（Ａ）〜図８（Ｆ）においては、ルーローの三角形Ｔの基準頂点Ｑの基準位置Ｗからの回転角度を度数表示するとともに、ルーローの三角形Ｔの重心Ｇの周回数をカギ括弧内に示している。また、重心Ｇの概略軌跡を渦巻きで表示し、その周回数を理解し易くしている。

因みに、ルーローの三角形Ｔが正四角形Ｓ内で回転したときの当該ルーローの三角形Ｔの重心Ｇの軌跡は、図８（Ｇ）に示すように、四隅部が前記正四角形Ｓの中心Ｏを中心とする内接円よりも曲率半径が小さい、所定の楕円形状の一部を当該四隅部に備えた形状（以下、亜円形状Ｋという）になっている。

そして、本発明においては、正四角形Ｓ内で上記のような挙動を示すルーローの三角形Ｔが攪拌フィン３２の形状に適用されているとともに、正四角形Ｓが第１および第２攪拌搬送部材３０１，３０２の主要される第１および第２攪拌搬送室Ｖ１，Ｖ２に適用されている。

従って、攪拌フィン３２は、その重心を前記亜円形状Ｋに沿うように周回させることにより、第１攪拌搬送部材３０１においては、その攪拌フィン３２の周縁が必ず平板状底板２２２、前方板２４および仕切り板２６に摺接または接触に近い状態まで近接した状態になるとともに、第２攪拌搬送部材３０２においては、その攪拌フィン３２の周縁が必ず平板状底板２２２および仕切り板２６に摺接または接触に近い状態まで近接することになる。従って、第１および第２攪拌搬送室Ｖ１，Ｖ２内に位置したトナーは、必ず攪拌フィン３２の頂点または円弧状の縁部によってほとんど死角がない状態で第１および第２攪拌搬送室Ｖ１，Ｖ２の内壁面から掻き取られる状態になるため、第１および第２攪拌搬送室Ｖ１，Ｖ２内にトナーが蓄積されるような不都合の発生が有効に回避される。

以下、回転機構５０について図９を基に、必要に応じて他の図面も参照しながら説明する。図９は、回転機構５０の一実施形態を示す斜視図である。なお、図９におけるＸおよびＹによる方向表示は、図２の場合と同様（Ｘは左右方向（−Ｘ：左方、＋Ｘ：右方）、Ｙは前後方向（−Ｙ：前方、＋Ｙ：後方））である。

図９に示すように、回転機構５０は、筐体２１の一対の側板２３に左右方向で対向してそれぞれ設けられた亜円孔５１０（図９では右側のもののみ示している。左側の亜円孔５１０は図２参照）と、この亜円孔５１０の内周面に形成された内歯ギヤ５１と、各内歯ギヤ５１に噛合するように攪拌搬送部材３０の重心軸３１の両端部にそれぞれ同心で一体回転可能に外嵌された一対の周回ギヤ５２（図９では右側のもののみ示している。左側の周回ギヤ５２は図２参照）と、前記一対のガイド板２７２の対向面にそれぞれ凹設され、かつ、重心軸３１の各端部が嵌め込まれてガイドされる左右方向一対の環状ガイド溝５３と、プリンタ本体１１側に設けられた駆動源６０からの駆動力が伝達される駆動力被伝達ギヤ５４とを備えている。

前記各内歯ギヤ５１は、攪拌フィン３２が攪拌搬送室Ｖの内壁面に摺接または接触に近い状態まで近接しながら図７および図８に示すルーローの回転を行った状態で攪拌フィン３２の重心軸３１の図８（Ｇ）に示す亜円形状Ｋに相当する軌跡より大きめの軌跡（具体的には重心軸３１の軸心の軌跡よりも径方向に周回ギヤ５２の半径分だけ大きい軌跡）に沿うように形成されている。

前記環状ガイド溝５３は、ルーローの三角形の形状を呈した攪拌フィン３２が攪拌搬送室Ｖ内でその内壁面に摺接または接触に近い状態まで近接しながらルーローの回転を行った状態で、重心軸３１の軸心の前記亜円形状Ｋを呈する周回軌跡に沿うように凹設されている（図２参照）。

従って、駆動源６０からの駆動力が前記駆動力被伝達ギヤ５４を介して重心軸３１に伝達されることにより当該重心軸３１が軸心回りに回転すると、この回転は、内歯ギヤ５１に噛合している周回ギヤ５２に伝達される。これにより周回ギヤ５２が重心軸３１回りに回転すると、当該周回ギヤ５２は、内歯ギヤ５１に噛合していることにより内歯ギヤ５１に沿って移動することになるが、重心軸３１の小径先端部３１１が環状ガイド溝５３に嵌め込まれて当該環状ガイド溝５３に案内される。

これにより周回ギヤ５２は、内歯ギヤ５１から外れることなく内歯ギヤ５１に対する噛合を継続しながら亜円孔５１０に沿って周回するため、結果として重心軸３１を介して周回ギヤ５２と一体の攪拌フィン３２は、攪拌搬送室Ｖの内壁面に沿ったルーローの回転を行うことになる。

一方、前記駆動源６０は、プリンタ本体１１の図略のフレームに縦置きで装着された駆動モータ６１と、この駆動モータ６１の駆動軸６１１に同心で一体回転可能に外嵌されたウォーム６２とを備えている。前記駆動モータ６１は、その下端部から下方に向かって突設されたブラケット６１２を有している一方、プリンタ本体１１のフレームには、前記駆動力被伝達ギヤ５４の直下位置で左右方向に延びる支持軸６３を有している。

前記駆動モータ６１は、ブラケット６１２が回動可能に支持軸６３に外嵌されることにより、支持軸６３回りに回動可能に軸支されている。そして、前記支持軸６３は、駆動モータ６１が支持軸６３から立設された状態でウォーム６２が駆動力被伝達ギヤ５４と噛合するように設置位置が設定されている。前記駆動軸６１１は、駆動モータ６１が支持軸６３から立設された状態で前記支持枠体２７から若干上方へ突出するように長さ寸法が設定されている。

また、前記支持枠体２７の一対の突設板２７１の上縁部間には、駆動軸６１１が左右方向に向けて横振れするのを防止するとともに、前後方向への移動を案内する横振れ防止板６４が架設されている。この横振れ防止板６４には、周方向の中央部に前後方向に延びた案内長孔６４１が穿設されている。そして、ウォーム６２は、駆動軸６１１の上端に同心で突設されたウォーム６２より小径の嵌挿軸６２１を有し、この嵌挿軸６２１が前記横振れ防止板６４の案内長孔６４１に貫通されることにより、左右方向の横振れば防止された状態で前後方向に向けて支持軸６３回りに正逆回動し得るようになっている。

また、前記横振れ防止板６４の前端部からは係止突片６４２が突設され、この係止突片６４２と前記駆動軸６１１の嵌挿軸６２１との間には、伸長状態の付勢部材としてのコイルスプリング６５が張設されている。これにより前記ウォーム６２は、この駆動軸６１１を介して常に駆動力被伝達ギヤ５４へ向けて付勢されているため、駆動力被伝達ギヤ５４が重心軸３１の小径先端部３１１を介し環状ガイド溝５３に沿って周回しても、ウォーム６２の駆動力被伝達ギヤ５４に対する噛合状態が確保される。

そして、攪拌フィン３２が駆動モータ６１の駆動によりルーローの回転を行う第１および第２攪拌搬送室Ｖ１，Ｖ２内に充填されているトナーが亜円孔５１０から外部に漏洩するのを防止するために、本実施形態においては、側板２３と重心軸３１との間に図２および図６に示すような漏洩防止カバー７０が介設されている。

この漏洩防止カバー７０は、所定の軟質の合成樹脂やゴム等の可撓性材料からなる漏斗状に形成された蛇腹部材７１と、この蛇腹部材７１の先細りの先端に設けられた装着環７２と、蛇腹部材７１の装着環７２と反対側に設けられたフランジ部７３とを備えている。

前記蛇腹部材７１は、内径寸法が摺接状態で重心軸３１に外嵌し得るように設定されている。また、前記フランジ部７３は、一辺の長さが前記亜円孔５１０を塞ぎ得るように設定された正方形状に設定されている。

前記装着環７２は、周回ギヤ５２や駆動力被伝達ギヤ５４が重心軸３１に外嵌される前に重心軸３１に外嵌されて周回ギヤ５２と端の攪拌フィン３２との間に装着される。また、前記フランジ部７３は、装着環７２が重心軸３１に外嵌された状態で蛇腹部材７１が亜円孔５１０を塞ぐように側板２３にねじ止め等によって固定される。

かかる漏洩防止カバー７０によれば、亜円孔５１０からのトナーの漏洩が蛇腹部材７１により防止されるとともに、重心軸３１が環状ガイド溝５３に案内されつつ周回しても、蛇腹部材７１の弾性変形でその周回が吸収される。

以上詳述したように、本発明に係る現像装置２０は、筐体２１内に充填されたトナーを感光体ドラム１３１に供給するものであり、筐体２１内には、トナーを感光体ドラム１３１に供給するべく回転しながら攪拌しつつ搬送する攪拌搬送部材３０が設けられ、この攪拌搬送部材３０は、トナーの搬送方向と直交する方向から見て略ルーローの多角形の形状とされている部分（本実施形態では攪拌フィン３２）を少なくとも一部に有しているため、攪拌搬送部材３０を、ルーローの多角形（本実施形態ではルーローの三角形）における頂点を中心とした円弧の曲率半径を一辺とする、例えば正四角形からなる所定の枠（本実施形態では第１および第２攪拌搬送室Ｖ１，Ｖ２の内壁面）内で回転させることにより、ルーローの多角形の重心位置が反対方向に向けて胴部の角速度の数倍の角速度（例えば、ルーローの多角形が三角形の場合は３倍、五角形の場合は５倍、７角形の場合は７倍等）で周回する。

従って、第１および第２攪拌搬送室Ｖ１，Ｖ２内で攪拌フィン３２を回転させることにより、第１および第２攪拌搬送室Ｖ１，Ｖ２内のトナーは、攪拌フィン３２の重心位置の近傍にあるものとその周りにあるものとの間で互いに反対方向に向かう力が作用し、これによってトナーが効率的に攪拌されるため、従来の攪拌搬送部材が通常のスパイラルフィーダのように位置が固定された軸心回りに回転するものに比べて現像装置の筐体２１内のトナーをより確実に攪拌することができる。

また、攪拌搬送部材３０を筐体２１の第１および第２攪拌搬送室Ｖ１，Ｖ２内で回転させると、攪拌搬送部材３０におけるルーローの三角形形の頂点部分を、第１および第２攪拌搬送室Ｖ１，Ｖ２の隅部に極めて接近した状態とすることができるため、従来の攪拌搬送部材３０が固定された軸心回りに回転するものと比較して筐体２１内の隅部に堆積するトナーの量を少なくすることができる。

また、攪拌搬送部材３０を四角の第１および第２攪拌搬送室Ｖ１，Ｖ２内で回転させると、攪拌フィン３２に形成された角部の数に応じた所定の角度の回転毎に攪拌フィン３２の近傍に位置したトナーに加わる力の方向が急激に変化するため（すなわち変位点が存在するため）、これによっても変位点が存在しない従来の攪拌フィン３２に比べて現像装置の筐体２１内のトナーを十分に攪拌することができる。

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。

（１）上記の実施形態においては、本発明に係る現像装置２０が適用される画像形成装置としてプリンタ１０を例に挙げて説明したが、画像形成装置がプリンタ１０であることに限定されるものではなく、複写機やファクシミリ装置であってもよい。

（２）上記の実施形態においては、攪拌搬送室Ｖとして２室（第１および第２攪拌搬送室Ｖ１，Ｖ２）が採用されているが、１室であってもよいし３室以上であってもよい。

（３）上記の実施形態においては、攪拌搬送部材３０として攪拌フィン３２を備えたものが適用されているが、これに代えて端面視でルーローの多角形状を呈する筒状体を採用してもよい。この場合、筒状体の表面に螺旋状の凹部を形成させれば、当該筒状体を攪拌搬送室Ｖ内で回転させることにより、攪拌搬送室Ｖ内のトナーは、螺旋状の凹部に沿って搬送されるとともに、ルーローの多角形状の筒状体の角部が攪拌搬送室Ｖの壁面に摺接または接触に近い状態まで近接しつつ攪拌搬送室Ｖの隅部のトナーを掻き起こすため、攪拌搬送室Ｖ内にトナーが堆積するような不都合の発生が防止される。

本発明に係る現像装置が適用されたプリンタの一実施形態を示す側面断面視の説明図である。 本発明に係る現像装置の内部構造の一実施形態を示す分解斜視図である。 図１に示す内部構造の組み立て斜視図である。 現像装置の外観視の組み立て斜視図である。 図４のＶ−Ｖ線断面図である。 図４のＶＩ−ＶＩ線断面図である。 ルーローの三角形を説明するための説明図であり、（Ａ）〜（Ｆ）は、ルーローの三角形の基準頂点が基準位置から反時計方向に３０°ずつ１５０°まで回転した状態をそれぞれ示している。 ルーローの三角形を説明するための説明図であり、（Ａ）〜（Ｆ）は、ルーローの三角形の基準頂点が基準位置から１８０°反時計方向に回転した状態を始点として反時計方向に３０°ずつ３３０°まで回転した状態をそれぞれ示している。また、（Ｇ）は、ルーローの三角形が正四角形内で回転したときの重心の周回軌跡によって形成された亜円形状を示している。 回転機構の一実施形態を示す斜視図である。

符号の説明

１０ プリンタ（画像形成装置）
１１ プリンタ本体 １２ 用紙貯留部
１２１ 用紙カセット １２２ ピックアップローラ
１２３ 給紙搬送路 １２４ レジストローラ対
１３ 画像形成部 １３１ 感光体ドラム（像担持体）
１３２ 帯電器 １３３ 露光装置
１３４ 転写ローラ １３５ クリーニング装置
１４ 定着部 １４１ 定着ローラ
１４２ 加圧ローラ １４３ 排紙搬送路
１５ 排紙部 １５１ 排紙トレイ
１９ トナーコンテナ ２０ 現像装置
２１ 筐体 ２１ａ 受入開口
２１ｂ トナー供給開口 ２２ 底板
２２１ 円弧状底板 ２２２ 平板状底板
２３ 側板 ２４ 前方板
２４１ コンテナ支持板 ２５１ 層厚規制ブレード
２５ 天板 ２６ 仕切り板
２６１ 通過開口 ２７ 支持枠体
２７１ 突設板 ２７２ ガイド板
３０ 攪拌搬送部材 ３０１ 第１攪拌搬送部材
３０２ 第２攪拌搬送部材 ３１ 重心軸（回転軸）
３１１ 小径先端部 ３２ 攪拌フィン
３２０ スパイラルフィーダ ４０ 現像ローラ
５０ 回転機構 ５１ 内歯ギヤ
５１０ 亜円孔 ５２ 周回ギヤ
５３ 環状ガイド溝 ５４ 駆動力被伝達ギヤ
６０ 駆動源 ６１ 駆動モータ
６１１ 駆動軸 ６１２ ブラケット
６２ ウォーム ６３ 支持軸
６４ 防止板 ６４１ 案内長孔
６４２ 係止突片 ６５ コイルスプリング
７０ 漏洩防止カバー ７１ 蛇腹部材
７２ 装着環 ７３ フランジ部
Ｖ 攪拌搬送室 Ｖ１ 第１攪拌搬送室
Ｖ２ 第２攪拌搬送室 Ｇ 重心
Ｋ 亜円形状 Ｌ 垂線
Ｎ ニップ部 Ｏ 中心
Ｐ 用紙 Ｐ１ 用紙束
Ｑ 基準頂点 Ｓ 正四角形
Ｔ 三角形 Ｗ 基準位置

Claims (6)

1. 所定の筐体内に充填された現像剤を像担持体に供給する現像装置であって、
   前記筐体内には、現像剤を前記像担持体に供給するべく回転しながら攪拌しつつ搬送する攪拌搬送部材が設けられ、
   前記攪拌搬送部材は、前記現像剤の搬送方向と直交する方向から見て略ルーローの多角形の形状とされている部分を少なくとも一部に有することを特徴とする現像装置。
2. 前記筐体は、前記攪拌部材の回転に応じて前記略ルーローの多角形の各頂点が摺接または接触に近い状態まで近接する壁面を備えた攪拌搬送室を備えることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 前記攪拌搬送室は、互いに対向した端壁を有し、前記攪拌搬送部材は、前記一対の端壁間に架設された回転軸と、前記回転軸に同心で一体回転可能に固定された複数枚の攪拌フィンとを有し、前記攪拌フィンが前記略ルーローの多角形の形状とされている部分であることを特徴とする請求項２記載の現像装置。
4. 前記攪拌搬送部材は、一対が互いに平行に配設され、
   前記筐体には、各攪拌搬送部材が装着される一対の前記攪拌搬送室間に前記各攪拌フィンの角部が摺接または接触に近い状態まで近接する仕切り板が設けられ、
   前記仕切り板の両端部には、一対の攪拌搬送室間で現像剤を通過させる通過開口が設けられ、
   前記筐体の前記像担持体と対向した面には、現像剤を像担持体に供給するための供給開口が設けられていることを特徴とする請求項３記載の現像装置。
5. 前記互いに対向した端壁の一方側に前記攪拌搬送部材を回転させるための回転機構が設けられていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の現像装置。
6. 前記多角形は、三角形であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の現像装置。

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