JP2009115937A - 現像剤撹拌装置、現像装置、及び、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像装置内に収容された現像剤をダメージを与えることなく上下方向にも充分に撹拌できて、地肌汚れやトナー飛散が生じることがなく、比較的小型化された、現像剤撹拌装置、現像装置、及び、画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置に収容された現像剤を現像装置から取出して撹拌した後に現像装置に戻す現像剤撹拌装置であって、内壁に螺旋状羽根部材７１ａが形成されるとともに螺旋状羽根部材７１ａとともに所定方向に回転して現像剤を撹拌する撹拌部７１を備える。現像装置２３から取出した現像剤を撹拌部７１の一端側に送入する送入部７２ａの一部を撹拌部７１の内部に配設する。送入部７１ａは、撹拌部７１とともに所定方向に回転して現像剤を撹拌部７１の回転軸方向に搬送するスクリュ部材７５を具備する。
【選択図】図５

Description

この発明は、現像装置に収容された現像剤を現像装置から取出して撹拌した後に現像装置に戻す現像剤撹拌装置と、それを備えた画像形成装置と、現像剤撹拌装置に接続された現像装置と、に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に設置される現像装置において、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤（添加剤等を添加する場合も含むものとする。）を、複数の搬送スクリュ（搬送部材）を用いて長手方向に循環しながら現像工程をおこなう技術が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２等参照。）。

２成分現像剤を用いた現像装置は、装置内におけるトナー消費に応じて、装置の一部に設けられたトナー補給口から現像装置内に適宜にトナーが補給される。補給されたトナーは、現像装置内の現像剤とともに、搬送スクリュによって長手方向に循環搬送されながら撹拌・混合される。撹拌・混合された現像剤は、その一部が現像ローラに供給される。現像ローラに担持された現像剤は、ドクターブレードによって適量に規制された後に、その２成分現像剤中のトナーが感光体ドラム（像担持体）との対向位置で感光体ドラム上の潜像に付着する。

一方、特許文献３等には、現像装置に収容された現像剤の濃度を適正化することを目的として、現像装置に収容された現像剤を現像装置から取出して現像剤濃度を適正化した後に現像装置に戻す技術が開示されている。

特開２００７−２４９１６３号公報 特開２００７−１０９８１号公報 特開平７−２２５５１５号公報

従来の現像装置は、装置内の現像剤を上下方向に均一に撹拌・混合するのが難しかった。特に、現像剤を長手方向に循環搬送する現像装置は、装置の小型化が達成されるものの、このような問題が無視できないものになっていた。そして、現像装置内の現像剤が充分に撹拌・混合されないことにより、現像剤中のトナーの帯電量が不充分になってしまって（弱帯電トナーや逆帯電トナーが生じてしまって）、出力画像上に地肌汚れ（非画像部にトナーが付着する現象である。）が生じてしまったり、トナー飛散が生じてしまったりしていた。

このような問題を解決するために、搬送スクリュの回転速度を高速化して、装置内を循環する現像剤に対する撹拌・混合性を高める方策が考えられる。しかし、その場合、搬送スクリュの高速化により、装置内の現像剤に与えるダメージが大きくなって、現像剤の寿命を早めてしまうことになる。

一方、上述した特許文献３等の技術は、現像装置に収容された現像剤の濃度を適正化することを目的としたものであって、上述した問題を直接的に解決するものではない。また、特許文献３等の技術は、現像装置の外部に設置する現像剤適正化手段が大型化してしまっていた。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、現像装置内に収容された現像剤をダメージを与えることなく上下方向にも充分に撹拌できて、地肌汚れやトナー飛散が生じることがなく、比較的小型化された、現像剤撹拌装置、現像装置、及び、画像形成装置を提供することにある。

この発明の請求項１記載の発明にかかる現像剤撹拌装置は、像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置に収容された現像剤を当該現像装置から取出して撹拌した後に当該現像装置に戻す現像剤撹拌装置であって、内壁に螺旋状羽根部材が形成されるとともに、前記螺旋状羽根部材とともに所定方向に回転して現像剤を撹拌する撹拌部を備え、前記現像装置から取出した現像剤を前記撹拌部の一端側に送入する送入部の一部を前記撹拌部の内部に配設して、前記送入部は、前記撹拌部とともに所定方向に回転して現像剤を当該撹拌部の回転軸方向に搬送するスクリュ部材を具備したものである。

また、請求項２記載の発明にかかる現像剤撹拌装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記撹拌部の他端側から送出された現像剤を前記現像装置に向けて搬送する送出部をさらに備えたものである。

また、請求項３記載の発明にかかる現像剤撹拌装置は、前記請求項２に記載の発明において、前記送出部は、粉体ポンプを具備したものである。

また、請求項４記載の発明にかかる現像剤撹拌装置は、前記請求項３に記載の発明において、前記粉体ポンプを、一軸偏心スクリューポンプ又はエアーポンプとしたものである。

また、請求項５記載の発明にかかる現像剤撹拌装置は、前記請求項２〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記送出部は、ロータリーフィーダを具備したものである。

また、請求項６記載の発明にかかる現像剤撹拌装置は、前記請求項２〜請求項５のいずれかに記載の発明において、前記撹拌部と前記送出部との間にシール部材を具備したものである。

また、請求項７記載の発明にかかる現像剤撹拌装置は、前記請求項１〜請求項６のいずれかに記載の発明において、新品のトナー又は／及びキャリアを補給する補給部を前記送入部に接続したものである。

また、請求項８記載の発明にかかる現像剤撹拌装置は、前記請求項１〜請求項７のいずれかに記載の発明において、前記撹拌部は、円筒状に形成されたものである。

また、請求項９記載の発明にかかる現像剤撹拌装置は、前記請求項１〜請求項８のいずれかに記載の発明において、前記現像装置は、装置内の現像剤を長手方向に循環させるための複数の搬送部材を備えたものである。

また、請求項１０記載の発明にかかる現像剤撹拌装置は、前記請求項１〜請求項９のいずれかに記載の発明において、前記現像剤を、キャリアとトナーとからなる２成分現像剤としたものである。

また、この発明の請求項１１記載の発明にかかる現像装置は、請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の現像剤撹拌装置に接続されるものである。

また、請求項１２記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１１に記載の発明において、前記現像剤撹拌装置に対して着脱自在に構成されたものである。

また、この発明の請求項１３記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の現像剤撹拌装置と前記現像装置とを備えたものである。

本発明は、内壁に螺旋状羽根部材が形成されて螺旋状羽根部材とともに所定方向に回転して現像剤を撹拌する撹拌部を、現像剤撹拌装置に設置している。さらに、送入部の一部を撹拌部の内部に配設するとともに、撹拌部とともに回転して現像剤を搬送するスクリュ部材を送入部に設置している。これにより、現像装置内に収容された現像剤をダメージを与えることなく上下方向にも充分に撹拌できて、地肌汚れやトナー飛散が生じることがなく、比較的小型化された、現像剤撹拌装置、現像装置、及び、画像形成装置を提供することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１〜図６にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのカラー複写機の装置本体、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応したプロセスカートリッジ、２１は各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫにそれぞれ収容された像担持体としての感光体ドラム、２２は感光体ドラム２１上を帯電する帯電部、２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫは感光体ドラム２１上に形成される静電潜像を現像する現像装置（現像部）、２４は感光体ドラム２１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２７に転写する転写バイアスローラ、２５は感光体ドラム２１上の未転写トナーを回収するクリーニング部を示す。

また、２７は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、２８は中間転写ベルト２７上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する第２転写バイアスローラ、２９は中間転写ベルト２７上の未転写トナーを回収する中間転写ベルトクリーニング部、３０は４色カラーのトナー像が転写された記録媒体Ｐを搬送する搬送ベルト、５１は原稿Ｄを原稿読込部５５に搬送する原稿搬送部、５５は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部（スキャナ）、６１は転写紙等の記録媒体Ｐが収納される給紙部、６６は記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する定着部を示す。

ここで、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、それぞれ、感光体ドラム２１、帯電部２２、クリーニング部２５が、一体化されたものである。各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫにおける感光体ドラム２１上では、それぞれ、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の画像形成がおこなわれる。
また、各現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫは、それぞれ、現像剤撹拌装置７０（図２を参照できる。）に着脱自在に接続されている。なお、現像剤撹拌装置７０の構成・動作については、後で図２〜図６にて詳しく説明する。

以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部５１の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部５５のコンタクトガラス５３上に載置される。そして、原稿読込部５５で、コンタクトガラス５３上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。

詳しくは、原稿読込部５５は、コンタクトガラス５３上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部（不図示である。）で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。

そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応するプロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの感光体ドラム２１上に向けて発せられる。

一方、４つの感光体ドラム２１は、それぞれ、図１の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム２１の表面は、帯電部２２との対向位置で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム２１上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム２１表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部２において、光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応して射出される。レーザ光は、ポリゴンミラー３に入射して反射した後に、レンズ４、５を透過する。レンズ４、５を透過した後のレーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。

イエロー成分に対応したレーザ光は、ミラー６〜８で反射された後に、紙面左側から１番目のプロセスカートリッジ２０Ｙの感光体ドラム２１表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラー３により、感光体ドラム２１の回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部２２にて帯電された後の感光体ドラム２１上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。

同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、ミラー９〜１１で反射された後に、紙面左から２番目のプロセスカートリッジ２０Ｍの感光体ドラム２１表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、ミラー１２〜１４で反射された後に、紙面左から３番目のプロセスカートリッジ２０Ｃの感光体ドラム１２表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、ミラー１５で反射された後に、紙面左から４番目のプロセスカートリッジ２０ＢＫの感光体ドラム２１表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム２１表面は、それぞれ、現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫとの対向位置に達する。そして、各現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫから感光体ドラム２１上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム２１上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム２１表面は、それぞれ、中間転写ベルト２７との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト２７の内周面に当接するように転写バイアスローラ２４が設置されている。そして、転写バイアスローラ２４の位置で、中間転写ベルト２７上に、感光体ドラム２１上に形成された各色の画像が、順次重ねて転写される（第１転写工程である。）。

そして、第１転写工程後の感光体ドラム２１表面は、それぞれ、クリーニング部２５との対向位置に達する。そして、クリーニング部２５で、感光体ドラム２１上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム２１表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム２１における一連の作像プロセスが終了する。

他方、感光体ドラム２１上の各色の画像が重ねて転写された中間転写ベルト２７表面は、図中の矢印方向に走行して、第２転写バイアスローラ２８の位置に達する。そして、第２転写バイアスローラ２８の位置で、記録媒体Ｐ上に中間転写ベルト２７上のフルカラーの画像が２次転写される（第２転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト２７表面は、中間転写ベルトクリーニング部２９の位置に達する。そして、中間転写ベルト２７上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部２９に回収されて、中間転写ベルト２７上の一連の転写プロセスが完了する。

ここで、第２転写バイアスローラ２８位置の記録媒体Ｐは、給紙部６１から搬送ガイド６３、レジストローラ６４等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部６１から、給紙ローラ６２により給送された転写紙Ｐが、搬送ガイド６３を通過した後に、レジストローラ６４に導かれる。レジストローラ６４に達した記録媒体Ｐは、中間転写ベルト２７上のトナー像とタイミングを合わせて、第２転写バイアスローラ２８の位置に向けて搬送される。

その後、フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、搬送ベルト３０により、定着部６６に導かれる。定着部６６では、加熱ローラ６７と加圧ローラ６８とのニップにて、カラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Ｐは、排紙ローラ６９によって、装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２〜図６にて、本実施の形態１において特徴的な、現像剤撹拌装置７０の構成・動作について詳述する。
図２は、現像剤撹拌装置７０と現像装置２３とを示す斜視図である。図３は作像部を示す概略断面図であり、図４は現像装置２３を示す長手方向（図３の紙面垂直方向である。）の断面図である。また、図５は現像剤撹拌装置７０の撹拌部７１を示す断面図であり、図６は現像剤撹拌装置７０の一軸偏心スクリューポンプ７４を示す断面図である。
なお、装置本体１に設置される４つの作像部は、作像プロセスに用いられるトナーＴの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、プロセスカートリッジや現像装置における符号のアルファベット（Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫ）を省略して図示する。

図２に示すように、現像装置２３には、現像剤撹拌装置７０が接続されている。現像剤撹拌装置７０は、現像装置２３に収容された現像剤を現像装置２３から取出して撹拌した後に現像装置２３に戻すものである。現像剤撹拌装置７０は、撹拌部７１、送入部としての送入管７２、送出部としての送出管７３、粉体ポンプとしての一軸偏心スクリューポンプ７４、駆動モータ８１、８４等で構成されている。また、現像剤撹拌装置７０の送入管７２（水平送入管７２ａ）には、新品のトナーを補給する補給部としてのトナー容器３がトナー補給管７６を介して接続されている。

ここで、現像装置２３は、現像剤撹拌装置７０に対して着脱自在に構成されている。詳しくは、現像装置２３は、排出口Ａの位置で送入管７２に対して装着・脱離できるとともに、供給口Ｂの位置で送出管７３に対して装着・脱離できるように構成されている。このような構成により、メンテナンスや交換の頻度が比較的高い現像装置２３に対する、メンテナンス・交換の作業性が向上することになる。
なお、図示は省略するが、現像装置２３及び現像剤撹拌装置７０は、それぞれ、現像装置２３の着脱動作に連動して開閉するシャッター機構を、排出口Ａ及び供給口Ｂの位置に備えている。これにより、現像装置２３の着脱動作にともなう現像剤の飛散を抑止することができる。

図３に示すように、プロセスカートリッジ２０には、主として、像担持体としての感光体ドラム２１と、帯電部２２と、クリーニング部２５とが、ケース２６に一体的に収納されている。クリーニング部２５には、感光体ドラム２１に当接するクリーニングブレード２５ａ及びクリーニングローラ２５ｂが設置されている。

現像装置２３は、主として、感光体ドラム２１に対向する現像ローラ２３ａと、現像ローラ２３ａに対向する第１搬送スクリュ２３ｂ（搬送部材）と、仕切部材２３ｅを介して第１搬送スクリュ２３ｂに対向する第２搬送スクリュ２３ｃ（搬送部材）と、現像ローラ２３ａに対向するドクターブレード２３ｄと、で構成される。

また、現像装置２３には、仕切部材２３ｅで隔絶された第１現像剤収容部２３ｇと第２現像剤収容部２３ｈとが設けられている。図４を参照して、第１現像剤収容部２３ｇと第２現像剤収容部２３ｈとは、長手方向の右側端部（仕切部材２３ｅが介在しない範囲である。）で連通するとともに、長手方向の左側端部で排出口Ａ及び供給口Ｂを介して現像剤撹拌装置７０に接続されて、現像剤の循環経路を形成している。第１現像剤収容部２３ｇには、現像ローラ２３ａ、第１搬送スクリュ２３ｂ、ドクターブレード２３ｄ、供給口Ｂ、が配設されている。第２現像剤収容部２３ｈには、第２搬送スクリュ２３ｃ、磁気センサ４０、排出口Ａ、が配設されている。

図４を参照して、現像ローラ２３ａは、内部に固設されてローラ周面に磁極を形成するマグネット２３ａ１と、非磁性材料からなりマグネット２３ａ１の周囲を回転するスリーブ２３ａ２と、で構成される。マグネット２３ａ１によって現像ローラ２３ａ（スリーブ２３ａ２）上に複数の磁極（主極、搬送極、汲み上げ極、剤切り極等である。）が形成される。

現像ローラ２３ａ（スリーブ２３ａ２）は、装置本体１に設置された不図示の駆動モータに連結されていて、駆動モータによって回転駆動される。また、図示は省略するが、現像ローラ２３ａと、第１搬送スクリュ２３ｂ及び第２搬送スクリュ２３ｃとは、ギア列によって駆動連結されている。これにより、現像ローラ２３ａが駆動モータによって回転駆動されるのにともない、それに従動して第１搬送スクリュ２３ｂ及び第２搬送スクリュ２３ｃも回転駆動される。

現像装置２３内には、トナーＴとキャリアＣとからなる２成分現像剤Ｇが収容されている。
本実施の形態１におけるトナーＴ（現像剤Ｇ中のトナーとトナー容器３２内のトナーとである。）は、樹脂及び着色剤からなるトナー母体粒子や添加剤を含有する。
また、本実施の形態１におけるトナーＴは、単量体を使用して乳化重合、懸濁重合等の重合反応によって合成する方法や、樹脂自体を熱等によって熔融し噴霧して微粒子化する方法や、水中等へ分散することによって所定の粒子サイズにして得られる母体粒子に添加剤をヘンシェルミキサー等で混合付着させる方法によって製造することができる。

また、本実施の形態１におけるキャリアＣは、磁性を有する核体粒子に被覆層が形成されたものである。
キャリアＣの核体粒子としては、鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性金属やマグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の合金又はその化合物等が用いられる。

先に述べた作像プロセスを、現像工程を中心にしてさらに詳しく説明する。
現像ローラ２３ａは、図３中の矢印方向に回転している。現像装置２３内の現像剤Ｇは、図４に示すように、間に仕切部材２３ｅを介在するように配設された第１搬送スクリュ２３ｂ及び第２搬送スクリュ２３ｃの矢印方向の回転によって、現像剤撹拌装置７０を介して長手方向に循環する（図４中の破線矢印方向の循環である。）。第１搬送スクリュ２３ｂは供給口Ｂから供給された現像剤Ｇ（現像剤撹拌装置７０によって充分に撹拌された現像剤である。）を図４中の右側に搬送して、第２搬送スクリュ２３ｃは現像剤Ｇを排出口Ａに向けて図４中の左側（第１搬送スクリュ２３ｂの搬送方向とは逆の方向である。）に搬送する。

その後、排出口Ａから排出された現像剤は、図２を参照して、トナー容器３２からトナー補給管７６を介して補給された新品トナーとともに、送入管７２を介して撹拌部７１に送入され、撹拌部７１にて充分に撹拌・混合される。撹拌部７１で撹拌・混合された現像剤は、撹拌部７１から排出され垂直送出部７３ａを自重落下した後に、一軸偏心スクリューポンプ７４によって送出管７３を介して供給口Ｂから現像装置２３内に供給される。

図３及び図４を参照して、摩擦帯電してキャリアＣに吸着したトナーＴは、キャリアＣとともに現像ローラ２３ａ上に担持される。現像ローラ２３ａ上に担持された現像剤Ｇは、その後にドクターブレード２３ｄの位置に達する。そして、現像ローラ２３ａ上の現像剤Ｇは、ドクターブレード２３ｄの位置で適量に調整された後に、感光体ドラム２１との対向位置（現像領域である。）に達する。

その後、現像領域において、現像剤Ｇ中のトナーＴが、感光体ドラム２１表面に形成された静電潜像に付着する。詳しくは、レーザ光Ｌが照射された画像部の潜像電位（露光電位）と、現像ローラ２３ａに印加された現像バイアスとの、電位差（現像ポテンシャル）によって形成される電界によって、トナーＴが潜像に付着する。

その後、現像工程にて感光体ドラム２１に付着したトナーＴは、そのほとんどが中間転写ベルト２７上に転写される。そして、感光体ドラム２１上に残存した未転写のトナーＴが、クリーニングブレード２５ａ及びクリーニングローラ２５ｂによってクリーニング部２５内に回収される。

ここで、現像剤撹拌装置７０に接続されたトナー容器３２（補給部）は、交換自在に構成されている。トナー容器３２から排出された新品トナーＴは、トナー搬送管７６（駆動モータ８６によって回転駆動される搬送スクリュが内設されている。）、水平送入管７２ａを介して、撹拌部７１に送入される。トナー容器３２内には、新品のトナーＴ（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれかである。）が収容されている。

なお、トナー容器３２内のトナーＴは、現像装置２３内のトナーＴの消費にともない、撹拌部７１（現像装置２３）内に向けて適宜に補給されるものである。現像装置２３内のトナーＴの消費は、現像装置２３の第２搬送スクリュ２３ｃの下方に設置された磁気センサ４０（トナー濃度検知手段）や、感光体ドラム２１に対向するフォトセンサ（不図示である。）によって検出される。そして、磁気センサ４０やフォトセンサの検知結果が狙いのトナー濃度（現像剤Ｇ中のトナーＴの割合である。）の範囲に対応する出力値になるように、トナー容器３２から現像剤撹拌装置７０を介して現像装置２３にトナーが補給される。
現像装置２３に補給するトナー補給量の調整は、駆動モータ８６の駆動時間を制御することによっておこなわれる。

図５を参照して、現像剤撹拌装置７０の撹拌部７１について詳述する。
撹拌部７１は、略円筒状に形成されていて、その内壁に螺旋状羽根部材７１ａが一体的に形成されている。撹拌部７１は、現像剤撹拌装置７０のフレーム（不図示である。）に回転自在に支持されるとともに、駆動モータ８１に連結されている。そして、駆動モータ８１が稼動することで、螺旋状羽根部材７１ａとともに所定方向に回転して撹拌部７１内に送入された現像剤を撹拌・混合しながら図５の右側から左側に搬送する。

このような構成により、撹拌部７１において、現像剤は、上下方向にも充分かつ均一に撹拌・混合されることになる。すなわち、撹拌部７１の下方にある現像剤は、撹拌部７１自体の回転によって、上方にある現像剤と入れ替わるように撹拌・混合されることになる。したがって、現像装置２３内には常に充分に撹拌されて充分に帯電された現像剤が供給されることになり、現像剤の撹拌不足による地肌汚れやトナー飛散の発生を確実に抑止することができる。また、本実施の形態１における現像剤撹拌装置７０の構成は比較的コンパクトであるとともに、撹拌部７１自体の回転によって現像剤を効率的に撹拌・混合しているため現像剤に与えるダメージを小さくすることができる。

また、本実施の形態１では、図５に示すように、送入管７２（水平送入管７２ａ）の一部を、撹拌部７１の内部に配設している。そして、水平送入管７２ａ（回転しないようにフレームに保持されている。）の内部には、スクリュ部材としての搬送スクリュ７５が設置されている。搬送スクリュ７５は、駆動モータ８１に連結されていて、駆動モータ８１が稼動することで撹拌部７１とともに所定方向に回転して現像剤を撹拌部の回転軸方向に搬送する（図５の左側から右側への搬送である。）。そして、搬送スクリュ７５は、現像装置２３の排出口Ａから排出された現像剤を水平送入管７２ａの右端開口から排出して、撹拌部７１に現像剤を送入する。
このように、水平送入管７２ａ（送入部）の一部を撹拌部７１内に配設することで、撹拌部７１（又は、現像剤撹拌装置７０）の長手方向（図５の左右方向である。）の大きさを小さく設定することができる。したがって、現像剤撹拌装置７０（又は、画像形成装置１）を小型化することができる。さらに、現像剤撹拌装置７０は現像装置２３とは別に設けているために、現像装置２３が大型化するのを抑止することもできる。

また、撹拌部７１の他端側（図５の左側である。）は開口部になっていて、この開口部から現像剤（撹拌部７１の回転によって充分に撹拌・混合された現像剤である。）が垂直送出部７３ａ（送出部）に送出（排出）される。
ここで、図５を参照して、撹拌部７１と垂直送出部７３ａとの間には、シール部材７８が設置されている。具体的には、撹拌部７１の外周面に摺接するように、垂直送出部７３ａの穴部の周囲にパッキン等のシール部材が設置されている。このような構成により、現像剤撹拌装置７０から現像剤が飛散する不具合を抑止することができる。

その後、垂直送出部７３ａを自重落下した現像剤は、図６を参照して、粉体ポンプとしての一軸偏心スクリューポンプ７４の貯溜部に貯溜されて、一軸偏心スクリューポンプ７４によって送出管７３、供給口Ｂを介して現像装置２３内に搬送される。
ここで、一軸偏心スクリューポンプ７４は、ロータ７４ｂ、ステータ７４ａ、ユニバーサルジョイント７４ｃ、駆動モータ８４、等で構成される。ロータ７４ｂ、ステータ７４ａ、ユニバーサルジョイント７４ｃ等は、不図示のケース内に収納されている。ステータ７４ａは、ゴム等の弾性材料からなる雌ねじ状部材であって、その内部にはダブルピッチの螺旋溝が形成されている。ロータ７４ｂは、金属等の剛性材料からなる軸が螺旋状にねじれて形成された雄ねじ状部材であって、ステータ７４ａ内に回動自在に嵌挿されている。ロータ７４ｂの一端は、ユニバーサルジョイント７４ｃを介して、駆動モータ８４に回転自在に連結されている。

このように構成された一軸偏心スクリューポンプ７４は、駆動モータ８４によってステータ７４ａ内のロータ７４ｂを所定方向に回転駆動させることで、吸引口（スクリューポンプ７４の右端である。）に吸引力を発生させる。これによって、貯溜部に貯留された現像剤がステータ７４ａ内に吸引される。ステータ７４ａ内に吸引された現像剤は、ステータ７４ａとロータ７４ｂとの隙間に送入されて、ロータ７４ｂの回転に沿って他端側に送出される。送出された現像剤は、送出管７３を介して現像装置２３内に供給される（図６中の破線矢印方向の移動である。）。
このように、送出部７３に粉体ポンプを設置することで、重力に逆らう方向であっても、多量の現像剤を現像装置２３に向けて容易に搬送することができる。特に、粉体ポンプとして一軸偏心スクリューポンプ７４を用いた場合には、脈流のない定量的な現像剤搬送が可能になる。

以上説明したように、本実施の形態１によれば、内壁に螺旋状羽根部材７１ａが形成されて螺旋状羽根部材７１ａとともに所定方向に回転して現像剤を撹拌する撹拌部７１を、現像剤撹拌装置７０に設置している。さらに、水平送入管７２ａ（送入部）の一部を撹拌部７１の内部に配設するとともに、撹拌部７１とともに回転して現像剤を搬送する搬送スクリュ７５（スクリュ部材）を水平送入管７２ａに内設している。これにより、現像装置２３内に収容された現像剤をダメージを与えることなく上下方向にも充分に撹拌できて、地肌汚れやトナー飛散が生じることがなく、装置の小型化が可能になる。

実施の形態２．
図７にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図７は、実施の形態２における現像装置及び現像撹拌装置を示す斜視図であって、前記実施の形態１における図２に相当する図である。本実施の形態２における現像剤撹拌装置は、送出部７３にエアーポンプ９０が設置されている点が、送出部７３に一軸偏心スクリューポンプ７４が設置されている前記実施の形態１のものと異なる。

図７に示すように、本実施の形態２における現像剤撹拌装置７０も、前記実施の形態１のものと同様に、撹拌部７１、送入部としての送入管７２、送出部としての送出管７３、駆動モータ８１等で構成されている。また、撹拌部７１は、その内壁に螺旋状羽根部材７１ａが形成されていて、螺旋状羽根部材７１ａとともに所定方向に回転するように構成されている。さらに、撹拌部７１の内部には、搬送スクリュ７５が内設された水平送入管７２ａの一部が配設されている。

ここで、本実施の形態２では、送出部７３に設置する粉体ポンプとして、エアーポンプ９０が用いられている。詳しくは、エアーポンプ９０は、ダイヤフラム式エアーポンプであって、吸引口は開放されていて、排出口はチューブ９１を介して垂直送出部７３ａの底部に接続されている。
このような構成により、垂直送出部７３ａを自重落下した現像剤（撹拌部７１によって充分に撹拌された後の現像剤である。）は、垂直送出部７３ａの底部に達すると、エアーポンプ９０から噴出されるエアーとともに送出管７３、供給口Ｂを介して現像装置２３内に搬送される。

このように粉体ポンプとしてエアーポンプ９０を用いた場合には、装置が比較的簡易な構成になるとともに、装置の低廉化が可能になる。
なお、本実施の形態２では、エアーポンプ９０によって送入されたエアーによって現像装置２３内の内圧が上昇する不具合を抑止するために、現像装置２３の天井面に、エアー抜き用の穴と、穴を覆うフィルタ９３と、を設置している。フィルタ９３は、現像装置２３からトナーを噴出させることなく、エアーのみを排出するものである。

以上説明したように、本実施の形態２によれば、前記実施の形態２と同様に、内壁に螺旋状羽根部材７１ａが形成されて螺旋状羽根部材７１ａとともに所定方向に回転して現像剤を撹拌する撹拌部７１を、現像剤撹拌装置７０に設置している。さらに、水平送入管７２ａ（送入部）の一部を撹拌部７１の内部に配設するとともに、撹拌部７１とともに回転して現像剤を搬送する搬送スクリュ７５（スクリュ部材）を水平送入管７２ａに内設している。これにより、現像装置２３内に収容された現像剤をダメージを与えることなく上下方向にも充分に撹拌できて、地肌汚れやトナー飛散が生じることがなく、装置の小型化が可能になる。

実施の形態３．
図８にて、この発明の実施の形態３について詳細に説明する。
図８は、実施の形態３における現像装置及び現像撹拌装置を示す斜視図であって、前記実施の形態２における図７に相当する図である。本実施の形態３における現像剤撹拌装置は、送出部７３にロータリーフィーダ９５が設置されている点が、前記実施の形態２のものと異なる。

図８に示すように、本実施の形態３における現像剤撹拌装置７０も、前記実施の形態２のものと同様に、撹拌部７１、送入部としての送入管７２、送出部としての送出管７３、粉体ポンプとしてのエアーポンプ９０、駆動モータ８１等で構成されている。また、撹拌部７１は、その内壁に螺旋状羽根部材７１ａが形成されていて、螺旋状羽根部材７１ａとともに所定方向に回転するように構成されている。さらに、撹拌部７１の内部には、搬送スクリュ７５が内設された水平送入管７２ａの一部が配設されている。

ここで、本実施の形態３では、垂直送出部７３ａの経路中に、駆動モータ９６によって駆動されるロータリーフィーダ９５を設置している。詳しくは、ロータリーフィーダ９５は、その内部で４〜８枚の羽根が回転していて、上方から送入された現像剤を定量化した後に下方に排出するものである。
このような構成により、垂直送出部７３ａを自重落下する現像剤（撹拌部７１によって充分に撹拌された後の現像剤である。）は、ロータリーフィーダ９５によって定量化された後に垂直送出部７３ａの底部に達して、エアーポンプ９０から噴出されるエアーとともに送出管７３、供給口Ｂを介して現像装置２３内に搬送される。

このように送出部にロータリーフィーダ９５を設置することで、現像剤撹拌装置７０から現像装置２３に戻す現像剤の量を安定化することができるとともに、エアーポンプ９０から噴出されたエアーが垂直送出部７３ａを逆流して撹拌部７１に達する不具合を抑止することができる。

以上説明したように、本実施の形態３によれば、前記各実施の形態と同様に、内壁に螺旋状羽根部材７１ａが形成されて螺旋状羽根部材７１ａとともに所定方向に回転して現像剤を撹拌する撹拌部７１を、現像剤撹拌装置７０に設置している。さらに、水平送入管７２ａ（送入部）の一部を撹拌部７１の内部に配設するとともに、撹拌部７１とともに回転して現像剤を搬送する搬送スクリュ７５（スクリュ部材）を水平送入管７２ａに内設している。これにより、現像装置２３内に収容された現像剤をダメージを与えることなく上下方向にも充分に撹拌できて、地肌汚れやトナー飛散が生じることがなく、装置の小型化が可能になる。

なお、前記各実施の形態では、補給部３２から新品のトナーのみを補給したが、プレミックス現像方式（又は、トリクル現像方式）の現像装置であれば、補給部３２から新品の現像剤（トナーとキャリアとである。）を補給することもできる。その場合には、現像装置２３又は現像撹拌装置７０に、劣化した余剰分の現像剤（キャリア）を排出する排出手段を設けることになる。そして、この場合にも、内壁に螺旋状羽根部材７１ａが形成された撹拌部７１を回転自在に設置するとともに、撹拌部７１の内部に搬送スクリュ７５が内設された送入管７２の一部を配設することで、本実施の形態と同様の効果を奏することになる。

また、本実施の形態では、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫを、それぞれ、感光体ドラム２１、帯電部２２、クリーニング部２５を一体化して構成した。また、各現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫを、単体のユニットとして構成した。これに対して、各現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫを、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫと一体化することもできる。すなわち、プロセスカートリッジ２０を、感光体ドラム２１、帯電部２２、現像装置２３、クリーニング部２５で構成することもできる。この場合にも、本実施の形態と同様の効果を奏することになる。さらには、作像部のメンテナンス性が向上する。

なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す全体構成図である。 現像装置及び現像撹拌装置を示す斜視図である。 作像部を示す概略図である。 現像装置を長手方向にみた断面図である。 現像剤撹拌装置の撹拌部を示す断面図である。 一軸偏心スクリューポンプを示す断面図である。 この発明の実施の形態２における現像装置及び現像撹拌装置を示す斜視図である。 この発明の実施の形態３における現像装置及び現像撹拌装置を示す斜視図である。

符号の説明

１ 画像形成装置本体（装置本体）、
２０、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫ プロセスカートリッジ、
２１ 感光体ドラム（像担持体）、
２３、２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫ 現像装置（現像部）、
３２ トナー容器（補給部）、
７０ 現像剤撹拌装置、
７１ 撹拌部、 ７１ａ 螺旋状羽根部材、
７２ 送入管（送入部）、
７３ 送出管（送出部）、
７４ 一軸偏心スクリューポンプ（粉体ポンプ）、
７５ 搬送スクリュ（スクリュ部材）、
７８ シール部材、
９０ エアーポンプ（粉体ポンプ）、
９５ ロータリーフィーダ、
Ａ 排出口、 Ｂ 補給口。

Claims (13)

1. 像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置に収容された現像剤を当該現像装置から取出して撹拌した後に当該現像装置に戻す現像剤撹拌装置であって、
   内壁に螺旋状羽根部材が形成されるとともに、前記螺旋状羽根部材とともに所定方向に回転して現像剤を撹拌する撹拌部を備え、
   前記現像装置から取出した現像剤を前記撹拌部の一端側に送入する送入部の一部を前記撹拌部の内部に配設して、
   前記送入部は、前記撹拌部とともに所定方向に回転して現像剤を当該撹拌部の回転軸方向に搬送するスクリュ部材を具備したことを特徴とする現像剤搬送装置。
2. 前記撹拌部の他端側から送出された現像剤を前記現像装置に向けて搬送する送出部をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の現像剤撹拌装置。
3. 前記送出部は、粉体ポンプを具備したことを特徴とする請求項２に記載の現像剤撹拌装置。
4. 前記粉体ポンプは、一軸偏心スクリューポンプ又はエアーポンプであることを特徴とする請求項３に記載の現像剤撹拌装置。
5. 前記送出部は、ロータリーフィーダを具備したことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の現像剤撹拌装置。
6. 前記撹拌部と前記送出部との間にシール部材を具備したことを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれかに記載の現像剤撹拌装置。
7. 新品のトナー又は／及びキャリアを補給する補給部を前記送入部に接続したことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の現像剤撹拌装置。
8. 前記撹拌部は、円筒状に形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の現像剤搬送装置。
9. 前記現像装置は、装置内の現像剤を長手方向に循環させるための複数の搬送部材を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の現像剤搬送装置。
10. 前記現像剤は、キャリアとトナーとからなる２成分現像剤であることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の現像剤搬送装置。
11. 請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の現像剤撹拌装置に接続されることを特徴とする現像装置。
12. 前記現像剤撹拌装置に対して着脱自在に構成されたことを特徴とする請求項１１に記載の現像装置。
13. 請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の現像剤撹拌装置と前記現像装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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