JP2010039070A - 現像装置及びこれを用いる画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像装置において充分に帯電されていないトナーが現像ローラに供給されることを抑制して、トナー飛散や画像カブリを低減することができる現像装置及びこれを用いる画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像剤Ｄが収容される現像槽１１１と、現像剤Ｄが搬送される第１搬送路Ｐ，第２搬送路Ｑと、第１搬送路Ｐ内に設けられる第１搬送部材１１２ａと、第２搬送路Ｑ内に設けられる第２搬送部材１１２ｂと、トナーを補給するトナー補給口１１７とを備えた現像装置２において、第１搬送路Ｐの内壁Ｐ１に、その内壁Ｐ１に沿って少なくとも部分的に螺旋状に突出した現像剤を案内するための現像剤案内突起１１８を設けるものとする。
【選択図】図３

Description

本発明は、現像装置及びこれを用いる画像形成装置に係り、特に、電子写真方式によりトナーを用いて画像形成を行う静電複写機、レーザープリンタ及びファクシミリ等の画像形成装置に採用されてトナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤を用いた現像装置及びこれを用いる画像形成装置に関する。

従来から、複写機、プリンタ及びファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置が知られている。電子写真方式の画像形成装置は、感光体ドラム（トナー像担持体）の表面に静電潜像を形成し、現像装置によって感光体ドラムに対してトナーを供給して前記静電潜像を現像し、現像によって感光体ドラムに形成されたトナー像を用紙等のシートに転写して、定着装置によってシートにトナー像を定着させるようになっている。

近年、フルカラー化や高画質化に対応した画像形成装置では、トナーの帯電安定性に優れる２成分現像剤（以下、単に「現像剤」と称する。）がよく使用されている。

この現像剤は、トナーとキャリアとからなり、それらを現像装置内で撹拌することによりトナーとキャリアとが摩擦し、この摩擦によって適正に帯電したトナーが得られる。

現像装置において、帯電したトナーは、現像剤担持部材、例えば、現像ローラの表面に供給される。この現像ローラに供給されたトナーは、静電的吸引力によって感光体ドラムに形成された静電潜像に移動する。これにより、感光体ドラム上に静電潜像に基づいたトナー像が形成される。

さらに、最近では、画像形成装置の高速化及び小型化が要求されており、現像剤の帯電を迅速且つ充分に行い、現像剤の搬送も迅速に行う必要が生じている。

そこで、画像形成装置において、補給されたトナーを現像剤中に即時に分散させて適切な帯電量を付与するために、循環方式の現像装置が採用されている。循環方式の現像装置は、現像剤が循環搬送される経路である現像剤搬送路と、現像剤搬送路にて現像剤を撹拌しながら搬送する現像剤搬送部材とを備えている（特許文献１を参照）。
特開平９−１２０２０１号公報

上述した循環方式の現像装置では、現像装置内の現像剤のトナー濃度が所定値よりも下回った場合、トナーホッパーから現像剤搬送路へトナーが補給されるようになっている。

しかしながら、現像剤のトナーの比重は、キャリアの比重と比べてかなり小さい（約１／３）ため、補給されるトナーが現像剤の上に浮き易くなるので、従来の循環方式の現像装置では、トナーホッパーから現像剤搬送路に補給される補給トナー量が多い場合には、現像剤の上でトナーが塊となって搬送されるという問題があった。

その結果、キャリアと十分に混ざっていないトナー（充分に帯電されていない低帯電量のトナー）が現像ローラに供給されてしまうという事態が生じていた。

すなわち、充分に帯電されていないトナーが現像ローラに供給されてしまうと、現像ローラからトナーが飛散し易くなり、画像形成装置内部やシートの形成された画像を汚してしまうという問題が生じる。

また、充分に帯電されていないトナーが現像剤担持部材に供給されてしまうと、トナーをキャリア表面に保持するための静電気力が小さくなり、非画像部にトナーが付着してカブリが生じ易くなるという問題が生じる。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、現像装置において、充分に帯電されていないトナーが現像ローラに供給されることを抑制して、トナー飛散や画像カブリを低減することができる現像装置及びこれを用いる画像形成装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するための本発明に係る現像装置及びこれを用いる画像形成装置は、次の通りである。

本発明は、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤が収容される現像剤収容部と、前記現像剤が搬送される現像剤搬送路と、前記現像剤搬送路内に設けられて前記現像剤を撹拌しながら所定方向へ搬送する現像剤搬送部材と、前記現像剤搬送路の現像剤を担持してその現像剤に含まれるトナーを感光体ドラムへ供給する現像剤担持部材と、前記現像剤搬送路にトナーを補給するためのトナー補給口とを備えた現像装置において、前記現像剤搬送路の内壁に、その内壁に沿って少なくとも部分的に螺旋状に突出した現像剤案内突起を設けることを特徴とするものである。

また、本発明は、前記現像剤搬送部材として、回転軸と、回転軸周りに連続して設けられた螺旋羽根を備えるスクリューオーガを用いることが好ましい。

また、本発明は、前記現像剤案内突起の螺旋方向を、前記現像剤搬送部材の螺旋羽根の螺旋方向と同一方向となるように形成することが好ましい。

また、本発明は、前記現像剤案内突起の断面形状を、半円状の断面形状とすることが好ましい。

また、本発明は、前記現像剤案内突起の断面形状を、鈍角の頂点を有する三角形状の断面形状とすることが好ましい。

また、本発明は、前記現像剤案内突起を、前記現像剤搬送部材の回転軸の軸線方向に対して垂直方向から３０度以上６０度以下の傾斜角度で設けることが好ましい。

また、本発明は、前記現像剤搬送路の構成として、並設された第１搬送路と第２搬送路とを備え、前記第１搬送路及び第２搬送路の両端部には、前記第１搬送路と第２搬送路とを連通する第１連通路及び第２連通路を形成し、前記現像剤搬送部材の構成として、前記第１搬送路内に設けられて該第１搬送路における現像剤を撹拌しながら所定方向へ搬送する第１搬送部材と、前記第２搬送路内に設けられて該第２搬送路における現像剤を撹拌しながら前記第１搬送部材による現像剤搬送方向とは逆方向へ搬送する第２搬送部材とを備え、前記現像剤が第１搬送路から第１連通路を介して第２搬送路に搬送され、第２搬送路から第２連通路を介して第１搬送路へ搬送されるように構成し、前記現像剤搬送部材のうちの前記第１搬送部材をトナー補給口の下方に配置し、前記現像剤案内突起を、前記第１搬送路に設けることが好ましい。

また、本発明は、表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、感光体ドラム表面を帯電させる帯電装置と、感光体ドラム表面に静電潜像を形成する露光装置と、感光体ドラム表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、感光体ドラム表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを備え、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成する画像形成装置において、前記現像装置として請求項１乃至７のうちの何れか一項に記載の現像装置を用いることを特徴とするものである。

本発明によれば、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤が収容される現像剤収容部と、前記現像剤が搬送される現像剤搬送路と、前記現像剤搬送路内に設けられて前記現像剤を撹拌しながら所定方向へ搬送する現像剤搬送部材と、前記現像剤搬送路の現像剤を担持してその現像剤に含まれるトナーを感光体ドラムへ供給する現像剤担持部材と、前記現像剤搬送路にトナーを補給するためのトナー補給口とを備えた現像装置において、前記現像剤搬送路の内壁に、その内壁に沿って少なくとも部分的に螺旋状に突出した現像剤案内突起を備えることで、前記現像剤搬送部材によって搬送される内壁周辺の現像剤が、前記現像剤搬送路の内壁に設けられる螺旋状の現像剤案内突起に導かれて螺旋状に旋回しながら搬送されるため、現像剤の上下方向の攪拌が促進される。これにより、補給トナー量が多い場合であっても、補給トナーが現像剤面上を浮いた状態のまま搬送されることを抑え、未帯電トナーによるトナー飛散を防ぐことができる。

また、本発明によれば、前記現像剤搬送部材として、回転軸と、回転軸周りに連続して設けられた螺旋羽根を備えるスクリューオーガを用いることで、前記スクリューオーガが現像剤を回転軸方向に滑らかに搬送するため、現像剤が過度のストレスを受けることなく、現像剤案内突起に沿って旋回しながら搬送されるため、現像剤の上下方向の攪拌がさらに促進される。

また、本発明によれば、前記現像剤案内突起の螺旋方向を、前記現像剤搬送部材の螺旋羽根の螺旋方向と同一方向となるように形成することで、現像剤が前記現像剤案内突起による作用により現像剤搬送部材の周りを旋回する方向（現像剤の回転方向）と、前記現像剤搬送部材の回転方向が同じ方向となるため、現像剤搬送部材と現像剤との摩擦抵抗が小さくなり、現像剤へのストレスを低減できる。

また、本発明によれば、前記現像剤案内突起の断面形状を、半円状の断面形状とすることで、該現像剤案内突起と現像剤搬送部材との間隙が最も狭くなる現像剤案内突起の頂点における現像剤に対するせん断力が過度に高まることを防止でき、現像剤の磨耗を抑えることができる。

また、本発明によれば、前記現像剤案内突起の断面形状を、鈍角の頂点を有する三角形状の断面形状とすることで、現像剤搬送部材との間隙が最も狭くなる現像剤案内突起の頂点が鈍角であることから、その頂点における現像剤に対するせん断力が急激に高まることを防止でき、現像剤の磨耗を抑えることができる。

また、本発明によれば、前記現像剤案内突起を、前記現像剤搬送部材の回転軸の軸線方向に対して垂直方向から３０度以上６０度以下の傾斜角度で設けることで、前記現像剤案内突起の作用により現像剤が螺旋運動を行うため、現像剤に対するストレスを著しく高めることなく、現像剤の上下方向の攪拌が促進される。

また、本発明によれば、前記現像剤搬送路の構成として、並設された第１搬送路と第２搬送路とを備え、前記第１搬送路及び第２搬送路の両端部には、前記第１搬送路と第２搬送路とを連通する第１連通路及び第２連通路を形成し、前記現像剤搬送部材の構成として、前記第１搬送路内に設けられて該第１搬送路における現像剤を撹拌しながら所定方向へ搬送する第１搬送部材と、前記第２搬送路内に設けられて該第２搬送路における現像剤を撹拌しながら前記第１搬送部材による現像剤搬送方向とは逆方向へ搬送する第２搬送部材とを備え、前記現像剤が第１搬送路から第１連通路を介して第２搬送路に搬送され、第２搬送路から第２連通路を介して第１搬送路へ搬送されるように構成し、前記現像剤搬送部材のうちの前記第１搬送部材をトナー補給口の下方に配置し、前記現像剤案内突起を、前記第１搬送路に設けることで、現像剤搬送路内で循環される現像剤とトナー補給口から投入される補給トナーとの混合性を向上させることができる。

また、本発明によれば、表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、感光体ドラム表面を帯電させる帯電装置と、感光体ドラム表面に静電潜像を形成する露光装置と、感光体ドラム表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、感光体ドラム表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを備え、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成する画像形成装置において、前記現像装置として請求項１乃至７のうちの何れか一項に記載の現像装置を用いることで、補給トナーとキャリア（現像剤）との混合性が向上するため、充分に帯電されていないトナーに起因するトナー飛散や画像カブリの問題を低減できるので、良好な画像を得ることができる。

（第１実施形態）
以下、本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説明する。
図１は発明を実施する形態の一例であって、本発明の第１実施形態に係る現像装置が用いられた画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。

第１実施形態は、図１に示すように、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム３と、感光体ドラム３表面を帯電させる帯電器（帯電装置）５と、感光体ドラム３表面に静電潜像を形成する露光ユニット（露光装置）１と、感光体ドラム３表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置２と、現像装置２にトナーを補給するトナーホッパー（トナー補給装置）１０１と、感光体ドラム３表面のトナー像を記録媒体に転写する中間転写ベルトユニット（転写装置）８と、トナー像を記録媒体に定着させる定着ユニット（定着装置）１２とを備え、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成する画像形成装置１００において、現像装置２として、本発明に係る現像装置の構成を採用したものである。

この画像形成装置１００は、外部から伝達される画像データに応じて所定のシート（記録用紙，記録媒体）に多色または単色の画像を形成するものである。なお、画像形成装置１００の上方にスキャナ等を備えてもよい。

まず、画像形成装置１００の全体構成について説明する。
画像形成装置１００は、図１に示すように、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及び黄（Ｙ）の色成分毎の画像データが取り扱われ、黒画像、シアン画像、マゼンタ画像、黄画像が形成され、各々の色成分の画像を重畳することによってカラー画像が形成されるようになっている。

したがって、画像形成装置１００においては、図１に示すように、各色成分の画像が形成されるように、現像装置２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）、帯電器５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）、クリーナユニット４（４ａ，４ｂ，４ｃ，３ｄ）がそれぞれ４個ずつ設けられている。言い換えると、現像装置２と感光体ドラム３と帯電器５とクリーナユニット４とを１つずつ含む画像形成ステーション（画像形成部）が４つ設けられることになる。

なお、上記ａ〜ｄの符号は、ａが黒画像形成用の部材、ｂがシアン画像形成用の部材、ｃがマゼンタ画像形成用の部材、ｄが黄画像形成用の部材であることを示したものである。また、画像形成装置１００には、露光ユニット１、定着ユニット１２、シート搬送路Ｓ、給紙トレイ１０及び排紙トレイ１５が備えられている。

帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。
帯電器５としては、図１に示す接触ローラ型の帯電器の他、接触ブラシ型の帯電器、或いは非接触チャージャー型の帯電器などが使用されることもある。

露光ユニット１は、図１に示すように、レーザ照射部及び反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。但し、レーザスキャニングユニット以外に、発光素子をアレイ状に並べたＥＬ（エレクトロルミネッセンス）やＬＥＤ書込みヘッドを露光ユニット１とすることもできる。露光ユニット１は、帯電された感光体ドラム３を入力された画像データに応じて露光することにより、感光体ドラム３の表面に画像データに応じた静電潜像を形成する。

現像装置２は、感光体ドラム３に形成された静電潜像をＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙのいずれかのトナーにより顕像化する（現像する）ものである。現像装置２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）は、トナーホッパー１０１（１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ）、トナー移送機構１０２（１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ）、現像槽（現像剤収容部）１１１（１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄ）を備えている。

トナーホッパー１０１は、現像槽１１１よりもＨ方向側に配され、未使用トナー（粉体状のトナー）を貯蔵している。トナーホッパー１０１から現像槽１１１へトナー移送機構１０２を介してトナーが供給されるようになっている。

クリーナユニット４は、現像及び画像転写工程後に感光体ドラム３の表面に残留しているトナーを除去し、回収するものである。

感光体ドラム３の上方には中間転写ベルトユニット８が配置されている。中間転写ベルトユニット８は、中間転写ローラ６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）、中間転写ベルト７、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ベルトテンション機構７３、及び中間転写ベルトクリーニングユニット９を備えている。

中間転写ローラ６、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ベルトテンション機構７３は、中間転写ベルト７を張架し、図１の矢印Ｂ方向に中間転写ベルト７を回転駆動させるものである。

中間転写ローラ６は、中間転写ベルトユニット８の中間転写ベルトテンション機構７３における中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されている。中間転写ローラ６には感光体ドラム３のトナー像を中間転写ベルト７上に転写するための転写バイアスが印加されている。

中間転写ベルト７は、各感光体ドラム３に接触するように設けられている。中間転写ベルト７上には、感光体ドラム３に形成された各色成分のトナー像が順次重ねて転写されることにより、カラーのトナー像（多色トナー像）が形成される。中間転写ベルト７は、厚さが例えば１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。

感光体ドラム３から中間転写ベルト７へのトナー像の転写は、中間転写ベルト７の裏側に接触している中間転写ローラ６によって行われる。中間転写ローラ６には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。

中間転写ローラ６は、直径が例えば８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとして形成され、表面が導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により覆われている。この導電性の弾性材により、中間転写ローラ６は中間転写ベルト７に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施の形態では、転写電極としてローラ形状のもの（中間転写ローラ６）を使用しているが、これ以外にブラシなども用いることが可能である。

上述のように各感光体ドラム３上の静電潜像は各色成分に応じたトナーにより顕像化されてそれぞれトナー像となり、これらトナー像は中間転写ベルト７上に重ねて合わされ積層される。このように、積層されたトナー像は、中間転写ベルト７の回転によって、搬送されてきた用紙と中間転写ベルト７との接触位置（転写部）に移動し、この位置に配置されている転写ローラ１１によって用紙上に転写される。この場合、中間転写ベルト７と転写ローラ１１とは所定ニップで互いに圧接されるとともに、転写ローラ１１にはトナー像を用紙に転写させるための電圧が印加される。この電圧は、トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧である。

上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１１もしくは中間転写ベルト駆動ローラ７１の何れか一方は金属等の硬質材料から形成され、他方は弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラまたは発泡性樹脂ローラ等）から形成される。

中間転写ベルト７と感光体ドラム３との接触により中間転写ベルト７に付着したトナー、及び中間転写ベルト７から用紙へのトナー像の転写の際に転写されずに中間転写ベルト７上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット９によって除去され回収される。

中間転写ベルトクリーニングユニット９には、中間転写ベルト７に接触するクリーニングブレード（クリーニング部材）が備えられている。中間転写ベルト７におけるクリーニングブレードに接触している部分は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ７２にて支持されている。

給紙トレイ１０は、画像形成に使用するシート（例えば記録用紙）を蓄積しておくためのものであり、画像形成部及び露光ユニット１の下側に設けられている。一方、画像形成装置１００の上部に設けられている排紙トレイ１５は、印刷済みのシートをフェイスダウンで載置するためのものである。

また、画像形成装置１００には、給紙トレイ１０のシート及び手差しトレイ２０のシートを転写部や定着ユニット１２を経由させて排紙トレイ１５に案内するためのシート搬送路Ｓが設けられている。なお、転写部は中間転写ベルト駆動ローラ７１と転写ローラ１１との間に位置する。

さらに、シート搬送路Ｓには、ピックアップローラ１６（１６ａ，１６ｂ）、レジストローラ１４、転写部、定着ユニット１２、搬送ローラ２５（２５ａ〜２５ｈ）等が配置されている。

搬送ローラ２５は、シートの搬送を促進・補助するための小型のローラであり、シート搬送路Ｓに沿って複数設けられている。ピックアップローラ１６ａは、給紙トレイ１０の端部に備えられ、給紙トレイ１０からシートを１枚ずつシート搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。ピックアップローラ１６ｂは、手差しトレイ２０の近傍に備えられ、手差しトレイ２０からシートを１枚ずつシート搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。レジストローラ１４は、シート搬送路Ｓを搬送されているシートを一旦保持し、中間転写ベルト７上のトナー像の先端とシートの先端とを合わせるタイミングでシートを転写部に搬送するものである。

定着ユニット１２は、ヒートローラ８１及び加圧ローラ８２等を備え、これらヒートローラ８１及び加圧ローラ８２はシートを挟んで回転する。ヒートローラ８１は、所定の定着温度となるように制御部（図示せず）によって制御される。この制御部は温度検出器（図示せず）からの検出信号に基づいてヒートローラ８１の温度を制御する。

ヒートローラ８１は、加圧ローラ８２とともにシートを熱圧着することにより、シートに転写されている各色トナー像を溶融、混合、圧接させ、シートに対して熱定着させる。なお、多色トナー像（各色トナー像）が定着されたシートは、複数の搬送ローラ２５によってシート搬送路Ｓの反転排紙経路に搬送され、反転された状態（多色トナー像を下側に向けた状態）にて、排紙トレイ１５上に排出される。

次に、シート搬送路Ｓによるシート搬送動作について説明する。
画像形成装置１００には、図１に示すように、上述したように予めシートを収納する給紙トレイ１０、及び少数枚の印字を行う場合等に使用される手差しトレイ２０が配置されている。これら両トレイには各々ピックアップローラ１６（１６ａ，１６ｂ）が配置され、これらピックアップローラ１６によってシートを１枚ずつシート搬送路Ｓに供給するようになっている。

片面印字の場合は、給紙トレイ１０から搬送されるシートは、シート搬送路Ｓ中の搬送ローラ２５ａによってレジストローラ１４まで搬送され、レジストローラ１４によりシートの先端と中間転写ベルト７上の積層されたトナー像の先端とが整合するタイミングで転写部（転写ローラ１１と中間転写ベルト７との接触位置）に搬送される。転写部ではシート上にトナー像が転写され、このトナー像は定着ユニット１２にてシート上に定着される。その後、シートは、搬送ローラ２５ｂを経て排紙ローラ２５ｃから排紙トレイ１５上に排出される。

また、手差しトレイ２０から搬送されるシートは、複数の搬送ローラ２５（２５ｆ，２５ｅ，２５ｄ）によってレジストローラ１４まで搬送される。それ以降のシート搬送動作は、上述した給紙トレイ１０から供給されるシートと同様の経過を経て排紙トレイ１５に排出される。

一方、両面印字の場合は、上記のようにして片面印字が終了し定着ユニット１２を通過したシートは、後端が排紙ローラ２５ｃにてチャックされる。次に、シートは、排紙ローラ２５ｃが逆回転することによって搬送ローラ２５ｇ，２５ｈに導かれ、再びレジストローラ１４を経て裏面印字が行われた後に、排紙トレイ１５に排出される。

次に、第１実施形態の特徴的な現像装置２について図面を参照して説明する。
図２は第１実施形態に係る画像形成装置を構成する現像装置の構成を示す断面図、図３は図２のＡ−Ａ断面矢視図、図４は図２のＢ−Ｂ断面矢視図、図５は前記現像装置の現像槽に設けられた現像剤案内突起の構成を示す断面図である。

現像装置２は、図２，図３に示すように、現像槽１１１内に、感光体ドラム３と対向するように配置された現像ローラ（現像剤担持部材）１１４を有し、現像ローラ１１４によって感光体ドラム３の表面にトナーを供給して、感光体ドラム３の表面に形成された静電潜像を顕像化する（現像する）装置である。

現像装置２は、現像ローラ１１４の他に、現像槽１１１、現像槽カバー１１５、トナー補給口１１７、ドクターブレード１１６、第１搬送部材１１２ａ、第２搬送部材１１２ｂ、仕切り板（仕切り壁）１１３を備えている。

現像槽１１１は、トナーとキャリアとを含む現像剤を収容する槽である。また、現像槽１１１には、現像ローラ（現像剤担持部材）１１４、第１搬送部材１１２ａ、第２搬送部材１１２ｂが配設されている。

現像ローラ１１４は、回転するマグネットローラであり、現像槽１１１の現像剤を表面に汲み上げて担持し、表面に担持している現像剤に含まれるトナーを感光体ドラム３に供給するものである。現像ローラ１１４の表面に近接する位置にはドクターブレード（層厚規制用ブレード）１１６が配されている。なお、本実施形態のキャリアは、磁性を有する磁性キャリアである。

また、現像槽１１１の上側には、図２，図４に示すように、取り外し可能な現像槽カバー１１５が設けられている。さらに、現像槽カバー１１５には、図４に示すように、現像槽１１１に未使用のトナーを補給するためのトナー補給口１１７が形成されている。

そして、図１に示すように、トナーホッパー１０１に収容されているトナーは、トナー移送機構１０２及びトナー補給口１１７を介して現像槽１１１に移送され、これにより現像槽１１１にトナーが補給されるようになっている。

さらに、図２，図３及び図４に示すように、第１搬送部材１１２ａ及び第２搬送部材１１２ｂは、回転軸１１２ａ１，１１２ｂ１と、現像槽１１１内において現像剤を撹拌及び搬送するためにそれぞれの回転軸１１２ａ１，１１２ｂ１周りに連続して設けられた螺旋状の搬送羽根（螺旋羽根）１１２ａ２，１１２ｂ２とを備えたスクリューオーガにより構成され、モータ等の駆動手段（図示せず）によって回転軸１１２ａ１，１１２ｂ１が回転駆動することで、現像剤を撹拌すると共に搬送するようになっている。

第１搬送部材１１２ａ及び第２搬送部材１１２ｂは、互いの周面同士が仕切り板１１３を介して対向するように且つ互いの軸同士が平行になるように並列され、互いに逆方向に回転するように設定されている。そして、第１搬送部材１１２ａは、図３に示すように、矢印Ｘ方向に現像剤を搬送し、第２搬送部材１１２ｂは、矢印Ｘ方向とは逆の矢印Ｙ方向に現像剤を搬送するように設定されている。

現像槽１１１には、第１搬送部材１１２ａと第２搬送部材１１２ｂとの間に仕切り板１１３が配設されている。仕切り板１１３は、第１搬送部材１１２ａ及び第２搬送部材１１２ｂの各軸方向（各回転軸方向）に平行に延設されている。現像槽１１１の内部は、仕切り板１１３によって、第１搬送部材１１２ａが配されている第１搬送路Ｐと、第２搬送部材１１２ｂが配されている第２搬送路Ｑとに区画される。

仕切り板１１３は、第１搬送部材１１２ａ及び第２搬送部材１１２ｂの各軸方向の両端部において、現像槽１１１の内側の壁面から離間して配置されている。これにより、現像槽１１１には、第１搬送部材１１２ａ及び第２搬送部材１１２ｂの各軸方向の両端部付近において、第１搬送路Ｐと第２搬送路Ｑとを連通する連通路が形成されている。以下では、図４に示すように、矢印Ｘ方向側に形成されている連通路を第１連通路ａ、矢印Ｙ方向側に形成されている連通路を第２連通路ｂと称する。

第１搬送部材１１２ａが配置される第１搬送路Ｐの内壁Ｐ１には、図３〜図５に示すように、現像剤を案内するための現像剤案内突起１１８が設けられている。

現像剤案内突起１１８は、半円状の断面形状を有する断続的な螺旋状の突起であり、第１搬送部材１１２ａの回転軸１１２ａ１に対して４５度の角度、すなわち、図５に示すように、回転軸１１２ａ１の軸線Ｘ１に沿った方向に対して垂直方向（垂線Ｙ１）から４５度（角度θ）傾斜させて形成され、第１搬送部材１１２ａを取り囲む現像槽１１１および仕切り板１１３に、回転軸１１２ａ１の軸線Ｘ１方向に沿って平行に複数列設けられている。また、現像剤案内突起１１８の螺旋方向は、第１搬送部材１１２ａの螺旋羽根１１２ａ２の螺旋方向と同一方向となるように形成されている。

尚、第１搬送部材１１２ａの回転軸１１２ａ１に対する現像剤案内突起１１８の傾斜させる角度θとしては、３０度未満では現像剤の旋回運動が少なくなり、十分なトナー帯電量が得られにくくなる。また、角度θが６０度を越えると現像剤の旋回運動が過度になり、現像剤へのストレスが高まるため現像剤の耐久性が低下する。

また、第１実施形態では、トナー補給口１１７は第１搬送路Ｐ内の領域であり、且つ第２連通路ｂよりも矢印Ｘ方向側の位置に形成されている。つまり、第１搬送路Ｐにおいて、第２連通路ｂの下流側にトナーが補給されることになる。

現像槽１１１において、第１搬送部材１１２ａ及び第２搬送部材１１２ｂは、モータ等の駆動手段（図示せず）によって回転駆動し、現像剤を搬送する。
具体的には、第１搬送路Ｐにおいて、現像剤は、第１搬送部材１１２ａによって撹拌されながら矢印Ｘ方向へ搬送され、第１連通路ａに到達する。第１連通路ａに到達した現像剤は、第１連通路ａを通過して第２搬送路Ｑへ搬送される。

一方、第２搬送路Ｑにおいて、現像剤は、第２搬送部材１１２ｂによって、撹拌されながら矢印Ｙ方向へ搬送され、第２連通路ｂに到達する。そして、第２連通路ｂに到達した現像剤は、第２連通路ｂを通過して第１搬送路Ｐへ搬送される。つまり、第１搬送部材１１２ａと第２搬送部材１１２ｂとは、互いに逆方向に現像剤を撹拌しながら搬送している。

このようにして、現像剤は、現像槽１１１において、第１搬送路Ｐと第１連通路ａと第２搬送路Ｑと第２連通路ｂとを、第１搬送路Ｐ→第１連通路ａ→第２搬送路Ｑ→第２連通路ｂ、という順序にて循環移動していることになる。そして、現像剤は、第２搬送路Ｑにて搬送されている間に、現像ローラ１１４の回転にてその表面に担持されて汲み上げられ、汲み上げられた現像剤中のトナーが感光体ドラム３へと移動して、順次消費されていく。

このように消費されるトナーを補うべく、未使用のトナーがトナー補給口１１７から第１搬送路Ｐへ補給される。補給されたトナーは第１搬送路Ｐにおいて従前より存在する現像剤と混合撹拌される。

ここで、第１実施形態に係る現像装置２の現像槽１１１における補給トナーＴと現像剤Ｄの混合攪拌作用について図面を参照して説明する。
図６は第１実施形態に係る画像形成装置の現像装置において補給トナーが現像剤と混合される状態を示す説明図である。

現像装置２において、現像剤Ｄは、図３，図６に示すように、第１搬送部材１１２ａと現像剤案内突起１１８とによる攪拌、搬送作用により、第１搬送部材１１２ａの周りを図６中で左回りに旋回（回転）しながら、図３中で矢印Ｘ方向へ搬送される。

この状態において、図６に示すように、トナー補給口１１７から補給されたトナー（補給トナー）Ｔの塊は、第１搬送路Ｐ内で回転する現像剤Ｄの中に取り込まれるとともに、第１搬送部材１１２ａと現像剤案内突起１１８とによる搬送作用により解砕される。これにより、補給トナーＴが現像剤面上を塊の状態のまま搬送されることを防止できる。

詳しくは、第１搬送部材１１２ａにより搬送される補給トナーＴは、図３に示すように、螺旋羽根１１２ａ２に沿って矢印Ｘ方向に搬送されるとともに、現像剤案内突起１１８に沿ってガイドされながら矢印Ｘｒ方向に搬送されるため、現像剤Ｄと補給トナーＴの上下方向の攪拌作用を促進することができる。さらに、補給トナーＴは、螺旋羽根１１２ａ２と現像剤案内突起１１８との隙間を現像剤Ｄと攪拌されながら通過することにより、補給トナーＴが塊の状態であっても解砕され易くなる。

以上のように構成したので、第１実施形態によれば、現像装置２において、現像槽１１１内の第１搬送路Ｐの内壁Ｐ１に、螺旋状に突出した現像剤案内突起１１８を設けたことで、トナー補給口１１７から補給される補給トナーＴと現像剤（キャリア）Ｄとを効果的に混合することができ、十分に攪拌することができる。これにより、補給トナーは、現像槽１１１内で必要な帯電量を得ることができる。

従って、第１実施形態によれば、補給トナー量が多い場合であっても、補給トナーＴが現像剤面上を浮いた状態のまま搬送されることを抑え、現像剤Ｄと補給トナーＴを十分に攪拌することにより必要な帯電量を得ることができるので、未帯電トナーによるトナー飛散を防ぐことができる。

また、第１実施形態では、現像剤案内突起１１８の断面形状を半円状の断面形状としているので、現像剤案内突起１１８と第１搬送部材１１２ａとの間隙が最も狭くなる現像剤案内突起の頂点における現像剤に対するせん断力が過度に高まることを防止できるので、現像剤の磨耗を抑えることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る現像装置について図面を参照して説明する。
図７は本発明の第２実施形態に係る現像装置の構成を示す断面図、図８は前記現像装置の現像槽に設けられた現像剤案内突起の構成を示す断面図である。

第２実施形態に係る現像装置２００は、図７，図８に示すように、現像槽２１１を備えている。現像槽２１１は、トナーとキャリアとを含む現像剤を収容する槽であり、第１搬送部材１１２ａが配置される第１搬送路Ｐの内壁Ｐ１に、現像剤を案内するための現像剤案内突起２１８が設けられている。

尚、現像装置２００は、前述した第１実施形態に係る現像装置２における現像槽１１１と現像剤案内突起１１８の構成が異なる点を除いて、現像装置２と同じ構成であることから、現像槽２１１と現像剤案内突起２１８以外の同一の構成を有する部材については同一の符号を付することで説明を省略する。

現像槽２１１には、図７に示すように、第１搬送部材１１２ａと第２搬送部材１１２ｂとの間に仕切り板２１３が配設されている。仕切り板２１３は、第１搬送部材１１２ａ及び第２搬送部材１１２ｂの各軸方向（各回転軸方向）に平行に延設されている。現像槽２１１の内部は、仕切り板２１３によって、第１搬送部材１１２ａが配されている第１搬送路Ｐと、第２搬送部材１１２ｂが配されている第２搬送路Ｑとに区画される。

現像剤案内突起２１８は、鈍角の頂点を有する三角形状の断面形状を有する断続的な螺旋状の突起であり、第１搬送部材１１２ａの回転軸１１２ａ１に対して４５度の角度、すなわち、図８に示すように、回転軸１１２ａ１の軸線Ｘ１に沿った方向に対して垂直方向（垂線Ｙ１）から４５度（角度θ）傾斜させて形成され、第１搬送部材１１２ａを取り囲む現像槽２１１および仕切り板２１３に、回転軸１１２ａ１の軸線Ｘ１方向に沿って平行に複数列設けられている。また、現像剤案内突起２１８の螺旋方向は、第１搬送部材１１２ａの螺旋羽根１１２ａ２の螺旋方向と同一方向となるように形成されている。

以上のように構成したので、第２実施形態によれば、第１実施形態による効果に加えて、現像剤案内突起２１８の断面形状を鈍角の頂点を有する三角形状の断面形状とすることにより、現像剤搬送部材との間隙が最も狭くなる現像剤案内突起の頂点における現像剤に対するせん断力が急激に高まることを防止できるので、現像剤の磨耗を抑えることができる。

尚、上述した実施形態では、本発明に係る現像装置２を図１に示すような画像形成装置１００に適用した例について説明したが、トナーホッパー１０１を用いて現像装置２にトナーを補給する画像形成装置であれば、上述したような構成の画像形成装置や複写機に限定されるものではなく、その他の画像形成装置等に展開が可能である。

以上のように、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明の第１実施形態に係る現像装置が用いられた画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。 前記画像形成装置を構成する現像装置の構成を示す断面図である。 図２のＡ−Ａ断面矢視図である。 図２のＢ−Ｂ断面矢視図である。 前記現像装置の現像槽に設けられた現像剤案内突起の構成を示す断面図である。 前記現像装置において補給トナーが現像剤と混合される状態を示す説明図である。 本発明の第２実施形態に係る現像装置の構成を示す断面図である。 前記現像装置の現像槽に設けられた現像剤案内突起の構成を示す断面図である。

符号の説明

１ 露光ユニット（露光装置）
２，２００ 現像装置
３ 感光体ドラム
５ 帯電器（帯電装置）
８ 中間転写ベルトユニット（転写装置）
１２ 定着ユニット（定着装置）
１００ 画像形成装置
１０１ トナーホッパー（トナー補給装置）
１１１，２１１ 現像槽（現像剤収容部）
１１２ａ 第１搬送部材（現像剤搬送部材）
１１２ａ１，１１２ｂ１ 回転軸
１１２ａ２，１１２ｂ２ 螺旋羽根
１１２ｂ 第２搬送部材（現像剤搬送部材）
１１３，２１３ 仕切り板（仕切り壁）
１１４ 現像ローラ（現像剤担持部材）
１１７ トナー補給口
１１８，２１８ 現像剤案内突起
ａ 第１連通路
ｂ 第２連通路
Ｄ 現像剤
Ｐ 第１搬送路（現像剤搬送路）
Ｐ１ 内壁
Ｑ 第２搬送路（現像剤搬送路）
Ｔ 補給トナー
Ｘ１ 軸線
Ｙ１ 垂線
θ 角度

Claims (8)

1. トナーと磁性キャリアとを含む現像剤が収容される現像剤収容部と、前記現像剤が搬送される現像剤搬送路と、前記現像剤搬送路内に設けられて前記現像剤を撹拌しながら所定方向へ搬送する現像剤搬送部材と、前記現像剤搬送路の現像剤を担持してその現像剤に含まれるトナーを感光体ドラムへ供給する現像剤担持部材と、前記現像剤搬送路にトナーを補給するためのトナー補給口とを備えた現像装置において、
   前記現像剤搬送路の内壁に、その内壁に沿って少なくとも部分的に螺旋状に突出した現像剤案内突起を設けることを特徴とする現像装置。
2. 前記現像剤搬送部材は、回転軸と、回転軸周りに連続して設けられた螺旋羽根を備えるスクリューオーガを用いて構成されることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記現像剤案内突起は、その螺旋方向が前記現像剤搬送部材の螺旋羽根の螺旋方向と同一方向となるように形成されることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 前記現像剤案内突起は、半円状の断面を有することを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか一項に記載の現像装置。
5. 前記現像剤案内突起は、鈍角の頂点を有する三角形状の断面を有することを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか一項に記載の現像装置。
6. 前記現像剤案内突起は、前記現像剤搬送部材の回転軸の軸線方向に対して垂直方向から３０度以上６０度以下の傾斜角度で設けられることを特徴とする請求項２乃至５のうちの何れか一項に記載の現像装置。
7. 前記現像剤搬送路は、並設された第１搬送路と第２搬送路とを有し、
   前記第１搬送路及び第２搬送路の両端部には、前記第１搬送路と第２搬送路とを連通する第１連通路及び第２連通路が形成され、
   前記現像剤搬送部材は、前記第１搬送路内に設けられて該第１搬送路における現像剤を撹拌しながら所定方向へ搬送する第１搬送部材と、前記第２搬送路内に設けられて該第２搬送路における現像剤を撹拌しながら前記第１搬送部材による現像剤搬送方向とは逆方向へ搬送する第２搬送部材とを有し、
   前記現像剤が第１搬送路から第１連通路を介して第２搬送路に搬送され、第２搬送路から第２連通路を介して第１搬送路へ搬送されるように構成され、
   前記現像剤搬送部材のうちの前記第１搬送部材が、トナー補給口の下方に配置され、
   前記現像剤案内突起は、前記第１搬送路に設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のうちの何れか一項に記載の現像装置。
8. 表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、感光体ドラム表面を帯電させる帯電装置と、感光体ドラム表面に静電潜像を形成する露光装置と、感光体ドラム表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、感光体ドラム表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを備え、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成する画像形成装置において、
   前記現像装置として請求項１乃至７のうちの何れか一項に記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。

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