JP2019078835A - 現像装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】攪拌搬送部材による現像剤の搬送量を安定化させることが可能な現像装置およびそれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】現像装置２は、第１搬送室２２ｃと、第１搬送室２２ｃに比べて上方に配置される第２搬送室２２ｄと、を有する現像容器２２と、第１搬送室２２ｃ内の現像剤をＡ１方向に攪拌搬送する第１スパイラル４３と、第２搬送室２２ｄ内の現像剤をＡ２方向に攪拌搬送する第２スパイラル４４と、を備える。現像容器２２は、第１搬送室２２ｃおよび第２搬送室２２ｄのＡ１方向の下流側端部同士を連通する第１連通部２２ｅを有する。第１スパイラル４３は、第１螺旋羽根４３ａと、第１螺旋羽根４３ａよりもＡ１方向の下流側に配置される逆螺旋羽根５５と、を有する。第１スパイラル４３のうちの第１連通部２２ｅに対向する対向領域Ｒ１よりもＡ１方向上流側の部分には、現像剤を滞留させるパドル部４３ｄが設けられている。【選択図】図６

Description

本発明は、現像装置およびそれを備えた画像形成装置に関し、特に、現像剤を攪拌搬送する攪拌搬送部材が内部に配置される第１搬送室と、第１搬送室に比べて上方に配置される第２搬送室と、を有する現像装置およびそれを備えた画像形成装置に関するものである。

画像形成装置においては、感光体等からなる像担持体上に形成した潜像を現像装置により現像し、トナー像として可視化することを行っている。このような現像装置として、現像剤を収容する現像容器と、現像剤を攪拌搬送する第１攪拌搬送部材および第２攪拌搬送部材と、第２攪拌搬送部材から供給される現像剤を担持する現像ローラー（現像剤担持体）と、を備える現像装置が知られている。第１攪拌搬送部材は、現像剤を現像ローラーの軸方向の一方側に搬送し、第２攪拌搬送部材は、現像剤を他方側（一方側とは反対側）に搬送しながら現像ローラーに供給する。

ところで、近年、画像形成装置の小型化の要求が高まっており、特にカラー機においては現像装置を複数配置するので、現像装置の小型化が要求されている。

そこで、第１攪拌搬送部材が内部に配置される第１搬送室と、第１搬送室の上方に配置されるとともに第２攪拌搬送部材が内部に配置される第２搬送室と、を備えた現像装置が知られている。この現像装置では、第１搬送室と第２搬送室とを上下に配置することによって、現像装置を水平方向に小型化することが可能である。このため、現像装置の配置スペースを削減することが可能であるので、画像形成装置を小型化することが可能である。

また、従来、現像剤を攪拌搬送する第１攪拌搬送部材および第２攪拌搬送部材と、第１攪拌搬送部材が内部に配置される第１搬送室と、第２攪拌搬送部材が内部に配置される第２搬送室と、を備え、第１攪拌搬送部材が、回転軸と、回転軸の外周面に形成され第１方向に現像剤を搬送する螺旋羽根と、螺旋羽根よりも第１方向の下流側で螺旋羽根と巻き方向が逆である逆螺旋羽根と、を有する現像装置が知られている。

この現像装置では、第１攪拌搬送部材が回転すると、逆螺旋羽根によって、螺旋羽根による現像剤搬送方向とは逆方向の搬送力が現像剤に付与される。この逆方向の搬送力によって、第１搬送室の下流側では、現像剤に圧力がかかり現像剤が嵩高となることから、現像剤が第１搬送室から第２搬送室に搬送される。

なお、第１攪拌搬送部材が内部に配置される第１搬送室と、第１搬送室に比べて上方に配置されるとともに第２攪拌搬送部材が内部に配置される第２搬送室と、を備えた現像装置は、例えば特許文献１に開示されている。

特開２０１７−９７０８２号公報

ところで、攪拌搬送部材による現像剤の搬送量は、環境変化、時間経過および現像装置の傾きの変化などの外乱因子により変動する。そして、現像剤の搬送量が変化すると、濃度ムラやトルク上昇が発生する。特に、上記従来の画像形成装置のように、第１搬送室の上方に第２搬送室が配置される構造では、現像装置が傾いた際に現像剤が長手方向一方側に寄りやすいため、第１搬送室から第２搬送室に現像剤が搬送されにくくなったり、過剰に搬送されたりする。すなわち、第１搬送室の上方に第２搬送室が配置される構造では、攪拌搬送部材による現像剤の搬送量が不安定になりやすいという問題点がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、攪拌搬送部材による現像剤の搬送量を安定化させることが可能な現像装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の第１の構成の現像装置は、第１搬送室と、第１搬送室に比べて上方に配置される第２搬送室と、を有し、トナーを含む現像剤を収容する現像容器と、第１搬送室内に回転可能に支持され、第１搬送室内の現像剤を第１方向に攪拌搬送する第１攪拌搬送部材と、第２搬送室内に回転可能に支持され、第２搬送室内の現像剤を第１方向と逆方向である第２方向に攪拌搬送する第２攪拌搬送部材と、現像容器に回転可能に支持され、第１搬送室又は第２搬送室内の現像剤を表面に担持する現像剤担持体と、を備える。現像容器は、第１搬送室および第２搬送室を仕切る仕切り部と、第１搬送室および第２搬送室の第１方向の下流側端部同士を連通する第１連通部と、第１搬送室および第２搬送室の第２方向の下流側端部同士を連通する第２連通部と、を有する。第１攪拌搬送部材は、回転軸と、回転軸の外周面に形成されるとともに第１方向の下流端が第１連通部に対向して配置され、現像剤を第１方向に搬送する螺旋羽根と、螺旋羽根よりも第１方向の下流側で第１連通部に対向して配置され螺旋羽根と巻き方向が逆である逆螺旋羽根と、を有する。第１攪拌搬送部材のうちの第１方向下流側の部分で、且つ、第１連通部に対向する対向領域よりも第１方向上流側の部分には、現像剤を滞留させる滞留部が設けられている。

本発明の第１の構成の現像装置によれば、第１攪拌搬送部材のうちの第１方向下流側の部分で、且つ、第１連通部に対向する対向領域よりも第１方向上流側の部分には、現像剤を滞留させる滞留部が設けられている。これにより、第１搬送室のうちの第１方向下流側の部分で、且つ、第１連通部よりも第１方向上流側の部分において現像剤が滞留する。そして、滞留した現像剤が環境変化、時間経過および現像装置の傾きの変化などの外乱因子による現像剤搬送量の変動を吸収するので、現像剤の搬送量を安定化させることができる。

本発明の第１実施形態の現像装置を備えた画像形成装置の全体構成を概略的に示した断面図である。 本発明の第１実施形態の現像装置の構造を示した断面図である。 本発明の第１実施形態の現像装置の構造を示した断面図である。 本発明の第１実施形態の現像装置の第１螺旋羽根、逆螺旋羽根および第２螺旋羽根の詳細構造を示した断面図である。 本発明の第１実施形態の現像装置の第１螺旋羽根および逆螺旋羽根の展開図である。 本発明の第１実施形態の現像装置の第１スパイラルのパドル部周辺の構造を示した断面図である。 本発明の第１実施形態の現像装置の回転エネルギーと現像剤搬送量との関係を示した図である。 本発明の第２実施形態の現像装置の第１スパイラルの滞留部周辺の構造を示した断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１〜図６を参照して、本発明の第１実施形態の現像装置２ａ〜２ｄを備えた画像形成装置１の構造について説明する。本実施形態の画像形成装置１はタンデム型のカラープリンターであり、回転可能である感光体ドラム（像担持体）１１ａ〜１１ｄは、マゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックの各色に対応させて配設される。各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの周囲に、現像装置２ａ〜２ｄ、露光ユニット１２、帯電器１３ａ〜１３ｄ及びクリーニング装置１４ａ〜１４ｄが配設される。

現像装置２ａ〜２ｄは、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄにトナーを供給する。帯電器１３ａ〜１３ｄは、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に対向して配置され、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ表面を一様に帯電させる。

露光ユニット１２は、パーソナルコンピューター等から画像入力部（図略）に入力された画像データに基づいて、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄを走査露光する。露光ユニット１２により各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ表面には静電潜像が形成され、この静電潜像が各現像装置２ａ〜２ｄによりトナー像に現像される。

無端状の中間転写ベルト１７は、テンションローラー６、駆動ローラー２５及び従動ローラー２７に張架されている。駆動ローラー２５は図示しないモーターによって回転駆動され、中間転写ベルト１７は駆動ローラー２５の回転によって循環駆動させられる。

この中間転写ベルト１７に接触するように各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄが中間転写ベルト１７の下方で搬送方向（図１の矢印方向）に沿って隣り合うように配列されている。各一次転写ローラー２６ａ〜２６ｄは、中間転写ベルト１７を挟んで各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄと対向し、中間転写ベルト１７に圧接して一次転写部を形成する。この一次転写部において、中間転写ベルト１７の回転とともに所定のタイミングで各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄのトナー像が中間転写ベルト１７に順次転写される。これにより、中間転写ベルト１７表面にはマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたフルカラートナー像が形成される。

二次転写ローラー３４は、中間転写ベルト１７を挟んで駆動ローラー２５と対向し、中間転写ベルト１７に圧接して二次転写部を形成する。この二次転写部において、中間転写ベルト１７表面のトナー像が用紙Ｐに転写される。転写後に、ベルトクリーニング装置３１が中間転写ベルト１７に残存するトナーを清掃する。

画像形成装置１内の下方には、用紙Ｐを収納する給紙カセット３２が配設され、給紙カセット３２の右方には、手差しの用紙を供給するスタックトレイが配設される。画像形成装置１の左上方には、画像が形成された用紙Ｐに対して定着処理を行う定着部１８が配設される。

給紙カセット３２又はスタックトレイから送り出された用紙Ｐは、レジストローラー対３３により、中間転写ベルト１７における画像形成動作と給紙動作とのタイミングを取って、二次転写部に搬送される。二次転写部に搬送された用紙Ｐは、バイアス電位が印加された二次転写ローラー３４によって、中間転写ベルト１７上のフルカラーのトナー像を二次転写され、定着部１８に搬送される。

定着部１８は、ヒーターにより加熱される定着ベルトと、定着ベルトに内接する定着ローラーと、定着ベルトを挟んで定着ローラーに圧接して配設された加圧ローラー等とを備え、トナー像が転写された用紙Ｐを加熱及び加圧することにより定着処理を行う。定着部１８を通過した用紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部によって搬送方向が振り分けられ、そのまま（或いは、両面搬送路に送られて両面印刷された後に）排出ローラー対１９により用紙排出部３７に排出される。

次に、図２を参照して、現像装置２ａの詳細構造について説明する。なお、以下の説明では、図１に示す感光体ドラム１１ａに対応する現像装置２ａの構成及び動作について説明するが、現像装置２ｂ〜２ｄの構成及び動作については現像装置２ａと同様であるので、説明を省略し、また各色の現像装置及び感光体を示すａ〜ｄの符号を省略する。

図２に示すように、現像装置２は、現像ローラー（現像剤担持体）２０と、攪拌搬送部材４２と、現像容器２２とを備えている。

現像容器２２は、現像装置２の外郭を構成し、仕切り部２２ｂによって第１搬送室２２ｃと第２搬送室２２ｄとに仕切っている。第１搬送室２２ｃ及び第２搬送室２２ｄには、キャリアおよびトナーからなる二成分現像剤が収容される。また、現像容器２２は、攪拌搬送部材４２及び現像ローラー２０を回転可能に保持している。更に、現像容器２２には、現像ローラー２０を感光体ドラム１１に向けて露出させる開口２２ａが形成されている。

攪拌搬送部材４２は、第１スパイラル（第１攪拌搬送部材）４３と第２スパイラル（第２攪拌搬送部材）４４の２本で構成される。第１スパイラル４３は第２スパイラル４４に比べて下方に配置され、第１搬送室２２ｃ内に設けられる。第２スパイラル４４は第１搬送室２２ｃに比べて上方に配置された第２搬送室２２ｄ内に設けられる。なお、第２スパイラル４４は、第１スパイラル４３に対して図２の左斜め４５度以上（ここでは約５０度）上方に配置されている。

第１及び第２スパイラル４３、４４は現像剤を攪拌して現像剤中のトナーを所定のレベルに帯電させる。これによりトナーはキャリアに保持される。また、第１搬送室２２ｃと第２搬送室２２ｄとを仕切る仕切り部２２ｂの長手方向（図２の紙面に対して垂直方向）の両端部分には、連通部（後述する第１連通部２２ｅおよび第２連通部２２ｆ）が設けられており、第１スパイラル４３が回転すると、帯電した現像剤が仕切り部２２ｂに設けた一方の連通部から第２スパイラル４４に搬送され、現像剤が第１搬送室２２ｃ内と第２搬送室２２ｄ内とを循環する。そして、第２スパイラル４４から現像ローラー２０に現像剤が供給され、現像ローラー２０に磁気ブラシが形成される。

現像ローラー２０は、固定軸（図示せず）と円筒状に形成される現像スリーブ２０ａとを備えて構成されている。固定軸には、現像スリーブ２０ａが回転可能に保持される。現像スリーブ２０ａの近傍には、現像スリーブ２０ａから所定の距離を隔てて配置され、現像スリーブ２０ａ表面の磁気ブラシを層厚規制する規制ブレード２１が設けられている。現像スリーブ２０ａは、図示しないモーターと歯車からなる駆動機構により、図２の矢印方向（時計回り方向）に回転させられる。また、現像スリーブ２０ａには、直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される。

現像バイアスを印加された現像スリーブ２０ａが図２の時計回り方向に回転すると、現像バイアス電位と感光体ドラム１１の露光部位の電位との電位差により、現像スリーブ２０ａ表面に担持されたトナーが感光体ドラム１１に供給される。トナーは反時計回り方向に回転する感光体ドラム１１上の露光部位に順次付着し、感光体ドラム１１上の静電潜像が現像される。

次に、現像装置２の攪拌部について詳しく説明する。

図３に示すように現像容器２２には、前述のように、仕切り部２２ｂと、第１搬送室２２ｃと、第２搬送室２２ｄと、第１連通部２２ｅと、第２連通部２２ｆとが形成されている。

仕切り部２２ｂは、現像容器２２の長手方向に延びて第１搬送室２２ｃと第２搬送室２２ｄを上下に並列させるように仕切っている。第１連通部２２ｅおよび第２連通部２２ｆは、仕切り部２２ｂの長手方向の一方側および他方側（Ａ１方向側およびＡ２方向側）にそれぞれ形成されている。第１連通部２２ｅは、第１搬送室２２ｃおよび第２搬送室２２ｄのＡ１方向（第１方向）の端部同士を連通している。第２連通部２２ｆは、第１搬送室２２ｃおよび第２搬送室２２ｄのＡ２方向（第２方向）の端部同士を連通している。そして現像剤は、第１搬送室２２ｃ、第１連通部２２ｅ、第２搬送室２２ｄ、及び第２連通部２２ｆ内を循環することが可能である。

第１搬送室２２ｃ内に配設される第１スパイラル４３は、回転軸４３ｂと、回転軸４３ｂに一体に設けられ、回転軸４３ｂの軸方向に一定のピッチで螺旋状に形成される第１螺旋羽根（螺旋羽根）４３ａとを有する。回転軸４３ｂは現像容器２２に回転可能に軸支されている。第１螺旋羽根４３ａは、第１搬送室２２ｃの長手方向に延びるように形成されており、第１連通部２２ｅ及び第２連通部２２ｆに対向する位置まで設けられている。第１螺旋羽根４３ａは、図２の時計回り方向に回転することによって、第１搬送室２２ｃ内の現像剤を攪拌しながらＡ１方向に搬送する。

また、第１スパイラル４３のうちの第１連通部２２ｅに対向する部分には、第１螺旋羽根４３ａよりもＡ１方向（現像剤搬送方向）の下流側に配置され、第１螺旋羽根４３ａと巻き方向が逆である逆螺旋羽根５５が一体で設けられている。逆螺旋羽根５５は、第１螺旋羽根４３ａと略同じ直径に形成されている。逆螺旋羽根５５が第１螺旋羽根４３ａと巻き方向が逆であるため、第１螺旋羽根４３ａと逆螺旋羽根５５とによって搬送される現像剤が第１連通部２２ｅで衝突し、現像剤に圧力がかかり現像剤が嵩高となる。そして、現像剤が第１搬送室２２ｃから第２搬送室２２ｄに搬送される。

また、第１搬送室２２ｃのＡ２方向の端面には、現像容器２２内にトナーを補給するトナー補給口２３が設けられている。トナー補給口２３には、トナーコンテナ（図示せず）に連接されたトナー補給経路２４が接続されている。回転軸４３ｂは、トナー補給口２３を通過し、トナー補給経路２４内にまで配置されている。回転軸４３ｂのトナー補給経路２４内に配置された部分には、回転軸４３ｂの軸方向に一定のピッチで螺旋状に形成される補給羽根４３ｃが一体で形成されている。補給羽根４３ｃは、第１螺旋羽根４３ａと同方向を向く螺旋状の羽根によって形成されているとともに、第１螺旋羽根４３ａと比べて小さいピッチで小さい直径に形成されている。

第２搬送室２２ｄ内に配設される第２スパイラル４４は、回転軸４４ｂと、回転軸４４ｂに一体に設けられ、回転軸４４ｂの軸方向に第１螺旋羽根４３ａと同じピッチで第１螺旋羽根４３ａとは逆方向を向く羽根で螺旋状に形成される第２螺旋羽根４４ａとを有する。また、第２螺旋羽根４４ａは、現像ローラー２０の軸方向長さ以上の長さを有し、第１連通部２２ｅ及び第２連通部２２ｆに対向する位置まで延びるように形成されている。回転軸４４ｂは、回転軸４３ｂと平行に配置され、現像容器２２に回転可能に軸支されている。第２螺旋羽根４４ａは、図２の時計回り方向に回転することによって、第２搬送室２２ｄ内の現像剤をＡ２方向（Ａ１方向とは反対方向）に攪拌搬送しながら現像ローラー２０に現像剤を供給する。

この現像装置２では、第１搬送室２２ｃ内の現像剤は、第１スパイラル４３により一方側（第１連通部２２ｅ側）に攪拌搬送され、第１搬送室２２ｃの一方側に徐々に堆積していく。第１搬送室２２ｃの一方側では、現像剤は第１螺旋羽根４３ａと逆螺旋羽根５５との搬送力によって嵩高となり、第１連通部２２ｅを介して第２搬送室２２ｄに押し上げられる。

その後、現像剤は、第２スパイラル４４により他方側（第２連通部２２ｆ側）に攪拌搬送されながら現像ローラー２０に供給される。現像に用いられなかった現像ローラー２０上の現像剤は、現像ローラー２０から落下して第２搬送室２２ｄに回収される。そして、第２スパイラル４４により第２搬送室２２ｄの他方側まで搬送され、第２連通部２２ｆを介して第１搬送室２２ｃに落下する。

ここで、本実施形態では図４に示すように、第１螺旋羽根４３ａは、複数条（ここでは２条）設けられている。すなわち、第１螺旋羽根４３ａは、第１羽根（羽根）５１と第２羽根（羽根）５２とを含んでいる。第１羽根５１の現像剤搬送方向（Ａ１方向）の上流端（右端）５１ａと第２羽根５２の現像剤搬送方向（Ａ１方向）の上流端（右端）５２ａとは、現像剤搬送方向において略同じ位置に配置されている。また、第１羽根５１の現像剤搬送方向の下流端（左端）５１ｂと第２羽根５２の現像剤搬送方向の下流端（左端）５２ｂとは、現像剤搬送方向において略同じ位置に配置されている。なお、第２螺旋羽根４４ａも、第１螺旋羽根４３ａと同様、複数条（ここでは２条）設けられている。図４（図３、図５も同様）では、理解を容易にするために、後述するパドル部４３ｄを省略している。

逆螺旋羽根５５は、１条のみ設けられている。また、逆螺旋羽根５５は、第１羽根５１の下流端５１ｂと逆螺旋羽根５５との間の距離Ｌ１（図５参照）と、第２羽根５２の下流端５２ｂと逆螺旋羽根５５との間の距離Ｌ２（図５参照）と、が略等しくなるように形成されている。

具体的には、図４および図５に示すように、逆螺旋羽根５５のＡ１方向の上流端（右端）５５ａ近傍のリード角（回転軸４３ｂの軸方向に垂直な面に対する羽根の傾斜角）θ１（図５参照）は、逆螺旋羽根５５の他の部分のリード角θ２（図５参照）よりも小さく形成されている。

より詳細には、第１羽根５１の下流端５１ｂは逆螺旋羽根５５の上流端５５ａに対向（隣接）しており、第２羽根５２の下流端５２ｂは逆螺旋羽根５５の上流端５５ａに対向（隣接）していない。第２羽根５２の下流端５２ｂは、逆螺旋羽根５５の上流端５５ａから１８０度分だけＡ１方向に移動した部分（以下、第２羽根対向部５５ｂという）に対向（隣接）している。そして、逆螺旋羽根５５のうちの上流端５５ａから第２羽根対向部５５ｂまでの部分はリード角θ１に設定されており、逆螺旋羽根５５のうちの第２羽根対向部５５ｂからＡ１方向の下流端５５ｃまでの部分はリード角θ２に設定されている。これにより、第１羽根５１の下流端５１ｂと逆螺旋羽根５５の上流端５５ａとの間の距離Ｌ１と、第２羽根５２の下流端５２ｂと逆螺旋羽根５５の第２羽根対向部５５ｂとの間の距離Ｌ２と、が略等しくなっている。

また、本実施形態では図６に示すように、第１スパイラル４３のうちのＡ１方向下流側（第１スパイラル４３の軸方向中心よりもＡ１方向下流側）の部分で、且つ、第１連通部２２ｅに対する対向領域Ｒ１よりもＡ１方向上流側の部分には、現像剤を滞留させるパドル部（滞留部）４３ｄが設けられている。

パドル部４３ｄは、第１スパイラル４３のうちの対向領域Ｒ１のＡ１方向の上流端Ｐ１（第１連通部２２ｅのＡ１方向の上流端に対向する位置）からＡ１方向上流側に第１螺旋羽根４３ａの２リード隔てた第１位置Ｐ２までの第１領域Ｒ２に設けられている。なお、第１螺旋羽根４３ａのリードとは、第１羽根５１（または第２羽根５２）の１周（３６０度）分の軸方向の長さである。本実施形態では、第１螺旋羽根４３ａは２条設けられているため、第１螺旋羽根４３ａの１リードは、第１螺旋羽根４３ａの２ピッチ（＝第１羽根５１と第２羽根５２との軸方向距離の２倍）と等しい。

また、パドル部４３ｄは、第１スパイラル４３のうちの第１螺旋羽根４３ａのＡ１方向の下流端５１ｂおよび５２ｂからＡ１方向上流側に第１螺旋羽根４３ａの２リード隔てた第２位置Ｐ３までの第２領域Ｒ３に設けられている。すなわち、パドル部４３ｄは、第１領域Ｒ２と第２領域Ｒ３との重複した領域に設けられている。

なお、パドル部４３ｄは、第１スパイラル４３の対向領域Ｒ１よりもＡ１方向上流側のみに設けられているとともに、第１位置Ｐ２よりもＡ１方向下流側のみに設けられている。

パドル部４３ｄは、回転軸４３ｂの外周面から径方向に突出するとともに回転軸４３ｂの軸方向に沿って延びるように、回転軸４３ｂに一体で形成されている。パドル部４３ｄの回転軸４３ｂの外周面に対する突出量は、第１螺旋羽根４３ａおよび逆螺旋羽根５５の回転軸４３ｂの外周面に対する突出量と略同じに設定されている。パドル部４３ｄのＡ１方向の上流端４３ｅは、第１螺旋羽根４３ａに対して隙間Ｓを有して配置されており、パドル部４３ｄのＡ１方向の下流端４３ｆは、第１螺旋羽根４３ａに繋がって配置されている。

パドル部４３ｄは、第１羽根５１および第２羽根５２のそれぞれに対して一対設けられている。また、一対のパドル部４３ｄは、互いに位相が異なるように設けられている。言い換えると、互いに位相の異なる２つのパドル部４３ｄが、第１羽根５１および第２羽根５２のそれぞれに対して設けられている。ここでは、一対のパドル部４３ｄは、互いに１８０度位相が異なるように設けられている。

また、第１スパイラル４３に設けられる全て（ここでは４つ）のパドル部４３ｄは、互いに位相が異なるように配置されている。ここでは、４つのパドル部４３ｄは、第１スパイラル４３の軸方向から見て周方向に９０度間隔で配置されている。

本実施形態では、上記のように、第１スパイラル４３のうちのＡ１方向下流側の部分で、且つ、第１連通部２２ｅに対向する対向領域Ｒ１よりもＡ１方向上流側の部分には、現像剤を滞留させるパドル部４３ｄが設けられている。これにより、第１搬送室２２ｃのうちのＡ１方向下流側の部分で、且つ、第１連通部２２ｅよりもＡ１方向上流側の部分において現像剤が滞留する。そして、滞留した現像剤が環境変化、時間経過および現像装置２の傾きの変化などの外乱因子による現像剤搬送量の変動を吸収するので、現像剤の搬送量を安定化させることができる。

また、第２搬送室２２ｄは、第１搬送室２２ｃに比べて上方に配置される。これにより、現像装置２を水平方向に小型化することができるので、画像形成装置１を小型化することができる。なお、カラー機では現像装置２を水平方向に複数（例えば４つ）配置するので、現像装置２を小型化することは特に効果的である。

また、上記のように、パドル部４３ｄは、第１スパイラル４３のうちの対向領域Ｒ１のＡ１方向の上流端Ｐ１からＡ１方向上流側に第１螺旋羽根４３ａの２リード隔てた第１位置Ｐ２までの第１領域Ｒ２に設けられている。これにより、第１搬送室２２ｃのうちの第１連通部２２ｅに近い領域において現像剤を滞留させることができるので、現像剤の搬送量を容易に安定化させることができる。

また、上記のように、パドル部４３ｄは、第１スパイラル４３のうちの第１位置Ｐ２よりもＡ１方向下流側のみに設けられている。これにより、現像剤の滞留した部分が多くなりすぎるのを抑制することができるので、現像剤の攪拌性が低下するのを抑制することができる。

また、上記のように、パドル部４３ｄは、第１スパイラル４３のうちの第１螺旋羽根４３ａのＡ１方向の下流端５１ｂおよび５２ｂからＡ１方向上流側に第１螺旋羽根４３ａの２リード隔てた第２位置Ｐ３までの第２領域Ｒ３に設けられている。すなわち、パドル部４３ｄは、第１領域Ｒ２と第２領域Ｒ３との重複した領域に設けられている。これにより、第１搬送室２２ｃのうちの第１連通部２２ｅにより近い領域において現像剤を滞留させることができるので、現像剤の搬送量をより容易に安定化させることができる。

また、上記のように、パドル部４３ｄは、第１スパイラル４３の対向領域Ｒ１よりもＡ１方向上流側のみに設けられている。これにより、第１連通部２２ｅを通過する現像剤量（現像剤の押し上げ量）にパドル部４３ｄが悪影響を及ぼすのを抑制することができるので、現像剤の搬送量をより安定化させることができる。

また、上記のように、パドル部４３ｄは、回転軸４３ｂの外周面から径方向に突出するとともに回転軸４３ｂの軸方向に沿って延びる。これにより、パドル部４３ｄにより現像剤を容易に滞留させることができる。

また、上記のように、パドル部４３ｄのＡ１方向の上流端４３ｅは、第１螺旋羽根４３ａに対して隙間Ｓを有して配置されており、パドル部４３ｄのＡ１方向の下流端４３ｆは、第１螺旋羽根４３ａに繋がって配置されている。これにより、第１螺旋羽根４３ａが回転した際に現像剤が隙間Ｓを通過するので、現像剤の搬送性が低下するのを抑制することができる。

また、上記のように、第１螺旋羽根４３ａは、２条の羽根（第１羽根５１および第２羽根５２）からなり、互いに位相が異なる２つのパドル部４３ｄが、各第１羽根５１および第２羽根５２に対して設けられている。これにより、各第１羽根５１および第２羽根５２に対して、互いに同じ位相の２つのパドル部４３ｄを設ける場合に比べて、パドル部４３ｄの配置領域を軸方向に短くすることができるので、現像剤の攪拌性が低下するのをより抑制することができる。

また、上記のように、第１スパイラル４３に設けられる全てのパドル部４３ｄは、互いに位相が異なるように配置されている。これにより、全てのパドル部４３ｄを互いに同じ位相になるように配置する場合に比べて、パドル部４３ｄの配置領域を軸方向に容易に短くすることができるので、現像剤の攪拌性が低下するのを容易に抑制することができる。

また、上記のように、逆螺旋羽根５５のＡ１方向の上流端５５ａ近傍のリード角θ１は、逆螺旋羽根５５の他の部分のリード角θ２よりも小さい。これにより、第１羽根５１の下流端５１ｂと逆螺旋羽根５５との間の距離Ｌ１と、第２羽根５２の下流端５２ｂと逆螺旋羽根５５との間の距離Ｌ２と、を略等しくすることができる。このため、２条の第１螺旋羽根４３ａの下流端５１ｂ、５２ｂにおいて、現像剤にかかる圧力が異なるのを抑制することができるので、第１連通部２２ｅにおいて第１スパイラル４３の回転に伴って現像剤にかかる圧力が変動するのを抑制することができる。その結果、現像剤の搬送量をより安定化させることができる。

次に、上記実施形態の効果を確認するために行った確認実験について説明する。

この確認実験は、上記実施形態に対応した実施例と、上記実施形態に対応しない比較例と、について行った。

実施例では、上記実施形態に対応する現像装置２を用いた。すなわち、回転軸４３ｂにパドル部４３ｄを設けた第１スパイラル４３を用いた。

第１スパイラル４３の回転軸４３ｂおよび第２スパイラル４４の回転軸４４ｂの直径を８ｍｍとし、第１スパイラル４３の第１螺旋羽根４３ａおよび逆螺旋羽根５５、第２スパイラル４４の第２螺旋羽根４４ａの直径を１６ｍｍとした。第１スパイラル４３の第１螺旋羽根４３ａおよび第２スパイラル４４の第２螺旋羽根４４ａのリードを３０ｍｍ（ピッチを１５ｍｍ）にした。第１連通部２２ｅの開口幅（軸方向長さ）を２０ｍｍとし、第１スパイラル４３の逆螺旋羽根５５の軸方向長さを１０ｍｍとした。

また、第２スパイラル４４を第１スパイラル４３に対して図２の左斜め５０度上方に配置した。現像容器２２内の現像剤量を１４０ｇとした。なお、現像ローラー２０は設けなかった。

パドル部４３ｄの回転軸４３ｂの外周面に対する突出量を、第１螺旋羽根４３ａおよび逆螺旋羽根５５の回転軸４３ｂの外周面に対する突出量と同じである４ｍｍにした。また、パドル部４３ｄの厚みを１．５ｍｍにし、軸方向（Ａ１方向）の長さを７ｍｍにした。

比較例では、実施例とは異なり、パドル部４３ｄが設けられていない第１スパイラル４３を用いた。比較例のその他の構成は、実施例と同様にした。

そして、実施例および比較例のそれぞれについて、ＳＮ比を用いて現像剤搬送量の安定性を評価した。品質工学においてＳＮ比とは、ばらつきの尺度となるものであり、ＳＮ比が大きいほどばらつきが小さい（安定性が高い）ことを意味する。また、ＳＮ比とは、ノイズ（Ｎ）を与えたときの測定値（信号（Ｓ））の変動を数値として示すものである。ここでは、現像装置２の傾き（ノイズ）を変化させてＳＮ比を求めた。

具体的には、実施例および比較例のそれぞれについて、現像装置２の長手方向を水平に配置した状態と水平に対して５度傾けた状態とにおいて回転エネルギー[ｋＷ]（＝トルク[Ｎ・ｍ]×回転数[ｒｐｍ]）と現像剤搬送量[ｇ／ｓ]との関係を実験により求めた。なお、上記の各条件（ここでは４条件）について、入力（回転エネルギー）を３水準とした。その結果を図７に示す。

図７に示すように、各条件について直線近似を行った。そして、公知の計算式を用いて、ＳＮ比を算出した。その結果、実施例のＳＮ比は、−１７．２であり、比較例のＳＮ比（−２６．５）よりも大きくなった。

以上から、パドル部４３ｄを設けた実施例では、パドル部４３ｄを設けなかった比較例に比べて、現像剤搬送量の安定性が向上することが判明した。

これは以下の理由によるものと考えられる。すなわち、実施例では、パドル部４３ｄを設けることによって、第１搬送室２２ｃのうちのＡ１方向下流側の部分で、且つ、第１連通部２２ｅよりもＡ１方向上流側の部分において現像剤が滞留した。そして、滞留した現像剤が外乱因子（ここでは現像装置２の傾きの変化）による現像剤搬送量の変動を吸収するので、現像剤の搬送量を安定化させることができた、と考えらえる。

なお、ここでは詳細な説明を省略するが、第１螺旋羽根４３ａを１条の羽根（第１羽根５１）により形成した構成においても、上記実験と同様、第１スパイラル４３にパドル部４３ｄを設けた場合、第１スパイラル４３にパドル部４３ｄを設けなかった場合に比べて、ＳＮ比が大きくなり、現像剤搬送量の安定性が向上することが判明した。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態の現像装置２では図８に示すように、第１スパイラル４３のうちのＡ１方向下流側の部分で、且つ、第１連通部２２ｅに対する対向領域Ｒ１よりもＡ１方向上流側の部分には、現像剤を滞留させる滞留部４３ｇが設けられている。滞留部４３ｇは、第１螺旋羽根４３ａの一部によって構成されているとともに、第１螺旋羽根４３ａの他の部分のピッチよりも小さいピッチで形成されている。ここでは、滞留部４３ｇは、第１螺旋羽根４３ａの他の部分の約半分のピッチで形成されている。

上記第１実施形態と同様、滞留部４３ｇは、第１スパイラル４３の第１領域Ｒ２に設けられている。また、滞留部４３ｇは、第１スパイラル４３の第２領域Ｒ３に設けられている。すなわち、滞留部４３ｇは、第１領域Ｒ２と第２領域Ｒ３との重複した領域に設けられている。また、滞留部４３ｇは、第１スパイラル４３の対向領域Ｒ１よりもＡ１方向上流側のみに設けられているとともに、第１位置Ｐ２よりもＡ１方向下流側のみに設けられている。

第２実施形態のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。

本実施形態では、上記のように、滞留部４３ｇは、第１螺旋羽根４３ａの一部によって構成されているとともに、第１螺旋羽根４３ａの他の部分のピッチよりも小さいピッチで形成されている。これにより、滞留部４３ｇにより現像剤を容易に滞留させることができるので、現像剤の搬送量を容易に安定化させることができる。

第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、上記実施形態では、図１に示したタンデム式のカラープリンターに本発明を適用した例について示したが、本発明はこれに限らない。言うまでもなく、モノクロプリンター、モノクロ複写機、カラー複写機、ファクシミリ等の、第１搬送室と第１搬送室に比べて上方に配置される第２搬送室とを含む現像装置を備えた種々の画像形成装置に本発明を適用可能である。

また、上記実施形態では、攪拌搬送部材から現像ローラーに現像剤を供給する例について示したが、本発明はこれに限らない。攪拌搬送部材と現像ローラーとの間に磁気ローラー等の現像剤担持体をさらに設け、攪拌搬送部材から磁気ローラー等に現像剤を供給した後に、磁気ローラー等から現像ローラーに現像剤を供給してもよい。

また、例えば上記実施形態では、第１螺旋羽根４３ａが複数条（実施形態では２条）の羽根（第１羽根５１および第２羽根５２）からなる例について示したが、本発明はこれに限らず、第１螺旋羽根４３ａは１条の羽根により形成されていてもよい。

また、例えば上記第１実施形態では、パドル部４３ｄが第１羽根５１および第２羽根５２のそれぞれに対して一対設けられている例について示したが、本発明はこれに限らない。パドル部４３ｄは、第１羽根５１および第２羽根５２のそれぞれに対して１つまたは３つ以上設けられていてもよい。また、パドル部４３ｄは、第１螺旋羽根４３ａが１条の羽根により形成されている場合に、第１スパイラル４３に１つだけ設けられていてもよい。

また、例えば上記第１実施形態では、複数のパドル部４３ｄが互いに位相が異なるように設けられている例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、複数のパドル部４３ｄの全て又は一部は、互いに位相が同じになるように設けられていてもよい。

また、例えば上記第１実施形態では、パドル部４３ｄの回転軸４３ｂの外周面に対する突出量を、第１螺旋羽根４３ａおよび逆螺旋羽根５５の回転軸４３ｂの外周面に対する突出量と略同じに設定する例について示したが、本発明はこれに限らない。パドル部４３ｄの回転軸４３ｂの外周面に対する突出量を、第１螺旋羽根４３ａおよび逆螺旋羽根５５の回転軸４３ｂの外周面に対する突出量に比べて小さく設定してもよい。

１ 画像形成装置
２、２ａ〜２ｄ 現像装置
２０ 現像ローラー（現像剤担持体）
２２ 現像容器
２２ｂ 仕切り部
２２ｃ 第１搬送室
２２ｄ 第２搬送室
２２ｅ 第１連通部
２２ｆ 第２連通部
４３ 第１スパイラル（第１攪拌搬送部材）
４３ａ 第１螺旋羽根（螺旋羽根）
４３ｂ 回転軸
４３ｄ パドル部（滞留部）
４３ｅ 上流端
４３ｆ 下流端
４３ｇ 滞留部
４４ 第２スパイラル（第２攪拌搬送部材）
５１ 第１羽根（羽根）
５１ｂ、５２ｂ 下流端
５２ 第２羽根（羽根）
５５ 逆螺旋羽根
５５ａ 上流端
Ｐ１ 上流端
Ｐ２ 第１位置
Ｐ３ 第２位置
Ｒ１ 対向領域
Ｒ２ 第１領域
Ｒ３ 第２領域
Ｓ 隙間
θ１、θ２ リード角

Claims (12)

1. 第１搬送室と、前記第１搬送室に比べて上方に配置される第２搬送室と、を有し、トナーを含む現像剤を収容する現像容器と、
   前記第１搬送室内に回転可能に支持され、前記第１搬送室内の現像剤を第１方向に攪拌搬送する第１攪拌搬送部材と、
   前記第２搬送室内に回転可能に支持され、前記第２搬送室内の現像剤を前記第１方向と逆方向である第２方向に攪拌搬送する第２攪拌搬送部材と、
   前記現像容器に回転可能に支持され、前記第１搬送室又は前記第２搬送室内の現像剤を表面に担持する現像剤担持体と、
   を備え、
   前記現像容器は、前記第１搬送室および前記第２搬送室を仕切る仕切り部と、前記第１搬送室および前記第２搬送室の前記第１方向の下流側端部同士を連通する第１連通部と、前記第１搬送室および前記第２搬送室の前記第２方向の下流側端部同士を連通する第２連通部と、を有し、
   前記第１攪拌搬送部材は、回転軸と、前記回転軸の外周面に形成されるとともに前記第１方向の下流端が前記第１連通部に対向して配置され、前記現像剤を前記第１方向に搬送する螺旋羽根と、前記螺旋羽根よりも前記第１方向の下流側で前記第１連通部に対向して配置され前記螺旋羽根と巻き方向が逆である逆螺旋羽根と、を有し、
   前記第１攪拌搬送部材のうちの第１方向下流側の部分で、且つ、前記第１連通部に対向する対向領域よりも第１方向上流側の部分には、前記現像剤を滞留させる滞留部が設けられていることを特徴とする現像装置。
2. 前記滞留部は、前記第１攪拌搬送部材のうちの前記対向領域の前記第１方向の上流端から前記第１方向上流側に前記螺旋羽根の２リード隔てた第１位置までの第１領域に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記滞留部は、前記第１攪拌搬送部材のうちの前記第１位置よりも前記第１方向下流側のみに設けられていることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 前記滞留部は、前記第１攪拌搬送部材のうちの前記螺旋羽根の前記第１方向の下流端から前記第１方向上流側に前記螺旋羽根の２リード隔てた第２位置までの第２領域に設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載の現像装置。
5. 前記滞留部は、前記第１攪拌搬送部材の前記対向領域よりも前記第１方向上流側のみに設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置。
6. 前記滞留部は、前記回転軸の外周面から径方向に突出するとともに前記回転軸の軸方向に沿って延びるパドル部であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置。
7. 前記パドル部の前記第１方向の上流端は、前記螺旋羽根に対して隙間を有して配置されており、
   前記パドル部の前記第１方向の下流端は、前記螺旋羽根に繋がって配置されていることを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
8. 前記螺旋羽根は、１条以上の羽根からなり、
   互いに位相が異なる２つ以上の前記パドル部が、前記各羽根に対して設けられていることを特徴とする請求項６または７に記載の現像装置。
9. 前記第１攪拌搬送部材に設けられる全ての前記パドル部が、互いに位相が異なるように配置されていることを特徴とする請求項８に記載の現像装置。
10. 前記滞留部は、前記螺旋羽根の一部によって構成されているとともに、前記螺旋羽根の他の部分のピッチよりも小さいピッチで形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置。
11. 前記螺旋羽根は、複数条設けられており、
    前記逆螺旋羽根の前記第１方向の上流端近傍のリード角は、前記逆螺旋羽根の他の部分のリード角よりも小さいことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の現像装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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