JP4410983B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二成分現像剤を攪拌する現像剤攪拌装置及び像担持体上の静電潜像を二成分現像剤によって現像する現像装置並びに画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
二成分現像剤を用いる画像形成装置では、現像装置の現像ローラは、内蔵するマグネットの磁力によりその周面にトナー及びキャリアからなる現像剤を吸着し、回転しながら静電効果によってトナーを像担持体に転移させることによって潜像を現像してトナー像化する。
【０００３】
濃度ムラのない高品質のトナー像を得るには、現像ローラの周面に付着する現像剤が均質かつ均等な量であって、更にトナーがキャリアとの摩擦によって十分な帯電量を有していることが必要である。そこで、現像ローラの軸に平行して一対のスクリュ形式の（即ち、螺旋状の羽根部を備えた）トナースクリュ部材が、互いに仕切壁を隔てて設けられ、その推進力によって新たに補給されたトナーがキャリアと十分に攪拌混合された上で現像ローラの軸方向にわたって平均した分布で像担持体側に供給されるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１９６１０号公報（第１図及び第３図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、トナースクリュ部材によって攪拌し循環しながら搬送される現像剤の量は、現像ローラ周面への補給により、次第に減少していくので現像ローラの軸方向の分布を平均化した状態を長時間にわたって維持することは非常に困難であった。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を鑑みてなされたものであり、簡単な構成により、現像剤の分布を均一に維持することができ、トナーの補給後においても、高速に攪拌・搬送される現像剤を現像ローラ周面に対してより均等に供給することを可能とした現像装置及び画像形成装置を提供することを目的としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の現像装置は、請求項１に示すとおり、静電潜像が形成される像担持体にトナーを供給するための現像ローラと、該現像ローラに前記トナーを含む現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤を収容する現像剤攪拌室と、該現像剤攪拌室に設けた仕切壁を隔てて配置され、前記現像剤を攪拌し循環させるよう互いに逆方向へ搬送する螺旋状の羽根部を備えた対をなす第１及び第２のスクリュ部材とを有し、前記第１のスクリュ部材は、前記現像剤供給部材に対向する前記現像剤攪拌室のトナー戻り側に設けられ、前記第１のスクリュ部材の軸の外周面と前記羽根部とで形成される溝内には、前記現像剤の搬送方向上流側から下流側にかけて高さが高くなる相互に異なる突出高さを有した複数のリブを連ねて成る複数のリブ列を備え、これら複数のリブ列は、前記第１のスクリュ部材の軸の外周面に均等配置されたことを特徴とする。
【００１１】
これによれば、トナー戻り側に設けられた第１スクリュ部材の軸方向において、リブの突出高さ（即ち、リブの頂部からスクリュ部材の軸の外周面までの距離）を適切に変更するので、スクリュ部材の軸方向により均一に所定量の現像剤を保持することが可能となる。
【００１２】
この場合、リブの突出高さは、現像剤の搬送方向下流側に向かって段階的に大きくすることができる。或いは、螺旋状の羽根部を貫通させて軸方向に一体をなすように形成したリブの頂部を搬送方向に傾斜させた構成とすることも可能である。
【００１３】
上記請求項１に係る現像装置においては、請求項２に示すとおり、前記リブ列は、４本のリブ列が前記第１のスクリュ部材の軸の外周面に均等配置される構成とした。
【００１４】
これによれば、トナー戻り側に設けられた第１スクリュ部材に複数のリブがリブ列として適切に配置されるので、適正量の現像剤を容易に保持可能となる。
【００１５】
この場合、リブ列は、溝内に個別に配置した複数のリブをスクリュ部材の軸方向に連なるように形成することができる。或いは、螺旋状の羽根部を貫通させて軸方向に一体をなすように形成することも可能である。
【００１６】
上記請求項１若しくは２に係る現像装置においては、請求項３に示すとおり、第１スクリュ部材の軸径は、第２スクリュ部材の軸径に比べて小さい構成とした。
【００１７】
これによれば、トナー戻り側に設けられた第１スクリュ部材が比較的小さな軸径で形成されるので、現像剤を保持可能な領域を拡大する（例えば、羽根部やリブの高さを増大させる）ことが可能となり、現像剤の保持量を増大させることができる。
【００１８】
上記請求項１乃至３に係る現像装置においては、請求項４に示すとおり、第１及び第２スクリュ部材の軸方向に垂直に配置された隔壁を介して現像剤攪拌室に並設されたトナー補給室を更に有し、第１及び第２スクリュ部材は、隔壁を貫通してトナー補給室まで延在する構成とした。
【００１９】
これによれば、現像剤攪拌室とトナー補給室が隔壁によって仕切られているので、装置が傾けて設置された場合やトナー補給時に補給室内の現像剤量が一時的に増大した場合でも、隔壁により規制することで、スクリュ部材の搬送によらずに現像剤攪拌室及びトナー補給室間を現像剤が移動することを防止できる。従って、スクリュ部材の軸方向に所定量の現像剤を比較的均等な分布をもってバランス良く保持することが可能となる。
【００２０】
また、上記請求項１乃至４に係る現像装置においては、請求項５に示すとおり、前記第１及び第２のスクリュ部材の前記現像剤の搬送方向の下流側端部には、前記現像剤の搬送方向を逆転させる前記螺旋状の羽根部材及び他方のスクリュ部材へ現像剤を受け渡す受渡部材がそれぞれ形成される構成とした。
【００２１】
これによれば、像担持体側へ供給されずに残留した現像剤の一部を、第１及び第２スクリュ部材の間で循環させて再使用する場合には、第１スクリュ部材における第２の攪拌手段への現像剤の受渡し部（通常は、仕切壁に設けた連通部付近）において、第１スクリュ部材の搬送方向を逆転させることで現像剤の受渡しを良好に行うことができる。従って、現像剤を飛散させることなく無駄なく再使用可能となる。
【００２２】
この場合、例えば、現像剤の受渡し部において、螺旋状の羽根部を攪拌手段の軸方向に反転させた構成とすることで、搬送方向を容易に逆転させることができる。ここで、通常の羽根部と逆向きとした羽根部との合流部に現像剤の受渡しを容易とする受渡用の部材（例えば、軸の外周面から径方向に突出する平板）を設けることで、現像剤の受渡しをより良好に行うことができる。
【００２３】
尚、第２スクリュ部材における第１のスクリュ部材への現像剤の受渡し部においても、上記第１スクリュ部材と同様、通常の羽根部と逆向きとした羽根部との合流部に現像剤の受渡しを容易とする受渡用の部材を設けることで、現像剤の受渡しをより良好に行うことができる。
【００３０】
また、本発明の画像形成装置は、請求項６に示すとおり、静電潜像が形成される像担持体にトナーを供給するための現像ローラと、該現像ローラに前記トナーを含む現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤を収容する現像剤攪拌室と、該現像剤攪拌室に設けた仕切壁を隔てて配置され、前記現像剤を攪拌し循環させるよう互いに逆方向へ搬送する螺旋状の羽根部を備えた対をなす第１及び第２のスクリュ部材とを有し、前記第１のスクリュ部材は、前記現像剤供給部材に対向する前記現像剤攪拌室のトナー戻り側に設けられ、前記第１のスクリュ部材の軸の外周面と前記羽根部とで形成される溝内には、前記現像剤の搬送方向上流側から下流側にかけて高さが高くなる相互に異なる突出高さを有した複数のリブを連ねて成る複数のリブ列を備え、これら複数のリブ列は、前記第１のスクリュ部材の軸の外周面に均等配置されたことを特徴とする。
【００３２】
上記請求項６に係る画像形成装置においては、請求項７に示すとおり、前記リブ列は、４本のリブ列が前記第１のスクリュ部材の軸の外周面に均等配置される構成とした。
【００３３】
上記請求項６及び７に係る画像形成装置においては、請求項８に示すとおり、第１スクリュ部材の軸径は、第２スクリュ部材の軸径に比べて小さい構成とした。
【００３４】
上記請求項６乃至８に係る画像形成装置においては、請求項９に示すとおり、第１及び第２スクリュ部材の軸方向に垂直に配置された隔壁を介して現像剤攪拌室に並設されたトナー補給室を更に有し、第１及び第２スクリュ部材は、隔壁を貫通してトナー補給室まで延在する構成とした。
【００３５】
また、上記請求項６乃至９に係る画像形成装置においては、請求項１０に示すとおり、前記第１及び第２のスクリュ部材の前記現像剤の搬送方向の下流側端部には、前記現像剤の搬送方向を逆転させる前記螺旋状の羽根部材及び他方のスクリュ部材へ現像剤を受け渡す受渡部材がそれぞれ形成される構成とした。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面を参照して本発明の構成を詳細に説明する。
【００４３】
図１は、本発明の現像剤攪拌装置を備えた現像器の構成の概略を示す斜視図、図２は、図１の現像器の上面図、図３は、図２に示す現像器のＡ−Ａ断面図である。この現像器１０は、一般的な画像形成装置の像担持体（図示せず）に近接配置して用いられるもので、装置に収容された現像剤の濃度を適正に維持しつつトナーを像担持体の軸方向にわたって平均した分布で供給するための機能を有する。図２に示すように、現像器１０は、ハウジング１００内に互いに平行に配置された現像ローラ２０、パドル（現像剤供給部材）３０、第１スクリュ４０、及び第２スクリュ５０を主として備えた構成を有する。
【００４４】
ハウジング１００は、現像剤を収容する容器であり、長手方向（像担持体の軸方向）に垂直に設けられた隔壁１２０によって仕切られた現像剤攪拌室１００ａとトナー補給室１００ｔとを有する。
【００４５】
現像ローラ２０は、像担持体に近接配置され、現像ローラ軸２０ｓを中心に回転し、トナーを像担持体に直接供給する。詳細は図示しないが、通常は、着磁されたマグネットローラの外側にスリーブを嵌合させた構成を有する。
【００４６】
パドル３０は、現像ローラ２０付近に配置され、パドル軸３０ｓを中心に回転し、軸３０ｓと平行に形成された平板状の数の羽根部３５（図３参照）によって現像剤を現像ローラ２０に供給する。
【００４７】
第１スクリュ４０は、現像剤攪拌室１００ａ内のトナー戻り側（図２の下側）に設けられ、パドル３０側（像担持体へのトナー供給側）に現像剤を移動させるために、スクリュ軸４０ｓを中心に回転し、軸４０ｓに設けた螺旋状の羽根部４５によって現像剤を軸方向（図２の右方向）に搬送しながら攪拌する。また、第２スクリュ５０は、長手方向に延在する仕切壁１１０を隔てて第１スクリュ４０と対をなすように現像剤攪拌室１００ａ内のトナー送り側（図２の上側）に設けられ、第１スクリュ４０のあるトナー戻り側に現像剤を移動させるために、スクリュ軸５０ｓを中心に回転し、軸５０ｓに設けた螺旋状の羽根部５５によって現像剤を第１スクリュとは逆向き（図２の左方向）に搬送しながら攪拌する。
【００４８】
次に、この第１スクリュ４０及び第２スクリュ５０の構造の詳細について説明する。図４は、第１スクリュの上面図である。第１スクリュ４０は、その軸４０ｓに螺旋状に巻付けた羽根部４５が所定の螺旋ピッチ（間隔）で形成されており、軸４０ｓの外周面と羽根部４５とで形成される各溝内には、複数のリブ４１が設けられている。これらのリブ４１によって、現像剤の搬送力を低下させ現像剤攪拌室１００ａ内での現像剤の高さを安定に保持し、第１スクリュ４０の軸方向に均一に所定量の現像剤を分布させることが可能となる。このようなリブ４１を備えない従来の構成では、スクリュの上流側から下流にかけて現像剤の高さが低くなるので、各リブ４１は、異なる突出高さを有するように形成され、現像剤の搬送方向下流側（図４の右側）に突出高さのより大きいリブが配置されている。これにより、第１スクリュ４０の軸方向により均一に所定量の現像剤を保持することが可能となり、結果として、像担持体の軸方向にわたって均等な分布をもってトナーを安定して供給することができる。この場合、リブ４１は、適用する現像剤攪拌装置に応じて、種々の形態が可能である。例えば、リブの個数や配置間隔、リブの形状、及びリブの配置等を用途に応じて変更することが可能である。
【００４９】
第１スクリュ４０の下流側端部（図４の左側）には、現像剤の搬送方向を逆転するように通常の羽根部４５とは巻回方向を逆に形成した逆スクリュ４５ｒが設けられている。また、通常の羽根部４５と逆スクリュ４５ｒの合流部には、軸４０ｓの外周面から径方向に突出した平板からなる受渡部材４８が形成されている。
【００５０】
図５は、図４の第１スクリュの中央部の断面図である。溝内に形成された複数のリブ４１は、第１スクリュ４０の軸方向に連なる４本のリブ列Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を構成し、それらのリブ列は、周方向に均等配置されている。
【００５１】
図６は、第２スクリュの上面図である。第２スクリュ５０は、第１スクリュ４０と同様にその軸５０ｓに螺旋状に巻付けた羽根部５５が所定の螺旋ピッチで形成されている。第２スクリュ５０の下流側端部（図６の左側）には、第１スクリュ４０の場合と同様に搬送方向を逆転するように羽根部を形成した逆スクリュ５５ｒが設けられている。また同様に、通常の羽根部５５と逆スクリュ５５ｒの合流部には、軸５０ｓの外周面から径方向に突出した平板からなる受渡部材５８が形成されている。
【００５２】
ここで、再び図２を参照すると、上記のような現像器１０において、第１スクリュ４０による現像剤の搬送攪拌過程で、螺旋状の羽根部４５によって押されて搬送方向下流（図２の右方向）まで搬送された現像剤は、逆スクリュ４５ｒ及び受渡部材４８によって、第１連通部１００ｙを通して第２スクリュ５０に受渡される。そこで、第２スクリュ５０による逆方向（図２の左方向）への搬送攪拌過程を経て、逆スクリュ５５ｒ及び受渡部材５８によって、仕切壁１１０に設けられた第２連通部１００ｘを通して再び第１スクリュ４０に受渡される。このように、２つのスクリュ間で残留した現像剤の循環が繰り返されることで現像剤が再利用される。
【００５３】
また、第１スクリュ４０からパドル３０側に供給された現像剤は、パドル３０の回転によって更に現像ローラ２０に供給され、磁力によって現像ローラ２０の周面に一定の層厚で吸着する。吸着した現像剤は、現像位置で像担持体の周面（像形成領域）に形成された静電潜像の静電力によってトナーがキャリアと分離され、像担持体の周面にトナー像が形成される。トナーが分離された後の現像ローラ２０上の残留キャリアは、現像剤攪拌室内に再び戻される。従って、使用されたトナーの不足を補うためにトナー補給室１１０ｔに新たなトナーが適宜補給され、上述のような搬送攪拌過程において２つのスクリュ間を循環する現像剤と十分に混合される。
【００５４】
図７は、図２に示す現像器のＢ−Ｂ断面図である。現像器１０には、現像剤攪拌室１００ａ内のトナー濃度を監視して常に適正に維持するための濃度センサ８０が備えられている。濃度センサ８０は、第２スクリュ５０の搬送方向上流側のハウジング１００の底部に取付けられ、その検出部８０ａは、底部に設けられた開口部から挿入されて現像剤と接触する。これにより、現像剤の搬送量が安定し、しかも、現像剤中のトナー濃度を、トナー補給後早期に検出でき、かつ現像ローラでトナーを消費された現像剤を早期に検出できる位置にある。従って、トナー濃度を常に適正に制御しながらスクリュ部材の軸方向に均一に所定量の現像剤を保持できる。
【００５５】
ここで、トナー濃度の検出を安定かつ確実に行うためは、濃度を検出する際の検出対象となる現像剤の量（即ち、検出部８０ａ上に滞留する現像剤）を適切に調節することが望ましい。そこで、検出部８０ａと対向する羽根部５５には、軸５０ｓの外周面から径方向に突出した平板からなる現像剤除去部材５９が付設され、検出部８０ａ上に堆積する現像剤の層厚が適正に調節される。
【００５６】
図８は、図１の現像器のギヤ構成の一例を示す模式図である。図８（ａ）、（ｂ）は、それぞれ現像器を側方から見た場合及び上方から見た場合の構成を模式的に示している。現像器１０は、主として現像ローラ２０を駆動する現像ローラギヤＧ２、パドル３０を駆動するパドルギヤＧ３、第１及び第２スクリュ４０をそれぞれ駆動する搬送ギヤＧ４、Ｇ５、及びアイドラギヤＧ１を備える。ここで、アイドラギヤＧ１は、パドルギヤＧ３と搬送ギヤＧ４の間の取付孔７０（図１参照）に取付けられ、駆動手段（図示せず）からの動力をパドルギヤＧ３及び搬送ギヤＧ４、Ｇ５に伝導する。この場合、第１及び第２スクリュ４０、５０は、互いに係合する同一径の搬送ギヤＧ４、Ｇ５によって互いに逆方向に等速で回転する。
【００５７】
図９は、図１の現像器の別のギヤ構成の例を示す模式図である。図９（ａ）、（ｂ）は、それぞれ現像器を側方から見た場合及び上方から見た場合の構成を模式的に示しており、第１及び第２スクリュ４０、５０を駆動するための搬送ギヤＧ７、Ｇ８並びにアイドラギヤＧ６の一部の構成の違いを除けば、図８に示したギヤ構成と同様である。ここでは、第１スクリュ４０を駆動する搬送ギヤＧ７のギヤ径は、第２スクリュ５０を駆動する搬送ギヤＧ８に比べて大きくなるように構成されている。従って、第１及び第２スクリュ４０、５０は、互いに係合する搬送ギヤＧ７、Ｇ８によって互いに逆方向に回転するが、第１スクリュ４０の回転速度（即ち、現像剤の搬送速度）は、第２スクリュ５０の回転速度に比べて小さくなる。これにより、現像剤攪拌室内の仕切壁で仕切られた第１スクリュ側の搬送量を小さして滞留量を増加させ、軸方向に均一に所定量の現像剤をより安定に保持できる。
【００５８】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、像担持体へのトナー供給側に設けられた第１のスクリュ部材の軸の外周面と羽根部とで形成される溝内に、現像剤の搬送方向上流側から下流側にかけて高さが高くなる外周面から相互に異なる突出高さを有した複数のリブを連ねて成る複数のリブ列を備え、これら複数のリブ列を、前記第１のスクリュ部材の軸の外周面に均等配置したので、その軸方向に均一に所定量の現像剤を保持することが可能となる。結果として、比較的簡易な構成で、像担持体の軸方向にわたって均等な分布をもってトナーを安定して供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の現像剤攪拌装置を備えた現像器の構成の概略を示す斜視図
【図２】図１の現像器の上面図
【図３】図２に示す現像器のＡ−Ａ断面図
【図４】図１の現像器の第１スクリュの上面図
【図５】図４の第１スクリュの断面図
【図６】図１の現像器の第２スクリュの上面図
【図７】図２に示す現像器のＢ−Ｂ断面図
【図８】図１の現像器のギヤ構成の一例を示す模式図
【図９】図１の現像器の別のギヤ構成の例を示す模式図
【符号の説明】
１０ 現像器
２０ 現像ローラ
３０ パドル
４０ 第１スクリュ
４１ リブ
４５、５５ 羽根部
４５ｒ、５５ｒ 逆スクリュ
５０ 第２スクリュ
８０ 濃度センサ
１００ ハウジング
１００ａ 現像剤攪拌室
１００ｔ トナー補給室
１１０ 仕切壁
１２０ 隔壁
【発明の属する技術分野】
本発明は、二成分現像剤を攪拌する現像剤攪拌装置及び像担持体上の静電潜像を二成分現像剤によって現像する現像装置並びに画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
二成分現像剤を用いる画像形成装置では、現像装置の現像ローラは、内蔵するマグネットの磁力によりその周面にトナー及びキャリアからなる現像剤を吸着し、回転しながら静電効果によってトナーを像担持体に転移させることによって潜像を現像してトナー像化する。
【０００３】
濃度ムラのない高品質のトナー像を得るには、現像ローラの周面に付着する現像剤が均質かつ均等な量であって、更にトナーがキャリアとの摩擦によって十分な帯電量を有していることが必要である。そこで、現像ローラの軸に平行して一対のスクリュ形式の（即ち、螺旋状の羽根部を備えた）トナースクリュ部材が、互いに仕切壁を隔てて設けられ、その推進力によって新たに補給されたトナーがキャリアと十分に攪拌混合された上で現像ローラの軸方向にわたって平均した分布で像担持体側に供給されるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１９６１０号公報（第１図及び第３図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、トナースクリュ部材によって攪拌し循環しながら搬送される現像剤の量は、現像ローラ周面への補給により、次第に減少していくので現像ローラの軸方向の分布を平均化した状態を長時間にわたって維持することは非常に困難であった。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を鑑みてなされたものであり、簡単な構成により、現像剤の分布を均一に維持することができ、トナーの補給後においても、高速に攪拌・搬送される現像剤を現像ローラ周面に対してより均等に供給することを可能とした現像装置及び画像形成装置を提供することを目的としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の現像装置は、請求項１に示すとおり、静電潜像が形成される像担持体にトナーを供給するための現像ローラと、該現像ローラに前記トナーを含む現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤を収容する現像剤攪拌室と、該現像剤攪拌室に設けた仕切壁を隔てて配置され、前記現像剤を攪拌し循環させるよう互いに逆方向へ搬送する螺旋状の羽根部を備えた対をなす第１及び第２のスクリュ部材とを有し、前記第１のスクリュ部材は、前記現像剤供給部材に対向する前記現像剤攪拌室のトナー戻り側に設けられ、前記第１のスクリュ部材の軸の外周面と前記羽根部とで形成される溝内には、前記現像剤の搬送方向上流側から下流側にかけて高さが高くなる相互に異なる突出高さを有した複数のリブを連ねて成る複数のリブ列を備え、これら複数のリブ列は、前記第１のスクリュ部材の軸の外周面に均等配置されたことを特徴とする。
【００１１】
これによれば、トナー戻り側に設けられた第１スクリュ部材の軸方向において、リブの突出高さ（即ち、リブの頂部からスクリュ部材の軸の外周面までの距離）を適切に変更するので、スクリュ部材の軸方向により均一に所定量の現像剤を保持することが可能となる。
【００１２】
この場合、リブの突出高さは、現像剤の搬送方向下流側に向かって段階的に大きくすることができる。或いは、螺旋状の羽根部を貫通させて軸方向に一体をなすように形成したリブの頂部を搬送方向に傾斜させた構成とすることも可能である。
【００１３】
上記請求項１に係る現像装置においては、請求項２に示すとおり、前記リブ列は、４本のリブ列が前記第１のスクリュ部材の軸の外周面に均等配置される構成とした。
【００１４】
これによれば、トナー戻り側に設けられた第１スクリュ部材に複数のリブがリブ列として適切に配置されるので、適正量の現像剤を容易に保持可能となる。
【００１５】
この場合、リブ列は、溝内に個別に配置した複数のリブをスクリュ部材の軸方向に連なるように形成することができる。或いは、螺旋状の羽根部を貫通させて軸方向に一体をなすように形成することも可能である。
【００１６】
上記請求項１若しくは２に係る現像装置においては、請求項３に示すとおり、第１スクリュ部材の軸径は、第２スクリュ部材の軸径に比べて小さい構成とした。
【００１７】
これによれば、トナー戻り側に設けられた第１スクリュ部材が比較的小さな軸径で形成されるので、現像剤を保持可能な領域を拡大する（例えば、羽根部やリブの高さを増大させる）ことが可能となり、現像剤の保持量を増大させることができる。
【００１８】
上記請求項１乃至３に係る現像装置においては、請求項４に示すとおり、第１及び第２スクリュ部材の軸方向に垂直に配置された隔壁を介して現像剤攪拌室に並設されたトナー補給室を更に有し、第１及び第２スクリュ部材は、隔壁を貫通してトナー補給室まで延在する構成とした。
【００１９】
これによれば、現像剤攪拌室とトナー補給室が隔壁によって仕切られているので、装置が傾けて設置された場合やトナー補給時に補給室内の現像剤量が一時的に増大した場合でも、隔壁により規制することで、スクリュ部材の搬送によらずに現像剤攪拌室及びトナー補給室間を現像剤が移動することを防止できる。従って、スクリュ部材の軸方向に所定量の現像剤を比較的均等な分布をもってバランス良く保持することが可能となる。
【００２０】
また、上記請求項１乃至４に係る現像装置においては、請求項５に示すとおり、前記第１及び第２のスクリュ部材の前記現像剤の搬送方向の下流側端部には、前記現像剤の搬送方向を逆転させる前記螺旋状の羽根部材及び他方のスクリュ部材へ現像剤を受け渡す受渡部材がそれぞれ形成される構成とした。
【００２１】
これによれば、像担持体側へ供給されずに残留した現像剤の一部を、第１及び第２スクリュ部材の間で循環させて再使用する場合には、第１スクリュ部材における第２の攪拌手段への現像剤の受渡し部（通常は、仕切壁に設けた連通部付近）において、第１スクリュ部材の搬送方向を逆転させることで現像剤の受渡しを良好に行うことができる。従って、現像剤を飛散させることなく無駄なく再使用可能となる。
【００２２】
この場合、例えば、現像剤の受渡し部において、螺旋状の羽根部を攪拌手段の軸方向に反転させた構成とすることで、搬送方向を容易に逆転させることができる。ここで、通常の羽根部と逆向きとした羽根部との合流部に現像剤の受渡しを容易とする受渡用の部材（例えば、軸の外周面から径方向に突出する平板）を設けることで、現像剤の受渡しをより良好に行うことができる。
【００２３】
尚、第２スクリュ部材における第１のスクリュ部材への現像剤の受渡し部においても、上記第１スクリュ部材と同様、通常の羽根部と逆向きとした羽根部との合流部に現像剤の受渡しを容易とする受渡用の部材を設けることで、現像剤の受渡しをより良好に行うことができる。
【００３０】
また、本発明の画像形成装置は、請求項６に示すとおり、静電潜像が形成される像担持体にトナーを供給するための現像ローラと、該現像ローラに前記トナーを含む現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤を収容する現像剤攪拌室と、該現像剤攪拌室に設けた仕切壁を隔てて配置され、前記現像剤を攪拌し循環させるよう互いに逆方向へ搬送する螺旋状の羽根部を備えた対をなす第１及び第２のスクリュ部材とを有し、前記第１のスクリュ部材は、前記現像剤供給部材に対向する前記現像剤攪拌室のトナー戻り側に設けられ、前記第１のスクリュ部材の軸の外周面と前記羽根部とで形成される溝内には、前記現像剤の搬送方向上流側から下流側にかけて高さが高くなる相互に異なる突出高さを有した複数のリブを連ねて成る複数のリブ列を備え、これら複数のリブ列は、前記第１のスクリュ部材の軸の外周面に均等配置されたことを特徴とする。
【００３２】
上記請求項６に係る画像形成装置においては、請求項７に示すとおり、前記リブ列は、４本のリブ列が前記第１のスクリュ部材の軸の外周面に均等配置される構成とした。
【００３３】
上記請求項６及び７に係る画像形成装置においては、請求項８に示すとおり、第１スクリュ部材の軸径は、第２スクリュ部材の軸径に比べて小さい構成とした。
【００３４】
上記請求項６乃至８に係る画像形成装置においては、請求項９に示すとおり、第１及び第２スクリュ部材の軸方向に垂直に配置された隔壁を介して現像剤攪拌室に並設されたトナー補給室を更に有し、第１及び第２スクリュ部材は、隔壁を貫通してトナー補給室まで延在する構成とした。
【００３５】
また、上記請求項６乃至９に係る画像形成装置においては、請求項１０に示すとおり、前記第１及び第２のスクリュ部材の前記現像剤の搬送方向の下流側端部には、前記現像剤の搬送方向を逆転させる前記螺旋状の羽根部材及び他方のスクリュ部材へ現像剤を受け渡す受渡部材がそれぞれ形成される構成とした。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面を参照して本発明の構成を詳細に説明する。
【００４３】
図１は、本発明の現像剤攪拌装置を備えた現像器の構成の概略を示す斜視図、図２は、図１の現像器の上面図、図３は、図２に示す現像器のＡ−Ａ断面図である。この現像器１０は、一般的な画像形成装置の像担持体（図示せず）に近接配置して用いられるもので、装置に収容された現像剤の濃度を適正に維持しつつトナーを像担持体の軸方向にわたって平均した分布で供給するための機能を有する。図２に示すように、現像器１０は、ハウジング１００内に互いに平行に配置された現像ローラ２０、パドル（現像剤供給部材）３０、第１スクリュ４０、及び第２スクリュ５０を主として備えた構成を有する。
【００４４】
ハウジング１００は、現像剤を収容する容器であり、長手方向（像担持体の軸方向）に垂直に設けられた隔壁１２０によって仕切られた現像剤攪拌室１００ａとトナー補給室１００ｔとを有する。
【００４５】
現像ローラ２０は、像担持体に近接配置され、現像ローラ軸２０ｓを中心に回転し、トナーを像担持体に直接供給する。詳細は図示しないが、通常は、着磁されたマグネットローラの外側にスリーブを嵌合させた構成を有する。
【００４６】
パドル３０は、現像ローラ２０付近に配置され、パドル軸３０ｓを中心に回転し、軸３０ｓと平行に形成された平板状の数の羽根部３５（図３参照）によって現像剤を現像ローラ２０に供給する。
【００４７】
第１スクリュ４０は、現像剤攪拌室１００ａ内のトナー戻り側（図２の下側）に設けられ、パドル３０側（像担持体へのトナー供給側）に現像剤を移動させるために、スクリュ軸４０ｓを中心に回転し、軸４０ｓに設けた螺旋状の羽根部４５によって現像剤を軸方向（図２の右方向）に搬送しながら攪拌する。また、第２スクリュ５０は、長手方向に延在する仕切壁１１０を隔てて第１スクリュ４０と対をなすように現像剤攪拌室１００ａ内のトナー送り側（図２の上側）に設けられ、第１スクリュ４０のあるトナー戻り側に現像剤を移動させるために、スクリュ軸５０ｓを中心に回転し、軸５０ｓに設けた螺旋状の羽根部５５によって現像剤を第１スクリュとは逆向き（図２の左方向）に搬送しながら攪拌する。
【００４８】
次に、この第１スクリュ４０及び第２スクリュ５０の構造の詳細について説明する。図４は、第１スクリュの上面図である。第１スクリュ４０は、その軸４０ｓに螺旋状に巻付けた羽根部４５が所定の螺旋ピッチ（間隔）で形成されており、軸４０ｓの外周面と羽根部４５とで形成される各溝内には、複数のリブ４１が設けられている。これらのリブ４１によって、現像剤の搬送力を低下させ現像剤攪拌室１００ａ内での現像剤の高さを安定に保持し、第１スクリュ４０の軸方向に均一に所定量の現像剤を分布させることが可能となる。このようなリブ４１を備えない従来の構成では、スクリュの上流側から下流にかけて現像剤の高さが低くなるので、各リブ４１は、異なる突出高さを有するように形成され、現像剤の搬送方向下流側（図４の右側）に突出高さのより大きいリブが配置されている。これにより、第１スクリュ４０の軸方向により均一に所定量の現像剤を保持することが可能となり、結果として、像担持体の軸方向にわたって均等な分布をもってトナーを安定して供給することができる。この場合、リブ４１は、適用する現像剤攪拌装置に応じて、種々の形態が可能である。例えば、リブの個数や配置間隔、リブの形状、及びリブの配置等を用途に応じて変更することが可能である。
【００４９】
第１スクリュ４０の下流側端部（図４の左側）には、現像剤の搬送方向を逆転するように通常の羽根部４５とは巻回方向を逆に形成した逆スクリュ４５ｒが設けられている。また、通常の羽根部４５と逆スクリュ４５ｒの合流部には、軸４０ｓの外周面から径方向に突出した平板からなる受渡部材４８が形成されている。
【００５０】
図５は、図４の第１スクリュの中央部の断面図である。溝内に形成された複数のリブ４１は、第１スクリュ４０の軸方向に連なる４本のリブ列Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を構成し、それらのリブ列は、周方向に均等配置されている。
【００５１】
図６は、第２スクリュの上面図である。第２スクリュ５０は、第１スクリュ４０と同様にその軸５０ｓに螺旋状に巻付けた羽根部５５が所定の螺旋ピッチで形成されている。第２スクリュ５０の下流側端部（図６の左側）には、第１スクリュ４０の場合と同様に搬送方向を逆転するように羽根部を形成した逆スクリュ５５ｒが設けられている。また同様に、通常の羽根部５５と逆スクリュ５５ｒの合流部には、軸５０ｓの外周面から径方向に突出した平板からなる受渡部材５８が形成されている。
【００５２】
ここで、再び図２を参照すると、上記のような現像器１０において、第１スクリュ４０による現像剤の搬送攪拌過程で、螺旋状の羽根部４５によって押されて搬送方向下流（図２の右方向）まで搬送された現像剤は、逆スクリュ４５ｒ及び受渡部材４８によって、第１連通部１００ｙを通して第２スクリュ５０に受渡される。そこで、第２スクリュ５０による逆方向（図２の左方向）への搬送攪拌過程を経て、逆スクリュ５５ｒ及び受渡部材５８によって、仕切壁１１０に設けられた第２連通部１００ｘを通して再び第１スクリュ４０に受渡される。このように、２つのスクリュ間で残留した現像剤の循環が繰り返されることで現像剤が再利用される。
【００５３】
また、第１スクリュ４０からパドル３０側に供給された現像剤は、パドル３０の回転によって更に現像ローラ２０に供給され、磁力によって現像ローラ２０の周面に一定の層厚で吸着する。吸着した現像剤は、現像位置で像担持体の周面（像形成領域）に形成された静電潜像の静電力によってトナーがキャリアと分離され、像担持体の周面にトナー像が形成される。トナーが分離された後の現像ローラ２０上の残留キャリアは、現像剤攪拌室内に再び戻される。従って、使用されたトナーの不足を補うためにトナー補給室１１０ｔに新たなトナーが適宜補給され、上述のような搬送攪拌過程において２つのスクリュ間を循環する現像剤と十分に混合される。
【００５４】
図７は、図２に示す現像器のＢ−Ｂ断面図である。現像器１０には、現像剤攪拌室１００ａ内のトナー濃度を監視して常に適正に維持するための濃度センサ８０が備えられている。濃度センサ８０は、第２スクリュ５０の搬送方向上流側のハウジング１００の底部に取付けられ、その検出部８０ａは、底部に設けられた開口部から挿入されて現像剤と接触する。これにより、現像剤の搬送量が安定し、しかも、現像剤中のトナー濃度を、トナー補給後早期に検出でき、かつ現像ローラでトナーを消費された現像剤を早期に検出できる位置にある。従って、トナー濃度を常に適正に制御しながらスクリュ部材の軸方向に均一に所定量の現像剤を保持できる。
【００５５】
ここで、トナー濃度の検出を安定かつ確実に行うためは、濃度を検出する際の検出対象となる現像剤の量（即ち、検出部８０ａ上に滞留する現像剤）を適切に調節することが望ましい。そこで、検出部８０ａと対向する羽根部５５には、軸５０ｓの外周面から径方向に突出した平板からなる現像剤除去部材５９が付設され、検出部８０ａ上に堆積する現像剤の層厚が適正に調節される。
【００５６】
図８は、図１の現像器のギヤ構成の一例を示す模式図である。図８（ａ）、（ｂ）は、それぞれ現像器を側方から見た場合及び上方から見た場合の構成を模式的に示している。現像器１０は、主として現像ローラ２０を駆動する現像ローラギヤＧ２、パドル３０を駆動するパドルギヤＧ３、第１及び第２スクリュ４０をそれぞれ駆動する搬送ギヤＧ４、Ｇ５、及びアイドラギヤＧ１を備える。ここで、アイドラギヤＧ１は、パドルギヤＧ３と搬送ギヤＧ４の間の取付孔７０（図１参照）に取付けられ、駆動手段（図示せず）からの動力をパドルギヤＧ３及び搬送ギヤＧ４、Ｇ５に伝導する。この場合、第１及び第２スクリュ４０、５０は、互いに係合する同一径の搬送ギヤＧ４、Ｇ５によって互いに逆方向に等速で回転する。
【００５７】
図９は、図１の現像器の別のギヤ構成の例を示す模式図である。図９（ａ）、（ｂ）は、それぞれ現像器を側方から見た場合及び上方から見た場合の構成を模式的に示しており、第１及び第２スクリュ４０、５０を駆動するための搬送ギヤＧ７、Ｇ８並びにアイドラギヤＧ６の一部の構成の違いを除けば、図８に示したギヤ構成と同様である。ここでは、第１スクリュ４０を駆動する搬送ギヤＧ７のギヤ径は、第２スクリュ５０を駆動する搬送ギヤＧ８に比べて大きくなるように構成されている。従って、第１及び第２スクリュ４０、５０は、互いに係合する搬送ギヤＧ７、Ｇ８によって互いに逆方向に回転するが、第１スクリュ４０の回転速度（即ち、現像剤の搬送速度）は、第２スクリュ５０の回転速度に比べて小さくなる。これにより、現像剤攪拌室内の仕切壁で仕切られた第１スクリュ側の搬送量を小さして滞留量を増加させ、軸方向に均一に所定量の現像剤をより安定に保持できる。
【００５８】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、像担持体へのトナー供給側に設けられた第１のスクリュ部材の軸の外周面と羽根部とで形成される溝内に、現像剤の搬送方向上流側から下流側にかけて高さが高くなる外周面から相互に異なる突出高さを有した複数のリブを連ねて成る複数のリブ列を備え、これら複数のリブ列を、前記第１のスクリュ部材の軸の外周面に均等配置したので、その軸方向に均一に所定量の現像剤を保持することが可能となる。結果として、比較的簡易な構成で、像担持体の軸方向にわたって均等な分布をもってトナーを安定して供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の現像剤攪拌装置を備えた現像器の構成の概略を示す斜視図
【図２】図１の現像器の上面図
【図３】図２に示す現像器のＡ−Ａ断面図
【図４】図１の現像器の第１スクリュの上面図
【図５】図４の第１スクリュの断面図
【図６】図１の現像器の第２スクリュの上面図
【図７】図２に示す現像器のＢ−Ｂ断面図
【図８】図１の現像器のギヤ構成の一例を示す模式図
【図９】図１の現像器の別のギヤ構成の例を示す模式図
【符号の説明】
１０ 現像器
２０ 現像ローラ
３０ パドル
４０ 第１スクリュ
４１ リブ
４５、５５ 羽根部
４５ｒ、５５ｒ 逆スクリュ
５０ 第２スクリュ
８０ 濃度センサ
１００ ハウジング
１００ａ 現像剤攪拌室
１００ｔ トナー補給室
１１０ 仕切壁
１２０ 隔壁
Claims (10)
- 静電潜像が形成される像担持体にトナーを供給するための現像ローラと、該現像ローラに前記トナーを含む現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤を収容する現像剤攪拌室と、該現像剤攪拌室に設けた仕切壁を隔てて配置され、前記現像剤を攪拌し循環させるよう互いに逆方向へ搬送する螺旋状の羽根部を備えた対をなす第１及び第２のスクリュ部材とを有し、前記第１のスクリュ部材は、前記現像剤供給部材に対向する前記現像剤攪拌室のトナー戻り側に設けられ、前記第１のスクリュ部材の軸の外周面と前記羽根部とで形成される溝内には、前記現像剤の搬送方向上流側から下流側にかけて高さが高くなる相互に異なる突出高さを有した複数のリブを連ねて成る複数のリブ列を備え、これら複数のリブ列は、前記第１のスクリュ部材の軸の外周面に均等配置されたことを特徴とする現像装置。
- 前記リブ列は、４本のリブ列が前記第１のスクリュ部材の軸の外周面に均等配置されたものであることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
- 前記第１スクリュ部材の軸径は、前記第２スクリュ部材の軸径に比べて小さいことを特徴とする請求項１、２の何れかに記載の現像装置。
- 前記第１及び第２スクリュ部材の軸方向に垂直に配置された隔壁を介して前記現像剤攪拌室に並設されたトナー補給室を更に有し、前記第１及び第２スクリュ部材は、前記隔壁を貫通して前記トナー補給室まで延在することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の現像装置。
- 前記第１及び第２のスクリュ部材の前記現像剤の搬送方向の下流側端部には、前記現像剤の搬送方向を逆転させる前記螺旋状の羽根部材及び他方のスクリュ部材へ現像剤を受け渡す受渡部材がそれぞれ形成されることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の現像装置。
- 静電潜像が形成される像担持体にトナーを供給するための現像ローラと、該現像ローラに前記トナーを含む現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤を収容する現像剤攪拌室と、該現像剤攪拌室に設けた仕切壁を隔てて配置され、前記現像剤を攪拌し循環させるよう互いに逆方向へ搬送する螺旋状の羽根部を備えた対をなす第１及び第２のスクリュ部材とを有し、前記第１のスクリュ部材は、前記現像剤供給部材に対向する前記現像剤攪拌室のトナー戻り側に設けられ、前記第１のスクリュ部材の軸の外周面と前記羽根部とで形成される溝内には、前記現像剤の搬送方向上流側から下流側にかけて高さが高くなる相互に異なる突出高さを有した複数のリブを連ねて成る複数のリブ列を備え、これら複数のリブ列は、前記第１のスクリュ部材の軸の外周面に均等配置されたことを特徴とする画像形成装置。
- 前記リブ列は、４本のリブ列が前記第１のスクリュ部材の軸の外周面に均等配置されたものであることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
- 前記第１スクリュ部材の軸径は、前記第２スクリュ部材の軸径に比べて小さいことを特徴とする請求項６、７の何れかに記載の画像形成装置。
- 前記第１及び第２スクリュ部材の軸方向に垂直に配置された隔壁を介して前記現像剤攪拌室に並設されたトナー補給室を更に有し、前記第１及び第２スクリュ部材は、前記隔壁を貫通して前記トナー補給室まで延在することを特徴とする請求項６乃至８の何れかに記載の画像形成装置。
- 前記第１及び第２のスクリュ部材の前記現像剤の搬送方向の下流側端部には、前記現像剤の搬送方向を逆転させる前記螺旋状の羽根部材及び他方のスクリュ部材へ現像剤を受け渡す受渡部材がそれぞれ形成されることを特徴とする請求項６乃至９の何れかに記載の画像形成装置。
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