JP5957427B2 - 現像装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に搭載される現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、現像装置内部の現像剤の凝集や固化を抑制する方法に関するものである。

従来、電子写真プロセスを用いた画像形成装置における乾式トナーを用いた現像方式としては、磁性トナーのみから成る一成分現像剤を使用する一成分現像方式と、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させる二成分現像剤を使用し、現像ローラー上に形成された磁性キャリア及びトナーから成る磁気ブラシにより像担持体（感光体）上の静電潜像を現像する二成分現像方式とが知られている。

上記のような現像装置では、現像動作によってトナーが消費されていく。そこで、現像装置内にトナー濃度（またはトナー量）を検知するトナーセンサーを設け、現像により消費された分だけ新たなトナーが補給される。このとき、新たに補給されたトナーの帯電量が十分でない場合にトナー飛散やかぶり等の画像不良が発生することがある。そのため、二成分現像方式ではトナーとキャリアとを十分に攪拌混合してトナーを所定の帯電量まで帯電させる必要がある。また、一成分現像方式においても、現像装置内に存在するトナーと新たに補給されたトナーとを十分に混合して帯電量分布を均一にしておく必要がある。

そこで、現像装置内に現像剤の循環経路を設け、循環経路内に配置された回転軸と螺旋羽で構成されるスクリュー形状の攪拌搬送部材によって現像剤を攪拌混合しながら循環搬送する方法が広く用いられている。具体的には、図１３に示すような現像装置１０１において、現像容器１０２内を仕切壁１０３によって第１搬送路１０５と第２搬送路１０７とに区画する。第１搬送路１０５及び第２搬送路１０７には現像剤を混合、攪拌しながら搬送する第１スパイラル１０９及び第２スパイラル１１０が回転可能に配設されている。

そして、第１スパイラル１０９及び第２スパイラル１１０によって現像剤が攪拌されつつ軸方向（図１３の矢印Ａ１、Ａ２方向）に搬送され、仕切壁１０３の両端部に形成された現像剤受け渡し部１１１ａ、１１１ｂを介して第１搬送路１０５及び第２搬送路１０７間を循環する。即ち、第１搬送路１０５、第２搬送路１０７、現像剤受け渡し部１１１ａ、１１１ｂによって現像容器１０２内に現像剤の循環経路が形成されている。

ところで、近年の画像形成速度の高速化、画像形成装置の小型化の要求により、現像装置内の現像剤の循環速度（搬送速度）も高速化が必要となっている。現像剤の搬送速度を高める方法としては、例えば図１３の第１スパイラル１０９及び第２スパイラル１１０の回転速度を上げる方法や、螺旋羽のピッチを広くする方法が一般的である。

しかしながら、上記のようにして現像剤の搬送速度を高めた場合、第１スパイラル１０９及び第２スパイラル１１０の軸方向における搬送速度は高くなるが、現像剤受け渡し部１１１ａ、１１１ｂでの搬送速度は高くなり難い。その結果、現像剤受け渡し部１１１ａ、１１１ｂ付近で現像剤の偏りが生じ、現像剤が押し固められて凝集したり、現像容器１０２の内壁面に固着したりするおそれがあった。

そこで、現像剤受け渡し部での現像剤の偏りを抑制する方法が提案されており、例えば特許文献１、２には、現像ローラーから遠い側の攪拌搬送部材の現像剤受け渡し部に対向する位置に、回転軸に沿ってパドル片を設け、現像剤受け渡し部における現像剤の搬送能力を向上させた現像装置が開示されている。

また、特許文献３には、現像剤排出口を備えた現像装置において、攪拌搬送部材の現像剤受け渡し部に対向する位置に、回転軸の欠損した欠損部を設けることで、現像剤規制部に衝突する現像剤の速度を減速する構成が開示されている。

特開２００１−２４９５２７号公報 特開２００１−３１２１２８号公報 特開２０１２−１６３７９１号公報

しかしながら、特許文献１、２の方法では、現像剤の劣化により流動性が低下すると、攪拌搬送部材の回転軸やパドル片に現像剤が付着し、現像剤の凝集が発生するという問題点があった。

また、特許文献３の方法は、現像剤排出口に対向する規制部への現像剤の衝突速度を減速して現像剤の排出量を安定化するものであり、現像剤受け渡し部における現像剤の搬送能力を向上させるものではない。従って、現像剤受け渡し部において現像剤が押し固められて凝集したり、現像容器の内壁面に固着したりする不具合を効果的に抑制できるものではなかった。

本発明は、上記問題点に鑑み、現像剤受け渡し部における現像剤の凝集や固着を効果的に抑制できる現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、現像容器と、現像剤担持体と、第１攪拌搬送部材と、第２攪拌搬送部材と、第１現像剤受け渡し部と、第２現像剤受け渡し部と、を備えた現像装置である。現像容器は、互いに略並列に配置される第１搬送路、及び第２搬送路を有し、トナーを含む現像剤を収容する。現像剤担持体は、現像容器に回転可能に支持され、第２搬送路内の現像剤を表面に担持する。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搬送羽根で構成され、第１搬送路内の現像剤を攪拌搬送する。第２攪拌搬送部材は、第２搬送路内の現像剤を第１攪拌搬送部材と逆方向に攪拌搬送する。第１現像剤受け渡し部は、第１搬送路から第２搬送路へ現像剤を受け渡す。第２現像剤受け渡し部は、第２搬送路から第１搬送路へ現像剤を受け渡す。第１攪拌搬送部材は、第１現像剤受け渡し部に対向する部分に、回転軸が欠損するとともに回転軸と平行な複数の第１リブを含むパドル部が形成される。

本発明の第１の構成によれば、第１搬送路内の現像剤は、第１攪拌搬送部材の搬送羽根によって第１搬送路の下流側端部まで搬送された後、パドル部の第１リブにより第１現像剤受け渡し部に速やかに送り出される。その結果、第１現像剤受け渡し部付近に現像剤の滞留や凝集が発生せず、現像容器の内壁面等への現像剤の付着を抑制することができる。また、パドル部では回転軸が欠損しており、第１リブの周辺には十分なスペースが確保されている。そのため、現像剤が劣化して流動性が低下した場合でも現像剤が第１リブの間の空間を通過して循環することができ、第１リブへの現像剤の付着も抑制することができる。

本発明の現像装置４を備えた画像形成装置１００の全体構成を示す概略断面図 本発明の第１実施形態に係る現像装置４の構造を示す側面断面図 第１実施形態の現像装置４のカバー部材４２を取り外した状態を示す外観斜視図 第１実施形態の現像装置４の攪拌部の構造を示す平面断面図 第１実施形態の現像装置４に用いる第１スパイラル３１の構造を示す斜視図 図５におけるパドル部５０周辺の部分拡大図 第１実施形態の現像装置４の外観斜視図 第１実施形態の現像装置４に用いる現像剤供給部材３５の構造を示す斜視図 本発明の第２実施形態に係る現像装置４の攪拌部の構造を示す平面断面図 第２実施形態の現像装置４に用いる第１スパイラル３１のパドル部５０周辺の部分拡大図 図９における第１現像剤受け渡し部４０ｄ周辺の部分拡大図 本発明の現像装置４におけるパドル部５０の他の構成例を示す図 パドル部５０が形成されていない第１スパイラル１０９を備えた比較例１の現像装置１０１の攪拌部の構造を示す平面断面図 現像剤受け渡し部１１１ａに対向する第１螺旋羽根にリブ１１５を追加した第１スパイラル１０９を備えた比較例２の現像装置１０１の攪拌部の構造を示す平面断面図 現像剤崩し部材６１を付設した第１スパイラル３１を備えた実施例２の現像装置４に新品の現像剤、若しくは劣化した現像剤を投入して駆動し、投入する現像剤量を７０ｇ〜１５０ｇまで変化させたときのトナーセンサー４３の出力値の測定結果を示すグラフ 現像剤崩し部材６１を付設しない第１スパイラル３１を備えた実施例１の現像装置４に新品の現像剤、若しくは劣化した現像剤を投入して駆動し、投入する現像剤量を７０ｇ〜１５０ｇまで変化させたときのトナーセンサー４３の出力値の測定結果を示すグラフ

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る現像装置４を備えた画像形成装置１００の構造を示す概略断面図である。画像形成装置（例えばモノクロプリンター）１００では、画像形成動作を行う場合、装置本体内の画像形成部Ｐにおいて、不図示のパーソナルコンピューター（ＰＣ）から送信された原稿画像データに基づく静電潜像が形成され、現像装置４により静電潜像にトナーが付着されてトナー像が形成される。この現像装置４へのトナーの供給はトナーコンテナ５から行われる。そして、このような画像形成装置１００では、感光体ドラム１を図１において時計回り方向に回転させながら、感光体ドラム１に対する画像形成プロセスが実行される。

画像形成部Ｐには、感光体ドラム１の回転方向（時計回り方向）に沿って、帯電部２、露光ユニット３、現像装置４、転写ローラー６、クリーニング装置７、及び除電装置（図示せず）が配設されている。感光体ドラム１は、例えばアルミドラムに感光層が積層されたものであり、帯電部２により、表面を帯電させるようになっている。そして、後述する露光ユニット３からのレーザービームを受けた表面に、帯電を減衰させた静電潜像を形成する。なお、上記の感光層は、特に限定するものではないが、例えば耐久性に優れるアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）や、帯電時のオゾンの発生が少なく高解像度の画像が得られる有機感光層（ＯＰＣ）等が好ましい。

帯電部２は、感光体ドラム１の表面を均一に帯電させるものである。例えば帯電部２として、細いワイヤー等を電極として高電圧を印加することにより放電するコロナ放電装置が用いられる。なお、コロナ放電装置に代えて、帯電ローラーに代表される帯電部材を感光体表面に接触させた状態で電圧を印加する接触式の帯電装置を用いても良い。露光ユニット３は、画像データに基づいて光ビーム（例えばレーザービーム）を感光体ドラム１に照射し、感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成する。

現像装置４は、感光体ドラム１の静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成するものである。なお、ここでは磁性を有するトナー成分のみから構成される磁性一成分現像剤（以下、単にトナーともいう）が現像装置４に収容されている。また、現像装置４の詳細な構造については後述する。転写ローラー６は、感光体ドラム１表面に形成されたトナー像を乱さずに用紙搬送路１１を搬送されてくる用紙に転写する。クリーニング装置７は、感光体ドラム１の長手方向に線接触するクリーニングローラーやクリーニングブレード等を備えており、トナー像が用紙に転写された後に、感光体ドラム１の表面に残った残留トナーを除去する。

そして、予め入力された画像データに基づいて露光ユニット３が感光体ドラム１上にレーザービーム（光線）を照射することで、その画像データに基づく静電潜像を感光体ドラム１表面に形成する。その後、現像装置４が静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する。

上記のようにトナー像が形成された画像形成部Ｐに向けて、用紙収容部１０から用紙が用紙搬送路１１及びレジストローラー対１３を経由して所定のタイミングで搬送され、画像形成部Ｐにおいて転写ローラー６により感光体ドラム１表面のトナー像が用紙に転写される。そして、トナー像が転写された用紙は感光体ドラム１から分離され、定着部８に搬送されて加熱及び加圧されることで用紙にトナー像が定着される。定着部８を通過した用紙は、排出ローラー対１４を通過して用紙排出部１５に排出される。

図２は、本発明の第１実施形態に係る現像装置４の構造を示す側面断面図である。図２を参照して、現像装置４の詳細構造について説明する。なお、図２は図１の背面側から見た状態を示しており、現像装置４内の各部材の配置は図１と左右が逆になっている。

図２に示すように、現像装置４は、現像ローラー（現像剤担持体）２０と、規制ブレード２１と、攪拌搬送部材３０と、現像剤供給部材３５と、これらを収容する現像容器４０等と、により構成されている。

現像容器４０は、現像装置４の外郭を構成しており、上面が開口した本体部４１と、本体部４１の上面を覆うカバー部材４２と、を有する。現像容器４０は、本体部４１に形成された仕切壁４１ａによって第１搬送路４０ａと第２搬送路４０ｂに仕切られている。第１搬送路４０ａ及び第２搬送路４０ｂには、磁性トナーのみからなる一成分現像剤が収容される。また、現像容器４０は、攪拌搬送部材３０、現像剤供給部材３５、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４０には、現像ローラー２０を感光体ドラム１（図１参照）に向けて露出させる開口４０ｃが形成されている。

現像ローラー２０は、感光体ドラム１に対して一定の間隔を隔てて対向配置される。また、現像ローラー２０は、感光体ドラム１に接近した対向領域において、感光体ドラム１にトナーを供給する。攪拌搬送部材３０は現像ローラー２０の左斜め下方に配設される。また、規制ブレード２１は現像ローラー２０の左側にて現像容器４０に固定保持されている。

攪拌搬送部材３０は、第１スパイラル（第１攪拌搬送部材）３１と第２スパイラル（第２攪拌搬送部材）３２の２本で構成される。第２スパイラル３２が現像ローラー２０の左斜め下方で、第２搬送路４０ｂ内に設けられ、第１スパイラル３１が第２スパイラル３２の左方に隣接して、第１搬送路４０ａ内に設けられる。

第１及び第２スパイラル３１、３２は現像剤を攪拌しながら搬送する。また、第１搬送路４０ａと第２搬送路４０ｂを仕切る仕切壁４１ａの長手方向（図２の紙面と垂直な方向）の両端部分には、現像剤受け渡し部（後述する第１現像剤受け渡し部４０ｄおよび第２現像剤受け渡し部４０ｅ）が設けられており、第１スパイラル３１が回転すると、現像剤が仕切壁４１ａに設けた一方の現像剤受け渡し部（第１現像剤受け渡し部４０ｄ）から第２スパイラル３２に搬送され、現像剤が第１搬送路４０ａ内と第２搬送路４０ｂ内とを循環する。そして、第２スパイラル３２から現像ローラー２０に現像剤が供給される。

現像ローラー２０は、固定軸２０ａと、磁極部材２０ｂと、非磁性の金属材料で円筒状に形成される現像スリーブ２０ｃ等を備えて構成されている。現像ローラー２０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の時計回り方向に回転させられる。

現像バイアスを印加された現像スリーブ２０ｃが回転すると、現像領域（現像ローラー２０と感光ドラム１との対向領域）において、現像バイアス電位と感光体ドラム１の露光部位の電位との電位差により、現像スリーブ２０ｃ表面に担持された現像剤（トナー）が感光体ドラム１に飛翔する。飛翔したトナーは回転する感光体ドラム１上の露光部位に順次付着し、感光体ドラム１上の静電潜像が現像される。

図３は、第１実施形態の現像装置４のカバー部材４２を取り外した状態を示す外観斜視図であり、図４は、第１実施形態の現像装置４の攪拌部の構造を示す平面断面図である。図３及び図４に示すように、現像容器４０には、仕切壁４１ａと、第１搬送路４０ａと、第２搬送路４０ｂと、現像剤受け渡し部４０ｄ、４０ｅとが形成され、その他に、現像剤補給通路４０ｆが形成されている。この現像剤補給通路４０ｆは、新しい現像剤（補給トナー）をトナーコンテナ５から第１搬送路４０ａに補給するための通路である。

第１搬送路４０ａ、第２搬送路４０ｂおよび現像剤補給通路４０ｆは、互いに並列に配置されている。第１搬送路４０ａと第２搬送路４０ｂとを仕切るように現像容器４０の長手方向に延びる仕切壁４１ａが設けられており、現像剤補給通路４０ｆと第１搬送路４０ａとを仕切るように現像容器４０の長手方向に延びる仕切壁４１ｂが設けられている。なお、第１搬送路４０ａにおいて、図３の左側を上流側、図３の右側を下流側とし、また、第２搬送路４０ｂにおいて、図３の右側を上流側、図３の左側を下流側とする。

第１現像剤受け渡し部４０ｄ、第２現像剤受け渡し部４０ｅは、仕切壁４１ａ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現像剤受け渡し部４０ｄは、第１搬送路４０ａおよび第２搬送路４０ｂのＡ１方向の端部同士を連通している。第２現像剤受け渡し部４０ｅは、第１搬送路４０ａおよび第２搬送路４０ｂのＡ２方向の端部同士を連通している。そして現像剤は、第１搬送路４０ａ、第１現像剤受け渡し部４０ｄ、第２搬送路４０ｂ、及び第２現像剤受け渡し部４０ｅ内を循環することが可能である。

第１搬送路４０ａの第１現像剤受け渡し部４０ｄ近傍の内壁面には、現像容器４０内の現像剤量（トナー量）を検知するトナーセンサー４３が設置されている。トナーセンサー４３としては、現像容器４０内におけるトナー（磁性一成分現像剤）の透磁率を検出する透磁率センサーが用いられる。トナーセンサー４３によりトナーの透磁率を検出し、その検出結果に相当する電圧値を制御部（図示せず）に出力するよう構成されており、制御部によってセンサーの出力値からトナー残量が決定されるようになっている。そして、トナーセンサー４３の検知結果に応じて、トナーコンテナ５（図１参照）に貯留された現像剤（トナー）が補給口４２ａを介して現像容器４０内に補給される。なお、トナーセンサー４３としては、上記の透磁率センサーの他、検知面に圧力が加わったことを電気信号として取り出す圧電センサー等を用いることもできる。

第１スパイラル３１の回転軸３１ａには、バネ材で形成された清掃部材４５が設けられている。第１スパイラル３１が回転すると、それに伴い清掃部材４５も回転してトナーセンサー４３の検知面を清掃する。

図５は、第１実施形態の現像装置４に用いる第１スパイラル３１の構造を示す斜視図である。図３〜図５に示すように、第１スパイラル３１は、現像容器４０に回転可能に軸支される回転軸３１ａと、回転軸３１ａに一体に設けられ、回転軸３１ａの軸方向に一定のピッチで螺旋状に形成される略円弧形状の第１螺旋羽根３１ｂとを有する。第１螺旋羽根３１ｂは外縁部から回転軸３１ａ方向に向かうにつれて厚み（長手方向の長さ）が大きくなるように構成されており、第１搬送路４０ａ内の現像剤を攪拌しながらＡ１方向に搬送する。また、第１現像剤受け渡し部４０ｄ（図４参照）に対向する第１スパイラル３１の端部（現像剤搬送方向の下流側端部）には、回転軸３１ａが欠損した枠体状のパドル部５０が設けられている。回転軸３１ａ、第１螺旋羽根３１ｂ、パドル部５０は、ＡＢＳ樹脂等の現像剤が付着し難い樹脂により一体成形される。

図６は、図５におけるパドル部５０周辺の部分拡大図である。パドル部５０は、現像剤搬送方向の最下流側端部に位置する第１螺旋羽根３１ｂと、第１螺旋羽根３１ｂから回転軸３１ａと平行に延びる２本の第１リブ５１ａ、５１ｂと、第１リブ５１ａ、５１ｂの端部を連結する回転軸３１ａと垂直に延びる第２リブ５３とで囲まれた平面視矩形状をなしている。第２リブ５３には、第１リブ５１ａ、５１ｂが連結される面と反対側の面に回転軸３１ａが連設されている。

第２スパイラル３２は、螺旋羽根の向き（位相）が異なるとともに、パドル部５０が設けられていない以外は図５に示した第１スパイラル３１と同様の構造を有している。即ち、第２スパイラル３２は、回転軸３２ａと、回転軸３２ａに一体に設けられ、回転軸３２ａの軸方向に第１螺旋羽根３１ｂと同じピッチで第１螺旋羽根３１ｂとは逆方向を向く（逆位相の）羽根で螺旋状に形成される第２螺旋羽根３２ｂとを有する。回転軸３２ａは、回転軸３１ａと平行に配置され、現像容器４０に回転可能に軸支されている。第２螺旋羽根３２ｂは、第２搬送路４０ｂ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。

図７に示すように、現像剤補給通路４０ｆのＡ１方向側の部分では、現像容器４０の上方に設けられたトナーコンテナ５から新しい現像剤（トナー）を現像容器４０内に補給するための補給口４２ａがカバー部材４２に形成されている。

現像剤補給通路４０ｆは、Ａ１方向側の部分に供給された現像剤を、Ａ２方向に搬送して第１搬送路４０ａの上流側に供給するための通路である。現像剤補給通路４０ｆには、現像剤補給通路４０ｆから第１搬送路４０ａに現像剤を供給するための供給部４０ｇが形成されている。供給部４０ｇは、現像剤補給通路４０ｆ内の現像剤搬送方向（Ａ２方向）に対し現像剤補給通路４０ｆの下流側端部（図４の左端部）よりも上流側（図４の右側）、且つ補給口４２ａよりも下流側（図４の左側）に形成されている。

現像剤補給通路４０ｆ内には、第１スパイラル３１および第２スパイラル３２と平行に現像剤供給部材３５が配置されている。現像剤供給部材３５は図３および図８に示すように、回転軸３５ａと、回転軸３５ａに一体に設けられる第３螺旋羽根３５ｂおよび第４螺旋羽根３５ｃとを有する。第３螺旋羽根３５ｂは、回転軸３５ａの軸方向に第１螺旋羽根３１ｂとは逆方向を向く（逆位相の）羽根で螺旋状に形成されるとともに、補給口４２ａ（図７参照）から供給部４０ｇまで形成される。第４螺旋羽根３５ｃは、第３螺旋羽根３５ｂとは逆方向を向く（逆位相の）羽根で螺旋状に形成されるとともに、供給部４０ｇからＡ２方向側の端部まで形成される。また、回転軸３５ａの供給部４０ｇと対向する部分にはパドル形状の搬送羽根３５ｄが形成されている。

現像剤供給部材３５は、第１スパイラル３１と同方向（図２の反時計回り方向）に回転するように構成されており、補給口４２ａに供給された現像剤は供給部４０ｇ側に搬送される。第３螺旋羽根３５ｂと第４螺旋羽根３５ｃとが互いに逆方向の位相を有するので、第３螺旋羽根３５ｂと第４螺旋羽根３５ｃとによって、現像剤は供給部４０ｇで衝突して第１搬送路４０ａへ搬送される。

なお、現像剤供給部材３５、第１スパイラル３１および第２スパイラル３２の各々は、図示しないモーターと歯車からなる駆動機構により回転駆動される。

本実施形態では、第１現像剤受け渡し部４０ｄに対向する第１スパイラル３１の端部に枠体状のパドル部５０を設けている。これにより、第１搬送路４０ａ内の現像剤は、第１スパイラル３１のスパイラル部分（第１螺旋羽根３１ｂの形成されている領域）によって第１搬送路４０ａの下流側端部（図４の右端部）まで搬送された後、パドル部５０の２本の第１リブ５１ａ、５１ｂにより現像剤受け渡し部４０ｄに速やかに送り出される。その結果、第１現像剤受け渡し部４０ｄ付近に現像剤の滞留や凝集が発生せず、現像容器４０の内壁面等への現像剤の付着を抑制することができる。

また、パドル部５０では回転軸３１ａが欠損しており、第１リブ５１ａ、５１ｂの周辺には十分なスペースが確保されている。そのため、現像剤が劣化して流動性が低下した場合でも現像剤がパドル部５０の中空部分（第１リブ５１ａ、５１ｂの間の空間）を通過して循環することができ、第１リブ５１ａ、５１ｂへの現像剤の付着も抑制することができる。

さらに、パドル部５０は、現像剤搬送方向の最下流側に位置する第１螺旋羽根３１ｂを用いて形成されるため、第１螺旋羽根３１ｂによる回転軸３１ａ方向の推進力（搬送力）を減衰することなく、現像剤を効率良くパドル部５０に搬送することができる。

このとき、第１搬送路４０ａ内の現像剤を第１現像剤受け渡し部４０ｄに対向する第１搬送路４０ａの下流側端部まで確実に搬送するために、パドル部５０を構成する現像剤搬送方向の最下流側の第１螺旋羽根３１ｂの少なくとも一部が、回転軸３１ａ方向において第１現像剤受け渡し部４０ｄに重なるように（仕切壁４１ａの端部を越えて第１現像剤受け渡し部４０ｄ側に突出するように）形成しておくことが好ましい。

なお、第２搬送路４０ｂの搬送方向下流端（図４の左端）の現像剤には、現像ローラー２０の磁力、或いは回転力が作用するため、第２搬送路４０ｂから第１搬送路４０ａに現像剤を受け渡す第２現像剤受け渡し部４０ｅの近傍には現像剤の滞留が生じ難く、現像剤壁も形成され難い。そのため、パドル部５０は第１現像剤受け渡し部４０ｄに対向する第１スパイラル３１の端部のみに形成すれば十分である。

図９は、本発明の第２実施形態に係る現像装置４の攪拌部の構造を示す平面断面図、図１０は、第２実施形態の現像装置４に用いる第１スパイラル３１のパドル部５０周辺の部分拡大図、図１１は、図９における第１現像剤受け渡し部４０ｄ周辺の部分拡大図である。本実施形態では、第１スパイラル３１のパドル部５０には、第１現像剤受け渡し部４０ｄ内に形成される現像剤壁を崩すための現像剤崩し部材６１が付設されている。

図１０に示すように、現像剤崩し部材６１は第１リブ５１ａ、５１ｂの外面に１枚ずつ設けられている。各現像剤崩し部材６１は、第１スパイラル３１の回転軸３１ａ方向における突出位置が異なっている。各現像剤崩し部材６１の先端は第１スパイラル３１の回転方向（第１リブ５１ａ、５１ｂの回転軌道の接線方向）に延出しており、第１スパイラル３１の回転により現像剤崩し部材６１は先端を第１搬送路４０ａの内壁面に摺接させながら回転し、第１リブ５１ａ、５１ｂが現像剤受け渡し部４０ｄに接近したときには、現像剤崩し部材６１の先端が第１現像剤受け渡し部４０ｄ内に到達し、第１現像剤受け渡し部４０ｄ内に形成される現像剤壁Ｗ（図１１のハッチング部分）に接触するように構成されている。

第１スパイラル３１が回転軸３１ａを中心に回転すると、第１スパイラル３１のスパイラル部分（第１螺旋羽根３１ｂの形成されている領域）に軸方向の推進力が発生し、現像剤は第１搬送路４０ａ内をＡ１方向に搬送される。第１現像剤受け渡し部４０ｄに対向する部分では、第１スパイラル３１の回転によりパドル部５０も回転し、第１リブ５１ａ、５１ｂの回転により第１現像剤受け渡し部４０ｄを介して第２搬送路４０ｂに現像剤を送り込む。また、第１現像剤受け渡し部４０ｄ内では上流側にある現像剤が搬送される勢いで第２搬送路４０ｂへの現像剤の受け渡しが行われる。

しかしながら、第１現像剤受け渡し部４０ｄには、第１スパイラル３１、第２スパイラル３２の搬送力が及ばない領域が存在する。特に、現像容器４０内の現像剤量が少ない場合、第１搬送路４０ａから送り出される現像剤の圧力も低くなるため、第１現像剤受け渡し部４０ｄ内に現像剤が堆積し、図１１に示すように、第１現像剤受け渡し部４０ｄを封鎖するように現像剤壁Ｗが形成される。その結果、第１現像剤受け渡し部４０ｄの上流側近傍に現像剤が滞留し、トナーセンサー４３の出力値が高くなる。

一方、第１現像剤受け渡し部４０ｄの上流側近傍に所定量以上の現像剤が滞留すると、滞留した現像剤に押圧されて第１現像剤受け渡し部４０ｄ内に形成された現像剤壁Ｗが崩れる。その結果、第１現像剤受け渡し部４０ｄの上流側近傍の現像剤量が急激に減少し、トナーセンサー４３の出力値が下がる。このような現象が繰り返されてトナーセンサー４３の出力値が不安定な状態になる。

そこで、本実施形態ではパドル部５０の第１リブ５１ａ、５１ｂに付設された現像剤崩し部材６１を用いて第１現像剤受け渡し部４０ｄ内の現像剤壁Ｗを崩すことで、第１現像剤受け渡し部４０ｄの上流側近傍に現像剤が滞留しないようにしている。これにより、現像容器４０内の現像剤量が少ない場合や、現像剤が劣化して流動性が低下した場合であってもトナーセンサー４３の出力値を安定させることができ、トナーコンテナ５から現像装置４へのトナー補給制御の精度も向上する。

現像剤崩し部材６１の材質としては、ＰＥＴフィルム等の弾性変形可能な樹脂フィルムが好ましい。また、現像剤崩し部材６１の幅（回転軸３１ａ方向の寸法）が大きくなるほど現像剤壁Ｗを崩す効果は高くなる反面、現像剤崩し部材６１に付着する現像剤も増加するため、現像剤崩し部材６１に付着した現像剤がトナーセンサー４３の誤検知の原因となるおそれがある。そのため、現像剤崩し部材６１の幅は１ｍｍ〜１０ｍｍ程度が好ましい。また、第１現像剤受け渡し部４０ｄ内の現像剤壁Ｗを効果的に崩すために、現像剤崩し部材６１の突出量（回転方向の寸法）は、現像剤崩し部材６１の先端が第１螺旋羽根３１ｂの回転軌道よりも径方向外側に突出するように設定しておく必要がある。

また、現像剤崩し部材６１をトナーセンサー４３の検知面の近傍に設けると、現像剤崩し部材６１に付着したトナーをトナーセンサー４３が検知してしまい、センサー出力に影響する。従って、現像剤崩し部材６１はトナーセンサー４３の検知面に対して現像容器４０の奥行き方向（図１１の左方向）で、トナーセンサー４３の検知可能領域外に設ける必要がある。

その他本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記各実施形態では、第１スパイラル３１のパドル部５０が、回転軸３１ａの中心線を挟んで対向する位置に一対の第１リブ５１ａ、５１ｂを有する構成としたが、第１螺旋羽根３１ｂの外径が比較的大きい大型の第１スパイラル３１では、図１２に示すように、パドル部５０が３本の第１リブ５１ａ〜５１ｃを有する構成にしてもよい。また、４本以上の第１リブ５１を有する構成としてもよい。この場合、第１リブ５１は回転軸３１ａの中心線の周りに等間隔で設けることが好ましい。

また、上記各実施形態では、回転軸３１ａ、３２ａの周囲に螺旋羽根３１ｂ、３２ｂが連続的に設けられた第１スパイラル３１、第２スパイラル３２を用いているが、螺旋羽根３１ｂ、３２ｂに限定されず、例えば複数の半月状板体（円形の板を２分割したもの）を、回転軸３１ａ、３２ａの周囲に所定の傾斜角度で交互に配設した攪拌搬送部材を用いても良い。

また、上記各実施形態では、現像剤として磁性トナーのみから成る一成分現像剤を用いる例について示したが、本発明はこれに限らず、現像剤として磁性キャリアおよびトナーから成る二成分現像剤を用いてもよい。二成分現像剤を用いる二成分現像方式では、現像装置４内のトナー量が少なくなるほど磁性キャリアの割合が増えるため、トナーセンサー４３の出力値は大きくなる。

また、上記実施形態では、本発明は図１に示したモノクロプリンターに限らず、デジタル或いはアナログ方式のモノクロ複写機、カラープリンター、カラー複写機、ファクシミリ等の、第１攪拌搬送部材、第２攪拌搬送部材および現像剤供給部材を含む現像装置を備えた種々の画像形成装置に適用可能である。以下、実施例により本発明の効果について更に詳細に説明する。
[試験例１]

第１スパイラル３１の形状と現像容器４０内の現像剤の循環状況の関係について調査した。試験方法としては、図５に示したように現像剤受け渡し部４０ｄに対向する部分にパドル部５０が形成された第１スパイラル３１を備えた、図４に示す第１実施形態の現像装置４（実施例１）と、パドル部５０が形成されていない第１スパイラル１０９を備えた図１３に示す現像装置１０１（比較例１）と、現像剤受け渡し部１１１ａに対向する第１螺旋羽根にリブ１１５を追加した図１４に示す現像装置１０１（比較例２）に、それぞれ所定量の現像剤を投入して駆動させたときの現像剤の循環状況を目視により確認した。なお、図１３、図１４では現像剤補給通路の記載を省略しているが、現像装置１０１の構成は現像装置４と同様である。

また、実施例１、及び比較例１、２共に、第１スパイラル３１（１０９）、第２スパイラル３２（１１０）は螺旋羽根の直径が２０ｍｍ、ピッチが２０ｍｍであり、回転数を３４．５ｒｐｍとした。また、現像剤受け渡し部４０ｄ（１１１ａ）の開口幅を３１ｍｍ、現像剤受け渡し部４０ｅ（１１１ｂ）の開口幅を３１ｍｍとし、現像容器４０（１０２）と第１スパイラル３１（１０９）、第２スパイラル３２（１１０）との隙間を１．５ｍｍとした。

試験の結果、第１スパイラル３１にパドル部５０が形成された実施例１の現像装置４においては、現像剤は第１搬送路４０ａ、第１現像剤受け渡し部４０ｄ、第２搬送路４０ｂ、第２現像剤受け渡し部４０ｅを速やかに循環し、第１リブ５１ａ、５１ｂへの現像剤の付着も実用上問題のないレベルであった。

これに対し、第１スパイラル３１にパドル部５０が形成されていない比較例１の現像装置１０１においては、第１搬送路１０５から第２搬送路１０７への現像剤受渡し部１１１ａに現像剤が滞留し、現像容器４０の内面（カバー部材４２の裏面）に現像剤の固着が発生した。また、現像剤受け渡し部１１１ａに対向する第１螺旋羽根に搬送リブ１１５を追加した比較例２の現像装置１０１においては、搬送リブ１１５に現像剤の付着が発生した。
［試験例２］

パドル部５０に現像剤崩し部材６１を付設した場合の現像容器４０内の現像剤量とトナーセンサー４３の出力との関係について調査した。試験方法としては、図１０に示したように、パドル部５０の第１リブ５１ａ、５１ｂに長さ８．５ｍｍ、幅２ｍｍの現像剤崩し部材６１を、トナーセンサー４３との間隔が３．５ｍｍとなるように付設した第１スパイラル３１を備えた、図９に示す第２実施形態の現像装置４（実施例２）と、図６のようにパドル部５０の第１リブ５１ａ、５１ｂに現像剤崩し部材６１を付設しない第１スパイラル３１を備えた図４に示す第１実施形態の現像装置４（実施例１）とに新品の現像剤、若しくは劣化した現像剤を投入して駆動し、投入する現像剤量を７０ｇ〜１５０ｇまで変化させたときのトナーセンサー４３の出力値を測定した。結果を図１５、図１６に示す。

図１５から明らかなように、パドル部５０の第１リブ５１ａ、５１ｂに現像剤崩し部材６１を付設した実施例２の構成では、新品の現像剤（図の◆のデータ系列）、劣化した現像剤（図の■のデータ系列）のいずれにおいても現像剤量とセンサー出力値とが良く相関しており、トナーセンサー４３の出力の感度は高いことがわかる。これは、現像容器４０内の現像剤量が減少しても現像剤崩し部材６１によってトナーセンサー４３付近にトナー壁が形成されることがないため、センサー出力が安定して推移することができたためであると考えられる。

一方、図１６から明らかなように、パドル部５０の第１リブ５１ａ、５１ｂに現像剤崩し部材６１を付設しなかった実施例１の現像装置４では、現像剤量が９０ｇを下回ると新品の現像剤（図の◆のデータ系列）と劣化した現像剤（図の■のデータ系列）とでセンサー出力値にばらつきが発生した。以上の結果より、パドル部５０の第１リブ５１ａ、５１ｂに現像剤崩し部材６１を付設した第２実施形態の現像装置４は、現像剤崩し部材６１を付設しない第１実施形態の現像装置４よりも、トナーセンサー４３の出力値に基づいて現像剤補給動作の要否を決めるというフィードバック制御に対して好ましい構成であることが確認された。

本発明は、互いに略並列に配置される第１搬送路、及び第２搬送路、および現像剤受け渡し部を現像剤が循環搬送される現像装置に利用可能である。本発明の利用により、現像剤受け渡し部における現像剤の凝集や固着を効果的に抑制できる現像装置となる。

４ 現像装置
５ トナーコンテナ
２０ 現像ローラー（現像剤担持体）
３１ 第１スパイラル（第１攪拌搬送部材）
３２ 第２スパイラル（第２攪拌搬送部材）
３５ 現像剤供給部材
４０ 現像容器
４０ａ 第１搬送路
４０ｂ 第２搬送路
４０ｄ 第１現像剤受け渡し部
４０ｅ 第２現像剤受け渡し部
４０ｆ 現像剤補給通路
４０ｇ 供給部
４１ 本体部
４１ａ 仕切壁
４２ カバー部材
４３ トナーセンサー
４５ 清掃部材
５０ パドル部
５１ａ〜５１ｃ 第１リブ
５３ 第２リブ
６１ 現像剤崩し部材
１００ 画像形成装置
Ｗ 現像剤壁

Claims (8)

1. 互いに略並列に配置される第１搬送路、及び第２搬送路を有し、トナーを含む現像剤を収容する現像容器と、
   該現像容器に回転可能に支持され、前記第２搬送路内の現像剤を表面に担持する現像剤担持体と、
   回転軸と、該回転軸の外周面に形成される搬送羽根で構成され、前記第１搬送路内の現像剤を攪拌搬送する第１攪拌搬送部材と、
   前記第２搬送路内の現像剤を第１攪拌搬送部材と逆方向に攪拌搬送する第２攪拌搬送部材と、
   前記第１搬送路から前記第２搬送路へ現像剤を受け渡す第１現像剤受け渡し部と、
   前記第２搬送路から前記第１搬送路へ現像剤を受け渡す第２現像剤受け渡し部と、
   を備えた現像装置において、
   前記第１攪拌搬送部材は、前記第１現像剤受け渡し部に対向する部分に、前記回転軸が欠損するとともに前記回転軸と平行な複数の第１リブを含むパドル部が形成され、
   前記パドル部は、現像剤搬送方向の最下流側に位置する前記搬送羽根と、該搬送羽根から前記回転軸と平行に延びる複数の前記第１リブとを含む枠体状であることを特徴とする現像装置。
2. 前記パドル部は、現像剤搬送方向の最下流側に位置する前記搬送羽根と、該搬送羽根から前記回転軸と平行に延びる２本の前記第１リブと、該第１リブの端部を連結する前記回転軸と垂直に延びる第２リブとで囲まれた平面視矩形状であり、前記第２リブには、前記第１リブが連結される面と反対側の面に前記回転軸が連設されることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記パドル部を構成する現像剤搬送方向の最下流側の前記搬送羽根は、少なくとも一部が前記回転軸方向において前記第１現像剤受け渡し部に重なるように形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
4. 互いに略並列に配置される第１搬送路、及び第２搬送路を有し、トナーを含む現像剤を収容する現像容器と、
   該現像容器に回転可能に支持され、前記第２搬送路内の現像剤を表面に担持する現像剤担持体と、
   回転軸と、該回転軸の外周面に形成される搬送羽根で構成され、前記第１搬送路内の現像剤を攪拌搬送する第１攪拌搬送部材と、
   前記第２搬送路内の現像剤を第１攪拌搬送部材と逆方向に攪拌搬送する第２攪拌搬送部材と、
   前記第１搬送路から前記第２搬送路へ現像剤を受け渡す第１現像剤受け渡し部と、
   前記第２搬送路から前記第１搬送路へ現像剤を受け渡す第２現像剤受け渡し部と、
   を備えた現像装置において、
   前記第１攪拌搬送部材は、前記第１現像剤受け渡し部に対向する部分に、前記回転軸が欠損するとともに前記回転軸と平行な複数の第１リブを含むパドル部が形成され、
   前記パドル部の前記第１リブには、前記第１現像剤受け渡し部に形成される現像剤壁を崩す現像剤崩し部材が設けられていることを特徴とする現像装置。
5. 前記現像剤崩し部材は、前記第１攪拌搬送部材の前記搬送羽根の回転軌道よりも径方向外側に突出することを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
6. 前記現像剤崩し部材は、前記回転軸方向の位置が異なるように複数の前記第１リブに設けられていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の現像装置。
7. 前記第１搬送路の搬送方向下流側端部の内壁面には、前記第１現像剤受け渡し部の近傍に前記現像容器内のトナー量またはトナー濃度を検知するトナーセンサーが配置されており、前記現像剤崩し部材は、前記トナーセンサーの検知面に接触しない位置に配置されていることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の現像装置。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の現像装置を備えた画像形成装置。