JP6787195B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置では、感光体上に形成した静電潜像に現像装置からトナーを供給しトナー像を形成する。現像装置は、現像槽、トナー補給部、現像剤（トナーとキャリアを含む）、現像剤撹拌・搬送部材部材、現像剤担持体、規制部材などから構成されている。

現像に伴って消費されたトナー分はトナー補給部から現像槽に補給される。補給されたトナーは、現像槽内で現像剤撹拌・搬送部材によって現像剤と撹拌・搬送され、所定の帯電量にされた後に現像剤供給部材を介して現像剤担持体上へ供給される。供給された現像剤は、ブレード状の規制部材と現像剤担持体との隙間で余分な量がすりきられることによって搬送量が均一とされ、そのまま感光体対向部へ搬送され現像が行われる。

現像剤の撹拌、搬送は両端部に現像剤の受け渡し部がある仕切り板などで現像槽を区切り、仕切られた各空間にスクリュー等の回転搬送部材を配置する事で、現像剤を循環しながら撹拌、搬送を行なっている。

近年、現像剤量の低減による低コスト化が実施されている。現像剤量を低減すると現像槽内を循環する循環量が低下する。その場合、トナー消費があると長手方向でトナーの濃度傾斜が生じ、濃度ムラの要因となる。これらの構成において、現像剤の循環量を向上させる際はスクリューの回転速度を速くする事が一般的に用いられる。ただし、単純に回転速度を上げると現像装置のトルクが上昇する、または回転の熱によりトナーが溶融し現像装置が破損する等の問題が発生する。

そこで、例えば、特許文献１には、仕切り板の途中に開口部を設け、さらに開口部に対応するスクリューにパドルを設けることで経路途中で現像剤を供給し、現像剤の循環量が少なくてもトナーの濃度傾斜が発生しにくい構成とされる現像装置が既に提案されている。

また、横方向に現像剤を移動させる方法として、特許文献２には、循環経路に壁を立てて現像剤を滞留させることで、上部に設けた開口部まで上昇してきた現像剤を移動させている現像装置が開示されている。

特開２００７−３１６１３０号公報 特開２００８−２０３８１４号公報

しかしながら、特許文献１に記載された現像装置では、開口部に対応してスクリューにフィン（パドル）を付けることで現像剤の受け渡し量を確保しているが、フィンの有無で現像剤の移動量にムラができるため、現像ローラ上の現像剤量にムラができ、濃度ムラの要因となる。

また、特許文献２では開口部を現像剤の排出口として使用しているが、経路途中に同様の構成を設けた場合、壁付近で留まって撹拌の不足した現像剤が隣のスクリューに移動してしまうため、帯電量不足等が起き、画像不良の要因となる。

本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、現像剤を搬送する循環経路途中で現像剤の受け渡しを行う現像装置において、搬送方向への現像剤の移動速度を低下させずに循環経路途中での現像剤の受け渡し量を多くできる現像装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の現像装置は、隔壁によって第１現像剤搬送部と第２現像剤搬送部とに仕切られる現像槽と、トナーおよびキャリアを含む現像剤を、前記第１現像剤搬送部内において前記隔壁に沿って第１方向に搬送し、第１連通口を通って前記第２現像剤搬送部内に供給し、当該第２現像剤搬送部内を前記第１方向とは逆方向である第２方向へ搬送して第２連通口から前記第１現像剤搬送部内へ循環させる循環経路を有し、前記第１現像剤搬送部内を搬送される現像剤により感光体上の静電潜像を現像する現像装置であって、前記第１現像剤搬送部内において、前記隔壁に沿って前記第１連通口まで、前記第１方向へ現像剤を撹拌しつつ搬送する第１撹拌搬送部材と、前記第２現像剤搬送部内において、前記第１連通口から供給される現像剤を前記第２方向へ撹拌しつつ搬送する第２撹拌搬送部材とを備え、前記循環経路の途中の前記隔壁に現像剤が移動できる開口部を設け、第１現像剤搬送部と第２現像剤搬送部の少なくとも一方の現像剤搬送部において、前記開口部における現像剤の液面高さを高くする隆起部を設けたことを特徴とする。

この構成によると、開口部に対応する現像槽の壁面の高さを高くすることで現像剤を現像槽の内部において上方に持ち上げて、現像剤の液面高さを上げることにより現像剤を横方向に移動させ易くすることができる。また、現像剤を滞留させずに液面高さを上げることができ、搬送方向での速度低下が起きにくく、また、滞留していない現像剤が横方向に移動するので帯電量不足にならず画像不良とならない。また、現像剤に対して、搬送の進行方向に向かう力と、撹拌搬送部材の径方向外側に向かう力と、の両方が与えられる。したがって、現像剤の循環性と撹拌性とが同時に向上する。

また、上記構成の現像装置において、前記隆起部は前記現像槽の底面の一部を高くした隆起部でよく、第１現像剤搬送部と第２現像剤搬送部の少なくとも一方の現像剤搬送部の前記開口部が設けられる部位の底面の高さが高くなっていることでよく、また、前記隆起部は現像剤の搬送方向に対して階段状に高くなっており、搬送方向の下流ほど高いことが好ましい。

また、上記構成の現像装置において、前記隆起部は現像剤の搬送方向に対して傾斜していることが好ましく、現像剤の搬送方向に対して徐々に高くなるように傾斜し、開口部に対応する部位の高さが最大となっていることが好ましい。

また、上記構成の現像装置において、前記隆起部は前記開口部の上流側において現像剤の搬送方向に対して徐々に高くなるように傾斜し、前記開口部に対応する部位の全域で高さが最大となっていることが好ましい。

また、上記構成の現像装置において、前記撹拌搬送部材はスクリューから成り、前記隆起部を前記スクリューの半径方向においてスクリュー軸の中心より開口部側に設けることが好ましく、前記隆起部を前記スクリューの回転方向の下流側に設けることが好ましい。

また、上記構成の現像装置において、前記開口部に対応する第１現像剤搬送部と第２現像剤搬送部の両方の部位に前記隆起部を設けることが好ましい。あるいは、前記開口部を複数設け、前記複数の開口部のそれぞれに対応する第１現像剤搬送部及び第２現像剤搬送部の一方の部位に前記隆起部を設けることが好ましい。

また、上記構成の現像装置において、前記隆起部を設けた部位に対応する前記スクリューの径を他の部位の径よりも小さくすることが好ましく、前記隆起部を設けた部位に対応する前記スクリューの羽根の条数を増やすまたはピッチを短くすることが好ましく、前記隆起部より下流側の前記現像槽内の底面高さは、前記隆起部の上流側と同じ底面高さであることが好ましい。

また、本発明は、上記構成の現像装置を備えた画像形成装置であってもよい。

本発明の構成によれば、現像剤を搬送する循環経路途中で現像剤の受け渡しを行う現像装置において、搬送方向への現像剤の移動速度を低下させずに循環経路途中での現像剤の受け渡し量を多くできる現像装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することができる。

本発明に係る画像形成装置の概略断面説明図である。 本発明に係る現像装置の概略断面説明図である。 現像装置の現像剤循環経路の概略説明図である。 本発明の第１実施形態の現像装置の概略断面模式図である。 本発明の第２実施形態の現像装置の概略断面模式図である。 本発明の第３実施形態の現像装置の概略断面模式図である。 本発明の第４実施形態の現像装置の概略断面模式図である。 本発明の第５実施形態の現像装置の概略断面模式図である。 本発明の第６実施形態の現像装置の概略断面模式図である。 現像剤循環経路の概略説明図である。 現像剤循環経路の概略説明図である。 その他の実施形態の現像装置の概略断面説明図である。 その他の実施形態の現像装置の概略断面模式図である。 その他の実施形態の現像装置の概略断面模式図である。 その他の実施形態の現像装置の概略断面模式図である。

以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。なお、本発明は以下の内容に限定されるものではない。また、同一構成部材については同一の符号を用い、重複する説明は適宜省略する。

まず、本発明の実施形態に係る画像形成装置について、図１を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像出力動作を説明する。図１は画像形成装置の概略断面模式図である。

画像形成装置１は、図１に示すように、その内部に４つの感光体ドラム（像担持体）１０を設けると共に、各感光体ドラム１０に対応させて、磁性材料を含む現像剤を収容させた４つの現像装置３０を設けており、各現像装置３０においては、磁性材料を含む現像剤として、磁性キャリアとトナーとを収容させるようにし、各現像装置３０に収容させるトナーの色彩を異ならせ、黒色，黄色，マゼンダ色，シアン色のトナーを収容させるようにしている。

そして、この画像形成装置１においては、前記の各感光体ドラム１０を回転させて、各感光体ドラム１０の表面をそれぞれ帯電装置１１によって帯電させ、このように帯電された各感光体ドラム１０の表面に対して、それぞれ露光装置１２により画像形成情報に従った露光を行い、各感光体ドラム１０の表面にそれぞれ画像形成情報に従った静電潜像を形成するようにしている。

次いで、このように静電潜像が形成された各感光体ドラム１０に対して、それぞれ対応する現像装置３０から所定の色彩のトナーを各感光体ドラム１０の静電潜像に供給して現像を行い、各感光体ドラム１０の表面にそれぞれの色彩のトナー像を形成するようにしている。

そして、前記のように各感光体ドラム１０に形成された各色彩のトナー像を、回転ローラ１３に架け渡されて回転駆動される無端状の中間転写ベルト１４の表面に、前記の各感光体ドラム１０と対向して設けられた各一次転写ローラ１５により順々に一次転写させて、この中間転写ベルト１４の表面に各色彩のトナー像が合成されたトナー像を形成するようにしている。また、前記の中間転写ベルト１４に転写されずに各感光体ドラム１０の表面に残留しているトナー等を、それぞれ第１のクリーニング装置１６により、各感光体ドラム１０の表面から除去するようにしている。

次いで、前記のようにして中間転写ベルト１４の上に形成されたトナー像を、この中間転写ベルト１４により二次転写ローラ１７と対向する位置に導くようにしている。

一方、画像形成装置１の下部に収容された記録シートＰを、給紙ローラ１８により給紙してタイミングローラ１９に送り、このタイミングローラ１９により記録シートＰを中間転写ベルト１４と二次転写ローラ１７との間に導き、中間転写ベルト１４の上に形成されたトナー像を前記の二次転写ローラ１７により記録シートＰに転写させるようにしている。また、記録シートＰに転写されずに前記の中間転写ベルト１４の上に残ったトナーを、第２のクリーニング装置２０によって中間転写ベルト１４の上から回収するようにしている。

そして、前記のようにトナー像が転写された記録シートＰを定着装置２１に導き、この定着装置２１により、転写された前記のトナー像を記録シートＰに定着させた後、記録シートＰを排紙ローラ２２により用紙排出部２３に排紙させるようにしている。

なお、画像形成装置１は前記のようなものに限定されず、図示していないが、複数の現像装置を保持させた回転式現像装置を回転させて、各現像装置を順々に感光体ドラムに導くようにしてフルカラーの画像形成を行うようにしたフルカラーの画像形成装置や、白黒の画像形成を行う画像形成装置であってもよい。

次に、現像装置３０について具体的に説明する。

現像装置３０においては、図２に示すように、トナーと磁性キャリアを含む現像剤Ｄを現像ハウジング３１内に収容させると共に、前記の感光体ドラム１０と所要間隔を介して対向するように現像剤担持体３２を回転可能に設けている。

また、この現像装置３０においては、現像ハウジング３１の内部に現像剤担持体３２の軸方向に沿った隔壁（仕切り板）３１ａを設け、この隔壁３１ａにより現像剤担持体３２の軸方向に沿った第１現像剤搬送部３４と第２現像剤搬送部３５とに分離させると共に、第１現像剤搬送部３４と第２現像剤搬送部３５とに、現像剤Ｄを混合撹拌させながら搬送させる第１撹拌部材３４ａと第２撹拌部材３５ａとを設けている。すなわち、現像装置３０は、隔壁３１ａによって第１現像剤搬送部３４と第２現像剤搬送部３５とに仕切られる現像槽を有する。

そして、第１撹拌部材３４ａと第２撹拌部材３５ａとを図中の矢印で示す方向に回転させて、第１現像剤搬送部３４と第２現像剤搬送部３５とにおいて現像剤Ｄを逆方向に搬送させ、前記の隔壁３１ａの両側の端部における循環口（本願の第１連通口、第２連通口に相当する）を通して、現像剤Ｄを前記の第１現像剤搬送部３４と第２現像剤搬送部３５との間で循環させるようにしている。

また、前記の第１現像剤搬送部３４における現像剤Ｄを前記の第１撹拌部材３４ａにより現像剤担持体３２の外周面に供給し、このように供給された現像剤Ｄを、現像剤担持体３２の内周側に設けられたマグネット部材３３における磁極Ｓ、Ｎの磁力により現像剤担持体３２の外周面に保持させるようにしている。

そして、このようにマグネット部材３３における磁極Ｓ，Ｎの磁力によって現像剤Ｄを現像剤担持体３２の外周面に保持させた状態で現像剤担持体３２を回転させて、現像剤Ｄを感光体ドラム１０と対向する現像領域に向けて搬送させるようにしている。

また、このように現像剤Ｄを現像領域に搬送させる途中において、板状になった規制部材３６を現像ハウジング３１に取り付け、この規制部材３６の端部を、現像剤担持体３２の内周側に設けられたマグネット部材３３における磁極Ｓと対向する位置において、現像剤担持体３２の外周面と所要間隔Ｄｂを介して対向するように配置させ、この規制部材３６によって、現像剤担持体３２の外周面に保持されて現像領域に搬送される現像剤Ｄの量を規制するようにしている。

そして、このように規制部材３６により搬送量が規制された現像剤Ｄを、現像剤担持体３２により感光体ドラム１０と対向する現像領域に導き、この現像剤Ｄ中におけるトナーを、感光体ドラム１０に形成された静電潜像の部分に供給して、感光体ドラム１０に形成された静電潜像を現像するようにしている。また、トナーは、例えば第２現像剤搬送部３５に外部から補給される。

次に、循環経路途中での現像剤の受け渡し量を多くできる構成とした本実施形態に係る現像装置３０の現像剤Ｄの循環について図３を用いて説明する。図３は、本実施形態に係る現像装置３０の現像剤循環経路の概略説明図である。

図３に示すように、現像剤Ｄに補給されたトナーは図中に示す矢印Ｆ１〜Ｆ８に示す搬送方向に沿って現像槽内部を循環している。

現像槽の隔壁３１ａには途中に現像剤Ｄを受け渡すための開口部Ｓ（Ｓ１、Ｓ２、長さは例えば約２０ｍｍ）が設けてあり、この開口部Ｓ１、Ｓ２からＦ２、Ｆ６に示すように現像剤Ｄが移動する。経路途中から新しい現像剤Ｄを供給することで、長手方向(撹拌部材の軸方向)のトナーの濃度傾斜を抑えることができる。

本実施形態の第１撹拌部材３４ａと第２撹拌部材３５ａは、例えばスクリューから成る。従って、上記長手方向（撹拌部材の軸方向）はスクリューの軸方向に相当する。以下、現像剤担持体３２に現像剤Ｄを供給する第１撹拌部材３４ａを供給スクリューと称し、第２撹拌部材３５ａを撹拌スクリューと称することがある。

本実施形態では撹拌スクリュー、供給スクリュー共に外径が１２ｍｍ、軸径が６ｍｍのものを使用した。また、撹拌スクリュー、供給スクリューの隔壁３１ａ途中の開口部以外の底面に対し、開口部Ｓ１，Ｓ２に対応する部分の底面に高さが約３ｍｍの隆起部Ｂを設けている。例えば、開口部Ｓ１に対応する底面に隆起部Ｂ１を設け、開口部Ｓ２に対応する底面に隆起部Ｂ２を設けている。また、隆起部Ｂ（Ｂ１、Ｂ２）を設けることでスクリューと干渉する場合には、その部位のスクリューの外径を小さくするとよい。

隆起部Ｂを設ける部位は底面に限らず壁面でよい。すなわち、開口部Ｓ１、Ｓ２に対応する現像槽の内部に隆起部Ｂを設けることで現像剤Ｄを現像槽内において上方に持ち上げ、開口部Ｓ付近の現像剤Ｄの高さ（液面高さ、もしくは、液面と称する）を上げるようにしている。このように、液面が上がることにより現像剤Ｄを開口部Ｓ１、Ｓ２から横方向に容易に移動させることができる。本実施形態では現像剤Ｄを滞留させずに液面を上げることができるようにしているので、長手方向(スクリューの軸方向)での速度低下が起きにくく、また、滞留していない現像剤Ｄが横方向に移動するので帯電量不足にならず画像不良とならない。

次に、図４〜図９を用いて現像装置３０の各実施形態について説明する。図４は第１実施形態の現像装置の概略断面模式図であり、図５は第２実施形態の現像装置の概略断面模式図であり、図６は第３施形態の現像装置の概略断面模式図であり、図７は第４実施形態の現像装置の概略断面模式図であり、図８は第５実施形態の現像装置の概略断面模式図であり、図９は第６実施形態の概略断面模式図である。

＜第１実施形態＞
図４に示す第１実施形態の現像装置３０は、高さを階段状に高くした隆起部Ｂａを設けた実施形態を示している。すなわち、隆起部Ｂａは現像剤Ｄの搬送方向Ｆに対して上流側から下流側に向けて階段状に高くなるように形成される。

また、開口部Ｓの幅に収まる長さで階段状に形成しており、その最大高さを上記したように＋３ｍｍとしている。また、階段状にすることで現像剤を上方に向けて移動させる際の抵抗を弱めることができる。

これにより、例えば、第１現像剤搬送部３４内を撹拌されながら搬送される現像剤Ｄを開口部Ｓから第２現像剤搬送部３５内に移動させることができる。

＜第２実施形態＞
図５に示す第２実施形態の現像装置３０は、徐々に高くなるように傾斜した隆起部Ｂｂを設けた実施形態を示している。すなわち、隆起部Ｂｂは現像剤Ｄの搬送流れ方向Ｆに対して上流側から下流側に向けて高くなるように傾斜して形成される。

また、開口部Ｓの幅に収まる長さで傾斜状に形成しており、その最大高さを上記したように＋３ｍｍとしている。また、傾斜状にすることで形状変化が連続的であり抵抗が小さいため、現像剤の循環速度が低下し難い効果を発揮する。

この構成であれば、例えば、第１現像剤搬送部３４内を撹拌されながら搬送される現像剤Ｄを開口部Ｓから第２現像剤搬送部３５内にスムーズに移動させることができる。

＜第３実施形態＞
図６に示す第３実施形態の現像装置３０は、開口部Ｓの入り口前まで徐々に高くなるように傾斜し、開口部Ｓにおいて最大高さを維持する隆起部Ｂｃを設けた実施形態を示している。すなわち、隆起部Ｂｃは現像剤Ｄの搬送方向Ｆに対して上流側から下流側に向けて徐々に高くなるように傾斜した領域を開口部Ｓの上流側に設け、開口部Ｓでは最大高さを維持する形状に形成される。

また、開口部Ｓの下流側端部Ｓａの手前側に隆起終端部Ｂｃａを設ける形状で形成されており、その最大高さを上記したように＋３ｍｍとしている。従って、開口部Ｓの入口前までに液面が連続的に上昇できるため速度低下が起きにくく、かつ開口部Ｓで最大液面となるため横方向への受け渡し量を多くすることができる。

この構成であれば、例えば、第１現像剤搬送部３４内を撹拌されながら搬送される現像剤Ｄを開口部Ｓから第２現像剤搬送部３５内にスムーズに且つ大量に移動させることができる。

＜第４実施形態＞
図７に示す第４実施形態の現像装置３０は、開口部Ｓの入り口前までに徐々に高くなるように傾斜し、開口部Ｓの全域において最大高さを維持する隆起部Ｂｄを設けた実施形態を示している。すなわち、隆起部Ｂｄは現像剤Ｄの搬送方向Ｆに対して上流側から下流側に向けて高くなるように傾斜した領域を開口部Ｓの上流側に設け、開口部Ｓの下流側端部Ｓａに対応した部位に隆起終端部Ｂｄａを設けた形状に形成される。

この最大高さも＋３ｍｍとしており、開口部Ｓの入口前までに液面が連続的に上昇できるため速度低下が起きにくく、かつ開口部Ｓ全域で最大液面を維持するため、より横方向への受け渡し量を多くすることができる。

この構成でも、例えば、第１現像剤搬送部３４内を撹拌されながら搬送される現像剤Ｄを開口部Ｓから第２現像剤搬送部３５内にスムーズに且つ大量に移動させることができる。

＜第５実施形態＞
図８に示す第５実施形態の現像装置３０は、スクリューから成る撹拌搬送部材（例えば、第１撹拌部材３４ａ）において、開口部Ｓに対応する部位に設ける隆起部Ｂの高さ変化をスクリューの半径方向においてスクリュー軸の中心より開口部側に設けた実施形態を示している。すなわち、隆起部Ｂはスクリュー軸の中心線３４ｃから距離Ｅ１開口部側に寄った部位に設けられる。

スクリューの半径方向においてスクリュー軸の中心より開口部側に隆起部Ｂを設けることで、液面を上げる必要がない開口部側と反対のスクリューの外側では余計な抵抗を作らずに、開口部側のみ現像剤Ｄの液面高さを上げることができる。

また、この構成は、前述した第１実施形態〜第４実施形態の隆起部Ｂａ〜Ｂｄのいずれとも組み合わせることができる。いずれの構成の隆起部Ｂ（Ｂａ〜Ｂｄ）であっても、例えば、第１現像剤搬送部３４内を撹拌されながら搬送される現像剤Ｄの開口部Ｓ側の液面高さを上げることができるので、この開口部Ｓから第２現像剤搬送部３５内に現像剤Ｄをスムーズに移動させることができる。

＜第６実施形態＞
図９に示す第６実施形態の現像装置３０は、スクリューから成る撹拌搬送部材（例えば、第１撹拌部材３４ａ）において、開口部Ｓに対応する部位に設ける隆起部Ｂをスクリューの回転方向の下流側の開口部側に設けた実施形態を示している。また、ここに設ける隆起部Ｂはスクリューの回転方向に沿って徐々に高くなることが好ましく、例えば、図示しているような階段状でもよい。

この構成によると、スクリューの回転方向の下流側の上方に向かう回転力Ｒ１が作用する部位に隆起部Ｂを設けることで、開口部Ｓ付近の現像剤Ｄが上に持ち上げられやすくなる。

また、この隆起部Ｂも、前述した第１実施形態〜第４実施形態の底面Ｂａ〜Ｂｄのいずれとも組み合わせることができる。いずれの構成の隆起部Ｂ（Ｂａ〜Ｂｄ）であっても、例えば、第１現像剤搬送部３４内を撹拌されながら搬送される現像剤Ｄの開口部Ｓ側の液面高さを上げることができるので、この開口部Ｓから第２現像剤搬送部３５内に現像剤Ｄをスムーズに移動させることができる。

＜その他の実施形態＞
上記で説明した第１実施形態〜第６実施形態の隆起部Ｂ（Ｂａ〜Ｂｄ）は、第１現像剤搬送部３４側、第２現像剤搬送部３５側、もしくは、供給スクリュー側、撹拌スクリュー側のいずれか一方もしくは両方に設けることができる。次に、供給スクリュー側と撹拌スクリュー側の両方に設けた構成について図１０、図１１を用いて説明する。

図１０に示す現像装置３０は、一つの開口部Ｓを挟む両側の現像剤搬送部に隆起部Ｂ１と隆起部Ｂ２を設けた構成である。すなわち、第１現像剤搬送部３４と第２現像剤搬送部３５とに隔壁３１ａの略中央部に開口部Ｓと隆起部Ｂ（Ｂ１、Ｂ２）を設けている。

また、第２現像剤搬送部３５内の搬送方向Ｆ１から開口部Ｓの搬送方向Ｆ２に分岐させる部位に隆起部Ｂ２を設け、その下流側に相当する部位の反対側の第１現像剤搬送部３４内の搬送方向Ｆ５から開口部Ｓの搬送方向Ｆ６に分岐させる部位に隆起部Ｂ１を設けている。

すなわち、一つの開口部Ｓの半分の領域に隆起部Ｂ２を設けて搬送流れＦ２を分岐させ、残りの半分の領域に隆起部Ｂ２を設けて搬送流れＦ６を分岐させている。このように、第１現像剤搬送部３４と第２現像剤搬送部３５とを有する現像槽内に開口部Ｓと隆起部Ｂ（Ｂ１、Ｂ２）を設けることで、搬送経路途中で現像剤Ｄを行き来することができる。

図１１に示す現像装置３０は、二つの開口部Ｓ（Ｓ１、Ｓ２）を設け、開口部Ｓ１に対応する第１現像剤搬送部３４に隆起部Ｂ１を設け、開口部Ｓ２に対応する第２現像剤搬送部３５に隆起部Ｂ２を設けた構成である。すなわち、第１現像剤搬送部３４と第２現像剤搬送部３５とに仕切る隔壁３１ａの略中央部に開口部Ｓ（Ｓ１、Ｓ２）と隆起部Ｂ（Ｂ１、Ｂ２）を設けている。

この構成であれば、開口部Ｓが二つありそれぞれの開口部に対し撹拌スクリュー側、供給スクリュー側のそれぞれの搬送経路に隆起部Ｂを設けることで経路途中で現像剤Ｄを行き来することができかつ、一つの開口部Ｓでは現像剤Ｄの移動方向が一方向になるので現像剤Ｄの受け渡しが単純になり現像剤Ｄの受け渡しが安定する。

図１０に示す実施形態と図１１に示す実施形態のいずれの場合でも、搬送方向上流側の現像剤Ｄがまず移動し、その下流側において別経路からの現像剤Ｄを受け取る搬送流れにしている。この構成であれば、上流側の隆起部Ｂを設けた部位で一旦、一部の現像剤Ｄを移動させた後、その下流側の隆起部Ｂが無い部位で新たな現像剤Ｄを受け取る構成になるので、現像剤Ｄの搬送経路の途中で一部の現像剤Ｄの受け渡しを行う構成において搬送流れがスムーズになって好ましい。

また、隆起部Ｂを設ける際に、スクリュー径との関係で現像槽内の流路面積が確保できなくなる場合には、スクリュー径を小さくしてクリアランスを確保することが好ましい。このように構成した例を図１２〜図１４を用いて説明する。

図１２は、径を小さくしたスクリュー３４ａｂを備えた現像装置３０の概略断面説明図であり、図１３は概略断面模式図を示す。図１３に示すように、開口部Ｓに対応する部位に隆起部Ｂを設け、この部位に対応するスクリュー３４ａｂは他の部位のスクリュー３４ａａの径よりも小さな径にしている。この構成であれば、隆起部Ｂを設けると現像槽の半径方向の最小半径が小さくなるため、スクリュー径を小さくすることにより、現像剤が流通するクリアランスを確保することが可能になる。

径を小さくしたスクリュー３４ａｂを用いる構成では搬送する現像剤Ｄの流量や流速が減少する場合があるので、所定の流量や流速を維持するために、スクリューの羽根の条数を増やす、またはピッチを短くしてもよい。

例えば、図１４に示すように、開口部Ｓに対応する部位に隆起部Ｂを設け、この部位に対応するスクリューの羽根の条数を増やす、またはピッチを短くしたスクリュー３４ａｃを採用することが好ましい。この構成であれば、開口部Ｓを設けた部位に隆起部Ｂを設け底面や壁面を高くするほどスクリュー径を小さくする必要があり速度が低下するので、スクリューピッチや条数を変化させ開口部での速度低下を防ぐことができる。

開口部Ｓに対応する部位のみ条数を増やすと搬送力の低下を抑え速度低下を防ぐ効果がある。本実施例では開口部のみ二条にした。ここで、条数だけではなく、ピッチを変更して搬送速度が大きくなるようにしても良い。

開口部Ｓより下流側の現像槽の底面高さは、変化する前の底面高さと同じにすることが好ましい。この構成であれば、循環速度の低下を防ぐことが可能になる。底面の高さが高いほどスクリュー径を小さくする必要があり速度が低下する虞が生じるが、開口部Ｓを過ぎた下流側では底面高さを元に戻すことにより循環速度の低下を防ぐためことができる。

例えば、図１５の概略断面模式図に示すように、開口部Ｓの入り口前までに高さを高くなるように傾斜し、開口部Ｓにおいて最大高さを維持する隆起部Ｂ（Ｂｃ）を設けた実施形態においては、傾斜部の前の底面高さＨ１に対して、長さＬ１の傾斜部に続いて長さＬ２の最大高さＨ２を維持し、開口部Ｓを過ぎた下流側では元の底面高さＨ１に戻すことが好ましい。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

例えば、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。

また、上記実施形態では画像形成装置１が所謂タンデム型のカラー印刷用の画像形成装置であるが、画像形成装置はこのような機種に限定されるわけではなく、タンデム型ではないカラー印刷用の画像形成装置やモノクロ印刷用の画像形成装置であっても構わない。

上記したように本発明は、隔壁３１ａによって第１現像剤搬送部３４と第２現像剤搬送部３５とに仕切られる現像槽と、トナーおよびキャリアを含む現像剤Ｄを、前記第１現像剤搬送部３４内において前記隔壁３１ａに沿って第１方向に搬送し、第１連通口を通って前記第２現像剤搬送部３５内に供給し、当該第２現像剤搬送部３５内を前記第１方向とは逆方向である第２方向へ搬送して第２連通口から前記第１現像剤搬送部３４内へ循環させる循環経路を有し、前記第１現像剤搬送部３４内を搬送される現像剤Ｄにより感光体上の静電潜像を現像する現像装置３０であって、前記第１現像剤搬送部３４内において、前記隔壁３１ａに沿って前記第１連通口まで、前記第１方向へ現像剤Ｄを撹拌しつつ搬送する第１撹拌搬送部材３４ａと、前記第２現像剤搬送部３５内において、前記第１連通口から供給される現像剤Ｄを前記第２方向へ撹拌しつつ搬送する第２撹拌搬送部材３５ａとを備え、前記循環経路の途中の前記隔壁３１ａに現像剤Ｄが移動できる開口部Ｓを設け、第１現像剤搬送部３４と第２現像剤搬送部３５の少なくとも一方の現像剤搬送部において、前記開口部Ｓにおける現像剤Ｄの液面高さを高くする隆起部Ｂを設けたことを特徴とする。

この構成によると、開口部Ｓに対応する現像槽内に隆起部Ｂを設けることで現像剤Ｄを現像槽の内部において上方に持ち上げて、現像剤Ｄの液面高さを上げることにより開口部Ｓから現像剤Ｄを横方向に移動させ易くすることができる。また、現像剤Ｄを滞留させずに液面高さを上げることができ、搬送方向での速度低下が起きにくく、また、滞留していない現像剤Ｄが横方向に移動するので帯電量不足にならず画像不良とならない。また、現像剤Ｄに対して、搬送の進行方向に向かう力と、撹拌搬送部材の径方向外側に向かう力と、の両方が与えられる。したがって、現像剤の循環性と撹拌性とが同時に向上する。

また、上記構成の現像装置３０において、前記隆起部Ｂは前記現像槽の底面の一部を高くした隆起部Ｂであり、第１現像剤搬送部３４と第２現像剤搬送部３５の少なくとも一方の現像剤搬送部の前記開口部Ｓが設けられる部位の底面の高さが高くなっていることを特徴とする。この構成によると、開口部Ｓの底面の高さを上げることで現像剤Ｄを上部に移動させることができる。

また、上記構成の現像装置３０において、前記隆起部Ｂは現像剤Ｄの搬送方向に対して階段状に高くなっており、搬送方向の下流ほど高いことを特徴とする。この構成によると、段階的に高さを変化させることで、現像剤Ｄを搬送する際の流路抵抗を小さくし滞留しにくくできる。

また、上記構成の現像装置３０において、前記隆起部Ｂは現像剤Ｄの搬送方向に対して傾斜しており、搬送方向の下流ほど高くなっていることを特徴とする。この構成によると、傾斜した隆起部Ｂは形状変化が連続的なため、現像剤Ｄを搬送する際の抵抗が小さく速度低下が起きにくくなる。

また、上記構成の現像装置３０において、前記隆起部Ｂは前記開口部Ｓの上流側において現像剤Ｄの搬送方向に対して徐々に高くなるように傾斜し、開口部Ｓに対応する部位の高さが最大となっていることを特徴とする。この構成によると、傾斜によって開口部入口までに液面が連続的に上昇できるため速度変化が起きにくくかつ、開口部Ｓで最大液面を維持するため横方向への受け渡し量を多くできる。

また、上記構成の現像装置３０において、前記隆起部Ｂは前記開口部Ｓの上流側において現像剤Ｄの搬送方向に対して徐々に高くなるように傾斜し、前記開口部Ｓに対応する部位の全域で高さが最大となっていることを特徴とする。この構成によると、傾斜によって開口部入口までに液面が連続的に上昇できるため速度変化が起きにくくかつ、開口部全域で最大液面を維持するため横方向への受け渡し量をさらに多くできる。

また、上記構成の現像装置３０において、前記撹拌搬送部材はスクリューから成り、前記隆起部Ｂを前記スクリューの半径方向においてスクリュー軸の中心より開口部側に設けることを特徴とする。この構成によると、液面を上げる必要がない、スクリューの外側では余計な抵抗は作らないことができ、スクリューの内側の開口部側のみ液面を上げることができる。

また、上記構成の現像装置３０において、前記撹拌搬送部材はスクリューから成り、前記隆起部Ｂを前記スクリューの回転方向の下流側に設けることを特徴とする。この構成によると、スクリューの回転方向の下流側に隆起部Ｂを配置することで、開口部Ｓ付近の現像剤Ｄが上に持ち上げられやすくなる。

また、上記構成の現像装置３０において、第１現像剤搬送部３４と第２現像剤搬送部３５との両方に前記隆起部Ｂを設けることを特徴とする。この構成によると、搬送経路途中で現像剤Ｄを行き来することができる。

また、上記構成の現像装置において、前記開口部Ｓおよび前記隆起部Ｂを複数設けたことを特徴とする。この構成によると、搬送経路途中の複数個所で現像剤Ｄを行き来することができかつ、一つの開口部Ｓでは現像剤Ｄの移動方向が一方向になるので現像剤Ｄの受け渡しが単純になり現像剤Ｄの受け渡しが安定する。

また、上記構成の現像装置３０において、前記隆起部Ｂを設けた部位に対応する前記スクリューの径を他の部位の径よりも小さくすることを特徴とする。この構成によると、現像槽Ｄの内部に隆起部Ｂを設けると現像槽の半径方向の最小半径が小さくなるため、スクリュー径を小さくすることにより、現像剤Ｄが流通するクリアランスを確保することが可能になる。

また、上記構成の現像装置３０において、前記隆起部Ｂを設けた部位に対応する前記スクリューの羽根の条数を増やすまたはピッチを短くすることを特徴とする。この構成によると、隆起部Ｂの高さを高くするほどスクリュー径を小さくする必要があり速度が低下するので、スクリューピッチや条数を変化させ開口部Ｓ付近での速度低下を防ぐことができる。

また、上記構成の現像装置３０において、前記隆起部Ｂより下流側の前記現像槽内の底面高さは、前記隆起部Ｂの上流側と同じ底面高さであることを特徴とする。この構成によると、循環速度の低下を防ぐことが可能になる。底面の高さが高いほどスクリュー径を小さくする必要があり速度が低下するが、開口部Ｓを過ぎた下流側では底面高さを元に戻すことにより循環速度の低下を防ぐためことができる。

また、本実施形態に係る定着装置３０を備えた画像形成装置１であれば、現像槽内を循環させながら搬送する際に、現像剤Ｄの移動速度を低下させずに循環経路途中での現像剤の受け渡し量を多くできる現像装置３０を備える構成となるので、現像剤Ｄの量を低減してもトナーの濃度傾斜が生じ難く濃度ムラが起こり難い画像形成装置１を実現することができる。

上記したように、本発明によれば、現像剤を搬送する循環経路途中で現像剤の受け渡しを行う現像装置において、搬送方向への現像剤の移動速度を低下させずに循環経路途中での現像剤の受け渡し量を多くできる現像装置及びこれを備えた画像形成装置を得ることができる。

そのために、本発明に係る定着装置は、現像剤量を低減してもトナーの濃度傾斜が生じ難く濃度ムラが起こり難いことが求められる省エネタイプの画像形成装置などに好適に適用することができる。

１ 画像形成装置
１０ 感光体ドラム（像担持体）
３０ 現像装置
３１ 現像ハウジング
３１ａ 隔壁
３２ 現像剤担持体
３４ 第１現像剤搬送部（現像槽）
３４ａ 第１撹拌搬送部材（スクリュー）
３５ 第２現像剤搬送部（現像槽）
３５ａ 第２撹拌搬送部材（スクリュー）
Ｂ，Ｂａ〜Ｂｄ 隆起部
Ｄ 現像剤
Ｓ、Ｓ１、Ｓ２ 開口部
Ｆ 搬送方向

Claims (14)

1. 隔壁によって第１現像剤搬送部と第２現像剤搬送部とに仕切られる現像槽と、トナーおよびキャリアを含む現像剤を、前記第１現像剤搬送部内において前記隔壁に沿って第１方向に搬送し、第１連通口を通って前記第２現像剤搬送部内に供給し、当該第２現像剤搬送部内を前記第１方向とは逆方向である第２方向へ搬送して第２連通口から前記第１現像剤搬送部内へ循環させる循環経路を有し、前記第１現像剤搬送部内を搬送される現像剤により感光体上の静電潜像を現像する現像装置であって、
   前記第１現像剤搬送部内において、前記隔壁に沿って前記第１連通口まで、前記第１方向へ現像剤を撹拌しつつ搬送する第１撹拌搬送部材と、
   前記第２現像剤搬送部内において、前記第１連通口から供給される現像剤を前記第２方向へ撹拌しつつ搬送する第２撹拌搬送部材と、
   を備え、
   前記循環経路の途中の前記隔壁に現像剤が移動できる開口部を設け、
   第１現像剤搬送部と第２現像剤搬送部の少なくとも一方の現像剤搬送部において、前記開口部における現像剤の液面高さを高くする隆起部を設けたことを特徴とする現像装置。
2. 前記隆起部は前記現像槽の底面の一部を高くした隆起部であり、第１現像剤搬送部と第２現像剤搬送部の少なくとも一方の現像剤搬送部の前記開口部が設けられる部位の底面の高さが高くなっていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記隆起部は現像剤の搬送方向に対して階段状に高くなっており、搬送方向の下流ほど高いことを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
4. 前記隆起部は現像剤の搬送方向に対して傾斜しており、搬送方向の下流ほど高くなっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
5. 前記隆起部は前記開口部の上流側において現像剤の搬送方向に対して徐々に高くなるように傾斜し、
   前記開口部に対応する部位の高さが最大となっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の現像装置。
6. 前記隆起部は前記開口部の上流側において現像剤の搬送方向に対して徐々に高くなるように傾斜し、
   前記開口部に対応する部位の全域で底面高さが最大となっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の現像装置。
7. 前記撹拌搬送部材はスクリューから成り、前記隆起部を前記スクリューの半径方向においてスクリュー軸の中心より開口部側に設けることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の現像装置。
8. 前記撹拌搬送部材はスクリューから成り、前記隆起部を前記スクリューの回転方向の下流側に設けることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の現像装置。
9. 前記開口部に対応する第１現像剤搬送部と第２現像剤搬送部の両方の部位に前記隆起部を設けることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の現像装置。
10. 前記開口部を複数設け、前記複数の開口部のそれぞれに対応する第１現像剤搬送部及び第２現像剤搬送部の一方の部位に前記隆起部を設けることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の現像装置。
11. 前記隆起部を設けた部位に対応する前記スクリューの径を他の部位の径よりも小さくすることを特徴とする請求項７又は８に記載の現像装置。
12. 前記隆起部を設けた部位に対応する前記スクリューの羽根の条数を増やすまたはピッチを短くすることを特徴とする請求項１１に記載の現像装置。
13. 前記隆起部より下流側の前記現像槽内の底面高さは、前記隆起部の上流側と同じ底面高さであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の現像装置。
14. 請求項１〜請求項１３のいずれか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。