(57)【要約】【課題】現像剤が少量であっても、搬送性を維持しつつ高い撹拌性を得る。【解決手段】現像スリーブに現像剤を供給する現像室と、現像室とで現像剤の循環経路を形成する撹拌室と、を有する現像容器と、撹拌室に配設され、前方向Ｆに現像剤を搬送する第２搬送スクリュ６５と、を有する。第２搬送スクリュ６５は、螺旋形状の第１羽根部８１と、第１羽根部８１と同方向の螺旋形状を有する第２羽根部８２と、第１羽根部８１及び第２羽根部８２の間に連続して設けられ、第１羽根部８１及び第２羽根部８２と同方向でより狭いピッチの螺旋形状を有する第３羽根部８３と、第３羽根部８３の外周部の一部を切り欠いた形状の切欠き部８３ｂと、を有する。第３羽根部８３は、第２連通口の後方向Ｒ側の端部から第１連通口の前方向Ｆ側の端部までの領域の一部に対向する位置に配置される。【選択図】図４
2020201307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を担持して回転する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に現像剤を供給する第１室と、前記第１室とで現像剤の循環経路を形成する第２室と、を有する現像容器と、
前記第１室に配設され、第１方向に現像剤を搬送する第１搬送スクリュと、
前記第２室に配設され、前記第１方向と反対の第２方向に現像剤を搬送する第２搬送スクリュと、
前記現像容器の内部で前記第１室と前記第２室とを隔て、前記第２室から前記第１室に現像剤を受け渡す第１連通口と、前記第１連通口より前記第２方向の上流側に設けられ、前記第１室から前記第２室に現像剤を受け渡す第２連通口とを有する隔壁と、を備える現像装置であって、
前記第２搬送スクリュは、螺旋形状の第１羽根部と、前記第１羽根部と同方向の螺旋形状を有する第２羽根部と、前記第１羽根部及び前記第２羽根部の間に連続して設けられ、前記第１羽根部及び前記第２羽根部と同方向で前記第１羽根部及び前記第２羽根部より狭いピッチの螺旋形状を有する第３羽根部と、前記第３羽根部の外周部の一部を切り欠いた形状の切欠き部と、を有し、
前記第３羽根部は、前記第２連通口の前記第２方向の上流側の端部から前記第１連通口の前記第２方向の下流側の端部までの領域の一部に対向する位置に配置される、
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
現像剤を担持して回転する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に現像剤を供給する第１室と、前記第１室とで現像剤の循環経路を形成する第２室と、を有する現像容器と、
前記第１室に配設され、第１方向に現像剤を搬送する第１搬送スクリュと、
前記第２室に配設され、前記第１方向と反対の第２方向に現像剤を搬送する第２搬送スクリュと、
前記現像容器の内部で前記第１室と前記第２室とを隔て、前記第２室から前記第１室に現像剤を受け渡す第１連通口と、前記第１連通口より前記第２方向の上流側に設けられ、前記第１室から前記第２室に現像剤を受け渡す第２連通口とを有する隔壁と、を備える現像装置であって、
前記第２搬送スクリュは、螺旋形状の第１羽根部と、前記第１羽根部と同方向の螺旋形状を有する第２羽根部と、前記第１羽根部及び前記第２羽根部の間に連続して設けられ、前記第１羽根部及び前記第２羽根部と反対方向の螺旋形状を有する第３羽根部と、前記第３羽根部の外周部の一部を切り欠いた形状の切欠き部と、を有し、
前記第３羽根部は、前記第２連通口の前記第２方向の上流側の端部から前記第１連通口の前記第２方向の下流側の端部までの領域の一部に対向する位置に配置される、
ことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
前記切欠き部は、前記第２方向に隣接する他の前記切欠き部に対して、前記第２搬送スクリュの回転軸線を中心とする周方向の位置を異にする、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像容器における現像剤のトナー濃度に関する情報を検知するトナー濃度検知手段を前記第２室に備え、
前記第３羽根部は、前記トナー濃度検知手段に対向する位置より前記第２方向の上流側に配置される、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記第２搬送スクリュの回転軸線方向に関して、前記第３羽根部の全長は、前記第１羽根部及び前記第２羽根部の１ピッチ分の長さである、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記第３羽根部の巻き数は、２回である、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記第３羽根部の巻き数は、３回である、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項８】
前記第３羽根部の巻き数は、４回である、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いた画像形成装置に適用される現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式や静電記録方式の画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの複数の機能を有する複合機等として広く応用されている。一般に、電子写真方式や静電記録方式の画像形成装置が具備する現像装置には、磁性トナーを主成分とした一成分現像剤、又は非磁性トナーと磁性キャリアとを主成分とした二成分現像剤のいずれかが用いられる。特に、電子写真方式によりフルカラーやマルチカラー画像を形成する画像形成装置では、画像の色味などの観点から、殆どの現像装置で二成分現像剤が使用されている。
【０００３】
このような二成分現像剤を使用する現像装置において、補給されたトナーとキャリアとを十分に撹拌するための撹拌部材が開発されている。例えば、現像装置の現像容器内で現像剤を搬送する搬送スクリュに、撹拌部材として搬送方向に沿った撹拌リブを設け、撹拌性能を向上させる構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２７０９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、画像形成装置の小型化に伴い、現像装置内に収容される現像剤の量は少なくなってきている。また、画像形成装置における画像形成処理の高速化も進んできており、それに伴い単位時間当たりに補給される補給トナーの量が増加傾向にある。このため、従来に比べて、現像装置内の少量の現像剤に対して、補給トナーを短時間で素早く撹拌させる必要がある。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の現像装置は、搬送スクリュに搬送方向に沿った撹拌リブを設けているので、搬送されるトナーが少ないと撹拌リブの設けられた領域を通り抜け易く、撹拌性が不十分であった。このため、少量の現像剤に対して補給トナーを素早く撹拌させることが望まれても、特許文献１に記載の現像装置ではトナーを十分に撹拌できず、形成された画像の画質が低下してしまう虞がある。
【０００７】
本発明は、現像剤が少量であっても、搬送性を維持しつつ高い撹拌性を得られる現像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の現像装置は、現像剤を担持して回転する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を供給する第１室と、前記第１室とで現像剤の循環経路を形成する第２室と、を有する現像容器と、前記第１室に配設され、第１方向に現像剤を搬送する第１搬送スクリュと、前記第２室に配設され、前記第１方向と反対の第２方向に現像剤を搬送する第２搬送スクリュと、前記現像容器の内部で前記第１室と前記第２室とを隔て、前記第２室から前記第１室に現像剤を受け渡す第１連通口と、前記第１連通口より前記第２方向の上流側に設けられ、前記第１室から前記第２室に現像剤を受け渡す第２連通口とを有する隔壁と、を備える現像装置であって、前記第２搬送スクリュは、螺旋形状の第１羽根部と、前記第１羽根部と同方向の螺旋形状を有する第２羽根部と、前記第１羽根部及び前記第２羽根部の間に連続して設けられ、前記第１羽根部及び前記第２羽根部と同方向で前記第１羽根部及び前記第２羽根部より狭いピッチの螺旋形状を有する第３羽根部と、前記第３羽根部の外周部の一部を切り欠いた形状の切欠き部と、を有し、前記第３羽根部は、前記第２連通口の前記第２方向の上流側の端部から前記第１連通口の前記第２方向の下流側の端部までの領域の一部に対向する位置に配置されることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の現像装置は、現像剤を担持して回転する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を供給する第１室と、前記第１室とで現像剤の循環経路を形成する第２室と、を有する現像容器と、前記第１室に配設され、第１方向に現像剤を搬送する第１搬送スクリュと、前記第２室に配設され、前記第１方向と反対の第２方向に現像剤を搬送する第２搬送スクリュと、前記現像容器の内部で前記第１室と前記第２室とを隔て、前記第２室から前記第１室に現像剤を受け渡す第１連通口と、前記第１連通口より前記第２方向の上流側に設けられ、前記第１室から前記第２室に現像剤を受け渡す第２連通口とを有する隔壁と、を備える現像装置であって、前記第２搬送スクリュは、螺旋形状の第１羽根部と、前記第１羽根部と同方向の螺旋形状を有する第２羽根部と、前記第１羽根部及び前記第２羽根部の間に連続して設けられ、前記第１羽根部及び前記第２羽根部と反対方向の螺旋形状を有する第３羽根部と、前記第３羽根部の外周部の一部を切り欠いた形状の切欠き部と、を有し、前記第３羽根部は、前記第２連通口の前記第２方向の上流側の端部から前記第１連通口の前記第２方向の下流側の端部までの領域の一部に対向する位置に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、現像剤が少量であっても、搬送性を維持しつつ高い撹拌性を得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る画像形成装置の断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る現像装置の断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る現像装置の縦断面図である。
【図４】第１の実施形態に係る第２搬送スクリュの第３羽根部の斜視図である。
【図５】第１の実施形態に係る搬送スクリュにおける羽根角度と外周長との関係を示すグラフである。
【図６】第２の実施形態に係る第２搬送スクリュの第３羽根部の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態を、図１〜図５を参照しながら詳細に説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図１を用いて説明する。
【００１３】
［画像形成装置］
本実施形態の画像形成装置１は、それぞれ像担持体としての感光ドラム３を有する４つの画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを備えた電子写真方式のタンデム型のフルカラープリンタである。画像形成装置１は、装置本体１０に接続された原稿読み取り装置２又は装置本体１０に対し通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどのホスト機器からの画像信号に応じてトナー像（画像）を記録材に形成する。記録材としては、用紙、プラスチックフィルム、布などのシート材（以下、シートと略称する）が挙げられる。また、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成する。
【００１４】
なお、画像形成装置１が備える４つの画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、現像色が異なることを除いて実質的に同一の構成を有する。したがって、ここでは代表して画像形成部ＰＹについて説明し、その他の画像形成部については説明を省略する。
【００１５】
画像形成装置１は、制御部１２を備えている。制御部１２はコンピュータにより構成され、例えばＣＰＵと、各部を制御するプログラムを記憶するＲＯＭと、データを一時的に記憶するＲＡＭと、外部と信号を入出力する入出力回路とを備えている。ＣＰＵは、画像形成装置１の制御全体を司るマイクロプロセッサであり、システムコントローラの主体である。ＣＰＵは、入出力回路を介して、シート給送部、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ、シート搬送部等に接続され、各部と信号をやり取りすると共に動作を制御する。
【００１６】
［画像形成部］
画像形成部ＰＹは、感光ドラム３と、帯電ローラ４と、露光装置５と、現像装置６と、一次転写ローラ７と、クリーニングブレード８とを有している。感光ドラム３と帯電ローラ４とは、ドラム容器５１により回転可能に支持され、帯電ローラ４及びクリーニングブレード８は感光ドラム３に押圧した状態で支持されている。これら感光ドラム３と、帯電ローラ４と、クリーニングブレード８と、ドラム容器５１とは、ドラムカートリッジ５０を構成し、装置本体１０に対して着脱可能になっている。
【００１７】
回転可能な像担持体として感光ドラム３は、負帯電特性の有機光半導体である感光層を有した円筒状（ドラム型）の電子写真感光体である。感光ドラム３は、直径が３０ｍｍ、長手方向の長さが３６０ｍｍであり、装置本体１０に内蔵された不図示の駆動源に駆動連結され、２５０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）で駆動源の駆動力により回転する。帯電ローラ４は、感光ドラム３に押圧されているため感光ドラム３に従動して回転する。露光装置５としては、帯電ローラ４により帯電処理された感光ドラム３にレーザ光を照射する半導体レーザを備えたレーザビームスキャナが適用されている。
【００１８】
各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの上方には、転写装置２０が配置されている。転写装置２０は、無端状の中間転写ベルト２１が複数のローラに張設されて、矢印方向に周回移動（回転）するように構成されている。そして、中間転写ベルト２１は、中間転写ベルト２１に一次転写されたトナー像を担持して搬送する。中間転写ベルト２１を張架するローラのうちの二次転写内ローラ２２と中間転写ベルト２１を挟んで対向する位置には、二次転写外ローラ２３が配置され、中間転写ベルト２１上のトナー像をシートＳに転写する二次転写部Ｔ２を構成している。二次転写部Ｔ２のシート搬送方向の下流には定着装置３０が配置されている。転写装置２０の上方には、現像装置６に補給用の現像剤を補給するための収容容器９が配置されている。
【００１９】
画像形成装置１の下部には、シートＳが収容されたカセット４０が配置されている。カセット４０から給送されたシートＳは、搬送ローラ４１によりレジストレーションローラ４２に向けて搬送される。そして、停止状態のレジストレーションローラ４２にシートＳの先端が突き当たり、ループを形成することでシートＳの斜行を補正する。その後、中間転写ベルト２１上のトナー像と同期してレジストレーションローラ４２の回転を開始させ、シートＳを二次転写部Ｔ２に搬送する。
【００２０】
上述のように構成される画像形成装置１により、例えば４色フルカラーの画像を形成するプロセスについて説明する。まず、画像形成動作が開始すると、回転する感光ドラム３の表面が帯電ローラ４によって一様に帯電される。次いで、感光ドラム３は、露光装置５から発せられる画像信号に対応したレーザ光により露光され、感光ドラム３上に画像信号に応じた静電像が形成される。感光ドラム３上の静電像は、現像装置６内に収容された現像剤としてのトナーによって顕像化され、可視像となる。
【００２１】
感光ドラム３上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト２１を挟んで配置される一次転写ローラ７との間で構成される一次転写部Ｔ１（図２参照）にて、中間転写ベルト２１に一次転写される。この際、一次転写ローラ７には一次転写バイアスが印加される。一次転写後に感光ドラム３の表面に残った転写残トナーは、クリーニングブレード８によって除去される。
【００２２】
このような動作をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫで順次行い、中間転写ベルト２１上で４色のトナー像を重ね合わせる。その後、トナー像の形成タイミングに合わせて、カセット４０に収容されたシートＳが二次転写部Ｔ２に搬送される。そして、二次転写外ローラ２３に二次転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト２１上の４色のトナー像を、シートＳ上に一括で二次転写する。二次転写部Ｔ２で転写しきれずに中間転写ベルト２１に残留したトナーは、中間転写ベルトクリーナ２４により除去される。
【００２３】
次いで、シートＳは、定着装置３０に搬送される。定着装置３０は、内部にハロゲンヒータなどの熱源を有する定着ローラ３１及び加圧ローラ３２を備え、定着ローラ３１と加圧ローラ３２とで定着ニップ部を形成する。この定着装置３０の定着ニップ部にトナー像が転写されたシートＳを通過させることで、シートＳが加熱及び加圧される。そして、シートＳ上のトナーは溶融及び混合されて、フルカラーの画像としてシートＳに定着される。その後、シートＳは、排出ローラ４３により排出トレイ１１に排出される。これにより、一連の画像形成プロセスが終了する。
【００２４】
なお、本実施形態の画像形成装置１は、例えばブラック単色の画像など、所望の単色または４色のうちいくつかの色用の画像形成部を用いて、単色またはマルチカラーの画像を形成することも可能である。
【００２５】
［現像装置］
次に、現像装置６の詳しい構成について、図２及び図３を用いて説明する。本実施形態では、現像装置６はカートリッジ状で現像カートリッジを構成している。現像装置６は、非磁性トナーと磁性を有するキャリアを含む現像剤が収容される現像容器６０と、現像容器６０内の現像剤を担持して回転する円筒形状の回転体である現像スリーブ（現像剤担持体）７０とを有する。現像スリーブ７０は、感光ドラム３に対し隙間Ｇを空けて現像容器６０に収容され、現像容器６０に収容された現像剤を担持し、感光ドラム３に対向する現像領域Ａｒに現像剤を搬送して静電潜像を現像可能である。
【００２６】
図３に示すように、現像スリーブ７０は、中心軸７１を有し、中心軸７１を現像容器６０に対して回転可能に支持するスリーブ軸受７２により支持され、図２及び図３中矢印方向に回転駆動される。尚、本明細書では、現像スリーブ７０の回転軸線方向を長手方向（幅方向）Ｘ、長手方向Ｘの装置本体１０の手前側を前方向Ｆ、奥側を後方向Ｒとして示す。
【００２７】
図２に示すように、現像スリーブ７０の内部には、周方向に並んだ複数の磁極を有する現像マグネットとしてのマグネットローラ７３が、現像容器６０に対してマグネット支軸７４により非回転に配置されている。現像容器６０の内部は、その略中央部が現像スリーブ７０の回転軸線方向に延在する隔壁６１によって現像室（第１室）６２と撹拌室（第２室）６３とに水平方向の左右に区画されている。これにより、現像剤は、隔壁６１により隔てられた現像室６２及び撹拌室６３に収容されている。現像室６２及び撹拌室６３は、現像剤の循環経路を形成する。現像室６２には第１搬送スクリュ６４が配置され、撹拌室６３に第２搬送スクリュ６５が配置されている。これら撹拌部材としての第１搬送スクリュ６４及び第２搬送スクリュ６５は、現像スリーブ７０の回転軸線方向に沿って略平行に配置され、現像容器６０内の現像剤を撹拌及び搬送しつつ現像容器６０内を循環させる。隔壁６１の長手方向Ｘの両端部（図３の左側部及び右側部）には、現像室６２と撹拌室６３との間での現像剤の通過を許す第１連通口６１ａ及び第２連通口６１ｂが設けられている。
【００２８】
第１搬送スクリュ６４及び第２搬送スクリュ６５は、いずれもスクリュ状部材であり、それぞれ回転軸の周りに螺旋状の羽根を有している。第１搬送スクリュ６４は、現像室６２の底部に現像スリーブ７０の長手方向Ｘに沿って配設されており、駆動源によって回転軸を回すことで現像室６２内の現像剤を回転軸線方向に沿って撹拌しながら搬送しつつ、現像スリーブ７０に現像剤を供給する。現像スリーブ７０に担持され、現像工程でトナーが消費された現像剤は、現像室６２に回収される。第１搬送スクリュ６４は、第１方向である後方向Ｒに現像剤を搬送する。
【００２９】
第２搬送スクリュ６５は、撹拌室６３内の底部に現像スリーブ７０の長手方向Ｘに沿って配設され、撹拌室６３内の現像剤を第１搬送スクリュ６４とは反対向きの回転軸線方向に沿って撹拌しながら搬送してトナー濃度を均一化する。第２搬送スクリュ６５は、後方向Ｒと反対の第２方向である前方向Ｆに現像剤を搬送する。また、隔壁６１は、撹拌室６３から現像室６２に現像剤を受け渡す第１連通口６１ａと、第１連通口６１ａより前方向Ｆの上流側に設けられ、現像室６２から撹拌室６３に現像剤を受け渡す第２連通口６１ｂとを有している。現像剤は、第１搬送スクリュ６４及び第２搬送スクリュ６５によって搬送され、第１連通口６１ａ及び第２連通口６１ｂを通過して現像容器６０内を循環する。
【００３０】
撹拌室６３の第２搬送スクリュ６５の現像剤搬送方向の上流端部には、現像容器６０内にトナーを含む現像剤を補給するための現像剤補給口６６が設けられている。現像剤補給口６６は、不図示の現像剤補給装置を介して収容容器９（図１参照）に接続されている。したがって、補給用の現像剤は、収容容器９から現像剤補給装置及び現像剤補給口６６を介して撹拌室６３内に供給される。第２搬送スクリュ６５は、現像剤補給口６６から補給された現像剤と、既に撹拌室６３内にある現像剤とを撹拌しつつ搬送し、トナー濃度を均一化する。
【００３１】
したがって、図３に示すように、第１搬送スクリュ６４及び第２搬送スクリュ６５の搬送力により、現像工程でトナーが消費されてトナー濃度が低下した現像室６２内の現像剤が、後方向Ｒ側の第１連通口６１ａを介して撹拌室６３内へ移動する。そして、撹拌室６３内に移動した現像剤は、補給された現像剤と撹拌されつつ搬送され、前方向Ｆ側の第２連通口６１ｂを介して現像室６２へ移動する。
【００３２】
図２に示すように、現像容器６０の現像室６２には、感光ドラム３に対向した現像領域Ａｒに相当する位置に開口部６０ａがあり、この開口部６０ａにおいて現像スリーブ７０が感光ドラム３の方向に一部露出するように回転自在に配設されている。このような現像スリーブ７０は、駆動源によって回転駆動され、現像剤を現像領域Ａｒに搬送可能で、現像領域Ａｒにおいて現像剤を感光ドラム３に供給する。本実施形態では、現像スリーブ７０は非磁性材料として例えばアルミニウムやステンレスにより円筒状に形成され、直径が２０ｍｍ、長手方向の長さが３３４ｍｍであり、２５０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）で、現像動作時に回転する。
【００３３】
開口部６０ａの現像スリーブ７０の回転方向上流側には、現像スリーブ７０に担持された現像剤の量（層厚）を規制する現像ブレード６７が固定されている。現像ブレード６７は、現像スリーブ７０の表面に現像剤の薄層を形成する。
【００３４】
マグネットローラ７３は、周方向に複数の磁極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｎ１、Ｎ２極の合計５極を有して、ローラ状に形成されている。このようなマグネットローラ７３は、現像スリーブ７０に現像剤を担持させる磁界を発生させると共に、剥離領域で現像スリーブ７０から現像剤を剥離させる磁界を発生させる。
【００３５】
現像スリーブ７０上の現像剤は、現像スリーブ７０が回転することによって、現像領域Ａｒで穂立ちして磁気穂を形成する。この磁気穂が、現像領域Ａｒにおいて現像スリーブ７０と同方向に回転する感光ドラム３に接触し、帯電したトナーによって感光ドラム３上の静電像をトナー像として現像する。また、現像効率、即ち、潜像へのトナーの付与率を向上させるために、通常、現像スリーブ７０には現像バイアス電源から、直流電圧及び交流電圧を重畳した現像バイアス電圧が印加される。感光ドラム３にトナーを供給した後の現像スリーブ７０上の現像剤は、更に現像スリーブ７０が回転することによって現像室６２に回収される。
【００３６】
なお、現像容器６０には、図３に示すように、現像容器６０における現像剤のトナー濃度に関する情報を検知するインダクタンスセンサ（トナー濃度検知手段）６８が設けられている。本実施形態では、インダクタンスセンサ６８は、撹拌室６３の現像剤搬送方向の下流側に設けられている。
【００３７】
［第２搬送スクリュ］
次に、第２搬送スクリュ６５の詳しい構成について、図３及び図４を用いて説明する。第２搬送スクリュ６５は、軸部８０と、いずれも螺旋形状を有する第１羽根部８１、第２羽根部８２、第３羽根部８３とを有している。本実施形態では、第２搬送スクリュ６５は、例えばプラスチック製で射出成形により形成されている。第２羽根部８２は、第１羽根部８１と同方向で同ピッチの螺旋形状を有する。第１羽根部８１及び第２羽根部８２は、本実施形態では、例えば１条であり、外径１４ｍｍ、ピッチ２０ｍｍとしている。このため、第１羽根部８１及び第２羽根部８２の外周長（４３．９８ｍｍ）とピッチ（スクリュピッチ）とから算出される第１羽根部８１の角度は、６５．５５°となる（図５参照）。尚、ここでは、第１羽根部８１及び第２羽根部８２を外径１４ｍｍ、ピッチ２０ｍｍとしているが、１周期の角度が８０°以下になる範囲であれば、トナーを円滑に搬送することができるので、外径及びピッチは上述の寸法には限られない。また、本実施形態では、第１羽根部８１及び第２羽根部８２の条数を１条とした場合について説明したが、これには限られず、条数は２条以上であってもよい。
【００３８】
第３羽根部８３は、第１羽根部８１及び第２羽根部８２の間に連続して設けられ、第１羽根部８１及び第２羽根部８２と同方向で第１羽根部８１及び第２羽根部８２より狭いピッチの螺旋形状を有している。第２搬送スクリュ６５の長手方向Ｘに関して、第３羽根部８３の全長は、第１羽根部８１及び第２羽根部８２の１ピッチ分の長さ、即ち２０ｍｍとしている。尚、本実施形態では、第３羽根部８３の全長を第１羽根部８１及び第２羽根部８２の１ピッチ分の長さ２０ｍｍとしたが、これには限られず、１ピッチ分を超える長さや１ピッチ分未満の長さであってもよい。
【００３９】
第３羽根部８３は、例えば１条であり、外径１４ｍｍ、ピッチ５ｍｍとしている。このため、第３羽根部８３は、螺旋形状の羽根を有する第１羽根部８１及び第２羽根部８２の１ピッチ分の領域、即ち、２０ｍｍの領域内にピッチ５ｍｍで４回の巻き数で設けられている。本実施形態では、第１羽根部８１及び第２羽根部８２の１ピッチ分の長さに対して、第３羽根部８３の巻き数を４回にして設けているが、これには限られない。第３羽根部８３は、第１羽根部８１及び第２羽根部８２と同方向で狭いピッチの螺旋形状を有していればよい。このため、第１羽根部８１及び第２羽根部８２の１ピッチ分の長さに対する第３羽根部８３の巻き数は１回を超えていればよく、特に２〜４回であることが好ましい。第３羽根部８３の巻き数が３回である場合は、第３羽根部８３の巻き数が４回である場合と比べて、撹拌性は低くなるものの、搬送性は高くなる。同様に、第３羽根部８３の巻き数が２回である場合は、第３羽根部８３の巻き数が３回である場合と比べて、撹拌性は低くなるものの、搬送性は高くなる。したがって、第３羽根部８３の巻き数が３回であることが搬送性及び撹拌性のバランスの観点から最も好ましい。
【００４０】
第３羽根部８３は、第１羽根部８１及び第２羽根部８２の外径と同等の外径を有している。但し、第３羽根部８３の外径は、第１羽根部８１及び第２羽根部８２の外径と同等の外径には限られず、例えば、第１羽根部８１及び第２羽根部８２の外径以下の外径を有するようにしてもよい。これにより、第３羽根部８３の外周縁が、撹拌室６３の内周面に当接してしまうことを防止できる。
【００４１】
第３羽根部８３は、搬送壁の後方向Ｒ側を向いた壁面８３ａと、搬送壁の外周部の一部を切り欠いた形状の切欠き部８３ｂと、を有している。切欠き部８３ｂは、周方向の長さ４ｍｍ、径方向の深さ４ｍｍとしている。尚、径方向の深さ４ｍｍは、搬送壁の高さの約１／２として設定されている。また、本実施形態では、切欠き部８３ｂを長さ４ｍｍ及び深さ４ｍｍとした場合について説明したが、これには限られず、他の寸法であってもよい。あるいは、例えば、切欠き部８３ｂ毎に、寸法を異ならせてもよい。
【００４２】
第３羽根部８３の切欠き部８３ｂは、第２搬送スクリュ６５の回転方向Ｒ１に９０°毎に設けられている。このため、長手方向Ｘに関して、隣り合う切欠き部８３ｂ同士の位相が一致した状態になる。ここで、本実施形態で切欠き部８３ｂの位相が一致した状態とは、第２搬送スクリュ６５を長手方向Ｘから視た場合に、長手方向Ｘに隣り合う切欠き部８３ｂ同士の位置が一致した状態を意味するものとする。
【００４３】
本実施形態では、切欠き部８３ｂは、第２搬送スクリュ６５の回転方向Ｒ１に９０°毎に設けているが、これには限られず、９０°以外の角度、例えば１２０°毎であってもよい。あるいは、３６０°を割り切れない角度、例えば１００°毎に設けるようにしてもよい。この場合、切欠き部８３ｂは、前方向Ｆに隣接する他の切欠き部８３ｂに対して、回転方向Ｒ１の位置を異にし、位相をずらして配置される。あるいは、例えば、切欠き部８３ｂ毎に、回転方向Ｒ１に隣り合う切欠き部８３ｂとの間の角度を異ならせてもよい。
【００４４】
ここで、第３羽根部８３について、切欠き部８３ｂを有さない場合の１ピッチあたりの搬送壁の体積比を１００％とする。この場合、第３羽根部８３の体積比は８６．２％となり、切欠き部８３ｂの占める空間の体積比は１３．８％となる。尚、本実施形態では、第３羽根部８３は切欠き部８３ｂを有さない場合に対して８６．２％の体積比を有する場合について説明したが、これには限られず、切欠き部８３ｂの寸法や配置を変更することで、例えば７０〜９０％程度に設定することができる。尚、第３羽根部８３の切欠き部８３ｂを有さない場合に対する体積比を、９０％を超えるように設定した場合、あるいは切欠き部８３ｂを有さないようにした場合は、現像剤の撹拌性能が大幅に低下してしまうので好ましくない。また、第３羽根部８３の切欠き部８３ｂを有さない場合に対する体積比を、７０％未満に設定した場合は、現像剤の搬送性が大幅に低下してしまうので好ましくない。
【００４５】
第３羽根部８３は、図３に示すように、第２搬送スクリュ６５の略中央部に配置されている。但し、これには限られず、第３羽根部８３の配置位置は、第２連通口６１ｂの後方向Ｒ側の端部から、第１連通口６１ａの前方向Ｆ側の端部までの領域の一部に対向する位置であればよい。これにより、第３羽根部８３が撹拌室６３におけるトナーの循環経路中に設けられるので、循環するトナーに対して効果的に撹拌を行うことができる。
【００４６】
本実施形態では、インダクタンスセンサ６８が撹拌室６３の前方向Ｆ側に配置されているので、第３羽根部８３は第２搬送スクリュ６５の略中央部に配置することでインダクタンスセンサ６８よりも前方向Ｆの上流側に配置される。これにより、第３羽根部８３より後方向Ｒ側において前方向Ｆ側よりもトナーが滞留することがあっても、インダクタンスセンサ６８の検知精度に影響を与えることを抑制できる。
【００４７】
次に、第２搬送スクリュ６５を回転させてトナーを前方向Ｆに搬送する場合の動作について、図３及び図４を用いて詳細に説明する。ここで、本実施形態では、第３羽根部８３は４巻きであるため、説明のために、後方向Ｒ側から前方向Ｆ側に向けて、第１巻き部９１と、第２巻き部９２と、第３巻き部９３と、第４巻き部９４とを有するものとする。即ち、第１巻き部９１は、最も後方向Ｒ側の１巻き分とし、第２巻き部９２は、第１巻き部９１の前方向Ｆ側に隣り合う１巻き分とする。また、第３巻き部９３は、第２巻き部９２の前方向Ｆ側に隣り合う１巻き分とし、第４巻き部９４は、第３巻き部９３の前方向Ｆ側に隣り合う１巻き分とする。また、壁面８３ａは、第１巻き部９１の壁面９１ａと、第２巻き部９２の壁面９２ａと、第３巻き部９３の壁面９３ａと、第４巻き部９４の壁面９４ａと、を有する。更に、切欠き部８３ｂは、第１巻き部９１の切欠き部９１ｂと、第２巻き部９２の切欠き部９２ｂと、第３巻き部９３の切欠き部９３ｂと、第４巻き部９４の切欠き部９４ｂと、を有する。
【００４８】
図３に示すように、第２連通口６１ｂから撹拌室６３に流入した現像剤、あるいは現像剤補給口６６から供給されたトナーは、第２搬送スクリュ６５の回転により撹拌室６３内で前方向Ｆに搬送される。第１羽根部８１に搬送されて第３羽根部８３に到達した現像剤は、ピッチが狭くなることにより搬送速度が低下し、第３羽根部８３により搬送しきれない分の現像剤は第１巻き部９１の壁面９１ａに当接して堰き止められる。壁面９１ａにより堰き止められた現像剤は、第１巻き部９１の切欠き部９１ｂを前方向Ｆに通過するが、前方向Ｆ側に隣接する壁面９２ａに当接して堰き止められる。同時に、第２搬送スクリュ６５の回転により、切欠き部９１ｂを通過しようとする現像剤は、切欠き部９１ｂによって周方向に剪断されるように撹拌される。このように、切欠き部９１ｂを通過しようとする現像剤は、前方向Ｆ側に隣接する壁面９２ａによって搬送を邪魔されて速やかに搬送されずに滞留しているため、効率よく周方向に剪断されるように撹拌される。
【００４９】
同様に、切欠き部９２ｂを通過しようとする現像剤は、前方向Ｆ側に隣接する壁面９３ａに堰き止められて周方向に剪断されるように撹拌される。また、切欠き部９３ｂを通過しようとする現像剤は、前方向Ｆ側に隣接する壁面９４ａに堰き止められて周方向に剪断されるように撹拌される。切欠き部９４ｂを通過した現像剤は、第２羽根部８２の回転により撹拌室６３内で前方向Ｆに搬送され、インダクタンスセンサ６８に到達する。これにより、撹拌性を大幅に向上することができる。
【００５０】
即ち、現像剤は第３羽根部８３の切欠き部８３ｂを通過することで、第３羽根部８３を乗り越えることなく、更に、切欠き部８３ｂにより第２搬送スクリュ６５の回転方向で撹拌することで、撹拌性能を向上することができる。従って、少量の現像剤に効率よく補給トナーを撹拌させるといった課題に対し、第３羽根部８３で現像剤を滞留させ、滞留した箇所では第３羽根部８３に設けた切欠き部８３ｂによって現像剤を撹拌することで課題を解決することができる。
【００５１】
尚、第３羽根部８３では第１羽根部８１及び第２羽根部８２よりもピッチが狭く、搬送速度が低下することで、壁面８３ａが現像剤を一旦堰き止めているので、第１羽根部８１及び第２羽根部８２に比べて搬送性が低下する。このため、撹拌室６３では、第３羽根部８３の前後で剤面の高さが異なるようになる。例えば、第３羽根部８３の前方向Ｆ側の第２羽根部８２では、剤面は第２搬送スクリュ６５の軸部８０程度の高さであるのに対し、第３羽根部８３の後方向Ｒ側の第１羽根部８１では、剤面は軸部８０よりも高くなる。
【００５２】
上述したように本実施形態の画像形成装置１では、第２搬送スクリュ６５の第３羽根部８３は、第１羽根部８１及び第２羽根部８２と同方向で狭いピッチの螺旋形状を有し、外周部に切欠き部８３ｂを有している。このため、第２搬送スクリュ６５により搬送される現像剤は、第１羽根部８１から第３羽根部８３に達すると搬送速度が低下して壁面８３ａに当接して堰き止められて、切欠き部８３ｂによって剪断されるように撹拌される。このため、現像剤が第３羽根部８３において堰き止められることなく第１羽根部８１及び第２羽根部８２と同じ搬送速度で搬送される場合に比べて、撹拌性を向上することができる。また、本実施形態の画像形成装置１では、第３羽根部８３は、第２連通口６１ｂの後方向Ｒ側の端部から第１連通口６１ａの前方向Ｆ側の端部までの領域の一部に対向する位置に配置されている。このため、第３羽根部８３が撹拌室６３におけるトナーの循環経路中に設けられるので、循環して搬送されるトナーに対して効果的に撹拌を行うことができる。従って、本実施形態の画像形成装置１によれば、現像剤が少量であっても、搬送性を維持しつつ高い撹拌性を得ることができる。
【００５３】
即ち、本実施形態の画像形成装置１によれば、第２搬送スクリュ６５は搬送領域の全体で一様に撹拌するだけでなく、第３羽根部８３において局所的、かつ、搬送領域の全体における一様な撹拌よりも大きく撹拌することができるようになる。更には、第３羽根部８３は、壁面８３ａによって現像剤の搬送方向への流れを局所的に堰き止めるだけではなく、切欠き部８３ｂによって撹拌性能を大幅に向上することができる。
【００５４】
また、本実施形態の画像形成装置１によれば、第３羽根部８３の切欠き部８３ｂは、第２搬送スクリュ６５の回転方向Ｒ１に９０°毎に設けられている。このため、例えば、切欠き部８３ｂを通過しようとする現像剤は、前方向Ｆ側に隣接する壁面８３ａによって搬送を邪魔されて速やかに搬送されずに滞留しているため、効率よく周方向に剪断されるように撹拌される。これにより、第３羽根部８３の全体で、撹拌性を大幅に向上することができる。
【００５５】
また、本実施形態の画像形成装置１によれば、第３羽根部８３はインダクタンスセンサ６８に対向する位置より後方向Ｒ側に配置されている。このため、第３羽根部８３より後方向Ｒ側において前方向Ｆ側よりもトナーが滞留した場合であっても、インダクタンスセンサ６８の検知精度に影響を与えることを抑制できる。
【００５６】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態を、図６を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、第３羽根部８３は第１羽根部８１及び第２羽根部８２と反対方向の螺旋形状を有する点で、第１の実施形態と構成を異にしている。但し、それ以外の構成については、第１の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。
【００５７】
本実施形態では、図６に示すように、第３羽根部８３は、第１羽根部８１及び第２羽根部８２の間に連続して設けられ、第１羽根部８１及び第２羽根部８２と反対方向の螺旋形状を有している。第３羽根部８３は、例えば１条であり、第１羽根部８１及び第２羽根部８２と同等の外径１４ｍｍ、狭いピッチ５ｍｍとしている。このため、第３羽根部８３は、螺旋形状の羽根を有する第１羽根部８１及び第２羽根部８２の１ピッチ分の領域、即ち、２０ｍｍの領域内にピッチ５ｍｍで４回の巻き数で設けられている。
【００５８】
本実施形態では、第１羽根部８１及び第２羽根部８２の１ピッチ分の長さに対して、第３羽根部８３の巻き数を４回にして設けているが、これには限られない。第３羽根部８３は、第１羽根部８１及び第２羽根部８２と反対方向の螺旋形状を有していれば、ピッチは限られない。このため、第１羽根部８１及び第２羽根部８２の１ピッチ分の長さに対する第３羽根部８３の巻き数は、１を超えることは勿論、１以下であっても適宜設定することができる。但し、第１羽根部８１及び第２羽根部８２の１ピッチ分の長さに対する第３羽根部８３の巻き数は、特に２〜４回であることが好ましく、３回であることが搬送性及び撹拌性のバランスの観点から最も好ましい。
【００５９】
第３羽根部８３は、搬送壁の後方向Ｒ側を向いた壁面８３ａと、搬送壁の外周部の一部を切り欠いた形状の切欠き部８３ｂと、を有している。切欠き部８３ｂは、周方向の長さ４ｍｍ、径方向の深さ４ｍｍとしている。尚、径方向の深さ４ｍｍは、搬送壁の高さの約１／２として設定されている。第３羽根部８３の切欠き部８３ｂは、第２搬送スクリュ６５の回転方向Ｒ１に９０°毎に設けられている。このため、長手方向Ｘに関して、隣り合う切欠き部８３ｂ同士の位相が一致した状態になる。
【００６０】
ここで、第３羽根部８３について、切欠き部８３ｂを有さない場合の１ピッチあたりの搬送壁の体積比を１００％とする。この場合、第３羽根部８３の体積比は８６．２％となり、切欠き部８３ｂの占める空間の体積比は１３．８％となる。尚、本実施形態では、第３羽根部８３は切欠き部８３ｂを有さない場合に対して８６．２％の体積比を有する場合について説明したが、これには限られず、切欠き部８３ｂの寸法や配置を変更することで、例えば６０〜９０％程度に設定することができる。尚、第３羽根部８３の切欠き部８３ｂを有さない場合に対する体積比を、９０％を超えるように設定した場合、あるいは切欠き部８３ｂを有さないようにした場合は、現像剤の撹拌性能が大幅に低下してしまうので好ましくない。また、この場合、第３羽根部８３による後方向Ｒへの搬送能が上がってしまうことで、第２搬送スクリュ６５としての搬送性も大幅に低下してしまうので好ましくない。また、第３羽根部８３の切欠き部８３ｂを有さない場合に対する体積比を、６０％未満に設定した場合は、現像剤の搬送性が低下し難くなるので好ましくない。
【００６１】
次に、第２搬送スクリュ６５を回転させてトナーを前方向Ｆに搬送する場合の動作について、詳細に説明する。第１羽根部８１に搬送されて第３羽根部８３に到達した現像剤は、巻き方向が反対方向になることにより押し戻されそうになる。しかしながら、第３羽根部８３は第１羽根部８１より短く、第１羽根部８１の方が搬送力が大きいので、現像剤は全体としては前方向Ｆ側に搬送されるが搬送速度は低下する。そして、第３羽根部８３に達した現像剤は、第１巻き部９１の壁面９１ａに当接して堰き止められる。壁面９１ａにより堰き止められた現像剤は、第１巻き部９１の切欠き部９１ｂを前方向Ｆに通過するが、前方向Ｆ側に隣接する壁面９２ａに当接して堰き止められる。同時に、第２搬送スクリュ６５の回転により、切欠き部９１ｂを通過しようとする現像剤は、切欠き部９１ｂによって周方向に剪断されるように撹拌される。このように、切欠き部９１ｂを通過しようとする現像剤は、前方向Ｆ側に隣接する壁面９２ａによって搬送を邪魔されて速やかに搬送されずに滞留しているため、効率よく周方向に剪断されるように撹拌される。
【００６２】
同様に、切欠き部９２ｂを通過しようとする現像剤は、前方向Ｆ側に隣接する壁面９３ａに堰き止められて周方向に剪断されるように撹拌される。また、切欠き部９３ｂを通過しようとする現像剤は、前方向Ｆ側に隣接する壁面９４ａに堰き止められて周方向に剪断されるように撹拌される。更に、切欠き部９４ｂを通過しようとする現像剤は、周方向に剪断されるように撹拌される。切欠き部９４ｂを通過した現像剤は、第２羽根部８２の回転により撹拌室６３内で前方向Ｆに搬送され、インダクタンスセンサ６８に到達する。
【００６３】
現像剤は、第３羽根部８３を通過する間に、一部は各切欠き部９１ｂ〜９４ｂを通過して前方向Ｆ側に移動し、また一部は第３羽根部８３の回転により壁面９１ａ〜９４ａに沿って後方向Ｒ側に搬送される。このように、現像剤は、前方向Ｆ側及び後方向Ｒ側に入り混じりながら、各切欠き部９１ｂ〜９４ｂを通過する際に周方向に剪断されるように撹拌されるので、撹拌性を大幅に向上することができる。
【００６４】
上述したように本実施形態の画像形成装置１では、第２搬送スクリュ６５の第３羽根部８３は、第１羽根部８１及び第２羽根部８２と反対方向で狭いピッチの螺旋形状を有し、外周部に切欠き部８３ｂを有している。このため、第２搬送スクリュ６５により搬送される現像剤は、第１羽根部８１から第３羽根部８３に達すると、押し戻される力が作用して壁面８３ａに当接して堰き止められて、切欠き部８３ｂによって剪断されるように撹拌される。このため、現像剤が第３羽根部８３において堰き止められることなく第１羽根部８１及び第２羽根部８２と同じ搬送速度で搬送される場合に比べて、撹拌性を向上することができる。また、本実施形態の画像形成装置１では、第３羽根部８３は、第２連通口６１ｂの後方向Ｒ側の端部から第１連通口６１ａの前方向Ｆ側の端部までの領域の一部に対向する位置に配置されている。このため、第３羽根部８３が撹拌室６３におけるトナーの循環経路中に設けられるので、循環して搬送されるトナーに対して効果的に撹拌を行うことができる。従って、本実施形態の画像形成装置１によれば、現像剤が少量であっても、搬送性を維持しつつ高い撹拌性を得ることができる。
【符号の説明】
【００６５】
６…現像装置、６０…現像容器、６１…隔壁、６１ａ…第１連通口、６１ｂ…第２連通口、６２…現像室（第１室）、６３…撹拌室（第２室）、６４…第１搬送スクリュ、６５…第２搬送スクリュ、６８…インダクタンスセンサ（トナー濃度検知手段）、７０…現像スリーブ（現像剤担持体）、８１…第１羽根部、８２…第２羽根部、８３…第３羽根部、８３ｂ…切欠き部、９１…第１巻き部、９１ｂ…切欠き部、９２…第２巻き部、９２ｂ…切欠き部、９３…第３巻き部、９３ｂ…切欠き部、９４…第４巻き部、９４ｂ…切欠き部、Ｆ…前方向（第２方向）、Ｒ…後方向（第１方向）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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