(57)【要約】【課題】現像剤中へのトナーの取り込み力を向上させた現像装置を、簡単な構成で低コストに実現する。【解決手段】現像装置５は、現像ローラ５１と、互いに逆方向に現像剤を搬送する２本の搬送スクリュ５５−１，５５−２を有している。第二搬送スクリュ５５−２の羽根の現像剤搬送面には、トナー補給が行われる側である上流側所定範囲にわたって、溝５５ｃが設けられている。搬送スクリュが回転すると、溝５５ｃにトナーが引っ掛かり、トナーが現像剤中に少量ずつ取り込まれる。また補給トナーを少量ずつ取り込むことにより補給トナーの分散性が向上する。【選択図】図７
2014174438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアとを含む現像剤を用いる現像装置であって、
現像剤を担持して現像領域に搬送する現像剤担持体と、装置内に収容された現像剤を前記現像剤担持体の長手方向に搬送しながら前記現像剤担持体に供給する第一搬送スクリュと、該第一搬送スクリュとは反対の方向に現像剤を搬送する第二搬送スクリュとを有し、
前記第二搬送スクリュの上流側にトナー補給部が設けられており、
前記第二搬送スクリュの羽根に溝が設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記溝は、前記第二搬送スクリュの羽根の現像剤搬送面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。
【請求項３】
前記第二搬送スクリュの上流側所定範囲に前記溝が設けられ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。
【請求項４】
前記第二搬送スクリュが配設される現像剤搬送路に、現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段が配置されており、
前記溝は、前記トナー濃度検知手段よりも上流側に設けられていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記溝は、前記第二搬送スクリュの軸に対する法線方向に設けられ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。
【請求項６】
前記溝の深さが０．２ｍｍ未満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。
【請求項７】
前記溝の一端が前記第二搬送スクリュの回転軸に接し、他端が前記羽根の外周部に接するように設けられることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項８】
前記溝が前記第二搬送スクリュの回転軸に対して所定角度の等間隔で設けられていることを特徴とする、請求項７に記載の現像装置。
【請求項９】
前記溝は、前記第二搬送スクリュの回転軸と前記羽根の外周部との間で途切れていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項１０】
前記溝は、長さの異なるものを含むことを特徴とする、請求項９に記載の現像装置。
【請求項１１】
前記溝は、前記羽根の１周に４〜８本設けられていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項１２】
前記第二搬送スクリュが取り込むべきトナーの量に応じて、前記溝の間隔・溝の数・溝の大きさが設定されていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項１３】
少なくとも像担持体と請求項１〜１２のいずれか一項に記載の現像装置とを搭載することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１４】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の現像装置または請求項１３に記載のプロセスカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２成分現像剤を用いる現像装置と、それを搭載するプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トナーとキャリアとからなる２成分現像剤（添加剤等を添加する場合も含むものとする）を用いる現像装置において、補給したトナーが現像剤(トナーとキャリアの混合体)に取り込まれにくく、現像剤との充分な攪拌が行われずに現像領域に到達してトナー飛散や地汚れ(かぶり)を生じることがあるという問題がある。その対策として、搬送スクリュにパドルなどをつけて補給トナーを現像剤中に取り込むことが提案されている。
【０００３】
例えば、特開２００６−９１２９８号公報（特許文献１）には、スクリュオーガの羽根の間隔部分に、オーガ回転軸１４７１から突出して設けられた平板羽根１４７３を有するものが記載されている（図４）。
【０００４】
また、特許第５０７０３０３号公報（特許文献２）には、搬送スクリュの外周部にリング状波打螺旋羽根を設け、現像剤の回転軸方向及び周方向の攪拌性能を上げることで、補給トナーの帯電不良を防止することが記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載されたような従来のトナー取り込み手段は、現像剤の搬送速度（軸方向）を落としてしまい、トナー取り込み部に現像剤がたまり、その結果現像剤投入量を多くする必要があるという問題がある。またトナー取り込み機構を別に設ける場合にはコストが上がってしまうという問題があった。
【０００６】
また、上記特許文献２に記載のものは、補給トナーの取り込み能力を高めることは可能であるかもしれないが、搬送スクリュの形状が複雑となり、製造コストが高くならざるをえない。
【０００７】
そこで本発明は、現像剤中へのトナーの取り込み力を向上させた現像装置を、簡単な構成で低コストに実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題を解決するため、本発明は、トナーとキャリアとを含む現像剤を用いる現像装置であって、現像剤を担持して現像領域に搬送する現像剤担持体と、装置内に収容された現像剤を前記現像剤担持体の長手方向に搬送しながら前記現像剤担持体に供給する第一搬送スクリュと、該第一搬送スクリュとは反対の方向に現像剤を搬送する第二搬送スクリュとを有し、前記第二搬送スクリュの上流側にトナー補給部が設けられており、前記第二搬送スクリュの羽根に溝が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第二搬送スクリュの羽根に溝が設けられているので、トナーと羽根の摩擦が大きくなり、羽根に接しているトナーがスクリュの回転に引きずられて少量ずつ現像剤中に取り込まれる。これにより、補給トナーを確実かつ効率良く現像剤中に取り込むことができ、トナー飛散や地汚れを防止できる。また、トナーの分散性も向上するので、トナー濃度のムラが発生せず、画像濃度ムラも防ぐことができる。
【００１０】
さらに、搬送スクリュにパドルや波打ち羽根などを追加しないため、コストアップを抑制できる。また、トナーを取り込むために現像剤の滞留などを作る必要が無いので、現像剤の投入量を増加させる必要がなく、この点でもコストを上昇させることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】補給トナーの取り込みについて説明する模式図である。
【図２】現像剤搬送路を上から見た様子を示す模式図である。
【図３】本発明によるスクリュ羽根の第１実施例を示す断面図である。
【図４】本発明によるスクリュ羽根の第２実施例を示す断面図である。
【図５】本発明に係る画像形成装置の一例であるプリンタの概略構成図である。
【図６】そのプリンタの作像部を示す拡大図である。
【図７】実施形態の現像装置におけるトナーの取り込みについて説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
まず、補給トナーの取り込みについて説明する。
現像装置容器内に補給されたトナーは現像剤に対して密度が軽いため、現像剤中に取り込まれにくく、現像剤の上側を搬送されやすい。なお、搬送部材（例えば搬送スクリュ）によって現像剤とトナーが搬送されるに際して、図１に示すように、現像剤Ｇは傾いた状態で搬送され、現像剤の高さが低くなっている部分にトナーＴが溜まる。
【００１３】
このような補給トナーを現像剤中に取り込むために、従来、補給トナーの上から現像剤を落としたり、パドルなどで補給トナーを現像剤中に取り込むことが提案されている。しかし、現像剤をトナー上からかける（落とす）ためには、現像剤を多少なりとも滞留させる必要があり、その分の現像剤量を多くしなければならない。また、パドルを用いると、現像剤の搬送速度を低下させるデメリットがあるため、やはり現像剤量を増やす必要がある。
【００１４】
そこで本発明は、搬送部材（搬送スクリュ）にパドルや波打ち羽根などを追加することなく、また、現像剤を滞留させることなく、補給されたトナーを効率良く現像剤中に取り込むことができるように、搬送スクリュの羽根に溝を設けたことを特徴とするものである。
【００１５】
具体的な構成については後述するが、本発明では搬送部材にパドルや波打ち羽根などを追加しないため、搬送部材のコストアップとはならず、また、補給トナーを取り込むために現像剤の滞留などを作る必要が無いので、現像剤の投入量を増やすこともなく、それによるコストアップも引き起こすことがない。さらに、本発明では、補給されたトナーは少量ずつ現像剤に取り込まれるため、長手方向（搬送部材の回転軸方向）にわたって補給トナーを分散させることができる。
【００１６】
本発明では、上記したように、搬送スクリュの羽根に溝を設け、搬送部材によるトナーの取り込み能力を高めている。搬送スクリュの羽根に溝を設けると、トナーとスクリュ羽根の摩擦が大きくなり、スクリュ羽根に接しているトナーがスクリュの回転に引きずられて現像剤中に少量ずつ取り込まれる。
【００１７】
パドルを用いてトナーを現像剤中にもぐり込ませるようにした従来の構成では、現像剤を周方向に移動させる力が加わるため、現像剤の搬送速度が極端に低下し、かつ駆動トルクが高くなってしまう。これに対し、本発明では、トナーとスクリュ羽根との摩擦により少量ずつトナーを現像剤中に取り込むため、現像剤に余計な力を加えず、かつ少量ずつ取り込むため、現像剤の搬送速度が低下することもなく、またトナーの分散性を向上させることができる。
【００１８】
上記の「溝」は、スクリュ羽根の現像剤及びトナーと接する面（現像剤搬送面）に設ける。図２は、搬送スクリュが配置された現像剤搬送路を上から見た様子を示す模式図である。この図において、現像剤Ｇは、搬送スクリュによって図の右から左方向（矢印方向）に搬送される。上記の「溝」をスクリュ羽根の現像剤搬送面（図２では左側の面）に設けることで、補給トナーＴとスクリュ羽根との摩擦が増し、補給トナーＴを少量ずつ現像剤に取り込むことが出来るようになる。また補給トナーを少量ずつ取り込むことにより補給トナーの分散性をあげることも出来る。
【００１９】
従来装置において補給トナーが現像剤の上を単独で移動する場合、スクリュが一回転する間にスクリュピッチ分搬送される。一方、現像剤は羽根を乗り越えたりスクリュ軸を乗り越えたりするために搬送速度が遅く、補給トナーに対して３０〜７０％程度の速度で搬送される。
【００２０】
本発明により、補給トナーが少量ずつ取り込まれれば長手方向に渡って補給トナーを分散することができ、トナー濃度（トナー重量÷現像剤重量）が局所的に大きくなる現象も緩和できる。
【００２１】
スクリュ羽根の現像剤搬送面に設けるトナー取り込み用の溝は、半径方向に延びる溝としている。スクリュ羽根に溝があることによって、搬送スクリュが回転するときに、この溝にトナーが引っ掛かり、トナーが現像剤中に取り込まれる。これに対し、スクリュ羽根に溝がない従来構成では、スクリュ羽根とトナーの摩擦が小さいために、現像剤の上をトナーが滑って搬送されやすい。
【００２２】
図３及び図４に、スクリュ羽根の現像剤搬送面に設けたトナー取り込み用の溝の形態を２例示す。
図３は、スクリュ羽根の第１実施例を示す断面図で、搬送スクリュ回転軸に垂直な断面を示すものである。この図に示す第１実施例の搬送スクリュ５５は、スクリュ軸５５ａ（回転軸）と、回転軸の回転によって現像剤を搬送する螺旋状のスクリュ羽根５５ｂを有している。そして、スクリュ羽根５５ｂの現像剤搬送面には、スクリュ軸５５ａから外側に向かって半径方向に延びる複数の溝５５ｃが設けられている。本実施例では、複数の溝５５ｃは、回転軸に対して４５度の等間隔で設けられている。
【００２３】
溝５５ｃは、上記したようにスクリュ羽根５５ｂの現像剤搬送面に設けられるものであり、図２におけるスクリュ羽根の左側の面に設けられる。図２ではスクリュ羽根の左側面が現像剤及びトナーと接する現像剤搬送面である。
【００２４】
溝５５ｃの形状は、幅０．５ｍｍ、深さ０．１ｍｍ程度の溝としている。溝が深くなっても現像剤やトナーが埋まるだけで、溝深さに比例したトナー取り込み効果は生まれない。逆に溝を深くしすぎるとスクリュ羽根の強度が弱くなってしまう場合もあるので、０．１ｍｍ程度の溝で用いればよい。本発明では溝の深さは０．２ｍｍ未満とする。
【００２５】
なお、図示例における溝５５ｃは、回転軸に対して４５度の等間隔で設けているが、必ずしも４５度の等間隔である必要はなく、５度間隔でも３６０度間隔でもかまわない。また、等間隔に限定されるものでもない。ただし、溝の間隔が広くなりすぎるとトナーの取り込み能力が低下するため、４５度間隔よりも狭い間隔とするほうが良い。また、溝の間隔を広くするとトナーの取り込みが軸方向で分散されるため、補給トナーを分散させる能力は高くなる。トナーの取り込みよりも軸方向の分散能力を高くしたい場合は、溝５５ｃの間隔を広くしても良い。
【００２６】
また、図示例における溝５５ｃは、溝の両側端部がスクリュ軸５５ａとスクリュ羽根５５ｂの外側端部とに接しているが、必ずしも両者に接している必要はない。例えば、溝の内側端部がスクリュ軸５５ａに接しているが、外側端部はスクリュ羽根５５ｂの外側端部に接していない形態でも良い。逆に、溝の内側端部はスクリュ軸５５ａに接していないが、外側端部はスクリュ羽根５５ｂの外側端部に接している形態でも良い。あるいは、両側端部ともにスクリュ軸５５ａとスクリュ羽根５５ｂの外側端部とに接していない形態でも良い。
【００２７】
図４は、スクリュ羽根の第２実施例を示す断面図で、搬送スクリュ回転軸に垂直な断面を示すものである。この図に示す第２実施例の搬送スクリュ５５は、スクリュ軸５５ａ（回転軸）と、回転軸の回転によって現像剤を搬送する螺旋状のスクリュ羽根５５ｂを有している。そして、スクリュ羽根５５ｂの現像剤搬送面には、第１実施例の溝５５ｃよりも短い溝５５ｄが多数設けられている。溝５５ｄは、溝５５ｃと同様にスクリュ軸５５ａから外側に向かって半径方向に延びるものであるが、第１実施例の溝５５ｃのように回転軸から羽の外側端部にまで達するものではなく、より長さの短い（回転軸と羽根外周部の間で途切れいている）多数の溝として設けられたものである。第２実施例における複数の溝５５ｄは、一直線に並んでいる必要は無い。また、スクリュ軸５５ａに接している溝５５ｄもあるし、スクリュ羽根５５ｂの外側端部に接している溝５５ｄもあるし、スクリュ軸５５ａと羽根端部の間に位置している溝５５ｄもある。
【００２８】
溝５５ｄは、上記したようにスクリュ羽根５５ｂの現像剤搬送面に設けられるものであり、図２におけるスクリュ羽根の左側の面に設けられる。図２ではスクリュ羽根の左側面が現像剤及びトナーと接する現像剤搬送面である。
【００２９】
溝５５ｄの形状は、幅０．５ｍｍ、深さ０．１ｍｍ程度の溝としている。溝が深くなっても現像剤やトナーが埋まるだけで、溝深さに比例したトナー取り込み効果は生まれない。逆に溝を深くしすぎるとスクリュ羽根の強度が弱くなってしまう場合もあるので、０．１ｍｍ程度の溝で用いればよい。本発明では溝の深さは０．２ｍｍ未満とする。
【００３０】
なお、図示例における溝５５ｄは、長さの異なるものを配置しているが、同じ長さであっても良い。また、溝位置毎に長さを統一しても良い。例えば、スクリュ軸５５ａに接している内側の溝５５ｄの長さは短く、スクリュ羽根５５ｂの外側端部に接している外側の溝５５ｄの長さは長く、中間位置の溝５５ｄの長さを中位にしても良い。あるいは内側の溝を長く、外側の溝を短くしても良い。あるいは、多数の溝の長さがランダムとなるように設けても良い。
【００３１】
ところで、搬送スクリュにおいては、基本的にスクリュの一回転によって現像剤の進む距離が決まり、進む距離に対して取り込むべきトナーの量が決まる。したがって、この取り込むべきトナーの量に応じて溝の間隔、溝の数、溝の大きさ（長さ、幅）等を設定するのが良い。
【００３２】
また、溝同士の間隔は狭いほうが、トナーの取り込み力は大きくなる。ただし溝を多くしすぎるとスクリュ金型が複雑になるため、コストアップに繋がる。コスト優先で考えるならば１周に（３６０度に）４〜８本の溝を設けるのがよい。
【００３３】
以下、本発明の具体的な実施の形態について説明する。
まず、図５，図６にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図５は画像形成装置としてのプリンタを示す全体構成図であり、図６はその作像部を示す拡大図である。図１に示すように、画像形成装置本体１００の上方にあるトナー容器収容部３１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。
【００３４】
トナー容器収容部３１の下方には中間転写ユニット１５が配設されている。その中間転写ユニット１５の中間転写ベルト８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが並設されている。
【００３５】
図６を参照して、イエローに対応した作像部６Ｙは、潜像担持体１Ｙと、潜像担持体１Ｙの周囲に配設された帯電部４Ｙ、現像装置５Ｙ（現像部）、クリーニング部２Ｙ、図示しない除電部等で構成されている。そして、潜像担持体１Ｙ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）がおこなわれて、潜像担持体１Ｙ上にイエロー画像が形成されることになる。
【００３６】
なお、他の３つの作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋも、使用されるトナーの色が異なる以外は、イエローに対応した作像部６Ｙとほぼ同様の構成となっていて、それぞれのトナー色に対応した画像が形成される。以下、他の３つの作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの説明を適宜に省略して、イエローに対応した作像部６Ｙのみの説明をおこなうことにする。
【００３７】
図６に示すように、潜像担持体１Ｙは、不図示の駆動モータによって図中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部４Ｙの位置で、潜像担持体１Ｙの表面が一様に帯電される（帯電工程）。
【００３８】
その後、潜像担持体１Ｙの表面は、露光装置７（図５）から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される（露光工程）。
【００３９】
その後、潜像担持体１Ｙの表面は、現像装置５Ｙとの対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、イエローのトナー像が形成される（現像工程）。
その後、潜像担持体１Ｙの表面は、中間転写ベルト８及び第１転写バイアスローラ９Ｙとの対向位置に達して、この位置で潜像担持体１Ｙ上のトナー像が中間転写ベルト８上に転写される（１次転写工程）。このとき、潜像担持体１Ｙ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
【００４０】
その後、潜像担持体１Ｙの表面は、クリーニング部２Ｙとの対向位置に達して、この位置で潜像担持体１Ｙ上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード２ａによって機械的に回収される（クリーニング工程）。
【００４１】
さらに、潜像担持体１Ｙの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で潜像担持体１Ｙ上の残留電位が除去される。
こうして、潜像担持体１Ｙ上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。なお、上述した作像プロセスは、他の作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋでも、イエロー作像部６Ｙと同様におこなわれる。すなわち、作像部の下方に配設された露光部７から、画像情報に基いたレーザ光Ｌが、各作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの潜像担持体上に向けて照射される。詳しくは、露光部７は、光源からレーザ光Ｌを発して、そのレーザ光Ｌを回転駆動されたポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学素子を介して潜像担持体上に照射する。
【００４２】
その後、現像工程を経て各潜像担持体上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト８上にカラー画像が形成される。
また図５に示すように、中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ、２次転写バックアップローラ１２、クリーニングバックアップローラ１３、テンションローラ１４、中間転写クリーニング部１０、等で構成される。中間転写ベルト８は、３つのローラ１２〜１４によって張架・支持されるとともに、１つのローラ１２の回転駆動によって図中の矢印方向に無端移動される。
【００４３】
４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト８を潜像担持体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
【００４４】
そして、中間転写ベルト８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、潜像担持体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト８上に重ねて１次転写される。
【００４５】
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト８は、２次転写ローラ１９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ１２が、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された転写紙等の被転写材Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト８には、被転写材Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。
【００４６】
その後、中間転写ベルト８は、中間転写クリーニング部１０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト８上の未転写トナーが回収される。
こうして、中間転写ベルト８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
【００４７】
２次転写ニップの位置に搬送された被転写材Ｐは、装置本体１００の下方に配設された給紙部２６から、給紙ローラ２７やレジストローラ対２８等を経由して搬送されたものである。
【００４８】
詳しくは、給紙部２６には、転写紙等の被転写材Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ２７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の被転写材Ｐがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給送される。レジストローラ対２８に搬送された被転写材Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対２８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対２８が回転駆動されて、被転写材Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、被転写材Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。
【００４９】
その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された被転写材Ｐは、定着部２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ローラ及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が被転写材Ｐ上に定着される。
【００５０】
その後、被転写材Ｐは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対２９によって装置外に排出された被転写Ｐは、出力画像として、スタック部３０上に順次スタックされる。
【００５１】
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
次に、図６を参照して、作像部における現像装置の構成・動作について詳しく説明する。
現像装置５Ｙは、潜像担持体１Ｙに対向する現像剤担持体５１Ｙ、現像剤担持体５１Ｙに対向する層厚規制部材５２Ｙ、第一の撹拌搬送路５３Ｙ、第二の撹拌搬送路５４Ｙ内に配設された２つの撹拌搬送部材５５Ｙａ、５５Ｙｂ、現像剤中のトナー濃度を検知する濃度検知センサ５６Ｙ、等で構成される。それらは、ハウジング５７に設置される。現像剤担持体５１Ｙは、内部に固設された磁石や、磁石の周囲を回転するスリーブ等で構成される。撹拌搬送路５３Ｙ、５４Ｙ内には、キャリアとトナーとからなる２成分現像剤Ｇが収容されている。撹拌搬送路５４Ｙは、その上方に形成された開口を介してトナー受入口４３Ｙに連通している。
【００５２】
このように構成された現像装置５Ｙは、次のように動作する。
現像剤担持体５１Ｙのスリーブは、図２の矢印方向に回転している。そして、磁石により形成された磁界によって現像剤担持体５１Ｙ上に担持された現像剤Ｇは、スリーブの回転にともない現像剤担持体５１Ｙ上を移動する。
【００５３】
ここで、現像装置５Ｙ内の現像剤Ｇは、現像剤中のトナーの割合（トナー濃度）が所定の範囲内になるように調整される。詳しくは、現像装置５Ｙ内のトナー消費に応じて、トナー容器３２Ｙに収容されているトナーが、不図示のトナー補給装置を介して第二の撹拌搬送路５４Ｙ内に補給される。
【００５４】
その後、第二の撹拌搬送路５４Ｙ内に補給されたトナーは、第一の撹拌搬送部材５５Ｙａ、第二の撹拌搬送部材５５Ｙｂによって、現像剤Ｇとともに混合・撹拌されながら、第一の撹拌搬送路５３Ｙ、第二の撹拌搬送路５４Ｙを循環する（図６の紙面垂直方向の移動である）。そして、現像剤Ｇ中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、現像剤担持体５１Ｙ上に形成された磁力によりキャリアとともに現像剤担持体５１Ｙ上に担持される。
【００５５】
現像剤担持体５１Ｙ上に担持された現像剤Ｇは、図中の矢印方向に搬送されて、層厚規制部材５２Ｙの位置に達する。そして、現像剤担持体５１Ｙ上の現像剤Ｇは、この位置で現像剤量が適量化された後に、潜像担持体１Ｙとの対向位置（現像領域）まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界によって、潜像担持体１Ｙ上に形成された潜像にトナーが吸着される。その後、現像剤担持体５１Ｙ上に残った現像剤Ｇはスリーブの回転にともない現像剤収容部５３Ｙの上方に達して、この位置で現像剤担持体５１Ｙから離脱される。
【００５６】
次に、現像装置５Ｙにおけるトナーの取り込みについて図７を参照して説明するが、各色現像装置におけるトナーの取り込み作用は同じであるので、以下では、色を示す（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の添え字は省略して説明する。
【００５７】
図７において、符号５１は現像剤担持体としての現像ローラである。また、符号５５−１は第一の撹拌搬送部材としての第一搬送スクリュである。また、符号５５−２は第二の撹拌搬送部材としての第二搬送スクリュである。
【００５８】
現像剤は第一及び第二搬送スクリュ５５−１，５５−２によって長手方向に攪拌搬送され、現像容器内を循環する。また現像ローラ５１には磁気的な力で現像剤が吸着し、現像領域に搬送される。第一搬送スクリュ５５−１は現像剤を搬送しながら現像ローラ５１に現像剤を供給し、現像領域通過後の現像剤を回収する機能も担っている。
【００５９】
現像領域でトナーを像担持体に付与して現像すると、その領域の現像剤はトナー濃度が低くなる。その分のトナーを、第二搬送スクリュ５５−２の上流側に位置する補給口（トナー受入口４３Ｙ、図６参照）から補給することにより連続して作像することができるようにしている。
【００６０】
ここで、第二搬送スクリュ５５−２は、図３及び図４で説明した、スクリュ羽根５５ｂの現像剤搬送面にトナー取り込み用の溝５５ｃ又は５５ｄ（図では５５ｃ）を設けた、スクリュ羽根の第１実施例あるいは第２実施例である。補給されたトナーが現像剤中に取り込まれる作用については、図３及び図４で説明したとおりである。
【００６１】
ただし、スクリュ羽根の現像剤搬送面にトナー取り込み用の溝５５ｃ又は５５ｄを設ける範囲は、搬送スクリュ５５−２の軸方向における上流側所定範囲とする。溝設置範囲は、図７に示すように、本実施形態では、軸方向長さの約半分の領域に設定している。
【００６２】
トナー取り込み用の溝を搬送スクリュの全長に設けるのではなく、上流側所定範囲に設ける理由は、トナー補給口に近い第二搬送スクリュ上流側で補給トナーを現像剤中に取り込むことができれば、現像領域に搬送されるまでに補給トナーを現像剤と充分に攪拌することができるからである。
【００６３】
また、本実施形態では、図７には示していないトナー濃度検知センサ５６Ｙ（図６）を第二搬送スクリュ５５−２（図６では５５Ｙｂ）の下流側に設置しているが、トナー濃度検知部に到達するまでには補給トナーと現像剤を混ぜることも可能であり、トナー濃度の誤検知を防ぐことが出来る。仮に補給したトナーがトナー濃度検知センサ部分まで現像剤中に取り込まれなければトナー濃度検知センサがトナー濃度を低く誤検知してしまうため、補給トナーが足りないと判断してトナーを過剰に補給してしまう。
【００６４】
トナー取り込み用の溝５５ｃ又は５５ｄを設ける範囲（上記の所定範囲）は、第二搬送スクリュの構造や、回転数、用いるトナーの物性等、その装置における特性を勘案して、適切な範囲となるように設定すればよい。もちろん、トナー取り込み用の溝を搬送スクリュの全長に設けることも可能である。
【００６５】
上記説明したように、本発明の現像装置によれば、第二搬送スクリュの羽根に溝が設けられているので、トナーと羽根の摩擦が大きくなり、羽根に接しているトナーがスクリュの回転に引きずられて少量ずつ現像剤中に取り込まれる。これにより、補給トナーを確実かつ効率良く現像剤中に取り込むことができ、トナー飛散や地汚れを防止できる。また、トナーの分散性も向上するので、トナー濃度のムラが発生せず、画像濃度ムラも防ぐことができる。
【００６６】
本発明では、搬送スクリュにパドルや波打ち羽根などを追加しないため、コストアップを抑制できる。また、トナーを取り込むために現像剤の滞留などを作る必要が無いので、現像剤の投入量を増加させる必要がなく、この点でもコストを上昇させることがない。
【００６７】
溝を第二搬送スクリュの上流側所定範囲に設けることで、必要最小限のコストで、トナーが現像領域に運ばれるまでに充分に現像剤中に取り込まれる。
溝をスクリュ羽根の、トナー濃度検知手段よりも上流側において設けることで、補給トナーがトナー濃度検知手段に到達するまでに現像剤中に取り込まれるため、トナー濃度の誤検知を防ぐことができる。
【００６８】
溝を搬送スクリュの軸に対する法線方向に設けることで、トナーと羽根の摩擦を高め、効率良く補給トナーを現像剤中に取り込むことができる。
溝の深さが０．２ｍｍ未満であることにより、スクリュ羽根の強度を低下させることなく、必要充分なトナー取り込み能力を発揮することができる。
【００６９】
溝の一端がスクリュ回転軸に接し、他端が羽の外周部に接するように設けられることで、溝構成を簡単なものとし、必要最小限のコストでトナー取り込み能力を得られる。
溝がスクリュの回転軸に対して所定角度の等間隔で設けられることで、補給トナーをバランス良く分散させることができる。また、溝の製作が容易になる。
【００７０】
溝がスクリュ回転軸と羽根の外周部との間で途切れていることで、溝の数を増やすことが可能となり、また、溝の配置を分散させることもできる。これにより、トナーの取り込みを分散させつつ取り込み量も確保することができる。
【００７１】
溝が長さの異なるものを含んでいる場合には、補給トナーをバランス良く分散させることができる。
溝がスクリュ羽根の１周に４〜８本設けられていることで、コストを抑制しながらトナーを効率良く現像剤中に取り込むことができる。
【００７２】
第二搬送スクリュが取り込むべきトナーの量に応じて溝の間隔・溝の数・溝の大きさを設定することにより、機器構成に応じた確実かつ適切なトナー取り込み能力を得ることができる。
【００７３】
以上、本発明を図示例に基づき説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、スクリュ羽根のピッチや直径などは適宜設定できるものである。また、現像装置の構成も本発明の範囲内で任意に変更可能である。
【００７４】
また、画像形成装置本体の構成も適宜な構成を採用可能であり、カラー画像形成装置における色数や色の順番は任意である。また、タンデム式以外の構成も可能であるし、中間転写方式に限らず、直接転写方式の装置でもよい。モノクロ装置にも本発明を適用可能である。さらに、画像形成装置としては複写機に限らず、プリンタやファクシミリあるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。
【符号の説明】
【００７５】
１            感光体ドラム（潜像担持体）
５            現像装置
５１          現像スリーブ（現像剤担持体）
５５−１      第一搬送スクリュ
５５−２      第二搬送スクリュ
５５ａ        スクリュ回転軸
５５ｂ        スクリュ羽根
５５ｃ        溝
５５ｄ        溝
４３Ｙ        トナー受入口（トナー補給部）
５６Ｙ        トナー濃度検知センサ
１００              画像形成装置本体
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７６】
【特許文献１】特開２００６−９１２９８号公報
【特許文献２】特許第５０７０３０３号公報
【図１】
2014174438.tif 000003
【図２】
2014174438.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014174438.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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