(57)【要約】【課題】現像剤上面に浮いた状態で存在するトナーの凝集体を効率よく崩すことにより異常画像の発生を未然に防止でき、さらには、現像剤の搬送領域全域に亘って現像剤の汲み上げ不良や補給されたトナーの攪拌混合ができる構成を備えた現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置を提供する。【解決手段】二成分系現像剤を現像担持体に向け供給する現像剤供給部４３Ｙ１と前記現像剤担持体からの現像剤を回収する現像剤回収部４３Ｙ２とが仕切られた空間を有し、各空間内には相反する方向に回転可能な搬送スクリュー４６Ｙ、４７Ｙが配置されている現像槽４３Ｙと、現像剤回収部４３Ｙ２側に配置されている搬送スクリュー４７Ｙのスクリュー羽根間に設けられているフィン５００と、前記フィン５００に対向して前記現像槽側に設けられた磁性体５０１とを備え、前記フィン５００は、前記軸周面から外径方向に延長され、少なくとも、前記軸周面から遠ざかる位置が前記スクリュー羽根に連続している形状とされていることを特徴とする。【選択図】図４
2014010179.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二成分系現像剤を用いる現像装置であって、
前記現像剤を現像担持体に向け供給する現像剤供給部と前記現像剤担持体からの現像剤を回収する現像剤回収部とが仕切られた空間を有し、各空間内には相反する方向に回転可能な搬送スクリューが配置されている現像槽と、
前記現像剤回収部側に配置されている搬送スクリューのスクリュー羽根間に設けられているフィンと、
前記フィンに対向して前記現像槽側に設けられた磁性体とを備え、
前記フィンは、前記軸周面から外径方向に延長され、少なくとも、前記軸周面から遠ざかる位置が前記スクリュー羽根に連続している形状とされていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像槽における前記フィンと対向する箇所の内面は、前記搬送スクリューおよびフィンの外周面との間に極小の隙間を持たせた回転軌跡に倣う円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記磁性体は、前記フィンを有する搬送スクリューの軸方向に沿って複数設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の現像装置。
【請求項４】
前記フィンの先端には可撓性部材が設けられ、該可撓性部材の先端が前記現像槽内面の円弧面に当接可能であることを特徴とする請求項２記載の現像装置。
【請求項５】
トナーとキャリアとを含むに成分系現像剤を用いる現像装置であって、
前記現像剤を現像担持体に向け供給する現像剤供給部と前記現像剤担持体からの現像剤を回収する現像剤回収部とが仕切られた空間を有し、各空間内には相反する方向に回転可能な搬送スクリューが配置されている現像槽と、
前記現像剤回収部に配置されている搬送スクリューのスクリュー羽根間に設けられているフィンと、
前記フィンに対向して前記現像槽側に設けられた磁性体とを備え、
前記フィンは、前記軸周面から外径方向に延長され、少なくとも、前記軸周面から遠ざかる位置が前記スクリュー羽根に連続している形状とされ、
前記フィンを有する搬送スクリューは、前記フィンの設置位置を境に搬送スクリューによる現像剤の搬送方向上流側と下流側とでスクリュー羽根による搬送量を異ならせたことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
前記フィンを有する搬送スクリューのスクリュー羽根は、前記フィンの設置位置を境にして現像剤の搬送方向上流側が多条スクリューで構成され、現像剤の搬送方向下流側が１条スクリューで構成されていることを特徴とする請求項５記載の現像装置。
【請求項７】
前記フィンを有する搬送スクリューの搬送速度を現像剤供給部側の搬送スクリューの搬送速度よりも速くしたことを特徴とする請求項５または６記載の現像装置。
【請求項８】
電子写真方式による静電潜像を可視像処理するために用いられる現像装置を備えたプロセスカートリッジであって、
前記現像装置として、請求項１乃至７のうちの一つに記載の現像装置を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項９】
一つもしくは複数の潜像担持体に形成された静電潜像を現像剤により可視像処理する現像装置を備えたプロセスカートリッジが組み込まれている画像形成装置であって、
前記プロセスカートリッジとして、請求項８記載のプロセスカートリッジを用い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、現像装置およびプロセスカートリッジおよび画像形成装置に関し、さらに詳しくは、現像槽内での現像剤搬送機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、複写機やプリンタあるいは印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体である感光体上に形成された静電潜像が現像装置から供給されるトナーによって可視像処理される。
可視像処理された画像は、記録シートなどに転写され、定着されることで複写出力とされる。
【０００３】
現像装置に用いられる現像剤の一つに、例えば、トナーと磁性キャリアとを混合させた二成分系現像剤が知られている。
二成分系現像剤は、画像形成が進行するに従い、トナーの消費により現像剤としての濃度が変化する。
そこで、現像剤濃度を監視しながら濃度が所定値以下に変化した場合にトナーを補給することが行われる。
補給されたトナーは現像剤の攪拌混合により摩擦帯電される。
【０００４】
現像装置では、現像剤を攪拌混合しながら現像スリーブなどの現像剤担持体の長手方向に亘って均一分散するように搬送することが行われる。
このための構成として、現像槽を二つの空間に区分けすると共にその長手方向両端を互いに連通させ、各空間に相反する方向に回転するスクリューオーガなどの搬送部材を配置することにより、現像剤を各空間同士の間で循環させるようにした構成が知られている(例えば、特許文献１）。
【０００５】
現像装置に補給されるトナーは、現像槽内の現像剤面上方に位置する壁面に形成された補給口から導入されることから、現像剤の上面に落下して振りかけられた状態となる。
このため、補給されたトナーの一部には、トナー自体が微粒子で軽量であることから、現像剤上面に落下した位置から現像剤中に進行しないままで搬送されるものがある。
このような現像剤上面に浮いた状態でトナーが搬送される状態が続くと、トナーの攪拌混合が十分に行えなくなることが原因してトナーの帯電不良を生じてトナーの飛散や望ましくない位置への付着などによる画像の汚損を引き起こす虞がある。
【０００６】
一方、現像剤の特性には、上述した帯電量などの他に、定着装置に使用される電力消費を低減する等の省エネルギー化を目的として、低い定着温度で定着が行える特性を備える場合がある。このような低温で定着が可能なトナー、つまり、低温定着トナーを含む現像剤では、これまでのトナーと比較して熱・圧力による凝集体を形成しやすい傾向がある。
このため、何らかの原因により熱や圧力が作用し、凝集したトナーが現像剤中に混在した場合には、次に挙げる黒ポチ画像や黒流星あるいは白スジなどの異常画像が発生する虞がある。
【０００７】
上記各異常画像のうちで黒ポチ画像は、可視像処理された画像の一部に凝集したトナーが付着してその部分が目立つ状態の画像である。このような画像は、ドクター部をすり抜けられる程度の小さな凝集体が崩れることなくドクターをすり抜けた際に生じる。
【０００８】
黒流星は、黒ポチ画像を生じるトナーの凝集体とは違って、ドクター部をすり抜けられない程度の大きさで比較的柔らかい凝集体の場合に起こるものである。つまり、その凝集体が一時的にドクター部にて滞るものの、現像剤が供給される現像剤担持体側の移動に伴い凝集状態が崩された際に尾を引いたような状態となることを意味する。
【０００９】
白抜けは、ドクター部をすり抜けられない程度の大きさで比較的硬い凝集体の場合に、その凝集体がドクター部で滞ってしまうことが原因となる。
現像剤担持領域で凝集体が滞っている部分では、現像剤担持体側にトナーの汲み上げが行われないままとなり、その部分の画像にトナーが付着しないで白くなったままとなる。
【００１０】
上記特許文献１では、現像剤の攪拌混合率を向上させるために、攪拌混合に用いられるスクリューオーガのスクリュー羽根間にフィンを設けた構成が提案されている。
この構成においては、図１８に示すように、現像剤正面に浮いた状態で搬送されるトナーの凝集体を崩すことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、凝集体を崩す作用は、現像剤の嵩に影響される。つまり、現像剤量の多少によりフィンの攪拌作用に違いが生じ、現像剤量が多い場合にはフィンの攪拌作用が及びにくいことで現像剤面に浮いた状態の凝集体を崩す作用は少なくなる。
【００１２】
図１９は、現像剤量が少ない場合を示しており、この場合には、現像剤面がスクリューオーガの回転中心とほぼ同じ状態とされている。この状態では、スクリュー羽根間に位置するフィンに現像剤面のトナー凝集体が接触しやすいことにより凝集体が崩されやすくなる。
【００１３】
一方、図２０は、現像剤量が多く、フィンの攪拌範囲から遠い位置にトナー凝集体が位置することになる。このため、フィンの攪拌作用が及びにくいために現像剤の剤面に浮いているトナー凝集体を崩すことが困難となる。
特許文献１においても、フィラーの攪拌作用によるトナー凝集体の崩しおよび攪拌効率向上のために、現像剤の剤面を管理することが重要な要素であることが開示されている。
【００１４】
しかし、現像剤量を少なく維持した場合には、現像領域の長手方向において濃度偏差が大きくなり、トナー濃度のばらつきが大きくなる虞がある。つまり、現像剤量を少なくすると、トナー補給口を基準として搬送方向上流側から下流側に向かうに従い、搬送量が変化することから、搬送領域全域において現像剤の攪拌効率が異なることになり、現像領域全域に亘っての濃度のバランスが得にくくなる。
このため、凝集体を崩す目的で現像剤量を大きく変化させることは難しく、また、トナー濃度によっても嵩度が変わることから、現像剤量に拘わらず凝集体を崩すことが望まれる。
【００１５】
一方、スクリュー羽根間にフィンを設けた場合には、スクリュー羽根により搬送されるべき現像剤の一部がフィンによるスクリューオーガの回転方向へのフィンの移動により搬送方向の移動が妨げられる場合がある。
つまり、特許文献１に開示されているように、フィンが存在する位置では、フィンが存在しない位置と比べて現像剤の剤面が上昇する傾向にある。
このため、スクリューオーガの延長方向に沿った現像剤の搬送領域では、現像剤の剤面の高さが一様でなくなる。
これにより、現像剤の剤面が低い位置では現像剤の汲み上げができなくなることがあり、また、補給口付近では補給されたトナーがフィンの存在により搬送されにくくなることで正常な補給状態が得られなくなる虞がある。
このような現像剤の搬送状態の変化あるいはトナーの補給状態の異常は、スクリューオーガの１回転毎に画像の濃度ムラとして現れ、これが、いわゆるスクリューピッチムラと称される原因となる。
【００１６】
本発明の目的は、上記従来の現像装置における問題に鑑み、現像剤上面に浮いた状態で存在するトナーの凝集体を効率よく崩すことにより異常画像の発生を未然に防止でき、さらには、現像剤の搬送領域全域に亘って現像剤の汲み上げ不良や補給されたトナーの攪拌混合ができる構成を備えた現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この目的を達成するため、本発明は、トナーとキャリアとを含む二成分系現像剤を用いる現像装置であって、前記現像剤を現像担持体に向け供給する現像剤供給部と前記現像剤担持体からの現像剤を回収する現像剤回収部とが仕切られた空間を有し、各空間内には相反する方向に回転可能な搬送スクリューが配置されている現像槽と、前記現像剤回収部側に配置されている搬送スクリューのスクリュー羽根間に設けられているフィンと、前記フィンに対向して前記現像槽側に設けられた磁性体とを備え、前記フィンは、前記軸周面から外径方向に延長され、少なくとも、前記軸周面から遠ざかる位置が前記スクリュー羽根に連続している形状とされていることを特徴とする現像装置にある。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、現像槽における搬送スクリュー側のフィンと対向する位置に設けられている磁性体により現像剤が穂立ち状態となる。このため、現像剤の剤面に浮いた状態のトナー凝集体も現像剤の穂立ちに伴い現像剤側に押し付けられやすくなるので、この状態の現像剤およびトナー凝集体をフィンにより攪拌することでトナー凝集体を崩しやすくすることができる。特に、フィンは、攪拌スクリューの軸から離れた位置でスクリュー羽根同士に連続することにより、この位置よりも軸周面側では現像剤の通過が可能である。このため、フィンを径方向全域に設けた場合と違って、搬送スクリューによる搬送性を有効に作用させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態にかかる現像装置を備えたプロセスカートリッジを用いる画像形成装置の一例を示す図である。
【図２】図１に示したプロセスカートリッジの構成を説明するための図である。
【図３】本発明の実施形態にかかる現像装置の原理構成を説明するための図である。
【図４】図３に示した原理構成に用いられるフィンの構成を説明するための図である。
【図５】図４に示したフィンの構成とは異なる構成を説明するための図である。
【図６】図２に示したプロセスカートリッジに用いられる現像装置の要部構成を説明するための図である。
【図７】本発明の実施形態にかかる現像装置の現像剤回収部に用いられる搬送スクリューにフィンを設けた場合の現像剤搬送状態を説明するための図である。
【図８】図７の構成に対してフィンを用いない場合の現像剤搬送状態を説明するための図である。
【図９】本発明の実施形態にかかる現像装置の現像剤回収部に用いられる搬送スクリューの別の構成を説明するための図である。
【図１０】図９に示した現像剤回収部に用いられる搬送スクリューを用いた場合の現像剤供給部に用いられる搬送スクリューの構成を説明するための図である。
【図１１】現像剤供給部と現像剤回収部との現像剤搬送速度に関する従来例を説明するための図である。
【図１２】図１１に示した速度関係による現像剤の搬送状態を説明するための図である。
【図１３】本発明の実施形態にかかる現像装置における現像剤供給部と現像剤回収部との現像剤搬送速度関係を説明するための図である。
【図１４】図１３に示した速度関係による現像剤の搬送状態を説明するための図である。
【図１５】本発明の実施形態にかかる現像装置に用いられる現像槽に関する要部の変形例を説明するための図である。
【図１６】図１５に示した構成の一部変形例を説明するための図である。
【図１７】図１５に示した構成の一部に関する他の変形例を説明するための図である。
【図１８】現像装置に用いられる現像剤の剤面でのトナー凝集体の状態を説明するための図である。
【図１９】搬送スクリューの回転中心と現像剤の剤面の位置との関係による現像剤の攪拌搬送状態を説明するための図である。
【図２０】図１９に示した位置関係とは異なる位置関係による現像剤の攪拌搬送状態を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面により本発明を実施するための形態について説明する。  
図１は、本発明による現像装置が適用される画像形成装置の一つであるカラープリンタを示している。なお、本発明は、画像形成装置としてプリンタに限らず、複写機やファクシミリ装置あるいは印刷機さらにはこれら各機能を複合させた装置を含むものである。
【００２１】
図１において、画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な像担持体としての感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫを並設したタンデム構造が採用されている。
【００２２】
図１に示す構成の画像形成装置１００は、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫに形成された可視像が、これら各感光体ドラムに対峙しながら矢印Ａ１方向に移動可能な中間転写体(以下、転写ベルトという)１１に対して順次転写される１次転写工程により重畳転写画像として形成される。
その後、重畳転写画像が、記録シートなどが用いられる転写紙Ｓに対して２次転写行程を実行することで一括転写されるようになっている。
【００２３】
各感光体ドラムの周囲には、感光体ドラムの回転に従い画像形成処理するための装置が配置されており、いま、ブラック画像形成を行う感光体ドラム２０ＢＫを対象として説明すると次の通りである。
感光体ドラム２０ＢＫの回転方向に沿って画像形成処理を行う帯電装置３０ＢＫ，現像装置４０ＢＫ、１次転写ローラ１２ＢＫおよびクリーニング装置５０ＢＫが配置されている。帯電後に行われる書き込みは、後述するように、光走査装置８が用いられる。
【００２４】
転写ベルト１１に対する重畳転写は、転写ベルト１１がＡ１方向に移動する過程において、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫに形成された可視像が、転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写されるよう、転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫに対向して配設された１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫによる転写バイアス印加によって、Ａ１方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。
【００２５】
各感光体ドラム感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫは、図２において説明するプロセスカートリッジに収容されており、矢印Ａ１方向の上流側からこの順で並んでいる。
各感光体ドラム感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの画像をそれぞれ形成するための画像ステーションに備えられている。
【００２６】
上述した１次転写工程を実行するための構成としては、各感光体ドラムの上方には位置されている転写ベルト１１および転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラムに対向する１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫを備えた転写ベルトユニット１０が用いられる。
【００２７】
転写ベルト１１に重畳転写された画像は、転写ベルト１１に連れ回るローラで構成された２次転写ローラ５によって転写紙Ｐに一括転写されるようになっている。
【００２８】
画像形成装置１００には、上述したプロセスカートリッジおよび転写ベルトユニット１０に加えて、４つの画像ステーションの下方に対向して配設された光書き込み装置としての光走査装置８と、転写ベルト１１のクリーニング装置１３とが設けられている。  
【００２９】
本実施形態における光走査装置８は、光源としての半導体レーザ、カップリングレンズ、ｆθレンズ、トロイダルレンズ、ミラーおよび回転多面鏡などを装備している。
光走査装置８は、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫに対して色毎に対応した書き込み光Ｌｂ（図１では、便宜上、ブラック画像の画像ステーションのみを対象として符号が付けてあるが、その他の画像ステーションも同様である）を出射して感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫに静電潜像を形成する構成とされている。
【００３０】
画像形成装置１００には、２次転写において重畳転写された画像を一括転写される転写紙Ｐを給送するシート給送装置６１と、シート給送装置６１から繰り出された転写紙Ｐのレジストタイミングを設定して２次転写位置に繰り出すレジストローラ対４と、転写紙Ｐの先端がレジストローラ対４に到達したことを検知する図示しないセンサが設けられている。
【００３１】
２次転写により転写ベルト１１に重畳転写されたトナー像が一括転写された転写紙Ｐは、熱ローラ定着方式を用いる定着装置６に搬送されてトナー像の定着が行われた後、排紙ローラ７を介して画像形成装置１００の装置本体外部に設けられている排紙トレイ１７に向けて排出される。
【００３２】
上述した転写ベルトユニット１０、シート給送装置６１および定着装置６の詳細な構成は次の通りである。
転写ベルトユニット１０は、転写ベルト１１、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫの他に、転写ベルト１１が掛け回されている２次転写バックアップローラ７２およびクリーニングバックアップローラ７３およびテンションローラ７４を有している。
クリーニングバックアップローラ７３は、転写ベルト１１に対する張力付勢手段としての機能も備えており、このため、従動ローラ７３には、バネなどを用いた付勢手段が設けられている。このような転写ベルトユニット１０と、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫと、２次転写ローラ５と、クリーニング装置１３とで転写装置７１が構成されている。
【００３３】
シート給送装置６１は、画像形成装置１００の本体下部に配設されており、最上位の転写紙Ｓの上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ３を有しており、給送ローラ３が反時計回り方向に回転駆動されることにより、最上位の転写紙Ｓをレジストローラ対４に向けて給送するようになっている。
【００３４】
定着装置６は、熱源を内部に有する定着ローラ６２と、定着ローラ６２に圧接された加圧ローラ６３とを有しており、トナー像を担持した転写紙Ｓを定着ローラ６２と加圧ローラ６３との圧接部である定着部に通すことで、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を転写紙Ｓの表面に定着するようになっている。
【００３５】
また転写ベルトユニット１０に設けられているクリーニング装置１３は、詳細な図示を省略するが、転写ベルト１１に対向、当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードとを有している。
クリーニング装置１３では、転写ベルト１１上の残留トナー等の異物をクリーニングブラシとクリーニングブレードとにより掻き取り、除去して、転写ベルト１１をクリーニングするようになっている。
クリーニング装置１３には、転写ベルト１１から除去した残留トナーを搬出し廃棄するための図示しない排出手段が設けられている。
なお、図１中、符号９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９ＢＫは、排紙トレイ１７の下方に配置されて現像装置に対する補給用トナーを収容したトナーボトルを示している。
【００３６】
なお、図１に示す構成の画像形成装置１００では、転写ベルト１１に対して各感光体ドラムで形成された画像を順次転写することで色画像が重畳されたものを２次転写ローラ５により転写紙Ｓに一括転写する方式であるが、これに代えて、転写ベルト１１に転写紙Ｓを担持し、この転写紙Ｓを各感光体ドラムに対峙させて各色の画像を直接転写紙Ｓ上で重畳する方式とすることも可能である。
【００３７】
図２は、各画像ステーションに配置されているプロセスカートリッジ１０１の内部構成を示す図である。
同図には、イエロー画像を対象とするプロセスカートリッジＰＲＣが示されているが、その他の色の画像ステーションに配置されているプロセスカートリッジも同じ構成とされている。
【００３８】
図２においてプロセスカートリッジには、作像処理に用いられる少なくとも感光体ドラム２０Ｙ，およびこれに現像剤を供給する現像装置４０Ｙを含む、これ以外の作像処理に用いられる装置として、帯電装置３０Ｙ、クリーニング装置５０Ｙが纏めて収容されており、画像形成装置１００の装置本体に対して着脱可能に設けられている。
【００３９】
現像装置４０Ｙは、内部に磁界発生手段を備え、磁性粒子(キャリア)とトナーを含む二成分系現像剤を表面担持して搬送する現像剤担持体としての現像スリーブ４１Ｙと、現像スリーブ４１Ｙ上に担持されて搬送される現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材としての現像ドクター４２Ｙとを備えている。
【００４０】
現像スリーブ４１Ｙの下方には、現像槽を構成するケーシング４３Ｙに囲まれた現像剤収容部があり、仕切り壁４４Ｙによって、現像スリーブ５１に現像剤を供給するための現像剤供給部として用いられる第一現像剤収容部４３Ｙ１と、第一現像剤収容部４３Ｙ１から導入される現像剤を収容するとともにトナー補給部４５Ｙからトナーの補給を受ける現像剤回収部として用いられる第二現像剤収容部４３Ｙ２とに仕切られている。
【００４１】
第一現像剤収容部４３Ｙ１内にはトナーを撹拌搬送するための第一搬送スクリュー４６Ｙが備えられており、第二現像剤収容部４３Ｙ２内には第二搬送スクリュー４７Ｙが備えられている。
【００４２】
第一、第二現像剤収容部４３Ｙ１，４３Ｙ２は、プロセスカートリッジの本体をなす現像槽として用いられるケーシング４３Ｙの内部に設けられている。
【００４３】
現像剤回収部としての第二現像剤収容部４３Ｙ２に装備されている第二搬送スクリュー４７Ｙは、本実施形態の特徴の一つに用いられる部材であり、その構成が図３および図４に示されている。
【００４４】
図３において、第二搬送スクリュー４７Ｙには、スクリュー羽根間の軸上に樹脂製のフィン５００が径方向に延長されて設けられている。
フィン５００は、図４に示すように、第二搬送スクリュー４７Ｙの回転軸４７Ｙ１の軸周面から遠ざかる位置がスクリュー羽根間に連続しており、この位置よりも回転軸４７Ｙ１の外周面に近い部分は欠如されている。
【００４５】
この理由は次の通りである。
図５には、第二搬送スクリュー４７Ｙの回転軸側から径方向に延長した状態でフィン５００’を設けた場合が示されており、この構成では、スクリュー羽根の立ち上がり面全てにフィン５００’が連続している。
この構成では、現像剤の剤面に浮いているトナー凝集体をスクリューピッチ幅を持つフィン５００’が掻き取りやすくなることで崩しやすくなるものの、フィン５００’の回転方向がスクリュー羽根による現像剤の搬送方向と直角な方向であることから、現像剤の搬送効率は低下する。
【００４６】
これに対し、図４に示した構成では、スクリュー羽根の回転軸側がスクリュー羽根間で開放されて羽根による現像剤の押し動かしができる状態とされている。この結果、スクリュー羽根による現像剤の搬送効率が図５の場合と違って向上することになる。
【００４７】
一方、プロセスカートリッジの本体をなす現像槽に用いられるケーシング４３Ｙには、その上面に上部カバー４９Ｙが取り付けられており、上部カバー４９Ｙには、図３に示すように、第二搬送スクリュー４７Ｙに設けられているフィン５０と対向する位置にマグネットなどの磁性体５０１が設けられている。
【００４８】
磁性体５０１は、現像剤中の磁性粉からなるキャリアを穂立ちさせる部材であり、穂立ちの際に現像剤の剤面に浮いているトナーの凝集体が穂立ち部分に押し込まれることで崩されるようになっている。
【００４９】
本実施形態は以上の構成であるので、現像剤回収部に補給されるトナーは補給口から集中的に導入されることで一部が凝集した状態で現像剤の剤面に浮いたままとなる。
【００５０】
このようなトナーの凝集体は、上部カバー４９Ｙに設けられている磁性体５０１によりキャリアが穂立ちする際に崩されてキャリアと攪拌されやすくなる。しかも、トナーの凝集体は、フィン５００に対向することで突き崩されてキャリア内に入り込むことでキャリアとの攪拌効率が改善される。
【００５１】
このようなトナー凝集体の崩しは、現像剤量、つまりスクリュー羽根の回転中心からの現像剤の嵩に関係なく磁性体５０１による穂立ちおよびフィン５００による穂の剪断によって行えることになる。
【００５２】
一方、磁性体５０１による穂立ちとフィン５００により凝集状態から突き崩されやすくなったトナーは、フィン５００がスクリュー羽根全面に連続するのでなく、スクリュー羽根の外周面側において連続している構成により、スクリュー羽根の回転による押し動かしが可能な状態を維持される。
これにより、第二搬送スクリュー４７Ｙの軸方向に平行する搬送方向において、フィン５００の設置位置で現像剤が滞留することがない。
【００５３】
次に上記実施形態の要部構成での変形例について説明する。
図６は、現像槽をなすケーシング４３Ｙを示す図２相当の図である。
同図において、ケーシング４３Ｙの内面、具体的には、上部カバー４９Ｙの内面には、現像剤回収部側に配置されている第二搬送スクリュー４７Ｙに設けられているフィラー５００と対向する位置に、フィン５００の外周面と極小の隙間を持たせた回転軌跡に倣う円弧状のドーム部５０２が設けられている。
この場合の回転軌跡は、フィン５００を基準とした回転軌跡を意味する。
【００５４】
この構成においては、磁性体からの磁力により穂立ちしたキャリア中にトナーの凝集体が押し込められやすくなり、崩されやすくなると共に攪拌効率を高めることができる。  
【００５５】
上述したフィン５００は、現像剤の剤面に浮いているトナーの凝集体を突き崩す部材であるので、その効率を高めるために、マイラ等の可撓性薄片を先端に設けることも可能である。
可撓性薄片は、ケーシング４３Ｙの内面あるいは図６に示したドーム部５０２の内面に接触することができる長さを設定されている。
この構成においては、大きな凝集体よりも崩し力が及びにくい粒径の小さい凝集体に対して、その凝集体に接触しやすくすることができる。これにより、トナーの凝集体の突き崩しが容易となる。
【００５６】
さらに、本実施形態においては、ケーシング４３Ｙに設けられている磁性体５０１を、第二搬送スクリュー４７Ｙの軸方向に沿って複数設けることも可能である。
この構成においては、第二搬送スクリュー４７Ｙの軸方向において複数箇所に穂立ちが形成されるので、現像剤の剤面に浮いているトナーの凝集体がキャリア中に押し込まれる機会を増やされて崩されやすくなる。
【００５７】
ところで、第二搬送スクリュー４７Ｙにフィン５００を設けるとともに、キャリアを穂立ちさせる磁性体をケーシング４３Ｙに設けた場合には、現像剤面に浮いているトナーの凝集体を崩しやすくして攪拌させやすくできる。
しかし、フィン５００を設けた位置を境にして、第二搬送スクリュー４７Ｙの軸方向に相当する現像剤の搬送方向において現像剤の搬送量が不均衡となり、現像剤の搬送領域全域で均等な現像剤の搬送状態を得にくくなる虞がある。
【００５８】
この理由を図７，８において説明すると次の通りである。
図８は、フィン５００を設けない場合の現像剤の搬送状態を示し、図７は、フィン５００を設けた場合の現像剤の搬送状態を示している。
図８に示す状態では、現像剤の搬送領域全域において、ほぼ均等な、実際には、搬送方向上流側から下流側に向けて多少現像剤の嵩が低下する程度である。
【００５９】
これに対し、図７に示す状態では、フィン５００を設けた位置で現像剤が滞留し、現像剤の搬送方向において搬送方向上流側からフィン５００に至る領域に比べてフィン５００の位置から搬送方向下流側に至る領域の方が現像剤の嵩が極端に低下する。換言すれば、搬送量が低下する。このため、現像領域全域に亘って現像剤の汲み上げに必要な嵩が異なり、いわゆる、現像剤の搬送量のバランスが崩れてしまう。
【００６０】
この原因としては、フィン５００が現像剤の搬送方向と直角な方向に移動することにある。つまり、フィン５００が現像剤の搬送方向と直角な方向に回転して磁性体により形成された穂立ち状態のキャリアを剪断すると、現像剤の搬送が妨げられ、フィン５００の位置で現像剤が滞留しやすくなることにある。
【００６１】
このような現象が発生すると、現像スリーブへの現像剤の汲み上げができなくなり、スクリューピッチでムラが生じる画像が得られてしまう。
また、現像剤の搬送方向上流側に位置するトナーの補給口付近に現像剤が滞留してしまうと、トナーの導入が妨げられてしまい、要求されているトナー濃度に見合うトナーの補給が行えなくなることもある。特に現像剤が劣化して流動性が悪化しているような場合には上述した現象が顕著となる。
【００６２】
本実施形態では、フィンと磁性体との組み合わせを用いるに際して、上述した不具合が発生しない工夫がなされている。
つまり、本実施形態では、フィン５００と磁性体５０１とを設けた構成を対象として、フィン５００の位置を境に現像剤の搬送方向上流側と下流側とで現像剤の搬送量を上述した不具合を解消できるように異ならせている。
以下、この構成について説明する。
【００６３】
図９は、第二搬送スクリュー４７Ｙの一部を示す図であり、図１０は、第一搬送スクリュー４６Ｙの一部を示す図である。
図９において、第二搬送スクリュー４７Ｙは、現像剤の搬送方向に平行する軸方向において、フィン５００の設置位置を境にして、搬送方向上流側が２条スクリューのように多条スクリュー４７Ｙ１で構成され、搬送方向下流側が１条スクリュー４７Ｙ２で構成されている。
図１０において、現像剤供給部側に位置する第一搬送スクリュー４６Ｙは、第二搬送スクリュー４７Ｙにおける搬送方向下流側のスクリュー羽根と同様なスクリューピッチの１条スクリューで構成されている。
【００６４】
この構成においては、多条スクリューによる現像剤の搬送力が１条スクリューよりも強くなることを利用して、フィン５００の設置位置を境にした現像剤の搬送方向上流側で現像剤の搬送量を多くして、換言すれば、続々と現像剤がフィン５００の位置に押し込まれることになる。
【００６５】
これにより、現像剤の搬送方向上流側が搬送方向下流側よりも搬送力が強いことにより、フィン５００により堰き止められようとする現像剤がその搬送に係る勢いを強められる。
この結果、フィン５００の設置位置で滞留しようとする現象が抑制されることにより、現像剤が搬送方向上流側で滞留することがなくなる。
なお、フィン５００の設置位置を境にして現像剤の搬送方向上流側と下流側とで現像剤の搬送量を異ならせる構成としては、上述したスクリュー羽根の角度を異ならせて搬送力の強弱あるいは搬送速度を変えるようにしてもよい。
【００６６】
ところで、第二搬送スクリュー４７Ｙの軸方向でフィン５００の設置位置を境にして搬送方向上流側での搬送速度あるいは搬送量を搬送方向下流側のそれよりも大きくした場合には、現像剤供給部側に位置する第一搬送スクリュー４６Ｙからの現像剤の搬送状態も考慮する必要がある。
【００６７】
つまり、図１１において矢印の大きさで示すように、第一搬送スクリュー４６Ｙによる現像剤の搬送速度が第二搬送スクリュウー４７Ｙの軸方向におけるフィン５００を境にした搬送方向上流側での搬送速度よりも大きい場合、第二搬送スクリュー４７Ｙの現像剤搬送方向上流側に導入される現像剤の量が第二搬送スクリュー４７Ｙの搬送方向上流側で搬送される現像剤の量よりも多くなることがある。
【００６８】
この現象が発生すると、図１２に示すように、現像剤回収部における第二搬送スクリュー４７Ｙの現像剤搬送方向上流側に現像剤が滞留する虞がある。
【００６９】
そこで、本実施形態では、図１３，図１４に示すように、現像剤回収部側に位置する第二搬送スクリューの速度を現像剤供給部側に位置する第一搬送スクリュー４６Ｙの速度よりも速くしている。
【００７０】
図１３には、第一、第二の各搬送スクリューの速度を矢印の大きさで示されており、図１４には、上述した速度関係による現像剤の搬送状態が示されている。
上述した速度関係の基準として、現像剤の嵩を基準としている。
【００７１】
つまり、第一搬送スクリュー４６Ｙでの搬送速度は、現像剤の汲み上げが可能な剤面に相当する現像剤の嵩が得られる速度に設定されており、第二搬送スクリュー４７Ｙでの搬送速度は、フィン５００の設置位置を境にして現像剤の搬送方向下流側において現像剤の剤面に相当する現像剤の嵩が所定の高さとなることを条件として設定されている。
この場合の所定の高さは、現像剤搬送方向上流側での現像剤の滞留が解消されると共に、現像剤搬送方向下流側から現像剤供給部に向けた現像剤の導入が行える高さに相当している。
【００７２】
この構成においては、図１４に示すように、第二搬送スクリュー４７Ｙの軸方向において、フィン５００が設けられている位置を境にして現像剤供給部側から導入される現像剤量に対して現像剤回収部側で現像剤搬送方向上流側からフィン５００の設置位置に向け搬送される現像剤量の方が多くなるので、現像剤の搬送方向上流側で現像剤が滞留するのを防止することができる。
【００７３】
これにより、現像剤回収部で第二搬送スクリュー４７Ｙの軸方向に相当する現像剤の搬送領域全域に亘って、現像剤の嵩をほぼ均等化することができる。
この結果、現像剤の嵩が不均等となることが原因するスクリューピッチムラの発生や現像剤搬送方向上流側で補給されるトナーが滞留してしまうことをなくすことが可能となる。
【００７４】
ところで、本実施形態では、現像剤面に浮いた状態で存在するトナーの凝集体を崩すことでキャリアとの攪拌混合による摩擦帯電特性を改善するようになっているが、トナーの凝集体は、前述したようなフィン５００および磁性体５０１を用いて崩すことの他に、凝集体に加わる衝撃によって崩すことも可能である。
以下、この構成について説明する。
【００７５】
図１５乃至図１７は、現像剤面に浮いた状態で存在するトナーの凝集体を自身の移動過程で崩すようにした構成の例を示す図である。
図１５において、ケーシング４３Ｙに設けられている現像剤回収部としての第２現像剤収容部４３Ｙ２には、第二搬送スクリュー４７Ｙと対向する位置で垂下するリブ６００が上部カバー４９Ｙに設けられている。
【００７６】
リブ６００は、スクリュー羽根の外周面と上部カバー４９Ｙの内面との間の空間隙間を埋めることができる張り出し長さ、換言すれば、スクリュー羽根径の外側に存在する上部カバー４９Ｙの投影面を塞ぐことができる大きさを設定されて一端が上部ケース４９Ｙ側に固定されて設けられている。
リブ６００が設けられている位置に対向する第二搬送スクリュー４７Ｙは、スクリュー羽根が設けられていない、あるいは、羽根の外径がこれ以外の位置の羽根に対して小さくされている。
【００７７】
この構成においては、第二搬送スクリュー４７Ｙにより搬送される現像剤の剤面に浮いた状態で存在する凝集体がリブ６００の位置で堰き止められる。
特に、第二搬送スクリュー４７Ｙ側では、リブ６００に対向する位置に羽根が存在しないかは値の外径が小さくされて現像剤が溜まりやすくされている。
現像剤の搬送が継続されると、リブ６００により堰き止められている凝集体が後続の凝集体と擦れ合うことにより徐々に崩されていくことになる。
これにより、凝集体は崩されることで小さくなり、現像剤中に分散されることになる。
【００７８】
図１６に示す構成は、図１５に示したリブ（便宜上、符号６０１で示す)がトナーの凝集体を掬い上げられるような状態となるように傾けられ、搬送方向に沿って複数設けられている。
リブ６０１は、上部カバー４９Ｙに固定されている基端側から延長された先端が現像剤搬送方向上流側に向けた傾きとされ、その傾斜角としては、５°以上に設定されている。
この構成においては、凝集体を掬い上げる状態が得られることで凝集体がリブ６０１の後方に移動するのを阻止されることになる。
【００７９】
これにより、リブ６０１の位置に多くの凝集体が到来することで凝集体同士での擦り合い頻度が高まり、凝集体の崩し作用が向上することになる。
【００８０】
図１７に示す構成は、図１６に示したリブ６０１を単一で用いると共に、このリブ６０１の位置を境にして現像剤の搬送方向上流側と下流側とで第二搬送スクリュー４７Ｙによる現像剤搬送速度が異ならせてある。
つまり、リブ６０１の設置位置を境にして、現像剤の搬送方向上流側の羽根(図中、符号４７ＹＡで示す)同士のスクリューピッチが、搬送方向下流側での羽根(図中、符号４７ＹＢで示す)同士のスクリューピッチよりも小さく設定されている。
また、この構成に代えて、搬送方向上流側を１条スクリューにより構成し、搬送方向下流側を多条スクリューとすることにより、スクリューの１ピッチ間での搬送量を異ならせるようにしてもよい。
【００８１】
この構成では、リブ６０１の設置位置を境にして、現像剤の搬送方向上流側で現像剤の搬送速度が遅い分、リブ６０１に現像剤が溜まりやすくなり、この位置での現像剤同士の擦り合いが頻繁に行え、現像剤の搬送方向下流側で現像剤の搬送速度が速くなる分、現像剤が溜まりにくくなることで崩れた凝集体を含む現像剤の攪拌搬送が良好に行える。
【符号の説明】
【００８２】
４０  現像装置
４３Ｙ  ケーシング
４３Ｙ１  第１現像剤収容部
４３Ｙ２  第２現像剤収容部
４６Ｙ  第一搬送スクリュー
４７Ｙ  第二搬送スクリュー
４７Ｙ１  回転軸
４７Ｙ２  スクリュー羽根
１００  画像形成装置
１０１  プロセスカートリッジ
５００  フィン
５０１  磁性体
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８３】
【特許文献１】特開２００４−２７２０１７号公報
【図１】
2014010179.tif 000003
【図２】
2014010179.tif 000004
【図３】
2014010179.tif 000005
【図４】
2014010179.tif 000006
【図５】
2014010179.tif 000007
【図６】
2014010179.tif 000008
【図７】
2014010179.tif 000009
【図８】
2014010179.tif 000010
【図９】
2014010179.tif 000011
【図１０】
2014010179.tif 000012
【図１１】
2014010179.tif 000013
【図１２】
2014010179.tif 000014
【図１３】
2014010179.tif 000015
【図１４】
2014010179.tif 000016
【図１５】
2014010179.tif 000017
【図１６】
2014010179.tif 000018
【図１７】
2014010179.tif 000019
【図１８】
2014010179.tif 000020
【図１９】
2014010179.tif 000021
【図２０】
2014010179.tif 000022