(57)【要約】【課題】  現像スリーブ下方に攪拌スクリューが１本のみ設置されている従来の現像装置と比較し、通常２本で循環させるスクリューを複数本使用することでスリーブ下のスクリュー径を小さくすることにより、現像剤の搬送能力を維持、若しくは向上させながら、同時に攪拌スクリューの羽根による現像剤の汲み上げムラを低減する現像装置を提供する。【解決手段】  現像スリーブ１下方に、同方向に羽根が進む複数本の攪拌スクリュー５、６が配置された現像装置において、それら全ての攪拌スクリュー５、６の径が前記現像スリーブ１の径よりも小さく、かつ、前記現像スリーブ１表面により描かれる円から重力方向へ異なる２本の接線を下ろしたとき、上記複数の攪拌スクリュー５、６のうち、少なくとも２本の攪拌スクリュー５、６の一部若しくは全体が、上記２本の接線の間の領域に入っており、それによって、前記現像スリーブ１の現像剤切り２部側と汲み上げ部側に異なる攪拌スクリュー５、６を少なくとも１本ずつ設置している。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像スリーブ下方に、螺旋方向が同方向である羽根を有した複数本の攪拌スクリューを備えた現像装置において、全ての該攪拌スクリューの径が前記現像スリーブの径よりも小さく、かつ、前記現像スリーブの水平方向両表面から垂下する２本の接線間の領域内に、上記複数の攪拌スクリューのうちの少なくとも２本の攪拌スクリューの一部若しくは全体が入っており、少なくとも２本の該攪拌スクリューは、前記現像スリーブの現像剤切り側と汲み上げ側に少なくとも１本ずつ設置されていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記複数の攪拌スクリューのうち、前記現像スリーブの汲み上げ側に最も近い攪拌スクリューの中心軸の中心位置が、上記現像スリーブの汲み上げ側の接線よりも現像スリーブ側に位置し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】
前記複数の攪拌スクリューのうち、前記現像スリーブの現像剤切り側に最も近い攪拌スクリューの中心軸の中心位置が、上記現像スリーブの現像剤切り側の接線よりも現像スリーブ側に位置し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】
複数の攪拌スクリューの、軸の中心高さ位置、若しくは回転数、若しくは羽根のピッチ幅、若しくは羽根の径、若しくは羽根の傾きに相違を持たせたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像スリーブを収容する現像剤収容槽の底面であって、現像スリーブの下方に位置する部位に傾斜を持たせたことを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の現像装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の現像装置を備えた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、複写機、レーザプリンタ等の画像形成装置における現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子写真現像方式の乾式２成分現像では現像剤が使用されている。現像剤とは、トナーと、トナーを運ぶ媒体であるキャリアの混合体であることは知られている。この現像剤を現像剤収容槽の中で攪拌スクリューにより攪拌・搬送し、循環させる方式は一般的である。（例えば、特許文献１ないし３参照）。
特許文献１では、複数の搬送スクリューを持つ現像装置に対して言及があるが、搬送能力のみを上げるためのもので、落とした現像剤と汲み上げる現像剤の攪拌・搬送を分離させるためや、現像スリーブへの汲み上げムラを低減するためにそれぞれの搬送スクリューの位置や羽根の径を指定するものではない。
特許文献２では、現像ドクタ手前に部材を設けることにより改善効果が得られるとしている。しかしこの方式では現像剤にかかる負荷が増加することになるため、高寿命を必要とする装置では使用できない場合がある。
特許文献３では、スクリュー自体に突起状の部材を付けることで、汲み上げムラの低減を実現できるとしているが、突起状の部材自体に起因するムラは無くすことが難しい。
現像装置では、搬送スクリューによって攪拌・搬送される現像剤を、現像スリーブが磁力によって引き寄せ、感光体まで輸送する。よって、攪拌スクリューは、現像剤を良く攪拌し、トナーとキャリアを場所によってムラが出ないように均一に混ぜながら、現像剤収容槽の中で搬送する役割を持つ。
一方、現像スリーブは、一度現像に使用されてトナーを消費した現像剤を、現像剤収容槽に落とし、その現像剤（キャリア）にトナーを補給させる機能を持つ。
同時に、現像スリーブは、搬送スクリューによって攪拌されてトナーを補給した現像剤を、再び汲み上げ、感光体へ輸送する役割を持つ（現像スリーブ回りでの現像剤切り部と汲み上げ部を図３に模式的に示した）。
このような方式の現像装置において一般的に必要とされる機能は、現像剤を攪拌スクリューによって均一に攪拌し、そして現像スリーブがその現像剤を均一に汲み上げ、感光体まで搬送することである。
【０００３】
図３は従来の攪拌スクリューを有する現像装置の構成を示す概略図である。現像スリーブ１の下方に１本の攪拌スクリュー４のみを有している。断面方向から見たとき、攪拌スクリュー３と攪拌スクリュー４のスクリューの羽根３ａ、４ａは、互いに逆向きに進んでおり、現像剤収容槽０内で現像剤を搬送し、循環させている。
この構造では、現像スリーブ１の現像剤切り部で落とす現像剤と、汲み上げ部から汲み上げる現像剤が混合し易く、十分に攪拌される前に汲み上げられてしまう。
また、現像スリーブ１と攪拌スクリュー４の羽根４ａとの間の距離ｄ１が小さいため、羽根のある部分と無い部分が存在することによる、現像剤の汲み上げムラが起こり易い。
ここで説明するのは画像形成装置における乾式２成分現像装置である。現像剤収容槽の中の現像剤を攪拌・搬送するスクリュー（以後、このスクリューを「攪拌スクリュー」と呼ぶ）を持ち、その現像剤を現像スリーブがそれ自体の磁力によって引き寄せる（以後、この機能を現像スリーブによる「汲み上げ」と呼び、現像スリーブのこの機能を持った部位を「汲み上げ部」と呼ぶ）。
現像した後、その現像剤を収容槽に落としてトナーを補給させる（以後、この機能を現像スリーブによる「現像剤切り」と呼び、現像スリーブのこの機能を持った部位を「現像剤切り部」と呼ぶ）。
【特許文献１】特開平１１−１４３１９２号公報
【特許文献２】特開２００２−３４１６５７公報
【特許文献３】特開平７−１３４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したように、現像装置は、一般的には、現像剤の搬送には全部で２本の搬送スクリューが使用され、現像ユニット内を現像剤が循環するように構成されている（図３参照）。
それぞれのスクリューの羽根は逆方向に進み、１本の搬送スクリュー３には現像スリーブの磁力は及ばず、現像スリーブ１による汲み上げ・現像剤切りは関係しない。もう１本の搬送スクリュー４の上に現像スリーブ１が存在し、こちら側一方で汲み上げ・現像剤切りが行われる。
一般的に使用されているこのような搬送構造では、現像スリーブ１の下方に１本の搬送スクリューしかないため、以下のような２点の課題に対する余裕度が少ないことが明らかとなった。
第１に、現像スリーブ１の現像剤切り部によって落下させた現像剤を、現像スリーブの汲み上げ部によって直ぐに汲み上げてしまう。すなわち、現像スリーブ１下方の攪拌スクリュー４が１本のみであるため、落ちてきた現像剤と、汲み上げられる現像剤を、同一の搬送スクリュー４で攪拌・搬送しなければならず、両者を分離できない。
これにより、落下してきた現像剤が抵抗なく汲み上げ側に流れて行き、十分に攪拌される前に現像スリーブにより汲み上げられてしまう。そのような現像剤はトナーが十分補給されていないため、異常画像発生の原因となる。
【０００５】
第２に、攪拌スクリューの羽根による汲み上げムラが発生し易い。現像剤の攪拌・搬送能力を確保するために、或る程度以上の径の羽根を持った搬送スクリューにしなければならないが、この大きな径を持ったスクリューの羽根による汲み上げムラが発生する。
すなわち、羽根と羽根の間では現像剤が存在する空間があるため汲み上げ性能は良いが、羽根のある部分には現像剤は存在できないため、ここでは汲み上げ不足となる。この汲み上げのムラにより、ピッチムラなどの異常画像が発生してしまう。
汲み上げムラを低減するためには、攪拌スクリューの羽根の径を小さくすればよいが、そうすると今度は攪拌・搬送能力が落ちてしまうため、トレードオフとなっている。
この課題に対して、例えば、上述した特許文献２では、現像ドクタ手前に部材を設けることにより改善効果が得られるとしている。しかしこの方式では現像剤にかかる負荷が増加することになるため、高寿命を必要とする装置では使用できない場合がある。
また、例えば、上述した特許文献３では、スクリュー自体に突起状の部材を付けることで、汲み上げムラの低減を実現できるとしているが、突起状の部材自体に起因するムラは無くすことが難しい。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、現像スリーブ下方に攪拌スクリューが１本のみ設置されている従来の現像装置と比較し、通常２本で循環させるスクリューを複数本使用することで現像スリーブ下の攪拌スクリュー径を小さくすることにより、現像剤の搬送能力を維持、若しくは向上させながら、同時に攪拌スクリューの羽根による現像剤の汲み上げムラを低減する現像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、現像スリーブ下方に、螺旋方向が同方向である羽根を有した複数本の攪拌スクリューを備えた現像装置において、全ての該攪拌スクリューの径が前記現像スリーブの径よりも小さく、かつ、前記現像スリーブの水平方向両表面から垂下する２本の接線間の領域内に、上記複数の攪拌スクリューのうちの少なくとも２本の攪拌スクリューの一部若しくは全体が入っており、少なくとも２本の該攪拌スクリューは、前記現像スリーブの現像剤切り側と汲み上げ側に少なくとも１本ずつ設置されていることを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１において、前記複数の攪拌スクリューのうち、前記現像スリーブの汲み上げ側に最も近い攪拌スクリューの中心軸の中心位置が、上記現像スリーブの汲み上げ側の接線よりも現像スリーブ側に位置していることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記複数の攪拌スクリューのうち、前記現像スリーブの現像剤切り側に最も近い攪拌スクリューの中心軸の中心位置が、上記現像スリーブの現像剤切り側の接線よりも現像スリーブ側に位置していることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１、２又は３において、複数の攪拌スクリューの、軸の中心高さ位置、若しくは回転数、若しくは羽根のピッチ幅、若しくは羽根の径、若しくは羽根の傾きに相違を持たせたことを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１、２、３又は４において、前記現像スリーブを収容する現像剤収容槽の底面であって、現像スリーブの下方に位置する部位に傾斜を持たせたことを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れか一項に記載の現像装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、現像スリーブ下方に攪拌スクリューが１本のみ設置されている従来の現像装置と比較し、攪拌スクリューの羽根の径が小さいため、羽根と現像スリーブとの距離を広く取ることができ、羽根による剤の汲み上げムラが低減される。
また、それぞれの攪拌スクリューの径を現像スリーブの径より小さくしていることで、現像スリーブの現像剤切り側と汲み上げ側にそれぞれ異なる攪拌スクリューを１本ずつ設置し、現像剤切り側の現像剤と汲み上げ側の現像剤のそれぞれに適した攪拌スクリューを設置できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明による現像装置の構成を示す概略図である。複数の攪拌スクリューを現像スリーブ下方に配置した現像装置において、本実施の形態では２本採用した場合について述べる。
図１に示すように、現像剤収容槽０内には、現像スリーブ１、攪拌スクリュー５、６攪拌スクリュー３をほぼ平行に配置している。図示しない感光体と対面する現像スリーブ１の下方に設置された攪拌スクリュー５、６を構成する螺旋状の羽根５ａ、６ａの径を現像スリーブ１の径よりも比較的小さくしていることで、羽根５ａ、６ａと現像スリーブ１との距離ｄ２を広く取ることができ、スクリューの羽根５ａ、６ａによる現像剤の汲み上げムラが低減できる。
この場合に、２本の攪拌スクリュー５、６の螺旋状の羽根５ａ、６ａは同方向へ進んでいる（螺旋の巻き方向が一致している）。そして、複数本の攪拌スクリューを配置していることで、搬送能力は維持、若しくは向上できる。なお、図中、符号２は収容槽内に設けた現像剤搬入口（補給口）、３は補給側攪拌スクリュー、３ａはその螺旋状の羽根部分を示している。
また、現像スリーブ１の現像剤切り部側と汲み上げ部側にそれぞれ異なる攪拌スクリュー５、６を１本ずつ設置することにより、それぞれを攪拌・搬送する攪拌スクリューが分離され、現像剤切り部側の現像剤と汲み上げ部側の現像剤のそれぞれに適した攪拌スクリューを設置できる機構が生まれる。
【０００９】
図１において、現像スリーブ１の表面の水平方向両端から垂下する２本の接線１、２は、現像剤切り側接線を１とし、汲み上げ部側の接線を２として説明する。
即ち、現像スリーブ１の汲み上げ部側の接線を接線２としたとき、複数の攪拌スクリューのうち、現像スリーブ１の汲み上げに最も近い側の攪拌スクリュー６の中心軸６ｂの中心位置が、上記接線２に対し現像スリーブ１側に入っている。
これにより、現像スリーブ１は攪拌スクリュー６の中心軸６ｂの外側を搬送されてきた現像剤を汲み上げることができる。汲み上げ部側の攪拌スクリュー６の外側を搬送されて来た現像剤は、より長い距離を搬送されてきているため、攪拌が一番良く行われている。これにより、最も良く攪拌された現像剤を、効率良く現像スリーブによって汲み上げることができる。
図１において、現像剤切り部側の接線を接線１としたとき、複数の攪拌スクリュー５、６のうち、現像スリーブ１の現像剤切りに最も近い側の攪拌スクリュー５の中心軸５ｂの中心位置が、現像スリーブ１の接線１に対して現像スリーブ１側に入っている。
これにより、現像スリーブ１から落下してくる現像剤は、攪拌スクリュー５の中心軸５ｂの外側を回りこみながら搬送されるため、再び現像スリーブ１まで汲み上げられるまでにより長い距離を搬送されることになり、より効率よく攪拌・搬送が行われる。
即ち、本発明は、現像スリーブ１の下方に、螺旋方向が同方向である羽根を有した複数本の攪拌スクリュー５、６を備えた現像装置において、全ての該攪拌スクリューの径が現像スリーブの径よりも小さく、かつ、現像スリーブの水平方向両表面から垂下する２本の接線１、２間の領域内に、複数の攪拌スクリューのうちの少なくとも２本の攪拌スクリューの一部若しくは全体が入っており、少なくとも２本の該攪拌スクリューは、現像スリーブの現像剤切り側と汲み上げ側に少なくとも１本ずつ設置されている構成が特徴的である。
【００１０】
図１において、複数の攪拌スクリュー５、６に、各軸５ｂ、６ｂの中心高さ、若しくは回転数、若しくは羽根５ａ、６ａのピッチ幅、若しくは羽根の径、若しくは羽根の傾きに相違を持たせる。
現像スリーブ１の現像剤切り部で現像スリーブ１から離れた現像剤は、トナー濃度の低い現像剤であり、トナー補給側（攪拌スクリュー３）から供給されてくる高トナー濃度の現像剤と効率良く混合させる必要がある。
一方、汲み上げ部側の現像剤は、トナー濃度や帯電が均一になるように攪拌する必要がある。すなわち、両現像剤は状況が異なる現像剤であり、それぞれに適した攪拌方法が求められる。本発明により、それぞれの現像剤に対し、攪拌・搬送能力の適した攪拌スクリューを設置することができる。
図２は本発明による現像装置の構成の図１の変形例を示す概略図である。図２に示すように、この変形例では現像スリーブ１下方の現像剤収容槽０の底面に傾斜を持たせている。なお、図中、符号２は現像剤搬入口（補給口）、３は補給側攪拌スクリュー、３ａはその羽根部分を示している。
これにより、現像スリーブ１の軸に対して垂直方向にも、現像剤を移動させる機構を持たせることができ、現像剤切りから汲み上げまで、より円滑に現像剤搬送をすることができる。
現像剤収容槽０内では、現像スリーブ１の軸方向に対しては、攪拌スクリューによる移動機構がある。しかし、現像スリーブ１の軸に対して垂直方向には、機械的な移動機構はない。
そこで、現像剤収容槽０の底面に傾斜を持たせることで、現像スリーブ１の軸に対して垂直方向にも、現像剤を移動させる機構を持たせることができる。これにより、剤切り、汲み上げ間をより円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による現像装置の構成を示す概略図。
【図２】図１の変形例を示す概略図。
【図３】従来の攪拌スクリューを有する現像装置の構成を示す概略図。
【符号の説明】
【００１２】
０  現像剤収容槽、１  現像スリーブ、３  攪拌スクリュー（現像剤補給側）、５  攪拌スクリュー、５ａ  攪拌スクリューの羽根、６  攪拌スクリュー、６ａ  攪拌スクリューの羽根
【図１】
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【図２】
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【図３】
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