(57)【要約】【課題】簡便な構成で、現像剤を十分に撹拌しながら搬送することが可能な現像装置を提供する。【解決手段】現像装置４０の第１搬送部材４２は、収容容器４１に回転可能に支持される回転軸４２ａと、回転軸４２ａの外周面に設けられて回転軸４２ａの軸線方向に沿って螺旋状に延びる搬送羽根４２ｂと、回転軸４２ａの外周面の、回転軸４２ａの軸線方向において隣り合う搬送羽根４２ｂの間の領域に配置される撹拌ブレード４２ｃとを有する。撹拌ブレード４２ｃは、回転軸４２ａの軸線を法線とする平面に対して傾斜する配置平面Ｓ１に沿って延び、回転軸４２ａの周方向の中央における回転軸４２ａの外周面の接平面Ｓ２に投影した撹拌ブレード４２ｃの像Ｕｂが、接平面Ｓ２に投影した回転軸４２ａの像Ｕａの外側に突出する。【選択図】図５
2018112591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に供給するための現像剤を収容する収容容器と、
前記収容容器の内部に回転可能に支持されて回転軸線方向に沿って現像剤を撹拌しながら搬送する搬送部材と、
を備え、
前記搬送部材は、
前記収容容器に回転可能に支持される回転軸と、
前記回転軸の外周面に設けられて前記回転軸の軸線方向に沿って螺旋状に延びる搬送羽根と、
前記回転軸の外周面の、前記回転軸の軸線方向において隣り合う前記搬送羽根の間の領域に配置される撹拌ブレードと、
を有し、
前記撹拌ブレードは、前記回転軸の軸線を法線とする平面に対して傾斜する配置平面に沿って延び、前記回転軸の周方向の中央における前記回転軸の外周面の接平面に投影した前記撹拌ブレードの像が、前記接平面に投影した前記回転軸の像の外側に突出することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記撹拌ブレードが略扇形状であ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】
前記撹拌ブレードは、前記回転軸の軸線方向に関して現像剤の搬送方向の上流側から下流側に向かうに従って延び、且つ前記回転軸の周方向に関して回転方向の下流側から上流側に向かって延びることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記撹拌ブレードは、前記回転軸の軸線方向において隣り合う前記搬送羽根の間の領域のうち、現像剤の搬送方向の下流側の領域に配置されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
前記撹拌ブレードは、前記回転軸の軸線方向において隣り合う前記搬送羽根の間の領域に複数設けられ、各々の前記回転軸の周方向における配置に位相差が設けられることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
前記撹拌ブレードは、前記回転軸の軸線方向において隣り合う前記搬送羽根の間の領域に複数設けられ、各々の前記配置平面の、前記回転軸の軸線を法線とする平面に対する傾斜角度が異なることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
前記撹拌ブレードの、前記回転軸の中心軸線から径方向に沿った外縁までの最大長さが、前記搬送羽根の、前記回転軸の中心軸線から径方向に沿った外縁までの長さと同じであることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の現像装置。
【請求項８】
前記接平面に投影した前記撹拌ブレードの像の、前記回転軸の軸線と交差する方向の最大長さが、前記接平面に投影した前記搬送羽根の像の、前記回転軸の軸線と交差する方向の長さと同じであることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の現像装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンターなどの電子写真方式の画像形成装置では、像担持体である感光体ドラムの表面に形成した静電潜像を現像装置で現像することで、後に用紙に転写されるトナー像を形成する装置が広く利用されている。現像装置では内部に収容された現像剤を一様に帯電させるために、現像剤を十分に撹拌する必要があった。一方、現像装置では印刷の高速化、高画質化に伴って撹拌不足が生じ易くなり、ノイズやむら等の画像不良が発生することが懸念された。そこで、このような問題の解決が図られた従来の現像装置が特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載された現像装置は、回転軸の周面に羽根部材を有する撹拌ローラを備える。さらに、撹拌ローラは現像剤を撹拌する撹拌面が軸方向に平行または傾斜した複数のフィンを有する。これにより、小粒径のトナーであっても適切な搬送性能を確保しつつ撹拌性能を向上させることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−９８５４０号公報
【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、特許文献１に記載された従来の現像装置は、撹拌ローラのフィンが現像剤を十分に撹拌しながら搬送するための形状、大きさ、配置を有しておらず、現像剤の撹拌、搬送が不十分である虞があるという課題があった。これにより、印刷の高速化、高画質化に対応することができない、また画像不良の発生を抑制することができないことが懸念された。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、簡便な構成で、現像剤を十分に撹拌しながら搬送することが可能な現像装置及び画像形成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】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明の現像装置は、像担持体に供給するための現像剤を収容する収容容器と、前記収容容器の内部に回転可能に支持されて回転軸線方向に沿って現像剤を撹拌しながら搬送する搬送部材とを備え、前記搬送部材は、前記収容容器に回転可能に支持される回転軸と、前記回転軸の外周面に設けられて前記回転軸の軸線方向に沿って螺旋状に延びる搬送羽根と、前記回転軸の外周面の、前記回転軸の軸線方向において隣り合う前記搬送羽根の間の領域に配置される撹拌ブレードとを有し、前記撹拌ブレードは、前記回転軸の軸線を法線とする平面に対して傾斜する配置平面に沿って延び、前記回転軸の周方向の中央における前記回転軸の外周面の接平面に投影した前記撹拌ブレードの像が、前記接平面に投影した前記回転軸の像の外側に突出することを特徴とする。
【０００８】
この構成によると、現像剤に対して、搬送の進行方向に向かう力と、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。
【０００９】
また、上記構成の現像装置において、前記撹拌ブレードが略扇形状であることを特徴とする。
【００１０】
また、上記構成の現像装置において、前記撹拌ブレードは、前記回転軸の軸線方向に関して現像剤の搬送方向の上流側から下流側に向かうに従って延び、且つ前記回転軸の周方向に関して回転方向の下流側から上流側に向かって延びることを特徴とする。
【００１１】
また、上記構成の現像装置において、前記撹拌ブレードは、前記回転軸の軸線方向において隣り合う前記搬送羽根の間の領域のうち、現像剤の搬送方向の下流側の領域に配置されることを特徴とする。
【００１２】
また、上記構成の現像装置において、前記撹拌ブレードは、前記回転軸の軸線方向において隣り合う前記搬送羽根の間の領域に複数設けられ、各々の前記回転軸の周方向における配置に位相差が設けられることを特徴とする。
【００１３】
また、上記構成の現像装置において、前記撹拌ブレードは、前記回転軸の軸線方向において隣り合う前記搬送羽根の間の領域に複数設けられ、各々の前記配置平面の、前記回転軸の軸線を法線とする平面に対する傾斜角度が異なることを特徴とする。
【００１４】
また、上記構成の現像装置において、前記撹拌ブレードの、前記回転軸の中心軸線から径方向に沿った外縁までの最大長さが、前記搬送羽根の、前記回転軸の中心軸線から径方向に沿った外縁までの長さと同じであることを特徴とする。
【００１５】
また、上記構成の現像装置において、前記接平面に投影した前記撹拌ブレードの像の、前記回転軸の軸線と交差する方向の最大長さが、前記接平面に投影した前記搬送羽根の像の、前記回転軸の軸線と交差する方向の長さと同じであることを特徴とする。
【００１６】
また、上記の課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、上記構成の現像装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の構成によれば、簡便な構成で、現像剤を十分に撹拌しながら搬送することが可能な現像装置及び画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態の画像形成装置の部分垂直断面正面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の画像形成装置の画像形成部の概略垂直断面正面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の画像形成部の現像装置の搬送部材の斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態の画像形成部の現像装置の搬送部材の部分正面図である。
【図５】本発明の第１実施形態の画像形成部の現像装置の搬送部材の径方向断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態の現像装置の搬送部材の撹拌ブレードの構成を示す斜視図である。
【図７】本発明の第１実施形態の現像装置の搬送部材の撹拌ブレードによる現像剤の搬送速度を示す説明図である。
【図８】本発明の第１実施形態の現像装置の搬送部材の撹拌ブレードの大きさに対する回転方向への力の大きさの関係を示すグラフである。
【図９】本発明の第１実施形態の現像装置の搬送部材の変形例の径方向断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の現像装置の搬送部材の斜視図である。
【図１１】本発明の第２実施形態の現像装置の搬送部材の部分正面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態の現像装置の搬送部材の斜視図である。
【図１３】本発明の第３実施形態の現像装置の搬送部材の部分正面図である。
【図１４】本発明の第４実施形態の現像装置の搬送部材の軸線方向断面図である。
【図１５】本発明の第５実施形態の現像装置の搬送部材の径方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
＜第１実施形態＞
最初に、本発明の第１実施形態の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は画像形成装置の部分垂直断面正面図の一例である。なお、図中の矢印付き二点鎖線は用紙の搬送経路及び搬送方向を示す。また、図１の上下方向、左右方向及び紙面奥行き方向が画像形成装置の上下方向、左右方向及び奥行き（前後）方向である。
【００２１】
画像形成装置１は、図１に示すように所謂タンデム型のカラー複写機であり、原稿の画像を読み取る画像読取部２と、読み取った画像を用紙等の転写材に印刷する印刷部３と、印刷条件の入力や稼働状況の表示を行うための操作部４と、主制御部５とを備える。
【００２２】
画像読取部２としては不図示のプラテンガラスの上面に載置された原稿の画像を、不図示のスキャナーを移動して読み取る公知のものである。原稿の画像は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三色に色分解され、不図示のＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサーで電気信号に変換される。これにより、画像読取部２は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色別の画像データを得る。
【００２３】
画像読取部２が得た色別の画像データは主制御部５において各種処理が行われ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各再現色の画像データに変換されて主制御部５の内部の不図示のメモリーに格納される。メモリーに格納された再現色別の画像データは位置ずれ補正のための処理を受けた後、像担持体である感光体ドラム２１に対する光走査を行うために用紙の搬送と同期して走査ラインごとに読み出される。
【００２４】
印刷部３は電子写真方式によって画像を形成し、その画像を用紙等に転写する。印刷部３は中間転写体を無端状のベルトとして形成した中間転写ベルト１１を備える。中間転写ベルト１１は駆動ローラ１２、従動ローラ１３、１４に巻き掛けられる。中間転写ベルト１１には従動ローラ１３が不図示のバネによって図１における上方に付勢されることにより張力が与えられる。中間転写ベルト１１は駆動ローラ１２によって図１における反時計回りに回転移動する。
【００２５】
駆動ローラ１２は中間転写ベルト１１を挟んで対向する二次転写ローラ１５に圧して接触する。従動ローラ１４の箇所では、中間転写ベルト１１を挟んで従動ローラ１４に対向するように設けられた中間転写クリーニング部１６が中間転写ベルト１１の外周面に接触する。中間転写クリーニング部１６は二次転写後に中間転写ベルト１１の外周面に残留するトナーを掻き取ってクリーニングする。
【００２６】
中間転写ベルト１１の下方にはイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各再現色に対応する画像形成部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋが設けられる。なおこの説明において、特に限定する必要がある場合を除き、「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」、「Ｋ」の識別記号の記載を省略して、例えば「画像形成部２０」と総称することがある。４台の画像形成部２０は中間転写ベルト１１の回転方向に沿って、回転方向の上流側から下流側に向けて一列にして配置される。４台の画像形成部２０は構成がすべて同じであり、図１における時計回りに回転する感光体ドラム２１を中心としてその周囲に帯電部２２、露光部２３、現像装置４０、ドラムクリーニング部２５及び一次転写ローラ２６を備える（図２参照）。
【００２７】
中間転写ベルト１１の上方には、４台の各再現色の画像形成部２０に対応するトナーボトル３１及びトナーホッパー３２が設けられる。現像装置４０及びトナーホッパー３２に対しては各々の内部のトナー量を検出する不図示の残量検出部が設けられる。また、現像装置４０とトナーホッパー３２との間及びトナーホッパー３２とトナーボトル３１との間には各々不図示のトナーの補給装置が設けられる。残量検出部によって現像装置４０の内部のトナー量の低下が検出されると、補給装置がトナーホッパー３２から現像装置４０にトナーを補給するように駆動する。さらに、残量検出部によってトナーホッパー３２の内部のトナー量の低下が検出されると、補給装置がトナーボトル３１からトナーホッパー３２にトナーを補給するように駆動する。トナーボトル３１は画像形成装置１の本体に対して着脱可能に設けられ、適宜新しいものと交換することができる。
【００２８】
４台の画像形成部２０の下方には、内部に用紙Ｐを複数積載して収容する用紙供給装置９１が設けられる。用紙供給装置９１の内部に収容された用紙Ｐはその最上層から順に１枚ずつ用紙搬送路９２に送り出される。用紙供給装置９１から用紙搬送路９２に送り出された用紙Ｐはレジストローラ対９４の箇所に到達する。そして、レジストローラ対９４が用紙Ｐの斜め送りを矯正（スキュー補正）しつつ中間転写ベルト１１の回転と同期をとって、中間転写ベルト１１と二次転写ローラ１５との接触部（二次転写ニップ部）に向けて用紙Ｐを送り出す。
【００２９】
画像形成部２０では帯電部２２及び露光部２３によって感光体ドラム２１の表面に静電潜像が形成され、その静電潜像が現像装置４０によってトナー像として可視像化される。感光体ドラム２１の表面に形成されたトナー像は感光体ドラム２１が中間転写ベルト１１を挟んで一次転写ローラ２６と対向する箇所において中間転写ベルト１１の外周面に一次転写される。そして、中間転写ベルト１１の回転とともに所定のタイミングで各画像形成部２０のトナー像が順次中間転写ベルト１１に転写されることにより、中間転写ベルト１１の外周面にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。
【００３０】
中間転写ベルト１１の外周面に一次転写されたカラートナー像はレジストローラ対９４により同期をとって送られてきた用紙Ｐに、中間転写ベルト１１と二次転写ローラ１５とが接触して形成される二次転写ニップ部にて転写される。
【００３１】
二次転写ニップ部の上方には定着部９５が備えられる。二次転写ニップ部にて未定着トナー像が転写された用紙Ｐは定着部９５へと送られ、トナー像が加熱、加圧されて用紙Ｐに定着される。定着部９５を通過した用紙Ｐは中間転写ベルト１１の上方に設けられた用紙排出部９６に排出される。
【００３２】
操作部４は画像読取部２の正面側に設けられる。操作部４は、例えばユーザーによる印刷に使用する用紙Ｐの種類やサイズ、拡大縮小、両面印刷の有無といった印刷条件などの設定の入力や、ファクシミリ送信におけるファックス番号や送信者名などの設定の入力を受け付ける。また、操作部４は、例えば装置の状態や注意事項、エラーメッセージなどを表示部４ｗに表示することによって、それらをユーザーに対して報知するための報知部としての役割も果たす。
【００３３】
また、画像形成装置１にはその全体の動作制御のため、不図示のＣＰＵや画像処理部、その他の図示しない電子部品で構成された主制御部５が設けられる。主制御部５は中央演算処理装置であるＣＰＵと画像処理部とを利用し、メモリーに記憶、入力されたプログラム、データに基づき画像読取部２や印刷部３などといった構成要素を制御して一連の画像形成動作、印刷動作を実現する。
【００３４】
続いて、画像形成装置１の画像形成部２０の構成及びその動作について、図１に加えて図２を用いて説明する。図２は画像形成部２０の概略垂直断面正面図である。なお、図２の上下方向、左右方向及び紙面奥行き方向が画像形成装置１及び画像形成部２０の上下方向、左右方向及び奥行き方向（前後方向）である。また前述のように、４色の各画像形成部２０は構造が共通するので「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」、「Ｋ」の識別記号の記載は省略する。
【００３５】
画像形成部２０は、図２に示すようにその中心に像担持体である感光体ドラム２１を備える。感光体ドラム２１の近傍には、その回転方向に沿って順に帯電部２２、現像装置４０及びドラムクリーニング部２５が配置される。一次転写ローラ２６は感光体ドラム２１の回転方向に沿って現像装置４０とドラムクリーニング部２５との間に設けられる。なお、ドラムクリーニング部２５の、感光体ドラム２１の回転方向下流側には不図示の除電部が配置される。
【００３６】
感光体ドラム２１は画像形成装置１の用紙搬送方向と直角をなす用紙幅方向、すなわち図１及び図２の紙面奥行き方向に延び、その軸線方向を水平にして配置される。感光体ドラム２１は不図示の駆動装置によってその周速度が用紙搬送速度とほぼ同じになるように、正面から見て時計回りに回転される。
【００３７】
帯電部２２は感光体ドラム２１の表面から離隔し、対向して配置された放電部２２ａを備える。放電部２２ａは例えばコロナ放電により、感光体ドラム２１の表面をマイナス極性の所定電位で一様に帯電させる。
【００３８】
露光部２３（図１参照）は形成する画像データに基づき変調されたレーザー光等を感光体ドラム２１の表面に照射する。これにより、帯電部２２によって帯電させた電位が部分的に光減衰して原稿画像の静電潜像が形成される。
【００３９】
現像装置４０は現像剤を収容する収容容器４１の内部に現像ローラ４４を備える。現像ローラ４４はその周面が感光体ドラム２１の周面に対向するように配置される。現像装置４０によって現像剤のトナーが帯電されて感光体ドラム２１の表面の静電潜像に供給され、静電潜像が現像される。現像装置４０は現像剤として、例えば非磁性トナーと磁性キャリアとを混合して構成される二成分現像剤を使用する。なお、この説明において、「現像剤」のことを単に「トナー」と呼ぶことがある。現像装置４０の詳細な構成は後述する。
【００４０】
一次転写ローラ２６は中間転写ベルト１１を挟んで感光体ドラム２１に接触する。一次転写ローラ２６は所定の圧力で中間転写ベルト１１に接触し、中間転写ベルト１１の回転に従って回転する。一次転写ローラ２６には必要に応じて、感光体ドラム２１やトナーの帯電極性とは異なる極性の一次転写バイアスが印加される。
【００４１】
ドラムクリーニング部２５は感光体ドラム２１に接触するクリーニングブレード２５ａを備える。クリーニングブレード２５ａはその先端部が所定の圧力で感光体ドラム２１の表面に接触する。ドラムクリーニング部２５は感光体ドラム２１の表面に形成されたトナー像が中間転写ベルト１１に転写された後、感光体ドラム２１の表面に残留したトナーなどの付着物を除去してクリーニングする。
【００４２】
除電部は感光体ドラム２１の回転方向に沿ってドラムクリーニング部２５の下流側に配置される。除電部は感光体ドラム２１の軸線方向（用紙幅方向）に複数並べられたＬＥＤ（Light Emitting Diode）を備える。除電部はＬＥＤの除電光を感光体ドラム２１に照射することによりその表面の帯電電荷を除去して静電潜像を消去し、次回の画像形成動作時における帯電工程のための準備を整える。
【００４３】
続いて、現像装置４０の詳細な構成について、図２を用いて説明する。
【００４４】
現像装置４０は、図２に示すように収容容器４１、第１搬送部材４２、第２搬送部材４３及び現像ローラ４４を備える。
【００４５】
収容容器４１は感光体ドラム２１の軸線方向に沿って細長い形状で構成され、その長手方向を水平にして配置される。収容容器４１は現像剤として前述した非磁性トナーと磁性キャリアとを混合して構成された二成分現像剤を収容する。
【００４６】
収容容器４１の内部の主たる部分には、正面から見て左右方向に区分され並置された第１撹拌室４５Ａと第２撹拌室４５Ｂとが設けられる。第１撹拌室４５Ａと第２撹拌室４５Ｂとは、収容容器４１の外形と同様に、感光体ドラム２１の軸線方向と平行に延びる長手状に構成される。現像ローラ４４が配置された区画が第１撹拌室４５Ａであり、現像ローラ４４から離隔した区画が第２撹拌室４５Ｂである。第１撹拌室４５Ａと第２撹拌室４５Ｂとは互いの長手方向の両端部で連通する。現像剤（トナー）は第２撹拌室４５Ｂに外部から補給される。
【００４７】
第１搬送部材４２は第１撹拌室４５Ａに配置される。第１搬送部材４２は水平方向に延びる回転軸４２ａの外周面に設けられた搬送羽根４２ｂを有する。第１搬送部材４２は回転軸４２ａの軸線回りに回転可能にして収容容器４１に支持される。第１搬送部材４２は回転軸線方向に沿って現像剤を撹拌しながら搬送する。第１搬送部材４２の回転により、第２撹拌室４５Ｂから第１撹拌室４５Ａに導かれた現像剤が現像ローラ４４に供給される。
【００４８】
第２搬送部材４３は第２撹拌室４５Ｂに配置される。第２搬送部材４３は水平方向に延びる回転軸４３ａの外周面に設けられた搬送羽根４３ｂを有する。第２搬送部材４３は回転軸４３ａの軸線回りに回転可能にして収容容器４１に支持される。第２搬送部材４３は回転軸線方向に沿って現像剤を撹拌しながら搬送する。第２搬送部材４３の回転により、外部から第２撹拌室４５Ｂに補給された現像剤が第１撹拌室４５Ａに導かれる。
【００４９】
現像ローラ４４は第１撹拌室４５Ａの、感光体ドラム２１との対向領域に配置される。収容容器４１は感光体ドラム２１との対向領域に開口部４６を備える。現像ローラ４４はこの開口部４６に臨み、周面の一部が開口部４６から外部に露出して感光体ドラム２１と対向する。現像ローラ４４は水平方向に延びる軸線回りに回転可能にして収容容器４１に支持される。
【００５０】
現像ローラ４４、第１搬送部材４２及び第２搬送部材４３は不図示のモーターによって回転駆動される。
【００５１】
続いて、現像装置４０の第１搬送部材４２及び第２搬送部材４３の詳細な構成について、図３〜図９を用いて説明する。なお、第１搬送部材４２と、第２搬送部材４３とは構成が同じであるので、ここでは第１搬送部材４２を代表として説明する。
【００５２】
図３、図４及び図５は第１搬送部材４２の斜視図、部分正面図及び径方向断面図である。図６は第１搬送部材４２の撹拌ブレードの構成を示す斜視図である。図７は第１搬送部材４２の撹拌ブレードによる現像剤の搬送速度を示す説明図である。図８は第１搬送部材４２の撹拌ブレードの大きさに対する回転方向への力の大きさの関係を示すグラフである。図９は１搬送部材４２の変形例の径方向断面図である。
【００５３】
第１搬送部材４２は前述のように、図３〜図５に示す回転軸４２ａ及び搬送羽根４２ｂを備える。回転軸４２ａは、その両端が収容容器４１に回転可能に支持される。搬送羽根４２ｂは回転軸４２ａの外周面に設けられ、回転軸４２ａの軸線方向に沿って螺旋状に延びる。第１搬送部材４２は図３及び図４において、回転軸４２ａが矢印Ｒの方向に回転すると、搬送羽根４２ｂが矢印Ｔの方向に現像剤（トナー）を搬送する。
【００５４】
さらに、第１搬送部材４２は、図３〜図６に示す撹拌ブレード４２ｃを備える。撹拌ブレード４２ｃは回転軸４２ａの外周面に設けられる。撹拌ブレード４２ｃは回転軸４２ａの軸線方向において隣り合う搬送羽根４２ｂの間の領域に配置される。撹拌ブレード４２ｃは回転軸４２ａの軸線方向に関して搬送羽根４２ｂに対して離隔して設けられる。
【００５５】
ここで、撹拌ブレード４２ｃの詳細な構成の説明の便宜上、図６に示した第１搬送部材４２に対して、方向を表すＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を定義した。Ｚ軸は回転軸４２ａの軸線と一致し、Ｚ軸のプラス方向（＝図３及び図４の矢印Ｔ方向）に向かって現像剤が搬送される。そして、回転軸４２ａの軸線（Ｚ軸）を法線とするＸＹ平面を定義した。ＸＹ平面に関して、回転軸４２ａの軸線中心がＸ＝０、Ｙ＝０である。
【００５６】
撹拌ブレード４２ｃは、図６に示すように回転軸４２ａの軸線（Ｚ軸）を法線とするＸＹ平面に対して傾斜する配置平面Ｓ１に沿って延びる。配置平面Ｓ１、すなわち撹拌ブレード４２ｃはＸＹ平面に対して、Ｘ軸回りに例えば４５°の角度θで傾斜する。この構成によれば、現像剤に対して、搬送の進行方向に向かう力と、第１搬送部材４２の径方向外側に向かう力との両方を与えることができる。したがって、現像剤の循環性と撹拌性とを同時に向上させることが可能になる。これにより、現像装置４０は簡便な構成で、現像剤を十分に撹拌しながら搬送することが可能である。
【００５７】
なお、配置平面Ｓ１に正対すると、撹拌ブレード４２ｃはその外縁部がＸ軸の位置を周方向の中央とした略半円形状に構成される。そして、撹拌ブレード４２ｃは複数が、搬送羽根４２ｂが回転軸４２ａの軸線方向に沿って半周進む毎に並べて設けられる。複数の撹拌ブレード４２ｃ各々の、搬送羽根４２ｂに対する位置関係はすべて同じである。また、撹拌ブレード４２ｃは平板状に形成され、例えば搬送羽根４２ｂと同じ厚さである。
【００５８】
また、撹拌ブレード４２ｃは、回転軸４２ａの軸線方向に関して現像剤の搬送方向の上流側から下流側に向かうに従って延び、且つ回転軸４２ａの周方向に関して回転方向の下流側から上流側に向かって延びる。すなわち、Ｚ軸の軸線方向から見てＸＹ平面に正対すると、撹拌ブレード４２ｃはＸＹ平面の第１象限Ｑ１及び第４象限Ｑ４に位置する。
【００５９】
図７は撹拌ブレード４２ｃによる現像剤の搬送速度を示す。図７のＸ軸、Ｙ軸は、図５及び図６のＸ軸、Ｙ軸に対応する。図７によれば、ＸＹ平面の第１象限Ｑ１及び第４象限Ｑ４では現像剤の搬送速度がプラス、すなわち現像剤が搬送の進行方向と同じ方向に進み、ＸＹ平面の第２象限Ｑ２及び第３象限Ｑ３では現像剤の搬送速度がマイナス、すなわち現像剤が搬送の進行方向と逆方向に進むことが分かる。これにより、ＸＹ平面に対してＸ軸回りに傾斜する配置平面Ｓ１に沿って設けられた平板状の撹拌ブレード４２ｃが、ＸＹ平面に正対して見て、ＸＹ平面の第１象限Ｑ１及び第４象限Ｑ４に位置する場合、搬送羽根４２ｂによる現像剤の搬送の進行方向と同じ方向の推進力を得ることができる。したがって、現像剤の循環性を向上させることが可能である。
【００６０】
そして、撹拌ブレード４２ｃは、図５に示すように、回転軸４２ａの周方向の中央、すなわちＸ軸の位置における回転軸４２ａの外周面の接平面Ｓ２に投影した撹拌ブレード４２ｃの像Ｕｂが、接平面Ｓ２に投影した回転軸４２ａの像Ｕａの外側に突出する。この構成によれば、現像剤の搬送の進行方向における速度分布の広がりを一層大きくすることができる。これにより、現像剤の循環性の向上に加えて、現像剤の撹拌性も向上させることが可能である。また、撹拌ブレード４２ｃは搬送羽根４２ｂに対して離隔して設けられるので、現像剤の搬送を阻害せず、且つ現像剤の凝集を回避することができる。
【００６１】
また、接平面Ｓ２に投影した撹拌ブレード４２ｃの像Ｕｂが、接平面Ｓ２に投影した回転軸４２ａの像Ｕａの外側に突出する領域において、撹拌ブレード４２ｃの回転によって、回転軸４２ａに対して近づく方向及び離れる方向の力が現像剤に作用する。これにより、第１搬送部材４２の外周部と収容容器４１の内壁との間における空間の、現像剤の撹拌性を向上させることが可能である。
【００６２】
一方、前述の従来の現像装置のように、仮に接平面Ｓ２に投影した撹拌フィンの像が、接平面Ｓ２に投影した回転軸の像の外側に突出しない場合、撹拌フィンの回転によって生じる力が回転軸に衝突したり、収容容器の内壁まで届かなかったりする虞がある。これにより、現像剤の撹拌が不十分であることが懸念される。
【００６３】
また、撹拌ブレード４２ｃが回転することで生じる回転モーメントによる力Ｆは、下記式（１）で表すことができる。
【００６４】
Ｆ＝Ｍ／（Ｌ×ｓｉｎθ）  ・・・・・・（１）
（式中、Ｆは回転モーメントによる力を表し、Ｍは回転モーメントを表し、Ｌは軸線中心からの距離を表し、θはＸＹ平面に対する配置平面Ｓ１の傾斜角度を表す。）
【００６５】
そして、図８は、横軸が接平面Ｓ２に投影した撹拌ブレード４２ｃの像Ｕｂの長さを示し、縦軸が撹拌ブレード４２ｃが回転することで生じる遠心力と回転モーメントによる力Ｆとの積を示す。なお、ここでは、回転軸４２ａの直径が例えば６ｍｍであることとする。図８によれば、撹拌ブレード４２ｃの投影像Ｕｂの長さが回転軸４２ａの直径６ｍｍを超えて増加するに従って、それに比例して撹拌ブレード４２ｃが回転することで生じる遠心力と回転モーメントによる力Ｆとの積が増加していることが分かる。したがって、撹拌ブレード４２ｃの投影像Ｕｂの長さをできるだけ長くすることで、現像剤の撹拌性をより一層向上させることが可能である。
【００６６】
先に図５〜図７を用いて説明したように、撹拌ブレード４２ｃはＸＹ平面に正対して見て、ＸＹ平面の第１象限Ｑ１及び第４象限Ｑ４に位置する略扇形状であることが好ましい。そして、撹拌ブレード４２ｃは、図５に示すようにＸＹ平面に正対して見て、ＸＹ平面の第２象限Ｑ２及び第３象限Ｑ３との境界まで拡がる扇形状で構成することが好ましい。なお、撹拌ブレード４２ｃは、図９に変形例として示したようにＸＹ平面の第２象限Ｑ２及び第３象限Ｑ３との境界よりも狭い角度範囲の扇形状で構成しても良い。
【００６７】
また、撹拌ブレード４２ｃは、図４に示すように回転軸４２ａの軸線方向において隣り合う搬送羽根４２ｂの間の領域のうち、現像剤の搬送方向の下流側の領域に配置される。第１搬送部材４２のこの領域は、搬送羽根４２ｂによって生じる現像剤の搬送力がその上流側の領域よりも低下する。そこで、第１搬送部材４２のこの領域において撹拌ブレード４２ｃを配置することで、現像剤の搬送力を高めることができる。したがって、第１搬送部材４２の長手方向の全域にわたって現像剤の循環性を向上させることが可能である。
【００６８】
また、図５に示すように、撹拌ブレード４２ｃは、回転軸４２ａの中心軸線から径方向に沿った外縁までの最大長さが、搬送羽根４２ｂの、回転軸４２ａの中心軸線から径方向に沿った外縁までの長さと同じである。この構成によれば、撹拌ブレード４２ｃの、回転軸４２ａの中心軸線から径方向に沿った外縁までの長さが搬送羽根４２ｂと同じである領域において、現像剤の搬送の進行方向と同じ方向の推進力を高めることができる。これにより、現像剤の循環性をより一層向上させることが可能である。
【００６９】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態の現像装置について、図１０及び図１１を用いて説明する。図１０及び図１１は現像装置の搬送部材の斜視図及び部分正面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ名称、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する場合がある。
【００７０】
第２実施形態の現像装置４０は第１搬送部材４２が、図１０及び図１１に示すように撹拌ブレード４２ｃを備える。撹拌ブレード４２ｃは回転軸４２ａの軸線方向において隣り合う搬送羽根４２ｂの間の領域において２枚１組で配置される。２枚の撹拌ブレード４２ｃは形状、大きさが同じである。
【００７１】
２枚１組の撹拌ブレード４２ｃは各々、回転軸４２ａの軸線（Ｚ軸）を法線とするＸＹ平面（図６参照）に対する傾斜角度が同じであり、互いに平行を成す。また、２枚１組の撹拌ブレード４２ｃは、各々の回転軸４２ａの周方向における配置に位相差（角度差）が無く、回転軸４２ａの軸線方向から見て外縁部が重なる。撹拌ブレード４２ｃは複数の組が、搬送羽根４２ｂが回転軸４２ａの軸線方向に沿って半周進む毎に並べて設けられる。
【００７２】
この構成によれば、現像剤の循環性及び撹拌性をより一層向上させることが可能になる。なお、３枚以上の撹拌ブレード４２ｃを１組として構成しても良い。
【００７３】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態の現像装置について、図１２及び図１３を用いて説明する。図１２及び図１３は現像装置の搬送部材の斜視図及び部分正面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ名称、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する場合がある。
【００７４】
第３実施形態の現像装置４０は第１搬送部材４２が、図１０及び図１１に示すように撹拌ブレード４２ｃを備える。撹拌ブレード４２ｃは回転軸４２ａの軸線方向において隣り合う搬送羽根４２ｂの間の領域において３枚１組で配置される。３枚の撹拌ブレード４２ｃは形状、大きさが同じである。
【００７５】
３枚１組の撹拌ブレード４２ｃは各々、回転軸４２ａの軸線（Ｚ軸）を法線とするＸＹ平面（図６参照）に対する傾斜角度が同じである。また、３枚１組の撹拌ブレード４２ｃは、各々の回転軸４２ａの周方向における配置に例えば９０°の位相差（角度差）が設けられる。３枚の撹拌ブレード４２ｃは現像剤の搬送の進行方向に進む毎に、回転軸４２ａの周方向に９０°ずつ角度をずらして、軸線方向に所定の間隔を設けて配置される。
【００７６】
この構成によれば、撹拌ブレード４２ｃが並べられた領域において、軸線方向に沿って連続的に、現像剤の循環性及び撹拌性を向上させることが可能になる。なお、２枚、或いは４枚以上の撹拌ブレード４２ｃを１組として構成しても良い。
【００７７】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態の現像装置について、図１４を用いて説明する。図１４は現像装置の搬送部材の軸線方向断面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ名称、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する場合がある。
【００７８】
第４実施形態の現像装置４０は第１搬送部材４２が、図１４に示すように撹拌ブレード４２ｃを備える。撹拌ブレード４２ｃは回転軸４２ａの軸線方向において隣り合う搬送羽根４２ｂの間の領域において３枚１組で配置される。
【００７９】
３枚１組の撹拌ブレード４２ｃは各々、配置平面Ｓ１の、回転軸４２ａの軸線（Ｚ軸）を法線とするＸＹ平面（図６参照）に対する傾斜角度が異なる。３枚の撹拌ブレード４２ｃは各々、現像剤の搬送方向の下流側のものから順に、ＸＹ平面に対して例えばθ１＝３５°、θ２＝４５°、θ３＝５５°の角度で傾斜する。
【００８０】
この構成によれば、現像剤の搬送方向に沿って進むに従って、３枚の撹拌ブレード４２ｃ各々による現像剤の撹拌性を異ならせることができる。したがって、現像剤の撹拌性をより一層向上させることが可能になる。なお、２枚、或いは４枚以上の撹拌ブレード４２ｃを１組として構成しても良い。
【００８１】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態の現像装置について、図１５を用いて説明する。図１５は現像装置の搬送部材の径方向断面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ名称、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する場合がある。
【００８２】
第５実施形態の現像装置４０は第１搬送部材４２が、図１５に示すように撹拌ブレード４２ｄを備える。配置平面Ｓ１（図６参照）に正対すると、撹拌ブレード４２ｄはその外縁部がＸ軸の位置を周方向の中央とした略半楕円形状に構成される。そして、図１５に示すようにＺ軸の軸線方向から見てＸＹ平面に正対すると、撹拌ブレード４２ｄの外縁部が搬送羽根４２ｂの外縁部と重なる。
【００８３】
すなわち、接平面Ｓ２に投影した撹拌ブレード４２ｄの像Ｕｂの、回転軸４２ａの軸線と交差する方向の最大長さＬｂが、接平面Ｓ２に投影した搬送羽根４２ｂの像Ｕｗの、回転軸４２ａの軸線と交差する方向の長さＬｗと同じである。この構成によれば、第１搬送部材４２の径方向に関して、搬送羽根４２ｂの外縁部から外側にはみ出さない範囲において、最大の大きさで撹拌ブレード４２ｄを構成することができる。したがって、現像剤の搬送性及び撹拌性をより一層高めることが可能になる。
【００８４】
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。
【００８５】
例えば、上記第１〜第５の実施形態は互いに組み合わせることができる。第２及び第３の実施形態を組み合わせて、互いに形状、大きさが同じで平行に並ぶ２枚の撹拌ブレード４２ｃを３組用意し、これら３組の２枚の撹拌ブレード４２ｃ各々を組毎に、回転軸４２ａの周方向における配置に位相差（角度差）を設けても良い。また例えば、第３及び第４の実施形態を組み合わせて、回転軸４２ａの周方向における配置に位相差（角度差）が設けられた３枚の撹拌ブレード４２ｃが各々、配置平面Ｓ１の、回転軸４２ａの軸線（Ｚ軸）を法線とするＸＹ平面（図６参照）に対する傾斜角度が異なることにしても良い。
【００８６】
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。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は現像装置及び画像形成装置において利用可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１    画像形成装置
２０    画像形成部
２１    感光体ドラム（像担持体）
４０    現像装置
４１    収容容器
４２    第１搬送部材（搬送部材）
４２ａ    回転軸
４２ｂ    搬送羽根
４２ｃ、４２ｄ    撹拌ブレード
４３    第２搬送部材（搬送部材）
４４    現像ローラ
【図１】
2018112591.tif 000003
【図２】
2018112591.tif 000004
【図３】
2018112591.tif 000005
【図４】
2018112591.tif 000006
【図５】
2018112591.tif 000007
【図６】
2018112591.tif 000008
【図７】
2018112591.tif 000009
【図８】
2018112591.tif 000010
【図９】
2018112591.tif 000011
【図１０】
2018112591.tif 000012
【図１１】
2018112591.tif 000013
【図１２】
2018112591.tif 000014
【図１３】
2018112591.tif 000015
【図１４】
2018112591.tif 000016
【図１５】
2018112591.tif 000017