(57)【要約】【課題】現像剤の撹拌性に優れた構成で、現像剤の搬送性を高められる構成を提供する。【解決手段】第２撹拌搬送スクリュー１５８は、回転軸１５８ａと、それぞれが回転軸１５８ａの周囲に、回転軸線方向に沿って螺旋状に配置された多条の羽根１５８ｂ、１５８ｃと、を備える。そして、回転軸１５８ａ及び多条の羽根１５８ｂ、１５８ｃが一体的に回転して現像剤を撹拌しつつ回転軸線方向に搬送する。多条の羽根１５８ｂ、１５８ｃは、回転軸１５８ａの外周面に直接設けられた第１の羽根１５８ｂと、回転軸１５８ａの周囲に回転軸１５８ａの外周面と空間を介して配置された第２の羽根１５８ｃとを含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、それぞれが前記回転軸の周囲に、回転軸線方向に沿って螺旋状に配置された多条の羽根と、を備え、前記回転軸及び前記多条の羽根が一体的に回転して現像剤を撹拌しつつ前記回転軸線方向に搬送する撹拌搬送スクリューであって、
前記多条の羽根は、前記回転軸の外周面に直接設けられた第１の羽根と、前記回転軸の周囲に前記回転軸の外周面と空間を介して配置された第２の羽根と、を含む、
ことを特徴とする撹拌搬送スクリュー。
【請求項２】
前記第１の羽根を前記回転軸線方向に投影した面積Ｓ１と、前記第２の羽根を前記回転軸線方向に投影した面積Ｓ２とが異なる、
ことを特徴とする、請求項１に記載の撹拌搬送スクリュー。
【請求項３】
前記面積Ｓ２は、前記面積Ｓ１よりも小さい、
ことを特徴とする、請求項２に記載の撹拌搬送スクリュー。
【請求項４】
前記多条の羽根は、互いに異なるピッチで配置されている、
ことを特徴とする、請求項１ないし３のうちの何れか１項に記載の撹拌搬送スクリュー。
【請求項５】
前記第１の羽根のピッチをＬ１、前記第２の羽根のピッチをＬ２、Ｎを整数とし、Ｌ１＜Ｌ２、Ｌ２／Ｌ１＝Ｎの場合、
前記多条の羽根は、１条の前記第１の羽根と、Ｎ条の前記第２の羽根とで構成されるＮ＋１条である、
ことを特徴とする、請求項４に記載の撹拌搬送スクリュー。
【請求項６】
現像剤を収容し、第１室と、前記第１室と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室内の現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、
前記第２室内で現像剤を撹拌しつつ搬送する、請求項１ないし５のうちの何れか１項に記載の撹拌搬送スクリューと、を備えた、
ことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
前記第２室は、補給用現像剤の補給口を有する、
ことを特徴とする、請求項６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、現像剤を撹拌しつつ搬送する撹拌搬送スクリューと、この撹拌搬送スクリューを備えた現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式などの画像形成装置は、感光ドラムに形成された静電潜像を現像剤により現像する現像装置を備えている。現像装置としては、トナーとキャリアを含む二成分現像剤を用いる構成が従来から知られている。このような現像装置は、現像装置内でトナーとキャリアを撹拌しつつ搬送する撹拌搬送スクリューと、静電潜像をトナーにより現像する現像スリーブとを有する。トナーは、撹拌搬送スクリューで撹拌しつつ搬送されることで帯電し、帯電したトナーを含む現像剤が現像スリーブに供給される。
【０００３】
撹拌搬送スクリューは、十分に帯電したトナーを現像スリーブに供給すべく、現像剤を十分に撹拌しつつ搬送することが求められる。例えば、回転軸の周囲に多条の螺旋状の羽根を設け、回転軸線方向の一部で羽根を不連続とすることで、現像剤の撹拌性を高めた構成が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２５６４２９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に記載の構成の場合、羽根の一部を不連続としているため、現像剤の撹拌性を上げられるが、現像剤の搬送性が低下してしまう。現像剤の搬送性が低下すると、現像スリーブに現像剤を十分に供給しにくくなる。
【０００６】
回転軸の周囲に螺旋状の羽根を直接設けた従来の撹拌搬送スクリューの場合、現像剤の撹拌性を上げようとした場合、現像剤の搬送性が大幅に低下し、逆に、現像剤の搬送性を上げようとした場合、現像剤の撹拌性が大幅に低下してしまう。
【０００７】
本発明は、現像剤の撹拌性に優れた構成で、現像剤の搬送性を高められる構成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】
本発明は、回転軸と、それぞれが前記回転軸の周囲に、回転軸線方向に沿って螺旋状に配置された多条の羽根と、を備え、前記回転軸及び前記多条の羽根が一体的に回転して現像剤を撹拌しつつ前記回転軸線方向に搬送する撹拌搬送スクリューであって、前記多条の羽根は、前記回転軸の外周面に直接設けられた第１の羽根と、前記回転軸の周囲に前記回転軸の外周面と空間を介して配置された第２の羽根と、を含むことを特徴とする撹拌搬送スクリューにある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、現像剤の撹拌性に優れた構成で、現像剤の搬送性を高められる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成断面図。
【図２】第１の実施形態に係る現像装置の概略構成断面図。
【図３】図２の一部を省略して上方から見た概略平面図。
【図４】第１の実施形態に係る撹拌搬送スクリューの部分斜視図。
【図５】（ａ）実施例と比較例に係る撹拌搬送スクリューの搬送速度と撹拌率の関係を示すグラフ、（ｂ）実施例と比較例に係る撹拌搬送スクリューの撹拌性と搬送性の優劣を示す図。
【図６】撹拌搬送スクリューの撹拌特性を説明するための模式図で、（ａ）初期状態を、（ｂ）状態１を、（ｃ）状態２を、（ｄ）状態３を、（ｅ）各状態の標準偏差と撹拌率の関係を、それぞれ示す図。
【図７】第２の実施形態に係る撹拌搬送スクリューの部分側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態について、図１ないし図６を用いて説明する。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。
【００１２】
［画像形成装置］
本実施形態の画像形成装置１は、フルカラーの複合機であり、画像形成装置本体１００と、画像形成装置本体１００の上方に配設される画像読取部２００と、画像読取部２００上に載置される原稿搬送部３００とを備える。本実施形態の画像形成装置本体１００は、それぞれ像担持体としての感光ドラム１２を有する４つの画像形成部１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋを備えた電子写真方式のタンデム型の構成を有する。
【００１３】
画像形成装置本体１００は、画像読取部２００又は画像形成装置本体１００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、布などのシート材が挙げられる。また、画像形成部１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ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、画像形成装置本体１００が備える４つの画像形成部１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ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、代表して画像形成部１１Ｙ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】
画像形成部１１Ｙには、像担持体として円筒型の感光体、即ち、感光ドラム１２が配設されている。感光ドラム１２は、図中矢印方向に回転駆動される。感光ドラム１２の周囲には帯電手段としての帯電ローラ１３と、現像装置１５、転写手段としての一次転写ローラ１６、クリーニング手段としてのクリーニング装置１８が配置されている。感光ドラム１２の図中下方には露光手段としての露光装置（本実施形態ではレーザースキャナ）１４が配置されている。
【００１６】
各画像形成部の図１の上方には、中間転写ベルト１７が配置されている。中間転写体としての中間転写ベルト１７は、無端状のベルトであり、複数のローラに張設されて周回移動（回転）するように構成されている。そして、中間転写ベルト１７は、後述するように中間転写ベルト１７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１７を張架するローラのうちの二次転写内ローラ２１と中間転写ベルト１７を挟んで対向する位置には、二次転写手段としての二次転写外ローラ２２が配置され、中間転写ベルト１７上のトナー像を記録材に転写する二次転写部Ｔ２を構成している。二次転写部Ｔ２の記録材搬送方向下流には定着装置２４が配置される。
【００１７】
画像形成装置本体１００の下部には、記録材Ｓが収容されたカセット１９が配置されている。カセット１９から給送された記録材Ｓは、レジストレーションローラ２０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２０に記録材Ｓの先端が突き当たり、ループを形成することで記録材Ｓの斜行を補正する。その後、中間転写ベルト１７上のトナー像と同期してレジストレーションローラ２０を回転開始させ、記録材Ｓを二次転写部Ｔ２に搬送する。
【００１８】
上述のように構成される画像形成装置本体１００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１２の表面が帯電ローラ１３によって一様に帯電される。次いで、感光ドラム１２は、露光装置１４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る。これにより、感光ドラム１２上に画像信号に応じた静電潜像が形成される。感光ドラム１２上の静電潜像は、現像装置１５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。
【００１９】
感光ドラム１２上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト１７を挟んで配置される一次転写ローラ１６との間で構成される一次転写部Ｔ１にて、中間転写ベルト１７に一次転写される。この際、一次転写ローラ１６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１２表面に残ったトナー（転写残トナー）は、クリーニング装置１８によって除去される。
【００２０】
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で順次行い、中間転写ベルト１７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１９に収容された記録材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２２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１７上の４色のトナー像を、記録材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１７に残留したトナーは、中間転写ベルトクリーナ２３により除去される。
【００２１】
次いで、記録材Ｓは定着手段としての定着装置２４に搬送される。定着装置２４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２４ａ及び加圧ローラ２４ｂを備え、定着ローラ２４ａと加圧ローラ２４ｂとで定着ニップ部を形成する。この定着装置２４の定着ニップ部にトナー像が転写された記録材Ｓを通過させることで、記録材Ｓが加熱、加圧される。そして、記録材Ｓ上のトナーは溶融、混合されて、フルカラーの画像として記録材Ｓに定着される。その後、記録材Ｓは排出ローラ２５により排出トレイ２７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。
【００２２】
なお、本実施形態の画像形成装置本体１００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。
【００２３】
また、画像形成装置本体１００の中間転写ベルト１７の上方には、各色の現像剤を収容したトナーカートリッジ２６が配置されている。各色のトナーカートリッジ２６は、対応した現像装置１５にそれぞれ補給用現像剤を補給する。
【００２４】
［現像装置］
次に、本実施形態の現像装置１５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、上述したように、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの現像装置の構成は全てにおいて同一である。現像装置１５は、非磁性のトナー粒子（トナー）と磁性を有するキャリア粒子（キャリア）とを主成分として含む二成分現像剤（以下、現像剤）を収容する現像容器１５１を有する。
【００２５】
トナーは、結着樹脂、着色剤、そして必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有している。キャリアは、例えば、表面酸化あるいは未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類等の金属、及びそれらの合金、又は酸化物フェライトなどが好適に使用可能である。また樹脂コートキャリアも適用可能である。これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。
【００２６】
現像容器１５１の内部は、垂直方向に延在する隔壁１５５によって第１室としての現像室１５３ａと第２室としての撹拌室１５３ｂとに区画されており、現像室１５３ａ及び撹拌室１５３ｂには、それぞれ現像剤が収容されている。現像室１５３ａ及び撹拌室１５３ｂには、それぞれ第１撹拌搬送スクリュー１５７及び第２撹拌搬送スクリュー１５８が配置されている。
【００２７】
第１撹拌搬送スクリュー１５７は、回転して現像室１５３ａ内（第１室内）の現像剤を撹拌しつつ回転軸線方向（図３の矢印α方向）に搬送する。一方、第２撹拌搬送スクリュー１５８は、回転して撹拌室１５３ｂ内（第２室内）の現像剤を撹拌しつつ、回転軸線方向で、且つ、第１撹拌搬送スクリュー１５７とは反対方向（図３の矢印β方向）に搬送する。
【００２８】
第１撹拌搬送スクリュー１５７は、回転軸１５７ａの周囲に螺旋状の羽根１５７ｂを有する。現像室１５３ａ内に配置された第１撹拌搬送スクリュー１５７は、現像剤の撹拌混合機能に加えて、現像スリーブ１５２への現像剤供給機能を担ったサプライオーガである。一方、第２撹拌搬送スクリュー１５８は、撹拌室１５３ｂ内の既存の二成分現像剤に、補給されたトナーを撹拌混合することを主眼としたアドミックスオーガである。
【００２９】
即ち、撹拌室１５３ｂの第２撹拌搬送スクリュー１５８の搬送方向上流側には、トナーカートリッジ２６（図１）から補給装置（図示せず）を介して補給用現像剤が補給される補給口１５９が形成されている。そして、第２撹拌搬送スクリュー１５８により、補給口１５９から撹拌室１５３ｂに補給されるトナーと既に撹拌室１５３ｂ内にある現像剤とを撹拌搬送し、トナー濃度を均一化する。なお、第２撹拌搬送スクリュー１５８の詳細については後述する。
【００３０】
また、撹拌室１５３ｂの第２撹拌搬送スクリュー１５８の搬送方向下流側には、トナー濃度センサ１６０が配設されている。トナー濃度センサ１６０は、撹拌室１５３ｂ内のトナー濃度（キャリア及びトナーの合計重量に対するトナーの重量の割合、Ｔ／Ｄ比）を検出する。そして、トナー濃度センサ１６０の検出結果に基づき、現像により現像容器１５１内の現像剤のトナー濃度が予め定められた範囲よりも低下した場合には、補給口１５９を通して撹拌室１５３ｂ内に新たな現像剤が供給される。
【００３１】
隔壁１５５には、図３の左右方向端部（第１、第２撹拌搬送スクリューの搬送方向上流側及び下流側の端部）において、現像室１５３ａと撹拌室１５３ｂとを相互に連通させる連通口１５６ａ、１５６ｂがそれぞれ形成されている。そして、第１、第２撹拌搬送スクリュー１５７、１５８の搬送力により、現像剤が現像室１５３ａと撹拌室１５３ｂとの間で循環するようにしている。即ち、現像室１５３ａと撹拌室１５３ｂとで現像剤の循環経路を形成している。これにより、現像によってトナーが消費されてトナー濃度の低下した現像室１５３ａ内の現像剤が、撹拌室１５３ｂ内に移動し、撹拌室１５３ｂ内で補給されたトナーと共に撹拌搬送され、撹拌された現像剤が現像室１５３ａ内に移動する。
【００３２】
現像容器１５１は、感光ドラム１２（図１）に対向する位置が開口しており、この開口部に一部露出するようにして、現像剤担持体としての現像スリーブ１５２が回転可能に配置されている。現像スリーブ１５２は、例えばアルミニウム合金により円筒状に構成され、現像動作時には図示矢印方向に回転する。また、現像スリーブ１５２の内側には、磁界発生手段としてのマグネットロールが固定配置され、現像スリーブ１５２は、マグネットロールの磁界により表面に現像剤を担持して搬送する。また、現像スリーブ１５２の周囲には、現像剤規制部材としての規制ブレード１５４が、先端を現像スリーブ１５２の表面の一部に近接対向させるように配置している。
【００３３】
規制ブレード１５４は、現像スリーブ１５２の回転軸線方向に延在するように形成された部材であり、現像スリーブ１５２により担持搬送される現像剤の量（層厚）を規制する。規制ブレード１５４により層厚を規制された現像剤は、現像スリーブ１５２に担持されたまま感光ドラム１２と対向する現像領域に搬送される。
【００３４】
このように構成される現像装置１５は、第１、第２撹拌搬送スクリュー１５７、１５８によって現像剤を撹拌搬送することで、トナー及びキャリアをそれぞれ帯電させる。そして、現像室１５３ａ内の現像剤が現像スリーブ１５２に担持され、現像スリーブ１５２の回転により搬送される。次いで、規制ブレード１５４で現像剤の量（層厚）を適正にする。
【００３５】
層厚が規制された現像剤は、現像スリーブ１５２により現像領域に搬送される。ここで、現像スリーブ１５２に直流及び交互電界の重畳された現像バイアスが印加されることで、現像スリーブ１５２上のトナーが感光ドラム１２の静電潜像側に移動され、該静電潜像は、トナー像として顕像化される。現像が終了した現像剤は、現像室１５３内に取り込まれる。また、このような現像動作における現像剤の消費に応じて、撹拌室１５３ｂから現像室１５３ａへ適宜、現像剤が供給され現像装置１５の連続動作を可能としている。
【００３６】
ここで、画像形成装置の生産性を高めることが望まれている。このために、画像形成装置の単位時間当たりの出力枚数を高くすべく、プロセススピード、即ち、トナー像を形成する速度を速くすると、感光ドラム１２の回転速度も速くなり、これに伴い、現像装置１５の駆動速度も速くすることが求められる。このため、現像装置内で現像剤の搬送速度も速くすることが求められる。
【００３７】
このとき、従来のように、回転軸の周囲に螺旋状の羽根を直接設けた撹拌搬送スクリューの場合、現像剤の搬送速度を速くしようとすると、現像剤の撹拌性が低下してしまう。現像剤の撹拌性が低下してしまうと、トナーを十分に帯電しにくくなり、画像に影響を及ぼしてしまう。このため、本実施形態では、第２撹拌搬送スクリュー１５８を以下のような構成とすることで、現像剤の撹拌性を従来構成と同等以上又は従来構成に対して低下を抑えつつ現像剤の搬送速度を速くできるようにしている。
【００３８】
［第２撹拌搬送スクリュー］
次に、本実施形態の第２撹拌搬送スクリュー１５８（アドミックスオーガ）の構成について、図４を用いて説明する。第２撹拌搬送スクリュー１５８は、回転軸１５８ａと、それぞれが回転軸１５８ａの周囲に、回転軸線方向に沿って螺旋状に配置された多条の羽根１５８ｂ、１５８ｃとを備える。そして、第２撹拌搬送スクリュー１５８は、回転軸１５８ａ及び多条の羽根１５８ｂ、１５８ｃが一体的に回転して現像剤を撹拌しつつ回転軸線方向に搬送する。
【００３９】
このような多条の羽根１５８ｂ、１５８ｃは、回転軸１５８ａの外周面に直接設けられた第１の羽根１５８ｂと、回転軸１５８ａの周囲に回転軸１５８ａの外周面と空間を介して配置された第２の羽根１５８ｃとを含む。即ち、第１の羽根１５８ｂは、回転軸１５８ａの外周面との間に空間を介さずに中実状に設けられている。一方、第２の羽根１５８ｃは、回転軸１５８ａの外周面との間に空間を介するように中空状に設けられている。言い換えれば、第２の羽根１５８ｃの径方向内側を中空としている。本実施形態では、２条の羽根１５８ｂ、１５８ｃとしているが、羽根の条数は、２条以外に、例えば、３条、４条など複数であれば良い。
【００４０】
また、本実施形態では、第１の羽根１５８ｂを回転軸線方向に投影した面積Ｓ１と、第２の羽根１５８ｃを回転軸線方向に投影した面積Ｓ２とを異ならせている。具体的には、面積Ｓ２を面積Ｓ１よりも小さく（Ｓ１＞Ｓ２）している。即ち、本実施形態では、第１の羽根１５８ｂと第２の羽根１５８ｃの外径を同じとしているため、中空の第２の羽根１５８ｃの面積Ｓ２が中実の第１の羽根１５８ｂの面積Ｓ１よりも小さくなる。
【００４１】
このように第１の羽根１５８ｂの面積Ｓ１と第２の羽根１５８ｃの面積Ｓ２とを異ならせることで、現像剤の撹拌性の低下を抑えつつ、現像剤の搬送性を向上させられる。例えば、中実の２条の羽根を回転軸の周囲に直接設けた２条の撹拌搬送スクリューの場合、１条の撹拌搬送スクリューよりも搬送性が向上するが、撹拌性が低下してしまう。これに対して本実施形態のように、多条の羽根の面積を互いに異ならせることで、撹拌性の低下を抑えつつ、搬送性を向上させられる。
【００４２】
第１の羽根１５８ｂと第２の羽根１５８ｃは、互いに独立の関係で形成可能であるが、本実施形態では、互いに異なるピッチで配置されている。具体的には、第１の羽根１５８ｂのピッチ（羽根の１回転当たりの進み量）をＬ１、第２の羽根１５８ｃのピッチをＬ２とした場合に、Ｌ１＜Ｌ２としている。なお、Ｌ２／Ｌ１は整数であることが好ましい。このように互いのピッチが異なることで、第２の羽根１５８ｃは、第１の羽根１５８ｂと回転軸線方向の複数箇所で重なるようになる。
【００４３】
本実施形態では、この重なる部分で第２の羽根１５８ｃを第１の羽根１５８ｂと一体に形成することで、第２の羽根１５８ｃを第１の羽根１５８ｂを介して回転軸１５８ａに支持するようにしている。このため、第１の羽根１５８ｂ及び第２の羽根１５８ｃの互いの位置関係が保持されつつ、回転軸１５８ａ及び多条の羽根１５８ｂ、１５８ｃが一体的に回転する。このような第２撹拌搬送スクリュー１５８は、例えば、樹脂などにより、回転軸１５８ａ、第１の羽根１５８ｂ及び第２の羽根１５８ｃが一体に形成されている。
【００４４】
なお、第１の羽根１５８ｂと第２の羽根１５８ｃを等ピッチで配置しても良く、この場合、例えば、第２の羽根１５８ｃの回転軸線方向両端部を回転軸１５８ａに連結部を介して連結する。
【００４５】
回転軸１５８ａの両端部には、図３に示すように、それぞれ第１の羽根１５８ｂ、第２の羽根１５８ｃと反対側に突出する円筒状の軸部１５８ｄが設けられている。それぞれの軸部１５８ｄの中心軸は、第２撹拌搬送スクリュー１５８の回転軸線と一致するようにしている。このような一対の軸部１５８ｄは、現像容器１５１に対して軸受を介して回転自在に支持されている。この結果、第２撹拌搬送スクリュー１５８は、現像容器１５１に対して回転自在に支持され、軸部１５８ｄに接続された不図示のモータの駆動により第１撹拌搬送スクリュー１５７及び現像スリーブ１５２と共に回転駆動される。
【００４６】
また、第２撹拌搬送スクリュー１５８の回転に伴う第１の羽根１５８ｂ、第２の羽根１５８ｃの進み方向は、互いに同一方向となるように形成している。即ち、第２撹拌搬送スクリュー１５８が回転した場合に、第１の羽根１５８ｂが回転軸線方向に沿って現像剤を搬送する方向と、第２の羽根１５８ｃが回転軸線方向に沿って現像剤を搬送する方向とを一致させている。
【００４７】
［搬送速度と撹拌率を調べた実験］
ここで、本実施形態の第２撹拌搬送スクリュー１５８を用いた場合（実施例）と、回転軸上に螺旋状の羽根を設けた撹拌搬送スクリューを用いた場合（比較例１〜７）とで、現像剤の搬送速度と撹拌率を調べた実験結果を図５（ａ）に示す。比較例１は、特許文献１に記載された構成で、回転軸の周囲に多条の螺旋状の羽根を設け、回転軸線方向の一部で羽根を不連続としたものである。また、比較例２〜７は、例えば、回転軸上に中実の羽根を設けた構成で、羽根の条数を変えたり、羽根のピッチ間の回転軸上にリブを設けたり、このリブの形状、大きさを変えたりするなど、それぞれ互いに異なる構成としたものである。実験では、これら実施例及び比較例１〜７を図２、３に示した現像装置の撹拌室に配置し、それぞれの場合における搬送速度と撹拌率を調べた。
【００４８】
実験では、補給口１５９を通して撹拌室１５３ｂ内に補給した新たな現像剤と、現像室１５３ａから撹拌室１５３ｂ内に還流した現像剤とが合流したタイミングを初期状態とした。そして、図５（ａ）の縦軸は、撹拌室１５３ｂに配置した各例の撹拌搬送スクリューを初期状態から規定回数回転させた後の撹拌率を示している。一方、図５（ａ）の横軸は、同じく現像剤の合流後、撹拌室１５３ｂに配置した各例の撹拌搬送スクリューにて搬送される現像剤の搬送速度を示している。図５（ｂ）は、実施例、比較例１〜７の従来例に対する撹拌性及び搬送性の優劣をまとめた表である。
【００４９】
ここで、撹拌率について、図６（ａ）〜（ｄ）の概念図を参照して説明する。図６（ａ）〜（ｄ）では、視覚的に分かり易くするため、撹拌室１５３ｂ内の現像剤の撹拌状態を撹拌搬送スクリューの回転方向にブロック状に分割して表記する。
【００５０】
図６（ａ）〜（ｄ）では、撹拌搬送スクリューの回転軸Ｅの中心（鉛直線）を境に、左側を撹拌室１５３ｂの第１の空間１５３ｂ１、右側を第２の空間１５３ｂ２とする。また、撹拌室１５３ｂには、性質の異なる現像剤Ｃ、Ｄを収容しているとする。この場合に、図６（ａ）は、第１の空間１５３ｂ１には現像剤Ｃを、第２の空間１５３ｂ２には現像剤Ｄを同量収容している初期状態を示している。
【００５１】
次に、第１の空間１５３ｂ１、第２の空間１５３ｂ２に占める現像剤の含有比を測る。例えば、現像剤Ｃに着目した場合、図６（ａ）では、第１の空間１５３ｂ１に占める現像剤Ｃの含有比は１となり、第２の空間１５３ｂ２に占める現像剤Ｃの含有比は０となる。
【００５２】
更に、上述した含有比の標準偏差を算出することでσ＝０．７１を得ることができる。この初期状態では、現像剤Ｃ、Ｄが分離した状態の意味合いから、撹拌率０[％]と定義する。
【００５３】
これに対して、図６（ｄ）は、回転軸Ｅの中心（鉛直線）を境に、第１の空間１５３ｂ１、第２の空間１５３ｂ２のそれぞれに現像剤Ｃ及び現像剤Ｄを同量収容した状態３を示している。状態３で初期状態と同様に、第１の空間１５３ｂ１、第２の空間１５３ｂ２に占める現像剤の含有比を測ると、第１の空間１５３ｂ１に占める現像剤Ｃの含有比、及び、第２の空間１５３ｂ２に占める現像剤Ｃの含有比は共に０．５となる。
【００５４】
これより、状態３の含有比の標準偏差を算出することでσ＝０を得ることができる。この状態３では現像剤が均一に混合した状態の意味合いから、撹拌率１００[％]と定義する。
【００５５】
図６（ｂ）の状態１、図６（ｃ）の状態２は、撹拌率が図６（ａ）の初期状態と図６（ｄ）の状態３との間の状態にある例を示している。具体的には、図６（ｂ）は撹拌率３３．３[％]、図６（ｃ）は撹拌率６６．７[％]と定量化することができる。これらの関係をまとめた表を図６（ｅ）に示す。
【００５６】
図５（ａ）、（ｂ）から明らかなように、撹拌率と搬送速度がトレードオフの関係となっていることが分かる。しかしながら、実施例の場合、従来例と比較して撹拌性能を概ね維持しつつ（僅かに向上させつつ）、搬送性能を約１１［％］向上させることができた。
【００５７】
なお、本実施形態の場合、撹拌室１５３ｂに配置する第２撹拌搬送スクリュー１５８の搬送速度を向上させた分、現像室１５３ａに配置する第１撹拌搬送スクリュー１５７の搬送速度も従来よりも速くしている。本実施形態では、第１撹拌搬送スクリュー１５７は、従来のスクリューと同様に、回転軸１５７ａの周囲に螺旋状の羽根１５７ｂを直接設けた構成としている。このため、搬送速度を上げると撹拌性が低下してしまう。但し、現像剤は、撹拌室１５３ｂ内で第２撹拌搬送スクリュー１５８により十分に撹拌されているため、現像室１５３ａ内で撹拌性能が多少落ちても問題ない。但し、現像室１５３ａ内でも撹拌性能を維持すべく、現像室１５３ａに配置する第１撹拌搬送スクリューについても、第２撹拌搬送スクリュー１５８と同様の構成としても良い。
【００５８】
このように本実施形態の第２撹拌搬送スクリュー１５８の場合、現像剤の撹拌性に優れた構成で、現像剤の搬送性を高められる。このため、画像形成装置の生産性を高めるべく現像装置１５の駆動速度を上げても現像剤の撹拌を十分に行うことができ、出力画像の画質の低下を抑制しつつ、画像形成装置の生産性を高めることができる。
【００５９】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態について、図１ないし図３を参照しつつ、図７を用いて説明する。上述の第１の実施形態では、第２撹拌搬送スクリューを中実の第１の羽根１５８ｂと中空の第２の羽根１５８ｃの２条とで構成した。これに対して本実施形態の第２撹拌搬送スクリュー１５８Ａは、中実の１条の第１の羽根１５８ｂと、中空の２条の第２の羽根１５８ｃ１、１５８ｃ２の合計３条で構成した。その他の構成及び作用は、上述の第１の実施形態と同様であるため、第１の実施形態と同様の構成に同一の符号を付して、図示及び説明を省略又は簡略にし、以下、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００６０】
本実施形態の場合も、第１の羽根１５８ｂは、回転軸１５８ａの外周面に直接設けられている。また、２条の第２の羽根１５８ｃ１、１５８ｃ２は、それぞれ回転軸１５８ａの周囲に回転軸１５８ａの外周面と空間を介して配置されている。
【００６１】
また、本実施形態では、第１の羽根１５８ｂを回転軸線方向に投影した面積Ｓ１と、第２の羽根１５８ｃ１、１５８ｃ２を回転軸線方向に投影した面積Ｓ２とを異ならせている。なお、第２の羽根１５８ｃ１、１５８ｃ２の面積は互いに同じとしているが、異ならせても良い。何れにしても、面積Ｓ２を面積Ｓ１よりも小さく（Ｓ１＞Ｓ２）している。また、第１の羽根１５８ｂと第２の羽根１５８ｃ１、１５８ｃ２の外径は、全て同じとしている。
【００６２】
また、第１の羽根１５８ｂと第２の羽根１５８ｃ１、１５８ｃ２は、互いに独立の関係で形成可能であるが、本実施形態では、互いに異なるピッチで配置されている。具体的には、第１の羽根１５８ｂのピッチ（羽根の１回転当たりの進み量）をＬ１、第２の羽根１５８ｃ１、１５８ｃ２のピッチをＬ２とした場合に、Ｌ１＜Ｌ２としている。なお、第２の羽根１５８ｃ１、１５８ｃ２のピッチは互いに同じとしているが、異ならせても良い。
【００６３】
ここで、Ｎを整数とし、Ｌ２／Ｌ１＝Ｎの場合、多条の羽根は、１条の第１の羽根と、Ｎ条の第２の羽根とで構成されるＮ＋１条とすることが、撹拌性を向上する上で好ましい。本実施形態の第２撹拌搬送スクリュー１５８Ａは、Ｌ２／Ｌ１＝２とし、２＋１＝３条のスクリューとしている。なお、２条の第２の羽根１５８ｃ１、１５８ｃ２は互いの周方向の位相が略１８０度の違いとなるよう配設することが好ましい。即ち、複数条の第２の羽根は、回転方向に関して等間隔に配置することが好ましい。これにより、より撹拌能力を高くすることができる。また、Ｎは、２以外にも、１以上の整数であれば良く、例えば、Ｎ＝３の場合には、第２の羽根を３条とし、１条の第１の羽根と合わせて第２撹拌搬送スクリューを４条のスクリューとする。この場合にも、３条の羽根を回転方向に関して等間隔に配置することが好ましい。
【００６４】
本実施形態でも、このように互いのピッチが異なることで、第２の羽根１５８ｃ１、１５８ｃ２は、第１の羽根１５８ｂと回転軸線方向の複数箇所で重なるようになる。そして、この重なる部分で第２の羽根１５８ｃ１、１５８ｃ２を第１の羽根１５８ｂと一体に形成することで、第２の羽根１５８ｃ１、１５８ｃ２を第１の羽根１５８ｂを介して回転軸１５８ａに支持するようにしている。このため、第１の羽根１５８ｂ及び第２の羽根１５８ｃ１、１５８ｃ２の互いの位置関係が保持されつつ、回転軸１５８ａ及び多条の羽根１５８ｂ、１５８ｃ１、１５８ｃ２が一体的に回転する。このような第２撹拌搬送スクリュー１５８Ａも、例えば、樹脂などにより、回転軸１５８ａ、第１の羽根１５８ｂ及び第２の羽根１５８ｃ１、１５８ｃ２が一体に形成されている。
【００６５】
また、第２撹拌搬送スクリュー１５８Ａの回転に伴う第１の羽根１５８ｂ、第２の羽根１５８ｃ１、１５８ｃ２の進み方向は、互いに同一方向となるように形成している。即ち、第２撹拌搬送スクリュー１５８Ａが回転した場合に、第１の羽根１５８ｂが回転軸線方向に沿って現像剤を搬送する方向と、第２の羽根１５８ｃ１、１５８ｃ２が回転軸線方向に沿って現像剤を搬送する方向とを一致させている。
【００６６】
このような本実施形態の第２撹拌搬送スクリュー１５８Ａの場合も、現像剤の撹拌性に優れた構成で、現像剤の搬送性を高められる。特に、第１の実施形態よりも中空状の第２の羽根１５８ｃ１、１５８ｃ２の条数を大きくしているため、撹拌性をより向上させることができる。
【００６７】
＜他の実施形態＞
上述の各実施形態では、現像装置として、現像室１５３ａで現像スリーブ１５２に現像剤を供給し、現像室１５３ａで現像スリーブ１５２から現像剤を回収する構成について説明した。但し、本発明は、現像室で現像スリーブに現像剤を供給し、現像スリーブからの現像剤の回収を撹拌室で行う、所謂、機能分離型の構成にも適用可能である。
【００６８】
また、上述の各実施形態では、本発明を、複写機、プリンタ、ファクシミリのうちの少なくとも複数の機能を有する複合機に適用したが、複写機、プリンタ、ファクシミリのような他の画像形成装置にも、本発明を適用可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１・・・画像形成装置／１５・・・現像装置／１００・・・画像形成装置本体／１５１・・・現像容器／１５２・・・現像スリーブ（現像剤担持体）／１５３ａ・・・現像室（第１室）／１５３ｂ・・・撹拌室（第２室）／１５７・・・第１撹拌搬送スクリュー／１５８、１５８Ａ・・・第２撹拌搬送スクリュー（撹拌搬送スクリュー）／１５８ｂ・・・第１の羽根／１５８ｃ、１５８ｃ１、１５８ｃ２・・・第２の羽根／１５９・・・補給口
【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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【図７】
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