(57)【要約】【課題】補給剤の補給に起因する画像不良の発生を抑制できる現像装置の提供。【解決手段】補給室７０において、第一搬送部７０ａと第二搬送部７０ｂの補給スクリュー６０のスクリューピッチを異ならせる。これによって、第一搬送部７０ａと第二搬送部７０ｂとで補給剤の搬送量に差が生じる。第一搬送部７０ａの補給剤搬送量が第二搬送部７０ｂよりも多ければ、第二搬送部７０ｂで生じていた補給剤の剤面高さの高低差が第一搬送部７０ａで解消される。従って、多量の補給剤が補給され第二搬送部７０ｂで補給剤の山が形成されたとしても、その山が第一搬送部７０ａでの搬送途中で解消されてから、補給剤は循環経路に供給される。即ち、循環経路に供給される時点では補給剤量が大きく変動しない。従って、例え多量の補給剤が補給された場合でも、循環経路に多量の補給剤が一気に供給されないので、補給剤の補給に起因する画像不良の発生を抑制できる。【選択図】図４
2019028315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤の循環経路と、前記循環経路に連通した補給剤の補給経路とを有する現像容器と、
前記循環経路の現像剤を搬送する搬送スクリューと、
回転軸と前記回転軸の周りに形成された螺旋状の羽根とを有し、前記補給経路の補給剤を前記循環経路に向けて搬送する補給スクリューと、を備え、
前記補給経路は、補給剤搬送方向下流側の第一搬送部が前記第一搬送部より補給剤搬送方向上流側の第二搬送部よりも、前記補給スクリューの一回転当たりの補給剤の搬送量が多くなるように形成されている、
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記補給スクリューは、前記第一搬送部の羽根のピッチが前記第二搬送部の羽根のピッチよりも大きく形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記補給スクリューは、前記回転軸の回転軸線方向から視て前記第一搬送部の羽根の面積が前記第二搬送部の羽根の面積よりも大きく形成されている、
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】
前記補給スクリューは、前記第一搬送部の回転軸の軸径が前記第二搬送部の回転軸の軸径よりも細く形成されている、
ことを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記補給スクリューは、前記回転軸の周りに前記回転軸の径方向に突出した突部を有し、前記第一搬送部の突部が前記第二搬送部の突部よりも前記回転軸の回転軸線方向の単位長さ当たりの数が少ない、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記補給スクリューは、前記第一搬送部と前記第二搬送部とで羽根のピッチ、羽根の面積、回転軸の軸径が同一に形成されている、
ことを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
前記補給スクリューは、前記搬送スクリューに連結され一体的に回転される、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項８】
現像剤を担持して回転する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に現像剤を供給する第一室と、前記第一室とで現像剤の循環経路を形成すると共に前記現像剤担持体から現像剤を回収する第二室と、前記第二室に連通して補給剤の補給経路を形成する補給室とを有する現像容器と、
前記第一室に設けられ、第一方向に現像剤を搬送する第一搬送スクリューと、
前記第二室に設けられ、前記第一方向と反対の第二方向に現像剤を搬送する第二搬送スクリューと、
前記補給室に設けられ、前記第二搬送スクリューに連結されて前記第二搬送スクリューと共に回転し前記第二方向に補給剤を搬送する補給スクリューと、
前記現像容器内で前記第一室と前記第二室とを隔て、前記第二方向下流側に前記第二室から前記第一室に現像剤を受け渡す第一連通口と、前記第二方向上流側に前記第一室から前記第二室に現像剤を受け渡す第二連通口とを有する隔壁と、を備え、
前記補給室は、前記第二連通口よりも前記第二方向上流側に形成され、
前記補給経路は、前記第二方向下流側の第一搬送部が前記第一搬送部より前記第二方向上流側の第二搬送部よりも、前記補給スクリューの一回転当たりの補給剤の搬送量が多くなるように形成されている、
ことを特徴とする現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機などの電子写真技術を用いた画像形成装置に好適な現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機などの画像形成装置は、感光ドラム上に形成した静電潜像を現像剤により現像して可視像化する現像装置を備えている。現像装置では、非磁性トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤（以下、単に現像剤とも呼ぶ）が用いられている。そして、現像装置では、現像スリーブに現像剤を供給する現像室と、現像スリーブより剥離された現像剤を回収する撹拌室とが現像容器内に形成され、それら現像室と撹拌室とを現像剤が循環される（特許文献１）。そうするために、現像装置では現像室と撹拌室とが連通口によって連通され、各室内には現像剤を搬送する現像スクリュー、撹拌スクリューがそれぞれ設けられている。現像剤は撹拌スクリューの現像剤搬送方向下流側の下流連通口を通って撹拌室から現像室へと受け渡され、また撹拌スクリューの現像剤搬送方向上流側の上流連通口を通って現像室から撹拌室へと受け渡されるようにして、現像容器内を循環される。
【０００３】
上記の現像装置の場合、現像剤が安定した状態（所謂、定常状態）に至ると、現像室では、現像剤の剤面が現像スクリューの現像剤搬送方向上流から下流へ向けて徐々に低くなりやすい。他方、撹拌室では、現像剤の剤面が撹拌スクリューの現像剤搬送方向上流から下流へ向けて徐々に高くなりやすい。なお、本明細書において、特に断りなく上流又は下流といった場合、撹拌スクリューの現像剤搬送方向上流又は現像剤搬送方向下流を指す。
【０００４】
ところで、画像形成装置では、画像形成に伴いトナーが消費される。そこで、特許文献１に記載の装置のように、現像装置には補給装置により補給口を通じて現像容器に補給剤が補給されるようになっている。補給された補給剤は、補給スクリューを兼ねる撹拌スクリューによって現像容器内を循環される現像剤と混合される。補給剤と現像剤とを十分に混合させるべく、一般的に補給口は撹拌室の撹拌スクリューの現像剤搬送方向上流側に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１９２５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、撹拌室では現像剤の剤面が上流側で下流側よりも低くなりやすい、つまりは上流連通口の現像剤量が下流連通口の現像剤量に比べて少なくなりやすい。特にトナー消費が急激である場合には、補給剤が補給されるまで、上流連通口の現像剤量が極端に少なくなり得る。そして、このようなときに多量の補給剤が一度に補給されると、補給剤が十分に混合されないままで現像剤が現像スリーブに供給されてしまい、その結果、濃度ムラ等の画像不良が生じていた。また、多量の補給剤が一度に補給された際に、補給剤の一部が上流連通口を介して現像室ひいては現像容器外へ飛散し（トナー飛散と呼ぶ）、かぶり等の画像不良を生じさせ得る。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、補給剤の補給に伴う画像不良の発生を抑制できる現像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る現像装置は、現像剤の循環経路と、前記循環経路に連通した補給剤の補給経路とを有する現像容器と、前記循環経路の現像剤を搬送する搬送スクリューと、回転軸と前記回転軸の周りに形成された螺旋状の羽根とを有し、前記補給経路の補給剤を前記循環経路に向けて搬送する補給スクリューと、を備え、前記補給経路は、補給剤搬送方向下流側の第一搬送部が前記第一搬送部より補給剤搬送方向上流側の第二搬送部よりも、前記補給スクリューの一回転当たりの補給剤の搬送量が多くなるように形成されている、ことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る現像装置は、現像剤を担持して回転する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を供給する第一室と、前記第一室とで現像剤の循環経路を形成すると共に前記現像剤担持体から現像剤を回収する第二室と、前記第二室に連通して補給剤の補給経路を形成する補給室とを有する現像容器と、前記第一室に設けられ、第一方向に現像剤を搬送する第一搬送スクリューと、前記第二室に設けられ、前記第一方向と反対の第二方向に現像剤を搬送する第二搬送スクリューと、前記補給室に設けられ、前記第二搬送スクリューに連結されて前記第二搬送スクリューと共に回転し前記第二方向に補給剤を搬送する補給スクリューと、前記現像容器内で前記第一室と前記第二室とを隔て、前記第二方向下流側に前記第二室から前記第一室に現像剤を受け渡す第一連通口と、前記第二方向上流側に前記第一室から前記第二室に現像剤を受け渡す第二連通口とを有する隔壁と、を備え、前記補給室は、前記第二連通口よりも前記第二方向上流側に形成され、前記補給経路は、前記第二方向下流側の第一搬送部が前記第一搬送部より前記第二方向上流側の第二搬送部よりも、前記補給スクリューの一回転当たりの補給剤の搬送量が多くなるように形成されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、補給経路において補給剤搬送方向の下流側と上流側とで補給スクリューの一回転当たりの補給剤の搬送量を異ならせることで、多量の補給剤が一度に補給されることがないので、補給剤の補給に伴う画像不良の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態の現像装置を適用した画像形成装置の構成を示す概略図。
【図２】本実施形態の現像装置を示す断面図。
【図３】本実施形態の現像装置を示す上面断面図。
【図４】第一実施形態の補給スクリューを示す側面断面図。
【図５】スクリューピッチとスクリューの一回転当たりの補給剤搬送量との関係を表すグラフ。
【図６】補給剤が撹拌室に到達した時点での補給剤量の時間推移を表すグラフ。
【図７】撹拌室に到達した時点での補給剤のピーク値とその半値幅との関係を表すグラフ。
【図８】第二実施形態の補給スクリューを示す側面断面図。
【図９】第三実施形態の補給スクリューを示す側面断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［第一実施形態］
まず、本実施形態の現像装置を適用した画像形成装置の構成について、図１を用いて説明する。図１に示す画像形成装置１００は、中間転写ベルト２５に沿って画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを配列したタンデム型の中間転写方式のフルカラープリンタである。
【００１３】
＜画像形成装置＞
画像形成部ＰＹでは、感光ドラム１０Ｙにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト２５に転写される。画像形成部ＰＭでは、感光ドラム１０Ｍにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト２５に転写される。画像形成部ＰＣ、ＰＫでは、それぞれ感光ドラム１０Ｃ、１０Ｋにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト２５に転写される。中間転写ベルト２５に転写された四色のトナー像は、二次転写部（二次転写ニップ部）Ｔ２へ搬送されて記録材Ｓ（用紙、ＯＨＰシートなどのシート材など）へ一括二次転写される。記録材Ｓは、不図示の給紙カセットから１枚ずつ取り出されて二次転写部Ｔ２へ搬送される。
【００１４】
画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、現像装置１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの区別を表す符号末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略して、画像形成部ＰＹ〜ＰＫの構成及び動作を説明する。
【００１５】
画像形成部Ｐには、像担持体としての感光ドラム１０を囲んで、帯電ローラ２１、露光装置２２、現像装置１、転写ローラ２３、ドラムクリーニング装置２４が配置されている。感光ドラム１０はアルミニウム製シリンダの外周面に感光層が形成されたもので、所定のプロセススピードで図１の矢印Ｒ１方向に回転される。
【００１６】
帯電ローラ２１は帯電電圧が印加されて感光ドラム１０に接触することで、感光ドラム１０を一様な負極性の暗部電位に帯電させる。露光装置２２は、各色の分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームをレーザー発光素子から発生し、これを回転ミラーで走査して帯電させた感光ドラム１０の表面に画像の静電像を書き込む。現像装置１は、トナーを感光ドラム１０に供給して静電像をトナー像に現像する。現像装置１については詳細を後述する（図２及び図３参照）。
【００１７】
転写ローラ２３は、中間転写ベルト２５を挟んで感光ドラム１０に対向配置され、感光ドラム１０と中間転写ベルト２５との間にトナー像の一次転写部（一次転写ニップ部）Ｔ１を形成する。一次転写部Ｔ１では、例えば高圧電源（不図示）により転写ローラ２３に一次転写電圧が印加されることで、トナー像が感光ドラム１０から中間転写ベルト２５へ一次転写される。即ち、転写ローラ２３に対しトナーの帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加されると、感光ドラム１０上のトナー像が中間転写ベルト２５に静電吸引されて転写が行われる。ドラムクリーニング装置２４は、感光ドラム１０にクリーニングブレードを摺擦させて、一次転写後に感光ドラム１０上に僅かに残る一次転写残トナーを除去する。
【００１８】
中間転写ベルト２５は、テンションローラ２６、二次転写内ローラ２７及び駆動ローラ２８等のローラに掛け渡して支持され、駆動ローラ２８に駆動されて図１の矢印Ｒ２方向に回転される。二次転写部Ｔ２は、二次転写外ローラ２９に支持された中間転写ベルト２５に二次転写内ローラ２７を当接して形成される記録材Ｓへのトナー像転写ニップ部である。二次転写部Ｔ２では、二次転写内ローラ２７に所定の二次転写電圧が印加されることで、トナー像が中間転写ベルト２５から二次転写部Ｔ２に挟持搬送される記録材Ｓへ二次転写される。二次転写後に中間転写ベルト２５に付着したまま残る二次転写残トナーは、ベルトクリーニング装置３０が中間転写ベルト２５を摺擦することにより除去される。ベルトクリーニング装置３０は、中間転写ベルト２５にクリーニングブレードを摺擦させて二次転写残トナーを除去する。
【００１９】
二次転写部Ｔ２で四色のトナー像を二次転写された記録材Ｓは、定着装置３１へ搬送される。定着装置３１は、不図示の対向するローラもしくはベルト等による圧力と、一般的にはヒータ等の熱源（不図示）による熱を加えて記録材Ｓ上にトナー像を溶融固着する。定着装置３１によりトナー像が定着された記録材Ｓは、機体外へ排出される。
【００２０】
現像装置１には補給装置３２が接続され、補給装置３２は画像形成に伴い現像装置１のトナーが消費されることに応じて、トナー（詳しくは補給剤）を現像装置１に補給する。詳しくは後述するが、現像装置１には補給装置３２を接続するために、補給口が形成されている。また、補給剤の補給に伴い生じた余剰分の現像剤を外部に排出するために、排出口が形成されている。
【００２１】
＜現像装置＞
本実施形態の現像装置１について、図２及び図３を用いて説明する。現像装置１は、図２に示すように、ハウジングを形成する現像容器２、現像剤担持体としての現像スリーブ３、規制ブレード５、第一搬送スクリューとしての現像スクリュー１３、第二搬送スクリューとしての撹拌スクリュー１４などを備える。
【００２２】
現像容器２には、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤が収容されている。本実施形態では現像方式として二成分現像方式を用い、マイナス帯電極性の非磁性トナーとプラス帯電極性の磁性キャリアを混合して現像剤として用いる。非磁性トナーはポリエステル、スチレンアクリル等の樹脂に着色料、ワックス成分などを内包し、粉砕あるいは重合によって粉体としたものである。磁性キャリアは、フェライト粒子や磁性粉を混錬した樹脂粒子からなるコアの表層に樹脂コートを施したものである。未だ現像に供されたことがない新品（初期状態）の現像剤中のトナー濃度（現像剤の全重量に占めるトナーの重量の割合（ＴＤ比））は、本実施形態では例えば８％である。
【００２３】
現像容器２は、図２に示すように、感光ドラム１０（図１参照）に対向した一部分が開口しており、この開口部に一部が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３が回転可能に配置されている。現像スリーブ３は、アルミニウム合金などの非磁性材料で円筒状に形成され、図２の矢印Ｒ３方向に回転駆動される。現像スリーブ３は、表面に現像剤を担持可能なコート領域Ｍ（担持領域、図３参照）を有する。そして、現像スリーブ３の内側には、複数の磁極により構成されるマグネットローラ４が回転不能に配置されている。
【００２４】
現像スリーブ３は図２の矢印Ｒ３方向に回転し、マグネットローラ４の汲み上げ磁極Ｎ１極の位置で吸着した現像剤を規制ブレード５方向へ担持搬送する。規制磁極Ｓ１極によって穂立ちした現像剤は、現像スリーブ３と規制ブレード５のギャップを通過する際に規制ブレード５によってせん断力を受けてその量が規制され、現像スリーブ３上に所定の層厚の現像剤層が形成される。形成された現像剤層は感光ドラム１０と対向する現像領域に担持搬送され、現像磁極Ｎ２極によって磁気穂を形成した状態で感光ドラム１０の表面に形成されている静電潜像を現像する。現像に供された後の現像剤は、剥ぎ取り磁極Ｎ３極と汲み上げ磁極Ｎ１極の間で同極が隣り合うことで形成される無磁力帯によって現像スリーブ３より剥離される。
【００２５】
現像容器２は、第一室としての現像室１１と第二室としての撹拌室１２とが形成され、現像室１１と撹拌室１２との間に、現像室１１と撹拌室１２とを区画する隔壁１５が設けられている。隔壁１５は、現像容器内に底面部２ｃから突出するようにして現像室１１と撹拌室１２とを隔てている。隔壁１５は現像スリーブ３の回転軸線方向に延在しており、現像室１１及び撹拌室１２は現像スリーブ３の回転軸線方向に沿って形成されている。そして、本実施形態では、撹拌室１２側の底面部１２ａが現像室１１側の底面部１１ａよりも上方となるように、水平方向から視て現像室１１と撹拌室１２とが高低差を有して配置されている。なお、本明細書において、上方、下方とは、それぞれ重力方向上方、重力方向下方を指す。
【００２６】
図３に示すように、隔壁１５は、撹拌スクリュー１４の回転軸線方向（長手方向）両端側にそれぞれ現像室１１と撹拌室１２とを連通させる第一連通口１６と第二連通口１７とを有する。第一連通口１６は下流側（第二方向下流側）で撹拌室１２から現像室１１へ現像剤の受け渡しを可能とし、第二連通口１７は上流側（第二方向上流側）で現像室１１から撹拌室１２へ現像剤の受け渡しを可能とする現像剤の受け渡し部である。第一連通口１６は現像スリーブ３のコート領域Ｍよりも下流側に形成され、第二連通口１７は現像スリーブ３のコート領域Ｍよりも上流側に形成されている。なお、隔壁１５の長手方向に関して、第一連通口１６は例えば幅３０ｍｍに、第二連通口１７は例えば幅３０ｍｍに形成される。
【００２７】
現像室１１には、現像室１１で所定の第一方向に現像剤を搬送する現像スクリュー１３が設けられている。撹拌室１２には、撹拌室１２で現像スクリュー１３と反対の第二方向に現像剤を搬送する撹拌スクリュー１４が設けられている。現像スクリュー１３及び撹拌スクリュー１４は、それぞれ回転軸１３ａ、１４ａの周囲に羽根１３ｂ、１４ｂを螺旋状に形成することで構成される。回転軸１３ａ、１４ａの両端部は、それぞれ現像容器２に回転自在に支持されている。なお、現像スクリュー１３としては、例えば羽根のピッチ（以下、スクリューピッチと呼ぶ）が２０ｍｍ、スクリュー軸（回転軸１３ａ）の軸径が８ｍｍ、スクリュー外径が１６ｍｍに形成されたスクリューが用いられる。他方、撹拌スクリュー１４としては、例えばスクリューピッチが２０ｍｍ、スクリュー軸（回転軸１４ａ）の軸径が６ｍｍに、スクリュー外径が１６ｍｍに形成されたスクリューが用いられる。
【００２８】
上記の現像スリーブ３、現像スクリュー１３、撹拌スクリュー１４はそれぞれ不図示のギア列によって連結駆動される構成になっていて、同じく不図示の駆動モータからのギア列を介してそれぞれ回転する。現像スクリュー１３及び撹拌スクリュー１４が回転することで、現像剤は図３の矢印Ｒ４で示す向きに循環搬送される。このとき、第一連通口１６で現像剤が撹拌室１２から現像室１１に、第二連通口１７で現像剤が現像室１１から撹拌室１２に、それぞれ現像剤が受け渡される。これにより、現像容器内には現像室１１と撹拌室１２とで現像剤の循環経路が形成され、現像剤はこの循環経路を循環することで混合撹拌される。
【００２９】
そして、現像室１１では現像剤が現像スリーブ３に供給され、また現像スリーブ３より剥離された現像剤が回収される。即ち、図２に示すように、現像室１１内の現像剤は、現像スクリュー１３により搬送されつつ、マグネットローラ４の汲み上げ磁極Ｎ１極の位置で現像スリーブ３に吸着される。また、剥ぎ取り磁極Ｎ３で現像スリーブ３より剥離された現像剤は、現像室１１に回収される。そして、現像スクリュー１３により搬送された現像剤は、第二連通口１７を介して撹拌室１２内に移動される。撹拌室１２では現像剤が撹拌スクリュー１４により搬送されて、第一連通口１６を介して現像室１１内に移動される。
【００３０】
本実施形態の場合、現像スクリュー１３と撹拌スクリュー１４は水平方向から視て少なくとも一部が重なるように配置されている。図２に示すように、例えば撹拌スクリュー１４の下端１４ｅが水平方向から視て現像スクリュー１３の下端１３ｅよりも上方になるように、現像スクリュー１３と撹拌スクリュー１４とは配置される。
【００３１】
ところで、二成分現像剤を用いて現像を行う現像装置１では、画像形成に伴い例えばキャリアのトナーに対する帯電性能が低下するなどの現像剤の現像特性が変化し得る。キャリアの帯電性能が低下した場合、濃度変動や飛散かぶり等の画像不良が生じ得る。そこで、キャリアの帯電性能を回復すべく、現像装置１に接続された補給装置３２（図１参照）から例えばトナーとキャリアが重量比で９：１に混合された補給剤を補給して、キャリアをリフレッシュする制御が行われる。
【００３２】
＜現像剤の補給＞
図３に示すように、現像容器２には、撹拌室１２の第二連通口１７よりも上流側の現像剤の循環経路から外れた位置に補給室７０が形成されている。補給室７０は撹拌室１２に連通し、撹拌室１２への補給剤の補給経路を形成している。この補給室７０には補給口４０が形成され、その補給口４０には補給装置３２（図２参照）が接続される。補給装置３２は図示を省略したが、例えば補給剤を収容したトナーボトルとトナーボトルを回転する駆動部とを有し、トナーボトルを回転させることで、トナーボトルに形成されている開口部から補給口４０を介して撹拌室１２に補給剤を補給する。補給室７０には、補給スクリュー６０が設けられている。補給スクリュー６０は、補給室７０の補給剤を撹拌室１２に向けて搬送する。即ち、補給スクリュー６０は撹拌スクリュー１４と同じ第二方向に補給剤を搬送する。補給スクリュー６０については後述する（図４参照）。
【００３３】
＜現像剤の排出＞
上記のように、補給剤は補給装置３２により補給されるが、補給剤の補給に伴い現像容器内に現像剤が多くなり過ぎると、現像剤の撹拌が不十分となって濃度変動や飛散かぶり等の画像不良が生じやすくなる。そこで、補給剤の補給に伴い余剰になった現像剤が現像容器２から排出されるように、現像容器２には余剰の現像剤を現像容器外へ排出する排出口５０が形成されている。
【００３４】
本実施形態の場合、排出口５０は撹拌室１２の第一連通口１６よりも下流側に形成されている。これは、例えば撹拌室１２の途中の壁面に排出口５０を形成すると、現像剤が撹拌スクリュー１４による跳ね上げによって必要以上に排出される虞があるからである。つまり、現像剤量に関わらず現像剤が排出されやすく、場合によっては現像剤が少なくなりすぎる。そうなると、現像室１１において現像スクリュー１３の現像剤搬送方向上流側で十分な量の現像剤が確保されず、現像スリーブ３のコート領域Ｍが一律にコートされ難くなる。こうしたコート不良が生じると、画像ムラや白いスジなどの画像不良が生じ得る。これを避けるため、排出口５０は、撹拌スクリュー１４による現像剤の跳ね上げの影響が小さい、第一連通口１６よりも下流側に形成されるのが好ましい。
【００３５】
現像装置１では、現像スリーブ上の現像剤が撹拌室１２の長手方向（撹拌スクリュー１４の回転軸線方向）に渡って回収される。このため、現像剤は、現像スリーブ３を介さずに現像室１１から撹拌室１２に搬送される第一の経路と、現像スリーブ３から直接、撹拌室１２に搬送される第二の経路との二つの経路を介して循環され、現像剤の分布が現像容器内で不均一となり易い。具体的に、現像室１１及び撹拌室１２において下流側に比べて上流側で現像剤の剤面が低くなりやすい。それ故、第二連通口１７を介して現像室１１から撹拌室１２へ受け渡される現像剤量は、第一連通口１６を介して撹拌室１２から現像室１１へ受け渡される現像剤量よりも少なくなりやすい。
【００３６】
ところで、従来の現像装置では、既に述べたように、多量の補給剤が補給口４０から一度に補給された場合に、補給スクリュー６０によって補給室内を搬送された多量の補給剤が山となってそのまま第二連通口１７に一気に流れ込みやすい。現像剤量の少ない第二連通口１７に多量の補給剤がそのまま流れ込んだ場合、撹拌スクリュー１４によって搬送されても、補給剤が現像剤に十分に混合され難い。そうなると、現像剤中でトナー濃度に差が生じ、そうした現像剤が現像スリーブ３に供給される結果、濃度ムラ等の画像不良が生じ得る。また、補給剤が多量に補給された場合に、補給剤の一部が第二連通口１７で飛散しやすく、飛散した補給剤によってかぶり等の画像不良が生じ得る。
【００３７】
＜補給スクリュー＞
そこで、本実施形態では、補給剤が多量に補給された場合でも、補給剤が補給スクリュー６０によって第二連通口１７に一気に流れ込まないようにするため、補給室７０において補給剤搬送方向に関し上流側と下流側とで補給剤の搬送量に差をつけるようにした。以下、第一実施形態の補給スクリュー６０について図４を用いて説明する。
【００３８】
図４に示すように、本実施形態の場合、補給スクリュー６０は撹拌スクリュー１４に連結されて、撹拌スクリュー１４と共に回転される。補給スクリュー６０と撹拌スクリュー１４とは、第二連通口１７よりも上流側でそれらの連結箇所（継ぎ目）が位置するように連結して設けられている。また、補給スクリュー６０は補給室７０のほぼ全域に亘るように、全長が形成されている。補給スクリュー６０は、回転軸６０ａと回転軸６０ａの周りに形成された螺旋状の羽根６０ｂとを有し、ここでは撹拌スクリュー１４と同じに、スクリュー軸（回転軸６０ａ）の軸径が６ｍｍに、スクリュー外径が１６ｍｍに形成されている。なお、補給スクリュー６０と撹拌スクリュー１４とは、回転軸を共通にして一体的に設けられていてよい。
【００３９】
補給室７０は、第一搬送部７０ａと第二搬送部７０ｂとに大きく分けることができる。第二搬送部７０ｂは、補給剤搬送方向上流側（第二方向上流側）の補給口４０の直下を含む領域である。補給口４０から補給された補給剤は、まず第二搬送部７０ｂに収容される。これに対し、第一搬送部７０ａは、第二搬送部７０ｂに隣接して補給剤搬送方向下流側（第二方向下流側）に第二連通口１７までに亘る領域である。
【００４０】
第一搬送部７０ａにおける補給スクリュー６０のスクリューピッチと、第二搬送部７０ｂにおける補給スクリュー６０のスクリューピッチとは異なる。具体的に、第二搬送部７０ｂのスクリューピッチは撹拌スクリュー１４のスクリューピッチよりも小さい１０ｍｍであり、第一搬送部７０ａのスクリューピッチは第二搬送部７０ｂよりも大きい例えば２０〜３０ｍｍである。また、第一搬送部７０ａのスクリューピッチは一律でなくてよく、例えば一ピッチごとに異なっていてよい。ただし、その場合には補給剤搬送方向に関し下流側が上流側よりも大きくなるように、第一搬送部７０ａにおいて例えば上流側が２０ｍｍに、下流側が３０ｍｍに形成されてよい。本実施形態の場合、補給スクリュー６０は全長が補給室７０と同じ６０ｍｍに形成され、第二搬送部７０ｂのスクリューピッチが１０ｍｍに、第一搬送部７０ａのスクリューピッチが２０ｍｍと３０ｍｍに形成されている。つまり、補給スクリュー６０は、補給剤搬送方向の上流側から下流側に１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍの３段階の異なるピッチで形成されている。なお、補給スクリュー６０はスクリューピッチが補給剤搬送方向の上流側から下流側に進むにつれて連続的に大きくなるように形成されていてもよい。
【００４１】
ここで、スクリューピッチについて図４を参照しながら図５を用いて説明する。図５は、スクリューピッチと、スクリューの一回転当たりの補給剤搬送量との関係を表すグラフである。ここでは一例として、スクリュー外径が２０ｍｍの場合を挙げた。図５から理解できるように、一回転当たりの補給剤搬送量はスクリューピッチによって変わる。一回転当たりの補給剤搬送量は、図５に示すように、スクリューピッチが３０ｍｍのときに最大となる。そこで、本実施形態の場合、補給剤を補給室内で補給剤搬送方向の上流側よりも下流側で素早く搬送させるために、第一搬送部７０ａのスクリューピッチは撹拌室１２に近い下流側で、一回転当たりの補給剤搬送量が最大の３０ｍｍとなるように形成される。これに対し、第一搬送部７０ａに比べて一回転当たりの補給剤搬送量を少なくするために、第二搬送部７０ｂのスクリューピッチは１０ｍｍに形成される。
【００４２】
上記のように、第一搬送部７０ａと第二搬送部７０ｂのスクリューピッチを異ならせることで、第一搬送部７０ａでは補給剤の搬送速度が第二搬送部７０ｂの搬送速度よりも速くなる。この結果、第二搬送部７０ｂでは補給された補給剤が比較的に遅い速度で第一搬送部７０ａに受け渡されるが、第一搬送部７０ａでは受け渡された補給剤が第二搬送部７０ｂに比較して速い速度で撹拌室１２に受け渡される。即ち、第一搬送部７０ａと第二搬送部７０ｂとで補給剤の搬送量に差が生じる。そうすると、第二搬送部７０ｂでは補給剤の剤面高さに高低差が生じているとしても、第一搬送部７０ａでは補給剤がほぐされて剤面高さに高低差がなくなる。つまり、多量の補給剤が補給され補給口４０の直下に補給剤の山が形成された場合に、第二搬送部７０ｂではその山がほぼ維持されたまま搬送されるが、第一搬送部７０ａでは搬送中にその山が解消され、剤面高さに高低差がなくなる。これにより、撹拌室１２に到達した時点での補給剤量は大きく変動し得ないので、補給剤は補給経路から循環経路に安定して供給される。
【００４３】
発明者らは本実施形態の効果を確認するため、補給口４０から所定量の補給剤を補給して、その補給剤が補給スクリュー６０に搬送され撹拌室１２に到達した時点での補給剤量の時間推移を調べる実験を行った。１回の補給剤の補給量を０．４ｇとして３回に分けて同じ実験を行い、その実験結果として３回の平均値を図６に示す。図６の横軸は補給直後からの時刻、縦軸は撹拌室１２に到達した補給剤の補給剤量である。また、撹拌室１２に到達した時点での補給剤のピーク値とその半値幅との関係を図７に示す。これら図６及び図７では、補給スクリュー６０のスクリューピッチを第一搬送部７０ａ、第二搬送部７０ｂともに２０ｍｍで同一に形成した場合の実験結果を「比較例」として表し、本実施形態の実験結果を「実施形態１」として表した。
【００４４】
図６及び図７に示すように、比較例に対して実施形態１は、撹拌室１２に到達した補給剤のピーク値が小さくなるとともに、ピーク時刻が遅れて、またピーク値の半値幅が大きくなることが実験結果から理解できる。これは、本実施形態の場合、補給された補給剤が補給スクリュー６０による搬送に伴い、補給室７０内における補給剤の分布が撹拌室１２に到達するまでに補給剤搬送方向に拡がることを示している。
【００４５】
また、発明者らは、補給スクリュー６０のスクリューピッチの組み合わせを「２０、２０、２０（比較例１）」、「２０、２０、３０（比較例２）」、「１０、２０、３０（本実施形態）」に変えて、記録材に画像形成を行う実験を行った。この実験では、１万枚の記録材に対し連続画像形成を行ったときの、かぶりや濃度ムラの画像不良の発生有無を調べた。その実験結果を表１に示す。表１において、○印は画像不良が発生しなかったことを示し、×印は画像不良が発生したことを示している。△印は、画像不良が○印に比べると発生しているが、×印に比べると発生していないことを示す。
【００４６】
【表１】
2019028315.tif 000003
【００４７】
表１から理解できるように、比較例１の場合には、かぶりと濃度ムラとが発生した。これに対し、第一搬送部７０ａのうち撹拌室１２に近い下流側のスクリューピッチを３０ｍｍとした比較例２の場合には、比較例１に比べると、△印で示したようにかぶりと濃度ムラとが発生し難くなっている。そして、補給スクリュー６０が補給剤搬送方向の上流側から下流側に１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍの３段階の異なるピッチで形成された本実施形態の場合には、○印で示したようにかぶりと濃度ムラ（画像不良）がほとんど発生しなかった。
【００４８】
以上のように、本実施形態では、循環経路を形成する補給室７０において第一搬送部７０ａと第二搬送部７０ｂの補給スクリュー６０のスクリューピッチを異ならせて、第一搬送部７０ａと第二搬送部７０ｂとで補給剤の搬送量に差を生じさせる。第一搬送部７０ａの補給剤搬送量が第二搬送部７０ｂよりも多ければ、第二搬送部７０ｂで生じていた補給剤の剤面高さの高低差が第一搬送部７０ａで解消される。従って、多量の補給剤が補給され第二搬送部７０ｂで補給剤の山が形成されたとしても、その山が第一搬送部７０ａでの搬送途中で解消されてから、言い換えれば補給剤の分布が補給剤搬送方向に拡げられて、補給剤は循環経路に供給される。こうして、循環経路に供給される時点では補給剤量が大きく変動しないことから、例え多量の補給剤が補給された場合でも、循環経路に多量の補給剤が一気に供給されることがない。その場合、補給剤は撹拌スクリュー１４によって現像剤に十分に混合され、その現像剤が現像スクリュー１３によって現像スリーブ３に供給される結果、濃度ムラ等の画像不良が生じ難くなる。また、補給剤の一部が第二連通口１７を介して飛散し難くなる。このように、本実施形態では、補給剤の補給に起因するかぶりや濃度ムラ等の画像不良の発生を抑制することができる。
【００４９】
［第二実施形態］
上述したように、第一実施形態では、第一搬送部７０ａと第二搬送部７０ｂとで補給剤の搬送量に差を生じさせるために、補給スクリュー６０のスクリューピッチを異ならせている。これに対し、第二実施形態では、補給スクリュー６０の回転軸の軸径と羽根径を異ならせている。図８に、第二実施形態の補給スクリューを示す。図８に示す第二実施形態では、図４に示した第一実施形態に比較して、補給スクリュー６０１の形状が異なる。その他の構成及び作用は上述の第一実施形態と同様であるため、同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５０】
図８に示すように、補給スクリュー６０１は、回転軸６０１ａが第二搬送部７０ｂの軸径よりも第一搬送部７０ａの軸径が細く形成されている。第一搬送部７０ａと第二搬送部７０ｂは共に、回転軸６０１ａが補給剤搬送方向に関し上流側から下流側に進むにつれて連続的に細くなるように形成される。この場合、回転軸６０１ａは例えば円錐状に形成される。本実施形態では、回転軸６０１ａは補給剤搬送方向の最下流端の軸径が撹拌スクリュー１４と同一の６ｍｍに、補給剤搬送方向の最上流端の軸径が１０ｍｍに形成されている。こうした場合、回転軸６０１ａの回転軸線方向から視て、補給室７０の内壁面と回転軸６０１ａとの間隔は回転軸６０１ａの回転中心よりも重力方向下方側で、補給剤搬送方向に関し上流側から下流側に進むにつれて広くなる。ただし、回転軸６０１ａの回転軸線方向から視て、補給室７０の内壁面と羽根６０１ｂの外周面との間隔は、回転軸６０１ａの回転中心よりも重力方向下方側で一定間隔である。そうするために、補給スクリュー６０１は回転軸６０１ａの回転軸線方向から視て、第一搬送部７０ａの羽根６０１ｂの面積が第二搬送部７０ｂの羽根６０１ｂの面積よりも大きく形成されている。つまり、羽根６０１ｂは回転軸６０１ａの軸径が太くなるのに比例して羽根径が小さく形成される。なお、スクリューピッチは第一搬送部７０ａと第二搬送部７０ｂともに例えば３０ｍｍの同じピッチに形成されてもよいし、上述した第一実施形態のように、第一搬送部７０ａと第二搬送部７０ｂとで異ならせてもよい。
【００５１】
こうして、本実施形態では、循環経路を形成する補給室７０において第一搬送部７０ａと第二搬送部７０ｂとで、回転軸６０１ａの軸径及び羽根６０１ｂの羽根径を異ならせて、第一搬送部７０ａと第二搬送部７０ｂとで補給剤の搬送量に差を生じさせる。こうすることにより、例え多量の補給剤が補給された場合でも、循環経路に多量の補給剤が一気に供給されることがない。従って、第二実施形態の場合でも、補給剤の補給に起因するかぶりや濃度ムラ等の画像不良の発生を抑制することができる、という上述した第一実施形態の場合と同様の効果が得られる。
【００５２】
［第三実施形態］
上述したように、第一実施形態や第二実施形態では、第一搬送部７０ａと第二搬送部７０ｂとで補給剤の搬送量に差を生じさせるために、補給スクリュー６０のスクリューピッチ、補給スクリュー６０の回転軸の軸径や羽根径を異ならせている。これに対し、第三実施形態では、補給スクリュー６０２のスクリューピッチ、補給スクリュー６０の回転軸の軸径や羽根径を異ならせることなく、第一搬送部７０ａと第二搬送部７０ｂとで補給剤の搬送量に差を生じさせている。第三実施形態について、図９を用いて説明する。図９に示す第三実施形態では、補給スクリュー６０２において回転軸６０ａから径方向に突出し且つ回転軸線方向に延在する突部としてのパドル６０ｃが回転軸６０ａの周りに形成されている。その他の構成及び作用は上述の第一実施形態と同様であるため、同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。ただし、第三実施形態の補給スクリュー６０２は、羽根６０ｂのピッチ、羽根６０ｂの面積、回転軸６０ａの軸径が回転軸線方向の全域に亘って同一に形成されている。
【００５３】
＜パドル＞
本実施形態の場合、第二搬送部７０ｂには、例えば一ピッチ内に四個のパドル６０ｃがそれぞれ回転軸６０ａの周方向に位相を９０°ずつずらされるようにして配置されている。これに対し、第一搬送部７０ａには、例えば補給剤搬送方向の上流側の一ピッチ内に二個のパドル６０ｃが回転軸６０ａの周方向に位相を１８０°ずらされるようにして配置されている。言い換えれば、第一搬送部７０ａには第二搬送部７０ｂよりも、パドル６０ｃが補給剤搬送方向の単位長さ当たりに数少なく形成されている。ここで、本実施形態では第一搬送部７０ａにおいて補給剤搬送方向の下流側にパドル６０ｃを配置していないが、補給剤搬送方向の下流側にもパドル６０ｃを配置してよい。ただし、補給剤搬送方向の下流側では上流側よりも、パドル６０ｃが補給剤搬送方向の単位長さ当たりに数少なく形成される。このように、パドル６０ｃの数を補給剤搬送方向の上流側から下流側に進むにつれて減らすことで、第一搬送部７０ａと第二搬送部７０ｂとで補給剤の搬送量に差を生じさせることができる。具体的には、補給スクリュー６０２の一回転当たりの補給剤搬送量を、第二搬送部７０ｂよりも第一搬送部７０ａで多くしている。
【００５４】
図９に示した第三実施形態の補給スクリュー６０２を用いて、上述した補給口４０から所定量の補給剤を補給して、その補給剤が補給スクリュー６０２に搬送され撹拌室１２に到達した時点での補給剤量の時間推移を調べる実験を行った。図６及び図７には、第三実施形態の場合の実験結果を「実施形態２」として表している。図６及び図７に示すように、本実施形態の場合も同様に、補給された補給剤が補給スクリュー６０２による搬送に伴い、補給室７０内における補給剤の分布が撹拌室１２に到達するまでに補給剤搬送方向に拡がることを示している。また、１万枚の記録材に対し連続画像形成を行ったときの、かぶりや濃度ムラの画像不良の発生有無を調べる実験（上述の表１参照）を行った結果、第三実施形態でも補給剤の補給に起因するかぶりや濃度ムラ等の画像不良の発生を抑制できていた。
【００５５】
このように、第三実施形態でも、第一搬送部７０ａと第二搬送部７０ｂとで補給剤の搬送量に差を生じさせることができる。それ故、例え多量の補給剤が補給されても、循環経路に多量の補給剤が一気に供給されることがないので、補給剤の補給に起因するかぶりや濃度ムラ等の画像不良の発生を抑制することができる、という効果が得られる。
【００５６】
＜他の実施形態＞
なお、上述した各実施形態では、撹拌室１２の現像剤搬送方向上流側に補給室７０を配置したがこれに限られない。補給室７０は、現像室１１の現像剤搬送方向上流側に配置してもよい。
【００５７】
なお、上述した各実施形態では、各色の感光ドラム１０から中間転写ベルト２５に各色のトナー像を一次転写した後に、記録材Ｓに各色の複合トナー像を一括して二次転写する中間転写方式の画像形成装置１００を説明したが、これに限らない。例えば、転写材搬送ベルトに担持され搬送される記録材に感光ドラムから直接転写する直接転写方式の画像形成装置であってもよい。
【００５８】
なお、上述した各実施形態は、現像容器２が現像室１１と撹拌室１２とに水平方向に区画されている横撹拌型の現像装置、あるいは現像容器２が現像室１１と撹拌室１２とに上下方向に区画されている縦撹拌型の現像装置についても適用可能である。
【００５９】
なお、上述した各実施形態は、上述のように現像室１１で現像スリーブ３への現像剤の供給及び現像スリーブ３からの現像剤の回収を行う構成以外に、現像剤の供給と回収の機能を分けた、所謂、機能分離型の現像装置にも適用可能である。即ち、図２を参照すると、隔壁１５の上部に現像スリーブ３に近接するように案内部材が延設され、この案内部材により現像スリーブ３より剥離された現像剤が撹拌室１２に案内される構成であってもよい。この場合、現像剤が現像室１１から現像スリーブ３に供給される一方で、現像スリーブ３から剥離された現像剤が撹拌室１２に回収される。
【符号の説明】
【００６０】
１・・・現像装置、２・・・現像容器、３・・・現像剤担持体（現像スリーブ）、１１・・・第一室（現像室）、１２・・・第二室（撹拌室）、１３・・・搬送スクリュー（第一搬送スクリュー、現像スクリュー）、１４・・・搬送スクリュー（第二搬送スクリュー、撹拌スクリュー）、１５・・・隔壁、１６・・・第一連通口、１７・・・第二連通口、３２・・・補給装置、６０（６０１、６０２）・・・補給スクリュー、６０ａ・・・回転軸、６０ｂ・・・羽根、６０ｃ・・・突部（パドル）、７０・・・補給室、７０ａ・・・第一搬送部、７０ｂ・・・第二搬送部、１００・・・画像形成装置
【図１】
2019028315.tif 000004
【図２】
2019028315.tif 000005
【図３】
2019028315.tif 000006
【図４】
2019028315.tif 000007
【図５】
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【図６】
2019028315.tif 000009
【図７】
2019028315.tif 000010
【図８】
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【図９】
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