(57)【要約】【課題】パドルとスクリュを一体化させ、１つの回転駆動手段で回転駆動させ、現像剤の攪拌・搬送の性能を低下させることなく、最小の部品で構成できるコンパクトで低コストの現像装置、作像ユニット、画像形成装置を提供する。【解決手段】現像剤中に供給されたトナーを攪拌・混合する現像剤攪拌部を有する現像装置において、回転駆動される中空部材１５の外周面に、現像有効領域幅に対応した幅の羽根形状のパドル２１が設けられ、かつ現像剤を長手方向における一端側から他端側に搬送するための第１のスパイラル形状部分２２と、前記中空部材１５の内周面に、前記第１のスパイラル形状部分２２と逆方向のスパイラルで、前記他端側から前記一端に現像剤を搬送するための第２のスパイラル形状部分２３と、前記中空部材１５の前記他端側に現像剤および補給トナーを前記中空部材１５内部に受入れる補給口１７ａと、前記一端側に循環・搬送された現像剤を排出する排出口１７ｂを有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤中に供給されたトナーを攪拌・混合する現像剤攪拌部を有する現像装置において、回転駆動される中空部材の外周面に現像有効領域幅に対応した幅の羽根形状のパドルを備え、かつ現像剤を長手方向における一端側から他端側に搬送するための第１のスパイラル形状部分と、前記中空部材の内周面に設けられ、且つ前記第１のスパイラル形状部分と逆方向のスパイラルで、前記他端側から前記一端に現像剤を搬送するための第２のスパイラル形状部分と、前記中空部材の前記他端側に現像剤および補給トナーを前記中空部材内部に受入れる補給口と、前記一端側に循環・搬送された現像剤を排出する排出口を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記第２のスパイラル形状部分のピッチが、前記第１のスパイラル形状部分のピッチよりも広いことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記第２のスパイラル形状部分が多条に設けら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４】
前記第１のスパイラル形状部分の半径が、前記羽根形状のパドルの半径より大きい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５】
前記羽根形状のパドルのうちの少なくとも一枚の径寸法が、前記第１のスパイラル形状部分の半径と同じであることを特徴とする請求項４記載の現像装置。
【請求項６】
前記中空部材が、回転中心を通る面で分割される構成を有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項記載の現像装置。
【請求項７】
前記第２のスパイラル形状部分が別体化される構成となっていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項記載の現像装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項記載の現像装置を搭載したことを特徴とする作像ユニット。
【請求項９】
請求項８記載の作像ユニットを搭載したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等における現像装置、この現像装置を用いた作像ユニット、およびこの作像ユニットを搭載した画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は従来の画像形成装置における作像ユニットを示す概略図である。図１２は図１１の作像ユニットに用いる従来の２成分現像装置を示す概略図である。図１１および図１２において、感光体３の周辺には、現像装置１と、この現像装置１にトナーを補給するためのトナーカートリッジ９が配置されている。
現像装置１は、２成分現像剤を収納する現像容器４と、この現像容器４内に感光体３に近接して配置され、感光体３と順方向に回転する現像ローラ２と、この現像ローラ２上の現像剤を規制する現像ドクタ７とを備えている。
現像装置１は、また、現像ローラ２へ現像剤を供給する円筒で外周にパドル形状部分５ａとスパイラル形状部分５ｂを設けたパドル５と、このパドル５の内側に、外周面のスパイラル形状５ｂに対して、逆方向のスパイラル形状部分６ａを有するスクリュ６を備えている。
現像容器４内のトナー濃度が低くなると図示しない濃度センサよりの補給信号にしたがってトナーカートリッジ９内のトナーが現像容器４に設けられたトナー補給口４ａより現像容器４内に入り、既に現像容器４内にある現像剤と混じる。新たに補給されたトナーは、トナー補給口４ａ側の端部に設けられたパドル５の補給口１２ａよりパドル５内に入る。
パドル５にはトナー補給口４ａ側の端部に歯車１０が設置されており、詳細には図示しない回転駆動手段１３により回転する。パドル５内には、このパドル５の回転軸と同軸上にスクリュ６が内設され、パドル５と同じ端部に歯車１１が設置されており、詳細には図示しない回転駆動手段１４によりパドル５と同じ回転方向で異なる回転数で回転する。
補給口１２ａよりパドル５内に入った新たに補給されたトナーは、回転するスクリュ６のスパイラル形状部分６ａにより既にパドル５内にある現像剤と攪拌され帯電させられるとともに、混合、分散させられ、パドル５内を補給口１２ａと反対側の端部に設置された排出口１２ｂ側に搬送され、排出口１２ｂよりパドル５外へ排出される。
次に、パドル５の外周に設置されたスパイラル形状部分５ｂにより、現像ローラ２の全幅領域へ搬送供給され、パドル５の外周に設置されたパドル形状部分５ａにより現像ローラ２側に汲み上げられ、現像ローラ２表面に帯電された現像剤が吸引され、静電誘導作用により感光体３へ付着される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような現像装置の場合、同軸上でパドル５とスクリュ６を各々に設置した歯車１０と歯車１１に、それぞれに異なる回転数で回転させる回転駆動手段１３と１４が別々に必要となり、構造が複雑化および大型化するとともにコストアップとなる。
そこで本発明の目的は、前述の点に鑑みてなされたもので、パドルとスクリュを一体化させ、１つの回転駆動手段で回転駆動させ、現像剤の攪拌搬送の性能を低下させることなく、最小の部品で構成できるコンパクトで低コストの現像装置、作像ユニット、画像形成装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、現像剤中に供給されたトナーを攪拌・混合する現像剤攪拌部を有する現像装置において、回転駆動される中空部材の外周面に、現像有効領域幅に対応した幅の羽根形状のパドルが設けられ、かつ現像剤を長手方向における一端側から他端側に搬送するための第１のスパイラル形状部分と、前記中空部材の内周面に、前記第１のスパイラル形状部分と逆方向のスパイラルで、前記他端側から前記一端に現像剤を搬送するための第２のスパイラル形状部分と、前記中空部材の前記他端側に現像剤および補給トナーを前記中空部材内部に受入れる補給口と、前記一端側に循環・搬送された現像剤を排出する排出口を有する現像装置を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明では、前記第２のスパイラル形状部分のピッチが、前記第１のスパイラル形状部分のピッチより広い請求項１記載の現像装置を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明では、前記第２のスパイラル形状部分が多条に設けられている請求項１記載の現像装置を主要な特徴とする。
請求項４記載の発明では、前記第１のスパイラル形状部分の半径が、前記羽根形状のパドルの半径より大きい請求項１または２記載の現像装置を主要な特徴とする。
請求項５記載の発明では、前記羽根形状のパドルの数枚が、前記第１のスパイラル形状部分の半径と同じである請求項４記載の現像装置を主要な特徴とする。
請求項６記載の発明では、前記中空部材が、回転中心を通る面で分割される構成を有する請求項１ないし５のいずれか１項記載の現像装置を主要な特徴とする。
請求項７記載の発明では、前記第２のスパイラル形状部分が別体化される構成となっている請求項１ないし５のいずれか１項記載の現像装置を主要な特徴とする。
請求項８記載の発明では、請求項１ないし７のいずれか１項記載の現像装置を搭載した作像ユニットを主要な特徴とする。
請求項９記載の発明では、請求項８記載の作像ユニットを搭載したことを特徴とする画像形成装置を主要な特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は２成分現像装置を搭載した作像ユニットの実施の形態を示す概略図である。図２は２成分現像装置の実施の形態を示す概略図である。
感光体３の周辺には、現像装置１と、この現像装置１にトナーを補給するためのトナーカートリッジ９が配置されている。現像装置１は、２成分現像剤を収納する現像容器４と、この現像容器４内に、感光体３に近接して配置され感光体３と順方向に回転する現像ローラ２とを備えている。
現像装置１は、また、現像ローラ２上の現像剤を規制する現像ドクタ７と、現像ローラ２へ現像剤を供給する円筒で外周にパドル形状部分２２とスパイラル形状部分２１を設け、かつ内周面に外周面のスパイラル形状部分２１に対して、逆方向のスパイラル形状部分２３を有するパドル１５とを設けている。
現像容器４内のトナー濃度が低くなると図示しない濃度センサよりの補給信号にしたがってトナーカートリッジ９内のトナーが現像容器４に設けられたトナー補給口４ａより現像容器４に内に入り、既に現像容器４内にある現像剤と混じる。新たに補給されたトナーは、トナー補給口４ａ側の端部に設けられたパドル１５の補給口１７ａよりパドル１５内に入る。
パドル１５はトナー補給口４ａ側の端部に歯車１６が設置されており、詳細には図示しない回転駆動手段１８により回転している。パドル１５の回転により補給口１７ａよりパドル１５内に入った新たに補給されたトナーは、パドル１５の内周面に設けられたスパイラル形状部分２３により既にパドル１５内にある現像剤と攪拌され帯電させられるとともに、混合、分散させられパドル１５内を補給口１７ａと反対側の端部に設置された排出口１７ｂ側に搬送され排出口１７ｂよりパドル１５外へ排出される。
補給されたトナーは、次に、パドル１５の外周面に設けられたスパイラル形状部分２１により、現像ローラ２の全幅領域へ搬送供給され、パドル１５の外周に設けられたパドル形状部分２２により現像ローラ２側に汲み上げられ、現像ローラ２表面に帯電された現像剤が吸引され、静電誘導作用により感光体３へ付着される。
【０００６】
図３は本発明による現像装置のパドルの第１の実施の形態の構成を示す断面図である。図４は図３のパドルを中央部分で切り欠いて示す概略図である。図３および図４において、パドル１５の両端にはそれぞれ第１の支持軸１９と第２の支持軸２０が配置されており、これらは図４に示すごとく超音波溶着や接着等によってパドル１５と一体化されている。
パドル１５は１本で現像剤の横方向の攪拌・搬送を行うが、パドル１５の外径および内径の違いにより、パドル１５の内周面に設けられたスパイラル形状部分２３の搬送能力が低くなってしまい現像剤の片寄りが発生する場合がある。
内径側と外径側の搬送能力差の違いによる現像剤の片寄りが起こらないようにするために、外周面に設けられたスパイラル形状部分２１のピッチ（送り量）より内周面に設けられた逆方向のスパイラル形状部分２３のピッチ（送り量）を広く設定し、内径側と外径側の搬送能力を同一にして現像剤の片寄りの発生を防止するパドル１５を形成している。
【０００７】
図５は本発明による現像装置のパドルの第２の実施の形態を示す長手方向断面図である。図において、パドル１５の内径側と外径側の搬送能力差を同一にして現像剤の片寄りが起こらないようにするために、内周面に設けられた逆方向のスパイラル形状部分２３を多条に設けている。これによってパドル１５は内径側と外径側の搬送能力を同一にすることができ現像剤の片寄りの発生を防止する。
図６は図５のパドルの側面断面図である。パドル１５の短手方向断面形状を示している図６において、パドル１５の外周面に設けられ現像剤を横搬送するためのスパイラル形状部分２１の半径が、同じくパドル１５の外周面に設けられ現像剤を攪拌し、現像ローラ２側に現像剤を汲み上げる複数枚の羽根形状のパドル形状部分２２の半径よりも大きく設定されている。これによって現像容器４内の現像剤を効率良く横搬送することができる。
図７は図５のパドルの第１の変形例を短手方向断面形状で示す側面断面図である。パドル１５は外周面に設けられ現像剤を攪拌し、現像ローラ２側に現像剤を汲み上げる複数枚の羽根形状のパドル形状部分２２を備えている。
パドル形状部分２２のうちの数枚のパドル形状部分２２ａのみの半径が、パドル１５の外周面に設けられ現像剤を横搬送するためのスパイラル形状部分２１の半径と同じに設定されている。これによって現像容器４内の現像剤を効率良く現像ローラ２側に汲み上げることができる。
図８は図５のパドルの第２の変形例を示す概略図である。図において、パドル１５は回転中心を通る面でパドル１５ａとパドル１５ｂに２分割されている。これらのパドル１５ａとパドル１５ｂは超音波溶着や接着等によって一体化される構成となっている。この構成によればパドル１５の製作を容易にすることができる。
図９は図５のパドルの第３の変形例のパドル内面側の板状スパイラル部分を示す概略図である。図１０は図９の第３の変形例のパドルの構成を示す概略断面図である。パドル１５は内周面に設けられた逆方向のスパイラル形状部分２３が板状に展開された板状スパイラル形状部分２３ａと、円筒で外周にパドル形状部分２２とスパイラル形状部分２１を設けたパドル１５ｃに分割されている。
板状に展開された板状スパイラル形状部分２３ａを円筒状に形成し、円筒で外周にパドル形状部分２２とスパイラル形状部分２１を設けたパドル１５ｃの内径に挿入・固定し一体化にする構成となっている。これによってパドル１５の製作を容易にすることができる。
【０００８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によれば、中空部材の内周面にスパイラル形状部分を設けたので、部品形状が簡単で、回転も１つの駆動装置で可能となり、少ない部品点数で、低コストおよびコンパクト化が可能な現像装置を提供することができる。
請求項２によれば、中空部材の内周面のスパイラル形状部分のピッチを、外周面のスパイラル形状部分のピッチより広くすることにより、内周と外周の現像剤の搬送量を同一にすることができ、画像有効領域幅内の左右偏差を無くすことが可能となる。
請求項３によれば、中空部材の内周面に設けたスパイラル形状部分を多条に設けることにより、内周と外周の現像剤の搬送量を同一にすることができ、かつ内周での現像剤とトナーの攪拌搬送を均一化することができ、画像有効領域幅内の左右偏差を無くすことが可能となる。
請求項４によれば、中空部材の外周面に設けられた第１のスパイラル形状の半径を、同じく前記中空部材の外周面に設けられた羽根形状のパドルの半径より大きく設定することによって、現像容器内の現像剤を効率良く横搬送することができる。
請求項５によれば、中空部材の外周面に設けられた羽根形状のパドルの数枚を、同じく前記中空部材の外周面に設けられたスパイラル形状部分の半径と同じく設定することにより、現像容器内の現像剤を効率良く現像ローラ側に汲み上げることができる。
請求項６によれば、中空部材が回転中心を通る面で、分割構成されているので、中空部材の製作が容易に、かつ低コストにすることができる。
請求項７によれば、中空部材の内周面に形成したスパイラル形状部分が別体化される構成であるので、中空部材の製作が容易に、かつ低コストにすることができる。
請求項８によれば、少ない部品点数で、低コストかつコンパクト化な構成の作像ユニットを提供できる。
請求項９によれば、少ない部品点数で、低コストかつコンパクト化な構成の画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】２成分現像装置を搭載した作像ユニットの実施の形態を示す概略図である。
【図２】２成分現像装置の実施の形態を示す概略図である。
【図３】本発明による現像装置のパドルの第１の実施の形態の構成を示す断面図である。
【図４】図３のパドルを中央部分で切り欠いて示す概略図である。
【図５】本発明による現像装置のパドルの第２の実施の形態を示す長手方向断面図である。
【図６】図５のパドルの側面断面図である。
【図７】図５のパドルの第１の変形例を短手方向断面形状で示す側面断面図である。
【図８】図５のパドルの第２の変形例を示す概略図である。
【図９】図５のパドルの第３の変形例のパドル内面側の板状スパイラル部分を示す概略図である。
【図１０】図９の第３の変形例のパドルの構成を示す概略断面図である。
【図１１】従来の画像形成装置における作像ユニットを示す概略図である。
【図１２】図１１の作像ユニットに用いる従来の２成分現像装置を示す概略図である。
【符号の説明】
１    現像装置
４    現像剤攪拌部（現像容器）
１５    中空部材（パドル）
１５ａ  分割されたパドル
１５ｂ  分割されたパドル
１５ｃ  分割されたパドル
１７ａ  パドルのトナー補給口
１７ｂ  トナー排出口
２１    スパイラル形状部分
２２    パドル形状部分
２３    パドルの内周面のスパイラル形状部分
２３ａ  板状スパイラル形状部分
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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