(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収納する現像剤収納部と、
前記現像剤収納部内を回転することにより現像剤を撹拌する現像剤撹拌手段と、を有し、
前記現像剤撹拌手段は、前記現像剤撹拌手段の軸方向と交差する方向に設けられた捕集撹拌翼を軸方向に複数備え、
前記現像剤撹拌手段の軸方向に隣り合う２つの捕集撹拌翼を一組とする撹拌翼部が、前記現像剤撹拌手段の周方向かつ長手方向に対してずれて複数設けられ、
前記現像剤撹拌手段の軸方向に沿って設けられた反転撹拌翼を、前記周方向に対してずれて設けられた撹拌翼部の間に備え、
前記撹拌翼部をなす前記隣り合う２つの捕集撹拌翼は、前記現像剤撹拌手段の回転方向に対して徐々に広くなるように傾斜して設けられ、
前記撹拌翼部をなす前記軸方向に隣り合う２つの捕集撹拌翼の傾斜角度が広くなる側の捕集撹拌翼の間は前記反転撹拌翼を持たない空間部であり、
前記現像剤撹拌手段は、断面四角形状の角軸であり、前記反転撹拌翼を前記角軸の周方向に対する対向面に平行に配置することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
現像剤を収納する現像剤収納部と、
前記現像剤収納部内を回転することにより現像剤を撹拌する現像剤撹拌手段と、を有し、
前記現像剤撹拌手段は、前記現像剤撹拌手段の軸方向と交差する方向に設けられた捕集撹拌翼を軸方向に複数備え、
前記現像剤撹拌手段の軸方向に隣り合う２つの捕集撹拌翼を一組とする撹拌翼部が、前記現像剤撹拌手段の周方向かつ長手方向に対してずれて複数設けられ、
前記現像剤撹拌手段の軸方向に沿って設けられた反転撹拌翼を、前記周方向に対してずれて設けられた撹拌翼部の間に備え、
前記撹拌翼部をなす前記隣り合う２つの捕集撹拌翼は、前記現像剤撹拌手段の回転方向に対して徐々に広くなるように傾斜して設けられ、
前記撹拌翼部をなす前記軸方向に隣り合う２つの捕集撹拌翼の傾斜角度が広くなる側の捕集撹拌翼の間は前記反転撹拌翼を持たない空間部であり、
前記撹拌翼部をなす軸方向に隣り合う２つの捕集撹拌翼の傾斜角度が狭くなる側に切欠を設けるとともに、前記切欠を設けた軸方向に隣り合う捕集撹拌翼の間に設けた前記反転撹拌翼に穴を設けることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
前記現像剤撹拌手段の周方向に隣り合う撹拌翼部の、軸方向に隣り合う一方の捕集撹拌翼と他方の捕集撹拌翼は、回転したときの撹拌領域において重なり合うように設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記軸方向に隣り合う一方の捕集撹拌翼と他方の捕集撹拌翼は、回転した時の撹拌領域において少なくとも撹拌翼の肉厚以上で重なり合うように設けら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】
前記撹拌翼部をなす前記軸方向に隣り合う２つの捕集撹拌翼の傾斜角度は、左右対称であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記撹拌翼部をなす前記軸方向に隣り合う２つの捕集撹拌翼の傾斜角度は、左右非対称であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記撹拌翼部をなす前記軸方向に隣り合う２つの捕集撹拌翼は、前記現像剤撹拌手段の回転方向に対して徐々に狭くなる撹拌回収部を交互に有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項８】
前記撹拌翼部は、前記現像剤撹拌手段の周方向に対し１８０°ピッチで分割して設けられ、前記分割された撹拌翼部は、前記現像剤撹拌手段の長手方向に対して１／２ピッチでずらして長手方向に交互に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項９】
前記撹拌翼部は、前記現像剤撹拌手段の周方向に対し９０°ピッチで分割して設けられ、前記分割された撹拌翼部は、前記現像剤撹拌手段の長手方向に対して１／２ピッチでずらして長手方向に交互に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項１０】
前記撹拌翼部をなす軸方向に隣り合う２つの捕集撹拌翼の傾斜角度が狭くなる側に切欠を設けるとともに、前記切欠を設けた軸方向に隣り合う捕集撹拌翼の間に設けた前記反転撹拌翼に穴を設けることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項１１】
画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジであって、像担持体と、前記像担持体に形成された潜像を現像剤を用いて現像するための現像剤担持体と、請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の現像装置と、を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１２】
像担持体と、前記像担持体に形成された潜像を現像剤を用いて現像するための現像剤担持体と、請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の現像装置と、前記像担持体に形成された現像剤像を記録媒体に転写する転写手段と、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、電子写真画像形成方式によって記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置に用いられる現像装置、これを備えるプロセスカートリッジ、及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置に用いられる現像装置は、周面に現像剤を担持した現像ローラを回転することによって、現像ローラに対向して配置された電子写真感光体へ現像剤を供給し、電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するものが広く用いられている。
【０００３】
更に、現像装置には、現像容器内に収納された現像剤を撹拌するための現像剤撹拌部材が用いられている。図１１に示すように、現像剤撹拌部材２３は、全体の回転中心となる軸部２３ｅの各支持部２３ａ２〜２３ｄ２に支持された、回転半径の異なる複数の回転撹拌部２３ａ１〜２３ｄ１を備えたものが知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
前記現像剤撹拌部材２３は、全体の回転中心となる軸部２３ｅから回転撹拌部２３ａ１，２３ｃ１を支持する支持部２３ａ２，２３ｃ２までの距離を、回転撹拌部２３ｂ１，２３ｄ１を支持する支持部２３ｂ２，２３ｄ２までの距離よりも大きく設定している。これによって、軸部２３ｅを中心とする、回転撹拌部２３ａ１，２３ｃ１の回転時の軌跡を、回転撹拌部２３ｂ１，２３ｄ１の回転時の軌跡よりも大きくしている。更に、各回転撹拌部２３ａ１〜２３ｄ１の外周には、回転撹拌部２３ａ１〜２３ｄ１の外径よりも大きな内径を有したコイル状の移動撹拌部２３ａ４〜２３ｄ４が移動可能な状態で取り付けられている。
【０００５】
そして、この現像剤撹拌部材２３を回転させることで、現像容器２４内の現像剤を掻き揚げて撹拌することができ、この現像容器２４内の現像剤と、この現像容器２４に新たに補給された現像剤とを十分に撹拌した状態で現像ローラに供給することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−９９０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、画像形成装置の小型化、低コストが要求されている中にあっては、上記従来の技術では部品点数が多いことが設計制約となり、低コストに対する要求を満たすことが困難である。
【０００８】
そこで本発明の目的は、低コストの現像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、現像剤を収納する現像剤収納部と、前記現像剤収納部内を回転することにより現像剤を撹拌する現像剤撹拌手段と、を有し、前記現像剤撹拌手段は、前記現像剤撹拌手段の軸方向と交差する方向に設けられた捕集撹拌翼を軸方向に複数備え、前記現像剤撹拌手段の軸方向に隣り合う２つの捕集撹拌翼を一組とする撹拌翼部が、前記現像剤撹拌手段の周方向かつ長手方向に対してずれて複数設けられ、前記現像剤撹拌手段の軸方向に沿って設けられた反転撹拌翼を、前記周方向に対してずれて設けられた撹拌翼部の間に備え、前記撹拌翼部をなす前記隣り合う２つの捕集撹拌翼は、前記現像剤撹拌手段の回転方向に対して徐々に広くなるように傾斜して設けられ、前記撹拌翼部をなす前記軸方向に隣り合う２つの捕集撹拌翼の傾斜角度が広くなる側の捕集撹拌翼の間は前記反転撹拌翼を持たない空間部であり、前記現像剤撹拌手段は、断面四角形状の角軸であり、前記反転撹拌翼を前記角軸の周方向に対する対向面に平行に配置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、従来に比べて、低コストの現像装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】現像装置を有するプロセスカートリッジと現像装置に現像剤を補給するための現像剤供給装置を着脱自在な画像形成装置の要部断面図である。
【図２】現像装置及び現像剤供給装置の長手方向の模式断面図である。
【図３】現像撹拌軸の外観斜視図である。
【図４】（ａ）（ｂ）（ｃ）は実施例１に係る現像撹拌軸の形状特性を示す斜視図である。
【図５】（ａ）（ｂ）（ｃ）は実施例１に係る現像撹拌軸により現像剤が撹拌される様子を模式的に示した図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は実施例２に係る現像撹拌軸の形状特性を示す図である。
【図７】（ａ）（ｂ）は実施例３に係る現像撹拌軸の形状特性を示す図である。
【図８】（ａ）（ｂ）は実施例４に係る現像撹拌軸の形状特性を示す図である。
【図９】（ａ）（ｂ）は実施例５に係る現像撹拌軸の形状特性を示す図である。
【図１０】（ａ）（ｂ）は現像撹拌軸の形状から制約される、現像剤の劣化と、撹拌能力、搬送速度の概要を説明した図である。
【図１１】従来の現像装置における現像剤撹拌部材の外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、現像剤担持体に沿って現像剤を撹拌する現像撹拌軸６が設けられている限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【００１３】
従って、現像剤を用いて画像形成を行う画像形成装置であれば、タンデム型／１ドラム型、中間転写型／記録材搬送型／直接転写型、モノクロ／フルカラーの区別無く実施できる。本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。
【００１４】
＜画像形成装置＞
図１は本実施例に係る現像装置を有するプロセスカートリッジ１０と、現像装置に現像剤を供給するための現像剤供給装置３０を用いた電子写真画像形成装置の要部断面図である。プロセスカートリッジ１０は、現像装置１とクリーニング装置２０とが一体となった枠体構成であり、電子写真画像形成装置の本体に対して着脱可能である。図２は図１に示す現像装置１及び現像剤供給装置３０を左方向から見た長手断面図である。
【００１５】
図１、図２を用いて画像形成装置に関して説明をする。９は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光体ドラムと記す）である。この感光体ドラム９は、駆動機構（不図示）により矢印の時計回り方向に所定の速度で回転する。帯電手段としての帯電ローラ２２は、感光体ドラム９に接触させてある。この帯電ローラ２２に所定の帯電バイアスが印加される。これにより感光体ドラム９の外周面が所定の極性・電位に一様に帯電される。帯電された感光体ドラム９に対して像露光手段（不図示）により画像情報に応じた画像露光Ｌがなされる。これにより感光体ドラム９に画像露光パターンに対応した静電潜像が形成される。その静電潜像が現像装置１により現像剤を用いて現像される。
【００１６】
一方、給送機構部（不図示）から記録媒体Ｐ（例えば、普通紙、特殊紙シート等）が、感光体ドラム９と転写手段としての転写ローラ６０とのニップ部である転写部に所定のタイミングで給送される。記録媒体Ｐは転写部において挟持搬送されていく。その間、転写ローラ６０には所定の転写バイアスが印加される。これにより感光体ドラム９に形成された現像剤像が記録媒体Ｐに順次に転写されていく。転写部を通過した記録媒体Ｐは、感光体ドラム９から分離されて、定着装置（不図示）に搬送される。定着装置により現像剤像は記録媒体Ｐ上に定着される。クリーニング装置２０は、記録媒体Ｐを分離した後の感光体ドラム９から、感光体ドラム９に残存した現像剤をクリーニングブレード２５により除去する。
【００１７】
本実施例における現像装置１は、現像剤担持体としての現像ローラ４を感光体ドラム９に当接させている。そして、現像装置１は、現像剤Ｔを感光体ドラム９の周面に接触させた状態で現像を行う接触現像方式を採用している。
【００１８】
この現像装置１は、現像ローラ４、現像剤供給手段としての供給ローラ３、現像剤規制手段としてのブレード５、及び、現像剤撹拌手段としての現像撹拌軸６等を有している。ここで、前記現像ローラ４は、現像剤Ｔをその周面に担持して搬送する。これによって、現像ローラ４は、現像剤Ｔを感光体ドラム９に接触させて前記静電潜像を現像する。前記供給ローラ３は、前記現像ローラ４へ現像剤Ｔを供給する。また、前記ブレード５は、前記現像ローラ４の周面に付着する現像剤Ｔの量を規制する。これによって、前記ブレード５は、現像ローラ４の周面に現像剤Ｔの薄層を形成する。現像撹拌軸６は、現像剤供給装置３０から補給された現像剤Ｔと現像装置１内の現像剤Ｔを撹拌するために回転する。
【００１９】
現像装置１は、現像容器２内に現像剤Ｔを有している。前記現像容器２は、現像室２ａと、現像剤収納部としての撹拌室２ｂと、仕切り壁２ｃとを有する。前記現像室２ａには、前記現像ローラ４、前記供給ローラ３、及び、前記ブレード５が配置されている。また、前記撹拌室２ｂは、前記静電潜像の現像に用いる現像剤Ｔを収納している。そして、前記現像容器２（撹拌室２ｂ）には現像撹拌軸６が配置されている。
【００２０】
また、前記仕切り壁２ｃは、前記撹拌室２ｂから前記現像室２ａへ現像剤Ｔを移動させるために設けたものである。従って、前記撹拌室２ｂに収納されている現像剤Ｔが前記仕切り壁２ｃを通過して前記現像室２ａに搬送される。現像室２ａと撹拌室２ｂは、両端部のみに設けられた下流開口部２ｅ１及び上流開口部２ｅ２によってのみ繋がっている。
【００２１】
現像室２ａ内には長手搬送部材であるスクリュー７が配置されている。スクリュー７は、現像室２ａ内の現像剤Ｔを長手方向に搬送して、下流開口部２ｅ１から落ちてきた現像剤Ｔを現像室２ａ内の長手中央方向に送り出す。またスクリュー７は、現像室２ａ内の現像剤Ｔを上流開口部２ｅ２まで搬送して、再び撹拌室２ｂに送り出す。
【００２２】
また、これらのスクリュー７と現像撹拌軸６は、ギア（不図示）によって現像ローラ４及び供給ローラ３と接続されている。これにより、画像形成時、即ち現像ローラ４が回転している間は、スクリュー７及び現像撹拌軸６は共に回転運動を行う。そして、画像形成終了と共に回転が停止する。
【００２３】
また、前記現像容器２は、感光体ドラム９と対向する側の一部に、現像開口部２ｄを有している。尚、現像ローラ４は、前記現像開口部２ｄから一部露出している。更に、前記現像ローラ４は、矢印Ｒ１方向に回転可能なように前記現像容器２に支持されている。前記現像ローラ４はその周面に弾性体を有しており、所定の当接圧にて感光体ドラム９に当接している。また、前記現像開口部２ｄには、その長手方向に沿って、飛散防止シート８が設けられている。前記飛散防止シート８は現像ローラ４の下方から現像剤Ｔが飛散することを防止する。
【００２４】
現像撹拌軸６は、前記仕切り壁２ｃに対して、前記スクリュー７の上部に設けられている。そして、現像撹拌軸６は矢印Ｒ２方向に回転する。また、現像容器２内には、現像容器２内の現像剤Ｔと、現像容器２の上部に配置されている現像剤供給装置３０から新たに供給される現像剤Ｔを撹拌する撹拌領域Ｒが形成されている。
【００２５】
スクリュー７の下方には、現像剤Ｔの供給及び回収を行う供給ローラ３が現像ローラ４に当接して配置されている。供給ローラ３は弾性発泡体からなる弾性ローラである。更に、供給ローラ３は、現像ローラ４の回転方向とは逆方向に回転している。
【００２６】
現像容器２には、弾性規制部材としての前記ブレード５が、現像ローラ４を加圧して設けられている。ブレード５は、金属製の板ばねであり、所定の当接圧にて現像ローラ４と当接している。更に、このときの現像ローラ４及びブレード５のそれぞれの表面との摩擦によって、現像剤Ｔには現像に供するのに十分な電荷が付与される。
【００２７】
その後、現像ローラ４の周面に付着した現像剤Ｔは、現像ローラ４の回転に伴って、感光体ドラム９と現像ローラ４とが当接する現像領域（現像ニップ）ａへと搬送される。そして、前記現像領域ａにおいて、現像剤Ｔは感光体ドラム９に接触する。即ち、感光体ドラム９と現像ローラ４との間に現像電界を形成するために、前記現像ローラ４には電源（図示せず）が接続されている。その結果、前記現像電界の作用により現像ローラ４周面の現像剤Ｔは感光体ドラム９に転移する。これによって、感光体ドラム９に形成された静電潜像に対応して現像剤像が形成される。即ち、前記静電潜像が可視化される。
【００２８】
また、現像ニップａへと搬送されたが、現像には寄与せず、現像ローラ４周面に担持されたままの現像剤は、供給ローラ３との摺擦によって現像ローラ４の周面から剥ぎ取られる。その後、剥ぎ取られた現像剤Ｔの一部は、新たに供給ローラ３周面に供給された現像剤Ｔと共に再び供給ローラ３によって現像ローラ４へと供給される。残りは前記現像容器２内へ戻される。
【００２９】
＜現像剤供給装置及び現像装置＞
次に、現像剤供給装置３０について説明する。図１、図２に示すように、現像容器２の上方にはプロセスカートリッジ１０とは別体で構成された現像剤供給装置３０が配置されている。現像剤供給装置３０の現像剤収納部３１内には、撹拌部材３２と、スクリュー３３と、現像剤供給開口３４が設けられている。前記撹拌部材３２は、現像剤収納部３１内の現像剤Ｔを解すためのものである。また、前記スクリュー３３は、現像剤収納部３１から撹拌室２ｂに現像剤Ｔを供給するためのものである。また、前記現像剤供給開口３４は、現像剤供給装置３０が画像形成装置本体に装着された際に、現像容器２の上部に設けられた現像剤受け入れ撹拌開口部２ｆと一致する位置に設けられている。
【００３０】
撹拌部材３２とスクリュー３３は、その両端が回転可能に現像剤収納部３１に支持されており、装置本体からの補給指令に応じて回転駆動される。撹拌部材３２は、基体となる回転軸３２ａと、可撓性のシート部材からなる撹拌板３２ｂで構成されている。スクリュー３３の外形部は螺旋状のリブ形状となっている。
【００３１】
そして、現像剤供給制御装置（不図示）は、現像剤残量検知部１１からの情報を元に現像剤供給装置３０から現像装置１への現像剤の供給が必要と判断した際は指令を発する。そして、スクリュー３３を駆動カップリング（不図示）の回転により駆動させる。スクリュー３３の回転により現像剤供給開口３４に向かって現像剤Ｔを搬送し、現像剤供給開口３４より現像剤Ｔを自由落下させる。これにより、プロセスカートリッジ１０の現像剤受け入れ撹拌開口部２ｆを介して現像剤Ｔを供給して、現像容器２内の現像剤量を常に一定量に保つように動作している。
【００３２】
次に、図２の現像装置１及び現像剤供給装置３０の長手断面図を用いて、本実施例の現像容器２内の現像剤Ｔの循環について説明する。
【００３３】
現像剤Ｔの循環を行うための部品として、現像撹拌軸６とスクリュー７が現像容器２内に配置されている。現像剤受け入れ撹拌開口部２ｆから供給された現像剤Ｔは、現像撹拌軸６により撹拌、搬送され下流開口部２ｅ１より現像室２ａに供給される。現像室２ａ内の現像剤Ｔは長手搬送部材としての送りスクリュー７によって長手一方向に搬送される。そして、そのスクリュー７による搬送圧力によって、現像剤Ｔは上流開口部２ｅ２から撹拌室２ｂに送られる。その後、現像剤Ｔは、再びスクリュー７によって現像室２ａ内の長手中央方向に送られつつ現像ローラ４に供給される。このようにして現像容器２における撹拌室２ｂと現像室２ａとを現像剤Ｔが循環する。
【００３４】
〔実施例１〕
以下、図２の現像装置１及び現像剤供給装置３０の長手断面図を用いて、本発明の実施例１について詳細に説明する。現像剤供給装置３０の撹拌開口部２ｆから供給された現像剤は、搬送翼１２と搬送翼１３により現像剤Ｔの搬送方向上流側と下流側に分配される。搬送翼１３により下流側に搬送された現像剤Ｔは、撹拌室２ｂ内で高く盛り上がる。その盛り上がりを現像撹拌軸６が回転することによって水平にならす。この繰り返しによって、現像剤Ｔは徐々に撹拌室２ｂ内に広がっていき下流開口部２ｅ１へと搬送される。そして、現像剤Ｔは、下流開口部２ｅ１から現像室２ａ内に重力落下する。その後、現像剤Ｔは、スクリュー７によって現像室２ａ内の長手中央方向（矢印方向）に送られつつ現像ローラ４に現像剤Ｔを供給する。現像室２ａが満杯状態になると、スクリュー７による搬送圧力によって、現像剤Ｔは上流開口部２ｅ２から撹拌室２ｂに送られる。撹拌室２ｂに送られた現像剤Ｔは、搬送翼１２による上流側への搬送力により、現像剤残量検知部１１に蓄積される。ある一定量が蓄積されると、現像剤残量検知部１１が満杯となり、現像剤供給制御装置（不図示）により、現像剤供給装置３０の撹拌開口部２ｆからの現像剤Ｔの供給を停止する。現像剤残量検知部１１が満杯となっても、搬送翼１２の搬送力は、スクリュー７の搬送力より小さいため、現像剤は搬送翼１２を乗り越えて下流方向に搬送され、現像剤Ｔが渋滞して詰まることは無い。以上の動作が繰り返されることによって撹拌室２ｂと現像室２ａとを現像剤Ｔが循環する。
【００３５】
次に具体的な現像撹拌軸６の構成について図３を用いて説明する。図３は現像装置における現像撹拌軸６の斜視図である現像撹拌軸６は、現像剤残量検知部１１、搬送翼１２、搬送翼１３、支持部６ａ，６ｂ、撹拌翼６ｃ〜６ｇから構成されている一体型の射出成形部品である。前記現像撹拌軸６は、前記現像容器２の長手方向の長さに相当する長さを有し、現像容器２の長手方向全域に亘って、現像剤Ｔを撹拌、搬送することができる。前記現像撹拌軸６は、回転体としての支持部６ａ，６ｂを有する。前記支持部６ａ，６ｂは、前記現像容器２の両端壁に回転可能に支持されている。ここで、現像撹拌軸６（前記支持部６ａ，６ｂ）の回転軸の軸線（図３に示す一点鎖線）は、前記現像容器２の長手方向と平行である。支持部６ａ，６ｂが駆動機構（不図示）により回転駆動され、現像撹拌軸６が前記軸線（支持部６ａ，６ｂ）を中心に図３中の矢印方向に回転する。
【００３６】
次に図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を用いて現像撹拌軸６の撹拌翼部の設計構造について説明する。図４（ａ）〜（ｃ）は現像撹拌軸６における撹拌翼部の設計構造を示す部分斜視図である。現像撹拌軸６は、現像容器２における現像剤収納部としての撹拌室２ｂに回転可能に設けられている。現像撹拌軸６は、図４（ａ）に示すように撹拌室２ｂ内の現像剤を撹拌するための撹拌翼として、現像撹拌軸６の軸方向と交差する方向に設けられた半円状の捕集撹拌翼６ｃ，６ｄを軸方向に複数備えている。そして、現像撹拌軸６の軸方向に隣り合う２つの捕集撹拌翼６ｃ，６ｄが一組の撹拌翼部６ｒとなる。この撹拌翼部６ｒをなす前記軸方向に隣り合う２つの捕集撹拌翼６ｃ，６ｄは、特定の角度６θで撹拌翼支点６ｇを起点にして、現像撹拌軸６の回転方向に対して徐々に角度が広くなるように傾斜して設けられている。更に現像撹拌軸６は、前記撹拌翼として、現像撹拌軸６の軸方向に沿って設けられた反転撹拌翼６ｅを備えている。また、反転撹拌翼６ｅは、半円中心から片側のみに配置したものである。
【００３７】
前記軸方向に隣り合う２つの捕集撹拌翼６ｃ，６ｄを有する撹拌翼部６ｒは、現像撹拌軸６の周方向かつ長手方向に対してずれて複数設けられている。ここでは、図４（ａ）に示す撹拌翼部６ｒは、図４（ｂ）に示すように、現像撹拌軸６の周方向に１８０°ピッチで分割して設けられている。また、図４（ｃ）に示すように、撹拌翼部６ｒは、長手方向（軸方向）に１／２ピッチで移動させて支持部６ａ（６ｂ）を中心に繋げて配置している。尚、捕集撹拌翼６ｃ，６ｄ及び撹拌翼支点６ｇで形成される角度において、本実施例では、捕集撹拌翼６ｃ，６ｄ間の撹拌回収部（根本部）６ｆを成形加工する際の金型強度の制約を考慮して、Ｙ形状にして側面をなだらかなＲ面でつないだ形状を採用している。
【００３８】
次に寸法関係について説明する。捕集撹拌翼６ｃ，６ｄの外径の大きさは、スクリュー等と比較して大きさの制約が無く、本実施例ではＲ１４（半径１４ｍｍ）を採用している。従って、コンパクトな設計もさることながら、大容量の撹拌設計も可能となる。また、本実施例では、現像撹拌軸６の周方向に隣り合う撹拌翼部６ｒ，６ｒの、軸方向に隣り合う一方の捕集撹拌翼６ｃと他方の捕集撹拌翼６ｄは、回転した時の撹拌領域において重なり合わないように傾斜して設けられている（図５（ｂ）参照）。しかし、現像撹拌軸６の周方向に隣り合う撹拌翼部６ｒ，６ｒの、軸方向に隣り合う一方の捕集撹拌翼６ｃと他方の捕集撹拌翼６ｄが、回転した時の撹拌領域において重なり合うように傾斜して設けられていてもよい。例えば、撹拌翼支点６ｇに対する２つの捕集撹拌翼６ｃ，６ｄの傾斜角度６θは、捕集撹拌翼６ｃ，６ｄが１／２回転した時に、捕集撹拌翼の少なくとも肉厚以上で重なり合う（オーバーラップする）ように設ける。具体的には、捕集撹拌翼６ｃ，６ｄの傾斜角度６θは、必要とする撹拌能力に合わせ約３°〜１２°の範囲で任意に設定することができ、例えば両側の撹拌翼の傾斜角度６θを各８°とし、左右対称に設定する。また図４（ｃ）に示すピッチＰは、撹拌能力に合わせ任意に設定することができ、例えば１８ｍｍを設定する。このように構成しても、一定の効果はあり、本発明を実施することは可能である。
【００３９】
以上の構造から成る現像撹拌軸６の特徴として、撹拌軸６を中心に矢印方向に回転させると、捕集撹拌翼６ｃと捕集撹拌翼６ｄにより現像剤を捕集し、反転撹拌翼６ｅにより現像剤を効率的に撹拌することが可能となる。
【００４０】
＜実施例１の機能＞
次に、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を用いて前記現像撹拌軸６に設けられた撹拌翼の機能について説明する。図５（ａ）は、現像撹拌軸６が回転した時の現像剤の動く方向を矢印で簡易的に図示化した部分斜視図である。図５（ｂ）は、回転方向に１８０°ピッチで配置されている撹拌翼を平面上に並べて、連続的な現像剤の動きを解りやすく示した上面図である。図５（ｂ）に示す矢印６ｔ１，６ｔ２，６ｔ３，６ｔ２′、６ｔ３′はそれぞれ、現像撹拌軸が１回転した時の連続的な現像剤の動きを示すものであり、矢印６ｔ１を中心に矢印６ｔ２，６ｔ２′、矢印６ｔ３，６ｔ３′は左右対称な動きとなっている。図５（ｃ）は、現像撹拌軸６の回転中における現像剤の動きを図示した模式断面図である。
【００４１】
一つ目の特徴について説明する。撹拌翼部６ｒをなす半円状の捕集撹拌翼６ｃと捕集撹拌翼６ｄによって構成される挟み込まれた面間の間隔を、互いに回転方向に対し徐々に広くなる方向に配置する効果の一つ目として、現像剤の撹拌残りを無くすことができる。半円状の捕集撹拌翼６ｃ，６ｄを回転させた時の軌跡が、１８０°周期で同じ場所を通らない軌跡で回転することができ、現像剤Ｔが現像容器２の壁面に対し撹拌による掻き取り残り段差を無くすことができる。
【００４２】
一つ目の特徴だけでもほ撹拌は十分できるが、本実施例ではさらに次のような特徴がある。
【００４３】
次に、二つ目の特徴について説明する。一組の撹拌翼部６ｒをなす捕集撹拌翼６ｃと捕集撹拌翼６ｄと反転撹拌翼６ｅの組み合わせにより、現像剤を掻き寄せながら反転撹拌することができる。この効果として、撹拌開口部２ｆから補給された新しい現像剤と、上流開口部２ｅ２から戻った古い現像剤に対し、図５（ａ）、（ｂ）に矢印で示すような複雑な撹拌流を発生させることで現像剤Ｔの撹拌能力を上げることができる。
【００４４】
次に三つ目の特徴について説明する。現像撹拌軸６の長手方向に１／２Ｐ（ピッチ）で配置された２つの捕集撹拌翼６ｃ，６ｄを一組とする撹拌翼部６ｒを、回転方向に１８０°ピッチで交互に配置することで、撹拌した領域を中央から分断し交互に撹拌することができる。その結果、現像剤の撹拌を効率的に行い、撹拌ムラや撹拌残りの無い、均一な撹拌を行うことができる。
【００４５】
次に四つ目の特徴について説明する。一組の撹拌翼部６ｒをなす隣り合う捕集撹拌翼６ｃと捕集撹拌翼６ｄに角度を持たせた結果、捕集撹拌翼６ｃ，６ｄ間の撹拌回収部６ｆは、反転撹拌翼６ｅを持たない空間部となる。この空間部の特徴として、現像撹拌軸６が矢印方向に回転すると、現像剤面Ｔ１から飛び出す時に気圧が低くなる傾向に有り、その影響で反転した現像剤を吸い込む働きを行う（図５（ｂ）に示す矢印６ｔ３、６ｔ３′参照）。その結果、撹拌された現像剤は下流の捕集撹拌翼を余分に飛び越えることなく、左右に均等に分配されることで、撹拌能力を安定させることが可能となる。
【００４６】
前記の特徴を持った撹拌翼を連続的に回転した時の、具体的な現像剤Ｔの動きについて説明する。図５（ｃ）に示すように、現像剤Ｔが存在する領域を捕集撹拌翼６ｃ、捕集撹拌翼６ｄにより現像剤を掻き寄せながら、反転撹拌翼６ｅにより現像剤を回転する。そして、その撹拌翼が現像剤面（空気面）Ｔ１に出る瞬間に、現像剤は図５（ａ）に示す反転方向（矢印ａ方向）、上流方向（矢印ｂ方向）、下流方向（矢印ｃ方向）に撹拌される。連続的な現像剤の代表的な動きは、図５（ｂ）に示す矢印６ｔ１、６ｔ２、６ｔ３となり、現像剤に対し複雑な撹拌流を与えることで新／旧現像剤とが接触する機会が増える。この動作を長手ピッチＰ分繰り返されることで、撹拌すべき範囲内で短時間に効率的な撹拌を行うことが可能となる。
【００４７】
本実施例によれば、現像撹拌軸６を構成する部品を一体化することで、従来技術に比べて部品点数を削減でき、その結果、部品費、組立費及び製造工程の管理含め大幅なコスト削減を行うことができ、低コストの現像装置を提供できる。
【００４８】
更に、半円状の捕集撹拌翼６ｃ，６ｄから成る一組の撹拌翼部６ｒが、回転軸円周方向に１８０°ピッチで交互に配置されたことで、１ピッチＰ毎に現像剤が搬送、撹拌される。これにより、図３に示す撹拌開口部２ｆから供給された新現像剤、図３に示す上流開口部２ｅ２から供給された旧現像剤に対し、現像剤の下流への流れ過ぎ等により発生する撹拌不足を防ぐことができる。その結果、現像容器２内の現像剤Ｔは不均一に撹拌されることがないため、濃度ムラ等の画像不良の発生を防止することができる。
【００４９】
更に本実施例においては、捕集撹拌翼６ｃ，６ｄの傾斜角度６θが左右対称で等しいため、撹拌室２ｂの現像撹拌軸６が長手方向に現像剤を搬送する力を持っていない。そのため、図２に示す現像容器２内の現像剤Ｔは現像室２ａと撹拌室２ｂを矢印方向に流れるように構成されているものの、撹拌室２ｂに現像剤Ｔを故意に長くとどまらせることが可能となる。従って、撹拌室２ｂに補給された現像剤Ｔは時間をかけて現像容器２内の現像剤Ｔと撹拌させることもできる。従って、現像容器２内の現像剤Ｔと、新たに補給された現像剤Ｔとを十分に撹拌した状態で、現像ローラ４に供給することができる。これにより、現像剤Ｔの撹拌不足により発生していた画像不良等を防止することが可能となる。
【００５０】
〔実施例２〕
以下、図面を用いて実施例２について説明する。図６は、実施例２に用いられる現像撹拌軸６の説明図であり、図６（ａ）は現像撹拌軸６の部分斜視図、図６（ｂ）は回転方向に所定のピッチで配置されている撹拌翼を平面上に並べて、連続的な現像剤の動きを示した上面図である。本実施例において、前述した実施例１と異なる部分のみについて説明し、同様の構成についての説明は省略する。
【００５１】
前述した実施例１では、捕集撹拌翼６ｃと捕集撹拌翼６ｄの傾斜角度６θを左右対称としたが、本実施例では捕集撹拌翼６ｃと捕集撹拌翼６ｄの傾斜角度６θを左右非対称としている。本実施例における捕集撹拌翼６ｃと捕集撹拌翼６ｄの傾斜角度６θは、現像撹拌軸６が一回転した時に、軸の周方向に対向配置された捕集撹拌翼６ｃ、捕集撹拌翼６ｄ同士の撹拌領域が重なり合う（オーバーラップする）ように、傾斜角度６θを設定している。すなわち、現像撹拌軸の周方向に隣り合う撹拌翼部６ｒ，６ｒの、軸方向に隣り合う一方の捕集撹拌翼６ｃと他方の捕集撹拌翼６ｄが、回転した時の撹拌領域において重なり合うように傾斜して設けられているほうが好ましい。
【００５２】
捕集撹拌翼６ｃと捕集撹拌翼６ｄの傾斜角度６θを変更することで、現像剤に搬送力を持たせることができる。現像剤は図６（ａ）に示す反転方向（矢印ａ方向）、上流方向（矢印ｂ方向）、下流方向（矢印ｃ方向）に撹拌されるが、上流方向と下流方向へ流れる力を傾斜角度６θを変更して左右非対称にすることで、搬送力の調整が可能となる。但し、実施例１で説明した、半円状の捕集撹拌翼６ｃと捕集撹拌翼６ｄによって構成される挟み込まれた面間の間隔を、互いに回転方向に対し徐々に広くなる方向に配置する関係は崩さない。
【００５３】
現像撹拌軸が回転した時の連続的な現像剤の動きを図６（ｂ）を用いて具体的に説明する。図６（ｂ）に示す矢印６ｔ１，６ｔ２，６ｔ３，６ｔ２′、６ｔ３′はそれぞれ、現像撹拌軸が１回転した時の連続的な現像剤の動きを示すものであり、矢印６ｔ１を中心に矢印６ｔ２，６ｔ２′、矢印６ｔ３，６ｔ３′は左右非対称な動きとなっている。捕集撹拌翼６ｃの角度を実施例１では８°に設定したのに対し、実施例２では１６°に設定し、捕集撹拌翼６ｄの角度を実施例１では−８°に設定したのに対し、実施例２では０°に設定した事例である。その結果、捕集撹拌翼６ｃによる現像剤の流れは矢印６ｔ３となり、下流側へ流れる現像剤の比率が増加することになる。
【００５４】
その結果、捕集撹拌翼６ｃ、捕集撹拌翼６ｄの傾斜角度６θを左右非対称とし適宜設定することで、搬送速度と撹拌能力の微調整を備えた形状設計ができる。具体的な搬送速度と撹拌能力と現像剤劣化の関係を模式的にグラフで表したのが図１０である。撹拌翼の傾斜角度を微調整することで、現像剤劣化に応じて搬送速度と撹拌能力を制御できることが解る。従って、搬送を目的にした一般的なスクリュー等に対し、搬送速度と撹拌能力を両立させた現像撹拌軸６の提供が可能となる。
【００５５】
また、一般的な搬送部材であるスクリュー等の射出成形加工においては、金型の４方分割、ボテ肉による成形サイクルが長い等の加工上の制約があったが、本実施例では部品製作が容易な形状である。そのため、一般的で容易な射出成形加工が低コストで製造することができる。
【００５６】
また、完成品の製品出荷に伴う輸送時に掛かる物流振動により、現像剤をタッピングさせ現像剤が凝集する問題が発生する場合がある。この現象に対し、現像撹拌軸６の回転力で凝集した現像剤を解すための強度が求められていた。本実施例において、現像撹拌軸６の回転強度を上げることが可能となり、前記凝集した現像剤に対する対策を実施することができる。
【００５７】
〔実施例３〕
以下、図面を用いて本発明の実施例３について説明する。図７は、実施例３に用いられる現像撹拌軸６の説明図であり、図７（ａ）は現像撹拌軸６の部分斜視図、図７（ｂ）は現像撹拌軸６の上面図である。本実施例において、実施例１と異なる部分のみについて説明し、同様の構成についての説明は省略する。
【００５８】
本実施例では、前述した実施例１で説明した撹拌翼支点６ｇに代わる形状（撹拌翼支点６ｈ）となる。本実施例における撹拌翼支点６ｈは、切欠６ｉと角穴６ｊを有した形状からなる。その他の形状は、前述した実施例１と同じ形状である。次に、各部の機能について説明する。
【００５９】
撹拌翼支点６ｈは、実施例１で説明した撹拌翼支点に隙間を開けた形状となる。本実施例では、撹拌翼部６ｒをなす軸方向に隣り合う２つの捕集撹拌翼６ｃ，６ｄの傾斜角度が狭くなる側（撹拌翼支点６ｈ側）に切欠６ｉを設けて隙間をあけている。さらに前記切欠６ｉを設けた軸方向に隣り合う２つの捕集撹拌翼６ｃ，６ｄの間に設けた反転攪拌翼に角穴６ｊを設けている。これにより、射出成形部品の金型を製作する上での金型強度に関する制約が無くなり、部品の製作が容易となる。
【００６０】
次に、切欠６ｉの機能について説明する。撹拌翼支点６ｈ側に切欠６ｉによる隙間が開いていることで、撹拌回収部６ｆで説明した気圧変化による現像剤を吸い込む働きが半減する。その気圧変化による現像剤を吸い込む動きの弊害として、現像撹拌軸６を回転させると下流側の撹拌翼を一つ飛び越えて現像剤が搬送される場合が発生する。その対策として前述の如き切欠６ｉを設けることで、その現像剤の横流れを防止することができる。本実施例では、切欠を２ｍｍに設定することで現像剤の横流れを防止している。
【００６１】
次に、角穴６ｊの機能について説明する。現像剤の摩擦係数差による流動性（滑りやすさ）に差が発生する。その流動性の差により現像剤の搬送距離が変化し速くなる場合が発生する。その微調整手段として、撹拌翼支点６ｈ側の反転撹拌翼６ｅに角穴６ｊをあけている。これにより、現像剤の搬送距離の微調整が可能となる。
【００６２】
本実施例によれば、現像撹拌軸６に設けられている撹拌翼の微調整により、搬送速度、撹拌能力を柔軟に設計することができる。その結果、搬送を目的にした一般的なスクリュー等に対し、搬送性と撹拌能力を両立させた現像撹拌軸６の提供が可能となる。
【００６３】
〔実施例４〕
以下、図面を用いて本発明の実施例４について説明する。図８は、実施例４に用いられる現像撹拌軸６の説明図であり、図８（ａ）は現像撹拌軸６の部分斜視図、図８（ｂ）は現像撹拌軸６の断面図である。本実施例において、実施例１と異なる部分のみについて説明し、同様の構成についての説明は省略する。
【００６４】
本実施例は、現像撹拌軸６における支持部６ａ（６ｂ）を断面四角形状の角軸としている。そして、前記角軸に配置する反転撹拌翼６ｅを角軸の周方向に対する対向面に平行に配置している。その結果、反転撹拌保持部６ｋの領域が、図５（ｃ）に示す構成と比較しても解るように、反転させる現像剤の量を増やすことができる。
【００６５】
本実施例によれば、反転して撹拌される現像剤の量が増えることで、現像剤同士の接触する機会が増え反転撹拌翼６ｅによる撹拌能力を向上させることができる。撹拌能力が向上した分を、必要とする撹拌能力に合わせて撹拌翼のピッチＰを広げることが可能となり、撹拌翼の枚数を削減することができる。その結果、部品を加工する際の材料を削減することができ、コストを低減させることができる。
【００６６】
〔実施例５〕
以下、図面を用いて本発明の実施例５について説明する。図９は、実施例５に用いられる現像撹拌軸６の説明図であり、図９（ａ）は現像撹拌軸６の部分斜視図、図９（ｂ）は現像撹拌軸６の上面図である。本実施例において、実施例１と異なる部分のみについて説明し、同様の構成についての説明は省略する。
【００６７】
本実施例は、現像撹拌軸６の支持部６ａの周方向に対し、軸方向に隣り合う２つの捕集撹拌翼６ｃ，６ｄ及び反転撹拌翼６ｅからなる撹拌翼部６ｒを９０°ピッチで分割して配置している。さらに、前記分割された撹拌翼部６ｒは、前述した実施例と同様に、現像撹拌軸６の長手方向に対して１／２ピッチでずらして長手方向に交互に設けられている。
【００６８】
本実施例によれば、反転撹拌翼６ｅの枚数が前述した１８０°ピッチの構成に比べて２倍に増やせる。２倍に増えたことで、撹拌能力も単純には約２倍に上げることができる。その効果として、撹拌能力が上がった分、現像撹拌軸６をコンパクトな形状に設計できる。これにより、現像装置の小型化設計が可能となる。
【００６９】
〔他の実施例〕
前述した実施例では、感光体ドラムと現像装置を含むプロセスカートリッジが画像形成装置本体に対して着脱自在な構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば各構成部材がそれぞれ組み込まれた画像形成装置、或いは各構成部材がそれぞれ着脱可能な画像形成装置においても本発明は有効である。
【００７０】
また前述した実施例では、現像装置が用いられる画像形成装置としては、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置であっても良いし、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に用いられる現像装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００７１】
Ｔ    …現像剤
１    …現像装置
２    …現像容器
２ａ  …現像室
２ｂ  …撹拌室
６    …現像撹拌軸
６ａ，６ｂ …支持部
６ｃ，６ｄ …捕集撹拌翼
６ｅ  …反転撹拌翼
６ｆ  …撹拌回収部
６ｇ  …撹拌翼支点
６ｈ  …撹拌翼支点
６ｉ  …切欠
６ｊ  …角穴
６ｋ  …反転撹拌保持部
６ｒ  …撹拌翼部
１２，１３ …搬送翼
【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】
0006429576.tif 000008
【図８】
0006429576.tif 000009
【図９】
0006429576.tif 000010
【図１０】
0006429576.tif 000011
【図１１】
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