(57)【要約】【課題】  混合効率が高く攪拌時のトナーに対するストレスが小さい現像剤攪拌部材、それを備えた現像装置、およびその現像装置を備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】  画像形成装置１は現像装置７を備え、現像装置７は現像剤攪拌部材４５を備える。現像剤攪拌部材４５の軸方向の両端部にはそれぞれ互いにねじれ方向が異なる補助螺旋翼４８、４９が配置される。現像剤攪拌部材４５は６個の単位部材５０ａ〜５０ｆから構成され、各単位部材５０ａ〜５０ｆの軸方向中央部に周方向の全域にわたる開口部５８が設けられる。各単位部材５０ａ〜５０ｆの内部及び外周面のそれぞれには、ねじれ方向が互いに逆向きの１枚の内螺旋翼５２及び１２枚の外螺旋翼５３が軸方向に沿って形成される。内螺旋翼５２及び外螺旋翼５３のねじれ周期はそれぞれ１及び１／１２に設定される。各単位部材５０ａ〜５０ｆは突起部５６と凹部５７とを嵌合させて連結される。【選択図】  図４
2005148288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収納する現像装置内に軸支され、内部及び外周面のそれぞれにねじれ方向が互いに逆向きの内螺旋翼及び外螺旋翼を軸方向に沿って形成した筒状体であって、周面の軸方向における少なくとも１カ所に周方向の全域にわたる開口部を設けたことを特徴とする現像剤攪拌部材。
【請求項２】
前記内螺旋翼及び前記外螺旋翼のそれぞれは、前記開口部を越えて軸方向に連続することを特徴とする請求項１に記載の現像剤攪拌部材。
【請求項３】
単一形状の単位部材を軸方向に複数連結して構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の現像剤攪拌部材。
【請求項４】
前記単位部材は、軸方向の中央部に前記開口部を備えることを特徴とする請求項３に記載の現像剤攪拌部材。
【請求項５】
前記内螺旋翼及び前記外螺旋翼のそれぞれの前記単位部材の軸方向の寸法におけるねじれ周期は、前記内螺旋翼及び前記外螺旋翼のそれぞれの螺旋数の約数の逆数と等しくなるように設定されることを特徴とする請求項３または４に記載の現像剤攪拌部材。
【請求項６】
前記単位部材の軸方向の寸法における前記内螺旋翼のねじれ周期は、前記内螺旋翼の螺旋数の逆数と等しくなるように設定されることを特徴とする請求項３または４のいずれかに記載の現像剤攪拌部材。
【請求項７】
前記単位部材は、軸方向の一端部に突起部を備え、他端部に前記突起部と軸方向に嵌合自在な形状の凹部を備えることを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載の現像剤攪拌部材。
【請求項８】
前記突起部及び前記凹部は、各１個設けられることを特徴とする請求項７に記載の現像剤攪拌部材。
【請求項９】
嵌入され回転駆動力が伝達されるシャフトと同一の断面形状を有する軸穴であって、前記断面形状の一部に少なくとも単一の直線を含む軸穴を備えることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の現像剤攪拌部材。
【請求項１０】
軸方向の両端部のそれぞれに互いにねじれ方向が異なる補助螺旋翼をさらに備えることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の現像剤攪拌部材。
【請求項１１】
前記外螺旋翼は、半径方向の先端部の一部であって前記現像装置内に収納された前記現像剤中に含有されるトナーの濃度を検出する濃度センサに対向する位置に切欠き部を有することを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の現像剤攪拌部材。
【請求項１２】
前記切欠き部は、前記外螺旋翼における前記開口部に対向する部分以外の部分に設けられることを特徴とする請求項１１に記載の現像剤攪拌部材。
【請求項１３】
現像剤を収納する現像装置であって、
請求項１から１２のいずれかに記載の現像剤攪拌部材と、
トナー供給方向における前記攪拌部材の上流側に配置されたトナー補給部と、
トナー供給方向における前記攪拌部材の下流側に前記攪拌部材と平行に配置された現像ローラと、を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項１４】
静電潜像が形成された像担持体の表面に現像装置から現像剤を供給し、静電潜像を可視像化した現像剤像を記録媒体上に転写する画像形成装置であって、
請求項１３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】
この発明は、現像剤攪拌部材、現像装置、および画像形成装置に関し、特に内部及び外周面のそれぞれにねじれ方向が互いに逆向きの内螺旋翼及び外螺旋翼を備えた現像剤攪拌部材、それを備えた現像装置、およびその現像装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から電子写真方式の画像形成装置は、静電潜像が形成された像担持体の表面に現像剤を供給することで静電潜像を現像し現像剤像を形成する現像装置を備える。現像装置は、現像剤を攪拌するための攪拌部材を備え、現像剤は、現像装置内で攪拌部材によって攪拌されることで帯電され、像担持体の表面に形成された静電潜像を現像できる状態になる。
【０００３】
特に２成分現像剤は、フェライト等の磁性粉であるキャリアと、樹脂やカーボン等の非磁性体からなるトナーとの混合物であるので、キャリアとトナーとの混合状態やトナーの帯電状態によって、現像された画像の品質が大きく左右される。また、２成分現像剤が用いられる場合は、現像が繰り返され現像装置内のトナーが減少しトナー濃度が低下するのにともない、現像装置内のトナー濃度を所定濃度に維持するために新たにトナーが供給される。したがって、２成分現像剤が用いられる場合は特に現像剤攪拌部材の攪拌性能が重要視される。
【０００４】
ところで従来は、現像剤を攪拌する攪拌部材として、螺旋状の翼または非連続に斜め配置された平板状の翼をそれぞれ備えた２本の攪拌部材が１組として構成され、送り方向が互いに逆向きとなるように配置されたものが一般的に用いられていた。
【０００５】
さらに最近では、現像装置の小型化および攪拌性能の改善の需要が高まり、１本の筒状体の内部および外周面のそれぞれにねじれ方向が互いに逆向きの螺旋状の翼が設けられ、また筒状体の周面の一部に開口部が設けられた構造の攪拌部材が用いられている（例えば、特許文献１〜３参照。）。これによれば、現像剤を、攪拌部材の軸方向に平行な双方向に搬送するとともに、軸に直交する方向へも搬送することが可能となるので、短時間に効率よく現像剤を攪拌でき、現像剤の帯電ムラを少なくすることができるとされている。
【特許文献１】特公平６−９５２４４号公報
【特許文献２】特開平４−１０００７４号公報
【特許文献３】特開２００１−４２６１６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで最近では、トナーの小粒径化および画像形成速度の向上にともない、更なる混合効率の向上とトナーに対するストレスが小さい攪拌動作とが要求されるようになっている。これに対して、特許文献１〜３に記載されるような構造の攪拌部材では、新たに補充されたトナーを低ストレスで短時間に攪拌し所定の電荷にムラなく帯電させることが困難になってきている。
【０００７】
この発明が解決しようとする課題は、混合効率が高く攪拌時のトナーに対するストレスが小さい現像剤攪拌部材、それを備えた現像装置、およびその現像装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の現像剤攪拌部材は、上述の課題を解決するために以下のように構成される。
【０００９】
（１）現像剤を収納する現像装置内に軸支され、内部及び外周面のそれぞれにねじれ方向が互いに逆向きの内螺旋翼及び外螺旋翼を軸方向に沿って形成した筒状体であって、周面の軸方向における少なくとも１カ所に周方向の全域にわたる開口部を設けたことを特徴とする。
【００１０】
この構成においては、現像剤は、筒状の現像剤攪拌部材の内部において内螺旋翼によって軸方向の一方向に搬送され、現像剤攪拌部材の外部において外螺旋翼によって軸方向における内部とは逆方向に搬送される。また、周面に開口部が設けられるので、この開口部を経由して、現像剤攪拌部材の内部の現像剤と外部の現像剤とが効率よく混合される。さらに、開口部は周方向の全域にわたって設けられるので、現像剤の軸方向に直交する方向への搬送が非常にスムーズとなり、現像剤の移動の自由度が高められ、攪拌時の現像剤に対するストレスが低下される。
【００１１】
（２）内螺旋翼及び外螺旋翼のそれぞれは、開口部を越えて軸方向に連続することを特徴とする。
【００１２】
この構成においては、内螺旋翼及び外螺旋翼のそれぞれが、開口部を越えて軸方向に連続するので、開口部の近傍においても現像剤の軸方向の搬送が継続される。
【００１３】
（３）単一形状の単位部材を軸方向に複数連結して構成されることを特徴とする。
【００１４】
この構成においては、現像剤攪拌部材は複数の単位部材から構成される。例えば、現像剤攪拌部材の全体に対して内螺旋翼が６周期分、外螺旋翼が１周期分設けられており、現像剤攪拌部材が６個の同寸法の単位部材から構成されている場合、１個の単位部材においては内螺旋翼が１周期分、外螺旋翼が１／６周期設けられることになる。ここで、６周期分の内螺旋翼と１周期分の外螺旋翼とを有する現像剤攪拌部材を形成するよりも、１周期分の内螺旋翼と１／６周期分の外螺旋翼とを有する単位部材を６個形成する方が容易である。したがって、現像剤攪拌部材は複数の単位部材から構成されることで容易に形成される。
【００１５】
（４）単位部材は、軸方向の中央部に開口部を備えることを特徴とする。
【００１６】
この構成においては、開口部が単位部材の軸方向の中央部に設けられるので、内螺旋翼および外螺旋翼を、開口部を越えて軸方向に連続して設けた場合に、内螺旋翼および外螺旋翼のそれぞれの強度の低下が最小限に抑えられる。また、各単位部材の所定位置に開口部が設けられることで、単位部材が組み立てられ現像剤攪拌部材とされた場合に開口部が所定間隔ごとに配置されることとなり、現像剤の混合効率が軸方向について安定される。
【００１７】
さらに、開口部の軸方向の寸法は、例えば単位部材の軸方向の寸法の４０％〜６０％に設定することができる。この場合、単位部材の強度が大幅に低下されることなく現像剤攪拌部材の内部の現像剤と外部の現像剤との混合効率が向上されるとともに、現像剤攪拌部材の内部の現像剤および外部の現像剤の移動の自由度が高められ、攪拌時のトナーに対するストレスが小さくなる。
【００１８】
（５）内螺旋翼及び外螺旋翼のそれぞれの単位部材の軸方向の寸法におけるねじれ周期は、内螺旋翼及び外螺旋翼のそれぞれの螺旋数の約数の逆数と等しくなるように設定されることを特徴とする。
【００１９】
この構成においては、内螺旋翼の各単位部材におけるねじれ周期は、内螺旋翼の螺旋数の約数の逆数と等しくなるように設定され、外螺旋翼の各単位部材におけるねじれ周期は、外螺旋翼の螺旋数の約数の逆数と等しくなるように設定される。この場合、同一形状の単位部材が周方向において同角度に軸方向に連結されると、内螺旋翼および外螺旋翼がそれぞれ段差無く連結される。
【００２０】
（６）単位部材の軸方向の寸法における内螺旋翼のねじれ周期は、内螺旋翼の螺旋数の逆数と等しくなるように設定されることを特徴とする。
【００２１】
この構成においては、内螺旋翼の各単位部材におけるねじれ周期が、内螺旋翼の螺旋数の逆数と等しくなるように設定される。この場合、内螺旋翼が１個の単位部材内において軸方向に重なり合わないように形成されるので、単位部材の内部を形成する金型のスライドコアを、単位部材の軸方向の両端側から互いに離間する方向へスライドさせて抜くことができる。
【００２２】
（７）単位部材は、軸方向の一端部に突起部を備え、他端部に突起部と軸方向に嵌合自在な形状の凹部を備えることを特徴とする。
【００２３】
この構成においては、突起部と凹部とを嵌合させるように単位部材同士を連結することで、単位部材の周方向の角度が位置決めされる。内螺旋翼及び外螺旋翼のそれぞれの各単位部材におけるねじれ周期が、内螺旋翼及び外螺旋翼のそれぞれの螺旋数の約数の逆数と等しくなるように、単位部材の軸方向の寸法が設定された上で、単位部材の周方向の角度が位置決めされると、内螺旋翼および外螺旋翼がそれぞれ段差無く連結される。
【００２４】
（８）前記突起部及び前記凹部は、各１個設けられることを特徴とする。
【００２５】
この構成においては、各単位部材に突起部および凹部がそれぞれ１個ずつ設けられるので、各単位部材の回転位置が一義的に定まり、複数の突起部および凹部がそれぞれ回転対称に設けられた場合のように、単位部材同士が誤った角度で連結されることが防止される。
【００２６】
（９）嵌入され回転駆動力が伝達されるシャフトと同一の断面形状を有する軸穴であって、前記断面形状の一部に少なくとも単一の直線を含む軸穴を備えることを特徴とする。
【００２７】
この構成においては、シャフトが軸穴に嵌入されることで、別途回転止め部材を用いることなくシャフトが現像剤攪拌部材に係合される。これによって、現像剤攪拌部材に回転駆動力が伝達される。また、キー溝などを設ける必要がなく容易に形成される。
【００２８】
（１０）軸方向の両端部のそれぞれに互いにねじれ方向が異なる補助螺旋翼をさらに備えることを特徴とする。
【００２９】
現像剤攪拌部材は現像装置内に軸受を介して軸支され、現像剤攪拌部材と現像装置の側壁との間には軸受に対してシャフトが回転できるようにするための隙間が設けられている。この隙間に現像剤が入り込むと現像剤攪拌部材の回転負荷が極端に大きくなってしまう。これを防ぐためにシール部材が用いられるが、軸受に向かう現像剤の圧力が高くなるとシール部材を越えて軸受に現像剤が侵入しやすくなる。
【００３０】
この構成においては、現像剤攪拌部材の軸方向の両端部のそれぞれに、軸受近傍の現像剤をそれぞれ軸受から離間する方向へ搬送する補助螺旋翼が設けられる。これによって、現像剤の軸受に向かう圧力が低下され、上述の隙間に現像剤が入り込むことが防止され、現像剤攪拌部材がスムーズに回転される。
【００３１】
（１１）外螺旋翼は、半径方向の先端部の一部であって前記現像装置内に収納された前記現像剤中に含有されるトナーの濃度を検出する濃度センサに対向する位置に切欠き部を有することを特徴とする。
【００３２】
現像装置には現像剤攪拌部材に対向する位置に濃度センサが設けられ、濃度センサは現像装置内に収納された現像剤中に含有されるトナーの濃度を検出する。濃度センサによって検出される検出値は、濃度センサに対向する位置に存在する現像剤の厚みによっても変動する。この構成においては、外螺旋翼の半径方向の先端部の一部であって濃度センサに対向する位置に切欠き部が設けられるので、外螺旋翼が濃度センサに対向するときと対向しないときとの、濃度センサに対向する位置における現像剤の厚みの差が小さくなる。
【００３３】
（１２）切欠き部は、外螺旋翼における開口部に対向する部分以外の部分に設けられることを特徴とする。
【００３４】
現像剤中のトナーの濃度を検出する濃度センサに対向する位置に設けられる切欠き部が開口部にも対向する位置に設けられた場合は、濃度センサが開口部に対向することになるので、外螺旋翼が濃度センサに対向するときと対向しないときとで、濃度センサに対向する現像剤の厚みの差が非常に大きくなる。
【００３５】
この構成においては、開口部は濃度センサに対向しない位置に設けられ、切欠き部は、外螺旋翼における開口部に対向する部分以外の部分であって濃度センサに対向する位置に設けられる。したがって、外螺旋翼が濃度センサに対向するときと対向しないときとの、濃度センサに対向する位置における現像剤の厚みの差が小さくなる。また、開口部に対向する部分以外の部分の外螺旋翼の半径方向の基端部は、筒状の本体部に支持されるので、開口部に対向する部分以外の部分に切欠き部が設けられることで外螺旋翼の強度が低下することがない。
【００３６】
また、この発明の現像装置は以下のように構成される。
（１３）現像剤を収納する現像装置であって、（１）から（１２）のいずれかに記載の現像剤攪拌部材と、トナー供給方向における攪拌部材の上流側に配置されたトナー補給部と、トナー供給方向における攪拌部材の下流側に攪拌部材と平行に配置された現像ローラと、を備えることを特徴とする。
【００３７】
この構成においては、トナー補給部から補給されたトナーは、現像剤攪拌部材によって軸方向における双方向および軸方向に直交する方向に搬送されることで、現像装置内に収納されていた現像剤と短時間で効率よく混合される。この際、開口部が周方向の全域にわたって設けられているので、新たに補給されたトナーは現像装置内に収納されていた現像剤と低ストレスで攪拌される。そして、短時間に効率よく混合され低ストレスで攪拌された現像剤を用いて現像ローラによって現像される。
【００３８】
また、この発明の画像形成装置は以下のように構成される。
（１４）静電潜像が形成された像担持体の表面に現像装置から現像剤を供給し、静電潜像を可視像化した現像剤像を記録媒体上に転写する画像形成装置であって、（１３）に記載の現像装置を備えることを特徴とする。
【００３９】
この構成においては、新たに補給されたトナーと現像装置内に収納されていた現像剤とが短時間に効率よく混合され、低ストレスで攪拌される。そして、短時間に効率よく混合され低ストレスで攪拌された現像剤を用いて静電潜像が可視像化され、現像剤像が記録媒体上に転写される。
【発明の効果】
【００４０】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００４１】
（１）現像剤を効率よく短時間に低ストレスで攪拌し混合することができるとともに、ムラなく現像剤を帯電させることができる。
【００４２】
（２）現像剤を効率よく短時間で混合し攪拌することができる。
【００４３】
（３）現像剤攪拌部材を容易に形成することが可能となる。
【００４４】
（４）内螺旋翼および外螺旋翼を、容易に開口部を越えて軸方向に連続して設けることができる。
【００４５】
（５）現像剤攪拌部材を構成する複数の単位部材をすべて同一形状にすることができる。したがって、製造コストを低下させることができる。
【００４６】
（６）現像剤攪拌部材を、金型などの型枠を用いて生産することができる。したがって、量産性が高められ、製造コストを低下させることができる。
【００４７】
（７）単位部材の周方向の角度を位置決めすることができる。
【００４８】
（８）単位部材同士の誤った角度での連結を防止することができるので、内螺旋翼および外螺旋翼をそれぞれ段差なく正確に連結することができ、現像剤攪拌部材の組立効率を高めることができる。
【００４９】
（９）シャフトを現像剤攪拌部材に容易に係合させて回転駆動力を伝達させることができる。
【００５０】
（１０）現像剤攪拌部材をスムーズに回転させることができる。また、現像装置のメンテナンス時期の間隔を長くすることができる。
【００５１】
（１１）外螺旋翼を途切れさせることなく、濃度センサによる検出値を安定化させることができる。
【００５２】
（１２）外螺旋翼の強度の低下を防止するとともに、濃度センサによる検出値を安定化させることができる。
【００５３】
（１３）低ストレスで攪拌され短時間に効率よく混合されムラなく帯電された現像剤で現像することができる。したがって、高品位な現像剤像を形成することができる。
【００５４】
（１４）トナー補給後でも、すぐに高品位な画像を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下に、この発明の実施形態に係る画像形成装置１について図面に基づいて詳細に説明する。図１は、画像形成装置１の概略の構成を示す断面図である。画像形成装置１は、電子写真方式の画像形成部２と、画像形成部２の下方に配置される給紙ユニット部３とを備える。画像形成部２は、像担持体である感光体ドラム４を含む。感光体ドラム４は、図１において時計回りに回転する。感光体ドラム４の周囲には、帯電ユニット５、光走査ユニット６、現像装置７、転写ユニット８、およびクリーニングユニット９が、感光体ドラム４の回転方向に沿って上流側からこの順序で配置される。
【００５６】
帯電ユニット５は、感光体ドラム４の表面を均一に帯電させる。光走査ユニット６は、均一に帯電された感光体ドラム４上に光像を走査して静電潜像を形成する。現像装置７は、光走査ユニット６によって形成された静電潜像を現像剤Ｔ（図７参照）によって可視像化し現像剤像を形成する。転写ユニット８は、感光体ドラム４上に形成された現像剤像を記録用紙上に転写する。クリーニングユニット９は、感光体ドラム４上に残留したトナーを除去して、感光体ドラム４上に新たな画像を形成することができるようにする。現像装置７には中間ホッパー９５およびトナー供給カートリッジ１０が併設され、クリーニングユニット９によって除去されたトナーは、トナー供給カートリッジ１０に装着された回収容器に回収され、後に廃棄される。
【００５７】
給紙ユニット部３は、複数の給紙トレイ１１〜１４を備える。給紙トレイ１１〜１４にはそれぞれ、例えば異なるサイズの記録用紙が収容される。また、給紙ユニット部３はさらに手差し給紙ユニット１８を備える。手差し給紙ユニット１８には、比較的少量の記録用紙がセットされる。いずれかの給紙トレイ１１〜１４または手差し給紙ユニット１８から供給された記録用紙は、用紙搬送路を経由して画像形成部２に搬送され、感光体ドラム４と転写ユニット８との間で現像剤像を転写される。現像剤像を転写された記録用紙は定着ユニット１５に搬送され、定着ユニット１５によってトナーが記録用紙に熱圧着され、これによって現像剤像が記録用紙に定着される。現像剤像が定着された記録用紙は、さらに搬送されて、排紙トレイ１６上に排出される。
【００５８】
また、給紙ユニット部３には、必要に応じてオプション装置としての給紙ユニット２０が連結される。給紙ユニット２０には、給紙トレイ１１〜１４と比較して大量の記録用紙が収容される。給紙ユニット２０から供給された記録用紙は、給紙トレイ１１〜１４から供給された記録用紙と同様に、画像形成部２に搬送されて現像剤像が転写され定着された後、排紙トレイ１６に排出される。
【００５９】
図２は、現像装置７、中間ホッパー９５、およびトナー供給カートリッジ１０の概略の構成を示す断面図である。この実施形態では、現像剤Ｔとして２成分現像剤が用いられる。現像装置７、中間ホッパー９５、およびトナー供給カートリッジ１０は、略水平に隣接して配置される。トナー供給カートリッジ１０は中間ホッパー９５に着脱自在に連結される。補給すべき新しいトナーはユーザによってトナー供給カートリッジ１０に補給される。そして、必要に応じてトナー供給カートリッジ１０から中間ホッパー９５に新しいトナーが補給される。
【００６０】
中間ホッパー９５は、現像装置７に着脱自在に連結される。中間ホッパー９５内に収容されたトナーは攪拌部材８２によって攪拌される。そして、トナーは必要に応じて、攪拌部材８２およびトナー送りスクリュー８６によってトナー供給ローラ４７側へ送られ、トナー供給ローラ４７によって現像装置７に補給される。
【００６１】
図３（ａ）は現像装置７の概略の構成を示す平面図であり、図３（ｂ）は現像装置７の概略の構成を示す正面図である。中間ホッパー９５から補給されるトナーは、図３（ｂ）における矢印ａの部分から現像装置７内に補給され、現像ローラ４４が配置される方向すなわち図３（ｂ）において左方向へ次第に供給される。現像装置７内には、サブ攪拌部材４６、現像剤攪拌部材４５、および現像ローラ４４が、トナー供給方向上流側からこの順序で配置される。
【００６２】
サブ攪拌部材４６は、外周面に螺旋翼を備え、回転軸がトナー供給方向と直交する向きに配置され両端部を現像装置７の側壁に軸支される。サブ攪拌部材４６が回転されることで、中間ホッパー９５から供給されたトナーは、図３（ａ）における上下方向にバランスよく分散される。現像剤攪拌部材４５および現像ローラ４４はそれぞれ、サブ攪拌部材４６と平行となるように現像装置７の側壁に軸支される。また、現像剤攪拌部材４５に対向する位置に、現像装置７内の現像剤Ｔに対するトナーの濃度を測定するための濃度センサ４１が配置される。この実施形態では濃度センサ４１として、透磁率センサが用いられるが、差動トランス方式の濃度センサが用いられてもよい。現像剤攪拌部材４５の詳細な構造については後述する。
【００６３】
現像ローラ４４は、アルミニウム合金、黄銅、ＳＵＳ３０４ステンレス等の非磁性金属製の中空円筒状の現像スリーブを備え、現像スリーブ内に、磁界を発生させるための複数本の磁石体が固定されたマグネットローラが内挿される。現像ローラ４４は、現像スリーブの表面にトナーを磁気的に吸着しながら、現像スリーブのみを回転させることによって、感光体ドラム４の表面へトナーを搬送する。
【００６４】
現像剤攪拌部材４５は、６個の単位部材５０ａ〜５０ｆ、および２個の補助螺旋翼４８、４９を含む。補助螺旋翼４８、４９はそれぞれ、現像剤攪拌部材４５の軸方向の両端部に、現像剤攪拌部材４５が回転されると現像装置７の側壁近傍の現像剤Ｔを軸方向中央側へ搬送するように、互いにねじれ方向が逆向きとなるように配置される。
【００６５】
図４は、単位部材５０ａの軸方向の一端部側から見た斜視図であり、図５は、他端部側から見た斜視図である。この実施形態では、単位部材５０ａ〜５０ｆは樹脂で形成される。６個の単位部材５０ａ〜５０ｆはそれぞれ同形状で同サイズに形成される。ここでは単位部材５０ａを例にあげて説明する。
【００６６】
単位部材５０ａは、円筒状の本体部５１を含む。この実施形態では、本体部５１の軸方向の寸法は５０ｍｍ、本体部５１の外径寸法は４０ｍｍ、本体部５１の内径寸法は３６ｍｍに設定される。本体部５１の軸方向の中央部には、周方向の全域にわたって開口部５８が設けられる。単位部材５０ａの軸方向における開口部５８の寸法は、単位部材５０ａの軸方向の寸法の約４０％〜６０％に設定される。
【００６７】
本体部５１の外周面には、１２枚の外螺旋翼５３が等間隔に配置される。外螺旋翼５３を含む単位部材５０ａの外径寸法は５０ｍｍに設定される。すなわち、外螺旋翼５３の半径方向の寸法は５ｍｍに設定される。外螺旋翼５３は、開口部５８を越えて軸方向に連続して設けられる。単位部材５０ａにおける外螺旋翼５３のねじれ周期は、１／１２に設定される。外螺旋翼５３の片面の勾配角度は、半径方向に対して１５度に設定され、外螺旋翼５３は半径方向の先端ほど薄くなるように形成される。また、外螺旋翼５３の半径方向の先端部であって軸方向の両端部に、切欠き部５９が設けられる。すなわち、切欠き部５９は、外螺旋翼５３における開口部５８に対向する部分以外の部分に設けられる。
【００６８】
本体部５１の内部には、断面形状が８ｍｍ四方の正方形である軸穴５５を有するボス５４が設けられる。現像剤攪拌部材４５の組立時には軸穴５５に、軸穴５５の断面形状と同形状で略同サイズの断面形状を有するシャフト６０が嵌入される。軸穴５５にシャフト６０が嵌入されることで、シャフト６０を介して図示しない駆動源の回転駆動力が現像剤攪拌部材４５に伝達される。なお、シャフト６０の両端部は、現像装置７の側壁で軸支されるように、断面形状が円形となるように形成される。
【００６９】
本体部５１の内部であってボス５４の外部に、１枚の内螺旋翼５２が設けられる。内螺旋翼５２のねじれ方向は、外螺旋翼５３のねじれ方向と逆向きに設定される。１個の単位部材５０ａにおける内螺旋翼５２のねじれ周期は、１に設定される。ボス５４の軸方向の一方の端面に、１個の突起部５６が設けられる。また、ボス５４の軸方向の他方の端面に、突起部５６と軸方向に嵌合自在な形状の１個の凹部５７が設けられる。凹部５７は、単位部材５０ａの回転軸を支点として突起部５６と同角度の位置に設けられる。
【００７０】
単位部材５０ａ〜５０ｆは上述のような形状であるので、例えば金型を用いて樹脂成型される。本体部５１の内部には、本体部５１の内周面、軸穴５５、ボス５４、および内螺旋翼５２等を形成するためのスライドコアが配置され、成型後に軸方向の両端から互いに離間する方向へ引き抜かれる。また、本体部５１の外部には、本体部５１の外周面、外螺旋翼５３、切欠き部５９、開口部５８等を形成するための４つ割りの金型が配置され、成型後に半径方向に取り除かれる。
【００７１】
図６は、現像剤攪拌部材４５の一部の構成を示す断面図である。６個の単位部材５０ａ〜５０ｆはそれぞれ、隣接する単位部材５０ａ〜５０ｆ同士の突起部５６と凹部５７とが嵌合するように、シャフト６０に通されて軸方向に連結される。このとき、外螺旋翼５３および内螺旋翼５２はそれぞれ、隣接する単位部材５０ａ〜５０ｆの外螺旋翼５３および内螺旋翼５２と段差なく連結され、切欠き部５９は隣接する単位部材５０ａ〜５０ｆの切欠き部５９と連結される。また、現像剤攪拌部材４５において、開口部５８が軸方向に等間隔に配置されることとなる。
【００７２】
現像剤攪拌部材４５が、図６において左側から見て反時計回りに回転された場合、現像剤攪拌部材４５の内部の現像剤Ｔは、内螺旋翼５２によって右側へ搬送されるとともに、一部の現像剤Ｔが開口部５８から現像剤攪拌部材４５の外部へ排出される。また、現像剤攪拌部材４５の外部の現像剤Ｔは、外螺旋翼５３によって左側へ搬送されるとともに、一部の現像剤Ｔが開口部５８から現像剤攪拌部材４５の内部へ入る。
【００７３】
図７は、現像剤攪拌部材と濃度センサとの位置関係について説明する現像剤攪拌部材の模式的な一部拡大図である。現像装置７内に収容される現像剤Ｔにおけるトナーの濃度を検出する濃度センサ４１は、現像装置７の底部７１から現像装置７内を臨むように設けられる。また、図７（ａ）に示すように、現像剤攪拌部材４５は、外螺旋翼５３の切欠き部５９が濃度センサ４１と対向するように設計される。したがって、図７（ａ）に示すように外螺旋翼５３と濃度センサ４１とが対向した状態と、図７（ｂ）に示すように外螺旋翼５３と濃度センサ４１とが対向していない状態との、濃度センサ４１に対向する部分の現像剤Ｔの厚みの差が、切欠き部５９が設けられていない場合と比較して小さくなる。
【００７４】
これに対して、図７（ｃ）に示すように、現像剤攪拌部材４５が開口部５８と濃度センサ４１とが対向するように設計された場合は、図７（ａ）に示すように外螺旋翼５３と濃度センサ４１とが対向した状態と、図７（ｃ）に示すように外螺旋翼５３と濃度センサ４１とが対向していない状態との、濃度センサ４１に対向する部分の現像剤Ｔの厚みの差が、図７（ｂ）に示す場合と比較して非常に大きくなる。しかし、上述のように、現像剤攪拌部材４５では、開口部５８と濃度センサ４１とは対向せず、外螺旋翼５３と濃度センサ４１とは対向するように形成されるので、外螺旋翼５３が濃度センサ４１に対向するときと対向しないときとの、濃度センサ４１に対向する部分における現像剤Ｔの厚みの差が小さくなる。したがって、濃度センサ４１によるトナー濃度の検出値が安定化される。
【００７５】
現像剤攪拌部材４５によれば、開口部５８が周方向の全域にわたって設けられるので、現像剤攪拌部材４５の内部の現像剤Ｔと外部の現像剤Ｔとを効率よく混合することができる。また、軸方向に直交する方向への現像剤Ｔの搬送が非常にスムーズとなり、現像剤Ｔの移動の自由度が高められ、攪拌時のトナーに対するストレスが低下される。したがって、現像剤Ｔを低ストレスで攪拌し、現像剤Ｔを効率よく短時間で混合することができるとともに、ムラなくトナーを帯電させることができる。
【００７６】
また、内螺旋翼５２および外螺旋翼５３のそれぞれが、開口部５８を越えて軸方向に連続するので、効率よく短時間で現像剤Ｔを攪拌し混合することができる。
【００７７】
さらに、切欠き部５９は、外螺旋翼５３の半径方向の先端部に設けられるので、切欠き部５９が設けられた部分においても外螺旋翼５３は途切れることがなく、現像剤Ｔを搬送し攪拌することができる。また、切欠き部５９は、濃度センサ４１に対向する位置に設けられるので、濃度センサ４１の検出値を安定化させることができる。
【００７８】
さらに、突起部５６および凹部５７は、各単位部材５０ａ〜５０ｆに各１個設けられるので、単位部材５０ａ〜５０ｆ同士を連結する際の周方向の角度が一義的に決定される。したがって、外螺旋翼５３および内螺旋翼５２をそれぞれ確実に段差なく連結することができる。
【００７９】
また、現像剤攪拌部材４５は、複数の同形状の単位部材５０ａ〜５０ｆから構成され、各単位部材５０ａ〜５０ｆは、金型を用いて樹脂成型することができるので、量産性が高められ、製造コストを低下させることができる。
【００８０】
現像装置７によれば、低ストレスで攪拌され、短時間に効率よく混合され、ムラなく帯電された現像剤Ｔで現像することができる。したがって、高品位な現像剤像を形成することができる。
【００８１】
画像形成装置１によれば、トナー補給後でも、すぐに高品位な画像を形成することができる。
【００８２】
なお、外螺旋翼５３および内螺旋翼５２のそれぞれの螺旋数、および１個の単位部材５０ａ〜５０ｆにおけるねじれ周期は、現像剤Ｔに対する攪拌能力や、現像剤攪拌部材４５の内部と外部との現像剤Ｔの搬送速度のバランス等を考慮して適宜に決定されるとよい。
【００８３】
但し、内螺旋翼５２および外螺旋翼５３のそれぞれのねじれ周期が、内螺旋翼５２および外螺旋翼５３のそれぞれの螺旋数の約数の逆数と等しくなるように設定されると、同一形状の単位部材５０ａ〜５０ｆが周方向において同角度に軸方向に連結された場合に、内螺旋翼５２および外螺旋翼５３をそれぞれ段差無く連結することができる。また、内螺旋翼５２のねじれ周期が内螺旋翼５２の螺旋数の逆数と等しくなるように設定されると、内螺旋翼５２が１個の単位部材５０ａ〜５０ｆ内において軸方向に重なり合わないように形成されるので、単位部材５０ａ〜５０ｆの内部を形成するスライドコアを、単位部材５０ａ〜５０ｆの軸方向の両端側から互いに離間する方向へスライドさせて引き抜くことができるので、単位部材５０ａ〜５０ｆを射出成型することが可能となる。
【００８４】
さらに、１つおきの外螺旋翼５３のねじれ角度を大きく設定することもできる。
【００８５】
また、軸穴５５の断面形状は、一部に少なくとも単一の直線を含む形状であればよく、例えば、６角形や８角形などの多角形、若しくは円形の一部に直線部分を設けた形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】この発明の実施形態に係る画像形成装置の概略の構成を示す断面図である。
【図２】現像装置、中間ホッパー、およびトナー供給カートリッジの概略の構成を示す断面図である。
【図３】図３（ａ）は現像装置の概略の構成を示す平面図であり、図３（ｂ）は現像装置の概略の構成を示す正面図である。
【図４】単位部材の軸方向の一端部側から見た斜視図である。
【図５】単位部材の軸方向の他端部側から見た斜視図である。
【図６】現像剤攪拌部材の一部の構成を示す断面図である。
【図７】現像剤攪拌部材と濃度センサとの位置関係について説明する現像剤攪拌部材の模式的な一部拡大図であり、図７（ａ）は外螺旋翼と濃度センサとが対向したときの状態を示し、図７（ｂ）は外螺旋翼と濃度センサとが対向していないときの状態を示し、図７（ｃ）は開口部と濃度センサとが対向するように配置された場合の状態を示す。
【符号の説明】
【００８７】
１  画像形成装置
４  感光体ドラム
７  現像装置
４１  濃度センサ
４４  現像ローラ
４５  現像剤攪拌部材
４８、４９  補助螺旋翼
５０ａ〜５０ｆ  単位部材
５２  内螺旋翼
５３  外螺旋翼
５５  軸穴
５６  突起部
５７  凹部
５８  開口部
５９  切欠き部
６０  シャフト
Ｔ  現像剤
【図１】
2005148288.tif 000003
【図２】
2005148288.tif 000004
【図３】
2005148288.tif 000005
【図４】
2005148288.tif 000006
【図５】
2005148288.tif 000007
【図６】
2005148288.tif 000008
【図７】
2005148288.tif 000009