(57)【要約】【課題】撹拌スクリュー４３の軸部と軸受け（１０１、１０２）との間をシールするシール部材によるシール性を維持しつつ、シール部材と軸部との摺擦による昇温やトルク上昇に起因する不具合の発生を有効に抑える。【解決手段】撹拌搬送路４４内で自らの回転に伴って現像剤を撹拌搬送する撹拌スクリュー４３の現像剤搬送方向における下流側の軸部である撹拌下流側軸部４３ｂの直径を、上流側の軸部である撹拌上流側軸部４３ａの直径よりも小さくした。直径を小さくしたことで、撹拌下流側軸部４３ｂとシール部材との摺擦部における軸部線速が低くなり、且つ摺擦面積も小さくなることから、摺擦に伴う昇温を低減することができる。下流側の方が現像剤によってシール部材を軸部に押し付ける力が大きくなることから、小径であっても必要なシール性を維持することが可能である。【選択図】図７
2017044808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を搬送するための搬送路と、前記搬送路内の流体を自らの回転に伴って回転軸線に沿って搬送する回転搬送部材と、前記回転搬送部材の流体搬送方向における端側の軸部を受ける軸受けと、前記軸受けに対する流体の進入を阻止する二つのシール部材とを具備する流体搬送器において、
前記回転搬送部材の流体搬送方向における下流側の軸部である下流側軸部の直径を、上流側の軸部である上流側軸部の直径よりも小さくしたことを特徴とする流体搬送器。
【請求項２】
請求項１の流体搬送器において、
前記下流側軸部に対する前記シール部材の食い込み量と、前記上流側軸部に対する前記シール部材の食い込み量とを互いに同じにしたことを特徴とする流体搬送器。
【請求項３】
請求項１又は２の流体搬送器において、
前記搬送路、前記回転搬送部材、前記軸受け、及び前記シール部材の組みを複数有し、前記組みの間で流体を搬送するようにし、且つ、前記組みのうち、少なくとも一つについて、前記下流側軸部の直径を前記上流側軸部の直径よりも小さくしたことを特徴とする流体搬送器。
【請求項４】
請求項１又は２の流体搬送器において、
前記搬送路、前記回転搬送部材、前記軸受け、及び前記シール部材の組みとして、搬送中の流体の一部を供給先に供給するための供給搬送用組みと、前記供給用組みからの流体と新たに補給される流体成分とを混合搬送して前記供給用組みに搬送するための成分調整用組みとを設け、前記供給搬送用組みと前記成分調整用組みとのうち、少なくとも一つについて、前記下流側軸部の直径を前記上流側軸部の直径よりも小さくしたことを特徴とする流体搬送器。
【請求項５】
請求項１又は２の流体搬送器において、
前記搬送路、前記回転搬送部材、前記軸受け、及び前記シール部材の組みとして、搬送中の流体の一部を供給先に供給するための供給搬送用組みと、前記供給用組みからの流体と前記供給先から回収された流体とを混合搬送して前記供給用組みに搬送するための回収搬送用組みとを設け、前記供給搬送用組みと前記回収搬送用組みとのうち、少なくとも一つについて、前記下流側軸部の直径を前記上流側軸部の直径よりも小さくしたことを特徴とする流体搬送器。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかの流体搬送器において、
流体としての現像剤を搬送することを特徴とする流体搬送器。
【請求項７】
流体搬送器と、前記流体搬送器によって搬送している流体としての現像剤を担持する現像剤担持体とを有し、前記現像剤担持体に担持した現像剤によって潜像を現像する現像装置において、
前記流体搬送器として、請求項１乃至６の何れかの流体搬送器を用いたことを特徴とする現像装置。
【請求項８】
潜像担持体と、現像手段と、前記潜像担持体及び前記現像剤を保持する保持体とを有し、前記潜像担持体、前記現像手段、及び前記保持体が画像形成装置本体に対して一体的に着脱される作像ユニットにおいて、
前記現像手段として、請求項７の現像装置を用いたことを特徴とする作像ユニット。
【請求項９】
作像ユニットを備える画像形成装置において、
前記作像ユニットとして、請求項８の作像ユニットを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
潜像担持体と、現像手段とを備える画像形成装置において、
前記現像手段として、請求項７の現像装置を用いた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、搬送路内の流体を回転搬送部材の回転に伴って回転軸線方向に搬送する流体搬送器、並びにこれを有する現像装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、流体を搬送するための搬送路と、搬送路内の流体を自らの回転に伴って回転軸線方向に沿って搬送する回転搬送部材とを有する流体搬送器を搭載した現像装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の現像装置は、螺旋状の羽根を具備する回転搬送部材たるスクリュー部材の回転に伴って、流体としての現像剤を回転軸線に沿って搬送する流体搬送器を搭載している。そのスクリュー部材の現像剤搬送方向における両端側の軸部のそれぞれは、軸受けによって回転可能に受けられている。それら軸受けのそれぞれには、軸受け内部への現像剤の進入を防ぐためのシール部材が固定されており、軸受け内周面とスクリュー部材の軸部の外周面との間を塞いでいる。それら二つのシール部材のうち、現像剤搬送方向における上流側のシール部材は、下流側のシール部材に比べてシール性が低いものであっても現像剤の漏れを防ぐことができる。このため、下流側のシール部材よりも、上流側のシール部材の方がスクリュー部材の軸部に対する食い込み量が小さくなっている。この食い込み量は、スクリュー部材における長手方向の上流側の軸部を下流側の軸部よりも小径にしつつ、シール部材の内径については上流側、下流側で互いに同じにすることで実現している。かかる構成では、上流側のシール部材と軸部との摺擦による発熱やトルク上昇を抑えることができるとしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、スクリュー部材を高速回転させる現像装置においては、スクリュー部材の軸部とシール部材との摺擦による昇温やトルク上昇に起因して発生するトナー固着や無駄なエネルギー消費などといた不具合を有効に抑える必要がある。特許文献１に記載の現像装置では、上流側の方が昇温やトルク上昇が大きくなり易く、昇温やトルク上昇を抑えることができないことから、昇温やトルク上昇に起因する不具合を有効に抑えることができない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、本発明は、流体を搬送するための搬送路と、前記搬送路内の流体を自らの回転に伴って回転軸線に沿って搬送する回転搬送部材と、前記回転搬送部材の流体搬送方向における端側の軸部を受ける軸受けと、前記軸受けに対する流体の進入を阻止するシール部材とを具備する流体搬送器において、前記回転搬送部材の流体搬送方向における下流側の軸部である下流側軸部の直径を、上流側の軸部である上流側軸部の直径よりも小さくしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、下流側においてシール部材によるシール性を維持しつつ、シール部材と回転搬送部材の軸部との摺擦による昇温やトルク上昇に起因する不具合の発生を有効に抑えることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】同画像形成装置における４つ画像形成ユニットのうちの１つにおける現像装置及び感光体を示す拡大構成図。
【図３】同現像装置の下段部における現像剤の流れを示す斜視図。
【図４】同現像装置の上段部における現像剤の流れを示す斜視図。
【図５】同現像装置の分解斜視図。
【図６】同現像装置内における現像剤の流れを説明するための模式図。
【図７】同現像装置の下段部を示す分解平面図。
【図８】同現像装置における撹拌上流軸受けと撹拌スクリューの撹拌上流側軸部とを示す断面図。
【図９】同現像装置における撹拌下流軸受けと撹拌スクリューの撹拌下流側軸部とを示す断面図。
【図１０】スクリュー部材の軸部の温度と、スクリュー部材の回転時間と、軸部の直径との関係を示すグラフ。
【図１１】第一変形例に係る画像形成装置の現像装置を示す構成図。
【図１２】第二変形例に係る画像形成装置の現像装置を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を画像形成装置に適用した一実施形態について説明する。まず、実施形態に係る画像形成装置の基本的な構成について説明する。
図１は、実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置は、４つの画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋが並列に配置された画像形成部１を有している。なお、符号の末尾に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋという添字は、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ためのものであることを意味している。
【０００９】
画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋは、潜像担持体たるドラム状の感光体１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋ、ドラムクリーニングユニット１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ、帯電ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋを有している。また、現像装置４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋも有している。それらの各部を共通の保持体で保持して、画像形成装置本体に対して一体的に着脱されるようになっている。
【００１０】
画像形成部１の上方には、潜像形成手段としての潜像光書込ユニット９が設けられている。また、装置上部には、コンタクトガラス上に載置された原稿を走査して読み取る読取装置１０が設けられている。
【００１１】
感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋは、図中反時計回り方向に回転しながら、耐電ユニット１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋによってトナーの帯電極性と同極に一様帯電せしめられる。一様帯電後の感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋは、潜像光書込ユニットによって光走査されることで、光照射箇所の電位を減衰させる。この減衰により、感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの表面には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像が形成される。
【００１２】
Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像は、感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの回転駆動に伴って現像装置４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋとの対向位置を通過する際に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを付着せしめられる。この付着により、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像は現像されてＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像になる。
【００１３】
画像形成部１の下方には、中間転写体としての中間転写ベルト１５を備えた転写ユニット２が設けられている。中間転写ベルト１５は、複数の支持ローラに掛け渡されてテンション張架された状態で、図中時計回り方向に無端移動する。
【００１４】
中間転写ベルト１５のループ内側には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ローラが配設されおり、感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋとの間に中間転写ベルト１５を挟み込んでいる。これにより、感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋと、中間転写ベルト１５との当接によるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップが形成されている。
【００１５】
トナーの正規帯電極性とは逆極の一次転写バイアスが印加されるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ローラと、感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋとの間には、一次転写電界が形成されている。中間転写ベルト１５は無端移動に伴ってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップを通過する際に、ニップ圧や一次転写電界の作用によってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が重ね合わせて一次転写される。これにより、中間転写ベルト１５のおもて面には、四色重ね合わせトナー像が形成される。
【００１６】
転写ユニット２の下方には二次転写装置４が配設されている。この二次転写装置４は、二次転写ローラ１７を中間転写ベルト１５における転写対向ローラ１６に対する掛け回し箇所にベルトおもて面から当接させて二次転写ニップを形成している。転写対向ローラ１６には電源によってトナーの帯電極性と同極の二次転写バイアスが印加されている。また、二次転写ローラ１７は電気的に接地されている。これにより、二次転写ニップ内に二次転写電界が形成されている。
【００１７】
シート補給装置から画像形成装置内に送り込まれた記録シートは、給送ユニット３内に進入する。そして、給送ユニット３内に設けられたレジストローラ対１４のレジストニップに突き当たってスキューが補正された後に、搬送が一時停止される。レジストローラ対１４は、記録シートを二次転写ニップ内で中間転写ベルト１５上の四色重ね合わせトナー像に重ね合わせるタイミングで駆動する。この駆動によって二次転写ニップに送り込まれた記録シートには、ニップ圧や二次転写電界の作用によってベルト上の四色重ね合わせトナー像が二次転写される。この二次転写により、記録シートの表面にはフルカラートナー像が形成される。
【００１８】
二次転写ニップを通過した記録シートは、無端状の搬送ベルト６の表面に保持されて定着ユニット７に向けて搬送される。定着装置７は、ベルトユニットと加圧ローラとを有している。ベルトユニットは、無端状の定着ベルト、これを張架する加熱ローラ及びニップ裏側ローラを具備しており、ニップ裏側ローラの回転駆動によって定着ベルトを図中時計回り方向に無端移動させる。この無端移動に伴って、加熱ローラによる掛け回し位置を通過したベルト箇所は、加熱ローラによる加熱で所定の温度まで昇温する。定着ベルトにおけるニップ裏側ローラの掛け回し箇所には、加圧ローラがベルトおもて面側から当接して定着ニップを形成している。
【００１９】
搬送ベルト６によって定着ユニット７内に送り込まれた記録シートは、定着ニップを通過する際に、加熱や加圧の作用によってフルカラートナー像が定着せしめられる。定着ユニット７を通過した記録シートは、排紙路又は反転路に送り込まれる。排紙路に送り込まれた場合には、機外に排出される。また、反転路に送り込まれた場合には、両面ユニット５内でのスイッチバックによって上下反転せしめられた後に、給送ユニット３と、二次転写ニップとに再送されてもう一方の面にもフルカラートナー像が二次転写される。その後、定着ユニット７と排紙路とを経由した後に機外に排出される。
【００２０】
Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップを通過した後の感光体１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋに付着している転写残トナーは、ドラムクリーニングユニット１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋによって感光体表面から除去される。また、二次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト１５に付着している転写残トナーは、ベルトクリーニング装置９０によってベルト表面から除去される。
【００２１】
図２は、４つ画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋのうちの１つにおける現像装置４０及び感光体１８を示す拡大構成図である。４つの画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋのそれぞれは、使用するトナーの色が異なる点の他がほぼ同様の構成になっているので、同図では「４」という符号に付すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋという添字を省略している。
【００２２】
同図において、感光体１８は矢印Ｇで示されるように図中反時計間周り方向に回転しながら、その表面が帯電ユニットによって一様に帯電せしめられる。帯電後の感光体１８の表面は、潜像光書込ユニットによる光走査が施されることで静電潜像を担持する。この静電潜像は、現像装置４０によって現像されてトナー像になる。
【００２３】
現像装置４０は、現像ロール４５を有しており、この現像ロール４５は、非磁性パイプからなる回転可能な現像スリーブと、これに連れ回らないように内包されるマグネットローラとを具備している。現像スリーブは、矢印Ｉで示されるように図中時計回り方向に回転しながら、後述される供給搬送路４９内の現像剤をマグネットローラの磁力によって表面に担持する。
【００２４】
現像スリーブ表面に担持された磁性キャリア及びトナーからなる現像剤は、現像スリーブの回転に伴って、ドクターブレード４２の先端と現像スリーブ表面との間のドクターギャプを通過する際に所定の層厚に調整される。その後、感光体１８に対向する現像領域で感光体１８表面に接触しながら移動する過程で、感光体１８上の静電潜像にトナーを転移させる。この転移により、静電潜像が現像される。現像領域を通過した現像剤は、マグネットローラによって形成される反発磁界の作用によって現像スリーブ表面から離脱して、後述される回収搬送路４７内に回収される。
【００２５】
現像装置４０のケーシング内には、供給搬送路４９、回収搬送路４７、及び撹拌搬送路４４が設けられている。そして、供給搬送路４９内には、現像剤を自らの回転に伴って回転軸線に沿って図紙面に直交する方向の奥側から手前側に向けて搬送しながら現像スリーブに供給する供給スクリュー４８が配設されている。また、回収搬送路４７には、現像スリーブから回収した現像剤を自らの回転に伴って回転軸線に沿って図紙面に直交する方向の奥側から手前側に向けて搬送する回収スクリュー４６が配設されている。また、撹拌搬送路４４には、現像剤を自らの回転に伴って回転軸線に沿って図紙面に直交する方向の手前側から奥側に向けて搬送する攪拌スクリュー４３が配設されている。これらのスクリュー部材は何れも、軸部の周面上に立設させしめられた螺旋状の螺旋羽根を具備している。
【００２６】
供給搬送路４９と攪拌搬送路４４とは第一仕切り壁１３３によって仕切られている。第一仕切り壁１３３の供給搬送路４９と攪拌搬送路４４とを仕切る箇所において、図紙面に直交する方向の手前側端部や奥側端部には開口部が設けられており、供給搬送路４９と攪拌搬送路４４とを連通させている。なお、第一仕切り壁１３３は、供給搬送路４９と回収搬送路４７とを仕切る役割も担っているが、供給搬送路４９と回収搬送路４７とを仕切る箇所には開口部を有していない。
【００２７】
攪拌搬送路４４と回収搬送路４７とは、第二仕切り壁１３４によって仕切られている。第二仕切り壁１３４は、図紙面に直交する方向の手前側端部に開口部を有しており、それによって攪拌搬送路４４と回収搬送路４７とを連通させている。
【００２８】
現像スリーブから回収搬送路４７内に回収された現像剤は、回収スクリュー４６によって図紙面に直交する方向の奥側から手前側に向けて搬送され、第二仕切り壁１３４にもうおけられた開口部を通過して攪拌搬送路４４内に進入する。そして、その直後に、ケーシングに設けられたトナー補給口から投入されるトナーが補給され、撹拌スクリュー４３の回転に伴って図紙面に直交する方向の手前側から奥側に向けて搬送される。
【００２９】
図３は、現像装置４０の下段部における現像剤の流れを示す斜視図である。矢印Ｉは現像装置４０の下段部から上段部に向けての現像剤の流れを示している。撹拌搬送路４４内に収容される現像剤のうち、一点鎖線ａで示される領域の上流側の現像剤が下流側の現像剤を加圧することで、下流側の現像剤が現像装置４０の上段部に向けて押し上げられる。
【００３０】
図４は、現像装置４０の上段部における現像剤の流れを示す斜視図である。下段部の攪拌スクリュー４３によって上段部に押し上げられた現像剤は、上段部の供給搬送路４９内に進入する。図中の矢印ＩＩは、供給搬送路４９内における現像剤の移動方向を示している。供給搬送路４９内においては、基本的に現像剤が矢印ＩＩ方向に移動するが、その一部は現像ロール４５の現像スリーブに汲み上げられる。
【００３１】
図５は、現像装置４０の分解斜視図である。図中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。図６は、現像装置４０内における現像剤の流れを説明するための模式図である。これらの図において、供給搬送路４９内の現像剤は、供給スクリュー４８の回転軸線に沿って搬送されながら、一部が現像ロール４５の現像スリーブ表面に汲み上げられる。現像スリーブ表面に汲み上げられずに供給搬送路４９における現像剤搬送方向の下流側端部まで搬送された現像剤は、第一仕切り壁１３３の余剰開口部９２を通過して攪拌搬送路４４内に進入する（図６中の矢印Ｅ）。
【００３２】
現像ロール４５の現像スリーブに汲み上げられた現像剤は、現像スリーブの回転に伴って現像領域を通過して現像に寄与した後、現像スリーブから離脱して回収搬送路４７内に回収される。そして、回収スクリュー４６の回転駆動によって回収搬送路４７の現像剤搬送方向下流側端部まで搬送されると、第二仕切り壁１３４の回収開口部９３を通過して攪拌搬送路４４内に進入する（図６中の矢印Ｆ）。
【００３３】
供給搬送路４９や回収搬送路４７から攪拌搬送路４４内に進入した現像剤は、撹拌スクリュー４３の回転駆動により、回収搬送路４７や供給搬送路４９における現像剤搬送方向とは逆方向に搬送される。そして、撹拌搬送路４４における現像剤搬送方向下流側端部まで搬送されると、第一仕切り壁１３３の供給開口部９１を通過して供給搬送路４９内に戻る（図６中の矢印Ｄ）。
【００３４】
図７は、現像装置４０の下段部を示す分解平面図である。現像装置４０のケーシングには、撹拌上流軸受け１０１、撹拌下流軸受け１０２、回収上流軸受け１０３、及び回収下流軸受け１０４が嵌め込まれている。撹拌上流軸受け１０１は、撹拌スクリュー４３の現像剤搬送方向の上流側端部にある撹拌上流側軸部４３ａを回転自在に受けるものである。また、撹拌下流軸受け１０２は、撹拌スクリュー４３の現像剤搬送方向の下流側端部にある撹拌下流側軸部４３ｂを回転自在に受けるものである。また、回収上流軸受け１０３は、回収スクリュー４６の現像剤搬送方向の上流側端部にある回収上流側軸部４６ａを回転自在に受けるものである。また、回収下流軸受け１０３は、回収スクリュー４６の現像剤搬送方向の下流側端部にある回収下流側軸部４６ｂを回転自在に受けるものである。
【００３５】
撹拌上流軸受け１０１、撹拌下流軸受け１０２、回収上流軸受け１０３、回収下流軸受け１０４のそれぞれには、軸受け内部へのトナーの進入を防止するためのシール部材が固定されている。それらのシール部材は、スクリュー部材の回転に伴ってスクリュー部材の軸部と摺擦することで発熱する。その発熱量が多くなると、トナーの溶融、固化を助長してしまう。また、シール部材は、軸部との摺擦によって駆動トルクを上昇させてしまう。近年のプリント速度の高速化に伴うスクリュー回転速度の高速化により、発熱による昇温や駆動トルクの上昇は増加する傾向にある。
【００３６】
次に、実施形態に係る画像形成装置の特徴的な構成について説明する。
本発明者らは、現像装置について実験を行ったところ、スクリュー部材の軸部とシール部材との摺擦による昇温やトルク上昇は、現像剤搬送方向の上流側の軸部よりも下流側の軸部で大きくなり易いことを見出した。
【００３７】
撹拌搬送路４４内においては、撹拌スクリュー４３の回転駆動に伴って、現像剤が撹拌上流軸受け１０１から離れる方向に移動するのに対し、撹拌下流軸受け１０２では突き当たる方向に移動する。このため、撹拌下流軸受け１０２に固定されたシール部材は、現像剤により、撹拌上流軸受け１０１に固定されたシール部材よりも強く軸部に押し付けられて、軸部をより多く発熱させる。よって、撹拌スクリュー４３においては、撹拌上流側軸部４３ａよりも撹拌下流側軸部４３ｂの方がより高く昇温したり、より大きく駆動トルクを上昇させたりする。
【００３８】
また、回収搬送路４７内においては、回収スクリュー４６の回転駆動に伴って、現像剤が回収上流軸受け１０３から離れる方向に移動するのに対し、回収下流軸受け１０４に突き当たる方向に移動する。このため、回収下流軸受け１０４に固定されたシール部材は、現像剤により、回収上流軸受け１０３に固定されたシール部材よりも強く軸部に押し付けられて、軸部をより多く発熱させる。よって、回収スクリュー４６においては、回収上流側軸部４６ａよりも回収下流側軸部４６ｂの方がより高く昇温したり、より大きく駆動トルクを上昇させたりする。
【００３９】
更に、供給スクリュー４８においても、供給搬送路４９における現像剤搬送方向において、下流側の現像剤が供給搬送路４９の下流端に突き当たりながら上流側から移動してくる現像剤に押圧されることで、軸部に対して強く加圧される。これにより、供給上流側軸部よりも供給下流側軸部の方がより多く発熱したり、より大きく駆動トルクを上昇させたりする。
【００４０】
軸部の昇温によるトナーの溶融、固化は、軸部の温度がトナーのガラス転移点を超えることで発生することから、発熱し難い上流側軸部の昇温量を抑えても、下流側軸部の昇温量を抑えなければ、トナーの溶融、固化を有効に抑えることはできない。上流側軸部の昇温量を低減したり、トルク上昇を抑えたりするためには、特許文献１に記載の現像装置のように、スクリュー部材の上流側軸部に対するシール部材の食い込み量を、下流側軸部に対するシール部材の食い込み量よりも小さくすることで解決できる。しかしながら、シール部材の食い込み量よりも小さくすることで、シール部材のシール性が低くなってしまい現像剤が漏れ易くなってしまう。
【００４１】
更に、スクリュー部材の軸部の両端についてそれぞれ径を小さくしたところ、高速回転中のスクリュー部材の撓み振動を大きくしてしまうという不具合を引き起こしてしまった。本発明者らは、昇温や駆動トルクの上昇を抑える方法として、スクリュー部材の軸部の径を小さくすることで、スクリュー部材の軸部とシール部材との当接部における軸部の線速が低くなり、摺擦に伴う昇温を低減でき、スクリュー部材の軸部の径を小さくすることで、径の周長が短くなり当接部の面積が小さくなり、トルクに伴う昇温を低減できることを見出した。すなわち、当接部における軸部とシール部材との摺擦力を低減することで、摺擦に伴う昇温やトルク上昇量を低減するのである。
【００４２】
図８は、撹拌上流軸受け１０１と、撹拌スクリュー４３の撹拌上流側軸部４３ａとを示す断面図である。撹拌上流軸受け１０１には、可撓性のシール部材１０５が固定されている。このシール部材１０５には貫通穴が設けられていて、撹拌上流軸受け１０１に回転自在に受けられる撹拌上流側軸部４３ａを貫通させている。その貫通穴の内壁と、撹拌上流側軸部４３ａとは密着している。シール部材１０５の貫通穴の内壁周長と、撹拌上流側軸部４３ａの外周長（軸周長）とはほぼ同じ値であり、貫通穴と撹拌上流側軸部４３ａとの接触面積は、軸周長にシール部材１０５の厚みを乗じた値にほぼ等しい。
【００４３】
図９は、撹拌下流軸受け１０２と、撹拌スクリュー４３の撹拌下流側軸部４３ｂとを示す断面図である。撹拌下流軸受け１０２には、可撓性のシール部材１０６が固定されている。このシール部材１０６には貫通穴が設けられていて、撹拌下流軸受け１０２に回転自在に受けられる撹拌下流側軸部４３ｂを貫通させている。その貫通穴の内壁と、撹拌下流側軸部４３ｂとは密着している。シール部材１０６の貫通穴の内壁周長と、撹拌下流側軸部４３ｂの外周長（軸周長）とほぼ同じ値であり、貫通穴と撹拌下流側軸部４３ｂとの接触面積は、軸周長にシール部材１０６の厚みを乗じた値にほぼ等しい。
【００４４】
図８と図９との比較から明らかなように、図９の撹拌下流側軸部４３ｂの直径は、図８の撹拌上流側軸部４３ａの直径よりも小さくなっている。撹拌下流軸受け１０２に固定されたシール部材１０６の厚みと、撹拌上流軸受け１０１に固定されたシール部材１０５の厚みとは互いに同じである。また、シール部材１０６の貫通穴の径と、シール部材１０５の貫通穴の径とは、それぞれのシール部材の軸部に対して、シール部材の撓みを利用して食い込ませている。これにより、撹拌下流側軸部４３ｂの直径と撹拌上流側軸部４３ａの直径とを互いに同じにする構成に比べて、撹拌下流側軸部４３ｂの線速を低減して、撹拌下流側軸部４３ｂとシール部材１０６との当接部における両者の摺擦速度を低減している。かかる構成では、撹拌スクリュー４３の軸部とシール部材との摺擦部における昇温やトルク上昇に起因するトナー固着や無駄なエネルギー消費等の不具合を抑えることができる。
【００４５】
また、撹拌上流側軸部４３ａについては、撹拌下流側軸部４３ｂとは異なって大径にしていることから、撹拌下流側軸部４３ｂのみならず、撹拌上流側軸部４３ａも同じにする場合に比べて、両軸部を小径にすることによる撹拌スクリュー４３の撓み振動を抑えることもできる。
【００４６】
また、上流側のシール部材１０５と、下流側のシール部材１０６との軸部に対する食い込み量は、下流側のシール部材１０６の撹拌下流軸受け１０２への固定部位から撹拌下流側軸部４３ｂとの摺擦部までの距離のほうが、上流側のシール部材１０５よりも長い。このため、食い込み量（軸部の直径と、自然な状態のシール部材における貫通穴の直径との差）が同じでも、下流側のシール部材１０６の方がより低い食い込み圧になる。しかし、撹拌スクリュー４３の回転に伴って下流側のシール部材１０６に現像剤が押し付けられるため、食い込み圧が増加する。これにより必要なシール性が確保できている。よって、シール部材のシール性を低下させてしまうことなく、撹拌スクリュー４３の軸部とシール部材との摺擦部における昇温やトルク上昇に起因する不具合を抑えることができる。なお、シール性は、シール部材が軸受け内へのトナーの進入を阻止する性能である。
【００４７】
図１０は、撹拌スクリュー４３の軸部の温度と、撹拌スクリュー４３の回転時間と、軸部の直径との関係を示す計測結果グラフである。両端部の軸径を大きくしたスクリューを高速回転させたときには、下流側の昇温量が上流側よりも高く、軸部の温度がトナーのガラス転移点を超えていた。これに対し、下流側の軸部を小径にすると、図示のように、撹拌スクリュー４３の下流側の小径の軸部において、上流側の大径の軸部に比べてシール部材との摺擦による昇温量を抑えることができている。これは、小径の軸部の方が大径の軸部に比べて線速が低く、且つ接触面積も小さいことから、シール部材との摺擦力が低減されるからである。
【００４８】
撹拌スクリュー４３について説明したが、回収スクリュー４６も、回収下流側軸部４６ｂの直径が回収上流側軸部４６ａの直径よりも小さくなっており、且つシール部材の軸部に対する食い込み量は上流側と下流側とで同じになっている。よって、上流側のシール部材のシール性能を低下させることなく、昇温量やトルク上昇量を抑えることができる。また、供給スクリュー４８も、供給下流側軸部の直径が供給上流側軸部の直径よりも大きくなっており、且つシール部材の軸部に対する食い込み量は上流側と下流側とで同じになっている。よって、上流側のシール部材のシール性能を低下させることなく、昇温やトルク上昇を抑えることができる。
【００４９】
なお、下流側と上流側とでシール部材の軸部に対する食い込み量を同じにした例について説明したが、必要なシール性を確保できる範囲内で、下流側の食い込み量を上流側に比べて小さくしてもよい。
【００５０】
次に、実施形態に係る画像形成装置の一部の構成を他の構成に変形した各変形例に係る画像形成装置について説明する。
［第一変形例］
図１１は、第一変形例に係る画像形成装置の現像装置４０を示す構成図である。この現像装置４０においては、搬送路として、撹拌搬送路４４及び供給回収搬送路５１の二つを有している。それら二つの搬送路の間を仕切っている仕切り壁においては、互いを連通させる開口部が、図の紙面に直交する方向における手前側端部、奥側端部のそれぞれに設けられている。それら開口部を通じて、一方の搬送路の現像剤を他方の搬送路に受け渡すことが可能になっている。
【００５１】
供給回収搬送路５１内においては、供給回収スクリュー５０がその回転に伴って現像剤を回転軸線方向に搬送しながら、一部の現像剤を現像ロール４５の現像スリーブに供給する。また、現像スリーブから離脱した現像剤を回収する。そして、回収現像剤と、現像スリーブに供給されなかった余剰現像剤とを撹拌しながら搬送し、現像剤搬送方向の下流側端部において撹拌搬送路に受け渡す。
【００５２】
撹拌搬送路４４内においては、撹拌スクリュー４３がその回転に伴って現像剤を回転軸線方向に搬送しながら、トナー補給口から補給されてくるトナーと混合し、現像剤搬送方向の下流側端部で供給回収搬送路５１に受け渡す。
【００５３】
撹拌スクリュー４３、供給回収スクリュー５０は何れも、下流側軸部の直径が上流側軸部の直径よりも小さくなっている。シール部材の軸部に対する食い込み量は、上流側と下流側とでそれぞれ同じになっている。かかる構成では、撹拌スクリュー４３及び供給回収スクリュー５０のそれぞれについて、シール部材との摺擦による昇温やトルク上昇に起因する不具合の発生を有効に抑えつつ、スクリュー部材の撓み振動の発生を抑えることができる。
【００５４】
［第二変形例］
図１２は、第二変形例に係る画像形成装置の現像装置４０を示す構成図である。この現像装置４０においては、搬送路として、回収搬送路４７及び供給搬送路４９の二つを有している。それら二つの搬送路の間を仕切っている仕切り壁においては、互いを連通させる開口部が、図の紙面に直交する方向における手前側端部、奥側端部のそれぞれに設けられている。それら開口部を通じて、一方の搬送路の現像剤を他方の搬送路に受け渡すことが可能になっている。
【００５５】
供給搬送路４９内においては、供給スクリュー４８がその回転に伴って現像剤を回転軸線方向に搬送しながら、一部の現像剤を現像ロール４５の現像スリーブに供給する。そして、現像スリーブに供給されなかった余剰現像剤を現像剤搬送方向の下流側端部において回収搬送路４７に受け渡す。
【００５６】
回収搬送路４７内においては、回収スクリュー４６がその回転に伴って現像剤を回転軸線方向に搬送しながら、現像ロール４５の現像スリーブから回収される現像剤と混合し、現像剤搬送方向の下流側端部で供給搬送路４９に受け渡す。
【００５７】
回収スクリュー４６、供給スクリュー４８は何れも、下流側軸部の直径が上流側軸部の直径よりも小さくなっている。シール部材の軸部に対する食い込み量は、上流側と下流側とでそれぞれ同じになっている。かかる構成では、回収スクリュー４６及び供給スクリュー４８のそれぞれについて、シール部材との摺擦による昇温やトルク上昇に起因する不具合の発生を有効に抑えつつ、スクリュー部材の撓み振動の発生を抑えることができる。
【００５８】
以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
［態様Ａ］
流体（例えば現像剤）を搬送するための搬送路（例えば撹拌搬送路４４、回収搬送路４７、供給搬送路４９）と、前記搬送路内の流体を自らの回転に伴って回転軸線に沿って搬送する回転搬送部材（例えば撹拌スクリュー４３、回収スクリュー４６、供給スクリュー４８）と、前記回転搬送部材の流体搬送方向における端側の軸部を受ける軸受け（例えば撹拌上流軸受け１０１及び撹拌下流軸受け１０２や、回収上流軸受け１０３及び回収下流軸受け１０４）と、前記軸受けに対する流体の進入を阻止するシール部材（例えばシール部材１０５、１０６）とを具備する流体搬送器（例えば現像装置４０の一部）において、前記回転搬送部材の流体搬送方向における下流側の軸部である下流側軸部（例えば撹拌下流側軸部４３ｂ、回収下流側軸部４６ｂ）の直径を、上流側の軸部である上流側軸部（例えば撹拌上流側軸部４３ａ、回収上流側軸部４６ａ）の直径よりも小さくしたことを特徴とするものである。
【００５９】
かかる構成では、上流側軸部よりも昇温やトルク上昇が大きくなり易い下流側軸部を小径にしてその線速を低下させることで、シール部材との摺擦力をより低減して昇温やトルク上昇を抑える。これにより、下流側軸部の昇温やトルク上昇を抑えていなかった構成に比べて、昇温やトルク上昇に起因する不具合の発生を抑えることができる。また、下流側においてシール部材によるシール性を維持しつつ、昇温やトルク上昇に起因する不具合の発生を抑えることができる。
【００６０】
［態様Ｂ］
態様Ｂは、態様Ａにおいて、前記下流側軸部に対する前記シール部材の食い込み量と、前記上流側軸部に対する前記シール部材の食い込み量とを互いに同じにしたことを特徴とするものである。かかる構成では、下流側軸部の直径を上流側軸部の直径よりも小さくしていても、シール部材の食い込み量については、上流側と下流側とで同じにしていることで、シール性を低下させることなく、下流側の昇温やトルク上昇を抑えることができる。
【００６１】
［態様Ｃ］
態様Ｃは、態様Ａ又はＢにおいて、前記搬送路、前記回転搬送部材、前記軸受け、及び前記シール部材の組みを複数有し、前記組みの間で流体を搬送するようにし、且つ、前記組みのうち、少なくとも一つについて、前記下流側軸部の直径を前記上流側軸部の直径よりも小さくしたことを特徴とするものである。かかる構成では、複数の組みのうち、少なくとも１つについて、シール性を維持しつつ、シール部材と回転搬送部材の軸部との摺擦による昇温やトルク上昇に起因する不具合の発生を有効に抑えることができる。
【００６２】
［態様Ｄ］
態様Ｄは、態様Ａ又はＢにおいて、前記搬送路、前記回転搬送部材、前記軸受け、及び前記シール部材の組みとして、搬送中の流体の一部を供給先（例えば現像ロール４５の現像スリーブ）に供給するための供給搬送用組み（例えば第一変形例の供給回収搬送路５１や供給回収スクリュー５０など）と、この供給用組みからの流体を新たに補給される流体成分（例えばトナー）と混合搬送して前記供給用組みに搬送するための成分調整用組み（例えば第一変形例の撹拌搬送路４４や撹拌スクリュー４３など）とを有し、前記供給搬送用組み及び前記成分調整用組みの少なくとも一つについて、前記下流側軸部の直径を前記上流側軸部の直径よりも小さくしたことを特徴とするものである。かかる構成では、供給搬送用組み合わせと、成分調整用組み合わせとのうち、少なくとも一つについて、シール性を維持しつつ、シール部材と回転搬送部材の軸部との摺擦による昇温やトルク上昇に起因する不具合の発生を有効に抑えることができる。
【００６３】
［態様Ｅ］
態様Ｅは、態様Ａ又はＢにおいて、前記搬送路、前記回転搬送部材、前記軸受け、及び前記シール部材の組みとして、搬送中の流体の一部を供給先に供給するための供給搬送用組み（例えば第二変形例の供給搬送路４９や供給スクリュー４８など）と、前記供給用組みからの流体と前記供給先から回収された流体とを混合搬送して前記供給用組みに搬送するための回収搬送用組み（例えば第二変形例の回収搬送路４７や回収スクリュー４６など）とを有し、前記供給搬送用組み及び前記回収搬送用組みの少なくとも一つについて、前記下流側軸部の直径を前記上流側軸部の直径よりも小さくしたことを特徴とするものである。かかる構成では、供給搬送用組み合わせと、回収搬送用組み合わせとのうち、少なくとも一つについて、シール性を維持しつつ、シール部材と回転搬送部材の軸部との摺擦による昇温やトルク上昇に起因する不具合の発生を有効に抑えることができる。
【００６４】
［態様Ｆ］
態様Ｆは、態様Ａ〜Ｅの何れかにおいて、流体としての現像剤を搬送することを特徴とするものである。かかる構成では、下流側においてシール部材によるシール性を維持しつつ、昇温やトルク上昇に起因する不具合の発生を抑えて、現像剤を搬送路内で搬送することができる。
【００６５】
［態様Ｇ］
態様Ｇは、流体搬送器と、前記流体搬送器によって搬送している流体としての現像剤を担持する現像剤担持体（例えば現像スリーブ）とを有し、前記現像剤担持体に担持した現像剤によって潜像を現像する現像装置（例えば現像装置４０）において、前記流体搬送器として、態様Ａ〜Ｆの何れかの流体搬送器を用いたことを特徴とするものである。
【００６６】
［態様Ｈ］
態様Ｈは、潜像担持体（例えば感光体１８）と、現像手段（例えば現像装置４０）と、前記潜像担持体及び前記現像剤を保持する保持体とを有し、前記潜像担持体、前記現像手段、及び前記保持体が画像形成装置本体に対して一体的に着脱される作像ユニット（例えば画像形成ユニット１１）において、前記現像手段として、態様Ｇの現像装置を用いたことを特徴とするものである。
【００６７】
［態様Ｉ］
態様Ｉは、作像ユニットを備える画像形成装置において、前記作像ユニットとして、態様Ｈの作像ユニットを用いたことを特徴とするものである。
【００６８】
［態様Ｊ］
態様Ｊは、潜像担持体と、現像手段とを備える画像形成装置において、前記現像手段として、態様Ｇの現像装置を用いたことを特徴とするものである。
【符号の説明】
【００６９】
１１：画像形成ユニット（作像ユニット）
１８：感光体（潜像担持体）
４０：現像装置
４３：撹拌スクリュー（回転搬送部材）
４３ａ：撹拌上流側軸部（上流側軸部）
４３ｂ：撹拌下流側軸部（下流側軸部）
４４：撹拌搬送路（搬送路）
４５：現像ロール（供給先）
４６：回収スクリュー（回転搬送部材）
４６ａ：回収上流側軸部（上流側軸部）
４６ｂ：回収下流側軸部（下流側軸部）
４７：回収搬送路（搬送路）
４８：供給スクリュー（回転搬送部材）
４９：供給搬送路（搬送路）
１０１：撹拌上流軸受け
１０２：撹拌下流軸受け
１０３：回収上流軸受け
１０４：回収下流軸受け
１０５：シール部材
１０６：シール部材
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７０】
【特許文献１】特開２０１４−４４３２１号公報
【図１】
2017044808.tif 000003
【図２】
2017044808.tif 000004
【図３】
2017044808.tif 000005
【図４】
2017044808.tif 000006
【図５】
2017044808.tif 000007
【図６】
2017044808.tif 000008
【図７】
2017044808.tif 000009
【図８】
2017044808.tif 000010
【図９】
2017044808.tif 000011
【図１０】
2017044808.tif 000012
【図１１】
2017044808.tif 000013
【図１２】
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