JP6772882B2

JP6772882B2 - 現像装置及び画像形成装置

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Publication number: JP6772882B2
Application number: JP2017025921A
Authority: JP
Inventors: 陽平伊藤; 岡崎　太; 太岡崎; 俊明島; 和督大田
Original assignee: Konica Minolta Inc
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Priority date: 2017-02-15
Filing date: 2017-02-15
Publication date: 2020-10-21
Anticipated expiration: 2037-02-15
Also published as: JP2018132632A

Description

本発明は、複写機やプリンター等の画像形成装置及びこのような画像形成装置において像担持体に形成された静電潜像を現像するのに使用する現像装置に関するものである。特に、トナーとキャリアを含む現像剤を収容させた装置本体内に、現像剤を保持して像担持体に搬送させる現像剤担持体を設け、前記現像剤担持体と対向するようにして、回転軸の外周に搬送羽根部材が設けられた第１現像剤搬送部材を回転させて、現像剤を前記現像剤担持体の軸方向に沿って搬送させながら現像剤を現像剤担持体に供給する現像剤搬送供給部を設けると共に、回転軸の外周に搬送羽根部材が設けられた第２現像剤搬送部材を回転させて、現像剤を前記現像剤搬送供給部と逆方向に搬送させる現像剤循環搬送部を設け、前記現像剤搬送供給部と現像剤循環搬送部とを現像剤担持体の軸方向に沿って設けられた隔壁によって分離させると共に、この隔壁の両側の端部にそれぞれ開口部を設け、各開口部を通して、現像剤を現像剤搬送供給部と現像剤循環搬送部との間で循環させるようにした現像装置において、現像剤を現像剤搬送供給部と現像剤循環搬送部との間で安定して速やかに循環させるようにし、装置本体内に新たなトナーを補給した場合に、装置本体内における現像剤に大きな負荷を加えることなく、現像剤を現像剤搬送供給部と現像剤循環搬送部との間で速やかに循環させて、補給されたトナーを装置本体内における現像剤に適切に分散できるようにした点に特徴を有するものである。

従来から、複写機やプリンター等の画像形成装置においては、感光体等の像担持体に形成された静電潜像に現像装置からトナーを供給して、像担持体に形成された静電潜像を現像するようにしている。

ここで、このような現像装置においては、一般に、装置本体内に収容されたトナーとキャリアを含む現像剤を現像剤担持体に保持させて、この現像剤担持体により現像剤を像担持体と対向する位置に導き、この現像剤担持体から現像剤中のトナーを像担持体に形成された静電潜像に供給してトナー像を形成するようにしている。

そして、このような現像装置においては、一般に、装置本体内に設けた前記現像剤担持体と対向するようにして、回転軸の外周に搬送羽根部材が設けられた第１現像剤搬送部材を回転させて、現像剤を前記現像剤担持体の軸方向に沿って搬送させると共に現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤搬送供給部を設け、また回転軸の外周に搬送羽根部材が設けられた第２現像剤搬送部材を回転させて、現像剤を前記現像剤搬送供給部と逆方向に搬送させる現像剤循環搬送部を設け、前記現像剤搬送供給部と現像剤循環搬送部とを、現像剤担持体の軸方向に沿って設けられた隔壁によって分離させると共に、この隔壁の両側の端部にそれぞれ開口部を設け、各開口部を通して、現像剤を現像剤搬送供給部と現像剤循環搬送部との間で循環させるようにしている。

また、このような現像装置において、前記のように現像剤担持体から現像剤中のトナーを像担持体に形成された静電潜像に供給してトナー像を形成すると、装置本体内における現像剤中のトナーが次第に減少してトナー濃度が低下し、十分な画像濃度が得られなくなるため、一般に、装置本体内に収容された現像剤中にトナーを補給させるようにしている。

ここで、このように装置本体内に収容された現像剤中にトナーを補給させるようにした場合、トナーが補給された部分における現像剤中のトナーの量だけが上昇して、装置本体内に収容された現像剤中におけるトナー濃度に大きな差が生じて、形成される画像に濃度ムラが生じたり、補給されたトナーが十分に帯電されない状態で現像に使用されて、形成される画像にかぶりが生じたり、トナー飛散が生じたりするという問題があった。

そして、従来においては、トナーが補給された現像剤が速やかに搬送されて他の現像剤と混合されるようにするため、前記の現像剤搬送供給部や現像剤循環搬送部に設けた現像剤搬送部材の回転速度を速くしたり、現像剤搬送部材にフィンを取り付けたりすることが行われていた。

しかし、このようにした場合においても、依然として、現像剤中におけるトナー濃度のムラを速やかに解消させることは困難であり、また各現像剤搬送部材の回転速度を速くし過ぎると、現像剤が劣化したりする等の問題があった。

また、従来においては、特許文献１に示されるように、前記のように隔壁の両側の端部に設けた各開口部を通して、現像剤を現像剤搬送供給部と現像剤循環搬送部との間で循環させるにあたり、前記の隔壁における両側の開口部の途中の部分に、現像剤を前記現像剤搬送供給部と現像剤循環搬送部との間で移動させる中間開口部を設けると共に、この中間開口部の位置における前記の各現像剤搬送部材に対して、それぞれ回転軸から放射方向に搬送羽根部材の外周に至る高さのフィンを設け、各現像剤搬送部材を回転させて、現像剤搬送供給部と現像剤循環搬送部において軸方向に搬送される現像剤を、前記のフィンにより中間開口部を通して現像剤搬送供給部と現像剤循環搬送部との間で移動させるようにしたものが提案されている。

しかし、特許文献１に示されるものは、前記のように中間開口部の位置における各現像剤搬送部材に対して、それぞれ回転軸から放射方向に搬送羽根部材の外周に至る高さのフィンを設けているため、中間開口部の位置においては、各現像剤搬送部材におけるフィンによって現像剤が軸方向とは交差する方向に多く送られ、各現像剤搬送部材によって軸方向に搬送される現像剤の量が減少し、現像剤を現像剤搬送供給部と現像剤循環搬送部との間で効率よく循環させることができなくなる等の問題があった。

特開２００７−３１６１３０号公報

本発明は、複写機やプリンター等の画像形成装置において、像担持体に形成された静電潜像を現像するのに使用する現像装置における前記のような問題を解決することを課題とするものである。

すなわち、本発明においては、トナーとキャリアを含む現像剤を収容させた装置本体内に、現像剤を保持して像担持体に搬送させる現像剤担持体を設け、前記現像剤担持体と対向するようにして、回転軸の外周に搬送羽根部材が設けられた第１現像剤搬送部材を回転させて、現像剤を前記現像剤担持体の軸方向に沿って搬送させながら現像剤を現像剤担持体に供給する現像剤搬送供給部を設けると共に、回転軸の外周に搬送羽根部材が設けられた第２現像剤搬送部材を回転させて、現像剤を前記現像剤搬送供給部と逆方向に搬送させる現像剤循環搬送部を設け、前記現像剤搬送供給部と現像剤循環搬送部とを現像剤担持体の軸方向に沿って設けられた隔壁によって分離させると共に、この隔壁の両側の端部にそれぞれ開口部を設け、各開口部を通して、現像剤を現像剤搬送供給部と現像剤循環搬送部との間で循環させるようにした現像装置において、現像剤を現像剤搬送供給部と現像剤循環搬送部との間で安定して速やかに循環させるようにし、装置本体内に新たなトナーを補給した場合に、装置本体内における現像剤に大きな負荷を加えることなく、現像剤を現像剤搬送供給部と現像剤循環搬送部との間で速やかに循環させて、補給されたトナーを装置本体内における現像剤に適切に分散できるようにすることを課題とするものである。

本発明における現像装置においては、前記のような課題を解決するため、トナーとキャリアを含む現像剤を収容させた装置本体内に、現像剤を保持して像担持体に搬送させる現像剤担持体を設け、前記現像剤担持体と対向するようにして、回転軸の外周に搬送羽根部材が設けられた第１現像剤搬送部材を回転させて、現像剤を前記現像剤担持体の軸方向に沿って搬送させながら現像剤を現像剤担持体に供給する現像剤搬送供給部を設けると共に、回転軸の外周に搬送羽根部材が設けられた第２現像剤搬送部材を回転させて、現像剤を前記現像剤搬送供給部と逆方向に搬送させる現像剤循環搬送部を設け、前記現像剤搬送供給部と現像剤循環搬送部とを、現像剤担持体の軸方向に沿って設けられた隔壁によって分離させ、この隔壁の端部に、現像剤を前記現像剤搬送供給部から現像剤循環搬送部に導く第１の開口部と、現像剤を前記現像剤循環搬送部から現像剤搬送供給部に導く第２の開口部とを設け、各開口部を通して、現像剤を現像剤搬送供給部と現像剤循環搬送部との間で循環させる現像装置において、
前記隔壁の端部における第１の開口部と第２の開口部との間の途中の部分に、現像剤を前記現像剤搬送供給部と現像剤循環搬送部との間で移動させる中間開口部を設けると共に、前記中間開口部の位置における前記第１現像剤搬送部材と第２現像剤搬送部材との少なくとも一方における回転軸の径を大きくした。

ここで、本発明における現像装置のように、隔壁の両側の端部における第１と第２の開口部との間の途中の部分に、現像剤を前記現像剤搬送供給部と現像剤循環搬送部との間で移動させる中間開口部を設け、前記中間開口部の位置における前記第１現像剤搬送部材と第２現像剤搬送部材との少なくとも一方における回転軸の径を大きくすると、このように回転軸の径が大きくなった第１現像剤搬送部材や第２現像剤搬送部材の部分において、現像剤搬送供給部や現像剤循環搬送部における現像剤が押され、現像剤搬送供給部や現像剤循環搬送部における現像剤が、前記中間開口部を通して対向する現像剤循環搬送部や現像剤搬送供給部に送られるようになる。そして、このように中間開口部を通して対向する現像剤循環搬送部や現像剤搬送供給部に送られた現像剤が、現像剤循環搬送部や現像剤搬送供給部に設けられた前記の各現像剤搬送部材により搬送されて、現像剤循環搬送部と現像剤搬送供給部との間で循環されるようになる。

また、本発明における現像装置においては、中間開口部の位置における前記第１現像剤搬送部材と第２現像剤搬送部材との両方の回転軸の径を大きくすることが好ましい。このようにすると、前記のように回転軸の径が大きくなった第１現像剤搬送部材と第２現像剤搬送部材との部分において、現像剤搬送供給部と現像剤循環搬送部とにおける現像剤が押され、現像剤搬送供給部と現像剤循環搬送部における現像剤が、それぞれ前記中間開口部を通して対向する現像剤循環搬送部と現像剤搬送供給部に送られ、現像剤搬送供給部や現像剤循環搬送部における現像剤が、前記中間開口部を通して現像剤搬送供給部と現像剤循環搬送部との間で安定して循環されるようになる。

ここで、本発明における現像装置において、中間開口部の位置における第１現像剤搬送部材と第２現像剤搬送部材との両方の回転軸に径が大きくなった部分を設けるにあたり、第１現像剤搬送部材における回転軸の最大径の部分と、前記第２現像剤搬送部材における回転軸の最大径の部分とが対向しないようにして設けることが好ましい。このようにすると、第１現像剤搬送部材における回転軸の最大径の部分によって押された現像剤と、第２現像剤搬送部材における回転軸の最大径の部分によって押された現像剤とが中間開口部の位置において衝突して、現像剤の送りが互いに阻害されるのが防止される。

また、前記のように第１現像剤搬送部材における回転軸の最大径の部分と、第２現像剤搬送部材における回転軸の最大径の部分とが対向しないように設けるにあたっては、第１現像剤搬送部材における回転軸の最大径の部分と第２現像剤搬送部材における回転軸の最大径の部分か、それぞれ中間開口部を介して対向する他方の現像剤搬送部材における回転軸の最大径の部分の位置よりも、各現像剤搬送部材による現像剤の搬送方向上流側の位置に設けることが好ましい。このようにすると、第１現像剤搬送部材における回転軸の最大径の部分により送られた現像剤と、第２現像剤搬送部材における回転軸の最大径の部分により送られた現像剤とが重なることがなく搬送されて、各現像剤搬送部材による現像剤の搬送が互いに阻害されるのが防止される。

また、前記のように中間開口部の位置における第１現像剤搬送部材と第２現像剤搬送部材との両方の回転軸に径が大きくなった部分を設ける場合、第１現像剤搬送部材における回転軸の径が大きくなった部分と、前記第２現像剤搬送部材における回転軸の径が大きくなった部分とが、前記中間開口部を介して対向する位置において部分的に重なるようにすることが好ましい。このようにすると、各現像剤搬送部材における回転軸の径が大きくなった部分により中間開口部を通して他方の現像剤搬送部材に送られた現像剤の一部が、他方の現像剤搬送部材により中間開口部を通して戻され、現像剤搬送供給部と現像剤循環搬送部とにおいて搬送されて循環される現像剤の量に偏りが生じるのが抑制される。

また、前記第１現像剤搬送部材と第２現像剤搬送部材とにおける回転軸の径が大きくなった部分を設ける場合、回転軸の径が大きくなった部分の長さが、前記中間開口部の長さより短くなるようにする。これは、回転軸の径が大きくなった部分の長さが、中間開口部よりも長くなると、回転軸の径が大きくなった部分において半径方向外方に送られる現像剤が、中間開口部が存在しない隔壁の部分に押し付けられて、現像剤が凝集したりするためである。

また、前記のように第１現像剤搬送部材や第２現像剤搬送部材における回転軸に径が大きくなった部分を設けた場合、回転軸に設ける搬送羽根部材の面積が減少して、現像剤を軸方向に搬送させる能力が低下するため、径が大きくなった回転軸の部分に設ける搬送羽根部材のピッチや条数を変更させて、径が大きくなった回転軸の部分における搬送羽根部材によって、現像剤が軸方向に適切に搬送されるようにすることが好ましい。

また、本発明における現像装置において、前記のように第１現像剤搬送部材と第２現像剤搬送部材とに回転軸の径が大きくなった部分を設けるにあたり、現像剤の搬送方向上流側から下流側に向けて回転軸が最大径になる部分まで連続的に大きくなるように、回転軸の径が最大径になる部分までテーパー状に形成することが好ましい。これは、回転軸の径を急激に大きくした場合、径が急激に大きくなった部分において搬送されてきた現像剤が抑止されてしまい、現像剤を軸方向に適切に搬送させることが困難になるためである。

また、本発明における現像装置において、前記のように第１現像剤搬送部材と第２現像剤搬送部材とに回転軸の径が大きくなった部分を設けるにあたり、回転軸の径が最大径になるまでの距離をα、最大径になった部分から回転軸の径が元の一定径になるまでの距離をβとした場合に、α＞βの条件を満たすようにすることが好ましい。このようにすると、現像剤を回転軸の径が最大径になった部分において、中間開口部を介して対向する側に送り出した後は、速やかに残りの現像剤が各現像剤搬送部材によって軸方向に搬送されるようになる。

また、本発明における現像装置がセットされた状態で、前記第２現像剤搬送部材の回転中心と前記第１現像剤搬送部材の回転中心とを結ぶ線と水平線とがなす角度をω、前記中間開口部における第２現像剤搬送部材の回転軸の最大径をφ１、第１現像剤搬送部材の回転軸の最大径をφ２とした場合において、
第２現像剤搬送部材の回転中心と第１現像剤搬送部材の回転中心とを結ぶ線が水平である場合（ω＝０°）に、（φ１/φ２）＝１の条件を満たし、
第１現像剤搬送部材が第２現像剤搬送部材より斜め上方に位置し、前記第２現像剤搬送部材の回転中心と前記第１現像剤搬送部材の回転中心とを結ぶ線が水平線に対して反時計回りに傾斜している場合（９０°＞ω＞０°）に、（φ１/φ２）＞１の条件を満たし、
第１現像剤搬送部材が第２現像剤搬送部材より斜め下方に位置し、前記第２現像剤搬送部材の回転中心と前記第１現像剤搬送部材の回転中心とを結ぶ線が水平線に対して時計回りに傾斜している場合（０°＞ω＞−９０°）に、（φ１/φ２）＜１の条件を満たすようにすることが好ましい。このようにすると、第１現像剤搬送部材と第２現像剤搬送部材とにおける上下方向の位置関係が変化して、中間開口部の位置において現像剤が重力の影響を受けたとしても、中間開口部の位置において現像剤搬送供給部と現像剤循環搬送部との間で移動される現像剤の量を適切に保つことができるようになる。

また、本発明における現像装置がセットされた状態で、前記第２現像剤搬送部材の回転中心と前記第１現像剤搬送部材の回転中心とを結ぶ線と水平線とがなす角度をω、前記中間開口部における第２現像剤搬送部材の回転軸の径が最大径になる部分における中間開口部の高さをＬ１、第１現像剤搬送部材の回転軸の径が最大径になる部分における中間開口部の高さをＬ２とした場合において、
第２現像剤搬送部材の回転中心と第１現像剤搬送部材の回転中心とを結ぶ線が水平である場合（ω＝０°）に、（Ｌ１/Ｌ２）＝１の条件を満たし、
第１現像剤搬送部材が第２現像剤搬送部材より斜め上方に位置し、前記第２現像剤搬送部材の回転中心と前記第１現像剤搬送部材の回転中心とを結ぶ線が水平線に対して反時計回りに傾斜している場合（９０°＞ω＞０°）に、（Ｌ１/Ｌ２）＞１の条件を満たし、
第１現像剤搬送部材が第２現像剤搬送部材より斜め下方に位置し、前記第２現像剤搬送部材の回転中心と前記第１現像剤搬送部材の回転中心とを結ぶ線が水平線に対して時計回りに傾斜している場合（０°＞ω＞−９０°）に、（Ｌ１/Ｌ２）＜１の条件を満たすようにすることが好ましい。このようにすると、第１現像剤搬送部材と第２現像剤搬送部材とにおける上下方向の位置関係が変化して、中間開口部の位置において現像剤が重力の影響を受けたとしても、中間開口部の位置において現像剤搬送供給部と現像剤循環搬送部との間で移動される現像剤の量を適切に保つことができるようになる。

そして、本発明の画像形成装置においては、前記のような現像装置を用いるようにした。

本発明の現像装置においては、前記のように隔壁の両側の端部における第１と第２の開口部との間の途中の部分に、現像剤を前記現像剤搬送供給部と現像剤循環搬送部との間で移動させる中間開口部を設け、前記中間開口部の位置における前記第１現像剤搬送部材と第２現像剤搬送部材との少なくとも一方における回転軸の径を大きくしたため、このように回転軸の径が大きくなった第１現像剤搬送部材や第２現像剤搬送部材の部分において、現像剤搬送供給部や現像剤循環搬送部における現像剤が押され、現像剤搬送供給部や現像剤循環搬送部における現像剤が、前記中間開口部を通して対向する現像剤循環搬送部や現像剤搬送供給部に送られ、このように中間開口部を通して対向する現像剤循環搬送部や現像剤搬送供給部に送られた現像剤が、現像剤循環搬送部と現像剤搬送供給部とに設けられた前記の各現像剤搬送部材により搬送されて、現像剤循環搬送部や現像剤搬送供給部との間で３つの開口部を通して適切に循環されるようになる。

この結果、本発明の現像装置においては、装置本体内に新たなトナーを補給した場合においても、装置本体内における現像剤に大きな負荷を加えることなく、３つの開口部を通して現像剤を現像剤搬送供給部と現像剤循環搬送部との間で速やかに循環させながら、補給されたトナーを装置本体内における現像剤に適切に分散できるようになる。

本発明の一実施形態において、複数の現像装置を用いた画像形成装置の概略説明図である。本発明の実施形態に係る現像装置の内部を上から見た状態を示した概略説明図である。前記の実施形態に係る現像装置の内部において、（Ａ）は隔壁に開口部が設けられていない部分における側面側の概略説明図、（Ｂ）は隔壁に中間開口部が設けられた部分における側面側の概略説明図である。前記の実施形態に係る現像装置において、第２現像剤搬送部材の回転中心と第１現像剤搬送部材の回転中心とを結ぶ線と水平線とがなす角度ωが０°であって、第２現像剤搬送部材の回転軸における最大径φ１、第１現像剤搬送部材の回転軸における最大径φ２とが同径（φ１＝φ２）である状態を示した側面側の概略説明図である。前記の実施形態に係る現像装置において、現像剤搬送供給部と現像剤循環搬送部とに設ける第１現像剤搬送部材と第２現像剤搬送部材を変更させた第１の変更例の内部を上から見た状態を示した概略説明図である。前記の第１の変更例において、中間開口部が設けられた部分における第１現像剤搬送部材と第２現像剤搬送部材との状態を示した概略部分説明図である。前記の実施形態に係る現像装置において、第１現像剤搬送部材が第２現像剤搬送部材より斜め上方に位置し、第２現像剤搬送部材の回転中心と第１現像剤搬送部材の回転中心とを結ぶ線が水平線に対して反時計回りに傾斜する角度ωが９０°＞ω＞０°である場合に、第２現像剤搬送部材の回転軸の最大径φ１を、第１現像剤搬送部材の回転軸の最大径φ２より大きくした第２の変更例を示した側面側の概略説明図である。前記の実施形態に係る現像装置において、第１現像剤搬送部材が第２現像剤搬送部材より斜め上方に位置し、第２現像剤搬送部材の回転中心と第１現像剤搬送部材の回転中心とを結ぶ線が水平線に対して反時計回りに傾斜する角度ωが９０°＞ω＞０°である場合に、第２現像剤搬送部材の回転軸の径が最大径になる部分における中間開口部の高さＬ１を、第１現像剤搬送部材の回転軸の径が最大径になる部分における中間開口部の高さＬ２より大きくした第３の変更例を示した中間開口部の概略説明図である。

次に、本発明の実施形態に係る現像装置及び画像形成装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る現像装置及び画像形成装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。

この実施形態における画像形成装置１においては、図１に示すように、その内部に４つの感光体１０を設けると共に、各感光体１０に対応させて、トナーとキャリアとを含む現像剤を収容させた４つの現像装置３０を設け、各現像装置３０においては、それぞれの現像剤におけるトナーの色彩を異ならせ、黒色，黄色，マゼンダ色，シアン色のトナーを用いるようにしている。

そして、この画像形成装置１においては、前記の各感光体１０を回転させて、各感光体１０の表面をそれぞれ帯電装置１１によって帯電させ、このように帯電された各感光体１０の表面に対して、それぞれ潜像形成装置１２により画像形成情報に従った露光を行い、各感光体１０の表面にそれぞれ画像形成情報に従った静電潜像を形成するようにしている。

次いで、このように静電潜像が形成された各感光体１０に対して、それぞれ対応する現像装置３０から所定の色彩のトナーを各感光体１０の静電潜像に供給して現像を行い、各感光体１０の表面にそれぞれの色彩のトナー像を形成するようにしている。

そして、前記のように各感光体１０に形成された各色彩のトナー像を、回転ローラー１３に架け渡されて回転駆動される無端状の中間転写ベルト１４の表面に、前記の各感光体１０と対向して設けられた各一次転写ローラー１５により順々に一次転写させて、この中間転写ベルト１４の表面に各色彩のトナー像が合成されたトナー像を形成するようにしている。また、前記の中間転写ベルト１４に転写されずに各感光体１０の表面に残留しているトナー等を、それぞれ第１のクリーニング装置１６により、各感光体１０の表面から除去するようにしている。

そして、前記のようにして中間転写ベルト１４の上に形成されたトナー像を、この中間転写ベルト１４により二次転写ローラー１７と対向する位置に導くようにしている。

一方、画像形成装置１の下部に収容された用紙Ｓを、給紙ローラー１８により給紙してタイミングローラー１９に送り、このタイミングローラー１９により用紙Ｓを適当なタイミングで中間転写ベルト１４と二次転写ローラー１７との間に導き、中間転写ベルト１４の上に形成されたトナー像を前記の二次転写ローラー１７により用紙Ｓに転写させるようにしている。また、用紙Ｓに転写されずに前記の中間転写ベルト１４の上に残ったトナーを、第２のクリーニング装置２０によって中間転写ベルト１４の上から回収するようにしている。

そして、前記のようにトナー像が転写された用紙Ｓを定着装置２１に導き、この定着装置２１により、転写された前記のトナー像を用紙Ｓに定着させた後、このようにトナー像が定着された用紙Ｓを排紙ローラー２２により排紙させるようにしている。

なお、画像形成装置１は前記のようなものに限定されず、図示していないが、複数の現像装置を保持させた回転式現像装置を回転させて、各現像装置を順々に感光体に導くようにしてフルカラーの画像形成を行うようにしたフルカラーの画像形成装置や、白黒の画像形成を行う画像形成装置であってもよい。

次に、本発明の実施形態における現像装置３０について具体的に説明する。

この現像装置３０においては、図２及び図３（Ａ），（Ｂ）等に示すように、トナーとキャリアを含む現像剤Ｄを装置本体３１内に収容させると共に、内部にマグネットローラー３２ａが設けられた円筒状になった現像剤担持体３２を、前記の感光体１０と所要間隔を介して対向するように設けている。

そして、前記の装置本体３１においては、図２及び図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、前記の現像剤担持体３２の軸方向に沿って現像剤Ｄを搬送させると共に、現像剤Ｄを現像剤担持体３２に供給する現像剤搬送供給部３３を設け、この現像剤搬送供給部３３内に、回転軸３４ａの周囲に現像剤Ｄを攪拌しながら搬送させるスクリュウ状の搬送羽根部材３４ｂが設けられた第１現像剤搬送部材３４を設けている。

また、この現像剤搬送供給部３３と隔壁３５を介して前記の現像剤担持体３２から離れた位置に、現像剤搬送供給部３３と現像剤Ｄを逆方向に搬送させる現像剤循環搬送部３６を設け、この現像剤循環搬送部３６内に、回転軸３７ａの周囲に現像剤Ｄを攪拌しながら搬送させるスクリュウ状の搬送羽根部材３７ｂが設けられた第２現像剤搬送部材３７を設けている。

そして、前記の現像剤搬送供給部３３と現像剤循環搬送部３６との間に設けられた隔壁３５の両端部に、現像剤Ｄを前記の現像剤搬送供給部３３から現像剤循環搬送部３６に導く第１の開口部３５ａと、現像剤Ｄを前記の現像剤循環搬送部３６から現像剤搬送供給部３３に導く第２の開口部３５ｂとを設け、これらの開口部３５ａ，３５ｂを通して現像剤Ｄを現像剤搬送供給部３３と現像剤循環搬送部３６との間で循環させるようになっている。

また、この実施形態における現像装置３０においては、前記の隔壁３５の両側の端部における第１と第２の開口部３５ａ，３５ｂとの間の途中の部分に、現像剤Ｄを前記の現像剤搬送供給部３３と現像剤循環搬送部３６との間で移動させる中間開口部３５ｃを設け、この中間開口部３５ｃの高さを一定にしている。

ここで、前記の第１現像剤搬送部材３４の回転軸３４ａにおいて、前記の中間開口部３５ｃの位置における現像剤Ｄの搬送方向上流側の部分に、軸径が現像剤Ｄの搬送方向下流側に向かい最大径φ２になるまでテーパー状に連続して増加した径大部３４ａ１を設けると共に、前記の第２現像剤搬送部材３７の回転軸３７ａにおいても、前記の中間開口部３５ｃの位置における現像剤Ｄの搬送方向上流側の部分に、軸径が現像剤Ｄの搬送方向下流側に向かい最大径φ１になるまでテーパー状に連続して増加した径大部３７ａ１を設けている。

そして、前記の第１現像剤搬送部材３４の回転軸３４ａにおける径大部３４ａ１の最大径φ２の部分と、第２現像剤搬送部材３７の回転軸３７ａにおける径大部３７ａ１の最大径φ１の部分とが対向しないように設けている。さらに、前記の第１現像剤搬送部材３４の回転軸３４ａの径大部３４ａ１の部分における搬送羽根部材３４ｂの条数を第１現像剤搬送部材３４の回転軸３４ａにおける他の部分よりも多くすると共に、第２現像剤搬送部材３７の回転軸３７ａの径大部３７ａ１の部分における搬送羽根部材３７ｂの条数を第２現像剤搬送部材３７の回転軸３７ａにおける他の部分よりも多くしている。

また、この実施形態における現像装置３０においては、図４に示すように、前記の第２現像剤搬送部材３７の回転中心と第１現像剤搬送部材３４の回転中心とを結ぶ線と水平線とがなす角度ωを０°にしており、前記の第２現像剤搬送部材３７の回転軸３７ａにおける最大径φ１、第１現像剤搬送部材３４の回転軸３４ａにおける最大径φ２とが同径（φ１＝φ２）になるようにしている。

ここで、前記のように第１現像剤搬送部材３４の回転軸３４ａにおける径大部３４ａ１の最大径φ２の部分と、第２現像剤搬送部材３７の回転軸３７ａにおける径大部３７ａ１の最大径φ１の部分とが対向しないようにして設けると、第１現像剤搬送部材３４の回転軸３４ａにおける径大部３４ａ１の最大径φ２の部分によって中間開口部３５ｃを通して現像剤搬送供給部３３から現像剤循環搬送部３６に送られる現像剤Ｄと、第２現像剤搬送部材３７の回転軸３７ａにおける径大部３７ａ１の最大径φ１の部分によって中間開口部３５ｃを通して現像剤循環搬送部３６から現像剤搬送供給部３３に送られる現像剤Ｄとが衝突するのが防止され、現像剤Ｄの送りが互いに阻害されるということがなく、中間開口部３５ｃを通して、現像剤Ｄを現像剤搬送供給部３３と現像剤循環搬送部３６との間で適切に移動させることができるようになる。

また、前記のように第１現像剤搬送部材３４の回転軸３４ａの径大部３４ａ１の部分における搬送羽根部材３４ｂの条数を第１現像剤搬送部材３４の回転軸３４ａにおける他の部分よりも多くすると共に、第２現像剤搬送部材３７の回転軸３７ａの径大部３７ａ１の部分における搬送羽根部材３７ｂの条数を第２現像剤搬送部材３７の回転軸３７ａにおける他の部分よりも多くすると、前記のように第１現像剤搬送部材３４の径大部３４ａ１や第２現像剤搬送部材３７の回転軸３７ａの径大部３７ａ１の部分において、現像剤Ｄが中間開口部３５ｃを通して現像剤搬送供給部３３と現像剤循環搬送部３６との間で送られたとしても、このように搬送羽根部材３４ｂ、３７ｂの条数が増えた第１現像剤搬送部材３４と第２現像剤搬送部材３７とにより、中間開口部３５ｃの部分においても、適当量の現像剤Ｄが現像剤搬送供給部３３と現像剤循環搬送部３６とに沿って十分に搬送されるようになる。

また、この実施形態における現像装置３０においては、前記の現像剤搬送供給部３３から第１の開口部３５ａを通して現像剤Ｄが導かれる現像剤循環搬送部３６における現像剤Ｄの搬送方向上流側の部分に、トナー補給装置４０から新たなトナーを補給させるトナー補給口４１を設け、このトナー補給口４１から補給されたトナーを現像剤循環搬送部３６における現像剤Ｄと一緒にして前記の第２現像剤搬送部材３７によって搬送させるようにしている。

ここで、この実施形態における現像装置３０においては、装置本体３１内における現像剤Ｄが、前記の隔壁３５の両端部における第１及び第２の開口部３５ａ，３５ｂを通して、現像剤搬送供給部３３と現像剤循環搬送部３６との間で循環されるだけではなく、現像剤Ｄの一部が前記の第１の開口部３５ａと中間開口部３５ｃを通して現像剤循環搬送部３６における上流側の部分と現像剤搬送供給部３３における下流側の部分との間で循環され、さらに前記の第２の開口部３５ｂと中間開口部３５ｃを通して、現像剤循環搬送部３６における下流側の部分と現像剤搬送供給部３３における上流側の部分との間で循環されるようになる。

このため、前記のように現像剤循環搬送部３６における現像剤Ｄの搬送方向上流側の部分に、トナー補給口４１から新たなトナーを補給した場合、このように新たなトナーが補給された現像剤Ｄが前記の３つのルートを通して装置本体３１内において循環され、補給されたトナーが装置本体３１内における現像剤Ｄに速やかに分散されるようになると共に、前記のように搬送羽根部材３４ｂ、３７ｂの条数が増えた第１現像剤搬送部材３４と第２現像剤搬送部材３７とにより、中間開口部３５ｃの部分においても、適当量の現像剤Ｄが現像剤搬送供給部３３と現像剤循環搬送部３６とに沿って十分に搬送されるようになり、第１現像剤搬送部材３４と第２現像剤搬送部材３７とによって搬送される現像剤Ｄに大きな負荷が加わったり、各現像剤搬送部材３４、３７に加わるトルクが増加したりするのも防止される。

なお、前記の実施形態における現像装置３０においては、前記のように第１現像剤搬送部材３４の回転軸３４ａにおける径大部３４ａ１を最大径φ２の部分までテーパー状に拡大するように形成すると共に、第２現像剤搬送部材３７の回転軸３７ａにおける径大部３７ａ１を最大径φ１の部分までテーパー状に拡大するように形成し、第１現像剤搬送部材３４における径大部３４ａ１を最大径φ２の部分とする第２現像剤搬送部材３７における径大部３７ａ１を最大径φ１の部分とが対向しないようにして設けている。しかし、第１現像剤搬送部材３４の回転軸３４ａにおける径大部３４ａ１や第２現像剤搬送部材３７の回転軸３７ａにおける径大部３７ａ１はこのようなものに限定されない。

例えば、図５及び図６に示すように、第１現像剤搬送部材３４の回転軸３４ａにおける径大部３４ａ１を最大径φ２の部分までテーパー状に拡大するように形成し、さらに最大径φ２の部分から下流側に向かってテーパー状に収縮させると共に、第２現像剤搬送部材３７の回転軸３７ａにおける径大部３７ａ１を最大径φ１の部分までテーパー状に拡大するように形成し、さらに最大径φ１の部分から下流側に向かってテーパー状に収縮させ、このように最大径φ２の部分から収縮された第１現像剤搬送部材３４の回転軸３４ａにおける径大部３４ａ１と、最大径φ１の部分から収縮された第２現像剤搬送部材３７の回転軸３７ａにおける径大部３７ａ１との一部が重なるようにすることもできる。このようにすると、各現像剤搬送部材３４、３７における回転軸３４ａ、３７ａのテーパー状に径大になった径大部３４ａ１、３７ａ１の部分により中間開口部３５ｃを通して他方に送られた現像剤Ｄの一部が、前記のように下流側に向かってテーパー状に収縮された部分において中間開口部３５ｃを通して戻され、現像剤搬送供給部３３と現像剤循環搬送部３６とにおいて搬送されて循環される現像剤Ｄの量に偏りが生じるのが抑制される。

また、この実施形態においては、第１現像剤搬送部材３４と第２現像剤搬送部材３７とに、図５及び図６に示すように、前記のような径大部３４ａ１、３７ａ１を設ける場合、それぞれの回転軸３４ａ、３７ａの径がテーパー状に大きくなって最大径φ２、φ１になるまでの距離をα、最大径φ２、φ１になった部分から回転軸３４ａ、３７ａの径がテーパー状に収縮され元の一定径になるまでの距離をβとした場合に、α＞βの条件を満たすようにしている。このようにすると、各回転軸３４ａ、３７ａの径が最大径φ２、φ１になった部分において現像剤Ｄを、中間開口部３５ｃを介して対向する側に送り出した後は、残りの現像剤Ｄが、各現像剤搬送部材３４、３７によってそれぞれ速やかに軸方向に搬送されるようになる。

また、前記の実施形態における現像装置３０においては、図４等に示すように、現像剤搬送供給部３３と現像剤循環搬送部３６とを水平に設け、第２現像剤搬送部材３７の回転中心と第１現像剤搬送部材３４の回転中心とを結ぶ線と水平線とがなす角度ωを０°にしているが、現像剤搬送供給部３３と現像剤循環搬送部３６とを傾斜させて設け、第２現像剤搬送部材３７の回転中心と第１現像剤搬送部材３４の回転中心とを結ぶ線を水平線に対して傾斜させるようにすることもできる。

例えば、図７に示すように、現像剤搬送供給部３３が現像剤循環搬送部３６よりも斜め上方に設けられ、第１現像剤搬送部材３４が第２現像剤搬送部材３７より斜め上方に位置して、第２現像剤搬送部材３７の回転中心と第１現像剤搬送部材３４の回転中心とを結ぶ線が水平線に対して反時計回りに傾斜する角度ωが９０°＞ω＞０°になるようにすることができる。

そして、このように第２現像剤搬送部材３７の回転中心と第１現像剤搬送部材３４の回転中心とを結ぶ線が水平線に対して反時計回りに傾斜する角度ωが９０°＞ω＞０°になるようにした場合に、図７に示すように、現像剤循環搬送部３６に設けられた第２現像剤搬送部材３７における径大部３７ａ１の最大径φ１を、現像剤搬送供給部３３に設けられた第１現像剤搬送部材３４における径大部３４ａ１の最大径φ２より大きくし［（φ１/φ２）＞１］、下側に位置する第２現像剤搬送部材３７における径大部３７ａ１から中間開口部３５ｃを通して第１現像剤搬送部材３４に送られる現像剤Ｄの量と、上側に位置する第１現像剤搬送部材３４における径大部３４ａ１から中間開口部３５ｃを通して第２現像剤搬送部材３４に送られる現像剤Ｄの量とを対応させるようにすることができる。

また、前記のように第２現像剤搬送部材３７の回転中心と第１現像剤搬送部材３４の回転中心とを結ぶ線が水平線に対して反時計回りに傾斜する角度ωが９０°＞ω＞０°になるようにした場合に、現像剤循環搬送部３６に設けられた前記の第２現像剤搬送部材３７における径大部３７ａ１の最大径φ１と、現像剤搬送供給部３３に設けられた第１現像剤搬送部材３４における径大部３４ａ１の最大径φ２とは変化させずに、図８に示すように、下側に位置するに第２現像剤搬送部材３７における径大部３７ａ１の最大径φ１の部分に対応する位置における中間開口部３５ｃの高さＬ１を、上側に位置する第１現像剤搬送部材３４における径大部３４ａ１の最大径φ２の部分に対応する位置における中間開口部３５ｃの高さＬ２よりも大きくし、下側に位置する第２現像剤搬送部材３７における径大部３７ａ１から高さＬ１の中間開口部３５ｃを通して第１現像剤搬送部材３４に送られる現像剤Ｄの量と、上側に位置する第１現像剤搬送部材３４における径大部３４ａ１から高さＬ２の中間開口部３５ｃを通して第２現像剤搬送部材３４に送られる現像剤Ｄの量とを対応させるようにすることができる。

なお、図示していないが、図７及び図８の場合とは逆に、現像剤搬送供給部３３が現像剤循環搬送部３６よりも斜め下方に設けられ、第１現像剤搬送部材３４が第２現像剤搬送部材３７より斜め下方に位置して、第２現像剤搬送部材３７の回転中心と第１現像剤搬送部材３４の回転中心とを結ぶ線が水平線に対して時計回りに傾斜して、反時計回りに傾斜する前記角度ωが０°＞ω＞−９０°になる場合には、図７及び図８の場合とは逆になるようにする。

１：画像形成装置
１０：感光体
１１：帯電装置
１２：潜像形成装置
１３：回転ローラー
１４：中間転写ベルト
１５：一次転写ローラー
１６：第１のクリーニング装置
１７：二次転写ローラー
１８：給紙ローラー
１９：タイミングローラー
２０：第２のクリーニング装置
２１：定着装置
２２：排紙ローラー
３０：現像装置
３１：装置本体
３２：現像剤担持体、３２ａ：マグネットローラー
３３：現像剤搬送供給部
３４：第１現像剤搬送部材、３４ａ：回転軸、３４ａ１：径大部、３４ｂ：搬送羽根部材
３５：隔壁、３５ａ：第１の開口部、３５ｂ：第２の開口部、３５ｃ：中間開口部
３７：第２現像剤搬送部材、３７ａ：回転軸、３７ａ１：径大部、３７ｂ：搬送羽根部材
４０：トナー補給装置
４１：トナー補給口
Ｄ：現像剤
Ｌ１：第２現像剤搬送部材の回転軸の径が最大径になる部分における中間開口部の高さ
Ｌ２：第１現像剤搬送部材の回転軸の径が最大径になる部分における中間開口部の高さ
Ｓ：用紙
φ１：第２現像剤搬送部材の径大部の最大径
φ２：第１現像剤搬送部材の径大部の最大径
ω ：第２現像剤搬送部材３７の回転中心と第１現像剤搬送部材３４の回転中心とを結ぶ線が水平線に対して反時計回りに傾斜する角度

Claims

トナーとキャリアを含む現像剤を収容させた装置本体内に、現像剤を保持して像担持体に搬送させる現像剤担持体を設け、前記現像剤担持体と対向するようにして、回転軸の外周に搬送羽根部材が設けられた第１現像剤搬送部材を回転させて、現像剤を前記現像剤担持体の軸方向に沿って搬送させながら現像剤を現像剤担持体に供給する現像剤搬送供給部を設けると共に、回転軸の外周に搬送羽根部材が設けられた第２現像剤搬送部材を回転させて、現像剤を前記現像剤搬送供給部と逆方向に搬送させる現像剤循環搬送部を設け、前記現像剤搬送供給部と現像剤循環搬送部とを、現像剤担持体の軸方向に沿って設けられた隔壁によって分離させ、この隔壁の端部に、現像剤を前記現像剤搬送供給部から現像剤循環搬送部に導く第１の開口部と、現像剤を前記現像剤循環搬送部から現像剤搬送供給部に導く第２の開口部とを設け、各開口部を通して、現像剤を現像剤搬送供給部と現像剤循環搬送部との間で循環させる現像装置において、
前記隔壁の端部における第１の開口部と第２の開口部との間の途中の部分に、現像剤を前記現像剤搬送供給部と現像剤循環搬送部との間で移動させる中間開口部を設けると共に、前記中間開口部の位置における前記第１現像剤搬送部材と第２現像剤搬送部材との少なくとも一方における回転軸の径を大きくしたことを特徴とする現像装置。
請求項１に記載の現像装置において、中間開口部の位置における前記第１現像剤搬送部材と第２現像剤搬送部材との両方の回転軸の径を大きくしたことを特徴とする現像装置。
請求項２に記載の現像装置において、前記第１現像剤搬送部材における回転軸の最大径の部分と、前記第２現像剤搬送部材における回転軸の最大径の部分とが対向しない位置に設けられていることを特徴とする現像装置。
請求項３に記載の現像装置において、前記第１現像剤搬送部材における回転軸の最大径の部分と前記第２現像剤搬送部材における回転軸の最大径の部分は、それぞれ中間開口部を介して対向する他方の現像剤搬送部材における回転軸の最大径の部分の位置よりも、各現像剤搬送部材による現像剤の搬送方向上流側の位置に設けられていることを特徴とする現像装置。
請求項２〜請求項４の何れか１項に記載の現像装置において、前記第１現像剤搬送部材における回転軸の径が大きくなった部分と、前記第２現像剤搬送部材における回転軸の径が大きくなった部分とが、前記中間開口部を介して対向する位置において部分的に重なっていることを特徴とする現像装置。
請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の現像装置において、前記第１現像剤搬送部材と第２現像剤搬送部材とにおける回転軸の径が大きくなった部分の長さが、前記中間開口部の長さより短いことを特徴とする現像装置。
請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の現像装置において、前記第１現像剤搬送部材と第２現像剤搬送部材とにおける回転軸の径が大きくなった部分に設ける前記搬送羽根部材のピッチ又は条数を変更させたことを特徴とする現像装置。
請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の現像装置において、前記第１現像剤搬送部材と第２現像剤搬送部材とに回転軸の径が大きくなった部分を設けるにあたり、現像剤の搬送方向上流側から下流側に向けて回転軸が最大径になる部分まで連続的に大きくしたことを特徴とする現像装置。
請求項８に記載の現像装置において、前記第１現像剤搬送部材と第２現像剤搬送部材とにおける回転軸の径を連続的に大きくするにあたり、回転軸の径が最大径になる部分までテーパー状に形成したことを特徴とする現像装置。
請求項１〜請求項９の何れか１項に記載の現像装置において、前記第１現像剤搬送部材と第２現像剤搬送部材とに回転軸の径が大きくなった部分を設けるにあたり、回転軸の径が最大径になるまでの距離をα、最大径になった部分から回転軸の径が元の一定径になるまでの距離をβとした場合に、α＞βの条件を満たすことを特徴とする現像装置。
請求項１〜請求項１０の何れか１項に記載の現像装置がセットされた状態で、前記第２現像剤搬送部材の回転中心と前記第１現像剤搬送部材の回転中心とを結ぶ線と水平線とがなす角度をω、前記中間開口部における第２現像剤搬送部材の回転軸の最大径をφ１、第１現像剤搬送部材の回転軸の最大径をφ２とした場合において、
第２現像剤搬送部材の回転中心と第１現像剤搬送部材の回転中心とを結ぶ線が水平である場合（ω＝０°）に、（φ１/φ２）＝１の条件を満たし、
第１現像剤搬送部材が第２現像剤搬送部材より斜め上方に位置し、前記第２現像剤搬送部材の回転中心と前記第１現像剤搬送部材の回転中心とを結ぶ線が水平線に対して反時計回りに傾斜している場合（９０°＞ω＞０°）に、（φ１/φ２）＞１の条件を満たし、
第１現像剤搬送部材が第２現像剤搬送部材より斜め下方に位置し、前記第２現像剤搬送部材の回転中心と前記第１現像剤搬送部材の回転中心とを結ぶ線が水平線に対して時計回りに傾斜している場合（０°＞ω＞−９０°）に、（φ１/φ２）＜１の条件を満たすことを特徴とする現像装置。
請求項１〜請求項１０の何れか１項に記載の現像装置がセットされた状態で、前記第２現像剤搬送部材の回転中心と前記第１現像剤搬送部材の回転中心とを結ぶ線と水平線とがなす角度をω、前記中間開口部における第２現像剤搬送部材の回転軸の径が最大径になる部分における中間開口部の高さをＬ１、第１現像剤搬送部材の回転軸の径が最大径になる部分における中間開口部の高さをＬ２とした場合において、
第２現像剤搬送部材の回転中心と第１現像剤搬送部材の回転中心とを結ぶ線が水平である場合（ω＝０°）に、（Ｌ１/Ｌ２）＝１の条件を満たし、
第１現像剤搬送部材が第２現像剤搬送部材より斜め上方に位置し、前記第２現像剤搬送部材の回転中心と前記第１現像剤搬送部材の回転中心とを結ぶ線が水平線に対して反時計回りに傾斜している場合（９０°＞ω＞０°）に、（Ｌ１/Ｌ２）＞１の条件を満たし、
第１現像剤搬送部材が第２現像剤搬送部材より斜め下方に位置し、前記第２現像剤搬送部材の回転中心と前記第１現像剤搬送部材の回転中心とを結ぶ線が水平線に対して時計回りに傾斜している場合（０°＞ω＞−９０°）に、（Ｌ１/Ｌ２）＜１の条件を満たすことを特徴とする現像装置。
請求項１〜請求項１２の何れか１項に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。