JP4048738B2

JP4048738B2 - 現像装置

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Publication number: JP4048738B2
Application number: JP2001191344A
Authority: JP
Inventors: 卓士松本; 竹士大越; 信正古谷
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2001-06-25
Filing date: 2001-06-25
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2021-06-25
Also published as: JP2003005499A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像剤からなる画像を形成するプリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置に使用される現像装置に係り、特に、その現像装置におけるハウジングの現像剤収容部に取り付けられる現像剤攪拌搬送部材としてのオーガーの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真、静電記録等の画像形成方式を利用したプリンタ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する静電潜像（静電電位の差による潜像）を粉体状の現像剤により現像し、その現像剤からなる画像を記録用紙等の記録媒体に直接又は中間転写体を介して転写することにより画像形成が行われる。そして、このような画像形成装置にあっては、その現像剤を収容して像担持体と対向する現像領域に供給するための現像装置が装備されている。
【０００３】
かかる現像装置としては、一般に、上記像担持体と対向する開口部と現像剤を収容する現像剤収容部とが形成されたハウジング（筐体）と、このハウジングの現像剤収容部に回転可能に取り付けられ、その現像剤収容部に収容されている現像剤を攪拌しながら搬送する現像剤攪拌搬送部材と、前記ハウジングの開口部付近に回転可能に取り付けられ、その現像剤攪拌搬送部材で攪拌された現像剤を担持して像担持体と対向する現像領域まで搬送するロール状等の現像剤担持体とを有し、その現像剤担持体で搬送する現像剤を現像領域において像担持体の静電潜像部分に選択的に付着させることにより現像を行うものが知られている。ちなみに、上記現像剤としては、トナー及びキャリアからなる二成分現像剤が主に使用される。
【０００４】
そして、このような現像装置においては、現像剤攪拌搬送部材として、図１０に例示するように、回転軸１２０の軸線（Ｏ）方向に螺旋状に巻きつくような羽根１３０を形成した構造のオーガー１１０が使用されている。
【０００５】
この種のオーガー１１０は、通常、図１０ａに示すように、回転軸１２０の軸線Ｏを通る平面で切断したときの羽根１３０の断面形状（Ｊ）がその上端部１３０ａよりも下端部（根元部）１３０ｂの方が厚い形状となっており、しかも、その断面形状が羽根１３０の螺旋方向に対してどこでも同じになるように形成されている。つまり、羽根１３０については、その厚みの状態が全域で一定になっている。なお、図１０ｂは、その羽根１３０の断面形状における下端部１３０ｂの（回転軸１２０上における）厚み状態を示している。
【０００６】
また、このような羽根１３０を有するオーガー１１０においては、一般に、その現像剤の搬送性能を向上させるためには、羽根１３０のピッチＰを広げることや、羽根１３０の厚みを薄くして搬送面（羽根の側面）を立てることが有利であるとされている。また、その現像剤の攪拌性能を向上させるためには、羽根１３０のピッチＰを狭くすることや、回転軸１２０に攪拌補助部材（補助羽根）を追加して付けることが有利であるとされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような羽根１３０を有するオーガー１１０を使用した現像装置にあっては、次のような課題がある。
【０００８】
まず、そのオーガー１１０における現像剤の搬送性能を向上させるに当たって、羽根１３０のピッチＰを広げる場合には、羽根１３０による現像剤の攪拌回数が減って攪拌性能が低下してしまうという問題があり、また、羽根１３０の厚みを薄くして搬送面を立てる場合には、特にピッチＰの広い羽根１３０では厚みを薄くすること自体が難しいという問題がある。
【０００９】
一方、そのオーガー１１０における現像剤の攪拌性能を向上させるに当たって、羽根１３０のピッチＰを狭くする場合には、現像剤の搬送性能が低下し、しかも、羽根１３０の占有体積が増えるためハウジングの現像剤収容部に常に充填しておくべき現像剤量（サンプ量：充填量）が減ってしまうという問題があり、また、攪拌補助部材を追加して付ける場合には、その補助部材が現像剤の移動に対して障害となり、現像剤の搬送性能が低下してしまうという問題がある。
【００１０】
このように従来のオーガー１１０における基本性能である現像剤の搬送性能及び攪拌性能を両立させることは、容易ではないとされている。
【００１１】
また、現像装置をより小型なものとする場合には、ハウジング自体も小型化を余儀なくされ、それに伴い現像剤収容部が小さくなりその収容容積も減少することとなり、最終的には現像剤のサンプ量が減る。このため、以下に詳述するように、その現像剤収容部に取り付けるオーガー１１０による現像剤の搬送性能及び攪拌性能を両立させることが大きな課題になる。
【００１２】
すなわち、現像剤収容部に収容される現像剤のサンプ量が少ないため、現像で消費されて減少する割合も増えるようになり、現像剤収容部に補給される新たな現像剤をオーガー１１０により迅速に搬送して現像剤担持体に供給する必要がある。つまり、オーガー１１０の搬送性能を確保する必要がある。
【００１３】
また、現像剤収容部が小さくなりオーガーにより搬送する現像剤の搬送経路長も短くなるため、現像剤収容部に補給される新たな現像剤をオーガー１１０によりその短くなる現像剤搬送経路のなかで素早く十分に攪拌する必要がある。つまり、オーガー１１０の攪拌性能を確保する必要がある。特に二成分現像剤を使用する場合には、新たに補給されるトナーを攪拌により十分に摩擦帯電させる必要がある。
【００１４】
なお、この現像装置におけるハウジングの小型化に伴いオーガー１１０の搬送性能及び攪拌性能を確保するに際しては、その現像剤収容部における現像剤のサンプ量の更なる低下を招くことを避ける必要がある。これは、サンプ量を多くできるほど、現像剤担持体への現像剤の安定した供給ができ、また、現像剤の寿命にも有利となるからである。しがたって、サンプ量については可能な限り多く確保できるように対処することが肝要となる。
【００１５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、現像装置が小型化されることがあっても、そのハウジングの現像剤収容部における現像剤のサンプ量の低下を招くことなく、オーガーの現像剤の搬送性能及び攪拌性能を両立させることができる現像装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の現像装置は、静電潜像が形成される像担持体と対向する開口部と現像剤が収容される現像剤収容部とが形成されたハウジングと、このハウジングの前記現像剤収容部に回転可能に取り付けられ、その現像剤収容部に収容されている現像剤を攪拌しながら搬送する、回転軸の軸線方向に螺旋状に巻きつくような羽根を形成した構造のオーガーと、前記ハウジングの前記開口部付近に回転可能に取り付けられ、前記オーガーで攪拌された現像剤を担持して前記像担持体と対向する現像領域まで周回搬送する現像剤担持体とを有する現像装置において、前記オーガーは、その羽根を、前記回転軸の軸線を通る平面で切断したときの羽根断面形状における下端部が厚い部分と薄い部分とを交互に繰り返すとともに前記回転軸の１回転で３回以上繰り返すパターンとなるように形成していることを特徴とするものである。
【００１７】
ここで、上記オーガーにおける羽根は、上記断面形状における上端部よりも下端部の方が厚い関係となる形状からなるものである。その上端部と下端部の間となる羽根の中間部分は、上端部と下端部を単純に接続する平面形状であっても、あるいは、外側に膨張するような凸状の曲面形状であっても、あるいは、内側に湾曲するような凹状の曲面であってもよい。また、羽根の高さは、現像剤収容部の容積（寸法）に応じて適宜設定され、通常は一定であるが、必要であれば部分的に異ならせても構わない。さらに、羽根のピッチは、基本的にオーガーに要求される現像剤の搬送性能に応じて適宜設定されるものであり、任意である。そして、このオーガーは、通常複数本使用されるが、１本のみ使用することでも構わない。上記現像剤は、通常、トナーとキャリアからなる二成分現像剤であるが、上記オーガーを使用する現像装置であれば、トナーからなる一成分現像剤であってもよい。
【００１８】
このような現像装置によれば、特にオーガーの羽根の下端部が上記したようなパターンとなっているため、羽根全体の厚みが、その羽根の螺旋方向に対して一様なものとはならず厚くなる部分と薄くなる部分とを（回転軸の１回転で少なくとも３回以上）繰り返すような形態となる。これにより、その羽根の搬送面が一律ではなく規則的にうねるようなものとなるため、現像剤の搬送方向（押し出すように送る方向）が一定ではなくなり、現像剤の攪拌性能が向上する。したがって、オーガーの現像剤の攪拌性能を向上させるために、その羽根のピッチを狭めることや攪拌補助部材を付けることを行う必要がなくなり、この結果、オーガーの羽根の体積増加に伴う現像剤のサンプ量の低下を招くことなく、その搬送性能を低下させることなく十分に確保できるようになる。
【００１９】
また、その羽根には薄い部分が交互に存在する形態であるため、搬送面が立った部分が交互に存在するようになり、これによっても現像剤の搬送性能が確保される。また、羽根に薄い部分が交互に存在することは、羽根の体積を低減させることに有効となり、現像剤のサンプ量の増化を図ることも可能となる。このような現像剤の搬送性能及び攪拌性能に優れたオーガーを使用した現像装置は、例えば、その現像剤収容部に貯留して収容する現像剤の量（サンプ量）が、Ａ４版サイズの記録用紙への画像形成ひいては現像を行うことを基準にした場合に２２０ｇ以下となるような小型の現像装置に適用すると特に有効である。
【００２０】
また、この現像装置においては、オーガーの羽根断面形状における下端部の厚い部分の最大断面積がその下端部の薄い部分の最小断面積の３倍以上となるように設定するとよい。これにより、上記したような羽根の搬送面の規則的なうねるような面が顕著なものとなり、現像剤の搬送性能の低下やサンプ量の低下を招くことなく、優れた攪拌性能を得ることができる。
【００２１】
さらに、以上の現像装置においては、オーガーの羽根断面形状における下端部の厚い部分の最大厚みＷ１とその下端部の薄い部分の最小厚みＷ２とが（Ｗ２／Ｗ１）≦０．３の関係を満たすように設定するとよい。これによっても、上記したような羽根の搬送面の規則的なうねるような面がより顕著なものとなり、現像剤の搬送性能の低下やサンプ量の低下を招くことなく、優れた攪拌性能を得ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１〜４は本発明の現像装置の一例を示すものであり、図１はその斜視図、図２は図１のＱ−Ｑ線に沿う概略断面図、図３はその分解斜視図、図４は上部ハウジングを取り外した状態の上面図である。
【００２３】
この現像装置は、小型の二成分現像装置であり、基本的に、筐体としてのハウジング１０と、現像剤担持体としての現像ロール１３と、層規制部材としての層規制ロール１４と、現像剤攪拌搬送部材としての２本のオーガー１５、１６と、現像剤供給部材としてのパドルホイール１７とでその主要部が構成されている。図中において、符号１００は画像情報に応じた静電電位の差による潜像（静電潜像）が形成される像担持体としての感光ドラム、２は非磁性トナー及び磁性キャリアからなる二成分現像剤、Ｅは感光ドラム１００上の現像領域であり、また、矢印は回転する部品の回転方向を示している。
【００２４】
ハウジング１０は、全体が板状に薄く扁平した細長い箱形状からなるものであって、その上下に２分割したプラスチック成型品等からなる下部ハウジング２０と上部ハウジング３０とを接合して組み立てる構造になっている。また、このハウジング１０は、その下部ハウジング２０と上部ハウジング３０を組み立てた状態において、感光ドラム１００と対向する側の端部にハウジング開口部１１が形成されるとともに、その内部に現像剤１が存在する空間１２が形成される形態になっている。
【００２５】
さらに、ハウジング１０は、その下部ハウジング２０と上部ハウジング３０を接合して一体化した後に、第１のサイドブラッケト４０と第２のサイドブラケット５０を、そのハウジングの左右両端部に外側から嵌め込んで装着することにより、分割した両ハウジング２０、３０の接合状態が補強される構造になっている。なお、サイドブラケット４０、５０には、現像ロール１３等の回転部材の軸受支持部などが形成されている。
【００２６】
下部ハウジング２０は、そのハウジング開口部１１となる端部とは反対側の端部にまでに至る部位に二成分現像剤２を収容する現像剤収容凹部２１が形成されている。この現像剤収容凹部２１は、両端部を除く中央部側に設けられた仕切り壁２１ａにより仕切られるように形成される、平行する２列の現像剤循環搬送路２１ｂ，２１ｃを有するものである。図３、４等において、符号２１ｄは循環折返し兼受入れ部、２１ｅは循環折返し部を示す。
【００２７】
また、下部ハウジング２０には、そのハウジング開口部１１となる部位を除く外周部全体にわたって上部ハウジング３０と接合させるための接合面部２５が形成されている。その接合面部２５のうちで開口部１１となる部位と対向して並行する端部には、上部ハウジング３０との組立て接合時に使用される係止突片２６（ａ〜ｅ）が形成されている。また、その接合面部２５の開口部１１と近い部位には、上部ハウジング３０側に形成される後述のスナップフィット用の係止片（３７）が引っ掛けられるスナップフィット用係止部２７と、位置決めピン２８が形成されている。図３等において、符号１９は現像ロール１３の端部に対するシール部材、２０ａ，２０ｂはオーガー１５、１６の軸受の支持孔、２０ｃはパドルホイール１７の軸受の支持孔、２０ｄは現像ロール１３の軸受の支持部、２９はリブである。
【００２８】
一方、上部ハウジング３０は、下部ハウジング２０との組み立て接合時において下部ハウジング２０の現像剤収容凹部２１などと対向して上方側から塞ぐ役割をはたす蓋のごとき形態からなるものである。図中において、符号３３は現像剤補給装置（図示省略）からの補給される現像剤（主にトナー）を受け入れる現像剤補給部、３３ａは現像剤補給装置の現像剤搬送パイプ（図示省略）が差し込まれる際に開閉する開閉扉付きの補給口である。
【００２９】
また、上部ハウジング３０には、そのハウジング開口部１１となる部位を除く外周部全体にわたって下部ハウジング２０と接合させるための接合面部３５が形成されている。その接合面部３５の開口部１１となる部位と対向して並行する端部には、下部ハウジング２０側の接合面部２５が組立て接合時に内側から差し込まれる複数の係止孔３６（ａ〜ｅ）が形成されている。また、その接合面部３５の開口部１１となる部位に近い部位には、下部ハウジング２０側にある前記スナップフィット用係止部２７に引っ掛ける係止片３７と、下部ハウジング２０側にある前記位置決めピン２８が差し込まれる位置決め孔（図示省略）とが形成されている。図２中の符号３９は、上記接合面部３５のほぼ全域にわたって形成された弾性シール部材であり、その先端中央部に前記下部ハウジング２０との組み立て接合時にリブ２９が食い込むようになっている。
【００３０】
現像ロール１３は、ハウジング開口部１１から一部露出するような状態で回転駆動可能に配置される中空円筒形状からなる非磁性のスリーブ１３ａと、このスリーブ１３ａの中空内に位置固定された状態で配置され、複数の磁極が所定の角度に適宜配置されたマグネットロール１３ｂとで構成されたものである。層規制ロール１４は、現像ロール１３（スリーブ１３ａ）の表面に担持される二成分現像剤１の層厚を所定の厚さに規制するための非磁性ロールからなるものであり、そのスリーブ１３ａの表面に対して当該層規制の厚さに相当する間隙をあけた状態で対向配置される。パドルホイール１７は、回転軸部に４枚の羽根部を形成した羽根車状の回転部材であり、現像ロール１３とオーガー１６の間となる位置で回転駆動するように配設されている。
【００３１】
オーガー１５、１６は、そのいずれも回転軸６０の軸線方向に螺旋状に所定のピッチで巻きつくような羽根７０を形成した構造からなる回転部材であり、下部ハウジング２０の現像剤収容凹部２１における前記２列の現像剤循環搬送路内でそれぞれ回転駆動するように配設されている（図２、４）。
【００３２】
そして、この現像装置におけるオーガー１５、１６は、図５に示すように、その羽根７０を、一定の高さＨでかつ一定のピッチＰで螺旋状に連続して形成しているとともに、回転軸６０の軸線（Ｏ）を通る平面で切断したときの羽根断面形状（Ｊ）における上端部７０ａよりも下端部（根元部）７０ｂの方が厚い関係となる形状（先細りをした台形）に形成している。この羽根の上端部７０ａについては、ほぼ平滑な面としている。図５中の符号Ｗａは上端部７０ａの厚み、Ｗｂは下端部７０ｂの厚みを示す。なお、上記各厚みはいずれも、回転軸６０の軸線（Ｏ）を通る平面で切断したときの羽根７０の上端部７０ａ及び下端部７０ｂの幅寸法である（以後も同様である）。
【００３３】
また、羽根７０については、図５〜７に示すように、その下端部７０ｂが厚い部分７２と薄い部分７３とを交互に繰り返し（図５、６）、しかも回転軸６０の１回転で４回繰り返すパターンとなるように形成している（図７）。図５中の符号Ｗ１は厚い羽根部分７２における下端部７０ｂの厚み、Ｗ２は薄い羽根部分７３における下端部７０ｂの厚みを示す。厚い羽根部分７２と薄い羽根部分７３の繰り返しパターンの単位は、図７に２点鎖線Ｌ１で示す部分（或る厚い羽根部分７２の中心）から２点鎖線Ｌ２で示す部分（次の厚い羽根部分の中心）までの部分である。すなわち、或る厚い羽根部分７２の中心から薄い羽根部分７３を通過して次の厚い羽根部分の中心に至るまでの領域である。また、図７の２点鎖線Ｌ３は、２点鎖線Ｌ１を始点とした場合に回転軸６０の１回転分に相当する終点を示す。
【００３４】
このような条件からなる羽根７０は、図５や図６に示すように、羽根全体の厚みが、その羽根７０の螺旋方向に対して一様なものとはならず厚くなる部分と薄くなる部分とを繰り返すような形態となる。これにより、その羽根７０の搬送面７０ｃが、一律ではなく規則的にうねるようなものとなる。
【００３５】
また、この実施の形態では、上記羽根断面形状（Ｊ）における下端部７０ｂの厚い部分７２の最大断面積（Ｓ１）がその下端部７０ｂの薄い部分７３の最小断面積（Ｓ２）の３倍以上（Ｓ１≧３×Ｓ２）となるように設定している。さらに、その羽根断面形状（Ｊ）における下端部７０ｂの厚い部分７２の最大厚みＷ１とその下端部７０ｂの薄い部分７３の最小厚みＷ２とが（Ｗ２／Ｗ１）≦０．３の関係を満たすように設定している。
【００３６】
また、このような羽根７０を形成したオーガー１５、１６は、プラスチック成形法である射出成形法で作製することができる。その成形に際しては、成形金型として、羽根７０の厚い部分７２と薄い部分７３との繰り返しパターン（単位）が回転軸６０の１回転で４回であることから、その羽根７０の繰り返しパターンに合わせてオーガーを９０°ごとの４方に分割される部位を成形するための４つの分割金型を使用する、４方割り金型が使用される。なお、この成型金型については、作製すべきオーガーの回転軸６０の１回転に対する羽根７０の厚い部分７２と薄い部分７３との繰り返しパターン（単位）の数に相応して、３方割り以上に構成した割り金型を適宜選択して使用すればよい。
【００３７】
以上のような構成からなる現像装置は、以下のようにして組み立てられる。
【００３８】
まず、シール部材１９を下部ハウジング２０の装着部位にそれぞれ装着した後に、その下部ハウジング２０に対し、現像ロール１３、パドルホイール１７、２本のオーガー１５、１６、層規制ロール１４を下部ハウジング２０に形成された前記各軸受孔２０ａ〜ｃ等に差し入れることにより装着する。
【００３９】
次いで、このように現像ロール１３等が装着された下部ハウジング２０に対し、上部ハウジング２０を取り付ける。
【００４０】
この上部ハウジング２０の取り付けは、初めに、その接合面部３５における係止孔３６（ａ〜ｅ）に下部ハウジング２０の接合面部２５における係止突片２６（ａ〜ｅ）を差し入れた状態にしてから、その上部ハウジング３０のハウジング開口１１側となる部位側を下部ハウジング２０と接合させるように押し付ける。これにより、上部ハウジング３０のスナップフィット用係止片３７が下部ハウジング３０のスナップフィット用係止部２７に引っ掛けられ、もって下部ハウジング２０と上部ハウジング３０の接合状態が固定される。またこれと同時に、下部ハウジング２０側にある位置決めピン２８が上部ハウジング３０側の位置決め孔３８に差し込まれ、もって下部ハウジング２０と上部ハウジング３０の接合状態が最終的に位置決めされる（図１６ａ）。この結果、下部ハウジング２０と上部ハウジング３０とが正確に接合されて一体化される。
【００４１】
続いて、この下部ハウジング２０と上部ハウジング３０とを接合したハウジング１０の左右両端部に対して、第１及び第２のサイドブラケット４０、５０を嵌め込んで装着する（図１）。このサイドブラケット４０、５０の装着により、下部ハウジング２０と上部ハウジング３０の接合状態が補強される。
【００４２】
このように組み立てられた現像装置は、そのハウジング１０の現像剤収容凹部２１に所定量（サンプ量）の現像剤２が充填される。また、この現像装置の使用に際しては、上部ハウジング３０の現像剤補給部３３から新たな現像剤が補給されるようになっている。
【００４３】
そして、この現像装置は、概略、以下のように作動する
【００４４】
まず、ハウジング１０内において現像ロール１３、パドルホイール１７及びオーガー１５、１６が矢印方向にそれぞれ回転し始める。これにより、ハウジング１０の下部ハウジング２０における現像剤収容凹部２１に収容されている二成分現像剤２が回転するオーガー１５、１６によって攪拌されながら現像剤収容凹部２１の２列の搬送通路内を循環搬送される。この際、オーガー１５、１６の回転動作により二成分現像剤１のトナーがキャリアと十分に攪拌されて摩擦帯電されるとともにそのオーガーの回転軸６０の軸線方向にそって良好に搬送される。また、オーガー１６によって攪拌されながら搬送される二成分現像剤１の一部は、パドルホイール１７側に搬送供給される。
【００４５】
続いて、そのパドルホイール１７側に搬送された二成分現像剤２は、パドルホイール１７の羽根部の搬送力により現像ロール１３側に搬送供給される。このようにして現像ロール１３に供給された二成分現像剤２は、現像ロール１３のマグネットロール１３ｂからの磁力により矢印方向に回転するスリープ１３ａの表面に穂立ち状の磁気ブラシを形成するように担持された後、そのスリーブ１３ａの回転に伴って搬送される途中で層厚規制ロール１４を通過する際にほぼ一定の層厚にされてから感光ドラム１００と対向する現像領域Ｅに搬送される。
【００４６】
このように現像ロール１３によって現像領域Ｅに搬送された二成分現像剤１は、その磁気ブラシの先端部を感光ドラム１００の表面に接触させた状態で通過するが、その通過時に、現像ロール１３に印加される現像バイアス電圧により現像ロール１３と感光ドラム１００の間に形成される現像電界により、そのトナー１ａのみが感光ドラム１００上の静電潜像に静電的に付着する。これにより、この現像装置による静電潜像の現像が実行される。
【００４７】
以下、この現像装置を用いて行った、オーガー１５、１６の攪拌性能及び搬送性能に関する評価試験について説明する。
【００４８】
そのオーガー１５、１６としては、直径が５ｍｍ、長さ（実際に攪拌搬送を行う羽根７０が形成される部分の長さ）が２２８ｍｍの回転軸６０に、下記条件の羽根７０をピッチＰが２５ｍｍ、回転軸６０を含むオーガーの外径が１３ｍｍ程度となるように螺旋状に形成したものを使用した。羽根７０については、その厚い羽根部分７２における下端部７０ｂの厚みＷ１を０．８０ｍｍ、その薄い羽根部分７３における下端部７０ｂの厚みＷ２を５．１６ｍｍとした。なお、羽根７０の上端部７０ａの厚みＷａは、その厚い羽根部分７２と薄い羽根部分７３の違いに関係なく、いずれも０．５０ｍｍとした。
【００４９】
ちなみに、このオーガー１５、１６の羽根断面形状（Ｊ）における下端部７０ｂの厚い部分７２の最大断面積（Ｓ１）は１１．０ｍｍ²、その下端部７０ｂの薄い部分７３の最小断面積（Ｓ２）は２．５ｍｍ²である。これにより、前記した「Ｓ１≧３×Ｓ２」との条件を満たしている。また、前記した羽根断面形状（Ｊ）における下端部７０ｂの厚い部分７２の最大厚みＷ１とその下端部７０ｂの薄い部分７３の最小厚みＷ２との関係を示す「Ｗ２／Ｗ１」の値は、０．８／５．１６＝０．１５５となり、こちらも前記した「（Ｗ２／Ｗ１）≦０．３」との条件を満たしている。
【００５０】
このオーガー１５、１６をハウジング１０の現像剤収容凹部２１における２列の現像剤循環搬送路２１ｂ，２１ｃにそれぞれ回転可能に取り付けた。この際、オーガー（羽根７０の上端部７０ａ）と各現像剤循環搬送路の間隙は１．０ｍｍ程度とした。現像剤収容凹部２１には、サンプ量が１１５ｇ（Ａ４版サイズ）となる量の成分現像剤２を充填した。このサンプ量の二成分現像剤のトナーは、予めオーガー１５、１６を回転させて所定の電位に帯電させておく。
【００５１】
評価試験は、このオーガー１５、１６を１．４回／ｓｅｃの回転速度で各方向（図２中に示す各矢印方向）にそれぞれ回転させると同時に、図４に示すように、ハウジング１０の現像剤補給部３３から現像剤収容凹部２１（循環折返し兼受入れ部２１ｄ）に、無帯電のトナーを上記現像剤２のサンプ量の１％に相当する量だけ投入した。そして、現像ロール１３の測定地点Ｋにおいて、その現像ロール１３（スリーブ１３ａ）上に担持されている二成分現像剤を１０秒又は５秒間隔で一定量ずつサンプリングし、その各現像剤の帯電分布（電荷分布）についてチャージスペクトログラフ（ＣＧＳ法）を用いて測定した。このときの結果を図８に示す。
【００５２】
比較のため、従来のオーガー１１０（図１０）を２本用いた場合について同様の評価試験を行った（比較例）。そのオーガー１１０は、羽根１３０の下端部１３０ｂの厚みが常に４ｍｍである羽根１３０を形成した以外は本実施の形態におけるオーガー１５、１６と同じ条件（上記各条件）のものを使用した。このときの結果を図９に示す。
【００５３】
図９に示す結果から明らかなように、従来のオーガー１１０を使用した場合（比較例の場合）には、オーガー１１０による攪拌時間が１０秒及び１５秒の前後において帯電分布のピークが２つ存在している。これは、従来のオーガー１１０では、投入された無帯電のトナーがオーガー１１０によってサンプ量として収容されている既存の現像剤２と攪拌混合されて十分に摩擦帯電される前に、現像ロール１３の測定地点Ｋに到達しており、この結果、その既存の現像剤２による帯電分布のピークと投入された帯電不足の現像剤（トナー）による帯電分布のピークとが現れているものと考えられる。
【００５４】
これに対し、図８に示す結果から明らかなように、本実施の形態におけるオーガー１５、１６を使用した場合（実施例の場合）には、比較例の場合とは異なり、２つの帯電分布のピークが現れていない。これにより、実施例では、投入された無帯電のトナーがオーガー１５、１６によって既存の二成分現像剤と良好に攪拌されて十分に摩擦帯電されてから現像ロール１３の測定地点Ｋに到達しているものと考えられる。したがって、実施例では、オーガー１５、１６による良好な攪拌性が得られることがわかる。
【００５５】
また、実施例と比較例のいずれの場合にも、無帯電のトナーが投入されて混入されたことにより、帯電量自体は攪拌時間が１０秒及び１５秒の時点でおいて一時的に少し低下している。これにより、投入した無帯電トナーの現像ロール１３の測定地点Ｋへの到達時間は、ほぼ同じであると認められる。したがって、実施例におけるオーガー１５、１６による現像剤の搬送性能は、比較例におけるオーガー１１０のそれとほぼ同じレベルで差がなく、十分であることがわかる。これにより、オーガー１５、１６は、現像剤の攪拌性能及び搬送性能のいずれも優れたものであると認められる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の現像装置は、オーガーの羽根について前記したように構成することにより、現像装置が小型化されることがあっても、そのハウジングの現像剤収容部における現像剤のサンプ量の低下を招くことなく、オーガーの現像剤の搬送性能及び攪拌性能を両立させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る現像装置を示す斜視図。
【図２】図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図。
【図３】図２の現像装置の分解斜視図。
【図４】図２の現像装置において上部ハウジングを外したときの状態を示す上面図。
【図５】図２の現像装置で使用するオーガーを示すもので、（ａ）はその全体の要部を示す正面図、（ｂ）はその薄い羽根部分を示す一部断面図、（ｃ）はその厚い羽根を示す一部断面図。
【図６】図５（ａ）の２点鎖線Ｍで示す丸枠におけるオーガーの羽根部分（繰り返しパターンの一単位分に相当する）を示す拡大図、
【図７】オーガーにおける羽根の下端部の形成パターンを示す説明図。
【図８】実施例の試験結果を示すグラフ図。
【図９】比較例の試験結果を示すグラフ図。
【図１０】従来の現像装置に使用されているオーガーを示すもので、（ａ）はその全体の要部を示す正面図、（ｂ）はそのオーガーにおける羽根の下端部の形成パターンを示す説明図。
【符号の説明】
２…（二成分）現像剤、１０…ハウジング、１１…開口部、２１…現像剤収容凹部、１５，１６…オーガ、６０…回転軸、７０…羽根、７０ｂ…下端部、７２…厚い羽根部分、７３…薄い羽根部分、１００…像担持体、Ｊ…羽根断面形状。

Claims

静電潜像が形成される像担持体と対向する開口部と現像剤が収容される現像剤収容部とが形成されたハウジングと、このハウジングの前記現像剤収容部に回転可能に取り付けられ、その現像剤収容部に収容されている現像剤を攪拌しながら搬送する、回転軸の軸線方向に螺旋状に巻きつくような羽根を形成した構造のオーガーと、前記ハウジングの前記開口部付近に回転可能に取り付けられ、前記オーガーで攪拌された現像剤を担持して前記像担持体と対向する現像領域まで周回搬送する現像剤担持体とを有する現像装置において、
前記オーガーは、その羽根を、前記回転軸の軸線を通る平面で切断したときの羽根断面形状における下端部が厚い部分と薄い部分とを交互に繰り返すとともに前記回転軸の１回転で３回以上繰り返すパターンとなるように形成し、かつ、前記下端部の厚い部分の最大厚みＷ１とその下端部の薄い部分の最小厚みＷ２とが（Ｗ２／Ｗ１）≦０．３の関係を満たすように設定されていることを特徴とする現像装置。
前記オーガーの羽根断面形状における下端部の厚い部分の最大断面積がその下端部の薄い部分の最小断面積の３倍以上となるように設定されている請求項１に記載の現像装置。