(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
強磁性体を含む現像剤を貯留し、この現像剤を像担持体に供給することで、像担持体上の静電潜像を現像する現像装置において、
現像剤を貯留する現像槽であって、その内部空間を区分する隔壁を備える現像槽と、
前記現像槽内の現像剤を搬送する第１現像剤搬送部および第２現像剤搬送部と、
前記現像槽内の現像剤を鉛直方向上方に引き上げる引上磁石とを有し、
前記隔壁は、前記現像槽の内部空間を、この隔壁の長手方向に沿う第１搬送路と、前記像担持体側にあり、この隔壁を挟んで前記第１搬送路に対向する第２搬送路と、この隔壁の長手方向一端側において前記第１搬送路と前記第２搬送路とを連通する第１連通路と、この隔壁の長手方向他端側において前記第１搬送路と前記第２搬送路とを連通する第２連通路とに区分し、
前記第１現像剤搬送部は、前記第１搬送路内に設けられ、前記長手方向他端側から前記長手方向一端側へ向けて現像剤を搬送し、
前記第２現像剤搬送部は、前記第２搬送路内に設けられ、前記長手方向一端側から前記長手方向他端側へ向けて現像剤を搬送し、
前記第１現像剤搬送部は、
仮想的な円柱の側面を取り巻く形状の内螺旋羽根であって、この仮想的な円柱の軸線を中心とする回転運動によって、前記長手方向他端側から前記長手方向一端側へ向けて現像剤を搬送する内螺旋羽根と、
前記内螺旋羽根の外周部を取り囲み、前記内螺旋羽根とともに回転運動する回転筒であって、前記長手方向における両端側が開口している回転筒とを含み、
前記引上磁石は、前記回転筒の鉛直方向上方に設けられることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記引上磁石は、電磁石であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記引上磁石は、前記長手方向に所定の間隔を空けて複数個設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記回転筒の前記長手方向における端部の鉛直方向上方に、現像剤引寄防止壁をさらに有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像槽は、
前記第１搬送路に臨む第１搬送路底部であって、前記長手方向他端側よりも前記長手方向一端側が鉛直方向上方となるように傾斜して形成される第１搬送路底部と、
前記第１連通路に臨む第１連通路底部であって、前記第２搬送路側よりも前記第１搬送路側が鉛直方向上方となるように傾斜して形成される第１連通路底部と、
前記第２連通路に臨む第２連通路底部であって、前記第１搬送路側よりも前記第２搬送路側が鉛直方向上方となるように傾斜して形成される第２連通路底部とを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像槽は、
前記第１搬送路の前記長手方向一端側の部分に臨む第１搬送路下流側底部と、
前記第１搬送路下流側底部よりも前記長手方向他端側において前記第１搬送路下流側底部に隣接する障壁部であって、前記第１搬送路下流側底部よりも、鉛直方向上方に突出して形成される障壁部とを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項７】
前記第１現像剤搬送部は、前記回転筒の外側にある現像剤を前記第１連通路へと案内する下流側螺旋羽根であって、前記内螺旋羽根の前記長手方向他端側に連なる下流側螺旋羽根を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項８】
前記下流側螺旋羽根の外径は、前記内螺旋羽根の外径よりも大きいことを特徴とする請求項７に記載の現像装置。
【請求項９】
電子写真方式の画像形成装置において、
請求項１〜８のいずれか１つ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。
【請求項１０】
請求項２に記載の現像装置を用いる現像剤攪拌搬送方法であって、
前記現像槽の外部からこの現像槽の内部へ現像剤が供給された時点から所定時間経過時点までの期間中にのみ、前記電磁石を作動させて前記現像剤を引き上げるとともに、前記内螺旋羽根によって前記現像剤を搬送することで、前記現像剤を攪拌しつつ搬送することを特徴とする現像剤攪拌搬送方法。
【請求項１１】
前記電磁石を断続的に作動させることを特徴とする請求項１０に記載の現像剤攪拌搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置、画像形成装置および現像剤攪拌搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリなどは、電子写真方式によって画像を形成する画像形成装置を備えている。電子写真方式の画像形成装置は、帯電装置および露光装置によって像担持体（感光体）の表面に静電潜像を形成し、現像装置によって現像剤を供給することでこの静電潜像を現像し、転写部によって感光体上の現像剤像を記録用紙などの記録媒体に転写し、定着装置によって記録用紙にこの現像剤像を定着させることで、画像を形成する。
【０００３】
現像装置によって感光体へ供給される現像剤は、現像装置が備える現像槽に貯留されている。現像槽に貯留される現像剤は、現像装置が備える現像ローラに搬送される。現像ローラは、その表面に現像剤を担持して回転することで、感光体へ現像剤を供給する。現像剤は、現像ローラに搬送される過程で摩擦帯電しており、帯電した現像剤は、感光体表面の静電潜像との間の静電気力によって、現像ローラ上から感光体上に移動する。このようにして、現像装置は、感光体表面の静電潜像を現像し、現像剤像を形成する。
【０００４】
近年では、画像形成装置の高速化および小型化に伴って、現像剤の帯電を迅速かつ充分に行うことができる現像装置が求められている。たとえば、特許文献１には、現像槽内に設けられる隔壁によって第１搬送路、第２搬送路、第１連通路、および第２連通路が形成され、第１搬送路内および第２搬送路内に相互に逆方向に現像剤を搬送する現像剤搬送部を備える循環方式の現像装置が記載されている。特許文献１に記載の現像剤搬送部は、回転軸部材とこの回転軸部材を取り巻く螺旋羽根とを備えるオーガスクリューにおいて、回転軸部材上に、この回転軸部材の軸線に平行な平板状部材（フィン）が設けられた構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２７２０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の現像剤搬送部は、螺旋羽根によって、回転軸部材の軸線方向に現像剤を搬送するとともに、フィンの主面によって回転軸部材の周方向に現像剤を移動させることで、移動する現像剤を摩擦帯電させている。しかしながら、この現像剤搬送部には、螺旋羽根とフィンの側面とによって挟まれる現像剤が圧縮されてしまい、圧縮される現像剤は充分に摩擦帯電しないという課題がある。現像剤の帯電が不充分であると、画像形成装置は、良好な画像を形成できない。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するためのものであり、現像剤を充分に帯電させることができる現像装置、画像形成装置および現像剤攪拌搬送方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、強磁性体を含む現像剤を貯留し、この現像剤を像担持体に供給することで、像担持体上の静電潜像を現像する現像装置において、
現像剤を貯留する現像槽であって、その内部空間を区分する隔壁を備える現像槽と、
前記現像槽内の現像剤を搬送する第１現像剤搬送部および第２現像剤搬送部と、
前記現像槽内の現像剤を鉛直方向上方に引き上げる引上磁石とを有し、
前記隔壁は、前記現像槽の内部空間を、この隔壁の長手方向に沿う第１搬送路と、前記像担持体側にあり、この隔壁を挟んで前記第１搬送路に対向する第２搬送路と、この隔壁の長手方向一端側において前記第１搬送路と前記第２搬送路とを連通する第１連通路と、この隔壁の長手方向他端側において前記第１搬送路と前記第２搬送路とを連通する第２連通路とに区分し、
前記第１現像剤搬送部は、前記第１搬送路内に設けられ、前記長手方向他端側から前記長手方向一端側へ向けて現像剤を搬送し、
前記第２現像剤搬送部は、前記第２搬送路内に設けられ、前記長手方向一端側から前記長手方向他端側へ向けて現像剤を搬送し、
前記第１現像剤搬送部は、
仮想的な円柱の側面を取り巻く形状の内螺旋羽根であって、この仮想的な円柱の軸線を中心とする回転運動によって、前記長手方向他端側から前記長手方向一端側へ向けて現像剤を搬送する内螺旋羽根と、
前記内螺旋羽根の外周部を取り囲み、前記内螺旋羽根とともに回転運動する回転筒であって、前記長手方向における両端側が開口している回転筒とを含み、
前記引上磁石は、前記回転筒の鉛直方向上方に設けられることを特徴とする現像装置である。
【０００９】
また本発明は、前記引上磁石は、電磁石であることを特徴とする。
また本発明は、前記引上磁石は、前記長手方向に所定の間隔を空けて複数個設けられることを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、前記回転筒の前記長手方向における端部の鉛直方向上方に、現像剤引寄防止壁をさらに有することを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、前記現像槽は、
前記第１搬送路に臨む第１搬送路底部であって、前記長手方向他端側よりも前記長手方向一端側が鉛直方向上方となるように傾斜して形成される第１搬送路底部と、
前記第１連通路に臨む第１連通路底部であって、前記第２搬送路側よりも前記第１搬送路側が鉛直方向上方となるように傾斜して形成される第１連通路底部と、
前記第２連通路に臨む第２連通路底部であって、前記第１搬送路側よりも前記第２搬送路側が鉛直方向上方となるように傾斜して形成される第２連通路底部とを含むことを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、前記現像槽は、
前記第１搬送路の前記長手方向一端側の部分に臨む第１搬送路下流側底部と、
前記第１搬送路下流側底部よりも前記長手方向他端側において前記第１搬送路下流側底部に隣接する障壁部であって、前記第１搬送路下流側底部よりも、鉛直方向上方に突出して形成される障壁部とを含むことを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、前記第１現像剤搬送部は、前記回転筒の外側にある現像剤を前記第１連通路へと案内する下流側螺旋羽根であって、前記内螺旋羽根の前記長手方向他端側に連なる下流側螺旋羽根を含むことを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、前記下流側螺旋羽根の外径は、前記内螺旋羽根の外径よりも大きいことを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、電子写真方式の画像形成装置において、
前記現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【００１６】
また本発明は、前記現像装置を用いる現像剤攪拌搬送方法であって、
前記現像槽の外部からこの現像槽の内部へ現像剤が供給された時点から所定時間経過時点までの期間中にのみ、前記電磁石を作動させて前記現像剤を引き上げるとともに、前記内螺旋羽根によって前記現像剤を搬送することで、前記現像剤を攪拌しつつ搬送することを特徴とする現像剤攪拌搬送方法である。
また本発明は、前記電磁石を断続的に作動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、現像槽における第１搬送路内の現像剤は、隔壁の長手方向他端部側において、回転筒の前記長手方向他端部側の開口を経てこの回転筒の内側に流入する。そして、現像剤は、回転筒の内側の内螺旋羽根によって隔壁の長手方向一端部側へ搬送され、回転筒の前記長手方向一端部側の開口を経て、回転筒の外側に流出することになる。このとき、回転筒は内螺旋羽根とともに回転運動しており、この回転運動によって、内螺旋羽根により搬送される現像剤と回転筒の内周壁との間に摩擦が生じ、その結果、現像剤が帯電する。
【００１８】
さらに、回転筒内の現像剤は、内螺旋羽根によって前記長手方向一端部側に搬送されるとき、引上磁石の鉛直方向下方において、回転筒内で鉛直方向上方へ引き上げられる。その後、現像剤は、内螺旋羽根によってさらに搬送されて、自重よりも引上磁石による鉛直方向上方に向かう磁力が小さくなる位置まで移動することで、鉛直方向下方へ落下する。このように、現像剤は、回転筒内で鉛直方向上下に移動するので、内螺旋羽根や回転筒との間で摩擦が生じる機会が増え、より確実に帯電する。
【００１９】
よって、本発明に係る現像装置は、現像剤を充分に帯電させて、第１搬送路内を搬送することができる。
【００２０】
また本発明によれば、引上磁石は電磁石であるので、永久磁石とは異なり、状況に応じて発生させる磁場の強さを変更することができ、より効率的に現像剤を帯電させることができる。
【００２１】
また本発明によれば、引上磁石は、前記長手方向に所定の間隔を空けて複数個設けられる。したがって、引上磁石による現像剤の鉛直方向上下移動は複数回生じる。よって、本発明に係る現像装置は、現像剤と内螺旋羽根や回転筒との間で摩擦が生じる機会をさらに増やすことができ、現像剤をさらに確実に帯電させることができる。
【００２２】
また本発明によれば、回転筒の前記長手方向における端部の鉛直方向上方に、現像剤引寄防止壁が設けられる。したがって、回転筒の外側にある現像剤が引上磁石に引き寄せられることを防止することができ、引上磁石に現像剤が付着することを防止することができる。
【００２３】
また本発明によれば、第１搬送路底部は、前記長手方向他端側よりも前記長手方向一端側が鉛直方向上方となるように傾斜して形成される。したがって、第１搬送路底部上の現像剤は、自重によって、前記長手方向他端側へ移動しようとする。これによって、前記長手方向における中間位置において、第１現像剤搬送部と現像槽の底部との間に現像剤が滞留することを抑えることができる。
【００２４】
また、第１連通路底部は、第２搬送路側よりも第１搬送路側が鉛直方向上方となるように傾斜して形成される。したがって、第１連通路底部上の現像剤は、自重によって、第２搬送路側へ移動しようとする。これによって、第１連通路において現像剤が滞留することを抑えることができる。また、第２連通路底部は、第１搬送路側よりも第２搬送路側が鉛直方向上方となるように傾斜して形成される。したがって、第２連通路底部上の現像剤は、自重によって、第１搬送路側へ移動しようとする。これによって、第２連通路において現像剤が滞留することを抑えることができる。
【００２５】
このように、本発明に係る現像装置は、第１搬送路、第１連通路、および第２連通路における現像剤の滞留を抑えることができるので、現像剤を円滑に搬送することができ、その結果、現像剤に生じるストレスを抑えることができる。
【００２６】
また本発明によれば、第１搬送路下流側底部の前記長手方向他端側には、第１搬送路下流側底部に隣接し、第１搬送路下流側底部よりも鉛直方向上方に突出する障壁部が形成される。したがって、第１現像剤搬送部と現像槽の内壁との間に、前記長手方向一端側から現像剤が入り込むことを抑えることができる。
【００２７】
また本発明によれば、第１現像剤搬送部は、内螺旋羽根の前記長手方向一端部側に、下流側螺旋羽根を有している。下流側螺旋羽根によって、回転筒の前記長手方向一端部側の開口付近に現像剤が滞留するのを抑えることができ、第１連通路付近における現像剤の流れを滑らかにすることができる。その結果、現像剤に生じるストレスを抑えることができる。
【００２８】
また本発明によれば、下流側螺旋羽根の外径は、内螺旋羽根の外径よりも大きい。これによって、回転筒の前記長手方向一端部側の開口付近に現像剤が滞留するのをより抑えることができ、第１連通路付近における現像剤の流れをより滑らかにすることができる。
【００２９】
また本発明によれば、画像形成装置は前記現像装置を備えており、前記現像装置によって、現像剤に生じるストレスを抑えながら、現像剤を充分に帯電させることができる。したがって、現像剤の流動性の低下を抑えることができ、長期に亘って安定して良好な画像を形成することができる。
【００３０】
また本発明によれば、現像槽の外部からこの現像槽の内部へ現像剤が供給された時点から所定時間経過時点までの期間中にのみ、引上磁石（電磁石）を作動させることで、この期間中にのみ、現像剤を鉛直方向上方に引き上げる磁場を発生させることができる。これによって、新規の現像剤が供給されたときには、引上磁石によって現像剤を迅速に帯電させることができるとともに、新規の現像剤が供給されていないときには、現像剤に生じるストレスを抑えることができる。
【００３１】
また本発明によれば、引上磁石（電磁石）を断続的に作動させることで、引上磁石（電磁石）による現像剤の鉛直方向上下移動が活発になるので、現像剤をより確実に帯電させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】画像形成装置１００の構成を示す模式図である。
【図２】トナーカートリッジ３００の構成を示す模式図である。
【図３】図２に示す線Ａ−Ａを切断面線とするトナーカートリッジ３００の断面図である。
【図４】現像装置２００の構成を示す模式図である。
【図５】図４に示す線Ｂ−Ｂを切断面線とする現像装置２００の断面図である。
【図６】図４に示す線Ｃ−Ｃを切断面線とする現像装置２００の断面図である。
【図７】図５に示す線Ｄ−Ｄを切断面線とする現像装置２００の断面図である。
【図８】図５に示す線Ｅ−Ｅを切断面線とする現像装置２００の断面図である。
【図９】第１現像剤搬送部２０２の全体を示す模式図である。
【図１０】回転筒２０２ｂの内側を示す模式図である。
【図１１】第１現像剤搬送部２０２を分解して示す図である。
【図１２】１周期分の一般螺旋羽根面について説明するための図である。
【図１３】１周期分の錐状一般螺旋羽根面について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
はじめに、本発明の実施形態である現像装置２００を備える画像形成装置１００について説明する。図１は、画像形成装置１００の構成を示す模式図である。画像形成装置１００は、複写機能、プリンタ機能、およびファクシミリ機能を併せ持つ複合機であり、伝達される画像情報に応じて、記録媒体上にフルカラーまたはモノクロの画像を形成する。画像形成装置１００は、コピアモード（複写モード）、プリンタモード、およびファクシミリモードという３種の印刷モードを有しており、図示しない操作部からの操作入力、パーソナルコンピュータ、携帯端末装置、情報記録媒体、メモリ装置を用いた外部機器などからの印刷ジョブの受信に応じて、図示しない制御ユニット部によって、印刷モードが選択される。
【００３４】
画像形成装置１００は、トナー像形成部２０と、転写部３０と、定着部４０と、記録媒体供給部５０と、排出部６０と、図示しない制御ユニット部とを含む。トナー像形成部２０は、感光体ドラム２１ｂ，２１ｃ，２１ｍ，２１ｙと、帯電部２２ｂ，２２ｃ，２２ｍ，２２ｙと、露光ユニット２３と、現像装置２００ｂ，２００ｃ，２００ｍ，２００ｙと、クリーニングユニット２５ｂ，２５ｃ，２５ｍ，２５ｙと、トナーカートリッジ３００ｂ，３００ｃ，３００ｍ，３００ｙと、トナー供給パイプ２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｍ，２５０ｙとを含む。転写部３０は、中間転写ベルト３１と、駆動ローラ３２と、従動ローラ３３と、中間転写ローラ３４ｂ，３４ｃ，３４ｍ，３４ｙと、転写ベルトクリーニングユニット３５と、転写ローラ３６とを含む。
【００３５】
感光体ドラム２１、帯電部２２、現像装置２００、クリーニングユニット２５、トナーカートリッジ３００、トナー供給パイプ２５０、および中間転写ローラ３４は、カラー画像情報に含まれるブラック（ｂ）、シアン（ｃ）、マゼンタ（ｍ）、およびイエロー（ｙ）の各色の画像情報に対応するために、それぞれ４つずつ設けられる。本明細書中において、各色に応じて４つずつ設けられる各部材を区別する場合は、各部材を表す数字の末尾に各色を表すアルファベットを付して参照符号とし、各部材を総称する場合は、各部材を表す数字のみを参照符号とする。
【００３６】
感光体ドラム２１は、図示しない駆動部によって軸線回りに回転可能に支持され、図示しない導電性基体と、この導電性基体の表面に形成される光導電層とを含む。導電性基体は種々の形状を採ることができ、たとえば、円筒状、円柱状、薄膜シート状などを挙げることができる。光導電層は、光を照射されることで導電性を示す材料によって形成される。感光体ドラム２１としては、たとえば、アルミニウムで形成された円筒状部材（導電性基体）と、この円筒状部材の外周面上に形成される、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、セレン（Ｓｅ）、または有機光半導体（ＯＰＣ）からなる薄膜（光導電層）とを含むものを用いることができる。
【００３７】
帯電部２２、現像装置２００、およびクリーニングユニット２５は、感光体ドラム２１の回転方向回りに、この順序で配置され、帯電部２２は、現像装置２００およびクリーニングユニット２５よりも鉛直方向下方に配置される。
【００３８】
帯電部２２は、感光体ドラム２１表面を所定の極性および電位に帯電させる装置である。帯電部２２は、感光体ドラム２１に臨む位置に、感光体ドラム２１の長手方向に沿って設置される。接触帯電方式の場合、帯電部２２は、感光体ドラム２１表面に接するように設置される。非接触帯電方式の場合、帯電部２２は、感光体ドラム２１表面から離隔するように設置される。
【００３９】
帯電部２２は、現像装置２００、クリーニングユニット２５などとともに、感光体ドラム２１の周囲に設置される。帯電部２２は、現像装置２００、クリーニングユニット２５などよりも、感光体ドラム２１に近い位置に設置されることが好ましい。これによって、感光体ドラム２１の帯電不良の発生を確実に防止することができる。
【００４０】
帯電部２２としては、ブラシ型帯電装置、ローラ型帯電装置、コロナ放電装置、イオン発生装置などを使用できる。ブラシ型帯電装置およびローラ型帯電装置は、接触帯電方式の帯電装置である。ブラシ型帯電装置には、帯電ブラシを用いるもの、磁気ブラシを用いるものなどがある。コロナ放電装置およびイオン発生装置は、非接触帯電方式の帯電装置である。コロナ放電装置には、ワイヤ状の放電電極を用いるもの、鋸歯状の放電電極を用いるもの、針状の放電電極を用いるものなどがある。
【００４１】
露光ユニット２３は、露光ユニット２３から出射される光が、帯電部２２と現像装置２００との間を通過して感光体ドラム２１の表面に照射されるように配置される。露光ユニット２３は、帯電状態にある感光体ドラム２１ｂ，２１ｃ，２１ｍ，２１ｙ表面に、各色の画像情報に対応するレーザ光をそれぞれ照射することによって、感光体ドラム２１ｂ，２１ｃ，２１ｍ，２１ｙそれぞれの表面に、各色の画像情報に対応する静電潜像を形成する。露光ユニット２３には、たとえば、レーザ照射部および複数の反射ミラーを備えるレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を使用できる。露光ユニット２３としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）アレイ、液晶シャッタと光源とを適宜組み合わせたユニットなどを用いてもよい。
【００４２】
現像装置２００は、感光体ドラム２１上に形成された静電潜像をトナーによって現像することで、感光体ドラム２１上にトナー像を形成する装置である。現像装置２００の鉛直方向上部には、筒状部材であるトナー供給パイプ２５０が接続される。現像装置２００の詳細については後述する。
【００４３】
トナーカートリッジ３００は、現像装置２００よりも鉛直方向上方に配され、未使用のトナーを貯蔵する。トナーカートリッジ３００の鉛直方向下部にはトナー供給パイプ２５０が接続される。トナーカートリッジ３００は、トナー供給パイプ２５０を介して、現像装置２００へトナーを供給する。トナーカートリッジ３００の詳細については後述する。
【００４４】
クリーニングユニット２５は、感光体ドラム２１から中間転写ベルト３１にトナー像が転写された後に、感光体ドラム２１の表面に残留するトナーを除去し、感光体ドラム２１の表面を清浄化する部材である。クリーニングユニット２５としては、たとえば、トナーを掻き取るための板状部材と、掻き取ったトナーを回収する容器状部材とが用いられる。
【００４５】
トナー像形成部２０によれば、帯電部２２によって均一な帯電状態にある感光体ドラム２１の表面に、露光ユニット２３から画像情報に応じたレーザ光が照射されて静電潜像が形成される。感光体ドラム２１上の静電潜像に現像装置２００からトナーが供給されることでトナー像が形成される。このトナー像は後述する中間転写ベルト３１に転写される。トナー像が中間転写ベルト３１に転写された後に、感光体ドラム２１表面に残留するトナーは、クリーニングユニット２５によって除去される。
【００４６】
中間転写ベルト３１は、感光体ドラム２１の鉛直方向上方に配置される無端ベルト状部材である。中間転写ベルト３１は、駆動ローラ３２と従動ローラ３３とによって張架されてループ状の経路を形成し、矢符Ａ４方向に移動する。
【００４７】
駆動ローラ３２は、図示しない駆動部によってその軸線回りに回転可能に設けられる。駆動ローラ３２は、その回転によって、中間転写ベルト３１を矢符Ａ４方向へ移動させる。従動ローラ３３は、駆動ローラ３２の回転に従動して回転可能に設けられ、中間転写ベルト３１が弛まないように、中間転写ベルト３１に一定の張力を発生させる。
【００４８】
中間転写ローラ３４は、中間転写ベルト３１を介して感光体ドラム２１に圧接し、かつ図示しない駆動部によってその軸線回りに回転可能に設けられる。中間転写ローラ３４としては、たとえば、直径８ｍｍ〜１０ｍｍの金属（たとえば、ステンレス）ローラの表面に、導電性の弾性部材が形成されたものを用いることができる。中間転写ローラ３４は、転写バイアスを印加する図示しない電源が接続され、感光体ドラム２１表面のトナー像を中間転写ベルト３１に転写する機能を有する。
【００４９】
転写ローラ３６は、中間転写ベルト３１を介して駆動ローラ３２に圧接し、図示しない駆動部によって軸線回りに回転可能に設けられる。転写ローラ３６と駆動ローラ３２との圧接部（転写ニップ部）において、中間転写ベルト３１に担持されて搬送されるトナー像は、後述する記録媒体供給部５０から送給される記録媒体に転写される。
【００５０】
転写ベルトクリーニングユニット３５は、中間転写ベルト３１を介して従動ローラ３３に対向し、中間転写ベルト３１のトナー像担持面に接触するように設けられる。転写ベルトクリーニングユニット３５は、記録媒体へのトナー像の転写後に、中間転写ベルト３１表面のトナーを除去し回収するために設けられる。記録媒体へのトナー像の転写後に中間転写ベルト３１にトナーが付着したまま残っていると、中間転写ベルト３１の移動によって、残留トナーが転写ローラ３６に付着するおそれがある。転写ローラ３６にトナーが付着すると、そのトナーは、次に転写する記録媒体の裏面を汚染してしまう。
【００５１】
転写部３０によれば、中間転写ベルト３１が感光体ドラム２１に接しながら移動するとき、中間転写ローラ３４に、感光体ドラム２１表面のトナーの帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加され、感光体ドラム２１の表面に形成されたトナー像は、中間転写ベルト３１上へ転写される。感光体ドラム２１ｙ、感光体ドラム２１ｍ、感光体ドラム２１ｃ、感光体ドラム２１ｂでそれぞれ形成される各色のトナー画像が、中間転写ベルト３１上に、この順番で順次重ねて転写されることによって、フルカラートナー像が形成される。中間転写ベルト３１に転写されたトナー像は、中間転写ベルト３１の移動によって転写ニップ部に搬送され、転写ニップ部において、記録媒体に転写される。トナー像が転写された記録媒体は、後述する定着部４０に搬送される。
【００５２】
記録媒体供給部５０は、給紙ボックス５１と、ピックアップローラ５２ａ，５２ｂと、搬送ローラ５３ａ，５３ｂと、レジストローラ５４と、給紙トレイ５５とを含む。給紙ボックス５１は、画像形成装置１００の鉛直方向下部に設けられ、画像形成装置１００内部において記録媒体を貯留する容器状部材である。給紙トレイ５５は、画像形成装置１００外壁面に設けられ、画像形成装置１００外部において記録媒体を貯留するトレイ状部材である。記録媒体としては、普通紙、カラーコピー用紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート、葉書などがある。
【００５３】
ピックアップローラ５２ａは、給紙ボックス５１に貯留される記録媒体を１枚ずつ取り出し、用紙搬送路Ａ１に送給する部材である。搬送ローラ５３ａは互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材であり、用紙搬送路Ａ１において記録媒体をレジストローラ５４に向けて搬送する。ピックアップローラ５２ｂは、給紙トレイ５５に貯留される記録媒体を１枚ずつ取り出し、用紙搬送路Ａ２に送給する部材である。搬送ローラ５３ｂは互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材であり、用紙搬送路Ａ２において記録媒体をレジストローラ５４に向けて搬送する。
【００５４】
レジストローラ５４は、互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材であり、搬送ローラ５３ａ，５３ｂから送給される記録媒体を、中間転写ベルト３１に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、転写ニップ部に送給する。
【００５５】
記録媒体供給部５０によれば、中間転写ベルト３１に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、給紙ボックス５１または給紙トレイ５５から記録媒体が転写ニップ部に送給され、この記録媒体にトナー像が転写される。
【００５６】
定着部４０は、加熱ローラ４１および加圧ローラ４２を備える。加熱ローラ４１は、所定の定着温度となるように制御される。加圧ローラ４２は、加熱ローラ４１に圧接するローラである。加熱ローラ４１は、加圧ローラ４２とともに記録媒体を加熱しながら挟持することにより、トナー像を構成するトナーを溶融させて記録媒体上に定着させる。トナー像が定着した記録媒体は、後述する排出部６０に搬送される。
【００５７】
排出部６０は、搬送ローラ６１と、排出ローラ６２と、排出トレイ６３とを含む。搬送ローラ６１は、定着部４０よりも鉛直方向上方において、互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材である。搬送ローラ６１は、画像が定着した記録媒体を排出ローラ６２に向けて搬送する。
【００５８】
排出ローラ６２は、互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材である。排出ローラ６２は、片面印刷の場合、片面の印刷が完了した記録媒体を排出トレイ６３に排出する。排出ローラ６２は、両面印刷の場合、片面の印刷が完了した記録媒体を、用紙搬送路Ａ３を介してレジストローラ５４へ搬送し、両面の印刷が完了した記録媒体を排出トレイ６３に排出する。排出トレイ６３は、画像形成装置１００の鉛直方向上面に設けられ、画像が定着した記録媒体を貯留する。
【００５９】
画像形成装置１００は、図示しない制御ユニット部を含む。制御ユニット部は、たとえば、画像形成装置１００の内部空間における鉛直方向上部に設けられ、記憶部と演算部と制御部とを含む。記憶部には、画像形成装置１００の鉛直方向上面に配置される図示しない操作パネルを介した各種設定値、画像形成装置１００内部の各所に配置される図示しないセンサなどからの検知結果、外部機器からの画像情報などが入力される。また、記憶部には、各種処理を実行するプログラムが書き込まれる。各種処理とは、たとえば、記録媒体判定処理、付着量制御処理、定着条件制御処理などである。
【００６０】
記憶部には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、リードオンリィメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが挙げられる。外部機器には、画像情報の形成または取得が可能であり、かつ画像形成装置１００に電気的に接続可能な電気、電子機器を使用でき、たとえば、コンピュータ、デジタルカメラ、テレビジョン受像機器、ビデオレコーダ、ＤＶＤ（Digital Versatile
Disc）レコーダ、ＨＤＤＶＤ（High-Definition Digital Versatile Disc）レコーダ、
ブルーレイディスクレコーダ、ファクシミリ装置、携帯端末装置などが挙げられる。
【００６１】
演算部は、記憶部に書き込まれる各種データ（画像形成命令、検知結果、画像情報など）および各種処理のプログラムを取り出し、各種判定を行う。制御部は、演算部の判定結果に応じて画像形成装置１００に設けられる各装置に制御信号を送付し、動作制御を行う。
【００６２】
制御部および演算部は中央処理装置（ＣＰＵ、Central Processing Unit）を備えるマ
イクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路を含む。制御ユニット部は、この処理回路とともに主電源を含み、電源は制御ユニット部だけでなく、画像形成装置１００に設けられる各装置にも電力を供給する。
【００６３】
図２は、トナーカートリッジ３００の構成を示す模式図である。図３は、図２に示す線Ａ−Ａを切断面線とするトナーカートリッジ３００の断面図である。トナーカートリッジ３００は、トナー供給パイプ２５０を介して、現像装置２００へトナーを供給する装置である。トナーカートリッジ３００は、トナー収容容器３０１と、トナー汲み上げ部材３０２と、トナー排出部材３０３と、トナー排出容器３０４とを含む。
【００６４】
トナー収容容器３０１は、略半円柱状の内部空間を有する容器状部材であり、その内部空間において、トナー汲み上げ部材３０２を回転自在に支持し、未使用のトナーを収容する。トナー排出容器３０４は、トナー収容容器３０１の長手方向に沿って設けられる略半円柱状の内部空間を有する容器状部材であり、その内部空間において、トナー排出部材３０３を回転自在に支持する。トナー収容容器３０１の内部空間とトナー排出容器３０４の内部空間とは、トナー収容容器３０１の長手方向に沿って形成される連通口３０５を介して連通する。トナー排出容器３０４は、その鉛直方向下部に、排出口３０６が形成される。トナー排出容器３０４には、排出口３０６において、トナー供給パイプ２５０が接続される。
【００６５】
トナー汲み上げ部材３０２は、回転軸３０２ａと、基体３０２ｂと、摺動部３０２ｃとを含む。回転軸３０２ａは、トナー収容容器３０１の長手方向に沿って延びる円柱状の部材である。基体３０２ｂは、トナー収容容器３０１の長手方向に沿って延びる板状の部材であり、その幅方向および厚さ方向の中央部において、回転軸３０２ａに取り付けられる。摺動部３０２ｃは、基体３０２ｂの幅方向両端部に取り付けられる可撓性を有する部材であり、たとえば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から形成される。トナー汲み上げ部材３０２は、回転軸３０２ａがその軸線回りに回転するのに伴って基体３０２ｂが回転運動し、これによって基体３０２ｂの幅方向両端部に設けられる摺動部３０２ｃがトナー収容容器３０１の内壁面を摺擦することで、トナー収容容器３０１内のトナーを、トナー排出容器３０４へ汲み上げる。
【００６６】
トナー排出部材３０３は、トナー排出容器３０４内のトナーを排出口３０６に向けて搬送する部材である。トナー排出部材３０３は、トナー排出回転軸３０３ａと、このトナー排出回転軸３０３ａを取り巻いて設けられるトナー排出羽根３０３ｂとを含む、オーガスクリュー状部材である。
【００６７】
トナーカートリッジ３００によれば、トナー収容容器３０１内の未使用トナーが、トナー汲み上げ部材３０２によってトナー排出容器３０４に汲み上げられる。そして、トナー排出容器３０４に汲み上げられたトナーは、トナー排出部材３０３によって排出口３０６に搬送される。排出口３０６に搬送されたトナーは、この排出口３０６からトナー排出容器３０４外へ排出され、トナー供給パイプ２５０を介して、現像装置２００に供給される。
【００６８】
図４は、現像装置２００の構成を示す模式図である。図５は、図４に示す線Ｂ−Ｂを切断面線とする現像装置２００の断面図である。図６は、図４に示す線Ｃ−Ｃを切断面線とする現像装置２００の断面図である。図７は、図５に示す線Ｄ−Ｄを切断面線とする現像装置２００の断面図である。図８は、図５に示す線Ｅ−Ｅを切断面線とする現像装置２００の断面図である。現像装置２００は、感光体ドラム２１の表面にトナーを供給することで、感光体ドラム２１の表面に形成された静電潜像を現像する装置である。現像装置２００は、現像槽２０１と、第１現像剤搬送部２０２と、第２現像剤搬送部２０３と、現像ローラ２０４と、現像槽カバー２０５と、ドクターブレード２０６と、隔壁２０７と、トナー濃度検知センサ２０８と、２つの引上磁石２０９と、２つの現像剤引寄防止壁２１０とを含む。
【００６９】
現像槽２０１は、内部空間を有する部材であり、その内部空間に現像剤を貯留する。本発明において用いられる現像剤としては、強磁性体を含むトナーからなる１成分現像剤が挙げられる。また本発明において用いられる現像剤としては、強磁性体を含む２成分現像剤、すなわち、強磁性体を含むトナーと従来公知のキャリアとからなる２成分現像剤、従来公知のトナーと強磁性体を含むキャリアとからなる２成分現像剤、または、強磁性体を含むトナーと強磁性体を含むキャリアとからなる２成分現像剤が挙げられる。
【００７０】
現像槽２０１には、その鉛直方向上方に現像槽カバー２０５が設けられ、内部空間に、第１現像剤搬送部２０２、第２現像剤搬送部２０３、現像ローラ２０４、ドクターブレード２０６、隔壁２０７、引上磁石２０９、および現像剤引寄防止壁２１０が設けられる。また、現像槽２０１の鉛直方向下部（底部）には、トナー濃度検知センサ２０８が設けられる。さらに、現像槽２０１は、感光体ドラム２１と現像ローラ２０４との間に開口部が設けられている。
【００７１】
現像槽２０１の長手方向における長さＬ１は、３５０ｍｍ〜４００ｍｍ程度である。また、現像槽２０１の幅方向における長さＬ２は、５０ｍｍ〜７０ｍｍ程度である。
【００７２】
現像ローラ２０４は、マグネットローラを含み、現像槽２０１内の現像剤を表面に担持して、担持した現像剤に含まれるトナーを感光体ドラム２１へ供給する。現像ローラ２０４には、図示しない電源が接続され、現像バイアス電圧が印加される。現像ローラ２０４に担持されたトナーは、感光体ドラム２１近傍において、現像バイアス電圧による静電気力によって、感光体ドラム２１へ移動する。
【００７３】
ドクターブレード２０６は、現像ローラ２０４の軸線方向に延びる板状部材であり、その幅方向の一端が現像槽２０１に固定され、かつ他端が現像ローラ２０４の表面に対して間隙を有するように設けられる。ドクターブレード２０６は、現像ローラ２０４の表面に対して間隙を有して設けられることで、現像ローラ２０４に担持される現像剤の量を所定量に規制する。ドクターブレード２０６の材料としては、ステンレス鋼、アルミニウム、合成樹脂などを使用できる。
【００７４】
隔壁２０７は、現像槽２０１の幅方向略中央部において、現像槽２０１の長手方向に沿って延びる長手形状の部材である。隔壁２０７は、現像槽２０１の底部と現像槽カバー２０５との間に設けられ、かつ、長手方向両端部が現像槽２０１の内壁面から離間するように設けられる。隔壁２０７によって、現像槽２０１の内部空間は、第１搬送路Ｐと、第２搬送路Ｑと、第１連通路Ｒと、第２連通路Ｓとに区分されている。
【００７５】
第２搬送路Ｑは、隔壁２０７の長手方向に沿って延びる略半円柱状の空間であって、現像ローラ２０４に臨む空間である。第１搬送路Ｐは、隔壁２０７の長手方向に沿って延びる略半円柱状の空間であって、隔壁２０７を挟んで第２搬送路Ｑに対向する空間である。第１連通路Ｒは、隔壁２０７の長手方向一端部２０７ａ側において、第１搬送路Ｐと第２搬送路Ｑとを連通する空間である。第２連通路Ｓは、隔壁２０７の長手方向他端部２０７ｂ側において、第１搬送路Ｐと第２搬送路Ｑとを連通する空間である。
【００７６】
現像槽カバー２０５は、現像槽２０１の鉛直方向上方に着脱自在に設けられ、供給口２０５ａを有する。現像槽カバー２０５には、供給口２０５ａにおいて、トナー供給パイプ２５０が接続される。供給口２０５ａは、現像槽２０１にトナーを供給するための開口が形成される開口部であり、トナーカートリッジ３００に収容されているトナーは、トナー供給パイプ２５０およびこの開口を経て、現像槽２０１内に供給される。
【００７７】
供給口２０５ａは、第１搬送路Ｐの鉛直方向上方において第２連通路Ｓの近傍に形成される。供給口２０５ａに形成される開口は、長辺の長さが２０ｍｍ〜３０ｍｍ程度、短辺の長さが１５ｍｍ〜２０ｍｍ程度の略矩形状である。
【００７８】
第１現像剤搬送部２０２は、第１搬送路Ｐ内に設けられる。第１現像剤搬送部２０２は、隔壁２０７の長手方向他端部２０７ｂ側から長手方向一端部２０７ａ側へ向けて、現像槽２０１内の現像剤を搬送する。以下では、第１現像剤搬送部２０２による現像剤の搬送方向を、搬送方向Ｘと称する。
【００７９】
第１現像剤搬送部２０２は、内螺旋羽根２０２ａと、回転筒２０２ｂと、上流側螺旋羽根２０２ｃと、下流側螺旋羽根２０２ｄと、２つの支持部材２０２ｅと、第１ギア２０２ｆとを含む。第１現像剤搬送部２０２は、搬送方向Ｘに延びており、搬送方向Ｘにおける上流側および下流側に、円柱形状の支持部材２０２ｅをそれぞれ有している。２つの支持部材２０２ｅのうち、搬送方向Ｘ上流側の支持部材２０２ｅは、現像槽２０１の内壁に回転自在に支持される。２つの支持部材２０２ｅのうち、搬送方向Ｘ下流側の支持部材２０２ｅは、現像槽２０１の外側において第１ギア２０２ｆと接続される。
【００８０】
内螺旋羽根２０２ａは、搬送方向Ｘに延びる仮想的な円柱の側面を取り巻く形状であり、支持部材２０２ｅおよび第１ギア２０２ｆを介して、モータなどの駆動部によって、この仮想的な円柱の軸線を中心として、６０ｒｐｍ〜１８０ｒｐｍで、回転方向Ｇ１に回転運動する。内螺旋羽根２０２ａの回転運動により、第１搬送路Ｐに貯留される現像剤は、全体として、搬送方向Ｘ下流側に搬送される。上述したように、現像槽カバー２０５の供給口２０５ａは、第１搬送路Ｐの鉛直方向上方において第２連通路Ｓの近傍に形成されるので、トナーカートリッジ３００内の未使用のトナーは、まず、第１搬送路Ｐに供給され、その後、第１現像剤搬送部２０２によって、第１搬送路Ｐの搬送方向Ｘ下流側に搬送されることになる。
【００８１】
回転筒２０２ｂは、内螺旋羽根２０２ａの外周部を取り囲み、内螺旋羽根２０２ａとともに回転運動する部材である。回転筒２０２ｂは、搬送方向Ｘに延び、搬送方向Ｘにおける上流側および下流側が開口している。
【００８２】
上流側螺旋羽根２０２ｃは、内螺旋羽根２０２ａの搬送方向Ｘ上流側に連なり、内螺旋羽根２０２ａとともに回転運動することによって、回転筒２０２ｂの外側にある現像剤、より詳細には、回転筒２０２ｂの搬送方向Ｘ上流側の開口付近の現像剤を、搬送方向Ｘ下流側に搬送する。これによって、上流側螺旋羽根２０２ｃは、回転筒２０２ｂの外側にある現像剤を、回転筒２０２ｂの搬送方向Ｘ上流側の開口へと案内する。開口へと案内された現像剤は、内螺旋羽根２０２ａによって搬送方向Ｘ下流側に搬送されることになる。
【００８３】
下流側螺旋羽根２０２ｄは、内螺旋羽根２０２ａの搬送方向Ｘ下流側に連なり、内螺旋羽根２０２ａとともに回転運動することによって、回転筒２０２ｂの外側にある現像剤、より詳細には、回転筒２０２ｂの搬送方向Ｘ下流側の開口付近の現像剤を、搬送方向Ｘ下流側に搬送する。これによって、下流側螺旋羽根２０２ｄは、回転筒２０２ｂの外側にある現像剤を、第１連通路Ｒへと案内する。第１連通路Ｒへと案内された現像剤は、第１連通路Ｒを経て、第２搬送路Ｑへ移動することになる。
【００８４】
第２現像剤搬送部２０３は、第２搬送路Ｑ内に設けられる。第２現像剤搬送部２０３は、隔壁２０７の長手方向一端部２０７ａ側から長手方向他端部２０７ｂ側へ向けて、現像槽２０１内の現像剤を搬送する。以下では、第２現像剤搬送部２０３による現像剤の搬送方向を、搬送方向Ｙと称する。
【００８５】
第２現像剤搬送部２０３は、第２螺旋羽根２０３ａと回転軸部材２０３ｂと４つの周方向回転板２０３ｃと第２ギア２０３ｄとを含む。回転軸部材２０３ｂは、搬送方向Ｙに延びる円柱形状の部材であり、その長手方向の一端が現像槽２０１の外側において第２ギア２０３ｄと接続され、その長手方向の他端が現像槽２０１の内壁に回転自在に支持される。
【００８６】
第２螺旋羽根２０３ａは、回転軸部材２０３ｂの側面を取り巻く形状であり、回転軸部材２０３ｂおよび第２ギア２０３ｄを介して、モータなどの駆動部によって、回転軸部材２０３ｂの軸線を中心として、６０ｒｐｍ〜１８０ｒｐｍで、回転方向Ｇ２に回転運動する。第２螺旋羽根２０３ａの回転運動により、第２搬送路Ｑに貯留される現像剤は、搬送方向Ｙ下流側に搬送される。
【００８７】
４つの周方向回転板２０３ｃは、同一形状の矩形平板からなり、その長辺部分が回転軸部材２０３ｂに固定される。４つの周方向回転板２０３ｃは、隣り合う２つの周方向回転板２０３ｃの主面が互いに直交するように回転軸部材２０３ｂに固定されており、第２螺旋羽根２０３ａとともに回転方向Ｇ２に回転運動する。第２搬送路Ｑにおいて搬送方向Ｙ上流側から搬送されてくる現像剤は、周方向回転板２０３ｃの回転運動によって第２連通路Ｓ側へ押し出されて第１搬送路Ｐへ移動することになる。なお、本発明の他の実施形態としては、第２現像剤搬送部２０３は、周方向回転板２０３ｃを有さないオーガスクリュー状部材であってもよい。
【００８８】
回転軸部材２０３ｂの軸線から最も遠い第２螺旋羽根２０３ａ上の点までの距離の２倍の値を、この第２螺旋羽根２０３ａの外径Ｌ３と称する。また、回転軸部材２０３ｂの軸線から最も近い第２螺旋羽根２０３ａ上の点までの距離の２倍の値を、この第２螺旋羽根２０３ａの内径Ｌ４と称する。第２螺旋羽根２０３ａの外径Ｌ３は、２０ｍｍ以上４０ｍｍ以下の範囲内で適宜設定され、第２螺旋羽根２０３ａの内径Ｌ４は、５ｍｍ〜１０ｍｍ以下の範囲内で適宜設定される。また、第２螺旋羽根２０３ａの厚さＬ５は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内で適宜設定される。周方向回転板２０３ｃの長辺部分の長さＬ６は、２０ｍｍ〜４０ｍｍ以下の範囲内で適宜設定され、短辺部分の長さＬ７は、５ｍｍ〜２０ｍｍ以下の範囲内で適宜設定される。
【００８９】
引上磁石２０９は、回転筒２０２ｂの鉛直方向上方に設けられ、回転筒２０２ｂ内の現像剤の少なくとも一部を、鉛直方向上方に引き上げる。引上磁石２０９によって引き上げられた現像剤は、回転筒２０２ｂの内側において、この回転筒２０２ｂの鉛直方向上部に接触することになる。本実施形態では、引上磁石２０９は、第１搬送路Ｐ内において、隔壁２０７と隔壁２０７に対向する現像槽２０１の内壁とに接着剤などで固定される。なお、本発明の他の実施形態としては、引上磁石２０９は、隔壁２０７および現像槽２０１の内壁の代わりに、現像槽カバー２０５に固定されてもよい。
【００９０】
引上磁石２０９としては、たとえば、フェライト磁石などの永久磁石が用いられる。本実施形態では、株式会社マグファイン製の角型異方性フェライト磁石（長さ１２ｍｍ、幅１２ｍｍ、厚さ２ｍｍ、磁束密度７０ｍＴ）を、回転筒２０２ｂの軸線上の点に対して鉛直方向上方に１２ｍｍ離間させ、この磁石の磁極をこの点に向けて配置することで、この点に５０ｍＴ程度の磁束密度の磁場を発生させている。なお、引上磁石２０９によって発生させる磁場の磁束密度の値はこの値に限られず、磁石の強さや配置を適宜変更することで、回転筒２０２ｂの軸線上の点に３０ｍＴ〜１００ｍＴ程度の磁束密度の磁場を発生させてもよい。
【００９１】
本実施形態では、引上磁石２０９は、搬送方向Ｘに所定の間隔を空けて２個設けられる。搬送方向Ｘ上流側の引上磁石２０９と回転筒２０２ｂの搬送方向Ｘ上流側の端部との間の、搬送方向Ｘにおける最短距離Ｌ２２は５０ｍｍ〜１００ｍｍ程度であり、搬送方向Ｘ上流側の引上磁石２０９と搬送方向下流側の引上磁石２０９との間の、搬送方向Ｘにおける最短距離Ｌ２３は１５０ｍｍ〜２２０ｍｍ程度である。
【００９２】
現像剤引寄防止壁２１０は、回転筒２０２ｂの外側にある現像剤が引上磁石２０９に引き寄せられることを防止する部材である。現像剤引寄防止壁２１０は、樹脂やアルミニウムなどの磁化し難い材料から形成されるか、または、銅などの反磁性体を含む磁気遮蔽部材から形成される。
【００９３】
本実施形態では、現像剤引寄防止壁２１０は、厚さ１ｍｍ〜３ｍｍ程度の矩形平板状部材であり、搬送方向Ｘにおける回転筒２０２ｂの両端部の鉛直方向上方に設けられる。また本実施形態では、現像剤引寄防止壁２１０は、第１搬送路Ｐ内において、隔壁２０７と隔壁２０７に対向する現像槽２０１の内壁とに固定される。なお、本発明の他の実施形態としては、現像剤引寄防止壁２１０は、隔壁２０７および現像槽２０１の内壁の代わりに、現像槽カバー２０５に固定されてもよい。
【００９４】
搬送方向Ｘ上流側の現像剤引寄防止壁２１０と回転筒２０２ｂとの間の、鉛直方向における距離は、１ｍｍ〜３ｍｍ程度に設定される。搬送方向Ｘ下流側の現像剤引寄防止壁２１０と回転筒２０２ｂとの間の、鉛直方向における距離は、１ｍｍ〜３ｍｍ程度に設定される。
【００９５】
トナー濃度検知センサ２０８は、現像槽２０１の底部において、第２現像剤搬送部２０３の鉛直方向下方に装着され、センサ面が第２搬送路Ｑに露出するように設けられる。トナー濃度検知センサ２０８は、図示しないトナー濃度制御部に電気的に接続される。
【００９６】
トナー濃度制御部は、トナー濃度検知センサ２０８が検知するトナー濃度検知結果に応じて、トナー排出部材３０３を回転させ、現像槽２０１内にトナーを供給する制御を行う。より具体的には、トナー濃度制御部は、トナー濃度検知センサ２０８によるトナー濃度検知結果が所定の設定値よりも低いか否か判断し、低いと判断した場合に、トナー排出部材３０３を回転させる駆動部に制御信号を送り、トナー排出部材３０３を所定の期間回転させる。
【００９７】
トナー濃度検知センサ２０８には、図示しない電源が接続される。電源は、トナー濃度検知センサ２０８を駆動させるための駆動電圧、およびトナー濃度検知結果をトナー濃度制御部に出力するための制御電圧を、トナー濃度検知センサ２０８に印加する。電源によるトナー濃度検知センサ２０８への電圧の印加は、図示しない制御部によって制御される。
【００９８】
トナー濃度検知センサ２０８としては、一般的なトナー濃度検知センサを使用でき、たとえば、透過光検知センサ、反射光検知センサ、透磁率検知センサなどを使用できる。これらのトナー濃度検知センサの中でも、透磁率検知センサを使用することが好ましい。透磁率検知センサとしては、たとえば、ＴＳ−Ｌ（商品名、ＴＤＫ株式会社製）、ＴＳ−Ａ（商品名、ＴＤＫ株式会社製）、ＴＳ−Ｋ（商品名、ＴＤＫ株式会社製）などが挙げられる。
【００９９】
以下では、現像槽２０１の底部のうち、第１搬送路Ｐに臨む部分を第１搬送路底部２０１ａと称し、第２搬送路Ｑに臨む部分を第２搬送路底部２０１ｂと称し、第１連通路Ｒに臨む部分を第１連通路底部２０１ｃと称し、第２連通路Ｓに臨む部分を第２連通路底部２０１ｄと称する。
【０１００】
第１搬送路底部２０１ａの鉛直方向上方の面である第１搬送路底面２０１ａａは、搬送方向Ｘ上流側の部分よりも搬送方向Ｘ下流側の部分が鉛直方向上方となるように傾斜して形成されている。第１搬送路底面２０１ａａの搬送方向Ｘ上流側の端と搬送方向Ｘ下流側の端との間の、鉛直方向における距離Ｌ２４は、１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲内で適宜設定される。なお、内螺旋羽根２０２ａが取り巻く仮想的な円柱の軸線は、第１搬送路底面２０１ａａに沿って延びており、水平方向に対して傾斜している。また、第１搬送路底面２０１ａａの長手方向長さは、後述する回転筒２０２ｂの軸線方向の長さＬ１２と同程度である。傾斜して形成される第１搬送路底面２０１ａａに対して、第２搬送路底部２０１ｂの鉛直方向上方の面は、略水平に形成されている。
【０１０１】
第１連通路底部２０１ｃの鉛直方向上方の面である第１連通路底面２０１ｃａは、第２搬送路Ｑ側の部分よりも第１搬送路Ｐ側の部分が鉛直方向上方となるように傾斜して形成されている。第１連通路底面２０１ｃａの第２搬送路Ｑ側の端と第１搬送路Ｐ側の端との間の、鉛直方向における距離Ｌ２５は、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲内で適宜設定される。第２連通路底部２０１ｄの鉛直方向上方の面である第２連通路底面２０１ｄａは、第１搬送路Ｐ側の部分よりも第２搬送路Ｑ側の部分が鉛直方向上方となるように傾斜して形成されている。第２連通路底面２０１ｄａの第１搬送路Ｐ側の端と第２搬送路Ｑ側の端との間の、鉛直方向における距離Ｌ２６は、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲内で適宜設定される。
【０１０２】
また、現像槽２０１の底部のうち、第１搬送路Ｐの搬送方向Ｘ上流側部分に臨む部分を第１搬送路上流側底部２０１ｅと称する。第１搬送路上流側底部２０１ｅの鉛直方向上方の面である第１搬送路上流側底面２０１ｅａは、搬送方向Ｘ下流側の部分よりも搬送方向Ｘ上流側の部分が鉛直方向上方となるように傾斜して形成されている。第１搬送路上流側底面２０１ｅａの搬送方向Ｘ下流側の端と搬送方向Ｘ上流側の端との間の、鉛直方向における距離Ｌ２７は、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲内で適宜設定される。
【０１０３】
また、現像槽２０１の底部のうち、第１搬送路Ｐの搬送方向Ｘ下流側部分に臨む部分を第１搬送路下流側底部２０１ｆと称し、この第１搬送路下流側底部２０１ｆと第１搬送路底部２０１ａとの間の部分を障壁部２０１ｇと称する。障壁部２０１ｇは、第１搬送路下流側底部２０１ｆよりも搬送方向Ｘ上流側においてこの第１搬送路下流側底部２０１ｆに隣接している。また、障壁部２０１ｇは、第１搬送路下流側底部２０１ｆよりも、鉛直方向上方に突出して形成される。第１搬送路下流側底部２０１ｆと障壁部２０１ｇとの間の、鉛直方向における距離Ｌ２８は３ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲内で適宜設定される。
【０１０４】
このように構成される現像装置２００によれば、現像槽２０１内において、現像剤は、第１搬送路Ｐ、第１連通路Ｒ、第２搬送路Ｑ、第２連通路Ｓ、という順序で循環搬送される。このように循環搬送される現像剤のうちの一部は、第２搬送路Ｑにおいて、現像ローラ２０４の表面に担持され、担持された現像剤中のトナーは、感光体ドラム２１へと移動して順次消費される。所定量のトナーが消費されたことをトナー濃度検知センサ２０８が検知すると、未使用のトナーがトナーカートリッジ３００から第１搬送路Ｐへ供給される。供給されたトナーは、第１搬送路Ｐ内で搬送されながら、現像剤中に拡散する。
【０１０５】
以下では、第１現像剤搬送部２０２について詳細に説明する。図９は、第１現像剤搬送部２０２の全体を示す模式図である。図１０は、回転筒２０２ｂの内側を示す模式図である。図１１は、第１現像剤搬送部２０２を分解して示す図である。第１現像剤搬送部２０２は、上述したように、内螺旋羽根２０２ａと、回転筒２０２ｂと、上流側螺旋羽根２０２ｃと、下流側螺旋羽根２０２ｄと、支持部材２０２ｅと、第１ギア２０２ｆとを含んでいる。
【０１０６】
内螺旋羽根２０２ａ、回転筒２０２ｂ、上流側螺旋羽根２０２ｃ、下流側螺旋羽根２０２ｄ、支持部材２０２ｅ、および第１ギア２０２ｆは、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ハイインパクトポリスチレン、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合合成樹脂）などの材料から形成される。内螺旋羽根２０２ａ、回転筒２０２ｂ、上流側螺旋羽根２０２ｃ、下流側螺旋羽根２０２ｄ、支持部材２０２ｅ、および第１ギア２０２ｆの材質が同じである場合、第１現像剤搬送部２０２は一体成形されることが好ましい。
【０１０７】
本実施形態では、内螺旋羽根２０２ａは、一続きの一般螺旋羽根である。本発明において、「一般螺旋羽根」とは、概略的にはいわゆるオーガスクリューの羽根部分であり、より詳細には一般螺旋羽根面を主面とする所定の厚さの部材である。一般螺旋羽根面は、曲線である螺線に対応する曲面であり、その詳細については後述する。
【０１０８】
本発明において、「螺線」とは、仮想的な円柱の側面上の連続した空間曲線であって、この仮想的な円柱の周方向のうちの一方向に進みながらこの仮想的な円柱の軸線方向のうちの一方向に進む空間曲線である。仮想的な円柱の軸線方向のうちの一方向に見た場合において、螺旋が、この仮想的な円柱の軸線方向のうちの一方向に進みながら、この仮想的な円柱の周方向のうちの右回りの方向に進むとき、右回りの螺旋であると称し、左回りの方向に進むとき、左回りの螺旋であると称する。
【０１０９】
また、螺線のうち、螺線上のすべての点においてリード角が一定となる螺線を特に、「一般螺線」と称する。ここで、螺線上のある点におけるこの螺線の接線と、この螺線が取り巻く仮想的な円柱の軸線方向に対して垂直な面へこの接線を射影してできる直線と、がなす角度が、その点における「リード角」である。リード角は、０°より大きく９０°より小さい角度である。
【０１１０】
本発明において、「一般螺旋羽根面」とは、仮想円柱Ｋ１（以下では、半径をｒ１とする）の側面上の１つの一般螺線Ｃ１（以下では、リード角をθ１とする）に沿って、仮想円柱Ｋ１の外部にある１つの線分Ｊ１を、仮想円柱Ｋ１の径方向におけるこの線分Ｊ１の長さｍ１、および取付角度αを保ったまま、仮想円柱Ｋ１の軸線に平行な一方向Ｄ１に移動させたときの、この線分Ｊ１の軌跡がなす面である。ここで、「取付角度α」とは、仮想円柱Ｋ１の軸線と線分Ｊ１とを含む面において、線分Ｊ１と、この線分Ｊ１と仮想円柱Ｋ１との接点から一方向Ｄ１に延びる半直線と、のなす角度であって、０°より大きく１８０°より小さい角度である。
【０１１１】
以下に、一般螺旋羽根面の一例として、１周期分の一般螺線に沿って線分を移動させたときの一般螺旋羽根面（以下では、「１周期分の一般螺旋羽根面」と表す）を示す。図１２は、１周期分の一般螺旋羽根面について説明するための図である。図１２（ａ）は、仮想円柱Ｋ１の側面と、仮想円柱Ｋ１の側面上の右回りの一般螺線Ｃ１と、一般螺線Ｃ１上を一方向Ｄ１に移動する線分Ｊ１の開始位置および終了位置と、を示している。図１２（ａ）の紙面において最も下側に示す線分Ｊ１は移動の際の開始位置を示し、最も上側に示す線分Ｊ１は終了位置を示している。図１２（ａ）に示すように、仮想円柱Ｋ１の径方向における線分Ｊ１の長さｍ１と、取付角度α（図１２ではα＝９０°）とを一定に保ちながら、一般螺線Ｃ１に沿って一方向Ｄ１に、線分Ｊ１を移動させるとき、この線分Ｊ１の軌跡は図１２（ｂ）に示す一般螺旋羽根面ｎ１となる。図１２（ｂ）において斜線部で示す面が、一般螺旋羽根面ｎ１である。
【０１１２】
図１２（ｂ）に示すように、一般螺旋羽根面ｎ１の外周部は、仮想円柱Ｋ１と軸線が一致する仮想円柱Ｋ２の側面上を一方向Ｄ１に進む右回りの一般螺線となる。ここで、一般螺旋羽根面ｎ１の外周部とは、一般螺旋羽根面ｎ１において仮想円柱Ｋ１の軸線から最も遠い部分である。仮想円柱Ｋ２の半径Ｒ１は、仮想円柱Ｋ１の半径ｒ１と、仮想円柱Ｋ１の径方向における線分Ｊ１の長さｍ１と、の和に等しい。
【０１１３】
このような一般螺旋羽根面を主面とする部材が一般螺旋羽根である。本実施形態のように内螺旋羽根２０２ａとして用いられる場合、一般螺旋羽根は、一般螺旋羽根面ｎ１が搬送方向Ｘ下流側になるように設けられ、この一般螺旋羽根面ｎ１によって現像剤が搬送方向Ｘ下流側に搬送される。ここで、本実施形態では、回転方向Ｇ１は、搬送方向Ｘに見たときに左回りである。よって、一般螺旋羽根面ｎ１によって現像剤を搬送方向Ｘ下流側に搬送するために、一般螺旋羽根は、右回りの一般螺線に沿って線分を移動させたときに形成される一般螺旋羽根面を主面とする部材、すなわち、右回りの一般螺旋羽根である必要がある。
【０１１４】
また、内螺旋羽根２０２ａとして一般螺旋羽根が用いられる場合、内螺旋羽根２０２ａ（一般螺旋羽根）の内径Ｌ８は、図１２（ａ）に示す仮想円柱Ｋ１の半径ｒ１の２倍の値となり、外径Ｌ９は、図１２（ｂ）に示す仮想円柱Ｋ２の半径Ｒ１の２倍の値となる。ここで、内螺旋羽根２０２ａ（一般螺旋羽根）の内径Ｌ８とは、内螺旋羽根２０２ａ（一般螺旋羽根）の内周部と仮想円柱Ｋ１の軸線との間の距離の２倍の値であり、この内周部は、仮想円柱Ｋ１の軸線に垂直な断面において、この仮想円柱Ｋ１の軸線からの距離が最も近くなる内螺旋羽根２０２ａ（一般螺旋羽根）上の一部分である。また、内螺旋羽根２０２ａ（一般螺旋羽根）の外径Ｌ９とは、内螺旋羽根２０２ａ（一般螺旋羽根）の外周部と仮想円柱Ｋ１の軸線との間の距離の２倍の値であり、この外周部は、仮想円柱Ｋ１の軸線に垂直な断面において、この仮想円柱Ｋ１の軸線からの距離が最も遠くなる内螺旋羽根２０２ａ（一般螺旋羽根）上の一部分である。
【０１１５】
内螺旋羽根２０２ａの内径Ｌ８は、たとえば、０ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲内で適宜設定でき、外径Ｌ９は、たとえば、２０ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲内で適宜設定できる。また、たとえば、取付角度αは９０°でなくともよく、３０°以上１５０°以下の範囲内で適宜設定できる。リード角θ１は、たとえば、２０°以上７０°以下の範囲内で適宜設定できる。また、内螺旋羽根２０２ａの厚さＬ１０は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内で適宜設定でき、内螺旋羽根２０２ａの長手方向長さＬ１１は、２８０ｍｍ以上３２０ｍｍ以下の範囲内で適宜設定できる。
【０１１６】
このような内螺旋羽根２０２ａの外周部には、この外周部を取り囲むように、回転筒２０２ｂが固定されている。回転筒２０２ｂは、内螺旋羽根２０２ａに固定されているので、この内螺旋羽根２０２ａとともに回転運動する。
【０１１７】
回転筒２０２ｂは、搬送方向Ｘに延びる円筒形状の部材である。回転筒２０２ｂの軸線方向の長さＬ１２は、搬送方向Ｘにおける第１搬送路Ｐの長さよりも第１連通路Ｒの長さ分程度短い長さであり、たとえば、２８０ｍｍ以上３２０ｍｍ以下の範囲内で適宜設定できる。また、回転筒２０２ｂの厚さＬ１３は、一様であり、たとえば、１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内で適宜設定できる。
【０１１８】
回転筒２０２ｂは、搬送方向Ｘ上流側に、流入開口部２０２ｂａが設けられている。また、回転筒２０２ｂは、搬送方向Ｘ下流側に、流出開口部２０２ｂｂが設けられている。
【０１１９】
流入開口部２０２ｂａは、円筒形状の回転筒２０２ｂの軸線方向一端部に設けられ、この回転筒２０２ｂの内側の空間と外側の空間とを連通する略円形状の開口が形成されている。現像槽２０１内において回転筒２０２ｂの外側にある現像剤は、流入開口部２０２ｂａに形成される開口を経て、この回転筒２０２ｂの内側に流入する。
【０１２０】
流出開口部２０２ｂｂは、円筒形状の回転筒２０２ｂの軸線方向他端部に設けられ、この回転筒２０２ｂの内側の空間と外側の空間とを連通する略円形状の開口が形成されている。回転筒２０２ｂの内側にある現像剤は、流出開口部２０２ｂｂに形成される開口を経て、この回転筒２０２ｂの外側に流出する。
【０１２１】
このような回転筒２０２ｂの外側に、上流側螺旋羽根２０２ｃおよび下流側螺旋羽根２０２ｄが設けられる。上流側螺旋羽根２０２ｃは、内螺旋羽根２０２ａの搬送方向Ｘ上流側に連続的に設けられる。下流側螺旋羽根２０２ｄは、内螺旋羽根２０２ａの搬送方向Ｘ下流側に連続的に設けられる。
【０１２２】
上流側螺旋羽根２０２ｃは、内螺旋羽根２０２ａとともに回転運動し、この回転運動によって、回転筒２０２ｂの外側における流入開口部２０２ｂａ付近の現像剤を、流入開口部２０２ｂａへと案内する。上流側螺旋羽根２０２ｃは、内径が一定で、かつ、搬送方向Ｘ上流側に向かうにつれて外径が連続的に小さくなる形状である。
【０１２３】
本実施形態では、上流側螺旋羽根２０２ｃは、一続きの錐状一般螺旋羽根である。本発明において、「錐状一般螺旋羽根」とは、概略的には、一般螺旋羽根を、その内径を一定に保ちながら、その外径を連続的に変化させた形状の部材である。より詳細には、以下に説明する錐状一般螺旋羽根面を主面とする所定の厚さの部材である。
【０１２４】
本発明において、「錐状一般螺旋羽根面」とは、仮想円柱Ｋ３（以下では、半径をｒ２とする）の側面上の１つの一般螺線Ｃ２（リード角をθ２とする）に沿って、仮想円柱Ｋ３の外部にある１つの線分Ｊ２を、取付角度βを保ったまま、仮想円柱Ｋ３の径方向におけるこの線分Ｊ２の長さｍ２を連続的に大きくなるように変化させながら、仮想円柱Ｋ３の軸線に平行な一方向Ｄ２に移動させたときの、この線分Ｊ２の軌跡がなす面である。ここで、「取付角度β」とは、仮想円柱Ｋ３の軸線と線分Ｊ２とを含む面において、線分Ｊ２と、この線分Ｊ２と仮想円柱Ｋ３との接点から一方向Ｄ２に延びる半直線と、のなす角度であって、０°より大きく１８０°より小さい角度である。
【０１２５】
以下に、錐状一般螺旋羽根面の一例として、１周期分の一般螺線に沿って線分を移動させたときの錐状一般螺旋羽根面（以下では、「１周期分の錐状一般螺旋羽根面」と表す）を示す。図１３は、１周期分の錐状一般螺旋羽根面について説明するための図である。図１３（ａ）は、仮想円柱Ｋ３の側面と、仮想円柱Ｋ３の側面上の右回りの一般螺線Ｃ２と、一般螺線Ｃ２上を一方向Ｄ２に移動する線分Ｊ２の開始位置および終了位置と、を示している。図１３（ａ）の紙面において最も下側に示す線分Ｊ２は移動の際の開始位置を示し、最も上側に示す線分Ｊ２は終了位置を示している。図１３（ａ）に示すように、取付角度β（図１３ではβ＝９０°）を一定に保ちつつ、仮想円柱Ｋ３の径方向における線分Ｊ２の長さｍ２を連続的に大きくなるように変化させながら、一般螺線Ｃ２に沿って一方向Ｄ２に線分Ｊ２を移動させるとき、この線分Ｊ２の軌跡が錐状一般螺旋羽根面となる。
【０１２６】
図１３（ｂ）〜図１３（ｄ）に示すように、錐状一般螺旋羽根面の外周部は、仮想円柱Ｋ３と軸線が一致する仮想錐台の側面に内接する。ここで、本発明において「錐台」とは、面積の異なる２つの底面を有し、軸線がこの２つの底面を通り、かつ、軸線方向のうちの一方向に向かうにつれて外径が連続的に大きくなる立体である。線分Ｊ２の長さｍ１の変化のさせ方によって、錐状一般螺旋羽根面が内接する仮想錐台の形状は異なる。また、本発明において、錐状一般螺旋羽根面の外周部とは、錐状一般螺旋羽根面において仮想錐台の軸線から最も遠い部分である。
【０１２７】
図１３（ｂ）は、仮想直円錐台Ｋ４に内接する錐状一般螺旋羽根面ｎ２を示している。本発明において、「直円錐台」とは、直円錐を底面に平行な平面で二分して得られる立体のうち、円錐ではない方の立体である。一般螺線Ｃ２に沿った単位移動距離当たりの線分Ｊ２の長さｍ２の変化量が一定のとき、線分Ｊ２の軌跡は、図１３（ｂ）において斜線部で示す錐状一般螺旋羽根面ｎ２となり、その外周部は、仮想直円錐台Ｋ４の側面に内接する。
【０１２８】
図１３（ｃ）は、仮想圧縮直円錐台Ｋ５に内接する錐状一般螺旋羽根面ｎ３を示している。本発明において、「圧縮直円錐台」とは、直円錐台の側面を、軸線に近付く向きに湾曲させた形状の立体である。一方向Ｄ２に進むにつれて一般螺線Ｃ２に沿った単位移動距離当たりの線分Ｊ２の長さｍ２の変化量が次第に大きくなるとき、線分Ｊ２の軌跡は、図１３（ｃ）において斜線部で示す錐状一般螺旋羽根面ｎ３となり、その外周部は、仮想圧縮直円錐台Ｋ５の側面に内接する。
【０１２９】
図１３（ｄ）は、仮想膨張直円錐台Ｋ６に内接する錐状一般螺旋羽根面ｎ４を示している。本発明において、「膨張直円錐台」とは、直円錐台の側面を、軸線から離れる向きに湾曲させた形状の立体である。一方向Ｄ２に進むにつれて一般螺線Ｃ２に沿った単位移動距離当たりの線分Ｊ２の長さｍ２の変化量が次第に小さくなるとき、線分Ｊ２の軌跡は、図１３（ｄ）において斜線部で示す錐状一般螺旋羽根面ｎ４となり、その外周部は、仮想膨張直円錐台Ｋ６の側面に内接する。
【０１３０】
このような錐状一般螺旋羽根面を主面とする部材が錐状一般螺旋羽根である。本実施形態のように上流側螺旋羽根２０２ｃとして用いられる場合、錐状一般螺旋羽根は、錐状一般螺旋羽根面ｎ２，ｎ３，ｎ４が搬送方向Ｘ下流側になるように設けられ、この錐状一般螺旋羽根面ｎ２，ｎ３，ｎ４によって現像剤が搬送方向Ｘ下流側に搬送される。ここで、本実施形態では、回転方向Ｇ１は、搬送方向Ｘに見たときに左回りである。よって、錐状一般螺旋羽根面ｎ２，ｎ３，ｎ４によって現像剤を搬送方向Ｘ下流側に搬送するために、錐状一般螺旋羽根は、右回りの一般螺線に沿って線分を移動させたときに形成される錐状一般螺旋羽根面を主面とする部材、すなわち、右回りの錐状一般螺旋羽根である必要がある。
【０１３１】
また、上流側螺旋羽根２０２ｃとして錐状一般螺旋羽根が用いられる場合、上流側螺旋羽根２０２ｃ（錐状一般螺旋羽根）の内径Ｌ１４は、図１３（ａ）に示す仮想円柱Ｋ３の半径ｒ２の２倍の値となり、外径Ｌ１５は、図１３（ｂ）〜図１３（ｃ）に示すように、搬送方向Ｘ下流側に向かうにつれて、２ｍ２の最小値＋２ｒ２から、２ｍ２の最大値＋２ｒ２まで、連続的に変化する。ここで、上流側螺旋羽根２０２ｃ（錐状一般螺旋羽根）の内径Ｌ１４とは、上流側螺旋羽根２０２ｃ（錐状一般螺旋羽根）の内周部と仮想円柱Ｋ３の軸線との間の距離の２倍の値であり、この内周部は、仮想円柱Ｋ３の軸線に垂直な断面において、この仮想円柱Ｋ３の軸線からの距離が最も近くなる上流側螺旋羽根２０２ｃ（錐状一般螺旋羽根）上の一部分である。また、上流側螺旋羽根２０２ｃ（錐状一般螺旋羽根）の外径Ｌ１５とは、上流側螺旋羽根２０２ｃ（錐状一般螺旋羽根）の外周部と仮想円柱Ｋ３の軸線との間の距離の２倍の値であり、この外周部は、仮想円柱Ｋ３の軸線に垂直な断面において、この仮想円柱Ｋ３の軸線からの距離が最も遠くなる上流側螺旋羽根２０２ｃ（錐状一般螺旋羽根）上の一部分である。
【０１３２】
上流側螺旋羽根２０２ｃの内径Ｌ１４は、たとえば、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲内で適宜設定できる。上流側螺旋羽根２０２ｃの外径Ｌ１５の最小値は、たとえば、６ｍｍ以上１８ｍｍ以下の範囲内で適宜設定でき、最大値は、たとえば、２０ｍｍ以上４０ｍｍ以下の範囲内で適宜設定できる。また、たとえば、取付角度βは９０°でなくともよく、３０°以上１５０°以下の範囲内で適宜設定できる。リード角θ２は、たとえば、２０°以上７０°以下の範囲内で適宜設定できる。また、上流側螺旋羽根２０２ｃの厚さＬ１６は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内で適宜設定でき、上流側螺旋羽根２０２ｃの長手方向長さＬ１７は、２０ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲内で適宜設定できる。
【０１３３】
なお、本実施形態では、上流側螺旋羽根２０２ｃの外径Ｌ１５の最大値は、内螺旋羽根２０２ａの外径Ｌ９に等しく、かつ、上流側螺旋羽根２０２ｃの内径Ｌ１４は、内螺旋羽根２０２ａの内径Ｌ８に等しく設定されており、上流側螺旋羽根２０２ｃと内螺旋羽根２０２ａとは滑らかに連なる。また、本実施形態では、上流側螺旋羽根２０２ｃの内周部に、搬送方向Ｘ上流側の支持部材２０２ｅが固定され、この支持部材２０２ｅの外径と上流側螺旋羽根２０２ｃの内径Ｌ１４とが等しく設定されている。
【０１３４】
下流側螺旋羽根２０２ｄは、内螺旋羽根２０２ａとともに回転運動し、この回転運動によって、回転筒２０２ｂの外側における流出開口部２０２ｂｂ付近の現像剤を、第１連通路Ｒへと案内する。
【０１３５】
本実施形態では、下流側螺旋羽根２０２ｄは、一続きの右回りの一般螺旋羽根であり、一般螺旋羽根面ｎ１が搬送方向Ｘ下流側になるように設けられる。下流側螺旋羽根２０２ｄの内径Ｌ１８は、たとえば、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲内で適宜設定でき、外径Ｌ１９は、たとえば、２２ｍｍ以上４６ｍｍ以下の範囲内で適宜設定できる。また、たとえば、図１２を用いて説明した取付角度αは、３０°以上１５０°以下の範囲内で適宜設定できる。リード角θ１は、たとえば、２０°以上７０°以下の範囲内で適宜設定できる。また、下流側螺旋羽根２０２ｄの厚さＬ２０は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内で適宜設定でき、下流側螺旋羽根２０２ｄの長手方向長さＬ２１は、１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲内で適宜設定できる。
【０１３６】
なお、本実施形態では、下流側螺旋羽根２０２ｄの外径Ｌ１９は、内螺旋羽根２０２ａの外径Ｌ９よりも大きく設定されている。また、本実施形態では、下流側螺旋羽根２０２ｄの内周部に、搬送方向Ｘ下流側の支持部材２０２ｅが固定され、この支持部材２０２ｅの外径と下流側螺旋羽根２０２ｄの内径Ｌ１８とが等しく設定されている。
【０１３７】
このように構成される第１現像剤搬送部２０２を備える現像装置２００によれば、現像槽２０１における第１搬送路Ｐ内の現像剤は、搬送方向Ｘ上流側において、回転筒２０２ｂの流入開口部２０２ｂａを経てこの回転筒２０２ｂの内側に流入する。そして、現像剤は、回転筒２０２ｂの内側の内螺旋羽根２０２ａによって搬送方向Ｘ下流側へ搬送され、回転筒２０２ｂの流出開口部２０２ｂｂを経て回転筒２０２ｂの外側に流出することになる。このとき、回転筒２０２ｂは内螺旋羽根２０２ａとともに回転運動しており、この回転運動によって、内螺旋羽根２０２ａにより搬送される現像剤と回転筒２０２ｂの内周壁との間に摩擦が生じ、その結果、現像剤が帯電する。
【０１３８】
さらに、回転筒２０２ｂ内の現像剤は、内螺旋羽根２０２ａによって搬送方向Ｘ下流に搬送されるとき、引上磁石２０９の鉛直方向下方において、回転筒２０２ｂ内で鉛直方向上方へ引き上げられる。その後、現像剤は、内螺旋羽根２０２ａによってさらに搬送方向Ｘ下流に搬送されて、自重よりも引上磁石２０９による鉛直方向上方に向かう磁力が小さくなる位置まで移動することで、鉛直方向下方へ落下する。このように、現像剤は、回転筒２０２ｂ内で鉛直方向上下に移動するので、内螺旋羽根２０２ａや回転筒２０２ｂとの間で摩擦が生じる機会が増え、より確実に帯電する。
【０１３９】
よって、本発明に係る現像装置２００は、現像剤を充分に帯電させて、第１搬送路Ｐ内を搬送することができ、画像形成装置１００によって長期に亘って安定して良好な画像を形成することができる。また、現像装置２００は、トナーカートリッジ３００から現像槽２０１に供給されたばかりのトナーであっても、引上磁石２０９によって、迅速かつ充分に帯電させることができる。
【０１４０】
なお、現像槽２０１に貯留される現像剤がトナーとキャリアとからなる２成分現像剤である場合、２成分現像剤が内螺旋羽根２０２ａにより搬送されるとき、２成分現像剤と回転筒２０２ｂの内周壁との間の摩擦によって、２成分現像剤は攪拌される。また、２成分現像剤は、引上磁石２０９によって、回転筒２０２ｂ内で鉛直方向上下に移動することでさらに攪拌される。したがって、現像装置２００によれば、トナーとキャリアとを充分に混合することができる。また、現像装置２００は、トナーカートリッジ３００から現像槽２０１に供給されたばかりのトナーであっても、引上磁石２０９によって、迅速かつ充分に、キャリアと混合することができる。
【０１４１】
現像装置２００において、引上磁石２０９によって引き上げられていない現像剤は、回転筒２０２ｂの内側において、この回転筒２０２ｂの鉛直方向下部に接触する。このとき、現像剤は、自重によって回転筒２０２ｂの鉛直方向下部を押している状態である。そして、この状態で、現像剤が搬送方向Ｘに搬送されることで、現像剤と回転筒２０２ｂとの間に摩擦が生じ、現像剤が帯電する。これに対して、引上磁石２０９によって引き上げられた現像剤は、回転筒２０２ｂの内側において、この回転筒２０２ｂの鉛直方向上部に接触する。このとき、現像剤が回転筒２０２ｂの鉛直方向上部を押す力が現像剤の自重よりも大きな荷重であれば、現像剤と回転筒２０２ｂとの間の摩擦力はより大きくなり、現像剤はより帯電し易くなる。したがって、引上磁石２０９による磁力は、現像剤が回転筒２０２ｂの鉛直方向上部を押す力が現像剤の自重よりも大きな荷重となるように設定されることが好ましく、現像剤が回転筒２０２ｂの鉛直方向上部を押す力が現像剤の自重の２倍以上の荷重となるように設定されることがより好ましい。
【０１４２】
また本実施形態では、引上磁石２０９は、搬送方向Ｘに所定の間隔を空けて複数個（２個）設けられる。したがって、引上磁石２０９による現像剤の鉛直方向上下移動は複数回生じる。よって、本実施形態では、現像剤と内螺旋羽根２０２ａや回転筒２０２ｂとの間で摩擦が生じる機会をさらに増やすことができ、現像剤をさらに確実に帯電させることができる。なお、本発明の他の実施形態としては、引上磁石２０９が１個であってもよく、３個以上であってもよい。
【０１４３】
また本実施形態では、回転筒２０２ｂの搬送方向Ｘ両端部の鉛直方向上方に、現像剤引寄防止壁２１０が設けられる。したがって、回転筒２０２ｂの外側にある現像剤が引上磁石２０９に引き寄せられることを防止することができ、引上磁石２０９に現像剤が付着することを防止することができる。なお、本発明の他の実施形態としては、現像剤引寄防止壁２１０が設けられなくてもよい。
【０１４４】
また本実施形態では、第１搬送路底部２０１ａは、搬送方向Ｘ上流側の部分よりも搬送方向Ｘ下流側の部分が鉛直方向上方となるように傾斜して形成されている。したがって、第１搬送路底部２０１ａ上の現像剤は、自重によって、搬送方向Ｘ上流側へ移動しようとする。これによって、現像装置２００は、搬送方向Ｘにおける中間位置において、第１現像剤搬送部２０２と現像槽２０１の底部との間に現像剤が滞留することを抑えることができる。
【０１４５】
また、第１連通路底部２０１ｃは、第２搬送路Ｑ側の部分よりも第１搬送路Ｐ側の部分が鉛直方向上方となるように傾斜して形成されている。したがって、第１連通路底部２０１ｃ上の現像剤は、自重によって、第２搬送路Ｑ側へ移動しようとする。これによって、現像装置２００は、第１連通路Ｒにおいて現像剤が滞留することを抑えることができる。また、第２連通路底部２０１ｄは、第１搬送路Ｐ側の部分よりも第２搬送路Ｑ側の部分が鉛直方向上方となるように傾斜して形成されている。したがって、第２連通路底部２０１ｄ上の現像剤は、自重によって、第１搬送路Ｐ側へ移動しようとする。これによって、現像装置２００は、第２連通路Ｓにおいて現像剤が滞留することを抑えることができる。
【０１４６】
このように、本実施形態では、第１搬送路Ｐ、第１連通路Ｒ、および第２連通路Ｓにおける現像剤の滞留を抑えることができるので、現像剤を円滑に搬送することができ、その結果、現像剤に生じるストレスを抑えることができる。なお、本発明の他の実施形態としては、第１搬送路底部２０１ａ、第１連通路底部２０１ｃ、および第２連通路底部２０１ｄが、略水平に形成されていてもよい。
【０１４７】
また本実施形態では、第１搬送路下流側底部２０１ｆよりも搬送方向Ｘ上流側において第１搬送路下流側底部２０１ｆに隣接し、かつ、第１搬送路下流側底部２０１ｆよりも、鉛直方向上方に突出する障壁部２０１ｇが形成されている。これによって、現像装置２００は、第１現像剤搬送部２０２と現像槽２０１の内壁との間に、搬送方向Ｘ下流側から現像剤が入り込むことを抑えることができる。なお、本発明の他の実施形態としては、障壁部２０１ｇが形成されていなくてもよい。
【０１４８】
また本実施形態では、第１現像剤搬送部２０２は、内螺旋羽根２０２ａの搬送方向Ｘ下流側に、下流側螺旋羽根２０２ｄを有している。下流側螺旋羽根２０２ｄによって、回転筒２０２ｂの流出開口部２０２ｂｂ付近に現像剤が滞留するのを抑えることができ、第１連通路Ｒ付近における現像剤の流れを滑らかにすることができる。その結果、現像剤に生じるストレスを抑えることができる。
【０１４９】
また本実施形態では、下流側螺旋羽根２０２ｄの外径Ｌ１９は、内螺旋羽根２０２ａの外径Ｌ９よりも大きい。これによって、回転筒２０２ｂの流出開口部２０２ｂｂ付近に現像剤が滞留するのをより抑えることができ、第１連通路Ｒ付近における現像剤の流れをより滑らかにすることができる。なお、本発明の他の実施形態としては、下流側螺旋羽根２０２ｄの搬送方向Ｘ下流側において、支持部材２０２ｅに周方向回転板が固定されていてもよい。
【０１５０】
また本実施形態では、内螺旋羽根２０２ａの長手方向中央部では、この内螺旋羽根２０２ａの内側には何も設けられておらず、この内側の空間は、現像剤の移動空間として利用される。すなわち、内螺旋羽根２０２ａの内側の空間に存在する現像剤は、この内螺旋羽根２０２ａによって押されないので、搬送方向Ｘに進まずにその場に留まろうとする。その結果、内螺旋羽根２０２ａの内側の空間に留まる現像剤は、搬送方向Ｘに進む現像剤を基準とすれば、搬送方向Ｘとは逆方向に進むように見える。したがって、本実施形態では、回転筒２０２ｂの内側において、現像剤は相対的に２つの方向に移動しようとし、現像剤同士が反発する。これにより、現像剤の一部は、搬送方向Ｘ以外の方向、たとえば鉛直方向に移動し易くなる。したがって、現像剤と内螺旋羽根２０２ａや回転筒２０２ｂとの間で摩擦が生じる機会が増え、現像剤がより確実に帯電する。また、内螺旋羽根２０２ａの内側に何も設けられていないので、より多くの現像剤を、現像槽２０１内に貯留することができる。なお、本発明の他の実施形態としては、内螺旋羽根２０２ａの長手方向中央部において、この内螺旋羽根２０２ａの内側に円柱状部材が設けられてもよい。
【０１５１】
また本実施形態では、第１現像剤搬送部２０２は、内螺旋羽根２０２ａの搬送方向Ｘ上流側に連なり、内径が一定で、かつ、搬送方向Ｘ上流側に向かうにつれて外径が連続的に小さくなる形状（すなわち、搬送方向Ｘ下流側に向かうにつれて外径が連続的に大きくなる形状）の上流側螺旋羽根２０２ｃを含む。したがって、上流側螺旋羽根２０２ｃによる搬送方向Ｘ下流側への現像剤の搬送量は、搬送方向Ｘ下流側へ向かうにつれて次第に大きくなる。これによって、回転筒２０２ｂの流入開口部２０２ｂａ付近の現像剤の搬送量を大きく保ちながら、上流側螺旋羽根２０２ｃ全体による現像剤の搬送速度を緩やかにすることができる。その結果、回転筒２０２ｂの内側まで現像剤をより確実に案内することができる。
【０１５２】
なお、上記のように、全体的な現像剤の搬送速度を抑えつつ、流入開口部２０２ｂａ付近の現像剤の搬送量を大きくするために、上流側螺旋羽根２０２ｃは、図１３（ｃ）に示した、仮想圧縮直円錐台Ｋ５に内接する錐状一般螺旋羽根面ｎ３を有する錐状一般螺旋羽根であることが好ましい。また、本発明の他の実施形態としては、上流側螺旋羽根２０２ｃが設けられなくてもよい。
【０１５３】
また本実施形態では、第１現像剤搬送部２０２は、搬送方向Ｘにおける上流側および下流側に、支持部材２０２ｅをそれぞれ有している。これによって、支持部材２０２ｅを介して第１現像剤搬送部２０２を駆動することができるので、現像装置２００の駆動機構を簡素化することができる。なお、本発明の他の実施形態としては、支持部材２０２ｅを介さずに第１現像剤搬送部２０２が支持されてもよい。
【０１５４】
また本実施形態では、第１搬送路上流側底部２０１ｅは、搬送方向Ｘ下流側の部分よりも搬送方向Ｘ上流側の部分が鉛直方向上方となるように傾斜して形成されている。したがって、第１搬送路上流側底部２０１ｅ上の現像剤は、自重によって、搬送方向Ｘ下流側へ移動しようとする。これによって、現像装置２００は、第１搬送路Ｐにおける搬送方向Ｘ上流側の現像剤を、回転筒２０２ｂの流入開口部２０２ｂａへ円滑に搬送することができ、その結果、現像剤に生じるストレスを抑えることができる。さらに、第１搬送路上流側底部２０１ｅが傾斜していることにより、上流側螺旋羽根２０２ｃが第１搬送路上流側底部２０１ｅに沿うことになるので、現像剤をより円滑に、回転筒２０２ｂの流入開口部２０２ｂａへ搬送することができる。
【０１５５】
また本実施形態では、回転筒２０２ｂには、現像剤が流入する開口部として、１つの流入開口部２０２ｂａが設けられているけれども、本発明の他の実施形態としては、現像剤が流入する開口部が２つ以上であってもよい。また、本実施形態では、回転筒２０２ｂには、現像剤が流出する開口部として、１つの流出開口部２０２ｂｂが設けられているけれども、本発明の他の実施形態としては、現像剤が流出する開口部が２つ以上であってもよい。
【０１５６】
上記の実施形態では、引上磁石２０９として永久磁石が用いられているけれども、本発明としては、永久磁石の代わりに電磁石が用いられてもよい。以下では、引上磁石２０９として電磁石を用いる場合について説明する。
【０１５７】
電磁石は、鉄芯と、鉄芯を取り巻くコイルと、コイルに電流を印加する電流源とから構成される。引上磁石２０９として電磁石を用いる場合は、コイルの巻き数や電流値を適宜変更することで、回転筒２０２ｂの軸線上の点に３０ｍＴ〜１００ｍＴ程度の磁束密度の磁場を発生させ、この磁場によって、現像剤を鉛直方向上方に引き上げる。
【０１５８】
引上磁石２０９として電磁石を用いる場合、永久磁石とは異なり、状況に応じて発生させる磁場の強さを変更することができるので、より効率的に現像剤を帯電させることができる。たとえば、トナーカートリッジ３００から現像槽２０１にトナーが供給された場合において、トナーの供給量が多いときは強い磁場を発生させ、トナーの供給量が少ないときは弱い磁場を発生させるというような、トナーの供給量に応じた磁場の調節を行うことができる。
【０１５９】
また、引上磁石２０９として電磁石を用いる場合は、磁場を発生させるタイミングを調節することもできる。たとえば、引上磁石２０９として電磁石を用いる現像装置２００によれば、現像槽２０１の外部からこの現像槽２０１の内部へ現像剤が供給された時点から所定時間経過時点までの期間中にのみ、引上磁石２０９（電磁石）を作動させて現像剤を引き上げるとともに、内螺旋羽根２０２ａによって現像剤を搬送することで、現像剤を攪拌しつつ搬送することが可能である。本実施形態では、供給口２０５ａが第１搬送路Ｐの鉛直方向上方において第２連通路Ｓの近傍に形成されるので、上記所定時間は１０秒程度である。
【０１６０】
このように、現像槽２０１へ現像剤が供給された時点から所定時間経過時点までの期間中にのみ引上磁石２０９（電磁石）を作動させることで、この期間中にのみ、現像剤を鉛直方向上方に引き上げる磁場を発生させることができる。これによって、新規の現像剤が供給されたときには、引上磁石２０９によって現像剤を迅速に帯電させることができるとともに、新規の現像剤が供給されていないときには、現像剤に生じるストレスを抑えることができる。
【０１６１】
現像槽２０１へ現像剤が供給された時点から所定時間経過時点までの期間中にのみ引上磁石２０９（電磁石）を作動させる場合、この期間中に引上磁石２０９（電磁石）を連続的に作動させてもよいけれども、引上磁石２０９（電磁石）を断続的に作動させることが好ましい。引上磁石２０９（電磁石）を断続的に作動させることによって、引上磁石２０９（電磁石）による現像剤の鉛直方向上下移動が活発になるので、現像剤をより確実に帯電させることができる。引上磁石２０９（電磁石）を断続的に作動させる場合、周波数が０．２Ｈｚ〜１Ｈｚ程度の矩形波電流や正弦波電流を、引上磁石２０９（電磁石）のコイルに印加すればよい。
【符号の説明】
【０１６２】
２０  トナー像形成部
３０  転写部
４０  定着部
５０  記録媒体供給部
６０  排出部
１００  画像形成装置
２００，２００ｂ，２００ｃ，２００ｍ，２００ｙ  現像装置
２０１  現像槽
２０１ａ  第１搬送路底部
２０１ｂ  第２搬送路底部
２０１ｃ  第１連通路底部
２０１ｄ  第２連通路底部
２０１ｅ  第１搬送路上流側底部
２０１ｆ  第１搬送路下流側底部
２０１ｇ  障壁部
２０２  第１現像剤搬送部
２０２ａ  内螺旋羽根
２０２ｂ  回転筒
２０２ｂａ  流入開口部
２０２ｂｂ  流出開口部
２０２ｃ  上流側螺旋羽根
２０２ｄ  下流側螺旋羽根
２０２ｅ  支持部材
２０２ｆ  第１ギア
２０３  第２現像剤搬送部
２０３ａ  第２螺旋羽根
２０３ｂ  回転軸部材
２０３ｃ  周方向回転板
２０３ｄ  第２ギア
２０４  現像ローラ
２０５  現像槽カバー
２０５ａ  供給口
２０６  ドクターブレード
２０７  隔壁
２０８  トナー濃度検知センサ
２０９  引上磁石
２１０  現像剤引寄防止壁
２５０，２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｍ，２５０ｙ  トナー供給パイプ
３００，３００ｂ，３００ｃ，３００ｍ，３００ｙ  トナーカートリッジ
【図１】
0005600563.tif 000002
【図２】
0005600563.tif 000003
【図３】
0005600563.tif 000004
【図４】
0005600563.tif 000005
【図５】
0005600563.tif 000006
【図６】
0005600563.tif 000007
【図７】
0005600563.tif 000008
【図８】
0005600563.tif 000009
【図９】
0005600563.tif 000010
【図１０】
0005600563.tif 000011
【図１１】
0005600563.tif 000012
【図１２】
0005600563.tif 000013
【図１３】
0005600563.tif 000014