(57)【要約】【課題】ハウジング内におけるトナーの循環量の低下を抑制して、感光体上に形成されるトナー画像に濃度傾斜が発生することを抑制する。【解決手段】トナーおよび磁性のキャリアを含む２成分の現像剤が収容されたハウジング３１内において、撹拌搬送部材３３の回転筒体３３ａが回転することによって、回転筒体３３ａの内部の現像剤を、回転筒体３３ａに設けられた流入口から流出口へ向けて搬送するとともに、回転筒体３３ａの外部の現像剤を、流出口から流入口へ向けて搬送する。撹拌搬送部材３３の下方には、回転筒体３３ａ内のキャリアに対して重力方向に磁力を作用させて、回転筒体３３ａが回転した場合に生じる遠心力によってキャリアが回転筒体３３ａとともに上方へ移動することを抑止する磁石体３６が設けられている。【選択図】図３
2014052481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体表面の静電潜像を現像する現像装置であって、
トナーと磁性のキャリアを含む２成分の現像剤が収容されたハウジング内に、回転筒体が水平状態に軸支されており、当該回転筒体の軸方向の両側に現像剤の流入口と流出口とがそれぞれ設けられており、当該回転筒体の内部には、当該回転筒体の回転によって、ハウジング内の現像剤を前記流入口から流出口方向へ当該回転筒体の内周面に沿って搬送する搬送力を作り出す内部搬送羽根が設けられ、当該回転筒体の外周面には、当該回転筒体の回転によって、ハウジング内の現像剤を前記流出口から流入口方向へ当該回転筒体の外周面に沿って搬送する搬送力を作り出す外部搬送羽根が設けられ、前記内部搬送羽根および外部搬送羽根が作る搬送力によりハウジング内において現像剤が前記回転筒体の内部と外部とを循環する構成であり、
前記回転筒体内のキャリアに対して重力方向に磁力を作用させて、前記回転筒体の回転によって生じる遠心力により当該キャリアが上方へ移動することを抑止する磁力発生手段を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記磁力発生手段は、前記ハウジングの外部に設けられた磁石体の磁極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】
前記磁石体は、前記回転筒体の直下に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記回転筒体の下方に、前記回転筒体の外周面に沿って搬送される現像剤を担持して感光体表面の静電潜像に供給する現像ローラーが配置されており、
前記現像ローラーが、回転可能な現像スリーブと、当該現像スリーブの内部に回転不可の状態で挿通され複数の磁極が周方向に間隔をあけて設けられた磁石ローラーと、を有し、
前記磁石ローラーのいずれか１つの磁極が、前記磁力発生手段として兼用されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項５】
前記磁力発生手段は、前記回転筒体の軸方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記内部搬送羽根は、前記回転筒体の内周面に螺旋状に設けられた内部螺旋羽根であり、前記外部搬送羽根は、当該内部螺旋羽根とは螺旋方向が逆の螺旋状に設けられた外部螺旋羽根であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
一対の感光体表面の静電潜像をそれぞれ現像する一対の現像装置を有する画像形成装置であって、
前記現像装置のそれぞれは、
トナーと磁性のキャリアを含む２成分の現像剤が収容されたハウジング内に、回転筒体が水平状態に軸支されており、当該回転筒体の軸方向の両側に現像剤の流入口と流出口とがそれぞれ設けられており、当該回転筒体の内部には、当該回転筒体の回転によって、ハウジング内の現像剤を前記流入口から流出口方向へ当該回転筒体の内周面に沿って搬送する搬送力を作り出す内部搬送羽根が設けられ、当該回転筒体の外周面には、当該回転筒体の回転によって、ハウジング内の現像剤を前記流出口から流入口方向へ当該回転筒体の外周面に沿って搬送する搬送力を作り出す外部搬送羽根が設けられ、前記内部搬送羽根および外部搬送羽根が作る搬送力によりハウジング内において現像剤が前記回転筒体の内部とハウジング内とを循環する構成であり、
前記回転筒体の外周面に沿って搬送される現像剤を担持して感光体の静電潜像に供給する現像ローラーをさらに有し、
前記現像ローラーが、回転可能な現像スリーブと、当該現像スリーブの内部に回転不可の状態で挿通され複数の磁極が周方向に間隔をあけて設けられた磁石ローラーと、を有し、
一方の第１現像装置の前記現像ローラーが、他方の第２現像装置の前記回転筒体の下方に位置しており、
前記第１現像装置における前記磁石ローラーの１つの磁極が、前記第２現像装置における前記回転筒体内のキャリアに対して重力方向に磁力を作用させて、前記回転筒体の回転によって生じる遠心力により当該キャリアが上方へ移動することを抑止す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】
本発明は、２成分現像剤を用いて感光体上の静電潜像を現像する現像装置、および、そのような現像装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンター、複写機等の電子写真方式の画像形成装置に設けられる現像装置には、トナーと磁性のキャリアとを含む２成分現像剤を用いて、感光体ドラム上の静電潜像を現像ローラーによって現像する方式がある。
特許文献１には、２成分現像剤を用いる現像装置として、円筒形状の搬送パドル（回転筒体）を回転させることにより、現像剤を現像容器（ハウジング）内において循環させて、搬送パドルと平行に配置された現像ローラーの現像スリーブにより、感光体ドラム上の静電潜像をトナー現像する構成が開示されている。搬送パドルには、外周に螺旋状の外周突起が設けられるとともに、内周に、外周突起とは螺旋形状が反対方向（逆巻き）になった内周突起が設けられている。
【０００３】
搬送パドルが回転すると、搬送パドルの内部に流入した現像剤は、搬送パドルの内部を、内周突起によって、軸方向に沿って一方の端部から他方の端部にまで搬送されて、搬送パドルの外部に排出される。搬送パドルの外部に排出された現像剤は、外周突起によって、内周突起による現像剤の搬送方向とは反対方向に搬送される。搬送パドルの外部を現像剤が搬送される間に、現像剤の一部が、現像スリーブの回転によって感光体ドラム上の静電潜像に供給される。
【０００４】
このような構成の現像装置では、１つの円筒形状の搬送パドルの回転によって、現像容器内の現像剤を循環させることができるために、２本の搬送スクリューを用いて現像容器内の現像剤を循環させる構成の現像装置よりも、部品点数を削減することができ、現像装置をコンパクトに構成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２８０３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、画像形成装置の高速化が要望されており、プリント速度を高速化するためには、現像装置から感光体ドラムへのトナーの単位時間当たりの供給量を増加させて現像速度を高速化する必要がある。
特許文献１に開示された現像装置の構成を採用して現像速度を高速化する場合、搬送パドルを高速で回転させて、現像装置内におけるトナーの循環量（ｇ／ｓｅｃ）を増加させる必要がある。
【０００７】
しかしながら、搬送パドルを高速で回転させると、搬送パドルの内部において搬送パドルの内周面に接している一部の現像剤が、遠心力によって搬送パドルの内周面に押し付けられて、搬送パドルとともに、軸方向における同じ位置を周回し続けるおそれがある。このように、搬送パドルとともに周回移動する現像剤は、搬送パドルの内周面に設けられた螺旋形状の内周突起によって推し進められず、搬送パドルの内部を下流側に搬送されなくなる。これにより、搬送パドルの内部における現像剤の搬送方向の下流側端部において、単位時間当たりの現像剤の搬送量が低下することになる。
【０００８】
搬送パドルの内部を搬送される現像剤の量が低下すると、搬送パドルの外周突起によって搬送パドルの外部を搬送される現像剤の量も低下するために、現像容器内におけるトナーの循環量が低下することになる。搬送パドルの外部を搬送される現像剤は、その搬送の間に、現像剤中のトナーが現像ローラーに供給されるために、現像剤中のキャリアに対するトナーの比率が、上流側よりも下流側において低下する。
【０００９】
キャリアに対するトナーの比率が低下すると、キャリアとの摩擦によるトナーの帯電量が増加するために、現像スリーブと感光体ドラムとの間に形成される電位差によっては、帯電量が増加したトナーが感光体ドラムに付着せず、感光体ドラム上に形成されるトナー画像の濃度が低下するおそれがある。従って、搬送方向の下流側でのトナーの比率が上流側よりも小さくなると、トナー画像の濃度も、搬送方向の下流側において、上流側よりも低下し、これにより、定着後のトナー画像における濃度傾斜が顕著になって、画質の低下が生じるおそれがある。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ハウジング内におけるトナーの循環量の低下を抑制して、感光体上に形成されるトナー画像に濃度傾斜が発生することを抑制できる現像装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、そのような現像装置を有する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】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明に係る現像装置は、感光体表面の静電潜像を現像する現像装置であって、トナーと磁性のキャリアを含む２成分の現像剤が収容されたハウジング内に、回転筒体が水平状態に軸支されており、当該回転筒体の軸方向の両側に現像剤の流入口と流出口とがそれぞれ設けられており、当該回転筒体の内部には、当該回転筒体の回転によって、ハウジング内の現像剤を前記流入口から流出口方向へ当該回転筒体の内周面に沿って搬送する搬送力を作り出す内部搬送羽根が設けられ、当該回転筒体の外周面には、当該回転筒体の回転によって、ハウジング内の現像剤を前記流出口から流入口方向へ当該回転筒体の外周面に沿って搬送する搬送力を作り出す外部搬送羽根が設けられ、前記内部搬送羽根および外部搬送羽根が作る搬送力によりハウジング内において現像剤が前記回転筒体の内部と外部とを循環する構成であり、前記回転筒体内のキャリアに対して重力方向に磁力を作用させて、前記回転筒体の回転によって生じる遠心力により当該キャリアが上方へ移動することを抑止する磁力発生手段を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る画像形成装置は、前記現像装置を有することを特徴とする。
さらに、本発明に係る画像形成装置は、一対の感光体表面の静電潜像をそれぞれ現像する一対の現像装置を有する画像形成装置であって、前記現像装置のそれぞれは、トナーと磁性のキャリアを含む２成分の現像剤が収容されたハウジング内に、回転筒体が水平状態に軸支されており、当該回転筒体の軸方向の両側に現像剤の流入口と流出口とがそれぞれ設けられており、当該回転筒体の内部には、当該回転筒体の回転によって、ハウジング内の現像剤を前記流入口から流出口方向へ当該回転筒体の内周面に沿って搬送する搬送力を作り出す内部搬送羽根が設けられ、当該回転筒体の外周面には、当該回転筒体の回転によって、ハウジング内の現像剤を前記流出口から流入口方向へ当該回転筒体の外周面に沿って搬送する搬送力を作り出す外部搬送羽根が設けられ、前記内部搬送羽根および外部搬送羽根が作る搬送力によりハウジング内において現像剤が前記回転筒体の内部とハウジング内とを循環する構成であり、前記回転筒体の外周面に沿って搬送される現像剤を担持して感光体の静電潜像に供給する現像ローラーをさらに有し、前記現像ローラーが、回転可能な現像スリーブと、当該現像スリーブの内部に回転不可の状態で挿通され複数の磁極が周方向に間隔をあけて設けられた磁石ローラーと、を有し、一方の第１現像装置の前記現像ローラーが、他方の第２現像装置の前記回転筒体の下方に位置しており、前記第１現像装置における前記磁石ローラーの１つの磁極が、前記第２現像装置における前記回転筒体内のキャリアに対して重力方向に磁力を作用させて、前記回転筒体の回転によって生じる遠心力により当該キャリアが上方へ移動することを抑止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の現像装置では、撹拌搬送部材を所定速度で回転させた場合に、回転筒体内のキャリアが、遠心力によって回転筒体とともに上方へ移動することが、磁力発生手段の磁力によって抑止されることから、撹拌搬送部材の内部を搬送される現像剤の搬送性を向上させることができる。これにより、搬送方向の下流側の端部において現像剤の搬送量が低下することが抑制されて、ハウジング内における現像剤の循環量が低下することが抑制される。その結果、感光体上に形成されるトナー画像において濃度傾斜が発生することを抑制できる。
【００１４】
また、本発明の画像形成装置では、第２現像装置における撹拌搬送部材の回転筒体内のキャリアが、回転筒体とともに上方へ移動することを、第１現像装置の現像ローラーにおける磁石ローラーの１つの磁極により抑止できることから、第２現像装置において回転筒体の内部を搬送される現像剤の搬送量が搬送方向の下流側の端部において低下することが抑制されて、第２現像装置のハウジング内を循環する現像剤の循環量の低下を抑制できる。その結果、第２現像装置によって感光体上に形成されるトナー画像に濃度傾斜が発生することが抑制される。
【００１５】
好ましくは、前記磁力発生手段は、前記ハウジングの外部に設けられた磁石体の磁極であることを特徴とする。
好ましくは、前記磁石体は、前記回転筒体の直下に配置されていることを特徴とする。
好ましくは、前記回転筒体の下方に、前記回転筒体の外周面に沿って搬送される現像剤を担持して感光体表面の静電潜像に供給する現像ローラーが配置されており、前記現像ローラーが、回転可能な現像スリーブと、当該現像スリーブの内部に回転不可の状態で挿通され複数の磁極が周方向に間隔をあけて設けられた磁石ローラーと、を有し、前記磁石ローラーのいずれか１つの磁極が、前記磁力発生手段として兼用されていることを特徴とする。
【００１６】
好ましくは、前記磁力発生手段は、前記回転筒体の軸方向に沿って配置されていることを特徴とする。
好ましくは、前記内部搬送羽根は、前記回転筒体の内周面に螺旋状に設けられた内部螺旋羽根であり、前記外部搬送羽根は、当該内部螺旋羽根とは螺旋方向が逆の螺旋状に設けられた外部螺旋羽根であることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるタンデム型カラープリンターの主要部の構成を説明するための模式図である。
【図２】図１に示すカラープリンターの画像形成ユニットに設けられた現像装置の構成を説明するための横断面の模式図である。
【図３】図２に示す現像装置に設けられた撹拌搬送部材の外観を示す斜視図である。
【図４】図３に示す撹拌搬送部材を、軸心を含む平面によって２分した半円周形状の半体部分の一方を示す斜視図である。
【図５】実施例１〜３における現像装置の構成条件を示す表である。
【図６】実施例１〜３における現像条件を示す表である。
【図７】実施例１〜３におけるトナー画像の濃度傾斜の評価結果を示す表である。
【図８】本発明の他の実施形態に係るカラープリンターの主要部の構成を説明するための模式図である。
【図９】図８に示すカラープリンターの画像形成ユニットに設けられた現像装置の構成を説明するための横断面の模式図である。
【図１０】実施例４〜５における現像装置の構成条件を示す表である。
【図１１】実施例４〜５におけるトナー画像の濃度傾斜の評価結果を示す表である。
【図１２】本発明のさらに他の実施形態に係るカラープリンターの主要部の構成を説明するための模式図である。
【図１３】図１２に示すカラープリンターに設けられた現像装置の構成を説明するための横断面の模式図である。
【図１４】実施例６における現像装置の構成条件を示す表である。
【図１５】実施例６におけるトナー画像の濃度傾斜の評価結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に本発明の実施形態について説明する。
［実施形態１］
＜カラープリンター＞
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例であるタンデム型カラープリンター（以下、カラープリンターとする）の主要部の構成を説明するための正面側から見た模式図である。このカラープリンターは、外部の端末装置等から入力される画像データに基づいて、電子写真方式によりカラーまたはモノクロのトナー画像を形成する。
【００１９】
図１に示すカラープリンターには、周回移動域が水平方向に沿って長くなった中間転写ベルト１８が設けられている。中間転写ベルト１８は、水平方向の一方の端部（図１において右側の端部）に設けられた駆動ローラー１７ａと、水平方向の他方の端部（図１において左側の端部）に設けられた従動ローラー１７ｂとに巻き掛けられており、駆動ローラー１７ａが回転駆動されることにより、矢印Ｘ１で示す方向に周回移動する。
【００２０】
中間転写ベルト１８の下側の走行部には、走行方向に沿って配置された４つの画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが対向している。
各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋには、矢印Ｚ１で示す方向にそれぞれ回転される感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋが、中間転写ベルト１８に対向して、正面側から背面側にわたって水平状態で設けられている。各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の各色のトナーによって画像を形成する。
【００２１】
画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、トナー画像を形成するためのトナーの色のみがそれぞれ異なっていること以外は概略同様の構成になっていることから、中間転写ベルト１８の下側の走行部における走行方向上流側の端部に対向して配置された画像形成ユニット１０Ｙの構成のみを詳細に説明して、他の画像形成ユニット１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの構成の詳細な説明は省略する。
【００２２】
画像形成ユニット１０Ｙには、感光体ドラム１１Ｙの下部に対向する帯電ローラー１２Ｙが設けられている。帯電ローラー１２Ｙは、感光体ドラム１１Ｙの表面を一様に帯電する。感光体ドラム１１Ｙの下方には、帯電された感光体ドラム１１Ｙの表面にレーザー光Ｌを照射する露光装置１３Ｙが設けられている。露光装置１３Ｙは、画像データに対応して変調されたレーザー光Ｌを感光体ドラム１１Ｙの表面に照射する。これにより、帯電された感光体ドラム１１Ｙの表面に、画像データに対応した静電潜像が形成される。
【００２３】
画像形成ユニット１０Ｙには、感光体ドラム１１Ｙおけるレーザー光Ｌの照射位置に対して回転方向下流側に、感光体ドラム１１Ｙの表面に形成された静電潜像を現像する現像装置３０Ｙが設けられている。現像装置３０Ｙは、感光体ドラム１１Ｙの軸方向（画像形成装置の正面側〜背面側）に沿って配置されている。
現像装置３０Ｙは、Ｙ色の非磁性トナー（以下、単に「トナー」とする）と、磁性のキャリア（以下、単に「キャリア」とする）とを含む２成分現像剤を用いて、感光体ドラム１１Ｙの表面に形成された静電潜像をＹ色のトナーによって現像する。これにより、感光体ドラム１１Ｙの表面に、Ｙ色のトナー画像が形成される。現像装置３０Ｙの具体的な構成については後述する。
【００２４】
他の各画像形成ユニット１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋのそれぞれも、感光体ドラム１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの周囲に、帯電ローラー、露光装置、および、現像装置３０Ｙと同様の構成の現像装置３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋが、それぞれ設けられている。
中間転写ベルト１８の周回移動域の内側には、各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋとは中間転写ベルト１８を挟んでそれぞれ対向する１次転写ローラー１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋが設けられている。
【００２５】
感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋのそれぞれに形成されたトナー画像は、転写バイアス電圧が印加された１次転写ローラー１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋによって形成される電界の作用により、各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋから中間転写ベルト１８上にそれぞれ１次転写される。
なお、フルカラー画像を形成する場合には、各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面に形成されたそれぞれのトナー画像が中間転写ベルト１８上の同じ領域に多重転写されるように、各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋのそれぞれの画像形成動作タイミングがずらされる。
【００２６】
モノクロ画像を形成する場合には、選択された１つの画像形成ユニット（例えばＫトナー用の画像形成ユニット１０Ｋ）のみが駆動されることによって、その画像形成ユニットに設けられた感光体ドラム上にトナー画像が形成されて、中間転写ベルト１８における所定領域上に転写される。
トナー画像が中間転写ベルト１８に転写された後に感光体ドラム１１Ｙの表面に残留するトナーは、画像形成ユニット１０Ｙに設けられたクリーニング部１６Ｙによって、感光体ドラム１１Ｙから除去される。クリーニング部１６Ｙは、例えば回転ブラシによって構成されている。
【００２７】
中間転写ベルト１８には、右側の端部において駆動ローラー１７ａに巻き掛けられた部分に２次転写ローラー１９が圧接されており、両者の間に転写ニップＴＮが形成されている。
カラープリンターの下部には、複数枚の記録シートＰが収容された給紙カセット２１が設けられている。給紙カセット２１に収容された記録シートＰは、給紙ローラー２２によって１枚ずつシート搬送経路２３に繰り出されて、タイミングローラー対２４によって、トナー画像が１次転写された中間転写ベルト１８の走行に同期した所定のタイミングで、転写ニップＴＮへ搬送される。
【００２８】
転写ニップＴＮへ搬送される記録シートＰは、周回移動される中間転写ベルト１８の外周面（搬送面）に密着した状態で転写ニップＴＮを通過する。中間転写ベルト１８上に転写されたトナー画像は、記録シートＰが転写ニップＴＮを通過する間に、転写バイアス電圧が印加された２次転写ローラー１９によって形成される電界の作用により、記録シートＰに２次転写される。
【００２９】
トナー画像が記録シートＰに２次転写された後の中間転写ベルト１８上に残留するトナー（廃トナー）は、中間転写ベルト１８の左側の端部に巻き掛けられた従動ローラー１７ｂの近傍において、上側の走行部に対向して配置されたベルトクリーニング装置２７によって除去される。ベルトクリーニング装置２７は、例えば一対の回転型ブラシによって、中間転写ベルト１８上に残留するトナーを掻き落すようになっている。
【００３０】
転写ニップＴＮに対して記録シートＰの搬送方向の下流側（転写ニップＴＮの上側）には、定着装置２５が設けられており、転写ニップＴＮにおいてトナー画像が２次転写された記録シートＰは、定着装置２５へ搬送される。
定着装置２５は、ヒータランプが内蔵された加熱ローラー２５ａと、加熱ローラー２５ａに圧接された加圧ローラー２５ｂとを有している。加熱ローラー２５ａと加圧ローラー２５ｂとの間には定着ニップＦＮが形成されており、定着ニップＦＮを記録シートＰが通過する。
【００３１】
記録シートＰは、定着ニップＦＮを通過する間に、記録シートＰ上のトナー画像が、加熱ローラー２５ａによって加熱されるとともに、加熱ローラー２５ａおよび加圧ローラー２５ｂによって加圧されることにより記録シートＰに定着される。
トナー画像が定着された記録シートＰは、排紙ローラー２６によって、排紙トレイ２９上に排出される。
【００３２】
＜現像装置の構成＞
図２は、画像形成ユニット１０Ｙに設けられた現像装置３０Ｙの構成を説明するための横断面の模式図である。なお、図２は、現像装置３０Ｙにおける感光体ドラム１１Ｙの軸方向のほぼ中央部における横断面を示している。
図２に基づいて現像装置３０Ｙの構成について説明する。なお、他の各画像形成ユニット１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋのそれぞれに設けられた現像装置３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋも、画像形成ユニット１０Ｙの現像装置３０Ｙと同様の構成になっているために、それらの構成の詳細な説明については省略する。
【００３３】
現像装置３０Ｙは、感光体ドラム１１Ｙの軸方向（画像形成装置の正面側から背面側方向）に沿って水平状態に配置されたハウジング３１を有している。ハウジング３１の内部には、トナーおよびキャリアを含む２成分現像剤（以下、単に「現像剤」とする）が収容されている。
ハウジング３１には、感光体ドラム１１Ｙに軸方向のほぼ全長にわたって対向する開口部３１ａが設けられており、開口部３１ａ内には、感光体ドラム１１Ｙに沿って現像ローラー３４が配置されている。また、ハウジング３１の内部には、現像ローラー３４に対して感光体ドラム１１Ｙとは反対側に、円筒形状の撹拌搬送部材３３が現像ローラー３４に沿って設けられている。
【００３４】
撹拌搬送部材３３は、現像ローラー３４とは一定の間隔をあけた状態で平行に配置されており、ハウジング３１の内部の現像剤を、撹拌および混合しつつ循環させる。
現像ローラー３４は、ハウジング３１の開口部３１ａ内において、感光体ドラム１１Ｙの外周面とは一定の間隔をあけて平行に配置された円筒状の現像スリーブ３４ａと、現像スリーブ３４ａの内部を同心状態で挿通する円柱状の磁石ローラー３４ｂとを有している。
【００３５】
現像ローラー３４の磁石ローラー３４ｂは、感光体ドラム１１Ｙ側に位置する周面部分が、ハウジング３１の開口部３１ａから外部に突出した状態で、ハウジング３１に対して回転しないように固定されている。現像スリーブ３４ａは回転可能に支持されており、磁石ローラー３４ｂの外周面に沿って、感光体ドラム１１Ｙとの対向部分同士が逆方向（カウンター方向）になるように、図２に矢印Ｆで示す方向に回転する。
【００３６】
撹拌搬送部材３３は、円筒状の現像スリーブ３４ａとの対向部分同士が逆方向になるように、図２に矢印Ｅで示す方向に回転される。撹拌搬送部材３３が回転されると、現像剤が、撹拌搬送部材３３の一方の端部から内部に流入して、撹拌搬送部材３３の内部を軸方向に沿って一方の端部から他方の端部へ搬送されて、他方の端部から撹拌搬送部材３３の外部に流出する。撹拌搬送部材３３の外部に流出した現像剤は、撹拌搬送部材３３の回転により、撹拌搬送部材３３の内部における現像剤の搬送方向とは逆方向に搬送される。撹拌搬送部材３３の具体的な構成については後述する。
【００３７】
現像スリーブ３４ａの内部に設けられた磁石ローラー３４ｂには、撹拌搬送部材３３に近接した部分以外の部分に、磁力発生手段としての５つの磁極（第２Ｎ極Ｎ２、第１Ｓ極Ｓ１、第１Ｎ極Ｎ１、第２Ｓ極Ｓ２、第３Ｎ極Ｎ３）が、周方向に間隔をあけて配置されている。各磁極は、磁石ローラー３４ｂの軸方向に沿って、現像スリーブ３４ａのほぼ全長にわたって配置されている。
【００３８】
磁石ローラー３４ｂにおける感光体ドラム１１Ｙに最も近接した部分には、主極である第１Ｎ極Ｎ１が配置されている。この第１Ｎ極Ｎ１は、現像スリーブ３４ａの外周面上を搬送される現像剤のキャリアによって、感光体ドラム１１Ｙの現像領域に接触する磁気ブラシが形成されるように、他の磁極よりも大きな磁力になっており、例えば１００ｍＴの磁力に設定されている。
【００３９】
第１Ｎ極Ｎ１（主極）に対して現像スリーブ３４ａの搬送方向上流側には、第１Ｓ極Ｓ１が設けられている。また、第１Ｎ極Ｎ１（主極）に対して現像スリーブ３４ａの搬送方向下流側には第２Ｓ極Ｓ２が設けられている。第１Ｓ極Ｓ１および第２Ｓ極Ｓ２のそれぞれは、現像スリーブ３４ａの回転によって現像剤を搬送するための搬送極になっており、それぞれが例えば４０ｍＴの磁力に設定されている。
【００４０】
第１Ｓ極Ｓ１に対して現像スリーブ３４ａの搬送方向上流側である磁石ローラー３４ｂの上部には、第２Ｎ極Ｎ２が設けられている。この第２Ｎ極Ｎ２は、ハウジング３１の内部において現像剤のキャリアを引き付けるように、ハウジング３１の内部に位置している。第２Ｎ極Ｎ２の磁力は、例えば４０ｍＴに設定されている。
磁石ローラー３４ｂの下部に設けられた第２Ｓ極Ｓ２に対して現像スリーブ３４ａの搬送方向下流側には、第３Ｎ極Ｎ３が設けられている。この第３Ｎ極Ｎ３は、現像スリーブ３４ａの外周面を搬送される現像剤をハウジング３１内に戻すように、ハウジング３１の内部に位置している。
【００４１】
ハウジング３１における開口部３１ａの上側には、現像スリーブ３４ａにて搬送される現像剤量を規制するブレード状の規制部材３５が、現像スリーブ３４ａの軸方向に沿って設けられている。規制部材３５は、現像スリーブ３４ａの外周面とは一定の間隔をあけた状態で、現像スリーブ３４ａのほぼ全長にわたって対向している。
ハウジング３１内の現像剤は、磁石ローラー３４ｂの上部の第２Ｎ極Ｎ２によって現像剤中のキャリアが引き付けられ、現像スリーブ３４ａの回転によって、現像スリーブ３４ａの外周面上に担持されて搬送される。現像スリーブ３４ａの外周面上を搬送される現像剤は、現像スリーブ３４ａの回転によって、規制部材３５によって所定量になるように規制された後に、感光体ドラム１１Ｙとの対向位置へ搬送される。
【００４２】
現像スリーブ３４ａによって感光体ドラム１１Ｙとの対向位置に現像剤が搬送されると、第１Ｎ極Ｎ１（主極）によって磁気ブラシが形成され、感光体ドラム１１Ｙ上の静電潜像が現像剤のトナーによって現像される。その後、現像スリーブ３４ａの回転によって、現像スリーブ３４ａ上の現像剤は、ハウジング３１の内部へ搬送されて、第３Ｎ極Ｎ３によってハウジング３１の内部に戻される。
【００４３】
図３は、撹拌搬送部材３３の外観を示す斜視図である。撹拌搬送部材３３は、現像ローラー３４の現像スリーブ３４ａとは平行に配置された円筒形状の回転筒体３３ａと、回転筒体３３ａの外周面に設けられた６本（６条）の外部螺旋羽根（外部搬送羽根）３３ｂと、図２に示すように、回転筒体３３ａの内周面に設けられた２本（２条）の内部螺旋羽根（内部搬送羽根）３３ｃとを有している。
【００４４】
本実施形態では、撹拌搬送部材３３は、例えば、回転筒体３３ａの軸心を含む平面によって２分した半円周形状の半体部分を、それぞれ合成樹脂によって個別に成型して、成型された半体部分同士を結合することによって形成されている。
図４は、撹拌搬送部材３３を構成する一方の合成樹脂製の半体部分を示す斜視図である。図４に示す撹拌搬送部材３３の一方の半体部分は、回転筒体３３ａの構成部分である半円周形状部分の外周面に、６条の外部螺旋羽根３３ｂの構成部分が一体成型によって形成されるとともに、その半円周形状部分の内周面に、２条の内部螺旋羽根３３ｃの構成部分が一体成型によって形成されている。
【００４５】
撹拌搬送部材３３の他方の半体部分にも、同様に、回転筒体３３ａの構成部分である半円周形状部分の外周面に、６条の外部螺旋羽根３３ｂの構成部分が一体成型によって形成されるとともに、その半円周形状部分の内周面に、２条の内部螺旋羽根３３ｃの構成部分が一体成型によって形成されている。
それぞれの半体部分同士は、円筒形状の回転筒体３３ａが形成されるように結合される。これにより、図３に示すように、外周面の６条の外部螺旋羽根３３ｂのそれぞれが連続状態になるとともに、内周面の２条の内部螺旋羽根３３ｃのそれぞれが連続状態になって、撹拌搬送部材３３になる。
【００４６】
回転筒体３３ａは、図２に示すように、現像スリーブ３４ａよりも大きな一定の外径を有している。回転筒体３３ａの内径も一定になっており、例えば１７ｍｍに形成されている。回転筒体３３ａの軸方向長さは、現像スリーブ３４ａの軸方向長さにほぼ等しくなっており、回転筒体３３ａの正面側および背面側の各端部が、現像スリーブ３４ａの正面側および背面側の各端部にそれぞれ対向している。
【００４７】
図３に示すように、回転筒体３３ａの外周面に設けられた６本の外部螺旋羽根３３ｂは、それぞれが同様の構成の螺旋形状に構成されており、回転筒体３３ａの軸方向の両側の端部を除いて、それぞれが一定のピッチおよび一定の高さで連続している。それぞれの外部螺旋羽根３３ｂは、１／６ピッチ分ずつ順番にずれて配置されている。外部螺旋羽根３３ｂのそれぞれの回転筒体３３ａからの高さ（径方向の突出長さ）は、例えば２ｍｍになっている。
【００４８】
図２および図４に示すように、回転筒体３３ａの内周面に設けられた２条の内部螺旋羽根３３ｃは、外部螺旋羽根３３ｂの螺旋方向とは反対方向（逆巻き）になっており、それぞれが同様の構成の螺旋形状に構成されている。内部螺旋羽根３３ｃのそれぞれは、回転筒体３３ａの軸方向の両側の端部を除いて、一定のピッチおよび一定の高さで連続しており、内部螺旋羽根３３ｃ同士は、相互に半ピッチ分だけずれた状態で配置されている。各内部螺旋羽根３３ｃは、回転筒体３３ａの内周面から所定の高さに形成されており、回転筒体３３ａの軸心部は空洞になっている。
【００４９】
図３および図４に示すように、回転筒体３３ａの正面側（図３およぞ図４の左下側）の端部には、回転筒体３３ａの外部を搬送された現像剤が回転筒体３３ａの内部に流入する複数の流入口３３ｓが周方向に一定の間隔をあけて設けられている。また、回転筒体３３ａの背面側（図３およぞ図４の右上側）の端部には、回転筒体３３ａの内部を搬送された現像剤が回転筒体３３ａの外部に流出する複数の流出口３３ｔが周方向に一定の間隔をあけて設けられている。
【００５０】
図３に示すように、回転筒体３３ａにおける正面側の端部は、フランジ部３３ｄによって閉鎖されている。フランジ部３３ｄは、図４に示すように、回転筒体３３ａを構成する一方の半円周形状部分と一体成型によって形成されている。
図４に示すように、回転筒体３３ａを構成する一方の半円周形状部分には、回転筒体３３ａの背面側の端部を閉鎖するフランジ部３３ｅが一体成型によって形成されている。このフランジ部３３ｅは、回転筒体３３ａにおける背面側の端部を閉鎖している。
【００５１】
正面側のフランジ部３３ｄには、回転筒体３３ａとは同軸状態で回転筒体３３ａの外側に突出した回転軸３３ｆが設けられている。背面側のフランジ部３３ｅにも、回転筒体３３ａとは同軸状態で回転筒体３３ａの外側に突出した回転軸３３ｇが設けられている。回転軸３３ｆおよび回転軸３３ｇは、フランジ部３３ｄおよび３３ｅのそれぞれと一体成型によって形成されている。
【００５２】
背面側の回転軸３３ｇは、図示しないモーターの回転が伝達されて回転される。これにより、回転筒体３３ａは、図２に矢印Ｅで示す方向に回転される。回転筒体３３ａが矢印Ｅ方向に回転されると、回転筒体３３ａの外部の現像剤は、６条の外部螺旋羽根３３ｂによって、背面側から正面側に向って搬送され、回転筒体３３ａの内部の現像剤は、２条の内部螺旋羽根３３ｂによって、正面側から背面側に向って搬送される。
【００５３】
図２に示すように、現像装置３０Ｙのハウジング３１は、現像スリーブ３４ａが配置された開口部３１ａの下側から、現像スリーブ３４ａの下方を通って、撹拌搬送部材３３の下部および撹拌搬送部材３３における現像スリーブ３４ａとは反対側部分を覆う周壁部３１ｃと、撹拌搬送部材３３の上方を覆う上壁部３１ｄと、を有している。上壁部３１ｄにおける感光体ドラム１１Ｙ側の側縁部は、開口部３１ａの上側に位置しており、この側縁部に、前述した規制部材３５が設けられている。
【００５４】
ハウジング３１の周壁部３１ｃは、全体にわたって一定の厚さになっており、撹拌搬送部材３３の下部から、現像スリーブ３４ａとは反対側に位置する部分までは、各外部螺旋羽根３３ｂの外周部とは一定の間隔になっている。
周壁部３１ｃにおける下部の外側面には、磁石体３６が設けられている。磁石体３６は、一定の厚さの帯板状に形成されており、撹拌搬送部材３３の直下に位置した状態で、撹拌搬送部材３３の軸方向の全長にわたって配置されている。
【００５５】
磁石体３６は、いずれか一方の磁極（Ｎ極またはＳ極）が、回転筒体３３ａ内の底部に位置する現像剤のキャリアに対して重力方向に所定の磁力を作用させる磁力発生手段になっており、回転筒体３３ａに対向した状態になっている。
磁石体３６の磁力は、撹拌搬送部材３３の回転筒体３３ａが予め設定された速度で回転した場合に、回転筒体３３ａ内のキャリアに作用する遠心力によって、回転筒体３３ａ内の底部のキャリアが回転筒体３３ａとともに上方に移動することを抑止するように設定されている。
【００５６】
磁石体３６における１つの磁極の磁力は、磁石体３６と回転筒体３３ａの内周面との距離、磁石体３６が設置されたハウジング３１の周壁部３１ｃの厚さ、キャリアの磁性等に基づいて設定されるが、通常、１０〜６０ｍＴ程度の範囲の値になっている。
ハウジング３１における周壁部３１ｃの外側面には、感光体ドラム１１Ｙとは反対側の側部における撹拌搬送部材３３の軸方向の中央部に対応した位置に、ハウジング３１内の現像剤のトナー濃度Ｔｃ（トナー重量／現像剤重量）を検出するトナー濃度センサー３８が設けられている。トナー濃度センサー３８としては、例えば、現像剤の透磁率を検出する透磁率センサーが用いられており、トナー濃度センサー３８によって検出されるトナー濃度Ｔｃが、予め設定された濃度よりも低下した場合には、ハウジング３１内にトナーが補給されるようになっている。
【００５７】
他の各画像形成ユニット１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋのそれぞれに設けられた現像装置３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋも、画像形成ユニット１０Ｙの現像装置３０Ｙと同様の構成になっている。従って、図１に示すように、ハウジング３１の周壁部３１ｃにおける下部の外側面に、所定の磁力に設定された磁石体３６がそれぞれ設けられており、また、周壁部３１ｃにおける所定位置にトナー濃度センサー３８が設けられている。
【００５８】
＜現像装置の動作＞
次に、現像装置３０Ｙの動作について説明する。
現像装置３０Ｙが、感光体ドラム１１Ｙ上の静電潜像の現像を実行する場合には、撹拌搬送部材３３の回転筒体３３ａが所定の速度で回転されるとともに、現像ローラー３４の現像スリーブ３４ａも、所定の速度で回転される。
【００５９】
回転筒体３３ａが回転されると、正面側の端部に設けられた流入口３３ｓから回転筒体３３ａの内部に流入した現像剤は、回転筒体３３ａと一体となって回転する内部螺旋羽根３３ｃによって、流出口３３ｔが設けられた背面側の端部へ、撹拌および混合されつつ搬送される。回転筒体３３ａの内部を搬送される現像剤のトナーは、キャリアと撹拌および混合されることによって帯電状態になる。
【００６０】
この場合、回転筒体３３ａの内部の現像剤には、回転筒体３３ａの回転によって発生する遠心力が作用するために、現像剤が遠心力によって回転筒体３３ａの内周面に押し付けられた状態になる。
しかしながら、回転筒体３３ａ内の底部のキャリアには、回転筒体３３ａの下方に配置された磁石体３６における１つの磁極の磁力が重力方向に作用しているために、キャリアに作用する重力および磁石体３６の磁力によって、回転筒体３３ａ内の底部のキャリアが、回転する回転筒体３３ａとともに上方へ移動することが抑止される。
【００６１】
この場合、磁石体３６の磁力が大きすぎると、回転筒体３３ａの底部のキャリアが磁石体３６に引き付けられるために、回転筒体３３ａ内部における現像剤の軸方向に沿った搬送性に影響を与えるおそれがある。このために、回転筒体３３ａ内の底部のキャリアが、遠心力によって上方へ移動することを抑止することができ、しかも、回転筒体３３ａ内部における現像剤の軸方向に沿った搬送性に影響を与えるおそれがないように、磁石体３６の磁力が設定されている。
【００６２】
回転筒体３３ａ内の底部に位置するキャリアが、回転状態の回転筒体３３ａとともに上方へ移動することが抑止されると、回転筒体３３ａ内の現像剤（キャリアおよびトナー）は、回転筒体３３ａが回転しても、回転筒体３３ａの底部に位置されるために、回転筒体３３ａとともに回転する内部螺旋羽根３３ｃに接触して、背面側の流出口３３ｔへ搬送される。これにより、回転筒体３３ａの内部において、現像剤が、内部螺旋羽根３３ｃによって軸方向に搬送されない滞留状態になるおそれがない。従って、現像剤は、回転筒体３３ａの内部を、ほぼ一定の搬送量を維持して、流出口３３ｔが設けられた背面側の端部へ搬送される。
【００６３】
このようにして、流出口３３ｔが設けられた背面側の端部へ、搬送量が低下することなく搬送された現像剤は、流出口３３ｔから回転筒体３３ａの外部に流出し、内部螺旋羽根３３ｃとは螺旋方向が反対になった６条の外部螺旋羽根３３ｂによって、正面側の流入口３３ｓに向って搬送される。
外部螺旋羽根３３ｂによって搬送される現像剤は、現像スリーブ３４ａとの間を通過する間に、現像スリーブ３４ａの回転によって、現像スリーブ３４ａの外周面上に担持されて搬送される。そして、現像スリーブ３４ａの外周面上を現像剤が搬送される間に、感光体ドラム１１Ｙの静電潜像が、帯電状態になったトナーによって現像される。
【００６４】
回転筒体３３ａの外部の現像剤が、外部螺旋羽根３３ｂによって、背面側の流出口３３ｔから正面側の流入口３３ｓにまで搬送されると、流入口３３ｓを通って、回転筒体３３ａの内部に流入する。その後、現像剤は、前述したように、回転筒体３３ａの内部を搬送された後に、回転筒体３３ａの外部を逆方向に搬送されることにより、ハウジング３１の内部を循環する。
【００６５】
回転筒体３３ａの内部においては、現像剤は、前述したように、ほぼ一定の搬送量を維持して搬送されるために、外部螺旋羽根３３ｂにおける搬送方向の上流側に、ほぼ一定量の現像剤が供給される。このために、外部螺旋羽根３３ｂによって回転筒体３３ａの外部を搬送される際に、現像剤中のトナーによって感光体ドラム１１Ｙ上の静電潜像が現像されても、外部螺旋羽根３３ｂによる現像剤の搬送方向の下流側端部（正面側端部）において、現像剤中のトナー量が著しく低下することが抑制される。その結果、ハウジング３１の内部を循環する現像剤の循環量（ｇ／ｓｅｃ）をほぼ一定にすることができる。
【００６６】
これにより、現像スリーブ３４ａにおける正面側端部において、現像剤中のトナー量が低下することによってトナーの帯電量が増加するおそれがない。その結果、感光体ドラム１１Ｙ上に形成されるトナー画像において、正面側端部に対応する部分のトナー濃度が、背面側端部に対応する部分のトナー濃度よりも大きく低下した濃度傾斜が生じることを抑制できる。
【００６７】
他の現像装置３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋにおいても、現像装置３０Ｙと同様に動作するために、現像装置３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋの内部における現像剤の循環量がほぼ一定になる。これにより、感光体ドラム１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋのそれぞれに形成されるトナー画像において、正面側端部に対応する部分のトナー濃度が背面側端部に対応する部分のトナー濃度よりも大きく低下した濃度傾斜が生じることを抑制できる。
【００６８】
＜現像剤＞
各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの現像装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋにおいて使用される２成分現像剤のトナーおよびキャリアは、特に限定されるものではなく、一般的に使用されている公知のトナーおよびキャリアを使用することができる。
【００６９】
トナーは、通常、バインダー樹脂中に着色剤を混合し、また、必要に応じて荷電制御剤、離型剤等を混合して所定の粒径に造粒した後に、外添剤をコーティング処理することによって製造される。トナーは、粉砕法、乳化重合法、懸濁重合法等の一般的な公知の方法で製造することができる。トナーの粒径としては、特に限定されるものではないが、３〜１５μｍ程度が好ましい。
【００７０】
トナーに使用されるバインダー樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、スチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、ポリエステル樹脂、エポキシ系樹脂、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂等を使用することができる。特に、これらの樹脂単体もしくは複合体により、軟化温度が８０〜１６０℃の範囲、ガラス転移点が５０〜７５℃の範囲とすることが好ましい。
【００７１】
また、着色剤としては、一般に使用される公知のものを使用することができ、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、活性炭、マグネタイト、ベンジンイエロー、パーマネントイエロー、ナフトールイエロー、フタロシニアンブルー、ファーストスカイブルー、ウルトラマリンブルー、ローズベンガル、レーキーレッド等を用いることができる。着色剤は、通常、上記のバインダー樹脂１００重量部に対して２〜２０重量部の割合で用いることが好ましい。
【００７２】
また、上記の荷電制御材としても、公知のものを使用することができる。例えば、正帯電性トナー用の荷電制御材としては、ニグロシン系染料、４級アンモニウム塩系化合物、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール系化合物、ポリアミン樹脂などがある。また、負帯電性トナー用荷電制御材としては、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｆｅ等の金属を含有したアゾ系染料、サリチル酸金属化合物、カーリックスアレン化合物等がある。荷電制御材は、上記のバインダー樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の割合で用いることが好ましい。
【００７３】
また、上記の離型材としても、一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、カルナバワックス、サゾールワックス等を、単独で、あるいは、２種類以上組み合わせて使用することができる。離型材としては、上記のバインダー樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の割合で用いることが好ましい。
【００７４】
また、トナーに外添する粒子としては、一般に使用されている公知のものを使用することができる。流動性の改善を目的としては、例えば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム等の流動化剤を使用することができ、特に、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、シリコンオイル等で撥水化した流動化剤が好適である。このような流動化剤は、通常、上記のトナー１００重量部に対して、０．１〜５重量部の割合で添加して用いられる。外添剤の平均一次粒径は１０〜１００ｎｍであることが好ましい。
【００７５】
キャリアも、特に限定されず、一般的に使用されている公知のバインダー型キャリア、コート型キャリア等を使用することができる。キャリアの粒径としては、特に限定されるものではないが、１５〜１００μｍが好ましい。
バインダー型キャリアでは、磁性体微粒子を固着させたり、表面コーティング層を設けたりすることもできる。バインダー型キャリアの極性等の帯電特性は、バインダー樹脂の材質、帯電微粒子、表面コーティング層の種類によって制御することができる。
【００７６】
バインダー型キャリアに用いられるバインダー樹脂としては、ポリスチレン系樹脂に代表されるビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂が例示される。
バインダー型キャリアの磁性体微粒子としては、マグネタイト、ガンマ酸化鉄等のスピネラレルフェライト、鉄以外の金属（Ｍｎ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃｕ等）を一種または二種以上含有するスピネラレルフェライト、バリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライト、表面に酸化鉄を有する鉄あるいは合金等の粒子を用いることができる。その形状は、粒状、球状、針状のいずれであってもよい。特に、高磁化を要する場合には、鉄系の強磁性微粒子を用いることが好ましい。また、化学的な安定性を考慮すると、マグネタイト、ガンマ酸化鉄を含むスピネルフェライト、バリウムフェライト等のマクネトプランバイト型フェライトの強磁性微粒子を用いることが好ましい。強磁性微粒子の種類および含有量を適宜選択することにより、所望の磁性を有する磁性樹脂キャリアを得ることができる。磁性体微粒子は、磁性樹脂キャリア中に５０〜９０重量％の量で添加することが好ましい。
【００７７】
バインダー型キャリアの表面コート材としては、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂等が用いられ、これらの樹脂を表面にコートして硬化させてコート層を形成することにより、帯電付与能力を向上させることができる。
バインダー型キャリア表面への帯電性微粒子あるいは導電性微粒子の固着は、例えば、磁性樹脂キャリアと微粒子とを均一に混合し、磁性樹脂キャリアの表面にこれら微粒子を付着させた後、機械的および熱的な衝撃力を与え、微粒子を磁性樹脂キャリア中に打ち込むようにして固定することにより行われる。
【００７８】
この場合、微粒子は磁性樹脂キャリア中に完全に埋設されるのではなく、その一部を磁性樹脂キャリア表面から突き出すようにして固定される。帯電性微粒子としては、有機あるいは無機の絶縁性材料が用いられる。具体的には、有機系の絶縁性材料として、ポリスチレン、スチレン系共重合物、アクリル樹脂、各種アクリル共重合物、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂およびこれら架橋物等の有機絶縁性微粒子を用いることができ、帯電レベルおよび極性については、素材、重合触媒、表面処理等により、希望するレベルの帯電及び極性を得ることができる。また、無機系の絶縁性材料としては、シリカ、二酸化チタン等の負帯電性の無機微粒子や、チタン酸ストロンチウム、アルミナ等の正帯電特性の無機微粒子等が用いられる。
【００７９】
一方、コート型キャリアは、磁性体からなるキャリアコア粒子を樹脂コートしたキャリアであり、コート型キャリアにおいてもバインダー型キャリア同様、キャリア表面に正または負の帯電性の帯電性微粒子を固着させることもできる。コート型キャリアの極性等の帯電性は、表面コーティング層の種類や帯電性微粒子により制御することができ、バインダー型キャリアと同様の材料を用いることができる。特に、コート樹脂はバインダー型キャリアのバインダー樹脂と同様の樹脂が使用可能である。
【００８０】
逆極性粒子、トナーおよびキャリアの組み合わせによるトナーおよび逆極性粒子の帯電極性は、それぞれを混合撹拌して現像剤とした後に現像剤からトナーまたは逆極性粒子を分離するための電界の方向から容易に知ることができる。
現像装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋのそれぞれのハウジング３１内においては、トナーとキャリアとの混合比は、所望のトナー帯電量が得られるように調整され、トナーとキャリアの合計量に対するトナー比は、３〜３０重量％、好ましくは４〜２０重量％が適している。
【００８１】
＜実施例＞
次に、本実施形態１のカラープリンターの現像装置３０Ｙにおいて、現像剤の循環量がほぼ一定になっていることにより、感光体ドラム１１Ｙ上に形成されるトナー画像に濃度傾斜の発生が抑制されることを、実施例１〜３によって検証した。以下、実施例１〜３について説明する。
【００８２】
実施例１では、本実施形態における現像装置３０Ｙを、図５の表に示す条件の構成とした。すなわち、撹拌搬送部材３３における回転筒体３３ａの内径を１７ｍｍ、回転筒体３３ａの厚みを１．５ｍｍとした。回転筒体３３ａの内周面には、２条の内部螺旋羽根３３ｃが設けられており、回転筒体３３ａの軸心部は空洞になっている。回転筒体３３ａの外周面には６条の外部螺旋羽根３３ｂが設けられており、それぞれの高さを２ｍｍとした。さらに、ハウジング３１の周壁部３１ｃにおける磁石体３６が設けられた部分と外部螺旋羽根３３ｂとの距離（間隔）を１．５ｍｍ、磁石体３６が設けられた周壁部３１ｃの厚さを１．５ｍｍ、磁石体３６の磁力を５０ｍＴとした。
【００８３】
また、このような構成の現像装置３０Ｙにおいて、図６に示す現像条件Ａ、Ｂ、Ｃのそれぞれでトナー画像を連続して形成して記録シートＳに転写した。現像条件Ａでは、現像装置３０Ｙにおいて使用される２成分現像剤は、粒子径が６．５μｍのトナーと、粒子径が３０μｍのキャリアとを含んでおり、また、キャリアの磁化を４５（ｅｍｕ／ｃｍ3）とした。このような現像剤を使用して、トナー濃度センサー３８によって検出されるハウジング３１内のトナー濃度Ｔｃが７％になるようにトナー補給制御を行った。
【００８４】
現像条件Ｂは、キャリアの磁化を、６０（ｅｍｕ／ｃｍ3）としたこと以外は、現像条件Ａと同じ条件とした。
現像条件Ｃは、トナー濃度センサー３８によって検出されるトナー濃度Ｔｃが９％になるようにトナー補給制御を行って、現像条件Ｂよりも、現像剤におけるトナー量を多くしたこと以外は、現像剤Ｂと同じ条件とした。
【００８５】
現像条件Ａ、Ｂ、Ｃのそれぞれにおいて、感光体ドラム１１Ｙの表面に、感光体ドラム１１Ｙの軸方向に沿った所定領域内にトナーを一様に付着させたベタ画像を形成した。この場合、撹拌搬送部材３３における回転筒体３３ａの回転速度を３００ｒ．ｐ．ｍ．に設定して、１分間に３０枚のプリント速度で３０枚の記録シートＰにトナー画像を連続して形成した。それぞれの記録シートＰ上に形成されたトナー画像について、感光体ドラム１１Ｙの軸方向における一方の端部に対応する部分のトナー濃度が、他方の端部に対応する部分のトナー濃度よりも大きく低下した濃度傾斜状態になっているかを、目視によって評価した。
【００８６】
なお、濃度傾斜状態の評価は、全ての記録シートＰのトナー画像において、濃度傾斜が目視で確認できない場合を最適状態（◎）、いずれかのトナー画像において目視によって濃度傾斜が確認できたが、その濃度傾斜が許容できる場合を適切状態（○）、いずれかのトナー画像において目視によって濃度傾斜が確認でき、しかも、その濃度傾斜が許容できない場合を不適切状態（×）とした。
【００８７】
本実施例１の評価結果を図７に示す。図７に示すように、本実施例１では、現像条件Ａ、Ｂ、Ｃのいずれであっても、全てのトナー画像について、目視によって濃度傾斜が確認できない最適状態（◎）であった。従って、本実施例１では、現像装置３０Ｙにおける撹拌搬送部材３３の内部での現像剤の搬送量の低下が、磁石体３６の磁力によって抑制されていると推測することができる。
【００８８】
次に、実施例２として、図５の表に示すように、磁石体３６の磁力を３０ｍＴとしたこと以外は、実施例１と同じ構成の現像装置３０Ｙにおいて、図６に示す現像条件Ａ、Ｂ、Ｃのそれぞれで、実施例１と同様にして記録シートＳ上にトナー画像を形成して、目視によってそれぞれのトナー画像の濃度傾斜の評価を行った。濃度傾斜の評価結果を図７の表に示す。
【００８９】
図７に示すように、本実施例２では、現像条件Ｂの場合には、全てのトナー画像に濃度傾斜が目視で確認できない最適状態（◎）であり、また、現像条件ＡおよびＣの場合には、濃度傾斜が目視で確認できるトナー画像があったが、その濃度傾斜は許容できる適切状態（○）であった。
このように、磁石体３６の磁力を低下させると、現像条件Ａのように、キャリアの磁化が小さい場合には、磁石体３６によるキャリアの引き付け力が弱まるために、撹拌搬送部材３３の内部での現像剤の搬送量は若干低下していると考えられる。また、現像条件Ｃのように、トナー濃度の増加した場合にもキャリアに作用する磁力が低下するために、撹拌搬送部材３３の内部での現像剤の搬送量は若干低下していると考えられる。しかし、いずれの場合にも、撹拌搬送部材３３の内部での現像剤の搬送量の低下が、磁石体３６の磁力によって抑制されているために、トナー画像の濃度傾斜は適切状態であった。
【００９０】
さらに、実施例３として、図５の表に示すように、現像装置３０Ｙにおける回転筒体３３ａの厚みを１ｍｍ、６条の外部螺旋羽根３３ｂの高さを１．５ｍｍとした。また、ハウジング３１の周壁部３１ｃにおける磁石体３６が設けられた部分と外部螺旋羽根３３ｂとの距離（間隔）を１ｍｍ、周壁部３１ｃにおける磁石体３６が設けられた部分の厚さを１ｍｍとして、磁石体３６から回転筒体３３ａの内周面までの距離を、実施例１および２の場合よりも短くした。さらに、このような構成において、磁石体３６の磁力を、実施例１および２の場合よりも低い２０ｍＴとした。
【００９１】
このような構成の現像装置３０Ｙにおいて、図６に示す現像条件Ａ、Ｂ、Ｃのそれぞれで記録シートＳ上にトナー画像を形成して、目視により、それぞれのトナー画像の濃度傾斜の評価を行った。濃度傾斜の評価結果を図７の表に示す。
図７に示すように、本実施例３では、現像条件Ａ、Ｂ、Ｃのいずれの場合にも、全てのトナー画像において、濃度傾斜が目視で確認できない最適状態（◎）であった。従って、本実施例３でも、現像装置３０Ｙにおける撹拌搬送部材３３の内部での現像剤の搬送量の低下が、磁石体３６の磁力によって抑制されていると推測することができる。
【００９２】
比較例として、図５の表に示すように、磁石体３６が設けられていないこと以外は、実施例１と同じ構成になった現像装置３０Ｙにおいて、図６に示す現像条件Ａ、Ｂ、Ｃのそれぞれで記録シートＳ上にトナー画像を形成して、それぞれのトナー画像について、目視によって濃度傾斜の評価を行った。濃度傾斜の評価結果を図７の表に示す。
図７の表に示すように、この比較例では、現像条件Ａ、Ｂ、Ｃのいずれであっても、濃度傾斜が目視で確認され、しかも、それぞれの濃度傾斜は許容できない不適切状態（×）であった。従って、この比較例１では、現像装置３０Ｙにおける撹拌搬送部材３３の内部における現像剤の搬送量が低下していると推測することができる。
【００９３】
以上のように、本実施形態の現像装置３０Ｙによって形成されるトナー画像に濃度傾斜が発生することを抑制できることが検証され、また、比較例では、トナー画像に濃度傾斜が発生することが検証された。このことから、現像装置３０Ｙにおける撹拌搬送部材３３の内部での現像剤の搬送量の低下が、磁石体３６の磁力によって抑制されて、現像装置３０Ｙにおける現像剤の循環量がほぼ一定になっていると考えられる。
【００９４】
なお、本実施形態においては、磁石体３６は、撹拌搬送部材３３の真下（直下）に配置する構成であったが、磁石体３６の位置は、回転筒体３３ａ内の下部のキャリアに対して重力方向に所定の磁力を作用させることができるのであれば、特に限定されない。
また、ハウジング３１の外部に設けられた磁石体３６は、撹拌搬送部材３３の軸方向に沿って連続して設けられている必要はない。磁石体３６の磁力によって、回転筒体３３ａ内の下部のキャリアが回転筒体３３ａの回転による遠心力で回転筒体３３ａとともに上方へ移動することを規制できるのであれば、断続的に設けてもよい。
【００９５】
［実施形態２］
＜カラープリンター＞
図８は、本実施形態２に係るカラープリンターの主要部の構成を説明するための模式図である。このカラープリンターでは、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋのそれぞれによって形成されたトナー画像が、直接、記録シートＰ上に転写されるように構成されている。このために、前記実施形態１のプリンターに設けられた中間転写ベルト１８に替えて、記録シートＰを担持して搬送するシート搬送ベルト４１が設けられている。このシート搬送ベルト４１は、図８に矢印Ｘ１で示す方向（前記実施形態１における中間転写ベルト１８の周回移動方向と同方向）に周回移動するように、図８において左側の端部に配置された駆動ローラー１７ａと、図８において右側の端部に配置された従動ローラー１７ｂとに巻き掛けられている。
【００９６】
シート搬送ベルト４１における上側の走行部には、シート搬送ベルト４１の下方に設けられた給紙カセット２１からシート搬送経路２３に繰り出される記録シートＰが、タイミングローラー対２４によって、シート搬送ベルト４１の走行に同期した所定のタイミングで、従動ローラー１７ｂに巻き掛けられた左側の端部へ搬送されて、上側の走行部に担持されて、その走行部と一体となって搬送される。
【００９７】
シート搬送ベルト４１における上側の走行部の上方には、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが走行方向に沿って順番に設けられている。各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは同様の構成になっている。
シート搬送ベルト４１における上側の走行部の走行方向の最上流側に配置された画像形成ユニット１０Ｙの下部には、矢印Ｚ２で示す方向に回転する感光体ドラム１１Ｙが、シート搬送ベルト４１の上側の走行部に対向して設けられている。感光体ドラム１１Ｙの回転方向Ｚ２は、シート搬送ベルト４１の上側の走行部との対向部分がその走行部と同方向になっている。
【００９８】
感光体ドラム１１Ｙの周囲には、シート搬送ベルト４１に対向する部分に対して感光体ドラム１１Ｙの回転方向下流側部分に、クリーニング部１６Ｙが設けられており、このクリーニング部１６Ｙから、感光体ドラム１１Ｙの回転方向に沿って、帯電ローラー１２Ｙ、露光装置１３Ｙ、現像装置３０Ｙが、順番に設けられている。
現像装置３０Ｙは、感光体ドラム１１Ｙの最上部に対向して配置されており、感光体ドラム１１Ｙの最上部において、実施形態１の現像装置３０Ｙと同様に、感光体ドラム１１Ｙ上に形成された静電潜像を、Ｙトナーによって現像する。
【００９９】
他の各画像形成ユニット１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋのそれぞれも、感光体ドラム１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの周囲に、帯電ローラー、露光装置、および、現像装置３０Ｙと同様の構成になった現像装置３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋがそれぞれ設けられている。現像装置３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋのそれぞれは、感光体ドラム１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの上部に対向して配置されており、感光体ドラム１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上に形成された静電潜像を、感光体ドラム１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの最上部において、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナーによってそれぞれ現像する。
【０１００】
シート搬送ベルト４１の周回移動域の内側には、各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋのそれぞれとはシート搬送ベルト４１を挟んで対向する転写ローラー４２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｋが設けられている。各転写ローラー４２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｋのそれぞれは、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上に形成されたそれぞれのトナー画像を、記録シートＰの搬送タイミングに合わせて、シート搬送ベルト４１によって搬送される１枚の記録シートＰの同一領域上に順番に転写する。
【０１０１】
シート搬送ベルト４１の上側の走行部によって搬送される記録シートＰは、シート搬送ベルト４１に対して、上側の走行部の走行方向下流側の側方（図８において左側の側方）に配置された定着装置２５へ搬送される。記録シートＰ上のトナー画像は、定着装置２５における加熱ローラー２５ａと加圧ローラー２５ｂとの間に形成された定着ニップＦＮを通過する間に、記録シートＰに定着される。トナー画像が定着された記録シートＰは、排紙ローラー２６によって排紙トレイ２９上に排出される。
【０１０２】
＜現像装置の構成＞
図９は、画像形成ユニット１０Ｙに設けられた現像装置３０Ｙの構成を説明するための横断面模式図である。現像装置３０Ｙは、前記実施形態１の現像装置３０Ｙと同様に、２成分現像剤が収容されたハウジング３１を有しており、ハウジング３１内の上部に撹拌搬送部材３３が設けられ、ハウジング３１の下部に現像ローラー３４が設けられている。
【０１０３】
ハウジング３１の下部には、下方の感光体ドラム１１Ｙに対向して開口部３１ａが設けられており、開口部３１ａ内に、現像ローラー３４が感光体ドラム１１Ｙに沿って配置されている。ハウジング３１内の上部には、撹拌搬送部材３３が現像ローラー３４とは一定の間隔をあけた状態で、現像ローラー３４に沿って設けられている。ハウジング３１の上部は、ハウジング３１内の撹拌搬送部材３３の上部を、一定の間隔をあけて覆う周壁部３１ｃになっている。
【０１０４】
撹拌搬送部材３３の構成は、ハウジング３１内の上部に配置されていること以外は、前記実施形態１の撹拌搬送部材３３と同様になっており、従って、回転筒体３３ａの外周面に６条の外部螺旋羽根３３ｂが設けられ、回転筒体３３ａの内周面に２条の内部螺旋羽根３３ｃが設けられている。撹拌搬送部材３３は、図９に矢印Ｅで示す方向に回転されるようになっている。
【０１０５】
現像ローラー３４も、ハウジング３１の下部において感光体ドラム１１Ｙに対向した状態で開口部３１ａ内に配置されたこと以外は、前記実施形態１の現像ローラー３４と同様になっており、現像スリーブ３４ａが、図９に矢印Ｆで示す方向に回転されるようになっている。
ハウジング３１の下部には、現像スリーブ３４ａ上を搬送される現像剤量を規制する規制部材３５が現像スリーブ３４ａに沿って設けられている。規制部材３５は、現像スリーブ３４ａと感光体ドラム１１Ｙとの対向部分に対して現像スリーブ３４ａの回転方向の上流側に配置されており、現像スリーブ３４ａとは一定の間隔が形成されている。
【０１０６】
現像ローラー３４の磁石ローラー３４ｂは、撹拌搬送部材３３に近接した上部以外の部分に、前記実施形態１と同様に、５つの磁極（第２Ｎ極Ｎ２、第１Ｓ極Ｓ１、第１Ｎ極Ｎ１、第２Ｓ極Ｓ２、第３Ｎ極Ｎ３）が、周方向に間隔をあけて配置されている。
磁石ローラー３４ｂに設けられた第１Ｎ極Ｎ１（主極）は、磁石ローラー３４ｂが感光体ドラム１１Ｙに対して最も近接した位置に配置されている。第１Ｎ極Ｎ１（主極）の磁力は、実施形態１と同様に、１００ｍＴになっている。
【０１０７】
第１Ｎ極Ｎ１（主極）に対して現像スリーブ３４ａの回転方向上流側に配置された第１Ｓ極Ｓ１は、規制部材３５に対して現像スリーブ３４ａの回転方向下流側に位置しており、従って、ハウジング３１の外部に位置している。
第１Ｓ極Ｓ１に対して現像スリーブ３４ａの回転方向上流側に配置された第２Ｎ極Ｎ２は、規制部材３５に対して現像スリーブ３４ａの回転方向上流側であるハウジング３１内において、撹拌搬送部材３３の下部に近接して配置されている。この第２Ｎ極Ｎ２は、上方に配置された撹拌搬送部材３３内のキャリアに対して重力方向に所定の磁力を作用させる磁力発生手段を兼用している。
【０１０８】
第２Ｎ極Ｎ２の磁力は、撹拌搬送部材３３の回転筒体３３ａが予め設定された速度で回転した場合に、回転筒体３３ａ内のキャリアが、回転筒体３３ａの遠心力によって回転筒体３３ａとともに上方へ移動することが抑止されるように設定されている。本実施形態２では、第２Ｎ極Ｎ２の磁力は、前記実施形態１よりも大きな５０〜６０ｍＴの範囲の値になっている。
【０１０９】
第１Ｎ極Ｎ１（主極）に対して現像スリーブ３４ａの回転方向下流側には第２Ｓ極Ｓ２が設けられており、第２Ｓ極Ｓ２に対して現像スリーブ３４ａの回転方向下流側に第３Ｎ極Ｎ３が設けられている。
ハウジング３１の上部の周壁部３１ｃの外側面には、撹拌搬送部材３３の軸方向の中央部に対向して、トナー濃度センサー３８が設けられている。
【０１１０】
本実施形態２では、前記実施形態１の現像装置３０Ｙにおいてハウジング３１の外側面に設けられた磁石体３６は設けられていない。しかし、撹拌搬送部材３３の下方に配置された磁石ローラー３４ｂの第２Ｎ極Ｎ２が、実施形態１の磁石体３６の１つの磁極と同様の機能を有している。
他の各画像形成ユニット１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋに設けられた現像装置３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋのそれぞれも、現像装置３０Ｙと同様の構成になっており、従って、現像ローラー３４の磁石ローラー３４ｂにおける第２Ｎ極Ｎ２が、撹拌搬送部材３３の下方に位置しており、第２Ｎ極Ｎ２の磁力が、撹拌搬送部材３３における回転筒体３３ａ内のキャリアに対して重力方向に作用するようになっている。
【０１１１】
＜現像装置の動作＞
本実施形態の現像装置３０Ｙでは、撹拌搬送部材３３の回転筒体３３ａ内に流入口３３ｓから流入した２成分現像剤が、回転筒体３３ａの内周面に設けられた２条の内部螺旋羽根３３ｃによって、回転筒体３３ａにおける流出口３３ｔが設けられた背面側の端部へ向かって撹拌および混合されつつ搬送される間に、撹拌搬送部材３３の下方に設けられた現像ローラー３４における磁石ローラー３４ｂの第２Ｎ極Ｎ２の磁力が、回転筒体３３ａの底部のキャリアに作用する。
【０１１２】
従って、回転筒体３３ａが所定の速度で回転して、回転筒体３３ａ内の現像剤に遠心力が作用した場合にも、前記実施形態１と同様に、回転筒体３３ａ内の底部のキャリアに第２Ｎ極Ｎ２の磁力および重力が作用することによって、回転筒体３３ａとともに上方へ移動することが抑止される。これにより、回転筒体３３ａ内の現像剤（キャリアおよびトナー）は、回転筒体３３ａの下部に位置されて、回転筒体３３ａとともに回転する内部螺旋羽根３３ｃによって背面側の流出口３３ｔへ向けて搬送される。
【０１１３】
このように、現像剤は、回転筒体３３ａの内部を、ほぼ一定の搬送量を維持して、流出口３３ｔが設けられた背面側の端部へ搬送されるために、前記実施形態１と同様に、ハウジング３１内を、ほぼ一定の循環量で現像剤を循環させることができる。その結果、感光体ドラム１１Ｙ上に形成されるトナー画像に、正面側端部に対応する部分のトナー濃度が背面側端部に対応する部分のトナー濃度よりも大きく低下した濃度傾斜が生じることを抑制することができる。
【０１１４】
他の現像装置３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋも、現像装置３０Ｙと同様の構成であって同様に動作する。従って、感光体ドラム１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋのそれぞれに形成されるトナー画像には、各感光体ドラム１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの正面側端部に対応する部分のトナー濃度が、背面側端部に対応する部分のトナー濃度よりも大きく低下した濃度傾斜が発生することを抑制することができる。
【０１１５】
＜実施例＞
次に、本実施形態２のカラープリンターの現像装置３０Ｙにおいて、現像剤の循環量がほぼ一定になっていることにより、感光体ドラム１１Ｙ上に形成されるトナー画像に濃度傾斜が発生することを抑制できることを、実施例４〜５によって検証した。以下、実施例４〜５について説明する。
【０１１６】
実施例４では、本実施形態２における現像装置３０Ｙを、図１０の表に示す条件の構成とした。すなわち、撹拌搬送部材３３は、実施例１と同様に、２条の内部螺旋羽根３３ｃが設けられた回転筒体３３ａの内径を１７ｍｍ、回転筒体３３ａの厚みを１．５ｍｍ、６条の外部螺旋羽根３３ｂの高さを２ｍｍとした。内周面に２条の内部螺旋羽根３３ｃが設けられた回転筒体３３ａの軸心部は空洞になっている。
【０１１７】
現像ローラー３４は、磁石ローラー３４ｂにおける第２Ｎ極Ｎ２が外部螺旋羽根３３ｂに対して１．５ｍｍの間隔になるように配置した。第２Ｎ極Ｎ２の磁力は、６０ｍＴとした。
このような構成の現像装置３０Ｙにおいて、前記実施形態１における実施例１と同様に、図６の表に示す現像条件Ａ、Ｂ、Ｃで、３０枚の記録シートＳ上にトナー画像を形成して、それぞれのトナー画像について、濃度傾斜の評価を行った。濃度傾斜の評価結果を図１１の表に示す。
【０１１８】
図１１の表に示すように、本実施例４では、現像条件Ａ、Ｂ、Ｃのいずれの場合も、全てのトナー画像において濃度傾斜が目視で確認できない最適状態（◎）であった。従って、本実施例４では、現像装置３０Ｙにおける撹拌搬送部材３３の内部での現像剤の搬送量の低下が、磁石ローラー３４ｂにおける第２Ｎ極Ｎ２の磁力によって抑制されていると推測することができる。
【０１１９】
次に、実施例５として、図１０の表に示すように、回転筒体３３ａの厚みを１ｍｍ、６条の外部螺旋羽根３３ｂの高さを１．５ｍｍとし、さらに、外部螺旋羽根３３ｂと磁石ローラー３４ｂとの距離を１ｍｍとした。これにより、磁石ローラー３４ｂの第２Ｎ極Ｎ２から回転筒体３３ａの内周面までの距離が、実施例４の場合よりも短くなっている。このような状態で、磁石ローラー３４ｂにおける第２Ｎ極Ｎ２の磁力を、実施例４よりも低い５０ｍＴとした。
【０１２０】
このような構成の現像装置３０Ｙにおいて、前記実施例４と同様に、図６に示す現像条件Ａ、Ｂ、Ｃのそれぞれで、３０枚の記録シートＳ上にトナー画像を形成して、それぞれのトナー画像について、目視によって濃度傾斜の評価を行った。濃度傾斜の評価結果を図１１の表に示す。
図１１の表に示すように、本実施例５でも、現像条件Ａ、Ｂ、Ｃのいずれの場合にも、全てのトナー画像において濃度傾斜が目視で確認できない最適状態（◎）であった。従って、本実施例５でも、現像装置３０Ｙにおける撹拌搬送部材３３の内部での現像剤の搬送量の低下が、磁石ローラー３４ｂにおける第２Ｎ極Ｎ２の磁力によって抑制されていると推測することができる。
【０１２１】
以上のように、本実施形態２でも、現像装置３０Ｙによって形成されるトナー画像に濃度傾斜が発生することを抑制できることが検証された。このことから、現像装置３０Ｙにおける撹拌搬送部材３３の内部での現像剤の搬送量の低下が、磁石ローラー３４ｂにおける第２Ｎ極Ｎ２の磁力によって抑制されて、現像装置３０Ｙにおける現像剤の循環量がほぼ一定になっていると考えられる。
【０１２２】
［実施形態３］
＜カラープリンター＞
図１２は、本実施形態３に係るカラープリンターの主要部の構成を説明するための模式図である。このカラープリンターでも、前記実施形態２と同様に、各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋのそれぞれによって形成されたトナー画像が、直接、記録シートＰ上に転写されるように、シート搬送ベルト４１が設けられている。
【０１２３】
シート搬送ベルト４１は、正面側から見て右側の端部が、左側の端部よりも上側に位置するように傾斜して配置されている。シート搬送ベルト４１は、上側に位置する右側の端部に配置された駆動ローラー１７ａと、下側に位置する左側の端部に配置された従動ローラー１７ｂとに巻き掛けられている。
シート搬送ベルト４１は、上側に位置する走行部分が、上側の端部に位置する駆動ローラー１７ａに向って矢印Ｘ２で示す方向に走行している。この上側の走行部には、下方の給紙カセット２１からシート搬送経路２３に繰り出された記録シートＰが、タイミングローラー対２４によって、シート搬送ベルト４１の走行に同期した所定のタイミングで、シート搬送ベルト４１における従動ローラー１７ｂに巻き掛けられた下端部へ搬送されて、上側の走行部に担持されて、その走行部と一体となって搬送される。
【０１２４】
シート搬送ベルト４１における上側の走行部の上方には、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが走行方向に沿って順番に設けられている。各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、ほぼ同様の構成になっている。
シート搬送ベルト４１における上側の走行部の最も上流側（シート搬送ベルト４１の下端部の近接位置）に配置された画像形成ユニット１０Ｙには、矢印Ｚ３で示す方向に回転する感光体ドラム１１Ｙが設けられている。従って、感光体ドラム１１Ｙは、シート搬送ベルト４１に対向して配置されており、シート搬送ベルト４１および感光体ドラム１１Ｙにおける相互に対向する部分同士が同方向に移動している。
【０１２５】
感光体ドラム１１Ｙの周囲には、シート搬送ベルト４１に対向する部分から感光体ドラム１１Ｙの最上部にかけて、感光体ドラム１１Ｙの回転方向に沿って、クリーニング部１６Ｙ、帯電ローラー１２Ｙ、露光装置１３Ｙが、順番に設けられている。さらに、感光体ドラム１１Ｙにおける最上部よりも回転方向下流側に位置する上部に対向して、現像装置３０Ｙが設けられている。
【０１２６】
現像装置３０Ｙは、実施形態１の現像装置３０Ｙとほぼ同様の構成になっており、２成分現像剤が収容されたハウジング３１と、感光体ドラム１１Ｙに対向して配置された現像ローラー３４と、ハウジング３１内において現像ローラー３４に対して感光体ドラム１１Ｙとは反対側に配置された撹拌搬送部材３３とを有している。
他の画像形成ユニット１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋも、画像形成ユニット１０Ｙとほぼ同様の構成になっており、それぞれが、矢印Ｚ３で示す方向に回転する感光体ドラム１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋと、その周囲に、帯電ローラー、露光装置、および、現像装置３０Ｙとほぼ同様の構成になった現像装置３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋがそれぞれ設けられている。
【０１２７】
現像装置３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋのそれぞれも、感光体ドラム１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋにおける最上部よりも回転方向下流側に位置する上部に対向して配置されており、ハウジング３１内において感光体ドラム１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに対向して配置された現像ローラー３４と、ハウジング３１内において現像ローラー３４に対して感光体ドラム１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋとは反対側に配置された撹拌搬送部材３３とを有している。
【０１２８】
この場合、シート搬送ベルト４１による記録シートＰの搬送方向に沿って相互に隣接して配置された画像形成ユニット１０Ｙおよび画像形成ユニット１０Ｍは、画像形成ユニット１０Ｍの現像装置３０Ｍにおける撹拌搬送部材３３が、画像形成ユニット１０Ｙの現像装置３０Ｙにおける現像ローラー３４に近接するように、感光体ドラム１１Ｙの上方に配置されている。
【０１２９】
同様に、シート搬送ベルト４１による記録シートＰの搬送方向に沿って隣接して配置された画像形成ユニット１０Ｍおよび画像形成ユニット１０Ｃは、画像形成ユニット１０Ｃの現像装置３０Ｃにおける撹拌搬送部材３３が、画像形成ユニット１０Ｍの現像装置３０Ｍにおける現像ローラー３４に近接するように、感光体ドラム１１Ｍの上方に配置されている。
【０１３０】
さらに同様に、シート搬送ベルト４１による記録シートＰの搬送方向に沿って隣接して配置された画像形成ユニット１０Ｃおよび画像形成ユニット１０Ｋは、画像形成ユニット１０Ｋの現像装置３０Ｋにおける撹拌搬送部材３３が、画像形成ユニット１０Ｃの現像装置３０Ｃにおける現像ローラー３４に近接するように、感光体ドラム１１Ｃの上方に配置されている。
【０１３１】
シート搬送ベルト４１の周回移動域の内部には、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋのそれぞれと対向する転写ローラー４２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｋが設けられている。各転写ローラー４２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｋのそれぞれは、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上に形成されたそれぞれのトナー画像を、記録シートＰの搬送タイミングに合わせて、シート搬送ベルト４１によって搬送される１枚の記録シートＰの同一領域上に順番に転写する。
【０１３２】
シート搬送ベルト４１の上側の走行部によって搬送される記録シートＰは、シート搬送ベルト４１の上側の端部の上方に配置された定着装置２５へ搬送される。記録シートＰ上のトナー画像は、定着装置２５における加熱ローラー２５ａと加圧ローラー２５ｂとの間に形成された定着ニップＦＮを通過する間に、記録シートＰに定着される。トナー画像が定着された記録シートＰは、排紙ローラー２６によって、排紙トレイ２９上に排出される。
【０１３３】
＜現像装置の構成＞
図１３は、シート搬送ベルト４１による記録シートＳの搬送方向に沿って隣接して配置された画像形成ユニット１０Ｙの現像装置３０Ｙおよび画像形成ユニット１０Ｍの現像装置３０Ｍの構成を説明するための断面図である。
記録シートＳの搬送方向上流側に配置された現像装置３０Ｙは、感光体ドラム１１Ｙの最上部よりも回転方向下流側に位置する上部に対向してハウジング３１の開口部３１ａが形成されており、この開口部３１ａ内に、現像ローラー３４が感光体ドラム１１Ｙに沿って配置されている。現像ローラー３４は、現像スリーブ３４ａ内に配置された磁石ローラー３４ｂの磁極の位置が、実施形態１における現像装置３０Ｙ磁石ローラー３４ｂの磁極と若干異なること以外は、同様の構成になっている。
【０１３４】
現像装置３０Ｙでは、ハウジング３１の内部に配置された撹拌搬送部材３３が、現像ローラー３４に対して、実施形態１の現像装置３０Ｙにおける撹拌搬送部材３３よりも上方に位置している。ハウジング３１の周壁部３１ｃは、開口部３１ａの下側の側縁から撹拌搬送部材３３の下側に位置する部分にかけて、実施形態１よりも小さな傾斜角度になっている。また、上壁部３１ｄはほぼ水平状態になっており、開口部３１ａ側に位置する側縁部の上側の側縁部に規制部材３５が設けられている。
【０１３５】
現像装置３０Ｙには、実施形態１と同様に、ハウジング３１における周壁部３１ｃの下部の外側面に磁石体３６が設けられている。この磁石体３６は、実施形態１の磁石体３６と同様に、所定の速度で回転する回転筒体３３ａ内の底部のキャリアが、遠心力によって回転筒体３３ａとともに上方へ移動することを抑止する。
なお、現像装置３０Ｙには、前記実施形態１と同様に、トナー濃度センサー３８が設けられている。
【０１３６】
他の画像形成ユニット１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋのそれぞれに設けられた現像装置３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは、磁石体３６が設けられていないこと以外は、現像装置３０Ｙと同様の構成になっている。
現像装置３０Ｙでは、現像ローラー３４の磁石ローラー３４ｂは、規制部材３５に対して現像スリーフ３４ａの回転方向上流側に位置する上部に、現像剤のキャリアを引き付ける第２Ｎ極Ｎ２が設けられている。
【０１３７】
第２Ｎ極Ｎ２に対して現像スリーフ３４ａの回転方向下流側に設けられた第１Ｓ極Ｓ１は、規制部材３５に対して現像スリーフ３４ａの回転方向下流側に位置しており、画像形成ユニット１０Ｙの感光体ドラム１１Ｙの上方に配置された画像形成ユニット１０Ｍの現像装置３０Ｍにおける撹拌搬送部材３３の下部に近接している。第１Ｓ極Ｓ１は、現像装置３０Ｍの撹拌搬送部材３３における回転筒体３３ａ内に位置するキャリアに対して重力方向に磁力を作用させる磁力発生手段を兼用している。
【０１３８】
この第１Ｓ極Ｓ１の磁力は、現像装置３０Ｍにおける撹拌搬送部材３３が、所定の速度で回転する場合に、回転筒体３３ａ内の底部のキャリアが、遠心力によって回転筒体３３ａとともに上方へ移動することを抑止できるように設定されている。このために、現像装置３０Ｙにおける磁石ローラー３４ｂの第１Ｓ極Ｓ１の磁力は、実施形態１における現像装置３０Ｙの磁石ローラー３４ｂの第１Ｓ極Ｓ１の磁力（＝４０ｍＴ）よりも大きく、例えば５０ｍＴになっている。
【０１３９】
第１Ｓ極Ｓ１に対して現像スリーフ３４ａの回転方向下流側に配置された第１Ｎ極Ｎ１（主極）は、磁石ローラー３４ｂが感光体ドラム１１Ｙに対して最も近接した位置に設けられており、第１Ｎ極Ｎ１（主極）に対して現像スリーブ３４ａの回転方向下流側には第２Ｓ極Ｓ２が設けられており、第２Ｓ極Ｓ２に対して現像スリーブ３４ａの回転方向下流側に第３Ｎ極Ｎ３が設けられている。
【０１４０】
現像装置３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋのそれぞれも同様であり、現像装置３０Ｍにおける磁石ローラー３４ｂの第１Ｓ極Ｓ１の磁力が、現像装置３０Ｃの撹拌搬送部材３３における回転筒体３３ａ内の底部に位置するキャリアに対して重力方向に作用する磁力発生手段を兼用し、現像装置３０Ｃにおける磁石ローラー３４ｂの第１Ｓ極Ｓ１の磁力が、現像装置３０Ｋの撹拌搬送部材３３における回転筒体３３ａ内の底部に位置するキャリアに対して重力方向に作用する磁力発生手段を兼用している。
【０１４１】
＜現像装置の動作＞
本実施形態３において、記録シートＳの搬送方向の最上流部に配置された現像装置３０Ｙは、前記実施形態１の現像装置３０Ｙと同様であり、従って、撹拌搬送部材３３の回転筒体３３ａが所定の速度で回転されて、回転筒体３３ａ内の底部のキャリアに遠心力が作用しても、ハウジング３１における周壁部３１ｃの下部外面に設けられた磁石体３６の磁力により、回転筒体３３ａ内の底部のキャリアが回転筒体３３ａとともに上方に移動することが抑止される。
【０１４２】
また、隣接する画像形成ユニット同士では、下側に位置する現像装置の磁石ローラー３４ｂの第１Ｓ極Ｓ１が、上側に位置する回転筒体３３ａ内のキャリアを重力方向に引き付ける作用を有する構成になっている。
すなわち、画像形成ユニット１０Ｙに対して、記録シートＳの搬送方向下流側に隣接して配置された画像形成ユニット１０Ｍの現像装置３０Ｍでは、撹拌搬送部材３３の回転筒体３３ａ内の底部のキャリアに対して、画像形成ユニット１０Ｙの現像装置３０Ｙにおける磁石ローラー３４ｂの第１Ｓ極Ｓ１の磁力が重力方向に作用して、回転筒体３３ａ内の底部のキャリアが回転筒体３３ａとともに上方に移動することが抑止される。
【０１４３】
同様に、画像形成ユニット１０Ｃの現像装置３０Ｃでは、回転筒体３３ａ内の底部のキャリアが、遠心力によって、回転筒体３３ａとともに上方に移動することが、現像装置３０Ｍにおける磁石ローラー３４ｂの第１Ｓ極Ｓ１の磁力によって抑止され、画像形成ユニット１０Ｋの現像装置３０Ｋでは、回転筒体３３ａ内の底部のキャリアが、遠心力によって回転筒体３３ａとともに上方に移動することが、現像装置３０Ｃにおける磁石ローラー３４ｂの第１Ｓ極Ｓ１の磁力によって抑止される。
【０１４４】
以上のように、本実施形態３のカラープリンターでは、現像装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋのそれぞれにおいて、現像動作の実行時に、撹拌搬送部材３３の回転筒体３３ａ内の底部のキャリアが、遠心力によって回転筒体３３ａとともに上方に移動することが抑止されるために、それぞれの回転筒体３３ａ内を搬送される現像剤の搬送量が低下するおそれがない。これにより、ハウジング３１内における現像剤の循環量が低下することが抑制されて、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋのそれぞれに形成されるトナー画像に濃度傾斜が生じることが抑制される。
【０１４５】
＜実施例＞
次に、本実施形態３のカラープリンターにおいて、画像形成ユニット１０Ｙに対して記録シートＳの搬送方向の下流側に隣接して配置された画像形成ユニット１０Ｍの現像装置３０Ｍにおいて、現像剤の循環量がほぼ一定になっていることにより、感光体ドラム１１Ｍ上に形成されるトナー画像に濃度傾斜が発生することを抑制できることを、実施例６によって検証した。以下、実施例６について説明する。
【０１４６】
実施例６では、現像装置３０Ｍに対して記録シートＳの搬送方向の上流側に配置された現像装置３０Ｙを、図１４の表に示す条件の構成とした。すなわち、撹拌搬送部材３３は、実施例１と同様に、回転筒体３３ａの内周面に２条の内部螺旋羽根３３ｃが設けられており、回転筒体３３ａの軸心部は空洞になっている。回転筒体３３ａは、内径を１７ｍｍ、厚みを１ｍｍとし、６条の外部螺旋羽根３３ｂの高さを１．５ｍｍとした。また、現像ローラー３４の磁石ローラー３４ｂにおける第１Ｓ極Ｓ１の磁力を５０ｍＴとしている。
【０１４７】
現像装置３０Ｙに対して記録シートＳの搬送方向の下流側に配置された現像装置３０Ｍは、現像装置３０Ｙと同様に、図１４の表に示す条件の構成とし、ハウジング３１の周壁部３１ｃが、現像装置３０Ｙの現像ローラー３４における磁石ローラー３４ｂの第１Ｓ極Ｓ１との距離が５ｍｍになるように配置した。
このような構成の現像装置３０Ｍにおいて、図６の表に示す現像条件Ａ、Ｂ、Ｃで、実施例1と同様にして、３０枚の記録シートＳ上にトナー画像を形成して、それぞれのトナー画像における濃度傾斜の評価を行った。濃度傾斜の評価結果を図１５の表に示す。
【０１４８】
図１５の表に示すように、本実施例６では、現像条件Ｂでは、全てのトナー画像に濃度傾斜が目視で確認できない最適状態（◎）であった。また、現像条件ＡおよびＣでは、濃度傾斜が目視で確認できるトナー画像があったが、その濃度傾斜は許容できるために適切状態（○）であった。
本実施例６では、現像条件Ａのように、キャリアの磁化が小さくなると、磁石ローラー３４ｂにおける第１Ｓ極Ｓ１によるキャリアを引き付ける力が弱まるために、撹拌搬送部材３３の内部での現像剤の搬送量は若干低下していると考えられる。また、現像条件Ｃのように、トナー濃度が増加することによってもキャリアに作用する磁力が低下するために、撹拌搬送部材３３の内部での現像剤の搬送量は若干低下していると考えられる。しかし、いずれの場合にも、撹拌搬送部材３３の内部での現像剤の搬送量の低下が抑制されており、トナー画像の濃度傾斜は適切状態であった。
【０１４９】
以上のように、本実施形態３でも、現像装置３０Ｍによって形成されるトナー画像に濃度傾斜が発生することが抑制されることが検証された。このことから、現像装置３０Ｍにおける撹拌搬送部材３３の内部での現像剤の搬送量の低下が、現像装置３０Ｙにおける現像ローラー３４の磁石ローラー３４ｂに設けられた第１Ｓ極Ｓ１の磁力によって抑制されて、現像装置３０Ｍにおける現像剤の循環量がほぼ一定になっていると考えられる。
【０１５０】
［変形例］
上記各実施形態において、回転筒体３３ａの内周面に内部螺旋羽根３３ａを設ける構成としたが、このような構成に限らず、回転筒体３３ａの内部に、回転軸の外周面に螺旋羽根が設けられた搬送スクリューを設ける構成としてもよい。この場合には、回転筒体３３ａの軸心に沿って回転軸が配置されて、螺旋羽根の外周縁が、回転筒体３３ａの内周面に近接した状態とされる。
【０１５１】
また、本発明に係る現像装置を有する画像形成装置は、タンデム型カラープリンターに限るものではなく、モノクロ画像を形成するプリンターであってもよい。また、プリンターに限らず、カラーまたはモノクロの画像を形成できる複写機、ＦＡＸ、ＭＦＰ（Multiple Function Peripheral）等にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【０１５２】
本発明は、感光体の外周面に形成された静電潜像を２成分現像剤によって現像する現像装置が、撹拌搬送部材の回転によって、２成分現像剤を、撹拌搬送部材の内部および外部において相反する方向に搬送して循環する構成において、感光体に形成されるトナー画像に濃度傾斜が生じることを抑制する技術として有用である。
【符号の説明】
【０１５３】
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ      画像形成ユニット
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ      感光体ドラム
１２Ｙ      帯電ローラー
１３Ｙ      露光装置
１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ      １次転写ローラー
１８        中間転写ベルト
３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ      現像装置
３１        ハウジング
３１ｃ      周壁部
３３        撹拌搬送部材
３３ａ      回転筒体
３３ｂ      外部螺旋羽根
３３ｃ      内部螺旋羽根
３４        現像ローラー
３４ａ      現像スリーブ
３４ｂ      磁石ローラー
３５        規制部材
３６        磁石体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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