(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を担持搬送し、像担持体に形成された潜像を現像する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の周面の一部に対向して設けられ、前記現像剤担持体に現像剤を供給する供給室と、
前記現像剤担持体の回転方向に関して、前記供給室の上流側で前記現像剤担持体の周面に対向して設けられ、前記現像剤担持体から現像剤を回収するとともに、前記供給室と現像剤を循環させる循環路を形成する回収室と、
前記供給室に配置され現像剤を搬送する第一搬送部材と、
前記回収室に配置され前記第一搬送部材と反対方向に現像剤を搬送する第二搬送部材と、
前記回収室に配置され前記第二搬送部材と反対方向に現像剤を搬送する第三搬送部材と、
を有し、
前記第三搬送部材は、
螺旋状の羽根部を備えた第１のスクリュー部と、
前記第１のスクリュー部よりも前記第三搬送部材の搬送方向下流側に配置され、螺旋状の羽根部を備えた第２のスクリュー部と、
を備え、
前記第１のスクリュー部と前記第２のスクリュー部の羽根部は、互いに螺旋方向が同一方向に形成され、前記第１のスクリュー部のスクリューピッチよりも前記第２のスクリュー部のスクリューピッチの方が狭くなるように構成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
現像剤を担持搬送し、像担持体に形成された潜像を現像する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の周面の一部に対向して設けられ、前記現像剤担持体に現像剤を供給する供給室と、
前記現像剤担持体の回転方向に関して、前記供給室の上流側で前記現像剤担持体の周面に対向して設けられ、前記現像剤担持体から現像剤を回収するとともに、前記供給室と現像剤を循環させる循環路を形成する回収室と、
前記供給室に配置され現像剤を搬送する第一搬送部材と、
前記回収室に配置され前記第一搬送部材と反対方向に現像剤を搬送する第二搬送部材と、
前記回収室に配置され前記第二搬送部材と反対方向に現像剤を搬送する第三搬送部材と、
を有し、
前記第三搬送部材は、
螺旋状の羽根部を備えた第１のスクリュー部と、
前記第１のスクリュー部よりも前記第三搬送部材の搬送方向下流側に配置され、螺旋状の羽根部を備えた第２のスクリュー部と、
を備え、
前記第１のスクリュー部と前記第２のスクリュー部の羽根部は、互いに螺旋方向が同一方向に形成され、前記第１のスクリュー部のスクリュー径よりも前記第２のスクリュー部のスクリュー径の方が小さくなるように構成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
現像剤を担持搬送し、像担持体に形成された潜像を現像する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の周面の一部に対向して設けられ、前記現像剤担持体に現像剤を供給する供給室と、
前記現像剤担持体の回転方向に関して、前記供給室の上流側で前記現像剤担持体の周面に対向して設けられ、前記現像剤担持体から現像剤を回収するとともに、前記供給室と現像剤を循環させる循環路を形成する回収室と、
前記供給室に配置され現像剤を搬送する第一搬送部材と、
前記回収室に配置され前記第一搬送部材と反対方向に現像剤を搬送する第二搬送部材と、
前記回収室に配置され前記第二搬送部材と反対方向に現像剤を搬送する第三搬送部材と、
を有し、
前記第三搬送部材は、
螺旋状の羽根部を備えた第１のスクリュー部と、
前記第１のスクリュー部よりも前記第三搬送部材の搬送方向下流側に配置され、螺旋状の羽根部を備えた第２のスクリュー部と、
を備え、
前記第１のスクリュー部と前記第２のスクリュー部の羽根部は、互いに螺旋方向が同一方向に形成され、前記第１のスクリュー部のピッチ間にはリブが形成されてなく、前記第２のスクリュー部にはリブが形成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
前記第三搬送部材に形成された羽根部のうち、現像剤を搬送する搬送面と回転軸と直交する平面が交わってできる線分が前記回転軸と交わる点と前記回転軸の回転軸中心とを通る基準線と、前記線分とがなす角のうちで、前記基準線を基準として前記第三搬送部材の回転方向を正とする角をδとすると、前記第１のスクリュー部の前記角δ１の方が、前記第２のスクリュー部の前記角δ２よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項の現像装置。
【請求項５】
静電潜像が形成される像担持体と、
前記静電潜像にトナーを供給する請求項１乃至請求項４に記載のいずれか１項の現像装置と、
を有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、電子写真方式あるいは静電記録方式を採用した画像形成で用いられる現像装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式や静電記録方式を採用する多くの画像形成装置は、トナーとキャリアを混合した２成分現像剤を使用している。特に電子写真方式によってフルカラー画像を形成するカラー画像形成装置には、発色性や混色性といった観点から２成分現像剤が使用される。
【０００３】
２成分現像剤を用いた現像法は、キャリアとトナーの摩擦帯電によりトナーに電荷を付与し、電荷が付与されたトナーを潜像に対して静電的に付着させることによって画像を形成する方法である。
【０００４】
２成分現像剤を用いた現像法において、濃度の変動が少ない安定した画像形成をするためには、トナー帯電量（以下「トリボ」と称す。）を安定させることが重要である。そのためには、現像装置内のトナー濃度分布を均一にさせることが必要である。
【０００５】
一般的に、トリボは、トナー濃度の影響を受けやすい。また、トナー濃度が下がると、トリボの絶対値が上がる傾向にあり、トナー濃度が上がると、トリボの絶対値が下がる傾向にある。
【０００６】
そこで、従来の現像装置では、現像時にトナーが消費されて現像剤のトナー濃度が低くなった場合、消費されたトナーに相当する量のトナーを補給し、撹拌することで、トナー濃度が一定になるよう制御している。
【０００７】
ところが、現像剤を長期間使用すると、現像時に、現像スリーブから現像装置に回収された現像剤が、現像装置中の現像剤と十分混ざり合わず、部分的にトナー濃度が不均一な状態となる。すると、回収された現像剤が、現像スリーブに再び供給され、結果として濃度の低下を生じる問題があった。
【０００８】
上記問題の対策として、現像時にトナーが消費されたトナー濃度の低い状態の現像剤が、現像装置に回収した後、再びすぐに現像スリーブに供給されないようにする。具体的には、現像スリーブに現像剤を供給する供給室と、現像スリーブから現像剤を回収する回収室を分ける。これにより、現像装置に回収されたばかりの現像剤が、現像スリーブへすぐに供給されることを防止する（特許文献１参照）。図１０は従来例の説明図である。
【０００９】
この現像装置は、図１０に示すように、現像装置上部に供給室、下部に回収室を設け、搬送方向が相反する第一搬送スクリュー１０１と第二搬送スクリュー１０２とを用いて、回収室と供給室を現像剤が循環する。そして、現像剤を循環する間に、上方の供給室から現像スリーブに現像剤を供給し、感光体の現像を行う一方、現像終了後、下方の回収室にて現像スリーブから現像剤を回収している。これにより、現像終了後のトナー濃度の低くなった現像剤がすぐに現像スリーブに供給されることがない。このため、部分的なトナー濃度の不均一な状態を生じたり、濃度低下をしてしまったりする問題が軽減される。
【００１０】
しかし、このような現像装置を用いた場合でも、高印字率の画像の場合など、トナー消費量が多い場合には、依然として部分的なトナー濃度の不均一な状態を生じたり、濃度低下をしてしまったりする問題が残る。
【００１１】
これは次の理由による。まず、回収室において、現像剤中に補給されたトナーと現像スリーブから回収された現像剤が合流し、撹拌搬送される。ここで、現像スリーブの軸方向において、回収室から供給室へ現像剤を移送する連通部に近い回収室の搬送方向下流側領域では、現像部から回収されて回収室に落下した現像剤が比較的すぐに供給室に移送される。すると、回収室の奥側に落下した現像剤は、トナー補給を受けた現像剤と十分な撹拌がなされず、十分に混ざり合わないまま供給室に移送されやすくなる。
【００１２】
印字率の低い画像の場合は問題ないが、高印字率の場合には、トナー撹拌が不十分だと、濃度が不均一なままの現像剤が供給室に移送され、この現像剤が現像スリーブに供給される可能性が残る。
【００１３】
また、第二搬送スクリュー１０２の下流側で回収室から供給室へ現像剤を移送する連通部に近い奥側では現像剤が滞留しやすい。すると、現像剤量が増えたときや、現像剤の流動性が低下したときなどに、現像器外に現像剤が溢れてしまうおそれがあった。
【００１４】
上記問題の対策として、回収室内の第二搬送スクリュー１０２に加え第二搬送スクリュー１０２と反対方向に現像剤を搬送する第三搬送スクリュー１０３を備える現像装置が提案されている（特許文献２参照）。図１１は従来例の説明図である。
【００１５】
図１１に示すように、第三搬送スクリュー１０３を設けることで、回収室から供給室へ現像剤を移送する連通部に近い奥側に滞留した現像剤を第二搬送スクリュー１０２の搬送方向と反対側に押し戻すことができる。これにより、現像剤面を均一化し、落下した現像剤の撹拌効果を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平５−３３３６９１
【特許文献２】特開平６−０５１６３４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、特許文献２の構成のように、回収室から供給室への連通部に滞留した現像剤のうち第三搬送スクリュー側に溢れた現像剤を長手方向均一に搬送して、押し戻す構成では、第三搬送スクリュー下流端部で現像剤が漏れることがあった。
【００１８】
つまり、現像剤面を均一化するためには、第三搬送スクリューの搬送力を高めたい。しかし一方で、第三搬送スクリューの搬送力を高め過ぎると、過剰に現像剤が搬送されて第三搬送スクリュー下流端部の剤圧（現像剤にかかる圧力）が上がる。この結果、上述のように現像剤が漏れてしまうことがある。
【００１９】
また、組み立て性向上のために、第三搬送スクリューの羽根を全域ではなく、長手方向の途中まで設けた構成がある。この構成では、下流端部まで現像剤は搬送されないため、端部からの現像剤漏れは発生しない。しかしながら、第三搬送スクリューの羽根の切れ目で現像剤が滞留し、その切れ目の位置から現像剤が溢れてしまうことがあった。
【００２０】
本発明の目的は、現像剤の撹拌効果を維持しつつ現像剤漏れや現像剤溢れを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するための本発明に係る現像装置の第１の構成は、現像剤を担持搬送し、像担持体に形成された潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の周面の一部に対向して設けられ、前記現像剤担持体に現像剤を供給する供給室と、前記現像剤担持体の回転方向に関して、前記供給室の上流側で前記現像剤担持体の周面に対向して設けられ、前記現像剤担持体から現像剤を回収するとともに、前記供給室と現像剤を循環させる循環路を形成する回収室と、前記供給室に配置され現像剤を搬送する第一搬送部材と、前記回収室に配置され前記第一搬送部材と反対方向に現像剤を搬送する第二搬送部材と、前記回収室に配置され前記第二搬送部材と反対方向に現像剤を搬送する第三搬送部材と、を有し、前記第三搬送部材は、螺旋状の羽根部を備えた第１のスクリュー部と、前記第１のスクリュー部よりも前記第三搬送部材の搬送方向下流側に配置され、螺旋状の羽根部を備えた第２のスクリュー部と、を備え、前記第１のスクリュー部と前記第２のスクリュー部の羽根部は、互いに螺旋方向が同一方向に形成され、前記第１のスクリュー部のスクリューピッチよりも前記第２のスクリュー部のスクリューピッチの方が狭くなるように構成されていることを特徴とする。
また、本発明に係る現像装置の第２の構成は、現像剤を担持搬送し、像担持体に形成された潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の周面の一部に対向して設けられ、前記現像剤担持体に現像剤を供給する供給室と、前記現像剤担持体の回転方向に関して、前記供給室の上流側で前記現像剤担持体の周面に対向して設けられ、前記現像剤担持体から現像剤を回収するとともに、前記供給室と現像剤を循環させる循環路を形成する回収室と、前記供給室に配置され現像剤を搬送する第一搬送部材と、前記回収室に配置され前記第一搬送部材と反対方向に現像剤を搬送する第二搬送部材と、前記回収室に配置され前記第二搬送部材と反対方向に現像剤を搬送する第三搬送部材と、を有し、前記第三搬送部材は、螺旋状の羽根部を備えた第１のスクリュー部と、前記第１のスクリュー部よりも前記第三搬送部材の搬送方向下流側に配置され、螺旋状の羽根部を備えた第２のスクリュー部と、を備え、前記第１のスクリュー部と前記第２のスクリュー部の羽根部は、互いに螺旋方向が同一方向に形成され、前記第１のスクリュー部のスクリュー径よりも前記第２のスクリュー部のスクリュー径の方が小さくなるように構成されていることを特徴とする。
また、本発明に係る現像装置の第３の構成は、現像剤を担持搬送し、像担持体に形成された潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の周面の一部に対向して設けられ、前記現像剤担持体に現像剤を供給する供給室と、前記現像剤担持体の回転方向に関して、前記供給室の上流側で前記現像剤担持体の周面に対向して設けられ、前記現像剤担持体から現像剤を回収するとともに、前記供給室と現像剤を循環させる循環路を形成する回収室と、前記供給室に配置され現像剤を搬送する第一搬送部材と、前記回収室に配置され前記第一搬送部材と反対方向に現像剤を搬送する第二搬送部材と、前記回収室に配置され前記第二搬送部材と反対方向に現像剤を搬送する第三搬送部材と、を有し、前記第三搬送部材は、螺旋状の羽根部を備えた第１のスクリュー部と、前記第１のスクリュー部よりも前記第三搬送部材の搬送方向下流側に配置され、螺旋状の羽根部を備えた第２のスクリュー部と、を備え、前記第１のスクリュー部と前記第２のスクリュー部の羽根部は、互いに螺旋方向が同一方向に形成され、前記第１のスクリュー部のピッチ間にはリブが形成されてなく、前記第２のスクリュー部にはリブが形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
上記構成としたことで、現像剤の撹拌効果を維持しつつ現像剤漏れや現像剤溢れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態の現像装置の拡大断面図。
【図２】第１実施形態の画像形成装置の概略構成図。
【図３】第１実施形態の現像容器の端部構成を示す図。
【図４】第１実施形態の条件と効果を表す図表。
【図５】第三搬送スクリューの比較例を示す概略構成図。
【図６】第１実施形態の第三搬送スクリューの実施例を示す概略構成図。
【図７】第２実施形態の条件と効果を表す図表。
【図８】第２実施形態の第三搬送スクリューの実施例を示す概略構成図。
【図９】第２実施形態の第三搬送スクリューの一実施例の断面構成図。
【図１０】従来例の説明図。
【図１１】従来例の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明による現像装置及び画像形成装置の実施形態を添付図面に従って説明する。なお、この現像装置は、以下に述べるような画像形成装置の中で使用されるが、必ずしもこの形態に限られるものではない。従って、画像形成装置であれば、タンデム型／１ドラム型、中間転写型／直接転型の区別無く実施でき、さらに、二成分現像剤／一成分現像剤の区別も無く実施できる。本実施形態では、トナー像の形成に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。
【００２５】
〔第１実施形態〕
まず、現像装置の説明をする。図１は第１実施形態の現像装置の拡大断面図である。図１は、フルカラー画像形成装置における、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各ステーションにおける感光体ドラム１０（像担持体）と現像装置１との位置関係を示したものである。Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各ステーションはほぼ同様の構成であり、フルカラー画像において、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像を形成する。以下の説明において、例えば現像装置１とあれば、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各ステーションにおける現像装置１Ｙ、現像装置１Ｍ、現像装置１Ｃ、現像装置１Ｋを共通して指すものとする。
【００２６】
図１及び図２を用いて、画像形成装置全体の動作を説明する。図２は第１実施形態の画像形成装置の概略構成図である。
【００２７】
図２に示すように、感光体ドラム１０は現像装置１に対して回動自在に設けられる。画像形成時には、まず、感光体ドラム１０を一次帯電器２１で一様に帯電する。次に、発光素子２２によって、例えばレーザ光が射出される。外部から受けた画像情報信号に応じて、レーザ光が変調され、感光体ドラム１０を露光することで、静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置１により供給されるトナーにより現像像（トナー像）として可視像化される。
【００２８】
トナー像は、転写材搬送ベルト２４によって搬送されてきた転写材２７（記録材）上に対して、各ステーションごとに配設された転写帯電器２３によって転写される。その後、定着装置２５によって、トナー像は転写材２７に定着され、永久画像となる。
【００２９】
感光体ドラム１０上で転写されずに残った転写残トナーは、クリーニング装置２６により除去される。画像形成によって現像剤中のトナーが消費されるが、消費された分だけトナー補給槽２０からトナーが現像剤中に補給される。なお、画像形成装置のプロセススピードは３００ｍｍ／ｓである。
【００３０】
なお、本実施形態では、転写材搬送ベルト２４に搬送された転写材２７に、感光体ドラム１０上のトナー像を直接転写する方法をとったが、これに限るものではない。例えば、転写材搬送ベルト２４の代わりに、中間転写体を設け、各色の感光体ドラム１０から中間転写体に各色のトナー像を一次転写した後、転写紙に各色の複合トナー像を一括して二次転写する構成の画像形成装置にも適用可能である。
【００３１】
＜二成分現像剤＞
次に、本実施形態にて用いられる二成分現像剤について説明する。
【００３２】
トナーは、結着樹脂、着色剤、そして、必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有する。そして、トナーは、負帯電性のポリエステル系樹脂である。本実施形態のトナーの体積平均粒径は、７．０μｍである。
【００３３】
キャリアは、例えば、表面酸化或は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属、及びそれらの合金、或は酸化物フェライトなどが好適に使用可能である。これらの磁性粒子の製造法については、特に制限するものではない。本実施形態のキャリアは、フェアライトキャリアであり、平均粒径は３５μｍである。また、現像剤のトナーとキャリアの重量比率は８％で、現像容器２内の現像剤重量は３００ｇである。
【００３４】
＜現像装置＞
次に、図１を用いて現像装置１の動作を説明する。
【００３５】
現像装置１は、現像容器２内に、現像スリーブ８（現像剤担持体）と、規制ブレード９とを有する。現像容器２は、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤を収容する。
【００３６】
規制ブレード９は、現像スリーブ８と対向して設置され、現像スリーブ８表面に担持された現像剤の層厚を規制する。
【００３７】
現像容器２内の略中央部は、隔壁７によって供給室３と回収室４に上下に区画される。
【００３８】
隔壁７は図１の紙面に直交する方向に延在し、現像剤は供給室３及び回収室４に収容される。
【００３９】
供給室３及び回収室４には次の撹拌搬送手段が配設される。具体的には、供給室３には、第一搬送スクリュー５（第一搬送部材）が配設され、回収室４には第二搬送スクリュー６（第二搬送部材）及び第三搬送スクリュー１１（第三搬送部材）が配設される。
【００４０】
第一搬送スクリュー５は、供給室３の底部に現像スリーブ８の軸方向に沿ってほぼ平行に配置され、回転することによって、供給室３内の現像剤を第一搬送スクリュー５の軸線方向に一方向に搬送する。第二搬送スクリュー６は、回収室４内の底部に第一搬送スクリュー５とほぼ平行に配置され、回収室４内の現像剤を、第一搬送スクリュー５と反対方向に搬送する。第三搬送スクリュー１１は、回収室４内の現像スリーブ８の下方に軸方向に沿ってほぼ平行に配置され、回収室４内の現像剤を第二搬送スクリュー６と反対方向に搬送する。
【００４１】
本実施形態において、第一搬送スクリュー５及び第二搬送スクリュー６は、回転軸の周りに非磁性材料で構成された撹拌翼をスパイラル状に設けたスクリュー構造である。第一搬送スクリュー５及び第二搬送スクリュー６は、その径がφ２０ｍｍ、そのピッチは２０ｍｍであり、回転数は６００ｒｐｍに設定した。第三搬送スクリュー１１の詳細構成については後述する。
【００４２】
供給室３と回収室４との図１の紙面に直交する方向の両端部には、開口（連通部）が形成される。このため、現像容器２内の現像剤は、第一搬送スクリュー５、第二搬送スクリュー６、第三搬送スクリュー１１の回転によって、隔壁７の連通部を介して、供給室３と回収室４との間を循環する。
【００４３】
上述の構成により、供給室３内の現像剤は、第一搬送スクリュー５の回転に伴って搬送され、規制ブレード９と隔壁７の開口部から現像スリーブ８に対して供給される。
【００４４】
更に、現像容器２と感光体ドラム１０とが対向する現像領域には開口部があり、この開口部に現像スリーブ８が感光体ドラム１０側に一部露出する。本実施形態では、現像スリーブ８と感光体ドラム１０とのギャップ（ＳＤギャップ）は約２５０μｍである。
【００４５】
現像スリーブ８は非磁性材料で構成され、その内部にマグネットローラ８ａ（磁界発生部材）が非回転状態で設置される。マグネットローラ８ａは、現像極（Ｓ２）と、現像剤を搬送する磁極（Ｓ１、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３）を有する。このうち同極である第一磁極Ｎ３極と第二磁極Ｎ１は、隣り合って現像容器２内部に設置される。すると、極間に反発磁界が形成され、回収室４にて現像スリーブ８表面から現像剤が離間する。
【００４６】
図１に示すように、現像時において、現像スリーブ８は図示矢印方向に回転する。現像容器２の内部において、現像スリーブ８表面にはブラシ状に現像剤が形成され、いわゆる磁気ブラシが形成される。
【００４７】
現像スリーブ８の回転方向で感光体ドラム１０よりも上流側には、規制ブレード９が配置される。規制ブレード９は、現像スリーブ８と対向する長手方向軸線に沿って延在する、アルミニウム等で板状に形成された非磁性部材である。規制ブレード９によって磁気ブラシが穂切りされ、現像スリーブ８表面の現像剤は、層厚を規制される。
【００４８】
そして、この規制ブレード９の先端部と現像スリーブ８との間を現像剤のトナーとキャリアの両方が通過して現像領域へと送られる。なお、規制ブレード９の現像スリーブ８の表面との間隙（ギャップ）を調整することによって、現像スリーブ８上に担持した現像剤磁気ブラシの穂切り量が規制されて現像領域へ搬送される現像剤量が調整される。本実施形態においては、現像スリーブ８上の単位面積当りの現像剤コート量を、規制ブレード９によって３０ｍｇ／ｃｍ２に規制している。
【００４９】
上述のように層厚を規制された現像剤が感光体ドラム１０と対向した現像領域に搬送され、さらに感光体ドラム１０上に形成された静電潜像上に現像剤が供給される。これにより、感光体ドラム１０上の静電潜像が現像される。
【００５０】
＜端部シール構成＞
図３を用いて本発明に関係する磁気シール構成について述べる。図３は第１実施形態の現像容器の端部構成を示す図である。
【００５１】
図３に示すように、現像スリーブ８の両端部には、現像スリーブ８を非接触に包囲するように板状の磁性板１２（磁気シール部材）が配置される。これにより、現像スリーブ８内のマグネットローラ８ａと磁性板１２との間に現像剤による磁気穂が形成され、現像スリーブ８と現像容器２の間の隙間が塞がれる。このため、現像スリーブ８の長手方向への現像剤の漏れを抑制することができる。
【００５２】
また、マグネットローラ８ａに周方向の一部に磁力の弱い領域が存在すると、磁力線が疎となり磁気穂があまり形成されない。この場合、現像剤の漏れの懸念が生じる。ここで、本実施形態のように、マグネットローラ８ａ内で同極同士が隣接して存在していると、同極同士には磁力線が発生しない。このため、その領域の磁力線が疎となり漏れの懸念がある。
【００５３】
そこで、本実施形態では、現像スリーブ８の端部方向の磁性板１２の更に外側（端部側）にシート状の磁石シート１３を貼る。これにより、現像剤の漏れを更に抑制する。磁石シート１３を配置することで、磁石シート１３と磁性板１２との間に磁力線が生じ、磁気穂が形成される。このため、現像スリーブ８と磁性板１２との隙間が塞がれると共に、漏れ出した現像剤を磁石シート１３が捕獲する。よって、長手方向への現像剤の漏れを抑制できる。
【００５４】
＜第三搬送スクリュー＞
第三搬送スクリュー１１の詳細構成を説明する。
【００５５】
第三搬送スクリュー１１は、回転軸の周りに非磁性材料で構成された撹拌翼をスパイラル状に設けたスクリュー構造である。本実施形態の第三搬送スクリュー１１のスクリュー径はφ１０ｍｍであり、回転数は６００ｒｐｍに設定した。
【００５６】
第三搬送スクリュー１１の撹拌翼は、後述のように、上流側と下流側との構成を異ならせることにより、現像剤の搬送方向の上流側に比べて下流側の現像剤の搬送性を低下させる。例えば、長手方向で上流側半分の撹拌翼のピッチを２０ｍｍとして、下流側半分の撹拌翼のピッチを１０ｍｍなどと短くする。具体的には、次に詳細に示すように、本実施形態の具体例である各実施例と撹拌翼の一般的な構成である比較例とを比較しつつ、本実施形態の構成と効果を検討、説明する。
【００５７】
検討にあたっては、現像スリーブと搬送スクリューを回転させて現像剤の循環を確認することができる特殊な装置を用いた。第三搬送スクリュー１１の形状を変えながら、課題である第三搬送スクリューの下流端部（以下、単に「下流端部」）の現像剤漏れと、現像容器２からの現像剤溢れについて検討を行った。
【００５８】
現像容器２内の現像剤量は、通常条件としては３００ｇとし、負荷のかかるストレス条件としては６００ｇとした。これらの各条件で現像剤を循環させた。
【００５９】
第三搬送スクリュー１１の条件を図４に示す。図４は第１実施形態の条件と効果を示す図表である。図４（ａ）には比較例を示し、図４（ｂ）には実施例を示す。
【００６０】
これらの条件で、第三搬送スクリュー１１の回転を１０時間行い、下流端部の現像剤漏れと現像剤溢れを確認した。図４において、通常時の現像剤量で問題がなかった場合は○とし、さらにストレス条件の現像剤量でも問題がなかった場合は◎と表記した。次に、図４の具体的構成について、図を参照しつつ説明する。
【００６１】
〔比較例の説明〕
まず、本実施形態の一態様である実施例の第三搬送スクリュー１１の構成と対比するため、比較例の第三搬送スクリュー１１１の、それぞれの構成及びそれを用いた場合の課題を説明する。図５は第三搬送スクリューの比較例を示す概略構成図である。
【００６２】
図５（ａ）に示すように、比較例１の第三搬送スクリュー１１１Ａは、上流側のピッチと下流側の撹拌翼のピッチを共に２０ｍｍとした。比較例１では、現像剤溢れは発生しなかったが、現像剤量が３００ｇの条件で、下流端部の現像剤漏れが発生した。
【００６３】
現像スリーブ８から回収された現像剤は、第三搬送スクリュー１１１の上流側から下流側へ搬送される。ここで、下流端部まで到達した現像剤は、端部の壁に押し付けられると、剤圧が上がる。そして、剤圧が上がった状態で長期に空回転を行っていると、徐々にその一部が現像器から外へ漏れ出てしまう（図中の矢印Ａ１参照）。
【００６４】
図５（ｂ）に示すように、比較例２の第三搬送スクリュー１１１Ｂは、撹拌翼の形状は変えずに、回転数を３００ｒｐｍとした。回転数を少なくすると、現像剤搬送方向の下流端部の剤圧の上昇を抑制することができる。しかしながら、スクリューの回転数を落としたことで搬送性能が低下し、現像剤溢れが発生した。
【００６５】
図５（ｃ）に示すように、比較例３の第三搬送スクリュー１１１Ｃは、下流部の羽根をなくした。この構成では、下流端部の現像剤漏れは発生しなかったものの、羽根の有無の境界で現像剤溢れが発生した。
【００６６】
〔実施例の説明〕
次に、本実施形態の一態様である実施例に係る第三搬送スクリュー１１を、複数説明する。図６は第１実施形態の第三搬送スクリューの実施例を示す概略構成図である。
【００６７】
図６（ａ）に示すように、実施例１−１の第三搬送スクリュー１１Ａは、現像剤搬送方向の上流部の撹拌翼のピッチを２０ｍｍとする一方、下流部の撹拌翼のピッチを１０ｍｍとした。このように、上流部に比して下流部の撹拌翼のピッチを短くした結果、現像剤量が３００ｇの条件では、下流端部における現像剤漏れも、現像剤溢れも発生しなった。
【００６８】
実施例１−１の構成にすることで、第三搬送スクリュー１１Ａの下流側において、現像剤の搬送性を抑制する。すると、上流部にある現像剤が下流端部まで到達するまでの間に、第三搬送スクリュー１１Ａから第二搬送スクリュー６へ現像剤が受け渡される。これにより、第三搬送スクリュー１１Ａの下流端部における剤圧が低下し、下流端部の現像剤漏れが抑制されたものと考えられる。
【００６９】
図６（ｂ）に示すように、実施例１−２の第三搬送スクリュー１１Ｂは、上流部と下流部で撹拌翼のピッチを変えずに、スクリュー径を上流部よりも下流部の方が小さくなるように構成した。具体的には、スクリュー径を上流部の１０ｍｍに対して、下流部では７ｍｍとした。
【００７０】
実施例１−２の構成にすることで、第三搬送スクリュー１１Ｂの搬送方向下流端部における剤圧を抑制することで、下流端部の現像剤漏れを抑制するという効果が得られた。
【００７１】
図６（ｃ）に示すように、実施例１−３の第三搬送スクリュー１１Ｃは、上流部の撹拌翼のピッチが２０ｍｍであるのに対し、下流部の撹拌翼のピッチを１８．５ｍｍから９．５ｍｍまで１．５ｍｍずつ段階的にピッチを短くした。
【００７２】
実施例１−３の構成により、上流部から下流部で現像剤の搬送性を段階的に落とすこととなり、現像容器２の現像剤量が６００ｇの場合でも、現像剤溢れを発生させないようにすることができた。
【００７３】
実施例１の各形態においては、通常条件である現像容器２内の現像剤量が３００ｇのときには、下流端部の現像剤漏れや現像剤溢れの発生を防止することができた。また、ストレス条件である現像容器２内の現像剤量が６００ｇにおいても、下流端部の現像剤漏れや現像剤溢れを確実に軽減することができた。
【００７４】
〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態について説明する。なお、本実施形態の画像形成装置の基本構成及び動作は、第１実施形態のものと同じである。従って、同一または相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略し、本実施形態に特徴的な点を以下に説明する。
【００７５】
第１実施形態では、第三搬送スクリュー１１の長手方向の下流部の搬送性を上流部に対して抑制した。これにより、現像剤溢れを発生させず下流端部の現像剤漏れを軽減させることができた。しかし、上記ストレス条件で、第三搬送スクリュー１１の下流端部に搬送される現像剤量が多くなることを考慮すると、より現像剤漏れを軽減させる構造が好ましい。このため、本実施形態の第三搬送スクリュー１１は、下記の構造を有する。
【００７６】
図７は第２実施形態の条件と効果を表す図表である。図８は第２実施形態の第三搬送スクリューの実施例を示す概略構成図である。
【００７７】
図８（ａ）に示すように、実施例２−１の第三搬送スクリュー１１Ｄは、その下流部にパドル状のリブ１５を立設した。第三搬送スクリュー１１Ｄの下流部において、撹拌翼の間の回転軸にリブ１５を立設することにより、第三搬送スクリュー１１Ｄから第二搬送スクリュー６へ現像剤を積極的に受け渡すことができる。
【００７８】
図８（ｂ）に示すように、実施例２−２の第三搬送スクリュー１１Ｅは、その下流部の撹拌翼５１の断面における回転軸５０に対する角度と、上流部の撹拌翼５２の断面における回転軸５０に対する角度とが異なる。
【００７９】
実施例２−２の撹拌翼の断面の構造を図９を用いて詳細に説明する。図９は第２実施形態の第三搬送スクリューの一実施例の断面構成図であり、図９（ａ）には下流部の撹拌翼５１の断面図を示し、図９（ｂ）には上流部の撹拌翼５２の断面図を示す。
【００８０】
図９において、線分Ｌ（図中の破線部分）は、第三搬送スクリュー１１Ｅの撹拌翼５１及び撹拌翼５２が現像剤に対向する面と、現像剤の搬送方向に直交する平面（図９の紙面）が交わってできる線分である。また、直線Ｍは、第三搬送スクリュー１１Ｅの回転軸５０との交点と第三搬送スクリュー１１の回転軸中心Ｏを通る直線（基準線）である。そして、線分Ｌと直線Ｍとが交わる点Ｔからみて、第三搬送スクリュー１１Ｅの回転方向を正として、直線Ｍを基準として線分Ｌがなす角をδとする。
【００８１】
そして、実施例２−２の第三搬送スクリュー１１Ｅは、下流部の撹拌翼５１の角δ１＝−３０°とした（図９（ａ）参照）。一方、上流部の撹拌翼５２の角δ２＝−５°とした（図９（ｂ）参照）。すなわち、点Ｔを基準に直線Ｍに対して線分Ｌがなす角δは、搬送部材の回転方向を正とすると、δ１＜δ２＜０の関係を満たす。
【００８２】
下流部の撹拌翼５１のように、撹拌翼の面を傾斜面とする（すなわち、テーパを付ける）と、現像剤が撹拌翼に当たった後に搬送される方向の垂直成分（図９（ａ）参照）を大きくすることができる。すなわち、撹拌翼５１の面と回転軸５０を通る面とが形成する角度δの絶対値を大きくすることで、より回転軸５０の外径方向に現像剤が搬送されやすくなる。このため、現像剤の第二搬送スクリュー６方向への現像剤の受け渡しを促進することができる。
【００８３】
一方で、図９（ａ）中の接線成分や、長手方向に対する現像剤の搬送性は低下する。このため、第三搬送スクリュー１１Ｅの現像剤搬送方向において、上流部よりも下流部の現像剤搬送方向の搬送性を抑制することができる。
【００８４】
図８（ｃ）に示すように、実施例２−３の第三搬送スクリュー１１Ｆは、下流部の撹拌翼のピッチが１８．５ｍｍから９．５ｍｍまで１．５ｍｍずつ段階的に短くなっている。また、第三搬送スクリュー１１Ｆの下流部の撹拌翼には、その回転軸５０に、リブ１５が立設される。
【００８５】
図８（ｄ）に示すように、実施例２−４の第三搬送スクリュー１１Ｇも、下流部の撹拌翼のピッチが１８．５ｍｍから９．５ｍｍまで１．５ｍｍずつ段階的に短くなっている。また、第三搬送スクリュー１１Ｇの下流部の撹拌翼５１には、図９に示した実施例２−２と同様のテーパが形成されている。
【００８６】
実施例２−３及び実施例２−４においては、ストレス条件の現像剤量６００ｇでも、下流端部の現像剤漏れや現像剤溢れは発生しなかった。これは、本実施形態においては、下流側で長手方向への搬送性を落とすのみならず、下流側で積極的に第二搬送スクリュー方向へ現像剤を受け渡す構成とした。これにより、下流端部へ現像剤が到達しにくくなって、下流端部における剤圧を低下させることができる。
【００８７】
なお、前述した第三搬送スクリュー１１は、上記構成に限定するものではない。スクリューピッチやスクリュー径、リブ、テーパなど、いかに組み合わせても構わない。
【符号の説明】
【００８８】
Ｌ…線分
１…現像装置
２…現像容器
３…供給室
４…回収室
５…第一搬送スクリュー
６…第二搬送スクリュー
８…現像スリーブ
１０…感光体ドラム
１１…第三搬送スクリュー
１５…リブ
５０…回転軸
５１…撹拌翼
５２…撹拌翼
１１１…第三搬送スクリュー
【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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