(57)【要約】      （修正有）【課題】回収トナーの帯電緩和が効率的に起こり、且つ、新たなトナーが補給された際の帯電量を迅速に立ち上げ可能な現像装置およびそれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】現像装置３ａは、現像容器２０と、供給搬送スクリュー２３と、攪拌搬送スクリュー２４と、現像ローラー２５と、を備える。現像容器２０は、仕切り部２０ａによって供給搬送室２１と攪拌搬送室２２とに区画されている。供給搬送スクリュー２３、攪拌搬送スクリュー２４は、それぞれ供給搬送室２１、攪拌搬送室２２内に設けられる。現像装置３ａでは、供給搬送スクリュー２３、攪拌搬送スクリュー２４の電気特性の関係を規定している。供給搬送スクリュー２３の表面材料の時定数をτ１［ｓ］、攪拌搬送スクリュー２４の表面材料の時定数をτ２［ｓ］、誘電率をε２［Ｆ／ｍ］とするとき、ｌｏｇ（τ２／τ１）＞５、ε２＞１．０Ｅ−５を満たす。【選択図】図２
2019159248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１搬送室と、仕切り部を挟んで前記第１搬送室と並列に配置される第２搬送室と、を有し、キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を収容する現像容器と、
前記第１搬送室内に回転可能に支持され、前記第１搬送室内の現像剤を第１方向に攪拌搬送する第１攪拌搬送部材と、
前記第２搬送室内に前記第１攪拌搬送部材と平行であって回転可能に支持され、前記第２搬送室内の現像剤を前記第１方向と逆方向である第２方向に攪拌搬送する第２攪拌搬送部材と、
前記現像容器に回転可能に支持され、前記第１搬送室内の現像剤を表面に担持する現像剤担持体と、
前記現像容器内の現像剤の搬送方向に対し前記第２搬送室の長手方向中央部よりも上流側に設けられるトナー補給口と、
を備えた現像装置において、
前記第１攪拌搬送部材の表面材料の時定数をτ１［ｓ］、前記第２攪拌搬送部材の表面材料の時定数をτ２［ｓ］、誘電率をε２［Ｆ／ｍ］とするとき、以下の式（１）、（２）
ｌｏｇ（τ２／τ１）＞５・・・（１）
ε２＞１．０Ｅ−５・・・（２）
を満たすことを特徴とする現像装置。
但し、
τ１、τ２；リアクタンスが最大となる周波数ｆ［Ｈｚ］から式τ＝１／（２π・ｆ）により算出されたものを表す。
ε２；１Ｖｐｐ＿１ＭＨｚ−１０ｍＨｚの条件下でＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロットを作成し、ＲＣ並列回路モデルとして静電容量Ｃを算出し、その結果から算出されたものを表す。
【請求項２】
前記第１攪拌搬送部材の表面材料は、合成樹脂に平均粒子径が５０〜１００ｎｍの炭素粒子を分散させたもの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】
前記第２攪拌搬送部材の表面材料は、合成樹脂に比誘電率が１０００以上の誘電材を分散させたものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記誘電材が、チタン酸バリウムであることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかの現像装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置およびそれを備えた画像形成装置に関し、特に、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を用いる二成分現像式の現像装置およびそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置においては、感光体等からなる像担持体上に形成した潜像を現像装置により現像し、トナー像として可視化することを行っている。このような現像装置として、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を用いる二成分現像式の現像装置が用いられている。
【０００３】
二成分現像式の現像装置としては、現像剤を収容する現像容器と、現像剤を攪拌搬送する第１攪拌搬送部材および第２攪拌搬送部材と、第２攪拌搬送部材から供給される現像剤を担持する現像ローラー（現像剤担持体）と、を備える現像装置が知られている。第１攪拌搬送部材は、現像剤を現像ローラーの軸方向の一方側に搬送し、第２攪拌搬送部材は、現像剤を他方側（一方側とは反対側）に搬送しながら現像ローラーに供給する。現像剤は現像容器内の攪拌部で混合搬送され、現像ローラー上に汲み上げられて磁気ブラシを形成する。磁気ブラシは規制部材で層厚を規制され、磁気ブラシ中のトナーが現像電界により感光体上の静電潜像を顕像する。現像に用いられなかったトナーは現像ローラーから回収され、攪拌部に送られて新たに供給されたトナーと混合搬送されて再び現像に用いられる。
【０００４】
上記のような従来の現像装置では、キャリアに担持されたトナーは現像ローラー上の磁気ブラシ中で動きを抑制されるため大きな力を受ける一方で、攪拌部では自由に移動可能であるため受ける力が小さくなる。このように現像容器内の攪拌部と現像ローラーとの間を現像剤が循環するとき、トナーキャリア間の接触距離の変化が接触面の静電容量の変化をもたらし、静電容量が上昇する現像ローラー上で帯電して帯電量は上昇し、静電容量が低下する攪拌スクリュー上で緩和して帯電量は低下する。その結果、現像剤中の滞留トナーの緩和が進行しつつある攪拌部でトナーが補給される時、補給トナーからの電子を受け取り易くなり、トナー粒子間での静電的な作用を招いてトナーの帯電不良が発生するおそれがあった。
【０００５】
なお、特許文献１には、現像剤の帯電性が負であるプロセスカートリッジの現像剤収納容器若しくは複写機等の据え置き型現像剤供給容器であって、誘電体正接が１×１０−４〜１×１０−３ｔａｎδの範囲である樹脂を用いて現像剤収納容器を形成することが開示されている。この方法によれば、現像剤攪拌部材を大型化することなくプロセスカートリッジ等の狭い現像剤開口部から現像剤を一定時間に必要量排出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３１４０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の方法では現像剤収納容器への現像剤の付着を抑制し、現像剤の排出性を良好にできるものの、トナーの帯電不良を抑制することはできなかった。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み、現像剤担持体から回収された現像剤中のトナーの帯電緩和が効率的に起こり、且つ、新たなトナーが補給された際の帯電量を迅速に立ち上げることのできる現像装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、現像容器と、第１攪拌搬送部材と、第２攪拌搬送部材と、現像剤担持体と、トナー補給口と、を備えた現像装置である。現像容器は、第１搬送室と、仕切り部を挟んで第１搬送室と並列に配置される第２搬送室と、を有し、キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を収容する。第１攪拌搬送部材は、第１搬送室内に回転可能に支持され、第１搬送室内の現像剤を第１方向に攪拌搬送する。第２攪拌搬送部材は、第２搬送室内に第１攪拌搬送部材と平行であって回転可能に支持され、第２搬送室内の現像剤を第１方向と逆方向である第２方向に攪拌搬送する。現像剤担持体は、現像容器に回転可能に支持され、第１搬送室内の現像剤を表面に担持する。トナー補給口は、現像容器内の現像剤の搬送方向に対し第２搬送室の長手方向中央部よりも上流側に設けられる。第１攪拌搬送部材の表面材料の時定数をτ１［ｓ］、第２攪拌搬送部材の表面材料の時定数をτ２［ｓ］、誘電率をε２［Ｆ／ｍ］とするとき、以下の式（１）、（２）
ｌｏｇ（τ２／τ１）＞５・・・（１）
ε２＞１．０Ｅ−５・・・（２）
を満たす。
但し、τ１、τ２；リアクタンスが最大となる周波数ｆ［Ｈｚ］から式τ＝１／（２π・ｆ）により算出されたものを表す。
ε２；１Ｖｐｐ＿１ＭＨｚ−１０ｍＨｚの条件下でＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロットを作成し、ＲＣ並列回路モデルとして静電容量Ｃを算出し、その結果から算出されたものを表す。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の第１の構成によれば、第１攪拌搬送部材および第２攪拌搬送部材の表面材料の時定数が式（１）を満たすことにより、第１攪拌搬送部材から現像剤担持体上に現像剤が供給され、現像剤担持体と像担持体との対向領域（現像領域）を通過後に現像剤が現像剤担持体から分離されて再び第１攪拌搬送部材に戻されて搬送される動作を繰り返す中で、第１攪拌搬送部材での現像剤の帯電緩和が効率的に起こること、および、トナーが補給された後の第２攪拌搬送部材では補給トナーの帯電が速く立ち上がることを両立させることができ、帯電不足のトナーによるトナー飛散や、逆帯電トナーによる地肌かぶりの発生を抑制することができる。また、第２攪拌搬送部材の表面材料の誘電率が式（２）を満たすことにより、トナー補給時に補給トナーの帯電を迅速に立ち上げるための第２攪拌搬送部材の誘電性を確保することができ、帯電不足のトナーや逆帯電トナーの発生を効果的に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の現像装置３ａ〜３ｄを備えたカラープリンター１００の全体構成を示す概略断面図
【図２】本発明の一実施形態に係る現像装置３ａの構造を示す側面断面図
【図３】本実施形態の現像装置３ａの攪拌部の構造を示す平面断面図
【図４】横軸にトナー１粒子当たりの表面積Ｓの累積値をとり、縦軸にトナー１粒子当たりの帯電量Ｑの累積値をとってプロットしたときのＱ／Ｓの関係を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の現像装置３ａ〜３ｄを備えたカラープリンター１００の概略断面図であり、ここではタンデム方式のカラープリンターについて示している。カラープリンター１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、ＰｃおよびＰｄが、Ｐｄ〜Ｐａの順に搬送方向上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアン）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像および転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの画像を順次形成する。
【００１３】
これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄがそれぞれ配設されており、さらに図１において時計回り方向に回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。
【００１４】
パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電器２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させる。次いで露光装置５によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄには、トナーコンテナ４ａ〜４ｄによりブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの各色のトナーを含む二成分現像剤（以下、単に現像剤ともいう）が所定量充填されており、現像装置３ａ〜３ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に現像剤中のトナーが供給され、静電的に付着する。これにより、露光装置５からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【００１５】
そして、一次転写ローラー６ａ〜６ｄにより一次転写ローラー６ａ〜６ｄと感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。一次転写後に感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナー等はクリーニング装置７ａ〜７ｄにより除去される。
【００１６】
トナー像が転写される転写紙Ｐは、カラープリンター１００内の下部に配置された用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラー１２ａおよびレジストローラー対１２ｂを介して転写紙Ｐが所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラー９と中間転写ベルト８のニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送される。トナー像が二次転写された転写紙Ｐは定着部１３へと搬送される。
【００１７】
定着部１３に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラー対１３ａにより加熱および加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、そのまま（或いは分岐部１４によって反転搬送路１８に振り分けられ、両面に画像が形成された後）排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。
【００１８】
図２は、カラープリンター１００に搭載される本発明の一実施形態に係る現像装置３ａの構成を示す側面断面図である。図３は、現像装置３ａの攪拌部の構造を示す平面断面図（図２のＸＸ′矢視断面図）である。なお、ここでは図１の画像形成部Ｐａに配置される現像装置３ａについて説明するが、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄに配置される現像装置３ｂ〜３ｄの構成についても基本的に同様であるため説明を省略する。また、図２では現像装置３ａを図１の裏面側から見た状態を示しており、現像装置３ａ内の各部材の配置は図１と左右が逆になっている。
【００１９】
図２に示すように、現像装置３ａは、現像容器２０と、攪拌搬送スクリュー２３と、供給搬送スクリュー２４と、現像ローラー（現像剤担持体）２５と、規制ブレード２９と、を備えている。現像容器２０は、現像装置３ａの外郭を構成し、内部は仕切り部２０ａによって供給搬送室２１と攪拌搬送室２２とに区画されている。現像容器２０内には磁性キャリアおよびトナーを含む二成分現像剤が収容される。また、現像容器２０は、供給搬送スクリュー２３、攪拌搬送スクリュー２４、および現像ローラー２５を回転可能に保持している。
【００２０】
現像ローラー２５は、固定軸（図示せず）と現像スリーブとを備える。固定軸には、複数の磁極を有するマグネットが固定されるとともに現像スリーブが回転可能に保持される。現像ローラー２５の近傍には、現像ローラー２５から所定の距離を隔てて配置され、現像ローラー２５表面に担持された現像剤（磁気ブラシ）を層厚規制する規制ブレード２９が設けられている。現像ローラー２５は、図示しないモーターと歯車からなる駆動機構により、図２の矢印方向（反時計回り方向）に回転する。また、現像ローラー２５には、直流電圧に交流電圧を重畳した現像電圧が印加される。
【００２１】
現像電圧を印加された現像ローラー２５が図２の反時計回り方向に回転すると、現像ローラー２５の電位と感光体ドラム１ａの露光部の電位との電位差により、現像ローラー２５表面に担持された現像剤中のトナーが感光体ドラム１ａに供給される。トナーは時計回り方向に回転する感光体ドラム１ａ上の露光部位に順次付着し、感光体ドラム１ａ上の静電潜像が現像される。
【００２２】
供給搬送スクリュー２３、攪拌搬送スクリュー２４は、それぞれ供給搬送室２１、攪拌搬送室２２内に設けられる。供給搬送室２１内に配設される供給搬送スクリュー２３は、回転軸２３ａと、回転軸２３ａに一体に設けられ、回転軸２３ａの軸方向に一定のピッチで螺旋状に形成される螺旋羽根２３ｂとを有する。攪拌搬送室２２内に配設される攪拌搬送スクリュー２４は、回転軸２４ａと、回転軸２４ａに一体に設けられ、回転軸２４ａの軸方向に一定のピッチで螺旋状に形成される螺旋羽根２４ｂとを有する。供給搬送スクリュー２３、攪拌搬送スクリュー２４は現像剤を攪拌しながら搬送して現像剤中のトナーを所定のレベルに帯電させる。これによりトナーはキャリアに保持される。
【００２３】
図３に示すように、供給搬送室２１と攪拌搬送室２２とを仕切る仕切り部２０ａの長手方向の両端部（図３の左右端部）には連通部２０ｂ、２０ｃが設けられている。また、攪拌搬送室２２の一端部（図３の右端部）には、現像容器２０内にトナーを補給するトナー補給口２０ｄが設けられている。トナー補給口２０ｄには、トナーコンテナ４ａ（図１参照）に連設されたトナー補給経路（図示せず）が接続されている。
【００２４】
トナー補給口２０ｄから補給されたトナーは、攪拌搬送スクリュー２４によって攪拌搬送室２２内の現像剤と混合、攪拌されながら一方向（図３の矢印Ｐ方向）に搬送され、仕切り部２０ａに設けられた連通部２０ｂを通過して供給搬送室２１の一端部に合流する。そして、供給搬送室２１に配置された供給搬送スクリュー２３から現像ローラー２５に現像剤が供給され、現像ローラー２５上に磁気ブラシが形成される。
【００２５】
一方、現像に用いられなかった現像ローラー２５上の現像剤は、現像ローラー２５から引き剥がされて供給搬送室２１に回収される。そして、供給搬送スクリュー２３が回転すると、供給搬送室２１内の現像剤は一方向（図３の矢印Ｑ方向）に搬送され、仕切り部２０ａに設けられた連通部２０ｃを通過してトナー補給口２０ｄが形成された攪拌搬送室２２の一端部に合流する。以上のようにして、現像剤が攪拌搬送室２２、連通部２０ｂ、供給搬送室２１、連通部２０ｃを順次通過して現像容器２０内を循環する。
【００２６】
攪拌搬送室２２の側面にはトナー濃度検知センサー３０が配置されている。トナー濃度検知センサー３０は、現像容器２０内を搬送される現像剤のキャリアに対するトナーの割合（Ｔ／Ｃ）を検知するものであり、例えば、現像容器２０内における現像剤の透磁率を検出する透磁率センサーが用いられる。図３に示すように、トナー濃度検知センサー３０は攪拌搬送室２２内の現像剤搬送方向（図３の矢印Ｑ方向）に対し連通部２０ｂの上流側に配置されている。トナー濃度検知センサー３０の検知結果に応じてトナーコンテナ４ａからトナー補給口２０ｄを介して現像容器２０内に所定量のトナーが補給される。
【００２７】
前述したように、キャリアに担持されたトナーは現像ローラー２５上の磁気ブラシ中で動きを制限される（磁気的拘束力を受ける）ため、規制ブレード２９（規制部）を通過する際にトナーが受ける物理的ストレスは大きくなる。一方、供給搬送室２１、攪拌搬送室２２内（攪拌部）ではトナーが自由に動けるため、トナーが受ける物理的ストレスは小さくなる。そのため、規制部と攪拌部とでトナー粒子−キャリア粒子間の接触距離が異なり、規制部ではトナーおよびキャリアの静電容量が増加する。また、規制部ではトナー表面に存在するトナー外添剤の劣化、変質も発生する。その結果、規制部では攪拌部に比べてトナー自体のイオン化ポテンシャルが低下する。
【００２８】
即ち、現像容器２０内に存在するトナー（以下、滞留トナーという）が規制部と攪拌部とを循環するとき、トナー粒子−キャリア粒子間の接触距離の変化がキャリアとトナーとの接触面の静電容量の変化をもたらし、静電容量が上昇する規制部では帯電が進行して帯電量が上昇し、静電容量が低下する攪拌部で帯電が緩和されて帯電量が低下する。
【００２９】
従って、トナーコンテナ４ａから新たに補給されたトナー（以下、補給トナーという）は、キャリアとの間で電子の授受を行うとともに、イオン化ポテンシャルが低下して電子を受け取り易くなっている滞留トナーとの間でも電子の授受を行う。
【００３０】
具体的には、現像剤中の滞留トナーの帯電の緩和が進行しつつある攪拌搬送室２２内でトナー補給口２０ｄからトナーが補給されると、補給トナーはキャリアに電子を付与して帯電（正帯電）するが、補給トナーから滞留トナーにも電子が付与される。これにより、滞留トナーの正帯電量が低下し、帯電不足のトナーによるトナー飛散や、逆帯電（負帯電）トナーによる地肌かぶりが発生する。
【００３１】
そこで、本実施形態の現像装置３ａでは、供給搬送スクリュー２３、攪拌搬送スクリュー２４の電気特性の関係を規定している。具体的には、供給搬送スクリュー２３の表面材料の時定数をτ１［ｓ］、攪拌搬送スクリュー２４の表面材料の時定数をτ２［ｓ］とするとき、以下の式（１）
ｌｏｇ（τ２／τ１）＞５・・・（１）
を満たすように供給搬送スクリュー２３、攪拌搬送スクリュー２４の表面材料を決定する。但し、時定数τ１、τ２は、それぞれリアクタンスが最大となる周波数ｆ［Ｈｚ］から式τ＝１／（２π・ｆ）により算出されたものを表す。
【００３２】
この構成によれば、供給搬送スクリュー２３から現像ローラー２５上に現像剤が供給され、現像ローラー２５と感光体ドラム１ａとの対向領域（現像領域）を通過後に現像剤が現像ローラー２５から分離されて再び供給搬送スクリュー２３に戻されて搬送される動作を繰り返す中で、現像ローラー２５上で帯電量が上昇した現像剤を、供給搬送スクリュー２３上で効率的に帯電を緩和させることができる。また、トナーが補給された後の攪拌搬送スクリュー２４では補給トナーの帯電を迅速に立ち上げることができる。即ち、供給搬送スクリュー２３上での帯電緩和と攪拌搬送スクリュー２４での帯電の立ち上げとを両立させることができ、帯電不足のトナーによるトナー飛散や、逆帯電（負帯電）トナーによる地肌かぶりの発生を抑制することができる。
【００３３】
また、攪拌搬送スクリュー２４の表面材料の誘電率をε２［Ｆ／ｍ］とするとき、
ε２＞１．０Ｅ−５・・・（２）
を満たすように攪拌搬送スクリュー２４の表面材料を決定する。但し、誘電率εは１Ｖｐｐ＿１ＭＨｚ−１０ｍＨｚの条件下でＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロットを作成し、ＲＣ並列回路モデルとして静電容量Ｃを算出し、その結果から算出されたものを表す。
【００３４】
この構成によれば、トナーが補給される攪拌搬送室２２に誘電率の高い攪拌搬送スクリュー２４が存在することにより、補給トナーと滞留トナーとの間での電子の授受に比べて補給トナーと攪拌搬送スクリュー２４との間での電子の授受が優先的となり、補給トナーと滞留トナーとの間の電子の授受が抑制される。その結果、滞留トナーが補給トナーから電子を受け取ることによる帯電量の低下を抑制するとともに、トナー補給時に補給トナーの帯電を迅速に立ち上げるための攪拌搬送スクリュー２４の誘電性を確保することができ、帯電不足のトナーや逆帯電（負帯電）トナーの発生を効果的に抑制できる。
【００３５】
本発明の現像装置３ａ〜３ｄに用いられる供給搬送スクリュー２３は、例えば導電材を分散させた合成樹脂により成形することができる。合成樹脂としては、例えばポリスチレン（ＰＳ）、ＡＢＳ樹脂、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＦＰＡ）、ナイロン６等が挙げられる。導電材としては、平均粒子径が５０〜１００ｎｍの炭素粒子を用いることができる。
【００３６】
本発明の現像装置３ａ〜３ｄに用いられる攪拌搬送スクリュー２４は、例えば誘電材を分散させた合成樹脂により成形することができる。合成樹脂としては、供給搬送スクリュー２３と同様の樹脂を用いることができる。誘電材としては、チタン酸バリウム（比誘電率；約１４００）、チタン酸ストロンチウム（比誘電率；約３００）等が挙げられる。特に、比誘電率が１０００以上であるチタン酸バリウムを用いることが好ましい。
【００３７】
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、供給搬送スクリュー２３から現像ローラー２５に現像剤を供給する例について示したが、本発明はこれに限らない。攪拌搬送スクリュー２３と現像ローラー２５との間に磁気ローラー等の現像剤担持体をさらに設け、攪拌搬送スクリュー２３から磁気ローラー等に現像剤を供給した後に、磁気ローラー等から現像ローラー２５にトナーを供給してもよい。
【００３８】
また、上記実施形態では正帯電トナーを含む二成分現像剤を用いる現像装置を例に挙げて説明したが、負帯電トナーを含む二成分現像剤を用いる現像装置に適用することもできる。
【００３９】
また、本発明は図１に示したタンデム式のカラープリンター１００に限らず、デジタル或いはアナログ方式のモノクロ複写機、カラー複写機、ファクシミリ等の、現像ローラー２５に現像剤を供給する供給搬送室２１と、現像ローラー２５から回収したトナーを補給トナーと混合、攪拌する攪拌搬送室２２と、を含む現像装置を備えた種々の画像形成装置に適用可能である。以下、実施例により本発明の効果について更に具体的に説明する。
（供給搬送スクリューの作製例）
【実施例１】
【００４０】
ＡＢＳ樹脂８０重量部を二軸押出機（ＰＣＭ４５、池貝鉄工社製）に充填し、シリンダー温度２１０℃にて溶融した後、カーボンブラック（平均粒子径６０ｎｍ）２０重量部を添加して混練した。混合後にストランドカットを行ってカーボンブラックが分散したＡＢＳ樹脂のペレットを得た。これをスクリュー形状に成型加工して供給搬送スクリュー２３を得た。
【実施例２】
【００４１】
ＡＢＳ樹脂７０重量部、カーボンブラック３０重量部を用いる以外は実施例１と同様の方法により供給搬送スクリュー２３を得た。
［参考例１］
【００４２】
ＡＢＳ樹脂９０重量部、カーボンブラック１０重量部を用いる以外は実施例１と同様の方法により供給搬送スクリュー２３を得た。
［参考例２］
【００４３】
ＡＢＳ樹脂１００重量部を用い、カーボンブラックを添加しない以外は実施例１と同様の方法により供給搬送スクリュー２３を得た。
（攪拌搬送スクリューの作製例）
【実施例３】
【００４４】
ＡＢＳ樹脂６０重量部を二軸押出機（ＰＣＭ４５、池貝鉄工社製）に充填し、シリンダー温度２１０℃にて溶融した後、チタン酸バリウム粒子（平均粒子径１５０ｎｍ、比誘電率１４００）４０重量部を添加して混練した。混合後にストランドカットを行ってチタン酸バリウムが分散したＡＢＳ樹脂のペレットを得た。これをスクリュー形状に成型加工して攪拌搬送スクリュー２４を得た。
［参考例３］
【００４５】
ＡＢＳ樹脂８０重量部、チタン酸バリウム粒子２０重量部を用いる以外は実施例３と同様の方法により攪拌搬送スクリュー２４を得た。
［参考例４］
【００４６】
ＡＢＳ樹脂１００重量部を用い、チタン酸バリウム粒子を添加しない以外は実施例３と同様の方法により攪拌搬送スクリュー２４を得た。
［試験例］
【００４７】
供給搬送スクリュー２３および攪拌搬送スクリュー２４の表面材料と、トナー帯電量との関係について調査した。試験機として、図２に示した現像装置３ａ〜３ｄが搭載されたカラー複合機（ＴＡＳＫａｌｆａ２５５２ｃｉ、京セラドキュメントソリューションズ社製）を用いた。そして、供給搬送スクリュー２３および攪拌搬送スクリュー２４の表面材料が式（１）、（２）の関係を満たす場合（本発明１、２）と、供給搬送スクリュー２３および攪拌搬送スクリュー２４の表面材料が式（１）、（２）の関係を満たさない場合（比較例１〜４）とで、トナーの帯電量分布を比較した。
【００４８】
現像剤は、平均粒径が６．５μｍの正帯電トナーと、平均粒径が３５μｍのフェライトキャリアとから成る二成分現像剤を用い、トナーに対するキャリアの割合（重量比、Ｔ／Ｃ）を８％とした。また、トナーおよびキャリアのｔａｎδ（１Ｖ、１００ｋＨｚにおける測定値）は、それぞれ０．０１、０．１５であった。現像装置３ａへの現像剤の投入量は４５０ｇとした。
【００４９】
試験方法としては、現像装置２０℃、６５％ＲＨの環境下で印字率１％の文字画像３枚のパターンを５００回連続印字した。その後、印字率５０％の原稿を１００枚連続印字し、連続印字時の出力画像の地肌かぶり、および連続印字後の現像剤の帯電量分布の拡がり（Ｑ／Ｓ偏差；相対平均偏差）をシミュレートした。
【００５０】
トナーの帯電量の測定は、現像剤５ｍｇをネオジム磁石上に固定し、以下の条件で測定を行った。得られた１粒子当たりの電荷量Ｑと粒子径Ｄを用いて１粒子毎のＱ／Ｓを計算し、Ｑ／Ｓの小さい値から順に並べ替え、図４に示すように、横軸に１粒子当たりの表面積Ｓの累積値をとり、縦軸に１粒子当たりの帯電量Ｑの累積値をとってプロットした（図４の曲線Ｒ１）。そして、１粒子毎のＱ／Ｓが一定である理想状態を表す直線をＲ２とし、Ｒ１とＲ２で囲まれた領域の面積をＡ、Ｒ１とＸ軸とで囲まれた領域の面積をＢとして、Ｒ２からのずれ（Ｑ／Ｓ偏差）をＡ＋Ｂに対するＡの割合で示した。このＱ／Ｓ偏差を地肌かぶり・トナー飛散の程度を表す指標として算出した。
【００５１】
供給搬送スクリュー２３および攪拌搬送スクリュー２４の電気特性の測定は、スクリュー表面材料の微粉砕物（粒子径１００μｍ）を、材料電極（面積１．３２７ｃｍ２）間に４０ｋｇｆ／ｃｍ２の荷重を加えて厚み約３ｍｍのペレットとした。ペレットを挟んだ電極に、ＦＲＡ（Frequency Response Analyzer、周波数特性分析器）を用いて１Ｖｐｐの交流電圧を印加し、周波数を１ＭＨｚから１０ｍＨｚまで５ポイント／ｄｅｃａｄｅで変更してＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロットを作成した。このプロットを用いてリアクタンスが最大となる周波数ｆから時定数τ１、τ２を算出し、ＲＣ並列回路モデルとしてフィッティングして誘電率ε２を算出した。
【００５２】
評価基準は、Ｑ／Ｓ偏差が２５％未満である場合を○、２５％以上３０％未満である場合を△、３０％以上である場合を×とした。使用した供給搬送スクリュー２３および攪拌搬送スクリュー２４の組み合わせ、ｌｏｇ（τ２／τ１）、ε２、Ｑ／Ｓ偏差と併せて評価結果を表１に示す。
【００５３】
【表１】
2019159248.tif 000003
【００５４】
表１から明らかなように、ｌｏｇ（τ２／τ１）＝５．０８（＞５）、ε２＝２．２３Ｅ−５（＞１．０Ｅ−５）である本発明１の現像装置３ａ、ｌｏｇ（τ２／τ１）＝５．３３（＞５）、ε２＝２．２３Ｅ−５（＞１．０Ｅ−５）である本発明２の現像装置３ａでは、それぞれＱ／Ｓ偏差がそれぞれ２０．５％、２１．１であり、地肌かぶりやトナー飛散が抑制されることが確認された。
【００５５】
これに対し、ε２＝２．２３Ｅ−５（＞１．０Ｅ−５）であるが、ｌｏｇ（τ２／τ１）＝４．６４、２．６９（＜５）である比較例１、２の現像装置３ａ、ｌｏｇ（τ２／τ１）＝５．０５（＞５）であるがε２＝８．４７Ｅ−６（＜１．０Ｅ−５）である比較例３の現像装置３ａ、ｌｏｇ（τ２／τ１）＝１．００（＜５）であり、ε２＝１．９７Ｅ−１１（＜１．０Ｅ−５）である比較例４の現像装置３ａでは、Ｑ／Ｓ偏差がそれぞれ２９．７％、３２．６％、３０．１％、３８．９％となり、地肌かぶりやトナー飛散が発生することが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を用いる二成分現像式の現像装置に利用可能である。本発明の利用により、現像剤担持体から回収された現像剤中のトナーの帯電緩和が効率的に起こり、且つ、新たなトナーが補給された際の帯電量を迅速に立ち上げることのできる現像装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００５７】
３ａ〜３ｄ      現像装置
２０            現像容器
２０ａ          仕切り部
２０ｂ、２０ｃ  連通部
２０ｄ          トナー補給口
２１            供給搬送室（第１搬送室）
２２            攪拌搬送室（第２搬送室）
２３            供給搬送スクリュー（第１攪拌搬送部材）
２４            攪拌搬送スクリュー（第２攪拌搬送部材）
２５            現像ローラー（現像剤担持体）
２９            規制ブレード
１００          カラープリンター（画像形成装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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