(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性のトナーと磁性を有するキャリアとを含む２成分現像剤を収容する第１室及び第２室を有する現像容器と、
前記第１室及び前記第２室にそれぞれ設けられ、回転軸の周囲に螺旋状の羽根を有して、回転することで現像剤を攪拌しつつ搬送する第１搬送スクリュー及び第２搬送スクリューと、を備え、
前記現像容器は、現像剤を前記第１室と前記第２室との間で循環させる１対の受渡部を有し、
前記第１搬送スクリューと前記第２搬送スクリューは、前記１対の受渡部のうちの少なくとも一方の受渡部に対向する部分の前記羽根の峰部にそれぞれ永久磁石を備え、前記永久磁石は、前記受渡部に対して現像剤搬送方向下流の方が現像剤搬送方向上流よりも磁束密度が大き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】
前記受渡部での現像剤搬送方向下流の下流磁性部と現像剤搬送方向上流の上流磁性部との磁束密度の差は、５〜１００ｍＴ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１室が上側に、前記第２室が下側に、それぞれ配置され、
前記一方の受渡部が、前記第２室から前記第１室に現像剤が搬送される前記受渡部である、
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記受渡部の前記第１搬送スクリューの搬送方向に関する開口の広さは、前記第１搬送スクリューの１ピッチ分の長さよりも大きく、かつ、前記第１搬送スクリューの回転軸線方向に関して、前記永久磁石が設けられている領域は、前記受渡部の開口幅よりも長い、
ことを特徴とする、請求項１ないし３のうちの何れか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
非磁性のトナーと磁性を有するキャリアとを含む２成分現像剤を収容する第１室及び第２室を有する現像容器と、
前記第１室及び前記第２室にそれぞれ設けられ、現像剤を攪拌しつつ搬送する第１搬送部材及び第２搬送部材と、を備え、
前記現像容器は、現像剤を前記第１室と前記第２室との間で循環させる１対の受渡部を有し、
前記第１搬送部材と前記第２搬送部材は、前記１対の受渡部のうちの少なくとも一方の受渡部に対向する部分にそれぞれ磁性部材を備え、前記磁性部材は、前記受渡部に対して現像剤搬送方向下流の方が現像剤搬送方向上流よりも磁束密度が大きくなるように構成され、
前記受渡部での現像剤搬送方向下流の下流磁性部と現像剤搬送方向上流の上流磁性部とは、少なくとも前記受渡部に対向する全面が、それぞれ単一の磁極で、且つ、互いに異極となるように構成されている、
ことを特徴とする現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上に形成された潜像に現像剤を付着させて可視像化するための現像装置、及び、この現像装置を備えた、電子写真方式や静電記録方式を用いた複写機及びレーザビームプリンタ、ファクシミリ、これらの複合機などの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー画像形成装置として、複数の画像形成ステーションを並べて配置するタンデム型と、１個の像担持体に複数の現像装置を配置する１ドラム型の画像形成装置が知られている。タンデム型の画像形成装置では、それぞれの画像形成ステーションに現像装置を有し、それぞれのステーションで各色に対応したトナー像が形成される。一方、１ドラム型の画像形成装置では、１個の像担持体に対向する現像装置を変えることにより、各色のトナー像を形成するようにしている。このために、複数の現像装置を回転体に支持し、この回転体を回転させて像担持体に対向する現像装置を変更するようにしている。
【０００３】
ところで、現像装置として、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤を使用するものが知られている。このような現像装置は、現像剤を収容する現像容器と、現像容器内の現像剤を像担持体の現像領域に担持搬送する現像スリーブとを有する。また、現像容器は、現像スリーブに現像剤を供給する現像室と、現像室と並べて配置される攪拌室と、現像室と攪拌室との間で現像剤の受け渡し行う受渡部と、を有する。また、現像室と攪拌室とには、それぞれ現像剤を攪拌しつつ搬送する搬送スクリューを配置している。
【０００４】
そして、搬送スクリューにより現像剤を攪拌しつつ搬送し、受渡部を介して現像剤を攪拌室と現像室との間で循環させる。これにより、トナーとキャリアとが摺擦しつつ攪拌されてトナーが帯電する。現像室に搬送された現像剤は、現像スリーブに担持され、像担持体に形成された静電潜像を現像する。
【０００５】
また、このような現像装置として、搬送スクリューの羽根の峰部に磁性部材を設けたり、搬送スクリューの一部を永久磁石とする構成が知られている（特許文献１、２参照）。また、現像室と攪拌室とを上下に配置する構造で、下側の室から上側の室への現像剤の搬送性を良好にすべく、周囲に複数の磁石を配置したベルトを現像容器に掛け渡し、このベルトを回転させて磁石を移動させる構造が知られている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３０４１４１号公報
【特許文献２】特開２００３−５７９２９号公報
【特許文献３】特開平９−３１９２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述のように現像剤を受渡部で循環させる構造の場合、この受渡部で現像剤の搬送を良好に行えず、現像剤が滞留してしまう場合がある。現像剤が滞留してしまうとトナーの帯電ムラが生じ、画像不良が発生したり、現像剤溢れやスクリューロックなどが発生してしまう可能性がある。上述の特許文献１、２に記載された構造の場合、現像スリーブへの現像剤の供給や、搬送スクリューと容器との間のクリアランスの現像剤の搬送は良好に行えると考えられる。但し、搬送スクリューに磁性部材を単に設けるだけでは、現像室と攪拌室との間の現像剤の搬送性を補助できる訳ではないので、受渡部で現像剤が滞留してしまう可能性がある。
【０００８】
一方、特許文献３に記載された構造の場合、次のような問題が生じる可能性がある。例えば、画像濃度が低い出力画像を多数形成した場合のように、トナーの使用量が少ないと、外添剤の剥がれや埋め込みなどトナーの劣化が生じる。このような状況では、現像剤の流速の差が生じるせん断面で、トナーとキャリアとの分離が発生し、トナー凝集塊が生じ易くなる。そして、現像スリーブの現像剤の担持量を規制するブレード部分で詰りが発生する可能性がある。
【０００９】
例えば、現像スリーブの回転方向に関しブレードの上流では、現像剤の流速差によるせん断面が生じる。そして、このせん断面でトナー凝集塊が成長し、ブレードと現像スリーブとのクリアランスよりもトナー凝集塊と現像スリーブとのクリアランスが小さくなってしまう。この結果、ブレードによる規制量以上に現像剤の担持量が少なくなる、即ち、現像スリーブの現像剤のコート量が少なくなる。コート量が少なくなると、濃度ムラなどの画像不良が生じてしまう。
【００１０】
ここで、特許文献３に記載された構造の場合、現像容器の外部の磁石を移動させることにより、磁石で拘束した現像剤を移動させる。但し、この際、磁石で拘束された現像剤と搬送スクリューにより搬送される現像剤との間で、現像剤の流速差によるせん断面が生じることが避けられない。この結果、せん断面でトナー凝集塊が発生し、このトナー凝集塊がブレード部分に運ばれれば、現像スリーブの現像剤のコート量が少なくなる可能性がある。
【００１１】
特に、近年、定着装置のオイルレス化により、トナーにワックスを含有したものが使用されている。このワックス含有トナーでは、上述のような外添剤の剥がれや埋め込みにより、粘性を有するワックスがトナー表面に存在してくる。この結果、トナー同士がより付着し易くなり、トナー凝集塊が生じ易くなる。したがって、ワックス含有トナーを特許文献３に記載された構造に使用した場合には、上述のようなコート量が少なくなると言う現象が生じ易くなり、画像不良が発生する可能性が高くなる。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑み、トナー凝集塊が生じにくい構造で、現像剤の受渡部での搬送性を良好にできる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、非磁性のトナーと磁性を有するキャリアとを含む２成分現像剤を収容する第１室及び第２室を有する現像容器と、前記第１室及び前記第２室にそれぞれ設けられ、回転軸の周囲に螺旋状の羽根を有して、回転することで現像剤を攪拌しつつ搬送する第１搬送スクリュー及び第２搬送スクリューと、を備え、前記現像容器は、現像剤を前記第１室と前記第２室との間で循環させる１対の受渡部を有し、前記第１搬送スクリューと前記第２搬送スクリューは、前記１対の受渡部のうちの少なくとも一方の受渡部に対向する部分の前記羽根の峰部にそれぞれ永久磁石を備え、前記永久磁石は、前記受渡部に対して現像剤搬送方向下流の方が現像剤搬送方向上流よりも磁束密度が大き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にある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、受渡部に対して現像剤搬送方向下流の方が現像剤搬送方向上流よりも磁束密度が大きくなるように構成しているため、トナー凝集塊が生じるようなせん断面が発生することなく、現像剤の受渡部での搬送を磁力により補助できる。この結果、トナー凝集塊が生じにくい構造で、現像剤の受渡部での搬送性を良好にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成断面図。
【図２】第１の実施形態の現像装置を取り出して示す、現像スリーブの回転軸に直角方向に切断した概略構成断面図。
【図３】同じく、現像スリーブの回転軸と平行に切断した概略構成断面図。
【図４】（ａ）は図３の右部を拡大して示す概略構成図、（ｂ）は（ａ）の一部を拡大して示す図。
【図５】受渡部の現像剤の流れを説明するために図３の右部を拡大して示す模式図。
【図６】本発明の実施形態の別例に係る現像装置を示す、現像スリーブの回転軸に直角方向に切断した概略構成断面図。
【図７】同じく、現像スリーブの回転軸と平行に切断した概略構成断面図。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る現像装置の一部を拡大して示す、図５と同様の図。
【図９】同じく、受渡部を挟んで同極が対向した場合の模式図。
【図１０】同じく、受渡部を挟んで異極が対向した場合の模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図１ないし図５を用いて説明する。先ず、本実施形態の画像形成装置の全体構成及び動作について図１を用いて説明する。
【００１７】
［画像形成装置］
画像形成装置１００は、画像形成装置本体（装置本体）に接続された原稿読み取り装置或いは装置本体に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器からの画像情報にしたがって、画像形成を行う。本実施形態の場合、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の４色フルカラー画像を、電子写真方式を利用して記録材（記録用紙、プラスチックシート、布等）に形成することができる。
【００１８】
このために画像形成装置１００は、４連タンデム型の構成を有し、複数の像形成手段として、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成する第１、第２、第３、第４の画像形成部（画像形成ステーション）ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋを有する。そして、転写手段としての転写装置５が備える中間転写ベルト５１が図示矢印方向に移動して各画像形成部を通過する間に、中間転写ベルト５１上に各画像形成部において各色の画像が重ねられる。そして、この中間転写ベルト５１上で重ね合わされた多重トナー像を記録材に転写することで記録画像が得られる。
【００１９】
即ち、複数の画像形成ステーションは、それぞれが、感光体１及び現像装置４を備え、トナー像を形成する。また、中間転写体である中間転写ベルト５１は、各画像形成ステーションでそれぞれ形成されたトナー像が転写される転写面が移動する。そして、各画像形成ステーションが、中間転写ベルト５１の転写面の移動方向に沿って並べて配置されている。なお、中間転写体に変えて、トナー像が転写される記録材を搬送する記録材搬送体である記録材搬送ベルトにより構成しても良い。即ち、本実施形態は、中間転写方式であるが、各画像形成ステーションから直接記録材に転写する直接転写方式としても良い。この場合、各画像形成ステーションが、記録材搬送ベルトの記録材の搬送方向に沿って並べて配置されている。
【００２０】
なお、各画像形成ステーションの構成は、現像色が異なる以外は実質的に同一とされるので、以下、特に区別を要しない場合は、何れかの画像形成ステーションに属する要素であることを示すために符号に与えた添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略し、総括的に説明する。また、本実施形態では、現像剤として非磁性のトナーと磁性を有するキャリアとを含む２成分現像剤を使用している。
【００２１】
画像形成ステーションＰは、像担持体としてのドラム状の感光体（感光ドラム）１を有する。感光体１の外周には、帯電手段としての帯電器２、露光手段としての（例えばレーザ露光光学系）露光装置３、現像手段としての現像装置４、転写装置５、クリーニング手段としてのクリーニング装置７、除電手段としての除電装置８が設けられている。
【００２２】
転写装置５は、中間転写体としての中間転写ベルト５１を有する。中間転写ベルト５１は複数のローラに掛け回されて、図示矢印方向に回転（周回移動）する。また、中間転写ベルト５１を介して各感光体１に対向する位置には一次転写部材５２が配置されている。また、中間転写ベルト５１が掛け回されたローラのうち一つに対向する位置に二次転写部材５３が設けられている。
【００２３】
画像形成時には、先ず、帯電器２によって、回転する感光体１の表面を一様に帯電させる。次いで、帯電した感光体１の表面を、露光装置３により画像情報信号に応じて走査露光することによって、感光体１上に静電潜像を形成する。感光体１に形成された静電潜像は、現像装置４を用いて現像剤のトナーによりトナー像として顕像化する。その際、消費されたトナー量に応じて、ホッパー２０から不図示の補給経路を通じて補給剤が現像装置４へと供給される。感光体１上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト５１と感光体１とが当接する１次転写部（一次転写ニップ）において、一次転写部材５２に印加される一次転写バイアスの作用によって中間転写ベルト５１上に転写（一次転写）される。例えば、４色フルカラー画像の形成時には、第１の画像形成部ＰＹから順次に、各感光体１から中間転写ベルト５１上にトナー像が転写され、中間転写ベルト５１上に４色のトナー像が重ね合わされた多重トナー像が形成される。
【００２４】
一方、記録材収容部としてのカセット９に収容されている記録材が、ピックアップローラ、搬送ローラ及びレジストローラ等の記録材搬送部材によって搬送される。この記録材の搬送は、中間転写ベルト５１と二次転写部材５３とが当接する二次転写部（ニップ部）に、中間転写ベルト５１上のトナー像と同期がとられて行われる。そして、中間転写ベルト５１上の多重トナー像は、二次転写部において、二次転写部材５３に印加される二次転写バイアスの作用により、記録材上に転写される。
【００２５】
その後、中間転写ベルト５１から分離された記録材は定着装置６へと搬送される。記録材上に転写されたトナー像は、定着装置６によって加熱、加圧されることによって溶融混合されると共に、記録材上に定着される。その後、記録材は機外へ排出される。
【００２６】
一次転写工程後に感光体１上に残留したトナー等の付着物は、クリーニング装置７によって回収される。また、感光体１に残留した静電潜像は、除電装置８によって消去される。これにより、感光体１は、次の画像形成工程に備える。また、二次転写工程後に中間転写ベルト５１上に残留したトナー等の付着物は、中間転写体クリーナ５４によって除去される。
【００２７】
なお、画像形成装置１００は、例えばブラック単色の画像など、所望の単色又は４色のうちいくつかの色用の画像形成部を用いて、単色又はマルチカラーの画像を形成することも可能である。
【００２８】
［２成分現像剤］
次に、本実施形態にて用いられる２成分現像剤について説明する。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している。そして、トナーは、負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径ｄは、５．０μｍ以上、８．０μｍ以下（５．０μｍ≦ｄ≦８．０μｍ）が好ましい。本実施形態では、ｄを７．０μｍとした。本実施形態の場合、トナーは、ワックスを含有している。このワックスは１〜２０重量％含有している。このために、トナーは、少なくともバインダ樹脂、着色剤、ワックスを混練した後、粉砕して得られる。
【００２９】
また、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化能であり、これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。そして、キャリアは、体積平均粒径Ｄが２０．０〜６０．０μｍ（２０．０μｍ≦Ｄ≦６０．０μｍ）とすることが好ましく、３０．０〜５０．０μｍ（３０．０μｍ≦Ｄ≦５０．０μｍ）とするがより好ましい。また、抵抗率は１０７Ωｃｍ以上、好ましくは１０８Ωｃｍ以上である。本実施形態では、体積平均粒径Ｄが４０μｍ、抵抗率が５×１０８Ωｃｍ、磁化量が２６０ｅｍｕ/ｃｃ（２６０×１０３Ａ／ｍ）のキャリアを用いた。
【００３０】
なお、体積平均粒径は以下に示す装置及び方法にて測定した。測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型（コールター社製）、個数平均分布、体積平均分布を出力するためのインターフェース（日科機製）及びパーソナルコンピュータを接続した。電界水溶液として、一級塩化ナトリウムを用いて調製した１％ＮａＣｌ水溶液を使用した。
【００３１】
測定方法は以下に示す通りである。即ち、上記の電界水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１ｍｌ加え、測定試料を０．５〜５０ｍｇ加える。試料を懸濁した電界水溶液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、上記のコールターカウンターＴＡ−ＩＩ型により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定して体積平均分布を求める。こうして求めた体積平均分布より、体積平均粒径を得た。
【００３２】
また、磁性キャリアの抵抗率は、以下のように測定した。即ち、測定電極面積４ｃｍ、電極間間隔０．４ｃｍのサンドイッチタイプのセルを用いて、片方の電極に１ｋｇの重量の加圧下で、両電極間の印加電圧Ｅ（Ｖ／ｃｍ）を印加して、回路に流れた電流から、キャリアの抵抗率を得る方法によって測定した。また、磁性キャリアの体積平均粒径は、レーザ回折式粒度分布測定装置ＨＥＲＯＳ（日本電子製）を用いて、体積基準で粒径０．５〜３５０μｍの範囲を３２対数分割して測定した。そして、それぞれのチャンネルにおける粒子数を測定した。その測定結果から体積５０％のメジアン径をもって体積平均粒径とした。
【００３３】
また、磁性キャリアの磁気特性は、理研電子（株）製の振動磁場磁気特性自動記録装置ＢＨＶ−３０を用いて測定した。キャリア粉体の磁気特性値は、７９５．７ｋＡ／ｍ、７９．５８ｋＡ／ｍの外部磁場をそれぞれつくり、磁性キャリアの磁化の強さを求めた。磁性キャリアの測定用サンプルは、円筒状のプラスチック容器に充分密になるようにパッキングした状態で作成する。この状態で、磁化モーメントを測定し、更に上記で充填した試料の実際の重量を測定して磁化の強さ（ｅｍｕ／ｇ）を求める。又、磁性キャリア粒子の真比重を、例えば乾式自動密度計アキュピック１３３０（島津製作所（株）社製）等により求め、上記のようにして得られた磁化の強さに真比重を掛けることで、単位体積あたりの磁化の強さを求めることができる。
【００３４】
［現像装置］
次に、図２及び図３を用いて、現像装置４について説明する。現像装置４は、現像容器４１を備え、現像容器４１内に現像剤としてトナーとキャリアとを含む２成分現像剤が収容されている。また、現像容器４１の感光体１に対向する位置には、現像剤担持手段としての現像スリーブ４４と、現像スリーブ４４上に担持された現像剤の穂を規制する規制ブレード４６を配置している。
【００３５】
また、現像容器４１の内部は、その略中央部が紙面に垂直方向に延在する隔壁４１ｃによって現像室４１ａ（第１室）と攪拌室４１ｂ（第２室）とに上下に区画されており、現像剤は現像室４１ａ及び攪拌室４１ｂに収容されている。即ち、現像室４１ａが上側に、攪拌室４１ｂが下側に、それぞれ配置されている。
【００３６】
現像室４１ａ及び攪拌室４１ｂには、第１及び第２搬送部材（第１搬送スクリュー及び第２搬送スクリュー）として第１及び第２の搬送スクリュー４２、４３がそれぞれ配置されている。第１搬送部材である第１の搬送スクリュー４２は、現像室４１ａの底部に現像スリーブ４４の軸方向に沿ってほぼ平行に配置されている。そして、図２の矢印方向（反時計回り方向）に回転して現像室４１ａ内の現像剤を軸線方向に沿って一方向に攪拌しつつ搬送する。反時計回りとした理由は、現像スリーブ４４への現像剤の供給という観点で有利だからである。また、第２搬送部材である第２の搬送スクリュー４３は、攪拌室４１ｂ内の底部に搬送スクリュー４２とほぼ平行に配置され、搬送スクリュー４２と反対方向（時計回り）に回転して攪拌室４１ｂ内の現像剤を搬送スクリュー４２と反対方向に攪拌しつつ搬送する。
【００３７】
このように、第１及び第２の搬送スクリュー４２、４３の回転による搬送によって、図３に矢印で示すように、現像剤が隔壁４１ｃの両端部に形成された開口部（１対の受渡部）４１ｄ、４１ｅを通じて現像室４１ａと攪拌室４１ｂとの間で循環される。なお、ホッパー２０は、補給用現像剤として各色のトナーを収容するもので、それぞれ、現像容器４１内に現像剤を補給する。
【００３８】
また、現像容器４１の感光体１に対向した現像領域に相当する位置には開口部があり、この開口部に現像スリーブ４４が感光体１方向に一部露出するように回転可能に配設されている。そして、現像スリーブ４４と感光体１とを近接対向させている。例えば、現像スリーブ４４の直径を２０ｍｍ、感光体１の直径を８０ｍｍ、現像スリーブ４４と感光体１との最近接領域を約３００μｍの距離とする。これにより、現像スリーブ４４により現像領域に搬送した現像剤を感光体１と接触させた状態で、現像が行なえるように設定されている。
【００３９】
このような現像スリーブ４４は、アルミニウムやステンレスのような非磁性材料で構成され、その内部には磁界手段であるマグネットローラ４５が非回転状態で設置されている。このマグネットローラ４５は、現像領域における感光体１に対向して配置された現像極Ｓ１から現像スリーブ４４の回転方向（矢印方向、時計方向）に順に、磁極Ｎ３、磁極Ｎ２、磁極Ｓ２、磁極Ｎ１を有する。
【００４０】
現像時には、マグネットローラ４５の磁気吸引力により現像剤が現像スリーブ４４に担持された状態で、現像スリーブ４４が回転する（担持搬送される）。現像スリーブ４４は、規制ブレード４６による磁気ブラシの穂切りによって層厚を規制された２成分現像剤を担持して、これを感光体１と対向した現像領域に搬送する。そして、感光体１上に形成された静電潜像に現像剤を供給して潜像を現像する。
【００４１】
この時、現像効率、つまり、潜像へのトナーの付与率を向上させるために、現像スリーブ４４には電源Ｆから直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアス電圧が印加される。本実施形態では、−５００Ｖの直流電圧と、ピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖｐｐが８００Ｖ、周波数ｆが１２ｋＨｚの交流電圧とした。しかし、直流電圧値、交流電圧波形はこれに限られるものではない。また、一般に、２成分磁気ブラシ現像法においては、交流電圧を印加すると現像効率が増して画像は高品位になるが、逆にかぶりが発生し易くなる。このため、現像スリーブ４４に印加する直流電圧と感光体１の帯電電位（即ち白地部電位）との間に電位差を設けることにより、かぶりを防止している。
【００４２】
現像領域に於いては、現像装置４の現像スリーブ４４は、共に感光体１の移動方向と順方向で移動し、周速比は、対感光体の１．７５倍で移動している。この周速比に関しては、０．５〜２．５倍の間で設定され、好ましくは、１．０〜２．０倍の間に設定されればよい。移動速度比は、大きくなればなるほど現像効率はアップするが、あまり大きすぎると、トナー飛散、現像剤劣化等の問題点が発生するので、上記の範囲内で設定することが好ましい。
【００４３】
また、穂切り部材である規制ブレード４６は、現像スリーブ４４の長手方向軸線に沿って延在した板状のアルミニウムなどで形成された非磁性部材で構成され、感光体１よりも現像スリーブ回転方向上流側に配設されている。そして、この規制ブレード４６の先端部と現像スリーブ４４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。尚、規制ブレード４６の現像スリーブ４４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４４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。例えば、規制ブレード４６によって、現像スリーブ４４上の単位面積当りの現像剤コート量を３０ｍｇ／ｃｍ２に規制する。なお、規制ブレード４６と現像スリーブ４４は、間隙を２００〜１０００μｍ、好ましくは３００〜７００μｍに設定される。本実施形態では５００μｍに設定した。
【００４４】
［受渡部］
次に、現像室４１ａと攪拌室４１ｂとの間で現像剤の受け渡しを行う受渡部（開口部）４１ｄ、４１ｅ付近の構造について、図４及び図５を用いて説明する。まず、本実施形態の場合、第１及び第２の搬送スクリュー４２、４３は、それぞれ回転軸４２ａ、４３ａと、回転軸４２ａ、４３ａの周囲に螺旋状（スパイラル状）に配置された羽根４２ｂ、４３ｂと、を有する。そして、それぞれのスクリュー４２、４３の羽根４２ｂ、４３ｂの峰部に沿って、磁性部材である永久磁石４２ｃ、４３ｃを、羽根４２ｂ、４３ｂの全域に亙って配置している。これら永久磁石４２ｃ、４３ｃは、それぞれ所定長さ（例えば６ｍｍピッチ）のＳ極とＮ極とがランダムに連続したワイヤー状に形成されており、羽根４２ｂ、４３ｂの峰部に形成された凹溝内に埋め込まれるように配置されている。そして、永久磁石４２ｃ、４３ｃが、それぞれ羽根４２ｂ、４３ｂの峰部の頂点から突出しないように構成している。
【００４５】
なお、永久磁石４２ｃ、４３ｃを考慮して、現像容器４１の壁とのクリアランスが適切に規制されていれば、永久磁石４２ｃ、４３ｃを峰部から突出させても良い。また、本実施形態で永久磁石４２ｃ、４３ｃを、Ｓ極とＮ極とがランダムに配置されたものとしたのは、全面を同極とする場合、磁束密度をムラなく形成することは難しく製造コストが高くなるのに対し、ランダム構成とすれば、低コスト化を図れるためである。
【００４６】
また、下側の攪拌室４１ｂに配置される第２の搬送スクリュー４３の場合、現像剤の搬送方向下流端部に、返し部材４７を設けている。この返し部材４７は、搬送スクリュー４３の羽根４３ｂの傾斜方向と逆に形成された螺旋状の羽根により構成され、搬送スクリュー４３の回転により、羽根４３ｂによる現像剤の搬送方向と逆方向に現像剤を搬送する。本実施形態の場合、返し部材４７を構成する羽根の峰部にも永久磁石４３ｃを配置している。
【００４７】
また、第１の搬送スクリュー４２と第２の搬送スクリュー４３とは、１対の受渡部４１ｄ、４１ｅのうちの少なくとも一方の受渡部４１ｅに対向する部分に、それぞれ受渡部４１ｅを挟んで互いに異極となる部分を有する磁性部２００ａ、２００ｂを備える。即ち、磁性部２００ａ、２００ｂは、攪拌室４１ｂから現像室４１ａに現像剤を搬送する受渡部４１ｅに対向する部分に配置される。なお、本実施形態の場合、図３に示すように、現像室４１ａから攪拌室４１ｂに現像剤を搬送する受渡部４１ｄに対向する部分にも、磁性部２０１ａ、２０１ｂを有する。但し、第１の搬送スクリュー４２及び第２の搬送スクリュー４３の受渡部４１ｄに対向する部分には、磁性部を設けない、即ち、この部分には永久磁石を配置しないようにしても良い。
【００４８】
複数の磁性部２００ａ、２００ｂ、２０１ａ、２０１ｂは、それぞれ、永久磁石４２ｃ、４３ｃの一部により構成される。永久磁石４２ｃ、４３ｃは、それぞれＳ極とＮ極とをランダムに配置しているが、本実施形態の場合、磁性部２００ａと磁性部２００ｂとの間、磁性部２０１ａと磁性部２０１ｂとの間で、少なくとも一部で異極同士が対向するように構成している。ここで、少なくとも一部で異極同士が対向するとは、搬送スクリュー４２、４３の回転位置によって、同極同士のみが対向したり異極同士のみが対向する構成も含む。また、搬送スクリュー４２、４３の回転位置によって異極同士が対向する位置が軸方向にずれるように構成されても良い。また、搬送スクリュー４２、４３の回転に拘らず、同極同士のみが対向すると言うような構成であっても、受渡部において下流側の磁力が大きければ本発明の効果を得ることができる。
【００４９】
上述の各磁性部２００ａ、２００ｂ、２０１ａ、２０１ｂの構成として好ましくは、異極同士が対向する割合が同極同士で対向する割合以上となるようにする。即ち、本実施形態の場合、搬送スクリュー４２、４３はほぼ等速で回転するが、この場合に、１周の間に異極同士が対向する割合が、１周全体で対向する領域に対して、５０％以上、好ましくは、６０％以上、より好ましくは７０％以上とする。このような割合は、搬送スクリュー４２、４３の回転速度を考慮して定める事が好ましい。
【００５０】
また、複数の磁性部２００ａ、２００ｂ、２０１ａ、２０１ｂは、下流磁性部２００ａ、２０１ｂの磁束密度が、上流磁性部２００ｂ、２０１ａの磁束密度よりも大きくなるように構成している。下流磁性部２００ａ、２０１ｂが受渡部４１ｄ、４１ｅでの現像剤搬送方向下流で、上流磁性部２００ｂ、２０１ａが受渡部４１ｄ、４１ｅでの現像剤搬送方向上流である。即ち、第１の搬送スクリュー４２の羽根４２ｂに設けた永久磁石４２ｃは、受渡部４１ｅに対向する磁性部２００ａ側の磁束密度を高く、受渡部４１ｄに対向する磁性部２０１ａ側の磁束密度を低くしている。また、第２の搬送スクリュー４３の羽根４３ｂに設けた永久磁石４３ｃは、受渡部４１ｅに対向する磁性部２００ｂ側の磁束密度を低く、受渡部４１ｄに対向する磁性部２０１ａ側の磁束密度を高くしている。
【００５１】
なお、第１及び第２の搬送スクリュー４３の受渡部４１ｄに対向する部分に磁性部を設けなければ、第１の搬送スクリュー４２に設けた永久磁石４２ｃの磁束密度を、第２の搬送スクリュー４３に設けた永久磁石４３ｃよりも大きくすれば良い。これにより、少なくとも、下流磁性部２００ａの磁束密度を上流磁性部２００ｂの磁束密度よりも大きくできる。また、これら下流磁性部２００ａの磁束密度と上流磁性部２００ｂの磁束密度との差は、５〜１００ｍＴ（ミリテスラ（５０〜１０００ガウス））、好ましくは、２０〜６０ｍＴ（２００〜６００ガウス）とする。
【００５２】
このように構成される本実施形態の場合、第１及び第２の搬送スクリュー４２、４３の羽根４２ｂ、４３ｂの峰部に永久磁石４２ｃ、４３ｃを配置しているため、図４（ｂ）及び図５に示すように、羽根４２ｂ、４３ｂに現像剤ｔを穂立ち状に担持する。これにより、第１及び第２の搬送スクリュー４２、４３と現像容器４１（の内壁）とのクリアランスに存在する現像剤を搬送し易くできる。そして、現像剤の無駄を低減できる。
【００５３】
即ち、第１及び第２の搬送スクリュー４２、４３と現像容器４１とは、十分なクリアランスが存在するように寸法設定がされる。これは、搬送スクリューが容器内壁に近接していると、現像剤が摩擦により固着してしまい固着された現像剤の塊が画像上に出てしまったり、騒音が発生するなどの問題が発生することがあるためである。
【００５４】
一方、本実施形態のように、タンデム型の画像形成装置に使用される現像装置の場合、１ドラム型の画像形成装置に用いられるロータリー式の現像装置とは異なり、軸を中心として回転（公転）することがない。このため、現像容器の内壁に近接した位置にある現像剤は、容器内の搬送スクリューによって攪拌、搬送し切れずに滞留し易い。ロータリー式の現像装置のように、軸を中心に配置された各現像装置が公転する場合には、各現像装置内の現像剤は流動し易いため、搬送スクリューが届かない位置にある隅々の現像剤を、滞留することなく、充分に攪拌・搬送されることができる。
【００５５】
しかし、タンデム型の画像形成装置に装備される各現像装置は、公転しないため、容器内の搬送スクリューの外径側端縁よりも外側に位置する現像剤は、攪拌・搬送されることがなく、トナーが充分に帯電していない状態で滞留する。このような現像剤が何らかのタイミングで搬送された場合、十分に帯電量が付与される以前に現像スリーブ４４に供給され、結果として画像ムラになってしまうことがある。また、スクリュー外径から外れて搬送できない現像剤と搬送されている現像剤とのせん断面でトナー凝集塊（現像剤の塊）が発生する可能性があり、現像剤の塊が画像上に出るなどの画像不良が生じる可能性がある。
【００５６】
更に、現像容器の容量は決まっているので、収容される現像剤の量も決まっている。この現像剤の収容量は、現像剤の寿命、つまりメンテナンス間隔に大きく関わってくるので、できるだけ搬送・攪拌されない現像剤といったものを出さず、無駄の無いように使用することが望まれる。これからの市場の要求として、カラー機はより一層の高速化のためにタンデム型に移行する傾向にあるので、このような使用されない現像剤の発生という無駄を低減し、収容容器内に補給された全ての現像剤を効率よく利用することが必要不可欠である。
【００５７】
そこで、本実施形態のように、搬送スクリュー４２、４３の羽根４２ｂ、４３ｂの峰部に永久磁石４２ｃ、４３ｃを配置することにより、タンデム型の構造であっても、容器の内壁に近接した位置に存在する現像剤を搬送することができる。この結果、トナーが十分帯電した状態で現像スリーブ４４に供給することができ、画像ムラを抑えられ、また、現像剤の塊を生じにくくして画像不良を抑えられ、更に、現像剤の無駄を低減できる。
【００５８】
また、攪拌室４１ｂを攪拌・搬送されてきた現像剤は、第２の搬送スクリュー４３の搬送方向下流端部まで搬送される。そして、第２の搬送スクリュー４３の返し部材４７で搬送された現像剤と羽根４３ｂで搬送された現像剤とがぶつかり合って、現像剤を上方に跳ね上げられる力が生じる。更に、この跳ね上げる力が生じた状態で、第２の搬送スクリュー４３により運ばれてきた現像剤が滞留することにより、受渡部４１ｅを介して現像剤が現像室４１ａに搬送される。
【００５９】
本実施形態では、下流磁性部２００ａと上流磁性部２００ｂとが受渡部４１ｅを挟んで、少なくとも一部で異極同士が対向するように構成している。このため、下流磁性部２００ａと上流磁性部２００ｂとの間で磁束線が繋がるように磁場が形成される。そして、下流磁性部２００ａの磁束密度を上流磁性部２００ｂの磁束密度よりも大きくすることにより、受渡部４１ｅでの現像剤の受渡しを補助するような磁力を発生させることができ、受渡部４１ｅで現像剤の過剰な滞留を低減できる。
【００６０】
また、本実施形態の場合、受渡部４１ｅの第１の搬送スクリュー４２の搬送方向に関する開口の広さ（間口広さ）を、第１の搬送スクリュー４２の１ピッチ分の長さよりも大きくしている。具体的には、図４（ａ）及び図５に示す様に、受渡部４１ｅの間口広さを第１の搬送スクリュー４２の２ピッチ分としている。以下、この理由について説明する。なお、スクリューのピッチとは、スクリューの回転軸方向に関する羽根の間隔である。
【００６１】
まず、第１、第２の搬送スクリュー４２、４３の峰部に永久磁石を設けない構造の場合、受渡部４１ｅの間口広さは、第１の搬送スクリュー４２の１ピッチ分とすることが好ましい。即ち、受渡部４１ｅで現像剤の受渡しを補助するような磁力が発生しない場合、この受渡部４１ｅの間口広さを第１の搬送スクリュー４２の１ピッチ分とすることにより、受渡部４１ｅでの現像剤の過剰な滞留を低減できる。この理由は以下の通りである。
【００６２】
受渡部４１ｅの間口広さがスクリューの１ピッチ分よりも小さいと、そもそも現像剤の組み上がり量が低減してしまう。これに対して、受渡部４１ｅの間口広さがスクリューの１ピッチ分よりも大きいと、攪拌室４１ｂから受渡部４１ｅを通過して現像室４１ａに汲み上げられても、一部が受渡部４１ｅから再び攪拌室４１ｂに戻されてしまう。即ち、受渡部４１ｅを通過して現像室４１ａに汲み上げられた現像剤の一部は、第１の搬送スクリュー４２に受け渡された後、第１の搬送スクリュー４２が１回転した時、即ち、スクリューの１ピッチ分移動した時に、再度、受渡部４１ｅと対向する。そして、この一部の現像剤が受渡部４１ｅを通過して攪拌室４１ｂに戻ってしまう。特に、本実施形態のように、現像室４１ａの重力方向下方に攪拌室４１ｂが存在する場合、上述の受渡部４１ｅと対向する一部の現像剤が、重力により攪拌室４１ｂに戻り易くなる。
【００６３】
このように、受渡部４１ｅの間口広さがスクリューの１ピッチ分よりも小さくても大きくても、受渡部４１ｅで現像剤の過剰な滞留を引き起こしかねない。このため、スクリューに磁石を設けず、受渡部４１ｅで現像剤の受渡しを補助するような磁力が発生しない構造の場合、受渡部４１ｅの間口広さは、第１の搬送スクリュー４２の１ピッチ分とすることが好ましい。
【００６４】
一方、本実施形態のように、受渡部４１ｅで現像剤の受渡しを補助するような磁力が発生する構造の場合、受渡部４１ｅの間口広さを第１の搬送スクリュー４２の１ピッチ分の長さよりも大きくできる。即ち、受渡部４１ｅで現像剤の受渡しを補助するような磁力が発生するため、上述のように第１の搬送スクリュー４２に受け渡された現像剤の一部が、スクリューの１ピッチ分移動して受渡部４１ｅと対向しても、攪拌室４１ｂに戻りにくくなる。特に、本実施形態のように、現像室４１ａの重力方向下方に攪拌室４１ｂが存在する場合でも、受渡部４１ｅに対向する現像剤の重力による落下をある程度防ぐことができ、攪拌室４１ｂに戻る現像剤の量を低減できる。
【００６５】
また、受渡部４１ｅの間口広さが大きければ、この受渡部４１ｅを通過できる現像剤の量を多くできるため、攪拌室４１ｂから現像室４１ａに現像剤を効率良く受け渡すことができる。したがって、本実施形態の場合、受渡部４１ｅの間口広さを大きくすることにより、現像剤を受け渡す効率を良好にでき、受渡部４１ｅでの現像剤の過剰な滞留を低減できる。
【００６６】
なお、第１の搬送スクリュー４２に配置する永久磁石は、受渡部４１ｅの間口広さよりも大きい領域に設けることが好ましい。即ち、第１の搬送スクリュー４２の回転軸線方向に関して永久磁石が設けられている領域は、受渡部４１ｅの第１の搬送スクリュー４２の搬送方向に関する開口の広さ（開口幅）よりも長くすることが好ましい。仮に、第１の搬送スクリュー４２の永久磁石が、受渡部４１ｅの間口広さよりも狭い領域に配置されているとすると、永久磁石が存在しないところでは現像剤が攪拌室４１ｂに戻ることを抑えられず、上述した本実施形態の効果が低減してしまう。ただし、少なくとも永久磁石があれば受渡部４１ｅに対向する現像剤の重力による落下を防ぐ効果を得ることができる。
【００６７】
次に、上述の本実施形態の効果を確認するために行った実験について説明する。実験では、第１、第２の搬送スクリュー４２、４３に永久磁石を設けた場合と、設けていない場合とで、それぞれ受渡部４１ｅの間口広さを変えて、受渡部４１ｅでの現像剤の汲み上げ量を測定した。なお、第１、第２の搬送スクリュー４２、４３に永久磁石を設けた場合とは、受渡部４１ｅで現像剤の受渡しを補助するような磁力が発生する構造の場合であり、永久磁石がない場合とは、このような磁力が発生しない構造の場合である。
【００６８】
また、この実験では、各々の条件で、現像装置４内の現像剤量、及び、現像スリーブ４４、第１、第２の搬送スクリュー４２、４３の速度を固定して運転し、所定時間経過した後の、現像室４１ａと攪拌室４１ｂとの現像剤量をそれぞれ測定した。そして、現像室４１ａに存在する現像剤の量が多くなれば汲み上げ量が多くなったと判断した。具体的には、現像装置４内の現像剤量は、現像スリーブ４４上に存在する分を除いて５００ｇ、現像スリーブ４４の速度を５００ｍｍ／ｓ、第１、第２の搬送スクリュー４２、４３の速度を６００ｍｍ／ｓとして、実験を行った。この実験結果を表１に示す。
【００６９】
【表１】
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【００７０】
表１から明らかなように、第１、第２の搬送スクリュー４２、４３に永久磁石がない場合には、受渡部４１ｅの間口広さがスクリューの１ピッチ分のときに最も現像室４１ａの現像剤量が多かった。一方、第１、第２の搬送スクリュー４２、４３に永久磁石がある場合には、受渡部４１ｅの間口広さがスクリューの２ピッチ分のときに最も現像室４１ａの現像剤量が多かった。また、第１、第２の搬送スクリュー４２、４３に永久磁石がある場合の方が、間口広さに拘らず、現像室４１ａの現像剤量が多かった。更に、現像剤の比率として、現像室４１ａの現像剤量と攪拌室４１ｂの現像剤量とに比が４０：６０よりも、現像室４１ａの現像剤量に比率が小さい場合には、受渡部４１ｅで過剰な滞留が発生することがわかった。
【００７１】
この実験から明らかなように、本実施形態のように、第１、第２の搬送スクリュー４２、４３に永久磁石を設けた構造の場合、受渡部４１ｅの間口広さをスクリューの１ピッチ分よりも大きくすることにより、現像剤の汲み上げ量を多くできる。なお、実験では、受渡部４１ｅの間口広さをスクリューの２ピッチ分としたが、この間口広さを更に大きくすることも可能である。但し、この間口広さの上限は、受渡部４１ｅが現像スリーブ４４の現像剤担持領域とオーバーラップしない位置までとする。これは、現像終了後のトナー濃度が低下した現像剤が、すぐに現像スリーブ４４に供給されて、現像スリーブ４４の長手方向で濃度ムラが生じてしまうためである。
【００７２】
即ち、受渡部４１ｅが現像剤担持領域とオーバーラップしてしまうと、現像終了後の現像剤が、現像スリーブ４４から攪拌室４１ｂに戻された後、すぐに受渡部４１ｅを通過して現像室４１ａに汲み上げられ、現像スリーブ４４に供給されてしまう。現像終了後に現像スリーブ４４から攪拌室４１ｂに戻されたトナーは、攪拌室４１ｂに戻された直後は、攪拌が不十分であるためトナー濃度が低い状態のままである。したがって、このようなトナーが、すぐに現像スリーブ４４に供給されてしまうと、現像スリーブ４４の長手方向で濃度ムラが生じてしまう。したがって、間口広さの上限は、受渡部４１ｅが現像スリーブ４４の現像剤担持領域とオーバーラップしない位置までとする。本実施形態では、間口広さを、受渡部４１ｅが現像スリーブ４４の現像剤担持領域とオーバーラップせず、現像室の攪拌室に対する現像剤量の比率が４０：６０以上となり、且つ、汲み上げ量が多くなるスクリューの２ピッチ分とした。
【００７３】
また、本実施形態では、磁石を搬送スクリュー側に設けているため、磁石と搬送スクリューとの間にトナー凝集塊が生じるようなせん断面が発生することがなく、トナー凝集塊の発生による画像ムラを低減できる。即ち、前述の特許文献３に記載された構造のように、搬送スクリュー以外に現像剤を磁石により拘束した状態で移動させる訳ではないため、トナー凝集塊が生じるようなせん断面の発生を防止できる。この結果、トナー凝集塊が発生して画像ムラが生じることを低減できる。このような作用は、受渡部４１ｄでも同様である。但し、受渡部４１ｄの場合には、重力により現像剤が受け渡され易いため、前述したように、磁性部を設けなくても良い。
【００７４】
特に、本実施形態の場合、トナーにワックスを含有しているため、現像剤が劣化すると、粘性を有するワックスがトナー表面に存在してきて、トナー同士がより付着し易くなり、トナー凝集塊が生じ易くなる。これに対して、本実施形態の場合、上述のように、トナー凝集塊が生じるようなせん断面が発生することがないため、トナーにワックスを含有していてもトナー凝集塊が生じにくく、画像ムラを低減できる。
【００７５】
また、本実施形態のように、搬送スクリュー４２、４３の羽根４２ｂ、４３ｂの峰部に永久磁石４２ｃ、４３ｃを設けた現像装置で、このような現像剤の過剰な滞留を有効に低減でき、スクリューロックや現像剤が溢れることを低減できる。
【００７６】
即ち、羽根４２ｂ、４３ｂの峰部に永久磁石４２ｃ、４３ｃを設けると、永久磁石により現像剤を拘束して、現像室４１ａと攪拌室４１ｂとの間で現像剤の通過を許す受渡部４１ｄ、４１ｅにおいて、現像剤の搬送方向の流れを阻害してしまう。この結果、現像剤が受渡部４１ｄ、４１ｅで滞留し、現像剤の滞留により搬送スクリュー４２、４３の負荷が重くなり、更には、現像容器４１から現像剤が溢れたり、搬送スクリュー４２、４３がロックする可能性がある。
【００７７】
これに対して本実施形態のように、受渡部４１ｄ、４１ｅに磁性部２００ａ、２００ｂ、２０１ａ、２０１ｂを設け、磁束密度に差を設けることにより受渡部４１ｄ、４１ｅでの現像剤の受け渡しを補助すれば、現像剤の過剰な滞留を有効に低減できる。この結果、スクリューロックや現像剤が溢れることを低減できる。
【００７８】
また、本実施形態のように、現像室４１ａと攪拌室４１ｂとが上下に配置された縦型の現像装置４は、攪拌室４１ｂから現像室４１ａに現像剤を受け渡す受渡部４１ｅで、現像剤を重力に逆らって搬送する必要がある。このため、受渡部４１ｅで、上述のような現像剤の滞留が生じ易くなる。本実施形態の場合、下流磁性部２００ａの磁束密度と上流磁性部２００ｂの磁束密度との差を、５〜１００ｍＴ、好ましくは、２０〜６０ｍＴとしているため、受渡部４１ｅでの現像剤の滞留を低減できる。
【００７９】
磁束密度の差を５ｍＴ以上としたのは、重力の影響を考慮したためである。即ち、受渡部４１ｅで現像剤の搬送を良好に行うためには、下流磁性部２００ａと上流磁性部２００ｂとで形成される磁場による力と重力とを加味した合力が、受渡部４１ｅで、現像剤の搬送方向（即ち、上側）を向いている必要がある。仮に、下流磁性部２００ａを上流磁性部２００ｂよりも磁力を小さくすると、現像剤が上方に向かう力を妨げることになり、結果として、現像剤溢れやスクリューロックが生じ易くなる。本発明者らの検討によると、下流磁性部２００ａの磁束密度と上流磁性部２００ｂの磁束密度との差を５ｍＴにすれば、現像剤の流れが円滑となり搬送スクリューがロックすることは無かった。
【００８０】
一方、磁束密度の差を１００ｍＴ以下としたのは、現像スリーブ４４内のマグネットローラ４５の磁力に影響を与えないためである。即ち、磁束密度の差が１００ｍＴ以上となるように、現像室４１ａの第１の搬送スクリュー４２の永久磁石４２ｃの磁束密度を高くすると、隣接して配置される現像スリーブ４４内のマグネットローラ４５の磁力に影響を与えてしまう。そして、現像スリーブ４４による現像剤の担持不良などが生じる可能性がある。このため、本実施形態では、磁束密度の差を１００ｍＴ以下としている。なお、より好ましくは、下限値及び上限値の余裕をみて、磁束密度の差を２０〜６０ｍＴとする。例えば、第１の搬送スクリュー４２の永久磁石４２ｃの表面の磁束密度を８０ｍＴ（８００ガウス）、第２の搬送スクリュー４３の永久磁石４３ｃの表面の磁束密度を２０ｍＴ（２００ガウス）とする。
【００８１】
なお、本実施形態の画像形成装置で用いた感光ドラムの材質、現像剤および画像形成装置の構成等はこれらに限ったものではなく、本発明が様々な現像剤および画像形成装置に適用可能であることは言うまでもない。例えば、トナーの色や色数やワックスの有無、各色のトナー現像を行う順序、現像剤攪拌搬送部材の本数、キャリアの磁化量等は本実形態に限定されるものではない。
【００８２】
また、現像装置の構成に関して、本実施形態は、現像室４１ａと攪拌室４１ｂは上下に配置されるが、図６及び図７に示すように、現像室４１ａと攪拌室４１ｂが水平に配置された現像装置、或いは、その他の形態の現像装置においても、本発明は適用可能である。なお、図６及び図７に示した構造は、現像室４１ａと攪拌室４１ｂが水平に配置されている以外、上述の実施形態と同様であるため、同様の構成部分については同じ符号を付す。また、搬送スクリュー４２、４３の受渡部４１ｄに対向する部分を磁性部としない場合には、搬送スクリュー４２、４３に設ける永久磁石４２ｃ、４３ｃの磁束密度は、それぞれ長手方向で均一としても良い。
【００８３】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図８ないし図１０を用いて説明する。なお、本実施形態の画像形成装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるため、画像形成装置全体の説明は割愛する。本実施形態においては、例えば厚紙通紙の際に、定着性を確保するために、現像剤を搬送する搬送スクリューの速度が遅くなった系に関するものである。
【００８４】
画像形成装置においては、坪量が大きいメディアや、光沢のあるコート紙と呼ばれるメディアなどの通紙を行う際、定着性を確保するために、生産性を落とすものが存在する。生産性を落とすということは、画像形成装置全体の速度を落とすことであり、現像装置４も全体的に速度を落とす。即ち、現像装置４内の現像スリーブ４４、第１及び第２の搬送スクリュー４２、４３の速度も低下する。
【００８５】
この時、第２の搬送スクリュー４３の返し部材４７で搬送された現像剤と羽根４３ｂで搬送された現像剤とがぶつかり合って上方に跳ね上げられる力が小さくなり、現像剤の受渡し能力が低下する。その結果、生産性を落とさない時よりも、現像剤溢れやスクリューロックが発生する可能性が高くなる。本実施形態では、例えば、厚紙を通紙する場合には、通常の速度よりも、１／３の速度に減速する画像形成装置を採用している。
【００８６】
そこで、本実施形態においては、現像剤の受渡し能力をより強くするために、下流磁性部２００ａと上流磁性部２００ｂとは、少なくとも受渡部４１ｅに対向する全面が、それぞれ単一の磁極で、且つ、互いに異極となるように構成されている。例えば、下流磁性部２００ａを構成する永久磁石４２ｃがＳ極であれば、上流磁性部２００ｂを構成する永久磁石４３ｃをＮ極とする。
【００８７】
ここで、受渡部４１ｅに対向する全面とは、搬送スクリュー４２、４３の受渡部４１ｅに対向する軸方向の範囲の全周に亙った面を言う。即ち、搬送スクリュー４２、４３の回転位置に拘らず、下流磁性部２００ａ及び上流磁性部２００ｂの受渡部４１ｅに対向する部分が、それぞれ単一の磁極で、且つ、互いに異極となるように構成される。
【００８８】
このように構成した理由について説明する。まず、前述の第１の実施形態のように、各々の搬送スクリュー４２、４３の永久磁石表面がランダムな磁極配置の時は、搬送スクリューが回転する際、同極が隣り合うことがある。この時、図９のように反発する磁界が発生し、現像剤が横に逃げるような挙動をする。この場合に、画像形成装置が通常速度で運転し、搬送スクリューの速度がある程度速いと、このような挙動が生じても現像剤の搬送をスムーズに行える。即ち、搬送スクリューの速度がある程度速いと、搬送スクリュー４３の返し部材４７で搬送された現像剤と羽根４３ｂで搬送された現像剤とがぶつかり合って上方に跳ね上げられる力が大きい。このため、この跳ね上げられる力により現像剤が磁界を横切って搬送方向下流の下流磁性部２００ａにより吸着され、受渡部４１ｅでの現像剤の搬送がスムーズに行われる。
【００８９】
ところが、搬送スクリューの速度が遅くなってくると、返し部材４７で搬送された現像剤と羽根４３ｂで搬送された現像剤とがぶつかり合って上方に跳ね上げられる力が弱くなり、磁界の影響が無視できなくなり、現像剤の滞留が発生する。
【００９０】
そこで、本実施形態の場合には、第１の搬送スクリュー４２の下流磁性部２００ａの磁極と第２の搬送スクリュー４３の上流磁性部２００ｂの磁極を異極とすることで、図１０のように磁界が常に上下方向に伸びる形で発生させている。このため、同極が対向することによる、磁界による現像剤の引き戻し作用がなくなり、搬送スクリューの速度が遅くなっても、受渡部４１ｅでの現像剤の受け渡しをスムーズに行える。
【００９１】
なお、本実施形態では、搬送スクリュー４２、４３の受渡部４１ｄに対向する部分に磁性部を設けずに、搬送スクリュー４２の永久磁石４２ｃの表面の磁極をＳ極とし、搬送スクリュー４３の永久磁石４３ｃの表面をＮ極とした。また、永久磁石４２ｃの表面の磁束密度を８０ｍＴ、永久磁石４３ｃの表面の磁束密度を２０ｍＴとした。但し、搬送スクリュー４２、４３の受渡部４１ｄに対向する部分に磁性部を設け、この部分の磁極の関係も受渡部４１ｅ部分と同様にしても良い。この場合、例えば、搬送スクリュー４２の全域に亙って永久磁石４２ｃの表面の磁極をＳ極とし、搬送スクリュー４３の全域に亙って永久磁石４３ｃの表面をＮ極としても良いが、磁束密度は両端部で異ならせる。
【００９２】
本実施形態の場合、例えば、定着性を確保するために、現像剤攪拌搬送部材の速度が落ちた場合においても、現像剤の搬送方向の流れを阻害することなく、現像剤溢れや現像剤攪拌搬送部材がロックすることのない現像装置を提供することが出来る。なお、通常の速度においても、受渡部での現像剤の搬送性を向上させることは言うまでもない。
【００９３】
以上の２つの実施形態によって本発明の画像形成装置を説明したが、上記に挙げた構成に限られるものではなく、本発明の提案に従ってさまざまな構成をとることが可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１・・・感光体（感光ドラム、像担持体）、４・・・現像装置、４１・・・現像容器、４１ａ・・・現像室（第１室）、４１ｂ・・・攪拌室（第２室）、４１ｄ、４１ｅ・・・受渡部（開口部）、４２・・・第１の搬送スクリュー（第１搬送部材）、４３・・・第２の搬送スクリュー（第２搬送部材）、４２ａ、４３ａ・・・回転軸、４２ｂ、４３ｂ・・・羽根、４２ｃ、４３ｃ・・・永久磁石（磁性部材）、５１・・・中間転写ベルト（中間転写体）、１００・・・画層形成装置、２００ａ・・・下流磁性部、２００ｂ・・・上流磁性部、２０１ａ・・・上流磁性部、２０１ｂ・・・下流磁性部、ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋ・・・画像形成ステーション
【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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