(57)【要約】【課題】電車や飛行機といった移動体中における傾き、振動の影響下においても、未帯電現像剤に対して帯電不良を引き起こすことなく、良好な画像を長期にわたって形成することが可能な現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供する。【解決手段】現像剤収容部２内の現像剤搬送路内に、回転駆動される回転軸に螺旋状の回転羽根が形成されたスクリュー部材１１、１２が設けられ、現像剤搬送路の内面の少なくとも一部には、現像剤搬送路内に向かって突出した凸状のリブ４０が形成され、回転羽根の外形部１１Ａ、１２Ａと凸状リブ４０の先端部とは、近接して配置されるか、或いは、接触して配置される。【選択図】図７
2007333820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収容する現像剤収容部と、
該現像剤収容部に設けられ、現像剤を担持搬送し、像担持体上に形成された静電像を現像する現像剤担持体と、
前記現像剤収容部内の現像剤搬送路内に設けられ、回転駆動される回転軸に螺旋状の回転羽根が形成されたスクリュー部材と、
を有する現像装置において、
前記現像剤搬送路の内面の少なくとも一部には、前記現像剤搬送路内に向かって突出した凸状のリブが形成され、
前記回転羽根の外形部と前記凸状リブの先端部とは、近接して配置されるか、或いは、接触して配置される、
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記凸状リブは、前記スクリュー部材に沿って等間隔、或いは、不等間隔にて複数形成され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】
前記現像剤搬送路は、前記スクリュー部材の下方半周に対応した湾曲状の底面と、この底面より上方へと互いに平行に延在した両側面とを備え、
前記凸状リブは、前記底面及び両側面に形成され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】
前記凸状リブは、前記底面に形成された第１リブと、前記両側面に形成された第２リブとを有し、
前記第１リブと前記第２リブとは、前記スクリュー部材に沿って互い違いに形成され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】
前記第１リブは、前記スクリュー部材の中心角９０°以上、１２０°以下の範囲にて形成されることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
前記凸状リブは、現像剤の搬送方向上流側及び下流側の側面が、前記スクリュー部材の回転中心に向かって垂直に形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記凸状リブは、現像剤の搬送方向上流側の側面が、前記スクリュー部材の回転中心に向かった傾斜して形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の現像装置。
【請求項８】
前記回転羽根の外形部と前記凸状リブの先端部とが近接して配置される場合には、前記凸状リブの前記現像容器内面からの高さ（ｈ）は、前記回転羽根の外形部と前記凸状リブの先端部との間隙（ｇ）の２０％以上、８０％以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載の現像装置。
【請求項９】
少なくとも、像担持体と、現像装置とが一体とされたプロセスカートリッジにおいて、
前記現像装置は、請求項１〜８のいずれかの項に記載の現像装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１０】
画像形成装置本体に対してプロセスカートリッジが着脱自在とされた画像形成装置において、
前記プロセスカートリッジは、請求項９に記載のプロセスカートリッジであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
像担持体と、前記像担持体上の静電像を現像剤を用いて現像し可視画像とする現像装置と、前記現像装置に補給用現像剤を補給する現像剤補給手段と、を有した画像形成装置において、
前記現像装置は、請求項１〜８のいずれかの項に記載の現像装置であ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、一般には、電子写真方式、静電記録方式等によって像担持体上に形成された静電像を現像して可視画像を形成する現像装置に関する。又、本発明は、斯かる現像装置を備えたプロセスカートリッジ、及び、斯かる現像装置を備えた、例えば複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電子写真方式による画像形成は、複写機やプリンタなどの画像形成装置に用いられる最もよく知られた印刷方式の一つであり、高速の印刷能力、イメージ画像印刷等に適している。
【０００３】
一般に、斯かる電子写真方式の画像形成装置が具備する現像装置では、磁性トナーを主成分とした一成分現像剤、又は、非磁性トナーと磁性キャリアを主成分とした二成分現像剤が用いられている。特に、電子写真方式によりフルカラーやマルチカラー画像を形成するカラー画像形成装置では、画像の色味などの観点から、ほとんどの現像装置が二成分現像剤を使用している。二成分現像剤を用いる場合、現像剤中のトナーが画像形成に供給されれば、それに呼応して適正な新しいトナーを現像剤中に補給し、現像剤中のキャリアとトナーの比率を適正に保つ制御を行うのが一般的である。
【０００４】
更に、最近の電子写真方式の複写機やプリンタなどにおいては、高画質化、小型化等の技術革新に伴って、電車や飛行機といった移動体中での画像形成ニーズが高まりつつある。
【０００５】
このような移動体中においては、移動体特有の振動、傾き等が存在し、当然のことながら画像形成装置本体もこの振動、傾き等の影響を受けることになる。
【０００６】
従来の画像形成装置は、設置場所の傾きに応じて本体下部のアジャスター等により本体の傾きを調整し、水平に保つことができた。
【０００７】
しかしながら、移動体においては、例えば傾く方向、角度等は逐次変化するため、従来のアジャスター等ではその変化についていけず、対応できない。従って、このような移動対に設置された画像形成装置は、上記のような移動体特有の振動、傾きを受けながら、なおかつ上質の画像を安定して提供しなければならない。
【０００８】
この種の２成分現像装置では、現像容器に補給されるトナーは全く帯電していないため、トナーの補給は、現像容器内の攪拌室に設けられた攪拌部材でトナーとキャリアを搬送しながら十分に攪拌することによってトナーを一定の電荷に摩擦帯電させていた。
【０００９】
しかしながら、上記のような移動体中に画像形成装置が設置された場合、上述の通り、画像形成装置本体は逐次変化する移動体特有の振動や傾きの影響を受ける。すると、傾きの方向によっては、以下に示すような特有な画像不良を発生する恐れがある。以下詳述する。
【００１０】
例えば電車、飛行機等の移動体に設置された場合、上述の通り画像形成装置本体が大きく傾き、それに伴って現像容器が傾いて容器内の現像剤面が大きく傾く場合がある。この時、画像形成装置本体が水平に設置されている場合は、現像容器も水平となるため、図６（ａ）に示すように、現像容器２内の現像剤Ｔの現像剤面ｈ１も水平となる。
【００１１】
しかしながら、画像形成装置本体が傾くと、図６（ｂ）に示すように、現像容器２に対し現像剤面が現像剤面ｈ１から現像剤面ｈ２へと傾いてしまう場合がある。これは、現像剤が流体であるため、自らが水平に戻ろうとする作用が働くことによるのは明らかである。
【００１２】
図６（ｂ）に示すように、現像剤面が傾くことによって補給口直下の現像剤面が大幅に上昇する場合がある。このような状況で補給を行った場合、上昇した現像剤面の上にトナーが落下しても、（現像剤面が高いため）攪拌により補給トナーが現像剤中に取り込まれる作用が弱くなる。その結果として上述のような、トナーとキャリアを搬送しながら十分に攪拌することによってトナーを一定の電荷に摩擦帯電させる本来の現像容器の機能が損なわれ、帯電不良を引き起こす恐れがある。
【００１３】
このような状況に陥ると、帯電量の異なるトナーが混在した状態が存在することになり、その不安定な状況が解消されないまま、現像剤担持体である現像スリーブに現像剤がコートされ、現像動作を行ってしまう。すると、同じ潜像に対しても各々の帯電量に応じた乗り量を現像してしまうため、結果として同潜像に対しての濃度が異なり、色味変動を引き起こしてしまう場合があった。また、帯電量が著しく小さい場合には、かぶり画像として出力されてしまう場合もあった。
【００１４】
このような問題に対し、特許文献１によれば、現像器の上蓋に突起物を設けると共に、該突起物に対応する攪拌スクリューを切り欠き、攪拌性と搬送性のバランスを保つことで、上記のような問題を解決している。
【００１５】
また、特許文献２には、三角柱形状の撹拌羽根を一定間隔にて備えた撹拌ローラを有する現像ホッパにおいて、現像ホッパの内側に互い違いにリブを備えた構成が示されている。この特許文献２によれば、一方のリブは三角柱形状撹拌羽根の左側近傍、他方のリブは三角柱形状撹拌羽根の右側近傍にあるようにして配置され、撹拌羽根で移動した現像剤の逆戻りを防止する構成とされている。
【特許文献１】特開平１１−５２７２６号公報
【特許文献２】特開平８−９５３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上記特許文献１では、攪拌スクリューに切り欠きを設ける構成を取っているため、スクリュー製造時の金型作成の煩雑さを招くことでコストを増大させる恐れがあり、改善の余地が残されている。
【００１７】
上記特許文献２は、撹拌スクリューではなく、特殊な形状とされる三角柱形状撹拌羽根を用い、この三角柱形状撹拌羽根にて現像剤を左右方向に押し分けながら回転し、その近傍にリブが存在することにより、現像剤の動きに方向性を持たせる構成である。このような三角柱形状撹拌羽根は、撹拌スクリューに比較して、現像剤の搬送性に劣り、又、その製造においてもコストを増大させる恐れがある。
【００１８】
本発明の目的は、電車や飛行機といった移動体中における傾き、振動の影響下においても、未帯電現像剤に対して帯電不良を引き起こすことなく、良好な画像を長期にわたって形成することが可能な現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的は本発明に係る現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明の第一の態様によると、現像剤を収容する現像剤収容部と、
該現像剤収容部に設けられ、現像剤を担持搬送し、像担持体上に形成された静電像を現像する現像剤担持体と、
前記現像剤収容部内の現像剤搬送路内に設けられ、回転駆動される回転軸に螺旋状の回転羽根が形成されたスクリュー部材と、
を有する現像装置において、
前記現像剤搬送路の内面の少なくとも一部には、前記現像剤搬送路内に向かって突出した凸状のリブが形成され、
前記回転羽根の外形部と前記凸状リブの先端部とは、近接して配置されるか、或いは、接触して配置される、
ことを特徴とする現像装置が提供される。
【００２０】
本発明の第二の態様によると、少なくとも、像担持体と、現像装置とが一体とされたプロセスカートリッジにおいて、現像装置は、上記構成の現像装置であることを特徴とするプロセスカートリッジが提供される。
【００２１】
本発明の第三の態様によると、画像形成装置本体に対してプロセスカートリッジが着脱自在とされた画像形成装置において、プロセスカートリッジは、上記構成のプロセスカートリッジであることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００２２】
本発明の第四の態様によると、像担持体と、前記像担持体上の静電像を現像剤を用いて現像し可視画像とする現像装置と、前記現像装置に補給用現像剤を補給する現像剤補給手段と、を有した画像形成装置において、現像装置は、上記構成の現像装置であることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、電車や飛行機といった移動体中における傾き、振動の影響下においても、未帯電現像剤に対して帯電不良を引き起こすことなく、良好な画像を長期にわたって形成することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係る現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２５】
実施例１
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成を示す。
【００２６】
（画像形成装置の全体構成）
本実施例にて、画像形成装置は、レーザービームプリンタのような電子写真画像形成装置とされ、像担持体であるドラム状の電子写真感光体（以下、「感光体ドラム」という。）２８を備えている。感光体ドラム２８の周囲には、帯電手段としての帯電器２１、露光手段としてのレーザービームスキャナ装置２２、及び現像手段としての現像装置１を備えている。
【００２７】
上記構成にて、先ず、帯電器２１によって帯電された感光体ドラム２８表面を露光手段２２によって露光することで感光体ドラム２８上に静電像を形成し、この静電像を現像装置１によって現像する。これによって、感光体ドラム２８上にトナー像を形成する。
【００２８】
次に、このトナー像を、記録紙搬送手段としての転写ベルト２４によって搬送される記録紙２７に、転写手段としての転写帯電器２３による転写バイアスにより転写する。このトナー像が転写された記録紙２７は、定着器２５に搬送し、この定着器２５において加圧、加熱することにより、記録紙２７上に永久画像を形成する。
【００２９】
なお、トナー像転写後、感光体ドラム２８上に残った残トナーは、クリーニング手段であるクリーナー２６により除去され、次の画像形成に備える。
【００３０】
（現像装置の構成）
次に、図２及び図３をも参照して、現像装置１について更に説明する。図２は、現像装置１を長手方向手前側から見た断面図であり、図３は現像装置１を上方から見た上面図である。
【００３１】
なお、本実施例において、現像装置１には、非磁性トナ−と磁性キャリアを含む２成分現像剤が収容されており、初期状態の現像剤中のトナー濃度は７％である。この値はトナーの帯電量、キャリア粒径、画像形成装置の構成等で適正に調整されるべきものであって、必ずしもこの数値に限られるものではない。
【００３２】
現像装置１は、現像剤を収容した現像剤収容部である現像容器２を有している。現像容器２は、図２に示すように、感光体ドラム２８に対向した位置に開口部２ａが形成されており、この開口部２ａに一部露出するようにして、感光体ドラム２８に現像剤を搬送する現像剤担持体としての現像スリーブ３が矢印方向に回転可能に配置されている。現像スリーブ３は、非磁性材料で形成されており、その内部に、複数の磁極を備えた磁界発生手段であるマグネット、即ち、マグネットロール４が固定配置されている。
【００３３】
また、現像スリーブ３内の固定マグネットロール４のうち隣接した同極性の磁極の一つ、本実施例では、Ｎ２を現像層厚を規制する現像剤層厚規制極とする。現像スリーブ３と所定間隙をもって、前記現像剤層厚規制極Ｎ２に対向配置された磁性体からなるドクターブレード１３によって現像容器２内の２成分現像剤を層状に保持する。これによって、現像スリーブ３は、層状とされた現像剤を現像領域Ｇに担持搬送する。
【００３４】
このように、現像スリーブ３によって感光体ドラム２８と対向する現像領域Ｇに２成分現像剤を供給することにより、感光体ドラム２８に形成されている静電像を現像する。
【００３５】
なお、このように静電像を現像した後の現像剤は、現像スリーブ３の回転にしたがって搬送され、現像剤収容部である現像容器２内に回収される。
【００３６】
一方、この現像容器２は、現像スリーブ３に沿って現像スリーブ３に近い現像剤収容室である現像室２Ａと、現像スリーブ３から遠い現像剤収容室である攪拌室２Ｂと、を備えている。現像室２Ａと攪拌室２Ｂとは、隔壁２Ｃにて仕切られている。ただ、隔壁２Ｃの現像スリーブ３の長手方向両端部は、現像室２Ａと撹拌室２Ｂとを連通する第１及び第２開口部９、１０が形成されている。
【００３７】
また、現像室２Ａには現像剤を搬送する第１の搬送部材１１が、また攪拌室２Ｂには現像剤を搬送する第２の搬送部材１２が設けられている。つまり、本実施例では、現像室２Ａ及び攪拌室２Ｂは、それぞれ、第１及び第２搬送部材１１、１２による現像剤の搬送路である第１及び第２搬送路を形成する。
【００３８】
ここで、第１及び第２現像剤攪拌搬送部材１１、１２は、共に、回転軸１１ａ、１２ａと、螺旋状（スパイラル状）の回転羽根１１ｂ、１２ｂとを備えたスクリュー部材とされる。本実施例では、第１及び第２スクリュー１１、１２の回転軸１１ａ、１２ａは、軸径（ｄ）が６ｍｍとされる鉄製回転軸とされる。また、回転羽根１１ｂ、１２ｂは、肉厚（ｔ）が１ｍｍとされるＡＢＳ樹脂にて作製され、最大外郭、即ち、外径部１１Ａ、１２Ａの直径（Ｄ）が３６ｍｍとされる。また、第１及び第２スクリュー１１、１２のスクリューピッチＰ１及びＰ２は、本実施例では、Ｐ１＝Ｐ２とされ、共に１５ｍｍとされた。また、第１及び第２スクリュー１１、１２は、回転数５００ｒｐｍで駆動された。
【００３９】
ただ、上記具体的寸法、形状は、本実施例における第１及び第２スクリュー１１、１２の一例を示すものであって、第１及び第２スクリュー１１、１２の寸法、形状をこれら数値のものに限定するものではない。
【００４０】
一方、第１及び第２搬送路を形成する現像室２Ａ及び攪拌室２Ｂは、図２に示すように、概略Ｕ字形状とされる。つまり、現像室２Ａ及び攪拌室２Ｂは、半径Ｒの湾曲形状の底面２Ａａ、２Ｂａと、この底面２Ａａ、２Ｂａから上方へと互いに平行に延在した側面２Ａｂ、２Ｂｂａとにて形成される。本実施例では、現像室２Ａ及び攪拌室２Ｂにおける一方側の側面２Ａｂ、２Ｂｂａは、隔壁２Ｃの垂直な両側壁にて形成される。
【００４１】
本実施例にて、現像室２Ａ及び攪拌室２Ｂの湾曲形状の底面２Ａａ、２Ｂａの半径（Ｒ）は、１９ｍｍにて形成され、現像室２Ａ及び攪拌室２Ｂの湾曲形状の底面２Ａａ、２Ｂａと、第１及び第２スクリュー１１、１２との間の間隙（クリアランス）ｇは１ｍｍとされた。
【００４２】
本実施例によれば、上記構成の第１及び第２スクリュー１１、１２により現像容器２内の現像剤は、図３に示すように、両開口部９、１０にて連通された現像室２Ａ及び撹拌室２Ｂにて形成された現像剤循環経路内を矢印方向に搬送循環される。
【００４３】
つまり、現像容器２内の現像剤は、第１及び第２スクリュー１１、１２により、現像室２Ａ、撹拌室２Ｂ及び両開口部９、１０を矢印にて示すように移動し、現像剤循環経路を循環して混合攪拌される。
【００４４】
なお、本実施例において、現像剤循環方向は、図３に示すように、攪拌室２Ｂ側（第２スクリュー１２側）では手前側から奥側に向かう方向、現像室２Ａ側（第１スクリュー１１側）では奥側から手前側に向かう方向である。
【００４５】
なお、第１及び第２スクリュー１１、１２は、それぞれの現像剤搬送方向下流端部に螺旋状の戻し回転羽根１１ｃ、１２ｃを有している。戻し回転羽根１１ｃ、１２ｃは、対応する第１スクリュー１１及び第２スクリュー１２の捩れ方向とは逆方向の捩れとされ、現像剤搬送方向とは逆方向に現像剤を押し戻す作用を成す。これによって、第１及び第２連通開口部９、１０における現像剤の受け渡しを円滑にしている。
【００４６】
図４をも参照すると理解されるように、現像剤補給手段としてのトナーカートリッジ５は、本実施例では略円筒形で画像形成装置本体から容易に脱着可能である。トナーカートリッジ５は、図１にて手前側から挿入し、画像形成装置に装着することができる。トナーカートリッジ５は、手前側の把手５ａを右側にひねることで回転し、補給口６が開口する。
【００４７】
なお、トナーカートリッジ５を画像形成装置から離脱する際には把手５ａを左側にひねることで補給口６が閉じ、内包する粉体（即ち、補給用現像剤）が外部に漏れることはない。
【００４８】
また、トナーカートリッジ５内には、補給用現像剤（以下、「補給トナー」という。）を搬送するための搬送スクリュー７が内蔵されている。図４にトナーカートリッジ５の内部が一部示されているが、搬送スクリュー７は、図４に示すように、樹脂フィルムなどを螺旋状にしたものを剛体の軸７ａで回転駆動するように構成される。この構成によって、軸７ａを適宜回転することでトナーカートリッジ５内のトナーを搬送し、補給を補助する。
【００４９】
現像装置１内の現像剤の濃度は、現像剤濃度検知装置（図示せず）により検知され、画像形成によって消費された分のトナーは、トナーカートリッジ５から補給される。トナーカートリッジ５内の補給トナーは、搬送スクリュー７の回転力と重力によって、トナーカートリッジ５から補給口６を通過して、現像容器２に配設された補給スクリュー８へと搬送される。次いで、補給スクリュー８の回転に従い、トナー補給開口８ａを介して現像容器２内に補給される。
【００５０】
ここで、補給される未帯電トナーは、トナー補給開口８ａを介して、図３に示される攪拌室２Ｂ側の所定の補給場所に補給される。補給されたトナーは、第２スクリュー１２により現像剤と攪拌混合され、第１開口部９を介して現像室２Ａ側へと移行する。
【００５１】
撹拌室２Ｂから現像室２Ａへの受け渡し部、即ち、第１開口部９にある現像剤中のトナーの帯電分布（ホソカワミクロン（株）のＥ−Ｓｐａｒｔアナライザーにて測定）は、図５に帯電分布曲線Ｂとして示すように、ある一定の分布を持って広がっている。
【００５２】
ここで、Ｅ−Ｓｐａｒｔアナライザーとは、電場と音響場を同時に形成させた検知部（測定部）に試料粒子を導入し、レーザードップラー法で粒子の移動速度を測定して、粒径と帯電量を測定する手法の装置である。測定部に入った試料粒子は、音響場と電場の影響を受け、水平方向に偏倚しながら落下しこの水平方向の速度のビート周波数がカウントされる。そのカウント値はコンピュータに割り込みで入力され、リアルタイムでコンピュータ画面に粒子径分布あるいは単位粒径当たりの帯電量分布で示される。
【００５３】
所定の個数分が測定されると画面は停止し、その後帯電量と粒子径の３次元分布や粒径別の帯電量分布，平均帯電量（クーロン／重量）など表示できるようになっている。
【００５４】
このように、前記装置の測定部に試料粒子としてトナーを導入することで、トナーの帯電量を測定し、トナーの帯電性能から粒径と帯電量の関係を評価することができる。
【００５５】
２成分現像剤中（即ち、キャリアとトナーが混合されている状態）のトナーをＥ−Ｓｐａｒｔアナライザーで測定する場合の一例は次の通りである。
【００５６】
つまり、測定対象となる現像剤を電磁石等に保持させ、適正なエアを吹きかけることによりトナーのみを現像剤中から分離し、検知部（測定部）に試料粒子として導入する。この時、電磁石に対し現像剤中のキャリアが保持された状態であるため、キャリアを電磁石から分離させることなく、かつキャリアからトナーは分離させ得るような適正なエア圧が必要である。
【００５７】
補給トナーをＥ−Ｓｐａｒｔアナライザーで測定する場合の一例としては、測定対象となるトナーを薬さじに所定個数（Ｅ−Ｓｐａｒｔ測定個数、本実施例では３０００個）以上のせ、適正なエアを吹きかけることによりトナーを検知部（測定部）に試料粒子として導入する。
【００５８】
未帯電のトナーは、０近傍にピークをもつ分布（不図示）を示す。本実施例では、上記第２スクリュー１２による攪拌混合により、図５に示す帯電分布曲線Ｂと略同等の帯電分布を示すことが必要である。しかしながら、上述の通り移動体中に画像形成装置が設置された場合、画像形成装置本体は逐次変化する移動体特有の振動や傾きの影響を受ける。すると、傾きの方向によっては、上述の様な特有の画像不良を発生する恐れがある。以下詳細を述べる。
【００５９】
例えば在来線、新幹線に代表される鉄道の場合、列車が曲線を高速で走行したときに外側に転倒しないようにするためにカントと呼ばれる傾斜角度がついている。カント量の上限はおおよそ６°ぐらいと言われ、画像形成装置をこの様な移動体に設置した場合も、６度程度の傾きが予想される。
【００６０】
図６（ｂ）に、このような状況下にある現像装置１を示す。本実施例では、奥側が上方へと、手前側が下方へと傾いた状態を示す。
【００６１】
現像装置１は、図６（ａ）に示す状態から、図６（ｂ）に示す状態へと傾き、現像容器２内の現像剤面は、現像容器２に対して、図６（ｂ）に示すように、現像剤面ｈ１から現像剤面ｈ２へと傾いてしまう場合がある。これは、現像剤Ｔが流体であるため、自らが水平に戻ろうとする作用が働くことによるのは明らかである。
【００６２】
図６（ｂ）に示すように、現像剤面ｈ２が現像容器２に対して傾くことによって補給口８ａ直下の現像剤面が大幅に上昇することとなる。この状態でトナー補給を行った場合、上昇した現像剤面の上にトナーが落下しても、（現像剤面が高いため）攪拌により補給トナーが現像剤中に取り込まれる作用が弱くなる。結果として、上述のような、トナーとキャリアを搬送しながら十分に攪拌することによってトナーを一定の電荷に摩擦帯電させる本来の現像容器２の機能が損なわれ、図５の帯電分布曲線Ａのように、０近傍に帯電分布を残した帯電不良状態を引き起こす恐れがある。
【００６３】
このような場合、感光体ドラム２８上に現像されるトナー量が通常と異なり、色味変動を引き起こしたり、白地部にトナーが付着してしまう、所謂かぶり現象等も引き起こし、改善の余地が残されている。
【００６４】
本実施例では上記問題に鑑み、現像容器２内に複数のリブを設けることで現像容器内に乱流を起こし、容器内での攪拌性を大幅に向上させる構成とされる。この構成によって、移動体中のような苛酷な状況下においても、補給トナーに対する帯電不良を引き起こすことなく、色味変動やカブリ現象の発生を防止し、良好な画像形成を行うことができる。斯かる構成について、以下に詳述する。
【００６５】
（リブの構成）
本実施例の現像装置１の特徴部は、図１及び図７に示すように、現像容器２の内壁と、第１及び第２スクリュー１１、１２との間に凸状のリブ４０を設けることを特徴とする。つまり、リブ４０は、現像剤の第１及び第２搬送路を形成する現像室２Ａ及び撹拌室２Ｂの、それぞれ、底面２Ａａ、２Ｂａ及び側面２Ａｂ、２Ｂｂに、底面２Ａａ、２Ｂａ及び側面２Ａｂ、２Ｂｂから第１及び第２スクリュー１１、１２の方へと突出している。そして、リブ４０の先端部と、第１及び第２スクリュー１１、１２の最大外郭（外径部）１１Ａ、１２Ａとは、所定の間隙（ｇ）をもって形成される。
【００６６】
以下の説明では、上述のように、リブ４０は、現像室２Ａ及び撹拌室２Ｂの、それぞれ、底面２Ａａ、２Ｂａ及び側面２Ａｂ、２Ｂｂに設けられるものとして説明するが、リブ４０は、少なくとも撹拌室２Ｂに設ければ、本実施例の作用効果を達成し得ることが理解されるであろう。
【００６７】
以下に、本実施例の特徴ある構成を、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照して詳しく説明する。
【００６８】
図７（ａ）は、搬送スクリュー１１、１２の軸線に対して直交する方向に取った現像容器２の横断面図である。図７（ｂ）は、搬送スクリュー１１、１２の軸線方向に沿って取った側面断面図である。また、図７（ｃ）は、リブ４０近傍の拡大断面図であり、リブ４０の作用を説明する。
【００６９】
図７（ａ）に示すように、本実施例中の凸状リブ４０は、第１及び第２スクリュー１１、１２と、現像容器２との間に設けられる。詳しくは、リブ４０は、第１及び第２スクリュー１１、１２の回転羽根１１ｂ、１２ｂにて形成される最大外郭の直径（Ｄ）とされる外径部１１Ａ、１２Ａと、この第１及び第２スクリュー１１、１２の外径部１１Ａ、１２Ａの少なくとも下方半周を囲包するように設けられる。そして、リブ４０と、第１及び第２スクリュー１１、１２の外径部１１Ａ、１２Ａとの間には、間隙（ｇ）が形成されている。通常、この間隙（ｇ）は、数百μｍ〜数ｍｍとし得る。リブ４０は、第１及び第２スクリュー１１、１２による現像剤の搬送を妨げ、現像剤の流れに乱流を生じさせる機能を有している。
【００７０】
本実施例にて、現像室２Ａ及び撹拌室２Ｂの側面２Ａｂ、２Ｂｂは、図１及び図７（ａ）に示すように、第１及び第２スクリュー１１、１２の下方半周より上方に位置している。従って、現像室２Ａ及び撹拌室２Ｂの側面２Ａｂ、２Ｂｂに形成されたリブ４０は、第１及び第２スクリュー１１、１２の下方半周より上方に位置しており、第１及び第２スクリュー１１、１２の外径部１１Ａ、１２Ａに対する間隙（ｇ）は、次第に大きくなっている。
【００７１】
本実施例において、上述のように、リブ４０は、第１及び第２スクリュー１１、１２による現像剤の搬送を妨げる機能を有している。この機能を成す主たる部分は、実質的に現像室２Ａ及び撹拌室２Ｂの底面２Ａａ、２Ｂａに形成した、第１及び第２スクリュー１１、１２の円周に対応した部分のリブ４０である。
【００７２】
従って、本実施例における、現像室２Ａ及び撹拌室２Ｂの側面２Ａｂ、２Ｂｂに形成されたリブ４０は、第１及び第２スクリュー１１、１２の上方半周の頂点（図７（ａ）の高さ（ｈ３））より上方へと延在しても、その効果はそれほど多くはない。
【００７３】
また、図７（ｂ）に示すように、リブ４０は、現像剤搬送方向に対し、所定のピッチ間隔（Ｐ３）にて複数設置される。これによって、更に、第１及び第２スクリュー１１、１２による現像剤の搬送を妨げる効果を高める。
【００７４】
本実施例の構成を更に具体的に説明する。
【００７５】
本実施例中でのリブ４０は、ＡＢＳ樹脂にて作製した。また、本実施例では、リブ４０の現像剤搬送方向の幅（ｗ）を１ｍｍとし、現像容器内壁からの、即ち、現像室２Ａ及び撹拌室２Ｂの、それぞれ、底面２Ａａ、２Ｂａ及び側面２Ａｂ、２Ｂｂからの垂直方向の高さｈは０．５ｍｍとした。この結果、第１及び第２スクリュー１１、１２の外径部１１Ａ、１２Ａとリブ４０の内周との間隙（ｇ）は、０．５ｍｍであった。
【００７６】
また、各リブ４０の現像剤搬送方向の間隔（Ｐ３）は、１５ｍｍとした。本実施例では各リブ４０は、等間隔（Ｐ３＝１５ｍｍ）で配置したが、勿論、これに限定されるものではなく、不定期な間隔、即ち、不等間隔で配置しても何ら問題ない。
【００７７】
また、各リブ４０は、本実施例では、図７（ｃ）に図示するように、現像容器内壁面より垂直に延在している。即ち、リブ４０の両側面４０ａ、４０ｂが現像剤搬送方向Ｘに対して垂直に形成するものとして説明した。しかし、この構成に限定されるものではなく、現像剤搬送方向Ｘに対して斜め、或いは、湾曲していてもよい。
【００７８】
又、上述のように、本実施例では、リブ４０の高さ（ｈ）を０．５ｍｍとしたが、勿論、この限りではない。
【００７９】
言うまでも無く、第１及び第２スクリュー１１、１２と、現像容器内壁面との間の凸状リブ４０は、第１及び第２スクリュー１１、１２と干渉しないために、第１及び第２スクリュー１１、１２の外径部１１Ａ、１２Ａと現像容器内壁面との間に設ける必要がある。リブ４０が高すぎると第１及び第２スクリュー１１、１２と干渉する確率が増すために好ましくなく、一方で、リブ４０が低すぎると、今度は乱流を生じにくくなり、好ましくない。
【００８０】
また、上述のように、クリアランス量（ｇ）は、通常数百μｍ〜数ｍｍと様々であるため、クリアランス量（ｇ）に応じて適切なリブ高さ（ｈ）を設定しなければならない。
【００８１】
本発明者らの検討によれば、本発明の効果を最適に発揮するには、リブ４０の高さ（ｈ）が、クリアランス量（ｇ）の２０〜８０％、更に好ましくは３０〜７０％であることが分かった。リブの高さ（ｈ）を前記の範囲で設定すれば、クリアランス量（ｇ）に依らず、好適な乱流を発生することが可能となる。
【００８２】
更に、第１及び第２スクリュー１１、１２の形状は、搬送性能を有する部材であれば本実施例に示した形状に限らない。例えば、回転羽根１１ｂ、１２ｂとして、上述した硬質のＡＢＳ樹脂にて作製するのではなく、代わりに、可撓性のマイラーシート等にて作製することができる。この場合には、リブ４０との間に実質的にクリアランス（ｇ）が存在しない状態であってもよい。
【００８３】
（リブの作用効果）
次に、図７（ｃ）を参照して、本実施例の現像装置の作用効果について説明する。
【００８４】
図７（ｃ）に示すように、第１及び第２スクリュー１１、１２により現像剤Ｔが図中の矢印方向Ｘに搬送されると、現像剤Ｔの現像容器内壁面、即ち、底面２Ａａ、２Ｂａ及び側面２Ａｂ、２Ｂｂに設けられたリブ４０に当たる。すると、図７（ｃ）中に屈曲して示した矢印Ｙに代表されるように、現像剤Ｔは、第１及び第２スクリュー１１、１２によって搬送される方向Ｘとは別の方向Ｙに向かって移動する。この作用により、第１及び第２スクリュー１１、１２による現像剤循環中に、現像剤Ｔの中で乱流が起こる。
【００８５】
一方で、第１及び第２スクリュー１１、１２による搬送の流れは定常に続くことから、現像剤中ではこの定常状態の現像剤循環と、乱流とが入り乱れた状態となる。この定常的な現像剤循環と乱流との繰り返しにより、攪拌性能を大幅に高めることができる。
【００８６】
本発明者らは、移動体を想定した実験として、現像装置１を、図６（ｂ）に示すように、奥側が手前側より高くなるように、角度（θ）が最大１０°まで傾けた状態での検討を行った。その結果、角度１０°の傾きを現像容器２に与えても、未帯電トナーに対する帯電能力は何ら影響ないことが分かった。
【００８７】
上記構成により、上記のような移動体中の苛酷な環境下においても、第２スクリュー１２の上流に位置する補給ポイントより新しい未帯電のトナーが補給された場合でもトナーのトリボ（帯電量）が安定する。すなわち、第２スクリュー１２から第１搬送スクリューと１１へと受け渡される第１開口部９の位置でのトナーのトリボが、図５の帯電分布曲線Ｂに示すように、所期の現像剤の帯電分布と略同等の帯電分布を示すことが分かった。
【００８８】
（現像剤のキャリア）
次に、現像剤中のキャリアについて説明する。
【００８９】
本実施例に用いられるキャリア芯材としては、例えば、表面酸化又は未酸化の鉄、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、マンガン、クロム、及び希土類の如き磁性金属、それらの磁性合金、それらの磁性酸化物、それらの磁性フェライトからなるグループから選択される磁性粒子、及び樹脂中に磁性粉が分散された磁性体分散型キャリアが挙げられる。
【００９０】
本実施例に用いられるコートキャリアは、結着樹脂中に少なくとも磁性粉を含む金属化合物粒子を分散して構成されている磁性体分散型キャリアである。
【００９１】
本実施例のキャリア粒子表面は、帯電付与性向上、耐スペント性向上の観点から、好ましく、コート樹脂及び／又はカップリング剤をコートして用いられるが、被覆する樹脂としては、特に限定を受けるものではない。
【００９２】
このような表面処理樹脂としては、例えばポリスチレン、スチレン−アクリル共重合体の如きアクリル樹脂、塩化ビニル、酢酸ビニル、ポリフッ化ビニリデン樹脂、フルオロカーボン樹脂、パーフロロカーボン樹脂、溶剤可溶性パーフロロカーボン樹脂ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルピロリドン、石油樹脂、セルロース、セルロース誘導体、ノボラック樹脂、低分子量ポリエチレン、飽和アルキルポリエステル樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、フェノール樹脂、変性フェノール樹脂、マレイン樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、無水マレインとテレフタル酸と多価アルコールとの重縮合によって得られる不飽和ポリエステル、尿素樹脂、メラミン樹脂、尿素−メラミン樹脂、キシレン樹脂、トルエン樹脂、グアナミン樹脂、メラミン−グアナミン樹脂、アセトグアナミン樹脂、グリプタール樹脂、フラン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂等を挙げることができる。
【００９３】
中でもシリコーン樹脂、フッ素樹脂は、コアとの密着性、スペント防止等の観点から、好ましく用いられ、単独で用いることもできるが、被膜強度を高め、好ましい帯電に制御するために、カップリング剤と併用して用いることが好ましい。本実施例においては、シリコーン樹脂を用いた。
【００９４】
さらに、前述のカップリング剤は、その一部が、樹脂をコートする前に、コア表面に処理される、所謂、プライマー剤として用いられることが好ましい。また、カップリング剤をプライマー剤として使用することにより、その後の樹脂層の形成において、共有結合を伴った、より密着性の高い状態で形成することができる。上記カップリング剤としては、本実施例では前述したように種々のシラン化合物を用いることができるが、アミノ基を有するシラン化合物であるアミノシランを用いると良い。その結果、ポジ帯電性を持ったアミノ基をキャリア表面に導入でき、好ましい帯電量をトナーに付与できる。さらに、アミノ基の存在は、金属化合物に好ましく処理されている、親油化処理剤と、シリコーン樹脂との両者を活性化させることができる。このため、シリコーン樹脂とキャリア粒子との密着性をさらに高め、同時に樹脂の硬化を促進することで、より強固な被膜を形成することができる。以下に、本実施例で用いたキャリアの製造例を示す。
【００９５】
＜キャリア製造例＞
フェノール：３．６質量部
ホルマリン溶液：５．４質量部
（ホリムアルデヒド約４０％、メタノール約１０％、残りは水）
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１．０質量％で親油化処理したマグネタイト微粒子：６２．０質量部
（平均粒径０．２３μｍ、比抵抗４×１０5Ω・ｃｍ）
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１．０質量％で親油化処理したα−Ｆｅ２Ｏ３微粒子：２６．０質量部
（平均粒径０．５７μｍ、比抵抗２．２×１０9Ω・ｃｍ）
このスラリーに塩基性触媒としてアンモニア水、及び水をフラスコに入れ、攪拌・混合しながら４０分間で８５℃まで昇温・保持し、３時間反応させ、フェノール樹脂を生成し硬化させた。その後冷却し、水を添加した後上澄み液を除去し、沈殿物を水洗いし、減圧下で乾燥して、フェノール樹脂を結着樹脂としたマグネタイト微粒子含有球状磁性キャリアコア粒子を得た。
【００９６】
得られたキャリアコア粒子に対して、トルエン溶媒を用いて希釈したγ−アミノプロピルトリメトキシシラン０．３質量％でコア表面の処理を行った。引き続き、置換基が全てメチル基であるストレートシリコーン樹脂０．６５質量％及び、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン０．０２質量％の混合物をトルエンを溶媒としてコートした。更に、この磁性コートキャリアを１４０℃で焼き付け、１００メッシュの篩で凝集した粗大粒子をカットし、次いで多分割風力分級機で微粉及び粗粉を除去して粒度分布を調整し、コートキャリア粒子を得た。
【００９７】
また、前記コート層は、導電性を有する粒子や荷電制御性を有する粒子を含有していることが好ましい。このようなコート層は、前記コート層を形成する樹脂、又はこの樹脂を形成するモノマーに導電性を有する粒子や荷電制御性を有する粒子を含有して、前記樹脂又はモノマーを適当な方法により磁性コア粒子にコートすることが好ましい。これらの粒子は、小粒径で、かつ低温定着性を有するようなトナーに対し、ソフトで素早く帯電を付与するという点で重要である。
【００９８】
導電性を有する粒子としては、比抵抗が１×１０8Ωｃｍ以下のものが好ましく、さらには、比抵抗が１×１０6Ωｃｍ以下のものがより好ましい。導電性を有する粒子は、具体的には、カーボンブラック、マグネタイト、グラファイト、酸化亜鉛、及び酸化錫から選ばれる少なくとも一種以上の粒子を含有する粒子が好ましい。特に導電性を有する粒子としては、良好な導電性を有するカーボンブラックが、トナーへの帯電付与性（帯電量の立ち上がり）を良好にする上で好ましい。
【００９９】
導電性を有する粒子は、個数平均粒径が１μｍ以下であることが、キャリアからの粒子脱落を防止し、また均一な導電サイトとして働く上で好ましい。
【０１００】
荷電制御性を有する粒子としては、有機金属錯体の粒子、有機金属塩の粒子、キレート化合物の粒子、モノアゾ金属錯体の粒子、アセチルアセトン金属錯体の粒子、ヒドロキシカルボン酸金属錯体の粒子、ポリカルボン酸金属錯体の粒子、ポリオール金属錯体の粒子が挙げられる。トナー粒子中に分散させる荷電制御剤でもいいが、官能基を有する樹脂粒子や官能基を有する処理剤で処理した無機の粒子を用いることが、トナーへの帯電付与性を良好にするためには好ましい。
【０１０１】
具体的には、荷電制御性を有する粒子は、ポリメチルメタクリレート樹脂の粒子、ポリスチレン樹脂の粒子、メラミン樹脂の粒子、フェノール樹脂の粒子、ナイロン樹脂の粒子、シリカの粒子、酸化チタンの粒子、及びアルミナの粒子から選ばれる少なくとも一種以上の粒子を含有する粒子であることが好ましい。酸化チタンの粒子、アルミナの粒子においては、導電性の処理剤で表面処理されたものであれば、導電性を有する粒子としても使用できる。また、無機の粒子の場合には、各種のカップリング剤で処理して用いることが、荷電制御性や導電性を発現するために好ましい。
【０１０２】
本実施例では、補給スクリュー８に対し、上述のキャリアに対する表面処理と同処理を施すことにより、上述の効果を発揮する。
【０１０３】
ここで、本実施例で使用したトナーカートリッジ５からの補給トナーを現像装置１に補給する補給スクリュー８について、図３を参照して説明する。
【０１０４】
補給スクリュー８は、回転軸８１と、螺旋状（スパイラル状）の回転羽根８２とを備えたスクリューとされる。本実施例では、補給スクリュー８の回転軸８１は、軸径（ｄ１）が６ｍｍとされる鉄製回転軸とされる。また、回転羽根８２は、肉厚（ｔ１）が１ｍｍとされるＡＢＳ樹脂にて作製され、最大外郭の直径（Ｄ１）が１０ｍｍとされる。また、補給スクリュー８のスクリューピッチ（Ｐ４）は、７ｍｍとされ、全長（Ｌ）が１００ｍｍであった。また、補給スクリュー８と、ＡＢＳ樹脂製のスクリュー外壁８０とのクリアランス（ｇ２）は１ｍｍであった。補給スクリュー８は、回転数２００ｒｐｍで駆動された。
【０１０５】
以上より、電車／飛行機等の様な移動体中における画像形成時に、移動体特有の傾きを受けても、未帯電の補給トナーへの帯電を十分行うことができ、色味変動やカブリの発生を防ぎ、長期にわたって安定した画像形成が行えるようになった。
【０１０６】
実施例２
次に、図８を参照して本発明に係る現像装置の第二の実施例について説明する。
【０１０７】
本実施例では、現像装置１における現像室２Ａ及び撹拌室２Ｂの内壁に設けたリブ４０を、現像剤搬送方向に対して、現像室２Ａ及び撹拌室２Ｂの内壁の側面と底面に互い違いに設けることにより、上記乱流を発生させる効果を更に高めるものである。現像装置１のリブ４０に関連した構成以外の具体的な構成は、実施例１と同様であるので、実施例１の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。
【０１０８】
また、以下の説明では、実施例１の場合と同様に、リブ４０は、現像室２Ａ及び撹拌室２Ｂの、それぞれ、底面２Ａａ、２Ｂａ及び側面２Ａｂ、２Ｂｂに設けられるものとして説明するが、リブ４０は、少なくとも撹拌室２Ｂに設ければ、本実施例の作用効果を達成し得ることが理解されるであろう。
【０１０９】
次に、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照して、本実施例の特徴部について詳述する。
【０１１０】
本実施例では、第１及び第２スクリュー１１、１２の現像剤搬送方向に対して、現像室２Ａ及び撹拌室２Ｂの内壁、即ち、現像室２Ａ及び撹拌室２Ｂにて、それぞれ、底面２Ａａ、２Ｂａにリブ４０Ａを、また、側面２Ａｂ、２Ｂｂにリブ４０Ｂを、互い違いに設けることを特徴とする。
【０１１１】
本実施例では、現像室２Ａ及び撹拌室２Ｂの底面２Ａａ、２Ｂａに設けたリブ４０Ａは、図８（ａ）に示すように、第１及び第２スクリュー１１、１２の中心Ｏ１、Ｏ２に対し中心角（α）が１２０°以下、好ましくは、９０°以上の範囲に設定される。本発明者らの実験の結果によれば、この範囲にて好適な乱流を発生し得ることが分かった。
【０１１２】
一方、現像室２Ａ及び撹拌室２Ｂの側面２Ａｂ、２Ｂｂに設けたリブ４０Ｂは、図８（ｂ）に示すように、第１及び第２スクリュー１１、１２の中心Ｏ１、Ｏ２に対し中心角（α）が９０°、好ましくは中心角１２０°より大きい領域にて形成される。
【０１１３】
また、本実施例では、図８（ｃ）に示すように、底面に設置したリブ４０Ａと、側面に設置したリブ４０Ｂとは等間隔（Ｐ５）に配置した。しかし、これに限定されるものではない。
【０１１４】
リブ４０（４０Ａ、４０Ｂ）の具体的な形状、寸法は、実施例１と同様とすることができる。
【０１１５】
つまり、本実施例にて、リブ４０（４０Ａ、４０Ｂ）は、ＡＢＳ樹脂にて作製した。また、本実施例では、リブ４０（４０Ａ、４０Ｂ）の現像剤搬送方向の幅（ｗ）を１ｍｍとし、現像容器内壁からの、即ち、現像室２Ａ及び撹拌室２Ｂの、それぞれ、底面２Ａａ、２Ｂａ及び側面２Ａｂ、２Ｂｂからの垂直方向の高さｈは０．５ｍｍとした。この結果、第１及び第２スクリュー１１、１２の外径部１１Ａ、１２Ａとリブ４０の内周との間隙（ｇ）は、０．５ｍｍであった。
【０１１６】
また、各リブ４０（４０Ａ、４０Ｂ）の現像剤搬送方向の間隔（Ｐ５）は、１５ｍｍとした。本実施例では各リブ４０（４０Ａ、４０Ｂ）は、等間隔（Ｐ５＝１５ｍｍ）で配置したが、勿論、これに限定されるものではなく、不等間隔で配置しても何ら問題ない。
【０１１７】
また、各リブ４０（４０Ａ、４０Ｂ）は、本実施例では、図８（ｃ）に図示するように、現像容器内壁面より垂直に延在して、即ち、現像剤搬送方向に対して垂直に形成するものとして説明した。しかし、この構成に限定されるものではなく、実施例１で説明したように、現像剤搬送方向に対して斜め、或いは、湾曲していても何ら問題ない。
【０１１８】
又、上述のように、本実施例では、リブ４０（４０Ａ、４０Ｂ）の高さ（ｈ）を０．５ｍｍとしたが、もちろんこの限りではない。
【０１１９】
言うまでも無く、第１及び第２スクリュー１１、１２と、現像容器内壁面との間のリブ４０（４０Ａ、４０Ｂ）は、第１及び第２スクリュー１１、１２と干渉しないために、第１及び第２スクリュー１１、１２の外径部１１Ａ、１２Ａと現像容器内壁面との間に設ける必要がある。リブ４０（４０Ａ、４０Ｂ）が高すぎると第１及び第２スクリュー１１、１２と干渉する確率が増すために好ましくなく、一方で、リブ４０（４０Ａ、４０Ｂ）が低すぎると、今度は乱流を生じにくくなり、好ましくない。
【０１２０】
また、上述のように、クリアランス量（ｇ）は、通常数百μｍ〜数ｍｍと様々であるため、クリアランス量（ｇ）に応じて適切なリブ高さ（ｈ）を設定しなければならない。
【０１２１】
実施例１にて説明したように、本発明の効果を最適に発揮するリブ４０（４０Ａ、４０Ｂ）の高さ（ｈ）が、クリアランス量（ｇ）の２０〜８０％、更に好ましくは３０〜７０％である。リブの高さ（ｈ）を前記の範囲で設定すれば、クリアランス量（ｇ）に依らず、好適な乱流を発生することが可能となる。
【０１２２】
更に、第１及び第２スクリュー１１、１２の形状は、搬送性能を有する部材であれば本実施例に示した形状に限らない。例えば、回転羽根１１ｂ、１２ｂとして、上述した硬質のＡＢＳ樹脂にて作製するのではなく、代わりに、可撓性のマイラーシート等にて作製した場合には、リブ４０との間に実質的にクリアランス（ｇ）が存在しない状態であってもよい。
【０１２３】
以上より、電車／飛行機等の様な移動体中における画像形成時に、移動体特有の傾きを受けても、未帯電の補給トナーへの帯電が十分行うことができ、色味変動やカブリの発生を防ぎ、長期にわたって安定した画像形成が行えるようになった。
【０１２４】
実施例３
次に、図９を参照して本発明に係る現像装置の第三の実施例について説明する。
【０１２５】
本実施例では、現像装置１における現像室２Ａ及び撹拌室２Ｂの内壁に設けたリブ４０を、現像剤搬送方向に対して第１及び第２スクリュー１１、１２の中心方向に向かって傾斜してなることを特徴としている。現像装置１のリブ４０に関連した構成以外の具体的な構成は、実施例１及び実施例２と同様であるので、実施例１及び実施例２の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。
【０１２６】
また、以下の説明では、実施例１、２の場合と同様に、リブ４０は、現像室２Ａ及び撹拌室２Ｂの、それぞれ、底面２Ａａ、２Ｂａ及び側面２Ａｂ、２Ｂｂに設けられるものとして説明するが、リブ４０は、少なくとも撹拌室２Ｂに設ければ、本実施例の作用効果を達成し得ることが理解されるであろう。
【０１２７】
次に、図９を参照して、本実施例の特徴部について詳述する。
【０１２８】
本実施例では、現像室内壁に設けたリブ４０の形状に特徴がある。すなわち、実施例１、２で説明したリブ４０の、少なくとも現像剤搬送方向上流側の側面４０ａが、本実施例では、現像剤搬送方向に対して第１及び第２スクリュー１１、１２の中心方向に向かって傾斜している。
【０１２９】
図９に示すように、現像室内壁に設けたリブ４０の側面４０ａが、第１及び第２スクリュー１１、１２の現像剤搬送方向に対して角度（β）にて傾斜している。傾斜の方向は、現像剤循環方向に対し、第１及び第２スクリュー１１、１２の中心軸に向かっていくように傾斜している。この傾斜により、現像剤は搬送される途中でリブ４０により搬送スクリューの中心に向かって搬送される力を受け（図９にて矢印Ｚ）、実施例１、２で説明したリブ４０より、更に効果的に現像剤の乱流を発生させることが可能となる。角度（β）は、２０°以上が好ましい。リブ４０の傾斜角度（β）は、２７°として好結果を得ることができた。
【０１３０】
本実施例の構成は、実施例１、２の構成に適用することができる。つまり、本実施例では、リブ４０は、ＡＢＳ樹脂にて作製した。また、本実施例では、リブ４０の現像剤搬送方向の幅（ｗ）を１ｍｍとし、現像容器内壁からの、即ち、現像室２Ａ及び撹拌室２Ｂの、それぞれ、底面２Ａａ、２Ｂａ及び側面２Ａｂ、２Ｂｂからの垂直方向の高さｈは０．５ｍｍとした。この結果、第１及び第２スクリュー１１、１２の外径部１１Ａ、１２Ａとリブ４０の内周との間隙（ｇ）は、０．５ｍｍであった。また、各リブ４０は、現像剤搬送方向に対し、実施例１の構成における間隔Ｐ３、及び、実施例２の構成における間隔Ｐ５は、共に、１５ｍｍ間隔で配置した。
【０１３１】
以上より、電車／飛行機等の様な移動体中における画像形成時に、移動体特有の傾きを受けても、未帯電の補給トナーへの帯電が十分行うことができ、色味変動やカブリの発生を防ぎ、長期にわたって安定した画像形成が行えるようになった。
【０１３２】
以上の実施例において、リブの形状、寸法（傾斜角度等含む）、材質、配置間隔、は同様の効果を生むものであれば本実施例の具体的数値に限定されるものではない。
【０１３３】
実施例４
次に、図１０を参照して、本発明に係る現像装置の第四の実施例について説明する。
【０１３４】
本実施例においては、現像装置１におけるリブ４０の形状に特徴を有しており、現像装置１のリブ４０に関連した構成以外の具体的な構成は、実施例１と同様である。従って、現像装置のリブ４０に関連した構成以外の具体的な構成は、実施例１の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。
【０１３５】
また、以下の説明では、実施例１の場合と同様に、リブ４０は、現像室２Ａ及び撹拌室２Ｂの、それぞれ、底面２Ａａ、２Ｂａ及び側面２Ａｂ、２Ｂｂに設けられるものとして説明するが、リブ４０は、少なくとも撹拌室２Ｂに設ければ、本実施例の作用効果を達成し得ることが理解されるであろう。
【０１３６】
次に、図１０を参照して、本実施例の特徴部について詳述する。
【０１３７】
本実施例の現像装置１にて、現像容器の形状、即ち、第１及び第２スクリュー１１、１２を収容した現像室２Ａ及び撹拌室２Ｂの現像容器形状は、以下のようである。すなわち図２にて理解されるように、第１及び第２スクリュー１１、１２の下方半周に対応する底面２Ａａ及び２Ｂａの形状は、第１及び第２スクリュー１１、１２の形状に合わせて半円筒状に作製されている。
【０１３８】
しかし、実施例１で説明したように、現像容器２を樹脂にて成形加工により成形する場合には、成形型の関係から、第１及び第２スクリュー１１、１２の回転軸中心Ｏ１、Ｏ２よりも上方の側面２Ａｂ及び２Ｂｂより上方になるに従って、容器内面とスクリューとの間隙（ｇ）が広がる形状となる場合が多い。
【０１３９】
この間隙（ｇ）が広がった部分は、第１及び第２スクリュー１１、１２による搬送の影響が及びにくく、搬送力が落ち、結果として補給トナーを十分に攪拌できずにカブリ／色味変動等を引き起こす要因となる場合があった。
【０１４０】
そこで、本実施例では、図１０（ａ）に示すように、第１及び第２スクリュー１１、１２の回転軸中心Ｏ１、Ｏ２よりも上方の側面２Ａｂ及び２Ｂｂに形成されるリブ４０においても、その側面よりのリブ高さ（ｈ４）を上方に行くに従って、底面におけるリブ高さｈより次第に高くする。つまり、第１及び第２スクリュー１１、１２の回転軸中心Ｏ１、Ｏ２よりも上方の側面２Ａｂ及び２Ｂｂに形成されるリブ４０の内面４０ｃを、湾曲形状に作製する。
【０１４１】
これによって、リブ４０と、第１及び第２スクリュー１１、１２外径部１１Ａ、１２Ａとの間隙距離（ｇ１）を、底面における間隙（ｇ）と同じにすることができ、上記問題を解決することができる。
【０１４２】
一方、本実施例によれば、リブ４０の内面と、第１及び第２スクリュー１１、１２の外径部１１Ａ、１２Ａとの間隙距離（ｇ１）を、底面における間隙（ｇ）と厳密に一致させる必要はない。
【０１４３】
従って、図１０（ｂ）に示すように、第１及び第２スクリュー１１、１２の回転軸中心Ｏ１、Ｏ２よりも上方の側面２Ａｂ及び２Ｂｂに形成されるリブ４０の内面４０ｃは、湾曲形状ではなく、直線状に形成しても良い。勿論、この場合は、リブ４０の内面と、第１及び第２スクリュー１１、１２外径部１１Ａ、１２Ａとの距離（ｇ１）は、最も接近した位置において、底面における間隙（ｇ）とされる。図１０（ｂ）の構成においても、図１０（ａ）に示す実施例と同様の作用効果を達成し得る。
【０１４４】
本実施例において、通常、現像容器２内の現像剤面は、現像室２Ａ及び撹拌室２Ｂの側面２Ａｂ、２Ｂｂに形成されたリブ４０は、第１及び第２スクリュー１１、１２の上方半周の頂点（図７（ａ）の高さ（ｈ３））より上方に配置していない。従って、リブ４０を、第１及び第２スクリュー１１、１２の上方半周の頂点（図７（ａ）の高さ（ｈ３））より上方へと延在しても、その効果はそれほど多くはない。
【０１４５】
本実施例によれば、上述のように、現像容器内壁に設けたリブ４０が、第１及び第２スクリュー１１、１２の軸中心Ｏ１、Ｏ２よりも上方に行くに従ってリブ高さｈ４が増していることが特徴である。
【０１４６】
これにより、従来クリアランスが広いために攪拌、搬送能力が乏しく、結果として攪拌帯電不良を引き起こしていた領域においても、本実施例で示した凸状リブ４０を設けることにより、前記領域でより顕著な乱流を引き起こすことが可能となる。
【０１４７】
上記実施例は、実施例１の変形された実施例として説明したが、実施例２における側面リブ４０Ｂを本実施例のように構成することも可能である。更に、リブ４０は、実施例３で説明したように、現像剤搬送方向に対して第１及び第２スクリュー１１、１２の中心方向に向かって傾斜させることも可能である。
【０１４８】
本実施例における、具体的寸法は、実施例１、２、３と同様とすることができる。
【０１４９】
つまり、リブ４０は、ＡＢＳ樹脂にて作製し、リブ４０の現像剤搬送方向の幅（ｗ）を１ｍｍとし、現像容器内壁からの、即ち、現像室２Ａ及び撹拌室２Ｂの、それぞれ、底面２Ａａ、２Ｂａ及び側面２Ａｂ、２Ｂｂからの垂直方向の高さ（ｈ）は０．５ｍｍとした。この結果、第１及び第２スクリュー１１、１２の外径部１１Ａ、１２Ａとリブ４０の内周との間隙（ｇ）は、０．５ｍｍであった。また、各リブ４０は、現像剤搬送方向に対し、１５ｍｍ間隔で配置した。
【０１５０】
実施例２と同様に、リブ４０を分割した場合には、底面に形成するリブ４０Ａは、中心角（α）は１２０°とし、また、リブ４０に傾斜を設ける場合には、実施例３と同様に、傾斜角度（β）は２７°とすることができる。
【０１５１】
以上より、電車／飛行機等の様な移動体中における画像形成時に、移動体特有の傾きを受けても、未帯電の補給トナーへの帯電が十分行うことができ、色味変動やカブリの発生を防ぎ、長期にわたって安定した画像形成が行えるようになった。
【０１５２】
以上の実施例において、リブの形状、材質、配置間隔、は同様の効果を生むものであれば本実施例の限りではない。
【０１５３】
実施例５
本実施例の画像形成装置において、上記各実施例に記載の現像装置１は、図１１に示すように、感光体ドラム２８、一次帯電器２１及びクリーニング装置２６と共にカートリッジ化したプロセスカートリッジ３０とすることができる。この場合においても、上記各実施例と同様の効果を有することは言うまでもない。
【０１５４】
尚、図１１には、トナーカートリッジ５は、図示されていない。プロセスカートリッジ３０は、該プロセスカートリッジ３０を画像形成装置本体に装着した状態で、装置本体に装着されたトナーカートリッジ５と作動的に連結され、トナーカートリッジ５からの補給用トナーの補給を受け得るように構成されている。
【０１５５】
一般に、プロセスカートリッジは、感光ドラムが寿命に達したり、現像装置内の現像剤が著しく劣化した場合において、プロセスカートリッジ全体を画像形成装置本体から取り出し、新しいプロセスカートリッジを装着するものである。これにより、画像形成装置を復帰することができるので、メンテナンス性の向上を図ることが可能となる。
【０１５６】
また、この高メンテナンス性のため、機器交換の専門知識を有するサービスマンに頼ることなく、ユーザ自身が行なうことができるので、レーバーコストの低減による、画像形成装置のランニングコストの低減も可能となる。
【０１５７】
プロセスカートリッジの場合にも、上記各実施例に記載した現像装置１を用いているため、現像室２Ａ及び撹拌室２Ｂにおける現像剤の動きに関しては、各実施例にて説明した現像装置と同様である。又、撹拌室２Ｂにおける補給トナーの帯電付与性に関しても、図５で示した帯電分布特性（曲線Ｂ）を有する。
【０１５８】
尚、プロセスカートリッジは、本実施例では、感光体ドラム２８、一次帯電器２１、クリーニング装置２６、現像装置１を一体化したものであるが、特にこの構成に限定されるものではない。つまり、ユーザのメンテナンス性及び各要素の寿命等を考慮してプロセスカートリッジの構成を適宜決めれば良く、例えば、少なくとも、感光体ドラム２８と現像装置とを一体化したものであってもよい。更には、現像装置のみをカートリッジ化して、画像形成装置本体に対して着脱自在とすることも可能である。
【０１５９】
尚、上記各実施例では、白黒画像を形成する画像形成装置について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、例えば、当業者には周知の、複数の現像装置を備えた種々のカラー画像形成装置にても好適に具現化可能である。
【０１６０】
例えば、上記実施例の画像形成装置は、複数の画像形成ステーションを備え、各画像形成ステーションの画像を記録材に直接転写する直接転写方式の装置に用いることもできる。或いは、一旦各画像形成ステーションの画像を中間転写体に転写し、その後、中間転写体から記録材に転写する中間転写方式のカラー画像形成装置とすることも可能である。
【０１６１】
以上、上記実施例によって本発明の現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を説明したが、上記説明した構成に限られるものではなく、種々の変更態様の構成をとることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１６２】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る現像装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明に係る現像装置の一実施例を示す平面図である。
【図４】トナーカートリッジの一実施例を示す斜視図である。
【図５】現像剤の理想的な帯電分布と、帯電不良のトナーを含んだ現像剤の帯電分布とを示す帯電分布曲線模式図である。
【図６】現像装置が傾いた場合の現像剤搬送を説明するための図である。
【図７】本発明に係る現像装置の他の実施例を示す図で、図７（ａ）は横断面図であり、図７（ｂ）は縦断面図であり、図７（ｃ）はリブの作用を説明する断面拡大図である。
【図８】本発明に係る現像装置の他の実施例を示す図で、図８（ａ）及び図８（ｂ）は横断面図であり、図８（ｃ）は縦断面図である。
【図９】本発明に係る現像装置における他の実施例のリブの作用を説明する断面拡大図である。
【図１０】本発明に係る現像装置の他の実施例を示す横断面図である。
【図１１】プロセスカートリッジの一実施例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【０１６３】
１                  現像装置
２                  現像容器（現像剤収容部）
２Ａ                現像室（第１搬送路）
２Ｂ                攪拌室（第２搬送路）
２Ｃ                隔壁
３                  現像スリーブ（現像剤担持体）
５                  トナーカートリッジ
８                  補給スクリュー
８ａ                トナー補給口
９                  第１開口部
１０                第２開口部
１１                第１搬送部材（第１スクリュー）
１１ａ              回転軸
１１ｂ              螺旋状回転羽根
１１ｃ              戻し回転羽根
１１Ａ              螺旋状回転羽根の外径部
１２                第２搬送部材（第２スクリュー）
１２ａ              回転軸
１２ｂ              螺旋状回転羽根
１２ｃ              戻し回転羽根
１２Ａ              螺旋状回転羽根の外径部
２８                感光体ドラム（像担持体）
３０                プロセスカートリッジ
【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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