(57)【要約】【課題】スクリュー羽根を挟んだ長手方向の二つの領域の現像剤を積極的に混合して、トナー濃度が低下した現像剤を現像剤担持体の長手方向で効率的に分散させることができる現像装置を提供する。【解決手段】現像スクリュー２５は、現像室２３にてスクリュー羽根を回転させて、現像剤を現像スリーブ２８へ担持させつつ攪拌室２４とは逆方向に搬送する。現像スクリュー２５は、順方向巻きの攪拌翼３２ａの間に、攪拌翼３２ａとは螺旋の進み方向が逆の攪拌翼３２ｂを配置している。攪拌翼３２ｂは、スクリュー羽根を挟んで下流側へ搬送される二つの領域の現像剤を長手方向に混合して、現像スリーブ２８に沿ったトナー濃度の場所的な偏りを平均化する。【選択図】図３
2012208423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアを有する現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に沿って現像剤が搬送される第１の搬送室と、
前記第１の搬送室の両端部に接続して前記第１の搬送室と一体に現像剤の循環経路を形成する第２の搬送室と、
前記循環経路内の現像剤を循環方向に搬送させるべく、前記第１の搬送室の前記循環経路内に回転可能に設けられた螺旋状の第１螺旋部を備えたスクリュー部材とを備え、
前記スクリュー部材は、前記現像剤担持体の長手方向の現像領域に対応する前記第１螺旋部の間に、前記第１螺旋部の巻き方向とは逆方向に巻かれた第２螺旋部が設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記第２螺旋部は、前記現像剤担持体の長手方向に沿って間隔を設けて複数配置されていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像剤担持体の長手方向における前記第２螺旋部の配置間隔は、前記現像剤担持体から前記第１螺旋部へ回収された現像剤が、前記第１螺旋部の回転に伴って再び現像剤担持体に担持されるまでに前記現像剤担持体に沿って現像剤が搬送される距離に相当し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】
前記第２螺旋部は、前記第１螺旋部よりも１回転の進み長さが短いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記第２螺旋部は、１／２回転以上１回転以下の螺旋長さを持たせて形成されていることを特徴とする請求項４記載の現像装置。
【請求項６】
前記第２螺旋部は、前記第１螺旋部よりも螺旋の外径を小さく形成されていることを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
前記第１螺旋部と前記第２螺旋部との間にスクリュー軸に達する隙間が確保されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリュー羽根を回転させて現像剤担持体に沿って現像剤を搬送する現像装置、詳しくは部分的な高濃度画像によって搬送方向下流側の現像剤担持体に担持された現像剤のトナー濃度が周期的に変動する現象を抑制する構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナーとキャリアを主成分とする二成分現像剤を用いてトナー像を現像する現像装置を搭載した画像形成装置が広く用いられている。図４に示すように、二成分現像剤を用いる現像装置（４ａ）では、第１の搬送室（５２）と第２の搬送室（５３）とで構成される循環経路で現像剤を攪拌混合してトナーとキャリアを摩擦帯電させた後に現像剤担持体（５６）に担持させてトナー像を現像する。第１の搬送室（５２）に配置されたスクリュー部材（５４）と第２の搬送室（５３）に配置されたスクリュー部材（５５）は、互いに逆方向に現像剤を搬送して現像剤を循環させる。循環に伴って、第１の搬送室（５２）と第２の搬送室（５３）は、両端部で相互に現像剤を受け渡す。そして、トナー像の現像に消費した量に見合ったトナーを含む現像剤が現像剤補給部（５１）から現像装置へ補給される。
【０００３】
現像装置においては、新たに補給された現像剤は速やかに循環する現像剤に混合拡散して十分な摩擦帯電機会を付与されることが望ましい。摩擦帯電機会が不足して帯電量の少ない状態のまま現像剤担持体に担持されると、現像剤担持体の回転に伴って周囲へ飛散したり、トナーが付着すべきでない静電像の白地部にトナーが付着して画像不良が発生したりする可能性がある（特許文献１）。特許文献１では、スクリュー部材のスクリュー羽根の間隔に複数種類のリブ部材を配置して、現像剤の攪拌混合性能を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１３４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
画像形成装置の小型化に伴って現像装置の現像剤容量が少なくなる一方で、画像形成装置の生産性向上に伴うプロセススピードの高まりから、時間当たりトナー消費量の最大値は増えている。このため、現像によるトナー消費と現像剤補給部へのトナー補給のタイムラグによる現像装置内の局所的なトナー濃度の変動幅が大きくなっている。
【０００６】
特に、現像剤担持体の長手方向の一部を用いて高濃度の画像が形成されると、その部分からスクリュー部材へ回収された現像剤はその前後から回収された現像剤よりもトナー濃度（現像剤の総量に占めるトナーの重量比）が著しく低くなる。そして、トナー濃度が前後の領域よりも低い現像剤がスクリュー部材の回転に伴って、下流側で再び現像剤担持体に担持されると、その部分の現像剤によって現像された画像部分の画像濃度がその前後の画像部分に比較して低くなる。
【０００７】
ここで、特許文献１に示されるように、スクリュー部材のスクリュー羽根の間隔にリブ部材を設けて、現像剤の攪拌性能を高めることが考えられる。しかし、スクリュー羽根の１ピッチ内における現像剤の攪拌性能はリブ部材によって高められても、スクリュー羽根それ自体が間仕切りとなっているため、スクリュー羽根に沿った長手方向での現像剤の混合攪拌は進まない。
【０００８】
そして、トナー濃度が低下した現像剤がスクリュー羽根の１ピッチ内に閉じ込められたまま搬送されると、現像剤担持体に沿った現像剤の回収／再担持の周期で、担持された現像剤のトナー濃度が変動して、現像された画像に濃度むらが発生する可能性がある。
【０００９】
本発明は、スクリュー羽根を挟んだ長手方向の二つの領域の現像剤を積極的に混合して、トナー濃度が低下した現像剤を長手方向で効率的に分散させることができる現像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】
【００１０】
本発明の現像装置は、トナーとキャリアを有する現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に沿って現像剤が搬送される第１の搬送室と、前記第１の搬送室の両端部に接続して前記第１の搬送室と一体に現像剤の循環経路を形成する第２の搬送室と、前記循環経路内の現像剤を循環方向に搬送させるべく、前記第１の搬送室の前記循環経路内に回転可能に設けられた螺旋状の第１螺旋部を備えたスクリュー部材とを備え、前記スクリュー部材は、前記現像剤担持体の長手方向の現像領域に対応する前記第１螺旋部の間に、前記第１螺旋部の巻き方向とは逆方向に巻かれた第２螺旋部が設けられているものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の現像装置では、スクリュー羽根に仕切られた状態で搬送されてきた現像剤が、逆スクリュー羽根に達すると、長手方向に攪拌混合される。逆スクリュー部材の回転に伴って中心側で先行する現像剤の一部が押し戻されて、後行する現像剤に混合されてトナー濃度のばらつきが緩和される。
【００１２】
したがって、スクリュー羽根を挟んだ二つの領域の現像剤を積極的に混合して、トナー濃度が低下した現像剤を長手方向で効率的に分散させて、現像剤担持体に担持された現像剤のトナー濃度の変動を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】実施例１の現像装置の構成の説明図である。
【図３】実施例１の現像装置の平面図である。
【図４】比較例の現像装置の平面図である。
【図５】現像スリーブに対する現像剤の受け渡しの説明図である。
【図６】スクリュー羽根による現像剤の搬送の説明図である。
【図７】感光ドラムに対する現像剤の受け渡しの説明図である。
【図８】実施例１における逆巻きの攪拌翼の配置の説明図である。
【図９】逆巻きの攪拌翼に付与する搬送性能の説明図である。
【図１０】逆巻きの攪拌翼による長手方向の攪拌効果の説明図である。
【図１１】逆巻きの攪拌翼を１ピッチとした場合の現像剤の挙動の説明図である。
【図１２】逆巻きの攪拌翼を２ピッチとした場合の現像剤の挙動の説明図である。
【図１３】逆巻きの攪拌翼の配置間隔の説明図である。
【図１４】出力画像の濃度ムラの評価の説明図である。
【図１５】実施例２の現像装置の平面図である。
【図１６】逆巻きの攪拌翼の数とトナー劣化の関係の説明図である。
【図１７】実施例３の現像装置における攪拌スクリューの構造の説明図である。
【図１８】実施例３の変形例の現像装置における攪拌スクリューの構造の説明図である。
【図１９】実施例４の現像装置における攪拌スクリューの構造の説明図である。
【図２０】逆巻きの攪拌翼の切り欠き面積と現像剤の詰まり易さの関係の説明図である。
【図２１】実施例５の現像装置における攪拌スクリューの構成の説明図である。
【図２２】逆巻きの攪拌翼の口径と現像剤の劣化し易さの関係の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、現像剤担持体に沿って現像剤を搬送するスクリュー部材の途中に逆スクリュー羽根が設けられている限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【００１５】
従って、二成分現像剤を用いる現像装置であれば、現像剤担持体を１本用いる現像装置のみならず、２本、３本用いる現像装置でも実施できる。二成分現像剤を用いて画像形成を行う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／記録材搬送型／直接転写型、モノクロ／フルカラーの区別無く実施できる。本実施形態では、トナー像の形成／転写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。
【００１６】
なお、特許文献１に示される現像装置及び画像形成装置の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。
【００１７】
＜画像形成装置＞
図１は画像形成装置の構成の説明図である。図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト５に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
【００１８】
画像形成部Ｐａでは、感光ドラム１ａにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト５に一次転写される。画像形成部Ｐｂでは、感光ドラム１ｂにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト５に一次転写される。画像形成部Ｐｃ、Ｐｄでは、感光ドラム１ｃ、１ｄにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト５に一次転写される。中間転写ベルト５に担持された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐへ二次転写される。
【００１９】
中間転写ベルト５は、テンションローラ６１と駆動ローラ６３と対向ローラ６２に掛け渡して支持され、駆動ローラ６３に駆動されて２７３ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで矢印Ｒ２方向に回転する。二次転写ローラ１０は、対向ローラ６２によって内側面を支持された中間転写ベルト５に当接して二次転写部Ｔ２を形成する。
【００２０】
記録材カセット１２から引き出された記録材Ｐは、分離ローラ１３で１枚ずつに分離して、レジストローラ１４へ送り出される。レジストローラ１４は、停止状態で記録材Ｐを受け入れて待機させ、中間転写ベルト５のトナー像にタイミングを合わせて二次転写部Ｔ２へ記録材Ｐを送り出す。
【００２１】
トナー像と重ねて記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を挟持搬送される過程で、二次転写ローラ１０に正極性の直流電圧が印加されることにより、フルカラートナー像が中間転写ベルト５から記録材Ｐへ二次転写される。転写されずに中間転写ベルト５の表面に残った転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１８に回収される。
【００２２】
四色のトナー像を二次転写された記録材Ｐは、中間転写ベルト５から曲率分離して定着装置１６へ送り込まれ、加熱加圧を受けて表面にトナー像を定着された後に、機体外部へ排出される。
【００２３】
画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、実質的に同一に構成される。以下では、イエローの画像形成部Ｐａについて説明し、他の画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄについては、説明中の構成部材に付した符号の末尾のａをｂ、ｃ、ｄに読み替えて説明されるものとする。
【００２４】
画像形成部Ｐａは、感光ドラム１ａの周囲に、コロナ帯電器２ａ、露光装置３ａ、現像装置４ａ、一次転写ローラ６ａ、ドラムクリーニング装置７ａを配置している。感光ドラム１ａは、帯電極性が負極性の感光層をアルミニウムシリンダの基体上に形成して構成され２７３ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで矢印Ｒ１方向に回転する。
【００２５】
コロナ帯電器２ａは、コロナ放電に伴う荷電粒子を照射して感光ドラム１ａの表面を、負極性の暗部電位ＶＤに一様に帯電処理する。露光装置３ａは、イエローの分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを回転ミラーで走査して、感光ドラム１ａの表面に画像の静電像を書き込む。暗部電位ＶＤに帯電した感光ドラム１ａの表面電位が露光を受けて明部電位ＶＬに低下することで、負極性に帯電したトナーが付着可能となる。なお、露光装置３ａは、レーザービームスキャナに代えて、発光ダイオード素子アレイ等他の画素列発光体を用いることもできる。
【００２６】
現像装置４ａは、後述するように、感光ドラム１ａに形成された静電像を反転現像してトナー像を形成する。一次転写ローラ６ａは、中間転写ベルト５の内側面を押圧して感光ドラム１ａと中間転写ベルト５の間に一次転写部を形成する。一次転写ローラ６ａに正極性の電圧を印加することにより、感光ドラム１ａに担持されたトナー像が中間転写ベルト５へ一次転写される。
【００２７】
ドラムクリーニング装置７ａは、感光ドラム１ａにクリーニングブレードを摺擦させて、中間転写ベルト５への一次転写を逃れて感光ドラム１ａに残った転写残トナーを回収する。
【００２８】
なお、感光ドラム１ａは、アモルファスシリコン感光体等の無機感光体を使用することもできる。また、ベルト状の感光体を用いることも可能である。帯電方式、転写方式、クリーニング方式、定着方式に関しても、上記方式に限られるものではない。
【００２９】
＜現像装置＞
図２は実施例１の現像装置の構成の説明図である。図３は実施例１の現像装置の平面図である。
【００３０】
図２に示すように、現像装置４ａは、感光ドラム１ａ表面から所定の隙間を隔てて現像スリーブ２８が対向するように設置されている。現像容器２２には、非磁性トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤の現像剤が充填され、現像剤は、現像容器２２内に配設された現像スクリュー２５及び攪拌スクリュー２６によって攪拌され摩擦帯電される。
【００３１】
現像装置４ａは、帯電させた現像剤を、回転する現像スリーブ２８に担持させて、感光ドラム１ａとの対向部へ搬送する。現像スリーブ２８と感光ドラム１ａの周速比に関しては、０〜３．０倍の間で設定され、好ましくは、０．５〜２．０倍の間に設定されればよい。現像剤は、磁気ブラシ状態で感光ドラム１ａの静電像を摺擦して、静電像にトナーを移転させてトナー像を現像する。
【００３２】
現像容器２２の感光ドラム１ａに対向した現像領域に相当する位置に開口部が設けられ、この開口部に、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た現像スリーブ２８が感光ドラム１ａ方向に一部露出するように回転可能に配設されている。現像スリーブ２８と感光ドラム１ａとが対向する現像領域における対向間隔は、磁気ブラシ状態の現像剤を感光ドラム１に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。
【００３３】
現像室２３には、現像スクリュー２５が配置され、攪拌室２４には、攪拌スクリュー２６が配置される。現像スクリュー２５は、現像スリーブ２８に沿って平行に配置され、回転に伴って現像スリーブ２８に現像剤を供給する。現像スクリュー２５は、矢印方向（時計回り方向）に回転する。時計回りとした理由は、現像スリーブ２８への現像剤の上向き供給という観点で有利だからである。
【００３４】
攪拌スクリュー２６は、攪拌室２４内に現像スクリュー２５と平行に配置され、現像スクリュー２５とは逆方向（半時計回り）に回転する。
【００３５】
図３に示すように、現像剤は、攪拌スクリュー２６から現像スクリュー２５へ受け渡されてマグネットローラ２９を有する現像スリーブ２８に向けて搬送され、現像スリーブ２８表面に担持されて、感光ドラム上の静電像に供給され、これを現像する。現像容器２２の内部は、長手方向に延在する隔壁２７によって、ほぼ中央で現像室２３と攪拌室２４とに区画されている。現像室２３と攪拌室２４は、隔壁２７の長手方向の両端部の開口部１１、１２で連通している。現像スクリュー２５と攪拌スクリュー２６は、隔壁２７を挟んで現像剤を長手方向の逆方向に搬送して、隔壁２７の開口部１１、１２を通じて現像剤を受け渡すことにより、現像室２３と攪拌室２４とに現像剤を循環させる。現像剤は、現像装置４ａの現像容器２２内を攪拌を受けつつ矢印で示すように循環する過程で、トナーとキャリアが摩擦して、トナーが負極性に、キャリアが正極性にそれぞれ帯電する。
【００３６】
トナー補給口２１には現像剤補給装置Ｈ２１が接続される。画像形成に伴って現像剤中のトナーが消費されるため、現像剤補給装置Ｈ２１は、トナー補給口２１を通じてトナー１００％の補給用現像剤を適量補給する。現像剤補給装置Ｈ２１は、１枚の画像形成ごとにトナー消費量を求めて、現像剤のトナー濃度の測定結果で補正して、現像剤の補給量を求め、次の画像形成時に、補給量に相当する未帯電の現像剤を攪拌室２４へ補給する。
【００３７】
図２に示すように、現像スリーブ２８の内部にはキャリアを拘束する磁界形成部材であるマグネットローラ２９が非回転状態に設置されている。マグネットローラ２９は、感光ドラム１ａに対向させた現像極Ｓ１と、規制ブレード（穂切り部材）３０に対向させた磁極Ｓ３と、現像室２３に対向させた磁極Ｓ２と、搬送極Ｎ１、Ｎ２を有する。
【００３８】
現像スリーブ２８は、現像時に、矢印Ｒ４方向（時計方向）に回転し、規制ブレード３０による磁気ブラシの穂切りによって層厚を規制された現像剤を担持して、これを感光ドラム１ａと対向する現像領域へ搬送する。現像領域では、現像極Ｓ１の磁界に応答して形成される二成分現像剤の磁気ブラシが感光ドラム１ａ上に形成された静電像を摺擦しつつトナーを付着させて静電像を反転現像する。
【００３９】
この時、現像効率、つまり、静電像へのトナー付与率を向上させるために、現像スリーブ２８には、電源Ｄ２８から直流電圧Ｖｄｃに交流電圧を重畳した振動電圧が印加される。本実施形態では、ピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖｐｐが１８００Ｖで周波数ｆが１２ｋＨｚの矩形波の交流電圧を−５００Ｖの直流電圧Ｖｄｃに重畳して用いた。しかし、直流電圧Ｖｄｃ値、交流電圧Ｖｐｐ、波形は、これに限られるものではない。
【００４０】
このような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、画像の白地部にトナーが付着する白地かぶり画像が発生し易くなる。このため、現像スリーブ２８に印加する直流電圧Ｖｄｃと感光ドラム１ａの帯電電位（白地部電位）との間に電位差（かぶり取りコントラスト）を設けて、白地かぶりを防止している。
【００４１】
磁気ブラシの穂切り部材である規制ブレード３０は、板状のアルミニウムなどの非磁性材料で形成され、感光ドラム１ａよりも現像スリーブ２８の回転方向上流側に配設されて、現像スリーブ２８の長手方向に沿って延在している。そして、規制ブレード３０の先端と現像スリーブ２８との間隙を、現像剤が通過して現像領域へと送られ、この間隙を調整することによって、現像スリーブ２８上に形成される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。規制ブレード３０と現像スリーブ２８は、間隙を２００〜１０００μｍ、好ましくは３００〜７００μｍに設定される。
【００４２】
現像領域においては、現像スリーブ２８は、感光ドラム１ａの表面の移動方向と順方向に回転し、周速比は、感光ドラム１ａとの周速比で１．７５倍の周速で回転する。この周速比に関しては、０〜３．０倍の間で設定され、好ましくは、０．５〜２．０倍の間に設定されれば、何倍でも構わない。移動速度比は、大きくなればなるほど、現像効率がアップするが、大き過ぎると、トナー飛散、現像剤劣化等の問題が発生し易くなるので、上記の範囲内で設定することが好ましい。
【００４３】
＜比較例の現像装置＞
図４は比較例の現像装置の平面図である。図５は現像スリーブに対する現像剤の受け渡しの説明図である。図６はスクリュー羽根による現像剤の搬送の説明図である。図７は感光ドラムに対する現像剤の受け渡しの説明図である。
【００４４】
図４に示すように、比較例の現像装置４ｈは、現像室５２の開口部に現像スリーブ５６を有する。現像剤補給装置Ｈ５１からトナー補給口５１を通じて攪拌室５３の上流側へ補給用現像剤が補給される。現像室５２には現像スクリュー５４が備えられ、現像室５２にある現像剤は、現像スクリュー５４により攪拌・循環させられると同時に現像スリーブ５６へと供給される。現像後の現像スリーブ５６上の現像剤は、再び現像室５２に戻されて、現像スクリュー５４により下流側へ搬送される。攪拌室５３には攪拌スクリュー５５が備えられ、現像室５２と現像室５２との間で現像剤の循環が行われる。攪拌室５３から現像室５２への現像剤の受け渡しを円滑に行うために、攪拌スクリュー５５の下流側端部に、逆巻きの攪拌翼５８を設けている。
【００４５】
現像室５２から攪拌室５３への現像剤の受け渡しを円滑に行うために、現像スクリュー５４の下流側端部に、逆巻きの攪拌翼５７を設けている。逆巻きの攪拌翼５７は、３６０度、１ピッチ分設けられ、１ピッチの長さは、現像スクリュー５４の順方向巻きのスクリュー羽根の１ピッチの長さの１／２に設定している。逆巻きの攪拌翼５７は、現像スクリュー５４によって現像室５２を搬送されて来た現像剤を押し戻して開口部６２に臨む現像室５２内の現像剤圧力を高めて、現像剤を開口部６２へ流し込む。
【００４６】
図５に示すように、比較例の現像装置４ｈでは、現像後の現像スリーブ５６上の残存現像剤は、画像履歴の差によりトナー濃度に差が生じている。画像履歴を有する現像剤が現像スリーブ５６の回転に伴って現像室５２に戻された際、現像スクリュー５４によって十分に攪拌されないと、現像室５２内の長手方向において現像剤のトナー濃度にムラが発生する。トナー濃度にムラが発生した状態のまま、現像スリーブ５６へ現像剤が再供給されると、現像スリーブ５６上の現像剤のトナー濃度に長手方向のムラが発生し、現像された画像上、画像濃度に差が発生する。
【００４７】
その原因は、現像室５２内での現像スクリュー５４による現像剤の攪拌不足によるものである。現像室２３において現像スクリュー５４の回転に伴ってトナーとキャリアが十分に攪拌されることによってトナー濃度は均一になると考えられる。そのため、現像スクリュー５４にリブ部材を設置したり、現像スクリュー５４の攪拌翼に切欠部を設けたりすることが考えられる。現像スクリュー５４の現像剤に対する搬送力を低下させ、攪拌機会を増加させ、攪拌能力の向上を図るためである。
【００４８】
図６に示すように、順方向巻きの攪拌翼３２ａの一部を逆巻きにせず、リブ部材などを立てて攪拌を促す提案は今までもなされてきた。しかし、リブ部材による攪拌は、攪拌翼で仕切られた隣の領域にある現像剤には及ばない。
【００４９】
このような構成では、ミクロに見れば現像剤はリブにより攪拌されるものの、攪拌されている現像剤はマクロに見れば全体が同方向に搬送されている。このため、隣り合う攪拌翼３２ａの間で囲まれた領域ｄにある現像剤と、同じく隣り合う攪拌翼３２ａに囲まれた別の領域ｄ’にある現像剤は互いに接触する機会はそれほど多く無く、相互に攪拌されることは少ない。スクリュー羽根によって搬送される現像剤は、攪拌翼３２ａによって相互の混合を阻止された状態で搬送されるため、攪拌翼で区切られた隣り合う領域にある現像剤同士が混合される可能性に乏しい。このため、攪拌翼で区切られた現像剤同士が十分に攪拌されるまでには時間がかかった。
【００５０】
図７に示すように、現像スクリュー５４にリブ部材５７を設置する場合においては、現像スリーブ５６から現像室５２に戻された現像剤は、リブ部材５７によって周囲の現像剤と攪拌されるよりも優先的に現像スリーブ５６へと再供給されてしまう。このため、現像スリーブ５６に担持された現像剤の長手方向におけるトナー濃度のばらつきが増幅されて、画像濃度がさらに不均一になってしまう場合がある。
【００５１】
図７の（ａ）に示すように、現像スリーブ５６から回収された現像剤がリブ部材５７−１とリブ部材５７−２の間に落ちて、リブ部材５７−１によって回収された現像剤が拘束されたとする。その後、図７の（ｂ）に示すように、回収された現像剤が拘束された状態のまま、現像スクリュー５４が矢印方向に回転すると、現像スリーブ５６から回収された一塊の現像剤が周囲の現像剤に混合されることなく再び現像スリーブ５６に担持される。よって、現像室５２における現像剤の攪拌においては、リブ部材以外の攪拌方法が求められていた。
【００５２】
現像室２３における現像剤の長手方向の攪拌は、画像履歴を消去し、トナー濃度を均一にするという意味で非常に重要である。しかし、図７に示すように、リブ部材５７−１、５７−２を用いた攪拌では、画像濃度ムラを促進する可能性があるため、リブ部材に頼らない攪拌方法が求められていた。
【００５３】
以下の実施例では、現像スクリュー２５の順方向巻きの攪拌翼３２ａの一部分が逆巻きの攪拌翼３２ｂに置き換えられている。これにより、現像室２３において現像剤を長手方向にも十分に攪拌し、従来に比べてより均一なトナー濃度の現像剤を現像スリーブ２８へと供給し、画像濃度ムラの発生を抑制している。
【００５４】
＜実施例１＞
図８は実施例１における逆巻きの攪拌翼の配置の説明図である。図９は逆巻きの攪拌翼に付与する搬送性能の説明図である。図１０は逆巻きの攪拌翼による長手方向の攪拌効果の説明図である。図１１は逆巻きの攪拌翼を１ピッチとした場合の現像剤の挙動の説明図である。図１２は逆巻きの攪拌翼を２ピッチとした場合の現像剤の挙動の説明図である。
【００５５】
図３に示すように、実施例１では、第１の搬送室の一例である現像室２３は、現像剤担持体の一例である現像スリーブ２８に沿って現像剤が搬送される。第２の搬送室の一例である攪拌室２４は、現像室２３の両端部に接続して現像剤の循環経路を形成し、現像剤が搬送される。
【００５６】
現像剤補給部の一例であるトナー補給口２１は、消費されたトナーを補うように、現像剤の循環経路に現像剤が補給される。スクリュー部材の一例である現像スクリュー２５は、現像室２３にてスクリュー羽根を回転させて、現像剤を現像スリーブ２８へ担持させつつ攪拌室２４とは逆方向に搬送する。
【００５７】
スクリュー部材の一例である現像スクリュー２５は、循環経路内の現像剤を循環方向に搬送させるための螺旋状の第１螺旋部の一例である攪拌翼３２ａを有して現像室２３の循環経路内に回転可能に設けられている。現像スクリュー２５は、現像スリーブ２８の長手方向の現像領域に対応する二つの攪拌翼３２ａの間に、攪拌翼３２ａの巻き方向とは逆方向に巻かれた第２螺旋部の一例である攪拌翼３２ｂが設けられている。
【００５８】
現像スクリュー２５は、現像スリーブ２８の長手方向の現像領域に対応させて、逆スクリュー羽根の一例である逆巻きの攪拌翼３２ｂを少なくとも一か所に配置している。逆巻きの攪拌翼３２ｂは、順方向巻きの攪拌翼３２ａとは螺旋の進み方向が逆に設定されており、スクリュー羽根を挟んで下流側へ搬送される二つの領域の現像剤を長手方向に混合してトナー濃度の場所的な偏りを平均化する。
【００５９】
現像スクリュー２５は、順方向巻きの攪拌翼３２ａの間隔に、局所的に現像剤を逆方向に搬送する逆巻きの攪拌翼３２ｂが存在する。逆巻きの攪拌翼３２ｂは、現像室２３における現像剤の長手方向の攪拌を促進して現像スリーブ２８に担持された現像剤のトナー濃度ムラ起因の画像濃度ムラの発生を抑制する。
【００６０】
図８に示すように、現像スクリュー２５の軸は、現像スリーブ２８の長手方向に沿って平行に配置されており、その周りに螺旋状の順方向巻きの攪拌翼３２ａを備えており、その一部分が順方向巻きの攪拌翼３２ａとは逆巻きの攪拌翼３２ｂとなっている。以降、この逆巻きの部分を逆巻きの攪拌翼３２ｂとし、それ以外の部分を順方向巻きの攪拌翼３２ａとする。
【００６１】
実施例１では、現像スクリュー２５の一部を逆巻きの攪拌翼３２ｂにすることによって、現像室２３における現像剤の攪拌が促進される。現像スクリュー２５の順方向巻きの攪拌翼３２ａによって搬送される現像剤が、逆巻きの攪拌翼３２ｂの領域を通過する過程で搬送方向に特に良く攪拌される。
【００６２】
図９に示すように、現像剤は、順方向巻きの攪拌翼３２ａによって現像剤の循環方向へと搬送されるが、逆巻きの攪拌翼３２ｂに差し掛かったところで、逆巻きの攪拌翼３２ｂから循環方向と逆の方向へと力を受けて変位する。しかし、後方からは現像剤が循環方向へと搬送されているので、逆巻きの攪拌翼３２ｂにおいて、循環方向へ搬送されている現像剤と逆方向へ搬送される現像剤とがぶつかり合うことになる。この部分において、現像剤は他の現像剤との接触機会が増え、より効率的に長手方向の現像剤の攪拌がなされる。
【００６３】
図１０の（ａ）に示すように、実施例１では、順方向巻きの攪拌翼３２ａの一部を逆巻きの攪拌翼３２ｂに置き換えてスラスト方向で一部の現像剤を局所的に逆方向に搬送する。
【００６４】
図１０の（ｂ）に示すように、逆巻きの攪拌翼３２ｂ付近において、隣り合う順方向巻きの攪拌翼３２ａによって搬送されている現像剤と、その隣の同じく隣り合う順方向巻きの攪拌翼３２ａによって搬送されている現像剤とが混ざり合うことができる。逆巻きの攪拌翼３２ｂ付近において、積極的に現像剤同士の接触機会が提供される。このため、図６に示すように逆巻きの攪拌翼３２ｂを持たない構成に比べて、より効率的に現像剤を長手方向に攪拌できる。
【００６５】
加えて、逆巻きの攪拌翼３２ｂ付近では、互いに逆方向に搬送される現像剤がぶつかり合う。このため、図６に示すように一方向のみに搬送し、現像剤全体がほぼ同じ運動をする現像スクリュー５４に比べて、複雑な流れが生じ、現像剤が攪拌・混合され易く、それによって現像剤のトナー帯電量Ｑ／Ｍも大きくなり易い。
【００６６】
図１１に示すように、循環方向に搬送されている現像剤と逆方向に搬送されている現像剤がぶつかりあう領域では、現像剤が長手方向に攪拌・混合され易くなる。順方向巻きの攪拌翼３２ａによって搬送されている現像剤は、逆巻きの攪拌翼３２ｂに差し掛かったところで、逆巻きの攪拌翼３２ｂにより引き戻される。引き戻された現像剤は、循環方向上流から搬送されてくる後続の現像剤と衝突した後、攪拌翼３２ｂを乗り越えて循環方向に搬送される。このとき、循環方向に搬送される現像剤が逆方向に搬送される現像剤よりも少なければ、逆巻きの攪拌翼３２ｂによって現像剤が押し戻され、循環が不安定になってしまう。
【００６７】
一般に、スクリュー羽根のピッチは、大きいほどスクリュー羽根の一回の回転により搬送される現像剤の量は多く、かつ現像剤が移動する距離も大きい。よって、現像剤を安定して循環させるには、順方向巻きの攪拌翼３２ａのピッチが逆巻きの攪拌翼３２ｂのピッチよりも大きいことが必要である。
【００６８】
このため、実施例１では、逆巻きの攪拌翼３２ｂは一巻きであり、現像スクリュー２５が３６０度一回転したときに、逆巻きの搬送翼３２ｂが進む長さ（ピッチ）は、順方向巻きの搬送翼３２ａが進む長さ（ピッチ）の１／２に設定している。
【００６９】
図１２に示すように、逆巻きの攪拌翼３２ｂが二巻きの場合、現像剤循環方向上流側の攪拌翼３２ｂ−１を越えたあと、現像剤は、循環方向下流側の逆巻きの攪拌翼３２ｂ−２と逆巻きの攪拌翼３２ｂ−１とで挟まれた領域Ｃへと入る。領域Ｃでは、現像剤を循環方向へと搬送する力は無く、逆巻きの攪拌翼３２ｂ−２により逆方向へと搬送する力のみが働く。
【００７０】
そのため、現像剤は、逆巻きの攪拌翼３２ｂ−１を越えたあと、逆巻きの攪拌翼３２ｂ−２により再び逆巻きの攪拌翼３２ｂ−１まで戻され、再び逆巻きの攪拌翼３２ｂ−１を越えていく場合が多い。このことから、逆巻きの攪拌翼３２ｂの巻き数が多いほど繰り返し攪拌されるため、現像剤の攪拌性は向上するが、循環方向への現像剤の搬送性は低下する。
【００７１】
なお、現像剤の長手方向の攪拌性については、逆巻きの攪拌翼３２ｂのピッチを順方向巻きの攪拌翼３２ａの１／２ピッチとして、巻き数を異ならせる実験を行って評価した。その結果、逆巻きの攪拌翼３２ｂが１／２巻き以上で攪拌効果が次第に高まるが、多くても一巻きあれば攪拌効果が十分であることが確認された。このため、実施例１では、逆巻きの攪拌翼３２ｂは一巻きとした。
【００７２】
実施例１では、トナー補給口２１は、攪拌スクリュー２６の循環方向下流側端部から２４０ｍｍの位置に設置されている。現像スリーブ２８の直径は１６ｍｍ、感光ドラム１ａの直径は３０ｍｍである。現像スリーブ２８と感光ドラム１ａとの対向距離は約４００μｍ、規制ブレード３０と現像スリーブ２８の間隙は４００μｍに設定して、現像スリーブ２８上の単位面積当りの現像剤コート量を３０ｍｇ／ｃｍ２に規制している。
【００７３】
現像スクリュー２５のスクリュー軸径は６ｍｍ、外径は１３ｍｍ、スクリュー羽根における順方向巻きの攪拌翼３２ａのピッチは１５ｍｍ、逆巻きの攪拌翼３２ｂのピッチは７．５ｍｍである。現像スクリュー２５の回転方向は、現像スリーブ２８と同方向であって、回転速度は４．９４ｒｐｓである。
【００７４】
攪拌スクリュー２６のスクリュー軸径は６ｍｍ、外径は１４ｍｍ、スクリュー羽根における順方向巻きの攪拌翼のピッチは１５ｍｍである。攪拌スクリュー２６の回転方向は、現像スリーブ２８と逆方向であって、回転速度は５．５１ｒｐｓである。
【００７５】
現像剤は、トナーとキャリアの比率が重量比で８：９２であって、トナー濃度は、８／１００＝８［％］である。現像剤のかさ密度は約１．８ｇ／ｃｍ３である。現像容器２２に充填されて循環する現像剤量は約１５０ｇである。トナーは、帯電極性が負極性の樹脂材料からなり、平均粒径が約５．５μｍである。キャリアは、結着樹脂中に磁性体微粒子を分散させてなるコア材の表面を樹脂コートした磁性体分散型キャリアであって、平均粒径が約３５μｍである。
【００７６】
現像装置４ａの現像スリーブ２８は、感光ドラム１ａの現像領域において、感光ドラム１ａの表面の移動方向に対して逆方向に表面を移動させるように、対感光ドラム１．７０倍の周速比で回転する。
【００７７】
現像スリーブ２８に印加される現像バイアスの振動電圧は、−５００Ｖの直流電圧に、ピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖｐｐが９００Ｖ、周波数ｆが８ｋＨｚの交流電圧を重畳している。
【００７８】
＜逆巻きの攪拌翼の配置＞
図１３は逆巻きの攪拌翼の配置間隔の説明図である。図１４は出力画像の濃度ムラの評価の説明図である。
【００７９】
図３に示すように、実施例１では、逆巻きの攪拌翼３２ｂは、現像スリーブ２８の長手方向に沿って等間隔に複数配置されている。逆巻きの攪拌翼３２ｂの配置間隔は、現像スリーブ２８から現像スクリュー２５へ回収された現像剤が、現像スクリュー２５の回転に伴って再び現像スリーブ２８に担持されるまでに現像スリーブ２８に沿って現像剤が搬送される距離Ｌに基づいている。現像スクリュー２５の搬送性能を実験により評価して、現像スクリュー２５の長手方向における逆巻きの攪拌翼３２ａの個数と配置間隔を設定した。
【００８０】
逆巻きの攪拌翼３２ｂは、順方向巻きの攪拌翼３２ａよりも１回転の進み長さ（ピッチ）が短く、１／２回転以上１回転以下の螺旋長さを持たせて形成されている。
【００８１】
図５に示すように、現像剤は、現像スクリュー５４から現像スリーブ５６へと供給され、現像スリーブ５６をコーティングしてトナー像の現像においてトナーを消費した後、現像室５２に戻される。この回収された現像剤のことを「回収現像剤」と呼ぶ。
【００８２】
現像スリーブ５６に担持される現像剤のトナー濃度の変動は、現像スクリュー５４の搬送性能に関連した周期を持って発生する。回収現像剤の画像履歴による現像室５２でのトナー濃度差が再び現像スリーブ５６をコーティングするときまでに軽減され、それによって現像スリーブ５６上トナー濃度ムラ起因の画像濃度ムラが軽減される必要がある。
【００８３】
回収現像剤は、現像スクリュー５４によってある距離Ｌだけ攪拌・搬送されたのち、再び現像スリーブ５６へ供給される。このため、この距離Ｌの間に現像スクリュー５４によって現像剤が十分に攪拌されれば良い。距離Ｌは、一般的には現像スクリュー５４や現像剤の材質、現像剤のかさ密度、現像剤量、現像スクリューの形状、現像スクリューの周速などによって決まる。
【００８４】
例えば、現像スクリュー５４と現像剤の摩擦係数が小さく、滑りやすい場合は、現像スクリュー５４によって長手方向に搬送され易く、現像スクリュー５４と一体の回転運動はし難い傾向がある。そのため、現像剤が現像スクリュー５４のスクリュー軸の周りに一回転した後、再び現像スリーブ５６へと供給されるには多くの距離が必要となり、距離Ｌは大きくなる傾向がある。
【００８５】
実施例１では、距離Ｌは、次のようにして実験から求めた。
（１）現像装置４ａに所望の質量の現像剤ａを入れ、現像剤の循環が定常状態になるまで現像バイアスを印加せずに現像スクリュー５４と攪拌スクリュー５５と現像スリーブ５６を所望の回転速度で回転させる。このとき、現像装置４ａは、空回転をさせる冶具などを用いて、画像形成装置の外において現像装置単体で空回転させることが望ましい。
（２）現像装置４ａの空回転を停止し、現像容器２２に収容されている現像剤とは異なる色の現像剤ｂを、現像剤ａの上から直接、現像スリーブ５６上に薬サジ等を用いて局所的にコーティングする。このとき、色以外は現像容器に収容されている現像剤と同じものを使用する。
（３）現像剤ｂの現像スリーブ５６の端部からの位置を記録するために、図１３に示すように、規制ブレード上など現像装置４ａの適当な場所における現像剤ｂの位置に印ｃをつける。
（４）再び現像装置４ａを空回転させる。そして、現像スリーブ２８上の現像剤ｂが現像容器２２に回収されるのを確認したのち、再び現像剤ｂが現像スリーブ２８上へ現れた瞬間に、再度現れた現像剤ｂが現像スリーブ２８上で止まるように、現像装置４ａの空回転を停止させる。
（５）再度現れた現像剤ｂと印ｃとを比べて距離Ｌを求める。
【００８６】
このようにして距離Ｌを求め、更に現像スクリュー５４の順方向巻きの搬送翼３２ａのピッチｐ＝２０ｍｍで割ることによって、距離Ｌが現像スクリュー５４のピッチを単位としてどれくらいの距離なのかが分かる。
【００８７】
ここで、関数Ｉｎｔ（ｘ）を、実数ｘの中で一番大きい整数を与える関数と定義する。このとき、現像スクリュー５４のＩｎｔ（Ｌ／ｐ）ピッチに一巻きの逆巻きの攪拌翼３２ｂを設置すれば、現像剤が現像スリーブ２８をコーティングしてから再びコーティングするまでの間に攪拌翼３２ｂによって攪拌されるということが言える。
【００８８】
図４に示す比較例の現像装置４ｈを用いて、上記実験を行った結果、距離Ｌは約６０ｍｍとなり、ｐ＝１５ｍｍのため、Ｉｎｔ（Ｌ／Ｐ）＝４となった。
【００８９】
よって、実施例１においては、図３に示すように、現像スクリュー２５の３ピッチに一巻きの割合で、現像剤を局所的に逆搬送する逆巻きの攪拌翼３２ｂを設置した。このような構成にすることによって、現像スリーブ２８から回収された現像剤は、少なくとも一回は逆巻きの攪拌翼３２ｂによって長手方向に攪拌された後に、再び現像スリーブ２８に供給される。
【００９０】
比較例の現像装置４ｈと実施例１の現像装置４ａとにおける出力画像の濃度ムラを比較する実験を行った。図１４に示すように、実験に用いたチャートは、Ａ３サイズ普通紙の記録材に全面ベタ画像を形成したチャートであり、５箇所に最高濃度（２５６／２５６）のパッチ画像を配置した。実施例１の現像装置４ａと比較例の現像装置４ｈとで図１４のチャートを出力し、面内画像濃度ムラの程度を評価した。最高濃度の画像濃度は、Ｘ−ｒｉｔｅ社製反射濃度計Ｍｏｄｅｌ：５０４による測定で、反射濃度１．６を目標とした。表１に出力画像の濃度ムラの評価結果を示す。
【００９１】
【表１】
2012208423.tif 000003
【００９２】
表１中、×は濃度ムラが確認できるレベル、△は濃度ムラが確認できるが目立たないレベル、○は濃度ムラが確認できないレベルである。これらのレベルは、５箇所のパッチ部を反射濃度計による濃度測定で決めることができる。図１４のチャートにおける５パッチの濃度を測定して、面内濃度差ΔＤを求めた。そして、０．１＜ΔＤならば×、０．０５＜ΔＤ≦０．１ならば△、０＜ΔＤ≦０．０５ならば○と評価した。
ΔＤ＝（濃度最大値）−（濃度最小値）
【００９３】
表１に示すように、比較例の現像装置４ｈにおいては、画像濃度ムラが少なからず認められたのに対し、実施例１の現像装置４ａにおいては、画像濃度ムラは概ね良好であり、比較例の現像装置４ｈに比べて濃度ムラが軽微である。
【００９４】
以上より、現像スクリュー２５に局所的に現像剤を逆方向に搬送する逆巻きの攪拌翼３２ｂを距離Ｌの間に少なくとも一巻きの割合で設置することによって、現像室２３において十分な攪拌がなされる。それによって現像スリーブ２８には、常に均一なトナー濃度の現像剤が供給され、長手方向の画像ムラ（攪拌が不十分なために起こる画像ムラ）のない均一な画像を得ることができる。
【００９５】
なお、逆巻きの攪拌翼３２ｂが少なくともＩｎｔ（Ｌ／ｐ）ピッチに一巻きのうち何ピッチに一巻きが最も適切なのかはそれぞれの系によって決まる。
【００９６】
実施例１では、順方向巻きの攪拌翼３２ａのピッチをｐとする。現像剤が順方向巻きの攪拌翼３２ａによって現像スリーブ２８に供給されてから、はぎとられ、再び順方向巻きの攪拌翼３２ａによって現像スリーブ２８に供給されるまでに、現像スリーブ２８の長手方向に現像剤が進む距離をＬとする。そして、関数Ｉｎｔ（ｘ）を、実数ｘの中で一番大きい整数を与える関数と定義する。このとき、順方向巻きの攪拌翼３２ａのＩｎｔ（Ｌ／Ｐ）ピッチに一巻きの割合で逆巻きの攪拌翼３２ｂを設ける。
【００９７】
実施例１では、順方向巻きの搬送翼３２ａの一部を現像剤の搬送方向とは逆の方向に搬送する形状とすることにより、局所的に現像剤を搬送方向とは逆の方向に引き戻して、現像領域に搬送されるまでの時間を延ばす。そして、攪拌機会を増加させると同時に、順方向巻きの攪拌翼３２ａで区切られた現像剤同士の長手方向の攪拌を促進する。
【００９８】
これにより、順方向巻きの攪拌翼３２ａのみの構成に比べて、現像剤がより均一に混ざり合い、均一なトナー濃度の現像剤を現像スリーブ２８へ供給できる。
【００９９】
＜実施例２＞
図１５は実施例２の現像装置の平面図である。図１６は逆巻きの攪拌翼の数とトナー劣化の関係の説明図である。実施例２は、現像スクリューに配置する逆巻きの攪拌翼の数が異なる以外は実施例１と同一に構成されるため、図１５中、実施例１と共通する構成には図３と同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【０１００】
図３に示すように、実施例１では、現像剤を局所的に逆方向に搬送する逆巻きの攪拌翼３２ｂを現像スクリュー２５のスクリュー羽根の３ピッチに一巻きの割合で設けた。これにより、現像剤攪拌が促進されることによって画像濃度のムラをより均一にすることを可能とした。しかし、現像剤を局所的に逆方向に搬送する逆巻きの攪拌翼３２ｂを設けると、逆巻きの攪拌翼３２ｂの近傍において、現像剤にかかるせん断圧力が大きくなる。このため、図１６に示すように、現像剤劣化が増大する可能性がある。
【０１０１】
また、実施例１では、スクリュー羽根の３ピッチに一巻きの割合で逆巻きの攪拌翼３２ｂが設けられているため、現像スクリュー２５に落ちる回収現像剤の位置によっては現像剤が２回攪拌された後に現像スリーブ２８へ再供給される場合がある。
【０１０２】
そこで、図１５に示すように、実施例２では、現像剤を局所的に逆方向に搬送する逆巻きの攪拌翼３２ｂを現像スクリュー２５のスクリュー羽根の４ピッチに一巻きの割合で設けた。これにより、実施例１よりも現像剤劣化を抑制している。実施例２では、実施例１よりも逆巻きの攪拌翼３２ｂの配置間隔を拡大して個数を減らすことにより、現像剤劣化を抑制している。
【０１０３】
実施例２では、実施例１と同様に、Ｌ＝６０ｍｍ、Ｐ＝１５ｍｍ、Ｉｎｔ（Ｌ／ｐ）＝４であるため、現像スクリュー２５のＩｎｔ（Ｌ／ｐ）＝４ピッチに一巻きの割合で逆巻きの攪拌翼３２ｂを配置する。実施例１のように「すくなくともＩｎｔ（Ｌ／ｐ）ピッチに一巻き」ではない。これにより、現像スリーブ２８のどの位置であっても、現像剤が逆巻きの攪拌翼３２ｂによって長手方向に一回攪拌された後に現像スリーブへ供給される。攪拌作用を必要最低限にとどめて攪拌能力を維持したまま、可能な限り現像剤に与える負荷を減らして現像剤劣化を抑制することができる。
【０１０４】
実施例２においても、実施例１と同じチャートを用いる方法で面内画像濃度ムラを測定した。その結果、４ピッチに一巻きの割合で逆巻きの攪拌翼３２ａを用いた場合においても、画像濃度ムラΔＤは○と評価された。
【０１０５】
よって、実施例２では、現像スクリュー２５において、スクリュー羽根のＩｎｔ（Ｌ／ｐ）ピッチに一巻きの割合で、逆巻きの攪拌翼３２ｂを設けることにより、攪拌能力を維持し、攪拌不足由来の画像濃度ムラを軽減することができた。と同時に、現像剤に与える負荷を減らして現像剤劣化を抑制することができた。
【０１０６】
＜実施例３＞
図１７は実施例３の現像装置における現像スクリューの構造の説明図である。図１８は実施例３の変形例の現像装置における現像スクリューの構造の説明図である。実施例３は、基本的な構成は、実施例１と同じであるため、図１７、図１８中、実施例１と同一の構成部材には図２、図３と同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【０１０７】
図１７に示すように、実施例３では、順方向巻きの攪拌翼３２ａと逆巻きの攪拌翼３２ｂの境界部を結合せずに、僅かな間隙を設けていることを特徴とする。
【０１０８】
図９に示すように、実施例１では、順方向巻きの攪拌翼３２ａと逆巻きの攪拌翼３２ｂの境界部に間隙が設けられておらず、境界部が結合している。このため、連続画像形成の継続による現像剤の劣化（流動性の低下）が発生すると、境界部に現像剤が凝集し易くなる。その結果、攪拌翼３２ａと攪拌翼３２ｂで鋭角状に囲まれた三角形の領域に現像剤が詰まって、攪拌翼３２ｂの実質的な逆巻きの長さが損なわれ、逆巻きの攪拌翼３２ｂが十分な攪拌機能を果たせなくなる可能性がある。
【０１０９】
実施例３では、順方向巻きの攪拌翼３２ａと逆巻きの攪拌翼３２ｂとの境界部を結合せずに、僅かな間隙を確保する。これにより、逆巻きの攪拌翼３２ｂの近傍で循環方向に搬送されている現像剤と逆方向に搬送されている現像剤同士がぶつかり合い、攪拌翼３２ａと攪拌翼３２ｂの境界部における間隙から一部の現像剤が逃げていく。これにより、順方向巻きの攪拌翼３２ａと逆巻きの攪拌翼３２ｂで囲まれた領域に、２つの攪拌翼３２ａ、３２ｂの結合部の隙間へ向かう現像剤の流れを作り出すことができる。
【０１１０】
その結果、連続画像形成が継続して現像剤の流動性が損なわれても、攪拌翼３２ａと攪拌翼３２ｂの境界部において、現像剤の詰まりを抑制でき、より長期間にわたって攪拌翼３２ｂによる現像剤の攪拌が可能となる。
【０１１１】
一方、順方向巻きの攪拌翼３２ａと逆巻きの攪拌翼３２ｂの境界部の間隙を広げすぎると、間隙では現像剤が攪拌翼３２ａ、３２ｂのいずれからも搬送力を受けないため、間隙に停滞して現像剤をせき止める可能性が高まる。実施例１の現像装置を用いた実験によると、間隙は、攪拌翼３２ａのピッチと攪拌翼３２ｂのピッチの和の１／１０以下が好ましく、これ以上に間隙を広げると、間隙にある現像剤が現像剤の循環をせき止め易くなる。
【０１１２】
図１８に示すように、攪拌翼３２ａと攪拌翼３２ｂの境界部を結合せずに、攪拌翼３２ａと攪拌翼３２ｂの位相をずらしてもよい。位相のずれた攪拌翼３２ａ、３２ｂの間に図１７と同様に隙間が形成されて、隙間に停滞する現像剤を押し流すような現像剤の流れが形成されるからである。
【０１１３】
＜実施例４＞
図１９は実施例４の現像装置における現像スクリューの構造の説明図である。図２０は逆巻きの攪拌翼の切り欠き面積と現像剤の詰まり易さの関係の説明図である。実施例４は、基本的な構成は、実施例１と同じであるため、図１９中、実施例１と同一の構成部材には図２、図３と同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【０１１４】
図１９に示すように、実施例４では、逆巻きの攪拌翼３２ｂは、稜線の少なくとも一部が現像スクリュー２５の順方向巻きの攪拌翼３２ａの稜線よりも回転中心側に位置する。逆巻きの攪拌翼３２ｂよりも上流側における順方向巻きの攪拌翼３２ａと逆巻きの攪拌翼３２ｂとの間に、攪拌翼３２ａ、３２ｂのスクリュー羽根高さ全体に渡る隙間を設けている。
【０１１５】
現像スクリュー２５に設けた逆巻きの攪拌翼３２ｂに切欠き部３２ｋを確保することにより、実施例３と同様に、順方向巻きの攪拌翼３２ａと逆巻きの攪拌翼３２ｂの境界部に停滞する現像剤の流れを良くした。これにより、実施例１よりも一段と攪拌が促進されてトナー濃度の変動が軽減された。
【０１１６】
図１９に示すように、逆巻きの攪拌翼３２ｂの一部を切欠いた構成にすることにより、逆巻きの攪拌翼３２ｂの近傍で循環方向に搬送されている現像剤と逆方向に搬送されている現像剤同士がぶつかり合うようになる。ぶつかった現像剤の一部が攪拌翼３２ｂの切欠部３２ｋから逃げていくことにより、攪拌翼３２ａと攪拌翼３２ｂで囲まれた領域から攪拌翼３２ｂの切欠部３２ｋに向かう流れを作り出すことができる。このようにして、実施例３と同じく、順方向巻きの攪拌翼３２ａと逆巻きの攪拌翼３２ｂに囲まれた領域への現像剤の詰まりを抑制する。
【０１１７】
図２０に示すように、切欠部３２ｋの面積を異ならせて攪拌翼３２ａと攪拌翼３２ｂで囲まれた領域の現像剤の詰まりを評価した。切欠部３２ｋは大きいほど、現像剤が切欠部３２ｋから逃げていくので、攪拌翼３２ａと攪拌翼３２ｂで囲まれた領域に発生する流れは大きくなって、現像剤の詰まりは軽減する。
【０１１８】
しかし、切欠部３２ｋは大きいほど、攪拌翼３２ｂによる局所的な剤の循環方向と逆方向への搬送力も小さくなり、それによって、別の現像剤との接触機会が減るため、攪拌翼３２ｂの攪拌力も低下する。このため、切欠部３２ｋは大きすぎては好ましくなく、スクリュー径の２０％以下程が好ましい。これ以上に切欠部３２ｋを大きくした場合、攪拌能力が著しく低下してしまうからである。
【０１１９】
＜実施例５＞
図２１は実施例５の現像装置における現像スクリューの構成の説明図である。図２２は逆巻きの攪拌翼の口径と現像剤の劣化し易さの関係の説明図である。実施例５は、基本的な構成は、実施例１と同じであるため、図２１中、実施例１と同一の構成部材には図２、図３と同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【０１２０】
図２１に示すように、実施例５では、逆巻きの攪拌翼３２ｂの直径を順方向巻きの攪拌翼３２ａよりも小さくしたので、逆巻きの攪拌翼３２ｂは、稜線の少なくとも一部が現像スクリュー２５の順方向巻きの攪拌翼３２ａの稜線よりも回転中心側に位置する。
【０１２１】
逆巻きの攪拌翼３２ｂの直径を順方向巻きの攪拌翼３２ａよりも小さくすることにより、逆巻きの攪拌翼３２ｂが現像剤を循環方向に対して逆方向へと搬送する搬送力が小さくなる。このため、逆巻きの攪拌翼３２ｂ近傍で現像剤同士がぶつかり合う際に生じる現像剤圧力が小さくなって、現像剤にかかるせん断力が弱くなり、トナー表面に付いている外添剤がはがれたり埋め込まれたりする「トナー劣化」の発生を軽減できる。
【０１２２】
図２２に示すように、逆巻きの攪拌翼３２ｂの直径を変化させて所定時間の現像装置空運転におけるトナー劣化の程度を評価した。トナー劣化の程度は、所定量の現像剤の落下積み重ね実験を行い、積み重ね高さを測定して流動性を評価した。攪拌翼３２ｂの径は小さいほど、攪拌翼３２ｂによる循環方向と逆方向への搬送力は小さくなるため、現像剤に加わる力（剤圧）が小さくなって、トナー劣化は抑制される。しかし、同時に逆方向への現像剤の戻し量も減るため、別の現像剤との接触機会が減り、攪拌翼３２ｂの攪拌力も低下する。
【０１２３】
このため、攪拌翼３２ｂの径は小さすぎては好ましくなく、攪拌翼３２ａのスクリュー径の８０％程がより好ましい結果が得られた。これ以上スクリュー径を小さくした場合、やはり攪拌能力が著しく低下してしまうからである。
【符号の説明】
【０１２４】
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ  現像装置
２１  トナー補給口、２２  現像容器、２３  現像室
２４  攪拌室、２５  現像スクリュー、２６  攪拌スクリュー
２７  隔壁、２８  現像スリーブ、２９  マグネットローラ
３０  規制ブレード、３１ｋ  切欠部
３２ａ  攪拌翼（順方向巻き）、３２ｂ  攪拌翼（逆巻き）
【図１】
2012208423.tif 000004
【図２】
2012208423.tif 000005
【図３】
2012208423.tif 000006
【図４】
2012208423.tif 000007
【図５】
2012208423.tif 000008
【図６】
2012208423.tif 000009
【図７】
2012208423.tif 000010
【図８】
2012208423.tif 000011
【図９】
2012208423.tif 000012
【図１０】
2012208423.tif 000013
【図１１】
2012208423.tif 000014
【図１２】
2012208423.tif 000015
【図１３】
2012208423.tif 000016
【図１４】
2012208423.tif 000017
【図１５】
2012208423.tif 000018
【図１６】
2012208423.tif 000019
【図１７】
2012208423.tif 000020
【図１８】
2012208423.tif 000021
【図１９】
2012208423.tif 000022
【図２０】
2012208423.tif 000023
【図２１】
2012208423.tif 000024
【図２２】
2012208423.tif 000025