(57)【要約】【課題】現像室の底面部が傾斜され剤面高さがほぼ同じ高さに維持される場合に、現像スクリューによる現像剤の跳ね上げに起因する画像不良を抑制可能な現像装置の提供。【解決手段】現像室３の底面部３ａを下流側が上流側よりも高くなるように底上げし、定常状態に至った現像剤の剤面高さを上流から下流にわたりほぼ同じ高さにする。その場合に、現像スクリュー５の羽根５ｂの外径を上流側に比べ下流側を小さくし、下流側では現像スクリュー５による現像剤の跳ね上げに応じて現像スリーブ８上の現像剤が剥ぎ取られ難くした。現像スクリュー５は、下流側が上流側よりも高くなるように傾斜配置される。この場合、現像剤の搬送力が及ばないデッドスペースを低減でき、現像剤の不動層が生じ難くなり、また現像剤を均等に跳ね上げることができ、コート領域を一律にコートし得る。こうして、現像スクリュー５による現像剤の跳ね上げに起因する画像不良を抑制し得る。【選択図】図４
2017173637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を担持して回転する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に現像剤を供給する第一室と、前記第一室とで現像剤の循環経路を形成すると共に前記現像剤担持体から現像剤を回収する第二室とが形成された現像容器と、
前記第一室に配設され、前記現像剤担持体に対向する位置で下方から上方に回転し、前記第一室で現像剤を搬送すると共に前記現像剤担持体に現像剤を供給する、回転軸と螺旋状の羽根とを有する第一搬送スクリューと、
前記第二室に配設され、前記第二室で現像剤を搬送する第二搬送スクリューと、を備え、
前記第一室の底面部は、水平方向から視て前記第一搬送スクリューの現像剤搬送方向の上流側より下流側が高くなるように傾斜され、
前記第一搬送スクリューは、螺旋状の第一羽根が形成された第一搬送部と、前記第一搬送部に前記現像剤搬送方向の下流側で隣接し、前記第一羽根よりも外径の小さい螺旋状の第二羽根が形成された第二搬送部とを有する、
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記第一羽根及び前記第二羽根は、外径が前記現像剤搬送方向の上流から下流に向け徐々に小さくなっている、
ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記第一搬送スクリューは、水平方向から視て前記回転軸の前記現像剤搬送方向の上流側よりも下流側が高くなるように傾斜して配設されている、
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】
前記第一搬送スクリューは、前記回転軸と前記現像剤担持体の回転中心軸との間隔が前記現像剤搬送方向の上流側よりも下流側で小さくなるように傾斜して配設されている、
ことを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像剤担持体は、回転中心軸が前記第一搬送スクリューの回転中心軸よりも上方にあるように配設されている、
ことを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
前記第一搬送スクリューは、前記第一羽根及び前記第二羽根の外径接線を含む仮想面のうち、前記現像剤担持体に対向する位置で前記現像剤担持体の表面に対向する仮想面が、前記表面に平行になるように配設されている、
ことを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
前記第二羽根は、前記第一搬送スクリューの回転軸線に対する傾斜角が前記第一羽根よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項８】
前記第二羽根は、前記傾斜角が３０度以上６０度以下である、
ことを特徴とする請求項７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、プリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機などの電子写真技術を用いた画像形成装置に好適な現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置では、感光ドラムに形成した静電像をトナー像に現像するために、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤（以下、単に現像剤と記す）を用いた現像装置が採用されている。現像装置としては、例えば現像容器が隔壁によって現像室と撹拌室とに鉛直方向上下に区画されたものがある（縦撹拌タイプ）。現像剤は現像室と撹拌室とを搬送スクリューによって循環搬送されるが、その際に現像室では、現像剤の一部が搬送スクリューによって跳ね上げられ現像スリーブに供給されている。そして、現像スリーブに供給された現像剤のうち画像形成に供されなかった現像剤は、現像スリーブより剥離されて撹拌室に回収される。
【０００３】
こうした現像装置の場合、搬送スクリューによって搬送される現像剤が安定した状態（所謂、定常状態）に至ると、現像室では、現像剤の剤面高さが搬送スクリューの現像剤搬送方向上流から下流へ向けて徐々に低くなる。そうなると、特に現像剤の量が少ない場合に顕著であるが、現像剤搬送方向上流側に比べ下流側では現像スリーブへの現像剤の供給不足が生じやすくなるので、画像形成時に濃度ムラのような画像不良を生じさせることがあった。
【０００４】
そこで、従来では、現像室の底面部を形成する隔壁を現像剤搬送方向上流から下流に向かって鉛直方向上方へつまりは現像室の内側に傾斜させた装置が提案されている（特許文献１）。この現像装置では、現像室において定常状態に至ったときの剤面高さが現像剤搬送方向上流から下流にわたりほぼ同じ高さに維持されるので、上記のような画像不良が生じ難くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１６３８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１に記載の装置では、傾斜された現像室の底面部によって搬送スクリューの回転が阻害されないようにするために、底面部が傾斜されていない場合に比べ、搬送スクリューが鉛直方向上方の高い位置に配置されていた。そのため、搬送スクリューが現像スリーブに近付き過ぎ、現像剤の跳ね上げによって現像スリーブ上の現像剤が剥ぎ取られやすくなり、現像スリーブに現像剤の供給ムラが生じることがあった。特に、搬送スクリューと底面部との間隔が狭くなる現像剤搬送方向下流側では、現像剤が上流側よりも強く跳ね上げられやすいがために、現像剤の供給ムラが生じやすかった。現像剤の供給ムラが生じると、スクリューピッチで濃度ムラのような画像不良が生じ得る。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、搬送スクリューを有する現像室の底面部が傾斜されている場合に、搬送スクリューによる現像剤の跳ね上げに起因する画像不良を抑制することができる現像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る現像装置は、現像剤を担持して回転する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を供給する第一室と、前記第一室とで現像剤の循環経路を形成すると共に前記現像剤担持体から現像剤を回収する第二室とが形成された現像容器と、前記第一室に配設され、前記現像剤担持体に対向する位置で下方から上方に回転し、前記第一室で現像剤を搬送すると共に前記現像剤担持体に現像剤を供給する、回転軸と螺旋状の羽根とを有する第一搬送スクリューと、前記第二室に配設され、前記第二室で現像剤を搬送する第二搬送スクリューと、を備え、前記第一室の底面部は、水平方向から視て前記第一搬送スクリューの現像剤搬送方向の上流側より下流側が高くなるように傾斜され、前記第一搬送スクリューは、螺旋状の第一羽根が形成された第一搬送部と、前記第一搬送部に前記現像剤搬送方向の下流側で隣接し、前記第一羽根よりも外径の小さい螺旋状の第二羽根が形成された第二搬送部とを有する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、現像剤を搬送すると共に現像剤担持体に現像剤を供給する第一搬送スクリューが配設された第一室の底面部が傾斜されている場合に、第一搬送スクリューによる現像剤の跳ね上げに起因する画像不良を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態の現像装置を適用した画像形成装置の構成を示す概略図。
【図２】第一実施形態の現像装置の構成を示す断面図。
【図３】軸線方向を含む水平断面で見た現像装置の構成を示す上面断面図。
【図４】軸線方向を含む垂直断面で見た現像室の構成を示す断面図。
【図５】現像スクリューの形状を示す概略図。
【図６】軸線方向を含む垂直断面で見た撹拌室の構成を示す断面図。
【図７】第一実施形態の場合の実験結果を示すグラフ。
【図８】回転軸の下流側を現像スリーブ側に寄せた場合の実験結果を示すグラフ。
【図９】羽根の傾斜角を小さくした現像スクリューを示す概略図。
【図１０】羽根の傾斜角を小さくした場合の実験結果を示すグラフ。
【図１１】第二実施形態の現像装置の構成を示す断面図。
【図１２】比較例１の現像室の構成を示す断面図。
【図１３】比較例２の現像室の構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本実施形態の現像装置について説明する。まず、本実施形態の現像装置を適用した画像形成装置の構成について、図１を用いて説明する。図１に示す画像形成装置は、転写材搬送ベルト２４に沿って画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを配列したタンデム型直接転写方式のフルカラープリンタである。
【００１２】
［画像形成装置］
画像形成部ＰＹでは、感光ドラム１０Ｙにイエロートナー像が形成されて、転写材搬送ベルト２４に担持され搬送される記録材２７（用紙、ＯＨＰシートなどのシート材など）に転写される。画像形成部ＰＭでは、感光ドラム１０Ｍにマゼンタトナー像が形成されて、転写材搬送ベルト２４に担持され搬送される記録材２７に転写される。画像形成部ＰＣ、ＰＫでは、それぞれ感光ドラム１０Ｃ、１０Ｋにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて、転写材搬送ベルト２４に担持され搬送される記録材２７に転写される。四色のトナー像を転写された記録材２７は、転写材搬送ベルト２４から曲率分離して定着装置２５へ送り込まれる。記録材２７は、定着装置２５で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。
【００１３】
画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、現像装置１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ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、ほぼ同一に構成される。以下では、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの区別を表す符号末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略して、画像形成部ＰＹ〜ＰＫの構成及び動作を説明する。
【００１４】
画像形成部Ｐには、像担持体としての感光ドラム１０を囲んで、一次帯電器２１、露光装置２２、現像装置１、転写帯電器２３、ドラムクリーニング装置２６を配置している。感光ドラム１０は、外周面に感光層が形成され、所定のプロセススピードで図１の矢印Ｒ１方向に回転する。
【００１５】
一次帯電器２１は、例えばコロナ放電に伴う荷電粒子を照射して感光ドラム１０を一様な負極性の暗部電位に帯電させる。露光装置２２は、各色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、帯電した感光ドラム１０の表面に画像の静電潜像を書き込む。現像装置１は、トナーを感光ドラム１０に供給して、静電潜像をトナー像に現像する。現像装置１については詳細を後述する。
【００１６】
転写帯電器２３は転写ブレードを有し、この転写ブレードを転写材搬送ベルト２４に押圧して、感光ドラム１０と転写材搬送ベルト２４との間にトナー像の転写部を形成する。転写ブレードにトナーの帯電極性と逆極性の直流電圧が印加されることにより、感光ドラム１０に担持されたトナー像が転写材搬送ベルト２４上の記録材２７へ転写される。転写後に感光ドラム１０上に担持されたまま残る所謂転写残トナーは、ドラムクリーニング装置２６により除去される。
【００１７】
＜第一実施形態＞
第一実施形態の現像装置１について、図２乃至図６を用いて説明する。本実施形態の現像装置１は、機能分離方式を採用した横撹拌タイプの現像装置である。図２は、現像装置１を現像スクリュー５の現像剤搬送方向下流側から視た場合である。
【００１８】
現像装置１は、図２及び図３に示すように、ハウジングを形成する現像容器２、現像剤担持体としての現像スリーブ８、規制ブレード９、第一搬送スクリューとしての現像スクリュー５、第二搬送スクリューとしての撹拌スクリュー６などを備える。現像容器２には、例えば負帯電性の非磁性のトナーと正帯電性の磁性キャリアとを含む二成分現像剤が収容されている。本実施形態の場合、例えば初期状態でトナーとキャリアとを重量比で約７：９３の割合で混合した約７％のトナー濃度（現像剤の全重量に占めるトナーの重量の割合（ＴＤ比））の二成分現像剤が３００ｇほど収容されている。
【００１９】
現像容器２は、感光ドラム１０に対向した一部分が開口しており、この開口部に一部が露出するようにして現像スリーブ８が回転可能に配設されている。現像剤担持体としての現像スリーブ８は、アルミニウム合金などの非磁性材料で円筒状に形成され、図２の矢印Ｒ２方向に回転駆動される。現像スリーブ８は、表面に現像剤を担持可能なコート領域（担持領域）を有する。そして、現像スリーブ８の内側には、複数の磁極により構成されるマグネットローラ８０が回転不能に配設されている。
【００２０】
現像スリーブ８は回転すると、マグネットローラ８０の汲み上げ磁極Ｎ３極の位置で吸着した現像剤を規制ブレード９方向へ担持搬送する。規制磁極Ｓ１極によって穂立ちした現像剤は、現像スリーブ８と規制ブレード９のギャップを通過する際に規制ブレード９によってせん断力を受けてその量が規制され、現像スリーブ８上に所定の層厚の現像剤層が形成される。現像剤層は感光ドラム１０と対向する現像領域Ｆに担持搬送され、現像磁極Ｎ１極によって磁気穂を形成した状態で感光ドラム１０の表面に形成されている静電潜像を現像する。現像に供された後の現像剤は、剥ぎ取り磁極Ｎ２極と汲み上げ磁極Ｎ３極の間で同極が隣り合うことで形成される無磁力帯によって現像スリーブ８より剥離される。
【００２１】
現像容器２は、第一室としての現像室３と第二室としての撹拌室４と、これら現像室３と撹拌室４とを区画する隔壁７とを有する。本実施形態の場合、隔壁７は現像スリーブ８の回転軸線方向（長手方向）に沿って延在され、現像室３と撹拌室４とはほぼ水平方向に並ぶように区画される。図３に示すように、隔壁７は、長手方向両端側にそれぞれ現像室３と撹拌室４とを連通させる第一連通部１１と第二連通部１２とを有する。また、隔壁７の上部には、図２に示すように、現像スリーブ８に近接するように延設され、現像スリーブ８より剥離された現像剤を撹拌室４内に案内する案内部材７１が設けられている。
【００２２】
図３に示すように、現像室３には、現像室３で現像剤を所定の一方向に搬送する現像スクリュー５が配設されている。撹拌室４には、撹拌室４で現像スクリュー５と反対方向に現像剤を搬送する撹拌スクリュー６が配設されている。現像スクリュー５及び撹拌スクリュー６はそれぞれ、回転軸５ａ、６ａの周囲に羽根５ｂ、６ｂを螺旋状に形成することで形成される。回転軸５ａ、６ａの両端部は、それぞれ現像容器２に対して軸受３２により回転自在に支持されている。なお、現像スクリュー５の羽根５ｂは回転軸線方向に関し、現像スリーブ８のコート領域を含む範囲にわたっている。
【００２３】
現像スリーブ８、現像スクリュー５、撹拌スクリュー６はそれぞれ不図示のギア列によって連結駆動される構成になっていて、不図示の駆動モータからのギア列を介してそれぞれ回転する。図２に示すように、現像スリーブ８は水平方向から視て現像スクリュー５よりも上方に、詳しくは現像スリーブ８の回転中心軸が現像スクリュー５の回転中心軸よりも上方にあるように、また現像スクリュー５と間隔を空けて配設されている。現像スクリュー５は、現像スクリュー５の羽根５ｂの外径接線を含む仮想面のうち、現像スリーブ８に対向する位置でスリーブ表面（Ｑ１）に対向する仮想面（Ｑ２）が、スリーブ表面（Ｑ１）に平行になるように配設されている。ここで、現像スリーブ８と現像スクリュー５との間隔は、それぞれの回転中心軸を通る直線Ｐ１に直交するスリーブ表面（Ｑ１）と現像スクリュー５の仮想面（Ｑ２）との幅である。現像スクリュー５は現像スリーブ８に対向する位置で、隔壁７と反対側つまりは現像スリーブ８側で下方から上方へ回転される（図２の矢印Ｒ５方向）。
【００２４】
現像スクリュー５及び撹拌スクリュー６が回転することで、現像剤は図３の太線の矢印で示すように循環搬送される。このとき、現像スクリュー５の現像剤搬送方向に関し、上流側の第一連通部１１で現像剤が撹拌室４から現像室３に、下流側の第二連通部１２で現像剤が現像室３から撹拌室４に、それぞれ現像剤が受け渡される。このように、現像室３と撹拌室４とで現像剤の循環経路が形成され、現像剤はこの循環経路を循環することで混合撹拌される。
【００２５】
なお、以下の説明で、特に断りなく上流又は下流といった場合、現像スクリュー５の現像剤搬送方向上流又は現像剤搬送方向下流を指すこととする。
【００２６】
現像室３は現像剤を現像スリーブ８に供給し、撹拌室４は現像スリーブ８より剥離された現像剤を回収する。即ち、現像室３内の現像剤は、現像スクリュー５により搬送されつつ、マグネットローラ８０の汲み上げ磁極Ｎ３極の位置で現像スリーブ８に吸着される。一方、隔壁７の上部に設けられた案内部材７１は、隔壁７の上端から現像スリーブ８の無磁力帯付近で現像スリーブ８に近接するように延設されている。そのため、剥ぎ取り磁極Ｎ２極で現像スリーブ８より剥離された現像剤は、現像室３に戻ることなく撹拌室４に収容される。撹拌室４では現像剤を回収しつつ、回収された現像剤が撹拌スクリュー６により搬送される。
【００２７】
本実施形態の現像装置１は、このように、現像室３で現像スリーブ８に現像剤を供給し、撹拌室４で現像スリーブ８から現像剤を回収する、機能分離方式の構成を有する。機能分離方式の場合、現像スリーブ８上の現像剤が撹拌室４の長手方向に渡って回収される。即ち、現像剤は、現像スリーブ８を介さずに現像室３から撹拌室４に搬送される第一の経路と、現像スリーブ８から直接、撹拌室４に搬送される第二の経路との二つの経路を介して循環される。
【００２８】
二成分現像剤を用いて現像を行う場合、画像形成に伴いキャリアのトナーに対する帯電量付与能力（帯電性能）が低下し得る。そうなると、トナーの帯電量が低下してしまい、濃度変動や飛散かぶり等の画像不良が生じ得る。そこで、キャリアの帯電性能を回復すべく、撹拌室４に形成された補給口（不図示）に接続された補給装置２０（図２参照）から補給剤を補給して、キャリアをリフレッシュする制御（ＡＣＲ制御などと呼ばれる）が行われる。ＡＣＲ制御時には、現像剤の補給に伴い生じた余剰分の現像剤が排出口（不図示）から現像容器外に排出される。これにより、現像剤が補給されても現像容器２内の現像剤は一定量に維持される。
【００２９】
（現像室）
現像室３について、図４を用いて説明する。図４に示すように、現像室３の底面部３ａは上流から下流に向かうほど鉛直方向上方へつまりは現像室３内により深く侵入するように、下流側が上流側よりも底上げされている。言い換えれば、現像室３の底面部３ａは水平方向から視て、下流側が上流側よりも高くなるように傾斜されている。ここでは、直線（Ｊ８）で示す底面部３ａが水平線（Ｊ７）と傾斜角（θ４）をなすように形成されている。こうすると、現像室３において定常状態に至ったときの現像剤の剤面高さが上流から下流にわたりほぼ同じ高さに維持される。
【００３０】
なお、ここでは、底面部３ａの厚みを上流側と下流側とで異ならせることで、下流側が上流側よりも底上げされたものを示したがこれに限られない。例えば、上流から下流にわたって同じ厚みである底面部３ａが、下流側を上流側よりも高くして斜めに形成されていてもよい。
【００３１】
（現像スクリュー）
現像室３において、現像剤は現像スクリュー５により回転軸５ａに沿って搬送される。図５に示すように、現像スクリュー５は、回転軸５ａと回転軸５ａの外周に形成された螺旋状の羽根５ｂとを有する。羽根５ｂは、所定のピッチ間隔（Ｂ１）で、回転軸線（Ｊ９）に対し傾斜角（θ１０）をなすように傾斜されている。羽根５ｂを有する現像スクリュー５は、回転に伴い現像剤を跳ね上げる力（以下、跳ね上げ力と記す）を生じさせる。現像剤の一部が跳ね上げ力によって跳ね上げられ、現像スリーブ８に供給される。
【００３２】
現像スクリュー５が回転し、現像剤が羽根５ｂの上流側の搬送面を押すことにより羽根５ｂに反発力（Ｖ１）が生じる。反発力（Ｖ１）は、回転軸線（Ｊ９）に沿って現像剤搬送方向に現像剤を搬送する搬送力（Ｖ２）と、回転軸線（Ｊ９）に直交する方向に現像剤を跳ね上げる跳ね上げ力（Ｖ３）とに分けられる。反発力（Ｖ１）が相対的に大きくなれば、跳ね上げ力（Ｖ３）も相対的に大きくなる。反発力（Ｖ１）、搬送力（Ｖ２）、跳ね上げ力（Ｖ３）の関係は、羽根５ｂの傾斜角（θ１０）で決まる。傾斜角（θ１０）が小さい場合は大きい場合に比べ、搬送力（Ｖ２）は小さくなる。しかし、反発力（Ｖ１）方向と搬送力（Ｖ２）方向とのなす角（θ８）の角度が大きくなって、跳ね上げ力（Ｖ３）は大きくなる。
【００３３】
上述のように現像室３の底面部３ａを底上げした場合、底面部３ａによって現像スクリュー５の回転が阻害されないようにする必要がある。この際に、現像スクリュー５（詳しくは羽根５ｂ）が現像スリーブ８に近過ぎると、跳ね上げ力（Ｖ３）の大きさによっては現像スリーブ８上の現像剤が剥ぎ取られやすくなる。この点に鑑み、本実施形態では現像スクリュー５の羽根５ｂの外径を小さくして、現像スリーブ８に現像スクリュー５を近付け過ぎないようにしている。
【００３４】
図４に示すように、現像スクリュー５は、螺旋状の第一羽根５ｂ１が形成された第一搬送部５１と、第一搬送部５１に下流側で隣接して第一羽根５ｂ１よりも外径の小さい螺旋状の第二羽根５ｂ２が形成された第二搬送部５２とを有する。第一羽根５ｂ１と第二羽根５ｂ２とは、外径が上流から下流に向け徐々に小さくなっている。即ち、現像スクリュー５の羽根５ｂ（第一羽根５ｂ１、第二羽根５ｂ２）は、外径が上流から下流に向け徐々に小さくなるように形成されている。
【００３５】
なお、ここでは説明を理解しやすくするために、現像スクリュー５は現像スリーブ８のほぼ中央付近（図４に点線Ｏで示す）で、第一搬送部５１と第二搬送部５２とに分けられているがこれに限られない。現像スクリュー５は、例えば下流端から上流側の３分の１までを第二搬送部５２、残りを第一搬送部５１として分けられてよい。
【００３６】
上述のように現像室３の底面部３ａを底上げした場合に、図４に示すように、下流側（第二搬送部５２側）の羽根５ｂ２の外径を小さくすれば、現像スクリュー５による現像剤の跳ね上げに起因する画像不良を抑制し得る。ただし、この場合に、回転軸線（Ｊ９）が水平線（Ｊ７）に対して平行になるように、現像スクリュー５が配設されていると、現像スクリュー５と底面部３ａとの間隔が比較的に広い第一搬送部５１側で、現像剤の不動層が生じる可能性がある。
【００３７】
現像剤の不動層が生じやすいスペースつまりは現像スクリュー５による現像剤の搬送力が及び難いデッドスペースを低減するためには、現像スクリュー５は傾斜して配設されているのが好ましい。本実施形態の場合、現像スクリュー５は下流側が上流側よりも鉛直方向に高くなるように傾斜して配設される。こうすれば、現像剤の不動層が生じ難くなる。図４に示すように、回転軸線（Ｊ９）と水平線（Ｊ７）とによりなされる軸線角（θ５）が底面部３ａの傾斜角（θ４）と同じ角度である場合には、現像スクリュー５と底面部３ａとの間隔が上流から下流にわたってほぼ同じになる。こうすると、現像スクリュー５が現像剤を上流から下流にわたって均等に跳ね上げやすくなる。
【００３８】
（隔壁）
隔壁７は、図３に示すように、上流から下流に向かうほど現像室３内により深く侵入するように、厚みが上流から下流へ向けて徐々に増している。言い換えれば、隔壁７は鉛直方向から視て、現像スリーブ８の回転軸線（Ｊ１）に交差する幅方向に関し、現像室３の下流側の幅が上流側の幅よりも狭くなるように傾斜して形成されている。ここでは、隔壁７は、直線（Ｊ３）で示す現像室３側の壁面と水平線（Ｊ４）とが傾斜角（θ１）をなすように形成されている。傾斜された隔壁７は底面部３ａの底上げと相まって、現像室３において定常状態に至ったときの現像剤の剤面高さを上流から下流にわたりほぼ同じ高さに維持するのに寄与する。
【００３９】
（撹拌室）
撹拌室４について、図６を用いて説明する。撹拌室４の底面部４ａは現像室３の底面部３ａ（図４参照）と異なり、撹拌室４内に侵入するように底上げされていない。直線（Ｊ８）で示す底面部４ａは、水平線Ｊ７と平行になるように形成される。本実施形態の場合、撹拌スクリュー６の現像剤搬送方向上流側（現像室３の下流側）において、底面部４ａは現像室３の底面部３ａと異なる高さに形成される（図２参照）。他方、撹拌スクリュー６の現像剤搬送方向下流側（現像室３の上流側）において、底面部４ａは現像室３の底面部３ａと同じ高さに形成されるのが好ましい。撹拌スクリュー６は、回転軸線（Ｊ１１）が水平線（Ｊ７）に対して平行になるように撹拌室４に配設される。
【００４０】
発明者らは、現像スクリュー５によって現像スリーブ８へ供給される現像剤の供給量を測るため、上述した現像装置１を適用した画像形成装置１００を用い、表１及び表２に示す実験条件に従って連続画像形成ジョブを行った。
【００４１】
【表１】
2017173637.tif 000003
【００４２】
【表２】
2017173637.tif 000004
【００４３】
実験では、画像形成装置１００として二成分現像方式のカラー複合機を用いた。現像剤は、現像容器２内に３００ｇ収容した。そして、現像室３の底面部３ａは、上流側に比べて下流側が３ｍｍ高くなるように底上げした。連続画像形成ジョブ時の動作条件として、感光ドラム１０の回転速度を１０ｃｍ／ｓｅｃ（３０ｒｐｍ）とした。現像装置１に関し、スリーブ径が２ｃｍの現像スリーブ８の回転速度を１５ｃｍ／ｓ（１４３ｒｐｍ）とした。現像スクリュー５は、回転軸５ａの直径が０．９ｍｍ、最大外径が１．８ｃｍ（上流側）、最小外径が１．２ｃｍ（下流側）、ピッチ間隔が４ｃｍに形成され、現像スリーブ８との間隔が０．５ｃｍになるように配設した。現像スクリュー５の回転速度は、１３．５ｃｍ／ｓ（１４３ｒｐｍ）とした。他方、撹拌スクリュー６は、回転軸６ａの直径が０．９ｍｍ、外径が１．８ｍｍ、ピッチ間隔が４．０ｍｍに形成され、回転速度は現像スクリュー５と同じ１５ｃｍ／ｓ（１４３ｒｐｍ）とした。
【００４４】
上記のカラー複合機を用い、温度２３度、湿度５５％の環境下で、１００枚の記録材に連続してべた画像を画像形成する連続画像形成ジョブを行った。連続画像形成ジョブの終了後、規制ブレード９の近傍で現像スリーブ８に担持されている現像剤の量を、現像スリーブ８のコート領域（約３０ｃｍ）で１ｃｍ間隔毎にゲージを使って測定した。このようにして、現像スクリュー５による現像スリーブ８への単位面積当たりの現像剤の供給量（ｇ/ｃｍ＾２）を求めた。なお、実験毎による供給量のばらつきは約５％程であった。
【００４５】
図７に実験結果を示す。図７に示す実験結果は、横軸がコート領域の上流端を基準位置（０ｍｍ）とした場合の下流側への現像スリーブ８の長手方向位置（ｍｍ）を表し、縦軸が現像スリーブ８への単位面積当たりの現像剤の供給量（ｇ／ｃｍ＾２）を表している。
【００４６】
ここで、現像スクリュー５による現像スリーブ８への現像剤の供給量と、濃度ムラとの関係について説明する。規制ブレード９は、現像スリーブ８への現像剤の供給量が所定量（例えば０．０４ｇ／ｃｍ＾２）になるように、現像スリーブ８とのギャップを５００μｍに規制する。規制ブレード９近傍の現像剤の量が少なくなると、現像スリーブ８上に所定の層厚の現像剤層が形成されず、記録材に形成される画像の濃度は薄くなる。現像スリーブ８の長手方向位置で現像剤の供給量に差が生じた場合、１枚の記録材で画像に濃度ムラが生じる。即ち、規制ブレード９近傍では常に一定量の現像剤が供給されていないと、濃度ムラが生じやすくなる。例えば、現像剤の供給量が０．０４ｇ／ｃｍ＾２より少ないと、濃度ムラが生じる。反対に、現像剤の供給量が０．０４ｇ／ｃｍ＾２以上であると、現像剤の一部は現像室３へ戻されるが、規制ブレード９近傍には十分な量の現像剤が供給され、濃度ムラが生じない。このように、現像スリーブ８から現像剤を常に０．０４ｇ／ｃｍ＾２以上供給することが、濃度ムラを生じさせないために重要である。言い換えれば、濃度ムラを生じさせないために必要な供給量の最下限量が、この場合には０．０４ｇ／ｃｍ＾２である。
【００４７】
実験条件としてさらに、画像形成前の状態で、現像室３には１５０ｇ、撹拌室４には１５０ｇの現像剤をそれぞれ収容した。この場合、現像スリーブ８の回転軸線方向に関し、現像室３における現像スリーブ８のコート領域（約３０ｃｍ）に対応する範囲には、１１２ｇの現像剤が収容される。コート領域には、羽根５ｂが４ｃｍピッチ間隔で１ブロック、合計７．５ブロック（ここでは１ピッチ間の領域を１ブロックと呼ぶ）にわたって近接されている。現像室３の上流側では、１ブロックあたり約１８．７７ｇの現像剤が収容される（表２参照）。
【００４８】
現像スクリュー５が１回転すると、羽根５ｂは１ブロックつまり４ｃｍ移動するが、その際に現像剤を搬送すると共に現像スリーブ８へ供給する。羽根５ｂが４ｃｍ移動すると、現像スリーブ８に対し現像剤が１ブロック当たり１．０１ｇほど供給される。既に述べたように、機能分離方式の場合、現像スリーブ８上の現像剤は撹拌室４に回収されて現像室３に戻らない。従って、現像スクリュー５が７．５回転した場合、現像剤は現像スリーブ８への供給によって約７．５４ｇ減少するので、１ブロック当たり約１１．２３ｇまで低下する（表２参照）。つまり、現像剤が約４０％も減少する。本実施形態の場合、現像剤が４０％減少しても現像スリーブ８へ安定して現像剤を供給できる。つまり、現像剤の供給ムラが低減されている。
【００４９】
現像剤の供給ムラを低減するには、１ブロック毎に少なくとも最下限量の現像剤を連続して供給する必要がある。ただし、現像スクリュー５には、跳ね上げ力（Ｖ３）が相対的に強い箇所と、跳ね上げ力（Ｖ３）が相対的に弱い箇所とがある。具体的には、羽根５ｂの上端部が現像スリーブ８に近接する箇所は、跳ね上げ力（Ｖ３）が相対的に強いため、現像剤の供給量が増える。他方、羽根５ｂの上端部が現像スリーブ８に近接しない箇所は、跳ね上げ力（Ｖ３）が相対的に弱いため、現像剤の供給量が減る。このように、現像スクリュー５による現像剤の供給量が長手方向位置で異なることから、１ブロック内で現像剤の供給ムラが生じ得る。既に述べたように、現像室３の底面部３ａが底上げされている場合、現像スクリュー５が従来に比べてより高い位置に配設されると、特に底上げされた下流側で供給ムラが顕著であった。
【００５０】
従来、跳ね上げ力の強い箇所でより多くの量の現像剤を供給することで、跳ね上げ力が弱い箇所の現像剤を補填できるようにしたものがある。しかし、現像剤の劣化防止のためにマグネットローラ８０の磁気力が弱めであり、現像スクリュー５に跳ね上げられた現像剤が重力によって現像室３へ戻ってしまいやすく、現像スリーブ８ひいては規制ブレード９に十分な量の現像剤を供給できないことがあった。
【００５１】
これに対し、本実施形態では、現像室３の底面部３ａを底上げした場合に、現像スクリュー５の羽根５ｂの外径を上流側に比べて下流側を小さくすることで、上記した現像剤の供給ムラを抑制することができた。これは、羽根５ｂが現像スリーブ８に近すぎることなく、跳ね上げられた現像剤によって現像スリーブ８上の現像剤を剥ぎ取り難くなるからである。
【００５２】
図７に示した実験結果には、本実施形態の現像装置１を適用した場合と比較するために、比較例１と比較例２の現像装置を適用した場合の実験結果もそれぞれ載せている。図１２に比較例１の現像装置１Ｂを、図１３に比較例２の現像装置１Ｃをそれぞれ示す。
【００５３】
（比較例１）
図１２に示す現像装置１Ｂは本実施形態の現像装置１と比較して、大きくは次の２点が異なるだけで、その他は同様である。異なる点は、図４と比較して理解できるように、第１に現像スクリュー５の羽根５ｂの外径が上流側も下流側もすべて同径である点、第２に現像スクリュー５が傾斜して配設されていない点である。比較例１の場合、現像スクリュー５が現像スリーブ８に近過ぎ、現像剤の跳ね上げによって現像スリーブ８上の現像剤が剥ぎ取られやすく、現像剤の供給ムラが生じやすい。特に、現像スクリュー５と現像室３の底面部３ａとの間隔が狭くなる下流側では、現像剤が強く跳ね上げられやすいので、現像スリーブ８上の現像剤が剥ぎ取られやすい。また、現像スクリュー５が傾斜して配設されていないことから、現像剤の不動層が生じやすい。
【００５４】
（比較例２）
図１３に示す現像装置１Ｃは、本実施形態の現像装置１と比較して、大きく次の１点が異なるだけで、その他は同様である。異なる点は、図４と比較して理解できるように、現像スクリュー５の羽根５ｂの外径が上流側も下流側もすべて同径である点である。そして、比較例２の現像装置１Ｃは比較例１と異なり、現像スクリュー５が傾斜して配設されている。比較例２の場合、現像スクリュー５が下流側で現像スリーブ８に近過ぎ、現像剤の跳ね上げによって現像スリーブ８上の現像剤が剥ぎ取られやすく、現像剤の供給ムラが生じやすい。即ち、現像スクリュー５が傾斜して配設された場合には、現像スクリュー５と現像スリーブ８との間隔が下流側で狭くなるので、下流側で現像剤の供給ムラが生じ得る。
【００５５】
図７に示した実験結果から理解できるように、比較例１の場合、上流から下流の全域にわたってほぼピッチ間隔（４ｃｍ）毎に、供給量が最下限量（ここでは０．０４０ｇ／ｃｍ＾２）を大きく下回っている。他方、比較例２の場合、２１０ｍｍと２４０ｍｍあたりで、現像剤の供給量が最下限量を大きく下回っている。これに対し、本実施形態の場合（実施形態１）、供給量が上流から下流の全域にわたって最下限量を上回っている。つまり、本実施形態は比較例１や比較例２に比べると、上流から下流の全域にわたって現像スリーブ８への現像剤の供給が安定し、その結果として濃度ムラが生じ難くなる。なお、上記したよりもピッチ間隔が狭い場合、回転速度が速い場合、現像容器２内の現像剤量が多い場合などのいずれの場合であっても、本実施形態では同様の効果が得られることを実験により確認している。
【００５６】
以上のように、本実施形態では、現像室３の底面部３ａを下流側が上流側よりも高くなるように底上げすると共に、現像スクリュー５の羽根５ｂの外径を上流側に比べて下流側を小さくした。現像室３の底面部３ａを底上げすることにより、定常状態に至った場合の現像剤の剤面高さが上流から下流にわたりほぼ同じ高さになる。そして、下流側の羽根５ｂ（第二羽根５ｂ２）の外径を小さくすることに伴い、下流側では現像剤を跳ね上げる力が小さくなることから、現像スクリュー５による現像剤の跳ね上げに応じて現像スリーブ８上の現像剤が従来に比べ剥ぎ取られ難くなる。こうして、現像スクリュー５による現像剤の跳ね上げに起因する画像不良を抑制できる、という効果が得られる。
【００５７】
また、現像スクリュー５は、下流側が上流側よりも鉛直方向に高くなるように傾斜して配設される。この場合、現像スクリュー５による現像剤の搬送力が及ばないデッドスペースを低減できるので、現像剤の不動層が生じ難くなり、また現像剤が均等に跳ね上げられるので、コート領域を一律にコートできるようになる。つまり、現像スクリュー５による現像剤の跳ね上げに起因する画像不良を抑制できる。
【００５８】
（現像スクリューと現像スリーブとの間隔）
ところで、現像スクリュー５と現像スリーブ８との間隔は、上流から下流にわたって同一であるのが好ましい。また、現像スリーブ８上の現像剤が剥ぎ取られない限りにおいて、現像スクリュー５と現像スリーブ８とはできる限り近接させた方がよい。これは、現像スリーブ８（特にはコート領域）に対して一律に現像剤を供給するためである。
【００５９】
現像スクリュー５を鉛直方向に傾斜させて配設する場合（図４参照）、水平方向から視た場合の現像スクリュー５と現像スリーブ８との間隔が上流から下流にわたって同一に確保されるように、現像スクリュー５は配設される。そうなるように、底面部３ａと現像スクリュー５とは形成されており、また現像スクリュー５の配置が決まる。しかしながら、単に現像スクリュー５を鉛直方向に傾斜して配置するだけであると、鉛直方向から視た場合の現像スクリュー５と現像スリーブ８との間隔は上流から下流にわたって同一に確保され得ない。
【００６０】
本実施形態ではこの点に鑑み、図３に示すように、現像スリーブ８の回転軸線（Ｊ１）に交差する幅方向に関し、現像スクリュー５は回転軸５ａの下流側が上流側よりも現像スリーブ８に近付くように配置される。詳しくは、回転軸５ａと現像スリーブ８の回転中心軸との間隔が上流側よりも下流側で小さくなるように傾斜して、現像スクリュー５が配設されている。そうするために、現像スクリュー５は、回転軸５ａの下流側が現像スリーブ８と現像スクリュー５それぞれの回転中心軸を通る直線Ｐ１（図２参照）上を現像スリーブ８側に寄せられている。こうすると、水平方向から視ても鉛直方向から視ても、現像スクリュー５と現像スリーブ８との間隔は上流から下流にわたって同一に確保され得る。
【００６１】
なお、本実施形態の場合、現像スクリュー５は、回転軸線（Ｊ５）が水平線（Ｊ４）に対し軸線角（θ２）をなすように配置されている。そして、軸線角（θ２）が隔壁７の傾斜角（θ１）とほぼ同じとされ、回転軸５ａが隔壁７の現像室３側の壁面（直線（Ｊ３）で示す）に対してほぼ平行になっている。
【００６２】
このように回転軸５ａの下流側を上流側よりも現像スリーブ８側に寄せ、現像スクリュー５と現像スリーブ８との間隔を上流から下流にわたって同一に確保した場合について、上述の実験を行った。実験結果を図８に示す。ただし、ここでは、温度３０度、湿度７５％の高温高湿環境下で連続画像形成ジョブを行った。図８に示す最下限量は、温度３０度、湿度７５％の高温高湿環境下の場合であり、上述した実験条件において０．０４９ｇ／ｃｍ＾２であった。これは、高温高湿環境下では規制ブレード９近傍で現像剤の流動性が低下しやすく、規制ブレード９により多くの現像剤を供給する必要があるからである。
【００６３】
図８に示した実験結果から理解できるように、単に現像スリーブ８を鉛直方向に傾斜させた場合（実施形態１）、２２０ｍｍと２６０ｍｍあたりつまりは下流側で、現像剤の供給量が最下限量（０．０４９ｇ／ｃｍ＾２）を下回ることがあった。これに対し、回転軸５ａの下流側を現像スリーブ８側に寄せた場合（実施形態２）、供給量が上流から下流の全域にわたって最下限量を上回っている。つまり、最下限量が高くなっているにも関わらず、濃度ムラが生じ難くなっている。従って、現像スクリュー５による現像剤の跳ね上げに起因する画像不良を抑制する効果がより得られやすい、と言える。
【００６４】
（羽根の傾斜角）
ところで、上述した現像剤の跳ね上げ力（Ｖ３、図５参照）は、羽根５ｂの傾斜角（θ１０）が小さくなれば大きくなり、反対に羽根５ｂの傾斜角（θ１０）が大きくなれば小さくなる。そのため、本実施形態のように、下流側の羽根５ｂ（第二羽根５ｂ２、図４参照）の外径を小さくする場合、羽根５ｂの傾斜角が適切に設定されていないと、現像スリーブ８に対し現像剤が供給されなくなる虞がある。また、羽根５ｂの傾斜角は、跳ね上げ力（Ｖ３）だけでなく搬送力（Ｖ２）にも影響する。搬送力（Ｖ２）は相対的に、羽根５ｂの傾斜角が相対的に小さくなれば小さくなり、羽根５ｂの傾斜角が相対的に大きくなれば大きくなる。
【００６５】
図９に、図５に示した現像スクリュー５と比較して、下流側の羽根５ｂつまり第二搬送部５２側の第二羽根５ｂ２（図４参照）の傾斜角（θ１０）を相対的に小さくした現像スクリュー５Ａを示す。図５に示した現像スクリュー５は羽根５ｂの傾斜角が６０度であり、図９に示した現像スクリュー５は羽根５ｂの傾斜角が４５度である。
【００６６】
上述のように、下流側の羽根５ｂの傾斜角（θ１０）を小さくした場合についても上述の実験を行った。実験結果を図１０に示す。ただし、ここでは、上記のカラー複合機を用い、温度３０度、湿度７５％の高温高湿環境下で、画像比率（印字率）１％の画像を１０００枚の記録材に連続して画像形成する連続画像形成ジョブを行った。図１０に示した最下限量は、上記の実験条件において０．０５５ｇ／ｃｍ＾２であった。これは、高温高湿環境下において、現像剤を繰り返し循環搬送させることによって現像剤に負荷を与えると現像剤の流動性が低下することに伴って、より多くの現像剤を供給する必要があるからである。
【００６７】
図１０に示す実験結果から理解できるように、現像スクリュー５の下流側の羽根５ｂの傾斜角（θ１０）が６０度である場合（実施形態３）、２２０ｍｍと２６０ｍｍあたりつまりは下流側で、現像剤の供給量が最下限量（０．０５５ｇ／ｃｍ＾２）を下回る。これに対し、下流側の羽根５ｂの傾斜角（θ１０）が６０度である場合（実施形態４）、供給量が上流から下流の全域にわたって最下限量を上回っている。つまり、最下限量がさらに高いにも関わらず、濃度ムラが生じ難くなっている。従って、現像スクリュー５による現像剤の跳ね上げに起因する画像不良を抑制する効果がより得られやすい、と言える。
【００６８】
なお、下流側の羽根５ｂの傾斜角を６０度よりも大きくすると、跳ね上げ力の低下に伴い現像剤の供給量が最下限量を下回り、現像スリーブ８に現像剤を供給できなくなる虞がある。他方、下流側の羽根５ｂの傾斜角を３０度よりも小さくすると、搬送力が低下することに伴い、現像剤量にもよるが現像剤を搬送させ難くなる虞がある。そのため、下流側の羽根５ｂの傾斜角（θ１０）は３０度以上６０度以下が好ましい。また、下流側の羽根５ｂの傾斜角（θ１０）は一律でなく、３０度以上６０度以下の範囲内で上流から下流に進むにつれて徐々に小さくしてもよい。
【００６９】
＜第二実施形態＞
現像装置は、上述した横撹拌タイプに限らない。例えば、図１１に示す縦撹拌タイプの現像装置１Ａであってもよい。図１１に示す現像装置１Ａは図２に示した現像装置１と比較して、現像容器２内（現像容器内）が略中央部において図面垂直方向に延在する隔壁７により、上方の現像室３と下方の撹拌室４とに区画されている点が異なる。
【００７０】
第二実施形態の場合、隔壁７（より詳しくは上面部７ａ）が底面部３ａに相当する。隔壁７は、上流から下流に向かうほど鉛直方向上方へつまりは現像室３内により深く侵入するようにして、下流側を上流側よりも底上げしている。言い換えれば、隔壁７は水平方向から視て、現像スクリュー５の下流側が上流側よりも高くなるように傾斜して形成されている。現像スクリュー５については上述したとおりであることから、ここでの説明を省略する。この縦撹拌タイプの現像装置１Ａであっても、現像スクリュー５の跳ね上げに起因する画像不良を抑制できるようになる。
【００７１】
＜他の実施形態＞
なお、上述した実施形態では、転写材搬送ベルト２４に搬送される記録材２７に感光ドラム１０から直接転写する方法を説明したが、これに限らない。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ておき、各色の感光ドラム１０から中間転写体に各色のトナー像を一次転写した後に、記録材２７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おいても、本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００７２】
１（１Ａ）…現像装置、２…現像容器、３…第一室（現像室）、３ａ…底面部、４…第二室（撹拌室）、５（５Ａ）…第一搬送スクリュー（現像スクリュー）、５ａ…回転軸、５ｂ…羽根、５ｂ１…第一羽根、５ｂ２…第二羽根、６…第二搬送スクリュー（撹拌スクリュー）、７…隔壁、８…現像剤担持体（現像スリーブ）、５１…第一搬送部、５２…第二搬送部、Ｑ１…スリーブ表面、Ｑ２…仮想面
【図１】
2017173637.tif 000005
【図２】
2017173637.tif 000006
【図３】
2017173637.tif 000007
【図４】
2017173637.tif 000008
【図５】
2017173637.tif 000009
【図６】
2017173637.tif 000010
【図７】
2017173637.tif 000011
【図８】
2017173637.tif 000012
【図９】
2017173637.tif 000013
【図１０】
2017173637.tif 000014
【図１１】
2017173637.tif 000015
【図１２】
2017173637.tif 000016
【図１３】
2017173637.tif 000017