攪拌搬送部材及びそれを備えた現像装置並びに画像形成装置
【課題】現像剤等の粉体の搬送力及び攪拌性能の両方を維持しながら粉体に過大なストレスを与えず、成形性にも優れた攪拌搬送部材、及びそれを備えた現像装置並びに画像形成装置を提供する。
【解決手段】第１スパイラル４３を構成する第１螺旋羽根４３ａには、回転軸４３ｂを１周する間（１ピッチ間）において、台形の底面部分が他の部分よりも膨らんだ第１膨張部４５ａ〜４５ｄが９０°間隔で４箇所に形成されている。同様に、第２螺旋羽根４３ｃにも、回転軸４３ｂを１周する間（１ピッチ間）において、台形の底面部分が他の部分よりも膨らんだ第２膨張部４７ａ〜４７ｄが９０°間隔で４箇所に形成されている。そして、第１螺旋羽根４３ａは、回転軸４３ｂを１周する間に第１膨張部４５ａ〜４７ｄの少なくとも１箇所において第２螺旋羽根４３ｃと交差するように形成されている。
【解決手段】第１スパイラル４３を構成する第１螺旋羽根４３ａには、回転軸４３ｂを１周する間（１ピッチ間）において、台形の底面部分が他の部分よりも膨らんだ第１膨張部４５ａ〜４５ｄが９０°間隔で４箇所に形成されている。同様に、第２螺旋羽根４３ｃにも、回転軸４３ｂを１周する間（１ピッチ間）において、台形の底面部分が他の部分よりも膨らんだ第２膨張部４７ａ〜４７ｄが９０°間隔で４箇所に形成されている。そして、第１螺旋羽根４３ａは、回転軸４３ｂを１周する間に第１膨張部４５ａ〜４７ｄの少なくとも１箇所において第２螺旋羽根４３ｃと交差するように形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤等の粉体を攪拌しながら搬送する攪拌搬送部材及びそれを備えた現像装置、並びに現像装置が搭載された画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置においては、感光体等からなる像担持体上に形成した潜像を、現像装置により現像しトナー像として可視化することを行っている。このような現像装置の一つとして、二成分現像剤を用いる二成分現像方式が採用されている。この種の現像装置は、現像容器内にキャリアとトナーとからなる現像剤を収容し、像担持体に現像剤を供給する現像ローラーを配設するとともに、現像容器内部の現像剤を攪拌しながら搬送して現像ローラーへと供給する攪拌搬送部材を配設している。
【０００３】
二成分現像方式では、トナーの帯電量が十分でない場合にトナー飛散やカブリ現象等の画像不良が発生することがある。そのため、トナーとキャリアとを十分に攪拌混合してトナーを所定の帯電量まで帯電させる必要がある。
【０００４】
そこで、特許文献１には、軸部材と、軸部材の回転に伴って粉体を軸線方向一方側の第１方向に搬送する主搬送羽根と、軸部材の回転に伴って粉体の一部に対して軸線方向他方側の第２方向への搬送作用を生じさせる副搬送手段とを備えた粉体攪拌搬送部材が開示されており、副搬送手段として、主搬送羽根よりも小径で逆巻き（逆位相）の副搬送羽根が例示されている。
【０００５】
特許文献１の構成によれば、副搬送手段によって主搬送羽根による粉体の搬送方向とは逆方向の搬送作用を生じさせることにより、搬送される粉体の一部に対流が生じ、主搬送羽根の搬送作用を阻害することなく粉体の攪拌作用が促進される。
【０００６】
一方、特許文献２には、螺旋状羽根の長さ方向を横断する断面形状が台形状であり、螺旋状羽根が軸部を１周する間において台形の底面部分が他の部分よりも膨らんだ部分が複数個所に形成された樹脂製のトナー攪拌・搬送スクリューが開示されている。
【０００７】
特許文献２の構成によれば、台形の底面部分が他の部分よりも膨らんだ部分によって螺旋状羽根の補強効果を高めてトナーを攪拌・搬送する機能を向上させることができる。また、螺旋状羽根全体の底面部分を広くする構成に比べて螺旋状羽根の体積を小さくすることができ、螺旋状羽根の１ピッチ間の空隙（トナーを保持できる空間）を大きくすることができる。さらに、分割される成形金型の合わせ目に対応する部分を膨らませることにより、金型からのトナー攪拌・搬送スクリューの抜き作業が容易となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−３３１０９号公報
【特許文献２】特開２００２−６５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、主搬送羽根と副搬送羽根とが形成された特許文献１の攪拌搬送部材において、特許文献２のように螺旋状羽根が軸部を１周する間に台形の底面部分が他の部分よりも膨らんだ部分を形成した場合、主搬送羽根だけでなく副搬送羽根にも台形の底面部分が膨らんだ部分を形成する必要がある。
【００１０】
その結果、各搬送羽根に台形の底面部分が膨らんだ部分が存在することになる。この膨らんだ部分は他の部分に比べて搬送力が低下する上、現像剤の流れが変化し易く現像剤の波立ちが発生する。従って、膨らんだ部分が多数存在するのは好ましくない。また、台形の底面部分が膨らんだ部分に加えて、主搬送羽根と副搬送羽根とが交差する部分においても現像剤の流れが変化し易く現像剤の波立ちが発生する。
【００１１】
このように、主搬送羽根と副搬送羽根の膨らんだ部分、主搬送羽根と副搬送羽根とが交差する部分では現像剤の流れが不安定となる。その結果、攪拌搬送によって攪拌搬送部材と現像装置のハウジングとの隙間で現像剤に加わるストレスが増大し、キャリアの劣化が促進されるという問題点があった。このキャリアの劣化は環境変動に伴う現像剤の流動性の変化の影響を受けやすく、現像剤の流動性が低下した場合に顕著となる。
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑み、現像剤等の粉体の搬送力及び攪拌性能の両方を維持しながら粉体に過大なストレスを与えず、成形性にも優れた攪拌搬送部材、及びそれを備えた現像装置並びに画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために本発明は、粉体容器内に回転可能に支持される回転軸と、該回転軸の外周面に形成され、前記回転軸の回転により粉体を軸方向に搬送する第１螺旋羽根と、該第１螺旋羽根の形成領域と重なるように前記回転軸の外周面に形成され、前記第１螺旋羽根と逆位相であり、且つ前記第１螺旋羽根よりも径方向高さが低い第２螺旋羽根と、を有する攪拌搬送部材において、前記第１螺旋羽根及び第２螺旋羽根は、螺旋羽根の長さ方向を横断する断面形状が台形状であり、前記第１螺旋羽根には前記回転軸を１周する間において台形の底面部分が他の部分よりも膨らんだ複数の第１膨張部が形成され、前記第２螺旋羽根には前記回転軸を１周する間において台形の底面部分が他の部分よりも膨らんだ複数の第２膨張部が形成されており、前記第１螺旋羽根は、前記回転軸を１周する間において前記第１膨張部の少なくとも１箇所で前記第２螺旋羽根と交差することを特徴としている。
【００１４】
また本発明は、上記構成の攪拌搬送部材において、前記第２螺旋羽根は、前記第２膨張部において前記第１膨張部と交差することを特徴としている。
【００１５】
また本発明は、上記構成の攪拌搬送部材において、前記第１螺旋羽根及び第２螺旋羽根は、それぞれ前記回転軸を１周する間において前記第１膨張部若しくは第２膨張部が９０°間隔で４箇所に形成されており、前記回転軸を１周する間において１８０°隔てた２箇所の前記第１膨張部と第２膨張部とで交差することを特徴としている。
【００１６】
また本発明は、上記構成の攪拌搬送部材において、前記第１螺旋羽根の径方向高さをｈ１、前記第２螺旋羽根の径方向高さをｈ２とするとき、１／４・ｈ１≦ｈ２≦１／２・ｈ１を満たすことを特徴としている。
【００１７】
また本発明は、キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を収容する現像容器と、該現像容器内に配置され、前記現像装置内の現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像容器内の現像剤を攪拌搬送する上記構成の攪拌搬送部材と、を備えた現像装置である。
【００１８】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記現像容器は、互いに並列配置される第１搬送室、第２搬送室を含む複数の搬送室と、前記第１搬送室及び前記第２搬送室の長手方向の両端部側で前記各搬送室を連通させる連通部と、前記第１搬送室にトナーを補給するトナー補給口と、を有し、前記現像剤担持体は、前記第２搬送室内の現像剤を表面に担持するように配置されており、前記第１搬送室内の現像剤を回転軸方向に攪拌、搬送する第１攪拌搬送部材と、前記第２搬送室内の現像剤を前記第１攪拌搬送部材と逆方向に攪拌、搬送する第２攪拌搬送部材と、を備え、前記第１攪拌搬送部材として上記構成の攪拌搬送部材を用いることを特徴としている。
【００１９】
また本発明は、上記構成の現像装置が搭載された画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の第１の構成によれば、粉体の流れに影響を及ぼす第１螺旋羽根の第１膨張部と第１螺旋羽根及び第２螺旋羽根の交差部分とを一つにまとめることができる。従って、攪拌搬送部材を二成分現像剤の攪拌搬送用として用いた場合に現像剤の波立ちが抑えられ、現像剤に加わるストレスも抑制されるため、キャリアの劣化によるトナーの帯電不足も効果的に解消することができる。また、第１螺旋羽根及び第２螺旋羽根の両方に膨張部が形成されるため、螺旋羽根の強度を高めつつ現像剤の保持空間を確保することができ、金型からの攪拌搬送部材の抜き作業も容易となる。
【００２１】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の攪拌搬送部材において、第２螺旋羽根を、第２膨張部において第１膨張部と交差させることにより、粉体の流れに影響を及ぼす第１膨張部、第２膨張部、及び交差部分を一つにまとめることができる。従って、攪拌搬送部材を二成分現像剤の攪拌搬送用として用いた場合に現像剤の波立ちがより効果的に抑制される。
【００２２】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の攪拌搬送部材において、第１螺旋羽根及び第２螺旋羽根は、それぞれ回転軸を１周する間において第１膨張部若しくは第２膨張部が９０°間隔で４箇所に形成されており、回転軸を１周する間において１８０°隔てた２箇所の第１膨張部と第２膨張部とで交差することにより、第２螺旋羽根と交差していない第１膨張部、第１螺旋羽根と交差していない第２膨張部は、回転軸方向において略同一直線上に存在することになる。これにより、第１膨張部と第２膨張部が回転軸方向において異なる位置に存在する場合に比べて攪拌搬送部材が回転する際の現像剤の動きが安定し、現像剤の攪拌も安定する。
【００２３】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第１乃至第３のいずれかの構成の攪拌搬送部材において、第２螺旋羽根の径方向高さｈ２を、第１螺旋羽根の径方向高さｈ１の１／４以上１／２以下とすることにより、第１螺旋羽根のピッチ間において現像剤の対流を生じさせつつ、搬送速度の低下を有効に防止することができる。また、第１螺旋羽根と交差しない第２膨張部の影響を小さくして、現像剤の動きを安定化することができる。
【００２４】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成の攪拌搬送部材を二成分現像方式の現像装置の攪拌搬送部材として用いることにより、キャリアとトナーとを十分に混合させるとともに、攪拌搬送により現像剤に加わるストレスを低減してキャリアの劣化を抑制することができる。
【００２５】
また、本発明の第６の構成によれば、上記第５の構成の現像装置において、上記第１乃至第４のいずれかの構成の攪拌搬送部材を、トナーが補給される第１搬送室内の現像剤を回転軸方向に攪拌、搬送する第１攪拌搬送部材として用いることにより、新たに補給されたトナーと第１搬送室内の現像剤とが十分に攪拌された状態で第２搬送室へ搬送される。従って、現像剤担持体へ供給する第２搬送室内の現像剤のトナー濃度を安定化することができる。
【００２６】
また、本発明の第７の構成によれば、上記第５又は第６の構成の現像装置を搭載することにより、現像装置内における現像剤の攪拌搬送によりキャリアに加わるストレスを簡単な構成で低減できるため、トナー飛散やカブリ現象の発生を効果的に抑制できる画像形成装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の現像装置が搭載された画像形成装置の全体構成を示す概略図
【図２】本発明の攪拌搬送部材が搭載された現像装置の側面断面図
【図３】本発明の現像装置の攪拌部を示す平面断面図
【図４】本発明の現像装置の現像剤排出部周辺の拡大図
【図５】本発明の攪拌搬送部材である第１スパイラル４３の側面拡大図
【図６】第１スパイラル４３を図５の状態から９０°回転させた状態を示す側面拡大図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の現像装置が搭載される画像形成装置の構成を概略的に示す断面図である。画像形成装置１はタンデム型のカラープリンターであり、回転自在である感光体ドラム１１ａ〜１１ｄは、例えば有機感光層が形成された有機感光体（ＯＰＣ感光体）やアモルファスシリコン感光層が形成されたアモルファスシリコン感光体が用いられ、マゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの各色に対応させて配設される。各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの周囲に、現像装置２ａ〜２ｄ、露光ユニット１２、帯電器１３ａ〜１３ｄ及びクリーニング装置１４ａ〜１４ｄが配設される。
【００２９】
現像装置２ａ〜２ｄは、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの右方に夫々対向して配置され、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄにトナーを供給する。帯電器１３ａ〜１３ｄは、感光体回転方向に対し現像装置２ａ〜２ｄの上流側であって感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に対向して配置され、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ表面を一様に帯電させる。
【００３０】
露光ユニット１２は、パーソナルコンピューター等から画像入力部（図略）に入力された文字や絵柄などの画像データに基づいて、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄを走査露光するためのものであり、現像装置２ａ〜２ｄの下方に設けられる。露光ユニット１２には、レーザー光源、ポリゴンミラーが設けられ、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄに対応して反射ミラー及びレンズが設けられる。レーザー光源から出射されたレーザー光が、ポリゴンミラー、反射ミラー及びレンズを介して、帯電器１３ａ〜１３ｄの感光体回転方向下流側から、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に照射される。照射されたレーザー光により、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ表面には画像データに応じた静電潜像が形成され、この静電潜像が各現像装置２ａ〜２ｄによりトナー像に現像される。
【００３１】
無端状の中間転写ベルト１７は、テンションローラー６、駆動ローラー２５及び従動ローラー２７に張架されている。駆動ローラー２５は図示しないモーターによって回転駆動され、中間転写ベルト１７は駆動ローラー２５の回転によって循環駆動させられる。
【００３２】
この中間転写ベルト１７に接触するように各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄが中間転写ベルト１７の下方で搬送方向（図１の矢印方向）に沿って隣り合うように配列されている。各１次転写ローラー２６ａ〜２６ｄは、中間転写ベルト１７を挟んで各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄと対向し、中間転写ベルト１７に圧接して１次転写部を形成する。この１次転写部において、中間転写ベルト１７の回転とともに所定のタイミングで各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄのトナー像が中間転写ベルト１７に順次転写される。これにより、中間転写ベルト１７表面にはマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたフルカラートナー像が形成される。
【００３３】
２次転写ローラー３４は、中間転写ベルト１７を挟んで駆動ローラー２５と対向し、中間転写ベルト１７に圧接して２次転写部を形成する。この２次転写部において、中間転写ベルト１７表面のトナー像が用紙Ｐに転写される。転写後に、ベルトクリーニング装置３１が中間転写ベルト１７に残存するトナーを清掃する。
【００３４】
画像形成装置１内の下方には、用紙Ｐを収納する給紙カセット３２が配設され、給紙カセット３２の右方には、手差しの用紙を供給するスタックトレイ３５が配設される。給紙カセット３２の左方には、給紙カセット３２から繰り出された用紙Ｐを中間転写ベルト１７の２次転写部に搬送する第１用紙搬送路３３が配設される。また、スタックトレイ３５の左方には、スタックトレイ３５から繰り出された用紙を２次転写部に搬送する第２用紙搬送路３６が配設される。更に、画像形成装置１の左上方には、画像が形成された用紙Ｐに対して定着処理を行う定着部１８と、定着処理の行われた用紙を用紙排出部３７に搬送する第３用紙搬送路３９とが配設される。
【００３５】
給紙カセット３２は、画像形成装置１の外部（図１の表面側）に引き出すことにより用紙の補充を可能にしたもので、収納されている用紙Ｐがピックアップローラー３３ｂ及び捌きローラー３３ａにより１枚ずつ第１用紙搬送路３３側に繰り出される。
【００３６】
第１用紙搬送路３３と第２用紙搬送路３６とはレジストローラー３３ｃの手前で合流しており、レジストローラー３３ｃにより、中間転写ベルト１７における画像形成動作と給紙動作とのタイミングを取って、用紙Ｐが２次転写部に搬送される。２次転写部に搬送された用紙Ｐは、バイアス電位が印加された２次転写ローラー３４によって、中間転写ベルト１７上のフルカラーのトナー像を２次転写され、定着部１８に搬送される。
【００３７】
定着部１８は、ヒーターにより加熱される定着ベルトと、定着ベルトに内接する定着ローラーと、定着ベルトを挟んで定着ローラーに圧接して配設された加圧ローラー等とを備え、トナー像が転写された用紙Ｐを加熱及び加圧することにより定着処理を行う。用紙Ｐは、トナー像が定着部１８で定着された後、必要に応じて第４用紙搬送路４０で反転されて用紙の裏面にも２次転写ローラー３４でトナー像が２次転写され、定着部１８で定着される。トナー像が定着された用紙は第３用紙搬送路３９を通って、排出ローラー１９ａにより用紙排出部３７に排出される。
【００３８】
図２は、本発明の現像装置の構成を示す側面断面図である。なお、以下の説明では、図１に示す感光体ドラム１１ａに対応する現像装置２ａの構成及び動作について説明するが、現像装置２ｂ〜２ｄの構成及び動作については現像装置２ａと同様であり、説明を省略し、また各色の現像装置及び感光体を示すａ〜ｄの符号を省略する。
【００３９】
図２に示すように、現像装置２は、現像ローラー２０と、磁気ローラー２１と、規制ブレード２４と、攪拌搬送部材４２、及び現像容器２２等により構成されている。
【００４０】
現像容器２２は、現像装置２の外郭を構成し、その下部で仕切り部２２ｂによって第１搬送室２２ｃと第２搬送室２２ｄに仕切っている。第１搬送室２２ｃ及び第２搬送室２２ｄには、キャリアとトナーからなる現像剤が収容される。また、現像容器２２は、攪拌搬送部材４２と磁気ローラー２１及び現像ローラー２０を回転可能に保持している。更に、現像容器２２には、現像ローラー２０を感光体ドラムに向けて露出させる開口２２ａが形成されている。
【００４１】
現像ローラー２０は、感光体ドラム１１に対向し、一定の間隔を設けて感光体ドラム１１の右方に配設される。また、現像ローラー２０は、感光体ドラム１１に接近した対向位置において、感光体ドラム１１にトナーを供給する現像領域Ｄを形成している。磁気ローラー２１は、一定の間隔を設けて現像ローラー２０に対向し、現像ローラー２０の右斜め下方に配設される。また、磁気ローラー２１は、現像ローラー２０に接近した対向位置において、現像ローラー２０にトナーを供給する。攪拌搬送部材４２は磁気ローラー２１の略下方に配設される。また、規制ブレード２４は磁気ローラー２１の左斜め下方にて現像容器２２に固定保持されている。
【００４２】
攪拌搬送部材４２は、第１スパイラル４３と第２スパイラル４４の２本で構成される。第２スパイラル４４が磁気ローラー２１の下方で、第２搬送室２２ｄ内に設けられ、第１スパイラル４３が第２スパイラル４４の右方に隣接して、第１搬送室２２ｃ内に設けられる。
【００４３】
第１及び第２スパイラル４３、４４は現像剤を攪拌して現像剤中のトナーを所定のレベルに帯電させる。これによりトナーはキャリアに保持される。また、第１搬送室２２ｃと第２搬送室２２ｄを仕切る仕切り部２２ｂの長手方向（図２の紙面表裏方向）の両端部分には、連通部（図略）が設けられており、第１スパイラル４３が回転すると、帯電した現像剤が仕切り部２２ｂに設けた一方の連通部から第２スパイラル４４に搬送され、現像剤が第１搬送室２２ｃ内と第２搬送室２２ｄ内とを循環する。そして、第２スパイラル４４から磁気ローラー２１に現像剤が供給される。
【００４４】
磁気ローラー２１は、ローラー軸２１ａと磁極部材Ｍ及び非磁性材からなる非磁性スリーブ２１ｂを備え、攪拌搬送部材４２により供給された現像剤を担持し、担持した現像剤からトナーのみを現像ローラー２０に供給するものである。磁極部材Ｍは、断面扇形に形成された外周部の極性の異なる複数の磁石が交互に配設され、ローラー軸２１ａに接着等により固着される。ローラー軸２１ａは、非磁性スリーブ２１ｂ内で、磁極部材Ｍと非磁性スリーブ２１ｂの間に所定の間隔を設けて、現像容器２２に回転不能に支持される。非磁性スリーブ２１ｂは、図示しないモーターと歯車からなる駆動機構により、現像ローラー２０と同方向（図２の時計回り方向）に回転し、また直流電圧５６ａに交流電圧５６ｂを重畳したバイアス５６を印加される。非磁性スリーブ２１ｂ表面において、帯電した現像剤は磁極部材Ｍの磁力によって磁気ブラシを形成して担持され、磁気ブラシは規制ブレード２４によって所定の高さに調節される。
【００４５】
非磁性スリーブ２１ｂが回転すると、磁気ブラシは、磁極部材Ｍによって非磁性スリーブ２１ｂ表面に担持されて搬送され、現像ローラー２０に接触すると、磁気ブラシのトナーのみが、非磁性スリーブ２１ｂに印加されたバイアス５６に応じて、現像ローラー２０に供給される。
【００４６】
現像ローラー２０は、固定軸２０ａと、磁極部材２０ｂと、非磁性の金属材料で円筒状に形成される現像スリーブ２０ｃ等を備えて構成されている。
【００４７】
固定軸２０ａは現像容器２２に回転不能に支持される。この固定軸２０ａには、現像スリーブ２０ｃが回転自在に保持され、更に、磁石よりなる磁極部材２０ｂが磁気ローラー２１と対向する位置に現像スリーブ２０ｃと所定の間隔を設けて、接着等により固着される。現像スリーブ２０ｃは、図示しないモーターと歯車からなる駆動機構により、図２の矢印方向（時計回り方向）に回転させられる。また、現像スリーブ２０ｃには、直流電圧５５ａに交流電圧５５ｂを重畳した現像バイアス５５が印加される。
【００４８】
現像バイアス５５を印加された現像スリーブ２０ｃが図２の時計回り方向に回転すると、現像領域Ｄにおいて、現像バイアス電位と感光体ドラム１１の露光部位の電位との電位差により、現像スリーブ２０ｃ表面に担持されたトナーが感光体ドラム１１に飛翔する。飛翔したトナーは矢印Ａ方向（反時計回り方向）に回転する感光体ドラム１１上の露光部位に順次付着し、感光体ドラム１１上の静電潜像が現像される。
【００４９】
次に、図３を用いて、現像装置の攪拌部について詳しく説明する。図３は攪拌部を示す平面断面図（図２のＸＸ′矢視断面図）である。
【００５０】
現像容器２２には、前述のように、第１搬送室２２ｃと、第２搬送室２２ｄと、仕切り部２２ｂと、上流側連通部２２ｅ、及び下流側連通部２２ｆが形成され、その他に、現像剤補給口２２ｇと、現像剤排出口２２ｈと、上流側壁部２２ｉ、及び下流側壁部２２ｊが形成されている。なお、第１搬送室２２ｃにおいて、図３の左側を上流側、図３の右側を下流側とし、また、第２搬送室２２ｄにおいて、図３の右側を上流側、図３の左側を下流側とする。従って、連通部及び壁部は、第２搬送室２２ｄを基準として、上流側及び下流側と呼称している。
【００５１】
仕切り部２２ｂは、現像容器２２の長手方向に延びて第１搬送室２２ｃと第２搬送室２２ｄを並列させるように仕切っている。仕切り部２２ｂの長手方向の右側端部は、上流側壁部２２ｉの内壁部とともに上流側連通部２２ｅを形成し、一方、仕切り部２２ｂの長手方向の左側端部は、下流側壁部２２ｊの内壁部とともに下流側連通部２２ｆを形成している。そして現像剤は、第１搬送室２２ｃと、上流側連通部２２ｅと、第２搬送室２２ｄ、及び下流側連通部２２ｆ内を循環することが可能である。
【００５２】
現像剤補給口２２ｇは、現像容器２２の上部に設けられた現像剤補給容器（図略）から新たなトナー及びキャリアを現像容器２２内に補給するための開口であり、第１搬送室２２ｃの上流側（図３の左側）に配置される。
【００５３】
現像剤排出口２２ｈは、現像剤の補給によって、第１及び第２搬送室２２ｃ、２２ｄ内で余剰となった現像剤を排出するための開口であり、第２搬送室２２ｄの下流側で第２搬送室２２ｄの長手方向に連続して設けられる。
【００５４】
第１搬送室２２ｃ内には第１スパイラル４３が配設され、第２搬送室２２ｄ内には第２スパイラル４４が配設されている。
【００５５】
第１スパイラル４３は、回転軸４３ｂと、回転軸４３ｂに一体に設けられ、回転軸４３ｂの軸方向に一定のピッチで螺旋状に形成される第１螺旋羽根４３ａと、回転軸４３ｂの軸方向に第１螺旋羽根４３ａと同じピッチで第１螺旋羽根４３ａとは逆巻き（逆位相）の第２螺旋羽根４３ｃとを有する。また、第１螺旋羽根４３ａ及び第２螺旋羽根４３ｃは、第１搬送室２２ｃの長手方向の両端部側まで延び、上流側及び下流側連通部２２ｅ、２２ｆにも対向して設けられている。回転軸４３ｂは現像容器２２の上流側壁部２２ｉと下流側壁部２２ｊに回転可能に軸支されている。第１螺旋羽根４３ａ及び第２螺旋羽根４３ｃの詳細な構成については後述する。
【００５６】
第２スパイラル４４は、回転軸４４ｂと、回転軸４４ｂに一体に設けられ、回転軸４４ｂの軸方向に第１スパイラル４３の第１螺旋羽根４３ａと同じピッチで第１螺旋羽根４３ａとは逆巻き（逆位相）の螺旋羽根４４ａとを有する。また、螺旋羽根４４ａは、磁気ローラー２１の軸方向長さ以上の長さを有し、更に、上流側連通部２２ｅに対向する位置まで延びて設けられている。回転軸４４ｂは、回転軸４３ｂと平行に配置され、現像容器２２の上流側壁部２２ｉと下流側壁部２２ｊに回転可能に軸支されている。また、回転軸４４ｂには、螺旋羽根４４ａとともに、規制部５２及び排出羽根５３が一体に配設されている。
【００５７】
規制部５２は、第２搬送室２２ｄ内で下流側に搬送された現像剤を塞き止め、且つ、所定量以上になった現像剤を現像剤排出口２２ｈに搬送することを可能にするものである。規制部５２は、回転軸４４ｂに設けられる螺旋羽根４４ａと逆巻き（逆位相）の螺旋羽根からなり、且つ、螺旋羽根４４ａの外径と略同じで螺旋羽根４４ａのピッチより小さく設定されている。また、規制部５２は、下流側壁部２２ｊ等の現像容器２２の内壁部と規制部５２の外周部において所定量の隙間を形成している。この隙間から余剰の現像剤が排出されることになる。
【００５８】
回転軸４４ｂは現像剤排出口２２ｈ内まで延びている。現像剤排出口２２ｈ内の回転軸４４ｂには排出羽根５３が設けられている。排出羽根５３は、螺旋羽根４４ａと同じ方向を向く螺旋状の羽根からなるが、螺旋羽根４４ａよりピッチが小さく、また羽根の外周が小さくなっている。従って、回転軸４４ｂが回転すると、排出羽根５３も回転し、規制部５２を乗り越えて現像剤排出口２２ｈ内に搬送された余剰現像剤は、図３の左側に送られて、現像容器２２外に排出されるようになっている。なお、排出羽根５３、規制部５２、及び螺旋羽根４４ａは合成樹脂によって回転軸４４ｂと一体に成型される。
【００５９】
現像容器２２の外壁には、歯車６１〜６４が配設されている。歯車６１、６２は回転軸４３ａに固着され、歯車６４は回転軸４４ｂに固着され、歯車６３は、現像容器２２に回転可能に保持されて、歯車６２、６４に噛合している。
【００６０】
新たに現像剤を補給していない現像時には、モーター等の駆動源によって、歯車６１が回転すると、回転軸４３ｂとともに第１螺旋羽根４３ａが回転し、第１螺旋羽根４３ａによって、現像剤は、第１搬送室２２ｃ内の現像剤を矢印Ｐ方向に搬送され、その後、上流側連通部２２ｅを通って第２搬送室２２ｄ内に搬送される。更に、回転軸４４ｂと連動する回転軸４４ｂとともに螺旋羽根４４ａが回転すると、螺旋羽根４４ａによって、現像剤は、第２搬送室２２ｄ内の現像剤を矢印Ｑ方向に搬送される。従って、現像剤はその嵩高を大きく変動させながら第１搬送室２２ｃから上流側連通部２２ｅを通って第２搬送室２２ｄ内に搬送され、規制部５２を乗り越えることなく、下流側連通部２２ｆを通って第１搬送室２２ｃに搬送される。
【００６１】
このように現像剤は、第１搬送室２２ｃから、上流側連通部２２ｅ、第２搬送室２２ｄ、及び下流側連通部２２ｆと循環しながら攪拌されて、攪拌された現像剤が磁気ローラー２１に供給される。
【００６２】
次に、現像剤補給口２２ｇから現像剤が補給される場合について説明する。現像によってトナーが消費されると、現像剤補給口２２ｇから第１搬送室２２ｃ内にトナーとキャリアとを含む現像剤が補給される。
【００６３】
補給された現像剤は、現像時と同様に、第１螺旋羽根４３ａによって、第１搬送室２２ｃ内を矢印Ｐ方向に搬送され、その後、上流側連通部２２ｅを通って第２搬送室２２ｄ内に搬送される。更に、螺旋羽根４４ａによって、現像剤は第２搬送室２２ｄ内を矢印Ｑ方向に搬送される。回転軸４４ｂの回転にともなって規制部５２が回転すると、規制部５２によって、螺旋羽根４４ａによる現像剤搬送方向とは逆方向の搬送力が現像剤に付与される。この規制部５２によって現像剤が塞き止められて嵩高となり、余剰の現像剤が規制部５２を乗り越えて、現像剤排出口２２ｈを介して現像容器２２外に排出される。
【００６４】
上記構成の第１スパイラル４３によれば、回転軸４３ｂの外表面に第１螺旋羽根４３ａが設けられており、第１螺旋羽根４３ａは、回転軸４３ｂの回転によって第１の方向（図３の矢印Ｐ方向）に現像剤を攪拌しながら搬送する。また、回転軸４３ｂの外表面には、第１螺旋羽根４３ａのピッチ間（羽根と羽根との間）に第１螺旋羽根４３ａと逆位相であり、且つ第１螺旋羽根４３ａよりも小径の第２螺旋羽根４３ｃが設けられている。第２螺旋羽根４３ｃは、回転軸４３ｂの回転によって第１の方向とは逆方向の第２の方向（矢印Ｑ方向）への搬送作用を現像剤に生じさせる。
【００６５】
第２螺旋羽根４３ｃは、径方向において第１螺旋羽根４３ａの外端部よりも内方に位置していることにより、第２螺旋羽根４３ｃの回転によって生じる第２方向への搬送作用は回転軸４３ｂ近傍に存在する現像剤の一部に対して生じる。そのため、第１螺旋羽根４３ａによる第１の方向への搬送作用を阻害しない。
【００６６】
このように、第２螺旋羽根４３ｃを用いて、第１螺旋羽根４３ａによる現像剤の搬送方向（第１の方向）とは逆方向（第２の方向）の搬送作用を生じさせることにより、第１螺旋羽根４３ａのピッチ間において現像剤の対流が生じ、第１螺旋羽根４３ａの粉体（現像剤）搬送作用を阻害することなく第１螺旋羽根４３ａ間における現像剤の攪拌が促進される。従って、現像剤補給口２２ｇから補給される新たなトナーとキャリアを、第１搬送室２２ｃ内の二成分現像剤と迅速に且つ十分に攪拌するとともに、第１搬送室２２ｃ内の現像剤搬送速度の低下を有効に防止することができる。
【００６７】
なお、回転軸４３ｂから第２螺旋羽根４３ｃの先端までの高さ（径方向高さｈ２、図５参照）が、回転軸４３ｂから第１螺旋羽根４３ａの先端までの高さ（径方向高さｈ１、図５参照）の１／４よりも小さい場合、第１螺旋羽根４３ａのピッチ間において現像剤の対流を十分に生じさせることができず、攪拌効果が低下する。一方、ｈ２がｈ１の１／２よりも大きい場合、第２螺旋羽根４３ｃによる第２の方向への搬送力が大きくなり過ぎて、第１螺旋羽根４３ａによる第１の方向への搬送作用を阻害してしまう。
【００６８】
従って、第２螺旋羽根４３ｃの径方向高さｈ２は、第１螺旋羽根４３ａの径方向高さｈ１の１／４以上１／２以下であることが好ましい。これにより、第１螺旋羽根４３ａのピッチ間において現像剤の対流を生じさせつつ、搬送速度の低下を有効に防止することができる。
【００６９】
図４は、図３に示す現像装置における現像剤排出部周辺の拡大図である。第２スパイラル４４には現像剤搬送方向（図４の白矢印方向）に対し規制部５２の上流側直近において下流側連通部２２ｆに対向するように減速搬送部５１が設けられている。
【００７０】
減速搬送部５１は、螺旋羽根４４ａと同方向を向く複数（ここでは３枚）の羽根で螺旋状に形成されている。減速搬送部５１を構成する螺旋羽根は、螺旋羽根４４ａの外径と同じサイズで螺旋羽根４４ａのピッチより小さく設定されている。減速搬送部５１の羽根ピッチは螺旋羽根４４ａのピッチの１／６〜１／３となっており、これらの螺旋羽根が下流側連通部２２ｆの長手方向の開口幅に対向している。なお、減速搬送部５１の螺旋羽根は下流側連通部２２ｆの開口の全幅に対向しなくともよいが、この場合には、規制部５２側の羽根が下流側連通部２２ｆの開口に対向しているのがよい。
【００７１】
この構成によって、回転軸４４ｂが回転すると、螺旋羽根４４ａによって、第２搬送室２２ｄ内で現像剤が比較的に速く搬送されるが、減速搬送部５１の羽根ピッチが螺旋羽根４４ａのピッチより小さいので、減速搬送部５１が設けられている第２搬送室２２ｄ内では、螺旋羽根４４ａよりも現像剤の搬送速度が低下することになる。従って、搬送される現像剤は、螺旋羽根４４ａの羽根の外周に倣い波打つように搬送路内を移動するが、螺旋羽根のピッチが比較的に大きいと、現像剤の嵩高が大きく変動しながら現像剤が速く移動する。一方、減速搬送部５１のように螺旋羽根のピッチが比較的に小さいと、現像剤の嵩高の変動は小さく現像剤がゆっくりと移動することになる。
【００７２】
従って、新たに現像剤を補給していない現像時には、減速搬送部５１近傍では第２搬送室２２ｄ内の他の部分に比べて現像剤の嵩高の変動が小さく、現像剤は比較的にゆっくりと搬送されることによって、現像剤が規制部５２に衝突しても、現像剤の跳ね上がりが抑えられて、規制部５２の外周部を乗り越えることがない。その結果、現像剤は、規制部５２を乗り越えることなく下流側連通部２２ｆを通って第１搬送室２２ｃに搬送される。
【００７３】
現像によってトナーが消費されると、現像剤補給口２２ｇから第１搬送室２２ｃ内にトナーとキャリアとを含む新たな現像剤が補給される。補給された現像剤は、現像時と同様に、第１スパイラル４３の第１螺旋羽根４３ａ及び第２螺旋羽根４３ｃによって攪拌されながら第１搬送室２２ｃ内を矢印Ｐ方向に搬送される。その後、第２スパイラル４４の螺旋羽根４４ａによって第２搬送室２２ｄ内を矢印Ｑ方向に搬送され、減速搬送部５１に搬送される。一方、回転軸４４ｂの回転にともなって規制部５２が回転すると、規制部５２によって、螺旋羽根４４ａによる現像剤搬送方向（矢印Ｑ方向）とは逆方向の搬送力が現像剤に付与される。
【００７４】
減速搬送部５１において搬送速度が減速された現像剤は、規制部５２の上流側に位置する減速搬送部５１近傍で滞留して嵩高となり、余剰の現像剤（現像剤補給口２２ｇから補給された現像剤と略同量）が規制部５２を乗り越えて現像剤排出口２２ｈを介して現像容器２２外に排出される。
【００７５】
また、第２搬送室２２ｄ内には現像剤搬送方向（図４の白矢印方向）に対し減速搬送部５１の上流側に隣接してトナー濃度検知センサー７１が配置されている。なお、図４では第２スパイラル４４がトナー濃度検知センサー７１の手前側に位置するため、トナー濃度検知センサー７１を破線で表示している。
【００７６】
トナー濃度検知センサー７１としては、現像容器２２内における現像剤の透磁率を検出する透磁率センサーが用いられる。トナー濃度検知センサー７１により現像剤の透磁率が検出されると、その検出結果に相当する電圧値を制御部（図示せず）に出力するよう構成されており、制御部によってトナー濃度検知センサー７１の出力値からトナー濃度が決定されるようになっている。
【００７７】
センサー出力値はトナー濃度に応じて変化し、トナー濃度が高くなるほど磁性キャリアに対するトナーの比率が高くなり、磁気を通さないトナーの割合が増加するため出力値が低くなる。一方、トナー濃度が低くなるほどキャリアに対するトナーの比率が低くなり、磁気を通すキャリアの割合が増加するため出力値が高くなる。
【００７８】
また、第２スパイラル４４には、トナー濃度検知センサー７１センサーに対向する部分にスクレーパー７３が設けられている。スクレーパー７３は、例えば基材となる可撓性のフィルムに不織布を積層したものが用いられ、搬送スパイラル４４の回転軸４４ｂに形成されたスクレーパー支持部（図示せず）に回転軸４４ｂに対し平行に貼り付けられている。回転軸４４ｂの回転に伴いスクレーパー７３が回転することで、トナー濃度検知センサー７１の検知面が摺擦されて清掃されるとともに、センサー配置部における現像剤の滞留が促進される。
【００７９】
図５は、本発明の攪拌搬送部材である第１スパイラル４３を回転軸に垂直な方向から見た部分拡大図であり、図６は、図５の状態から第１スパイラル４３を９０°回転させた状態を示す部分拡大図である。
【００８０】
図５及び図６に示すように、第１スパイラル４３を構成する第１螺旋羽根４３ａ、第２螺旋羽根４３ｃは、各螺旋羽根の長さ方向を横断する断面形状が台形状であり、第１螺旋羽根４３ａには、回転軸４３ｂを１周する間（１ピッチ間）において、台形の底面部分が他の部分よりも膨らんだ部分（以下、第１膨張部という）４５ａ〜４５ｄが９０°間隔で４箇所に形成されている。同様に、第２螺旋羽根４３ｃにも、回転軸４３ｂを１周する間（１ピッチ間）において、台形の底面部分が他の部分よりも膨らんだ部分（以下、第２膨張部という）４７ａ〜４７ｄが９０°間隔で４箇所に形成されている。本実施形態の第１スパイラル４３は、回転軸４３に垂直な方向に４分割された金型で成形されるため、４箇所の第１膨張部４５ａ〜４５ｄ、第２膨張部４７ａ〜４７ｄがそれぞれ金型の合わせ目に対応して形成されている。
【００８１】
そして、第１螺旋羽根４３ａの第１膨張部４５ａと第２螺旋羽根４３ｃの第２膨張部４７ａ、第１螺旋羽根４３ａの第１膨張部４５ｃと第２螺旋羽根４３ｃの第２膨張部４７ｃが交差するように形成されている。即ち、第１螺旋羽根４３ａと第２螺旋羽根４３ｃとは、回転軸４３ｂを１周する間において１８０°隔てた２箇所の第１膨張部４５ａ、４５ｃと第２膨張部４７ａ、４７ｃとで交差している。
【００８２】
これにより、第１螺旋羽根４３ａと第２螺旋羽根４３ｃの交差部分が第１螺旋羽根４３ａの第１膨張部４５ａ、４５ｃと同一位置となるため、現像剤の流れに影響を及ぼす第１膨張部４５ａ、４５ｃと第１螺旋羽根４３ａと第２螺旋羽根４３ｃの交差部分とを一つにまとめて現像剤への影響を低減することができる。その結果、現像剤の波立ちが抑えられ、現像剤に加わるストレスも抑制されるため、キャリアの劣化によるトナーの帯電不足も効果的に解消することができる。
【００８３】
また、第２螺旋羽根４３ｃの第２膨張部４７ａ、４７ｃが交差部分に存在することとなるが、第２螺旋羽根４３ｃの径方向高さｈ２は第１螺旋羽根４３の径方向高さｈ１よりも低いため、第２膨張部４７ａ、４７ｃは第１膨張部４５ａ、４５ｃに包含される。これにより、第２膨張部４７ａ、４７ｃを実質的に削減することができ、現像剤への影響をより低減することができる。
【００８４】
さらに、図６に示すように、第２螺旋羽根４３ｃと交差していない第１螺旋羽根４３ａの第１膨張部４５ｄ、第１螺旋羽根４３ａと交差していない第２螺旋羽根４３ａの第２膨張部４７ｂは、回転軸４３ｂ方向において略同一直線Ｌ上に存在している。また、第１膨張部４５ｄから位相が１８０°ずれた位置にある第１膨張部４５ｂ（図５参照）と、第２膨張部４７ｂから位相が１８０°ずれた位置にある第２膨張部４７ｄ（図５参照）も、回転軸４３ｂ方向において略同一直線上に存在する。これにより、第１膨張部４５ｄと第２膨張部４７ｂ、第１膨張部４５ｂと第２膨張部４７ｄが回転軸４３ｂ方向において異なる位置に存在する場合に比べて第１スパイラル４３が回転する際の現像剤の動きが安定し、現像剤の攪拌状態も安定する。
【００８５】
また、第２螺旋羽根４３ｃの径方向高さｈ２が第１螺旋羽根４３ａの径方向高さｈ１の１／２を超える場合は、第１螺旋羽根４３ａと交差しない第２螺旋羽根４３ｃの第２膨張部４７ｂ、４７ｄの影響が大きくなり、現像剤の動きが不安定となる。このことからも、前述したように第２螺旋羽根４３ｃの径方向高さｈ２を、第１螺旋羽根４３ａの径方向高さｈ１の１／２以下とすることが好ましい。
【００８６】
なお、ここでは第１螺旋羽根４３ａの第１膨張部４５ａと第２螺旋羽根４３ｃの第２膨張部４７ａ、第１螺旋羽根４３ａの第１膨張部４５ｃと第２螺旋羽根４３ｃの第２膨張部４７ｃとをそれぞれ交差させることにより、回転軸４３ｂを１周する間において第１螺旋羽根４３ａと第２螺旋羽根４３ｃとが２箇所で交差するようにしたが、これに限らず、回転軸４３ｂを１周する間において第１膨張部４５ａ〜４５ｄの少なくとも１箇所が第２膨張部４７ａ〜４７ｄの少なくとも１箇所と交差するようにすれば良い。
【００８７】
また、第１螺旋羽根４３ａの第１膨張部４５ａ〜４５ｄの少なくとも１箇所が、第２螺旋羽根４３ｃの第２膨張部４７ａ〜４７ｄ以外の部分と交差するようにしても良い。この場合、第１螺旋羽根４３ａの第１膨張部４５ａ〜４５ｄの少なくとも１箇所と交差部分とを一つにまとめる効果は有するが、第２螺旋羽根４３ｃの第２膨張部４７ａ〜４７ｄの少なくとも１箇所を実質的に削減する効果は失われる。そのため、上記実施形態のように第１螺旋羽根４３ａの第１膨張部４５ａ〜４５ｄの少なくとも１箇所が、第２螺旋羽根４３ｃの第２膨張部４７ａ〜４７ｄの少なくとも１箇所と交差する構成がより好ましい。
【００８８】
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、本発明の攪拌搬送部材を現像装置２の第１搬送室２２ｃに配置される第１スパイラル４３に用いた例について説明したが、現像剤の仕様によっては、第２搬送室２２ｄの攪拌効果を高めるために、第２搬送室２２ｄに配置される第２スパイラル４４にも第１スパイラル４３と同様の構成の攪拌搬送部材を用いてもよい。
【００８９】
また、上記実施形態では、第１螺旋羽根４３ａの膨張部４５ａ〜４５ｄ、及び第２螺旋羽根４３ｃの膨張部４７ａ〜４７ｃを、回転軸４３ｂを１周する間において９０°間隔で４箇所に形成したが、第１膨張部、第２膨張部の個数は第１スパイラル４３の成形に用いる金型の分割数に応じて決定すれば良い。例えば、金型を３分割する場合は回転軸４３ｂを１周する間において１２０°間隔で３箇所に形成すれば良いし、金型を２分割する場合は回転軸４３ｂを１周する間において１８０°間隔で２箇所に形成すれば良い。
【００９０】
また、本発明の攪拌搬送部材は、図３に示したような、現像剤補給口２２ｇと現像剤排出口２２ｈとを備え、磁気ローラー２１と現像ローラー２０を備えた現像装置２に限定されるものではなく、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いる種々の現像装置に適用可能である。以下、実施例により本発明の効果について更に具体的に説明する。
【実施例】
【００９１】
図１に示したような画像形成装置１に、図２及び図３に示した現像装置２ａ〜２ｄを搭載し、第１搬送室２２ｃ内の第１スパイラル４３の構成を変化させた場合のキャリアの帯電性能について調査した。なお、試験は感光体ドラム１１ｂ及び現像装置２ｂを含むシアンの画像形成部Ｐｂにおいて行った。
【００９２】
試験方法としては、第１スパイラル４３の回転軸４３ｂの直径を８ｍｍ、第１螺旋羽根４３ａの径方向高さｈ１を４．５ｍｍ、羽根ピッチを３０ｍｍ、第２螺旋羽根４３ｃの径方向高さｈ２を２．０ｍｍ、羽根ピッチを３０ｍｍとし、図５及び図６のように、第１螺旋羽根４３ａと第２螺旋羽根４３ｃとを、回転軸４３ｂを１周する間において第１膨張部４５ａ、４５ｃと第２膨張部４７ａ、４７ｃの２箇所で交差させた構成を本発明１とした。また、第２螺旋羽根４３ｃの径方向高さｈ２を３．０ｍｍとした以外は本発明１と同様の構成としたものを本発明２とし、第１螺旋羽根４３ａと第２螺旋羽根４３ｃとを、回転軸４３ｂを１周する間において第１膨張部４５ａと第２膨張部４７ａの１箇所で交差させた構成を本発明３とした。また、第１膨張部４５ａ〜４５ｄのいずれも第２螺旋羽根４３ｃと交差していない構成を比較例とした。
【００９３】
本発明１〜３、比較例の第１スパイラル４３をそれぞれ現像装置２ａに装着し、キャリア１００重量部に対してトナー８重量部の割合で混合した二成分現像剤を現像装置２ａに充填した。その後、印字率５％のテスト画像を１，０００枚連続して出力した後の現像剤からトナーを除去し、得られたキャリア１０ｇに対してトナー濃度が８％となるように新たなトナーを加えて１分間混合したときのトナー帯電量を測定した。また、対照（コントロール）として、現像動作を行っていない初期キャリア１０ｇを用いて同様にトナー帯電量を測定し、トナー帯電量に±２μＣ／ｇ以上の変化があった場合に有意差があると判断した。結果を表１に示す。
【００９４】
【表１】
【００９５】
表１から明らかなように、回転軸４３ｂを１周する間において第１螺旋羽根４３ａの膨張部４５ａ〜４５ｄの少なくとも１箇所が第２螺旋羽根４３ｃと交差するようにした本発明１〜３では、１，０００枚印字後のキャリアを用いた場合のトナー帯電量が２１．２〜２４．７μＣ／ｇと、いずれも２１μＣ／ｇ以上であり、初期キャリアを用いた場合と比較して帯電性能の低下は少なかった。特に、回転軸４３ｂを１周する間において第１膨張部４５ａ、４５ｃと第２膨張部４７ａ、４７ｃの２箇所で交差させ、第２螺旋羽根４３ｃの径方向高さｈ２を第１螺旋羽根４３ａの径方向高さｈ１の１／２とした本発明１では、初期キャリアを用いた場合のトナー帯電量（２５．６μＣ／ｇ）と比較して有意差が認められず、キャリアの劣化が最も抑制されていた。
【００９６】
これに対し、第１膨張部４５ａ〜４５ｄのいずれも第２螺旋羽根４３ｃと交差していない比較例では、１，０００枚印字後のキャリアを用いた場合のトナー帯電量が１９．６μＣ／ｇと低く、帯電性能の低下が顕著であった。
【００９７】
以上の結果より、本発明１〜３の構成では、比較例の構成に比べてキャリアの劣化が抑制されることが確認された。これは、第１膨張部４５ａ〜４５ｄの少なくとも１箇所が第２螺旋羽根４３ｃと交差している本発明１〜３では、第１膨張部４５ａ〜４５ｄと第１螺旋羽根４３ａと第２螺旋羽根４３ｃとの交差部分とが別々に存在している比較例に比べて攪拌搬送により現像剤に加わるストレスが低減されるためであると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができ、特に、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いる現像装置の攪拌搬送部材として利用することができる。
【符号の説明】
【００９９】
１ 画像形成装置
２ａ〜２ｄ、２ 現像装置
１１ａ〜１１ｄ、１１ 感光体ドラム
２０ 現像ローラー
２１ 磁気ローラー（現像剤担持体）
２２ 現像容器（粉体容器）
２２ｂ 仕切り部
２２ｃ 第１搬送室
２２ｄ 第２搬送室
２２ｅ 上流側連通部
２２ｆ 下流側連通部
２２ｇ 現像剤補給口（トナー補給口）
２２ｈ 現像剤排出口
２２ｉ 上流側壁部
２２ｊ 下流側壁部
４２ 攪拌搬送部材
４３ 第１スパイラル（第１攪拌搬送部材）
４３ａ 第１螺旋羽根
４３ｂ、４４ｂ 回転軸
４３ｃ 第２螺旋羽根
４４ 第２スパイラル（第２攪拌搬送部材）
４４ａ 螺旋羽根
４５ａ〜４５ｄ 第１膨張部
４７ａ〜４７ｄ 第２膨張部
５１ 減速搬送部
５２ 規制部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤等の粉体を攪拌しながら搬送する攪拌搬送部材及びそれを備えた現像装置、並びに現像装置が搭載された画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置においては、感光体等からなる像担持体上に形成した潜像を、現像装置により現像しトナー像として可視化することを行っている。このような現像装置の一つとして、二成分現像剤を用いる二成分現像方式が採用されている。この種の現像装置は、現像容器内にキャリアとトナーとからなる現像剤を収容し、像担持体に現像剤を供給する現像ローラーを配設するとともに、現像容器内部の現像剤を攪拌しながら搬送して現像ローラーへと供給する攪拌搬送部材を配設している。
【０００３】
二成分現像方式では、トナーの帯電量が十分でない場合にトナー飛散やカブリ現象等の画像不良が発生することがある。そのため、トナーとキャリアとを十分に攪拌混合してトナーを所定の帯電量まで帯電させる必要がある。
【０００４】
そこで、特許文献１には、軸部材と、軸部材の回転に伴って粉体を軸線方向一方側の第１方向に搬送する主搬送羽根と、軸部材の回転に伴って粉体の一部に対して軸線方向他方側の第２方向への搬送作用を生じさせる副搬送手段とを備えた粉体攪拌搬送部材が開示されており、副搬送手段として、主搬送羽根よりも小径で逆巻き（逆位相）の副搬送羽根が例示されている。
【０００５】
特許文献１の構成によれば、副搬送手段によって主搬送羽根による粉体の搬送方向とは逆方向の搬送作用を生じさせることにより、搬送される粉体の一部に対流が生じ、主搬送羽根の搬送作用を阻害することなく粉体の攪拌作用が促進される。
【０００６】
一方、特許文献２には、螺旋状羽根の長さ方向を横断する断面形状が台形状であり、螺旋状羽根が軸部を１周する間において台形の底面部分が他の部分よりも膨らんだ部分が複数個所に形成された樹脂製のトナー攪拌・搬送スクリューが開示されている。
【０００７】
特許文献２の構成によれば、台形の底面部分が他の部分よりも膨らんだ部分によって螺旋状羽根の補強効果を高めてトナーを攪拌・搬送する機能を向上させることができる。また、螺旋状羽根全体の底面部分を広くする構成に比べて螺旋状羽根の体積を小さくすることができ、螺旋状羽根の１ピッチ間の空隙（トナーを保持できる空間）を大きくすることができる。さらに、分割される成形金型の合わせ目に対応する部分を膨らませることにより、金型からのトナー攪拌・搬送スクリューの抜き作業が容易となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−３３１０９号公報
【特許文献２】特開２００２−６５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、主搬送羽根と副搬送羽根とが形成された特許文献１の攪拌搬送部材において、特許文献２のように螺旋状羽根が軸部を１周する間に台形の底面部分が他の部分よりも膨らんだ部分を形成した場合、主搬送羽根だけでなく副搬送羽根にも台形の底面部分が膨らんだ部分を形成する必要がある。
【００１０】
その結果、各搬送羽根に台形の底面部分が膨らんだ部分が存在することになる。この膨らんだ部分は他の部分に比べて搬送力が低下する上、現像剤の流れが変化し易く現像剤の波立ちが発生する。従って、膨らんだ部分が多数存在するのは好ましくない。また、台形の底面部分が膨らんだ部分に加えて、主搬送羽根と副搬送羽根とが交差する部分においても現像剤の流れが変化し易く現像剤の波立ちが発生する。
【００１１】
このように、主搬送羽根と副搬送羽根の膨らんだ部分、主搬送羽根と副搬送羽根とが交差する部分では現像剤の流れが不安定となる。その結果、攪拌搬送によって攪拌搬送部材と現像装置のハウジングとの隙間で現像剤に加わるストレスが増大し、キャリアの劣化が促進されるという問題点があった。このキャリアの劣化は環境変動に伴う現像剤の流動性の変化の影響を受けやすく、現像剤の流動性が低下した場合に顕著となる。
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑み、現像剤等の粉体の搬送力及び攪拌性能の両方を維持しながら粉体に過大なストレスを与えず、成形性にも優れた攪拌搬送部材、及びそれを備えた現像装置並びに画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために本発明は、粉体容器内に回転可能に支持される回転軸と、該回転軸の外周面に形成され、前記回転軸の回転により粉体を軸方向に搬送する第１螺旋羽根と、該第１螺旋羽根の形成領域と重なるように前記回転軸の外周面に形成され、前記第１螺旋羽根と逆位相であり、且つ前記第１螺旋羽根よりも径方向高さが低い第２螺旋羽根と、を有する攪拌搬送部材において、前記第１螺旋羽根及び第２螺旋羽根は、螺旋羽根の長さ方向を横断する断面形状が台形状であり、前記第１螺旋羽根には前記回転軸を１周する間において台形の底面部分が他の部分よりも膨らんだ複数の第１膨張部が形成され、前記第２螺旋羽根には前記回転軸を１周する間において台形の底面部分が他の部分よりも膨らんだ複数の第２膨張部が形成されており、前記第１螺旋羽根は、前記回転軸を１周する間において前記第１膨張部の少なくとも１箇所で前記第２螺旋羽根と交差することを特徴としている。
【００１４】
また本発明は、上記構成の攪拌搬送部材において、前記第２螺旋羽根は、前記第２膨張部において前記第１膨張部と交差することを特徴としている。
【００１５】
また本発明は、上記構成の攪拌搬送部材において、前記第１螺旋羽根及び第２螺旋羽根は、それぞれ前記回転軸を１周する間において前記第１膨張部若しくは第２膨張部が９０°間隔で４箇所に形成されており、前記回転軸を１周する間において１８０°隔てた２箇所の前記第１膨張部と第２膨張部とで交差することを特徴としている。
【００１６】
また本発明は、上記構成の攪拌搬送部材において、前記第１螺旋羽根の径方向高さをｈ１、前記第２螺旋羽根の径方向高さをｈ２とするとき、１／４・ｈ１≦ｈ２≦１／２・ｈ１を満たすことを特徴としている。
【００１７】
また本発明は、キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を収容する現像容器と、該現像容器内に配置され、前記現像装置内の現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像容器内の現像剤を攪拌搬送する上記構成の攪拌搬送部材と、を備えた現像装置である。
【００１８】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記現像容器は、互いに並列配置される第１搬送室、第２搬送室を含む複数の搬送室と、前記第１搬送室及び前記第２搬送室の長手方向の両端部側で前記各搬送室を連通させる連通部と、前記第１搬送室にトナーを補給するトナー補給口と、を有し、前記現像剤担持体は、前記第２搬送室内の現像剤を表面に担持するように配置されており、前記第１搬送室内の現像剤を回転軸方向に攪拌、搬送する第１攪拌搬送部材と、前記第２搬送室内の現像剤を前記第１攪拌搬送部材と逆方向に攪拌、搬送する第２攪拌搬送部材と、を備え、前記第１攪拌搬送部材として上記構成の攪拌搬送部材を用いることを特徴としている。
【００１９】
また本発明は、上記構成の現像装置が搭載された画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の第１の構成によれば、粉体の流れに影響を及ぼす第１螺旋羽根の第１膨張部と第１螺旋羽根及び第２螺旋羽根の交差部分とを一つにまとめることができる。従って、攪拌搬送部材を二成分現像剤の攪拌搬送用として用いた場合に現像剤の波立ちが抑えられ、現像剤に加わるストレスも抑制されるため、キャリアの劣化によるトナーの帯電不足も効果的に解消することができる。また、第１螺旋羽根及び第２螺旋羽根の両方に膨張部が形成されるため、螺旋羽根の強度を高めつつ現像剤の保持空間を確保することができ、金型からの攪拌搬送部材の抜き作業も容易となる。
【００２１】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の攪拌搬送部材において、第２螺旋羽根を、第２膨張部において第１膨張部と交差させることにより、粉体の流れに影響を及ぼす第１膨張部、第２膨張部、及び交差部分を一つにまとめることができる。従って、攪拌搬送部材を二成分現像剤の攪拌搬送用として用いた場合に現像剤の波立ちがより効果的に抑制される。
【００２２】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の攪拌搬送部材において、第１螺旋羽根及び第２螺旋羽根は、それぞれ回転軸を１周する間において第１膨張部若しくは第２膨張部が９０°間隔で４箇所に形成されており、回転軸を１周する間において１８０°隔てた２箇所の第１膨張部と第２膨張部とで交差することにより、第２螺旋羽根と交差していない第１膨張部、第１螺旋羽根と交差していない第２膨張部は、回転軸方向において略同一直線上に存在することになる。これにより、第１膨張部と第２膨張部が回転軸方向において異なる位置に存在する場合に比べて攪拌搬送部材が回転する際の現像剤の動きが安定し、現像剤の攪拌も安定する。
【００２３】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第１乃至第３のいずれかの構成の攪拌搬送部材において、第２螺旋羽根の径方向高さｈ２を、第１螺旋羽根の径方向高さｈ１の１／４以上１／２以下とすることにより、第１螺旋羽根のピッチ間において現像剤の対流を生じさせつつ、搬送速度の低下を有効に防止することができる。また、第１螺旋羽根と交差しない第２膨張部の影響を小さくして、現像剤の動きを安定化することができる。
【００２４】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成の攪拌搬送部材を二成分現像方式の現像装置の攪拌搬送部材として用いることにより、キャリアとトナーとを十分に混合させるとともに、攪拌搬送により現像剤に加わるストレスを低減してキャリアの劣化を抑制することができる。
【００２５】
また、本発明の第６の構成によれば、上記第５の構成の現像装置において、上記第１乃至第４のいずれかの構成の攪拌搬送部材を、トナーが補給される第１搬送室内の現像剤を回転軸方向に攪拌、搬送する第１攪拌搬送部材として用いることにより、新たに補給されたトナーと第１搬送室内の現像剤とが十分に攪拌された状態で第２搬送室へ搬送される。従って、現像剤担持体へ供給する第２搬送室内の現像剤のトナー濃度を安定化することができる。
【００２６】
また、本発明の第７の構成によれば、上記第５又は第６の構成の現像装置を搭載することにより、現像装置内における現像剤の攪拌搬送によりキャリアに加わるストレスを簡単な構成で低減できるため、トナー飛散やカブリ現象の発生を効果的に抑制できる画像形成装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の現像装置が搭載された画像形成装置の全体構成を示す概略図
【図２】本発明の攪拌搬送部材が搭載された現像装置の側面断面図
【図３】本発明の現像装置の攪拌部を示す平面断面図
【図４】本発明の現像装置の現像剤排出部周辺の拡大図
【図５】本発明の攪拌搬送部材である第１スパイラル４３の側面拡大図
【図６】第１スパイラル４３を図５の状態から９０°回転させた状態を示す側面拡大図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の現像装置が搭載される画像形成装置の構成を概略的に示す断面図である。画像形成装置１はタンデム型のカラープリンターであり、回転自在である感光体ドラム１１ａ〜１１ｄは、例えば有機感光層が形成された有機感光体（ＯＰＣ感光体）やアモルファスシリコン感光層が形成されたアモルファスシリコン感光体が用いられ、マゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの各色に対応させて配設される。各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの周囲に、現像装置２ａ〜２ｄ、露光ユニット１２、帯電器１３ａ〜１３ｄ及びクリーニング装置１４ａ〜１４ｄが配設される。
【００２９】
現像装置２ａ〜２ｄは、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの右方に夫々対向して配置され、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄにトナーを供給する。帯電器１３ａ〜１３ｄは、感光体回転方向に対し現像装置２ａ〜２ｄの上流側であって感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に対向して配置され、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ表面を一様に帯電させる。
【００３０】
露光ユニット１２は、パーソナルコンピューター等から画像入力部（図略）に入力された文字や絵柄などの画像データに基づいて、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄを走査露光するためのものであり、現像装置２ａ〜２ｄの下方に設けられる。露光ユニット１２には、レーザー光源、ポリゴンミラーが設けられ、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄに対応して反射ミラー及びレンズが設けられる。レーザー光源から出射されたレーザー光が、ポリゴンミラー、反射ミラー及びレンズを介して、帯電器１３ａ〜１３ｄの感光体回転方向下流側から、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に照射される。照射されたレーザー光により、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ表面には画像データに応じた静電潜像が形成され、この静電潜像が各現像装置２ａ〜２ｄによりトナー像に現像される。
【００３１】
無端状の中間転写ベルト１７は、テンションローラー６、駆動ローラー２５及び従動ローラー２７に張架されている。駆動ローラー２５は図示しないモーターによって回転駆動され、中間転写ベルト１７は駆動ローラー２５の回転によって循環駆動させられる。
【００３２】
この中間転写ベルト１７に接触するように各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄが中間転写ベルト１７の下方で搬送方向（図１の矢印方向）に沿って隣り合うように配列されている。各１次転写ローラー２６ａ〜２６ｄは、中間転写ベルト１７を挟んで各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄと対向し、中間転写ベルト１７に圧接して１次転写部を形成する。この１次転写部において、中間転写ベルト１７の回転とともに所定のタイミングで各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄのトナー像が中間転写ベルト１７に順次転写される。これにより、中間転写ベルト１７表面にはマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたフルカラートナー像が形成される。
【００３３】
２次転写ローラー３４は、中間転写ベルト１７を挟んで駆動ローラー２５と対向し、中間転写ベルト１７に圧接して２次転写部を形成する。この２次転写部において、中間転写ベルト１７表面のトナー像が用紙Ｐに転写される。転写後に、ベルトクリーニング装置３１が中間転写ベルト１７に残存するトナーを清掃する。
【００３４】
画像形成装置１内の下方には、用紙Ｐを収納する給紙カセット３２が配設され、給紙カセット３２の右方には、手差しの用紙を供給するスタックトレイ３５が配設される。給紙カセット３２の左方には、給紙カセット３２から繰り出された用紙Ｐを中間転写ベルト１７の２次転写部に搬送する第１用紙搬送路３３が配設される。また、スタックトレイ３５の左方には、スタックトレイ３５から繰り出された用紙を２次転写部に搬送する第２用紙搬送路３６が配設される。更に、画像形成装置１の左上方には、画像が形成された用紙Ｐに対して定着処理を行う定着部１８と、定着処理の行われた用紙を用紙排出部３７に搬送する第３用紙搬送路３９とが配設される。
【００３５】
給紙カセット３２は、画像形成装置１の外部（図１の表面側）に引き出すことにより用紙の補充を可能にしたもので、収納されている用紙Ｐがピックアップローラー３３ｂ及び捌きローラー３３ａにより１枚ずつ第１用紙搬送路３３側に繰り出される。
【００３６】
第１用紙搬送路３３と第２用紙搬送路３６とはレジストローラー３３ｃの手前で合流しており、レジストローラー３３ｃにより、中間転写ベルト１７における画像形成動作と給紙動作とのタイミングを取って、用紙Ｐが２次転写部に搬送される。２次転写部に搬送された用紙Ｐは、バイアス電位が印加された２次転写ローラー３４によって、中間転写ベルト１７上のフルカラーのトナー像を２次転写され、定着部１８に搬送される。
【００３７】
定着部１８は、ヒーターにより加熱される定着ベルトと、定着ベルトに内接する定着ローラーと、定着ベルトを挟んで定着ローラーに圧接して配設された加圧ローラー等とを備え、トナー像が転写された用紙Ｐを加熱及び加圧することにより定着処理を行う。用紙Ｐは、トナー像が定着部１８で定着された後、必要に応じて第４用紙搬送路４０で反転されて用紙の裏面にも２次転写ローラー３４でトナー像が２次転写され、定着部１８で定着される。トナー像が定着された用紙は第３用紙搬送路３９を通って、排出ローラー１９ａにより用紙排出部３７に排出される。
【００３８】
図２は、本発明の現像装置の構成を示す側面断面図である。なお、以下の説明では、図１に示す感光体ドラム１１ａに対応する現像装置２ａの構成及び動作について説明するが、現像装置２ｂ〜２ｄの構成及び動作については現像装置２ａと同様であり、説明を省略し、また各色の現像装置及び感光体を示すａ〜ｄの符号を省略する。
【００３９】
図２に示すように、現像装置２は、現像ローラー２０と、磁気ローラー２１と、規制ブレード２４と、攪拌搬送部材４２、及び現像容器２２等により構成されている。
【００４０】
現像容器２２は、現像装置２の外郭を構成し、その下部で仕切り部２２ｂによって第１搬送室２２ｃと第２搬送室２２ｄに仕切っている。第１搬送室２２ｃ及び第２搬送室２２ｄには、キャリアとトナーからなる現像剤が収容される。また、現像容器２２は、攪拌搬送部材４２と磁気ローラー２１及び現像ローラー２０を回転可能に保持している。更に、現像容器２２には、現像ローラー２０を感光体ドラムに向けて露出させる開口２２ａが形成されている。
【００４１】
現像ローラー２０は、感光体ドラム１１に対向し、一定の間隔を設けて感光体ドラム１１の右方に配設される。また、現像ローラー２０は、感光体ドラム１１に接近した対向位置において、感光体ドラム１１にトナーを供給する現像領域Ｄを形成している。磁気ローラー２１は、一定の間隔を設けて現像ローラー２０に対向し、現像ローラー２０の右斜め下方に配設される。また、磁気ローラー２１は、現像ローラー２０に接近した対向位置において、現像ローラー２０にトナーを供給する。攪拌搬送部材４２は磁気ローラー２１の略下方に配設される。また、規制ブレード２４は磁気ローラー２１の左斜め下方にて現像容器２２に固定保持されている。
【００４２】
攪拌搬送部材４２は、第１スパイラル４３と第２スパイラル４４の２本で構成される。第２スパイラル４４が磁気ローラー２１の下方で、第２搬送室２２ｄ内に設けられ、第１スパイラル４３が第２スパイラル４４の右方に隣接して、第１搬送室２２ｃ内に設けられる。
【００４３】
第１及び第２スパイラル４３、４４は現像剤を攪拌して現像剤中のトナーを所定のレベルに帯電させる。これによりトナーはキャリアに保持される。また、第１搬送室２２ｃと第２搬送室２２ｄを仕切る仕切り部２２ｂの長手方向（図２の紙面表裏方向）の両端部分には、連通部（図略）が設けられており、第１スパイラル４３が回転すると、帯電した現像剤が仕切り部２２ｂに設けた一方の連通部から第２スパイラル４４に搬送され、現像剤が第１搬送室２２ｃ内と第２搬送室２２ｄ内とを循環する。そして、第２スパイラル４４から磁気ローラー２１に現像剤が供給される。
【００４４】
磁気ローラー２１は、ローラー軸２１ａと磁極部材Ｍ及び非磁性材からなる非磁性スリーブ２１ｂを備え、攪拌搬送部材４２により供給された現像剤を担持し、担持した現像剤からトナーのみを現像ローラー２０に供給するものである。磁極部材Ｍは、断面扇形に形成された外周部の極性の異なる複数の磁石が交互に配設され、ローラー軸２１ａに接着等により固着される。ローラー軸２１ａは、非磁性スリーブ２１ｂ内で、磁極部材Ｍと非磁性スリーブ２１ｂの間に所定の間隔を設けて、現像容器２２に回転不能に支持される。非磁性スリーブ２１ｂは、図示しないモーターと歯車からなる駆動機構により、現像ローラー２０と同方向（図２の時計回り方向）に回転し、また直流電圧５６ａに交流電圧５６ｂを重畳したバイアス５６を印加される。非磁性スリーブ２１ｂ表面において、帯電した現像剤は磁極部材Ｍの磁力によって磁気ブラシを形成して担持され、磁気ブラシは規制ブレード２４によって所定の高さに調節される。
【００４５】
非磁性スリーブ２１ｂが回転すると、磁気ブラシは、磁極部材Ｍによって非磁性スリーブ２１ｂ表面に担持されて搬送され、現像ローラー２０に接触すると、磁気ブラシのトナーのみが、非磁性スリーブ２１ｂに印加されたバイアス５６に応じて、現像ローラー２０に供給される。
【００４６】
現像ローラー２０は、固定軸２０ａと、磁極部材２０ｂと、非磁性の金属材料で円筒状に形成される現像スリーブ２０ｃ等を備えて構成されている。
【００４７】
固定軸２０ａは現像容器２２に回転不能に支持される。この固定軸２０ａには、現像スリーブ２０ｃが回転自在に保持され、更に、磁石よりなる磁極部材２０ｂが磁気ローラー２１と対向する位置に現像スリーブ２０ｃと所定の間隔を設けて、接着等により固着される。現像スリーブ２０ｃは、図示しないモーターと歯車からなる駆動機構により、図２の矢印方向（時計回り方向）に回転させられる。また、現像スリーブ２０ｃには、直流電圧５５ａに交流電圧５５ｂを重畳した現像バイアス５５が印加される。
【００４８】
現像バイアス５５を印加された現像スリーブ２０ｃが図２の時計回り方向に回転すると、現像領域Ｄにおいて、現像バイアス電位と感光体ドラム１１の露光部位の電位との電位差により、現像スリーブ２０ｃ表面に担持されたトナーが感光体ドラム１１に飛翔する。飛翔したトナーは矢印Ａ方向（反時計回り方向）に回転する感光体ドラム１１上の露光部位に順次付着し、感光体ドラム１１上の静電潜像が現像される。
【００４９】
次に、図３を用いて、現像装置の攪拌部について詳しく説明する。図３は攪拌部を示す平面断面図（図２のＸＸ′矢視断面図）である。
【００５０】
現像容器２２には、前述のように、第１搬送室２２ｃと、第２搬送室２２ｄと、仕切り部２２ｂと、上流側連通部２２ｅ、及び下流側連通部２２ｆが形成され、その他に、現像剤補給口２２ｇと、現像剤排出口２２ｈと、上流側壁部２２ｉ、及び下流側壁部２２ｊが形成されている。なお、第１搬送室２２ｃにおいて、図３の左側を上流側、図３の右側を下流側とし、また、第２搬送室２２ｄにおいて、図３の右側を上流側、図３の左側を下流側とする。従って、連通部及び壁部は、第２搬送室２２ｄを基準として、上流側及び下流側と呼称している。
【００５１】
仕切り部２２ｂは、現像容器２２の長手方向に延びて第１搬送室２２ｃと第２搬送室２２ｄを並列させるように仕切っている。仕切り部２２ｂの長手方向の右側端部は、上流側壁部２２ｉの内壁部とともに上流側連通部２２ｅを形成し、一方、仕切り部２２ｂの長手方向の左側端部は、下流側壁部２２ｊの内壁部とともに下流側連通部２２ｆを形成している。そして現像剤は、第１搬送室２２ｃと、上流側連通部２２ｅと、第２搬送室２２ｄ、及び下流側連通部２２ｆ内を循環することが可能である。
【００５２】
現像剤補給口２２ｇは、現像容器２２の上部に設けられた現像剤補給容器（図略）から新たなトナー及びキャリアを現像容器２２内に補給するための開口であり、第１搬送室２２ｃの上流側（図３の左側）に配置される。
【００５３】
現像剤排出口２２ｈは、現像剤の補給によって、第１及び第２搬送室２２ｃ、２２ｄ内で余剰となった現像剤を排出するための開口であり、第２搬送室２２ｄの下流側で第２搬送室２２ｄの長手方向に連続して設けられる。
【００５４】
第１搬送室２２ｃ内には第１スパイラル４３が配設され、第２搬送室２２ｄ内には第２スパイラル４４が配設されている。
【００５５】
第１スパイラル４３は、回転軸４３ｂと、回転軸４３ｂに一体に設けられ、回転軸４３ｂの軸方向に一定のピッチで螺旋状に形成される第１螺旋羽根４３ａと、回転軸４３ｂの軸方向に第１螺旋羽根４３ａと同じピッチで第１螺旋羽根４３ａとは逆巻き（逆位相）の第２螺旋羽根４３ｃとを有する。また、第１螺旋羽根４３ａ及び第２螺旋羽根４３ｃは、第１搬送室２２ｃの長手方向の両端部側まで延び、上流側及び下流側連通部２２ｅ、２２ｆにも対向して設けられている。回転軸４３ｂは現像容器２２の上流側壁部２２ｉと下流側壁部２２ｊに回転可能に軸支されている。第１螺旋羽根４３ａ及び第２螺旋羽根４３ｃの詳細な構成については後述する。
【００５６】
第２スパイラル４４は、回転軸４４ｂと、回転軸４４ｂに一体に設けられ、回転軸４４ｂの軸方向に第１スパイラル４３の第１螺旋羽根４３ａと同じピッチで第１螺旋羽根４３ａとは逆巻き（逆位相）の螺旋羽根４４ａとを有する。また、螺旋羽根４４ａは、磁気ローラー２１の軸方向長さ以上の長さを有し、更に、上流側連通部２２ｅに対向する位置まで延びて設けられている。回転軸４４ｂは、回転軸４３ｂと平行に配置され、現像容器２２の上流側壁部２２ｉと下流側壁部２２ｊに回転可能に軸支されている。また、回転軸４４ｂには、螺旋羽根４４ａとともに、規制部５２及び排出羽根５３が一体に配設されている。
【００５７】
規制部５２は、第２搬送室２２ｄ内で下流側に搬送された現像剤を塞き止め、且つ、所定量以上になった現像剤を現像剤排出口２２ｈに搬送することを可能にするものである。規制部５２は、回転軸４４ｂに設けられる螺旋羽根４４ａと逆巻き（逆位相）の螺旋羽根からなり、且つ、螺旋羽根４４ａの外径と略同じで螺旋羽根４４ａのピッチより小さく設定されている。また、規制部５２は、下流側壁部２２ｊ等の現像容器２２の内壁部と規制部５２の外周部において所定量の隙間を形成している。この隙間から余剰の現像剤が排出されることになる。
【００５８】
回転軸４４ｂは現像剤排出口２２ｈ内まで延びている。現像剤排出口２２ｈ内の回転軸４４ｂには排出羽根５３が設けられている。排出羽根５３は、螺旋羽根４４ａと同じ方向を向く螺旋状の羽根からなるが、螺旋羽根４４ａよりピッチが小さく、また羽根の外周が小さくなっている。従って、回転軸４４ｂが回転すると、排出羽根５３も回転し、規制部５２を乗り越えて現像剤排出口２２ｈ内に搬送された余剰現像剤は、図３の左側に送られて、現像容器２２外に排出されるようになっている。なお、排出羽根５３、規制部５２、及び螺旋羽根４４ａは合成樹脂によって回転軸４４ｂと一体に成型される。
【００５９】
現像容器２２の外壁には、歯車６１〜６４が配設されている。歯車６１、６２は回転軸４３ａに固着され、歯車６４は回転軸４４ｂに固着され、歯車６３は、現像容器２２に回転可能に保持されて、歯車６２、６４に噛合している。
【００６０】
新たに現像剤を補給していない現像時には、モーター等の駆動源によって、歯車６１が回転すると、回転軸４３ｂとともに第１螺旋羽根４３ａが回転し、第１螺旋羽根４３ａによって、現像剤は、第１搬送室２２ｃ内の現像剤を矢印Ｐ方向に搬送され、その後、上流側連通部２２ｅを通って第２搬送室２２ｄ内に搬送される。更に、回転軸４４ｂと連動する回転軸４４ｂとともに螺旋羽根４４ａが回転すると、螺旋羽根４４ａによって、現像剤は、第２搬送室２２ｄ内の現像剤を矢印Ｑ方向に搬送される。従って、現像剤はその嵩高を大きく変動させながら第１搬送室２２ｃから上流側連通部２２ｅを通って第２搬送室２２ｄ内に搬送され、規制部５２を乗り越えることなく、下流側連通部２２ｆを通って第１搬送室２２ｃに搬送される。
【００６１】
このように現像剤は、第１搬送室２２ｃから、上流側連通部２２ｅ、第２搬送室２２ｄ、及び下流側連通部２２ｆと循環しながら攪拌されて、攪拌された現像剤が磁気ローラー２１に供給される。
【００６２】
次に、現像剤補給口２２ｇから現像剤が補給される場合について説明する。現像によってトナーが消費されると、現像剤補給口２２ｇから第１搬送室２２ｃ内にトナーとキャリアとを含む現像剤が補給される。
【００６３】
補給された現像剤は、現像時と同様に、第１螺旋羽根４３ａによって、第１搬送室２２ｃ内を矢印Ｐ方向に搬送され、その後、上流側連通部２２ｅを通って第２搬送室２２ｄ内に搬送される。更に、螺旋羽根４４ａによって、現像剤は第２搬送室２２ｄ内を矢印Ｑ方向に搬送される。回転軸４４ｂの回転にともなって規制部５２が回転すると、規制部５２によって、螺旋羽根４４ａによる現像剤搬送方向とは逆方向の搬送力が現像剤に付与される。この規制部５２によって現像剤が塞き止められて嵩高となり、余剰の現像剤が規制部５２を乗り越えて、現像剤排出口２２ｈを介して現像容器２２外に排出される。
【００６４】
上記構成の第１スパイラル４３によれば、回転軸４３ｂの外表面に第１螺旋羽根４３ａが設けられており、第１螺旋羽根４３ａは、回転軸４３ｂの回転によって第１の方向（図３の矢印Ｐ方向）に現像剤を攪拌しながら搬送する。また、回転軸４３ｂの外表面には、第１螺旋羽根４３ａのピッチ間（羽根と羽根との間）に第１螺旋羽根４３ａと逆位相であり、且つ第１螺旋羽根４３ａよりも小径の第２螺旋羽根４３ｃが設けられている。第２螺旋羽根４３ｃは、回転軸４３ｂの回転によって第１の方向とは逆方向の第２の方向（矢印Ｑ方向）への搬送作用を現像剤に生じさせる。
【００６５】
第２螺旋羽根４３ｃは、径方向において第１螺旋羽根４３ａの外端部よりも内方に位置していることにより、第２螺旋羽根４３ｃの回転によって生じる第２方向への搬送作用は回転軸４３ｂ近傍に存在する現像剤の一部に対して生じる。そのため、第１螺旋羽根４３ａによる第１の方向への搬送作用を阻害しない。
【００６６】
このように、第２螺旋羽根４３ｃを用いて、第１螺旋羽根４３ａによる現像剤の搬送方向（第１の方向）とは逆方向（第２の方向）の搬送作用を生じさせることにより、第１螺旋羽根４３ａのピッチ間において現像剤の対流が生じ、第１螺旋羽根４３ａの粉体（現像剤）搬送作用を阻害することなく第１螺旋羽根４３ａ間における現像剤の攪拌が促進される。従って、現像剤補給口２２ｇから補給される新たなトナーとキャリアを、第１搬送室２２ｃ内の二成分現像剤と迅速に且つ十分に攪拌するとともに、第１搬送室２２ｃ内の現像剤搬送速度の低下を有効に防止することができる。
【００６７】
なお、回転軸４３ｂから第２螺旋羽根４３ｃの先端までの高さ（径方向高さｈ２、図５参照）が、回転軸４３ｂから第１螺旋羽根４３ａの先端までの高さ（径方向高さｈ１、図５参照）の１／４よりも小さい場合、第１螺旋羽根４３ａのピッチ間において現像剤の対流を十分に生じさせることができず、攪拌効果が低下する。一方、ｈ２がｈ１の１／２よりも大きい場合、第２螺旋羽根４３ｃによる第２の方向への搬送力が大きくなり過ぎて、第１螺旋羽根４３ａによる第１の方向への搬送作用を阻害してしまう。
【００６８】
従って、第２螺旋羽根４３ｃの径方向高さｈ２は、第１螺旋羽根４３ａの径方向高さｈ１の１／４以上１／２以下であることが好ましい。これにより、第１螺旋羽根４３ａのピッチ間において現像剤の対流を生じさせつつ、搬送速度の低下を有効に防止することができる。
【００６９】
図４は、図３に示す現像装置における現像剤排出部周辺の拡大図である。第２スパイラル４４には現像剤搬送方向（図４の白矢印方向）に対し規制部５２の上流側直近において下流側連通部２２ｆに対向するように減速搬送部５１が設けられている。
【００７０】
減速搬送部５１は、螺旋羽根４４ａと同方向を向く複数（ここでは３枚）の羽根で螺旋状に形成されている。減速搬送部５１を構成する螺旋羽根は、螺旋羽根４４ａの外径と同じサイズで螺旋羽根４４ａのピッチより小さく設定されている。減速搬送部５１の羽根ピッチは螺旋羽根４４ａのピッチの１／６〜１／３となっており、これらの螺旋羽根が下流側連通部２２ｆの長手方向の開口幅に対向している。なお、減速搬送部５１の螺旋羽根は下流側連通部２２ｆの開口の全幅に対向しなくともよいが、この場合には、規制部５２側の羽根が下流側連通部２２ｆの開口に対向しているのがよい。
【００７１】
この構成によって、回転軸４４ｂが回転すると、螺旋羽根４４ａによって、第２搬送室２２ｄ内で現像剤が比較的に速く搬送されるが、減速搬送部５１の羽根ピッチが螺旋羽根４４ａのピッチより小さいので、減速搬送部５１が設けられている第２搬送室２２ｄ内では、螺旋羽根４４ａよりも現像剤の搬送速度が低下することになる。従って、搬送される現像剤は、螺旋羽根４４ａの羽根の外周に倣い波打つように搬送路内を移動するが、螺旋羽根のピッチが比較的に大きいと、現像剤の嵩高が大きく変動しながら現像剤が速く移動する。一方、減速搬送部５１のように螺旋羽根のピッチが比較的に小さいと、現像剤の嵩高の変動は小さく現像剤がゆっくりと移動することになる。
【００７２】
従って、新たに現像剤を補給していない現像時には、減速搬送部５１近傍では第２搬送室２２ｄ内の他の部分に比べて現像剤の嵩高の変動が小さく、現像剤は比較的にゆっくりと搬送されることによって、現像剤が規制部５２に衝突しても、現像剤の跳ね上がりが抑えられて、規制部５２の外周部を乗り越えることがない。その結果、現像剤は、規制部５２を乗り越えることなく下流側連通部２２ｆを通って第１搬送室２２ｃに搬送される。
【００７３】
現像によってトナーが消費されると、現像剤補給口２２ｇから第１搬送室２２ｃ内にトナーとキャリアとを含む新たな現像剤が補給される。補給された現像剤は、現像時と同様に、第１スパイラル４３の第１螺旋羽根４３ａ及び第２螺旋羽根４３ｃによって攪拌されながら第１搬送室２２ｃ内を矢印Ｐ方向に搬送される。その後、第２スパイラル４４の螺旋羽根４４ａによって第２搬送室２２ｄ内を矢印Ｑ方向に搬送され、減速搬送部５１に搬送される。一方、回転軸４４ｂの回転にともなって規制部５２が回転すると、規制部５２によって、螺旋羽根４４ａによる現像剤搬送方向（矢印Ｑ方向）とは逆方向の搬送力が現像剤に付与される。
【００７４】
減速搬送部５１において搬送速度が減速された現像剤は、規制部５２の上流側に位置する減速搬送部５１近傍で滞留して嵩高となり、余剰の現像剤（現像剤補給口２２ｇから補給された現像剤と略同量）が規制部５２を乗り越えて現像剤排出口２２ｈを介して現像容器２２外に排出される。
【００７５】
また、第２搬送室２２ｄ内には現像剤搬送方向（図４の白矢印方向）に対し減速搬送部５１の上流側に隣接してトナー濃度検知センサー７１が配置されている。なお、図４では第２スパイラル４４がトナー濃度検知センサー７１の手前側に位置するため、トナー濃度検知センサー７１を破線で表示している。
【００７６】
トナー濃度検知センサー７１としては、現像容器２２内における現像剤の透磁率を検出する透磁率センサーが用いられる。トナー濃度検知センサー７１により現像剤の透磁率が検出されると、その検出結果に相当する電圧値を制御部（図示せず）に出力するよう構成されており、制御部によってトナー濃度検知センサー７１の出力値からトナー濃度が決定されるようになっている。
【００７７】
センサー出力値はトナー濃度に応じて変化し、トナー濃度が高くなるほど磁性キャリアに対するトナーの比率が高くなり、磁気を通さないトナーの割合が増加するため出力値が低くなる。一方、トナー濃度が低くなるほどキャリアに対するトナーの比率が低くなり、磁気を通すキャリアの割合が増加するため出力値が高くなる。
【００７８】
また、第２スパイラル４４には、トナー濃度検知センサー７１センサーに対向する部分にスクレーパー７３が設けられている。スクレーパー７３は、例えば基材となる可撓性のフィルムに不織布を積層したものが用いられ、搬送スパイラル４４の回転軸４４ｂに形成されたスクレーパー支持部（図示せず）に回転軸４４ｂに対し平行に貼り付けられている。回転軸４４ｂの回転に伴いスクレーパー７３が回転することで、トナー濃度検知センサー７１の検知面が摺擦されて清掃されるとともに、センサー配置部における現像剤の滞留が促進される。
【００７９】
図５は、本発明の攪拌搬送部材である第１スパイラル４３を回転軸に垂直な方向から見た部分拡大図であり、図６は、図５の状態から第１スパイラル４３を９０°回転させた状態を示す部分拡大図である。
【００８０】
図５及び図６に示すように、第１スパイラル４３を構成する第１螺旋羽根４３ａ、第２螺旋羽根４３ｃは、各螺旋羽根の長さ方向を横断する断面形状が台形状であり、第１螺旋羽根４３ａには、回転軸４３ｂを１周する間（１ピッチ間）において、台形の底面部分が他の部分よりも膨らんだ部分（以下、第１膨張部という）４５ａ〜４５ｄが９０°間隔で４箇所に形成されている。同様に、第２螺旋羽根４３ｃにも、回転軸４３ｂを１周する間（１ピッチ間）において、台形の底面部分が他の部分よりも膨らんだ部分（以下、第２膨張部という）４７ａ〜４７ｄが９０°間隔で４箇所に形成されている。本実施形態の第１スパイラル４３は、回転軸４３に垂直な方向に４分割された金型で成形されるため、４箇所の第１膨張部４５ａ〜４５ｄ、第２膨張部４７ａ〜４７ｄがそれぞれ金型の合わせ目に対応して形成されている。
【００８１】
そして、第１螺旋羽根４３ａの第１膨張部４５ａと第２螺旋羽根４３ｃの第２膨張部４７ａ、第１螺旋羽根４３ａの第１膨張部４５ｃと第２螺旋羽根４３ｃの第２膨張部４７ｃが交差するように形成されている。即ち、第１螺旋羽根４３ａと第２螺旋羽根４３ｃとは、回転軸４３ｂを１周する間において１８０°隔てた２箇所の第１膨張部４５ａ、４５ｃと第２膨張部４７ａ、４７ｃとで交差している。
【００８２】
これにより、第１螺旋羽根４３ａと第２螺旋羽根４３ｃの交差部分が第１螺旋羽根４３ａの第１膨張部４５ａ、４５ｃと同一位置となるため、現像剤の流れに影響を及ぼす第１膨張部４５ａ、４５ｃと第１螺旋羽根４３ａと第２螺旋羽根４３ｃの交差部分とを一つにまとめて現像剤への影響を低減することができる。その結果、現像剤の波立ちが抑えられ、現像剤に加わるストレスも抑制されるため、キャリアの劣化によるトナーの帯電不足も効果的に解消することができる。
【００８３】
また、第２螺旋羽根４３ｃの第２膨張部４７ａ、４７ｃが交差部分に存在することとなるが、第２螺旋羽根４３ｃの径方向高さｈ２は第１螺旋羽根４３の径方向高さｈ１よりも低いため、第２膨張部４７ａ、４７ｃは第１膨張部４５ａ、４５ｃに包含される。これにより、第２膨張部４７ａ、４７ｃを実質的に削減することができ、現像剤への影響をより低減することができる。
【００８４】
さらに、図６に示すように、第２螺旋羽根４３ｃと交差していない第１螺旋羽根４３ａの第１膨張部４５ｄ、第１螺旋羽根４３ａと交差していない第２螺旋羽根４３ａの第２膨張部４７ｂは、回転軸４３ｂ方向において略同一直線Ｌ上に存在している。また、第１膨張部４５ｄから位相が１８０°ずれた位置にある第１膨張部４５ｂ（図５参照）と、第２膨張部４７ｂから位相が１８０°ずれた位置にある第２膨張部４７ｄ（図５参照）も、回転軸４３ｂ方向において略同一直線上に存在する。これにより、第１膨張部４５ｄと第２膨張部４７ｂ、第１膨張部４５ｂと第２膨張部４７ｄが回転軸４３ｂ方向において異なる位置に存在する場合に比べて第１スパイラル４３が回転する際の現像剤の動きが安定し、現像剤の攪拌状態も安定する。
【００８５】
また、第２螺旋羽根４３ｃの径方向高さｈ２が第１螺旋羽根４３ａの径方向高さｈ１の１／２を超える場合は、第１螺旋羽根４３ａと交差しない第２螺旋羽根４３ｃの第２膨張部４７ｂ、４７ｄの影響が大きくなり、現像剤の動きが不安定となる。このことからも、前述したように第２螺旋羽根４３ｃの径方向高さｈ２を、第１螺旋羽根４３ａの径方向高さｈ１の１／２以下とすることが好ましい。
【００８６】
なお、ここでは第１螺旋羽根４３ａの第１膨張部４５ａと第２螺旋羽根４３ｃの第２膨張部４７ａ、第１螺旋羽根４３ａの第１膨張部４５ｃと第２螺旋羽根４３ｃの第２膨張部４７ｃとをそれぞれ交差させることにより、回転軸４３ｂを１周する間において第１螺旋羽根４３ａと第２螺旋羽根４３ｃとが２箇所で交差するようにしたが、これに限らず、回転軸４３ｂを１周する間において第１膨張部４５ａ〜４５ｄの少なくとも１箇所が第２膨張部４７ａ〜４７ｄの少なくとも１箇所と交差するようにすれば良い。
【００８７】
また、第１螺旋羽根４３ａの第１膨張部４５ａ〜４５ｄの少なくとも１箇所が、第２螺旋羽根４３ｃの第２膨張部４７ａ〜４７ｄ以外の部分と交差するようにしても良い。この場合、第１螺旋羽根４３ａの第１膨張部４５ａ〜４５ｄの少なくとも１箇所と交差部分とを一つにまとめる効果は有するが、第２螺旋羽根４３ｃの第２膨張部４７ａ〜４７ｄの少なくとも１箇所を実質的に削減する効果は失われる。そのため、上記実施形態のように第１螺旋羽根４３ａの第１膨張部４５ａ〜４５ｄの少なくとも１箇所が、第２螺旋羽根４３ｃの第２膨張部４７ａ〜４７ｄの少なくとも１箇所と交差する構成がより好ましい。
【００８８】
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、本発明の攪拌搬送部材を現像装置２の第１搬送室２２ｃに配置される第１スパイラル４３に用いた例について説明したが、現像剤の仕様によっては、第２搬送室２２ｄの攪拌効果を高めるために、第２搬送室２２ｄに配置される第２スパイラル４４にも第１スパイラル４３と同様の構成の攪拌搬送部材を用いてもよい。
【００８９】
また、上記実施形態では、第１螺旋羽根４３ａの膨張部４５ａ〜４５ｄ、及び第２螺旋羽根４３ｃの膨張部４７ａ〜４７ｃを、回転軸４３ｂを１周する間において９０°間隔で４箇所に形成したが、第１膨張部、第２膨張部の個数は第１スパイラル４３の成形に用いる金型の分割数に応じて決定すれば良い。例えば、金型を３分割する場合は回転軸４３ｂを１周する間において１２０°間隔で３箇所に形成すれば良いし、金型を２分割する場合は回転軸４３ｂを１周する間において１８０°間隔で２箇所に形成すれば良い。
【００９０】
また、本発明の攪拌搬送部材は、図３に示したような、現像剤補給口２２ｇと現像剤排出口２２ｈとを備え、磁気ローラー２１と現像ローラー２０を備えた現像装置２に限定されるものではなく、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いる種々の現像装置に適用可能である。以下、実施例により本発明の効果について更に具体的に説明する。
【実施例】
【００９１】
図１に示したような画像形成装置１に、図２及び図３に示した現像装置２ａ〜２ｄを搭載し、第１搬送室２２ｃ内の第１スパイラル４３の構成を変化させた場合のキャリアの帯電性能について調査した。なお、試験は感光体ドラム１１ｂ及び現像装置２ｂを含むシアンの画像形成部Ｐｂにおいて行った。
【００９２】
試験方法としては、第１スパイラル４３の回転軸４３ｂの直径を８ｍｍ、第１螺旋羽根４３ａの径方向高さｈ１を４．５ｍｍ、羽根ピッチを３０ｍｍ、第２螺旋羽根４３ｃの径方向高さｈ２を２．０ｍｍ、羽根ピッチを３０ｍｍとし、図５及び図６のように、第１螺旋羽根４３ａと第２螺旋羽根４３ｃとを、回転軸４３ｂを１周する間において第１膨張部４５ａ、４５ｃと第２膨張部４７ａ、４７ｃの２箇所で交差させた構成を本発明１とした。また、第２螺旋羽根４３ｃの径方向高さｈ２を３．０ｍｍとした以外は本発明１と同様の構成としたものを本発明２とし、第１螺旋羽根４３ａと第２螺旋羽根４３ｃとを、回転軸４３ｂを１周する間において第１膨張部４５ａと第２膨張部４７ａの１箇所で交差させた構成を本発明３とした。また、第１膨張部４５ａ〜４５ｄのいずれも第２螺旋羽根４３ｃと交差していない構成を比較例とした。
【００９３】
本発明１〜３、比較例の第１スパイラル４３をそれぞれ現像装置２ａに装着し、キャリア１００重量部に対してトナー８重量部の割合で混合した二成分現像剤を現像装置２ａに充填した。その後、印字率５％のテスト画像を１，０００枚連続して出力した後の現像剤からトナーを除去し、得られたキャリア１０ｇに対してトナー濃度が８％となるように新たなトナーを加えて１分間混合したときのトナー帯電量を測定した。また、対照（コントロール）として、現像動作を行っていない初期キャリア１０ｇを用いて同様にトナー帯電量を測定し、トナー帯電量に±２μＣ／ｇ以上の変化があった場合に有意差があると判断した。結果を表１に示す。
【００９４】
【表１】
【００９５】
表１から明らかなように、回転軸４３ｂを１周する間において第１螺旋羽根４３ａの膨張部４５ａ〜４５ｄの少なくとも１箇所が第２螺旋羽根４３ｃと交差するようにした本発明１〜３では、１，０００枚印字後のキャリアを用いた場合のトナー帯電量が２１．２〜２４．７μＣ／ｇと、いずれも２１μＣ／ｇ以上であり、初期キャリアを用いた場合と比較して帯電性能の低下は少なかった。特に、回転軸４３ｂを１周する間において第１膨張部４５ａ、４５ｃと第２膨張部４７ａ、４７ｃの２箇所で交差させ、第２螺旋羽根４３ｃの径方向高さｈ２を第１螺旋羽根４３ａの径方向高さｈ１の１／２とした本発明１では、初期キャリアを用いた場合のトナー帯電量（２５．６μＣ／ｇ）と比較して有意差が認められず、キャリアの劣化が最も抑制されていた。
【００９６】
これに対し、第１膨張部４５ａ〜４５ｄのいずれも第２螺旋羽根４３ｃと交差していない比較例では、１，０００枚印字後のキャリアを用いた場合のトナー帯電量が１９．６μＣ／ｇと低く、帯電性能の低下が顕著であった。
【００９７】
以上の結果より、本発明１〜３の構成では、比較例の構成に比べてキャリアの劣化が抑制されることが確認された。これは、第１膨張部４５ａ〜４５ｄの少なくとも１箇所が第２螺旋羽根４３ｃと交差している本発明１〜３では、第１膨張部４５ａ〜４５ｄと第１螺旋羽根４３ａと第２螺旋羽根４３ｃとの交差部分とが別々に存在している比較例に比べて攪拌搬送により現像剤に加わるストレスが低減されるためであると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができ、特に、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いる現像装置の攪拌搬送部材として利用することができる。
【符号の説明】
【００９９】
１ 画像形成装置
２ａ〜２ｄ、２ 現像装置
１１ａ〜１１ｄ、１１ 感光体ドラム
２０ 現像ローラー
２１ 磁気ローラー（現像剤担持体）
２２ 現像容器（粉体容器）
２２ｂ 仕切り部
２２ｃ 第１搬送室
２２ｄ 第２搬送室
２２ｅ 上流側連通部
２２ｆ 下流側連通部
２２ｇ 現像剤補給口（トナー補給口）
２２ｈ 現像剤排出口
２２ｉ 上流側壁部
２２ｊ 下流側壁部
４２ 攪拌搬送部材
４３ 第１スパイラル（第１攪拌搬送部材）
４３ａ 第１螺旋羽根
４３ｂ、４４ｂ 回転軸
４３ｃ 第２螺旋羽根
４４ 第２スパイラル（第２攪拌搬送部材）
４４ａ 螺旋羽根
４５ａ〜４５ｄ 第１膨張部
４７ａ〜４７ｄ 第２膨張部
５１ 減速搬送部
５２ 規制部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体容器内に回転可能に支持される回転軸と、
該回転軸の外周面に形成され、前記回転軸の回転により粉体を軸方向に搬送する第１螺旋羽根と、
該第１螺旋羽根の形成領域と重なるように前記回転軸の外周面に形成され、前記第１螺旋羽根と逆位相であり、且つ前記第１螺旋羽根よりも径方向高さが低い第２螺旋羽根と、
を有する攪拌搬送部材において、
前記第１螺旋羽根及び第２螺旋羽根は、螺旋羽根の長さ方向を横断する断面形状が台形状であり、前記第１螺旋羽根には前記回転軸を１周する間において台形の底面部分が他の部分よりも膨らんだ複数の第１膨張部が形成され、前記第２螺旋羽根には前記回転軸を１周する間において台形の底面部分が他の部分よりも膨らんだ複数の第２膨張部が形成されており、
前記第１螺旋羽根は、前記回転軸を１周する間において前記第１膨張部の少なくとも１箇所で前記第２螺旋羽根と交差することを特徴とする攪拌搬送部材。
【請求項２】
前記第２螺旋羽根は、前記第２膨張部において前記第１膨張部と交差することを特徴とする請求項１に記載の攪拌搬送部材。
【請求項３】
前記第１螺旋羽根及び第２螺旋羽根は、それぞれ前記回転軸を１周する間において前記第１膨張部若しくは第２膨張部が９０°間隔で４箇所に形成されており、前記回転軸を１周する間において１８０°隔てた２箇所の前記第１膨張部と第２膨張部とで交差することを特徴とする請求項２に記載の攪拌搬送部材。
【請求項４】
前記第１螺旋羽根の径方向高さをｈ１、前記第２螺旋羽根の径方向高さをｈ２とするとき、１／４・ｈ１≦ｈ２≦１／２・ｈ１を満たすことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の攪拌搬送部材。
【請求項５】
キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を収容する現像容器と、
該現像容器内に配置され、前記現像容器内の現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像容器内の現像剤を攪拌搬送する請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の攪拌搬送部材と、
を備えた現像装置。
【請求項６】
前記現像容器は、互いに並列配置される第１搬送室、第２搬送室を含む複数の搬送室と、前記第１搬送室及び前記第２搬送室の長手方向の両端部側で前記各搬送路を連通させる連通部と、前記第１搬送室にトナーを補給するトナー補給口と、を有し、前記現像剤担持体は、前記第２搬送室内の現像剤を表面に担持するように配置されており、
前記第１搬送室内の現像剤を回転軸方向に攪拌、搬送する第１攪拌搬送部材と、
前記第２搬送室内の現像剤を前記第１攪拌搬送部材と逆方向に攪拌、搬送する第２攪拌搬送部材と、を備え、前記第１攪拌搬送部材として請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の攪拌搬送部材を用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】
請求項５又は請求項６に記載の現像装置が搭載された画像形成装置。
【請求項１】
粉体容器内に回転可能に支持される回転軸と、
該回転軸の外周面に形成され、前記回転軸の回転により粉体を軸方向に搬送する第１螺旋羽根と、
該第１螺旋羽根の形成領域と重なるように前記回転軸の外周面に形成され、前記第１螺旋羽根と逆位相であり、且つ前記第１螺旋羽根よりも径方向高さが低い第２螺旋羽根と、
を有する攪拌搬送部材において、
前記第１螺旋羽根及び第２螺旋羽根は、螺旋羽根の長さ方向を横断する断面形状が台形状であり、前記第１螺旋羽根には前記回転軸を１周する間において台形の底面部分が他の部分よりも膨らんだ複数の第１膨張部が形成され、前記第２螺旋羽根には前記回転軸を１周する間において台形の底面部分が他の部分よりも膨らんだ複数の第２膨張部が形成されており、
前記第１螺旋羽根は、前記回転軸を１周する間において前記第１膨張部の少なくとも１箇所で前記第２螺旋羽根と交差することを特徴とする攪拌搬送部材。
【請求項２】
前記第２螺旋羽根は、前記第２膨張部において前記第１膨張部と交差することを特徴とする請求項１に記載の攪拌搬送部材。
【請求項３】
前記第１螺旋羽根及び第２螺旋羽根は、それぞれ前記回転軸を１周する間において前記第１膨張部若しくは第２膨張部が９０°間隔で４箇所に形成されており、前記回転軸を１周する間において１８０°隔てた２箇所の前記第１膨張部と第２膨張部とで交差することを特徴とする請求項２に記載の攪拌搬送部材。
【請求項４】
前記第１螺旋羽根の径方向高さをｈ１、前記第２螺旋羽根の径方向高さをｈ２とするとき、１／４・ｈ１≦ｈ２≦１／２・ｈ１を満たすことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の攪拌搬送部材。
【請求項５】
キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を収容する現像容器と、
該現像容器内に配置され、前記現像容器内の現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像容器内の現像剤を攪拌搬送する請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の攪拌搬送部材と、
を備えた現像装置。
【請求項６】
前記現像容器は、互いに並列配置される第１搬送室、第２搬送室を含む複数の搬送室と、前記第１搬送室及び前記第２搬送室の長手方向の両端部側で前記各搬送路を連通させる連通部と、前記第１搬送室にトナーを補給するトナー補給口と、を有し、前記現像剤担持体は、前記第２搬送室内の現像剤を表面に担持するように配置されており、
前記第１搬送室内の現像剤を回転軸方向に攪拌、搬送する第１攪拌搬送部材と、
前記第２搬送室内の現像剤を前記第１攪拌搬送部材と逆方向に攪拌、搬送する第２攪拌搬送部材と、を備え、前記第１攪拌搬送部材として請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の攪拌搬送部材を用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】
請求項５又は請求項６に記載の現像装置が搭載された画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１６３７３１（Ｐ２０１２−１６３７３１Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３４７７（Ｐ２０１１−２３４７７）
【出願日】平成２３年２月７日（２０１１．２．７）
【出願人】（０００００６１５０）京セラドキュメントソリューションズ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月７日（２０１１．２．７）
【出願人】（０００００６１５０）京セラドキュメントソリューションズ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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