現像装置および画像形成装置
【課題】現像ローラーから剥離した現像剤を確実に攪拌し，画像の濃度ムラを抑制できる現像装置および画像形成装置を提供すること。
【解決手段】現像部１４は，現像ローラー４１と供給スクリュー４２との間の位置で，ハウジング４５の内面から突出して形成された遮蔽部材５５を有する。現像ローラー４１は，剥離極Ｐ２を含む複数の極を有するマグネットローラー５１と，マグネットローラー５１を内包して回転する現像スリーブ５２とを有するものであり，供給スクリュー４２は，回転軸６１と，回転軸６１の外周に形成されたスクリュー羽根６２，６３とを有するものであり，遮蔽部材５５は，現像スリーブ５２の表面における剥離極Ｐ２の上方の位置である剥離箇所Ｑから見て，剥離箇所Ｑと供給スクリュー４２の回転軸６１の軸心６１ａとを含む面Ｒとハウジング４５の内面４５ａとで囲まれる角度範囲を遮蔽する。
【解決手段】現像部１４は，現像ローラー４１と供給スクリュー４２との間の位置で，ハウジング４５の内面から突出して形成された遮蔽部材５５を有する。現像ローラー４１は，剥離極Ｐ２を含む複数の極を有するマグネットローラー５１と，マグネットローラー５１を内包して回転する現像スリーブ５２とを有するものであり，供給スクリュー４２は，回転軸６１と，回転軸６１の外周に形成されたスクリュー羽根６２，６３とを有するものであり，遮蔽部材５５は，現像スリーブ５２の表面における剥離極Ｐ２の上方の位置である剥離箇所Ｑから見て，剥離箇所Ｑと供給スクリュー４２の回転軸６１の軸心６１ａとを含む面Ｒとハウジング４５の内面４５ａとで囲まれる角度範囲を遮蔽する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，電子写真方式の画像形成装置及びそれに用いられる現像装置に関する。さらに詳細には，複数の磁石を配置した固定マグネットローラーを内包する現像スリーブを有する現像装置であって，トナーとキャリアーとを含む二成分現像剤を使用する現像装置および画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より，コピー機，プリンター等の画像形成装置として，トナーとキャリアーとを含む二成分現像剤を使用するものがある。そして，二成分現像剤を用いて現像を行う現像装置として，固定マグネットローラーと現像スリーブとを有する現像ローラーを備えるものが知られている。さらに，感光体へトナーを供給した後に現像ローラーから剥離した現像剤を，貯留されている他の現像剤と混合・攪拌して次回の現像に供する供給スクリューを有しているものがある。供給スクリューとしては，例えば，回転軸に１条または２条の螺旋状の羽根が取り付けられたものがある。
【０００３】
ここで，現像ローラーから剥離した現像剤は，トナーが消費されたものであるので，貯留している現像剤よりトナー濃度が低い。この現像剤を，混合・攪拌が不十分なまま再び現像ローラーに供給してしまうと，画像の濃度ムラ等の原因となる。特に，回収と供給とを同一のスクリューで行うタイプの現像装置では，攪拌が不十分なまま供給されることがあり得る。
【０００４】
そのため従来より，攪拌が不十分な現像剤をそのまま供給してしまうことのないように，さまざまな工夫がなされてきた。例えば，特許文献１には，現像ローラーからの現像剤の剥離位置を，供給スクリューの回転範囲の鉛直上方の外側に位置させた現像装置が開示されている。また，特許文献２には，現像ローラーからの現像剤の剥離位置の下方に，現像剤が滞留する空間を設けた現像装置が開示されている。これらの文献によれば，現像ローラーから剥離した現像剤が，すぐにそのまま現像ローラーへ供給されることを防止し，濃度ムラの発生を抑制できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１４３２３１号公報
【特許文献２】特開２００７−１３９８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記した従来の文献ではいずれも，現像ローラーから剥離する現像剤は，現像ローラーの剥離極から離れた後，重力によって単に下方へ落ちるものとされている。そして，単に剥離極の配置やその下方のスペースの形状を選択することにより，攪拌性を向上させることができるとされている。しかしながら，現像ローラーから剥離した現像剤の進行方向は必ずしも真下ではなく，また，現像剤の流動性や現像ローラーの回転速度等によってやや異なる。
【０００７】
そして，現像剤の流動性は，環境の温度や湿度によって変化する。また近年，現像ローラーの回転速度は高速化する傾向にある。さらに，印刷対象の用紙厚等に応じて，現像ローラーの回転速度を変更するように制御する現像装置もある。つまり，現像ローラーから剥離した現像剤の進行方向は，一定ではなく，正確に予測できるものでもない。特に近年の現像装置の高速化の影響で，現像ローラーや供給スクリューの回転速度の変更可能幅が大きくなりつつあり，さらに進行方向の振れ幅が大きくなってきている。
【０００８】
もし剥離した現像剤の進行方向が限定できるのであれば，その位置に攪拌スペースを設ければよい。しかし，上記の事情により，現像剤の進行方向にはかなりの振れ幅がある。現像剤が，剥離した現像剤を受けて他の現像剤と攪拌する供給スクリューの回転範囲より外へ進行した場合には，現像剤の充分な攪拌がなされないおそれがある。
【０００９】
本発明は，前記した従来の現像装置および画像形成装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，現像ローラーから剥離した現像剤を確実に攪拌し，画像の濃度ムラを抑制できる現像装置および画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の現像装置は，２成分現像剤を収容する現像剤収容部と，現像剤収容部内に配置されて現像剤を攪拌するとともに搬送する供給スクリューと，供給スクリューから供給を受けた現像剤を現像に供する現像ローラーと，供給スクリューの下方と現像ローラーの下方とを連続的に覆うとともに内部に現像剤収容部を形成しているハウジングとを有する現像装置であって，現像ローラーと供給スクリューとの間の位置で，ハウジングの内面から突出して形成された遮蔽部材を有し，現像ローラーは，剥離極を含む複数の極を有する固定マグネットローラーと，固定マグネットローラーを内包して回転する現像スリーブとを有するものであり，供給スクリューは，回転軸と，回転軸の外周に形成されたスクリュー羽根とを有するものであり，遮蔽部材は，現像スリーブの表面における剥離極の上方の位置である剥離箇所から見て，剥離箇所と供給スクリューの回転軸の軸心とを含む面とハウジングの内面とで囲まれる角度範囲を遮蔽するものである。
【００１１】
本発明の現像装置では，現像剤は，現像ローラーによって現像に供され，その残りが剥離箇所から剥離される。ここで，現像ローラーと供給スクリューとの間に遮蔽部材が設けられているので，剥離箇所から剥離された現像剤の進行方向の振れ幅のうち，遮蔽部材によって遮蔽されている範囲に現像剤が直接進行することはない。そして，遮蔽部材によって遮蔽されている範囲は，剥離箇所から見て，剥離箇所と供給スクリューの回転軸の軸心とを含む面とハウジングの内面とで囲まれる角度範囲である。つまり，剥離された現像剤が，供給スクリューに触れずにハウジングの内壁へ直接到達することは，遮蔽部材によって防止されている。従って，剥離箇所から剥離された現像剤は，供給スクリューによって適切に攪拌される。これにより，現像ローラーから剥離した現像剤を確実に攪拌し，画像の濃度ムラを抑制できる現像装置となっている。
【００１２】
さらに本発明では，遮蔽部材は，少なくとも，現像スリーブの画像形成領域に対向する範囲に渡って形成されていることが望ましい。
このようになっていれば，軸方向に画像形成領域のいずれの箇所から剥離された現像剤でも適切に遮蔽される。
【００１３】
また，本発明は，感光体と，感光体上に静電潜像を形成する静電潜像形成部と，静電潜像形成部によって形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像部とを有する画像形成装置であって，現像部は，２成分現像剤を収容する現像剤収容部と，現像剤収容部内に配置されて現像剤を攪拌するとともに搬送する供給スクリューと，供給スクリューから供給を受けた現像剤を現像に供する現像ローラーと，供給スクリューの下方と現像ローラーの下方とを連続的に覆うとともに内部に現像剤収容部を形成しているハウジングとを有するものであり，現像ローラーと供給スクリューとの間の位置で，ハウジングの内面から突出して形成された遮蔽部材を有し，現像ローラーは，剥離極を含む複数の極を有する固定マグネットローラーと，固定マグネットローラーを内包して回転する現像スリーブとを有するものであり，供給スクリューは，回転軸と，回転軸の外周に形成されたスクリュー羽根とを有するものであり，遮蔽部材は，現像スリーブの表面における剥離極の上方の位置である剥離箇所から見て，剥離箇所と供給スクリューの回転軸の軸心とを含む面とハウジングの内面とで囲まれる角度範囲を遮蔽する画像形成装置にも及ぶ。
【００１４】
さらに本発明の画像形成装置においても，遮蔽部材は，少なくとも，現像スリーブの画像形成領域に対向する範囲に渡って形成されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の現像装置および画像形成装置によれば，現像ローラーから剥離した現像剤を確実に攪拌し，画像の濃度ムラを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本形態の画像形成装置の概略構成図である。
【図２】現像部の内部構成を示す断面図である。
【図３】現像部の下部ハウジングを示す斜視図である。
【図４】遮蔽部材の配置を示す説明図である。
【図５】供給スクリューの配置を示す説明図である。
【図６】下部ハウジングの別の例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，２成分現像剤を用いて画像を形成する画像形成装置に本発明を適用したものである。
【００１８】
本形態の画像形成装置１は，図１に示すように，各色の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋが，中間転写ベルト２０に沿って並べられた，いわゆるタンデムタイプの画像形成装置である。各画像形成部は，それぞれ，感光体１１，帯電部１２，露光部１３，現像部１４，１次転写部１５，クリーナー部１６を有している。さらに，各画像形成部の図中の下部には，給紙部２１が配置されている。また，本形態の画像形成装置１はそのほかに，２次転写部２２，ベルトクリーナー部２３，定着部２４，各色のトナーホッパー２５等を有している。
【００１９】
本形態の画像形成装置１による画像形成時には，各色の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにおいて，各色のトナー像がそれぞれの感光体１１上に形成される。すなわち，感光体１１は帯電部１２によって一様に帯電される。次に，露光部１３によって感光体１１の表面に静電潜像が形成される。次に，現像部１４によって静電潜像に現像剤が供給され，トナー像が形成される。さらに，各色のトナー像は，１次転写部１５によって中間転写ベルト２０に転写され，重ね合わされる。この重ねられたトナー像は，給紙部２１から給紙されたシートに２次転写部２２によって転写され，定着部２４によってシートに定着される。
【００２０】
本形態の現像部１４は，図２に示すように，現像ローラー４１，供給スクリュー４２，攪拌スクリュー４３を有している。これらは，ハウジング４５の内部に，互いに平行に配置されている。ハウジング４５の内部には，現像剤が収納されている。現像剤は，供給スクリュー４２および攪拌スクリュー４３によって攪拌されるとともに，それぞれの軸方向（図中奥行き方向）に搬送される。ハウジング４５には，軸方向の両端部を除いて，内側に隔壁４６が形成されている。
【００２１】
本形態の現像部１４に収容されている現像剤は，磁性粒子であるキャリアーと非磁性のトナーとを含む２成分現像剤である。画像形成によって，このうちのトナーのみが消費される。そのため，本形態の現像部１４は，トナーホッパー２５（図１参照）からハウジング４５の内部にトナーを適宜補給することにより，現像剤中のトナー濃度を適正な範囲内に保つように制御されている。
【００２２】
本形態の現像ローラー４１は，図２に示すように，固定して配置されたマグネットローラー５１とその外周で回転可能な現像スリーブ５２とを有している。本形態のマグネットローラー５１は，Ｐ１〜Ｐ５の５つの磁極をそれぞれ固定して有しているものである。磁極Ｐ１は，この箇所に対向して配置されている感光体１１（図１参照）へトナーを供給する現像主極を構成する。また，磁極Ｐ２が剥離極であり，磁極Ｐ３がキャッチ極である。本形態では，磁極Ｐ１と磁極Ｐ４がＮ極であり，磁極Ｐ２と磁極Ｐ３と磁極Ｐ５はＳ極である。この図２では，便宜上全ての極を同程度の大きさや間隔に示しているが，実際には必ずしも同程度の大きさや間隔とは限らない。なお，図中で空欄の箇所（磁極Ｐ２と磁極Ｐ３との間）には磁極が配置されていない。
【００２３】
現像スリーブ５２は，図２中に矢印で示すように，図中で時計回りの向きに回転する。そして，現像スリーブ５２に担持されていた現像剤は，剥離箇所Ｑにおいて剥離する。剥離箇所Ｑとは，剥離極Ｐ２に対向する現像スリーブ５２の表面上の箇所である。より詳しくは，剥離箇所Ｑは，剥離極Ｐ２の径方向への磁束密度が頂点をなす位置に対向する箇所である。剥離箇所Ｑは，現像ローラー４１の軸方向に平行な直線状である。現像スリーブ５２から剥離した現像剤は，重力と現像スリーブ５２の回転による慣性とによって，おおむね供給スクリュー４２の方へ向かって進行する。
【００２４】
本形態の供給スクリュー４２は，回転軸６１に，２条の螺旋状のスクリュー羽根６２，６３が設けられたものである。図２に示した回転軸６１に垂直な断面図では，スクリュー羽根６２，６３の断面がそれぞれ見えている。軸方向の１箇所における供給スクリュー４２の断面では，供給スクリュー４２の回転につれて，スクリュー羽根６２，６３が回転移動する。
【００２５】
本形態の現像部１４には，図２に示すように，現像ローラー４１の剥離箇所Ｑから見て，ハウジング４５と供給スクリュー４２の回転軸６１の軸心６１ａとで挟まれる角度範囲を遮蔽する遮蔽部材５５が設けられている。遮蔽部材５５は，樹脂やセラミックス等の非磁性の材質による板状の部材である。遮蔽部材５５は，剥離箇所Ｑと供給スクリュー４２との間の位置でハウジング４５の内壁４５ａから突出して形成されている。
【００２６】
本形態の現像部１４のハウジング４５の斜視図を図３に示す。この図は，図２中に含まれている現像ローラー４１や各スクリュー４２，４３を取り外し，ハウジング４５のみを示したものである。図２のハウジング４５は，図３のハウジング４５のＡ−Ａ断面に相当する。そして，図３中で両端部に見えている凹部６６，６６が，現像ローラー４１が取り付けられる箇所である。また，図中で右側の端部には，各スクリュー４２，４３の回転軸６１，６７が取り付けられる取りつけ箇所６８，６９が見えている。
【００２７】
そして，遮蔽部材５５は，図３に示すように，現像ローラー４１や供給スクリュー４２の軸方向に平行に，供給スクリュー４２と同等の長さで配置されている。遮蔽部材５５は，その長手方向について，少なくとも現像ローラー４１の画像形成領域に相当する範囲に渡って形成されている。
【００２８】
この遮蔽部材５５は，剥離箇所Ｑから剥離した現像剤が，供給スクリュー４２の回転範囲内に入ることなく直接に，ハウジング４５の上まで落ちることを防止するものである。そのために，図４に示すように，遮蔽部材５５は，剥離箇所Ｑから見て，剥離箇所Ｑと供給スクリュー４２の軸心６１ａとを含む面Ｒとハウジング４５の内壁４５ａとで囲まれる範囲（図中に斜線で示した範囲Ｕ）を完全に遮蔽する大きさに形成されている。このようになっていれば，剥離箇所Ｑから剥離した現像剤が直接，この範囲Ｕに進入するということはない。
【００２９】
通常，剥離箇所Ｑから離れた現像剤は，重力と現像スリーブ５２の回転による慣性とによって，剥離箇所Ｑにおける現像スリーブ５２の回転方向について前方よりの斜め下向き（図４中で左下向き）に向かう。この現像剤の進行方向や進行速度は，現像スリーブ５２の回転速度や動作環境等によって異なる。本形態では遮蔽部材５５が設けられているので，剥離した現像剤は，供給スクリュー４２の回転範囲内に進行する。従って，剥離した現像剤は，スクリュー羽根６２，６３の回転によって，ハウジング４５に既に収容されている現像剤と混合される。
【００３０】
なお，遮蔽部材５５は，ハウジング４５と同じ材質であっても良い。ハウジング４５が製造される際に，初めから遮蔽部材５５を含む形状に形成されるものとしても良いし，後から付け加えるものとしても良い。また，ここでは板状のものを図示したが，断面が三角，半円，半楕円等の柱状であっても良い。あるいは，遮蔽部材５５の現像ローラー４１側の面は，現像ローラー４１の外形に沿う凹面状としてもよい。
【００３１】
なお，本形態の画像形成装置１では，図２に示すように，供給スクリュー４２の設置位置は，現像ローラー４１の鉛直下方ではなく，やや斜めに下方の位置になっている。ここでいう鉛直は，各部材を画像形成装置１に組み込み，画像形成装置１を水平に設置した場合に鉛直となる向きのことである。
【００３２】
そして，本形態の画像形成装置１では，図５に示すように，現像ローラー４１の軸心４１ａを通る鉛直面Ｗ１と，現像ローラー４１の軸心４１ａと供給スクリュー４２の軸心６１ａとを含む面Ｗ２とのなす角度θが１０°〜４０°の範囲内となるように，供給スクリュー４２の配置が決定されている。なお，面Ｗ２は，鉛直面Ｗ１に対して，現像スリーブ５２の回転方向について前方に配置されている。
【００３３】
この角度θが１０°を下回っていると，剥離箇所Ｑから剥離した現像剤が，攪拌されずにそのまま現像ローラー４１のキャッチ極に再キャッチされやすい。そのため，画像濃度ムラがおきやすいという問題がある。また，この角度θが４０°を超えていると，遮蔽部材５５上に現像剤が溜まりやすいという問題点がある。ここに溜まった現像剤は，現像ローラー４１のキャッチ極にそのまま再キャッチされやすく，画像濃度ムラの原因となる。あるいは，遮蔽部材５５上に溜まった現像剤が，現像ローラー４１側に溢れるおそれがあるという問題点もある。
【００３４】
なお，本形態の供給スクリュー４２は，パドルを有していないものである。パドルを有する供給スクリューは，パドルを有しないものに比較して，一般に攪拌性が高い。その一方で回転トルクが大きくなりがちである。そのため，装置の高速化に反するものとなる。本形態の画像形成装置１では，遮蔽部材５５を有しているので，パドルを有していなくても，充分な攪拌性が得られる。ただし，パドルを有していてはいけないということではない。
【００３５】
本発明者は，本発明の効果を確認するための実験を行った。この実験では，現像部の遮蔽部材のみが異なる３種類の画像形成装置（実施例１，比較例１，比較例２）を用いて，画像濃度ムラの発生の程度を比較した。実施例１，比較例１，比較例２に共通の各部の構成は以下の通りである。
【００３６】
現像ローラー４１：外径１６ｍｍの円柱状である。サンドブラスト表面処理された回転自在のアルミニウム製の現像スリーブ５２を有し，その内部に，同極性である剥離極とキャッチ極とを含む５極のマグネットローラー５１を内包するものである。現像スリーブ５２の回転数は，５２０ｒｐｍ（高速）と１２０ｒｐｍ（低速）との２段階から，いずれかが選択される。また本実験における，現像ローラー４１上の現像剤担持量は，２３０ｇ／ｍ2程度である。
【００３７】
供給スクリュー４２：外径１４ｍｍであり，回転軸６１のシャフト径は６ｍｍである。回転軸６１に２条のスクリュー羽根６２，６３が，ピッチ１２．５ｍｍで形成されているものである。この実験で用いた供給スクリュー４２は，パドルを備えていない。供給スクリュー４２の回転数は，４８０ｒｐｍ（高速）と１１０ｒｐｍ（低速）との２段階から，いずれかが選択される。
【００３８】
なお，供給スクリュー４２の回転速度と現像スリーブ５２の回転速度とは，１対１の対応関係にあり，高速と高速，または，低速と低速の組み合わせで選択される。すなわち，この実験では，回転速度については，供給スクリュー４２と現像スリーブ５２とがともに高速回転の場合と，供給スクリュー４２と現像スリーブ５２とがともに低速回転の場合との２種類について実験した。
【００３９】
攪拌スクリュー４３：外径１４ｍｍであり，シャフト径は６ｍｍである。回転軸に１条のスクリュー羽根がピッチ２５ｍｍで形成されており，スクリュー羽根の間にパドルが設けられている。攪拌スクリュー４３の現像剤の搬送方向は，供給スクリュー４２の搬送方向とは逆向きである。攪拌スクリュー４３は，供給スクリュー４２の軸心を含む水平面に対し，供給スクリュー４２の軸心から見て約４０°下方に配置されている。
【００４０】
現像剤：以下の２成分を含む現像剤１７０ｇを用いた。トナー濃度は７％とした。本形態では，負帯電性の現像剤を使用しており，現像バイアスは負極性の電圧である。
キャリアー：フェライトコアをアクリル系樹脂でコーティングしたもの（体積平均粒径は３３μｍ）
トナー：スチレン−アクリル樹脂を乳化重合法により作成したもの（体積平均粒径は６．５μｍ）
【００４１】
そして，実施例１，比較例１，比較例２の違いは遮蔽部材５５だけであり，それ以外はいずれも同じ装置である。これらの違いは，以下の通りである。
実施例１：軸方向に現像ローラー４１と同じ長さ範囲に，本形態の遮蔽部材５５を設けた。
比較例１：遮蔽部材を設けなかった。
比較例２：ハウジング４５からの突出高さが実施例１の遮蔽部材５５の半分である以外は実施例１と同様の遮蔽部材を設けた。
【００４２】
実験は以下のように行った。現像バイアス値を複数水準に変更してそれぞれ，Ａ３全面にマゼンダのトナーによるベタ画像を形成し，ベタ画像の画像濃度を反射濃度計によって測定した。なお，全面ベタ画像とは，濃度最大で全面を塗りつぶした画像のことである。さらに，形成した画像の画像濃度ムラの発生レベルを目視で判断した。判断の基準は，以下の通りである。
○：目視では画像濃度ムラを発見できないもの
△：うっすらとムラが分かるもの
×：明らかに画像濃度ムラが発生しているもの
【００４３】
なお，供給スクリュー４２と現像スリーブ５２との回転速度が高速の場合と低速の場合とのそれぞれにおいて，高温高湿環境（気温３０℃，湿度８５％）と低温低湿環境（気温１０℃，湿度１５％）とで実験を行った。すなわち，回転速度と環境とによる前提条件は，計４種類である。さらに，各条件ごとに，現像バイアス値の絶対値を３００〜６５０（Ｖ）の範囲内で５０Ｖおきに設定し，実施例１では８通り，比較例１と比較例２ではそれぞれ７通りの条件で実験を行った。
【００４４】
一般に，現像バイアス値の絶対値が大きいと，感光体へのトナーの付着量が大きく，画像濃度は大きいものとなる。そのため，現像バイアス値の絶対値が大きいほど，トナーの消費量が大きく，画像に濃度ムラが発生しやすい。なお通常は，画像濃度が１．２程度となるように，現像バイアス値の大きさを制御する。また本形態で用いている現像剤は，高温高湿環境における場合に比較して低温低湿環境において，流動性がやや高いものである。
【００４５】
【表１】
【００４６】
まず，高速回転，かつ，高温高湿環境下における実験結果を表１に示す。この表に示すように，現像バイアス値の絶対値を大きくするほど，画像濃度は大きくなった。そして，実施例１では，少なくともこの表に示した現像バイアス値の絶対値が３００〜６５０（Ｖ）の範囲内では，目視でそれと分かる画像濃度ムラは発生しなかった。比較例１では，現像バイアス値の絶対値が３００Ｖでは，濃度ムラは発生しなかったが，同絶対値３５０Ｖ以上では，濃度ムラが発生した。比較例２では，現像バイアス値の絶対値が３００〜３５０（Ｖ）では，濃度ムラは発生しなかったが，同絶対値４００Ｖ以上では，濃度ムラが発生した。
【００４７】
【表２】
【００４８】
次に，高速回転，かつ，低温低湿環境下での実験の結果を表２に示した。この表２と表１との比較から分かるように，低温低湿環境では，高温高湿環境下よりやや濃度ムラが発生しやすい。これは，低温低湿環境では，高温高湿環境に比較して現像剤の流動性が高いため，剥離現像剤が飛翔しやすいことが原因であると考えられる。それでも，実施例１は，実用上問題となるような濃度ムラは発生しなかった。
【００４９】
【表３】
【００５０】
表３に示したのは，低速回転，かつ，高温高湿環境下における実験結果である。この条件が，４条件中で最も現像剤の流動性が小さく，画像濃度ムラが発生しにくい条件である。それでも，比較例１や比較例２では，現像バイアス値の絶対値が４００Ｖ程度までしか，濃度ムラのない画像は得られなかった。それに対して，実施例１では，この実験の現像バイアスの範囲内ではいずれも，良好な結果が得られた。
【００５１】
【表４】
【００５２】
表４に示したのは，低速回転，かつ，低温低湿環境下における実験結果である。この場合にも，実施例１では，目視で見分けられる濃度ムラは発生しなかった。従って，いずれの条件下においても，遮蔽部材５５を設けることによって，画像濃度ムラが防止できることが確認できた。また，高さの不十分な遮蔽部材では，画像濃度ムラを防止する効果も不十分であることも確認された。
【００５３】
以上詳細に説明したように本形態の画像形成装置によれば，現像ローラー４１と供給スクリュー４２との間に，遮蔽部材５５が設けられている。さらに，遮蔽部材５５は，現像ローラー４１の剥離箇所Ｑと供給スクリュー４２の回転軸６１の軸心６１ａとを含む面Ｒと，ハウジング４５との間の範囲を完全に遮蔽している。従って，現像ローラー４１の回転速度や環境等にかかわらず，剥離箇所Ｑから剥離した現像剤が，供給スクリュー４２に触れることなくハウジング４５の底まで落下することは防止されている。そして，回収された現像剤は，供給スクリュー４２の回転によって，貯蔵されている現像剤と適切に攪拌される。これにより，画像濃度ムラの発生は適切に抑止されている。従って，現像ローラーから剥離した現像剤を確実に攪拌し，画像の濃度ムラを抑制できる現像装置および画像形成装置となっている。
【００５４】
なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，供給スクリューとして，スクリュー羽根とパドルとを有するものを用いてもよい。またあるいは，半月状のスクリュー羽根を多数備えた供給スクリューとしてもよい。またあるいは，図６に示すように，軸方向の一端部に遮蔽部材５５の設けられていない範囲があっても良い。あるいは，軸方向の両端部に遮蔽部材５５の設けられていない範囲があっても良い。
【符号の説明】
【００５５】
１ 画像形成装置
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ 画像形成部
１１ 感光体
１４ 現像部
４１ 現像ローラー
４２ 供給スクリュー
４５ ハウジング
５１ マグネットローラー
５２ 現像スリーブ
５５ 遮蔽部材
６１ 回転軸
６２，６３ スクリュー羽根
Ｐ２ 剥離極
Ｑ 剥離箇所
【技術分野】
【０００１】
本発明は，電子写真方式の画像形成装置及びそれに用いられる現像装置に関する。さらに詳細には，複数の磁石を配置した固定マグネットローラーを内包する現像スリーブを有する現像装置であって，トナーとキャリアーとを含む二成分現像剤を使用する現像装置および画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より，コピー機，プリンター等の画像形成装置として，トナーとキャリアーとを含む二成分現像剤を使用するものがある。そして，二成分現像剤を用いて現像を行う現像装置として，固定マグネットローラーと現像スリーブとを有する現像ローラーを備えるものが知られている。さらに，感光体へトナーを供給した後に現像ローラーから剥離した現像剤を，貯留されている他の現像剤と混合・攪拌して次回の現像に供する供給スクリューを有しているものがある。供給スクリューとしては，例えば，回転軸に１条または２条の螺旋状の羽根が取り付けられたものがある。
【０００３】
ここで，現像ローラーから剥離した現像剤は，トナーが消費されたものであるので，貯留している現像剤よりトナー濃度が低い。この現像剤を，混合・攪拌が不十分なまま再び現像ローラーに供給してしまうと，画像の濃度ムラ等の原因となる。特に，回収と供給とを同一のスクリューで行うタイプの現像装置では，攪拌が不十分なまま供給されることがあり得る。
【０００４】
そのため従来より，攪拌が不十分な現像剤をそのまま供給してしまうことのないように，さまざまな工夫がなされてきた。例えば，特許文献１には，現像ローラーからの現像剤の剥離位置を，供給スクリューの回転範囲の鉛直上方の外側に位置させた現像装置が開示されている。また，特許文献２には，現像ローラーからの現像剤の剥離位置の下方に，現像剤が滞留する空間を設けた現像装置が開示されている。これらの文献によれば，現像ローラーから剥離した現像剤が，すぐにそのまま現像ローラーへ供給されることを防止し，濃度ムラの発生を抑制できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１４３２３１号公報
【特許文献２】特開２００７−１３９８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記した従来の文献ではいずれも，現像ローラーから剥離する現像剤は，現像ローラーの剥離極から離れた後，重力によって単に下方へ落ちるものとされている。そして，単に剥離極の配置やその下方のスペースの形状を選択することにより，攪拌性を向上させることができるとされている。しかしながら，現像ローラーから剥離した現像剤の進行方向は必ずしも真下ではなく，また，現像剤の流動性や現像ローラーの回転速度等によってやや異なる。
【０００７】
そして，現像剤の流動性は，環境の温度や湿度によって変化する。また近年，現像ローラーの回転速度は高速化する傾向にある。さらに，印刷対象の用紙厚等に応じて，現像ローラーの回転速度を変更するように制御する現像装置もある。つまり，現像ローラーから剥離した現像剤の進行方向は，一定ではなく，正確に予測できるものでもない。特に近年の現像装置の高速化の影響で，現像ローラーや供給スクリューの回転速度の変更可能幅が大きくなりつつあり，さらに進行方向の振れ幅が大きくなってきている。
【０００８】
もし剥離した現像剤の進行方向が限定できるのであれば，その位置に攪拌スペースを設ければよい。しかし，上記の事情により，現像剤の進行方向にはかなりの振れ幅がある。現像剤が，剥離した現像剤を受けて他の現像剤と攪拌する供給スクリューの回転範囲より外へ進行した場合には，現像剤の充分な攪拌がなされないおそれがある。
【０００９】
本発明は，前記した従来の現像装置および画像形成装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，現像ローラーから剥離した現像剤を確実に攪拌し，画像の濃度ムラを抑制できる現像装置および画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の現像装置は，２成分現像剤を収容する現像剤収容部と，現像剤収容部内に配置されて現像剤を攪拌するとともに搬送する供給スクリューと，供給スクリューから供給を受けた現像剤を現像に供する現像ローラーと，供給スクリューの下方と現像ローラーの下方とを連続的に覆うとともに内部に現像剤収容部を形成しているハウジングとを有する現像装置であって，現像ローラーと供給スクリューとの間の位置で，ハウジングの内面から突出して形成された遮蔽部材を有し，現像ローラーは，剥離極を含む複数の極を有する固定マグネットローラーと，固定マグネットローラーを内包して回転する現像スリーブとを有するものであり，供給スクリューは，回転軸と，回転軸の外周に形成されたスクリュー羽根とを有するものであり，遮蔽部材は，現像スリーブの表面における剥離極の上方の位置である剥離箇所から見て，剥離箇所と供給スクリューの回転軸の軸心とを含む面とハウジングの内面とで囲まれる角度範囲を遮蔽するものである。
【００１１】
本発明の現像装置では，現像剤は，現像ローラーによって現像に供され，その残りが剥離箇所から剥離される。ここで，現像ローラーと供給スクリューとの間に遮蔽部材が設けられているので，剥離箇所から剥離された現像剤の進行方向の振れ幅のうち，遮蔽部材によって遮蔽されている範囲に現像剤が直接進行することはない。そして，遮蔽部材によって遮蔽されている範囲は，剥離箇所から見て，剥離箇所と供給スクリューの回転軸の軸心とを含む面とハウジングの内面とで囲まれる角度範囲である。つまり，剥離された現像剤が，供給スクリューに触れずにハウジングの内壁へ直接到達することは，遮蔽部材によって防止されている。従って，剥離箇所から剥離された現像剤は，供給スクリューによって適切に攪拌される。これにより，現像ローラーから剥離した現像剤を確実に攪拌し，画像の濃度ムラを抑制できる現像装置となっている。
【００１２】
さらに本発明では，遮蔽部材は，少なくとも，現像スリーブの画像形成領域に対向する範囲に渡って形成されていることが望ましい。
このようになっていれば，軸方向に画像形成領域のいずれの箇所から剥離された現像剤でも適切に遮蔽される。
【００１３】
また，本発明は，感光体と，感光体上に静電潜像を形成する静電潜像形成部と，静電潜像形成部によって形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像部とを有する画像形成装置であって，現像部は，２成分現像剤を収容する現像剤収容部と，現像剤収容部内に配置されて現像剤を攪拌するとともに搬送する供給スクリューと，供給スクリューから供給を受けた現像剤を現像に供する現像ローラーと，供給スクリューの下方と現像ローラーの下方とを連続的に覆うとともに内部に現像剤収容部を形成しているハウジングとを有するものであり，現像ローラーと供給スクリューとの間の位置で，ハウジングの内面から突出して形成された遮蔽部材を有し，現像ローラーは，剥離極を含む複数の極を有する固定マグネットローラーと，固定マグネットローラーを内包して回転する現像スリーブとを有するものであり，供給スクリューは，回転軸と，回転軸の外周に形成されたスクリュー羽根とを有するものであり，遮蔽部材は，現像スリーブの表面における剥離極の上方の位置である剥離箇所から見て，剥離箇所と供給スクリューの回転軸の軸心とを含む面とハウジングの内面とで囲まれる角度範囲を遮蔽する画像形成装置にも及ぶ。
【００１４】
さらに本発明の画像形成装置においても，遮蔽部材は，少なくとも，現像スリーブの画像形成領域に対向する範囲に渡って形成されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の現像装置および画像形成装置によれば，現像ローラーから剥離した現像剤を確実に攪拌し，画像の濃度ムラを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本形態の画像形成装置の概略構成図である。
【図２】現像部の内部構成を示す断面図である。
【図３】現像部の下部ハウジングを示す斜視図である。
【図４】遮蔽部材の配置を示す説明図である。
【図５】供給スクリューの配置を示す説明図である。
【図６】下部ハウジングの別の例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，２成分現像剤を用いて画像を形成する画像形成装置に本発明を適用したものである。
【００１８】
本形態の画像形成装置１は，図１に示すように，各色の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋが，中間転写ベルト２０に沿って並べられた，いわゆるタンデムタイプの画像形成装置である。各画像形成部は，それぞれ，感光体１１，帯電部１２，露光部１３，現像部１４，１次転写部１５，クリーナー部１６を有している。さらに，各画像形成部の図中の下部には，給紙部２１が配置されている。また，本形態の画像形成装置１はそのほかに，２次転写部２２，ベルトクリーナー部２３，定着部２４，各色のトナーホッパー２５等を有している。
【００１９】
本形態の画像形成装置１による画像形成時には，各色の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにおいて，各色のトナー像がそれぞれの感光体１１上に形成される。すなわち，感光体１１は帯電部１２によって一様に帯電される。次に，露光部１３によって感光体１１の表面に静電潜像が形成される。次に，現像部１４によって静電潜像に現像剤が供給され，トナー像が形成される。さらに，各色のトナー像は，１次転写部１５によって中間転写ベルト２０に転写され，重ね合わされる。この重ねられたトナー像は，給紙部２１から給紙されたシートに２次転写部２２によって転写され，定着部２４によってシートに定着される。
【００２０】
本形態の現像部１４は，図２に示すように，現像ローラー４１，供給スクリュー４２，攪拌スクリュー４３を有している。これらは，ハウジング４５の内部に，互いに平行に配置されている。ハウジング４５の内部には，現像剤が収納されている。現像剤は，供給スクリュー４２および攪拌スクリュー４３によって攪拌されるとともに，それぞれの軸方向（図中奥行き方向）に搬送される。ハウジング４５には，軸方向の両端部を除いて，内側に隔壁４６が形成されている。
【００２１】
本形態の現像部１４に収容されている現像剤は，磁性粒子であるキャリアーと非磁性のトナーとを含む２成分現像剤である。画像形成によって，このうちのトナーのみが消費される。そのため，本形態の現像部１４は，トナーホッパー２５（図１参照）からハウジング４５の内部にトナーを適宜補給することにより，現像剤中のトナー濃度を適正な範囲内に保つように制御されている。
【００２２】
本形態の現像ローラー４１は，図２に示すように，固定して配置されたマグネットローラー５１とその外周で回転可能な現像スリーブ５２とを有している。本形態のマグネットローラー５１は，Ｐ１〜Ｐ５の５つの磁極をそれぞれ固定して有しているものである。磁極Ｐ１は，この箇所に対向して配置されている感光体１１（図１参照）へトナーを供給する現像主極を構成する。また，磁極Ｐ２が剥離極であり，磁極Ｐ３がキャッチ極である。本形態では，磁極Ｐ１と磁極Ｐ４がＮ極であり，磁極Ｐ２と磁極Ｐ３と磁極Ｐ５はＳ極である。この図２では，便宜上全ての極を同程度の大きさや間隔に示しているが，実際には必ずしも同程度の大きさや間隔とは限らない。なお，図中で空欄の箇所（磁極Ｐ２と磁極Ｐ３との間）には磁極が配置されていない。
【００２３】
現像スリーブ５２は，図２中に矢印で示すように，図中で時計回りの向きに回転する。そして，現像スリーブ５２に担持されていた現像剤は，剥離箇所Ｑにおいて剥離する。剥離箇所Ｑとは，剥離極Ｐ２に対向する現像スリーブ５２の表面上の箇所である。より詳しくは，剥離箇所Ｑは，剥離極Ｐ２の径方向への磁束密度が頂点をなす位置に対向する箇所である。剥離箇所Ｑは，現像ローラー４１の軸方向に平行な直線状である。現像スリーブ５２から剥離した現像剤は，重力と現像スリーブ５２の回転による慣性とによって，おおむね供給スクリュー４２の方へ向かって進行する。
【００２４】
本形態の供給スクリュー４２は，回転軸６１に，２条の螺旋状のスクリュー羽根６２，６３が設けられたものである。図２に示した回転軸６１に垂直な断面図では，スクリュー羽根６２，６３の断面がそれぞれ見えている。軸方向の１箇所における供給スクリュー４２の断面では，供給スクリュー４２の回転につれて，スクリュー羽根６２，６３が回転移動する。
【００２５】
本形態の現像部１４には，図２に示すように，現像ローラー４１の剥離箇所Ｑから見て，ハウジング４５と供給スクリュー４２の回転軸６１の軸心６１ａとで挟まれる角度範囲を遮蔽する遮蔽部材５５が設けられている。遮蔽部材５５は，樹脂やセラミックス等の非磁性の材質による板状の部材である。遮蔽部材５５は，剥離箇所Ｑと供給スクリュー４２との間の位置でハウジング４５の内壁４５ａから突出して形成されている。
【００２６】
本形態の現像部１４のハウジング４５の斜視図を図３に示す。この図は，図２中に含まれている現像ローラー４１や各スクリュー４２，４３を取り外し，ハウジング４５のみを示したものである。図２のハウジング４５は，図３のハウジング４５のＡ−Ａ断面に相当する。そして，図３中で両端部に見えている凹部６６，６６が，現像ローラー４１が取り付けられる箇所である。また，図中で右側の端部には，各スクリュー４２，４３の回転軸６１，６７が取り付けられる取りつけ箇所６８，６９が見えている。
【００２７】
そして，遮蔽部材５５は，図３に示すように，現像ローラー４１や供給スクリュー４２の軸方向に平行に，供給スクリュー４２と同等の長さで配置されている。遮蔽部材５５は，その長手方向について，少なくとも現像ローラー４１の画像形成領域に相当する範囲に渡って形成されている。
【００２８】
この遮蔽部材５５は，剥離箇所Ｑから剥離した現像剤が，供給スクリュー４２の回転範囲内に入ることなく直接に，ハウジング４５の上まで落ちることを防止するものである。そのために，図４に示すように，遮蔽部材５５は，剥離箇所Ｑから見て，剥離箇所Ｑと供給スクリュー４２の軸心６１ａとを含む面Ｒとハウジング４５の内壁４５ａとで囲まれる範囲（図中に斜線で示した範囲Ｕ）を完全に遮蔽する大きさに形成されている。このようになっていれば，剥離箇所Ｑから剥離した現像剤が直接，この範囲Ｕに進入するということはない。
【００２９】
通常，剥離箇所Ｑから離れた現像剤は，重力と現像スリーブ５２の回転による慣性とによって，剥離箇所Ｑにおける現像スリーブ５２の回転方向について前方よりの斜め下向き（図４中で左下向き）に向かう。この現像剤の進行方向や進行速度は，現像スリーブ５２の回転速度や動作環境等によって異なる。本形態では遮蔽部材５５が設けられているので，剥離した現像剤は，供給スクリュー４２の回転範囲内に進行する。従って，剥離した現像剤は，スクリュー羽根６２，６３の回転によって，ハウジング４５に既に収容されている現像剤と混合される。
【００３０】
なお，遮蔽部材５５は，ハウジング４５と同じ材質であっても良い。ハウジング４５が製造される際に，初めから遮蔽部材５５を含む形状に形成されるものとしても良いし，後から付け加えるものとしても良い。また，ここでは板状のものを図示したが，断面が三角，半円，半楕円等の柱状であっても良い。あるいは，遮蔽部材５５の現像ローラー４１側の面は，現像ローラー４１の外形に沿う凹面状としてもよい。
【００３１】
なお，本形態の画像形成装置１では，図２に示すように，供給スクリュー４２の設置位置は，現像ローラー４１の鉛直下方ではなく，やや斜めに下方の位置になっている。ここでいう鉛直は，各部材を画像形成装置１に組み込み，画像形成装置１を水平に設置した場合に鉛直となる向きのことである。
【００３２】
そして，本形態の画像形成装置１では，図５に示すように，現像ローラー４１の軸心４１ａを通る鉛直面Ｗ１と，現像ローラー４１の軸心４１ａと供給スクリュー４２の軸心６１ａとを含む面Ｗ２とのなす角度θが１０°〜４０°の範囲内となるように，供給スクリュー４２の配置が決定されている。なお，面Ｗ２は，鉛直面Ｗ１に対して，現像スリーブ５２の回転方向について前方に配置されている。
【００３３】
この角度θが１０°を下回っていると，剥離箇所Ｑから剥離した現像剤が，攪拌されずにそのまま現像ローラー４１のキャッチ極に再キャッチされやすい。そのため，画像濃度ムラがおきやすいという問題がある。また，この角度θが４０°を超えていると，遮蔽部材５５上に現像剤が溜まりやすいという問題点がある。ここに溜まった現像剤は，現像ローラー４１のキャッチ極にそのまま再キャッチされやすく，画像濃度ムラの原因となる。あるいは，遮蔽部材５５上に溜まった現像剤が，現像ローラー４１側に溢れるおそれがあるという問題点もある。
【００３４】
なお，本形態の供給スクリュー４２は，パドルを有していないものである。パドルを有する供給スクリューは，パドルを有しないものに比較して，一般に攪拌性が高い。その一方で回転トルクが大きくなりがちである。そのため，装置の高速化に反するものとなる。本形態の画像形成装置１では，遮蔽部材５５を有しているので，パドルを有していなくても，充分な攪拌性が得られる。ただし，パドルを有していてはいけないということではない。
【００３５】
本発明者は，本発明の効果を確認するための実験を行った。この実験では，現像部の遮蔽部材のみが異なる３種類の画像形成装置（実施例１，比較例１，比較例２）を用いて，画像濃度ムラの発生の程度を比較した。実施例１，比較例１，比較例２に共通の各部の構成は以下の通りである。
【００３６】
現像ローラー４１：外径１６ｍｍの円柱状である。サンドブラスト表面処理された回転自在のアルミニウム製の現像スリーブ５２を有し，その内部に，同極性である剥離極とキャッチ極とを含む５極のマグネットローラー５１を内包するものである。現像スリーブ５２の回転数は，５２０ｒｐｍ（高速）と１２０ｒｐｍ（低速）との２段階から，いずれかが選択される。また本実験における，現像ローラー４１上の現像剤担持量は，２３０ｇ／ｍ2程度である。
【００３７】
供給スクリュー４２：外径１４ｍｍであり，回転軸６１のシャフト径は６ｍｍである。回転軸６１に２条のスクリュー羽根６２，６３が，ピッチ１２．５ｍｍで形成されているものである。この実験で用いた供給スクリュー４２は，パドルを備えていない。供給スクリュー４２の回転数は，４８０ｒｐｍ（高速）と１１０ｒｐｍ（低速）との２段階から，いずれかが選択される。
【００３８】
なお，供給スクリュー４２の回転速度と現像スリーブ５２の回転速度とは，１対１の対応関係にあり，高速と高速，または，低速と低速の組み合わせで選択される。すなわち，この実験では，回転速度については，供給スクリュー４２と現像スリーブ５２とがともに高速回転の場合と，供給スクリュー４２と現像スリーブ５２とがともに低速回転の場合との２種類について実験した。
【００３９】
攪拌スクリュー４３：外径１４ｍｍであり，シャフト径は６ｍｍである。回転軸に１条のスクリュー羽根がピッチ２５ｍｍで形成されており，スクリュー羽根の間にパドルが設けられている。攪拌スクリュー４３の現像剤の搬送方向は，供給スクリュー４２の搬送方向とは逆向きである。攪拌スクリュー４３は，供給スクリュー４２の軸心を含む水平面に対し，供給スクリュー４２の軸心から見て約４０°下方に配置されている。
【００４０】
現像剤：以下の２成分を含む現像剤１７０ｇを用いた。トナー濃度は７％とした。本形態では，負帯電性の現像剤を使用しており，現像バイアスは負極性の電圧である。
キャリアー：フェライトコアをアクリル系樹脂でコーティングしたもの（体積平均粒径は３３μｍ）
トナー：スチレン−アクリル樹脂を乳化重合法により作成したもの（体積平均粒径は６．５μｍ）
【００４１】
そして，実施例１，比較例１，比較例２の違いは遮蔽部材５５だけであり，それ以外はいずれも同じ装置である。これらの違いは，以下の通りである。
実施例１：軸方向に現像ローラー４１と同じ長さ範囲に，本形態の遮蔽部材５５を設けた。
比較例１：遮蔽部材を設けなかった。
比較例２：ハウジング４５からの突出高さが実施例１の遮蔽部材５５の半分である以外は実施例１と同様の遮蔽部材を設けた。
【００４２】
実験は以下のように行った。現像バイアス値を複数水準に変更してそれぞれ，Ａ３全面にマゼンダのトナーによるベタ画像を形成し，ベタ画像の画像濃度を反射濃度計によって測定した。なお，全面ベタ画像とは，濃度最大で全面を塗りつぶした画像のことである。さらに，形成した画像の画像濃度ムラの発生レベルを目視で判断した。判断の基準は，以下の通りである。
○：目視では画像濃度ムラを発見できないもの
△：うっすらとムラが分かるもの
×：明らかに画像濃度ムラが発生しているもの
【００４３】
なお，供給スクリュー４２と現像スリーブ５２との回転速度が高速の場合と低速の場合とのそれぞれにおいて，高温高湿環境（気温３０℃，湿度８５％）と低温低湿環境（気温１０℃，湿度１５％）とで実験を行った。すなわち，回転速度と環境とによる前提条件は，計４種類である。さらに，各条件ごとに，現像バイアス値の絶対値を３００〜６５０（Ｖ）の範囲内で５０Ｖおきに設定し，実施例１では８通り，比較例１と比較例２ではそれぞれ７通りの条件で実験を行った。
【００４４】
一般に，現像バイアス値の絶対値が大きいと，感光体へのトナーの付着量が大きく，画像濃度は大きいものとなる。そのため，現像バイアス値の絶対値が大きいほど，トナーの消費量が大きく，画像に濃度ムラが発生しやすい。なお通常は，画像濃度が１．２程度となるように，現像バイアス値の大きさを制御する。また本形態で用いている現像剤は，高温高湿環境における場合に比較して低温低湿環境において，流動性がやや高いものである。
【００４５】
【表１】
【００４６】
まず，高速回転，かつ，高温高湿環境下における実験結果を表１に示す。この表に示すように，現像バイアス値の絶対値を大きくするほど，画像濃度は大きくなった。そして，実施例１では，少なくともこの表に示した現像バイアス値の絶対値が３００〜６５０（Ｖ）の範囲内では，目視でそれと分かる画像濃度ムラは発生しなかった。比較例１では，現像バイアス値の絶対値が３００Ｖでは，濃度ムラは発生しなかったが，同絶対値３５０Ｖ以上では，濃度ムラが発生した。比較例２では，現像バイアス値の絶対値が３００〜３５０（Ｖ）では，濃度ムラは発生しなかったが，同絶対値４００Ｖ以上では，濃度ムラが発生した。
【００４７】
【表２】
【００４８】
次に，高速回転，かつ，低温低湿環境下での実験の結果を表２に示した。この表２と表１との比較から分かるように，低温低湿環境では，高温高湿環境下よりやや濃度ムラが発生しやすい。これは，低温低湿環境では，高温高湿環境に比較して現像剤の流動性が高いため，剥離現像剤が飛翔しやすいことが原因であると考えられる。それでも，実施例１は，実用上問題となるような濃度ムラは発生しなかった。
【００４９】
【表３】
【００５０】
表３に示したのは，低速回転，かつ，高温高湿環境下における実験結果である。この条件が，４条件中で最も現像剤の流動性が小さく，画像濃度ムラが発生しにくい条件である。それでも，比較例１や比較例２では，現像バイアス値の絶対値が４００Ｖ程度までしか，濃度ムラのない画像は得られなかった。それに対して，実施例１では，この実験の現像バイアスの範囲内ではいずれも，良好な結果が得られた。
【００５１】
【表４】
【００５２】
表４に示したのは，低速回転，かつ，低温低湿環境下における実験結果である。この場合にも，実施例１では，目視で見分けられる濃度ムラは発生しなかった。従って，いずれの条件下においても，遮蔽部材５５を設けることによって，画像濃度ムラが防止できることが確認できた。また，高さの不十分な遮蔽部材では，画像濃度ムラを防止する効果も不十分であることも確認された。
【００５３】
以上詳細に説明したように本形態の画像形成装置によれば，現像ローラー４１と供給スクリュー４２との間に，遮蔽部材５５が設けられている。さらに，遮蔽部材５５は，現像ローラー４１の剥離箇所Ｑと供給スクリュー４２の回転軸６１の軸心６１ａとを含む面Ｒと，ハウジング４５との間の範囲を完全に遮蔽している。従って，現像ローラー４１の回転速度や環境等にかかわらず，剥離箇所Ｑから剥離した現像剤が，供給スクリュー４２に触れることなくハウジング４５の底まで落下することは防止されている。そして，回収された現像剤は，供給スクリュー４２の回転によって，貯蔵されている現像剤と適切に攪拌される。これにより，画像濃度ムラの発生は適切に抑止されている。従って，現像ローラーから剥離した現像剤を確実に攪拌し，画像の濃度ムラを抑制できる現像装置および画像形成装置となっている。
【００５４】
なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，供給スクリューとして，スクリュー羽根とパドルとを有するものを用いてもよい。またあるいは，半月状のスクリュー羽根を多数備えた供給スクリューとしてもよい。またあるいは，図６に示すように，軸方向の一端部に遮蔽部材５５の設けられていない範囲があっても良い。あるいは，軸方向の両端部に遮蔽部材５５の設けられていない範囲があっても良い。
【符号の説明】
【００５５】
１ 画像形成装置
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ 画像形成部
１１ 感光体
１４ 現像部
４１ 現像ローラー
４２ 供給スクリュー
４５ ハウジング
５１ マグネットローラー
５２ 現像スリーブ
５５ 遮蔽部材
６１ 回転軸
６２，６３ スクリュー羽根
Ｐ２ 剥離極
Ｑ 剥離箇所
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２成分現像剤を収容する現像剤収容部と，前記現像剤収容部内に配置されて現像剤を攪拌するとともに搬送する供給スクリューと，前記供給スクリューから供給を受けた現像剤を現像に供する現像ローラーと，前記供給スクリューの下方と前記現像ローラーの下方とを連続的に覆うとともに内部に前記現像剤収容部を形成しているハウジングとを有する現像装置において，
前記現像ローラーと前記供給スクリューとの間の位置で，前記ハウジングの内面から突出して形成された遮蔽部材を有し，
前記現像ローラーは，
剥離極を含む複数の極を有する固定マグネットローラーと，
前記固定マグネットローラーを内包して回転する現像スリーブとを有するものであり，
前記供給スクリューは，
回転軸と，
前記回転軸の外周に形成されたスクリュー羽根とを有するものであり，
前記遮蔽部材は，前記現像スリーブの表面における前記剥離極の上方の位置である剥離箇所から見て，前記剥離箇所と前記供給スクリューの前記回転軸の軸心とを含む面と前記ハウジングの内面とで囲まれる角度範囲を遮蔽するものであることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において，
前記遮蔽部材は，少なくとも，前記現像スリーブの画像形成領域に対向する範囲に渡って形成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
感光体と，前記感光体上に静電潜像を形成する静電潜像形成部と，前記静電潜像形成部によって形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像部とを有する画像形成装置において，
前記現像部は，２成分現像剤を収容する現像剤収容部と，前記現像剤収容部内に配置されて現像剤を攪拌するとともに搬送する供給スクリューと，前記供給スクリューから供給を受けた現像剤を現像に供する現像ローラーと，前記供給スクリューの下方と前記現像ローラーの下方とを連続的に覆うとともに内部に前記現像剤収容部を形成しているハウジングとを有するものであり，
前記現像ローラーと前記供給スクリューとの間の位置で，前記ハウジングの内面から突出して形成された遮蔽部材を有し，
前記現像ローラーは，
剥離極を含む複数の極を有する固定マグネットローラーと，
前記固定マグネットローラーを内包して回転する現像スリーブとを有するものであり，
前記供給スクリューは，
回転軸と，
前記回転軸の外周に形成されたスクリュー羽根とを有するものであり，
前記遮蔽部材は，前記現像スリーブの表面における前記剥離極の上方の位置である剥離箇所から見て，前記剥離箇所と前記供給スクリューの前記回転軸の軸心とを含む面と前記ハウジングの内面とで囲まれる角度範囲を遮蔽するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像形成装置において，
前記遮蔽部材は，少なくとも，前記現像スリーブの画像形成領域に対向する範囲に渡って形成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
２成分現像剤を収容する現像剤収容部と，前記現像剤収容部内に配置されて現像剤を攪拌するとともに搬送する供給スクリューと，前記供給スクリューから供給を受けた現像剤を現像に供する現像ローラーと，前記供給スクリューの下方と前記現像ローラーの下方とを連続的に覆うとともに内部に前記現像剤収容部を形成しているハウジングとを有する現像装置において，
前記現像ローラーと前記供給スクリューとの間の位置で，前記ハウジングの内面から突出して形成された遮蔽部材を有し，
前記現像ローラーは，
剥離極を含む複数の極を有する固定マグネットローラーと，
前記固定マグネットローラーを内包して回転する現像スリーブとを有するものであり，
前記供給スクリューは，
回転軸と，
前記回転軸の外周に形成されたスクリュー羽根とを有するものであり，
前記遮蔽部材は，前記現像スリーブの表面における前記剥離極の上方の位置である剥離箇所から見て，前記剥離箇所と前記供給スクリューの前記回転軸の軸心とを含む面と前記ハウジングの内面とで囲まれる角度範囲を遮蔽するものであることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において，
前記遮蔽部材は，少なくとも，前記現像スリーブの画像形成領域に対向する範囲に渡って形成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
感光体と，前記感光体上に静電潜像を形成する静電潜像形成部と，前記静電潜像形成部によって形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像部とを有する画像形成装置において，
前記現像部は，２成分現像剤を収容する現像剤収容部と，前記現像剤収容部内に配置されて現像剤を攪拌するとともに搬送する供給スクリューと，前記供給スクリューから供給を受けた現像剤を現像に供する現像ローラーと，前記供給スクリューの下方と前記現像ローラーの下方とを連続的に覆うとともに内部に前記現像剤収容部を形成しているハウジングとを有するものであり，
前記現像ローラーと前記供給スクリューとの間の位置で，前記ハウジングの内面から突出して形成された遮蔽部材を有し，
前記現像ローラーは，
剥離極を含む複数の極を有する固定マグネットローラーと，
前記固定マグネットローラーを内包して回転する現像スリーブとを有するものであり，
前記供給スクリューは，
回転軸と，
前記回転軸の外周に形成されたスクリュー羽根とを有するものであり，
前記遮蔽部材は，前記現像スリーブの表面における前記剥離極の上方の位置である剥離箇所から見て，前記剥離箇所と前記供給スクリューの前記回転軸の軸心とを含む面と前記ハウジングの内面とで囲まれる角度範囲を遮蔽するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像形成装置において，
前記遮蔽部材は，少なくとも，前記現像スリーブの画像形成領域に対向する範囲に渡って形成されていることを特徴とする画像形成装置。
【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２０１３−３４７５（Ｐ２０１３−３４７５Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３６８４２（Ｐ２０１１−１３６８４２）
【出願日】平成２３年６月２１日（２０１１．６．２１）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２１日（２０１１．６．２１）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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