JP2013003449A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー画像に濃度むらが発生することを抑制できる現像装置を提供することである。
【解決手段】撹拌スクリュー２２は、撹拌空間Ｓｐ１において、現像剤を撹拌しながらｘ軸方向の負方向側に向かって搬送する。撹拌スクリュー２４は、撹拌空間Ｓｐ１において、現像剤を撹拌しながらｘ軸方向の負方向側に向かって搬送する。搬送スクリュー２６は、搬送空間Ｓｐ２において、現像剤をｘ軸方向の正方向側に搬送する。現像ローラ２８は、搬送空間Ｓｐ２において搬送スクリュー２６よりもｙ軸方向の正方向側に位置し、かつ、ｘ軸方向に延在している現像剤担持体であって、搬送スクリュー２６が搬送している現像剤を担持する。撹拌スクリュー２２に対向する底面Ｓ１のｚ軸方向の負方向側の端部は、撹拌スクリュー２４に対向する底面Ｓ２のｚ軸方向の負方向側の端部（下端）よりも上側に位置している。
【選択図】図３

Description

本発明は、現像装置に関し、より特定的には、トナー及びキャリアからなる現像剤を用いてトナー画像を形成する現像装置に関する。

従来の一般的な現像装置としては、例えば、特許文献１に記載の現像装置が知られている。図７は、特許文献１に記載の現像装置５００の断面構造図である。図８は、特許文献１に記載の現像装置５００の上面図である。以下では、鉛直方向をｚ軸方向と定義し、現像装置５００の長手方向をｘ軸方向と定義し、ｘ軸方向及びｚ軸方向に直交する方向をｙ軸方向と定義する。

現像装置５００は、ハウジング５０２、撹拌スクリュー５０４，５０６、搬送スクリュー５０８及び現像ローラ５１０を備えている。ハウジング５０２は、現像剤撹拌部Ｓｐ１１、現像剤供給回収部Ｓｐ１２及び連通部Ｒ１１，Ｒ１２を形成している。現像剤撹拌部Ｓｐ１１と現像剤供給回収部Ｓｐ１２は、両端において連通部Ｒ１１，Ｒ１２を介して連通している。

撹拌スクリュー５０４，５０６は、現像剤撹拌部Ｓｐ１１において、ｘ軸方向に延在しており、ｘ軸方向の正方向側に向かって現像剤を搬送する。撹拌スクリュー５０４，５０６により搬送された現像剤は、連通部Ｒ１１を介して現像剤供給回収部Ｓｐ１２に流入する。

搬送スクリュー５０８は、現像剤供給回収部Ｓｐ１２において、ｘ軸方向に延在しており、ｘ軸方向の負方向側に向かって現像剤を搬送する。搬送スクリュー５０８により搬送された現像剤は、連通路Ｒ１２を介して現像剤撹拌部Ｓｐ１１に流入する。

現像ローラ５１０は、現像剤供給回収部Ｓｐ１２に設けられ、搬送スクリュー５０８により搬送されている現像剤を周面において担持する。

以上のように構成された現像装置５００では、現像剤は、現像剤撹拌部Ｓｐ１１、連通部Ｒ１１、現像剤供給回収部Ｓｐ１２、連通部Ｒ１２の順に搬送され、これらを循環する。

ところで、現像装置５００では、トナー画像に濃度むらが発生するおそれがある。より詳細には、連通部Ｒ１１から現像剤供給回収部Ｓｐ１２に流入する現像剤の量が不足する場合がある。この場合、現像ローラ５１０のｘ軸方向の正方向側の端部近傍は、十分な現像剤を担持することができるのに対して、現像ローラ５１０のｘ軸方向の負方向側の端部近傍は、十分な現像剤を担持することができない。その結果、現像ローラ５１０によって感光体に現像されたトナー画像に濃度むらが発生するおそれがある。

特開２０１１−２７６０号公報

そこで、本発明の目的は、トナー画像に濃度むらが発生することを抑制できる現像装置を提供することである。

本発明の一形態に係る現像装置は、現像剤を収容している本体であって、鉛直方向に直交する第１の方向に延在している第１の空間、該第１の空間に隣接して該第１の方向に延在している第２の空間、該第２の空間の該第１の方向の端部において該第１の空間と該第２の空間とを連通させる第１の連通部、及び、前記第２の空間の該第１の方向の反対方向の端部において該第１の空間と該第２の空間とを連通させる第２の連通部を形成している本体と、前記第１の空間において前記第１の方向に延在している第１の撹拌部材であって、前記現像剤を撹拌しながら該第１の方向に搬送する第１の撹拌部材と、前記第１の空間において前記第１の撹拌部材と前記第２の空間との間に位置し、かつ、前記第１の方向に延在している第２の撹拌部材であって、前記現像剤を撹拌しながら該第１の方向に搬送する第２の撹拌部材と、前記第２の空間において前記第１の方向に延在している搬送部材であって、前記第１の連通部から流入してくる前記現像剤を、該第１の方向の反対方向に搬送することによって前記第２の連通部を介して前記第１の空間に送り出す搬送部材と、前記第２の空間において、前記第１の方向に延在している現像剤担持体であって、該搬送部材が搬送している前記現像剤を担持する現像剤担持体と、を備えており、前記第１の撹拌部材と対向している前記本体の底面の下端は、前記第２の撹拌部材と対向している該本体の底面の下端よりも上側に位置していること、を特徴とする。

本発明によれば、トナー画像に濃度むらが発生することを抑制できる。

画像形成装置の全体構成を示した図である。 現像装置をｚ軸方向の正方向側から透視した図である。 図３（ａ）は、図２のＸ−Ｘにおける現像装置の断面構造図であり、図３（ｂ）は、図２のＹ−Ｙにおける現像装置の断面構造図である。 第１の変形例に係る現像装置の断面構造図である。 第２の変形例に係る現像装置の断面構造図である。 比較例の現像装置の断面構造図である。 特許文献１に記載の現像装置の断面構造図である。 特許文献１に記載の現像装置の上面図である。

以下に、本発明の一実施形態に係る現像装置について図面を参照しながら説明する。

（画像形成装置の構成）
以下に、本発明の実施形態に係る現像装置を備えている画像形成装置について図面を参照しながら説明する。図１は、画像形成装置１の全体構成を示した図である。以下では、鉛直方向をｚ軸方向と定義し、主走査方向をｘ軸方向と定義し、副走査方向をｙ軸方向と定義する。ｘ軸方向、ｙ軸方向及びｚ軸方向は互いに直交している。

画像形成装置１は、電子写真方式によるカラープリンタであって、いわゆるタンデム式で４色（Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンタ、Ｃ：シアン、Ｋ：ブラック）の画像を合成するように構成したものである。該画像形成装置１は、スキャナにより読み取った画像データに基づいて、トナー画像を用紙（印刷媒体）Ｐに形成する機能を有し、図１に示すように、搬送経路Ｒ、印刷部２、定着装置１６及びクリーニング装置１８を備えている。

搬送経路Ｒは、用紙Ｐが搬送される通紙経路であり、図示しない搬送ローラやガイド等により構成されている。搬送経路Ｒの上流端には、図示しない給紙部が設けられている。また、搬送経路Ｒの下流端には、図示しない排紙トレイが設けられている。

印刷部２は、図示しない給紙部から供給されてくる用紙Ｐにトナー画像を形成し、感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）、光走査装置６（６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ）、現像装置７（７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ）、転写部８（８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ）、クリーナー９（９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ）、帯電器１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）、中間転写ベルト１１、駆動ローラ１２、従動ローラ１３、２次転写ローラ１４及びホッパー３０（３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ）を含んでいる。

感光体ドラム４は、円筒状をなしており、反時計回りに回転させられる。帯電器１０は、感光体ドラム４の周面を負に帯電する。光走査装置６は、感光体ドラム４の周面に対してビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫを走査する。ビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫが照射された部分の電位は、０Ｖに近づく。これにより、感光体ドラム４の周面には静電潜像が形成される。

現像装置７は、感光体ドラム４の周面に、トナーを付与して静電潜像に従ったトナー画像を形成する。現像装置７の構成の詳細については後述する。

中間転写ベルト１１は、駆動ローラ１２と従動ローラ１３との間に張り渡されており、感光体ドラム４に現像されたトナー画像が１次転写される。転写部８は、中間転写ベルト１１の内周面に対向するように配置されており、１次転写電圧が印加されることにより、感光体ドラム４に形成されたトナー画像を中間転写ベルト１１に１次転写する。駆動ローラ１２は、中間転写ベルト駆動部（図１には記載せず）により回転させられることにより、中間転写ベルト１１を矢印αの方向に駆動させる。これにより、中間転写ベルト１１は、トナー画像を２次転写ローラ１４まで搬送する。

２次転写ローラ１４は、中間転写ベルト１１に接触し、ドラム形状をなしている。２次転写ローラ１４は、中間転写ベルト１１との間を通過する用紙Ｐに対して、中間転写ベルト１１が担持しているトナー画像を２次転写する。

クリーニング装置１８は、用紙Ｐへのトナー画像の２次転写後に、中間転写ベルト１１に残存しているトナーを除去する。

トナー画像が２次転写された用紙Ｐは、定着装置１６に搬送される。定着装置１６は、用紙Ｐに対して加熱処理及び加圧処理を施すことにより、トナー画像を用紙Ｐに定着させる。トナー画像が定着された用紙Ｐは、搬送経路Ｒを通過して排紙トレイに出力される。

（現像装置の構成）
次に、現像装置７の構成について図面を参照しながら説明する。図２は、現像装置７をｚ軸方向の正方向側から透視した図である。図３（ａ）は、図２のＸ−Ｘにおける現像装置７の断面構造図であり、図３（ｂ）は、図２のＹ−Ｙにおける現像装置７の断面構造図である。

現像装置７は、図２及び図３に示すように、本体２０、撹拌スクリュー２２，２４、搬送スクリュー２６及び現像ローラ２８を備えている。

本体２０は、トナー及びキャリアからなる現像剤を収容しており、撹拌空間Ｓｐ１、搬送空間Ｓｐ２、供給空間Ｓｐ３及び連通部Ｒ１，Ｒ２を形成している。撹拌空間Ｓｐ１は、ｘ軸方向に延在している。搬送空間Ｓｐ２は、撹拌空間Ｓｐ１に隣接しており、撹拌空間Ｓｐ１よりもｙ軸方向の正方向側においてｘ軸方向に延在している。撹拌空間Ｓｐ１と撹拌空間Ｓｐ２との間は、図２及び図３（ａ）に示すように、隔壁４０により仕切られている。隔壁４０は、ｙ軸に垂直な面を有し、ｘ軸方向に延在している壁である。

連通部Ｒ１は、搬送空間Ｓｐ２のｘ軸方向の負方向側の端部において、撹拌空間Ｓｐ１と搬送空間Ｓｐ２とを連通させている。連通部Ｒ２は、搬送空間Ｓｐ２のｘ軸方向の正方向側の端部において、撹拌空間Ｓｐ１と搬送空間Ｓｐ２とを連通させている。

供給空間Ｓｐ３は、撹拌空間Ｓｐ１のｘ軸方向の正方向側に設けられている。

撹拌スクリュー２２は、撹拌空間Ｓｐ１及び供給空間Ｓｐ３においてｘ軸方向に延在しており、現像剤を撹拌しながらｘ軸方向の負方向側に向かって搬送する。撹拌スクリュー２２は、図３（ａ）に示すように、ｘ軸方向の正方向側から平面視したときに、図示しない動力源によって、時計回りに回転させられる。

撹拌スクリュー２４は、撹拌空間Ｓｐ１において撹拌スクリュー２２よりもｙ軸方向の正方向側に位置（すなわち、撹拌空間Ｓｐ１において撹拌スクリュー２２と搬送空間Ｓｐ２との間に位置）し、かつ、ｘ軸方向に延在しており、現像剤を撹拌しながらｘ軸方向の負方向側に向かって搬送する。撹拌スクリュー２４の直径は、撹拌スクリュー２２の直径と等しい。撹拌スクリュー２４は、図３（ａ）に示すように、ｘ軸方向の正方向側から平面視したときに、図示しない動力源によって、反時計回りに回転させられる。

撹拌スクリュー２２のｚ軸方向の負方向側の端部（下端）は、撹拌スクリュー２４のｚ軸方向の負方向側の端部（下端）よりもｚ軸方向の正方向側（上側）に位置している。

ここで、本体２０の撹拌空間Ｓｐ１における底面Ｓ１，Ｓ２は、図３（ａ）に示すように、撹拌スクリュー２２，２４に倣った形状をなしている。すなわち、底面Ｓ１は、撹拌スクリュー２２と対向しており、円筒面をなしている。底面Ｓ２は、底面Ｓ１よりもｙ軸方向の正方向側に位置し、かつ、撹拌スクリュー２４と対向しており、円筒面をなしている。そして、底面Ｓ１のｚ軸方向の負方向側の端部（下端）は、底面Ｓ２のｚ軸方向の負方向側の端部（下端）よりも上側に位置している。更に、底面Ｓ１のｚ軸方向の負方向側の端部（下端）と底面Ｓ２のｚ軸方向の負方向側の端部（下端）とを結ぶ直線Ｌは、ｘｙ平面（水平面）に対して角度θをなしている。更に、底面Ｓ１，Ｓ２の境界は、ｚ軸方向の正方向側に突出しており、突条４２をなしている。突条４２は、図２に示すように、撹拌スクリュー２２，２４の間において、ｘ軸方向に延在している。

以上のように構成された撹拌スクリュー２２，２４がそれぞれ時計回り及び反時計回りに回転させられると、現像剤は、時計回り及び反時計回りに底面Ｓ１，Ｓ２上に沿って撹拌されるようになる。そして、底面Ｓ１，Ｓ２上に沿って撹拌された現像剤は、突条４２において合流し、更に撹拌される。その結果、現像剤中のトナーは帯電させられる。

搬送スクリュー２６は、搬送空間Ｓｐ２においてｘ軸方向に延在しており、連通部Ｒ１から流入してくる現像剤を、ｘ軸方向の正方向側に向かって搬送することによって連通部Ｒ２を介して撹拌空間Ｓｐ１に送り出す。搬送スクリュー２６は、図３（ａ）に示すように、ｘ軸方向の正方向側から平面視したときに、図示しない動力源によって、時計回りに回転させられる。

現像ローラ２８は、搬送空間Ｓｐ２において搬送スクリュー２６よりもｙ軸方向の正方向側に位置し、かつ、ｘ軸方向に延在している現像剤担持体であって、搬送スクリュー２６が搬送している現像剤を担持する。より詳細には、現像ローラ２８は、磁石２８ａ及びスリーブ２８ｂを含んでいる。スリーブ２８ｂは、非磁性の金属製の円筒であり、感光体ドラム４と対向している。スリーブ２８ｂは、感光体ドラム４と逆方向（すなわち、時計回り）に回転させられる。

磁石２８ａは、図３（ａ）に示すように、スリーブ２８ｂ内に設けられており、磁極Ｎ１，Ｓ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｓ２を形成している。磁極Ｎ１は、感光体ドラム４に対向している。そして、磁極Ｎ１，Ｓ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｓ２は、この順に、時計回りに並ぶように磁石２８ａに配置されている。磁石２８ａは、現像剤中のキャリアを吸着することによって、現像剤をスリーブ２８ｂの周面に保持する。

以上のような構成を有する現像ローラ２８では、キャリアは、磁極Ｎ３，Ｓ１間の磁界によりスリーブ２８ｂの周面に吸着される。この際、キャリアに付着しているトナーも、スリーブ２８ｂに吸着される。すなわち、現像剤は、スリーブ２８ｂの周面に吸着され、スリーブ２８ｂの回転により搬送される。この間、現像剤は、磁極Ｓ１，Ｎ１間の磁界によって、スリーブ２８ｂの周面に保持されている。現像剤中のトナーは、感光体ドラム４とスリーブ２８ｂとの間に発生している電界により、スリーブ２８ｂから感光体ドラム４へと移動する。すなわち、感光体ドラム４の周面にトナー画像が現像される。

また、現像剤は、感光体ドラム４とスリーブ２８ｂとの間を通過した後、磁極Ｎ１，Ｓ２間の磁界及び磁極Ｓ２，Ｎ２間の磁界によりスリーブ２８ｂに保持された状態で搬送される。その後、現像剤は、磁極Ｎ２，Ｎ３間の磁界により、スリーブ２８ｂから剥離される。

また、ホッパー３０は、図３（ｂ）に示すように、供給空間Ｓｐ３のｚ軸方向の正方向側に接続されており、供給空間Ｓｐ３に対してトナーを供給する。より詳細には、画像形成装置１は、図示しない制御部及び検知部を備えている。検知部は、現像装置７内のトナー濃度を検知するための透磁率センサである。トナー濃度とは、現像剤中のトナーの重量比である。制御部は、検知部が検知したトナー濃度が所定値より低い場合には、ホッパー３０に現像装置７に対してトナーの補給を行わせる。なお、トナーの補給量は、検知部が検知したトナー濃度や画像形成時の画像情報等に基づいて制御部により決定される。

（現像剤について）
次に、現像剤について説明する。現像剤は、トナー及びトナーを帯電するためのキャリアからなるものである。トナーとしては、一般に使用されているトナーを用いることができ、バインダー樹脂中に着色剤や必要に応じて、荷電制御材や離型材を含有させ、外添材を処理したものを使用できる。トナー粒径は、例えば、３μｍ〜１５μｍである。

以上のようなトナーは、粉砕法、乳化重合法、懸濁重合法等の一般的な製造方法によって製造可能である。

トナーに使用するバインダー樹脂としては、例えば、スチレン系樹脂（スチレン又はスチレン置換体を含む単重合体又は共重合体）やポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。これらの樹脂単体又は複合体により、軟化温度が８０℃〜１６０℃のものを、又、ガラス転移点が５０℃〜７５℃の範囲のものを用いることが好ましい。

また、着色剤としては、一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、活性炭、マグネタイト、ベンジンイエロー、パーマネントイエロー、ナフトールイエロー、フタロシアニンブルー、ファーストスカイブルー、ウルトラマリンブルー、ローズベンガル、レーキーレッド等を用いることができ、一般に上記のバインダー樹脂１００重量部に対して２重量部〜２０重量部の割合で用いられることが好ましい。

また、荷電制御材としては、一般に使用されているものを用いることができる。正帯電性トナー用の荷電制御材としては、例えば、ニグロシン系染料、４級アンモニウム塩系化合物、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール系化合物、ポリアミン樹脂等が挙げられる。負帯電性トナー用荷電制御材としては、例えば、Ｃｒ，Ｃｏ，Ａｌ，Ｆｅ等の金属含有アゾ系染料、サリチル酸金属化合物、アルキルサリチル酸金属化合物、カーリックスアレン化合物等が挙げられる。荷電制御材は、一般に、上記のバインダー樹脂１００重量部に対して０．１重量部〜１０重量部の割合で用いられることが好ましい。

また、離型材としては、一般に使用されているものを用いることができ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、カルナバワックス、サゾールワックス等を単独あるいは２種類以上組み合わせて使用することができる。一般に、蒸気のバインダー樹脂１００重量部に対して０．１重量部〜１０重量部の割合で用いられることが好ましい。

また、トナーに外添する粒子としては、一般に使用されているものを用いることができ、流動性改善の目的として、例えば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム等が用いられる。特に、シランカップリング剤やチタンカップリング剤やシリコンオイル等で撥水化したものを用いることが好ましい。そして、このような流動化剤を上記のトナー１００重量部に対して０．１重量部〜５重量部の割合で添加させる。

キャリアとしては、一般に使用されているものを用いることができ、バインダー型キャリアやコート型キャリア等を用いることができる。キャリア粒径は、例えば、１５μｍ〜１００μｍである。

バインダー型キャリアは、磁性体微粒子をバインダー樹脂中に分散させたものであり、キャリア表面に正又は負帯電性の帯電性微粒子を固着させたり、表面コーティング層を設けることもできる。バインダー型キャリアの極性等の帯電特性は、バインダー樹脂の材質、帯電性微粒子、表面コーティング層の種類によって制御することができる。

バインダー型キャリアに用いられるバインダー樹脂としては、ポリスチレン系樹脂に代表されるビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリオレフィン樹脂等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。

バインダー型キャリアの磁性体微粒子としては、マグネタイト、ガンマ酸化鉄等のスピネルフェライト、鉄以外の金属（Ｍｎ，Ｎｉ，Ｍｇ，Ｃｕ等）を一種又は二種以上含有するスピネルフェライト、バリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライト、表面に酸化鉄を有する鉄や合金の粒子を用いることができる。その形状は、粒状、球状、針状のいずれであってもよい。特に、高磁化を要する場合には、鉄系の強磁性微粒子を用いることが好ましい。また、科学的な安定性を考慮すると、マグネタイト、ガンマ酸化鉄を含むスピネルフェライトやバリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライトの強磁性微粒子を用いることが好ましい。強磁性微粒子の種類及び含有量を適宜選択することにより、所望の磁化を有する磁性樹脂キャリアを得ることができる。磁性体微粒子は磁性樹脂キャリア中に５０重量％〜９０重量％の割合で添加することが適当である。

バインダー型キャリアの表面コート材としては、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂等が用いられ、これらの樹脂を表面にコートし硬化させてコート層を形成することにより、帯電付与能力を向上させることができる。

バインダー型キャリア表面への帯電性微粒子あるいは導電性微粒子の固着は、例えば、磁性樹脂キャリアと微粒子とを均一混合し、磁性樹脂キャリアの表面にこれらの微粒子を付着させたのち、機械的・熱的な衝撃力を加え、微粒子を磁性樹脂キャリア中に打ち込むようにして固定することにより行われる。この場合、微粒子は磁性樹脂キャリア中に完全に埋設されるのではなく、その一部を磁性樹脂キャリア表面から突きだすようにして固定される。帯電性微粒子としては、有機、無機の絶縁性材料が用いられる。具体的には、有機系としては、ポリスチレン、スチレン系共重合物、アクリル樹脂、各種アクリル共重合物、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂及びこれらの架橋物等の有機絶縁性微粒子を用いることができ、帯電レベル及び極性については、素材、重合触媒、表面処理等により、希望するレベルの帯電及び極性を得ることができる。また、無機系としては、シリカ、二酸化チタン等の負帯電性の無機微粒子や、チタン酸ストロンチウム、アルミナ等の正帯電性の無機微粒子等が挙げられる。

一方、コート型キャリアは磁性体からなるキャリアコア粒子に樹脂コートがされてなるキャリアであり、コート型キャリアにおいてもバインダー型キャリア同様に、キャリア表面に正又は負帯電性の帯電性微粒子を固着させたりできる。コート型キャリアの極性等の帯電特性は、表面コーティング層の種類や帯電性微粒子により制御することができ、バインダー型キャリアと同様の材料を用いることができる。特に、コート樹脂はバインダー型キャリアのバインダー樹脂と同様の樹脂が使用可能である。

逆極性粒子、トナー及びキャリアの組み合わせによるトナー及び逆極性粒子の帯電極性は、それぞれを混合撹拌し現像剤とした後、現像剤からトナー又は逆極性粒子を分離するための電解の方向から容易に知ることができる。

トナーとキャリアとの混合比は、所望のトナー帯電量が得られるように調整されればよく、トナー比はトナーとキャリアとの合計量に対して３重量％〜３０重量％、好ましくは４重量％〜２０重量％が適している。

（第１の変形例）
次に、第１の変形例に係る現像装置について図面を参照しながら説明する。図４は、第１の変形例に係る現像装置７ａの断面構造図である。

図４に示す現像装置７ａのように、撹拌スクリュー２２の直径は、撹拌スクリュー２４の直径よりも小さくてもよい。

（第２の変形例）
次に、第２の変形例に係る現像装置について図面を参照しながら説明する。図５は、第２の変形例に係る現像装置７ｂの断面構造図である。

図５に示す現像装置７ｂのように、撹拌スクリュー２２の直径は、撹拌スクリュー２４の直径よりも大きくてもよい。

（効果）
以上のように構成された現像装置７，７ａ，７ｂによれば、トナー画像に濃度むらが発生することを抑制できる。より詳細には、特許文献１に記載の現像装置５００では、連通部Ｒ１１から現像剤供給回収部Ｓｐ１２に流入する現像剤の量が不足する場合がある。この場合、現像ローラ５１０のｘ軸方向の正方向側の端部近傍は、十分な現像剤を担持することができるのに対して、現像ローラ５１０のｘ軸方向の負方向側の端部近傍は、十分な現像剤を担持することができない。その結果、現像ローラ５１０によって感光体に現像されたトナー画像に濃度むらが発生するおそれがある。

これに対して、現像装置７，７ａ，７ｂでは、底面Ｓ１のｚ軸方向の負方向側の端部（下端）は、底面Ｓ２のｚ軸方向の負方向側の端部（下端）よりも上側に位置している。これにより、現像剤は、撹拌空間Ｓｐ１のｘ軸方向の負方向側の端部において、重力によってｚ軸方向の負方向側に落下しながらｙ軸方向の正方向側へと流れるようになる。そして、現像剤は、連通部Ｒ１を介して、搬送空間Ｓｐ２へと流入するようになる。これにより、搬送空間Ｓｐ２に流入する現像剤の量が不足することが抑制され、現像ローラ２８のｘ軸方向の正方向側の端部近傍においても、現像ローラ２８のｘ軸方向の負方向側の端部近傍と同様に十分な現像剤を担持することが可能となる。その結果、ｘ軸方向の負方向側から正方向側にいくに従ってトナー画像の濃度が薄くなる濃度むらが発生することが抑制される。

（第１の実験）
本願発明者は、現像装置７，７ａ，７ｂが奏する効果をより明確にするために、以下に説明する第１の実験を行った。具体的には、以下の表１に示す構造を有する実施例１ないし実施例６及び比較例を作製した。表１は、実施例１ないし実施例６及び比較例の構造を示す表である。図６は、比較例の現像装置１００の断面構造図である。

実施例１ないし実施例４では、図３の構造を有する現像装置７において、θを変動させた。実施例５は、図４の構造を有する現像装置７ａである。実施例６は、図５の構造を有する現像装置７ｂである。

第１の実験では、現像剤として、キャリア粒子径３５μｍ、トナー粒子径６μｍ、トナー濃度７％の現像剤Ａを用いた。

以上のような条件下で、本願発明者は、各実施例及び比較例において、撹拌スクリュー２２，２４及び搬送スクリュー２６を以下の表２の回転数で回転させて、トナー画像に濃度むらが発生するか否かを調べた。濃度むらとは、ｘ軸方向の負方向側から正方向側にいくにしたがってトナー画像の濃度が薄くなることを意味する。本願発明者は、ベタ画像を用いて、目視によって濃度むらの発生の有無を判定した。表２は、条件（回転数）及び実験結果を示した表である。また、印刷速度は、１５０枚／分とした。

表２において、○は、トナー画像に濃度むらが発生しなかったことを示し、×は、トナー画像に濃度むらが発生したことを示す。表２によれば、各実施例では、撹拌スクリュー２２，２４の回転数が５００ｒｐｍ〜７６０ｒｐｍである場合に、トナー画像に濃度むらが発生しなかった。一方、比較例では、撹拌スクリュー１２２，１２４の回転数が８００ｒｐｍ以上でなければ、トナー画像に濃度むらが発生した。すなわち、実施例では比較例よりも撹拌スクリュー２２，２４の回転数が低くてもトナー画像に濃度むらが発生しにくいことが分かる。これは、実施例では、撹拌スクリュー２２,２４による搬送に加えて、重力によって、現像剤が連通部Ｒ１から搬送空間Ｓｐ２に流入するようになっているため、十分な現像剤が搬送空間Ｓｐ２に供給されているからである。

更に、実施例１ないし実施例４を比較すると、θが大きくなるにしたがって、濃度むらが発生しなくなる回転数が低くなっていることが分かる。これは、θが大きくなるにしたがって、より多くの現像剤が重力によって連通部Ｒ１から搬送空間Ｓｐ２に流入するようになるためと考えられる。そして、表１及び表２によれば、θが５°（実施例２）から１０°（実施例１）に変化したときに、濃度むらが発生しなくなる回転数が大幅に減少していることが分かる。よって、θは、１０°以上であることが好ましい。

次に、本願発明者は、トナー画像に濃度むらが発生しなかった条件の実施例及び比較例について、以下に説明する４種類の評価を行った。なお、１つの実施例において、複数の条件でトナー画像に濃度むらが発生しなかった場合には、最も回転数が低い条件について、評価を行った。また、印刷速度は、１５０枚／分とした。

評価１では、撹拌スクリュー２２，２４，１２２，１２４の軸受部に発生した摩耗の程度を評価した。評価２では、本体２０に収容されるべき現像剤の量を評価した。評価３では、トナー画像の背景（以下、背景部と称す）にかぶりが発生した程度を評価した。評価４では、１００００００枚印刷時点におけるトナー画像の画質を評価した。表３は、評価結果を示した表である。

表３において、評価での１〜７は、順位を示している。なお、評価は、数字が小さくなるにしたがって、良好であることを意味する。

評価１によれば、回転数が低くなるにしたがって良好な結果が得られていることが分かる。これは、撹拌スクリュー２２，２４，１２２，１２４の回転数が低くなると、撹拌スクリュー２２，２４，１２２，１２４の軸受部の摩耗が進行しにくいことを意味している。そして、実施例１ないし実施例６は、表３によれば、評価１において、比較例よりも良好な結果が得られていることが分かる。以上より、評価１によれば、現像装置７，７ａ，７ｂでは、現像装置１００に比べて、耐久性が向上することが分かる。

評価２では、実施例１ないし実施例６は、表３によれば、比較例よりも良好な結果が得られていることが分かる。以上より、評価２によれば、現像装置７，７ａ，７ｂでは、現像装置１００に比べて、本体２０に収容されるべき現像剤の量が少なくて済む。その結果、現像装置７，７ａ，７ｂの製造コストを低減することが可能となる。

評価３では、背景部にかぶりが発生した程度を評価した。背景部のかぶりは、現像剤が十分に帯電していない場合に発生する。すなわち、評価３では、実施例１ないし実施例６及び比較例において、現像剤を十分に撹拌できているか否かが評価されている。表３によれば、実施例１ないし実施例６では、比較例よりも良好な効果が得られていることが分かる。よって、現像装置７，７ａ，７ｂでは、現像装置１００に比べて、現像剤を十分に撹拌することができることが分かる。

また、実施例５及び実施例６では、以下の理由により、実施例１ないし実施例４よりも良好な結果が得られている。実施例５の撹拌スクリュー２４の直径及び実施例６における撹拌スクリュー２２の直径は、実施例１ないし実施例４における撹拌スクリュー２２，２４の直径よりも大きい。そのため、表３によれば、実施例５及び実施例６では、実施例１ないし実施例４よりも現像剤が十分に撹拌されて、背景部にかぶりが発生しにくくなっている。

更に、表３によれば、実施例５の評価３は、以下の理由により、実施例６の評価３よりも良好である。実施例６では、撹拌スクリュー２２は、撹拌スクリュー２４よりも搬送スクリュー２６から離れた位置に設けられ、かつ、撹拌スクリュー２２の直径は、撹拌スクリュー２４の直径よりも大きい。これにより、撹拌スクリュー２２により搬送される現像剤の量は、撹拌スクリュー２４により搬送される現像剤の量よりも多くなる。

一方、実施例５では、撹拌スクリュー２２は、撹拌スクリュー２４よりも搬送スクリュー２６から離れた位置に設けられ、かつ、撹拌スクリュー２２の直径は、撹拌スクリュー２４の直径よりも小さい。これにより、撹拌スクリュー２２により搬送される現像剤の量は、撹拌スクリュー２４により搬送される現像剤の量よりも少なくなる。

ここで、撹拌スクリュー２２により搬送される現像剤は、連通部Ｒ１を介して搬送空間Ｓｐ２に流入する際には、撹拌スクリュー２４を通過し撹拌される。よって、実施例６の方が実施例５よりも、現像剤が連通部Ｒ１を介して搬送空間Ｓｐ２に流入する際に、多くの現像剤が撹拌スクリュー２４を通過し撹拌される。よって、実施例６の方が実施例５よりも、より多くの現像剤が撹拌スクリュー２２，２４により撹拌されるようになる。その結果、実施例６は、実施例５と同様に、背景部にかぶりが発生することをより効果的に抑制できる。

評価４では、目視でトナー画像（ベタ画像）のコントラストを評価することによって、トナー画像の画質を評価した。評価４では、表３に示すように、評価１と同じ結果が得られた。すなわち、評価４では、回転数が低くなるにしたがって良好な結果が得られていることが分かる。これは、撹拌スクリュー２２，２４の回転数が低くなると、撹拌スクリュー２２，２４の軸受部における発熱が抑制され、熱による現像剤の劣化が防止されるためである。よって、評価４によれば、現像装置７，７ａ，７ｂでは、現像装置１００に比べて、優れた画質を得ることができることが分かる。

（第２の実験）
本願発明者は、更に、以下に説明する第２の実験を行った。具体的には、以下の表４に示す構造を有する実施例７ないし実施例９を作製した。表４は、実施例７ないし実施例９の構造を示す表である。

本願発明者は、実施例７ないし実施例９を表５に示す条件で動作させて、濃度むら及び背景部のかぶりの発生の有無を調べた。第２の実験では、現像剤として、現像剤Ａ、及び、キャリア粒子径５０μｍ、トナー粒子径８μｍ、トナー濃度８％の現像剤Ｂを用いた。表５は、条件（回転数）及び実験結果を示した表である。

実施例７によれば、印刷速度が１００枚／分と比較的に低速とした場合には、必要な現像剤の量が少なくて済むので、撹拌スクリュー２２の直径を小さくしてもよいことが分かる。

実施例８によれば、撹拌スクリュー２２,２４及び搬送スクリュー２６の速度を変化させて実験を行ったところ、いずれの条件においても濃度むら及びかぶりが発生しなかった。

実施例９では、現像剤Ａではなく、現像剤Ｂを用いたところ、濃度むら及びかぶりが発生しなかった。

以上のように、本発明は、現像装置に有用であり、特に、トナー画像に濃度むらが発生することを抑制できる点において優れている。

Ｒ１，Ｒ２ 連通部
Ｓ１，Ｓ２ 底面
Ｓｐ１ 撹拌空間
Ｓｐ２ 搬送空間
７，７ａ，７ｂ 現像装置
２０ 本体
２２，２４ 撹拌スクリュー
２６ 搬送スクリュー
２８ 現像ローラ
４０ 隔壁
４２ 突条

Claims (4)

1. 現像剤を収容している本体であって、鉛直方向に直交する第１の方向に延在している第１の空間、該第１の空間に隣接して該第１の方向に延在している第２の空間、該第２の空間の該第１の方向の端部において該第１の空間と該第２の空間とを連通させる第１の連通部、及び、前記第２の空間の該第１の方向の反対方向の端部において該第１の空間と該第２の空間とを連通させる第２の連通部を形成している本体と、
   前記第１の空間において前記第１の方向に延在している第１の撹拌部材であって、前記現像剤を撹拌しながら該第１の方向に搬送する第１の撹拌部材と、
   前記第１の空間において前記第１の撹拌部材と前記第２の空間との間に位置し、かつ、前記第１の方向に延在している第２の撹拌部材であって、前記現像剤を撹拌しながら該第１の方向に搬送する第２の撹拌部材と、
   前記第２の空間において前記第１の方向に延在している搬送部材であって、前記第１の連通部から流入してくる前記現像剤を、該第１の方向の反対方向に搬送することによって前記第２の連通部を介して前記第１の空間に送り出す搬送部材と、
   前記第２の空間において、前記第１の方向に延在している現像剤担持体であって、該搬送部材が搬送している前記現像剤を担持する現像剤担持体と、
   を備えており、
   前記第１の撹拌部材と対向している前記本体の底面の下端は、前記第２の撹拌部材と対向している該本体の底面の下端よりも上側に位置していること、
   を特徴とする現像装置。
2. 前記第１の撹拌部材と対向している前記本体の底面の下端と前記第２の撹拌部材と対向している該本体の底面の下端とを結ぶ直線は、水平面に対して１０°以上の角度をなしていること、
   を特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記第１の撹拌部材及び前記第２の撹拌部材は、スクリューであり、
   前記第１の撹拌部材の直径は、前記第２の撹拌部材の直径よりも大きいこと、
   を特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の現像装置。
4. 前記第１の撹拌部材及び前記第２の撹拌部材は、スクリューであり、
   前記第２の撹拌部材の直径は、前記第１の撹拌部材の直径よりも大きいこと、
   を特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の現像装置。

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