JP5175923B2 - 現像装置、画像形成装置、および現像剤攪拌搬送方法 - Google Patents

Description

本発明は、現像装置、画像形成装置、および現像剤攪拌搬送方法に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリなどは、電子写真方式によって画像を形成する画像形成装置を備えている。電子写真方式の画像形成装置は、帯電装置および露光装置によって像担持体（感光体）の表面に静電潜像を形成し、現像装置によって現像剤を供給することでこの静電潜像を現像し、転写部によって感光体上の現像剤像を記録用紙などの記録媒体に転写し、定着装置によって記録用紙にこの現像剤像を定着させることで、画像を形成する。

現像装置によって感光体へ供給される現像剤は、現像装置が備える現像槽に貯留されている。現像槽に貯留される現像剤は、現像装置が備える現像ローラに搬送される。現像ローラは、その表面に現像剤を担持して回転することで、感光体へ現像剤を供給する。現像剤は、現像ローラに搬送される過程で摩擦帯電しており、帯電した現像剤は、感光体表面の静電潜像との間の静電気力によって、現像ローラ上から感光体上に移動する。このようにして、現像装置は、感光体表面の静電潜像を現像し、現像剤像を形成する。

近年では、画像形成装置の高速化および小型化に伴って、現像剤の帯電を迅速かつ充分に行うことができる現像装置が求められている。たとえば、特許文献１には、現像槽内に設けられる隔壁によって第１搬送路、第２搬送路、第１連通路、および第２連通路が形成され、第１搬送路内および第２搬送路内に相互に逆方向に現像剤を搬送する現像剤搬送部を備える循環方式の現像装置が記載されている。特許文献１に記載の現像剤搬送部は、回転軸部材とこの回転軸部材を取り巻く螺旋羽根とを備えるオーガスクリューにおいて、回転軸部材上に、この回転軸部材の軸線に平行な平板状部材（フィン）が設けられた構造となっている。

特開２００４−２７２０１７号公報

特許文献１に記載の現像剤搬送部は、螺旋羽根によって、回転軸部材の軸線方向に現像剤を搬送するとともに、フィンの主面によって回転軸部材の周方向に現像剤を移動させることで、移動する現像剤を摩擦帯電させている。しかしながら、この現像剤搬送部には、螺旋羽根とフィンの側面とによって挟まれる現像剤が圧縮されてしまい、圧縮される現像剤は充分に摩擦帯電しないという課題がある。現像剤の帯電が不充分であると、画像形成装置は、良好な画像を形成できない。

本発明は、上述した課題を解決するためのものであり、現像剤を充分に帯電させることができる現像装置、画像形成装置および現像剤攪拌搬送方法を提供することを目的とする。

本発明は、強磁性体を含む現像剤を貯留し、この現像剤を像担持体に供給することで、像担持体上の静電潜像を現像する現像装置において、
現像剤を貯留する現像槽であって、その内部空間を区分する隔壁が設けられる現像槽と、
前記現像槽内の現像剤を主に水平方向に搬送する上部現像剤搬送部および下部現像剤搬送部と、
前記現像槽内の現像剤を主に鉛直方向上方に搬送する現像剤汲上搬送部と、
前記現像槽内の現像剤を少なくとも水平方向に引き寄せる引寄磁石とを有し、
前記隔壁は、前記現像槽の内部空間を、
この隔壁の長手方向に沿い、主に水平方向に延びる上部搬送路と、
前記上部搬送路の鉛直方向下方において、この隔壁を挟んで主に水平方向に延びる下部搬送路と、
この隔壁の長手方向一端側において前記上部搬送路と前記下部搬送路とを連通する連通路と、
この隔壁の長手方向他端側において前記上部搬送路と前記下部搬送路とを連通し、主に鉛直方向に延びる汲上搬送路とに区分し、
前記上部現像剤搬送部は、前記上部搬送路内に設けられ、前記長手方向他端側から前記長手方向一端側へ向けて現像剤を搬送し、
前記下部現像剤搬送部は、前記下部搬送路内に設けられ、前記長手方向一端側から前記長手方向他端側へ向けて現像剤を搬送し、
前記現像剤汲上搬送部は、前記汲上搬送路内に設けられ、
仮想的な円柱の側面を取り巻く形状の内螺旋羽根であって、この仮想的な円柱の軸線を中心とする回転運動によって、主に鉛直方向上方へ向けて現像剤を搬送する内螺旋羽根と、
前記内螺旋羽根の外周部を取り囲み、前記内螺旋羽根とともに回転運動する回転筒であって、鉛直方向における両端部が開口している回転筒とを含み、
前記引寄磁石は、前記回転筒に対して水平方向に離間した位置に設けられることを特徴とする現像装置である。

また本発明は、前記引寄磁石は、電磁石であることを特徴とする。
また本発明は、前記現像剤汲上搬送部は、前記回転筒の外側にある現像剤を前記回転筒の鉛直方向下部側の開口へと案内する第１外螺旋羽根であって、前記内螺旋羽根の鉛直方向下部に連なる第１外螺旋羽根を含むことを特徴とする。

また本発明は、前記現像剤汲上搬送部は、前記回転筒の外側にある現像剤を前記上部搬送路へと案内する第２外螺旋羽根であって、前記内螺旋羽根の鉛直方向上部に連なる第２外螺旋羽根を含むことを特徴とする。

また本発明は、前記汲上搬送路の鉛直方向下部は、前記下部搬送路の鉛直方向下部よりも鉛直方向下方に設けられることを特徴とする。

また本発明は、前記回転筒の鉛直方向上部は、前記上部搬送路の鉛直方向下部よりも鉛直方向上方に設けられることを特徴とする。

また本発明は、前記現像槽には、この現像槽内に現像剤を供給するための供給口部であって、前記汲上搬送路と連通する開口が形成される供給口部が設けられ、
前記隔壁は、前記汲上搬送路を、前記供給口部の開口と連通する現像剤供給路と、前記現像剤汲上搬送部が設けられる汲上搬送路主要部とに区分し、
前記現像剤供給路は、前記汲上搬送路主要部の鉛直方向下部と連通することを特徴とする。

また本発明は、電子写真方式の画像形成装置において、
前記現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。

また本発明は、前記現像装置を用いる現像剤攪拌搬送方法であって、
前記現像槽の外部からこの現像槽の内部へ現像剤が供給された時点から所定時間経過時点までの期間中は、前記電磁石によって発生する磁場の前記回転筒内の全磁束の最大値が、他の期間中と比較して、大きくなるように前記電磁石を作動させるとともに、前記内螺旋羽根によって前記現像剤を搬送することで、前記現像剤を攪拌しつつ搬送することを特徴とする現像剤攪拌搬送方法である。
また本発明は、前記電磁石を断続的に作動させることを特徴とする。

本発明によれば、汲上搬送路の鉛直方向下部にある現像剤は、回転筒の鉛直方向下部側の開口を経てこの回転筒の内側に流入する。そして、現像剤は、回転筒の内側の内螺旋羽根によって鉛直方向上方へ搬送され、回転筒の鉛直方向上部側の開口を経て、回転筒の外側に流出する。このとき、回転筒は内螺旋羽根とともに回転運動しており、この回転運動によって、内螺旋羽根により搬送される現像剤と回転筒の内壁との間に摩擦が生じ、その結果、現像剤が帯電する。

さらに、回転筒内の現像剤は、内螺旋羽根によって鉛直方向上方に搬送されるとき、引寄磁石付近において、回転筒内で、引寄磁石に向かって水平方向に引き寄せられる。引き寄せられた現像剤は、回転筒の内壁を押圧した状態で、鉛直方向上方に搬送される。したがって、引寄磁石による磁力が現像剤に作用する位置では、現像剤と回転筒の内壁との間の摩擦力が大きくなり、現像剤はより帯電し易くなる。このように、本発明に係る現像装置は、現像剤を充分に帯電させることができる。

また本発明によれば、引寄磁石は電磁石であるので、永久磁石とは異なり、状況に応じて発生させる磁場の強さを変更することができ、より効率的に現像剤を帯電させることができる。

また本発明によれば、第１外螺旋羽根によって現像剤を回転筒の開口へと案内するので、汲上搬送路の鉛直方向下部に現像剤が滞留することを抑えることができる。

また本発明によれば、第２外螺旋羽根によって現像剤を上部搬送路へと案内するので、現像剤が回転筒と現像槽との隙間に入り込むことを抑えることができ、より確実に、現像剤を上部搬送路へ移動させることができる。

また本発明によれば、汲上搬送路の鉛直方向下部は、下部搬送路の鉛直方向下部よりも鉛直方向下方に設けられる。よって、汲上搬送路の鉛直方向下部が下部搬送路の鉛直方向下部よりも鉛直方向上方に設けられる場合と比較して、より円滑に、現像剤を汲上搬送路へ移動させることができる。

また本発明によれば、回転筒の鉛直方向上部は、上部搬送路の鉛直方向下部よりも鉛直方向上方に設けられる。よって、回転筒の鉛直方向上部が上部搬送路の鉛直方向下部よりも鉛直方向下方に設けられる場合と比較して、より円滑に、現像剤を上部搬送路へ移動させることができる。

また本発明によれば、現像剤供給路は、現像剤を供給するための供給口部に形成される開口と連通するとともに、現像剤汲上搬送部が設けられる汲上搬送路主要部の鉛直方向下部と連通する。したがって、供給口部において供給された新規の現像剤は、現像剤汲上搬送部の回転筒における鉛直方向下部側の開口に速やかに導かれる。よって、現像槽に既に貯留されていた現像剤と供給された新規の現像剤とを、速やかに混合することができる。

また本発明によれば、画像形成装置は前記現像装置を備えており、前記現像装置によって、現像剤を充分に帯電させることができる。したがって、安定して良好な画像を形成することができる。

また本発明によれば、現像槽の外部からこの現像槽の内部へ現像剤が供給された時点から所定時間経過時点までの期間中に、引寄磁石（電磁石）によって発生する磁場の回転筒内の全磁束の最大値が大きくなるように引寄磁石（電磁石）を作動させることで、新規の現像剤が供給されたときには、引寄磁石（電磁石）によって現像剤を迅速に帯電させることができるとともに、新規の現像剤が供給されていないときには、現像剤に生じるストレスを抑えることができる。

また本発明によれば、引寄磁石（電磁石）を断続的に作動させることで、回転筒内において、引寄磁石（電磁石）による現像剤の水平方向の移動が活発になるので、現像剤をより確実に帯電させることができる。

画像形成装置１００の構成を示す模式図である。 トナーカートリッジ３００の構成を示す模式図である。 図２に示す線Ａ−Ａを切断面線とするトナーカートリッジ３００の断面図である。 現像装置２００の構成を示す模式図である。 図４に示す線Ｂ−Ｂを切断面線として現像装置２００の一部を切り欠いて示す図である。 図５に示す線Ｃ−Ｃを切断面線とする現像装置２００の断面図である。 図５に示す線Ｄ−Ｄを切断面線として現像装置２００の一部を切り欠いて示す図である。 現像剤汲上搬送部２１０の全体を示す模式図である。 回転筒２１０ｂの内側を示す模式図である。 １周期分の一般螺旋羽根面について説明するための図である。 現像剤汲上搬送部２２０を示す模式図である。 １周期分の錐状一般螺旋羽根面について説明するための図である。

はじめに、本発明の実施形態である現像装置２００を備える画像形成装置１００について説明する。図１は、画像形成装置１００の構成を示す模式図である。画像形成装置１００は、複写機能、プリンタ機能、およびファクシミリ機能を併せ持つ複合機であり、伝達される画像情報に応じて、記録媒体上にフルカラーまたはモノクロの画像を形成する。画像形成装置１００は、コピアモード（複写モード）、プリンタモード、およびファクシミリモードという３種の印刷モードを有しており、図示しない操作部からの操作入力、パーソナルコンピュータ、携帯端末装置、情報記録媒体、メモリ装置を用いた外部機器などからの印刷ジョブの受信に応じて、図示しない制御ユニット部によって、印刷モードが選択される。

画像形成装置１００は、トナー像形成部２０と、転写部３０と、定着部４０と、記録媒体供給部５０と、排出部６０と、図示しない制御ユニット部とを含む。トナー像形成部２０は、感光体ドラム２１ｂ，２１ｃ，２１ｍ，２１ｙと、帯電部２２ｂ，２２ｃ，２２ｍ，２２ｙと、露光ユニット２３と、現像装置２００ｂ，２００ｃ，２００ｍ，２００ｙと、クリーニングユニット２５ｂ，２５ｃ，２５ｍ，２５ｙと、トナーカートリッジ３００ｂ，３００ｃ，３００ｍ，３００ｙと、トナー供給パイプ２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｍ，２５０ｙとを含む。転写部３０は、中間転写ベルト３１と、駆動ローラ３２と、従動ローラ３３と、中間転写ローラ３４ｂ，３４ｃ，３４ｍ，３４ｙと、転写ベルトクリーニングユニット３５と、転写ローラ３６とを含む。

感光体ドラム２１、帯電部２２、現像装置２００、クリーニングユニット２５、トナーカートリッジ３００、トナー供給パイプ２５０、および中間転写ローラ３４は、カラー画像情報に含まれるブラック（ｂ）、シアン（ｃ）、マゼンタ（ｍ）、およびイエロー（ｙ）の各色の画像情報に対応するために、それぞれ４つずつ設けられる。本明細書中において、各色に応じて４つずつ設けられる各部材を区別する場合は、各部材を表す数字の末尾に各色を表すアルファベットを付して参照符号とし、各部材を総称する場合は、各部材を表す数字のみを参照符号とする。

感光体ドラム２１は、図示しない駆動部によって軸線回りに回転可能に支持され、図示しない導電性基体と、この導電性基体の表面に形成される光導電層とを含む。導電性基体は種々の形状を採ることができ、たとえば、円筒状、円柱状、薄膜シート状などを挙げることができる。光導電層は、光を照射されることで導電性を示す材料によって形成される。感光体ドラム２１としては、たとえば、アルミニウムで形成された円筒状部材（導電性基体）と、この円筒状部材の外周面上に形成される、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、セレン（Ｓｅ）、または有機光半導体（ＯＰＣ）からなる薄膜（光導電層）とを含むものを用いることができる。

帯電部２２、現像装置２００、およびクリーニングユニット２５は、感光体ドラム２１の回転方向回りに、この順序で配置され、帯電部２２は、現像装置２００およびクリーニングユニット２５よりも鉛直方向下方に配置される。

帯電部２２は、感光体ドラム２１表面を所定の極性および電位に帯電させる装置である。帯電部２２は、感光体ドラム２１に臨む位置に、感光体ドラム２１の長手方向に沿って設置される。接触帯電方式の場合、帯電部２２は、感光体ドラム２１表面に接するように設置される。非接触帯電方式の場合、帯電部２２は、感光体ドラム２１表面から離隔するように設置される。

帯電部２２は、現像装置２００、クリーニングユニット２５などとともに、感光体ドラム２１の周囲に設置される。帯電部２２は、現像装置２００、クリーニングユニット２５などよりも、感光体ドラム２１に近い位置に設置されることが好ましい。これによって、感光体ドラム２１の帯電不良の発生を確実に防止することができる。

帯電部２２としては、ブラシ型帯電装置、ローラ型帯電装置、コロナ放電装置、イオン発生装置などを使用できる。ブラシ型帯電装置およびローラ型帯電装置は、接触帯電方式の帯電装置である。ブラシ型帯電装置には、帯電ブラシを用いるもの、磁気ブラシを用いるものなどがある。コロナ放電装置およびイオン発生装置は、非接触帯電方式の帯電装置である。コロナ放電装置には、ワイヤ状の放電電極を用いるもの、鋸歯状の放電電極を用いるもの、針状の放電電極を用いるものなどがある。

露光ユニット２３は、露光ユニット２３から出射される光が、帯電部２２と現像装置２００との間を通過して感光体ドラム２１の表面に照射されるように配置される。露光ユニット２３は、帯電状態にある感光体ドラム２１ｂ，２１ｃ，２１ｍ，２１ｙ表面に、各色の画像情報に対応するレーザ光をそれぞれ照射することによって、感光体ドラム２１ｂ，２１ｃ，２１ｍ，２１ｙそれぞれの表面に、各色の画像情報に対応する静電潜像を形成する。露光ユニット２３には、たとえば、レーザ照射部および複数の反射ミラーを備えるレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を使用できる。露光ユニット２３としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）アレイ、液晶シャッタと光源とを適宜組み合わせたユニットなどを用いてもよい。

現像装置２００は、感光体ドラム２１上に形成された静電潜像をトナーによって現像することで、感光体ドラム２１上にトナー像を形成する装置である。現像装置２００の鉛直方向上部には、筒状部材であるトナー供給パイプ２５０が接続される。現像装置２００の詳細については後述する。

トナーカートリッジ３００は、現像装置２００よりも鉛直方向上方に配され、未使用のトナーを貯蔵する。トナーカートリッジ３００の鉛直方向下部にはトナー供給パイプ２５０が接続される。トナーカートリッジ３００は、トナー供給パイプ２５０を介して、現像装置２００へトナーを供給する。トナーカートリッジ３００の詳細については後述する。

クリーニングユニット２５は、感光体ドラム２１から中間転写ベルト３１にトナー像が転写された後に、感光体ドラム２１の表面に残留するトナーを除去し、感光体ドラム２１の表面を清浄化する部材である。クリーニングユニット２５としては、たとえば、トナーを掻き取るための板状部材と、掻き取ったトナーを回収する容器状部材とが用いられる。

トナー像形成部２０によれば、帯電部２２によって均一な帯電状態にある感光体ドラム２１の表面に、露光ユニット２３から画像情報に応じたレーザ光が照射されて静電潜像が形成される。感光体ドラム２１上の静電潜像に現像装置２００からトナーが供給されることでトナー像が形成される。このトナー像は後述する中間転写ベルト３１に転写される。トナー像が中間転写ベルト３１に転写された後に、感光体ドラム２１表面に残留するトナーは、クリーニングユニット２５によって除去される。

中間転写ベルト３１は、感光体ドラム２１の鉛直方向上方に配置される無端ベルト状部材である。中間転写ベルト３１は、駆動ローラ３２と従動ローラ３３とによって張架されてループ状の経路を形成し、矢符Ａ４方向に移動する。

駆動ローラ３２は、図示しない駆動部によってその軸線回りに回転可能に設けられる。駆動ローラ３２は、その回転によって、中間転写ベルト３１を矢符Ａ４方向へ移動させる。従動ローラ３３は、駆動ローラ３２の回転に従動して回転可能に設けられ、中間転写ベルト３１が弛まないように、中間転写ベルト３１に一定の張力を発生させる。

中間転写ローラ３４は、中間転写ベルト３１を介して感光体ドラム２１に圧接し、かつ図示しない駆動部によってその軸線回りに回転可能に設けられる。中間転写ローラ３４としては、たとえば、直径８ｍｍ〜１０ｍｍの金属（たとえば、ステンレス）ローラの表面に、導電性の弾性部材が形成されたものを用いることができる。中間転写ローラ３４は、転写バイアスを印加する図示しない電源が接続され、感光体ドラム２１表面のトナー像を中間転写ベルト３１に転写する機能を有する。

転写ローラ３６は、中間転写ベルト３１を介して駆動ローラ３２に圧接し、図示しない駆動部によって軸線回りに回転可能に設けられる。転写ローラ３６と駆動ローラ３２との圧接部（転写ニップ部）において、中間転写ベルト３１に担持されて搬送されるトナー像は、後述する記録媒体供給部５０から送給される記録媒体に転写される。

転写ベルトクリーニングユニット３５は、中間転写ベルト３１を介して従動ローラ３３に対向し、中間転写ベルト３１のトナー像担持面に接触するように設けられる。転写ベルトクリーニングユニット３５は、記録媒体へのトナー像の転写後に、中間転写ベルト３１表面のトナーを除去し回収するために設けられる。記録媒体へのトナー像の転写後に中間転写ベルト３１にトナーが付着したまま残っていると、中間転写ベルト３１の移動によって、残留トナーが転写ローラ３６に付着するおそれがある。転写ローラ３６にトナーが付着すると、そのトナーは、次に転写する記録媒体の裏面を汚染してしまう。

転写部３０によれば、中間転写ベルト３１が感光体ドラム２１に接しながら移動するとき、中間転写ローラ３４に、感光体ドラム２１表面のトナーの帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加され、感光体ドラム２１の表面に形成されたトナー像は、中間転写ベルト３１上へ転写される。感光体ドラム２１ｙ、感光体ドラム２１ｍ、感光体ドラム２１ｃ、感光体ドラム２１ｂでそれぞれ形成される各色のトナー画像が、中間転写ベルト３１上に、この順番で順次重ねて転写されることによって、フルカラートナー像が形成される。中間転写ベルト３１に転写されたトナー像は、中間転写ベルト３１の移動によって転写ニップ部に搬送され、転写ニップ部において、記録媒体に転写される。トナー像が転写された記録媒体は、後述する定着部４０に搬送される。

記録媒体供給部５０は、給紙ボックス５１と、ピックアップローラ５２ａ，５２ｂと、搬送ローラ５３ａ，５３ｂと、レジストローラ５４と、給紙トレイ５５とを含む。給紙ボックス５１は、画像形成装置１００の鉛直方向下部に設けられ、画像形成装置１００内部において記録媒体を貯留する容器状部材である。給紙トレイ５５は、画像形成装置１００外壁面に設けられ、画像形成装置１００外部において記録媒体を貯留するトレイ状部材である。記録媒体としては、普通紙、カラーコピー用紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート、葉書などがある。

ピックアップローラ５２ａは、給紙ボックス５１に貯留される記録媒体を１枚ずつ取り出し、用紙搬送路Ａ１に送給する部材である。搬送ローラ５３ａは互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材であり、用紙搬送路Ａ１において記録媒体をレジストローラ５４に向けて搬送する。ピックアップローラ５２ｂは、給紙トレイ５５に貯留される記録媒体を１枚ずつ取り出し、用紙搬送路Ａ２に送給する部材である。搬送ローラ５３ｂは互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材であり、用紙搬送路Ａ２において記録媒体をレジストローラ５４に向けて搬送する。

レジストローラ５４は、互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材であり、搬送ローラ５３ａ，５３ｂから送給される記録媒体を、中間転写ベルト３１に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、転写ニップ部に送給する。

記録媒体供給部５０によれば、中間転写ベルト３１に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、給紙ボックス５１または給紙トレイ５５から記録媒体が転写ニップ部に送給され、この記録媒体にトナー像が転写される。

定着部４０は、加熱ローラ４１および加圧ローラ４２を備える。加熱ローラ４１は、所定の定着温度となるように制御される。加圧ローラ４２は、加熱ローラ４１に圧接するローラである。加熱ローラ４１は、加圧ローラ４２とともに記録媒体を加熱しながら挟持することにより、トナー像を構成するトナーを溶融させて記録媒体上に定着させる。トナー像が定着した記録媒体は、後述する排出部６０に搬送される。

排出部６０は、搬送ローラ６１と、排出ローラ６２と、排出トレイ６３とを含む。搬送ローラ６１は、定着部４０よりも鉛直方向上方において、互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材である。搬送ローラ６１は、画像が定着した記録媒体を排出ローラ６２に向けて搬送する。

排出ローラ６２は、互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材である。排出ローラ６２は、片面印刷の場合、片面の印刷が完了した記録媒体を排出トレイ６３に排出する。排出ローラ６２は、両面印刷の場合、片面の印刷が完了した記録媒体を、用紙搬送路Ａ３を介してレジストローラ５４へ搬送し、両面の印刷が完了した記録媒体を排出トレイ６３に排出する。排出トレイ６３は、画像形成装置１００の鉛直方向上面に設けられ、画像が定着した記録媒体を貯留する。

画像形成装置１００は、図示しない制御ユニット部を含む。制御ユニット部は、たとえば、画像形成装置１００の内部空間における鉛直方向上部に設けられ、記憶部と演算部と制御部とを含む。記憶部には、画像形成装置１００の鉛直方向上面に配置される図示しない操作パネルを介した各種設定値、画像形成装置１００内部の各所に配置される図示しないセンサなどからの検知結果、外部機器からの画像情報などが入力される。また、記憶部には、各種処理を実行するプログラムが書き込まれる。各種処理とは、たとえば、記録媒体判定処理、付着量制御処理、定着条件制御処理などである。

記憶部には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、リードオンリィメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが挙げられる。外部機器には、画像情報の形成または取得が可能であり、かつ画像形成装置１００に電気的に接続可能な電気、電子機器を使用でき、たとえば、コンピュータ、デジタルカメラ、テレビジョン受像機器、ビデオレコーダ、ＤＶＤ（Digital Versatile
Disc）レコーダ、ＨＤＤＶＤ（High-Definition Digital Versatile Disc）レコーダ、
ブルーレイディスクレコーダ、ファクシミリ装置、携帯端末装置などが挙げられる。

演算部は、記憶部に書き込まれる各種データ（画像形成命令、検知結果、画像情報など）および各種処理のプログラムを取り出し、各種判定を行う。制御部は、演算部の判定結果に応じて画像形成装置１００に設けられる各装置に制御信号を送付し、動作制御を行う。

制御部および演算部は中央処理装置（ＣＰＵ、Central Processing Unit）を備えるマ
イクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路を含む。制御ユニット部は、この処理回路とともに主電源を含み、電源は制御ユニット部だけでなく、画像形成装置１００に設けられる各装置にも電力を供給する。

図２は、トナーカートリッジ３００の構成を示す模式図である。図３は、図２に示す線Ａ−Ａを切断面線とするトナーカートリッジ３００の断面図である。トナーカートリッジ３００は、トナー供給パイプ２５０を介して、現像装置２００へトナーを供給する装置である。トナーカートリッジ３００は、トナー収容容器３０１と、トナー汲み上げ部材３０２と、トナー排出部材３０３と、トナー排出容器３０４とを含む。

トナー収容容器３０１は、略半円柱状の内部空間を有する容器状部材であり、その内部空間において、トナー汲み上げ部材３０２を回転自在に支持し、未使用のトナーを収容する。トナー排出容器３０４は、トナー収容容器３０１の長手方向に沿って設けられる略半円柱状の内部空間を有する容器状部材であり、その内部空間において、トナー排出部材３０３を回転自在に支持する。トナー収容容器３０１の内部空間とトナー排出容器３０４の内部空間とは、トナー収容容器３０１の長手方向に沿って形成される連通口３０５を介して連通する。トナー排出容器３０４は、その鉛直方向下部に、排出口３０６が形成される。トナー排出容器３０４には、排出口３０６において、トナー供給パイプ２５０が接続される。

トナー汲み上げ部材３０２は、回転軸３０２ａと、基体３０２ｂと、摺動部３０２ｃとを含む。回転軸３０２ａは、トナー収容容器３０１の長手方向に沿って延びる円柱状の部材である。基体３０２ｂは、トナー収容容器３０１の長手方向に沿って延びる板状の部材であり、その幅方向および厚さ方向の中央部において、回転軸３０２ａに取り付けられる。摺動部３０２ｃは、基体３０２ｂの幅方向両端部に取り付けられる可撓性を有する部材であり、たとえば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から形成される。トナー汲み上げ部材３０２は、回転軸３０２ａがその軸線回りに回転するのに伴って基体３０２ｂが回転運動し、これによって基体３０２ｂの幅方向両端部に設けられる摺動部３０２ｃがトナー収容容器３０１の内壁面を摺擦することで、トナー収容容器３０１内のトナーを、トナー排出容器３０４へ汲み上げる。

トナー排出部材３０３は、トナー排出容器３０４内のトナーを排出口３０６に向けて搬送する部材である。トナー排出部材３０３は、トナー排出回転軸３０３ａと、このトナー排出回転軸３０３ａを取り巻いて設けられるトナー排出羽根３０３ｂとを含む、オーガスクリュー状部材である。

トナーカートリッジ３００によれば、トナー収容容器３０１内の未使用トナーが、トナー汲み上げ部材３０２によってトナー排出容器３０４に汲み上げられる。そして、トナー排出容器３０４に汲み上げられたトナーは、トナー排出部材３０３によって排出口３０６に搬送される。排出口３０６に搬送されたトナーは、この排出口３０６からトナー排出容器３０４外へ排出され、トナー供給パイプ２５０を介して、現像装置２００に供給される。

図４は、現像装置２００の構成を示す模式図である。図５は、図４に示す線Ｂ−Ｂを切断面線として現像装置２００の一部を切り欠いて示す図である。図６は、図５に示す線Ｃ−Ｃを切断面線とする現像装置２００の断面図である。図７は、図５に示す線Ｄ−Ｄを切断面線として現像装置２００の一部を切り欠いて示す図である。現像装置２００は、感光体ドラム２１の表面にトナーを供給することで、感光体ドラム２１の表面に形成された静電潜像を現像する装置である。現像装置２００は、現像槽２０１と、上部現像剤搬送部２０２と、下部現像剤搬送部２０３と、現像ローラ２０４と、現像槽カバー２０５と、ドクターブレード２０６と、隔壁２０７と、トナー濃度検知センサ２０８と、引寄磁石２０９と、現像剤汲上搬送部２１０とを含む。

現像槽２０１は、内部空間を有する部材であり、その内部空間に現像剤を貯留する。本発明において用いられる現像剤としては、強磁性体を含むトナーからなる１成分現像剤が挙げられる。また本発明において用いられる現像剤としては、強磁性体を含む２成分現像剤、すなわち、強磁性体を含むトナーと従来公知のキャリアとからなる２成分現像剤、従来公知のトナーと強磁性体を含むキャリアとからなる２成分現像剤、または、強磁性体を含むトナーと強磁性体を含むキャリアとからなる２成分現像剤が挙げられる。

現像槽２０１には、その鉛直方向上方に現像槽カバー２０５が設けられ、内部空間に、上部現像剤搬送部２０２、下部現像剤搬送部２０３、現像ローラ２０４、ドクターブレード２０６、隔壁２０７、引寄磁石２０９、および現像剤汲上搬送部２１０が設けられる。また、現像槽２０１の鉛直方向下部（底部）には、トナー濃度検知センサ２０８が設けられる。さらに、現像槽２０１は、感光体ドラム２１と現像ローラ２０４との間に開口部が設けられている。

現像ローラ２０４は、マグネットローラを含み、現像槽２０１内の現像剤を表面に担持して、担持した現像剤に含まれるトナーを感光体ドラム２１へ供給する。現像ローラ２０４には、図示しない電源が接続され、現像バイアス電圧が印加される。現像ローラ２０４に担持されたトナーは、感光体ドラム２１近傍において、現像バイアス電圧による静電気力によって、感光体ドラム２１へ移動する。

ドクターブレード２０６は、現像ローラ２０４の軸線方向に延びる板状部材であり、その幅方向の一端が現像槽２０１に固定され、かつ他端が現像ローラ２０４の表面に対して間隙を有するように設けられる。ドクターブレード２０６は、現像ローラ２０４の表面に対して間隙を有して設けられることで、現像ローラ２０４に担持される現像剤の量を所定量に規制する。ドクターブレード２０６の材料としては、ステンレス鋼、アルミニウム、合成樹脂などを使用できる。

現像槽カバー２０５は、現像槽２０１の鉛直方向上方に着脱自在に設けられ、供給口部２０５ａを有する。現像槽カバー２０５には、供給口部２０５ａにおいて、トナー供給パイプ２５０が接続される。供給口部２０５ａは、現像槽２０１内にトナーを供給するために、現像槽２０１の内部空間と連通する開口が形成される開口部であり、トナーカートリッジ３００に収容されているトナーは、トナー供給パイプ２５０およびこの開口を経て、現像槽２０１内に供給される。

隔壁２０７は、現像槽２０１の内部空間を区分する部材であり、主に水平方向に延びる略Ｕ字状の隔壁水平部２０７ａと、主に鉛直方向に延びる隔壁鉛直部２０７ｂとを有する。本発明において、「主に水平方向」とは、少なくとも水平方向成分を有し、鉛直方向成分も有する場合には、水平方向成分の方が鉛直方向成分よりも大きいことを意味する。また、「主に鉛直方向」とは、少なくとも鉛直方向成分を有し、水平方向成分も有する場合には、鉛直方向成分の方が水平方向成分よりも大きいことを意味する。隔壁水平部２０７ａの長手方向一端部２０７ａａは、現像槽２０１の内壁から離間して設けられ、長手方向他端部２０７ａｂは、隔壁鉛直部２０７ｂに接続される。隔壁水平部２０７ａおよび隔壁鉛直部２０７ｂによって、現像槽２０１の内部空間は、上部搬送路Ｐと、下部搬送路Ｑと、連通路Ｒと、汲上搬送路Ｓとに区分されており、さらに、隔壁鉛直部２０７ｂによって、汲上搬送路Ｓは、汲上搬送路主要部Ｓ_１と現像剤供給路とＳ_２とに区分されている。

上部搬送路Ｐは、隔壁水平部２０７ａの長手方向に沿って主に水平方向に延びる略半円柱状の空間である。下部搬送路Ｑは、鉛直方向において上部搬送路Ｐよりも下方に形成され、主に水平方向に延びる略半円柱状の空間であって、隔壁水平部２０７ａを挟んで上部搬送路Ｐに対向する空間である。連通路Ｒは、隔壁水平部２０７ａの長手方向一端部２０７ａａ側において、上部搬送路Ｐと下部搬送路Ｑとを連通する空間である。汲上搬送路Ｓは、隔壁水平部２０７ａの長手方向他端部２０７ａｂ側において、上部搬送路Ｐと下部搬送路Ｑとを連通する空間であって、主に鉛直方向に延びる空間である。

汲上搬送路主要部Ｓ_１は、主に鉛直方向に延びる略円柱状の空間であり、現像剤供給路Ｓ_２は、主に鉛直方向に延びる略柱状の空間である。隔壁鉛直部２０７ｂの鉛直方向下部には開口２０７ｃが形成されており、この開口２０７ｃを介して、汲上搬送路主要部Ｓ_１の鉛直方向下部と、現像剤供給路Ｓ_２の鉛直方向下部とが連通する。また、現像剤供給路Ｓ_２の鉛直方向上部は、現像槽カバー２０５の供給口部２０５ａに形成される開口と連通する。

汲上搬送路主要部Ｓ_１の鉛直方向下部は、下部搬送路Ｑの鉛直方向下部よりも、鉛直方向において下方に形成される。すなわち、現像槽２０１の底部において、汲上搬送路主要部Ｓ_１に臨む面２０１ａは、下部搬送路Ｑに臨む面２０１ｂよりも、鉛直方向において下方に形成される。汲上搬送路主要部Ｓ_１に臨む面２０１ａと、下部搬送路Ｑに臨む面２０１ｂとの間の、鉛直方向における距離Ｌ_１は、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲内で適宜設定される。

上部現像剤搬送部２０２は、上部搬送路Ｐ内に設けられる。上部現像剤搬送部２０２は、主に水平方向において、隔壁水平部２０７ａの長手方向他端部２０７ａｂ側から長手方向一端部２０７ａａ側へ向けて、現像槽２０１内の現像剤を搬送する。以下では、上部現像剤搬送部２０２による現像剤の搬送方向を、搬送方向Ｘと称する。

上部現像剤搬送部２０２は、オーガスクリュー状の部材であり、上部螺旋羽根２０２ａと上部回転軸部材２０２ｂと上部ギア２０２ｃとを含む。上部回転軸部材２０２ｂは、搬送方向Ｘに延びる円柱形状の部材であり、その長手方向の一端が現像槽２０１の外側において上部ギア２０２ｃと接続され、その長手方向の他端が隔壁鉛直部２０７ｂに回転自在に支持される。

上部螺旋羽根２０２ａは、上部回転軸部材２０２ｂの側面を取り巻く形状であり、上部回転軸部材２０２ｂおよび上部ギア２０２ｃを介して、モータなどの駆動部によって、上部回転軸部材２０２ｂの軸線を中心として、６０ｒｐｍ〜１８０ｒｐｍで回転運動する。上部螺旋羽根２０２ａの回転運動により、上部搬送路Ｐに貯留される現像剤は、搬送方向Ｘ下流側に搬送される。搬送方向Ｘ下流側に搬送された現像剤は、連通路Ｒへ移動し、連通路Ｒ内において鉛直方向下方に落下して、下部搬送路Ｑに移動する。

上部回転軸部材２０２ｂの軸線から最も遠い上部螺旋羽根２０２ａ上の点までの距離の２倍の値を、この上部螺旋羽根２０２ａの外径Ｌ_２と称する。また、上部回転軸部材２０２ｂの軸線から最も近い上部螺旋羽根２０２ａ上の点までの距離の２倍の値を、この上部螺旋羽根２０２ａの内径Ｌ_３と称する。上部螺旋羽根２０２ａの外径Ｌ_２は、１５ｍｍ以上３５ｍｍ以下の範囲内で適宜設定され、上部螺旋羽根２０２ａの内径Ｌ_３は、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲内で適宜設定される。また、上部螺旋羽根２０２ａの厚さＬ_４は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内で適宜設定される。

下部現像剤搬送部２０３は、下部搬送路Ｑ内に設けられる。下部現像剤搬送部２０３は、主に水平方向において、隔壁水平部２０７ａの長手方向一端部２０７ａａ側から長手方向他端部２０７ａｂ側へ向けて、現像槽２０１内の現像剤を搬送する。以下では、下部現像剤搬送部２０３による現像剤の搬送方向を、搬送方向Ｙと称する。

下部現像剤搬送部２０３は、オーガスクリュー状の部材であり、下部螺旋羽根２０３ａと下部回転軸部材２０３ｂと下部ギア２０３ｃとを含む。下部回転軸部材２０３ｂは、搬送方向Ｙに延びる円柱形状の部材であり、その長手方向の一端が現像槽２０１の外側において下部ギア２０３ｃと接続され、その長手方向の他端が隔壁鉛直部２０７ｂに回転自在に支持される。

下部螺旋羽根２０３ａは、下部回転軸部材２０３ｂの側面を取り巻く形状であり、下部回転軸部材２０３ｂおよび下部ギア２０３ｃを介して、モータなどの駆動部によって、下部回転軸部材２０３ｂの軸線を中心として、６０ｒｐｍ〜１８０ｒｐｍで回転運動する。下部螺旋羽根２０３ａの回転運動により、下部搬送路Ｑに貯留される現像剤は、搬送方向Ｙ下流側に搬送される。搬送方向Ｙ下流側に搬送された現像剤は、汲上搬送路主要部Ｓ_１へ移動する。

下部回転軸部材２０３ｂの軸線から最も遠い下部螺旋羽根２０３ａ上の点までの距離の２倍の値を、この下部螺旋羽根２０３ａの外径Ｌ_５と称する。また、下部回転軸部材２０３ｂの軸線から最も近い下部螺旋羽根２０３ａ上の点までの距離の２倍の値を、この下部螺旋羽根２０３ａの内径Ｌ_６と称する。下部螺旋羽根２０３ａの外径Ｌ_５は、１５ｍｍ以上３５ｍｍ以下の範囲内で適宜設定され、下部螺旋羽根２０３ａの内径Ｌ_６は、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲内で適宜設定される。また、下部螺旋羽根２０３ａの厚さＬ_７は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内で適宜設定される。

現像剤汲上搬送部２１０は、汲上搬送路主要部Ｓ_１内に設けられ、主に鉛直方向上方へ向けて、現像槽２０１内の現像剤を搬送する。以下では、現像剤汲上搬送部２１０による現像剤の搬送方向を、搬送方向Ｚと称する。

現像剤汲上搬送部２１０は、内螺旋羽根２１０ａと、回転筒２１０ｂと、第１外螺旋羽根２１０ｃと、第２外螺旋羽根２１０ｄと、汲上回転軸部材２１０ｅと、汲上ギア２１０ｆとを含む。汲上回転軸部材２１０ｅは、搬送方向Ｚに延びる円柱形状の部材であり、その長手方向の一端が現像槽２０１の外側において汲上ギア２１０ｆと接続され、その長手方向の他端が現像槽カバー２０５に回転自在に支持される。

内螺旋羽根２１０ａは、搬送方向Ｚに延びる仮想的な円柱の側面を取り巻く形状の部材であり、本実施形態では、円柱形状の汲上回転軸部材２１０ｅの側面を取り巻いている。内螺旋羽根２１０ａは、汲上回転軸部材２１０ｅおよび汲上ギア２１０ｆを介して、モータなどの駆動部によって、上記仮想的な円柱の軸線を中心として、６０ｒｐｍ〜１８０ｒｐｍで回転運動する。内螺旋羽根２１０ａの回転運動により、汲上搬送路主要部Ｓ_１に貯留される現像剤は、主に鉛直方向上方に搬送される。なお、本発明の他の実施形態としては、汲上回転軸部材２１０ｅを介さずに内螺旋羽根２１０ａが駆動されてもよい。

回転筒２１０ｂは、内螺旋羽根２１０ａの外周部を取り囲み、内螺旋羽根２１０ａとともに回転運動する部材である。回転筒２１０ｂは、主に鉛直方向に延び、搬送方向Ｚにおける上流側端部および下流側端部が開口している。

回転筒２１０ｂの鉛直方向上部は、上部搬送路Ｐの鉛直方向下部よりも、鉛直方向において上方に設けられる。すなわち、回転筒２１０ｂの搬送方向Ｚ下流端は、隔壁水平部２０７ａの上部搬送路Ｐに臨む面２０７ｄよりも、鉛直方向において上方に設けられる。回転筒２１０ｂの搬送方向Ｚ下流端と、隔壁水平部２０７ａの上部搬送路Ｐに臨む面２０７ｄとの間の、鉛直方向における距離Ｌ_８は、４０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲内で適宜設定される。

第１外螺旋羽根２１０ｃは、内螺旋羽根２１０ａの鉛直方向下部に連なり、内螺旋羽根２１０ａとともに回転運動することによって、回転筒２１０ｂの外側にある現像剤、より詳細には、回転筒２１０ｂの搬送方向Ｚ上流側の開口付近の現像剤を、搬送方向Ｚ下流側に搬送する。これによって、第１外螺旋羽根２１０ｃは、回転筒２１０ｂの外側にある現像剤を、回転筒２１０ｂの搬送方向Ｚ上流側の開口へと案内する。開口へと案内された現像剤は、内螺旋羽根２１０ａによって搬送方向Ｚ下流側に搬送されることになる。

第２外螺旋羽根２１０ｄは、内螺旋羽根２１０ａの鉛直方向上部に連なり、内螺旋羽根２１０ａとともに回転運動することによって、回転筒２１０ｂの外側にある現像剤、より詳細には、回転筒２１０ｂの搬送方向Ｚ下流側の開口付近の現像剤を、搬送方向Ｚ下流側に搬送する。このとき、第２外螺旋羽根２１０ｄによって搬送される現像剤は、第２外螺旋羽根２１０ｄによって遠心力を受け、汲上回転軸部材２１０ｅの径方向に移動する。その結果、回転筒２１０ｂの外側にある現像剤は、上部搬送路Ｐへと案内される。

引寄磁石２０９は、回転筒２１０ｂの搬送方向Ｚ下流端から上流端までの領域において、回転筒２１０ｂに対して水平方向に離間した位置に設けられ、回転筒２１０ｂ内の現像剤の少なくとも一部を、水平方向に引き寄せる。回転筒２１０ｂは主に鉛直方向に延びているので、回転筒２１０ｂ内の現像剤は、回転筒２１０ｂの内壁に向かって引き寄せられることになる。

本実施形態では、引寄磁石２０９は、現像槽２０１の外側において、汲上搬送路主要部Ｓ_１を挟んで隔壁鉛直部２０７ｂと対向する位置に固定される。なお、本発明の他の実施形態としては、引寄磁石２０９は、現像槽２０１内に固定されてもよい。また、本発明の他の実施形態としては、搬送方向Ｚに所定の間隔を空けて、複数の引寄磁石２０９が設けられてもよい。

本実施形態では、引寄磁石２０９として、フェライト磁石などの永久磁石が用いられる。より詳細には、株式会社マグファイン製の角型異方性フェライト磁石（長さ１２ｍｍ、幅１２ｍｍ、厚さ２ｍｍ、磁束密度７０ｍＴ）を、回転筒２１０ｂの軸線上の点に対して水平方向に１２ｍｍ離間させ、この磁石の磁極をこの点に向けて配置することで、この点に５０ｍＴ程度の磁束密度の磁場を発生させている。なお、引寄磁石２０９によって発生させる磁場の磁束密度の値はこの値に限られず、磁石の強さや配置を適宜変更することで、回転筒２１０ｂの軸線上の点に３０ｍＴ〜１００ｍＴ程度の磁束密度の磁場を発生させてもよい。

トナー濃度検知センサ２０８は、下部搬送路Ｑの搬送方向Ｙ中央部に臨む現像槽２０１の底部に装着され、センサ面が下部搬送路Ｑに露出するように設けられる。トナー濃度検知センサ２０８は、図示しないトナー濃度制御部に電気的に接続される。

トナー濃度制御部は、トナー濃度検知センサ２０８が検知するトナー濃度検知結果に応じて、トナーカートリッジ３００のトナー排出部材３０３を回転させ、現像槽２０１内にトナーを供給する制御を行う。より具体的には、トナー濃度制御部は、トナー濃度検知センサ２０８によるトナー濃度検知結果が所定の設定値よりも低いか否か判断し、低いと判断した場合に、トナー排出部材３０３を回転させる駆動部に制御信号を送り、トナー排出部材３０３を所定の期間回転させる。

トナー濃度検知センサ２０８には、図示しない電源が接続される。電源は、トナー濃度検知センサ２０８を駆動させるための駆動電圧、およびトナー濃度検知結果をトナー濃度制御部に出力するための制御電圧を、トナー濃度検知センサ２０８に印加する。電源によるトナー濃度検知センサ２０８への電圧の印加は、図示しない制御部によって制御される。

トナー濃度検知センサ２０８としては、一般的なトナー濃度検知センサを使用でき、たとえば、透過光検知センサ、反射光検知センサ、透磁率検知センサなどを使用できる。これらのトナー濃度検知センサの中でも、透磁率検知センサを使用することが好ましい。透磁率検知センサとしては、たとえば、ＴＳ−Ｌ（商品名、ＴＤＫ株式会社製）、ＴＳ−Ａ（商品名、ＴＤＫ株式会社製）、ＴＳ−Ｋ（商品名、ＴＤＫ株式会社製）などが挙げられる。

このように構成される現像装置２００によれば、現像槽２０１内において、現像剤は、汲上搬送路主要部Ｓ_１、上部搬送路Ｐ、連通路Ｒ、下部搬送路Ｑ、という順序で循環搬送される。このように循環搬送される現像剤のうちの一部は、下部搬送路Ｑにおいて、現像ローラ２０４の表面に担持され、担持された現像剤中のトナーは、感光体ドラム２１へと移動して順次消費される。所定量のトナーが消費されたことをトナー濃度検知センサ２０８が検知すると、未使用のトナーがトナーカートリッジ３００から現像剤供給路Ｓ_２へ供給される。供給されたトナーは、汲上搬送路主要部Ｓ_１へ移動し、循環搬送される。

以下では、現像剤汲上搬送部２１０について詳細に説明する。図８は、現像剤汲上搬送部２１０の全体を示す模式図である。図９は、回転筒２１０ｂの内側を示す模式図である。現像剤汲上搬送部２１０は、上述したように、内螺旋羽根２１０ａと、回転筒２１０ｂと、第１外螺旋羽根２１０ｃと、第２外螺旋羽根２１０ｄと、汲上回転軸部材２１０ｅと、汲上ギア２１０ｆとを含んでいる。

内螺旋羽根２１０ａ、回転筒２１０ｂ、第１外螺旋羽根２１０ｃ、第２外螺旋羽根２１０ｄ、汲上回転軸部材２１０ｅ、および汲上ギア２１０ｆは、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ハイインパクトポリスチレン、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合合成樹脂）などの材料から形成される。内螺旋羽根２１０ａ、回転筒２１０ｂ、第１外螺旋羽根２１０ｃ、第２外螺旋羽根２１０ｄ、汲上回転軸部材２１０ｅ、および汲上ギア２１０ｆの材質が同じである場合、現像剤汲上搬送部２１０は一体成形されることが好ましい。

本実施形態では、内螺旋羽根２１０ａは、一続きの一般螺旋羽根である。本発明において、「一般螺旋羽根」とは、概略的にはオーガスクリューの羽根部分であり、より詳細には一般螺旋羽根面を主面とする所定の厚さの部材である。一般螺旋羽根面は、曲線である螺線に対応する曲面であり、その詳細については後述する。

本発明において、「螺線」とは、仮想的な円柱の側面上の連続した空間曲線であって、この仮想的な円柱の周方向のうちの一方向に進みながらこの仮想的な円柱の軸線方向のうちの一方向に進む空間曲線である。仮想的な円柱の軸線方向のうちの一方向に見た場合において、螺旋が、この仮想的な円柱の軸線方向のうちの一方向に進みながら、この仮想的な円柱の周方向のうちの右回りの方向に進むとき、右回りの螺旋であると称し、左回りの方向に進むとき、左回りの螺旋であると称する。

また、螺線のうち、螺線上のすべての点においてリード角が一定となる螺線を特に、「一般螺線」と称する。ここで、螺線上のある点におけるこの螺線の接線と、この螺線が取り巻く仮想的な円柱の軸線方向に対して垂直な面へこの接線を射影してできる直線と、がなす角度が、その点における「リード角」である。リード角は、０°より大きく９０°より小さい角度である。

本発明において、「一般螺旋羽根面」とは、仮想円柱Ｋ_１（以下では、半径をｒ_１とする）の側面上の１つの一般螺線Ｃ_１（以下では、リード角をθ_１とする）に沿って、仮想円柱Ｋ_１の外部にある１つの線分Ｊ_１を、仮想円柱Ｋ_１の径方向におけるこの線分Ｊ_１の長さｍ_１、および取付角度αを保ったまま、仮想円柱Ｋ_１の軸線に平行な一方向Ｄ_１に移動させたときの、この線分Ｊ_１の軌跡がなす面である。ここで、「取付角度α」とは、仮想円柱Ｋ_１の軸線と線分Ｊ_１とを含む面において、線分Ｊ_１と、この線分Ｊ_１と仮想円柱Ｋ_１との接点から一方向Ｄ_１に延びる半直線と、のなす角度であって、０°より大きく１８０°より小さい角度である。

以下に、一般螺旋羽根面の一例として、１周期分の一般螺線に沿って線分を移動させたときの一般螺旋羽根面（以下では、「１周期分の一般螺旋羽根面」と表す）を示す。図１０は、１周期分の一般螺旋羽根面について説明するための図である。図１０（ａ）は、仮想円柱Ｋ_１の側面と、仮想円柱Ｋ_１の側面上の右回りの一般螺線Ｃ_１と、一般螺線Ｃ_１上を一方向Ｄ_１に移動する線分Ｊ_１の開始位置および終了位置と、を示している。図１０（ａ）の紙面において最も下側に示す線分Ｊ_１は移動の際の開始位置を示し、最も上側に示す線分Ｊ_１は終了位置を示している。図１０（ａ）に示すように、仮想円柱Ｋ_１の径方向における線分Ｊ_１の長さｍ_１と、取付角度α（図１０ではα＝９０°）とを一定に保ちながら、一般螺線Ｃ_１に沿って一方向Ｄ_１に、線分Ｊ_１を移動させるとき、この線分Ｊ_１の軌跡は図１０（ｂ）に示す一般螺旋羽根面ｎ_１となる。図１０（ｂ）において斜線部で示す面が、一般螺旋羽根面ｎ_１である。

図１０（ｂ）に示すように、一般螺旋羽根面ｎ_１の外周部は、仮想円柱Ｋ_１と軸線が一致する仮想円柱Ｋ_２の側面上を一方向Ｄ_１に進む右回りの一般螺線となる。ここで、一般螺旋羽根面ｎ_１の外周部とは、一般螺旋羽根面ｎ_１において仮想円柱Ｋ_１の軸線から最も遠い部分である。仮想円柱Ｋ_２の半径Ｒ_１は、仮想円柱Ｋ_１の半径ｒ_１と、仮想円柱Ｋ_１の径方向における線分Ｊ_１の長さｍ_１と、の和に等しい。

このような一般螺旋羽根面を主面とする部材が一般螺旋羽根である。本実施形態のように内螺旋羽根２１０ａとして用いられる場合、一般螺旋羽根は、一般螺旋羽根面ｎ_１が搬送方向Ｚ下流側になるように設けられ、この一般螺旋羽根面ｎ_１によって現像剤が搬送方向Ｚ下流側に搬送される。

また、内螺旋羽根２１０ａとして一般螺旋羽根が用いられる場合、内螺旋羽根２１０ａ（一般螺旋羽根）の内径Ｌ_９は、図１０（ａ）に示す仮想円柱Ｋ_１の半径ｒ_１の２倍の値となり、外径Ｌ_１０は、図１０（ｂ）に示す仮想円柱Ｋ_２の半径Ｒ_１の２倍の値となる。ここで、内螺旋羽根２１０ａ（一般螺旋羽根）の内径Ｌ_９とは、内螺旋羽根２１０ａ（一般螺旋羽根）の内周部と仮想円柱Ｋ_１の軸線との間の距離の２倍の値であり、この内周部は、仮想円柱Ｋ_１の軸線に垂直な断面において、この仮想円柱Ｋ_１の軸線からの距離が最も近くなる内螺旋羽根２１０ａ（一般螺旋羽根）上の一部分である。また、内螺旋羽根２１０ａ（一般螺旋羽根）の外径Ｌ_１０とは、内螺旋羽根２１０ａ（一般螺旋羽根）の外周部と仮想円柱Ｋ_１の軸線との間の距離の２倍の値であり、この外周部は、仮想円柱Ｋ_１の軸線に垂直な断面において、この仮想円柱Ｋ_１の軸線からの距離が最も遠くなる内螺旋羽根２１０ａ（一般螺旋羽根）上の一部分である。

内螺旋羽根２１０ａの内径Ｌ_９は、たとえば、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲内で適宜設定でき、外径Ｌ_１０は、たとえば、１５ｍｍ以上３５ｍｍ以下の範囲内で適宜設定できる。また、たとえば、取付角度αは９０°でなくともよく、３０°以上１５０°以下の範囲内で適宜設定できる。リード角θ_１は、たとえば、２０°以上７０°以下の範囲内で適宜設定できる。また、内螺旋羽根２１０ａの厚さＬ_１１は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内で適宜設定でき、内螺旋羽根２１０ａの長手方向長さＬ_１２は、２５ｍｍ以上６０ｍｍ以下の範囲内で適宜設定できる。

このような内螺旋羽根２１０ａの外周部には、この外周部を取り囲むように、回転筒２１０ｂが固定されている。回転筒２１０ｂは、内螺旋羽根２１０ａに固定されているので、この内螺旋羽根２１０ａとともに回転運動する。

回転筒２１０ｂは、搬送方向Ｚに延びる円筒形状の部材である。回転筒２１０ｂの軸線方向の長さＬ_１３は、内螺旋羽根２１０ａの長手方向長さＬ_１２と同程度である。また、回転筒２１０ｂの厚さＬ_１４は、一様であり、たとえば、１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内で適宜設定できる。

回転筒２１０ｂは、搬送方向Ｚ上流側端部に、流入開口部２１０ｂａが設けられている。また、回転筒２１０ｂは、搬送方向Ｚ下流側端部に、流出開口部２１０ｂｂが設けられている。

流入開口部２１０ｂａは、円筒形状の回転筒２１０ｂの軸線方向一端部に設けられ、この回転筒２１０ｂの内側の空間と外側の空間とを連通する略円形状の開口が形成されている。現像槽２０１内において回転筒２１０ｂの外側にある現像剤は、流入開口部２１０ｂａに形成される開口を経て、この回転筒２１０ｂの内側に流入する。

流出開口部２１０ｂｂは、円筒形状の回転筒２１０ｂの軸線方向他端部に設けられ、この回転筒２１０ｂの内側の空間と外側の空間とを連通する略円形状の開口が形成されている。回転筒２１０ｂの内側にある現像剤は、流出開口部２１０ｂｂに形成される開口を経て、この回転筒２１０ｂの外側に流出する。

このような回転筒２１０ｂの外側に、第１外螺旋羽根２１０ｃおよび第２外螺旋羽根２１０ｄが設けられる。第１外螺旋羽根２１０ｃは、内螺旋羽根２１０ａの搬送方向Ｚ上流側に連続的に設けられる。第２外螺旋羽根２１０ｄは、内螺旋羽根２１０ａの搬送方向Ｚ下流側に連続的に設けられる。

第１外螺旋羽根２１０ｃは、内螺旋羽根２１０ａとともに回転運動し、この回転運動によって、回転筒２１０ｂの外側における流入開口部２１０ｂａ付近の現像剤を、流入開口部２１０ｂａへと案内する。

本実施形態では、第１外螺旋羽根２１０ｃは、一続きの一般螺旋羽根であり、一般螺旋羽根面ｎ_１が搬送方向Ｚ下流側になるように設けられる。第１外螺旋羽根２１０ｃの内径Ｌ_１５は、たとえば、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲内で適宜設定でき、外径Ｌ_１６は、たとえば、１５ｍｍ以上３５ｍｍ以下の範囲内で適宜設定できる。また、たとえば、図１０を用いて説明した取付角度αは、３０°以上１５０°以下の範囲内で適宜設定できる。リード角θ_１は、たとえば、２０°以上７０°以下の範囲内で適宜設定できる。また、第１外螺旋羽根２１０ｃの厚さＬ_１７は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内で適宜設定でき、第１外螺旋羽根２１０ｃの長手方向長さＬ_１８は、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲内で適宜設定できる。

なお、本実施形態では、第１外螺旋羽根２１０ｃの内径Ｌ_１５が内螺旋羽根２１０ａの内径Ｌ_９と等しく、かつ、第１外螺旋羽根２１０ｃの外径Ｌ_１６が内螺旋羽根２１０ａの外径Ｌ_１０と等しく設定されており、第１外螺旋羽根２１０ｃと内螺旋羽根２１０ａとは滑らかに連なる。

第２外螺旋羽根２１０ｄは、内螺旋羽根２１０ａとともに回転運動し、この回転運動によって、回転筒２１０ｂの外側における流出開口部２１０ｂｂ付近の現像剤を、上部搬送路Ｐへと案内する。

本実施形態では、第２外螺旋羽根２１０ｄは、一続きの一般螺旋羽根であり、一般螺旋羽根面ｎ_１が搬送方向Ｚ下流側になるように設けられる。第２外螺旋羽根２１０ｄの内径Ｌ_１９は、たとえば、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲内で適宜設定でき、外径Ｌ_２０は、たとえば、１５ｍｍ以上３５ｍｍ以下の範囲内で適宜設定できる。また、たとえば、図１０を用いて説明した取付角度αは、３０°以上１５０°以下の範囲内で適宜設定できる。リード角θ_１は、たとえば、２０°以上７０°以下の範囲内で適宜設定できる。また、第２外螺旋羽根２１０ｄの厚さＬ_２１は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内で適宜設定でき、第２外螺旋羽根２１０ｄの長手方向長さＬ_２２は、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲内で適宜設定できる。

なお、本実施形態では、第２外螺旋羽根２１０ｄの内径Ｌ_１９が内螺旋羽根２１０ａの内径Ｌ_９と等しく、かつ、第２外螺旋羽根２１０ｄの外径Ｌ_２０が内螺旋羽根２１０ａの外径Ｌ_１０と等しく設定されており、第２外螺旋羽根２１０ｄと内螺旋羽根２１０ａとは滑らかに連なる。

このように構成される現像剤汲上搬送部２１０を備える現像装置２００によれば、汲上搬送路主要部Ｓ_１の鉛直方向下部にある現像剤は、回転筒２１０ｂの鉛直方向下部に形成される流入開口部２１０ｂａを経てこの回転筒２１０ｂの内側に流入する。そして、現像剤は、回転筒２１０ｂの内側の内螺旋羽根２１０ａによって鉛直方向上方へ搬送され、回転筒２１０ｂの鉛直方向上部に形成される流出開口部２１０ｂｂを経て、この回転筒２１０ｂの外側に流出する。このとき、回転筒２１０ｂは内螺旋羽根２１０ａとともに回転運動しており、この回転運動によって、内螺旋羽根２１０ａにより搬送される現像剤と回転筒２１０ｂの内壁との間に摩擦が生じ、その結果、現像剤が帯電する。

さらに、回転筒２１０ｂ内の現像剤は、内螺旋羽根２１０ａによって鉛直方向上方に搬送されるとき、引寄磁石２０９付近において、回転筒２１０ｂ内で、引寄磁石２０９に向かって水平方向に引き寄せられる。引き寄せられた現像剤は、回転筒２１０ｂの内壁を押圧した状態で、鉛直方向上方に搬送される。したがって、引寄磁石２０９による磁力が現像剤に充分に作用する位置では、現像剤と回転筒２１０ｂの内壁との間の摩擦力が大きくなり、現像剤はより帯電し易くなる。

よって、本発明に係る現像装置２００は、現像剤を充分に帯電させて搬送することができ、画像形成装置１００によって安定して良好な画像を形成することができる。また、現像装置２００は、トナーカートリッジ３００から現像槽２０１内に供給されたばかりのトナーであっても、引寄磁石２０９によって、迅速かつ充分に帯電させることができる。

なお、現像槽２０１に貯留される現像剤がトナーとキャリアとからなる２成分現像剤である場合、２成分現像剤が内螺旋羽根２１０ａにより搬送されるとき、２成分現像剤と回転筒２１０ｂの内壁との間の摩擦によって、２成分現像剤は攪拌される。したがって、現像装置２００によれば、トナーとキャリアとを充分に混合することができる。また、現像装置２００は、トナーカートリッジ３００から現像槽２０１に供給されたばかりのトナーであっても、引寄磁石２０９によって、迅速かつ充分に、キャリアと混合することができる。

また本実施形態では、内螺旋羽根２１０ａの鉛直方向下部に第１外螺旋羽根２１０ｃが設けられ、この第１外螺旋羽根２１０ｃによって現像剤を回転筒２１０ｂの鉛直方向下部に形成される流入開口部２１０ｂａへと案内することができる。これによって、汲上搬送路主要部Ｓ_１の鉛直方向下部に現像剤が滞留することを抑えることができる。なお、本発明の他の実施形態としては、第１外螺旋羽根２１０ｃが設けられなくてもよい。第１外螺旋羽根２１０ｃが設けられない場合であっても、汲上搬送路主要部Ｓ_１に搬送された現像剤は、下部搬送路Ｑから搬送されてくる現像剤によって押し上げられるので、回転筒２１０ｂ内に流入することが可能である。

また本実施形態では、内螺旋羽根２１０ａの鉛直方向上部に第２外螺旋羽根２１０ｄが設けられ、この第２外螺旋羽根２１０ｄによって現像剤を上部搬送路Ｐへと案内することができる。これによって、現像剤が回転筒２１０ｂと現像槽２０１の内壁との隙間に入り込むことを抑えることができ、より確実に、現像剤を上部搬送路Ｐへ移動させることができる。なお、本発明の他の実施形態としては、第２外螺旋羽根２１０ｄが設けられなくてもよい。第２外螺旋羽根２１０ｄが設けられない場合であっても、回転筒２１０ｂから流出した現像剤の少なくとも一部は、上部搬送路Ｐへ移動することが可能である。

また本実施形態では、汲上搬送路主要部Ｓ_１の鉛直方向下部は、下部搬送路Ｑの鉛直方向下部よりも鉛直方向下方に設けられる。よって、汲上搬送路主要部Ｓ_１の鉛直方向下部が下部搬送路Ｑの鉛直方向下部よりも鉛直方向上方に設けられる場合と比較して、より円滑に、現像剤を汲上搬送路主要部Ｓ_１へ移動させることができる。なお、本発明の他の実施形態としては、汲上搬送路主要部Ｓ_１の鉛直方向下部は、下部搬送路Ｑの鉛直方向下部よりも鉛直方向下方に設けられなくてもよい。

また本実施形態では、回転筒２１０ｂの鉛直方向上部は、上部搬送路Ｐの鉛直方向下部よりも鉛直方向上方に設けられる。よって、回転筒２１０ｂの鉛直方向上部が上部搬送路Ｐの鉛直方向下部よりも鉛直方向下方に設けられる場合と比較して、より円滑に、現像剤を上部搬送路Ｐへ移動させることができる。なお、本発明の他の実施形態としては、回転筒２１０ｂの鉛直方向上部は、上部搬送路Ｐの鉛直方向下部よりも鉛直方向上方に設けられなくてもよい。

また本実施形態では、隔壁鉛直部２０７ｂによって、汲上搬送路Ｓは、汲上搬送路主要部Ｓ_１と現像剤供給路Ｓ_２とに区分される。そして、現像剤供給路Ｓ_２は、現像剤を供給するための供給口部２０５ａに形成される開口と連通するとともに、現像剤汲上搬送部２１０が設けられる汲上搬送路主要部Ｓ_１の鉛直方向下部と連通する。したがって、供給口部２０５ａにおいて供給された新規の現像剤は、回転筒２１０ｂの鉛直方向下部に形成される流入開口部２１０ｂａに速やかに導かれる。よって、現像装置２００は、現像槽２０１内に既に貯留されていた現像剤と供給された新規の現像剤とを、速やかに混合することができる。

次に、本発明の他の実施形態である、現像装置２００とは異なる現像装置について説明する。この現像装置は、現像剤汲上搬送部２１０の代わりに現像剤汲上搬送部２２０が設けられること以外は、現像装置２００と同様の構成であるので、現像剤汲上搬送部２２０以外の部材についての説明は省略する。

図１１は、現像剤汲上搬送部２２０を示す模式図である。現像剤汲上搬送部２２０は、内螺旋羽根２１０ａと、回転筒２１０ｂと、第１外螺旋羽根２１０ｃと、錐状外螺旋羽根２２１と、汲上回転軸部材２１０ｅと、汲上ギア２１０ｆとを含む。内螺旋羽根２１０ａ、回転筒２１０ｂと、第１外螺旋羽根２１０ｃ、汲上回転軸部材２１０ｅ、および汲上ギア２１０ｆについては、説明を省略する。

錐状外螺旋羽根２２１は、内螺旋羽根２１０ａの搬送方向Ｚ下流側に連続的に設けられ、内螺旋羽根２１０ａとともに回転運動し、この回転運動によって、回転筒２１０ｂの外側における流出開口部２１０ｂｂ付近の現像剤を、上部搬送路Ｐへと案内する。錐状外螺旋羽根２２１は、内径が一定で、かつ、搬送方向Ｚ上流側に向かうにつれて外径が連続的に小さくなる形状である。

本実施形態では、錐状外螺旋羽根２２１は、一続きの錐状一般螺旋羽根である。本発明において、「錐状一般螺旋羽根」とは、概略的には、一般螺旋羽根を、その内径を一定に保ちながら、その外径を連続的に変化させた形状の部材である。より詳細には、以下に説明する錐状一般螺旋羽根面を主面とする所定の厚さの部材である。

本発明において、「錐状一般螺旋羽根面」とは、仮想円柱Ｋ_３（以下では、半径をｒ_２とする）の側面上の１つの一般螺線Ｃ_２（リード角をθ_２とする）に沿って、仮想円柱Ｋ_３の外部にある１つの線分Ｊ_２を、取付角度βを保ったまま、仮想円柱Ｋ_３の径方向におけるこの線分Ｊ_２の長さｍ_２を連続的に小さくなるように変化させながら、仮想円柱Ｋ_３の軸線に平行な一方向Ｄ_２に移動させたときの、この線分Ｊ_２の軌跡がなす面である。ここで、「取付角度β」とは、仮想円柱Ｋ_３の軸線と線分Ｊ_２とを含む面において、線分Ｊ_２と、この線分Ｊ_２と仮想円柱Ｋ_３との接点から一方向Ｄ_２に延びる半直線と、のなす角度であって、０°より大きく１８０°より小さい角度である。

以下に、錐状一般螺旋羽根面の一例として、１周期分の一般螺線に沿って線分を移動させたときの錐状一般螺旋羽根面（以下では、「１周期分の錐状一般螺旋羽根面」と表す）を示す。図１２は、１周期分の錐状一般螺旋羽根面について説明するための図である。図１２（ａ）は、仮想円柱Ｋ_３の側面と、仮想円柱Ｋ_３の側面上の右回りの一般螺線Ｃ_２と、一般螺線Ｃ_２上を一方向Ｄ_２に移動する線分Ｊ_２の開始位置および終了位置と、を示している。図１２（ａ）の紙面において最も下側に示す線分Ｊ_２は移動の際の開始位置を示し、最も上側に示す線分Ｊ_２は終了位置を示している。図１２（ａ）に示すように、取付角度β（図１２ではβ＝９０°）を一定に保ちつつ、仮想円柱Ｋ_３の径方向における線分Ｊ_２の長さｍ_２を連続的に小さくなるように変化させながら、一般螺線Ｃ_２に沿って一方向Ｄ_２に線分Ｊ_２を移動させるとき、この線分Ｊ_２の軌跡が錐状一般螺旋羽根面となる。

図１２（ｂ）〜図１２（ｄ）に示すように、錐状一般螺旋羽根面の外周部は、仮想円柱Ｋ_３と軸線が一致する仮想錐台の側面に内接する。ここで、本発明において「錐台」とは、面積の異なる２つの底面を有し、軸線がこの２つの底面を通り、かつ、軸線方向のうちの一方向に向かうにつれて外径が連続的に小さくなる立体である。線分Ｊ_２の長さｍ_１の変化のさせ方によって、錐状一般螺旋羽根面が内接する仮想錐台の形状は異なる。また、本発明において、錐状一般螺旋羽根面の外周部とは、錐状一般螺旋羽根面において仮想錐台の軸線から最も遠い部分である。

図１２（ｂ）は、仮想直円錐台Ｋ_４に内接する錐状一般螺旋羽根面ｎ_２を示している。本発明において、「直円錐台」とは、直円錐を底面に平行な平面で二分して得られる立体のうち、円錐ではない方の立体である。一般螺線Ｃ_２に沿った単位移動距離当たりの線分Ｊ_２の長さｍ_２の変化量が一定のとき、線分Ｊ_２の軌跡は、図１２（ｂ）において斜線部で示す錐状一般螺旋羽根面ｎ_２となり、その外周部は、仮想直円錐台Ｋ_４の側面に内接する。

図１２（ｃ）は、仮想圧縮直円錐台Ｋ_５に内接する錐状一般螺旋羽根面ｎ_３を示している。本発明において、「圧縮直円錐台」とは、直円錐台の側面を、軸線に近付く向きに湾曲させた形状の立体である。一方向Ｄ_２に進むにつれて一般螺線Ｃ_２に沿った単位移動距離当たりの線分Ｊ_２の長さｍ_２の変化量が次第に小さくなるとき、線分Ｊ_２の軌跡は、図１２（ｃ）において斜線部で示す錐状一般螺旋羽根面ｎ_３となり、その外周部は、仮想圧縮直円錐台Ｋ_５の側面に内接する。

図１２（ｄ）は、仮想膨張直円錐台Ｋ_６に内接する錐状一般螺旋羽根面ｎ_４を示している。本発明において、「膨張直円錐台」とは、直円錐台の側面を、軸線から離れる向きに湾曲させた形状の立体である。一方向Ｄ_２に進むにつれて一般螺線Ｃ_２に沿った単位移動距離当たりの線分Ｊ_２の長さｍ_２の変化量が次第に大きくなるとき、線分Ｊ_２の軌跡は、図１２（ｄ）において斜線部で示す錐状一般螺旋羽根面ｎ_４となり、その外周部は、仮想膨張直円錐台Ｋ_６の側面に内接する。

このような錐状一般螺旋羽根面を主面とする部材が錐状一般螺旋羽根である。本実施形態のように錐状外螺旋羽根２２１として用いられる場合、錐状一般螺旋羽根は、錐状一般螺旋羽根面ｎ_２，ｎ_３，ｎ_４が搬送方向Ｚ下流側になるように設けられ、この錐状一般螺旋羽根面ｎ_２，ｎ_３，ｎ_４によって現像剤が搬送方向Ｚ下流側に搬送される。

また、錐状外螺旋羽根２２１として錐状一般螺旋羽根が用いられる場合、錐状外螺旋羽根２２１（錐状一般螺旋羽根）の内径Ｌ_２３は、図１２（ａ）に示す仮想円柱Ｋ_３の半径ｒ_２の２倍の値となり、外径Ｌ_２４は、図１２（ｂ）〜図１２（ｃ）に示すように、搬送方向Ｚ下流側に向かうにつれて、２ｍ_２の最大値＋２ｒ_２から、２ｍ_２の最小値＋２ｒ_２まで、連続的に変化する。ここで、錐状外螺旋羽根２２１（錐状一般螺旋羽根）の内径Ｌ_２３とは、錐状外螺旋羽根２２１（錐状一般螺旋羽根）の内周部と仮想円柱Ｋ_３の軸線との間の距離の２倍の値であり、この内周部は、仮想円柱Ｋ_３の軸線に垂直な断面において、この仮想円柱Ｋ_３の軸線からの距離が最も近くなる錐状外螺旋羽根２２１（錐状一般螺旋羽根）上の一部分である。また、錐状外螺旋羽根２２１（錐状一般螺旋羽根）の外径Ｌ_２４とは、錐状外螺旋羽根２２１（錐状一般螺旋羽根）の外周部と仮想円柱Ｋ_３の軸線との間の距離の２倍の値であり、この外周部は、仮想円柱Ｋ_３の軸線に垂直な断面において、この仮想円柱Ｋ_３の軸線からの距離が最も遠くなる錐状外螺旋羽根２２１（錐状一般螺旋羽根）上の一部分である。

錐状外螺旋羽根２２１の内径Ｌ_２３は、たとえば、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲内で適宜設定できる。錐状外螺旋羽根２２１の外径Ｌ_２４の最小値は、たとえば、１５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲内で適宜設定でき、最大値は、たとえば、２５ｍｍ以上３５ｍｍ以下の範囲内で適宜設定できる。また、たとえば、取付角度βは９０°でなくともよく、３０°以上１５０°以下の範囲内で適宜設定できる。リード角θ_２は、たとえば、２０°以上７０°以下の範囲内で適宜設定できる。また、錐状外螺旋羽根２２１の厚さＬ_２５は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内で適宜設定でき、錐状外螺旋羽根２２１の長手方向長さＬ_２６は、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲内で適宜設定できる。

なお、本実施形態では、錐状外螺旋羽根２２１の外径Ｌ_２４の最大値が内螺旋羽根２１０ａの外径Ｌ_１０に等しく、かつ、錐状外螺旋羽根２２１の内径Ｌ_１４が内螺旋羽根２１０ａの内径Ｌ_９に等しく設定されており、錐状外螺旋羽根２２１と内螺旋羽根２１０ａとは滑らかに連なる。

このような現像剤汲上搬送部２２０を備える現像装置によれば、内螺旋羽根２１０ａの鉛直方向上部に、内径が一定で、かつ、搬送方向Ｚ下流側に向かうにつれて外径が連続的に小さくなる形状の錐状外螺旋羽根２２１が設けられるので、回転筒２１０ｂよりも搬送方向Ｚ下流側において、現像剤汲上搬送部２２０よって搬送される現像剤の量を、搬送方向Ｘ下流側へ向かうにつれて次第に小さくすることができる。これによって、現像剤の流動性が極度に低下している場合であっても、現像剤汲上搬送部２２０と現像槽カバー２０５とによって現像剤が挟まれて圧縮されることを防ぐことができる。

上記の各実施形態では、引寄磁石２０９として永久磁石が用いられているけれども、本発明としては、永久磁石の代わりに電磁石が用いられてもよい。以下では、引寄磁石２０９として電磁石が用いられる場合について説明する。

電磁石は、鉄芯と、鉄芯を取り巻くコイルと、コイルに電流を印加する電流源とから構成される。引寄磁石２０９として電磁石を用いる場合は、コイルの巻き数や電流値を適宜変更することで、回転筒２１０ｂの軸線上の点に３０ｍＴ〜１００ｍＴ程度の磁束密度の磁場を発生させ、この磁場によって、現像剤を少なくとも水平方向に引き寄せる。

引寄磁石２０９として電磁石を用いる場合、永久磁石とは異なり、状況に応じて発生させる磁場の強さを変更することができるので、より効率的に現像剤を帯電させることができる。たとえば、トナーカートリッジ３００から現像槽２０１にトナーが供給された場合において、トナーの供給量が多いときは強い磁場を発生させ、トナーの供給量が少ないときは弱い磁場を発生させるというような、トナーの供給量に応じた磁場の調節を行うことができる。

また、引寄磁石２０９として電磁石を用いる場合は、時期に応じて発生させる磁場の強さを調節することもできる。たとえば、引寄磁石２０９として電磁石を用いる現像装置２００によれば、現像槽２０１の外部からこの現像槽２０１の内部へ現像剤が供給された時点から所定時間経過時点までの期間中は、他の期間中と比較して、引寄磁石２０９（電磁石）によって発生する磁場の回転筒２１０ｂ内の全磁束の最大値が大きくなるように、引寄磁石２０９（電磁石）のコイルに印加する電流値を大きくして引寄磁石２０９（電磁石）を作動させて、現像剤を引き寄せるとともに、内螺旋羽根２１０ａによって現像剤を搬送することで、現像剤を攪拌しつつ搬送することが可能である。本実施形態では、上記所定時間は３０秒程度である。なお、ある期間中において、回転筒２１０ｂ内の全磁束が一定値である場合は、その一定値を最大値とみなす。

このように、現像槽２０１内へ現像剤が供給された時点から所定時間経過時点までの期間中に、引寄磁石２０９（電磁石）によって発生する磁場の回転筒２１０ｂ内の全磁束の最大値が大きくなるように引寄磁石２０９（電磁石）を作動させることで、新規の現像剤が供給されたときには、引寄磁石２０９（電磁石）によって現像剤を迅速に帯電させることができるとともに、新規の現像剤が供給されていないときには、現像剤に生じるストレスを抑えることができる。

引寄磁石２０９（電磁石）を作動させる場合、この期間中に引寄磁石２０９（電磁石）を連続的に作動させてもよいけれども、引寄磁石２０９（電磁石）を断続的に作動させることが好ましい。引寄磁石２０９（電磁石）を断続的に作動させることによって、回転筒２１０ｂ内において、引寄磁石２０９（電磁石）による現像剤の水平方向の移動が活発になるので、現像剤をより確実に帯電させることができる。引寄磁石２０９（電磁石）を断続的に作動させる場合、周波数が０．２Ｈｚ〜１Ｈｚ程度の矩形波電流や正弦波電流を、引寄磁石２０９（電磁石）のコイルに印加すればよい。

２０ トナー像形成部
３０ 転写部
４０ 定着部
５０ 記録媒体供給部
６０ 排出部
１００ 画像形成装置
２００，２００ｂ，２００ｃ，２００ｍ，２００ｙ 現像装置
２０１ 現像槽
２０２ 上部現像剤搬送部
２０３ 下部現像剤搬送部
２０４ 現像ローラ
２０５ 現像槽カバー
２０５ａ 供給口部
２０６ ドクターブレード
２０７ 隔壁
２０７ａ 隔壁水平部
２０７ｂ 隔壁鉛直部
２０８ トナー濃度検知センサ
２０９ 引寄磁石
２１０ 現像剤汲上搬送部
２１０ａ 内螺旋羽根
２１０ｂ 回転筒
２１０ｃ 第１外螺旋羽根
２１０ｄ 第２外螺旋羽根
２１０ｅ 汲上回転軸部材
２１０ｆ 汲上ギア
２５０，２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｍ，２５０ｙ トナー供給パイプ
３００，３００ｂ，３００ｃ，３００ｍ，３００ｙ トナーカートリッジ

Claims (10)

1. 強磁性体を含む現像剤を貯留し、この現像剤を像担持体に供給することで、像担持体上の静電潜像を現像する現像装置において、
   現像剤を貯留する現像槽であって、その内部空間を区分する隔壁が設けられる現像槽と、
   前記現像槽内の現像剤を主に水平方向に搬送する上部現像剤搬送部および下部現像剤搬送部と、
   前記現像槽内の現像剤を主に鉛直方向上方に搬送する現像剤汲上搬送部と、
   前記現像槽内の現像剤を少なくとも水平方向に引き寄せる引寄磁石とを有し、
   前記隔壁は、前記現像槽の内部空間を、
   この隔壁の長手方向に沿い、主に水平方向に延びる上部搬送路と、
   前記上部搬送路の鉛直方向下方において、この隔壁を挟んで主に水平方向に延びる下部搬送路と、
   この隔壁の長手方向一端側において前記上部搬送路と前記下部搬送路とを連通する連通路と、
   この隔壁の長手方向他端側において前記上部搬送路と前記下部搬送路とを連通し、主に鉛直方向に延びる汲上搬送路とに区分し、
   前記上部現像剤搬送部は、前記上部搬送路内に設けられ、前記長手方向他端側から前記長手方向一端側へ向けて現像剤を搬送し、
   前記下部現像剤搬送部は、前記下部搬送路内に設けられ、前記長手方向一端側から前記長手方向他端側へ向けて現像剤を搬送し、
   前記現像剤汲上搬送部は、前記汲上搬送路内に設けられ、
   仮想的な円柱の側面を取り巻く形状の内螺旋羽根であって、この仮想的な円柱の軸線を中心とする回転運動によって、主に鉛直方向上方へ向けて現像剤を搬送する内螺旋羽根と、
   前記内螺旋羽根の外周部を取り囲み、前記内螺旋羽根とともに回転運動する回転筒であって、鉛直方向における両端部が開口している回転筒とを含み、
   前記引寄磁石は、前記回転筒に対して水平方向に離間した位置に設けられることを特徴とする現像装置。
2. 前記引寄磁石は、電磁石であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記現像剤汲上搬送部は、前記回転筒の外側にある現像剤を前記回転筒の鉛直方向下部側の開口へと案内する第１外螺旋羽根であって、前記内螺旋羽根の鉛直方向下部に連なる第１外螺旋羽根を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
4. 前記現像剤汲上搬送部は、前記回転筒の外側にある現像剤を前記上部搬送路へと案内する第２外螺旋羽根であって、前記内螺旋羽根の鉛直方向上部に連なる第２外螺旋羽根を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の現像装置。
5. 前記汲上搬送路の鉛直方向下部は、前記下部搬送路の鉛直方向下部よりも鉛直方向下方に設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の現像装置。
6. 前記回転筒の鉛直方向上部は、前記上部搬送路の鉛直方向下部よりも鉛直方向上方に設けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の現像装置。
7. 前記現像槽には、この現像槽内に現像剤を供給するための供給口部であって、前記汲上搬送路と連通する開口が形成される供給口部が設けられ、
   前記隔壁は、前記汲上搬送路を、前記供給口部の開口と連通する現像剤供給路と、前記現像剤汲上搬送部が設けられる汲上搬送路主要部とに区分し、
   前記現像剤供給路は、前記汲上搬送路主要部の鉛直方向下部と連通することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の現像装置。
8. 電子写真方式の画像形成装置において、
   請求項１〜７のいずれか１つに記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項２に記載の現像装置を用いる現像剤攪拌搬送方法であって、
   前記現像槽の外部からこの現像槽の内部へ現像剤が供給された時点から所定時間経過時点までの期間中は、前記電磁石によって発生する磁場の前記回転筒内の全磁束の最大値が、他の期間中と比較して、大きくなるように前記電磁石を作動させるとともに、前記内螺旋羽根によって前記現像剤を搬送することで、前記現像剤を攪拌しつつ搬送することを特徴とする現像剤攪拌搬送方法。
10. 前記電磁石を断続的に作動させることを特徴とする請求項９に記載の現像剤攪拌搬送方法。

Images