JP2010176040A - 現像装置、画像形成装置および現像装置のクリーニング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤が凝集した状態で現像槽内壁に付着するのを防止し、現像剤の搬送性を維持することができる現像装置、画像形成装置および現像装置のクリーニング方法を提供する。
【解決手段】現像装置２に、トナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤を収容する現像槽１１１と、軸線回りに回転する第１回転軸１１２ｂと、第１回転軸１１２ｂを取巻き第１回転軸１１２ｂとともに回転する、強磁性体を含む第１螺旋羽根１１２ａとを備える第１搬送部１１２と、軸線回りに回転する第２回転軸１１３ｂと、第２回転軸１１３ｂを取巻き第２回転軸１１３ｂとともに回転する、強磁性体を含む第２螺旋羽根１１３ａとを備える第２搬送部１１３と、第１螺旋羽根１１２ａを磁化する第１電磁石１１８ａと、第２螺旋羽根１１３ａを磁化する第２電磁石１１８ｂとを設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、トナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤によって現像する現像装置、画像形成装置および現像装置のクリーニング方法に関する。

従来から、複写機、プリンタなどの画像形成装置には、電子写真方式の画像形成装置が多く使用されている。電子写真方式の画像形成装置は、感光体（トナー像担持体）の表面に静電潜像を形成し、現像装置から供給されたトナーによって前記静電潜像を現像し、現像されたトナー像を用紙等の記録媒体に転写し定着させることで、記録媒体上に画像を形成する。

近年の画像形成装置は、形成画像のカラー化および高画質化のために、トナーの帯電安定性に優れる２成分現像剤を現像剤として使用している。２成分現像剤は、トナーとキャリアとからなり、それらが現像装置の現像槽内で攪拌されることによって、トナーとキャリアとの摩擦が生じ、当該摩擦によってトナーは適正に帯電する。

近年では、画像形成装置の高速化および小型化が要求されており、高速化のためには、２成分現像剤の帯電を迅速かつ充分に行い、２成分現像剤の搬送を迅速に行う必要がある。特に、現像槽に補給されたトナーを２成分現像剤中に迅速に分散させて適正に帯電させる必要がある。

特許文献１には、２成分現像剤が循環搬送される２つの現像剤搬送路と、当該現像剤搬送路において２成分現像剤を攪拌しながら搬送する２つの現像剤搬送部材と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に記載の現像装置は、螺旋状の現像剤搬送部材によって、効率良く２成分現像剤を搬送している。

特開平１０−６３０８１号公報

しかしながら、現像剤搬送性の高い螺旋状の現像剤搬送部材を備えた現像装置であっても、現像剤搬送部材が高速回転することによる遠心力および発生する熱によって、現像槽内壁に現像剤が凝集した状態で付着し、現像剤の流れは悪くなってしまう。

本発明は、上述した問題を解消するためになされたものであって、現像剤が凝集した状態で現像槽内壁に付着するのを防止し、現像剤の搬送性を維持することができる現像装置、画像形成装置および現像装置のクリーニング方法を提供することを目的とする。

本発明は、トナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤を収容する現像剤収容手段と、
回転軸と、強磁性体を含んで構成され、前記回転軸を螺旋状に取巻き、当該回転軸とともに回転する螺旋羽根とを備える現像剤搬送手段と、
前記螺旋羽根を磁化する磁化手段とを備えることを特徴とする現像装置である。

また本発明は、前記螺旋羽根に前記磁化手段による磁場が働いている状態と、働いていない状態とを、切換える切換手段を備えることを特徴とする。

また本発明は、前記磁化手段は、前記回転軸の一端部付近にのみ備えられる電磁石であり、
前記切換手段は、前記電磁石に電流を印加する電源であることを特徴とする。

また本発明は、前記強磁性体は、残留磁化が小さいことを特徴とする。
また本発明は、前記回転軸は残留磁化が小さい金属材料からなることを特徴とする。

また本発明は、前記螺旋羽根と前記回転軸とが、残留磁化が小さい金属材料で一体化されてなることを特徴とする。

また本発明は、前記螺旋羽根は、前記強磁性体としてフェライト粒子を含む樹脂からなることを特徴とする。

また本発明は、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、強磁性体を含む螺旋羽根を備える現像剤搬送手段を磁化し、現像剤収容手段に収容されるトナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤を、磁化された当該現像剤搬送手段によって攪拌することを特徴とする現像装置のクリーニング方法である。

本発明によれば、磁化手段によって強磁性体を含む螺旋羽根が磁化される。磁化された螺旋羽根は、磁性キャリアを拘束し、螺旋羽根の径方向端部に磁気ブラシを形成する。よって、本発明の現像装置は、現像剤搬送手段を回転させることで、現像剤収容手段内壁に凝集した状態で付着した現像剤を磁気ブラシで摺擦し、現像剤収容手段内壁から剥離させて、現像剤収容手段をクリーニングすることができる。したがって、当該現像装置は、現像剤が凝集した状態で現像剤収容手段内壁に付着するのを防止することで、現像剤の搬送性を維持することができる。

また本発明によれば、切換手段は、螺旋羽根に磁化手段による磁場が働いている状態と働いていない状態とを切換えることができる。よって切換手段は、現像剤収容手段のクリーニング中は、螺旋羽根に磁化手段による磁場が働いている状態とし、クリーニング中以外では、螺旋羽根に磁化手段による磁場が働いていない状態とすることができる。したがって、本発明の現像装置は、現像剤収容手段のクリーニング中以外では、クリーニング中に比べて、螺旋羽根が磁性キャリアを拘束する力を小さくすることができるので、２成分現像剤を効率的に攪拌搬送することができる。

また本発明によれば、回転軸の一端部付近にのみ磁化手段が備えられるので、磁化手段が回転軸の一端部付近以外に備えられる場合に比べて、螺旋羽根は磁化されやすくなり、よって、磁化手段の数を少なくしたり、磁化手段の大きさを小さくしたりでき、現像装置は小型化することができる。また、電磁石は電源からの電流の印加を止めるだけで磁場を消滅させることができるので、磁化手段として永久磁石を用いる場合に比べて、簡単な機構で、螺旋羽根に磁化手段による磁場が働いている状態と働いていない状態とを切換えることができ、よって、現像装置は小型化することができる。また、本発明の現像装置は、回転軸の一端部付近にのみ備えられる磁化手段で螺旋羽根を磁化することによって、回転軸付近に比べて螺旋羽根の径方向端部における磁束密度を高くし、均一な磁気ブラシを形成するので、現像剤収容手段をよりクリーニングすることができる。

また本発明によれば、螺旋羽根に含まれる強磁性体は残留磁化が小さいので、切換手段によって、螺旋羽根に磁化手段による磁場が働いていない状態に切換えられると、螺旋羽根は磁性キャリアを拘束する力を失う。よって、本発明の現像装置は、螺旋羽根に磁場が働いていない状態に切換えることで、螺旋羽根に拘束されていた磁性キャリアを速やかに開放することができ、磁性キャリアを拘束せずに現像剤搬送手段を回転させることできるので、現像剤収容手段のクリーニング中以外で現像剤搬送手段を回転させるときに、現像剤に発生するストレスを低減することができ、現像剤の寿命が短くなることを防止できる。

また本発明によれば、回転軸は金属材料からなるので剛性が高い。よって、本発明の現像装置は、回転軸が変形しにくく、長期間使用することができる。また、回転軸は残留磁化が小さい金属材料からなるので、螺旋羽根全体が均一に磁化され、磁化手段から離れている螺旋羽根の部分であっても、磁気ブラシが安定して形成される。したがって、本発明の現像装置は、磁気ブラシを安定して形成することができ、現像剤収容手段をよりクリーニングすることができる。

また、回転軸は残留磁化が小さいので、回転軸に磁場が働いていない状態に切換えられると、螺旋羽根は速やかに磁化されていない状態となり、螺旋羽根に拘束されていた磁性キャリアは速やかに開放される。よって、本発明の現像装置は、現像剤収容手段のクリーニング中以外において、磁性キャリアを拘束せずに現像剤搬送手段を回転させることできるので、現像剤搬送手段を回転させる際に、現像剤に発生するストレスを低減することができ、現像剤の寿命が短くなることを防止できる。

また本発明によれば、螺旋羽根と回転軸とが金属材料で一体化されてなるので、現像剤搬送手段は、剛性が高く、かつ、小型化することができる。よって、本発明の現像装置は、長期間使用することができ、かつ、現像剤収容手段を小型化することで装置全体を小型化することができる。また、本発明の現像装置は、螺旋羽根が残留磁化の小さな金属材料からなるので、現像剤収容手段のクリーニング中以外で現像剤搬送手段を回転させるときに、現像剤に発生するストレスを低減することができ、現像剤の寿命が短くなることを防止できる。また、本発明の現像装置は、回転軸が残留磁化の小さな金属材料からなるので、螺旋羽根全体を均一に磁化することができ、磁化手段から離れている螺旋羽根の部分であっても、磁気ブラシを安定して形成することができ、現像剤収容手段をよりクリーニングすることができる。

また本発明によれば、螺旋羽根は樹脂によって作製される。よって、本発明の現像装置は、複雑な形状に作製された螺旋羽根を備えることができ、現像剤収容手段をよりクリーニングすることができる。

また本発明によれば、現像装置は、現像剤が凝集した状態で現像剤収容手段内壁に付着するのを防止し、現像剤の搬送性を維持することができる。よって、本発明の画像形成装置は、画像濃度ムラのない画像を安定して、かつ、高速に形成することができる。

また本発明によれば、現像剤搬送手段を磁化し、磁化された当該現像剤搬送手段によって２成分現像剤を攪拌するだけで、現像剤収容手段内壁をクリーニングできる。よって、いつでも現像剤収容手段内壁に凝集した状態で付着した現像剤を取除くことができ、現像剤の搬送性を維持することができるので、画像濃度ムラの発生を未然に防ぐことができる。

画像形成装置１００の断面を概略的に示す模式図である。 現像装置２の断面を概略的に示す模式図である。 図２の切断面線Ａ−Ａで現像装置２を切断したときの断面図である。 図２の切断面線Ｂ−Ｂで現像装置２を切断したときの断面図である。 トナー補給部２２の断面を概略的に示す模式図である。 図５の切断面線Ｃ−Ｃでトナー補給部２２を切断したときの断面図である。 現像装置２のクリーニングモードを説明するための図である。 Ｄで示される領域を拡大した現像装置２の模式図である。

本発明の画像形成装置は、後に詳述する本発明の現像装置を備える。図１は、本発明の画像形成装置の実施形態である画像形成装置１００の断面を概略的に示す模式図である。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。すなわち、画像形成装置１００においては、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、図示しない操作部またはスキャナ部を介した操作入力、パーソナルコンピュータ、携帯端末装置、情報記録記憶媒体、メモリ装置を用いる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によって、印刷モードが選択される。

画像形成装置１００は、露光ユニット１と、本発明の現像装置の実施形態である現像装置２ｋ，２ｃ，２ｍ，２ｙと、感光体ドラム３ｋ，３ｃ，３ｍ，３ｙと、クリーニングユニット４ｋ，４ｃ，４ｍ，４ｙと、帯電部５ｋ，５ｃ，５ｍ，５ｙと、中間転写ローラ６ｋ，６ｃ，６ｍ，６ｙを含む中間転写ベルトユニット８と、定着ユニット１２と、記録媒体搬送部１３と、トナー補給部２２ｋ，２２ｃ，２２ｍ，２２ｙと、図示しない制御ユニットとを備える。現像装置２ｋ，２ｃ，２ｍ，２ｙ、感光体ドラム３ｋ，３ｃ，３ｍ，３ｙ、クリーニングユニット４ｋ，４ｃ，４ｍ，４ｙ、帯電部５ｋ，５ｃ，５ｍ，５ｙ、中間転写ローラ６ｋ，６ｃ，６ｍ，６ｙ、トナー補給部２２ｋ，２２ｃ，２２ｍ，２２ｙ、ならびに現像装置２ｋ，２ｃ，２ｍ，２ｙおよびトナー補給部２２ｋ，２２ｃ，２２ｍ，２２ｙに含まれる各部材は、カラー画像情報に含まれる黒（ｋ）、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つずつ設けられている。上記のように、各色に応じて４つずつ設けられる各部材は、各色を表すアルファベット（ｋ，ｃ，ｍ，ｙ）を参照符号の末尾に付して区別する。また、各部材を総称する場合は各色を表すアルファベットを参照符号の末尾に付さないで表す。

感光体ドラム３は、図示しない駆動部により、軸線回りに回転駆動可能に支持され、図示しない、導電性基体と、導電性基体の表面に形成される感光層とを含む。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、薄膜シート状などが挙げられる。これらの中でも円筒状が好ましい。導電性基体は導電性材料によって形成される。導電性材料としては、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、アルミニウム、銅、真鍮、亜鉛、ニッケル、ステンレス鋼、クロム、モリブデン、バナジウム、インジウム、チタン、金、白金などの金属、これらの２種以上の合金、合成樹脂フィルム、金属フィルム、紙などのフィルム状基体にアルミニウム、アルミニウム合金、酸化錫、金、酸化インジウムなどの１種または２種以上からなる導電性層を形成してなる導電性フィルム、導電性粒子および導電性ポリマーの少なくとも一方を含有する樹脂組成物などが挙げられる。なお、導電性フィルムに用いられるフィルム状基体としては、合成樹脂フィルムが好ましく、ポリエステルフィルムが特に好ましい。また、導電性フィルムにおける導電性層の形成方法としては、蒸着、塗布などが好ましい。

感光層は、たとえば、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とを積層することにより形成される。その際、導電性基体と電荷発生層または電荷輸送層との間には、下引き層を設けるのが好ましい。下引き層を設けることによって、導電性基体の表面に存在する傷および凹凸を被覆して、感光層表面を平滑化できる、繰り返し使用時における感光層の帯電性の劣化を防止できる、低温および低湿の少なくとも一方の環境下における感光層の帯電特性を向上できるといった利点が得られる。また最上層に感光体表面保護層を設けた耐久性の大きい三層構造の積層感光体であっても良い。

電荷発生層は、光照射により電荷を発生する電荷発生物質を主成分とし、必要に応じて公知の結着樹脂、可塑剤、増感剤などを含有する。電荷発生物質としては、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、ペリレンイミド、ペリレン酸無水物などのペリレン系顔料、キナクリドン、アントラキノンなどの多環キノン系顔料、金属および無金属フタロシアニン、ハロゲン化無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、スクエアリウム色素、アズレニウム色素、チアピリリウム色素、カルバゾール骨格、スチリルスチルベン骨格、トリフェニルアミン骨格、ジベンゾチオフェン骨格、オキサジアゾール骨格、フルオレノン骨格、ビススチルベン骨格、ジスチリルオキサジアゾール骨格またはジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料などが挙げられる。これらの中でも、無金属フタロシアニン顔料、オキソチタニルフタロシアニン顔料、フローレン環およびフルオレノン環の少なくとも一方を含有するビスアゾ顔料、芳香族アミンからなるビスアゾ顔料、トリスアゾ顔料などは高い電荷発生能を有し、高感度の感光層を得るのに適する。電荷発生物質は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。電荷発生物質の含有量は特に制限はないけれども、電荷発生層中の結着樹脂１００重量部に対して好ましくは５〜５００重量部、さらに好ましくは１０〜２００重量部である。電荷発生層用の結着樹脂としてもこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン、アクリル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、ポリカーボネート、フェノキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアリレート、ポリアミド、ポリエステルなどが挙げられる。結着樹脂は１種を単独で使用できまたは必要に応じて２種以上を併用できる。

電荷発生層は、電荷発生物質および結着樹脂、ならびに必要に応じて可塑剤、増感剤などのそれぞれ適量を、これらの成分を溶解または分散し得る適切な有機溶媒に溶解または分散して電荷発生層塗液を調製し、この電荷発生層塗液を導電性基体表面に塗布し、乾燥することにより形成できる。このようにして得られる電荷発生層の膜厚は特に制限されないけれども、好ましくは０．０５〜５μｍ、さらに好ましくは０．１〜２．５μｍである。

電荷発生層の上に積層される電荷輸送層は、電荷発生物質から発生する電荷を受け入れて輸送する能力を有する電荷輸送物質および電荷輸送層用の結着樹脂を必須成分とし、必要に応じて公知の酸化防止剤、可塑剤、増感剤、潤滑剤などを含有する。電荷輸送物質としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールおよびその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメートおよびその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒ縮合物およびその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、９−（ｐ−ジエチルアミノスチリル）アントラセン、１，１−ビス（４−ジベンジルアミノフェニル）プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、ピラゾリン誘導体、フェニルヒドラゾン類、ヒドラゾン誘導体、トリフェニルアミン系化合物、テトラフェニルジアミン系化合物、トリフェニルメタン系化合物、スチルベン系化合物、３−メチル−２−ベンゾチアゾリン環を有するアジン化合物などの電子供与性物質、フルオレノン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、インデノチオフェン誘導体、フェナンスレンキノン誘導体、インデノピリジン誘導体、チオキサントン誘導体、ベンゾ［ｃ］シンノリン誘導体、フェナジンオキサイド誘導体、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、プロマニル、クロラニル、ベンゾキノンなどの電子受容性物質などが挙げられる。電荷輸送物質は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。電荷輸送物質の含有量は特に制限されないけれども、好ましくは電荷輸送物質中の結着樹脂１００重量部に対して１０〜３００重量部、さらに好ましくは３０〜１５０重量部である。電荷輸送層用の結着樹脂としては、この分野で常用されかつ電荷輸送物質を均一に分散できるものを使用でき、たとえば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、ポリアミド、ポリエステル、ポリケトン、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリアクリルアミド、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリスルホン樹脂、これらの共重合樹脂などが挙げられる。これらの中でも、成膜性、得られる電荷輸送層の耐摩耗性、電気特性などを考慮すると、ビスフェノールＺをモノマー成分として含有するポリカーボネート（以後「ビスフェノールＺ型ポリカーボネート」と称す）、ビスフェノールＺ型ポリカーボネートと他のポリカーボネートとの混合物などが好ましい。結着樹脂は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。

電荷輸送層には、電荷輸送物質および電荷輸送層用の結着樹脂と共に、酸化防止剤が含まれるのが好ましい。酸化防止剤としてもこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、ビタミンＥ、ハイドロキノン、ヒンダードアミン、ヒンダードフェノール、パラフェニレンジアミン、アリールアルカンおよびそれらの誘導体、有機硫黄化合物、有機燐化合物などが挙げられる。酸化防止剤は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。酸化防止剤の含有量は特に制限されないけれども、電荷輸送層を構成する成分の合計量の０．０１〜１０重量％、好ましくは０．０５〜５重量％である。電荷輸送層は、電荷輸送物質および結着樹脂ならびに必要に応じて酸化防止剤、可塑剤、増感剤などのそれぞれ適量を、これらの成分を溶解または分散し得る適切な有機溶媒に溶解または分散して電荷輸送層用塗液を調製し、この電荷輸送層用塗液を電荷発生層表面に塗布し、乾燥することにより形成できる。このようにして得られる電荷発生層の膜厚は特に制限されないけれども、好ましくは１０〜５０μｍ、さらに好ましくは１５〜４０μｍである。なお、１つの層に、電荷発生物質と電荷輸送物質とが存在する感光層を形成することもできる。その場合、電荷発生物質および電荷輸送物質の種類、含有量、結着樹脂の種類、その他の添加剤などは、電荷発生層および電荷輸送層を別々に形成する場合と同様でよい。

本実施形態では、前述のような、電荷発生物質および電荷輸送物質を用いる有機感光層を形成してなる感光体ドラムを用いるけれども、それに代えて、シリコンなどを用いる無機感光層を形成してなる感光体ドラムを使用できる。

帯電部５は、感光体ドラム３を臨み、感光体ドラム３の長手方向に沿って感光体ドラム３表面に対向して配置され、感光体ドラム３表面を所定の極性および電位に帯電させる。帯電部５には、帯電ブラシ型帯電器、チャージャー型帯電器、鋸歯型帯電器、イオン発生装置などを使用できる。本実施形態では、帯電部５は感光体ドラム３に圧接する接触ローラ型の帯電器が用いられるけれども、それに限定されない。たとえば、帯電ブラシ、磁気ブラシなどの接触帯電方式の帯電器、または非接触チャージャー型の帯電器などを用いても良い。

露光ユニット１は、レーザ照射部および反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。露光ユニット１は、露光ユニット１から出射される各色情報の光が、帯電部５と現像装置２との間を通過して感光体ドラム３の表面に照射されるように配置される。露光ユニット１は、画像情報を該ユニット内でｋ，ｃ，ｍ，ｙの各色情報の光に分岐し、帯電部５によって一様な電位に帯電された感光体ドラム３表面を各色情報の光で露光し、その表面に静電潜像を形成する。露光ユニット１には、レーザスキャニングユニット以外に、発光素子をアレイ状に並べたＥＬ（エレクトロルミネッセンス）またはＬＥＤ（Light Emitting Diode）書込みヘッドを用いることができる。

現像装置２は、感光体ドラム３表面を臨むように配置され、感光体ドラム３の表面に形成された静電潜像にトナーを供給して現像し、可視像であるトナー像を形成する。

トナー補給部２２は、トナー移送路１１０を介して、現像装置２の鉛直方向上部に接続され、未使用トナー（粉体状のトナー）を貯蔵し、現像装置２に未使用トナーを補給する。現像装置２およびトナー補給部２２については、後に詳述する。

クリーニングユニット４は、現像および画像転写工程後に、感光体ドラム３の表面に残留するトナーを除去して回収し、感光体ドラム３の表面を清浄化する。

中間転写ベルトユニット８は、感光体ドラム３の鉛直上方向に設けられ、中間転写ローラ６、中間転写ベルト７、転写ベルトクリーニングユニット９、転写ローラ１１、駆動ローラ１７、従動ローラ１８、および中間転写ベルトテンション機構１９を備える。

中間転写ベルト７は、駆動ローラ１７と従動ローラ１８と中間転写ベルトテンション機構１９とによって張架されてループ状の移動経路を形成する、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムからなる無端ベルト部材であり、図１において矢符Ｂ１で示す時計回りの方向に回転駆動する。中間転写ベルト７が中間転写ローラ６と感光体ドラム３とに挟持されることで、中間転写ベルト７と感光体ドラム３との接触部分である１次転写ニップ部が形成され、感光体ドラム３上のトナー像が転写される。

駆動ローラ１７は、図示しない駆動部によってその軸線回りに回転駆動可能に設けられ、その回転駆動によって、中間転写ベルト７を矢符Ｂ１で示す方向へ回転駆動させる。

従動ローラ１８は、駆動ローラ１７の回転駆動に従動回転可能に設けられ、中間転写ベルト７が弛まないように一定の力を中間転写ベルト７に付与する。

中間転写ベルトテンション機構１９は、中間転写ベルト７を支持するように設けられ、中間転写ベルト７が弛まないように一定の力を中間転写ベルト７に付与する。

中間転写ローラ６は、中間転写ベルト７を介して感光体ドラム３に圧接するように、中間転写ベルトテンション機構１９における図示しない中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されている。中間転写ローラ６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３表面のトナー像を中間転写ベルト７に転写する機能を有する。ここで、転写バイアスとは、中間転写ベルト７を、感光体ドラム３上のトナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）に帯電させるための電圧であり、転写バイアスによって、感光体ドラム３の表面に形成されたトナー像は中間転写ベルト７上へ転写される。フルカラー画像の場合、各中間転写ローラ６によって、各感光体ドラム３で形成される各色のトナー画像が中間転写ベルト７上に順次重ねて転写され、フルカラートナー像が形成される。

中間転写ローラ６は、直径がたとえば８ｍｍ〜１０ｍｍの金属（たとえばステンレス）軸をベースとして形成され、表面が導電性の弾性材（たとえばＥＰＤＭ（Ethylene Propylene Diene M-class）ゴム、発泡ウレタン等）によって覆われている。この導電性の弾性材によって、中間転写ローラ６は中間転写ベルト７に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施形態では、転写バイアスを印加する手段として、ローラ状の中間転写ローラ６を用いているけれども、ブラシ状の電極を用いることも可能である。

転写ローラ１１は、中間転写ベルト７を介して駆動ローラ１７に圧接し、図示しない駆動部によって軸線回りに回転駆動可能に設けられる。転写ローラ１１は、中間転写ベルト７上のトナー像を記録媒体に転写させるための電圧を印加する図示しない電源と接続される。この電圧は、トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧である。転写ローラ１１と駆動ローラ１７との接触部分である２次転写ニップ部において、中間転写ベルト７に担持されるトナー像は、中間転写ベルト７の回転によって搬送され、後述する記録媒体搬送部１３から供給される記録媒体に転写される。転写ローラ１１および駆動ローラ１７は、２次転写ニップ部を定常的に形成するために、いずれか一方が金属等の硬質材料から形成され、他方が弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラまたは発泡性樹脂ローラ等）から形成される。２次転写ニップ部を経て、トナー像を担持した記録媒体は、定着ユニット１２に供給される。

転写ベルトクリーニングユニット９は、中間転写ベルト７を介して従動ローラ１８に対向し、中間転写ベルト７の外周面に接触するクリーニングブレードを備える。転写ベルトクリーニングユニット９は、中間転写ベルト７と感光体ドラム３との接触により中間転写ベルト７に付着したトナー、および中間転写ベルト７から記録媒体へのトナー像の転写の際に転写されずに中間転写ベルト７上に残存したトナーを除去し、回収する。残像したトナーを除去せずにおくと、次の画像形成の際にトナーの混色を発生させる原因となったり、残像したトナーが転写ローラ１１に付着して、記録媒体の、画像が形成されない裏面を汚染する原因となったりするからである。

定着ユニット１２は、転写ローラ１１よりも記録媒体の搬送方向下流側に設けられ、ヒートローラ２１および加圧ローラ２３等を備え、ヒートローラ２１および加圧ローラ２３によってトナー像を担持した記録媒体を挟持することで、トナー像を記録媒体に定着し、挟持しながら回転することで、記録媒体を搬送方向下流に搬送する。

ヒートローラ２１は図示しない駆動部によって回転駆動可能に設けられ、記録媒体に担持される未定着トナー像を構成するトナーを加熱して溶融させ、記録媒体に定着させる。ヒートローラ２１の内部には図示しない加熱部が設けられる。加熱部は、ヒートローラ２１表面が所定の温度（定着温度）になるようにヒートローラ２１を加熱する。加熱部には、たとえば、ヒータ、ハロゲンランプなどを使用できる。ヒートローラ２１表面近傍には図示しない温度検出器が設けられ、ヒートローラ２１の表面温度を検知する。温度検出器による検知結果は、後述する制御ユニットの記憶部に書き込まれる。ヒートローラ２１は、温度検出器による検知結果に基づき、制御ユニットによって、定着温度に制御される。

加圧ローラ２３はヒートローラ２１に圧接するように設けられ、ヒートローラ２１の回転駆動に従動回転可能に支持される。加圧ローラ２３は、ヒートローラ２１によってトナーが溶融して記録媒体に定着する際に、トナーと記録媒体とを押圧することによって、トナー像の記録媒体への定着を補助する。ヒートローラ２１と加圧ローラ２３との圧接部が定着ニップ部である。定着ニップ部においてトナー像が定着された記録媒体は、後述する記録媒体搬送部１３によって、排紙トレイ１５上に排出される。

記録媒体搬送部１３は、給紙トレイ１０と、手差しトレイ２０と、ピックアップローラ１６ａ，１６ｂと、搬送ローラ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ，２４ｆ，２４ｇ，２４ｈと、レジストローラ１４と、排紙トレイ１５とを含む。記録媒体搬送部１３は、記録媒体搬送路Ｓを介して、給紙トレイ１０または手差しトレイ２０から２次転写ニップ部へ記録媒体を供給し、記録媒体搬送路Ｓを介して、定着ニップ部から排紙トレイ１５上へ定着後の記録媒体を排出する。

給紙トレイ１０は、露光ユニット１の鉛直方向下方に設けられ、記録媒体を貯留する容器部材である。記録媒体には、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。

手差しトレイ２０は、画像形成装置１００の外側に設けられ、記録媒体を貯留する部材である。

ピックアップローラ１６ａは、給紙トレイ１０の端部に設けられ、給紙トレイ１０から記録媒体を１枚ずつ記録媒体搬送路Ｓに供給する呼込みローラである。ピックアップローラ１６ｂは、手差しトレイ２０の近傍に設けられ、手差しトレイ２０から記録媒体を１枚ずつ記録媒体搬送路Ｓに供給する呼込みローラである。

搬送ローラ２４ａ〜２４ｈは、互いに圧接するように設けられる一対のローラ部材であり、記録媒体搬送路Ｓに沿って複数設けられている。搬送ローラ２４ａ〜２４ｈは、記録媒体を搬送する。

レジストローラ１４は、互いに圧接するように設けられる一対のローラ部材であり、搬送ローラ２４ａ、搬送ローラ２４ｄ、または搬送ローラ２４ｈから搬送される記録媒体を、２次転写ニップ部に搬送する。

排紙トレイ１５は、画像形成装置１００の鉛直方向上部に設けられ、画像が定着された記録媒体をフェイスダウンで貯留する。

記録媒体搬送部１３による記録媒体搬送動作について説明する。画像形成装置１００には、給紙トレイ１０または手差しトレイ２０に貯留される記録媒体を、ピックアップローラ１６ａまたはピックアップローラ１６ｂによって１枚ずつ記録媒体搬送路Ｓに供給する。片面印刷の場合、給紙トレイ１０から供給される記録媒体は、記録媒体搬送路Ｓに沿って設けられる搬送ローラ２４ａによってレジストローラ１４まで搬送される。記録媒体は、レジストローラ１４によって、記録媒体の先端と中間転写ベルト７上のトナー像の先端とが一致するタイミングで２次転写ニップ部に搬送される。記録媒体は、２次転写ニップ部においてトナー像が転写される。トナー像が転写された記録媒体は、定着ユニット１２に搬送され、トナー像が定着される。その後、記録媒体は、搬送ローラ２４ｂによって鉛直方向上方に搬送され、搬送ローラ２４ｃによって排紙トレイ１５に排出される。

また、手差しトレイ２０から供給される記録媒体は、搬送ローラ２４ｆ，２４ｅ，２４ｄによって、その順番で、レジストローラ１４まで搬送される。それ以降の記録媒体搬送動作は、上述した給紙トレイ１０から供給される記録媒体と同様の経過を経て排紙トレイ１５に排出される。

一方、両面印刷の場合、上記のようにして、定着ユニット１２による片面へのトナー像の定着が終了した記録媒体は、片面印刷における排出直前のタイミングに、記録媒体の後端が搬送ローラ２４ｃによってチャックされ、その状態で搬送ローラ２４ｃが逆回転することによって、搬送ローラ２４ｇに搬送される。記録媒体は、搬送ローラ２４ｇによって、搬送ローラ２４ｈに搬送され、搬送ローラ２４ｈによって、再びレジストローラ１４に搬送される。記録媒体は、レジストローラ１４を経て、片面印刷と同様にして、裏面の印刷が行われた後に、片面印刷と同様にして、排紙トレイ１５に排出される。

画像形成装置１００は、図示しない制御ユニットを含む。制御ユニットは、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。制御ユニットの記憶部には、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する各種設定値、画像形成装置１００内部の各所に配置される図示しない検知センサからの検知結果、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、画像形成装置１００の各種処理を実行するためのプログラムが書き込まれる。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、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該当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。制御ユニットは、前述の処理回路とともに主電源を含み、電源は制御ユニットだけでなく、画像形成装置１００内部における各装置にも電力を供給する。

次に、本発明の現像装置について詳述する。本発明の現像装置は、現像剤収容手段と、現像剤搬送手段と、磁化手段とを備える。図２は、本発明の現像装置の実施形態である現像装置２の断面を概略的に示す模式図である。また図３は、図２の切断面線Ａ−Ａで現像装置２を切断したときの断面図である。切断面線Ａ−Ａは、第１搬送部１１２および第２搬送部１１３を通る水平線である。また図４は、図２の切断面線Ｂ−Ｂで現像装置２を切断したときの断面図である。切断面線Ｂ−Ｂは、第１搬送部１１２を通る鉛直線である。ただし、図３および図４において、第１搬送部１１２、第２搬送部１１３、第１電磁石１１８ａ、および第２電磁石１１８ｂは正面図で表している。現像装置２は、トナー移送路１１０と、現像剤収容手段である現像槽１１１と、現像剤搬送手段である第１搬送部１１２および第２搬送部１１３と、現像ローラ１１４と、現像槽カバー１１５と、ドクタブレード１１６と、仕切り板１１７と、磁化手段である第１電磁石１１８ａおよび第２電磁石１１８ｂと、トナー濃度検知センサ１１９とを含む。

現像槽１１１は、トナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤を収容する容器部材である。現像槽１１１は、現像ローラ１１４、第１搬送部１１２、および第２搬送部１１３を収容し、回転駆動可能に支持する。現像槽１１１の感光体ドラム３を臨む面には開口部が形成され、この開口部を介して感光体ドラム３に対向する位置に現像ローラ１１４が設けられる。本実施形態の磁性キャリアとしては、公知のものを用いることができるけれども、残留磁化が小さい磁性キャリアであることが好ましい。たとえば、Ｍｎ−Ｍｇなどに代表されるフェライトキャリアを用いることができる。

現像ローラ１１４は、図示しない駆動部によって軸線回りに回転駆動するマグネットローラであり、マグネットローラの磁力によって磁性キャリアを拘束することで、現像槽１１１内の２成分現像剤を感光体ドラム３へと搬送する。現像ローラ１１４は、感光体ドラム３に対向し、感光体ドラム３に対して間隙を有して離隔するように設けられる。現像ローラ１１４によって搬送される２成分現像剤は、現像ローラ１１４の感光体ドラム３との最近接部分で感光体ドラム３と接触する。この接触が起こる領域が現像ニップ部である。現像ニップ部では、現像ローラ１１４に接続される図示しない電源から現像ローラ１１４に対して現像バイアス電圧が印加されることで、現像ローラ１１４表面の２成分現像剤から感光体ドラム３表面の静電潜像へトナーが供給される。

ドクタブレード１１６は現像ローラ１１４の軸方向に平行に延びる板部材であり、現像ローラ１１４の鉛直方向下方において、その短手方向の一端が現像槽１１１によって支持され、かつ他端が現像ローラ１１４表面に対して間隙を有して離隔するように設けられる。ドクタブレード１１６は、現像ローラ１１４によって搬送される２成分現像剤の量を適正な量に規制する。本実施形態では、ドクタブレード１１６の材料としては、ステンレス鋼を使用するけれども、アルミニウム、合成樹脂などを使用してもよい。

トナー濃度検知センサ１１９は、第２搬送部１１３の鉛直方向下方の現像槽１１１底面に設けられ、センサ面が現像槽１１１の内部に露出するように設けられる。トナー濃度検知センサ１１９には一般的なトナー濃度検知センサを使用できる。本実施形態では、トナー濃度検知センサ１１９として、透磁率検知センサを用いているけれども、透過光検知センサ、反射光検知センサなどを用いることもできる。

透磁率検知センサ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、透磁率検知センサの検知結果であるトナー濃度測定値に応じて、トナー排出部１２２を回転駆動させ、トナー排出口１２１ａを介して現像槽１１１内部に未使用トナーを供給するように制御する。より具体的には、トナー濃度制御部は、透磁率検知センサによるトナー濃度測定値が、予め設定されたトナー濃度設定値よりも低いと判定すると、トナー排出部１２２を回転駆動させる制御信号を送り、トナー排出部１２２を回転駆動させる。

また透磁率検知センサには図示しない電源が接続される。電源は、透磁率検知センサを駆動させるための駆動電圧、および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透磁率検知センサに印加する。電源による透磁率検知センサへの電圧の印加は、制御ユニットによって制御される。透磁率検知センサは、制御電圧の印加を受けて検知結果を出力電圧値として出力する型式のセンサであり、基本的に出力電圧の中央値近傍の感度がよいため、その付近の出力電圧が得られるような制御電圧を印加して用いられる。このような型式の透磁率検知センサは市販されており、たとえば、ＴＳ−Ｌ、ＴＳ−Ａ、ＴＳ−Ｋ（いずれも商品名、ＴＤＫ株式会社製）などが挙げられる。

現像槽カバー１１５は、現像槽１１１の鉛直方向上部に、取外可能に設けられる。現像槽カバー１１５には、現像槽１１１に未使用トナーを補給するための略長方形の開口であるトナー供給口１１５ａが形成されている。トナー供給口１１５ａには、トナー移送路１１０が接続され、トナー移送路１１０を介して、トナー補給部２２から未使用トナーが補給される。

トナー移送路１１０は、鉛直方向に延びる略長方形の筒部材であり、その鉛直方向下部ではトナー供給口１１５ａと、その鉛直方向上部ではトナー排出口１２１ａと、それぞれ接続されている。トナー補給部２２中の未使用トナーは、トナー移送路１１０を介して、現像装置２に補給される。

仕切り板１１７は、第１搬送部１１２と第２搬送部１１３との間に設けられる。仕切り板１１７は、第１搬送部１１２および第２搬送部１１３の長手方向に平行に延設されている。現像槽１１１の内部は、仕切り板１１７によって、第１搬送部１１２が設けられる第１搬送路Ｐと、第２搬送部１１３が設けられる第２搬送路Ｑとに区画される。また、仕切り板１１７は、第１搬送部１１２および第２搬送部１１３の長手方向の両端部において、現像槽１１１の内側の壁面から離間して設けられる。すなわち、第１搬送路Ｐと第２搬送路Ｑとには、第１搬送部１１２および第２搬送部１１３の長手方向の両端付近において、第１搬送路Ｐと第２搬送路Ｑとを連通する第１連通路ａおよび第２連通路ｂが形成されている。図３において、矢符Ｘ方向側に形成されている連通路が第１連通路ａ、矢符Ｙ方向側に形成されている連通路が第２連通路ｂである。

また、トナー供給口１１５ａは第１搬送路Ｐ内の領域にあり、かつ、第２連通路ｂ付近よりやや矢符Ｘ方向側の位置にある。つまり、未使用トナーは、第１搬送路Ｐにおいて、補給されることになる。

第１搬送部１１２は、仕切り板１１７によって２分された現像槽１１１において、トナー移送路１１０側に設けられる。第１搬送部１１２は、軸線回りに回転する第１回転軸１１２ｂと、第１回転軸１１２ｂを螺旋状に取巻き、第１回転軸１１２ｂとともに回転する第１螺旋羽根１１２ａとからなる第１スクリューオーガを含む。第１搬送部１１２は、第１スクリューオーガおよび第１回転ギア１１２ｃにより構成される。第１搬送部１１２は、軸線回りに回転することによって、２成分現像剤を攪拌するとともに搬送する部材である。

第１回転ギア１１２ｃは、第１回転軸１１２ｂの長手方向の一端部に接続される。第１回転軸１１２ｂは、第１回転ギア１１２ｃを介して、図示しない第１搬送部駆動部によって、図２において反時計回りに回転駆動するようになっている。第１回転ギア１１２ｃは、残留磁化が小さい金属材料からなることが好ましく、本実施形態では、金属材料として、強磁性を示す鉄ニッケル合金（パーマロイ)が使用されている。

第１螺旋羽根１１２ａは、強磁性体を含む。強磁性体の残留磁化は、小さいことが好ましい。具体的には、残留磁化は、０Ｗｂ／ｍ^２以上０．５Ｗｂ／ｍ^２以下であることが好ましい。さらに、第１螺旋羽根１１２ａは、強磁性体としてフェライト粒子を含む樹脂からなることが好ましい。本実施形態では、第１螺旋羽根１１２ａは、スチレン樹脂中に、粒径が１００μｍであり、かつ、残留磁化が０であるフェライト粒子２０重量％が、均一に分散されたものが使用されている。フェライト粒子のような強磁性体は、第１螺旋羽根１１２ａ中に均一に分散されることがより好ましいけれども、少なくとも第１螺旋羽根１１２ａの径方向端部に含まれていることが好ましい。

上記フェライト粒子には、公知のものが使用できる。また、フェライト粒子は、以下のようにして製造できる。フェライト原料として、酸化鉄５０ｍｏｌ％、酸化マンガン３５ｍｏｌ％、酸化マグネシウム１４．５ｍｏｌ％、および酸化ストロンチウム０．５ｍｏｌ％（ＫＤＫ社製）の水分散液をボールミルで４時間粉砕し、得られたスラリーをスプレードライヤーで乾燥し、得られた真球状の粒子を、ロータリーキルンを用いて９３０℃で２時間仮焼する。得られた仮焼粉を湿式粉砕機（粉砕媒体としてスチールボール使用）によって体積平均粒子径２μｍ以下にまで微粉砕する。このスラリーにポリビニルアルコール（PolyVinyl Alcohol；ＰＶＡ）を２重量％添加し、スプレードライヤーによって造粒および乾燥させた後、電気炉にて、温度１１００℃、酸素濃度０体積％で４時間、本焼成を行う。その後、解砕、分級を行うことによって体積平均粒子径が１００μｍのフェライト粒子を得ることができる。

また、第１螺旋羽根１１２ａの形状としては、スクリューオーガにおいて公知の形状を使用できるけれども、径方向端部において、先端面の幅が０．５ｍｍ〜１ｍｍとなる先端形状であることがより好ましい。

第１回転軸１１２ｂは、図２において反時計回りに回転駆動する。第１搬送部１１２は、第１螺旋羽根１１２ａおよび第１回転軸１１２ｂからなる第１スクリューオーガの回転によって、矢符Ｘ方向に２成分現像剤を搬送するように設定される。第１回転軸１１２ｂは、残留磁化が小さい金属材料からなることが好ましく、本実施形態においては、金属材料として、第１回転ギア１１２ｃと同様に、パーマロイが使用されている。

また、他の実施形態では、第１螺旋羽根１１２ａと第１回転軸１１２ｂとが、残留磁化が小さい金属材料で一体化されてなる。金属材料としては、第１回転軸１１２ｂおよび第１回転ギア１１２ｃと同様に、パーマロイを使用することができる。

第１電磁石１１８ａは、第１回転軸１１２ｂの一端部、およびその一端部に接続される第１回転ギア１１２ｃ付近にのみ備えられる電磁石であり、第１螺旋羽根１１２ａを磁化する。第１電磁石１１８ａは、第１回転ギア１１２ｃから１ｍｍ以上５ｍｍ以下の距離に備えられることが好ましく、また、第１電磁石１１８ａの磁気モーメントは、１Ｗｂ・ｍ以上２．５Ｗｂ・ｍ以下であることが好ましい。本実施形態では、第１電磁石１１８ａは、第１回転ギア１１２ｃから２ｍｍの距離に備えられ、その磁気モーメントは、１．２Ｗｂ・ｍである。

第１電磁石１１８ａには、図示しない第１電磁石用電源が接続されており、第１電磁石用電源が第１電磁石１１８ａに電流を印加することで磁場が発生し、第１搬送部１１２は磁化される。また、第１電磁石用電源は、第１電磁石１１８ａに電流を印加する状態と、印加しない状態とを切換えることによって、第１螺旋羽根１１２ａに第１電磁石１１８ａによる磁場が働いている状態と、働いていない状態とを、切換える切換手段である。本実施形態では、第１電磁石１１８ａは、画像形成動作中および画像形成のための予備動作中には、第１搬送部１１２を磁化させないように、第１電磁石用電源によって電流の印加が停止され、後述するクリーニングモード中には第１搬送部１１２を磁化させるように、第１電磁石用電源によって電流が印加される。

第２搬送部１１３は、仕切り板１１７を挟んで第１搬送部１１２と平行に、かつ、鉛直方向において同じ高さに設けられる。第２搬送部１１３は、軸線回りに回転する第２回転軸１１３ｂと、第２回転軸１１３ｂを螺旋状に取巻き、第２回転軸１１３ｂとともに回転する第２螺旋羽根１１３ａとからなる第２スクリューオーガを含む。第２搬送部１１３は、第２スクリューオーガおよび第２回転ギア１１３ｃにより構成される。第２搬送部１１３は、軸線回りに回転することによって、２成分現像剤を攪拌するとともに搬送する部材である。

第２回転ギア１１３ｃは、第２回転軸１１３ｂの長手方向の一端部に接続される。第２回転軸１１３ｂは、第２回転ギア１１３ｃを介して、図示しない第２搬送部駆動部によって、図２において時計回りに回転駆動するようになっている。第２回転ギア１１３ｃは、残留磁化が小さい金属材料からなることが好ましく、本実施形態では、金属材料として、第１回転ギア１１２ｃと同様に、パーマロイが使用されている。

第２螺旋羽根１１３ａは、強磁性体を含む。強磁性体の残留磁化は、小さいことが好ましい。具体的には、残留磁化は、０Ｗｂ／ｍ^２以上０．５Ｗｂ／ｍ^２以下であることが好ましい。さらに、第２螺旋羽根１１３ａは、強磁性体としてフェライト粒子を含む樹脂からなることが好ましい。本実施形態では、第２螺旋羽根１１３ａは、スチレン樹脂中に、粒径が１００μｍであり、かつ、残留磁化が０であるフェライト粒子２０重量％が、均一に分散されたものが使用されている。フェライト粒子には、第１螺旋羽根１１２ａに用いられるものと同一のものが使用できる。また、第２螺旋羽根１１３ａの形状は、第１螺旋羽根１１２ａと同一の形状であることが好ましい。

第２回転軸１１３ｂは、図２において時計回りに回転駆動する。第２搬送部１１３は、第２螺旋羽根１１３ａおよび第２回転軸１１３ｂからなる第２スクリューオーガの回転によって、矢符Ｙ方向に２成分現像剤を搬送するように設定される。第２回転軸１１３ｂは、残留磁化が小さい金属材料からなることが好ましく、本実施形態においては、金属材料として、第２回転ギア１１３ｃと同様に、パーマロイが使用されている。

また、他の実施形態では、第２螺旋羽根１１３ａと第２回転軸１１３ｂとが、残留磁化が小さい金属材料で一体化されてなる。金属材料としては、第２回転軸１１３ｂおよび第２回転ギア１１３ｃと同様に、パーマロイを使用することができる。

第２電磁石１１８ｂは、第２回転軸１１３ｂの一端部、およびその一端部に接続される第２回転ギア１１３ｃ付近にのみ備えられる電磁石であり、第２螺旋羽根１１３ａを磁化する。第２電磁石１１８ｂは、第２回転ギア１１３ｃから１ｍｍ以上５ｍｍ以下の距離に備えられることが好ましく、また、第２電磁石１１８ｂの磁気モーメントは、１Ｗｂ・ｍ以上２．５Ｗｂ・ｍ以下であることが好ましい。本実施形態では、第２電磁石１１８ｂは、第２回転ギア１１３ｃから２ｍｍの距離に備えられ、その磁気モーメントは、１．２Ｗｂ・ｍである。

第２電磁石１１８ｂには、図示しない第２電磁石用電源が接続されており、第２電磁石用電源が第２電磁石１１８ｂに電流を印加することで磁場が発生し、第２搬送部１１３は磁化される。また、第２電磁石用電源は、第２電磁石１１８ｂに電流を印加する状態と、印加しない状態とを切換えることによって、第２螺旋羽根１１３ａに第２電磁石１１８ｂによる磁場が働いている状態と、働いていない状態とを、切換える切換手段である。本実施形態では、第２電磁石１１８ｂは、画像形成動作中および画像形成のための予備動作中には、第２搬送部１１３を磁化させないように、第２電磁石用電源によって電流の印加が停止され、後述するクリーニングモード中には第２搬送部１１３を磁化させるように、第２電磁石用電源によって電流が印加される。

次に、トナー補給部２２について詳述する。図５は、トナー補給部２２の断面を概略的に示す模式図である。トナー補給部２２は、トナー攪拌部１２０、トナー収容容器１２１、トナー排出部１２２、およびトナー排出部隔壁１２３を含む。また図６は、図５の切断面線Ｃ−Ｃでトナー補給部２２を切断したときの断面図である。切断面線Ｃ−Ｃは、トナー排出部１２２を通る鉛直線である。ただし、図６において、トナー排出部１２２は正面図で表している。

トナー収容容器１２１は、内部空間を有する略半円筒状の容器部材であり、トナー攪拌部１２０、トナー排出部１２２を回転自在に支持し、未使用トナーを収容する。トナー収容容器１２１には、トナー排出口１２１ａが形成されている。トナー排出口１２１ａは、トナー排出部１２２の鉛直方向下方、かつ、図６においてトナー排出部１２２の中央部より左側に形成される略長方形の開口である。トナー排出口１２１ａには、トナー移送路１１０が接続される。

トナー攪拌部１２０は、板状の部材であり、その先端に設けられるトナー汲み上げ部１２０ｂと、回転軸１２０ａとを備える。トナー攪拌部１２０は、回転軸１２０ａを中心に、図５において反時計回りに回転することにより、トナー収容容器１２１内に収容される未使用トナーを攪拌しながら、トナー収容容器１２１内の未使用トナーを汲み上げてトナー排出部１２２へ供給する。トナー汲み上げ部１２０ｂは、可撓性を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートからなり、トナー攪拌部１２０の両端に取付けられる。トナー汲み上げ部１２０ｂは、その可撓性によって、トナー収容容器１２１の内壁を摺動して変形しつつ回転し、未使用トナーを汲み上げる。

トナー排出部１２２は、トナー収容容器１２１内の未使用トナーをトナー排出口１２１ａから現像装置２に供給する部材である。トナー排出部１２２は、螺旋羽根１２２ａおよび回転軸１２２ｂを含むスクリューオーガ、ならびに回転ギア１２２ｃで構成されている。トナー排出部１２２は、回転ギア１２２ｃを介して、図示しないトナー排出部駆動部によって、図５において時計回りに回転駆動されるようになっている。スクリューオーガの向きは、トナー排出部１２２の回転によって、回転軸１２２ｂの軸方向両端付近の未使用トナーが、トナー排出口１２１ａに向けて搬送されるように、設定される。

トナー排出部隔壁１２３は、トナー排出部１２２とトナー攪拌部１２０との間に設けられる。トナー排出部隔壁１２３は、トナー攪拌部１２０によって汲み上げられた未使用トナーを、トナー排出部１２２の周辺に適量保持する。

現像装置２およびトナー補給部２２における画像形成動作について説明する。画像形成の際、現像装置２は、第１搬送部１１２および第２搬送部１１３によって、現像槽１１１中の２成分現像剤を攪拌搬送し、２成分現像剤を現像ローラ１１４に担持させ、感光体ドラム３にトナーを供給する。トナー補給部２２は、消費されたトナーの代わりに、未使用トナーを現像槽１１１に補給する。具体的には以下の通りである。

第１搬送部１１２および第２搬送部１１３はそれぞれ、第１搬送部駆動部および第２搬送部駆動部によって回転駆動される。第１搬送部１１２は、回転駆動することで、第１搬送路Ｐにおいて、２成分現像剤を攪拌しながら矢符Ｘ方向へ搬送し、第１連通路ａを経て、第２搬送路Ｑに搬送する。第２搬送部１１３は、回転駆動することで、第２搬送路Ｑにおいて、２成分現像剤を攪拌しながら矢符Ｙ方向へ搬送し、第２連通路ｂを経て、第１搬送路Ｐに搬送する。すなわち、第１搬送部１１２と第２搬送部１１３とは、互いに逆方向に２成分現像剤を搬送する。このような第１搬送部１１２および第２搬送部１１３の攪拌搬送動作によって、２成分現像剤は、現像槽１１１において、第１搬送路Ｐと第１連通路ａと第２搬送路Ｑと第２連通路ｂとを、第１搬送路Ｐ→第１連通路ａ→第２搬送路Ｑ→第２連通路ｂ→第１搬送路Ｐ、という順序で循環移動する。

現像ローラ１１４は、第２搬送路Ｑにおいて搬送される２成分現像剤を、その内部に有するマグネットローラによって拘束し、担持する。現像ローラ１１４は、回転駆動することによって、その表面に担持した２成分現像剤を汲み上げ、２成分現像剤中のトナーを感光体ドラム３へ供給する。このようにして、現像槽１１１中のトナーは、順次消費される。

トナー補給部２２は、消費されたトナーの量に応じて、所定量の未使用トナーを、トナー供給口１１５ａを介して、第１搬送路Ｐへ補給する。補給された未使用トナーは、第１搬送路Ｐにおいて残存する２成分現像剤と混合され、上記のようにして攪拌搬送される。

次に、クリーニングモードについて説明する。画像形成装置１００は、上記の画像形成動作以外に、現像装置２をクリーニングする動作であるクリーニングモードを有している。現像装置２は、クリーニングモードにおいて、強磁性体を含む第１螺旋羽根１１２ａを備える第１搬送部１１２、および強磁性体を含む第２螺旋羽根１１３ａを備える第２搬送部１１３を磁化し、現像槽１１１に収容されるトナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤を、磁化された第１搬送部１１２および第２搬送部１１３によって攪拌する。すなわち、クリーニングモードによって、本発明のクリーニング方法を実施することができる。図７は、現像装置２のクリーニングモードを説明するための図である。また図８は、図７においてＤで示される領域を拡大した現像装置２の模式図である。

現像装置２は、ユーザからのクリーニングモード移行指示によって、または画像形成直前などの所定期間に、クリーニングモードに移行する。クリーニングモードにおいて、現像装置２は、第１電磁石１１８ａおよび第２電磁石１１８ｂに電流を印加し、磁場を発生させ、第１螺旋羽根１１２ａおよび第２螺旋羽根１１３ａを磁化する。磁化された第１螺旋羽根１１２ａは、図７に示すように、現像槽１１１中の２成分現像剤ｘに含まれる磁性キャリアを引寄せて拘束する。第１螺旋羽根１１２ａの径方向端部には、拘束された磁性キャリアによって、図８に示すように、磁気ブラシｙが形成される。第２螺旋羽根１１３ａの径方向端部にも、同様に磁気ブラシｙが形成される。形成される磁気ブラシｙの穂の長さＬは、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましい。また、径方向端部における磁気ブラシｙの本数線密度は、５０ｍＴ以上１５０ｍＴ以下であることが好ましい。

現像装置２は、第１螺旋羽根１１２ａおよび第２螺旋羽根１１３ａを磁化した状態で、上述した攪拌搬送動作を行う。すなわち、第１螺旋羽根１１２ａおよび第２螺旋羽根１１３ａは、磁気ブラシｙを担持した状態で回転駆動する。現像装置２は、このようなクリーニングモードによって、現像槽１１１内壁に凝集した状態で付着した現像剤を磁気ブラシで摺擦し、現像槽１１１内部に新たな部材を設けることなく、現像槽１１１内壁をクリーニングすることができる。よって、いつでも現像槽１１１内壁に凝集した状態で付着した現像剤を取除くことができ、現像剤の搬送性を維持することができる。したがって、現像装置２は、画像濃度ムラの発生を未然に防ぐことができる。また、現像装置２は、トナー濃度検知センサ１１９付近に凝集して付着した現像剤を取除くこともできるので、トナー濃度検知センサ１１９がトナー濃度を誤って検知することがなくなる。したがって、現像装置２は、トナー濃度を安定してコントロールすることができる。

上記クリーニングモードにおける第１回転軸１１２ｂおよび第２回転軸１１３ｂの回転速度は、６０ｒｐｍ以上１２０ｒｐｍ以下であることが好ましい。現像装置２は、回転速度が、６０ｒｐｍ以上であれば、クリーニングモードにおいて充分に現像槽１１１の内壁をクリーニングすることができ、１２０ｒｐｍ以下であれば、磁性キャリアの劣化を抑えながらクリーニングを行うことができる。

また現像装置２は、クリーニングモード中以外では、第１電磁石１１８ａおよび第２電磁石１１８ｂに電流を印加せず、第１螺旋羽根１１２ａおよび第２螺旋羽根１１３ａを磁化しないので、クリーニングモード中以外において、磁性キャリアを拘束せず、磁性キャリアにストレスを発生させることがない。また現像装置２は、クリーニングモード中以外では、クリーニングモード中に比べて、第１螺旋羽根１１２ａおよび第２螺旋羽根１１３ａが磁性キャリアを拘束する力は小さくなるので、２成分現像剤を効率的に攪拌搬送することができる。

また現像装置２は、第１螺旋羽根１１２ａおよび第２螺旋羽根１１３ａが、径方向端部が先端面の幅が０．５ｍｍ〜１ｍｍとなる先端形状であるので、磁気ブラシｙが径方向に向いた状態で形成されやすく、現像槽１１１の内壁をよりクリーニングすることができる。

また現像装置２は、上述したように、第１回転軸１１２ｂの一端部付近にのみ備えられる第１電磁石１１８ａと、第２回転軸１１３ｂの一端部付近にのみ備えられる第２電磁石１１８ｂとによって磁場を発生させる。第１搬送部１１２および第２搬送部１１３にそれぞれ設けられる磁石などの磁化手段は、第１回転軸１１２ｂおよび第２回転軸１１３ｂの一端部付近以外、たとえば第１螺旋羽根１１２ａおよび第２螺旋羽根１１３ａ内部、または現像槽１１１内壁などに備えられてもよいけれども、本実施形態の現像装置２のように一端部付近にのみ備えられることで、第１螺旋羽根１１２ａおよび第２螺旋羽根１１３ａに働く磁場を打消しにくくなくなり、第１螺旋羽根１１２ａおよび第２螺旋羽根１１３ａを磁化しやすくなる。したがって、現像装置２は、備える磁石の数を少なくしたり、磁石の大きさを小さくしたりでき、小型化することができる。また、現像装置２は、第１回転軸１１２ｂおよび第２回転軸１１３ｂの一端部付近にのみ備えられる磁石で第１螺旋羽根１１２ａおよび第２螺旋羽根１１３ａを磁化することによって、第１螺旋羽根１１２ａおよび第２螺旋羽根１１３ａの径方向端部における磁束密度を、第１回転軸１１２ｂおよび第２回転軸１１３ｂ付近よりも高くでき、よって、均一な磁気ブラシｙを形成できるので、現像槽１１１をよりクリーニングすることができる。なお、径方向端部における磁束密度が回転軸付近の磁束密度よりも高くなるのは、強磁性体が存在しなければ、磁束は磁極から放射状に広がって、磁束密度（磁力）は距離の２乗に反比例して磁石からの距離が遠いほど低くなるけれども、本実施形態のように強磁性体が存在する場合は、磁束は強磁性体に集中して強磁性体の先端部から空間に広がるからである。より好ましくは、磁石の両磁極を結ぶ直線と攪拌部の回転軸線とが平行になるように磁石を配置して、螺旋羽根の径方向端部の磁束密度をさらに高くし、より効果的にクリーニングする。

また現像装置２は、上述したように、第１電磁石１１８ａおよび第２電磁石１１８ｂによって、第１搬送部１１２および第２搬送部１１３を磁化する。第１搬送部１１２および第２搬送部１１３に備えられる磁石は、永久磁石であってもよく、また切換手段は、その永久磁石と第１回転ギア１１２ｃおよび第２回転ギア１１３ｃとの距離を変更する手段であったり、その永久磁石と第１回転ギア１１２ｃおよび第２回転ギア１１３ｃとの間を移動可能な磁場遮断部材であったりしてもよいけれども、本実施形態の現像装置２のように、第１電磁石１１８ａおよび第２電磁石１１８ｂを用いることで、永久磁石によって第１搬送部１１２および第２搬送部１１３を磁化する場合に比べて、簡単な機構で、第１搬送部１１２および第２搬送部１１３に磁石による磁場が働いている状態と働いていない状態とを切換えることが可能になる。したがって、現像装置２は、磁化手段として第１電磁石１１８ａおよび第２電磁石１１８ｂを用いることで、小型化することができる。

また現像装置２は、上述したように、第１螺旋羽根１１２ａおよび第２螺旋羽根１１３ａに含まれるフェライト粒子の残留磁化が小さいので、第１電磁石１１８ａおよび第２電磁石１１８ｂに印加する電流を停止すると、第１螺旋羽根１１２ａおよび第２螺旋羽根１１３ａは磁性キャリアを拘束する力を失う。よって、現像装置２は、第１螺旋羽根１１２ａおよび第２螺旋羽根１１３ａに働く磁場を小さくすることで、第１螺旋羽根１１２ａおよび第２螺旋羽根１１３ａに拘束されていた磁性キャリアを速やかに開放することができ、磁性キャリアを拘束せずに第１螺旋羽根１１２ａおよび第２螺旋羽根１１３ａを回転させることできるので、クリーニングモード中以外での攪拌搬送動作において、２成分現像剤に発生するストレスを低減することができ、２成分現像剤の寿命が短くなることを防止できる。また現像装置２は、クリーニングモード中以外では、第１螺旋羽根１１２ａおよび第２螺旋羽根１１３ａが磁性キャリアを拘束する力は失われるので、２成分現像剤を効率的に攪拌搬送することができる。

また現像装置２は、上述したように、第１回転軸１１２ｂおよび第２回転軸１１３ｂは金属材料からなるので剛性が高い。よって、現像装置２は、第１回転軸１１２ｂおよび第２回転軸１１３ｂが変形しにくく、長期間使用することができる。また、第１回転軸１１２ｂおよび第２回転軸１１３ｂは残留磁化が小さいので、第１螺旋羽根１１２ａおよび第２螺旋羽根１１３ａ全体が均一に磁化され、第１電磁石１１８ａおよび第２電磁石１１８ｂから離れている第１螺旋羽根１１２ａおよび第２螺旋羽根１１３ａの部分であっても、磁気ブラシが安定して形成される。したがって、現像装置２は、磁気ブラシｙを安定して形成することで、現像槽１１１をよりクリーニングすることができる。なお、回転軸の残留磁化が小さいと螺旋羽根が均一に磁化されるのは、回転軸に磁化が残留しないために、回転軸が磁化されたときの回転軸の部分ごとの磁化が常に均一となるからである。

また、第１回転軸１１２ｂおよび第２回転軸１１３ｂは残留磁化が小さいので、第１回転軸１１２ｂおよび第２回転軸１１３ｂに磁場が働いていない状態に切換えられると、第１螺旋羽根１１２ａおよび第２螺旋羽根１１３ａは速やかに磁化されていない状態となり、第１螺旋羽根１１２ａおよび第２螺旋羽根１１３ａに拘束されていた磁性キャリアは速やかに開放される。よって、現像装置２は、クリーニングモード中以外において、磁性キャリアを拘束せずに第１搬送部１１２および第２搬送部１１３を回転させることできるので、第１搬送部１１２および第２搬送部１１３を回転させる際に、現像剤に発生するストレスを低減することができ、現像剤の寿命が短くなることを防止できる。第１回転軸１１２ｂおよび第２回転軸１１３ｂの残留磁化が大きいと、第１回転軸１１２ｂおよび第２回転軸１１３ｂに磁場が働いていない状態に切換えても、磁性キャリアを含む２成分現像剤が第１回転軸１１２ｂおよび第２回転軸１１３ｂに拘束され、その結果、磁性キャリアを含む２成分現像剤の流動性が悪くなり、現像剤のストレスは大きくなる。

また現像装置２は、上述したように、第１螺旋羽根１１２ａおよび第２螺旋羽根１１３ａは樹脂によって作製される。よって、現像装置２は、複雑な形状に作製された第１螺旋羽根１１２ａおよび第２螺旋羽根１１３ａを備えることができ、現像槽１１１をよりクリーニングすることができる。

また他の実施形態では、上述したように、第１螺旋羽根１１２ａと第１回転軸１１２ｂとが金属材料で一体化されてなり、第２螺旋羽根１１３ａと第２回転軸１１３ｂとが金属材料で一体化されてなるので、第１搬送部１１２および第２搬送部１１３は、剛性が高く、かつ、小型化することができる。よって、この実施形態の現像装置は、長期間使用することができ、かつ、現像槽１１１を小型化することで装置全体を小型化することができる。また、この実施形態の現像装置は、第１螺旋羽根１１２ａおよび第２螺旋羽根１１３ａが残留磁化の小さな金属材料からなるので、クリーニングモード中以外での攪拌搬送動作において、２成分現像剤に発生するストレスを低減することができ、２成分現像剤の寿命が短くなることを防止できる。また、この実施形態の現像装置は、第１螺旋羽根１１２ａおよび第２螺旋羽根１１３ａが残留磁化の小さな金属材料からなるので、第１螺旋羽根１１２ａおよび第２螺旋羽根１１３ａ全体を均一に磁化することができ、第１電磁石１１８ａおよび第２電磁石１１８ｂから離れている第１螺旋羽根１１２ａおよび第２螺旋羽根１１３ａの部分であっても、磁気ブラシｙを安定して形成することができ、現像槽１１１をよりクリーニングすることができる。

上述したように、現像装置２は、現像槽１１１内壁に付着した現像剤を取除くことができ、現像剤の搬送性を維持することができるので、現像装置２を備える画像形成装置１００は、画像濃度ムラの発生を未然に防ぐことができる。

１ 露光ユニット
２，２ｃ，２ｋ，２ｍ，２ｙ 現像装置
３，３ｃ，３ｋ，３ｍ，３ｙ 感光体ドラム
５，５ｃ，５ｋ，５ｍ，５ｙ 帯電部
８ 中間転写ベルトユニット
１２ 定着ユニット
１３ 記録媒体搬送部
２２ トナー補給部
１００ 画像形成装置
１１０ トナー移送路
１１１ 現像槽
１１２ 第１搬送部
１１２ａ 第１螺旋羽根
１１２ｂ 第１回転軸
１１２ｃ 第１回転ギア
１１３ 第２搬送部
１１３ａ 第２螺旋羽根
１１３ｂ 第２回転軸
１１３ｃ 第２回転ギア
１１４ 現像ローラ
１１５ 現像槽カバー
１１６ ドクタブレード
１１７ 仕切り板
１１８ａ 第１電磁石
１１８ｂ 第２電磁石
１１９ トナー濃度検知センサ

Claims (9)

1. トナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤を収容する現像剤収容手段と、
   回転軸と、強磁性体を含んで構成され、前記回転軸を螺旋状に取巻き、当該回転軸とともに回転する螺旋羽根とを備える現像剤搬送手段と、
   前記螺旋羽根を磁化する磁化手段とを備えることを特徴とする現像装置。
2. 前記螺旋羽根に前記磁化手段による磁場が働いている状態と、働いていない状態とを、切換える切換手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記磁化手段は、前記回転軸の一端部付近にのみ備えられる電磁石であり、
   前記切換手段は、前記電磁石に電流を印加する電源であることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 前記強磁性体は、残留磁化が小さいことを特徴とする請求項２または３に記載の現像装置。
5. 前記回転軸は残留磁化が小さい金属材料からな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. 前記螺旋羽根と前記回転軸とが、残留磁化が小さい金属材料で一体化されてな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. 前記螺旋羽根は、前記強磁性体としてフェライト粒子を含む樹脂からな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。
8. 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. 強磁性体を含む螺旋羽根を備える現像剤搬送手段を磁化し、現像剤収容手段に収容されるトナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤を、磁化された当該現像剤搬送手段によって攪拌することを特徴とする現像装置のクリーニング方法。

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