(57)【要約】【課題】二成分現像剤を用いたトリクル方式の現像装置において、現像剤の嵩レベルが変動するようなことが生じても、長期にわたって良好な画像形成を行うことのできる現像装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】現像槽内現像剤を搬送・攪拌する攪拌部材と、現像剤担持体と、を備える現像装置であって、現像剤補給タンクと、トリクル式の排出機構と、を備えてなり、排出機構は、上回った現像槽内現像剤を現像槽の側に戻すために隣接する攪拌部材の螺旋部に対して逆向きに巻かれた螺旋部を有する逆羽根部材を備え、逆羽根部材の螺旋部がピッチ可変であるように構成されている。【選択図】図４
2010025987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー及びキャリアを含む現像槽内現像剤を現像槽内で搬送しながら攪拌する攪拌部材と、該攪拌部材に隣接配置されて攪拌された現像槽内現像剤を静電潜像担持体へ供給する現像剤担持体と、を備える現像装置であって、
トナー及びキャリアを現像槽へ補給する現像剤補給タンクと、
前記現像槽に設けられて、現像槽内の現像槽内現像剤の量が所定量を上回ったときに、上回った現像槽内現像剤を現像槽外に排出する排出機構と、を備えてなり、
前記排出機構は、上回った現像槽内現像剤を現像槽の側に戻すために隣接する攪拌部材の螺旋部に対して逆向きに巻かれた螺旋部を有する逆羽根部材を備え、
前記逆羽根部材の螺旋部がピッチ可変であるように構成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
逆羽根部材の螺旋部は、隣接する攪拌部材と軸方向に移動可能な排出搬送部材との間で挟持され、
逆羽根部材の螺旋部の両端が、それぞれ、隣接する攪拌部材と排出搬送部材とに固定されているとともに、逆羽根部材の螺旋部は、隣接する攪拌部材のシャフト部に対して分離されていることを特徴とする、請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
現像装置の置かれている状態を検出する状態検出デバイスと、排出搬送部材を軸方向に駆動する駆動装置と、を備えて、
状態検出デバイスにより現像剤が排出されやすい状態であると検出された場合には、駆動装置により逆羽根部材の螺旋部のピッチを拡大させ、
状態検出デバイスにより現像剤が滞留しやすい状態であると検出された場合には、駆動装置により逆羽根部材の螺旋部のピッチを縮小させることを特徴とする、請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
前記状態検出デバイスは、攪拌部材の軸方向の傾斜角度を検出することを特徴とする、請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記状態検出デバイスは、現像槽内におけるトナー濃度を検出することを特徴とする、請求項３に記載の現像装置。
【請求項６】
前記状態検出デバイスは、印刷出力枚数を検出することを特徴とする、請求項３に記載の現像装置。
【請求項７】
前記状態検出デバイスは、現像装置の設置場所の温度を検出することを特徴とする、請求項３に記載の現像装置。
【請求項８】
前記状態検出デバイスは、現像装置の設置場所の湿度を検出することを特徴とする、請求項３に記載の現像装置。
【請求項９】
前記状態検出デバイスは、現像剤担持体の回転数を検出することを特徴とする、請求項３に記載の現像装置。
【請求項１０】
前記状態検出デバイスは、補給されたトナー及びキャリアの補給量を検出することを特徴とする、請求項３に記載の現像装置。
【請求項１１】
前記状態検出デバイスは、補給されたトナー及びキャリアにおけるキャリア比率を検出することを特徴とする、請求項３に記載の現像装置。
【請求項１２】
前記状態検出デバイスは、画像濃度を検出することを特徴とする、請求項３に記載の現像装置。
【請求項１３】
前記状態検出デバイスは、画像の印字率を検出することを特徴とする、請求項３に記載の現像装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれかに記載の現像装置と、周面に静電潜像を担持する回転可能な静電潜像担持体と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【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に用いられる現像装置、及び当該現像装置を用いた画像形成装置に関する。本発明は、特に、新規の現像剤を少しずつ供給するとともに劣化した現像剤を少しずつ排出するというトリクル方式の現像装置、及び当該現像装置を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像方式として、現像剤の主成分としてトナーを用いる一成分現像方式と、現像剤の主成分としてトナー及びキャリアを用いる二成分現像方式と、が知られている。
【０００３】
トナー及びキャリアを用いた二成分現像方式は、トナーとキャリアとを摩擦接触させることによって両者を所定の極性に荷電させるため、一成分現像剤を用いた一成分現像方式よりも、トナーの受けるストレスが少ないという特徴を有している。キャリアの表面積はトナーよりも大きいことから、トナーがキャリア表面に付着することによってキャリアが汚れることも少ない。しかしながら、長期間の使用により、キャリア表面に付着した汚れ（スペント）が増加し、そのためにトナーを帯電する能力が次第に低下する。その結果、かぶりやトナー飛散の問題が発生する。二成分現像装置の長寿命化を図るために、現像装置に収容するキャリアの量を増やすことも考えられるが、これは現像装置の大型化を招くために望ましくない。
【０００４】
二成分現像剤に係る上記問題を解消するため、特許文献１には、新規の現像剤を少しずつ現像装置内に補給するとともに、帯電性能の劣化した現像剤を少しずつ現像装置から排出することによって、劣化キャリアの増加を抑制するといういわゆるトリクル方式の現像装置が開示されている。この現像装置は、現像剤の嵩変動を利用して、余剰となった劣化現像剤を排出して現像装置内の現像剤の嵩レベルを大略一定に保つ構成である。このトリクル方式の現像装置によれば、現像装置内の劣化キャリアが少しずつ新規キャリアに置換され、現像装置内のキャリアの帯電性能を大略一定に保つことが可能となる。
【０００５】
トリクル方式の現像装置では、現像装置内の現像剤を排出しながら現像剤を補給することを行っているから、現像装置内に存在する現像剤の量が変動して、現像装置内に存在する現像剤の量が常に一定にはなっていない。
【０００６】
さらに、現像装置において現像剤の嵩レベルが変動するような場合、例えば、現像装置が傾斜配置された場合や現像剤の流動性が変化した場合や現像装置の動作速度が変化した場合には、現像装置において現像剤を排出しようとする排出力と現像剤の排出を阻止しようとする排出阻止力との間のバランスがくずれるために、現像装置内に存在する現像剤の量が変動する。
【０００７】
つまり、排出力が排出阻止力を上回って現像剤を排出しやすい状態になっている場合には、現像槽内に存在する現像剤が次第に減少する。また、排出阻止力が排出力より大きくなって現像剤を排出しにくい状態になっている場合には、現像槽内に存在する現像剤が次第に増加する。
【０００８】
現像槽内での現像剤の過剰な減少は、現像剤担持体への現像剤の供給量が減少することになるために、画像欠損や現像剤の供給不良等の問題を引き起こす。
【０００９】
現像槽内での現像剤の過剰な増加は、現像装置内での攪拌・搬送に悪影響を及ぼすことになるために、局所的な画像かぶりや現像剤におけるトナー濃度の不均一さ等の問題を引き起こす。
【００１０】
上記問題を解決するために、排出口の近傍に現像剤の排出量を調整するためのシャッタ機構を設けることが提案されている（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特開昭５９−１００４７１号公報
【特許文献２】特開平１０−１８６８２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献２に開示された技術は、シャッタの開閉の度合いによって、現像剤の排出量を調整するものであるが、以下のような問題がある。
【００１２】
すなわち、シャッタが閉状態に近い閉近似状態であるときには、排出されるべき現像剤が僅かに開口した排出口近傍に滞留することが起こり、最悪の場合、滞留した現像剤によって僅かに開口した排出口が塞がれてしまうということが起こる。その結果、現像剤の排出量を調整するという本来の目的が達成されなくなるという問題がある。
【００１３】
また、シャッタが完全に閉じられた状態であっても、現像剤の嵩レベルが僅かに変動している。そして、その変動の中で嵩レベルが最大になったときの余剰現像剤がシャッタ近傍に滞留するために、余剰現像剤によってシャッタ近傍が押し固められて、シャッタの開閉に支障をきたすという問題がある。
【００１４】
したがって、本発明の解決すべき技術的課題は、二成分現像剤を用いたトリクル方式の現像装置において、現像剤の嵩レベルが変動するようなことが生じても、長期にわたって良好な画像形成を行うことのできる現像装置及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段および作用・効果】
【００１５】
前記技術的課題を解決するために、本発明によれば、
トナー及びキャリアを含む現像槽内現像剤を現像槽内で搬送しながら攪拌する攪拌部材と、該攪拌部材に隣接配置されて攪拌された現像槽内現像剤を静電潜像担持体へ供給する現像剤担持体と、を備える現像装置であって、
トナー及びキャリアを現像槽へ補給する現像剤補給タンクと、
前記現像槽に設けられて、現像槽内の現像槽内現像剤の量が所定量を上回ったときに、上回った現像槽内現像剤を現像槽外に排出する排出機構と、を備えてなり、
前記排出機構は、上回った現像槽内現像剤を現像槽の側に戻すために隣接する攪拌部材の螺旋部に対して逆向きに巻かれた螺旋部を有する逆羽根部材を備え、
前記逆羽根部材の螺旋部がピッチ可変であるように構成されていることを特徴とする現像装置が提供される。
【００１６】
上記現像装置によれば、排出機構に設けられた逆羽根部材の螺旋部がピッチ可変であるように構成されていることから、現像装置の置かれている状態の変化に合わせて現像剤の排出を阻止しようとする排出阻止力を適宜調整することができる。したがって、現像剤を排出しようとする排出力と現像剤の排出を阻止しようとする排出阻止力との間のバランスが崩れるような状況になったとして、逆羽根部材の螺旋部のピッチを適宜変更することにより、バランスの取れた状態に戻すことができる。
【００１７】
逆羽根部材の螺旋部のピッチを可変にする構成として、例えば、
逆羽根部材の螺旋部は、隣接する攪拌部材と軸方向に移動可能な排出搬送部材との間で挟持され、
逆羽根部材の螺旋部の両端が、それぞれ、隣接する攪拌部材と排出搬送部材とに固定されているとともに、逆羽根部材の螺旋部は、隣接する攪拌部材のシャフト部に対して分離されている。
【００１８】
状態変化を検出し、検出された状態変化に応じて逆羽根部材の螺旋部のピッチ可変を自動的に実行させるために、
現像装置の置かれている状態を検出する状態検出デバイスと、排出搬送部材を軸方向に駆動する駆動装置と、を備えて、
状態検出デバイスにより現像剤が排出されやすい状態であると検出された場合には、駆動装置により逆羽根部材の螺旋部のピッチを拡大させ、
状態検出デバイスにより現像剤が滞留しやすい状態であると検出された場合には、駆動装置により逆羽根部材の螺旋部のピッチを縮小させる。
【００１９】
状態検出デバイスは、攪拌部材の軸方向の傾斜角度を検出したり、現像槽内におけるトナー濃度を検出したり、印刷出力枚数を検出したり、現像装置の設置場所の温度を検出したり、現像装置の設置場所の湿度を検出したり、現像剤担持体の回転数を検出したり、補給されたトナー及びキャリアの補給量を検出したり、補給されたトナー及びキャリアにおけるキャリア比率を検出したり、画像濃度を検出したり、あるいは、画像の印字率を検出したりするためのものである。
【００２０】
上述した現像装置は、周面に静電潜像を担持する回転可能な静電潜像担持体を備えるこ画像形成装置に組み込んで使用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、以下の説明では、特定の方向を意味する用語（例えば、「上」、「下」、「左」、「右」、およびそれらを含む他の用語、「時計回り方向」、「反時計回り方向」）を使用するが、それらの使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明は限定的に解釈されるべきものでない。また、以下に説明する画像形成装置１及び現像装置３４では、同一又は類似の構成部分には同一の符号を用いている。
【００２２】
図１乃至３を参照しながら、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１及び当該装置に使用される現像装置３４について説明する。
【００２３】
〔画像形成装置〕
図１は、本発明に係る電子写真式画像形成装置１の画像形成に関連する部分を示す。画像形成装置１は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、およびそれらの機能を複合的に備えた複合機のいずれであってもよい。画像形成装置１は、静電潜像坦持体である感光体１２を有する。実施形態において、感光体１２は円筒体で構成されているが、本発明はそのような形態に限定されるものでなく、代わりに無端ベルト式の感光体も使用可能である。感光体１２は、図示しないモータに駆動連結されており、モータの駆動に基づいて矢印方向に回転するようにしてある。感光体１２の周囲には、感光体１２の回転方向に沿って、帯電装置２６、露光装置２８、現像装置３４、転写装置３６、およびクリーニング装置４０がそれぞれ配置されている。
【００２４】
帯電装置２６は、感光体１２の外周面である感光体層を所定の電位に帯電する。実施形態では、帯電装置２６は円筒形状のローラとして表されているが、これに代えて他の形態の帯電装置（例えば、回転型又は固定型のブラシ式帯電装置、ワイヤ放電式帯電装置）も使用できる。感光体１２の近傍又は感光体１２から離れた場所に配置された露光装置２８は、帯電された感光体１２の外周面に向けて、画像光３０を出射する。露光装置２８を通過した感光体１２の外周面には、画像光３０が投射されて電位の減衰した部分とほぼ帯電電位を維持する部分とからなる静電潜像が形成される。実施形態では、電位の減衰した部分が静電潜像画像部、ほぼ帯電電位を維持する部分が静電潜像非画像部である。現像装置３４は、後述する現像槽内現像剤３を用いて静電潜像を可視像化する。現像装置３４の詳細は後に説明する。転写装置３６は、感光体１２の外周面に形成された可視像を紙やフィルムなどの用紙３８に転写する。図１に示した実施形態では、転写装置３６は円筒形状のローラとして図示されているが、他の形態の転写装置（例えば、ワイヤ放電式転写装置）も使用できる。クリーニング装置４０は、転写装置３６で用紙３８に転写されることなく感光体１２の外周面に残留する未転写トナーを感光体１２の外周面から回収する。実施形態では、クリーニング装置４０は板状のブレードとして図示されているが、代わりに他の形態のクリーニング装置（例えば、回転型又は固定型のブラシ式クリーニング装置）も使用できる。
【００２５】
このような構成を備えた画像形成装置１が画像形成を行うとき、感光体１２はモータ（図示せず）の駆動に基づいて例えば反時計周り方向に回転する。このとき、帯電装置２６を通過する感光体１２の外周部分は、帯電装置２６で所定の電位に帯電される。帯電された感光体１２の外周部分は、露光装置２８で画像光３０が露光されて静電潜像が形成される。静電潜像は、感光体１２の回転と共に現像装置３４のところまで搬送され、現像装置３４によって可視像化される。可視像化されたトナー像は、感光体１２の回転と共に転写装置３６のところまで搬送され、転写装置３６により用紙３８に転写される。トナー像が転写された用紙３８は定着装置２０のところまで搬送され、用紙３８にトナー像が固定される。転写装置３６を通過した感光体１２の外周部分はクリーニング装置４０のところまで搬送され、用紙３８に転写されることなく感光体１２の外周面に残存するトナーが感光体１２から掻き取られる。
【００２６】
〔現像装置〕
現像装置３４は、非磁性トナー（以下、単にトナーという。）及び磁性キャリア（以下、単にキャリアという。）を含む２成分現像剤と、種々の部材を収容する現像槽６６と、を備えている。現像槽６６は感光体１２に向けて開放された開口部を備えており、この開口部の近傍に形成された空間に現像ローラ４８が設けられている。現像剤担持体としての現像ローラ４８は、円筒状の部材であり、感光体１２と平行に且つ感光体１２の外周面と所定の現像ギャップを介して、回転可能に枢支されている。
【００２７】
現像ローラ４８は、回転不能に固定された磁石体４８ａと、磁石体４８ａの周囲を回転可能に支持された円筒状のスリーブ４８ｂ（第一の回転円筒体）と、を有するいわゆるマグネットローラである。現像ローラ４８のスリーブ４８ｂの上方には、現像槽６６に固定され、現像ローラ４８のスリーブ４８ｂの中心軸と平行に延在する規制板６２が、所定の規制ギャップ６３を介して対向配置されている。現像ローラ４８の内側にある磁石体４８ａは、スリーブ４８ｂの回転方向に沿って、Ｎ１、Ｓ２、Ｎ３、Ｎ２、Ｓ１という５個の磁極を有する。これらの磁極のうち、主磁極Ｎ１は、感光体１２と対向するように配置されている。スリーブ４８ｂの上の現像剤を剥離させるための反発磁界を発生させる同極のＮ２及びＮ３は、現像槽６６の内部に対向配置されている。現像ローラ４８のスリーブ４８ｂは、感光体１の回転方向と逆向きに（カウンター方向に）回転する。
【００２８】
図２は、現像装置３４を上から見た模式的断面図である。図２に示すように、現像ローラ４８の背後には、現像剤攪拌搬送室６７が形成されている。現像剤攪拌搬送室６７は、現像ローラ４８の近傍に形成された第二搬送路７０と現像ローラ４８から離れた第一搬送路６８と、第一搬送路６８及び第二搬送路７０を間仕切る隔壁７６と、を有する。第一搬送路６８の搬送方向の上流側の上方には、現像剤補給タンク８０が配設されていて、補給口８２を介して第一搬送路６８と連通している。現像剤補給タンク８０には、トナーを主成分としてキャリアを含有する補給用現像剤２が充填されている。補給用現像剤２として、トナーとキャリアとを別々に補給してもよい。補給用現像剤２のキャリア比は、好ましくは５乃至４０重量％であり、より好ましくは１０乃至３０重量％である。また、第二搬送路７０の搬送方向の下流側の下方には、現像剤回収タンク９０が配設されていて、回収口９２を介して第二搬送路７０と連通している。
【００２９】
現像剤補給タンク８０の底部には、制御部１００によって駆動制御される現像剤供給ローラが配置されている。現像剤供給ローラが回転駆動されることによって、その駆動時間に応じた量の新規の補給用現像剤２が、流下して、現像槽６６の第一搬送路６８に供給される。
【００３０】
第一搬送路６８には、現像槽内現像剤３を攪拌しながら搬送する攪拌部材である第一スクリュー７２が回転可能に枢支されている。第二搬送路７０には、第一搬送路６８からの現像槽内現像剤３を攪拌しながら現像ローラ４８に搬送する第二スクリュー７４が回転可能に枢支されている。この場合、第一搬送路６８と第二搬送路７０との両端部に位置する隔壁７６の上部が切り欠かれることによって連絡通路が形成されている。第一搬送路６８の搬送方向の下流側端部に到達した現像槽内現像剤３が連絡通路を介して第二搬送路７０へ送り込まれ、第二搬送路７０の搬送方向の下流側端部に到達した現像槽内現像剤３が連絡通路を介して第一搬送路６８に送り込まれる。その結果、図２の矢印方向にしたがって、現像槽内現像剤３が現像剤攪拌搬送室内を循環する。
【００３１】
第一スクリュー７２及び第二スクリュー７４は、回転シャフトに所定のピッチで螺旋状の羽根が固定されたスパイラルスクリューである。第二スクリュー７４は、図２の右側（下流側）に延在して、回収口９２の上まで延在している。
【００３２】
第二スクリュー７４は、シャフト部７４ａと、正羽根部７４ｂと、正羽根部７４ｂに隣接した逆羽根部材７７と、逆羽根部材７７に隣接した排出スクリュー７９と、を有する。
【００３３】
シャフト部７４ａは、搬送方向（図２においては右向きの矢印）の上流側端部（図２の左端部）から下流側端部（図２の右端部）まで搬送向に延在する円柱形状の棒状体であり、ステンレス等の金属材料やＰＣやＡＢＳ等の樹脂材料からなる高剛性材料から作製されている。
【００３４】
第二搬送路７０に配設される正羽根部７４ｂは、現像槽内現像剤３を搬送方向の順方向（以下、搬送方向の順方向とは、第二搬送路７０における搬送方向のことを言う。）に搬送するように構成された螺旋状の正羽根である。正羽根部７４ｂは、ＡＢＳ等の樹脂材料の射出成形やＳＵＳ等の金属材料の削り出し等によって作製されていて、シャフト部７４ａに対して嵌合や接着により固定されている。正羽根部７４ｂは、搬送方向の上流側端部（図２の左端部）から下流側の連絡通路の手前まで軸方向に延在している。
【００３５】
第二搬送路７０から第一搬送路６８に向かう連絡通路及び第一搬送路６８の下流側側端部に対応する位置に配設される逆羽根部材７７は、現像槽内現像剤３を搬送方向の逆方向（以下、搬送方向の逆方向とは、第二搬送路７０における搬送方向と逆方向のことを言う。）に搬送するように構成された螺旋状の逆羽根である。逆羽根部材７７は、ＡＢＳ等の樹脂材料の射出成形やＳＵＳ等の金属材料の削り出し等によって作製されている。逆羽根部材７７は、シャフト部７４ａに挿通された状態で、上流側の端部がシャフト部７４ａ又は正羽根部７４ｂに対して溶着や接着や嵌合によって固定されているとともに、下流側の端部が排出スクリュー７９に対して溶着や接着や嵌合によって固定されている。すなわち、逆羽根部材７７は、シャフト部７４ａに対して分離されていて、正羽根部７４ｂと排出スクリュー７９との間に挟持されている。排出スクリュー７９の軸方向の動き、すなわち搬送方向の順方向又は逆方向の動きに連動して、逆羽根部材７７がシャフト部７４ａの搬送方向の順方向又は逆方向に変位するので、逆羽根部材７７のピッチを小さく又は大きくすることができる。
【００３６】
回収室に配設される排出スクリュー７９は、搬送方向の下流側端部（図２の右端部）に形成されている。排出スクリュー７９は、大略円環形状をしたリングシャフト部７９ａと、リングシャフト部７９ａの上に嵌合や接着により固定された正羽根部７９ｂと、を備えている。大略円環形状をしたリングシャフト部７９ａは、シャフト部７４ａの下流側端部に挿通されている。正羽根部７９ｂは、現像槽内現像剤３を搬送方向の順方向に搬送するように構成された螺旋状の正羽根部７９ｂである。排出スクリュー７９の下流側の外方には、駆動装置５０が設けられている。駆動装置５０は、後述するように、空気圧やカム機構等により排出スクリュー７９を駆動する。駆動装置５０により、排出スクリュー７９がシャフト部７４ａに沿って軸方向にすなわち搬送方向の順方向又は逆方向にスライド移動する。
【００３７】
また、第二スクリュー７４の正羽根部７４ｂのピッチは、排出スクリュー７９の正羽根部７９ｂのピッチと比べて大きくなっている。さらに、正羽根部７４ｂにより搬送方向の順方向に現像槽内現像剤３を搬送するのに対して、現像槽内現像剤３を逆方向に搬送する逆羽根部材７７が設けられている。したがって、第二スクリュー７４が回転すると、第二スクリュー７４の搬送方向の下流側端部（右端部）での現像槽内現像剤３の高さが他の部分に比べて高くなる。すなわち、第二搬送路７０の搬送方向の下流側端部（右端部）において、現像槽内現像剤３の盛り上がりが形成される。
【００３８】
ここで、現像装置３４は、いわゆるトリクル方式を採用したものであるから、余剰の現像槽内現像剤３を流出させるための流出口７５を有している。すなわち、第二搬送路７０の搬送方向の下流側端部（右端部）に位置する側壁の上部が部分的に切り欠かれた切欠７５を設けることによって、流出口７５が形成されている。第二スクリュー７４によって搬送される現像剤は、通常の状態では逆羽根部材７７の排出阻止力によってせき止められることにより、図２の実線矢印のように、第二搬送路７０から第一搬送路６８へと搬送される。現像槽内における現像槽内現像剤３が増えて現像槽６６内の液面が上昇すると、逆羽根部材７７のせき止め作用に抗して側壁の上部に設けられた流出口７５を現像槽内現像剤３が乗り越えて、隣接する回収室に溢出する。回収室に溢出した余剰の現像槽内現像剤３は、排出スクリュー７９により回収口９２まで搬送され、回収口９２を介して現像剤回収タンク９０に回収（廃棄）される。
【００３９】
現像剤攪拌搬送室６７には、現像剤攪拌搬送室６７内での現トナー濃度を検出するトナー濃度検出センサ７８が設けられている。トナー濃度検出センサ７８は、例えば、コイルのインダクタンスの変化から、現像剤攪拌搬送室６７内を搬送される現像槽内現像剤３の透磁率を検出する。トナー濃度検出センサ７８により検出された透磁率から、現像槽内現像剤３に対するトナーの比率が求められる。例えば、現像槽内現像剤３に含まれるキャリア量が少ない場合は、トナー比率が高いと検出される。一方、現像槽内現像剤３に含まれるキャリア量が多い場合は、トナー比率が低いと検出される。そして、このトナー濃度検出センサ７８から出力された電圧信号は、制御部１００に入力され、この検出信号に基づいて、必要な補給量が算出されるとともに、現像剤補給タンク８０の現像剤補給ローラが駆動され、所定量の補給用現像剤２が現像槽６６内に補給される。
【００４０】
現像装置３４において、印字動作により、現像槽内現像剤３のトナー濃度が低下すると、トナーと少量のキャリアとを含有する補給用現像剤２が現像剤補給タンク８０から補給される。補給用現像剤２の補給量は、トナー濃度検出センサ７８によって検出された現像槽内現像剤３の現トナー濃度と、画像形成時の印字率（ドットカウンタ）と、現像剤補給タンク８０内での補給用現像剤２に対するキャリア比と、に基づいて決定される。現像剤補給タンク８０内での補給用現像剤２に対するキャリア比は、現像装置３４内でのキャリアの劣化を抑制するとともに、コストアップを招かない程度に調整される。トナーの補給動作に伴って、キャリアが少しずつ供給される。
【００４１】
補給された補給用現像剤２は、すでに存在する現像槽内現像剤３と混合・攪拌されながら、上記現像剤攪拌搬送室６７の第一搬送路６８及び第二搬送路７０に沿って搬送される。基本的には、トナーは感光体１２で消費されるのに対して、キャリアは現像装置３４内に蓄積されるが、キャリアの帯電性能は次第に低下する。補給用現像剤２にはトナーよりも嵩高いキャリアが少量含まれているので、補給用現像剤２の補給に伴って、現像装置３４内での現像槽内現像剤３の量が徐々に増加する。そして、嵩の増えた現像槽内現像剤３が現像剤攪拌搬送室６７を循環する。現像剤攪拌搬送室６７を循環しきれない余剰の現像槽内現像剤３は、逆羽根部材７７を乗り越えて、第二搬送路７０の搬送方向の下流側端部（右端部）に設けられた流出口７５から流出して、回収口９２を介して現像剤回収タンク９０に回収される。
【００４２】
画像形成装置１又は現像装置３４には、トナー濃度検出センサ７８等の種々のセンサやデバイスが組み込まれている。これらのセンサやデバイスは、後述するように、画像形成装置１（現像装置３４）の置かれている状態を検出するための状態検出デバイスとして利用される。
【００４３】
また、スキャナ１２４が、原稿を読み取るための画像読取センサとして、及び、画像の印字率を測定するための状態検出デバイスとして用いられ、スキャナ１２４のスキャン信号（画像信号）に基づいて、制御部１００のＣＰＵ１０２により原稿の所定領域における印字率が算出される。ここで、印字率とは、画像を構成する全面積を１００％としたときに、トナーを載せる部分の面積の割合のことであり、言いかえれば、画像形成におけるトナー付着量に関係している。原稿の画像は数１０μｍの径のレーザードットにより画像形成されるので、画像の所定領域でこのレーザードットの割合を解析することにより印字率が算出される。
【００４４】
状態検出デバイスとしての補給量検出センサ１２６は、現像剤補給タンク８０に設けられた補給用モータの回転量（駆動時間）をカウントすることによって現像槽６６へのトナー及びキャリアの補給量を検出する。
【００４５】
状態検出デバイスとしてのキャリア比率検出センサ１２０は、補給されたトナー及びキャリアにおけるキャリア比率を透磁率の変化として検出して電気信号に変換する。
【００４６】
状態検出デバイスとしての画像濃度検出センサ１２２は、中間転写ローラ上に転写されたトナー像の画像濃度（コントラスト）を反射率の変化として検出して電気信号に変換する。
【００４７】
状態検出デバイスとしての傾斜センサ１１２は、例えば、第一スクリュー７２や第二スクリュー７４の軸方向の傾斜角度に比例した液面レベルの変化を静電容量の変化として検出して電気信号に変換する。
【００４８】
状態検出デバイスとしてのトナー濃度検出センサ７８は、現像槽６６内におけるトナー濃度の変化を透磁率の変化として検出して電気信号に変換する。
【００４９】
状態検出デバイスとしてのカウンタ１０８は、印刷出力枚数を検出する。
【００５０】
状態検出デバイスとしての温度センサ１１４は、現像装置３４の設置場所の温度を検出する。
【００５１】
状態検出デバイスとしての湿度センサ１１６は、現像装置３４の設置場所の湿度を検出する。
【００５２】
状態検出デバイスとしての回転数検出センサ１１８は、現像ローラ４８の回転数をカウントする。
【００５３】
状態検出デバイスとしての補給量検出センサ１２６は、現像剤補給タンク８０に設けられた補給用モータの回転量（駆動時間）をカウントすることによって現像槽６６への補給用現像剤２の補給量を検出する。
【００５４】
状態検出デバイスとしてのキャリア比率検出センサ１２０は、補給された補給用現像剤２におけるキャリアの比率を透磁率の変化として検出して電気信号に変換する。
【００５５】
図３は、画像形成装置１の現像装置３４に係る制御ブロック図を示している。
【００５６】
制御手段としての制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０４、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０６等から構成される。ＲＯＭ１０４内に格納されている各種処理プログラムやテーブルに従って、ＣＰＵ１０２は画像形成装置１での各種動作を集中的に制御する。ＲＯＭ１０４には、例えば、トナー濃度検出センサ７８で検出された電圧から現像槽内現像剤３の現トナー濃度に変換・算出するためのトナー濃度算出テーブルや、現像槽内現像剤３の現トナー濃度と基準トナー濃度との間のトナー濃度差から補給すべき現像剤量を算出するための現像剤補給用テーブルが格納されている。
【００５７】
制御部１００のＣＰＵ１０２には、画像形成に係る種々の装置やデバイスやセンサが接続されている。すなわち、現像装置３４や現像剤補給タンク８０やカウンタ１０８や傾斜センサ１１２や温度センサ１１４や湿度センサ１１６や回転数検出センサ１１８やキャリア比率検出センサ１２０や画像濃度検出センサ１２２やスキャナ１２４等が制御部１００のＣＰＵ１０２に接続されている。現像装置３４を構成する現像剤攪拌部材７２，７４、トナー濃度検出センサ７８、現像ローラ４８の動作が、それぞれ、制御部１００のＣＰＵ１０２によって制御される。すなわち、ＣＰＵ１０２は、現像動作や補給動作や画像形成動作やスキャナ（画像読取部）のスキャン動作等を制御する制御手段としての機能を有している。
【００５８】
また、ＲＡＭ１０６には、制御部１００により実行される各種プログラム及びこれらプログラムに係るデータを一時的に記憶するためのワークエリアが形成されている。
【００５９】
そして、上述したセンサやデバイスから得られた各種の状態検出情報、すなわち、現像装置３４の傾斜角度や、現像槽６６内のトナー濃度や、印刷出力枚数や、現像装置３４の設置された環境の温度・湿度や、現像ローラ４８の回転数や、現像剤補給タンク８０内での補給用現像剤２に対するキャリアの比率や、画像濃度や、画像形成時の印字率（画像情報）等は、ＲＡＭ１０６に一時的に記憶されている。
【００６０】
〔現像剤〕
２成分現像剤は、トナーと、トナーを帯電させるためのキャリアと、を含んでいる。本発明においては、画像形成装置１において従来から一般的に使用されている公知のトナーが使用可能である。トナーの粒径は、例えば約３乃至１５μｍである。バインダー樹脂中に着色剤を含有させたトナーや、荷電制御剤や離型剤を含有するトナーや、表面に添加剤を保持するトナーも使用可能である。
【００６１】
トナーは、例えば、粉砕法、乳化重合法、懸濁重合法等の公知の方法で製造される。
【００６２】
トナーに使用されるバインダー樹脂は、限定的ではないが、例えば、スチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、ポリエステル樹脂、エポキシ系樹脂、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、またはそれらの樹脂を任意に混ぜ合わせたものである。バインダー樹脂は、軟化温度が約８０乃至１６０℃の範囲であり、ガラス転移点が約５０乃至７５℃の範囲であることが好ましい。
【００６３】
着色剤は、公知の材料、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る。着色剤の添加量は、一般に、バインダー樹脂１００重量部に対して、２乃至２０重量部であることが好ましい。
【００６４】
荷電制御剤は、従来から荷電制御剤として知られている材料が使用できる。具体的に、正極性に帯電するトナーには、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、ポリアミン樹脂が荷電制御剤として使用できる。負極性に帯電するトナーには、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、カーリックスアレーン化合物が荷電制御剤として使用できる。荷電制御剤は、バインダー樹脂１００重量部に対して、０．１乃至１０重量部の割合で用いることが好ましい。
【００６５】
離型剤は、従来から離型剤として使用されている公知のものを使用できる。離型剤の材料には、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、又はそれらを適宜組み合わせた混合物が用いられる。離型剤は、バインダー樹脂１００重量部に対して、０．１乃至１０重量部の割合で用いることが好ましい。
【００６６】
さらに、現像剤の流動化を促進する流動化剤を添加してもよい。流動化剤には、例えば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム等の無機微粒子や、アクリル樹脂、スチレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂微粒子が使用できる。特にシランカップリング剤、チタンカップリング剤、およびシリコンオイル等で疎水化した材料を用いるのが好ましい。流動化剤は、トナー１００重量部に対して、０．１乃至５重量部の割合で添加することが好ましい。これら添加剤の個数平均一次粒径は、９乃至１００ｎｍであることが好ましい。
【００６７】
キャリアは、従来から一般に使用されている公知のキャリアを使用できる。バインダー型キャリアやコート型キャリアのいずれを用いてもよい。キャリア粒径は、限定的ではないが、約１５乃至１００μｍであることが好ましい。
【００６８】
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、表面に正極性または負極性に帯電する微粒子又はコーティング層を有するものが使用できる。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できる。
【００６９】
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、ポリオレフィン系樹脂などの熱可塑性樹脂、フェノール樹脂等の硬化性樹脂が例示される。
【００７０】
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）を一種また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、表面に酸化層を有する鉄や合金の粒子を用いることができる。キャリアの形状は、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。化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乃至９０重量％の量で添加することが適切である。
【００７１】
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る。これらの樹脂をキャリア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、キャリアの電荷付与能力を向上できる。
【００７２】
バインダー型キャリアの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微粒子を付着させた後、機械的・熱的な衝撃力を与えることにより微粒子を磁性樹脂キャリア中に打ち込むことで行われる。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、その一部が磁性樹脂キャリア表面から突出するように固定される。帯電性微粒子には、有機、無機の絶縁性材料が用いられる。具体的に、有機系の絶縁性材料としては、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、フッ素樹脂およびこれらの架橋物などの有機絶縁性微粒子がある。電荷付与能力および帯電極性は、帯電性微粒子の素材、重合触媒、表面処理等に調整できる。無機系の絶縁性材料としては、シリカ、二酸化チタン等の負極性に帯電する無機微粒子や、チタン酸ストロンチウム、アルミナ等の正極性に帯電する無機微粒子が用いられる。
【００７３】
コート型キャリアは、磁性体からなるキャリアコア粒子を樹脂で被覆したキャリアであり、バインダー型キャリア同様に、キャリア表面に正極性または負極性に帯電する帯電性微粒子を固着することができる。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の選択により調整できる。コーティング樹脂は、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。
【００７４】
現像槽内現像剤３のトナー及びキャリアの混合比は、所望のトナー帯電量が得られるように調整される。現像槽内現像剤３のトナー比は、トナー及びキャリアの合計量に対して、好ましくは３乃至２０重量％であり、より好ましくは４乃至１５重量％である。また、現像剤補給タンク８０に充填されている補給用現像剤２は、トナー及び少量のキャリアを含有したものであり、補給用現像剤２のキャリア比は、好ましくは１乃至５０重量％であり、より好ましくは５乃至３０重量％である。
【００７５】
このように構成された現像装置３４の基本動作を説明する。
【００７６】
画像形成時、図示しないモータの駆動に基づいて、現像ローラ４８のスリーブ４８ｂは矢印方向（反時計回り）に回転する。第一スクリュー７２の回転及び第二スクリュー７４の回転により、現像剤攪拌搬送室６７に存する現像槽内現像剤３は、第一搬送路６８と第二搬送路７０とを循環搬送されながら、攪拌される。その結果、現像剤に含まれるトナーとキャリアとが摩擦接触し、互いに逆の極性に帯電される。実施形態では、キャリアは正極性、トナーは負極性に帯電されるものとする。本発明に用いるトナー及びキャリアの帯電性は、このような組み合わせに限定されるものでない。キャリアの外形寸法は、トナーに比べて相当大きい。そのため、正極性に帯電したキャリアの周囲に、負極性に帯電したトナーが、主として両者の電気的な吸引力に基づいて付着している。
【００７７】
帯電された現像槽内現像剤３は、第二スクリュー７４によって第二搬送路７０に搬送される過程で現像ローラ４８に供給される。この現像剤は、現像ローラ４８内部の磁石体４８ａの磁力によってスリーブ４８ｂの表面側に保持され、スリーブ４８ｂと共に反時計周り方向に回転移動して、現像ローラ４８に対向して設けられた規制板６２で通過量を規制された後、感光体１２と対向する現像領域へと搬送される。そして、現像領域において、磁石体４８ａの主磁極Ｎ１の磁力によって穂立ち（磁気ブラシ）が形成される。現像領域では、感光体１２上の静電潜像と現像バイアスの印加された現像ローラ４８との間に形成された電界（直流に交流が重畳された電界）がトナーに与える力により、トナーが感光体１２上の静電潜像側へと移動して、この静電潜像が顕像へと現像される。現像領域でトナーを消費した現像剤は、現像槽６６に向けて搬送され、現像槽６６の第二搬送路７０に対向して設けられた磁石体４８ａのＮ３，Ｎ２の反発磁界によって現像ローラ４８上から剥離され、現像槽６６内へと回収される。回収された現像剤は、第二搬送路７０を搬送されている現像槽内現像剤３と混合される。
【００７８】
このような画像形成によって現像槽内現像剤３の中からトナーが消費されると、消費された量に見合う量のトナーが現像槽内現像剤３に補給される。そのために、現像装置３４は、現像剤攪拌搬送室６７に存する現像槽内現像剤３に対するトナーの比を測定するトナー濃度検出センサ７８を備えている。また、第一搬送路６８の上方には現像剤補給タンク８０が設けてある。
【００７９】
次に、第一実施形態に係る現像装置３４の構成及び動作を、図４及び５を参照しながら説明する。
【００８０】
図４は、本発明の要部を説明する図である。（Ａ）は逆羽根部材７７のピッチＰが大きい場合を、（Ｂ）は逆羽根部材７７のピッチＰ’が小さい場合を、それぞれ示している。図５は、第一実施形態に係る逆羽根部材７７の駆動形態を説明する図である。（Ａ）は逆羽根部材７７のピッチＰが大きい場合を、（Ｂ）は逆羽根部材７７のピッチＰ’が小さい場合を、それぞれ示している。
【００８１】
図４の（Ａ）は、後述する駆動装置５０の軸方向駆動力が、軸方向に移動可能な排出スクリュー７９を介して、逆羽根部材７７に伝達されることにより、逆羽根部材７７のピッチＰが大きくなるように位置決めされていることを示している。図４の（Ｂ）も同様に、駆動装置５０により、逆羽根部材７７のピッチＰ’が小さくなるように位置決めされていることを示している。
【００８２】
図５は、空気圧を用いた駆動装置５０による逆羽根部材７７の駆動形態を説明している。シャフト部７４ａの右端部においては、シャフト部７４ａの内部に空洞部を有して外周部分に外殻の形成された中空構造をしている。当該中空構造の中にシリンジ５３が装着されている。排出スクリュー７９のリングシャフト部７９ａは、前記外殻の左側に形成された軸方向の溝（不図示）を介して、内部移動板７９ｃと連結されている。内部移動板７９ｃとシリンジ５３の押接端面５４とが一体化されている。したがって、シリンジ５３の収縮又は膨張に伴って内部移動板７９ｃが軸方向に動くと、排出スクリュー７９もシャフト部７４ａの右端部の外殻に沿って移動する。また、逆羽根部材７７は、リングシャフト部７９ａ又は正羽根部７９ｂ及びシャフト部７４ａ又は正羽根部７４ｂに対して固定されながら挟持されているので、排出スクリュー７９が搬送方向の順方向又は逆方向に動くとき、逆羽根部材７７のピッチが変化する。
【００８３】
空気圧調整装置５１は、加圧された空気を提供するコンプレッサ、又は、減圧された空気を提供する真空ポンプである。空気圧調整装置５１からは、連通部５２を通じてシリンジ５３に対して、加圧された空気又は減圧された空気圧が提供される。
【００８４】
空気圧調整装置５１から減圧された空気が提供されると、シリンジ５３が収縮するので、図５の（Ａ）のように、シリンジ５３の押接端面５４が内部移動板７９ｃを搬送方向の順方向（図５の右側）に移動させる。その結果、排出スクリュー７９が搬送方向の順方向に動き、逆羽根部材７７のピッチＰを拡大させる。
【００８５】
空気圧調整装置５１から加圧された空気が提供されると、シリンジ５３が膨張するので、図５の（Ｂ）のように、内部移動板７９ｃを搬送方向の逆方向（図５の左側）に移動させる。その結果、排出スクリュー７９が搬送方向の逆方向に動き、逆羽根部材７７のピッチＰ’を縮小させる。
【００８６】
上述したセンサやデバイスから得られた種々の状態検出情報、すなわち、現像装置３４の傾斜角度や、現像槽６６内のトナー濃度や、印刷出力枚数や、現像装置３４の設置された環境の温度・湿度や、現像ローラ４８の回転数や、補給用現像剤２の補給量や、現像剤補給タンク８０内での補給用現像剤２に対するキャリアの比率や、画像濃度や、画像形成時の印字率（画像情報）に基づいて、表１のように、逆羽根部材７７のピッチが適宜変更される。
【００８７】
【表１】
2010025987.tif 000003
【００８８】
現像装置３４が搬送方向の逆方向に傾斜している場合、現像槽内現像剤３が排出されにくい状態に現像装置３４が置かれていることになるので、現像槽内現像剤３の排出を促進するために逆羽根部材７７の排出阻止力を弱めるように、すなわち逆羽根部材７７のピッチを縮小させるように排出スクリュー７９が駆動される。逆に、現像装置３４が搬送方向の順方向に傾斜している場合、逆羽根部材７７のピッチを拡大させるように排出スクリュー７９が駆動される。
【００８９】
現像槽６６内のトナー濃度が所定値よりも低くなっている場合、現像槽内現像剤３の流動性が高くなって現像槽内現像剤３の嵩比重が大きくなり、ある容積内により多くの現像槽内現像剤３が留まることになるので、現像槽内現像剤３の排出を促進するために逆羽根部材７７の排出阻止力を弱めるように、すなわち逆羽根部材７７のピッチを縮小させるように排出スクリュー７９が駆動される。逆に、現像槽６６内のトナー濃度が所定値よりも高くなっている場合、逆羽根部材７７のピッチを拡大させるように排出スクリュー７９が駆動される。
【００９０】
印刷出力枚数が耐久段階で多くなっている場合、現像槽内現像剤３の流動性が高くなって現像槽内現像剤３の嵩比重が大きくなり、ある容積内により多くの現像槽内現像剤３が留まることになるので、現像槽内現像剤３の排出を促進するために逆羽根部材７７の排出阻止力を弱めるように、すなわち逆羽根部材７７のピッチを縮小させるように排出スクリュー７９が駆動される。逆に、印刷出力枚数が初期段階で少ない場合、逆羽根部材７７のピッチを拡大させるように排出スクリュー７９が駆動される。
【００９１】
画像形成装置１の設置環境における温度が高い場合、現像槽内現像剤３の流動性が高くなって現像槽内現像剤３の嵩比重が大きくなり、ある容積内により多くの現像槽内現像剤３が留まることになるので、現像槽内現像剤３の排出を促進するために逆羽根部材７７の排出阻止力を弱めるように、すなわち逆羽根部材７７のピッチを縮小させるように排出スクリュー７９が駆動される。逆に、画像形成装置１の設置環境における温度が低い場合、逆羽根部材７７のピッチを拡大させるように排出スクリュー７９が駆動される。
【００９２】
画像形成装置１の設置環境における湿度が高い場合、現像槽内現像剤３の流動性が高くなって現像槽内現像剤３の嵩比重が大きくなり、ある容積内により多くの現像槽内現像剤３が留まることになるので、現像槽内現像剤３の排出を促進するために逆羽根部材７７の排出阻止力を弱めるように、すなわち逆羽根部材７７のピッチを縮小させるように排出スクリュー７９が駆動される。逆に、画像形成装置１の設置環境における湿度が低い場合、逆羽根部材７７のピッチを拡大させるように排出スクリュー７９が駆動される。
【００９３】
現像装置３４が低速で回転駆動される場合、第二スクリュー７４が低速で駆動されて現像槽内現像剤３が排出されにくい状態になっているので、現像槽内現像剤３の排出を促進するために逆羽根部材７７の排出阻止力を弱めるように、すなわち逆羽根部材７７のピッチを縮小させるように排出スクリュー７９が駆動される。逆に、現像装置３４が高速で回転駆動される場合、逆羽根部材７７のピッチを拡大させるように排出スクリュー７９が駆動される。
【００９４】
補給用現像剤２の補給量が多い場合、より多くのキャリアも同時に補給されて現像槽内現像剤３の嵩が大きくなり、ある容積内により多くの現像槽内現像剤３が留まることになるので、現像槽内現像剤３の排出を促進するために逆羽根部材７７の排出阻止力を弱めるように、すなわち逆羽根部材７７のピッチを縮小させるように排出スクリュー７９が駆動される。逆に、補給用現像剤２の補給量が少ない場合、逆羽根部材７７のピッチを拡大させるように排出スクリュー７９が駆動される。
【００９５】
現像剤補給タンク８０内での補給用現像剤２に対するキャリアの比率が高い場合、より多くのキャリアも同時に補給されて現像槽内現像剤３の嵩が大きくなり、ある容積内により多くの現像槽内現像剤３が留まることになるので、現像槽内現像剤３の排出を促進するために逆羽根部材７７の排出阻止力を弱めるように、すなわち逆羽根部材７７のピッチを縮小させるように排出スクリュー７９が駆動される。逆に、現像剤補給タンク８０内での補給用現像剤２に対するキャリアの比率が低い場合、逆羽根部材７７のピッチを拡大させるように排出スクリュー７９が駆動される。
【００９６】
画像濃度が高い場合、消費されるトナーが多くなるために、補給されるトナーすなわち補給用現像剤２の補給量が多くなる。その結果、より多くのキャリアも同時に補給されて現像槽内現像剤３の嵩が大きくなり、ある容積内により多くの現像槽内現像剤３が留まることになるので、現像槽内現像剤３の排出を促進するために逆羽根部材７７の排出阻止力を弱めるように、すなわち逆羽根部材７７のピッチを縮小させるように排出スクリュー７９が駆動される。逆に、画像濃度が低い場合、逆羽根部材７７のピッチを拡大させるように排出スクリュー７９が駆動される。
【００９７】
画像の印字率が高い場合、消費されるトナーが多くなるために、補給されるトナーすなわち補給用現像剤２の補給量が多くなる。その結果、より多くのキャリアも同時に補給されて現像槽内現像剤３の嵩が大きくなり、ある容積内により多くの現像槽内現像剤３が留まることになるので、現像槽内現像剤３の排出を促進するために逆羽根部材７７の排出阻止力を弱めるように、すなわち逆羽根部材７７のピッチを縮小させるように排出スクリュー７９が駆動される。逆に、画像の印字率が低い場合、逆羽根部材７７のピッチを拡大させるように排出スクリュー７９が駆動される。
【００９８】
次に、第二実施形態に係る現像装置３４の構成及び動作を、図６を参照しながら説明するが、上述した第一実施形態との相違点を中心に説明する。
【００９９】
図６は、第二実施形態に係る逆羽根部材７７の駆動形態を説明する図である。（Ａ）は逆羽根部材７７のピッチＰが大きい場合を、（Ｂ）は逆羽根部材７７のピッチＰ’が小さい場合を、それぞれ示している。
【０１００】
図６は、カム機構５５を用いた駆動装置５０による逆羽根部材７７の駆動形態を説明している。シャフト部７４ａの右端部においては、シャフト部７４ａの内部に空洞部を有して外周部分に外殻の形成された中空構造をしている。当該中空構造の中に圧縮バネ５９が装着されている。排出スクリュー７９のリングシャフト部７９ａは、前記外殻の左側に形成された軸方向の溝（不図示）を介して、内部移動板７９ｄと連結されている。したがって、内部移動板７９ｄが軸方向に動くと、排出スクリュー７９もシャフト部７４ａの右端部の外殻に沿って連動する。また、逆羽根部材７７は、リングシャフト部７９ａ又は正羽根部７９ｂ及びシャフト部７４ａ又は正羽根部７４ｂに対して固定されながら挟持されているので、排出スクリュー７９が搬送方向の順方向又は逆方向に動くとき、逆羽根部材７７のピッチが変化する。
【０１０１】
カム機構５５は、短軸と長軸とを有する大略楕円形状をしたカムと、当該カムを回転駆動するモーターと、カムの輪郭曲線に対して摺接する連結棒５６と、から構成されている。連結棒５６は、シャフト壁５７のガイド穴５８を通じて内部移動板７９ｄと連結されている。カムが回転することにより、大略楕円形状のカムに摺接した連結棒５６が軸方向に移動する。そして、圧縮バネ５９により内部移動板７９ｄがカム機構５５の方に付勢されている。
【０１０２】
カムの短軸が連結棒５６に当接する短軸位置にきたときには、図６の（Ａ）のように、内部移動板７９ｄを搬送方向の順方向（図６の右側）に移動させる。その結果、排出スクリュー７９が搬送方向の順方向に動き、逆羽根部材７７のピッチＰを拡大させる。
【０１０３】
カムの長軸が連結棒５６に当接する長軸位置にきたときには、図６の（Ｂ）のように、内部移動板７９ｄを搬送方向の逆方向（図６の左側）に移動させる。その結果、排出スクリュー７９が搬送方向の逆方向に動き、逆羽根部材７７のピッチＰ’を縮小させる。
【０１０４】
なお、上記実施形態では、駆動装置５０として空気圧やカム機構を利用したものであるが、他の駆動方法であってもよい。例えば、ラック＆ピニオンやクランクを利用した駆動方法も可能である。また、シャフト部７４ａの内部に設けられた内部移動板７９ｃ，７９ｄが駆動対象になっているが、排出スクリュー７９のリングシャフト部７９ａの右側端部が直接に駆動される形態であってもよい。
【０１０５】
次に、図７を参照しながら、本発明の逆羽根部材７７のピッチ制御のサブルーチンについて説明する。本サブルーチンが実行されている間には、通常の印刷出力が繰り返し実行されている。
【０１０６】
ステップＳ１１２において、本サブルーチンがスタートする。ステップＳ１１４において、上述したセンサやデバイスにより、現像装置３４や画像形成装置１に関する種々の状態情報が検出される。ステップＳ１１６において、現像装置３４や画像形成装置１の状態が変化したかが判別される。状態の変化がなくてＮＯが選択される場合には、ステップＳ１１４の状態検出ステップに戻る。
【０１０７】
ステップＳ１１６において状態の変化があるとＹＥＳが選択される。ステップＳ１１８において、現像装置３４や画像形成装置１の状態がどのような変化であるかに応じて、逆羽根部材７７のピッチを拡大又は縮小させる。
【０１０８】
ステップＳ１２０において、逆羽根部材７７のピッチが適切に変更されたか否かが判別される。逆羽根部材７７のピッチの変更が不適切でＮＯが選択される場合には、ステップＳ１１４の状態検出ステップに戻る。
【０１０９】
ステップＳ１２０において逆羽根部材７７のピッチが適切に変更されているとＹＥＳが選択される。ステップＳ１２２において、現像槽内現像剤３の量が変化したか否かが判別される。現像槽内現像剤３の量が変化していなくてＮＯが選択される場合には、ステップＳ１１４の状態検出ステップに戻る。
【０１１０】
ステップＳ１２２において現像槽内現像剤３の量が変化しているとＹＥＳが選択される。ステップＳ１２４において、現像槽内現像剤３の量が適量であるか否かが判別される。現像槽内現像剤３の量が適量でなくてＮＯが選択される場合には、ステップＳ１１８のピッチ可変処理ステップに戻る。
【０１１１】
そして、ステップＳ１２４において現像槽内現像剤３の量が適量であるとＹＥＳが選択される。ステップＳ１２６において、逆羽根部材７７のピッチ制御のサブルーチンが終了して、元のメインルーチンに戻る。
【０１１２】
上述したように、排出機構に設けられた逆羽根部材７７の螺旋部がピッチ可変であるように構成されていることから、現像装置３４や画像形成装置１の置かれている状態の変化に合わせて現像槽内現像剤３の排出を阻止しようとする排出阻止力を適宜調整することができる。したがって、現像槽内現像剤３を排出しようとする排出力と現像剤の排出を阻止しようとする排出阻止力との間のバランスが崩れるような状態になったとして、逆羽根部材７７の螺旋部のピッチを可変にすることにより、バランスの取れた状態に戻すことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示した画像形成装置の現像装置を上から見た模式的断面図である。
【図３】図２に示した画像形成装置の現像装置に係るブロック図である。
【図４】本発明の要部を説明する図である。（Ａ）は逆羽根部材のピッチが大きい場合を、（Ｂ）は逆羽根部材のピッチが小さい場合を、それぞれ示している。
【図５】第一実施形態に係る逆羽根部材の駆動形態を説明する図である。（Ａ）は逆羽根部材のピッチが大きい場合を、（Ｂ）は逆羽根部材のピッチが小さい場合を、それぞれ示している。
【図６】第二実施形態に係る逆羽根部材の駆動形態を説明する図である。（Ａ）は逆羽根部材のピッチが大きい場合を、（Ｂ）は逆羽根部材のピッチが小さい場合を、それぞれ示している。
【図７】逆羽根部材のピッチ制御に関するサブルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１４】
１：画像形成装置
２：補給用現像剤
３：現像槽内現像剤
１２：感光体
２０：定着装置
２２：定着ローラ
２６：帯電装置
２８：露光装置
３０：画像光
３４：現像装置
３６：転写装置
３８：用紙
４０：クリーニング装置
４８：現像ローラ（現像剤担持体）
４８ａ：磁石体
４８ｂ：スリーブ
５０：駆動装置
５１：空気圧調整装置
５２：連通部
５３：シリンジ
５４：押接端面
５５：カム
５６：連結棒
５７：シャフト壁
５８：ガイド穴
５９：圧縮バネ
６２：規制板
６３：規制ギャップ
６６：現像槽
６７：現像剤攪拌搬送室
６８：第一搬送路
７０：第二搬送路
７２：第一スクリュー（攪拌部材）
７４：第二スクリュー（攪拌部材）
７４ａ：シャフト部
７４ｂ：正羽根部
７５：切欠（流出口）
７６：隔壁
７７：逆羽根部材
７８：トナー濃度検出センサ
７９：排出スクリュー（排出搬送部材）
７９ａ：リングシャフト部
７９ｂ：正羽根部
７９ｃ：内部移動板
７９ｄ：内部移動板
８０：現像剤補給タンク
８２：補給口
９０：現像剤回収タンク
９２：回収口
１００：制御部
１０２：中央演算処理装置（ＣＰＵ）
１０４：読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）
１０６：読み書き可能メモリ（ＲＡＭ）
１０８：カウンタ
１１２：傾斜センサ
１１４：温度センサ
１１６：湿度センサ
１１８：回転数検出センサ
１２０：キャリア比率検出センサ
１２２：画像濃度検出センサ
１２４：スキャナ
１２６：補給量検出センサ
Ｐ：拡大されたピッチ
Ｐ’：縮小されたピッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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