(57)【要約】【課題】長時間の連続運転後及び高温高湿環境でも、円板部を越えた現像剤の排出開口側への落ち込みが停滞せず、排出開口を通じた二成分現像剤の排出量が適正に制御される現像装置を提供する。【解決手段】開口部４７ａ、４７ｂが両端に形成された隔壁４７を挟んで、二成分現像剤の搬送方向が逆方向に設定された一対の搬送スクリュー４５、４６が配置される。搬送スクリュー４６が矢印Ｃ方向に、搬送スクリュー４５が矢印Ｂ方向に二成分現像剤を攪拌しつつ搬送しすることで、開口部４７ａ、４７ｂを通じて二成分現像剤が受け渡されて現像容器４２内を循環する。つば部５１は、返しスクリュー５０の搬送羽根の切れ目から排出開口５３へ落ち込む二成分現像剤を無くして、二成分現像剤の排出量を安定させる。つば部５１の外周に、二成分現像剤の凝集を引っ掛けて排出開口側へ崩落させるための突起５２を配置している。【選択図】図６
2010237328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向の一方の突き当たり面に現像剤の排出開口が配置され、現像剤を受け渡す開口部を両端に有する長手方向の隔壁で内部が仕切られた現像容器と、
前記隔壁の一方の側に配置され、現像剤を前記排出開口へ向かって長手方向に搬送する主スパイラル部に、前記排出開口へ向かう現像剤の流れを逆方向に付勢する副スパイラル部を連結された第１搬送部材と、
前記隔壁の他方の側に配置され、前記副スパイラル部側の前記開口部を通じて前記第１搬送部材から受け渡された現像剤を前記第１搬送部材による搬送方向と逆方向に搬送する第２搬送部材と、を備える現像装置において、
長手方向で前記排出開口に重なるように前記排出開口に対向する円板部が前記副スパイラル部に連結されるとともに、前記円板部の外周に突起が配置されていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記副スパイラル部と前記円板部とは同一直径であることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記突起は、前記円板部の前記排出開口に対する対向面から前記副スパイラル部側へ後退した位置に配置されることを特徴とする請求項２記載の現像装置。
【請求項４】
前記副スパイラル部の前記円板部に近接する外周に突起を配置したことを特徴とする請求項２又は３記載の現像装置。
【請求項５】
長手方向の一方の突き当たり面に現像剤の排出開口が配置され、現像剤を受け渡す開口部を両端に有する長手方向の隔壁で内部が仕切られた現像容器と、
前記隔壁の一方の側に配置され、現像剤を前記排出開口へ向かって長手方向に搬送する主スパイラル部に、前記排出開口へ向かう現像剤の流れを逆方向に付勢する副スパイラル部を連結された第１搬送部材と、
前記隔壁の他方の側に配置され、前記副スパイラル部側の前記開口部を通じて前記第１搬送部材から受け渡された現像剤を前記第１搬送部材による搬送方向と逆方向に搬送する第２搬送部材と、を備える現像装置において、
前記副スパイラル部の前記排出開口に近接する外周に突起が配置されていることを特徴とする現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像容器内の長手方向の突き当たりに配置された排出開口から古くなった二成分現像剤を少しずつ排出する現像装置、詳しくは二成分現像剤の流動性の変化に伴う排出量の変動を抑制する構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
隔壁を挟んで現像容器の長手方向に配置した一対の搬送スクリューを用いて、非磁性トナーに磁性キャリアを混合した二成分現像剤を攪拌しつつ搬送して循環させる現像装置が広く用いられている。
【０００３】
このような現像装置では、非磁性トナーの消費に伴って新しい非磁性トナーが供給される一方で古い磁性キャリアが現像容器内を循環し続けると、次第に非磁性トナーに対する磁性キャリアの帯電性能が低下することが知られている。このため、現像容器内の磁性キャリアについても、古いものを少しずつ排出して排出しただけ新しいものを供給して現像容器内の磁性キャリアの帯電性能を一定に維持する制御が取り入れられている。
【０００４】
特許文献１には、画像形成に伴って、非磁性トナーに磁性キャリアを所定割合で混合した補給用二成分現像剤を現像装置に供給して、現像容器内の古くなった磁性キャリアを少しずつ入れ替える現像装置が示される。ここでは、図２を参照して説明すると、搬送スクリュー（４６）による搬送方向の突き当たりに配置した排出開口（５３）を通じて、現像容器内を循環している二成分現像剤が少しずつ排出される。
【０００５】
搬送スクリュー（４６）は、二成分現像剤を循環させる方向に搬送して排出開口（５３）へ送り込む主スパイラル部の下流側に、回転に伴う搬送方向が主スパイラル部とは逆方向の副スパイラル部（５０）が連結されている。副スパイラル部（５０）は、主スパイラル部に搬送されて排出開口へ向かって移動する二成分現像剤の大部分を押し戻して、排出開口（５３）を通じて排出される二成分現像剤が過剰にならないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−７２６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に示される搬送スクリューの場合、副スパイラル部の回転角度によって排出開口へ落ち込む二成分現像剤の量が変動する。副スパイラル部の末端に露出したスクリューの谷が上になる回転位置では、スクリューの谷が下になる回転位置に比較して大量の二成分現像剤が排出開口へ落ち込むからである。そして、この現象は、搬送スクリューの回転速度が高くなるとより顕著になるため、回転速度を遅い側に切り替えた際に排出量が不足したり、回転速度を速い側に切り替えた際に排出量が過剰になったりする。
【０００８】
そこで、図４に示すように、副スパイラル部（５０）の排出開口（５３）に対向する末端に円板部（５１）を連結してスクリューの谷を排出開口側へ露出させない構造が提案された。円板部（５１）を設けた副スパイラル部（５０）を採用することで、搬送スクリュー（４６）の回転速度を遅い側に切り替えても速い側に切り替えても期待どおりの排出量が安定して確保できることが確認された。
【０００９】
しかし、円板部（５１）を設けた搬送スクリューを用いて、連続運転実験及び各種温度湿度での運転実験を行ったところ、長時間の連続運転後及び高温高湿環境では、排出開口を通じた二成分現像剤の排出量が大きく減少することが判明した。排出量が減少する結果、現像装置内に二成分現像剤が停滞して、帯電性能が低下して、出力画像の品質が低下してしまう。
【００１０】
そこで、現像容器内の二成分現像剤の流れを高速撮影したところ、二成分現像剤の流動性が低下して円板部（５１）の周囲で二成分現像剤が凝集し易くなり、二成分現像剤の排出開口側への落ち込みが不安定になっていた。円板部（５１）が無い状態ではスクリューの谷を通じてスムーズに崩落していた凝集が円板部（５１）に停滞し続け、排出開口へ向かう二成分現像剤の流れを妨げていた。
【００１１】
本発明は、長時間の連続運転後及び高温高湿環境でも、円板部を越えた現像剤の排出開口側への落ち込みが停滞せず、排出開口を通じた二成分現像剤の排出量が適正に制御される現像装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の現像装置は、長手方向の一方の突き当たり面に現像剤の排出開口が配置され、現像剤を受け渡す開口部を両端に有する長手方向の隔壁で内部が仕切られた現像容器と、前記隔壁の一方の側に配置され、現像剤を前記排出開口へ向かって長手方向に搬送する主スパイラル部に、前記排出開口へ向かう現像剤の流れを逆方向に付勢する副スパイラル部を連結された第１搬送部材と、前記隔壁の他方の側に配置され、前記副スパイラル部側の前記開口部を通じて前記第１搬送部材から受け渡された現像剤を前記第１搬送部材による搬送方向と逆方向に搬送する第２搬送部材とを備えるものである。そして、長手方向で前記排出開口に重なるように前記排出開口に対向する円板部が前記副スパイラル部に連結されるとともに、前記円板部の外周に突起が配置されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の現像装置では、円板部と一体に回転する突起が、流動性が低下して円板部の周囲に停滞した現像剤の凝集を引っ掛けて排出開口側へ崩落させる。
【００１４】
従って、長時間の連続運転後及び高温高湿環境でも、二成分現像剤の円板部を越えた排出開口への落ち込みが停滞せず、排出開口を通じた二成分現像剤の排出量が適正に制御される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】現像装置の内部構造を説明する斜視図である。
【図３】画像形成装置の奥側から見た現像装置の断面図である。
【図４】現像剤排出口の付近を拡大した断面図である。
【図５】副スパイラル部を設けた搬送スクリューの斜視図である。
【図６】実施例１の搬送スクリューを配置した現像装置の平面図である。
【図７】突起を設けた搬送スクリューの説明図である。
【図８】実施例３における二成分現像剤の排出メカニズムの説明図である。
【図９】実施例３における突起の配置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、排出開口に近い側の搬送部材の外周に突起が配置されている限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【００１７】
従って、現像装置を共通とする種々の形態の画像形成装置で同様に実施できる。中間転写型、記録材搬送体型、タンデム型、１ドラム型、フルカラー、モノクロの区別無く実施できる。二成分現像剤を用いる現像装置のみならず、長時間の攪拌によって帯電性能が低下するような一成分現像剤を用いる現像装置でも実施できる。
【００１８】
本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。
【００１９】
なお、特許文献１に示される画像形成装置の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。
【００２０】
＜画像形成装置＞
図１は第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。
【００２１】
図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト１０の下向き面に沿って画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
【００２２】
画像形成部Ｐａでは、感光ドラム１ａにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト１０に一次転写される。画像形成部Ｐｂでは、感光ドラム１ｂにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト１０のイエロートナー像に重ねて一次転写される。画像形成部Ｐｃ、Ｐｄでは、それぞれ感光ドラム１ｃ、１ｄにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて同様に中間転写ベルト１０に順次重ねて一次転写される。
【００２３】
中間転写ベルト１０に一次転写された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐへ一括二次転写される。
【００２４】
記録材Ｐの一方の面に対して画像形成を行う片面モードの場合、四色のトナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置１５で加熱加圧を受けて表面にトナー像を定着された後に、排出ローラ１６を通じて上部トレイ１７へ排出される。
【００２５】
記録材Ｐの両方の面に対して画像形成を行う両面モードの場合、一方の面に画像が形成された記録材Ｐは、不図示の両面パスを通って表裏が反転されて二次転写部Ｔ２へ再度搬送される。表面記録と同様の画像形成プロセスで裏面記録が行われた記録材Ｐは、排出ローラ１６を通じて上部トレイ１７へ排出される。
【００２６】
分離ローラ２１は、記録材カセット２０から引き出した記録材Ｐを１枚ずつに分離して、レジストローラ２２へ送り出す。レジストローラ２２は、停止状態で記録材Ｐを受け入れて待機させ、中間転写ベルト１０のトナー像にタイミングを合わせて記録材Ｐを二次転写部Ｔ２へ送り込む。
【００２７】
定着装置１５は、ヒータを設けた定着ローラ１５ａに加圧ローラ１５ｂを圧接して加熱ニップを形成する。記録材Ｐは、加熱ニップで挟持搬送される過程で、加熱加圧を受けてトナー像を溶融させ、フルカラー画像を表面に定着される。
【００２８】
画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、画像形成部Ｐａについて説明し、他の画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄについては、説明中の符号末尾のａを、ｂ、ｃ、ｄに読み替えて説明されるものとする。
【００２９】
画像形成部Ｐａは、感光ドラム１ａを囲んで帯電ローラ２ａ、露光装置３、現像装置４ａ、一次転写ローラ５ａ、クリーニング装置６ａを配置している。
【００３０】
感光ドラム１ａは、アルミニウム製シリンダの外周面に帯電極性が負極性の感光層を形成しており、切り替え可能な複数段階のプロセススピードで回転する。帯電ローラ２ａは、直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を印加されて感光ドラム１ａに従動回転することにより、感光ドラム１ａの表面を一様な負極性の電位に帯電させる。
【００３１】
露光装置３は、イエローの分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１ａの表面に画像の静電像を書き込む。現像装置４ａは、二成分現像剤を攪拌して帯電させ、穂立ち状態で現像スリーブ４３に担持させて、感光ドラム１ａを摺擦する。直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を現像スリーブ４３に印加することで、現像スリーブ４３に対して相対的に正極性になった静電像（露光部）に負極性に帯電した非磁性トナーが移転して、静電像が反転現像される。
【００３２】
一次転写ローラ５ａは、中間転写ベルト１０の内側面を押圧して、感光ドラム１ａと中間転写ベルト１０との間に一次転写部を形成する。一次転写ローラ５ａに正極性の直流電圧が印加されることにより、感光ドラム１ａに担持された負極性のトナー像が、一次転写部を通過する中間転写ベルト１０へ一次転写される。
【００３３】
中間転写ベルト１０は、テンションローラ１２、駆動ローラ１１、張架ローラ１３に掛け渡して支持され、駆動ローラ１１に駆動されて矢印Ｒ２方向に回転する。二次転写ローラ１４は、接地電位に接続された張架ローラ１３によって内側面を張架された中間転写ベルト１０に当接して二次転写部Ｔ２を形成する。二次転写ローラ１４に正極性の直流電圧が印加されることで、中間転写ベルト１０に担持されたトナー像が記録材Ｐに二次転写される。
【００３４】
＜現像装置＞
図２は現像装置の内部構造を説明する斜視図である。図３は画像形成装置の奥側から見た現像装置の断面図である。図４は現像剤排出口の付近を拡大した断面図である。図５は副スパイラル部を設けた搬送スクリューの斜視図である。
【００３５】
図２に示すように、現像容器４２は、非磁性トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を収容しており、非磁性トナーと磁性キャリアの混合比は重量比で１：９程度である。ここで、非磁性トナーと磁性キャリアの混合比は、トナーの帯電量、キャリアの粒径、画像形成装置（１００：図１）の構成等に応じて適正に調整されているが、必ずしもこの数値には限定されない。
【００３６】
図３は、画像形成装置（１００：図１）の奥側から現像装置４ａを見た断面を示しており、紙面の奥側が二成分現像剤が排出される正面側に対応している。図３に示すように、現像装置４ａは、現像容器４２の感光ドラム１ａに対向した現像領域の部分が開口しており、開口部から一部露出するように、現像スリーブ４３が回転可能に設置されている。現像スリーブ４３の内部には、複数の固定磁極を設けたマグネット４４が非回転に配置されている。現像スリーブ４３は、非磁性材料で形成され、現像動作時には矢印Ａ方向に回転して、現像容器４２内の二成分現像剤をマグネット４４の磁力で層状に保持して現像領域に搬送する。現像スリーブ４３は、現像領域で感光ドラム１ａに非磁性トナーだけを供給して、感光ドラム１ａ上に形成されている静電像を現像する。静電像を現像した後、現像スリーブ４３上の二成分現像剤は、現像スリーブ４３の回転に従って現像容器４２内に回収される。
【００３７】
現像装置４ａは、搬送スクリュー４６の回転速度が切り替えられても、現像容器４２内部の二成分現像剤を一定量に保つ現像剤自動排出機能を有する。
【００３８】
図２に示すように、現像容器４２の内部の長手方向の一方の突き当たり面に過剰な現像剤を排出するための排出開口５３（つば部５１の陰になっている）が形成されている。また、現像容器４２の内部は、二成分現像剤を受け渡すための開口部４７ａ、４７ｂが両端に形成された隔壁４７で仕切られている。
【００３９】
隔壁４７を挟んで、二成分現像剤の搬送方向が逆方向に設定された一対の搬送スクリュー４５、４６が配置されている。一方の搬送スクリュー４６が矢印Ｃ方向に二成分現像剤を攪拌しつつ搬送し、他方の搬送スクリュー４５が矢印Ｂ方向に二成分現像剤を攪拌しつつ搬送することで、現像容器４２の内部を循環する。
【００４０】
このとき、副スパイラル部側の開口部４７ａを通じて、第１搬送部材の一例である搬送スクリュー４６から第２搬送部材の一例である搬送スクリュー４５へ二成分現像剤がスムーズに受け渡される。また、副スパイラル部側の反対側に位置する開口部４７ｂを通じて、第２搬送部材の一例である搬送スクリュー４５から第１搬送部材の一例である搬送スクリュー４６へ二成分現像剤がスムーズに受け渡される。
【００４１】
搬送スクリュー４６における二成分現像剤の搬送方向の下流側には、二成分現像剤の循環経路外から循環経路内に押し戻すように二成分現像剤を搬送する返しスクリュー５０が接続されている。そして、搬送スクリュー４６の主スパイラル部（４６ｍ：図５）と返しスクリュー５０（副スパイラル部）の継ぎ目に対向する位置に、搬送スクリュー４６から搬送スクリュー４５へ二成分現像剤を受け渡すための開口部４７ａがある。
【００４２】
図４に示すように、返しスクリュー５０による二成分現像剤の搬送方向の上流に、循環する二成分現像剤の一部を現像容器４２の外へ排出するための排出開口５３が設けられている。搬送スクリュー４６の主スパイラル部によって排出開口５３へ向かって搬送される二成分現像剤の大部分は、返しスクリュー５０に押し戻されて排出開口５３からの排出を逃れる。そして、返しスクリュー５０に押し戻されなかった二成分現像剤が排出開口５３を通じて現像容器４２の循環経路から排出される。
【００４３】
返しスクリュー５０の長さ、直径、ピッチは、現像装置４ａの構成や排出条件、現像容器４２内の二成分現像剤量、目標とする排出量に応じて適宜変更される。例えば、返しスクリュー５０の長さが長過ぎると、必要以上に二成分現像剤の排出が抑制される結果、現像容器４２内の二成分現像剤の帯電性能の低下が進行してしまう。逆に、返しスクリュー５０の長さが短か過ぎると、必要以上に二成分現像剤が排出されて現像容器４２内の二成分現像剤量が不足して現像に支障をきたす。
【００４４】
図１を参照して図３に示すように、画像形成装置１００では、プロセススピードを等速＝１２０ｍｍ／ｓｅｃ、１／２速＝６０ｍｍ／ｓｅｃ、１／３速＝４０ｍｍ／ｓｅｃに切り替えて厚紙対応や高解像度対応を行っている。例えば、厚紙モードでは、トナー像を定着させる際の記録材の熱吸収量が大きくて定着装置１５では十分な加熱ができなくなるため、厚さ段階に応じてプロセススピードを１／２速又は１／３速に低下させる。また、高解像度モードでは、プロセススピードを１／２速に低下させて、副走査方向の走査線密度を２倍に増加させる。
【００４５】
そして、プロセススピードの切り替えに伴って搬送スクリュー４５、４６の回転速度は、等速＝３００ｒｐｍ、１／２速＝１５０ｒｐｍ、１／３速＝１００ｒｐｍに切り替えられる。搬送スクリュー４５、４６がこのように複数の回転速度を持つ場合、搬送スクリュー４６によって搬送されて返しスクリュー５０の終端部まで到達する二成分現像剤量が変動するため、現像剤自動排出機能についても、複数の回転速度に対応させる必要がある。
【００４６】
このため、返しスクリュー５０の搬送方向の最上流に、排出開口５３を覆い隠すように円板部の一例である円板状のつば部５１が設けられている。
【００４７】
つば部５１は、搬送スクリュー４６の主スパイラル部と返しスクリュー５０との搬送能力差によって排出開口５３に向かって搬送されてきた二成分現像剤の慣性力差を低減させる。つば部５１は、返しスクリュー５０の搬送羽根の切れ目から排出開口５３へ落ち込む二成分現像剤を無くして、二成分現像剤の排出量を安定させる。つば部５１は、返しスクリュー５０の排出開口５３に対向する末端を覆い隠してスクリューの谷を排出開口５３側へ露出させない。つば部５１を設けた返しスクリューを採用することで、搬送スクリュー４６の回転速度を遅い側に切り替えても必要な排出量が確保され、搬送スクリュー４６の回転速度を速い側に切り替えても二成分現像剤の排出量が急増しない。
【００４８】
排出開口５３の中心を貫通して、返しスクリュー５０に連結された排出スクリュー４９が配置されている。排出スクリュー４９は、つば部５１を乗り越えて落下してきた二成分現像剤を排出開口５３を通じて運び出し、現像剤排出口４８へ搬送して現像装置４ａ外へ排出する。
【００４９】
図２を参照して図５に示すように、第１搬送部材の一例である搬送スクリュー４６は、排出開口５３へ向かう現像剤の流れを逆方向に付勢する副スパイラル部（５０）を主スパイラル部４６ｍに連結している。主スパイラル部４６ｍは、二成分現像剤の循環経路の現像剤を排出開口５３へ向かって搬送する。
【００５０】
＜補給用二成分現像剤の補給制御＞
図３に示すように、画像形成によって消費された非磁性トナーは、新品の磁性キャリアを一定の割合で含んだ補給用二成分現像剤として、補給機構３１により現像容器４２の搬送スクリュー４６の上流側（本体奥側）に補給される。現像装置４ａへの補給用二成分現像剤の補給は、補給機構３１のホッパーから補給スクリュー３２の回転によって行なわれ、現像容器４２上側の補給口から受け取る。補給用二成分現像剤は、補給用の非磁性トナー中に、一定の割合（重量比にして１０％程度）で磁性キャリアを含んだ二成分現像剤を使用しているが、磁性キャリアの混合比率はこれに限定されるものではない。
【００５１】
補給用二成分現像剤の補給量は、補給機構３１の補給スクリュー３２の回転数によっておおよそ定められる。制御部３０は、補給スクリュー３２の回転のＯＮ／ＯＦＦ、回転速度を制御して、現像容器４２内部の二成分現像剤のトナー濃度を一定に保つように補給用二成分現像剤の補給を行う。
【００５２】
このとき、現像容器４２内の二成分現像剤の量は、画像形成にともなって次第に増加する。画像形成によって非磁性トナーは消費されるが、磁性キャリアは消費されずに現像容器４２内部に残って循環し続けるため、現像容器４２内の二成分現像剤量が増加してしまう。二成分現像剤量が増加した場合、図４に示す返しスクリュー５０およびつば部５１を現像剤が乗り越えて排出開口側へ落ち込んで、排出スクリュー４９へ受け渡されて現像剤排出口４８に搬送される。現像剤排出口４８に搬送された回収現像剤は、現像剤排出口４８から排出されて不図示の現像剤回収パイプに合流し、現像剤回収パイプを通じて不図示の回収容器にまとめて回収貯蔵される。
【００５３】
このようにして、消費された非磁性トナーが補給用二成分現像剤によって補給される一方で、並行して、磁性キャリアが過剰になった現像容器４２内の二成分現像剤が少しずつ排出される。現像容器４２内の二成分現像剤量を一定に保つように、二成分現像剤の入れ替えが自動的に徐々に行われることで現像剤自動排出機能が実現される。
【００５４】
ところで、現像装置４ａにおいては、現像容器４２内の二成分現像剤の流動性が一定であれば、このような現像剤自動排出機能によって二成分現像剤の入れ替えが問題なく行われる。
【００５５】
しかし、出荷時の現像装置４ａ内の二成分現像剤の状態から画像形成を累積して攪拌と循環を経ることで、二成分現像剤の流動性が刻々と低下していく。二成分現像剤の流動性が低下すると、返しスクリュー１０と現像容器４２の内壁とに挟まれた空間に二成分現像剤が滞留し易くなり、望むような排出量を得ることができなくなる。出荷時の二成分現像剤(新剤)を前提とした現像剤自動排出機能が、ある程度循環攪拌を経た二成分現像剤(耐久剤)に対しては十分に機能を発揮できない可能性が出てくる。
【００５６】
また、温度湿度の変化によっても、二成分現像剤の状態が変化して流動性が変化する。常温常湿を前提とした現像剤自動排出機能が、高温高湿によって流動性が低下した二成分現像剤に対しては十分に機能を発揮できない可能性が出てくる。
【００５７】
二成分現像剤の流動性が変化すると、搬送スクリュー４６から搬送スクリュー４５へ受け渡される二成分現像剤の一部が返しスクリュー５０と現像容器４２とに挟まれた空間を抜けて排出スクリュー４９へ達して排出されるメカニズムが十分に機能しなくなる。二成分現像剤の流動性が変化すると、搬送スクリュー４６に搬送されて返しスクリュー５０を越えてつば部５１まで到達する二成分現像剤量が減る。つば部５１を越えて排出開口５３側へ落ち込み、排出スクリュー４９によって現像剤排出口４８まで搬送される二成分現像剤量が減る。
【００５８】
新しい二成分現像剤や環境が低温低湿の場合、使い古された二成分現像剤や高温多湿の場合に比較して二成分現像剤の流動性が一般的に良いとされている。このため、新しい二成分現像剤や環境が低温低湿の場合、返しスクリュー５０と現像容器４２との隙間Ｈを容易に通過し排出されていく。
【００５９】
これに対して、使い古された二成分現像剤や高温多湿の場合、流動性の低下によって、返しスクリュー５０と現像容器４２との隙間Ｈ通過しにくくなり、隙間Ｈに滞留して二成分現像剤排出量が低下する。
【００６０】
このとき、返しスクリュー５０の搬送方向下流側では、搬送スクリュー４６の搬送力を受けて、返しスクリュー５０の搬送に反して排出開口５３へ向かう流れの速度が大きいため、二成分現像剤が滞留しにくい。しかし、返しスクリュー５０の搬送方向の上流側に向うに従って排出開口５３へ向かう流れの速度が小さくなるため、二成分現像剤の流動性の低下の影響を大きく受けて滞留し易くなる。
【００６１】
そこで、以下の実施例では、返しスクリュー５０の最も上流位置に、二成分現像剤の凝集を引っ掛けて排出開口側へ崩落させるための突起５２を配置している。
【００６２】
＜実施例１＞
図６は実施例１の搬送スクリューを配置した現像装置の平面図である。図７は突起を設けた搬送スクリューの説明図である。
【００６３】
図６に示すように、実施例１では、円板部（５１）の外周に突起５２が配置されている。第１搬送部材（４６）は、循環経路の現像剤を排出開口５３へ向かって搬送する主スパイラル部に、排出開口５３へ向かう現像剤の流れを逆方向に付勢する副スパイラル部（５０）を連結して構成される。円板部（５１）は、副スパイラル部（５０）の開口部側（４７ａ）に接続されたつば部５１である。返しスクリュー５０とつば部５１とは同一直径である。
【００６４】
図３に示すように、つば部５１の外周面上に突起５２を設けることにより、搬送スクリュー４６の回転に伴って、返しスクリュー５０と現像容器４２の隙間Ｈに滞留した二成分現像剤が突起５２が掻き落し、通過させ易くする。
【００６５】
二成分現像剤の使用環境差や使い古し状態などによる流動性の変化に対して、二成分現像剤の排出量の変化を減少させることができる。二成分現像剤の新品／末期、使用環境差における流動性の差に関係なく、つば部５１を乗り越えて排出スクリュー４９に到達する二成分現像剤量が安定して、現像剤排出口４８からの排出量の変化を抑えることができる。
【００６６】
ここで、突起５２を設ける代わりに返しスクリュー径５０を拡大させると、返しスクリュー５０と現像容器４２の隙間に、より強固に押し固められた二成分現像剤が滞留する結果となった。これにより、二成分現像剤が排出開口５３へ向う流れは逆に妨害されてしまう。
【００６７】
突起５２にすることで、常に返しスクリュー５０の回転によって現像容器４２と返しスクリュー５０の隙間Ｈに滞留した二成分現像剤を掻き落し、滞留した二成分現像剤がつば部５１を乗り越える二成分現像剤の流れを妨害することを軽減できる。
【００６８】
突起５２の位置は、二成分現像剤が最も滞留し易い返しスクリュー５０のトナー搬送方向の上流部に設けることが望ましい。
【００６９】
突起５２の形状は、滞留した二成分現像剤をより多く掻き落すことができるように、現像容器４２との隙間Ｈをできるだけ埋めるような高さにすることが望ましい。
【００７０】
以上説明したように、実施例１では、現像容器４２、搬送スクリュー４５、４６、隔壁４７等には変更を加えることなく、二成分現像剤にとって様々な使用環境、使い古し状態においても二成分現像剤量の排出量を安定させることができる。所定比率で磁性キャリアが混合された補給用二成分現像剤を補給する一方で所定量の二成分現像剤を排出し続けて現像容器４２内の二成分現像剤量を一定に保つ現像剤自動排出機能を、多様にわたる使用環境や二成分現像剤の劣化状態に対応させ得る。
【００７１】
＜実施例２＞
実施例１では、円板状のつば部５１の外周面上に突起５２を設けている。これに対して、実施例２では、つば部５１が無いため、返しスクリュー５０の搬送方向の上流側外周面に突起を配置している。実施例１においての現像装置４ａは、複数のプロセススピードに対応して複数の現像剤攪拌速度を持つためつば部５１を設けている。しかし、現像剤攪拌速度が変化しない実施形態、又は速度変化が小さい実施形態ではつば部５１は不必要となる場合がある。その場合においては、突起５２は返しスクリュー５０の搬送方向最上流より１ピッチ以内に設けることが望ましい。
【００７２】
＜実施例３＞
図８は実施例３における二成分現像剤の排出メカニズムの説明図である。図９は実施例３における突起の配置の説明図である。
【００７３】
図８に示すように、搬送スクリュー４６の回転に伴って二成分現像剤が最も活発に移動するのは領域Ｇ１、Ｇ２である。返しスクリュー５０が紙面の手前側へ二成分現像剤を搬送するため、領域Ｇ１、Ｇ２の返しスクリュー５０に近い領域では紙面の手前側、すなわち排出開口５３から遠ざかる方向の流れが形成される。一方、領域Ｇ１、Ｇ２の隔壁４７及び現像容器４２に近い外側の部分では紙面の奥側、すなわち排出開口５３に向かう流れが形成される。
【００７４】
従って、領域Ｇ１、Ｇ２の隔壁４７及び現像容器４２に近い外側の部分を流れて減速し、つば部５１で反転して返しスクリュー５０に近い側を紙面の手前側へ引き返す過程で、一部の二成分現像剤（太線の矢印）がつば部５１を越えて排出開口５３側へ落下する。落下した二成分現像剤は、排出スクリュー４９に接触することで、排出開口５３を通じて現像容器４２外へ排出される。
【００７５】
これにより、二成分現像剤の供給量と排出量とをバランスさせて、返しスクリュー５０の一部が二成分現像剤の界面から飛び出した定常レベルに、現像容器４２内の二成分現像剤量が保持されている。仮に、現像容器４２内の二成分現像剤量が上の破線で示す過剰レベルになると、破線の矢印で示すように、つば部５１を越えて大量の二成分現像剤が排出開口５３側へ落下するようになる。これにより、排出量が増えて現像容器４２内の二成分現像剤量が下の破線で示す通常レベルに誘導される。逆に、現像容器４２内の二成分現像剤量が通常レベルよりも低くなると、領域Ｇ１、Ｇ２からつば部５１を越えて排出開口５３側へ落下する二成分現像剤量が極端に細るため、排出量が減って現像容器４２内の二成分現像剤量が通常レベルに誘導される。
【００７６】
ところが、二成分現像剤の流動性が低下していると、つば部５１で反転する際に凝集して排出開口５３側へ十分に落下することができなくなる。つば部５１に付着した状態で返しスクリュー５０と一体に回転し続ける二成分現像剤が増えて、つば部５１が実質的に厚くなった状態になる。つば部５１で停滞した二成分現像剤が後続の排出開口５３側へ向かう二成分現像剤の流れを妨げ、つば部５１への接近を妨げて排出開口５３側へ落下しにくくさせる。
【００７７】
このとき、実施例３では、つば部５１の回転に伴って突起５２が領域Ｇ１、Ｇ２の凝集の根本を攪拌して、軸方向の圧力が小さくても凝集を排出開口５３側へ崩落し易くする。
【００７８】
図９に示すように、実施例３では、突起５２は、つば部５１の排出開口５３に対する対向面から返しスクリュー５０側へ少し後退した位置に配置される。二成分現像剤の凝集に埋もれた状態で凝集と相対移動することで、凝集を引っ掛けて移動させる効果が高まるからである。
【００７９】
そのため、実施例３では、突起は、副スパイラル部にはみ出して円板部に近接する外周に配置される。
【００８０】
なお、突起は、副スパイラル部の峰に沿って複数配置してもよい。しかし、円板部の周囲の凝集を崩す効果は、円板部に近い突起のほうが大きい。
【００８１】
また、突起は、円板部の外周に沿って放射状に複数配置してもよい。例えば、円板部をスプライン形状に形成して、円板部の外周全体に突起を配置してもよい。しかし、突起は、凝集のアンカーとなって凝集が排出開口側へ移動するのを妨げるため、搬送方向から見た断面積を小さくして、少数設けることが効果的である。
【００８２】
また、つば部は、外周が円周面であればよく、実施例１〜３で説明した平板な板形状のみならず、円錐面、球面等の回転面を排出開口に対向させる外観でもよい。
【００８３】
＜実施例４＞
図２に示すように、実施例１、２では、現像スリーブ４３から遠い側の搬送スクリュー４６に副スパイラルを設けて二成分現像剤の排出量を制御していた。これに対して実施例４では、現像スリーブ４３に近い側の搬送スクリュー４５の下流側に副スパイラルを設けて二成分現像剤の排出量を制御する。すなわち、現像スリーブ４３で非磁性トナーが消費された直後の二成分現像剤を、搬送スクリュー４５の下流側の突き当たりに設けた排出開口から排出させる。
【符号の説明】
【００８４】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ  感光ドラム
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ  帯電ローラ
３  露光装置
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ  現像装置
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ  一次転写ローラ
１０  中間転写ベルト
１４  二次転写ローラ
１５  定着装置
４２  現像容器
４３  現像スリーブ（現像剤担持体）
４５  搬送スクリュー（第２搬送部材）
４６  搬送スクリュー（第１搬送部材）
４７  隔壁
４７ａ、４７ｂ  開口部
４８  現像剤排出口
４９  排出スクリュー
５０  返しスクリュー（副スパイラル部）
５１  つば部（円板部、円板）
５２  突起
５３  排出開口
【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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【図８】
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【図９】
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