(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体と対向する対向領域で前記現像剤担持体に現像剤を供給するとともに、現像剤を搬送する第１搬送路と、
前記第１搬送路の両端部に接続して前記第１搬送路と現像剤の循環路を形成する第２搬送路と、
前記循環路に設けられ、前記循環路中の余剰現像剤を排出する排出口と、
全てトナーからなる未使用の第１現像剤、もしくは、キャリア比率よりもトナー比率が高い第１現像剤を補給する第１補給装置と、
キャリア比率よりもトナー比率が小さい、もしくは全てキャリアのみからなる第２現像剤を補給する第２補給装置と、を備えた画像形成装置において、
前記第１補給装置の補給位置は、前記排出口よりも現像剤搬送方向上流側で、かつ前記第１搬送路内の前記対向領域よりも現像剤搬送方向下流側の位置であり、
前記第２補給装置の補給位置は、前記排出口よりも現像剤搬送方向下流側で、かつ前記第１搬送路内の前記対向領域よりも現像剤搬送方向上流側の位置であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
現像剤搬送方向に沿った前記第１現像剤の補給位置から前記排出口までの距離は、前記排出口から前記第２現像剤の補給位置までの距離よりも長いことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
現像剤搬送方向に沿った前記第２現像剤の補給位置から前記現像剤担持体までの距離は、前記排出口から前記第２現像剤の補給位置までの距離よりも長いことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１現像剤の補給位置が前記第２搬送路の上流側端部に配置され、前記排出口と前記第２現像剤の補給位置が前記第２搬送路の中央部に配置されることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１現像剤は、トナー比率が１００％であり、前記第２現像剤はキャリア比率が１００％であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１現像剤は、トナー比率が１００％未満であり、前記第２現像剤はキャリア比率が１００％未満であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤の循環路に現像剤を補給する一方で、排出口を通じて劣化した現像剤を循環路から排出する画像形成装置、詳しくは排出口と現像剤の補給位置の配置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナー（非磁性）とキャリア（磁性）を含む二成分現像剤を用いて感光体に形成した静電像を現像する画像形成装置が広く用いられている。二成分現像剤を用いる現像装置は、現像剤担持体に沿って配置された循環路で、撹拌を伴って現像剤を循環させることにより、トナーとキャリアを摩擦帯電させている。そして、帯電した現像剤は、現像剤担持体に磁気的に形成したキャリアの磁気穂にトナーを静電的に担持させた状態で感光体を摺擦して、感光体の静電像にトナーのみを移転させている。
【０００３】
二成分現像剤を用いる現像装置は、画像形成を続けていくと、現像剤中のトナーだけが消費されて減ってくるので、画像形成に伴うトナー消費を補うように、現像剤補給装置からトナーを現像装置に補給する必要がある。しかし、二成分現像剤は、トナーが補給によって新しいものに置換されていく一方で、キャリアは、現像装置内で撹拌と摩擦を受け続けて、次第に帯電性能が低下してしまうという問題がある。このため、特許文献１の画像形成装置では、現像剤の循環路にトナーとキャリアを別々に補給する一方で、循環路に設けた排出口から過剰になった現像剤を排出させて、キャリアも少しずつ新しいものに入れ替えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平２−２１５９１号公報
【特許文献２】特開２００７−９３９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示される現像装置の場合、キャリアの補給口を現像剤の排出口よりも上流側に配置すると、補給口から補給したばかりの劣化していないキャリアが多く排出されてしまう。また、現像剤の排出口をトナーの補給口よりも上流側に配置すると、トナーの補給口から現像材担持体までの距離が短くなって、現像材担持体に到達するまでにトナーが十分に摩擦帯電されなくなる。トナーが十分に摩擦帯電されないと、現像不良やトナー飛散の問題を引き起し易くなる。混合不十分で帯電状態にムラがある現像剤で現像を行なうと、濃度ムラやカブリといった画像不良の要因となる。
【０００６】
特許文献２の図１７、１８に示される現像装置の場合、現像剤担持体に現像剤を供給する循環路とは別に、循環路からオーバーフローさせた現像剤にトナーとキャリアを混合して循環路に戻す専用の搬送路を設けている。この構成によれば、専用の搬送路でトナーとキャリアを十分に攪拌混合して摩擦帯電できるため、上述のような問題は回避されるが、現像装置の構造が複雑化して小型化が難しくなり、運転に必要な消費電力も大きくなる。
【０００７】
本発明は、専用の搬送路を付加することなく、トナーとキャリアを現像剤の循環路に補給しても現像剤担持体に達するまでに十分な混合攪拌と摩擦帯電を確保できる現像装置を提供することを目的としている。これにより、補給したばかりの劣化していないキャリアが排出口から排出されにくく、現像剤の帯電性能が安定して画像濃度の再現性が高く、省資源、省電力にも適う画像形成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】
【０００８】
本発明の画像形成装置は、現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体と対向する対向領域で前記現像剤担持体に現像剤を供給するとともに、現像剤を搬送する第１搬送路と、前記第１搬送路の両端部に接続して前記第１搬送路と現像剤の循環路を形成する第２搬送路と、前記循環路に設けられ、前記循環路中の余剰現像剤を排出する排出口と、全てトナーからなる未使用の第１現像剤、もしくは、キャリア比率よりもトナー比率が高い第１現像剤を補給する第１補給装置と、キャリア比率よりもトナー比率が小さい、もしくは全てキャリアのみからなる第２現像剤を補給する第２補給装置と、を備えたものである。そして、前記第１補給装置の補給位置は、前記排出口よりも現像剤搬送方向上流側で、かつ前記第１搬送路内の前記対向領域よりも現像剤搬送方向下流側の位置であり、前記第２補給装置の補給位置は、前記排出口よりも現像剤搬送方向下流側で、かつ前記第１搬送路内の前記対向領域よりも現像剤搬送方向上流側の位置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の画像形成装置では、排出口よりも現像剤搬送方向下流側で第２現像剤を補給するため、補給したばかりのキャリアが排出口から排出されることがない。排出口よりも上流側で補給された第１現像剤は、第１搬送路を搬送される過程で既存の現像剤と十分に混合撹拌されて、現像剤の安定した一定割合を占めた状態で現像剤担持体に担持される。キャリアの補給量はトナーの補給量ほどには変動しないため、また、大きさと数の違いから１個のキャリアの摩擦機会は１個のトナーの摩擦機会よりも多い。このため、第２現像剤の攪拌長さは第１現像剤の攪拌長さほど長くなくても、現像剤担持体までに十分な摩擦帯電がされる。
【００１０】
従って、専用の搬送路を付加することなく、トナーとキャリアを現像剤の循環路に補給しても現像剤担持体に達するまでに十分な混合攪拌と摩擦帯電を確保できる。これにより、補給したばかりの劣化していないキャリアが排出口から排出されにくくなり、現像剤の帯電性能が安定して画像濃度の再現性が高くなり、省資源、省電力にも適う。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】現像装置の構成の説明図である。
【図３】現像装置の平面図である。
【図４】現像装置の制御系のブロック図である。
【図５】キャリア補給制御のフローチャートである。
【図６】キャリア補給制御の効果の説明図である。
【図７】比較例の現像装置の説明図である。
【図８】実施例２の現像装置の構成の説明図である。
【図９】実施例２の現像装置を側面から見た断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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、排出口よりも搬送方向下流側でキャリア補給が行われる限りにおいて、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。
【００１３】
従って、二成分現像剤を用いて画像形成を行う画像形成装置であれば、タンデム型／１ドラム型、中間転写型／記録材搬送型／直接転写型の区別無く実施できる。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。
【００１４】
なお、特許文献１、２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。
【００１５】
＜画像形成装置＞
図１は画像形成装置の構成の説明図である。図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト５に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部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。
【００１６】
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５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５上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５上に順次重ねて一次転写される。
【００１７】
中間転写ベルト５に担持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。四色のフルカラートナー像を二次転写された記録材Ｐは、中間転写ベルト５から曲率分離して定着装置１６へ送り込まれる。定着装置１６は、記録材Ｐを加熱加圧して表面にトナー像を定着させる。その後、記録材Ｐが機体外部へ排出される。
【００１８】
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、実質的に同一に構成される。以下では、ブラックの画像形成部Ｐｄについて説明し、他の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃについては、説明中の構成部材に付した符号の末尾のｄをａ、ｂ、ｃに読み替えて説明されるものとする。
【００１９】
画像形成部Ｐｄは、感光ドラム１ｄの周囲に、コロナ帯電器２ｄ、露光装置３ｄ、現像装置４ｄ、一次転写ローラ６ｄ、ドラムクリーニング装置７ｄを配置している。
【００２０】
感光ドラム１ｄは、帯電極性が負極性の感光層をアルミニウムシリンダの基体上に形成して構成され２７３ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで矢印Ｒ１方向に回転する。コロナ帯電器２ｄは、コロナ放電に伴う荷電粒子を照射して感光ドラム１ｄの表面を、負極性の暗部電位ＶＤに一様に帯電処理する。
【００２１】
露光装置３ｄは、ブラック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、感光ドラム１ｄの表面に画像の静電像を書き込む。暗部電位ＶＤに帯電した感光ドラム１ｄの表面電位が露光を受けて明部電位ＶＬに低下することで、負極性に帯電したトナーが付着可能となる。なお、露光装置３ｄは、レーザービームスキャナに代えて、発光ダイオード素子アレイ等他の画素列発光体を用いることもできる。
【００２２】
現像装置４ｄは、後述するように、感光ドラム１ｄに形成された静電像を反転現像してトナー像を形成する。一次転写ローラ６ｄは、中間転写ベルト５の内側面を押圧して感光ドラム１ｄと中間転写ベルト５の間に一次転写部を形成する。一次転写ローラ６ｄに正極性の電圧を印加することにより、感光ドラム１ｄに担持されたトナー像が中間転写ベルト５へ一次転写される。
【００２３】
ドラムクリーニング装置７ｄは、感光ドラム１ｄにクリーニングブレードを摺擦させて、中間転写ベルト５への一次転写を逃れて感光ドラム１ｄに残った転写残トナーを回収する。
【００２４】
中間転写ベルト５は、テンションローラ６１と駆動ローラ６３と対向ローラ６２に掛け渡して支持され、駆動ローラ６３に駆動されて２７３ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで矢印Ｒ２方向に回転する。
【００２５】
二次転写ローラ１０は、対向ローラ６２によって内側面を支持された中間転写ベルト５に当接して二次転写部Ｔ２を形成する。記録材カセット１２から引き出された記録材Ｐは、分離ローラ１３で１枚ずつに分離して、レジストローラ１４へ送り出される。レジストローラ１４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５のトナー像にタイミングを合わせて二次転写部Ｔ２へ記録材Ｐを送り出す。
【００２６】
トナー像と重ねて記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を挟持搬送される過程で、二次転写ローラ１０に正極性の直流電圧が印加されることにより、フルカラートナー像が中間転写ベルト５から記録材Ｐへ二次転写される。転写されずに中間転写ベルト５の表面に残った転写残トナーは、ベルトクリーニング手段１８に回収される。
【００２７】
なお、感光ドラム１ｄは、アモルファスシリコン感光体等の無機感光体を使用することもできる。また、ベルト状の感光体を用いることも可能である。帯電方式、転写方式、クリーニング方式、定着方式に関しても、上記方式に限られるものではない。
【００２８】
＜現像装置＞
図２は現像装置の構成の説明図である。図３は現像装置の平面図である。
【００２９】
図２に示すように、現像装置４ｄは、感光ドラム１ｄ表面から所定の隙間を隔てて現像スリーブ２８が対向するように設置されている。現像装置４ｄは、トナーとキャリアを含む現像剤（二成分現像剤）を帯電させて、回転する現像スリーブ２８に担持させて、感光ドラム１ｄとの対向部へ搬送する。現像剤は、磁気ブラシ状態で感光ドラム１ｄの静電像を摺擦して、静電像にトナーを付着させて反転現像を行う。
【００３０】
図３に示すように、現像剤は、現像装置４ｄの現像容器２２内を撹拌を受けつつ矢印で示すように循環する過程で、トナーとキャリアが摩擦して、トナーが負極性に、キャリアが正極性にそれぞれ帯電する。現像容器２２の内部は、長手方向に延在する隔壁２７によって、ほぼ中央で現像室２３と撹拌室２４とに区画されている。現像室２３と撹拌室２４は、隔壁２７の長手方向の両端部の開口部１１、１２で連通している。
【００３１】
第１搬送路の一例である現像室２３には、第１の搬送部材の一例である搬送スクリュー２５が配置され、第２搬送路の一例である撹拌室２４には、第２の搬送部材の一例である搬送スクリュー２６が配置される。搬送スクリュー２５は、現像スリーブ２８に沿ってほぼ平行に配置され、図２に示すように、回転に伴って現像スリーブ２８に現像剤を供給する。搬送スクリュー２５は、矢印Ｒ５方向（時計回り方向）に回転する。時計回りとした理由は、現像スリーブ２８への現像剤の供給という観点で有利だからである。
【００３２】
搬送スクリュー２６は、撹拌室２４内に搬送スクリュー２５とほぼ平行に配置され、搬送スクリュー２５と逆方向（半時計回り）に回転する。搬送スクリュー２５、２６は、隔壁２７を挟んで現像剤を長手方向の逆方向に搬送して、図３に示す隔壁２７の開口部１１、１２を通じて現像剤を受け渡すことにより、現像室２３と撹拌室２４とに現像剤を循環させる。
【００３３】
図２に示すように、現像容器２２の感光ドラム１ｄに対向した現像領域に相当する位置に開口部が設けられ、この開口部に、現像スリーブ２８が感光ドラム１ｄ方向に一部露出するように回転可能に配設されている。現像スリーブ２８は、アルミニウムやステンレスのような非磁性材料で構成されて直径は２０ｍｍ、感光ドラム１ｄの直径は８０ｍｍである。現像スリーブ２８と感光ドラム１ｄとが最近接する現像領域における対向間隔は、現像領域に搬送した現像剤を感光ドラム１と接触させた状態で現像が行なえるように、約４００μｍに設定されている。
【００３４】
現像スリーブ２８の内部にはキャリアを拘束する磁界形成部材であるマグネットローラ２８ｍが非回転状態に設置されている。マグネットローラ２８ｍは、感光ドラム１に対向させた現像極Ｓ２と、規制ブレード（穂切り部材）２９に対向させた磁極Ｓ１と、磁極Ｓ１、Ｓ２の間の磁極Ｎ１と、現像室２３に対向させた磁極Ｎ２、Ｎ３とを有する。
【００３５】
現像スリーブ２８は、現像時に、矢印Ｒ４方向（反時計方向）に回転し、規制ブレード２９による磁気ブラシの穂切りによって層厚を規制された現像剤を担持して、これを感光ドラム１ｄと対向する現像領域へ搬送する。現像領域では、現像極Ｓ２の磁界に応答して形成される二成分現像剤の磁気ブラシが感光ドラム１ｄ上に形成された静電像を摺擦しつつトナーを付着させて静電像を反転現像する。
【００３６】
この時、現像効率、つまり、静電像へのトナー付与率を向上させるために、現像スリーブ２８には、電源Ｄ４から直流電圧Ｖｄｃに交流電圧を重畳した振動電圧が印加される。本実施形態では、ピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖｐｐが１８００Ｖで周波数ｆが１２ｋＨｚの矩形波の交流電圧を−５００Ｖの直流電圧Ｖｄｃに重畳して用いた。しかし、直流電圧Ｖｄｃ値、交流電圧Ｖｐｐ、波形は、これに限られるものではない。
【００３７】
このような磁気ブラシ現像法においては、交流電圧を印加すると現像効率が増して画像は高品位になるが、逆に、画像の白地部にトナーが付着する白地かぶり画像が発生し易くなる。このため、現像スリーブ２８に印加する直流電圧Ｖｄｃと感光ドラム１ｄの帯電電位（白地部電位）との間に電位差（かぶり取りコントラスト）を設けて、白地かぶりを防止している。
【００３８】
磁気ブラシの穂切り部材である規制ブレード２９は、感光ドラム１ｄよりも現像スリーブ２８の回転方向上流側に配設されて、現像スリーブ２８の長手方向に沿って延在している。規制ブレード２９は、板状のアルミニウムなどで形成されて層厚を規制する非磁性部材２９ａと、キャリアを磁気的に緩く拘束して現像剤溜まりを形成するための鉄材のような磁性部材２９ｂとで構成される。
【００３９】
そして、規制ブレード２９の先端と現像スリーブ２８との間隙を、現像剤が通過して現像領域へと送られ、この間隙を調整することによって、現像スリーブ２８上に形成される磁気ブラシの穂切り量が規制されて、現像領域へ搬送される現像剤量が調整される。規制ブレード２９と現像スリーブ２８は、間隙を２００〜１０００μｍ、好ましくは３００〜７００μｍに設定される。本実施形態では、５００μｍに設定しており、規制ブレード２９によって、現像スリーブ２８上の単位面積当りの現像剤コート量を３０ｍｇ／ｃｍ２に規制している。
【００４０】
現像領域においては、現像スリーブ２８は、感光ドラム１ｄの表面の移動方向と順方向に回転し、周速比は、感光ドラム１ｄとの周速比で１．７５倍の周速で回転する。この周速比に関しては、０〜３．０倍の間で設定され、好ましくは、０．５〜２．０倍の間に設定されれば、何倍でも構わない。移動速度比は、大きくなればなるほど、現像効率がアップするが、大き過ぎると、トナー飛散、現像剤劣化等の問題が発生し易くなるので、上記の範囲内で設定することが好ましい。
【００４１】
＜二成分現像剤＞
現像剤は、トナー（非磁性）とキャリア（磁性）を含む二成分現像剤である。トナーは、結着樹脂、着色剤、そして、必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有している。トナーは、負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は４μｍ以上、１０μｍ以下が好ましい。より好ましくは８μｍ以下であることが好ましい。
【００４２】
また、キャリアは、例えば、表面酸化或は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属、及びそれらの合金、或は酸化物フェライトなどが好適に使用可能であり、これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。キャリアは、重量平均粒径が２０〜６０μｍ、好ましくは３０〜５０μｍであり、抵抗率が１０７Ωｃｍ以上、好ましくは１０８Ωｃｍ以上である。本実施形態では、１０８Ωｃｍのものを用いた。
【００４３】
トナーの体積平均粒径は、以下に示す装置及び方法にて測定した。測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型（コールター社製）を使用し、電解水溶液として一級塩化ナトリウムを用いて調製した１％ＮａＣｌ水溶液を使用した。
【００４４】
測定方法は、以下に示す通りである。すなわち、上記の電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１ｂｌ加え、測定試料を０．５〜５０ｍｇ加える。
【００４５】
試料を懸濁した電解水溶液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、上記のコールターカウンターＴＡ−ＩＩ型により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定して体積平均分布を求めた。こうして求めた体積平均分布より、体積平均粒径を得た。
【００４６】
キャリアの抵抗率は、測定電極面積４ｃｍ、電極間間隔０．４ｃｍのサンドイッチタイプのセルを用いて測定した。セルの片方の電極に１０Ｎ（１ｋｇ）の加圧下で、両電極間の印加電圧Ｅ（Ｖ／ｃｍ）を印加して、回路に流れた電流から、キャリアの抵抗率を得る方法によって測定した。
【００４７】
＜現像剤補給装置＞
電子写真方式によってフルカラーやマルチカラー画像を形成するカラー画像形成装置では、発色性や混色性といった観点から、トナーとキャリアを混合した二成分現像剤を使用している。そして、二成分現像方式において、安定した品質の画像を長期間維持するためには、安定したトナー帯電量Ｑ／Ｍ（トリボ）をトナーに付与していくことが重要である。そのためには、トナーに対するキャリアの帯電付与能力が画像形成を累積しても安定して高く保たれている必要がある。
【００４８】
しかし、実際には、トナーは、画像形成に伴って消費され、補給された新しいトナーに随時置き換わっていくのに対し、キャリアは消費されずに、現像装置内に停滞して撹拌され続ける。このため、長時間使用していくと、キャリアがトナーと長時間に渡って摩擦し続けることで、キャリア表面がトナーやトナーの外添剤の付着によって汚染される可能性が高まる。その結果、キャリアのトナーに対する帯電付与性能が下がって、トナー帯電量Ｑ／Ｍが低下し、トナー飛散やかぶり画像と言った画像品質の低下が発生し易くなる。
【００４９】
このようなキャリア劣化の問題に対する解決方法の１つは、耐久寿命を過ぎた劣化現像剤を、定期的なサービスメンテナンス時にサービスマンが新しい現像剤に全交換する方法である。しかし、この方法を採用すると、現像剤寿命がサービスメンテナンス間隔を決定付けて、頻繁なサービスメンテナンスが必要となり、画像形成装置のランニングコストを引き上げてしまう。サービスメンテナンス間隔は、サービスマンへの負担、コスト、更には画像形成装置のダウンタイムという観点からも、長く設定可能なほうが好ましい。
【００５０】
キャリア劣化の問題に対する別の解決方法は、長時間摩擦を続けても帯電付与性能が低下しない現像剤の開発や現像剤を劣化させない現像装置の運転方法の開発である。しかし、これらの対策を施しても、現状の現像剤寿命は、連続画像形成で３万枚から５万枚のあたりで停滞している。
【００５１】
そこで、トナーにキャリアを一定割合（例えば重量比１０％）で予め混合した補給現像剤を現像装置へ補給して、余剰になった現像剤を現像装置から取り出す方式が実用化されている。ここでは、新しい現像剤の補給装置を現像装置に設けて、いわゆるトリクル補給を行うことにより、キャリアの帯電付与性能の低下を抑制している。新しい現像剤の補給よって過剰になった現像剤は、現像容器の壁面に設けられた排出口よりオーバーフローさせて回収している。
【００５２】
トリクル補給−オーバーフロー方式では、現像剤の補給に伴って新しいキャリアの補給と、古くなった現像剤の排出とが逐次繰り返されて、現像装置内のキャリアが、新たに供給されたキャリアに随時置換されていく。このため、現像装置内の現像剤の帯電付与性能の低下が抑制されて現像剤の現像特性が一定に維持され、複写画質の低下が抑制される。その結果、現像剤の全交換を行うためのサービスメンテナンス間隔が延長され、或いは現像剤の全交換自体が不要となっている。
【００５３】
しかし、トリクル補給−オーバーフロー方式では、トナーとキャリアを一定割合で予め混合したものを補給剤としているため、キャリアの劣化状態に即した補給が行なえないという問題がある。
【００５４】
例えば、１枚あたりトナー消費量が少ない（画像比率が低い）画像形成が続いた場合、現像剤の補給が少ないため、キャリアの更新が進まない一方で、現像剤が撹拌され続けるため、キャリアの平均的な帯電付与性能は低下してしまう。キャリアの補給がほとんどされないまま現像装置が稼動する結果、キャリアへのトナーのスペントが生じ、トナー帯電量Ｑ／Ｍが低下する可能性がある。
【００５５】
一方、１枚あたりトナー消費量が多い（画像比率が高い）画像形成が続いた場合、現像剤の補給が多いため、必要以上にキャリアが供給されてしまい、帯電能力が劣化していないキャリアが排出されてしまう無駄が生じる。これは、キャリアを無駄に廃棄してランニングコストを押し上げることになる。
【００５６】
また、トリクル補給−オーバーフロー方式では、補給現像剤は、現像装置内の現像剤（５〜１２重量％）に比較してトナーの比率が極端に高い（９０重量％）。この比率は、平均的な画像比率の連続画像形成において、現像装置４ｄ内のキャリアの寿命に応じて、適切にキャリアが入れ代るように設定されている。
【００５７】
このような、極端にトナーが多い現像剤では、キャリアより比重が軽く、キャリアに捕捉していないトナーが多数存在するために、補給剤を蓄える容器内でトナーとキャリアが均一に混ざらないことがある。
【００５８】
トナーとキャリアの混合状態が不均一だと、キャリアの供給が更に不正確になり、キャリアの劣化や、キャリアの無駄な消費が更に助長されてしまう問題がある。補給現像剤の補給容器内でトナーとキャリアを均一に混合するためには、補給容器を横長にしたり、補給容器に撹拌部材を設けなくてはならず、現像装置のレイアウトが制限されたり、補給容器がコストアップしたりする。
【００５９】
ここで、特許文献１に示されるように、１００％トナーと１００％キャリアとを独立に供給する場合、トナーの消費量に左右されることなく、現像剤中のキャリアの劣化状態に即したキャリアの供給を行なうことができる。例えば、画像比率によらず、現像装置の運転時間に応じてキャリアを供給する制御が可能である。また、現像剤中のキャリアの劣化度合いが現像装置の温度に感度があるなら、それも加味してキャリアの補給量を制御することができる。
【００６０】
しかし、キャリアを補給するための第２補給装置を設ける場合、その配置によっては、供給したキャリアがすぐに排出口を通じて排出されてしまう。キャリアの補給によって現像剤の長寿命化を図るには、新しいキャリアの補給によって、劣化したキャリアだけが排出口からオーバーフローすることが理想である。
【００６１】
一方、トナーを補給するための第１補給装置は、その配置によっては、補給したトナーが、現像剤と混ざり合って十分に摩擦帯電される前に現像スリーブに達して担持されてしまう。混合不十分で帯電状態にムラがあるトナーで現像を行うと、濃度ムラやカブリといった画像不良の要因となる。これはトナーの消費量が多い、すなわちトナーの補給量が多いほど顕著になる。
【００６２】
また、排出口に関しても、その配置によっては、トナーの消費に対して現像剤面が安定せず、キャリアの補給に対して排出が反応良く行なわれず、その結果、現像剤の帯電能力の改善に遅れが生じる場合がある。この現象もトナーの消費量が多いほど顕著となる。
【００６３】
近年、画像形成装置では、画像出力の高速化と画像品質の安定化を両立する性能が強く求められており、トナーの急激な消費量変化に対しても安定して動作する現像装置が必要とされている。また、画像形成装置の小型化に伴って現像装置の小型化も求められており、スペースの制約がある中で高速化、安定化の性能を実現することが重視されている。
【００６４】
以下の実施例では、トナーとキャリアとを独立に補給して排出口より現像剤をオーバーフローさせる現像装置において、トナーの補給位置とキャリアの補給位置と排出口の位置関係が改善されている。現像剤の循環方向における現像剤担持体の下流側の端部を起点としたときの順列が、現像剤の循環方向に沿って、トナーの補給位置、排出口、キャリアの補給位置の順番となるよう構成されている。これにより、キャリアの補給に伴う現像剤の帯電性能の回復度合いを効率化、迅速化するとともに、トナーの補給に伴う現像剤中のトナーとキャリアの分布のムラを抑制している。
【００６５】
＜実施例１＞
図４は現像装置の制御系のブロック図である。図５はキャリア補給制御のフローチャートである。図６はキャリア補給制御の効果の説明図である。
【００６６】
図２に示すように、現像装置４ｄの上部には、第１の現像剤補給装置の一例であるトナー補給部８ｄと第２の現像剤補給装置の一例であるキャリア補給部９ｄとが接続されている。
【００６７】
第１補給装置の一例であるトナー補給部８ｄは、現像装置４ｄ内を循環する現像剤よりもトナー比率が高い第１現像剤を撹拌室２４の上流側端部に補給する。実施例１では、トナー補給部８ｄのホッパー３１ａには、現像装置４ｄに充填された現像剤のものと等しいトナーを１００％重量比で含む補給現像剤が収容されている。
【００６８】
トナー補給部８ｄは、現像剤の循環路における排出口４０よりも現像剤搬送方向上流側で、かつ第１搬送路内の現像スリーブ２８との対向領域よりも現像剤搬送方向下流側の位置に、第１現像剤を補給する。ただし、第１現像剤は、１００％トナーには限定されないので、攪拌室２４を循環する現像剤との混合性を高めるために、少量のキャリアを混合させてもよい。
【００６９】
第２補給装置の一例であるキャリア補給部９ｄは、現像装置４ｄ内を循環する現像剤よりもキャリア比率が高い第２現像剤を撹拌室２４の前記第２搬送路の現像剤搬送方向中間位置に補給する。実施例１では、キャリア補給部９ｄのホッパー３１ｂには、現像装置４ｄに充填された現像剤のものと等しいキャリアを１００％重量比で含む補給現像剤が収容されている。
【００７０】
キャリア補給部９ｄは、排出口４０よりも現像剤搬送方向下流側で、かつ第１搬送路内の現像スリーブ２８との対向領域よりも現像剤搬送方向上流側の位置に第２現像剤を補給する。第２現像剤は、第１現像剤よりもトナー比率が小さい、もしくは全てキャリアのみとすることができるので、１００％キャリアには限定されない。第２現像剤は、攪拌室２４を循環する現像剤との混合性を高めるために少量のトナーを混合させてもよい。
【００７１】
トナー補給部８ｄは、ホッパー３１ａの下部にスクリュー状の搬送部材３２ａを備え、搬送部材３２ａの一端が現像装置４ｄのトナー補給口３３ａに接続されている。画像形成によって消費された分のトナーは、搬送部材３２ａの回転力と、トナーに作用する重力とによって、ホッパー３１ａからトナー補給路３０ａを経由して、トナー補給口３３ａを通して現像容器２２に補給される。このようにして、ホッパー３１ａから現像装置４ｄにトナーが補給される。
【００７２】
トナーの補給量は、搬送部材３２ａの回転数によっておおよそ定められるが、この回転数は、制御部１１０が実行するトナー補給量制御によって定められる。
【００７３】
図２を参照して図４に示すように、制御部１１０は、４つの画像形成部（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ：図１）のトナー補給部８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄとキャリア補給部９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄを制御する。
【００７４】
実施例１ではビデオカウント出力からトナー補給量を求め、トナー濃度検出センサ４３は、トナー濃度の適正範囲を逸脱しないように、そのトナー補給量を修正するために用いられている。
【００７５】
制御部１１０は、ビデオカウンタ１１３のビデオカウント出力に基づいて画像形成１枚ごとのトナー消費量を求め、１枚前の画像形成でのトナー消費量に相当するだけ搬送部材３２ａを回転させてトナーを現像容器２２に補給する。ビデオカウント出力は、露光装置３ｄを作動させるための画像信号を定量化したものであり、これをＣＰＵ１１１において画像１枚分積算することで、今回の画像の現像で現像装置４ｄから取り出されたトナー量が推定される。
【００７６】
制御部１１０は、現像装置４ｄに付設されたトナー濃度検出センサ４３の出力を検出して、撹拌室２４を搬送される現像剤のトナー濃度（重量比）を求める。トナー濃度検出センサ４３は、現像剤のインダクタンスを測定することによってトナー濃度を推測する方式のものである。制御部１１０は、トナー濃度が許容範囲を割り込むと、ビデオカウント方式で求めたトナー補給量を割り増してトナー濃度を高める一方、トナー濃度が許容範囲を上回ると、トナー補給量を削減してトナー濃度を低下させる。
【００７７】
次に、キャリアの補給方法について述べる。キャリア補給部９ｄは、ホッパー３１ｂの下部にスクリュー状の搬送部材３２ｂを備え、搬送部材３２ｂの一端が現像装置４ｄのキャリア補給口３３ｂに接続されている。排出口４０を通じてオーバーフローさせる量に相当するキャリアが、搬送部材３２ｂの回転力とトナーに作用する重力とによってホッパー３１ｂからキャリア補給路３０ｂへ送り出され、キャリア補給口３３ｂを通じて現像容器２２に補給される。このようにして、ホッパー３１ｂから現像装置４ｄにキャリアが補給される。
【００７８】
制御部１１０は、タイマー１１４を用いて現像装置４ｄの運転時間に応じてキャリアを補給するキャリア補給制御を実行する。タイマー１１４は、現像装置４ｄの回転時間の累積時間を積算するものである。
【００７９】
図２を参照して図５に示すように、実施例１では、現像装置４ｄの運転時間が１０分積算されるごとに１０ｇのキャリア補給を行う。制御部１１０は、現像装置４ｄの運転時間を積算し（Ｓ１１）、積算時間が１０分経過するごとに（Ｓ１２のＹＥＳ）、１０ｇのキャリアを補給する（Ｓ１３）。補給後、積算時間をリセットして（Ｓ１４）、次回のキャリア補給のための積算を開始する（Ｓ１１、Ｓ１２のＮＯ）。
【００８０】
図３に示すように、キャリアは、循環路中の余剰現像剤を排出する排出口４０よりも下流側に配置したキャリア補給口３３ｂから撹拌室２４に補給され、既存の現像剤と撹拌混合される。そして、現像室２３を現像スリーブ２８に沿って撹拌を受けつつ搬送されて撹拌室２４に受け渡され、循環路をほぼ一周して、補給されたキャリアがほぼ均一に混合された状態で、排出口４０からオーバーフローする。
【００８１】
キャリア補給の効果を確認するために、トナー補給に併せてキャリア補給を行った実施例１の制御と、トナー補給のみを行ってキャリア補給を行わなかった比較例１とでトナー帯電量Ｑ／Ｍの推移を測定して比較した。
【００８２】
図６に示すように、実施例１では、１０分ごとに１０ｇのキャリア補給を行って現像剤に均等に拡散した状態で排出口４０からオーバーフローさせるため、トナーの劣化状態が一定値に安定して維持される。これに対して、キャリア補給を行わない比較例１では、現像装置４の運転時間の累積とともに、キャリアの劣化が進行してトナー帯電量Ｑ／Ｍが低下し続ける。
【００８３】
トナー帯電量Ｑ／Ｍの低下は以下のような現象と考えられている。キャリアのトナーに対する帯電性能が低下する要因としては、様々な要因があるが、そのうち最も大きい要因は、トナーを構成する樹脂がキャリアに融着する、いわゆるトナースペントである。トナースペントが起きると、その部分は樹脂で被覆されてトナーを摩擦帯電することができなくなって帯電能が低下する。トナースペントは、現像剤に圧力が加わり、トナーとキャリアが強く接触することによって、トナーの樹脂が削り取られてキャリアに付着することが主原因であると考えられている。
【００８４】
現像装置４ｄにおいて、現像剤に最も圧力が掛かるのは現像スリーブ２８に担持させる現像剤の層厚規制部である規制ブレード２９の上流近傍である。現像剤は、ここを通過した回数だけトナースペントが進行すると考えられる。現像剤は、全体がほぼ一定周期で現像装置４ｄ内を循環しているので、現像剤の撹拌時間の累積値がトナースペントのレベル、ひいてはキャリアの帯電能力に対応している。
【００８５】
＜キャリア補給口の配置＞
図２に示すように、現像装置４の壁面には、現像剤の排出口４０が設けられており、排出口４０を通じて劣化キャリアを含む現像剤が矢印のように排出される。キャリア補給口３３ｂを通じたキャリアの補給がされると、現像装置４ｄ内の現像剤が増えて剤面が上昇し、現像剤は、増加量に応じて、排出口４０より溢れ出るように排出される。
【００８６】
トナーの補給によっても、現像装置４ｄ内の現像剤が増えて剤面が上昇し、補給量に応じた現像剤が排出口４０を通じて排出される場合もある。このようなメカニズムが機能することで、現像容器２２内の現像剤量がほぼ一定に保たれている。そして、排出口４０を通じて排出された現像剤は、撹拌室２４の外壁面に沿って配置された回収スクリュー４１によって現像装置４ｄの長手方向の端部に搬送され、その後下方へ導かれて不図示の回収現像剤貯蔵容器に回収される。
【００８７】
図３に示すように、実施例１では、トナー補給口３３ａが撹拌室２４の上流端部に配置され、撹拌室２４の長手方向の中央に排出口４０が配置され、排出口４０のすぐ下流にキャリア補給口３３ｂが配置されている。トナー補給口３３ａの下流側で撹拌室２４の長手方向の中央部に、排出口４０及びキャリア補給口３３ｂが近接して配置されている。
【００８８】
現像剤の搬送方向で現像スリーブ２８の下流側の端部Ａを起点として考えた場合、トナー補給口３３ａは、キャリア補給口３３ｂ、排出口４０よりも上流側に位置している。これは、トナーが補給されて現像スリーブ２８に到達するまでの経路長を長くして、補給したトナーが既存の現像剤と十分に撹拌されて現像剤が均一になるようにするためである。
【００８９】
これに対して、トナー補給口３３ａから現像スリーブ２８までの経路長が短い場合、トナーが十分に摩擦帯電する前に現像スリーブ２８にコートされるため、現像濃度が上昇する。現像スリーブ２８からのトナー飛散が増える。特に、画像比率が高い画像形成が連続して多量のトナーが補給された場合、現像剤のトナーの濃度が不均一になり、出力画像に濃度ムラが生じる可能性がある。
【００９０】
次に、排出口４０は、トナー補給口３３ａから距離を置いた下流位置に配置されている。これは以下の理由による。排出口４０が、撹拌室２４の上流側に配置された場合、トナー補給口３３ａが必然的に排出口４０よりも下流側に配置されることになる。その結果、トナー補給口３３ａから現像スリーブ２８までの経路長が短くなって、上述したように、トナー濃度が不均一なまま現像剤が現像スリーブ２８に供給される可能性が高まる。
【００９１】
ここで、撹拌室２４を下流側に延長すれば、排出口４０の下流側でトナー補給口３３ａから現像スリーブ２８までの経路長を確保できるが、現像装置４ｄが大型化するデメリットがある。
【００９２】
また、撹拌室２４の長手方向の同じ位置に並べてトナー補給口３３ａと排出口４０を配置する構成も考えられるが、トナー補給口３３ａから補給したトナーがそのまま排出口４０から排出される可能性があるため好ましくない。
【００９３】
このことから、排出口４０は、トナー補給口３３ａより下流側に配置することが好ましい。さらに、補給したトナーがそのまま排出されることがない程度に、トナー補給口３３ａからある程度の距離をおいて排出口４０を配置することが好ましい。
【００９４】
次に、キャリア補給口３３ｂは、排出口４０に近接した下流位置に配置されている。これは以下の理由による。現像装置４ｄに新しいキャリアを補給して現像剤の性能を維持させるには、補給したばかりの新しいキャリアが排出口４０を通じてなるべく排出されないようにすることが好ましい。
【００９５】
排出口４０から現像剤が排出されるのは、キャリアを補給することによって、現像装置４ｄ内の現像剤が増えて剤面が上昇し、排出口４０を越えてオーバーフローするためである。剤面が上昇する過程を詳しく観察すると、キャリアが補給された直後は、補給された箇所だけ局所的に剤面が高くなり、現像剤が搬送スクリュー２６によって搬送されて新しいキャリアが拡散するにつれて、全体の剤面が上がっていく。
【００９６】
新しいキャリアを全く含まないように現像剤を排出しようとすれば、排出口４０に、新しいキャリアを含まずに剤面の上がった状態を作り出す必要があるが、これは無理である。従って、補給したキャリアがすぐに排出されるのを極力防ぎ、キャリアの帯電性能を極力維持するには、新しいキャリアを、搬送スクリュー２６によって十分に撹拌して既存の現像剤中に拡散させることが必要である。
【００９７】
そのためには、現像剤の循環路上で、キャリア補給口３３ｂを、排出口４０の下流側に配置し、キャリア補給口３３ｂから現像剤の搬送方向に最も遠ざけた位置に排出口４０を配置することが好ましい。
【００９８】
また、補給したキャリアが現像剤へ十分に分散しない状態で現像スリーブ２８に供給されると、現像スリーブ２８上でトナー分布ムラが形成されて画像濃度ムラの要因になる。このため、キャリア補給口３３ｂから現像スリーブ２８までの搬送方向の経路長も、現像スリーブ２８までで十分な撹拌混合が行えるように確保する必要がある。
【００９９】
ただし、キャリアは、その比重が現像剤の比重に近いため、トナーに較べると現像剤に混ざり易く、トナー補給口３３ａよりは現像スリーブ２８の近くに配置することが可能である。
【０１００】
以上より、キャリア補給口３３ｂは、現像剤の搬送方向で、排出口４０の下流側の近接した位置に配置することが好ましい。
【０１０１】
＜比較実験＞
図７は比較例の現像装置の説明図である。図２、図３に示す現像装置４ｄにおいて、トナー補給口３３ａ、キャリア補給口３３ｂ、及び排出口４０の配置を変更して、連続画像形成における現像剤の帯電性能と画像濃度均一性の評価を行った。
【０１０２】
図７に示すように、Ｂ、Ｃ、Ｄの位置に、図３のトナー補給口３３ａ、キャリア補給口３３ｂ、及び排出口４０を異なるパターンで配置して比較例２〜６として実施例１の配置と比較した。
【０１０３】
連続画像形成は、画像形成装置（１００：図１）において画像比率１０％のモノクロプリント１０万枚の耐久試験を行い、５０００枚ごとに現像剤の帯電性能と画像濃度の均一性を評価した結果を表１に示す。表１中、排出口４０は現像剤排出口と記載した。
【０１０４】
【表１】
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【０１０５】
表１に示すように、実施例１の現像装置４ｄでは、比較例２〜６に比較して、現像剤の帯電量の低下が少なく、現像剤中のトナー分布ムラによるの画像濃度ムラも発生しにくい。表１中、実施例１に較べて現像剤の帯電量の変化が大きかったものを×と評価し、画像濃度にムラが見られたものを×と評価した。現像剤の帯電量の測定方法は、トナーとキャリアをそれぞれ２ｇ補給後に一定時間空回転させた後、現像スリーブ２８上の現像剤を回収して、トナー帯電量Ｑ／Ｍの分布を測定して比較した。１回のトナー補給量は、最大でも１ｇ以下に抑えるのが通常だが、ここでは、差を明確にするために、補給量２ｇで実験した。
【０１０６】
この結果、比較例２〜６のいずれにおいてもトナー帯電量Ｑ／Ｍの安定性と画像濃度の均一性とを両立できなかった。
【０１０７】
撹拌室２４の位置Ｄに排出口４０を配置して、その上流側の位置Ｃにキャリア補給口３３ｂを配置した比較例２は、供給したキャリアが排出口４０を通じてすぐ排出されてしまう。このため、キャリアの帯電能力が回復しにくく実施例１よりもトナー帯電量Ｑ／Ｍが低下する。
【０１０８】
撹拌室２４の位置Ｃ、Ｄにトナー補給口３３ａを配置した比較例３、４では、トナー補給口３３ａから現像スリーブ２８までの経路長が短いためにトナー帯電量Ｑ／Ｍが低下して画像濃度ムラが発生する。
【０１０９】
撹拌室２４の位置Ｄにトナー補給口３３ａを配置した比較例５では、補給トナーへの帯電付与のムラが発生して濃度均一性が損なわれた。撹拌室２４の位置Ｃにトナー補給口３３ａを配置した比較例６では、画像濃度ムラも帯電量の低下も発生してしまう。
【０１１０】
従って、実施例１の構成によれば、トナーとキャリアを独立に補給し、排出口より現像剤の排出を行う構成において、キャリアの供給による現像剤の帯電性能の回復度合いの効率化が達成される。同時に、トナー補給によるトナーとキャリアの比率のムラに起因する濃度ムラを解消できる。
【０１１１】
＜実施例２＞
図８は実施例２の現像装置の構成の説明図である。図９は実施例２の現像装置を側面から見た断面図である。
【０１１２】
実施例２は、現像室２３と撹拌室２４とを上下に配置した縦型現像装置に本発明を適用した実施例である。実施例２の現像装置は、図１に示す現像装置４ｄを置き換えて画像形成装置１００に付設される。ここでは、実施例１との対比を容易とするために、図８、図９中、実施例１の現像装置４ｄと対応する部材には図２、図３と共通の符号を付して重複する説明を省略する。
【０１１３】
図８に示すように、縦型の現像装置４ｄは、現像容器２２内にトナーとキャリアを含む現像剤（二成分現像剤）が収容されている。現像容器２２内に、現像剤担持体としての現像スリーブ２８と、現像スリーブ２８上に担持された現像剤の穂を規制する規制ブレード（穂切り部材）２９を有している。
【０１１４】
現像容器２２の内部は、高さ方向の略中央が紙面に垂直方向に延在する隔壁２７によって現像室２３と撹拌室２４とに上下に区画されており、現像剤は、現像室２３及び撹拌室２４に収容されている。
【０１１５】
現像室２３及び撹拌室２４には、現像剤を撹拌しつつ搬送する第１及び第２の搬送部材として搬送スクリュー２５、２６がそれぞれ配置されている。搬送スクリュー２５は、現像スリーブ２８とほぼ平行に配置され、矢印Ｒ５方向（時計回り方向）に回転して、現像室２３内の現像剤を軸線方向の一方向に搬送する。時計回りとした理由は、現像スリーブ２８への現像剤の供給という観点で有利だからである。
【０１１６】
また、搬送スクリュー２６は、撹拌室２４内に搬送スクリュー２５とほぼ平行に配置され、搬送スクリュー２５と反対の矢印Ｒ６方向（半時計回り）に回転して撹拌室２４内の現像剤を搬送スクリュー２５と反対方向に搬送する。
【０１１７】
図９に示すように、搬送スクリュー２５、２６に搬送された現像剤が隔壁２７の両端部の開口部１１、１２を通じて受け渡されて、現像剤が現像室２３と撹拌室２４との間で循環する。
【０１１８】
図８に示すように、現像容器２２の感光ドラム１ｄに対向した現像領域に相当する位置に開口部があり、この開口部に現像スリーブ２８が感光ドラム１ｄ方向に一部露出するように回転可能に配設されている。
【０１１９】
現像スリーブ２８の内部には、キャリアを拘束する磁界形成部材であるマグネットローラ２８ｍが非回転状態に設置されている。マグネットローラ２８ｍは、感光ドラム１に対向させた現像極Ｓ２と、規制ブレード（穂切り部材）２９に対向させた磁極Ｓ１と、磁極Ｓ１、Ｓ２の間の磁極Ｎ１と、現像室２３に対向させた磁極Ｎ１、撹拌室２４に対向させた磁極Ｎ３とを有する。
【０１２０】
現像スリーブ２８は、現像時に矢印Ｒ４方向（反時計方向）に回転し、現像室２３で回転する搬送スクリュー２５から現像剤を供給される。現像スリーブ２８は、規制ブレード２９によって層厚を規制された現像剤を磁気ブラシ状態で担持して、感光ドラム１ｄと対向した現像領域に搬送する。そして、感光ドラム１ｄ上に形成された静電像に現像剤を供給してトナー像に反転現像する。現像スリーブ２８に残った現像剤はマグネットローラ２８ｍの磁極Ｎ１、Ｎ３の反発磁界で現像スリーブ２８から分離して攪拌室２４へ流れ込んで搬送スクリュー２６により搬送される。
【０１２１】
現像バイアスは実施例１と同様である。規制ブレード２９も実施例１と同様のものを用いた。また、現像剤も実施例１と同様であり、電圧値等の設定及び運転条件も同様のものとした。
【０１２２】
図９に示すように、実施例２では、現像室２３の最も下流位置にトナー補給口３３ａを配置し、撹拌室２４の長手方向の中央上流側に排出口４０を配置した。そして、排出口４０の下流側にキャリア補給口３３ｂを配置した。現像スリーブ２８の下流側の端部Ａを起点として、現像剤の搬送方向の上流側から、トナー補給口３３ａ、排出口４０、キャリア補給口３３ｂの順で配列している。
【０１２３】
この構成の現像装置４ｄにおいて、実施例１と同様に比較例２〜６を試作して比較する実験を行ったところ、実施例２の配置構成のみが現像剤の帯電量の低下や画像濃度ムラも無く、良好な結果が得られた。
（１）比較例２：現像剤の搬送方向の上流側からトナー補給口３３ａ、キャリア補給口３３ｂ、排出口４０の順番に配置した。供給したキャリアが排出口４０を通じてすぐ排出されてしまう。
（２）比較例３：現像剤の搬送方向の上流側からキャリア補給口３３ｂ、トナー補給口３３ａ、排出口４０の順番に配置した。トナー補給口３３ａから現像スリーブ２８までの経路長が短いためにトナー帯電量Ｑ／Ｍが低下して画像濃度ムラが発生する。
（３）比較例４：現像剤の搬送方向の上流側からキャリア補給口３３ｂ、排出口４０、トナー補給口３３ａの順番に配置した。トナー補給口３３ａから現像スリーブ２８までの経路長が短いためにトナー帯電量Ｑ／Ｍが低下して画像濃度ムラが発生する。
（４）比較例５：現像剤の搬送方向の上流側から排出口４０、キャリア補給口３３ｂ、トナー補給口３３ａの順番に配置した。トナー補給口３３ａから現像スリーブ２８までの経路長が短いためにトナー帯電量Ｑ／Ｍが低下して画像濃度ムラが発生する。
（５）比較例６：現像剤の搬送方向の上流側から排出口４０、トナー補給口３３ａ、キャリア補給口３３ｂの順番に配置した。トナー補給口３３ａから現像スリーブ２８までの経路長が不十分なため、画像濃度ムラも帯電量の低下も発生する。
【０１２４】
従って、実施例２の構成によれば、トナーとキャリアを独立に補給し、排出口より現像剤の排出を行う構成において、キャリアの供給による現像剤の帯電性能の回復度を効率化に高められる。同時に、トナー補給によるトナーとキャリアの比率のムラに起因する濃度ムラを解消できる。
【符号の説明】
【０１２５】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ  感光ドラム（像担持体）
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ  露光装置
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ  現像装置
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ  トナー補給部
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ  キャリア補給部
２３  現像室、２４  撹拌室、２５  第１の搬送部材
２６  第２の搬送奉材、２７  隔壁、２８  現像スリーブ
２８ｍ  マグネットローラ、３３ａ  トナー補給口
３３ｂ  キャリア補給口、４０  排出口
４３  トナー濃度検出センサ
【図１】
0005538934.tif 000003
【図２】
0005538934.tif 000004
【図３】
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【図４】
0005538934.tif 000006
【図５】
0005538934.tif 000007
【図６】
0005538934.tif 000008
【図７】
0005538934.tif 000009
【図８】
0005538934.tif 000010
【図９】
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