(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに並列配置される第１搬送室、第２搬送室を含む複数の搬送室に区画され、キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を収容する現像容器と、
前記第１搬送室内の現像剤を回転軸方向に攪拌、搬送する第１攪拌部材と、
回転軸と、該回転軸の外周面に形成される螺旋羽根で構成され、前記第２搬送室内の現像剤を前記第１攪拌部材と逆方向に攪拌、搬送する第２攪拌部材と、
前記現像容器に回転可能に支持され前記第２搬送室内の現像剤を表面に担持する現像剤担持体と、
前記第１搬送室及び前記第２搬送室の長手方向の両端部側で前記各搬送路を連通させる連通部と、
前記現像容器内に現像剤を補給する現像剤補給口と、
前記第２搬送室の下流側端部に設けられ、余剰の現像剤が排出される現像剤排出口と、
を具備する現像装置において、
現像剤搬送方向に対し前記連通部より上流側の前記第２搬送室の内壁面には現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサーが配置され、
前記第２攪拌部材には、現像剤搬送方向に対し前記連通部より下流側に前記現像剤排出口に対向して配置され前記現像剤排出口側への現像剤の移動を規制する規制部と、前記回転軸に対し平行に配置され前記第２攪拌部材と共に回転することにより自由端が前記トナー濃度検知センサーの検知面を清掃する可撓性のスクレーパーとが形成されており、
前記スクレーパーは、前記第２攪拌部材の径方向における寸法が、現像剤搬送方向の上流側から下流側に向かって長くなっていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記スクレーパーの自由端には、前記第２攪拌部材の径方向に切り込みが形成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】
請求項１又は請求項２に記載の現像装置が搭載された画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤の補給を行うとともに余剰現像剤を排出する現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置においては、感光体等からなる像担持体上に形成した静電潜像を、現像装置により現像しトナー像として可視化することを行っている。このような現像装置の一つとして、二成分現像剤を用いる二成分現像方式が採用されている。この種の現像装置は、現像容器内にキャリアとトナーとからなる二成分現像剤を収容し、像担持体に現像剤を供給する現像ローラーを配設するとともに、現像容器内部の現像剤を攪拌、搬送しながら現像ローラーへと供給する攪拌部材を配設している。
【０００３】
この現像装置では、トナーは現像動作によって消費されていく一方、キャリアは消費されずに現像装置内に残る。従って、現像容器内でトナーとともに攪拌されるキャリアは攪拌頻度が多くなるにつれて機械的ストレスにより劣化し、その結果、トナーに対するキャリアの帯電付与性能が徐々に低下してしまう。
【０００４】
そこで、現像容器内にキャリアを含む現像剤を補給するとともに、余剰となった現像剤を排出することで、帯電性能の低下を抑制するようにした現像装置が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１では、回転軸とその外周に螺旋状に形成される螺旋羽根とを有する２つの攪拌部材が各搬送室内に平行に配置されている。各搬送室の間には仕切り部が設けられ、仕切り部の両端部には、現像剤を受け渡す連通部が設けられている。そして、現像剤搬送方向に対して搬送室の下流側に現像剤排出口が形成され、攪拌部材と現像剤排出口との間には、攪拌部材の螺旋羽根とは逆向きで螺旋状に形成される逆螺旋羽根が規制部として回転軸に一体に設けられている。
【０００６】
特許文献１の構成によれば、現像剤が現像容器内に補給されると、攪拌部材の回転により現像剤が攪拌されながら搬送室の下流側まで搬送される。逆螺旋羽根が攪拌部材と同方向に回転すると、逆螺旋羽根によって、攪拌部材による現像剤搬送方向とは逆方向の搬送力が現像剤に付与される。この逆方向の搬送力によって、搬送室の下流側では現像剤が塞き止められて嵩高となることから、余剰の現像剤が逆螺旋羽根（規制部）を乗り越えて現像剤排出口に移動し外部へ排出される。
【０００７】
また、二成分現像剤を用いる場合、現像により消費された分のトナーを補給するために、現像容器内に配置されたトナー濃度センサーによって現像剤中のトナー濃度を測定する必要がある。特許文献２には、トナー濃度検知センサーを現像剤の循環経路のうち現像ローラーへの現像剤の供給を行う側に配置し、トナー補給部を現像ローラーへの現像剤の供給を行わない側に設けた現像装置が提案されている。特許文献２の構成によれば、補給されたトナーが現像容器内の現像剤と十分に攪拌された後にトナー濃度検知センサーに到達し、現像ローラーへ供給される部分の現像剤のトナー濃度を直接検知できるため、トナー補給精度をより向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２６５０９８号公報（段落［００２０］〜［００２４］、［００２８］、第４図参照）
【特許文献２】特開２００６−１８２１０号公報（図１参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献１のようにキャリアを含む現像剤を補給するとともに余剰の現像剤を排出する場合、補給された新たな現像剤がすぐに排出されてしまわないように、現像剤排出口はトナー補給部の直前、即ち現像剤の循環経路においてトナー補給部の上流側直近に配設されることが多い。そして、特許文献２のようにトナー濃度検知センサーを現像ローラーへの現像剤の供給を行う側に配置した場合、トナー濃度検知センサーを通過した現像剤が現像剤排出口から排出されることになる。
【００１０】
一方、トナー濃度検知センサーの検知感度を維持するために、攪拌部材のトナー濃度検知センサーに対峙する部分にセンサー面を清掃するスクレーパーを取り付ける方法が知られている。しかしながら、現像剤の循環経路においてトナー濃度検知センサーの下流側直近に現像剤排出口を設けた場合、スクレーパーの形状の変化やスクレーパーによる現像剤の拡散によって現像剤排出口に現像剤が過剰に送り込まれ、現像剤の排出量が不安定になってトナー濃度にばらつきが生じるという不都合が発生するおそれがあった。
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑み、トナー濃度検知センサーの下流側直近に設けられた現像剤排出口から余剰現像剤を安定して排出し、現像容器内の現像剤量を精度よく所望の量に維持するとともに、トナー濃度検知センサーの検知精度も維持できる現像装置、及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明は、互いに並列配置される第１搬送室、第２搬送室を含む複数の搬送室に区画され、キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を収容する現像容器と、前記第１搬送室内の現像剤を回転軸方向に攪拌、搬送する第１攪拌部材と、回転軸と、該回転軸の外周面に形成される螺旋羽根で構成され、前記第２搬送室内の現像剤を前記第１攪拌部材と逆方向に攪拌、搬送する第２攪拌部材と、前記現像容器に回転可能に支持され前記第２搬送室内の現像剤を表面に担持する現像剤担持体と、前記第１搬送室及び前記第２搬送室の長手方向の両端部側で前記各搬送路を連通させる連通部と、前記現像容器内に現像剤を補給する現像剤補給口と、前記第２搬送室の下流側端部に設けられ、余剰の現像剤が排出される現像剤排出口と、を具備する現像装置において、現像剤搬送方向に対し前記連通部より上流側の前記第２搬送室の内壁面には現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサーが配置され、前記第２攪拌部材には、現像剤搬送方向に対し前記連通部より下流側に前記現像剤排出口に対向して配置され前記現像剤排出口側への現像剤の移動を規制する規制部と、前記回転軸に対し平行に配置され前記第２攪拌部材と共に回転することにより自由端が前記トナー濃度検知センサーの検知面を清掃する可撓性のスクレーパーとが形成されており、前記スクレーパーは、前記第２攪拌部材の径方向における寸法が、現像剤搬送方向の上流側から下流側に向かって長くなっていることを特徴としている。
【００１３】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記スクレーパーの自由端には、前記第２攪拌部材の径方向に切り込みが形成されていることを特徴としている。
【００１４】
また本発明は、上記構成の現像装置が搭載された画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の第１の構成によれば、現像剤の搬送方向上流側から下流側に向かうにつれてスクレーパーが大きく撓み、スクレーパーの下流側の自由端が上流側よりも遅れて回転するため、規制部側へ現像剤を送り出す力が小さくなる。従って、規制部を乗り越えて現像剤排出口に現像剤が過剰に送り込まれず、現像剤排出口から排出される現像剤量を安定化することができる。
【００１６】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の現像装置において、スクレーパーの自由端に第２攪拌部材の径方向の切り込みを形成することにより、スクレーパーの自由端が搬送方向に複数の領域に分割されるため、スクレーパーの自由端が弾性変形し易くなり、スクレーパーの復元力も分散されて小さくなる。その結果、スクレーパーが回転する際に現像剤を押圧する力も分散されるため、現像剤を規制部側へ送り出す力をさらに低減することができる。
【００１７】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の現像装置を搭載することにより、簡単な構成で、安定して余剰現像剤を現像容器から排出し、現像容器内の現像剤量を精度よく所望の量に保つことができる。従って、安定した現像性能が得られるとともに画像不良の発生や無駄な現像剤の排出も抑制可能な画像形成装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の現像装置が搭載される画像形成装置の全体構成を概略的に示す断面図
【図２】本発明の第１実施形態に係る現像装置の側面断面図
【図３】第１実施形態の現像装置の攪拌部を示す平面断面図
【図４】第１実施形態の現像装置における現像剤排出部周辺の拡大図
【図５】図４における第２搬送室２２ｄの側面断面図
【図６】本発明の第２実施形態に係る現像装置の現像剤排出部周辺の拡大図
【図７】実施例におけるスクレーパーの形状と画像濃度の推移との関係を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の現像装置が搭載される画像形成装置の構成を概略的に示す断面図である。画像形成装置１はタンデム型のカラープリンターであり、回転自在である感光体ドラム１１ａ〜１１ｄは、例えば有機感光層が形成された有機感光体（ＯＰＣ感光体）やアモルファスシリコン感光層が形成されたアモルファスシリコン感光体が用いられ、ブラック、イエロー、シアン、及びマゼンタの各色に対応させて配設される。各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの周囲に、現像装置２ａ〜２ｄ、露光ユニット１２、帯電器１３ａ〜１３ｄ及びクリーニング装置１４ａ〜１４ｄが配設される。
【００２０】
現像装置２ａ〜２ｄは、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの側方（図１では右方）に夫々対向して配置され、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄにトナーを供給する。帯電器１３ａ〜１３ｄは、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの回転方向（図１では反時計回り方向）に対し現像装置２ａ〜２ｄの上流側であって感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に対向して配置され、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ表面を一様に帯電させる。
【００２１】
露光ユニット１２は、パーソナルコンピューター等から画像入力部（図略）に入力された文字や絵柄などの画像データに基づいて、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄを走査露光するためのものであり、現像装置２ａ〜２ｄの下方に設けられる。露光ユニット１２内にはレーザー光源、ポリゴンミラーが設けられ、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄに対応して反射ミラー及びレンズが設けられる。レーザー光源から出射されたレーザー光が、ポリゴンミラー、反射ミラー及びレンズを介して、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの回転方向に対し帯電器１３ａ〜１３ｄの下流側から各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に照射される。照射されたレーザー光により、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ表面には静電潜像が形成され、この静電潜像が各現像装置２ａ〜２ｄによりトナー像に現像される。
【００２２】
無端状の中間転写ベルト１７は、テンションローラー６、駆動ローラー２５及び従動ローラー２７に張架されている。駆動ローラー２５は図示しないモーターによって回転駆動され、中間転写ベルト１７は駆動ローラー２５の回転によって図１の時計回り方向に循環駆動する。
【００２３】
この中間転写ベルト１７に接触するように各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄが中間転写ベルト１７の下方でベルト進行方向（図１の矢印方向）に沿って隣り合うように配列されている。各一次転写ローラー２６ａ〜２６ｄは、中間転写ベルト１７を挟んで各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄと対向し、中間転写ベルト１７に圧接して一次転写部を形成する。この一次転写部において、中間転写ベルト１７の回転とともに所定のタイミングで各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄのトナー像が中間転写ベルト１７に順次転写される。これにより、中間転写ベルト１７表面にはシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたフルカラートナー像が形成される。
【００２４】
二次転写ローラー３４は、中間転写ベルト１７を挟んで駆動ローラー２５と対向し、中間転写ベルト１７に圧接して二次転写部を形成する。この二次転写部において、中間転写ベルト１７表面のトナー像が用紙Ｐに転写される。転写後に、ベルトクリーニング装置３１が中間転写ベルト１７表面に残存するトナーを清掃する。
【００２５】
画像形成装置１内の下方には、用紙Ｐを収納する給紙カセット３２が配設され、給紙カセット３２の右方には、手差しの用紙を供給するスタックトレイ３５が配設される。給紙カセット３２の左方には、給紙カセット３２から繰り出された用紙Ｐを中間転写ベルト１７の二次転写部に搬送する第１用紙搬送路３３が配設される。また、スタックトレイ３５の左方には、スタックトレイ３５から繰り出された用紙を二次転写部に搬送する第２用紙搬送路３６が配設される。更に、画像形成装置１の左上方には、画像が形成された用紙Ｐに対して定着処理を行う定着部１８と、定着処理の行われた用紙を用紙排出部３７に搬送する第３用紙搬送路３９とが配設される。
【００２６】
給紙カセット３２は、装置の外部（図１の表面側）に引き出すことにより用紙の補充を可能にしたもので、収納されている用紙Ｐがピックアップローラー３３ｂ及び捌きローラー３３ａにより１枚ずつ第１用紙搬送路３３側に繰り出される。
【００２７】
第１用紙搬送路３３と第２用紙搬送路３６とはレジストローラー対３３ｃの手前で合流しており、レジストローラー対３３ｃにより、中間転写ベルト１７における画像形成動作と給紙動作とのタイミングを取って、用紙Ｐが二次転写部に搬送される。二次転写部に搬送された用紙Ｐは、バイアス電位が印加された二次転写ローラー３４によって、中間転写ベルト１７上のフルカラーのトナー像を二次転写され、定着部１８に搬送される。
【００２８】
定着部１８は、加熱ローラーにより加熱される定着ベルトと、定着ベルトに内接する定着ローラーと、定着ベルトを挟んで定着ローラーに圧接して配設された加圧ローラー等を備え、トナー像が転写された用紙Ｐを加熱及び加圧することにより定着処理を行う。用紙Ｐは、トナー像が定着部１８で定着された後、必要に応じて第４用紙搬送路４０で反転されて用紙の裏面にも二次転写ローラー３４でトナー像が二次転写され、定着部１８で定着される。トナー像が定着された用紙は第３用紙搬送路３９を通って、排出ローラー１９ａにより用紙排出部３７に排出される。
【００２９】
図２は、上述の画像形成装置１に用いられる現像装置の構成を示す断面平面図である。なお、以下の説明では、図１に示す感光体ドラム１１ａに対応する現像装置２ａの構成及び動作について説明するが、現像装置２ｂ〜２ｄの構成及び動作については現像装置２ａと同様であり、説明を省略し、また各色の現像装置及び感光体を示すａ〜ｄの符号を省略する。
【００３０】
図２に示すように、現像装置２は、現像ローラー２０と、磁気ローラー２１と、規制ブレード２４と、攪拌部材４２、及び現像容器２２等により構成されている。
【００３１】
現像容器２２は、現像装置２の外郭を構成し、その下部で仕切り部２２ｂによって第１搬送室２２ｃと第２搬送室２２ｄに仕切っている。第１搬送室２２ｃ及び第２搬送室２２ｄには、キャリアとトナー（ここでは正帯電トナー）からなる現像剤が収容される。また、現像容器２２は、攪拌部材４２と磁気ローラー２１及び現像ローラー２０を回転可能に保持している。更に、現像容器２２には、現像ローラー２０を感光体ドラムに向けて露出させる開口２２ａが形成されている。
【００３２】
現像ローラー２０は、感光体ドラムに対向し、一定の間隔を設けて感光体ドラムの右方に配設される。また、現像ローラー２０は、感光体ドラムに接近した対向位置において、感光体ドラムにトナーを供給する現像領域Ｄを形成している。磁気ローラー２１は、一定の間隔を設けて現像ローラー２０に対向し、現像ローラー２０の右斜め下方に配設される。また、磁気ローラー２１は、現像ローラー２０に接近した対向位置において、現像ローラー２０にトナーを供給する。攪拌部材４２は磁気ローラー２１の略下方に配設される。また、規制ブレード２４は磁気ローラー２１の左斜め下方にて現像容器２２に固定保持されている。
【００３３】
攪拌部材４２は、第１スパイラル４３と第２スパイラル４４の２本で構成される。第２スパイラル４４が磁気ローラー２１の下方で、第２搬送室２２ｄ内に設けられ、第１スパイラル４３が第２スパイラル４４の右方に隣接して、第１搬送室２２ｃ内に設けられる。
【００３４】
第１及び第２スパイラル４３、４４は現像剤を攪拌して現像剤中のトナーを所定のレベルに帯電させる。これによりトナーはキャリアに保持される。また、第１搬送室２２ｃと第２搬送室２２ｄを仕切る仕切り部２２ｂの長手方向（図２の紙面表裏方向）の両端部分には、連通部（図略）が設けられており、第１スパイラル４３が回転すると、帯電した現像剤が仕切り部２２ｂに設けた一方の連通部から第２スパイラル４４に搬送され、現像剤が第１搬送室２２ｃ内と第２搬送室２２ｄ内とを循環する。そして、第２スパイラル４４から磁気ローラー２１に現像剤が供給される。
【００３５】
磁気ローラー２１は、ローラー軸２１ａと磁極部材Ｍ及び非磁性材からなる非磁性スリーブ２１ｂを備え、攪拌部材４２により供給された現像剤を担持し、担持した現像剤からトナーのみを現像ローラー２０に供給するものである。磁極部材Ｍは、断面扇形に形成された外周部の極性の異なる複数の磁石が交互に配設され、ローラー軸２１ａに接着等により固着される。ローラー軸２１ａは、非磁性スリーブ２１ｂ内で、磁極部材Ｍと非磁性スリーブ２１ｂの間に所定の間隔を設けて、現像容器２２に回転不能に支持される。非磁性スリーブ２１ｂは、図示しないモーターと歯車からなる駆動機構により、現像ローラー２０と同方向（図２の時計回り方向）に回転し、また直流電圧５６ａに交流電圧５６ｂを重畳したバイアス５６を印加される。非磁性スリーブ２１ｂ表面において、帯電した現像剤は磁極部材Ｍの磁力によって磁気ブラシを形成して担持され、磁気ブラシは規制ブレード２４によって所定の高さに調節される。
【００３６】
非磁性スリーブ２１ｂが回転すると、磁気ブラシは、磁極部材Ｍによって非磁性スリーブ２１ｂ表面に担持されて搬送され、現像ローラー２０に接触すると、磁気ブラシのトナーのみが、非磁性スリーブ２１ｂに印加されたバイアス５６に応じて、現像ローラー２０に供給される。
【００３７】
現像ローラー２０は、固定軸２０ａと、磁極部材２０ｂと、非磁性の金属材料で円筒状に形成される現像スリーブ２０ｃ等を備えて構成されている。
【００３８】
固定軸２０ａは現像容器２２に回転不能に支持される。この固定軸２０ａには、現像スリーブ２０ｃが回転自在に保持され、更に、磁石よりなる磁極部材２０ｂが磁気ローラー２１と対向する位置に現像スリーブ２０ｃと所定の間隔を設けて、接着等により固着される。現像スリーブ２０ｃは、図示しないモーターと歯車からなる駆動機構により、図２の矢印方向（時計回り方向）に回転させられる。また、現像スリーブ２０ｃには、直流電圧５５ａに交流電圧５５ｂを重畳した現像バイアス５５が印加される。
【００３９】
現像バイアス５５を印加された現像スリーブ２０ｃが図２の時計回り方向に回転すると、現像領域Ｄにおいて、現像バイアス電位と感光体ドラムの露光部位の電位との電位差により、現像スリーブ２０ｃ表面に担持されたトナーが感光体ドラム１１に飛翔する。飛翔したトナーは矢印Ａ方向（反時計回り方向）に回転する感光体ドラム１１上の露光部位に順次付着し、感光体ドラム１１上の静電潜像が現像される。
【００４０】
次に、図３を用いて、現像装置の攪拌部について詳しく説明する。図３は攪拌部を示す平面断面図（図２のＸＸ′矢視断面図）である。
【００４１】
現像容器２２には、前述のように、第１搬送室２２ｃと、第２搬送室２２ｄと、仕切り部２２ｂと、上流側連通部２２ｅ、及び下流側連通部２２ｆが形成され、その他に、現像剤補給口２２ｇと、現像剤排出口２２ｈと、上流側壁部２２ｉ、及び下流側壁部２２ｊが形成されている。なお、第１搬送室２２ｃにおいて、図２の左側を上流側、図２の右側を下流側とし、また、第２搬送室２２ｄにおいて、図２の右側を上流側、図２の左側を下流側とする。従って、連通部及び側壁部は、第２搬送室２２ｄを基準として、上流側及び下流側と呼称している。
【００４２】
仕切り部２２ｂは、現像容器２２の長手方向に延びて第１搬送室２２ｃと第２搬送室２２ｄを並列させるように仕切っている。仕切り部２２ｂの長手方向の右側端部は、上流側壁部２２ｉの内壁部とともに上流側連通部２２ｅを形成し、一方、仕切り部２２ｂの長手方向の左側端部は、下流側壁部２２ｊの内壁部とともに下流側連通部２２ｆを形成している。そして現像剤は、第１搬送室２２ｃと、上流側連通部２２ｅと、第２搬送室２２ｄ、及び下流側連通部２２ｆ内を循環することが可能である。
【００４３】
現像剤補給口２２ｇは、現像容器２２の上部に設けられた現像剤補給容器（図略）から新たなトナー及びキャリアを現像容器２２内に補給するための開口であり、第１搬送室２２ｃの上流側（図２の左側）に配置される。
【００４４】
現像剤排出口２２ｈは、現像剤の補給によって、第１及び第２搬送室２２ｃ、２２ｄ内で余剰となった現像剤を排出するための開口であり、第２搬送室２２ｄの下流側で第２搬送室２２ｄの長手方向に連続して設けられる。
【００４５】
第１搬送室２２ｃ内には第１スパイラル４３が配設され、第２搬送室２２ｄ内には第２スパイラル４４が配設されている。
【００４６】
第１スパイラル４３は、回転軸４３ｂと、回転軸４３ｂに一体に設けられ、回転軸４３ｂの軸方向に一定のピッチで螺旋状に形成される第１螺旋羽根４３ａとを有する。また、第１螺旋羽根４３ａは、第１搬送室２２ｃの長手方向の両端部側まで延び、上流側及び下流側連通部２２ｅ、２２ｆにも対向して設けられている。回転軸４３ｂは現像容器２２の上流側壁部２２ｉと下流側壁部２２ｊに回転可能に軸支されている。
【００４７】
第２スパイラル４４は、回転軸４４ｂと、回転軸４４ｂに一体に設けられ、回転軸４４ｂの軸方向に第１螺旋羽根４３ａと同じピッチで第１螺旋羽根４３ａとは逆方向を向く（逆位相の）羽根で螺旋状に形成される第２螺旋羽根４４ａとを有する。また、第２螺旋羽根４４ａは、磁気ローラー２１の軸方向長さ以上の長さを有し、更に、上流側連通部２２ｅに対向する位置まで延びて設けられている。回転軸４４ｂは、回転軸４３ｂと平行に配置され、現像容器２２の上流側壁部２２ｉと下流側壁部２２ｊに回転可能に軸支されている。
【００４８】
また、回転軸４４ｂには、第２螺旋羽根４４ａとともに、規制部５２及び排出羽根５３が一体に配設されている。
【００４９】
規制部５２は、第２搬送室２２ｄ内で下流側に搬送された現像剤を塞き止め、且つ、所定量以上になった現像剤を現像剤排出口２２ｈに搬送することを可能にするものである。規制部５２は、回転軸４４ｂに設けられる螺旋羽根からなり、第２螺旋羽根４４ａと逆方向を向く（逆位相の）羽根で螺旋状に形成され、且つ、第２螺旋羽根４４ａの外径と略同じで第２螺旋羽根４４ａのピッチより小さく設定されている。また、規制部５２の外周部は、現像容器２２の内壁部（下流側壁部２２ｊ）との間において所定量の隙間を形成している。この隙間から余剰の現像剤が排出されることになる。
【００５０】
回転軸４４ｂは現像剤排出口２２ｈ内まで延びている。現像剤排出口２２ｈ内の回転軸４４ｂには排出羽根５３が設けられている。排出羽根５３は、第２螺旋羽根４４ａと同じ方向を向く螺旋状の羽根からなるが、第２螺旋羽根４４ａよりピッチが小さく、また羽根の外周が小さくなっている。従って、回転軸４４ｂが回転すると、排出羽根５３も回転し、規制部５２を乗り越えて現像剤排出口２２ｈ内に搬送された余剰現像剤は、図３の左側に送られて現像容器２２外に排出されるようになっている。なお、排出羽根５３、規制部５２、及び第２螺旋羽根４４ａは合成樹脂によって回転軸４４ｂと一体に成型される。
【００５１】
現像容器２２の外壁には、歯車６１〜６４が配設されている。歯車６１、６２は回転軸４３ａに固着され、歯車６４は回転軸４４ｂに固着され、歯車６３は現像容器２２に回転可能に保持されて歯車６２、６４に噛合している。
【００５２】
新たに現像剤を補給していない現像時には、モーター等の駆動源によって、歯車６１が回転すると、回転軸４３ｂとともに第１螺旋羽根４３ａが回転し、第１螺旋羽根４３ａによって、現像剤は、第１搬送室２２ｃ内の現像剤を矢印Ｐ方向に搬送され、その後、上流側連通部２２ｅを通って第２搬送室２２ｄ内に搬送される。更に、歯車６４と連動する回転軸４４ｂとともに第２螺旋羽根４４ａが回転すると、第２螺旋羽根４４ａによって、現像剤は、第２搬送室２２ｄ内の現像剤を矢印Ｑ方向に搬送される。従って、現像剤はその嵩高を大きく変動させながら第１搬送室２２ｃから上流側連通部２２ｅを通って第２搬送室２２ｄ内に搬送され、規制部５２を乗り越えることなく、下流側連通部２２ｆを通って第１搬送室２２ｃに搬送される。
【００５３】
このように現像剤は、第１搬送室２２ｃから、上流側連通部２２ｅ、第２搬送室２２ｄ、及び下流側連通部２２ｆと循環しながら攪拌されて、攪拌された現像剤が磁気ローラー２１に供給される。
【００５４】
次に、現像剤補給口２２ｇから現像剤が補給される場合について説明する。現像によってトナーが消費されると、現像剤補給口２２ｇから第１搬送室２２ｃ内にトナー及びキャリアを含む現像剤が補給される。
【００５５】
補給された現像剤は、現像時と同様に、第１螺旋羽根４３ａによって、第１搬送室２２ｃ内を矢印Ｐ方向に搬送され、その後、上流側連通部２２ｅを通って第２搬送室２２ｄ内に搬送される。更に、第２螺旋羽根４４ａによって、現像剤は、第２搬送室２２ｄ内の現像剤を矢印Ｑ方向に搬送される。回転軸４４ｂの回転にともなって規制部５２が回転すると、規制部５２によって、第２螺旋羽根４４ａによる現像剤搬送方向とは逆方向の搬送力が現像剤に付与される。この規制部５２によって現像剤が塞き止められて嵩高となり、余剰の現像剤が規制部５２を乗り越えて、現像剤排出口２２ｈを介して現像容器２２外に排出される。
【００５６】
図４は、第１実施形態の現像装置における現像剤排出部周辺の拡大図であり、図５は、図４における第２搬送室２２ｄの断面図（図４のＹＹ′矢視断面図）である。第２搬送室２２ｄ内には現像剤搬送方向（図４の白矢印方向）に対し規制部５２の上流側直近の底面にトナー濃度検知センサー７１が配置されている。なお、図４では第２スパイラル４４がトナー濃度検知センサー７１の手前側に位置するため、トナー濃度検知センサー７１を破線で表示している。
【００５７】
トナー濃度検知センサー７１としては、現像容器２２内における現像剤の透磁率を検出する透磁率センサーが用いられる。トナー濃度検知センサー７１により現像剤の透磁率が検出されると、その検出結果に相当する電圧値を制御部（図示せず）に出力するよう構成されており、制御部によってトナー濃度検知センサー７１の出力値からトナー濃度が決定されるようになっている。
【００５８】
センサー出力値はトナー濃度に応じて変化し、トナー濃度が高くなるほど磁性キャリアに対するトナーの比率が高くなり、磁気を通さないトナーの割合が増加するため出力値が低くなる。一方、トナー濃度が低くなるほどキャリアに対するトナーの比率が低くなり、磁気を通すキャリアの割合が増加するため出力値が高くなる。
【００５９】
また、第２スパイラル４４には、トナー濃度検知センサー７１に対向する部分にスクレーパー７３が設けられている。スクレーパー７３としては、例えばＰＥＴフィルム等の可撓性のフィルムから成る基材７３ａの回転方向下流側の面にフェルトや不織布等の繊維製シート７３ｂを積層したものが用いられる。スクレーパー７３は、搬送スパイラル４４の回転軸４４ｂから径方向に突設されたスクレーパー支持部７５に回転軸４４ｂに対し略平行に貼り付けられている。
【００６０】
回転軸４４ｂの回転に伴いスクレーパー７３が回転することで、トナー濃度検知センサー７１の検知面７１ａが摺擦されて清掃されるとともに、検知面７１ａの周辺に新たな現像剤が送り込まれる。
【００６１】
また、スクレーパー７３の回転方向下流側の面に繊維製シート７３ｂを積層しているため、現像剤がスクレーパー７３によって強く押圧されたときの摩擦によりトナーがスクレーパー７３に融着し難くなっている。なお、スクレーパー７３の材質として、トナーと同極性（正極性）に帯電する材質を用いると、現像剤との摩擦によりスクレーパー７３が帯電したときにトナーがより付着し難くなり、スクレーパー７３による清掃性や現像剤の滞留性が低下しないため好ましい。
【００６２】
本実施形態では、搬送スパイラル４４の径方向におけるスクレーパー７３の寸法、即ち、回転軸４４ｂからスクレーパー７３の自由端までの寸法が、現像剤搬送方向の上流側から下流側（図４の右側から左側）に向かって長くなっている。なお、スクレーパー７３は上流側端部（図４の右端部）においてもトナー濃度検知センサー７１の検知面７１ａを摺擦可能な寸法となっており、現像剤搬送方向の上流側から下流側に向かうにつれて搬送スパイラル４４の回転方向上流側（図５の右側）に大きく撓みながら回転する。即ち、スクレーパー７３の上流側の自由端は下流側の自由端よりも検知面７１ａを遅れて摺擦する。
【００６３】
回転軸４４ｂからスクレーパー７３の自由端までの寸法を一定にした場合、スクレーパー７３により現像剤に作用する力は、現像剤を規制部５２側へ送り出す力と現像剤搬送方向の上流側へ押し戻す力とがほぼ等しくなる。これに対し、本実施形態の構成では、現像剤搬送方向の上流側から下流側に向かってスクレーパー７３の自由端の回転にタイムラグ（遅れ）が生じ、現像剤を上流側へ押し戻す力に比べて規制部５２側へ送り出す力が小さくなる。従って、規制部５２を乗り越えて現像剤排出口２２ｈに現像剤が過剰に送り込まれず、現像剤排出口２２ｈから排出される現像剤量を安定化することができる。
【００６４】
図６は、本発明の第２実施形態に係る現像装置における現像剤排出部周辺の拡大図である。本実施形態では、スクレーパー７３の自由端に、攪拌スパイラル４４の径方向に２本の切り込み７７が形成されている。現像装置の他の部分の構成は第１実施形態と共通するため説明を省略する。
【００６５】
本実施形態によれば、スクレーパー７３の自由端が切り込み７７によって搬送方向に複数（ここでは３つ）の領域に分割されるため、第１実施形態に比べてスクレーパー７３の自由端が弾性変形し易くなり、スクレーパー７３の復元力も分散されて小さくなる。その結果、スクレーパー７３が回転する際に現像剤を押圧する力も分散されるため、現像剤を規制部５２側へ送り出す力をさらに低減することができる。なお、ここでは２本の切り込み７７を形成したが、切り込み７７は１本でも良いし、３本以上形成しても良い。
【００６６】
その他本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、本発明は図２に示したような磁気ローラー２１と現像ローラー２０を備えた現像装置に限定されるものではなく、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いる種々の現像装置に適用可能である。例えば、上記各実施形態では現像容器２２内の現像剤循環経路として、互いに並列配置される第１搬送室２２ｃと第２搬送室２２ｄとを備えた２軸搬送式の現像装置について説明したが、磁気ローラー２１から引き剥がされた現像際を回収して第２搬送室２２ｄに合流させる回収搬送室を備えた３軸搬送式の現像装置にも適用可能である。
【００６７】
また、スクレーパー７３の自由端の傾斜（径方向の寸法変化率）、切り込み７７の深さや本数等も、現像装置２の仕様やプロセス速度、二成分現像剤のトナーとキャリアの混合比等に応じて適宜調整すれば良い。
【００６８】
また、上記各実施形態では、規制部５２が第２螺旋羽根４４ａと逆位相の螺旋羽根からなる構成を示したが、本発明はこれに限らず、規制部５２として、現像剤排出口２２ｈの開口より大きいサイズの円板を回転軸４４ｂに形成し、現像剤排出口２２ｈに隣接して配置するようにしてもよい。
【００６９】
また、本発明は図１に示したタンデム式のカラープリンターに限らず、デジタル或いはアナログ方式のモノクロ複写機、モノクロプリンター、カラー複写機、ファクシミリ等、二成分現像方式を用いた種々の画像形成装置に適用可能である。以下、実施例により本発明の効果について更に具体的に説明する。
【実施例１】
【００７０】
図１に示すような画像形成装置において、スクレーパーの形状を変化させた場合の画像濃度の推移について調査した。なお、試験は感光体ドラム１１ａ及び現像装置２ａを含むブラックの画像形成部において行った。
【００７１】
試験方法としては、図４のような、回転軸４４ｂから自由端までの寸法が、現像剤搬送方向の上流側から下流側に向かって長くなっているスクレーパー７３を設けた第１実施形態の現像装置を搭載した構成を本発明１、図６のような、スクレーパー７３の自由端にさらに切り込み７７を形成した第２実施形態の現像装置を搭載した構成を本発明２とした。また、回転軸４４ｂから自由端までの寸法が一定であるスクレーパー７３を設けた現像装置を搭載した構成を比較例１とした。
【００７２】
本発明１、２及び比較例１に用いる現像ローラー２０は、外径が１６ｍｍ、回転数が８７８ｒｐｍであり、磁気ローラー２１は、外径が２０ｍｍ、回転数が７００ｒｐｍである。第１スパイラル４３は、第１螺旋羽根４３ａの外径が１８ｍｍであり、羽根ピッチが３０ｍｍ（２条巻き）であり、更に、回転軸４３ｂの軸径が７ｍｍであり、回転数が５００ｒｐｍである。一方、第２スパイラル４４は、第２螺旋羽根４４ａの外径が１８ｍｍであり、羽根ピッチが３０ｍｍ（２条巻き）であり、更に、回転軸４４ｂの軸径が７ｍｍであり、第１螺旋羽根４３ａと逆回転し、その回転数が５００ｒｐｍである。また、回転軸４４ｂの下流側端部には第２螺旋羽根４４ａと逆向きの螺旋羽根２．５巻きで規制部５２が形成されている。
【００７３】
また、本発明１、２に用いるスクレーパー７３は、搬送方向の寸法を１３ｍｍとし、現像剤搬送方向上流側における径方向の寸法を５ｍｍ、下流側における径方向の寸法を８ｍｍとし、本発明２に用いるスクレーパー７３の自由端には径方向に３ｍｍの２本の切り込み７７を形成した。一方、比較例１に用いるスクレーパー７３は、搬送方向の寸法を１３ｍｍ、径方向の寸法を８ｍｍとした。
【００７４】
現像容器２２内のトナーは平均粒径６．８μｍであり、キャリアは平均粒径３５μｍで、キャリアに対するトナーの重量比率は９％である。現像容器２２内に補給した新現像剤のトナーに対するキャリアの重量比率は１０％とした。現像剤は現像容器２２（第１及び第２搬送室２２ｃ、２２ｄ）内に４００ｇ収容され、この量は、現像容器２２内に余剰現像剤を含まない所定量である。
【００７５】
画像濃度の評価は、印字率１０％のテスト画像を連続印字し、反射濃度計（マクベスＲＤ９１２）により５ｋ（５，０００）枚毎に２０ｋ（２０，０００）枚まで反射濃度（ＩＤ；イメージデンシティ）を測定した。結果を図７に示す。
【００７６】
図７から明らかなように、回転軸４４ｂからスクレーパー７３の自由端までの寸法を現像剤搬送方向の上流側から下流側に向かって長くした本発明１（図の□のデータ系列）、本発明２（図の△のデータ系列）では、連続印字中の画像濃度が１．３〜１．４の範囲で安定して推移した。特に、スクレーパー７３の自由端に切り込み７７を形成した本発明２では画像濃度が１．３５付近で極めて安定して推移した。
【００７７】
これに対し、回転軸４４ｂからスクレーパー７３の自由端までの寸法を一定とした比較例１（図の◇のデータ系列）では、連続印字中の画像濃度が１．２〜１．５の範囲で推移し、画像濃度のばらつきが大きくなった。
【００７８】
以上の結果より、回転軸４４ｂからスクレーパー７３の自由端までの寸法を現像剤搬送方向の上流側から下流側に向かって長くした本発明の現像装置では、回転軸４４ｂからスクレーパー７３の自由端までの寸法を一定とした従来の構成に比べて現像剤排出量の変動が抑制され、画像濃度が安定して推移することが確認された。従って、本発明の現像装置を用いた場合、安定した現像性能が得られるとともに画像不良の発生や無駄な現像剤の排出を効果的に抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができ、特に、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤の補給を行うとともに余剰現像剤を排出する現像装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１                    画像形成装置
２ａ〜２ｄ、２        現像装置
１１ａ〜１１ｄ、１１  感光体ドラム
２０                  現像ローラー
２１                  磁気ローラー
２２                  現像容器
２２ｂ                仕切り部
２２ｃ                第１搬送室
２２ｄ                第２搬送室
２２ｅ                上流側連通部
２２ｆ                下流側連通部
２２ｇ                現像剤補給口
２２ｈ                現像剤排出口
２２ｉ                上流側壁部
２２ｊ                下流側壁部
４２                  攪拌部材
４３                  第１スパイラル（第１攪拌部材）
４３ａ                第１螺旋羽根
４３ｂ、４４ｂ        回転軸
４４                  第２スパイラル（第２攪拌部材）
４４ａ                第２螺旋羽根
５１                  減速搬送部
５２                  規制部
５３                  排出羽根
６１〜６４            歯車
７１                  トナー残量検知センサー
７３                  スクレーパー
７５                  スクレーパー支持部
７７                  切り込み
【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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