(57)【要約】【課題】現像装置が駆動できなくなる状況を回避し、画像形成装置を継続して稼働し続ける。【解決手段】現像装置４と、現像剤の成分であるトナーやキャリアを現像装置４内に補給する補給手段（現像剤補給口９５を含む）と、現像剤を収容する収容室（供給搬送路９、攪拌搬送路１０）と、前記収容室内の現像剤をオーバフローさせるように前記収容室の壁に設けられた排出口１４０，１４１と、を有する。少なくとも排出口１４１は、余剰現像剤を受け入れる余剰剤受入室と、前記余剰剤受入室内の余剰現像剤を外部に排出する排出手段を有し、前記排出手段が、所定のタイミングで排出可能状態となる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像装置と、
現像剤の成分であるトナーやキャリアを前記現像装置内に補給する補給手段と、
現像剤を収容する収容室と、
前記収容室内の現像剤をオーバーフローさせるように前記収容室の壁に設けられたオーバーフロー開口と、を有し、
前記オーバーフロー開口は、２つ以上設けられ、
そのうちの少なくとも１つである第１のオーバーフロー開口が、
前記第１のオーバーフロー開口からオーバーフローしてくる余剰現像剤を受け入れる余剰剤受入室と、
前記余剰剤受入室内の余剰現像剤を外部に排出する排出手段と、を有し、
前記排出手段が、所定のタイミングで排出可能状態となる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記補給手段の少なくとも１つによる現像剤の補給が、前記現像装置を前記画像形成装置に装着したままで実施可能であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１のオーバーフロー開口は、他のオーバーフロー開口よりも現像剤排出量が多いことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記収容室が、少なくとも２以上の搬送路に分かれ、
前記第１のオーバーフロー開口は、他のオーバーフロー開口が配置される搬送路よりも、上流の搬送路に配置される
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記現像装置が透磁率センサを具備し、前記透磁率センサの検知結果に基づいて前記排出手段の駆動状態を決定することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像装置の駆動時間を計数する手段を具備し、当該計数結果に基づいて前記排出手段の駆動状態を決定することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記補給手段からの現像剤補給量を計数する手段を具備し、当該計数結果に基づいて前記排出手段の駆動状態を決定することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に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、画像形成装置に関し、特に、現像剤を内部に保つ現像装置を有するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、現像装置内の劣化した現像剤を排出して新しい現像剤を補給する現像剤排出モードを備える現像装置において、感光体に対向する現像剤担持体を回転させないことで、感光体表面を傷つけることなく劣化した現像剤の排出を効率良く行う現像装置が提案されている。しかしながら、流動性が悪化して現像装置内に残存する現像剤について記載はなく、新規現像剤投入時に現像駆動ロックが発生する可能性がある。
【０００３】
特許文献２では、プレミックス現像方式を採用する現像装置において、現像剤嵩高さの上昇を検知し該検知結果に基づいて排出手段を制御する現像方式が提案されている。しかしながら、特に超高速の印刷速度に対応する現像装置においてはスクリューで搬送される現像剤嵩の高さは不安定となり、有効的に排出手段を制御するのは困難である。
【０００４】
なお、本明細書においては、「印字」は、印刷を含むトナーを用いた画像形成と同じ意味で用いる。また、トナーを用いた画像形成には、普通紙への印刷だけでなく、転写媒体への１次転写など、当業者によく知られているあらゆる画像形成が含まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、画像形成装置の高画質化に対応するために、トナー、キャリアの小粒径化が進んでいる。小径粒子で構成される現像剤は、従来の比較的大径なものと比較して現像剤の流動性が非常に悪くなる。そのため、現像装置内の攪拌部材が届かない箇所に現像剤が堆積したり、攪拌スクリューの現像剤搬送面の裏などの現像剤が流れにくい箇所に現像剤が滞留し、経時的にはスクリューピッチ間で現像剤が固化してスクリューピッチを埋めてしまうため、スクリューの現像剤搬送能力が低下するなどの不具合が発生する。
【０００６】
従来技術としては、現像装置内に現像剤を補給し、余剰現像剤を排出するプレミックス方式を採用することにより現像装置内の現像剤を良好に保つことで、上記不具合を抑制する画像形成装置が知られている。しかしながら、画像形成により消費されたトナー分を補充する構成のため、ユーザの印字率によっては現像剤の入れ替わりが進まない場合がある。とくに低印字密度で長期にわたり稼働する場合は顕著である。また、現像剤の流動性悪化はトナーの流動性悪化に大きく依存するため現像装置内のトナーが入れ替わらない低印字密度印刷では現像剤の流動性悪化が促進され、結果として前述のように現像装置内に不動現像剤が発生し、実効的な現像装置の容積を減じることになる。一度このような状態になってしまうと、その後現像剤交換等により現像剤の流動性が良化しても不動現像剤の多くは残存するため現像装置内の容積は減少したままとなる。
【０００７】
従来、乾式２成分現像装置では現像剤劣化による現像剤寿命のため、現像装置内の現像剤を定期的に交換することで画像品質を維持している。上記プレミックス方式を採用することで、標準的な使用状況であれば現像剤寿命レスを達成可能であるが、ユーザの使用状況（特に印字密度）によっては現像剤劣化による異常画像が発生する可能性があるため、プレミックス方式を採用している場合でも、現像剤入れ替えが必要となる。入れ替える現像剤量は現像剤量は不動現像剤がない状態の現像装置内容積によって決定しているため、不動現像剤による容積減少が発生している現像装置に規定の現像剤量を補充する場合、現像装置に充填しきれず、新規現像剤は流動性が良好であるため現像装置内が現像剤で最密充填される状態になるため、現像剤搬送スクリュー等の回転負荷が大きくなり、最悪の場合現像装置が駆動できなくなる。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、現像装置が駆動できなくなる状況を回避し、画像形成装置を継続して稼働し続けることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、現像装置と、現像剤の成分であるトナーやキャリアを前記現像装置内に補給する補給手段と、現像剤を収容する収容室と、前記収容室内の現像剤をオーバーフローさせるように前記収容室の壁に設けられたオーバーフロー開口と、を有し、前記オーバーフロー開口は、２つ以上設けられ、そのうちの少なくとも１つである第１のオーバーフロー開口が、前記第１のオーバーフロー開口からオーバーフローしてくる余剰現像剤を受け入れる余剰剤受入室と、前記余剰剤受入室内の余剰現像剤を外部に排出する排出手段と、を有し、前記排出手段が、所定のタイミングで排出可能状態となることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、現像装置が駆動できなくなる状況を回避し、画像形成装置を継続して稼働し続けることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る複写機５００の概略構成図である。
【図２】上記実施形態に係るプロセスカートリッジ１８の概略構成図である。
【図３】図２の現像装置４の部分透視斜視図である。
【図４】図２の現像装置４のトナーを補給する位置を説明する外観斜視図である。
【図５】図４の現像剤投入口９６近傍の構成を説明するための外観斜視図である。
【図６】上記実施形態における交換用現像剤保存容器９７を示す外観斜視図である。
【図７】図６の交換用現像剤保存容器９７の供給口と図５の現像剤投入口９６とを結合させて現像剤を投入する態様を説明するための外観斜視図である。
【図８】図２の現像装置４内部の長手方向の構成を示す模式図である。
【図９】本発明の実施例において、現像剤投入時に、排出された現像剤量の全投入量に対する比率を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を電子写真方式のフルカラー画像形成装置（以下、「複写機５００」という。）に適用した実施形態について説明する。
【００１３】
＜実施形態１＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る複写機５００の概略構成図である。図１において、複写機５００は、画像形成手段としてのプリンタ部１００、記録媒体としての転写紙をプリンタ部１００に供給する記録媒体供給手段としての給紙装置２００、プリンタ部１００の上に固定されている画像読取手段としてのスキャナ３００などを備えている。また、スキャナ３００の上には原稿自動給送装置４００が固定されている。
【００１４】
プリンタ部１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のプロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋからなる画像形成ユニット２０を備えている。各符号の数字の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、黒用の部材であることを示している（以下同様）。プリンタ部１００は、プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの他に、潜像書込手段としての光書込ユニット２１、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、レジストローラ対４９、ベルト定着方式の定着装置２５などが配設されている。
【００１５】
光書込ユニット２１は、図示しない光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて後述の感光体１の表面にレーザ光を照射する。プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、像担持体としてのドラム状の感光体１、感光体１の表面を帯電する帯電手段としての帯電装置、感光体１に形成された潜像を現像する現像手段としての現像装置４、感光体１の表面をクリーニングする像担持体クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置、感光体１の表面を除電する除電手段としての除電器などを有している。なお、各プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは互いに同様な構成を有しているので、以下、イエロー用のプロセスカートリッジ１８Ｙについて説明する。
【００１６】
帯電装置によって、感光体１Ｙの表面は一様帯電される。帯電処理が施された感光体１Ｙの表面には、光書込ユニット（露光装置）２１によって変調及び偏向されたレーザ光が照射される。これにより、照射部（露光部）の感光体１Ｙの表面の電位が減衰する。この表面の電位の減衰により、感光体１Ｙ表面にＹ用の静電潜像が形成される。形成されたＹ用の静電潜像は、現像装置４Ｙによって現像されてＹトナー像となる。Ｙ用の感光体１Ｙ上に形成されたＹトナー像は、後述の中間転写体としての中間転写ベルト１１０に一次転写される。一次転写後の感光体１Ｙの表面は、ドラムクリーニング装置によって転写残トナーがクリーニングされる。また、Ｙ用のプロセスカートリッジ１８Ｙにおいて、ドラムクリーニング装置によってクリーニングされた感光体１Ｙは、除電器によって除電される。そして、帯電装置によって一様帯電されて初期状態に戻る。以上のような一連のプロセスは、他のプロセスカートリッジ１８Ｍ，Ｃ，Ｋについても同様である。
【００１７】
次に、中間転写ユニット１７について説明する。中間転写ユニット１７は、中間転写体としての中間転写ベルト１１０、中間転写ベルト１１０の表面をクリーニングする中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置６０などを有している。また、中間転写ユニット１７は、張架ローラ１４、駆動ローラ１５、二次転写バックアップローラ１６、４つの一次転写バイアスローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋなども有している。中間転写ベルト１１０は、所定の張力を有するように張架ローラ１４を含む複数のローラによってテンション張架されている。そして、図示しないベルト駆動モータによって駆動される駆動ローラ１５の回転により、中間転写ベルト１１０は図中時計回りに無端移動する。
【００１８】
一次転写バイアスローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋはそれぞれ、中間転写ベルト１１０の内周面側に接触するように配設され、図示しない電源から一次転写バイアスの印加を受ける。また、中間転写ベルト１１０をその内周面側から感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに向けて押圧してそれぞれ一次転写ニップを形成する。各一次転写ニップには、一次転写バイアスの影響により、感光体１と一次転写バイアスローラ６２との間に一次転写電界が形成される。Ｙ用の感光体１Ｙ上に形成されたＹトナー像は、この一次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト１１０上に一次転写される。このＹトナー像の上には、Ｍ，Ｃ，Ｋ用の感光体１Ｍ，Ｃ，Ｋ上に形成されたＭ，Ｃ，Ｋトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト１１０上には多重トナー像たる４色重ね合わせトナー像（以下、「４色トナー像」という。）が形成される。
【００１９】
中間転写ベルト１１０上に重ね合わせ転写された４色トナー像は、後述の二次転写ニップで図示しない記録媒体としての転写紙に二次転写される。二次転写ニップ通過後の中間転写ベルト１１０の表面に残留する転写残トナーは、図中左側の駆動ローラ１５との間にベルトを挟み込むベルトクリーニング装置６０によってクリーニングされる。
【００２０】
次に、二次転写装置２２について説明する。中間転写ユニット１７の図中下方には、２本の張架ローラ２３によって紙搬送ベルト２４を張架している二次転写装置２２が配設されている。紙搬送ベルト２４は、少なくとも何れか一方の張架ローラ２３の回転駆動に伴って、図中反時計回りに無端移動する。２本の張架ローラ２３のうち、図中右側に配設された一方の張架ローラ２３すなわち転写紙搬送方向の上流側に配設された上流側の張架ローラ２３は、中間転写ユニット１７の二次転写バックアップローラ１６との間に、中間転写ベルト１１０及び紙搬送ベルト２４を挟み込んでいる。この挟み込みにより、中間転写ユニット１７の中間転写ベルト１１０と、二次転写装置２２の紙搬送ベルト２４とが接触する二次転写ニップが形成されている。そして、上記一方の（上流側の）張架ローラ２３には、トナーと逆極性の二次転写バイアスが図示しない電源によって印加される。この二次転写バイアスの印加により、二次転写ニップには中間転写ユニット１７の中間転写ベルト１１０上の４色トナー像をベルト側から上記一方の（上流側の）張架ローラ２３側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。後述のレジストローラ対４９によって中間転写ベルト１１０上の４色トナー像に同期するように二次転写ニップに送り込まれた転写紙には、上記二次転写電界やニップ圧の影響を受けた４色トナー像が二次転写される。なお、上記一方の（上流側の）張架ローラ２３に二次転写バイアスを印加する二次転写方式に代えて、転写紙を非接触でチャージさせるチャージャを設けてもよい。
【００２１】
複写機５００本体の下部に設けられた給紙装置２００には、内部に複数の転写紙を紙束の状態で複数枚重ねて収容可能な給紙カセット４４が、鉛直方向に複数重なるように配設されている。それぞれの給紙カセット４４は、紙束の一番上の転写紙に給紙ローラ４２を押し当てている。そして、給紙ローラ４２を回転させることにより、一番上の転写紙が給紙路４８に向けて送り出される。
【００２２】
給紙カセット４４から送り出された転写紙を受け入れる給紙路４６，４８は、複数の搬送ローラ対４７と、給紙路４８内の末端付近に設けられたレジストローラ対４９とを有している。そして、転写紙をレジストローラ対４９に向けて搬送する。レジストローラ対４９に向けて搬送された転写紙は、レジストローラ対４９のローラ間に挟まれる。一方、中間転写ユニット１７において、中間転写ベルト１１０上に形成された４色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って二次転写ニップに進入する。レジストローラ対４９は、ローラ間に挟み込んだ転写紙を二次転写ニップにて４色トナー像に密着させ得るタイミングで送り出す。これにより、二次転写ニップでは、中間転写ベルト１１０上の４色トナー像が転写紙に密着する。そして、転写紙上に二次転写されて、白色の転写紙上でフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙は、紙搬送ベルト２４の無端移動に伴って二次転写ニップを出た後、紙搬送ベルト２４上から定着装置２５に送られる。
【００２３】
定着装置２５は、定着ベルト２６を２本のローラによって張架して無端移動させるベルトユニットと、このベルトユニットの一方のローラに向けて押圧される加圧ローラ２７とを備えている。定着ベルト２６と加圧ローラ２７とは互いに当接して定着ニップを形成しており、紙搬送ベルト２４から受け取った転写紙をここに挟み込む。ベルトユニットにおける２本のローラのうち、加圧ローラ２７から押圧される方のローラは、内部に図示しない熱源を有しており、この熱源の発熱によって定着ベルト２６を加熱する。加熱された定着ベルト２６は、定着ニップに挟み込まれた転写紙を加熱する。この加熱やニップ圧の影響により、フルカラー画像が転写紙に定着される。
【００２４】
定着装置２５内で定着処理が施された転写紙は、プリンタ筐体の図中左側板の外側に設けたスタック部５７上にスタックされるか、もう一方の面にもトナー像を形成するために上述の二次転写ニップに戻されるかの何れかの搬送形態が選択される。
【００２５】
図示しない原稿のコピーがとられる際には、例えばシート原稿の束が原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上セットされる。但し、その原稿が本状に閉じられている片綴じ原稿である場合には、コンタクトガラス３２上にセットされる。このセットに先立ち、複写機本体に対して原稿自動搬送装置４００が開かれ、スキャナ３００のコンタクトガラス３２が露出される。この後、閉じられた原稿自動搬送装置４００によって片綴じ原稿が押さえられる。このようにして原稿がセットされた後、図示しないコピースタートスイッチが押下されると、スキャナ３００による原稿読取動作がスタートする。一方、原稿自動搬送装置４００にシート原稿がセットされた場合には、この原稿読取動作に先立って、原稿自動搬送装置４００がシート原稿をコンタクトガラス３２まで自動移動させる。原稿読取動作では、まず、第１走行体３３と第２走行体３４とがともに走行を開始し、第１走行体３３に設けられた光源から光が発射される。そして、原稿面からの反射光が第２走行体３４内に設けられたミラーによって反射され、結像レンズ３５を通過した後、読取センサ３６に入射される。読取センサ３６は、入射光に基づいて画像情報を構築する。
【００２６】
このような原稿読取動作と並行して、各プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ内の各装置や、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、定着装置２５がそれぞれ駆動を開始する。そして、読取センサ３６によって構築された画像情報に基づいて、光書込ユニット（露光装置）２１が駆動制御され、各感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が形成される。これらトナー像は、中間転写ベルト１１０上に重ね合わせ転写された４色トナー像となる。
【００２７】
また、原稿読取動作の開始とほぼ同時に、給紙装置２００内では給紙動作が開始される。この給紙動作では、給紙ローラ４２の１つが選択回転せしめられ、ペーパーバンク４３内に多段に収容される給紙カセット４４の１つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ４５で１枚ずつ分離されて給紙路４６に進入した後、搬送ローラ対４７によって二次転写ニップに向けて搬送される。このような給紙カセット４４からの給紙に代えて、手差しトレイ５１からの給紙が行われる場合もある。この場合、手差し給紙ローラ５０が選択回転せしめられて手差しトレイ５１上の転写紙を送り出した後、分離ローラ５２が転写紙を１枚ずつ分離してプリンタ部１００の手差し給紙路５３に給紙する。
【００２８】
複写機５００は、２色以上のトナーからなる多色画像を形成する場合には、中間転写ベルト１１０をその上部張架面がほぼ水平になる姿勢で張架し、その上部張架面に全ての感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを接触させる。これに対し、Ｋトナーのみからなるモノクロ画像を形成する場合には、図示しない機構により、中間転写ベルト１１０を図中左下に傾けるような姿勢にして、その上部張架面をＹ，Ｍ，Ｃ用の感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃから離間させる。そして、４つの感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、Ｋ用の感光体１Ｋだけを図中反時計回りに回転させて、Ｋトナー像だけを作像する。この際、Ｙ，Ｍ，Ｃについては、感光体１だけでなく、現像装置４も駆動を停止させて、感光体１や現像装置４の各部材及び現像装置４内のトナーと磁性キャリア（以下「キャリア」という。）とを含む二成分現像剤（以下「現像剤」という。）の不要な消耗を防止する。
【００２９】
複写機５００は、複写機５００内の各機器の制御を司るＣＰＵ等から構成される図示しない制御手段としての制御部と、液晶ディスプレイや各種キーボタン等などから構成される図示しない操作表示部とを備えている。操作者は、この操作表示部に対するキー入力操作により、制御部に対して命令を送ることで、転写紙の片面だけに画像を形成するモードである片面プリントモードについて、例えば３つのモードの中から１つを選択することができる。この３つの片面プリントモードとは、ダイレクト排出モードと、反転排出モードと、反転デカール排出モードとからなる。
【００３０】
図２に、複写機５００に設置されたプロセスカートリッジ１８を示す。図２は、本実施形態に係る複写機におけるプロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにそれぞれ装備されている現像装置４及び感光体１を示す拡大構成図である。４つのプロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ扱うトナーの色が異なる点以外はほぼ同様の構成になっているので、同図では「４」等の符号に付すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋという添字を省略している。
【００３１】
図２に示すように、プロセスカートリッジ１８は、像担持体としての感光体ドラム１、図示しない帯電部、現像装置４（現像部）、図示しない感光体クリーニング部が一体化されたものであって、プレミックス現像方式（キャリアの補給・排出を適宜におこなう現像方式）が採用されている。像担持体としての感光体ドラム１は、負帯電の有機感光体であって、不図示の回転駆動機構によって反時計方向に回転駆動される。
【００３２】
ここで、本実施の形態における現像装置４は、プレミックス現像方式のものであって、現像装置４内に適宜に新品のキャリアＣ（現像剤Ｇ）が剤カートリッジから供給されるとともに、劣化した現像剤Ｇが現像装置４の外部に設置された図示しない剤貯留容器に向けて排出される。現像剤カートリッジは、その内部に現像装置４内に供給するための現像剤Ｇ（トナーＴ及びキャリアＣ）を収容している。そして、剤カートリッジは、現像装置４に新品のトナーＴを供給するトナーカートリッジとして機能するとともに、現像装置４に新品のキャリアＣを供給する供給手段として機能する。なお、本実施の形態では、剤カートリッジの現像剤Ｇにおける、キャリアＣに対するトナーＴの混合率（トナー濃度）は比較的高く設定されている。
【００３３】
図２に示すように、感光体１は図中矢印Ｇ方向に回転しながら、その表面を不図示の帯電装置により帯電される。帯電された感光体１の表面は、不図示の光書込ユニット（露光装置）から照射されたレーザ光により静電潜像を形成され、その静電潜像に現像装置４からトナーを供給され、トナー像が形成される。
【００３４】
現像装置４は、トナーとキャリアとを含む現像剤を収容し、図中矢印Ｉ方向に現像剤を搬送しながら感光体１の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体としての現像ローラ５を備えている。現像ローラ５は、回転可能な現像剤支持手段としての現像スリーブ８１を備え、複数の磁極からなり図中矢印Ａ方向に回転可能な第１の磁界発生手段としての磁石ローラ８２を内包している。
【００３５】
また、現像ローラ５の下側であって、感光体１の表面移動方向における下流側で現像ローラ５および感光体１に近接した位置には、キャリア回収手段としてのキャリア回収ローラ１３を備えている。キャリア回収ローラ１３も、現像ローラ５と同様に、回転可能なキャリア支持手段としてのキャリア回収スリーブ９０を備え、複数の固定磁極からなる第２の磁界発生手段（キャリア回収磁界発生手段）としてのキャリア回収磁石ローラ９１を内包している。感光体１に付着したキャリアはキャリア回収ローラ１３にて回収され、キャリア回収磁石ローラ９１の磁気力とキャリア回収スリーブ９０の回転とにより現像装置４内へ戻される。
【００３６】
また、現像装置４は、現像ローラ５に現像剤を供給しながら現像ローラ５の軸線方向に沿って図２に示す紙面の奥側（以下、便宜上、「図中奥側」あるいは「図２中奥側」と称する場合もある）に向けて現像剤を搬送する供給搬送部材としての供給スクリュー８を有している。現像ローラ５の供給スクリュー８との対向部から現像剤搬送方向下流側には、現像ローラ５に供給された現像剤を現像に適した厚さに規制する現像剤規制手段としてのドクタブレード１２を備えている。また、現像ローラ５の感光体１との対向部である現像領域よりも現像剤搬送方向下流側では、現像領域を通過して現像ローラ５の表面から離脱した現像済みの現像剤を回収する回収搬送路７が、現像ローラ５と対向する。回収搬送路７は、回収した回収現像剤を現像ローラ５の軸線方向に沿って供給スクリュー８と同方向に搬送する回収搬送部材として、軸線方向に平行に配置された螺旋状の回収スクリュー６を備えている。供給スクリュー８を備えた供給搬送路９は現像ローラ５の上方向に並設され、回収スクリュー６を備えた回収搬送路７は現像ローラ５の下方に並設されている。
【００３７】
また、現像装置４は、供給搬送路９と回収搬送路７とに並列して攪拌搬送路１０が設けられている。攪拌搬送路１０は、奥側では回収搬送路７手前側では供給搬送路９と略同じ高さになるよう傾斜が設けてある。また、攪拌搬送路１０は、現像ローラ５の軸線方向に沿って現像剤を攪拌しながら供給スクリュー８とは逆方向すなわち図２に示す紙面の手前側（以下、便宜上、「図中手前側」と称する場合もある）の方向に向けて搬送する攪拌搬送部材として、軸線方向に傾斜状に配置された、螺旋状の攪拌スクリュー１１を備えている。供給搬送路９と攪拌搬送路１０とは仕切り壁としての第一仕切り壁１３３によって仕切られている。第一仕切り壁１３３の供給搬送路９と攪拌搬送路１０とは、図中手前側が開口部となっており、供給搬送路９と攪拌搬送路１０とが連通している。また、供給搬送路９と回収搬送路７との間は第二仕切り壁１３４によって仕切られている。第二仕切り壁１３４の供給搬送路９と回収搬送路７とは、図中奥側が開口部となっており、供給搬送路９と回収搬送路７とが連通している。また、攪拌搬送路１０と回収搬送路７との２つの現像剤搬送路は、仕切り部材としての第三仕切り壁１３５によって仕切られている。第三仕切り壁１３５は、図中奥側が開口部となっており、攪拌搬送路１０と回収搬送路７とが連通している。
【００３８】
現像剤搬送部材である供給スクリュー８、回収スクリュー６及び攪拌スクリュー１１は、樹脂もしくは金属のスクリューからなっており、各スクリュー径は供給スクリュー８及び回収スクリュー６がφ２６（ｍｍ）、攪拌スクリュー１１がφ３０（ｍｍ）である。また、供給スクリュー８はスクリューピッチが５４（ｍｍ）の２条巻きであり、回収スクリュー６はスクリューピッチが３６（ｍｍ）の２条巻きであり、攪拌スクリュー１１はスクリューピッチが５４（ｍｍ）の２条巻きである。各スクリューの回転数は全て約６００（ｒｐｍ）に設定されている。
【００３９】
現像ローラ５上に担持された現像剤は、ステンレスからなるドクタブレード１２によって薄層化されたうえで感光体１との対向部である現像領域まで搬送され、感光体１の潜像の現像が行われる。現像ローラ５の直径はφ４０（ｍｍ）、ドクタブレード１２と感光体１とのギャップは０．３（ｍｍ）程度となっている。
【００４０】
現像後の現像剤は回収搬送路７にて回収が行われ、図２中奥側に搬送され、非画像領域部に設けられた第三仕切り壁１３５の開口部で、攪拌搬送路１０へ現像剤が移送される。なお、供給搬送路９における現像剤搬送方向下流側の第二仕切り壁１３４の開口部の付近で供給搬送路９の上側には、図４に示すように後述するトナー補給口９５から供給搬送路９にトナーが供給される。
【００４１】
次に、図３を参照して３つの現像剤搬送路内での現像剤の循環について説明する。図３は、現像剤搬送路内の現像剤の流れを説明する現像装置４の部分透視斜視図である。図中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。図３において、攪拌搬送路１０から現像剤の供給を受けた供給搬送路９では、現像剤が移動しながら現像ローラ５に接触して供給される。そして、現像ローラ５に供給されずに供給搬送路９の搬送方向下流端まで移動した余剰現像剤は、第二仕切り壁１３４の余剰開口部より回収搬送路７に供給される（図３中矢印Ｅ）。
一方、現像ローラ５に供給された現像剤は、現像領域で現像に用いられた後、現像ローラ５から分離・離脱して回収搬送路７に受け渡される。現像ローラ５から回収搬送路７に受け渡され、回収スクリュー６によって回収搬送路７の搬送方向下流端まで搬送された回収現像剤は、第三仕切り壁１３５の回収開口部より攪拌搬送路１０に供給される（図３中矢印Ｆ）。
【００４２】
そして、攪拌搬送路１０では、供給搬送路９から供給された余剰現像剤と回収搬送路７に回収された回収現像剤と後述するトナー補給口９５（図４参照）から補給されたトナー（図３中矢印ｔ）とが攪拌される。これら攪拌された現像剤は、攪拌スクリュー１１の搬送方向下流側で、かつ、供給スクリュー８の搬送方向上流側に搬送され、第一仕切り壁１３３の供給開口部より供給搬送路９に供給される（図３中矢印Ｄ）。
【００４３】
なお、攪拌搬送路１０の下方には、透磁率センサからなるトナー濃度センサ（不図示）が設けられ、そのトナー濃度センサの出力に基づいて不図示のトナー補給制御装置を作動させ、不図示の現像剤カートリッジからトナー補給を行っている。
【００４４】
図３に示す現像装置４では、供給搬送路９と回収搬送路７とを備え、現像剤の供給と回収とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が供給搬送路９に混入することがない。このため、供給搬送路９の搬送方向下流側ほど現像ローラ５に供給される現像剤のトナー濃度が低下することを抑制することができる。また、回収搬送路７と攪拌搬送路１０とを備え、現像剤の回収と攪拌とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が攪拌の途中に落ちることがない。これにより、十分に攪拌がなされた現像剤が供給搬送路９に供給されるため、供給搬送路９に供給される現像剤が攪拌不足となることを抑制することができる。このように、供給搬送路９内の現像剤のトナー濃度が低下することを抑制し、供給搬送路９内の現像剤が攪拌不足となることを抑制することができるので現像時の画像濃度を一定にすることができる。
【００４５】
なお、本実施形態に用いられる現像剤としては、以下に示す構成の現像剤を用いることができる。
【００４６】
本実施形態に用いられるトナーは、少なくとも結着樹脂と着色剤を含有し、必要に応じて離型剤や帯電制御剤、その他の成分が含有される。また、添加剤として上述のもの以外に、必要に応じて流動性向上剤やその他の成分が添加される。これら材料に関しては、公知のものがすべて可能である。
【００４７】
結着樹脂としては、例えば、スチレン、パラクロレスチレン、ビニルトルエン、塩化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）タクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸２−クロロエチル、（メタ）アクリロニトリル酸、（メタ）アクリアミド、（メタ）アクリル酸、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル。ビニルメチルケトン、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルピリジン、ブタジエン等の単量体の重量体、又は、これらの単量体の２種類以上からなる共重合体、あるいはそれらの混合物が挙げられる。その他、ポリエステル樹脂、ポリオール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ロジン、変性ロジン、テルベン樹脂、フェノール樹脂、水添石油樹脂、アイオノマー樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、キシレン樹脂等が単独あるいは混合して使用できる。
【００４８】
着色剤としては公知の染料及び顔料がすべて使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレトＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ポグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。使用量は一般にバインダー樹脂１００重量部に対し０．１〜５０重量部である。
【００４９】
帯電制御剤としては、例えば、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む。）、アルキルアミド、燐の単体又は化合物、タングステンの単体又は化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくは結着樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の範囲で用いられる。好ましくは、２〜５重量部の範囲がよい。０．１重量部未満では、トナーの負帯電が不足し実用的でない。１０重量部を越える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、キャリアとの静電的吸引力の増大のため、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
【００５０】
離型剤としては、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン等の低分子量ポリオレフィンワックスやフィッシャー・トロプシュワックス等の合成炭化水素系ワックスや蜜ロウ、カルナウバワックス、キャンデリラワックス、ライミングワックス、モンタンワックス、等の天然ワックス類、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油ワックス類、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、等の高級脂肪酸及び高級脂肪酸の金属塩、高級脂肪酸アミド等及びこれらの各種変性ワックスが挙げられる。これらは１種または２種以上を併用して用いることができるが、融点が７０〜１２５（°Ｃ）の範囲のものを使用するのが好ましい。融点が７０（°Ｃ）以上とすることにより転写性、耐久性が優れたトナーとすることができ、融点を１２５℃以下とすることにより定着時に速やかに溶融し、確実な離型効果を発揮できる。これらの離型剤の使用量は、トナーに対して１〜１５（質量％）が好適である。１（質量％）より少ない場合にはオフセット防止効果が不充分であり、１５（質量％）以上では転写性、耐久性が低下する。
【００５１】
添加剤（外添剤）としては、少なくとも体積平均粒径５０〜５００（ｎｍ）、嵩密度０．３（ｇ／ｃｍ3）以上の微粒子を添加する。外添量としては、トナー母体に対して０．２〜３（質量％）が好ましい。この範囲より少ないとトナー間やトナーとその他との間に適度な空隙を形成する効果が発現されない。逆に多いと、流動性を阻害したり、脱離量が多くなることにより外添剤の凝集体ができ、画像品質を低下させる。上述の添加剤と合わせて、この範囲以外の添加剤を添加することも可能であり、流動性向上を目的として体積平均粒径が小さい微粒子を添加することが好ましい。
【００５２】
本実施形態での添加剤において、無機化合物としては、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ2、ＣｅＯ2、Ｆｅ2Ｏ3、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｋ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、ＺｒＯ2、ＣａＯ・ＳｉＯ2、Ｋ2Ｏ（ＴｉＯ2）ｎ、Ａｌ2Ｏ3・２ＳＯ2、ＣａＣＯ3、ＭｇＣＯ3、ＢａＳＯ4、ＭｇＳＯ4、ＳｒＴｉＯ3等を例示することができ、好ましくは、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3があげられる。特にこれら無機化合物は各種のカップリング剤、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジクロロシラン、オクチルトリメトキシシラン等で疎水化処理が施されていてもよい。また、有機化合物の添加剤としては、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよく、例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。樹脂微粒子としては、上記の樹脂を２種以上併用しても差し支えない。このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。ビニル系樹脂の具体的な例としては、ビニル系モノマーを単独重合又は共重合したポリマーで、例えば、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、（メタ）アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体等が挙げられる。
【００５３】
本実施形態における添加剤（微粒子）は、現像装置内の現像剤用のトナーとしても優れている。すなわち、トナー粒子、感光体ドラム、帯電付与部材との接触面積が非常に小さく、均等に接触するので付着力低減効果が大きく、現像・転写効率の向上に有効である。さらに、コロの役割を果たすため、感光体ドラムを摩耗又は損傷させることなく、クリーニングブレードと感光体ドラムとの高ストレス（高荷重、高速度等）下でのクリーニングの際も、トナー粒子に埋没し難く、あるいは少々埋没しても離脱、復帰が可能であるので、長期間にわたって安定した特性を得ることができる。さらに、トナーの表面から適度に脱離し、クリーニングブレードの先端部に蓄積し、いわゆるダム効果によって、ブレードからトナーが通過する現象を防止する効果がある。
【００５４】
本実施形態におけるトナーの製造方法としては、トナー構成材料を溶融混練後、粉砕分級して得る方法が従来の方法として一般的であるが、この方法に限らず、重合法等も含めてさまざまな方法が可能である。重合法としては懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法などが可能であり、重合法とは異なるが溶解懸濁法、ポリマー懸濁法等の他、伸長反応法等が使用可能である。先に説明した粒径範囲や円形度のトナーを容易に得られる点では、従来の方法以外が好ましい。また、粉砕分級後のトナーを加熱処理することにより円形度を調整してもよい。
【００５５】
本実施形態における添加剤の添加方法は特に制限されず、トナー母体粒子と添加剤とを各種の公知の混合装置を用いて、機械的に混合して付着させる方法や、液相中でトナー母体粒子と添加剤とを界面活性剤等で均一に分散させ、付着処理後、乾燥させる方法等がある。
【００５６】
先に説明したトナーの粒径分布は、コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置を用いて測定することができる。これら装置として、コールターカウンターＴＡ−ＩＩやコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）があげられる。以下に測定方法について述べる。
【００５７】
まず、電解水溶液１００〜１５０（ｍｌ）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フォン酸塩）を０．１〜５（ｍｌ）加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１（％）ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）が使用できる。ここで、さらに測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理をおこない、上述の測定装置により、アパーチャーとして１００（μｍ）アパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの重量、個数を測定して、重量分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均粒径、個数平均粒径を求めることができる。チャンネルとしては、２．００〜２．５２（μｍ）未満；２．５２〜３．１７（μｍ）未満；３．１７〜４．００（μｍ）未満；４．００〜５．０４（μｍ）未満；５．０４〜６．３５（μｍ）未満；６．３５〜８．００（μｍ）未満；８．００〜１０．０８（μｍ）未満；１０．０８〜１２．７０（μｍ）未満；１２．７０〜１６．００（μｍ）未満；１６．００〜２０．２０（μｍ）未満；２０．２０〜２５．４０（μｍ）未満；２５．４０〜３２．００（μｍ）未満；３２．００〜４０．３０（μｍ）未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００（μｍ）以上４０．３０（μｍ）未満の粒子を対象とする。
【００５８】
先に説明したトナーの円形度は、次式（１）により得られた値である。
円形度＝（粒子の投影面積と同じ面積を有する円の周囲長）／（粒子投影像の周囲長）・・・・式（１）
上記円形度はトナー粒子の凹凸の度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合１．００を示し、表面形状が複雑になるほど円形度は小さな値となる。上記円形度は、例えば東亜医用電子製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−１０００を用いて測定することができる。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０（ｍｌ）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フォン酸塩を０．１〜０．５（ｍｌ）加え、さらに測定試料を０．１〜０．５（ｇ）程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理をおこない、分散液濃度を３０００〜１００００（個／μｌ）として上述の装置によりトナーの形状を測定する。
【００５９】
以下、本実施形態に用いられるキャリアについて補足的に説明する。本実施形態で用いられるキャリアは、重量平均粒径が２０〜６０（μｍ）（好ましくは、２０〜４５（μｍ）である。）になるように形成されている。この粒径範囲は、現像装置内の現像剤用のキャリアとしても優れている。キャリアの平均粒径が２０（μｍ）未満であると、キャリア粒子の分布において微粉が多くなり、１粒子当たりの磁化が低くなってキャリア飛散を生じることがある。これに対してキャリアの平均粒径が４５（μｍ）を超えると、現像工程時のキャリアの穂立ちが粗くなって、ベタやハーフトーンの均一性が劣る場合がある（特に、平均粒径が６０（μｍ）を超えると顕著になる。）。また比表面積が低下するため、小粒径トナーではトナーの飛散が生じることがある。
【００６０】
キャリアとしては、粒径以外に特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、芯材と芯材を被覆する樹脂層とを有するものが好ましい。芯材の材料としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、５０〜９０（ｅｍｕ／ｇ）のマンガン−ストロンチウム（Ｍｎ−Ｓｒ）系材料、マンガン−マグネシウム（Ｍｎ−Ｍｇ）系材料等が好ましく、画像濃度の確保の点では、鉄粉（１００（ｅｍｕ／ｇ）以上）、マグネタイト（７５〜１２０（ｅｍｕ／ｇ））等の高磁化材料が好ましい。また、トナーが穂立ち状態となっている感光体ドラムへの当りを弱くでき高画質化に有利である点で、銅−ジンク（Ｃｕ−Ｚｎ）系（３０〜８０（ｅｍｕ／ｇ））等の弱磁化材料が好ましい。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００６１】
キャリアの樹脂層の材料としては、特に制限はなく、公知の樹脂の中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アミノ系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、フッ化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、フッ化ビニリデンとフッ化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンと非フッ化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、シリコーン樹脂、等が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００６２】
樹脂層には、必要に応じて導電粉等を含有させてもよく、その導電粉としては、例えば、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等が挙げられる。これらの導電粉の平均粒子径としては、１（μｍ）以下が好ましい。平均粒子径が１（μｍ）を超えると、電気抵抗の制御が困難になることがある。キャリアの樹脂層は、例えば、前記シリコーン樹脂等を溶剤に溶解させて塗布溶液を調製した後、該塗布溶液を前記芯材の表面に公知の塗布方法により均一に塗布し、乾燥した後、焼付をおこなうことにより形成することができる。塗布方法としては、例えば、浸漬法、スプレー法、ハケ塗り法等が挙げられる。キャリアにおける樹脂層の量としては、０．０１〜５．０（質量％）が好ましい。樹脂層の量が、０．０１（質量％）未満であると、芯材の表面に均一な樹脂層を形成することができないことがあり、５．０（質量％）を超えると、樹脂層が厚くなり過ぎてキャリア同士の造粒が発生し、均一なキャリア粒子が得られないことがある。また、現像装置内に予め収容される現像剤（初期剤）も、上述したトナーとキャリアとを混合したものである。現像剤におけるキャリアの含有量（キャリア濃度）としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、９０〜９８（質量％）が好ましく、９３〜９７（質量％）がより好ましい。
【００６３】
＜実施形態１の要部＞
以下、図２に示した排出口１４０，１４１について、図４ないし図９を参照しながら説明する。図４は、現像装置４のトナーを補給する位置を説明する外観斜視図である。図４に示すように、現像剤を補給する補給口９５は、供給スクリュー８を備える供給搬送路９の搬送方向下流端部の上方に設けられている。この現像剤補給口９５は第二仕切り壁１３４の余剰開口部（図３中矢印Ｅ）の上部に位置することにより、補給された現像剤は余剰現像剤および回収現像剤と混ざりやすく、この位置で補給を行うことによってより効率よく現像剤の攪拌を行うことができる。
【００６４】
また、図４に示すように、現像装置４には、現像剤投入口９６が配置される。図５に示すように、現像装置４は画像形成装置装着時にインナーカバー９８によって覆われ、現像剤投入口９６のみが露出するように固定される。図６は交換用現像剤保存容器９７を示す。図７に示すように現像剤投入口９６と現像剤保存容器９７の供給口を結合させ、その状態で現像装置を駆動し、現像装置内の供給スクリュー８を回転させることで、新規現像剤を現像装置４に投入する。
【００６５】
また、本実施形態では、プレミックス現像方式を採用している。余剰現像剤は、図２の排出口１４０，１４１に、供給スクリュー８と攪拌スクリュー１１からオーバーフローした現像剤が補修され、排出口１４０，１４１内に配置されるスクリューによって排出される。通常動作時は、排出口１４０に配置されるスクリューが回転する構成となっている。
【００６６】
図８は、現像装置４内部の長手方向の構成を示す模式図である。排出口１４９よりオーバーフローして排出された余剰現像剤は、余剰剤受入室１４０ａに受け入れられる。図８に示すように、排出口１４０は、供給スクリュー８の回転軸に対し高い位置に配置しているのに対し、排出口１４１は、攪拌スクリュー１１の回転軸に対し同じ高さに配置している。こうすることで、排出口１４０よりも排出口１４１の方が現像剤が排出されやすい状態となる。
【００６７】
排出口１４１内に配置されるスクリューの駆動（不図示）は、現像装置駆動と独立して設け、回転Ｏｎ／Ｏｆｆは、任意に設定可能としている。通常の印刷稼働時は、プレミックスによる現像剤補充量は駆動時間当たりでは非常に微量であるため、不動現像剤による現像装置容積減少が発生していても、余剰現像剤の排出は排出口１４０のみからの排出で現像装置内の現像剤量は最密充填の状態にはならず安定して制御される。しかしながら、実効的な容積が減少している状態で新規現像剤を投入する場合、わずかな回転駆動時間で大量の現像剤が投入されるため、排出口１４０からの余剰現像剤排出では十分に余剰現像剤が対応できずに現像剤が最密充填状態となり、現像装置の駆動ができなくなってしまう。
【００６８】
そこで、上記現像装置の構成とすることで、不動現像剤の残存により現像装置の容積が減少している場合は、新規現像剤投入時に排出口１４１に配置されるスクリューの駆動をＯｎにすることで、排出口１４０，１４１の双方から現像剤が排出される状態となり、現像装置内の現像剤が最密充填状態になるのを防ぐことができる。また、現像装置内に不動現像剤がほとんどなく、実効的な現像装置の容積が十分確保できている場合は、排出口１４１の現像剤搬送スクリュー駆動をＯｆｆのままとすることで、不必要な現像剤排出を防ぐことが可能となる。
【００６９】
ところで、上述したように、通常印刷動作中に余剰現像剤を排出するのは、供給スクリュー８の下流に排出口を設けることで現像剤装置４への現像剤供給量に影響を与えずに可能である。しかしながら、現像装置４の実効的な容積が減じている場合の現像剤投入時には、短時間に余剰現像剤が排出されることが必要である。
【００７０】
本実施形態においては、図２や図８に示したように、二つの排出口１４０，１４１を、供給搬送路９と攪拌搬送路１０に、それぞれ設けている。供給搬送路９に二つ並べるような態様と異なり、本実施形態をこのような態様としたのは、上記場合も考慮に入れたためである。本実施形態によれば、排出口１４０よりも余剰現像剤が排出されやすい状態となる排出口１４１によって、短時間に余剰現像を排出することができ、現像装置４への現像剤供給に影響を及ぼさない。
【００７１】
また、排出口１４１を配置する位置は、現像剤が滞留しやすい位置である。少なくともこの位置の排出口の排出量を変更できるようにすることで、効率よく短時間に余剰現像剤を排出することができる。
【００７２】
また、画像形成装置の技術分野においては、画像印刷コストの更なる低減が求められており、定期メンテナンス等による画像形成装置の稼動停止時間を極力低減するために、トナー補充容器のようなユーザが容易にパーツ交換可能な構成をとる装置が増えている。一般的に低速機等では現像剤の交換は、現像装置のコストが低く抑えられているため、現像装置ごと交換する形態がとられる。しかしながら、プロダクションプリンティング等に適用される高速機では現像装置も高速稼動に耐えうる構成にするため、現像装置が高価になってしまう。
【００７３】
したがって、高速機では現像装置を画像形成装置から取り外し、現像装置内の現像剤を取り除く作業を行っている。この作業は作像プロセス周りの作業となり、現像装置以外の箇所も取り扱う必要があるため、保守点検員による作業が必須である。近年、その不具合を解消すべく現像装置が画像形成装置に装着された状態で現像装置内の現像剤を排出し、新規現像剤を投入可能な画像形成装置が発売されている。現像装置を取り外して現像剤を交換すれば、取り外した現像装置に振動を付与することで、上記流動性悪化による不動現像剤を現像装置から除去することが可能である。しかしながら、画像形成装置に装着された状態で現像剤交換を実施する場合は現像装置に振動を付与することが困難であり、現像装置内に残存する不動現像剤は除去できない。
【００７４】
本実施形態においては、図４ないし図７に示したような現像剤投入口９６を現像装置４に設けることで、現像装置４の取り替え交換作業なしに、現像装置４を画像形成装置５００に装着したままで、現像剤交換を可能にしている。この場合、さらに、現像剤投入口９６の直下に、排出口１４０，１４１と同様な現像剤排出口を設け、現像剤を排出する際は、空の現像剤保存容器を現像剤排出口に結合させ、現像装置内の現像剤搬送スクリューを回転することで、現像剤を空の現像剤保存容器へ排出するように構成することが好ましい。この場合、投入完了、排出完了タイミングを現像装置の動作時間と透磁率センサの出力値を基に判定するように構成するとよい。
【００７５】
＜実施形態２＞
次に、図８の透磁率センサ１４２について説明する。本実施形態では、現像装置４内の現像剤中のトナー濃度を検知するために透磁率センサ１４２を具備している。透磁率センサ１４２は現像剤中の単位体積当たりの磁性体（キャリア）量を検知するため、現像剤の嵩密度を計量することが可能である。本実施形態では、事前に現像剤嵩密度とトナー濃度の相関を計量し、画像形成装置のトナー濃度を管理している。
【００７６】
＜実施形態３＞
また、現像剤の流動性と嵩密度は相関関係があり、一般的に嵩密度が低い状態では流動性が悪い傾向を示す。したがって、新規現像剤を投入する前の透磁率センサ１４２の検知結果から現像剤の流動性を見積ることも可能である。本実施形態では、透磁率センサ出力は１Ｖ〜５Ｖの範囲で使用し、使用する現像剤のトナー濃度中心値が２．５Ｖを出力するように調整される。透磁率センサ１４２の出力電圧が大きいほど、現像剤の嵩密度も大きくなる。本実施形態では、透磁率センサ出力が１．５Ｖ未満を出力していた場合、その後の現像剤交換時は排出口１４１からも排出可能と設定している。この設定とすることで、現像装置４に新規現像剤を投入したときでも、現像駆動ロック発生を未然に防ぐことが可能となる。
【００７７】
また、現像装置４の駆動時間の代替として印刷枚数を係数し、その検知結果と併せて判断することで、効果的に現像駆動ロックを防ぐことが可能となる。本実施形態では、透磁率センサ出力が１．５Ｖ以下で駆動された印刷枚数を累積し、該累印刷枚数が５，０００ページより多い場合、新規現像剤投入時に、排出口１４１からも現像剤が排出されるように制御している。
【００７８】
＜実施形態４＞
次に、補給される現像剤量を計数する装置について説明する。本実施形態では現像剤カートリッジから現像装置４へ補給される現像剤量を係数する装置を具備している。具体的には、現像剤補給装置の駆動時間と補給量を予め計量しておき、現像剤補給装置の駆動時間を計数し、その検知結果を現像剤補給量に換算している。単位現像駆動時間当たりの現像剤補給量から現像装置内の現像剤流動性を予測し、新規現像剤投入時に排出口１４１から余剰現像剤を排出するかどうか決定することで、不必要に現像剤を排出することなく効果的に現像装置の駆動ロックを防ぐことが可能となる。
【００７９】
＜実施例＞
以下、表１及び図９を参照しながら、上記実施形態に基づいた実施例を説明する。表１に所定の制御条件で現像剤を投入したときの現像装置駆動ロック有無を確認した結果を示す。図９には現像剤投入時に、排出された現像剤量の全投入量に対する比率を示す。
【００８０】
表１及び図９において、「現状」は、上記実施形態の構成を適用していない従来の画像形成装置である。「実施例１」は、実施形態１の開示内容に基づくものである（実施形態２〜４の内容は含まない）。また、「実施例２」は、実施例１の構成に加え実施形態２の開示内容に基づく構成によるものである。「実施例３」は、実施例１の構成に加え実施形態３の開示内容に基づく構成によるものである。「実施例４」は、実施例１の構成に加え実施形態４の開示内容に基づく構成によるものである。
【００８１】
【表１】
2014119469.tif 000003
【００８２】
表１及び図９を参照すると明らかなように、実施例１ないし４の制御条件で現像剤を投入することで、現像装置駆動ロックは未然に防ぐことができている。また、実施例１の条件での排出と比較して他の実施例の判定条件を採用することで、不用な現像剤排出を抑えつつ、現像装置駆動ロックを防ぐことが可能となっている。
【００８３】
上記実施形態によれば、あらゆる使用状況の画像形成装置においても、現像装置回転異常等の故障を未然に防ぎつつ、容易に現像剤交換可能な画像形成装置を提供することが可能となる。現像装置の使用履歴によらず、現像剤交換直後の現像駆動ロックを確実に防ぐことが可能になる。
【符号の説明】
【００８４】
４    現像装置
５    現像ローラ
６    回収スクリュー
７    回収搬送路
８    供給スクリュー
９    供給搬送路
１０    攪拌搬送路
１１    攪拌スクリュー
９５    現像剤補給口
９６    現像剤投入口
９７    交換用現像剤保存容器
９８    インナーカバー
１４０    排出口
１４０ａ    余剰剤受入室
１４１    排出口
１４２    透磁率センサ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８５】
【特許文献１】特開２０１１−１４５４６５号公報
【特許文献２】特開２００９−０５８９３９号公報
【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】
2014119469.tif 000008
【図６】
2014119469.tif 000009
【図７】
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【図８】
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【図９】
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