(57)【要約】      （修正有）【課題】キャリア収容容器の補給口に配置され、現像剤収容容器内の現像剤表面の高さが予め定められた値以上になったとき、補給口を閉じるよう作動する作動体を備えない場合に比較して、現像剤中のキャリア量の変化に起因して現像剤収容容器内に収容された二成分の現像剤のトナー濃度が変動するのを抑制する。【解決手段】トナーとキャリアを含む二成分の現像剤４を収容する装置ハウジング１４０と、現像剤４を保持する現像ロール１４１と、キャリアＣＡを収容し、装置ハウジング１４０内にキャリアＣＡを補給する補給口を下端部に有するキャリア収容容器１７０と、キャリア収容容器１７０の補給口に配置され、装置ハウジング１４０内の現像剤表面の高さが予め定められた値以上になったとき、補給口を閉じるよう作動する弁体１７３と、を備える。【選択図】図３
2018040907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアを含む二成分の現像剤を収容する現像剤収容容器と、
前記現像剤を保持する現像剤保持体と、
前記キャリアを収容し、前記現像剤収容容器内にキャリアを補給する補給口を下端部に有するキャリア収容容器と、
前記キャリア収容容器の補給口に配置され、前記現像剤収容容器内の現像剤表面の高さが予め定められた値以上になったとき、前記補給口を閉じるよう作動する作動体と、
を備えた現像装置。
【請求項２】
トナーとキャリアを含む二成分の現像剤を収容する現像剤収容容器と、
前記現像剤収容容器の開口部に回転可能に配置され、前記現像剤を保持する現像剤保持体と、
前記トナーを収容し、前記現像剤収容容器内にトナーを供給する供給口を有するトナー収容容器と、
前記トナー収容容器の供給口に回転可能に配置され、前記現像剤収容容器内の現像剤表面の高さが予め定められた第１の値以上になったとき、前記供給口を閉塞するよう外周に現像剤を保持して回転する回転体と、
前記キャリアを収容し、前記現像剤収容容器内にキャリアを補給する補給口を下端部に有するキャリア収容容器と、
前記キャリア収容容器の補給口に配置され、前記現像剤収容容器内の現像剤表面の高さが前記第１の値より低い予め定められた第２の値以上になったとき、前記補給口を閉じるよう作動する作動体と、
を備えた現像装置。
【請求項３】
前記作動体は、前記現像剤収容容器内の現像剤表面の高さが予め定められた値以上になったとき、前記作動体に作用する前記現像剤の浮力により前記補給口を閉じるよう作動する請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記作動体は、前記キャリア収容容器の補給口に回転可能に配置され、前記現像剤収容容器内の現像剤表面の高さが前記第２の値以上になったとき、前記補給口を閉塞するよう外周に現像剤を保持して回転する回転体からなる請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項５】
静電潜像を保持する像保持体と、
前記像保持体に保持された静電潜像を現像する現像手段と、
を備え、
前記現像手段として、請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置を用いた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、現像装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、現像装置としては、装置本体の内部にトナーとキャリアを含む二成分現像剤を収容し、感光体ドラム上に形成された静電潜像を二成分現像剤により現像するよう構成したものがある。かかる現像装置において装置本体内の現像剤量を調整する技術としては、例えば、特許文献１及び２等に開示されたものが既に提案されている。
【０００３】
特許文献１は、現像剤担持体上に、トナーとキャリアを含む二成分現像剤を貯留した現像剤収容部の現像剤を磁力により担持させ、現像剤規制部材により現像剤担持体上に担持した現像剤の量を規制した後に、回動により潜像担持体と対向する現像領域まで該現像剤を搬送するとともに、該現像剤収容部とトナー取り込み口を介して連通しているトナー収容部のトナーを該現像剤の移動により取り込む現像装置において、該トナー取り込み口に開閉自在な弁を設け、該弁が現像剤収容部の現像剤の体積変化に応じて開閉するよう構成したものである。
【０００４】
また、特許文献２は、現像剤を収容する現像容器であって、現像容器内の現像剤を被現像体に供給する現像剤担持体と、現像容器内の現像剤を搬送する現像剤搬送部材と、現像容器内の現像剤を溢出させることで現像容器外に排出する現像剤排出口と、を備える現像容器と、現像剤を現像容器に補給する現像剤補給手段と、を有する現像装置において、現像容器に現像容器内の現像剤の剤面を検知するための検知手段を設けるように構成したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１９４５９６号公報
【特許文献２】特開２００５−２９２５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明の目的は、キャリア収容容器の補給口に配置され、現像剤収容容器内の現像剤表面の高さが予め定められた値以上になったとき、補給口を閉じるよう作動する作動体を備えない場合に比較して、現像剤中のキャリア量の変化に起因して現像剤収容容器内に収容された二成分の現像剤のトナー濃度が変動するのを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載された発明は、トナーとキャリアを含む二成分の現像剤を収容する現像剤収容容器と、
前記現像剤を保持する現像剤保持体と、
前記キャリアを収容し、前記現像剤収容容器内にキャリアを補給する補給口を下端部に有するキャリア収容容器と、
前記キャリア収容容器の補給口に配置され、前記現像剤収容容器内の現像剤表面の高さが予め定められた値以上になったとき、前記補給口を閉じるよう作動する作動体と、
を備えた現像装置である。
【０００８】
請求項２に記載された発明は、トナーとキャリアを含む二成分の現像剤を収容する現像剤収容容器と、
前記現像剤収容容器の開口部に回転可能に配置され、前記現像剤を保持する現像剤保持体と、
前記トナーを収容し、前記現像剤収容容器内にトナーを供給する供給口を有するトナー収容容器と、
前記トナー収容容器の供給口に回転可能に配置され、前記現像剤収容容器内の現像剤表面の高さが予め定められた第１の値以上になったとき、前記供給口を閉塞するよう外周に現像剤を保持して回転する回転体と、
前記キャリアを収容し、前記現像剤収容容器内にキャリアを補給する補給口を下端部に有するキャリア収容容器と、
前記キャリア収容容器の補給口に配置され、前記現像剤収容容器内の現像剤表面の高さが前記第１の値より低い予め定められた第２の値以上になったとき、前記補給口を閉じるよう作動する作動体と、
を備えた現像装置である。
【０００９】
請求項３に記載された発明は、前記作動体は、前記現像剤収容容器内の現像剤表面の高さが予め定められた値以上になったとき、前記作動体に作用する前記現像剤の浮力により前記補給口を閉じるよう作動する請求項１又は２に記載の現像装置である。
【００１０】
請求項４に記載された発明は、前記作動体は、前記キャリア収容容器の補給口に回転可能に配置され、前記現像剤収容容器内の現像剤表面の高さが前記第２の値以上になったとき、前記補給口を閉塞するよう外周に現像剤を保持して回転する回転体からなる請求項１又は２に記載の現像装置である。
【００１１】
請求項５に記載された発明は、静電潜像を保持する像保持体と、
前記像保持体に保持された静電潜像を現像する現像手段と、
を備え、
前記現像手段として、請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置を用いた画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載された発明によれば、キャリア収容容器の補給口に配置され、現像剤収容容器内の現像剤表面の高さが予め定められた値以上になったとき、補給口を閉じるよう作動する作動体を備えない場合に比較して、現像剤中のキャリア量の変化に起因して現像剤収容容器内に収容された二成分の現像剤のトナー濃度が変動するのを抑制することができる。
【００１３】
請求項２に記載された発明によれば、キャリア収容容器の補給口に配置され、現像剤収容容器内の現像剤表面の高さが第１の値より低い第２の値以上になったとき、補給口を閉じるよう作動する作動体を備えない場合に比較して、現像剤中のキャリア量の変化に起因して現像剤収容容器内に収容された二成分の現像剤のトナー濃度が変動するのを抑制することができる。
【００１４】
請求項３に記載された発明によれば、簡単な構成で現像剤収容容器の内部にキャリアを補給することができる。
【００１５】
請求項４に記載された発明によれば、現像剤収容容器の内部にキャリアを安定して補給することができる。
【００１６】
請求項５に記載された発明によれば、現像装置内の現像剤のトナー濃度が変動することに伴う画質の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施の形態１に係る現像装置を適用した画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る現像装置を適用した画像形成装置の画像形成部を示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る現像装置を示す断面構成図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る現像装置を示す平面構成図である。
【図５】現像剤を示す模式図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る現像装置を示す拡大断面図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る現像装置の作用を拡大断面図である。
【図８】現像剤の嵩密度の変化を示す模式図である。
【図９】キャリアを放出現象を示す模式図である。
【図１０】トナー濃度と現像剤の嵩密度の関係を示すグラフである。
【図１１】この発明の実施の形態１に係る現像装置の作用を示す拡大断面図である。
【図１２】キャリアの補給に伴う現像剤の嵩密度の変化を示す模式図である。
【図１３】この発明の実施の形態２に係る現像装置の作用を示す拡大断面図である。
【図１４】この発明の実施の形態２に係る現像装置の作用を示す平面構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
[実施の形態１]
図１及び図２は、実施の形態１に係る現像装置を適用した画像形成装置を示すものである。図１はその画像形成装置の全体の概要を示し、図２はその画像形成装置における要部（作像装置など）を拡大して示している。
【００２０】
＜画像形成装置の全体の構成＞
実施の形態１に係る画像形成装置１は、例えばカラープリンタとして構成されたものである。この画像形成装置１は、現像剤を構成するトナーで現像されるトナー像を形成する複数の作像装置１０と、各作像装置１０で形成されたトナー像をそれぞれ保持して最終的に記録媒体の一例としての記録用紙５に二次転写する二次転写位置まで搬送する中間転写装置２０と、中間転写装置２０の二次転写位置に供給すべき所要の記録用紙５を収容して搬送する給紙装置５０と、中間転写装置２０で二次転写された記録用紙５上のトナー像を定着させる定着装置４０等を備えている。なお、図中の１ａは画像形成装置１の装置本体を示し、この装置本体１ａは支持構造部材や外装カバー等で形成されている。また、図中の二点鎖線は、装置本体１ａ内において記録用紙５が搬送される主な搬送経路を示す。
【００２１】
作像装置１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナー像をそれぞれ専用に形成する４つの作像装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋで構成されている。これらの４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、装置本体１ａの内部空間において傾斜した状態で１列に並べた状態となるよう配置されている。
【００２２】
各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、図１に示されるように、像保持体の一例としての静電潜像を保持して回転する感光体ドラム１１を備えており、この感光体ドラム１１の周囲に、次のようなトナー像形成手段の一例としての各装置が主に配置されている。主な装置とは、感光体ドラム１１の像形成が可能な周面（像保持面）を所要の電位に帯電させる帯電装置１２と、感光体ドラム１１の帯電された周面に画像の情報（信号）に基づく光ＬＢを照射して電位差のある各色用の静電潜像を形成する露光装置１３と、その静電潜像を対応する色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の現像剤のトナーで現像してトナー像にする現像手段の一例としての現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、その各トナー像を中間転写装置２０に転写する一次転写手段の一例としての一次転写装置１５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、一次転写後における感光体ドラム１１の像保持面に残留して付着するトナー等の付着物を取り除いて清掃するドラム清掃装置１６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）等である。
【００２３】
感光体ドラム１１は、接地処理される円筒状又は円柱状の基材の周面に感光材料からなる光導電性層（感光層）を有する像保持面を形成したものである。この感光体ドラム１１は、図示しない駆動装置から動力が伝達されて矢印Ａで示す方向に回転するように支持されている。
【００２４】
帯電装置１２は、感光体ドラム１１に接触した状態で配置される接触型の帯電ロールで構成される。帯電装置１２には帯電用電圧が供給される。帯電用電圧としては、現像装置１４が反転現像を行うものである場合、その現像装置１４から供給されるトナーの帯電極性と同じ極性の電圧又は電流が供給される。なお、帯電装置１２としては、感光体ドラム１１の表面に非接触状態で配置されるスコロトロン等の非接触型の帯電装置を用いてもよい。
【００２５】
露光装置１３は、画像形成装置１に入力される画像の情報に応じて構成される光ＬＢを、帯電された後の感光体ドラム１１の周面に対して照射して静電潜像を形成するものである。この実施の形態では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４つの作像装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋに共通した１つの露光装置１３を用いている。露光装置１３には、潜像形成時になると画像形成装置１に任意の手段で入力され、図示しない画像処理部で画像処理された画像の情報（信号）が送信される。なお、露光装置１３としては、各感光体ドラム１１の軸方向に沿って配列された複数の発光素子としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode）により感光体ドラム１１に画像情報に応じた光を照射して静電潜像を形成するＬＥＤプリントヘッドからなるものを用いても良い。この場合、露光装置１３は、各感光体ドラム１１に対応してそれぞれ配置される。
【００２６】
現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）はいずれも、図２に示されるように、開口部と現像剤４の収容室が形成された装置ハウジング１４０の内部に、現像剤４を保持して感光体ドラム１１と向き合う現像領域まで搬送する現像ロール１４１と、現像剤４を撹拌しながら現像ロール１４１を通過するように搬送する２つのスクリューオーガー等の供給搬送部材１４２及び撹拌搬送部材１４３と、現像ロール１４１に保持される現像剤４の量（層厚）を規制する層厚規制部材１４４などを配置して構成したものである。現像装置１４には、現像ロール１４１と感光体ドラム１１の間に現像用電圧が図示しない電源装置から供給される。また、現像ロール１４１や供給搬送部材１４２及び撹拌搬送部材１４３は、図示しない駆動装置から動力が伝達されて所要の方向に回転する。さらに、４色の現像剤４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）としては、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が使用される。なお、現像装置１４については、後に詳述する。
【００２７】
一次転写装置１５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、感光体ドラム１１の周囲に中間転写ベルト２１を介して接触し回転するとともに一次転写用電圧が供給される一次転写ロールを備えた接触型の転写装置である。一次転写用電圧としては、トナーの帯電極性と逆の極性を示す直流の電圧が図示しない電源装置から供給される。
【００２８】
ドラム清掃装置１６は、一部が開口する容器状の本体と、一次転写後の感光体ドラム１１の周面に所要の圧力で接触するように配置されて残留トナー等の付着物を取り除いて清掃する清掃板と、清掃板で取り除いたトナー等の付着物を回収して図示しない回収システムに送り出すよう搬送するスクリューオーガー等の送出部材等で構成されている。
【００２９】
中間転写装置２０は、図１に示されるように、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の上方の位置に存在するよう配置される。中間転写装置２０は、感光体ドラム１１と一次転写装置１５（一次転写ロール）の間となる一次転写位置を通過しながら矢印Ｂで示す方向に回転する中間転写ベルト２１と、中間転写ベルト２１をその内面から所望の状態に保持して回転自在に支持する複数のベルト支持ロール２２〜２５と、ベルト支持ロール２５に支持されている中間転写ベルト２１の外周面（像保持面）側に配置されて中間転写ベルト２１上のトナー像を記録用紙５に二次転写させる二次転写手段の一例としての二次転写装置３０と、二次転写装置３０を通過した後に中間転写ベルト２１の外周面に残留して付着するトナー、紙粉等の付着物を取り除いて清掃するベルト清掃装置２６とで主に構成されている。
【００３０】
中間転写ベルト２１としては、例えばポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の合成樹脂にカーボンブラック等の抵抗調整剤などを分散させた材料で製作される無端状のベルトが使用される。また、ベルト支持ロール２２は図示しない駆動装置によって回転駆動される駆動ロールとして構成され、ベルト支持ロール２３は中間転写ベルト２１の走行位置などを保持する面出しロールとして構成され、ベルト支持ロール２４は中間転写ベルト２１に張力を付与する張力付与ロールとして構成され、ベルト支持ロール２５は二次転写手段を構成するバックアップロールとして構成されている。
【００３１】
二次転写装置３０は、図１に示されるように、中間転写装置２０におけるベルト支持ロール２５に支持されている中間転写ベルト２１の外周面部分である二次転写位置において、中間転写ベルト２１の周面に接触して回転するとともに二次転写用電圧が供給される二次転写手段を構成する二次転写ロール３１を備えた接触型の転写装置である。二次転写装置３０は、二次転写ロール３１とバックアップロールとしてのベルト支持ロール２５とから構成されている。また、二次転写ロール３１又はベルト支持ロール２５には、トナーの帯電極性と逆極性又は同極性を示す直流の電圧が二次転写用電圧として供給される。
【００３２】
ベルト清掃装置２６は、一部が開口する容器状の本体と、二次転写後の中間転写ベルト２１の周面に所要の圧力で接触するように配置されて残留トナー等の付着物を取り除いて清掃する清掃板と、清掃板で取り除いたトナー等の付着物を回収して図示しない回収システムに送り出すよう搬送するスクリューオーガー等の送出部材等で構成されている。
【００３３】
定着装置４０は、表面温度が所要の温度に保持されるよう加熱手段によって加熱されるドラム形態又はベルト形態の加熱用回転体４１と、この加熱用回転体４１の軸方向にほぼ沿う状態で所定の圧力で接触して回転するドラム形態又はベルト形態の加圧用回転体４２などを配置して構成されたものである。定着装置４０は、加熱用回転体４１と加圧用回転体４２が接触する接触部が所要の定着処理（加熱及び加圧）を行う定着処理部となる。
【００３４】
給紙装置５０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）及び露光装置１３の下方側の位置に存在するように配置される。給紙装置５０は、所望のサイズ、種類等の記録用紙５を積載した状態で収容する単数（又は複数）の用紙収容体５１と、用紙収容体５１から記録用紙５を１枚ずつ送り出す送出装置５２，５３とで主に構成されている。用紙収容体５１は、例えば、本体１ａの正面（使用者が操作時に向き合う側面）側に引き出すことができるように取り付けられている。
【００３５】
記録用紙５としては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンタ等に使用される普通紙やＯＨＰシート、あるいはトレーシングペーパーなどの薄紙が挙げられる。定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、記録用紙５の表面もできるだけ平滑であることが好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等の坪量が相対的に大きい所謂厚紙なども使用することができる。
【００３６】
給紙装置５０と二次転写装置３０との間には、給紙装置５０から送り出される記録用紙５を二次転写位置まで搬送する単数（又は複数）の用紙搬送ロール対５４や図示しない搬送ガイド等で構成される給紙搬送路５５が設けられている。用紙搬送ロール対５４は、例えば記録用紙５の搬送時期を調整するロール（レジストロール）として構成されている。また、装置本体１ａに形成される記録用紙５の排出口に近い部分には、定着装置４０から送り出される定着後の記録用紙５を装置本体１ａの上部に設けられた用紙排出部５６に排出するための用紙排出ロール対５７が配置されている。
【００３７】
用紙排出ロール対５７は、その回転方向が正転方向（排出方向）と逆転方向に切り替え可能に構成されている。記録用紙５の両面に画像を形成する場合には、片面に画像が形成された記録用紙５の後端が用紙排出ロール対５７に保持されている間に、用紙排出ロール対５７の回転方向を正転方向（排出方向）から逆転方向に切り替える。用紙排出ロール対５７によって逆転方向に搬送される記録用紙５は、図示しない切替ゲートにより搬送経路が切り替えられ両面用搬送経路５８を介して表裏が反転された状態で用紙搬送ロール対５４へと再度搬送される。
【００３８】
図１中符号１００は、画像形成装置１の動作を統括的に制御する制御装置を示している。制御装置１００は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access Memory）、あるいはこれらＣＰＵやＲＯＭ等を接続するバス、通信インターフェイスなどを備えている。
【００３９】
＜画像形成装置の動作＞
以下、画像形成装置１による基本的な画像形成動作について説明する。
【００４０】
ここでは、前記４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を使用して、４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像を形成する動作について説明する。
【００４１】
画像形成装置１は、画像形成動作（プリント）の要求の指令情報を受けると、４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、中間転写装置２０、二次転写装置３０、定着装置４０等が始動する。
【００４２】
そして、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）では、まず各感光体ドラム１１が矢印Ａで示す方向に回転し、各帯電装置１２が各感光体ドラム１１の表面を所要の極性（実施の形態１ではマイナス極性）及び電位にそれぞれ帯電させる。続いて、露光装置１３が、帯電後の感光体ドラム１１の表面に対し、画像形成装置１に入力される画像の情報を各色成分（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に変換して得られる画像の信号に基づいて発光される光ＬＢを照射し、その表面に所要の電位差で構成される各色成分の静電潜像をそれぞれ形成する。
【００４３】
続いて、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が、感光体ドラム１１に形成された各色成分の静電潜像に対し、所要の極性（マイナス極性）に帯電された対応する色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナーを現像ロール１４１からそれぞれ供給して静電的に付着させて現像を行う。この現像により、各感光体ドラム１１に形成された各色成分の静電潜像は、その対応する色のトナーでそれぞれ現像された４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像として顕像化される。
【００４４】
続いて、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光体ドラム１１上に形成された各色のトナー像が一次転写位置まで搬送されると、一次転写装置１５が、その各色のトナー像を中間転写装置２０の矢印Ｂで示す方向に回転する中間転写ベルト２１に対して順番に重ね合わされるような状態で一次転写させる。
【００４５】
また、一次転写が終了した各作像装置１０では、ドラム清掃装置１６が付着物を掻き取るように除去して感光体ドラム１１の表面を清掃する。これにより、各作像装置１０は、次の作像動作が可能な状態にされる。
【００４６】
続いて、中間転写装置２０では、中間転写ベルト２１の回転により一次転写されたトナー像を保持して二次転写位置まで搬送する。一方、給紙装置５０では、作像動作に合わせて所要の記録用紙５を給紙搬送路５５に送り出す。給紙搬送路５５では、レジストロールとしての用紙搬送ロール対５４が記録用紙５を転写時期に合わせて二次転写位置に送り出して供給する。
【００４７】
二次転写位置においては、二次転写装置３０の二次転写ロール３１が、中間転写ベルト２１上のトナー像を記録用紙５に一括して二次転写させる。また、二次転写が終了した中間転写装置２０では、ベルト清掃装置２６が、二次転写後の中間転写ベルト２１の表面に残留したトナー等の付着物を取り除いて清掃する。
【００４８】
続いて、トナー像が二次転写された記録用紙５は、中間転写ベルト２１と二次転写ロール３１から剥離された後に定着装置４０まで搬送される。定着装置４０では、回転する加熱用回転体４１と加圧用回転体４２との間の接触部に二次転写後の記録用紙５を導入して通過させることにより、必要な定着処理（加熱及び加圧）を施して未定着のトナー像を記録用紙５に定着させる。最後に、定着が終了した後の記録用紙５は、その片面への画像の形成を行うだけの画像形成動作のときは、用紙排出ロール対５７により、装置本体１ａの上部に設置された用紙排出部５６に排出される。
【００４９】
また、記録用紙５の両面に画像を形成するときは、片面に画像が形成された記録用紙５を用紙排出ロール対５７により用紙排出部５６に排出せずに、用紙排出ロール対５７が記録用紙５の後端を保持している間に当該用紙排出ロール対５７の回転方向を逆転方向に切り替える。用紙排出ロール対５７により逆転方向に搬送される記録用紙５は、両面用搬送経路５８を介して表裏が反転された状態で用紙搬送ロール対５４へと再度搬送される。用紙搬送ロール対５４は、記録用紙５を転写時期に合わせて二次転写位置に送り出して供給し、記録用紙５の裏面に画像を形成して、用紙排出ロール対５７により装置本体１ａの上部に設置された用紙排出部５６に排出する。
【００５０】
以上の動作により、４色のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像が形成された記録用紙５が出力される。なお、画像形成装置１では、ブラック（Ｋ）の作像装置１０Ｋのみを用いて記録用紙５にモノクロの画像を形成しても勿論よい。
【００５１】
＜現像装置の構成＞
図３はこの実施の形態１に係る現像装置を示す断面構成図である。
【００５２】
現像装置１４は、図３に示されるように、現像剤収容容器の一例としての装置ハウジング１４０を備える。装置ハウジング１４０は、大別して、現像装置１４の下部に配置される下部ハウジング１４０ａと、現像装置１４の上部に配置される上部ハウジング１４０ｂとを有する。下部ハウジング１４０ａと上部ハウジング１４０ｂからなる装置ハウジング１４０の内部には、二成分の現像剤４を収容する現像剤収容室１５０が形成されている。二成分の現像剤４は、磁性粒子からなるキャリアＣＡと非磁性トナーＴから構成されている。キャリアＣＡは、非磁性トナーＴより大きな粒径を有する。装置ハウジング１４０の感光体ドラム１１と対向する領域には、開口部１５１が設けられている。また、装置ハウジング１４０の内部には、現像剤保持体の一例としての現像ロール１４１が開口部１５１に一部が露出するよう矢印Ｃ方向に沿って回転可能に配置されている。現像ロール１４１は、内部に固定して配置され、周方向に沿った所要の位置に所要極性の磁極が配置された磁界発生部材の一例としてのマグネットロール１４１ａと、マグネットロール１４１ａの外周に矢印Ｃ方向に沿って所要の回転速度で回転可能に配置される現像剤搬送部材の一例としての円筒状の現像スリーブ１４１ｂとを有している。現像スリーブ１４１ｂは、アルミニウム合金や非磁性ステンレス等からなる非磁性材料により円筒形状に形成されている。
【００５３】
この実施の形態では、現像スリーブ１４１ｂの回転方向が感光体ドラム１１の回転方向と同方向に設定されている。すなわち、感光体ドラム１１の回転方向は、図３に示されるように、時計回り方向に設定されている。また、現像スリーブ１４１ｂの回転方向も、時計回り方向に設定されている。その結果、現像スリーブ１４１ｂの外周面は、感光体ドラム１１と対向する現像領域において、感光体ドラム１１表面の移動方向と逆方向に移動する。なお、現像スリーブ１４１ｂの回転方向は、感光体ドラム１１の回転方向と逆方向に設定しても良い。
【００５４】
装置ハウジング１４０の内部には、現像剤収容室１５０の内部に収容された現像剤４を汲み上げて現像ロール１４１に供給するスクリューオーガー（サプライオーガー）等からなる供給搬送部材１４２が現像ロール１４１の鉛直方向に沿った斜め下方に配置されている。供給搬送部材１４２は、図示しない駆動装置により時計回り方向に回転駆動される。また、装置ハウジング１４０の内部には、当該装置ハウジング１４０の内部に供給される現像剤４を撹拌しつつ搬送するスクリューオーガー（アドミックスオーガー）等からなる撹拌搬送部材１４３が供給搬送部材１４２の背面側に配置されている。撹拌搬送部材１４３は、図示しない駆動装置によって時計回り方向に回転駆動される。供給搬送部材１４２により現像ロール１４１の表面に供給された現像剤４は、円柱形状の層厚規制部材１４４によりその量（層厚）が規制される。
【００５５】
下部ハウジング１４０ａには、供給搬送部材１４２及び撹拌搬送部材１４３を収容する供給室１４７及び撹拌室１４８が設けられている。供給室１４７及び撹拌室１４８は、下部ハウジング１４０ａに設けられた仕切り壁１５２によって仕切られている。
【００５６】
仕切り壁１５２の長手方向に沿った両端部には、図４に示されるように、供給搬送部材１４２と撹拌搬送部材１４３との間で現像剤４を受け渡す第１及び第２の通路部１５３，１５４がそれぞれ設けられている。
【００５７】
ところで、この実施の形態に係る現像装置１４は、トナー収容容器から現像装置の内部にトナーを供給するための専用の駆動モータを備えず、現像装置内部の現像剤表面の高さ（嵩密度）に応じてトナーを自律的に供給するトナー自律供給型の二成分現像装置として構成されている。現像剤４の嵩密度とは、図５に示されるように、現像剤４を構成するキャリアＣＡ及びトナーＴ自体と、これらキャリアＣＡ及びトナーＴの間に形成される空隙を体積として考慮した場合の密度である。したがって、現像剤４の嵩密度（高さ）は、現像剤４を構成するキャリアＣＡの量が同じであっても、トナーＴの量が変化すると、現像剤４を構成するキャリアＣＡ及びトナーＴの間に形成される空隙の体積に応じて変化する。また、現像剤４の嵩密度（高さ）は、現像剤４を構成するキャリアＣＡの量が変化した場合にも異なった値となる。
【００５８】
基本的に、現像装置１４の装置ハウジング１４０の体積、現像剤４の重量、及びキャリアＣＡの量が同一であれば、装置ハウジング１４０内の現像剤表面の高さ（嵩密度）は、同一となる。しかしながら、装置ハウジング１４０内の現像剤表面の高さ（嵩密度）が同一であっても、装置ハウジング１４０内のキャリアＣＡの量が異なれば、現像剤４のトナーＴの濃度が異なる。
【００５９】
現像装置１４の背面側には、図３に示されるように、装置ハウジング１４０の内部に供給するトナーＴを収容したトナー収容容器の一例としてのトナーカートリッジ１６０が配置されている。トナーカートリッジ１６０は、現像装置１４の長手方向に沿って当該現像装置１４の略全長にわたり配置されている。トナーカートリッジ１６０は、トナーカートリッジ本体１６１を備える。トナーカートリッジ本体１６１の内部には、トナーＴが収容されている。また、トナーカートリッジ本体１６１の底部（下端部）には、収容されたトナーＴを現像装置１４の内部に供給する供給口１６２が開口されている。供給口１６２は、トナーカートリッジ本体１６１と一体的に形成され、後述する供給ロール１６５の回転方向に沿った上流側に位置する上流側壁部１６２ａと、下流側に位置する下流側壁部１６２ｂとを有している。さらに、トナーカートリッジ本体１６１の内部には、収容されたトナーＴを撹拌しつつ供給口１６２へと搬送するアジテーター等からなる搬送部材１６３が回転可能に装着されている。搬送部材１６３は、例えば、現像ロール１４１等を回転駆動する図示しない駆動モーター等からなる駆動装置により現像装置１４の動作に同期して駆動される。
【００６０】
トナーカートリッジ本体１６１の供給口１６２には、装置ハウジング１４０内の現像剤４の高さ（嵩密度）に応じて、装置ハウジング１４０の内部にトナーＴを自律的に供給する自律供給手段１６４が配置されている。
【００６１】
自律供給手段１６４は、装置ハウジング１４０内の現像剤４の高さ（嵩密度）に応じて供給口１６２からトナーＴを装置ハウジング１４０の内部に供給する回転体の一例としての供給ロール１６５を備える。供給ロール１６５は、その一部が撹拌室１４８内の現像剤４の表面である予め設定された第１の高さ（値）Ｌ１より上方に位置するように配置されている。設定高さＬ１は、その高さよりも現像剤４が増加すると、後述する作用により供給ロール１６５が撹拌室１４８内の現像剤４を外周に保持し始める高さである。
【００６２】
供給ロール１６５は、アルミニウム合金や非磁性ステンレス等の金属により円筒形状に形成されている。供給ロール１６５は、図４に示されるように、その軸方向に沿った両端部に設けられた回転軸１６５ａ，１６５ｂを介して装置ハウジング１４０に回転自在に装着されている。供給ロール１６５は、トナーカートリッジ本体１６１の供給口１６２の開口長（図３の紙面に垂直な方向に沿った長さ）よりも長く設定されており、供給口１６２を覆っている。供給ロール１６５の外周面には、現像剤４を搬送するために軸方向に沿って直線状に形成された複数本の溝部１６５ｃが、周方向に沿って所定のピッチで全周にわたり形成されている。この実施の形態で用いる現像剤４は、キャリアＣＡの体積平均粒径が３５μｍとなっている。溝部１６５ｃの平均深さ及び平均幅は、キャリアＣＡの体積平均粒径よりも大きな値に設定されている。溝部１６５ｃは、例えば、平均深さが９０μｍ、回転方向における平均幅が７５μｍとされる。
【００６３】
供給ロール１６５は、図３に示されるように、装置ハウジング１４０における撹拌室１４８の背面側において撹拌搬送部材１４３の斜め上方に対応した予め定められた高さ（撹拌室１４８の底面からの距離）を有する位置に配置されている。装置ハウジング１４０は、図４に示されるように、供給ロール１６５が配置される領域１４０ｃが背面側に拡張された拡張部となっている。供給ロール１６５の下方に位置する現像剤４表面の高さは、装置ハウジング１４０の撹拌室１４８内に収容された現像剤４表面の高さと常に一致している。また、供給ロール１６５は、撹拌搬送部材１４３の現像剤搬送方向に沿った上流側の端部に配置されている。図示の実施形態では、供給ロール１６５が第１の通路部１５３の現像剤搬送方向に沿った下流側直下に位置している。供給ロール１６５は、現像ロール１４１等を回転駆動する図示しない駆動モーター等の駆動装置から駆動力が伝達され、図３中時計回り方向に沿って現像装置１４の動作に同期して所要の回転速度で駆動される。
【００６４】
また、供給ロール１６５は、図６に拡大して示されるように、トナーカートリッジ１６０に充填されているトナーＴが通過する供給口１６２の下端部に対し、所要の間隙を介して離間した状態で対向している。更に説明すると、供給ロール１６５は、供給口１６２における上流側壁部１６２ａ及び下流側壁部１６２ｂの下端面に対して、微少隙間を介して対向するよう配置されている。この微少隙間は、現像剤４中のキャリアＣＡの体積平均粒径よりも大きな値（例えば、数１００μｍ程度）に設定されている。
【００６５】
供給ロール１６５の内部には、図６に示されるように、円柱形状に形成された磁石（マグネットロール）１６６が固定した状態で配置されている。磁石１６６は、設定高さＬ１よりも上側に存在する現像剤４をその重力に対抗して吸引させて、当該現像剤４を供給ロール１６５の外周に吸着させる磁極Ｎ１（ピックアップ極）と、当該現像剤４を供給ロール１６５の外周に保持して搬送するための磁極Ｓ１（搬送極）とを有している。
【００６６】
供給ロール１６５の外周には、磁極Ｎ１から磁極Ｓ１へ向かう磁力線の束（磁場）が形成される。この磁場により、供給ロール１６５の外周に吸着された現像剤４が保持される。なお、磁極Ｓ１は、磁極Ｎ１に対する供給ロール１６５の回転方向下流側であって、供給口１６２の内部に位置するように配置されている。
【００６７】
供給ロール１６５は、磁石１６６の磁極Ｎ１に対応した位置が現像剤４を吸着する吸着領域Ａ１となっている。また、供給ロール１６５は、磁石１６６の磁極Ｓ１よりも供給ロール１６５の回転方向に沿った下流側の位置が現像剤４を吸着する磁極Ｓ１の磁力よりも現像剤４の重力が大きくなり、現像剤４を剥離する剥離領域Ａ２となっている。
【００６８】
これにより、供給ロール１６５は、撹拌室１４８内の現像剤４の表面の高さ（嵩密度）が設定高さＬ１以上に増加すると、その増加分を吸着領域Ａ１によって供給ロール１６５の外周に保持し、且つ、供給ロール１６５の回転に伴って当該増加分を供給口１６２まで搬送して、供給ロール１６５の外周に保持された現像剤４により供給口１６２を閉塞させるようになっている。このように、供給ロール１６５の外周に保持された現像剤４によって供給口１６２を塞ぐことで、供給口１６２から撹拌室１４８の内部へのトナーＴの供給が停止される。
【００６９】
なお、吸着領域Ａ１によって供給ロール１６５の外周に保持された現像剤４の増加分は、供給口１６２を超えて搬送されると、自重により剥離領域Ａ２において撹拌室１４８の内部に落下するようになっている。また、現像剤４の表面が設定高さＬ１より低い場合には、供給ロール１６５が吸着領域Ａ１において撹拌室１４８内の現像剤４を吸着せず、供給口１６２から撹拌室１４８の内部にトナーＴが供給される。
【００７０】
また、この実施の形態では、図６に示されるように、キャリアＣＡを収容し、装置ハウジング１４０の内部にキャリアＣＡを補給する補給口１７１を下端部に有するキャリア収容容器１７０を備えている。キャリア収容容器１７０は、例えば、円筒形状に形成されており、内部にキャリアＣＡが収容されている。キャリア収容容器１７０の上端部には、キャップ１７２が装着されている。また、キャリア収容容器１７０は、図４に示されるように、供給ロール１６５より撹拌搬送部材１４３の搬送方向に沿った上流側に配置されている。キャリア収容容器１７０は、撹拌搬送部材１４３と装置ハウジング１４０との間に位置している。キャリア収容容器１７０の底部（下端部）には、上述したように、平面円形状の補給口１７１が開口されている。キャリア収容容器１７０の補給口１７１には、図７に示されるように、撹拌室１４８内の現像剤４表面の高さが第１の値Ｌ１より低い第２の値Ｌ２以上になったとき、補給口１７１を閉じるよう作動する作動体の一例としての円板状の弁体１７３が図示しないヒンジ部材により開閉自在に装着されている。ここで、第２の値Ｌ２は、現像剤初期充填量が公差の最下限値である場合に対応した高さ、或いは現像装置１４に許容されるトナー濃度の最下限値（例えば、５％）に対応した高さの少なくともいずれか一方に対応した値に設定される。
【００７１】
弁体１７３は、撹拌室１４８内の現像剤４表面の高さが第２の値Ｌ２以上になったとき、当該弁体１７３に作用する現像剤４の浮力により補給口１７１を閉じるように作動する。ただし、キャリア収容容器１７０の内部には、現像剤４よりも比重が大きいキャリアＣＡが収容されており、弁体１７３には、キャリア収容容器１７０内に収容されたキャリアＣＡの重量が作用している。そのため、弁体１７３に作用する現像剤４の浮力は、通常、キャリアＣＡの重量よりも小さく、そのままの状態では、撹拌室１４８内の現像剤４表面の高さが第２の値Ｌ２以上であって、キャリア収容容器１７０が現像剤４に埋設されている場合であっても、弁体１７３が開く方向に作動する。
【００７２】
そこで、この実施の形態では、撹拌室１４８内の現像剤４表面の高さが第２の値Ｌ２以上である場合、弁体１７３がキャリアＣＡの重量によって開くことがないように図示しないコイルスプリング等の付勢手段により閉じる方向に付勢されている。ただし、コイルスプリング等の付勢手段により付勢力が過大である場合には、撹拌室１４８内の現像剤４表面の高さが第２の値Ｌ２未満となって、弁体１７３に現像剤４の浮力が作用しなくなったときでも、弁体１７３が開かずキャリアＣＡが撹拌室１４８内に供給されない虞がある。そのため、コイルスプリング等の付勢手段は、撹拌室１４８内の現像剤４表面の高さが第２の値Ｌ２より低くなって、弁体１７３に現像剤４の浮力が作用しなくなったときに弁体１７３が開き、撹拌室１４８内の現像剤４表面の高さが第２の値Ｌ２以上となって、弁体１７３に現像剤４の浮力が作用した状態では、弁体１７３が閉じるように設定されている。なお、弁体１７３に作用するキャリアＣＡの重量は、キャリア収容容器１７０に収容されるキャリアＣＡの量によっても変動するが、キャリア収容容器１７０から撹拌室１４８内に補給されるキャリアＣＡの量は、通常、極僅かであるため、キャリア収容容器１７０内のキャリアＣＡの量は略一定とみなすことができる。そのため、撹拌室１４８内の現像剤４の高さに応じて弁体１７３が開閉し、当該撹拌室１４８の内部にキャリアＣＡを補給することが可能となる。なお、キャリア収容容器１７０としては、後述する実施の形態２に係るものを採用することにより、撹拌室１４８の内部にキャリアＣＡをより安定して補給することができる。
【００７３】
＜現像装置の動作＞
この実施の形態１に係る現像装置では、次のようにして装置ハウジングの内部にキャリアが補給される。
【００７４】
現像装置１４は、図３に示されるように、現像動作が開始されると、現像ロール１４１が図示しない駆動モーターにより矢印Ｃ方向に沿って回転駆動される。そして、現像ロール１４１の回転に伴って供給搬送部材１４２、撹拌搬送部材１４３及び供給ロール１６５も、それぞれ矢印方向に沿って回転駆動される。感光体ドラム１１の外周面に形成された静電潜像は、現像ロール１４１から供給される現像剤４のトナーＴによってトナー画像として現像される。これにより、現像装置１４では、現像されたトナー画像に相当する量のトナーＴが消費される。
【００７５】
その間、現像ロール１４１に供給されずに供給室１４７に搬送された現像剤４は、図４に示されるように、第１の通路部１５３を介して撹拌室１４８（図３参照）へと搬送され、撹拌室１４８の内部に配置された撹拌搬送部材１４３によって軸方向に沿った下流側の端部まで搬送される。撹拌搬送部材１４３によって軸方向に沿った下流側の端部まで搬送された現像剤４は、第２の通路部１５４を介して供給室１４７（図３参照）へと搬送される。供給室１４７の内部へと搬送された現像剤４は、供給搬送部材１４２によって軸方向に沿った下流側へと搬送される間に現像ロール１４１へと供給される。
【００７６】
ところで、撹拌室１４８の内部に配置された供給ロール１６５は、図６に示されるように、供給口１６２と対向する領域に溜まったトナーＴと接触しながら回転される。そして、供給口１６２と対向する領域を通過する供給ロール１６５の外周面には、その外周面に吸着された現像剤４を介してトナーＴが静電的に付着される。供給ロール１６５の外周面に付着されたトナーＴは、供給口１６２の下流側壁部１６２ｂにより規制されつつ、供給ロール１６５の回転に伴って剥離領域Ａ２まで搬送される。剥離領域Ａ２まで搬送されたトナーＴは、主に重力に従い、現像剤４とともに、撹拌室１４８内に落下される。これにより、トナーカートリッジ１６０の供給口１６２から搬送されたトナーＴが、現像装置１４の内部に供給される。なお、供給口１６２と対向する領域で接触したトナーＴは、供給ロール１６５の外周面に吸着した現像剤４を介して付着される場合に限らず、現像剤４を介さずに供給ロール１６５の外周面に直接付着されて搬送される場合も存在する。
【００７７】
次に、現像動作を行った結果、消費されたトナーＴの総量が、供給口１６２から補充されたトナーＴの総量よりも少ない場合について説明する。この場合、撹拌室１４８内の現像剤４の量は現像動作前よりも増加することになり、撹拌室１４８内の現像剤４の上面が所定の高さＬ１以上になることがあり得る。
【００７８】
この場合、撹拌室１４８内の現像剤４の上面が高さＬ１に達すると、撹拌室１４８内の現像剤４は、図６に示されるように、吸着領域Ａ１において、磁石１６６により形成される磁力によって磁気吸引力を受ける。そして、供給ロール１６５の外周面に吸着され、供給口１６２内へと搬送される。供給口１６２内に搬送された現像剤４の一部は、供給ロール１６５に吸着された状態で、供給口１６２の下流側壁部１６２ｂにより規制されて、供給ロール１６５とともに、剥離領域Ａ２まで搬送され撹拌室１４８内に落下される。一方、供給口１６２内に搬送された現像剤４の残りは、下流側壁部１６２ｂにより移動を制限され、供給口１６２内に滞留される。
【００７９】
したがって、撹拌室１４８内の現像剤４の上面が高さＬ１以上になっている限り、供給口１６２内のトナーＴは、供給口１６２内に滞留される現像剤４により、供給ロール１６５の外周面への付着が阻害される。つまり、供給口１６２内のトナーＴの撹拌室１４８内への供給が制限（停止）される。
【００８０】
また、この状態で現像動作が行われ、撹拌室１４８内の現像剤４の上面が高さＬ１より低くなると、撹拌室１４８内の現像剤４は、図７に示されるように、再び吸着領域Ａ１（図６参照）で吸着されなくなる。すると、撹拌室１４８内の現像剤４は、供給口１６２内に搬送されることがないため、先に供給口１６２内で滞留していた現像剤４は、供給ロール１６５によって徐々に供給口１６２内から剥離領域Ａ２まで搬送される。その後、供給口１６２内に滞留する現像剤４が供給口１６２内から減少されることに伴い、徐々に供給口１６２内のトナーＴが供給ロール１６５の外周面によって搬送されるトナーＴの量が増加される。このようにして、トナーカートリッジ本体１６１内のトナーＴは、撹拌室１４８内に供給される。
【００８１】
ところで、上記の如く構成される現像装置１４では、現像剤４の初期充填量の公差、装置ハウジング１４０の寸法公差、及び画像形成装置１を使用中における現像装置１４からのキャリアの飛び出しなどにより、装置ハウジング１４０内のキャリアＣＡの量が変動して、装置ハウジング１４０内の現像剤４の嵩密度が変化し、収束するトナー濃度が変動する虞がある。
【００８２】
さらに説明すると、現像装置１４では、図８に模式的に示されるように、初期的に、装置ハウジング１４０内に嵩密度がＡｇ／ｃｃとなるように二成分現像剤４が充填されているとする。この場合の現像剤４の総重量を１００ｇ、トナー濃度を８％とすると、トナー８ｇとキャリア９２ｇが装置ハウジング１４０内に充填されている。そして、現像装置１４では、ベタ画像の連続した現像工程等によりトナーＴが急激に消費されて、トナー濃度が５％まで低下したとすると、トナーＴの消費に伴って撹拌室１４８内の現像剤４の上面が低下することにより、供給ロール１６５の動作により撹拌室１４８の内部にトナーＴが供給されて、撹拌室１４８内の現像剤４の上面が高さＬ１となる所定の現像剤量である元のトナー濃度８％までトナーが供給される。
【００８３】
これに対して、現像装置１４では、製造時、装置ハウジング１４０の内部に初期的に充填される現像剤４の総量に公差などが存在し、現像剤４の初期充填量が本来の量よりも少ない場合がある。すると、装置ハウジング１４０の内部に初期的に充填される現像剤４のトナー濃度は一定（例えば、８％）であるため、結果的に、現像剤４の初期充填量が本来の量よりも少ない分だけ、装置ハウジング１４０の内部に存在する二成分現像剤４中のキャリアＣＡの量が減少する。
【００８４】
この場合には、上述した場合と同様に、トナーの消費に伴って撹拌室１４８内の現像剤４の上面が低下することにより、図８（ｂ）に示されるように、現像剤４の嵩密度が所定の値（例えば、Ｂｇ／ｃｃ）まで減少すると、供給ロール１６５が作動して装置ハウジング１４０の内部にトナーが供給される。
【００８５】
しかしながら、この場合には、現像剤４の初期充填量の公差により二成分現像剤４中のキャリアＣＡの量が異なる（少ない）ため、現像剤４の嵩密度が同じＢ（ｇ／ｃｃ）まで低下したときには、図８（ｃ）に示されるように、例えばトナー濃度が正常な場合である５％よりも高い値、例えば８％となる。この状態で、供給ロール１６５が作動してトナーＴが供給されると、装置ハウジング１４０内のトナー濃度は、図８（ｄ）に示されるように、所定の値よりも上昇してしまい、供給ロール１６５によるトナーの供給が終了した時点で、トナー濃度が例えば１２％というように高い値となる虞がある。そのため、現像装置１４内のトナー濃度が高くなり過ぎ、感光体ドラム１１の外周面に現像される画像にかぶり等の画質異常が発生する場合がある。
【００８６】
このような不具合は、現像剤４の初期充填量に公差がある場合に限らず、装置ハウジング１４０の寸法公差や画像形成装置１を継続して使用している間に現像装置４から感光体ドラム１１上にキャリアＣＡが飛び出す所謂ＢＣＯ（Beads  Carry  Over）などによっても同様に生じる。すなわち、装置ハウジング１４０のサイズ（容量）に寸法公差が存在すると、所定量の現像剤４を充填した場合であっても、容量の寸法公差に応じた分だけ現像剤４表面の高さが異なり、供給ロール１６５の回転に連動してトナーＴを補給する際に、トナーＴの補給量が変動し、トナー濃度にばらつきが生じることになる。
【００８７】
また、現像装置１４を経時的に使用している間に、キャリアＣＡの劣化に伴い、図９に示されるように、現像装置４からキャリアＣＡが感光体ドラム上に飛び出すことなどによっても、装置ハウジング１４０の内部に存在するキャリアＣＡの量が同様に減少する。
【００８８】
この実施の形態では、図１０に示されるように、装置ハウジング１４０の内部に存在するキャリアＣＡの量が減少すると、現像剤４のトナー濃度の低下に伴って、装置ハウジング１４０内の現像剤４表面の高さ（嵩密度）が、キャリアＣＡの量が適正である場合に比較して急激に低下する。
【００８９】
そのため、現像装置１４では、図１１に示されるように、装置ハウジング１４０の内部に存在するキャリアＣＡの量が減少し、ベタ画像などを多数枚連続して現像した場合など、装置ハウジング１４０内の現像剤４表面の高さ（嵩密度）が急激に低下する。そして、撹拌室１４８内の現像剤４表面の高さ（嵩密度）が第２の値Ｌ２未満となると、キャリア収容容器１７０の弁体１７３が開いて、撹拌室１４８の内部にキャリアＣＡが補給される。
【００９０】
撹拌室１４８の内部にキャリアＣＡが補給されると、図１２（ｃ）に示されるように、撹拌搬送部材１４３により撹拌室１４８内の現像剤４を撹拌する間に、撹拌室１４８内の現像剤４の嵩密度が増加して現像剤４表面の高さ（嵩密度）が第２の値Ｌ２以上となり、図７及び図１２（ｄ）に示されるように、弁体１７３によってキャリア収容容器１７０の補給口１７１（図７参照）が閉じられ、キャリアＣＡの補給が自律的に停止する。
【００９１】
そのため、装置ハウジング１４０内の現像剤４は、キャリアＣＡの量が増加して適正な値に近づくことにより、図１０に示されるように、トナー濃度の変化に伴って撹拌室１４８内における現像剤４表面の高さ（嵩密度）の変動が大きくなり、現像工程に伴うトナーＴの消費によって、撹拌室１４８内における現像剤４表面の高さ（嵩密度）が第１の値Ｌ１未満となることで、撹拌室１４８の内部に供給ロール１６５によってトナーＴが供給される。その結果、現像装置１４における装置ハウジング１４０内の現像剤４のトナー濃度は、適正な値に維持される。したがって、装置ハウジング１４０内の現像剤４のトナー濃度が高くなり過ぎ、感光体ドラム１１の外周面に現像される画像にかぶり等の画質異常が発生することが抑制される。
【００９２】
[実施の形態２]
図１３は、実施の形態２に係る現像装置を示す断面構成図である。
【００９３】
実施の形態２に係る現像装置１４は、図１３に示されるように、キャリア収容容器１７０の底部に補給ロール１８０を備えている。補給ロール１８０は、供給ロール１６５と同様に構成されている。
【００９４】
すなわち、補給ロール１８０は、アルミニウム合金や非磁性ステンレス等の金属により円筒形状に形成されている。補給ロール１８０は、図１４に示されるように、その軸方向に沿った両端部に設けられた回転軸１８０ａ，１８０ｂを介して装置ハウジング１４０に回転自在に装着されている。補給ロール１８０は、キャリア収容容器１７０の補給口１７１の開口長よりも長く設定されており、補給口１７１を覆っている。補給ロール１８０の外周面には、現像剤４を搬送するために軸方向に沿って直線状に形成された複数本の溝部１８０ｃが、周方向に沿って所定のピッチで全周にわたり形成されている。
【００９５】
補給ロール１８０は、図１３に示されるように、装置ハウジング１４０における撹拌室１４８の背面側において撹拌搬送部材１４３の斜め上方に対応した予め定められた高さ（撹拌室１４８の底面からの距離）を有する位置に配置されている。装置ハウジング１４０は、図１４に示されるように、補給ロール１８０が配置される領域１４０ｄが背面側に拡張された拡張部となっており、補給ロール１８０が位置する現像剤４表面の高さは、装置ハウジング１４０の撹拌室１４８内に収容された現像剤４の表面高さと常に一致している。また、補給ロール１８０は、撹拌搬送部材１４３の現像剤搬送方向に沿った上流側の端部に配置されている。図示の実施形態では、補給ロール１８０が第１の通路部１５３の現像剤搬送方向に沿った下流側直下に位置している。また、供給ロール１６５は、撹拌搬送部材１４３の現像剤搬送方向に沿った下流側に配置されている。補給ロール１８０は、現像ロール１４１等を回転駆動する図示しない駆動モーター等の駆動装置から駆動力が伝達され、図１３中時計回り方向に沿って現像装置１４の動作に同期して所要の回転速度で駆動される。
【００９６】
また、補給ロール１８０は、図１３に拡大して示されるように、キャリア収容容器１７０に充填されているキャリアＣＡが通過する補給口１７１の下端部に対し、所要の間隙を介して離間した状態で対向している。
【００９７】
補給ロール１８０の内部には、円柱形状に形成された磁石（マグネットロール）１８１が固定した状態で配置されている。磁石１８１は、設定高さＬ２以上に存在する現像剤４をその重力に対抗して吸引させて、当該現像剤４を補給ロール１８０の外周に吸着させる磁極Ｎ１（ピックアップ極）と、当該現像剤４を補給ロール１８０の外周に保持して搬送するための磁極Ｓ１とを有している。
【００９８】
補給ロール１８０の外周には、磁極Ｎ１から磁極Ｓ１へ向かう磁力線の束（磁場）が形成される。この磁場により、補給ロール１８０の外周に吸着された現像剤４が保持される。なお、磁極Ｓ１は、磁極Ｎ１に対する補給ロール１８０の回転方向下流側であって、補給口１７１の内部に位置するように配置されている。
【００９９】
このように、補給ロール１８０は、磁石１８１の磁極Ｎ１に対応した位置が現像剤４を吸着する吸着領域Ａ１となっている。また、補給ロール１８０は、磁石１８１の磁極Ｓ１よりも補給ロール１８０の回転方向に沿った下流側の位置が現像剤４を吸着する磁極Ｓ１の磁力よりも現像剤４の重力が大きくなり、現像剤４を剥離する剥離領域Ａ２となっている。
【０１００】
これにより、補給ロール１８０は、撹拌室１４８内の現像剤４の表面の高さ（嵩密度）が設定高さＬ２以上に増加すると、その増加分を吸着領域Ａ１によって補給ロール１８０の外周に保持し、且つ、補給ロール１８０の回転に伴って当該増加分を補給口１７１まで搬送して、補給ロール１８０の外周に保持された現像剤４により補給口１７１を閉塞させるようになっている。このように、補給ロール１８０の外周に保持された現像剤４によって補給口１７１を塞ぐことで、補給口１７１から撹拌室１４８の内部へのキャリアＣＡの補給が停止される。
【０１０１】
また、補給ロール１８０は、撹拌搬送部材１４３の軸方向に沿った供給ロール１６５の上流側に配置されているため、供給ロール１６５によってトナーＴが供給される以前の撹拌室１４８内における現像剤４の表面の高さ（嵩密度）の変化に応じて、キャリアＣＡを撹拌室１４８内に補給することが可能となる。
【０１０２】
このように、実施の形態２では、キャリア収容容器１７０の補給口１７１に補給ロール１８０を回転可能に設けることで、補給ロール１８０が供給ロール１６５と同様に作動し、撹拌室１４８内の現像剤４の表面の高さ（嵩密度）が設定高さＬ２以上に増加すると、キャリア収容容器１７０の補給口１７１を補給ロール１８０によって閉塞して確実にキャリアＣＡの補給を停止することができる。
【０１０３】
なお、前記実施の形態では、画像形成装置としてイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナー像を形成するフルカラー画像形成装置について説明したが、モノクロの画像形成装置にも同様に適用することができることは勿論である。
【符号の説明】
【０１０４】
１…画像形成装置
１ａ…画像形成装置本体
１１…感光体ドラム
１４…現像装置
１４１…現像ロール
１４２…供給搬送部材
１４３…撹拌搬送部材
１６５…供給ロール
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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