(57)【要約】【課題】装置内の現像剤量に応じて現像剤排出口近傍で滞留する現像剤の嵩が変動するものであり、装置内の現像剤量が増加したときには増加した分の現像剤を排出する現像装置で、トナー濃度検知手段付近の現像剤の密度低下によるトナー濃度検知手段の検知誤差を小さくできる現像装置並びにこの現像装置を備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】供給搬送路内供給下流端の近傍で滞留させた現像剤を通過させるように設けられ現像剤排出口と、排出された現像剤を外部に搬送する排出搬送路と、トナー濃度検知手段と、現像剤量検知手段とを有し、該現像剤量検知手段が現像剤量が所定量より少ないと検知した場合に、排出搬送路から現像剤搬送路に戻す。【選択図】図１９
2011059246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を表面に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で該潜像担持体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、
現像剤を搬送する現像剤搬送部材を備え、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給領域では該現像剤担持体に現像剤を供給しながら現像剤を搬送する現像剤搬送路と、
現像剤の搬送路全体の現像剤量の増減に応じて現像剤面の高さが増減する現像剤搬送路内の箇所の所定の高さに設けられ、現像剤を現像剤搬送路から排出する現像剤排出口と、
前記現像剤排出口から排出した現像剤を現像装置外部に搬送する排出搬送路とを有する現像装置において、
前記搬送路中に配設されて現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、
前記トナー濃度検知手段の上流側で直前部位に配設されて、現像剤の搬送路全体の現像剤量を検知する現像剤量検知手段と、を有し、
前記現像剤量検知手段が現像剤量が所定量より少ないと検知した場合に、前記排出搬送路から現像剤を排出し前記現像剤搬送路に戻す手段を備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤量検知手段は、現像剤量の増減に応じて現像剤面の高さが変動する部位に所定高さ位置に配設されて、現像剤面の高さから現像剤の搬送路全体の現像剤量を検知す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】
前記排出搬送路中の現像剤を前記現像剤排出口を通じて前記現像剤搬送路に排出し戻すことを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記排出搬送路に前記現像剤量検知手段の検知結果に応じて開閉し、現像剤搬送路に通じる開口部を有し、該開口部を通じて前記現像剤搬送路に排出現像剤を戻すことを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項５】
前記開口部に続く連通路の前記現像剤搬送路への開口部の近傍に前記トナー濃度検知手段が設置されていることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像剤搬送路は、連通した複数の現像剤搬送路でなり、前記現像剤排出口と前記トナー濃度検知手段とが夫々に異なる現像剤搬送路に位置することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像剤搬送路は、現像剤担持体に現像剤を供給しながら現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送する供給搬送路と、前記供給搬送路の搬送方向下流端に到達した現像剤を前記供給搬送路の搬送方向上流端に搬送する循環搬送路と、前記潜像担持体と対向する箇所を通過後の前記現像剤担持体の表面上から離脱した現像剤を回収して前記現像剤担持体の軸線方向に沿って、かつ、前記供給搬送路と同方向に搬送する回収搬送路とを有し、
前記循環搬送路は、前記供給搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された現像剤と、前記回収搬送路の搬送方向の最下流まで搬送された現像剤の供給を受け、前記現像剤担持体の軸線方向に沿って、かつ、前記供給搬送路とは逆方向に現像剤を搬送して前記供給搬送路の搬送方向上流端に供給することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項８】
前記排出搬送路に所定量以上の現像剤が存在するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項９】
前記排出搬送路の底面が、排出剤搬送スクリュの径より深く形成され、当該底面に前記開口部が配設されていることを特徴とする請求項４乃至８のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項１０】
前記現像剤搬送路の現像剤が前記排出口から前記排出搬送路に排出されていない場合は、前記排出搬送路の搬送手段が停止し現像剤を現像装置外に排出搬送しないことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項１１】
当該現像装置の現像剤補給手段に供給される現像剤が、補給用トナーにキャリアが混合した現像剤であり、補給用現像剤収容体から排出供給されるものであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項１２】
少なくとも潜像担持体と、
該潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、
前記潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、
前記静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する画像形成装置において、
前記現像手段として請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複写機、ファクシミリ、プリンタ等に用いられる現像装置、並びにこれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、トナーと磁性キャリアとを含む二成分の現像剤を用いた現像装置を備える画像形成装置が広く用いられている。この種の画像形成装置として、現像に伴ってトナーを消費する現像装置内の現像剤に対して、必要に応じてトナー収容器からトナーを補給することで、現像剤のトナー濃度を所定範囲内に維持するものがある。かかる構成では、現像剤内のキャリアは殆ど消費されず繰り返し使用されるため、画像を出力するにしたがってキャリアが劣化する。具体的には、機械的なストレスなどでキャリア表面のコーディング膜が削れたり、キャリア表面にトナーの成分がスペントしたりする。具体的には、機械的なストレスなどでキャリア表面のコーティング膜が削れたり、キャリア表面にトナーの成分がスペントしたりする。キャリアが劣化すると、キャリアのトナーを帯電させる能力が徐々に低下し、地肌部汚れ、画像濃度低下、画像濃度ムラ等の異常画像やトナー飛散などの不具合を引き起こす。このため、この種の画像形成装置では定期的にサービスマンがユーザーを訪問してキャリアの交換を行っていた。このために、メンテナンス費用がかかり画像形成の単価が高くなってしまっていた。
【０００３】
これに対処すべく、現像装置内へのキャリアの補給と、補給したキャリア量に相当する現像剤の排出により、現像器内の現像剤を少しずつ新たなものに入れ替えていく方法が多く採用される。例えば、特許文献１では、キャリア専用の補給容器からキャリアを補給するようにしている。また、特許文献２では、現像剤溢出口の開閉蓋があり、現像剤状態の検出結果に基づき開閉蓋を開閉して、排出量を調整するものが記載されている。しかしながら、特許文献１では専用のスペースが必要になる。また、特許文献２では、排出用の制御が必要になる。
これに対して、特許文献３に開示のものがある。これは、キャリアを補給用のトナーに混合してトナー濃度の高い補給用現像剤として、トナーの補給に応じてキャリアを補給するものであり、排出では、現像剤量の増減で現像剤面の高さが変化し、排出口の高さに到達した現像剤があふれ出るようにしたものである。この例ではキャリア専用の収容体が不要なため省スペース化の妨げにならない。また、補給及び排出に関する専用の制御が不要となる。
【０００４】
しかしながら、特許文献３のように現像剤排出口の高さに到達した現像剤が自然に現像剤排出口から排出されるものでは、現像剤量が増加していなくても現像剤が排出されることがあった。現像剤搬送路内を搬送される現像剤はその搬送される勢いや、現像剤に搬送力を与える搬送部材が搬送スクリュの場合はその回転する力によって飛び跳ねて現像剤が排出されることがある。
このように、現像剤が飛び跳ねて排出される場合、現像装置内の現像剤が適正な量の状態や、適正な量を下回る状態であっても、飛び跳ねた現像剤が排出されるおそれがある。これは、現像装置内の現像剤量が増加していないにもかかわらず現像剤が排出される状態である。そして、現像剤が適正な量以下の状態であるにもかかわらず現像剤排出口から現像剤が排出されると、現像装置内の現像剤量が必要量を下回り、潜像担持体への現像剤の供給が不安定になるおそれがあった。
潜像担持体への現像剤の供給が不安定になると、画像抜けなどの異常画像が発生するおそれがある。その対処として、現像剤排出口近傍で現像剤を滞留させることにより、現像剤が飛び跳ねて排出されることを防止できるようにしたものが提案されていて、現像剤劣化による異常画像の発生やトナー飛散などの不具合を抑制している。
【０００５】
ところで、二成分現像装置ではトナー濃度制御も異常画像の発生やトナー飛散などの不具合を抑制するために重要である。現像剤中におけるトナーとキャリアとの比率（例えば重量比）を示すトナー濃度が高すぎると、形成した画像中に地肌汚れが発生したり、細部解像力の低下が生じたりする。一方、トナー濃度が低くなると、ベタ画像部の濃度が低下したり、潜像担持体へのキャリア付着が発生したりする。そのため、現像装置内における現像剤中のトナー濃度を検知してトナー補給動作を制御し、現像剤中のトナー濃度が常に適正範囲内となるようにトナー濃度制御を行うことが重要となる。
トナー濃度を検知する方法としては、一般に、現像装置内の所定の検出領域内に存在する二成分現像剤中のトナーの量又は磁性キャリアの量を検知する方法が用いられる。この方法の代表的な例としては、透磁率センサ（検出手段）を用いたものが挙げられる。透磁率センサは、その検出領域内に存在する現像剤中の磁性キャリアの磁気特性を電気信号（周波数、電圧等）としてとらえて出力するものである。透磁率センサの出力値は、実用的トナー濃度範囲内では、検出領域内に存在する磁性キャリアの量の増加に応じて単調減少するので、この出力値に基づいて現像剤中のトナー濃度を検知することができる。
【０００６】
ただし、現像装置内の所定の検出領域内に存在する二成分現像剤中のトナーの量又は磁性キャリアの量を検出する方法により現像剤中のトナー濃度を検知する場合、検出領域内の現像剤密度が変化したり、現像剤の流動性が変化したりすると、同じトナー濃度でも透磁率センサの出力値が変化し、透磁率センサの出力値が示すトナー濃度が実際のトナー濃度からズレてしまう。
このような問題を改善する現像装置として、特許文献４には、トナー濃度センサの設置位置及びその近傍領域における現像搬送路の断面積を、現像装置の天板を下げることにより、それ以外の現像剤搬送路の断面積に比べ小さくすることで、現像剤密度の変動を低減するものが提案されている。この方法は、現像剤の排出がない従来の現像装置のように、現像装置内の現像剤量が大きく変わらない範囲で、トナー濃度変化や温湿度変化、あるいは放置などによって、現像剤の嵩密度が変化し、それによるトナー濃度検知領域内の現像剤密度が変化する場合には有効であった。
【０００７】
しかし、現像剤の排出がある場合は、上述方法のようにして現像剤が異常排出しないようにしても、現像剤排出がない現像装置よりも現像剤量が少なくなることがある。さらに、キャリアがトナー補給に応じて補給される場合は、急激に現像剤量を増やすことができない。このような場合には、特許文献４のようにトナー濃度検出手段近傍の現像剤搬送路の断面積を小さくするだけでは、現像剤密度を上げられない場合があり、検知手段が示すトナー濃度と実際のトナー濃度のズレを小さくできない。
特許文献５では現像剤の排出がある現像装置でトナー濃度検知手段の検知誤差を少なくする方法として、トナー濃度センサのセンサ面が全て現像剤に覆われるように、排出口設置位置をセンサ面より高い位置に設定している（特許文献５の図３等参照）。しかし、センサ面が現像剤で覆われていても、現像剤密度が低い場合は誤差が大きくなりやすい。また現像剤高さは現像装置内の位置により変動するため、排出面がセンサより高い位置に設置されていても、センサ面全てが現像剤で覆われない場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、その目的は、キャリアの補給と現像剤の排出がある現像装置で、トナー濃度検知手段付近の現像剤の密度低下によるトナー濃度検知手段の検知誤差を小さくできる現像装置並びにこの現像装置を備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、現像剤を表面に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で該潜像担持体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、現像剤を搬送する現像剤搬送部材を備え、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給領域では該現像剤担持体に現像剤を供給しながら現像剤を搬送する現像剤搬送路と、現像剤の搬送路全体の現像剤量の増減に応じて現像剤面の高さが増減する現像剤搬送路内の箇所の所定の高さに設けられ、現像剤を現像剤搬送路から排出する現像剤排出口と、前記現像剤排出口から排出した現像剤を現像装置外部に搬送する排出搬送路とを有する現像装置において、前記搬送路中に配設されて現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、前記トナー濃度検知手段の上流側で直前部位に配設されて、現像剤の搬送路全体の現像剤量を検知する現像剤量検知手段と、を有し、前記現像剤量検知手段が現像剤量が所定量より少ないと検知した場合に、前記排出搬送路から現像剤を排出し前記現像剤搬送路に戻す手段を備えたことを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記現像剤量検知手段は、請求項１に記載の現像装置において、現像剤量の増減に応じて現像剤面の高さが変動する部位に所定高さ位置に配設されて、現像剤面の高さから現像剤の搬送路全体の現像剤量を検知することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の現像装置において、前記排出搬送路中の現像剤を前記現像剤排出口を通じて前記現像剤搬送路に排出し戻すことを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の現像装置において、前記排出搬送路に前記現像剤量検知手段の検知結果に応じて開閉し、現像剤搬送路に通じる開口部を有し、該開口部を通じて前記現像剤搬送路に排出現像剤を戻すことを特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の現像装置において、前記開口部に続く連通路の前記現像剤搬送路への開口部の近傍に前記トナー濃度検知手段が設置されていることを特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の現像装置において、前記現像剤搬送路は、連通した複数の現像剤搬送路でなり、前記現像剤排出口と前記トナー濃度検知手段とが夫々に異なる現像剤搬送路に位置することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の現像装置において、前記現像剤搬送路は、現像剤担持体に現像剤を供給しながら現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送する供給搬送路と、前記供給搬送路の搬送方向下流端に到達した現像剤を前記供給搬送路の搬送方向上流端に搬送する循環搬送路と、前記潜像担持体と対向する箇所を通過後の前記現像剤担持体の表面上から離脱した現像剤を回収して前記現像剤担持体の軸線方向に沿って、かつ、前記供給搬送路と同方向に搬送する回収搬送路とを有し、前記循環搬送路は、前記供給搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された現像剤と、前記回収搬送路の搬送方向の最下流まで搬送された現像剤の供給を受け、前記現像剤担持体の軸線方向に沿って、かつ、前記供給搬送路とは逆方向に現像剤を搬送して前記供給搬送路の搬送方向上流端に供給することを特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の現像装置において、前記排出搬送路に所定量以上の現像剤が存在するように構成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項９に記載の発明は、請求項４乃至８のいずれか一項に記載の現像装置において、前記排出搬送路の底面が、排出剤搬送スクリュの径より深く形成され、当該底面に前記開口部が配設されていることを特徴とする。
また、請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の現像装置において、前記現像剤搬送路の現像剤が前記排出口から前記排出搬送路に排出されていない場合は、前記排出搬送路の搬送手段が停止し現像剤を現像装置外に排出搬送しないことを特徴とする。
また、請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の現像装置において、当該現像装置の現像剤補給手段に供給される現像剤が、補給用トナーにキャリアが混合した現像剤であり、補給用現像剤収容体から排出供給されるものであることを特徴とする。
また、請求項１２に記載の発明は、少なくとも潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、前記潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、前記静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する画像形成装置において、前記現像手段として、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の現像装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、排出搬送路に存在する排出剤を現像剤搬送路へ戻すことにより、キャリアのみの補給量と現像剤排出量を制御する手段がない場合でも、現像装置内の現像剤量が少ないときに現像剤量を増やすことができ、現像剤搬送路内の現像剤量の低下によるトナー濃度検知手段の誤検知を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る複写機の概略構成図である。
【図２】現像装置及び感光体の概略構成図である。
【図３】現像装置の攪拌搬送路及び排出搬送路の搬送方向下流端近傍の拡大模式図である。
【図４】現像装置の攪拌搬送路及び排出搬送路の搬送方向下流端近傍の拡大模式図である。
【図５】現像剤の流れを説明する現像装置の斜視断面図である。
【図６】現像装置内の現像剤の流れの模式図である。
【図７】現像装置の断面説明図である。
【図８】図６とは異なる形状の現像装置内の現像剤の流れの模式図である。
【図９】現像装置の外観斜視図である。
【図１０】現像装置の供給搬送路の搬送方向下流端近傍の拡大模式図である。
【図１１】現像装置から攪拌スクリュ、回収スクリュ、及び、ドクタブレードを取り外した状態の手前側端部近傍の斜視説明図である。
【図１２】図１１に示す現像装置から供給スクリュを取り外した状態の手前側近傍の斜視説明図である。
【図１３】図１２に示す現像装置から現像ローラを取り外した状態の手前側近傍の斜視説明図である。
【図１４】図１３に示す現像装置を図１３とは異なる方向から見た斜視説明図である。
【図１５】現像剤量が少ない状態の現像装置の断面説明図である。
【図１６】現像剤量が少ない状態の現像装置の側方断面説明図である。
【図１７】現像剤量が多い状態の現像装置の断面説明図である。
【図１８】現像剤量が多い状態の現像装置の側方断面説明図である。
【図１９】現像装置の攪拌搬送路及び排出搬送路の搬送方向下流端近傍の拡大模式図である。
【図２０】本発明に係る現像装置の現像剤量とトナー濃度検知手段出力電圧をグラフで示した図である。
【図２１】本発明に係る現像装置における通紙実験の結果をグラフで表した図である。
【図２２】本発明に係る現像装置における通紙実験の結果をグラフで表した図である。
【図２３】本発明に係る現像装置における通紙実験の結果をまとめた表１である。
【図２４】供給搬送路の搬送方向下流端の排出口近傍を拡大して示す拡大模式図である。
【図２５】供給搬送路の搬送方向下流端の排出口近傍を拡大して示す拡大模式図である。
【図２６】第２実施形態において現像剤量が少ない状態の現像装置の断面説明図である。
【図２７】本発明に係る現像装置における通紙実験の結果をグラフで表した図である。
【図２８】本発明に係る現像装置における通紙実験の結果をグラフでまとめた図である。
【図２９】本発明に係る現像装置における通紙実験の結果をまとめた表２である。
【図３０】変形例にかかる現像装置及び感光体の概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本願発明は、現像装置内の現像剤量に応じて現像剤排出口近傍で滞留する現像剤の嵩が変動するものであり、装置内の現像剤量が増加したときには増加した分の現像剤を排出する現像装置を前提としており、各発明に共通する特徴は、排出搬送路に存在する現像剤（排出剤）を現像剤搬送路に戻すようにしている点である。
排出搬送路に存在する現像剤を現像搬送路に戻すことにより、現像搬送路の現像剤量が増え、トナー濃度検出手段近傍の現像剤量も増えて、現像剤密度を高めることができるため、トナー濃度検出手段のトナー濃度検知誤差を小さく抑えることができる。また、排出剤を戻すようにしているため、現像剤搬送路内の現像剤量を増やすための専用のキャリアあるいは現像剤を用意する必要がなく、これを収容するスペースも必要ない。
また現像剤搬送路の現像剤量を増やすためにキャリアを補給する場合は、現像剤搬送路内の現像剤のトナー濃度が確実に低下するため、トナーを補給してトナー濃度を調整する必要がある。しかし、本願発明では排出剤を戻すようにしているため、トナー濃度の変化を小さく抑えることができる。そのためトナー濃度調整が必要ないか、あるいはキャリアを追加するよりも短い時間で、トナー濃度調整ができる。
【００１６】
現像剤搬送路に排出剤を戻すためには、排出搬送路内に現像剤が存在することが必要である。さらに、排出搬送路に所定量以上の現像剤が存在することがより好ましい。トナー濃度検知手段近傍の現像剤量が少ないと判断された場合、現像剤量が十分と判断されるまでには、現像装置の大きさなどにより所定量の追加が必要となる。排出剤が少しでも現像搬送路に戻れば、戻った量に応じてトナー濃度検知手段近傍の現像剤量も増えるため、トナー濃度検知誤差は排出剤を戻さない場合に比べると小さくなる。
さらに排出搬送路に所定量以上の現像剤が存在すれば、トナー濃度検知手段近傍の現像剤を確実に十分な量にすることができ、トナー濃度検知誤差を少なく抑えることができる。
本発明において、現像剤の劣化を抑制するために補給するキャリアは、補給用トナーに混合された状態でトナーの補給量に応じて、現像剤搬送路内に補給されることが好ましい。これにより、補給キャリア専用の収容体やこれを配置するスペースを設ける必要がなくなる。また、トナー補給と別の制御を設ける必要もない。
しかし、キャリア補給量はトナー補給量よって決まり、トナー濃度検知手段近傍の現像剤量の減少に対して必要なキャリア量が直ちに補給されるものではないため、トナー濃度検知誤差が生じる機会が多くなりやすい。したがって本発明は、このような現像装置に特に有効であり、補給キャリアまたは現像剤専用のスペースを設けることなく、トナー濃度検出手段近傍の現像剤量の減少に瞬時に対応でき、いつでもトナー濃度検知誤差が小さい状態にしやすい。
【００１７】
〔第１実施形態〕
以下、本発明を適用した画像形成装置として、複数の感光体が並行配設されたタンデム型のカラーレーザー複写機（以下、単に「複写機５００」という）の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る複写機５００の概略構成図である。複写機５００はプリンタ部１００、これを載せる給紙装置２００、プリンタ部１００の上に固定されたスキャナ３００などを備えている。また、このスキャナ３００の上に固定された原稿自動搬送装置４００なども備えている。
プリンタ部１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（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、イエロー、シアン、マゼンダ、ブラック用の部材であることを示している（以下同様）。プロセスカートリッジ１８Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの他には、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。
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、ドラム状の感光体１、帯電器、現像装置４、ドラムクリーニング装置、除電器などを有している。
【００１８】
以下、イエロー用のプロセスカートリッジ１８について説明する。
帯電手段たる帯電器によって、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手段たる現像装置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。
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、帯電器によって一様帯電せしめられて、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。
【００１９】
次に、中間転写ユニットについて説明する。
中間転写ユニット１７は、中間転写ベルト１１０やベルトクリーニング装置９０などを有している。また、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、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の回転によって図中時計回りに無端移動せしめられる。
４つの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上に形成された上述の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。
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体たる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９０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せしめられる。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ローラは、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、この一方の張架ローラ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この一方の張架ローラ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、この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せしめられる。なお、このように一方の張架ローラ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、一番上の転写紙を給紙路４６に向けて送り出される。
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は、複数の搬送ローラ対４７と、給紙路４６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。
【００２２】
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ながら無端移動せしめ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。これら定着ベルト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、これ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せしめられる。
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する。
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。
【００２３】
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。但し、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せしめられ、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。
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内の各機器や、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２１が駆動制御されて、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。
【００２４】
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枚ずつ分離されて反転給紙路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。
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て、上部張架面に全ての感光体１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを接触させる。
【００２５】
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内の現像剤の不要な消耗を防止する。
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、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。
【００２６】
図２は、４つプロセスカートリッジ１８Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのうちの１つが備える現像装置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」に付すＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋという添字を省略している。
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の表面は不図示の露光装置より照射されたレーザ光により静電潜像を形成された潜像に現像装置４からトナーを供給され、トナー像を形成する。
本実施形態の特徴部である現像装置４は、図中矢印Ｉ方向に表面移動しながら感光体１の表面の潜像にトナーを供給し、現像する現像剤担持体としての現像ローラ５を有している。現像ローラ５は回転可能な現像スリーブを備え、その内部に複数の磁極からなる不図示の磁性体が配置されている。磁性体は現像ローラ５の表面上で現像剤を保持するために必要である。
また、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の奥方向に現像剤を搬送する供給搬送部材としての供給スクリュ８を有している。
現像ローラ５の供給スクリュ８との対向部から表面移動方向下流側には、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。
【００２７】
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表面移動方向下流側では、現像領域を通過し、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らせん状の回収スクリュ６を備えている。供給スクリュ８を備えた供給搬送路９は現像ローラ５の横方向に、回収スクリュ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。
なお、現像ローラ５からの現像剤の離脱は、先に述べた現像スリーブ内部にある磁性体を、離脱させたい箇所のみ磁極がない状態に設定することにより、現像剤の分離・離脱を可能としている。また、離脱させたい箇所に反発磁界が形成されるような磁極配置の磁性体を用いてもよい。
現像装置４は、供給搬送路９の下方で回収搬送路７に並列して攪拌搬送路１０を設けている。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８とは逆方向である図中手前側に搬送する攪拌搬送部材として、軸線方向に平行に配置された、らせん状の攪拌スクリュ１１を備えている。
【００２８】
そして、図３及び図４の現像装置４の攪拌搬送路１０及び排出搬送路２の搬送方向下流端の排出口近傍を拡大して示す拡大模式図に示すように、撹拌搬送路１０の下方には、トナー濃度検知手段６０が設けられている。また、トナー濃度検知手段６０の上流側には現像剤量検知手段６１が設けられ、現像剤面の高さから現像剤量が十分か、あるいは足りないかを判断している。
現像容器中の二成分現像剤のトナー濃度変化を見かけ透磁率変化として検知する現像剤量検知手段６１やトナー濃度検知手段６０及び濃度制御装置としては、従来さまざまな方式の物が提案され実用化されている。詳しい説明は省略するが、例えば、現像剤担持体あるいは現像容器の現像剤搬送経路に近接し、現像スリーブ上に搬送された現像剤あるいは現像容器内の現像剤に光を当てたときの反射率が、トナー濃度により異なることを利用して、トナー濃度を検知し制御する現像剤濃度制御装置、あるいは現像器の側壁に磁性キャリアと非磁性トナーの混合比率による見かけの透磁率を検知して電気信号に変換するインダクタンス検知センサを設置し、このインダクタンス検知センサからの検出信号によって現像器内の現像剤のトナー濃度を検知している。
このトナー濃度の検知結果は、現像器に補給するトナー量を制御するため等に、使用されていて、本実施形態にも採用できる。
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とを仕切る箇所は図中手前側と奥側との両端は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。
【００２９】
なお、供給搬送路９と回収搬送路７とも第一仕切り壁１３３によって仕切られているが、第一仕切り壁１３３の供給搬送路９と回収搬送路７とを仕切る箇所には開口部を設けていない。
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二仕切り壁１３４によって仕切られている。第二仕切り壁１３４は、図中手前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。
現像剤搬送部材である供給スクリュ８、回収スクリュ６及び攪拌スクリュ１１は樹脂もしくは金属のスクリュからなっており各スクリュ径は全てφ２２［ｍｍ］でスクリュピッチは供給スクリュが５０［ｍｍ］の２条巻き、回収スクリュ６及び攪拌スクリュ１１が２５［ｍｍ］の１条巻き、回転数は全て約６００［ｒｐｍ］に設定している。なお、排出搬送路２の排出搬送部材である後述する排出スクリュ２ａも略同様に構成されている。
現像ローラ５上に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現像剤を感光体１との対抗部である現像領域まで搬送し現像を行う。現像ローラ５の表面はＶ溝あるいはサンドブラスト処理されておりφ２５［ｍｍ］のＡｌもしくはＳＵＳ素管からなり、ドクタブレード１２及び感光体１とのギャップは０．３［ｍｍ］程度となっている。
現像後の現像剤は回収搬送路７にて回収を行い、図２中の断面手前側に搬送され、非画像領域部に設けられた第一仕切り壁１３３の開口部で、攪拌搬送路１０へ現像剤が移送される。なお、攪拌搬送路１０における現像剤搬送方向上流側の第一仕切り壁１３３の開口部の付近で攪拌搬送路１０の上側に設けられた、後述するトナー補給口９５から攪拌搬送路１０にトナーが供給される。
【００３０】
次に、３つの現像剤搬送路内での動作時における基本となる現像剤の循環について説明する。
図５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の斜視断面図である。図中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。また、図６は、現像装置４内の現像剤の流れの模式図であり、図５と同様、図中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。
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、現像ローラ５に現像剤を供給しながら、供給スクリュ８の搬送方向下流側に現像剤を搬送する。そして、現像ローラ５に供給され現像に用いられず供給搬送路９の搬送方向下流端まで搬送された余剰現像剤は第一仕切り壁１３３の余剰開口部９２より攪拌搬送路１０に供給される（図６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二仕切り壁１３４の回収開口部９３より攪拌搬送路１０に供給される（図６中矢印Ｆ）。
【００３１】
そして、攪拌搬送路１０は、供給された余剰現像剤と回収現像剤とを攪拌し、攪拌スクリュ１１の搬送方向下流側であり、供給スクリュ８の搬送方向上流側に搬送し、第一仕切り壁１３３の供給開口部９１より供給搬送路９に供給される（図６中矢印Ｄ）。
攪拌搬送路１０では攪拌スクリュ１１によって、回収現像剤、余剰現像剤及び移送部で必要に応じて補給されるトナーを、回収搬送路７及び供給搬送路９の現像剤と逆方向に攪拌搬送する。そして、搬送方向下流側で供給開口部９１によって連通している供給搬送路９の搬送方向上流側に攪拌された現像剤を移送する。なお、攪拌搬送路１０の下方には、前述した現像剤量検知手段６１としての透磁率センサが設けられ、センサ出力により不図示のトナー補給制御装置を作動し、不図示のトナー収容部からトナー補給を行っている。
【００３２】
図６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防止することができる。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防止することができる。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防止し、供給搬送路９内の現像剤が攪拌不足となることを防止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。
【００３３】
なお、図６に示すように、現像装置４の下部から上部への現像剤の移動は矢印Ｄのみである。矢印Ｄで示す現像剤の移動は、攪拌スクリュ１１の回転で攪拌搬送路１０の下流側に現像剤を押し込むことによって、現像剤を盛り上がらせて供給搬送路９に現像剤を供給するものである。
このような現像剤の移動は、現像剤に対してストレスを与えることになり、現像剤の寿命低下の一因となる。このような、現像剤を下方から上方に持ち上げる際に現像剤にストレスがかかり現像剤中のキャリアの膜削れやトナーのスペント化がその個所で発生し、それに伴い画像品質の安定性が保たれなくなってしまう。よって、矢印Ｄで示す現像剤の移動における現像剤のストレスを軽減することで現像剤の長寿命化を図ることが出来る。現像剤の長寿命化を図ることにより、現像剤の劣化を防止して常に画像濃度ムラの無い画像品質の安定した現像装置を提供することができる。
【００３４】
本実施形態の現像装置４では、図２に示すように、供給搬送路９を攪拌搬送路１０の斜め上方になるように配置している。斜め上方に配置することにより、供給搬送路９を攪拌搬送路１０の垂直上方に設け現像剤を持ち上げるものに比べて、矢印Ｄで示す現像剤の移動における現像剤のストレスを軽減することができる。
さらに、現像装置４では、供給搬送路９と攪拌搬送路１０とを斜めに配置することで、図２に示すように、攪拌搬送路１０の上部壁面が供給搬送路９の下部壁面よりも高い位置となるように配置している。
供給搬送路９を攪拌搬送路１０に対して垂直上方に持ち上げることは、重力に逆らって現像剤を攪拌スクリュ１１の圧によって持ち上げるので現像剤にストレスがかかる。一方、攪拌搬送路１０の上部壁面が供給搬送路９の下部壁面よりも高い位置となるように配置することで、攪拌搬送路１０の最高点に存在する現像剤が供給搬送路９の最下点に重力に逆らわず流れ込むことができるので、現像剤にかかるストレスを低減することができる。
【００３５】
なお、攪拌搬送路１０の現像剤搬送路下流側の、攪拌搬送路１０と供給搬送路９とが連通している部分の攪拌スクリュ１１の軸にフィン部材を設けても良い。このフィン部材は攪拌スクリュ１１の軸方向に平行な辺と、攪拌スクリュの軸方向に直交する辺とから構成される板状の部材である。このフィン部材で現像剤を掻き上げることにより、攪拌搬送路１０から供給搬送路９へ、より効率的な現像剤の受渡しを行うことができる。
また、現像装置４では、現像ローラ５と供給搬送路９との中心間距離Ａが、現像ローラ５と攪拌搬送路１０との中心間距離Ｂよりも短くなるように、供給搬送路９と攪拌搬送路１０とを配置している。これにより供給搬送路９から現像ローラ５に現像剤を無理無く供給することができ、装置の小型化を図ることもできる。
また、攪拌スクリュ１１は、図２中の手前側から見て反時計回り方向（図中矢印Ｃ方向）に回転しており、現像剤は攪拌スクリュ１１の形状に沿って現像剤を持ち上げて供給搬送路９に移送させている。これにより、現像剤を効率良く持ち上げることが可能となり現像剤にかかるストレスもより低減することができる。
【００３６】
図７は、現像装置４の供給スクリュ８の回転中心における断面を図５中の矢印Ｊ方向から見た断面説明図である。図中Ｈは、現像剤担持体である現像ローラ５が、潜像担持体である感光体１にトナーを供給する現像領域を示している。この現像領域Ｈの現像ローラ５の回転軸の軸線方向の幅が現像領域幅αである。
図７に示すように、現像装置４は攪拌搬送路１０から供給搬送路９に現像剤を持ち上げる箇所である供給開口部９１と、供給搬送路９から攪拌搬送路１０に現像剤を落下させる余剰開口部９２とがともに現像領域幅α内に設けられている。
【００３７】
図８は、図６とは異なる構成の現像装置４内の現像剤の流れの模式図である。
図８に示す現像装置４は、供給開口部９１と余剰開口部９２とを現像領域幅αの外側に設けている。供給開口部９１を現像領域幅αの外側に設けているため、供給搬送路９の搬送方向上流側は現像ローラ５よりも供給搬送路９上流側領域β分長くなっている。また、余剰開口部９２を現像領域幅αの外側に設けているため、供給搬送路９の搬送方向下流側は現像ローラ５よりも供給搬送路９下流側領域γ分長くなっている。
一方、図６に示す構成の現像装置４では、供給開口部９１を現像領域幅α内に設けているため、供給搬送路９の搬送方向上流側は図８の現像装置４よりも供給搬送路９上流側領域β分短くすることができる。また、余剰開口部９２を現像領域幅α内に設けているため、供給搬送路９の搬送方向下流側は図８の現像装置４よりも供給搬送路９下流側領域γ分短くすることができる。
このように、図６の現像装置４は供給開口部９１と余剰開口部９２とを現像領域幅α内に設けているため、図８に示す現像装置４に比べて、現像装置４の上部の省スペース化を図ることが出来る。
【００３８】
次に、現像装置４の供給搬送路９、攪拌搬送路１０及び回収搬送路７からなる現像剤搬送路へのトナーを補給する位置について説明する。図９は、現像装置４の外観斜視図である。
図９に示すように、トナーを補給するトナー補給口９５を、攪拌スクリュ１１を備える攪拌搬送路１０の搬送方向上流端部の上方に設けている。このトナー補給口９５は現像ローラ５の幅方向端部よりも外側に設けてあるので、現像領域幅αよりも外側となっている。
この、トナー補給口９５を設けた箇所は供給搬送路９の搬送方向の延長線上であり、図８における供給搬送路９下流側領域γの空いたスペースに該当する。余剰開口部９２を現像領域幅α内に設けることで空いたスペースにトナー補給口９５を設けることにより、現像装置４の小型化を図ることが出来る。
また、トナー補給口９５としては、攪拌搬送路１０の搬送方向上流端部の上方に限らず、回収搬送路７の下流端部の上方に設けても良い。
【００３９】
さらに、回収搬送路７から攪拌搬送路１０へ現像剤の受渡しを行う箇所である回収開口部９３の真上にトナー補給口９５を設けるようにしても良い。回収開口部９３の真上のスペースも余剰開口部９２を現像領域幅α内に設けることで空いたスペースであるので、この位置にトナー補給口９５を設けることにより、現像装置４の小型化を図ることができる。さらに、受渡し部である回収開口部９３では現像剤が混ざりやすいため、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。
図６を用いて説明した現像装置４のように、攪拌搬送路１０の搬送方向下流端から供給搬送路９の搬送方向上流端に現像剤を受け渡す供給開口部９１と、供給搬送路９の下流端から攪拌搬送路１０の搬送方向上流端に現像剤を受け渡す余剰開口部９２とを現像領域幅α内に設けているため、従来の現像装置４に比べて、現像装置４の上部の省スペース化を図ることが出来、現像装置４全体の省スペース化を図ることが出来る。
【００４０】
また、余剰開口部９２を現像領域幅α内に設けることで空いたスペースにトナー補給口９５を設けることにより、現像装置４の小型化を図ることが出来る。
また、回収搬送路７から攪拌搬送路１０への現像剤の受渡し部である回収開口部９３の上方からトナー補給を行うことにより、より効率よく現像剤の攪拌を行うことができる。
また、画像形成装置としての複写機のプリンタ部１００の現像手段として、現像装置４を備えることにより、装置全体の省スペース化を図ることが出来る。
本実施形態の現像装置４では現像装置４のトナー補給口９５からトナーとキャリアとを含む現像剤が補給される。以降、現像装置４に補給されるトナーとキャリアとが混合された現像剤をプレミックストナーと称する。トナー補給口（現像剤補給口）９５へは、トナー補給手段である不図示のトナー補給制御装置によって、不図示のトナー収容体内のトナーが補給される。なお、本実施形態では、トナー収容体内にトナーとキャリアを混合したプレミックストナーを収容し、トナー補給量に応じてキャリアを補給するための補給用現像剤を収容する、現像剤収容体を兼ねることができている。
【００４１】
現像剤収容体内のキャリアは現像装置４内の現像剤に用いられるキャリアと同じことが好ましい。これにより補給用現像剤が供給されても、現像器中の現像剤が初期剤の特性を維持しやすく、画質の変化を抑制できる。ちなみに、補給用現像剤中のキャリア濃度としては、１質量％〜３０質量％が好ましく、５質量％〜２０質量％が特に好ましい。１質量％より少ない場合には、現像剤劣化の抑制効果が現われにくく、３０質量％を超える場合には現像剤の排出量が多すぎてコストアップにつながる。なお、トナー収容体が現像剤収容体を兼ねない場合には、不図示のキャリア補給制御装置によって、不図示のキャリア収容体内のキャリアがトナー補給口から現像装置４内に補給される。
本実施形態の現像装置４においては、供給搬送路９の搬送方向下流端に到達した余剰現像剤を供給搬送路９の搬送方向上流端に搬送する循環搬送路は、攪拌搬送路１０である。また、循環搬送路である攪拌搬送路１０内の現像剤に対して搬送力を付与する循環搬送部材は、攪拌スクリュ１１である。さらに、供給搬送路９の搬送方向下流端近傍に設けられ、通過した現像剤が循環搬送路である攪拌搬送路１０に受け渡される循環開口部は、余剰開口部９２である。
【００４２】
また、現像装置４は、通過した現像剤が現像装置４の装置外に排出するための現像剤排出口９４を供給搬送路９に備える。現像剤排出口９４を通過した現像剤は排出搬送路２に受け渡され、排出搬送部材である排出スクリュ２ａが回転することによって現像装置４の装置外に搬送され、現像装置４からの排出がなされる。
排出搬送路２は、供給搬送路９の搬送方向下流側で排出仕切り壁１３５を挟んで供給搬送路９と隣り合うように設けられ、現像剤排出口９４が設けられている。現像剤排出口９４は供給搬送路９と排出搬送路２とを連通するように排出仕切り壁１３５に設けられた開口である。また、排出搬送路２の底面部から現像剤搬送路である循環搬送路１０に連通路を介して通じる開閉を制御された開口部（開閉部）９６が設けられている。
【００４３】
図１０は、現像装置の供給搬送路９の搬送方向下流端近傍の拡大模式図である。図１０に示すように現像装置４は、供給搬送路９の搬送方向下流端近傍に到達し、循環開口部である余剰開口部９２に入らなかった現像剤を、現像剤排出口９４の近傍である余剰開口部９２の近傍で滞留させる現像剤滞留手段としての供給下流端壁面８０を備えている。さらに、現像剤排出口９４は、余剰開口部９２よりも上方で、且つ、供給下流端壁面８０によって滞留した滞留現像剤のうち、現像剤排出口９４の位置に達した現像剤を通過させるように設けられている。
言い換えると、供給搬送路９の搬送方向下流端近傍に到達した現像剤Ｐのうち、余剰開口部９２に入ることができず、余剰開口部９２から溢れ出た余剰現像剤が供給下流端壁面８０によって塞き止められ滞留現像剤Ｔとなる。
現像装置４では、現像剤搬送路全体の現像剤量の増減に応じて滞留現像剤Ｔの嵩が増減するため、現像装置４内の現像剤量が最大となった状態では、滞留現像剤Ｔの嵩も最大となる。そして、この滞留現像剤Ｔの嵩が増加したときに、余剰開口部９２よりも上方に設けられた現像剤排出口９４に到達した現像剤が、矢印Ｋで示すように現像剤排出口９４を通って現像装置４の装置外に排出される。
なお、現像装置４では、現像剤排出口９４は滞留現像剤Ｔの嵩が最大となった際においても現像剤が達しない高さ方向領域が確保されている。すなわち、現像剤排出口９４の上端部である排出口上端部には現像剤が達しないように現像剤排出口９４の開口高さを設定してある。
【００４４】
滞留現像剤Ｔの量は、供給搬送路９の搬送方向下流端近傍に到達する現像剤量（図中の矢印Ｌ）と余剰開口部９２を通過する現像剤量（図中の矢印Ｅ）とのバランスによって増減する。現像装置４を駆動している状態では循環に要する量の現像剤Ｐが常に余剰開口部９２を介して供給搬送路９から攪拌搬送路１０へ受け渡されている。そして、余剰開口部９２を介して供給搬送路９から攪拌搬送路１０に受け渡される現像剤量（図６中の矢印Ｅ）よりも供給搬送路９の搬送方向下流端近傍に到達する現像剤量（図６中の矢印Ｌ）の方が多い状態では滞留現像剤Ｔの量は増加し、逆の状態では滞留現像剤Ｔの量は減少する。
また、滞留現像剤Ｔが存在している状態では循環に要する現像剤の必要量は余剰開口部９２を介して常に攪拌搬送路１０に受け渡される状態であるため、攪拌搬送路１０に向かう現像剤量が不足することはない。
すなわち、滞留現像剤Ｔが存在している状態は、攪拌搬送路１０に必要量の現像剤が向かうことで攪拌搬送路１０から供給搬送路９へも必要量の現像剤が供給されるため、現像装置４内の現像剤量が必要量を維持している状態である。
【００４５】
また、現像装置４の外に排出される現像剤は滞留現像剤Ｔのうち現像剤排出口９４の位置に達した現像剤であるので、滞留現像剤Ｔが現像剤排出口９４の位置に達しない程度の量になると、現像装置４の外に現像剤が排出されなくなる。このとき、現像装置４の外に現像剤が排出されない状態で滞留現像剤が存在しているため、現像装置４内の現像剤量が必要量を維持した状態となる。
そして、この現像装置４であれば、現像装置４内の現像剤量が増加していない状態で、供給搬送路９内を搬送される現像剤Ｐが波打ち、部分的に現像剤の嵩が高くなる現象が生じても、現像剤が排出されつづけることを防止することができる。詳しくは、滞留現像剤Ｔが少量でも増加すると現像剤排出口９４の位置に達する状態で、現像剤の嵩が高くなった部分が供給搬送路９の搬送方向下流端近傍に到達すると、余剰開口部９２を通過する現像剤量を超過した分の現像剤は現像剤排出口９４から排出される。しかし、現像剤の嵩が低くなった部分が供給搬送路９の搬送方向下流端近傍に到達したときに滞留現像剤Ｔの量が減少し、滞留現像剤Ｔが現像剤排出口９４の位置に達しない程度の嵩となる。
【００４６】
その後、現像剤の嵩が高くなった部分や低くなった部分が供給搬送路９の搬送方向下流端近傍に到達しても、滞留現像剤Ｔの量（嵩）が増減するだけで、現像剤が排出されなくなる。また、滞留現像剤Ｔが少量でも増加すると現像剤排出口９４の位置に達する状態でなければ、現像剤の嵩が高くなった部分や低くなった部分が供給搬送路９の搬送方向下流端近傍に到達しても、滞留現像剤Ｔの量（嵩）が増減するだけで、現像剤は排出されない。
このように、現像剤が排出されつづけることを防止することができるので、現像装置４内の現像剤量が増加していない状態で、供給搬送路９内を搬送される現像剤Ｐが波打ち、部分的に現像剤の嵩が高くなる現象が生じても、現像装置４内の現像剤量が必要量を維持することができる。このように、現像装置４内の現像剤Ｐの必要量を確保することができるので、感光体１に安定した現像剤の供給を行うことができる。これにより、感光体１上の静電潜像を良好にトナー像化することができ、画像抜けなどの異常画像の発生を防止し、良好な画像形成を行うことができる。
なお、供給搬送路９の搬送方向下流端近傍とは、例えば、供給搬送路９から攪拌搬送路１０へと現像剤が受け渡される現像剤受渡し部と供給搬送路９の搬送方向で同位置となる箇所である。言い換えると、供給スクリュ８による搬送力が終了するところであり、供給下流端壁面８０によって現像剤が塞き止められる部分のことである。ここに現像剤排出口９４を設けることにより、供給スクリュ８によって搬送された後、供給下流端壁面８０によって受け止められ、最終的に滞留した現像剤のうち現像剤排出口９４の高さまで到達したものを排出することが可能になる。
【００４７】
図１１は、現像装置４から攪拌スクリュ１１、回収スクリュ６、及び、ドクタブレード１２を取り外した状態の手前側端部近傍の斜視説明図である。また、図１２は、現像装置４について図１１の状態からさらに供給スクリュ８を取り外した状態の手前側近傍を図１２とは異なる方向から見た斜視説明図である。さらに、図１３は、現像装置４について図１２の状態からさらに現像ローラ５を取り外した状態の斜視説明図である。また、図１４は、現像装置４について図１３と同じ状態の現像装置４を図５と略同じ方向から見た場合の斜視説明図である。
供給スクリュ８の回転方向は、図２でいうところの右回り（矢印Ｍの方向）であって、現像ローラ５に対して現像剤を下方から持ち上げて供給する方向に回転している。ここで、供給スクリュ８の回転方向を左回りにし、現像剤を上から振り掛けるようにして現像ローラ５に現像剤を供給すると、現像剤が飛び散りながら現像ローラ５に供給される。一方、供給スクリュ８の回転方向を図２に示すように右回りにすると、現像剤がたまっている供給搬送路９の下方から現像剤を持ち上げるようにして現像ローラ５に現像剤が供給されるようになる。
【００４８】
現像剤が飛び散りながら供給するよりも、下方から持ち上げるようにして供給するほうが現像剤の供給性が安定するため、現像装置４では供給スクリュ８の回転方向を図２でいうところの右回りに設定している。
特に本実施形態の現像装置４のように現像ローラ５に供給した現像剤を供給搬送路９へ戻さず、回収搬送路７へ回収するものでは、現像剤量は供給搬送路９の下流に行くにしたがって減少していく。このため、現像剤がたまっている下方からくみ上げて現像ローラ５に供給するもののほうが現像剤の供給性の面では優れている。
ここで、供給搬送路９内では、搬送されることで供給搬送路９内を移動する勢いや、現像剤搬送スクリュである供給スクリュ８の回転する力によって供給搬送路９内の現像剤は飛び跳ねる。そして、現像剤搬送路のうちの供給搬送路９の所定の高さに現像剤排出口９４を設けただけの構成であると、飛び跳ねた現像剤が飛翔して現像剤排出口９４を通過して排出されることがある。現像剤が飛び跳ねて排出される場合、供給搬送路９内の現像剤排出口９４を設けた位置を搬送される現像剤が適正な量の状態や、適正な量を下回る状態であっても、飛び跳ねた現像剤が排出されるおそれがある。
このように飛び跳ねた現像剤が排出される状態であると、現像装置４内の現像剤が適正な量以下の状態であるにもかかわらず現像剤排出口から現像剤が排出されることがあり、現像装置４内の現像剤量が必要量を下回り、感光体１への現像剤の供給が不安定になるおそれがある。そして、感光体１への現像剤の供給が不安定になると画像抜けなどの異常画像が発生する。
【００４９】
なお、本実施形態のように現像剤排出口９４の近傍で現像剤を滞留させることにより、現像剤排出口９４近傍で現像剤が飛び跳ねることを防止することが出来る。しかし、現像剤排出口９４近傍の現像剤が飛び跳ねることを防止しても、現像剤排出口９４から離れた箇所の現像剤が飛び跳ねて、現像剤排出口９４から排出されるおそれがある。
このような不具合を防止するために、現像装置４は、現像剤搬送部材である供給スクリュ８が現像剤を搬送するために回転することによって飛翔した現像剤が現像剤排出口９４に向かう経路を塞ぐ飛翔現像剤排出防止部材として、ブロック部材３を備えている。
ブロック部材３を備え、供給スクリュ８の搬送動作によって飛翔した現像剤が現像剤排出口９４へ向かう経路を塞ぐため、飛び跳ねた現像剤が排出されることを防止し、現像装置４内の現像剤量が増加していないにもかかわらず現像剤が排出されることを防止することができる。このため、現像装置４内の現像剤の必要量を確保することができ、感光体１に安定した現像剤の供給を行うことができる。これにより、感光体１上の静電潜像を良好にトナー像化することができ、画像抜けなどの異常画像の発生を防止し、良好な画像形成を行うことができる。
ブロック部材３は、その底面が供給搬送路９の上部に供給スクリュ８の形状に沿ったＲ形状の樹脂製の部材である。供給スクリュ８の形状に沿ったＲ形状であることにより、供給スクリュ８全体を覆うようにブロック部材３の底面を全体的に供給スクリュ８に近接させることが可能になる。このため、現像剤の跳ね上げを起こす供給スクリュ８の上方を覆い、供給スクリュ８によって跳ね上げられた現像剤が飛翔して現像剤排出口９４に到達することを防止することができる。
【００５０】
また、図１４に示すように、供給搬送路９の現像剤排出口９４周辺でブロック部材３が突出した形状となっているため、ブロック部材３に対して供給スクリュ８の搬送方向上流側の供給搬送路９よりも、ブロック部材３を設けた箇所の供給搬送路９が狭くなっている。このため、ブロック部材３を設けた位置に対して搬送方向上流側よりも、ブロック部材３を設けた位置の方が供給搬送路９の容量に対する現像剤量が多くなる。そのため、現像剤に対して搬送力の付与が無くなる供給搬送路９の搬送方向下流端部近傍で、ブロック部材３の側壁と、排出仕切り壁１３５との間に現像剤がせり上がる状態となる。
これにより、供給スクリュ８が現像剤に埋まるような状態となり、供給スクリュ８の回転による現像剤の跳ね上げが抑えられるとともに、供給スクリュ８の羽部の上部が現像剤の剤面から出ているときに発生する供給スクリュ８の跳ね上げによる剤面の変化が現像剤排出口９４付近では緩和される。このため、現像装置４内の現像剤の増減に対して感度の良い排出が可能となる。
このようなブロック部材３を備えることで、現像剤の供給により現像装置４内の現像剤量が増加し、供給搬送路９内の現像剤の嵩が上昇した場合、増加した分に相当する現像剤が現像剤排出口９４より溢れ出す構成となっている。
【００５１】
図１５及び図１６は、現像装置４内の現像剤量が少ない状態、すなわち、滞留現像剤が現像剤排出口９４の位置に達しない程度の量の状態の現像装置４の現像剤の流れを示す説明図である。図１５は、図２と同じ方向から見た供給搬送路９の搬送方向下流端近傍の現像装置４の断面説明図であり、図１６は、図７と同じ方向から見た側方断面説明図である。図中Ｐは現像剤を示す。
図１５及び図１６に示すように、現像装置４内の現像剤量が少ない場合は供給搬送路９から循環搬送路である攪拌搬送路１０への現像剤の供給がスムーズに行われる。その結果、供給搬送路９と攪拌搬送路１０との境界である第一仕切り壁１３３に設けられた余剰開口部９２で現像剤Ｐが溢れて滞留現像剤の嵩が増加することがない。このため、現像装置４外へ現像剤Ｐを排出する現像剤排出口９４へ現像剤はほとんど導かれず、現像剤量が少ない状態で現像剤が排出されることを防止することができる。
【００５２】
図１７及び図１８は現像装置４内の現像剤量が多い状態、すなわち、供給搬送路９の搬送方向下流端近傍の滞留現像剤の嵩が現像剤排出口９４の位置に到達した状態の現像装置４の現像剤Ｐの流れを示す模式的説明図である。図１７は、図２と同じ方向から見た供給搬送路９の搬送方向下流端近傍の現像装置４の断面説明図であり、図１８は、図７と同じ方向から見た側方断面説明図である。
図１７及び図１８そして先の図３に示すように、現像装置４内の現像剤量が多い場合は、供給搬送路９から攪拌搬送路１０へ現像剤Ｐが移動する余剰開口部９２の近傍で現像剤Ｐが滞留する。その結果、供給搬送路９の搬送方向最下流部の現像剤Ｐは行き場が無くなり滞留現像剤は上方向に嵩が上昇して行く。そして、現像剤排出口９４の高さまで嵩が上昇すると現像剤Ｐが現像剤排出口９４を通過して排出搬送路２へと排出され、排出搬送路２内の排出スクリュ２ａによって現像装置４の外部に排出されることになる。
現像装置４は、供給搬送路９の搬送方向下流端近傍の滞留現像剤の嵩が現像剤排出口９４の高さを越えた場合に、現像剤排出口９４の高さまで到達した現像剤を排出するものであるので、現像剤排出口９４からの現像剤の排出によって供給搬送路９を搬送する現像剤が不足することを防止することができる。これにより、供給搬送路９から現像ローラ５へ必要量の現像剤を供給することができ、現像ローラ５から感光体１に安定した現像剤の供給を行うことができる。このため、感光体１上の静電潜像を良好にトナー像化することができ、画像抜けなどの異常画像の発生を防止し、良好な画像形成を行うことができる。
【００５３】
図１６では、現像装置４内の現像剤が少ない状態について説明したが、現像装置４内の現像剤が排出されず、現像剤量が安定した状態では、供給搬送路９の搬送方向下流端近傍に現像剤が滞留した状態となっている。以下、この状態の詳細について説明する。
現像装置４は、供給搬送路９の搬送方向下流端近傍で滞留する滞留現像剤の嵩が所定の高さ（現像剤排出口９４の高さ）を越えた場合にその一部を排出する構成である。すなわち、現像剤排出口９４及び排出搬送路２は、供給搬送路９の搬送方向下流端近傍の滞留現像剤の嵩が、現像剤排出口９４の高さまで到達した現像剤を排出するものである。よって、供給搬送路９の搬送方向下流端近傍に、現像剤排出口９４の高さに到達しない程度の嵩で滞留現像剤が存在する状態で現像装置４内の現像量が安定した状態となる。
これは、供給搬送路９を搬送されその搬送方向下流端に到達する現像剤量と、供給搬送路９余剰開口部９２を通って攪拌搬送路１０に受け渡される現像剤量との均衡により、図２５（ａ）のように供給搬送路９の搬送方向下流端近傍に現像剤排出口９４で排出される高さに到達しない程度の嵩で現像剤が滞留している状態である。
この状態からトナー補給制御装置によってプレミックストナーが供給されて現像装置４内の現像剤量が増加すると、供給搬送路９から攪拌搬送路１０に受け渡される現像剤量（図６中の矢印Ｅ）よりも、供給搬送路９を搬送されその搬送方向下流端に到達する現像剤量（図６中の矢印Ｌ）の方が多くなる。このとき、供給搬送路９の搬送方向下流端近傍に滞留する現像剤の量が増加し、図２５（ｂ）のようにその嵩が上昇する。
【００５４】
これにより、滞留する現像剤の嵩が現像剤排出口９４に到達した場合に、その嵩が現像剤排出口９４の位置よりも低くなるように滞留する現像剤の一部として、現像剤排出口９４に到達した現像剤を排出する。
なお、滞留する現像剤は飛び跳ねにくく、現像装置４内の現像剤量の増減に合わせて現像剤の嵩が変化する。そして、滞留現像剤の嵩が所定の高さ（現像剤排出口９４）を越えたときに現像剤を排出することにより、現像装置４内の現像剤量が増加したときに増加量分の現像剤が排出されるため、現像装置４内の現像剤量を精度良く一定の範囲内に維持することができる。
これにより、供給搬送路９を搬送される現像剤量が安定するため、供給搬送路９を搬送する現像剤が不足することを防止することができ、供給搬送路９から現像ローラ５へ必要量の現像剤を供給することができる。このため、現像ローラ５から感光体１に安定した現像剤の供給を行うことができ、感光体１上の静電潜像を良好にトナー像化することができるため、画像抜けなどの異常画像の発生を防止し、良好な画像形成を行うことができる。
また、現像装置４内の現像剤量の変化によって現像剤の嵩が変化する箇所である供給搬送路９の搬送方向下流端近傍であふれた現像剤を、排出仕切り壁１３５に設けた現像剤排出口９４によって現像剤を排出する構成であるため、簡単な構成で精度よく現像装置４内の現像剤を入れ替えることができる。
【００５５】
また、供給搬送路９と攪拌搬送路１０とが供給循環仕切り壁である第一仕切り壁１３３を挟んで、上下で隣り合うように設けられ、供給搬送路９の搬送方向下流端に到達した現像剤は、供給搬送路９と攪拌搬送路１０とを連通するように設けられた開口である余剰開口部９２を通って、攪拌搬送路１０へ移動する構成である。そして、供給搬送路９の搬送方向下流端近傍の滞留現像剤の嵩は、供給スクリュ８によってその下流端まで時間当りに搬送される現像剤量と、余剰開口部９２を時間当りに通過する現像剤量との差によって変化する。
供給スクリュ８によって搬送される現像剤量または余剰開口部９２を時間当りに通過する現像剤量は、現像装置４内の現像剤量の変化によって変わり、現像装置４内の現像剤量が増加すると供給搬送路９の搬送方向下流端近傍の現像剤の嵩が上昇するため、簡単な構成で精度よく現像装置４内の現像剤を入れ替えることができる。
現像装置４の排出口開口部である現像剤排出口９４と循環開口部である余剰開口部９２とは、供給搬送路９の現像剤搬送方向における位置の少なくとも一部が重複する。本実施形態の現像装置４では、図６、図１６及び図１８に示すように、現像剤排出口９４と余剰開口部９２とが、供給搬送路９の現像剤搬送方向について同じ位置にある。このような構成により、余剰開口部９２の近傍で現像剤を滞留させることで、供給搬送路９から攪拌搬送路１０に受け渡す現像剤量と、現像装置４の外に排出する現像剤量のバランスをとることが容易となる。
【００５６】
また、現像剤排出口９４は余剰開口部９２よりも上方に設けられているため、現像装置４内の現像剤量が適正量である状態では、供給搬送路９の搬送方向下流端に到達した現像剤は、下方にある余剰開口部９２のみを通過し、攪拌搬送路１０に移動して現像装置４内を循環する。そして、現像装置４内の現像剤量が増加し、搬送方向下流端の滞留現像剤の嵩が上方にある現像剤排出口９４の高さまで到達すると、その高さを越える現像剤が現像剤排出口９４を通過して、現像装置４の外部に排出される。
この構成では、現像剤排出口９４を余剰開口部９２よりも上方に配置するという簡易な構成で、攪拌搬送路１０に供給すべき現像剤量が攪拌搬送路１０に供給されない状態で現像剤が現像装置４の外に排出されることを防止しつつ、現像装置４内の現像剤量が所定量を越えた場合は、装置の外に排出することができる。これにより、余剰開口部９２を介して現像剤を循環させつつ、現像剤排出口９４で増加した分の現像剤を精度良く排出して現像剤を入れ替える構成を実現することができる。
【００５７】
また、供給搬送路９、攪拌搬送路１０及び回収搬送路７を備える一方向循環形態の現像装置４では、供給搬送路９の搬送方向下流端に到達する現像剤は現像に寄与しなかった余剰現像剤である。一方向循環の現像装置４では、この余剰現像剤が滞留する位置で、プレミックストナーの補給によって増加した現像剤を排出することが適している。これは、以下の理由による。
回収搬送路７は、現像ローラ５に担持され現像領域を通過した現像剤を搬送するため、現像装置４内の現像剤量が変化しても回収搬送路７内を搬送される現像剤はほとんど変化せず、現像剤の嵩の上昇によって現像剤を排出することができない。
攪拌搬送路１０は、現像装置４内の現像剤量が増加すると、搬送する現像剤量が増加してその嵩も上昇する。しかし、搬送される現像剤の飛び跳ねや搬送量のムラによって、現像剤量が増加しなくても現像剤が排出され、供給搬送路９に必要量の現像剤を受け渡すことができなくなるおそれがある。このため、攪拌搬送路１０内での現像剤の嵩の上昇によって現像剤を排出することは不適である。さらに、供給搬送路９の途中で排出する構成も、現像装置４内の現像剤量が増加していなくても、現像剤の嵩が増加することがあり、排出した位置よりも搬送方向下流側で現像剤が不足するおそれがあるので不適である。
このような理由により、一方向循環の現像装置４では、供給搬送路９の搬送方向下流端に到達する現像剤が滞留する位置で、プレミックストナーの補給によって増加した分の現像剤を排出することが適している。
【００５８】
この実施形態では、異常画像が発生するほどの現像剤不足にならなくても、トナー濃度検知手段近傍の現像剤密度が低くなる程度に、現像剤量が減少する場合に、排出剤を排出搬送路２の底面部から現像剤搬送路である循環搬送路１０に通じる開閉を制御された開口部９６をとおして排出して連通路を落下（降下）させて循環搬送路１０に戻すことにより、トナー濃度検知誤差を抑制することができる。
現像装置４は、既に説明したように、分割構成された現像剤搬送路として供給搬送路９と循環搬送路（攪拌搬送路）１０を備え、循環搬送路１０の上方に供給搬送路９が位置する現像装置で、供給搬送路９の横に排出搬送路２を並設してあり、供給搬送路９下流に現像剤が滞留するようにして、供給搬送路９と排出搬送路２との間の壁面に現像剤排出口９４を設けてある。また、先に示した図３あるいは図４の模式図に示されているように、循環搬送路１０下流に現像剤が滞留するようにして、撹拌搬送路１０の底面には既述したトナー濃度検知手段６０が、また、トナー濃度検知手段６０の少し上流側の側壁には既述した現像剤量検知手段６１を配置してあり、現像剤面の高さから現像剤量が十分か、あるいは足りないかを判断する。
【００５９】
そして、排出搬送路２の底面には開口部（開閉部）９６が設置され、現像剤量検知手段９６の検知結果に応じて開口部９６の開閉を行い、循環搬送路１０に排出剤を移す構成としてある。搬送スクリュ２ａは現像剤量検知手段９６が現像剤量が少ないと検知した場合以外は、現像装置外に搬送するように回転している。また、現像装置内には狙いの画像濃度が得られるように調整された現像剤が入っている。
図３に示されている、撹拌搬送路１０の現像剤面が高い状態では、現像剤量検知手段６１が現像剤搬送路中の現像剤量は十分にあると判断している。この場合、供給搬送路９の現像剤排出口９４から排出搬送路２に排出した現像剤は、搬送スクリュによって現像装置外へと搬送される。
一方、先に示した図４のように撹拌搬送路１０の現像剤面が低くなり、現像剤量検知手段６１が現像剤搬送路９の現像剤量が少ないと検知すると、現像剤が現像剤搬送路に戻るようになっている。すなわち、排出搬送路２の開口部９６が開き、排出剤が現像剤搬送路に流れ込む。図１５は、現像剤搬送路に排出剤が流れ込む様子を示している。
【００６０】
こうして、排出剤が現像剤搬送路に流れ込み、現像剤量検知手段６１が現像剤搬送路内の現像剤量が十分にあると判断するまで開口部９６は開き続け、現像剤搬送路の現像剤量が増える。
そして現像剤搬送路の現像剤量が増え、トナー濃度検知手段近傍の現像剤量も増えて現像剤量検知手段が現像剤搬送路内の現像剤量が十分にあると検知した場合には開口部を閉じ、図１と同じように排出搬送路２内の排出剤は搬送スクリュによって現像装置外に搬送される。
本実施形態に係る現像装置においては、現像剤搬送路として供給搬送路９と循環搬送路である攪拌搬送路１０を備え、現像剤排出口９４が供給搬送路にそして現像剤量検知手段（センサ）６１は攪拌搬送路１０にと配置されている。
このように、現像剤量検知手段６１と現像剤排出口９４はそれぞれ別の異なる搬送路に配置されることは好ましい。
なぜならば、トナー濃度検知手段６０は補給されたトナーが撹拌されて均一になる位置に配置されることが好ましい。この状態のトナー濃度を制御することにより、画像形成に使われる現像剤のトナー濃度を制御しやすく、適正な画像濃度を得やすい。また現像剤排出口９４は、画像形成に使われなかった余剰剤や画像形成に使われた後の現像剤が搬送される位置に配置されることが好ましい。これにより、現像剤排出口９４から排出される現像剤に、補給されたばかりの劣化していないトナーやキャリアが混入しにくくなり、効率よく現像剤の入れ替えが行われる。
【００６１】
これに比べて、トナー濃度検知手段６０と現像剤排出口９４が同じ搬送路内に配置された場合には、現像剤が滞留する場所は搬送下流側になりやすいため、それぞれが近い場所に位置するようになる。その結果、余剰剤や画像形成に使われなかった現像剤のトナー濃度を検知して、補給制御が不安定になり狙いの画像濃度を得にくくなる場合がある。また、劣化したトナーや現像剤が現像装置内に残りやすく、キャリアを補給しているが異常画像が発生しやすくなる場合がある。
以上のようにして、現像剤量の増減が生じた際に排出搬送路２からの排出剤補給不足を防ぐことが可能となり、急激な現像剤量変動に対してもトナー濃度検知誤差を低減することが可能となる。
なお、排出搬送路２の搬送スクリュの回転を、現像剤の排出がない場合には止めるように制御しても良い。排出搬送路２の現像剤が少なすぎると、現像剤搬送路に戻すことができる現像剤が少なく、トナー濃度検知手段の検知誤差を十分に小さくするまでに至らない場合もある。一方、排出路の現像剤が多すぎても、現像剤量検知手段により、トナー濃度検知手段近傍の現像剤量が十分にあると判断されれば、開口部が閉じるため、排出剤が戻り過ぎることがない。
【００６２】
その他、排出搬送路２の構成は、前述したものに限定されない。図１９は排出搬送路２の底面を深くし、排出剤搬送スクリュとの間にある程度以上の排出剤が存在できるようにした模式図である。
トナー濃度検知手段近傍の現像剤量が大きく変動するのは、環境変化に伴う帯電量の変化や印刷する画像の面積率の大きな変化により、トナー濃度が急激に変わる場合や、放置後などである。図１９のように、予め排出搬送路２に排出剤がある程度以上常に留まるようにしておくことにより、前述のような現像剤量の増減が生じた際に排出搬送路２からの排出剤補給不足を防ぐことが可能となり、急激な現像剤量変動に対してもトナー濃度検知誤差を低減することが可能となる。
【００６３】
［実験］
本発明者らは、これまで説明した第１実施形態の現像装置を、図１の画像形成装置に入れて、トナー収容体が空の現像装置の補給口からトナーにキャリアを混合したキャリア濃度７％の現像剤を補給し、現像剤量とトナー濃度検知手段の出力電圧を測定する実験を行った（実験１）。図２０に現像剤量とトナー濃度検知手段出力電圧のグラフを示す。図２０のグラフより、同じトナー濃度であっても現像剤量によりトナー濃度検知手段の出力電圧がことなることがわかる。即ちトナー濃度検知誤差を生じないためには所定量以上の現像剤量が必要であることが分かる。
また、基本構成の現像装置に準じた装置数種類について、現像装置の違いに応じて実施例として通紙試験を行い、併せて、実施例装置と一部構成を異ならせた比較例についても同様の通紙試験を行った（実験２）。なお、この場合の画像形成装置では、トナー収容体にはトナーにキャリアを混合したキャリア濃度１０重量％の現像剤が充填され、トナー補給制御手段によって、トナーとキャリアが補給されるようになっている。
【００６４】
以下、各実施例と比較例の説明と、それらを用いた通紙試験により得られた結果、評価について説明する。
［実施例１］
実施例１に実装された現像装置の構成は、第１実施形態の現像装置４と同じであり、既述したように分割構成された現像剤搬送路として供給搬送路９と循環搬送路（攪拌搬送路）１０を備え、循環搬送路１０の上方に供給搬送路９が位置する現像装置で、供給搬送路９の横に排出搬送路２を並設してあり、供給搬送路９下流に現像剤が滞留するようにして、供給搬送路９と排出搬送路２との間の壁面に現像剤排出口９４を設けた。また、循環搬送路１０下流に現像剤が滞留するようにして、底面にトナー濃度検知手段６０を配置し、その少し上流の側壁に現像剤量検知手段６１を配置した。
排出搬送路２の底面には開口部が設置され、現像剤量検知手段の検知結果に応じて開口部の開閉を行い、循環搬送路１０に排出剤を通じる構成とし、それ以外の排出搬送路２の構成は現像装置４と同じである。
搬送スクリュは現像剤量検知手段が現像剤量が少ないと検知した場合以外は、現像装置外に搬送するように回転している。また、現像装置内には狙いの画像濃度が得られるように調整された現像剤が入っている。
この実施例１の現像装置を図１の画像形成装置に入れて、通紙試験を行い以下の評価を行った。った。なお、この画像形成装置では、トナー収容体にトナーにキャリアを混合したキャリア濃度１０重量％現像剤が充填され、トナー補給制御手段によって、トナーとキャリアが補給されるようになっている。
【００６５】
［通紙試験１］
通紙画像として、画像面積率０．５％のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色ベタパッチが、Ａ４画像領域内に散らばり、各色の合計画像面積率が５％となる画像が印刷されるようにし、２３℃５０％の環境下で５千枚通紙した。通紙後の画像形成装置を１０℃１５％の環境下に１２時間以上放置し、そのままの環境下で同じ画像を５千枚通紙した。
［評価内容］
・トナー濃度検知誤差
通紙前及び１０００枚通紙ごとに、現像装置内の現像剤のトナー濃度測定値と画像形成装置が検出したトナー濃度を比較した。検出値と測定値との差（検出値−測定値）をトナー濃度検知誤差とした。
・画像濃度
通紙１枚目と通紙１０００枚ごとの画像について、１枚につき任意の６箇所の画像濃度を測定した。各画像の６箇所の平均値のうち、最小値と最大値を選び、それぞれについて目標値との差からばらつき範囲を表した。
また、１枚の中の画像濃度ばらつきを、６箇所の値を用いて、（（最大値−最小値）／平均値×１００）として計算し、頁内ばらつきとして表した。
評価結果を代表してシアン色の評価結果を図２１のグラフ及び図２３の表１に示す。
通紙環境が変わった後の検知誤差がやや大きいが、画像品質が悪化しないことが判る。
【００６６】
［比較例１］
実施例１の現像装置の現像剤量検知手段をなくす以外は、実施例１と同じ構成の現像装置を用い、実施例１と同じ評価を行った。
評価結果を代表してシアン色の評価結果を図２１のグラフ及び図２３の表１に示す。
排出剤を現像剤搬送路に戻すことができる実施例１と比べると、検知誤差が大きく、画像品質の安定性も実施例１より劣る。
【００６７】
［実施例２］
現像装置として開口部をトナー濃度検知手段の上流近傍に設置する以外は実施例１と同じ構成の現像装置、及び画像形成装置を用いて、通紙試験２を行い、実施例１と同じ各評価、及び耐久性評価を行った。
［通紙試験２］
通紙画像として、画像面積率０．５％のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのベタパッチ各色１０個が、Ａ４画像領域内に散らばり、各色の合計画像面積率が５％となる画像が印刷されるようにし、２３℃５０％の環境下で５千枚通紙した。次いで、シアン色のみ合計画像面積率が５０％となるように通紙画像を変更して、５千枚通紙した。
［評価内容］
・耐久性評価
１万枚終了後の帯電量と、４０万枚終了後の帯電量を測定し、（４０万枚通紙後の帯電量−１万枚通紙後の帯電量）を帯電量変化として表した。
評価結果を代表してシアン色の評価結果を図２２のグラフ及び図２３の表１中に示す。
画像面積率変化後の検知誤差がやや大きくなるが、画像品質が悪化することはない。また、１枚の中の画像濃度ばらつきが実施例１よりも小さい。現像剤搬送路が３つに分かれ、実施例１の現像装置よりも剤バランスが調整しにくい現像装置であっても、検知誤差が大きくならない現像装置になっていることがわかる。
【００６８】
［比較例２］
実施例２の現像装置の現像剤量検知手段をなくす以外は、実施例２と同じ構成の現像装置を用い、実施例２と同じ評価を行った。
図２２のグラフ及び図２３の表１中に示した評価結果より、帯電量変化量から、現像剤の劣化が抑えられる現像装置であることがわかる。しかしながら実施例２よりも検知誤差が大きく、画像品質の安定性も実施例２より劣る。
【００６９】
［実施例３］
実施例２と同等の現像装置で、排出搬送路２の底面を排出剤搬送スクリュの径より深くし、排出搬送路２にある程度以上の排出剤が常に留まる構成とし、実施例２と同じ通紙試験とその評価を行った。
評価結果を代表してシアン色の評価結果を図２２のグラフ及び図２３の表１中に示す。
本実施例では、実施例２のように画像面積率の変化前後での検知誤差が大きくなることがなく、画像品質は安定している。いつでも排出搬送路２に現像剤が存在し、現像剤量検知手段により現像剤量が少ないと検知された場合に、確実に現像剤量を増やすことができているものと推定される。以上説明したように、第１実施形態に係る装置によれば、トナー濃度検知誤差を少なくできる。
第１実施形態のように、現像剤搬送路として、供給搬送路９と循環搬送路１０と回収搬送路７を有する場合は、後述するように現像時の画像濃度を一定にしやすい。しかし、搬送路が分かれるほどそれぞれの搬送路内の剤バランスがとりにくくなるため、トナー濃度検知手段近傍の現像剤量が変動しやすくなる。これにより正確なトナー濃度制御ができなくなれば、狙いと異なる画像濃度で安定してしまう場合がある。したがって、このような搬送路が分かれた現像装置に本発明は特に有効であり、画像１枚の中で搬送方向の上流と下流での画像濃度のばらつきや、多数枚印刷した場合の頁ごとの画像濃度ばらつきなどがなく、適正な画像濃度を安定して得やすい。
【００７０】
現像剤の劣化を抑制するために排出した現像剤を、現像剤搬送路に戻す場合、その量が多すぎると劣化を促進してしまう懸念がある。現像剤搬送路内の現像剤は、現像剤担持体への現像剤供給が不安定にならないように適正量がある。制御手段がなく現像剤が排出されるような現像装置では、現像剤が適正量を下回って画像抜けなどの異常画像が発生しないように、現像剤面の増加以外の理由で現像剤が排出されないように設計されている。このような現像装置でトナー濃度検知手段近傍の現像剤量が少なくなるのは、わずかな現像剤量の減少か現像剤嵩密度の低下が原因である。そのため、トナー濃度検知手段近傍の現像剤量を増やすために必要な現像剤量は多くない。また、トナー濃度検知手段近傍の現像剤量少なくなるまで現像剤の嵩密度が変化するのは、環境変化に伴う帯電量の変化や印刷する画像の面積率の大きな変化により、トナー濃度が急激に変わる場合や、放置後などであるが、このような状況はいつでもあるものではない。したがって、劣化を抑制するために排出した現像剤を戻しても、戻す量と戻す回数は少ないため、劣化を促進することはない。
【００７１】
本実施形態に係る現像装置においては、現像剤搬送路として供給搬送路９と循環搬送路である攪拌搬送路１０を備え、現像剤排出口９４が供給搬送路にそして現像剤量検知手段（センサ）６１は攪拌搬送路１０にと配置されている。
このように、現像剤量検知手段６１と現像剤排出口９４はそれぞれ別の異なる搬送路に配置されることは好ましい。
なぜならば、トナー濃度検知手段６０は補給されたトナーが撹拌されて均一になる位置に配置されることが好ましい。この状態のトナー濃度を制御することにより、画像形成に使われる現像剤のトナー濃度を制御しやすく、適正な画像濃度を得やすい。また現像剤排出口９４は、画像形成に使われなかった余剰剤や画像形成に使われた後の現像剤が搬送される位置に配置されることが好ましい。これにより、現像剤排出口９４から排出される現像剤に、補給されたばかりの劣化していないトナーやキャリアが混入しにくくなり、効率よく現像剤の入れ替えが行われる。
これに比べて、トナー濃度検知手段６０と現像剤排出口９４が同じ搬送路内に配置された場合には、現像剤が滞留する場所は搬送下流側になりやすいため、それぞれが近い場所に位置するようになる。その結果、余剰剤や画像形成に使われなかった現像剤のトナー濃度を検知して、補給制御が不安定になり狙いの画像濃度を得にくくなる場合がある。また、劣化したトナーや現像剤が現像装置内に残りやすく、キャリアを補給しているが異常画像が発生しやすくなる場合がある。
【００７２】
〔第２実施形態〕
次に、排出剤を現像剤排出口から現像剤搬送路へと戻すように構成した、第２の実施形態の現像装置について図を参照して説明する。現像装置全体の概略構成は、前述の第１実施形態の場合と同様であり、全体説明は省略して、以下では相違点について詳述する。
図２４及び図２５は、現像装置４の現像剤が排出口からあふれ出ている状態を検知するための現像剤量検知手段として排出剤検知手段６３を備えた、供給搬送路９の搬送方向下流端の現像剤排出口９４近傍を拡大して示す拡大模式図である。なお、図中の斜線部は現像剤排出口９４中の現像剤が存在していない部分を示している。また、図には現れないが、供給搬送路９の奥側には、排出搬送路２が平行して配置されていて、現像剤排出口９４で連通している。前述したが、現像装置４では、現像剤搬送路全体の現像剤量の増減に応じて滞留現像剤Ｔの嵩が増減するため、現像装置４内の現像剤量が最大となった状態では、滞留現像剤Ｔの嵩も最大となる。
なお、現像装置４では図２４及び図２５に示すように、現像剤排出口９４は滞留現像剤Ｔの嵩が最大となった際においても現像剤が達しない高さ方向領域ｈ１が確保されている。すなわち、現像剤排出口９４の上端部である排出口上端部９４ｔには現像剤が達しないように現像剤排出口９４の高さ方向における幅である開口高さＨを設定している。
【００７３】
本実施形態の場合も、第１実施形態と同様に撹拌搬送路１０の下方には、トナー濃度検知手段６０と現像剤量検知手段６１が設けられている。なお、撹拌搬送路１０の現像剤量検知手段６１の代わりに供給搬送路９に配設された排出剤検知手段６３が、現像剤面の高さから現像剤量が十分か、あるいは足りないかを判断する構成とすることも可能である。
この第２実施形態では、現像剤搬送路の現像剤量が増えると、図２４のように現像剤排出口９４の近傍でこの排出口下端より現像剤面が高くなるから排出剤検知手段６３は排出有り（排出必要）と検知（判定）し、排出搬送路２の排出スクリュ２ａを回転し排出剤を現像装置外に搬送していく。
しかし、図２５のように現像剤排出口９４近傍の現像剤面が現像剤排出口９４下端より低くなり、排出剤検知手段６３が排出なしと検知した場合には、排出スクリュ２ａの回転が止まる。この状態で排出搬送路２に存在する現像剤は、トナー濃度検知手段６０の近傍の現像剤量が少ないと検知された場合に、供給搬送路（現像剤搬送路）９に戻すことができる現像剤である。
【００７４】
このようにすると、排出スクリュの回転が止まる直前まで現像剤排出口９４からあふれ出ていた現像剤が、確実に排出搬送路２に存在するため、供給搬送路９に戻す現像剤がないという状態にならない。
なお、現像剤量が少ないと判断している間は、排出搬送路２の搬送スクリュ２ａは逆回転で現像剤排出口９４付近に現像剤が溜まるようになっているため、たとえ、供給搬送路９内の現像剤高さが現像剤排出口９４の下端に達したとしても、排出搬送路２側の現像剤によって現像剤排出口９４の下端を高くしたような状態になるため、供給搬送路９の現像剤は排出しにくい。そのため、トナー濃度検知手段近傍の現像剤密度を高くしにくい状態である上に、さらに、現像剤量が少なくなってしまうことがない。
現像剤量検知手段として排出剤検知手段６３が供給搬送路９の現像剤量が少ないと検知すると、排出搬送路２の搬送スクリュ２ａが排出剤を現像装置外に搬送する場合とは逆に回転する。すると排出搬送路２に存在する現像剤は現像剤排出口９４付近に溜まり、現像剤面が現像剤排出口９４下面より高くなると、上部の現像剤が現像剤排出口９４を通過して現像剤搬送路である供給搬送路９に戻る。図２６の現像装置の断面図は、この時の様子を表している。
【００７５】
そして現像剤搬送路の現像剤量が増え、トナー濃度検知手段６０の近傍の現像剤量も増えて現像剤量検知手段６１が現像剤搬送路内の現像剤量が十分にあると検知した場合には、排出搬送路２の搬送スクリュ２ａが正回転となり、図３と同じように排出搬送路２内の排出剤は搬送スクリュ２ａによって現像装置外に搬送される。
上述したように本実施形態によればトナー濃度検出手段近傍の現像剤量が少なくなった場合に、すぐに現像剤量を増やすことができるため、トナー濃度検知誤差を生じにくくなる。なお、図２４や図２５では排出口付近に設けた排出剤検知手段６３で排出の有無を検知しているが、本発明はこれ以外の手段で排出剤の有無を判断しても良い。
さらに、トナー濃度検知手段付近の現像剤量が少ないと検知された場合に、排出搬送路２に存在する現像剤量が、トナー濃度検知手段６０付近の現像剤が十分にあると検知するために必要な追加量以上であることが好ましい。このように十分な現像剤量を搬送路２に存在させるためには、排出搬送路２の幅を広くする、あるいは、排出クスリュ２ａのスクリュ本数を多くするなどして、排出剤が排出路に長く留まるように調整することで、達成できる。
【００７６】
なお、本実施形態においても、現像剤搬送路に排出剤を戻すためには排出搬送路内に現像剤が存在することが必要であり、所定量以上の現像剤が存在することがより好ましい。そこで、現像剤排出口９４から排出搬送路２への現像剤の排出がない場合に、排出搬送路２の搬送手段は現像装置外へ搬送する動きが停止していることが好ましい。現像剤の排出が行われている場合だけ排出剤が搬送され、排出がない場合には排出剤の搬送が止まると、排出搬送路２には現像装置外に搬送される前の現像剤が必ず存在することになる。これにより、トナー濃度検知手段近傍の現像剤量が少ないと判断された場合に、排出剤を現像剤搬送路に戻すことができるため、トナー濃度検知手段近傍の現像剤量が増え、トナー濃度検知誤差が小さくなる。
なお、第２実施形態のように排出剤を現像剤排出口９４から戻すことは次のような点で好ましい。
トナー濃度検出手段近傍の現像剤量が少ない状態では、たいていの場合、供給搬送路９の現像剤排出口９４近傍の現像剤面が低い。したがって、排出剤は排出搬送路２の搬送手段の搬送方向を逆にすることにより、現像剤排出口９４近傍に溜まり、現像剤排出口９４下端より排出剤面が高くなれば、容易に供給搬送路９に戻る。そのため、別途排出剤の戻し口を設ける必要がない。
【００７７】
本実施形態に係る現像装置においては、現像剤搬送路として供給搬送路９と循環搬送路である攪拌搬送路１０を備え、現像剤量検知手段（センサ）６１と現像剤排出口９４が搬送路に配置される。
このように、現像剤量検知手段６１と現像剤排出口９４はそれぞれ別の異なる搬送路に配置されることは好ましい。
なぜならば、トナー濃度検知手段６０は補給されたトナーが撹拌されて均一になる位置に配置されることが好ましい。この状態のトナー濃度を制御することにより、画像形成に使われる現像剤のトナー濃度を制御しやすく、適正な画像濃度を得やすい。また現像剤排出口９４は、画像形成に使われなかった余剰剤や画像形成に使われた後の現像剤が搬送される位置に配置されることが好ましい。これにより、現像剤排出口９４から排出される現像剤に、補給されたばかりの劣化していないトナーやキャリアが含まれにくくなり、効率よく現像剤の入れ替えが行われる。
これに比べて、トナー濃度検知手段６０と現像剤排出口９４が同じ搬送路内に配置された場合には、現像剤が滞留する場所は搬送下流側になりやすいため、それぞれが近い場所に位置するようになる。その結果、余剰剤や画像形成に使われなかった現像剤のトナー濃度を検知して、補給制御が不安定になり狙いの画像濃度を得にくくなる場合がある。また、劣化したトナーや現像剤が現像装置内に残りやすく、キャリアを補給しているが異常画像が発生しやすくなる場合がある。
【００７８】
［実験］
［実施例１１］
この現像装置は、例えば特許文献５に開示の装置のように、搬送路が２つに分かれており、現像ローラに対向する第１搬送スクリュを備える第１搬送路と、仕切部材を介して第１搬送スクリュに対向する第２搬送スクリュを備える第２搬送路を備える現像装置で、第１搬送路と第２搬送路との間の仕切り部材内部に排出搬送路を設け、第１搬送路との間に現像剤排出口を設けてある。第１搬送路の下流に現像剤が滞留するようにし、その少し上流の側壁に現像剤量検知手段を配置してある。排出搬送路の構成は第１実施形態における現像装置４と同じであり、搬送スクリュ２ａは現像剤量検知手段が現像剤量が少ないと検知した場合以外は、現像装置外に搬送するように回転している。また、現像装置内には狙いの画像濃度が得られるように調整された現像剤が入っている。
上記の現像装置を図１の画像形成装置に入れて、既述した［通紙試験１］相当の通紙試験、を行った。すなわち、通紙画像として、画像面積率０．５％のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色ベタパッチが、Ａ４画像領域内に散らばり、各色の合計画像面積率が５％となる画像が印刷されるようにし、２３℃５０％の環境下で５千枚通紙した。通紙後の画像形成装置を１０℃１５％の環境下に１２時間以上放置し、そのままの環境下で同じ画像を５千枚通紙した。
【００７９】
［評価内容］
・トナー濃度検知誤差
通紙前および１０００枚通紙ごとに、現像装置内の現像剤のトナー濃度測定値と画像形成装置が検出したトナー濃度を比較した。検出値と測定値との差（検出値−測定値）をトナー濃度検知誤差とした。
・画像濃度
通紙１枚目と通紙１０００枚ごとの画像について、１枚につき任意の６箇所の画像濃度を測定した。各画像の６箇所の平均値のうち、最小値と最大値を選び、それぞれについて目標値との差からばらつき範囲を表した。
また、１枚の中の画像濃度ばらつきを、６箇所の値を用いて、（（最大値−最小値）／平均値×１００）として計算し、頁内ばらつきとして表した。
評価結果を代表してシアン色の評価結果を図２７及び図２９の表２中に示す。通紙環境が変わった後の検知誤差がやや大きいが、画像品質が悪化しない。
【００８０】
［比較例１１］
実施例１１の現像装置の現像剤量検知手段をなくす以外は、実施例１１と同じ構成の現像装置を用い、実施例１１と同じく通紙試験１相当の試験とその後の評価を行った。評価結果を代表してシアン色の評価結果を図２８のグラフ及び図２９の表２中に示す。
排出剤を現像剤搬送路に戻すことができる実施例１１と比べると、検知誤差が大きい場合が多く、画像品質の安定性も実施例１１より劣る。
【００８１】
［実施例１２］
前述した第２実施形態の現像装置（但し、排出搬送路２の搬送スクリュ２ａについては制御していない）を、図１の画像形成装置に入れて、第１実施形態の［通紙試験２］と同様の［通紙試験３］（［通紙試験２］とは、合計画像面積率が３０％である点が僅かに異なっている）を行い、評価及び耐久性評価を行った。すなわち、実施例１２の装置では、現像剤搬送路として供給搬送路９と循環搬送路１０を備え、循環搬送路１０の上方に供給搬送路９が位置する現像装置で、供給搬送路９の横に排出搬送路２を設け、供給搬送路９下流に現像剤が滞留するようにして、排出搬送路２との間の壁面に現像剤排出口９４を設けた。また、循環搬送路１０下流に現像剤が滞留するようにして、底面にトナー濃度検知手段６０を配置し、その少し上流の側壁に現像剤量検知手段６１を配置してある。搬送スクリュ２ａは現像剤量検知手段が現像剤量が少ないと検知した場合以外は、現像装置外に搬送するように回転している。また、現像装置内には狙いの画像濃度が得られるように調整された現像剤が入っている。
【００８２】
［通紙試験３］
通紙画像として、画像面積率０．５％のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのベタパッチ各色１０個が、Ａ４画像領域内に散らばり、各色の合計画像面積率が５％となる画像が印刷されるようにし、２３℃５０％の環境下で５千枚通紙した。次いで、シアン色のみ合計画像面積率が３０％となるように通紙画像を変更して、５千枚通紙した。
［評価内容］
・耐久性
１万枚終了後の帯電量と、４０万枚終了後の帯電量を測定し、（４０万枚通紙後の帯電量−１万枚通紙後の帯電量）を帯電量変化として表した。シアン色の評価結果を図２８のグラフ及び図２９の表２中に示す。
図２８及び図２９の評価結果より、画像面積率変更後の検知誤差がやや大きくなる場合があるが、画像品質が悪化することはない。また、１枚の中の画像濃度ばらつきが実施例１１よりも小さい。現像剤搬送路が３つに分かれ、実施例１の現像装置よりも剤バランスが調整しにくい現像装置であっても、検知誤差が大きくならない現像装置であることがわかる。
【００８３】
［比較例１２］
実施例１２の現像装置の現像剤量検知手段をなくす以外は、実施例１２と同じ構成の現像装置を用い、実施例１２と同じ評価を行った。
図２８及び図２９の評価結果より、帯電量変化量から、現像剤の劣化が抑えられる現像装置であることがわかるが、実施例１２よりも検知誤差が大きい場合が多く、画像品質の安定性も実施例１２より劣る。
【００８４】
［実施例１３］
実施例１２と同じ現像装置で、現像剤排出口９４付近に排出剤検知手段６３を設け、排出ありと検知する場合には排出搬送路２の搬送スクリュ２ａを、現像剤が現像装置外に搬送される方向に回転するが、排出なしと検知する場合には搬送スクリュの回転が止まるようにして、実施例１２と略同じ通紙試験３とその評価を行った。
評価結果を代表してシアン色の評価結果をシアン色の評価結果を図２８のグラフ及び図２９の表２中に示す。
本実施例では、実施例１２のように検知誤差が大きくなることがなく、画像品質は安定している。いつでも排出搬送路２に現像剤が存在し、現像剤量検知手段６１により現像剤量が少ないと検知された場合に、確実に現像剤量を増やすことができていると推定される。
【００８５】
［実施例１４］
実施例１３の現像装置で排出搬送路２の搬送スクリュ２ａのピッチを実施例１３よりも狭くする以外は、同じ構成の現像装置を用いて、実施例１２と同じく通紙試験３とその評価を行った。
評価結果を代表してシアン色の評価結果をシアン色の評価結果を図２８のグラフ及び図２９の表２中に示す。
本実施例では、実施例１３よりも検知誤差が小さくなり、画像品質もさらに安定している。また、本発明に係る構成の中では現像剤搬送路に戻る現像剤量が多くなりやすい現像装置であるが、帯電量の変化は比較例１２や実施例１２、１３と大きな差はない。排出剤を戻しても現像剤の劣化抑制に対して影響がないといえる。
上述の各実施形態では、トナー濃度検出手段近傍の現像剤量が少ない場合に排出剤を現像剤搬送路に戻す構成を、図６に示す現像装置に適用した構成について説明した。但し、本発明の特徴部を適用することができる構成は図６に示すものに限るものではなく、図３０に示す如き構成の現像装置にも同様に適用できる。図３０の現像装置は、良く知られており、ここでの説明は省略する。
また、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１  感光体、２  排出搬送路、２ａ  排出スクリュ、４  現像装置、５  現像ローラ、６  回収スクリュ、７  回収搬送路（現像剤搬送路）、８  供給スクリュ、９  供給搬送路（現像剤搬送路）、１０  攪拌搬送路（循環搬送路、現像剤搬送路）、１１  攪拌スクリュ、１２  ドクタブレード、１４  張架ローラ、１５  駆動ローラ、１６  二次転写バックアップローラ、１７  中間転写ユニット、１８  プロセスカートリッジ、２０  画像形成ユニット、２１  光書込ユニット、２２  二次転写装置、２３  張架ローラ、２４  紙搬送ベルト、２５  定着装置、２６  定着ベルト、２７  加圧ローラ、６０  トナー濃度検知手段、６１  現像剤量検知手段、６３  排出剤検知手段、９０  ベルトクリーニング装置、９１  供給開口部、９２  余剰開口部、９３  回収開口部、９４  現像剤排出口、９５  トナー補給口、９６  開口部（開閉部）、１００  プリンタ部、１１０  中間転写ベルト、１３３  第一仕切り壁、１３４  第二仕切り壁、Ｐ  現像剤、Ｔ  滞留現像剤
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８７】
【特許文献１】特開平１１−３０５５３８号公報
【特許文献２】特許第２８９１８４５号
【特許文献３】特開２０００−１１２２３８公報
【特許文献４】特開２００３−３０７９１８公報
【特許文献５】特開２００３−２１５９０３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】
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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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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