(57)【要約】【課題】  源蔵スリーブに現像剤を供給する現像室と現像スリーブから現像剤を回収する撹拌室に分けた現像装置であって、複数の駆動速度を有し、現像剤を排出する排出口と対向する位置に配置されたスクリューの羽根が、排出口対向部で小径化、もしくは排出口対向部で羽根が形成されていない現像装置において、現像装置の駆動速度を変更しても現像装置内の現像剤量の変動を抑制できる現像装置を提供することを目的とする。【解決手段】  現像スリーブ８と、現像剤を排出する排出口１３と対向する搬送スクリューを別駆動構成とし、現像スリーブの駆動速度を変更した場合に、現像室と撹拌室に配置された搬送部材の回転速度比を変更する。【選択図】  図１１
2015125157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に設けられ、画像を担持する像担持体と、
回転可能に設けられ、トナーとキャリアを有する現像剤を担持して、前記像担持体に形成された潜像を現像する現像剤担持体と、
現像剤担持体と対向する位置で、前記現像剤担持体に現像剤を供給する第１室と、
前記第１室と接続され、前記第１室との間で現像剤を循環させる循環路を形成するとともに、現像剤担持体と対向する位置で、前記現像剤担持体から現像剤を回収する第２室と、
前記第１室と前記第２室とを隔てる隔壁と、
前記第１室に回転可能に設けられ、螺旋状の羽根を有する第１の搬送部材と、
前記第２室に回転可能に設けられ、螺旋状の羽根を有する第２の搬送部材と、
前記第１室もしくは前記第２室に設けられ、前記現像装置内の剤面に応じて現像剤を排出する排出口と、を備え、異なる複数の画像形成速度で画像形成可能な画像形成装置であって、
前記第１の搬送部材もしくは前記第２の搬送部材の一方の搬送部材は、前記排出口と対向する位置に設けられるとともに、前記排出口と対向する位置に前記羽根が形成されていない、もしくは、前記排出口と対向する位置における前記羽根の径が搬送方向前後の領域に比べて小さく構成された画像形成装置において、
前記一方の搬送部材は、他方の搬送部材及び前記現像剤担持体に対して別々に駆動可能に構成され、
画像形成速度が第１速度の第１モードよりも、画像形成速度が前記第１速度よりも低速な第２速度の第２モードの方が、前記他方の搬送部材に対する前記一方の搬送部材の速度比が高くなるように制御する制御部と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１モードから前記第２モードへ変更した場合に、前記一方の搬送部材の回転速度を変更することなく、前記他方の搬送部材の回転速度を低下するように前記第１の搬送部材と前記第２の搬送部材の速度比を制御す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】
前記制御部は、前記第１モードは、最も画像形成速度が速いモードであり、前記第２モードは、最も遅い画像形成速度が遅いモードであり、前記第１モードにおける前記現像装置内の現像剤量を基準として、前記第２モードにおける前記現像装置内の現像剤量の変動量が５０％以下となるように、前記第１の搬送部材と前記第２の搬送部材の速度比を制御することを特徴とする請求項１または２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、像担持体に形成された静電像をトナーとキャリアを有する現像剤を用いて現像する静電記録方式や電子写真方式を利用した複写機やレーザービームプリンタなどの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、乾式現像方式において、非磁性トナーと磁性キャリアとを混合して現像剤として使用する二成分現像方式が広く利用されている。
【０００３】
二成分現像方式は現在提案されている他の現像方式と比較して、画質の安定性や装置の耐久性などの長所を備えている一方、長期使用による現像剤の劣化、特にキャリアの劣化が不可避であった。
【０００４】
そこでキャリアとトナーの二成分からなる現像剤を現像容器内に補給して帯電性能の低下した劣化現像剤を現像容器より排出し、帯電性能の低下を抑制できるようにした現像装置が提案されている。
たとえば、特許文献１によると、消費されるトナーの補給とは別に新しいキャリアを現像容器内に補給している。更に補給に伴う現像容器内の余剰現像剤を、現像容器に設けた排出口から排出し、現像容器内の現像剤の量を一定に保つようにしている。このようにキャリアを含む現像剤の補給と余剰現像剤の排出が繰り返し行われることによって現像容器内の新旧現像剤の置換が行われていく。これにより現像剤の帯電性能を維持し、画質の低下を抑えるようにしている。
【０００５】
また、上記排出口近傍においては、撹拌部材の羽根による現像剤の跳ね上げによって、現像剤が過剰に排出される場合がある。このため、特許文献２では、上記現像剤排出口近傍のみ、撹拌部材の羽根を欠くような手段が提案されている。
【０００６】
図１に、撹拌部材５の羽根を一部欠いた際の現像剤の粉面の模式図を示す。
【０００７】
現像剤撹拌部材５について、現像剤排出口１３近傍のみ羽根を欠いた構成では、周りの羽根が設けられている部分に比べて粉面が一時的に上昇していることが分かる。
【０００８】
図２に、撹拌部材の一部の羽根を欠いた際の現像剤の速度と粉面の関係を示す。現像剤の移動速度の測定手法についてはＰｈｏｔｒｏｎ社製のＦＡＳＴＣＡＭハイスピードカメラを用いることで、現像剤の移動を高フレーム数で撮影後、画像処理ソフトにおいて、粒子一個一個の軌跡を追うことで自動算出が可能である。
【０００９】
羽根を一部欠いた領域では、現像剤の速度が一時的に低下していることがわかる。これは単に、現像剤を押していた羽根が一時的に無くなり、前に押される力が無くなったことに起因している。
【００１０】
その結果、現像剤が当箇所に一時的に滞留して粉面Ｔが周りよりも高くなっている。
特許文献２では、この現象を利用することで、羽根による現像剤の巻き上げを防止しつつ、余剰現像剤の排出を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−２１２３４６
【特許文献２】特開２０１２−２３４２１７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
画像形成装置によっては、複数の稼働速度を持った装置が存在する。
【００１３】
例えば、紙の坪量が大きいと、紙が定着器から熱を奪いやすくなるため、紙の坪量が大きいほど、速度を遅く変化させているのが一般的である。
【００１４】
このように画像形成装置が、厚紙対応等で複数の速度で動作する場合、一般的に作像に携わる感光体ドラムや現像器等の駆動速度も本体の速度変化比率に合わせて変化する。
【００１５】
すなわち、本体の稼働速度が変化した際は、一般的に現像器の撹拌部材の速度も同様に変化させることになる。この理由は、本体の稼働速度（画像形成速度）の変更に伴い、感光ドラムの周速が変更される。このとき、感光ドラムの周速に伴って、現像スリーブの周速を変更しないと、感光体と現像スリーブの周速比が高くなり画像不良の原因となるためである。また、現像スリーブの回転速度が不必要に高いと、現像剤の劣化の要因にもなるため、本体の稼働速度に応じて現像装置の駆動速度を変更している。
【００１６】
この際、上述した現像剤排出口近傍のみ羽根が無い撹拌部材において、羽根を有する領域と羽根を欠いた領域の現像剤速度について以下のことが分かっている。
【００１７】
図３に、撹拌部材速度を変えた場合の、撹拌部材の羽根部と無羽根部の現像剤速度を示す。撹拌部材５の回転速度を、通常速度から半速、１／３速というように下げた場合、羽根部近傍の現像剤移動速度は、撹拌部材速度にならって半分および１／３の速度になる。しかし、羽根を部分的に除去した領域の現像剤速度は、ほとんど変わっておらず、若干遅くなるだけである。
【００１８】
これは、羽根を有する箇所は、撹拌部材の回転速度に依存して現像剤が移動するが、羽根が無い箇所では慣性力と剤間の摩擦力等に応じた力で移動するため撹拌部材の速度に大きく依存しない為である。本現象は全く羽根が無くなった場合のみに見られる現象ではなく、羽根径や羽根ピッチ間距離が極端に小さくし、撹拌部材の回転軸方向の搬送能力を低下させた場合でも同様に発生しうる。
【００１９】
図４に、上記撹拌部材速度を変えた場合の、撹拌部材の羽根部と無羽根部の現像剤粉面状態を示す。等速（６００ｒｐｍ）時においては、羽根を欠いた箇所の粉面が周りに対して上がっているが、１／２速（３００ｒｐｍ）、１／３速（２００ｒｐｍ）と回転数を下げていくに従い、周りとの粉面高さの差は小さくなっていく。これは、上述したように、撹拌部材５の回転数が下がると共に、羽根有り領域と無羽根領域における現像剤の移動速度の差が無くなっていくことに起因している。
【００２０】
このように、現像剤排出口１３近傍のみ撹拌部材５の羽根を欠く方式を採用した場合、撹拌部材５の回転数を意図的に落とした際に、現像剤排出口１３近傍の粉面Ｔは下がってしまい、本来排出されなくてはならない現像剤が排出され難くなる。
【００２１】
図５は、機能分離現像器の現像剤の循環構成を説明する図である。ここで、機能分離現像器とは、現像室３から現像剤担持体８へ供給された現像剤は撹拌室４へ回収される機構を持った現像器である。
【００２２】
縦撹拌機能分離現像器における現像剤の循環は、撹拌室４から現像室３へ現像剤を重力に逆らって汲み上げるＡ、現像室３から撹拌室４へ落とすＢ、現像室３から撹拌室４へ剤担持体８による移動Ｃ、の３つから成り立っている。
【００２３】
このような機能分離構成の場合、画像形成速度を変更すると、現像剤担持体の速度が変更されるため、現像装置の現像剤の循環バランスが変化する。この為、循環バランスを維持するために現像装置内の搬送部材（撹拌部材）の速度を変更する必要がある。
しかしながら、上述したように、搬送部材の速度を変更すると、排出性が低下してしまう問題が発生する。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
そこで、本発明の目的は、現像剤を排出する排出口と、排出口対向部で羽根が形成されていない、もしくは小径化した羽根を有する搬送部材を備え、現像剤担持体への現像剤の供給と回収を分離された現像装置において、現像装置の駆動速度が変更されても現像装置の排出性の低下を抑制できる現像装置を提供することを目的とする。
【００２５】
上記課題を解決することを目的とし、そのための本発明の構成は、
回転可能に設けられ、画像を担持する像担持体と、
回転可能に設けられ、トナーとキャリアを有する現像剤を担持して、前記像担持体に形成された潜像を現像する現像剤担持体と、
現像剤担持体と対向する位置で、前記現像剤担持体に現像剤を供給する第１室と、
前記第１室と接続され、前記第１室との間で現像剤を循環させる循環路を形成するとともに、現像剤担持体と対向する位置で、前記現像剤担持体から現像剤を回収する第２室と、
前記第１室と前記第２室とを隔てる隔壁と、
前記第１室に回転可能に設けられ、螺旋状の羽根を有する第１の搬送部材と、
前記第２室に回転可能に設けられ、螺旋状の羽根を有する第２の搬送部材と、
前記第１室もしくは前記第２室に設けられ、前記現像装置内の剤面に応じて現像剤を排出する排出口と、を備え、異なる複数の画像形成速度で画像形成可能な画像形成装置であって、
前記第１の搬送部材もしくは前記第２の搬送部材の一方の搬送部材は、前記排出口と対向する位置に設けられるとともに、前記排出口と対向する位置に前記羽根が形成されていない、もしくは、前記排出口と対向する位置における前記羽根の径が搬送方向前後の領域に比べて小さく構成された画像形成装置において、
前記一方の搬送部材は、他方の搬送部材及び前記現像剤担持体に対して別々に駆動可能に構成され、
画像形成速度が第１速度の第１モードよりも、画像形成速度が前記第１速度よりも低速な第２速度の第２モードの方が、前記他方の搬送部材に対する前記一方の搬送部材の速度比が高くなるように制御する制御部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、現像剤を排出する排出口と、排出口対向部で羽根が形成されていない、もしくは小径化した羽根を有する搬送部材を備え、現像剤担持体への現像剤の供給と回収を分離された現像装置において、現像装置の駆動速度が変更されても現像装置の排出性の低下を抑制できる現像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】撹拌部材の羽根と粉面の関係図
【図２】撹拌部材の羽根と粉面および剤の移動速度の関係図
【図３】撹拌部材の回転数と剤の移動速度の関係図
【図４】撹拌部材の回転数と粉面の関係図
【図５】縦撹拌現像器の概略図
【図６】画像形成装置の概略図
【図７】縦撹拌現像器の断面図
【図８】等速時の粉面状態図
【図９】坪量と通紙速度の関係図
【図１０】通紙速度と各駆動の速度表
【図１１】実施例１の現像駆動配列図
【図１２】実施例１の現像駆動値表
【図１３】実施例１の効果図
【図１４】実施例１を使用した際の１／３速の駆動表
【図１５】１／３速時に実施例１を適用した効果図
【図１６】実施例２の現像駆動配列図
【図１７】実施例２の現像駆動値表
【図１８】実施例２の効果図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００２９】
（実施例１）
本実施例において、現像装置は、例えば以下に述べるような画像形成装置の中で使用されるが、必ずしもこの形態に限られるものではなく、静電記録方式のものにも適用できる。
【００３０】
［画像形成装置］
図６は、フルカラー画像形成装置における、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各ステーションを示したものである。Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各ステーションはほぼ同様の構成であり、フルカラー画像において、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像を形成する。
【００３１】
以下の説明において、例えば現像装置１とあれば、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各ステーションにおける現像装置１Ｙ、現像装置１Ｍ、現像装置１Ｃ、現像装置１Ｋを共通して指すものとし、各ステーションＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋに備えられた他の部材も同様に示す。
【００３２】
まず、図６により、画像形成装置全体の動作を説明する。
【００３３】
像担持体である感光ドラム１０は回動自在に設けられており、その感光ドラム１０を一次帯電手段２１で一様に帯電し、例えばレーザーのような発光素子２２によって、情報信号に応じて変調された光で露光して静電潜像（潜像）を形成する。その潜像は現像装置１により、後述のような過程でトナー像として可視像化される。
【００３４】
次に、その可視像を、転写帯電器２３によって、転写紙搬送シート２４によって搬送されてきた転写紙２７に転写し、更に、定着装置２５によって定着して永久画像を得る。又、感光ドラム１０上の転写残現像剤はクリーニング装置２６により除去する。又、画像形成で消費された現像剤（トナー）はトナー補給槽２０から補給される。
【００３５】
［現像装置］
本実施例の現像装置１は、以下に説明するような、非磁性トナーと低磁化高抵抗キャリアを含む２成分現像剤を用いた。
【００３６】
非磁性トナーは、スチレン系樹脂やポリエステル樹脂等の結着樹脂、カーボンブラックや染料、顔料等の着色剤、ワックス等の離型剤、荷電制御剤等を適当量用いることにより構成される。このような非磁性トナーは、粉砕法や重合法などの常法により製造することができる。
【００３７】
又、磁性キャリアとしては、従来公知のものを使用することができる。例えば、樹脂中に磁性材料としてマグネタイトを分散し、導電化、及び抵抗調整のためにカーボンブラックを分散して形成した樹脂キャリアでもよい。又は、フェライト等のマグネタイト単体表面を酸化、還元処理して抵抗調整を行ったもの、又は、フェライト等のマグネタイト単体表面樹脂でコーティングし抵抗調整を行ったもの等が用いられ得る。これら磁性キャリアの製造法は特に制限されない。
【００３８】
次に、図７を参照して、本実施例の現像装置１の動作を説明する。上記現像剤が収容された現像容器内に、現像剤担持体としての現像スリーブ８と現像スリーブ８上に担持された現像剤の穂を規制する穂切り部材９を有している。
【００３９】
更に、上記現像容器２の感光ドラム１０に対向した現像部に相当する位置には開口があり、この開口に現像スリーブ８が感光ドラム１０方向に一部露出するように回転可能に配設されている。尚、この現像スリーブ８は非磁性材料で構成され、その内部には磁界手段であるマグネットローラ８’が非回転状態で設置されている。このマグネットローラ８’は、現像部に位置する現像極Ｓ１と、現像剤を搬送する磁極Ｓ１、Ｎ１、Ｓ２、Ｎ２、Ｎ３を有している。
【００４０】
ここで、現像スリーブ８の非磁性円筒体は、導電性の材料によって形成されるのが好ましい。このような材料としては、例えばステンレスやアルミニウム等の金属、導電性粒子の分散により導電性を付与した樹脂体等、従来から知られている種々の材料を用いることができる。又、現像スリーブ８は、現像剤の搬送性を高めるためにブラスト処理等により表面を粗面化するなどの加工を施してもよい。
【００４１】
而して、現像スリーブ８は現像時に図示矢印方向に回転し、穂切り部材９による磁気ブラシの穂切りによって層厚を規制された二成分現像剤を担持して、これを感光ドラム１０と対向した現像部に搬送する。そして、感光ドラム１０上に形成された潜像に現像剤を供給して潜像を現像する。この時、現像効率（つまり、潜像へのトナーの付与率）を向上させるために、現像スリーブ８には電源から直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアス電圧が印加される。
【００４２】
穂切り部材９はアルミニウム等の非磁性部材で構成され、感光ドラム１０よりも現像スリーブ８回転方向上流側に配設されている。そして、この穂切り部材９の先端部と現像スリーブ８との間を通過して、現像剤の非磁性トナーと磁性キャリアの両方が現像部へと送られる。尚、穂切り部材９の現像スリーブ８の表面との間隙を調整することによって、現像スリーブ８上に担持した現像剤磁気ブラシの穂切り量が規制されて現像部へ搬送される現像剤量が調整される。
【００４３】
また、本実施例の現像装置１は、所謂、機能分離型現像装置であり、現像スリーブ８と対向する位置で現像スリーブ８に現像剤を供給する現像室３と、現像スリーブ８と対向する位置で現像スリーブから現像剤を回収する撹拌室４とを備える。そして、現像容器内の略中央部は紙面に垂直方向に延在する隔壁７によって、上部の現像室３と下部の攪拌室４に、鉛直方向上下に区画される。現像室３と撹拌室４は両端部で接続され、現像室３と撹拌室４との間で現像剤を循環する循環路が形成されている。
【００４４】
次に本実施例における現像剤の循環について記述する。図８は、現像器の断面図および現像剤面Ｔ１を示す。
【００４５】
現像室３及び攪拌室４には現像剤攪拌および搬送を目的として、第１及び第２の搬送部材としての第一の搬送スクリュー５、第二の搬送スクリュー６がそれぞれ配置されている。
【００４６】
第１の搬送スクリュー５は、本実施例では、強磁性体で構成される回転軸の周りに非磁性材料からなる羽根部材をスパイラル状（螺旋状）に設けたスクリュー構造とされる。そして、第１の搬送スクリュー５は、上方の現像室３の底部に現像スリーブ８の軸方向に沿ってほぼ平行に配置されており、回転して現像室３内の現像剤を軸線方向に沿って一方向に搬送する。
【００４７】
又、第２の搬送スクリュー６は、第１の搬送スクリュー５と同様に回転軸の周りに羽根部材を第１の搬送スクリュー５とは逆向きにしてスパイラル状に設けたスクリュー構造とされる。そして、第２の搬送スクリュー６は、下方の攪拌室４内の底部に第１の搬送スクリュー５とほぼ平行に配設され、第１の搬送スクリュー５と同方向に回転して攪拌室４内の現像剤を第１の搬送スクリュー５と反対方向に搬送する。
【００４８】
このようにして、第１及び第２の搬送スクリュー５、６の回転による搬送によって、現像剤が、現像室３と攪拌室４内で搬送され、現像容器内両端部に設けられた開口部（連通部）１１、１２を通じて循環される。
【００４９】
このとき、攪拌室４から現像室３へは、汲み上げ部１１に溜まった現像剤の圧力により下から上へと押し上げられるようにして現像剤が受け渡される。
【００５０】
上部の現像室３内においては、第１の搬送スクリュー５は、下部の攪拌室４より搬送されてくる現像剤を、循環方向に搬送させながら、搬送中の現像剤の一部を現像スリーブ８に供給する。そして、現像スリーブ８に供給された現像剤は、規制部材９により規制され、感光ドラム１０との対向部である現像部に搬送され、像担持体上の潜像をトナーで現像する。そして、トナーを消費して、キャリアリッチな状態の現像剤は、現像スリーブ８の回転によって攪拌室４に戻される。
【００５１】
また、現像室３には余剰現像剤を排出する為の現像剤排出口１３が第一の搬送スクリュー５の下流側に設けられており、現像剤量が増えて粉面Ｔ１が排出口１３まで達すると、すり切りで排出される仕組みとなっている。
【００５２】
第一の搬送スクリュー５は、前記現像剤排出口１３の近傍のみ、現像剤跳ね上げによる過剰現像剤排出の対策として羽根が切り欠かれている。
【００５３】
［画像形成速度］
以下に本実施例における特徴的な構成を記載する。
【００５４】
図９に、本実施例における紙の坪量と、本体駆動速度（画像形成速度）の関係を示す。
【００５５】
本画像形成装置は、紙の坪量等に応じて、紙を出力する速度（画像形成速度）を２つ設けている。即ち、本実施例では、異なる複数の画像形成速度で画像形成可能となっており、画像形成速度が相対的に速い画像形成モード（等速モード）と、画像形成速度が相対的に遅い画像形成モード（低速モード）と、がそれぞれ実行可能になっている。
【００５６】
紙の坪量が１５０ｇ／ｍ２より大きい場合に速度が低下する。これは、定着器の熱容量によるものであり、坪量が大きい用紙の場合は紙に奪われる熱量が大きくなる為、出力速度を落としている。これに伴い、現像器やドラム等の作像エンジンの速度も同様に変化する。
【００５７】
図１０に、一般的な画像形成装置における本体の通紙速度と感光体ドラムおよび現像駆動速度との関係図を示す。通紙速度が半分になると、感光体ドラム、剤担持体８および第一、第二搬送スクリュー５，６の速度も、それに応じで半分となる。
【００５８】
感光体ドラム１０に関しては、図６に示される本体の概略図を見ても分かる様に、転写紙搬送シート２４と当接駆動しているため、紙の移動速度すなわち通紙速度と同じにする必要がある。
【００５９】
現像装置に関しては、本体の通紙速度が遅いにも関わらず、速い速度で回転させると、その分だけ現像剤の劣化が進行してしまうので、特に現像剤の劣化に寄与している現像スリーブ８は、通紙速度に合わせて同様に低下させる必要がある。また、画像形成速度に関わらず、現像スリーブ８の速度を一定にしてしまうと、感光体ドラムとの周速比が高くなりすぎて画像不良の原因ともなる。このため、感光体ドラムの速度変更に伴って現像スリーブ８の速度を変更している。結果として、感光体ドラム１０および現像関連駆動は、通紙速度に順じて、図１０に示されるように速度変化をさせているのが一般的である。
【００６０】
しかしながら、低速で現像器を駆動させた際、上述したように、粉面が下がってしまい、現像剤が排出されにくくなる問題が発生してしまう。特に、本実施例のような縦撹拌の機能分離構成の場合であって、かつ、第１の搬送スクリュー５の現像剤排出口１３近傍の羽根が切り欠かれている場合により顕著となる。
【００６１】
そこで本実施例では、本体の通紙速度を下げても、上述したような問題が発生しない現像装置構成を提案する。
【００６２】
この際、現像容器内の現像剤量は常に略一定であることが望ましい。そのため、低速動作時に現像剤が排出されなくなる問題が改善されると共に、排出される現像剤量が元の速度３００ｍｍ／ｓ時に近い構成であることがよい。即ち、低速動作をさせた際に現像容器内の粉面状態が極力変わらないことが重要である。
【００６３】
通常、現像装置の駆動は、剤担持体８と撹拌スクリュー５，６の全てが同一駆動のものがほとんどである。しかしながら、全てが同一駆動だと、本体の通紙速度が変わった際に、現像駆動も合わせて変化させなくてはいけないため、上述したような問題が発生する。
【００６４】
［現像装置の駆動機構］
そこで本実施例では、図１１に示すような現像装置の構成を用いる。
【００６５】
本実施例では、現像器の駆動が二系統に分かれている。即ち、本実施例では、図１１のように、第一の搬送スクリュー５を駆動する駆動源５１と、現像スリーブ８および第二の搬送スクリュー６を駆動する駆動源５２を備える。また、駆動源５１と駆動源５２を制御する制御部としてのＣＰＵ１００を有する。つまり、排出口１３と対向する位置に設けられている第一の搬送スクリュー５（一方の搬送部材）を、第二の搬送スクリュー６（他方の搬送部材）及び現像スリーブ８に対して別々に駆動可能な構成としている。
【００６６】
次に、図１２に本実施例における各駆動の速度表を示す。
【００６７】
図１のように、ＣＰＵ１００は、本体の通紙速度が半分になるのに伴い、現像スリーブ８および第二の搬送スクリュー６の速度も同じ比率で低下するように制御している。それに対して、ＣＰＵ１００は、本実施例では、第一の搬送スクリュー５は常に７００ｒｐｍを保っている。
【００６８】
第一の搬送スクリュー５の速度は、通紙速度によらず常に一定の為、第一の搬送スクリュー５の羽根部領域と無羽根領域における速度差が、通紙速度によって変化することはない。図１１は、本実施例での粉面バランスを説明するものである。
【００６９】
通紙速度を３００ｍｍ／ｓから１５０ｍｍ／ｓに変更した場合、現像スリーブ８の駆動速度が低下するため、現像スリーブ８による現像室３から撹拌室４への現像剤の移動量が減少する。（矢印Ｃ）このため、第一の搬送スクリュー５及び、第二の搬送スクリュー６の駆動速度が一定であれば、現像室３の現像剤量は増加し、撹拌室４の現像剤量は減少する。
【００７０】
このとき従来は、第一の搬送スクリュー５及び、第二の搬送スクリュー６の駆動速度を一律に低下させることで、循環バランスを保つよう構成されていた。このため、第一の搬送スクリュー５の速度低下分によって、排出口が設けられた現像室の剤面が低下して排出性が低下していた。そこで、本実施例では、全体的な現像剤の粉面バランスとしては、通紙速度を１５０ｍｍ／ｓに変えても、第一の搬送スクリュー５の回転速度は、第二の搬送スクリュー６の回転速度に対する速度比が高くなるように相対的に速く回転している。このため、図１１の矢印Ｂのように、現像室３から撹拌室４へ移動するＢの剤量は増加する。一方、現像スリーブ８による現像室３から撹拌室４へ移動するＣの量は逆に減少し、この減少量がＢの増加量よりも大きい。また、第二の搬送スクリュー６は速度を低下させた分だけ撹拌室４から現像室３へ組み上げるＡの現像剤量が減る。これらＡ，Ｂ，Ｃの増減分がバランスするところで、３００ｍｍ／ｓ時の粉面バランスを維持できている。
【００７１】
結果として、通紙速度を変化させた際に、第一の搬送スクリュー５の速度は維持もしくは低下を抑制しながら、現像容器内の現像剤循環バランスも保つことができる。
【００７２】
次に本実施例の効果について述べる。
【００７３】
図１３に、Ａ４用紙全面に印字された画像を通紙した枚数と現像剤重量の関係を示す。ここで、Ａ４用紙全面印字に必要なトナー量は０．２９ｇであり、補給されるトナーにはキャリアが１０％の割合で含まれている。すなわち、０．２９ｇのトナーを補給すると同時に０．０３２ｇのキャリアが補充されることとなる。
【００７４】
通紙速度３００ｍｍ／ｓ時では、１００００枚通紙しても現像剤量は３２０ｇ程度しか増えていない。これに対し、剤担持体８および撹拌スクリュー５，６が全て同一駆動である従来方式の現像器で半速の１５０ｍｍ／ｓだと、枚数とともに現像剤量は単調増加していき、１００００枚後は６００ｇにもなっている。６００ｇということは１００００枚で３００ｇ増えていることとなり、これは丁度補給されたキャリアの量とほぼ同じである。すなわち、従来方式だと現像剤が増えたにもかかわらずほとんど排出されていないことを示している。
【００７５】
一方、本実施例を用いると、半速の１５０ｍｍ／ｓで通紙していっても、ほとんど現像剤量は増えず、３００ｍｍ／ｓで通紙した際とほぼ同じ剤量推移を示している。
【００７６】
以上より、本実施例の現像駆動構成を用いることで、現像剤排出口１３近傍で羽根の一部を切り欠いた搬送スクリュー５を用いても、低速動作で現像剤が過剰に増えることを防止することができる。
【００７７】
尚、後述するように、現像スリーブ８の駆動速度を極端に低下させると、第二の搬送スクリュー６の駆動速度も極端に低下する。本実施例のように、現像室と撹拌室が上下に設けられた縦撹拌型の現像装置の場合、撹拌室４から現像室３へ現像剤が汲みあげにくくなる。その結果、現像室３の剤面が下がってしまい、第一の搬送スクリュー５の速度を一定に保っていても排出性が低下し、現像剤量が極端に増えてしまう場合がある。そのため、第二の搬送スクリュー６に設定できる駆動速度の下限値が存在する。本実施例では、第二の搬送スクリュー６の駆動速度の下限値（許容範囲）を、以下のように設定している。
【００７８】
即ち、現像スリーブの駆動速度が最も速い画像形成モードにおける現像装置内の現像剤量を基準として、最も遅い画像形成モードにおける現像剤量の増加分が５０％以下となる範囲で、第二の搬送スクリュー６の速度（画像形成速度）を設定している。つまり、本実施例では、３００ｍｍ／ｓのときの現像剤量３００ｇに対して、１５０ｍｍ／ｓのときの現像剤量が４５０ｇ以下となるように、第二の搬送スクリュー６の速度（画像形成速度）が設定されている。
【００７９】
こうすることで、従来のように、半速の１５０ｍｍ／ｓだと、排出性が低下してしまい、枚数とともに現像剤量は単調増加していき、１００００枚後は６００ｇ（増加量１００％）となることを抑制できる。
【００８０】
尚、現像剤量の測定方法は、各駆動速度において、画像比率５％の画像を連続通紙したときに安定する現像剤量で規定することにする。
【００８１】
尚、本実施例では、第一の搬送スクリュー５の回転速度を一定とする実施例を説明したが、第一の搬送スクリュー５の回転速度はこれに限定されない。例えば、画像形成速度（通紙速度）の低下に伴って、現像スリーブ８及び第二の搬送スクリュー６の回転速度が低下したときに、現像装置１の循環バランスを保つために第一の搬送スクリュー５の回転速度を変更する構成であってもよい。但し、その場合は、画像形成速度の低下に伴い、第一の搬送スクリュー５の回転速度は、第二の搬送スクリュー６の回転速度に対する速度比が高くなるように相対的に速く回転している。
【００８２】
また、本実施例では、現像剤排出口１３が現像室３に設けられている構成を例に説明したが、撹拌室４に設けられる場合は、現像スリーブ８と第一の搬送スクリュー５を同一駆動とし、第二の搬送スクリュー６を別駆動とする構成になる。つまり、現像剤排出口１３が設けられている室の搬送スクリューが現像スリーブ８と別駆動であればよい。
【００８３】
本実施例では、現像剤排出口１３近傍にて、搬送スクリューの羽根を一部切り欠くことで現像剤が跳ね上げられて排出されてしまうことを防止している構成について記述した。しかし、排出口１３と対向する領域の羽根が部分的に小さな羽根がある場合であっても、同様の効果を得ることができる。即ち、排出口１３と対向する羽根径が、搬送方向前後の領域と比べて小さくなっている構成でも同様の効果を得ることができる。また、小径であれば、排出口１３と対向する領域にリブ等を設けてもよい。
【００８４】
また、本実施例では、縦撹拌型の機能分離現像装置を例に説明したが、現像室３と撹拌室４を水平に配置した横撹拌型の機能分離構成の現像装置や、現像室３と撹拌室４を斜めに配置したものでも適用可能である。また、現像室３と撹拌室４の上下が逆の構成であっても適用できる。
【００８５】
また、本実施例では、画像形成速度が２つの場合を例に説明したが、３つ以上あってもよい。この場合、画像形成速度が最も高いモードと、最も低いモードで安定する現像剤量の差が５０％以内となるようになっていればよい。
【００８６】
（実施例２）
実施例１では、本体を半速で稼働させる際に、剤担持体８と第二の搬送スクリュー６は本体と同様に半分の回転数にし、第一の搬送スクリュー５は、等速時の回転数に固定することを提案した。
【００８７】
しかし、画像形成装置によってはさらに遅い１／３速を有するものも存在する。このように過度に本体稼働速度が遅い場合において、実施例１の構成を用いるとどのようになるのかを以下に記述する。
【００８８】
図１４に、１／３速時の各駆動の速度および回転数の関係を示す。実施例１と同様に、第一の搬送スクリューは常に固定で、他は、本体通紙速度と同様の比率で変化させている。
【００８９】
図１５に、図１４の設定における、Ａ４用紙全面に印字された画像を通紙した枚数と現像剤重量の関係を示す。
【００９０】
半速の１５０ｍｍ／ｓは、実施例１で記述した通り、３００ｍｍ／ｓと同等の現像剤量で推移している。それに対して、実施例１の構成で１００ｍｍ／ｓで本体通紙させた場合、現像剤量は単調に増加している。
【００９１】
単調に現像剤が増えている原因は、第二の搬送スクリュー６が２６７ｒｐｍと極端に遅くなっていることに起因している。実施例１でも記載したが、縦撹拌現像器は、撹拌室４から現像室３への現像剤の汲み上げを重力に逆らって行っている。そのため、第二の搬送スクリュー６の回転数が極端に遅いと、重力に逆らって現像室３に現像剤を汲み上げることが困難になり、現像室３全体の粉面が下がることで現像剤排出口１３近傍の剤面も低くなる。その結果、現像容器内の現像剤量が増えていっても、現像剤がほとんど排出されなくなる。
【００９２】
この様に、第一の搬送スクリュー５の回転速度を一定にした実施例１の構成では通紙速度が半速までは、現像剤量を安定化させることが可能である。しかし、１／３速のように極端に遅い場合は、排出性が極端に低下し、結果、現像装置内の現像剤量が変動してしまう場合がある。
【００９３】
そこで、本実施例では、以下の方法で上記課題を解決する。
【００９４】
図１６に、実施例２における現像器および現像駆動構成を示す。
本実施例では、現像スリーブ（剤担持体とも呼ぶ）８、第一の搬送スクリュー５、第二の搬送スクリュー６のそれぞれを独立の駆動としている。即ち、駆動源１５１〜１５３と、それらを制御するＣＰＵ１００を有する。
【００９５】
図１７に、本実施例における各駆動の速度および回転数の関係を示す。
本実施例では、ＣＰＵ１００により、現像スリーブ８、第一の搬送スクリュー５、第二の搬送スクリュー６各駆動の速度は以下のように制御されている。通紙速度が、等速３００ｍｍ／ｓおよび半速１５０ｍｍ／ｓ時は、実施例１と同様となっているが、１／３速１００ｍｍ／ｓにおいては、第二の搬送スクリュー６の回転数が等速の１／３である２６７ｒｐｍよりも速い回転数になっている。
【００９６】
これは、上述したように、第二の搬送スクリュー６の回転数が遅すぎると、撹拌室４から現像室３へ現像剤を汲みあげられないためである。
【００９７】
次に、本実施例の効果を実施例１と同様の手法で示す。
【００９８】
図１８に、本実施例を用いて、Ａ４用紙全面に印字された画像を通紙した枚数と現像剤重量の関係を示す。
【００９９】
本実施例の構成だと、１／３速１００ｍｍ／ｓにおいても、実施例１構成を用いた図１５のような現像剤量の増加は見られない。
【０１００】
以上より、本実施例の現像駆動構成を用いることで、現像剤排出口１３近傍で羽根の一部を切り欠いた搬送スクリュー５を用いて且つ、極端に遅い本体通紙速度であっても、現像剤が過剰に増えることを防止することができる。
【０１０１】
また、本構成では第一の搬送スクリュー５の速度について、等速時と全く同じ７００ｒｐｍ固定として記述したが、第一の搬送スクリュー５の速度を低下させてもよい。但し、その場合は、実施例１と同様に、最も速い画像形成速度（等速時）から最も遅い画像形成速度（１／３速）に切り替えたときに、現像装置内の現像剤量の変動量が５０％以内となるように設定される必要がある。
【０１０２】
本実施例では、現像剤排出口１３近傍にて、搬送スクリューの羽根を一部切り欠くことで現像剤の跳ね上げ排出を防止している構成について記述した。しかし、前記箇所に小さな羽根やリブ等がある場合であっても、同様の効果を得ることができる。
【０１０３】
また、本実施例では、剤担持体８、第一の搬送スクリュー５、第二の搬送スクリュー６のそれぞれを独立駆動とすることを提案した。しかし、この構成では既存のシステムに対して、駆動モーターが余計に増えてしまうという欠点がある。
【０１０４】
そのため、剤担持体８と感光体ドラム１０は常に同じ周速比であるという前提のもと、剤担持体８は感光体ドラム１０と同一駆動として、第一の搬送スクリュー５と第二の搬送スクリュー６を別駆動としてもよい。そうすることで、実施例２と同じ駆動源数で実現可能となる。
【０１０５】
本実施例では、縦撹拌機能分離構成を例に説明したが、横撹拌型機能分離構成にも適用できる。
【符号の説明】
【０１０６】
１  現像器
２  現像容器
３  現像室
４  撹拌室
５  第一の搬送スクリュー
６  第二の搬送スクリュー
７  上下仕切り板
８  現像剤担持体
９  穂切り部材
１０  感光体ドラム
１１  汲み上げ部
１２  汲み下げ部
１３  現像剤排出口
【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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