(57)【要約】【課題】  トナー補給口を塞ぐような堆積現像剤の発生を防止し、これにより、低密度画像を形成した際のハーフトーン濃度の変動を防止することができる現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】  二成分現像剤を担持搬送する現像剤担持体３２と、二成分現像剤を収容する現像剤収容部３３と、現像剤収容部にトナー補給路を介して連通し、トナーを供給可能に収容するトナー収容部３５と、二成分現像剤の層厚を所定の厚さに規制すると共に、余剰な現像剤を堰き止める層厚規制部材４１と、堰きとめられた余剰現像剤をトナー濃度に応じてトナー収容部３５側に導入する仕切り部材３９とを有し、現像剤収容部のトナー濃度が一定となるように、自律的に濃度調整を行う現像装置において、トナー補給路３７のトナー収容部側開口部３７ａ近傍に現像剤が堆積しないような堆積防止手段を備えていることを特徴とする。【選択図】          図４
2005234084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーと磁性キャリアとが含まれる二成分現像剤を磁力により所定の搬送方向に担持搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に隣接して二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤収容部にトナー補給路を介して連通し、このトナー補給路を通じてトナーを供給可能に収容するトナー収容部と、現像剤担持体により担持搬送された二成分現像剤の層厚を所定の厚さに規制すると共に、余剰な現像剤を堰き止める層厚規制部材と、この層厚規制部材より搬送方向上流側であって、現像剤収容部とトナー収容部との間に配置され、堰きとめられた余剰現像剤をトナー濃度に応じてトナー収容部側に導入する仕切り部材とを有し、現像剤収容部のトナー濃度が一定となるように自律的に濃度調整を行う現像装置において、
前記現像装置は、前記トナー補給路のトナー収容部側開口部近傍に現像剤が堆積しないような堆積防止手段を備えていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤収容部の底部とトナー収容部の底部との間には、両者を仕切る隔壁部が形成されており、前記堆積防止手段は、水平方向において前記トナー収容部に最近接している前記仕切り部材のトナー収容部側端部が、前記隔壁部の頂部を通る鉛直線と略同一直線上、若しくは、この鉛直線よりもトナー収容部側に位置するように配置されることにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記トナー撹拌搬送手段は回転自在の支持部材と、この支持部材に取り付けられた弾性部材とで形成され、
前記堆積防止手段は、前記トナー撹拌搬送部材の先端が、少なくとも水平方向において前記トナー収容部に最近接している前記仕切り部材のトナー収容部側端部と接触するように構成された手段を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記撹拌搬送部材の先端は、さらに、前記隔壁部の壁面に接触するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の現像装置を備える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、トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を用い、像担持体上の静電潜像をトナーで現像する現像装置及びこれを用いた画像形成装置に関し、特に、二成分現像剤中のトナー濃度を自律的に制御する現像装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開平０９−０２２１７８号公報
【特許文献２】特開昭６３−００４２８２号公報
【特許文献３】特開昭６３−２２５２６６号公報
【特許文献４】特開平０７−３３３９１２号公報
【０００３】
一般に、電子写真方式等の画像形成装置で用いられる現像装置としては，感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像を現像剤にて可視像化するものが知られている。この種の現像装置に用いられる現像方式としては、現像剤として着色剤粒子であるトナーのみを用いる一成分現像方式と、現像剤として磁性体粒子と着色体粒子であるトナーとを混合撹拌したものを用いる二成分現像方式とに大別される。
【０００４】
従来、二成分現像方式の現像装置としては、画質、維持性や安定性など優れた点が多いことから、トナーを磁性キヤリアに混合した現像剤を磁場によって搬送して現像する磁気ブラシ現像方法が広く用いられている。この磁気ブラシ現像方法では、トナーと磁性キャリアとの摩擦で発生した静電気力により、トナーが磁性キヤリアの表面に担持されるが、このトナーは、像担体上の静電潜像に接近すると、この静電潜像にて形成される電界によって静電潜像上へ飛翔し、静電潜像を可視像化する。また、現像剤は、現像によって消費されたトナーを補充しながら反復使用される。
【０００５】
しかし、このような磁気ブラシ現像方法においては、トナー濃度（トナーと磁性キヤリアの混合比）を一定範囲に保つ制御を行わないと、トナー濃度が上昇した場合には、トナー飛散やカブリが発生し、一方、トナー濃度が低下した場合には、濃度低下や濃度斑、画像抜けなどが発生してしまう。したがって、安定した画像を得るためにはトナー濃度を一定に保つ必要がある。
【０００６】
そこで、従来の磁気ブラシ現像方法では、安定した画像を得るためにトナー濃度センサを用いてトナー濃度を検知したり、現像パッチを作成してトナー現像量を検知し、その信号によってトナー補給部材を作動させることによりトナー濃度を一定にする制御を行っている。例えば、トナー濃度センサによりトナー濃度を検知し、この検知情報に基づいてトナー濃度が低下したと判断した後、トナー補給部材によりトナー補給が行われる。
【０００７】
しかし、この種の磁気ブラシ現像方法にあっては、トナー濃度センサや独立してＯＮ／ＯＦＦ駆動できるトナー補給部材が必要不可欠であり、現像装置の大型化、高コスト化が避けられない。また、検知対象の濃度パッチを作成する等、トナー濃度の検知システムが面倒であるという不具合がある。
【０００８】
このような不具合を解決する先行技術として、トナー濃度センサやトナー補給部材を用いずに、トナー濃度を一定に保つ現像装置が既に提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。こうした現像装置は、二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤収容部と連通し且つトナーを収容するトナー収容部とを有し、現像剤担持体上の二成分現像剤量を規制部材で規制し、現像剤担持体上における二成分現像剤のトナー濃度変化によって、二成分現像剤のトナーの取り込みを自律的に制御することで、トナー濃度を調整するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記の先行技術にあっては、いずれもトナー濃度変化に対応した現像剤の体積変化と現像剤の動きとによって、トナー濃度の制御をしているため、現像剤の体積変化や現像剤の動きを活発にする必要がある。このような要請下においては、通常の二成分現像方式と比較して、少ない現像剤量で且つ現像剤担持体周辺の現像剤収容部内の現像剤密度を高くする必要があるため、現像剤の循環が悪く、現像剤の動きが活発な箇所と活発でない箇所とが存在して、トナーの取込みが均一に行われない。さらに、帯電性能や磁化特性の劣化により磁性キャリアが現像装置本体から抜け出て現像剤収容部内の磁性キヤリア量が減少すると、トナー濃度安定時において現像剤収容部内の磁性キャリア量に対するトナー量比率が大きくなる。この結果として、十分なトナー帯電が施されず地汚れやトナー飛散が生じるという問題を生じていた。
【００１０】
また、現像剤量が少ないこと等から、トナー消費の激しい高密度画像を連続で出力する際に所望の濃度が維持できないという問題や、予め現像剤量を少なく設定しなければならないため、１つの磁性キヤリアにかかるストレスが大きくなって、磁性キヤリアの寿命が短くなり、結果として、ランニングコストが上昇するといった問題も生じていた。
【００１１】
このような技術的課題を解決するために、本発明者らは以前、特願２００３−１８５４９９号において、磁性体キャリアの量が変化しても安定したトナー濃度を維持して、地汚れやトナー飛散が抑制でき、トナーの取り込みを均一にすることによって高密度画像の連続出力に対応し、現像剤の仕込み量を予め多く設定することが可能な、ランニングコストを抑えた現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提案した。
【００１２】
しかしながら、上述の現像装置において、トナー消費量の少ない低密度画像を形成した際には、トナー補給口近傍にトナーが滞留し易いという問題が生じていた。これにより、特に、連続した白紙部が流れた後に画像密度の低い画像を連続プリントするとハーフトーン濃度が変動するという現象が生じていた。
【００１３】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、トナー補給口を塞ぐような堆積現像剤の発生を防止し、これにより、低密度画像を形成した際のハーフトーン濃度の変動を防止することができる現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の現像装置は、トナーと磁性キャリアとが含まれる二成分現像剤を磁力により所定の搬送方向に担持搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に隣接して二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤収容部にトナー補給路を介して連通し、このトナー補給路を通じてトナーを供給可能に収容するトナー収容部と、現像剤担持体により担持搬送された二成分現像剤の層厚を所定の厚さに規制すると共に、余剰な現像剤を堰き止める層厚規制部材と、この層厚規制部材より搬送方向上流側であって、現像剤収容部とトナー収容部との間に配置され、堰きとめられた余剰現像剤をトナー濃度に応じてトナー収容部側に導入する仕切り部材とを有し、現像剤収容部のトナー濃度が一定となるように自律的に濃度調整を行う現像装置において、前記現像装置は、前記トナー補給路のトナー収容部側開口部近傍に現像剤が堆積しないような堆積防止手段を備えていることを特徴とする。
【００１５】
このように構成された本発明の現像装置においては、現像剤担持体と、現像剤担持体に隣接して二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤収容部にトナー補給路を介して連通し、このトナー補給路を通じてトナーを供給可能に収容するトナー収容部と、現像剤担持体により担持搬送された二成分現像剤の層厚を所定の厚さに規制すると共に、余剰な現像剤を堰き止める層厚規制部材と、この層厚規制部材より搬送方向上流側であって、現像剤収容部とトナー収容部との間に配置され、堰きとめられた余剰現像剤をトナー濃度に応じてトナー収容部側に導入する仕切り部材とを有し、トナー補給路のトナー収容部側開口部近傍に現像剤が堆積しないような堆積防止手段を備えているので、上述のような構成の自律的に濃度調整を行う現像装置において、トナー補給路の開口部近傍に堆積する現像剤により、この開口部が塞がれるのを防止することができ、これにより低密度画像を連続形成した場合のハーフトーン画像の濃度変動を防止することができる。
【００１６】
なお、トナー補給路の開口部近傍に堆積する現像剤とは、トナー収容部内のトナー若しくは、トナー収容部内で撹拌混合されたトナー濃度の非常に高い高濃度現像剤の双方を含むものである。
【００１７】
また、前記現像剤収容部の底部とトナー収容部の底部との間には、両者を仕切る隔壁部が形成されており、前記堆積防止手段は、水平方向において前記トナー収容部に最近接している前記仕切り部材のトナー収容部側端部が、前記隔壁部の頂部を通る鉛直線と略同一直線上、若しくは、この鉛直線よりもトナー収容部側に位置するように配置されることにより構成されていてもよい。
【００１８】
この場合は、堆積防止手段が、水平方向においてトナー収容部に最近接している仕切り部材のトナー収容部側端部を、隔壁部の頂部を通る鉛直線と略同一直線上、若しくは、この鉛直線よりもトナー収容部側に位置するように配置することにより構成されているので、トナー補給路の開口部近傍に堆積しようとする現像剤が、その自重によりトナー収容部側に落下し、簡易な構成の堆積防止手段により、トナー補給路内の空洞部の発生を防止することができると共に、トナー補給路の開口部を塞ぐような現像剤ブリッジの形成を阻止することができる。
【００１９】
また、前記トナー撹拌搬送手段は回転自在の支持部材と、この支持部材に取り付けられた弾性部材とで形成され、前記堆積防止手段は、前記トナー撹拌搬送部材の先端が、少なくとも水平方向において前記トナー収容部に最近接している前記仕切り部材のトナー収容部側端部と接触するように構成された手段を含んでもよい。
【００２０】
この場合は、堆積防止手段が、トナー撹拌搬送手段の先端が、少なくとも仕切り部材のトナー収容部側端部と接触するように構成された手段を含んでいるので、トナー補給路の開口部近傍に堆積しようとする現像剤が、トナー撹拌搬送部材の先端により強制的に崩されて流動されるので、簡易な堆積防止手段の構成でトナー補給路の開口部を塞ぐような現像剤ブリッジの形成を阻止することができる。
【００２１】
ここで、前記撹拌搬送部材の先端は、さらに、前記隔壁部の壁面に接触するように構成されていてもよい。
【００２２】
この場合は、撹拌搬送部材の先端は、さらに、前記隔壁部の壁面に接触するように構成されているので、現像剤ブリッジの形成を阻止すると共に、確実にトナー収容部内のトナーをトナー補給路に供給することができる。
【００２３】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記現像装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、トナー補給口を塞ぐような現像剤ブリッジの発生が防止されるので、例えば、連続した白紙部が流れた後に画像密度の低い画像を連続プリントした場合でも、ハーフトーン濃度の変動を抑制することができる現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
＜第一の実施形態＞
【００２６】
まず、本発明に係る現像装置を含む画像形成装置の概略構成について、図１を参照して説明する。図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【００２７】
図１に示されるように、本発明に係る画像形成装置１０は、一様帯電後に像光を照射することにより表面に静電電位の差による潜像が形成される感光体ドラム２１を備えており、この周囲に、感光体ドラム２１の表面を一様に帯電させる帯電装置２２と、感光体ドラム２１に像光を照射して表面に潜像を形成する露光装置２３と、感光体ドラム２１上の潜像にトナーを選択的に転移させてトナー像を形成する現像装置２４と、感光体ドラム２１と対向し、被記録媒体２８を挟んで感光体ドラム２１との間に転写バイアス電界を生成する転写ロール２６と、トナー像の転写後に感光体ドラム２１に残留するトナーを除去するクリーニング装置２９とが設けられている。そして、感光体ドラム２１と転写ロール２６との対向部（ニップ部）の上流側から被記録媒体２８を供給するようになっており、下流側には被記録媒体２８上に転写された未定着トナー像を加熱溶融し被記録媒体２８に圧着する定着装置５０が設けられている。ここで、感光体ドラム２１は、矢印方向に回転する金属製ドラムの表面に有機感光材料、アモルファスセレン系感光材料、アモルファスシリコン系感光材料等からなる感光体層を形成したものを用いることができる。また、帯電装置２２は、例えば、タングステンなどからなる細いワイヤーに高電圧を印加すると共にそれと離間したアルミなどからなるシールド及び感光体ドラム２１側に隙間のあるグリッド電極を配置したスコロトロンを用いることができる。露光装置２３は、レーザ書込み装置やＬＥＤアレイを有し、画像信号に基づいて点滅する露光光を発生し、これをポリゴンミラーによって感光体ドラム２１の主走査方向にスキャンするものであり、これにより感光体ドラム２１の表面に静電潜像を形成する。この静電潜像は、光の当たった部分の感光体ドラム２１の表面電位が低下し、光の当たっていない高電位部分とのコントラストによる電位画像として形成される。また、現像装置２４は、ハウジング３１内に着色粒子であるトナー及び磁性キャリアからなる二成分現像剤を収容し、現像剤担持体３２に二成分現像剤を担持させ、この現像剤担持体３２にバイアス電源２５からの現像バイアスを印加することで、現像剤担持体３２を静電潜像の高電位部と低電位部との中間電位に保持し、静電潜像の画像部を帯電されたトナーにて現像するようにしたものである。さらに、転写装置２６は、例えば感光体ドラム２１に接触配置される転写ロールにて構成され、バイアス電源２７によって感光体ドラム２１上のトナー像が引き付けられる方向の転写バイアスが印加されることで、感光体ドラム２１上のトナー像を被記録媒体２８に転与させるようにしたものである。また、感光体ドラム２１上に残留したトナーは、例えばドクターブレード式のクリーニング装置２９によって除去される。
【００２８】
また、定着装置５０は、例えばヒートロール方式であり、加熱ロール５１と加圧ロール５２とを有し、この加熱ロール５１と加庄ロール５２との間に被記録媒体２８を通過させることによりトナー像を被記録媒体２８に定着するようになっている。
【００２９】
次に、本実施の形態に係る現像装置の基本的構成について、図２を参照して説明する。図２は本実施の形態に係る現像装置２４の概要を示す構成図である。
【００３０】
図２に示されるように、現像装置２４は、感光体ドラム２１に向かって開口するハウジング３１を有し、このハウジング３１の開口に面して現像剤担持体３２が配設され、ハウジング３１のうち、現像剤担持体３２に隣接した部位には二成分現像剤Ｇが収容される現像剤収容部３３と、現像剤担持体３２に隣接し、現像剤収容部３３に対して現像剤担持体３２の現像剤搬送方向下流側に設けられる現像剤退避部３４と、現像剤収容部３３を介して現像剤担持体３２に連通し、トナーＴ及び現像剤退避部３４から流出した二成分現像剤Ｇを収容するトナー収容部３５とが形成されている。ここで、現像剤担持体３２は、回転自在に形成された回転スリーブ３２１と、この回転スリーブ３２１の内部に固定的に配設された、複数の磁極からなる磁極ロール３２２とを備えている。また、感光体ドラム２１と現像剤担持体３２とが対向している現像領域に対して、現像剤担持体３２の回転方向上流側には、現像剤担持体３２と対向するように層厚規制部材４１が配設されている。この層厚規制部材４１は、現像剤担持体３２と同程度の幅を有し、一端をハウジング３１により支持され、先端部を数十μｍ〜数百μｍ程度の間隙で現像剤担持体３２に近接させている。なお、本実施の形態において、二成分現像剤Ｇは、トナーＴと磁性キャリアからなる現像剤であり、トナーＴは、例えば非磁性トナーを用いるが、磁性キャリアと磁気特性が異なるものであれば、磁性トナーを用いても差し支えない。
【００３１】
現像剤収容部３３は、二成分現像剤Ｇが収容されるスペースを有し、現像剤収容部３３内には、現像剤撹拌搬送部材３６が配設されている。さらに、現像剤収容部３３の底部形状は、現像剤担持体３２、現像剤撹拌搬送部材３６に沿った湾曲形状に形成されており、現像剤担持体３２、現像剤撹拌搬送部材３６との間に所定間隔の現像剤搬送路が確保されている。
【００３２】
トナー収容部３５には、収容されるトナーＴ及び現像剤退避部３４から流出する二成分現像剤Ｇが撹拌搬送せしめられるトナー撹拌搬送部材３５１が配設されており、このトナー撹拌搬送部材３５１により、トナーＴ及び現像剤退避部３４から流出する二成分現像剤Ｇが湾曲形状に形成されたトナー収容部３５の底壁面に沿って掃き出されるようになっている。
【００３３】
そして、現像剤収容部３３の底部とトナー収容部３５の底部との間には、山型の隔壁部４０が形成されており、この隔壁部４０により両者が仕切られていると共に、隔壁部４０の現像剤収容部３３側斜面によりトナー収容部３５から現像剤収容部３３へのトナー補給を可能とする後述するトナー補給路３７の底部壁面が形成されている。なお、この隔壁部４０は、当然にハウジング３１の一部として、ハウジング３１と一体に形成してもよいし、別部材として形成してもよい。
【００３４】
また、層厚規制部材４１に対して、現像剤搬送方向の上流側には、隔壁部４０の上方であって、現像剤収容部３３と現像剤退避部３４との間に、現像剤収容部３３と現像剤退避部３４とを仕切っている仕切り部材３９が配設されている。この仕切り部材３９は、現像剤担持体３２と同程度の幅で形成され傾斜配置された傾斜プレート３９ａを有している。そして、傾斜プレート３９ａのうち、現像剤担持体３２側に位置する端部３９ｂは、層厚規制部材４１に対して現像剤搬送方向上流側（時計回り方向側）において、現像剤担持体３２の表面と数百μｍ〜数ｍｍの間隙を設けて対向配置されている。さらに、端部３９ｂとハウジング３１との間には、層厚規制部材４１により堰き止められた現像剤が、現像剤退避部３４へと流入できるような迂回路４５が形成されている。なお、仕切り部材３９と現像剤担持体３２との間隙は、層厚規制部材４１に多くの二成分現像剤Ｇを供給するために、前述した層厚規制部材４１と現像剤担持体３２との間隙よりも広く設定されている。さらに、仕切り部材３９の下端部３９ｃは、隔壁部４０の現像剤収容部３３側斜面と対向する対向面を有し、この対向面と隔壁部４０との間で、トナー収容部３５から現像剤収容部３３へのトナー補給を可能とするトナー補給路３７を形成している。
【００３５】
次に、このように構成された現像装置２４の作動の概要について、以下に説明する。
【００３６】
図２において、現像剤収容部３３における二成分現像剤Ｇは、現像剤撹拌搬送部材３６により撹拌され、現像剤担持体３２内に配設された磁極によって捕獲されると共に、現像剤担持体３２（回転スリーブ３２１）の回転方向に搬送される。この搬送された二成分現像剤Ｇは、層厚規制部材４１の近傍に到達すると、トリミング磁極として作用する搬送磁極により穂立ちを形成し、さらに、この二成分現像剤Ｇの穂立ちは、層厚規制部材４１にて規制されることにより、現像剤層として現像剤担持体３２上に形成され、この現像剤層は、感光体ドラム２１と対向している現像領域に搬送される。そしてさらに、現像領域に搬送された二成分現像剤Ｇの現像剤層は、現像磁極の磁気吸引力により磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシを形成する二成分現像剤ＧにおけるトナーＴは、感光体ドラム２１と現像剤担持体３２との間に形成される現像電界によって、感光体ドラム２１上の静電潜像を可視像化する。
【００３７】
ここで、本実施の形態に係る現像装置２４においては、仕切り部材３９の端部３９ｂと現像剤担持体３２との間隙が、下流側の層厚規制部材４１と現像剤担持体３２との間隙よりも大きく設定されているので、仕切り部材３９の上端部３９ｂと現像剤担持体３２との間隙を通過した二成分現像剤Ｇの内、層厚規制部材４１と現像剤担持体３２との間隙で堰き止められてこの間隙を通過できない余剰現像剤が生じる。そして、二成分現像剤Ｇ中のトナー濃度が高い場合には、堰き止められて通過できない余剰現像剤が迂回路４５を経由して現像剤退避部３４に流れ出ようとする圧力よりも迂回路４５近傍に引き止めようとする磁極ロール３２２による磁気吸引力が打ち勝って、余剰現像剤は迂回路４５へと流出しない。一方、トナー消費に伴って、現像剤収容部３３に収容されている二成分現像剤Ｇ中のトナー濃度が低下すると、現像剤中の磁性キャリアの濃度は相対的に上昇し、二成分現像剤Ｇ中のトナー濃度が高い場合に比し、現像剤の外部磁界から受ける磁気吸引力は増大する。結果的に、磁極ロール３２２を有する現像剤担持体３２の現像剤を担持・搬送する力が上昇し、二成分現像剤Ｇ中のトナー濃度が高い場合に比し、層厚規制部材４１により堰き止められる余剰現像剤の迂回路４５へ流出しようとする圧力が、迂回路４５近傍に保持しようとする磁気吸引力に勝り、余剰現像剤が迂回路４５を通って仕切り部材３９上の現像剤退避部３４に流れ出す。つまり、現像剤中のトナー濃度が低い場合には、二成分現像剤Ｇが迂回路４５を通って仕切り部材３９上に流れ出すために、現像剤収容部３３内には空きスペースが生まれることとなりトナー補給路３７を通じてトナー収容部３５側のトナーＴを現像剤収容部３３側に取り込めるようになる。これに対して、現像剤中のトナー濃度が高い場合には、相対的に磁性キャリア濃度が低くなり、二成分現像剤Ｇの磁化が弱いために大きな搬送力が得られず、その結果、層厚規制部材４１により堰き止められた余剰現像剤の圧力が、迂回路４５付近に保持しようとする磁気吸引力よりも小さくなり、迂回路４５を通って現像剤が流れ出さない。このように、トナー濃度が低い二成分現像剤Ｇに対してはトナー補給が行われ、トナー濃度が高い二成分現像剤Ｇに対してはトナー補給が行われないトナー補給メカニズムにより、現像剤収容部３３内の二成分現像剤Ｇ中のトナー濃度の適正化が自律的に図られる。そして、トナーと磁性キャリアを用いる二成分現像剤においてはトナー濃度が帯電量と強い相関を有しており、トナー濃度を適正化することによってトナー帯電量の適正化が実現でき、画像濃度を安定させることができる。
【００３８】
ところで、上述のような基本構成を有する現像装置において、画像密度の低いほとんど白紙（画像密度０％程度）の画像を連続形成した後に、引き続き画像密度の低い（画像密度５％程度）ハーフトーン画像を形成した場合、当初ハーフトーン濃度が低く、その後急激にトナー濃度が上昇するという現象が生じた。
【００３９】
そこで、このような画像密度の低い画像を連続形成した場合の現像剤の流れについて、図３を参照して説明する。
【００４０】
例えば、画像密度の低いほとんど白紙（画像密度０％程度）の画像形成を連続して行った場合の現像剤の流れを観察したところ、図３に示されるように、トナー撹拌搬送部材３５１によって持ち上げられたトナー若しくはトナー濃度の非常に高い現像剤（以下、両者を含めて高濃度現像剤と称することもある）は、低密度画像を形成する際には、ほとんどトナーが消費されないので、トナー補給路３７内に導入されず、トナー補給路３７のトナー収容部３５側開口部３７ａ近傍において、この開口部３７ａを塞ぐように仕切り部材３９に亘って堆積していた(以下、この現像剤を堆積現像剤Ｇａと称す)。さらにその後、画像密度が５％程度に変化して、二成分現像剤Ｇの迂回路４５を経由した仕切り部材３９回りの現像剤の流動が徐々に開始されても、この流れは流量の小さい緩やかな流れであるため、被記録媒体を数枚に亘って画像形成する間、この堆積現像剤Ｇａは開口部３７ａ近傍に滞留したままであり、この間のトナーの緩やかな消費によりトナー補給路３７内に空洞部３７ｓが生じていることがわかった。そして、上述した迂回路４５から現像剤退避部３４へと向かう現像剤の流れに従って、仕切り部材３９の傾斜プレート３９ａ上に流れ落ちてきた現像剤Ｇｂが、堆積現像剤Ｇａの上にさらに堆積し、その量がある程度たまったところで、これらの自重により堆積現像剤Ｇａ，Ｇｂがトナー補給路３７の空洞部３７ｓに崩れ落ち、併せて、この空洞部３７ｓにトナー撹拌搬送部材３５１によって搬送された高濃度現像剤が一気に流入していることがわかった。
【００４１】
すなわち、堆積した現像剤Ｇａ，Ｇｂにより現像剤のブリッジが形成され、このブリッジによってトナー補給口３７ａが塞がれて、この結果、トナー消費に応じたトナー補給が阻害されてトナー濃度が減少する。その後、仕切り部材３９に流れ出た現像剤の重みによってこのブリッジが崩されたときには、ブリッジの下に形成されたトナー補給路３７内の空洞部３７ｓに一気に高濃度現像剤が補給されて、撹拌が不十分となりトナー帯電量が不十分であるために、画像濃度が上昇してしまったり、トナー濃度がやや過剰に上昇する場合もあるものと推定され、このトナー濃度変動によってハーフトーンの画像濃度変動が引き起こされたものと考えられる。
【００４２】
なお、低密度画像に引き続いて高密度画像を形成した場合には、このような濃度変動の現象は見られなかったが、これは、高密度画像を形成する場合にはトナー消費量が多いため、迂回路４５を経由して仕切り部材３９上に流れ出す上述の現像剤の流れが活性化し、トナー補給路３７の開口部３７ａに滞留しようとする高濃度現像剤が、この現像剤の流れに伴って流動するためであると考えられる。
【００４３】
次に、低密度画像を連続形成した場合の濃度変動現象に対する上述の分析結果に基づいた、本発明の現像装置の第一の実施形態に係る堆積防止手段について、図４を参照して説明する。図４（ａ）は、本発明の堆積防止手段に係る仕切り部材３９と隔壁部４０との配置関係を示す図であり、（ｂ）はその変形例を示す図である。
【００４４】
トナー補給口３７ａ近傍における現像剤ブリッジの発生によるハーフトーン濃度の変動を防止するために、本発明に係る現像装置の第一の実施形態における堆積防止手段は、図４（ａ）に示されるように、水平方向において、仕切り部材３９の傾斜プレート３９ａのトナー収容部３５に最近接しているトナー収容部側端部である、傾斜部下端３９ｄが、現像剤収容部３３とトナー収容部３５との間に形成された隔壁部４０の頂部４０ｔを通る鉛直線４０Ｌと略同一直線上、若しくは、図４(ｂ)に示されように、この鉛直線４０Ｌよりもトナー収容部３５側に位置するように配置されていることにより構成されている。
【００４５】
堆積防止手段として、このような位置関係で、仕切り部材３９と隔壁部４０とを配置構成することにより、仕切り部材３９の傾斜プレート３９ａのトナー収容部３５側端部３９ｄと、隔壁部４０の頂部４０ｔとで形成されるトナー補給口３７ａを塞ぐように堆積しようとする現像剤は、その自重によりトナー収容部３５側へと落下し、トナー補給路３７内に空洞部３７ｓが発生することを防止すると共に、トナー補給口３７ａを塞いで、トナー補給を阻止する現像剤ブリッジの発生を簡易な構成で防止することができる。
【００４６】
なお、仕切り部材３９の形状は、前述のような形状に限定されるものではなく、その形状によって、仕切り部材が複数のトナー収容部３５側の端部を有する場合には、水平方向において、トナー収容部３５に最近接している側端部が、隔壁部４０の頂部４０ｔを通る鉛直線上、若しくはトナー収容部３５側に位置するように配置されていればよい。
【００４７】
同様に、隔壁部４０の形状も山形に限定されるものではなく、その形状によって、隔壁部が複数の頂部を有する場合には、水平方向において、トナー収容部３５に最近接している頂部を通る鉛直線を基準に、仕切り部材３９が配置されればよい。
＜第二の実施形態＞
【００４８】
次に、本発明に係る現像装置の第二の実施形態における堆積防止手段について、図５を参照して説明する。なお、本実施の形態における堆積防止手段としては、トナー収容部３５内のトナー撹拌搬送部材３５１と仕切り部材３９との関係を規定したものであり、簡単のため先の実施形態と同様な機能を有する部材には、同様な符号を付し、その説明は省略する。また、適用される画像形成装置も先の実施の形態と同様であるため省略する。
【００４９】
図５に示されるように、本実施の形態における現像装置２４Ａは、トナー収容部３５内に設けられた、トナー撹拌搬送部材３５１Ａが、回転部材３５１ａと、この回転部材３５１ａに取り付けられた、例えばフィルム状の弾性部材３５１ｂとを有している。そして、本実施の形態における堆積防止手段は、このトナー撹拌搬送部材３５１Ａの先端が、トナー収容部３５の底部壁面に沿って、現像剤をトナー補給路３７に向かって掃き寄せると共に、この先端が、少なくとも仕切り部材３９の傾斜部下端３９ｄに接触するように構成したものである。すなわち、弾性部材３５１ｂの先端が描く軌跡３５１ｃが、少なくとも仕切り部材３９のトナー収容部３５側端部である傾斜部下端３９ｄと接触するように構成することにより堆積防止手段が形成されている。
【００５０】
このように構成した現像装置２４Ａにおいても、トナー撹拌搬送部材３５１Ａの先端が、仕切り部材３９ｄの傾斜部下端３９ｄと周回ごとに接触することにより形成された堆積防止手段により、トナー補給路３７の開口部３７ａに近傍に堆積しようとする現像剤が、トナー撹拌搬送部材３５１Ａの先端により強制的に崩されて流動化されるので、トナー補給を阻害する現像剤ブリッジの発生を簡易な構成で防止することができる。
【００５１】
なお、トナー撹拌搬送部材の先端が、仕切り部材３９ｄの傾斜部下端３９ｄと接触するように構成することにより、上述の現像剤ブリッジの発生は防止することができるが、さらに、隔壁部４０の壁面と接触するように構成すれば、併せて、トナー補給路３７への確実なトナー補給も実現することができる。
【００５２】
さらに、このようにトナー収容部３５内のトナー撹拌搬送部材３５１Ａを構成した場合には、仕切り部材３９と隔壁部４０との配置関係に関わらず、トナー補給路３７の開口部３７ａ近傍に形成される堆積現像剤によるブリッジの形成を阻止することができる。
【００５３】
なお、当然に、本実施の形態は、単独で実施してもよいし、先の実施の形態と組み合わせて実施してもよい。
【実施例１】
【００５４】
このように構成した本発明に係る現像装置２４，２４Ａを用い、従来構成の現像装置と比較検証した結果を実施例として以下に説明する。
【００５５】
まず、本実施例における比較検証に用いた従来の現像装置の構成を図６に示す。
【００５６】
この従来構成の現像装置１００は、図６に示されるように、仕切り部材１３９の傾斜下端部１３９ｄが、隔壁部１４０の頂部を通る鉛直線１４０Ｌよりも、現像剤担持体３２側に位置するように構成されており、また、トナー収容部１３５内のトナー撹拌搬送部材１３５１も、その先端が仕切り部材１３９の傾斜下端部１３９ｄと接触しないような軌道上を周回するように設定されている。
【００５７】
このように構成された現像装置１００を用いて、現像装置の回転軸方向にほぼ均一に分布する画像パターンを用い、プリント画像の進行方向の画像幅を変化させることによって画像密度を変化させながら連続プリントをした結果を図７に示す。図７（ａ）は従来構成の現像装置１００を用いた画像プリントにおける画像密度の変化パターンを示す図であり、（ｂ）は（ａ）の画像プリントを行った際の現像装置１００中のトナー濃度を測定した結果を示す図であり、（ｃ）は同様にハーフトーン濃度を測定した結果を示す図である。
【００５８】
図７（ａ），（ｃ）に示されるように、画像密度０％の連続プリントが続いた後に画像密度が５〜１０％の連続プリントを行うとハーフトーン画像濃度の変動が発生していることが理解される。そして、少なくとも画像密度が５％程度以上の連続プリントを行った後に、それ以上の画像密度でプリントした場合にはそのようなハーフトーン画像濃度の変動は発生していないこともわかる。また、ハーフトーン濃度が低下した場合には現像剤のトナー濃度も併せて低下していることがわかる。
【００５９】
これらは、前述したメカニズムにより低密度画像を連続形成した際に、トナー補給路３７の開口部３７ａ近傍に発生した現像剤ブリッジによる影響であると考えられ、プリントする画像の密度が高まるに従い、このブリッジが流動化し、ハーフトーン濃度の変動が解消したものと考えられる。
【００６０】
これに対して、本発明に係る現像装置２４，２４Ａを用いて、同様な検証を行った結果を図８に示す。図８（ａ）は本発明に係る現像装置２４を用いた画像プリントにおける画像密度の変化パターンを示す図であり、（ｂ）は（ａ）の画像プリントを行った際の現像装置２４中のトナー濃度を測定した結果を示す図であり、（ｃ）は同様にハーフトーン濃度を測定した結果を示す図である。なお、現像装置２４Ａを用いた場合にも、同様な結果が得られた。
【００６１】
図８から明らかに理解されるように、図７と比較して、画像密度０％の連続プリントが続いた後に画像密度が５〜１０％の連続プリントを行った場合でも、ハーフトーン濃度の変動が抑制されており、画像密度の変化パターンによらず、一定のハーフトーン濃度を維持していることがわかる。同様に、トナー濃度についても、画像密度の変化パターンによらず、一定のトナー濃度を維持していることが理解される。
【００６２】
これは、前述したように、本発明に係る現像装置２４，２４Ａにより、トナー補給口３７ａを塞ぐような現像剤ブリッジの発生が簡易な構成で防止されたためであると考えられる。
【００６３】
以上説明したように、本発明の現像装置２４，２４Ａによれば、低密度画像を形成した後の、ハーフトーン画像の画像形成の際の、ハーフトーン濃度の変動を抑制し、安定した高品質の画像を得ることができる現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供できることが検証できた。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本実施の形態に係る現像装置の概要を示す構成図である。
【図３】画像密度の低い画像を連続形成した場合の現像剤の流れを示す図である。
【図４】本発明に係る現像装置の第一の実施形態を示す図であり、（ａ）は仕切り部材と隔壁部との配置関係を示す図であり、（ｂ）はその変形例を示す図である。
【図５】本発明に係る現像装置の第二の実施形態を示す図である。
【図６】比較検証に用いた従来の現像装置の構成を示す図である。
【図７】（ａ）は従来構成の現像装置を用いた画像プリントにおける画像密度の変化パターンを示す図であり、（ｂ）は（ａ）の画像プリントを行った際の現像装置中のトナー濃度を測定した結果を示す図であり、（ｃ）はハーフトーン濃度を測定した結果を示す図である。
【図８】（ａ）は本発明に係る現像装置を用いた画像プリントにおける画像密度の変化パターンを示す図であり、（ｂ）は（ａ）の画像プリントを行った際の現像装置中のトナー濃度を測定した結果を示す図であり、（ｃ）はハーフトーン濃度を測定した結果を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０：画像形成装置、２１：感光体ドラム、２２：帯電装置、２３：露光装置、２４，２４Ａ：現像装置、２５：バイアス電源、２６：転写装置、２７：バイアス電源、２８：被記録媒体、２９：クリーニング装置、３１：ハウジング、３２：現像剤担持体、３３：現像剤収容部、３４：現像剤退避部、３５：トナー収容部、３６：現像剤撹拌搬送部材、３７：トナー補給路、３７ａ：開口部、３７ｓ：空洞部、３９：仕切り部材、３９ａ：傾斜プレート、３９ｂ：上端部、３９ｃ：下端部、３９ｄ：側端部、４０：隔壁部、４０ｔ：頂部、４０Ｌ：鉛直線、４１：層厚規制部材、４５：迂回路、５０：定着装置、５１：加熱ロール、５２：加圧ロール、５２：加庄ロール、Ｇａ，Ｇｂ：堆積現像剤
【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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