(57)【要約】【課題】  トナー濃度検知手段を用いずにトナー濃度を自律的に制御することが可能な現像装置において、二成分現像剤の寿命を延ばすために、現像剤収容部に余剰な現像剤を収容し、一部の余剰現像剤がトナー収容部に落下するように構成した場合であっても、当該トナー収容部からトナーを確実に現像剤収容部に供給することが可能な現像装置を提供することを課題とする。【解決手段】  トナー供給部材によってトナー収容部に収容されたトナーを現像剤収容部に供給する際に、当該トナー供給部材によって供給されるトナー又は二成分現像剤の少なくとも一部が、トナー収容部に戻るように構成して課題を解決した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に磁界発生手段を具備し且つトナーと磁性キャリアとが含まれる二成分現像剤を搬送担持する現像剤担持体と、前記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、前記現像剤収容部内のうち現像剤担持体に近接した部位に配備した現像剤攪拌部材と、前記現像剤収容部を介して現像剤担持体と連通して設けられトナーをトナー供給部材によって供給可能に収容するトナー収容部と、前記現像剤担持体に隣接して現像剤収容部に対し現像剤担持体の現像剤搬送方向下流側に設けられると共に前記現像剤収容部と連通する現像剤退避部と、前記現像剤収容部及び現像剤退避部に対して現像剤担持体の現像剤搬送方向下流側に設けられ、現像剤担持体により担持搬送される二成分現像剤の一部を余剰現像剤としてせき止め、トナー濃度に応じて現像剤収容部又は現像剤退避部に前記余剰現像剤を分離する現像剤分離手段とを備え、
該現像剤退避部へ分離された二成分現像剤が前記現像剤収容部またはトナー供給部へ流出するように構成した現像装置において、
前記トナー供給部材によってトナー収容部に収容されたトナーを現像剤収容部に供給する際に、当該トナー供給部材によって供給されるトナー又は二成分現像剤の少なくとも一部が、トナー収容部に戻るように構成したことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載された現像装置において、前記トナー供給部材の先端とトナー収容部の内壁との間に、トナー又は二成分現像剤の少なくとも一部がトナー収容部に戻る隙間を設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項２に記載された現像装置において、前記トナー供給部材の先端は、トナー収容部の最低部では当該トナー収容部の内壁に接触し、現像剤収容部のトナー供給部の近傍に移動した際に、トナー収容部の内壁との間に隙間が形成されるように構成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１に記載された現像装置において、前記トナー供給部材の先端には、トナー又は二成分現像剤の少なくとも一部がトナー収容部に戻るための切り欠き部を設けたことを特徴とする現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの機能を兼ね備えた複合機等の画像形成装置で用いられる現像装置に係り、特に、磁性キャリアとトナーとを具備した二成分現像剤を用い、且つ、トナー濃度検知手段を用いずにトナー濃度を自律的に制御することが可能な現像装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特公平５−６７２３３号公報
【特許文献２】特開平５- １１９６２５号公報
【特許文献３】特開平９- ２２１７８号公報
【特許文献４】特開２０００−３５２８７７号公報
【特許文献５】特開平９−１９７８３３号公報
【０００３】
従来、この種の電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの機能を兼ね備えた複合機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。かかる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粒子であるトナーとを混合攪拌したものを用いる二成分現像方式とに大別される。
【０００４】
上記二成分現像方式の現像装置としては、画質、コスト面や安定性など優れた点が多いことから、トナーを磁性キャリアに混合した現像剤を磁力によって搬送しつつ現像する磁気ブラシ現像方式が広く採用されている。この磁気ブラシ現像方式では、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、トナーが磁性キャリアの表面に担持されるが、このトナーは、像担持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式においては、トナー濃度（トナーと磁性キャリアの混合比）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する一方、トナー濃度が低下した場合には、濃度斑や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式では、安定した画像を得るためにトナー濃度センサやトナー補給部材を現像装置に搭載して、トナー濃度を一定にする制御を行うように構成されている。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式にあっては、トナー濃度センサや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など、トナー濃度の検知システムが面倒であるという不具合を有している。
【０００８】
このような不具合を解決する先行技術としては、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。この現像装置は、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ように構成したものである。
【０００９】
この自律的なトナー濃度の制御方法は、現像剤担持体に担持搬送される現像剤移動層と、現像剤収容部内で現像剤が循環する現像剤循環層とを発生させ、現像剤収容部と連通しているトナー収容部からのトナーを取り込むというものである。つまり、現像工程において、トナーが消費されると、現像剤収容部内に収容された現像剤の嵩が減少し、減少した嵩分のトナーがトナー収容部から現像剤収容部に補給されることで、現像剤収容部内の現像剤は、トナー濃度を保つということである。
【００１０】
上記現像装置の例として、特公平５−６７２３３号公報に開示された技術では、現像スリーブ上に磁性粒子層を形成し、容器内のトナー供給部においてこの磁性粒子層に接触するようにトナーを収容し、現像スリーブの回転に伴う磁性粒子層の磁性粒子の移動によって、上記トナー供給部で磁性粒子層内にその外側のトナー層からトナーを取り込み、トナーと磁性粒子とが混合された現像剤を規制部材で層厚規制して現像部に搬送することにより、トナーの過剰供給による帯電不足の防止を図っている。
【００１１】
また、特開平５−１１９６２５号公報に開示された技術では、内部磁極を有する現像スリーブ回転型磁気ブラシ現像装置において、現像スリーブ表面に絶縁性層を設けるとともに、現像スリーブ近くにトナー供給ロールを配設し、トナー供給ロールと現像スリーブ間に交番電圧を印加することで、トナー濃度、トナー帯電の安定化を図っている。
【００１２】
更に、特開平９−２２１７８号公報に開示された技術では、現像剤を構成するトナーとして磁性トナーを用いることで、トナー帯電の安定化、トナー飛散の防止を図っている。また、特開２０００−３５２８７７号公報に開示された技術では、現像剤担持体の搬送速度が最速のときにおいて、キャリア一個の表面に対してトナーが完全に覆った状態となる限界トナー濃度以下となるようにトナー濃度を構成することで、地汚れやトナー飛散の防止を図っている。
【００１３】
更に、特開平９−１９７８３３号公報に開示された技術では、現像剤収容部において、現像剤担持体に担持搬送される現像剤量を規制する第一の規制部材よりも現像剤担持体の現像剤搬送方向上流側に第二の規制部材を設けることにより、トナー濃度調整の安易化を図っている
【００１４】
しかし、上記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顕著にする必要がある。
【００１５】
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、トナーの取り込みが均一に行われない。また、現像剤量が少ないことから現像剤中に含まれるトナーの絶対量が少ないこと、現像剤密度が高いためトナー濃度が減少しても現像剤の体積変動は緩やかでありトナーの取り込みスピードが遅いことから、トナー消費の激しい高密度画像を連続で出力する際に現像剤担持体上へのトナーの供給が十分に行われず、所望の濃度が得られない。
【００１６】
更に、予め現像剤量を少なく設定しなければならないため、1 つの磁性キャリアにかかるストレスが大きくなり、磁性キャリアの寿命が短くなる。つまり、ランニングコストが上昇し、また、応答性が遅いため、高密度画像の濃度を確保できないといった課題が生じてしまう。
【００１７】
そこで、本出願人は、上記の問題点を解決するため、図１０に示すような現像装置を既に提案している（特願２００３−２８０３５４号公報）
【００１８】
この特願２００３−２８０３５４号公報に係る現像装置１００は、図１０に示すように、像担持体１０８と対向するように配置されており、内部に磁界発生手段１０２を具備し且つトナーと磁性キャリアとが含まれる二成分現像剤Ｇを搬送担持する現像剤担持体１０１と、前記現像剤担持体１０１に隣接して二成分現像剤Ｇを収容する現像剤収容部１０３と、前記現像剤収容部１０３内のうち現像剤担持体１０１に近接した部位に配備した現像剤攪拌部材１０４と、前記現像剤収容部１０３を介して現像剤担持体１０１と連通して設けられトナーＴをトナー供給部材１１０によって供給可能に収容するトナー収容部１０５と、前記現像剤担持体１０１に隣接して現像剤収容部１０３に対し現像剤担持体１０１の現像剤搬送方向下流側に設けられると共に前記現像剤収容部１０３と連通する現像剤退避部１０６と、前記現像剤収容部１０３及び現像剤退避部１０６に対して現像剤担持体１０１の現像剤搬送方向下流側に設けられ、現像剤担持体１０１により担持搬送される二成分現像剤Ｇの一部を余剰現像剤としてせき止め、トナー濃度に応じて現像剤収容部１０３又は現像剤退避部１０６に前記余剰現像剤を分離する現像剤分離手段１０７とを備え、図１０に示すように、該現像剤退避部１０６へ分離された二成分現像剤Ｇが仕切り部材１０９を介して前記現像剤収容部１０３へ流出するように構成したものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記特願２００３−２８０３５４号公報に係る現像装置１００の場合には、図１０に示すように、二成分現像剤Ｇの寿命を延ばすために、現像剤収容部１０３から余剰な現像剤Ｇを、現像剤分離手段１０７によってトナー収容部１０５にこぼすように構成して、現像装置１００内に収容される二成分現像剤Ｇの総量を増加させるように構成されている。
【００２０】
しかし、上記現像剤収容部１０３から余剰な現像剤Ｇを、現像剤分離手段１０７によって仕切り部材を介してトナー収容部１０５にこぼすように構成されているが、トナー収容部１０５にこぼれた現像剤Ｇは、図１１に示すように、トナー収容部に設けられたトナー供給部材１１０により、トナーと共に現像剤収容部１０３へ掻き込まれる。その際、上記トナー収容部１０５の内壁とトナー供給部材との間に隙間がない場合には、トナー収容部１０５にこぼれた現像剤Ｇがトナー供給部材１１０の上に落下し、当該トナー供給部材１１０によってトナーＴが確実に現像剤収容部１０３に供給されず、トナー収容部１０５にこぼれた現像剤Ｇが、再度トナー供給部材１１０によって現像剤収容部１０３に供給されてしまい、現像濃度の低下等のディフェクトが発生するという問題点を有していた。
【００２１】
そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、トナー濃度検知手段を用いずにトナー濃度を自律的に制御することが可能な現像装置において、二成分現像剤の寿命を延ばすために、現像剤収容部に余剰な現像剤を収容し、一部の余剰現像剤がトナー収容部に落下するように構成した場合であっても、当該トナー収容部からトナーを確実に現像剤収容部に供給することが可能な現像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載された発明は、内部に磁界発生手段を具備し且つトナーと磁性キャリアとが含まれる二成分現像剤を搬送担持する現像剤担持体と、前記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、前記現像剤収容部内のうち現像剤担持体に近接した部位に配備した現像剤攪拌部材と、前記現像剤収容部を介して現像剤担持体と連通して設けられトナーをトナー供給部材によって供給可能に収容するトナー収容部と、前記現像剤担持体に隣接して現像剤収容部に対し現像剤担持体の現像剤搬送方向下流側に設けられると共に前記現像剤収容部と連通する現像剤退避部と、前記現像剤収容部及び現像剤退避部に対して現像剤担持体の現像剤搬送方向下流側に設けられ、現像剤担持体により担持搬送される二成分現像剤の一部を余剰現像剤としてせき止め、トナー濃度に応じて現像剤収容部又は現像剤退避部に前記余剰現像剤を分離する現像剤分離手段とを備え、
該現像剤退避部へ分離された二成分現像剤が前記現像剤収容部またはトナー供給部へ流出するように構成した現像装置において、
前記トナー供給部材によってトナー収容部に収容されたトナーを現像剤収容部に供給する際に、当該トナー供給部材によって供給されるトナー又は二成分現像剤の少なくとも一部が、トナー収容部に戻るように構成したことを特徴とする現像装置である。
【００２３】
また、請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された現像装置において、前記トナー供給部材の先端とトナー収容部の内壁との間に、トナー又は二成分現像剤の少なくとも一部がトナー収容部に戻る隙間を設けたことを特徴とする現像装置である。
【００２４】
さらに、請求項３に記載された発明は、請求項２に記載された現像装置において、前記トナー供給部材の先端は、トナー収容部の最低部では当該トナー収容部の内壁に接触し、現像剤収容部のトナー供給部の近傍に移動した際に、トナー収容部の内壁との間に隙間が形成されるように構成されていることを特徴とする現像装置である。
【００２５】
又、請求項４に記載された発明は、請求項１に記載された現像装置において、前記トナー供給部材の先端には、トナー又は二成分現像剤の少なくとも一部がトナー収容部に戻るための切り欠き部を設けたことを特徴とする現像装置である。
【発明の効果】
【００２６】
この発明によれば、トナー濃度検知手段を用いずにトナー濃度を自律的に制御することが可能な現像装置において、二成分現像剤の寿命を延ばすために、現像剤収容部に余剰な現像剤を収容し、一部の余剰現像剤がトナー収容部に落下するように構成した場合であっても、当該トナー収容部からトナーを確実に現像剤収容部に供給することが可能な現像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
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。
【００２８】
実施の形態１
図２は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ものである。
【００２９】
図２において、符号２１は、矢印方向に沿って回転駆動されるＯＰＣ感光体などからなる静電潜像担持体を示すものであり、この静電潜像担持体２１の表面は、スコロトロンや帯電ロールなどの帯電装置２２によって帯電され、レーザ書込み装置やＬＥＤアレイを有する露光装置２３によって静電潜像が書き込まれる。この静電潜像は、光の当たった静電潜像担持体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。
【００３０】
また、現像装置２４は、現像ハウジング３１内に着色粒子であるトナー及び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に前記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。
【００３１】
更に、転写装置２６は、例えば、静電潜像担持体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によって静電潜像担持体２１上のトナー像が引き付けられる方向の転写バイアスを印加されることで、静電潜像担持体２１上のトナー像を記録材２８に転写させるようにしたものである。なお、静電潜像担持体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。
【００３２】
また、上記静電潜像担持体２１からトナー像が転写された記録材２８は、定着装置５０に搬送され、この定着装置５０によりトナー像は、記録材２８に定着される。定着装置５０は、例えばヒートロール方式で、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と加圧ロール５２との間に記録材２８を通過させることによりトナー像を記録材２８に定着するようになっている。
【００３３】
図１はこの発明の実施の形態１に係る現像装置を示すものである。
【００３４】
この現像装置は、内部に磁界発生手段を具備し且つトナーと磁性キャリアとが含まれる二成分現像剤を搬送担持する現像剤担持体と、前記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、前記現像剤収容部内のうち現像剤担持体に近接した部位に配備した現像剤攪拌部材と、前記現像剤収容部を介して現像剤担持体と連通して設けられトナーをトナー供給部材によって供給可能に収容するトナー収容部と、前記現像剤担持体に隣接して現像剤収容部に対し現像剤担持体の現像剤搬送方向下流側に設けられると共に前記現像剤収容部と連通する現像剤退避部と、前記現像剤収容部及び現像剤退避部に対して現像剤担持体の現像剤搬送方向下流側に設けられ、現像剤担持体により担持搬送される二成分現像剤の一部を余剰現像剤としてせき止め、トナー濃度に応じて現像剤収容部又は現像剤退避部に前記余剰現像剤を分離する現像剤分離手段とを備え、該現像剤退避部へ分離された二成分現像剤が前記現像剤収容部またはトナー供給部へ流出するように構成した現像装置において、前記トナー供給部材によってトナー収容部に収容されたトナーを現像剤収容部に供給する際に、当該トナー供給部材によって供給されるトナー又は二成分現像剤の少なくとも一部が、トナー収容部に戻るように構成されている。
【００３５】
また、この実施の形態では、前記トナー供給部材の先端とトナー収容部の内壁との間に、トナー又は二成分現像剤の少なくとも一部がトナー収容部に戻る隙間を設けるように構成されている。
【００３６】
さらに、この実施の形態では、前記トナー供給部材の先端は、トナー収容部の最低部では当該トナー収容部の内壁に接触し、現像剤収容部のトナー供給部の近傍に移動した際に、トナー収容部の内壁との間に隙間が形成されるように構成されている。
【００３７】
すなわち、上記現像装置２４は、図１に示すように、静電潜像担持体２１と対向した位置に開口部３１１を有する現像装置本体としての現像ハウジング３１を備えており、この現像ハウジング３１の開口部３１１に面して現像剤担持体３２を配設し、前記現像ハウジング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に連通し且つトナーＴを収容するトナー収容部３５とを形成したものである。
【００３８】
上記二成分現像剤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としては、例えば、非磁性トナーが用いられるが、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良い。
【００３９】
また、上記現像剤担持体３２は、外周に配置される回転可能な回転スリーブ３２１と、当該回転スリーブ３２１の内部に固定した状態で配設された磁極ロール３２２とから構成されている。上記回転スリーブ３２１は、非磁性ステンレス等によって薄肉円筒状に形成されている。また、上記磁極ロール３２２は、例えば、ロール本体中心Ｏを通る水平面右側に合わせて搬送磁極（本例ではＳ２）を配設し、回転スリーブ３２１の回転方向（反時計回り）に対し、搬送磁極（Ｓ２）から下流側へ略３０°間隔で搬送磁極（本例ではＮ２）と、現像磁極( 本例ではＳ１）とを配設する一方、搬送磁極（Ｓ２）から上流側へ略３０°間隔でピックアップ磁極（本例ではＮｌ）と、搬送磁極（本例ではＳ３）と、搬送磁極（本例ではＮ３）とを配置したものである。
【００４０】
なお、上記現像磁極（Ｓ１）は、図１に示すように、静電潜像担持体２１に対向し、ピックアップ磁極（Ｎ１）は、現像剤収容部３３内の二成分現像剤Ｇを捕獲するようになっているが、夫々の磁極の配置や数は適宜選定して差し支えない一方、回転スリーブ３２１は、反時計回りに回転すると共に、磁極ロール３２２の現像磁極（Ｓ１）が配設される現像部において、静電潜像担持体２１と対向するようになっている。
【００４１】
また、上記現像剤収容部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内のうち現像剤担持体３２に近接（又は接触）した部位に現像剤攪拌部材３６が時計周り方向に沿って回転自在に配設されている。さらに、現像剤収容部３３の底部形状は、現像剤担持体３２及び現像剤攪拌部材３６に沿った湾曲形状をしており、現像剤担持体３２、現像剤攪拌部材３６との間に所定間隔の現像剤搬送路を確保している。
【００４２】
さらに、上記現像剤収容部３３には、二成分現像剤Ｇの寿命を延ばすために、ある程度多めの量の二成分現像剤Ｇが収容されている。この実施の形態に係る現像装置２４においては、後に詳述するように、トナー濃度を自律的な制御作用を利用しており、基本的に、二成分現像剤Ｇ中のトナー濃度が所定の濃度より低下した場合に、二成分現像剤Ｇが現像剤分離部材３９上を滑り落ちて、現像剤収容部３３内に戻るように構成されている。
【００４３】
ところで、この実施の形態では、現像剤収容部３３にある程度多めの量の二成分現像剤Ｇが収容されているので、二成分現像剤Ｇ中のトナー濃度が所定の濃度より低下しない場合であっても、余剰な二成分現像剤Ｇが現像剤分離部材３９上を滑り落ちて、現像剤収容部３３内に戻るとともに、当該現像剤収容部３３内に入りきれなかった二成分現像剤Ｇがトナー収容部３５内にも落下するように構成されている。
【００４４】
また、上記現像剤攪拌部材３６としては、例えば、スパイラル状のオーガからなるものや、回転軸の外周に板状の部材を十字状に固定して配置したものなどが用いられる。この現像剤攪拌部材３６によって攪拌された二成分現像剤Ｇは、現像剤担持体３２のピックアップ磁極（Ｎ１）近傍で捕獲され、現像剤担持体３２の回転スリーブ３２１の回転により担持搬送されるようになっている。
【００４５】
更に、上記トナー収容部３５には、図１に示すように、収容されるトナーＴが攪拌搬送せしめられるトナー供給部材３５１を有しており、このトナー供給部材３５１は、例えば、回転体３５２に弾性フィルム３５３を取り付けたもので、主として、トナー収容部３５の底壁面３５６に沿ってトナーＴを掃き出すようにしたものである。また、このトナー収容部３５の底部形状は、概ね、トナー攪拌部材３５１の移動回転軌跡に沿う湾曲状を有しており、現像剤収容部３３とトナー収容部３５との間の連結部には、トナー供給口３７が設けられ、このトナー供給口３７の下端縁部は、トナー供給部材３５１の中心位置よりも僅かに高く設定されている。一方、前記トナー供給口３７の上端縁部には、この上端縁部から現像剤攪拌部材３６へ向かって突出形成される略山型の突出部３８が配設され、この突出部３８は、トナー収容部３５からのトナーＴを現像剤収容部３３へ誘導する通路を形成している。
【００４６】
また、この実施の形態では、図１に示すように、トナー供給部材３５３の先端とトナー収容部３５の内壁との間に、トナーＴ又は二成分現像剤Ｇの少なくとも一部が、当該実施の形態では、トナーＴ及び二成分現像剤Ｇの双方、主として二成分現像剤Ｇが、トナー収容部３５に戻る隙間４２を設けるように構成されている。
【００４７】
上記トナー供給部材３５３の先端は、トナー収容部３５内面の背面側３５４を移動する際、及びトナー収容部３５内面の最も低い最低部３５５を移動する際には、当該トナー収容部３５内面に当接した状態で移動する。また、上記トナー供給部材３５３の先端は、突出部３８の下端部近傍を通過する際に、図１に２点鎖線で示すように、トナー収容部３５内面２５６から離間を開始し、当該トナー収容部３５内面２５６との間に、隙間４２が形成されるように移動する。なお、上記隙間４２の最上部では、約１〜２ｍｍ程度の隙間が形成されるように構成されるが、当該隙間４２の値は、二成分現像剤Ｇの量やトナー濃度等に応じて適宜設定される。
【００４８】
また、この実施の形態では、現像剤収容部３３と現像剤退避部３４との間が、現像剤分離部材３９によって隔てられている。この現像剤分離部材３９は、例えば、図３に示すように、現像剤担持体３２と略同程度の幅で形成された板状部材からなり、この現像剤分離部材３９は、現像剤担持体３２側が上方で、その反対側が下方となるように斜め下方に向かって傾斜配置されている。また、上記現像剤分離部材３９は、傾斜した状態で配置された傾斜部３９１と、当該傾斜部３９１の下端部に鉛直方向下方に向けて一体的に形成された下端部３９２とを備えている。そして、現像剤分離部材３９のうち、現像剤担持体３２側に位置する上端３９３は、図４に示すように、現像剤担持体３２内の搬送磁極（Ｎ２）の直上、あるいは搬送磁極（Ｎ２）から現像剤搬送方向上流側（時計回り方向側）の位置において、現像剤担持体３２の表面と数百μｍ〜数ｍｍの位置で対向している。一方、上端３９３の反対側である下端３９４は、前述した突出部３８近傍（図１参照）において、鉛直方向下方に向けて突設されている。なお、上記傾斜部３９１の傾斜角度は任意に設定して差し支えない。また、上記現像剤分離部材３９の上端３９３の端面は、水平方向Ｈ０に沿った端面を有するように形成されているとともに、その下端３９４の端面は、突出部３８の左側面と略平行に傾斜した端面を有するように形成されている。
【００４９】
また、上記現像剤分離部材３９の下端部３９２と突出部３８との間及び、現像剤分離部材３９の上端３９３と現像剤担持体３２との間には、現像剤退避部３４と現像剤収容部３３とを連通している循環路４０が形成されている。この循環路４０は、例えば、現像剤収容部３３内の二成分現像剤Ｇが傾斜部３９１側から現像剤退避部３４に流入し、この流入した二成分現像剤Ｇが下端部３９２側から現像剤収容部３３に流出する経路になっている。
【００５０】
更に、この実施の形態では、現像剤担持体３２内の搬送磁極（Ｎ２）から現像剤搬送方向下流側（反時計回り方向側）の位置において、搬送磁極（Ｎ２）と現像磁極（Ｓ１）との間には、現像剤担持体３２と対向するようにせき止め部４１が配設されている。このせき止め部４１は、現像剤担持体３２と略同程度の幅を有し、一端を現像ハウジング３１により支持され、先端部を数十ｍｍ〜数百μｍ程度の間隙で現像剤担持体３２に近接させている。
【００５１】
なお、本実施の形態では、せき止め部４１に多くの二成分現像剤Ｇを供給するために、前記現像剤分離部材３９の上端部３９ｂと現像剤担持体３２との間隙は、せき止め部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。
【００５２】
また、この実施の形態では、せき止め部４１は、現像剤担持体３２により担持搬送される二成分現像剤Ｇの層厚を規制する層厚規制機能を兼ねているが、層厚規制機能とは別にしてもよい。この場合、例えば、せき止め部４１と現像磁極（Ｓｌ）との間に層厚規制部材４２を設ける態様が挙げられる。
【００５３】
以上の構成において、この実施の形態に係る現像装置では、次のようにして、トナー濃度検知手段を用いずにトナー濃度を自律的に制御することが可能な現像装置において、二成分現像剤の寿命を延ばすために、現像剤収容部に余剰な現像剤を収容し、一部の余剰現像剤がトナー収容部に落下するように構成した場合であっても、当該トナー収容部からトナーを確実に現像剤収容部に供給することが可能となっている。
【００５４】
すなわち、上記現像装置２４では、図１に示すように、現像剤収容部３３内に収容された二成分現像剤Ｇが現像剤攪拌部材３６によって撹絆され、現像剤担持体３２内のピックアップ磁極（Ｎｌ) によって捕獲される。この後、捕獲された二成分現像剤Ｇは、ピックアップ磁極（Ｎ１) 及び搬送磁極（Ｓ２）の磁気吸引力と現像剤担持体３２表面との摩擦力により、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、せき止め部４１の近傍に到達すると、搬送磁極（Ｎ２）により穂立ちを形成する。更に、この二成分現像剤Ｇの穂立ちは、せき止め部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、静電潜像担持体２１と対向する現像領域に搬送される。更に、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（Ｓ１）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、静電潜像担持体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、静電潜像担持体２１上の静電潜像を可視像化する。
【００５５】
次に、せき止め部４１付近における二成分現像剤Ｇの挙動について説明する。
【００５６】
まず、図１において、現像剤担持体３２により担持搬送される二成分現像剤Ｇのトナー濃度が低い場合を想定する。この二成分現像剤Ｇは、磁性キャリアの表面を覆うトナー量が少ないことから、比較的磁性キャリアの表面が多く露出している。
【００５７】
つまり、外部磁界（本例ではＮ２）から二成分現像剤Ｇが受ける磁気吸引力は大きくなるため、トナー濃度の低い二成分現像剤Ｇは、せき止め部４１近傍まで確実に搬送される。このせき止め部４１まで確実に搬送された二成分現像剤Ｇは、せき止め部４１のせき止め力と搬送磁極（Ｎ２）の磁気拘束力によって、せき止め部４１近傍に滞留している滞留現像剤を押し出し、この押し出された滞留現像剤は、図５に示すように、落下現像剤となって現像剤分離部材３９上に落下し、現像剤退避部３４を経て、その後、再び現像剤収容部３３へ戻る。
【００５８】
その際、一部の二成分現像剤Ｇは、現像剤収容部３３に収容しきれずに、トナー収容部３５内にも落下する。また、その後にも、現像装置２４による現像工程が継続して行われている場合には、二成分現像剤Ｇ中のトナーが現像工程によって消費され、トナー濃度が低下した二成分現像剤Ｇが、せき止め部４１によってせき止められた状態となる。
【００５９】
上記せき止め部４１によってせき止められた二成分現像剤Ｇは、搬送磁極（Ｎ２）による磁気的な保持力の方が勝っていれば、せき止め部４１近傍にせき止められた状態となっているが、当該せき止められた二成分現像剤Ｇの重量が、搬送磁極（Ｎ２）による磁気的な保持力を上回った場合には、現像剤分離部材３９上を滑りおちて、現像剤収容部３３あるいはトナー収容部３５内に落下することになる。
【００６０】
上記二成分現像剤Ｇがトナー収容部３５内に落下するときに、トナー供給部材３５３がどの位置を回動しているかは、その時々のタイミングによって異なり、一義的に決定されるものではない。しかし、上記トナー供給部材３５３の回転速度は、１回転につきＡ４サイズの用紙（長手方向）２〜３枚に画像が形成される程度の極遅い速度で回転しているため、図６に示すように、トナー収容部３５内に二成分現像剤Ｇが落下した後の状態で、トナー供給部材３５３がトナー収容部３５の最低部３５５を通過して、突出部３８の側面を通過するタイミングが必ず存在する。
【００６１】
この場合、上記トナー供給部材３５３の先端と、トナー収容部３５の内面３５５を構成する突出部３８の側面との間には、隙間４２が形成されている。その結果、上記トナー供給部材３５３によって掻き上げられたトナーＴ及び二成分現像剤Ｇは、粉体であるため、隙間４２からトナー収容部３５の内面３５５に沿ってこぼれ落ちる。その際、上記トナー供給部材３５３は、図６に示すように、時計周り方向に回動しており、トナー収容部３５内に収容されたトナーＴを掻き上げ、更に時計周り方向に回動して、トナー収容部３５の最低部３５５を通過した後、トナー収容部３５の左内面に沿って上昇することになる。このとき、上記トナー収容部３５内には、現像剤分離部材３９によって分離された二成分現像剤Ｇが存在する場合もあるが、当該トナー供給部材３５３によって掻き上げられる粉体には、必ず、トナーＴが含まれることになる。
【００６２】
そして、上記トナー供給部材３５３によって掻き上げられるトナーＴ及び二成分現像剤Ｇを含む粉体は、隙間４２を介してトナー収容部３５内にこぼれつつ、トナー供給部３７から現像剤収容部３３内に供給されることになる。
【００６３】
その際、上記トナー供給部材３５３の回転速度が極端に遅い場合や、隙間４２が広すぎる場合には、トナー供給部材３５３によって掻き上げられたトナーＴ及び二成分現像剤Ｇのすべてが、隙間４２を介してトナー収容部３５内にこぼれてしまい、トナー供給部３７から現像剤収容部３３内に供給されない虞れがある。そのため、上記トナー供給部材３５３の回転速度及び隙間４２の大きさは、隙間４２を介してトナーＴ及び二成分現像剤Ｇの一部をトナー収容部３５内にこぼしつつ、その残りをトナー供給部３７から現像剤収容部３３内に供給される程度に設定される。
【００６４】
このように、上記実施の形態では、図６に示すように、トナー供給部材３５３の先端と、トナー収容部３５内面２５６との間に、所定の隙間４２を形成することによって、現像装置２４内にある程度の余分な二成分現像剤Ｇを収容し、現像剤の長寿命化を図った場合であっても、トナー供給部材３５３によって必ず新たなトナーＴを含む二成分現像剤Ｇ等の粉体を現像剤収容部３３内に供給することが可能となる。
【００６５】
その結果、上記実施の形態に係る現像装置２４では、トナー濃度検知手段を用いずにトナー濃度を自律的に制御することが可能な現像装置において、二成分現像剤の寿命を延ばすために、現像剤収容部に余剰な現像剤を収容し、一部の余剰現像剤がトナー収容部に落下するように構成した場合であっても、当該トナー収容部からトナーを確実に現像剤収容部３３に供給することができ、画像濃度の低下等を防止することができる。
【００６６】
実験例
まず、現像装置２４が画像形成装置本体に装着された初期状態で、連続的に濃度の高いベタ画像を現像する場合が最も厳しい条件となるため、そのテストを実施した。
【００６７】
まず、トナー濃度１０％の二成分現像剤Ｇをトナー収容部３５に投入し、現像装置２４を空回転させて、二成分現像剤Ｇを現像剤収容部３３に供給した。現像剤収容部３３に入りきらない二成分現像剤Ｇが２０ｇ程度、トナー収容部３５に残った。トナー濃度１０％の場合には、現像剤退避部３４つまり現像剤分離部材３９上に流れる二成分現像剤Ｇを現像剤はなかった。
【００６８】
次に、トナー供給部材３５３が下を向いた位置で、図６に示すように、トナー収容部３５内の右側にトナーＴを２５ｇ投入した。トナーＴは、トナー供給部材３５３の後ろ側に投入した。
【００６９】
この状態で、濃度１００％のベタ画像を連続８枚プリントした結果を示したものが、図７である。
【００７０】
上記実験例では、トナー供給部材３５３が１回転する間に、Ａ４サイズの用紙に２．４枚プリントされる。したがって、トナー供給口３７にトナーＴが供給されない場合には、次にトナーが供給されるのは、２．４枚後となってしまい、濃度回復に時間がかかる。
【００７１】
この例は最も差が出る状態であるが、飽和ＴＣ状態から連続してベタ画像を現像した場合は、現像剤分離部材３９からの二成分現像剤Ｇの流れが大きく、トナー収容部３５に流れ込み、同様の現象が発生しやすい。
【００７２】
上記図７から明らかなように、本発明を適用して、トナー供給部材３５３の先端とトナー収容部３５内面２５６との間に、所定の隙間４２を形成した場合には、５枚目のプリントから画像濃度が上昇しはじめ、トナー収容部３５から確実に現像剤収容部３３内にトナーＴが供給されていることがわかる。
【００７３】
これに対して、トナー供給部材３５３の先端とトナー収容部３５内面２５６との間に、所定の隙間４２を形成しない場合には、現像剤分離部材３９からの二成分現像剤Ｇが、再度、現像剤収容部３３内に供給されてしまい、６枚目のプリントまで画像濃度が低下し続け、７枚目のプリントからトナー供給部材３５３の攪拌作用等によって、現像剤収容部３３内にトナーＴが供給されはじめ、画像濃度が上昇していることがわかる。
【００７４】
なお、上記実験の条件は、次の通りである。
プリント速度３６枚／分（Ａ４サイズ横）
感光体          φ３０ｍｍ    １７０ｍｍ／ｓ        １０８ｒｐｍ
現像剤担持体    φ１６ｍｍ    ２５１ｍｍ／ｓ        ３００ｒｐｍ
現像剤攪拌部材  φ７ｍｍ      １２２ｍｍ／ｓ
トナー供給部材                                      １５ｒｐｍ
トナー供給部材の隙間    １．８ｍｍ
【００７５】
キャリア        φ５０μｍ
トナー          φ９μｍ、磁性粉砕トナー
【００７６】
帯電ロール      φ１４ｍｍ
転写ロール      φ１８ｍｍ
【００７７】
帯電電位              −４４０Ｖ
ベタ部の帯電電位      −６０Ｖ
現像バイアス    ＤＣ  −３６０Ｖ
ＡＣ  １．０ｋＶ、４ｋＨｚ、矩形波
転写電流              １８μＡ
【００７８】
実施の形態２
図８及び図９はこの発明の実施の形態２を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態２では、トナー供給部材の先端に、トナー又は二成分現像剤の少なくとも一部がトナー収容部に戻るための切り欠き部を設けるように構成したものである。
【００７９】
すなわち、この実施の形態２では、図８に示すように、トナー供給部材３５３の先端部が、トナー収容部３５の全内面にわたって当接するように構成されているとともに、当該トナー供給部材３５３の先端部には、図９に示すように、トナー又は二成分現像剤の少なくとも一部がトナー収容部３５に戻るための、山型又は矩形状の切り欠き部４５を、一定のピッチで全長にわたって設けるように構成されている。
【００８０】
このように構成した場合でも、トナー供給部材３５３の先端部に設けられた切り欠き部４５を介して、二成分現像剤Ｇの少なくとも一部をトナー収容部３５に戻すことができるため、トナー濃度検知手段を用いずにトナー濃度を自律的に制御することが可能な現像装置において、二成分現像剤の寿命を延ばすために、現像剤収容部に余剰な現像剤を収容し、一部の余剰現像剤がトナー収容部に落下するように構成した場合であっても、当該トナー収容部からトナーを確実に現像剤収容部に供給することが可能となっている。
【００８１】
なお、前記実施の形態１と組み合わせて、トナー供給部材３５３の先端部に微小な隙間を形成しつつ、切り欠き部４５を設けるように構成しても良い。
【００８２】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】図１はこの発明の実施の形態１に係る現像装置を示す構成図である。
【図２】図２は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構成図である。
【図３】図３は現像剤分離部材を示す斜視構成図である。
【図４】図４は現像剤担持体と現像剤分離部材との近傍を示す構成図である。
【図５】図５は現像剤担持体と現像剤分離部材との近傍を示す拡大構成図である。
【図６】図６は二成分現像剤の供給状態を示す構成図である。
【図７】図７は実験結果を示すグラフである。
【図８】図８はこの発明の実施の形態２に係る現像装置を示す構成図である。
【図９】図９はトナー供給部材を示す構成図である。
【図１０】図１０は従来の提案に係る現像装置を示す構成図である。
【図１１】図１１は従来の現像装置の現像剤の流れを示す説明図である。
【符号の説明】
【００８４】
２４：現像装置、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、３５１：トナー供給部材、４２：隙間、Ｇ：二成分現像剤。
【図１】
2005266550.tif 000003
【図２】
2005266550.tif 000004
【図３】
2005266550.tif 000005
【図４】
2005266550.tif 000006
【図５】
2005266550.tif 000007
【図６】
2005266550.tif 000008
【図７】
2005266550.tif 000009
【図８】
2005266550.tif 000010
【図９】
2005266550.tif 000011
【図１０】
2005266550.tif 000012
【図１１】
2005266550.tif 000013