(57)【要約】【課題】環境変動等によって現像装置内で流動する現像剤の嵩が一時的に急激に低下してしまうことのない、プレミックス現像方式の現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供する。【解決手段】第１搬送部材１３ｂ１による第１搬送経路の隔壁に形成された排出口１３ｄから排出された現像剤の一部を一時的に蓄える貯留部（戻し用搬送スクリュ１３ｊが設置されている。）と、第１搬送経路にて搬送される現像剤の剤面が所定高さに達しないときに貯留部に蓄えられた現像剤の一部を第１搬送経路の内部に向けて再び戻す戻し経路１３ｍ（戻し口１３ｍ１）と、を備える。【選択図】図３
2012093400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアとトナーとを有する現像剤を収容するとともに、像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置であって、
前記像担持体に対向するとともに、現像剤を担持する現像剤担持体と、
装置内に収容された現像剤を長手方向に搬送して循環経路を形成する複数の搬送部材と、
装置内に新たにキャリアを供給する供給手段と、
前記複数の搬送部材のうち１つの搬送部材によって搬送される現像剤の剤面が第１の所定高さを超えたときにその現像剤を当該１つの搬送部材による搬送経路の外部に排出するために当該１つの搬送部材による搬送経路の隔壁に形成された排出口と、
前記排出口から排出された現像剤の一部又は全部を一時的に蓄える貯留部と、
前記１つの搬送部材による搬送経路にて搬送される現像剤の剤面が第２の所定高さに達しないときに前記貯留部に蓄えられた現像剤の一部を当該１つの搬送部材による搬送経路の内部に向けて再び戻すために当該１つの搬送部材による搬送経路の隔壁に形成された戻し口と、
を備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記貯留部は、その内部に蓄えられた現像剤の剤面が所定の高さを超えたときにその現像剤を装置の外部へ排出するための第２の排出口を具備した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１つの搬送部材による搬送経路において前記第１の所定高さは前記第２の所定高さよりも高く設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記１つの搬送部材による搬送経路において前記戻し口は前記排出口よりも搬送方向上流側に配設されたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
前記複数の搬送部材は、
前記現像剤担持体に対向するとともに現像剤を長手方向に搬送しながら当該現像剤担持体に現像剤を供給する第１搬送部材と、
前記第１搬送部材に対して壁部を介して対向する位置であって前記現像剤担持体に対向する位置に配設されるとともに当該現像剤担持体から離脱された現像剤を長手方向に搬送する第２搬送部材と、
前記第２搬送部材によって搬送された現像剤を前記第１搬送部材による搬送経路の上流側に搬送するとともに、前記第１搬送部材による搬送経路の下流側に達した現像剤を当該第１搬送部材による搬送経路の上流側に搬送する第３搬送部材と、
を具備し、
前記１つの搬送部材は、前記第１搬送部材であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
前記戻し口は、前記第１搬送部材による搬送経路において長手方向中央部から搬送方向下流側までの間に配設されたことを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
前記供給手段は、装置内に新たにトナーを前記キャリアとともに供給することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の現像装置。
【請求項８】
画像形成装置の装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、
請求項１〜請求項７のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とが一体化されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項９】
請求項１〜請求項７のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体と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】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置とそこに設置される現像装置及びプロセスカートリッジとに関し、特に、現像装置内に新品のキャリアや現像剤を適宜に供給するプレミックス現像方式の現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤（添加剤等を添加する場合も含むものとする。）を収容した現像装置に、適宜に新しいキャリアを補給する技術（これをプレミックス現像方式という。）が知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００３】
２成分現像剤を用いた現像装置は、現像装置内におけるトナー消費に応じて、現像装置の一部に設けられたトナー補給口から現像装置内に適宜にトナーが補給される。補給されたトナーは、現像装置内の現像剤とともに、搬送スクリュ（搬送部材）によって撹拌・混合される。撹拌・混合された現像剤は、その一部が現像ローラ（現像剤担持体）に供給される。現像ローラに担持された現像剤は、ドクターブレード（現像剤規制部材）によって適量に規制された後に、その２成分現像剤中のトナーが感光体ドラム（像担持体）との対向位置で感光体ドラム上の潜像に付着する。
【０００４】
このように、通常の現像工程において現像装置内に収容された２成分現像剤中のキャリアは消費されることなく現像装置内に残るために、キャリアに経時劣化が生じてしまう。詳しくは、キャリアが現像装置内で長時間かけて撹拌・混合されることでキャリアのコーティング層が磨耗又は剥離してキャリアの帯電能力が低下する「膜削れ現象」や、キャリアの表面にトナーの成分や添加剤が付着してキャリアの帯電能力が低下する「スペント現象」が生じてしまう。
【０００５】
プレミックス現像方式は、このようなキャリアの経時劣化による出力画像の画質低下を防止するためのものである。すなわち、現像装置内に新しいキャリア（又は新しい２成分現像剤）を適宜に補給するとともに、現像装置内に収容された２成分現像剤の一部を適宜に現像装置外に排出することで、現像装置内の劣化キャリアを減じて現像装置内に収容されたキャリアの量と帯電能力とを維持するものである。
このようなプレミックス現像方式を用いた画像形成装置は、キャリアの経時劣化が生じるごとに現像装置やキャリアを新品のものに交換する必要のある装置に比べて、経時においても出力画像の画質が安定化することになる。
【０００６】
特許文献１、２等には、プレミックス現像方式を用いた現像装置であって、現像装置から外部への現像剤の排出手段としてオーバーフロー方式を用いたものが開示されている。詳しくは、現像装置に排出口（排出手段）を設けて、その位置に搬送される現像剤の剤面が所定高さを超えたときにその現像剤（キャリアの補給によって余剰分となった現像剤である。）が排出口から排出される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１等のプレミックス現像方式の現像装置は、環境変動等によって現像剤の帯電量やトナー濃度や流動性が急に大きく変化しまった場合に、装置内への新たなキャリアの供給が間に合わずに、装置内で流動する現像剤の嵩（剤量）が一時的に急激に低下してしまう不具合が生じることがあった。そして、そのような不具合が生じたときに、画像濃度低下や画像濃度ムラ等の異常画像が発生してしまったり、装置内の内圧の変化によってトナー飛散が発生してしまったりすることがあった。
【０００８】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、環境変動等によって現像装置内で流動する現像剤の嵩が一時的に急激に低下してしまうことのない、プレミックス現像方式の現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の請求項１記載の発明にかかる現像装置は、キャリアとトナーとを有する現像剤を収容するとともに、像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置であって、前記像担持体に対向するとともに、現像剤を担持する現像剤担持体と、装置内に収容された現像剤を長手方向に搬送して循環経路を形成する複数の搬送部材と、装置内に新たにキャリアを供給する供給手段と、前記複数の搬送部材のうち１つの搬送部材によって搬送される現像剤の剤面が第１の所定高さを超えたときにその現像剤を当該１つの搬送部材による搬送経路の外部に排出するために当該１つの搬送部材による搬送経路の隔壁に形成された排出口と、前記排出口から排出された現像剤の一部又は全部を一時的に蓄える貯留部と、前記１つの搬送部材による搬送経路にて搬送される現像剤の剤面が第２の所定高さに達しないときに前記貯留部に蓄えられた現像剤の一部を当該１つの搬送部材による搬送経路の内部に向けて再び戻すために当該１つの搬送部材による搬送経路の隔壁に形成された戻し口と、を備えたものである。
【００１０】
また、請求項２記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記貯留部は、その内部に蓄えられた現像剤の剤面が所定の高さを超えたときにその現像剤を装置の外部へ排出するための第２の排出口を具備したものである。
【００１１】
また、請求項３記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記１つの搬送部材による搬送経路において前記第１の所定高さは前記第２の所定高さよりも高く設定されているものである。
【００１２】
また、請求項４記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明において、前記１つの搬送部材による搬送経路において前記戻し口は前記排出口よりも搬送方向上流側に配設されたものである。
【００１３】
また、請求項５記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記複数の搬送部材は、前記現像剤担持体に対向するとともに現像剤を長手方向に搬送しながら当該現像剤担持体に現像剤を供給する第１搬送部材と、前記第１搬送部材に対して壁部を介して対向する位置であって前記現像剤担持体に対向する位置に配設されるとともに当該現像剤担持体から離脱された現像剤を長手方向に搬送する第２搬送部材と、前記第２搬送部材によって搬送された現像剤を前記第１搬送部材による搬送経路の上流側に搬送するとともに、前記第１搬送部材による搬送経路の下流側に達した現像剤を当該第１搬送部材による搬送経路の上流側に搬送する第３搬送部材と、を具備し、前記１つの搬送部材を、前記第１搬送部材としたものである。
【００１４】
また、請求項６記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項５に記載の発明において、前記戻し口は、前記第１搬送部材による搬送経路において長手方向中央部から搬送方向下流側までの間に配設されたものである。
【００１５】
また、請求項７記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１〜請求項６のいずれかに記載の発明において、前記供給手段は、装置内に新たにトナーを前記キャリアとともに供給するものである。
【００１６】
また、この発明の請求項８記載の発明にかかるプロセスカートリッジは、画像形成装置の装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とが一体化されたものである。
【００１７】
また、この発明の請求項９記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とを備えたものである。
【００１８】
なお、本願において、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電部と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像部（現像装置）と、像担持体上をクリーニングするクリーニング部とのうち、少なくとも１つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱自在に設置されるユニットと定義する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、搬送経路の排出口から排出された現像剤を一時的に蓄える貯留部と、貯留部に蓄えられた現像剤の一部を搬送経路の内部に向けて再び戻すための戻し口と、を設けているため、環境変動等によって現像装置内で流動する現像剤の嵩が一時的に急激に低下してしまうことのない、プレミックス現像方式の現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。
【図２】作像部を示す構成図である。
【図３】（Ａ）現像装置の上部を長手方向にみた概略断面図と、（Ｂ）現像装置の下部を長手方向にみた概略断面図と、である。
【図４】現像装置の第３中継部の近傍を示す断面図である。
【図５】現像装置の排出口の近傍を示す断面図である。
【図６】現像装置の貯留部への現像剤の受け渡しがおこなわれる開口の近傍を示す断面図である。
【図７】現像装置の戻し口の近傍を示す断面図である。
【図８】現像装置の第２の排出口の近傍を長手方向に示す断面図である。
【図９】現像装置の補給口の近傍を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
実施の形態．
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００２２】
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機の装置本体、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、３は原稿Ｄを原稿読込部４に搬送する原稿搬送部、４は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部、７は転写紙等の記録媒体Ｐが収容される給紙部、９は記録媒体Ｐの搬送タイミングを調整するレジストローラ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成される感光体ドラム、１２は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上を帯電する帯電部、１３は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成される静電潜像を現像する現像装置、１４は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐ上に重ねて転写する転写バイアスローラ（１次転写バイアスローラ）、１５は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の未転写トナーを回収するクリーニング部、を示す。
【００２３】
また、１６は中間転写ベルト１７を清掃する中間転写ベルトクリーニング部、１７は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、１８は中間転写ベルト１７上のカラートナー像を記録媒体Ｐ上に転写するための２次転写バイアスローラ、２０は記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する定着装置、を示す。
なお、図示は省略するが、各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１ＢＫの上方には、キャリア（磁性キャリア）と各色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）のトナー（トナー粒子）とを現像装置１３に供給する供給手段としての各色の剤カートリッジがそれぞれ設置されている。
【００２４】
以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。なお、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上でおこなわれる作像プロセスについては、図２をも参照することができる。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部３の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス５上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス５上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。
【００２５】
詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス５上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
【００２６】
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光Ｌ（図２を参照できる。）が、それぞれ、対応する感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に向けて発せられる。
【００２７】
一方、４つの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは、それぞれ、図１の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、帯電部１２との対向部で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部２において、４つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。
【００２８】
イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から１番目の感光体ドラム１１Ｙ表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム１１Ｙの回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部１２にて帯電された後の感光体ドラム１１Ｙ上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
【００２９】
同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から２番目の感光体ドラム１１Ｍ表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から３番目の感光体ドラム１１Ｃ表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目の感光体ドラム１１ＢＫ表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
【００３０】
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、現像装置１３との対向位置に達する。そして、各現像装置１３から感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、中間転写ベルト１７との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト１７の内周面に当接するように転写バイアスローラ１４が設置されている。そして、転写バイアスローラ１４の位置で、中間転写ベルト１７上に、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（１次転写工程である。）。
【００３１】
そして、転写工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、クリーニング部１５との対向位置に達する。そして、クリーニング部１５で、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫにおける一連の作像プロセスが終了する。
【００３２】
他方、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の各色のトナーが重ねて転写（担持）された中間転写ベルト１７は、図中の時計方向に走行して、２次転写バイアスローラ１８との対向位置に達する。そして、２次転写バイアスローラ１８との対向位置で、記録媒体Ｐ上に中間転写ベルト１７上に担持されたカラーのトナー像が転写される（２次転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト１７表面は、中間転写ベルトクリーニング部１６の位置に達する。そして、中間転写ベルト１７上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部１６に回収されて、中間転写ベルト１７における一連の転写プロセスが終了する。
【００３３】
ここで、中間転写ベルト１７と２次転写バイアスローラ１８との間（２次転写ニップである。）に搬送される記録媒体Ｐは、給紙部７からレジストローラ９等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送された記録媒体Ｐが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ９に導かれる。レジストローラ９に達した記録媒体Ｐは、タイミングを合わせて、２次転写ニップに向けて搬送される。
【００３４】
そして、フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、搬送ベルトによって定着装置２０に導かれる。定着装置２０では、定着ベルトと加圧ローラとのニップにて、カラー画像（トナー）が記録媒体Ｐ上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Ｐは、排紙ローラによって、装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００３５】
次に、図２〜図９にて、画像形成装置における作像部について詳述する。
図２は、作像部及び剤カートリッジ２８を示す構成図である。図３（Ａ）は現像装置１３の上部（第１搬送スクリュ１３ｂ１及び排出用搬送スクリュ１３ｋ及び戻し用搬送スクリュ１３ｊの位置である。）を長手方向にみた概略断面図であって、図３（Ｂ）は現像装置１３の下部（第２搬送スクリュ１３ｂ２及び第３搬送スクリュ１３ｂ３の位置である。）を長手方向にみた概略断面図である。図４は現像装置１３の第３中継部１３ｈの近傍を示す断面図であり、図５は現像装置１３の排出口１３ｄの近傍を示す断面図であり、図６は現像装置１３の貯留部への現像剤の受け渡しがおこなわれる開口１３ｓの近傍を示す断面図であり、図７は現像装置１３の戻し口１３ｍ１の近傍を示す断面図であり、図８は現像装置１３の第２排出口１３ｔ（第２の排出口）の近傍を長手方向に示す断面図（側方断面図）であり、図９は現像装置１３の補給口１３ｅの近傍を示す断面図である。
なお、各作像部はほぼ同一構造であって、各剤カートリッジもほぼ同一構造であるために、図２〜図９にて作像部及び剤カートリッジは符号のアルファベット（Ｙ、Ｃ、Ｍ、ＢＫ）を除して図示する。
【００３６】
図２に示すように、作像部は、像担持体としての感光体ドラム１１、帯電部１２、現像装置１３（現像部）、クリーニング部１５、等で構成される。
像担持体としての感光体ドラム１１は、負帯電の有機感光体であって、不図示の駆動モータによって反時計方向に回転駆動される。
【００３７】
帯電部１２は、芯金上に、ウレタン樹脂、導電性粒子としてのカーボンブラック、硫化剤、発泡剤等を処方した中抵抗の発泡ウレタン層をローラ状に形成した弾性を有する帯電ローラである。帯電部１２の中抵抗層の材質としては、ウレタン、エチレン−プロピレン−ジエンポリエチレン（ＥＰＤＭ）、ブタジエンアクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）、シリコーンゴムや、イソプレンゴム等に抵抗調整のためにカーボンブラックや金属酸化物等の導電性物質を分散したゴム材や、またこれらを発泡させたものを用いることもできる。
クリーニング部１５は、感光体ドラム１１に摺接するクリーニングブラシ（又は、クリーニングブレード）が設置されていて、感光体ドラム１１上の未転写トナーを機械的に除去・回収する。
【００３８】
現像装置１３は、現像剤担持体としての現像ローラ１３ａが感光体ドラム１１に近接するように配置されていて、双方の対向部分には感光体ドラム１１と磁気ブラシとが接触する現像領域が形成される。現像装置１３内には、トナーＴとキャリアＣとからなる現像剤Ｇ（２成分現像剤）が収容されている。そして、現像装置１３は、感光体ドラム１１上に形成される静電潜像を現像する（トナー像を形成する。）。なお、現像装置１３の構成・動作については、後で詳しく説明する。
【００３９】
ここで、本実施の形態における現像装置１３は、プレミックス現像方式のものであって、現像装置１３内に適宜に新品のキャリアＣ（現像剤Ｇ）が剤カートリッジ２８から供給される。そして、図示は省略するが、劣化した現像剤Ｇが現像装置１３の外部に設置された排出経路を介して剤貯留容器に向けて排出される。
図２を参照して、剤カートリッジ２８は、その内部に現像装置１３内に供給するための現像剤Ｇ（トナーＴ及びキャリアＣ）を収容している。そして、剤カートリッジ２８は、現像装置１３に新品のトナーＴを供給するトナーカートリッジとして機能するとともに、現像装置１３に新品のキャリアＣを供給する供給手段として機能する。具体的に、現像装置１３に設置された磁気センサ（不図示である。）によって検知されるトナー濃度（現像剤Ｇ中のトナーの割合である。）の情報に基いて、シャッタ駆動部によってシャッタ機構８０の開閉動作をおこなって、供給手段としての剤カートリッジ２８から現像装置１３内に向けて現像剤Ｇを適宜に供給する。ここで、本実施の形態では、剤カートリッジ２８の現像剤Ｇにおける、トナーＴ中のキャリアＣの混合率が１０ｗｔ％程度に設定されている。
なお、現像剤Ｇの供給は、トナー濃度の情報に限定されず、感光体ベルトや中間転写ベルト等に形成されたトナー像の反射率等から検知される画像濃度の情報に基づいて実施されてもよい。また、これらの異なる情報を組み合わせて、現像剤Ｇの供給の実施を判断してもよい。
【００４０】
供給手段としての供給管２９は、剤カートリッジ２８から供給される現像剤Ｇ（トナーＴ及びキャリアＣ）を現像装置１３内に確実に導くためのものである。すなわち、剤カートリッジ２８から排出された現像剤Ｇは、供給管２９を介して、補給口１３ｅ（現像剤補給口）から現像装置１３内に供給される。
【００４１】
以下、画像形成装置における現像装置１３について詳述する。
図２〜図９を参照して、現像装置１３は、現像剤担持体としての現像ローラ１３ａ、搬送部材としての搬送スクリュ１３ｂ１〜１３ｂ３（オーガスクリュ）、現像剤規制部材としてのドクターブレード１３ｃ、排出用搬送部材としての排出用搬送スクリュ１３ｋ、戻し用搬送部材としての戻し用搬送スクリュ１３ｊ、等で構成されている。
【００４２】
現像ローラ１３ａは、外径が２５ｍｍであって、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂等の非磁性体を円筒形に形成してなるスリーブが不図示の駆動モータによって時計方向に回転されるように構成されている。図４を参照して、現像ローラ１３ａのスリーブ１３ａ２内には、スリーブの周面に現像剤Ｇの穂立ちを生じるように磁界を形成するマグネット１３ａ１が固設されている。マグネット１３ａ１から発せられる法線方向磁力線に沿うように、現像剤Ｇ中のキャリアＣがスリーブ１３ａ２上にチェーン状に穂立ちする。このチェーン状に穂立ちしたキャリアＣに帯電したトナーＴが付着されて、磁気ブラシが形成される。磁気ブラシは、スリーブ１３ａ２の回転によってスリーブ１３ａ２と同方向（時計方向）に移送される。
図２を参照して、ドクターブレード１３ｃは、現像領域の上流側に設置された略板状の部材であって、現像ローラ１３ａ上の現像剤Ｇを適量に規制する。
【００４３】
３つの搬送スクリュ１３ｂ１〜１３ｂ３は、現像装置１３内に収容された現像剤Ｇを長手方向（図２の紙面垂直方向である。）に循環しながら撹拌・混合する。
第１搬送部材としての第１搬送スクリュ１３ｂ１は、現像ローラ１３ａに対向する位置に配設されていて、現像剤Ｇを長手方向（回転軸方向）に水平に搬送する（図３（Ａ）の破線矢印に示す右方向の搬送である。）とともに、現像ローラ１３ａ上に現像剤Ｇを供給（図３（Ａ）の白矢印方向の供給である。）する。
【００４４】
第２搬送部材としての第２搬送スクリュ１３ｂ２は、第１搬送スクリュ１３ｂ１の下方であって現像ローラ１３ａに対向する位置に配設されている。そして、現像ローラ１３ａから離脱した現像剤Ｇ（現像工程後に剤離れ極によって現像ローラ１３ａ上から強制的に離脱された現像剤Ｇであって、図３（Ｂ）の白矢印方向に離脱するものある。）を長手方向に水平に搬送する（図３（Ｂ）の破線矢印に示す右方向の搬送である。）。
【００４５】
第３搬送部材としての第３搬送スクリュ１３ｂ３は、第２搬送スクリュ１３ｂ２に隣接する位置であって、第１搬送部材１３ｂ１の斜め下方に配設されている。そして、第３搬送スクリュ１３ｂ３は、第２搬送スクリュ１３ｂ２によって搬送された現像剤Ｇを第１搬送部材１３ｂ１による搬送経路の上流側に搬送するとともに、第１搬送スクリュ１３ｂ１による搬送経路の下流側から第１中継部１３ｆを介して循環される現像剤Ｇを第１搬送部材１３ｂ１による搬送経路の上流側に搬送する（図３（Ｂ）の破線矢印に示す左方向の搬送である。）。
３つの搬送スクリュ１３ｂ１〜１３ｂ３は、現像ローラ１３ａや感光体ドラム１１と同様に、回転軸がほぼ水平になるように配設されている。また、３つの搬送スクリュ１３ｂ１〜１３ｂ３は、軸部にスクリュ部が螺旋状に巻装されたものであって、スクリュ部の外径が２２ｍｍに設定されている。そして、図示は省略するが、３つの搬送スクリュ１３ｂ１〜１３ｂ３は、それぞれの駆動ギアがギア列を介して駆動モータに連結されていて、駆動モータによってそれぞれ所定方向に回転駆動される。
【００４６】
なお、第１搬送スクリュ１３ｂ１による搬送経路（第１搬送経路）と、第２搬送スクリュ１３ｂ２による搬送経路（第２搬送経路）と、第３搬送スクリュ１３ｂ３による搬送経路（第３搬送経路）と、排出用搬送スクリュ１３ｋによる排出用搬送経路と、戻し用搬送スクリュ１３ｊが設置された貯留部と、は隔壁（壁部）によって隔絶されている。
図３（Ｂ）を参照して、第２搬送スクリュ１３ｂ２による搬送経路の下流側と、第３搬送スクリュ１３ｂ３による搬送経路の上流側と、は第２中継部１３ｇを介して連通している。また、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）を参照して、第１搬送スクリュ１３ｂ１による搬送経路の下流側と、第３搬送スクリュ１３ｂ３による搬送経路の上流側と、は第１中継部１３ｆを介して連通している。また、図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図４を参照して、第３搬送スクリュ１３ｂ３による搬送経路の下流側と、第１搬送スクリュ１３ｂ１による搬送経路の上流側と、は第３中継部１３ｈを介して連通している。図４を参照して、第３搬送スクリュ１３ｂ３による搬送経路において第３中継部１３ｈの近傍に滞留して盛り上がった現像剤Ｇが、第３中継部１３ｈを介して第１搬送スクリュ１３ｂ１による搬送経路の上流側に搬送（供給）されることになる。
【００４７】
このような構成により、３つの搬送スクリュ１３ｂ１〜１３ｂ３によって、現像装置１３において現像剤Ｇを長手方向に循環させる循環経路が形成されることになる。すなわち、現像装置１３が稼動されると、装置内に収容された現像剤Ｇは図３中の破線矢印の方向に流動する。そして、このように、現像ローラ１３ａに対する現像剤Ｇの供給経路（第１搬送スクリュ１３ａ１による搬送経路である。）と、現像ローラ１３ａから離脱する現像剤Ｇの回収経路（第２搬送スクリュ１３ａ２による搬送経路である。）と、を分離することで、感光体ドラム１１上に形成するトナー像の濃度偏差を小さくすることができる。
【００４８】
なお、図示は省略するが、第３搬送スクリュ１３ｂ３による搬送経路中には、装置内を循環する現像剤のトナー濃度を検知する磁気センサが設置されている。そして、磁気センサによって検知されるトナー濃度の情報に基いて、供給手段としての剤カートリッジ２８から補給口１３ｅを介して現像装置１３内に向けて所定のトナー濃度の現像剤Ｇが供給される。
また、図３（Ｂ）、図９を参照して、補給口１３ｅは、第３搬送スクリュ１３ｂ３による搬送経路の上流側の上方であって、現像領域から離れた位置（現像ローラ１３ａの長手方向の範囲の外側である。）に配設されている。
【００４９】
ここで、図２、図３（Ａ）、図５を参照して、第１搬送スクリュ１３ｂ１による搬送経路の隔壁には、現像装置１３内に収容された現像剤Ｇの一部を第１搬送経路（第１搬送スクリュ１３ｂ１による搬送経路）の外部に排出するための排出口１３ｄが設けられている。
詳しくは、排出口１３ｄ（排出手段）は、供給手段２８、２９、８０によって現像装置１３内に現像剤Ｇが供給されて装置内の現像剤量が増加してその位置に搬送される現像剤の剤面（上面）が所定高さＨ１（第１の所定高さであって、図５を参照できる。）を超えたときに、その余剰分の現像剤Ｇを排出用搬送経路（排出用搬送スクリュ１３ｋが設置されている。）に向けて排出するためのものである。排出口１３ｄから排出された現像剤は、排出用搬送スクリュ１３ｋによって長手方向（図３（Ａ）の左方向である。）に搬送される。そして、その搬送された現像剤の一部が、開口１３ｒから自重落下して装置外（排出経路）に排出された後、不図示の排出経路を介して剤貯留容器（不図示である。）に回収される。すなわち、余剰分の現像剤Ｇは、排出口１３ｄの下部の高さを超えて、排出口１３ｄから排出されて排出用搬送経路（排出用搬送スクリュ１３ｋ）、排出経路を経由して剤貯留容器に向けて搬送される。このように、トナーＴの母体樹脂や外添剤によって汚染されて劣化したキャリアが自動的に現像装置の外部に排出されるので、経時においても画像品質の劣化を抑止することができる。なお、排出経路は各色（４つ）の現像装置１３の排出用搬送経路のすべてに接続されていて、剤貯留容器には各現像装置１３から排出された現像剤がまとめて回収される。
【００５０】
ここで、本実施の形態では、排出用搬送スクリュ１３ｋが設置された排出用搬送経路を介して第１搬送経路（第１搬送スクリュ１３ｂ１による搬送経路）に隣接する位置に、戻し用搬送スクリュ１３ｊが設置された貯留部が配設されている。この貯留部は、第１搬送経路の排出口１３ｄから排出された現像剤（排出用搬送経路を流動する現像剤である。）の一部を一時的に蓄えるバッファ部として機能するものである。
さらに、第１搬送スクリュ１３ｂ１による第１搬送経路にて搬送される現像剤の剤面が所定高さＨ２（第２の所定高さであって、図７を参照できる。）に達しないときに、貯留部に蓄えられた現像剤の一部を第１搬送経路の内部に向けて再び戻すために第１搬送経路の隔壁に戻し口１３ｍ１が形成されている。
【００５１】
詳しくは、図３（Ａ）及び図６を参照して、排出用搬送スクリュ１３ｋによる排出用搬送経路には、現像装置１３の外部への排出をおこなうための開口１３ｒの上流側（搬送方向上流側）の位置に、排出用搬送経路から貯留部への現像剤の受け渡しをおこなうための開口１３ｓが設けられている。この開口１３ｓは、排出用搬送経路において外部への排出用の開口１３ｒに向けて搬送される現像剤の一部が貯留部に流れ込むように、排出用搬送経路において所定の高さに設定されている。そして、排出用搬送経路から開口１３ｓを介して貯留部に供給された現像剤は、貯留部において戻し用搬送スクリュ１３ｊによって長手方向に搬送されることになる（図３（Ａ）の破線矢印に示す右方向の搬送である。）。
一方、図３（Ａ）及び図７を参照して、戻し用搬送スクリュ１３ｊによる貯留部において、長手方向中央部よりも搬送方向下流側の位置には、第１搬送スクリュ１３ｂ１による第１搬送経路に連通する戻し経路１３ｍが形成されている。戻し経路１３ｍは、貯留部に形成された送入口１３ｍ２から第１搬送経路に形成された戻し口１３ｍ１に向けて下方に傾斜するように形成されている。
【００５２】
このような構成により、第１搬送スクリュ１３ｂ１による第１搬送経路における現像剤の剤面が所定高さＨ２（第２の所定高さであって、図７を参照できる。）に達しないときに、貯留部に蓄えられた現像剤の一部が戻し経路１３ｍ（戻し口１３ｍ１）を介して第１搬送経路の内部に向けて再供給されることになる。
これに対して、第１搬送経路における現像剤の剤面が所定高さＨ２に達しているときには、戻し経路１３ｍ（戻し口１３ｍ１）は現像剤で埋没した状態になり、戻し経路１３ｍに停滞する現像剤の圧力によって貯留部から第１搬送経路への現像剤の流動は生じないことになる（貯留部に現像剤が貯留されたままの状態になる）。
なお、上述した第２の所定高さＨ２は、先に図５にて説明した第１の所定高さＨ１よりも低く（Ｈ１＞Ｈ２となるように）設定されたものであって、第１搬送経路内で流動する現像剤の嵩（剤量）が低下して画像濃度低下や画像濃度ムラ等の異常画像やトナー飛散が生じないように、実験やシミュレーションによって設定されたものである。
【００５３】
このような構成により、環境変動等によって現像装置１３内の現像剤の帯電量やトナー濃度や流動性が急に大きく変化しまった場合であって、剤カートリッジ２８から現像装置１３内への新たな現像剤の供給が間に合わないような場合であっても、現像装置１３内で流動する現像剤の嵩（剤面）が一時的に急激に低下してしまうことなく、戻し用搬送スクリュ１３ｊが設置された貯留部（バッファ部）から戻し経路１３ｍ（戻し口１３ｍ１）を介して現像装置１３（第１搬送経路）内に瞬時に現像剤の供給がおこなわれることになる。したがって、現像装置１３内で流動する現像剤の嵩（剤面）が一時的に急激に低下することによる画像濃度低下や画像濃度ムラ等の異常画像の発生や、トナー飛散の発生を確実に軽減することができる。
【００５４】
特に、第１搬送経路では、第１搬送スクリュ１３ｂ１によって現像剤を図３（Ａ）の左方から右方に向けて長手方向に搬送しながら現像ローラ１３ａ上に現像剤を供給しているため、搬送方向上流側（図３（Ａ）の左方である。）に比べて搬送方向下流側（図３（Ａ）の右方である。）での現像剤の剤面の絶対的な高さ（嵩）が低くなる。そのため、現像装置１３内で流動する現像剤の全体的な剤量（嵩）が少なくなると、第１搬送経路における搬送方向下流側に対応する出力画像上にて画像濃度低下や画像濃度ムラ等の異常画像が発生しやすくなる。すなわち、第１搬送経路における搬送方向下流側において現像剤の剤面が急激に低下する現象を抑止できれば、画像濃度低下や画像濃度ムラ等の異常画像の発生をほぼ抑止できることになる。
このようなことから、本実施の形態では、図３（Ａ）に示すように、戻し口１３ｍ１を、第１搬送スクリュ１３ｂ１による第１搬送経路において長手方向中央部から搬送方向下流側までの間に配設している。これにより、第１搬送経路における搬送方向下流側において現像剤の剤面が所定高さＨ２に達しないときに、貯留部に蓄えられた現像剤が戻し経路１３ｍ（戻し口１３ｍ１）を介して第１搬送経路の搬送方向下流側に向けて即座に供給されることになる。
【００５５】
また、図３（Ａ）に示すように、第１搬送経路において戻し口１３ｍ１は排出口１３ｄよりも搬送方向上流側（図３（Ａ）の左方である。）に配設されている。詳しくは、第１搬送経路において、排出口１３ｄは搬送方向の最下流位置近傍に配設されて、戻し口１３ｍ１はそれよりも上流側であって長手方向中央部から搬送方向下流側までの間に配設されている。これにより、第１搬送経路における搬送方向下流側において現像剤の剤面が急激に低下する現象を抑止しつつ、現像装置１３内で現像剤量を増加させることなく余剰分の現像剤Ｇを排出口１３ｄから排出用搬送経路に向けて確実に排出することができる。
【００５６】
また、本実施の形態では、戻し用搬送スクリュ１３ｊによる貯留部には、その内部に蓄えられた現像剤の剤面が所定の高さＨ３（図８を参照できる。）を超えたときに、その現像剤を現像装置１３の外部へ排出するための第２排出口１３ｔ（第２の排出口）が設けられている。
詳しくは、図３（Ａ）及び図８を参照して、貯留部には、戻し用搬送スクリュ１３ｊの搬送方向最下流の位置に、現像装置１３の外部への現像剤の排出をおこなうための第２排出口１３ｔが設けられている。この第２排出口１３ｔは、貯留部内の現像剤量が所定量以上にならないように、貯留部の壁部において所定の高さに設定されている。そして、貯留部内の現像剤の剤面が所定の高さＨ３を超えると、貯留部に蓄えられた現像剤の一部は第２排出口１３ｔから自重落下して装置外（排出経路）に排出された後、不図示の排出経路を介して剤貯留容器に回収される（図８の破線矢印で示す方向の移動である。）。すなわち、貯留部に蓄えられた現像剤のうち余剰分の現像剤が、第２排出口１３ｔの下部の高さを超えて、第２排出口１３ｔから排出されて、排出用搬送経路の開口１３ｒから排出された現像剤とともに剤貯留容器に回収される。
このように、貯留部に蓄えられる現像剤量の上限が定められることで、貯留部から戻し経路１３ｍを介して第１搬送経路に向けて多量の現像剤が供給されてしまう不具合を抑止することができる。
【００５７】
なお、本実施の形態において、排出用搬送スクリュ１３ｋと戻し用搬送スクリュ１３ｊとは、それぞれ、長手方向に延設された軸部（外径：２ｍｍである。）と、軸部に螺旋状に巻装されたスクリュ部（外径：８ｍｍである。）と、からなる。また、排出用搬送スクリュ１３ｋと戻し用搬送スクリュ１３ｊとは、どちらも、３つの搬送スクリュ１３ｂ１〜１３ｂ３と同様に、回転軸がほぼ水平になるように配設されている。そして、本実施の形態においては、排出用搬送スクリュ１３ｋと戻し用搬送スクリュ１３ｊとは、３つの搬送スクリュ１３ｂ１〜１３ｂ３とともに、駆動モータによって回転駆動される。
【００５８】
以上説明したように、本実施の形態では、第１搬送スクリュ１３ｂ１による第１搬送経路の排出口１３ｄから排出された現像剤を一時的に蓄える貯留部と、貯留部に蓄えられた現像剤の一部を第１搬送経路の内部に向けて再び戻すための戻し口１３ｍ１（戻し経路１３ｍ）と、を設けているため、環境変動等によって現像装置１３内で流動する現像剤の嵩が一時的に急激に低下してしまう不具合を軽減することができる。
【００５９】
なお、本実施の形態では、排出口１３ｄと戻し口１３ｍ１とを第１搬送スクリュ１３ａ１による搬送経路中に配設して、補給口１３ｅを第３搬送スクリュ１３ａ３による搬送経路中に配設したが、排出口１３ｄや戻し口１３ｍ１や補給口１３ｅの位置はこれに限定されるものではない。
また、本実施の形態では、第３搬送スクリュ１３ｂ３を水平に配設したが、第３搬送スクリュ１３ｂ３を水平方向に対して斜めに配設することもできる。また、３つの搬送スクリュ１３ｂ１〜１３ｂ３の上下方向・水平方向の位置は、本実施の形態のものに限定されない。
【００６０】
また、本実施の形態では、第１搬送経路の排出口１３ｄから排出された現像剤（排出用搬送スクリュ１３ｋによる排出用搬送経路を流動する現像剤である。）の一部が、戻し用搬送スクリュ１３ｊによる貯留部に一時的に蓄えられるように構成した。これに対して、第１搬送経路の排出口１３ｄから排出された現像剤の全部が、戻し用搬送スクリュ１３ｊによる貯留部に一時的に蓄えられるように構成することもできる。すなわち、本実施の形態における現像装置において、排出用搬送経路における開口１３ｒから外部への排出をおこなわずに（開口１３ｒを設けずに）、戻し用搬送スクリュ１３ｊによる貯留部の第２排出口１３ｔからのみ外部への排出をおこなうように構成して、排出用搬送スクリュ１３ｋによる排出用搬送経路をも貯留部として機能させることもできる。そして、そのような場合であっても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
また、本実施の形態では、供給手段としての剤カートリッジ２８から現像装置１３に向けて現像剤Ｇ（トナーＴ及びキャリアＣ）を供給したが、供給手段からキャリアＣのみを現像装置１３に向けて供給することもできる。その場合、トナーのみが収容されたトナーカートリッジを剤カートリッジ（キャリアカートリッジ）とは別に設置して、現像装置１３に設置された磁気センサの検知結果に基いてトナーカートリッジに収容されたトナーを現像装置１３に向けて適宜に補給することになる。このような場合であっても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
また、本実施の形態においては、現像装置１３が単体で画像形成装置本体に着脱されるユニットして構成されている画像形成装置に対して、本発明を適用した。しかし、本発明の適用はこれに限定されることなく、作像部がプロセスカートリッジ化されている画像形成装置に対しても、当然に本発明を適用することができる。
【００６３】
また、本実施の形態では、搬送部材としての搬送スクリュが３つ設置された現像装置１３に対して本発明を適用したが、搬送スクリュが２つ又は４つ以上設置された現像装置に対しても本発明を適用することができる。その場合も、本実施の形態と同様に貯留部や戻し経路１３ｍを設けることで、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【符号の説明】
【００６５】
１  画像形成装置本体（装置本体）、
１１、１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１ＢＫ  感光体ドラム（像担持体）、
１３  現像装置（現像部）、
１３ａ  現像ローラ（現像剤担持体）、
１３ｂ１  第１搬送スクリュ（第１搬送部材）、
１３ｂ２  第２搬送スクリュ（第２搬送部材）、
１３ｂ３  第３搬送スクリュ（第３搬送部材）、
１３ｃ  ドクターブレード（現像剤規制部材）、
１３ｄ  排出口、
１３ｅ  補給口、
１３ｆ  第１中継部、  １３ｇ  第２中継部、  １３ｈ  第３中継部、
１３ｊ  戻し用搬送スクリュ（戻し用搬送部材）、
１３ｋ  排出用搬送スクリュ（排出用搬送部材）、
１３ｍ  戻し経路、
１３ｍ１  戻し口、  １３ｍ２  送入口、
１３ｒ、１３ｓ  開口、
１３ｔ  第２排出口（第２の排出口）、
２８  剤カートリッジ（供給手段）、  ２９  供給管（供給手段）、
Ｇ  現像剤（２成分現像剤）、  Ｔ  トナー、  Ｃ  キャリア。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６６】
【特許文献１】特開２００７−２７２２０１号公報
【特許文献２】特開２００８−２８７１５５号公報
【図１】
2012093400.tif 000003
【図２】
2012093400.tif 000004
【図３】
2012093400.tif 000005
【図４】
2012093400.tif 000006
【図５】
2012093400.tif 000007
【図６】
2012093400.tif 000008
【図７】
2012093400.tif 000009
【図８】
2012093400.tif 000010
【図９】
2012093400.tif 000011