(57)【要約】【課題】本発明の目的は、簡単な構成で、耐久を通じて現像剤面の低下に伴う現像剤担持体への現像剤の供給不良を抑制し、現像剤の供給不良による画像不良の発生を抑制することである。【解決手段】余剰現像剤を排出する現像剤排出口は、仕切り部材により区画された現像容器の第１室において第１搬送手段より現像剤担持体に現像剤を供給する領域より前記第１搬送手段による現像剤の搬送方向下流側であって、前記第１搬送手段の中心より前記現像剤担持体側の前記現像容器の壁面に設けられ、前記現像剤排出口は、その下端が、前記第１搬送手段と前記現像剤担持体の間に延ばされた前記仕切り部材の上端より高い位置に設けられている。【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアからなる２成分現像剤を収容する現像容器と、
固定磁極を内蔵し現像剤を担持して像担持体へ搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に担持された現像剤の層厚を規制する規制部材と、
前記現像剤担持体の長手方向に延ばされ、前記現像容器の内部を第１室とその下方の第２室とに区画している仕切り部材と、
前記第１室に前記現像剤担持体と対向するよう設けられ、前記現像剤担持体の長手方向に現像剤を撹拌しつつ搬送すると共に前記現像剤担持体へ現像剤を供給する第１搬送手段と、
前記第２室に前記現像剤担持体と対向するよう設けられ、前記第１搬送手段と反対方向に現像剤を撹拌しつつ搬送する第２搬送手段と、
現像剤の補給に伴う余剰現像剤を排出する現像剤排出口と、を備え、
前記現像剤排出口は、前記第１搬送手段より前記現像剤担持体に現像剤を供給する領域より前記第１搬送手段による現像剤の搬送方向下流側であって、前記第１搬送手段の中心より前記現像剤担持体側の前記現像容器の壁面に設けられ、
前記現像剤排出口は、その下端が、前記第１搬送手段と前記現像剤担持体の間に延ばされた前記仕切り部材の上端より高い位置に設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
トナーとキャリアからなる２成分現像剤を収容する現像容器と、
固定磁極を内蔵し現像剤を担持して像担持体へ搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に担持された現像剤の層厚を規制する規制部材と、
前記現像剤担持体の長手方向に延ばされ、前記現像容器の内部を第１室とその下方の第２室とに区画している仕切り部材と、
前記第１室に前記現像剤担持体と対向するよう設けられ、前記現像剤担持体の長手方向に現像剤を撹拌しつつ搬送すると共に前記現像剤担持体へ現像剤を供給する第１搬送手段と、
前記第２室に前記現像剤担持体と対向するよう設けられ、前記第１搬送手段と反対方向に現像剤を撹拌しつつ搬送する第２搬送手段と、
現像剤の補給に伴う余剰現像剤を排出する現像剤排出口と、を備え、
前記現像剤排出口は、前記第１搬送手段と前記現像剤担持体の間に延ばされた前記仕切り部材の上端より前記現像剤担持体側に設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
前記仕切り部材の上端より前記現像剤担持体の周面の上端が下方に位置することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像容器に設けられ、現像剤を補給するための現像剤補給口を有し、
前記現像剤排出口は、前記現像剤補給口よりも前記第１搬送手段による現像剤の搬送方向上流側に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像装置と、を有する画像形成装置において、
前記現像装置として、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の現像装置を有す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、像担持体に形成された静電潜像をトナー及びキャリアからなる２成分現像剤を用いて現像する現像装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式などを採用する画像形成装置、特に電子写真方式によってフルカラーやマルチカラー画像を形成するカラー画像形成装置では、発色性や混色性といった観点から殆どの現像装置がトナーとキャリアを混合した２成分現像剤を使用している。
【０００３】
周知のように、２成分現像剤を用いた現像法は、キャリアとトナーの摩擦帯電によりトナーに電荷を付与し、電荷が付与されたトナーを潜像に対して静電的に付着させることによって画像を形成する方法である。このような２成分現像方式において、高耐久、高安定を満足した画像を提供していくためには、安定したトナー帯電量（以下「トリボ」と称す。）を付与していくことが重要である。そのためにはキャリアの帯電付与能力が耐久前後で安定していることが必要である。
【０００４】
しかし、実際には、トナーは現像動作により随時消費されていくのに対し、キャリアは消費されずに現像装置内に残る。そのため、耐久（即ち、長時間使用）していくとキャリアは長時間トナーとともに撹拌され、その表面がトナーやトナーに添加された外添剤が遊離し付着することにより汚染されることとなる。その結果、キャリアのトリボ付与能力が下がってくるため、トリボが低下し、飛散かぶり等の画像劣化が生じてしまう。
【０００５】
従来は、このような問題に対し、耐久寿命を過ぎた劣化現像剤を定期的なメンテナンス時にサービスマン等により新しい現像剤に交換する方法がとられていた。しかし、このことは一方で、現像剤の寿命がサービスメンテナンス間隔を決定付けてしまう要因となっていた。
【０００６】
サービスメンテナンス間隔は、サービスマンへの負担、コスト、更には画像形成装置のダウンタイムという観点からも長く設定可能な方が好ましい。そのため、耐久寿命を延ばす現像剤の開発や現像剤を劣化させないプロセスの開発が行われているが、実際の現像剤寿命は耐久枚数が３万枚から５万枚であるのが現状である。
【０００７】
そこで、現像装置への現像剤の補給を行うことにより帯電性能の劣化を抑制できるようにした装置が提案されている。その種の装置として、所謂、トリクル現像方式のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。詳しくは、補給装置から新しい現像剤又はキャリアを現像装置に補給して、過剰になった現像装置内の余剰現像剤を、現像装置の壁面に設けた現像剤排出口よりオーバーフローして（つまり溢れるように）排出させて回収する構成である。
【０００８】
このような装置では、新しい現像剤又はキャリアの補給と、現像剤の排出とが逐次繰り返されることによって、現像装置内の劣化現像剤は、新たに供給されるトナー及びキャリアに置換されていくようになっている。これにより現像装置内の現像剤の現像特性が一定に維持され、現像剤の帯電特性を維持して、複写画質の低下を抑えることが可能となる。その結果、サービスマン等に現像剤交換頻度の延長或いは無交換化が図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−１１２２３８号公報
【特許文献２】特開平１０−１８６８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１のように現像装置の壁面に設けた現像剤排出口より余剰現像剤をオーバーフローして排出する現像装置においては、現像剤排出口は余剰現像剤を排出する役割の他に現像容器内の現像剤面の高さを決める役割も担っている。現像剤又はキャリアの補給よって過剰になった現像装置内の余剰現像剤は、現像容器内の壁面に設けられた現像剤排出口より溢れるように排出されるが、その排出量は現像剤排出口の位置、形状などにより決定される。通常、現像剤排出口の位置や形状は、余剰現像剤を排出した後の現像剤面が適正となるように選ばれている。
【００１１】
現像剤の状態が耐久で変化しない場合、現像剤面は耐久を通じて概ね安定する。しかし、実際には現像剤の状態は耐久を通じて多少なり変化する。現像剤の状態が変化すると、現像容器内のスクリューによる現像剤の搬送効率や現像剤の排出量などが変化してしまうため、結果として現像剤面が変化してしまうことがある。現像剤面が変動し、適正な現像剤面の高さを保てなくなると、例えば、現像剤面が低くなりすぎて現像スリーブへの供給がうまくなされずに、スクリュー跡がでるなどの画像不良が発生してしまうおそれがある。
【００１２】
この課題は、特許文献１のように現像容器内の２本のスクリューを上下に配置した現像装置において特に顕著である。２本のスクリューを上下に配置した構成は省スペース・小型化の観点で極めて有効であるが、一方で現像剤面の変動の影響が出易い傾向がある。これは以下の理由による。上記現像器では上方に配置された上スクリューから現像スリーブに供給された現像剤は、供給元である上スクリューには戻されず、下方に配置された下スクリューに回収される。そのため、上スクリューでは搬送方向下流に向かって現像剤面が低下し、下スクリューでは搬送方向下流に向かって現像剤面が上昇する傾向にある。このように上下にスクリューを配置した現像装置は、現像剤面が元々傾いているので、耐久がすすむにしたがって現像剤面が変動するとその影響が出やすく、例えば現像スリーブへの現像剤の供給ムラによるスクリュー跡が発生しやすい。
【００１３】
上記課題に対して、特許文献２には現像剤の状態に応じてシャッターを駆動することで排出口の位置や大きさを変える装置が提案されている。現像剤の状態に応じて、排出口の位置を変えることができれば、上記課題に対しては一定の効果が得られる。しかしながら、特許文献２の構成では、シャッターを動作させるのにはシャッター駆動用のモータの追加が必要であり、その分コストとスペースが余分に必要となる。また、シャッターを動かすタイミングを見極めるために現像剤の劣化状態を正確に検知することが必要であるが、実際にこれを行うのは困難である。すなわち、特許文献２に構成では、特許文献１の課題に対する一定の効果は得られるものの、構成が複雑になるという課題がある。
【００１４】
本発明の目的は、簡単な構成で、耐久を通じて現像剤面の低下に伴う現像剤担持体への現像剤の供給不良を抑制し、スクリュー跡のような画像不良の発生を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明は、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を収容する現像容器と、固定磁極を内蔵し現像剤を担持して像担持体へ搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に担持された現像剤の層厚を規制する規制部材と、前記現像剤担持体の長手方向に延ばされ、前記現像容器の内部を第１室とその下方の第２室とに区画している仕切り部材と、前記第１室に前記現像剤担持体と対向するよう設けられ、前記現像剤担持体の長手方向に現像剤を撹拌しつつ搬送すると共に前記現像剤担持体へ現像剤を供給する第１搬送手段と、前記第２室に前記現像剤担持体と対向するよう設けられ、前記第１搬送手段と反対方向に現像剤を撹拌しつつ搬送する第２搬送手段と、現像剤の補給に伴う余剰現像剤を排出する現像剤排出口と、を備え、前記現像剤排出口は、前記第１搬送手段より前記現像剤担持体に現像剤を供給する領域より前記第１搬送手段による現像剤の搬送方向下流側であって、前記第１搬送手段の中心より前記現像剤担持体側の前記現像容器の壁面に設けられ、前記現像剤排出口は、その下端が、前記第１搬送手段と前記現像剤担持体の間に延ばされた前記仕切り部材の上端より高い位置に設けられていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を収容する現像容器と、固定磁極を内蔵し現像剤を担持して像担持体へ搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に担持された現像剤の層厚を規制する規制部材と、前記現像剤担持体の長手方向に延ばされ、前記現像容器の内部を第１室とその下方の第２室とに区画している仕切り部材と、前記第１室に前記現像剤担持体と対向するよう設けられ、前記現像剤担持体の長手方向に現像剤を撹拌しつつ搬送すると共に前記現像剤担持体へ現像剤を供給する第１搬送手段と、前記第２室に前記現像剤担持体と対向するよう設けられ、前記第１搬送手段と反対方向に現像剤を撹拌しつつ搬送する第２搬送手段と、現像剤の補給に伴う余剰現像剤を排出する現像剤排出口と、を備え、前記現像剤排出口は、前記第１搬送手段と前記現像剤担持体の間に延ばされた前記仕切り部材の上端より前記現像剤担持体側に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、簡単な構成で、現像剤担持体への現像剤の供給不良を抑制でき、結果的に初期から耐久を通じて画像不良の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】画像形成装置の構成を示す模式断面図である。
【図２】現像装置の構成を示す模式断面図である。
【図３】現像装置の構成を示す模式断面図である。
【図４】（ａ）は比較例における搬送スクリューと現像スリーブの位置関係を示す図、（ｂ）は本実施例における搬送スクリューと現像スリーブの位置関係を示す図である。
【図５】実施例１に係る現像装置を説明するための斜視図である。
【図６】（ａ）は図５に示す現像装置の位置Ａの断面図、（ｂ）は図５に示す現像装置の位置Ｂの断面図である。
【図７】（ａ）比較例の現像装置の初期と耐久後の現像剤面の説明図、（ｂ）実施例１の現像装置の初期と耐久後の現像剤面の説明図である。
【図８】実施例２に係る現像装置を説明するための斜視図である。
【図９】図８に示す現像装置の位置Ｃの断面図である。
【図１０】実施例２に係る現像装置を説明するための斜視図である。
【図１１】図１０に示す現像装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。本実施例では、トナー像の形成に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。
【００２０】
なお、特許文献１、２に示される画像形成装置の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。
【００２１】
〔実施例１〕
＜画像形成装置＞
図１は画像形成装置の構成を示す模式断面図である。図２、図３は現像装置の構成を示す模式断面図である。
【００２２】
図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト５に沿って各色の画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
【００２３】
画像形成部Ｐａでは、感光体ドラム１ａにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト５に一次転写される。画像形成部Ｐｂでは、感光体ドラム１ｂにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト５のイエロートナー像に重ねて一次転写される。画像形成部Ｐｃ，Ｐｄでは、それぞれ感光体ドラム１ｃ，１ｄにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて同様に中間転写ベルト５に順次重ねて一次転写される。
【００２４】
中間転写ベルト５に一次転写された四色のトナー像は、二次転写部へ搬送されて記録材Ｓへ一括して二次転写される。四色のトナー像を二次転写された記録材Ｓは、定着装置８で加熱加圧を受けて表面にトナー像を定着された後に、積載トレイ９へ排出される。
【００２５】
画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄは、静電像の現像に用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、画像形成部Ｐａについて説明し、他の画像形成部Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄについては、説明中の符号末尾のａを、ｂ，ｃ，ｄに読み替えて説明されるものとする。
【００２６】
画像形成部Ｐａは、像担持体としての感光体ドラム１ａの周囲に、コロナ帯電器２ａ、露光装置３ａ、現像装置４ａ、一次転写ローラ６ａ、クリーニング装置７ａを配置している。
【００２７】
感光体ドラム１ａは、アルミニウムシリンダの外周面に負極性の帯電極性を持たせた感光層が形成され、３００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで矢印方向に回転する。コロナ帯電器２ａは、コロナ放電に伴う荷電粒子を感光体ドラム１ａに照射して、感光体ドラム１ａの表面を一様な負極性の電位に帯電する。露光装置３ａは、イエローの分解色画像を展開した走査線画像データに応じてＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを回転ミラーで走査して、帯電した感光体ドラム１ａの表面に画像の静電像を書き込む。
【００２８】
現像装置４ａは、磁性キャリアと非磁性トナーとを主成分とする二成分現像剤を撹拌して、磁性キャリアを正極性に、非磁性トナーを負極性にそれぞれ帯電させる。帯電した二成分現像剤は、固定磁極の周囲で回転する現像スリーブに担持されて感光体ドラム１ａを摺擦する。負極性の直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧が現像スリーブへ印加されることによって、負極性に帯電したトナーが、現像スリーブよりも相対的に正極性になった感光体ドラム１ａの静電像へ移転して静電像が反転現像される。
【００２９】
一次転写ローラ６ａは、中間転写ベルト５を押圧して、感光体ドラム１ａと中間転写ベルト５との間に一次転写部を形成する。正極性の直流電圧が一次転写ローラ６ａに印加されることによって、感光体ドラム１ａに担持された負極性のトナー像が、一次転写部を通過する中間転写ベルト５へ一次転写される。
【００３０】
クリーニング装置７ａは、感光体ドラム１ａにクリーニングブレードを摺擦させて、中間転写ベルト５への一次転写を逃れて感光体ドラム１ａに残った転写残トナーを回収する。転写ベルトクリーニング装置１０は記録材Ｓへの二次転写を逃れて中間転写ベルト５に残った転写残トナーを回収する。
【００３１】
＜現像装置＞
図２、図３に示すように、現像装置４は、現像容器２２を備え、現像容器２２内に現像剤として非磁性トナーと磁性キャリアを含む２成分現像剤が収容されている。また、現像容器２２内に、現像剤担持体としての現像スリーブ２８と、現像スリーブ２８上に担持された現像剤の穂を規制する規制部材（穂切り部材）２９を有している。
【００３２】
本実施例においては、現像容器２２の感光体ドラム１に対向した現像領域に相当する位置に開口部があり、この開口部に現像スリーブ２８が感光体ドラム１方向に一部露出するように回転可能に配設されている。
【００３３】
ここで、現像スリーブ２８の直径は２０ｍｍ、感光体ドラム１の直径は８０ｍｍ、又、この現像スリーブ２８と感光体ドラム１との最近接領域を約３００μｍの距離とする。これによって、現像部に搬送した現像剤を感光体ドラム１と接触させた状態で、現像が行えるように設定されている。なお、この現像スリーブ２８はアルミニウムやステンレスのような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が非回転状態で設置（内蔵）されている。このマグネットローラは、現像部における感光体ドラム１に対向して配置された磁極（現像極）Ｎ２を有している。更にマグネットローラは、規制部材２９に対向して配置された磁極Ｎ１、前記磁極Ｎ１、Ｎ２の間に配置された磁極Ｓ１、撹拌室２４に対向して配置された磁極Ｎ３、前記磁極Ｎ２、Ｎ３の間に配置された磁極Ｓ２を有している。
【００３４】
現像スリーブ２８は、現像時に図示矢印方向（時計回り方向）に回転し、前記規制部材２９による磁気ブラシの穂切りによって層厚を規制された２成分現像剤を担持して、これを感光体ドラム１と対向した現像領域に搬送する。
【００３５】
前記穂切り部材である規制部材（規制ブレード）２９は、現像スリーブ２８の長手方向軸線に沿って延在した板状のアルミニウムなどで形成された非磁性部材で構成され、感光体ドラム１よりも現像スリーブ回転方向上流側に配設されている。そして、この規制部材２９の先端部と現像スリーブ２８との間を現像剤のトナーとキャリアの両方が通過して現像領域へと送られる。尚、規制部材２９の現像スリーブ２８の表面との間隙を調整することによって、現像スリーブ２８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領域へ搬送される現像剤量が調整される。ここでは、規制部材２９によって、現像スリーブ２８上の単位面積当りの現像剤コート量を３０ｍｇ／ｃｍ２に規制している。
【００３６】
現像スリーブ２８上の２成分現像剤は、現像スリーブ２８の回転に伴い感光体ドラム１と対向した現像領域に搬送され、感光体ドラム１上に形成された静電潜像を２成分現像剤中のトナーで現像し、潜像をトナー像として顕在化させる。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２８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。ここでは、−５００Ｖの直流電圧と、ピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖｐｐが１８００Ｖ、周波数ｆが１２ｋＨｚの交流電圧が印加されている。
【００３７】
本実施例にて、現像容器２２の内部は、その略中央部が現像スリーブ２８の軸線方向に延在する仕切り部材（隔壁）２７によって現像室２３と撹拌室２４に区画されており、現像剤は現像室２３及び撹拌室２４に収容されている。
【００３８】
現像室２３及び撹拌室２４には、現像剤を撹拌しつつ搬送する第１搬送手段としての第１の搬送スクリュー２５及び第２搬送手段としての第２の搬送スクリュー２６がそれぞれ配置されている。第１の搬送スクリュー２５は、現像スリーブ２８の軸線方向に沿ってほぼ平行に配置されており、図示矢印方向（反時計回り方向）に回転して現像室２３内の現像剤を軸線方向に沿って一方向に搬送する。また、第２の搬送スクリュー２６は、撹拌室２４内に第１の搬送スクリュー２５とほぼ平行に配置され、第１の搬送スクリュー２５と反対方向（時計回り方向）に回転して撹拌室２４内の現像剤を第１の搬送スクリュー２５と反対方向に搬送する。このように、第１及び第２の搬送スクリュー２５，２６の回転による搬送によって、現像剤が仕切り部材２７の両端部の開口部（即ち、連通部）１１，１２を通じて現像室２３と撹拌室２４との間で循環される
【００３９】
このように２本の搬送スクリュー２５，２６を現像容器内の上下に配置した構成は省スペース・小型化の観点で極めて有効であるが、一方で現像剤面の変動の影響が出易い傾向があるのは、従来の技術でも述べたとおりである。上方に配置された第１の搬送スクリュー２５から現像スリーブ２８に供給された現像剤は、供給元である現像室２３には戻されず、下方にある第２の搬送スクリュー２６の配置された撹拌室２４に回収される。そのため、図３に示すように、上方に配置された現像室２３では搬送方向下流に向かって現像剤面が低下し、下方に配置された撹拌室２４では搬送方向下流に向かって現像剤面が上昇する傾向にある。このように上下に搬送スクリュー２５，２６を配置した現像装置４は、現像剤面が現像スリーブ２８の軸線方向において傾いているので、現像剤面が変動するとその影響が出やすく、例えば現像スリーブ２８への供給ムラによるスクリュー跡が発生しやすい。
【００４０】
なお、本実施例では上下の搬送スクリュー２５，２６はほぼ垂直に上下配置された場合を例示して説明しているが、完全に垂直に上下配置される必要はない。例えば、現像スリーブ２８へ現像剤を供給する現像室２３と現像スリーブ２８から現像剤を回収する撹拌室２４とを別々に備えた現像装置を例示して説明する。この場合、上下の搬送スクリュー２５，２６（つまりは現像室２３と撹拌室２４）が完全に垂直な上下配置でなく、斜めに配置されても同様に現像剤面の傾きが生じる。このため、現像スリーブ２８への供給ムラによるスクリュー跡が発生しやすい。
【００４１】
さらに、本実施例では現像スリーブ２８が上方の搬送スクリュー２５より下方にくるように配置されている。このような配置により、現像装置の更なる小型化を図ることが可能となる。一方で、このような配置では、現像スリーブ２８への供給ムラによるスクリュー跡がより発生しやすくなる傾向がある。これは以下の理由による。図４を用いて説明する。図４（ａ）は比較例における搬送スクリューと現像スリーブの位置関係を示す図、図４（ｂ）は本実施例における搬送スクリューと現像スリーブの位置関係を示す図である。
【００４２】
本実施例の構成とは異なり、図４（ａ）に示すように、現像スリーブ２８が搬送スクリュー２５より上方に配置されている場合は、現像スリーブ２８への現像剤供給は現像スリーブ２８内部のマグネットローラの磁力に補助されながら行われる。そのため、現像剤面が多少変動しても、現像スリーブ２８への現像剤の供給ムラは磁力の補助により軽減されるため、多少現像剤面が変動しても影響は少ない。
【００４３】
一方で、本実施例の構成は、図４（ｂ）に示すように、現像スリーブ２８が搬送スクリュー２５より下方に配置されている。この場合、現像スリーブ２８への現像剤の供給は現像スリーブ２８内部のマグネットローラの磁力の補助を受けづらい。特に、本実施例のように、第１の搬送スクリュー２５と第２の搬送スクリュー２６の間に仕切り部材２７を設けた場合は、その影響が出やすい場合がある。仕切り部材２７は、その先端（上端）が第１の搬送スクリュー２５と現像スリーブ２８の間にまで延ばされており、現像剤を保持する容器としての役割を担っている。しかしながら、このように仕切り部材２７を設けた場合、仕切り部材２７が障壁となり、現像スリーブ２８内部のマグネットローラの磁力による現像剤の供給補助が妨げられることがある。
【００４４】
より詳細に言えば、仕切り部材２７の頂点（上端）から現像スリーブ２８に接する線を引いた場合に、比較例では、図４（ａ）に示すように水平方向より上方に延びる場合は磁力の補助を受けることができる。しかし、本実施例では、図４（ｂ）に示すように水平方向より下方に延びる場合は仕切り部材２７が現像室２３内の現像剤と現像スリーブ２８の間に障壁となって立ちはだかる。そのため、現像スリーブ２８内部のマグネットローラの磁力による供給補助が抑制される。その結果、現像スリーブ２８への現像剤供給量は主には現像剤面の高さのみによって決まることになるため、磁力の補助を受けられる場合と比べて供給ムラが発生しやすい。
【００４５】
本実施例においては、この現像スリーブへの現像剤の供給ムラ対策を課題としているが、その対策構成に関しては後で詳しく説明する。
【００４６】
＜現像剤＞
本実施例にて用いられるトナーとキャリアを含む２成分現像剤について説明する。
【００４７】
トナーは、結着樹脂、着色剤、そして、必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有している。トナーは、負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は４μｍ以上、１０μｍ以下が好ましい。より好ましくは７μｍ以下であることが好ましい。
【００４８】
また、キャリアは、例えば表面酸化或は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属、及びそれらの合金、或は酸化物フェライトなどが好適に使用可能であり、これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。キャリアは、重量平均粒径が２０〜６０μｍ、好ましくは３０〜５０μｍであり、抵抗率が１０７Ωｃｍ以上、好ましくは１０８Ωｃｍ以上である。本実施形態では１０８Ωｃｍのものを用いた。
【００４９】
尚、本実施例にて用いられるトナーについて、体積平均粒径は以下に示す装置及び方法にて測定した。測定装置として、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型（コールター社製）、個数平均分布、体積平均分布を出力するためのインターフェース（日科機製）及び一般的なパーソナルコンピュータを使用した。また、電解水溶液として、一級塩化ナトリウムを用いて調製した１％ＮａＣｌ水溶液を使用した。
【００５０】
測定方法は以下に示す通りである。即ち、上記の電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１ｍｌ加え、測定試料を０．５〜５０ｍｇ加える。
【００５１】
試料を懸濁した電解水溶液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、上記のコールターカウンターＴＡ−ＩＩ型により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定して体積平均分布を求める。こうして求めた体積平均分布より、体積平均粒径を得る。
【００５２】
また、本実施例にて用いられるキャリアの抵抗率は、以下の方法によって測定した。すなわち、測定電極面積４ｃｍ、電極間間隔０．４ｃｍのサンドイッチタイプのセルを用いて、片方の電極に１ｋｇの重量の加圧下で、両電極間の印加電圧Ｅ（Ｖ／ｃｍ）を印加して、回路に流れた電流から、キャリアの抵抗率を得る方法によって測定した。
【００５３】
＜キャリア補給＞
次に、本実施例におけるキャリアの補給方法について図３を用いて説明する。
【００５４】
図３に示すように、本実施例ではキャリアを補給トナーに予め混合しておき、トナー補給時にあわせてキャリアを補給する方法をとっている。
【００５５】
現像装置４の上部には、トナーとキャリアを混合した補給用２成分現像剤を収容するホッパー（不図示）が配置されている。トナー補給手段を構成するホッパーはその出口が現像装置４の現像剤補給口３０の位置まで延びている。
【００５６】
画像形成によって消費された分のトナーは、ホッパーから現像剤補給口３０を通過して、現像容器２２に補給される。このようにしてホッパーから現像剤補給口３０を通して現像装置４にトナーにキャリアの交合された補給現像剤が補給され、トナーと共にキャリアが供給される。
【００５７】
なお、本実施例のようにキャリアをトナーと混合して供給するのではなく、キャリアを単独で補給する構成でも本発明の効果は得られる。
【００５８】
＜現像剤排出機構＞
次に、本実施例における現像剤の排出方法について図３及び図５を用いて説明する。
【００５９】
現像装置４の壁面には現像剤排出口４０が設けられており、この現像剤排出口４０より現像装置内の劣化現像剤が排出される。現像剤の補給により現像装置４内の現像剤が増加すると、その増加量に応じて、現像剤はこの現像剤排出口４０より溢れ出る。排出された現像剤は図示しない回収スクリュー等で回収現像剤貯蔵庫まで搬送される。
【００６０】
なお、現像剤排出口４０の位置は、図３に示すように、現像剤補給口３０の位置より搬送スクリュー２５による現像剤の搬送方向上流側に形成されている。これは、補給された新しい現像剤がすぐに排出されないようにするためである。また、現像剤補給口３０は補給された新しいトナーが現像スリーブ２８に供給される前に十分撹拌されるように、現像スリーブ２８への現像剤供給領域からなるべく現像剤搬送方向で上流よりの位置に配置されることが好ましい。そのため、本実施例では現像剤排出口４０を、図３に示すように、現像室２３のうち現像スリーブ２８への現像剤供給領域より搬送スクリュー２５による現像剤の搬送方向下流側の位置に配置している。この現像剤排出口４０の位置は、現像剤が循環搬送されているため現像剤供給領域から搬送スクリュー２６による現像剤の搬送方向で最も上流よりの位置でもある。さらに前記現像剤排出口４０のすぐ下流位置に現像剤補給口３０を設けている。
【００６１】
図５及び図６を用いて、前記現像剤排出口４０の位置について、以下に更に詳しく説明する。図５は現像装置の斜視図である。図６は図５に示す現像装置の断面図であり、図６（ａ）は図５における現像剤排出口４０の位置Ａの断面図であり、図６（ｂ）は現像スリーブ２８へ現像剤を供給する位置Ｂの断面図である。
【００６２】
本実施例においては、現像剤排出口４０は現像室２３の現像スリーブ２８への現像剤供給領域（図３中の点線領域）より第１搬送スクリュー２５の現像剤の搬送方向下流側の位置において、現像装置４の現像スリーブ２８側の壁面に設けている。図５に示す現像装置４の斜視図に、現像剤排出口４０の位置を示している。また、図５に示す現像装置４の位置Ａの断面図である図６（ａ）に示すように、現像剤排出口４０は、現像室２３において第１搬送スクリュー２５の中心（図中の点線）よりも現像スリーブ２８側（現像剤担持体側である）に設けている。さらに、現像剤排出口４０は、その下端が、第１搬送スクリュー２５と現像スリーブ２８の間に延ばされた仕切り部材２７の上端より高い位置に設けられている。このような構成とすることで、現像スリーブ２８への現像剤の供給ムラを抑制できる。以下で、現像剤排出口４０の位置を、本実施例とは逆側の壁面に配置した場合（比較例）と比較しながら、詳しく説明する。
【００６３】
図７（ａ）には、現像剤排出口４０を本実施例とは逆側の壁面に配置した比較例の現像装置４の現像室２３および現像スリーブ２８近傍の拡大図を示した。図７（ｂ）には、本実施例の現像装置４の現像室２３および現像スリーブ２８近傍の拡大図を示した。図７（ｂ）には現像剤排出口４０は示していないが、本実施例の現像装置における現像剤排出口４０は、図５及び図６（ａ），（ｂ）示すように現像剤搬送方向下流位置において現像スリーブ２８側の壁面に配置されている。
【００６４】
図７（ａ）に比較例の現像装置における現像室２３内の現像剤面の初期、耐久後の様子を、図７（ｂ）に本実施例の現像装置における現像室２３内の現像剤面の初期、耐久後の様子を、それぞれ模式的に示す。通常、現像剤の流動性は、初期に比べて耐久後は多少なり変動してしまう。その結果、現像剤面も初期に比べて耐久後は変動してしまうこととなる。本発明の目的はこの耐久を通じての現像剤面の変動による現像スリーブ２８への現像剤の供給不良の抑制である。そこで、この観点で両者を比較する。
【００６５】
実施例１および比較例ともに初期と耐久後では現像剤面の様子が変化している。両者に共通する点は、初期は現像剤面が比較的平らなのに対して、耐久後は現像剤面が搬送スクリュー２５の回転方向上流側に比べて下流側が低くなる傾きがより顕著になっていることである。これは現像剤の流動性が低下したことにより、搬送スクリュー２５の搬送効率等が変わることよって生じる。
【００６６】
耐久後の現像剤面をより詳細に説明すると、比較例においては現像剤排出口４０側の現像剤面は初期と耐久後で変わらない。これは、搬送スクリュー２５の回転方向上流側の現像剤排出口４０側の現像剤面は、現像剤の量が増加しても現像剤排出口４０から余剰現像剤が速やかに排出されるためである。このため、比較例においては現像剤排出口４０側の現像剤面が概ね現像剤排出口４０の高さで一定となりやすい。
【００６７】
しかし、耐久により現像剤の流動性の低下がすすむにしたがって、現像剤面が搬送スクリューの回転方向上流側に比べて下流側が低くなるよう傾きが生じる。比較例においては、搬送スクリュー２５の回転方向上流側の現像剤排出口４０側の現像剤面は、現像剤の量が増加しても現像剤排出口４０から余剰現像剤が速やかに排出されるため、現像剤面が概ね現像剤排出口４０の高さで一定に保たれる。一方、搬送スクリュー２５の回転方向下流側の現像スリーブ２８側の現像剤面は、耐久により現像剤の流動性の低下がすすむにしたがって、現像剤排出口４０側に比べて、徐々に下がってしまう。
【００６８】
すなわち、比較例においては、耐久がすすんで現像室２３に現像剤が補給されても、現像剤排出口４０を超える現像剤は、余剰現像剤として現像剤排出口４０から排出されて、現像剤排出口４０側の現像剤面がほぼ一定に保たれている。そのため、耐久がすすんで現像剤の流動性が低下すると、搬送スクリュー２５の回転方向下流側である現像スリーブ２８側の現像剤面は、上流側の現像剤排出口４０側に比べて、徐々に低下してしまうこととなる。
【００６９】
そして最終的には、図７（ａ）の耐久後に示すように、現像剤排出口４０側の現像剤面が一定に保たれつつ、現像スリーブ２８側の現像剤面が徐々に低下して仕切り部材２７を超えることができなくなってしまう。その結果、比較例１の構成では、現像スリーブ２８への現像剤の供給不良が発生しやすい状況となっている。
【００７０】
一方、実施例１においては、初期と耐久後で現像剤の流動性の低下による現像剤面の変動はあるものの、初期、耐久後ともに現像スリーブ２８に現像剤が十分供給される程度の現像剤面が維持されている。これは、現像剤排出口４０が現像室２３内の現像スリーブ２８側の壁面に設けられ、なおかつ、現像剤排出口４０は、その下端が第１搬送スクリュー２５と現像スリーブ２８の間に延ばされた仕切り部材２７の上端より高い位置に設けられているためである。この構成によれば、耐久がすすんで現像室２３に現像剤が供給された場合に、仕切り部材２７を超えた現像剤が更に増加した場合に現像剤排出口４０から排出される。そのため、本実施例では、初期、耐久後を通じて、図７（ｂ）の耐久後にも示すように、現像スリーブ２８側の現像剤面が、仕切り部材２７の上端を超えるまで現像剤排出口４０から排出されることなく安定維持される。
【００７１】
更に、本実施例においては、現像剤排出口４０は、現像室２３の現像スリーブ２８への現像剤供給領域（図３の点線領域）よりも現像剤搬送方向下流に設けられている。なおかつ、現像剤排出口４０は、図５に示すように現像スリーブ２８の軸線方向に直交する断面において搬送スクリュー２５の回転中心よりもの現像スリーブ２８側の壁面に設けられている。更に図５及び図６（ａ），（ｂ）に示すように、現像剤排出口４０は、その下端が仕切り部材２７の頂点（上端）より高い位置に設けられている。なお、図６（ａ）に示す現像剤排出口４０が設けられた壁面と仕切り部材２７は、搬送スクリュー２５の軸方向において一体的に連なっている。仕切り部材２７は、図３に点線領域でしめす現像スリーブ２８への現像剤供給領域の下流側で前記現像剤排出口４０が設けられた壁面と連結している。
【００７２】
先にも述べたように、現像室２３の現像剤面は図３に示すように搬送スクリュー２５の軸方向への搬送方向下流に行くほど低くなる傾向にある。そのため、現像剤排出口４０の位置を上述したように配置することで、現像剤排出口４０より現像剤搬送方向上流に位置する現像スリーブ２８への現像剤供給領域では仕切り部材２７より現像剤面が低くなることはない。したがって、簡単な構成で、現像スリーブ２８側の現像剤面が仕切り部材２７を超えないことに起因する、現像スリーブ２８への現像剤の供給不良の発生も抑制でき、結果的に初期から耐久を通じて画像不良の発生を抑制できる。
【００７３】
〔実施例２〕
現像剤排出口４０の配置構成は、前述した実施例１の構成に限定されるものではない。例えば、図８及び図９、あるいは、図１０及び図１１に示すように構成してもよい。図８は実施例２に係る現像装置の斜視図、図９は図８に示す現像装置の位置Ｃの断面図である。図１０は実施例２の変形例に係る現像装置の斜視図、図１１は図１０に示す現像装置の断面図である。
【００７４】
なお、以下に説明する実施例では、現像剤排出口４０を仕切り部材２７の頂点（上端）よりも現像スリーブ２８側に設けた点で前述した実施例１と相違しているが、他の点では実施例１と同様に構成されている。そのため、以下の実施例の説明において、前述した実施例１の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００７５】
図８及び図９に示す実施例では、現像剤排出口４０は、現像スリーブ２８側の規制部材２９が設けられた壁面に設けられている。なおかつ、本実施例では、図９に示すように、現像剤排出口４０は、仕切り部材２７の頂点（上端）よりも現像スリーブ２８側（図９に示す点線より矢印側）に設けられている。また図９に示すように、現像剤排出口４０は、その下端が仕切り部材２７の頂点（上端）より高い位置に設けられている。この構成により、現像剤は仕切り部材２７を超えない限り現像剤排出口４０から排出されることはない。したがって、本実施例においても、前述した実施例と同様に、仕切り部材２７を超えなくなるほど現像剤面が低下することはなく、現像スリーブ２８への現像剤の供給不良の発生も抑制でき、結果的に初期から耐久を通じて画像不良の発生を抑制できる。本実施例においも、現像剤排出口４０は、現像室２３の現像スリーブ２８への現像剤供給領域（図３の点線領域）よりも現像剤搬送方向下流に設けられている。また、本実施例の場合、現像剤排出口４０は、その下端が仕切り部材２７の頂点（上端）より低い位置に設けられてもよい。現像剤排出口４０は、現像剤が仕切り部材２７を超えた領域に設けられているため、その下端が仕切り部材２７の頂点より低い位置であっても、現像剤排出口４０からの現像剤の排出が、現像剤が仕切り部材２７を超えるのを妨げることはないからである。
【００７６】
また図１０及び図１１に示す実施例では、現像剤排出口４０の位置は、現像スリーブ２８側の規制部材２９の近傍の側壁面に設けられている。なおかつ、本実施例では、図１１に示すように、現像剤排出口４０は、仕切り部材２７の頂点（上端）よりも現像スリーブ２８側（図１１に示す点線より矢印側）に設けられている。更に本実施例では、前述した実施例と異なり、図１１に示すように、現像剤排出口４０は、その下端が仕切り部材２７の頂点（上端）より低い位置に設けられている。現像剤排出口４０は、現像剤が仕切り部材２７を超えた領域に設けられているため、その下端が仕切り部材２７の頂点より低い位置であっても、現像剤排出口４０からの現像剤の排出が、現像剤が仕切り部材２７を超えるのを妨げることはない。したがって、本実施例においても、前述した実施例と同様に、仕切り部材２７を超えなくなるほど現像剤面が低下することはなく、現像スリーブ２８への現像剤の供給不良の発生も抑制でき、結果的に初期から耐久を通じて画像不良の発生を抑制できる。また、図１０の構成においても、現像剤排出口４０は、現像室２３の現像スリーブ２８への現像剤供給領域（図３の点線領域）よりも現像剤搬送方向下流に設けられている。
【００７７】
なお前述した実施例では、前記現像装置を備えた画像形成部を４つ使用した構成を例示しているが、この使用個数は限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定すれば良い。
【００７８】
また前述した実施例では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であってもよい。また、中間転写体を使用し、該中間転写体に各色のトナー像を順次重ねて転写し、該中間転写体に担持されたトナー像を記録材に一括して転写する画像形成装置を例示したが、これに限定されるものでもない。記録材担持体を使用し、該記録材担持体に担持された記録材に各色のトナー像を順次重ねて転写する画像形成装置であってもよい。これらの画像形成装置に用いられる現像装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００７９】
Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ …画像形成部
Ｓ    …記録材
１    …感光体ドラム
４    …現像装置
２２  …現像容器
２３  …現像室
２４  …撹拌室
２５  …第１搬送スクリュー
２６  …第２搬送スクリュー
２７  …仕切り部材
２８  …現像スリーブ
２９  …規制部材
３０  …現像剤補給口
４０  …現像剤排出口
１００ …画像形成装置
【図１】
2016177113.tif 000003
【図２】
2016177113.tif 000004
【図３】
2016177113.tif 000005
【図４】
2016177113.tif 000006
【図５】
2016177113.tif 000007
【図６】
2016177113.tif 000008
【図７】
2016177113.tif 000009
【図８】
2016177113.tif 000010
【図９】
2016177113.tif 000011
【図１０】
2016177113.tif 000012
【図１１】
2016177113.tif 000013