(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-30
(45)【発行日】2024-10-08
(54)【発明の名称】現像装置およびそれを備えた画像形成装置
(51)【国際特許分類】
G03G 15/08 20060101AFI20241001BHJP
【ＦＩ】
G03G15/08 366
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2020132839
(22)【出願日】2020-08-05
(65)【公開番号】P2022029533
(43)【公開日】2022-02-18
【審査請求日】2023-07-24
(73)【特許権者】
【識別番号】000006150
【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001933
【氏名又は名称】弁理士法人 佐野特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】藤島 正之
(72)【発明者】
【氏名】久保 憲生
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 麻美
(72)【発明者】
【氏名】豊田 祐司
(72)【発明者】
【氏名】末浪 浩二
(72)【発明者】
【氏名】又吉 晃
(72)【発明者】
【氏名】門田 雅樹
【審査官】松山 紗希
(56)【参考文献】
【文献】特開２００８－２５０２９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－００５０３０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０３Ｇ １５／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
互いに並列配置される第１搬送室および第２搬送室と、前記第１搬送室および前記第２搬送室を長手方向に沿って区画する第１仕切壁と、
前記第１仕切壁の両端部側で前記第１搬送室および前記第２搬送室を連通させる連通部と、
磁性キャリアとトナーとを含む現像剤を補給する現像剤補給口と、
前記第２搬送室の下流側端部に設けられ、余剰の前記現像剤が排出される現像剤排出部と、を有する現像容器と、
前記現像容器に回転可能に支持され、前記第２搬送室内の前記現像剤を表面に担持する現像剤担持体と、
回転軸と、前記回転軸の外周面に形成される第１搬送羽根とを有し、前記第１搬送室内の前記現像剤を第１方向に攪拌、搬送する第１攪拌搬送部材と、
回転軸と、前記回転軸の外周面に形成される第２搬送羽根とを有し、前記第２搬送室内の前記現像剤を前記第１方向と逆方向である第２方向に攪拌、搬送する第２攪拌搬送部材と、
を備え、
前記第２攪拌搬送部材は、
前記第２方向に対し前記第２搬送羽根の下流側に形成され、前記第２搬送羽根と逆方向に前記現像剤を搬送する搬送羽根で構成される規制部と、
前記第２方向に対し前記規制部の下流側に隣接して形成され、前記第２搬送羽根と同方向に現像剤を搬送して前記現像剤排出部から前記現像剤を排出する排出羽根と、
前記規制部と前記第２搬送羽根との間に形成される前記回転軸に垂直な円板と、
を備える現像装置において、
前記連通部は、前記第１方向の下流側において前記第１搬送室から前記第２搬送室に前記現像剤を受け渡す第１連通部と、前記第２方向の下流側において前記第２搬送室から前記第１搬送室に前記現像剤を受け渡す第２連通部と、で構成され、
前記現像容器は、前記第２方向に対し前記第２連通部の下流側において前記規制部に隣接して配置され、前記第１搬送室および前記規制部を区画する第２仕切壁と、
前記第１仕切壁と前記第２仕切壁に橋渡し状に連結され、前記第２連通部の上部を遮蔽する遮蔽部と、を有し、前記遮蔽部の上端部と前記現像容器の内面との間に隙間が形成されており、
前記円板は、前記回転軸方向の位置が、前記第２連通部の幅方向中心と、前記第２方向に対する前記第２連通部の下流側端部との間の領域内に入るように配置され、
前記遮蔽部の上方に前記現像剤補給口を設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項2】
前記円板は、前記回転軸方向の位置が、前記第２方向に対して前記回転軸方向における前記現像剤補給口の中心よりも上流側となるように配置され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】
前記円板の外径は、前記第２攪拌搬送部材の前記第２搬送羽根の外径以下であ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】
互いに並列配置される第１搬送室および第２搬送室と、
前記第１搬送室および前記第２搬送室を長手方向に沿って区画する第１仕切壁と、
前記第１仕切壁の両端部側で前記第１搬送室および前記第２搬送室を連通させる連通部と、
磁性キャリアとトナーとを含む現像剤を補給する現像剤補給口と、
前記第２搬送室の下流側端部に設けられ、余剰の前記現像剤が排出される現像剤排出部と、を有する現像容器と、
前記現像容器に回転可能に支持され、前記第２搬送室内の前記現像剤を表面に担持する現像剤担持体と、
回転軸と、前記回転軸の外周面に形成される第１搬送羽根とを有し、前記第１搬送室内の前記現像剤を第１方向に攪拌、搬送する第１攪拌搬送部材と、
回転軸と、前記回転軸の外周面に形成される第２搬送羽根とを有し、前記第２搬送室内の前記現像剤を前記第１方向と逆方向である第２方向に攪拌、搬送する第２攪拌搬送部材と、
を備え、
前記第２攪拌搬送部材は、
前記第２方向に対し前記第２搬送羽根の下流側に形成され、前記第２搬送羽根と逆方向に前記現像剤を搬送する搬送羽根で構成される規制部と、
前記第２方向に対し前記規制部の下流側に隣接して形成され、前記第２搬送羽根と同方向に現像剤を搬送して前記現像剤排出部から前記現像剤を排出する排出羽根と、
前記規制部と前記第２搬送羽根との間に形成される前記回転軸に垂直な円板と、
を備える現像装置において、
前記連通部は、前記第１方向の下流側において前記第１搬送室から前記第２搬送室に前記現像剤を受け渡す第１連通部と、前記第２方向の下流側において前記第２搬送室から前記第１搬送室に前記現像剤を受け渡す第２連通部と、で構成され、
前記現像容器は、前記第２方向に対し前記第２連通部の下流側において前記規制部に隣接して配置され、前記第１搬送室および前記規制部を区画する第２仕切壁と、
前記第１仕切壁と前記第２仕切壁に橋渡し状に連結され、前記第２連通部の上部を遮蔽する遮蔽部と、を有し、前記遮蔽部の上端部と前記現像容器の内面との間に隙間が形成されており、
前記円板は、前記回転軸方向の位置が、前記第２連通部の幅方向中心と、前記第２方向に対する前記第２連通部の下流側端部との間の領域内に入るように配置され、
前記遮蔽部の上端部に対向する前記現像容器の上面内側に、上向きに凹となる段差部を形成したことを特徴とする現像装置。
【請求項5】
互いに並列配置される第１搬送室および第２搬送室と、
前記第１搬送室および前記第２搬送室を長手方向に沿って区画する第１仕切壁と、
前記第１仕切壁の両端部側で前記第１搬送室および前記第２搬送室を連通させる連通部と、
磁性キャリアとトナーとを含む現像剤を補給する現像剤補給口と、
前記第２搬送室の下流側端部に設けられ、余剰の前記現像剤が排出される現像剤排出部と、を有する現像容器と、
前記現像容器に回転可能に支持され、前記第２搬送室内の前記現像剤を表面に担持する現像剤担持体と、
回転軸と、前記回転軸の外周面に形成される第１搬送羽根とを有し、前記第１搬送室内の前記現像剤を第１方向に攪拌、搬送する第１攪拌搬送部材と、
回転軸と、前記回転軸の外周面に形成される第２搬送羽根とを有し、前記第２搬送室内の前記現像剤を前記第１方向と逆方向である第２方向に攪拌、搬送する第２攪拌搬送部材と、
を備え、
前記第２攪拌搬送部材は、
前記第２方向に対し前記第２搬送羽根の下流側に形成され、前記第２搬送羽根と逆方向に前記現像剤を搬送する搬送羽根で構成される規制部と、
前記第２方向に対し前記規制部の下流側に隣接して形成され、前記第２搬送羽根と同方向に現像剤を搬送して前記現像剤排出部から前記現像剤を排出する排出羽根と、
前記規制部と前記第２搬送羽根との間に形成される前記回転軸に垂直な円板と、
を備える現像装置において、
前記連通部は、前記第１方向の下流側において前記第１搬送室から前記第２搬送室に前記現像剤を受け渡す第１連通部と、前記第２方向の下流側において前記第２搬送室から前記第１搬送室に前記現像剤を受け渡す第２連通部と、で構成され、
前記現像容器は、前記第２方向に対し前記第２連通部の下流側において前記規制部に隣接して配置され、前記第１搬送室および前記規制部を区画する第２仕切壁と、
前記第１仕切壁と前記第２仕切壁に橋渡し状に連結され、前記第２連通部の上部を遮蔽する遮蔽部と、を有し、前記遮蔽部の上端部と前記現像容器の内面との間に隙間が形成されており、
前記円板は、前記回転軸方向の位置が、前記第２連通部の幅方向中心と、前記第２方向に対する前記第２連通部の下流側端部との間の領域内に入るように配置され、
前記遮蔽部の下端部は、前記第１攪拌搬送部材および前記第２攪拌搬送部材の前記回転軸の上端部と下端部の間に重なる位置にあることを特徴とする現像装置。
【請求項6】
前記第１攪拌搬送部材および前記第２攪拌搬送部材の回転速度を複数段階に切り換え可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の現像装置。
【請求項7】
静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体上に形成された前記静電潜像をトナー像に現像する請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の現像装置と、
を含み、記録媒体に画像を形成する画像形成部を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる現像装置およびそれを備えた画像形成装置に関し、特に、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤の補給を行うとともに余剰現像剤を排出する現像装置およびそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
画像形成装置においては、感光体等からなる像担持体上に形成した潜像を、現像装置により現像しトナー像として可視化することを行っている。このような現像装置の一つとして、二成分現像剤を用いる二成分現像方式が採用されている。この種の現像装置は、現像容器内にキャリアとトナーとを含む二成分現像剤を収容し、像担持体に現像剤を供給する現像ローラー（現像剤担持体）を配設するとともに、現像容器内部の現像剤を搬送攪拌しながら現像ローラーへと供給する攪拌搬送部材を配設している。
【0003】
二成分現像方式の現像装置では、トナーは現像動作によって消費されていく一方、キャリアは消費されずに現像装置内に残る。従って、現像容器内でトナーとともに攪拌されるキャリアは攪拌頻度が多くなるにつれて劣化する。その結果、トナーに対するキャリアの帯電付与性能が徐々に低下してしまう。
【0004】
そこで、現像容器内にキャリアを含む現像剤を補給するＣＡＳＳ（Carrier Auto Streaming System）を備え、余剰となった現像剤を排出することで、帯電性能の低下を抑制するようにした現像装置が提案されている。
【0005】
ところで、現像剤は高湿環境になると嵩が減少し、低湿環境になると嵩が増加する傾向にあり、画像形成装置の使用環境によって現像容器内の現像剤の重量がばらついてしまう。その結果、高湿環境から低湿環境へ変化した場合の現像剤の排出量の急激な増加や、低湿環境から高湿環境へ変化した場合の現像剤の嵩不足による現像不良等が懸念される。
【0006】
例えば特許文献１には、現像装置内の現像剤を排出する排出口に向けて現像剤を排出する経路中に設けられた円板部に対して、排出方向上流側に設けられた返しスクリューの端部と円板部が接合されないように配置した現像装置が開示されている。この現像装置では、円板部と円板部の上流の搬送部との接合による現像剤の跳ね上げを抑制して現像剤排出量を安定させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特開２０１５－１１１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
特許文献１の方法では、現像容器内の現像剤の搬送速度や流動性が変化した際に、円板部付近の現像剤の流れが不安定になることがあり、現像容器内の現像剤の嵩が不安定になる可能性がある。そして、現像容器内の現像剤の嵩が低くなり過ぎると現像ローラーへの現像剤の供給量が不足し、画像濃度の低下や濃度ムラが発生するおそれがある。一方、現像容器内の現像剤の嵩が高くなり過ぎると補給されたトナーと現像剤との攪拌が不足し、トナーの帯電不良によりかぶり画像が発生するおそれがある。
【0009】
本発明は、上記問題点に鑑み、現像剤の搬送速度や流動性が変化した場合でも現像容器内の現像剤の嵩の変化幅を小さくすることができる現像装置およびそれを備え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】
【0010】
上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、現像容器と、現像剤担持体と、第１攪拌搬送部材と、第２攪拌搬送部材と、を備えた現像装置である。現像容器は、互いに並列配置される第１搬送室および第２搬送室と、第１搬送室および第２搬送室を長手方向に沿って区画する第１仕切壁と、第１仕切壁の両端部側で第１搬送室および第２搬送室を連通させる連通部と、磁性キャリアとトナーとを含む現像剤を補給する現像剤補給口と、第２搬送室の下流側端部に設けられ、余剰の現像剤が排出される現像剤排出部と、を有する。現像剤担持体は、現像容器に回転可能に支持され、第２搬送室内の現像剤を表面に担持する。第１攪拌搬送部材は、回転軸と、回転軸の外周面に形成される第１搬送羽根とを有し、第１搬送室内の現像剤を第１方向に攪拌、搬送する。第２攪拌搬送部材は、回転軸と、回転軸の外周面に形成される第２搬送羽根とを有し、第２搬送室内の現像剤を第１方向と逆方向である第２方向に攪拌、搬送する。第２攪拌搬送部材は、規制部と、排出羽根と、円板と、を備える。規制部は、第２方向に対し第２搬送羽根の下流側に隣接して形成され、第２搬送羽根と逆方向に現像剤を搬送する搬送羽根で構成される。排出羽根は、第２方向に対し規制部の下流側に隣接して形成され、第２搬送羽根と同方向に現像剤を搬送して現像剤排出部から現像剤を排出する。円板は、規制部と第２搬送羽根との間に回転軸に垂直に形成される。連通部は、第１方向の下流側において第１搬送室から第２搬送室に現像剤を受け渡す第１連通部と、第２方向の下流側において第２搬送室から第１搬送室に現像剤を受け渡す第２連通部と、で構成される。現像容器は、第２方向に対し第２連通部の下流側において規制部に隣接して配置され、第１搬送室および規制部を区画する第２仕切壁と、第１仕切壁と第２仕切壁に橋渡し状に連結され、第２連通部の上部を遮蔽する遮蔽部と、を有し、遮蔽部の上端部と現像容器の内面との間に隙間が形成される。円板は、回転軸方向の位置が、第２連通部の幅方向中心と、第２方向に対する第２連通部の下流側端部との間の領域内に入るように配置される。
【発明の効果】
【0011】
本発明の第１の構成によれば、第２連通部の上方に遮蔽部が設けられ、遮蔽部の上端部と現像容器の内面との間に隙間が形成されることにより、現像剤の搬送速度が速い場合は遮蔽部によって第２搬送室から第１搬送室への現像剤の移動が抑制され、規制部に到達する現像剤量を多くして現像容器からの現像剤排出量を一定に維持することができる。また、規制部と第２搬送羽根との間に形成される円板を、第２連通部の幅方向中心と第２方向に対する第２連通部の下流側端部との間の領域内に配置することで、第１攪拌搬送部材および第２攪拌搬送部材の回転速度によらず第２搬送室から第１搬送室へ受け渡される現像剤の流れが安定するため、現像剤排出量をより一層安定して維持することができる。従って、現像剤の搬送速度や流動性が変化した場合の現像容器内の現像剤の嵩変動による現像不良を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の現像装置３ａ～３ｄが搭載された画像形成装置１００の概略断面図
【図2】本発明の第１実施形態に係る現像装置３ａの側面断面図
【図3】第１実施形態の現像装置３ａの攪拌部を示す平面断面図
【図6】第１実施形態の現像装置３ａの、第１仕切壁２０ａを含む攪拌搬送室２１および供給搬送室２２の縦断面図
【図7】第１実施形態の現像装置３ａの、下流側連通部２０ｆを含む攪拌搬送室２１および供給搬送室２２の縦断面図
【図8】第１実施形態の現像装置３ａにおける、遮蔽部５７の高さと現像剤の安定体積との関係を示すグラフ
【図9】第１実施形態の現像装置３ａにおける、攪拌搬送スクリュー２５および供給搬送スクリュー２６の回転速度と現像剤の安定体積との関係を示すグラフ
【図10】第１実施形態の現像装置３ａの、遮蔽部５７の上方に段差部６０を設けた変形例の下流側連通部２０ｆを含む攪拌搬送室２１および供給搬送室２２の縦断面図
【図11】本発明の第２実施形態に係る現像装置３ａの現像剤排出部２０ｈ周辺の平面断面図
【図13】第２実施形態の現像装置３ａの、下流側連通部２０ｆを含む攪拌搬送室２１および供給搬送室２２の縦断面図
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の現像装置３ａ～３ｄが搭載された画像形成装置１００の内部構造を示す断面図である。画像形成装置１００（ここではカラープリンター）内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、ＰｃおよびＰｄが、搬送方向上流側（図１では左側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ～Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエローおよびブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像および転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの画像を順次形成する。
【0014】
これらの画像形成部Ｐａ～Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム（像担持体）１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄが配設されており、さらに駆動手段（図示せず）により図１において反時計回り方向に回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ～Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ～１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ～１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次一次転写されて重畳される。その後、中間転写ベルト８上に一次転写されたトナー像は、二次転写ローラー９によって記録媒体の一例としての転写紙Ｐ上に二次転写される。さらに、トナー像が二次転写された転写紙Ｐは、定着部１３においてトナー像が定着された後、画像形成装置１００本体より排出される。感光体ドラム１ａ～１ｄを図１において時計回り方向に回転させながら、各感光体ドラム１ａ～１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。
【0015】
トナー像が二次転写される転写紙Ｐは、画像形成装置１００の本体下部に配置された用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラー１２ａおよびレジストローラー対１２ｂを介して二次転写ローラー９と中間転写ベルト８の駆動ローラー１１とのニップ部へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが主に用いられる。また、二次転写ローラー９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナー等を除去するためのブレード状のベルトクリーナー１９が配置されている。
【0016】
次に、画像形成部Ｐａ～Ｐｄについて説明する。回転可能に配設された感光体ドラム１ａ～１ｄの周囲および下方には、感光体ドラム１ａ～１ｄを帯電させる帯電装置２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄと、各感光体ドラム１ａ～１ｄに画像情報を露光する露光装置５と、感光体ドラム１ａ～１ｄ上にトナー像を形成する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃおよび３ｄと、感光体ドラム１ａ～１ｄ上に残留した現像剤（トナー）等を除去するクリーニング装置７ａ、７ｂ、７ｃおよび７ｄが設けられている。
【0017】
パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電装置２ａ～２ｄによって感光体ドラム１ａ～１ｄの表面を一様に帯電させる。次いで露光装置５によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム１ａ～１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ～３ｄには、それぞれシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置３ａ～３ｄ内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはコンテナ４ａ～４ｄから各現像装置３ａ～３ｄにトナーおよびキャリアを含む現像剤が補給される。この現像剤中のトナーは、現像装置３ａ～３ｄにより感光体ドラム１ａ～１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光装置５からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【0018】
そして、一次転写ローラー６ａ～６ｄにより一次転写ローラー６ａ～６ｄと感光体ドラム１ａ～１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ～１ｄ上のシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、一次転写後に感光体ドラム１ａ～１ｄの表面に残留したトナー等がクリーニング装置７ａ～７ｄにより除去される。
【0019】
中間転写ベルト８は、上流側の従動ローラー１０と、下流側の駆動ローラー１１とに掛け渡されており、ベルト駆動モーター（図示せず）による駆動ローラー１１の回転に伴い中間転写ベルト８が反時計回り方向に回転を開始すると、転写紙Ｐがレジストローラー対１２ｂから所定のタイミングで駆動ローラー１１とこれに隣接して設けられた二次転写ローラー９とのニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送され、中間転写ベルト８上のフルカラー画像が転写紙Ｐ上に二次転写される。トナー像が二次転写された転写紙Ｐは定着部１３へと搬送される。
【0020】
定着部１３に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラー対１３ａにより加熱および加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられ、そのまま（或いは、両面搬送路１８に送られて両面に画像が形成された後に）、排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。
【0021】
図２は、画像形成装置１００に搭載される本発明の第１実施形態に係る現像装置３ａの側面断面図である。なお、以下の説明では図１の画像形成部Ｐａに配置される現像装置３ａを例示するが、画像形成部Ｐｂ～Ｐｄに配置される現像装置３ｂ～３ｄの構成についても基本的に同様であるため説明を省略する。
【0022】
図２に示すように、現像装置３ａは、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤（以下、単に現像剤ともいう）が収納される現像容器２０を備えており、現像容器２０は第１仕切壁２０ａによって攪拌搬送室２１、供給搬送室２２に区画されている。攪拌搬送室２１および供給搬送室２２には、コンテナ４ａ（図１参照）から供給されるトナーおよびキャリアを現像容器２０内の現像剤と混合して攪拌し、トナーを帯電させるための攪拌搬送スクリュー２５および供給搬送スクリュー２６がそれぞれ回転可能に配設されている。
【0023】
攪拌搬送室２１内に配設される攪拌搬送スクリュー２５は、回転軸２５ａと、回転軸２５ａに一体に設けられ、回転軸２５ａの軸方向に一定のピッチで螺旋状に形成される第１搬送羽根２５ｂとを有する。回転軸２５ａは現像容器２０に回転可能に軸支されている。攪拌搬送スクリュー２５が回転することによって、攪拌搬送室２１内の現像剤を攪拌しながら所定方向（現像ローラー３１の軸方向の一方側）に搬送する。
【0024】
供給搬送室２２内に配設される供給搬送スクリュー２６は、回転軸２６ａと、回転軸２６ａに一体に設けられ、第１搬送羽根２５ｂと同方向を向く（巻き方向が同一の）羽根で螺旋状に形成される第２搬送羽根２６ｂとを有する。回転軸２６ａは、攪拌搬送スクリュー２５の回転軸２５ａと平行に配置され、現像容器２０に回転可能に軸支されている。供給搬送スクリュー２６が回転することによって、供給搬送室２２内の現像剤を攪拌しながら攪拌搬送スクリュー２５と反対方向に搬送し、現像ローラー３１に供給する。
【0025】
攪拌搬送スクリュー２５および供給搬送スクリュー２６によって現像剤が攪拌されつつ軸方向（図２の紙面と垂直な方向）に搬送され、第１仕切壁２０ａの両端部に形成された上流側連通部２０ｅおよび下流側連通部２０ｆ（図３参照）を介して攪拌搬送室２１、供給搬送室２２間を循環する。即ち、攪拌搬送室２１、供給搬送室２２、上流側連通部２０ｅ、下流側連通部２０ｆによって現像容器２０内に現像剤の循環経路が形成されている。
【0026】
現像容器２０は図２の右斜め上方に延在しており、現像容器２０内において供給搬送スクリュー２６の右斜め上方には現像ローラー３１が配置されている。そして、現像ローラー３１の外周面の一部が現像容器２０の開口部２０ｂから露出し、感光体ドラム１ａに対向している。現像ローラー３１は、図２において反時計回り方向に回転する。現像ローラー３１には、直流電圧に交流電圧を重畳した現像電圧が印加される。
【0027】
現像ローラー３１は、図２において反時計回り方向に回転する円筒状の現像スリーブと、現像スリーブ内に固定された複数の磁極を有するマグネット（図示せず）とで構成されている。なお、ここでは表面がローレット加工された現像スリーブを用いているが、表面に多数の凹形状（ディンプル）を形成したものや、表面がブラスト加工された現像スリーブを用いることもできる。
【0028】
また、現像容器２０には規制ブレード２７が現像ローラー３１の長手方向（図２の紙面と垂直方向）に沿って取り付けられている。規制ブレード２７の先端部と現像ローラー３１の表面との間には僅かな隙間（ギャップ）が形成されている。
【0029】
次に、現像装置３ａの攪拌部の構成について詳細に説明する。図３は第１実施形態の現像装置３ａの攪拌部を示す平面断面図（図２のＡＡ′矢視断面図）であり、図４は、図３における現像剤排出部２０ｈ周辺の部分拡大図である。図５は、図４における下流側連通部２０ｆ周辺を攪拌搬送室２１側から見た図である。
【0030】
現像容器２０には、攪拌搬送室２１、供給搬送室２２、第１仕切壁２０ａ、第２仕切壁２０ｃ、上流側連通部２０ｅ、および下流側連通部２０ｆが形成され、その他に、現像剤補給口２０ｇ、現像剤排出部２０ｈ、上流側壁部２０ｉ、および下流側壁部２０ｊが形成されている。なお、攪拌搬送室２１において、図３の左側を上流側、図３の右側を下流側とし、また、供給搬送室２２において、図３の右側を上流側、図３の左側を下流側とする。従って、連通部および壁部は、供給搬送室２２を基準として上流側および下流側と呼称している。
【0031】
第１仕切壁２０ａは、現像容器２０の長手方向に延びて攪拌搬送室２１と供給搬送室２２を並列させるように区画している。第２仕切壁２０ｃは、下流側壁部２０ｊの内壁面から突出し、規制部５２を構成する螺旋羽根の外周面に対向するように第１仕切壁２０ａの延長線上に形成されている。
【0032】
第１仕切壁２０ａの長手方向の右側端部は、上流側壁部２０ｉの内壁部とともに上流側連通部２０ｅを形成する。一方、第１仕切壁２０ａの長手方向の左側端部は、第２仕切壁２０ｃとともに下流側連通部２０ｆを形成する。
【0033】
図５に示すように、下流側連通部２０ｆの上部は、第１仕切壁２０ａと第２仕切壁２０ｃとに橋渡し状に連結される遮蔽部５７によって遮蔽されている。即ち、下流側連通部２０ｆは第１仕切壁２０ａ、第２仕切壁２０ｃ、および遮蔽部５７に囲まれたトンネル状の開口である。遮蔽部５７の上方には現像容器２０の内面との間に間隔（クリアランス）ｄが形成されている。
【0034】
現像剤補給口２０ｇは、現像容器２０の上部に設けられたコンテナ４ａ（図１参照）から新たなトナーおよびキャリアを現像容器２０内に補給するための開口であり、攪拌搬送室２１の上流側（図３の左側）に配置される。
【0035】
現像剤排出部２０ｈは、現像剤の補給によって攪拌搬送室２１および供給搬送室２２内で余剰となった現像剤を排出する。現像剤排出部２０ｈは、供給搬送室２２の下流側端部に供給搬送室２２の長手方向に連続して設けられる。
【0036】
攪拌搬送スクリュー２５は、攪拌搬送室２１の長手方向の両端部側まで延び、第１搬送羽根２５ｂは上流側連通部２０ｅおよび下流側連通部２０ｆにも対向して設けられている。回転軸２５ａは現像容器２０の上流側壁部２０ｉと下流側壁部２０ｊに回転可能に軸支されている。
【0037】
供給搬送スクリュー２６は現像ローラー３１の軸方向長さ以上の長さを有し、更に、上流側連通部２０ｅに対向する位置まで延びている。回転軸２６ａは、攪拌搬送スクリュー２５の回転軸２５ａと平行に配置され、現像容器２０の上流側壁部２０ｉと現像剤排出部２０ｈに回転可能に軸支されている。供給搬送スクリュー２６の回転軸２６ａには、第２搬送羽根２６ｂとともに、規制部５２および排出羽根５３が一体に成型されている。
【0038】
規制部５２は、供給搬送室２２内で下流側に搬送された現像剤を塞き止め、且つ、所定量以上になった現像剤を現像剤排出部２０ｈに搬送する。規制部５２は、回転軸２６ａに設けられる螺旋羽根からなり、第２搬送羽根２６ｂと逆方向を向く（逆巻きの）螺旋羽根で形成され、且つ、第２搬送羽根２６ｂの外径と略同じで第２搬送羽根２６ｂのピッチより小さく設定されている。また、規制部５２は、現像容器２０の内壁部との間に所定の隙間を形成している。この隙間を通過して余剰の現像剤が現像剤排出部２０ｈに移動する。
【0039】
現像剤排出部２０ｈ内の回転軸２６ａには排出羽根５３が設けられている。排出羽根５３は、第２搬送羽根２６ｂと同じ方向を向く螺旋羽根からなり、第２搬送羽根２６ｂより螺旋羽根のピッチおよび外径が小さくなっている。回転軸２６ａが回転すると排出羽根５３も回転し、規制部５２を乗り越えて現像剤排出部２０ｈ内に搬送された余剰現像剤は、図４の左側に送られて図示しない現像剤排出口より現像容器２０の外部に排出される。
【0040】
現像容器２０の外壁面には、歯車６１～６４が配設されている。歯車６１、６２は回転軸２５ａに固着され、歯車６４は回転軸２６ａに固着され、歯車６３は、現像容器２０に回転可能に保持されて、歯車６２、６４に噛合している。
【0041】
現像駆動モーター（図示せず）によって歯車６１が回転すると、攪拌搬送スクリュー２５が回転する。攪拌搬送室２１内の現像剤は第１搬送羽根２５ｂによって主搬送方向（第１方向、矢印Ｐ方向）に搬送され、その後、上流側連通部２０ｅを通って供給搬送室２２内に搬送される。更に、歯車６２～６４を介して供給搬送スクリュー２６が回転すると、供給搬送室２２内の現像剤が第２搬送羽根２６ｂによって主搬送方向（第２方向、矢印Ｑ方向）に搬送される。新たに現像剤を補給していない現像時には、現像剤はその嵩を大きく変動させながら攪拌搬送室２１から上流側連通部２０ｅを通って供給搬送室２２内に搬送され、規制部５２を乗り越えることなく、下流側連通部２０ｆを通って攪拌搬送室２１に搬送される。
【0042】
このように現像剤は、攪拌搬送室２１から、上流側連通部２０ｅ、供給搬送室２２、および下流側連通部２０ｆと循環しながら攪拌されて、攪拌された現像剤が現像ローラー３１に供給される。
【0043】
次に、現像剤補給口２０ｇから現像剤が補給される場合について説明する。現像によってトナーが消費されると、コンテナ４ａから現像剤補給口２０ｇを介して攪拌搬送室２１内にトナーおよびキャリアを含む現像剤が補給される。
【0044】
補給された現像剤は、現像時と同様に、攪拌搬送スクリュー２５によって、攪拌搬送室２１内を主搬送方向（矢印Ｐ方向）に搬送され、その後、上流側連通部２０ｅを通って供給搬送室２２内に搬送される。更に、供給搬送スクリュー２６によって、現像剤は供給搬送室２２内の現像剤を主搬送方向（矢印Ｑ方向）に搬送される。回転軸２６ａの回転に伴って規制部５２が回転すると、規制部５２によって、主搬送方向とは逆方向（逆搬送方向）の搬送力が現像剤に付与される。この規制部５２によって現像剤が塞き止められて嵩高となり、余剰の現像剤（現像剤補給口２０ｇから補給された現像剤と同量）が規制部５２を乗り越えて、現像剤排出部２０ｈを介して現像容器２０の外部に排出される。
【0045】
図４に示すように、供給搬送スクリュー２６は、第２搬送羽根２６ｂと規制部５２との間に円板５５が配置されている。円板５５は、第２搬送羽根２６ｂ、規制部５２、および排出羽根５３と共に合成樹脂によって回転軸２６ａと一体に成型される。
【0046】
第２搬送羽根２６ｂによって主搬送方向（矢印Ｑ方向）に搬送される現像剤の搬送力が円板５５により塞き止められて一旦弱められる。そして、規制部５２により現像剤に逆方向の搬送力が付与されて現像剤を主搬送方向と逆方向に押し戻す。即ち、円板５５は供給搬送室２２から規制部５２に向かう現像剤の搬送力（圧力）を低減する役割を果たしている。その結果、規制部５２および下流側連通部２０ｆへ移動する現像剤面の波立ち（変動）が抑制され、現像剤の搬送速度に係わらず規制部５２付近にほぼ一定量の現像剤を滞留させることができる。
【0047】
そして、現像剤補給口２０ｇから現像剤が補給され、現像容器２０内の現像剤の嵩が増加すると、規制部５２の上流側に滞留する現像剤が円板５５および規制部５２を乗り越えて排出羽根５３（現像剤排出部２０ｈ）に移動し、現像剤排出部２０ｈから余剰の現像剤が排出される。現像剤排出部２０ｈからの現像剤の排出が収まった時点で現像容器２０内の現像剤の嵩が安定する。嵩が安定したときの現像剤の体積を安定体積とする。
【0048】
本発明の画像形成装置１００では、搬送される転写紙Ｐの厚みや種類、出力画像の種類に応じてプロセス速度が二段階に切り換えられる。即ち、転写紙Ｐが普通紙である場合や文字原稿を出力する場合は通常の駆動速度（以下、全速モードという）で画像形成処理が行われ、転写紙Ｐが厚紙である場合や写真画像を出力する場合は通常よりも低速（以下、減速モードという）で画像形成処理が行われる。これにより、転写紙Ｐとして厚紙を用いる場合や写真画像を出力する場合に十分な定着時間を確保して画質を向上させることができる。
【0049】
上述したように全速モードと減速モードとの切り換えが行われると、攪拌搬送スクリュー２５、供給搬送スクリュー２６の回転速度も変化するため、現像容器２０内の現像剤の搬送速度が急激に変化する。その結果、現像容器２０内で現像剤の偏りが生じて現像剤の嵩（現像剤面）が変動するため、現像剤排出部２０ｈから排出される現像剤量も変化し、現像容器２０内の現像剤量が変化する。
【0050】
具体的には、現像剤の搬送速度（攪拌搬送スクリュー２５、供給搬送スクリュー２６の回転速度）が速くなると、現像容器２０内の現像剤の重量が一定であっても現像剤の嵩は高くなる。例えば、現像剤の搬送速度を速くすると、現像剤が規制部５２の下流側に到達する前に供給搬送室２２側から下流側連通部２０ｆを通過して攪拌搬送室２１側に受け渡される場合がある。その結果、規制部５２に到達する現像剤が減少し、現像剤排出部２０ｈから現像剤が排出されにくくなってしまう。本実施形態では、下流側連通部２０ｆの上方に配置される遮蔽部５７の高さを調整することで、現像剤の排出量を調整する。
【0051】
図６は、第１実施形態の現像装置３ａの、第１仕切壁２０ａを含む攪拌搬送室２１および供給搬送室２２の縦断面図（図４のＢＢ′矢視断面図）である。図６に示すように、第１仕切壁２０ａは攪拌搬送室２１および供給搬送室２２の上面まで延在しており、攪拌搬送室２１および供給搬送室２２を長手方向（図６の紙面と垂直な方向）に沿って完全に区画している。
【0052】
図７は、第１実施形態の現像装置３ａの、下流側連通部２０ｆを含む攪拌搬送室２１および供給搬送室２２の縦断面図（図４のＣＣ′矢視断面図）である。図７に示すように、遮蔽部５７の上端部と、現像容器２０（攪拌搬送室２１および供給搬送室２２）の内面との間には間隔ｄが形成されている。
【0053】
現像剤の搬送速度が速い場合においては、供給搬送室２２から攪拌搬送室２１に受け渡される現像剤量が増加し、供給搬送室２２と円板５５との隙間を乗り越えて規制部５２に到達する現像剤量が減少する。そこで、遮蔽部５７の高さ（遮蔽幅）を調整することによって、供給搬送室２２から攪拌搬送室２１への現像剤の移動を規制する。
【0054】
現像剤の搬送速度が速い場合は、下流側連通部２０ｆを通過する現像剤と、供給搬送室２２から遮蔽部５７を乗り越えて上方の間隔ｄを通過した現像剤が攪拌搬送室２１へ移動する。その結果、遮蔽部５７を設けない構成に比べて攪拌搬送室２１への現像剤の移動が抑制され、規制部５２に移動する現像剤が増加する。一方、現像剤の搬送速度が遅い場合は供給搬送室２２から下流側連通部２０ｆを通過した現像剤のみが攪拌搬送室２１へ移動する。これにより、現像剤の搬送速度に係わらず規制部５２に到達する現像剤量を一定にすることができ、現像剤排出量のバラツキを抑えて現像容器２０内の現像剤の嵩を安定させることができる。
【0055】
供給搬送室２２から攪拌搬送室２１に受け渡される現像剤量を調整するためには、間隔ｄと、遮蔽部５７の高さｈおよび開口幅ｗ１（図５参照）の調整が重要となる。間隔ｄが小さすぎると、現像剤の搬送速度が速くなったときに現像剤が遮蔽部５７を乗り越えることができず、供給搬送室２２内の現像剤の嵩が増加する。現像装置３ａの小型化の観点から間隔ｄは最小限にすることが好ましいが、搬送速度が速い場合でも現像剤が遮蔽部５７を乗り越えることができるように間隔ｄを設定する必要がある。
【0056】
また、遮蔽部５７の下端部５７ａは、攪拌搬送スクリュー２５の回転軸２５ａ、供給搬送スクリュー２６の回転軸２６ａの上端部と下端部の間（図７の領域Ｒ）に重なる位置にあることが好ましい。即ち、遮蔽部５７の高さｈは、間隔ｄおよび下端部５７ａの位置に基づいて決定される。また、開口幅ｗ１は、現像容器２０内に充填される現像剤量や現像剤の仕様に応じて決定される。
【0057】
図８は、遮蔽部５７の高さｈ（開口上埋め幅）と現像剤の安定体積および安定重量との関係を示すグラフである。図８では、プロセス速度を７０枚／ｍｉｎ、下流側連通部２０ｆの開口幅ｗ１を１５ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍに設定し、開口上埋め幅を４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍに変化させたときの現像剤の安定体積および安定重量の変化について示している。
【0058】
図８に示すように、開口幅ｗ１が１５ｍｍ（×のデータ系列）、２０ｍｍ（△のデータ系列）、２５ｍｍ（●のデータ系列）のいずれについても、開口上埋め幅が大きくなるにつれて現像剤の安定体積および安定重量が減少している。これは、遮蔽部５７の高さｈが大きくなると供給搬送室２２から攪拌搬送室２１への現像剤の移動が規制され、規制部５２に向かう現像剤量が多くなるため、結果として現像剤の排出量が増加するためである。
【0059】
図９は、攪拌搬送スクリュー２５および供給搬送スクリュー２６の回転速度と現像剤の安定体積および安定重量との関係を示すグラフである。図９では、下流側連通部２０ｆの開口幅ｗ１を１５ｍｍ、遮蔽部５７の高さｈ（開口上埋め幅）を５ｍｍに設定し、攪拌搬送スクリュー２５および供給搬送スクリュー２６の回転速度を１３９ｒｐｍ、２７８ｒｐｍ、４４９ｒｐｍ（印字速度２０枚／ｍｉｎ、４０枚／ｍｉｎ、７０枚／ｍｉｎに対応）に変化させたときの現像剤の安定体積および安定重量の変化について示している。
【0060】
図９に示すように、印字速度２０枚／ｍｉｎ、４０枚／ｍｉｎ、７０枚／ｍｉｎのいずれについても、現像剤の安定体積は１５０ｃｃ～１６０ｃｃ、安定重量は２９０～３１０ｇの範囲で推移した。以上の結果より、下流側連通部２０ｆの上方に遮蔽部５７を設けることで、攪拌搬送スクリュー２５および供給搬送スクリュー２６の回転速度に係わらず現像剤の安定体積を一定に維持できることがわかる。
【0061】
なお、遮蔽部５７の高さｈは、上方に隙間ｄが確保できるのであれば、現像容器２０内の現像剤循環部の上面（第１仕切壁２０ａの上端部）と同じ高さまで到達していてもよい。また、使用される現像剤やプロセス線速に応じて、攪拌搬送スクリュー２５および供給搬送スクリュー２６の回転軸２５ａ、２６ａよりも上方であって搬送羽根２５ｂ、２６ｂの上端部までの間で適宜調整してもよい。
【0062】
さらに、図５に示すように、供給搬送スクリュー２６に設けられた円板５５は、軸方向の位置が、下流側連通部２０ｆの幅方向中心ｃ１と、供給搬送室２２内の現像剤の主搬送方向（矢印Ｑ方向）に対し下流側連通部２０ｆの下流側端部ｄｅとの間の領域ｒ内に入るように配置される。
【0063】
円板５５が下流側連通部２０ｆの幅方向中心ｃ１よりも上流側（図５の右側）に存在する場合、供給搬送スクリュー２６から攪拌搬送スクリュー２５へ受け渡される現像剤の流れが弱くなり、現像剤排出部２０ｈからの現像剤排出量が増加する。その結果、現像容器２０内の現像剤量が減少する方向となる。一方、円板５５が下流側連通部２０ｆの下流側端部ｄｅよりも下流側（図５の左側）に存在する場合、攪拌搬送スクリュー２５および供給搬送スクリュー２６の回転速度が速い場合に供給搬送スクリュー２６から攪拌搬送スクリュー２５へ受け渡される現像剤の流れが強くなり、現像剤排出部２０ｈからの現像剤排出量が少なくなる。その結果、攪拌搬送スクリュー２５および供給搬送スクリュー２６の回転速度差による現像剤の嵩変化が大きくなる。
【0064】
従って、本実施形態のように円板５５の軸方向の位置を領域ｒ内とすることで、攪拌搬送スクリュー２５および供給搬送スクリュー２６の回転速度に係わらず、現像剤の安定体積をより一層安定して維持することができる。
【0065】
円板５５の外径が回転軸２６ａの軸径以下である場合はそもそも円板５５が形成されないこととなり、円板５５による現像剤の堰き止め効果が期待できない。円板５５の外径が第２搬送羽根２６ｂの外径よりも大きい場合は円板５５が供給搬送室２２の内壁面に接触するおそれがある。そのため、円板５５の外径は、供給搬送スクリュー２６の回転軸２６ａの軸径よりも大きく、第２搬送羽根２６ｂの外径以下とする。
【0066】
図１０は、第１実施形態の現像装置３ａの遮蔽部５７の上方に段差部６０を設けた変形例の、下流側連通部２０ｆを含む攪拌搬送室２１および供給搬送室２２の断面図である。図１０に示すように、現像容器２０の内面に上向きに凹となる段差部６０を形成することで、遮蔽部５７を所定の高さに維持しつつ、現像剤が遮蔽部５７を乗り越えて移動するために十分な間隔ｄを確保することができる。段差部６０の高さおよび幅は現像剤の流動性や搬送速度に応じて設定すればよい。
【0067】
図１１は、本発明の第２実施形態に係る現像装置３ａの現像剤排出部２０ｈ周辺の断面拡大図である。図１２は、図１１における下流側連通部２０ｆ周辺を攪拌搬送室２１側から見た図である。図１３は、第２実施形態の現像装置３ａの、下流側連通部２０ｆを含む攪拌搬送室２１および供給搬送室２２の縦断面図（図１１のＣＣ′矢視断面図）である。本実施形態では、遮蔽部５７の上方に現像剤補給口２０ｇを配置している。現像装置３ａの他の部分の構成は第１実施形態と同様である。
【0068】
遮蔽部５７の上方に現像剤補給口２０ｇを配置することで、図１２および図１３に示すように遮蔽部５７の上方に空間を形成することができる。これにより、現像剤の搬送速度が速い場合に遮蔽部５７によって供給搬送室２２から攪拌搬送室２１への現像剤の移動を規制し、供給搬送室２２内の現像剤の嵩が一定以上になった場合は現像剤が供給搬送室２２から遮蔽部５７を乗り越えて攪拌搬送室２１に円滑に移動する。従って、第１実施形態と同様に現像剤の搬送速度に係わらず規制部５２に到達する現像剤量を一定にすることができ、現像剤排出量のバラツキを抑えて現像容器２０内の現像剤の嵩を安定させることができる。
【0069】
また、遮蔽部５７付近は、供給搬送室２２から攪拌搬送室２１への現像剤の移動が規制されるとともに、規制部５２による現像剤の押し戻しが発生する、現像剤の滞留が発生し易い位置である。そこで、現像剤補給口２０ｇを遮蔽部５７の上方に配置することで、補給された塊状の現像剤が分散され易くなる。従って、補給された現像剤が現像容器２０内を循環する現像剤と十分に混合されるため、現像剤中のトナーの帯電量を安定化することができる。
【0070】
また、本実施形態においても図１２に示すように、供給搬送スクリュー２６に設けられた円板５５の軸方向の位置を、下流側連通部２０ｆの幅方向中心ｃ１と、供給搬送室２２内の現像剤の主搬送方向（矢印Ｑ方向）に対し下流側連通部２０ｆの下流側端部ｄｅとの間の領域ｒ内に入るようにしている。これにより、攪拌搬送スクリュー２５および供給搬送スクリュー２６の回転速度に係わらず、現像剤の安定体積をより一層安定して維持することができる。
【0071】
さらに、本実施形態では、円板５５の軸方向の位置が、供給搬送室２２内の現像剤の主搬送方向（矢印Ｑ方向）に対し、供給搬送スクリュー２６の軸方向における現像剤補給口２０ｇの開口幅ｗ２の中心ｃ２よりも上流側（図１２の右側）となるように配置される。この構成によれば、円板５５で現像剤が堰き止められた位置に現像剤補給口２０ｇから補給トナーを落下させることができる。従って、現像容器２０内の現像剤と補給トナーとが混合され易くなり、トナーの帯電量をより安定化することができる。
【0072】
その他本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、遮蔽部５７の上方に現像剤補給口２０ｇを配置する第２実施形態においても、図１０に示した第１実施形態の変形例のように、現像剤補給口２０ｇの周囲に段差部６０を形成してもよい。
【0073】
また、上記各実施形態では図２に示したような現像ローラー３１を備えた現像装置３ａ～３ｄを例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、現像剤を担持する磁気ローラーを設け、磁気ローラーから現像ローラー３１にトナーのみを移動させてトナー層を形成し、現像ローラー３１上のトナー層を用いて静電潜像を現像する現像装置等、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いる種々の現像装置に適用可能である。
【0074】
また、本発明は図１に示したタンデム式のカラープリンターに限らず、デジタル或いはアナログ方式のモノクロ複写機、モノクロプリンター、カラー複写機、ファクシミリ等、二成分現像方式を用いた種々の画像形成装置に適用可能である。以下、実施例により本発明の効果について更に詳細に説明する。
【実施例1】
【0075】
図１に示すような画像形成装置１００において、現像剤の搬送速度を変化させた場合の現像装置３ａ～３ｄ内の現像剤量の変化について調査した。なお、試験は感光体ドラム１ａおよび現像装置３ａを含むシアンの画像形成部Ｐａにおいて行った。
【0076】
試験方法としては、図４、図５に示したような、下流側連通部２０ｆの上方に遮蔽部５７を設け、遮蔽部５７の上方に間隔ｄを形成した第１実施形態の現像装置３ａを本発明１、図１１、図１２に示したような、遮蔽部５７の上方に現像剤補給口２０ｇを配置した第２実施形態の現像装置３ａを本発明２とし、下流側連通部２０ｆの上方に遮蔽部５７を設けない現像装置３ａを比較例とした。
【0077】
本発明１、２および比較例の現像装置３ａの現像容器２２に、それぞれ現像剤（トナー濃度６％）１７５ｃｃを充填し、常温常湿環境下（２５℃、５０％）で攪拌搬送スクリュー２５、供給搬送スクリュー２６の回転速度を１３９ｒｐｍ、２７８ｒｐｍ、４４９ｒｐｍの３水準に変化させて現像装置３ａを駆動し、現像剤を攪拌搬送した。現像剤排出口２２ｈからの現像剤の排出が収まった時点で現像容器２２内に存在する現像剤量（安定重量、安定体積）を測定した。
【0078】
本発明１、２および比較例に用いる攪拌搬送スクリュー２５、供給搬送スクリュー２６の第１搬送羽根２５ｂ、第２搬送羽根２６ｂは、外径が１８ｍｍの螺旋羽根であり、第１仕切壁２０ａの高さは１５ｍｍである。また、規制部５２は、外径１８ｍｍの３枚の逆巻きの螺旋羽根で構成されており、第２仕切壁２０ｃの高さは８ｍｍである。排出羽根５３は、外径８ｍｍの螺旋羽根である。第２搬送羽根２６ｂ、規制部５２と供給搬送室２２の上面との間隔（クリアランス）は１．５ｍｍであり、排出羽根５３と現像剤排出部２２ｈの上面との間隔は１．５ｍｍである。
【0079】
また、供給搬送スクリュー２６の第２搬送羽根２６ｂと規制部５２との間に直径１８ｍｍの円板５５を形成し、下流側連通部２０ｆの下流側端部ｄｅから供給搬送室２２内の現像剤搬送方向の上流側（図５の右側）に２ｍｍの位置となるように配置した。
【0080】
本発明１、２の現像装置３ａにおける遮蔽部５７の高さｈは５ｍｍである。また、本発明１の現像装置３ａでは遮蔽部５７の上方に５ｍｍの間隔ｄが形成されており、本発明２の現像装置３ａでは遮蔽部５７の上方に現像剤補給口２０ｇによる空間が形成されている。
【0081】
現像剤量の測定方法は、本発明１、２および比較例の現像装置３ａを試験機に搭載し、攪拌搬送スクリュー２５、供給搬送スクリュー２６の回転速度（攪拌搬送室２１、供給搬送室２２内の現像剤の搬送速度）を変化させて現像剤を攪拌した後、現像装置３ａを取り外して重量を測定した。測定された現像装置３ａの重量から現像剤を取り除いた空の現像装置３ａの重量を差し引いて現像剤量（安定重量）を算出した。また、算出された現像剤量を嵩密度で除算して安定体積を算出した。攪拌搬送スクリュー２５、供給搬送スクリュー２６の回転速度と安定体積との関係を表１に示す。
【0082】
【表1】
【0083】
表１から明らかなように、下流側連通部２０ｆの上方に遮蔽部５７を設け、遮蔽部５７の上方に間隔ｄを形成した本発明１、遮蔽部５７の上方に現像剤補給口２０ｇを配置した本発明２では、攪拌搬送スクリュー２５、供給搬送スクリュー２６の回転速度を変化させた場合でも安定体積のばらつきは小さかった。
【0084】
これに対し、下流側連通部２０ｆの上方に遮蔽部５７を設けない比較例では、攪拌搬送スクリュー２５、供給搬送スクリュー２６の回転速度が大きくなるにつれて安定体積が大きくなった。以上の結果より、本発明１、２の現像装置３ａでは、比較例に比べて現像剤の搬送速度が変化した場合でも現像剤の安定体積を一定に維持することができ、現像剤の嵩不足や嵩過剰による現像不良等の発生を効果的に抑制できることが確認された。
【実施例2】
【0085】
本発明の現像装置３ａ～３ｄによるトナー飛散の抑制効果について調査した。なお、試験は感光体ドラム１ａおよび現像装置３ａを含むシアンの画像形成部Ｐａにおいて行った。試験方法としては、実施例１で用いた本発明２および比較例の現像装置３ａの現像容器２２に、それぞれ現像剤（トナー濃度６％）１７５ｃｃを充填し、常温常湿環境下（２５℃、５０％）で印字率２％のテスト画像を２０００枚連続印字した後、印字率１０％、５０％、８０％のテスト画像を５００枚連続印字したときの現像装置３ａのトナー飛散による汚れを目視により観察した。結果を表２に示す。
【0086】
【表2】
【0087】
表２から明らかなように、遮蔽部５７の上方に現像剤補給口２０ｇを配置した本発明２では、印字率１０％、４０％、８０％のいずれにおいてもトナー飛散の発生は認められなかった。これに対し、下流側連通部２０ｆの上方に遮蔽部５７を設けず、現像剤開口部２０ｇを配置しなかった比較例では、印字率８０％の場合にトナー飛散が発生した。
【0088】
以上の結果より、本発明２の現像装置３ａでは、比較例に比べて補給される現像剤の分散性が向上し、トナー帯電量が安定するため、トナーの帯電量不足によるトナー飛散の発生を抑制できることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【0089】
本発明は、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤の補給を行うとともに余剰現像剤を排出する現像装置およびそれを備えた画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、現像剤の流動性や搬送速度が変化した場合でも現像容器内の現像剤の嵩および重量の変化幅を小さくできる現像装置を提供することができる。
【符号の説明】
【0090】
１ａ～１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
３ａ～３ｄ 現像装置
２０ 現像容器
２０ａ 第１仕切壁
２０ｃ 第２仕切壁
２２ｅ 上流側連通部（第１連通部）
２０ｆ 下流側連通部（第２連通部）
２０ｇ 現像剤補給口
２０ｈ 現像剤排出部
２１ 攪拌搬送室（第１搬送室）
２２ 供給搬送室（第２搬送室）
２５ 攪拌搬送スクリュー（第１攪拌搬送部材）
２６ 供給搬送スクリュー（第２攪拌搬送部材）
３１ 現像ローラー（現像剤担持体）
５２ 規制部
５３ 排出羽根
５５ 円板
５７ 遮蔽部
６０ 段差部
１００ 画像形成装置
３ａ～３ｄ 現像装置
２０ 現像容器
２０ａ 第１仕切壁
２０ｃ 第２仕切壁
２２ｅ 上流側連通部（第１連通部）
２０ｆ 下流側連通部（第２連通部）
２０ｇ 現像剤補給口
２０ｈ 現像剤排出部
２１ 攪拌搬送室（第１搬送室）
２２ 供給搬送室（第２搬送室）
２５ 攪拌搬送スクリュー（第１攪拌搬送部材）
２６ 供給搬送スクリュー（第２攪拌搬送部材）
３１ 現像ローラー（現像剤担持体）
５２ 規制部
５３ 排出羽根
５５ 円板
５７ 遮蔽部
６０ 段差部
１００ 画像形成装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】