特許 7613202 画像形成装置

(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】2025-01-06

(45)【発行日】2025-01-15

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/08 20060101AFI20250107BHJP

   G03G 21/00 20060101ALI20250107BHJP

【ＦＩ】

G03G15/08 310

G03G15/08 366

G03G21/00 370

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021053195

(22)【出願日】2021-03-26

(65)【公開番号】P2022150550

(43)【公開日】2022-10-07

【審査請求日】2024-02-26

(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】末浪 浩二

【審査官】金田 理香

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－０４７３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０６３５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０４８１１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１１０８１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１２８４４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－００４９８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１８７２６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２４３７６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１１４５０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－００４１９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１７５０９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０７７３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０６５２５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００６００３０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ １３／０８

１３／０９５

１５／０８

１５／０９５

Ｇ０３Ｇ ２１／００

(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、磁性を有する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、
前記第１搬送室に配置された第１回転軸と、前記第１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回転軸の正回転時に、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、
前記第２搬送室に配置された第２回転軸と、前記第２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回転軸の正回転時に、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、
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回転軸の正回転時に、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、
前記第２搬送羽根と前記排出羽根の間に形成され、前記第２回転軸の正回転時に、前記第２搬送室内の前記現像剤に前記第２搬送羽根および前記排出羽根と逆方向の搬送力を付与する逆搬送羽根と、
を有する現像装置と、
前記現像装置に補給される前記現像剤を貯留するトナー収容部と、
前記第２回転軸に接続され、前記第２回転軸を正逆両方向に回転させる駆動部と、
前記駆動部に接続され、前記第２回転軸を正回転させつつ、所定の間隔で、所定回転量逆回転させる制御部と、
静電潜像が形成される像担持体と、
を備え、
前記逆搬送羽根は、前記第２回転軸の正逆回転時における前記現像剤の搬送力が前記第２搬送羽根および前記排出羽根よりも大きく、
前記制御部は、非画像形成時に前記第１回転軸および前記第２回転軸を逆回転させることにより、前記現像剤排出部から前記逆搬送羽根の周囲に存在する前記現像剤を排出する現像剤排出モードを実行可能であり、
前記制御部は、前記第２搬送室内の前記逆搬送羽根の周囲に存在する前記現像剤の体積と略同一の体積の前記キャリアが前記トナー収容部から補給されたとき前記現像剤排出モードを実行する画像形成装置。

【請求項2】

前記制御部は、所定の印字枚数ごとに前記現像剤排出モードを実行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項3】

前記画像形成装置内の湿度を検知可能な湿度検知センサーを備え、
前記制御部は、前記湿度検知センサーにより検知された湿度が所定値より大きいときに、前記現像剤排出モードの実行間隔を短くすることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。

【請求項4】

前記現像容器内の前記現像剤のトナー濃度を検知可能なトナー濃度検知センサーを備え、
前記制御部は、前記トナー濃度検知センサーにより検知された前記トナー濃度が所定値よりも大きいときに、前記現像剤排出モードの実行間隔を短くすることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記第２回転軸の回転速度が所定値よりも遅い低速モードで画像形成を行うときに、前記現像剤排出モードの実行間隔を短くすることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置。

【請求項6】

前記逆搬送羽根の直径は、前記第２搬送羽根の直径以上であり、前記逆搬送羽根のピッチは、前記第２搬送羽根のピッチよりも小さいことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の画像形成装置。

【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関する。

【背景技術】

【0002】

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は、感光体ドラム等の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現像装置が設けられている。このような現像装置の一つとして、キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を用いる二成分現像方式を採用するものがある。この方式の現像装置は、内部に現像剤を収容する現像容器と、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）と、現像容器内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と、を備えている。

【0003】

上記のような二成分現像方式の現像装置において、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。すると、現像容器内のキャリアは攪拌され続け、次第に劣化する。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、キャリアを含む新たな現像剤を現像容器内に補給する一方で、余剰となった現像剤を排出するＣＡＳＳ（Carrier Auto Streaming System）を備え、劣化によるキャリアの帯電性性能の低下を抑制した現像装置が提案されている（特許文献１）。特許文献１の現像装置は、新たな二成分現像剤を補給しつつ、現像容器内の現像剤の嵩が所定量を越えた場合に、キャリアを含む余剰な現像剤を排出する構成となっており、現像容器内のキャリアが入れ替わるものとなっている。

【0005】

特許文献１の現像装置の具体的な構成は、現像容器内の搬送スクリューに対して排出方向の下流側に、搬送スクリューとは逆巻き状の返しスクリューを設けるものである。返しスクリューは、現像剤の排出経路上に配置されている。現像剤の嵩が所定量以下である場合、現像剤は返しスクリューによって押し返され、現像容器外への排出を妨げられる。新たな現像剤が補給され、現像剤の嵩が増して所定量を越えると、余剰分の現像剤が、返しスクリューの最外周部分と現像容器の内壁面との隙間を通って、返しスクリューを乗り越えるように、現像容器から排出される。

【0006】

また、特許文献１の現像装置は、現像剤の排出経路中の、返しスクリュー周辺に円板部が設けられている（特許文献１の図５参照）。この円板部によって、現像剤の排出量を安定させつつ、現像剤の跳ね上げを抑制している。

【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】

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る。このため、画像形成装置の使用環境等によって現像容器内の現像剤の排出量が不安定になり、現像剤の重量が意図せずに変動する可能性がある。また、現像剤は、湿度の変化に応じて流動性も変化しやすい。特に、特許文献１の画像形成装置は、現像容器内の現像剤の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ことがある。これにより、さらに現像剤の排出量が不安定になり、現像剤の重量に変動をきたすおそれがある。

【0009】

そして、現像容器内の現像剤の重量が小さ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。反対に、現像容器内の現像剤の重量が大き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。

【0010】

本発明は、湿度の変化により現像剤の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とともに、現像容器中の重量の変化幅も小さくすることができる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】

【0011】

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、現像装置と、トナー収容部と、駆動部と、制御部と、像担持体と、を備える画像形成装置である。現像装置は、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、排出羽根と、逆搬送羽根と、を有する。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、磁性を有する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、第１搬送室に配置された第１回転軸と、第１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回転軸の正回転時に、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、第２搬送室に配置された第２回転軸と、第２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回転軸の正回転時に、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。排出羽根は、第２方向に対し第２搬送羽根の下流側に形成され、第２回転軸の正回転時に、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。逆搬送羽根は、第２搬送羽根と排出羽根の間に形成され、第２回転軸の正回転時に、第２搬送室内の現像剤に第２搬送羽根および排出羽根と逆方向の搬送力を付与する。トナー収容部は、現像装置に補給される現像剤を貯留する。駆動部は、第２回転軸に接続され、第２回転軸を正逆両方向に回転させる。制御部は、駆動部に接続され、第２回転軸を正回転させつつ、所定の間隔で、所定回転量逆回転させる。像担持体は、静電潜像が形成される。逆搬送羽根は、第２回転軸の正逆回転時における現像剤の搬送力が第２搬送羽根および排出羽根よりも大きい。制御部は、非画像形成時に第１回転軸および第２回転軸を逆回転させることにより、現像剤排出部から逆搬送羽根の周囲に存在する現像剤を排出する現像剤排出モードを実行可能である。

【発明の効果】

【0012】

本発明の第１の構成によれば、第２回転軸の正逆回転時における逆搬送羽根の現像剤の搬送する搬送力が、第２搬送羽根および排出羽根よりも大きい。そして、制御部は、非画像形成時に第１回転軸および第２回転軸を逆回転させることで現像剤排出モードを実行可能となっている。このため、制御部によって、所定の間隔で定期的に現像剤排出モードを実行することで、使用環境下の湿度に関わらず、一定量の現像剤の排出が可能となり、現像容器内の現像剤の変化幅、および重量の変化幅を小さくすることができる。

【0013】

従って、湿度の変化により現像剤の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とともに、現像容器中の重量の変化幅も小さくすることができる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】

【0014】

【図1】現像装置３ａ～３ｄが搭載された本発明の画像形成装置１００の内部構造を示す断面図

【図2】画像形成装置１００に搭載される現像装置３ａの側面断面図

【図3】現像装置３ａの攪拌部を示す平面断面図

【図4】図３における現像剤排出部２０ｈ周辺の部分拡大図

【図5】画像形成装置１００に用いられる制御経路の一例を示すブロック図

【図6】本実施形態の画像形成装置１００における現像装置３ａ～３ｄの駆動制御例を示すフローチャート

【図7】実施例における現像剤の重量の測定結果を示すグラフ

【発明を実施するための形態】

【0015】

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、現像装置３ａ～３ｄが搭載された本発明の画像形成装置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。

【0016】

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Ｓ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Ｓ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。

【0017】

トナー像が二次転写される転写紙Ｓ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。

【0018】

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。

【0019】

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（トナー収容部）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。

【0020】

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。

【0021】

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Ｓ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Ｓ上に二次転写される。トナー像が二次転写された転写紙Ｓは定着部１３へと搬送される。

【0022】

定着部１３に搬送された転写紙Ｓ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Ｓ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Ｓ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。

【0023】

図２は、画像形成装置１００に搭載される現像装置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。

【0024】

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。

【0025】

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（第１回転軸）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。

【0026】

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（第２回転軸）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。

【0027】

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。

【0028】

現像容器２０は図２の右斜め上方（感光体ドラム１ａに近づく方向）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（感光体ドラム１ａに近づく方向）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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

また、現像容器２０には、内部の現像剤のトナーの濃度を検知可能なトナー濃度検知センサー２８が設けられている（図３参照）。トナー濃度検知センサー２８は、後述する制御部９０に接続されており、検知結果を制御部９０（図５参照）に送信する。

【0032】

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。

【0033】

図３、図４に示すように、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。

【0034】

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、逆搬送羽根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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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、逆搬送羽根５２および排出羽根５３が一体に成型されている。

【0040】

逆搬送羽根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。逆搬送羽根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ている。逆搬送羽根５２の外径は、第２搬送羽根２６ｂの外径以上に設定され、逆搬送羽根５２のピッチは、第２搬送羽根２６ｂのピッチより小さく設定されている。逆搬送羽根５２は、周辺の現像剤を、第２搬送羽根２６ｂとは反対方向に搬送する。

【0041】

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。

【0042】

逆搬送羽根５２が現像剤を搬送する搬送力は、第２搬送羽根２６ｂ、および排出羽根５３が現像剤を搬送する搬送力よりも大きい。

【0043】

図３に示すように、現像容器２０の外側には、回転軸２５ａ、２６ａ、および現像ローラー３１を、正逆両方向に回転可能な駆動部４６が設けられている。駆動部４６は、画像形成装置１００の任意の箇所に設けられた現像駆動モーターＭと、現像駆動モーターＭの回転駆動力を回転軸２５ａ、２６ａに伝達する歯車６１～６４とを含んで構成される。歯車６１は回転軸２５ａの一端に固着され、現像駆動モーターＭに接続されている。歯車６２は、回転軸２５ａの他端（歯車６１の固着された端部と反対側の端部）に固着されている。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。現像駆動モーターＭは、後述する制御部９０に接続されている（図５参照）。

【0044】

現像駆動モーターＭ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が正回転すると、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。

【0045】

現像によってトナーが消費されると、現像剤補給モーター４１（図５参照）を駆動し、トナー及び磁性キャリアを含む現像剤がコンテナ４ａから現像剤補給口２２ｇを介して現像容器２０内に補給される。現像剤は現像容器２０内のトナー消費量に応じて補給されるが、トナー消費量は印刷する画像の印字率や用紙サイズによって変動するため、現像剤の補給量や補給タイミングも印字率や用紙サイズによって変動する。なお、現像装置３ａ内の現像剤は、キャリアに対して１０重量％程度のトナーを含有しており、キャリアの周りにトナーが付着した状態である。その一方、補給現像剤（現像剤補給口２２ｇから補給される現像剤）は、約３重量％のキャリアを含有しており、トナー中にキャリアが点在している状態である。

【0046】

現像剤が補給されると、現像時と同様に、攪拌搬送スクリュー２５によって、現像剤が攪拌搬送室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。上述の通り、逆搬送羽根５２は、第２搬送羽根２６ｂと逆巻きの螺旋羽根である。このため、回転軸２６ａの回転に伴って逆搬送羽根５２が回転すると、逆搬送羽根５２によって、主搬送方向とは逆方向（逆搬送方向、矢印Ｑ´方向）の搬送力が現像剤に付与される。すると、逆搬送羽根５２の周辺の現像剤は、主搬送方向と反対方向に搬送される。すなわち、供給搬送スクリュー２６の正回転時には、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、逆搬送羽根５２によって押し返されながら、下流側連通部２０ｆを通って攪拌搬送室２１に搬送される。

【0047】

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。

【0048】

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と逆搬送羽根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、逆搬送羽根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。

【0049】

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、逆搬送羽根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から逆搬送羽根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、逆搬送羽根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逆搬送羽根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。

【0050】

本発明の画像形成装置１００では、搬送される転写紙Ｓ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Ｓ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Ｓ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Ｓ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。

【0051】

次に、供給搬送スクリュー２６が逆回転する場合（現像剤排出モード）について説明する。駆動部４６によって供給搬送スクリュー２６が逆回転すると、第２搬送羽根２６ｂおよび排出羽根５３は、周囲の現像剤を逆搬送方向（矢印Ｑ´方向）に搬送する。ここで、上述の通り、逆搬送羽根５２が現像剤を搬送する搬送力は、第２搬送羽根２６ｂ、および排出羽根５３が現像剤を搬送する搬送力よりも大きい。このため、逆搬送羽根５２が、下流側連通部２０ｆから逆搬送羽根５２にかけての領域周辺にある現像剤を、第２搬送羽根２６ｂおよび排出羽根５３の逆搬送方向の搬送力に抗して、主搬送方向（矢印Ｑ方向）に搬送し、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の外部に排出する。

【0052】

次に、画像形成装置１００の制御経路について説明する。図５は、画像形成装置１００に用いられる制御経路の一例を示すブロック図である。なお、画像形成装置１００を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、画像形成装置１００全体の制御経路は複雑なものとなる。そこで、ここでは制御経路のうち、本発明の実施に必要となる部分を重点的に説明する。

【0053】

制御部９０は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、読み出し専用の記憶部であるＲＯＭ（Read Only Memory）９２、読み書き可能な記憶部であるＲＡＭ（Random Access Memory）９３、一時的に画像データ等を記憶する一時記憶部９４、カウンター９５、画像形成装置１００内の各装置に制御信号を送信したり操作部８０からの入力信号を受信したりする複数（ここでは２つ）のＩ／Ｆ（インターフェイス）９６を少なくとも備えている。また、制御部９０は、画像形成装置１００の本体内部の任意の場所に配置可能である。

【0054】

ＲＯＭ９２には、画像形成装置１００の制御用プログラムや、制御上の必要な数値等、画像形成装置１００の使用中に変更されることがないようなデータ等が収められている。ＲＡＭ９３には、画像形成装置１００の制御途中で発生した必要なデータや、画像形成装置１００の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される。カウンター９５は、印字枚数を積算してカウントする。

【0055】

また、制御部９０は、画像形成装置１００における各部分、装置に対し、ＣＰＵ９１からＩ／Ｆ９６を通じて制御信号を送信する。また、各部分、装置からその状態を示す信号や入力信号がＩ／Ｆ９６を通じてＣＰＵ９１に送信される。制御部９０が制御する各部分、装置としては、例えば、画像形成部Ｐａ～Ｐｄ、露光装置５、一次転写ローラー６ａ～６ｄ、中間転写ベルト８、二次転写ローラー９、現像駆動モーターＭ、現像剤補給モーター４１、トナー濃度検知センサー２８、電圧制御回路４２、操作部８０等が挙げられる。

【0056】

画像入力部６０は、画像形成装置１００にパソコン等から送信される画像データを受信する受信部である。画像入力部６０より入力された画像信号はデジタル信号に変換された後、一時記憶部９４に送出される。

【0057】

電圧制御回路４２は、帯電電圧電源４３、現像電圧電源４４、転写電圧電源４５と接続され、制御部９０からの出力信号によりこれらの各電源を作動させる。これらの各電源は、電圧制御回路４２からの制御信号によって、帯電電圧電源４３は帯電装置２ａ～２ｄに、現像電圧電源４４は現像装置３ａ～３ｄ内の現像ローラー３１に、転写電圧電源４５は一次転写ローラー６ａ～６ｄおよび二次転写ローラー９に、それぞれ所定の電圧を印加する。

【0058】

操作部８０には、液晶表示部８１、送受信部８２が設けられている。液晶表示部８１は、画像形成装置１００の状態を示したり、画像形成状況や印字部数を表示したりするようになっている。画像形成装置１００の各種設定はパソコンのプリンタードライバーから行われる。送受信部８２は、電話回線やインターネット回線を用いて外部との通信を行う。

【0059】

現像駆動モーターＭは、上述の通り制御部９０に接続されており、制御部９０によって回転数、回転速度、回転方向等を調整可能なよう制御される。ＲＯＭ９２には、上述した各種動作モード（現像剤排出モード、全速モード、減速モード等）における現像駆動モーターＭの回転数等が記録されており、制御部９０によって各種動作モードの切り替えが行われる。

【0060】

次に、本実施形態の画像形成装置１００における現像装置３ａ～３ｄの駆動制御例を、図６に示すフローチャートを用いて説明する。

【0061】

制御部９０は、パソコン等の上位機器から画像形成コマンドが入力されたか否かを判定する（ステップＳ１）。画像形成コマンドが入力されない場合は（ステップＳ１でＮｏ）そのまま画像形成コマンドの待機状態を継続する。画像形成コマンドが入力されると（ステップＳ１でＹｅｓ）、その際のトナー消費量に応じて、現像容器２０内に現像剤を補給する（ステップＳ２）。このとき、制御部９０は、現像容器２０内に補給されたキャリアの量（以下、キャリア補給量Ａと称する）を算出する（ステップＳ３）。具体的には、補給された現像剤の量にキャリアの濃度割合を積算してキャリア補給量Ａを算出する。算出されたキャリア補給量Ａは一時記憶部９４に記録される。

【0062】

次に、制御部９０は画像形成を終了したか否かを判定する（ステップＳ４）。画像形成中である場合は（ステップＳ４でＮｏ）、ステップＳ１に戻り、画像形成を継続するとともに、現像剤の補給およびキャリア補給量の算出を継続する。ステップＳ４において、画像形成が終了している場合は（ステップＳ４でＹｅｓ）、ステップ３で算出されたキャリア補給量Ａが、所定値Ａ１に達したか否か判定する（ステップＳ５）。この所定値Ａ１は、標準状態での逆搬送羽根５２の周囲に存在する現像剤の量であって、ＲＯＭ９２にあらかじめ記録された値である。

【0063】

ステップＳ５においてキャリア補給量Ａが所定値Ａ１を超えている場合（ステップＳ５でＹｅｓ）、現像剤排出モードを実行する（ステップＳ６）。具体的には、供給搬送スクリュー２６を、所定量の回転量だけ、逆回転させる。ＲＯＭ９２には、供給搬送スクリュー２６の逆回転時の回転数ごとの現像剤の排出量が記録されている。制御部９０は、この記録に基づいて、現像剤の排出量が上記のキャリア補給量Ａと等しくなるように供給搬送スクリュー２６の逆回転の回転数を決定する。次に、ステップＳ３で記録したキャリア補給量Ａの値をリセットする（ステップＳ７）。

【0064】

ステップＳ５においてキャリア補給量Ａが所定値Ａ１を超えていない場合は（ステップＳ５でＮｏ）、ステップＳ１に戻り、画像形成コマンドの待機状態を継続する。

【0065】

上述の通り、回転軸２６ａの正逆回転時における逆搬送羽根５２の現像剤の搬送する搬送力が、第２搬送羽根２６ｂおよび排出羽根よりも大きい。そして、制御部９０は、非画像形成時に回転軸２５ａおよび回転軸２６ａを逆回転させることで現像剤排出モードを実行可能となっている。このため、制御部９０によって、所定の間隔で定期的に現像剤排出モードを実行することで、使用環境下の湿度に関わらず、一定量の現像剤の排出が可能となり、現像容器２０内の現像剤の変化幅、および重量の変化幅を小さくすることができる。

【0066】

従って、湿度の変化により現像剤の流動性が変化した場合でも、現像容器２０内の現像剤の嵩の変化幅を小さくするとともに、現像容器２０中の重量の変化幅も小さくすることができる画像形成装置１００を提供することができる。

【0067】

その他本発明は、上記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、上記実施形態では図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。

【0068】

また、制御部９０は、上述のキャリア供給量の所定値Ａ１（現像剤排出モードを実行する時のキャリア供給量の閾値）について、トナー濃度検知センサー２８の検知結果に応じて値を変更するようにできる。この場合、現像容器２０内のトナー濃度が所定値よりも大きいときに、所定値Ａ１を小さくする。すると、現像容器２０内のトナー濃度が高くなって現像剤の流動性が変化したときに、現像剤排出モードが実行される間隔が短くなる。これにより、現像剤の流動性が変化しても、現像剤の嵩、および重量が変化しにくく安定的なものとなる。

【0069】

また、制御部９０は、供給搬送スクリュー２６の回転速度が所定値よりも遅い低速モードで画像形成を実行する場合には、上述のキャリア供給量の所定値Ａ１を小さく設定することができる。

【0070】

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】

【0071】

図１に示すような画像形成装置１００において、使用環境中の湿度が変化した場合の、現像装置３ａ～３ｄ内の現像剤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。

【0072】

試験方法としては、図１に示すような画像形成装置１００を使用し、所定の画像形成を２００００枚の転写紙Ｓに印字し、印字枚数が１０００枚に達するごとの、現像容器２０内の現像剤の重量を測定した。上述した現像剤排出モードを実行するものを本発明とし、現像剤排出モードを実行しないものを比較例とした（本発明、および比較例の現像装置の具体的な構成は後述する）。

【0073】

本発明および比較例の画像形成装置１００に用いる現像装置３ａの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、本発明および比較例の第２仕切壁２０ｃの高さは８ｍｍ、排出羽根５３は、外径８ｍｍの螺旋羽根である。また、本発明および比較例の排出羽根５３と現像剤排出部２２ｈの上面との間隔は１．５ｍｍである。

【0074】

本発明の画像形成装置１００に用いる現像装置３ａの逆搬送羽根５２の搬送力は、比較例の規制部の搬送力よりも強く設定されている。具体的には、逆搬送羽根５２は、外径１８ｍｍの３枚の逆巻きの螺旋羽根で構成されている。一方、比較例の画像形成装置１００に用いる現像装置３ａの逆搬送羽根５２は、外径１６ｍｍの３枚の逆巻きの螺旋羽根で構成されている。また、本発明の第２搬送羽根２６ｂ、逆搬送羽根５２と供給搬送室２２の上面との間隔（クリアランス）は１．５ｍｍである。一方、比較例の規制部と供給搬送室２２の上面との間隔（クリアランス）は、２．５ｍｍである。

【0075】

また、本発明、および比較例の画像形成装置１００に用いる現像装置３ａの供給搬送スクリュー２６の第２搬送羽根２６ｂと逆搬送羽根５２との間に、直径１８ｍｍの円板５５を形成している。円板５５は、下流側連通部２０ｆの下流側端部から供給搬送室２２内の現像剤搬送方向の上流側（図４の右側）に２ｍｍの位置となるように配置した。

【0076】

本発明、および比較例の画像形成装置１００は、印字枚数１０００枚ごとにキャリアが３ｇ供給されるように、現像剤をコンテナ４ａから補給する。比較例の画像形成装置１００は、現像剤の嵩が所定量を超えた場合に、逆搬送羽根５２を乗り越えた分の現像剤が、余剰の現像剤として現像容器２０から排出される仕組みとなっている。対して、本発明の画像形成装置１００の現像装置３ａ～３ｄは、上述の通り、キャリアの供給量が逆搬送羽根５２周辺の現像剤の量と略同一になったときに現像剤排出モードを実行し、キャリアの供給量と同程度の現像剤を排出する仕組みとなっている。

【0077】

トナー濃度８％、キャリア比率１０％の現像剤を使用し、現像剤量の初期値を３００ｇとして、試験を行う。また、絶対湿度の初期値は５ｇ／ｍ^３とし、順次１０ｇ／ｍ^３、２０ｇ／ｍ^３、２ｇ／ｍ^３、と変化させた。

【0078】

現像剤量の具体的な測定方法は、本発明および比較例の画像形成装置１００において、２００００枚の転写紙Ｓに対して印字動作を行い、印字枚数が１０００枚に達するごとに、現像装置３ａを取り外して現像容器２０の重量を測定するものである。測定された現像容器２０の重量から現像剤を除く空の現像容器２０の重量を差し引いて現像剤重量（安定重量）を算出した。また、印字枚数が０～４０００枚のときには絶対湿度を５ｇ／ｍ^３に、印字枚数が４００１～８０００枚のときには絶対湿度を１０ｇ／ｍ^３に、印字枚数が８００１～１２０００枚のときには絶対湿度を２０ｇ／ｍ^３に、印字枚数が１２００１～１６０００枚のときには絶対湿度を５ｇ／ｍ^３に、印字枚数が１６００１～２００００枚のときには絶対湿度を２ｇ／ｍ^３に設定した。

【0079】

その測定結果を図７のグラフに示す。図７のグラフにおいて、本発明は、〇のデータ系列、比較例は×のデータ系列とした。また、基準として、初期値である３００ｇのラインを△のデータ系列で示している。また、この結果から、絶対湿度が２ｇ／ｍ^３、５ｇ／ｍ^３、１０ｇ／ｍ^３、２０ｇ／ｍ^３のときの、比較例、および本発明の画像形成装置１００の現像容器２０の重量の平均値を、表１に示す。

【0080】

【表1】

【0081】

まず、絶対湿度が初期状態と同じ５ｇ／ｍ^３の時（印字枚数が０～４０００枚の時、および１２００１枚～１６０００枚の時）の現像容器内の現像剤の重量（以下、単に現像剤の重量と称する）について説明する。図７のグラフに示すように、印字枚数が０～４０００枚の時に、比較例の現像剤の重量は、最大で３０３．４ｇまで増加している。対して、本発明の現像剤の重量は、大きな変化はなく、最大値が３００．９ｇである。また、印字枚数が１２００１枚～１６０００枚の時に、比較例の現像剤の重量の最大値は、３１３．６ｇである。対して、本発明の現像剤の重量の最大値は、３０１．２ｇであり、比較例に比べて初期状態に対する増加量が少なくなっている。

【0082】

また、表１に示すように、絶対湿度が５ｇ／ｍ^３の時における比較例の現像剤の重量平均値は３０６．６ｇであり、初期状態の現像剤の重量（３００ｇ）に比べて６．６ｇ増加している。一方、本発明の現像剤の重量平均値は３００．８ｇであり、初期状態の現像剤に比べて僅かに増加しているものの、増加量は０．８ｇであり比較例よりも少ない。このように、本発明の現像装置３ａ～３ｄは、比較例の現像装置に比べて、現像剤の重量の増加を抑制することができている。

【0083】

次に、絶対湿度が初期状態から増加した１０ｇ／ｍ^３の時（印字枚数が４００１～８０００枚の時）の現像剤の重量について説明する。図７のグラフに示すように、印字枚数が４００１枚～８０００枚の時に、比較例の現像剤の重量は、増加し続け、最大３１２．９ｇまで増加している。対して、本発明の現像剤の重量は、大きな変化はなく、最大値が３０１．８ｇである。

【0084】

また、表１に示すように、絶対湿度１０ｇ／ｍ^３の時における比較例の現像剤の重量平均値は３０９．２ｇであり、初期状態の現像剤の重量（３００ｇ）に比べて９．２ｇ増加している。一方、本発明の現像剤の重量平均値は３０１．５ｇであり、初期状態の現像剤に比べて僅かに増加しているものの、増加量は１．５ｇと比較例よりも増加量が少なくなっている。このように、絶対湿度の増加に伴って、比較例の現像剤の重量は増加するものの、本発明の現像装置３ａ～３ｄは、比較例の現像装置に比べて、現像剤の増加量を抑制することができている。

【0085】

次に、絶対湿度が初期状態からさらに増加した２０ｇ／ｍ^３の時（印字枚数が８００１～１２０００枚の時）の現像剤の重量について説明する。図７のグラフに示すように、印字枚数が８００１枚～１２０００枚の時に、比較例の現像剤の重量は、増加し続け、最大３２３．４ｇまで増加する。対して、本発明の現像剤の重量は、比較例ほど大きな変化はなく、最大値が３０４．３ｇである。

【0086】

また、表１に示すように、絶対湿度２０ｇ／ｍ^３の時における比較例の現像剤の重量平均値は３１９．６ｇであり、初期状態の現像剤の重量（３００ｇ）に比べて１９．６ｇ増加している。一方、本発明の現像剤の重量平均値は３０３．６ｇであり、初期状態の現像剤に比べて増加しているものの、増加量は３．６ｇと比較例よりも増加量が少なくなっている。このように、絶対湿度の増加に伴って、現像剤の重量は増加するものの、本発明の画像形成装置１００は、比較例の画像形成装置１００に比べて、現像装置３ａ～３ｄ内の現像剤の増加量を抑制することができている。

【0087】

次に、絶対湿度が初期状態から低下した２ｇ／ｍ^３の時（印字枚数が１６００１～２００００枚の時）の現像剤の重量について説明する。図７のグラフに示すように、印字枚数が１６００１～２００００枚の時に、比較例の現像剤の重量は、急激に低下し、最小で２９２．８ｇまで低下している。対して本発明の現像剤の重量は、僅かに低下するものの、最小値は２９８．６ｇである。

【0088】

また、表１に示すように、絶対湿度２ｇ／ｍ^３の時における比較例の現像剤の重量平均値は２９６．９ｇであり、初期状態の現像剤の重量（３００ｇ）に比べて３．１ｇ低下している。一方、本発明の現像剤の重量平均値は２９９ｇであり、初期状態の現像剤に比べて低下しているものの、低下量は１．０ｇと比較例よりも増加量が少なくなっている。このように、絶対湿度の低下に伴って、現像剤の重量は低下するものの、本発明の画像形成装置１００は、比較例の画像形成装置１００に比べて、現像装置３ａ～３ｄ内の現像剤の重量の低下量を抑制することができている。

【0089】

以上より、本発明の画像形成装置１００は、使用環境下の湿度が変化する場合であっても、比較例の画像形成装置１００に比べて、より現像剤の補給量と排出量との差が小さなものとなっており、現像剤の重量を安定的に維持できることが確認できた。

【産業上の利用可能性】

【0090】

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画像形成装置を提供することができる。

【符号の説明】

【0091】

１ａ～１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
３ａ～３ｄ 現像装置
４ａ～４ｄ コンテナ（トナー収容部）
２０ 現像容器
２０ａ 第１仕切壁
２０ｅ 上流側連通部（連通部）
２０ｆ 下流側連通部（連通部）
２０ｇ 現像剤補給口
２０ｈ 現像剤排出部
２０ｉ 上流側壁部
２０ｊ 下流側壁部
２１ 攪拌搬送室
２２ 供給搬送室
２２ｇ 現像剤補給口
２２ｈ 現像剤排出部
２５ 攪拌搬送スクリュー
２５ａ 回転軸（第１回転軸）
２５ｂ 第１搬送羽根
２６ 供給搬送スクリュー
２６ａ 回転軸（第２回転軸）
２６ｂ 第２搬送羽根
２８ トナー濃度検知センサー
３１ 現像ローラー
４６ 駆動部
５２ 逆搬送羽根
５３ 排出羽根
９０ 制御部
１００ 画像形成装置
Ｐａ～Ｐｄ 画像形成部
Ｓ 転写紙（シート）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】