JP2018036537A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機能分離型の現像装置にＡＣＲ方式を適用した場合に、現像剤の流動性が低下しても現像剤の剤面の上昇を抑制できる現像装置の提供。
【解決手段】第一排出口５０と第二排出口５１の２個の排出口が撹拌室１２の上流側と下流側に設けられる。第二排出口５１は第一排出口５０から所定以上離れた位置に設けられる。第二排出口５１は、第一排出口５０までの長さが第一連通部１７と第二連通部１８間の長さの半分以上離れた位置で且つ少なくとも一部が第二連通部１８に重なる位置に設けられる。また、第二排出口５１は、鉛直方向の配置位置に関し、下端が第一排出口５０の下端よりも高い位置に設けられる。これにより、補給剤の補給に伴い生じる余剰現像剤の排出は第一排出口５０から行われ、現像剤の流動性の低下に伴い剤面が上昇した場合の現像剤の排出は第二排出口５１から行われることから、現像剤の流動性が低下した場合に剤面の上昇が抑制される。
【選択図】図３

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機などの電子写真技術を用いた画像形成装置に好適な現像装置に関する。

プリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機などの画像形成装置は、感光ドラム上に形成した静電潜像を現像剤により現像して、可視像化する現像装置を備えている。現像装置として、現像スリーブに現像剤を供給する現像室と、現像スリーブより剥離された現像剤を回収する撹拌室とを備え、現像室と撹拌室とで現像剤を循環させる機能分離型の構成が知られている（特許文献１）。現像剤は、現像室で現像スクリューにより、また撹拌室で撹拌スクリューにより撹拌されながら、現像容器内を循環搬送される。

現像装置では、非磁性トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤（以下、単に現像剤と呼ぶ）が用いられる。この場合、トナーは画像形成時に消費され、キャリアは消費されずに繰り返し使用される。ただし、長期にわたって繰り返し使用されたキャリアは、トナーに対する帯電性能が劣化し、そうしたキャリアを多く含む現像剤がそのまま用い続けられると、濃度ムラやかぶり等の画像不良が生じやすくなる。そこで、消費されたのとほぼ同量のトナーを補充すると共にキャリアの劣化を抑制するため、トナーとキャリアを含む補給剤を補給する一方で余剰分の現像剤を排出させる、キャリアリフレッシュ方式（ＡＣＲ方式）が提案されている（特許文献２、特許文献３）。ＡＣＲ方式の現像装置では、現像容器に１個以上の排出口が設けられ、排出口から余剰分の現像剤（余剰現像剤）が溢れ出すように、つまりは余剰現像剤が排出口をオーバーフローして排出される。

特許第５６１０９２０号公報 特開２００５−２８３６８５号公報 特開２０１０−２０４４０２号公報

ＡＣＲ方式は、機能分離型の現像装置に適用し得る。しかしながら、特許文献２や特許文献３に記載のＡＣＲ方式を適用した場合、現像剤の流動性が低下し排出口から余剰現像剤が排出され難くなると、補給剤が補給される度に現像剤量が増え、現像剤の剤面が撹拌スクリューの上端よりも高くなり得る。そうなると、撹拌スクリューが現像剤に埋もれてしまい、撹拌スクリューの現像剤撹拌能力が低下するので、撹拌不良による濃度変動などの画像不良が生じ得る。また、現像剤を搬送する際に撹拌スクリューにかかる負荷が増すので、撹拌スクリューを駆動するモータ等が故障し得る。あるいは、現像剤が現像容器外へ漏れ得る。

これは、特許文献２や特許文献３に記載されたような排出口では、現像剤の流動性の低下に伴う剤面の調整が難しいからである。剤面の調整が難しい故に、現像剤の流動性が低下した場合に、補給剤の補給の度に現像容器内（撹拌室内）の現像剤量が増え、剤面上昇を引き起こすのである。そこで、機能分離型の現像装置にＡＣＲ方式を適用した場合に、現像剤の流動性が低下しても剤面の上昇を抑制可能な現像装置が望まれていたが、未だそうした装置は提案されていない。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、機能分離型の現像装置にＡＣＲ方式を適用した場合に、現像剤の流動性が低下しても現像剤の剤面の上昇を抑制できる現像装置の提供を目的とする。

本発明に係る現像装置は、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を担持して回転する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を供給する第一室と、前記第一室とで現像剤の循環経路を形成すると共に前記現像剤担持体から現像剤を回収する第二室とを有する現像容器と、前記第一室に配置され、前記第一室で第一方向に現像剤を搬送する第一搬送スクリューと、水平方向から視て前記第一搬送スクリューと少なくとも一部が重なるように前記第二室に配置され、前記第二室で前記第一方向と反対の第二方向に現像剤を搬送する第二搬送スクリューと、前記現像容器内で前記第一室と前記第二室とを隔て、前記第二方向上流側に前記第一室から前記第二室へ現像剤を受け渡す第一連通部と、前記第二方向下流側に前記第二室から前記第一室へ現像剤を受け渡す第二連通部とを有する隔壁と、を備え、前記現像容器は、前記第一室と前記第二室のいずれか一方の室の前記隔壁に対向する側壁に、前記隔壁の中央部よりも前記第二方向上流側に設けられ、前記一方の室を搬送される現像剤をオーバーフローさせて排出する第一排出口と、前記第二方向下流端が前記隔壁の前記第二方向下流端よりも前記第二方向下流側にあり、且つ、下端が前記第一排出口の下端よりも高くなるように、前記一方の室の前記側壁に設けられ、前記一方の室を搬送される現像剤をオーバーフローさせて排出する第二排出口と、を有する、ことを特徴とする。

本発明によれば、機能分離型且つＡＣＲ方式の構成で、現像剤の流動性が低下し現像剤の剤面が上昇しやすい場合に、第一排出口及び第二排出口からの現像剤の排出により現像剤の剤面が調整され、現像剤の剤面の上昇が抑制される。

本実施形態の現像装置を適用した画像形成装置の構成を示す概略図。 第一実施形態の現像装置の構成を示す断面図。 軸線方向を含む水平断面で見た第一実施形態の現像装置の構成を示す上面断面図。 第一実施形態の排出口の長手方向の配置位置について説明する図。 第一実施形態の排出口の鉛直方向の配置位置について説明する図。 軸線方向を含む水平断面で見た第二実施形態の現像装置の構成を示す上面断面図。 第二実施形態の排出口の長手方向の配置位置について説明する図。

以下、本実施形態の現像装置について説明する。まず、本実施形態の現像装置を適用した画像形成装置の構成について、図１を用いて説明する。図１に示す画像形成装置１００は、中間転写ベルト２５に沿って画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ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。

［画像形成装置］
画像形成部ＰＹでは、感光ドラム１０Ｙにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト２５に転写される。画像形成部ＰＭでは、感光ドラム１０Ｍにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト２５に転写される。画像形成部ＰＣ、ＰＫでは、それぞれ感光ドラム１０Ｃ、１０Ｋにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト２５に転写される。中間転写ベルト２５に転写された四色のトナー像は、二次転写部（二次転写ニップ部）Ｔ２へ搬送されて記録材Ｓ（用紙、ＯＨＰシートなどのシート材など）へ一括二次転写される。

画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、現像装置１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋで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ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの区別を表す符号末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略して、画像形成部ＰＹ〜ＰＫの構成及び動作を説明する。

画像形成部Ｐには、像担持体としての感光ドラム１０を囲んで、一次帯電ローラ２１、露光装置２２、現像装置１、転写ローラ２３、ドラムクリーニング装置２４が配置されている。感光ドラム１０は、アルミニウム製シリンダの外周面に感光層が形成されたものであり、所定のプロセススピードで図１の矢印Ｒ１方向に回転される。

一次帯電ローラ２１は、帯電バイアス電圧が印加されて感光ドラム１０に接触することで、感光ドラム１０を一様な負極性の暗部電位に帯電させる。露光装置２２は、各色の分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１０の表面に画像の静電像を書き込む。現像装置１は、トナーを感光ドラム１０に供給して静電像をトナー像に現像する。現像装置１については詳細を後述する。

転写ローラ２３は中間転写ベルト２５を押圧し、感光ドラム１０と中間転写ベルト２５との間にトナー像の一次転写部（一次転写ニップ部）を形成する。転写ローラ２３にトナーの帯電極性と逆極性の直流電圧が印加されることにより、感光ドラム１０に担持されたトナー像が中間転写ベルト２５へ一次転写される。ドラムクリーニング装置２４は、感光ドラム１０にクリーニングブレードを摺擦して、一次転写後に感光ドラム１０上に僅かに残る一次転写残トナーを除去する。

中間転写ベルト２５は、テンションローラ２６、二次転写内ローラ２７及び駆動ローラ２８等のローラに掛け渡して支持され、駆動ローラ２８に駆動されて図１の矢印Ｒ２方向に回転される。二次転写部Ｔ２は、二次転写外ローラ２９に支持された中間転写ベルト２５に二次転写内ローラ２７を当接して形成される記録材Ｓへのトナー像転写ニップ部である。二次転写部Ｔ２では、二次転写内ローラ２７に所定の二次転写電圧が印加されることで、トナー像が中間転写ベルト２５から二次転写部Ｔ２に挟持搬送される記録材Ｓへ二次転写される。二次転写後に中間転写ベルト２５に付着したまま残る二次転写残トナーは、ベルトクリーニング装置３０が中間転写ベルト２５を摺擦することにより除去される。ベルトクリーニング装置３０は、中間転写ベルト２５にクリーニングブレードを摺擦させて二次転写残トナーを除去する。

上述のようにして二次転写部Ｔ２により四色のトナー像が転写された記録材Ｓは、定着装置３１へと搬送される。定着装置３１は、対向するローラもしくはベルト等による圧力と、一般的にはヒータ等の熱源（不図示）による熱を加えて記録材Ｓ上にトナー像を溶融固着する。こうして表面にトナー像が定着された記録材Ｓは、機体外に排出される。

＜第一実施形態＞
第一実施形態の現像装置１について、図２及び図３を用いて説明する。現像装置１は、図２及び図３に示すように、ハウジングを形成する現像容器２、現像剤担持体としての現像スリーブ３、規制ブレード５、第一搬送スクリューとしての現像スクリュー１３、第二搬送スクリューとしての撹拌スクリュー１４などを備える。

現像容器２には、二成分現像剤（以下、現像剤）が収容されている。現像剤は、負帯電特性の非磁性トナーと正帯電特性の磁性キャリアとを含む。非磁性トナーはポリエステル、スチレンアクリル等の樹脂に着色料、ワックス成分などを内包し、粉砕あるいは重合によって粉体としたものである。磁性キャリアは、フェライト粒子や磁性粉を混錬した樹脂粒子からなるコアの表層に樹脂コートを施したものである。画像形成に用いられていない初期状態の現像剤中のトナー濃度（現像剤中に含まれるトナーの重量比）は、本実施例では例えば８％である。

図２に示すように、現像容器２は感光ドラム１０に対向した一部分が開口しており、この開口部に一部が露出するようにして現像剤担持体としての現像スリーブ３が回転可能に配置されている。現像スリーブ３は、アルミニウム合金などの非磁性材料で円筒状に形成され、図２の矢印Ｒ３方向に回転駆動される。現像スリーブ３の内側には、複数の磁極により構成される磁界発生手段としてのマグネットローラ４が回転不能に配置されている。現像スリーブ３は、所定のプロセススピードで矢印Ｒ３方向に回転し、マグネットローラ４の汲み上げ磁極Ｎ１極の位置で吸着した現像剤を規制ブレード５方向へ担持搬送する。規制磁極Ｓ１極によって穂立ちした現像剤は、現像スリーブ３と規制ブレード５のギャップを通過する際に規制ブレード５によってせん断力を受けてその量が規制され、現像スリーブ３上に所定の層厚の現像剤層が形成される。形成された現像剤層は感光ドラム１０と対向する現像領域に担持搬送され、現像磁極Ｎ２極によって磁気穂を形成した状態で感光ドラム１０の表面に形成されている静電潜像を現像する。現像に供された後の現像剤は、剥ぎ取り磁極Ｎ３極と汲み上げ磁極Ｎ１極の間で同極が隣り合うことで形成される無磁力帯によって現像スリーブ３より剥離される。

現像スリーブ３は、図３に示すように、回転軸線方向中間部に現像剤を担持可能なコート領域Ｈ（担持領域）を有する。コート領域Ｈは、表面に凹凸が形成されている。現像スリーブ３の回転軸線方向両端部でコート領域Ｈから外れた非担持領域は、凹凸が形成されていない平滑面である。

図２に示すように、現像容器２は、第一室としての現像室１１と第二室としての撹拌室１２と、現像室１１と撹拌室１２との間に設けられ、現像室１１と撹拌室１２とを区画する隔壁１５とを有する。隔壁１５は、現像容器２内（現像容器内）に底面部２ａから突出するようにして現像室１１と撹拌室１２とを隔てている。隔壁１５は、現像スリーブ３の回転軸線方向（長手方向）に延在している。本実施形態の現像装置１は、現像室１１と撹拌室１２とがほぼ水平方向に並ぶように配置されている。

隔壁１５は、図３に示すように、長手方向両端側にそれぞれ現像室１１と撹拌室１２とを連通させる受け渡し部としての第一連通部１７と第二連通部１８とを有する。本実施形態の場合、隔壁１５の両端は、現像容器２の長手方向両端部の内壁までは達しておらず、これにより現像室１１から撹拌室１２へ現像剤を受け渡す第一連通部１７と、撹拌室１２から現像室１１へ現像剤を受け渡す第二連通部１８が形成される。第一連通部１７及び第二連通部１８は、現像スリーブ３のコート領域Ｈの範囲外に形成される。そして、隔壁１５の上部には、現像スリーブ３に近接する向きに延設され、現像スリーブ３から回収された現像剤を撹拌室１２内に案内する案内部材１６が設けられている。

現像室１１には、現像室１１で現像剤を所定の第一方向に搬送する現像スクリュー１３が配設されている。撹拌室１２には、撹拌室１２で現像スクリュー１３の現像剤搬送方向（第一方向）と反対の第二方向に現像剤を搬送する撹拌スクリュー１４が配設されている。現像スクリュー１３及び撹拌スクリュー１４は、それぞれ回転軸１３ａ、１４ａの周囲に第一羽根としての羽根１３ｂ、第二羽根としての羽根１４ｂを螺旋状に形成することで構成される。回転軸１３ａ、１４ａの両端部は、それぞれ現像容器２に対して軸受けにより回転自在に支持されている。現像スクリュー１３と撹拌スクリュー１４は、水平方向から視て少なくとも一部が重なるようにして配置されていればよい。本実施形態では、図２に示すように、現像スクリュー１３と撹拌スクリュー１４とが略水平になるように配置されている。

なお、以下の説明で、特に断りなく現像室１１の上流又は下流といった場合、現像スクリュー１３の現像剤搬送方向上流又は下流を指すこととする。同様に、撹拌室１２の上流又は下流といった場合、撹拌スクリュー１４の現像剤搬送方向上流又は下流を指すこととする。

図３に示すように、撹拌スクリュー１４の現像剤搬送方向下流端部（第二方向下流端部）には、返しスクリュー１４１が撹拌スクリュー１４の回転軸１４ａと同軸上に設けられている。返しスクリュー１４１は、回転軸１４ａ上に羽根１４ｂと逆方向に巻かれた羽根１４１ｂを有し、撹拌室１２で撹拌スクリュー１４の現像剤搬送方向（第二方向）と反対の第一方向に現像剤を搬送する。

現像スリーブ３、現像スクリュー１３、撹拌スクリュー１４（返しスクリュー１４１を含む）はそれぞれ不図示のギア列によって連結駆動される構成になっていて、不図示の駆動モータからのギア列を介してそれぞれ回転する。図２に示すように、現像スクリュー１３は隔壁１５と反対側の現像室１１の側壁側で下方から上方に向けて図２の矢印Ｒ５方向に回転し、撹拌スクリュー１４は隔壁１５と反対側の撹拌室１２の側壁側で下方から上方に向けて図２の矢印Ｒ４方向に回転する。このように現像スクリュー１３及び撹拌スクリュー１４が回転することで、現像剤は図３の矢印で示すように循環搬送される。このとき、撹拌スクリュー１４の現像剤搬送方向（第二方向）に関し、第二方向上流側の第一連通部１７で現像剤が現像室１１から撹拌室１２に、第二方向下流側の第二連通部１８で現像剤が撹拌室１２から現像室１１に、それぞれ現像剤が受け渡される。これにより、現像室１１と撹拌室１２とで現像剤の循環経路を形成し、現像剤はこの循環経路を循環することで混合撹拌される。

現像室１１では現像剤が現像スリーブ３のコート領域Ｈに供給され、撹拌室１２では現像スリーブ３より剥離された現像剤が回収される。即ち、現像室１１内の現像剤は、現像スクリュー１３により搬送されつつ、マグネットローラ４の汲み上げ磁極Ｎ１極の位置で現像スリーブ３に吸着される。そして、隔壁１５の上部には案内部材１６が設けられている。案内部材１６は、隔壁１５の上端から現像スリーブ３の無磁力帯付近で現像スリーブ３に近接するように延設され、現像スリーブ３上の現像剤が剥ぎ取り磁極Ｎ３で剥離された後に現像室１１に戻らず、撹拌室１２に収容されるように構成されている。撹拌室１２では、現像剤を回収しつつ、回収された現像剤が撹拌スクリュー１４により搬送される。

本実施形態の現像装置１は、このように、現像室１１で現像スリーブ３に現像剤を供給し、撹拌室１２で現像スリーブ３から現像剤を回収する、所謂、機能分離型の構成を有する。機能分離型の現像装置１では、現像スリーブ３上の現像剤が撹拌室１２の長手方向に渡って回収される。このため、現像剤は、現像スリーブ３を介さずに現像室１１から撹拌室１２に搬送される経路と、現像スリーブ３から直接、撹拌室１２に搬送される経路との二つの経路を介して循環されて、現像容器２内で不均一に分布しやすい。特に撹拌室１２の下流側に現像剤が溜まり易く、現像剤の剤面が高くなりやすい。つまり、撹拌室１２の下流の剤面が上流に比べて高くなる。現像室１１では、現像室１１の上流の剤面が下流に比べて高くなる。

既に述べたように、現像剤を用いて現像を行う場合、画像形成に伴いキャリアのトナーに対する帯電性能が低下する。そうなると、トナーの帯電量が低下してしまうので、画像不良が生じやすくなる。そこで、機能分離型の現像装置１においても、キャリアの帯電性能を回復すべく補給剤を補給してキャリアをリフレッシュするＡＣＲ方式が採用される。本実施形態ではＡＣＲ方式を実現するために、撹拌室１２の上流側の現像容器２の鉛直方向上方に、補給口４２を介して現像剤補給装置３２が設けられている。

図２に示した現像剤補給装置３２は、画像形成に伴い現像装置１のトナーが消費されることに応じて、消費されたトナー量に相当する分のトナーを現像装置１に補給可能である。現像剤補給装置３２によって補給される補給剤の量は、補給スクリュー３３の回転数によっておおよそ定められるが、この回転数は不図示のトナー補給量制御手段の検知結果に基づいて決められる。トナー補給量制御手段としては、例えばトナー濃度を光学的あるいは磁気的に検知するもの、感光ドラム１０上に形成した基準潜像を現像しそのトナー像の濃度を検知するものなどがある。

ＡＣＲ方式を採用した場合に、補給剤の補給に伴い現像容器２内の現像剤が多くなり過ぎて現像剤の撹拌が不十分であると、画像不良が生じ得る。そこで、現像容器２内の現像剤が多くなり過ぎないように、余剰現像剤が排出口から現像容器外へ排出されるようにしていることは既に述べた通りである。本実施形態の場合には、現像容器２に２個の排出口（第一排出口５０及び第二排出口５１）が設けられる。これら第一排出口５０及び第二排出口５１については後述する。第一排出口５０及び第二排出口５１から排出された現像剤は、回収スクリュー４３により不図示の回収現像剤貯蔵庫に搬送される。

ところで、現像容器２内を循環搬送される現像剤が長期にわたって繰り返し使用された場合、流動性が低下する。現像剤の流動性が低下すると、撹拌スクリュー１４の現像剤搬送効率が落ち、撹拌室１２内で長手方向における現像剤量の分布が変わる。これにより、撹拌室１２内における現像剤の剤面の傾き（詳しくは、撹拌室１２の上流側の剤面高さと下流側の剤面高さとの差）が、初期状態の現像剤に比べて大きくなる。撹拌室１２では、現像剤の剤面が撹拌室１２の上流から下流へ向けて高くなるように、剤面が傾いている。また、現像装置１では、例えば記録材Ｓの種類などに応じて現像スリーブ３や撹拌スクリュー１４等の回転速度が変えられる。その際に撹拌スクリュー１４の回転速度が遅くされれば、撹拌スクリュー１４の現像剤搬送効率が落ちるので、その場合も現像剤の剤面の傾きが初期状態に比べて大きくなる。なお、現像剤の流動性が低下すると、現像スクリュー１３の現像剤搬送効率も落ち、現像室１１内でも現像剤の剤面の傾きが初期状態に比べて大きくなるが、ここでは説明を理解しやすくするために、撹拌室１２に設けた場合を例に説明している。

従来のように、仮に１個の排出口が撹拌室１２の上流側に設けられている場合、現像剤の流動性が低下すると、１個の排出口だけでは撹拌室１２内の現像剤の剤面を調整するのが難しい。即ち、現像剤の流動性の低下に伴い、現像剤は排出口から排出され難くなる。すると、補給剤の補給に伴い増加した現像剤が下流側に偏り、排出口を設けた撹拌室１２の上流側での剤面の上昇量に比較して、排出口を設けていない撹拌室１２の下流側での剤面の上昇量が大きくなる。それ故、撹拌室１２の下流側で上流側に比べて剤面が大きく上昇する。また、仮に１個の排出口が撹拌室１２の下流側に設けられている場合でも、現像剤の流動性が低下すると、下流側よりも上流側で現像剤が相対的に増加するので、上流側で剤面が上昇する。こうして、１個の排出口を設けた場合には、補給剤の補給を重ねるにつれ、排出口を設けていない撹拌室１２の下流側又は上流側のいずれか一方で剤面がどうしても高くなりがちである。つまりは、現像剤量が増加する。そして、剤面が撹拌スクリュー１４の上端よりも高くなると、撹拌不良に起因する画像不良を生じさせ得る。また、撹拌スクリュー１４を駆動するモータ等（不図示）が現像剤による負荷増大により故障したり、あるいは現像剤が現像容器２外へ漏れたりし得る。このように、排出口を１個だけ設けても、１個の排出口によっては現像剤の流動性の低下に伴って変動する現像剤の剤面を所定高さに調整することが難しい。

上記点に鑑み、本実施形態の現像装置１では、現像容器２の隔壁１５に対向する側壁に２個の排出口が設けられている。後述するように、撹拌室１２の上流側に第一排出口５０が設けられ、第一排出口５０から所定以上の間隔を空けた撹拌室１２の下流側に第二排出口５１が設けられている。以下、これら第一排出口５０及び第二排出口５１について、図３乃至図５を用いて説明する。

［第一排出口］
第一排出口５０について説明する。第一排出口５０は、現像容器２の長手方向の配置位置に関し、図３に示すように、機能分離型の現像装置１において定常状態で剤面が低くなる撹拌室１２の上流側に設けられる。第一排出口５０は、図４に示すように、隔壁１５の長手方向の中央部Ｍよりも撹拌室１２の上流側に設けられる。

第一排出口５０は、第一連通部１７の近傍に設けられるのが好ましい。本実施形態の場合、図３及び図４に示すように、第一排出口５０は第一連通部１７と重なることなく隔壁１５と重なるように、第一連通部１７よりも撹拌室１２の下流側に設けられている。これは、第一排出口５０から必要以上に現像剤が排出されて極端に減少してしまい、現像容器２内の現像剤量が現像スリーブ３にトナーを安定的に供給可能な量を下回るのを避けるためである。そうであるから、現像剤量が極端に減少しないならば、第一排出口５０は少なくとも一部が第一連通部１７と重なるように設けられてもよいし、全部が第一連通部１７と重なるように設けられてもよい。

第一排出口５０は、鉛直方向の配置位置に関し、撹拌室１２から余剰現像剤を排出可能な高さ位置に設けられる。第一排出口５０は、図５に示すように、下端５０ａが撹拌スクリュー１４の回転軸中心（図５に点線Ｆで示す）以上で、撹拌スクリュー１４の羽根１４ｂの上端を結ぶ直線（図５に点線Ｇで示す）よりも低い範囲に設けられる。この範囲は、現像スリーブ３にトナーを安定的に供給するのに必要な量を、現像容器２内の現像剤量が下回ることがない範囲である。第一排出口５０からは、補給剤の補給に伴い現像容器２内の現像剤量が増えた場合に、現像剤の一部が余剰現像剤となってオーバーフローして排出される。余剰現像剤の排出は、剤面が第一排出口５０の下端５０ａを下回れば止まる。

［第二排出口］
第二排出口５１について説明する。第二排出口５１は、現像容器２の長手方向の配置位置に関し、現像剤の流動性の低下に伴い定常状態で剤面が上昇しやすい位置に設けられる。これは、現像剤の流動性の低下に伴い撹拌室１２内で現像剤の偏りが生じて想定以上に剤面が上昇しないように、緊急対応的に現像剤を排出させるための排出口を新たに設けることを目的としているからである。剤面が上昇しやすい位置に第二排出口５１が設けられることで、現像剤の流動性の低下に起因する剤面の上昇を抑制することができる。

図３に示すように、第二排出口５１は、下流端５１ｂ（第二方向下流端）が隔壁１５の下流端１５ｂよりも撹拌室１２の下流側にあるように、第一排出口５０よりも撹拌室１２の下流側に設けられる。ただし、第二排出口５１と第一排出口５０との間隔が近すぎると、排出口を複数個設けることによる剤面の上昇抑制効果が得られ難い。そこで、第二排出口５１は第一排出口５０から所定以上離れた位置に設けられる。第二排出口５１は、図４に示すように、第一連通部１７と第二連通部１８間の長さ、つまりは隔壁１５の長手方向長さ（第二方向長さ）の半分以上の間隔を空けた位置で且つ第二連通部１８の近傍に設けられる。ここで言う第二連通部１８の近傍とは、第二排出口５１の少なくとも一部が第二連通部１８に重なる位置であればよい。しかしながら、第二排出口５１の一部でも隔壁１５に重なっていると、隔壁１５と重なっている箇所では撹拌スクリュー１４による跳ね上げに起因する現像剤の排出が生じる虞がある。これを避けるため、第二排出口５１は全部又はできる限りの大きな範囲で第二連通部１８と重なるように設けられるのが好ましい。

第二排出口５１は、鉛直方向の配置位置に関し、現像剤の流動性の低下に起因する剤面の上昇に応じて現像容器２から現像剤を排出可能な高さ位置に設けられる。第二排出口５１は、図５に示すように、下端５１ａが第一排出口５０の下端５０ａよりも高くなるように設けられる。仮に、第二排出口５１の下端５１ａが第一排出口５０の下端５０ａよりも低い位置に設けられると、第一排出口５０よりも第二排出口５１から現像剤が排出されやすくなることから、現像容器２内の現像剤量が想定以上に減る。これを避けるため、第二排出口５１は、下端５１ａが第一排出口５０の下端５０ａよりも高い位置に設けられる。

剤面の上昇に伴って上述の撹拌不良や負荷増大が生じるのは、撹拌スクリュー１４が現像剤に深く埋まった状態である場合に顕著である。これを避けるために、第二排出口５１は、下端５１ａが撹拌スクリュー１４の羽根１４ｂの上端を結ぶ直線（図５に点線Ｇで示す）以下の位置に設けられる。こうすると、第二排出口５１からは、現像剤の流動性の低下に起因して剤面が想定以上に高くなる前に、言い換えれば、剤面が上述の撹拌不良や負荷増大が生じるほどまでに高くなる前に、現像剤は第二排出口５１からオーバーフローして排出される。本実施形態の場合、剤面が撹拌スクリュー１４の回転軸中心（図５に点線Ｆで示す）から、撹拌スクリュー１４の羽根１４ｂの上端を結ぶ直線（図５に点線Ｇで示す）の範囲に抑制される。

また、図５に示すように、第二排出口５１は第二排出口５１の幅Ｗ２が第一排出口５０の幅Ｗ１よりも小さくなるように設けられている。現像剤は第一排出口５０や第二排出口５１からオーバーフローして排出されるため、これらの幅Ｗ１、幅Ｗ２が小さくすれば、これら排出口における現像剤の単位時間当たりの排出量を抑制できる。ただし、第一排出口５０に関しては現像剤の排出量を抑制し過ぎると、本来排出されるべき余剰現像剤が排出されず、現像容器２内の現像剤量が多くなり過ぎる虞がある。これに対し、第二排出口５１に関しては、現像剤の流動性の低下に伴い現像容器２内で現像剤の偏りが生じた場合に、想定以上に剤面が高くならないように緊急対応的に現像剤を排出できればよいので、第一排出口５０よりも幅Ｗ２を小さくしてよい。

第二排出口５１からは主に現像剤がオーバーフローして排出されるが、撹拌スクリュー１４による現像剤の跳ね上げによっても少なからず現像剤が排出され得る。撹拌スクリュー１４の跳ね上げによる現像剤の排出量は、第二排出口５１の開口面積に概ね比例する。本実施形態の場合、上述のように第二排出口５１の幅Ｗ２が第一排出口５０の幅Ｗ１よりも小さくされていることから、第二排出口５１の開口面積が第一排出口５０の開口面積よりも小さくなっている。それ故、撹拌スクリュー１４の跳ね上げによる第二排出口５１からの現像剤の排出が抑制できている。

以上のように、本実施形態では、第一排出口５０と第二排出口５１の２個の排出口が撹拌室１２の上流側と下流側に設けられる。上述したように、第一排出口５０と第二排出口５１とは現像容器２の長手方向において所定以上離されて設けられ、また鉛直方向において異なる高さに設けられる。こうして、補給剤の補給に伴い生じる余剰現像剤の排出は第一排出口５０から行われる一方で、現像剤の流動性の低下に伴い剤面が上昇した場合の現像剤の排出は第二排出口５１から行われる。現像剤の流動性が低下した場合に第二排出口５１から現像剤が排出されるようにしたので、剤面の上昇が抑制される。従って、剤面が撹拌スクリュー１４の上端よりも高くならず、撹拌不良に起因する画像不良が生じ難い。また、撹拌スクリュー１４を駆動するモータ等（不図示）が現像剤による負荷増大により故障したり、あるいは現像剤が現像容器２外へ漏れたりすることもない。

上述した第一実施形態の現像装置１では、第二排出口５１の幅Ｗ２を第一排出口５０の幅Ｗ１よりも小さくして、撹拌スクリュー１４の跳ね上げによる現像剤の排出をできる限り抑制している。しかしながら、そうしても、跳ね上げによって現像剤が排出される虞がある。既に述べたように、第二排出口５１からは剤面が想定以上に上昇した場合に緊急対応的に現像剤を排出したいので、撹拌スクリュー１４の跳ね上げによる現像剤の排出をより抑制できる箇所に、第二排出口５１を設けるのが好ましい。

＜第二実施形態＞
上記点に鑑み、第二実施形態の現像装置では、第二連通部１８よりも現像容器２の端部側の現像剤の循環経路から外れた位置に第二排出口５１が設けられる。第二実施形態の現像装置１Ａについて、図６及び図７を用いて説明する。ただし、図６及び図７に示す現像装置１Ａにおいて、上述した第一実施形態の現像装置１と同じ構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

図６及び図７に示すように、本実施形態の現像装置１Ａは、隔壁１５の長手方向一端側に、第二連通部１８を挟んで現像容器２の側壁に突き当たる隔壁２０が設けられている。隔壁２０は、第二連通部１８よりも下流側に、撹拌室１２に隣接する現像剤排出部６０を現像容器２内に形成する。第二排出口５１は、現像剤排出部６０に設けられる。現像剤排出部６０には、返しスクリュー１４１が配置されている。つまり、第二排出口５１は返しスクリュー１４１に対向する範囲に設けられる。

図６に示すように、返しスクリュー１４１は、撹拌スクリュー１４の羽根１４ｂと反対側（第一方向）に現像剤を搬送可能な返し羽根１４１ｂを有する。返しスクリュー１４１は、撹拌スクリュー１４によって搬送される現像剤を撹拌スクリュー１４側に押し戻す。返しスクリュー１４１が現像剤を押し戻すことによって、撹拌スクリュー１４により撹拌室１２を搬送される現像剤が第二連通部１８を通過し現像室１１に受け渡されやすくなる。また、返しスクリュー１４１により、剤面が高くない場合は現像剤が現像剤排出部６０に入り込み難い。

返しスクリュー１４１の返し羽根１４１ｂのピッチは、撹拌スクリュー１４の羽根１４ｂのピッチよりも狭く形成されている。返し羽根１４１ｂのピッチが狭い場合には、ピッチが大きい場合に比べ、回転軸１４ａに対する返し羽根１４１ｂの傾斜角が大きくなる。傾斜角が大きい場合、傾斜角が小さい場合に比べて、返しスクリュー１４１の回転に伴い返し羽根１４１ｂによって働く力は回転軸１４ａの径方向よりも回転軸線方向により大きくなるので、現像剤を撹拌スクリュー１４側に押し戻す機能が高くなる。そして、現像剤が回転軸線方向により多く向かえば、それに比例して現像剤の跳ね上げが小さくなる。その結果、返しスクリュー１４１による跳ね上げによる不必要な排出を抑制できる。

上述した第二実施形態では、第二排出口５１を設けた現像剤排出部６０に、撹拌室１２で剤面が上昇することに応じて撹拌室１２から現像剤が侵入する。そのため、剤面が上昇しなければ、第二排出口５１から現像剤が排出されることはほとんどなく、剤面が上昇した場合にのみ、第二排出口５１から現像剤が排出され得る。つまり、第二排出口５１からは、剤面が想定以上に上昇した場合に緊急対応的に現像剤を排出させることができる。

＜他の実施形態＞
なお、上述した各実施形態では、撹拌室１２に第一排出口５０及び第二排出口５１を設けたがこれに限られない。第一排出口５０及び第二排出口５１はともに、現像室１１に設けられてもよい。この場合、第一排出口５０は現像スクリュー１３の現像剤搬送方向下流側に、第二排出口５１は現像スクリュー１３の現像剤搬送方向上流側に設けられる。

なお、上述した各実施形態では、各色の感光ドラム１０Ｙ〜１０Ｋから中間転写ベルト２５に各色のトナー像を一次転写した後に、記録材Ｓに各色の複合トナー像を一括して二次転写する中間転写方式の画像形成装置１００を説明したが、これに限らない。例えば、転写材搬送ベルトに担持され搬送される記録材Ｓに感光ドラム１０Ｙ〜１０Ｋから直接転写する直接転写方式の画像形成装置に、上述した各実施形態の現像装置を適用してよい。

１（１Ｙ〜１Ｋ、１Ａ）…現像装置、２…現像容器、３…現像剤担持体（現像スリーブ）、１１…第一室（現像室）、１２…第二室（撹拌室）、１３…第一搬送スクリュー（現像スクリュー）、１４…第二搬送スクリュー（撹拌スクリュー）、１５…隔壁、１７…第一連通部、１８…第二連通部、５０…第一排出口、５１…第二排出口、１４１…返しスクリュー

Claims (5)

1. 非磁性トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を担持して回転する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に現像剤を供給する第一室と、前記第一室とで現像剤の循環経路を形成すると共に前記現像剤担持体から現像剤を回収する第二室とを有する現像容器と、
   前記第一室に配置され、前記第一室で第一方向に現像剤を搬送する第一搬送スクリューと、
   水平方向から視て前記第一搬送スクリューと少なくとも一部が重なるように前記第二室に配置され、前記第二室で前記第一方向と反対の第二方向に現像剤を搬送する第二搬送スクリューと、
   前記現像容器内で前記第一室と前記第二室とを隔て、前記第二方向上流側に前記第一室から前記第二室へ現像剤を受け渡す第一連通部と、前記第二方向下流側に前記第二室から前記第一室へ現像剤を受け渡す第二連通部とを有する隔壁と、を備え、
   前記現像容器は、前記第一室と前記第二室のいずれか一方の室の前記隔壁に対向する側壁に、前記隔壁の中央部よりも前記第二方向上流側に設けられ、前記一方の室を搬送される現像剤をオーバーフローさせて排出する第一排出口と、
   前記第二方向下流端が前記隔壁の前記第二方向下流端よりも前記第二方向下流側にあり、且つ、下端が前記第一排出口の下端よりも高くなるように、前記一方の室の前記側壁に設けられ、前記一方の室を搬送される現像剤をオーバーフローさせて排出する第二排出口と、を有する、
   ことを特徴とする現像装置。
2. 前記第一排出口と前記第二排出口とは、前記隔壁の前記第二方向長さの半分以上の間隔を空けて配置されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記第二排出口は、前記第二方向の幅が前記第一排出口の前記第二方向の幅よりも小さい、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
4. 前記一方の室に配置されている前記第一搬送スクリューと前記第二搬送スクリューのいずれかは、前記側壁側で下方から上方に向けて回転する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
5. 前記第二搬送スクリューの前記第二方向下流端部に設けられ、前記第二室で前記第一方向に現像剤を搬送する返しスクリューを備え、
   前記第二排出口は、前記側壁の前記返しスクリューに対向する範囲に設けられる、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置。
   

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