JP2018036539A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】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ＡＣＲ方式の現像装置の提供。【解決手段】第一排出口５０と第二排出口５１の２個の排出口が設けられる。そして、底面部（１１ａ、１２ａ）が傾斜角αで傾斜され、第二排出口５１の下端５１ａが第一排出口５０の下端５０ａよりも角度βだけ高い位置にあるように、現像容器２の同じ一端側に第一排出口５０と第二排出口５１とが設けられる。こうすると、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。こうして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。【選択図】図２

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。現像剤は、搬送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。そして、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し、また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１、特許文献２）。ＡＣＲ方式の現像装置では、現像容器に設けられた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、つまりは現像剤の剤面が排出口の下端を超えた（オーバーフローした）場合に、現像剤が排出口から排出されるようにしている。

特開２００４−２１９５９０号公報 特開２０１０−２０４４０２号公報

しかしながら、従来のＡＣＲ方式の現像装置では、現像剤の流動性が低くなるにつれ、排出口から現像剤が排出され難くなる。これは、現像剤の流動性が高いほど排出口の下端を超えるとすぐに現像剤が崩れる一方で、現像剤の流動性が低いほど排出口の下端を超えてもすぐには現像剤が崩れずに、剤面がより高くなるからである。それ故、現像剤の流動性が低い場合には、補給剤が補給される度に現像剤量が増え、剤面が搬送スクリューの上端よりも高くなり得る。そうなると、搬送スクリューが現像剤に埋もれてしまい、搬送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搬送スクリューにかかる負荷が増すので、搬送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１や特許文献２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、現像剤の流動性が低下しても剤面の上昇を抑制可能なＡＣＲ方式の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、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ＡＣＲ方式の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、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、前記第一室と前記第二室とを隔て、前記第一室と前記第二室との間で現像剤を受け渡す受け渡し部が形成された隔壁と、を備え、前記現像容器は、少なくとも前記受け渡し部が形成された範囲の底面部が、前記第一室と前記第二室のいずれか一方の室から他方の室へと向かって下方へと傾斜するように形成され、前記第一室と前記第二室のいずれか一方の室に設けられ、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、前記第一室と前記第二室のいずれか他方の室に設けられ、前記他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、を有し、前記第一排出口と前記第二排出口は、前記現像容器の前記受け渡し部の範囲の側壁に、一方の下端が他方の下端と同じ高さかそれ以上の高さとなるように設けられている、ことを特徴とする。

本発明によれば、ＡＣＲ方式の現像装置に関し、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。 第一実施形態の現像装置の構成を示す上面断面図。 現像剤の安息角及び崩壊角について説明する図。 現像剤の排出について説明する図。 第二実施形態の現像装置の構成を示す断面図。 第二実施形態の現像装置の構成を示す上面断面図。 第三実施形態の現像装置の構成を示す断面図。

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（樹脂粉体）としたものに、酸化チタン、シリカ等の微粉末を表面に添加したものである。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。

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。また、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。

現像スリーブ３は、図２に示すように、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により吸着した現像剤を規制ブレード５方向へ担持搬送する。現像スリーブ３に担持搬送される現像剤は、規制ブレード５とのギャップを通過する際に規制ブレード５によってその量が規制される。これにより、現像スリーブ３上には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、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、無磁力帯によって現像スリーブ３より剥離されて現像室１１に戻される。

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とが高低差を有して配置されている。

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。

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の周囲に羽根１３ｂ、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。本実施形態では、図２に示すように、撹拌スクリュー１４が現像スクリュー１３よりも重力方向上方側に配置されている。

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。

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、画像形成時に消費されたのとほぼ同量のトナーを補充すると共に、キャリアの帯電性能を回復するために、例えばトナーとキャリアの混合比が９：１つまりトナー濃度９０％の補給剤が補給される。本実施形態では、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が形成されており、この補給口４２に接続された不図示の現像剤補給装置から補給剤が補給される。なお、本実施形態の場合、補給口４２は、図３に示すように、撹拌室１２の隔壁１５の中央から第一連通部１７までの間に形成されている。

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２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。なお、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、現像容器２の側壁２ａ内に形成された搬送路１９（図２参照）を落下して現像容器２外へ排出される。現像容器２外へ排出された現像剤は、搬送機構７０によって画像形成装置１００に着脱自在に設けられている回収ボックス（不図示）に搬送され回収される。なお、搬送路１９は開口出口が１つにまとめられ、第一排出口５０や第二排出口５１から排出される現像剤がまとめて搬送機構７０に送られるようになっている。

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、現像剤の流動性が低下する。現像剤の流動性が低下するのは、現像剤が繰り返し撹拌されることによって、トナーの樹脂粉体に外添された酸化チタンやシリカなどの微粉末が粉体から離脱したりあるいは粉体に埋没したりするからである。本来ならば補給剤の補給に伴い流動性の高いトナーが補給されることにより、現像容器２内を循環搬送される現像剤の流動性は維持される。ただし、画像の印字率が低い画像形成が続けて行われたような場合は、消費されるトナーが少ない故に補給剤が補給されず、トナーの入れ替わりが行われないまま現像剤が撹拌され続けるので、次第に流動性が低下する。

従来のように、仮に１個の排出口が現像容器２に設けられている場合に、現像剤の流動性が低下すると、１個の排出口だけでは現像剤の剤面を調整するのが難しい。即ち、現像剤の流動性が低下した場合には、例え補給剤が補給されても排出口から現像剤が排出され難くなるために、現像容器２内の現像剤量が増加して剤面が大きく上昇する。現像剤はいずれ崩れて排出口から排出されるが、排出が開始される剤面は流動性が低くなるほど高くなる。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現像剤量が増加し、剤面がどうしても高くなりがちである。そして、剤面が撹拌スクリュー１４（あるいは現像スクリュー１３）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の一端側に２個の排出口（第一排出口５０、第二排出口５１）が設けられている。また、これら２個の排出口が設けられた現像容器２の一端側（詳しくは第一連通部１７又は第二連通部１８の連通範囲）では、底面部が傾斜状に形成されている。以下、説明する。

［底面部］
上述のように、本実施形態の現像装置１は、現像室１１と撹拌室１２とが高低差を有して配置されている。そして、現像容器２の底面のうち、第一連通部１７が形成された連通範囲の底面部（１１ａ、１２ａ）は、図２に示すように、撹拌室１２から現像室１１に向かって下るように所定範囲内の傾斜角αで傾斜している。撹拌室１２の底面部１２ａと現像室１１の底面部１１ａとは、連通範囲において一体的に滑らかな底面を形成している。それ故、現像剤は、自重によって撹拌室１２から現像室１１へと底面部（１１ａ、１２ａ）を滑り落ちていきやすい。底面部（１１ａ、１２ａ）は、水平方向に対して初期状態の現像剤の崩壊角以上４２°以下の範囲内の傾斜角αで傾斜している。

一般的に、粉体の流動性を示す指数としては、「安息角」と「崩壊角」が用いられる。安息角は現像剤を所定高さから落下させた場合に、つもった現像剤により形成される現像剤の山の裾の角度である。崩壊角は、所定の衝撃が加えられることによって安息角で形成されていた山が崩された場合に形成される、現像剤の山の裾の角度である。

現像剤の安息角及び崩壊角について、図４を用いて説明する。現像剤の崩壊角及び現像剤の安息角は、パウダーテスター（ホソカワミクロン社製：ＰＴ−Ｎ型）を用いて測定可能である。測定のために、例えば２４６μｍの篩（不図示）をセットした振動台２００の中に現像剤を約２５０ｃｃ入れ、振動台２００を約１８０秒間振動させた。振動台２００から篩にかけられ落下した現像剤は、図４に示すように、測定用テーブル２０１上に堆積して山を形成するので、この現像剤の山の斜面と水平面とのなす角（θ）を角度測定アーム（不図示）等により測定し、これを現像剤の安息角と呼ぶ。その後、測定用テーブル２０１上に重量４５０ｇ程度のショッカー（不図示）が約１ｃｍの高さから繰り返し落とされる（例えば３回）。そうすると、測定用テーブル２０１が振動することから、現像剤の山は部分的に崩壊し得る。こうして崩壊した後の現像剤の山の斜面と水平面とのなす角（θ）を角度測定アーム等により測定し、これを現像剤の崩壊角と呼ぶ。

発明者らが実際に計測したところによれば、現像装置１で用いる現像剤は、初期状態で安息角γ＝２６°〜２７°、崩壊角δ＝１７°〜１８°であり、最も劣化が進んだ状態で安息角γ＝４４°〜４７°、崩壊角δ＝３８°〜４２°であった。現像容器２内を現像剤が循環搬送されることに鑑みれば、底面部（１１ａ、１２ａ）での現像剤の流動性を示す指数として、崩壊角δを採用するのがよい。そして、本実施形態の場合、底面部（１１ａ、１２ａ）の傾斜角αは、初期状態の崩壊角δと最も劣化が進んだ状態の崩壊角δとの範囲内の角度（例えば２５°）に設定される。こうすると、底面部（１１ａ、１２ａ）上の現像剤は、剤面と底面部（１１ａ、１２ａ）とのなす角がその時々の現像剤の状態における崩壊角δ以下であるにも関わらず、撹拌室１２から現像室１１へと滑り落ちやすくなる。なお、ここで言う最も劣化が進んだ状態とは、例えば４５℃、３０％ＲＨの環境下で画像形成を行うことなく現像スクリュー１３及び撹拌スクリュー１４を数時間にわたって空回転させ、安息角γがほぼ変化しない程度まで流動性を低下させた状態である。

［第一排出口と第二排出口］
現像剤をオーバーフローさせて排出するため、現像容器２には第一排出口５０及び第二排出口５１が設けられている。これら第一排出口５０及び第二排出口５１は、現像容器２の長手方向の配置位置に関し、図３に示すように、受け渡し部の範囲（連通範囲）の側壁のうち現像容器２の端部（現像容器端部）の同じ一端側の側壁２ａに設けられる。本実施形態では、第一排出口５０が現像室１１の下流側端部の側壁２ａに設けられ、第二排出口５１が撹拌室１２の上流側端部の同じ側壁２ａに設けられている。また、第二排出口５１は補給口４２よりも撹拌室１２の上流側に形成されている。

第一排出口５０は、鉛直方向の配置位置に関し、現像室１１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２に示すように、下端５０ａが現像スクリュー１３の回転軸中心以上で、現像スクリュー１３の羽根１３ｂの上端部以下の範囲に設けられる。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。

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から現像剤をオーバーフローさせて排出可能な高さ位置に設けられる。第二排出口５１は、図２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。下端５１ａの位置は、仮に第一排出口５０から排出開始され得る量で初期状態の現像剤が収容されている場合であっても、第二排出口５１からは現像剤が排出されない高さである。これは、現像剤の流動性が最も高い初期状態で、必要以上に現像剤が排出されてしまい、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。また、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り、現像容器２内の現像剤量が想定以上に減る。上記のことからも、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。具体的に、第一排出口５０と第二排出口５１は、下端５０ａと下端５１ａとが最も近接している点（図２の点Ｑ、点Ｏ）を結ぶ線が、水平方向に対して底面部（１１ａ、１２ａ）の傾斜角α以下（傾斜角以下）の角度βを形成するように配置される。

本実施形態における現像剤の排出について、図５を用いて説明する。底面部（１１ａ、１２ａ）が傾斜角αで傾斜されている場合でも、例えば初期状態の現像剤では、図５に「流動性高」と記した一点鎖線で示すように、底面部（１１ａ、１２ａ）が傾斜されていない場合と同じに、剤面がほぼ水平に近くなる。これは、現像剤の流動性が高いと、現像剤が傾斜された底面部（１１ａ、１２ａ）を滑り落ちやすく、底面部（１１ａ、１２ａ）の重力方向上方側に現像剤が留まり難いからである。

他方、現像剤が劣化して流動性が低くなると、現像剤が傾斜された底面部（１１ａ、１２ａ）を滑り落ち難くなる。すると、現像剤が底面部（１１ａ、１２ａ）の重力方向上方側に留まりやすくなることから、図５に「流動性低」と記した点線で示すように、剤面が水平方向に対して傾斜角αに近づくように傾く。即ち、第一排出口５０付近（現像室１１の下流側）での剤面の上昇量に比較して、第二排出口５１付近（撹拌室１２の上流側）での剤面の上昇量が大きく、第二排出口５１付近で第一排出口５０付近に比べて剤面が大きく上昇しやすい。そうなると、底面部（１１ａ、１２ａ）の重力方向上方側と下方側とで現像剤の崩落の差が発生するため、第二排出口５１から排出される現像剤の排出量が、第一排出口５０から排出される現像剤の排出量よりも多くなる。これにより、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。

上述のようにして、本実施形態では、現像剤の流動性が低下して第一排出口５０からの現像剤の排出性が低下した場合に、第二排出口５１から現像剤が補助的に排出される。第二排出口５１から現像剤が補助的に排出されるためには、第二排出口５１の下端５１ａが第一排出口５０の下端５０ａよりも角度βだけ高い位置にあるように、第一排出口５０と第二排出口５１とが設けられる。ただし、角度βが底面部（１１ａ、１２ａ）の傾斜角αよりも大きいと、第二排出口５１付近で第一排出口５０付近に比べて剤面が大きく上昇しても、第二排出口５１から現像剤が排出される前に、現像剤が傾斜された底面部（１１ａ、１２ａ）を滑り落ちる。そうなれば、第二排出口５１から現像剤が補助的に排出され難くなる。そこで、本実施形態の場合、角度βは傾斜角α以下に設定される。

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個の排出口が設けられる。そして、底面部（１１ａ、１２ａ）が傾斜角αで傾斜され、第二排出口５１の下端５１ａが第一排出口５０の下端５０ａよりも角度βだけ高い位置にあるように、現像容器２の同じ一端側に第一排出口５０と第二排出口５１とが設けられる。こうすると、上述したように、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。こうして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。

なお、本実施形態では、第一排出口５０が現像室１１の下流側端部に、第二排出口５１が撹拌室１２の上流側端部に設けられているが（図３において下側）、これに限られない。第一排出口５０が現像室１１の上流側端部に、第二排出口５１が撹拌室１２の下流側端部に設けられてもよい（図３において上側）。その場合、現像容器２の底面のうち、第二連通部１８が形成された連通範囲の底面部が、撹拌室１２から現像室１１に向かって下るように傾斜角αで傾斜している。なお、第一連通部１７が形成された連通範囲の底面部と、第二連通部１８が形成された連通範囲の底面部は、第一排出口５０と第二排出口５１が設けられた側の底面部が傾斜していればよい。

＜第二実施形態＞
第二実施形態について、図６及び図７を用いて説明する。ただし、図６及び図７に示す第二実施形態の現像装置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。

第二実施形態の現像装置１Ａは、現像室１１と撹拌室１２とが高低差を有して配置されているが、図２に示した第一実施形態の現像装置１と異なり、現像室１１と撹拌室１２とが上下で入れ替えられている。この場合、現像容器２の底面のうち、第二連通部１８が形成された連通範囲の底面部（１１ａ、１２ａ）は、図６に示すように、現像室１１から撹拌室１２に向かって下るように傾斜角αで傾斜している。撹拌室１２の底面部１２ａと現像室１１の底面部１１ａとは、連通範囲において一体的に滑らかな底面を形成している。それ故、現像剤は、自重によって現像室１１から撹拌室１２へと底面部（１１ａ、１２ａ）を滑り落ちていきやすい。本実施形態の場合でも、底面部（１１ａ、１２ａ）は、水平方向に対して初期状態の現像剤の崩壊角以上４２°以下の範囲内の傾斜角αで傾斜している。なお、本実施形態では、現像スクリュー１３が撹拌スクリュー１４よりも重力方向上方側に配置されている。

現像剤をオーバーフローさせて排出するため、現像容器２には第一排出口５０及び第二排出口５１が設けられている。これら第一排出口５０及び第二排出口５１は、現像容器２の長手方向の配置位置に関し、図７に示すように、第一排出口５０が現像室１１の上流側端部の側壁２ｂに設けられ、第二排出口５１が撹拌室１２の下流側端部の側壁２ｂに設けられる。これら第一排出口５０及び第二排出口５１は、第二連通部１８と少なくとも一部が重なるように設けられていればよいが、全部が第二連通部１８と重なるように設けられるのが好ましい。なお、側壁２ｂは、受け渡し部の範囲（連通範囲）の側壁のうち隔壁１５に対向する側の側壁である。

また、第二排出口５１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。第二排出口５１は、図６に示すように、下端５１ａが撹拌スクリュー１４の回転軸中心以上で、撹拌スクリュー１４の羽根１４ｂの上端部以下の範囲に設けられる。第二排出口５１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。

第一排出口５０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から現像剤をオーバーフローさせて排出可能な高さ位置に設けられる。第一排出口５０は、図６に示すように、下端５０ａが第二排出口５１の下端５１ａよりも高くなるように設けられる。具体的に、第一排出口５０と第二排出口５１は、下端５０ａと下端５１ａとが最も近接している点（図２の点Ｑ、点Ｏ）を結ぶ線が、水平方向に対して底面部（１１ａ、１２ａ）の傾斜角α以下の角度βを形成するように配置される。

第二実施形態の現像装置１Ａの場合、補給剤の補給に伴い生じる余剰現像剤の排出は第二排出口５１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一排出口５０から行われる。こうして現像剤の流動性が低下した場合に第一排出口５０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。つまり、上述した第一実施形態の現像装置１と同様の効果が得られる。

なお、本実施形態では、第一排出口５０が現像室１１の上流側に、第二排出口５１が撹拌室１２の下流側に設けられているが（図７において上側）、これに限られない。第一排出口５０が現像室１１の下流側に、第二排出口５１が撹拌室１２の上流側に設けられてもよい（図７において下側）。その場合、現像容器２の底面のうち、第一連通部１７が形成された連通範囲の底面部が、現像室１１から撹拌室１２に向かって下るように傾斜角αで傾斜している。

＜第三実施形態＞
第三実施形態について、図３を参照しながら図８を用いて説明する。第三実施形態の現像装置１Ｂは、機能分離型の現像装置である。なお、図８において、上述した第一実施形態の現像装置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、重複する説明を省略する。

図８に示す機能分離型の現像装置１Ｂの場合、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。そして、隔壁１５の上部には、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内の現像剤は、現像スクリュー１３により搬送されて現像スリーブ３に供給される。そして、現像スリーブ３より剥離された現像剤は、案内部材１６に案内されて現像室１１に戻されることなく撹拌室１２に収容される。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。現像スリーブ３上の現像剤は、撹拌室１２の長手方向に渡って回収される。そのため、撹拌室１２では撹拌スクリュー１４の現像剤搬送方向の上流から下流に向かって剤面が漸次に高くなり、現像室１１では現像スクリュー１３の現像剤搬送方向の上流から下流に向かって剤面が漸次に低くなる。

機能分離型の現像装置１Ｂの場合にも、現像剤をオーバーフローさせて排出するため、現像容器２には第一排出口５０及び第二排出口５１が設けられる。ただし、現像容器２の長手方向の配置位置に関し、第一排出口５０は現像室１１の上流側端部の側壁２ａに設けられ、第二排出口５１は撹拌室１２の下流側端部の側壁２ａに設けられるのが好ましい。即ち、剤面が高くなる第二連通部１８側に、第一排出口５０及び第二排出口５１が設けられるとよい。第一排出口５０及び第二排出口５１の鉛直方向の配置位置に関しては、上述した第一実施形態と同様であってよいことから、ここでの説明を省略する。

なお、第一排出口５０及び第二排出口５１は、現像容器２の長手方向の配置位置に関し、上述した第二実施形態のように、剤面が高くなる第二連通部１８と少なくとも一部が重なるように側壁２ｂ（図３参照）に設けられてもよい。

＜他の実施形態＞
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、１Ｂ）…現像装置、２…現像容器、２ａ（２ｂ）…側壁、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）、１３ａ（１４ａ）…底面部、１５…隔壁、１７…受け渡し部（第一連通部）、１８…受け渡し部（第二連通部）、５０…第一排出口、５１…第二排出口

Claims (6)

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、
   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、
   前記第一室と前記第二室とを隔て、前記第一室と前記第二室との間で現像剤を受け渡す受け渡し部が形成された隔壁と、を備え、
   前記現像容器は、少なくとも前記受け渡し部が形成された範囲の底面部が、前記第一室と前記第二室のいずれか一方の室から他方の室へと向かって下方へと傾斜するように形成され、前記第一室と前記第二室のいずれか一方の室に設けられ、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、前記第一室と前記第二室のいずれか他方の室に設けられ、前記他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、を有し、
   前記第一排出口と前記第二排出口は、前記現像容器の前記受け渡し部の範囲の側壁に、一方の下端が他方の下端と同じ高さかそれ以上の高さとなるように設けられている、
   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は、前記隔壁に対向する側壁に設けられる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記第一排出口と前記第二排出口は、前記現像容器端部の側壁に設けられる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
4. 前記底面部は、水平方向に対して初期状態の現像剤の崩壊角以上４２°以下の傾斜角で傾斜している、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の現像装置。
5. 前記第一排出口と前記第二排出口とは、前記第一排出口の下端と前記第二排出口の下端の最も近い点を結ぶ線が、水平方向に対して前記底面部の傾斜角以下となるように配置されている、
   ことを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
6. 前記第一搬送スクリューと前記第二搬送スクリューは、水平方向から視て少なくとも一部が重なるように一方が他方よりも上方に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の現像装置。

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