JP2006072119A - 現像装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 所定の流路の開閉を行なう流路開閉手段を設けることにより、着脱や輸送の際にもトナー濃度を安定して維持することができる現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 現像剤担持体３２と、現像剤収容部３３と、トナー収容部３５と、トナー補給路３７Ｔと、トナー濃度に応じて現像剤収容部３３と連通する迂回路４７が形成される現像剤退避部３４と、現像剤分離手段と、仕切り部材３９と、トナー濃度に応じて迂回路４７及びトナー補給路３７Ｔの開閉を行なう流路開閉手段とを備えていることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に用いられる現像装置に係り、特に、磁性キャリアとトナーとを具備した二成分現像剤を用い、かつ、トナー濃度検知手段を用いずにトナー濃度を自律的に制御する現像装置及びこれを用いた画像形成装置の改良に関する。

特公平５−６７２３３号公報 特開平５−１１９６２５号公報 特開平９−２２１７８号公報 特開２０００−３５２８７７号公報 特開平９−１９７８３３号公報

一般に、電子写真方式等の画像形成装置で用いられる現像装置としては、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像を現像剤にて可視像化するものが知られている。この種の現像装置に用いられる現像方式としては、現像剤として着色剤粒子であるトナーのみを用いる一成分現像方式と、現像剤として磁性体粒子であるキャリアと着色粒子であるトナーとを混合撹拌したものを用いる二成分現像方式とに大別される。

従来、二成分現像方式の現像装置としては、画質、コスト面や安定性など優れた点が多いことから、トナーを磁性キャリアに混合した現像剤を磁場によって搬送して現像する磁気ブラシ現像方法が広く用いられている。この磁気ブラシ現像方法では、トナーと磁性キャリアとの摩擦で発生した静電気力により、トナーが磁性キャリアの表面に担持されるが、このトナーは、像担体上の静電潜像に接近すると、静電潜像担持体と現像剤担持体との間に形成される電界によって静電潜像上へ飛翔し、静電潜像を可視像化する。また、現像剤は、現像によって消費されたトナーを補充しながら反復使用される。

しかし、このような磁気ブラシ現像方法においては、トナー濃度（トナーと磁性キャリアの混合比）を一定範囲に保つ制御を行わないと、トナー濃度が上昇した場合には、トナー飛散やカブリが発生し、一方、トナー濃度が低下した場合には、濃度低下や濃度斑、画像抜けなどが発生してしまう。したがって、安定した画像を得るためにはトナー濃度を一定に保つ必要がある。

そこで、従来の磁気ブラシ現像方法では、安定した画像を得るためにトナー濃度センサを用いてトナー濃度を検知したり、現像パッチを作成してトナー現像量を検知し、その信号によってトナー補給部材を作動させることによりトナー濃度を一定に保つ制御が行われている。例えば、トナー濃度センサによりトナー濃度を検知し、この検知情報に基づいてトナー濃度が低下したと判断された場合、トナー補給部材によりトナー補給が行われる。

しかし、この種の磁気ブラシ現像方法にあっては、トナー濃度センサや独立してＯＮ／ＯＦＦ駆動できるトナー補給部材が必要不可欠であり、現像装置の大型化、高コスト化が避けられない。また、検知対象の濃度パッチを作成する等、トナー濃度の検知システムが面倒であるという不具合がある。

このような不具合を解決する先行技術として、トナー濃度センサやトナー補給部材を用いずに、トナー濃度を一定に保つ現像装置や制御方法が既に提案されている（例えば、特許文献１〜５参照）。こうした現像装置は、二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤収容部と連通し且つトナーを収容するトナー収容部とを有し、現像剤担持体上の二成分現像剤量を規制部材で規制し、現像剤担持体上における二成分現像剤のトナー濃度変化によって、二成分現像剤のトナーの取り込みを自律的に制御することで、トナー濃度を調整するものである。

また、自律的制御の方法は、現像剤担持体に担持搬送される現像剤移動層と、現像剤収容部内で現像剤が循環する現像剤循環層とを発生させ、現像剤収容部と連通しているトナー収容部からのトナーを取り込むというものである。すなわち、現像工程において、トナーが消費されると、現像剤収容部内に収容された現像剤の嵩が減少し、減少した嵩分のトナーがトナー収容部から現像剤収容部に補給されることで、現像剤収容部内の現像剤は、トナー濃度を保つというものである。

上記現像装置の例として、特許文献１では、現像スリーブ上に磁性粒子層を形成し、容器内のトナー供給部においてこの磁性粒子層に接触するようにトナーを収容し、現像スリーブの回転に伴う磁性粒子層の磁性粒子の移動によって、上記トナー供給部で磁性粒子層内にその外側のトナー層からトナーを取り込み、トナーと磁性粒子とが混合された現像剤を規制部材でその層厚を規制して現像部に搬送することにより、トナーの過剰供給による帯電不足の防止を図っている。

また、特許文献２では、内部磁極を有する現像スリーブ回転型磁気ブラシ現像装置において、現像スリーブ表面に絶縁性層を設けるとともに、現像スリーブ近くにトナー供給ロールを配設し、トナー供給ロールと現像スリーブ間に交番電圧を印加することで、トナー濃度、トナー帯電の安定化を図っている。

さらに、特許文献３では、現像剤を構成するトナーとして磁性トナーを用いることで、トナー帯電の安定化、トナー飛散の防止を図っている。

また、特許文献４では、現像剤担持体の搬送速度が最速のときにおいて、キャリア一個の表面に対してトナーが完全に覆った状態となる限界トナー濃度以下となるようにトナー濃度を構成することで、地汚れやトナー飛散の防止を図っている。

さらにまた、特許文献５では、現像剤収容部において、現像剤担持体に担持搬送される現像剤量を規制する第一の規制部材よりも現像剤担持体の現像剤搬送方向上流側に第二の規制部材を設けることにより、トナー濃度調整の簡易化を図っている。

しかしながら、上記の先行技術にあっては、いずれもトナー濃度変化に対応した現像剤の体積変化と現像剤の動きとによって、トナー濃度の制御をしているため、現像剤の体積変化や現像剤の動きを顕著にする必要がある。このような要請下においては、通常の二成分現像方式と比較して、特に、現像剤担持体周辺の現像剤仕込量を少なくして、その体積変化等を顕著にする必要があるため、現像剤の循環が悪く、現像剤の動きが活発な箇所と活発でない箇所とが存在して、トナーの取り込みが均一に行われない。さらに、帯電性能や磁化特性の劣化により磁性キャリアが現像装置本体から抜け出て現像剤収容室内の磁性キャリア量が減少すると、トナー濃度安定時において現像剤収容部内の磁性キャリア量に対するトナー量比率が大きくなる。この結果、十分なトナー帯電が施されず地汚れやトナー飛散が生じるという問題が生じていた。

また、現像剤量が少ないことから現像剤中に含まれるトナーの絶対量が少ないこと、トナー濃度が減少しても現像剤の体積変動は緩やかでありトナーの取り込みスピードが遅いことから、トナー消費の激しい高密度画像を連続で出力する際に所望の濃度が維持できないといった問題が生じていた。

さらに、予め現像剤量を少なく設定しなければならないため、１つの磁性キャリアにかかるストレスが大きくなり、磁性キャリアの寿命が短くなる。つまり、ランニングコストが上昇し、また、応答性が遅いため、高密度画像の濃度を確保できないといった問題が生じていた。

こうした問題を解決するために、本出願人は、特願２００３−１８５４９９号にて以下のような現像装置を既に提案している。

この特願２００３−１８５４９９号に係る現像装置は、内部に磁界発生手段を具備し且つトナーと磁性キャリアとが含まれる二成分現像剤を搬送担持する現像剤担持体と、この現像剤担持体に隣接して二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤収容部を介して現像剤担持体と連通して設けられトナーを供給可能に収容するトナー収容部と、現像剤担持体により担持搬送される二成分現像剤の一部を余剰現像剤としてせき止めるせき止め部と、このせき止め部に対して現像剤の搬送方向上流側に傾斜配置された仕切り部材とを備え、トナー濃度に応じた二成分現像剤の流動性変化、嵩変化に加えて磁気吸引力の変化を利用して、トナー濃度が低い二成分現像剤を仕切り部材上に流出させて、仕切り部材回りの現像剤の流れを生成することによりトナー補給を行なって、自律的にトナー濃度を維持するようにしたものである。

しかしながら、上記特願２００３−１８５４９９号に係る現像装置において、例えば、現像装置を画像形成装置から着脱する場合や、輸送する場合には、現像剤収容部内の所定のトナー濃度を維持した二成分現像剤がトナー収容部側に流出してしまい、再度現像装置を装着して駆動したときに、流出現像剤により空いた現像剤収容部内の空間に、トナー収容部内のトナー又は高いトナー濃度の二成分現像剤が直接供給され、これによる現像剤収容部内のトナー濃度の過度の上昇や、トナー帯電不良などによる画像品質の劣化といった問題が生じていた。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、所定の流路の開閉を行なう流路開閉手段を設けることにより、着脱や輸送の際にもトナー濃度を安定して維持することができる現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の現像装置は、トナーと磁性キャリアとが含まれる二成分現像剤を磁力により担持搬送する現像剤担持体と、現像剤担持体に隣接して二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤収容部に隣接して設けられ、トナーを供給可能に収容するトナー収容部と、現像剤収容部とトナー収容部との間に設けられ、トナー濃度に応じて両者を連通させるトナー補給路と、現像剤収容部に対して現像剤担持体の現像剤搬送方向下流側に設けられ、トナー濃度に応じて現像剤収容部と連通する迂回路が形成される現像剤退避部と、現像剤収容部及び現像剤退避部に対して現像剤担持体の現像剤搬送方向下流側に設けられ、現像剤担持体により担持搬送される二成分現像剤の一部を余剰現像剤としてせき止め、トナー濃度に応じて現像剤収容部又は現像剤退避部に余剰現像剤を分離する現像剤分離手段と、現像剤分離手段により分離された前記余剰現像剤を現像剤収容部又は現像剤退避部に導入すると共に互いを仕切る仕切り部材と、トナー濃度に応じて、前記迂回路及びトナー補給路の開閉を行なう流路開閉手段とを備えていることを特徴とする。

このように構成した本発明に係る現像装置は、現像剤担持体と、現像剤収容部と、トナー収容部と、トナー補給路と、トナー濃度に応じて現像剤収容部と連通する迂回路が形成される現像剤退避部と、現像剤分離手段と、仕切り部材と、トナー濃度に応じて迂回路及びトナー補給路の開閉を行なう流路開閉手段とを備えているので、所定の場合に迂回路及びトナー補給路を閉じることにより、二成分現像剤のトナー収容部への流出やトナーの現像剤収容部への流入を防止し、例えば現像装置を着脱した際にも安定してトナー濃度を維持することができる現像装置を提供することが可能となる。

ここで、前記流路開閉手段は、仕切り部材の上方に支点を有し、常時迂回路及びトナー補給路を閉じるように弾性体により付勢されていると共に、現像剤担持体による二成分現像剤の搬送に伴って、迂回路及びトナー補給路を開くように構成されたレバー部材であってもよい。

この場合は、流路開閉手段を、仕切り部材の上方に支点を有し、常時迂回路及びトナー補給路を閉じるように弾性体により付勢されていると共に、現像剤担持体による二成分現像剤の搬送に伴って、迂回路及びトナー補給路を開くようなレバー部材で構成することにより、仕切り部材上に流出しようとする二成分現像剤の搬送圧力を利用した流路開閉手段を簡易な構造で安価に実現することができる。

また、前記仕切り部材とレバー部材との間には、トナー濃度に応じて、仕切り部材上に流出した二成分現像剤を現像剤収容部に導くガイド流路が形成されてもよい。

この場合は、仕切り部材とレバー部材との間には、トナー濃度に応じて、仕切り部材上に流出した二成分現像剤を現像剤収容部に導くガイド流路が形成されるので、このガイド流路により仕切り部材上に流出した二成分現像剤が補給トナーとの所定の合流地点まで導かれ、仕切り部材上を経由して現像剤収容部内に還流する二成分現像剤と、補給されたトナーとの合流混合が安定して行なわれ、トナー濃度の安定化を図ることができる。また、仕切り部材上に流出した二成分現像剤が、確実に現像剤収容部に還流するので、現像装置内のキャリアのサンプ量を減らすことができる。

また、本発明は上述した現像装置に限られるものではなく、これらの現像装置を用いて、像担持体上の静電潜像を可視像化する画像形成装置をも対象とする。

本発明によれば、トナー濃度に応じて、所定の流路の開閉を行なう流路開閉手段を設けることで、現像装置を着脱や輸送した場合でも、安定してトナー濃度を維持し、これにより、その後の画像形成において安定した画像品質を維持することができる現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することが可能となる。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
＜実施の形態＞

まず、本発明に係る現像装置を含む画像形成装置の概略構成について、図１を参照して説明する。図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施の形態を示す概略構成図である。

図１において、符号２１は、矢印方向に回転する有機感光体からなる静電潜像担持体であり、この静電潜像担持体２１はスコロトロンなどの帯電装置２２によって帯電され、レーザ書込み装置やＬＥＤアレイを有する露光装置２３によって静電潜像が書き込まれる。この静電潜像は、光の当たった静電潜像担持体２１表面電位が低下し、光の当たっていない高電位部分とのコントラストによる電位画像として形成される。また、現像装置２４は、現像ハウジング３１内に着色粒子であるトナー及びキャリアからなる二成分現像剤を収容し、現像剤担持体３２に前記二成分現像剤を担持させ、この現像剤担持体３２にバイアス電源２５からの現像バイアスを印加することで、現像剤担持体３２を静電潜像の高電位部と低電位部との中間電位に保持し、静電潜像の画像部を帯電されたトナーにて現像するようにしたものである。さらに、転写装置２６は、例えば静電潜像担持体２１に接触配置される転写ロールにて構成され、バイアス電源２７によって静電潜像担持体２１上のトナー像が引き付けられる方向の転写バイアスを印加されることで、静電潜像担持体２１上のトナー像を記録材２８に転写させるようにしたものである。また、静電潜像担持体２１上に残留したトナーは、例えばドクターブレード式のクリーニング装置２９によって除去される。

さらに、本実施の形態において、静電潜像担持体２１上のトナー像を転写された記録材２８は、定着装置５０に搬送され、この定着装置５０によりトナー像は、記録材２８に定着される。定着装置５０は、例えばヒートロール方式で、加熱ロール５１と加圧ロール５２とを有し、この加熱ロール５１と加圧ロール５２との間に記録材２８を通過させることによりトナー像を記録材２８に定着するようになっている。

次に、本実施の形態に係る現像装置の構成について、図２を参照して説明する。図２は本実施の形態に係る現像装置の概要を示す構成図である。

図２において、現像装置２４は、不図示の静電潜像担持体に向かって開口する現像ハウジング３１を有し、この現像ハウジング３１の開口に面して現像剤担持体３２を配設し、現像ハウジング３１の内に、現像剤担持体３２に隣接した部位に設けられる二成分現像剤Ｇが収容される現像剤収容部３３と、現像剤担持体３２に隣接し、現像剤収容部３３に対して現像剤担持体３２の現像剤搬送方向下流側に設けられる現像剤退避部３４と、トナーＴを供給可能に収容し現像剤収容部３３に隣接して設けられるトナー収容部３５とを形成したものである。

なお、本実施の形態において、二成分現像剤Ｇは、トナーＴと磁性キャリアからなる現像剤であり、トナーＴは、例えば非磁性トナーを用いるが、磁性キャリアと帯電特性が異なるものであれば、磁性トナーを用いても差し支えない。

また、本実施の形態において、現像剤担持体３２は、回転可能な回転スリーブ３２１と、この回転スリーブ３２１の内部に固定的に配設された磁極ロール３２２とを備えている。上記磁極ロール３２２は、例えば、ロール本体中心Ｏを通る水平面右側に合わせて搬送磁極（本例ではＳ３）を配設し、回転スリーブ３２１の回転方向（反時計回り）に対し、搬送磁極（Ｓ３）から下流側へ所定の間隔で層規制磁極（本例ではＮ１）と、現像磁極（本例ではＳ１）とを配設する一方、搬送磁極（Ｓ３）から上流側へ所定の間隔でピックアップ磁極（本例ではＮ３）と、搬送磁極（本例ではＳ２）と、搬送磁極（本例ではＮ２）とを配置したものである。なお、本実施の形態において、現像磁極（Ｓ１）は、静電潜像担持体２１に対向し、ピックアップ磁極（Ｎ３）は、現像剤収容部３３内の二成分現像剤Ｇを捕獲するようになっている。もちろん、磁極パターンについてはこの限りでなく、各々の磁極の配置や数は適宜選定して差し支えない。一方、回転スリーブ３２１は、反時計回りに回転すると共に、磁極ロール３２２の現像磁極（Ｓ１）が配設される現像部において、静電潜像担持体２１と対向するようになっている。

また、本実施の形態において、現像剤収容部３３は二成分現像剤Ｇが収容されるスペースを有し、現像剤収容部３３内のうち現像剤担持体３２に近接（又は接触）した部位に、現像剤撹拌部材３６が回転自在（反時計回り）に配設されている。さらに、現像剤収容部３３の底部形状は、現像剤担持体３２及び現像剤撹拌部材３６に沿った湾曲形状をしており、現像剤担持体３２、現像剤撹拌部材３６との間に所定間隔の現像剤搬送路を確保している。

また、本実施の形態において、現像剤撹拌部材３６は、例えば磁性あるいは非磁性のロールからなるが、現像剤担持体３２の軸方向における撹拌性を向上させるためにスパイラル状のオーガやロールの円周上に羽根を設けたブレンダーにしてもよく、複数配設しても差し支えない。

さらに、本実施の形態において、トナー収容部３５には、収容されるトナーＴが撹拌搬送せしめられるトナー撹拌部材３５１を有しており、このトナー撹拌部材３５１は、例えば回転体に弾性フィルムを付けたもので、トナー収容部３５の底壁面に沿ってトナーＴを掃き出すようにしたものである。

そして、このトナー収容部３５の底部形状は、トナー撹拌部材３５１の移動回転軌跡に沿う湾曲状を有しており、現像剤収容部３３とトナー収容部３５との間には、両者を隔てる隔壁部３１ｗが形成されている。

また、本実施の形態では、現像剤担持体３２内の層規制磁極（Ｎ１）から現像剤搬送方向下流側（反時計回り方向側）の位置において、層規制磁極（Ｎ１）と現像磁極（Ｓ１）との間には、現像剤担持体３２と対向するようにせき止め部４１が配設されている。このせき止め部４１は、現像剤担持体３２と同程度の幅を有し、一端を現像ハウジング３１により支持され、先端部を数十μｍ〜数百μｍ程度の間隙で現像剤担持体３２に近接させている。そして、本実施の形態においては、このせき止め部４１と、せき止め部４１よりも回転方向上流側に配置された層規制磁極（Ｎ１）により、現像剤分離手段が構成されている。

また、本実施の形態では、せき止め部４１は、現像剤担持体３２により担持搬送される二成分現像剤Ｇの層厚を規制する層厚規制機能を兼ねているが、層厚規制機能とは別にしてもよい。この場合、例えば、せき止め部４１と現像磁極（Ｓ１）との間に層厚規制部材及び対向する別の層規制磁極を設ける態様が挙げられる。

さらに、本実施の形態において、現像剤収容部３３と現像剤退避部３４との間は、仕切り部材３９にて隔てられていると共に、現像剤退避部３４とトナー収容部３５との間は、レバー部材４５にて隔てられている。

以下、本実施の形態に係る仕切り部材３９及びレバー部材４５の詳細について、図２及び図３を参照して説明する。

まず、仕切り部材３９は、図３に拡大して示されるように、現像剤担持体３２と同程度の幅で形成されたベースプレート３９ａを有し、このベースプレート３９ａは、現像剤担持体３２側が上方で、その反対側が下方となるように斜め下方に向かって傾斜配置されている。このベースプレート３９ａの傾斜部長さは傾斜上を流れる現像剤が現像剤収容部３３に流れ込むような長さに設定されている。そして、ベースプレート３９ａのうち、現像剤担持体３２側に位置する先端部３９ｂは、現像剤担持体３２内の層規制磁極（Ｎ１）の直上、あるいは層規制磁極（Ｎ１）から現像剤搬送方向上流側（時計回り方向側）の位置において、現像剤担持体３２の表面と数百μｍ〜数ｍｍの位置で対向している。なお、本実施の形態では、前述したせき止め部４１に多くの二成分現像剤Ｇを供給するために、仕切り部材３９の上端部３９ｂと現像剤担持体３２との間隙は、せき止め部４１と現像剤担持体３２との間隙よりも広く設定されている。

一方、先端部３９ｂの反対側である下端部３９ｃは、レバー部材４５の下端部と対向し、後述するガイド流路の上側壁面を形成するような形状となっている。なお、ベースプレート３９ａの傾斜角度は任意に設定して差し支えない。

さらに、本実施の形態において、仕切り部材３９の上方には、現像剤退避部３４とトナー収容部３５とを隔てるレバー部材４５が配設されている。

このレバー部材４５は、仕切り部材３９と同程度の幅を有し、仕切り部材３９の上方に、該仕切り部材３９と略平行となるように傾斜配置されている。そして、該レバー部材４５は、仕切り部材３９のベースプレート３９ａの上方に支点を有して、この支点を中心にして、所定の範囲を回動可能に形成されたシーソー状部材であり、支点４５ａを挟んで、上側レバー部４５ｂと下側レバー部４５ｃとで形成されている。

次に、レバー部材４５の作動について、図３を参照して説明する。

まず、装置取り外し時や輸送時において、二成分現像剤Ｇの流れが生じていない状態、すなわち、現像剤担持体３２や現像剤撹拌部材３６により、二成分現像剤Ｇの搬送や撹拌が行なわれていない状況におけるレバー部材の状態について図３（ａ）を参照して説明する。

このような状態において、レバー部材４５の上側レバー部４５ｂは、図３（ａ）に示されるように、せき止め部４１近傍のハウジング３１に内蔵された、例えばスプリング等の弾性部材４５ｓにより常時所定の方向（本例では、半時計回り方向）に付勢されており、その先端部は、せき止め部４１と仕切り部材３９の上端部３９ｂとの間に形成されている空隙を塞ぐようになっていると共に、現像剤担持体３２に対向する面は、現像剤担持体３２により搬送された二成分現像剤Ｇの搬送圧力を受ける受圧面４５ｐとして形成されている。

一方、この状態において、下側レバー部４５ｃの下端部４５ｄは、隔壁部３１ｗの現像剤収容部３３側の壁面と接触するようになっている。

すなわち、このような状態においては、現像剤収容部３３と現像剤退避部３４とを連通させる後述する迂回路４７は形成されず（迂回路４７は閉じられた状態）、また、トナー補給路３７Ｔも閉じられた状態であり、レバー部材４５全体で、現像剤収容部３３及び現像剤退避部３４とトナー収容部３５とを隔てて、現像剤収容部３３及び現像剤退避部３４とトナー収容部３５との間で、二成分現像剤Ｇ又はトナーＴの流動が生じないようになっている。

次に、現像剤担持体３２が駆動されて、現像剤収容部３３内の二成分現像剤Ｇが、せき止め部４１近傍まで搬送された場合の、レバー部材４５の作動について、図３（ｂ）を参照して説明する。

このような状態においては、レバー部材４５の上側レバー部４５ｂは、図３（ｂ）に示されるように、先端の受圧面４５ｐが、現像剤担持体３２により搬送された二成分現像剤Ｇの搬送圧力を受けて、弾性部材４５ｓの付勢力に抗し、支点４５ａを中心にして所定の方向（本例では時計回り方向）に回転する。

そして、このレバー部材４５の回転に伴って、上側レバー部４５ｂの先端においては、現像剤収容部３３と現像剤退避部３４とを連通させる迂回路４７が形成される（迂回路４７が開かれる）と共に、下側レバー部４５ｃの下端部４５ｄは、隔壁部３１ｗの壁面より離れ、トナー収容部３５と現像剤収容部３３とを連通させて（トナー補給路３７Ｔが開かれ）、トナー収容部３５内のトナーＴのみを通過させるトナー補給路３７Ｔ及び仕切り部材３９上に流出し、現像剤退避部３４に導入された二成分現像剤Ｇを現像剤収容部３３のみへ還流させる二成分現像剤Ｇのガイド流路３７Ｇとが形成される。

ここで、上側レバー部４５ｂの先端は、せき止め部４１の対向する内壁面に沿ってハウジング３１の内壁面と当接する位置まで回動可能に移動する。この移動状態において、二成分現像剤Ｇが、この先端部を介してトナー収容部３５側に流出しないように、上側レバー部４５ｂの先端は、当接するせき止め部４１の内壁面及びハウジング３１の内壁面と密着するように形成されている。すなわち、現像剤担持体３２によりせき止め部４１近傍まで搬送された二成分現像剤Ｇは、全てガイド流路３７Ｇに導入されるように形成されている。

また、上側レバー部４５ｂの先端がハウジング３１の内壁面と当接する停止位置まで回転したときに、下側レバー部４５ｃの下端部４５ｄは、仕切り部材３９の下端部３９ｃと隔壁部３１ｗとの略中間に位置するように形成され、かつ、迂回路４７を経由して仕切り部材３９上を流れる二成分現像剤Ｇの流れを阻害しないよう、ガイド流路３７Ｇを形成するレバー部材４５の下側表面の形状は、これと対向する仕切り部材３９の上側表面の形状に倣うように形成されている。すなわち、上側レバー部４５ｂ先端が移動を開始すると、直ちにトナー補給路３７Ｔ及びガイド流路３７Ｇが形成されると共に、最大移動位置に到達した場合でも、これらの流路が確保されるように形成されている。

次に、本実施の形態に係る現像装置の作動について、再び図２を参照して説明する。

図２において、現像剤収容部３３における二成分現像剤Ｇは、現像剤撹拌部材３６により撹拌され、現像剤担持体３２内のピックアップ磁極（Ｎ３）によって捕獲される。この後、捕獲された二成分現像剤Ｇは、ピックアップ磁極（Ｎ３）及び搬送磁極（Ｓ３）の磁気吸引力と現像剤担持体３２表面との摩擦力により、現像剤担持体３２（回転スリーブ３２１）の回転方向に搬送される。この搬送された二成分現像剤Ｇは、せき止め部４１の近傍に到達すると、層規制磁極（Ｎ１）により穂立ちを形成する。さらに、この二成分現像剤Ｇの穂立ちは、せき止め部４１にて規制されることにより、現像剤層として現像剤担持体３２上に形成され、この現像剤層は、現像領域に搬送される。さらに、現像領域に搬送された二成分現像剤Ｇの現像剤層は、現像磁極（Ｓ１）の磁気吸引力により磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシを形成する二成分現像剤ＧにおけるトナーＴは、静電潜像担持体２１と現像剤担持体３２との間に形成される現像電界によって、静電潜像担持体２１上の静電潜像を可視像化する。

次に、このように構成した現像装置２４における二成分現像剤Ｇの流れについて、図４及び図５を参照して説明する。

まず、図４において、現像剤担持体３２により担持搬送される二成分現像剤Ｇのトナー濃度が低い場合を想定する。この二成分現像剤Ｇは、現像剤中のトナー量が少ないことから、比較的単位体積当たりの磁性キャリア密度が大きくなっている。つまり、外部磁界（本例ではＮ１）から二成分現像剤Ｇが受ける磁気吸引力は大きくなるため、トナー濃度の低い二成分現像剤Ｇは、せき止め部４１近傍まで確実に搬送される。このせき止め部４１まで確実に搬送された二成分現像剤Ｇは、せき止め部４１のせき止め力と層規制磁極（Ｎ１）の磁気拘束力によって、せき止め部４１近傍に滞留している滞留現像剤を介して、レバー部材４５の受圧面４５ｐを押圧する。この二成分現像剤Ｇの搬送に伴う押圧力により、レバー部材４５は、スプリング４５ｓの付勢力に抗して支点４５ａを中心にして所定の方向（本例では、時計回り方向）に回転し、前述したトナー補給路３７Ｔ及び二成分現像剤のガイド流路３７Ｇが形成される。

そして、上側レバー部４５ｂの移動により形成された迂回路４７を介して、押し出された滞留現像剤は、落下現像剤となって仕切り部材３９上に落下し、現像剤退避部３４を経て、その後、現像剤収容部３３へ流れ込む。

このとき、上記のようにトナー濃度の低い二成分現像剤Ｇは、ガイド流路３７Ｇを介して現像剤収容部３３内へ流入すると共に、トナー収容部３５内のトナーＴは、トナー補給路３７Ｔを介して現像剤収容部３３内へ流入し、両者は現像剤収容部３３内の所定の合流領域３３Ｍにて合流し混合撹拌される。このように、常に所定の領域にて二成分現像剤ＧとトナーＴとが合流混合されるので、トナー濃度の安定化に寄与することができる。

一方、現像剤担持体３２により担持搬送される二成分現像剤Ｇのトナー濃度が高い場合を想定すると、この二成分現像剤Ｇは、磁性キャリアの表面を覆うトナー量が多いことから、比較的単位体積当たりの磁性キャリア密度が小さい。つまり、図５に示されるように、外部磁界（本例ではＮ１）から二成分現像剤Ｇが受ける磁気吸引力は小さいため、トナー濃度の高い二成分現像剤Ｇの多くは、現像剤担持体３２の回転方向に対して仕切り部材３９の先端３９ｂよりも上流側の位置で落下してしまう。結果として、この二成分現像剤Ｇは、せき止め部４１近傍に滞留している滞留現像剤まで到達することなく、レバー部材４５の受圧面４５ｐを押圧しないので仕切り部材３９上に流出しない。このため、この二成分現像剤Ｇは、仕切り部材３９上に流出することなく、現像剤担持体３２の回転方向に対して仕切り部材３９の先端部３９ｂより上流側の位置で落下し、直接現像剤収容部３３へ戻る。このとき、トナー濃度が低い場合と異なり、迂回路４７及びトナー補給路３７Ｔは、レバー部材４５の上側レバー部４５ｂ及び下側レバー部４５ｃによりそれぞれ閉じられている状態にあるので、トナー収容部３５から現像剤収容部３３へのトナーＴの流入を防止すると共に、現像剤収容部３３からトナー収容部３５への二成分現像剤Ｇの流出も防止することができる。

このように、本実施の形態に係るトナー補給メカニズムは、トナー濃度に応じた二成分現像剤Ｇの流動性変化、嵩変化に加えて磁気吸引力の変化を利用したものであり、トナー濃度が低い二成分現像剤Ｇに対してはトナー補給が行われ、トナー濃度が高い二成分現像剤Ｇに対してはトナー補給が行われない構成になっている。

そして、低トナー濃度の時には、二成分現像剤Ｇは、現像剤退避部３４へ一時的に誘導されることによって現像剤収容部３３内の二成分現像剤Ｇの嵩変化及び流動性が強調されることになり、その分、現像剤収容部３３内の二成分現像剤Ｇは、トナー収容部３５内のトナーＴをすばやく取り込むことができ、高密度画像の連続出力に対応することができる。さらに、前述のようなメカニズムにより、現像剤担持体３２上の飽和トナー濃度は二成分現像剤に働く磁気吸引力に依存するものであり、二成分現像剤の体積に依存しないので、経時で現像装置内の磁性キャリアの量が減少しても飽和トナー濃度は安定した値に保たれる。そして、トナー収容部３５からトナーＴを供給する場合、二成分現像剤Ｇが迂回路４７を介して現像剤退避部３４を経由するため、現像剤収容部３３内の二成分現像剤Ｇの循環が非常に活発になり、トナー補給路３７Ｔからのトナー及びガイド流路３７Ｇからの二成分現像剤の取込みが均一に行なわれる。

また、トナー濃度に応じてトナー補給路３７Ｔを開閉するレバー部材４５により、現像装置の着脱や輸送に伴う、現像剤収容部３３からトナー収容部３５への現像剤の流出による現像剤収容部３３内のトナー濃度の異常上昇を防止し、その後の画像形成において、安定した画像品質を維持することができる現像装置を提供することができる。

さらに、仕切り部材３９上に流出した二成分現像剤Ｇと補給トナーＴとの合流混合が、常に、ガイド流路３７Ｇとトナー補給路３７Ｔとの合流地点である現像剤収容部３３内の所定の領域３３Ｍで行なわれるので、トナー濃度のより一層の安定化を図ることができると共に、仕切り部材３９上に流出した二成分現像剤Ｇが、ガイド流路３７Ｇを介して確実に現像剤収容部３３内へ還流するので、キャリアのサンプ量を減らすことができイニシャルコストの低減を図ることが可能となる。

本発明が適用された現像装置を含む画像形成装置の一実施の形態を示す説明図である。 本発明に係る現像装置の概要を示す説明図である。 本発明に係る仕切り部材及びレバー部材周辺の拡大図である。 低トナー濃度時における二成分現像剤とトナーの流れを示す説明図である。 高トナー濃度時における二成分現像剤とトナーの流れを示す説明図である。

符号の説明

２１：静電潜像担持体、２２：帯電装置、２３：露光装置、２４：現像装置、２５：バイアス電源、２６：転写装置、２７：バイアス電源、２８：記録材、２９：クリーニング装置、３１：現像ハウジング、３１ｗ：隔壁部、３２：現像剤担持体、３３：現像剤収容部、３３Ｍ：合流領域、３４：現像剤退避部、３５：トナー収容部、３６：現像剤撹拌部材、３７Ｇ：ガイド流路、３７Ｔ：トナー補給路、３９：仕切り部材、３９ａ：ベースプレート、３９ｂ：上端部、３９ｃ：下端部、４１：せき止め部、４５：レバー部材、４５ａ：支点、４５ｂ：上側レバー部、４５ｃ：下側レバー部、４５ｄ：下端部、４５ｐ：受圧面、４５ｓ：弾性部材、４７：迂回路、５０：定着装置、５１：加熱ロール、５２：加圧ロール、３２１：回転スリーブ、３２２：磁極ロール、３５１：トナー撹拌部材、Ｇ：二成分現像剤、Ｔ：トナー

Claims (4)

1. トナーと磁性キャリアとが含まれる二成分現像剤を磁力により担持搬送する現像剤担持体と、
   現像剤担持体に隣接して二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、
   現像剤収容部に隣接して設けられ、トナーを供給可能に収容するトナー収容部と、
   現像剤収容部とトナー収容部との間に設けられ、トナー濃度に応じて両者を連通させるトナー補給路と、
   現像剤収容部に対して現像剤担持体の現像剤搬送方向下流側に設けられ、トナー濃度に応じて現像剤収容部と連通する迂回路が形成される現像剤退避部と、
   現像剤収容部及び現像剤退避部に対して現像剤担持体の現像剤搬送方向下流側に設けられ、現像剤担持体により担持搬送される二成分現像剤の一部を余剰現像剤としてせき止め、トナー濃度に応じて現像剤収容部又は現像剤退避部に余剰現像剤を分離する現像剤分離手段と、
   現像剤分離手段により分離された前記余剰現像剤を現像剤収容部又は現像剤退避部に導入すると共に互いを仕切る仕切り部材と、
   トナー濃度に応じて前記迂回路及びトナー補給路の開閉を行なう流路開閉手段と
   を備えていることを特徴とする現像装置。
2. 前記流路開閉手段は、仕切り部材の上方に支点を有し、常時迂回路及びトナー補給路を閉じるように弾性体により付勢されていると共に、現像剤担持体による二成分現像剤の搬送に伴って、迂回路及びトナー補給路を開くように構成されたレバー部材であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記仕切り部材とレバー部材との間には、トナー濃度に応じて、仕切り部材上に流出した二成分現像剤を現像剤収容部に導くガイド流路が形成されることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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