JP2021028697A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤溢れやスクリュロックなどの発生を抑制する。【解決手段】現像室２３は、第１方向Ｄ１に関して、現像剤排出口４０の上流端から下流端までの領域である第１領域７１と、第１領域７１を含む第２領域７２と、第２領域７２の上流側に隣接する第３領域７３と、第２領域７２の下流側に隣接する第４領域７４と、を有する。第１の搬送スクリュ２５は、第３領域７３、第２領域７２、第４領域７４において設けられた回転軸７０と、第３領域７３及び第４領域７４において回転軸７０に形成されたスクリュ羽根７６，７７とを有する。現像剤排出口４０の下端部４０ｄより下方における現像室２３の内面と第１の搬送スクリュ２５の第１領域７１との間の現像剤流路３３は、第１方向Ｄ１に関して現像剤排出口４０の上流端４０ｂと下流端４０ａとの間の中央部４０ｃよりも下流側に断面積が最小である最小部３３ａを有する。【選択図】図５

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複数の機能を有する複合機などの画像形成装置に適用される現像装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置に適用される現像装置として、現像剤の帯電性能の劣化を抑制すべく、補給装置により現像剤を補給し、補給により過剰になった現像容器内の余剰現像剤を現像容器の壁面に設けた現像剤排出口から排出させる構成が知られている。この種の現像装置としては、現像剤排出口に対向する搬送スクリュのスクリュ羽根を省略することで、現像剤排出口から現像剤が排出され過ぎることを抑制する構成が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１５−２２２３９８号公報

ところで、例えば現像剤の帯電量が低下すると、主に現像剤流動性が向上することと嵩密度が大きくなることにより、特に現像剤搬送方向下流の現像剤面が著しく低下することが知られている。しかしながら、特許文献１に記載された構成では、現像剤排出口に対向する搬送スクリュのスクリュ羽根を省略しているので、現像剤面が下がったままとなる。このため、本来は余剰分として排出されるべき現像剤が、現像剤排出口に届かずに排出されなくなってしまう虞がある。このとき、帯電量が低下する高湿度環境においてプリントされる場合と、プリント画像の濃度が高く現像装置へのトナー補給量が多い場合において、現像剤量の増加に伴い現像剤排出不良による溢れやスクリュロックを発生する虞がある。

本発明は、現像剤溢れやスクリュロックなどの発生を抑制可能な現像装置を提供することを目的とする。

本発明の現像装置は、現像剤を収容する現像容器であって、第１室と、前記第１室の上方又は下方に設けられ、前記第１室と共に現像剤の循環経路を形成する第２室と、を有する前記現像容器と、前記第１室又は前記第２室から供給された現像剤を担持して回転する現像剤担持体と、前記第１室に配設され、前記第１室内の現像剤を第１方向に搬送する第１の搬送スクリュと、前記第２室に配設され、前記第２室内の現像剤を前記第１方向と反対の第２方向に搬送する第２の搬送スクリュと、前記現像容器の内部で前記第１室と前記第２室とを上下に隔て、前記第２室から前記第１室に現像剤を受け渡す第１連通口と、前記第１連通口より前記第１方向の下流側に設けられ、前記第１室から前記第２室に現像剤を受け渡す第２連通口と、を有する隔壁と、前記第１室において、前記第１方向に関して前記第２連通口と前記現像剤担持体の最大画像領域との間に設けられ、前記現像容器内の余剰現像剤を前記現像容器から排出するための現像剤排出部と、を備える現像装置であって、前記第１室は、前記第１方向に関して、前記現像剤排出部の上流端から下流端までの少なくとも一部の領域である第１領域と、前記第１領域を含む領域である第２領域と、前記第２領域の上流側に隣接する領域である第３領域と、前記第２領域の下流側に隣接する領域である第４領域と、を有し、前記第１の搬送スクリュは、少なくとも前記第３領域、前記第２領域、前記第４領域において設けられた回転軸と、少なくとも前記第３領域及び前記第４領域において前記回転軸の周囲に螺旋状に形成されたスクリュ羽根とを有し、前記現像剤排出部の下端部より下方における前記第１室の内面と前記第１の搬送スクリュの前記第１領域との間の空間は、前記第１方向に関して前記現像剤排出部の上流端と下流端との間の中央部よりも下流側に、前記第１方向に直交する直交方向の断面積が最小である最小部を有する、ことを特徴とする。

また、本発明の現像装置は、現像剤を収容する現像容器であって、第１室と、前記第１室の上方又は下方に設けられ、前記第１室と共に現像剤の循環経路を形成する第２室と、を有する前記現像容器と、前記第１室又は前記第２室から供給された現像剤を担持して回転する現像剤担持体と、前記第１室に配設され、前記第１室内の現像剤を第１方向に搬送する第１の搬送スクリュと、前記第２室に配設され、前記第２室内の現像剤を前記第１方向と反対の第２方向に搬送する第２の搬送スクリュと、前記現像容器の内部で前記第１室と前記第２室とを上下に隔て、前記第２室から前記第１室に現像剤を受け渡す第１連通口と、前記第１連通口より前記第１方向の下流側に設けられ、前記第１室から前記第２室に現像剤を受け渡す第２連通口と、を有する隔壁と、前記第１室において、前記第１方向に関して前記第２連通口と前記現像剤担持体の最大画像領域との間に設けられ、前記現像容器内の余剰現像剤を前記現像容器から排出するための現像剤排出部と、を備える現像装置であって、前記第１室は、前記第１方向に関して、前記現像剤排出部の上流端から下流端までの少なくとも一部の領域である第１領域と、前記第１領域を含む領域である第２領域と、前記第２領域の上流側に隣接する領域である第３領域と、前記第２領域の下流側に隣接する領域である第４領域と、を有し、前記第１の搬送スクリュは、少なくとも前記第３領域、前記第２領域、前記第４領域において設けられた回転軸と、少なくとも前記第３領域及び前記第４領域において前記回転軸の周囲に螺旋状に形成されたスクリュ羽根とを有し、前記回転軸は、前記第１領域において、前記第１方向に関して第１位置における前記第１方向に直交する直交方向の断面積が、前記第１位置より上流側の第２位置における前記直交方向の断面積より大きいことを特徴とする。

また、本発明の現像装置は、現像剤を収容する現像容器であって、第１室と、前記第１室の上方又は下方に設けられ、前記第１室と共に現像剤の循環経路を形成する第２室と、を有する前記現像容器と、前記第１室又は前記第２室から供給された現像剤を担持して回転する現像剤担持体と、前記第１室に配設され、前記第１室内の現像剤を第１方向に搬送する第１の搬送スクリュと、前記第２室に配設され、前記第２室内の現像剤を前記第１方向と反対の第２方向に搬送する第２の搬送スクリュと、前記現像容器の内部で前記第１室と前記第２室とを上下に隔て、前記第２室から前記第１室に現像剤を受け渡す第１連通口と、前記第１連通口より前記第１方向の下流側に設けられ、前記第１室から前記第２室に現像剤を受け渡す第２連通口と、を有する隔壁と、前記第１室において、前記第１方向に関して前記第２連通口と前記現像剤担持体の最大画像領域との間に設けられ、前記現像容器内の余剰現像剤を前記現像容器から排出するための現像剤排出部と、を備える現像装置であって、前記第１室は、前記第１方向に関して、前記現像剤排出部の上流端から下流端までの少なくとも一部の領域である第１領域と、前記第１領域を含む領域である第２領域と、前記第２領域の上流側に隣接する領域である第３領域と、前記第２領域の下流側に隣接する領域である第４領域と、を有し、前記第１の搬送スクリュは、少なくとも前記第３領域、前記第２領域、前記第４領域において設けられた回転軸と、少なくとも前記第３領域及び前記第４領域において前記回転軸の周囲に螺旋状に形成されたスクリュ羽根とを有し、前記回転軸は、前記第１領域において、前記第１方向に関して第１位置における前記第１方向に直交する直交方向の断面積が前記第１位置より上流側の第２位置における前記直交方向の断面積より大きい形状のリブが形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、現像剤溢れやスクリュロックなどの発生を抑制する。

第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成の断面図である。 第１の実施形態に係る現像装置の概略構成の断面図である。 第１の実施形態に係る現像装置の現像容器内の第１の搬送スクリュと現像剤排出口との関係を示す概略構成の断面図である。 比較例に係る現像装置の現像容器内の第１の搬送スクリュと現像剤排出口との関係を示す概略構成の断面図であり、（ａ）は現像剤の流動性が低い場合、（ｂ）は現像剤の流動性が高い場合である。 第１の実施形態に係る現像装置の現像容器内の第１の搬送スクリュと現像剤排出口との関係を示す概略構成の断面図である。 第１の実施形態に係る現像装置の現像容器内の現像剤流路を説明するための概略構成の断面図である。 第１の実施形態に係る現像装置の現像容器内の現像剤量と排出量との関係を示すグラフである。 第１の実施形態に係る現像装置の現像容器内の第１の搬送スクリュと現像剤排出口と現像剤面との関係を示す概略構成の断面図である。 第１の実施形態及び比較例に係る現像装置の現像容器内の現像剤量と排出量との関係を示すグラフである。 第１の実施形態に係る現像装置の現像容器内の現像剤量と排出量との関係を示すグラフである。 第１の実施形態に係る現像装置の現像容器内の第１の搬送スクリュと現像剤排出口と現像剤面との関係を示す概略構成の断面図である。 第２の実施形態に係る現像装置の現像容器内の第１の搬送スクリュと現像剤排出口との関係を示す概略構成の断面図である。 第２の実施形態に係る現像装置の現像容器内の第１の搬送スクリュのリブを示す概略構成の断面図であり、（ａ）は上流端、（ｂ）は下流端である。 第１及び第２の実施形態に係る現像装置の現像容器内の現像剤量と排出量との関係を示すグラフである。 第２の実施形態に係る現像装置の現像容器内の第１の搬送スクリュと現像剤排出口と現像剤面との関係を示す概略構成の断面図である。

＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図１乃至図９を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置１００の概略構成について、図１を用いて説明する。

［画像形成装置］
本実施形態の画像形成装置１００は、電子写真方式を採用したフルカラー画像形成装置で、４つの画像形成部Ｐ（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ）を備える。なお、各画像形成部Ｐの構成は、現像色が異なる以外は実質的に同一とされるので、以下、代表して画像形成部Ｐａについて説明する。

画像形成部Ｐａは、トナー像を担持する像担持体としての矢印方向（反時計方向）に回転するドラム状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１ａを備える。感光ドラム１ａは、例えば直径３０ｍｍとしている。そして、その周囲には、帯電器２ａ、露光手段としてのレーザビームスキャナ３ａ、現像装置４ａ、転写ローラ６ａ、クリーニング手段１９ａなどからなる画像形成手段を有する。

次に、上記構成の画像形成装置１００全体の通常モードにおける画像形成シーケンスについて説明する。先ず、感光ドラム１ａが、帯電器２ａによって一様に帯電される。通常モードでは感光ドラム１ａは、矢示の反時計方向に例えば２１７ｒｐｍのプロセススピード（周速度）で回転する。一様に帯電された感光ドラム１ａは、次に、レーザビームスキャナ３ａにより、画像信号により変調されたレーザ光により走査露光が行われる。

レーザビームスキャナ３ａは、半導体レーザを内蔵しており、この半導体レーザは、入力された画像データに基づいて制御され、レーザ光を射出する。例えば、ＣＣＤ等の光電変換素子を有する原稿読み取り装置から入力された原稿画像情報信号（画像データ）に対応して、或は、外部端末から入力された画像情報信号に対応して制御され、レーザ光を射出する。これによって、帯電器２ａによって帯電された感光ドラム１ａの表面電位が画像部において変化して、感光ドラム１ａ上に静電潜像が形成される。本実施形態では、このような帯電器２ａ及びレーザビームスキャナ３ａにより、静電潜像形成手段を構成している。

このように感光ドラム１ａ上に形成された静電潜像は、現像装置４ａによってトナーにより反転現像され、可視画像、即ち、トナー像とされる。本実施形態では、現像装置４ａは、現像剤としてトナー及びキャリアを含む現像剤を使用する二成分現像方式を用いる。即ち、各現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、各色のトナーを含む二成分現像剤を収容している。具体的には、現像装置４ａにはイエロー（Ｙ）のトナーを、現像装置４ｂにはマゼンタ（Ｍ）のトナーを、現像装置４ｃにはシアン（Ｃ）のトナーを、現像装置４ｄにはブラック（Ｋ）のトナーを、それぞれ収容している。したがって、上述の工程を各画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ毎に行うことによって、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上に、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像が形成される。

また、各画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの下方位置には、中間転写体である中間転写ベルト５が配置される。中間転写ベルト５は、ローラ６１、６２、６３に懸架され、矢印方向に移動自在とされる。感光ドラム１ａ上のトナー像は、一次転写手段としての転写ローラ６ａによって一度中間転写体である中間転写ベルト５に順次転写される。これによって、中間転写ベルト５上にてイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされ、フルカラー画像が形成される。また、感光ドラム１ａ上に転写されずに残ったトナーはクリーニング手段１９ａに回収される。

この中間転写ベルト５上のフルカラー画像は、給紙カセット１２から取り出され、給紙ローラ１３、給紙ガイド１１を経由して進行したシート（用紙、ＯＨＰシートなど）などの記録材Ｓに、二次転写ローラ１０の作用により転写される。転写されずに中間転写ベルト５表面に残ったトナーは中間転写ベルトクリーニング手段１８に回収される。一方、トナー像が転写された記録材Ｓは、定着器（熱ローラ定着器）１６に送られ、画像の定着が行われ、排紙トレー１７に排出される。

なお、本実施形態では、像担持体として、通常使用されるドラム状の有機感光体である感光ドラム１ａを使用したが、勿論、アモルファスシリコン感光体等の無機感光体を使用することもできる。また、ベルト状の感光体を用いることも可能である。帯電方式、転写方式、クリーニング方式、定着方式に関しても、上記方式に限られるものではない。

［現像装置］
次に、図２を参照して、現像装置４ａについて説明する。現像装置４ａは、二成分現像剤を収容する現像容器２２と、現像剤担持体である現像スリーブ２８と、搬送部材である第１及び第２の搬送スクリュ２５、２６と、を有する。また、本実施形態の現像装置４ａは、縦撹拌型であるため、現像容器２２の内部は、その略中央部が紙面に垂直方向に延在する隔壁２７によって、収容部である現像室（第１室）２３と撹拌室（第２室）２４とに上下に区画されている。現像剤は、現像室２３及び撹拌室２４に収容されている。即ち、現像容器２２は、現像室２３と、現像室２３の下方に設けられ、現像室２３と共に現像剤の循環経路を形成する撹拌室２４と、を有する。撹拌室２４の上方に設けられた現像室２３は、現像スリーブ２８に現像剤を供給し、撹拌室２４は、現像スリーブ２８から現像剤を回収する。また、現像スリーブ２８は、現像室２３から供給された現像剤を担持して回転する。

撹拌室２４及び現像室２３には、第１及び第２の搬送スクリュ２５、２６がそれぞれ配置されている。第１の搬送スクリュ２５は、上側の現像室２３の底部に現像スリーブ２８の長手方向（回転軸線方向）に沿ってほぼ平行に配置されており、図２の時計回りに回転して現像室２３内（第１室内）の現像剤を軸線方向に沿って一方向に撹拌しつつ搬送する。時計回りとした理由は、現像スリーブ２８への現像剤の供給という観点で有利だからである。図３に示すように、第１の搬送スクリュ２５は、回転軸７０と、回転軸７０の周囲に螺旋状に形成されたスクリュ羽根７６を有し、第１方向Ｄ１に現像剤を搬送する。また、第２の搬送スクリュ２６は、下側の撹拌室２４内の底部に第１の搬送スクリュ２５とほぼ平行に配置され、第１の搬送スクリュ２５と反対方向（反時計回り）に回転する。そして、撹拌室２４内（第２室内）の現像剤を第１の搬送スクリュ２５の搬送方向である第１方向Ｄ１と反対方向の第２方向Ｄ２に撹拌しつつ搬送する。

隔壁２７は、撹拌室２４から現像室２３に現像剤を受け渡す第１連通口２７ａと、第１連通口２７ａより第１方向Ｄ１の下流側に設けられ、現像室２３から撹拌室２４に現像剤を受け渡す第２連通口２７ｂと、を有している。隔壁２７の両端は、現像容器２２の長手方向両端部の内壁までは達しておらず、これにより撹拌室２４から現像室２３へ現像剤を受け渡す第１連通口２７ａと、現像室２３から撹拌室２４へ現像剤を受け渡す第２連通口２７ｂとが形成される。第１及び第２の搬送スクリュ２５、２６の回転による搬送によって、現像剤が隔壁２７の両端部の第１連通口２７ａ及び第２連通口２７ｂを通じて現像室２３と撹拌室２４との間で循環される。なお、本実施形態では、現像室２３と撹拌室２４は上下に配置され、現像スリーブ２８へ現像剤を供給する機能と現像後の現像剤を回収する機能が分かれている機能分離の構成である場合について説明しているが、これには限られない。例えば、機能分離ではない構成であってもよい。

また、図２に示すように、現像容器２２の感光ドラム１ａに対向した現像位置に相当する位置には開口部があり、この開口部に現像スリーブ２８が感光ドラム方向に一部露出するように回転可能に配設されている。現像スリーブ２８は、現像容器内の現像剤を担持搬送し、感光ドラム１ａの現像位置に現像剤を供給する。現像スリーブ２８に担持された現像剤の穂（磁気ブラシ）は、穂切り部材である規制ブレード２９により長さ（コート量）が規制される。ここで、現像スリーブ２８の直径を例えば２０ｍｍ、周速を５６５ｒｐｍ、感光ドラム１ａの直径を例えば３０ｍｍ、周速を２１７ｒｐｍとし、この現像スリーブ２８と感光ドラム１ａとの最近接領域を例えば約４００μｍの距離とする。これにより、現像スリーブ２８に担持され規制ブレード２９により長さを規制された状態で現像位置に搬送された現像剤の穂を、感光ドラム１ａと接触させて、感光ドラム１ａ上の静電潜像の現像が行えるように設定している。

このような現像スリーブ２８は、アルミニウムやステンレスのような非磁性材料で構成され、直径は２０ｍｍであり、その内部には磁界発生手段であるマグネットローラ２８ｍが非回転に設置されている。このマグネットローラ２８ｍは、現像位置における感光ドラム１ａに対向して配置された現像極Ｓ２を有する。また、規制ブレード２９に対向して配置された磁極Ｓ１、磁極Ｓ１、Ｓ２の間に配置された磁極Ｎ２、現像室２３及び撹拌室２４にそれぞれ対向して配置された磁極Ｎ１及びＮ３を有している。

このように内部にマグネットローラ２８ｍを有する現像スリーブ２８は、現像時に図２の矢印方向（時計方向）に回転することにより、現像剤を担持しつつ搬送する。そして、規制ブレード２９による磁気ブラシの穂切りによって層厚を規制された現像剤を、感光ドラム１ａと対向した現像領域に搬送し、感光ドラム１ａ上に形成された静電潜像に現像剤を供給して潜像を現像する。

規制ブレード２９は、現像スリーブ２８の長手方向軸線に沿って延在した板状のアルミニウムなどで形成された非磁性部材と、鉄材のような磁性部材とで構成され、感光ドラム１ａよりも現像スリーブ回転方向上流側に配設されている。そして、規制ブレード２９の先端部と現像スリーブ２８との間を現像剤のトナーとキャリアの両方が通過して現像位置へと送られる。

なお、規制ブレード２９の現像スリーブ２８の表面との間隙を調整することによって、現像スリーブ２８上に担持した現像剤磁気ブラシの穂切り量が規制されて現像位置へ搬送される現像剤量が調整される。本実施形態においては、規制ブレード２９によって、現像スリーブ２８上の単位面積当りの現像剤コート量を、例えば３０ｍｇ／ｃｍ^２に規制している。また、規制ブレード２９と現像スリーブ２８は、間隙を２００〜１０００μｍ、好ましくは３００〜７００μｍに設定される。本実施形態では４００μｍに設定した。

また、感光ドラム１ａと対向する現像領域に於いては、現像スリーブ２８が、感光ドラム１ａの移動方向と順方向で移動し、周速比は、感光ドラム１ａに対して１．７５倍で移動している。この周速比に関しては、０〜３．０倍の間で設定され、好ましくは、０．５〜２．０倍の間に設定されれば、何倍でも構わない。移動速度比は、大きくなればなるほど現像効率はアップするが、あまり大きすぎると、トナー飛散、現像剤劣化等の問題点が発生するので、上記の範囲内で設定することが好ましい。

次に、本実施形態にて用いられる、トナーとキャリアを含む二成分現像剤について説明する。トナーは、結着樹脂、着色剤、そして、必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有している。トナーは、負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は４μｍ以上、１０μｍ以下が好ましい。より好ましくは８μｍ以下であることが好ましい。本実施形態では、トナーの平均粒径は、画質とハンドリング性を考慮して約６μｍとしている。

また、キャリアは、例えば表面酸化或は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属、及びそれらの合金、或は酸化物フェライトなどが好適に使用可能であり、これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。キャリアは、重量平均粒径が２０〜６０μｍ、好ましくは３０〜５０μｍであり、抵抗率が１０^７Ωｃｍ以上、好ましくは１０^８Ωｃｍ以上である。本実施形態では、１０^８Ωｃｍのもので、５０％粒径（Ｄ５０）が４０μｍ程度の粒子を用いている。本実施形態では、現像容器２２内において、このようなトナーとキャリアとを重量比で約９：９１の割合で混合し、トナー濃度（全現像剤重量に占めるトナー重量の割合（比率）：ＴＤ比）９％の二成分現像剤として使用し、剤量としては３５０ｇ内包している。

次に、現像装置４ａの駆動制御系を説明する。現像スリーブ２８は現像部駆動手段として不図示の第１の駆動手段モータＭ１により駆動され、第１及び第２の搬送スクリュ２５、２６は撹拌搬送手段として不図示の第２の駆動手段モータＭ２により駆動されている。本実施形態では、これらモータは共に駆動停止時に加減速レートにより角加速度が設定できるステッピングモータを用い、画像形成時における定常状態の駆動回転速度は、それぞれ、５６５ｒｐｍ、９００ｒｐｍとした。また、本実施形態においては、第１の駆動手段モータＭ１、第２の駆動手段モータＭ２はそれぞれ現像スリーブ２８と第１の搬送スクリュ２５に直結され、更に第１の搬送スクリュ２５と第２の搬送スクリュ２６はギヤでつながっている。このため、現像スリーブ２８と第１の搬送スクリュ２５はそれぞれ５６５ｒｐｍ、９００ｒｐｍで駆動し、第２の搬送スクリュ２６は９００ｒｐｍで駆動する。

［現像剤の補給］
次に、本実施形態における現像剤の補給方法について図２及び図３を用いて説明する。現像装置４ａの上部には、トナーとキャリアを混合した補給用の二成分現像剤を収容するホッパ３１が配置される。トナー補給手段を構成するこのホッパ３１は、下部にスクリュ状の搬送部材３２を備え、搬送部材３２の一端が現像装置４ａの前端部に設けられた現像剤補給口３０の位置まで延びている。

画像形成によって消費された分のトナーは、搬送部材３２の回転力と、現像剤の重力によって、ホッパ３１から現像剤補給口３０を通過して、現像容器２２に補給される。このようにしてホッパ３１から現像装置４ａに現像剤が補給される。現像剤の補給量は、搬送部材３２の回転回数によって凡そ定められるが、この回転回数は図示しないトナー補給量制御部によって定められる。トナー補給量制御の方法としては、二成分現像剤のトナー濃度を光学的或いは磁気的に検知するものや、感光ドラム１ａ上の基準潜像を現像してそのトナー像の濃度を検知する方法などを適宜選択することが可能である。

［現像剤の排出］
次に、本実施形態における現像剤の排出方法について図２及び図３を用いて説明する。図２に示すように、現像容器２２の側壁には、現像剤排出部の一例として現像剤排出口４０が設けられており、この現像剤排出口４０より劣化現像剤が矢印にしたがって排出される。現像剤の補給工程により現像装置４ａ内の現像剤が増加すると、増加量に応じて、現像剤はこの現像剤排出口４０より溢れ出るように排出される。即ち、現像剤排出口４０は、現像剤の補給に伴う余剰現像剤を現像容器２２から排出する。排出された現像剤は搬送部材である回収スクリュ４１により図示しない回収現像剤貯蔵庫まで搬送される。

現像剤排出口４０は、現像剤が定常状態に至った時の所定剤面高さに合わせて、現像容器２２の所定の高さの位置に形成される。本実施形態では、現像剤排出口４０は現像室２３の側壁に、現像室２３の底面から高さ１６．５ｍｍの位置に現像剤排出口４０の開口部の底辺が来るように設けられている（図６参照）。現像剤排出口４０は、現像剤搬送方向１０ｍｍ×高さ５ｍｍの開口幅を有する。尚、現像剤排出口４０の形状及び大きさは、上述したものには限られず、現像容器２２内の内圧が上昇した際に、内圧を下げるために現像剤排出口４０から空気を排出する構成であればよい。

なお、現像剤排出口４０の位置は、現像剤補給口３０の位置より現像剤搬送方向上流側で、第１の搬送スクリュ２５が配置されている現像室２３の側壁の現像剤搬送方向下流側に形成されている。これは、補給された新しい現像剤がすぐに排出されないようにするためである。図３に示すように、現像剤排出口４０は、現像室２３において、第１方向Ｄ１に関して、第２連通口２７ｂと現像スリーブ２８の最大画像領域Ａ１との間に設けられている。尚、本実施形態では、現像スリーブ２８の最大画像領域Ａ１とは、現像スリーブ２８の回転軸線方向に関して、感光ドラム１ａの表面上に画像を形成可能な画像領域のうちの最大画像領域に対応する現像スリーブ２８の領域のことである。

［現像剤排出口と第１の搬送スクリュとの関係］
次に、現像剤排出口４０と第１の搬送スクリュ２５との関係について、図５を用いて説明する。上述したように、現像容器２２の現像室２３内には、搬送部材である第１の搬送スクリュ２５が配置されている。また、現像室２３内の側壁には現像剤排出口４０が設けられており、第１の搬送スクリュ２５は、一部が現像剤排出口４０と対向するように配置されている。

第１の搬送スクリュ２５は、回転軸７０上に螺旋状に形成されたスクリュ羽根７６を有し、回転することで回転軸７０に沿って現像室２３内の現像剤を搬送する。本実施形態では、第１の搬送スクリュ２５は、例えば、軸径６ｍｍの回転軸７０の軸方向に亘って、１ピッチ４０ｍｍ、外径１８ｍｍのスクリュ羽根７６が、条数２条で設けられて形成されている。第１の搬送スクリュ２５は、第１連通口２７ａから現像スリーブ２８の最大画像領域Ａ１の範囲を超えて現像剤排出口４０の上流手前まで均等に設けられている。第２の搬送スクリュ２６は、軸径６ｍｍの回転軸に軸方向に渡って１ピッチ３０ｍｍ、外径１８ｍｍの撹拌羽根であるスクリュ羽根が条数１条で設けられて形成され、回転することで撹拌室２４内の現像剤を搬送する。

ここで、本発明の特徴的な部分である現像剤の排出について、比較例を交えながら詳述する。上述したように現像剤排出口４０の対向部を含む第１領域７１においてスクリュ羽根７６を除去する構成は、第１領域７１の現像剤面が当該領域の「現像剤流路」、「現像剤の滞留度」、「現像剤の嵩密度」の３つの因子のバランスで決定される。

（ｉ）現像剤滞留度と現像剤面の関係
第１の搬送スクリュ２５によって搬送されてきた現像剤は第３領域７３から第１領域７１に差し掛かるとスクリュ羽根７６による搬送力を受けなくなる。よって、現像容器２２の内面から受ける摩擦力によって現像剤が減速し、後方からの現像剤と衝突することによって現像剤が滞留し剤面が上昇する。この滞留の度合いは現像剤の減速度と概ね同傾向であり、現像剤の流動性が低い程滞留度は高い。

流動性が低い場合は、現像剤同士の相互作用が大きいので、第１領域７１における現像容器２２の内面から受ける摩擦力がそのまま現像剤内部の粒子間の（静電的・非静電的）相互作用を介して抵抗力となって伝わり、第１領域７１内の現像剤全体が減速する。即ち、滞留度が高い。一方で流動性が高い場合は、現像剤同士の（静電的・非静電的）相互作用が小さいので、これらの相互作用を介した抵抗力が現像剤に伝わらず現像剤全体が減速しない。言い換えると、現像剤内部の相互作用が弱いため、現像剤同士が滑るなどして現像容器２２の内面から受けた摩擦力が現像剤全体に力が伝わらず滞留しない。最下層のみ減速する。よって、滞留度が低い。一般的に、帯電量が大きい時は現像剤同士の静電的相互作用が大きいので流動性も低く、帯電量が小さい時は現像剤同士の静電的相互作用が小さいことに起因して流動性は高い。

（ｉｉ）現像剤流路と現像剤面の関係
第１の搬送スクリュ２５によって搬送されてきた現像剤は、第３領域７３から第１領域７１に差し掛かるとスクリュ羽根７６が省略されているため、本領域の第１方向Ｄ１に垂直な断面の空壁部（現像剤流路）は第３領域７３と比べて大きくなる。よって、嵩密度が同じであれば、現像剤流路が大きい方が現像剤面は低下する。

（ｉｉｉ）現像剤嵩密度と現像剤面の関係
一般に、現像剤が空気を含んでいない状態においては、現像剤の嵩密度が大きければ剤面は低下し、小さければ剤面は上昇する。よって、第１領域７１において現像剤嵩密度が十分に小さければ、（ｉｉ）で説明した流路の拡大分を補って剤面が上昇する場合も考えられる。一方、現像剤が空気を含んでいるときは、現像剤中のキャリア間に空気が入り込んでいる状態なので所謂静止状態の嵩密度では厳密に記述できず、むしろ空気の入り方に依存する。本実施形態においては、第３領域７３がそれに当たり、スクリュ羽根７６による現像剤の搬送時に現像剤に空気が取り込まれ、その時の現像剤面高さは第１搬送スクリュ２５の構成や回転速度に依り、現像剤の嵩密度への依存度は小さい。

一般に嵩密度は帯電量に依存する。帯電量が大きければ現像剤中のトナーとキャリアの電気的相互作用が大きいことに起因して嵩密度が小さくなり、帯電量が小さくなれば嵩密度が大きくなる。

以上より、（Ａ）帯電量が大きく流動性が低い場合と、（Ｂ）帯電量が小さく流動性が高い場合の２つの場合において、現像剤面は以下の様になる。

（Ａ）帯電量が大きく流動性が低い場合
図４（ａ）は、帯電量が大きく流動性が低い場合の現像剤排出口４０の付近の現像剤面８０を表した図である。この場合は、上記説明の通り現像剤滞留度は大きくかつ嵩密度も小さいため、現像剤面８０は上昇しやすい。

（Ｂ）帯電量が小さく流動性が高い場合
これに対して、図４（ｂ）は、帯電量が小さく流動性が高い場合の現像剤排出口４０の付近の現像剤面８０を表した図である。この場合は、現像剤滞留度は小さいため第１領域７１において現像剤面８０は上昇しにくく、かつ嵩密度も小さいため現像剤面８０は下降しやすい。特に、現像剤排出口４０の第１方向Ｄ１の上流端の現像剤面８０の高さに比べて下流端の現像剤面８０の高さが低く、（Ａ）の場合に比べて現像剤面８０が第１方向Ｄ１で大きく傾いている。スクリュ羽根７６で搬送されている第３領域７３の剤面高さはスクリュ羽根７６によって撹拌されて空気を含んでいることにより、（Ａ）の場合と同様に十分な高さを持っている。これに対して、スクリュ羽根７６のない第１領域７１においては空気が抜け、本来の現像剤の特性としての嵩密度が剤面高さを決めるからと考えることができる。つまり、第１領域７１において現像剤からの空気の抜け量が多い第１方向Ｄ１の下流ほど現像剤の特性としての嵩密度が露わになるので、帯電量が小さい場合は第１方向Ｄ１の下流ほど現像剤面８０が低下する。

このように、現像剤面８０が低下してしまうと現像剤が現像剤排出口４０の下端を超えることができず、現像剤量が増加していく。しかし、高湿環境下における高ＤＵＴＹ画像プリント時など著しく帯電量が低い場合などは、現像剤量が増えても嵩密度が極めて大きいことにより第１方向Ｄ１の下流端の現像剤面８０が十分に上がらず、十分な現像剤排出量を稼げない場合がある。これに対して現像剤排出口４０を排出量が十分になるように下げる対策や、第１の搬送スクリュ２５の現像剤排出口４０に対向する部分の回転軸径を全体的に太くする対策も考えられる。しかしながら、その場合は低湿環境下における低ＤＵＴＹ画像プリント時など帯電量が大きい場合には排出量が大きくなり過ぎ、現像剤量が減少してしまう弊害が考えられる。

上述した課題を解決するために、本実施形態では、図５に示すように、現像室２３は、第１方向Ｄ１に関して、第１領域７１と、第２領域７２と、第３領域７３と、第４領域７４とを有している。第１領域７１は、第１方向Ｄ１に関して、現像剤排出口４０の上流端から下流端までの少なくとも一部の領域である。本実施形態では、第１領域７１は、第１方向Ｄ１に関して、現像剤排出口４０の上流端４０ｂから下流端４０ａまでに亘って設けられている。例えば、第１方向Ｄ１に関して、現像剤排出口４０が複数並んで配置されている場合がある。この場合は、一連の現像剤排出口４０のうちの最上流側に位置する現像剤排出口４０の上流端４０ｂから最下流側に位置する現像剤排出口４０の下流端４０ａまでに亘って設けられているものとする。

第２領域７２は、第１領域７１を含む領域である。本実施形態では、第１方向Ｄ１に関して、第２領域７２の下流側端は、現像剤排出口４０の下流端４０ａより下流側に位置する。第３領域７３は、第２領域７２の上流側に隣接する領域である。第４領域７４は、第２領域７２の下流側に隣接する領域である。第１の搬送スクリュ２５は、少なくとも第３領域７３、第２領域７２、第４領域７４において設けられた回転軸７０と、少なくとも第３領域７３及び第４領域７４において回転軸７０の周囲に螺旋状に形成されたスクリュ羽根７６，７７とを有する。

本実施形態では、第１搬送スクリュ２５の現像剤排出口４０に対向した第１領域７１において、第１方向Ｄ１の下流ほど回転軸７０の軸径が太くなるようにしている。具体的には、まず、現像剤排出口４０に対向する部分、即ち、第１領域７１を含む第２領域７２のスクリュ羽根７６を切り欠いており、これによって現像剤排出口４０に対向する部分の現像剤の跳ね上げを抑制し意図しない現像剤の排出を防止する。第２領域７２の長さは１４ｍｍで、現像剤排出口４０の第１方向Ｄ１の長さは１０ｍｍであり、上記第２領域７２の第１方向Ｄ１における中心と現像剤排出口４０の第１方向Ｄ１における中心とが第１方向Ｄ１に関して一致するように設置されている。また、第１領域７１における回転軸７０の軸径は現像剤排出口４０に対向する部分を含むように現像剤の第１方向Ｄ１の下流ほど太くなっている。本実施形態では、回転軸７０の第１領域７１の上流端（第２位置）７０ｂは、現像剤排出口４０の第１方向Ｄ１の上流端４０ｂに対向し、軸径は６．０ｍｍである。また、回転軸７０の第１領域７１の下流端（第１位置）７０ａは、現像剤排出口４０の第１方向Ｄ１の下流端４０ａに対向し、軸径は１０．０ｍｍである。

即ち、回転軸７０は、第１領域７１において、第１方向Ｄ１に関して下流端７０ａにおける第１方向Ｄ１の直交方向の断面積が、上流端７０ｂにおける直交方向の断面積より大きい。また、回転軸７０は、第１方向Ｄ１に関して、第１領域７１の上流側端部から下流側端部に向けて、回転軸７０の第１方向Ｄ１の直交方向の断面積は徐々に大きくなる略円錐形状としている。

また、図６に示すように、現像剤排出口４０の下端部４０ｄより下方における現像室２３の内面２３ａと第１の搬送スクリュ２５の第１領域７１との間の空間を現像剤流路３３とする（図中、ハッチングで示す）。この現像剤流路３３において、図５に示すように、第１方向Ｄ１に関して現像剤排出口４０の上流端４０ｂと下流端４０ａとの間の中央部４０ｃよりも下流側に、第１方向Ｄ１の直交方向の断面積が最小である最小部３３ａを有する。また、現像剤流路３３は、第１方向Ｄ１に関して第１領域７１の下流側端部に最小部（第１位置）３３ａを有し、第１方向Ｄ１に関して第１領域７１の上流側端部に直交方向の断面積が最大である最大部（第２位置）３３ｂを有する。即ち、第１領域７１において、第１方向Ｄ１に関して最小部３３ａにおける現像剤流路３３の第１方向Ｄ１の直交方向の断面積は、最小部３３ａより上流側の最大部３３ｂにおける現像剤流路３３の直交方向の断面積より小さい。また、第１方向Ｄ１に関して、第１領域７１の上流側端部から下流側端部に向けて、現像剤流路３３の直交方向の断面積は徐々に小さくなる。

このように、図６に示すように、現像剤排出口４０の下端と、現像容器２２の内面２２ａと回転軸７０との隙間で囲まれた現像剤流路３３が第１方向Ｄ１の下流ほど狭くなる。このため、現像剤量が増えた時に、第１方向Ｄ１の下流ほど現像剤面８０が上昇しやすくなる（図６は、現像剤排出口４０における第１方向Ｄ１の上流端４０ｂの位置での断面図）。加えて、回転軸７０を第１方向Ｄ１の下流ほど太くさせることで、現像剤が滞留しにくい流動性の高い現像剤においても現像剤を滞留させて現像剤面８０を上昇させる効果も期待できる。即ち、現像剤面８０が下がりやすい現像剤排出口４０の第１方向Ｄ１の下流側のみ顕著に現像剤面８０を上昇させることによって、現像剤の流動性が高い場合における現像剤の増加に伴う排出不安定性を解消することができる。これにより、現像剤の流動性に依らず、現像剤の増加に伴い比較的安定した現像剤量の排出を実現することができる。

ここで、図７に本実施形態における現像剤排出特性のグラフを示す。現像剤排出特性とは、現像容器２２内の現像剤量を変数としたときに単位時間当たり現像剤排出口４０から排出される現像剤排出量のことである。この単位時間当たりの排出量と、単位時間当たりに現像容器２２へと補給される補給量と現像に供されたトナー量との差分と、がバランスすることで現像容器２２内の現像剤量が決まる。つまり、現像器内現像剤量は単位時間当たりの最小補給量と現像剤排出特性ラインの交点Ａで示される現像剤量と、単位時間当たりの最大補給量と現像剤排出特性ラインの交点Ｂで示される現像剤量と、の間の値を取り得る。この交点が、それぞれ最小補給時と最大補給時に現像剤量がバランスする点である。現像容器２２内の現像剤量が著しく少なくなると、スリーブコーティング不良が発生し、著しく多くなると現像剤溢れを引き起こす可能性がある。

通常、現像剤排出特性は次のようにして測定できる。現像スリーブ２８、第１及び第２の搬送スクリュ２５，２６を所望の周速で駆動させた状態で、現像スリーブ２８上に現像剤が均一にコーティングするまで現像容器２２に現像剤を入れる。現像容器２２中の現像剤循環が定常状態になるまで、現像スリーブ２８、第１及び第２の搬送スクリュ２５，２６を所望の周速で駆動させる（通常、１乃至２分間）。

現像スリーブ２８上のコーティングが均一になったところから、少しずつ現像剤を下の現像剤補給口３０から現像容器２２に入れていき、そのときの単位時間あたりの排出量を測定する。本実施形態では、１０ｇずつ現像剤を入れていき、３０秒間排出量を測定することにより、単位時間あたりの現像剤排出量を測定している。

現像剤流路３３は、第１方向Ｄ１の下流ほど狭くなっていれば、現像剤面８０の傾きを是正する効果を発揮する。本願発明者らの検討結果によると、現像剤流路３３の第１方向Ｄ１の最大部３３ｂの断面積Ｖ２と最小部３３ａの断面積Ｖ１との比率Ｖ１／Ｖ２は、１未満であれば効果は認められた。但し、０．７未満であると、条件によっては現像剤が詰まる可能性があり、０．９を超えると効果が小さいので、比率Ｖ１／Ｖ２は、０．７以上、かつ、０．９以下であることが望ましい。即ち、第１領域７１の最小部３３ａの断面積は、第１領域７１の現像剤流路３３の直交方向の断面積の最大値、即ち最大部３３ｂに対して、７０％以上、かつ、９０％以下の値である。

図８は、本実施形態の場合において、３０℃／８０％環境で５０％画像ＤＵＴＹを連続１００００枚プリントした時（流動性の高い時）における現像剤量が４００ｇの時の現像剤面８０を表す図である。ここで、図４（ａ）に示す回転軸７０の軸径が６ｍｍ均一であるものを比較例とする。図９は、本実施形態（実施例１）の場合と、比較例（図４（ａ）参照）と、の二種類の場合において、同様の条件でプリントした時（流動性の高い時）の現像剤を使って現像剤排出特性を評価したグラフである。ここで、図９の縦軸は現像剤の排出量を、ベタ白を０％、全面ベタを１００％とした時に、単位時間当たりに流入するキャリアの量を基準にした画像ＤＵＴＹ換算排出量とした。本実施形態では、最低でも１％ＤＵＴＹは画像形成によりトナーを消費するので、単位時間当たりに流入するキャリアの最低量は１％画像ＤＵＴＹ換算量である。また、単位時間当たりに流入するキャリアの最大量は、１００％画像ＤＵＴＹ換算量である。以上より、上記キャリアの最大量が１００％画像ＤＵＴＹ換算量を超える排出量を実現できれば、現像剤量は安定する。

比較例の場合における現像剤量４００ｇの時の現像剤面８０を表す図である図４（ｂ）の場合と比較すると、当該領域での現像剤面８０の傾きが是正されていることが分かる。また、図９より、比較例は１００％画像ＤＵＴＹ換算排出量まで現像剤は排出することができず、現像剤溢れやスクリュロックのリスクがあるのに対し、本実施形態は４５０ｇで現像剤が安定することが分かる。

上述したように、本実施形態の現像装置４ａによれば、現像剤流路３３は、第１方向Ｄ１に関して現像剤排出口４０の中央部４０ｃよりも下流側に、第１方向Ｄ１の直交方向の断面積が最小である最小部３３ａを有する。このため、第１方向Ｄ１の下流側の現像剤面８０が著しく低下しそうになる場合であっても、下流側の現像剤流路３３を狭くすることで、現像剤面８０を上流側からほぼ一定にすることが可能になる。これにより、第１方向Ｄ１の下流側の現像剤面８０が著しく低下することを抑制して、現像剤溢れやスクリュロックなどの発生を抑制することができる。

また、本実施形態の現像装置４ａによれば、第１領域７１において、回転軸７０の太さを下流側ほど太くなるようにすることで、現像剤流路３３を下流側ほど狭くするようにしている。このため、第１の搬送スクリュ２５や現像容器２２を簡易な形状にすることができ、製造コストの増加を抑えることができる。

＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図１２乃至図１５を用いて説明する。本実施形態の現像装置１０４では、図１２に示すように、第１の搬送スクリュ２５は、回転軸７０に設けられたリブ７８を有している点で、第１の実施形態とは構成を異にする。但し、それ以外の構成については、第１の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。

第１の実施形態では、第１領域７１内の回転軸７０の軸径を第１方向Ｄ１の下流側ほど太くすることで、現像剤の流動性が高い場合においても低い場合においても、現像剤量の増加に伴い良好に現像剤を排出することが可能であった。しかしながら、第１の実施形態の構成では、第１領域７１において第１の搬送スクリュ２５の回転方向に現像剤に対して与える力が存在しない。このため、高温環境下や低ＤＵＴＹプリント時などの流動性が著しく低下した場合において、低現像剤量時に現像剤が意図せず僅かに漏れる可能性があった。尚、そのような意図しない排出は、現像剤量が少ない領域で限定的に発生する可能性のあるものであり、現像剤量が多い領域であれば第１の実施形態でも発生を抑えることができる。

第１の実施形態の現像装置４ａを利用して、３０℃／５０％環境で１％画像ＤＵＴＹを連続２００００枚プリントし（流動性の低い時）、現像剤排出特性及び現像剤面８０を確認した。その結果を図１０及び図１１に示す。図１１は、現像剤量が３２０ｇの現像剤排出口４０の付近の現像剤面８０を表している。図１１に示すように、第１の実施形態の現像装置４ａでは、流動性が低い場合に現像剤が現像剤排出口４０の第１方向Ｄ１の上流側で現像剤が滞留し、上方に積みあがっていることが分かる。それにより、現像剤量が少なく本来であれば排出する必要のない場合においてもこの部分から現像剤が漏れ、図１０のように現像剤量が低い領域において現像剤が僅かに漏れてしまっている。

本実施形態はこのような課題を鑑みなされたもので、図１２に示すように、回転軸７０は、第１領域７１においてリブ７８が形成されている。リブ７８において、現像剤排出口４０の下流端４０ａに対向する部位をリブ７８の下流端（第１位置）７８ａ、現像剤排出口４０の上流端４０ｂに対向する部位をリブ７８の上流端（第２位置）７８ｂとする。そして、リブ７８は、第１方向Ｄ１に関して下流端７８ａにおける第１方向Ｄ１の直交方向の断面積が、上流端７８ｂにおける第１方向Ｄ１の直交方向の断面積より大きい形状としている。このリブ７８は、第１領域７１において、下流端７８ａにおける回転軸７０に対する第１方向Ｄ１の直交方向の高さが、上流端７８ｂにおける回転軸７０に対する第１方向Ｄ１の直交方向の高さより高い形状である。本実施形態では、第１方向Ｄ１に関して、第１領域７１の上流側端部から下流側端部に向けて、リブ７８の回転軸７０に対する第１方向Ｄ１の直交方向の高さは徐々に高くなる。即ち、現像剤排出口４０に対向する部分の回転軸７０の軸径は第１方向Ｄ１の下流ほど太いが、その断面において、動径方向にスクリュ羽根７６の外径以下の高さの突出するリブ７８を設け、積みあがった現像剤面８０を崩すようにしている。

図１２は、本実施形態の現像剤排出口４０の近傍を第１方向Ｄ１と平行な断面について表した図であり、図１３（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図１２における上流端７８ｂと下流端７８ａにおける垂直な断面を表した図である。図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、現像剤排出口４０に対向した部分の第１の搬送スクリュ２５のリブ７８は、回転軸７０からそれぞれ１８０°の位相で突出した形状となっており、根元から先端に行くに従い断面が漸次細くなっている。

図１３（ａ）及び（ｂ）のいずれの場合も突出部の先端は半径０．５ｍｍの半円であり、回転軸７０と上記半円に接する接線で断面形状が形作られている。ここで、回転軸７０の軸径とリブ７８の軸中心Ｏからの高さは、上流端７８ｂでの３ｍｍ、４ｍｍに対し、下流端７８ａでの方が５ｍｍ、６ｍｍといずれも大きい。リブ７８の高さは、最大外径が第１の搬送スクリュ２５のスクリュ羽根７６の外径以下であればよい。リブ７８の高さは、より好ましくはリブ７８の最大外径がスクリュ外径の８０％以下、更により好ましくはリブ７８の先端がスクリュ底面を基準として最大高さ位置となったときに、現像剤排出口４０の下端部４０ｄを超えない範囲となっていることである。これらを超えてしまうと、リブ７８による現像剤の跳ね上げによる現像剤の漏れが支配的になる可能性があるからである。図１２に示すように、リブ７８の高さは上流端７８ｂから下流端７８ａに関して、線型かつ連続的につながっている。

このため、回転軸７０の軸径もリブ７８の高さも第１領域７１で第１方向Ｄ１の下流ほど大きくなり、同時に現像剤流路３３（図１３（ａ）参照）も徐々に狭くなっている。即ち、現像剤流路３３は、第１方向Ｄ１に関して現像剤排出口４０の中央部４０ｃよりも下流側に、第１方向Ｄ１の直交方向の断面積が最小である最小部３３ａを有する。

本実施形態の現像装置１０４を利用して、３０℃／５０％環境で１％画像ＤＵＴＹを連続２００００枚プリントし（流動性の低い時）、現像剤排出特性及び現像剤面８０を確認した。その結果を図１４及び図１５に示す。図１５は、現像剤量が３２０ｇの現像剤排出口４０の付近の現像剤面８０を表している。図１４では、本実施形態の現像装置１０４を実施例２として、第１の実施形態の現像装置４ａを実施例１として示している。本実施形態のように現像剤排出口４０に対向する部分の第１の搬送スクリュ２５にリブ７８を設けることで、第１の搬送スクリュ２５の回転に伴いリブ７８分が現像剤を加振し崩すことが可能になっていることが分かる。その結果、図１４及び図１５に示すように、流動性が低い場合においても現像剤量が少ない時の意図しない排出を防ぐことができ、現像スリーブ２８へ現像剤量を供給するのに必要な現像剤量を確保可能であることが確認された。

上述したように、本実施形態の現像装置１０４によれば、第１の搬送スクリュ２５は、第１領域７１において、リブ７８を有している。リブ７８は、第１方向Ｄ１に関して下流端７８ａにおける第１方向Ｄ１の直交方向の断面積が、上流端７８ｂにおける第１方向Ｄ１の直交方向の断面積より大きい形状である。このため、第１方向Ｄ１の下流側の現像剤面８０が著しく低下しそうになる場合であっても、下流側の現像剤流路３３を狭くすることで、現像剤面８０を上流側からほぼ一定にすることが可能になる。これにより、第１方向Ｄ１の下流側の現像剤面８０が著しく低下することを抑制して、現像剤溢れやスクリュロックなどの発生を抑制することができる。また、リブ７８により、第１の搬送スクリュ２５の回転に伴い現像剤を加振し崩すことが可能になる。このため、流動性が低い場合の意図しない排出と、第１の実施形態で説明した流動性が高い場合における排出不良との両方を抑制し、長期的に現像剤溢れやスリーブコーティング不良などの画像不良を抑制することができる。

尚、上述した第１及び第２の実施形態の現像装置４ａ，１０４では、現像室２３と撹拌室２４を上下に縦一列に配置した所謂縦撹拌の構成を用いて説明したが、これには限られない。現像室２３と撹拌室２４の関係が上下の位置関係にあればよく、例えば、現像室２３が撹拌室２４の斜め上に位置する構成であってもよい。あるいは、現像室２３が撹拌室２４の下側に配置される構成であってもよい。また、現像剤排出口４０は、現像室２３に設けられることには限られず、撹拌室２４に設けられていてもよい。

４ａ，１０４…現像装置、２２…現像容器、２３…現像室（第１室）、２４…撹拌室（第２室）、２５…第１の搬送スクリュ、２６…第２の搬送スクリュ、２７…隔壁、２７ａ…第１連通口、２７ｂ…第２連通口、２８…現像スリーブ（現像剤担持体）、３３…現像剤流路（空間）、４０…現像剤排出口（現像剤排出部）、７０…回転軸、７１…第１領域、７２…第２領域、７３…第３領域、７４…第４領域、７６，７７…スクリュ羽根、Ａ１…最大画像領域、Ｄ１…第１方向、Ｄ２…第２方向。

Claims (18)

1. 現像剤を収容する現像容器であって、第１室と、前記第１室の上方又は下方に設けられ、前記第１室と共に現像剤の循環経路を形成する第２室と、を有する前記現像容器と、
   前記第１室又は前記第２室から供給された現像剤を担持して回転する現像剤担持体と、
   前記第１室に配設され、前記第１室内の現像剤を第１方向に搬送する第１の搬送スクリュと、
   前記第２室に配設され、前記第２室内の現像剤を前記第１方向と反対の第２方向に搬送する第２の搬送スクリュと、
   前記現像容器の内部で前記第１室と前記第２室とを上下に隔て、前記第２室から前記第１室に現像剤を受け渡す第１連通口と、前記第１連通口より前記第１方向の下流側に設けられ、前記第１室から前記第２室に現像剤を受け渡す第２連通口と、を有する隔壁と、
   前記第１室において、前記第１方向に関して前記第２連通口と前記現像剤担持体の最大画像領域との間に設けられ、前記現像容器内の余剰現像剤を前記現像容器から排出するための現像剤排出部と、を備える現像装置であって、
   前記第１室は、前記第１方向に関して、前記現像剤排出部の上流端から下流端までの少なくとも一部の領域である第１領域と、前記第１領域を含む領域である第２領域と、前記第２領域の上流側に隣接する領域である第３領域と、前記第２領域の下流側に隣接する領域である第４領域と、を有し、
   前記第１の搬送スクリュは、少なくとも前記第３領域、前記第２領域、前記第４領域において設けられた回転軸と、少なくとも前記第３領域及び前記第４領域において前記回転軸の周囲に螺旋状に形成されたスクリュ羽根とを有し、
   前記現像剤排出部の下端部より下方における前記第１室の内面と前記第１の搬送スクリュの前記第１領域との間の空間は、前記第１方向に関して前記現像剤排出部の上流端と下流端との間の中央部よりも下流側に、前記第１方向に直交する直交方向の断面積が最小である最小部を有する、
   ことを特徴とする現像装置。
2. 前記第１領域において、前記第１方向に関して第１位置における前記空間の前記直交方向の断面積は、前記第１位置より上流側の第２位置における前記空間の前記直交方向の断面積より小さい、
   ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記第１方向に関して、前記第１領域の上流側端部から下流側端部に向けて、前記空間の前記直交方向の断面積は徐々に小さくなる、
   ことを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 前記空間は、前記第１方向に関して前記第１領域の下流側端部に前記最小部を有し、前記第１方向に関して前記第１領域の上流側端部に前記直交方向の断面積が最大である最大部を有する、
   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１領域の前記最小部の断面積は、前記第１領域の前記空間の前記直交方向の断面積の最大値に対して、７０％以上、かつ、９０％以下の値である、
   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。
6. 前記第１領域において、前記第１方向に関して第１位置における前記回転軸の前記直交方向の断面積は、前記第１位置より上流側の第２位置における前記回転軸の前記直交方向の断面積より大きい、
   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。
7. 前記第１方向に関して、前記第１領域の上流側端部から下流側端部に向けて、前記回転軸の前記直交方向の断面積は徐々に大きくなる、
   ことを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
8. 前記回転軸は、前記第１領域において、前記第１方向に関して第１位置における前記直交方向の断面積が前記第１位置より上流側の第２位置における前記直交方向の断面積より大きいリブが設けられている、
   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。
9. 前記リブは、前記第１領域において、前記第１位置における前記回転軸に対する前記直交方向の高さが、前記第２位置における前記回転軸に対する前記直交方向の高さより高い形状である、
   ことを特徴とする請求項８に記載の現像装置。
10. 前記第１方向に関して、前記第１領域の上流側端部から下流側端部に向けて、前記リブの前記回転軸に対する前記直交方向の高さは徐々に高くなる、
    ことを特徴とする請求項９に記載の現像装置。
11. 現像剤を収容する現像容器であって、第１室と、前記第１室の上方又は下方に設けられ、前記第１室と共に現像剤の循環経路を形成する第２室と、を有する前記現像容器と、
    前記第１室又は前記第２室から供給された現像剤を担持して回転する現像剤担持体と、
    前記第１室に配設され、前記第１室内の現像剤を第１方向に搬送する第１の搬送スクリュと、
    前記第２室に配設され、前記第２室内の現像剤を前記第１方向と反対の第２方向に搬送する第２の搬送スクリュと、
    前記現像容器の内部で前記第１室と前記第２室とを上下に隔て、前記第２室から前記第１室に現像剤を受け渡す第１連通口と、前記第１連通口より前記第１方向の下流側に設けられ、前記第１室から前記第２室に現像剤を受け渡す第２連通口と、を有する隔壁と、
    前記第１室において、前記第１方向に関して前記第２連通口と前記現像剤担持体の最大画像領域との間に設けられ、前記現像容器内の余剰現像剤を前記現像容器から排出するための現像剤排出部と、を備える現像装置であって、
    前記第１室は、前記第１方向に関して、前記現像剤排出部の上流端から下流端までの少なくとも一部の領域である第１領域と、前記第１領域を含む領域である第２領域と、前記第２領域の上流側に隣接する領域である第３領域と、前記第２領域の下流側に隣接する領域である第４領域と、を有し、
    前記第１の搬送スクリュは、少なくとも前記第３領域、前記第２領域、前記第４領域において設けられた回転軸と、少なくとも前記第３領域及び前記第４領域において前記回転軸の周囲に螺旋状に形成されたスクリュ羽根とを有し、
    前記回転軸は、前記第１領域において、前記第１方向に関して第１位置における前記第１方向に直交する直交方向の断面積が、前記第１位置より上流側の第２位置における前記直交方向の断面積より大きい、
    ことを特徴とする現像装置。
12. 前記第１方向に関して、前記第１領域の上流側端部から下流側端部に向けて、前記回転軸の前記直交方向の断面積は徐々に大きくなる、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の現像装置。
13. 現像剤を収容する現像容器であって、第１室と、前記第１室の上方又は下方に設けられ、前記第１室と共に現像剤の循環経路を形成する第２室と、を有する前記現像容器と、
    前記第１室又は前記第２室から供給された現像剤を担持して回転する現像剤担持体と、
    前記第１室に配設され、前記第１室内の現像剤を第１方向に搬送する第１の搬送スクリュと、
    前記第２室に配設され、前記第２室内の現像剤を前記第１方向と反対の第２方向に搬送する第２の搬送スクリュと、
    前記現像容器の内部で前記第１室と前記第２室とを上下に隔て、前記第２室から前記第１室に現像剤を受け渡す第１連通口と、前記第１連通口より前記第１方向の下流側に設けられ、前記第１室から前記第２室に現像剤を受け渡す第２連通口と、を有する隔壁と、
    前記第１室において、前記第１方向に関して前記第２連通口と前記現像剤担持体の最大画像領域との間に設けられ、前記現像容器内の余剰現像剤を前記現像容器から排出するための現像剤排出部と、を備える現像装置であって、
    前記第１室は、前記第１方向に関して、前記現像剤排出部の上流端から下流端までの少なくとも一部の領域である第１領域と、前記第１領域を含む領域である第２領域と、前記第２領域の上流側に隣接する領域である第３領域と、前記第２領域の下流側に隣接する領域である第４領域と、を有し、
    前記第１の搬送スクリュは、少なくとも前記第３領域、前記第２領域、前記第４領域において設けられた回転軸と、少なくとも前記第３領域及び前記第４領域において前記回転軸の周囲に螺旋状に形成されたスクリュ羽根とを有し、
    前記回転軸は、前記第１領域において、前記第１方向に関して第１位置における前記第１方向に直交する直交方向の断面積が前記第１位置より上流側の第２位置における前記直交方向の断面積より大きい形状のリブが形成されている、
    ことを特徴とする現像装置。
14. 前記リブは、前記第１領域において、前記第１位置における前記回転軸に対する前記直交方向の高さが、前記第２位置における前記回転軸に対する前記直交方向の高さより高い形状である、
    ことを特徴とする請求項１３に記載の現像装置。
15. 前記第１方向に関して、前記第１領域の上流側端部から下流側端部に向けて、前記リブの前記回転軸に対する前記直交方向の高さは徐々に高くなる、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の現像装置。
16. 前記第１領域は、前記第１方向に関して、前記現像剤排出部の上流端から下流端までに亘って設けられている、
    ことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の現像装置。
17. 前記第１方向に関して、前記第２領域の下流側端は、前記現像剤排出部の下流端より下流側に位置する、
    ことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の現像装置。
18. 前記第１室は、前記第２室の上方に設けられ、前記現像剤担持体に現像剤を供給し、
    前記第２室は、前記現像剤担持体から現像剤を回収する、
    ことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の現像装置。

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