JP4012041B2

JP4012041B2 - 現像装置

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Publication number: JP4012041B2
Application number: JP2002318867A
Authority: JP
Inventors: 田村　　昌重
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2002-10-31
Publication date: 2007-11-21
Anticipated expiration: 2022-10-31
Also published as: JP2004151586A; US7233756B2; US20040086301A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式、静電記録方式等で像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、多色画像形成においては、外部情報により形成された静電潜像を複数色の現像剤によって現像して、複数色の現像剤像（トナー像）を像担持体である感光体上にて順次形成し、この複数色のトナー像を用紙等の転写媒体上に順次あるいは一括して重ね合わせる手法が用いられている。
【０００３】
このような多色画像形成装置において、例えば回転体（回動型現像体）に、複数色の現像剤例えば、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアン各色用の現像装置を、その回転円周に沿って装着した回動型現像装置（ロータリー現像装置）があり、回動型現像体を回転させることにより、必要な現像装置を順次像担持体たる感光体に対向する現像位置へ移動させて現像動作を行う、いわゆる回転現像方式が従来より提案及び実用化されている。
【０００４】
一方、従来の電子写真方式の画像形成装置、その中でも特に有彩色の画像形成を行う多色画像形成装置において、非磁性トナーと磁性キャリアを混合して現像剤として使用する二成分現像方式が広く利用されている。二成分現像方式は現在提案されている他の現像方式と比較して、画質の安定性、装置の耐久性などの長所を備えている一方、長期の耐久による現像剤の劣化、特にキャリアの劣化が不可避であったため、多色画像形成装置の長期使用に伴い現像剤交換という作業が必要となり、そのため、サービスコストやランニングコストの増大をもたらしていた。
【０００５】
ロータリー現像装置にこの二成分現像剤を適用する場合において、このような問題を解決する方法が従来よりいくつか提案されている。例えば、現像装置に付属させて、回動型現像体に交換可能な現像剤補給カートリッジを装填し、トナーとキャリアを含む現像剤の補給と現像剤の回収をおこなう方法（例えば特許文献１参照）がある。
【０００６】
しかし、この現像装置では、複数のスクリューを使用して現像装置からオーバーフローした現像剤を現像剤補給カートリッジに回収する構造を採用しているため、装置が大掛かりとなり、制御機構も複雑となる。又、このような構成の現像装置及び現像剤補給カートリッジを回動型現像体に搭載すると、回動型現像体の径が大きくなって多色画像形成装置が大型になる。更に、現像剤の搬送経路が複雑で、回転させた際、現像剤が漏れる恐れがある。
【０００７】
そこで、特に、回転現像方式において回動型現像体の回転運動に伴う重力作用方向の変化を利用して、現像装置へ二成分現像剤を補給し、且つ、現像装置から二成分現像剤を排出する、現像剤排出方式が実用化されている。
【０００８】
例えば、特許文献２では、図１０に示すように、回動型現像体１０１’に４つの現像装置２００をその円周方向に沿って均等に設けた回動型現像装置１０１が開示されている。４つの現像装置２００にはそれぞれに、補給用の現像剤を収容した現像カートリッジ６が設けられている。像担持体としてのドラム状の感光体（感光ドラム）１１３と対向する現像位置Ｐ１において、現像動作によって消費した分のトナーを含む現像剤を現像装置２００に補給し、現像装置２００内の過剰な現像剤は回動型現像体１０１’の回転による重力の作用方向の変化を利用して現像剤カートリッジ６に排出する構成としている。つまり、回動型現像体１０１’特有の回転運動を利用して、現像剤の補給及び回収を行うため、構造がシンプルであり、多色画像形成装置の大型化やコストの高騰を引き起こすことなく、キャリアの帯電能低下を防いでいる。
【０００９】
一方、特許文献３では、図１１に示すように、同様４つの現像装置２００が回動型現像体１０１’に設けられ、現像装置２００が感光ドラム１１３と対向する現像位置Ｐ１において、現像装置２００から排出した現像剤を一時的に現像装置２００の端部に突出して設けられた貯溜部７０で貯溜し、回動型現像体１０１’の回転による重力の作用方向の変化を利用して回動型現像体１０１’中心の円筒軸Ｄ０へ搬送し、円筒軸Ｄ０内の現像剤搬送部材Ｄ１により、円筒軸Ｄ０の軸端に設けられた現像剤回収容器（不図示）内で最終的に回収する構成としている。つまり、特許文献２で提案された多色画像形成装置と同様に回動型現像体１０１’特有の動きを利用して、現像剤の排出を行っているため、多色画像形成装置の大型化を引き起こすことなく、キャリアの帯電能低下を防いでおり、加えて、単色の画像形成が連続する場合においても、現像動作を停止することなく現像位置Ｐ１において現像装置内の余剰現像剤を現像装置２００外の貯溜部へ排出する構成としているため、画像生産性が低下することなく、現像装置２００内の現像剤量を許容値内に維持している。
【００１０】
このように、これら余剰現像剤排出構成を有する現像装置では、現像容器内部の規定現像剤剤面よりも剤面が高くなった場合に、回動型現像体の回転運動を利用してすくい出す構成（例えば特許文献２参照）や、一旦貯留部へと余剰現像剤を回収しておいてから回動型現像体の回転運動を利用して１箇所へ回収する構成（例えば特許文献３参照）が、採用された。
【００１１】
その他、近年の多色画像形成装置では、高速化・高画質化が求められており高速化を目指して作像プロセス系の回転速度を速める、即ち現像装置内部の攪拌部材（現像スクリュー）の回転速度を速めたり、高画質化を目指して均一攪拌を目指して現像装置内部の現像スクリューの回転速度を速めたりしている。
【００１２】
このように、近年フルカラー複写機／プリンタの市場が拡大しさまざまな機能が要求されている中で、装置の小型化および低コスト化を有しつつ、高画像生産性を追求した多色画像形成装置が多く製品化されており、今後も市場の主流の一つになっていくと思われる。
【００１３】
又、高速化を目指す場合には回動型現像体の回転可能時間も極端に短縮される傾向があり、現像装置に加えられる衝撃も大きくなる傾向にある。その他、回動型現像体の回転停止ポジションには通常連続作像中の現像ポジションの他に、現像スリーブを像担持体たる感光ドラムより離れた位置に退避させるホームポジション、回動型現像体内部に現像剤カートリッジを有するタイプの回動型現像体に至っては、更に現像剤カートリッジ交換用に専用の停止ポジションを有している場合もある。
【００１４】
そのような状況下においては、構造がシンプルであり、多色画像形成装置の大型化やコストの高騰を引き起こすことなく、キャリアの帯電能低下を防いで、サービスコストやランニングコストの増大を押えた、トナーとキャリアを含む現像剤の補給と余剰二成分現像剤の回収をおこなう現像装置の技術は、今後も重要な技術として位置付けられていくことは自明である。
【００１５】
ところで、図１０、図１１に示すように、これらの現像装置２００では、現像剤を現像領域に搬送する現像剤担持体である現像スリーブ８側の第１攪拌室Ｒ１と補給口を有する側の第２攪拌室Ｒ２とを有し、攪拌部材７でこれら第１攪拌室Ｒ１と第２攪拌室Ｒ２との間を循環させている構成が多く見られた。
【００１６】
こうした構成において、余剰現像剤排出口１を第１攪拌室Ｒ１側に設けると、現像スリーブ８内部に配されたマグネットロールからの磁力の影響を受け、排出がほとんど出来ない、もしくは本来は排出すべきキャリアは吸い寄せられて、排出すべきでないトナーばかりを排出することになってしまう。又、仮にマグネットロールから充分に離間させて該余剰現像剤排出口１を第１攪拌室Ｒ１側に配置することができたとしても、現像スリーブ８回転軸方向で排出口１近傍の現像剤剤面だけが下がってしまうこととなり、現像スリーブ８への現像剤の供給が少なくなってその部分だけ濃度薄となってしまったりする。その為、前記従来例にて述べた現像装置においては、余剰現像剤排出構成は、該第２攪拌室Ｒ２に設けられている場合が多く見られる。
【００１７】
こうした余剰現像剤排出機構においては、現像装置２００の余剰現像剤排出ポジションを現像位置Ｐ１に設定している。従って、余剰現像剤排出時には、現像装置２００内の攪拌部材７が回転しながら現像装置２００内部の二成分現像剤を攪拌搬送し、現像装置２００内を循環させている。
【００１８】
【特許文献１】
特開平６−３０８８２９号公報
【特許文献２】
特開平９−２１８５７５号公報
【特許文献３】
特開平１０−１４２８８８号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の特許文献１や２に記載されている現像装置２００では、近年の高速化・高画質化を目指して現像装置２００内攪拌部材７の回転数を速くしていくと、次第に現像装置２００内部の現像剤剤面は安定しにくくなり、安定した排出は徐々に難しくなってきてしまう。
【００２０】
特に、回動型現像体１０１’を有する多色画像形成装置においては、近年の高生産性に対応するために、回動型現像体１０１’の回転位置切り替え時間の短縮化が進んでいる。この場合、回動型現像体１０１’の回転開始・停止時の衝撃力が大きくなる傾向があるが、連続作像動作以外の回転モードでは、衝撃力を小さくしようと加減速カーブを緩やかに設定する場合も多く見受けられる。このように、複数の回動型現像体１０１’回転モードを有する場合には、回転停止位置増加に伴う排出機構の不安定性は更に助長される傾向にある。
【００２１】
なぜなら、現像装置２００内部の剤面状態は、現像装置２００水平静止状態から攪拌部材７を回転させた場合に比べ、回動型現像体１０１’の公転回転動作を伴った状態から回転させた場合では著しく状況が異なり、攪拌部材７の回転開始から通常の剤面に安定するまでに時間を要してしまうからである。
【００２２】
又、従来の余剰現像剤排出構成では、この現像剤剤面が安定するまでの間に、所定の現像剤剤面よりも高い位置にある現像剤を、余剰現像剤ではないにも関わらず排出してしまったりすることもある。
【００２３】
ところで、従来より回動型現像体を有する多色画像形成装置においては、作像動作をしていない場合に、現像スリーブの強力な磁力によって感光ドラムに悪影響を及ぼさぬよう、現像装置に設けられた現像スリーブを感光ドラムに対向させない位相位置（いわゆるホームポジション）に停止待機させる構成が多く見られた。
【００２４】
又、回動型現像体に、補給用現像剤を収納したトナーボトルにて構成される現像剤カートリッジ６を包含する構成をとる場合には、現像剤カートリッジ６を交換するために停止待機する位相位置も、現像位置やホームポジション停止待機位置とは別な位相位置に設けてある場合も見受けられた。
【００２５】
このような構成をとる場合、各色の現像位置以外に更に複数の停止待機位置が必要となる。例えば、４色の現像装置を保持した回動型現像体現像装置の停止位置は、現像位置を０度とし、そこから９０度、１８０度、２７０度の４箇所に限定されるものではなく、この他複数の停止位置を有する構成とならざるを得ない。
【００２６】
ましてや、近年オフィスの使用状況を鑑み、白黒の単色連続画像に重点を置いた多色画像形成装置を開発しようとした場合に３色ロータリ構成（この場合は１２０度均等回転＋α）を取った場合や、通常連続画像作像時の停止位置からは、不均等となるトナーカートリッジ交換位置を持たせている場合など、複数の回転停止位置で回動型現像体が停止することは、既に不可欠の技術となりつつある。
【００２７】
ところが、これら特許文献２記載の多色画像形成装置及び特許文献３記載の多色画像形成装置では、ともに回動型現像体の回転移動による重力方向の変化を利用して落下させている構成であるため、回転停止位置が増えれば増えるほど剤面高さ位置が安定しなくなり、予期せぬ排出がおこなわれてしまったり、排出すべき時に排出できない場合があったりして、高画質を維持することが難しくなってしまう。それは、連続作像動作中において前述の現像停止位置は定期的に安定して訪れるのに対して、ホームポジション待機位置はジョブの終了後に、現像剤カートリッジ交換停止待機位置はカートリッジ内のトナーが少なくなった場合に、それぞれその時にのみ停止待機する構成のためである。
【００２８】
これら全ての条件を包括し、なおかつ安定した排出特性を得ようとするならば、その条件設定に非常に苦労を要し、開発期間の短縮化に多大な影響を及ぼすものとなっていたのである。
【００２９】
前記従来例で述べた特許文献２及び特許文献３記載の多色画像形成装置では、回動型現像体の回転運動を利用して劣化した現像剤を現像剤カートリッジへ排出するので、構造はシンプルであり、多色画像形成装置の大型化やコスト高を引き起こすことがなく、且つ、劣化した現像剤を新しい現像剤と徐々に入れ替えていくことで、現像剤全体としての特性を安定させている。
【００３０】
しかし、現像剤交換が不要となり、メンテナンス性が向上するものの、現像装置内の余剰現像剤を現像装置外へ安定して排出するために、回動型現像体の回転動作をおこなわなければならず、回転停止位置増加に伴う現像装置内現像剤剤面の不安定性による影響で、画像生産性の大幅な低下を避けることができなかった。
【００３１】
又、現像装置に貯溜部を別途設けなければならない構成であり、これら構成は通常の画像形成には不必要な部材であるにもかかわらず、前述のように回転停止位置が増加すると、それに伴い排出が上手くいくように工夫が必要となり、構成が徐々に複雑且つ大掛かりなものとなってしまうことは避けられず、多色画像形成装置の複雑化及びコストの急騰を避けることができなかった。
【００３２】
その他、前記従来例に述べた余剰現像剤排出構成では、狙いの現像剤排出量を得る為に条件設定できるパラメータは排出口の高さ・面積の他、攪拌部材の回転数やピッチ等のパラメータが考えられるが、攪拌部材の回転数やピッチ等は現像スリーブに供給される二成分現像剤に多大なる影響を及ぼす（高画質化の為、どんどん高速化してきた等が良い例）為、余剰現像剤排出量の調整のために、これらパラメータを変更することは現実的に不可能であった。すると、結局条件設定できるパラメータは排出口の高さ・面積など限られた条件しか残らず、実際はその他の設計要因等も重なり充分な条件設定が出来ていなかったのが現状である。
【００３３】
つまり従来の技術では、現像剤の交換作業が不要になりメンテナンス性は向上するが、安定した高画質維持特性を得るのは難しく、多色画像形成装置のシンプル化及び低コスト化と高画像生産性の両方を同時に実現することは不可能であった。
【００３４】
従って、本発明の目的は、現像装置内にて現像剤面の不安定から生じる現像剤排出機構を安定させ、低コスト且つ簡易な構成で、現像剤の交換が不要であるという高メンテナンス性と高画像生産性とを両立した現像装置を提供することである。
【００３５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る現像装置にて達成される。要約すれば、本発明は、下記の構成を特徴とする現像装置を提供する。
【００３６】
（１）像担持体上に形成された静電像を現像する現像装置において、
トナーとキャリアを含む現像剤を収納する現像容器と、
前記像担持体に対向する現像領域に現像剤を搬送する円筒状の現像剤担持体と、
該現像剤担持体に平行な回転軸を有し、該回転軸を回転中心として回転することによって現像剤を攪拌搬送する攪拌部材と、
前記現像容器内の現像剤を排出する現像剤排出口と、
を備え、
前記現像剤排出口は、現像装置本体が現像動作を行う現像位置にある状態で、前記攪拌部材を挟んで前記攪拌部材の軸方向に沿って設けられた前記現像容器の両壁面のうち、前記攪拌部材における回転中心より上方の領域であってかつ下方に向かって回動する領域に対向する方の壁面の、前記攪拌部材の回転中心より上方部分に設けられ、
現像剤排出動作は、現像装置本体が前記現像位置にある状態において、所定現像剤面よりも剤面が高くなった状態で前記現像容器内の現像剤が前記現像剤排出口よりこぼれ出て行われることを特徴とする現像装置。
【００３７】
（２）前記両壁面のうち、前記攪拌部材における回転中心より上方の領域であってかつ下方に向かって回動する領域に対向する方の壁面の、前記攪拌部材の回転中心より上方部分に、前記攪拌部材により回転攪拌された現像剤を堰き止める堰き止め部を有し、該堰き止め部より上部に前記現像剤排出口を配したことを特徴とする（１）の現像装置。
【００３８】
（３）前記現像容器内に現像剤を補給する現像剤補給口を有し、現像動作に使用した分の現像剤が補給されることを特徴とする（１）又は（２）の現像装置。
【００３９】
（４）前記現像容器は、複数の攪拌室を有し、又、前記現像剤担持体内部には、円筒状で、該円筒周面に沿って複数の磁極を有する磁石が配置され、
前記現像剤排出口は、前記複数の攪拌室のうち、前記現像剤担持体が備えられた位置から最も近い攪拌室以外の攪拌室に設けられることを特徴とする（１）、（２）又は（３）の現像装置。
【００４０】
（５）前記現像容器内部を各々の前記攪拌室に分割するように仕切り、前記各々の攪拌室を連通する連通部が設けられたしきい板を有し、前記現像剤排出口を、前記連通部に対向しない領域に設けたことを特徴とする（４）の現像装置。
【００４１】
（６）前記攪拌部材は、前記回転軸に螺旋状に羽根部材が設けられ、前記回転軸には、更に、板状の攪拌促進部材が設けられることを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の現像装置。
【００４２】
（７）回転体に搭載され、その回転移動によって像担持体と対向する現像位置まで移動することを特徴とする（１）〜（６）のいずれかに記載の現像装置。
【００４３】
（８）前記現像剤排出口には、回動可能に支持され、前記回転体の回転に伴い回動し、前記現像剤排出口を開閉するシャッター部材が設けられ、
該シャッター部材は、現像装置本体が現像剤排出を行う位置にあるときに、前記現像容器内壁面より離隔し、前記現像剤排出口を開口し、前記現像装置本体がそれ以外にあるときに、前記現像容器内壁面に当接し、前記現像剤排出口を閉塞することを特徴とする（７）の現像装置。
【００４４】
（９）前記シャッター部材は、一端を支点とし他端が自重によって回動可能となるように設けられ、
前記一端は前記他端よりも、前記両壁面のうち前記攪拌部材における回転中心より上方の領域であってかつ下方に向かって回動する領域に対向する方の壁面に対し、遠い位置となるように配置されていることを特徴とする（８）の現像装置。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る現像装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００４６】
実施例１
図１は本発明の実施例における回動型現像体を備えた多色画像形成装置（カラー複写機）の一例を示すものである。
【００４７】
本図に示した装置本体１００は本発明において最も特徴的である回動型現像装置たるロータリ現像装置１０１を有する多色画像形成装置である。
【００４８】
装置本体１００には、原稿載置台１０６、光源ユニット１０７、レーザスキャナユニット１０８、給紙部１０９、画像形成部１０２等を備えている。
【００４９】
給紙部１０９は、転写材Ｓを収容して装置本体１００に着脱自在なカセット１１０、１１１及び手差しカセット１１２を有し、このカセット１１０、１１１及び手差しカセット１１２から転写材Ｓが供給される。
【００５０】
画像形成部１０２は、像担持体としての感光ドラム１１３表面上に現像剤像（トナー像）を形成し、それを転写材Ｓに転写する機能を有し、単独に構成されたブラック現像装置１０３、円筒状の感光ドラム１１３、一次帯電器１１４、現像剤カートリッジ６と一体となった３色のカラー現像装置２００Ｙ、２００Ｍ、２００Ｃを内蔵したロータリ現像装置１０１、現像後の画質を調整するポスト帯電器１１６、４色のトナー像を重ねて転写作像した後転写材Ｓへ多色画像を転写する無端円環状の転写ベルト１１７、感光ドラム１１３上の残トナーをクリーニングするドラムクリーナ１１８、転写ベルト１１７から転写材へトナー像を転写する二次転写ローラ１１９、転写ベルト１１７上の残トナーをクリーニングするベルトクリーナ１２０等がそれぞれ配設されている。
【００５１】
尚、図１に示されているように、本実施例においては、画像形成部１０２には、ブラック用現像装置１０３とロータリ現像装置１０１が配されており、ロータリ現像装置１０１には、図２に示されるように、回動型現像体１０１’にイエロー用現像装置２００Ｙ、マゼンタ用現像装置２００Ｍ、シアン用現像装置２００Ｃの３色の現像装置２００を有している構成である。尚、３台の現像装置２００Ｙ、２００Ｍ、２００Ｃは現像剤の色以外同様の構成である。
【００５２】
画像形成部１０２と給紙部１０９を連絡させるものとして、転写材Ｓの姿勢位置精度を高め、転写ベルト１１７上に転写されたトナー像に合わせて転写材Ｓをタイミングよく送り出すレジストローラ１２１が設置され、転写材Ｓ搬送方向で画像形成部１０２の下流には、トナー像が転写された転写材Ｓを搬送する転写搬送装置１２２、転写材Ｓ上の未定着画像を定着する定着装置１０４、画像が定着された転写材Ｓを多色画像形成装置外に排出する排出ローラ１０５等が配設されている。
【００５３】
この多色画像形成装置の動作を説明する。
【００５４】
装置本体側１００に設けられている図示しない制御装置から給紙信号が出力されると、カセット１１０、１１１又は手差しカセット１１２から転写材Ｓが供給される。一方、画像形成装置１００上部において、光源ユニット１０７は光源１０７ａ、及び、ＣＣＤを含むＣＣＤユニット１０７ｂを有し、光源１０７ａから原稿載置台１０６に載置されている原稿Ｄに当てられて反射した光は、一旦ＣＣＤユニット１０７ｂにより読み取られた後、電気信号に変換されレーザースキャナーユニット１０８においてレーザー光に置き換えられて感光ドラム１１３上に照射される。
【００５５】
感光ドラム１１３は、予め一次帯電器１１４により帯電されており、光が照射されることにより静電潜像が形成され、次いでブラック現像装置１０３により、黒色のトナー像が形成される。
【００５６】
感光ドラム１１３上に形成されたトナー像はポスト帯電器１１６によって電位が調整され、やがて転写位置で転写ベルト１１７上に転写される。形成する画像がカラーモードの場合には、次のトナー像が形成転写されるよう転写ベルト１１７を更に１回転する。この間ロータリ現像装置１０１の回動型現像体１０１’は、まず最初のトナー像を形成する準備を始めるため、指定カラーの現像装置２００を感光ドラム１１３に対向するよう矢印ａ方向に回転し、次の静電潜像を現像する準備をする。こうしてフルカラーモードでは所定画像数のトナー画像が転写され終わるまで、静電潜像形成・現像・転写を繰り返す。
【００５７】
ここで、本発明における回動型現像体１０１’内にカラー現像装置２００が搭載されたロータリ現像装置１０１の構成について図２を用いて説明する。
【００５８】
先述のように、回転体（回動型現像体）１０１’には、イエロー用現像装置２００Ｙ、マゼンタ用現像装置２００Ｍ、シアン用現像装置２００Ｃ、の構成が同様の３台の現像装置２００を有し、回動型現像体１０１’は図示しないモータにより自在に回転可能である。
【００５９】
回動型現像体１０１’は初期状態として、感光ドラム１１３とイエロー用現像装置２００Ｙとが近接する現像位置Ｐ１から６０°手前の回転位置に停止している。これは、現像剤担持体である現像スリーブ８の強力な磁力によって感光ドラム１１３に悪影響を及ぼさぬよう、各カラー用現像装置２００に設けられた現像スリーブ８を感光ドラム１１３から最も離れた位相位置に停止待機させるためである。
【００６０】
感光ドラム１１３上にて現像動作を行い、フルカラーのトナー像を形成する時は、ブラック用現像装置１０３での現像終了後に、感光ドラム１１３と近接する現像位置Ｐ１にイエロー用現像装置２００Ｙを６０°回転移動させ現像を行う。
【００６１】
次に続けて他の色のトナー像を形成するため、回動型現像体１０１’を１２０°回転して、現像位置Ｐ１にマゼンタ用現像装置２００Ｍを配置させ、同様に現像を行い、シアンのトナー像形成も同様にして行う。各色での現像動作が終了すると、回動型現像体１０１’は再びホームポジションへ待機するため、６０°回転を行い、次のジョブ開始を待つ状態となる。
【００６２】
ところで、給紙部１０９から給送された転写材Ｓはレジストローラ１２１で斜行が補正され、さらにタイミングが合わされて画像形成部１０２へ送られる。そして、二次転写ローラ１１９によりトナー像が転写され、分離された転写材Ｓは、搬送装置１２２により定着装置１０４に搬送されて、定着装置１０４の熱と圧力により転写材Ｓに未定着転写画像が永久定着される。画像が定着された転写材Ｓは排出ローラ１０５により装置本体１００から排出される。
【００６３】
このようにして、本画像形成装置１００において、給紙部１０９から給送された転写材Ｓは画像が形成されて排出される。
【００６４】
尚、白黒の画像形成を行う場合は、黒のトナーを収容するブラック用現像装置１０３により感光ドラム１１３上に形成されたトナー像は、転写ベルト１１７上に一次転写された後、すぐに記録紙Ｓ上に二次転写され、転写ベルト１１７から剥離された記録紙Ｓは搬送装置１２２により搬送され、定着装置１０４によって加圧／加熱され、永久画像となる。この方式による単色画像形成はフルカラー画像形成に比べ４倍程度画像生産性が高い。
【００６５】
では、回動型現像装置であるロータリ現像装置１０１に備えられたカラー現像装置２００Ｙ、２００Ｍ、２００Ｃの構造、及び、本実施例の特徴的な部分である、それらにおいて二成分現像剤を用いた場合の余剰現像剤の排出機構についてイエロー用現像装置２００Ｙを例として、図３〜図５を用いて詳しく説明する。
【００６６】
尚、マゼンタ現像装置２００Ｍ及びシアン現像装置２００Ｃも、イエロー現像装置２００Ｙと同構成であり、同様の機能を有する。
【００６７】
図３は本実施例における現像装置２００Ｙ断面正視図、図４は同要部構成上視図、図５は同現像装置２００Ｙの非駆動状態と駆動状態を説明する図である。
【００６８】
図３、図４に示すように、現像装置２００Ｙは、現像剤を収容する現像容器１１内部が、感光ドラム１１３と平行に設けられている第１攪拌室Ｒ１と第２攪拌室Ｒ２との二部に分割されており、現像装置２００Ｙが現像動作を行う体勢となる現像位置Ｐ１に位置する状態において、感光ドラム１１３に近い方を第１攪拌室Ｒ１、遠い方を第２攪拌室Ｒ２とする。そして、本実施例では、第１攪拌室Ｒ１及び第２攪拌室Ｒ２は現像位置Ｐ１にて水平方向に並んで配置されている。
【００６９】
現像装置２００Ｙは感光ドラム１１３に対向した現像領域が開口しており、この開口部に一部露出するようにして現像スリーブ８が回転可能に配置されている。現像スリーブ８は非磁性材料で構成され、磁界発生手段である固定の磁石（マグネットロール）を内包し、現像動作時には、図３の矢印ｄ方向に回転し、現像装置２００Ｙ内の二成分現像剤を層状に保持して現像領域に担持搬送し、感光ドラム１１３と対向する現像領域に二成分現像剤を供給して、感光ドラム１１３上の静電潜像を現像する。静電潜像を現像した後の二成分現像剤は、現像スリーブ８の回転に従って搬送され、現像装置２００Ｙ内に回収される。
【００７０】
そして、現像スリーブ８は第１攪拌室Ｒ１側に設けられている。又、第１攪拌室Ｒ１（現像スリーブ側）と、第２攪拌室Ｒ２（補給及び排出側）と、はしきい板１１ａによって仕切られて、第１、第２攪拌室Ｒ１、Ｒ２各々には攪拌部材である現像スクリュー７が配置されている。そして、第１攪拌室Ｒ１と第２攪拌室Ｒ２とを現像剤がスクリュー７によって循環しながら攪拌され、均一な状態を維持していいる。ここでは、第１攪拌室Ｒ１側の現像スクリューを７ａ、第２攪拌室Ｒ２側の現像スクリューを７ｂとして説明を加えていくこととする。
【００７１】
現像スクリュー７は、図４に示すように、現像スリーブ８に平行な回転軸７１を有し、その回転軸７１に螺旋状の羽根部材である螺旋オーガ７２が設けられている。そして、現像スクリュー７ａと７ｂとは、逆向きに螺旋オーガ７２が設けられ、同方向（図中矢印ｂ、ｃ）に回転することによって、反対方向に現像剤を搬送する。
【００７２】
そして、現像容器１１内の二成分現像剤は、第１現像スクリュー７ａ（第１攪拌室Ｒ１側）により図中矢印ｅ方向に、第２現像スクリュー７ｂ（第２攪拌室Ｒ２側）により図中矢印ｆ方向（ｅと反対方向）に搬送することで、現像容器１１内を循環し、混合攪拌される。
【００７３】
第２攪拌室側Ｒ２の第２現像スクリュー７ｂには、より攪拌作用を高める為に、現像容器１１内部の現像剤Ｚを主に搬送する螺旋オーガ７２の他に、板状の攪拌促進部材である攪拌促進板７３が配置されており、現像剤Ｚは充分に攪拌混合されるようになっている。
【００７４】
さて、現像容器１１には、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤Ｚが収容されており、初期状態の現像剤中のトナー濃度は重量比で８％程度である。この値はトナーの帯電量、キャリア粒径、多色画像形成装置の構成などで適正に調整されるべきものであって、必ずしもこの数値に従わなければいけないものではない。
【００７５】
画像形成によって消費された分のトナーを含有する二成分現像剤は、補給スクリュー１０の回転力と自重によって、現像剤カートリッジ６の現像剤補給口９から現像装置２００Ｙ内に補給される。この補給現像剤のトナー及びキャリアの混合比は重量比で９：１程度であるが、特にこの数値に限定されるものではない。
【００７６】
即ち現像容器１１内の二成分現像剤の比に対してトナー量が圧倒的に多く、体積比を考えればトナー中にキャリアが微量混合されているものと考えることもできる。つまり、画像形成によって消費されたトナーを補う際に、微量のキャリアを徐々に補給していくことになる。補給現像剤中のキャリアの割合が多くなれば同じ量のトナー補給でキャリアの入れ替わり量が多くなり、現像装置２００Ｙ内の二成分現像剤はフレッシュな状態に近づくが、その分キャリアの消費量が多くなり、ランニングコストアップとなる。このためそれぞれの装置において適当な混合比を別途定めるのが好ましい。
【００７７】
又、現像剤の補給量は、現像剤カートリッジ６の現像剤補給口９部分に設けられた補給スクリュー１０の回転数によっておおよそ定められるが、この回転数は図示しないトナー補給量制御手段によって定められる。
【００７８】
現像装置２００Ｙが現像位置Ｐ１にあるときに、つまり、画像形成終了毎に現像装置２００Ｙにはキャリアが補給され、特に、高濃度画像を形成する場合には数十ｍｇ程度の多量のキャリアが補給されるため、現像装置２００Ｙ内の現像剤量は増加し、現像剤面が高くなる。
【００７９】
現像剤面が第２現像剤循環スクリュー７ｂより高くなると、第２現像剤循環スクリュー７ｂが現像剤を十分に攪拌することができないため、補給直後のトナーが十分に帯電されないまま第１現像剤循環スクリュー７ａへ搬送され、現像動作に用いられる。そのため、画像白地部にトナーかぶりを生じ、更に現像剤量が増加すると現像容器１１から現像剤が溢出し、多色画像形成装置２００内が汚染される。
【００８０】
図２をも参照すればわかるように、現像装置２００Ｙには、第２攪拌室Ｒ２において、余剰二成分現像剤排出口１が配置され、余剰二成分現像剤の排出位置をコントロールするシャッター部材２が、排出口１近傍に配され、余剰二成分現像剤回収用の回収口３が、回動型現像体１０１’に設けられている。
【００８１】
そして、図３に示すように、現像剤排出口１は、第２現像剤循環スクリュー７ｂ上端より所定の距離ｈを置いた高さに配設されており、現像位置Ｐ１において現像剤排出口１はシャッター部材２によって開状態となっている。所定の距離ｈというのは、現像スクリュー７ｂの回転数と螺旋オーガ７２のピッチ、その他攪拌促進板７３の形状によって決まる高さである。本実施例の場合、この距離を１．５ｍｍに設定し良好な安定排出特性を得ている。
【００８２】
又、現像剤排出口１は、現像スクリュー７ｂの回転中心より高い位置においてその回転方向でしきい壁１１ａに対して下流側の現像容器壁面１１ｂに設けられている。
【００８３】
このような構成とすることで、第２現像剤循環スクリュー７ｂより現像剤面が高くなると、余剰現像剤は現像剤排出口１より溢出して排出され、現像剤面は第２現像剤循環スクリュー７ｂの高さに維持される。そのため、上記の画像白地部へのトナーかぶりや現像装置２００Ｙからの現像剤溢出が起こることはない。
【００８４】
図４の現像容器１１を上方向から見た要部上視図に示す通り、第２攪拌室Ｒ２において、現像剤排出口１は第２現像剤循環スクリュー７ｂ近傍に現像剤補給口９よりも現像剤循環方向ｆ上流に配置されている。そのため、現像スリーブ８付近の現像剤循環を乱すことはなく、また、補給されたばかりの現像剤を排出することはない。
【００８５】
又、図２、図３、図４を参照すればわかるように、排出口１には、排出口１と現像剤回収パイプ５とを連通し、一旦現像装置２００Ｙから排出された余剰二成分現像剤を貯留して排出する排出通路である回収路３が設けられており、回収路３より回収された余剰二成分現像剤は、回収剤搬送パイプ５からロータリ現像装置１０１の外へと搬送される。
【００８６】
回収剤搬送パイプ５内部には搬送部材５ａが回転自在に配されており、不図示の駆動伝達手段により回収剤を回動型現像体１０１’外へ搬送できるように構成されている。
【００８７】
尚、本実施例では、図２において、余剰二成分現像剤を回収剤搬送パイプ５に回収するポジションを、現像位置と同じＰ１から移動させ、現像ポジションＰ１から１２０°回転したＰ２とするが、回収剤搬送パイプ５に回収するポジションＰ２は特に限定されるものではない。一旦回収口３部に貯留しておいて、別のポジションで回収剤搬送パイプ５側に回収しても、本発明の主旨からして何ら変わるものではない。
【００８８】
つまり、現像装置２００Ｙは第２現像剤循環スクリュー７ｂ近傍の現像容器１１の上壁一端に現像剤補給口９を、上壁他の一端にはシャッター部材２を有する現像剤排出口１を備えており、現像剤回収口３と通じており、該現像剤回収口３他の一方は回収剤搬送パイプ５に通じている。又、現像剤排出口１は第２現像剤循環スクリュー７ｂの上部とは前記所定の距離ｈを置いた高さに配置され、且つ、上向きに開口しているため、現像容器１１内の二成分現像剤量の増加に伴い現像剤面が第２現像剤循環スクリュー７ｂより高くなることはない。
【００８９】
尚本実施例の場合これら図に示す通り、排出機構の構成を以下のようにしたことが特徴的な点として挙げられる。
【００９０】
（Ｉ）まず１点目としては、現像装置２００Ｙが余剰現像剤を排出するために、回動型現像体１０１’が現像装置２００Ｙを移動させる位置としての、感光ドラム１１３に対しての現像装置２００Ｙの排出ポジションを、現像ポジションと同じ位置Ｐ１としたことである。つまり、余剰現像剤の排出がなされるときには、回動型現像体１０１’は現像装置２００Ｙを現像ポジションＰ１に移動させる。
【００９１】
そして、余剰現像剤排出時には、現像装置２００Ｙ内の攪拌搬送部材７が回転しながら現像装置２００Ｙ内部の二成分現像剤を攪拌搬送し、現像装置２００Ｙ内を循環させている。
【００９２】
即ち、回動型現像体１０１’が回転することによって、現像装置２００Ｙは内部において様々な剤面位置を有するが、現像装置２００Ｙの位置を、現像ポジションＰ１とした状態で、現像スクリュー７を回転させてやれば、剤面高さも安定し排出制御をコントロールし易くなる。
【００９３】
（ＩＩ）２点目は、排出口１を第２攪拌室側Ｒ２に配置し、現像ポジションＰ１において、図３に示す現像スクリュー７ｂの上側且つ回転軸７１回転方向下流側容器壁面１１ｂに設定したことである。
【００９４】
尚、現像スクリュー７ｂの上側とは、現像スクリュー７ｂの回転中心よりも高い位置のことであり、回転軸７１回転方向下流側容器壁面とは、現像スクリュー７ｂの軸方向側面に設けられた現像容器１１の壁面、本実施例では壁面１１ｂとしきい板１１ａのうち、現像スクリュー７ｂの回転軸７１回転方向で下流側の壁面１１ｂである。
【００９５】
排出口１を第２攪拌室側Ｒ２に配置した理由は、排出口１を第１攪拌室側Ｒ１に設けると、現像スリーブ８内部に配された磁石ロールからの磁力の影響を受け、排出がほとんど出来ない、もしくは本来は排出すべきキャリアは吸い寄せられて、排出すべきでないトナーばかりを排出することになってしまうからである。
【００９６】
更には、仮に磁石ロールから充分に離間させて排出口１を第１攪拌室Ｒ１側に配置することができたとしても、現像スリーブ８軸方向で排出口１が存在する領域及びその近傍の現像剤剤面だけが下がってしまうこととなり、そのために現像スリーブ８への現像剤の供給が排出口１のある領域において少なくなってしまい、作成画像において、その部分だけ濃度薄となってしまったりする。
【００９７】
よって、排出口１を第２攪拌室Ｒ２側に配置し、現像スクリュー７ｂの上側且つ回転方向（図中矢印ｂ）下流側容器壁面１１ｂに設定したのは、これは前述のように現像ポジションＰ１で余剰現像剤を排出するべく現像スクリュー７ｂを図中矢印ｂ方向に回転させた時に、現像容器１１内部の現像剤Ｚが現像スクリュー７ｂの上側回転方向（図中矢印ｂ）下流側容器壁面１１ｂに押し寄せられ、壁面近傍の剤面が上昇するので安定した排出が狙える為である。
【００９８】
（ＩＩＩ）そして３点目は、図４に示すように、軸方向の排出口１の位置を、第１攪拌室Ｒ１と第２攪拌室Ｒ２とのしきい板１１ａの存在する領域に設けたことである。即ち、第１と第２の攪拌室Ｒ１とＲ２との連通部に対向する位置には、排出口１は設けられない。
【００９９】
これは、しきい板１１ａの存在しない領域つまり第１攪拌室Ｒ１と第２攪拌室Ｒ２との連通部に設けると現像剤の剤面が低くなりがちであったり、第１攪拌室の現像スリーブ８内の磁石ロールの影響を受けて排出が妨げられたりするためである。
【０１００】
本発明では一例として２つの攪拌室を有する現像装置について説明を加えているが、本発明の主旨からして攪拌室の数は２つに限定されるものでなく、複数の現像攪拌室を備えるものであれば本発明の主旨は何ら変わらないことは言うまでもない。
【０１０１】
そして、現像剤排出口１は、複数の攪拌室のうち、現像スリーブ８が備えられた位置から最も近い攪拌室Ｒ１以外の攪拌室に設けられることが好適である。
【０１０２】
次に本発明で最も特徴的な点として、現像スクリュー７が回転した場合の余剰現像剤排出機構の動作状況について、図５（ａ）及び（ｂ）を用いて詳しく説明する。
【０１０３】
本実施例においては不図示の現像駆動入力源より現像スリーブ８のスリーブギア（不図示）にまず回転駆動が入力されるように構成されている。尚、この現像駆動は現像装置２００Ｙ内部にて回転数が調整され現像スクリュー７に駆動伝達されるように構成されている。
【０１０４】
図５（ａ）は現像装置２００Ｙが現像ポジションＰ１に入ってきた直後の状態を説明する要部正視図、図５（ｂ）は同じく現像装置２００Ｙに回転駆動が入力され現像スリーブ８及び現像スクリュー７が回転した状態を説明する要部正視図である。
【０１０５】
まず本実施例の回動型現像体１０１’は図２中矢印ａ方向、つまり現像スリーブ８が下方向を向いた状態から水平方向に向いた状態に起きあがるように、回転されるように設定されているので、図５（ａ）に示すように、現像ポジションＰ１に入ってきたばかりの現像装置２００Ｙ内部に収められた現像剤Ｚの剤面は、現像スリーブ８側が高い状態である。
【０１０６】
やがて現像スリーブ８の回転駆動タイミングが訪れると、不図示のコントローラは現像駆動入力の回転を指示し、回転駆動が現像スリーブギア（不図示）に伝達される。すると、前述の通り現像装置２００Ｙ内部で回転数が調整され現像スクリュー７ａ、７ｂが駆動伝達を受けて回転を始める。
【０１０７】
その時の現像剤Ｚは、図５（ｂ）に示すように、現像装置２００Ｙ内部に収められた図中矢印ｂ方向に搬送されて、現像装置壁面１１ｂ付近まで搬送される。
【０１０８】
前述の通り第２攪拌室Ｒ２側の現像スクリュー７ｂには、螺旋オーガ７２の他に、板状の攪拌促進板７３が設けられているので、第２現像スクリュー７ｂは第１現像スクリュー７ａに比べて、攪拌搬送性が高い。そのため、第２現像スクリュー７ｂにより回転搬送されてきた現像剤Ｚは、現像スクリュー７ｂで搬送できる空間が現像容器壁面１１ｂにより狭くなることにより壁面１１ｂ付近で圧力が高まり、壁面１１ｂ近傍で剤面が高くなる。
【０１０９】
本発明実施例では、この現像スクリュー７ｂの回転に伴った剤面の動きを利用し、余剰現像剤の安定排出を実現しているところが最も特徴的な点である。
【０１１０】
こうすることにより、前記従来例の公転回転による剤面高さに基づいて排出口の構成を決定している場合や、現像スクリューの回転後の剤面高さのみに基づいて排出口の構成を決定している場合に比べ、格段に剤面高さが安定して狙いどおりの排出量を得られることに成功している。
【０１１１】
又、その条件設定の過程においても、従来の構成のように画像特性に多大な影響を及ぼす現像スクリューの回転数を大きく変えられないことから、排出口の高さや断面積にのみ、その条件設定を頼っている場合に比べ、排出量の調整パラメータとして、攪拌促進板の高さ、面積を自由に変えることができるので、格段に条件設定がし易くなり、複雑な構成も必要としないので、低コストで安定した余剰現像剤排出機構を提供することが可能となる。
【０１１２】
尚、本実施例では回動型現像体の回転方向を画像形成装置正面から見て、反時計回りの例をその一例として示したが、これが時計回りの回転であっても、現像ポジションＰ１に入ってきたときの現像剤Ｚの偏りが反対になるだけで、不安定となることには変わりが無いので、本発明の主旨からして回動型現像体の回転方向は、一方向に限定されるものでないことは言うまでも無い。
【０１１３】
このように、現像装置２００Ｙの回転停止位置が１２０°毎の回転に限らず、従来例にて示したように、現像位置Ｐ１以外に不均一の現像剤カートリッジ交換ポジションなど、他の様々な停止位置であった場合においても、常に現像位置Ｐ１にある姿勢の安定した現像装置２００Ｙからのみ排出する構成で、且つそれ以外の位相位置では現像装置２００Ｙからは排出されない構成であるため、対応幅が広く、非常に安定した排出特性を実現し、高画質安定性に寄与しているものである。
【０１１４】
ロータリ現像装置１０１の構成において、本実施例においては一例として３色ロータリの構成を示したが、本発明の主旨からして回動型現像体１０１’に搭載される現像装置２００の数は、これに限定されるものでなく、ロータリ現像装置１０１内部に黒現像装置を配した４色ロータリ現像装置構成とし、９０°ずつの回転を行うように構成しても充分に効果が得られることは言うまでもない。
【０１１５】
又、回動型現像体の回転停止時間が短縮されたり、連続作像動作中に定期的に安定して訪れる現像停止位置の他、ジョブの終了後に訪れるホームポジション待機位置や、カートリッジ内のトナーが少なくなった場合にのみ停止待機する現像剤カートリッジ交換停止待機位置、といったように不安定な停止位置挙動を示した場合においても、又、現像スリーブを感光体に対向させないホームポジション位置に停止待機させる構成や、現像剤カートリッジ交換位置に停止待機する構成のように、複数の停止位置を有する場合であっても、確実に狙いの余剰現像剤量を排出させることができ、排出機構が安定して高画質を維持することが可能となった。
【０１１６】
又、余剰現像剤排出機構が複雑な構成部材を必要としなくなるため、安価で安定した構成であり、現像剤の交換作業の必要性もなくなるので、メンテナンス性の向上やランニングコストダウンを実現することができる。
【０１１７】
本実施例で用いた多色画像形成装置の構成はこれに限ったものではなく、本発明が様々な多色画像形成装置に適用可能であることは言うまでもない。
【０１１８】
以上説明したように、本発明の実施例による多色画像形成装置によって、現像剤の交換が不要であるという高メンテナンス性と単色の連続した画像形成において高画像生産性を有する回転現像方式を用いた多色画像形成装置を簡易な構成で実現し提供することができる。
【０１１９】
実施例２
本実施例においては、実施例１と同様の構成の現像装置２００Ｙにおいて、通常連続作像動作中のシャッター部材２の動作状況について、図６及び図７を用いて説明する。図６は同現像装置２００Ｙの排出口１に設けられたシャッター部材２の取り付け状態を説明する要部斜視図、図７は同シャッター部材２の動作を説明する要部正視図である。
【０１２０】
まず図６に示すように、本実施例の現像装置２００Ｙにおいては、余剰現像剤排出口１にシャッター部材２が回動自在に取り付けられており、不図示の開閉量調整機構によってその開閉角度が規定されている。こうしてシャッター部材２はその自重により、現像ポジションＰ１においては開口状態、それ以外のポジションでは閉塞状態に制御されている。
【０１２１】
次に、図２においてイエロー用現像装置２００Ｙが現像位置Ｐ１に存在する状態を図７（ａ）に示す。ここで、現像剤排出口１と現像装置内現像剤剤面との位置関係は、現像剤排出口１の方が現像装置内現像剤剤面よりも上方に位置しているため、シャッター部材２は自重により開状態となっている。ここでは、実施例１に説明したように、これにより、画像形成で消費した分のトナーを含む二成分現像剤が現像剤カートリッジ６より補給され、現像容器１１内の現像剤量が増加して現像剤面が第２現像剤循環スクリュー７ｂより高くなると、余剰現像剤は現像剤排出口１より溢出して排出され、回収口３に回収されるため、現像剤面は第２現像剤循環スクリュー７ｂの高さに維持される。
【０１２２】
現像装置２００Ｙの現像動作が終了すると、次色の現像装置２００Ｍによる現像動作に備えて、回動型現像体１０１’は略１２０°回転し、現像装置２００Ｙは図２における位置Ｐ２へ移動する。その時の状態を図７（ｂ）に示す。この時、現像スリーブ８が回動型現像体１０１’の周に沿って上を向いた体勢となり、排出口１がシャッター部材２より下方になるので、図に示すように、シャッター部材２は自重により回転移動して現像剤排出口１が閉状態となるので、現像装置２００Ｙ内の現像剤が現像剤排出口１から回収口３へ漏出することはない。尚、回収口３より回収剤搬送パイプ５に受け渡された余剰二成分現像剤は、順次回収剤搬送パイプ５内部に配された搬送部材５ａにより搬送され、回動型現像体１０１’外部へと排出される。
【０１２３】
現像装置２００Ｍの現像動作が終了すると、次色の現像装置２００Ｃによる現像動作に備えて、回動型現像体１０１’は再び略１２０°回転し、現像装置２００Ｙは図２における位置Ｐ３へ移動する。その時の状態は図７（ｃ）に示される。この時、現像スリーブ８が回動型現像体の周に沿って下を向いた体勢となり、排出口１がシャッター部材２より下方になるので、図に示す通りシャッター部材３は現像容器１１内部の二成分現像剤による圧力により現像剤排出口１を閉状態としたままなので、やはり現像装置２００Ｙ内の現像剤が現像剤排出口１から回収口３へ漏出することはない。万が一漏出した場合でも重力方向の作用により回収剤搬送パイプ５側へとは流れることはない。
【０１２４】
このように現像位置Ｐ１においてのみシャッター部材２が開いた状態となり、現像装置２００Ｙ内の余剰現像剤が予期せずに外へ排出することがなくなるので、現像剤を排出するために、回動型現像体１０１’の現像位置Ｐ１を含めた複数且つ不均一の回転動作を行った場合でも、現像装置２００Ｙ内の現像剤量を許容範囲内に安定して維持することができるため、高画質維持特性が低下することはない。
【０１２５】
そして、これまで説明した優れたシャッター部材２の漏出防止動作により、本発明実施例では現像剤回収口３と回収材搬送パイプ５との間の貯留排出通路４の構成を非常にシンプルにすることができ、回動型現像体１０１’、更には多色画像形成装置２００のコストダウンに大きく貢献している。
【０１２６】
実施例３
図８は本発明の実施例３における現像装置２００Ｙを説明する要部正視図、図９は同現像装置２００Ｙの非駆動状態と駆動状態を説明する図を示したものである。
【０１２７】
本実施例では、多色画像形成装置本体１００の構成及び回動型現像体であるロータリ現像装置１０１、その他現像装置２００Ｙの概略構成は実施例１にて説明したものとは変わらないので、ここでは説明を省略する。
【０１２８】
本実施例では、現像容器１１内に、第２現像スクリュー７ｂの上側且つ回転軸回転方向下流側に、つまり現像剤排出口１の近辺に、現像スクリュー７ｂにより回転攪拌された現像剤を堰き止める堰き止め部５１を設けてある点が最も特徴的である。
【０１２９】
堰き止め部５１の設定位置は、図８に示す通り余剰現像剤排出口１の下部である。この位置に設定することで後述のように、実施例１と同じ効果が期待でき、安定した現像剤排出特性が得られるものである。
【０１３０】
本実施例においても、回動型現像体１０１’の回転方向は実施例１と同様、図２に示した矢印ａ方向である。即ち、図９（ａ）に示すように、現像ポジションＰ１に入ってきた現像容器１１内部に収められた現像剤Ｚの剤面は、やはり第１の実施例で説明した通り、現像スリーブ８側が高くなった状態である。しかし、回動型現像体１０１’の回転方向は本発明の主旨からして一方向に限定されるものではないことは、実施例１の中で説明した通りである。
【０１３１】
ここで、現像駆動が不図示の現像駆動入力より現像装置２００Ｙ側に伝達されると、本実施例においても現像容器１１内部で回転数が調整されて、現像スクリュー７ａ、７ｂにそれぞれ伝達されるように構成されているので、現像スクリュー７はそれぞれ回転を始める。
【０１３２】
本実施例においても、実施例１と同様に第２攪拌室Ｒ２の第２現像スクリュー７ｂは、回転軸７１に、螺旋オーガ７２の他に板状の攪拌促進部材７３が設けられているので、図９（ｂ）に示すように、回転を開始した現像スクリュー７ｂの回転方向ｂに伴い、現像剤Ｚは現像装置の現像スリーブ８と対向側の容器壁面１１ｂ側に、より強力に搬送されることとなる。
【０１３３】
そして、本実施例において、堰き止め部５１がこの搬送されてきた現像剤Ｚを堰き止めることにより、更にこの部分で現像剤面を押し上げる圧力が高まり、堰き止め部５１の上部の現像剤剤面が高くなる。本実施例では、この堰き止め部５１の上部に排出口１を設定しているので、このように現像スクリュー７ｂの回転に伴い、高く持ち上げられた現像剤が排出口１より溢れ落ちる。
【０１３４】
尚、排出口１には、現像ポジションＰ１以外で予期せぬ排出が行なわれないように、シャッター部材２が設けられおり、その機能・作用は実施例２で説明したものとは何ら変わりが無いので、ここではその詳しい説明を省略する。又、回動型現像体１０１’の回転に伴った該シャッター部材２の動作についても実施例２で説明したものと何らかわらないのでここでは説明を割愛する。
【０１３５】
本実施例のように現像剤Ｚの剤面調整を現像容器１１の壁面１１ｂで行なわずに、別途堰き止め部５１を用いて行なうことにより、排出口１の位置を設定できる範囲が格段に増え、設計の自由度が増えるので、より低コストで安定した排出を求めることも可能となる。本実施例においては、現像装置２００Ｙ壁面より６ｍｍ離れた位置に該堰き止め部を設けているので、排出口１を第２攪拌室Ｒ２のほぼ中央に設定し、排出機構を現像容器１１側に収めることができ、回動型現像体１０１’を非常に小型化することを可能としているのである。こうした意味でも、本実施例で提案する構成は、多色画像形成装置の低コスト化、高速化、高画質化に貢献するものである。
【０１３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、像担持体上に特定の画像情報に基づいて形成された静電潜像を現像する現像装置が、トナーとキャリアを含む現像剤を収納する現像容器と、像担持体に対向する現像領域に現像剤を搬送する円筒状の現像剤担持体と、現像剤担持体に平行な回転軸を有し、回転軸を回転中心として回転することによって現像剤を攪拌搬送する攪拌部材と、現像容器内の現像剤を排出する現像剤排出口と、を備え、現像剤排出口は、現像装置本体が前記現像位置にある状態で、前記撹拌部材を挟んで攪拌部材の軸方向に沿って設けられた現像容器の両壁面のうち、攪拌部材における回転中心より上方の領域であってかつ下方に向かって回動する領域に対向する方の壁面の、攪拌部材の回転中心より上方部分に設けられ、現像剤排出動作は、現像装置本体が現像位置にある状態において、所定現像剤面よりも剤面が高くなった状態で現像容器内の現像剤が現像剤排出口よりこぼれ出て行われるので、
（Ａ）攪拌部材が回転し攪拌搬送部材上部回転方向下流側容器壁面付近の現像剤剤面が盛り上がることで始めて、余剰現像剤が前記余剰現像剤排出口からこぼれ出るようになったため、攪拌部材の回転速度が大きくなり、剤面状態が不安定になりがちな状況下でも、余剰現像剤排出能力が安定し、より確実な高画質安定性が得られるようになった。更に、排出口の下方に堰き止め部を設けて安定化させることにより、充分に効果が得られた。
【０１３７】
（Ｂ）又、現像装置が回転体に装着され、該回転体が不安定な停止位置挙動を示した場合においても、又、複数の停止位置を有する場合であっても、確実に狙いの余剰現像剤量を排出させることができ、排出機構が安定して高画質を維持することが可能となった。
【０１３８】
（Ｃ）又、攪拌部材により攪拌性を促進させる板状の攪拌促進部材を設ける場合には、尚好適にその特性をあてはめることが可能となり、容易に調整し得るパラメータが増えることにより、開発期間の短縮やコストダウンを実現できた。
【０１３９】
（Ｄ）現像装置内の現像剤量を安定して許容値内に維持することが可能であるため、高画質維持特性が低下することもなくなった。加えて、余剰現像剤を一旦貯留するための機構部材等を必要とする場合においても、これら機構部材および装置の複雑・大型化を防ぐことができるため、多色画像形成装置自体の複雑化および高コスト化を引き起こすことがなく、サービスメンテナンス時における現像剤の交換が不要になる等メンテナンス性が向上し、高画質維持特性を確保することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る現像装置が適用される画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る現像装置を搭載した回転体（回動型現像装置）の一例を示す断面図である。
【図３】本発明に係る現像装置の一例を示す断面正視図である。
【図４】本発明に係る現像装置の一例を示す上視断面図である。
【図５】本発明に係る現像装置における現像剤の挙動を示す説明図である。
【図６】本発明に係る現像剤排出口及びシャッター部材の一例を示す斜視図である。
【図７】本発明に係る現像装置位置の変化におけるシャッター部材の挙動を示す説明図である。
【図８】本発明に係る現像装置の他の例を示す断面図である。
【図９】本発明に係る現像装置の他の例における現像剤の挙動を示す説明図である。
【図１０】従来の現像装置及び回転体の一例を示す断面図である。
【図１１】従来の現像装置及び回転体の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１現像剤排出口
２シャッター部材
３回収路
５回収材搬送パイプ
６現像剤カートリッジ
７現像スクリュー（攪拌部材）
８現像スリーブ（現像剤担持体）
９現像剤補給口
１１現像容器
１１ａしきい板
１１ｂ壁面（回転軸回転方向下流側の壁面）
７１回転軸
７２螺旋オーガ（羽根部材）
７３攪拌促進板（攪拌促進部材）
１００画像形成装置
１０１ロータリ現像装置
１０１’ 回動型現像体（回転体）
１１３感光ドラム（像担持体）
２００Ｙ現像装置
Ｐ１現像位置

Claims

像担持体上に形成された静電像を現像する現像装置において、
トナーとキャリアを含む現像剤を収納する現像容器と、
前記像担持体に対向する現像領域に現像剤を搬送する円筒状の現像剤担持体と、
該現像剤担持体に平行な回転軸を有し、該回転軸を回転中心として回転することによって現像剤を攪拌搬送する攪拌部材と、
前記現像容器内の現像剤を排出する現像剤排出口と、
を備え、
前記現像剤排出口は、現像装置本体が現像動作を行う現像位置にある状態で、前記攪拌部材を挟んで前記攪拌部材の軸方向に沿って設けられた前記現像容器の両壁面のうち、前記攪拌部材における回転中心より上方の領域であってかつ下方に向かって回動する領域に対向する方の壁面の、前記攪拌部材の回転中心より上方部分に設けられ、
現像剤排出動作は、現像装置本体が前記現像位置にある状態において、所定現像剤面よりも剤面が高くなった状態で前記現像容器内の現像剤が前記現像剤排出口よりこぼれ出て行われることを特徴とする現像装置。
前記両壁面のうち、前記攪拌部材における回転中心より上方の領域であってかつ下方に向かって回動する領域に対向する方の壁面の、前記攪拌部材の回転中心より上方部分に、前記攪拌部材により回転攪拌された現像剤を堰き止める堰き止め部を有し、該堰き止め部より上部に前記現像剤排出口を配したことを特徴とする請求項１の現像装置。
前記現像容器内に現像剤を補給する現像剤補給口を有し、現像動作に使用した分の現像剤が補給されることを特徴とする請求項１又は２の現像装置。
前記現像容器は、複数の攪拌室を有し、又、前記現像剤担持体内部には、円筒状で、該円筒周面に沿って複数の磁極を有する磁石が配置され、前記現像剤排出口は、前記複数の攪拌室のうち、前記現像剤担持体が備えられた位置から最も近い攪拌室以外の攪拌室に設けられることを特徴とする請求項１、２又は３の現像装置。
前記現像容器内部を各々の前記攪拌室に分割するように仕切り、前記各々の攪拌室を連通する連通部が設けられたしきい板を有し、前記現像剤排出口を、前記連通部に対向しない領域に設けたことを特徴とする請求項４の現像装置。
前記攪拌部材は、前記回転軸に螺旋状に羽根部材が設けられ、前記回転軸には、更に、板状の攪拌促進部材が設けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の現像装置。
回転体に搭載され、その回転移動によって像担持体と対向する現像位置まで移動することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の現像装置。
前記現像剤排出口には、回動可能に支持され、前記回転体の回転に伴い回動し、前記現像剤排出口を開閉するシャッター部材が設けられ、該シャッター部材は、現像装置本体が現像剤排出を行う位置にあるときに、前記現像容器内壁面より離隔し、前記現像剤排出口を開口し、前記現像装置本体がそれ以外にあるときに、前記現像容器内壁面に当接し、前記現像剤排出口を閉塞することを特徴とする請求項７の現像装置。
前記シャッター部材は、一端を支点とし他端が自重によって回動可能となるように設けられ、
前記一端は前記他端よりも、前記両壁面のうち前記攪拌部材における回転中心より上方の領域であってかつ下方に向かって回動する領域に対向する方の壁面に対し、遠い位置となるように配置されていることを特徴とする請求項８の現像装置。