JP5388652B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像容器内の長手方向の突き当たりに配置された排出開口から古くなった二成分現像剤を少しずつ排出する現像装置、詳しくは二成分現像剤の搬送部材の回転速度を上昇させた際の過剰な排出を抑制する構造に関する。

隔壁を挟んで現像容器の長手方向に配置した一対の搬送スクリューを用いて、非磁性トナーに磁性キャリアを混合した二成分現像剤を攪拌しつつ循環させる現像装置が広く用いられている。

このような現像装置では、非磁性トナーの消費に伴って新しい非磁性トナーが供給される一方で、古い磁性キャリアが現像容器内を循環し続けるため、次第に二成分現像剤の帯電性能が低下することが知られている。このため、現像容器内の磁性キャリアについても、古いものを少しずつ排出して新しいものに入れ替えることで、現像容器内の磁性キャリアの帯電性能を一定に維持する制御が取り入れられている。

特許文献１には、画像形成に伴って、非磁性トナーに磁性キャリアを所定割合で混合した補給用二成分現像剤を現像装置に供給して、現像容器内の古くなった磁性キャリアを少しずつ入れ替える現像装置が示される。図２を参照して説明すれば、搬送スクリュー（４６）の搬送方向の突き当たり面に配置した排出開口（５３）を通じて、現像容器（４２）内を循環している二成分現像剤が少しずつ排出される。

搬送スクリュー（４６）は、二成分現像剤を循環させる方向（Ｃ）に搬送して排出開口（５３）へ送り込む主スパイラル部の下流側に、回転に伴う搬送方向が主スパイラル部とは逆方向の副スパイラル部（５０）が連結されている。副スパイラル部（５０）は、主スパイラル部に搬送されて排出開口（５３）へ向かって移動する二成分現像剤の大部分を押し戻して、排出開口（５３）を通じて排出される二成分現像剤が過剰にならないようにしている。

特開２００２−７２６８６号公報

特許文献１に示される搬送スクリューの場合、排出開口を通じて排出される二成分現像剤の量が搬送スクリューの回転速度に応じた所定量となるように、主スパイラル部の搬送能力と副スパイラル部の搬送能力とが設定されている。これにより、搬送スクリューの回転速度が変化しても、現像容器内を循環する二成分現像剤の一定割合が毎回の循環を通じて排出される。

しかし、搬送スクリューの回転速度を大きく高めて実験したところ、搬送スクリューの回転速度が高くなるほど、設計値以上の二成分現像剤が排出開口を通じて排出されてしまうことが判明した。

そこで、現像容器（４２）内の二成分現像剤の流れを高速撮影して観察してみた。すると、搬送スクリュー（４６）の回転速度が低い場合には、現像容器（４２）と副スパイラル部（５０）とに挟まれた空間とほぼ同程度に、隔壁（４７）と副スパイラル部（５０）とに挟まれた空間を二成分現像剤が流れていた。しかし、搬送スクリュー（４６）の回転速度が高くなると、隔壁（４７）と副スパイラル部（５０）とに挟まれた空間を通じて排出開口（５３）へ向かって移動する二成分現像剤の流れのほうが次第に顕著になった。

このため、高速回転時に合わせて排出量が適正になるように主スパイラル部と副スパイラル部とを設計すると、低速回転時に必要な排出量を確保できず、現像装置内に二成分現像剤が停滞して帯電性能が低下してしまう。逆に低速回転時に合わせて排出量が適正になるように主スパイラル部と副スパイラル部とを設計すると、高速回転時に排出量が過剰になって補給用二成分現像剤の消費量が増えてしまう。

本発明は、搬送部材の回転速度が変化しても排出開口を通じた二成分現像剤の排出量が安定して適正に維持される現像装置を提供することを目的としている。

本発明の現像装置は、現像剤を収容する第１室と、現像剤を収容し、前記第１室の両端部に設けられた開口部で前記第１室と接続され、前記第１室と循環路を形成する第２室と、前記第１室と前記第２室とを仕切る隔壁と、前記第１室に回転可能に設けられ、循環路内の現像剤を搬送する主スパイラル部と、前記主スパイラル部の搬送方向下流側に設けられ、前記循環路の外側から前記循環路側に向かって現像剤を搬送する副スパイラル部と、を備えた第１搬送部材と、前記第１搬送部材の副スパイラル部の搬送方向上流側で、前記循環路外に設けられ、現像剤を排出するための排出口と、前記第２室に回転可能に設けられ、現像剤を搬送する第２搬送部材と、前記循環路外において前記副スパイラル部と対向する対向部であって、前記第１搬送部材の回転軸よりも高くなる領域において、前記第２室側の領域の方が前記第２室側とは逆側の領域よりも前記副スパイラル部の外周部と前記第１室の側面との間隔が狭くなるように設けられた対向部と、を有するものである。

本発明の現像装置では、第１搬送部材と第２搬送部材の高速回転によって顕著となる現像剤の流れを、隔壁と副スパイラル部とに挟まれた空間に配置した突起部によって抑制する。回転速度によって現像剤の流れが大きく変動する隔壁と前記副スパイラル部とに挟まれた空間を通じてではなく、回転速度によって現像剤の流れが大きく変動しない隔壁の反対側の第１室壁面と副スパイラル部とに挟まれた空間を通じて排出開口部へ現像剤を導く。

このため、突起部によって妨げられただけ、高速回転時に排出口を通じて排出される二成分現像剤が少なくなる。低速回転時には、同じ空間を通じて排出口へ向かう二成分現像剤の流れが顕著でないため、排出口部を通じて排出される二成分現像剤は高速回転時ほどには削減されない。

従って、搬送部材の回転速度が変化しても排出口を通じた二成分現像剤の排出量が安定して適正に制御される。なお、第１搬送部材と第２搬送部材の高速回転によって排出口へ向かう二成分現像剤の流れが顕著となるメカニズムについては後述する。

第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。 現像装置の内部構造を説明する斜視図である。 画像形成装置の奥側から見た現像装置の断面図である。 現像剤排出口の付近を拡大した断面図である。 副スパイラル部を設けた搬送スクリューの斜視図である。 遮蔽部が無い比較例の現像装置における二成分現像剤の流れの説明図である。 遮蔽部を設けた実施例１の現像装置における二成分現像剤の流れの説明図である。 排出開口へ落ち込む二成分現像剤の流れの説明図である。 実施例２における遮蔽部の厚みの説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、各壁と搬送部材とに挟まれた空間を通じて排出開口へ向かう二成分現像剤の流れが制限されている限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。

従って、現像装置を共通とする種々の形態の画像形成装置で同様に実施できる。中間転写型、記録材搬送体型、タンデム型、１ドラム型、フルカラー、モノクロの区別無く実施できる。二成分現像剤を用いる現像装置のみならず、長時間の攪拌によって帯電性能が低下するような一成分現像剤を用いる現像装置でも実施できる。

本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。

なお、特許文献１に示される画像形成装置の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。

＜画像形成装置＞
図１は第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。

図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト１０の下向き面に沿って画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ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。

画像形成部Ｐａでは、感光ドラム１ａにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト１０に一次転写される。画像形成部Ｐｂでは、感光ドラム１ｂにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト１０のイエロートナー像に重ねて一次転写される。画像形成部Ｐｃ、Ｐｄでは、それぞれ感光ドラム１ｃ、１ｄにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて同様に中間転写ベルト１０に順次重ねて一次転写される。

中間転写ベルト１０に一次転写された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐへ一括二次転写される。四色のトナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置１５で加熱加圧を受けて表面にトナー像を定着された後に、排出ローラ１６を通じて上部トレイ１７へ排出される。

分離ローラ２１は、記録材カセット２０から引き出した記録材Ｐを１枚ずつに分離して、レジストローラ２２へ送り出す。レジストローラ２２は、停止状態で記録材Ｐを受け入れて待機させ、中間転写ベルト１０のトナー像にタイミングを合わせて記録材Ｐを二次転写部Ｔ２へ送り込む。

定着装置１５は、ヒータを設けた定着ローラ１５ａに加圧ローラ１５ｂを圧接して加熱ニップを形成する。記録材Ｐは、加熱ニップで挟持搬送される過程で、加熱加圧を受けてトナー像を溶融させ、フルカラー画像を表面に定着される。

画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ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Ｐａについて説明し、他の画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄについては、説明中の符号末尾のａを、ｂ、ｃ、ｄに読み替えて説明されるものとする。

画像形成部Ｐａは、感光ドラム１ａを囲んで帯電ローラ２ａ、露光装置３、現像装置４ａ、一次転写ローラ５ａ、クリーニング装置６ａを配置している。

感光ドラム１ａは、アルミニウム製シリンダの外周面に帯電極性が負極性の感光層を形成しており、切り替え可能な複数段階のプロセススピードで回転する。帯電ローラ２ａは、直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を印加されて感光ドラム１ａに従動回転することにより、感光ドラム１ａの表面を一様な負極性の電位に帯電させる。

露光装置３は、イエロー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１ａの表面に画像の静電像を書き込む。現像装置４ａは、二成分現像剤を攪拌して帯電させ、穂立ち状態で現像スリーブ４３に担持させて、感光ドラム１ａを摺擦する。直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を現像スリーブ４３に印加することで、現像スリーブ４３に対して相対的に正極性になった静電像（露光部）に負極性に帯電した非磁性トナーが移転して、静電像が反転現像される。

一次転写ローラ５ａは、中間転写ベルト１０の内側面を押圧して、感光ドラム１ａと中間転写ベルト１０との間に一次転写部を形成する。一次転写ローラ５ａに正極性の直流電圧が印加されることにより、感光ドラム１ａに担持された負極性のトナー像が、一次転写部を通過する中間転写ベルト１０へ一次転写される。

中間転写ベルト１０は、テンションローラ１２、駆動ローラ１１、張架ローラ１３に掛け渡して支持され、駆動ローラ１１に駆動されて矢印Ｒ２方向に回転する。二次転写ローラ１４は、接地電位に接続された張架ローラ１３によって内側面を張架された中間転写ベルト１０に当接して二次転写部Ｔ２を形成する。二次転写ローラ１４に正極性の直流電圧が印加されることで、中間転写ベルト１０に担持されたトナー像が記録材Ｐに二次転写される。

＜現像装置＞
図２は現像装置の内部構造を説明する斜視図である。図３は画像形成装置の奥側から見た現像装置の断面図である。図４は現像剤排出口の付近を拡大した断面図である。図５は副スパイラル部を設けた搬送スクリューの斜視図である。

図２に示すように、現像容器４２は、非磁性トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を収容しており、非磁性トナーと磁性キャリアの混合比は重量比で１：９程度である。ここで、非磁性トナーと磁性キャリアの混合比は、トナーの帯電量、キャリアの粒径、画像形成装置（１００：図１）の構成等に応じて適正に調整されているが、必ずしもこの数値には限定されない。

図３は、画像形成装置（１００：図１）の奥側から現像装置４ａを見た断面を示しており、紙面の奥側が二成分現像剤が排出される正面側に対応している。図３に示すように、現像装置４ａは、現像容器４２の感光ドラム１ａに対向した現像領域の部分が開口しており、開口部から一部露出するように、現像スリーブ４３が回転可能に設置されている。現像スリーブ４３の内部には、複数の固定磁極を設けたマグネット４４が非回転に配置されている。現像スリーブ４３は、非磁性材料で形成され、現像動作時には矢印Ａ方向に回転して、現像容器４２内の二成分現像剤をマグネット４４の磁力で層状に保持して現像領域に搬送する。現像スリーブ４３は、現像領域で感光ドラム１ａに非磁性トナーだけを供給して、感光ドラム１ａ上に形成されている静電像を現像する。静電像を現像した後、現像スリーブ４３上の二成分現像剤は、現像スリーブ４３の回転に従って現像容器４２内に回収される。

現像装置４ａは、第１搬送部材の一例である搬送スクリュー４６の回転速度が切り替えられても、現像容器４２内部の二成分現像剤を一定量に保つ現像剤自動排出機能を有する。

図２に示すように、現像容器４２の内部は、二成分現像剤を受け渡すための開口部４７ａ、４７ｂが両端に形成された長手方向の隔壁４７によって仕切られる。隔壁４７を挟んで、二成分現像剤の搬送方向が逆方向に設定された一対の搬送スクリュー４５、４６が配置されている。第１搬送部材の一例である搬送スクリュー４６が矢印Ｃ方向に二成分現像剤を攪拌しつつ搬送し、第２搬送部材の一例である搬送スクリュー４５が矢印Ｂ方向に二成分現像剤を攪拌しつつ搬送する。隔壁４７の一方の側（第１室）に搬送スクリュー４６が配置され、他方の側（第２室）に搬送スクリュー４５が配置される。隔壁４７の長手方向の両端に形成された開口部４７ａ、４７ｂを通じて、一方の搬送スクリュー４６と他方の搬送スクリュー４５とが二成分現像剤をスムーズに受け渡すことで、二成分現像剤が現像容器４２の内部を循環する。

副スパイラル部側の開口部４７ａを通じて、搬送スクリュー４６から搬送スクリュー４５へ二成分現像剤が受け渡され、搬送スクリュー４５に搬送される過程で二成分現像剤が現像スリーブ４３へ撒き散らされるように受け渡される。

搬送スクリュー４６における二成分現像剤の搬送方向の下流側には、二成分現像剤の循環経路外から循環経路内に押し戻すように二成分現像剤を搬送する返しスクリュー５０が接続されている。そして、搬送スクリュー４６の主スパイラル部（４６ｍ：図５）と返しスクリュー５０（副スパイラル部）の継ぎ目に対向する位置に、搬送スクリュー４６から搬送スクリュー４５へ二成分現像剤を受け渡すための開口部４７ａがある。

図４に示すように、返しスクリュー５０による二成分現像剤の搬送方向の上流に、循環する二成分現像剤の一部を現像容器４２の外へ排出するための排出開口５３が設けられている。搬送スクリュー４６の主スパイラル部によって排出開口５３へ向かって搬送される二成分現像剤の大部分は、返しスクリュー５０に押し戻されて排出開口５３からの排出を逃れる。そして、返しスクリュー５０に押し戻されなかった二成分現像剤が排出開口５３を通じて現像容器４２の循環経路から排出される。

返しスクリュー５０の長さ、直径、ピッチは、現像装置４ａの構成や排出条件、現像容器４２内の二成分現像剤量、目標とする排出量に応じて適宜変更される。例えば、返しスクリュー５０の長さが長過ぎると、必要以上に二成分現像剤の排出が抑制される結果、現像容器４２内の二成分現像剤の帯電性能の低下が進行してしまう。逆に、返しスクリュー５０の長さが短か過ぎると、必要以上に二成分現像剤が排出されて現像容器４２内の二成分現像剤量が不足して現像に支障をきたす。

返しスクリュー５０の搬送方向の最上流に、排出開口５３を覆い隠すように円板状のつば部５１が設けられている。長手方向で排出開口５３に重なるように排出開口５３に対向する円板部（５１）が副スパイラル部に連結されている。

つば部５１は、搬送スクリュー４６の主スパイラル部と返しスクリュー５０との搬送能力差によって排出開口５３に向かって搬送されてきた二成分現像剤の慣性力差を低減させる。つば部５１は、返しスクリュー５０の搬送羽根の末端の谷を通じて排出開口５３へ落ち込む二成分現像剤を無くして、二成分現像剤の排出量を安定させる。

つば部５１は、返しスクリュー５０の排出開口５３に対向する末端を覆ってスクリューの谷を排出開口５３側へ露出させない。つば部５１を設けた返しスクリューを採用することで、搬送スクリュー４６の回転速度を遅い側に切り替えても必要な排出量が確保されるとともに、搬送スクリュー４６の回転速度を速い側に切り替えても二成分現像剤の排出量が急増しなくなる。

排出開口５３の中心を貫通して、返しスクリュー５０に連結された排出スクリュー４９が配置されている。排出スクリュー４９は、つば部５１を乗り越えて落下してきた二成分現像剤を排出開口５３を通じて運び出し、現像剤排出口４８へ搬送して現像装置４ａ外へ排出する。

図２を参照して図５に示すように、第１搬送部材の一例である搬送スクリュー４６は、排出開口５３へ向かう現像剤の流れを逆方向に付勢する副スパイラル部（５０）を主スパイラル部４６ｍに連結している。主スパイラル部４６ｍは、二成分現像剤の循環経路の現像剤を排出開口５３へ向かって搬送する。

＜補給用二成分現像剤の補給制御＞
図６は遮蔽部が無い比較例の現像装置における二成分現像剤の流れの説明図である。

図３に示すように、画像形成によって消費された非磁性トナーは、新品の磁性キャリアを一定の割合で含んだ補給用二成分現像剤として、補給機構３１により現像容器４２の搬送スクリュー４６の上流側（本体奥側）に補給される。現像装置４ａへの補給用二成分現像剤の補給は、補給機構３１のホッパーから補給スクリュー３２の回転によって行なわれ、現像容器４２上側の補給口から受け取る。補給用二成分現像剤は、補給用の非磁性トナー中に、一定の割合（重量比にして１０％程度）で磁性キャリアを含んだ二成分現像剤を使用しているが、磁性キャリアの混合比率はこれに限定されるものではない。

補給用二成分現像剤の補給量は、補給機構３１の補給スクリュー３２の回転数によっておおよそ定められる。制御部３０は、補給スクリュー３２の回転のＯＮ／ＯＦＦ、回転速度を制御して、現像容器４２内部の二成分現像剤のトナー濃度を一定に保つように補給用二成分現像剤の補給を行う。

このとき、現像容器４２内の二成分現像剤の量は、画像形成にともなって次第に増加する。画像形成によって非磁性トナーは消費されるが、磁性キャリアは消費されずに現像容器４２内部に残って循環し続けるため、現像容器４２内の二成分現像剤量が増加してしまう。二成分現像剤量が増加した場合、図４に示す返しスクリュー５０およびつば部５１を現像剤が乗り越えて排出開口５３へ落ち込んで排出スクリュー４９へ受け渡され、現像剤排出口４８に搬送される。現像剤排出口４８に搬送された回収現像剤は、現像剤排出口４８から排出されて不図示の現像剤回収パイプに合流し、現像剤回収パイプを通じて不図示の回収容器にまとめて回収貯蔵される。

このようにして、消費された非磁性トナーが補給用二成分現像剤によって補給される一方で、並行して、磁性キャリアが過剰になった現像容器４２内の二成分現像剤が少しずつ排出される。現像容器４２内の二成分現像剤量を一定に保つように、二成分現像剤の入れ替えが自動的に徐々に行われることで現像剤自動排出機能が実現される。

現像装置４ａでは、搬送スクリュー４５、４６が等速で回転し続け、現像容器４２内の二成分現像剤の循環速度が常に一定であれば、二成分現像剤の入れ替えプロセスが安定して問題なく行われる。

しかし、図１を参照して図３に示すように、画像形成装置１００では、プロセススピードを等速＝１２０ｍｍ／ｓｅｃ、１／２速＝６０ｍｍ／ｓｅｃ、１／３速＝４０ｍｍ／ｓｅｃに切り替えて厚紙対応や高解像度対応を行っている。例えば、厚紙モードでは、トナー像を定着させる際の記録材の熱吸収量が大きくて定着装置１５では十分な加熱ができなくなるため、厚さ段階に応じてプロセススピードを１／２速又は１／３速に低下させる。また、高解像度モードでは、プロセススピードを１／２速に低下させて、副走査方向の走査線密度を２倍に増加させる。

そして、プロセススピードの切り替えに伴って、搬送スクリュー４５、４６の回転速度は、等速＝３００ｒｐｍ、１／２速＝１５０ｒｐｍ、１／３速＝１００ｒｐｍに切り替えられる。搬送スクリュー４５、４６がこのように複数の回転速度を持つ場合、搬送スクリュー４６によって搬送されて返しスクリュー５０の終端部まで到達する二成分現像剤量が変動するため、現像剤自動排出機能についても、複数の回転速度に対応させる必要がある。

図６に示すように、搬送スクリュー４５、４６が矢印のように回転して、副スパイラル（５０）側の開口部４７ａを通じて搬送スクリュー４６から搬送スクリュー４５へ矢印Ｆ１のように二成分現像剤が流れて受け渡される。複数のプロセススピードを同一の現像装置４ａで使用する場合、次のような現象が起きる。

搬送スクリュー４５、４６の回転速度が等速＝３００ｒｐｍになると、開口部４７ａを通じて搬送スクリュー４５へ受け渡されるべき二成分現像剤の一部が開口部４７ａを通じて矢印Ｆ２のように搬送スクリュー４６へ押し戻される傾向が高まる。搬送スクリュー４５から搬送スクリュー４６へ逆流した二成分現像剤は、搬送スクリュー４６に搬送されて排出開口５３へ向かう二成分現像剤の流れに合流して排出開口５３へ押し寄せる。その結果、つば部５１を乗り越えて排出開口５３へ落ち込む二成分現像剤が急増するという現象が起きる。一方、搬送スクリュー４５、４６の回転速度が１／２速＝１５０ｒｐｍ、１／３速＝１００ｒｐｍになると、この現象は発生しないことが確認されている。

すなわち、等速の場合は、１／２速の場合と比較して搬送スクリュー４５、４６の回転速度及び搬送速度が高速となる。そして、搬送スクリュー４５には、スクリューの羽根に傾斜がついているため、二成分現像剤の搬送方向（矢印Ｂ）以外に、スクリュー断面半径方向にも二成分現像剤を搬送しようとする力が働く。スクリュー断面半径方向に搬送された二成分現像剤は、開口部４７ａを通じて搬送スクリュー４６から搬送スクリュー４５へ受け渡される二成分現像剤の流れと衝突して、二成分現像剤の界面高さが盛り上がる。そのように盛り上がった二成分現像剤が返しスクリュー５０の外側を流れてつば部５１を乗り越えることにより、排出開口５３へ落ち込んで排出スクリュー４９に到達する。

一方、搬送スクリュー４５、４６の回転数が低い場合は、スクリュー断面半径方向に現像剤を搬送しようとする力が小さいため、矢印Ｆ２のような二成分現像剤の流れは発生せず、搬送スクリュー４５から搬送スクリュー４６への逆流は生じない。よって、搬送スクリュー４５から搬送スクリュー４６へ戻る二成分現像剤の流れは、高速回転の方が大きくなり、１／２速に比べ等速の方がより多くの二成分現像剤が返しスクリュー５０の終端まで到達する。

このため、等速、１／２速、１／３速の差による排出開口５３へ向かう二成分現像剤の流れの差によって、全てのプロセススピードにて適切な現像剤排出量を確保できないという問題点があった。

そこで、以下の実施例では、隔壁４７と返しスクリュー５０とに挟まれた空間をせき止めて、専ら現像容器４２と返しスクリュー５０とに挟まれた空間を通じて排出開口５３へ二成分現像剤を導いている。現像容器４２と返しスクリュー５０とに挟まれた空間を通じた二成分現像剤の流れは、隔壁４７と返しスクリュー５０とに挟まれた空間を流れる二成分現像剤の流れほど搬送スクリュー４５、４６の回転数に影響されないからである。

＜実施例１＞
図７は遮蔽部を設けた実施例１の現像装置における二成分現像剤の流れの説明図である。

図３に示すように、実施例１では、開口部４７ａの縁に位置させて隔壁４７と一体に対向部としての遮蔽部５２を形成している。遮蔽部５２は、返しスクリュー５０の中心高さよりも高い位置で二成分現像剤の流れをせき止める壁構造である。制限手段の一例である遮蔽部５２は、隔壁４７と返しスクリュー５０とに挟まれた空間を通じて排出開口部５３へ向かう二成分現像剤の流れを制限する。遮蔽部５２は、現像容器４２と返しスクリュー５０とに挟まれた空間に、隔壁４７と返しスクリュー５０とに挟まれた空間より多く二成分現像剤が流れるように排出開口部５３へ向かう二成分現像剤の流れを制御する。

図７に示すように、隔壁４７の壁面に返しスクリュー５０の外径に対して１．０ｍｍの隙間を確保して、返しスクリュー５０の外周に沿った輪郭の遮蔽部５２を設けている。搬送スクリュー４５から搬送スクリュー４６へ戻されて排出開口５３へ向かう二成分現像剤現像剤の流れ（矢印Ｆ２）は、遮蔽部５２に衝突して流れを遮断される。その後、遮断された二成分現像剤は、返しスクリュー５０に付勢されて矢印Ｆ３のように開口部４７ａを通じて搬送スクリュー４５へ向かう流れ（矢印Ｆ１）に再合流して、現像容器４２内の二成分現像剤の循環経路に戻される。

遮蔽部５２は、逆流の流れが排出スクリュー４９へ到達されるのを防ぐことができればよいので、開口部４７ａから排出スクリュー４９の搬送方向最上流までの間に設置すればどの位置でも効果を発揮する。遮蔽部５２のスクリュースラスト方向の長さは規定されない。遮蔽部５２の高さは現像装置４ａの構成や排出条件、目標とする現像容器４２の二成分現像剤量により適宜変更される。仮に目標とする現像容器４２の二成分現像剤量に対して遮蔽部５２の高さが低すぎると逆流を遮蔽することが難しくなり、十分な効果がえられない。

以上のことから搬送スクリュー４５、４６の回転速度変化による二成分現像剤の流れの変化を減少できる。従って、等速から１／３速まで、速度差によってつば部５１を乗り越えて排出スクリュー４９に到達する二成分現像剤量が変動することを抑制できる。結果、現像剤排出口４８からの二成分現像剤排出量の変動を抑制できる。

以上説明したように、本発明では現像容器４２や搬送スクリュー４５、４６、隔壁４７などの基本構成には変更を加えず、隔壁４７のごく一部分のみの変更で現像剤自動排出機能を改善している。複数の攪拌速度において、二成分現像剤の排出量を安定させて、現像容器４２内の二成分現像剤量を一定に保つことができる。簡単な構成で二成分現像剤を徐々に自動交換してメンテナンス性を上げることができ、且つ、様々な現像攪拌速度に対応できる低価格の長寿命な現像装置を実現している。

攪拌速度が切り替わった際に、現像剤排出口４８から排出される二成分現像剤量が過剰に変化しないため、現像容器４２内の現像剤量が一定に保たれる。複数の画像形成プロセススピードに対応できる現像装置を実現して、複数の紙搬送速度に対応可能、且つ現像剤自動排出機能を有する画像形成装置１００が提供される。

＜実施例２＞
図８は排出開口へ落ち込む二成分現像剤の流れの説明図である。図９は実施例２における遮蔽部の厚みの説明図である。

図８の（ａ）に示すように、実施例２でも、開口部４７ａの縁に位置させて、隔壁４７と一体に遮蔽部５２を形成している。遮蔽部５２は、返しスクリュー５０の中心高さよりも高い位置で二成分現像剤の流れをせき止める壁構造である。制限手段の一例である遮蔽部５２は、隔壁４７と返しスクリュー５０とに挟まれた空間を通じて排出開口部５３へ向かう二成分現像剤の流れを制限する。

遮蔽部５２は、隔壁４７と返しスクリュー５０とに挟まれた空間を通じて排出開口５３へ向かう二成分現像剤の流れをせき止める。このため、隔壁４７と返しスクリュー５０とに挟まれた空間を通じて排出開口５３へ向かう二成分現像剤の流れの増減が、図中に黒く塗り潰した矢印で示すように排出開口５３へ落ち込む二成分現像剤の量に影響しなくなる。このため、つば部５１を超えて排出開口へ落ち込む二成分現像剤は、専ら現像容器４２と返しスクリュー５０とに挟まれた空間を通じて排出開口５３へ向かって搬送される。現像容器４２と返しスクリュー５０とに挟まれた空間の流れは、隔壁４７と返しスクリュー５０とに挟まれた空間の流れほど搬送スクリュー４５、４６の回転数に影響されないので、回転数を切り替えても期待どおりの排出量（排出割合）を確保できる。

図３の（ｂ）に示すように、これに対して、遮蔽部を設けていない比較例では、搬送スクリュー４５、４６の回転数に大きく影響される隔壁４７と返しスクリュー５０とに挟まれた空間の流れがつば部５１を超えて排出開口へ落ち込む。このため、実施例２に比較して、搬送スクリュー４５、４６の回転数を切り替えた際の排出量（排出割合）を制御できなくなる。

図９に示すように、実施例２では、二成分現像剤の搬送方向における遮蔽部５２の厚みは、副スパイラル部の一例である返しスクリュー５０の１ピッチよりも大きい。このため、返しスクリュー５０の３６０度の回転中、どの回転角度であっても、遮蔽部５２が二成分現像剤の流れを排出開口５３側へ漏らさない。

＜実施例３＞
図２に示すように、実施例１、２では、現像スリーブ４３から遠い側の搬送スクリュー４６に副スパイラルを設けて二成分現像剤の排出量を制御していた。これに対して実施例３では、現像スリーブ４３に近い側の搬送スクリュー４５の下流側に副スパイラルを設けて二成分現像剤の排出量を制御する。すなわち、現像スリーブ４３で非磁性トナーが消費された直後の二成分現像剤を、搬送スクリュー４５の下流側の突き当たりに設けた排出開口から排出させる。

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 感光ドラム
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 帯電ローラ
３ 露光装置
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 現像装置
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ 一次転写ローラ
１０ 中間転写ベルト
１４ 二次転写ローラ
１５ 定着装置
４２ 現像容器
４３ 現像スリーブ（現像剤担持体）
４５ 搬送スクリュー（第２搬送部材）
４６ 搬送スクリュー（第１搬送部材）
４７ 隔壁
４７ａ、４７ｂ 開口部
４８ 現像剤排出口
４９ 排出スクリュー
５０ 返しスクリュー（副スパイラル部）
５１ つば部
５２ 遮蔽部（制限手段）
５３ 排出開口

Claims (4)

1. 現像剤を収容する第１室と、
   現像剤を収容し、前記第１室の両端部に設けられた開口部で前記第１室と接続され、前記第１室と循環路を形成する第２室と、
   前記第１室と前記第２室とを仕切る隔壁と、
   前記第１室に回転可能に設けられ、循環路内の現像剤を搬送する主スパイラル部と、前記主スパイラル部の搬送方向下流側に設けられ、前記循環路の外側から前記循環路側に向かって現像剤を搬送する副スパイラル部と、を備えた第１搬送部材と、
   前記第１搬送部材の副スパイラル部の搬送方向上流側で、前記循環路外に設けられ、現像剤を排出するための排出口と、
   前記第２室に回転可能に設けられ、現像剤を搬送する第２搬送部材と、
   前記循環路外において前記副スパイラル部と対向する対向部であって、前記第１搬送部材の回転軸よりも高くなる領域において、前記第２室側の領域の方が前記第２室側とは逆側の領域よりも前記副スパイラル部の外周部と前記第１室の側面との間隔が狭くなるように設けられた対向部と、を有することを特徴とする現像装置。
2. 前記対向部は、前記開口部の縁に位置させて前記隔壁と一体に形成されていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 前記対向部の前記第１搬送部材の軸線方向における厚みは、前記副スパイラル部の１ピッチよりも大きいことを特徴とする請求項１又は２記載の現像装置。
4. 前記第１搬送部材の駆動速度が第１速度で現像動作を行う第１モードと、前記第１搬送部材の駆動速度が前記第１速度とは異なる第２速度で現像動作を行う第２モードと、をそれぞれ実行可能であることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の現像装置。

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