(57)【要約】      （修正有）【課題】現像槽にトナーとキャリアとの混合物を落下させて供給する方式の現像装置において、混合物の塊が落下して現像槽内の現像剤中に混合むらが発生するのを防止し、画像不良のない高画像濃度および高品位画質の画像を長期的にかつ安定的に形成する。【解決手段】現像領域槽と撹拌槽とからなる現像槽１２と、第１撹拌部材１３と、第２撹拌部材１４、トナーホッパ１５と、トナー貯留容器１６とを含む現像装置１０において、撹拌槽１２ｂにトナー補給口１２ｅを形成し、第１撹拌羽根１３ｂと第２撹拌羽根１３ｃとが設けられた第１撹拌部材１３の回転によって、現像槽１２の長手方向両端部からトナー補給口１２ｅ近傍に向う２つの現像剤の流れを発生させ、トナー補給口１２ｅ近傍でこの２つの流れを衝突させ、トナー補給口１２ｅからトナーホッパ１５を経てトナー貯留容器１６内部に達する現像剤の脈動流を発生させる。【選択図】図１
2008122547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体を含む電子写真方式の画像形成装置に設けられて感光体上の静電潜像にトナーを供給する現像装置において、
感光体を臨んで回転自在に設けられて感光体上の静電潜像にトナーを供給する現像剤担持体と、
現像剤担持体の軸線方向の長さにほぼ等しい長さを有して現像剤担持体に現像剤を供給する現像領域槽と、現像領域槽に連接するように設けられてトナーの補給を受けるためのトナー補給口が形成される撹拌槽とを備える現像槽と、
現像剤担持体を臨んで現像槽に回転自在に支持され、現像剤担持体の軸線方向の長さを超える長さを有して一端部が撹拌槽の長手方向端部近傍まで達するように設けられて、現像槽の長手方向における両端部からトナー補給口に向けて現像剤を撹拌搬送する第１撹拌部材と、
第１撹拌部材を介して現像剤担持体に対向して現像槽に回転自在に支持され、現像剤担持体の軸線方向の長さを超える長さを有して一端部が撹拌槽の長手方向端部近傍まで達するように設けられて、補給されるトナーを現像槽内の現像剤と撹拌して搬送する第２搬送部材と、
貯留するトナーを外部に排出するためのトナー排出口が形成されるトナー貯留容器と、
トナー貯留容器のトナー排出口に連通するように形成されるトナー受入口と現像槽のトナー補給口に連通するように形成されるトナー供給口とを有し、トナー貯留容器および現像槽に連接するように設けられてトナー貯留容器から受入れるトナーを現像槽に供給するトナーホッパとを含むことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
現像槽は現像剤を現像槽外部に排出するために形成される現像剤排出口を有し、かつトナー貯留容器に貯留されるトナーはキャリアを含むことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
トナー補給口は、
現像槽の撹拌槽における長手方向中央部であって、第１撹拌部材の鉛直方向上方に形成されることを特徴とする請求項１または２記載の現像装置。
【請求項４】
第２撹拌部材は、
現像領域槽の長手方向端部からトナー補給口近傍までの領域においては第１撹拌部材による現像剤の搬送方向とは逆方向に現像剤を搬送し、かつ
撹拌槽の長手方向端部からトナー補給口近傍までの領域においては第１搬送撹拌部材による現像剤の搬送方向と同じ方向に現像剤を搬送することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項５】
第１撹拌部材および第２撹拌部材は、
現像槽に回転自在に支持される回転軸と、回転軸の外周面に回転軸の軸線方向に延びて螺旋状に形成される撹拌羽根とを含むスクリュー状撹拌部材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項６】
第１撹拌部材は、
現像槽に回転自在に支持される回転軸と、
回転軸の外周面において、現像領域槽の撹拌槽とは連接しない側の回転軸一端部から螺旋状に延びるように形成されて、回転軸の回転によって現像領域槽の撹拌槽とは連接しない側の端部からトナー補給口に向う方向に現像剤を搬送する第１撹拌羽根と、
回転軸の外周面において、撹拌槽の現像領域槽とは連接しない側の回転軸他端部から螺旋状に延びかつそのトナー補給口側の端部が第１撹拌羽根のトナー補給口側の端部と間隙を有して離隔するように形成されて、回転軸の回転によって撹拌槽の現像領域槽とは連接しない側の端部からトナー補給口に向う方向に現像剤を搬送する第２撹拌羽根とを含むスクリュー状撹拌部材であることを特徴とする請求項５記載の現像装置。
【請求項７】
第２撹拌部材は、
現像槽に回転自在に支持される回転軸と、
回転軸の外周面において、現像領域槽の撹拌槽とは連接しない側の回転軸一端部から螺旋状に延びるように形成されて、回転軸の回転によってトナー補給口から現像領域槽の撹拌槽とは連接しない側の端部に向う方向に現像剤を搬送する第３撹拌羽根と、
回転軸の外周面において、撹拌槽の現像領域槽とは連接しない側の回転軸他端部から螺旋状に延びかつそのトナー補給口側の端部が第３撹拌羽根のトナー補給口側の端部と間隙を有して離隔するように形成されて、回転軸の回転によってトナー補給口から撹拌槽の現像領域槽とは連接しない側の端部に向う方向に現像剤を搬送する第４撹拌羽根とを含むスクリュー状撹拌部材であることを特徴とする請求項５または６記載の現像装置。
【請求項８】
現像槽と、トナーホッパと、トナー貯留容器とは、
鉛直方向においてこの順番で連接するように設けられ、その中で現像槽は鉛直方向最下方に配置されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項９】
表面に静電潜像が形成される感光体と、感光体表面を帯電させる帯電手段と、感光体表面に静電潜像を形成する露光手段と、感光体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、感光体表面のトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、感光体表面を清浄化するクリーニング手段と、トナー像を記録媒体に定着させる定着手段とを含み、電子写真方式を利用して画像を形成する画像形成装置において、
現像手段は、請求項１〜８のいずれか１つの現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用して画像を形成する画像形成装置（以下単に「画像形成装置」とする）では、たとえば、感光体表面の静電潜像に現像装置から２成分現像剤（以下単に「現像剤」とする）に含まれるトナーを供給してトナー像を形成し、さらにこのトナー像を記録媒体に転写して定着させることによって画像が形成される。現像装置から静電潜像へのトナーの供給は、トナー収容用容器である現像槽から現像剤担持体を介して行われる。画像形成装置は、簡易な操作で高画質画像を形成でき、保守管理も容易であることから、複写機、プリンタ、ファクシミリなどに多用され、広く普及している。それに伴い、画像形成装置にはさらなる性能の向上が求められる。その中でも、画像形成速度を高め、単位時間当たりに形成される画像枚数を増加させることは特に重要である。画像形成速度の高速化には種々の課題があり、たとえば、現像剤に含まれるキァリアの長寿命化が挙げられる。現像剤はトナーとキャリアとを含む。キャリアは現像装置内で撹拌を受けてトナーと摺擦してトナーを帯電させる機能を有する。トナーを適正に帯電させることによって高画質画像を形成できる。そして、トナーは消費状況に応じて順次補給されるけれども、キャリアは耐用寿命が尽きるまで同じものが使用されるのが一般的である。高速での画像形成ではトナーの消費量が多くなるので、キャリアは常にトナーとの摺擦に晒され、キァリアに掛かる物理的、機械的な応力は非常に大きい。その結果、トナーに均一な電荷量を付与できず、トナーの帯電不良が発生し、形成される画像の画像濃度が不安定になる。また、短期間でキャリアの耐用寿命が尽き、キャリアを交換する保守管理の頻度が増大するという問題が生じる。
【０００３】
このような問題を解決するため、たとえば、現像槽の改良が試みられる。一般的な現像装置においては、現像槽と現像剤担持体とがほぼ同じ長さに揃えられて平行に配置される。改良技術においては、現像槽の長手方向における一方の端部を延長し、現像槽の現像剤担持体に臨む部分を現像領域とし、延長部分を撹拌領域とする現像槽が提案される。現像槽の内部空間には、現像槽の長手方向に撹拌搬送部材であるスクリュー部材が平行に２個設けられ、撹拌領域の現像槽壁に形成されるトナー補給口から撹拌領域内にトナーが補給される。この現像槽では、スクリュー部材の回転駆動によって、撹拌領域内において現像剤は新たに補給されるトナーが混合された後、撹拌領域から現像領域に向けて現像槽の長手方向に搬送される。そして、現像剤は現像領域において現像剤担持体に接触した後、現像領域から搬送領域に向けて現像槽の長手方向に搬送される。すなわち、トナーとキャリアとの混合物である現像剤が現像槽の長手方向に往復する搬送経路が形成される。この構成によって、トナーとキャリアとが均一に混合される。また、高速画像形成のようにトナー消費量が多い場合でも、トナーが比較的長い距離にわたってキャリアによる摺擦を受けるので、トナーに充分な電荷が付与される。また、キャリアに掛かる物理的応力、機械的応力なども軽減できるので、キャリアの交換時期も延長できる。現像槽にトナーを補給するに際しては、現像槽の構造に関係なく、現像槽の鉛直方向上方に設けられるトナーホッパからトナーを現像槽内に落下させる方式が従来から採られる。落下方式の場合、塊状のトナーが現像槽内に補給されることが多い。ところが、現像槽は粉末状態のトナーが補給されることを前提として設計されるので、前記のような改良が施されていても、塊状のトナーが補給されると、トナーと現像槽内の現像剤とが均一に混合せず、混合むらが生じ易い。混合むらはトナーの帯電量を不均一にし、種々の画像不良を発生させる原因になる。
【０００４】
また、キャリアの劣化によるトナーの帯電不良を防止するために、トリクル方式の現像装置が提案される。トリクル方式では、現像槽にトナーとキャリアとの混合物を補給するとともに、現像槽に現像剤排出口を形成し、劣化が進んだキャリアを含む余剰の現像剤を現像剤排出口から現像槽外部に排出する。これによって、劣化したキャリアが徐々に新しいキャリアに交換されるので、キャリアの劣化によるトナーの帯電不良は起こり難くなる。トリクル方式の現像装置の具体例としては、たとえば、現像剤担持体と、隔壁によって仕切られる現像領域と攪拌領域とを含み、現像剤排出口が形成される現像槽と、撹拌搬送部材とを含む現像装置が提案される（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１の現像装置においては、現像槽にはトナーとキャリアとの混合物が補給される。撹拌搬送部材は、現像剤の搬送能力が相対的に大きい第１搬送部と、現像剤の搬送能力が相対的に小さい第２搬送部とを含み、第２の搬送部が現像剤排出口に対向するように設けられる。また、第１搬送部は撹拌領域の循環方向に現像剤を搬送し、第２搬送部は撹拌領域の循環方向とは逆方向に現像剤を搬送する。この構成によれば、第１搬送部による現像剤の流れと第２搬送部による現像剤の流れとが現像剤排出口付近でぶつかることによって、余剰の現像剤が安定的に現像槽外部に排出される。特許文献１の技術によって、トリクル方式の現像装置における現像剤の現像槽外部への排出量が不安定になるという問題が解決される。しかしながら、このような現像装置においても、現像槽の鉛直方向上方に設けられるトナー貯留容器から、トナーとキャリアとの混合物を落下させる方式を採る。したがって、トナーとキャリアとの塊が現像槽内に落下する場合に、混合むらが生じるという課題は解決されない。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−９９１３４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、現像槽に落下方式でトナーを供給する現像装置において、トナーの塊が落下して混合むらが発生するのを防止し、画像不良のない高画像濃度および高品位画質の画像を形成するのに寄与できる現像装置、および該現像装置を含む画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、
感光体を含む電子写真方式の画像形成装置に設けられて感光体上の静電潜像にトナーを供給する現像装置において、
感光体を臨んで回転自在に設けられて感光体上の静電潜像にトナーを供給する現像剤担持体と、
現像剤担持体の軸線方向の長さにほぼ等しい長さを有して現像剤担持体に現像剤を供給する現像領域槽と、現像領域槽に連接するように設けられてトナーの補給を受けるためのトナー補給口が形成される撹拌槽とを備える現像槽と、
現像剤担持体を臨んで現像槽に回転自在に支持され、現像剤担持体の軸線方向の長さを超える長さを有して一端部が撹拌槽の長手方向端部近傍まで達するように設けられて、現像槽の長手方向における両端部からトナー補給口に向けて現像剤を撹拌搬送する第１撹拌部材と、
第１撹拌部材を介して現像剤担持体に対向して現像槽に回転自在に支持され、現像剤担持体の軸線方向の長さを超える長さを有して一端部が撹拌槽の長手方向端部近傍まで達するように設けられて、補給されるトナーを現像槽内の現像剤と撹拌して搬送する第２搬送部材と、
貯留するトナーを外部に排出するためのトナー排出口が形成されるトナー貯留容器と、
トナー貯留容器のトナー排出口に連通するように形成されるトナー受入口と現像槽のトナー補給口に連通するように形成されるトナー供給口とを有し、トナー貯留容器および現像槽に連接するように設けられてトナー貯留容器から受入れるトナーを現像槽に供給するトナーホッパとを含むことを特徴とする現像装置である。
【０００８】
また本発明の現像装置は、
現像槽が現像剤を現像槽外部に排出するために形成される現像剤排出口を有し、かつトナー貯留容器に貯留されるトナーがキャリアを含むことを特徴とする。
【０００９】
さらに本発明の現像装置は、
トナー補給口が、
現像槽の撹拌槽における長手方向中央部であって、第１撹拌部材の鉛直方向上方に形成されることを特徴とする。
【００１０】
さらに本発明の現像装置は、
第２撹拌部材が、
現像領域槽の長手方向端部からトナー補給口近傍までの領域においては第１撹拌部材による現像剤の搬送方向とは逆方向に現像剤を搬送し、かつ
撹拌槽の長手方向端部からトナー補給口近傍までの領域においては第１搬送撹拌部材による現像剤の搬送方向と同じ方向に現像剤を搬送することを特徴とする。
【００１１】
さらに本発明の現像装置は、
第１撹拌部材および第２撹拌部材が、
現像槽に回転自在に支持される回転軸と、回転軸の外周面に回転軸の軸線方向に延びて螺旋状に形成される撹拌羽根とを含むスクリュー状撹拌部材であることを特徴とする。
【００１２】
さらに本発明の現像装置は、
第１撹拌部材が、
現像槽に回転自在に支持される回転軸と、
回転軸の外周面において、現像領域槽の撹拌槽とは連接しない側の回転軸一端部から螺旋状に延びるように形成されて、回転軸の回転によって現像領域槽の撹拌槽とは連接しない側の端部からトナー補給口に向う方向に現像剤を搬送する第１撹拌羽根と、
回転軸の外周面において、撹拌槽の現像領域槽とは連接しない側の回転軸他端部から螺旋状に延びかつそのトナー補給口側の端部が第１撹拌羽根のトナー補給口側の端部と間隙を有して離隔するように形成されて、回転軸の回転によって撹拌槽の現像領域槽とは連接しない側の端部からトナー補給口に向う方向に現像剤を搬送する第２撹拌羽根とを含むスクリュー状撹拌部材であることを特徴とする。
【００１３】
さらに本発明の現像装置は、
第２撹拌部材が、
現像槽に回転自在に支持される回転軸と、
回転軸の外周面において、現像領域槽の撹拌槽とは連接しない側の回転軸一端部から螺旋状に延びるように形成されて、回転軸の回転によってトナー補給口から現像領域槽の撹拌槽とは連接しない側の端部に向う方向に現像剤を搬送する第３撹拌羽根と、
回転軸の外周面において、撹拌槽の現像領域槽とは連接しない側の回転軸他端部から螺旋状に延びかつそのトナー補給口側の端部が第３撹拌羽根のトナー補給口側の端部と間隙を有して離隔するように形成されて、回転軸の回転によってトナー補給口から撹拌槽の現像領域槽とは連接しない側の端部に向う方向に現像剤を搬送する第４撹拌羽根とを含むスクリュー状撹拌部材であることを特徴とする。
【００１４】
さらに本発明の現像装置は、
現像槽と、トナーホッパと、トナー貯留容器とが、鉛直方向においてこの順番で連接するように設けられ、その中で現像槽が鉛直方向最下方に配置されることを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、
表面に静電潜像が形成される感光体と、感光体表面を帯電させる帯電手段と、感光体表面に静電潜像を形成する露光手段と、感光体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、感光体表面のトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、感光体表面を清浄化するクリーニング手段と、トナー像を記録媒体に定着させる定着手段とを含み、電子写真方式を利用して画像を形成する画像形成装置において、
現像手段が、前述のいずれか１つの現像装置であることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、現像剤担持体と、現像槽と、第１撹拌部材と、第２撹拌部材と、トナー貯留容器と、トナーホッパとを含み、電子写真方式の画像形成装置に設けられて感光体上の静電潜像にトナーを供給する現像装置が提供される。本発明の現像装置において、現像剤担持体は、感光体を臨んで回転自在に設けられて感光体上の静電潜像にトナーを供給する。現像槽は現像領域槽と撹拌槽とを含む。ここで、現像領域槽は現像剤担持体の軸線方向の長さにほぼ等しい長さを有して現像剤担持体に現像剤を供給し、撹拌槽は現像領域槽に長手方向に連接するように設けられてトナーの補給を受けるためのトナー補給口が形成される。第１撹拌部材は、現像剤担持体を臨んで現像槽に回転自在に支持され、現像剤担持体の軸線方向の長さを超える長さを有して一端部が撹拌槽の長手方向端部近傍まで達するように設けられて、現像槽の長手方向における両端部からトナー補給口に向けて現像剤を撹拌搬送する。第２撹拌部材は、第１撹拌部材を介して現像剤担持体に対向して現像槽に回転自在に支持され、現像剤担持体の軸線方向の長さを超える長さを有して一端部が撹拌槽の長手方向端部近傍まで達するように設けられて、補給されるトナーを現像槽内の現像剤と撹拌して搬送する。トナー貯留容器はその内部にトナーを貯留し、トナーを外部に排出するために形成されるトナー排出口を有する。トナーホッパはトナー受入口とトナー供給口とを有し、トナー貯留容器および現像槽に連接するように設けられてトナー貯留容器から受入れるトナーを現像槽に供給する。ここで、トナー受入口はトナー貯留容器のトナー排出口に連通するように形成され、トナー供給口は現像槽のトナー補給口に連通するように形成される。
【００１７】
本発明の現像装置は、第１撹拌部材を有することを最大の特徴とする。現像領域槽とそれに連接する撹拌槽とからなる現像槽内において、第１撹拌部材は、その回転駆動により、現像槽の両端部、すなわち現像領域槽の撹拌槽と連接しない側の端部（以下特に断わらない限り「現像領域槽の非連接側端部」とする）および撹拌槽の現像領域槽と連接しない側の端部（以下特に断わらない限り「撹拌槽の非連接側端部」とする）から撹拌槽に形成されるトナー補給口に向けて現像剤を撹拌搬送する。一方、現像槽は、トナー補給口およびトナー補給口に連通するように形成されるトナー供給口を介してトナーホッパと連通するように設けられる。この構成によって、トナー補給口の周辺で現像剤の逆方向の流れがぶつかり、現像剤がトナーホッパを経由してトナー貯留容器に向う流れが発生する。一方、第１撹拌部材が回転駆動するのは主に画像形成動作時であるから、現像槽内のトナーは順次消費される状態にある。したがって、トナー貯留容器からトナーホッパを経由して現像槽へ向うトナーの流れが発生する。このため、現像剤のトナー貯留容器に向う流れは、一旦トナー貯留容器内に入った後、トナー貯留容器から現像槽へ向うトナーの流れと合流して再度現像槽へ向う流れとなる。このようにして、トナー補給口およびトナー供給口を介して、現像槽からトナー貯留容器へそしてトナー貯留容器から現像槽へという現像剤の流れ、すなわち現像剤の脈動流が発生する。この流れによって、現像剤とトナーとの混合効率が向上し、新たに供給されるトナーが現像槽内の現像剤とさらに均一に混合する。また、この流れが生じることによって、トナーの塊が現像槽内に落下することが防止されるので、現像剤中における混合むらの発生が防止される。これによって、現像槽内においてトナーとキャリアとが均一に混合され、トナーの塊の落下による混合むらの発生が防止されるので、たとえば、高速画像形成時、長時間にわたる画像形成時などでもトナーを均一に帯電させることができる。このため、本発明の現像装置は、電子写真方式の画像形成装置において、画像不良のない高画像濃度および高品位画質の画像を長期的にかつ安定的に形成するのに寄与できる。また、本発明の現像装置によれば、トナーの逆極性帯電、帯電不良によるオフセットトナーの発生などが防止されるので、感光体の耐用寿命の延長、トナー使用量の低減化などの利点が得られる。
【００１８】
本発明によれば、現像剤を排出する現像剤排出口が現像槽に形成され、トナー貯留容器に貯留されるトナーがキャリアを含み、現像槽にトナーとキャリアとの混合物が補給するトリクル方式の現像装置に本発明の構成を採用しても、上記と同様の効果が得られる。
【００１９】
本発明によれば、トナー補給口を、現像槽の撹拌槽における長手方向中央部であって、第１撹拌部材の鉛直方向上方に形成することによって、現像剤の脈動流が円滑にかつ継続して発生するので、現像槽におけるトナーとキャリアとの均一混合性が一層向上し、混合むらが発生する可能性も一層少なくなる。特に、高速で長時間連続して画像を形成し、現像槽内のトナーが急速に消費される場合でも、新たに補給されるトナーと現像槽内の現像剤との均一混合性が保持され、トナーの設計帯電値への帯電およびトナーの均一帯電が充分可能になる。また、トナー補給口を前記の部位に形成することによって、現像装置自体の設計自由度が増し、現像槽、トナーホッパおよびトナー貯留容器の空間利用に関する効率的な配置が可能になり、現像装置ひいては画像形成装置本体の小型化にも対応可能になる。
【００２０】
本発明によれば、第２撹拌部材が、現像領域槽の非連接側端部からトナー補給口近傍までの領域においては第１撹拌部材による現像剤の搬送方向とは逆方向に現像剤を搬送し、かつ、撹拌槽の非連接側端部からトナー補給口近傍までの領域においては第１搬送撹拌部材による現像剤の搬送方向と同じ方向に現像剤を搬送するように構成するのが好ましい。これによって、トナー補給口周辺における現像剤のトナーホッパへの脈動流が大きくなり、現像槽内の現像剤とトナーホッパ内のトナーとの混合性がさらに向上し、トナーとキャリアとを均一な混合状態で含む現像剤の現像槽内への補給性が一層向上する。それとともに、現像槽内における現像剤の流れが安定し、現像槽に供給されるトナーは順次消費され、現像剤における帯電不良が生じるような劣化したトナーの含有率が著しく減少する。また、現像剤担持体表面への現像剤の付着効率が高まる。
【００２１】
本発明によれば、第１撹拌部材および第２撹拌部材としてスクリュー状撹拌部材を用いることによって、補給口周辺で現像剤の脈動流が確実に発生し、本発明の所期の効果を得ることができる。
【００２２】
本発明によれば、第１撹拌部材が、回転軸と、第１撹拌羽根と、第２撹拌羽根とを含むスクリュー状部材であることが好ましい。回転軸は現像槽に回転自在に支持される。第１撹拌羽根は、現像領域槽の撹拌槽に連接しない側の回転軸一端部から回転軸外周面を螺旋状に延びるように形成され、回転軸の回転によって現像領域槽の非連接側端部からトナー補給口に向う方向に現像剤を搬送する。第２撹拌羽根は、撹拌槽の現像領域槽に連接しない側の回転軸他端部から回転軸外周面を螺旋状に延びかつそのトナー補給口側端部が第１撹拌羽根のトナー補給口側端部と間隙を有して離隔するように形成され、回転軸の回転によって撹拌槽の非連接側端部からトナー補給口に向う方向に現像剤を搬送する。第１撹拌羽根と第２撹拌羽根との間隙部分近傍にトナー補給口が存在する。これによって、現像剤の脈動流が一層確実に発生し、トナーとキャリアとの混合性、現像槽へのトナーの補給性などが一層向上する。
【００２３】
本発明によれば、第２撹拌部材が、回転軸と、第３撹拌羽根と、第４撹拌羽根とを含むスクリュー状部材であることが好ましい。回転軸は現像槽に回転自在に支持される。第３撹拌羽根は、現像領域槽の撹拌槽に連接しない側の回転軸一端部から回転軸外周面を螺旋状に延びるように形成され、回転軸の回転によってトナー補給口から現像領域槽の非連接側端部に向う方向に現像剤を搬送する。第４撹拌羽根は、撹拌槽の現像領域槽に連接しない側の回転軸他端部から回転軸外周面を螺旋状に延びかつそのトナー補給口側端部が第３撹拌羽根のトナー補給口側端部と間隙を有して離隔するように形成され、回転軸の回転によってトナー補給口から撹拌槽の非連接側端部に向う方向に現像剤を搬送する。これによって、第１撹拌部材による現像剤の脈動流が円滑にかつ継続的に発生する。また、現像槽内における現像剤の流れが安定し、現像槽へのトナーの補給、トナーとキャリアとの混合、現像剤担持体への現像剤の供給といった一連の流れが円滑に並行して進行する。したがって、高速画像形成、印字率の大きい画像の長時間連続形成といった現像装置に過負荷が掛る状況でも、画像濃度および画質品位の点で高水準を維持する画像を安定的に形成できる。
【００２４】
本発明によれば、現像槽とトナーホッパとトナー貯留容器とを、鉛直方向においてこの順番で連接するように設け、現像槽を鉛直方向最下方に配置する構成を採ることによって、現像槽へのトナーの補給が特に円滑になる。
【００２５】
本発明によれば、感光体と、帯電手段と、露光手段と、本発明の現像装置と、転写手段と、クリーニング手段と、定着手段とを含み電子写真方式の画像形成装置が提供される。本発明の画像形成装置によれば、その耐用寿命の全般にわたって、画像濃度および画質品位の点で高水準を維持する画像を安定的に形成できる。また、高速で画像を形成するように設定しても、画像の画像濃度、画質品位などが低下することがない。また、従来の画像形成装置に比べて、トナー消費量ひいてはランニングコストの低減化が可能なので、経済的にも有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は本発明の実施の第１形態である現像装置１０の構成を模式的に示す図である。図１（ａ）は現像装置１０における現像槽１２の内部構造を示す上面図である。図１（ｂ）は現像装置１０における撹拌槽１２ｂの内部構造を示す撹拌槽１２ｂ側の端部から見た断面図である。なお、図１（ａ）においては現像槽１２の内部構造を明確に示すために、現像槽１２の鉛直方向上部に存在する現像槽壁の図示を省略する。また、図１（ｂ）においては説明を簡略化するためトナー貯留容器１６内の撹拌部材１６ａのみを図示し、トナー貯留容器１６およびトナーホッパ１５の図示を省略する。図２は、第１撹拌部材１３の要部の構造を示す側面図である。図３は第１撹拌部材１３の撹拌羽根１３ｂの切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面図である。図４は、現像装置１０の長手方向の端部から見た側面図である。図５は、現像装置１０における現像剤の脈動流１９の発生を説明する断面図である。
【００２７】
現像装置１０は電子写真方式を利用して画像を形成する画像形成装置１に装着され、トナーとキャリアとの混合物１７を現像槽１２に補給し、余剰の現像剤を現像槽１２の現像剤排出口１２ｃから現像槽１２の外部に排出するトリクル方式の現像装置である。現像装置１０は、現像剤担持体１１と、現像槽１２と、第１撹拌部材１３と、第２撹拌部材１４と、トナーホッパ１５と、トナー貯留容器１６とを含む。
【００２８】
現像剤担持体１１は、感光体ドラム２を臨み、その軸線が感光体ドラム２の回転軸線と平行になるように設けられるローラ状部材である。また、現像剤担持体１１は、感光体ドラム２の現像装置１０の装置本体に回転自在に支持されて、図示しない駆動手段によって回転駆動可能に設けられる。現像剤担持体１１はその表面に現像剤を担持する。本実施の形態では、現像剤担持体１１は、図７に示す本発明の別形態である画像形成装置１におけるように、磁石部材３０と現像スリーブ３１とを含むマグネットローラである。磁石部材３０は、たとえば永久磁石片からなり、円周方向にＮ極とＳ極とが略交互に配されて、全体では円柱形状を成す。現像スリーブ３１は、合成樹脂などの非磁性材料からなる円筒状部材であり、磁石部材３０を内包して磁石部材３０の外周に回転自在に設けられる。現像剤担持体１１に担持される現像剤は、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤である。キャリアには、鉄粉、フェライトなどの磁性材料が用いられる。本実施の形態では、体積平均粒子径７μｍのトナーおよび体積平均粒子径４０μｍのトナーを用いる。２成分現像剤は、現像剤担持体１１上および現像槽１２内において、キャリア表面にトナーが付着した状態で存在する。２成分現像剤は磁石部材３０の磁力によって現像剤担持体１１すなわち現像スリーブ３１の表面に吸着し、２成分現像剤が穂状に連なった磁気ブラシが形成される。このように、２成分現像剤は、磁気ブラシの形で現像ローラ１１に担持される。磁気ブラシを形成する２成分現像剤中の電荷を有するトナーが、現像ローラ１１と感光体２との電位差によって、現像ローラ１１から感光体２に供給されて静電潜像を現像し、トナー像が形成される。以後、特に断らない限り、２成分現像剤を単に「現像剤」と称す。
【００２９】
現像槽１２は、その長手方向の長さが現像剤担持体１１の軸線方向の長さＬ１よりも長くなるように形成される略直方体形状の外観を有する容器状部材である。現像槽１２は現像領域槽１２ａと撹拌槽１２ｂとを含む。本実施の形態では、現像槽１２の長手方向に垂直な方向の幅Ｗ１は３８ｍｍである。
【００３０】
現像領域槽１２ａは現像剤担持体１１の全長にわたって現像剤担持体１１を臨み、その長手方向の長さが現像剤担持体１１の軸線方向の長さＬ１とほぼ等しい長さ、好ましくはＬ１よりもやや長くなるように設けられ、現像剤担持体１１に現像剤を供給する。なお、現像領域槽１２ａの長手方向の長さは、現像槽１２の長手方向の長さよりも短い。現像領域槽１２ａには、現像剤排出口１２ｃが形成される。現像剤排出口１２ｃは、後述する第２撹拌部材１４による現像剤の撹拌搬送方向（矢符２０の方向）において、現像剤担持体１１よりも下流側でかつ第２撹拌部材１４を臨む現像槽壁１２ａに形成される。現像剤担持体１１から解放される現像剤は、感光体ドラム２上の静電潜像にトナーを供給した直後なので、トナー濃度が低く、キャリア濃度が高い。また、このキャリアは、現像剤担持体１１表面に近接して設けられる図示しない規制ブレード（現像剤穂立ち規制部材）によって外的な応力を掛けられてストレスを受けるため、新しいキャリアに比べて劣化が進んでいる。劣化とは、キャリア表面の被覆層の剥離、キャリア表面へのトナーの固着（スペント）などが生起した状態である。このようなキャリアはトナーに正常な電荷を付与できないので、画像の画質低下を招く。現像剤担持体１１表面から解放され、劣化したキャリアを高濃度で含む現像剤は、第２撹拌部材１４によって矢符２０の方向に搬送される。したがって、矢符２０の方向において、現像剤担持体１１の下流側近傍に現像剤排出口１２ｃを形成することによって、劣化が進んだキャリアをほぼ選択的に現像槽１２の外部に排出できる。現像剤排出口１２ｃから溢れ出る余剰の現像剤は、図７に示すように、現像槽１２の外部に設けられて現像剤排出口１２ｃに連通する図示しない排出経路を経由して回収容器３４に貯留されて回収される。
【００３１】
撹拌槽１２ｂは現像槽１２の長手方向において現像領域槽１２ａに連接し、現像槽１２の現像剤担持体１１を臨まない部分に設けられる。いわゆる現像槽１２の延長部分である。撹拌槽１２ｂは、トナー貯留容器１６からトナーホッパ１５を介して補給されるトナーとキャリアとの混合物１７を現像槽１２内の現像剤１８と撹拌搬送して現像領域槽１２ａへ供給するとともに、現像領域槽１２ａから現像剤を回収する。撹拌槽１２ｂの鉛直方向上部の現像槽壁１２ｄには、図５に示すようにトナー補給口１２ｅが設けられる。トナー補給口１２ｅは、好ましくは撹拌槽１２ｂの現像槽壁１２ｄにおける長手方向ほぼ中央部に設けられ、さらに好ましくは撹拌槽１２ｂの現像槽壁１２ｄにおける長手方向ほぼ中央部であって、第１撹拌部材１３の鉛直方向上方に設けられる。また、トナー補給口１２ｅは、トナーホッパ１５の鉛直方向下面に形成されるトナー供給口１５ａに鉛直方向において連通するように形成される。これによって、現像槽１２の内部空間とトナーホッパ１５の内部空間とが連通する。
【００３２】
トナー補給口１２ｅを前記のように構成することによって、後述する第１搬送部材１３の回転駆動による矢符２０方向の現像剤１８の流れと、矢符２１方向の現像剤１８の流れとがトナー補給口１２ｅ近傍でぶつかり、図５に示す現像剤１８の脈動流１９が発生する。一方、第１撹拌部材１３が回転駆動する画像形成動作時であるから、現像槽１２内のトナーは順次消費され、トナー貯留容器１６からトナーホッパ１５を経由して現像槽１２へ向うトナーの流れが発生する。このため、現像剤１８のトナーホッパ１５を経由してトナー貯留容器１６に向う流れは、一旦トナー貯留容器１６内に入った後、トナー貯留容器１６から現像槽１２へ向うトナーの流れと合流して再度現像槽１２へ向う流れとなる。このようにして、トナー補給口１２ｅおよびトナー供給口１５ａを介して、現像槽１２からトナー貯留容器１６へそしてトナー貯留容器１６から現像槽１２へという現像剤の流れ、すなわち現像剤の脈動流１９が発生する。この脈動流１９によって、現像剤とトナーとの混合効率が向上し、新たに供給されるトナーが現像槽１２内の現像剤１８とさらに均一に混合する。また、脈動流１９が生じることによって、トナーの塊が現像槽１２内に落下することが防止されるので、現像剤１８中における混合むらの発生が防止される。
【００３３】
本実施の形態では、撹拌槽１２ｂの長手方向の長さＬ２は１５０ｍｍである。撹拌槽１２ｂまたは現像槽１２の長手方向において、撹拌槽１２ｂの非連接側端部（現像領域槽１２ａとは連接しない側の端部）からトナー補給口１２ｅの中心までの長さＬ３は８０ｍｍである。また、撹拌槽１２ｂまたは現像槽１２の長手方向において、トナー補給口１２ｅの長さＬ４は４０ｍｍである。
【００３４】
第１撹拌部材１３は、現像剤担持体１１を臨み、その軸線が現像剤担持体１１の軸線に対して平行になるように設けられ、現像槽１２によって回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって回転駆動するスクリュー状部材である。また、第１撹拌部材１３は、現像剤担持体１１の軸線方向の長さを超える長さを有し、長手方向の一端部が撹拌槽１２ｂの非連接側端部に達するように延び、かつ長手方向の他端部が現像領域槽１２ａの非連接側端部（現像領域槽１２ａの撹拌槽１２ｂに連接しない側の端部）に達するように延びるように設けられる。
【００３５】
第１撹拌部材１３は、図１（ａ）および図２に示すように、回転軸１３ａと、第１撹拌羽根１３ｂと、第２撹拌羽根１３ｃとを含む。回転軸１３ａは、現像槽１２によって回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動する。第１撹拌羽根１３ｂは、回転軸１３ａの外周面において、現像領域槽１２ａの非連接側における回転軸１３ａの長手方向一端部から螺旋状に延びてトナー補給口１２ｅの近傍に達するように形成される。回転軸１３ａの回転駆動に伴って第１撹拌羽根１３ｂが回転し、現像領域槽１２ａの非連接側端部からトナー補給口１２ｅに向う方向、すなわち矢符２０の方向に現像剤を搬送する。第２撹拌羽根１３ｃは、回転軸１３ａの外周面において、撹拌槽１２ｂの非連接側における回転軸１３ａの長手方向他端部から螺旋状に延びてトナー補給口１２ｅの近傍に達するように形成される。また、第２撹拌羽根１３ｃのトナー補給口１２ｅ側の端部は、第１撹拌羽根１３ｂのトナー補給口１２ｅ側の端部と間隙を有して離隔するように設けられる。回転軸１３ａの回転駆動に伴って第２撹拌羽根１３ｃが回転し、撹拌槽１２ｂの非連接側端部からトナー補給口１２ｅに向う方向、すなわち矢符２１の方向に現像剤を搬送する。これによって、矢符２０方向の現像剤の流れと矢符２１方向の現像剤の流れとがトナー補給口１２ｅ近傍で衝突し、現像剤がトナー貯留容器１６内に流入して現像槽１２に戻る脈動流１９が発生する。
【００３６】
本実施の形態では、回転軸１３ａの回転数すなわち第１撹拌部材１３の回転数は２００ｒｐｍである。回転軸１３ａの径Ｄ１は６ｍｍである。また、第１撹拌部材１３の径Ｄ２は１６ｍｍである。第１撹拌羽根１３ｂにおける羽根のピッチＰは２２ｍｍである。また、図３に示すように、第１撹拌羽根１３ｂの厚さは、回転軸１３ａ外周面から回転軸１３ａの外方に延びるに従って漸次減少するように形成される。本実施の形態では、第１撹拌羽根１３ｂの回転軸１３ａ外周面での厚さＴ１は４ｍｍ、羽根の頂部１３ｘでの厚さＴ２は１ｍｍである。なお、第２撹拌羽根１３ｃは、第１撹拌羽根１３ｂと螺旋を巻く方向が異なる以外、羽根のピッチＰ、回転軸１３ａ外周面での厚さ、羽根頂部の厚さなどは第１撹拌羽根１３ｂと同じである。
【００３７】
第２撹拌部材１４は、第１撹拌部材１３を介して現像剤担持体１１に対向するように設けられ、現像槽１２に回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動するスクリュー状部材である。第２撹拌部材１４は、長手方向において、第１撹拌部材１３および現像剤担持体１１にそれぞれ平行になるように設けられる。また、第２撹拌部材１４は、現像剤担持体１１の軸線方向の長さを超える長さを有し、長手方向の一端部が撹拌槽１２ｂの非連接側端部に達するように延び、かつ長手方向の他端部が現像領域槽１２ａの非連接側端部に達するように延びるように設けられる。また、第２撹拌部材１４は、回転軸１４ａと、撹拌羽根１４ｂとを含む。回転軸１４ａは、現像槽１２によって回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって回転駆動可能に設けられる。撹拌羽根１４ｂは、回転軸１４ａ外周面において、現像領域槽１２ａの非連接側端部から螺旋状に延びて撹拌槽１２ｂの非連接側端部に達するように形成される。回転軸１４ａの回転に伴って撹拌羽根１４ｂが回転し、トナー補給口１２ｅ近傍から現像領域槽１２ａの非連接側端部に向う方向、すなわち矢符２３の方向に現像剤を搬送する。また、現像領域槽１２ａの非連接側端部においては、第１撹拌部材１３と第２撹拌部材１４とが協働して、第２撹拌部材１４近傍から第１撹拌部材１３近傍に向う方向、すなわち矢符２４の方向に現像剤を搬送する。また、撹拌槽１２ｂの非連接側端部においては、やはり第１撹拌部材１３と第２撹拌部材１４とが協働して、第２撹拌部材１４近傍から第１撹拌部材１３近傍に向う方向、すなわち矢符２５の方向に現像剤を搬送する。
【００３８】
本実施の形態では、第２撹拌部材１４の回転数、第２撹拌部材１４および回転軸１４ａの径、撹拌羽根１４ａにおける羽根のピッチ、回転軸１４ａ外周面での厚さおよび羽根頂部の厚さなどは、第１撹拌部材１３と同様である。また、本実施の形態では、第１撹拌羽根１３の軸線と第２撹拌羽根１４の軸線との間隔Ｗ２は１９ｍｍである。
【００３９】
トナーホッパ１５は、撹拌槽１２ｂの鉛直方向上部に連接するように設けられて、内部空間を有する容器状部材である。トナーホッパ１５の内部空間には、トナーとキャリアとの混合物１７が一時的に収容される。トナーホッパ１５は、たとえば、合成樹脂などによって形成される。トナーホッパ１５には、図５に示すように、トナー供給口１５ａおよびトナー受入口１５ｂが形成される。トナー受入口１５ｂは、トナーホッパ１５の鉛直方向上部において、後記するトナー貯留容器１６の鉛直方向下部に形成されるトナー排出口１６ｂと、鉛直方向において連通するように形成される。これによって、トナーホッパ１５の内部空間とトナー貯留容器１６の内部空間とが連通する。トナー供給口１５ａは、トナーホッパ１５の鉛直方向下部において、現像槽１２に形成されるトナー補給口１２ｅと鉛直方向において連通するように形成される。これによって、現像槽１２の内部空間とトナーホッパ１５の内部空間とが連通する。トナーホッパ１５は、トナー貯留容器１６から排出されるトナーを一時的に収容し、トナー供給口１５ａおよびトナー補給口１２ｅを介して現像槽１２にトナーを補給する。その際、トナーホッパ１５内においては、トナー供給口１５ａ近傍に、現像剤の脈動流１９が発生し、トナーホッパ１５内に収容されるトナーとキャリアとの混合物１７と脈動流１９を構成する現像剤とが均一に混合して現像槽１２に戻る。
【００４０】
トナー貯留容器１６は、トナーホッパ１５の鉛直方向上部に連接するように設けられて、内部空間を有する容器状部材である。トナー貯留容器１６の内部には、トナーとキャリアとの混合物１７が貯留される。トナー貯留容器１６の鉛直方向下部には、トナー排出口１６ｂが形成される。また、トナー貯留容器１６は撹拌部材１６ａを含む。撹拌部材１６ａは、トナー貯留容器１６によって回転自在に支持されかつトナー排出口１６ｂの鉛直方向上方の近傍に設けられるスクリュー状部材である。撹拌部材１６ａは図示しない駆動手段によってトナー排出口１６ｂに摺擦しながら回転駆動可能に設けられる。撹拌部材１６ａが回転駆動すると、トナー貯留容器１６内部のトナーとキャリアとの混合物１７がトナー排出口１６ｂからトナーホッパ１５内に落下する。この落下に応じて、現像槽１２のトナー補給口１２ｅ近傍から発生してトナー貯留容器１６に向けて流れる脈動流１９が、再び現像槽１２に向けて流れるようになる。トナー貯留容器１６は後述の画像形成装置１の本体に対して着脱可能に設けられるカートリッジ方式に構成してもよく、または据付型とし、その内部の混合物１７が消費された時点で外部から混合物１７を充填する方式に構成してもよい。
【００４１】
トナーとキャリアとの混合物１７の補給は、たとえば、現像領域槽１２ａにおける現像剤１８中のトナー濃度を、現像領域槽１２ａに設けられる図示しないトナー濃度検知センサによって検知することにより行われる。トナー濃度検知センサは所定の時間的間隔で現像領域槽１２ａ内における現像剤１８中のトナー濃度を検知する。画像形成動作時には、トナー濃度検知センサによるトナー濃度検知間隔を狭めてもよい。トナー濃度検知センサは現像装置１が装着される画像形成装置１に備えられる図示しない制御手段に電気的に接続され、トナー濃度検知手段による検知結果は制御手段に入力される。制御手段は、入力される検知結果に応じて、現像領域槽１２ａにおける現像剤１８中のトナー濃度が装置設計時に設定される濃度を下回る場合には、撹拌部材１６ａを回転駆動させる駆動手段に制御信号を送り、撹拌部材１６ａを回転駆動させる。撹拌部材１６ａの回転回数は、検知されるトナー濃度と設定濃度との差に基づいて制御手段において決定される。この情報も制御信号に含まれる。なお、混合物１７の補給は、画像形成動作中には継続して実施してもよい。また、ここでは画像形成装置１に設けられる制御手段による制御について記述するが、それに限定されず、現像装置１０専用の制御手段を設け、前記と同様の制御を実施してもよい。
【００４２】
さらに、現像装置１０は図示しない層厚規制部材を含む。層厚規制部材は、短手方向の一端が現像槽１２によって支持され、かつ他端が現像剤担持体１１表面に対して所定の間隙を有して離隔するように設けられる板状部材である。層厚規制部材は、現像剤担持体１１表面に担持される現像剤層の層厚を規制する。
【００４３】
現像装置１０によれば、現像槽１２内において、第１撹拌部材がその回転によって、現像領域槽１２ａの非連接側端部からトナー補給口１２ｅに向けて現像剤１８を搬送するとともに、撹拌槽１２ｂの非連接側端部からトナー補給口１２ｅに向けて現像剤１８を搬送するので、トナー補給口１２ｅ近傍で逆方向の現像剤１８の流れが衝突する。この衝突は、トナー補給口１２ｅを介して、現像槽１２からトナーホッパ１５内に向いさらにトナーホッパ１５内から現像槽１２に向う現像剤１８の脈動流１９を発生させる。これによって、現像槽１２中の現像剤１８と、新たに供給されるトナーとキャリアとの混合物１７との混合能力が顕著に向上する。したがって、高速での画像形成のようにトナーが短時間で大量に消費されるような状況でも、常にトナーとキャリアとが均一に混合されるので、トナーの帯電不良などが発生せず、トナーの帯電不良に伴う種々の画像不良のない高画像濃度および高画質品位の画像を安定的に形成するのに寄与できる。
【００４４】
図６は、本発明の実施の第２形態である現像装置１０ａの要部の構成を模式的に示す上面図である。なお、図６においては現像槽１２の内部構造を明確に示すために、現像槽１２の鉛直方向上部に存在する現像槽壁の図示を省略する。現像装置１０ａは現像装置１０に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略するかまたは図示を省略する。現像装置１０ａは、第２撹拌部材１４に代えて第２撹拌部材２６を有することを特徴とし、それ以外の構成は現像装置１０と同様である。
【００４５】
第２撹拌部材２６は、その軸線が第１撹拌部材１３の軸線と平行になるように設けられ、現像槽１２によって回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって回転駆動するスクリュー状部材である。また、第２撹拌部材２６は、現像剤担持体１１の軸線方向の長さを超える長さを有し、長手方向の一端部が撹拌槽１２ｂの非連接側端部に達するように延び、かつ長手方向の他端部が現像領域槽１２ａの非連接側端部に達するように延びるように設けられる。
【００４６】
第２撹拌部材２６は、回転軸２６ａと、第３撹拌羽根２６ｂと、第４撹拌羽根２６ｃとを含む。回転軸２６ａは、現像槽１２によって回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動する。第３撹拌羽根２６ｂは、回転軸２６ａの外周面において、現像領域槽１２ａの非連接側における回転軸２６ａの長手方向一端部から螺旋状に延びてトナー補給口１２ｅの近傍に達するように形成される。回転軸２６ａの回転駆動に伴って第３撹拌羽根２６ｂが回転し、トナー補給口１２ｅから現像領域槽１２ａの非連接側端部に向う方向、すなわち矢符２３の方向に現像剤を搬送する。第４撹拌羽根２６ｃは、回転軸２６ａの外周面において、撹拌槽１２ｂの非連接側における回転軸２６ａの長手方向他端部から螺旋状に延びてトナー補給口１２ｅの近傍に達するように形成される。回転軸２６ａの回転駆動に伴って第４撹拌羽根２６ｃが回転し、トナー補給口１２ｅから撹拌槽１２ｂの非連接側端部に向う方向、すなわち矢符２６の方向に現像剤を搬送する。また、現像領域槽１２ａの非連接側端部においては、第１撹拌部材１３と第２撹拌部材２６とが協働して、第２撹拌部材２６近傍から第１撹拌部材１３近傍に向う方向、すなわち矢符２４の方向に現像剤を搬送する。また、撹拌槽１２ｂの非連接側端部においては、やはり第１撹拌部材１３と第２撹拌部材２６とが協働して、第２撹拌部材２６近傍から第１撹拌部材１３近傍に向う方向、すなわち矢符２５の方向に現像剤を搬送する。
【００４７】
本実施の形態では、第２撹拌部材２６の回転数、第２撹拌部材２６および回転軸２６ａの径、第３撹拌羽根２６ｂおよび第４撹拌羽根２６ｃにおける羽根のピッチ、回転軸２６ａ外周面での厚さおよび羽根頂部の厚さ、第１撹拌羽根１３の軸線と第２撹拌羽根２６の軸線との間隔などは、現像装置１０におけるのと同様である。現像装置１０ａによれば、第２撹拌部材２６が第３撹拌羽根２６ｂと第４撹拌羽根２６ｃとを有することによって、矢符２２，２６，２５，２１方向の現像剤８の流れが強くなる。その結果、脈動流１９の流れ（流過速度、流過幅など）が一層大きくなり、新しく補給されるトナーとキャリアとの混合物１７と、現像槽１２内の現像剤１８との撹拌効率がさらに高まり、混合物１７の補給性能の向上、トナーの帯電均一性の向上などを図り得る。
【００４８】
図７は、本発明の実施の別形態である画像形成装置１の構成を模式的に示す断面図である。画像形成装置１は、外部機器からの印刷指令に含まれる画像情報に応じて、記録紙などの記録媒体に画像を形成する。外部機器には、画像情報の形成または取得が可能であり、かつ画像形成装置１に電気的に接続可能な電気・電子機器を使用でき、たとえば、コンピュータ、デジタルカメラ、テレビ、ビデオレコーダ、ＤＶＤレコーダ、ファクシミリ装置などが挙げられる。画像形成装置１は、感光体ドラム２と、帯電手段３と、露光手段４と、現像装置１０と、転写手段５と、クリーニング手段６と、定着手段７とを含む。
【００４９】
感光体ドラム２は、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能に支持され、その表面に静電潜像ひいてはトナー像が形成される感光膜を有するローラ状部材である。感光体ドラム２には、たとえば、図示しない導電性基体と、導電性基体表面に形成される図示しない感光膜とを含むものを使用できる。導電性基体には、円筒状、円柱状、シート状などの導電性基体を使用でき、その中でも円筒状導電性基体が好ましい。感光膜としては、有機感光膜、無機感光膜などが挙げられる。有機感光膜としては、電荷発生物質を含む樹脂層である電荷発生層と、電荷輸送物質を含む樹脂層である電荷輸送層との積層体、１つの樹脂層中に電荷発生物質と電荷輸送物質とを含む樹脂層などが挙げられる。無機感光膜としては、酸化亜鉛、セレン、アモルファスシリコンなどから選ばれる１種または２種以上を含む膜が挙げられる。導電性基体と感光膜との間には、下地膜を介在させてもよく、感光膜の表面には主に感光膜を保護するための表面膜（保護膜）を設けてもよい。
【００５０】
帯電手段３は、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能にかつ感光体ドラム２に当接するように設けられるローラ状部材である。帯電手段３には図示しない電源が接続され、該電源から電圧の印加を受けて、感光体ドラム２表面を所定の極性および電位に帯電させる。なお、本実施の形態では、帯電手段３には感光体ドラム２表面に接触下に電荷を付与する帯電ローラを用いるけれども、それに限定されず、たとえば、コロナ帯電器、ブラシ型帯電器、チャージャー型帯電器などを使用できる。
【００５１】
露光手段４は、感光体ドラム２表面に画像情報に応じた信号光４ａを照射し、画像情報に対応する静電潜像を形成する。画像情報は画像形成装置１に入力される印刷指令に含まれる。本実施の形態では、露光手段４には、図示しないレーザスキャニングユニット（以下「ＬＳＵ」とする）を使用する。ＬＳＵは、レーザ発射手段と、レーザ反射手段とを含む。レーザ発射手段は画像情報に応じた信号光４ａを出射する。レーザ発射手段には半導体レーザを使用するけれども、それに限定されず、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子、発光ダイオード（ＬＥＤ）素子などを使用できる。レーザ反射手段はレーザ発射手段から出射される信号光４ａを反射して感光体ドラム２表面に到達させる。これによって、感光体ドラム２表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。レーザ反射手段には反射ミラーなどを使用できる。
【００５２】
現像装置１０は図１に示す本発明の現像装置であり、感光体ドラム２表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する。現像剤担持体１１は磁石部材３０と現像スリーブ３１とを含むマグネットローラである。現像剤担持体１１には図示しない電源が接続される。現像剤担持体１１は主に磁力的引力および電気的引力によってその表面に現像剤１８を担持して回転し、感光体ドラム２との最近接部分（現像ニップ部）において、図示しない電源による現像バイアス電圧の印加下に、感光体ドラム２表面の静電潜像にトナーを供給する。現像剤１８を貯留する現像槽１２は、第１撹拌部材１３および第２撹拌部材１４を回転自在に支持する。また、現像槽１２の現像剤排出口１２ｃから排出される余剰の現像剤１８は、現像槽１２の外部に設けられて現像剤排出口１２ｃに連通する図示しない排出経路を経由して回収容器３４に貯留されて回収される。
【００５３】
転写手段５は、図示しない支持手段によって回転自在に支持されかつ図示しない駆動手段によって回転駆動可能に設けられ、かつ感光体ドラム２表面に圧接するように設けられるローラ状部材である。転写手段５と感光体ドラム２との圧接部が転写ニップ部である。転写手段５には、たとえば、直径８〜１０ｍｍの金属製芯金と、金属製芯金の表面に形成される導電性弾性層とを含むローラ状部材が用いられる。金属製芯金を形成する金属としては、ステンレス鋼、アルミニウムなどを使用できる。導電性弾性層としては、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、発泡ＥＰＤＭ、発泡ウレタンなどのゴム材料にカーボンブラックなどの導電材を配合したゴム材料を使用できる。転写手段５には図示しない電源が接続され、感光体ドラム２表面のトナー像を記録媒体に転写する際に、転写手段５に転写バイアス電圧を印加する。転写バイアス電圧は、トナー像を構成するトナーの帯電極性とは逆極性の電圧である。転写バイアス電圧の印加によって、トナー像の記録媒体への転写が円滑に実行される。転写手段５においては、転写ニップ部に、感光体ドラム２の回転によってトナー像が搬送されるのに同期して、図示しない給紙トレイから図示しないピックアップローラおよびレジストローラを介して記録媒体が１枚ずつ供給される。記録媒体が転写ニップ部を通過することによって、感光体ドラム２表面のトナー像が記録媒体に転写される。転写手段５によれば、感光体ドラム２表面のトナー像が記録媒体に転写される。
【００５４】
クリーニング手段６は、クリーニングブレード３２と、トナー貯留槽３３とを含む。クリーニングブレード３２は、感光体ドラム２の長手方向に平行に延びかつその短手方向の一端が感光体ドラム２表面に当接するように設けられ、記録媒体にトナー像を転写した後に感光体ドラム２表面に残留するトナー、記録媒体由来の紙粉などを感光体ドラム２表面から取り除く板状部材である。トナー貯留槽３３は内部空間を有する容器状部材であり、クリーニングブレード３２によって除去されるトナーを一時的に貯留する。
【００５５】
定着手段７は、定着ローラ３５と、加圧ローラ３６とを含む。定着ローラ３５は、図示しない支持手段によって回転自在に支持され、かつ図示しない駆動手段によって軸線回りに回転可能に設けられるローラ状部材である。定着ローラ３５は、その内部に図示しない加熱手段を有し、転写ニップ部から搬送される記録媒体に担持される未定着トナー像を構成するトナーを加熱し、溶融させて記録媒体に定着させる。定着ローラ３５としては、たとえば、芯金と、弾性層とを含むローラ状部材を使用する。芯金は、鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属によって形成される。弾性層は、たとえば、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどの弾性材料で形成される。本実施の形態では、定着ローラ３５には、アルミニウム製芯金の表面にシリコーンゴム層を形成したローラ状部材を用いる。加熱手段は図示しない電源から電圧の印加を受けて発熱する。加熱手段にはハロゲンランプ、赤外線ランプなどを使用できる。
【００５６】
加圧ローラ３６は回転自在に支持されかつ図示しない加圧手段によって定着ローラ３５に対して圧接するように設けられるローラ状部材である。加圧ローラ３６は定着ローラ３５の回転に従動回転する。定着ローラ３５と加圧ローラ３６との圧接部が定着ニップ部である。加圧ローラ３６は、定着ローラ３５によるトナー像の記録媒体への加熱定着に際し、溶融状態にあるトナーを記録媒体に対して押圧することによって、トナー像の記録媒体への定着を促進する。加圧ローラ３６の内部にも加熱手段を設けてもよい。加熱手段には定着ローラ３５内部の加熱手段と同様のものを使用できる。加圧ローラ３６には、定着ローラ３５と同じ構成のローラ状部材を使用できる。本実施の形態では、加圧ローラ３６として、鉄製芯金の表面にシリコーンゴム層を形成したローラ状部材を使用する。
【００５７】
定着手段７によれば、トナー像が転写された記録媒体を定着ニップ部に通過させ、トナー像を構成するトナーを溶融させるとともに記録媒体に押圧することによって、トナー像を記録媒体に定着させ、画像を印刷する。画像が印刷された記録媒体は、図示しない搬送手段によって、画像形成装置１の鉛直方向上面または鉛直方向側面に設けられる排紙トレイに排出され、積載される。
【００５８】
制御手段は、たとえば、画像形成装置１の内部空間における上部に設けられ、記憶部と演算部と制御部とを含む。記憶部には、画像形成装置１の動作を制御するための各種情報が書き込まれる。このような情報には、たとえば、画像形成装置１の上面に配置される図示しない表示手段を介して設定される各種設定値、画像形成装置１の各部材の動作を制御するための設定値、画像形成装置１内部の各所に配置される図示しないセンサなどからの検知結果、外部機器からの印刷指令に含まれる画像情報、各部材の動作を制御するためのプログラムなどがある。記憶部には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、リードオンリィメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが挙げられる。演算部は、記憶部に入力される各種データ（画像形成命令、検知結果、画像情報など）および各種手段のプログラムを取り出し、各種判定を行う。制御部は、演算部における判定結果に応じて該当装置に制御信号を送付し、動作制御を行う。制御部および演算部は、たとえば、中央処理装置（ＣＰＵ、
Central Processing Unit）を備えるマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路である。制御手段は、記憶部、演算部および制御部とともに主電源を含む。
【００５９】
市販機（商品名：ＡＲ４５０、２成分現像方式、シャープ（株）製）の現像槽をトリクル方式に改造した画像形成装置（現像バイアス：−３００Ｖ、下記表１では「比較機」とする）および市販の画像形成装置（商品名：ＭＸ６２００Ｎ、２成分現像方式、シャープ（株）製）の現像装置として現像装置１０を装着した改造機（現像バイアス：−３００Ｖ、下記表１では本発明機とする）を用い、Ａ４版記録紙に印字率を１０％、２０％、５０％または７５％に変化させて黒ベタ画像を印字した。得られた黒ベタ画像について、現像槽内における混合むらに由来する画像上のむらを目視により観察し、次の基準に従って評価した。○：注意深く観察してもむらが認められない。△：注意深く観察すると僅かにむらが認められる。×：注意深く観察しなくてもむらが認められる。結果を表１に示す。
【００６０】
【表１】
2008122547.tif 000003
【００６１】
表１から、本発明の現像装置１０を用いることによって、混合むらの発生が防止されることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の第１形態である現像装置の構成を模式的に示す図である。図１（ａ）は現像装置における現像槽の内部構造を示す上面図である。図１（ｂ）は現像装置における撹拌槽の内部構造を示す撹拌槽の端部側の断面図である。
【図２】第１撹拌部材の要部の構造を示す側面図である。
【図３】図２に示す第１撹拌部材の撹拌羽根の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面図である。
【図４】図１に示す現像装置の長手方向の端部から見た側面図である。
【図５】図１に示す現像装置における現像剤の脈動流を説明する断面図である。
【図６】本発明の実施の第２形態である現像装置の要部の構成を模式的に示す上面図である。
【図７】本発明の実施の別形態である画像形成装置の構成を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  画像形成装置
２  感光体ドラム
３  帯電手段
４  露光手段
５  転写手段
６  クリーニング手段
１０  現像装置
１１  現像剤担持体
１２  現像槽
１３  第１撹拌部材
１４  第２撹拌搬送部材
１５  トナーホッパ
１６  トナー貯留容器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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