(57)【要約】【課題】内周に螺旋状リブを有する中空円筒部材を現像剤の混合、撹拌、搬送のための現像剤搬送手段に用い、十分にその性能を発揮させるための構造条件を明確にすることで、高画質化のための小粒径のトナーおよびキャリアを使用して、高印字率の連続的な画像形成の場合でも、かぶり、トナー飛散、濃度むら等の問題の発生しない画像形成装置に適用される、現像装置を提供すること。【解決手段】現像剤担持体の回転軸方向の幅をＷ１（ｍｍ）、第１の現像剤搬送手段の回転軸方向の幅をＷ２（ｍｍ）、第２の現像剤搬送手段を構成する中空円筒の回転軸方向の幅をＷ３（ｍｍ）としたとき、Ｗ１＜Ｗ３＜Ｗ２であり、第１の現像剤搬送手段または第２の現像剤搬送手段の、中空円筒部材の外側部分に補給トナーを供給するようにしたことを特徴とする現像装置。【選択図】　　　　図３
2004085877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアからなる現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、
該現像剤担持体に供給される現像剤及び前記現像剤担持体から回収された現像剤を、混合撹拌しながら、前記現像剤担持体の回転軸と略平行な方向に搬送する第１の現像剤搬送手段と、
該第１の現像剤搬送手段によって搬送された現像剤と補給されたトナーとを混合撹拌しながら、前記第１の現像剤搬送手段による現像剤搬送方向と、略平行で且つ逆方向に搬送し、前記第１の現像剤搬送手段へと供給する第２の現像剤搬送手段とを有する現像装置において、
前記第１の現像剤搬送手段は回転軸の外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなり、
前記第２の現像剤搬送手段は、回転軸方向の中央部分が内周に螺旋状のリブを形成した中空円筒を有する中空円筒部材からなり、回転軸方向の両側部分が外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなり、
前記現像剤担持体の回転軸方向の幅をＷ１（ｍｍ）、前記第１の現像剤搬送手段であるスクリュウオーガの回転軸方向の幅をＷ２（ｍｍ）、前記第２の現像剤搬送手段を構成する中空円筒の回転軸方向の幅をＷ３（ｍｍ）としたとき、
Ｗ１＜Ｗ３＜Ｗ２
であり、
前記第１の現像剤搬送手段または前記第２の現像剤搬送手段の、前記中空円筒部材の外側部分に補給トナーを供給するようにしたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
トナーとキャリアからなる現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、
該現像剤担持体に供給される現像剤及び前記現像剤担持体から回収された現像剤を、混合撹拌しながら、前記現像剤担持体の回転軸と略平行な方向に搬送する第１の現像剤搬送手段と、
該第１の現像剤搬送手段によって搬送された現像剤と補給されたトナーとを混合撹拌しながら、前記第１の現像剤搬送手段による現像剤搬送方向と、略平行で且つ逆方向に搬送し、前記第１の現像剤搬送手段へと供給する第２の現像剤搬送手段とを有する現像装置において、
前記第１の現像剤搬送手段は回転軸の外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなり、
前記第２の現像剤搬送手段は、回転軸方向の中央部分が内周に螺旋状のリブを形成した中空円筒部材からなり、回転軸方向の両側部分が外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなり、
前記第２の現像剤搬送手段を両側端で支持させるスクリュウオーガの回転軸を一体で形成することを特徴とする現像装置。
【請求項３】
トナーとキャリアからなる現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、
該現像剤担持体に供給される現像剤及び前記現像剤担持体から回収された現像剤を、混合撹拌しながら、前記現像剤担持体の回転軸と略平行な方向に搬送する第１の現像剤搬送手段と、
該第１の現像剤搬送手段によって搬送された現像剤と補給されたトナーとを混合撹拌しながら、前記第１の現像剤搬送手段による現像剤搬送方向と、略平行で且つ逆方向に搬送し、前記第１の現像剤搬送手段へと供給する第２の現像剤搬送手段とを有する現像装置において、
前記第１の現像剤搬送手段は回転軸の外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなり、
前記第２の現像剤搬送手段は回転円筒の内周に螺旋状のリブを形成した中空円筒部材からなり、
該中空円筒部材の内径は前記スクリュウオーガの外径より大きいことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
前記第１の現像剤搬送手段であるスクリュウオーガの外径をＤ１（ｍｍ）、前記第２の現像剤搬送手段である中空円筒部材の内径をＤ２（ｍｍ）としたとき、
Ｄ１＜Ｄ２≦１．７×Ｄ１
であることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
トナーとキャリアからなる現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、
該現像剤担持体に供給される現像剤を、混合撹拌しながら、前記現像剤担持体の回転軸と略平行な方向に搬送する第１の現像剤搬送手段と、
前記現像剤担持体から回収された現像剤を混合撹拌しながら、前記第１の現像剤搬送手段による現像剤搬送方向と、略平行で且つ同方向に搬送する第３の現像剤搬送手段と、
前記第１および第３の現像剤搬送手段により搬送された現像剤と補給されたトナーとを、混合撹拌しながら、前記第１および第３の現像剤搬送手段による現像剤の搬送方向と、略平行で且つ逆方向に搬送し、前記第１の現像剤搬送手段へと供給する第２の現像剤搬送手段とを有する現像装置において、
前記第１および第３の現像剤搬送手段は回転軸の外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなり、
前記第２の現像剤搬送手段は、回転軸方向の中央部分が内周に螺旋状のリブを形成した中空円筒を有する中空円筒部材からなり、回転軸方向の両側部分が外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなり、
前記現像剤担持体の回転軸方向の幅をＷ１１（ｍｍ）、前記第１の現像剤搬送手段であるスクリュウオーガの回転軸方向の幅をＷ２１（ｍｍ）、前記第２の現像剤搬送手段を構成する中空円筒の回転軸方向の幅をＷ３１（ｍｍ）、前記第３の現像剤搬送手段であるスクリュウオーガの回転軸方向の幅をＷ４（ｍｍ）としたとき、
Ｗ４≦Ｗ２１の場合、
Ｗ１１＜Ｗ３１＜Ｗ２１
であり、
Ｗ２１＜Ｗ４の場合、
Ｗ１１＜Ｗ３１＜Ｗ４
であり、
前記第１または第３の現像剤搬送手段の下流側、または第２の現像剤搬送手段の上流側の、前記中空円筒部材の外側部分に補給トナーを供給するようにしたことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
トナーとキャリアからなる現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、
該現像剤担持体に供給される現像剤を、混合撹拌しながら、前記現像剤担持体の回転軸と略平行な方向に搬送する第１の現像剤搬送手段と、
前記現像剤担持体から回収された現像剤を混合撹拌しながら、前記第１の現像剤搬送手段による現像剤搬送方向と、略平行で且つ同方向に搬送する第３の現像剤搬送手段と、
前記第１および第３の現像剤搬送手段により搬送された現像剤と補給されたトナーとを、混合撹拌しながら、前記第１および第３の現像剤搬送手段による現像剤の搬送方向と、略平行で且つ逆方向に搬送し、前記第１の現像剤搬送手段へと供給する第２の現像剤搬送手段とを有する現像装置において、
前記第１および第３の現像剤搬送手段は回転軸の外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなり、
前記第２の現像剤搬送手段は、回転軸方向の中央部分が内周に螺旋状のリブを形成した中空円筒部材からなり、回転軸方向の両側部分が外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなり、
前記第２の現像剤搬送手段を両側端で支持させるスクリュウオーガの回転軸を一体で形成することを特徴とする現像装置。
【請求項７】
トナーとキャリアからなる現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、
該現像剤担持体に供給される現像剤を、混合撹拌しながら、前記現像剤担持体の回転軸と略平行な方向に搬送する第１の現像剤搬送手段と、
前記現像剤担持体から回収された現像剤を混合撹拌しながら、前記第１の現像剤搬送手段による現像剤搬送方向と、略平行で且つ同方向に搬送する第３の現像剤搬送手段と、
前記第１および第３の現像剤搬送手段により搬送された現像剤と補給されたトナーとを、混合撹拌しながら、前記第１および第３の現像剤搬送手段による現像剤の搬送方向と、略平行で且つ逆方向に搬送し、前記第１の現像剤搬送手段へと供給する第２の現像剤搬送手段とを有する現像装置において、
前記第１および第３の現像剤搬送手段は回転軸の外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなり、
前記第２の現像剤搬送手段は回転円筒の内周に螺旋状のリブを形成した中空円筒部材からなり、
該中空円筒部材の内径は前記スクリュウオーガの外径より大きいことを特徴とする現像装置。
【請求項８】
前記第１の現像剤搬送手段であるスクリュウオーガの外径をＤ１１（ｍｍ）、前記第２の現像剤搬送手段である中空円筒部材の内径をＤ２１（ｍｍ）、前記第３の現像剤搬送手段であるスクリュウオーガの外径をＤ３（ｍｍ）としたとき、
Ｄ３≦Ｄ１１　かつ　Ｄ１１＜Ｄ２１≦１．７×Ｄ１１
であることを特徴とする請求項７に記載の現像装置。
【請求項９】
前記第２の現像剤搬送手段の両側部分に設けられるスクリュウオーガの回転軸は両側部分の外径が中央部分の外径より大きくなるようにし、該回転軸の中央部分と前記中空円筒部材の内周に形成される螺旋状のリブとは接触しないようにすることを特徴とする請求項２または６に記載の現像装置。
【請求項１０】
前記第２の現像剤搬送手段の回転方向は、前記第１の現像剤搬送手段と前記第２の現像剤搬送手段の回転軸方向から見た時、前記回転軸に挟まれた側では、下方から上方へ向かって回転する方向であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項１１】
前記第１の現像剤搬送手段の回転方向は、回転軸方向から見た時、前記現像剤担持体が、右回りの時は右回りであり、前記現像剤担持体が、左回りの時は左回りであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項１２】
前記第１の現像剤搬送手段は、回転軸の外周に該回転軸と平行に前記螺旋状のリブを横切るようにして設けられたパドルを有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項１３】
前記第１の現像剤搬送手段と前記現像剤担持体との間に、前記第１の現像剤搬送手段により搬送される現像剤を、前記現像剤担持体へと供給するパドル状の撹拌羽根からなる現像剤供給手段を設けることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項１４】
前記第３の現像剤搬送手段と前記現像剤担持体との間に、前記現像剤担持体に担持されて搬送される現像剤を、前記第３の現像剤搬送手段へと回収する現像剤回収手段を設けることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項１５】
前記トナーの体積平均粒径をＤｔ（μｍ）としたとき
３≦Ｄｔ≦５
であるトナーを用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項１６】
前記キャリアの体積平均粒径をＤｃ（μｍ）としたとき
５≦Ｄｃ／Ｄｔ≦１０
であるキャリアを用いることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファックス等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、トナーとキャリアからなる２成分現像剤（以下、現像剤と称す）を用いる現像装置としては、現像剤担持体の回転軸方向に平行に、互いに逆方向に現像剤を搬送する複数の現像剤搬送手段により、現像剤を混合撹拌しつつ循環搬送しているのが一般的である。
【０００３】
近年、画像形成装置のカラー化に伴い、高印字率の画像を形成する機会が増加しつつある。これは、１枚あたりのトナー使用量が増加し、それに伴いトナー補給量も増加するということである。
【０００４】
また、高画質化のために、現像剤を構成するトナーとして体積平均粒径が３〜５μｍ程度の小粒径トナーが用いられるようになってきた。さらに、このトナー小粒径化に伴いキャリアも５〜１０μｍ程度に小粒径化されてきている。
【０００５】
具体的には、従来の２成分現像剤を用いる現像装置としては、現像剤搬送手段としてスクリュウオーガを用い、スクリュウオーガ近傍に起こる局所的剪断と容器内での粉体の循環流（移動流）により現像剤を混合しながら撹拌する方式が、一般に用いられている。この方式では、上記の高印字率化によるトナー補給量の増加に対応するため、現像剤の混合、撹拌を速くし補給されたトナーの帯電立ち上がりを速くするために、スクリュウオーガの形状を工夫したり、回転数を高く設定したりする等の工夫がおこなわれている。
【０００６】
一方、内周に螺旋状のリブを有する中空円筒部材を、現像剤搬送手段として用いるものが特開昭５６−７０５７６号に開示されている。この公報には、内側に螺旋状のリブを固設した円筒を回転させ、現像剤が上方へ持ち上げられ、落下することを繰り返すことで、十分な撹拌混合を受けつつ他端へ搬送することで現像剤の劣化を防止する提案が記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
近年増加しつつある、高印字率の画像形成には、上述のようにトナーを多く必要とし、このトナー消費に対応して、補給するトナーも増加することになる。従来の２成分現像剤を用いる現像装置を用いて高印字率の画像を連続して形成した場合、現像装置内を循環搬送される現像剤と大量に補給されたトナーとが十分に混合撹拌されず、トナーは帯電が不十分な状態（未帯電や弱帯電）のまま、現像に供され（現像剤担持体に供給され）、かぶりやトナー飛散（機内汚れ）等の問題を発生させていた。この問題は、画像形成装置が高速になればなるほど、現像装置内の現像剤の循環速度が速くなる（トナーが補給されてから現像に供されるまでの時間が短くなる）ので、特に顕著になる。
【０００８】
加えて、高画質化のための上述の小粒径化されたトナーおよびキャリアを用いる場合には、従来の大粒径のトナーやキャリアの場合よりも混合撹拌性が悪く、上記の問題は、さらに深刻となる。
【０００９】
これらの問題に対し、従来から行われているスクリュウオーガの形状を工夫し、現像剤にかかる剪断力を大きくして混合、撹拌性能を向上させようとする対策は、現像剤にかかる負担を大きくし、現像剤を長期にわたり繰り返し使用する場合には、現像剤の耐久性がなくなるという問題を新たに引き起こしている。
【００１０】
一方、特開昭５６−７０５７６号に記載されている方法は、中空円筒部材と、該中空円筒部材と併せて用いるスクリュウオーガ（現像剤搬送手段）との構造条件が適切でないと、混合撹拌や搬送（現像剤担持体の回転軸方向の移動）が十分おこなわれず、上記と同様のかぶりやトナー飛散、濃度むら等を発生させてしまうことになる。
【００１１】
本発明は、上記の問題点を鑑み、内周に螺旋状リブを有する中空円筒部材を現像剤の混合、撹拌、搬送のための現像剤搬送手段に用い、十分にその性能を発揮させるための構造条件を明確にすることで、高画質化のための小粒径トナーおよび小粒径キャリアを使用して、高印字率の画像形成を連続的におこなった場合でも、かぶり、トナー飛散、濃度むら等の問題の発生しない画像形成装置に適用される、現像装置を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、トナーとキャリアからなる現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に供給される現像剤及び前記現像剤担持体から回収された現像剤を、混合撹拌しながら、前記現像剤担持体の回転軸と略平行な方向に搬送する第１の現像剤搬送手段と、該第１の現像剤搬送手段によって搬送された現像剤と補給されたトナーとを混合撹拌しながら、前記第１の現像剤搬送手段による現像剤搬送方向と、略平行で且つ逆方向に搬送し、前記第１の現像剤搬送手段へと供給する第２の現像剤搬送手段とを有する現像装置において、前記第１の現像剤搬送手段は回転軸の外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなり、前記第２の現像剤搬送手段は、回転軸方向の中央部分が内周に螺旋状のリブを形成した中空円筒を有する中空円筒部材からなり、回転軸方向の両側部分が外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなり、前記現像剤担持体の回転軸方向の幅をＷ１（ｍｍ）、前記第１の現像剤搬送手段であるスクリュウオーガの回転軸方向の幅をＷ２（ｍｍ）、前記第２の現像剤搬送手段を構成する中空円筒の回転軸方向の幅をＷ３（ｍｍ）としたとき、Ｗ１＜Ｗ３＜Ｗ２であり、前記第１の現像剤搬送手段または前記第２の現像剤搬送手段の、前記中空円筒部材の外側部分に補給トナーを供給するようにしたことを特徴とする現像装置（第１の発明）によって達成される。
【００１３】
また、上記目的は、トナーとキャリアからなる現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に供給される現像剤及び前記現像剤担持体から回収された現像剤を、混合撹拌しながら、前記現像剤担持体の回転軸と略平行な方向に搬送する第１の現像剤搬送手段と、該第１の現像剤搬送手段によって搬送された現像剤と補給されたトナーとを混合撹拌しながら、前記第１の現像剤搬送手段による現像剤搬送方向と、略平行で且つ逆方向に搬送し、前記第１の現像剤搬送手段へと供給する第２の現像剤搬送手段とを有する現像装置において、前記第１の現像剤搬送手段は回転軸の外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなり、前記第２の現像剤搬送手段は、回転軸方向の中央部分が内周に螺旋状のリブを形成した中空円筒部材からなり、回転軸方向の両側部分が外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなり、前記第２の現像剤搬送手段を両側端で支持させるスクリュウオーガの回転軸を一体で形成することを特徴とする現像装置（第２の発明）によって達成される。
【００１４】
また、上記目的は、トナーとキャリアからなる現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に供給される現像剤及び前記現像剤担持体から回収された現像剤を、混合撹拌しながら、前記現像剤担持体の回転軸と略平行な方向に搬送する第１の現像剤搬送手段と、該第１の現像剤搬送手段によって搬送された現像剤と補給されたトナーとを混合撹拌しながら、前記第１の現像剤搬送手段による現像剤搬送方向と、略平行で且つ逆方向に搬送し、前記第１の現像剤搬送手段へと供給する第２の現像剤搬送手段とを有する現像装置において、前記第１の現像剤搬送手段は回転軸の外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなり、前記第２の現像剤搬送手段は回転円筒の内周に螺旋状のリブを形成した中空円筒部材からなり、該中空円筒部材の内径は前記スクリュウオーガの外径より大きいことを特徴とする現像装置（第３の発明）によって達成される。
【００１５】
また、上記目的は、トナーとキャリアからなる現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に供給される現像剤を、混合撹拌しながら、前記現像剤担持体の回転軸と略平行な方向に搬送する第１の現像剤搬送手段と、前記現像剤担持体から回収された現像剤を混合撹拌しながら、前記第１の現像剤搬送手段による現像剤搬送方向と、略平行で且つ同方向に搬送する第３の現像剤搬送手段と、前記第１および第３の現像剤搬送手段により搬送された現像剤と補給されたトナーとを、混合撹拌しながら、前記第１および第３の現像剤搬送手段による現像剤の搬送方向と、略平行で且つ逆方向に搬送し、前記第１の現像剤搬送手段へと供給する第２の現像剤搬送手段とを有する現像装置において、前記第１および第３の現像剤搬送手段は回転軸の外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなり、前記第２の現像剤搬送手段は、回転軸方向の中央部分が内周に螺旋状のリブを形成した中空円筒を有する中空円筒部材からなり、回転軸方向の両側部分が外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなり、前記現像剤担持体の回転軸方向の幅をＷ１１（ｍｍ）、前記第１の現像剤搬送手段であるスクリュウオーガの回転軸方向の幅をＷ２１（ｍｍ）、前記第２の現像剤搬送手段を構成する中空円筒の回転軸方向の幅をＷ３１（ｍｍ）、前記第３の現像剤搬送手段であるスクリュウオーガの回転軸方向の幅をＷ４（ｍｍ）としたとき、Ｗ４≦Ｗ２１の場合、Ｗ１１＜Ｗ３１＜Ｗ２１であり、Ｗ２１＜Ｗ４の場合、Ｗ１１＜Ｗ３１＜Ｗ４であり、前記第１または第３の現像剤搬送手段の下流側、または第２の現像剤搬送手段の上流側の、前記中空円筒部材の外側部分に補給トナーを供給するようにしたことを特徴とする現像装置（第４の発明）によって達成される。
【００１６】
また、上記目的は、トナーとキャリアからなる現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に供給される現像剤を、混合撹拌しながら、前記現像剤担持体の回転軸と略平行な方向に搬送する第１の現像剤搬送手段と、前記現像剤担持体から回収された現像剤を混合撹拌しながら、前記第１の現像剤搬送手段による現像剤搬送方向と、略平行で且つ同方向に搬送する第３の現像剤搬送手段と、前記第１および第３の現像剤搬送手段により搬送された現像剤と補給されたトナーとを、混合撹拌しながら、前記第１および第３の現像剤搬送手段による現像剤の搬送方向と、略平行で且つ逆方向に搬送し、前記第１の現像剤搬送手段へと供給する第２の現像剤搬送手段とを有する現像装置において、前記第１および第３の現像剤搬送手段は回転軸の外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなり、前記第２の現像剤搬送手段は、回転軸方向の中央部分が内周に螺旋状のリブを形成した中空円筒部材からなり、回転軸方向の両側部分が外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなり、前記第２の現像剤搬送手段を両側端で支持させるスクリュウオーガの回転軸を一体で形成することを特徴とする現像装置（第５の発明）によって達成される。
【００１７】
また、上記目的は、トナーとキャリアからなる現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に供給される現像剤を、混合撹拌しながら、前記現像剤担持体の回転軸と略平行な方向に搬送する第１の現像剤搬送手段と、前記現像剤担持体から回収された現像剤を混合撹拌しながら、前記第１の現像剤搬送手段による現像剤搬送方向と、略平行で且つ同方向に搬送する第３の現像剤搬送手段と、前記第１および第３の現像剤搬送手段により搬送された現像剤と補給されたトナーとを、混合撹拌しながら、前記第１および第３の現像剤搬送手段による現像剤の搬送方向と、略平行で且つ逆方向に搬送し、前記第１の現像剤搬送手段へと供給する第２の現像剤搬送手段とを有する現像装置において、前記第１および第３の現像剤搬送手段は回転軸の外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなり、前記第２の現像剤搬送手段は回転円筒の内周に螺旋状のリブを形成した中空円筒部材からなり、該中空円筒部材の内径は前記スクリュウオーガの外径より大きいことを特徴とする現像装置（第６の発明）によって達成される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
１．（１）本発明に使用する現像装置の撹拌構造について
本発明では、第２の現像剤搬送手段として内周に固着された螺旋状のリブを有する中空円筒部材を用い、この中空円筒内に２成分現像剤を入れて回転させ、容器内壁と粉体との摩擦力により、粉体を持ち上げ、重力の作用で自由落下させながら混合する方式により、現像に供されてトナー濃度が低下した現像剤と補給トナーとを混合撹拌している。この方式を、本件では容器回転型と称す。
【００１９】
これに対し従来の現像装置に用いられる撹拌スクリュウを回転させ、スクリュウ近傍に起こる局所的な剪断と容器内での粉体の循環流（移動流）により２成分現像剤を混合しながら撹拌する容器固定型の構造がある。
【００２０】
剪断力で混合する容器固定型にくらべ容器回転型は、自由落下で混合するため、混合も良好でありかつ現像剤に対する負担も少ない利点がある。
【００２１】
１．（２）非一循環構成の現像装置における現像剤搬送手段の幅関係の条件式（請求項１）
後に述べる非一循環構成の現像装置において、第１の現像剤搬送手段は回転軸の外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなり、第２の現像剤搬送手段は、回転軸方向の中央部分が内周に螺旋状のリブを形成した中空円筒を有する中空円筒部材からなり、回転軸方向の両側部分が外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなり、現像剤担持体の回転軸方向の幅をＷ１（ｍｍ）、第１の現像剤搬送手段であるスクリュウオーガの回転軸方向の幅をＷ２（ｍｍ）、第２の現像剤搬送手段を構成する中空円筒の回転軸方向の幅をＷ３（ｍｍ）としたとき、
Ｗ１＜Ｗ３＜Ｗ２
であり、第１の現像剤搬送手段または第２の現像剤搬送手段の、中空円筒部材の外側部分に補給トナーを供給するようにするものである。
【００２２】
上記の条件式を満たすことにより、本発明の課題を解消することができる。また上記条件式を満たさないと、現像装置に補給されたトナーと現像装置内を循環搬送される現像剤とが十分に混合撹拌されず、かぶりやトナー飛散等の問題が発生する。
【００２３】
１．（３）非一循環構成の現像装置における現像剤搬送手段の構造（請求項２）
後に述べる非一循環構成の現像装置において、第１の現像剤搬送手段は回転軸の外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなり、第２の現像剤搬送手段は、回転軸方向の中央部分が内周に螺旋状のリブを形成した中空円筒部材からなり、回転軸方向の両側部分が外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなり、第２の現像剤搬送手段を両端で支持させるスクリュウオーガの回転軸を一体で形成するものである。
【００２４】
上記の構造を満たすことにより、本発明の課題を解消することができる。また上記構造を満たさないと、回転時の中空円筒部材の振れが大きくなり、中空円筒部材での、補給されたトナーと現像装置内を循環搬送される現像剤とが十分に混合撹拌されず、かぶりやトナー飛散等の問題が発生する。
【００２５】
１．（４）非一循環構成の現像装置における現像剤搬送手段間の構造関係（請求項３）
後に述べる非一循環構成の現像装置において、第１の現像剤搬送手段は回転軸の外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなり、第２の現像剤搬送手段は回転円筒の内周に螺旋状のリブを形成した中空円筒部材からなり、中空円筒部材の内径をスクリュウオーガの外径より大きく設定するものである。
【００２６】
上記の構造を満たすことにより、本発明の課題を解消することができる。また上記構造を満たさないと、中空円筒部材の撹拌途中で現像剤が滞溜され、かぶりやトナー飛散等の問題が発生する。
【００２７】
１．（５）一循環構成の現像装置における現像剤搬送手段の幅関係の条件式（請求項５）
後に述べる一循環構成の現像装置において、第１および第３の現像剤搬送手段は回転軸の外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなり、第２の現像剤搬送手段は、回転軸方向の中央部分が内周に螺旋状のリブを形成した中空円筒を有する中空円筒部材からなり、回転軸方向の両側部分が外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなり、現像剤担持体の回転軸方向の幅をＷ１１（ｍｍ）、第１の現像剤搬送手段であるスクリュウオーガの回転軸方向の幅をＷ２１（ｍｍ）、第２の現像剤搬送手段を構成する中空円筒の回転軸方向の幅をＷ３１（ｍｍ）、第３の現像剤搬送手段であるスクリュウオーガの回転軸方向の幅をＷ４（ｍｍ）としたとき、
Ｗ４≦Ｗ２１の場合、
Ｗ１１＜Ｗ３１＜Ｗ２１
であり、
Ｗ２１＜Ｗ４の場合、
Ｗ１１＜Ｗ３１＜Ｗ４
であり、第１または第３の現像剤搬送手段の下流側、または第２の現像剤搬送手段の上流側の、中空円筒部材の外側部分に補給トナーを供給するようにするものである。
【００２８】
上記の条件式を満たすことにより、本発明の課題を解消することができる。また上記条件式を満たさないと、現像装置に補給されたトナーと現像装置内を循環搬送される現像剤とが十分に混合撹拌されず、かぶりやトナー飛散等の問題が発生する。
【００２９】
１．（６）一循環構成の現像装置における現像剤搬送手段の構造（請求項６）
後に述べる一循環構成の現像装置において、第１および第３の現像剤搬送手段は回転軸の外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなり、第２の現像剤搬送手段は、回転軸方向の中央部分が内周に螺旋状のリブを形成した中空円筒部材からなり、回転軸方向の両側部分が外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなり、第２の現像剤搬送手段を両端で支持させるスクリュウオーガの回転軸を一体で形成するものである。
【００３０】
上記の構造を満たすことにより、本発明の課題を解消することができる。また上記構造を満たさないと、回転時の中空円筒部材の振れが大きくなり、中空円筒部材での、補給されたトナーと現像装置内を循環搬送される現像剤とが十分に混合撹拌されず、かぶりやトナー飛散等の問題が発生する。
【００３１】
１．（７）一循環構成の現像装置における現像剤搬送手段間の構造関係（請求項７）
後に述べる一循環構成の現像装置において、第１および第３の現像剤搬送手段は回転軸の外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなり、第２の現像剤搬送手段は回転円筒の内周に螺旋状のリブを形成した中空円筒部材からなり、中空円筒部材の内径をスクリュウオーガの外径より大きく設定するものである。
【００３２】
上記の構造を満たすことにより、本発明の課題を解消することができる。また上記構造を満たさないと、中空円筒部材の撹拌途中でが滞溜され、かぶりやトナー飛散等の問題が発生する。
【００３３】
２．次に本発明を適用する現像装置について、説明する。
図１は、請求項１，２，３に該当する現像剤非一循環構成の現像装置の概略の断面レイアウト３種を示したものである。
【００３４】
なお、現像剤担持体に供給する現像剤を搬送する手段と、現像剤担持体から回収した現像剤を搬送する手段を別々に設け、現像剤担持体から回収した現像剤は、トナー補給部（トナー補給手段）を通過してからでないと、現像剤担持体に供給されないようにした構成を、現像剤一循環構成と称し、そうでない構成（現像剤担持体から回収した現像剤がトナー補給される前に再び現像剤担持体へ供給される構成）を現像剤非一循環構成と称すものである。
【００３５】
図１において、４１は現像剤担持体（現像ローラ）、４５は第１の現像剤搬送手段であるスクリュウオーガであり、４６は第２の現像剤搬送手段である内周に螺旋状リブを有する中空円筒部材であり、４４は現像剤担持体へ現像剤を供給するための現像剤供給手段であるパドル状の撹拌羽根である。図１（Ａ）及び（Ｂ）は、現像剤下剥ぎタイプであり、（Ｃ）は現像剤上剥ぎタイプである。
【００３６】
図２は、図１（Ａ）をより詳しくしたもので、現像剤の搬送と動作の概略を説明する。図２において、４１、４４、４５、４６は、図１と同じである。５０は現像装置枠体、１は感光体ドラムであり、４３は現像剤層厚規制板、５３は隔壁で構成されており、５３の隔壁は切り欠き部を有している。５４はトナー補給手段である。
【００３７】
現像ローラ４１は、静電潜像を担持する感光体ドラム１に対向して配置され、回転可能に支持されており、それぞれ図２の矢印方向に回転する。現像ローラ４１は、その内部にマグネット（不図示）があり、パドル状の撹拌羽根４４により供給される現像剤を吸着し、現像ローラ４１上に付着させ感光体ドラムへトナーを供給する。その後、図示しない現像ローラ内部のマグネットの反発磁界領域でパドル状の撹拌羽根４４へ受け渡す。この受け渡された現像剤は、パドル状の撹拌羽根によりスクリュウオーガ４５へ移動され、スクリュウオーガ４５の回転により、混合撹拌されながら回転軸方向へ搬送され、隔壁５３の一方の端部に設けられた切り欠き部を通して、回転軸方向の中央の中空円筒４６ａ部分の内周に螺旋リブを有する中空円筒部材４６へ搬送される。
【００３８】
切り欠き部近傍には、図示しないトナー濃度検知手段が設けられ、この検知手段により検知されたトナー濃度がトナー補給を必要と判断される場合は、トナー補給手段５４からトナー補給される。中空円筒部材４６は、前述のように円筒と螺旋状リブが一体で回転し円筒内壁と現像剤との摩擦力により現像剤を持ち上げ、自由落下させながら、現像剤と補給されたトナーを混合撹拌する。中空円筒部材４６の現像剤搬送方向は、スクリュウオーガ４５の搬送方向と逆方向であり、混合撹拌された現像剤は隔壁５３のもう一方の切り欠き部からスクリュウオーガ４５へ移動される。スクリュウオーガ４５は、この中空円筒部材４６からの現像剤と前述のパドル状の撹拌羽根４４から受け渡された現像剤を混合撹拌しつつ回転軸方向に搬送しながら、現像に供される現像剤をパドル状撹拌羽根４４へ供給する。これが図２に示す現像剤非一循環タイプの現像装置の動作の概略である。
【００３９】
また、図１および図２にて述べた非一循環構成の現像装置における、第１の現像剤搬送手段であるスクリュウオーガ４５は回転軸方向の両側部分の外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなる。
【００４０】
また現像非一循環タイプの現像装置において、スクリュウオーガ４５の回転方向は、現像ローラ４１に対向または近接する位置の移動方向が、現像ローラ４１の移動方向と逆方向に回転するようになっている。
【００４１】
またスクリュウオーガ４５の外周には回転軸と平行に螺旋状リブを横切るようにパドルを設けた構造でもよい。
【００４２】
さらに、中空円筒部材４６とスクリュウオーガ４５とは、中空円筒部材４６の両端部の支持軸部に螺旋状リブ及びまたはパドル状撹拌羽根を設ける。
【００４３】
また回転軸方向の関係を図３に示すが、図において５５、５６は現像装置の側壁であり、現像ローラ４１の軸方向の幅をＷ１とし、スクリュウオーガ４５の螺旋状リブ部の軸方向の幅をＷ２、中空円筒部材４６の中空円筒部の軸方向の幅をＷ３としたとき、
Ｗ１＜Ｗ３＜Ｗ２
と設定し、且つ、スクリュウオーガ４５の下流側で斜線で示す側壁５５の外側部分、または中空円筒部材４６の上流側で、中空円筒部材４６の中空円筒４６ａの斜線で示す側壁５５の外側部分に補給トナーを供給する。
【００４４】
上記により、現像装置に補給されたトナーと現像装置内を循環搬送される現像剤とが十分に混合撹拌され、かぶりやトナー飛散による機内汚れが発生しない現像装置の提供が可能となる。
【００４５】
また中空円筒部材４６の内径はスクリュウオーガ４５の外径より大きく設定する。具体的には、図２に示すように、スクリュウオーガ４５の外径をＤ１（ｍｍ）、中空円筒部材４６の中空円筒４６ａの内径をＤ２（ｍｍ）としたとき、
Ｄ１＜Ｄ２≦１．７×Ｄ１
であることが好ましい。
【００４６】
上記により、中空円筒部材の撹拌途中で、補給されたトナーと現像装置内を循環搬送される現像剤との滞溜が発せず、かぶりやトナー飛散等の発生がない。
【００４７】
図４は、請求項５，６，７に該当する現像剤一循環構成の現像装置の概略の断面レイアウト３種を示したものである。図４において、図１と、機能と名称の同じものは同番号としてある。ここで、４９は第３の現像剤搬送手段であるスクリュウオーガで、４７は現像剤回収手段であるマグロールである。図４（Ａ）は、現像剤下剥ぎタイプであり、（Ｂ）、（Ｃ）は現像剤上剥ぎタイプである。
【００４８】
図５は、図４（Ａ）をより詳しくしたもので、現像剤の搬送と動作の概略について、説明する。
【００４９】
現像ローラ４１は、静電潜像を担持する感光体ドラム１に対向して配置され、回転可能に支持されており、図５の矢印方向に回転する。現像ローラ４１は、その内部にマグネットがあり、パドル状の撹拌羽根４４により供給される現像剤を吸着し、現像ローラ４１上に付着させ感光体ドラム１へトナーを供給する。その後、現像ローラ内部のマグネットの反発磁界領域で、現像剤回収手段であるマグロール４７へ受け渡す。この回収された現像剤は、第３の現像剤搬送手段であるスクリュウオーガ４９へ移動され、スクリュウオーガ４９の回転により回転軸方向へ搬送され、スクリュウオーガ４９の回転軸方向の下流側端部において、スクリュウオーガ４５へ移動され、スクリュウオーガ４５により搬送される現像剤と、スクリュウオーガ４９により搬送された現像剤とが混合撹拌されながらスクリュウオーガ４５の回転軸方向へ搬送され、隔壁５３の一方の端部に設けられた切り欠き部を通して、回転軸方向の中央の中空円筒４６ａ部分の内周に螺旋リブを有する中空円筒部材４６へ搬送される。
【００５０】
切り欠き部近傍には、図示しないトナー濃度検知手段が設けられ、この検知手段により検知されたトナー濃度がトナー補給を必要と判断される場合は、トナー補給手段５４からトナー補給される。中空円筒部材４６は、前述のように円筒と螺旋状リブが一体で回転し円筒内壁と現像剤との摩擦力により現像剤を持ち上げ、自由落下させながら、現像剤と補給されたトナーを混合撹拌する。中空円筒部材４６の現像剤搬送方向は、スクリュウオーガ４５の搬送方向と逆方向であり、混合撹拌された現像剤は隔壁５３のもう一方の切り欠き部からスクリュウオーガ４５へ移動される。スクリュウオーガ４５は、この中空円筒部材４６からの現像剤と前述のパドル状の撹拌羽根４４から受け渡された現像剤を混合撹拌しつつ回転軸方向に搬送しながら、現像に供される現像剤をパドル状撹拌羽根４４へ供給する。これが図５に示す現像剤一循環タイプの現像装置の動作の概略である。
【００５１】
また、図４および図５にて述べた一循環構成の現像装置における、第１の現像剤搬送手段であるスクリュウオーガ４５および第３の現像剤搬送手段であるスクリュウオーガ４９は回転軸方向の両側部分の外周に螺旋状のリブを有するスクリュウオーガからなる。
【００５２】
また現像剤一循環タイプの現像装置において、スクリュウオーガ４５の回転方向は、現像ローラ４１に対向または近接する位置の移動方向が、現像ローラ４１の移動方向と逆方向に回転するようになっている。
【００５３】
またスクリュウオーガ４５およびスクリュウオーガ４９の外周には回転軸と平行に螺旋状リブを横切るようにパドルを設けた構造でもよい。
【００５４】
また中空円筒部材４６の回転方向は、スクリュウオーガ４５に対向または近接する位置における移動方向が、下方から上方に向かう方向となっている。
【００５５】
さらに、中空円筒部材４６とスクリュウオーガ４５とは、中空円筒部材４６の両端部の支持軸部に螺旋状リブ及びまたはパドル状撹拌羽根を設ける。
【００５６】
また、後に述べるようにスクリュウオーガ４５の両側部分に設けられるスクリュウオーガ４５の軸の外径は中央部分の軸の外径より大きくなるようにし、両端部分の軸との中央部分の軸とを一体とする回転軸が中空円筒部材４６の内周に形成される螺旋状のリブとは接触しない構成とする。
【００５７】
また回転軸方向の関係を図６に示すが、図において５５、５６は現像装置の側壁であり、また図の実線矢印は前述した現像剤の流れを示すものであり、点線矢印は現像剤搬送手段から溢れた現像剤の流れを示すものである。回転軸方向の関係は、現像ローラ４１の軸方向の幅をＷ１１とし、スクリュウオーガ４５の螺旋状リブ部の軸方向の幅をＷ２１、中空円筒部材４６の中空円筒部の軸方向の幅をＷ３１、スクリュウオーガ４９の螺旋状リブ部の軸方向の幅をＷ４１としたとき、スクリュウオーガ４５の螺旋状リブ部の軸方向の幅Ｗ２１がスクリュウオーガ４９の螺旋状リブ部の軸方向の幅Ｗ４より大きい（Ｗ４＜Ｗ２１）の場合（図４（Ｂ）、（Ｃ）に示すスクリュウオーガ４９がスクリュウオーガ４５の上部に設けられる場合）、
Ｗ１１＜Ｗ３１＜Ｗ２１
と設定し、且つ、スクリュウオーガ４５の下流側で斜線で示す側壁５５の外側部分、または中空円筒部材４６の上流側で、中空円筒部材４６の中空円筒４６ａの斜線で示す側壁５５の外側部分に補給トナーを供給する。
【００５８】
またスクリュウオーガ４５の螺旋状リブ部の軸方向の幅Ｗ２１がスクリュウオーガ４９の螺旋状リブ部の軸方向の幅Ｗ４より小さい（Ｗ２１＜Ｗ４）の場合（図４（Ａ）に示すスクリュウオーガ４５がスクリュウオーガ４９の上部に設けられる場合）、
Ｗ１１＜Ｗ３１＜Ｗ４
と設定し、且つ、スクリュウオーガ４９の下流側で斜線で示す側壁５５の外側部分、または中空円筒部材４６の上流側で、中空円筒部材４６の中空円筒４６ａの斜線で示す側壁５５の外側部分に補給トナーを供給する。
【００５９】
上記により、現像装置に補給されたトナーと現像装置内を循環搬送される現像剤とが十分に混合撹拌され、かぶりやトナー飛散による機内汚れが発生しない現像装置の提供が可能となる。
【００６０】
なお上記において、スクリュウオーガ４５の螺旋状リブ部の軸方向の幅Ｗ２１とスクリュウオーガ４９の螺旋状リブ部の軸方向の幅Ｗ４とを等しく（Ｗ２１＝Ｗ４）設け、
Ｗ１１＜Ｗ３１＜Ｗ２１またはＷ４
と設定するような構成としてもよい。
【００６１】
また中空円筒部材４６の内径は、スクリュウオーガ４５の外径およびスクリュウオーガ４９の外径より大きく設定する。具体的には、図５に示すように、スクリュウオーガ４５の外径をＤ１１（ｍｍ）、中空円筒部材４６の内径をＤ２１（ｍｍ）、スクリュウオーガ４９の外径をＤ３（ｍｍ）としたとき、
Ｄ３≦Ｄ１１　かつ　Ｄ１１＜Ｄ２１≦１．７×Ｄ１１
であることが好ましい。
【００６２】
上記により、中空円筒部材の撹拌途中で、補給されたトナーと現像装置内を循環搬送される現像剤との滞溜が発せず、かぶりやトナー飛散等の発生がない。
【００６３】
３．中空円筒部材の構造、組立方法および現像剤の搬送方法の概要
各現像装置に設けられる螺旋リブを有する中空円筒部材の構造の概要と中空円筒部材の組み立て方法とを図７に示す。
【００６４】
中空円筒部材としては、図７（Ａ）にその代表例を示すように、螺旋リブ４６ｂの両端部の軸４６ｃの中央部に軸４６ｄを取り付けた一体的な回転軸（符号なし）を用いる。一体的な回転軸により中空円筒部材４６が両側端で支持される。端部の軸４６ｃの軸径は螺旋リブ４６ｂの内径と同じで、中央部の軸４６ｄの軸径は端部の軸４６ｃの軸径より細いものを用いる。中央部の軸４６ｄの軸径を細くすることにより、中空円筒部材４６を回転させる際に、現像剤が自由落下する空間を確保している。また両端部の軸４６ｃと中央部の軸４６ｄとを一体の回転軸として形成（通し軸と）しているので、回転時の中空円筒部材４６の振れが大きくなることを防止し、振れを小さくしている。図７（Ｂ）に示す中空円筒部材４６は、中空円筒４６ａと１重構造の螺旋リブ４６ｂと該螺旋リブ４６ｂの両端部の軸４６ｃとにより構成され、中空円筒４６ａに中心部が中空となる螺旋リブ４６ｂを取り付け、１重構造の螺旋リブ４６ｂの両端部に軸４６ｃ（分離軸）を取り付けたものである。図７（Ｂ）に示す中空円筒部材４６は、１本の通し軸にせず両端部分の軸４６ｃが分離して別々の部材からなる構成としているので、中空円筒部材４６の振れが大きくなり、中空円筒部材４６の両側部分のスクリュウオーガと中央部分の中空円筒４６ａとの接合がうまくいかず、隙間に現像剤が入り込んでしまう。また中空円筒４６ａは両端部の軸４６ｃと一体となって回転し、中空円筒４６ａの外周が側壁５５には接触しないはずであるが、振れが大きくなると中空円筒４６ａの外周と側壁５５とが擦れてしまい、中空円筒部材４６が安定して回転しなくなったり、擦れた部分の削れかすが現像剤の中に混入してしまうこともある。これらにより現像剤の撹拌状態が不均一になってかぶりやトナー飛散が発生したり、撹拌部分の振動が現像器の振動になって画像濃度むら（段むら）や文字散り等が発生する。上記の如く、図７（Ｂ）に示す構造の中空円筒部材４６はあまり好ましくない。
【００６５】
具体的な中空円筒部材４６の製造方法の一例としては、以下の如く行われる。
▲１▼　板状部材を、内部の軸４６ｄと両端部の軸４６ｃとを一体として形成した回転軸（符号なし）に螺旋状に巻き、螺旋リブ４６ｂの部分を作る。このとき螺旋リブ４６ｂの軸方向の長さは中空円筒４６ａよりも長目にする。
【００６６】
▲２▼　中空円筒４６ａの中に螺旋リブ４６ｂを挿入し、螺旋リブ４６ｂと中空円筒４６ａの両側部分とを接着（溶接）する。螺旋リブ４６ｂの中央部分も接着（溶接）したい場合は、中空円筒４６ａに穴を空けて接着（溶接）後に穴をふさぐようにする。
【００６７】
▲３▼　螺旋リブ４６ｂの両端部と両端の軸４６ｃとを接着（溶接）する。
また螺旋リブの構造は、上記図７にて説明した１重の螺旋の他に、２重構造（多重構造）の螺旋を有する中空円筒部材であってもよい。
【００６８】
また上記図７（Ａ）の中空円筒部材を用いることにより、回転時の中空円筒部材４６の振れが少なくなり、また、現像剤は中空円筒４６ａの内壁に押し付けられながら持ち上げられ、中空円筒４６ａ内部で自由落下されながら搬送され、現像装置に補給されたトナーと現像装置内を循環搬送される現像剤とが十分に混合撹拌され、かぶりやトナー飛散（による機内汚れ）の発生が起こらず、また高印字率の画像形成を連続して行った場合でも、ページ内やページ間の濃度むらが発生せず、高画質の画像が得られる現像装置の提供が可能となる。
【００６９】
４．画像形成装置の概略および現像剤
図８は、本発明の現像装置を適用した画像形成装置の一実施形態である、カラー画像形成装置の概略断面構成図である。図８において、画像形成装置ＧＳは、画像形成装置本体ＧＨと画像読取装置ＹＳとから構成される。
【００７０】
画像読取装置ＹＳは、自動原稿送り装置２０１と原稿画像走査露光装置２０２からなり画像形成装置本体ＧＨの上部に画像読取装置ＹＳが設置されている。自動原稿送り装置２０１の原稿台上に載置された原稿ｄは、搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置２０２の光学系により、原稿の片面または両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサ（例えばＣＣＤ）にて読み込まれる。
【００７１】
ラインイメージセンサにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Α／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、画像書き込み部（露光手段）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに信号として送られる。
【００７２】
自動原稿送り装置２０１は、自動両面原稿搬送手段を備え、原稿載置台上から給送される多数枚の原稿ｄの内容を、連続して一挙に読み取り、図示しない記憶手段に蓄積が可能であり（電子ＲＤＨ機能）、複写機能により多数枚の原稿内容を複写する場合、或いはファクシミリ機能により多数枚の原稿ｄを送信する場合に使用される。
【００７３】
画像形成装置本体ＧＨは、タンデム型カラー画像形成装置と称されるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋとベルト状の中間転写体６と給紙搬送手段２０〜２３、２５、２６及び定着装置２４とからなる。
【００７４】
イエロー（Ｙ）の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、潜像担持体としての感光体ドラム１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像装置４Ｙ及びクリーニング手段８Ｙが配置されている。マゼンタ（Ｍ）の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、像担持体としての感光体ドラム１Ｍの周囲に配置された帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像装置４Ｍ及びクリーニング手段８Ｍが配置されている。シアン（Ｃ）の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、像担持体としての感光体ドラム１Ｃの周囲に配置された帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像装置４Ｃ及びクリーニング手段８Ｃが配置されている。黒（Ｋ）の画像を形成する画像形成部１０Ｋは、像担持体としての感光体ドラム１Ｋの周囲に配置された帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像装置４Ｋ及びクリーニング手段８Ｋが配置されている。帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光手段３Ｃ、帯電手段２Ｋと露光手段３Ｋ、はそれぞれ潜像形成手段を構成している。
【００７５】
中間転写体６は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。
画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋで形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ及び７Ｋにより逐次転写され（１次転写）、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された記録紙Ｐは、給紙手段２１により給紙され、給紙ローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、レジストローラ２３等を経て転写手段７Ａに搬送された後、中間転写体６上にて合成されたカラー画像が記録紙Ｐ上に転写される（２次転写）。転写された記録紙Ｐ上のカラー画像は定着装置２４により、定着処理され、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。
【００７６】
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋはイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及び黒（Ｋ）の、小粒径のトナーとキャリアからなる２成分現像剤を内包する現像装置であり、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにそれぞれ新規のトナーを補給するトナー補給手段である。
【００７７】
なお、ここで用いられる２成分現像剤の、トナーとキャリアについて説明する。トナーとしては、の体積平均粒径をＤｔ（μｍ）としたとき、
３≦Ｄｔ≦５
である重合トナー（体積平均粒径が３〜５μｍの重合トナー）が好ましく用いられる。小粒径の重合トナーを用いることにより、高解像力であり、濃度の安定した、かぶりの発生が極めて少ない画像形成が可能となる。
【００７８】
重合トナーは以下のような製造方法により製造される。
例えば、懸濁重合または乳化重合等の重合反応と、その後に行われる粒子同士の融着工程を経て得られ、原料モノマーまたはプレポリマーを水系で均一に分散した後に重合させることにより粒度分布及び形状の均一なトナーが得られる。
【００７９】
上記の体積平均粒径は、コールカウンターＴΑ−ＩＩ、コールターマルチサイザー、ＳＬΑＤ１１００（島津製作所製レーザー回折式粒径測定装置）等を用いて測定できる。
【００８０】
体積平均粒径が、３μｍを下回ると、かぶりやトナー飛散が起こりやすくなる。一方、５μｍを越えると、高解像力の画像を形成できなくなる場合がある。
【００８１】
体積平均粒径が３〜５μｍのトナーと共に用いるキャリアとしては、キャリアの体積平均粒径をＤｃ（μｍ）としたとき、
５≦Ｄｃ／Ｄｔ≦１０
であるキャリア（体積平均粒径がトナーの体積平均粒径の５〜１０倍のキャリア）を用いることが好ましい。また、磁化量が２．５〜８．８×１０−５ｗｂ・ｍ／ｋｇの磁性粒子からなるキャリアが好ましい。このような粒径、磁化量のキャリアを用いることにより、かぶりやトナー飛散を起こさず、キャリア付着も生せず、均一な濃度の画像を安定して形成できる。キャリア粒径がトナー粒径の５倍より小さなキャリアや、磁化量が２．５〜８．８×１０−５ｗｂ・ｍ／ｋｇを下回るキャリアでは、キャリア付着が生じやすくなることがある。またキャリア粒径が、トナー粒径の１０倍を越える大きなキャリアでは、均一な濃度の画像が形成されない場合があり、磁化量が２．５〜８．８×１０−５ｗｂ・ｍ／ｋｇを上回るキャリアでは、荒れたハーフトーン画像とる場合がある。
【００８２】
【実施例】
前述の現像剤搬送手段の幅関係の条件、現像剤搬送手段の構造、現像剤搬送手段間の構造関係とを本発明の条件内の場合と、条件外の場合とで比較実験を行った。
【００８３】
なお本実験では、すべて図８に示す画像形成装置を使用した。また、（実施例１）〜（実施例５）については、図２の現像装置を使用し、（実施例６）〜（実施例１０）については、図５の現像装置を使用したものである。また、（実施例１）〜（実施例４）、（実施例６）〜（実施例９）については、図７（Ａ）の通し軸の中空円筒部材を用い、（実施例５）、（実施例１０）については、図７（Ｂ）の分離軸の中空円筒部材を用いた。
【００８４】
（実施例１）
設定条件は、以下の通りである。
【００８５】
2004085877.tif 000003
2004085877.tif 000004
上記設定条件にて、印字率５０％の画像パターン（Ａ４横）を連続２００枚出力した。
【００８６】
（実施例１の検討結果）
スタートから連続２００枚出力後に至るまで、かぶりや濃度むらの発生がなく高濃度の画像が安定して得られた。また連続印字終了後に現像装置を画像形成装置外に取り出してトナー飛散状況を観察したが、トナー飛散の発生は全く見られなかった。
【００８７】
（実施例２）
（実施例１）の設定条件のうち、以下の条件のみ変更した。
【００８８】
2004085877.tif 000005
（実施例２の検討結果）
連続印字に従って画像形成装置の奥側の画像濃度が急激に低下し、引き続いて手前側の画像濃度も低下し、２０枚出力時点で奥側の画像が出なくなった。現像装置を画像形成装置外に取り出して確認したところ、中空円筒４６ａの内部の手前側付近から現像装置の手前側の連通部（即ち、スクリュウオーガ４５に搬送された現像剤が中空円筒部材４６に移動する切り欠き部）に至る領域では現像剤がパッキング状態となっていた。一方中空円筒４６ａの出口付近から奥側の連通部（即ち、中空円筒部材４６に搬送された現像剤がスクリュウオーガ４５に移動する切り欠き部）に至る領域には現像剤が殆どなく、現像ローラ４１の奥側部分では磁気ブラシが形成されていなかった。
【００８９】
（実施例３）
（実施例１）の設定条件のうち、以下の条件のみ変更した。
【００９０】
2004085877.tif 000006
（実施例３の検討結果）
連続印字に従って画像形成装置の手前側の画像濃度が徐々に低下し、手前や奥の濃度差（濃度むら）が非常に大きくなり、１００枚出力時点で画像形成を中断した。現像装置を画像形成装置外に取り出して確認したところ、現像装置の奥側の連通部（即ち、中空円筒部材４６に搬送された現像剤がスクリュウオーガ４５に移動する切り欠き部）周辺に現像剤が片寄って、手前側の連通部（即ち、スクリュウオーガ４５に搬送された現像剤が中空円筒部材４６に移動する切り欠き部）周辺には現像剤が殆どなく、補給されたトナーが現像剤から遊離した状態で溜まっていた。
【００９１】
（実施例４）
（実施例１）の設定条件のうち、以下の条件のみ変更した。
【００９２】
2004085877.tif 000007
（実施例４の検討結果）
９０枚出力以降かぶりが発生するようになり、連続印字に伴ってかぶりのレベルは徐々に悪化した。また濃度むらも目立つようになった。連続印字終了後に現像装置を画像形成装置外に取り出して確認したところ、トナー飛散が発生しており、現像装置の下顎にはトナーが堆積し始めていた。
【００９３】
（実施例５）
（実施例１）の設定条件のうち、以下の条件のみ変更した。
【００９４】
2004085877.tif 000008
（実施例５の検討結果）
中空円筒部材４６の振れが大きく、現像装置枠体５０と中空円筒部材４６の外周とが擦れ、異常音が発生した。そのまま無視して画像を出力したが、段むらが激しく、印字テストを中止した。
【００９５】
（実施例６）
設定条件は、以下の通りである。
【００９６】
2004085877.tif 000009
2004085877.tif 000010
上記設定条件にて、印字率５０％の画像パターン（Ａ４横）を連続２００枚出力した。
【００９７】
（実施例６の検討結果）
スタートから連続２００枚出力後に至るまで、かぶりや濃度むらの発生がなく高濃度の画像が安定して得られた。また連続印字終了後に現像装置を画像形成装置外に取り出してトナー飛散状況を観察したが、トナー飛散の発生は全く見られなかった。
【００９８】
（実施例７）
（実施例６）の設定条件のうち、以下の条件のみ変更した。
【００９９】
2004085877.tif 000011
（実施例７の検討結果）
連続印字に従って画像形成装置の奥側の画像濃度が徐々に低下し、１５枚出力時点で奥側の画像が出なくなった。現像装置を画像形成装置外に取り出して確認したところ、中空円筒４６ａの内部に現像剤がパッキング状態となって詰まっていた。一方奥側の連通部（即ち、中空円筒部材４６に搬送された現像剤がスクリュウオーガ４５に移動する切り欠き部）周辺には現像剤が殆どなく、現像ローラ４１の奥側部分では磁気ブラシが形成されていなかった。
【０１００】
（実施例８）
（実施例６）の設定条件のうち、以下の条件のみ変更した。
【０１０１】
2004085877.tif 000012
（実施例８の検討結果）
連続印字に従って画像形成装置の手前側の画像濃度が徐々に低下し、手前や奥の濃度差（濃度むら）が非常に大きくなった。連続印字終了後に現像装置を画像形成装置外に取り出して確認したところ、現像装置の奥側の連通部（即ち、中空円筒部材４６に搬送された現像剤がスクリュウオーガ４５に移動する切り欠き部）周辺に現像剤が片寄って、手前側の連通部（即ち、スクリュウオーガ４５に搬送された現像剤が中空円筒部材４６に移動する切り欠き部）周辺には現像剤が殆どなく、補給されたトナーが現像剤から遊離した状態で溜まっていた。
【０１０２】
（実施例９）
（実施例６）の設定条件のうち、以下の条件のみ変更した。
【０１０３】
2004085877.tif 000013
（実施例９の検討結果）
６０枚出力以降かぶりが発生するようになり、連続印字に伴ってかぶりのレベルは徐々に悪化した。また濃度むらも目立つようになった。連続印字終了後に現像装置を画像形成装置外に取り出して確認したところ、トナー飛散が発生しており、現像装置の下顎にはトナーが堆積し始めていた。
【０１０４】
（実施例１０）
（実施例６）の設定条件のうち、以下の条件のみ変更した。
【０１０５】
2004085877.tif 000014
（実施例１０の検討結果）
中空円筒部材４６の振れが大きく、現像装置枠体５０と中空円筒部材４６の外周とが擦れ、異常音が発生した。そのまま無視して画像を出力したが、段むらが激しく、印字テストを中止した。
【０１０６】
【発明の効果】
本発明によれば、現像装置に設けられる中空円筒部材と、該中空円筒部材と併せて用いるスクリュウオーガ（現像剤搬送手段）との適正な構造条件を規定することにより、現像装置に補給されたトナーと現像装置内を循環搬送される現像剤との混合、撹拌が十分に行われ、かぶりやトナー飛散による機内汚れが発生しない現像装置の提供が可能となり、また高印字率の画像形成を連続して行った場合でも、ページ内やページ間の濃度むらが発生せず、高画質な画像が得られる現像装置の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる現像剤非一循環構成の現像装置の概略基本構成である。
【図２】図１の現像装置における代表例を示し、現像剤の流れを説明するための概略断面図である。
【図３】図２の現像装置における現像剤担持体の幅と、第１および第２の現像剤搬送手段の幅との関係、およびトナー補給手段の位置を示す図である。
【図４】本発明に係わる現像剤一循環構成の現像装置の概略基本構成である。
【図５】図４の現像装置における代表例を示し、現像剤の流れを説明するための概略断面図である。
【図６】図４の現像装置における現像剤担持体の幅と、第１、第２および第３の現像剤搬送手段の幅との関係、およびトナー補給手段の位置を示す図である。
【図７】各現像装置に設けられる螺旋リブを有する中空円筒部材の構造の概要と中空円筒部材の組み立て方法とを示す図である。
【図８】本発明の現像装置を用いた画像形成装置の一実施形態を示す、カラー画像形成装置の概要断面構成図である。
【符号の説明】
１　感光体ドラム
４１　現像ローラ
４３　現像剤層厚規制板
４４　パドル状の撹拌羽根
４５　スクリュウオーガ（第１の現像剤搬送手段）
４６　中空円筒部材（第２の現像剤搬送手段）
４６ａ　中空円筒
４６ｂ　螺旋リブ
４６ｃ，４６ｄ　軸
４７　マグロール（現像剤回収手段）
４９　スクリュウオーガ（第３の現像剤搬送手段）
５０　現像装置枠体
５４　トナー補給手段
【図１】
2004085877.tif 000015
【図２】
2004085877.tif 000016
【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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【図８】
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