(57)【要約】【課題】現像剤の搬送速度を低下させることなしに、十分な現像剤の撹拌性能を得ることができ、従って、画質の高い画像を確実に形成することができる現像装置および画像形成装置の提供。【解決手段】現像装置は、現像剤を軸方向に搬送する供給回収手段が配置された供給回収部と、２つの撹拌手段が配置された撹拌部とにより循環搬送路が形成され、２つの撹拌手段の対向部分の上方であって、撹拌部における現像剤の搬送方向における上流側の位置には、トナー供給用開口が形成されており、２つの撹拌手段は、対向部分において、各々の周面が上方から下方に順方向に移動されるよう回転され、一方は現像剤を供給回収手段と互いに同方向に搬送し、他方は互いに同方向に搬送し、他方の撹拌手段は供給回収手段と一方の撹拌手段との総和に相当する現像剤搬送量となる搬送能力を有するものとされている。画像形成装置は上記現像装置を備えてなる。【選択図】  図２
2004326035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに連通してトナーとキャリアとからなる二成分現像剤の循環搬送路を形成する現像剤供給回収部および現像剤撹拌部が前後方向に並んで形成されたハウジングと、前記現像剤供給回収部の前方側部分において潜像担持体と現像領域を介して対向するように設けられた現像剤担持体と、前記現像剤供給回収部の後方側部分において現像剤担持体と対向して当該現像剤担持体の回転軸方向に沿って延びるように設けられた、回転されて現像剤を回転軸方向に搬送する現像剤供給回収手段と、前記現像剤撹拌部において、各々、互いに対向して現像剤供給回収手段の回転軸方向に沿って延びるように前後方向に並んで設けられた２つの現像剤撹拌手段とを備えてなり、
ハウジングには、現像剤撹拌部における２つの現像剤撹拌手段が対向する部分の上方であって、現像剤撹拌部における現像剤の搬送方向の上流側に位置される個所に、トナー供給用開口が形成されており、
現像剤撹拌部における２つの現像剤撹拌手段は、当該２つの現像剤撹拌手段が互いに対向する部分において、各々の周面が上方から下方に向かって互いに順方向に移動されるよう回転されて、
一方の現像剤撹拌手段は、現像剤を現像剤供給回収手段と互いに同方向に搬送するものであって、回転軸方向に対する現像剤搬送能力が現像剤供給回収手段より低いものであり、
他方の現像剤撹拌手段は、現像剤を現像剤供給回収手段と互いに逆方向に搬送するものであって、現像剤供給回収手段による現像剤搬送量と一方の現像剤撹拌手段による現像剤搬送量との総和と同等の大きさの現像剤搬送量となる現像剤搬送能力を有するものであることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
現像剤撹拌部においては、現像剤搬送能力が高い他方の現像剤撹拌手段が現像剤供給回収部に対して後方側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
互いに連通してトナーとキャリアとからなる二成分現像剤の循環搬送路を形成する現像剤供給回収部および現像剤撹拌部が前後方向に並んで形成されたハウジングと、前記現像剤供給回収部の前方側部分において潜像担持体と現像領域を介して対向するように設けられた、回転されて現像剤を現像領域に供給する現像剤担持体と、前記現像剤供給回収部の後方側部分において現像剤担持体と対向して当該現像剤担持体の回転軸方向に沿って延びるように設けられた、軸部材の外周面の全周にわたって回転軸方向に螺旋状に延びる撹拌部材を有する現像剤供給回収手段と、前記現像剤撹拌部において、各々、互いに対向して現像剤供給回収手段の回転軸方向に沿って延びるように前後方向に並んで設けられた、第１の現像剤撹拌手段および第２の現像剤撹拌手段とを備えてなり、
ハウジングには、現像剤撹拌部における２つの現像剤撹拌手段が対向する部分の上方であって、現像剤撹拌部における現像剤の搬送方向の上流側に位置される個所に、トナー供給用開口が形成されており、
第１の現像剤撹拌手段および第２の現像剤撹拌手段は、当該２つの現像剤撹拌手段が互いに対向する部分において、各々の周面が上方から下方に向かって互いに順方向に移動されるよう回転されて、第１の現像剤撹拌手段は、現像剤を現像剤供給回収手段と互いに同方向に搬送し、第２の現像剤撹拌手段は、現像剤を現像剤供給回収手段と互いに逆方向に搬送するものであり、
第１の現像剤撹拌手段は、軸部材の外周面に、当該軸部材に垂直な平面に対して互いに異なる方向に傾斜する第１の撹拌部材配置用レベル平面および第２の撹拌部材配置用レベル平面の各々に沿って設けられた複数の半楕円状の第１の撹拌部材群および第２の撹拌部材群を有してなり、回転軸方向に対する現像剤搬送能力が現像剤供給回収手段より低いものであり、
第２の現像剤撹拌手段は、回転される軸部材の外周面の全周にわたって回転軸方向に螺旋状に延びる撹拌部材を有してなり、現像剤供給回収手段による現像剤搬送量と第１の現像剤撹拌手段による現像剤搬送量との総和と同等の大きさの現像剤搬送量となる現像剤搬送能力を有するものであることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
現像剤撹拌部においては、現像剤搬送能力が高い第２の現像剤撹拌手段が現像剤供給回収部に対して後方側に設けられてい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】
互いに連通してトナーとキャリアとからなる二成分現像剤の循環搬送路を形成する現像剤供給回収部および現像剤撹拌部が前後方向に並んで形成されたハウジングと、前記現像剤供給回収部の前方側部分において潜像担持体と現像領域を介して対向するように設けられた、回転されて現像剤を現像領域に供給する現像剤担持体と、前記現像剤供給回収部の後方側部分において現像剤担持体と対向して当該現像剤担持体の回転軸方向に沿って延びるように設けられた、軸部材の外周面の全周にわたって回転軸方向に螺旋状に延びる撹拌部材を有する現像剤供給回収手段と、前記現像剤撹拌部において、各々、互いに対向して現像剤供給回収手段の回転軸方向に沿って延びるように前後方向に並んで設けられた、第１の現像剤撹拌手段および第２の現像剤撹拌手段とを備えてなり、
ハウジングには、現像剤撹拌部における２つの現像剤撹拌手段が対向する部分の上方であって、現像剤撹拌部における現像剤の搬送方向の上流側に位置される個所に、トナー供給用開口が形成されており、
第１の現像剤撹拌手段および第２の現像剤撹拌手段は、当該２つの現像剤撹拌手段が互いに対向する部分において、各々の周面が上方から下方に向かって互いに順方向に移動されるよう回転されて、第１の現像剤撹拌手段は、現像剤を現像剤供給回収手段と互いに同方向に搬送し、第２の現像剤撹拌手段は、現像剤を現像剤供給回収手段と互いに逆方向に搬送するものであり、
第１の現像剤撹拌手段は、軸部材の外周面に、または軸部材と互いに径方向に離間した位置において、回転軸方向に沿って延びるように設けられたリブよりなる撹拌部材を有してなり、回転軸方向に対する現像剤搬送能力が現像剤供給回収手段より低いものであり、
第２の現像剤撹拌手段は、回転される軸部材の外周面の全周にわたって回転軸方向に螺旋状に延びる撹拌部材を有してなり、現像剤供給回収手段による現像剤搬送量と第１の現像剤撹拌手段による現像剤搬送量との総和と同等の大きさの現像剤搬送量となる現像剤搬送能力を有するものであることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
現像剤撹拌部においては、現像剤搬送能力が高い第２の現像剤撹拌手段が現像剤供給回収部に対して後方側に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
現像剤供給回収部においては、現像剤担持体および現像剤供給回収手段の両者の周面が、現像剤担持体と現像剤供給回収手段とが対向する部分において、互いに逆方向に移動されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の現像装置。
【請求項８】
体積平均粒径が３〜５μｍであるトナーと、トナーの体積平均粒径をＤｔ〔μｍ〕とするとき、体積平均粒径が５×Ｄｔ〜１０×Ｄｔであるキャリアとからなる二成分現像剤が用いられることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の現像装置。
【請求項９】
潜像担持体と、当該潜像担持体上に形成される静電潜像を現像してトナー像を形成するトナー像形成手段とを有する画像形成装置において、トナー像形成手段は、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の現像装置よりなり、
潜像担持体の移動速度をＶ［ｍｍ／ｓｅｃ］、潜像担持体上に形成されるトナー像の単位面積当たりの最大付着量をＭ［ｍｇ／ｃｍ２  ］、潜像担持体上に形成されるトナー像の当該潜像担持体の移動方向に直交する方向における最大幅をＬ［ｍｍ］、現像剤供給回収手段による回転軸方向に対する現像剤移動量をＷ［ｇ／ｓｅｃ］、現像剤供給回収手段の回転数をＲ［ｒｐｍ］とするとき、下記条件（イ）および条件（ロ）を満足することを特徴とする画像形成装置。
（条件イ）    Ｗ  ≧  Ｍ×Ｖ×Ｌ／１０００
（条件ロ）    Ｒ  ≦  ６００
【請求項１０】
潜像担持体と、当該潜像担持体上に形成される静電潜像を現像してトナー像を形成するトナー像形成手段と、潜像担持体上のトナー像を転写材または中間転写体に転写する転写手段と、潜像担持体上に残留するトナーを除去するクリーニング手段と、潜像担持体より除去されたトナーをトナー像形成手段に回収して再利用するトナーリサイクル手段とを有する画像形成装置において、
トナー像形成手段は、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の現像装置よりなり、
現像装置を構成するハウジングには、２つの現像剤撹拌手段が互いに対向する部分の上方であって、現像剤撹拌部における現像剤の搬送方向に対してトナー供給用開口より上流側に位置される個所に、トナーリサイクル手段によって回収されたトナーを現像剤撹拌部に混入するためのリサイクルトナー混入用開口が形成されていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像装置およびこの現像装置を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、電子写真方式を利用したある種の画像形成装置においては、例えばトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用い、適宜の撹拌手段によって摩擦帯電されたトナーを現像領域に搬送し、トナーを潜像担持体上に形成された静電潜像に付着させることによりトナー像を形成する現像方法が利用されており、このような二成分現像剤を用いた現像方法においては、現像剤におけるトナー濃度を一定に維持するために、トナー消費量に応じて新たなトナーを補給することが行われている。
【０００３】
このような画像形成装置においては、画像の高画質化が求められており、このような要請に対して、例えば粒子径が小さいトナーが用いられるようになってきており、また、トナーの小粒径化に伴ってキャリアの小粒径化が図れている。
【０００４】
而して、粒子径が小さいトナーおよび粒子径が小さいキャリアを用いることにより画質の高い画像を形成することができる反面、現像剤それ自体の流動性が低下して現像剤を十分に撹拌することが困難となり、その結果、新たに補給されたトナーは、所定の帯電量を有する状態とならないまま、現像領域に供給されることとなり、かぶりやトナー飛散が発生しやすくなる、という問題がある。
そして、このような問題は、例えばカラー画像を形成する場合など印字率が高い画像を連続して出力する場合に、顕著に生ずる。
【０００５】
一方、近年においては、環境保全に関する社会的な意識の高まりなどに伴って、例えばトナーをリサイクルするなどして省資源化が図られるようになってきている。
しかしながら、一旦現像に供された後に回収されたトナー（リサイクルトナー）は、その帯電特性が未使用のトナーに比して劣るものであるので、トナーの帯電量不足によるかぶりやトナー飛散が発生しやすくなる、という問題がある。
【０００６】
このような問題に対して、従来より、現像剤の撹拌効率を向上させる技術が多数提案されており、例えば補助撹拌部材として機能する部材を設けることにより撹拌手段を高い現像剤撹拌能力を有する構成のものとしたりすることが行われている（例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３等参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平０７−０１３４２０号公報
【特許文献２】
特開平０９−１６６９１８号公報
【特許文献３】
特開平０９−２８８４１２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような技術においては、いずれのものも、現像剤の撹拌効率が向上する反面、現像装置内における現像剤の循環搬送速度が低下することとなり、その結果、現像剤担持体に供給される現像剤の、現像剤担持体の回転軸方向に対するトナー濃度が不均一となり、特に、印字率が高い画像を連続して出力する場合には、画像濃度むらが顕著に生じやすく、高い画質の画像を確実に形成することが困難である、という問題がある。
【０００９】
以上のように、補給された新トナーを十分な帯電量を有する状態とするために、現像剤の撹拌性能を向上させることによりかぶりやトナー飛散の発生を防止しようとした場合には、現像剤の搬送性能が低下することによる画像濃度むらが発生しやすくなるという問題があり、結局、かぶりやトナー飛散の発生、および画像濃度ムラの発生、といういわば相反する２つの問題を同時に解決することが困難である、というのが実状である。
【００１０】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、現像剤の搬送速度を低下させることなしに、トナーを所定の大きさの帯電量を有する状態に混合撹拌することができ、従って、画質の高い画像を確実に形成することができる新規な構成の現像装置および画像形成装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の現像装置は、互いに連通してトナーとキャリアとからなる二成分現像剤の循環搬送路を形成する現像剤供給回収部および現像剤撹拌部が前後方向に並んで形成されたハウジングと、前記現像剤供給回収部の前方側部分において潜像担持体と現像領域を介して対向するように設けられた現像剤担持体と、前記現像剤供給回収部の後方側部分において現像剤担持体と対向して当該現像剤担持体の回転軸方向に沿って延びるように設けられた、回転されて現像剤を回転軸方向に搬送する現像剤供給回収手段と、前記現像剤撹拌部において、各々、互いに対向して現像剤供給回収手段の回転軸方向に沿って延びるように前後方向に並んで設けられた２つの現像剤撹拌手段とを備えてなり、
ハウジングには、現像剤撹拌部における２つの現像剤撹拌手段が対向する部分の上方であって、現像剤撹拌部における現像剤の搬送方向の上流側に位置される個所に、トナー供給用開口が形成されており、
現像剤撹拌部における２つの現像剤撹拌手段は、当該２つの現像剤撹拌手段が互いに対向する部分において、各々の周面が上方から下方に向かって互いに順方向に移動されるよう回転されて、
一方の現像剤撹拌手段は、現像剤を現像剤供給回収手段と互いに同方向に搬送するものであって、回転軸方向に対する現像剤搬送能力が現像剤供給回収手段より低いものであり、
他方の現像剤撹拌手段は、現像剤を現像剤供給回収手段と互いに逆方向に搬送するものであって、現像剤供給回収手段による現像剤搬送量と一方の現像剤撹拌手段による現像剤搬送量との総和と同等の大きさの現像剤搬送量となる現像剤搬送能力を有するものであることを特徴とする。
【００１２】
本発明の現像装置においては、現像剤撹拌部においては、現像剤搬送能力が高い他方の現像剤撹拌手段が現像剤供給回収部に対して後方側に設けられていることが好ましい。
【００１３】
本発明の現像装置は、互いに連通してトナーとキャリアとからなる二成分現像剤の循環搬送路を形成する現像剤供給回収部および現像剤撹拌部が前後方向に並んで形成されたハウジングと、前記現像剤供給回収部の前方側部分において潜像担持体と現像領域を介して対向するように設けられた、回転されて現像剤を現像領域に供給する現像剤担持体と、前記現像剤供給回収部の後方側部分において現像剤担持体と対向して当該現像剤担持体の回転軸方向に沿って延びるように設けられた、軸部材の外周面の全周にわたって回転軸方向に螺旋状に延びる撹拌部材を有する現像剤供給回収手段と、前記現像剤撹拌部において、各々、互いに対向して現像剤供給回収手段の回転軸方向に沿って延びるように前後方向に並んで設けられた、第１の現像剤撹拌手段および第２の現像剤撹拌手段とを備えてなり、ハウジングには、現像剤撹拌部における２つの現像剤撹拌手段が対向する部分の上方であって、現像剤撹拌部における現像剤の搬送方向の上流側に位置される個所に、トナー供給用開口が形成されており、
第１の現像剤撹拌手段および第２の現像剤撹拌手段は、当該２つの現像剤撹拌手段が互いに対向する部分において、各々の周面が上方から下方に向かって互いに順方向に移動されるよう回転されて、第１の現像剤撹拌手段は、現像剤を現像剤供給回収手段と互いに同方向に搬送し、第２の現像剤撹拌手段は、現像剤を現像剤供給回収手段と互いに逆方向に搬送するものであり、
第１の現像剤撹拌手段は、軸部材の外周面に、当該軸部材に垂直な平面に対して互いに異なる方向に傾斜する第１の撹拌部材配置用レベル平面および第２の撹拌部材配置用レベル平面の各々に沿って設けられた複数の半楕円状の第１の撹拌部材群および第２の撹拌部材群を有してなり、回転軸方向に対する現像剤搬送能力が現像剤供給回収手段より低いものであり、
第２の現像剤撹拌手段は、回転される軸部材の外周面の全周にわたって回転軸方向に螺旋状に延びる撹拌部材を有してなり、現像剤供給回収手段による現像剤搬送量と第１の現像剤撹拌手段による現像剤搬送量との総和と同等の大きさの現像剤搬送量となる現像剤搬送能力を有するものであることを特徴とする。
【００１４】
本発明の現像装置においては、現像剤撹拌部においては、現像剤搬送能力が高い第２の現像剤撹拌手段が現像剤供給回収部に対して後方側に設けられていることが好ましい。
【００１５】
本発明の現像装置は、互いに連通してトナーとキャリアとからなる二成分現像剤の循環搬送路を形成する現像剤供給回収部および現像剤撹拌部が前後方向に並んで形成されたハウジングと、前記現像剤供給回収部の前方側部分において潜像担持体と現像領域を介して対向するように設けられた、回転されて現像剤を現像領域に供給する現像剤担持体と、前記現像剤供給回収部の後方側部分において現像剤担持体と対向して当該現像剤担持体の回転軸方向に沿って延びるように設けられた、軸部材の外周面の全周にわたって回転軸方向に螺旋状に延びる撹拌部材を有する現像剤供給回収手段と、前記現像剤撹拌部において、各々、互いに対向して現像剤供給回収手段の回転軸方向に沿って延びるように前後方向に並んで設けられた、第１の現像剤撹拌手段および第２の現像剤撹拌手段とを備えてなり、ハウジングには、現像剤撹拌部における２つの現像剤撹拌手段が対向する部分の上方であって、現像剤撹拌部における現像剤の搬送方向の上流側に位置される個所に、トナー供給用開口が形成されており、
第１の現像剤撹拌手段および第２の現像剤撹拌手段は、当該２つの現像剤撹拌手段が互いに対向する部分において、各々の周面が上方から下方に向かって互いに順方向に移動されるよう回転されて、第１の現像剤撹拌手段は、現像剤を現像剤供給回収手段と互いに同方向に搬送し、第２の現像剤撹拌手段は、現像剤を現像剤供給回収手段と互いに逆方向に搬送するものであり、
第１の現像剤撹拌手段は、軸部材の外周面に、または軸部材と互いに径方向に離間した位置において、回転軸方向に沿って延びるように設けられたリブよりなる撹拌部材を有してなり、回転軸方向に対する現像剤搬送能力が現像剤供給回収手段より低いものであり、
第２の現像剤撹拌手段は、回転される軸部材の外周面の全周にわたって回転軸方向に螺旋状に延びる撹拌部材を有してなり、現像剤供給回収手段による現像剤搬送量と第１の現像剤撹拌手段による現像剤搬送量との総和と同等の大きさの現像剤搬送量となる現像剤搬送能力を有するものであることを特徴とする。
【００１６】
本発明の現像装置においては、現像剤撹拌部においては、現像剤搬送能力が高い第２の現像剤撹拌手段が現像剤供給回収部に対して後方側に設けられていることが好ましい。
【００１７】
また、本発明の現像装置においては、現像剤供給回収部においては、現像剤担持体および現像剤供給回収手段の両者の周面が、現像剤担持体と現像剤供給回収手段とが対向する部分において、互いに逆方向に移動されるよう設定されることが好ましい。
さらに、本発明の現像装置においては、体積平均粒径が３〜５μｍであるトナーと、トナーの体積平均粒径をＤｔ〔μｍ〕とするとき、体積平均粒径が５×Ｄｔ〜１０×Ｄｔであるキャリアとからなる二成分現像剤が用いられることが好ましい。
【００１８】
本発明の画像形成装置は、潜像担持体と、当該潜像担持体上に形成される静電潜像を現像してトナー像を形成するトナー像形成手段とを有するものにおいて、
トナー像形成手段は、上記のいずれかに記載の現像装置よりなり、
潜像担持体の移動速度をＶ［ｍｍ／ｓｅｃ］、潜像担持体上に形成されるトナー像の単位面積当たりの最大付着量をＭ［ｍｇ／ｃｍ２  ］、潜像担持体上に形成されるトナー像の当該潜像担持体の移動方向に直交する方向における最大幅をＬ［ｍｍ］、現像剤供給回収手段による回転軸方向に対する現像剤移動量をＷ［ｇ／ｓｅｃ］、現像剤供給回収手段の回転数をＲ［ｒｐｍ］とするとき、下記条件（イ）および条件（ロ）を満足することを特徴とする。
【００１９】
（条件イ）    Ｗ  ≧  Ｍ×Ｖ×Ｌ／１０００
（条件ロ）    Ｒ  ≦  ６００
【００２０】
本発明の画像形成装置は、潜像担持体と、当該潜像担持体上に形成される静電潜像を現像してトナー像を形成するトナー像形成手段と、潜像担持体上のトナー像を転写材または中間転写体に転写する転写手段と、潜像担持体上に残留するトナーを除去するクリーニング手段と、潜像担持体より除去されたトナーをトナー像形成手段に回収して再利用するトナーリサイクル手段とを有するものにおいて、
トナー像形成手段は、上記のいずれかに記載の現像装置よりなり、
現像装置を構成するハウジングには、２つの現像剤撹拌手段が互いに対向する部分の上方であって、現像剤撹拌部における現像剤の搬送方向に対してトナー供給用開口より上流側に位置される個所に、トナーリサイクル手段によって回収されたトナーを現像剤撹拌部に混入するためのリサイクルトナー混入用開口が形成されていることを特徴とする。
【００２１】
【作用】
上記構成の現像装置によれば、現像剤撹拌部における一方の現像剤撹拌手段と、現像剤供給回収手段および他方の現像剤撹拌手段とによって現像剤を循環搬送することにより現像剤搬送速度のバランスをとり、２つの現像剤撹拌手段によって現像剤を回転軸方向に搬送しながら周方向に撹拌することによりトナーの帯電を立ち上げる構成とされていることにより、現像剤が回転軸方向に搬送される過程において、現像剤の搬送速度を低下させることなしに現像剤撹拌部において十分な混合撹拌時間が確保される結果、現像剤撹拌部における現像剤の混合撹拌動作によりトナーが所期の電荷（帯電量）を有する状態にまで帯電された状態において、現像剤供給回収手段によって軸方向に対して均一なトナー濃度で現像剤担持体に供給され、これにより、トナーの帯電不良によるかぶりやトナー飛散の発生が確実に防止されると共に、得られる可視画像における画像濃度むらの発生が確実に防止される。
しかも、２つの現像剤撹拌手段を当該２つの現像剤撹拌手段が対向する部分において各々の周面が上方から下方に向かって互いに順方向に移動するよう回転させると共に、当該２つの現像剤撹拌手段の対向する部分の上方からトナーを補給する（トナーを自由落下させる）構造とされていることにより、トナー補給位置での現像剤中への補給トナーの沈み込みが加速されるので、補給トナーが現像剤中に均一に分散され、これにより、現像剤撹拌部においてトナーを十分に混合撹拌することができる。
【００２２】
上記構成の画像形成装置によれば、上記のような現像装置を備えてなり、特定の動作設定条件を満足する状態で現像プロセスが行われることにより、現像剤の十分な混合、撹拌が行われてトナーが所期の帯電量を有する状態に帯電された現像剤が回転軸方向に対して均一なトナー濃度で現像剤担持体に供給されて、潜像担持体上の潜像が現像されるので、例えば、印字率が高い画像を連続して出力することにより大量のトナー消費およびトナー補給が繰り返して行われた現像剤が用いられる場合や、未使用のトナーに比して帯電性能が劣るリサイクルトナーを含む現像剤が用いられる場合であっても、トナー飛散、かぶり、画像濃度ムラ等の問題が生じることが確実に防止され、画質の高い画像が確実に得られる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照して詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の画像形成装置の一例における構成の概略を示す説明図、図２は、本発明の現像装置の一例における構成の概略を示す部分断面図、図３は、図２に示す現像装置におけるＡ−Ａ断面の縦断断面図、図４は、図２に示す現像装置におけるＢ−Ｂ断面の縦断断面図である。
【００２４】
この画像形成装置は、複数の支持ローラ１１、１２、１３、１４群によって張架された状態で配設された、無端ベルト状の中間転写体（以下、「中間転写ベルト」という。）１０を備えており、この中間転写ベルト１０の外周面に沿って、互いに異なる色のトナー像を形成する４つのトナー像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋが、中間転写ベルト１０が各色トナー像に係るトナー像形成ユニットにおける潜像担持体２１、２１、２１、２１の各々に対接されながら循環移動されるよう、離間して並ぶよう設けられていると共に、中間転写ベルト１０の移動方向におけるトナー像形成ユニット配置領域より下流側の位置に二次転写機構２６が設けられて、構成されている。
【００２５】
イエロートナー像に係るトナー像形成ユニット２０Ｙは、回転されるドラム状の潜像担持体２１と、この潜像担持体２１の外周面に沿って、各々、潜像担持体２１の回転方向に対して動作順に並ぶよう配設された、帯電手段２２、露光手段２３、トナー像形成手段３０、一次転写機構２４、および潜像担持体クリーニング手段２５とにより構成されている。
また、マゼンタトナー像、シアントナー像およびブラックトナー像に係るトナー像形成ユニット２０Ｍ、２０Ｃおよび２０Ｋも、各々、イエロートナー像に係るトナー像形成ユニット２０Ｙと同様の構成を有するものとされている。
【００２６】
各々のトナー像形成ユニットにおける潜像担持体２１、２１、２１、２１は、いずれも、例えば、有機光導電体を含有させた例えばポリカーボネイトなどの樹脂よりなる感光層がドラム状の金属基体の外周面に形成されてなる有機感光体により構成されている。
【００２７】
各々のトナー像形成ユニットにおけるトナー像形成手段３０、３０、３０、３０は、例えば図２乃至図４に示される構成を有する現像装置により構成されている。以下、この現像装置について具体的に説明するが、本明細書においては、図２における左右方向を「前後方向」、図２における上下方向を「軸方向」、図３および図４における上下方向を「上下方向」というものとする。
【００２８】
この現像装置は、軸方向の両端部において互いに連通してトナーとキャリアとからなる二成分現像剤の循環搬送路を形成する現像剤供給回収部３２および現像剤撹拌部３３が前後方向に並んで形成されたハウジング３１を備えている。
【００２９】
現像剤供給回収部３２には、潜像担持体２１を臨む前方側部分において、回転されて現像剤を担持しながら周方向に搬送する現像剤担持体３４が、潜像担持体２１と現像領域を介して対向して軸方向に延びるよう、回転可能に軸支されて設けられていると共に、現像剤撹拌部３３に近接する後方側部分において、回転されて現像剤を撹拌しながら軸方向（図２において上方から下方に向かう方向）に搬送すると共に現像剤を現像剤担持体３４の軸方向の全域にわたって供給する現像剤供給回収手段３５が、現像剤担持体３４と対向して軸方向に延びるよう回転可能に軸支されて設けられている。
【００３０】
現像剤撹拌部３３には、２つの現像剤撹拌手段４０、４１が、前後方向に並んだ位置において互いに対向して軸方向に延びるよう、回転可能に軸支されて設けられている。
【００３１】
ハウジング３１は、現像剤担持体３４の一端側の端部より軸方向外方に突出して伸びる突出部分３１Ａを有し、この突出部分３１Ａにおける天面板３１Ｂの、２つの現像剤撹拌手段４０、４１が互いに対向する部分の上方に位置される個所には、図示しないトナー補給機構よりの未使用のトナー（以下においては、「新トナー」という。）を現像剤撹拌部３３に供給するためのトナー供給用開口３１Ｃが形成されている。
トナー補給機構は、現像により消費したトナー量に応じて新トナーを補給する機能を有し、これにより、現像剤におけるトナー濃度が一定となる状態に維持される。
【００３２】
現像剤担持体３４は、例えば、回転可能に設けられた例えばアルミニウムなどの非磁性材料からなる現像スリーブと、この現像スリーブの内部に固定して設けられた、例えば複数の磁極を有する柱状の複数の磁石体からなる現像マグネットとにより構成されている。
【００３３】
現像剤供給回収手段３５は、例えば、図５に示されているように、軸部材３６の外周面の全周にわたって軸方向に均一な大きさのピッチｐで螺旋状に伸びるよう形成された螺旋状羽根部材よりなる撹拌部材３７を有するスクリュー状の回転部材３８により構成されており、現像剤の搬送方向における下流側の端部部分  （図２における下端側部分）が板状の羽根部材（図示せず）が軸部材３６の外周面に設けられてなるパドル状のものとされている。
現像剤供給回収手段３５は、現像剤担持体３４および現像剤供給回収手段３５の両者が対向する部分において現像剤担持体３４と互いに逆方向に移動されるよう、回転されることが好ましい。これにより、現像剤供給回収手段３５から現像剤担持体３４に供給される現像剤と、現像剤担持体３４上でトナーが消費され、現像剤供給回収手段３５に回収される現像剤との入れ替えを確実に行うことができ、従って、現像剤担持体３４上の現像剤のトナー濃度は均一となり、画像濃度ムラの発生を確実に防止することができる。
【００３４】
現像剤撹拌部３３における２つの現像剤撹拌手段４０、４１は、現像剤を軸方向に対して互いに逆方向に搬送するものであって、一方の現像剤撹拌手段（以下、「第１の現像剤撹拌手段」という。）４０は、現像剤を現像剤供給回収手段３５と互いに同方向に搬送し、他方の現像剤撹拌手段（以下、「第２の現像剤撹拌手段」という。）４１は、現像剤を現像剤供給回収手段３５と互いに逆方向に搬送するものであり、第２の現像剤撹拌手段４１は、その現像剤搬送量が現像剤供給回収手段３５による現像剤搬送量と第１の現像剤撹拌手段４０による現像剤搬送量との総和と同等の大きさとなる現像剤搬送能力を有するものとされている。
【００３５】
第１の現像剤撹拌手段４０は、図６に示されているように、軸部材４３の外周面に、この軸部材４３に垂直な平面に対して互いに異なる方向に傾斜する第１および第２の撹拌部材配置用レベル平面の各々に沿って設けられた複数の半楕円板よりなる第１の撹拌部材４４Ａ群および第２の撹拌部材４４Ｂ群を有する回転部材４５により構成されており、第１の撹拌部材４４Ａおよび第２の撹拌部材４４Ｂは、いずれも、所定の大きさの配置ピッチｐで軸方向に互いに離間した状態とされている。
第１の撹拌部材４４Ａ群の軸部材４３に対する取付角α１および第２の撹拌部材４４Ｂ群の軸部材４３に対する取付角α２は、互いに同等の大きさであっても、異なる大きさであってもよく、取付角α１、α２の大きさは目的に応じて適宜に設定することができる。
【００３６】
第２の現像剤撹拌手段４１は、例えば、基本的な構成が現像剤供給回収手段３５と同様のもの（図５参照。）とされ、軸部材３６の外周面の全周にわたって軸方向に所定の大きさのピッチｐ１で螺旋状に伸びるよう形成された螺旋状羽根部材よりなる撹拌部材３７を有するスクリュー状の回転部材３８により構成されており、現像剤の搬送方向における下流側の端部部分（図２における上端側部分）が軸部材の外周面に複数の板状の羽根部材（図示せず）が径方向外方に伸びるよう設けられたパドル状のものにより構成されている。この場合には、スクリューピッチの大きさｐ１が現像剤供給回収手段３５を構成する場合のスクリューピッチｐより大きく設定され、これにより、軸方向に対する現像剤の搬送能力が現像剤搬送量が現像剤供給回収手段３５による現像剤搬送量と第１の現像剤撹拌手段４０による現像剤搬送量との総和と同等の大きさとなる状態とされる。
【００３７】
この現像装置においては、現像剤の搬送能力が高い第２の現像剤撹拌手段４１が現像剤供給回収部３２に対して後方側に設けられることが好ましい。
【００３８】
現像剤撹拌部３３においては、第１の現像剤撹拌手段４０および第２の現像剤撹拌手段４１の各々の周面が、２つの現像剤撹拌手段４０、４１が互いに対向する部分において、上方から下方に向かって互いに順方向に移動されるよう、第１の現像剤撹拌手段４０および第２の現像剤撹拌手段４１が適宜の駆動機構により回転されることが好ましい。
図示されている現像装置においては、第１の現像剤撹拌手段４０および第２の現像剤撹拌手段４１が互いに連動して駆動される構成とされている。
【００３９】
この現像装置においては、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤が用いられる。
二成分現像剤を構成するトナーは、体積平均粒径が３〜５μｍであるものであることが好ましい。体積平均粒径が３〜５μｍである小粒径トナーを使用することにより、高解像性と優れた細線再現性を有するトナー画像を確実に形成することができ、また、ソリッド部においては画像濃度の安定したトナー画像を確実に形成することができる。
キャリアは、トナーの体積平均粒径をＤｔ〔μｍ〕とするとき、体積平均粒径が５×Ｄｔ〜１０×Ｄｔ〔μｍ〕であるものであることが好ましい。体積平均粒径がトナーの体積平均粒径の５倍〜１０倍の大きさであるキャリアを使用することにより、小粒径トナーを用いた場合でもキャリア表面の帯電付与性能を向上させることができ、これにより、かぶりやトナー飛散の発生を確実に防止することができ、しかも、キャリア付着の発生を確実に防止することができ、従って、均一な画像濃度を有すると共にきめの細かい画質の高い画像を確実に得ることができる。
【００４０】
以上の画像形成装置においては、トナー像形成手段３０による現像処理が、下記条件（イ）および条件（ロ）を満足する動作設定条件に調整された状態において、行われる。
条件（イ）；  Ｗ  ≧  Ｍ×Ｖ×Ｌ／１０００
条件（ロ）；  Ｒ  ≦  ６００
【００４１】
上記条件（イ）および条件（ロ）において、Ｖは、潜像担持体２１の周速度  ［ｍｍ／ｓｅｃ］、Ｍは、潜像担持体２１上に形成されるトナー像の単位面積当たりの最大付着量［ｍｇ／ｃｍ２  ］、Ｌは、潜像担持体２１上に形成されるトナー像の、潜像担持体２１の移動方向に直交する方向（軸方向）の最大幅［ｍｍ］、Ｗは、現像剤供給回収部３２における現像剤供給回収手段３５による軸方向に対する現像剤移動量［ｇ／ｓｅｃ］、Ｒは、現像剤供給回収手段３５の回転数を、それぞれ示す。
【００４２】
現像剤供給回収手段３５による軸方向に対する現像剤移動量Ｗが過小である場合には、現像剤供給回収手段３５による現像剤の搬送方向における下流側の現像剤供給領域において、現像剤中のトナー濃度が低下して十分な量のトナーを現像領域に供給することが困難となり、画像濃度ムラが発生しやすくなる。
現像剤供給回収手段３５の回転数Ｒが過大である場合には、軸部が加熱されることによって現像剤が劣化しやすくなり、画質の高い画像を確実に形成することが困難である。
【００４３】
上記の画像形成装置においては、次のようにして画像形成動作が行われる。
すなわち、先ず、トナー像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの各々において、帯電手段２２による帯電処理および露光手段２３による露光処理が行われて潜像担持体２１上に原稿画像に対応した静電潜像が形成され、トナー像形成手段３０による現像処理が行われて潜像担持体２１の各々に各色トナー像が形成される。
具体的には、トナー像形成手段３０による静電潜像の現像処理が行われるに際しては、現像剤撹拌部３３において、現像剤が軸方向に搬送される過程において、第１の現像剤撹拌手段４０および第２の現像剤撹拌手段４１によって周方向に撹拌され、これにより、トナーが所定の大きさの帯電量を有する状態に摩擦帯電された状態で現像剤供給回収部３２に導入され、現像剤供給回収部３２において、現像剤供給回収手段３５によって周方向に撹拌されながら軸方向に搬送されて現像剤担持体３４の表面に軸方向の全域にわたって供給されて、現像剤担持体３４上に磁気ブラシが形成された状態で担持され、そして、現像剤規制部材３９によって磁気ブラシが穂切りされて適正な量に規制された状態において現像領域に搬送され、現像領域において、磁気ブラシが潜像担持体２１の表面に接触されることにより潜像担持体２１上に形成された静電潜像に従ってトナーが付着して現像が行われ、これによりトナー像が形成される。
現像剤担持体３４に供給され、現像領域においてトナーが消費された現像剤は、現像剤担持体３４に供給されずに現像剤供給回収部３２に残留している現像剤とともに現像剤供給回収手段３５によって現像剤撹拌部３３に向かって搬送され、例えば、現像剤供給回収部３２の下流側に設けられたトナー濃度センサにより現像剤の透磁率を検知することにより検出されるトナー濃度に基づいて、トナーの消費量に応じた新トナーがトナー補給機構により現像剤撹拌部３３に補給される。
【００４４】
そして、一次転写機構２４により各色トナー像が中間転写ベルト１０上に順次に一次転写されて重ね合わせられることにより中間転写ベルト１０上にカラートナー像が形成され、このカラートナー像は中間転写ベルト１０に担持されたままの状態で二次転写領域に搬送され、二次転写領域において、二次転写機構２６により搬送されてきた転写材Ｐ上に二次転写され、その後、図示しない定着手段による定着処理が行われ、これにより、可視画像が形成される。
【００４５】
而して、上記構成の画像形成装置によれば、トナー像形成手段３０が、現像剤撹拌部３３における第１の現像剤撹拌手段４０および現像剤供給回収手段３５と、第２の現像剤撹拌手段４１とによって現像剤を循環搬送することにより現像剤搬送速度のバランスをとり、第１の現像剤撹拌手段４０および第２の現像剤撹拌手段４１の両者によって現像剤を周方向に撹拌することによりトナーの帯電を立ち上げる構成とされていることにより、現像剤が軸方向に搬送される過程において、現像剤の搬送速度を低下させることなしに現像剤撹拌部３３において十分な混合撹拌時間が確保される結果、現像剤撹拌部３３における現像剤の混合撹拌動作によりトナーが所期の電荷（帯電量）を有する状態にまで帯電された状態において、現像剤供給回収手段３５によって軸方向に対して均一なトナー濃度で現像剤担持体３４に供給される。
具体的には、第２の現像剤撹拌手段４１を現像装置における現像剤の循環搬送速度が所定の大きさとなる状態となる現像剤搬送能力を有するものにより構成し、この第２の現像剤撹拌手段４１による軸方向に対する現像剤搬送量を、現像剤供給回収手段３５と現像剤撹拌能力が高い第１の現像剤撹拌手段４０とで分担することにより現像剤の搬送速度のバランスを確保しているので、第１の現像剤撹拌手段として現像剤搬送能力が高く、現像剤の搬送速度が低いものにより構成した場合であっても、搬送速度のバランスを確保することができ、これにより、現像装置全体の現像剤搬送速度を低下させることなしに現像剤撹拌部３３において十分な混合撹拌時間が確保され、現像剤撹拌部３３から現像剤供給回収部３２に導入される現像剤は、トナーが所期の帯電量を有する状態にまで帯電された状態のものとなる。
従って、所期の帯電状態とされた現像剤が現像剤担持体３４に軸方向に対して均一なトナー濃度で供給された状態で、潜像担持体２１上の潜像が現像されるので、トナーの帯電不良によるかぶりやトナー飛散の発生が確実に防止されると共に、得られる可視画像における画像濃度むらの発生が確実に防止され、画像濃度やカラーバランスの整った画質の高い画像が確実に得られる。
そして、第１の現像剤撹拌手段４０をその現像剤撹拌能力が第２の現像剤撹拌手段４１より高いものにより構成することにより、上記の効果が確実に得られる。
【００４６】
また、現像剤の撹拌性能が高い回転部材を単に現像剤撹拌手段として用いた構成とするだけでは、トナーを速やかに所期の帯電状態とすること（トナーの帯電立ち上がり特性を急峻なものとすること）は困難であるが、上記構成の現像装置によれば、第１の現像剤撹拌手段４０および第２の現像剤撹拌手段４１をこれら２つの現像剤撹拌手段４０、４１が対向する部分において各々の周面が上方から下方に向かって互いに順方向に移動するよう回転させると共に、２つの現像剤撹拌手段４０、４１が対向する部分の上方からトナーを補給する（トナーを自由落下させる）構造とされていることにより、トナー補給位置での現像剤中への補給トナーの沈み込みが加速されるので、補給トナーが現像剤中に均一に分散され、これにより、現像剤撹拌部３３においてトナーを確実に所期の帯電量を有する状態に帯電させることができる。
【００４７】
また、特定の条件（イ）および条件（ロ）を満足する状態で現像プロセスが行われることにより、現像剤を、軸方向に対するトナー濃度むらがない、換言すれば軸方向のトナー濃度差が極めて小さい状態で、現像領域に供給することができ、画像濃度むらのない均一な画像濃度を有する画像を得ることができる。また、現像剤供給回収手段３５の回転数Ｒが６００ｒｐｍ以下に設定されること（条件（ロ））により現像剤供給回収手段３５を高速に回転させた場合に軸部が加熱されることによって現像剤が劣化することを確実に防止することができる。
【００４８】
以上のように、上記構成の画像形成装置によれば、トナーとキャリアとが十分に混合撹拌されて、十分なトナーの帯電立ち上がり特性が得られ、しかも、現像剤が軸方向に対して均一なトナー濃度で現像領域に供給されるので、例えば、印字率が高い画像を連続して出力することにより大量のトナー消費とトナー補給が繰り返し行われた現像剤を用いる場合や、高速、例えば１分間当たりのプリント枚数が５０枚以上となるようなプロセス速度で画像形成動作が行われる場合であっても、かぶりやトナー飛散が生ずることがなく、しかも画像濃度むらのない均一な画像濃度の画像を確実に形成することができる。
【００４９】
さらに、現像剤の軸方向に対する搬送能力が高い第２の現像剤撹拌手段４１が現像剤供給回収部３２に対して後方側に設けられていることにより、現像剤供給回収部３２と現像剤撹拌部３３との連通部の近傍において発生しやすい現像剤の滞留が生ずることが確実に防止されて現像剤の循環搬送が円滑に行われ、これにより、現像剤を軸方向に対して均一なトナー濃度で現像剤担持体３４に供給することができ、画像濃度むらのない画質の高い画像を形成することができる。
【００５０】
以上、本発明の好適な一実施形態について説明したが、本発明の現像装置においては、現像剤撹拌部３３に設けられる第１の現像剤撹拌手段４０および第２の現像剤撹拌手段４１は、いずれも、上記構成のものに限定されるものではなく、現像剤供給回収手段３５との関係において設定される軸方向に対する現像剤搬送能力を有し、両者の間において、現像剤搬送能力および現像剤撹拌能力が所定の関係を満足する構成のものであれば、実用上十分な効果を得ることができる。
【００５１】
例えば、第１の現像剤撹拌手段４０および第２の現像剤撹拌手段４１は、図７〜図９に示される構成のものであってもよい。
図７〜図９に示されている回転部材は、いずれも、基本的な構成は、図５に示されている螺旋状スクリューよりなる回転部材と同様のものであるが、現像剤撹拌能力が図５に示されているものに比して高いものとされている。
【００５２】
図７に示されている回転部材５０Ａは、軸部材５１の外周面の全周にわたって軸方向に所定の大きさのピッチｐで螺旋状に伸びる螺旋状羽根部材よりなる主撹拌部材５２が形成されていると共に、軸部材５１の外周面に径方向外方に向かって伸びる棒状または板状の垂直羽根部材よりなる補助撹拌部材５３がスクリューピッチＰ間毎に一つずつ設けられてなるものである。補助撹拌部材５３は、主撹拌部材５２のスクリューピッチ間の軸方向における中央位置に配設されている。
【００５３】
図８に示されている回転部材５０Ｂは、軸部材５４の外周面の全周にわたって軸方向に所定の大きさ大きさのピッチｐで螺旋状に伸びる螺旋状羽根部材よりなる主撹拌部材５５が形成されていると共に、主撹拌部材５５のスクリューピッチＰ間において、軸部材５４の外周面に径方向外方に向かって伸びる棒状または板状の垂直羽根部材よりなる補助撹拌部材５６の複数（例えば４つ）が、周方向に互いに等間隔毎に離間した位置において設けられてなるものである。
【００５４】
図９に示されている回転部材５０Ｃは、軸部材５７の外周面の全周にわたって軸方向に所定の大きさのピッチｐで螺旋状に伸びよう形成された螺旋状羽根部材よりなる撹拌部材５８を有してなり、撹拌部材５８の外周縁部に軸方向に貫通して伸びる切欠部５９が形成されてなるものである。この例においては、切欠部５９は、例えば１スクリューピッチ当たりに４箇所ずつ、周方向に対して等間隔毎に離間した位置に形成されている。
【００５５】
本発明においては、第１の現像剤撹拌手段４０および第２の現像剤撹拌手段４１は、十分なトナーの帯電立ち上がり特性が確実に得られるという観点から、現像剤撹拌能力が高いものである程、好ましい。
【００５６】
図１０および図１１は、本発明の現像装置において第１の現像剤撹拌手段４０および第２の現像剤撹拌手段４１として用いられる回転部材の一層好適な構成例を示す斜視図である。
【００５７】
図１０に示されている回転部材６０は、軸部材６１の外周面の全周にわたって軸方向に所定の大きさのピッチｐで螺旋状に伸びるよう形成された主撹拌部材６２を有すると共に、主撹拌手段６２の外周縁部に軸方向に伸びるよう設けられた板状のリブ部材よりなる補助撹拌手段６３を有してなるものである。
この回転部材６０においては、４つの補助撹拌手段６３が周方向に等間隔毎に離間した位置に設けられている。
【００５８】
図１１に示されている回転部材７０は、基本的な構成は図６に示される回転部材４５と同様のものとされており、半楕円板状の第１の撹拌部材７２Ａおよび第２の撹拌部材７２Ｂの外周縁部に軸部材７１に沿って軸方向に伸びるよう設けられた板状のリブ部材よりなる補助撹拌部材７３を有してなるものである。
この回転部材７０においては、４つの補助撹拌手段７３が周方向に等間隔毎に離間した位置に設けられている。
【００５９】
これらの回転部材６０、７０は、軸部材６１、７１を中心に回転されることにより、現像剤撹拌部３３における現像剤が軸方向に搬送される過程において、主撹拌部材により周方向に撹拌されると共に補助撹拌部材としてのリブ部材６３、７３により周方向に撹拌される。
【００６０】
上記のような補助撹拌部材６３、７３を有する回転部材６０、７０により現像剤撹拌手段が構成されてなる現像装置によれば、上述したような作用、効果が一層確実に得られ、トナーの帯電不良によるかぶりやトナー飛散が生ずることが確実に防止されると共に、現像剤担持体３４に供給される現像剤の軸方向に対するトナー濃度の不均一性による画像濃度ムラが生ずることが確実に防止される。
従って、このような現像装置を備えてなる画像形成装置によれば、十分な撹拌が行われてトナーが所期の帯電量を有する状態に帯電された現像剤が現像剤担持体３４に軸方向に対して均一なトナー濃度で供給されて潜像担持体２１上の潜像が現像されるので、トナー飛散、かぶり、画像濃度ムラ等の問題が生じることが確実に防止され、画質の高い画像が確実に得られる。
【００６１】
以上においては、本発明を複数のトナー像形成ユニットを備えてなるカラー画像形成用の画像形成装置に適用した場合について説明したが、このような構成の画像形成装置に限定されるものではなく、種々の構成のものに有効に適用することができ、例えばモノクロ画像形成用の画像形成装置に適用した場合であっても、上記のような作用、効果が減じられるものではない。
【００６２】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る画像形成装置は、潜像担持体クリーニング手段により除去されたトナーをトナー像形成手段に回収して再利用するトナーリサイクル手段を有するものとされている。
図１２は、本発明の画像形成装置における構成の概略を示す説明図である。
この画像形成装置は、回転されるドラム状の潜像担持体１１０を備えてなり、この潜像担持体１１０の外周面に沿って、帯電手段１１１、露光手段１１２、トナー像形成手段１２０、転写手段１１３、分離手段１１４、および潜像担持体クリーニング手段１１５が、各々、潜像担持体１１０の回転方向に対して動作順に並んで配置されて構成されており、潜像担持体クリーニング手段１１５によって潜像担持体１１０より除去されたトナーをトナー像形成手段１２０に回収する回収搬送手段１３１を有するトナーリサイクル手段１３０が設けられている。図１２における１３２は、潜像担持体クリーニング手段１１５によって潜像担持体１１０上より掻き取られたトナーを潜像担持体１１０の軸方向に搬送する搬送手段である。
この画像形成装置におけるトナー像形成手段１２０は、例えば図１３に示されているように、基本的な構成は、上記第１実施形態におけるトナー像形成手段  （図２乃至図４）３０と同様のものとされており、ハウジング３１の突出部分３１Ａの天面板３１Ｂにおける、第１の現像剤撹拌手段４０および第２の現像剤撹拌手段４１が互いに対向する部分の上方に位置される個所であって、第１の現像剤撹拌手段４０による現像剤の搬送方向におけるトナー供給用開口３１Ｃより上流側の個所に、トナーリサイクル手段１３０によって回収されたトナー（以下、「リサイクルトナー」という。）を現像剤撹拌部３３に混入するためのリサイクルトナー混入用開口１３３が形成されている。
【００６３】
リサイクルトナー混入用開口１３３が形成される位置は、現像剤撹拌部３３における現像剤の搬送方向に対してトナー補給機構による新トナーのトナー供給用開口３１Ｃの形成位置と所定の順序を満足する状態で形成されてさえいれば、特に制限されないが、現像剤撹拌部３３における現像剤の搬送方向に対してトナー供給用開口３１Ｃの形成位置より５〜３０ｍｍ上流側の位置に形成されていることが実用上好ましい。
【００６４】
リサイクルトナーは、現像剤におけるリサイクルトナーの新トナーに対する比率（リサイクルトナー比率）が５０質量％以下である状態が維持されるよう、その供給量が調整された状態において現像剤撹拌部３３に混入される。
【００６５】
上記構成の現像装置によれば、基本的には、上述したように、現像剤撹拌部３３において、現像剤が軸方向に搬送される過程において、現像剤の搬送速度を低下させることなしに十分な混合撹拌時間が確保されるので、現像剤撹拌部３３における現像剤の混合撹拌動作によりトナーが所期の電荷（帯電量）を有する状態にまで帯電された状態で、現像剤を現像剤供給回収手段３５によって軸方向に対して均一なトナー濃度で現像剤担持体３４に供給することができ、しかも、リサイクルトナー混入用開口１３３が現像剤撹拌部３３における現像剤の搬送方向におけるトナー供給用開口３１Ｃより上流側に形成されていることにより、新トナーに比して流動性が悪く帯電性が低い（帯電しにくい、帯電立ち上がりが悪い）リサイクルトナーの混合撹拌時間を長く確保することができるので、リサイクルトナーについても十分な帯電立ち上がり特性を得ることができ、従って、トナーの帯電不良によるかぶりやトナー飛散の発生を確実に防止することができると共に、得られる可視画像における画像濃度むらの発生を確実に防止することができる。
従って、このような現像装置を備えてなる画像形成装置によれば、トナーとキャリアとが十分に混合撹拌されて、十分なトナーの帯電立ち上がり特性が得られ、しかも、現像剤が軸方向に対して均一なトナー濃度で現像領域に供給されるので、例えば、印字率が高い画像を連続して出力することにより大量のトナー消費とリサイクルトナーを含むトナー補給が繰り返し行われた現像剤を用いた場合や、高速、例えば１分間当たりのプリント枚数が５０枚以上となるようなプロセス速度で画像形成動作が行われる場合であっても、かぶりやトナー飛散が生ずることがなく、しかも画像濃度むらのない均一な画像濃度を有する画質の高い画像を確実に形成することができる。
【００６６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の態様に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、現像剤供給回収手段、第１の現像剤撹拌手段および第２の現像剤撹拌手段を構成する回転部材の具体的な構成、例えば、螺旋状羽根部材のピッチの大きさ、補助撹拌部材の形状および大きさ、回転部材の回転数（現像剤の軸方向に対する搬送速度）およびその他の構成は目的に応じて適宜設定することができる。
また、第１の現像剤撹拌手段および第２の現像剤撹拌手段は、互いに独立した駆動機構により回転される構成であってもよい。
【００６７】
以下に、本発明の効果を確認するために行った実験例について説明する。
【００６８】
〔回転部材の作製〕
現像剤供給回収手段、第１の現像剤撹拌手段および第２の現像剤撹拌手段として用いられる回転部材（回転部材Ａ〜Ｏ）を作製した。
【００６９】
（回転部材Ａ）
図５に示される構成に従って、螺旋状羽根部材（撹拌部材）が右上方に巻き上がるように（左巻き）軸部材の外周面に形成された螺旋状スクリューを作製すると共に、この螺旋状羽根部材による現像剤の搬送方向下流側の長さ３０ｍｍにわたる端部領域を４つの平板状羽根部材よりなる撹拌部材が軸部材の外周面に径方向外方に延びる状態で設けられてなるパドル形状とした回転部材Ａを作製した。そして、この回転部材Ａの両端部に、外径寸法が２４ｍｍである円板状のフランジ部材を軸部材を挿通させた状態で設けた。この回転部材Ａの具体的な諸元は、以下に示す通りである。
最大外径（ｄ）：２４ｍｍ、軸部を除く回転軸方向長さ（螺旋状羽根部材および板状羽根部材が設けられた領域の大きさ）：４４０ｍｍ、軸部材の外径：６ｍｍ、螺旋状羽根部材のスクリューピッチ（ｐ）：３０ｍｍ、螺旋状羽根部材の厚み：１ｍｍ
【００７０】
（回転部材Ｃ）
回転部材Ａにおいて、螺旋状羽根部材（撹拌部材）を左上方に巻き上がるように（右巻き）軸部材の外周面に形成すると共に、螺旋状羽根部材のスクリューピッチを４０ｍｍとしたことの他は回転部材Ａと同様の構成を有する回転部材Ｃを作製した。
【００７１】
（回転部材Ｄ）
図９に示される構成に従って、螺旋状羽根部材（撹拌部材）が右上方に巻き上がるように（左巻き）軸部材の外周面に形成され、この螺旋状羽根部材の外周縁部に切欠部が形成されてなる螺旋状スクリューを作製すると共に、この螺旋状羽根部材による現像剤の搬送方向下流側の長さ３０ｍｍにわたる端部領域を４つの平板状の撹拌部材が軸部材の外周面に径方向外方に延びる状態で設けられてなるパドル形状とした回転部材Ｄを作製した。そして、この回転部材Ｄの両端部に、外径寸法が２４ｍｍである円板状のフランジ部材を軸部材を挿通させた状態で設けた。この回転部材Ｄの具体的な諸元は、以下に示す通りである。
最大外径（ｄ）：２４ｍｍ、軸部を除く回転軸方向長さ（螺旋状羽根部材が設けられた領域の大きさ）：４４０ｍｍ、軸部材の外径：６ｍｍ、螺旋状羽根部材のスクリューピッチ（ｐ）：３０ｍｍ、螺旋状羽根部材の厚み：１ｍｍ、切欠部の径方向長さ（ｔ）：５ｍｍ、切欠部の周方向長さ（ｗ）：２ｍｍ、切欠部の形成箇所：１ピッチ当たり４箇所ずつ周方向に対して等間隔毎に形成
【００７２】
（回転部材Ｅ）
図７に示される構成に従って、右上方に巻き上がるように（左巻き）軸部材の外周面に形成された螺旋状羽根部材（主撹拌部材）を有すると共に、径方向外方に延びる板状の垂直羽根部材よりなる複数の補助撹拌部材を有する螺旋状スクリューを作製すると共に、この螺旋状羽根部材による現像剤の搬送方向下流側の長さ３０ｍｍにわたる端部領域を４つの平板状の撹拌部材が軸部材の外周面に径方向外方に延びる状態で設けられてなるパドル形状とした回転部材Ｅを作製した。そして、この回転部材Ｅの両端部に、外径寸法が２４ｍｍである円板状のフランジ部材を軸部材を挿通させた状態で設けた。この回転部材Ｅの具体的な諸元は、以下に示す通りである。
最大外径（ｄ）：２４ｍｍ、軸部を除く回転軸方向長さ（螺旋状羽根部材が設けられた領域の大きさ）：４４０ｍｍ、軸部材の外径：６ｍｍ、螺旋状羽根部材のスクリューピッチ（ｐ）：３０ｍｍ、螺旋状羽根部材の厚み：１ｍｍ、垂直羽根部材の配置位置：１ピッチ当たりに１つずつ、螺旋状羽根部材のピッチ間の中央位置に配置、垂直羽根部材の回転軸方向長さ（ｗ）：３ｍｍ、垂直羽根部材の径方向長さ（ｈ）：８ｍｍ
【００７３】
（回転部材Ｆ）
図８に示される構成に従って、右上方に巻き上がるように（左巻き）軸部材の外周面に形成された螺旋状羽根部材（主撹拌部材）を有すると共に、径方向外方に延びる複数の板状の垂直羽根部材（補助撹拌部材）を有する螺旋状スクリューを作製すると共に、この螺旋状羽根部材による現像剤の搬送方向下流側の長さ３０ｍｍにわたる端部領域を４つの平板状の撹拌部材が軸部材の外周面に径方向外方に延びる状態で設けられてなるパドル形状とした回転部材Ｆを作製した。そして、この回転部材Ｆの両端部に、外径寸法が２４ｍｍである円板状のフランジ部材を軸部材を挿通させた状態で設けた。この回転部材Ｆの具体的な諸元は、以下に示す通りである。
最大外径（ｄ）：２４ｍｍ、軸部を除く回転軸方向長さ（螺旋状羽根部材が設けられた領域の大きさ）：４４０ｍｍ、軸部材の外径：６ｍｍ、螺旋状羽根部材のスクリューピッチ（ｐ）：３０ｍｍ、螺旋状羽根部材の厚み：１ｍｍ、垂直羽根部材の配置位置：１ピッチ当たりに４つずつ、周方向に対して等間隔毎に、螺旋状羽根部材のピッチ間の中央位置に配置、垂直羽根部材の回転軸方向長さ（ｗ）：１２ｍｍ、垂直羽根部材の径方向長さ（ｈ）：８ｍｍ
【００７４】
（回転部材Ｇ）
回転部材Ｆにおいて、垂直羽根部材の回転軸方向長さ（ｗ）を２０ｍｍとしたことの他は回転部材Ｆと同様の構成を有する回転部材Ｇを作製した。
【００７５】
（回転部材Ｈ）
図１０に示される構成に従って、右上方に巻き上がるように（左巻き）軸部材の外周面に形成された螺旋状羽根部材（主撹拌部材）を有すると共に、螺旋状羽根部材の外周縁における、軸部材を挟んで対向した位置に形成された、各々、回転軸方向に延びる２つの平板状のリブ部材（補助撹拌部材）を有する螺旋状スクリューを作製すると共に、この螺旋状羽根部材による現像剤の搬送方向下流側の長さ３０ｍｍにわたる端部領域を４つの平板状の撹拌部材が軸部材の外周面に径方向外方に延びる状態で設けられてなるパドル形状とした回転部材Ｈを作製した。そして、この回転部材Ｈの両端部に、外径寸法が２４ｍｍである円板状のフランジ部材を軸部材を挿通させた状態で設けた。この回転部材Ｈの具体的な諸元は、以下に示す通りである。
最大外径：２４ｍｍ、軸部を除く回転軸方向長さ（螺旋状羽根部材および板状羽根部材が設けられた領域の大きさ）：４４０ｍｍ、軸部材の外径：６ｍｍ、螺旋状羽根部材のスクリューピッチ（ｐ）：３０ｍｍ、螺旋状羽根部材の厚み：１ｍｍ、リブ部材の径方向長さ（ｔ）：３ｍｍ
【００７６】
（回転部材Ｉ）
回転部材Ｈにおいて、補助撹拌部材の径方向長さ（ｔ）を５ｍｍとしたことの他は回転部材Ｈと同様の構成を有する回転部材Ｉを作製した。
【００７７】
（回転部材Ｊ）
回転部材Ｈにおいて、４つの補助撹拌部材を、螺旋状羽根部材の外周縁における、周方向に対して等間隔毎に離間した位置に、設けたことの他は回転部材Ｈと同様の構成を有する回転部材Ｊを作製した。
【００７８】
（回転部材Ｋ）
回転部材Ｈにおいて、螺旋状羽根部材を左上方に巻き上がるように（右巻き）軸部材の外周面に形成すると共に、螺旋状羽根部材のスクリューピッチ（ｐ）を２０ｍｍとしたことの他は回転部材Ｈと同様の構成を有する回転部Ｋを作製した。
【００７９】
（回転部材Ｌ）
回転部材Ｈにおいて、螺旋状羽根部材を左上方に巻き上がるように（右巻き）軸部材の外周面に形成すると共に、リブ部材の径方向長さ（ｔ）を５ｍｍとしたことの他は回転部材Ｈと同様の構成を有する回転部材Ｌを作製した。
【００８０】
（回転部材Ｍ）
回転部材Ｈにおいて、螺旋状羽根部材を左上方に巻き上がるように（右巻き）軸部材の外周面に形成すると共に、４つのリブ部材を、螺旋状羽根部材の外周縁における、周方向に対して等間隔毎に離間した位置に設けたことの他は回転部材Ｈと同様の構成を有する回転部材Ｍを作製した。
【００８１】
（回転部材Ｎ）
図６に示される構成に従って、軸部材に垂直な平面に対して互いに異なる方向に傾斜する第１および第２の撹拌部材配置用レベル平面の各々に沿って設けられた複数の半楕円板よりなる第１の撹拌部材群および第２の撹拌部材群を有する回転部材Ｎを作製した。そして、この回転部材Ｎの両端部に、外径寸法が２４ｍｍである円板状のフランジ部材を軸部材を挿通させた状態で設けた。この回転部材Ｎの具体的な諸元は、以下に示す通りである。
最大外径（ｄ）：２４ｍｍ、軸部を除く回転軸方向長さ（撹拌部材が設けられた領域の大きさ）：４４０ｍｍ、軸部材の外径：６ｍｍ、第１の撹拌部材群の軸部材に対する取付角度（α１）：＋４５°、第２の撹拌部材群の軸部材に対する取付角度（α２）：−４５°（第１の撹拌部材群と互いに逆方向に傾斜）、撹拌部材の配置ピッチ（ｐ）：２５ｍｍ
【００８２】
（回転部材Ｏ）
図１１に示される構成に従って、軸部材に垂直な平面に対して互いに異なる方向に傾斜する第１および第２の撹拌部材配置用レベル平面の各々に沿って設けられた複数の半楕円板よりなる第１の撹拌部材群および第２の撹拌部材群を有すると共に、第１の撹拌部材群および第２の撹拌部材群の外周縁部における、周方向に対して等間隔毎に離間した位置において、軸方向に伸びる４つの板状のリブ（補助撹拌部材）を有する回転部材Ｏを作製した。そして、この回転部材Ｏの両端部に、外径寸法が２４ｍｍである円板状のフランジ部材を軸部材を挿通させた状態で設けた。この回転部材Ｏの具体的な諸元は、以下に示す通りである。
最大外径（ｄ）：２４ｍｍ、軸部を除く回転軸方向長さ（撹拌部材が設けられた領域の大きさ）：４４０ｍｍ、軸部材の外径：６ｍｍ、第１の撹拌部材群の軸部材に対する取付角度（α１）：＋４５°、第２の撹拌部材群の軸部材に対する取付角度（α２）：−４５°（第１の撹拌部材群と互いに逆方向に傾斜）、撹拌部材の配置ピッチ（ｐ）：２５ｍｍ、リブ部材の径方向長さ（ｔ）：３ｍｍ
【００８３】
＜実験例１＞
〔現像装置の作製〕
図２乃至図４に示される構成に従って、現像剤供給回収手段、第１の現像剤撹拌手段および第２の現像剤撹拌手段が下記表１に示す従って選ばれた回転部材により構成された本発明に係る現像装置１〜７を作製した。
また、図１４に示されるように、第２の現像剤撹拌手段を有さないことの他は図２に示されるものと同様の構成を有し、現像剤供給回収手段および第１の撹拌搬送手段が下記表１に示す組み合わせに従って選ばれた回転部材により構成された比較用の現像装置８〜１７を作製した。
【００８４】
現像剤担持体を構成する現像スリーブは、外径が３０ｍｍ、軸方向長さが３３０ｍｍであるものである。
本発明に係る現像装置１〜７の各々におけるトナー供給用開口の形成位置は、第１の現像剤撹拌手段と第２の現像剤撹拌手段とが互いに対向する部分の上方位置であって、現像剤撹拌部における現像剤の搬送方向に対して上流側の端縁から１５ｍｍ下流側の位置である。
比較用の現像装置８〜１７の各々におけるトナー供給用開口の形成位置は、第１の現像剤撹拌手段の後方側の端縁部分の上方位置であって、第１の現像剤撹拌手段による現像剤の搬送方向における上流側の端縁から１５ｍｍ下流側の位置である。
【００８５】
現像剤としては、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナーおよびブラックトナーの各々に係る現像剤のいずれのものも、トナー濃度が７質量％である二成分現像剤を用い、本発明に係る現像装置１〜７には１１００ｇ、比較用の現像装置８〜１７には７５０ｇの現像剤をそれぞれ充填した。
トナーは、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナーおよびブラックトナーのいずれのものも、体積平均粒径が４．５±０．１５μｍ、粒径分布の標準偏差（ａ）と平均粒径（ｂ）とにより示されるＣＶ値〔ａ／ｂ×１００％〕が１８±２％である各色の重合トナーに、大粒径シリカ０．８質量％、小粒径シリカ０．２質量％、大粒径チタニア０．２質量％、小粒径チタニア０．４質量％、ステアリン酸カルシウム０．０５質量％を外添処理したものを用いた。
キャリアは、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナーおよびブラックトナーの各々に係る現像剤のいずれのものも、体積平均粒径が２５μｍ、飽和磁化６０ｅｍｕ／ｇのフェライト粒子の表面に、アクリル系樹脂をフェライト粒子に対する被覆量が３質量％となる状態でコーティングしたものを用いた。
【００８６】
本発明に係る現像装置１〜７および比較用の現像装置８〜１７の各々を適宜の単体駆動機に装着し、現像剤供給回収手段、第１の現像剤撹拌手段および第２の現像剤撹拌手段のそれぞれの回転速度を下記表１に従って設定し、現像剤供給回収部における現像剤移動量を測定した。結果を下記表１に示す。現像剤移動量の測定は、現像スリーブは駆動せずに、現像剤供給回収手段、第１の現像剤撹拌手段および第２の現像剤撹拌手段のみを駆動し、現像剤供給回収手段下流側の現像器ハウジングの底面に現像剤排出口を設け、この現像剤排出口から単位時間当たりに排出される現像剤の重量を測定することにより行った。
【００８７】
【表１】
2004326035.tif 000003
【００８８】
〔画像形成装置〕
図１に示される構成に従って、上記の本発明に係る現像装置１〜７および比較用の現像装置８〜１７の各々が搭載されたカラー画像形成用の画像形成装置１〜１７を製造し、画像出力テストを以下の画像形成条件にて行った。
【００８９】
＜画像形成条件＞
・プロセス速度（Ｖ）：２２０ｍｍ／ｓｅｃ（１分間当たりの画像出力枚数が５０枚）
・現像スリーブ回転数：２１０〜２８０ｒｐｍの範囲内で調整して、潜像担持体上の単位面積当たりのトナー付着量（Ｍ）が０．４ｍｇ／ｃｍ２  となる状態とした。
・感光体と現像スリーブとの最近接距離（現像ギャップ）：０．３ｍｍ
・現像バイアス：交流バイアス（ＡＣ）成分を直流バイアス成分（ＤＣ）に重畳したもの、
交流バイアス成分；Ｖａｃ＝１ｋＶｐｐ、ｆａｃ＝５ｋＨｚ、波形＝正弦波
直流バイアス成分；感光体における最大露光部の表面電位ＶＬの検知結果に応じてＶｄｃ＝ＶＬ−５００Ｖとなる状態に制御した。
・現像スリーブによる現像剤搬送量：２５±２ｍｇ／ｃｍ２  
・現像スリーブの軸方向における磁気ブラシの形成幅：３２０ｍｍ
・トナー補給制御：現像剤供給回収手段による現像剤の搬送方向下流側の端縁からから８０ｍｍ上流側の位置にトナー濃度センサ（透磁率センサ）を設けてその検知結果に応じてトナー補給モータを制御した。
トナー補給速度：最大３０ｇ／ｍｉｎ
・感光体表面電位：
最大露光部電位（ＶＬ）：−５０Ｖ〜−１００Ｖ
帯電電位（未露光部電位）（ＶＨ）：現像バイアスにおける直流バイアス成分の設定値に応じてＶＨ＝Ｖｄｃ−１５０Ｖとなる状態に制御
【００９０】
画像出力テストは、下記（１）〜（６）の画像出力を４回繰り返して行い（トータルＡ４×２０００枚）、文字／ラインパターンのかぶりの発生有無、文字散りの発生有無、ソリッドパターンの濃度むらの発生有無の評価を下記評価基準に基づいて行った。結果を下記表２に示す。
（１）シアン（Ｃ）単色の文字／ライン＋中間調（１０段）パターン（印字率３０％）を連続して５０枚出力する手順。
（２）シアン（Ｃ）のソリッドパターン（印字率８０％）連続１５０枚出力する手順。
（３）Ｃ単色の文字／ラインパターン（印字率７％）を連続して５０枚出力する手順。
（４）赤（マゼンタ（Ｍ）＋シアン（Ｃ））単色の文字／ライン＋中間調（１０段）パターン（Ｍ、Ｃとも印字率３０％）を連続して５０枚出力する手順。
（５）赤単色のソリッドパターン（マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）とも印字率８０％）を連続して１５０枚出力する手順。
（６）赤（マゼンタ（Ｍ）＋シアン（Ｃ））単色の文字／ラインパターン（印字率７％）を連続して５０枚出力する手順。
【００９１】
＜評価基準＞
（イ）画像のかぶり：
画像のかぶりは、未使用の用紙の反射濃度を０としたときの、文字／ラインパターン白地部の相対反射濃度を測定し、相対反射濃度が０．００４以下である場合を「○」、相対反射濃度が０．００４を超え、０．００６以下である場合を  「△」、相対反射濃度が０．００６を超える場合を「×」として評価した。
【００９２】
（ロ）文字散り：
文字散りは、４ポイントの「鐘」という文字を拡大して観察したときの、文字輪郭のシャープさおよび文字の滲み度合の状態を評価した。
そして、「鐘」の文字の空間部がすっきりと抜けていて文字の輪郭が明瞭であり、文字周辺部のトナー散りも極めて少ない場合を「○」、「鐘」の文字の空間部がややつぶれいる（トナー散りでやや埋まっている）が、文字周辺部のトナー散りは少ない場合を「△」、「鐘」の文字の空間部がつぶれており（トナー散りで埋まっている）、しかも、文字周辺部のトナー散りが多く、文字の輪郭が滲んでいる場合を「×」とした。
【００９３】
（ハ）画像濃度むら：
画像濃度むらは、シアン単色のソリッドパターンまたは赤単色のソリッドパターンのページ内における任意の９箇所の色差（Ｌ＊ａ＊ｂ＊空間での距離）により評価した。シアン単色のソリッドパターンについての９箇所の色差が３以下であり、かつ、赤単色のソリッドパターンについての９箇所の色差が７以下である場合を「○」、シアン単色のソリッドパターンについての９箇所の色差が３を超え、５以下であり、かつ、赤単色のソリッドパターンについての９箇所の色差が７以下である場合、または、シアン単色のソリッドパターンについての９箇所の色差が３以下であり、かつ、赤単色のソリッドパターンについての９箇所の色差が７を超え、９以下である場合を「△」、シアン単色のソリッドパターンについての９箇所の色差が３を超え、かつ、赤単色のソリッドパターンについての９箇所の色差が９を超える場合を「×」とした。
【００９４】
（ニ）機内汚れ：
機内汚れは、画像出力テスト終了後に現像装置を取り外し、現像装置装着部近傍の汚れの状態を目視にて観察して評価した。
そして、機内汚れが認められない場合、または現像装置装着部のみに極軽微な汚れがみられる場合を「○」、現像装置装着部の近傍（例えば両端部等）にわずかな汚れがみられる場合を「△」、現像装置装着部の汚れが周辺部（例えば帯電装置等）にまで拡大している場合を「×」とした。
【００９５】
【表２】
2004326035.tif 000004
【００９６】
＜実験例２＞
〔現像装置の作製〕
実験例１で用いた現像装置１〜５および比較用の現像装置８〜１７の各々において、現像剤撹拌部における現像剤の搬送方向に対してトナー供給口より８ｍｍ上流側の位置にリサイクルトナー混入用開口を形成したことの他は現像装置１〜５と同様の構成を有する、本発明に係る現像装置１８〜２２、および比較用の現像装置８〜１７と同様の構成を有する比較用の現像装置２３〜３２を作製した。
【００９７】
図１２に示される構成に従って、上記の本発明に係る現像装置１８〜２２および比較用の現像装置２３〜３２の各々が搭載された、トナーリサイクル手段を有するモノクロ画像形成用の画像形成装置１８〜３２を製造した。トナーリサイクル手段は、リサイクルトナーを現像装置に搬送するための搬送手段が、単位時間当たりのトナー搬送量が最大で３０ｇ／ｍｉｎであるものにより構成されてなるものである。
そして、画像形成装置１８〜３２の各々について、プロセス速度を３２０ｍｍ／ｓｅｃ（１分間当たりの画像出力枚数が６５枚）に設定すると共に、現像剤供給回収手段、第１の現像剤撹拌手段および第２の現像剤撹拌手段の各々の回転速度を下記表３に示す条件に従って設定したことの他は、実験例１の黒色トナー像に係るトナー像形成ユニットと同様の画像形成条件で、下記（７）〜（９）の画像出力を８回繰り返して行う（トータルＡ４×２０００枚）画像出力テストを行うことにより、文字／ラインパターンのかぶりの発生有無、文字散りの発生有無、および機内汚れの発生有無の評価を上記評価基準に基づいて行うと共に、ソリッドパターンの画像濃度むらの発生有無の評価を下記評価基準に基づいて行った。結果を下記表４に示す。
【００９８】
（７）黒（ＢＫ）単色の文字／ライン＋中間調（１０段）パターン（印字率３０％）を連続して５０枚出力する手順。
（８）黒（ＢＫ）単色のソリッドパターン（印字率８０％）を連続して１５０枚出力する手順。
（９）黒（ＢＫ）単色の文字／ラインパターン（印字率７％）を連続して５０枚出力する手順。
【００９９】
＜評価基準＞
画像濃度むらは、ブラックソリッドパターンのページ内における任意の９箇所の相対反射濃度を測定し、ブラックソリッドパターンについての９箇所の相対反射濃度がいずれも１．３以上であり、かつ、最大値と最小値との差が０．１以下である場合を「○」、相対反射濃度の最小値が１．２以上１．３未満であり、かつ、最大値と最小値との差が０．１以下である場合を「△」、相対反射濃度の最小値が１．２未満、または最大値と最小値との差が０．１５を超える場合を「×」として評価した。
【０１００】
【表３】
2004326035.tif 000005
【０１０１】
【表４】
2004326035.tif 000006
【０１０２】
以上の結果から明らかなように、本発明に係る画像形成装置によれば、印字率が高い画像を連続して出力することにより大量のトナー消費とリサイクルトナーを含むトナー補給が繰り返し行われた現像剤が用いられる場合であっても、現像剤について十分な帯電立ち上がり特性が得られると共に現像剤を軸方向に対して均一なトナー濃度で現像剤担持体に供給することができ、かぶり、文字散りおよび画像濃度ムラ等の画像欠陥の発生が確実に防止されると共に、トナー飛散による機内汚れの発生が確実に防止され、画質の高い画像を確実に形成することができることが確認された。
これに対して、比較用の画像形成装置においては、画像かぶり、文字散り、画像濃度むらおよび機内汚れの少なくとも一つ以上の問題が発生しており、画質の高い画像を確実に得ることができないことが確認された。特に、トナーリサイクル機構を備えたモノクロ画像形成装置（実験例２）において、回転部材の回転速度を高くして十分な現像剤の移動速度を得、これにより、軸方向に対する画像濃度むらの発生を防止する構成とされた場合には、撹拌トルクが大幅に増加したため、画像出力テストを中止せざるをえず、出力画像を得ることができなかった。この理由について調査したところ、軸部に現像剤が融着し始めていることが確認された。
【０１０３】
【発明の効果】
本発明の現像装置によれば、現像剤撹拌部において、現像剤が回転軸方向に搬送される過程において、現像剤の搬送速度を低下させることなしに十分な混合撹拌時間を確保することができるので、現像剤撹拌部における現像剤の混合撹拌動作によりトナーが所期の帯電量を有する状態にまで帯電された状態において、現像剤が現像剤供給回収手段によって軸方向に対して均一なトナー濃度で現像剤担持体に供給され、従って、トナーの帯電不良によるかぶりやトナー飛散の発生を確実に防止することができると共に、得られる可視画像における画像濃度むらの発生を確実に防止することができる。
しかも、２つの現像剤撹拌手段を当該２つの現像剤撹拌手段が対向する部分において各々の周面が上方から下方に向かって互いに順方向に移動するよう回転駆動させると共に、当該２つの現像剤撹拌手段の対向部分の上方からトナーを補給する構造とされていることにより、トナー補給位置での現像剤中への補給トナーの沈み込みが加速されるので、補給トナーが現像剤中に均一に分散され、これにより、補給トナーについて十分な帯電立ち上がり特性が得られる。
【０１０４】
また、回転軸方向に対する現像剤の搬送能力が高い方の現像剤撹拌手段が現像剤供給回収部に対して後方側に配置されていることにより、現像剤供給回収部と現像剤撹拌部との連通部の近傍において発生しやすい現像剤の滞留が生ずることが確実に防止されて現像剤の循環搬送が円滑に行われ、これにより、現像剤を軸方向に対して均一なトナー濃度で現像剤担持体に供給することができ、画像濃度むらのない均一な画像を一層確実に形成することができる。
【０１０５】
本発明の画像形成装置によれば、上記のような現像装置を備えてなり、特定の動作設定条件を満足する状態で現像プロセスが行われることにより、十分な撹拌が行われてトナーが所期の帯電量を有する状態まで帯電された現像剤が現像剤担持体に回転軸方向に対して均一なトナー濃度で供給されて潜像担持体上の潜像が現像されるので、印字率が高い画像を連続して出力することにより大量のトナー消費とリサイクルトナーを含むトナー補給が繰り返し行われた現像剤が用いられる場合であっても、かぶりやトナー飛散が生ずることがなく、しかも画像濃度むらのない均一な画像濃度を有する画質の高い画像を確実に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一例における構成の概略を示す説明図である。
【図２】本発明の現像装置の一例における構成の概略を示す部分断面図である。
【図３】図２に示す現像装置におけるＡ−Ａ断面の縦断断面図である。
【図４】図２に示す現像装置におけるＢ−Ｂ断面の縦断断面図である。
【図５】現像剤供給回収手段および第１の現像剤撹拌手段を構成する回転部材の一構成例を示す平面図である。
【図６】第１の現像剤撹拌手段を構成する回転部材の一構成例を示す斜視図である。
【図７】第１の現像剤撹拌手段および第２の現像剤撹拌手段を構成する回転部材の他の構成例を示す斜視図である。
【図８】第１の現像剤撹拌手段および第２の現像剤撹拌手段を構成する回転部材の更に他の構成例を示す平面図である。
【図９】第１の現像剤撹拌手段および第２の現像剤撹拌手段を構成する回転部材の更に他の構成例を示す平面図である。
【図１０】第１の現像剤撹拌手段および第２の現像剤撹拌手段を構成する回転部材の他の構成例を示す斜視図である。
【図１１】第１の現像剤撹拌手段および第２の現像剤撹拌手段を構成する回転部材の更に他の構成例を示す斜視図である。
【図１２】本発明の画像形成装置の他の例における構成の概略を示す説明図である。
【図１３】本発明の現像装置の他の例における構成の概略を示す部分断面図である。
【図１４】実験例において用いた比較用の現像装置の構成の概略を示す説明図であり、  （イ）は部分断面図、（ロ）は（イ）におけるａ−ａ断面の縦断断面図、（ハ）は（イ）におけるｂ−ｂ断面の縦断断面図である。
【符号の説明】
１０  中間転写体（中間転写ベルト）
１１、１２、１３、１４  支持ローラ
２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ  トナー像形成ユニット
２１  潜像担持体
２２  帯電手段
２３  露光手段
２４  一次転写機構
２５  潜像担持体クリーニング手段
２６  二次転写機構
３０  トナー像形成手段
３１  ハウジング
３１Ａ  突出部分
３１Ｂ  天面板
３１Ｃ  トナー供給用開口
３２  現像剤供給回収部
３３  現像剤撹拌部
３４  現像剤担持体
３５  現像剤供給回収手段
３６  軸部材
３７  撹拌部材
３８  回転部材
３９  現像剤規制部材
４０  第１の現像剤撹拌手段
４１  第２の現像剤撹拌手段
４３  軸部材
４４Ａ  第１の撹拌部材
４４Ｂ  第２の撹拌部材
４５  回転部材
Ｐ  転写材
５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ  回転部材
５１、５４、５７  軸部材
５２、５５  主撹拌部材
５３、５６  補助撹拌部材
５８  撹拌部材
５９  切欠部
６０、７０  回転部材
６１、７１  軸部材
６２  主撹拌部材
６３、７３  補助撹拌手段
７２Ａ  第１の撹拌部材
７２Ｂ  第２の撹拌部材
１１０  潜像担持体
１１１  帯電手段
１１２  露光手段
１１３  転写手段
１１４  分離手段
１１５  潜像担持体クリーニング手段
１２０  トナー像形成手段
１３０  トナーリサイクル手段
１３１  回収搬送手段
１３２  搬送手段
１３３  リサイクルトナー混入用開口
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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