(57)【要約】【課題】現像装置から発生するトナーコボレやトナー飛散の発生を長期にわたり解消する。【解決手段】感光体１に対向し回転して２成分現像剤を現像領域へと搬送し静電潜像を顕像化する現像剤搬送体４１と、現像剤搬送体４１の後方にあって現像剤搬送体軸方向への現像剤搬送力を持たない現像剤供給部材４４と、現像剤供給部材４４の後方にあって現像剤搬送体軸方向に現像剤を搬送する少なくとも２本の搬送スクリュ４３Ａ、４３Ｂと、更に搬送スクリュ４３Ａの後方にあって、現像剤搬送体軸方向への搬送力を持たないで現像剤の攪拌を行う攪拌部材４２と、を有していて、トナー補給を行う補給位置は、最も後方に位置した搬送スクリュ４３Ａと攪拌部材４２の略中間位置とした現像装置。【選択図】        図２
2005024621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に対向し回転して２成分現像剤を現像領域へと搬送し静電潜像を顕像化する現像剤搬送体と、
該現像剤搬送体の後方にあって現像剤搬送体軸方向に現像剤を搬送する少なくとも２本の搬送スクリュと、
更に該搬送スクリュの後方にあって、現像剤搬送体軸方向への搬送力を持たないで現像剤の攪拌を行う攪拌部材と、
を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤搬送体と前記搬送スクリュとの間に軸方向への現像剤搬送力を持たない現像剤供給部材を有す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】
トナー補給を行う補給位置は、最も後方に位置した前記搬送スクリュと前記攪拌部材の略中間位置としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記攪拌部材は回転可能な軸に複数枚の平行な傾きを有した板材を設置していることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記攪拌部材は回転可能な軸に軸方向への投影面が円形の楕円板を複数枚設置していることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
像担持体に対向し回転して２成分現像剤を現像領域へと搬送し静電潜像を顕像化する現像剤搬送体と、
該現像剤搬送体の後方にあって現像剤搬送体軸方向に現像剤を搬送する２本の搬送スクリュと、
更に２本の前記搬送スクリュの間にあって、現像剤搬送体軸方向への搬送力を持たないで現像剤の攪拌を行う攪拌部材と、
を有することを特徴とする現像装置。
【請求項７】
前記現像剤搬送体と前記搬送スクリュとの間に軸方向への現像剤搬送力を持たない現像剤供給部材を有することを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
【請求項８】
トナー補給を行う補給位置は、最も後方に位置した前記搬送スクリュの端部近くの位置としたことを特徴とする請求項６又は７に記載の現像装置。
【請求項９】
前記攪拌部材は回転可能な軸に複数枚の平行な傾きを有した板材を設置していることを特徴とする請求項６〜８の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項１０】
前記攪拌部材は回転可能な軸に軸方向への投影面が円形の楕円板を複数枚設置していることを特徴とする請求項６〜９の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項１１】
像担持体と、像担持体上の静電潜像を２成分現像剤を用いて顕像化する現像装置と、該顕像を転写紙上に転写する転写装置と、像担持体上のトナーをクリーニングするクリーニング装置とを有する画像形成装置において、
前記現像装置は像担持体に対向し回転して２成分現像剤を現像領域へと搬送し静電潜像を顕像化する現像剤搬送体と、該現像剤搬送体の後方にあって現像剤搬送体軸方向への現像剤搬送力を持たない現像剤供給部材と、該現像剤供給部材の後方にあって現像剤搬送体軸方向に現像剤を搬送する少なくとも２本の搬送スクリュと、更に該搬送スクリュの後方にあって、現像剤搬送体軸方向への搬送力を持たないで現像剤の攪拌を行う攪拌部材と、を有していて、
トナー補給を行う補給位置は、最も後方に位置した前記搬送スクリュと前記攪拌部材の略中間位置とした現像装置であることを特徴とした画像形成装置。
【請求項１２】
像担持体と、像担持体上の静電潜像を２成分現像剤を用いて顕像化する現像装置と、該顕像を転写紙上に転写する転写装置と、像担持体上のトナーをクリーニングするクリーニング装置とを有する画像形成装置において、
前記現像装置は像担持体に対向し回転して２成分現像剤を現像領域へと搬送し静電潜像を顕像化する現像剤搬送体と、該現像剤搬送体の後方にあって現像剤搬送体軸方向への現像剤搬送力を持たない現像剤供給部材と、該現像剤供給部材の後方にあって現像剤搬送体軸方向に現像剤を搬送する少なくとも２本の搬送スクリュと、更に２本の前記搬送スクリュの間にあって、現像剤搬送体軸方向への搬送力を持たないで現像剤の攪拌を行う攪拌部材と、を有していて、
トナー補給を行う補給位置は、最も後方に位置した前記搬送スクリュの現像剤搬送方向上流側の端部近くの位置とした現像装置であることを特徴とした画像形成装置。
【請求項１３】
前記画像形成装置は前記クリーニング装置で回収されたトナーを前記現像装置に還流するトナーリサイクルシステムを採用していることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は２成分現像剤を用いて像担持体上の静電潜像を顕像化する現像装置、及びかかる現像装置を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来知られている複写機等の画像形成装置においては、像担持体にレーザー光を照射して形成する画像データに基づいて露光を行って静電潜像を形成し、形成した潜像をトナーにより現像した後、シートに転写し熱定着を行うことによって画像を形成している。画像形成装置の現像は、１成分現像剤またはトナーとキャリアから成る２成分現像剤を用いて像担持体に形成した静電潜像を可視化している。
【０００３】
２成分現像剤を用いる場合においては、像担持体の周囲に設けた位置が固定された複数の磁極の外周に回転可能なスリーブを配置した現像剤搬送体により、磁気的に吸着されて現像剤の磁気ブラシが形成されるとともに、スリーブの回転により像担持体に磁気ブラシが搬送される。像担持体に搬送された磁気ブラシは、像担持体上に形成された潜像の電位に応じたトナーを付着させて顕像化する。現像終了後の現像剤は回収され、外部から適宣補給されるトナーとともに再び現像に用いられる。このような構成に用いられる現像剤は、安定したトナー画像を形成するために一定のトナー量（トナー濃度）と潜像の電位に応じて付着するための帯電量を維持する必要がある。トナーの濃度は現像で消費したトナーと補給トナーとの分布、トナーの帯電量はキャリアとトナーとの混合時の摩擦により決定される。そこで、現像器はトナーとキャリアからなる現像剤の撹拌を充分に行って、トナー濃度分布を均一にするとともに、トナーに付与する帯電量を飽和させて、トナー画像の安定化を行っている。
【０００４】
トナーの帯電量が不充分の場合には画像上の欠陥が生じるだけではなく、トナー飛散やコボレといった現象により機内を汚染することとなる。この現象はトナーリサイクルシステムを採用している画像形成装置では特に生じ易い。
【０００５】
現像装置内において、キャリアとトナーとの攪拌が充分に行われて良好な帯電状態とする方法として、現像剤搬送体に現像剤を搬送供給するのに例えば特許文献１や特許文献２においては３本以上の攪拌スクリュを使用することが記載されており、また特許文献３では表面に多数の突条を設けたパドル部材と軸に対して円板状部材を串刺し状に取り付けた攪拌ロールとを使用することが記載されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平３−１９４５７２号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開２００１−２４９５４５号公報
【０００８】
【特許文献３】
特開平５−１３４５４０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の提案は、トナーの飛散やコボレを防止するのに有効ではあるが、多種多様な画像条件をすべて満足させるには不充分である。例えば原稿サイズの小さいチャートをプリントし続けたり、極端に黒化率の低いチャートをプリントし続けると、現像剤の劣化が起こりトナー飛散が起こり易くなる。逆に黒化率の高いチャートをプリントし続けると現像剤の帯電量が立ち上がりきれずに現像が行われてトナー飛散が起こってしまう。
【００１０】
本発明者らは現像装置内における現像剤の攪拌搬送の実態につき検討を行って来た。従来の現像装置にあっては、新トナー又はリサイクルトナーは搬送スクリュ上に落下し、攪拌搬送される方式が多くとられている。落下したトナーはスクリュ間に挟まれた形で搬送スクリュの１回転中に１リード分の移動が行われ、その間に現像剤との攪拌が行われる。スクリュ内の現像剤は既にトナーはキャリアに付着した状態にあるので、搬送スクリュ内では落下したトナーによって現像剤は極端なトナーリッチの状態にあって、搬送スクリュによる現像剤搬送中には充分な摩擦帯電がなされることがない。
【００１１】
本発明は、落下したトナーが搬送スクリュ内にあって現像剤と共に搬送される過程において、落下したトナーは現像剤と充分に接触攪拌がなされ、摩擦帯電が良好になされた状態で現像剤搬送体へと供給され、トナー飛散やコボレ等の生じることなく良好な画像形成が行われる現像装置、及びかかる現像装置を有する画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決し、かつ目的を達成するために本発明の現像装置及び画像形成装置は以下のように構成している。
【００１３】
請求項１記載の発明は、「像担持体に対向し回転して２成分現像剤を現像領域へと搬送し静電潜像を顕像化する現像剤搬送体と、
該現像剤搬送体の後方にあって現像剤搬送体軸方向に現像剤を搬送する少なくとも２本の搬送スクリュと、
更に該搬送スクリュの後方にあって、現像剤搬送体軸方向への搬送力を持たないで現像剤の攪拌を行う攪拌部材と、
を有することを特徴とする現像装置。」である。
【００１４】
請求項２記載の発明は、「前記現像剤搬送体と前記搬送スクリュとの間に軸方向への現像剤搬送力を持たない現像剤供給部材を有することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。」である。
【００１５】
請求項３記載の発明は、「トナー補給を行う補給位置は、最も後方に位置した前記搬送スクリュと前記攪拌部材の略中間位置としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。」である。
【００１６】
請求項４記載の発明は、「前記攪拌部材は回転可能な軸に複数枚の平行な傾きを有した板材を設置していることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の現像装置。」である。
【００１７】
請求項５記載の発明は、「前記攪拌部材は回転可能な軸に軸方向への投影面が円形の楕円板を複数枚設置していることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の現像装置。」である。
【００１８】
この請求項１〜５記載の発明によれば、現像装置の構成として現像剤搬送体の後方に少なくとも２本の搬送スクリュと、更にその後方に攪拌部材を設けた構成とすることによって、落下トナーは搬送スクリュによって搬送される過程においてトナーには飽和状態の帯電がなされて、現像に際してはトナー飛散やコボレが生じることなく良好な現像が行われることとなる。
【００１９】
請求項６記載の発明は、「像担持体に対向し回転して２成分現像剤を現像領域へと搬送し静電潜像を顕像化する現像剤搬送体と、
該現像剤搬送体の後方にあって現像剤搬送体軸方向に現像剤を搬送する２本の搬送スクリュと、
更に２本の前記搬送スクリュの間にあって、現像剤搬送体軸方向への搬送力を持たないで現像剤の攪拌を行う攪拌部材と、
を有することを特徴とする現像装置。」である。
【００２０】
請求項７記載の発明は、「前記現像剤搬送体と前記搬送スクリュとの間に軸方向への現像剤搬送力を持たない現像剤供給部材を有することを特徴とする請求項６に記載の現像装置。」である。
【００２１】
請求項８記載の発明は、「トナー補給を行う補給位置は、最も後方に位置した前記搬送スクリュの端部近くの位置としたことを特徴とする請求項６又は７に記載の現像装置。」である。
【００２２】
請求項９記載の発明は、「前記攪拌部材は回転可能な軸に複数枚の平行な傾きを有した板材を設置していることを特徴とする請求項６〜８の何れか１項に記載の現像装置。」である。
【００２３】
請求項１０記載の発明は、「前記攪拌部材は回転可能な軸に軸方向への投影面が円形の楕円板を複数枚設置していることを特徴とする請求項６〜９の何れか１項に記載の現像装置。」である。
【００２４】
この請求項６〜１０記載の発明によれば、現像装置の構成として現像剤搬送体の後方に２本の搬送スクリュとその間に攪拌部材を設けた構成とすることによって、落下トナーは搬送スクリュによって、搬送される過程においてトナーには飽和状態の帯電がなされて、現像に際してはトナー飛散やコボレが生じることなく良好な現像が行われることとなる。
【００２５】
請求項１１記載の発明は、「像担持体と、像担持体上の静電潜像を２成分現像剤を用いて顕像化する現像装置と、該顕像を転写紙上に転写する転写装置と、像担持体上のトナーをクリーニングするクリーニング装置とを有する画像形成装置において、
前記現像装置は像担持体に対向し回転して２成分現像剤を現像領域へと搬送し静電潜像を顕像化する現像剤搬送体と、該現像剤搬送体の後方にあって現像剤搬送体軸方向への現像剤搬送力を持たない現像剤供給部材と、該現像剤供給部材の後方にあって現像剤搬送体軸方向に現像剤を搬送する少なくとも２本の搬送スクリュと、更に該搬送スクリュの後方にあって、現像剤搬送体軸方向への搬送力を持たないで現像剤の攪拌を行う攪拌部材と、を有していて、
トナー補給を行う補給位置は、最も後方に位置した前記搬送スクリュと前記攪拌部材の略中間位置とした現像装置であることを特徴とした画像形成装置。」である。
【００２６】
請求項１２記載の発明は、「像担持体と、像担持体上の静電潜像を２成分現像剤を用いて顕像化する現像装置と、該顕像を転写紙上に転写する転写装置と、像担持体上のトナーをクリーニングするクリーニング装置とを有する画像形成装置において、
前記現像装置は像担持体に対向し回転して２成分現像剤を現像領域へと搬送し静電潜像を顕像化する現像剤搬送体と、該現像剤搬送体の後方にあって現像剤搬送体軸方向への現像剤搬送力を持たない現像剤供給部材と、該現像剤供給部材の後方にあって現像剤搬送体軸方向に現像剤を搬送する少なくとも２本の搬送スクリュと、更に２本の前記搬送スクリュの間にあって、現像剤搬送体軸方向への搬送力を持たないで現像剤の攪拌を行う攪拌部材と、を有していて、
トナー補給を行う補給位置は、最も後方に位置した前記搬送スクリュの現像剤搬送方向上流側の端部近くの位置とした現像装置であることを特徴とした画像形成装置。」である。
【００２７】
請求項１３記載の発明は、「前記画像形成装置は前記クリーニング装置で回収されたトナーを前記現像装置に還流するトナーリサイクルシステムを採用していることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の画像形成装置。」である。
【００２８】
この請求項１１及び１３記載の発明によれば、トナーリサイクルシステムを採用した画像形成装置においても、請求項１〜５記載の現像装置を使用することによって、トナー飛散やコボレ等の現象が生じることなく良好な画質の画像形成が行われるようになる。
【００２９】
この請求項１２及び１３記載の発明によれば、トナーリサイクルシステムを採用した画像形成装置においても、請求項６〜１０記載の現像装置を使用することによって、トナー飛散やコボレ等の現象が生じることなく良好な画質の画像形成が行われるようになる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図面を用いて本発明の画像形成装置について説明する。
【００３１】
（１）  図１の断面構成図に示す画像形成装置は、本発明の現像装置を使用してモノクロ画像を形成する電子写真プロセスを利用した複写機の画像形成部を図示したものである。但し、本発明は図１に示した構成に限定されるものではない。
【００３２】
１は像担持体のドラム状した感光体であって、マイナス帯電する有機半導体層としてフタロシアニン顔料をポリカーボネイトに分散したものを接地された金属製のシリンダ状の基板上に塗布してあり、電荷輸送層を含めた感光体層の膜厚３０μｍであって、ドラム径φ１００ｍｍで矢示方向に５００ｍｍ／ｓの周速（Ｖｐ）で駆動回転される。
【００３３】
２は回転する感光体１の周囲を所定の極性・電位に一様に帯電処理するスコロトロン帯電手段で、ワイヤ〜グリッド間距離７．５ｍｍ、グリッド〜感光体間距離１ｍｍ、ワイヤ〜バックプレート間距離１２ｍｍの帯電極構成をしていて、グリッド印加電圧を−７３０Ｖとし、帯電電流値−８００μＡをもってバイアス電圧を印加し、感光体１の帯電電位を−７５０Ｖとしている。
【００３４】
３はレーザ走査方式をとった像露光手段で、レーザ波長７８０ｎｍの半導体レーザ（ＬＤ）を用い、その出力パワーは５００μＷである。像露光手段３はレーザビームを出射して感光体１の一様に帯電した表面を走査露光し、静電潜像を形成する。
【００３５】
現像装置４は、後に詳しく説明するが、感光体１に対向して回転する現像剤搬送体４１により感光体１上の静電潜像をトナー像として現像する。接触或いは非接触による現像が、イメージ露光と反転現像との組み合わせで２成分現像剤を用いての現像が行われる。現像剤搬送体４１はマグネットロールの周囲にステンレス溶射表面加工を施したアルミ製のスリーブを被せた構成とし、現像剤搬送体４１のローラ径φ５０ｍｍ、回転数２４７〜５３４ｒｐｍで回転し、感光体１との線速比（Ｖｓ／Ｖｐ）は１．３〜２．８としている。現像剤搬送体４１には直流成分の現像バイアスによって現像が行われるが、直流成分としては−６００Ｖの現像バイアスを印加して反転現像が行われる。
【００３６】
非磁性トナーと磁性キャリアを含有する２成分現像剤のトナーとしては、体積平均粒径が３〜９μｍ、本実施例においては６μｍの重合トナーが用いられる。重合トナーを用いることにより、高解像力であり、濃度が安定しかぶりの発生が極めて少ない画像形成装置が可能となる。
【００３７】
重合トナーは次のような製造方法により製造される。
トナー用バインダー樹脂の生成とトナー形状とがバインダー樹脂の原料モノマー又はプレポリマーの重合及びその後の化学的処理により形成されて得られる。より具体的には、懸濁重合又は乳化重合等の重合反応と必要によりその後に行われる粒子同士の融着工程を経て得られ、重合トナーでは、原料モノマー又はプレポリマーを水系で均一に分散した後に重合させトナーを製造することから、トナーの粒度分布及び形状の均一な球形トナーが得られる。
【００３８】
トナーは体積平均粒径が３μｍを下回ると、かぶりの発生やトナー飛散が起こりやすくなる。上限９μｍは本実施の形態が目標とする高画質を形成することを可能する粒径の上限である。
【００３９】
キャリアとしては、体積平均粒径が３０〜６５μｍで磁化量が２０〜７０ｅｍｕ／ｇの磁性粒子からなるフェライトコアのキャリアが好ましい。３０μｍよりも粒径の小さなキャリアではキャリア付着が生じやすくなる。また、６５μｍよりも粒径の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生じうる。
【００４０】
５はトナー像の転写性を高めるために照射する転写前露光光源で、光波長７００ｎｍのＬＥＤで、光出力１０ｌｕｘをもって照射する。
【００４１】
６はコロトロンの転写極で、ワイヤ〜感光体１間距離８ｍｍ、ワイヤ〜バックプレート間距離１２ｍｍの構成となっていて、転写電流２００μＡの定電流制御によって感光体１上のトナー像の転写紙上への転写を行う。
【００４２】
７はコロトロンの分離極で、ワイヤ〜感光体１間距離８ｍｍ、ワイヤ〜バックプレート間距離１２ｍｍの構成となていて、ＡＣ成分１００μＡ、ＤＣ成分−２００μＡの分離電流によって転写紙の感光体１からの分離を促す。
【００４３】
給紙部より給紙された転写紙Ｐは、レジストローラ２１によって感光体１上に形成されたトナー像と同期して給紙がなされ、転写ニップ部において転写極６によってトナー像の転写を受ける。転写ニップ部を通過した転写紙Ｐは、感光体１の面から分離極７によって分離され、搬送ベルト２２によって定着装置２３へ搬送される。
【００４４】
定着装置２３は内部にヒータを配置した加熱ローラ２３ａと加圧ローラ２３ｂとより成り、トナー像を保持した転写紙Ｐは加熱ローラ２３ａと加圧ローラ２３ｂとの間で加熱・加圧がなされて定着し、トナー像が定着された転写紙Ｐは排紙ローラ２４によって機外の排紙トレイ上に排出される。
【００４５】
一方、転写紙Ｐへのトナー像の転写後の感光体１の表面はクリーニング装置８により転写残トナーの清掃が行われる。本実施例においてはクリーニング手段としてウレタンゴム製のブレードが用いられ、クリーニングブレードはカウンタタイプに感光体１周面に摺接して清掃を行っている。クリーニング装置８を通過して表面が清掃された感光体１周面は、光波長７００ｎｍ、光出力１０ｌｕｘ光源を用いた帯電前露光（ＰＣＬ）手段９によって照射がなされ、残留電位を低下して次の画像形成サイクルへと移行する。
【００４６】
クリーニング装置８によって回収されたトナーは搬送スクリュ等を用いてトナー搬送するトナーリサイクル手段８１によって現像装置４に回収される。現像装置４への回収動作は感光体１の回転動作と同時に併行して行われる。
【００４７】
（２）  次に図１によって説明した画像形成装置に設置して現像を行う現像装置４について説明する。
【００４８】
（実施の形態１）
図２には本実施例の現像装置４の側断面図を示し、図３には平面配置図を示している。本実施形態の請求項１記載の現像装置４は、感光体１に対向して位置した現像剤搬送体４１の後方に現像剤搬送体軸方向に現像剤を搬送する搬送スクリュ４３Ａ、４３Ｂと、更に後方の搬送スクリュ４３Ａの後方に現像剤搬送体軸方向への搬送力を持たないで現像剤の攪拌を行う攪拌部材４２が設けられている。更に本実施例においては現像剤搬送体４１と搬送スクリュ４３Ｂとの間には軸方向への現像剤搬送力を持たない現像剤供給部材４４を設け、現像剤搬送体４１周面上の現像を終えた現像剤に代えて新しい現像剤の供給を行っている。
【００４９】
現像剤を現像剤搬送体４１へと供給する水車状をなした現像剤供給部材４４は４〜８枚程度の放射状の羽根を有している。羽根は３枚以下では現像剤の供給性能は低下し、９枚以上では現像剤へのストレスが増加し、現像剤劣化を招く傾向にある。本実施例では外径４０ｍｍで現像剤搬送体４１との線速比は０．５〜１．０に設定している。線速比が０．５以下では現像剤の搬送性が不足する傾向にあり、線速比が１．０以上の場合にはストレス増加による現像剤劣化が増加することが認められる。現像剤搬送体４１との間隔は１ｍｍ〜５ｍｍにあることを適当としている。１ｍｍ以下だとストレスは増加し、５ｍｍ以上だと搬送性能は低下する。
【００５０】
搬送スクリュ４３Ａ、４３Ｂは図４に示す本実施例では同形の部材を使用している。本実施例では外径２４ｍｍスクリュピッチｐ１６ｍｍのものを使用している。現像剤搬送体４１との線速比は０．５〜１．５の間に設定している。線速比が０．５以下においては左右に濃度差が生じるようになり、線速比１．５以上では攪拌性能が確保できない。スクリュピッチｐは１０ｍｍ〜２５ｍｍの間のものが用いられる。スクリュピッチｐが１０ｍｍ以下では現像剤濃度に左右差が生じる。またスクリュピッチｐが２５ｍｍ以上では現像剤搬送中に攪拌性能を充分に確保することができなくなる。搬送スクリュ４３Ｂと現像剤供給部材４４との間隔は１ｍｍ〜５ｍｍの間を適当とする。間隔が１ｍｍ以下だとストレスは増加し、間隔が５ｍｍ以下だと現像剤の搬送性能は低下する。また搬送スクリュ４３Ａ、４３Ｂ間での間隔は１ｍｍ〜５ｍｍの間に設定している。間隔が１ｍｍ以下だとストレスが増加し、５ｍｍ以上だと両者の間での現像剤の受け渡し能力が低下する。
【００５１】
攪拌部材４２は、放射状に板材を回転軸に取り付けた水車型あるいは図５（ａ）に示すような平行な板状部材を回転軸に取り付けた串刺し型が用いられる。何れの型方式による場合も外径２４ｍｍ見当で、現像剤搬送体４１との線速比は１〜２の間に設定している。線速比が１以下の場合には充分な攪拌性能を得ることができない。また線速比が２以上の場合にはストレスの増加が認められる。攪拌部材４２が水車型の場合には放射状に植設された羽根数は４〜８枚を適当とし、羽根数は３枚以下では充分な現像剤攪拌性能を得ることができない。また、羽根数が９枚以上の場合にはストレスが増加してしまう。
【００５２】
攪拌部材４２として本実施例では串刺し型を用いている。略平行に傾いて取り付けられた複数の板状部材４２１は間隔ｘとして１２〜２４ｍｍの間の間隔として、傾き角度θとして３０°〜６０°の角度をもって回転軸に固設されている。傾き角度θが６０°以上の場合には現像剤の攪拌性能が低下するので、間隔ｘを狭く設定することが必要となる。また角度θが３０°以下の場合には間隔ｘを広く設定してもストレスが増加して来る。本実施例では角度θとして４５°、間隔ｘとして２０ｍｍに設定して良好な攪拌結果を得ている。なお板状部材４２１としては、軸方向への投影面が円形の楕円板が好ましく用いられる。図５（ｂ）には本実施例で板状部材４２１として使用している楕円板の形状を示している。
【００５３】
攪拌部材４２と搬送スクリュ４３との間隔は１ｍｍ〜５ｍｍの間に設定することが好ましい。かかる間隔が設定されていることによって、搬送スクリュ４３によって搬送される現像剤に対して攪拌部材４２からの攪拌された現像剤が適度に供給されることとなる。なお、攪拌部材４２は搬送スクリュ４３と同長である必要はなく、次に説明する新トナーの補給位置前後をカバーする長さを有していることによって本発明の効果を奏することができる。
【００５４】
本実施例においては現像装置４内の搬送スクリュ４３Ｂに対向した位置に、現像剤の透磁率を検出してトナー濃度を検出する透磁率センサ（Ｌセンサ）２００が設置されていて、トナー濃度の検出が行われている。透磁率センサ２００は、磁性キャリアと非磁性トナーの混合比率を見掛け透磁率として検出し、アナログ又はデジタルの電気信号として出力する。現像装置４では現像によって消費されるトナーに対して新トナー及びリサイクルトナーの補給がなされて、現像装置４内では例えば４．５質量％のトナー濃度が維持されるよう制御がなされている。
【００５５】
現像装置４の上方には新トナー（ＮＴ）を蓄える新トナーホッパ４９が設けられていて、その下部には新トナーの現像装置４への供給を行う供給バルブ４９１が設けられていて、トナー濃度値が所定の濃度値以下に低下したと検知すると、所定量の新トナーが新トナーホッパ４９から現像装置４に補給される。
【００５６】
本実施形態においては、新トナーの補給位置は、後方に位置した搬送スクリュ４３Ａと攪拌部材４２との略中間位置としていて、外殻４６の上面に設けた落下口４６Ａから新トナー及びリサイクルトナーは落下する構造となっている。新トナー及びリサイクルトナーは搬送スクリュ４３Ａで搬送される現像剤と攪拌部材４２で攪拌された現像剤とが合流する箇所に落下し、攪拌されながら搬送されることとなるので、新トナーやリサイクルトナーは充分な帯電状態に保たれてキャリア粒子外周に付着し、現像剤搬送体４１へと移動して現像が行われることとなる。
【００５７】
（実施の形態２）
図６には本実施例の現像装置４の側断面図を示し、図７には平面配置図を示している。本実施形態の請求項６記載の現像装置４は、感光体１に対向して位置した現像剤搬送体４１の後方に現像剤搬送体軸方向に現像剤を搬送する２本の搬送スクリュ４３Ｂ、４３Ｄと、搬送スクリュ４３Ｂ、４３Ｄの間にあって現像剤搬送体軸方向への搬送力を持たないで現像剤の攪拌を行う攪拌部材４２Ａが設けられている。更に本実施例においては現像剤搬送体４１と搬送スクリュ４３Ｂとの間には軸方向への現像剤搬送力を持たない現像剤供給部材４４を設け、搬送スクリュ４３Ｂから排出される新しい現像剤を現像剤搬送体４１へと供給している。実施の形態１で説明したのと同一機能をもった部材については、同一符号をもって表示し、説明を省略する。
【００５８】
２本の搬送スクリュ４３Ｂ、４３Ｄについて、搬送スクリュ４３Ｂは実施の形態１で説明したのと全く同じ左方向へのリードを有した搬送スクリュである。一方、搬送スクリュ４３Ｄは他は全く同じであるが右方向へのリードを有した搬送スクリュである。よって、搬送スクリュ４３Ｂと４３Ｄとは同方向に回転しながら現像剤を反対方向に搬送している。
【００５９】
本実施例においては、新トナー及びリサイクルトナーは後方の搬送スクリュ４３Ｄの端部近くに落下し補給される構成となっていて、搬送スクリュ４３Ｄによって現像剤上に落下して搬送されるトナーに対して、攪拌部材４２Ａからの攪拌された現像剤が加わって攪拌搬送され、現像剤は特にストレスを受けることなくトナーは摩擦帯電によって飽和状態にまで帯電がなされ、キャリア粒子周面に付着した状態となる。
【００６０】
攪拌部材４２Ａは搬送スクリュ４３Ｂ、４３Ｄの間に位置しているので、搬送スクリュ４３Ｂ、４３Ｄの回転によって、回動する現像剤は攪拌部材４２Ａの両端部を横切る形で攪拌搬送されることとなる。本実施例では攪拌部材４２Ａの中間部は攪拌部材４２におけると同形状の串刺し型とし、両端部４３１は水車型としている。現像剤は端部において水車型の攪拌部材により攪拌されて搬送スクリュ間での移動が行われる。但し攪拌部材４２Ａの形状はかかる形状に限定されるものではない。
【００６１】
搬送スクリュ４３Ｂと攪拌部材４２Ａとの間隔は１ｍｍ〜５ｍｍの間に設定し、攪拌部材４２Ａと搬送スクリュ４３Ｄとの間隔も１ｍｍ〜５ｍｍの間に設定している。かかる間隔条件を満たすことによって、攪拌搬送されて飽和状態にまで帯電がなされた新トナーやリサイクルトナーはキャリア粒子周面に付着した状態となって回動し、搬送スクリュ４３Ｂによる搬送から外れて現像剤供給部材４４へと移動し、現像に用いられることとなる。
【００６２】
（３）  図２、図３によって示した実施の形態１の現像装置（実施例１）と、図６、図７によって示した実施の形態２の現像装置（実施例２）とにつき性能テストを行っている。この際比較検討のため、実施例１の現像装置について攪拌部材４２を取り除いた図８に示す構成とした現像装置（比較例１）と、実施例１の現像装置について攪拌部材４２に代えて搬送スクリュとし、帰還回路４３Ｒを追加して３本の搬送スクリュ４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃによって攪拌搬送する構成とした図９に示す現像装置（比較例２）とを用いて比較検討を行っている。
【００６３】
テストを行う現像装置は何れも図１に示した画像形成装置に装着しテストを行っている。テストは新現像剤を装填し、機内を清掃した状態で、次の４テスト項目について、各１００ｋｃプリント宛のテストを行い、機内特に転写分離極近傍でのトナー飛散の状況と、現像に基づいて生じるプリント画像の良否を○×をもって評価した。
【００６４】
テスト（１）  はがきサイズ  黒化率１％相当の原稿
テスト（２）  はがきサイズ  黒化率４０％相当の原稿
テスト（３）  Ａ３サイズ    黒化率１％相当の原稿
テスト（４）  Ａ３サイズ    黒化率４０％相当の原稿
【００６５】
【表１】
2005024621.tif 000003
【００６６】
比較例１については、黒化率４０％原稿テスト（２）及びテスト（４）については補充された新トナーに対する攪拌不足が原因と思われるトナー飛散が認められた。またテスト（１）については現像剤中でのリサイクルトナーの比率が高くなり、リサイクルトナーに対する攪拌不足が原因と思われるトナー飛散が認められた。
【００６７】
比較例２については、比較例１と比較し現像剤の攪拌搬送を行う搬送スクリュが１本増えただけ攪拌性能が向上していることが認められた。しかし、黒化率４０％の原稿、テスト（２）及びテスト（４）についてはトナー飛散は許容値以上のものであった。
【００６８】
一方、実施例１及び実施例２については、原稿サイズや原稿の黒化率には関係なく、転写分離極近傍におけるトナー飛散は少なく、画像不良の発生も認められなかった。
【００６９】
【発明の効果】
請求項１〜５記載の発明によれば、現像装置の構成として現像剤搬送体の後方に少なくとも２本の搬送スクリュと、更にその後方に攪拌部材を設けた構成とすることによって、落下トナーは搬送スクリュによって搬送される過程においてトナーには飽和状態の帯電がなされて、現像に際してはトナー飛散やコボレが生じることなく良好な現像が行われることとなる。
【００７０】
請求項６〜１０記載の発明によれば、現像装置の構成として現像剤搬送体の後方に２本の搬送スクリュとその間に攪拌部材を設けた構成とすることによって、落下トナーは搬送スクリュによって、搬送される過程においてトナーには飽和状態の帯電がなされて、現像に際してはトナー飛散やコボレが生じることなく良好な現像が行われることとなる。
【００７１】
請求項１１及び１３記載の発明によれば、トナーリサイクルシステムを採用した画像形成装置においても、請求項１〜５記載の現像装置を使用することによって、トナー飛散やコボレ等の現象が生じることなく良好な画質の画像形成が行われるようになる。
【００７２】
請求項１２及び１３記載の発明によれば、トナーリサイクルシステムを採用した画像形成装置においても、請求項６〜１０記載の現像装置を使用することによって、トナー飛散やコボレ等の現象が生じることなく良好な画質の画像形成が行われるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の断面構成図。
【図２】現像装置（実施の形態１）の側断面図。
【図３】現像装置（実施の形態１）の平面配置図。
【図４】搬送スクリュの外形図。
【図５】攪拌部材の外形図及び板状部材形状。
【図６】現像装置（実施の形態２）の側断面図。
【図７】現像装置（実施の形態２）の平面配置図。
【図８】現像装置（比較例１）の平面配置図。
【図９】現像装置（比較例２）の平面配置図。
【符号の説明】
１  感光体
４  現像装置
４１  現像剤搬送体
４２  攪拌部材
４２Ａ  攪拌部材
４３Ａ（Ｂ、Ｃ、Ｄ）  搬送スクリュ
４４  現像剤供給部材
【図１】
2005024621.tif 000004
【図２】
2005024621.tif 000005
【図３】
2005024621.tif 000006
【図４】
2005024621.tif 000007
【図５】
2005024621.tif 000008
【図６】
2005024621.tif 000009
【図７】
2005024621.tif 000010
【図８】
2005024621.tif 000011
【図９】
2005024621.tif 000012