JP2004326034A - Developing device and image forming apparatus - Google Patents

Developing device and image forming apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2004326034A
JP2004326034A JP2003124176A JP2003124176A JP2004326034A JP 2004326034 A JP2004326034 A JP 2004326034A JP 2003124176 A JP2003124176 A JP 2003124176A JP 2003124176 A JP2003124176 A JP 2003124176A JP 2004326034 A JP2004326034 A JP 2004326034A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
developer
toner
stirring
rotation axis
supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003124176A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4155090B2 (en
Inventor
Kunio Shigeta
邦男 重田
Hiroshi Akita
宏 秋田
Seiko Itagaki
板垣　　整子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Business Technologies Inc
Original Assignee
Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Business Technologies Inc filed Critical Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority to JP2003124176A priority Critical patent/JP4155090B2/en
Priority to US10/802,807 priority patent/US7251440B2/en
Publication of JP2004326034A publication Critical patent/JP2004326034A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4155090B2 publication Critical patent/JP4155090B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Dry Development In Electrophotography (AREA)
  • Cleaning In Electrography (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developing device and an image forming apparatus which exert sufficient agitation performance of a developer without lowering a conveyance speed of the developer, and therefore, surely form an image of high sharpness . <P>SOLUTION: The developing device is formed with a circulation conveyance passage by a supplying and recovering section arranged with supplying and recovering means for conveying the developer to an axial direction and an agitating section arranged with two agitating means and is so constituted that an opening for toner supply is formed in a position above the opposing portions of the two agitating means and on the upstream side in the conveyance direction of the developer in the agitating section. The one agitating means conveys the developer to a direction opposite to the direction of the supplying and recovering means and has the conveyance capability equal to that of the supplying and recovering means. The other developer agitating means has the substantially zero conveyance capability. The two agitating means are so rotated that their respective peripheral surfaces are moved to a forward direction from above and below in the opposing portions. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【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られている。
【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、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のいずれか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逆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と同等のものであり、他方の現像剤撹拌手段は、回転軸方向に対する現像剤搬送能力が実質的に零であるものであり、
当該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ることを特徴とする。
【００１２】
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、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、
現像剤供給回収手段は、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ものよりなり、
第１の現像剤撹拌手段は、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、現像剤を撹拌しながら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、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と同等のものであり、
第２の現像剤撹拌手段は、複数の板状の撹拌部材が、当該撹拌部材の各々に軸部材が貫通する状態で、当該軸部材に対して互いに同方向に傾斜して設けられてなり、回転軸方向に対する現像剤搬送能力が実質的に零であるものであり、
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ることを特徴とする。
【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、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、
現像剤供給回収手段は、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ものよりなり、
第１の現像剤撹拌手段は、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、現像剤を撹拌しながら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、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と同等のものであり、
第２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実質的に零であるものであり、
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、回転軸方向に対する現像剤搬送能力が実質的に零である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】
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動作制御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。
【００１６】
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。
【００１７】
（条件イ） Ｗ ≧ Ｍ×Ｖ×Ｌ／１０００
（条件ロ） Ｒ ≦ ６００
【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、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、この転写手段による転写領域を通過して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。
【００１９】
【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（第１の現像剤撹拌手段）と現像剤供給回収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、他方の現像剤撹拌手段（第２の現像剤撹拌手段）によって現像剤を回転軸方向に搬送することなしに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、現像剤が一方の現像剤撹拌手段により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（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。
【００２０】
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。
【００２１】
【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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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延びる突出部分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。
【００３０】
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。
【００３１】
現像剤供給回収手段３５は、回転軸方向のトナー濃度むらの発生を防止するという観点から、回転軸方向に対する現像剤の搬送能力が高い回転部材により構成されていることが好ましい。
この例における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で螺旋状に延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。
【００３２】
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。
【００３３】
現像剤撹拌部３３に配置される２つの現像剤撹拌手段における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、現像剤を撹拌しながら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って、軸方向に対する現像剤の搬送能力が現像剤移動量が現像剤供給回収手段３５と同等の大きさであるものにより構成される。
具体的には、第１の現像剤撹拌手段４０は、例えば、現像剤供給回収手段３５と同様の構成（図５参照）を有するものとされ、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で螺旋状に延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）が径方向外方に延びるよう設けられたパドル状のものとされている。
【００３４】
現像剤撹拌部３３に設けられる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、軸方向に対する現像剤の搬送能力が実質的に零であるものであって、現像剤の撹拌能力が第１の現像剤撹拌手段４０より高いものにより構成される。
具体的には、第２の現像剤撹拌手段４１は、例えば、図６に示されているように、複数の楕円板よりなる撹拌部材４２が、当該撹拌部材４２の各々に軸部材４３が貫通する状態で、当該軸部材４３に対して互いに同方向に傾斜して設けられてなるパドル状の回転部材４５により構成されており、各々の撹拌部材４２は、例えば所定の大きさの配置ピッチｐで等間隔毎に設けられている。
【００３５】
撹拌部材４２の現像剤に接触する面積の大きさ、撹拌部材４２の軸部材４３に対する取付角の大きさα、隣接する２つの撹拌部材４２、４２の軸方向に対する離間距離の大きさｐおよびその他の構成は目的に応じて適宜に設定することができる。
【００３６】
この現像装置においては、軸方向に対する現像剤の搬送能力が実質的に零である第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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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、現像剤が第１の現像剤撹拌手段４０によって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によって混合、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。
【００４３】
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。
【００４４】
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、第１の現像剤撹拌手段４０と現像剤供給回収手段３５とによって現像剤を循環搬送すること（互いに同等の現像剤搬送能力を有するものであること）により現像剤搬送速度のバランスをとり、第２の現像剤撹拌手段４１によって現像剤を軸方向に搬送することなしに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、現像剤が第１の現像剤撹拌手段４０により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、実質上、現像剤撹拌部３３における現像剤の混合撹拌動作のみ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が対向する部分において、第１の現像剤撹拌手段４０による撹拌領域に存在する現像剤と、第２の現像剤撹拌手段４１による撹拌領域に存在する現像剤との入れ替えが、現像剤が一定の距離だけ軸方向に移動する間に繰り返し行われ、第２の現像剤撹拌手段４１による撹拌領域に分散された現像剤は、軸方向に対して搬送されることなしに周方向に撹拌された後、第１の現像剤撹拌手段４０による撹拌領域に戻されて軸方向に搬送されることとなり、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において、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。
【００４５】
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駆動させると共に、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。
【００４６】
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、現像剤供給回収部材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。
【００４７】
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、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が用いられる場合や、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。
【００４８】
さらに、軸方向に対する現像剤の搬送能力が実質的に零である第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するトナー濃度が均一な状態で現像剤担持体３４に供給することができ、画像濃度むらのない均一な画像を形成することができる。
【００４９】
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、第１の現像剤撹拌手段４０が、現像剤供給回収手段３５と同等の、軸方向に対する現像剤の搬送能力を有する構成のもの、また、第２の現像剤撹拌手段４１が、軸方向に対する現像剤の搬送能力が実質的に零であ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。
【００５０】
例えば、第１の現像剤撹拌手段４０は、図７〜図９に示される構成の回転部材により構成されてもよい。
具体的に説明すると、図７〜図９に示されている回転部材５０Ｂ、５０Ｃ、９０は、いずれも、軸方向に対するトナー濃度むらの発生を防止するために必要とされる十分な現像剤搬送能力を有し、かつ現像剤撹拌能力が高いものとされている。
【００５１】
図７に示されている回転部材５０Ｂは、軸部材５３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で螺旋状に延びる螺旋状羽根部材よりなる主撹拌部材５４が形成されていると共に、軸部材５３の外周面に径方向外方に向かって延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５５がスクリューピッチＰ間毎に例えば一つずつ設けられてなるものである。この例においては、補助撹拌部材５５は、主撹拌部材５４のスクリューピッチ間の回転軸方向における中央位置に配設されている。
【００５２】
図８に示されている回転部材５０Ｃは、軸部材５６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５７を有してなり、撹拌部材５７の外周縁部に軸方向に貫通して延びる切欠部５８が形成されてなるものである。この例においては、切欠部５８は、例えば１スクリューピッチ当たりに４箇所ずつ、周方向に互いに等間隔毎に離間した位置に形成されている。
【００５３】
図９に示されている回転部材９０は、軸部材９１の外周面の全周にわたって軸方向に均一なピッチｐで螺旋状に延びるよう形成された螺旋状羽根部材よりなる主撹拌部材９２を有すると共に、主撹拌部材９２の外周縁部に軸方向に延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９３を有してなるものである。この例においては、２つの補助撹拌部材９３が軸部材９１を挟んで互いに対向した位置に設けられている。
【００５４】
以上のような回転部材５０Ｂ、５０Ｃ、９０により第１の現像剤撹拌手段４０が構成された現像装置によれば、基本的には、十分な大きさの現像剤の搬送速度が得られて現像剤担持体に供給される現像剤の軸方向に対するトナー濃度むらの発生が防止され、しかも、十分なトナーの帯電立ち上がり特性が一層確実に得られ、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る。
【００５５】
また、第２の現像剤撹拌手段４１は、例えば図１０に示されるように、軸部材６２の外周面に例えば４つの平板状の羽根部材６１、６１、６１、６１の各々が軸部材６２の外周面における周方向に互いに等間隔毎に離間した位置において径方向外方に延びるよう設けられてなる十字パドル形状の回転部材６０により構成されていてもよい。
【００５６】
本発明においては、少なくとも第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。
【００５７】
図１１および図１２は、本発明の現像装置において第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。
【００５８】
図１１に示されている回転部材７０は、互いに平行に軸方向に延びる複数（例えば４つ）の板状のリブ部材７１の各々がその両端部が円板状のフランジ部材７２、７２に固定されて設けられてなるフレーム７０Ａを備え、複数の楕円板状の撹拌部材７３がフレーム７０Ａの回転中心軸に対して互いに同方向に傾斜した状態でリブ部材７１によって支持されて構成されており、各々の撹拌部材７３は、所定の大きさの配置ピッチｐで等間隔毎に設けられている。
この回転部材７０は、軸方向外方に向かって延びる軸部材（図示せず）がフランジ部材７２、７２の各々に設けられて現像装置におけるハウジング３１により回転可能に軸支されて設けられ、軸部材を中心に回転されることにより、現像剤撹拌部３３における現像剤が第１の現像剤撹拌手段４０により軸方向に搬送される過程において、主撹拌部材として機能する楕円板状の撹拌部材７３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７１により周方向に撹拌される。
【００５９】
図１２に示されている回転部材８０は、回転軸方向に延びる軸部材８１と、この軸部材８１を保持する２つの円板状のフランジ部材８２、８２と、これらのフランジ部材８２、８２に固定されて設けられた、各々、軸部材８１に沿って軸方向に延びる板状のリブ部材８３と、軸部材８１に垂直な平面に沿って、軸部材８１が貫通する状態でリブ部材８３により支持されて設けられた複数の板状の主撹拌部材８４とにより構成されている。
各々の主撹拌部材８４は、いずれも、中心角が所定の大きさの切欠部８４Ａを有する円板状のものであって、隣接する２つの主撹拌部材８４、８４における切欠部８４Ａ、８４Ａが軸部材８１の互いに反対方向の周縁位置に位置されるよう、互いに軸方向に所定の大きさの配置ピッチｐで等間隔毎に離間して並んだ位置において設けられている。
【００６０】
以上のような回転部材７０、８０により第２の現像剤撹拌手段４１が構成される場合においては、主撹拌部材７３、８４の現像剤に接触する面積の大きさ、隣接する２つの主撹拌部材の軸方向に対する離間距離（ピッチ）ｐの大きさ、リブ部材７１、８３の現像剤に接触する面積の大きさおよびその他の構成は、目的に応じて適宜に設定することができる。
【００６１】
上記のような補助撹拌部材７１、８３を有する回転部材７０、８０により第２の現像剤撹拌手段４１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、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。
【００６２】
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。
【００６３】
＜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１３は、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。
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１３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１４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位置であって、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より上流側の位置に、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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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、現像剤が第１の現像剤撹拌手段４０により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において、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が用いられる場合や、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。
【００６７】
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、板状の撹拌部材の配置ピッチの大きさ、板状の撹拌部材の軸部材または回転中心軸に対する取付角の大きさ、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。
【００６８】
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。
【００６９】
〔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。
【００７０】
（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
【００７１】
（回転部材Ｂ）
回転部材Ａ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Ｂを作製した。
【００７２】
（回転部材Ｃ）
図８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Ｃを作製した。そして、この回転部材Ｃ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Ｃ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
【００７３】
（回転部材Ｄ）
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、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
【００７４】
（回転部材Ｅ）
回転部材Ｄにおいて、垂直羽根部材の回転軸方向長さ（ｗ）を１２ｍｍとし、垂直羽根部材を、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したことの他は回転部材Ｄと同様の構成を有する回転部材Ｅを作製した。
【００７５】
（回転部材Ｆ）
回転部材Ｄにおいて、垂直羽根部材の回転軸方向長さ（ｗ）を２０ｍｍとし、垂直羽根部材を、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したことの他は回転部材Ｄと同様の構成を有する回転部材Ｆを作製した。
【００７６】
（回転部材Ｇ）
図９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Ｇを作製した。そして、この回転部材Ｇ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Ｇ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、
【００７７】
（回転部材Ｈ）
回転部材Ｇにおいて、リブ部材の各々の径方向長さを５ｍｍとしたことの他は回転部材Ｇと同様の構成を有する回転部材Ｈを作製した。
【００７８】
（回転部材Ｉ）
回転部材Ｇにおいて、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Ｇと同様の構成を有する回転部材Ｉを作製した。
【００７９】
（回転部材Ｊ）
図１０に示される構成に従って、軸部材の外周面に４つの平板状のリブ部材（撹拌部材）を有する十字パドル形状の回転部材Ｊを作製した。そして、この回転部材Ｊ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Ｊの具体的な諸元は、以下に示す通りである。
最大外径（ｄ）：２４ｍｍ、軸部を除く軸方向長さ（撹拌部材が設けられた領域の軸方向長さ）：４４０ｍｍ、軸部材の外径：６ｍｍ、リブ部材の径方向長さ（ｌ）：９ｍｍ
【００８０】
（回転部材Ｋ）
図１２に示される構成に従って、複数の板状部材（主撹拌部材）を有すると共に、４つの平板状のリブ部材（補助撹拌部材）が、板状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おいて、回転軸方向に延びるよう設けられた、パドル形状の回転部材Ｋを作製した。そして、この回転部材Ｋ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Ｋ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、板状部材の配置ピッチ（ｐ）：２５ｍｍ、板状部材の軸部材に対する取付角度：９０゜、板状部材の中心角（板状部材が設けられる軸部材の角度領域）：２７０゜、リブ部材の径方向長さ（ｔ）：５ｍｍ
【００８１】
（回転部材Ｌ）
図６に示される構成に従って、複数の楕円板状部材（撹拌部材）を有するパドル形状の回転部材Ｌを作製した。そして、この回転部材Ｌ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Ｌ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（楕円板状部材が設けられた領域の大きさ）：４４０ｍｍ、軸部材の外径：６ｍｍ、楕円板状部材の軸部材に対する取付角度（α）：４５°、楕円板状部材の配置ピッチ（ｐ）：２５ｍｍ
【００８２】
（回転部材Ｍ）
図１１に示される構成に従って、複数の楕円板状部材（主撹拌部材）を有すると共に、４つの平板状のリブ部材（補助撹拌部材）が、楕円板状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おいて、回転軸方向に延びるよう設けられた、パドル形状の回転部材Ｍを作製した。そして、この回転部材Ｍ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Ｍ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（楕円板状部材が設けられた領域の大きさ）：４４０ｍｍ、軸部材の外径：６ｍｍ、楕円板状部材の軸部材に対する取付角度（α）：４５°、楕円板状部材の配置ピッチ（ｐ）：２５ｍｍ、リブ部材の径方向長さ（ｔ）：３ｍｍ
【００８３】
（回転部材Ｎ）
図１５に示される構成に従って、軸部材（１５１）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（１５２Ａ）群および第２の撹拌部材（１５２Ｂ）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（１５３）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°、撹拌部材の配置ピッチ（ｐ）：２５ｍｍ
【００８４】
（回転部材Ｏ）
回転部材Ｎにおいて、各々、径方向長さが３ｍｍである４つの平板状のリブ部材（補助撹拌部材）を、第１の撹拌部材および第２の撹拌部材により形成される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おいて、回転軸方向に延びるよう設けたことの他は回転部材Ｎと同様の構成を有する回転部材Ｏを作製した。
【００８５】
＜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、下記表１に従って選ばれた第１の現像剤撹拌手段および第２の現像剤撹拌手段を、互いに対向する部分において各々の周面が下方から上方に向かって順方向に移動するよう回転させるよう設定した比較用の現像装置８を作製した。
さらに、図１６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９〜１８を作製した。
【００８６】
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および比較用の現像装置８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、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。
比較用の現像装置９〜１８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。
【００８７】
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および比較用の現像装置８には１１００ｇ、比較用の現像装置９〜１８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。
【００８８】
本発明に係る現像装置１〜７および比較用の現像装置８〜１８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、いずれも、４００ｒｐｍに設定し、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。
【００８９】
【表１】

Figure 2004326034
【００９０】
〔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８〜１８の各々が搭載されたカラー画像形成用の画像形成装置１〜１８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。画像形成条件は、各色トナー像に係るトナー像形成ユニットのいずれのものも同じに設定した。
【００９１】
＜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）
・現像剤供給回収手段の回転速度：４００ｒｐｍ
・第１の現像剤撹拌手段の回転速度：４００ｒｐｍ
・第２の現像剤撹拌手段の回転速度：４００ｒｐｍ
・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
【００９２】
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）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。
（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（マゼンタ（Ｍ）＋シアン（Ｃ））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。
【００９３】
＜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。
【００９４】
（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。
【００９５】
（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。
【００９６】
（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。
【００９７】
【表２】
Figure 2004326034
【００９８】
＜実験例２＞
実験例１で用いた画像形成装置１〜６の各々について、現像装置における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回転速度を、いずれも、３００ｒｐｍに設定したことの他は実験例１と同様の画像出力テストを行った。結果を下記表３に示す。
【００９９】
【表３】
Figure 2004326034
【０１００】
＜実験例３＞
〔現像装置の作製〕
実験例１で用いた、本発明に係る現像装置１、３、４および比較用の現像装置９〜１８の各々において、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、３、４と同様の構成を有する本発明に係る現像装置１９〜２１、および比較用の現像装置９〜１８と同様の構成を有する比較用の現像装置２２〜３１を作製した。
【０１０１】
図１４に示される構成に従って、上記の本発明に係る現像装置１９〜２１および比較用の現像装置２２〜３１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１９〜３１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１９〜３１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４に示す条件に従って設定したことの他は、実験例１のブラックトナー像に係るトナー像形成ユニットと同一の画像形成条件で、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５に示す。
【０１０２】
（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。
【０１０３】
＜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。
【０１０４】
【表４】
Figure 2004326034
【０１０５】
【表５】
Figure 2004326034
【０１０６】
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３）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。
【０１０７】
【発明の効果】
本発明の現像装置によれば、現像剤が一方の現像剤撹拌手段により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、現像剤撹拌部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。
【０１０８】
また、回転軸方向に対する現像剤の搬送能力が実質的に零である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。
【０１０９】
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２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１０】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】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１３】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１４】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１５】実験例において用いた回転部材の一構成例を示す斜視図である。
【図１６】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
４２ 撹拌部材
４３ 軸部材
４５ 回転部材
Ｐ 転写材
５０Ｂ、５０Ｃ 回転部材
５３、５６ 軸部材
５７ 撹拌部材
５４ 主撹拌部材
５５ 補助撹拌部材
５８ 切欠部
６０、７０、８０、９０ 回転部材
６１ 羽根部材
６２、８１、９１ 軸部材
７０Ａ フレーム
７１、８３ リブ部材
７２、８２ フランジ部材
７３ 撹拌部材
８４、９２ 主撹拌部材
８４Ａ 切欠部
９３ 補助撹拌部材
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
１５０ 回転部材
１５１ 軸部材
１５２Ａ 第１の撹拌部材
１５２Ｂ 第２の撹拌部材
１５３ フランジ部材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a developing device and an image forming apparatus provided with the developing device.
[0002]
[Prior art]
At present, in a certain image forming apparatus using an electrophotographic method, for example, a two-component developer composed of a toner and a carrier is used, and the frictionally charged toner is conveyed to a developing area by an appropriate stirring means, and the toner is conveyed. A developing method of forming a toner image by adhering to an electrostatic latent image formed on a latent image carrier is used. In such a developing method using a two-component developer, toner in the developer is used. In order to keep the density constant, new toner is replenished in accordance with the amount of consumed toner.
[0003]
In such an image forming apparatus, high image quality is demanded. In response to such a demand, for example, toner having a small particle size has been used, and small toner particles have been used. As the diameter increases, the particle size of the carrier is reduced.
[0004]
Thus, by using a toner having a small particle size and a carrier having a small particle size, a high-quality image can be formed, but the fluidity of the developer itself is reduced and the developer is sufficiently stirred. As a result, the newly replenished toner is supplied to the developing area without having a predetermined charge amount, and there is a problem that fogging and toner scattering are likely to occur.
Such a problem is conspicuous when continuously outputting images having a high printing rate, for example, when forming a color image.
[0005]
On the other hand, in recent years, with the increase in social consciousness regarding environmental conservation and the like, resource saving has been achieved by, for example, recycling toner.
However, the toner (recycled toner) collected after being subjected to development once has inferior charging characteristics to unused toner, so that fogging or toner scattering occurs due to insufficient charging amount of the toner. There is a problem that it becomes easier.
[0006]
In order to solve such a problem, conventionally, a number of techniques for improving the developer stirring efficiency have been proposed. For example, a configuration in which a member that functions as an auxiliary stirring member is provided so that the stirring unit has a high developer stirring capability. (For example, refer to Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, etc.).
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-07-013420
[Patent Document 2]
JP-A-09-166918
[Patent Document 3]
JP 09-288412 A
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described techniques, the efficiency of stirring the developer is improved, but the speed at which the developer is circulated and conveyed in the developing device is reduced. The toner density of the developer to be applied becomes non-uniform in the direction of the rotation axis of the developer carrying member. Particularly, when an image having a high printing rate is continuously output, the image density unevenness tends to be remarkable, resulting in high image quality. However, there is a problem that it is difficult to surely form the image.
[0009]
As described above, in order to prevent the occurrence of fogging and toner scattering by improving the stirring performance of the developer so that the replenished new toner has a sufficient charge amount, the developer The problem is that image density unevenness is likely to occur due to a decrease in the conveyance performance of the image forming apparatus, and consequently, the two conflicting problems of fogging and toner scattering and image density unevenness are solved simultaneously. Is difficult.
[0010]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object thereof is to obtain a sufficient developer stirring performance without reducing the transport speed of the developer. It is an object of the present invention to provide a developing device and an image forming apparatus having a novel configuration capable of reliably forming a high-quality image.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The developing device of the present invention is a housing in which a developer supply / recovery section and a developer agitating section which form a circulating conveyance path for a two-component developer composed of a toner and a carrier in communication with each other are formed in the front-rear direction, A developer carrying member provided so as to face a latent image carrier and a developing area in a front portion of the developer supply and collection portion; and a developer carrying member in a rear portion of the developer supply and collection portion. A developer supply / recovery unit that is provided so as to extend along the rotation axis direction of the developer carrier and that is rotated and conveys the developer in the rotation axis direction; and Two developer agitating means provided side by side in the front-rear direction so as to extend along the rotation axis direction of the developer supply and recovery means facing each other,
In the housing, a toner supply opening is provided at a position above the portion where the two developer stirring units in the developer stirring unit are opposed to each other and on the upstream side in the developer conveying direction in the developer stirring unit. Is formed,
One of the two developer agitating units in the developer agitating unit transports the developer in a direction opposite to that of the developer supply / recovery unit, and has a developer transport capacity in the rotation axis direction. Are equivalent to the developer supply / recovery means, and the other developer stirring means has a developer conveyance capacity in the rotation axis direction of substantially zero,
The two developer stirring units are characterized in that the two developer stirring units are rotated so that their respective peripheral surfaces are moved in a forward direction from above to below at portions facing each other. I do.
[0012]
The developing device of the present invention is a housing in which a developer supply / recovery section and a developer agitating section which form a circulating conveyance path for a two-component developer composed of a toner and a carrier in communication with each other are formed in the front-rear direction, A developer carrying member provided so as to face a latent image carrier and a developing area in a front portion of the developer supply and collection portion; and a developer carrying member in a rear portion of the developer supply and collection portion. A developer supply / recovery unit that is provided so as to extend along the rotation axis direction of the developer carrier and that is rotated and conveys the developer in the rotation axis direction; and A housing provided with a first developer stirring means and a second developer stirring means arranged in the front-rear direction so as to face each other and extend along the rotation axis direction of the developer supply / recovery means; In the development A upper portion two developer stirring means in the stirring section is opposed to the location that is positioned on the upstream side in the transport direction of the developer in the developer agitating portion, toner supply opening is formed,
The developer supply / recovery means includes a stirring member extending spirally in the rotation axis direction over the entire outer peripheral surface of the shaft member,
The first developer stirring means includes a stirring member spirally extending in the rotation axis direction over the entire outer peripheral surface of the shaft member, and agitates the developer in a direction opposite to the developer supply / recovery means. Transport, the developer transport capacity in the rotation axis direction is equivalent to the developer supply and recovery means,
The second developer stirring means is provided with a plurality of plate-shaped stirring members, which are inclined in the same direction with respect to the shaft members in a state where the shaft members penetrate each of the stirring members, The developer conveyance capacity in the rotation axis direction is substantially zero,
The first developer stirring means and the second developer stirring means are arranged such that, at a portion where the two developer stirring means oppose each other, the respective peripheral surfaces are moved in a forward direction from above to below. It is characterized by being rotated.
[0013]
The developing device of the present invention is a housing in which a developer supply / recovery section and a developer agitating section which form a circulating conveyance path for a two-component developer composed of a toner and a carrier in communication with each other are formed in the front-rear direction, A developer carrying member provided so as to face a latent image carrier and a developing area in a front portion of the developer supply and collection portion; and a developer carrying member in a rear portion of the developer supply and collection portion. A developer supply / recovery unit that is provided so as to extend along the rotation axis direction of the developer carrier and that is rotated and conveys the developer in the rotation axis direction; and A housing provided with a first developer stirring means and a second developer stirring means arranged in the front-rear direction so as to face each other and extend along the rotation axis direction of the developer supply / recovery means; In the development A upper portion two developer stirring means in the stirring section is opposed to the location that is positioned on the upstream side in the transport direction of the developer in the developer agitating portion, toner supply opening is formed,
The developer supply / recovery means includes a stirring member extending spirally in the rotation axis direction over the entire outer peripheral surface of the shaft member,
The first developer stirring means includes a stirring member spirally extending in the rotation axis direction over the entire outer peripheral surface of the shaft member, and agitates the developer in a direction opposite to the developer supply / recovery means. Transport, the developer transport capacity in the rotation axis direction is equivalent to the developer supply and recovery means,
The second developer stirring means includes a stirring member formed of a rib provided on the outer peripheral surface of the shaft member or at a position radially separated from the shaft member so as to extend along the rotation axis direction. And the developer transport capacity in the rotation axis direction is substantially zero,
The first developer stirring means and the second developer stirring means are arranged such that, at a portion where the two developer stirring means oppose each other, the respective peripheral surfaces are moved in a forward direction from above to below. It is characterized by being rotated.
[0014]
In the developing device of the present invention, in the developer agitating section, a developer agitating means having substantially zero developer carrying capacity in the rotation axis direction is provided on the rear side with respect to the developer supply / recovery section. Is preferred.
[0015]
Further, in the developing device of the present invention, in the developer supply / recovery section, the peripheral surfaces of both the developer carrier and the developer supply / recovery unit are portions where the developer carrier and the developer supply / recovery unit face each other. In the above, it is preferable that the operation is controlled so as to be moved in directions opposite to each other.
Further, in the developing device of the present invention, when the volume average particle diameter is 3 to 5 μm and the volume average particle diameter of the toner is Dt [μm], the volume average particle diameter is 5 × Dt to 10 × Dt. It is preferable to use a two-component developer comprising a carrier having the formula:
[0016]
An image forming apparatus according to an aspect of the invention includes a latent image carrier, and a toner image forming unit that develops an electrostatic latent image formed on the latent image carrier to form a toner image.
The toner image forming unit includes the developing device according to any of the above,
The moving speed of the latent image carrier is V [mm / sec], and the maximum amount of toner image formed on the latent image carrier per unit area is M [mg / cm].2The maximum width of the toner image formed on the latent image carrier in the direction perpendicular to the moving direction of the latent image carrier is L [mm], and the amount of developer movement with respect to the rotation axis direction by the developer supply / recovery means is When W [g / sec] and the rotation speed of the developer supply / recovery unit are R [rpm], the following conditions (a) and (b) are satisfied.
[0017]
(Condition a) W ≧ M × V × L / 1000
(Condition b) R ≦ 600
[0018]
An image forming apparatus according to the present invention includes a latent image carrier, a toner image forming unit that develops an electrostatic latent image formed on the latent image carrier to form a toner image, and a toner on the latent image carrier. Transfer means for transferring an image to a transfer material or an intermediate transfer member, cleaning means for removing toner remaining on the latent image carrier through a transfer area by the transfer means, and toner removed from the latent image carrier And a toner recycling means for collecting and reusing the toner in the toner image forming means,
The toner image forming unit includes the developing device according to any of the above,
In the housing constituting the developing device, the two developer stirring means are located above the portion facing each other and upstream of the toner supply opening with respect to the developer conveying direction in the developer stirring section. A recycle toner mixing opening for mixing the toner collected by the toner recycling means into the developer agitating section is formed at each location.
[0019]
[Action]
According to the developing device having the above-described configuration, the developer is circulated and conveyed by the one developer stirring means (first developer stirring means) and the developer supply / recovery means in the developer stirring section, so that the developer conveyance speed is reduced. The balance of the toner is agitated in the circumferential direction by the other developer agitating means (second developer agitating means) without transporting the developer in the rotation axis direction, thereby starting up the toner charge. As a result, in the process in which the developer is conveyed in the axial direction by one of the developer stirring means, a sufficient mixing and stirring time is secured in the developer stirring section without reducing the conveyance speed of the developer. In a state in which the toner is charged to a state having an intended charge (charge amount) by the mixing and stirring operation of the developer in the developer stirring section, the developer supply / recovery unit moves the toner in the axial direction The toner is supplied to the developer carrier at a uniform toner concentration, thereby reliably preventing the occurrence of fogging and toner scattering due to poor charging of the toner, and also reliably preventing the occurrence of image density unevenness in the obtained visible image. You.
In addition, the two developer stirring means are rotationally driven so that the respective peripheral surfaces move in the forward direction from above to below in a portion where the two developer stirring means face each other, and the two developer stirring means are rotated. Since the toner is replenished from above the opposing portion of the means (the toner is allowed to fall freely), the replenishment of the replenished toner into the developer at the toner replenishment position is accelerated. The toner is uniformly dispersed in the developer, so that the toner can be sufficiently mixed and stirred in the developer stirring section.
[0020]
According to the image forming apparatus having the above-described configuration, the developing device is provided with the above-described developing device, and the developing process is performed in a state that satisfies the specific operation setting conditions, whereby sufficient mixing and stirring of the developer is performed. The developer charged to a state in which the toner has an intended charge amount is supplied to the developer carrier at a uniform toner concentration in the rotation axis direction, and the latent image on the latent image carrier is developed. Therefore, for example, when a developer in which a large amount of toner consumption and toner replenishment are repeatedly performed by continuously outputting an image with a high printing rate is used, or the charging performance is inferior to unused toner, Even when a developer containing recycled toner is used, problems such as toner scattering, fogging, and uneven image density are reliably prevented, and a high-quality image is reliably obtained.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<First embodiment>
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of an example of the image forming apparatus of the present invention, FIG. 2 is a partial cross-sectional view schematically showing the configuration of an example of the developing device of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a vertical cross-sectional view taken along a line BB in the developing device shown in FIG. 2.
[0022]
In this image forming apparatus, an endless belt-shaped intermediate transfer member (hereinafter, referred to as “intermediate transfer belt”) 10 disposed in a state of being stretched by a plurality of support rollers 11, 12, 13, and 14 is provided. There are four toner image forming units 20Y, 20M, 20C, and 20K that form toner images of different colors along the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 10, and the intermediate transfer belt 10 is related to each color toner image. The toner image forming unit is provided so as to be circulated and moved while being in contact with each of the latent image carriers 21, 21, 21, 21 in the toner image forming unit, and the toner image in the moving direction of the intermediate transfer belt 10. The secondary transfer mechanism 26 is provided and configured at a position downstream of the formation unit arrangement area.
[0023]
The toner image forming unit 20 </ b> Y for the yellow toner image includes a drum-shaped latent image carrier 21 to be rotated, and an outer peripheral surface of the latent image carrier 21. The charging unit 22 includes a charging unit 22, an exposing unit 23, a toner image forming unit 30, a primary transfer mechanism 24, and a latent image carrier cleaning unit 25, which are arranged in the operation order.
Further, the toner image forming units 20M, 20C, and 20K for the magenta toner image, the cyan toner image, and the black toner image each have the same configuration as the toner image forming unit 20Y for the yellow toner image.
[0024]
Each of the latent image carriers 21, 21, 21, 21 in each of the toner image forming units has a photosensitive layer made of, for example, a resin such as polycarbonate containing an organic photoconductor and has an outer periphery of a drum-shaped metal substrate. It is composed of an organic photoreceptor formed on the surface.
[0025]
Each of the toner image forming units 30, 30, 30, 30 in each toner image forming unit is configured by a developing device having a configuration shown in FIGS. 2 to 4, for example. Hereinafter, this developing device will be specifically described. In this specification, the left-right direction in FIG. 2 is the “front-rear direction”, the up-down direction in FIG. 2 is the “axial direction”, and the up-down direction in FIGS. The term "vertical direction" is used.
[0026]
In this developing device, a developer supply / recovery section 32 and a developer agitating section 33 which communicate with each other at both ends in an axial direction to form a circulating conveyance path for a two-component developer composed of a toner and a carrier are arranged in the front-rear direction. It has a formed housing 31.
[0027]
In the developer supply / recovery section 32, a developer carrier 34, which is rotated and carries the developer in the circumferential direction at the front side facing the latent image carrier 21, is connected to the latent image carrier 21 and the developing area. And rotatably supported so as to extend in the axial direction so as to face each other, and at the rear side portion adjacent to the developer agitating section 33, while rotating and agitating the developer, in the axial direction ( A developer supply / recovery unit 35 that transports the developer in the axial direction of the developer carrier 34 and conveys the developer in the axial direction of the developer carrier 34 faces the developer carrier 34 in the axial direction. It is rotatably supported so as to extend.
[0028]
The developer agitating section 33 is provided with two developer agitating means 40 and 41 rotatably supported so as to face each other and extend in the axial direction at positions aligned in the front-rear direction.
[0029]
The housing 31 has a protruding portion 31A that protrudes outward in the axial direction from an end on one end side of the developer carrier 34. The two developer stirring means 40, 41 of the top plate 31B at the protruding portion 31A. The toner for supplying unused toner (hereinafter, referred to as “new toner”) from a toner replenishing mechanism (not shown) to the developer agitating section 33 is provided at a position located above the portion facing each other. A supply opening 31C is formed.
The toner replenishment mechanism has a function of replenishing new toner in accordance with the amount of toner consumed by development, and thereby maintains a state in which the toner concentration in the developer is constant.
[0030]
The developer carrier 34 includes, for example, a rotatable developing sleeve made of a non-magnetic material such as aluminum, and a plurality of columnar members having, for example, a plurality of magnetic poles fixedly provided inside the developing sleeve. And a developing magnet composed of the above-mentioned magnet body.
[0031]
The developer supply / recovery means 35 is preferably formed of a rotating member having a high ability to transport the developer in the rotation axis direction from the viewpoint of preventing the occurrence of uneven toner concentration in the rotation axis direction.
As shown in FIG. 5, for example, the developer supply / recovery means 35 in this example is formed so as to extend spirally at a uniform pitch p in the axial direction over the entire outer peripheral surface of the shaft member 36. A screw-shaped rotating member 38 having a stirring member 37 formed of a spiral blade member is provided, and a downstream end portion (a lower end portion in FIG. 2) in the developer conveying direction is a plate-shaped blade. A member (not shown) is provided in a paddle shape provided on the outer peripheral surface of the shaft member 36.
[0032]
It is preferable that the developer supply / recovery means 35 is rotated so that the developer carrier 34 and the developer supply / recovery means 35 are moved in opposite directions to each other at a portion where the developer carrier 34 and the developer supply / collection means 35 face each other. As a result, the developer supplied from the developer supply / recovery means 35 to the developer carrier 34 is replaced with the developer consumed on the developer carrier 34 and collected by the developer supply / recovery means 35. Therefore, the toner concentration of the developer on the developer carrier 34 becomes uniform, and the occurrence of image density unevenness can be reliably prevented.
[0033]
One of the two developer stirring units (hereinafter, referred to as “first developer stirring unit”) 40 of the two developer stirring units arranged in the developer stirring unit 33 supplies and collects the developer while stirring the developer. The developer is conveyed in a direction opposite to that of the unit 35, and the amount of the developer transported in the axial direction is the same as that of the developer supply / recovery unit 35.
More specifically, the first developer stirring means 40 has, for example, the same configuration as the developer supply / recovery means 35 (see FIG. 5), and extends in the axial direction over the entire outer peripheral surface of the shaft member 36. And a screw-shaped rotating member 38 having a stirring member 37 composed of a spiral blade member formed to extend spirally at a uniform pitch p, and a downstream end in the developer conveying direction. The portion (upper end portion in FIG. 2) is a paddle-like member provided with a plurality of plate-like blade members (not shown) provided on the outer peripheral surface of the shaft member so as to extend radially outward.
[0034]
The other developer agitating means (hereinafter referred to as “second developer agitating means”) 41 provided in the developer agitating section 33 has substantially zero developer conveyance capacity in the axial direction. The first stirring means 40 has a higher stirring ability of the developer.
Specifically, as shown in FIG. 6, for example, the second developer stirring means 41 includes a plurality of elliptical stirring members 42, and a shaft member 43 penetrates each of the stirring members 42. In this state, each of the agitating members 42 is, for example, arranged at a pitch p of a predetermined size. Are provided at equal intervals.
[0035]
The size of the area of the stirring member 42 that contacts the developer, the size α of the mounting angle of the stirring member 42 with respect to the shaft member 43, the size p of the separation distance between the two adjacent stirring members 42, 42 in the axial direction, and others. Can be appropriately set according to the purpose.
[0036]
In this developing device, it is preferable that a second developer agitating means 41 having substantially zero developer carrying capacity in the axial direction is provided on the rear side of the developer supply / recovery section 32.
[0037]
In the developer agitating section 33, the peripheral surfaces of the first developer agitating means 40 and the second developer agitating means 41 are formed from above at a portion where the two developer agitating means 40 and 41 face each other. It is preferable that the first developer stirring means 40 and the second developer stirring means 41 are rotated by an appropriate driving mechanism so as to be moved downward in the forward direction.
In the illustrated developing device, the first developer stirring means 40 and the second developer stirring means 41 are driven in conjunction with each other.
[0038]
In this developing device, a two-component developer composed of a toner and a carrier is used.
The toner constituting the two-component developer preferably has a volume average particle diameter of 3 to 5 μm. By using a small particle size toner having a volume average particle size of 3 to 5 μm, a toner image having high resolution and excellent fine line reproducibility can be reliably formed. A toner image having a stable density can be reliably formed.
When the carrier has a volume average particle diameter of Dt [μm], the carrier preferably has a volume average particle diameter of 5 × Dt to 10 × Dt [μm]. By using a carrier having a volume average particle size that is 5 to 10 times the volume average particle size of the toner, it is possible to improve the charge imparting performance of the carrier surface even when a small particle size toner is used. Accordingly, it is possible to reliably prevent the occurrence of fogging and toner scattering, and also to surely prevent the occurrence of carrier adhesion. Therefore, an image having a uniform image density and a high quality Can be reliably obtained.
[0039]
In the above-described image forming apparatus, the developing process by the toner image forming unit 30 is performed in a state where the operation setting conditions satisfy the following conditions (a) and (b).
Condition (a): W ≧ M × V × L / 1000
Condition (b): R ≦ 600
[0040]
In the above conditions (a) and (b), V is the peripheral speed [mm / sec] of the latent image carrier 21 and M is the maximum per unit area of the toner image formed on the latent image carrier 21. Attached amount [mg / cm2], L is the maximum width [mm] of the toner image formed on the latent image carrier 21 in the direction (axial direction) orthogonal to the moving direction of the latent image carrier 21, and W is the developer supply / recovery section At 32, the amount of developer movement [g / sec] in the axial direction by the developer supply / recovery means 35 and R indicate the number of rotations of the developer supply / recovery means 35, respectively.
[0041]
If the amount W of movement of the developer in the axial direction by the developer supply / recovery means 35 is too small, the toner in the developer is supplied to the developer supply area on the downstream side in the developer transport direction by the developer supply / recovery means 35. As the density decreases, it becomes difficult to supply a sufficient amount of toner to the developing area, and image density unevenness tends to occur.
If the rotation speed R of the developer supply / recovery means 35 is excessive, the shaft portion is heated, so that the developer tends to be deteriorated, and it is difficult to reliably form a high-quality image.
[0042]
In the above-described image forming apparatus, an image forming operation is performed as follows.
That is, first, in each of the toner image forming units 20Y, 20M, 20C, and 20K, the charging process by the charging unit 22 and the exposure process by the exposure unit 23 are performed, and the electrostatic image corresponding to the original image is formed on the latent image carrier 21. A latent image is formed, and a developing process is performed by the toner image forming unit 30 to form a toner image of each color on each of the latent image carriers 21.
Specifically, when the developing process of the electrostatic latent image is performed by the toner image forming unit 30, the process in which the developer is transported in the axial direction by the first developer stirring unit 40 in the developer stirring unit 33. In the first embodiment, the first developer stirring means 40 and the second developer stirring means 41 mix and stir the developer, thereby supplying the developer in a state where the toner is frictionally charged to a state having a predetermined amount of charge. The developer is introduced into the collection unit 32, and is conveyed in the axial direction while being stirred by the developer supply and collection unit 35 in the developer supply / collection unit 32, and supplied to the entire surface of the developer carrier 34 in the axial direction. When the magnetic brush is supported on the carrier 34 in a state where the magnetic brush is formed, and the magnetic brush is cut off by the developer regulating member 39 and regulated to an appropriate amount, the developing area is In the developing area, the toner is adhered according to the electrostatic latent image formed on the latent image carrier 21 by the magnetic brush being brought into contact with the surface of the latent image carrier 21 and development is performed. A toner image is formed.
The developer that has been supplied to the developer carrier 34 and has consumed the toner in the developing area is not supplied to the developer carrier 34 but also remains in the developer supply / recovery section 32 together with the developer supply / recovery unit. The developer is conveyed toward the developer agitating section 33 by 35 and, for example, based on the toner density detected by detecting the magnetic permeability of the developer by a toner density sensor provided downstream of the developer supply / recovery section 32. Then, a new toner according to the toner consumption amount is supplied to the developer stirring section 33 by the toner supply mechanism.
[0043]
Each color toner image is sequentially primary-transferred onto the intermediate transfer belt 10 by the primary transfer mechanism 24 and superimposed to form a color toner image on the intermediate transfer belt 10. This color toner image is formed on the intermediate transfer belt 10. Is transported to the secondary transfer area while being carried on the transfer material P, and is secondarily transferred onto the transfer material P transported by the secondary transfer mechanism 26 in the secondary transfer area, and then fixed by a fixing unit (not shown). Processing is performed, thereby forming a visible image.
[0044]
Thus, according to the image forming apparatus having the above configuration, the toner image forming unit 30 circulates and transports the developer by the first developer agitating unit 40 and the developer supply / recovery unit 35 (the same development as each other). The developer is transported in a balanced manner, and the toner is charged by stirring the developer in the circumferential direction without being transported in the axial direction by the second developer stirring means 41. In the process in which the developer is conveyed in the axial direction by the first developer agitating means 40, the developer agitating section 33 can sufficiently cool the developer without reducing the transport speed of the developer. As a result, the toner is charged to a state having the desired charge (charge amount) by only the mixing and stirring operation of the developer in the developer stirring section 33. In state, it is supplied to the developer carrying member 34 with a uniform toner density with respect to the axial direction by the developer supplying and collecting means 35.
Specifically, at a portion where the first developer stirring means 40 and the second developer stirring means 41 face each other, the developer existing in the stirring area of the first developer stirring means 40 and the second developer The replacement of the developer existing in the stirring area by the developer stirring means 41 is repeatedly performed while the developer moves in the axial direction by a predetermined distance, and the developer is dispersed in the stirring area by the second developer stirring means 41. After the developer is stirred in the circumferential direction without being transported in the axial direction, the developer is returned to the stirring area by the first developer stirring means 40 and transported in the axial direction. The developer introduced into the developer supply / recovery section 32 from the section 33 is in a state where the toner is charged to a state where the toner has an intended charge amount.
Accordingly, the latent image on the latent image carrier 21 is developed in a state where the intended charged developer is supplied to the developer carrier 34 at a uniform toner concentration in the axial direction. In addition to reliably preventing fogging and toner scattering due to poor charging of the toner, the occurrence of image density unevenness in the obtained visible image is reliably prevented, and a high quality image with a good image density and color balance is ensured. can get.
[0045]
In addition, by simply using a rotating member having high developer stirring performance as a developer stirring means, the toner can be quickly brought into an intended charged state (the charge rising characteristic of the toner is made steep). However, according to the developing device having the above-described configuration, the first developer stirring means 40 and the second developer stirring means 41 are provided in a portion where the two developer stirring means 40 and 41 face each other. Each of the peripheral surfaces is rotated so as to move in the forward direction from the upper side to the lower side, and toner is supplied from above the portion where the two developer agitating units 40 and 41 face each other (the toner falls freely). With the structure, the replenishment of the replenishment toner into the developer at the toner replenishment position is accelerated, so that the replenishment toner is uniformly dispersed in the developer, thereby It can be charged in the stirring section 33 in a state having a desired charge quantity of toner reliably.
[0046]
Further, since the developing process is performed in a state that satisfies the specific conditions (a) and (b), the developer is free from unevenness in toner density in the axial direction, in other words, the difference in toner density in the axial direction is extremely small. The image can be supplied to the developing area in a small state, and an image having a uniform image density without uneven image density can be obtained. Further, when the rotation speed R of the developer supply / recovery member 35 is set to 600 rpm or less (condition (b)), the shaft portion is heated when the developer supply / recovery unit 35 is rotated at a high speed. Deterioration of the agent can be reliably prevented.
[0047]
As described above, according to the image forming apparatus having the above-described configuration, the toner and the carrier are sufficiently mixed and agitated, and a sufficient charge-up characteristic of the toner can be obtained. Since the developer is supplied to the development area, for example, a developer in which a large amount of toner is consumed and toner replenishment is repeatedly performed by continuously outputting an image having a high printing rate is used, or a high speed, for example, per minute is used. Even when the image forming operation is performed at a process speed at which the number of prints becomes 50 or more, an image having a uniform image density without fog or toner scattering and having image density unevenness can be reliably formed. Can be formed.
[0048]
Further, the second developer agitating means 41 having substantially zero developer carrying capacity in the axial direction is provided on the rear side of the developer supply / recovery section 32, so that the developer supply / recovery section is provided. The stagnation of the developer, which is likely to occur in the vicinity of the communication portion between the developer 32 and the developer stirring section 33, is reliably prevented from occurring, and the developer is smoothly circulated and conveyed. The toner can be supplied to the developer carrier 34 with a uniform toner density, and a uniform image without uneven image density can be formed.
[0049]
As described above, a preferred embodiment of the present invention has been described. In the developing device of the present invention, the first developer stirring unit 40 and the second developer stirring unit 41 provided in the developer stirring unit 33 include: In any case, the configuration is not limited to the above configuration, and the first developer stirring unit 40 has a configuration in which the developer transporting ability in the axial direction is the same as that of the developer supply and collection unit 35. If the second developer stirring means 41 has a configuration in which the transporting ability of the developer in the axial direction is substantially zero, a practically sufficient effect can be obtained.
[0050]
For example, the first developer stirring means 40 may be configured by a rotating member having a configuration shown in FIGS.
More specifically, each of the rotating members 50B, 50C, and 90 shown in FIGS. 7 to 9 has a sufficient developer conveyance required to prevent the occurrence of uneven toner concentration in the axial direction. It is said that it has high ability and has high developer stirring ability.
[0051]
The rotating member 50B shown in FIG. 7 has a main stirring member 54 formed of a spiral blade member spirally extending at a pitch p of a uniform size in the axial direction over the entire outer peripheral surface of the shaft member 53. In addition, an auxiliary stirring member 55 composed of a rod-shaped or plate-shaped vertical blade member extending radially outward on the outer peripheral surface of the shaft member 53 is provided, for example, one at each screw pitch P. is there. In this example, the auxiliary stirring member 55 is disposed at a central position in the rotation axis direction between the screw pitches of the main stirring member 54.
[0052]
The rotating member 50C shown in FIG. 8 includes a stirring member 57 made of a spiral blade member formed to extend spirally at a predetermined pitch p in the axial direction over the entire outer peripheral surface of the shaft member 56. And a cutout 58 extending through the outer periphery of the stirring member 57 in the axial direction. In this example, the cutout portions 58 are formed at four positions per screw pitch, for example, at positions spaced apart from each other at equal intervals in the circumferential direction.
[0053]
The rotating member 90 shown in FIG. 9 has a main stirring member 92 formed of a spiral blade member formed to extend spirally at a uniform pitch p in the axial direction over the entire outer peripheral surface of the shaft member 91. In addition, an auxiliary stirring member 93 made of a plate-like rib member is provided on the outer peripheral edge of the main stirring member 92 so as to extend in the axial direction. In this example, two auxiliary stirring members 93 are provided at positions facing each other with the shaft member 91 interposed therebetween.
[0054]
According to the developing device in which the first developer stirring means 40 is configured by the rotating members 50B, 50C, and 90 as described above, basically, a sufficiently large developer conveying speed can be obtained, and The occurrence of uneven toner concentration in the axial direction of the developer supplied to the developer carrier is prevented, and a sufficient charge-up characteristic of the toner is obtained more reliably, and problems such as toner scattering, fogging, and image density unevenness are reduced. Is reliably prevented from occurring.
[0055]
Further, as shown in FIG. 10, for example, each of the four flat plate-like blade members 61, 61, 61, 61 is provided on the outer peripheral surface of the shaft member 62. It may be configured by a cross paddle-shaped rotating member 60 provided so as to extend radially outward at positions spaced at equal intervals in the circumferential direction on the outer peripheral surface.
[0056]
In the present invention, at least the second developer stirring means 41 is preferably as high as possible in terms of the developer stirring ability, from the viewpoint that sufficient charge rising characteristics of the toner can be reliably obtained.
[0057]
FIGS. 11 and 12 are perspective views showing a more preferable configuration example of the rotating member used as the second developer stirring means 41 in the developing device of the present invention.
[0058]
In a rotating member 70 shown in FIG. 11, a plurality of (for example, four) plate-shaped rib members 71 extending in the axial direction parallel to each other are fixed to disk-shaped flange members 72, 72 at both ends. And a plurality of elliptical plate-like stirring members 73 are supported by the rib members 71 in a state in which the stirring members 73 are inclined in the same direction with respect to the rotation center axis of the frame 70A. Each stirring member 73 is provided at regular intervals at an arrangement pitch p of a predetermined size.
The rotating member 70 is provided such that a shaft member (not shown) extending outward in the axial direction is provided on each of the flange members 72, 72 and is rotatably supported by the housing 31 of the developing device. When the developer in the developer agitating section 33 is conveyed in the axial direction by the first developer agitating means 40 by being rotated about the member, the elliptic plate-like agitating member 73 functioning as a main agitating member is provided. , And is stirred in the circumferential direction by the rib member 71 as an auxiliary stirring member.
[0059]
A rotating member 80 shown in FIG. 12 includes a shaft member 81 extending in the rotation axis direction, two disc-shaped flange members 82 and 82 for holding the shaft member 81, and a flange member 82 and 82. A plate-shaped rib member 83, which is provided fixedly and extends in the axial direction along the shaft member 81, and a rib member 83 in a state where the shaft member 81 penetrates along a plane perpendicular to the shaft member 81. It is constituted by a plurality of plate-like main stirring members 84 supported and provided.
Each of the main stirring members 84 is a disk-shaped member having a cutout portion 84A having a central angle of a predetermined size, and the cutout portions 84A, 84A of the two adjacent main stirring members 84, 84 are formed. The shaft members 81 are provided at positions spaced at equal intervals at an arrangement pitch p of a predetermined size in the axial direction so as to be located at peripheral edge positions in the opposite direction of the shaft member 81.
[0060]
When the second developer stirring means 41 is constituted by the rotating members 70 and 80 as described above, the size of the area of the main stirring members 73 and 84 in contact with the developer, the size of the two adjacent main stirring members Of the separation distance (pitch) p with respect to the axial direction, the size of the areas of the rib members 71 and 83 that come into contact with the developer, and other configurations can be appropriately set according to the purpose.
[0061]
According to the developing device in which the second developer stirring means 41 is constituted by the rotating members 70 and 80 having the auxiliary stirring members 71 and 83 as described above, the above-described functions and effects can be more reliably obtained. In addition, it is possible to reliably prevent fogging and toner scattering due to poor charging of the toner, and to ensure that image density unevenness due to non-uniformity of the toner density in the axial direction of the developer supplied to the developer carrier is generated. Is prevented.
Therefore, according to the image forming apparatus provided with such a developing device, the developer charged to a state in which the toner has a desired charge amount with sufficient stirring is applied to the developer carrier 34 in the axial direction. Is supplied at a uniform toner concentration, and the latent image on the latent image carrier 21 is developed, so that problems such as toner scattering, fogging, and image density unevenness are reliably prevented, and an image with high image quality is obtained. Is surely obtained.
[0062]
In the above, the case where the present invention is applied to an image forming apparatus for forming a color image including a plurality of toner image forming units has been described. However, the present invention is not limited to the image forming apparatus having such a configuration. The present invention can be effectively applied to various configurations. For example, even when the present invention is applied to an image forming apparatus for forming a monochrome image, the above operation and effect are not reduced.
[0063]
<Second embodiment>
The image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention includes a toner recycling unit that collects the toner removed by the latent image carrier cleaning unit into the toner image forming unit and reuses the toner.
FIG. 13 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of another example of the image forming apparatus of the present invention.
This image forming apparatus includes a drum-shaped latent image carrier 110 that is rotated. Along the outer peripheral surface of the latent image carrier 110, a charging unit 111, an exposure unit 112, a toner image forming unit 120, a transfer unit The means 113, the separating means 114, and the latent image carrier cleaning means 115 are respectively arranged and arranged in the order of operation with respect to the rotation direction of the latent image carrier 110. A toner recycling unit 130 having a collecting and conveying unit 131 for collecting the toner removed from the latent image carrier 110 into the toner image forming unit 120 is provided. Reference numeral 132 in FIG. 13 denotes a transport unit that transports the toner scraped from the latent image carrier 110 by the latent image carrier cleaning unit 115 in the axial direction of the latent image carrier 110.
For example, as shown in FIG. 14, the basic configuration of the toner image forming unit 120 in this image forming apparatus is the same as that of the toner image forming unit (FIGS. 2 to 4) 30 in the first embodiment. The first developer agitating means 40 and the second developer agitating means 41 on the top plate 31B of the protruding portion 31A of the housing 31 are located above the portion where the first developer agitating means 41 and the second developer agitating means 41 face each other, and the first The toner (hereinafter, referred to as “recycled toner”) collected by the toner recycling unit 130 is supplied to the developer stirring unit 33 at a position upstream of the toner supply opening 31 </ b> C in the developer conveyance direction by the developer stirring unit 40. An opening 133 for mixing recycled toner is formed for mixing.
[0064]
The position where the recycled toner mixing opening 133 is formed satisfies a predetermined order with the formation position of the new toner supply opening 31C by the toner replenishing mechanism in the developer conveying direction in the developer stirring section 33. It is not particularly limited as long as the toner supply opening 31 </ b> C is formed in the developer stirring section 33 at a position 5 to 30 mm upstream from the formation position of the toner supply opening 31 </ b> C. It is practically preferable.
[0065]
The recycled toner is mixed into the developer agitating section 33 in a state where the supply amount is adjusted so that the ratio of the recycled toner to the new toner in the developer (recycled toner ratio) is maintained at 50% by mass or less. You.
[0066]
According to the developing device having the above-described configuration, basically, as described above, in the process in which the developer is transported in the axial direction by the first developer stirring means 40, the transport speed of the developer is not reduced. Since the sufficient mixing and stirring time is secured in the developer stirring section 33, the toner is charged to the state having the expected charge (charge amount) by the mixing and stirring operation of the developer in the developer stirring section 33. In this case, the developer can be supplied to the developer carrier 34 with a uniform toner concentration in the axial direction by the developer supply / recovery means 35, and the opening 133 for mixing the recycled toner is Since it is formed on the upstream side of the toner supply opening 31C in the agent transport direction, the fluidity is poor and the chargeability is low compared to the new toner (it is difficult to charge, Since the mixing and stirring time of the recycled toner can be ensured for a long time, a sufficient charge start-up characteristic can also be obtained for the recycled toner. Therefore, fogging and toner scattering due to poor charging of the toner can be reliably achieved. It is possible to prevent the occurrence of uneven image density in the obtained visible image.
Therefore, according to the image forming apparatus provided with such a developing device, the toner and the carrier are sufficiently mixed and stirred, and a sufficient toner charging start-up characteristic can be obtained. Is supplied to the developing area with a uniform toner concentration. For example, a developer is used in which a large amount of toner is consumed and toner replenishment including recycled toner is repeatedly performed by continuously outputting an image having a high printing rate. Even when the image forming operation is performed at a high speed, for example, at a process speed such that the number of prints per minute is 50 or more, no fogging or toner scattering occurs and the image density unevenness is reduced. A high quality image having no uniform image density can be reliably formed.
[0067]
The embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made.
For example, a specific configuration of a rotating member that constitutes a developer supply / recovery unit, a first developer stirring unit, and a second developer stirring unit, for example, a pitch size of a spiral blade member, a plate-like stirring The size of the arrangement pitch of the members, the size of the mounting angle of the plate-like stirring member with respect to the shaft member or the rotation center axis, the shape and size of the auxiliary stirring member, the number of rotations of the rotation member (the transport speed of the developer in the axial direction) ) And other configurations can be appropriately set according to the purpose.
Further, the first developer stirring means and the second developer stirring means may be configured to be rotated by mutually independent driving mechanisms.
[0068]
Hereinafter, experimental examples performed to confirm the effects of the present invention will be described.
[0069]
[Production of rotating member]
Rotary members (rotary members A to O) used as a developer supply / recovery unit, a first developer stirring unit, and a second developer stirring unit were manufactured.
[0070]
(Rotating member A)
According to the configuration shown in FIG. 5, a helical screw is formed on the outer peripheral surface of the shaft member so that the helical blade member (stirring member) winds upward and to the right (left-handed). A paddle-shaped rotation in which an end region extending over a length of 30 mm on the downstream side in the developer conveyance direction is provided with a stirring member formed of four flat blade members extending radially outward on the outer peripheral surface of the shaft member. Member A was produced. A disk-shaped flange member having an outer diameter of 24 mm was provided at both ends of the rotating member A in a state where the shaft member was inserted. Specific specifications of the rotating member A are as shown below.
Maximum outer diameter (d): 24 mm, length in the rotation axis direction excluding the shaft portion (size of the area where the spiral blade member and the plate-like blade member are provided): 440 mm, outer diameter of the shaft member: 6 mm, spiral Screw pitch (p) of blade member: 30 mm, thickness of spiral blade member: 1 mm
[0071]
(Rotating member B)
In the rotating member A, a rotating member B having the same configuration as that of the rotating member A was prepared, except that the spiral blade member was formed on the outer peripheral surface of the shaft member so as to be wound up left (to the right).
[0072]
(Rotating member C)
According to the configuration shown in FIG. 8, the spiral blade member (stirring member) is formed on the outer peripheral surface of the shaft member so as to wind up to the upper right (left-handed), and a cutout is formed in the outer peripheral edge of the spiral blade member. A spiral screw is formed, and four flat plate-like agitating members extend radially outward from the outer peripheral surface of the shaft member in an end region over a length of 30 mm on the downstream side in the developer conveyance direction by the spiral blade member. A paddle-shaped rotating member C provided so as to extend in the direction was manufactured. A disk-shaped flange member having an outer diameter of 24 mm was provided at both ends of the rotating member C in a state where the shaft member was inserted. Specific specifications of the rotating member C are as follows.
Maximum outer diameter (d): 24 mm, length in the rotation axis direction excluding the shaft portion (size of the area provided with the spiral blade member): 440 mm, outer diameter of the shaft member: 6 mm, screw pitch of the spiral blade member (P): 30 mm, thickness of spiral blade member: 1 mm, radial length of cutout (t): 5 mm, circumferential length of cutout (w): 2 mm, formation location of cutout: 1 pitch Formed at equal intervals at four locations in the circumferential direction
[0073]
(Rotating member D)
According to the configuration shown in FIG. 7, a plurality of plate-like members having a spiral blade member (main stirring member) formed on the outer peripheral surface of the shaft member so as to wind up to the upper right (leftward winding) and extending outward in the radial direction are provided. A spiral screw having a vertical blade member (auxiliary stirring member) is manufactured, and four flat plate-like stirring members form an end region over a length of 30 mm on the downstream side in the developer conveyance direction by the spiral blade member. A paddle-shaped rotating member D provided on the outer peripheral surface of the member so as to extend radially outward was manufactured. A disk-shaped flange member having an outer diameter of 24 mm was provided at both ends of the rotating member D in a state where the shaft member was inserted. Specific specifications of the rotating member D are as follows.
Maximum outer diameter (d): 24 mm, length in the rotation axis direction excluding the shaft portion (size of the area provided with the spiral blade member): 440 mm, outer diameter of the shaft member: 6 mm, screw pitch of the spiral blade member (P): 30 mm, the thickness of the spiral blade member: 1 mm, the arrangement position of the vertical blade member: one for each pitch, arranged at the center position between the pitches of the spiral blade member, the rotation axis direction of the vertical blade member Length (w): 3 mm, radial length (h) of vertical blade member: 8 mm
[0074]
(Rotating member E)
In the rotating member D, the length (w) of the vertical blade member in the rotation axis direction is 12 mm, and four vertical blade members are arranged at equal intervals in the circumferential direction at a pitch of four spiral blade members. A rotating member E having the same configuration as that of the rotating member D except that the rotating member D was disposed at the center position was manufactured.
[0075]
(Rotating member F)
In the rotating member D, the length (w) of the vertical blade member in the rotation axis direction is set to 20 mm, and four vertical blade members are arranged at equal intervals in the circumferential direction at a pitch of four spiral blade members. A rotating member F having the same configuration as that of the rotating member D, except that the rotating member F was arranged at the center position, was manufactured.
[0076]
(Rotating member G)
According to the configuration shown in FIG. 9, a spiral blade member (main stirring member) formed on the outer peripheral surface of the shaft member so as to wind up to the upper right (left-hand winding), and a shaft member at the outer peripheral edge of the spiral blade member Helical screws each having two flat rib members (auxiliary stirring members) extending in the rotation axis direction and formed at positions opposed to each other with the nip therebetween, and transporting the developer by the helical blade members A rotating member G having a paddle-shaped end region having a length of 30 mm on the downstream side in the direction was provided in which four flat stirring members were provided on the outer peripheral surface of the shaft member so as to extend radially outward. A disk-shaped flange member having an outer diameter of 24 mm was provided at both ends of the rotating member G in a state where the shaft member was inserted. Specific specifications of the rotating member G are as follows.
Maximum outer diameter: 24 mm, length in the rotation axis direction excluding the shaft portion (the size of the area where the spiral blade member and the plate-like blade member are provided): 440 mm, outer diameter of the shaft member: 6 mm, of the spiral blade member Screw pitch (p): 30 mm, thickness of spiral blade member: 1 mm, radial length (t) of rib member: 3 mm,
[0077]
(Rotating member H)
In the rotating member G, a rotating member H having the same configuration as that of the rotating member G except that each radial length of the rib member was 5 mm was produced.
[0078]
(Rotating member I)
A rotating member having the same configuration as the rotating member G, except that four rib members are provided at positions on the outer peripheral edge of the spiral blade member at equal intervals in the circumferential direction. I was prepared.
[0079]
(Rotating member J)
According to the configuration shown in FIG. 10, a cross paddle-shaped rotating member J having four flat rib members (stirring members) on the outer peripheral surface of the shaft member was produced. A disk-shaped flange member having an outer diameter of 24 mm was provided at both ends of the rotating member J in a state where the shaft member was inserted. Specific specifications of the rotating member J are as follows.
Maximum outer diameter (d): 24 mm, axial length excluding the shaft portion (axial length of the area provided with the stirring member): 440 mm, outer diameter of the shaft member: 6 mm, radial length of the rib member ( l): 9 mm
[0080]
(Rotating member K)
According to the configuration shown in FIG. 12, a plurality of plate-shaped members (main stirring members) are provided, and four plate-shaped rib members (auxiliary stirring members) are arranged in the outer peripheral edge of the plate members in the circumferential direction. A paddle-shaped rotating member K provided so as to extend in the direction of the rotation axis at a position separated at every interval was produced. A disk-shaped flange member having an outer diameter of 24 mm was provided at both ends of the rotating member K in a state where the shaft member was inserted. Specific specifications of the rotating member K are as shown below.
Maximum outer diameter (d): 24 mm, axial length excluding the shaft part (size of the area provided with the stirring member): 440 mm, outer diameter of the shaft member: 6 mm, arrangement pitch of the plate-like member (p): 25 mm, mounting angle of plate member to shaft member: 90 °, central angle of plate member (angle region of shaft member provided with plate member): 270 °, radial length (t) of rib member: 5 mm
[0081]
(Rotating member L)
According to the configuration shown in FIG. 6, a paddle-shaped rotating member L having a plurality of elliptical plate-shaped members (stirring members) was produced. A disk-shaped flange member having an outer diameter of 24 mm was provided at both ends of the rotating member L in a state where the shaft member was inserted. Specific specifications of the rotating member L are as shown below.
Maximum outer diameter (d): 24 mm, length in the rotation axis direction excluding the shaft portion (size of the area provided with the elliptical plate-shaped member): 440 mm, outer diameter of the shaft member: 6 mm, shaft member of the elliptical plate-shaped member Mounting angle (α): 45 °, arrangement pitch (p) of elliptical plate members: 25 mm
[0082]
(Rotating member M)
According to the configuration shown in FIG. 11, a plurality of elliptical plate members (main stirring members) are provided, and four flat rib members (auxiliary stirring members) are arranged on the outer peripheral edge of the elliptical plate member in the circumferential direction. The paddle-shaped rotating member M provided so as to extend in the direction of the rotation axis at positions spaced apart at equal intervals was produced. A disk-shaped flange member having an outer diameter of 24 mm was provided at both ends of the rotating member M in a state where the shaft member was inserted. Specific specifications of the rotating member M are as shown below. Maximum outer diameter (d): 24 mm, length in the rotation axis direction excluding the shaft portion (size of the area provided with the elliptical plate-shaped member): 440 mm, outer diameter of the shaft member: 6 mm, shaft member of the elliptical plate-shaped member Mounting angle (α) to 45 °, arrangement pitch (p) of elliptical plate-like members: 25 mm, radial length (t) of rib members: 3 mm
[0083]
(Rotating member N)
According to the configuration shown in FIG. 15, a plurality of semi-ellipses provided along each of the first and second stirring member arrangement level planes inclined in different directions with respect to a plane perpendicular to the shaft member (151). A rotating member N having a first stirring member (152A) group and a second stirring member (152B) group made of plates was manufactured. A disk-shaped flange member (153) having an outer diameter of 24 mm was provided at both ends of the rotating member N with the shaft member inserted therethrough. Specific specifications of the rotating member N are as shown below.
Maximum outer diameter (d): 24 mm, length in the rotation axis direction excluding the shaft portion (size of the area provided with the stirring member): 440 mm, outer diameter of the shaft member: 6 mm, shaft member of the first stirring member group Mounting angle (α1) to the shaft member: 45 °, mounting angle (α2) to the shaft member of the second stirring member group: 45 °, arrangement pitch (p) of the stirring members: 25 mm
[0084]
(Rotating member O)
In the rotating member N, four flat plate-like rib members (auxiliary stirring members) each having a radial length of 3 mm are formed in a circumferential direction at an outer peripheral edge formed by the first stirring member and the second stirring member. On the other hand, a rotating member O having the same configuration as that of the rotating member N except that the rotating member N was provided so as to extend in the rotation axis direction at positions spaced at equal intervals was manufactured.
[0085]
<Experimental example 1>
[Production of developing device]
According to the present invention, the developer supply / recovery means, the first developer stirring means, and the second developer stirring means are constituted by rotating members selected according to Table 1 below according to the configuration shown in FIGS. Developing devices 1 to 7 were produced.
Further, the first developer stirring means and the second developer stirring means selected according to the following Table 1 are rotated so that the respective peripheral surfaces move in the forward direction from below to above in the portions facing each other. A comparative developing device 8 set as described above was manufactured.
Further, as shown in FIG. 16, except for not having the second developer stirring means, it has the same configuration as that shown in FIG. Developing devices 9 to 18 for comparison were prepared in which means were constituted by rotating members selected according to the combinations shown in Table 1 below.
[0086]
The developing sleeve constituting the developer carrier has an outer diameter of 30 mm and an axial length of 330 mm.
The formation positions of the toner supply openings in the developing devices 1 to 7 and the comparative developing device 8 according to the present invention are located at positions above the portions where the first developer stirring means and the second developer stirring means face each other. The position is 15 mm downstream from the upstream edge in the direction of transport of the developer by the first developer stirring means.
The formation position of the toner supply opening in each of the comparative developing devices 9 to 18 is located above the rear edge portion of the first developer stirring unit, and the development by the first developer stirring unit is performed. This is a position 15 mm downstream from the upstream edge in the transport direction of the agent.
[0087]
As the developer, a two-component developer having a toner concentration of 7% by mass is used for each of the developers related to the yellow toner, the magenta toner, the cyan toner, and the black toner. 7 and 7 were filled with 1100 g of developer, and the developing devices 9 to 18 were filled with 750 g of developer.
As for the toner, any of the yellow toner, the magenta toner, the cyan toner and the black toner has a volume average particle diameter of 4.5 ± 0.15 μm, a standard deviation (a) of particle diameter distribution and an average particle diameter (b). The polymerized toner of each color having a CV value [a / b × 100%] of 18 ± 2% is obtained by adding 0.8% by mass of silica having a large particle size, 0.2% by mass of silica having a small particle size and titania having a large particle size. An externally added 0.2 mass%, small particle size titania 0.4 mass%, and calcium stearate 0.05 mass% was used.
As the carrier, any of the developers related to the yellow toner, the magenta toner, the cyan toner, and the black toner has a volume average particle diameter of 25 μm and a ferrite particle having a saturation magnetization of 60 emu / g. What was coated in a state where the coating amount with respect to the particles was 3% by mass was used.
[0088]
Each of the developing devices 1 to 7 and the comparative developing devices 8 to 18 according to the present invention is mounted on an appropriate single drive, and a developer supply / recovery unit, a first developer stirring unit, and a second developer stirring unit The rotation speed of each of the means was set to 400 rpm, and the amount of developer movement in the developer supply / recovery section was measured. The results are shown in Table 1 below.
The measurement of the amount of developer movement is performed by driving only the developer supply / recovery means, the first developer stirring means and the second developer agitation means without driving the developing sleeve, and A developer outlet was provided on the bottom surface of the developing device housing, and the weight of the developer discharged per unit time from the developer outlet was measured.
[0089]
[Table 1]
Figure 2004326034
[0090]
(Image forming apparatus)
According to the configuration shown in FIG. 1, image forming apparatuses 1 to 18 for forming a color image on which each of the developing apparatuses 1 to 7 according to the present invention and the developing apparatuses 8 to 18 for comparison are mounted are manufactured. An output test was performed under the following image forming conditions. The image forming conditions were set the same for each of the toner image forming units for each color toner image.
[0091]
<Image forming conditions>
Process speed (V): 220 mm / sec (the number of images output per minute is 50)
・ Rotating speed of developer supply / recovery means: 400 rpm
Rotation speed of first developer stirring means: 400 rpm
Rotation speed of second developer stirring means: 400 rpm
The number of rotations of the developing sleeve is adjusted within the range of 210 to 280 rpm, and the toner adhesion amount (M) per unit area on the latent image carrier is 0.4 mg / cm.2It became the state which becomes.
-The closest distance between the photoconductor and the developing sleeve (developing gap): 0.3 mm
Developing bias: an AC bias (AC) component superimposed on a DC bias component (DC),
AC bias component; Vac = 1 kVpp, fac = 5 kHz, waveform = sine wave
DC bias component: Control was performed so that Vdc = VL-500 V according to the detection result of the surface potential VL of the maximum exposed portion of the photoconductor.
・ Amount of developer transported by the developing sleeve: 25 ± 2 mg / cm2
-Width of magnetic brush formation in the axial direction of the developing sleeve: 320 mm
Toner replenishment control: a toner concentration sensor (magnetic permeability sensor) is provided at a position 80 mm upstream from the downstream edge in the developer conveyance direction by the developer supply / recovery means, and the toner replenishment motor is operated in accordance with the detection result. Controlled.
Toner supply speed: up to 30 g / min
・ Photoconductor surface potential:
Maximum exposure part potential (VL): -50V to -100V
Charging potential (unexposed portion potential) (VH): Controlled to a state where VH = Vdc-150 V according to the set value of the DC bias component in the developing bias
[0092]
The image output test is performed by repeating the following image output of (1) to (6) four times (total A4 × 2000 sheets), whether or not a character / line pattern is fogged, whether or not a character is scattered, and an image of a solid pattern. The occurrence of uneven density was evaluated based on the following evaluation criteria. The results are shown in Table 2 below.
(1) A procedure of continuously outputting 50 sheets of cyan (C) monochromatic character / line + halftone (10 steps) pattern (printing ratio 30%).
(2) A procedure for outputting 150 continuous cyan (C) solid patterns (printing ratio 80%).
(3) A procedure for continuously outputting 50 sheets of cyan (C) monochromatic character / line pattern (printing rate 7%).
(4) A procedure for continuously outputting 50 sheets of red (magenta (M) + cyan (C)) monochromatic character / line + halftone (10 steps) pattern (print rate 30% for both M and C).
(5) A procedure in which 150 sheets of red (magenta (M) + cyan (C)) single color solid patterns (both magenta (M) and cyan (C) printing rates of 80%) are continuously output.
(6) A procedure of continuously outputting 50 red / magenta (M) + cyan (C) single-color character / line patterns (print rate 7%).
[0093]
<Evaluation criteria>
(B) Image fog:
Image fog was measured by measuring the relative reflection density of a white background of a character / line pattern when the reflection density of an unused paper was set to 0, and when the relative reflection density was 0.004 or less, "O" The case where the reflection density exceeded 0.004 and 0.006 or less was evaluated as “Δ”, and the case where the relative reflection density exceeded 0.006 was evaluated as “×”.
[0094]
(B) Character scattering:
The character scattering was evaluated by evaluating the sharpness of the character outline and the degree of bleeding of the character when the character "bell" of four points was enlarged and observed.
When the space of the character "Bell" is clear and the outline of the character is clear and the toner around the character is extremely small, "○" indicates that the space of the character "Bell" is slightly broken. (Slightly occupied by toner scattering), but the amount of toner spilling around the character is small. "△", the space of the "bell" character is crushed (filled with toner spill), and the character A case where the toner was scattered in the peripheral portion and the outline of the character was blurred was marked "x".
[0095]
(C) Image density unevenness:
The image density unevenness was evaluated based on color differences (distance in L * a * b * space) at nine arbitrary positions in a page of a cyan monochromatic solid pattern or a red monochromatic solid pattern. "O" indicates that the color difference at 9 locations for the cyan monochromatic solid pattern is 3 or less and the color difference at 9 locations for the red monochromatic solid pattern is 7 or less, and 9 locations for the cyan monochromatic solid pattern Is greater than 3 and less than or equal to 5 and the color difference at 9 locations for the solid red monochromatic pattern is 7 or less, or the color difference at 9 locations for the solid monochromatic cyan pattern is 3 or less. In addition, “色” indicates that the color difference at nine locations for the solid monochromatic red pattern exceeds 7 and is 9 or less, “△” indicates that the color difference at nine locations for the cyan monochromatic solid pattern exceeds 3, and The case where the color difference at nine locations of the solid pattern exceeded 9 was rated “x”.
[0096]
(D) In-flight dirt:
The in-machine stain was evaluated by removing the developing device after the completion of the image output test and visually observing the state of the stain near the developing device mounting portion.
In the case where no in-machine dirt is recognized, or in the case where only a very small amount of dirt is observed only in the developing device mounting portion, "○" indicates that in the vicinity of the developing device mounting portion (for example, both end portions, etc.) a slight dirt is observed. Is indicated by “Δ”, and the case where the contamination of the developing device mounting portion is extended to the peripheral portion (for example, the charging device) is indicated by “×”.
[0097]
[Table 2]
Figure 2004326034
[0098]
<Experimental example 2>
For each of the image forming apparatuses 1 to 6 used in Experimental Example 1, the rotation speed of the developer supply / recovery unit, the first developer stirring unit, and the second developer stirring unit in the developing device was set to 300 rpm. An image output test was performed in the same manner as in Experimental Example 1 except for the setting. The results are shown in Table 3 below.
[0099]
[Table 3]
Figure 2004326034
[0100]
<Experimental example 3>
[Production of developing device]
In each of the developing devices 1, 3, and 4 according to the present invention and the comparative developing devices 9 to 18 used in Experimental Example 1, 8 mm from the toner supply port in the developer conveyance direction by the first developer stirring means. Developing devices 19 to 21 according to the present invention and comparative developing devices 9 to 18 having the same configuration as the developing devices 1, 3, and 4 except that the opening for mixing the recycled toner is formed at the upstream position. Comparative developing devices 22 to 31 having the same configuration were manufactured.
[0101]
According to the configuration shown in FIG. 14, the image forming apparatuses 19 to 21 for forming a monochrome image having a toner recycling unit, each of which includes the developing apparatuses 19 to 21 according to the present invention and the developing apparatuses 22 to 31 for comparison. 31 were produced. The toner recycling means is configured such that the transport means for transporting the recycled toner to the developing device has a maximum toner transport amount of 30 g / min per unit time.
Then, for each of the image forming apparatuses 19 to 31, the process speed is set to 320 mm / sec (the number of images output per minute is 65), and the developer supply / recovery means, the first developer stirring means, and the Except that the rotation speed of each of the developer agitating means of No. 2 was set according to the conditions shown in Table 4 below, the same (7) was used under the same image forming conditions as the toner image forming unit for the black toner image of Experimental Example 1. ) To (9) are repeated eight times (total A4 x 2,000 sheets). By performing an image output test, it is possible to determine whether or not a character / line pattern is fogged, whether or not a character is scattered, and whether or not an in-machine stain is generated. The presence / absence was evaluated based on the evaluation criteria described above, and the evaluation of the occurrence of unevenness in image density of the solid pattern was performed based on the following evaluation criteria. The results are shown in Table 5 below.
[0102]
(7) A procedure for continuously outputting 50 sheets of a black (BK) monochromatic character / line + halftone (10 steps) pattern (print rate 30%).
(8) A procedure of continuously outputting 150 sheets of a solid pattern of black (BK) monochrome (printing ratio 80%).
(9) A procedure for continuously outputting 50 sheets of black (BK) monochromatic character / line pattern (printing rate 7%).
[0103]
<Evaluation criteria>
The image density unevenness is obtained by measuring the relative reflection densities at nine arbitrary points in the page of the black solid pattern, and the relative reflection densities of the nine points with respect to the black solid pattern are all 1.3 or more. The case where the difference from the minimum value is 0.1 or less is “０．１”, the minimum value of the relative reflection density is 1.2 or more and less than 1.3, and the difference between the maximum value and the minimum value is 0.1. The following cases were evaluated as “Δ”, and the case where the minimum value of the relative reflection density was less than 1.2 or the difference between the maximum value and the minimum value exceeded 0.15 was evaluated as “×”.
[0104]
[Table 4]
Figure 2004326034
[0105]
[Table 5]
Figure 2004326034
[0106]
As is apparent from the above results, according to the image forming apparatus of the present invention, continuous output of an image having a high printing rate allows a large amount of toner consumption and toner replenishment including recycled toner to be repeatedly performed. Even when a developer is used, sufficient charge rising characteristics of the developer can be obtained, and the developer can be supplied to the developer carrier at a uniform toner concentration in the axial direction, so that fogging and character scattering can occur. Further, it was confirmed that the occurrence of image defects such as image density unevenness was surely prevented, and that the occurrence of contamination inside the apparatus due to the scattering of toner was surely prevented, so that a high-quality image could be reliably formed.
On the other hand, in the comparative image forming apparatus, at least one of problems such as image fogging, character scattering, image density unevenness, and in-machine contamination has occurred, and a high-quality image cannot be reliably obtained. It was confirmed that. In particular, in a monochrome image forming apparatus equipped with a toner recycling mechanism (Experimental Example 3), the rotational speed of the rotating member is increased to obtain a sufficient moving speed of the developer, thereby preventing the occurrence of uneven image density in the axial direction. In the case of a configuration that prevents such a situation, the stirring torque was greatly increased, so that the image output test had to be stopped and an output image could not be obtained. When the reason was investigated, it was confirmed that the developer had begun to fuse to the shaft portion.
[0107]
【The invention's effect】
According to the developing device of the present invention, in the process in which the developer is conveyed in the rotation axis direction by one of the developer stirring means, sufficient mixing and stirring time can be obtained in the developer stirring section without reducing the conveyance speed of the developer. In a state where the toner is charged to a state having an expected charge amount by the mixing and stirring operation of the developer in the developer stirring section, the developer is axially moved by the developer supply and recovery unit. On the other hand, the toner is supplied to the developer carrier with a uniform toner concentration, so that fog and toner scattering due to poor charging of the toner can be reliably prevented, and the occurrence of image density unevenness in the obtained visible image can be reliably prevented. Can be prevented.
In addition, the two developer stirring units are rotated so that the respective peripheral surfaces move in the forward direction from above to below in a portion where the two developer stirring units face each other, and the two developer stirring units are rotated. The toner is replenished from above the opposing part of the means, so that the replenishment of the replenishment toner into the developer at the toner replenishment position is accelerated, so that the replenishment toner is uniformly dispersed in the developer. As a result, the toner can be reliably charged in the developer stirring section to a state having an expected charge amount.
[0108]
In addition, since the developer agitating means having substantially zero developer carrying capacity in the rotation axis direction is disposed on the rear side with respect to the developer supply / recovery section, the developer supply / recovery section and the developer agitating means are disposed. The stagnation of the developer, which is likely to occur in the vicinity of the communication portion with the section, is reliably prevented, and the developer is smoothly circulated and conveyed. Thus, a uniform image having no image density unevenness can be formed more reliably.
[0109]
According to the image forming apparatus of the present invention, the developing device is provided with the above-described developing device, and the developing process is performed in a state that satisfies the specific operation setting conditions. Is supplied to the developer carrier at a uniform toner concentration in the rotation axis direction, and the latent image on the latent image carrier is developed. Even when a developer is used in which a large amount of toner is continuously output and a toner replenishment including recycled toner is repeatedly performed, no fogging or toner scattering occurs and the image density is high. A high-quality image having uniform image density without unevenness can be reliably formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an example of an image forming apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view schematically illustrating a configuration of an example of a developing device of the present invention.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view taken along the line AA in the developing device shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a vertical sectional view taken along a line BB in the developing device shown in FIG. 2;
FIG. 5 is a plan view illustrating a configuration example of a rotating member that forms a developer supply / recovery unit and a first developer stirring unit.
FIG. 6 is a perspective view showing an example of a configuration of a rotating member constituting a second developer stirring means.
FIG. 7 is a perspective view showing another configuration example of the rotating member that forms the first developer stirring means.
FIG. 8 is a plan view showing still another configuration example of the rotating member constituting the first developer stirring means.
FIG. 9 is a perspective view showing still another configuration example of the rotating member constituting the first developer stirring means.
FIG. 10 is a perspective view illustrating another configuration example of the rotating member that forms the second developer stirring means.
FIG. 11 is a perspective view showing still another example of the configuration of the rotating member constituting the second developer stirring means.
FIG. 12 is a perspective view showing still another configuration example of the rotating member that forms the second developer stirring means.
FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of another example of the image forming apparatus of the present invention.
FIG. 14 is a partial cross-sectional view schematically showing the configuration of another example of the developing device of the present invention.
FIG. 15 is a perspective view showing a configuration example of a rotating member used in an experimental example.
FIG. 16 is an explanatory view schematically showing the configuration of a developing device for comparison used in an experimental example, in which (a) is a partial cross-sectional view, (b) is a longitudinal cross-sectional view taken along the line aa in (a), (C) is a longitudinal sectional view of the bb section in (A).
[Explanation of symbols]
10 Intermediate transfer body (intermediate transfer belt)
11, 12, 13, 14 Support roller
20Y, 20M, 20C, 20K Toner image forming unit
21 Latent image carrier
22 Charging means
23 Exposure means
24 Primary transfer mechanism
25 Latent image carrier cleaning means
26 Secondary transfer mechanism
30 Toner image forming means
31 Housing
31A Projection
31B Top panel
31C Toner supply opening
32 Developer supply / recovery section
33 Developer stirring section
34 Developer Carrier
35 Developer Supply / Recovery Means
36 Shaft member
37 Stirring member
38 Rotating member
39 Developer regulating member
40 First developer stirring means
41 Second developer stirring means
42 stirrer
43 Shaft member
45 Rotating member
P transfer material
50B, 50C Rotating member
53, 56 Shaft member
57 Stirring member
54 Main stirring member
55 auxiliary stirring member
58 Notch
60, 70, 80, 90 rotating member
61 Blade member
62, 81, 91 shaft member
70A frame
71, 83 Rib member
72, 82 Flange member
73 Stirring member
84, 92 Main stirring member
84A Notch
93 Auxiliary stirring member
110 latent image carrier
111 charging means
112 Exposure means
113 transfer means
114 separation means
115 Latent Image Carrier Cleaning Means
120 toner image forming means
130 Toner recycling means
131 Collection / transportation means
132 Conveying means
133 Opening for mixing recycled toner
150 rotating member
151 shaft member
152A first stirring member
152B Second stirring member
153 Flange member

Claims (10)

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のいずれか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逆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と同等のものであり、他方の現像剤撹拌手段は、回転軸方向に対する現像剤搬送能力が実質的に零であるものであり、
当該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ることを特徴とする現像装置。A housing in which a developer supply / recovery section and a developer stirring section which form a circulating transport path of a two-component developer composed of a toner and a carrier in communication with each other are formed side by side in the front-rear direction; A developer carrying member provided so as to face the latent image carrier at a front side portion via a developing area; and a developer carrying member facing the developer carrying member at a rear side portion of the developer supply / recovery section. A developer supply / recovery unit which is provided so as to extend along the rotation axis direction of the body and which is rotated and conveys the developer in the rotation axis direction; And two developer stirring means provided side by side in the front-rear direction so as to extend along the rotation axis direction of the collection means,
In the housing, a toner supply opening is provided at a position above the portion where the two developer stirring units in the developer stirring unit are opposed to each other and on the upstream side in the developer conveying direction in the developer stirring unit. Is formed,
One of the two developer agitating units in the developer agitating unit transports the developer in a direction opposite to that of the developer supply / recovery unit, and has a developer transport capacity in the rotation axis direction. Are equivalent to the developer supply / recovery means, and the other developer agitating means has a developer conveyance capacity of substantially zero in the rotation axis direction,
The two developer stirring units are characterized in that the two developer stirring units are rotated so that their respective peripheral surfaces are moved in a forward direction from above to below at portions facing each other. Developing device. 現像剤撹拌部においては、回転軸方向に対する現像剤搬送能力が実質的に零である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。In the developer agitating section, the other developer agitating means having substantially zero developer carrying capacity in the rotation axis direction is provided on the rear side with respect to the developer supply / recovery section. Item 2. The developing device according to Item 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、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、
現像剤供給回収手段は、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ものよりなり、
第１の現像剤撹拌手段は、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、現像剤を撹拌しながら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、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と同等のものであり、
第２の現像剤撹拌手段は、複数の板状の撹拌部材が、当該撹拌部材の各々に軸部材が貫通する状態で、当該軸部材に対して互いに同方向に傾斜して設けられてなり、回転軸方向に対する現像剤搬送能力が実質的に零であるものであり、
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ることを特徴とする現像装置。A housing in which a developer supply / recovery section and a developer agitating section which form a circulating transport path of a two-component developer composed of a toner and a carrier in communication with each other are formed in the front-rear direction; A developer carrying member provided so as to face a latent image carrier at a front side portion with a developing area therebetween, and a developer carrying member facing the developer carrying body at a rear side portion of the developer supply / recovery section; A developer supply / recovery unit which is provided so as to extend along the rotation axis direction of the body and which is rotated and conveys the developer in the rotation axis direction; A first developer stirring means and a second developer stirring means provided in the front-rear direction so as to extend along the rotation axis direction of the collection means,
In the housing, a toner supply opening is provided at a position above the portion where the two developer stirring units in the developer stirring unit are opposed to each other and on the upstream side in the developer conveying direction in the developer stirring unit. Is formed,
The developer supply / recovery means includes a stirring member that spirally extends in the rotation axis direction over the entire outer peripheral surface of the shaft member,
The first developer stirring means includes a stirring member spirally extending in the rotation axis direction over the entire outer peripheral surface of the shaft member, and agitates the developer in a direction opposite to the developer supply / recovery means. Transport, the developer transport capability in the rotation axis direction is equivalent to the developer supply and recovery means,
The second developer stirring means is provided with a plurality of plate-shaped stirring members, which are inclined in the same direction with respect to the shaft members in a state where the shaft members penetrate each of the stirring members, The developer conveyance capacity in the direction of the rotation axis is substantially zero,
The first developer stirring means and the second developer stirring means are arranged such that, at a portion where the two developer stirring means face each other, respective peripheral surfaces are moved in a forward direction from above to below. A developing device that is rotated. 現像剤撹拌部においては、軸方向に対する現像剤搬送能力が実質的に零である第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。In the developer agitating section, a second developer agitating means having substantially zero developer carrying capacity in the axial direction is provided on the rear side with respect to the developer supply / recovery section. Item 4. The developing device according to Item 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、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、
現像剤供給回収手段は、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ものよりなり、
第１の現像剤撹拌手段は、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、現像剤を撹拌しながら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、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と同等のものであり、
第２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実質的に零であるものであり、
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ることを特徴とする現像装置。A housing in which a developer supply / recovery section and a developer agitating section which form a circulating transport path of a two-component developer composed of a toner and a carrier in communication with each other are formed in the front-rear direction; A developer carrying member provided so as to face a latent image carrier at a front side portion with a developing area therebetween, and a developer carrying member facing the developer carrying body at a rear side portion of the developer supply / recovery section; A developer supply / recovery unit which is provided so as to extend along the rotation axis direction of the body and which is rotated and conveys the developer in the rotation axis direction; A first developer stirring means and a second developer stirring means provided in the front-rear direction so as to extend along the rotation axis direction of the collection means,
In the housing, a toner supply opening is provided at a position above the portion where the two developer stirring units in the developer stirring unit are opposed to each other and on the upstream side in the developer conveying direction in the developer stirring unit. Is formed,
The developer supply / recovery means includes a stirring member that spirally extends in the rotation axis direction over the entire outer peripheral surface of the shaft member,
The first developer stirring means includes a stirring member spirally extending in the rotation axis direction over the entire outer peripheral surface of the shaft member, and agitates the developer in a direction opposite to the developer supply / recovery means. Transport, the developer transport capability in the rotation axis direction is equivalent to the developer supply and recovery means,
The second developer stirring means includes a stirring member formed of a rib provided on the outer peripheral surface of the shaft member or at a position radially separated from the shaft member so as to extend along the rotation axis direction. And the developer transport capacity in the rotation axis direction is substantially zero,
The first developer stirring means and the second developer stirring means are arranged such that, at a portion where the two developer stirring means face each other, respective peripheral surfaces are moved in a forward direction from above to below. A developing device that is rotated. 現像剤撹拌部においては、回転軸方向に対する現像剤搬送能力が実質的に零である第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。In the developer agitating section, a second developer agitating means having substantially zero developer carrying capacity in the rotation axis direction is provided on the rear side with respect to the developer supply / recovery section. The developing device according to claim 5. 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。In the developer supply / recovery section, the peripheral surfaces of both the developer carrier and the developer supply / recovery unit are moved in opposite directions to each other at a portion where the developer carrier and the developer supply / recovery unit oppose each other. The developing device according to claim 1, wherein: 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。A two-component developer comprising a toner having a volume average particle diameter of 3 to 5 μm and a carrier having a volume average particle diameter of 5 × Dt to 10 × Dt when the volume average particle diameter of the toner is Dt [μm]. The developing device according to claim 1, wherein the developing device is used. 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 ≦ ６００2. An image forming apparatus comprising: a latent image carrier; and a toner image forming unit that develops an electrostatic latent image formed on the latent image carrier to form a toner image. A developing device according to any one of claims 1 to 8,
The moving speed of the latent image carrier is V [mm / sec], the maximum amount of toner image formed on the latent image carrier per unit area is M [mg / cm 2 ], and the latent image carrier is formed on the latent image carrier. The maximum width of the toner image to be formed in the direction orthogonal to the moving direction of the latent image carrier is L [mm], the amount of developer movement in the rotation axis direction by the developer supply / recovery means is W [g / sec], An image forming apparatus characterized by satisfying the following conditions (a) and (b) when the number of rotations of the supply / recovery means is R [rpm].
(Condition a) W ≧ M × V × L / 1000
(Condition b) R ≦ 600 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、この転写手段による転写領域を通過して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。A latent image carrier, toner image forming means for developing a latent image formed on the latent image carrier to form a toner image, and a transfer material or intermediate transfer member for transferring the toner image on the latent image carrier Transfer means for transferring the toner on the latent image carrier, and cleaning means for removing the toner remaining on the latent image carrier after passing through the transfer area by the transfer means; and collecting the toner removed from the latent image carrier into the toner image forming means. An image forming apparatus having a toner recycling unit for reusing
The toner image forming means comprises the developing device according to any one of claims 1 to 8,
In the housing constituting the developing device, the two developer stirring means are located above the portion facing each other and upstream of the toner supply opening with respect to the developer conveying direction in the developer stirring section. An image forming apparatus, wherein an opening for mixing recycled toner is formed at a location to mix the toner collected by the toner recycling means into a developer stirring section.
JP2003124176A 2003-04-28 2003-04-28 Developing device and image forming apparatus Expired - Fee Related JP4155090B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003124176A JP4155090B2 (en) 2003-04-28 2003-04-28 Developing device and image forming apparatus
US10/802,807 US7251440B2 (en) 2003-04-28 2004-03-18 Development apparatus and image formation apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003124176A JP4155090B2 (en) 2003-04-28 2003-04-28 Developing device and image forming apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004326034A true JP2004326034A (en) 2004-11-18
JP4155090B2 JP4155090B2 (en) 2008-09-24

Family

ID=33501855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003124176A Expired - Fee Related JP4155090B2 (en) 2003-04-28 2003-04-28 Developing device and image forming apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4155090B2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008020625A (en) * 2006-07-12 2008-01-31 Sharp Corp Developing device and image forming apparatus
JP2011007922A (en) * 2009-06-24 2011-01-13 Konica Minolta Business Technologies Inc Developing device and image forming apparatus
EP2607956A1 (en) 2011-12-19 2013-06-26 Samsung Electronics Co., Ltd Magnetic carrier, two-component developer, replenishing developer, and method of forming image
JP2013160992A (en) * 2012-02-07 2013-08-19 Ricoh Co Ltd Toner supply device and image forming device
JP2016133543A (en) * 2015-01-16 2016-07-25 コニカミノルタ株式会社 Developing device
JP2020020964A (en) * 2018-07-31 2020-02-06 キヤノン株式会社 Conveying screw, and developing device

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008020625A (en) * 2006-07-12 2008-01-31 Sharp Corp Developing device and image forming apparatus
JP2011007922A (en) * 2009-06-24 2011-01-13 Konica Minolta Business Technologies Inc Developing device and image forming apparatus
EP2607956A1 (en) 2011-12-19 2013-06-26 Samsung Electronics Co., Ltd Magnetic carrier, two-component developer, replenishing developer, and method of forming image
KR20130071371A (en) 2011-12-19 2013-06-28 삼성전자주식회사 Magnetic carrier, two-component developing agent, make-up developing agent, and method for forming image
JP2013160992A (en) * 2012-02-07 2013-08-19 Ricoh Co Ltd Toner supply device and image forming device
JP2016133543A (en) * 2015-01-16 2016-07-25 コニカミノルタ株式会社 Developing device
JP2020020964A (en) * 2018-07-31 2020-02-06 キヤノン株式会社 Conveying screw, and developing device
JP7146508B2 (en) 2018-07-31 2022-10-04 キヤノン株式会社 developing device

Also Published As

Publication number Publication date
JP4155090B2 (en) 2008-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7251440B2 (en) Development apparatus and image formation apparatus
JP4225135B2 (en) Developing device and image forming apparatus
JP4155089B2 (en) Developing device and image forming apparatus
JP2005345858A (en) Development device and image-forming apparatus
JPH11212345A (en) Developing device
JP4155090B2 (en) Developing device and image forming apparatus
JP5622076B2 (en) Image forming apparatus
JP2004326035A (en) Developing device and image forming apparatus
JP2006220698A (en) Developing device and image forming apparatus
JP5463756B2 (en) Developing device and image forming apparatus
JP2003255682A (en) Image forming apparatus
JP3846465B2 (en) Developing device and image forming apparatus
EP3136180B1 (en) Developing device
JP2006072076A (en) Developing device and image forming apparatus
JP2006047456A (en) Developing device and image forming apparatus
JP3846466B2 (en) Developing device and image forming apparatus
JP5448641B2 (en) Development device
JP3846467B2 (en) Developing device and image forming apparatus
JP5709454B2 (en) Development device
JP4292976B2 (en) Developing device and image forming apparatus
JP5709455B2 (en) Development device
JP4423890B2 (en) Developing device and image forming apparatus
JP2006058609A (en) Developing device and image forming apparatus
JP2005164999A (en) Developing device and image forming apparatus
JP2005338542A (en) Developing device and image forming apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051128

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080522

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080617

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080630

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110718

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4155090

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120718

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120718

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130718

Year of fee payment: 5

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees