JP3600939B2 - 画像形成機 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、像担持手段上に形成された静電潜像をトナー像に現像するための現像手段を具備する画像形成機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、印刷機及びファクシミリの如き画像形成機として、像担持手段上に静電潜像を形成し、かかる静電潜像をトナー像に現像し、そしてトナー像をシート部材に転写する形態の画像形成機が広く実用に供されている。かかる画像形成機は、像担持手段に加えて、像担持手段上に静電潜像を形成するための静電潜像形成手段、像担持手段上の静電潜像をトナー像に現像するための現像手段、像担持手段上のトナー像をシート部材上に転写するための転写手段、及び像担持手段上のトナー像をシート部材上に転写した後に像担持手段上に残留するトナーを像担持手段上から除去するためのクリーニング手段を具備する。更に、クリーニング手段によって像担持手段から除去されたトナーを現像手段にリサイクルせしめるためのトナーリサイクル手段を配設することも既に提案され実用に供されている。トナーリサイクル手段を備えた画像形成機については、例えば特開昭５５−１０１９７９号公報、特開昭６３−８６８２号公報、特開昭６３−２９７７６号公報又は米国特許第４，７６８、０５５号を参照されたい。
【０００３】
現像手段は、一般に、トナーとキャリア粒子とから成る現像剤を収容する現像容器と、現像容器内の現像剤を像担持手段上に適用するための現像剤適用手段と、現像容器内にトナーを補給するためのトナー補給手段と、現像容器内に収容されている現像剤中のトナー濃度（即ち現像剤の重量ＤＷに対するトナーの重量ＴＷの割合ＴＷ／ＤＷ）を検出するためのトナー濃度検出手段と、トナー補給手段の作動を制御するためのトナー補給制御手段とを含んでいる。トナー補給制御手段は、トナー濃度検出手段の検出値と閾値と比較してトナー補給手段を制御する。通常、トナー濃度検出手段は現像剤の透磁率に応じて出力電圧が変化する透磁率検出器から構成されており、トナー濃度が低下すると出力電圧が上昇する。閾値は電圧値である。トナー濃度検出手段の検出値が示すトナー濃度が閾値が示すトナー濃度を越えている、従って透磁率検出器の出力電圧が閾値に達しない場合には、トナー補給手段は非作動状態にせしめられているが、トナー濃度検出手段の検出値が示すトナー濃度が閾値が示すトナー濃度以下になる、従って透磁率検出器の出力電圧が閾値以上になると、トナー補給手段は作動状態にせしめられる。
【０００４】
トナーリサイクル手段が装備されている場合、トナー補給手段は、新しいトナーを収容した新トナー収容手段と、トナーリサイクル手段によってリサイクルされるリサイクルトナーを受け入れるリサイクルトナー受入室と、新トナー収容手段から送給される新しいトナーとリサイクルトナー受入室から送給されるトナーとを混合するためのトナー混合室と、リサイクルトナー受入室内のリサイクルトナーを混合室に送給するためのリサイクルトナー送り込み手段と、混合室内のトナーを現像容器内に搬入するトナー搬入手段とを含んでいる。
【０００５】
トナー補給手段のトナー搬入手段はトナー補給用電動モータを含み、トナー補給手段が作動状態にせしめられると、通常、トナー補給用電動モータが所定間隔をおいて所定時間だけ繰り返し付勢される。
【０００６】
現像手段における現像容器内には、搬送・攪拌手段が配設されている。典型例においては、現像容器内には幅方向に並列して延在する上流側経路と下流側経路とから成る循環経路が規定されており、かかる上流側経路と下流側経路とは幅方向両端部において相互に連通せしめられている。搬送・攪拌手段は、上流側経路に配設された上流側搬送・攪拌機構と下流側経路に配設された下流側搬送・攪拌機構とを含んでいる。上流側搬送・攪拌機構は上流側経路中を幅方向に延びる回転軸とこの回転軸の周表面に配設された螺旋羽根とから構成され、下流側搬送・攪拌機構は下流側経路中を幅方向に延びる回転軸とこの回転軸の周表面に配設された螺旋羽根とから構成されている。現像手段における現像剤適用手段は、下流側経路に沿って幅方向に延びるスリーブ部材を含み、現像剤汲み上げ域において下流側経路に存在する現像剤を汲み上げ、現像作業域において像担持手段上の静電潜像に適用する。現像剤汲み上げ域と現像作業域との間においてスリーブ部材の周表面に保持される現像剤の量を規制する現像剤規制部材も配設されている。スリーブ部材の両端部には、スリーブ部材に沿って円弧上に延びる静止シール部材が配設されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
トナーリサイクル手段を備えた画像形成機においては、通常、リサイクルトナーを直接的に現像容器に送給することなく、リサイクル手段によってリサイクルトナー受入室にリサイクルされたリサイクルトナーを更に混合室に送給すると共に、新トナー収容手段から混合室に新しいトナーを送給し、混合室内においてリサイクルトナーを新しいトナーと混合した後に、現像容器に送給している。然るに、従来の画像形成機においては、混合室内においてリサイクルトナーと新しいトナーとが充分良好に混合されず、夫々別個の層を形成して現像容器内に搬入される傾向がある。
【００１５】
従って、本発明の技術的課題は、トナーリサイクル手段を備えた画像形成機において、トナーリサイクル手段によってリサイクルトナー受入室にリサイクルされたリサイクルトナーを、混合室において新しいトナーと充分良好に混合した後に、現像容器に補給することができるようにせしめることである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記技術的課題を解決する画像形成機として、像担持手段と、該像担持手段上に静電潜像を形成するための静電潜像形成手段と、該像担持手段上の静電潜像をトナー像に現像するための現像手段と、該像担持手段上のトナー像をシート部材上に転写するための転写手段と、該像担持手段上のトナー像をシート部材上に転写した後に該像担持手段上に残留するトナーを該像担持手段上から除去するためのクリーニング手段と、該クリーニング手段によって該像担持手段上から除去されたトナーを該現像手段にリサイクルせしめるためのトナーリサイクル手段とを具備し、
該現像手段は、トナーとキャリア粒子とから成る現像剤を収容する、該像担持手段の幅方向に延在する現像容器と、該現像容器内の現像剤を該像担持手段上に適用するための現像剤適用手段と、該現像容器にトナーを補給するためのトナー補給手段と、該現像容器内に収容されている現像剤中のトナー濃度を検出するためのトナー濃度検出手段と、該トナー濃度検出手段の検出値と閾値と比較して該トナー補給手段の作動を制御するためのトナー補給制御手段とを含み、
該トナー補給手段は、該像担持手段の幅方向に延在する該現像容器の片側に隣接して配置されており、新しいトナーを収容した新トナー収容手段と、該トナーリサイクル手段によってリサイクルされるリサイクルトナーを受け入れるリサイクルトナー受入室と、該新トナー収容手段から送給される新しいトナーと該リサイクルトナー受入室から送給されるトナーとを混合するためのトナー混合室と、該リサイクルトナー受入室内のリサイクルトナーを該混合室に送給するためのリサイクルトナー送り込み手段と、該混合室内のトナーを該現像容器内に搬入するトナー搬入手段とを含む、画像形成機において、
該混合室は上面と片側面と前面とが開放されており、
該新トナー収容手段は該混合室の上方に配置され且つ該混合室の開放された上面に連通せしめられる排出口を有し、該新トナー収容手段内の新しいトナーは該排出口を通して該混合室に落下せしめられ、
該リサイクルトナー送り込み手段は該混合室の開放された該片側面を通して該混合室内にリサイクルトナーを送り込み、
該トナー搬入手段は該混合室の開放された該前面を通して該混合室からトナーを搬出して該現像容器内に搬入する、ことを特徴とする画像形成機が提供される。
【００２３】
好適には、該リサイクルトナー送り込み手段は該混合室の開放された該片側面に沿って延びる回転軸と該回転軸の周表面に配設されたパドル片とから構成されており、該パドル片は該回転軸の周表面から半径方向に且つ該回転軸の周表面を軸線方向に延びている。また、該回転軸は該混合室の開放された該片側面に面した側において該パドル片の半径方向先端縁が下方から上方に移動する方向に回転せしめられる。
【００３５】
【作用】
本発明の画像形成機においては、新しいトナーは混合室の開放された上面を通して混合室内に落下せしめ、リサイクルトナーは混合室の開放された片側面を通して混合室内に送り込む、という独特な構成が採用されており、混合室内においてリサイクルトナーが新しいトナーに充分良好に混合せしめられる。
【００４２】
【実施例】
以下、本発明に従って構成された画像形成機の好適実施例について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００４３】
画像形成機の全体的構成概略
図１を参照して説明すると、画像形成機は矢印４で示す方向に回転せしめられる回転ドラム２を含んでいる。この回転ドラム２の周表面には像担持部材６が配設されている。像担持手段を構成する像担持部材６は適宜の静電感光体から形成することができる。回転ドラム２が矢印４で示す方向に回転せしめられると、像担持部材６は回転ドラム２の周表面によって規定される無端経路を通して移動せしめられ、静電潜像形成域８、現像域１０、転写域１２及びクリーニング域１４を順次に通過せしめられる。静電潜像形成域８においては、コロナ放電器１６の作用によって像担持部材６の表面が特定極性に一様に帯電せしめられ、次いで矢印１８で図式的に示す如く形成すべき画像に対応して像担持部材６に光が照射されて電荷が選択的に消失せしめられ、かくして像担持部材６上に静電潜像が形成される。現像域１０においては、全体を番号２０で示す現像手段の作用によって像担持部材６上の静電潜像にトナーが施され、静電潜像がトナー像に現像される。転写域１２においては、像担持部材６上のトナー像が転写域１２を通して搬送されるシート部材（図示していない）に転写される。この際には、普通紙の如きシート部材の裏面にコロナ放電器２２から転写放電電流が施される。クリーニング域１４においては、全体を番号２４で示すクリーニング手段の作用によって、像担持部材６上から残留トナーが除去される。画像形成機には、像担持部材６上から除去されたトナーをクリーニング手段２４から現像手段２０にリサイクルせしめるトナーリサイクル手段２６（図４）も配設されている。現像手段２０、クリーニング手段２４及びトナーリサイクル手段２６について、以下に更に詳述する。
【００４４】
現像手段の概略
図１と共に図２を参照して説明すると、現像手段２０は現像容器２８を含んでいる。この現像容器２８は下側部材３０と上側部材３２とから構成されている。下側部材３０は底壁３４、後壁３６並びに両側壁３８及び４０を有する。上側部材３２は上壁４２及び前壁４４を有する。下側部材３０と上側部材３２とは図１に図示するとおりに相互に連結されて現像容器２８を形成する。下側部材３０には、その両側部を除いて底壁３４から実質上鉛直に上方に突出せしめられている分離壁４６も一体に形成されており、現像容器２８内の空間が分離壁４６によって上流側経路４８（図１において分離壁４６の右側に位置し、図２において分離壁４６の上側に位置する経路）と下流側経路５０（図１において分離壁４６の左側に位置し、図２において分離壁４６の下側に位置する経路）とに区画されている。上流側経路４８には上流側搬送・攪拌機構５２が配設され、下流側経路５０には下流側搬送・攪拌機構５４が配設されている。現像容器２８には現像剤適用手段５６も配設されている。この現像剤適用手段５６は、下流側搬送・攪拌機構５４に沿って幅方向（図１において紙面に垂直な方向、図２において左右方向）に延びる回転スリーブ部材５８と、スリーブ部材５８内に配設された静止磁石部材６０とから構成されている。現像容器２８の前面には幅方向に延在する開口６２が形成されており、現像剤適用手段２８のスリーブ部材５８はかかる開口６２を通って前方に部分的に突出せしめられており、現像域１０において上記回転ドラム２に周表面に近接せしめられている。現像容器２８の上側部材３２には、連結片６３を介して現像剤制限部材６４が固定されている。この現像剤制限部材６４はスリーブ部材５８に向かって実質上鉛直に垂下せしめられており、現像剤制限部材６４の先端とスリーブ部材５８の周表面との間には、０．３乃至０．８ｍｍ程度であるのが好都合である間隔ｄ１が形成されている。現像容器２８の後壁３６の、幅方向における略中央部にはトナー濃度検出手段６６が配設されている。かかるトナー濃度検出手段６６は、その検出面が上流側経路４８に露呈せしめられた透磁率検出器から構成することができる。
【００４５】
現像容器２８内には、トナーとキャリア粒子とから成る現像剤６８が収容されている。かかる現像剤６８は、上流側搬送・攪拌機構５２の作用によって攪拌されながら上流側経路４８を矢印６９で示す如く一端部から他端部に向けて（図２において右端部から左端部に向けて）搬送され、上流側経路４８の他端部（図２において左端部）から下流側経路５０の他端部（図２において左端部）に移送される。下流側経路５０においては、下流側搬送・攪拌機構５４が現像剤６８を攪拌しながら矢印７０で示す如く他端部から一端部に向けて（図２において左端部から右端部に向けて）搬送し、そして下流側経路の一端部（図２において右端部）から上流側経路４８の一端部（図２において右端部）に移送する。かくして、現像剤６８は上流側経路５２及び下流側経路５４を通して循環せしめられ、かかる循環の間にトナーとキャリア粒子とが攪拌され、トナーが所定特性に帯電される。上流側搬送・攪拌機構５２及び下流側搬送・攪拌機構５４の構成及び作用については後に更に詳述する。現像剤適用手段５６のスリーブ部材５８は、図１に矢印７１で示す方向に回転せしめられ、現像剤汲み上げ域７２においてその周表面に現像剤６８を、静止磁石部材６０の磁気吸引力によって吸着して保持し、保持した現像剤６８を現像域１０に運んで像担持部材６上の静電潜像に適用し、像担持部材６上にトナーを選択的に付着せしめてトナー像に現像する。現像剤制限部材６４は、スリーブ部材５８の周表面に保持されて現像域１０に運ばれる現像剤６８の量を規制する。現像の遂行に応じて現像剤６８中のトナーが消費され、現像剤６８中のトナー濃度が所定値よりも低下すると、後述するトナー補給手段の作用によって現像容器２８内にトナーが補給される。現像容器２８の上側部材３２には図２に二点鎖線で示すトナー補給開口７４が形成されており、かかるトナー補給開口７４を通して上流側経路４８にトナーが補給される。トナー補給については後に更に詳述する。
【００４６】
現像手段における上流側及び下流側搬送・攪拌機構
図１及び図２を参照して説明を続けると、上流側搬送・攪拌機構５２は、現像容器２８における下側部材３０の両側壁３８及び４０間に回転自在に装着されて上流側経路４８中を延在する回転軸７６を有する。この回転軸７６の両端部には円形フランジ７８及び８０が形成されている。回転軸７６には上記円形フランジ７８及び８０間に配設された連続螺旋羽根８２も形成されている。円形フランジ７８及び８０並びに螺旋羽根８２の外径は実質上同一でよい。螺旋羽根８２の一端と円形フランジ７８との間の間隔は比較的小さいが、螺旋羽根８２の他端と円形フランジ８０との間の間隔は比較的大きい。螺旋羽根８２の一端と円形フランジ７８との間には、回転軸７６の周表面から半径方向に且つ螺旋羽根８２の一端から円形フランジ７８まで連続して軸線方向に真直に延びる端パドル片８４が形成されている。端パドル片８４の半径方向先端縁は螺旋羽根８２の外周縁と実質上整合して位置する（換言すれば、回転軸７６の回転によって端パドル片８４の半径方向先端縁が描く円形軌跡の半径は螺旋羽根８２の外周縁の半径と実質上同一である）。螺旋羽根８２の他端と円形フランジ８０との間において、回転軸７６には１８０度の角度をおいて配設された一対の移送パドル片８６が形成されている。一対の移送パドル片８６は円形フランジ８０に向かって、図２において右側から見て時計方向に幾分傾斜して延びている。一対の移送パドル片８６の半径方向先端縁は、螺旋羽根８２の外周縁と実質上整合して或いはそれより若干内側に位置するのが好都合である。図２に明確に図示する如く、回転軸７６の周表面には、回転軸７６の周表面から半径方向に且つ螺旋羽根８２間を軸線方向に延びる略矩形状の大パドル片８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ、８８ｅ及び８８ｆが形成されている。これら６個の大パドル片８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ、８８ｅ及び８８ｆは実質上同一角度位置に配置されており、螺旋羽根８２間を連続して真直に延び且つそれらの半径方向先端縁は螺旋羽根８２の外周縁と実質上整合して位置する。更に、図１に図示する如く、回転軸７６の中央部には、１８０度の角度をおいて大パドル片８８ｃ及び８８ｄに対向して位置する１個の大パドル片８８ｇも形成されており、この大パドル片８８ｇも略矩形状であり螺旋羽根８２間を連続して真直に延び且つそれらの半径方向先端縁は螺旋羽根８２の外周縁と実質上整合して位置する。回転軸７６の周表面には、更に、回転軸７６の周表面から半径方向に且つ螺旋羽根８２間を軸線方向に延びる略矩形状の多数の小パドル片９０も形成されている。図２を参照することによって理解される如く、回転軸７６の片半部（図２において右半部）においては、１８０度の角度間隔をおいて小パドル片９０が形成されているのに対して、回転軸７６の他半部（図２において左半部）においては、９０度の角度間隔をおいて小パドル片９０が形成されている。従って、回転軸７６の片半部に形成されている小パドル片９０の数は回転軸７６の他半部に形成されている小パドル片９０の数の半分である。小パドル片９０の各々は、螺旋羽根８２間を連続して延びることなく、螺旋羽根８２間の軸線方向中央領域においてはパドル片が存在しない。また、小パドル片９０の半径方向突出長さは大パドル片８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ、８８ｅ、８８ｆ及び８８ｇの半径方向突出長さよりも短く、回転軸７６の周表面から小パドル片９０の半径方向先端縁までの半径方向長さは回転軸７６の周表面から螺旋羽根８２の外周縁までの半径方向長さの略半分であるのが好ましい。
【００４７】
上述したとおりの上流側搬送・攪拌機構５２において、回転軸７６は図２において右側から見て時計方向に回転せしめられ、螺旋羽根８２は現像剤６８を攪拌しながら矢印６９で示す方向に（即ち図２において右から左に向かう方向に）搬送する。大パドル片８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ、８８ｅ、８８ｆ及び８８ｇ並びに多数の小パドル片９０は現像剤６８を回転軸７６の回転方向に強制し、螺旋羽根８２による現像剤６８の攪拌を助長する。一般に、パドル片の半径方向突出長さが増大すると、現像剤６８の攪拌作用が増大せしめられるが、矢印９２で示す方向への搬送作用は低減せしめられる。かような事実に鑑みて、図示の上流側搬送・攪拌機構５２においては、多数の小パドル片９０の半径方向突出長さを大パドル片８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ、８８ｅ、８８ｆ及び８８ｇの略半分に設定して、現像剤６８の搬送と攪拌とを適宜に調和せしめている。回転軸７６の片半部、即ち図２において右半部における小パドル片９０の数は回転軸７６の他半部、即ち図２における左半分における小パドル片９０の数の半分であることに起因して、回転軸７６の片半部、特に上述したトナー補給開口７４が配設されている領域においては、現像剤６８の上面レベルｕ１が平均上面レベルｕ２（回転軸７６の他半部における現像剤の上面レベル）よりも幾分か低くなる。これによって、トナー補給開口７４から落下せしめられる補給トナーが充分良好に上流側経路４８内に存在する現像剤６８に混入される。一方、トナー濃度検出手段６６が配設されている領域においては、大パドル８８ｃ、８８ｄ及び８８ｇの存在に起因して、現像剤６８の上面レベルｕ３が平均上面レベルｕ２よりも幾分か高くなる。これによって、トナー濃度検出手段６６のトナー濃度誤検出が充分確実に回避される。更に、上流側搬送・攪拌機構５２については、次の事実が注目されるべきである。即ち、多数の小パドル片９０は螺旋羽根８２間を軸線方向に連続して延在せしめられておらず、螺旋羽根８２間の軸線方向中間領域においてはパドル片が存在せず、小パドル片９０の側縁９２が形成されている。それ故に、回転軸７６が回転せしめられる間に、螺旋羽根８２間の軸線方向中間領域において小パドル片９０の側縁９２が現像剤６８に対して所謂剪断作用を加え、かかる剪断作用によって現像剤６８の攪拌作用が著しく増大せしめられる。かくして、上流側経路４８においては、現像剤６８が矢印６９で示す方向に所望搬送率で搬送されると共に、かかる搬送の間に充分良好に攪拌される。上流側経路４８の他端部（図２において左端部）まで搬送された現像剤６８は、一対の移送パッド片８６の作用によって下流側経路５０に移送される。
【００４８】
次に下流側搬送・攪拌機構５４について説明すると、下流側搬送・攪拌機構５４は、現像容器２８における下側部材３０の両側壁３８及び４０間に回転自在に装着されて下流側経路５０中を延在する回転軸９４を有する。この回転軸９４の両端部には円形フランジ９６及び９８が形成されている。回転軸９４には上記円形フランジ９６及び９８間に配設された連続螺旋羽根１００も形成されている。円形フランジ９６及び９８並びに螺旋羽根１００の外径は実質上同一でよい。螺旋羽根１００の一端と円形フランジ９８との間の間隔は比較的小さいが、螺旋羽根１００の他端と円形フランジ９６との間の間隔は比較的大きい。螺旋羽根１００の一端と円形フランジ９８との間には、回転軸９４の周表面から半径方向に且つ螺旋羽根１００の一端から円形フランジ９８まで連続して軸線方向に真直に延びる端パドル片１０２が形成されている。端パドル片１０２の半径方向先端縁は螺旋羽根１００の外周縁と実質上整合して位置する（換言すれば、回転軸９４の回転によって端パドル片１０２の半径方向先端縁が描く円形軌跡の半径は螺旋羽根１００の外周縁の半径と実質上同一である）。螺旋羽根１００の他端と円形フランジ９６との間において、回転軸９４には１８０度の角度をおいて配設された一対の移送パドル片１０４が形成されている。一対の移送パドル片１０４は円形フランジ９６に向かって、図２において右側から見て反計方向に幾分傾斜して延びている。一対の移送パドル片１０４の半径方向先端縁は、螺旋羽根１００の外周縁と実質上整合して或いはそれより若干内側に位置するのが好都合である。更に、図２に明確に図示する如く、回転軸９４の周表面には、回転軸９４の周表面から半径方向に且つ螺旋羽根１００間を軸線方向に延びる略矩形状の多数の中パドル片１０６が形成されている。かような中パドル片１０６は螺旋羽根１００の全領域に渡って実質上均一に配置されている。中パドル片１０６の各々は、螺旋羽根１００が形成されている軸線方向全領域において９０度の角度間隔をおいて配置されており、螺旋羽根１００間を連続して実質上真直に延びている。中パドル片１０６の各々の半径方向突出長さは、上述した上流側搬送・攪拌機構５２における小パドル片９０の半径方向突出長さと実質上同一に設定されており、回転軸９４の周表面から中パドル片１０６の半径方向先端縁までの半径方向長さは回転軸９４の周表面から螺旋羽根１００の外周縁までの半径方向長さの略半分である。
【００４９】
上述したとおりの下流側搬送・攪拌機構５４において、回転軸９４は図２において右側から見て反時計方向に（従って、上述した上流側搬送・攪拌機構５２における回転軸７６の回転方向と反対方向に）回転せしめられ、螺旋羽根１００は現像剤６８を攪拌しながら矢印７０で示す方向に（即ち図２において左から右に向かう方向に）搬送する。中パドル片１０６は現像剤６８を回転軸９４の回転方向に強制し、螺旋羽根１００による現像剤６８の攪拌を助長する。更に、下流側搬送・攪拌機構５４における中パドル片１０６については、次の事実が注目されるべきである。上述した如く、現像剤適用手段２８のスリーブ部材５８は現像剤汲み上げ域７２において下流側経路５０内に存在する現像剤６８を汲み上げて現像域１０に運ぶ。幅方向、即ちスリーブ部材５８の軸線方向全体に渡って充分均一な現像を達成するためには、スリーブ部材５８の周表面上に軸線方向全体に渡って充分均一に現像剤６８が汲み上げられることが重要であり、そのためには下流側経路５０においてはその略全端に渡って現像剤６８が充分均一に存在することが重要である。然るに、回転軸９４の周表面に螺旋羽根１００のみを形成した場合、スリーブ部材５８の周表面に汲み上げられる現像剤６８に螺旋羽根１００に対応して螺旋状に延在する斑が生成される傾向がある。本発明者等の実験によれば、螺旋羽根１００全体に渡って均一に配置された中パドル片１０６は、スリーブ部材５８の周表面に汲み上げられる現像剤６８における上記斑の発生を抑制し、スリーブ部材５８の周表面に汲み上げられる現像剤６８を均一化せしめることが確認されている。更に、中パドル片１０６については、次の事実も注目されるべきである。上流側搬送・攪拌機構５２による矢印６９で示す方向への現像剤搬送作用と、下流側搬送・攪拌機構５４による矢印７０で示す方向への現像剤搬送作用とは平衡せしめられることが重要である。さもなくば、上流側経路４８又は下流側経路５０に現像剤６８が偏在してしまうことになる。上流側搬送・攪拌機構５２においては上述した種々の理由から搬送抑制作用が大きい大パドル片８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ、８８ｅ、８８ｆ及び８８ｇと搬送抑制作用が小さい小パドル片９０とを適宜に配置しているのに対して、下流側搬送・攪拌機構５４においては搬送抑制作用が大パドル片８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ、８８ｅ、８８ｆ及び８８ｇと小パドル片９０との間である中パドル片１０６を螺旋羽根１００の全体に渡って均一に配置し、かくして上流側搬送・攪拌機構５２による矢印６９で示す方向への現像剤搬送作用と、下流側搬送・攪拌機構５４による矢印７０で示す方向への現像剤搬送作用とを平衡せしめている。
【００５０】
現像手段における均一化部材
図１を参照して説明を続けると、現像剤制限部材６４を現像容器２８の上側部材３２に連結している連結片６３には、現像剤適用手段５６におけるスリーブ部材５８の回転方向に見て上記現像剤制限手段６４の上流側に位置する均一化部材１０８も固定されている。連結片６３は実質上鉛直に垂下する垂下部を有し、かかる垂下部の片面（図１において左面）に現像剤制限部材６４が固定され、他面（図１において右面）に均一化部材１０８が固定されている。均一化部材１０８は、現像剤制限手段６４と同様に、スリーブ部材５８の周表面に沿って幅方向（図１において紙面に垂直な方向）に延びている。均一化部材１０８は、スリーブ部材５８の回転方向に見て下流側に向かって、従って現像剤制限部材６４に向かって、スリーブ部材５８の周表面に漸次接近する作用面１１０を有する。かかる作用面の下流端縁とスリーブ部材５８の周表面との間隔ｄ２は、現像剤制限部材６４とスリーブ部材５８の周表面との上記間隔ｄ１よりは大きいが、現像剤汲み上げ域７２においてスリーブ部材５８の周表面に汲み上げられて保持される現像剤６８の層厚さよりは小さく設定されていることが重要であり、１．０乃至３．０ｍｍ程度であるのが好適である。現像剤制限部材６４と均一化部材１０８との間に位置する連結片６３の垂下部の下端縁は、均一化部材１０８の作用面１１０の下流端縁と実質上整合せしめられている。均一化部材１０８の作用面は、スリーブ部材５８の周表面の、均一化部材１０８の作用面１１０の下流端縁が対向する部位における接線（図示の実施例においてはかかる接線は実質上水平に延びる）に対して２０乃至３０度であるのが好適である傾斜角度αをなして延在せしめられている。
【００５１】
上述した如く、下流側搬送・攪拌機構５４においては、回転軸９４の周表面に螺旋羽根１００を形成すると共に、螺旋羽根１００の全領域に渡って中パドル片１０６を配設している。それ故に、現像剤汲み上げ域７２においてスリーブ部材５８の周表面に汲み上げられて保持される現像剤６８の層厚さは、幅方向に比較的均一であるが、その均一性は未だ充分なものではなく、螺旋羽根１００の存在に起因して幾分かの不均一が存在する。本発明者等の実験によれば、均一化部材１０８が配設されていない場合には、スリーブ部材５８の周表面に保持されている現像剤６８の層における上記不均一が現像剤制限部材６４によって充分に矯正されず、現像域１０に運ばれる現像剤６８の層に若干の不均一が残留する傾向があるが、均一化部材１０８を配設すると、スリーブ部材５８の周表面に保持されている現像剤６８に対して最初に均一化部材１０８が作用して幅方向に均一化し、しかる後に現像剤制限部材６４が作用して現像剤６８の層厚さを所要とおりに制限し、スリーブ部材５８の周表面に保持されている現像剤６８は幅方向に充分に均一化されて所定厚さにせしめられることが判明している。
【００５２】
現像手段におけるシール部材
図１と共に図３を参照して説明すると、現像容器２８の下側部材３０における両側壁３８及び４０の各々には、現像剤適用手段５６におけるスリーブ部材５８の両端部に密接せしめられる静止シール部材１１２及び１１４が配設されている。フェルトから形成されているのが好都合であるシール部材１１２及び１１４の各々は、図１から明確に理解される如く、スリーブ部材５８の周表面に沿って略２００度の角度範囲に渡って円弧状に延びており、スリーブ部材５８の回転方向に見てその下流端は上記現像剤制限部材６４に近接してその上流側に位置し、その上流端はスリーブ部材５８の周表面における最下端よりも幾分上流に位置せしめられている。図３に明確に図示されているとおり、シール部材１１２及び１１４の下流端縁１１６及び１１８は幅方向全体に渡って実質上水平に延びている。しかしながら、シール部材１１２及び１１４の上流端縁１２０及び１２２は、幅方向外側半部においては実質上水平に延びているが、幅方向内側半部においては幅方向内側に向かって下流方向に傾斜して延びている。
【００５３】
上記シール部材１１２及び１１４は、現像剤適用手段５６のスリーブ部材５８の周表面に沿って、現像剤６８が両側端部に移動するのを阻止する。しかしながら、シール部材１１２及び１１４は円弧状であり、シール部材１１２及び１１４の下流端縁１１６及び１１８から上流端縁１２０及び１２２までの範囲（かかる範囲の大部分においては、スリーブ部材５８の周表面は開口６２を通って現像容器２８から露呈している）においてはシール部材が存在せず、スリーブ部材５８の周表面に保持されている現像剤６８が上記範囲を通して矢印７１で示す方向に移動せしめられる際に、現像剤６８がシール部材１１２及び１１４の内側縁によって規定される規制端を越えて幅方向両側に幾分か流動する傾向がある。従来のシール部材においては、その下流端縁のみならずその上流端縁も幅方向全体に渡って実質上水平に延びていた故に、上記規制端を越えて幅方向両側に流動した現像剤６８がシール部材の上流端縁上に滞留し、かかる滞留が過剰になると周囲に飛散する傾向があった。然るに、上記シール部材１１２及び１１４においては、上流端縁１２０及び１２２の幅方向内側半部が幅方向内側に向かって下流方向に傾斜せしめられている故に、上記範囲において上記規制端を越えて幅方向両側に流動せしめられた現像剤６８は、スリーブ部材５８の回転に応じて矢印７１で示す方向に移動する際にシール部材１１２及び１１４の上流端縁１２０及び１２２の傾斜内側半部に案内されて幅方向内側に戻され、かくしてシール部材１１２及び１１４の上流端縁１２０及び１２２上に過剰に現像剤６８が滞留することが効果的に防止される。
【００５４】
現像手段におけるトナー補給手段
図４を参照して説明すると、現像手段２０は全体を番号１２４で示すトナー補給手段も含んでいる。このトナー補給手段１２４は、上記像担持部材６の幅方向に延在する上記現像容器２８の片側に隣接して配置されており、複数個の合成樹脂製部材を組立ることによって形成されているハウジング構造体１２６を具備している。ハウジング構造体１２６は比較的低い片半部１２８と比較的高い他半部１３０とを有する。かかるハウジング構造体１２６には、混合室１３２、リサイクルトナー受入室１３４、トナー搬入路１３６及びリサイクルトナー送り込み路１３８が規定されている。図４と共に図５及び図６を参照して説明すると、混合室１３２はハウジング構造体１２６の角部（図５において右部、図６において右上部）に、更に詳しくはハウジング構造体１２６の片半部１２８における片側に配置されている。この混合室１３２の前面（現像容器２８内に搬入するためにトナーを送り出す方向、即ち像担持部材６に向かう方向に見て前側に位置する面であり、図６において左面）、片側面（像担持部材６の幅方向に見て外側に位置する面であり、図５において左面、図６において下面）及び上面は開放されている。リサイクルトナー受入室１３４はハウジング構造体１２６の、上記混合室１３２が位置する角部に対して対角をなす角部に、更に詳しくは他半部１３０における他側に配置されている。このリサイクルトナー受入室１３４は、ハウジング構造体１２４の比較的高い他半部１３０の上面に形成されている受入開口１４０から実質上鉛直に下方に延在せしめられており、その下部の片端面（図４において右面）は開放されている。トナー搬入路１３６は、混合室１３２の開放された前面から図６において右方に、次いで上方に、そして更に上記現像容器２８の上面に向かって延出せしめられている。かかるトナー搬入路１３６の上流端部は隔壁１４２によってリサイクルトナー送り込み路１３８及びリサイクルトナー受入室１３４と区画されており、中流部及び下流部は適宜に湾曲して延びる断面形状が円形の中空部によって規定されている。そして、トナー搬入路１３６の下流部の下面には、上述した現像容器２８の上側部材３２に形成されているトナー補給開口７４（図２）に整合せしめられるトナー排出開口（図示していない）が形成されている。リサイクルトナー送り込み路１３８は、ハウジング構造体１２６の片半部１２８の他側（図５において左側、図６において下側）を、リサイクルトナー受入室１３４の上記開放された片端面から図５において右方に延びている。図４及び図５に明確に図示する如く、リサイクルトナー送り込み路１３８の下流部（図６において右部）においては上記隔壁１４２が省略されており、リサイクルトナー送り込み路１３８の下流部における片側面（図５において右面、図６において上面）は混合室１３２の開放された片側面と直接的に連通せしめられている。
【００５５】
図４及び図６に二点鎖線で図示する如く、ハウジング構造体１２６の他半部１３０に規定されている上記混合室１３２の上方にはトナーカートリッジ１４４が着脱自在に装着される。新トナー収容手段を構成するトナーカートリッジ１４４自体は周知の形態のものでよく、トナーカートリッジ１４４の下端にはトナー排出口が形成されており、かかるトナー排出口が混合室１３２の開放された上面と連通せしめられる。従って、トナーカートリッジ１４４内に収容されている新しいトナーはトナーカートリッジ１４４のトナー排出口及び混合室１３２の開放された上面を通って落下せしめられて、混合室１３２内に供給される。
【００５６】
図４と共に図１を参照して説明を続けると、それ自体は周知の形態でよいクリーニング手段２４は、クリーニング容器１４６、クリーニングブレード１４８、クリーニングローラ１５０及びトナー搬送手段１５２を含んでいる。矢印１５４で示す方向に回転駆動されるクリーニングローラ１５０には補助ブレード１５６が付設されている。クリーニングブレード１４８の先端は像担持部材６の表面に押圧されており、矢印４で示す方向に回転せしめられる像担持部材６上の残留トナーがクリーニングブレード１４８の作用によって除去されてクリーニングローラ１４８上に落下せしめられる。クリーニングローラ１５０は、像担持部材６の表面に作用してそれから除去したトナーと共に、クリーニングブレード１４８の作用によって落下せしめられるトナーを、周表面に保持して矢印１５４で示す方向に運ぶ。そして、クリーニングローラ１５０の周表面に保持されて矢印１５４で示す方向に運ばれるトナーが補助ブレード１５６の作用によってクリーニングローラ１５０の周表面から除去されてクリーニング容器１５０の片側部（図１において左側部）に収集される。上記トナー搬送手段１５２はクリーニング容器１４６の片側部を幅方向（図１において紙面に垂直な方向）に延在している回転軸とかかる回転軸の周表面に配設された螺旋羽根とから構成されている。かかるトナー搬送手段１５２は矢印１５８で示す方向に回転駆動せしめられ、クリーニング容器１４６の片側部に収集されたトナーを、図４において前方に搬送する。図４に図示する如く、トナーリサイクル手段２６はクリーニング容器１４６の前部に関連せしめて配設されている。このトナーリサイクル手段２６は、内部にトナーリサイクル路が形成されている中空部材１６０を含んでいる。この中空部材１６０は、クリーニング容器１４６の前方から上方に傾斜して延びる傾斜上昇部１６２とかかる傾斜上昇部１６２から下方に延びる垂下部１６４とから構成されている。傾斜上昇部１６２の下端はクリーニング容器１４６に連通せしめられており、垂下部１６４の下端は上記リサイクルトナー受入室１３４の受入開口１４０に連通せしめられている。中空部材１６０の傾斜上昇部１６２内にはリサイクルトナー搬送手段１６６が配設されている。このリサイクルトナー搬送手段１６６は、傾斜上昇部１６２内を延在する回転軸とこの回転軸の周表面に配設された螺旋羽根とから構成されている。かかるリサイクルトナー搬送手段１６６は矢印１６８で示す方向に回転駆動せしめられる。
【００５７】
クリーニング域１４においてクリーニングブレード１４８及びクリーニングローラ１５０によって像担持部材６上から除去され、クリーニング容器１４６の片側部（図１において左部）に収集されたトナーは、トナー搬送手段１５２の作用によってクリーニング容器１４６の前部に搬送されて、トナーリサイクル手段２６における中空部材１６０の上流端、即ち傾斜上昇部１６２の下端に送給される。次いで、リサイクルトナー搬送手段１６６の作用によって、中空部材１６０の傾斜上昇部１６２内をその下端からその上端に向けて上昇せしめられ、、しかる後に傾斜上昇部１６２の上端から中空部材１６０の垂下部１６４を通して下方に落下せしめられ、受入開口１４０を通してリサイクルトナー受入室１３４内に収容される。
【００５８】
再び図４と共に図５及び図６を参照して説明すると、上述したリサイクルトナー受入室１３４及びリサイクルトナー送り込み路１３８には、リサイクルトナー受入室１３４内に収容されたリサイクルトナーをリサイクルトナー送り込み路１３８を通して混合室１３２に送り込むためのリサイクルトナー送り込み手段１７０が配設されている。このリサイクルトナー送り込み手段１７０は、リサイクルトナー受入室１３４の底部及びリサイクルトナー送り込み路１３８を通って延在する回転軸１７２を有する。矢印１７３で示す方向に回転駆動せしめられる回転軸１７２の周表面には螺旋羽根１７４が配設されている。この螺旋羽根１７４は回転軸の下流部（図６において右端部であり、混合室１３２の上記開放された片側面に沿って延在する部分）には延在していない。回転軸１７２の下流端（図６において右端）には端円板１７６が形成されており、かかる端円板１７６と上記螺旋羽根１７４の下流端との間にはパドル片１７８が形成されている。図５及び図６を参照することによって容易に理解される如く、パドル片１７８は矩形状であり、回転軸１７２の周表面から半径方向に且つ回転軸１７２の周表面を軸線方向に延びている。
【００５９】
図４乃至図６を参照して説明を続けると、混合室１３２及びトナー搬入路１３６にはトナー搬入手段１８０が配設されている。このトナー搬入手段１８０は、混合室１３２の底部及びトナー搬入路１３６を通して延在する螺旋ばねから構成されている。トナー搬入手段１８０を構成する螺旋ばねは、断面形状が円形ではなくて矩形の鋼線を螺旋状にせしめることによって形成されているのが好都合である。図４及び図６に図示する如く、混合室１３２の後壁（図６において右壁）の外面にはトナー補給用電動モータ１８２が装着されており、このトナー補給用電動モータ１８２の出力軸は後壁を貫通して混合室１３２内に突出せしめられており、かかる出力軸にトナー搬入手段１８０の一端が連結されている。トナー補給用電動モータ１８２が付勢されると、トナー搬入手段１８０が矢印１８４で示す方向に回転せしめられ、混合室１３２からトナー搬入路１３６を通して現像容器２８（図１及び図２）にトナーが補給される。現像容器２８へのトナーの補給については後に更に言及する。
【００６０】
上述したクリーニング手段２４におけるトナー搬送手段１５２、トナーリサイクル手段２６におけるリサイクルトナー搬送手段１６６、及びリサイクルトナー送り込み路１３８に配設されているトナー送り込み手段１７０の各々は、適宜の伝動手段（図示していない）を介して、回転ドラム２を回転せしめるための主電動モータ１８６（図７）に連結されている（現像手段２０における現像容器２８内に配設されている上流側搬送・攪拌機構５２及び下流側搬送・攪拌機構５４も、適宜の伝動手段を介して主電動モータ１８６に連結することができる）。従って、主電動モータ１８６が付勢され、回転ドラム２が矢印４で示す方向に回転せしめられている際には、上述したクリーニング手段２４におけるトナー搬送手段１５２、トナーリサイクル手段２６におけるリサイクルトナー搬送手段１６６、及びリサイクルトナー送り込み路１３８に配設されているトナー送り込み手段１７０の各々も作動せしめられる。かくして、クリーニング域１４において回転ドラム２の周表面に配設されている像担持部材６の表面から除去されたトナーは、クリーニング手段２４からトナーリサイクル手段を通してリサイクルトナー受入室１３４に収容され、そして更にリサイクルトナー受入室１３４からトナー送り込み路１３８を介して混合室１３２に送り込まれ、混合室１３２においてトナーカートリッジ１４４から混合室１３２に供給される新しいトナーと混合される。
【００６１】
上述したトナー補給手段１２４におけるリサイクルトナー受入室１３４の容量は、新トナー収容手段を構成するトナーカートリッジの容量の略２０％に設定されている。この点について更に詳述すると、リサイクルトナー受入室１３４の容量が過剰に小さいと、次のとおりの問題が発生する。例えば、通常の静電式複写機において原稿カバーを開位置にせしめた状態で小さい原稿の複写画像を小さいシート部材に形成する複写工程を多数回繰り返し遂行した場合、或いはシート部材のジャム処理等に起因してクリーニング手段２４及び／又はトナーリサイクル手段２６に相当大きな物理的衝撃が加えられることによってクリーニング手段２４及び／又はトナーリサイクル手段２６において一度に多量のトナーが移動せしめられた場合、リサイクルトナー受入室１３４内に一時的に多量のリサイクルトナーが送給されてしまうことがある。かかる場合、リサイクルトナー受入室１３４の容量が過剰に小さいと、リサイクルトナーがリサイクルトナー受入室１３４から溢れて周囲に飛散してしまう虞がある。他方、リサイクルトナー受入室１３４を過剰に大きく設定すると、必然的にトナー補給手段１２４が嵩高なものになってしまう。後に更に言及する如く、現像容器２８内の現像剤６８中のトナー濃度に応じて、トナー補給手段１２４におけるトナー補給用電動モータ１８２の作動、即ち混合室１３２から現像容器２８へのトナーの補給が制御され、従って現像容器２８内のトナー量が略一定量に維持される。一方、当業者には周知の如く、通常の画像形成機における転写効率は略８０％であり、像担持部材６上に付着されたトナーの内の８０％は転写域１２においてシート部材に転写され、残りの２０％がクリーニング１４において像担持部材６上から除去される。一般に、画像形成機の使用開始時に、現像容器２８内にはキャリア粒子と共に所定量のトナーが予め充填され、しかる後に現像容器２８内の現像剤６８中のトナーの消費に応じて、トナー補給手段１２４に新しく装着されたトナーカートリッジ１４４から混合室１３２に供給されたトナーが現像容器２８に補給される。従って、クリーニング手段２４、トナーリサイクル手段２６及びリサイクルトナー受入室１３４内に存在するトナーの理論的最大値は、新しいトナーカートリッジ１４４内に収容されているトナー、従ってトナーカートリッジ１４４の容量の２０％である。それ故に、特殊状況によって、クリーニング手段２４及びトナーリサイクル手段２６中のトナーが実質上全てリサイクルトナー受入室１３４に供給されたとしても、リサイクルトナー受入室１３４内に収容すべきリサイクルトナーの理論的最大量は、トナーカートリッジ１４４の容量の略２０％である。かような次第であるので、リサイクルトナー受入室１３４の容量をトナーカートリッジ１４４の容量の略２０％に設定すれば、リサイクルトナー受入室１３４の容量を過剰に大きくすることなく、リサイクルトナーがリサイクルトナー受入室１３４から溢れて周囲に飛散してしまう虞を確実に回避することができる。
【００６２】
上述したトナー補給手段１２４においては、更に、次の事実も注目されるべきである。混合室１３２においては、その開放された上面を通してトナーカートリッジ１４４から新しいトナーが落下せしめられ、その開放された片側面を通してリサイクルトナーが送り込まれる。混合室１３２への新しいトナーとリサイクルトナーとのかような独特な供給様式により、混合室１３２内において充分良好に新しいトナーとリサイクルトナーとを混合することができることが判明している。加えて、混合室１３２へのリサイクルトナーの送り込みは、矢印１７３で示す方向、従って混合室１３２の開放された片側面に面した側において下方から上方に移動する方向に回転せしめられるパドル片１７８の作用によって効果的に遂行され、これによっても新しいトナーとリサイクルトナーとの混合が助長される。パドル片１７８が形成されている回転軸１７２を矢印１７３で示す方向に対して逆方向に回転せしめる（この場合には回転軸１７２に形成されている螺旋羽根１７４の方向を逆にせしめることが必要である）こともできるが、本発明者等の実験によれば、パドル片１７８を矢印１７３で示す方向に回転せしめる方が、混合室１３２へのリサイクルトナーの送り込みの点と混合室１３２内での新しいトナーとリサイクルトナーとの混合の点の双方において好適であることが判明している。
【００６３】
トナー補給制御
図２及び図４を参照して既に言及したとおり、現像手段２０には現像容器２８内の現像剤６８中のトナー濃度（即ち現像剤６８の重量ＤＷに対するトナーの重量ＴＷの割合ＴＷ／ＤＷ）を検出するトナー濃度検出手段６６が配設されている。かかるトナー濃度検出手段６６は、現像剤６８中のトナー濃度に応じて出力電圧が変化する、更に詳しくは現像剤６８中のトナー濃度が低下すると出力電圧が上昇する、それ自体は周知の透磁率検出器から構成されている。マイクロコンピュータから構成することができるトナー補給制御手段１８８（図７）は、トナー濃度検出手段６６が検出するトナー濃度、即ちトナー濃度検出手段６６の出力電圧に基いて、現像容器２８へのトナー補給を、更に詳しくはトナー補給手段１２４のトナー補給用電動モータ１８２の作動を制御する。
【００６４】
図８に示すフローチャートを参照して説明すると、ステップＮ−１においては、回転ドラム２、現像手段２０における上流側搬送・攪拌機構５２、下流側搬送・攪拌機構５４及びリサイクルトナー送り込み手段１７０、クリーニング手段２４におけるトナー搬送手段１５２並びにトナーリサイクル手段２６におけるリサイクルトナー搬送手段１６６を駆動するための主電動モータ１８４が付勢されてから所定時間（例えば５秒）が経過したか否かが判断される。主電動モータ１８４が付勢されてから所定時間経過すると、ステップＮ−２に進行する。即ち、主電動モータ１８４が除勢されている時にはトナー補給は遂行されず、主電動モータ１８４が付勢されてから所定時間経過した後に始めてトナー補給制御が開始される。ステップＮ−２においては、トナー濃度検出手段６６が検出するトナー濃度が所定下限トナー濃度値（この下限トナー濃度値については後に更に言及する）以下か否か（従って、トナー濃度検出手段６６の出力電圧が上限電圧値設定手段１９０によって設定されている所定上限電圧値以上か否か）が判断される。トナー濃度が下限トナー濃度値を越えている場合にはステップＮ−３に進行し、トナー濃度検出手段６６が検出するトナー濃度が所定閾値（例えば３．５％）以下か否か（従って、トナー濃度検出手段６６の出力電圧が電圧閾値設定手段１９２によって設定されている所定電圧閾値以上か否か）が判断される。トナー濃度が閾値を越えている場合には、ステップＮ−４に進行し、トナー補給用電動モータ１８２が作動状態にある時にはこれを非作動状態にせしめ、従って現像容器２８にトナーが補給されることはない。ステップＮ−３においてトナー濃度が閾値以下である場合には、ステップＮ−５に進行し、トナー補給用電動モータ１８２を通常作動状態に設定する。この通常作動状態においては、トナー濃度検出手段６６が検出するトナー濃度が閾値を越えるまで、トナー補給用電動モータ１８２が通常供給間隔Ｔ２（例えば１秒）をおいて通常供給時間Ｔ１（例えば１秒）だけ繰り返し付勢せしめられ、従ってトナー搬入手段１８０が作動せしめられて混合室１３２からトナーが現像容器２８に補給される。
【００６５】
例えば比較的大きな所謂ベタ黒部分を有する画像が多数回連続して現像される等に起因して現像容器２８内の現像剤６８中のトナー濃度が急激に低下し、上記ステップＮ−２においてトナー濃度が下限トナー濃度（例えば２．５％）以下になると、ステップＮ−６に進行する。そして、このステップＮ−６においては、トナー補給用電動モータ１８２を連続作動せしめ、その間においては新たな画像形成工程の開始を禁止する。この連続作動においては、所定連続供給時間Ｔ３（例えば２分）だけ連続してトナー補給用電動モータ１８２が付勢され、従ってトナー搬入手段１８０が連続して作動せしめられて混合室１３２から現像容器２８に連続してトナーが補給される。しかる後にステップＮ−７に進行し、トナー濃度検出手段６６が検出するトナー濃度が上記閾値以下か否かが判断される。トナー濃度が閾値を越えている場合にはトナー制御ルーチンが終了するが、トナー濃度が閾値以下の場合にはステップＮ−８に進行する。そして、ステップＮ−８においては、トナー濃度検出手段６６が検出するトナー濃度が上記下限トナー濃度値よりは大きいが上記閾値よりは小さい所定判断トナー濃度値（例えば３．２％）以下か否か（従って、トナー濃度検出手段６６の出力電圧が判断電圧値設定手段１９４によって設定されている所定判断電圧値以上か否か）が判断される。トナー濃度が判断トナー濃度値を越えている場合にはステップＮ−９に進行し、このステップＮ−９においてトナー補給用電動モータ１８２を過剰供給状態に設定する。この過剰供給状態においては、トナー濃度検出手段６６が検出するトナー濃度が閾値を越えるまで、トナー補給用電動モータ１８２が過剰供給間隔Ｔ５（例えば１秒）をおいて過剰供給時間（例えば２秒）だけ繰り返し付勢せしめられ、従ってトナー搬入手段１８０が作動せしめられてトナーが現像容器２８に供給される。過剰供給間隔Ｔ５は上記通常供給間隔Ｔ２より短く及び／又は過剰供給時間Ｔ４は上記通常供給時間Ｔ１より長く、過剰供給状態においては通常供給状態の場合よりも過剰にトナーが補給されることが重要である。トナーの消費が進行し混合室１３２内に充分な量のトナーが存在せず、トナー補給用電動モータ１８２が付勢されても現像容器２８内にトナーは補給されないことに起因して、上記ステップＮ−８においてトナー濃度検出手段６６が検出するトナー濃度が判断トナー濃度以下の場合には、ステップＮ−１０に進行する。このステップＮ−１０においては、連続的な画像形成工程の遂行が禁止（一回毎の画像形成工程の遂行は許容される）すると共に、警告信号が生成されて警告ランプが点灯され、トナーが枯渇したこと（従って、トナーカートリッジ１４４を新しいものに交換する必要が発生したこと）が使用者に傾向される。次いで、ステップＮ−１１に進行し、トナーカートリッジ１４４が交換されたか否かが判断され、トナーカートリッジ１４４の交換操作によって生成される信号を検出した場合には、トナー補給制御ルーチンが終了される。
【００６６】
上述したとおりのトナー補給制御に関しては次の事実が注目されるべきである。従来のトナー補給制御においては、ステップＮ−８及びステップＮ−９が採用されておらず、ステップＮ−７においてトナー濃度が閾値以下の場合には直接的にステップＮ−１０に進行していた。かかる場合には、混合室１３２内に充分なトナーが存在する時には、ステップＮ−６において遂行される連続供給によってトナー濃度が閾値を越えるようになすことが必要であり、従って連続供給時間Ｔ３を比較的長く設定することが必要である。換言すれば、新たな画像形成工程の開始が禁止される所謂待ち時間が比較的長くなる。これに対して、上記ステップＮ−８及びステップＮ−９を採用する場合、ステップＮ−６における連続供給時間Ｔ３を、トナー濃度を閾値に復帰せしめるのに必要な時間よりも短い、トナー濃度を閾値よりも低い判断トナー濃度値に復帰せしめるのに必要な時間に設定することができ、従って新たな画像形成工程の開始が禁止される所謂待ち時間を比較的短くすることができる。判断トナー濃度は、最適トナー濃度ではないが特に支障を発生せしめることなく現像を遂行することができる濃度に設定することができる。ステップＮ−８においてトナー濃度が判断トナー濃度を越えていることが確認されると、新たな画像形成工程の開始が許容される。そして、ステップＮ−９においてトナーが通常の場合よりも過剰に現像容器２８に補給され、現像容器２８内の現像剤６８のトナー濃度は速やかに閾値まで復帰せしめられる。
【００６７】
トナー補給制御閾値の補償
図示の画像形成機においては、クリーニング域１４において像担持部材６上から除去されたトナーを現像手段２０にリサイクルして再使用している。かようなトナーリサイクル様式を採用した場合、既に言及したとおり、画像形成工程の遂行に応じて、現像容器２８内に存在する現像剤６８におけるトナー中のリサイクルトナーの率が増大すると、トナー濃度検出手段６６の出力と実際のトナー濃度との関係が変動することが判明している。
【００６８】
トナー濃度検出手段６６の出力と実際のトナー濃度との関係の変動の一例について説明すると、図９は、三田工業株式会社から商品名「ＤＣ−２２５６」として販売されている静電複写機を使用して遂行した実験結果を示している。使用した現像剤は三田工業株式会社から商品名「ＤＣ−２５５６用現像剤」として販売されている現像剤であり、フェライト系材料から形成された平均粒径１０５μｍのキャリア粒子とスチレンアクリル系材料から形成された平均粒径１０μｍのトナーとから成る。トナー濃度検出手段としては、日立金属株式会社から商品名「５−０４６Ａ」として販売されている透磁率検出器を使用した。図９における横軸は像担持部材６上のトナー像を転写したシート部材の枚数（従って画像形成工程遂行回数）を示し、縦軸は３Ｖを電圧閾値としてトナー補給制御を遂行した（従って透磁率検出器の出力電圧が３Ｖになるようにトナー補給を制御した）時の現像容器内の現像剤の実際のトナー濃度を示している。現像剤における実際のトナー濃度は、現像容器から現像剤を所要量抽出し、かかる抽出現像剤中のトナー濃度を計測して求めた。図９における線Ａは、通常の複写機の平均的使用形態において使用した時、即ちＡ４サイズの平均的原稿の複写物を１枚生成する単発複写工程と、Ａ４サイズの平均的原稿の複写物を３枚連続して作成する３枚連続複写工程とを繰り返し遂行した時の実験結果を示す。図９における線Ｂは、Ａ４サイズの平均的原稿の複写物を中断することなく連続的に複写する連続複写工程のみを遂行した時の実験結果であり、図９における線Ｃは、Ａ４サイズの平均的原稿の複写物を１枚毎生成する単発複写工程のみを繰り返し遂行した時の実験結果である。
【００６９】
図９から理解されるとおり、平均的使用形態で複写機を使用した場合、トナー濃度検出手段を構成する透磁率検出器の所定出力電圧値（３Ｖ）に対する実際のトナー濃度が、複写工程の遂行に応じて、従って現像剤におけるトナー中のリサイルトナーの比率の増大に応じて、漸次増大することが理解される。連続複写工程のみを遂行した場合には、透磁率検出器の所定出力電圧値（３Ｖ）に対する実際のトナー濃度の増大が比較的緩やかであるが、単発複写工程のみを遂行した場合には、透磁率検出器の所定出力電圧値（３Ｖ）に対する実際のトナー濃度の増大が著しく急激である。トナー濃度の増大におけるかような相違の理由について、本発明者等は次のとおりに推察している。単発複写工程を繰り返し遂行する場合には、実際の画像形成工程時以外における回転ドラムの回転時間、即ち回転ドラムの所謂遊び回転の累積時間が長くなり、かかる遊び回転の際にも現像域においては像担持部材上にトナーが幾分か付着し、かかるトナーがクリーニング域において像担持部材上から除去され、そして現像手段にリサイクルされる。従って、単発複写工程を繰り返し遂行する場合には、複写物生成枚数に対するリサイクルトナーの量が多く、これに起因して透磁率検出器の所定出力電圧値（３Ｖ）に対する実際のトナー濃度の増大が著しく急激になる、と推定される。
【００７０】
図１０は透磁率検出器の出力電圧と現像剤中のトナー濃度との関係を示す線図であり、実線は現像剤中のトナーが全て新しいトナーであり、リサイクルトナーが含まれていない時の上記関係を示し、破線は上記平均的使用形態において１００００枚の複写物を生成した後における上記関係を示している。
【００７１】
本発明者等の実験によって確認された上記事実に鑑みれば、特別な補償を実行することなく、単にトナー濃度検出手段６６を構成する透磁率検出器の出力電圧と所定電圧閾値とに基いてトナー補給を制御すると、画像形成工程の遂行回数の増大に応じて現像容器２８内に収容されている現像剤６８の実際のトナー濃度が漸次増大してしまう。そして、現像剤６８の実際のトナー濃度が所要値よりも過剰に増大すると、トナーの帯電が不充分になり、従ってキャリア粒子に対するトナーの吸着性が低下し、これに起因して現像域１０におけるトナー飛散、トナー像における所謂かぶり（非画像部へのトナーの付着）の生成、等の問題が発生する。
【００７２】
そこで、本発明においては、トナー補給制御に使用される閾値を画像形成工程の遂行に応じて適宜に変動せしめる。図９から理解される如く、トナー濃度検出手段６６を透磁率検出器から構成した場合、所定トナー濃度に対するトナー濃度検出手段６６の出力電圧は画像形成工程の遂行に応じて漸次増大することが理解される。従って、画像形成工程の遂行に応じて、電圧閾値設定手段１９２（図７）によって設定されている電圧閾値を漸次増大せしめる。かかる電圧閾値の増大は、理論的には、図９に線Ｄで示す如く画像形成工程の回数にかかわらず現像容器２８内の現像剤６８の実際のトナー濃度が実質上一定に維持されるようにせしめるものであることが望まれる。或いは、リサイクルトナーは新しいトナーに比べて帯電性が低く、従ってリサイクルトナーの比率が増大するとトナーの帯電性が低下する事実に鑑み、図９に線Ｅで示す如く、画像形成工程の遂行回数が例えば６０００回を越えると、画像形成工程の遂行に応じて現像容器２８内の現像剤６８の実際のトナー濃度が漸次減少し、これによってトナーの帯電性が実質上一定に維持されるように、電圧閾値を増大せしめることもできる。
【００７３】
本発明者等の実験によれば、通常の複写機の平均的使用形態において複写機が使用される場合（図９に線Ａで示す場合）には、トナー像を転写したシート部材の枚数（従って画像形成工程遂行回数）が特定枚数、例えば６０００枚程度までは、電圧閾値を増大せしめなくても一般に問題が発生することはないことが判明している。従って、制御の容易性等の点から見て、例えば、トナー像を転写したシート部材の枚数を計数する計数手段１９６（図７）の計数値が所定値、例えば６０００に至るまでは電圧閾値を一定に維持し、計数手段１９６の計数値が所定値を越えると、計数値が所定数、例えば１００増加する毎に電圧閾値を所定値だけ増大せしめることができる。電圧閾値の増大程度は実験的及び又は経験的に定めることができる。上記計数手段１９６は、例えば、画像形機のハウジングの排出口近傍に配設されたシート部材検出器が排出口を通して排出されるシート部材を検出する毎に計数値を加算する。図９に図示する線Ａ、Ｂ及びＣを参照して言及したとおり、トナー像が転写されたシート部材の枚数とトナー濃度の変動との関係は、複写機における複写工程の遂行様式（即ち単発複写工程の遂行と連続複写工程の遂行との比率等）に応じて、相当変化する。従って、複写機の使用形態が必ずしも平均的なものでないことが予想される場合には、複写工程の遂行様式による変動に起因する誤差の発生を回避乃至抑制するために、回転ドラム２（従って、その表面に配設されている像担持部材６）を駆動するための主電動モータ１８６（図７）の作動時間に基いて電圧閾値の増大を制御することもできる。この場合には、例えば、主電動モータ１８６の累積作動時間を計時する計時手段１９８（図７）の計時値が特定時間、例えば６時間（かかる時間は、中速複写機において平均的使用形態で６０００枚のＡ４サイズのシート部材にトナー像を転写するのに要する主電動モータ１８６の累積作動時間に略相当する）に至るまでは電圧閾値を一定に維持し、計時手段１９８の計時値が特定時間を越えると、計時値が所定時間、例えば１０分増加する毎に電圧閾値を所定値だけ増大せしめることができる。
【００７４】
更に、所望ならば、電圧閾値設定手段１９２によって設定される電圧閾値のみならず、上限電圧設定手段１０９によって設定される上限電圧値及び判断電圧設定手段１９４によって設定される判断電圧値も、計数手段１９６の計数値或いは計数手段１９８の計時値に基いて適宜に変動せしめることもできる。
【００７５】
【発明の効果】
本発明の画像形成機によれば、現像手段のトナー補給手段に配設されている混合室内においてリサイクルトナーが新しいトナーに充分良好に混合せしめられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された画像形成機の好適実施例の主要部を示す簡略断面図。
【図２】図１に示す画像形成機に配設されている現像手段における現像容器、現像剤適用手段、上流側搬送・攪拌機構及び下流側搬送・攪拌機構を、一部を切欠いて示す平面図。
【図３】図１に示す画像形成機に配設されている現像装置におけるシール部材を示す部分斜面図。
【図４】図１に示す画像形成機における現像装置のトナー補給手段、クリーニング手段の一部、並びにトナーリサイクル手段を示す部分斜面図。
【図５】図４に示すトナー補給手段の一部を示す部分断面図。
【図６】図４に示すトナー補給手段の一部を示す部分断面図。
【図７】図１に示す画像形成機に配設されている制御関連要素を示すブロック線図。
【図８】図１に示す画像形成機におけるトナー補給制御を説明するためのフローチャート。
【図９】トナー像が転写されたシート部材の枚数と透磁率検出器から構成されたトナー濃度検出手段が検出するトナー濃度との関係を示す線図。
【図１０】透磁率検出器から形成されたトナー濃度検出手段の出力電圧とトナー濃度との関係を示す線図。
【符号の説明】
２：回転ドラム
６：像担持部材
８：静電潜像形成域
１０：現像域
１２：転写域
１４：クリーニング域
２０：現像手段
２４：クリーニング手段
２６：トナーリサイクル手段
２８：現像容器
４８：上流側経路
５０：下流側経路
５２：上流側搬送・攪拌機構
５４：下流輪搬送・攪拌機構
５６：現像剤適用手段
５８：スリーブ部材
６４：現像剤制限部材
６６：トナー濃度検出手段
６８：現像剤
７２：現像剤汲み上げ域
７６：上流側搬送・攪拌機構の回転軸
８２：上流側搬送・攪拌機構の螺旋羽根
８８ａ：上流側搬送・攪拌機構の大パドル片
８８ｂ：上流側搬送・攪拌機構の大パドル片
８８ｃ：上流側搬送・攪拌機構の大パドル片
８８ｄ：上流側搬送・攪拌機構の大パドル片
８８ｅ：上流側搬送・攪拌機構の大パドル片
８８ｆ：上流側搬送・攪拌機構の大パドル片
８８ｇ：上流側搬送・攪拌機構の大パドル片
９０：上流側搬送・攪拌機構の小パドル片
９４：下流側搬送・攪拌機構の回転軸
１００：下流側搬送・攪拌機構の螺旋羽根
１０６：下流側搬送・攪拌機構の中パドル片
１０８：均一化部材
１１０：均一化部材の作用面
１１２：シール部材
１１４：シール部材
１２０：シール部材の上流端縁
１２２：シール部材の上流端縁
１２４：トナー補給手段
１３２：混合室
１３４：リサイクルトナー受入室
１３６：トナー搬入路
１３８：リサイクルトナー送り込み路
１４４：トナーカートリッジ
１７０：リサイクルトナー送り込み手段
１７２：リサイクルトナー送り込み手段の回転軸
１７４：リサイクルトナー送り込み手段の螺旋羽根
１７８：リサイクルトナー送り込み手段のパドル片
１８２：トナー補給用電動モータ
１８４：主電動モータ
１８８：トナー補給制御手段

Claims (4)

1. 像担持手段と、該像担持手段上に静電潜像を形成するための静電潜像形成手段と、該像担持手段上の静電潜像をトナー像に現像するための現像手段と、該像担持手段上のトナー像をシート部材上に転写するための転写手段と、該像担持手段上のトナー像をシート部材上に転写した後に該像担持手段上に残留するトナーを該像担持手段上から除去するためのクリーニング手段と、該クリーニング手段によって該像担持手段上から除去されたトナーを該現像手段にリサイクルせしめるためのトナーリサイクル手段とを具備し、
   該現像手段は、トナーとキャリア粒子とから成る現像剤を収容する、該像担持手段の幅方向に延在する現像容器と、該現像容器内の現像剤を該像担持手段上に適用するための現像剤適用手段と、該現像容器にトナーを補給するためのトナー補給手段と、該現像容器内に収容されている現像剤中のトナー濃度を検出するためのトナー濃度検出手段と、該トナー濃度検出手段の検出値と閾値と比較して該トナー補給手段の作動を制御するためのトナー補給制御手段とを含み、
   該トナー補給手段は、該像担持手段の幅方向に延在する該現像容器の片側に隣接して配置されており、新しいトナーを収容した新トナー収容手段と、該トナーリサイクル手段によってリサイクルされるリサイクルトナーを受け入れるリサイクルトナー受入室と、該新トナー収容手段から送給される新しいトナーと該リサイクルトナー受入室から送給されるトナーとを混合するためのトナー混合室と、該リサイクルトナー受入室内のリサイクルトナーを該混合室に送給するためのリサイクルトナー送り込み手段と、該混合室内のトナーを該現像容器内に搬入するトナー搬入手段とを含む、画像形成機において、
   該混合室は上面と片側面と前面とが開放されており、
   該新トナー収容手段は該混合室の上方に配置され且つ該混合室の開放された上面に連通せしめられる排出口を有し、該新トナー収容手段内の新しいトナーは該排出口を通して該混合室に落下せしめられ、
   該リサイクルトナー送り込み手段は該混合室の開放された該片側面を通して該混合室内にリサイクルトナーを送り込み、
   該トナー搬入手段は該混合室の開放された該前面を通して該混合室からトナーを搬出して該現像容器内に搬入する、ことを特徴とする画像形成機。
2. 該新トナー収容手段は着脱自在に装着されるトナーカートリッジから成る、請求項１記載の画像形成機。
3. 該リサイクルトナー送り込み手段は該混合室の開放された該片側面に沿って延びる回転軸と該回転軸の周表面に配設されたパドル片とから構成されており、該パドル片は該回転軸の周表面から半径方向に且つ該回転軸の周表面を軸線方向に延びている、請求項１又は２記載の画像形成機。
4. 該回転軸は該混合室の開放された該片側面に面した側において該パドル片の半径方向先端縁が下方から上方に移動する方向に回転せしめられる、請求項３記載の画像形成機。

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