(57)【要約】    【課題】現像部からトナーの排出をスムーズに行うことができる現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供する。    【解決手段】一成分のトナーを担持して搬送する現像ローラ１４と、現像ローラ１４にトナーを供給するトナー供給ローラ１５と、トナー供給ローラ１５へトナーを撹拌しながら搬送するアジテータ１７とを有する現像器１１と、現像器１１に少なくとも水平方向成分を含む方向にトナーを補給するトナーカートリッジ１２とを備え、感光体ベルト１に形成された静電潜像を現像する現像装置５であって、現像器１１内の余剰トナーを排出するトナー戻し口２１を設け、トナー戻し口２１はその下端がトナーカートリッジ１２のトナーを現像器１１に補給するトナー補給口２０の下端より上方であるとともに、トナー戻し口２１とトナー補給口２０は現像ローラ１４の軸線方向に対し互いに中心位置をずらして設けられている。【選択図】  図４
2006030276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一成分のトナーを担持して搬送するトナー担持体と、該トナー担持体にトナーを供給する供給部材と、該供給部材近傍へトナーを撹拌しながら搬送するトナー搬送部材とを有する現像部と、該現像部に少なくとも水平方向成分を含む方向にトナーを補給するトナー補給部とを備え、潜像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置において、
前記現像部内の余剰トナーを排出するトナー排出口を設け、該トナー排出口はその下端が前記トナー補給部のトナーを前記現像部に補給するトナー補給口の下端より上方であるとともに、トナー排出口とトナー補給口は前記トナー担持体の軸線方向に対し互いに中心位置をずらして設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において、前記トナー排出口の下端が前記現像部内のトナーエンドを検知する手段のトナーエンド検知レベルより上方であることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の現像装置において、前記トナー排出口はその上端が前記トナー補給口の上端より上方であることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れかに記載の現像装置において、前記トナー排出口から排出されるトナーが前記トナー補給部に戻されることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１ないし３の何れかに記載の現像装置において、前記トナー排出口から排出されるトナーが廃棄トナー収納部に収納されることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項４に記載の現像装置において、前記トナー排出口から排出されるトナーがトナー選別手段によって再使用されるトナーと廃棄するトナーとに選別されることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１に記載の現像装置において、前記トナー補給部が前記現像部に対して着脱可能に装着され、該現像部と前記トナー補給部は互いに対向する壁面にトナー補給口が形成されており、前記トナー補給部が前記現像部に装着されたとき、互いのトナー補給口が連通されることを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項１に記載の現像装置において、前記トナー補給部から前記現像部へ潜像担持体連続動作時に補給する平均トナー量を、前記トナー担持体から静電潜像へ潜像担持体連続動作時に付着する平均トナー量より多く設定していることを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項１に記載の現像装置において、トナーが外部にトナー体積平均粒径の１０分の１以下の外添剤が添加されていることを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の現像装置において、前記現像部に最初にセットされるトナーより、前記トナー補給部から補給するトナーの方が外添剤の添加比率が高いことを特徴とする現像装置。
【請求項１１】
潜像担持体と、該潜像担持体を露光して静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像担持体上の潜像を現像する現像装置と、前記潜像担持体上に残留するトナーを清掃するクリーニング装置とを備えた画像形成装置において、
前記現像装置として請求項１ないし１０の何れかに記載の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の画像形成装置において、前記クリーニング装置で回収したトナーを前記現像装置のトナー補給部に戻すことを特徴とする現像装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の画像形成装置において、前記現像装置が前記クリーニング装置を兼ねることを特徴とする現像装置。
【請求項１４】
請求項１１ないし１３の何れかに記載の画像形成装置において、前記潜像担持体の暗部電位ＶＤ、露光後電位をＶＬ、現像バイアス電圧をＶＢとすると、
０＜｜ＶＤ｜−｜ＶＢ｜＜｜ＶＤ−ＶＬ｜＜４００Ｖ
を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
潜像担持体と、前記潜像担持体上の潜像を現像する現像装置とを有するプロセスカートリッジにおいて、
前記現像装置として請求項１ないし１０の何れかに記載の現像装置を用いたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に用いられる現像装置ならびにこれを採用する画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、キャリアを含まない一成分トナー（以下、トナーという）を用いた一成分現像装置が広く用いられている。この種の現像装置では、現像装置筐体内にてトナーを攪拌し、帯電させた後、トナーをトナー担持体に搬送している。トナー担持体上に導かれたトナーは、トナー規制部材によってトナー搬送量を一定に規制された後に、トナー担持体と潜像担持体との再近接領域である現像領域に導かれ、潜像担持体上への現像が行われる。その際、トナー担持体上のトナーは一様に帯電していることが理想的であるが、中には十分に帯電されないものもある。これらの低帯電量のトナーがトナー規制部材を通過すると、トナー担持体から飛び出して機内に浮遊し、本体機内や記録紙を汚染してしまう。
【０００３】
トナーやトナーを帯電させる部材（トナー担持体、トナー供給部材、トナー量規制部材等トナーと強く摺擦する部材）は、経時的に変化し、摩擦帯電性もまた変化し、互いに相手部材を摩擦帯電し難くなる。トナーに外添されている外添剤については、遊離したり、母体トナー表面に埋没したりして流動性向上効果や、帯電性能制御効果を発揮し難くなる。このため、トナーは次第に弱帯電量比率が増加し、逆極性であって、低い帯電量のトナーも増加する傾向にあり、これらがトナー担持体によって現像領域に搬送されると、画像上に地汚れが発生し、画像品位が低下するという問題がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３３３７６４号公報
【０００５】
これらの問題点に対して、装置としてトナーに与えるストレスを抑制したり、剤劣化度合いが大きくならないうちに現像装置から排出してしまう工夫がされている。上記特許文献１には、補給部から現像部へのトナーの補給過剰によるトナーの吹き出しやブロッキング等を回避するため、現像部での過剰トナーを補給部に戻すことが提案され、このとき、トナーの入れ替えによって低帯電トナー等の一部も戻されるので、画像品質もあるレベルに維持される。
【０００６】
しかし、上記公報の現像装置では補給したトナーがすぐに戻されたり、トナーの戻しがスムーズに行われずに過剰トナーによる動トルクの異常上昇が発生したりし、まだ改良の余地は多い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記した従来の事情に鑑み、現像部からトナーの排出をスムーズに行うことができる現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の現像装置は、一成分のトナーを担持して搬送するトナー担持体と、該トナー担持体にトナーを供給する供給部材と、該供給部材近傍へトナーを撹拌しながら搬送するトナー搬送部材とを有する現像部と、該現像部に少なくとも水平方向成分を含む方向にトナーを補給するトナー補給部とを備え、潜像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置において、前記現像部内の余剰トナーを排出するトナー排出口を設け、該トナー排出口はその下端が前記トナー補給部のトナーを前記現像部に補給するトナー補給口の下端より上方であるとともに、トナー排出口とトナー補給口は前記トナー担持体の軸線方向に対し互いに中心位置をずらして設けられていることを特徴としている。
【０００９】
なお、本発明の現像装置において、前記トナー排出口の下端が前記現像部内のトナーエンドを検知する手段のトナーエンド検知レベルより上方であると、効果的である。
【００１０】
さらに、本発明の現像装置において、前記トナー排出口はその上端が前記トナー補給口の上端より上方であると、効果的である。
さらにまた、本発明の現像装置において、前記トナー排出口から排出されるトナーが前記トナー補給部に戻されると、効果的である。
【００１１】
さらにまた、本発明の現像装置において、前記トナー排出口から排出されるトナーが廃棄トナー収納部に収納されると、効果的である。
さらにまた、本発明の現像装置において、前記トナー排出口から排出されるトナーがトナー選別手段によって再使用されるトナーと廃棄するトナーとに選別されると、効果的である。
【００１２】
さらにまた、本発明の現像装置において、前記トナー補給部が前記現像部に対して着脱可能に装着され、該現像部と前記トナー補給部は互いに対向する壁面にトナー補給口が形成されており、前記トナー補給部が前記現像部に装着されたとき、互いのトナー補給口が連通されると、効果的である。
【００１３】
さらにまた、本発明の現像装置において、前記トナー補給部から前記現像部へ潜像担持体連続動作時に補給する平均トナー量を、前記トナー担持体から静電潜像へ潜像担持体連続動作時に付着する平均トナー量より多く設定していると、効果的である。
【００１４】
さらにまた、本発明の現像装置において、トナーが外部にトナー体積平均粒径の１０分の１以下の外添剤が添加されていると、効果的である。
さらにまた、本発明の現像装置において、前記現像部に最初にセットされるトナーより、前記トナー補給部から補給するトナーの方が外添剤の添加比率が高いと、効果的である。
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、潜像担持体と、該潜像担持体を露光して静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像担持体上の潜像を現像する現像装置と、前記潜像担持体上に残留するトナーを清掃するクリーニング装置とを備えた画像形成装置において、前記現像装置として請求項１ないし１０の何れかに記載の現像装置を用いたことを特徴としている。
【００１６】
なお、本発明の画像形成装置において、前記クリーニング装置で回収したトナーを前記現像装置のトナー補給部に戻すと、効果的である。
さらに、本発明の画像形成装置において、前記現像装置が前記クリーニング装置を兼ねると、効果的である。
【００１７】
さらにまた、本発明の画像形成装置において、前記潜像担持体の暗部電位ＶＤ、露光後電位をＶＬ、現像バイアス電圧をＶＢとすると、
０＜｜ＶＤ｜−｜ＶＢ｜＜｜ＶＤ−ＶＬ｜＜４００Ｖ
を満たすと、効果的である。
【００１８】
また、上記目的を達成するため、本発明のプロセスカートリッジは、潜像担持体と、前記潜像担持体上の潜像を現像する現像装置とを有するプロセスカートリッジにおいて、前記現像装置として請求項１ないし１０の何れかに記載の現像装置を用いたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、乾式１成分現像装置で、トナーに与えるダメージを低減でき、現像装置とトナーの長寿命化ができる。さらに、トナーエンド誤検知防止や、トナー収容部の過剰トナーによる動トルク異常上昇防止、トナーリサイクル及びトナー劣化防止が可能で、低トルク化と高画質現像の両立が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
図１は、本実施形態に係るプリンタの概略構成を示す正面図である。このプリンタは、複数の支持ローラに掛け回された潜像担持体としての感光体ベルト１を備えている。感光体ベルト１は図中の矢印Ａで示した時計方向に回転駆動され、その周りには、帯電装置３、光書き込みユニット４、４個の現像装置５Ｂｋ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｙが配設されている。また中間転写体としての中間転写ベルト６、クリーニング装置７なども配置されている。感光体ベルト１の表面には有機感光層が形成されている。
【００２１】
本プリンタで画像形成動作（プリント動作）を実行するときは、帯電装置３に高電圧が印加され感光体ベルト１が一様に帯電される。そして、カラー画像情報たとえば外部のコンピュータから送られてきたカラー画像信号が、図示しない画像信号処理部で光書き込み信号に変換されて光書き込みユニット４に送られる。光書き込みユニット４では、上記光書き込み信号に基づいて図示しない光源としてのレーザが制御される。これにより、ブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の画像信号に対応した光書き込みが行われる。この光書き込みユニット４からのレーザ光が、感光体ベルト１に照射され、感光体ベルト１上に静電潜像が形成される。
【００２２】
上記感光体ベルト１上の静電潜像は、該潜像とは逆極性の電荷にて帯電された各色トナーをそれぞれ有する各現像装置５Ｂｋ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｙによって各色ごとに現像される。これにより、感光体ベルト１上には、各色ごとにトナー像が形成される。
【００２３】
感光体ベルト１と中間転写ベルト６との接触部においては、中間転写ベルト６にトナーと逆極性の電荷を印加することにより、感光体ベルト１上のトナー像が中間転写ベルト６上に転写される。このトナー像の形成及び転写動作を４回くり返すことにより、中間転写ベルト６上に４色重ねのカラートナー像が形成される。この中間転写ベルト６上のカラートナー像は、給紙カセット４０又は手差しトレイ４１から搬送ローラ対４２によって送られてきた記録材としての転写紙に、二次転写部材としての紙転写ローラ４３によって転写される。カラートナー像が転写された転写紙は、定着ローラ対４４からなる定着部に搬送され、該トナー像が溶融定着される。
【００２４】
次に、本実施形態に係る各現像装置５について図２を用いて説明する。この図２は黒現像装置５Ｂｋを示すものであるが、他の現像装置も同一の構造になっている。本実施形態に係る現像装置５は、非磁性一成分現像剤（以下、トナーという）を用いた一成分現像方式の現像装置である。現像装置５は、現像部としての現像器１１と補給部としてのトナーカートリッジ１２とで構成されている。現像器１１は、耐久性を高め、トナーカートリッジ１２内のトナーがなくなったときにも、トナーカートリッジを新しいものと交換することにより繰り返し使用可能である。
【００２５】
現像装置５の現像器１１は、感光体ベルト１に向けた開口を有する現像容器１３、トナー担持体としての現像ローラ１４、この現像ローラ１４上にトナーの供給を行うトナー供給部材としての供給ローラ１５を有している。現像容器１３内に収容されているトナーを供給ローラ１５近傍へ送り出すトナー搬送部材としてのアジテータ１７、トナー規制部材としてのドクタローラ１６なども有している。
【００２６】
上記現像ローラ１４は、現像容器１３の開口から一部が露出して所定の線速で矢印反時計方向に回転可能に設置され、トナーをローラ面に担持して感光体ベルト１との当接部である現像位置に搬送し、感光体ベルト１上の潜像を現像する。本実施形態においては、現像ローラ１４として金属ローラを用いている。上記供給ローラ１５は、現像ローラ１４の中心よりも上方で、現像ローラ１４に所定の圧力で当接され、矢印時計方向に回転可能に設置されており、その表面部は、発泡ポリウレタンで構成されている。アジテータ１７は、矢印反時計方向に回転可能に設置されており、この回転によりトナーを、供給ローラ１５とドクタローラ１６との間の供給ローラ１５側へ送り出す。アジテータ１７の材質としては、例えばポリプロピレン等の柔らかく弾性を有するものを用いることができ、その弾性を利用して現像容器１３の内壁と密着させた状態で回転し、確実にトナーを搬送する。
【００２７】
そして、上記ドクタローラ１６は、供給ローラ１６よりも下方に配置され、現像ローラ１４との対向部において現像ローラ１４と逆方向の矢印時計方向に回転する。そして、現像ローラ１４上のトナーを所定の層厚に規制するともに、トナーに対して摺接することによりトナーを摩擦帯電する。現像ローラ１４上で帯電されたトナーは、感光体ベルト１上の静電潜像を現像する。本実施形態においては、ドクタローラ１６の表面部の材質として、樹脂コーティングを施したウレタンゴムを用いている。また、ドクタローラ１６には規制ローラクリーニングブレード（図示せず）が当接されており、現像ローラ１１との当接部を通過したドクタローラ１４の表面がクリーニングされるようになっている。
【００２８】
また、図示の例では、湿度等の環境変動による上記現像ローラ１１及び上記ドクタローラ１６の外径の変化を吸収するため付勢手段としてスプリング（図示せず）を設け、ドクタローラ１６を現像ローラ１４に対して加圧している。
【００２９】
また、現像ローラ１４と現像容器１３との隙間からトナーが漏れ出すのを防止するために、現像容器内面には現像ローラ１４表面に先端が当接するように延在した入口シール部材としての入口シール（図示せず）が設けられている。
【００３０】
また、現像装置５のトナーカートリッジ１２はアジテータ２７ａ，２７ｂが設けられ、アジテータ２７ａ，２７ｂは矢印反時計方向に回転することにより、トナーを現像器１１へ補給する。アジテータ２７ａ，２７ｂの材質としては、アジテータ１７と同様に、例えばポリプロピレン等の柔らかく弾性を有するものを用いることができ、その弾性を利用してトナーカートリッジ１２の内壁と密着させた状態で回転し、確実にトナーを搬送する。
【００３１】
トナーカートリッジ１２のトナーは、トナー補給口２０から現像器１１に補給されるが、このトナー補給口２０は現像器１１とトナーカートリッジ１２のそれぞれ設けられており、トナーカートリッジ１２が現像装置５にセットされると、両トナー補給口２０が合致する。また、トナーカートリッジ１２から現像器１１に補給される平均トナー量は、現像ローラ１４から感光体ベルト連続動作時に静電潜像に付着する平均トナー量より多くなるように設定されている。このため、現像器１１のトナーは補給過多となってトナーの吹き出し、ブロッキング等を発生させるおそれがある。なお、符号２３は現像器１１側のトナー補給口２０に設けた逆流抑制弁、２４は現像器１１とトナーカートリッジ１２を密着させるためのシールである。
【００３２】
本発明では、トナーの吹き出し等の不具合を防止するため、図３に示すように、現像器１１のトナーを排出するトナー排出口を設けており、本実施形態におけるトナー排出口はトナーカートリッジ１２にトナーを戻すトナー戻し口２１として構成されている。
【００３３】
ところで、トナー戻し口２１はその位置によってトナーが戻りにくくなったり、補給したトナーがすぐに戻ってしまったりすることが発生することが本願発明者の研究によって判明した。そして、トナーが戻りにくいと、現像器１１の駆動トルクが異常に上昇するという問題を誘発し、補給したトナーがすぐに戻ってしまうと、劣化したトナーの入れ替えができないという問題を発生させた。これらの問題はトナー補給口２０とトナー戻し口２１との位置が大きく関係している。
【００３４】
上記図２は、トナー補給口２０の位置を示す断面説明図、図３はトナー戻し口２１の位置を示す断面説明図、そして図４はトナー補給口２０とトナー戻し口２１の配置関係を示す側面説明図である。
【００３５】
図２ないし図４において、トナー補給口２０はトナーカートリッジ１２内に設けたアジテータ２７のトナーを現像器１２側へ移動する作用が強く受ける位置に設けており、本実施形態では現像ローラ１４の軸線方向のほぼ中央で、全幅の３分の１程度の幅に形成されている。他方、トナー戻し口２１はトナーカートリッジ１２内に設けたアジテータ２７のトナーを現像器１２側へ移動する作用が及びにくい位置で、かつ、トナー補給口２０より上方の位置に設けている。このため、トナー戻し口２１の上下方向の近傍にトナー補給口２０がないように、両口は互いに幅方向に対してずらして形成されている。なお、図４に示す例ではトナー戻し口２１とトナー補給口２０が幅方向においてオーバーラップしないように設けており、かかる状態が最も好ましいが、両口の多少のオーバーラップならば機能上大きな問題にならない。
【００３６】
このように構成された現像装置５は、トナーカートリッジ１２に設けたアジテータ２７の回転による力がトナー戻し口２１に直接伝播することはないので、現像器１１のトナーはその器内に設けたアジテータ１７の回転によってトナー戻し口より上方のトナーは確実にトナーカートリッジ１２に戻される。したがって、現像器１１はトナー補給過剰によるトナーの吹き出しやブロッキング等の発生が確実に防止することができる。
【００３７】
なお、ユニット底面からトナー戻し口２１の高さｈＢ、トナー補給口２０の高さｈＳ、そして現像器１１のトナーエンドの検知レベルＳの高さｈＯとすると、
ｈＢ＞ｈＯ＞ｈＳ
を満足させることが好適である。
【００３８】
さらに、トナーカートリッジ１２内に設けたアジテータ２７の回転軌跡外周、及び現像器１１内のアジテータ１７の回転軌跡外周からトナー補給口２０及びトナー戻し口２１までの最短距離は、トナー補給口２０に関しては、アジテータ２７の回転軌跡外周の方がより近く、またトナー戻し口２１に関してはアジテータ１７のトナーパドルの回転軌跡外周からの方がより近いことが望ましい。
【００３９】
さらにまた、トナーカートリッジ１２内のトナー補給口２０の両端に凸部２２を設けたり、現像器１１内のトナー戻し口２１の両端に凸部（図示せず）を設けて、双方の回転力の影響が口を通して対向スペース（トナーカートリッジ又は現像器）の軸方向に移動し難くすることが望ましい。
【００４０】
図５に本発明の他の実施形態におけるトナー補給口２０と、トナー戻し口２１の位置関係を示す。
図５において、本例のトナー戻し口２１は縦方向に延びて形成され、そのトナー戻し口２１の上下近傍にはトナー補給口２０がない。また、トナーカートリッジ１２内に設けたアジテータ２７は回転軸２８に対して回転羽根２９が複数個に分割され、トナー戻し口２１の部分には回転羽根２９が存在しないように構成されている。なお、回転羽根２９は回転軸２８に対して一直線上に並ばず、各回転羽根の取り付け角度がずらして設けている。例えば、３枚の羽根に分割されている場合は軸に対し６０°ずつ角度をずらして取り付けられている。
【００４１】
このように構成された現像装置５は、トナーカートリッジ１２内に設けたアジテータ２７の回転による力がトナー戻し口７１に直接伝播することがないので、現像器１１内のアジテータ１７の回転によりトナー戻し口７１より上方のトナーは確実にトナーカートリッジ１２側に戻される。よって、トナーカートリッジから現像器へのトナー補給過剰による、現像器でのトナー吹き出しやブロッキング等の発生を従来技術より確実に回避できる。
【００４２】
なお、本実施形態においても、ユニット底面からトナー戻し口２１の最高高さｈＢＴ、トナー戻し口２１の最低高さｈＢ、トナー補給口２０の高さｈＳ、そして現像器１１のトナーエンドの検知レベルの高さｈＯとすると、
【００４３】
ｈＢＴ＞ｈＯ＞ｈＳ＞ｈＢ
を満足させることが好適である。
図６は本発明のさらに他の実施形態における現像器内トナーの一部を排出する例を示す。
【００４４】
図６において、現像器１１に設けたトナー戻し口３１はトナーカートリッジ１２と対向する壁面でなく、その壁面を正面とすると、それの側面に設けている。したがって、現像器１１内のトナーはトナーカートリッジ１２に戻されず、本例では側面から排出されたトナーが廃棄トナー収容部３１に送られて収納される。
【００４５】
このように構成された現像装置は、現像器内で一旦使用されたトナーが多少何らかの変質があるので、少しずつ廃棄して新しいトナーと入れ替えられる。これによって、現像器１１内のトナー劣化を抑制すると、長時間安定した画像が得られる。なお、廃棄トナー収容部３１については専用容器にしてもよいし、トナーカートリッジ１２内に間仕切りしておき、トナーカートリッジ交換と同時に本体から回収するようにしてもよい。
【００４６】
本発明の現像装置は、トナーカートリッジ１２から現像器１１へ感光体ベルト連続動作時に補給する平均トナー量を、現像ローラ１４から静電潜像へ感光体ベルト連続動作時に付着する平均トナー量より多く設定している。このように、トナー補給量は、低画像面積率の潜像画像を連続現像する場合、感光体に付着消費させる量より多めにすることにより（例えば画像の面積比率が１％以下であっても、３％相当消費相当のトナーを現像器に補給制御し、余剰トナーをトナー排出口２１より排出する）、感光体や周囲のクリーニング装置に負担を掛けずに現像器１１内のトナーを新しいトナーと次第に入れ替えることができる。補給量を検出、制御したり、感光体に付着させるトナー量を算出、フィードバック制御できるようにしたりすると、より無駄なトナー補給を抑制できる。
【００４７】
また、本発明の現像装置はトナー排出口２１から排出されるトナーがトナー選別手段によって再使用されるトナーと廃棄するトナーとに選別されるようにすることができる。すなわち、現像器で変質し排出されたトナーの全てを廃棄するのではなく、公知のフィルター、重力、磁力、静電気力等によって選別し、良品は現像器に戻して再使用すると廃棄トナーを低減できる。すなわち、図７の廃棄トナー収容部３１の代わりにトナー選別手段を設けてダメージを強く受けたトナーだけを廃棄し、比較的良好なトナーをトナーカートリッジに戻して再使用させることができる。このとき、トナー選別手段にはクリーニング装置７で回収したトナーも一緒に選別してリサイクルするようにすれば、廃棄トナーの最小限と資源の有効利用ができ、しかも画像品質の低下も抑えられる。
【００４８】
また、本発明の現像装置は、転写残トナーを現像ローラで回収する現像装置がクリーニング装置７を兼ねるクリーナレスシステムとして用いることもでき、このとき現像器１１内のトナーを新しいトナーと次第に入れ替えるので、回収トナーによる画像品質の低下を抑えられる。
【００４９】
さらにまた、本発明の現像装置は、トナーが外部にトナー体積平均粒径の１０分の１以下の外添剤が添加されているものを用いる。これによりトナーの外添剤が母体トナーから遊離したり、逆に埋没する態様のダメージを受けても、補給トナーで十分な外添剤を補充でき、且つ遊離外添剤は現像器上方に分離し、排出されるので、適量の外添剤を現像器内に安定確保でき、トナーの長寿命化ができる。
【００５０】
本発明の現像装置は現像器１１に最初にセットされるトナーより、トナーカートリッジ１２から補給するトナーの方が外添剤の添加比率が高いものを用いると、現像器１１内トナー外添剤の埋没が抑制でき、トナー流動性を高めに維持してトナーと相手部材の摩擦力を低めに抑えながら、トナーの摩擦帯電荷電を良好に維持でき、現像装置の低トルク化と高画質現像の両立ができる。図７は本発明例と従来装置の現像ユニットトルクの推移を比較した例である。このように使い始めでのトルク上昇を抑制できる。
【００５１】
本発明の１成分接触現像を行う現像装置は、潜像担持体の暗部電位ＶＤ、露光後電位をＶＬ、現像バイアス電圧をＶＢとすると、
０＜｜ＶＤ｜−｜ＶＢ｜＜｜ＶＤ−ＶＬ｜＜４００Ｖ
を満たすようにすると、４００Ｖ以下の電位差で現像でき、感光体に与える静電ハザードを抑制でき、感光体の長寿命化ができる。
【００５２】
本発明の現像装置を用いると、現像器内トナーの長寿命化ができ、図８に示すように、少なくとも像担持体と現像装置を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジＰＣとすれば、より高耐久化ができ、メンテ間隔が伸び、且つプロセスカ−トリッジの交換頻度を少なくでき、メンテ・操作性を向上できる。なお、プロセスカ−トリッジＰＣは像担持体と現像装置の他に帯電手段、現像手段、クリ−ニング手段等を選択的に一体に支持してもよい。このようにすれば、メンテ間隔が伸び、且つプロセスカ−トリッジの交換頻度を少なくでき、メンテ・操作性を向上できる。
【００５３】
現像装置の諸元は以下の通りである。
（現像ローラ）
現像ローラ径：Φ２６ｍｍ
現像ローラ表面材質：ポリエステルメラミン系樹脂＋カーボンブラック
現像ローラ表面層電気抵抗：４（ＬｏｇΩ）
現像ローラ表面粗さ  ：２．６μｍ（Ｒｚ）
【００５４】
（供給ローラ）
ローラ外径：Φ１６ｍｍ
発泡ポリウレタン＋導電材料（カーボンブラック、イオン導電性材料  等）
ローラ電気抵抗：６（ＬｏｇΩ）
食い込み量（対現像ローラ）：０．５ｍｍ
【００５５】
（規制ローラ）
ローラ外径：Φ１４ｍｍ
ローラ表面材質：フッ素系樹脂＋導電材料（カーボンブラック、イオン導電性材料等）
ローラ電気抵抗：４〜７（ＬｏｇΩ）
ローラ硬度：７５°（ＪＩＳ  Ｋ６２５３）
ローラ表面粗さ  ：２．６μｍ（Ｒｚ）
回転タイミング：間歇又は常回転
【００５６】
（トナー）
低分子量ポリエステル樹脂  １００重量部
カーボンブラック              ６重量部
高分子帯電制御剤              １重量部
これらを通常のスクリューニーダー混練方法により混練し、続いて圧延冷却後粗
粉砕したトナーをジェットミルにて粉砕し、最後に気流式分級機において体積平均粒径６．７μｍ、個数平均粒径６．１μｍのトナーを得た。同様に、マゼンタ、シアン、イエローについても顔料を代えてカラートナーを得た。
【００５７】
次に、得られた各色トナー１００重量部に対して、シリカ０．３重量部を加えてヘンシェルミキサーにて1分間混合処理を行った。続いて、チタニア０．３重量部を加えて１分間混合処理し、更にシリカ１．０重量部を加えて１分間混合処理した。現像ローラ上の平均トナー帯電量は、３０μＣ／ｇである。
【００５８】
（感光体）
黒ベタ部電位（ＶＬ）：―５０（Ｖ）（平均）
地肌部電位（Ｖｄ）：―５００（Ｖ）（平均）
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施形態におけるプリンタの概略構成を示す正面図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるトナー補給口部分の断面構成図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるトナー戻し口部分の断面構成図である。
【図４】本発明の一実施形態におけるトナー補給口とトナー戻し口を示す側面構成図である。
【図５】本発明の他の実施形態におけるトナー補給口とトナー戻し口を示す側面構成図である。
【図６】本発明のさらに他の実施形態における現像部の説明図である。
【図７】本発明と従来の現像装置の使い開始からトルクの変動を経過を示すグラフである。
【図８】本発明のプロセスカートリッジを示す説明図である。
【符号の説明】
【００６０】
１      感光体ベルト
３      帯電装置
４      光書き込みユニット
５      現像装置
６      中間転写ベルト
７      クリーニング装置
１１    現像器
１２    トナーカートリッジ
１４    現像ローラ
１５    供給ローラ
１７、２７    アジテータ
２０    トナー補給口
２１    トナー戻し口
ＰＣ    プロセスカートリッジ
【図１】
2006030276.tif 000003
【図２】
2006030276.tif 000004
【図３】
2006030276.tif 000005
【図４】
2006030276.tif 000006
【図５】
2006030276.tif 000007
【図６】
2006030276.tif 000008
【図７】
2006030276.tif 000009
【図８】
2006030276.tif 000010