(57)【要約】【課題】  供給搬送路、攪拌搬送路及び回収搬送路とを備えた現像装置を有し、現像剤及び現像剤搬送部材の劣化を早めることなく、現像剤の特性が変化しても安定した画像形成を行うことができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  搬送効率検知手段の検知結果に基づいて、現像剤供給搬送部材である供給スクリュのモータの回転数を調節するモータドライバ１と、現像剤攪拌搬送部材である攪拌スクリュのモータの回転数を調節するモータドライバ２とにそれぞれ駆動信号を送り、現像剤搬送部材の搬送力を調節する。【選択図】  図９
2006330199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性キャリアとトナーとからなるニ成分現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で該潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、
該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給搬送部材を備えた現像剤供給搬送路と、
該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された該現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該現像剤供給搬送部材と同方向に搬送する現像剤回収搬送部材を備えた現像剤回収搬送路と、
現像に用いられずに該現像剤供給搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤と、該現像剤担持体から回収され該現像剤回収搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された回収現像剤との供給を受け、該現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該余剰現像剤と該回収現像剤とを攪拌しながら該現像剤供給搬送部材とは逆方向に搬送する現像剤攪拌搬送部材を備え、該現像剤を該現像剤供給搬送路に供給する現像剤攪拌搬送路とを備え、
該現像剤回収搬送路、該現像剤供給搬送路及び該現像剤攪拌搬送路からなる３つの現像剤搬送路はそれぞれ仕切り部材により仕切られる現像装置を有する画像形成装置において、
該現像剤搬送路での該現像剤の搬送効率を検知する現像剤搬送効率検知手段と、該現像剤搬送効率検知手段の検知結果に基づいて、該現像剤回収搬送部材、該現像剤供給搬送部材及び該現像剤攪拌搬送部材からなる３つの現像剤搬送部材うち少なくとも１つの現像剤搬送部材の搬送力を調節する搬送力調節手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記搬送力調節手段は上記供給搬送部材の搬送力と上記攪拌搬送部材の搬送力とを独立に変化させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２の画像形成装置において、
上記現像剤搬送効率検知手段は、上記現像剤の移動速度を検知する現像剤速度検知手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３の画像形成装置において、
上記現像剤速度検知手段は、トナー濃度センサにより上記現像剤のトナー濃度の変化を検知することで、トナー濃度分布のピークが移動する速度を求め、トナー濃度分布のピークが移動する速度から現像剤の速度を検知するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１または２の画像形成装置において、
上記現像剤搬送効率検知手段は、上記現像剤供給搬送路の下流側の現像剤量を検知する供給部現像剤量検知手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５の画像形成装置において、
上記供給部現像剤量検知手段は、上記現像剤供給搬送路の側面に設置された高さにおける上記現像剤の有無を検知する現像剤センサを用いて該現像剤の嵩高さを検知し、検知箇所における該現像剤の量を検知するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１または２の画像形成装置において、
上記現像剤搬送効率検知手段は、上記現像剤担持体の表面上に担持された上記現像剤の量を検知する現像剤担持量検知手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１または２の画像形成装置において、
上記現像剤搬送効率検知手段は、上記現像剤の使用時間を検知し、該現像剤の搬送効率の変化を予測する経時搬送効率予測手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７または８の画像形成装置において、
上記現像剤搬送効率検知手段による検知動作は、非画像形成時に行われることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の画像形成装置において、
上記現像剤回収搬送路を上記現像剤担持体の下方に設け、上記３つの現像剤搬送路をほぼ同じ高さに設けることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の画像形成装置において、
上記潜像担持体上に形成された各色に対応した潜像にそれぞれトナーを供給して形成されたトナー像を担持する第１中間転写ベルトと第２像担持体ベルトとを備え、該第１中間転写ベルト上のトナー像を記録体の一方の面に転写し、第２像担持体ベルト上のトナー像を記録体の他方の面に転写することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１の画像形成装置で使用される磁性キャリアにおいて、
該磁性キャリアの体積平均粒径が２０［μｍ］以上、６０［μｍ］以下であることを特徴とする磁性キャリア。
【請求項１３】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２に記載の画像形成装置で使用されるトナーおいて、
上記トナーは体積平均粒径が３［μｍ］以上、８［μｍ］以下であり、
該体積平均粒径をＤ１、個数平均粒径をＤ２とすると、
１．００≦Ｄ１／Ｄ２≦１．４０
の関係を満たすことを特徴とするトナー。
【請求項１４】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２または１３に記載の画像形成装置で使用されるトナーおいて、
形状係数ＳＦ−１が、１００以上、１８０以下の範囲であり、
形状係数ＳＦ−２が、１００以上、１８０以下の範囲であることを特徴とするトナー。
【請求項１５】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３または１４に記載の画像形成装置で使用されるトナーおいて、
トナー母体粒子表面に平均一次粒径が５０［ｎｍ］以上、５００［ｎｍ］以下、嵩密度が０．３［ｇ／ｃｍ３］以上である微粒子を外添加して得られたトナーであることを特徴とするトナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファックス、プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは、トナーと磁性キャリアからなるニ成分現像剤を用いる現像装置を備えた画像形成装置並びにこれに用いられるトナー及びキャリアに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナーと磁性キャリアからなるニ成分現像剤を用いる現像装置として、図２２に示す構造ものが広く使用されている。図２２に示す現像装置４は不図示の潜像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体である現像ローラ５と、現像剤を搬送しながら現像ローラ５に供給し、現像ローラ５からの現像剤を回収する供給回収スクリュ４０１とを備えている。さらに、供給回収スクリュ４０１の下流端まで搬送された現像剤と必要に応じて供給されたトナーとを攪拌しながら供給回収スクリュ４０１とは逆方向に搬送する攪拌搬送部材としての攪拌スクリュ１１を備えている。供給回収スクリュ４０１と攪拌スクリュ１１とは水平方向に配置され、供給回収スクリュ４０１を備える供給回収搬送路４０２と攪拌スクリュ１１を備える攪拌搬送路１０とは仕切り部材である隔壁４０３で仕切られている。そして、２つの搬送路は隔壁４０３の軸方向両端部の開口部で連通しており、攪拌搬送路１０と供給回収搬送路４０２とでは現像剤を逆方向に搬送することにより循環搬送されている。
【０００３】
図２２に示す従来の現像装置４では、現像ローラ５への現像剤の供給と現像済みの現像剤の回収とを供給回収スクリュ４０１及び供給回収搬送路４０２で行っている。現像済みの現像剤は現像によりトナーが消費されトナー濃度が現像前よりも低い状態である。現像剤の供給用のスクリュと回収用のスクリュとが同一であり、供給用の搬送路と回収用の搬送路とも同一のため、現像済の回収現像剤と現像前の現像剤とが攪拌される。これにより、現像ローラ５に供給される現像剤のトナー濃度は供給回収スクリュ４０１の現像剤搬送方向の下流側ほど低下していく。特に、高印字率の画像では現像前に対して現像後のトナー濃度の低下が大きくなり、現像剤搬送方向下流側のトナー濃度低下が大きく、画像品質が維持できなくなる問題を生じる。このようなトナー濃度低下を低減するためには、搬送する現像剤の量を増加する方法で対処可能ではあるが、搬送する現像剤の量を増加すると、現像剤へのストレス増加となり、現像剤寿命低下の一因となる。
【０００４】
このような問題は、本出願人が特願２００５−０６８６５９にて提案した図４に示すような現像装置のように、現像ローラへ現像剤を供給する供給スクリュ８と現像済みの現像剤を回収する回収スクリュ６とを異なる現像剤搬送路に設けることで解消することができる。
図４に示す現像装置４は現像ローラ５と供給スクリュ８と、現像ローラ５上で現像箇所を通過し、回収された回収現像剤を供給スクリュ８と同方向に搬送する回収スクリュ６とを備えている。さらに、供給スクリュ８の最下流側まで搬送された余剰現像剤と、回収スクリュ６の最下流部まで搬送された回収現像剤とを攪拌しながら供給スクリュ８とは逆方向に搬送する攪拌スクリュ１１を備えている。
供給スクリュ８を備える供給搬送路９と攪拌スクリュ１１を備える攪拌搬送路１０とは略水平方向に配置され、仕切り部材である仕切り壁１３３で仕切られている。そして、２つの搬送路は仕切り壁１３３の軸方向両端部の開口部で連通しており、現像に用いられず供給搬送路９の下流端まで搬送された余剰現像剤は、供給搬送路９の下流端側の開口部から攪拌搬送路１０に供給される。
また、回収スクリュ６を備える回収搬送路７は供給搬送路９の水平方向に並べて設けており、回収搬送路７と供給搬送路９とは仕切り部材である仕切り板１３４で仕切られている。そして、この２つの搬送路は回収スクリュ６の下流端側で仕切り板１３４に設けられた開口部で連通している。回収搬送路７の下流端まで搬送された回収現像剤は水平方向に移送され、供給搬送路９を介して攪拌搬送路１０に供給される。
攪拌搬送路１０に供給された余剰現像剤と回収現像剤とは攪拌搬送路１０で攪拌され、仕切り壁１３３の開口部から供給搬送路９に供給される。
図４に示す現像装置４では、現像済みの現像剤の回収を回収搬送路７内で行い、供給搬送路９に現像済みの現像剤が混入することがない。よって、供給搬送路９内の現像剤のトナー濃度が変化することなく、現像ローラ５に供給される現像剤のトナー濃度も一定となる。
【０００５】
【特許文献１】特許３１２７５９４号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図４の３つの搬送路を分けた現像装置４は、図２２の現像装置４とは異なり、現像ローラ５に供給され、現像に用いられた現像剤が供給搬送路９に戻らないため、供給搬送路９では下流側に行くに従い現像剤の量が減少する。
現像ローラ５に供給される現像剤の量を確保するために、特願２００５−０６８６５９では、供給搬送路９の下流側ほど搬送力が小さくなるような形状の供給スクリュ８を提案している。このように供給搬送路９の下流側ほど搬送力を小さくする構造を採用することで、供給搬送路９の下流側の現像剤量を確保することができる。
しかしながら、設置環境の変動や現像剤の経時劣化により、現像剤の特性が変化し、同じ搬送スクリュの回転数に対する現像剤の移動量が変化する、つまり、搬送効率が変化することがある。搬送効率が低下すると、供給搬送路の下流側での現像剤量が減少し、現像ローラに十分な量の現像剤が供給できなくなってしまう。これにより、現像ローラの軸方向で十分な現像剤が供給されなかった部分で画像濃度の低下や白スジなどの不良画像を引き起こす。
このような、現像剤の特性の変化に起因する供給搬送路の下流側での現像剤量の減少は、供給搬送路の下流側ほど搬送力を小さくするような構造だけでは対応することが出来ない。
また、搬送効率が低下することによって、供給搬送路下流側での現像剤量が減少することを防ぐために、あらかじめ現像剤搬送部材の搬送力を高い状態にしていると、現像剤や現像剤搬送部材に必要以上の負荷が掛かり、現像剤や現像剤搬送部材の劣化が早まることになる。
【０００７】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、供給搬送路、攪拌搬送路及び回収搬送路とを備えた現像装置を有し、現像剤及び現像剤搬送部材の劣化を早めることなく、現像剤の特性が変化しても安定した画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、磁性キャリアとトナーとからなるニ成分現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で該潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給搬送部材を備えた現像剤供給搬送路と、該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された該現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該現像剤供給搬送部材と同方向に搬送する現像剤回収搬送部材を備えた現像剤回収搬送路と、現像に用いられずに該現像剤供給搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤と、該現像剤担持体から回収され該現像剤回収搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された回収現像剤との供給を受け、該現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該余剰現像剤と該回収現像剤とを攪拌しながら該現像剤供給搬送部材とは逆方向に搬送する現像剤攪拌搬送部材を備え、該現像剤を該現像剤供給搬送路に供給する現像剤攪拌搬送路とを備え、該現像剤回収搬送路、該現像剤供給搬送路及び該現像剤攪拌搬送路からなる３つの現像剤搬送路はそれぞれ仕切り部材により仕切られる現像装置を有する画像形成装置において、該現像剤搬送路での該現像剤の搬送効率を検知する現像剤搬送効率検知手段と、該現像剤搬送効率検知手段の検知結果に基づいて、該現像剤回収搬送部材、該現像剤供給搬送部材及び該現像剤攪拌搬送部材からなる３つの現像剤搬送部材うち少なくとも１つの現像剤搬送部材の搬送力を調節する搬送力調節手段とを備えることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記搬送力調節手段は上記供給搬送部材の搬送力と上記攪拌搬送部材の搬送力とを独立に変化させることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、上記現像剤搬送効率検知手段は、上記現像剤の移動速度を検知する現像剤速度検知手段であることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の画像形成装置において、上記現像剤速度検知手段は、トナー濃度センサにより上記現像剤のトナー濃度の変化を検知することで、トナー濃度分布のピークが移動する速度を求め、トナー濃度分布のピークが移動する速度から現像剤の速度を検知するものであることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、上記現像剤搬送効率検知手段は、上記現像剤供給搬送路の下流側の現像剤量を検知する供給部現像剤量検知手段であることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の画像形成装置において、上記供給部現像剤量検知手段は、上記現像剤供給搬送路の側面に設置された高さにおける上記現像剤の有無を検知する現像剤センサを用いて該現像剤の嵩高さを検知し、検知箇所における該現像剤の量を検知するものであることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、上記現像剤搬送効率検知手段は、上記現像剤担持体の表面上に担持された上記現像剤の量を検知する現像剤担持量検知手段であることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、上記現像剤搬送効率検知手段は、上記現像剤の使用時間を検知し、該現像剤の搬送効率の変化を予測する経時搬送効率予測手段であることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７または８の画像形成装置において、上記現像剤搬送効率検知手段による検知動作は、非画像形成時に行われることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の画像形成装置において、上記現像剤回収搬送路を上記現像剤担持体の下方に設け、上記３つの現像剤搬送路をほぼ同じ高さに設けることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の画像形成装置において、上記潜像担持体上に形成された各色に対応した潜像にそれぞれトナーを供給して形成されたトナー像を担持する第１中間転写ベルトと第２像担持体ベルトとを備え、該第１中間転写ベルト上のトナー像を記録体の一方の面に転写し、第２像担持体ベルト上のトナー像を記録体の他方の面に転写することを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１の画像形成装置で使用される磁性キャリアにおいて、該磁性キャリアの体積平均粒径が２０［μｍ］以上、６０［μｍ］以下であることを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２に記載の画像形成装置で使用されるトナーおいて、上記トナーは体積平均粒径が３［μｍ］以上、８［μｍ］以下であり、該体積平均粒径をＤ１、個数平均粒径をＤ２とすると、１．００≦Ｄ１／Ｄ２≦１．４０の関係を満たすことを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２または１３に記載の画像形成装置で使用されるトナーおいて、形状係数ＳＦ−１が、１００以上、１８０以下の範囲であり、形状係数ＳＦ−２が、１００以上、１８０以下の範囲であることを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３または１４に記載の画像形成装置で使用されるトナーおいて、トナー母体粒子表面に平均一次粒径が５０［ｎｍ］以上、５００［ｎｍ］以下、嵩密度が０．３［ｇ／ｃｍ３］以上である微粒子を外添加して得られたトナーであることを特徴とするものである。
【０００９】
上記請求項１乃至１５の画像形成装置においては、現像剤搬送効率検知手段の検知結果に基づいて現像剤搬送部材の搬送力を調節するので、現像剤の特性が変化し、搬送効率が低下すると、搬送効率に応じて現像剤搬送部材の搬送力を大きくし、供給搬送路の下流側での現像剤量を安定させることができる。また、搬送効率が低下していない状態では、搬送効率が低下した状態よりも現像剤搬送部材の搬送力を小さくし、現像剤や現像剤搬送部材が必要以上に劣化することを防止することができる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１乃至１５の発明によれば、現像剤や現像剤搬送部材が必要以上に劣化させることなく、搬送効率が低下しても供給搬送路の下流側での現像剤量を安定させているため、現像剤の特性が変化しても安定した画像形成を行うことができるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真方式のカラー複写機（以下、単に複写機という）に適用した実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る複写機を示す概略構成図である。同図において、本複写機は、プリンタ部１００、操作・表示ユニット９０、給紙装置４０、自動画像読取装置２００、紙補給装置３００等を有している。
【００１２】
プリンタ部１００は、紙搬送路４３Ａを境にして、その上方に配設された第１画像形成部と、下方に配設された第２画像形成部とを有している。第１画像形成部は、図中矢印方向に無端移動する第１中間転写ベルトとしての第１中間転写ベルト２１を有する第１転写ユニット２０を備えている。また、第２画像形成部は図中矢印方向に無端移動する第１中間転写ベルトとしての第２中間転写ベルト３１を有する第２転写ユニット３０を備えている。第１中間転写ベルト２１の上部張架面の上方には、４個の第１プロセスユニット８０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が配置されている。一方、第２中間転写ベルト３１の側部張架面の側方には、４個の第２プロセスユニット８１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が配置されている。これら第１、第２プロセスユニットの番号に付したＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋという添字は、それぞれ取り扱われるトナーの色を示している。プロセスユニット内の各機器にも同様の添字を付している。
【００１３】
各プロセスユニット（８０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、８１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ））は、それぞれ潜像担持体たる感光体（１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ））を有している。第１プロセスユニット８０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は等間隔に配設され、少なくとも画像形成時にはそれぞれ第１中間転写ベルト２１の上部張架面に接触する。以下、このように接触するベルト面を第１受像面という。
【００１４】
一方、第２プロセスユニット８１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）も等間隔に配設され、少なくとも画像形成時にはそれぞれ第２中間転写ベルト３１の上部張架面に接触する。以下、このように接触するベルト面を第２受像面という言う。
【００１５】
第１中間転写ベルト２１は、複数のローラにより、鉛直方向よりも水平方向にスペースをとる横長の姿勢であり、且つその第１受像面をほぼ水平に延在させる姿勢で張架されている。第１プロセスユニット８０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、このようなほぼ水平の第１受像面に接するように、互いにほぼ水平な状態で並列配設されている。
【００１６】
一方、第２中間転写ベルト３１は、複数のローラにより、水平方向よりも鉛直方向にスペースをとる縦長の姿勢であり、且つその第２受像面を図中左上から右下にかけて傾斜させる姿勢で張架されている。第２プロセスユニット８１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、このように傾斜している第２受像面に接するように、第２中間転写ベルト３１の図中左側方にて、図中左上から右下にかけての斜めの配列になるように配設されている。
【００１７】
図２は、４つの第１プロセスユニット８０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のうちの１つを示す拡大構成図である。４つの第１プロセスユニット８０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、それぞれ扱うトナーの色が異なる点の他がほぼ同様の構成になっているので、同図では「８０」に付すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋという添字を省略している。同図において、感光体１は、プリンタ部１００の動作時に、図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動される。かかる感光体１の周囲には、帯電手段であるスコロトロンチャージャ３、現像装置４、感光体クリーニング装置２、光除電装置Ｑ等の作像部材や、電位センサＳ１、画像センサＳ２等が配設されている。また、感光体１は、潜像形成手段たる不図示の露光装置より照射されたレーザ光によりその表面に静電潜像を形成される。
【００１８】
ドラム状の感光体１は、例えば直径３０〜１２０［ｍｍ］程度のアルミニウム円筒表面に光導電性物質である有機感光層（ＯＰＣ）が被覆されたものである。アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層を被覆したものであってもよい。また、ドラム状ではなく、ベルト状のものであってもよい。
【００１９】
感光体クリーニング装置２は、クリーニングブラシ２ａ、クリーニングブレード２ｂ、回収部材２ｃ等を有し、後述の１次転写ニップを通過した後の感光体表面に残留する転写残トナーを除去、回収する。
【００２０】
スコロトロンチャージャ３は、回転駆動される感光体１の表面を例えばマイナス極性に一様帯電せしめるものである。かかる一様帯電を行う帯電手段として、スコロトロンチャージャの代わりに、コロトロンチャージャを用いても良い。また、帯電バイアスが印加される帯電バイアス部材を感光体１の表面に接触させる方式のものでもよい。
不図示の露光装置は、各色後との画像データに対応した光を、帯電手段で一様に帯電済みの各感光体１の表面に走査し、潜像を形成するものである。露光装置としては、発光素子としてＬＥＤ（発光ダイオード）アレイと結晶素子からなるものや、レーザ光源、ポリゴンミラー等を用い、形成すべき画像データに応じて変調したレーザ光によるレーザスキャン方式のものを採用することができる。
【００２１】
プリンタ部１００の現像は、トナーとキャリヤからなるニ成分現像剤を採用している現像方式である。負荷電の感光体１に対しレーザビームにより各感光体１の表面に形成された色毎の静電潜像は、感光体の帯電極性と同極性（マイナス極性）の所定の色のトナーで現像され顕像となる、いわゆる反転現像が行われる。現像装置４の構成の詳細説明については後述する。
【００２２】
図３は、４つの第２プロセスユニット８１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のうちの１つを示す拡大構成図である。４つの第２プロセスユニット８１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）も、それぞれ扱うトナーの色が異なる点の他がほぼ同様の構成になっているので、第２プロセスユニット８１は、第１プロセスユニット８０と構成部材が同じであるが、感光体１の回転方向が異なっている。しかし互いに、感光体１の回転軸１aを通るｙ軸に対し対象の形をしている。この形状は、感光体１の周囲に設ける部材の配置にも関係するが、重要な事項である。具体的には、プリンタ部１００本体との結合部、たとえば駆動手段との結合部、電気的接続部、トナー供給部、トナー排出部の結合方法を配慮している。これにより、第１プロセスユニット８０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、第２プロセスユニット８１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）とに互換性をモータせることができる。従って第１プロセスユニットと第２プロセスユニット用に個別に現像装置、クリーニング装置、部品を製造する必要がなく、部品製造、部品の管理上での効率が高く、全体のコスト低減化を図ることができる。
【００２３】
先に示した図１において、第１画像形成部は、複数の第１プロセスユニット８０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、第１転写ユニット２０とから構成されている。また、第２画像形成部は、複数の第２プロセスユニット８１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、第２転写ユニット３０とから構成されている。また、プリンタ部１００においては、第１転写ユニット２０と第２転写ユニット３０とにより、両面転写装置が構成されている。
【００２４】
第１転写ユニット２０は、第１中間転写ベルト２１を複数のローラ２２（４個），２３，２４，２５，２６（２個），２７，２８，２９によって張架して、第１プロセスユニット８０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に接触させている。この接触により、第１転写ユニット２０では、感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像（以下、単色第１トナー像とも言う）を、第１中間転写ベルト２１上に重ね合わせて転写するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップが形成される。第１中間転写ベルト２１は、これら４つの１次転写ニップを形成しながら、図中時計回りに無端移動せしめる。各１次転写ニップでは、図示しない電源によって１次転写バイアスが印加される４つの１次転写ローラ２２の何れかが、感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）との間に第１中間転写ベルト２１を挟み込んでいる。この１次転写バイアスやニップ圧の影響により、各１次転写ニップで単色の単色第１トナー像が第１中間転写ベルト２１に重ね合わせて１次転写される。この重ね合わせにより、像担持体たる第１中間転写ベルト２１上に、多色第１トナー像が形成される。
【００２５】
第１中間転写ベルト２１の外周部には、ローラ２３に対向する位置にベルトクリーニング装置２０Ａが設けられている。このベルトクリーニング装置２０Ａは、各１次転写ニップを通過した後の第１中間転写ベルト２１の表面に残留する転写残トナーや、紙粉などの異物を拭い去る。第１中間転写ベルト２１に関連する部材は、第１転写ユニット２０として一体的に構成してあり、プリンタ部１００に対し着脱が可能となっている。
【００２６】
一方、第２転写ユニット３０は、第２中間転写ベルト３１を複数のローラ３２（４つ），３３，３４，３５，３６（２つ）によって張架して感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に接触させている。この接触により、第２転写ユニット３０では、感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ第２トナー像（以下、単色第２トナー像ともいう）を、第２中間転写ベルト３１上に重ね合わせて転写するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップが形成される。第２中間転写ベルト３１は、これら４つの１次転写ニップを形成しながら、図中反時計回りに無端移動せしめる。各１次転写ニップでは、図示しない電源によって１次転写バイアスが印加される４つの１次転写ローラ３２の何れかが、感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）との間に第２中間転写ベルト３１を挟み込んでいる。この１次転写バイアスやニップ圧の影響により、各１次転写ニップでＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ第２トナー像が第２中間転写ベルト３１に重ね合わせて１次転写される。この重ね合わせにより、像担持体たる第２中間転写ベルト３１に、多色第２トナー像が形成される。
【００２７】
第２中間転写ベルト３１の外周部には、ローラ３３に対向する位置にベルトクリーニング装置３０Ａが設けられている。このベルトクリーニング装置３０Ａは、各１次転写ニップを通過した後の第２中間転写ベルト３１の表面に残留する不要なトナーや、紙粉などの異物を拭い去る。第２中間転写ベルト３１に関連する部材も、第２転写ユニット３０として一体的に構成してあり、プリンタ部１００に対し着脱が可能となっている。
【００２８】
２つの中間転写ベルト（２１，３１）は、それぞれ例えば、基体の厚さが５０〜６００［μｍ］の樹脂フィルム或いはゴムを基体とするベルトである。そして、感光体１が担持する可視像たるトナー像を、１次転写ローラ（２２，３２）に印加される１次転写バイアスによって静電的にベルト表面に転写を可能とする電気抵抗値を発揮する。かかる中間転写ベルトの一例として、ポリアミドにカーボンを分散し、その体積抵抗値は、１０６〜１０１２［Ωｃｍ］程度に抵抗が調整されたものを挙げることができる。ベルトの走行を安定させるためのベルト寄り止めリブが、ベルト片側あるいは両側端部に設けられている。ベルトの周長は約１５００［ｍｍ］である。
【００２９】
第１転写ユニット２０の１次転写手段たる４つの１次転写ローラ２２や、第２転写ユニット３０の１次転写手段たる４つの１次転写ローラ３２としては、例えば次のような構成のものを用いることができる。即ち、芯金たる金属ローラの表面に、導電性ゴム材料を被覆したもので、芯金部に、不図示の電源からバイアスが印加されるものである。本第１実施形態では、導電性ゴム材料として、ウレタンゴムにカーボンを分散したものを用い、体積抵抗を１０５［Ωｃｍ］程度に調整している。
【００３０】
プリンタ部１００は、Ｋトナーだけによるモノクロ画像の出力も可能である。モノクロ画像を出力する場合には、第１転写ユニット２０におけるＹ，Ｍ，Ｃ用のプロセスユニット８０Ｙ，Ｍ，Ｃを使用しない。そして、プロセスユニット８０Ｙ，Ｍ，Ｃを稼動させないだけでなく、これらと第１中間転写ベルト２１とを非接触に保つための機構を備えている。ローラ２６と１次転写ローラ２２を支持する内部フレーム（不図示）を設けておき、ある点を中心に回動可能に支持している。そして、感光体から遠ざかる方向に回動させることにより、感光体１Ｋだけを第１中間転写ベルト２１と接触させて、作像工程を実行することにより、ブラックトナーによるモノクロ画像を作成する。かかる構成では、感光体の寿命向上の点で有利である。なお、第２転写ユニット３０も同様に、モノクロ画像出力時にプロセスユニット８１Ｙ，Ｍ，Ｃを第２中間転写ベルト３１から待避させるようになっている。
【００３１】
第１中間転写ベルト２１の外周には、２次転写ローラ４６が、第１中間転写ベルト２１を裏面で支えながら張架している支持ローラ２８との間に第１中間転写ベルト２１を挟み込むように配設されている。これにより、第１転写ユニット２０においては、第１中間転写ベルト２１と２次転写ローラ４６とが当接する２次転写ニップが形成されている。支持ローラ２８からこの２次転写ニップを経て２次転写ローラ４６に至るまでの領域が、両面転写装置における第１転写部になっている。
【００３２】
２次転写ローラ４６は芯金たる金属ローラの表面に、導電性ゴムを被覆したもので、芯金部に対して、図示しない２次転写バイアス電源から２次転写バイアスが印加される。導電性ゴムはカーボンの分散によって体積抵抗が１０７［Ωｃｍ］程度に調整されたものである。
【００３３】
上述の２次転写ニップの図中右側方には、レジストローラ対４５が配設されている。このレジストローラ対４５は、プリンタ部１００の図中右側方に配設された給紙装置４０から送られて来る転写紙Ｐをローラ間に挟み込んだ後、両ローラの回転を一時中断する。そして、第１中間転写ベルト２１上の重ね合わせトナー像である４色トナー像に同期させ得るタイミングで、転写紙Ｐを２次転写ニップに向けて送り出す。送り出された転写紙Ｐは、２次転写ニップでその一方の面である第１面（図中上側を向く面）に４色トナー像が密着せしめられる。そして、２次転写バイアスやニップ圧の影響により、第１中間転写ベルト２１上の４色トナー像がその第１面に一括２次転写される。２次転写ニップを通過した転写紙Ｐは、第１中間転写ベルト２１や２次転写ローラ４６から離れて、第２中間転写ベルト３１に受け渡される。
【００３４】
第２転写ユニット３０においては、第２中間転写ベルト３１を張架している上部張架ローラ３４によるベルト掛け回し箇所が、第２中間転写ベルト３１の上部張架面になっている。この上部張架面の上方には、電荷付与手段たる転写チャージャ４７が上部張架面と所定の間隙を介して対向するように配設されている。転写チャージャ４７からこの所定の間隙を経由して、上部張架ローラ３４に至るまでの領域が、第２転写ユニット３０の第２転写部となっている。
【００３５】
転写チャージャ４７は公知のタイプで、タングステンや金の細い線を放電電極とし、ケーシングで保持し、放電電極に不図示の電源から転写電流が印加される。第２中間転写ベルト３１と転写チャージャ４７の間に転写紙Ｐを通過させながら、その第１面に転写チャージャ４７から発せられる電荷を付与することで、第２中間転写ベルト３１上の４色トナー像を転写紙Ｐの第２面に一括２次転写する。上述の２次転写バイアスや、転写チャージャ４７による付与電荷は、何れもトナーの極性と逆のプラス極性である。
【００３６】
プリンタ部１００の図中右側方には転写紙Ｐを供給可能に収納した給紙装置４０が配備されている。この給紙装置は、複数の紙収容手段を備えている。具体的には、最も上段に配設された給紙トレイ４０ａ、これの下方に配設された第１給紙カセット４０ｂ、これの下方に配設された第２給紙カセット４０ｃ、これの下方に配設された第３給紙カセット４０ｄを備えている。これら紙収容手段は、それぞれ紙面に対し直角手前側（操作面側）に引出し可能に配設されている。また、それぞれサイズの異なる転写紙Ｐを収容している。各紙収容手段において、最上位置の転写紙Ｐは、対応する給紙・分離手段４１Ａ〜４１Ｄにより選択的に給紙、分離され、確実に一枚だけが複数の搬送ローラ対４２Ｂにより紙搬送路４３Ｂや４３Ａに送られる。
【００３７】
紙搬送路４３Ａには、転写紙Ｐを両面転写装置の第１転写部や第２転写部へ送り出す給送タイミングをとるための、一対のレジストローラ対４５が設けられている。さらに転写紙Ｐの搬送方向に対し直角方向の位置を正規の位置にするための横レジ補正機構４４が、紙搬送路４３Ａに設けられている。横レジ補正機構４４としては、次のものを例示することができる。即ち、図示しない横方向の基準ガイドと斜行コロ対から構成され、転写紙の横方向端部を該基準ガイドに押付けるように転写紙Ｐをスライド搬送する。そして、転写紙を所定の位置に整合させる。この基準ガイドは転写紙Ｐのサイズにより、所定の位置に移動、配置される。なお、横レジ補正機構４４は転写紙Ｐの搬送方向に対し転写紙Ｐの両方の横方向から、転写紙Ｐの両辺を短時間及び複数回押し、転写紙Ｐを所定の位置に整合させる規制部材から構成されるジョガー方式でもよい。
【００３８】
転写紙Ｐは、レジストローラ対４５から、第１中間転写ベルト２１と２次転写ローラ４６の当接によって２次転写ニップが形成されている第１転写部に向けて搬送される。その後、第２中間転写ベルト３１と転写チャージャ４７とが対向している第２転写部に向けて送られる。
【００３９】
給紙装置４０においては、複数の給紙トレイのうち、最も上に配設されている給紙トレイ４０ａから排出される転写紙Ｐが、プリンタ部１００の紙搬送路４３Ａに対して、曲げられることなくほぼ水平に真直ぐ搬送されるようになっている。このため厚い転写紙Ｐや剛性の高い板紙でも、給紙トレイ４０ａ内に収容すれば、プリンタ部１００の紙搬送炉４３Ａに確実に給紙することができる。なお、給紙トレイ４０ａには、多様な特性の転写紙が収納されても確実に給紙できるよう、バキューム機構からなるエアー給紙を採用すると好都合である。図示を省略しているが、紙搬送路４３Ａの要所には転写紙Ｐを検知するためのセンサを設けており、転写紙Ｐの存在を基準とする各種信号のトリガーとしている。
【００４０】
最も上側に配設されている給紙トレイ４０ａの上方には、第２給紙路４３Ｃが設けられている。この第２給紙路４３Ｃに対しては、給紙装置４０の図中右側方に設置されている紙補給装置３００から、転写紙Ｐを供給することができる。
【００４１】
第２転写ユニット３０の図中左側方には、第２転写部を通過した転写紙Ｐを、転写紙搬送方向下流側の定着装置６０における定着ニップまで、平面状態保って搬送するための紙搬送ユニット５０が配置されている。紙搬送ユニット５０は、複数の張架ローラ５２，５３，５４，５５，５６によって紙搬送ベルト５１を張架しながら図中反時計回りに無端移動させるものである。紙搬送ベルト５１の外側には張架ローラ５５に対向させて搬送クリーニング装置５０Ａ、ローラ５６に対向させて転写紙Ｐを吸着させるための吸着用チャージャ５７、分離ローラ５４に対向し対向させて転写紙Ｐを分離させるための分離用チャージャ５８を備えている。
紙搬送ユニット５０は、第２転写ユニット３０の第２転写部から排出される転写紙Ｐを、複数の張架ローラの１つである受入ローラ５２によるベルト掛け回し箇所にて、紙搬送ベルト５１上に受け取る。この受け取りよりも早いタイミングで、紙搬送ベルト５１のおもて面には、静電吸着用チャージャ５７によってトナーの極性と同極性のマイナスの電荷が付与される。この電荷の付与により、紙搬送ユニット５０は、第２転写部から排出されてくる転写紙Ｐを紙搬送ベルト５１のおもて面に静電吸着させることができる。
【００４２】
転写紙Ｐをおもて面に静電吸着させた紙搬送ベルト５１は、その無端移動に伴って転写紙Ｐを図中右側から左側へと搬送する。そして、紙搬送ユニット５０の図中左側方に配設されている定着手段たる定着装置６０に向けて、転写紙Ｐを受け渡す。この受け渡しよりも早いタイミングで、紙搬送ベルト５１のおもて面に静電吸着せしめられている転写紙Ｐに対して、分離用チャージャ５８によって電荷が付与される。この電荷の付与により、それまで紙搬送ベルト５１のおもて面に静電吸着していた転写紙Ｐがベルトから容易に分離されるようになる。そして、複数の張架ローラのうち、定着装置６０の最も近くに配設されている分離ローラ５４によるベルト掛け回し箇所で、分離ローラ５４の曲率にならって急激に移動方向を変えようとするベルトから転写紙Ｐが分離して、定着装置６０に受け渡される。
紙搬送ベルト５１として、金属ベルト、ポリイミドベルト、ポリアミドベルトなどを採用することができる。そして、紙搬送ベルト５１は、その表面にトナーとの離型性を与えるとともに、帯電可能の抵抗値を備える。なお、紙搬送ベルト５１の移動速度は、定着装置６０における転写紙Ｐの移動速度にあわせる。
【００４３】
紙搬送ユニット５０の記録紙搬送方向下流側には、加熱手段を有する定着装置６０が設けられている。
定着装置６０としては、定着ローラ内部にヒータを備える方式のもの、加熱されるベルトを走行させる方式のもの、誘導加熱を採用した方式のものなどを採用することができる。同図においては、２つの定着ローラを当接して形成した定着ニップで、転写紙Ｐを両面側からそれぞれ加熱して多色第１トナー像及び多色第２トナー像を定着させる方式のものを採用している。転写紙Ｐ両面の画像の色合い、光沢度を同じにするため、２つの定着ローラについては、ベルト材質、硬度、表面性などを上下同等にしてある。また、フルカラーとモノクロ画像、あるいは片面か両面かにより、それぞれの面に対して最適な定着条件をつくりだすように、定着装置６０の各種パラメータが制御されるようになっている。
【００４４】
定着装置６０による定着処理が終了した転写紙Ｐは、排出路に向けて送り出される。この排出路には、定着処理後の転写紙Ｐを冷却して、不安定なトナーの状態を早期に安定させる目的で、冷却機能を有した冷却ローラ対７０が配設されている。この冷却ローラ対７０としては、放熱部を有するヒートパイプ構造のローラを採用することができる。
冷却ローラ対７０によって冷却された転写紙Ｐは、排紙ローラ対７１により、プリンタ部１００の左側に設けられた排紙スタック部７５に排紙、スタックされる。この排紙スタック部は、大量の転写紙をスタック可能にすべく、不図示のエレベータ機構により、スタックレベルに応じて、受け部材が上下する機構を採用している。なお排紙スタック部７５を通過させ、別の後処理装置に向けて転写紙を搬送させることもできる。別の後処理装置として、穴あけ、断裁、折、綴じなど製本のための装置などを設けることもできる。
【００４５】
プリンタ部１００の上面には、未使用のトナーが収納された各色のトナーボトル８６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが、着脱可能にボトル収容部８５に収納されている。不図示の供給手段により、各現像装置に必要に応じトナーを供給するようになっている。上下に配設した第１画像形成部と第２画像形成部とで、互いに同色のトナーを扱う現像装置に対しては、共通のトナーボトルからトナーを供給するようになっているが、別々にすることもできる。消耗の多いブラックトナー用のトナーボトル８６Ｋは、特に大容量としておくことも可能である。ボトル収容部８５は、プリンタ部１００上面で操作方向から見て奥側にあって、プリンタ部１００上面の手前側は平面部分が確保されているため、作業台として利用することができる。
【００４６】
プリンタ部１００の上面に設けられた操作・表示ユニット９０には、キーボード等からなる図示しない入力操作部が設けられており、これにより画像形成のための条件などがインプットされる。また、ディスプレイ等からなる図示しない表示部に各種の情報を表示することもでき、操作者とプリンタ部１００との情報交換を容易なものとする。
【００４７】
プリンタ部１００内部に設けられた廃トナー収納部８７は、感光体クリーニング装置２や、中間転写ベルトのベルトクリーニング装置２０Ａ，３０Ａなどと連結されている。そして、これらから送られる廃トナーや紙粉等の異物を一括して回収して収納する。これらのクリーニング装置（２，２０Ａ，３０Ａ，５０Ａ）に大容量の廃トナー収納部を備えないため、クリーニング装置が小型にでき、さらに廃トナーの廃棄の操作性も良好となっている。満杯センサ（不図示）を使って廃トナー収納部８７内のトナー廃棄、あるいは容器交換などの警告を発する。
【００４８】
プリンタ部１００内部に設けられた制御部９５には、各種電源や制御基板などが板金フレームに保護され収納されている。定着装置６０による熱や電装装置からの発熱により、画像形成装置内部は高温になるが、その対策としてファンＦを設けて、内部部材の熱による機能低下を防止している。またこのファンＦは冷却ローラ対７０の放熱部と結合してあり、冷却ローラ対７０の冷却効果を確実にしている。
【００４９】
給紙装置４０の上部には、周知の技術によって原稿を自動搬送しながらその原稿の画像を読み取る自動画像読取装置（ＡＤＦ）２００が設けられており、これによる読取情報が制御部９５に送られる。送られた読取情報に基づいて、プリンタ部１００が駆動制御されて、原稿と同じ画像が出力される仕組みである。また、プリンタ部１００に対しては、図示しないパーソナルコンピュータ等からの画像情報を送って、その画像情報に対応する画像を出力させることもできる。更に、図示しない電話回線から送られてくる画像情報を送って、その画像情報に対応する画像を出力させることもできる。給紙装置４０の図中右側方には、上述のように、給紙装置４０に転写紙Ｐを補給する紙補給装置３００が配設されている。
【００５０】
次にプリンタ部１００において、転写紙の片面にフルカラー画像を形成する片面記録時の動作について説明する。
片面記録の方法は基本的に２種類あって、選択が可能となっている。２種類のうちの１つは、第１中間転写ベルト２１に転写した４色トナー像を転写紙Ｐの第１面に一括２次転写する方法である。また、もう１つの方法は、第２中間転写ベルト３１に転写した４色トナー像を転写紙Ｐの第２面に一括２次転写する方法である。プリンタ部１００の構成から、第１中間転写ベルト２１に担持させた画像を用紙の片面に直接転写する場合には、画像が用紙の上面に、第２中間転写ベルト３１に担持させた画像を用紙の片面に直接転写する場合には、画像が用紙の下面に形成される。記録するべきデータが複数の頁になるケースでは、排紙スタック部７５上で頁が揃うように作像順序を制御するのが好都合である。
以下、最後の頁の画像データから順に記録して頁順を揃わせるよう、第１中間転写ベルト２１に画像を担持させた後、用紙に転写させる方法について説明する。
【００５１】
プリンタ部１００を稼動させると、第１中間転写ベルト２１と第１プロセスユニット８０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）における感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が回転する。同時に第２中間転写ベルト３１が無端移動するが、第２プロセスユニット８１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）における感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は第２中間転写ベルト３１と離間されるとともに不回転状態にされる。そして、第１プロセスユニット８０Ｙによる画像形成が開始される。ＬＥＤ（発光ダイオード）アレイと結像素子からなる不図示の露光装置の作動により、ＬＥＤから出射されたイエロー用の画像データ対応の光が、スコロトロンチャージャ３によって一様帯電された感光体１Ｙの表面に照射されて静電潜像が形成される。
【００５２】
この静電潜像は、Ｙ用の第１プロセスユニット８１Ｙの現像装置によってＹトナー像に現像され、Ｙ用の１次転写ニップで第１中間転写ベルト２１上に静電的に１次転写される。このような潜像形成、現像、１次転写動作が感光体１Ｍ，Ｃ，Ｋ側でモータイミングをとって順次同様に行われる。そして、第１中間転写ベルト２１上のＹトナー像に対して、Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップでＭ，Ｃ，Ｋトナー像が順次重ね合わせて１次転写される。この重ね合わせの１次転写により、第１中間転写ベルト２１上にイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各色トナー画像が、順次重なり合ったフルカラートナー画像として担持される。そして、このフルカラートナー画像は第１中間転写ベルト２１とともに図中矢印の方向に移動される。
【００５３】
一方、給紙装置４０は、内部の給紙トレイ４０ａあるいは給紙カセット４０ｂ，ｃ，ｄから、画像データに対応する転写紙を給紙・分離手段４１Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの何れか１つのよって送り出す。そして、搬送ローラ対４２Ｂ，４２Ｃによってプリンタ部１００の紙搬送路４３Ｃに向けて搬送する。そして、横レジ補正機構４４に送られる。
【００５４】
横レジ補正機構４４は、記録体供給手段たる給紙装置４０から両面転写装置（第１、第２転写ユニット）に向けて搬送されている途中の転写紙Ｐにおける搬送方向からの姿勢の傾きを補正する傾き補正手段である。レジストローラ対４５よりも搬送方向上流側で、搬送方向に直交する紙面方向に並べられたガイド板対を、転写紙Ｐの搬送方向に直交する両端に突き当てることで、転写紙Ｐの姿勢の傾きを補正する。ガイド板対の２つのガイド板は、搬送方向に直交する紙面方向に移動可能になっており、給紙された転写紙Ｐの幅に合わせて移動することで、板間距離を転写紙Ｐの幅に合わせることができる。
【００５５】
横レジ補正機構４４によって姿勢の傾きが補正された転写紙Ｐは、レジストローラ対４５のローラ間に至る。レジストローラ対４５は静止しており、転写紙Ｐの先端はレジストローラ対４５のニップに入り込んだ状態で静止するが、第１中間転写ベルト２１上の画像との位置が正規なものとなるよう、タイミングをとってレジストローラ対４５が回転し、用紙を転写領域に搬送する。
第１中間転写ベルト上のこのフルカラートナー画像は、第１中間転写ベルトと同期して搬送される用紙Ｐの第一面に、２次転写ローラ４６による転写作用を受けて一括２次転写される。２次転写ローラ４６に与えられるバイアスは、トナーの帯電極性と逆のプラス極性である。２次転写ニップを通過した第１中間転写ベルト２１のおもて面は、ベルトクリーニング装置２０Ａによって転写残トナーがクリーニングされる。
【００５６】
また、各第１プロセスユニット８０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）では、それぞれ、１次転写ニップを通過した後の感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上に残留する転写残トナーが、感光体クリーニング装置２によってクリーニングされる。この感光体クリーニング装置２は、先に図２に示したように、クリーニングブラシ２ａやクリーニングブレード２ｂによって感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）表面から転写残トナーを除去するものである。除去したトナー等の異物については、回収手段２ｃによって回収部８７に送る。なおセンサＳ１、Ｓ２は、感光体表面の露光後の表面電位と、現像工程後の感光体表面に付着しているトナーの濃度が適切なものであるかを検知し、適宜作像条件の設定、制御のために不図示の制御手段に情報を出す。また、クリーニング後の感光体１の表面は除電装置Ｑによって残留電荷が除電されて初期化せしめられる。
【００５７】
第１転写部の２次転写ニップで第１面に４色トナー像が２次転写された転写紙Ｐは、第２転写ユニット３０の第２中間転写ベルト３１に受け渡された後、紙搬送ユニット５０に送られる。そして、紙搬送ユニット５０から定着装置６０に受け渡されるが、この受け渡しに先立って、転写紙Ｐに対して分離用チャージャ５８による電荷が付与される。この付与により、第２中間転写ベルト３１に静電吸着していた転写紙がベルトから容易に分離されるようになる。
【００５８】
定着装置６０内では、転写紙Ｐの第１面に担持されているフルカラー画像中の各色トナーが、加熱によって溶融、混色されて完全なカラー画像となる。なお、転写紙Ｐはその第１面だけにトナーを有しているので、両面にトナーを有している両面記録時に比べ、定着に要する熱エネルギーが少なくて済む。制御部９５が画像に応じて定着装置６０の使用する電力を最適に制御する。定着処理が施された後であっても、転写紙Ｐ上で完全に固着するまでは、トナー像は搬送路のガイド部材等にこすられ、画像が欠落したり、乱れたりする。この不具合を防止するべく、定着装置６０を通過した転写紙は、冷却手段である冷却ローラ対７０が設けられているのである。
【００５９】
冷却ローラ対７０を通過した転写紙Ｐは、排紙ローラ対７１により排紙スタック部７５に画像面が上向きとなって排紙される。本複写機は排紙スタック部７５で若い頁の転写紙が順次上に重ねられるように、作像順序がプログラムされているので、排紙スタック部７５で頁順が揃う。
排紙スタック部７５は、排紙される転写紙Ｐの増加に従って、下降するので、転写紙は整然と確実にスタックでき、頁順が乱れることがない。記録済みの転写紙を排紙スタック部７５に直接スタックする代わりに、穴あけ加工処理を実施したり、ソータ、コレータや綴じ装置や折り装置など後処理装置に搬送することもできる。
【００６０】
転写紙Ｐの片面に画像を形成する他の方法では、第１プロセスユニット８０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）での画像の形成をおこなわないようにするのと、頁揃えのために若い頁の画像データから順に像形成をさせる点が異なる。しかし、基本的には上述の片面記録の工程と同じなので、説明を省略する。
【００６１】
次に転写紙の両面に画像を形成する両面記録時の動作について説明する。
プリンタ部１００に画像信号が入力されると、片面記録の動作で説明した第１プロセスユニット８０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が形成される。そして、これらは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップで第１中間転写ベルト２１に順次重ね合わせて１次転写される。この工程とほぼ並行して、第２プロセスユニット８１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が形成される。そして、これらは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップで第２中間転写ベルト３１に順次重ね合わせて１次転写される。このようにして、第１中間転写ベルト２１、第２中間転写ベルト３１上に、それぞれ４色トナー像が形成される。
【００６２】
図１に示すように、第２プロセスユニット８１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のユニット間隔は、第１プロセスユニット８０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のユニット間隔よりも小さくなっている。これにより、第２転写ユニット３０では、第１転写ユニット２０よりも速く重ね合わせ１次転写が終了する。また、上記第１の画像と第２の画像が、転写紙Ｐの搬送方向先端で位置的に合致するためには、第１の画像の形成開始より遅れて第２の画像の形成が開始される。
また用紙はレジストローラ対４５で静止と再送がおこなわれるので、その時間も見込んで給紙され、横レジ補正機構４４で整合される。
レジストローラ対４５は、タイミングをとって用紙を第１の２次転写手段である２次転写ローラ４６と第１中間転写ベルト２１で構成された第１転写部の２次転写ニップに搬送する。
【００６３】
タイミングが計られてレジストローラ対４５から第１転写部の２次転写ニップに送られた転写紙Ｐは、２次転写ローラ４６にプラス極性の転写電流が印加され、その第１面に第１中間転写ベルト２１からにフルカラー画像が転写される。このようにして片面に画像を有した用紙Ｐは、２次転写ローラ４６の搬送作用により、引き続き第２の２次転写手段たる転写チャージャ４７のある第２転写部に送られる。そしてチャージャにプラス極性の転写電流が印加されることにより、第２中間転写ベルト３１にあらかじめ担持されているフルカラーの第２の画像が、一括して転写紙Ｐの第２面に２次転写される。
【００６４】
このようにして両面にフルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、紙搬送ユニット５０の紙搬送ベルト５１によって、定着装置６０へと移送される。吸着用チャージャ５７により紙搬送ベルト５１の表面はトナーの極性と同じマイナス極性で帯電される。これにより、転写紙Ｐの第２面の未定着のトナーが紙搬送ベルト５１に移らないようにしている。除電・分離用チャージャ５８には、交流が印加され、用紙は紙搬送ベルト５１から分離され、定着装置６０に受け渡される。
そして、定着装置６０内で加熱や加圧による定着処理が行われて、両面のトナー画像がそれぞれ溶融、混合される。更に、冷却ローラ対７０と排紙ローラ対７１とを経た後、排紙スタック部７５上に排紙される。
【００６５】
複数の頁の転写紙に両面記録する場合、若い頁の画像が下面となって排紙スタック部７５にスタックされるように作像順序を制御する。これにより排紙スタック部７５から取り出し、上下面を逆にしたとき記録物は上から順に１頁、その裏に２頁、２枚目が３頁、その裏が４頁となり頁順が揃う。このような作像順序の制御や、定着装置に入力する電力を片面記録時より増やすなどの制御は、制御部９５によって実行される。
【００６６】
片面記録動作、両面記録動作に関して、フルカラー記録を実行させる例で説明したが、ブラックトナーだけによるモノクロ記録も可能である。メンテナンスや部品交換等の必要性が生じた場合には、不図示の外装カバー等を開放し、メンテナンスをおこなう。
【００６７】
以上の構成の本複写機においては、上述した第１画像形成部と制御部９５との組合せにより、第１トナー像担持体たる第１中間転写ベルト２１の表面に第１トナー像たる多色第１トナー像を形成する第１トナー像形成部が構成されている。また、第２画像形成部と制御部９５との組合せにより、第２トナー像担持体たる第２中間転写ベルト３１の表面に第２トナー像たる多色第２トナー像を形成する第２トナー像形成部が構成されている。また、第１画像形成部と第２画像形成部と制御部９５との組合せにより、トナー像形成手段が構成されている。なお、第１トナー像とは、複数の単色第１トナー像の重ね合わせによる多色第１トナー像と、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ何れかの単色第１トナー像だけからなるトナー像との総称である。また、第２トナー像とは、複数の単色第２トナー像の重ね合わせによる多色第２トナー像と、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ何れかの単色第２トナー像だけからなるトナー像との総称である。
【００６８】
次に、現像装置４について説明する。
図４に示すように感光体１は図中矢印Ｇ方向に回転しながら、その表面をスコロトロンチャージャ３により帯電される。帯電された感光体１の表面は不図示の露光装置より照射されたレーザ光Ｌにより静電潜像を形成された潜像に現像装置４からトナーを供給され、トナー像を形成する。
【００６９】
現像装置４は、図中矢印Ｉ方向に表面移動しながら感光体１の表面の潜像にトナーを供給し、現像する現像剤担持体としての現像ローラ５を有している。また、現像ローラ５に現像剤を供給しながら図４の奥方向に現像剤を搬送する現像剤供給搬送部材としての供給スクリュ８を有している。
現像ローラ５の供給スクリュ８との対向部から表面移動方向下流側には、現像ローラ５に供給された現像剤を現像に適した厚さに規制する現像剤規制部材としての現像ドクタ１６を備えている。
現像ローラ５の感光体１との対向部である現像部から表面移動方向下流側には、現像部を通過した現像済みの現像剤を回収し、回収した回収現像剤を供給スクリュ８と同方向に搬送する現像剤回収搬送部材としての回収スクリュ６を備えている。供給スクリュ８を備えた現像剤供給搬送路である供給搬送路９と回収スクリュ６を備えた現像剤回収搬送路としての回収搬送路７とは現像ローラ５の下方に並設されている。供給搬送路９と回収搬送路７との２つの搬送路は仕切り部材としての仕切り板１３４によって仕切られている。
【００７０】
現像装置４は、供給搬送路９の回収搬送路７の反対側に並列して、現像剤攪拌搬送路である攪拌搬送路１０を設けている。攪拌搬送路１０は、現像剤を攪拌しながら供給スクリュ８とは逆方向である図中手前側に搬送する現像剤攪拌搬送部材としての攪拌スクリュ１１を備えている。供給搬送路９と攪拌搬送路１０とは仕切り部材としての仕切り壁１３３によって仕切られている。仕切り壁１３３の図中手前側と奥側との両端は開口部となっており、供給搬送路９と攪拌搬送路１０とが連通している。供給搬送路９内に供給され現像に用いられず供給搬送路９の搬送方向下流端まで搬送された余剰現像剤と、回収スクリュ６によって回収搬送路７の搬送方向下流端まで搬送された回収現像剤とは攪拌搬送路１０に供給される。攪拌搬送路１０は、供給された余剰現像剤と回収現像剤とを攪拌し、攪拌スクリュ１１の搬送方向下流側であり、供給スクリュ８の搬送方向上流側に搬送する。
【００７１】
仕切り板１３４には回収スクリュ６の搬送方向最下流側である図中奥方向の端が開口部となっており、供給搬送路９と回収搬送路７とが連通している。回収スクリュ６の搬送方向下流端と、供給スクリュ８の搬送方向下流端と、攪拌スクリュ１１の搬送方向上流端とで３つの搬送路が連通している。
そして、回収搬送路７の搬送方向下流端まで搬送された回収現像剤は供給搬送路９に移送される。また、回収現像剤と供給スクリュ８で搬送される現像ローラ５に供給されなかった現像剤は、連通している攪拌搬送路１０に移送される。
攪拌搬送路１０では攪拌スクリュ１１によって、回収現像剤、余剰現像剤及び移送部で必要に応じて補給されるトナーを、回収搬送路７及び供給搬送路９の現像剤と逆方向に攪拌搬送する。そして、搬送方向下流側で連通している供給搬送路９の搬送方向上流側に攪拌された現像剤を移送する。なお、攪拌搬送路１０の下方には、トナー濃度センサ１２７が設けられ、センサ出力によりトナー補給制御装置（図示せず）により移送部へのトナー補給を行っている。
現像装置４のケーシングは３つの搬送スクリュの軸部で上下に分かれる一体成型された下ケーシング１２及び上ケーシング１３からなる。仕切り壁１３３は下ケーシング１２の一部であり、仕切り板１３４は、上ケーシング１３に保持され、下ケーシング１２と勘合する。
なお、上述のトナー補給制御装置として、公知のモモーノポンプを用いる方式のものが採用できる。この方式によればトナーカートリッジの設置場所の制約が少ないため、画像形成装置内部のスペース配分に対し有利である。またトナーを適時補給できるため、現像装置４に大きなトナー貯留スペースを設けなくてすみ、現像装置４の小型化がはかれる。
【００７２】
図４に示すように、現像剤供給部材の最上部である供給スクリュ８のスクリュ頂点１４が現像ローラ５の回転中心１５よりも下方になるように配置されている。現像装置４では現像ローラ５の回転中心１５とスクリュ頂点１４とを結んだ直線と、回転中心１５を通る水平な直線との角度θを３０°に設定した。この角度θは供給スクリュ８の直径にも左右されるが、現像装置４の小型化からレイアウト上１０°〜４０°が望ましい。
現像ローラ５への現像剤の供給は現像ローラ５内に設けられた磁極が現像剤中の磁性キャリアをひきつけることによって行われる。上述のように、スクリュ頂点１４が現像ローラ５の回転中心１５よりも下方となるように配置することにより、現像剤の自重が現像ローラ５への現像剤の供給量に影響せず、磁力の大きさが現像剤の供給量に寄与する。これにより、供給搬送路９で搬送される現像剤の上部から確実に供給されるため、供給スクリュ８の搬送方向で供給搬送路９内の現像剤の嵩が均一でなくても、現像ローラ５に適正な量の現像剤を供給することができる。
【００７３】
次に、現像ローラ５の磁極配置について説明する。
図５は現像ローラ５の磁極配置の概略説明図である。感光体１と対向する現像領域で最も下流側に位置する現像下流端側Ｓ極２１８と、供給スクリュ８と対向する位置にある現像剤汲み上げ用Ｓ極２１９との間の領域は磁極がない磁極配置となっている。この磁極がない範囲が現像済みの現像剤を回収する現像剤回収領域となり、現像剤回収領域と対向する現像ローラ５の真下の位置に回収搬送路７を設けている。現像領域を通過した現像済みの現像剤は現像剤回収領域まで搬送されると磁力の影響を受けなくなり、現像ローラ５の回転による遠心力と現像剤の自重とにより、回収搬送路７に落下し、回収され、回収現像剤として搬送される。
現像ローラ５の上方で現像済みの現像剤を回収しようとすると、現像剤が磁力の影響を受けない位置でも、自重により現像ローラ表面に乗ったままの状態になり、表面移動と共に下流側に搬送される現像剤の連れ回りが生じることがある。現像済みの現像剤で連れ回りが生じると、トナー濃度が変化した現像剤が供給位置まで搬送され、再び現像に用いられることになり、現像ローラ上のトナー濃度が低下したり、不均一となったりするおそれがある。
現像装置４では、現像ローラ５の下方の表面を現像剤回収領域とし、その下方に回収搬送路７を設けている。これにより、現像剤の自重は回収に寄与するため、より確実に現像剤を回収することができ、現像済み現像剤の連れ回りを防止することができ、トナー濃度を確実に一定にすることができる。
【００７４】
また、現像装置４は回収搬送路７及び回収スクリュ６を現像ローラ５のほぼ真下に設け、供給搬送路９及び供給スクリュ８を横斜め下方に設けた構成である。このような構成により、現像下流端側Ｓ極２１８と汲み上げ用Ｓ極２１９との間隔を広く設定することができる。
従来機の３軸の現像装置では、現像済みの現像剤が汲み上げ側の磁極の影響で現像スリーブから分離せず、そのまま連れ回りとなって、現像ローラ５に担持されたままの状態となることがあった。現像済みの現像剤が現像ローラ５に担持されたままの状態となると、低トナー濃度の現像剤もしくは不均一濃度の現像剤により安定な画像が得られないという問題が生じる。
現像装置４は、現像下流端側Ｓ極２１８と汲み上げ用Ｓ極２１９との間隔を広く設定し、現像済みの現像剤が汲み上げ用Ｓ極２１９の影響を受けにくいため、上述の問題を防止する効果が大きい。
供給と回収とを上下で配置している方式では、現像後の現像剤を横方向まで持ってくるため、搬送用磁極が必要となり、汲み上げ用磁極とその上流側の磁極の間隔が狭い構成となるため、連れ回りによる不具合が発生し易くなっている。プリンタ部１００の現像装置４の現像ローラ５では汲み上げ用磁極である汲み上げ用Ｓ極２１９とその上流側の磁極である現像下流端側Ｓ極２１８との角度θ２は１１３°となっている。
【００７５】
従来の３軸の現像装置では現像ローラの汲み上げ用磁極とその上流側の磁極との間の角度は角度が大きいものでも、９０°ぐらいであり、従来の現像ローラに対し２０°以上広い間隔となる角度（約２５％増）となっている。汲み上げ用磁極とその上流側の磁極との間隔を広くすると上流側の磁極を通過した現像剤が汲み上げ磁極からの磁力の影響を受けにくく、つれまわり現象が起きにくい。現像装置４では汲み上げ用Ｓ極２１９と現像下流端側Ｓ極２１８との角度θ２を１１３°としている。θ２の値としてはこれに限るものではなく、従来の現像装置よりも大きい、例えば角度θ２は１００°以上あれば、連れ回りに起因するトナー濃度の不具合をより確実に防止することができる。
また、現像装置４では、現像用磁極が３極のため、最下流の現像用磁極が搬送用磁極もかねるため、専用の搬送用磁極が不必要となっていると考えられる。
【００７６】
現像ローラ５の表面に供給された現像剤はその層厚を現像ドクタ１６によって規制されることによって現像に最適な層厚となる。現像に最適な層厚とするには現像ドクタ１６で規制される必要があるため、現像ローラ５に供給される現像剤の量は、現像ドクタ１６を通過する現像剤の量よりも多い状態である。現像ローラ５に供給された現像剤は現像ドクタ１６を通過する現像剤よりも多く、現像ドクタ１６では常に現像剤が規制されている状態である。これにより、稼動していくうちに現像ドクタ１６の上流側のドクタ領域（１）７で規制された被規制現像剤が溜まっていく。
被規制現像剤は、後から現像ローラ５に供給され、ドクタ領域（１）７に到達する現像剤により、持ち上げられ、現像ローラ５に落下し、またドクタ領域（１）７に供給される。このように、ドクタ領域（１）７で対流するような挙動を示す。
現像装置４では、ドクタ領域（１）７で被規制現像剤が滞留し、循環対流を起こさないように、ある程度の量以上になった場合、迂回して供給搬送路９に還流させる被規制現像剤回収部材１８が設置されている。また、現像ローラ５の磁力が影響し、還流する現像剤が滞留しないように被規制現像剤回収部材１８の位置が設定されている。
【００７７】
現像ドクタ１６は上ケーシング１３に固定された放熱用部材１９に密着固定される。現像ドクタ１６は現像剤からの熱を放熱用部材１９に伝達し、放熱用部材の内側にはフィン１２０が形成され稼働中の空気流により放熱を行い、現像剤の温度上昇の低減を図っている。また、放熱用部材１９は現像装置或いは作像ユニット１１１のプリンタ部１００に対する着脱時に案内ガイドとして使用されるガイド部１２１を備えている。
また、下ケーシング１２には、放熱フィン１２８が設けられ、プリンタ部１００前部から後部へ送られる冷却風により、現像装置４全体の温度上昇を低減、冷却できるようになっている。
【００７８】
現像ローラ５の下流側には、現像剤捕捉ローラ１２２が設置され、感光体１に付着した現像剤及び現像ローラ５から落下した現像剤を捕捉する。そして、現像ローラ５と逆回転させ、現像ローラ５に戻すか、スクレーパ１２３により回収搬送路７に回収させるようになっている。
攪拌スクリュ１１及び攪拌搬送路１０の上部の上ケーシング１３には開口部１２４が設けられ、現像剤カートリッジ１２５が保持されるように構成されている。製品納入時または現像剤交換時現像剤を抜き取った後に、現像剤カートリッジ１２５をセットし、現像剤カートリッジシール部１２６を剥離することにより、現像剤が開口部１２４から現像装置４内に充填補給される。現像剤補給もカートリッジとして行えることで、簡単に交換が可能となっている。
【００７９】
次に、３つの現像剤搬送路内での現像剤の循環について説明する。
図６は、現像装置４の上ケーシング１３を外した状態を示すものであり、下ケーシング１２で構成される各搬送路及び各スクリュの感光体１側から見た斜視図である。
下ケーシング１２には、図中手前側より回収スクリュ６、供給スクリュ８、及び攪拌スクリュ１１が設置され、それぞれのスクリュによる搬送領域を分けるように、各搬送路が形成されている。但し、供給搬送路９と回収搬送路７とは、上ケーシング１３に保持され、下ケーシング１２と勘合する仕切り板１３４により隔離されている。現像剤は、回収スクリュ６及び供給スクリュ８では矢印１３５、１３６の方向に、攪拌スクリュ１１では逆方向の矢印１３７の方向に搬送されている。このとき矢印１３５及び１３６は図４中手前から奥側への搬送方向であり、一方、矢印１３７は奥側から手前側への搬送方向である。
【００８０】
ここで、スクリュの構成について攪拌スクリュ１１を例として説明する。攪拌スクリュ１１は、攪拌回転軸１７０に現像剤搬送方向に向かって現像剤を攪拌搬送する羽部である攪拌搬送羽部１３８と、現像剤を隣接する供給スクリュ８側に移送する攪拌横移送用パドル１３９とを取り付けている。さらに、現像剤搬送方向下流端側の軸受部に現像剤を送り込まないように、攪拌搬送路１０の搬送方向下流端部の現像剤に搬送方向とは逆方向の搬送力を与える攪拌搬送羽部１３８とは逆の巻方向の攪拌逆送羽部１４０が取り付けられている。なお、回収スクリュ６、及び供給スクリュ８も攪拌スクリュ１１と同様な構成となっている。
なお、現像装置４の現像剤搬送部材である各スクリュの形状は以下のとおりである。
攪拌スクリュ：外径φ２６［ｍｍ］、ピッチ３６［ｍｍ］、羽部の条数１条
供給スクリュ：外径φ２２［ｍｍ］、ピッチ３６［ｍｍ］、羽部の条数１条
回収スクリュ：外径φ１９［ｍｍ］、ピッチ３４［ｍｍ］、羽部の条数２条
また、供給スクリュとしては、上記のように羽部が一条で、ピッチ幅が固定のものに限らず、特願２００５−０６８６５９に記載のように、搬送方向下流側ほどピッチ幅が狭まるものや、羽部の条数が異なるものを用いても良い。
【００８１】
攪拌搬送路１０での現像剤搬送方向下流側では、仕切り壁１３３に開口部を設けてあり、攪拌搬送路１０の現像剤搬送方向下流側端部と供給搬送路９の現像剤搬送方向上流側端部とが連通している。攪拌搬送路１０の搬送方向下流側端部まで搬送された現像剤は攪拌スクリュ１１の攪拌横移送用パドル１３９により、供給スクリュ８側の供給搬送路９の搬送方向上流側端部に移送される。
一方、逆側では、仕切り壁１３３及び仕切り板１３４に開口部が設けてあり、回収搬送路７及び供給搬送路９の現像剤搬送方向下流側端部と攪拌搬送路１０の現像剤搬送方向上流側端部とが連通し、連通部１５０を形成している。回収搬送路７に回収された回収現像剤は回収スクリュ６の回収横移送用パドル１４１により、供給スクリュ８側の供給搬送路９に移送される。現像に用いられず供給搬送路９の搬送方向下流側端部まで搬送された余剰現像剤と回収搬送路７から移送された回収現像剤とは、供給搬送路９内で混合される。余剰現像剤と回収現像剤とは、供給スクリュ８の供給横移送用パドル１４２により、攪拌スクリュ１１側の攪拌搬送路１０に移送される。
【００８２】
ここで、回収搬送路７及び供給搬送路９の現像剤搬送方向下流側端部と攪拌搬送路１０の現像剤搬送方向上流側端部との３つの現像剤搬送路が連通する位置での現像剤の横方向の移送について説明する。
図５は、３つの現像剤搬送路が連通している横移送部の概略断面図である。
現像剤の受け渡し部の仕切り壁１３３及び仕切り板１３４にはそれぞれ開口部が設けられている。回収搬送路７、供給搬送路９、及び攪拌搬送路１０の回転するパドルのよって横移送されるため、単純に底部をつなげた平面とした場合、回転するパドルに対してデットポイントが生ずるため、うまく引き渡せない場合がある。そのため、各搬送路間にはそれぞれ回収・供給凸部１３１及び供給・攪拌凸部１３２が設けられ、それぞれの凸部を乗り越えた現像剤が逆流しないように構成されている。
また、比較的上方に引き渡す必要がある回収横移送用パドル１４１は、現像剤を押し出す現像剤押し出し面１４４に角度をモータせ、より外側に押し出すように構成されている。さらに、パドルの数は２枚に限らず、点線１４１ｂで示すように、搬送量に応じて羽根の枚数を増やしてもよい。
３つの現像剤搬送路の中間に位置する供給搬送路９の供給横移送用パドル１４２は、送り込まれた回収現像剤を引き込み、攪拌搬送路に押し出すため、回収横移送用パドル１４１のような角度を持たせず、ほぼフラットな状態に構成されている。
【００８３】
また、攪拌スクリュ１１の下側の下ケーシング１２にはトナー濃度センサ１２７を備えている。トナー濃度センサ１２７からの出力信号により、制御系を含むトナー補給手段（図示せず）によって、供給スクリュ８と攪拌スクリュ１１との間の移送部位置１４３に、上部からトナー補給が行われる。移送部位置１４３は現像剤を横移送するための供給横移送用パドル１４２が現像剤を掻き揚げる位置であるので攪拌作用が大きい。このように、攪拌作用が大きい箇所にトナー補給を行うことで、補給されたトナーが短時間で現像剤と攪拌、混合される。トナーを補給する箇所としては、供給スクリュ８と攪拌スクリュ１１の間と限らず、回収スクリュ６と供給スクリュ８との間の移送部であってもよい。
【００８４】
上述のように現像装置４では、回収スクリュ６、供給スクリュ８及び攪拌スクリュ１１と回収搬送路７、供給搬送路９及び攪拌搬送路１０とを現像ローラ５の下方に横方向に配置し、現像剤を循環させている。現像剤搬送路間の現像剤の移送が横方向に行われており、現像剤の循環において現像剤を上方向に押し上げる必要がない。これにより、装置内で現像剤を循環搬送する際に現像剤へのストレスを軽減することができ、現像剤の長寿命化を図ることができる。
また、回収スクリュ６及び供給スクリュ８の搬送方向下流端と、攪拌スクリュ１１の搬送方向上流端とで３つの搬送路が連通させている。これにより、回収現像剤と余剰現像剤とを簡易な構成で攪拌搬送路１０まで移送することができる。
【００８５】
また、従来、隣り合う現像剤搬送路に現像剤を移送する構成として、搬送方向下流端部付近でも軸方向に平行な方向の搬送力のみを現像剤に加えて、押出すように開口部から隣の搬送路に移送するものがある。このように軸方向のみの搬送力を現像剤に加える構成では、開口部から押出すために現像剤に圧力を加える状態となり、現像剤に過剰なストレスがかかることになり、現像剤の寿命を低下させるおそれがある。一方、現像装置４では現像剤搬送路の搬送方向下流端部に横方向の搬送力を加えるパドル形状の部材を設けており、押出す構成のように現像剤に圧力を加えることなく移送できるため、現像剤にかかるストレスの軽減を図ることができる。
【００８６】
図６は現像装置４の現像ローラ５を取り付けた状態の上ケーシング１３の斜視図である。
図に示すように、現像領域よりも軸方向外側にトナー補給手段（図示せず）からのトナーを補給するトナー補給口１３０を設けている。トナー補給手段（図示せず）からのトナーは、トナー補給口１３０を通じて図４に示す移送部位置１４３に補給がなされる。
図６に示すように、回収搬送路７と供給搬送路９との間の移送部の上方には現像ローラ５のローラ回転軸５ａが延びている。そして、このローラ回転軸５ａの駆動部を設けるため、現像装置４では回収搬送路７と供給搬送路９との間の移送部の上方にトナー補給口１３０を設けることはできない。この点について、現像ローラ５の駆動部による制約がなければ、回収搬送路７と供給搬送路９との間の移送部の上方にトナー補給口１３０を設けてもよい。回収搬送路７と供給搬送路９との間でトナーを補給することにより、トナー濃度が低下している回収現像剤にトナーを供給することができるので、攪拌をより効率的に行うことができる。
【００８７】
先に述べた図４について、攪拌搬送路１０と供給搬送路９とを仕切り、下ケーシング１２に形成された仕切り壁１３３には、供給スクリュ８の現像範囲の中央部以降の現像剤搬送方向下流側には現像剤嵩調節開口部１４５が設けられている。
現像ローラ５が停止させた場合、もしくは、現像ドクタ１６の設定により、現像に用いられる現像剤が減少し、現像剤が滞留して、供給搬送路９内の現像剤の嵩が所望の高さよりも高くなることがある。現像剤の嵩が所望の高さよりも高くなると、供給スクリュ８による搬送状況が異なり、極端に搬送効率が低下や、正常な現像剤循環が保てず、部分的な現像剤劣化などを引き起こすおそれがある。
現像範囲の中央部以降で現像剤の嵩が所望の高さ以上になると、現像剤嵩調節開口部１４５から攪拌搬送路１０へ現像剤をオーバーフローさせ、供給搬送路９内での現像剤高さを制御している。
供給搬送路９内の現像剤は現像に用いられていない現像剤であり、そのトナー濃度は現像に適した状態であるので、攪拌搬送路１０の途中に供給してもトナー濃度の低下や、濃度の不均一が生じることはない。
なお、現像剤嵩調節開口部１４５としては、図４に示すように複数箇所に分けて設けたものでも、現像範囲中央部以降全体を一つの開口部として設けたものでもよい。
所定の高さよりも高い位置の仕切り部材に開口部を設けることにより、供給搬送路内の過剰な現像剤をオーバーフローさせ、攪拌搬送路に供給する構成は、供給搬送路と攪拌搬送路とがほぼ同じ高さに並設されているからこそ可能な構成である。例えば、供給搬送路と攪拌搬送路とが上下に並設されている場合、攪拌搬送路が上方にあっては供給搬送路内の現像剤をオーバーフローさせても攪拌搬送路に供給することはできない。供給搬送路が上方にある場合は、一度オーバーフローさせた現像剤を下方の攪拌搬送路に落下させる落下用の経路が必要となり、現像装置の構成が複雑になってしまう。本件のように、供給搬送路と攪拌搬送路とをほぼ同じ高さに並設すると、仕切り部材のある高さに開口部を設けるという簡易な構成で、供給搬送路内の過剰な現像剤を攪拌搬送路へ供給することができる。
【００８８】
現像装置では環境変化や経時使用によって現像剤の特性が変化し、現像剤の搬送効率が悪化することがある。現像剤の搬送効率が悪化することの原因としては、現像剤の嵩密度が増えることでのスクリュ上の現像剤の上滑り、流動性が悪化することでスクリュの回転移動に対する追従性が悪くなる、スクリュ間の受渡し部での搬送性が悪化することなどが考えられる。
次に、搬送効率検知手段の検知結果に基づいて現像剤搬送部材の搬送力を調節する構成について説明する。
図９は搬送効率検知手段の検知に基づいて、現像剤搬送部材である供給スクリュ８と攪拌スクリュ１１との回転数を制御する制御系のブロック図である。
供給スクリュ８と攪拌スクリュ１１は独立に駆動されるようにそれぞれに駆動モータが連結されている。また各モータの回転数を制御するドライバーがそれぞれ備えてある。制御部は後述する搬送効率検知手段の検知結果に基づいて、供給スクリュのモータの回転数を調節するモータドライバ１と、現像剤攪拌搬送部材である攪拌スクリュのモータの回転数を調節するモータドライバ２とにそれぞれ駆動信号を送り、各モータそれぞれの回転数を制御できるようになっている。
【００８９】
［実施例１］
次に搬送効率検知手段について１つ目の実施例を用いた構成について説明する。
実施例１では、供給搬送路９の下流側における現像剤量を検知する供給部現像剤量検知手段である現像剤センサ１８０によって、搬送効率を検知するものである。現像剤センサ１８０としては圧電素子を備えた圧電センサ等を用いることができる。現像剤センサ１８０を供給搬送路９の側壁面に取り付けることで、その位置での現像剤の有無を検知することが可能になる。取り付け位置としては、図６及び図７に示すように現像剤嵩調節開口部１４５よりも低い位置に設けている。供給搬送路９の下流側で現像ローラ５への現像剤が供給不足となるときの高さに現像剤センサ１８０を取り付けることで、現像ローラ５への供給不良となる程度に、搬送効率が低下したか否かを検知することができる。なお、図６及び図７では現像剤センサ１８０を一つだけ設置しているが、高さ方向に複数個設けたり、現像剤搬送方向に複数個設けたりすることにより、現像剤の搬送状態についてより細かなデータを検知することができる。
【００９０】
図１０は、供給搬送路９における現像剤量の分布を表す模式図である。
通常の現像剤の流れ（Ａ）に対し、現像剤の特性が変化し流動性の悪化した剤は、（Ｂ）に示すように剤の搬送速度が低下し、供給部下流においては現像剤量が減少する。このとき現像剤搬送部材である供給スクリュ８から受ける搬送力は同じであるので、図１０中の（Ｂ）は（Ａ）に比べて搬送効率が悪化した状態である。この現像剤の減少量を測定することで搬送効率の悪化を検知できるので、その検知信号に応じて供給スクリュ８の回転数を上げるように制御して供給搬送路９における現像剤の速度を元の状態にもどすことができる。
【００９１】
具体的には検知結果は制御部に入力されて、制御部のメモリに記憶されている現像剤量と供給スクリュのモータ回転数のデータと比較し、図１３に示すように所望の現像剤量となるように供給スクリュ８のモータの回転数が上げられる。
【００９２】
供給スクリュ８の回転数を上げることで現像剤量を元の状態に戻せることについては以下のように説明できる。
図１１は、供給搬送路９における現像剤の速度（図中、供給部剤速度）、攪拌搬送路１０における現像剤の速度（図中、攪拌部剤速度）と供給搬送路９の下流における現像剤重量（図中、供給部下流剤重量）との関係を示す３次元グラフである。なお、図１１はシミュレータによる計算結果である。この図より、各スクリュ回転数においてピーク値を持つことがわかる。
【００９３】
図１１の関係を満たす現像装置において、現像ローラ５への現像剤の供給不良（以下、汲み上げ不良と呼ぶ）が発生し始める供給部下流剤重量の平面で、図１１の３次元グラフを切った際の断面をＸ−Ｙ平面に投影したものを図１２に示す。なお、本実施例では、汲み上げ不良が発生し始める供給部下流剤重量を０．６［ｇ／ｍｍ］としている。つまり、Ｚ＜０．６の領域では汲み上げ不良が発生し、Ｚ≧０．６の領域では汲み上げ不良が発生しない領域ということができる。
【００９４】
汲み上げ不良が発生しない状態となる攪拌部剤速度と供給部剤速度とを求めるためには、図１１で盛り上がった領域、図１２では断面曲線の内部、領域（１）の値を用いれば良いことになる。さらに、図１２において線分で示される領域（２）は図１１における盛り上がった領域の尾根をＸ−Ｙ平面に投影したものであり、この領域（２）の範囲内となるように攪拌部剤速度と供給部剤速度を調節することにより、現像ローラ５に現像剤を安定して供給することができる。
なお、各現像剤搬送部材による現像剤の搬送速度は、現像剤の速度をＵｄ、スクリュ回転数をＲ［ｒｐｍ］、搬送効率をαとすると、Ｕｄ＝α×ｐ×（Ｒ／６０）で求めることができる。そして、搬送効率αの低下を検知した際に、スクリュ回転数Ｒを増加することによって、所望の現像剤の速度とすることができる。
図１４は、搬送効率αと供給部下流剤重量との関係を示すグラフの概略である。このように、搬送効率αと供給部下流剤重量とは相関関係にあり、現像剤の特性が変化し、搬送効率αが低下すると供給部下流剤重量も低下し、汲み上げ量不足となり、画像の濃度不足が生じる。そして、供給部下流剤重量を検知することにより、搬送効率αを検知することができる。
【００９５】
ここで、それぞれの現像剤の速度が図１２の（Ａ）点に設定されていたとする。現像剤の状態が変わり、流動性が悪化すると、現像剤の搬送速度が低下するので、実質的には図１２の（Ｂ）点に状態が変わり、くみ上げ不良が発生すると考えられる。ここで両方のスクリュの回転数、特に供給スクリュ８の回転数を上げることでもとの現像剤の搬送速度になり、再び安定な汲み上げ量となる点に再設定することができる。
【００９６】
供給搬送路９の下流部におけるセンサ１８０による検知動作は所定のタイミングで行われる。具体的には非画像形成時における動作時（画像形成装置内センサのキャリブレーション時や定着装置のウォームアップ待機時など）に予め検知動作を行っておくことが望ましい。それにより現像剤の状態が大きく変化して流動性などの特性が変化し、搬送効率が変わった場合においても、画像形成時までに最適な現像剤速度を設定することが出来るので、画像濃度低下や白スジなどの画像不良の発生を防止することができる。
【００９７】
［実施例２］
次に、搬送効率検知手段の２つ目の実施例について説明する。
実施例２は、現像剤速度検知手段として、攪拌搬送路１０に設置したトナー濃度センサの検知結果から、トナー濃度分布の移動速度を求め、現像剤の速度を検知するものであり、この現像剤速度の変化より、搬送効率の変化を検知するものである。トナー濃度センサとしては、透磁率センサを用いることができる。
図１５は、透磁率センサを用いた現像剤速度検知手段の模式図である。攪拌搬送路１０内の攪拌スクリュ１１の下のＡ点及びＢ点に２つの透磁率センサを取り付けているとする。Ａ点がトナー補給位置で現像剤は図中矢印β方向に搬送される。Ａ点上方とＢ点下方とに示す、Ｘ−ＴＣのグラフはそれぞれの点におけるトナー濃度の変化を示す。このグラフよりＡ点にてトナー補給されＢ点にてそれが拡散していく様子がわかる。
【００９８】
図１６はＡ点及びＢ点の透磁率センサの出力結果である。補給トナーの移動に伴いピークが見られるが、ＡおよびＢにおけるピークの時間差ΔＴを測定することにより、攪拌搬送路１０内での現像剤の移動速度を検知することができる。そして、流動性などの現像剤の特性が変化し、現像剤の搬送効率が変化すると、現像剤の移動速度が変化し、ΔＴも変化するため、このΔＴを測定することにより、現像剤の搬送効率の変化を検知することができる。
透磁率センサとしては、トナー補給の制御に用いるトナー濃度センサ１２７を共有してもよいが、トナー濃度センサ１２７とは別に、トナー濃度の分布を検知するための透磁率センサを別途設けても良い。
また、図１５では、Ａ点はトナー補給位置と述べたが、補給直後のニュートナーは現像剤の上部にあり、攪拌がなされていない状態であると、攪拌搬送路１０の下部に設けた透磁率センサではトナー濃度の変化を検知することを困難である。よって、答辞率センサを設置する位置としては、Ａ点を攪拌搬送路１０の中央部とし、Ｂ点を攪拌搬送路１０の下流部とすることで、Ａ点、Ｂ点ともにトナー濃度の変化を検知することが可能となる。
また、攪拌搬送路１０の一箇所に透磁率センサを設けて、現像装置４内を循環する現像剤の現像装置４内を一周した後のトナー濃度分布のピークを検知することにより、現像剤の移動速度を求めても良い。なお、このように一箇所に透磁率センサ設ける構成で、透磁率センサとしてトナー濃度センサ１２７を共有するとセンサの数を少なくすることが可能であり、低コスト化を図ることができる。
【００９９】
［実施例３］
次に搬送効率検知手段の３つ目の実施例について説明する。
図１７は、現像剤担持体である現像ローラ５表面の現像剤量を検知する現像剤担持量検知手段である担持量センサ１９０の概略説明図である。実施例３は、供給搬送路９の搬送方向下流側に対応する現像ローラ５の表面の現像剤量を担持量センサ１９０で検知し、搬送方向下流側の現像ローラ５の表面の現像剤量の変化を検知することにより、搬送効率の変化を検知するものである。
担持量センサ１９０は発光部１９０ａと受光部１９０ｂからなる光反射型のセンサであり、現像ドクタ１６よりも現像ローラ５表面移動方向下流側に設置する。これにより供給スクリュ８の下流方向における現像ローラ５の汲み上げ量を検知することが可能となる。
【０１００】
図１８に供給搬送路９の下流側の現像剤重量と、その位置に対応する現像ローラ５における現像剤の汲み上げ量との関係の概略を示すグラフである。
現像剤の特性が変化し、現像剤の搬送効率が低下すると、供給搬送路９の下流側における現像剤の量を低下させる。搬送方向下流側の現像剤量の低下に伴い、図１８に示すように、ある現像剤量（Ｃ）より小さくなると汲み上げ量が減少していくことになる。よって、汲み上げ量の低下を検知した場合には、現像剤量が（Ｃ）以上となるように、各スクリュの回転数を増加させるように制御する。
【０１０１】
［実施例４］
次に、搬送効率検知手段の４つ目の実施例について説明する。
図１９は現像装置の駆動時間と搬送効率との関係の概略を示すグラフである。図１９に示すように、現像剤の使用時間、すなわち現像装置の駆動時間に応じて、現像剤の特性が変化し、搬送効率αが低下していく傾向にあること分かる。これは、現像装置を長く駆動し、現像剤が長期間使用されると、現像剤のトナーの外添剤であるＳｉＯ２やＴｉＯ２がトナー表面に埋没し、現像剤としての流動性の悪化する事などが原因として考えられる。
現像剤の搬送効率αが低下すると、図１４のように供給搬送路９の下流側での現像剤量が低下し、画像濃度の低下につながる。
これに対し、経時搬送効率予測手段でもある制御部は、図１９に示す相関関係より、現像剤の使用時間の長さによって、センサを用いて現像剤量やトナー濃度を測定することなく間接的に現像剤の搬送効率αの変化を予測する。
そして、使用しつづけることにより、予測上低下したαを補うように供給スクリュ８及び攪拌スクリュ１１の回転数を増加させて、供給搬送路９の下流側の現像剤量を一定に保つように制御する。
なお、現像剤の使用時間を計測する手段としては、現像装置の駆動時間をカウントするタイマーや、作像枚数をカウントするカウンタなどを利用することが出来る。
また、上述の実施例２乃至４においても、実施例１と同様に現像ローラ５への現像剤の供給に適した現像剤移動速度となるように、供給スクリュ８と攪拌スクリュ１１との回転速度を制御し、それぞれの搬送力を調節する。
【０１０２】
次に本発明に用いられる現像剤の特性について説明する。
現像剤中の磁性キャリアについては、体積平均粒径が２０〜６０［μｍ］の範囲が好ましい。平均粒径が６０［μｍ］以下の小粒径のキャリアを用いることで、現像能力を低下させることなく、汲み上げ量の低減をすることができる。
これはキャリア間の間隙が小さくなり現像領域における磁気ブラシがより緻密になり、少ない汲み上げ量で十分な現像が行えることになるからである。よって循環する現像剤量を低減することができるため、供給部では現像剤が枯渇することなく安定して汲み上げ可能になるような現像剤量を供給することができ、また回収部では現像剤がオーバーフローすることなく安定に剤搬送することが可能となる。
なおキャリアの平均粒径が６０［μｍ］より大きいと回収部でオーバーフローがおきやすくなり、安定な剤循環が行えない。また２０［μｍ］より小さいと感光体にキャリアが付着したり、現像器からキャリアが飛散したり、しやすくなるという不具合が発生する。
キャリアの平均粒径測定については、マイクロトラック粒度分析計（日機装株式会社）のＳＲＡタイプを使用し、０．７［μｍ］以上、１２５［μｍ］以下のレンジ設定で行うことができる。
【０１０３】
次にトナーの特性について説明する。
まず、粒径について、トナーの体積平均粒径は３〜８［μｍ］の範囲が好ましい。平均粒径が８［μｍ］以下の小粒径トナーを用いることで、トナー間の空隙が小さくなり現像剤の嵩密度を高めることができる。これにより、現像剤の流動性が変化した場合においても供給部では現像剤が枯渇することなく、安定して汲み上げ可能になるような現像剤量を供給することができ、また回収部では現像剤がオーバーフローすることなく安定に剤搬送することが可能となる。また粒径分布がシャープであることから、現像剤の流動性が良く、長期的に安定した剤循環を行うことが可能となる。
一方、トナー同士の間隙が小さくなり画像中のトナーのうまりが良くなるので必要なトナー付着量およびトナー像の高さ（パイルハイト）の低減を図ることができる。また６００ｄｐｉ以上の微少ドットの再現性について、この範囲では、微小な潜像ドットに対して、十分に小さい粒径のトナー粒子を有していることから、ドット再現性に優れ、画像の安定性が高くなる。
一方、体積平均粒径（Ｄ１）が３［μｍ］未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった現象が発生しやすい。さらに、体積平均粒径（Ｄ１）が８［μｍ］を超えると、画像のパイルハイトが大きくなり、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しい。
また、同時に体積平均粒径（Ｄ１）と個数平均粒径（Ｄ２）との比（Ｄ１／Ｄ２）は１．００〜１．４０の範囲にあることが好ましい。
（Ｄ１／Ｄ２）が１．００に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
【０１０４】
次に、トナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。
コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩやコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）があげられる。
以下に測定方法について述べる。
まず、電解水溶液１００〜１５０［ｍｌ］中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５［ｍｌ］加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１［％］ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）が使用できる。ここで、更に測定試料を２〜２０［ｍｇ］加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、前記測定装置により、アパーチャーとして１００［μｍ］アパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。
得られた分布から、トナーの重量平均粒径（Ｄ１）、個数平均粒径（Ｄ２）を求めることができる。
チャンネルとしては、２．００〜２．５２［μｍ］未満；２．５２〜３．１７［μｍ］未満；３．１７〜４．００［μｍ］未満；４．００〜５．０４［μｍ］未満；５．０４〜６．３５［μｍ］未満；６．３５〜８．００［μｍ］未満；８．００〜１０．０８［μｍ］未満；１０．０８〜１２．７０［μｍ］未満；１２．７０〜１６．００［μｍ］未満；１６．００〜２０．２０［μｍ］未満；２０．２０〜２５．４０［μｍ］未満；２５．４０〜３２．００［μｍ］未満；３２．００〜４０．３０［μｍ］未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００［μｍ］以上乃至４０．３０［μｍ］未満の粒子を対象とする。
【０１０５】
トナーの形状係数ＳＦ−１は１００〜１８０、形状係数ＳＦ−２は１００〜１８０の範囲にあることが好ましい。図２０、図２１は、形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式（１）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００p／４を乗じた値である。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００p／４） ・・・式（１）
ＳＦ−１の値が１００の場合トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。
また、形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式（２）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００／４pを乗じた値である。
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４p） ・・・式（２）
ＳＦ−２の値が１００の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
【０１０６】
形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入して解析して計算した。
トナーの形状が球形に近くなると、トナー間の接触状態が点接触となるためにトナー同士の吸着力は弱まりしたがって流動性が高くなる。ゆえに剤の循環性が向上し長期的に安定した一方向循環を行うことが可能となる。また、トナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなり高画質化に寄与する。一方、形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のいずれかが１８０を超えると、流動性が悪化し、剤循環性が悪いために好ましくない。また転写率が低下するため好ましくない。
【０１０７】
本複写機で用いるトナーは、トナーの粒子表面に平均一次粒径が５０〜５００［ｎｍ］で、嵩密度が０．３［ｍｇ／ｃｍ３］以上の微粒子（以下、単に微粒子という）を付着させたものである。なお、通常の流動性向上剤にシリカ等がよく用いられるが、例えば、このシリカの平均一次粒径は通常１０〜３０［ｎｍ］、嵩密度が０．１〜０．２［ｍｇ／ｃｍ３］である。
本複写機で用いる現像剤では、トナーの表面に適切な特性の微粒子が存在することで、トナー粒子と対象体との間に適度な空隙が形成される。また、微粒子は、トナー粒子、感光体、搬送ベルト等との接触面積が非常に小さく、均等に接触するので付着力低減効果が大きく、搬送ベルトに面した未定着像のトナーが搬送ベルトに付着しづらいために画像の乱れが少ない。また現像・転写効率が向上し、ドットの再現性が向上するため画像が安定して搬送時の乱れに対して余裕度が高くなる。さらに、トナーがコロの役割を果たすため、感光体を摩耗または損傷させることがない。そして、クリーニングブレードと感光体との高ストレス（高荷重、高速度等）下でのクリーニングの際も、トナー粒子に埋没し難く、あるいは少々埋没しても離脱、復帰が可能であるので、長期間にわたって安定した特性を得ることができる。さらに、トナーの表面から適度に脱離し、クリーニングブレードの先端部に蓄積し、いわゆるダム効果によって、ブレードからトナーが通過する現象を防止する効果がある。
【０１０８】
これらの特性は、トナー粒子の受けるシェアを低減させる作用を示すので、高速定着（低エネルギー定着）のためトナーに含有されている低レオロジー成分によるトナー自身のフィルミングの低減効果を発揮する。しかも、微粒子として、平均一次粒径が５０〜５００［μｍ］の範囲のものを用いると、十分にその優れたクリーニング性能を活かすことができる上、極めて小粒径であるため、トナーの粉体流動性を低下させることがない。さらに、詳細は明らかでないが、表面処理された微粒子はトナーに外部添加されても、仮にキャリアを汚染した場合においても現像剤劣化の度合が少ない。よって経時的にトナーの流動性および帯電性の変化が少ないため、長期的に現像剤の循環を安定に行うことができる。また画質の安定性も高くなる。
微粒子の平均一次粒径（以下、平均粒径という）は、５０〜５００［ｎｍ］のものが用いられ、特に１００〜４００［ｎｍ］のものが好ましい。５０［ｎｍ］未満であると、微粒子がトナー表面の凹凸の凹部分に埋没してコロの役割を低下する場合が生じる。一方、５００［ｎｍ］よりも大きいと、微粒子がブレードと感光体表面の間に位置した場合、トナー自身の接触面積と同レベルのオーダーとなり、クリーニングされるべきトナー粒子を通過させる、即ちクリーニング不良を発生させやすくなる。
【０１０９】
嵩密度が０．３［ｍｇ／ｃｍ３］未満では、流動性向上への寄与はあるものの、トナー及び微粒子の飛散性および付着性が高くなるために、トナーとコロとしての効果や、クリーニング部で蓄積して、トナーのクリーニング不良を防止するいわゆるダム効果といった働きが低下してしまう。
【０１１０】
本複写機で用いる現像剤の微粒子において、無機化合物としては、
ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＺｒＯ２、ＣａＯ・ＳｉＯ２、Ｋ２Ｏ（ＴｉＯ２）ｎ、Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２、ＣａＣＯ３、ＭｇＣＯ３、ＢａＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＳｒＴｉＯ３などを例示することができる。
また、好ましくは、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３があげられる。特にこれら無機化合物は各種のカップリング剤、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジクロロシラン、オクチルトリメトキシシラン等で疎水化処理が施されていてもよい。
【０１１１】
また，有機化合物の微粒子としては、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよく、例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。樹脂微粒子としては、上記の樹脂を２ 種以上併用しても差し支えない。
このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。
ビニル系樹脂の具体的な例としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーで、例えば、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、（メタ）アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体等が挙げられる。
なお、微粒子の嵩密度は下記の方法により測定した。１００［ｍｌ］のメスシリンダーを用いて、微粒子を徐々に加え１００［ｍｌ］にした。
その際、振動は与えなかった。このメスシリンダーの微粒子を入れる前後の重量差により嵩密度を測定した。
嵩密度（ｇ／ｃｍ３）＝微粒子量（ｇ／１００ｍｌ）÷１００
【０１１２】
本複写機の現像剤の微粒子を、トナー表面に外添加し付着させる方法としては、トナー母体粒子と微粒子を各種の公知の混合装置を用いて、機械的に混合して付着させる方法や、液相中でトナー母体粒子と微粒子を界面活性剤などで均一に分散させ、付着処理後、乾燥させる方法などがある。
【０１１３】
以上、本実施形態によれば、回収搬送路７、供給搬送路９及び攪拌搬送路１０からなる３つの現像剤搬送路を備えた現像装置４で、搬送効率検知手段の検知結果に基づいて、現像剤供給搬送部材である供給スクリュ８及び現像剤攪拌搬送部材である攪拌スクリュ１１の回転数を制御し、現像剤搬送部材の搬送力を調節している。これにより、現像剤担持体である現像ローラ５への現像剤の供給を常に安定するような状態にすることができるため、長期にわたり安定した画像濃度の画像を得ることができる。さらに、搬送効率にあわせて搬送力を調節するため、現像剤に対して必要以上に搬送力が付与されることがなく、現像剤の劣化や現像剤搬送部材の劣化を防止することができる。
また、供給搬送部材である供給スクリュ８と攪拌搬送部材である攪拌スクリュ１１とが駆動源としてのモータをそれぞれ備え、回転数を独立して制御しているので、供給搬送路９と攪拌搬送路１０との現像剤の速度を個別に調節することができ、応答性の良い制御が可能となる。さらに、他の部材を追加したり、現像装置の大きさを変えたりすることなく、現像剤の速度を調節する機能を付加することができ、これにより、長期にわたり安定した画像濃度の画像を得ることができる。
また、トナー濃度センサである透磁率センサを用いて、トナー濃度分布を検知し、トナー濃度分布のピークの移動速度を検知することで現像剤の速度を検知することができる。現像剤の搬送効率が低下すると現像剤の移動速度も低下するため、現像剤の移動速度を検知することにより、現像剤の搬送効率の変化を検知することができる。この検知結果に応じて供給スクリュ８及び攪拌スクリュ１１の回転数を調節し、供給搬送路９の下流側での現像剤量を確保することができ、長期にわたって安定した画像濃度の画像を得ることができる。
また、供給搬送路９の下流側に設けた、現像剤量検知手段である現像剤センサ１８０によって、供給搬送路９の下流側での現像剤の嵩高さを検知し、現像剤の量を検知している。現像剤の搬送効率が低下すると供給搬送路９の下流側での現像剤量が減少するので、供給搬送路９の下流側での現像剤の嵩高さを検知することにより現像剤の搬送効率の変化を検知することができる。この検知結果に応じて供給スクリュ８及び攪拌スクリュ１１の回転数を調節し、供給搬送路９の下流側での現像剤量を確保することができ、長期にわたって安定した画像濃度の画像を得ることができる。
また、供給搬送路９の下流側に対応する位置の現像ローラ５表面に担持された現像剤量を検知する現像剤担持量検知手段としての担持量センサ１９０を備えている。現像剤の搬送効率が低下すると、供給搬送路９の下流側での現像剤量が減少し、そこに対応する現像ローラ５表面へ供給される現像剤が不安定になるので、現像ローラ５表面に担持された現像剤量を検知することにより、現像剤の搬送効率の低下を検知することができる。この検知結果に応じて供給スクリュ８及び攪拌スクリュ１１の回転数を調節し、供給搬送路９の下流側での現像剤量を確保することで、現像ローラ５表面に安定した現像剤量を供給することができ、長期にわたって安定した画像濃度の画像を得ることができる。
また、現像装置の駆動時間をカウントするタイマーや、作像枚数をカウントするカウンタなどの計測手段により、現像剤の使用時間を検知し、制御部にて現像剤の搬送効率を予測することができる。現像剤を使用しつづけると搬送効率が低下するため、現像剤使用時間を検知することにより、現像剤の搬送効率の低下を予測することができる。この予測結果に応じて供給スクリュ８及び攪拌スクリュ１１の回転数を調節し、供給搬送路９の下流側での現像剤量を確保することができ、長期にわたって安定した画像濃度の画像を得ることができる。
また、現像剤の搬送効率を検知する検知動作を非画像形成時に行うことにより、あらかじめ剤の状態が検知されて、適正な現像剤の搬送条件が得られてから画像形成を行うことができるので、長期にわたり安定した画像濃度の画像を得ることができる。
また、回収搬送路７を現像ローラ５の下方に設け、回収搬送路７、供給搬送路９及び攪拌搬送路１０の３つの現像剤搬送路を略同じ高さに設けており、現像剤の循環部に高低差をなくすことができるので、現像剤へのストレスを低減でき、現像剤の長寿命化を図ることができる。さらに、回収搬送路７が現像ローラ５の直下に位置するため、現像後の現像剤の回収効率が向上し、画像濃度の安定化がなされ、さらに長期にわたり安定した画像濃度の画像を得ることができる。
また、プリンタ部１００が両面１パスの構成であることにより、長期にわたり画像濃度の安定した画質を得ることができるので、画像濃度の低下などの吹くアイによる作業停止時間がなく、さらに生産性の高い画像形成装置を得ることができる。
また、小粒径なキャリアを用いることで、現像能力を低下させることなく、くみあげ量を低減することができ、現像剤の流動性が変化した場合においても現像剤量の増減が少なくなる。これにより、供給搬送路９では現像剤が枯渇することなく安定して汲み上げ可能になるような現像剤量を供給することができ、また回収搬送路７では現像剤がオーバーフローすることなく安定に剤搬送することが可能となる。よって環境および経時変化に際して変動が少なくなるため、長期間において安定した現像剤循環が行え、画像濃度の安定性に優れた画像を得ることが可能となる。さらに、キャリアの小粒径化に伴い現像領域における磁気ブラシがより緻密化され、現像においては潜像ドットへのトナーの供給効率が増し、ドット再現性に優れた画像を得ることが出来る。ゆえに長期間において画質の安定性も向上する。なおキャリアの平均粒径が６０［μｍ］より大きいと回収部でオーバーフローがおきやすくなり、安定な剤循環が行えない。また２０［μｍ］より小さいと感光体１にキャリアが付着したり、現像装置４からキャリアが飛散したり、しやすくなるという不具合が発生する。
また、トナーの粒径が小さいことで現像剤のかさ密度を高めることができるため、現像するのに必要な現像剤の体積を小さくすることができるため、現像剤の流動性などの特性が変化した場合においても現像剤の体積の増減を小さくすることができる。また粒径分布がシャープであることから、現像剤の流動性が良くなる。よって供給搬送路９では現像剤が枯渇することなく安定して汲み上げ可能になるような現像剤量を供給することができ、また回収搬送路７では現像剤がオーバーフローすることなく安定に剤搬送することが可能となる。よって環境および経時変化に際して変動が少なくなるため、長期間において安定した現像剤循環が行え、画像濃度の安定性に優れた画像を得ることが可能となる。さらに、トナーが小粒径化することにより、潜像に対してより細かいトナー像を形成することが可能となり、ドット再現性に優れた画像を得ることが出来る。ゆえに長期間において画質の安定性も向上する。なお、平均粒径（Ｄ１）が３［μｍ］未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった不具合が発生しやすい。平均粒径（Ｄ１）が８［μｍ］を超えると、画像のパイルハイトが大きくなり、現像剤の流動性が悪化するとともに、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しく長期間画質を安定に維持することが困難となる。
また、トナーが球形に近くなることにより現像剤の嵩密度を低減することが出来、流動性などの現像剤の特性が変化した場合においても搬送される現像剤の体積の増減が小さくなる。よって供給搬送路９では現像剤が枯渇することなく安定して汲み上げ可能になるような現像剤量を供給することができ、また回収搬送路７では現像剤がオーバーフローすることなく安定に剤搬送することが可能となる。よって環境および経時変化に際して変動が少なくなるため、長期間において安定した現像剤循環が行え、画像濃度の安定性に優れた画像を得ることが可能となる。さらに、トナーと感光体１との接触がより点接触に近くなって転写効率の向上が図れるためドット再現性が向上し、長期間において画質の安定性も向上する。
また、トナーをトナー母体粒子表面に平均一次粒径が５０［ｎｍ］以上、５００［ｎｍ］以下、嵩密度が０．３［ｇ／ｃｍ３］以上である微粒子を外添加して得られたトナーにすれば外添剤の埋没が少なく、経時にて現像剤の流動性などの特性の変化が小さくなる。よって供給搬送路９では現像剤が枯渇することなく安定して汲み上げ可能になるような現像剤量を供給することができ、また回収搬送路７では現像剤がオーバーフローすることなく安定に剤搬送することが可能となる。よって環境および経時変化に際して変動が少なくなるため、長期間において安定した現像剤循環が行え、画像濃度の安定性に優れた画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】実施形態に係る複写機の該略構成図。
【図２】同複写機のプリンタ部における４つの第１プロセスユニットの１つを示す拡大構成図。
【図３】同複写機のプリンタ部における４つの第２プロセスユニットの１つを示す拡大構成図。
【図４】同複写機の現像装置の概略構成図。
【図５】現像ローラの磁極配置の概略構成図。
【図６】現像装置の下ケーシングの斜視図。
【図７】現像剤搬送路の連通部の概略断面図。
【図８】現像装置の上ケーシングの斜視図。
【図９】搬送効率に基づくスクリュの回転数の制御を示すブロック図。
【図１０】供給搬送路における現像剤量の分布を表す模式図。
【図１１】供給部剤速度、攪拌部剤速度及び供給部下流剤重量の関係を示す３次元グラフ。
【図１２】図１１の３次元グラフを切った際の断面をＸ−Ｙ平面
【図１３】スクリュウ回転数と現像剤搬送速度の概略的な関係を示すグラフ。
【図１４】搬送効率と供給部下流剤重量との関係を示すグラフの概略。
【図１５】透磁率センサを用いた現像剤速度検知手段の模式図。
【図１６】図１５におけるＡ点及びＢ点の透磁率センサの出力結果。
【図１７】現像剤担持量検知手段である担持量センサの概略説明図。
【図１８】供給搬送路の下流側の現像剤重量と現像剤の汲み上げ量との関係の概略を示すグラフ。
【図１９】現像装置の駆動時間と搬送効率との関係の概略を示すグラフ。
【図２０】形状係数ＳＦ−１を説明するための模式図。
【図２１】形状係数ＳＦ−２を説明するための模式図。
【図２２】特許文献１に記載の現像装置の概略構成図。
【符号の説明】
【０１１５】
１      感光体
２      感光体クリーニング装置
３      スコロトロンチャージャ
４      現像装置
５      現像ローラ
６      回収スクリュ
７      回収搬送路
８      供給スクリュ
９      供給搬送路
１０    攪拌搬送路
１１    攪拌スクリュ
１２    下ケーシング
１３    上ケーシング
１４    スクリュ頂点
１５    回転中心
１６    現像ドクタ
１７    ドクタ領域
１８    被規制現像剤回収部材
１９    放熱用部材
２０    第１転写ユニット
２１    第１中間転写ベルト
３０    第２転写ユニット
３１    第２中間転写ベルト
４０    給紙装置
４４    横レジ補正機構
４５    レジストローラ対
４６    ２次転写ローラ
４７    転写チャージャ
５０    紙搬送ユニット
５０Ａ  搬送クリーニング装置
５１    紙搬送ベルト
５４    分離ローラ
５７    吸着用チャージャ
５８    分離用チャージャ
６０    定着装置
７０    冷却ローラ対
７１    排紙ローラ対
７５    排紙スタック部
８０    第１プロセスユニット
８１    第２プロセスユニット
８５    ボトル収容部
９０    操作・表示ユニット
９５    制御部
１００  プリンタ部
１１１  作像ユニット
１２０  フィン
１２１  ガイド部
１２２  現像剤捕捉ローラ
１２３  スクレーパ
１２７  トナー濃度センサ
１２８  放熱フィン
１３０  トナー補給口
１３１  回収・供給凸部
１３２  供給・攪拌凸部
１３３  仕切り壁
１３４  仕切り板
１３８  攪拌搬送羽部
１３９  攪拌横移送用パドル
１４０  攪拌逆送羽部
１４１  回収横移送用パドル
１４２  供給横移送用パドル
１４３  移送部位置
１４４  現像剤押し出し面
１４５  像剤嵩調節開口部
２００  自動画像読取装置
３００  紙補給装置
４０１  供給回収スクリュ
４０２  供給回収搬送路
４０３  隔壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図５】
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【図２２】
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