(57)【要約】【課題】トナー残量や環境の変化によっても変動することなく常に欠陥のない均一な画像を形成する現像装置及び現像方法を提供する。【解決手段】温度及び湿度が２５℃及び５０％の場合のハーフトーン画像とベタ画像について、供給ローラ４４（ドクターブレード４５も同様）に印加するバイアス電圧を変更しながら画像形成を実行して得られた画像の均一性を印加したバイアス電圧ごと及び印字枚数ごとに評価するテーブルを作る。ハーフトーン画像の場合の不良を示す評価結果となるバイアス電圧と印字枚数の対応関係をテーブルから削除し、更にベタ画像の場合の不良を示す評価結果となるバイアス電圧と印字枚数の対応関係をテーブルから削除して、残るテーブルの値に基づいてバイアス電圧を制御する。２８℃及び８０％の場合及び１０℃及び２０％の場合についても同様に行う。【選択図】      図２
2006221102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に形成された潜像を現像するための非磁性１成分トナーを周面に担持搬送する現像ローラと、該現像ローラへ前記トナーを供給する供給ローラと、前記現像ローラに担持搬送されるトナーの層厚を規制すると共に該トナーを摩擦帯電させる層厚規制兼摩擦帯電部材と、前記現像ローラへ前記トナーを供給する供給能力を調整するため少なくとも前記供給ローラにバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手段とを備える現像装置において、
前記現像装置の稼働時間の累積時間を計測する計測手段と、
該計測手段による前記累積時間の増大に従って前記供給ローラに印加するバイアス電圧を前記供給能力が維持される電圧に可変制御するバイアス電圧制御手段と、
を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
所定の温度及び湿度の条件下で供給ローラに印加するバイアス電圧を変更しながら第１のパターンの画像の印字を実行し、該印字の実行により得られた印字画像の均一性を、変更された前記バイアス電圧ごと及び所定の印字枚数ごとに評価して、該評価の結果を第１の評価結果とし、
前記所定の温度及び湿度の条件下で供給ローラに印加するバイアス電圧を変更しながら第２のパターンの画像の印字を実行して、該印字の実行により得られた印字画像の均一性を、変更された前記バイアス電圧ごと及び所定の印字枚数ごとに評価して、該評価の結果を第２の評価結果とし、
前記第１の評価結果で不良を示す評価結果となる前記バイアス電圧と前記印字枚数の対応関係を削除し、
更に前記第２の評価結果で不良を示す評価結果となる前記バイアス電圧と前記印字枚数の対応関係を削除して、
残る前記バイアス電圧と前記印字枚数の対応関係に基づいて前記供給ローラに印加するバイアス電圧を可変制御する、
ことを特徴とする現像方法。
【請求項３】
前記第１のパターンはハーフトーン画像またはベタ画像のパターンであることを特徴とする請求項２記載の現像方法。
【請求項４】
前記第２のパターンはベタ画像またはハーフトーン画像のパターンであることを特徴とする請求項２記載の現像方法。
【請求項５】
前記所定の温度及び湿度は、２５℃及び５０％であることを特徴とする請求項２記載の現像方法。
【請求項６】
前記所定の温度及び湿度は、２８℃及び８０％であることを特徴とする請求項２記載の現像方法。
【請求項７】
前記所定の温度及び湿度は、１０℃及び２０％であることを特徴とする請求項２記載の現像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真式の画像形成装置による画像形成のための接触現像方式における現像装置に係り、更に詳しくは、トナー残量や環境の変化によっても変動することなく常に欠陥のない均一な画像を形成する現像装置及び現像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による画像形成は、一般に、現像ローラを用いて静電潜像担持体表面に形成された静電潜像に、トナーを供給することで、これを現像して可視化し、この現像により得られたトナー像を用紙に転写し定着することにより行われる。（例えば、特許文献１参照。）
上記のように静電潜像へのトナーの供給は、現像ローラから行われる。そのために現像ローラには現像バイアスが印加されている。また、現像ローラへは、供給ローラからトナーの供給が行われる。そのために供給ローラには供給バイアスが印加されている。（例えば、特許文献２参照。）
従来、供給バイアスは、現像バイアスに対し一定の電位差が保たれるように設定されている。そして、このように一定の電位差を保つことで供給ローラから現像ローラに送りこまれるトナーの量を一定に保つことが出来ると考えられてきた。
【０００３】
したがって、例えば冬場の低温・乾燥から夏場の高温・高湿の使用環境へと使用環境に変化が生じて画像濃度にも変化が生じたときなどに、印字されたパターンから画像濃度を読み取り、現像バイアスにフィードバックして画像濃度を制御する場合でも、変更した現像バイアス値に対して同じ電位差になるように供給バイアスを変更する方法が取られている。
【０００４】
ところで、近年、印刷物の高速化、高画質化、さらにカラー化の要求や装置構成の簡便さ等から、現像方式として非磁性一成分トナーを用いる非磁性一成分現像方式が多用されている。
【０００５】
この非磁性一成分現像方式では、非磁性一成分トナーを担持搬送するための現像ローラとして、ウレタンゴム等の半導電性弾性材料を少なくとも表面に有する弾性現像ローラが用いられ、また、該弾性現像ローラ上に上記非磁性一成分トナーを薄層状に形成すべく該トナーの厚さを規制しつつトナーを帯電させるためのトナー層規制部材としてのブレードを備えている。
【０００６】
このような画像形成に用いる非磁性一成分トナーは、通常、結着樹脂と着色剤とを混練して得られた組成物を粉砕し、分級することにより製造されている。
上記結着樹脂としては、スチレン・アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等が使用されるが、近年の印刷物のカラー化に伴い、発色性やＯＨＰ用紙に印字した場合の透明性や低温定着性に優れたトナーの要求も高まり、それらに適した分子量分布の結着樹脂が種々検討されている。
【０００７】
上記結着樹脂の内、ポリエステル樹脂は、透明性を満足させるために低分子量化しても耐久性が高く、樹脂末端にカルボキシル基を有しているので顔料分散性も良好なことから、多色画像形成用に多用される傾向となっている。
【０００８】
ところで、上記高画質化や高速化に伴い解決すべき問題点も増加し、トナー自体それに応える種々の特性が求められてきている。
例えば高速化においては、高濃度印字の際に印字後端の濃度が低下する傾向になる。これは、高速化による帯電性と流動性の変化に基くものと考えられる。
【０００９】
また、上記のようにブレードとの摩擦がトナーの帯電に寄与する非磁性一成分現像方式の場合、トナーとブレードとのストレスが強く、トナーがブレードに融着したり、静電潜像担持体としての感光体ドラム表面上に所謂フィルミングが発生し、画質劣化を引き起こすといった問題が存在した。
【００１０】
そこで、一般的にトナーには、帯電量の制御やオフセット防止のための帯電制御剤やワックス類を内添させたり、ブロッキング防止や流動性向上を目的として、分級後に疎水性シリカやアルミナ等の無機微粒子を外添させたりしてトナーの特性を調整している。
【００１１】
ところが、従来、トナー用添加剤（外添剤）として使用されてきたアルミナは、アルミナ表面上に存在する水酸基が、空気中の湿気（水分）の影響をうけ、アルミナの帯電量を変化させ、アルミナを外添した時のトナーの帯電量を変化させ、画像のべ夕追従性不良といった不具合を生じることが多々あった。
【００１２】
そこで、結着樹脂、着色剤及び外添剤を含有してなるトナーにおいて、上記の外添剤が平均粒子径２０ｎｍ未満のシリカ、平均粒径が２０ｎｍ以上のシリカ及び平均粒子径が１μｍ以上のアルミナを含有してなるトナーが提案されている。この構成により、トナーの帯電安定性が向上し、逆転写が防止され、また、一定帯電量のトナーが容易に生成することから、べた追従性にも優れている、とされている。（例えば、特許文献３参照。）
【特許文献１】特開平０６−１１８７８２号公報
【特許文献２】特開平０９−１０１６７６号公報
【特許文献３】特開２００２−２９６８３０号公報
【特許文献４】特開２００２−０３１９４０号公報
【特許文献５】特開平０７−２４４４２５号公報
【特許文献６】特開平０６−１６７８７６号公報
【特許文献７】特開２００２−００６６０９号公報
【特許文献８】特開２００４−０８５８９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、印字の初期の段階で、本来均一であるはずの網点（灰色ベタ）の画像を印字して観察すると、不均一な画像が見られることがある。
これは、トナーカートリッジを交換したばかりで未だトナーが新しく、トナーの流動性が良好であるというようなトナーカートリッジ交換後の初期時に見られる現象で、供給ローラへのトナーが過剰になったときに生じている。
【００１４】
つまり、トナー自体で供給能力が十分あるにもかかわらず供給ローラに供給バイアスを付与しているため、過剰な力がドクターブレード近傍のトナーに加わり、現像ローラ上のトナー層の厚さを乱しているものと考えられる。
【００１５】
用紙の印字枚数が増えるに従って外添剤が消費されると、トナー自体の供給性が低下し、網点（灰色ベタ）画像の不均一な状態は改善される。
この現象は、トナーカートリッジとこのトナーカートリッジを交換自在に装着するトナーホッパから成る現像部を縦長にして、装置全体の狭い設置スペースでトナーの収容量を増大させる形状の画像形成装置では、トナーの自重によって、現像部の最下端部に位置する供給ローラに大きな圧力がかかるため、特に顕著に現われる。
【００１６】
また、従来用いられていたアルミナの多くは、本来、研磨剤として用いられているものであるため、その形状が鋭く角張っているものが使用されている。したがって、アルミナの比表面積が大きくなる傾向にあるため、環境の変化を受け易く、トナー帯電量に影響を与え低温／低湿の環境で画像のかすれ、追従性不良といったような不具合が生じる。
【００１７】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、トナー残量や環境の変化によっても変動することなく常に欠陥のない均一な画像を形成する現像装置及び現像方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
以下に、本発明に係わる現像装置及び現像方法の構成を述べる。
先ず、第１の発明の現像装置は、像担持体に形成された潜像を現像するための非磁性１成分トナーを周面に担持搬送する現像ローラと、該現像ローラへ上記トナーを供給する供給ローラと、上記現像ローラに担持搬送されるトナーの層厚を規制すると共に該トナーを摩擦帯電させる層厚規制兼摩擦帯電部材と、上記現像ローラへ上記トナーを供給する供給能力を調整するため少なくとも上記供給ローラにバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手段とを備える現像装置において、上記現像装置の稼働時間の累積時間を計測する計測手段と、該計測手段による上記累積時間の増大に従って上記供給ローラに印加するバイアス電圧を上記供給能力が維持される電圧に可変制御するバイアス電圧制御手段と、を備えて構成される。
【００１９】
次に、第２の発明の現像方法は、所定の温度及び湿度の条件下で供給ローラに印加するバイアス電圧を変更しながら第１のパターンの画像の印字を実行し、該印字の実行により得られた印字画像の均一性を、変更された上記バイアス電圧ごと及び所定の印字枚数ごとに評価して、該評価の結果を第１の評価結果とし、上記所定の温度及び湿度の条件下で供給ローラに印加するバイアス電圧を変更しながら第２のパターンの画像の印字を実行して、該印字の実行により得られた印字画像の均一性を、変更された上記バイアス電圧ごと及び所定の印字枚数ごとに評価して、該評価の結果を第２の評価結果とし、上記第１の評価結果で不良を示す評価結果となる上記バイアス電圧と上記印字枚数の対応関係を削除し、更に上記第２の評価結果で不良を示す評価結果となる上記バイアス電圧と上記印字枚数の対応関係を削除して、残る上記バイアス電圧と上記印字枚数の対応関係に基づいて上記供給ローラに印加するバイアス電圧を可変制御する、ように構成される。
【００２０】
上記第１のパターンは、例えばハーフトーン画像またはベタ画像のパターンである。また、上記第２のパターンは、例えばベタ画像またはハーフトーン画像のパターンである。
また、上記所定の温度及び湿度は、例えば２５℃及び５０％であり、また、例えば２８℃及び８０％であり、また、例えば１０℃及び２０％である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、温度及び湿度並びにバイアス電圧及び印字枚数の対応関係において少なくとも２通りの画像パターンの印字結果を評価し、２通りの画像パターンの印字結果が共に良い評価結果に基づいて印字枚数に対応するバイアス電圧の制御を行うので、トナー残量や環境の変化によっても変動することなく常に欠陥のない均一な画像を形成する現像装置及び現像方法を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１における非磁性１成分トナーを用いる現像装置を備えたカラー画像形成装置（以下、単にプリンタという）の内部構成を説明する断面図である。
【００２３】
図１に示すプリンタ１は、電子写真式で二次転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置であり、画像形成部２、中間転写ベルトユニット３、給紙部４、及び両面印刷用搬送ユニット５で構成されている。
【００２４】
上記画像形成部２は、同図の右から左へ４個の画像形成ユニット６（６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｋ）を多段式に並設した構成からなる。
上記４個の画像形成ユニット６のうち上流側（図の右側）の３個の画像形成ユニット６Ｍ、６Ｃ及び６Ｙは、それぞれ減法混色の三原色であるマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の色トナーによるモノカラー画像を形成し、画像形成ユニット６Ｋは、主として文字や画像の暗黒部分等に用いられるブラック（Ｋ）トナーによるモノクロ画像を形成する。
【００２５】
上記の各画像形成ユニット６は、トナー容器（トナーカートリッジ）に収納されたトナーの色を除き全て同じ構成である。したがって、以下ブラック（Ｋ）用の画像形成ユニット６Ｋを例にしてその構成を説明する。
【００２６】
画像形成ユニット６は、最下部に感光体ドラム７を備えている。この感光体ドラム７は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成されている。この感光体ドラム７の周面近傍を取り巻いて、クリーナ８、帯電ローラ９、光書込ヘッド１１、及び現像器１２の現像ローラ１３が配置されている。
【００２７】
現像器１２は、上部のトナー容器に同図にはＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋで示すようにマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のいずれかのトナーを収容し、中間部には下部へのトナー補給機構を備えている。
【００２８】
また、現像器１２の下部には側面開口部に上述した現像ローラ１３を備え、内部にトナー撹拌部材、現像ローラ１３にトナーを供給するトナー供給ローラ、現像ローラ１３上のトナー層を一定の層厚に規制するドクターブレード等を備えている。
【００２９】
中間転写ベルトユニット３は、本体装置のほぼ中央で図の左右のほぼ端から端まで扁平なループ状になって延在する無端状の転写ベルト１４と、この転写ベルト１４を掛け渡されて転写ベルト１４を図の反時計回り方向に循環移動させる駆動ローラ１５と従動ローラ１６を備えている。
【００３０】
上記の転写ベルト１４は、トナー像を直接ベルト面に転写（一次転写）されて、そのトナー像を更に用紙に転写（二次転写）すべく用紙への転写位置まで搬送するので、ここではユニット全体を中間転写ベルトユニットといっている。
【００３１】
この中間転写ベルトユニット３は、上記扁平なループ状の転写ベルト１４のループ内にベルト位置制御機構１７を備えている。ベルト位置制御機構１７は、転写ベルト１４を介して感光体ドラム７の下部周面に押圧する導電性発泡スポンジから成る一次転写ローラ１８を備えている。
【００３２】
ベルト位置制御機構１７は、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びイエロー（Ｙ）の３個の画像形成ユニット６Ｍ、６Ｃ及び６Ｙに対応する３個の一次転写ローラ１８を鉤型の支持軸を中心に同一周期で回転移動させる。
【００３３】
そして、ベルト位置制御機構１７は、ブラック（Ｋ）の画像形成ユニット６Ｋに対応する１個の一次転写ローラ１８を上記３個の一次転写ローラ１８の周期と異なる回転移動周期で回転移動させて転写ベルト１４を感光体ドラム７から離接させる。
【００３４】
すなわち、ベルト位置制御機構１７は、中間転写ベルトユニット３の転写ベルト１４の位置を、フルカラーモード（４個全部の一次転写ローラ１８が転写ベルト１４に当接）、モノクロモード（画像形成ユニット６Ｋに対応する一次転写ローラ１８のみが転写ベルト１４に当接）、及び全非転写モード（４個全部の一次転写ローラ１８が転写ベルト１４から離れる）に切換える。
【００３５】
上記の中間転写ベルトユニット３には、上面部のベルト移動方向最上流側の画像形成ユニット６Ｍの更に上流側に、ベルトクリーナユニットが配置され、下面部のほぼ全面に沿い付けるように平らで薄型の廃トナー回収容器１９が着脱自在に配置されている。
【００３６】
給紙部４は、上下２段に配置された２個の給紙カセット２１を備え、２個の給紙カセット２１の給紙口（図の右方）近傍には、それぞれ用紙取出ローラ２２、給送ローラ２３、捌きローラ２４、待機搬送ローラ対２５が配置されている。
【００３７】
待機搬送ローラ対２５の用紙搬送方向（図の鉛直上方向）には、転写ベルト１４を介して従動ローラ１６に圧接する二次転写ローラ２６が配設されて、用紙への二次転写部を形成している。
【００３８】
この二次転写部の下流（図では上方）側にはベルト式熱定着装置２７が配置されて、ベルト式熱定着装置２７の更に下流側には、定着後の用紙をベルト式熱定着装置２７から搬出する搬出ローラ対２８、及びその搬出される用紙を装置上面に形成されている排紙トレー２９に排紙する排紙ローラ対３１が配設されている。
【００３９】
両面印刷用搬送ユニット５は、上記搬出ローラ対２８と排紙ローラ対３１との中間部の搬送路から図の右横方向に分岐した開始返送路３２ａ、それから下方に曲がる中間返送路３２ｂ、更に上記とは反対の左横方向に曲がって最終的に返送用紙を反転させる終端返送路３２ｃ、及びこれらの返送路の途中に配置された４組の返送ローラ対３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄを備えている。
【００４０】
上記終端返送路３２ｃの出口は、給紙部４の下方の給紙カセット２１に対応する待機搬送ローラ対２５への搬送路に連絡している。
また、本例において中間転写ベルトユニット３の上面部には、クリーニング部３５及び取り込みローラ３６が配置されている。
【００４１】
クリーニング部３５は、転写ベルト１４の上面に当接して廃トナーを擦り取って除去し、取り込みローラ３６はクリーニング部３５が除去した廃トナーを引き継いで、図示を省略したベルトクリーナユニットの一時貯留部に溜め込み、その溜め込まれた廃トナーを搬送スクリューにより落下筒内を上部まで搬送し、落下筒を介して廃トナー回収容器１９に送り込んでいる。
【００４２】
また、上記のクリーニング部３５を適度の圧力で転写ベルト１４に圧接させるために、中間転写ベルトユニット３側には、下方から転写ベルト１４をクリーニング部３５に向けて押圧する押圧ローラ３７が設けられている。
【００４３】
図１に示すように、この画像形成装置１は、従来の用紙に直接トナー像を転写する方式ではなく、待機搬送ローラ対２５により二次転写部まで鉛直方向に搬送される用紙に中間転写ベルト１４を介してトナー像を転写する方式となっている。
【００４４】
したがって、用紙の搬送路に発生する用紙ジャム等の不具合を回復するメンテナンス処理時には、図１の右側を開放するのみで対処できるようになっている。
そして、用紙ジャム等の不具合はキット類の配設部では発生しないので、図１の左側に集中するキット類などの消耗品の着脱の操作は、長手方向に入れ替え操作するだけの小さなスペースで良いように構成されている。
【００４５】
これにより、キット間の寸法は、可及的に縮小されており、装置本体全体の小型化が図られている。また、光書込みヘッド自体も小型化され、感光体ドラムに、より近接している構成となっている。
【００４６】
図２は、画像形成ユニット６を示す断面図である。図１に示した現像器１２は、図２に示すように、上部のトナーホッパーＡ３８と下部のトナーホッパーＢ３９からなるトナーカートリッジ４１と、外装フレーム４２を備えた現像部４３とから成る。
【００４７】
現像部４３の内部には、既に述べた現像ローラ１３のほかに、この現像ローラ１３にトナーを供給する供給ローラ４４、及び現像ローラ１３上に供給されたトナーの層を一定の厚さに規制するドクターブレード４５、現像部４３のトナーを攪拌する攪拌部材４６等を備えている。
【００４８】
また、感光体ドラム７、クリーナ８、帯電ローラ９は、ドラムユニット部５７として外装フレーム４２の内部に現像器１２と一体に組み込まれている。ドラムユニット部５７は、現像器１２の現像部４３と共に現像ドラムユニット５８を形成している。
【００４９】
そして、上記の感光体ドラム７は、通常、導電性の金属ローラの表面に有機光導電体を一様に被着して成り、金属ローラ部は接地されている。
また、帯電ローラ９は、不図示の高圧電源により白印字状態の帯電電位（一様に印加する初期化電位、プラス極性で印加する方式とマイナス極性で印加する方式があり、この例ではマイナスの高電圧）を感光体ドラム７に印加する。
【００５０】
この印加により感光体ドラム７の周表面の感光層は、例えば「−６５０Ｖ（ボルト）」のマイナス高電位に一様に帯電する。
図１に示した光書込ヘッド１１は、レーザー光源又はＬＥＤ光源を備えており、感光体ドラム７のマイナス高電位に帯電した周表面を画像情報に応じて選択的に露光する。
【００５１】
この露光により感光体ドラム７の表面には電位が略「−７０Ｖ」に減衰したマイナス低電位部が形成され、その「−７０Ｖ」の低電位部と予め帯電した上記「−６５０Ｖ」の高電位部とによる静電潜像が形成される。
【００５２】
現像器１２の内部には非磁性一成分のトナーが収容されている。現像ローラ１３は、高圧電源４７から例えば「−３５０Ｖ」の現像バイアスを印加される。
また、供給ローラ４４は、他の高圧電源４８から詳しくは後述するように「−３００Ｖ」〜「−６００Ｖ」の供給バイアスを印加される。
【００５３】
そして、ドクターブレード４５には、更に他の高圧電源４９から上記同様に「−３００Ｖ」〜「−６００Ｖ」のドクターバイアスを印加される。
トナーは、供給ローラ４４からの電位差により現像ローラ１３の表面に付着した後、ドクターブレード４５により一定の層圧に規制されると共に、ドクターブレード４５を介して高圧電源４８から加わるマイナス高圧電位により弱いマイナス電位に帯電して現像ローラ１３の表面に一定の厚さで付着する。
【００５４】
現像ローラ１３は、回転しながら上記のトナーを感光体ドラム７との対向部に搬送する。
現像ローラ１３と感光体ドラム７との対向部では、上記「−７０Ｖ」の静電潜像の低電位部と現像ローラ１３との間に「−２８０Ｖ」の電位差が形成される。即ち静電潜像の低電位部は現像ローラ１３に対して相対的にプラス極性の電位を形成する。
【００５５】
この電位差による電界により、マイナス極性に帯電している非磁性のトナーが感光体ドラム７のプラス極性の静電潜像低電位部に転移してトナー像を形成する。このトナー像は、感光体ドラム７の回転によって、図１に示す感光体ドラム７と一次転写ローラ１８との対向部に搬送される。
【００５６】
一次転写ローラ１８は、感光体ドラム７と対向し、転写ベルト１４を介して感光体ドラム７に圧接して転写部を形成している。
この一次転写ローラ１８は、例えば導電性のスポンジ等で形成され、不図示の正極性の高圧電源に接続されている。一次転写ローラ１８は、転写ベルト１４にプラス電位の転写バイアスを印加する。
【００５７】
この電圧印加によりプラス電位となった転写ベルト１４に、転写部に回転搬送されて来る感光体ドラム７上の負極性のトナー像が転写される。
同様にして４個の画像形成ユニット６により、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、及びブラック（Ｋ）の４色のトナー像を重ねて転写された転写ベルト１４は、そのトナー像を従動ローラ１６と二次転写ローラ２６が圧接する二次転写部へと搬送する。
【００５８】
そして、トナー像は、二次転写部において用紙に転写される。用紙に転写されたトナー像は、ベルト式熱定着装置２７により熱と圧力で紙面に定着され、搬出ローラ対２８及び排紙トレー２９により排紙トレー２９上に排紙される。
【００５９】
図２に戻り、クリーナ８には、感光体ドラム７の周表面に当接するクリーニングブレード５１と、搬送スクリュー５２が配設されている。
クリーニングブレード５１は感光体ドラム７の周表面に残留する廃トナーを取り除き、搬送スクリュー５２は、その取り除かれた廃トナーを、外装フレーム４２の左上外装フレーム４２ａに配置されている搬送スクリュー５２ｂを経由して、上部のトナーホッパーＡ３８に配設されている廃トナー収容パイプ５３内の搬送スクリュー５２ｃを介し、廃トナー回収袋５４に送出する。
【００６０】
また、下部のトナーホッパーＢ３９には、中央部に内部のトナーを攪拌するためのアジテータ５５が配設されており、下部開口には現像部４３の開口部との間にシール部材５６が介装されている。内部のトナーは、アジテ一夕５５の回転によって、下部隔壁の開口を通って現像部４３に補給される。
【００６１】
図３は、上記プリンタ１の制御装置の回路構成を示すブロック図である。同図に示すように、制御装置６０は、インターフェイスコントローラ（図では単にＩ／Ｆとして図示）６１と、このインターフェイスコントローラ６１に接続するプリンタコントローラ６２（ＰＲ＿ＣＯＮＴ）を備えている。インターフェイスコントローラ６１には不図示のホストコンピュータが接続され、このホストコンピュータからはデータ（印字情報）が入力される。
【００６２】
また、プリンタコントローラ６２にはプリンタ印字部６３が接続されている。そして、インターフェイスコントローラ６１とプリンタコントローラ６２にはＣＰＵ（central processing unit）６４が接続され、ＣＰＵ６４はＲＯＭ（read only memory)６５に格納されているシステムプログラムに従ってインターフェイスコントローラ６１とプリンタコントローラ６２を制御する。
【００６３】
インターフェイスコントローラ６１はホストコンピュータから出力される印字情報に従って、印字用紙の１頁分に対応するパターンデータを作成する。このとき、インターフェイスコントローラローラ６１で作成するパターンデータは、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、クロ（Ｋ）の各色に対応するデータであり、これら色毎のパターンデータはインターフェイスコントローラローラ６１内に配設されるフレームメモリ６６の上記色毎の各記憶領域６６Ｍ、６６Ｃ、６６Ｙ、６６Ｋに記憶される。また、これらのパターンデータはＣＰＵ６４の制御によりプリンタコントローラ６２に出力され、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、クロ（Ｋ）の各色毎にプリンタ印字部６３に出力される。
【００６４】
尚、ＣＰＵ６４には操作パネル６７が接続され、外部からの各種操作信号をＣＰＵ６４に出力する。
また、ＥＥＰＲＯＭ(electrically erasable programable ROM)６８は、例えば不図示の給紙センサによって検出された用紙サイズ、印字枚数、詳しくは後述する印字枚数とバイアス電圧値との対応テーブル等を記憶する。
【００６５】
図１及び図２に示した構成において個々に説明した本例のプリンタ１の印字（印刷）処理の動作は、プリンタ１に電源が投入され、使用する用紙の枚数、印字モード、その他の指定がキー入力あるいは接続するホスト機器からの信号として入力されると、上記の制御装置による制御のもとに開始される。
【００６６】
ところで上記の現像器１２は、前述のように、上部のトナーホッパーＡ３８と下部のトナーホッパーＢ３９からなるトナーカートリッジ４１と、外装フレーム４２を備えた現像部４３とから成るが、トナーカートリッジ４１は、画像形成ユニット６から単独で着脱することができる。
【００６７】
換言すれば、画像形成ユニット６は、現像ドラムユニット５８とトナーカートリッジ４１とが合体することによって形成されている。
図４は、トナーカートリッジ４１の着脱を説明する図である。尚、図４には、図１で示した構成と同一の構成部分には図１と同一の番号を付与して示している。図４に示すように、装置本体１の前部側面には、下部の給紙部４の上方全面を覆う保護カバー５９が設けられている。
【００６８】
図４は、その保護カバー５９が手前に倒すように開かれて、装置本体１の内部の画像形成部２が開放されている状態を示している。そして、画像形成部２の４個の画像形成ユニット６（６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｋ）のうち、左端部の画像形成ユニット６Ｋの現像器１２が手前に引き出された状態を示している。
【００６９】
このように４個の画像形成ユニット６のいずれの現像器１２も、容易に装置本体１の手前外部に引き出すことができる。これにより、現像器１２のトナーが使用し尽くされた際も、トナーが満タンに充填されている新たな現像器１２と容易に交換することができる。
【００７０】
ところで、このように、トナーが満タンに充填されている新たな現像器１２が画像形成ユニット６に装着されると、そのままでは、前述したように印字の初期の段階で、本来均一であるはずの網点（灰色ベタ）の画像を印字した際に不均一な画像が見られるという不具合が発生することがある。
【００７１】
本例では、この問題を解消するために以下に述べる各種の実験を繰り返し、その実験結果に対する評価を試みた。尚、この印字による画像形成の実験は、温度２５℃、湿度５０％の環境下で行った。
【００７２】
図５は、所定の枚数で供給ローラに印加する供給バイアスとドクターブレードに印加するドクターバイアスの電圧値を変えて、ハーフトーンの画像サンプルを作成した場合の印字結果と評価を示す図表である。
【００７３】
この実験では、印字率１．７％の印字パターンによって用紙２枚の間歇印字を実施してハーフトーンの画像サンプルを作成した。
この印字では、トナーホッパーＡ３８及びＢ３９に、マイナス極性の非磁性１成分トナー６００ｇを充填した現像器１２を準備し、現像ローラ１３に印加する現像バイアスを「−２５０Ｖ」に固定した。
【００７４】
そして、図５の上段の欄に示すように、供給ローラに印加する供給バイアスとドクターブレードに印加するドクターバイアスの電圧値を相互に同じ値に設定したまま、その設定値を「−３００Ｖ」から「−６００Ｖ」まで「−５０Ｖ」ずつ絶対値を増加させていった。
【００７５】
そして、このように変化させたバイアス電圧値に対して、２枚間歇の連続印字で、スタート時、５００枚目まで、１０００枚目まで、２０００枚目まで、次からは１６０００枚目まで２０００枚増すごとに印字状態を観察した。尚、最後の１６２００枚目までの印字はトナー無しとなるまでの期間の印字である。
【００７６】
そして、上記の印字状態を観察した結果として、印字状態が良好なものは「○」、若干のムラが認められるものは「○△」、良くはないが許容される限度内であると思われるものは「△」、そして不良なものは「×」を付して評価した。
【００７７】
尚、このハーフトーンの均一性の評価では、全体の濃度ムラを評価した。この結果、バイアス電圧値が「−３００Ｖ」及び「−３５０Ｖ」では、スタートからトナー無しとなる１６２００枚目まで、印字状態が良好で、不良は発生しない。
【００７８】
そして、「−５００Ｖ」ではスタート時に不良が発生し、６０００枚目まででやや改善が見られ、８０００枚目からトナー無しまで良好であった。
また、「−５５０Ｖ」ではスタート時から１０００枚目まで不良が発生し、２０００枚目まででやや改善が見られ、１２０００枚目からトナー無しまで良好であった。
【００７９】
また、「−６００Ｖ」ではスタート時から６０００枚目まで不良が発生し、１２０００枚目まででやや改善が見られ、そして、１４０００枚目からトナー無しまで良好であった。
【００８０】
したがって、ハーフトーン画像の均一性のある良好な印字状態を得るには、バイアス電圧値を「−３００Ｖ」または「−３５０Ｖ」に設定すると、スタートからトナー無しとなる１６２００枚目まで安定して良好な印字状態が得られることが判明する。
【００８１】
図６は、所定の枚数で供給ローラに印加する供給バイアスとドクターブレードに印加するドクターバイアスの電圧値を変えて、ベタ画像のサンプルを作成した場合の印字結果と評価を示す図表である。
【００８２】
この実験も、印字率１．７％の印字パターンによって用紙２枚の間歇印字を実施してベタ画像のサンプルを作成した。
また、この印字でも、トナーホッパーＡ３８及びＢ３９に、マイナス極性の非磁性１成分トナー６００ｇを充填した現像器１２を準備し、現像ローラ１３に印加する現像バイアスを「−２５０Ｖ」に固定した。
【００８３】
そして、図６の上段の欄に示すように、供給ローラに印加する供給バイアスとドクターブレードに印加するドクターバイアスの電圧値を相互に同じ値に設定したまま、その設定値を「−３００Ｖ」から「−６００Ｖ」まで「−５０Ｖ」ずつ絶対値を増加させていった。
【００８４】
そして、このように変化させたバイアス電圧値に対して、２枚間歇の連続印字で、スタート時、５００枚目まで、１０００枚目まで、２０００枚目まで、次からは１６０００枚目まで２０００枚増すごとに印字状態を観察した。
【００８５】
また、最後の１６２００枚目までの印字はトナー無しとなるまでの期間の印字であることも、図５の場合同様である。
この実験では、ベタ印字の均一性は、供給バイアスを下げ過ぎたときに生じるトナーの供給不足による不均一性を評価した。そして、印字状態を観察した結果として、印字状態が良好なものは「○」、透かすと僅かに透けて見えるものは「○△」、一部かすれるものは「△」、画像欠損を起こしているものは「×」を付して評価した。
【００８６】
この結果、図６に示すように、バイアス電圧値が「−３００Ｖ」では２０００枚目から画像欠損が発生する。また、バイアス電圧値が「−３５０Ｖ」では４０００枚目から画像欠損が発生する。
【００８７】
また、バイアス電圧値が「−４００Ｖ」では６０００枚目から画像欠損が発生する。そしてバイアス電圧値が「−４５０Ｖ」では画像欠損は発生しないが、一部かすれる状態が６０００枚目から発生する。
【００８８】
そして、「−５００Ｖ」では１２０００枚から１６０００枚まで透かすと僅かに透けて見える状態が発生するが、それ以外は、スタート時からトナー無しの１６２００枚まで良好であった。
【００８９】
また、「−５５０Ｖ」または「−６００Ｖ」では、スタート時からトナー無しの１６２００枚目まで全て良好であり、画像欠損は発生しない。
したがって、ベタ画像の均一性のある良好な印字状態を得るには、バイアス電圧値を「−５５０Ｖ」または「−６００Ｖ」に設定すると、スタートからトナー無しとなる１６２００枚目まで安定して良好な印字状態が得られることが判明する。
【００９０】
図７は、温度２５℃湿度５０％における適正な供給バイアス／ドクターバイアスの範囲を示す図表である。
この図表は、あらゆるパターンの印字に対応して適正な評価の得られる印字状態として、上述したハーフトーン画像とベタ画像のいずれかの場合において評価が「×」となったバイアス電圧値と印字枚数との対応を削除して得られる図表である。
【００９１】
また、この図表には、ハーフトーン画像とベタ画像のいずれかの場合において悪い方の評価を普遍的な評価として示している。
例えば、バイアス電圧値「−３００Ｖ」と印字枚数５００枚との対応では、ハーフトーン画像では評価は「○」であるが、ベタ画像では評価が「△」であるので、普遍的評価として悪い方の評価「○△」で示している。その他のバイアス電圧値と印字枚数との対応関係における評価も同様である。
【００９２】
これにより、温度２５℃湿度５０％の試験室的な標準の条件下においては、図７に示す図表のバイアス電圧値と印字枚数との対応関係をテーブルとして記憶装置に記憶し、このテーブルに基づいて、供給ローラ及びドクターブレードに印加する供給バイアス及びドクターバイアスを制御すれば、常に画像ムラや画像欠陥のない均一な画像を形成することができる。
【００９３】
図８は、温度２８℃湿度８０％における適正な供給バイアス／ドクターバイアスの範囲を示す図表である。
この図表は、温度２８℃湿度８０％の条件下において、図５及び図６に示したと同様のハーフトーン画像とベタ画像の印字実験とその実験結果に対する評価を行い、温度２８℃湿度８０％の条件下において、あらゆるパターンの印字に対応して適正な評価の得られる印字状態として、ハーフトーン画像とベタ画像のいずれかの場合において評価が「×」となったバイアス電圧値と印字枚数との対応を削除して得られた図表である。
【００９４】
この場合も、ハーフトーン画像とベタ画像のいずれかの場合において悪い方の評価を普遍的な評価として示している。
これにより、温度２８℃湿度８０％の我が国の夏場のような条件下においては、図８に示す図表のバイアス電圧値と印字枚数との対応関係をテーブルとして記憶装置に記憶し、そのテーブルに基づいて、供給ローラ及びドクターブレードに印加する供給バイアス及びドクターバイアスを制御すれば、常に画像ムラや画像欠陥のない均一な画像を形成することができる。
【００９５】
図９は、温度１０℃湿度２０％における適正な供給バイアス／ドクターバイアスの範囲を示す図表である。
この図表は、温度１０℃湿度２０％の条件下において、図５及び図６に示したと同様のハーフトーン画像とベタ画像の印字実験とその実験結果に対する評価を行い、温度１０℃湿度２０％の条件下において、あらゆるパターンの印字に対応して適正な評価の得られる印字状態として、ハーフトーン画像とベタ画像のいずれかの場合において評価が「×」となったバイアス電圧値と印字枚数との対応を削除して得られた図表である。
【００９６】
この場合も、ハーフトーン画像とベタ画像のいずれかの場合において悪い方の評価を普遍的な評価として示している。
これにより、温度１０℃湿度２０％の我が国の冬場のような条件下においては、図９に示す図表のバイアス電圧値と印字枚数との対応関係をテーブルとして記憶装置に記憶し、そのテーブルに基づいて、供給ローラ及びドクターブレードに印加する供給バイアス及びドクターバイアスを制御すれば、常に画像ムラや画像欠陥のない均一な画像を形成することができる。
【００９７】
（実施形態２）
ところで、上述のような現像装置において、トナーを固着させず均一に分散させるためには、一般に、現像器にトナー攪拌機構を備えるのが通常である。このような従来の現像器におけるトナー攪拌機構は、トナー検知機構を伴うアジテータと、トナーの流動性を改善する攪拌棒からなる。（例えば、特許文献４参照。）
攪拌棒は、供給ローラ、現像ローラ、ドクターブレード周辺のトナーを攪拌し、現像ローラ上のトナー層の均一化を補助するように動作する。また、供給ローラ等の軸方向へトナーを移動循環させるため、２つの攪拌部材（スクリュー等）を設けているものもある。（例えば、特許文献５参照。）
しかし、いずれにしても、従来のトナー攪拌機構は、トナーを攪拌棒で攪拌するのみで、トナーの横方向の流れを作り出すことが出来ないため、一部分に外添剤が集中するなどの現象が起こると、トナーが横方向に動かず、障害が継続するという問題があった。
【００９８】
もっとも、トナーホッパ内で、現像ローラの軸方向にトナーを搬送するものはあるにはあるが、構造が複雑である。（例えば、特許文献６参照。）
本例の現像器では、より簡単な構成でトナーを現像ローラの軸方向に搬送する構造を提供する。
【００９９】
図１０(a),(b),(c) 及び図１１は、本例の現像器の要部の構成を示す図である。尚、図１０(a) 及び図１１は、現像部４３内の諸部材を取り除いて現像部４３の内壁の一部を示しており、図１０(b) には現像ローラ１３と供給ローラ４４を添えて示している。
【０１００】
本例の現像器１２では、図１０(a),(b) に示すように、ハウジング即ち外装フレーム４２の供給ローラ４４の裏側近傍に、供給ローラ４４の回転方向に対して斜めに傾斜した線状の凸パターンから成るトナー搬送パターン７１が設けられる。
【０１０１】
このトナー搬送パターン７１の傾斜角は、供給ローラ４４のローラ径や回転速度によって変化するが、本例においては傾斜角は１０°としている。また、上記の凸パターンは、図１１に示すように、その最大高さは０．８ｍｍである。なお、幅も０．８ｍｍとしている。
【０１０２】
また、トナー搬送パターン７１が形成される位置は、供給ローラ４４の軸の真下のケーシング内壁から始まり供給ローラ４４最上部の高さまでのケーシング内壁に、全部で２４本を等間隔に配置される。この軸方向の奥行きはＡ４判用紙の幅とほぼ同等である。
【０１０３】
更に、本例では、通常は現像ローラ１３と供給ローラ４４が接している部分の上方に設けられる攪拌棒に代えて、図１０(b),(c) に示すように、螺旋状のトナー搬送コイル７２が配置される。
【０１０４】
この螺旋状のトナー搬送コイル７２としては、コイルの性質上、供給ローラ４４よりも回転が遅いので、この回転の遅さを考慮してＡ４判の用紙幅の長さで４０巻したコイルを使用する。
【０１０５】
このような本例の構成により、供給ローラ４４の回転により、トナー搬送パターン７１に添ってトナーが矢印ａで示す図の手前方向に移動する。他方、トナー搬送コイル７２の回転によって、トナーが矢印ｂで示す図の奥行き方向に移動する。
【０１０６】
このように、互いに反対方向となるトナーの流れを作り、図の前に向かう流れと奥に向かう流れの均衡がとれるようにする。これにより、トナーが供給ローラ４４の軸方向に循環するようになり、ダメージトナーの局在化とトナー密度の偏りを無くすことが出来る。
【０１０７】
このように、供給ローラの回転を利用するトナー搬送パターン７１と攪拌棒に代えたトナー搬送コイル７２とによる簡単な構成で、トナーの供給ローラ４４の軸方向（現像ローラ１３の軸方向でもある）の循環を作り出すことにより、ダメージトナーによる端部かすれや、遊離外添剤の集中による白帯などの現象を抑え、画像障害の発生を低減させ、現像器の寿命を増加させることができる。
【０１０８】
また、この構成は、現像器の構造を大きく変更することがないので、安価で構成できる。
（実施形態３）
ところで、上記のような現像器において、図２に示したように、現像部４３の上方に装着されるトナー供給部としてのトナーカートリッジ４１との連結部にはシール部材５６が設けられている。
【０１０９】
通常、このようなシール部材によるシーリングは、トナーカートリッジ側の開口部に剥離テープが貼り付けられ、使用開始時に剥離テープが剥がされて、トナーが現像部に供給されるようになっている。（例えば、特許文献７参照。）
しかし、この方式は、トナーカートリッジ側に剥離テープがついているのみでありトナーカートリッジと画像形成ユニットを合体させるとき、剥離テープは既に剥がされた状態であるため、つまり両者の間にはトナーシール材がないため、トナー漏れやトナーが飛散する可能性がある。
【０１１０】
この間題を解決するために、画像形成ユニット側にスポンジ等のトナーシール材を貼り付ければ良いが部品点数が増えて、消耗品のコストアップに繋がるので好ましくない。
本例の現像器は、１つのシール部材を用い、トナー漏れやトナーが飛散することなく、１回の開封動作で、封止されていた開口部を開放する構成をとっている。これを実施形態３として以下に説明する。
【０１１１】
図１２は、実施形態３に係わる画像形成ユニットを示す斜視図である。同図は、本例の画像形成ユニット６において、トナーカートリッジ４１が、図の両方向矢印ｃで示すように、現像ドラムユニット５８へ横方向から挿抜される様子を示している。
【０１１２】
図１３は、上記画像形成ユニット６において、トナーカートリッジ４１を装着前の現像ドラムユニット５８を、斜め上から見下ろした斜視図である。
図１３に示すように、現像ドラムユニット５８は、外装フレーム４２、４２ａ、図２に示したドラムユニット部５７を覆うドラムカバー７３、現像ドラムユニット５８の手前と奥行き方向の両側面をそれぞれ覆うサイドカバーＦ７４、サイドカバーＲ７５、及び図２に示した現像部４３の開口部を覆うシール部材７６を備えている。
【０１１３】
シール部材７６は、現像部４３に充填されているトナーを封止する封止部材と、トナーカートリッジ４１を現像部４３の上部に装着して封止を解除したとき、トナーカートリッジ４１の開口部と現像部４３の開口部との間からトナーが漏れたり飛散することのないよう間隙を封止するスポンジ部材を備えている。
【０１１４】
このシール部材７６は、現像ドラムユニット５８の現像部４３の真上に位置する現像カバーの、トナー補給口である開口部に貼付けられている。
図１４(a),(b),(c) は、上記シール部材７６の組立て順を示す図であり、図１４(d) は同図(c) のＡ−Ａ′断面矢視拡大図である。尚、図１４(d) は、図１３に示すシール部材７６の上下の面が入れ替わった状態の断面図である。
【０１１５】
本例のシール部材７６は、図１４(a) 〜(d) に示すように、ベースフィルム７７、剥離テープ７８、及びシール用スポンジ７９から成る。
ベースフィルム７７は、ｔ０．１〜０．２程度の一般的なＰＥＴフィルム等から成り、縁部を除くほぼ全面に形成された開口部８１とテープ引出し孔８２を備え、表裏には両面テープＡ８３及び両面テープＢ８４を備えている。両面テープＡ８３は、現像部４３の開口部の周囲に貼着されて、ベースフィルム７７を現像部４３の開口部周囲に固定する。
【０１１６】
剥離テープ７８は、ｔＯ．０５程度の一般的なＰＥＴフィルム等から成り、封止用本体部７８ａと引き出し用取っ手部７８ｂから成る。封止用本体部７８ａは、折り返し部７８ｃで折り返して二重になっている。二重の上の方には、ベースフィルム７７の開口部８１の縁部に沿って貼着される両面テープＣ８５を備え、二重の下の方は引き出し用取っ手部７８ｂに繋がっている。
【０１１７】
引き出し用取っ手部７８ｂは、ベースフィルム７７のテープ引出し孔８２を通して外部に引き出されている。
シール用スポンジ７９は、例えばウレタンスポンジ等から成り、縁部を除くほぼ全面に形成された開口部７９ａを備え、本体周辺部をベースフィルム７７の両面テープＢ８４に貼着されてベースフィルム７７に、つまり現像部４３の開口部周囲に固定される。
【０１１８】
このシール部材７６が図１３に示したように現像ドラムユニット５８の現像部４３の開口部を封止している状態で、トナーカートリッジ４１が現像部４３の上部に装着される。
そして、ユーザがシール部材７６の剥離テープ７８の引き出し用取っ手部７８ｂを引っ張ると、剥離テープ７８の二重となっている封止用本体部７８ａが折り返し部７８ｃからテープ引出し孔８２の方向へ、両面テープＣ８５から順次剥がれて、外部に取り除かれる。
【０１１９】
このとき封止用本体部７８ａがテープ引出し孔８２を通り抜けることにより、シール材と剥離テープが擦れ合い、剥離テープ７８の封止用本体部７８ａに付着していた現像部４３内のトナーがそこで掻き落とされ、これによりユーザの手がトナーで汚されることがない。
【０１２０】
また、剥離テープ７８が剥がされると、ベースフイルム７７に両面テープＣ８５が残ることにより、その接着面にシール用スポンジ７９が貼り付くことになる。
これにより、剥離テープが剥がされる前に接着されていなかったシール用スポンジ７９とベースフイルム７７間の非接着領域が接着されるので、その間へのトナーの入り込みが無くなり、無駄なトナーをなくせるので効率が良い。
【０１２１】
このようにして、現像部４３の開口部がベースフィルム７７の開口部８１を介してシール部材７６の開口部７９ａに連結される。
この後、特には図示しないが、トナーカートリッジ４１の開口部レバーを回動させることにより、トナーカートリッジ４１の開口部が開いて、現像部４３の開口部に導通する。
【０１２２】
このように、本例のシール部材７６によれば、剥離テープとシール用スポンジを一体化したことにより、従来２箇所に貼り付けていたところが１箇所だけで済み、部品の位置精度が向上し、生産上の部品管理が容易となり、製品コストの低廉化が実現する。
【０１２３】
（実施形態４）
ところで、上記のような現像部やトナーカートリッジを含むユニットにおいて、それらの着脱に関し、従来、例えばプロセスユニット（本例では現像ドラムユニット５８）及びトナーカートリッジ（本例では４１）を机上部方向に挿抜するよう構成されている。
【０１２４】
そして、廃トナーをトナーカートリッジ内に回収するタイプで、トナーカートリッジ内は壁で仕切られ、新しいトナーと廃トナーの収納場所が分けられている例がある。（例えば、特許文献８参照。）
ところで、通常プリンタ等は机上に設置されることが多い。そして、プロセスユニット及びトナーカートリッジが上述したように装置本体上部方向に挿抜するタイプである場合、特に廃トナーをトナーカートリッジ内に回収するタイプのトナーカートリッジを交換する場合、やや問題がある。
【０１２５】
すなわち、プロセスユニットとトナーカートリッジとの廃トナー受け渡しの連結部はトナーカートリッジの側面連口から入り込む形となるため、これはトナーカートリッジ交換の際の挿抜方向と直行する形となり、したがって、単純に上部方向には抜くことができず、あおりながら挿抜しなければならないという操作のしにくい作業を伴うことになる。
【０１２６】
そこで、本案においては、廃トナーをトナーカートリッジに回収するタイプのトナーカートリッジの挿抜操作の方向として、図４に示したように、装置本体１の用紙搬送方向に対し直行する方向、すなわち装置本体１の前部側面方向に挿抜してトナーカートリッジの交換等が可能なように構成されている。
【０１２７】
図１５は、本例において、トナーカートリッジ４１と現像ドラムユニット５８が合体している状態を示す斜視図である。
図１６は、トナーカートリッジ４１と現像ドラムユニット５８が分離している状態を示し、トナーカートリッジ４１が現像ドラムユニット５８に対し、装置本体の用紙搬送方向に直行する方向に挿抜可能な構成を示す図である。
【０１２８】
図１６に示すように、トナーカートリッジ４１が挿抜される現像ドラムユニット５８のトナーカートリッジ装着部の両側面には、それぞれガイドレール８６が設けられている。
そして、他方のトナーカートリッジ４１の下方両側面には、４個の係合突起８７（１個は図の陰になって見えない）が設けられている。トナーカートリッジ４１を現像ドラムユニット５８に装着するときは、４個の係合突起８７が図の矢印ｄ及びｅに示すように、ガイドレール８６内に挿通され、トナーカートリッジ４１が位置決めされながら現像ドラムユニット５８に装着される。
【０１２９】
現像ドラムユニット５８のトナーカートリッジ装着部の最奥部には、ショート板バネ８８が設けられている。ショート板バネ８８は、下端部を固定されている。
このショート板バネ８８の上端部は、一旦後方にほぼ水平に曲げられてから垂直に立ち上げて曲げられ更に手前にほぼ水平に曲げられたのち最端部を下にほぼ垂直に折り曲げられて、押し部８８ａを形成されている。
【０１３０】
そして、サイドカバーＲ７５の上記押し部８８ａの後方に位置する部分に２つの窓孔８９が形成されている。
図１７は、画像形成ユニット内における位置関係を示すため、トナーカートリッジ４１に添えて、現像ドラムユニット５８内の感光体ドラム７、クリーナ８内の搬送スクリュー５２、及び左上外装フレーム４２ａ内の搬送スクリュー５２ｂのみを取り出して示す図である。
【０１３１】
尚、図１７において、トナーカートリッジ４１は、現像ドラムユニット５８の装着部に対し、図の両方向矢印ｆで示すように挿抜される。
図１７に示すように（以下、図２も参照）、クリーナ８内に溜まる廃トナーは、搬送スクリュー５２により矢印ｇで示すように搬送され、その搬送を左上外装フレーム４２ａ内の搬送スクリュー５２ｂにより矢印ｈで示すように搬送を引き継がれて、トナーカートリッジ４１内の廃トナー収容パイプ５３に送り込まれ、搬送スクリュー５２ｃによって廃トナー回収袋５４に回収される。
【０１３２】
図１８は、上記のような廃トナー回収型のトナーカートリッジ４１の内部構成を示す側断面図である。尚、図１８には、図２で示した構成と同一の構成部分には図２と同一の番号を付与して示し、ここでは他の構成についてのみ説明する。
【０１３３】
図１８に示すように、トナーカートリッジ４１の下部には、開口部を開閉するホッパーカバー９１が設けられている。また、後端（図の左端）上部には、廃トナーの搬送経路連結口９２が形成され、ここに、連結口カバー９３に覆われた搬送スクリュー５２ｂの端部が挿入される。
【０１３４】
このように、廃トナーを回収するタイプのトナーカートリッジにおいて、廃トナーの搬送経路連結口９２がカートリッジ装着部の挿抜奥側に配置されているの、トナーカートリッジ４１を装置本体の用紙搬送方向に直交した方向に挿抜して交換等の操作を行うことが可能となる。
【０１３５】
また、トナーカートリッジ４１内の搬送スクリュー５２ｃは、後端部にギア９４を備え、トナーカートリッジ４１が現像ドラムユニット５８に装着されたとき、現像ドラムユニット５８側の駆動系にギア９４が係合して搬送スクリュー５２ｃが回転駆動される。
【０１３６】
このように、本例の現像ドラムユニット５８は勿論であるが、この現像ドラムユニット５８に対しても、トナーカートリッジ４１は、装置本体の用紙搬送方向に直行する方向に挿抜可能に構成され、ユニット類の交換作業がより容易となっている。
【０１３７】
（実施形態５）
ところで、上記のようなトナーカートリッジ４１内のトナー残量の検出は、トナーカートリッジ４１のアジテータ５５の回転軸にエンコーダを装着し、このエンコーダのスリットの回転タイミングをフォトセンサで検知することで、トナー残量の検出を行っていた。
【０１３８】
また、上記のように、トナーホッパーがトナーカートリッジ化されて、現像ドラムユニットと別体の構成となったため、現像ドラムユニットへのトナーカートリッジの装着有無の検知が必要となった。
【０１３９】
そして、従来は、上記のエンコーダによるトナー残量の検出機能を用いてトナーカートリッジの装着の有無も判別していた。しかし、この方法では、トナーカートリッジの装着有無の検知に時間を要するという不満が残されていた。
【０１４０】
本例では、トナー残量の検出と、トナーカートリッジの装着有無の検出を別々の検出装置で時間を要することなく個別に行うようにし且つ全体の構成を小型化するようにしている。
【０１４１】
図１９は、実施形態５に係わる検出部の構成を示すため現像ドラムユニット５８とトナーカートリッジ４１を、図１６の反対側からみた斜視図である。
図１９に示すように、トナーカートリッジ４１の装着奥行方向端部には、このトナーカートリッジ４１の装着時に、図１６に示したショート板バネ８８の押し部８８ａを押し込むための押し棒９５が上方に設けられ、下部には、アジテータ５５のＤカットされた回転軸端部９６が露出している。
【０１４２】
他方、現像ドラムユニット５８の装着部の奥行方向端部には、上方に図１６にも示した２つの窓孔８９があり、下部には、トナーカートリッジ４１の装着時にトナーカートリッジ４１のアジテータ５５のＤカットされた回転軸端部９６に係合するエンコーダ部９７が配置されている。
【０１４３】
図２０は、トナーカートリッジ４１が現像ドラムユニット５８に装着されたときの状態を動作機能部の説明のためにカバー類や本体止め部材等を取り除いて示す図である。
図２０に示す装着部の奥行方向端部において、一方では、上方でトナーカートリッジ４１の押し棒９５により押し込まれたショート板バネ８８の押し部８８ａが、２本の本体側コイルバネ９８（９８ａ、９８ｂ）に圧接して、２本の本体側コイルバネ９８ａと９８ｂを電気的に短絡させている。
【０１４４】
そして、他方では、下方で、図１９に示したエンコーダ部９７のエンコーダ９９が、これも図１９に示したアジテータ５５のＤカットされた回転軸端部９６に係合し、そのエンコーダ９９の上部近傍に、エンコーダ９９のスリットの回転タイミングを検出する透過型光センサ１０１が配置されている。
【０１４５】
上記２本の本体側コイルバネ９８（９８ａ、９８ｂ）は、縦に細長の基板１０２の上部に搭載されている２個のショートバー１０３（１０３ａ、１０３ｂ）にそれぞれ半田付けされて、基板１０２の所定の検出回路に接続されている。
【０１４６】
基板１０２は、装置本体側に固定して装着されており、ハーネス１０４により装置本体側の制御回路に接続されている。上記の検出回路の短絡は、制御回路において検出され、トナーカートリッジ４１が現像ドラムユニット５８に装着されたことが認識される。
【０１４７】
また、エンコーダ部９７の透過型光センサ１０１も基板１０２に搭載されて、その出力端子は基板１０２のエンコーダ検知回路を介して制御回路のエンコーダ検知回路に接続されている。こによりトナーカートリッジ４１内のトナー残量が検出される。
【０１４８】
このように、トナーカートリッジ４１の装着有無の検知とトナー残量の検知とが１枚の基板１０２に一体化されていることにより、画像形成ユニットのより一層の小型化が実現されている。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】本発明の実施形態１における非磁性１成分トナーを用いる現像装置を備えたカラー画像形成装置（プリンタ）の内部構成を説明する断面図である。
【図２】実施形態１におけるカラー画像形成装置の画像形成ユニットを示す断面図である。
【図３】実施形態１におけるカラー画像形成装置の制御装置の回路構成を示すブロック図である。
【図４】実施形態１における画像形成ユニットのトナーカートリッジの着脱を説明する図である。
【図５】実施形態１において所定の枚数で供給ローラに印加する供給バイアスとドクターブレードに印加するドクターバイアスの電圧値を変えてハーフトーンの画像サンプルを作成した場合の印字結果に対する評価を示す図表である。
【図６】実施形態１において所定の枚数で供給ローラに印加する供給バイアスとドクターブレードに印加するドクターバイアスの電圧値を変えてベタ画像のサンプルを作成した場合の印字結果と評価を示す図表である。
【図７】実施形態１において温度２５℃湿度５０％における適正な供給バイアス／ドクターバイアスの範囲を示す図表である。
【図８】実施形態１において温度２８℃湿度８０％における適正な供給バイアス／ドクターバイアスの範囲を示す図表である。
【図９】実施形態１において温度１０℃湿度２０％における適正な供給バイアス／ドクターバイアスの範囲を示す図表である。
【図１０】(a),(b),(c) は実施形態２においてより簡単な構成でトナーを現像ローラの軸方向に搬送する構造を説明する図（その１）である。
【図１１】実施形態２においてより簡単な構成でトナーを現像ローラの軸方向に搬送する構造を説明する図（その２）である。
【図１２】実施形態３に係わる画像形成ユニットを示す斜視図である。
【図１３】実施形態３に係わる画像形成ユニットにおいてトナーカートリッジを装着前の現像ドラムユニットを斜め上から見下ろした斜視図である。
【図１４】(a),(b),(c) は実施形態３に係わる画像形成ユニットにおける現像部のシール部材の組立て順を示す図、(d) は(c) のＡ−Ａ′断面矢視拡大図である。
【図１５】実施形態４に係わる画像形成ユニットにおいてトナーカートリッジと現像ドラムユニットが合体している状態を示す斜視図である。
【図１６】実施形態４に係わる画像形成ユニットにおいてトナーカートリッジが現像ドラムユニットに対し装置本体の用紙搬送方向に直行する方向に挿抜可能な構成を示す図である。
【図１７】実施形態４に係わる画像形成ユニット内の位置関係を示すためトナーカートリッジに添えて感光体ドラムと搬送スクリューのみを取り出して示す図である。
【図１８】実施形態４に係わる廃トナー回収型のトナーカートリッジの内部構成を示す側断面図である。
【図１９】実施形態５に係わる検出部の構成を示すため現像ドラムユニットとトナーカートリッジを図１６の反対側からみた斜視図である。
【図２０】実施形態５においてトナーカートリッジが現像ドラムユニットに装着されたときの状態を動作機能部の説明のためにカバー類や本体止め部材等を取り除いて示す図である。
【符号の説明】
【０１５０】
１      プリンタ
２      画像形成部
３      中間転写ベルトユニット
４      給紙部
５      両面印刷用搬送ユニット
６（６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｋ）  画像形成ユニット
７（７ｍ、７ｃ、７ｙ、７ｋ）  感光体ドラム
７−１  ドラム部
８      クリーナ
９      帯電ローラ
１１    光書込ヘッド
１２    現像器
１３    現像ローラ
１４    転写ベルト
１５    駆動ローラ
１６    従動ローラ
１７    ベルト位置制御機構
１８    一次転写ローラ
１９    廃トナー回収容器
２１    給紙カセット
２２    用紙取出ローラ
２３    給送ローラ
２４    捌きローラ
２５    待機搬送ローラ対
２６    二次転写ローラ
２７    ベルト式熱定着装置
２８    搬出ローラ対
２９    排紙トレー
３１    排紙ローラ対
３２ａ  開始返送路
３２ｂ  中間返送路
３２ｃ  終端返送路
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ  返送ローラ対
３５    クリーニング部
３６    取り込みローラ
３７    押圧ローラ
３８    トナーホッパーＡ
３９    トナーホッパーＢ
４１    トナーカートリッジ
４２    外装フレーム
４２ａ  左上外装フレーム
４３    現像部
４４    供給ローラ
４５    ドクターブレード
４６    攪拌部材
４７、４８、４９  高圧電源
５１    クリーニングブレード
５２、５２ｂ、５２ｃ  搬送スクリュー
５３    廃トナー収容パイプ
５４    廃トナー回収袋
５５    アジテータ
５６    シール部材
５７    ドラムユニット部
５８    現像ドラムユニット
６０    制御装置
６１    インターフェイスコントローラ（Ｉ／Ｆ）
６２    プリンタコントローラ（ＰＲ＿ＣＯＮＴ）
６３    プリンタ印字部
６４    ＣＰＵ（central processing unit）
６５    ＲＯＭ（read only memory)
６６    フレームメモリ
６６Ｍ、６６Ｃ、６６Ｙ、６６Ｋ  記憶領域
６７    操作パネル
６８    ＥＥＰＲＯＭ(electrically erasable programable ROM)
７１    トナー搬送パターン
７２    トナー搬送コイル
７３    ドラムカバー
７４    サイドカバーＦ
７５    サイドカバーＲ
７６    シール部材
７７    ベースフィルム
７８    剥離テープ
７８ａ  封止用本体部
７８ｂ  引き出し用取っ手部
７８ｃ  折り返し部
７９    シール用スポンジ
７９ａ  開口部
８２    テープ引出し孔
８３    両面テープＡ
８４    両面テープＢ
８５    両面テープＣ
８６    ガイドレール
８７    係合突起
８８    ショート板バネ
８８ａ  押し部
８９    窓孔
９１    ホッパーカバー
９２    廃トナー搬送経路連結口
９３    連結口カバー
９４    ギア
９５    押し棒
９６    Ｄカット回転軸端部
９７    エンコーダ部
９８（９８ａ、９８ｂ）  本体側コイルバネ
９９    エンコーダ
１０１  透過型光センサ
１０２  基板
１０３（１０３ａ、１０３ｂ）  ショートバー
１０４  ハーネス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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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４】
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【図１０】
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【図１１】
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