(57)【要約】【課題】現像剤担持体上の２成分現像剤に過度のストレスを与えることなく現像剤を規制して薄層を形成するとともに、地汚れやトナー飛散の原因となる低帯電や逆帯電した不良トナーの発生を未然に防ぐことにより、長期に渡って安定した高品質画像を得ることができる現像方法、現像装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。【解決手段】現像剤を混合撹拌しながら搬送する現像剤搬送経路を有し、内部に磁石ローラ５７を固定保持して回転駆動する現像スリーブ５４によって感光体４上の静電潜像にトナー像を顕像化する現像方法であって、現像スリーブ５４に対向して、内部に磁石ローラ７１を固定保持して回転駆動する現像剤規制ローラ７２を配置して現像スリーブ５４上の現像剤量を規制することを特徴とする。【選択図】図３
2006003602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を混合撹拌しながら搬送する現像剤搬送経路を有し、
内部に磁石ローラを固定保持して回転駆動する現像剤担持体によって像担持体上の静電潜像にトナー像を顕像化する現像方法であって、
現像剤担持体に対向して、内部に磁石ローラを固定保持して回転駆動する現像剤規制ローラを配置して現像剤担持体上の現像剤量を規制する
ことを特徴とする現像方法。
【請求項２】
現像剤担持体と、現像剤規制ローラ内部の磁極とが、互いに異なる極性を持って対向するように設置する
ことを特徴とする請求項１に記載の現像方法。
【請求項３】
現像剤担持体と現像剤規制ローラとが電位差を有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の現像方法。
【請求項４】
現像剤担持体にかかる現像バイアスの直流成分の電圧をＶｂとするとき、現像剤規制ローラに印加する電圧Ｖｓの値を、Ｖｂ＞Ｖｓとし、感光体上地肌汚れ量に応じて印加電圧を可変にする
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の現像方法。
【請求項５】
現像剤規制ローラが保持する現像剤の一部を廃棄する経路を有し、現像装置に設けられた現像剤あるいはキャリア補給装置から、廃棄された現像剤量に見合った量の現像剤もしくはキャリアを随時補給する
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の現像方法。
【請求項６】
現像剤規制ローラに対向して導電性部材を設け、導電性部材に電圧を印加することによって、現像剤規制ローラと導電性部材の間を通過する現像剤中のトナーを導電性部材に移動させる
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の現像方法。
【請求項７】
現像剤を混合撹拌しながら搬送する現像剤搬送経路を有し、
内部に磁石ローラを固定保持して回転駆動する現像剤担持体によって像担持体上の静電潜像にトナー像を顕像化する現像装置であって、
現像剤担持体に対向して、内部に磁石ローラを固定保持して回転駆動する現像剤規制ローラを配置して現像剤担持体上の現像剤量を規制する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項８】
現像剤担持体と、現像剤規制ローラ内部の磁極とが、互いに異なる極性を持って対向するように設置する
ことを特徴とする請求項７に記載の現像装置。
【請求項９】
現像剤担持体と現像剤規制ローラとが電位差を有する
ことを特徴とする請求項７または８に記載の現像装置。
【請求項１０】
現像剤担持体にかかる現像バイアスの直流成分の電圧をＶｂとするとき、現像剤規制ローラに印加する電圧Ｖｓの値を、Ｖｂ＞Ｖｓとし、感光体上地肌汚れ量に応じて印加電圧を可変にする
ことを特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１１】
現像剤規制ローラが保持する現像剤の一部を廃棄する経路を有し、現像装置に設けられた現像剤あるいはキャリア補給装置から、廃棄された現像剤量に見合った量の現像剤もしくはキャリアを随時補給する
ことを特徴とする請求項７ないし１０のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１２】
現像剤規制ローラに対向して導電性部材を設け、導電性部材に電圧を印加することによって、現像剤規制ローラと導電性部材の間を通過する現像剤中のトナーを導電性部材に移動させる
ことを特徴とする請求項７ないし１０のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１３】
回転駆動する像担持体と、
担持体表面を所望の電位に帯電させる帯電手段と、
像担持体上に画像に対応した静電潜像を形成する露光手段と、
非磁性トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を内蔵し、
現像剤を混合撹拌しながら搬送する現像剤搬送経路を有し、
内部に磁石ローラを固定保持して回転駆動する現像剤担持体によって像担持体上の静電潜像にトナー像を顕像化する現像手段であって、
現像剤担持体に対向して、内部に磁石ローラを固定保持して回転駆動する現像剤規制ローラを配置して現像剤担持体上の現像剤量を規制する現像手段とを備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の画像形成装置において、
前記現像手段は、請求項８ないし１２のいずれかに記載の現像装置である
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、さらに詳しくは、磁性キャリアと非磁性トナーからなる２成分現像剤を用いる現像方法、現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、像担持体表面に静電的に形成した静電潜像に、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を付与してトナー像を形成した後、紙などの転写材に該トナー像を転写する工程を繰り返す画像形成装置において、長期にわたって安定した高品位な画像を得るためには、トナーが常時安定した帯電量を保持していることが重要である。
しかし、特に２成分現像剤を用いた場合には、現像剤担持体上の現像剤の量を適正化するために設けられた、一般的には板状のブレードである現像剤規制部材から受ける繰り返しストレスによって、トナー表面の外添剤がトナー内部に埋没あるいは表面から離脱したり、キャリア表面にトナー成分が固着（スペント）するなどの不具合を生じてしまう。
上記不具合のうち、トナーの外添剤が埋没もしくは離脱してしまい、トナー表面に外添剤が存在しなくなった場合には、トナーとキャリアとの間の非静電的付着力が増大し、キャリアに強固に付着してしまうために現像剤としての現像能力に安定性を欠いてしまうという問題がある。
【０００３】
また、トナーのキャリアとの間の付着力が増加するために、新規に補給されたトナーとの入れ替わりが起こりにくく、補給されたトナーがキャリアに接触できず、もしくはトナー同士の接触による弱帯電、逆帯電を保持した状態のまま現像領域に搬送されてしまうこととなる。この様にして発生した弱帯電、逆帯電トナーは、現像剤から離脱し易いため、画像地肌汚れといった異常画像、またトナー飛散による機内汚染を引き起こすため好ましくない。また、感光体あるいは中間転写材から紙への転写の際に、転写率の低下を招くため、画像粒状性の低下、ベタ画像の不均一化を起こすため、同様に好ましくない。特に、画像面積率の低い画像を繰り返し作像した場合には、現像剤は繰り返し現像剤規制部材を通過しなければならないため、トナー表面の添加剤がトナー内部への埋没が起こり易く、上記不具合が発生しやすいという問題がある。
また、上記した繰り返しストレスを受けている間に、キャリア表面にトナー成分が固着してしまった場合には、キャリアのトナーへの帯電付与能力が低下してしまうために、トナーが所定の帯電量を得ることが困難になり、結果として地汚れ、トナー飛散を引き起こしてしまう原因となってしまうため好ましくない。
上記不具合を解消するために、例えば、特許文献１では、現像剤担持体内部に配置された磁極を挟むように二つの層厚規制部材を設けることによって、規制部材と現像剤担持体間の間隙を広くして現像剤へのストレスを低減することが提案されている。
しかし、この方法で規制部材と担持体間の間隙を広くすることはできても、現像剤は担持体に汲み上げられた後、現像領域に搬送されるまでに規制部材から２度のストレスを受けることになり、結果的にストレスを低減するには至っていない。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３３３４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記問題点に鑑み、本発明は、現像剤担持体上の２成分現像剤に過度のストレスを与えることなく現像剤を規制して薄層を形成するとともに、地汚れやトナー飛散の原因となる低帯電や逆帯電した不良トナーの発生を未然に防ぐことにより、長期に渡って安定した高品質画像を得ることができる現像方法、現像装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の本発明は、現像剤を混合撹拌しながら搬送する現像剤搬送経路を有し、内部に磁石ローラを固定保持して回転駆動する現像剤担持体によって像担持体上の静電潜像にトナー像を顕像化する現像方法であって、現像剤担持体に対向して、内部に磁石ローラを固定保持して回転駆動する現像剤規制ローラを配置して現像剤担持体上の現像剤量を規制することを特徴とする現像方法である。
請求項２に記載の本発明は、現像剤担持体と、現像剤規制ローラ内部の磁極とが、互いに異なる極性を持って対向するように設置することを特徴とする請求項１に記載の現像方法である。
請求項３に記載の本発明は、現像剤担持体と現像剤規制ローラとが電位差を有することを特徴とする請求項１または２に記載の現像方法である。
【０００７】
請求項４に記載の本発明は、現像剤担持体にかかる現像バイアスの直流成分の電圧をＶｂとするとき、現像剤規制ローラに印加する電圧Ｖｓの値を、Ｖｂ＞Ｖｓとし、感光体上地肌汚れ量に応じて印加電圧を可変にすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の現像方法である。
請求項５に記載の本発明は、現像剤規制ローラが保持する現像剤の一部を廃棄する経路を有し、現像装置に設けられた現像剤あるいはキャリア補給装置から、廃棄された現像剤量に見合った量の現像剤もしくはキャリアを随時補給することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の現像方法である。
請求項６に記載の本発明は、現像剤規制ローラに対向して導電性部材を設け、導電性部材に電圧を印加することによって、現像剤規制ローラと導電性部材の間を通過する現像剤中のトナーを導電性部材に移動させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の現像方法である。
【０００８】
請求項７に記載の本発明は、現像剤を混合撹拌しながら搬送する現像剤搬送経路を有し、内部に磁石ローラを固定保持して回転駆動する現像剤担持体によって像担持体上の静電潜像にトナー像を顕像化する現像装置であって、現像剤担持体に対向して、内部に磁石ローラを固定保持して回転駆動する現像剤規制ローラを配置して現像剤担持体上の現像剤量を規制することを特徴とする現像装置である。
請求項８に記載の本発明は、現像剤担持体と、現像剤規制ローラ内部の磁極とが、互いに異なる極性を持って対向するように設置することを特徴とする請求項７に記載の現像装置である。
請求項９に記載の本発明は、現像剤担持体と現像剤規制ローラとが電位差を有することを特徴とする請求項７または８に記載の現像装置である。
請求項１０に記載の本発明は、現像剤担持体にかかる現像バイアスの直流成分の電圧をＶｂとするとき、現像剤規制ローラに印加する電圧Ｖｓの値を、Ｖｂ＞Ｖｓとし、感光体上地肌汚れ量に応じて印加電圧を可変にすることを特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載の現像装置である。
請求項１１に記載の本発明は、現像剤規制ローラが保持する現像剤の一部を廃棄する経路を有し、現像装置に設けられた現像剤あるいはキャリア補給装置から、廃棄された現像剤量に見合った量の現像剤もしくはキャリアを随時補給することを特徴とする請求項７ないし１０のいずれかに記載の現像装置である。
請求項１２に記載の本発明は、現像剤規制ローラに対向して導電性部材を設け、導電性部材に電圧を印加することによって、現像剤規制ローラと導電性部材の間を通過する現像剤中のトナーを導電性部材に移動させることを特徴とする請求項７ないし１０のいずれかに記載の現像装置である。
【０００９】
請求項１３に記載の本発明は、回転駆動する像担持体と、担持体表面を所望の電位に帯電させる帯電手段と、像担持体上に画像に対応した静電潜像を形成する露光手段と、非磁性トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を内蔵し、現像剤を混合撹拌しながら搬送する現像剤搬送経路を有し、内部に磁石ローラを固定保持して回転駆動する現像剤担持体によって像担持体上の静電潜像にトナー像を顕像化する現像手段であって、現像剤担持体に対向して、内部に磁石ローラを固定保持して回転駆動する現像剤規制ローラを配置して現像剤担持体上の現像剤量を規制する現像手段とを備えることを特徴とする画像形成装置である。
請求項１４に記載の本発明は、請求項１３に記載の画像形成装置において、前記現像手段は、請求項８ないし１２のいずれかに記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、現像剤規制部材を設けないことにより、現像剤（トナーおよびキャリア）へのストレスを低減し、画像形成において不具合を発生する帯電不良トナーの発生を防止し、また、現像に使用するトナーの帯電量を長期に渡って安定、均一に保つことによって、異常画像が発生するのを防止し、繰り返しの画像形成においてもトナーの帯電量安定化、適正化を行い、長期に渡って粒状性が良く、地汚れ、トナー飛散のない画像を得る現像方法、現像装置、画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明はこの発明の最良の形態の例であって、いわゆる当業者は特許請求の範囲内で、変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、以下の説明が特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１２】
図１は、本発明にかかる画像形成装置としての電子写真方式のフルカラープリンタを示す。図１において、箱状の装置本体１内には複数個の像担持体ユニットとしての感光体ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋがそれぞれ装置本体１に着脱可能に装着されている。装置本体１内の略中央部には記録材担持体としての転写ベルト３が、装置本体１の対角線方向に斜めに配置されている。転写ベルト３は、その一つに回転駆動力が伝達される複数のローラに架け渡されて矢印Ａで示す方向に回転駆動可能に設けられている。
感光体ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、像担持体としてのドラム状の感光体４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋを有し、各感光体の表面が転写ベルト３と接触するように、同ベルトの上方に配設されている。感光体ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの配列は、感光体ユニット２Ｙを給紙側とし、感光体ユニット２Ｋが定着装置９側に位置するように４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの順となっている。感光体４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋとしては、ベルト状の感光体等を用いてもよい。
【００１３】
現像剤供給手段となる現像装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、感光体４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋとそれぞれ対向配置されている。現像装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、複数色、たとえばイエロー（以下Ｙという）とキャリアを有する２成分現像剤、マゼンタ（以下Ｍという）とキャリアを有する２成分現像剤、シアン（以下Ｃという）とキャリアを有する２成分現像剤、ブラック（以下Ｋという）とキャリアを有する２成分現像剤をそれぞれ感光体４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ上の静電潜像に供給して各静電潜像を現像するものである。
感光体ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの上方には露光手段としての書き込み装置６が配置され、感光体ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの下方には両面ユニット７が配置されている。両面ユニット７の下方には、サイズの異なる転写材Ｐが収納可能な給紙カセット１３、１４が配設されている。装置本体１の左方には反転ユニット８が配置され、装置本体１の右側には手差しトレイ１５が矢印Ｂ方向に開閉可能に設けられている。転写ベルト３と反転ユニット８との間には定着装置９が配置されている。定着装置９の転写材搬送方向下流側には反転搬送路１０が分岐して形成され、シート状の転写材Ｐを反転搬送路１０に配置された排紙ローラ１１によって装置上部に設けられた排紙トレイ１２に案内している。
【００１４】
感光体ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、感光体４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ上にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色のトナー像を形成するためのユニットであり、装置本体１に配置される場所を除いては同一構成となっている。たとえば、感光体ユニット２Ｙは、感光体４Ｙと、感光体４Ｙに当接する帯電手段としての帯電ローラ１６Ｙと、感光体４Ｙの表面をブラシローラ１７Ｙ及びクリーニングブレード１８Ｙでクリーニングするクリーニング装置１９Ｙとを一体のユニット構成としたもので、装置本体１に着脱可能に取り付けられる。感光体ユニット２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの構成の説明は省略する。
【００１５】
書き込み装置６では、同軸上に配置された２つの図示しない回転多面鏡がポリゴンモータにより回転される。回転多面鏡は、図示しない２つのレーザ光源としてのレーザダイオードからのＹ画像データで変調されたＹ用レーザ光、Ｍ画像データにより変調されたＭ用レーザ光と、他の２つのレーザ光源としてのレーザダイオードからのＣ画像データにより変調されたＣ用レーザ光、Ｋ画像データにより変調されたＫ用レーザ光とを左右に振り分けて反射する。
回転多面鏡からのＹ用レーザ光及びＭ用レーザ光は２層の図示しないｆθレンズを通る。このｆθレンズからのＹ用レーザ光は、ミラーで反射されて図示しない長尺ＷＴＬを通過した後にミラーを介して感光体ユニット２Ｙの感光体４Ｙに照射される。ｆθレンズからのＭ用レーザ光は、ミラーで反射されて長尺ＷＴＬを通過した後にミラーを介して感光体ユニット２Ｍの感光体４Ｍに照射される。
回転多面鏡からのＣ用レーザ光及びＫ用レーザ光は２層のｆθレンズを通る。このｆθレンズからのＣ用レーザ光は、ミラーで反射されて長尺ＷＴＬを通過した後にミラーを介して感光体ユニット２Ｃの感光体４Ｃに照射される。ｆθレンズからのＫ用レーザ光は、ミラーで反射されて長尺ＷＴＬを通過した後にミラーを介して感光体ユニット２Ｋの感光体４Ｋに照射される。
【００１６】
図１に示すように、両面ユニット７は、対をなす搬送ガイド４１、４２と、複数の搬送ローラ対４３を備えている。両面ユニット７は、転写材Ｐの両面に画像を形成する両面画像形成モード時に、片面に画像が形成されてから反転ユニット８の反転搬送路４４に搬送されてスイッチバック搬送されることで表裏が反転される転写材Ｐを受け入れ、これを感光体４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋと転写ベルト３との間に形成される転写部へと再搬送する。
反転ユニット８は、複数の搬送ローラと、複数の搬送ガイド板とからなり、両面画像形成モード時に片面画像形成後の転写材を、その表裏を反転させて両面ユニット７へ送り出す機能や、画像形成後の転写材をそのままの向きで機外へ排出する機能、画像形成後の転写材を、その表裏を反転させて機外へ排出する機能を備えている。給紙カセット１３、１４が配置されている給紙部には、給紙カセット１３、１４上の転写材Ｐを１枚ずつに分離して給紙する分離給紙部４５、４６が設けられている。転写ベルト３の内側には、転写手段としての転写ブラシ４７、４８、４９、５０が感光体４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋに対向するように設けられている。
【００１７】
本形態では、図示しない操作部により画像形成が指示されると、感光体４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが図示しない駆動源により回転駆動されて時計回り方向に回転する。感光体ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの各帯電ローラ１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋは、図示しない電源から帯電バイアスが印加されて感光体４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋをそれぞれ一様に帯電させる。感光体４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、それぞれ帯電ローラ１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋにより一様に帯電された後に書き込み装置６にて、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色の画像データで変調されたレーザ光により露光されて、各表面に静電潜像が形成される。これら感光体４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ上の静電潜像は、現像装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより現像されてＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色のトナー像となる。
給紙カセット１３、１４のうち選択された方の給紙カセットからは、１枚の転写材Ｐが分離されて、感光体ユニット２Ｙよりも給紙部側に配設されたレジストローラ５１へ給紙される。本形態では、装置本体１の右方側部に手差しトレイ１５が配置され、この手差しトレイ１５からも転写材がレジストローラ５１へ給紙可能とされている。レジストローラ５１は、各転写材を感光体４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ上のトナー像と先端が一致するタイミングで転写ベルト３上へ送り出す。送り出された転写材は、紙吸着ローラ５２によって帯電される転写ベルト３に静電的に吸着されて各転写部へと搬送される。
【００１８】
搬送された転写材には、各転写部を順に通過する際に、転写ブラシ４７〜５０により感光体４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ上のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色のトナー像が順次に重ね合わせて転写されることで、４色重ね合わせのフルカラートナー像が形成される。フルカラートナー像が形成された転写材は、定着装置９によりフルカラートナー像が定着され、その後は指定されたモードに応じた排紙路を通って排紙トレイ１２に反転排出される場合や、定着装置９から直進して反転ユニット８内を通ってストレートに排紙される。
画像形成装置において、両面画像形成モードが選択されているときには、転写材Ｐは、片面にトナー像が形成されて定着装置９でトナー像が定着された後に、反転ユニット８内の反転搬送路４４内に送り込まれ、ここでスイッチバックされてから両面ユニット７に搬送され、そこから再給紙されて表面画像形成時と同様に裏面に画像が形成されて排出される。
以上の作像動作は、４色重ね合わせのフルカラーモードが図示しない操作部で選択されたときの動作であるが、３色重ね合わせのフルカラーモードが操作部で選択されたときにはＫトナー像の形成が省略されてＹ、Ｍ、Ｃ３色のトナー像の重ね合わせによるフルカラー画像が転写材上に形成される。また、白黒画像形成モードが操作部で選択されたときには、Ｋトナー像の形成のみが行われて白黒画像が転写材上に形成される。
現像装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、トナー色だけが異なる以外は、同一構成となっているので、現像装置５Ｙを代表として、その構成を説明する。
【００１９】
図２は、現像装置５Ｙの現像剤の搬送方向側から見た図である。
図２において、現像装置５Ｙは、Ｙトナーとキャリアを有する２成分現像剤が収容された現像ケース５３と、この現像ケース５３内に配置され現像ケース５３の開口部を介して感光体４Ｙと対向するように配置された現像剤担持体としての現像スリーブ５４と、現像ケース５３内に配置され、現像剤を攪拌しながら搬送する撹拌部材としての多条のスクリュー部材５５、５６とを備えている。
現像ケース５３は、感光体４Ｙへの現像剤の供給側に位置する第１の空間部６５と、供給口６２から補給トナーの供給を受ける第２の空間部６４側とに仕切り壁５３Ｓによって分割されている。スクリュー部材５６は空間部６５に、スクリュー部材５５は空間部６４にそれぞれ配置され、現像ケース５３に設けた図示しない軸受部材によって回転自在に支持されている。無論、現像スリーブ５４も図示しない軸受部材を介して現像ケース５３に回転自在に支持されている。現像スリーブ５４は、図示しない駆動手段から回転駆動力が伝達されることで回転する。
【００２０】
図２に示すように、スクリュー部材５５、５６は、転写材Ｐの幅方向に延設されていて、互いに平行配置されている。スクリュー部材５５、５６の一端には、歯数の同じ歯車６６、６８が互いに噛合するように装着されている。本形態では、歯車６６に対して駆動モータ６９からの回転駆動力が伝達されることで、スクリュー部材５５、５６が互いに相反する方向に回転駆動される。スクリュー部材５５は現像剤を左方から右方に向かって搬送する向きに回転し、スクリュー部材５６は現像剤を右方から左方に向かって搬送する向きに回転する。
仕切り壁５３Ｓの一端と現像ケース５３の内側面５３ａの間には、空間部６５から空間部６４へ現像剤を送る受け渡し部５９が形成され、仕切り壁５３Ｓの他端と現像ケース５３の内側面５３ｂの間には、空間部６４から空間部６５へ現像剤を送る受け渡し部５８がそれぞれ形成されている。現像ケース５３には、現像剤中のトナー濃度を検知して出力するトナー濃度検知手段として図示しないがＴセンサが装着されている。
【００２１】
このような構成の現像装置５Ｙの動作を現像剤の搬送について説明する。現像ケース５３内の２成分現像剤は、スクリュー部材５５、５６が等速回転すると、攪拌されつつ図２において右方から左方へと搬送され、受け渡し部５９から搬送スクリュー５６が配置された空間部６５へと送られる。受け渡し部５９から空間部６５に送られた２成分現像剤は、搬送スクリュー５６により撹拌されると同時に図２において右方向に搬送された後、受け渡し部５８から空間部６４側に送られ、再び搬送スクリュー５５により撹拌されると同時に図２において左方向に搬送される。このように現像剤を攪拌しながら搬送することで、現像剤は現像装置５Ｙ内を循環しながらＹトナーとキャリアとが撹拌により摩擦帯電する。
搬送スクリュー５６は現像剤の一部を現像スリーブ５４に供給し、現像スリーブ５４はその現像剤を磁気的に担持して搬送する。感光体４Ｙ上の静電潜像は、現像スリーブ５４上のＹトナーで現像されてＹトナー像となる。
現像ケース５３内の現像剤のトナー濃度（トナーとキャリアの割合）が所定の値となると、Ｙトナーがトナー補給口６２から現像ケース５３内の空間部６４側に補給される。このＹトナーはスクリュー部材５５による撹拌で現像剤と混合される。
【００２２】
図３は、現像剤規制ローラを有する現像装置を示す図である。
現像剤担持体は、非磁性の回転可能な現像スリーブ５４と、その内部に固定設置されている磁石ローラ５７とを備え、現像スリーブ５４と潜像担持体４表面との間に所定の現像間隔を保ちながら、図示しない駆動源によって現像スリーブ５４が図中矢印方向に回転駆動するようになっている。
磁石ローラ５７は磁極が複数、必要に応じて適宜配列されている。本実施の形態では、潜像担持体に対向する部分に現像極Ｓ１が配置され、この現像極Ｓ１の回転方向上流側には現像剤搬送極Ｎ１、Ｓ２、及び現像剤汲み上げ極Ｎ３が配置されている。現像剤は、汲み上げ極Ｎ３によって現像スリーブ上に磁力によって汲み上げられた後、現像スリーブの回転とともに搬送極Ｓ２、Ｎ１の磁力を受けながら搬送され、現像極Ｓ１において磁気ブラシを形成し、潜像にトナーを付与した後に、さらにＮ２極とＮ３極の間に形成された磁力を有さない部分によって現像スリーブから離脱し、現像剤層へと戻って行く。ここで、現像剤担持体内の磁極数はいくつであっても良く、さらに多くの磁極を有する態様もあり得る。
また、本実施例においては、現像剤担持体の磁石ローラにおける現像剤搬送極Ｓ２に対向して、現像剤規制ローラ７２が設けられている。現像剤規制ローラ７２は、現像剤担持体同様、内部に固定された複数の磁極を有し、その周囲を非磁性のスリーブが図示しない駆動源によって回転駆動するよう設置されている。
【００２３】
図４は、現像剤担持体に汲み上げられた現像剤のうち、現像に際して余剰となる分は、現像剤規制ローラに移動し、必要量のみが現像剤担持体によって現像領域へと搬送される状態を示す図である。
現像剤担持体が保持して現像領域に搬送する量は、現像剤担持体内のＳ２極および、現像剤規制ローラ内のＮ１１極の磁力、また、現像剤担持体と現像剤規制ローラ７２との間隔によって変更可能である。現像剤規制ローラ７２によって保持される余剰分の現像剤は、磁極Ｓ１１、Ｎ１２によって搬送され、Ｎ１１極とＮ１２極の間に形成された磁力を持たない部分から落ちて現像剤層へと戻る。現像剤規制ローラ７２内の磁石ローラ７１は、異なる磁極数でも可能であり、回転方向も現像剤担持体と同一回転方向に構成しても構わない。
【００２４】
図５は、現像剤規制ローラによって現像剤を汲み上げる構成の現像装置である。本発明に係る現像装置は、図５に示したように、現像剤規制ローラによって現像剤を汲み上げ、必要量を現像剤担持体に受け渡す構成であっても問題なく、現像剤担持体の潜像担持体に対向する部分よりも回転方向上流側であれば、現像剤規制ローラをどこに配置しても良い。
一般的な現像剤規制部材（ブレード等）を使用した場合には、現像剤担持体との間に現像剤を通過させて余剰現像剤を削り落とすことによって現像剤層を形成する際に受ける現像剤ストレスは多大なものであるが、上記構成を用いれば、現像剤はストレスを受けることなく、現像剤担持体上に必要な量の現像剤層を形成することが可能となる。
さらに、逆帯電トナーによって起こる地肌汚れを防止するために、現像剤規制ローラに現像剤担持体にかかっている現像バイアスＶｂよりも大きい電圧Ｖｓを印加することによって、この間に電界を形成することが好ましい。本実施例では負帯電性トナーを用いたが、この場合には逆帯電したトナーは電界中をマイナス方向に移動するので、Ｖｂを−５００Vに設定した場合には、Ｖｓを−５００V以上、−６００Vもしくは−７００Vに設定する。このように設定することによって、潜像担持体上の非画像部に付着してしまう逆帯電トナーを、現像剤が現像領域に搬送されてしまうのを未然に防止することが可能となる。
【００２５】
図６は、現像剤規制ローラに対向して、導電性部材を配置した現像装置を示す図である。図６に示すように、現像剤規制ローラに保持された逆帯電トナーを、現像剤規制ローラに対向して、導電性部材８１を配置し、そこに電圧を印加することによってトナーのみを分離、廃棄した上で、現像剤規制ローラ上の現像剤を現像装置内の現像剤に戻すことも可能である。この場合には現像剤中の不良トナーが常に現像装置外に排出されるため、また、トナーの入れ換えを積極的に促進させるということからも、さらに好ましい。
図７は、現像剤規制ローラ上の現像剤の一部を分離、廃棄する構成の現像装置を示す図である。図７に示すように、現像剤規制ローラ上の現像剤の一部を分離、廃棄し、廃棄された量と同量の現像剤あるいはキャリアを図示しない補給装置から随時補給することにより、現像剤を入れ換えていくことも可能である。この場合には、帯電不良トナーのみならず、長期間使用されて劣化したキャリアも交換されていくため、逆帯電あるいは弱帯電トナーが発生しにくくなるため、さらに好ましい。
【００２６】
（実施例１）
本実施例では、図３に示した構成の現像装置を用い、以下に示す画像形成条件に設定した。
感光体径：９０ｍｍ
感光体線速：１２５ｍｍ／ｓｅｃ
現像ローラ径：３０ｍｍ
現像ローラ線速：１８０ｍｍ／sec
現像ギャップ：０．３ｍｍ
現像剤規制ローラ径：１２ｍｍ
現像剤規制ローラ線速：２４０ｍｍ／sec
現像ローラ、現像剤規制ローラ間ギャップ：１０ｍｍ
現像剤汲み上げ量：４０ｍｇ／ｃｍ２
キャリア平均粒径：３５μｍ
トナー平均粒径：６μｍ
トナー外添剤：シリカ、チタン添加剤をトナーに対して１．５重量％添加
上記した条件において、画像面積率５％のチャートを１２００００枚連続出力し、４００００枚出力毎に地肌汚れＩＤを測定した。また、初期と連続出力後の、トナー飛散による機内の汚染具合を評価した。なお、地肌汚れＩＤは０．０３以上でＮＧであり、トナー飛散に関しては、機内の汚れ具合を目視にて、◎：初期と変わらず、○：若干の汚れ、△：許容レベル、×：不可、として評価を行った。また、画像の粒状性についても連続画像出力前後で目視にて、◎：非常に良い、○：良い、△：可、×：不可として評価した。その結果を表１に示す。
【００２７】
（実施例２）
本実施例においては、実施例１の構成において、現像ローラと現像剤規制ローラとの間に電位差を設けた。現像バイアスの直流ー５００Ｖに対して、現像剤規制ローラには直流ー７００Ｖの電圧を印加して、上記実施例１と同様、連続出力試験、評価を行った。その結果を表１に示す。
【００２８】
（実施例３）
本実施例の構成を図７に示す。実施例２の構成において、現像剤規制ローラに対向して導電性部材８１を設置し、直流―４００Ｖの電圧を印加し、現像剤規制ローラ上の現像剤中トナーを導電性部材に移動させ、トナーの入れ換えを促進する構成とした。この構成において、実施例１と同様、連続出力試験、評価を行った。その結果を表１に示す。
【００２９】
（実施例４）
本実施例の構成を図６に示す。本実施例では、現像剤規制ローラ上の現像剤を一部廃棄し、廃棄された量と同量の現像剤あるいはキャリアを図示しない補給装置から随時補給する構成とした。また、実施例２と同様に、現像ローラと現像剤規制ローラとの間に電位差を設けている。この構成において、実施例１と同様、連続出力試験、評価を行った。その結果を表１に示す。
【００３０】
（比較例１）
本実施例の構成を図８に示す。図８は、板状の現像剤規制部材によって現像剤層を規定する構成の現像装置を示す図である。現像剤規制部材９１と現像スリーブ５４間のギャップを０．６５ｍｍに設定した。この構成において、実施例１と同様、連続出力試験、評価を行った。その結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
2006003602.tif 000003
【００３２】
以下、表１に示した結果について説明する。
実施例１では、経時において地肌汚れが悪化しているが、許容レベルである０．０３以下をクリアしており、問題無い範囲であった。また、粒状性も試験後でも維持されていると共に、トナー飛散も問題無いレベルであった。
実施例２でも、経時において、地肌汚れが悪化する傾向は同じだが、実施例１に較べて改善されているといえる。また、粒状性、トナー飛散に関しても問題ないといえる。
実施例３、４では、地肌汚れ無く、粒状性、トナー飛散に関しても初期の状態を維持しているといえ、全く問題ないレベルであった。
比較例１では、画像出力枚数の増加に伴って地肌汚れが大きく低下している。また、試験後の粒状性、トナー飛散状態も悪化し、許容レベルを下回る結果となった。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る電子写真方式のフルカラープリンタを示すである。
【図２】本発明に係る現像装置を現像剤の搬送方向側から見た図である。
【図３】現像剤規制ローラを有する現像装置を示す図である。
【図４】必要量の現像剤が現像剤担持体によって現像領域へと搬送される状態を示す図である。
【図５】現像剤規制ローラによって現像剤を汲み上げる構成の現像装置を示す図である。
【図６】現像剤規制ローラに対向して、導電性部材を配置した現像装置を示す図である。
【図７】現像剤規制ローラ上の現像剤の一部を分離、廃棄する構成の現像装置を示す図である。
【図８】板状の現像剤規制部材によって現像剤層を規定する構成の現像装置を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  画像形成装置本体
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ  感光体ユニット
３  転写ベルト
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ  像担持体（感光体ドラム）
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ  現像装置
５３  現像ケース
５３Ｓ  仕切り壁
５４  現像スリーブ
５５、５６スクリュー部材
５７  磁石ローラ
５８、５９  受け渡し部
６２  トナー補給口
６４、６５  空間部
６６、６８  歯車
６９  駆動モータ
７１  磁石ローラ
７２  現像剤規制ローラ
８１  導電性部材
９１  現像剤規制部材
６  書き込み装置
７  両面ユニット
８  反転ユニット
９  定着装置
１０  反転搬送路
１１  排紙ローラ
１２  排紙トレイ
１３、１４  給紙カセット
１５    手差しトレイ
１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ  帯電ローラ
１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｋ  クリーニング装置
【図１】
2006003602.tif 000004
【図２】
2006003602.tif 000005
【図３】
2006003602.tif 000006
【図４】
2006003602.tif 000007
【図５】
2006003602.tif 000008
【図６】
2006003602.tif 000009
【図７】
2006003602.tif 000010
【図８】
2006003602.tif 000011