(57)【要約】【課題】現像剤担持体上の二成分現像剤の劣化を抑制し、現像剤層を安定して薄層に形成でき、長期にわたり安定した高画質画像を得ることのできる現像装置を提供し、この現像装置を用いるプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供すること。【解決手段】複数の磁界を発生する固定磁気発生手段と、前記固定磁気発生手段を周回するスリーブからなる現像剤担持体と、当該現像剤担持体上の現像剤層圧を規制する現像剤規制部材を備える現像装置であり、前記現像剤担持体上に現像剤を供給する経路に現像剤の供給量調節手段を設け、前記供給量調節手段は、現像剤の調節前に前記現像剤担持体部材上に保持されている現像剤量が前記現像剤規制部材を通過した後の現像剤量の２倍以下であるように調節する調節手段を有することを特徴とする。【選択図】図５
2008185846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の磁界を発生する固定磁気発生手段と、前記固定磁気発生手段を周回するスリーブからなる現像剤担持体と、当該現像剤担持体上の現像剤層厚を規制する現像剤規制部材を備える現像装置であり、
前記現像剤担持体上に現像剤を供給する経路に現像剤の供給量調節手段を設け、前記供給量調節手段は、現像剤の調節前に前記現像剤担持体部材上に保持されている現像剤量が前記現像剤規制部材を通過した後の現像剤量の２倍以下であるように調節する調節手段を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記供給量調節手段は、トナー、キャリア、および循環する現像剤から選択される少なくとも１種を含む現像剤成分を撹拌する混合攪拌部の搬送量を制御する供給口から前記現像剤担持体上に供給することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像剤規制部材前に供給される現像剤は前記現像剤規制部材に到達するまでに少なくとも一部帯電させることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記供給量調節手段は、前記供給口の開口面積を変化させて調節することを特徴とする請求項２又は３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記供給量調節手段は、センサーにより前記現像剤規制部材通過前後の差の出力信号に応じて、前記現像剤の供給量を調節することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の現像装置。
【請求項６】
潜像担持体、帯電手段、クリーニング手段の中から選ばれる少なくとも１つと、前記現像手段とが一体になって画像形成装置本体に着脱可能に構成されたプロセスカートリッジであって、前記現像手段は、請求項１乃至５の何れか一項に記載の現像装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項７】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の現像装置を備えるか、又は請求項６に記載のプロセスカートリッジを備え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、ファクシミリ、プリンタ等に用いられる現像装置、並びにこの現像装置を用いるプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関し、詳しくは、潜像担持体上に担持された潜像を、トナー及びキャリアを含有する二成分現像剤によって現像する現像装置等の発明に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、キャリア及びトナーからなる二成分現像剤を用いる現像装置が知られている。この２成分現像剤を用いる現像装置では、現像剤を所謂磁気ブラシとして現像剤担持体上に担持し、この現像剤を所定の厚みに規制し、感光体等の潜像担持体上の静電潜像を現像することが一般的に行われている。
現像剤担持体としては、例えば、回転可能に配設され且つ二成分現像剤を担持搬送する円筒状の現像スリーブと、この現像スリーブ内に固定配置され且つ周囲に複数の磁極を配列する磁石ロールとを備えている。
上記潜像担持体上の静電潜像を忠実に現像するために、潜像担持体と現像剤担持体との間の距離を狭める必要がある。潜像担持体と現像剤担持体との間の距離が小さくなると、それに伴い現像剤担持体上に形成される現像剤層も、より薄層に形成する必要がある。    このような薄層の厚みを調節するには、たとえば現像剤担持体上の現像剤層の厚みを規制する手法が挙げられる。このような手法として、現像剤担持体に対し現像剤規制部材を一定の間隙（以下、ドクタギャップという）を開けて非接触に配設する方式が広く採用されている。この方式において、現像剤規制部材を通過する現像剤量はドクタギャップを制御することで調節できるが、薄層に形成するためにはドクタギャップを非常に小さく設定する必要がある。
しかしながら、ドクタギャップを小さく設定すると、大きく設定する場合に比べてドクタギャップを通過する現像剤量の変動が大きくなり、現像剤担持体上に形成される現像剤層が不均一となるという問題点がある。また、現像剤がドクタギャップを通過する際に現像剤に大きなストレスがかかり、現像剤の寿命が短くなるという問題点もある。
このような課題を解決するため、従来の現像装置では、現像剤担持体の磁石ロールで同極性の磁極を隣接配置し、現像剤搬送方向上流側の磁極の最大磁力位置とこれら磁極間の最小磁力位置の間に現像剤規制部材を設けている。これにより、ドクタギャップでの現像剤のパッキング密度が低くなり、ドクタギャップを通過する現像剤量を少なくすることができる。さらに、ドクタギャップを通過する現像剤には、現像スリーブの回転力以外に、ドクタギャップを通過させようとする力がほとんど作用しない。そのため、ドクタギャップを小さく設定しても、ドクタギャップを通過する現像剤量の変動が小さく、現像ローラ上に薄い均一層を形成することが可能となる（例えば特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開平５−６１０３号公報
【特許文献２】特開２００５−２７５０６９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載される現像装置は、同極の磁極間の反発力が強いために、ドクタギャップを通過させるための現像剤搬送力が低下し過ぎてしまう。その結果、環境変動等により現像剤の特性が変動すると、現像剤搬送量も変動しやすくなり、現像剤層形成が不安定となってしまうという問題がある。
また、現像剤規制部材によって規制された現像剤の堆積量は、現像剤規制部材前に堆積してハイパッキング状態になり、トナーに継続的に剪断力や押圧力がかかる。トナーがハイパッキング状態になると、トナー表面の外添剤が離脱或いはトナー内部へ埋没しやすくなり、トナーの外添剤被覆率が減少する。トナーへの外添剤被覆率が減少するとキャリアとトナーの付着力が強くなりトナーが分離しづらくなるため現像性が低下してしまう。
本発明はこのような前記問題点に鑑み成されたものであって、現像剤規制部材によって規制された現像剤の堆積量が現像剤規制部材を通過する現像剤量の２倍以下となるように規制する。これにより、現像剤の総量のうち現像剤規制部材から力を受ける現像剤の相対量が低下し、現像剤の劣化の度合いが低減する。
換言すれば本発明は、現像剤担持体上の二成分現像剤の劣化を抑制し、現像剤層を安定して薄層に形成でき、長期にわたり安定した高画質画像を得ることのできる現像装置を提供し、この現像装置を用いるプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数の磁界を発生する固定磁気発生手段と、前記固定磁気発生手段を周回するスリーブからなる現像剤担持体と、当該現像剤担持体上の現像剤層圧を規制する現像剤規制部材を備える現像装置であり、前記現像剤担持体上に現像剤を供給する経路に現像剤の供給量調節手段を設け、前記供給量調節手段は、現像剤の調節前に前記現像剤担持体部材上に保持されている現像剤量が前記現像剤規制部材を通過した後の現像剤量の２倍以下であるように調節する調節手段を有する現像装置を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記供給量調節手段は、トナー、キャリア、および循環する現像剤から選択される少なくとも１種を含む現像剤成分を撹拌する混合攪拌部の搬送量を制御する供給口から前記現像剤担持体上に供給する請求項１に記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、前記現像剤規制部材前に供給される現像剤は前記現像剤規制部材に到達するまでに少なくとも一部帯電させる請求項１又は２に記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記供給量調節手段は、前記供給口の開口面積を変化させて調節する請求項２又は３に記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、前記供給量調節手段は、センサーにより前記現像剤規制部材通過前後の差の出力信号に応じて、前記現像剤の供給量を調節する請求項１乃至４の何れか一項に記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、潜像担持体、帯電手段、クリーニング手段の中から選ばれる少なくとも１つと、前記現像手段とが一体になって画像形成装置本体に着脱可能に構成されたプロセスカートリッジであって、前記現像手段は、請求項１乃至５の何れか一項に記載の現像装置であるプロセスカートリッジを特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、請求項１乃至５の何れか一項に記載の現像装置を備えるか、又は請求項６に記載のプロセスカートリッジを備える画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、複数の磁界を発生する固定磁気発生手段と、その周囲を回転するスリーブからなる現像剤担持体と、当該現像剤担持体上の現像剤層圧を規制する現像剤規制部材を備える現像装置であり、前記現像剤担持体上に現像剤を供給する経路に現像剤の供給量調節手段を設け、調節前に前記現像剤担持体部材上に保持されている現像剤量が、前記現像剤規制部材を通過した以後の現像剤量の２倍以下であるように調節する調節手段を有することを特徴とする現像装置により、現像剤に発生するストレスを低減でき、現像剤担持体上の二成分現像剤の劣化を抑制し、現像剤層を安定して薄層に形成でき、長期にわたり安定した高画質画像を得ることのできる現像装置を提供することができる。並びにこの現像装置を用いるプロセスカートリッジ及び画像形成装置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】
【０００６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
本発明に係る現像装置の構成を、図１に示す。
詳細は後述するが、静電像の像担持体１に、磁界発生手段を有する現像剤担持体で現像剤１０を搬送する際、現像剤規制部材１２の前後で剪断力や押圧力が過剰にかかるのを防止する。それにより、トナーがハイパッキング状態になってトナー表面の外添剤が離脱或いはトナー内部へ埋没しやすくなったり、トナーの外添剤被覆率が減少したり、また、トナーへの外添剤被覆率が減少するとキャリアとトナーの付着力が強くなって現像性が低下してしまうことを未然に防止している。すなわち本発明は、現像剤規制部材によって規制された現像剤の堆積量が現像剤規制部材を通過する現像剤量の２倍以下となるように規制し、このようにすることにより、現像剤の総量のうち現像剤規制部材から力を受ける現像剤の相対量を低下させるため、現像剤の劣化の度合いを低減することが可能となった。
現像剤規制部材よりも現像剤担持体の現像剤搬送方向上流側で現像剤規制部材の対向部位にある磁界発生手段により保持される現像剤量は、現像剤担持体上で現像剤規制部材に対向する位置から、磁界発生手段の法線方向の磁力密度分布値が０となる位置までに担持されている現像剤量である。
【０００７】
本現像装置では、剤規制部材（現像剤規制部材）は、現像剤担持体上に存在する現像剤の量を一定以上にならないように規制させる機能をもたせるため、規制部材における積極的な摩擦帯電は行わない。そのため、剤規制部材を通過する前に現像剤の帯電が立ち上がる必要があるため、攪拌部で、外部から帯電する機構を設けたり、供給されるトナーの流動性を向上させる等により、充分にトナーの帯電を行ない、現像剤担持体上に現像剤を供給する。たとえば帯電するのを助勢するため現像剤供給部１３の内面を、撹拌部材１１で撹拌された現像剤のキャリアとトナーとの接触帯電を促進するため粗面化処理を行っている。これによって撹拌部材の撹拌により多少生じる風流を現像剤の帯電のために有効に使用し、しかもこの風流による現像剤への押圧を防止することができる。
また、たとえば外添剤を含むトナーの外添剤との撹拌効率を上げることによって、現像剤の流動性が上昇するようにしている。
現像剤規制部材は、現像剤担持体の現像剤搬送方向の上流側で現像剤担持体に対向する対向面に供給口を配置し、現像剤は供給口を通過して供給される。現像剤の通過量と同程度の現像剤が通過するように開口面積を調節することで、規制部材前の現像剤堆積量を通過量の２倍以下にすることができる。
また、このような開口部を設けることで、一旦剤が蓄えられるため、スクリューピッチムラのない供給が可能であるといった利点がある。また、ドクター前に堆積させた場合では、動かない剤の領域が形成されるが、このような構成であれば、長い時間ストレスにさらされた現像剤の発生を極力抑えることができる。
【０００８】
また本発明では、現像剤の供給量を、規制部材前又は後の堆積量をモニターしながら、堆積量が多ければ、供給量を少なくするフィードバック機構あるいは供給量の変動を極力抑制するようなフィードフォワード機構を採用することとしている。これにより堆積量を制御し、極力余分な現像剤を抑制することによりストレスの掛かるような現像剤の発生を抑制し、潜像を現像する際に略同一の薄膜の厚さで現像化することができ、デジタル化における現像の理想的な条件を提供する事ができる。
特に、現像剤の堆積量の増加（減少）を、圧力をモニターしたり光センサーにより透過量をモニターしたり、画像や剤の濃度などをモニターして、剤供給量を調節する方法がある。これらの中で、たとえば圧力を感知する方法を採用すると、安価で簡素な構成にすることが可能であるため、望ましい。しかし、実際の現像剤では、供給量と通過量の関係を維持することが必要となるため、さらに剤供給量を調節するフィードバックしたりフィードフォワードする機構を採用する。
【０００９】
（実施形態１）
以下、本発明を画像形成装置である電子写真複写機（以下、プリンタという）に適用した場合の実施形態１について説明する。
図１は、現像装置の構成を示す概略構成図である。図２は、プロセスカートリッジの構成を示す概略構成図である。
まず、この画像形成装置（たとえばプリンタ）は、像担持体であるドラム状感光体１の周囲に、感光体１を帯電する帯電手段である帯電装置２、感光体１に潜像を形成する潜像形成手段である露光装置、および、感光体１の潜像を現像する現像手段である現像装置３を有する。感光体１の周囲には、感光体１上のトナー像を転写材に転写する転写手段である転写装置、感光体１の残留電位を除去する除電装置、感光体１の転写残トナーを除去するクリーニング手段であるクリーニング装置を有する。なお本発明の画像形成装置は、以下に説明する現像装置を有するか、このような現像装置を有するプロセスカートリッジを備えている。
図１に示すように、感光体１の表面は、所定の周速度で図中矢印Ａ方向に回転駆動されながら、帯電装置２により正又は負の所定電位に均一に帯電される。次に、スリット露光やレーザビーム走査露光等の露光装置により画像に応じた光が照射されて静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置３によって現像されて顕像化される。この現像装置３により感光体１上に形成されたトナー像は、給紙部から感光体１と転写装置との間に感光体１の回転と同期して搬送されてきた転写材に、転写装置により転写される。トナー像が転写された転写材は、感光体１の表面から分離されて定着装置に送られ、熱及び圧力の作用を受けて像定着され、複写物として装置外へプリントアウトされる。
像転写後の感光体１は、クリーニング装置によって転写残トナーが除去されて清浄面化され、除電装置により残留電位が消去された後、繰り返し画像形成に使用される。なお、プリンタの構成は、これに限定されるものではない。例えばドラム状感光体ではなく、ベルト状感光体であってもよい。また、トナー像の転写の際には、中間転写体を用いてもよい。
【００１０】
ここで、図２に示すように、感光体１、帯電装置２、現像装置３は、プロセスカートリッジ４として一体に結合され、プリンタ本体に対して着脱可能に構成されている。これにより、プリンタの長期使用に対しても、保守性、交換性を向上することができる。なお、プロセスカートリッジに組み込まれる部材は、上記感光体１、帯電装置２、現像装置３に限定されるものではなく、例えば、さらにクリーニング装置を付加してもよい。
上記現像装置３は、図１に示すように、感光体１の側方に配設され、現像剤担持体としての現像スリーブ５が感光体１に向けて開口部が形成された攪拌収容部としての現像剤収容器６の開口部から一部を露出させて配置されている。
現像スリーブ５は、図示しない駆動手段で回転駆動され、その内部に、固定配置された磁界発生手段として、複数の固定磁石からなる磁石ロール７等を備えている。磁石ロール７は感光体１との対向領域である現像位置の箇所から現像スリーブ３の回転方向にＳ１、Ｎ２、Ｓ２、Ｓ３、Ｎ１の５磁極を有する。尚、図１の磁極配置は、構成例であり、磁極の個数や配置はこれに限定されない。これにより、現像スリーブ５は、トナー８及び磁性キャリア９とを含む二成分現像剤（以下「現像剤」という。）１０を磁気ブラシとして表面に担持する。
【００１１】
現像剤１０は、現像剤収容器６内に設置されたスクリューよりなる攪拌部材１１によりトナー８と磁性キャリア９とが混合されることで規定の帯電量を得る。
現像スリーブ５上のトナー帯電量は−１０〜−２５［μＣ／ｇ］の範囲が好適である。トナー８は、磁性体を含有させ、１成分磁性トナーとしても使用することも出来る。上記構成の現像装置３において、現像スリーブ５上の現像剤１０は、現像スリーブ５の矢印Ｂ方向の回転に伴って搬送され、現像剤規制部材１２により層厚が規制されて薄層化される。薄層化された現像剤１０は、矢印Ａ方向に回転している感光体１との対向位置である現像位置に搬送される。現像スリーブ５には、図示しない電源によって現像バイアスが印加されており、この現像位置では、現像剤１０中のトナー８が感光体１表面に形成されている静電潜像に供給され、静電潜像を可視化し、現像が行われる。
【００１２】
感光体１と現像スリーブ５の間隙である現像ギャップＧＰは従来の０．８ｍｍから０．４ｍｍの範囲で設定でき値を小さくすることで現像効率の向上を図る事も可能である。本実施形態において、具体的な現像条件は、以下に示す通りである。上記感光体１の直径をたとえば５０ｍｍ、線速を２００ｍｍ／ｓｅｃとする。現像スリーブの直径１８ｍｍ、線速を３００ｍｍ／ｓｅｃとする。なお、現像スリーブ５の線速は、２００〜３００ｍｍ／ｓｅｃが主流である。感光体１の露光前の帯電電位Ｖ０を−３５０Ｖとし、露光後の電位ＶＬを−５０Ｖとして、現像バイアス電圧ＶＢを−２５０Ｖ即ち現像ポテンシャル（ＶＬ−ＶＢ＝２００Ｖ）として現像工程が行われる。この時｜ＶＤ−ＶＬ｜＞｜ＶＬ−ＶＢ｜となる。
本実施形態１に係る現像装置５は、現像剤規制部材１２よりも現像剤搬送方向上流側であって、現像剤規制部材１２の対向部位にある磁極Ｎ１により保持される現像剤量（以下、現像剤規制部材前の現像剤堆積量という）が、現像剤規制部材１２を通過する現像剤量の２倍以下であることを特徴とする。なお、現像剤規制部材前の現像剤堆積量は、現像スリーブ５上において現像剤規制部材１２に対向する位置から磁極Ｎ１の法線磁力密度分布値が０となる位置までの現像剤量である。この現像剤量は、一旦現像スリーブ５を回転させた後、現像剤規制部材１２を保持した状態で現像スリーブ５を現像装置３外に取り出し、上記箇所の現像剤１０を採取して量を測定すればよい。
【００１３】
次に本実施形態１について説明する。図５が本実施形態１の構成を示すものである。また、図４は、比較のために記した従来の装置構成である。
図５に示すように、本実施形態１の画像形成装置では、剤規制部材１２よりも上流側に現像剤の送付量（流量）を調節する調節手段を設けている。
たとえば図５において、攪拌部材１１から現像ローラ５に現像剤１０が供給される経路上に現像剤供給部１３を設置する。現像剤供給部１３は開口部１３−１を有し、この開口部１３−１を通り、現像ローラ５上に剤が供給される。このとき、開口部１３−１の大きさを変えて、現像スリーブ上に保持される現像剤量を制約することができる。また本実施形態１では、現像剤に余分な応力の印加を防止するように、剤集積部１３−２を設けることができる。このような剤集積部１３−２および開口部１３−１を通過する際に、トナーとキャリアとが効率よく接触して剤との摩擦による帯電等を増加させたり、撹拌効率を上げるように剤集積部１３−２、開口部１３−１の内面を粗面化して摩擦帯電を活発化させたり粗面化した内面との摩擦とでトナーの帯電効率を上げることにより、規制部材前での現像剤の帯電を効率よく発生させたり、あるいは撹拌部材による撹拌効果を剤集積部１３−２の内面粗面化により上昇させることができる。なお開口部１３−１および剤集積部１３−２の少なくとも１つを有する現像剤供給部１３は、非磁性部材によって形成されており、その粗面化は、公知の粗面化処理法、たとえばサンドブラスト処理、火炎法、プラズマ処理、電飾など物理的処理による方法などを用いて行うことができる。
本実施形態１では、現像剤供給機構１３に一旦、現像剤が蓄積される。しかし、現像剤規制部材に堆積する場合よりも、低い磁場で保持されるため、受けるストレスは低下される。また、本構成では、堆積した現像剤は、一定時間内でスリーブ上に供給されるため、過剰なストレスが与えられることはない。
【００１４】
以下、本実施形態１に係る現像装置について、実施例を基に具体的に説明する。
本実施例では、現像剤供給機構１３の開口面積を変え、現像剤規制部材前の現像剤堆積量を図３に示すように変化させた実施例１、２、及び比較例１、２、３を用意した。ここでは、現像剤規制部材１２を通過する現像剤量が０．５ｍｇ／ｃｍ２となるように、ドクタギャップを設定している。そして、現像スリーブ５の線速を２００ｍｍ／ｓｅｃとして２０分間、現像装置のみを駆動させたのち、現像剤収容器６内の現像剤を採取し、トナー８の外添加剤の埋没状態を電子顕微鏡で観察した。この結果を図３に示す。図３の結果から、現像剤規制部材前の現像剤堆積量を２倍以下にした実施例１、２では、トナーの外添加剤の埋没状態が改善されていることがわかる。
【００１５】
（実施形態２）
次に、上記現像装置３において剤供給部を変えた実施形態２について、図６を用いて説明する。
本実施形態２の現像装置等の発明では、現像スリーブ上側に剤規制部材１２を配置し、この剤規制部材１２の手前で、かつ、現像スリーブ上に剤供給部１３を設けている。現像剤は、たとえば実施形態１で説明した供給口１４を通過し、現像スリーブ上に供給される。図６に示す現像装置では、現像剤は汲み上げ極などの磁極を介してあるいは介さずに供給され、この現像剤は、現像スリーブ５内に配置された磁石による磁場により、保持され、スリーブの回転により潜像が担持された感光体１上に運ばれる。その途中で、剤規制部材１２を通過する際にこの現像剤はトナーとキャリアとが程よく摩擦帯電された後に剤規制部材１２により、剤の変動がならされて安定して一定層厚に現像剤が形成されて、現像領域に運ばれることとなる。
このような現像装置であれば、剤への低ストレスが可能であり、剤の劣化の少ない径時使用によって、高画質の形成可能な現像装置の提供が可能になる。
攪拌部１５は、外部（たとえば有効な磁界範囲外）に設置してあり、十分にキャリアとトナーとの攪拌をした後に、供給量を調節する部材１３に供給される。本実施形態２では、この供給量調節部材１３が開口部１４により、現像剤が例えば図６に示すように下方方向に供給されるように調節されている。
この調節機能は、磁場のかからない状態で剤が維持されるために、堆積していても強いストレスがかからないため現像剤の劣化は生じないようになっている。このような、開口部を通って、所定量の現像剤が現像担持体に供給される。
本実施形態での現像剤の劣化度合いは、実施形態１より、さらに向上する。なお図６に示す撹拌部１５を、実施形態１に示す撹拌部材を用いて行い、撹拌部１５から剤供給部１３までの現像剤の搬送を極力低エネルギー化するように現像ローラ内の磁力を活用して剤供給部１３に搬送するようにすることも本実施形態の態様に含まれる。
【００１６】
（実施形態３）
本実施形態では、実施形態２で説明した現像装置に、現像剤規制部材１２などに圧力などを感知するセンサー１６を設置し、そのセンサー１６により感知した情報を使用して現像剤量の調節を行うことを特徴としている。
本実施形態での剤供給部１３の詳細を図７に示す。この図７を用いて説明する。
本実施形態３では、圧力センサー１６を剤規制部材１２の裏側に設置している。規制部材１２は、剛性が強くなくても良く、本実施形態の一例では、厚みが０．５ｍｍのＡｌ製を用いることとした。この規制部材１２の両端は、図示していないが、現像装置に保持されている。
たとえば上記したように、センサーとして圧力センサー１６を現像剤規制部材１２のたとえば端部に設置して、フィードバック制御法により制御する場合について、図８に示すフローチャートを参照しながら、調節の例を説明する。
【００１７】
画像形成処理が成されると（スタート）、センサーからのセンサー出力の有無が確認される（ステップＳ１）。ステップＳ１において、出力有りの場合に、センサー出力を確認すると（ステップＳ１でＹｅｓの場合）、センサーにより入手した値が所定値内であるか否かが判断され（ステップＳ２）、所定値内（ａ≧ｘ≧ｂ）であれば（ステップＳ２でＹｅｓの場合）、現状維持（電動シャッターの動作無し：ステップＳ３）となり、ステップＳ１に戻る。また、前記ステップＳ２において所定値内でなければ（ステップＳ２においてＮｏの場合）、電動シャッタの開か閉かを決定した後（ステップＳ４）、電動シャッタの適正な動作を行い（ステップＳ５）、その後、Ｓ１へ戻る。なお、前記ステップＳ２において測定値ｘがａ未満である場合、あるいはｂを越えた場合には電動シャッタを、それぞれ開あるいは閉にする。この際に、たとえば電動シャッタを駆動するのに、ステッピングモータ駆動の場合などでは、閾値を２以上設け（これらをａ１、ａ２、・・・などとする（ただし、ａ１＞ａ２＞・・・））、ａ１（閾値でも最大）の場合には、ｎ１発のトリガーを１回であるいは２以上に分割して周期的に発して駆動し電動シャッタを駆動させて所定量電動シャッタを移動させ、またａ２の場合には、ｎ２発のトリガーを、周期的に発して電動シャッタを所定量動かすようにする。このように、電動シャッタを所定量移動させるのに段階的に行うようにしているので、現像剤の劣化を極度に抑制することができる。上記説明では電動シャッタを開の方向にする場合について論じたが、閉の方向に関しても同様であり、ただしこの場合には、閾値は、ｂ１＜ｂ２＜・・・であり、ａ１、・・・、ａｎ（ｎは整数）とあるのは、それぞれ、ｂ１、・・・、ｂｎ（ｎは整数）と読み替えて解釈するものとする。
また、前記ステップＳ３又はステップＳ５からステップＳ１へ戻る前に、画像形成処理が継続しているか否かを判断し（ステップＳ６）、画像形成処理が終了していれば終了し、継続している場合にはステップＳ１に戻るようにすることもできる。また上記したステップＳ２の変わりに、前の値あるいは基準値との差分を取ってその差分がどの閾値にあるのかを判断し電動シャッタを調節してフィードバック制御する方式とすることもできる。
このようにして、剤規制部材前の堆積量に応じて、現像剤の供給量を調節することが可能になり、たとえば、径時的に現像剤の堆積量を制御することができ、現像剤の劣化を抑え、また、長期の使用においても安定した現像剤の供給量を維持し、高画質となる。
【００１８】
上記した本実施形態３では、センサーとして圧力センサーを使用し、フィードバック機構で調節するのを例にして説明した。
しかしながら本実施形態３では、センサーとして圧力センサー以外のセンサーを用いたものであってもよく、たとえば、光学式センサーを用いたり、音響センサーを用いたりすることもできる。
たとえば光学式センサーにおいて発光素子と受光素子とを有し、その反射光を感知したり、あるいは発信素子とマイクロホンにより反射音を感知し、前記したのと同様なフィードバック機構により制御して調節するようにすることもできる。さらにこれら光学式又は音響センサーを用い、現像剤規制部１２後での変動を剤供給部の供給口１４をフィードフォワード制御して剤供給部の供給口の電動シャッタを調節することもできる。なお本実施形態３の図７に示す例では電動シャッタは片方向により調節する例を示しているが、両方向から、調節する方式を採用することもできる。なお本発明では、現像剤担持体部材上に保持されている現像剤量が前記現像剤規制部材を通過した後の現像剤量の２倍以下であるように調節するようにしている。そして前記したフィードバック制御方式、フィードフォワード制御方式のいずれにおいてもこれを守るように制御している。またその際に現像剤量の調節量の下限値は極限的には０であることも含まれ、また０〜１倍（正確には０以上１倍未満）で有る場合も含まれるが、通常は、有る値（たとえば１＋δ±ａ（δ、ａは正の微小量、））を周期的に変化していることが多い傾向がある。
本発明では、上記したような実施形態１〜３に示す現像装置を、プロセスカートリッジとして形成し、このような現像装置を有するカートリッジによれば、上記現像装置５と感光体１と帯電装置２とをプリンタ本体に対して着脱可能に一体構造物として構成しており、長期使用においても保守性、交換性を向上することができる。また、本実施形態に係るプリンタによれば、長期使用においても現像剤１０の劣化が低減され、安定した高画質画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る現像装置の要部を示す概略構成図。
【図２】本発明に係るプロセスカートリッジの概略構成図。
【図３】本発明に係る現像装置の現像剤量規制とトナー外添剤埋没状態との関係を示す説明図。
【図４】従来の現像装置の構成を示す断面図。
【図５】本発明の現像装置の構成を示す断面図。
【図６】本発明の現像装置のトナー供給量制御部の構成を示す断面図。
【図７】本発明の現像装置の圧力センサーによるトナー供給量制御部の構成を示す断面図。
【図８】図７に示すような現像装置を用いてトナー供給量を制御するフローチャート。
【符号の説明】
【００２０】
１  感光体、２  帯電装置、３  現像装置、４  プロセスカートリッジ、５  現像スリーブ、６  現像剤収容器、７  磁気ロール、８  トナー、９  キャリア、１０  現像剤、１１  攪拌部材、１２  現像剤規制部材、１３  現像剤供給部、１４  供給口、１５  攪拌部、１６  圧力センサー（センサー）、１７  現像剤供給部、１８  供給口
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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