(57)【要約】【課題】簡易な構成で、現像剤量が減少した場合にも現像剤担持体への現像剤の供給を良好な現像剤供給部材、これを備えた現像装置、これを備えたプロセスカートリッジ、かかる現像装置またはプロセスカートリッジを備えた画像形成装置、かかる現像剤供給部材を用いた現像剤供給方法の提供。【解決手段】トナーとキャリアとを含む現像剤を担持し像担持体２０Ｙに供給する現像剤担持体５１Ｙに対して前記現像剤を供給する現像剤供給部材５３Ｙであって、前記現像剤を現像剤担持体５１Ｙの幅方向に搬送するための現像剤搬送部９３Ｙを備えた現像剤供給部材５３Ｙにおいて、少なくとも現像剤搬送部９３Ｙの現像剤担持体５１Ｙに対する対向部に前記現像剤を担持するための磁性部を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアとを含む現像剤を担持し像担持体に供給する現像剤担持体に対して前記現像剤を供給する現像剤供給部材であって、前記現像剤を前記現像剤担持体の幅方向に搬送するための現像剤搬送部を備えた現像剤供給部材において、
少なくとも前記現像剤搬送部の前記現像剤担持体に対する対向部に前記現像剤を担持するための磁性部を有することを特徴とする現像剤供給部材。
【請求項２】
請求項１記載の現像剤供給部材において、前記現像剤搬送部は、現像剤供給部材の回転軸の軸方向に対して傾斜するように前記回転軸に設けられていることを特徴とする現像剤供給部材。
【請求項３】
請求項１または２記載の現像剤供給部材において、前記磁性部が前記現像剤搬送部の表面に層状に形成されていることを特徴とする現像剤供給部材。
【請求項４】
請求項３記載の現像剤供給部材において、前記磁性部がメッキであることを特徴とする現像剤供給部材。
【請求項５】
請求項３または４記載の現像剤供給部材において、前記磁性部を電解メッキにより形成したことを特徴とする現像剤供給部材。
【請求項６】
請求項３記載の現像剤供給部材において、前記磁性部を貼り付けにより形成したことを特徴とする現像剤供給部材。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか１つに記載の現像剤供給部材を備えた現像装置。
【請求項８】
請求項７記載の現像装置において、
前記キャリアは、芯材と、芯材表面に形成された樹脂被覆層とを有し、
前記樹脂被覆層は、その吸油量が１０〜３００ｍｌ／１００ｇになるように形成された導電性粒子を含有しており、
前記導電性粒子は、基体粒子と、この基体粒子の表面に形成された導電性被覆層とを有し、
前記導電性被覆層は、前記基体粒子の表面に形成された二酸化スズ層と、この二酸化スズ層上に形成された、二酸化スズを含む酸化インジウム層とを有し、
前記トナーは、結着樹脂と離型剤と着色剤とを含み、
前記結着樹脂は、前記離型剤の含有量に対する含有量比が０．５〜３の範囲となるように形成された、ビニル系重合体とポリエステル系重合体とを含有するハイブリッド樹脂を含有していることを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項８記載の現像装置において、
前記キャリアは、重量平均粒径が２０〜６５μｍの範囲になるように形成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
請求項７ないし９の何れか１つに記載の現像装置において、
前記トナーは、平均粒径が３．５〜７．５μｍの範囲になるように形成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項１１】
請求項７ないし１０の何れか１つに記載の現像装置において、
トナー濃度を４〜１２重量％の範囲内で制御することを特徴とする現像装置。
【請求項１２】
請求項７ないし１１の何れか１つに記載の現像装置と、この現像装置によって前記現像剤を供給される像担持体とを備え、
画像形成装置に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジ。
【請求項１３】
請求項７ないし１１の何れか１つに記載の現像装置、または、請求項１２記載のプロセスカートリッジを備えた画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１ないし６の何れか１つに記載の現像剤供給部材を用いて前記現像剤を前記現像剤担持体に供給する現像剤供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置、この画像形成装置に備えられた像担持体にいわゆる２成分現像剤を供給する現像装置、この現像装置に備えられかかる像担持体に２成分現像剤を供給する現像剤担持体に対して２成分現像剤を供給する現像剤供給部材、かかる像担持体とかかる現像装置を備えたプロセスカートリッジ、かかる現像剤供給部材を用いかかる現像剤担持体に２成分現像剤を供給する現像剤供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、トナーと磁性キャリアとを含むいわゆる２成分現像剤（以下、現像剤という）を用いる現像装置が、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に広く用いられている。
【０００３】
かかる現像装置において、〔特許文献１〕ないし〔特許文献４〕等に記載されているように、現像剤を収容した現像容器の内部に、画像形成装置本体側の感光体等の像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体と、この現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材とを備えたものが知られている。
【０００４】
現像剤供給部材としては、たとえば〔特許文献１〕ないし〔特許文献３〕に記載されているように、回転により現像剤を現像剤担持体に向けて給送するパドル形状のもののほか、〔特許文献４〕に記載されているように、回転により現像剤を現像剤担持体に向けて給送するとともに、その軸方向に現像剤を搬送する機能を備えた、回転軸上にスパイラル状の突条を備えたスクリュ形状のもの、回転軸上に斜板を備えた羽根形状のものがある。
【０００５】
ところが、トナーの消費によって現像容器内の現像剤量が減少したり、高温高湿環境下で現像剤の帯電量が減少し現像剤の嵩が減少したりすると、かかる現像剤供給部材による現像剤担持体への現像剤の供給量が減少してしまうという問題がある。特に、現像剤供給部材がスクリュ形状、羽根形状である場合には、スクリュ、斜板が現像剤量の減少により現像剤表面上に露出すると、スクリュ、斜板のピッチに応じた現像剤の供給ムラ及び高さのムラが生じ、これらのムラに応じて、画像形成装置で形成した画像上に、画像の濃度ムラが生じてしまうという問題がある。
【０００６】
また、現像剤供給部材が、軽量化の観点から、従来用いられていた金属製のものから、樹脂製のものへと転換してきている現状においては、現像剤供給部材の撓みが生じやすく、現像剤量が減少した場合に特にかかる問題が生じやすい。
【０００７】
〔特許文献１〕ないし〔特許文献３〕においては、現像剤供給部材と現像剤担持体との間に、現像剤の搬送を中継ぎする作用を有するマグネットローラを設ける技術が開示されている。このような構成によれば、マグネットローラにより、現像容器内の現像剤位置から現像剤担持体位置までの距離が遠いことによる現像剤の供給不足が抑制され得る。
【０００８】
〔特許文献４〕においては、スクリュ形状の現像剤供給部材を備えた現像装置において、スクリュのピッチに応じた現像剤の担持量のムラが現像剤担持体上に生じることを防止すべく、現像剤供給部材による現像剤担持体への現像剤の供給位置の近傍に、現像剤担持体に現像剤を押し付ける規制部材を、現像剤担持体に対向して配置した技術が開示されている。
【０００９】
【特許文献１】特開平２−１７１７８７号公報
【特許文献２】特開平５−１３３１６号公報
【特許文献３】特開平１０−４８９５１号公報
【特許文献４】特開２００２−２５８６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、〔特許文献１〕ないし〔特許文献３〕に記載の技術では、マグネットローラを設けることにより、現像装置の大型化、高価格化が生じ、またこれに加えてマグネットローラの配設位置、マグネットローラに備えられる磁極の位置等をうまく設定しないと、現像剤の動きに悪影響を及ぼす可能性がある。
【００１１】
また〔特許文献４〕記載の技術では、現像容器内の現像剤量、嵩が減少し現像剤供給部材による現像剤担持体への現像剤の供給量が減少した場合には、規制部材による現像剤担持体への現像剤の押し付け作用が低下するため、上述の問題が十分に解決されているとはいえない。
【００１２】
本発明は、簡易な構成で、現像剤量が減少した場合にも現像剤担持体への現像剤の供給を良好な現像剤供給部材、これを備えた現像装置、これを備えたプロセスカートリッジ、かかる現像装置またはプロセスカートリッジを備えた画像形成装置、かかる現像剤供給部材を用いた現像剤供給方法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】
【００１３】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、トナーとキャリアとを含む現像剤を担持し像担持体に供給する現像剤担持体に対して前記現像剤を供給する現像剤供給部材であって、前記現像剤を前記現像剤担持体の幅方向に搬送するための現像剤搬送部を備えた現像剤供給部材において、少なくとも前記現像剤搬送部の前記現像剤担持体に対する対向部に前記現像剤を担持するための磁性部を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の現像剤供給部材において、前記現像剤搬送部は、現像剤供給部材の回転軸の軸方向に対して傾斜するように前記回転軸に設けられていることを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の現像剤供給部材において、前記磁性部が前記現像剤搬送部の表面に層状に形成されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の現像剤供給部材において、前記磁性部がメッキであることを特徴とする。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項３または４記載の現像剤供給部材において、前記磁性部を電解メッキにより形成したことを特徴とする。
【００１８】
請求項６記載の発明は、請求項３記載の現像剤供給部材において、前記磁性部を貼り付けにより形成したことを特徴とする。
【００１９】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６の何れか１つに記載の現像剤供給部材を備えた現像装置にある。
【００２０】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の現像装置において、前記キャリアは、芯材と、芯材表面に形成された樹脂被覆層とを有し、前記樹脂被覆層は、その吸油量が１０〜３００ｍｌ／１００ｇになるように形成された導電性粒子を含有しており、前記導電性粒子は、基体粒子と、この基体粒子の表面に形成された導電性被覆層とを有し、前記導電性被覆層は、前記基体粒子の表面に形成された二酸化スズ層と、この二酸化スズ層上に形成された、二酸化スズを含む酸化インジウム層とを有し、前記トナーは、結着樹脂と離型剤と着色剤とを含み、前記結着樹脂は、前記離型剤の含有量に対する含有量比が０．５〜３の範囲となるように形成された、ビニル系重合体とポリエステル系重合体とを含有するハイブリッド樹脂を含有していることを特徴とする。
【００２１】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の現像装置において、前記キャリアは、重量平均粒径が２０〜６５μｍの範囲になるように形成されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項１０記載の発明は、請求項７ないし９の何れか１つに記載の現像装置において、前記トナーは、平均粒径が３．５〜７．５μｍの範囲になるように形成されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項１１記載の発明は、請求項７ないし１０の何れか１つに記載の現像装置において、トナー濃度を４〜１２重量％の範囲内で制御することを特徴とする。
【００２４】
請求項１２記載の発明は、請求項７ないし１１の何れか１つに記載の現像装置と、この現像装置によって前記現像剤を供給される像担持体とを備え、画像形成装置に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジにある。
【００２５】
請求項１３記載の発明は、請求項７ないし１１の何れか１つに記載の現像装置、または、請求項１２記載のプロセスカートリッジを備えた画像形成装置にある。
【００２６】
請求項１４記載の発明は、請求項１ないし６の何れか１つに記載の現像剤供給部材を用いて前記現像剤を前記現像剤担持体に供給する現像剤供給方法にある。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、トナーとキャリアとを含む現像剤を担持し像担持体に供給する現像剤担持体に対して前記現像剤を供給する現像剤供給部材であって、前記現像剤を前記現像剤担持体の幅方向に搬送するための現像剤搬送部を備えた現像剤供給部材において、少なくとも前記現像剤搬送部の前記現像剤担持体に対する対向部に前記現像剤を担持するための磁性部を有することを特徴とするので、磁性部を設けるという簡易な構成で、現像剤量が減少した場合にも、またその撓みがかりに生じても、現像剤を磁性部によって汲み上げることで現像剤担持体への現像剤の供給を良好に保つことが可能であり、濃度ムラの防止ないし抑制された良好な現像及び画像形成に寄与することができる現像剤供給部材を提供することができる。
【００２８】
前記現像剤搬送部は、現像剤供給部材の回転軸の軸方向に対して傾斜するように前記回転軸に設けられていることとすれば、磁性部を設けるという簡易な構成で、現像剤量が減少した場合にも、またその撓みがかりに生じても、現像剤を磁性部によって汲み上げることで現像剤担持体への現像剤の供給を良好に保つことが可能であり、現像剤搬送部の形状に起因した濃度ムラの防止ないし抑制された良好な現像及び画像形成に寄与することができる現像剤供給部材を提供することができる。
【００２９】
前記磁性部が前記現像剤搬送部の表面に層状に形成されていることとすれば、現像剤搬送部の表面に磁性部を設けるという簡易な構成で、現像剤量が減少した場合にも、またその撓みがかりに生じても、現像剤を磁性部によって汲み上げることで現像剤担持体への現像剤の供給を良好に保つことが可能であり、現像剤搬送部の形状に起因した濃度ムラの防止ないし抑制された良好な現像及び画像形成に寄与することができる現像剤供給部材を提供することができる。
【００３０】
前記磁性部がメッキであることとすれば、現像剤搬送部の表面にメッキの磁性部を設けるという簡易な構成で、現像剤量が減少した場合にも、またその撓みがかりに生じても、現像剤を磁性部によって汲み上げることで現像剤担持体への現像剤の供給を良好に保つことが可能であり、現像剤搬送部の形状に起因した濃度ムラの防止ないし抑制された良好な現像及び画像形成に寄与することができる現像剤供給部材を提供することができる。
【００３１】
前記磁性部を電解メッキにより形成したこととすれば、現像剤搬送部の表面に、メッキの方法として一般的な電解メッキによって形成された磁性部という簡易な構成で、現像剤量が減少した場合にも、またその撓みがかりに生じても、現像剤を磁性部によって汲み上げることで現像剤担持体への現像剤の供給を良好に保つことが可能であり、現像剤搬送部の形状に起因した濃度ムラの防止ないし抑制された良好な現像及び画像形成に寄与することができる現像剤供給部材を提供することができる。
【００３２】
前記磁性部を貼り付けにより形成したこととすれば、現像剤搬送部の表面に、貼り付けという簡易な方法で形成された磁性部という簡易な構成で、現像剤量が減少した場合にも、またその撓みがかりに生じても、現像剤を磁性部によって汲み上げることで現像剤担持体への現像剤の供給を良好に保つことが可能であり、現像剤搬送部の形状に起因した濃度ムラの防止ないし抑制された良好な現像及び画像形成に寄与することができる現像剤供給部材を提供することができる。
【００３３】
本発明は、請求項１ないし６の何れか１つに記載の現像剤供給部材を備えた現像装置にあるので、上述の効果を奏する現像剤供給部材を備え、磁性部を設けた簡易な構成の現像剤供給部材で、現像剤量が減少した場合にも、またその撓みがかりに生じても、現像剤を磁性部によって汲み上げることで現像剤担持体への現像剤の供給を良好に保つことが可能であり、濃度ムラの防止ないし抑制された良好な現像を行い得るとともに、これによる良好な画像形成に寄与することができる現像装置を提供することができる。
【００３４】
前記キャリアは、芯材と、芯材表面に形成された樹脂被覆層とを有し、前記樹脂被覆層は、その吸油量が１０〜３００ｍｌ／１００ｇになるように形成された導電性粒子を含有しており、前記導電性粒子は、基体粒子と、この基体粒子の表面に形成された導電性被覆層とを有し、前記導電性被覆層は、前記基体粒子の表面に形成された二酸化スズ層と、この二酸化スズ層上に形成された、二酸化スズを含む酸化インジウム層とを有し、前記トナーは、結着樹脂と離型剤と着色剤とを含み、前記結着樹脂は、前記離型剤の含有量に対する含有量比が０．５〜３の範囲となるように形成された、ビニル系重合体とポリエステル系重合体とを含有するハイブリッド樹脂を含有していることとすれば、導電性被覆層が基体粒子の表面に均一且つ強固に固定され、また抵抗調整剤としてカーボンブラック等を含有させることなく経時においても安定的に抵抗調整がなされたキャリアを含む現像剤を用いて現像を行うことができ、また、磁性部を設けた簡易な構成の現像剤供給部材で、現像剤量が減少した場合にも、またその撓みがかりに生じても、現像剤を磁性部によって汲み上げることで現像剤担持体への現像剤の供給を良好に保つことが可能であり、濃度ムラの防止ないし抑制された良好な現像を経時的に行い得るとともに、これによる経時的に良好な画像形成に寄与することができる現像装置を提供することができる。
【００３５】
前記キャリアは、重量平均粒径が２０〜６５μｍの範囲になるように形成されていることとすれば、導電性被覆層が基体粒子の表面に均一且つ強固に固定され、また抵抗調整剤としてカーボンブラック等を含有させることなく経時においても安定的に抵抗調整がなされ、またキャリア付着が生じにくく出力画像の粒状性が良好なキャリアを含む現像剤を用いて現像を行うことができ、また、磁性部を設けた簡易な構成の現像剤供給部材で、現像剤量が減少した場合にも、またその撓みがかりに生じても、現像剤を磁性部によって汲み上げることで現像剤担持体への現像剤の供給を良好に保つことが可能であり、濃度ムラの防止ないし抑制された良好な現像を経時的に行い得るとともに、これによる経時的に良好な画像形成に寄与することができる現像装置を提供することができる。
【００３６】
前記トナーは、平均粒径が３．５〜７．５μｍの範囲になるように形成されていることとすれば、導電性被覆層が基体粒子の表面に均一且つ強固に固定され、また抵抗調整剤としてカーボンブラック等を含有させることなく経時においても安定的に抵抗調整がなされ、また後端白抜けやハロー画像が発生しにくく出力画像の粒状性が良好なキャリアを含む現像剤を用いて現像を行うことができ、また、磁性部を設けた簡易な構成の現像剤供給部材で、現像剤量が減少した場合にも、またその撓みがかりに生じても、現像剤を磁性部によって汲み上げることで現像剤担持体への現像剤の供給を良好に保つことが可能であり、濃度ムラの防止ないし抑制された良好な現像を経時的に行い得るとともに、これによる経時的に良好な画像形成に寄与することができる現像装置を提供することができる。
【００３７】
トナー濃度を４〜１２重量％の範囲内で制御することとすれば、導電性被覆層が基体粒子の表面に均一且つ強固に固定され、また抵抗調整剤としてカーボンブラック等を含有させることなく経時においても安定的に抵抗調整がなされたキャリアを含む現像剤を用いて現像を行うことができ、また、磁性部を設けた簡易な構成の現像剤供給部材で、現像剤量が減少した場合にも、またその撓みがかりに生じても、トナー濃度及びこれに左右される現像剤の嵩を適正に保ち、現像剤を磁性部によって汲み上げることで現像剤担持体への現像剤の供給を良好に保つことが可能であり、濃度ムラの防止ないし抑制された良好な現像を経時的に行い得るとともに、これによる経時的に良好な画像形成に寄与することができる現像装置を提供することができる。
【００３８】
本発明は、請求項７ないし１１の何れか１つに記載の現像装置と、この現像装置によって前記現像剤を供給される像担持体とを備え、画像形成装置に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジにあるので、上述の効果を奏する現像装置を備え、磁性部を設けた簡易な構成の現像剤供給部材で、現像剤量が減少した場合にも、またその撓みがかりに生じても、現像剤を磁性部によって汲み上げることで現像剤担持体への現像剤の供給を良好に保つことが可能であり、濃度ムラの防止ないし抑制された良好な現像を行い得るとともに、これによる良好な画像形成に寄与することができるとともに、画像形成装置のメンテナンス性向上に寄与することができるプロセスカートリッジを提供することができる。
【００３９】
本発明は、請求項７ないし１１の何れか１つに記載の現像装置、または、請求項１２記載のプロセスカートリッジを備えた画像形成装置にあるので、上述の効果を奏する現像装置またはプロセスカートリッジを備え、磁性部を設けた簡易な構成の現像剤供給部材で、現像剤量が減少した場合にも、またその撓みがかりに生じても、現像剤を磁性部によって汲み上げることで現像剤担持体への現像剤の供給を良好に保つことが可能であり、濃度ムラの防止ないし抑制された良好な現像を行い得るとともに、これによる良好な画像形成を行い得る画像形成装置を提供することができる。
【００４０】
本発明は、請求項１ないし６の何れか１つに記載の現像剤供給部材を用いて前記現像剤を前記現像剤担持体に供給する現像剤供給方法にあるので、上述の効果を奏する現像剤供給部材を有し、磁性部を設けた簡易な構成の現像剤供給部剤を用いることで、現像剤量が減少した場合にも、またその撓みがかりに生じても、現像剤を磁性部によって汲み上げることで現像剤担持体への現像剤の供給を良好に保つことが可能であり、濃度ムラの防止ないし抑制された良好な現像及び画像形成に寄与することができる現像剤供給方法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】
【００４１】
図１に本発明を適用した画像形成装置の概略を示す。画像形成装置１００は、カラー画像を形成可能であるカラーレーザプリンタであるが、他のタイプのプリンタ、ファクシミリ、複写機、複写機とプリンタとの複合機等、他の画像形成装置であっても良い。画像形成装置１００は、外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づき画像形成処理を行なう。画像形成装置１００は、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、ＯＨＰシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをもシート状の記録媒体として画像形成を行なうことが可能である。
【００４２】
画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な像担持体としての感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫを並設したタンデム構造を採用している。感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫは、画像形成装置１００の本体９９の内部のほぼ中央部に配設された無端のベルトである中間転写体としての転写ベルト１１の外周面側すなわち作像面側に位置している。
【００４３】
転写ベルト１１は、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫに対峙しながら反時計方向である矢印Ａ１方向に移動可能となっている。各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫに形成された可視像すなわちトナー像は、矢印Ａ１方向に移動する転写ベルト１１に対しそれぞれ重畳転写され、その後、記録媒体である転写紙Ｓに一括転写されるようになっている。転写ベルト１１は、その下側の部分が各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫに対向しており、この対向した部分が、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫ上のトナー像を転写ベルト１１に転写する１次転写部９８を形成している。
【００４４】
転写ベルト１１に対する重畳転写は、転写ベルト１１がＡ１方向に移動する過程において、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫに形成されたトナー像が、転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写されるよう、転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫに対向する位置に配設された１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫによる電圧印加によって、Ａ１方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。
【００４５】
各感光体ドラム感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫは、Ａ１方向の上流側からこの順で並んでいる。各感光体ドラム感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫはそれぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの画像を形成するための、画像形成部としてのトナー像形成部たる画像ステーション６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０ＢＫに備えられている。
【００４６】
画像形成装置１００は、４つの画像ステーション６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０ＢＫと、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫの上方に対向して配設され、転写ベルト１１を備えたユニットとしての転写ベルトユニット１０と、転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１に従動し、連れ回りする転写部材としての２次転写ローラ５と、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０ＢＫの下方に対向して配設された潜像形成手段としての書込ユニットである露光装置たる光走査装置８とを有している。
【００４７】
画像形成装置１００はまた、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫと転写ベルト１１との間に向けて搬送される転写紙Ｓを積載した給紙ユニットとしてのシート給送装置６１と、シート給送装置６１から搬送されてきた記録紙Ｓを、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０ＢＫによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、転写ベルト１１と２次転写ローラ５との間の２次転写ニップに向けて繰り出すレジストローラ対４と、転写紙Ｓの先端がレジストローラ対４に到達したことを検知する図示しないセンサとを有している。
【００４８】
画像形成装置１００はまた、トナー像を転写された転写紙Ｓに同トナー像を定着させるためのベルト定着方式の定着ユニットとしての定着装置６と、定着済みの転写紙Ｓを本体９９の外部に排出する排紙ローラ７と、転写ベルトユニット１０の上方に配設され、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを充填された、本体９９に着脱される着脱部材としてのトナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９ＢＫと、本体９９の上側に配設され排出ローラ７により本体９９の外部に排出された転写紙Ｓを積載する排紙トレイ１７と、廃トナー等の不要物を収納する廃トナータンク８３とを有している。
【００４９】
画像形成装置１００はまた、トナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９ＢＫ内のトナーを画像ステーション６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０ＢＫのそれぞれに備えられた、現像装置５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０ＢＫに供給する図示しないトナー供給機構と、画像形成装置１００全体の動作を制御する図示しない制御手段を有している。
【００５０】
転写ベルトユニット１０は、転写ベルト１１の他に、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫと、転写ベルト１１を巻き掛けられた、駆動部材である駆動ローラ７２と、転写入口ローラ７３と、クリーニング対向ローラ７４と、クリーニング対向ローラ７４を転写ベルト１１の張力を増加する方向に付勢する付勢手段としてのばね７５とを有している。
【００５１】
転写ベルトユニット１０はまた、本体９９に着脱自在に支持され、駆動ローラ７２、転写入口ローラ７３、クリーニング対向ローラ７４、ばね７５等を保持し、転写ベルトユニット１０の筐体をなす中間転写ベルトケース１４と、中間転写ベルトケース１４と一体をなし、転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１上をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置としてのクリーニング装置１３とを有している。
【００５２】
クリーニング対向ローラ７４は、ばね７５の作用により、転写ベルト１１に、転写に適した所定の張力を与える加圧部材としてのテンションローラたる機能を有している。
クリーニング装置１３は、詳細な図示を省略するが、転写ベルト１１に対向、当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードとを有しており、転写ベルト１１上の残留トナー等の異物をクリーニングブラシとクリーニングブレードとにより掻き取り、除去して、転写ベルト１１をクリーニングするようになっている。このクリーニングにより生じた廃トナー等の不要物は、図示しない廃トナー経路を経て廃トナータンク８３に収納されるようになっている。
【００５３】
シート給送装置６１は、本体９９の下部に配設されており、多数枚の転写紙Ｓを積載可能な給紙カセット６１ａと、給紙カセット６１ａに積載された転写紙Ｓのうち最上位の転写紙Ｓの上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ３とを有しており、給送ローラ３が反時計回り方向に回転駆動されることにより、給紙カセット６１ａに積載されている転写紙Ｓのうち最上位の転写紙Ｓをレジストローラ対４に向けて給送するようになっている。
【００５４】
定着装置６は、ベルトユニット６２と、ベルトユニット６２に圧接された加圧ローラ６３とを有している。ベルトユニット６２は、無端状の定着ベルト６４と、定着ベルト６４を張架しながら無端移動させる定着ローラ６５と、定着ローラ６５とともに定着ベルト６４を巻き掛け内部に図示しない熱源を有する加熱ローラ６６とを有している
【００５５】
定着装置６は、トナー像を担持した転写紙をベルトユニット６２と加圧ローラ６３との圧接部である定着部に挟み込む態様で通すことで、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を転写紙の表面に定着するようになっている。
【００５６】
トナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９ＢＫ内のイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーは、トナー供給機構により、所定の補給量だけ、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０ＢＫにそれぞれ備えられた現像装置５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０ＢＫに補給される。トナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９ＢＫは、内部のトナーがなくなると交換される消耗品であり、トナーがなくなったとき等に本体９９に脱着され、交換される。
【００５７】
画像ステーション６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０ＢＫについて、そのうちの一つの、感光体ドラム２０Ｙを備えた画像ステーション６０Ｙの構成を代表して構成を説明する。なお、他の画像ステーションの構成に関しても実質的に同一であるので、以下の説明においては、便宜上、感光体ドラム２０Ｙを備えた画像ステーションの構成に付した符号に対応する符号を、他の画像ステーションの構成に付し、詳細な説明については適宜省略することとし、符号の末尾にＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋが付されたものはそれぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの画像形成を行うための構成であることを示すこととする。
【００５８】
図２に示すように、感光体ドラム２０Ｙを備えた画像ステーション６０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙの周囲に、図中時計方向であるその回転方向Ｂ１に沿って、１次転写ローラ１２Ｙと、クリーニング手段としてのクリーニング装置４０Ｙと、帯電手段である帯電ユニットとしての帯電装置３０Ｙと、現像手段としての現像ユニットである現像装置５０Ｙとを有している。
【００５９】
感光体ドラム２０Ｙと、クリーニング装置４０Ｙと、帯電装置３０Ｙと、現像装置５０Ｙとは一体化されており、プロセスカートリッジ９５Ｙを構成している。プロセスカートリッジ９５Ｙは本体９９に固定された図示しないガイドレールに沿って本体９９に対して引き出し自在であるとともに、本体９９に押し込むことが可能であり、本体９９に対して着脱自在に設置されている。
【００６０】
プロセスカートリッジ９５Ｙは、本体９９に押し込むと、画像形成に適した所定の位置に装填され、位置決めされるようになっている。このようにプロセスカートリッジ化することは、交換部品として取り扱うことができるため、メンテナンス性が著しく向上し、大変好ましい。
【００６１】
プロセスカートリッジ９５Ｙは、感光体ドラム２０Ｙと、クリーニング装置４０Ｙと、帯電装置３０Ｙと、現像装置５０Ｙとのうち、少なくとも感光体ドラム２０Ｙと現像装置５０Ｙとが、一体化されることによって構成され、本体９９に着脱自在に設置されるユニットである。
【００６２】
帯電装置３０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙの表面に当接して従動回転する帯電ローラ３１Ｙと、帯電ローラ３１Ｙに当接し従動回転するクリーニングローラ３２Ｙとを有している。帯電ローラ３１Ｙには、直流に交流成分のバイアスを重畳印加する図示しない電圧印加手段が接続されており、感光体ドラム２０Ｙと対向する帯電領域において、感光体ドラム２０Ｙの表面を除電すると同時に、所定の極性に帯電するようになっている。
【００６３】
クリーニングローラ３２Ｙは帯電ローラ３１Ｙに従動回転することで帯電ローラ３１Ｙをクリーニングするようになっている。
このように、本形態では、接触ローラを用いた帯電システムを採用しているが、帯電システムは、近接ローラを用いたものであっても良いし、コロトロン方式を採用したものであっても良い。
【００６４】
１次転写ローラ１２Ｙには、図示しない電源を備えたバイアス印加手段とバイアス制御手段とによって１次転写に適した所定の電圧が印加されるようになっている。
図１に示した光走査装置８は、図２に示すように、感光体ドラム２０Ｙにおける帯電領域と現像領域との間の領域に、画像情報に応じて光変調されたレーザー光Ｌを照射して帯電ローラ３１Ｙにより帯電された後の感光体ドラム２０Ｙの表面を露光し、現像装置５０Ｙによってイエロートナー像として可視像化される静電潜像を形成するようになっている。
【００６５】
クリーニング装置４０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙに対向する部分に開口部を有するクリーニングケース４３Ｙと、感光体ドラム２０Ｙに当接し感光体ドラム２０Ｙ上の残留トナー、キャリア、紙粉等の不要物を掻き取ってクリーニングする回転ブラシとしてのブラシローラ４５Ｙと、感光体ドラム２０Ｙの回転方向Ｂ１において、ブラシローラ４５Ｙよりも下流側の位置で感光体ドラム２０Ｙに当接し感光体ドラム２０Ｙ上の不要物を掻き取ってクリーニングするためのブレードとしてのクリーニングブレード４１Ｙとを有している。
【００６６】
クリーニング装置４０Ｙはまた、クリーニングケース４３Ｙに回転自在に支持され、ブラシローラ４５Ｙ、クリーニングブレード４１Ｙによって掻き取られ、また除去されることによって生じた廃トナー等の不要物を廃トナータンク８３に向けて搬送するための図示しない廃トナー経路の一部を構成する排出スクリュ４２Ｙを有している。
【００６７】
現像装置５０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙに対向する部分に開口部を有する現像ケース５５Ｙと、かかる開口部から感光体ドラム２０Ｙに臨むよう感光体ドラム２０Ｙに近接対向して配設された現像剤担持体としての現像ローラ５１Ｙと、現像ローラ５１Ｙ上の現像剤を一定の高さに規制する規制部材としてのドクタである現像ブレード５２Ｙとを有している。
【００６８】
現像装置５０Ｙはまた、現像ケース５５Ｙの下部に互いに対向するように配設され、互いに逆方向に回転駆動されることで現像剤を攪拌するとともに現像ローラ５１Ｙに現像剤を供給するための現像剤供給部材としての第１搬送スクリュ５３Ｙ及び第２攪拌スクリュ５４Ｙと、第１搬送スクリュ５３Ｙと第２搬送スクリュ５４Ｙとの間に設けられた仕切り壁５７Ｙと、仕切り壁５７Ｙによって仕切られ第１搬送スクリュ５３Ｙ、第２搬送スクリュ５４Ｙをそれぞれ収容した第１収容室５８Ｙ、第２収容室５９Ｙとを有している。
【００６９】
現像装置５０Ｙはまた、トナー供給機構によりトナーボトル９Ｙ内のイエロー色のトナーを供給され一時的に蓄えるトナーホッパー８０Ｙと、第１収容室５８Ｙの底部に備えられ現像剤中のトナー濃度を測定するトナー濃度検知手段としてのＴセンサであるトナー濃度検知センサ５６Ｙと、直流成分の現像バイアスを印加する図示しないバイアス印加手段と、現像ローラ５１Ｙを駆動する図示しない現像駆動手段と、第１搬送スクリュ５３Ｙと第２搬送スクリュ５４Ｙとを互いに逆方向に回転駆動する図示しない搬送駆動手段等を有している。
【００７０】
図３に示すように、現像ローラ５１Ｙは、磁界発生手段としてのマグネットローラ８１Ｙと、マグネットローラ８１Ｙを内包し現像駆動手段により図中反時計方向であるＣ１方向に駆動される非磁性の現像スリーブ８２Ｙとを有している。
【００７１】
マグネットローラ８１Ｙは、現像ケース５５Ｙに固定されたプラスチックローラ８４Ｙと、プラスチックローラ８４Ｙに埋め込まれた複数の磁極を形成する複数の磁石であるマグネットブロック８５Ｙ、８６Ｙ、８７Ｙ、８８Ｙ、８９Ｙとを有している。
【００７２】
マグネットブロック８５Ｙは、現像スリーブ８２Ｙと感光体ドラム２０Ｙとの対向位置である現像領域のうちその最近接位置に対応する位置に、Ｓ極として配設されており、マグネットブロック８６Ｙ、８７Ｙ、８８Ｙ、８９Ｙは、この順で、Ｃ１方向におけるマグネットブロック８５Ｙ下流側に、Ｎ極、Ｓ極、Ｓ極、Ｎ極として配設されている。マグネットブロック８８Ｙは、現像ローラ５１Ｙに対向するように配設されており、マグネットブロック８９Ｙは、現像ブレード５２Ｙに対向するように配設されている。
【００７３】
現像スリーブ８２Ｙは、現像ケース５５Ｙ及びマグネットローラ８１Ｙに回転自在に支持されている。現像スリーブ８２Ｙは、バイアス印加手段により感光体ドラム２０Ｙとの間に適当な大きさの現像バイアスを印加される。現像領域における現像スリーブ８２Ｙと感光体ドラム２０Ｙとのギャップすなわち現像ギャップは、０．３±０．０５ｍｍとなるように設定されている。
【００７４】
現像ブレード５２Ｙは、ＳＵＳ材料で形成されている。現像スリーブ８２Ｙと現像ブレード５２Ｙとのギャップすなわちドクターギャップは、０．５±０．０４ｍｍとなるように設定されている。
【００７５】
現像剤は、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤である。現像剤について詳しく説明すると次の通りである。
【００７６】
キャリアは、芯材と、芯材表面に形成された樹脂被覆層とを有している。樹脂被覆層の層中には、基体粒子表面に二酸化スズ層と二酸化スズ層上に設けた二酸化スズを含む酸化インジウム層とからなる導電性被覆層を設けてなる導電性粒子が含有されている。
【００７７】
導電性粒子は、その吸油量が１０〜３００ｍｌ／１００ｇになるように形成されている。
なお、導電性粒子の吸油量は、ＪＩＳ−Ｋ５１０１「顔料試験方法」における「２１吸油量」に準じて測定したものである。
【００７８】
導電性粒子の基体粒子としては、酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、二酸化ケイ素、硫化バリウム、酸化ジルコニウムのうち少なくとも１種類を用いることができる。導電性粒子の粉体比抵抗は、２００Ω・ｃｍ以下になるように形成されている。
樹脂被覆層の層中には、導電性粒子の他に、非導電性粒子が含有されている。
【００７９】
キャリアの体積固有抵抗は、１０〜１６Ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）の範囲になるように形成されている。
キャリアは、基体粒子の表面に、二酸化スズ層、二酸化スズを含む酸化インジウム層を順次形成しているために、導電層が粒子表面に均一かつ強固に固定される。
【００８０】
樹脂被覆層中に含有された導電性粒子の吸油量が、１０ｍｌ／１００ｇ未満の場合には、被覆樹脂に対する相溶性が不充分になって密着性が低下して、分散性も低下するために、長期にわたりキャリアの抵抗調整をおこなうことができなくなるおそれがあり、３００ｍｌ／１００ｇを超える場合には、結着樹脂との密着性が強くなり過ぎて、導電性粒子表面を覆ってしまうために、抵抗調整を充分におこなうことができなくなってしまうおそれがあるが、本形態において、樹脂被覆層中に含有された導電性粒子は、その吸油量が１０〜３００ｍｌ／１００ｇになるように形成されているため、このようなことが防止される。
【００８１】
このように構成されたキャリアは、抵抗調整剤としてカーボンブラック等を含有させることなく経時においても安定的に抵抗調整がされて、キャリア付着等を防止するとともに経時においてトナー帯電量を安定させることができる。
【００８２】
キャリアの重量平均粒径は、２０〜６５μｍの範囲にすることが好ましく、本形態では３５μｍになるように形成されている。キャリアの重量平均粒径が２０〜６５μｍの範囲にすることが好ましいのは、２０μｍよりも小さいときには、キャリアの１個当たりに作用する磁力が小さくなるためにキャリア付着が生じてしまい、また、６５μｍよりも大きいときには、トナーが付着すべき潜像に対してトナーが忠実に付着しにくくなるために、出力画像の粒状性が低下してしまうからである。
【００８３】
トナーは、主として、結着樹脂、離型剤、着色剤で構成される。結着樹脂は、ビニル系重合体とポリエステル系重合体とを有するハイブリッド樹脂を含有している。離型剤の含有量に対するハイブリッド樹脂の含有量は、０．５〜３の範囲になるように形成されている。
【００８４】
ハイブリッド樹脂は、縮重合系樹脂の原料モノマーと付加重合系樹脂の原料モノマーを含む混合物を用いて、同一反応容器中で縮重合反応と付加重合反応とを同時に又はそれぞれ独立におこなうことで得られる。離型剤は、カルナウバワックス、モンタンワックス、酸化ライスワックス等を用いることができ、その含有量を３．５〜１０重量％とすることが好ましい。
【００８５】
トナーの平均粒径は、３．５〜７．５μｍの範囲になるように形成することが好ましく、本形態では５．５μｍになるように形成されている。トナーの平均粒径が３．５〜７．５μｍの範囲であることが好ましいのは、３．５μｍよりも小さいときには、トナー像におけるトナー付着量が少なくなるために、後端白抜け、ハロー画像が発生し易くなってしまい、また、７．５μｍよりも大きいときには、トナーが付着すべき潜像に対してトナーが忠実に付着しにくくなるために、出力画像の粒状性が低下してしまうからである。
【００８６】
このように構成されたトナーは、耐久性が高く、光沢ムラ等のない高画質で、トナー凝集や定着オフセット等の不具合の少ない出力画像を提供するものとなっている。
【００８７】
現像剤中のトナー濃度は、トナー濃度検知センサ５６Ｙによる検知に基づき、４〜１２重量％の範囲内で制御される。現像によるトナーの消費に伴ってトナー濃度が低下し、トナー濃度検知センサ５６Ｙが、トナー濃度が４％を下回ったことを検知したときに、トナーホッパー８０Ｙから第２収容室５９Ｙに所定量のトナーが補給されるものである。
【００８８】
第１搬送スクリュ５３Ｙ、第２搬送スクリュ５４Ｙは、現像ローラ５１Ｙの幅方向言い換えると現像ローラ５１Ｙの長手方向である図３における紙面に垂直な方向に延在するように配設されている。
【００８９】
第１搬送スクリュ５３Ｙ、第２搬送スクリュ５４Ｙはそれぞれ、かかる幅方向に延在しその回転中心をなし搬送駆動手段による駆動力を受ける回転軸としての軸部９１Ｙ、９２Ｙと、軸部９１Ｙ、９２Ｙの周面上に形成され現像剤をかかる幅方向に搬送するための現像剤搬送部としての螺旋状の突条である羽根９３Ｙ、９４Ｙと、後述する図示しない磁性部とを有している。
【００９０】
羽根９３Ｙ、９４Ｙは、螺旋状すなわちスパイラル形状であり、現像ローラ５１Ｙの幅方向に一致する軸部９１Ｙ、９２Ｙの軸方向に対して傾斜するように軸部９１Ｙ、９２Ｙに設けられていることで、軸部９１Ｙ、９２Ｙの回転により、現像剤を攪拌しつつ、かかる軸方向に搬送する作用を有する。軸部９１Ｙ、９２Ｙは直径が５ｍｍであり、羽根９３Ｙ、９４Ｙは外径が１４ｍｍである。
【００９１】
第１搬送スクリュ５３Ｙ、第２搬送スクリュ５４Ｙはともに、後述する磁性部を除く部分がＡＢＳ樹脂等のプラスチック製であって、モールドにより一体成形されている。これにより、鉄等の金属製とする場合に比べ、軽量化、低コスト化がなされている。
【００９２】
図４に示すように、軸部９１Ｙは、現像ローラ５１Ｙの中心Ｏからマグネットブロック８８Ｙに向かう半直線Ｌ１と、現像ローラ５１Ｙの中心Ｏからマグネットブロック８９Ｙに向かう半直線Ｌ２とによって挟まれる位置に配設されている。なお、図４は、現像剤が空の状態を示している。
【００９３】
第１搬送スクリュ５３Ｙは、搬送駆動手段によって回転駆動されることで、第１収容室５８Ｙ内の現像剤を図３における紙面奥側から手前側へと搬送しながら現像ローラ５１Ｙに供給する。第１搬送スクリュ５３Ｙによって第１収容室５８Ｙ内の端部付近まで搬送された現像剤は、仕切り壁５７Ｙに形成された図示しない開口部を通って第２収容室５９Ｙ内に進入する。
【００９４】
第２収容室５９Ｙ内において、第２搬送スクリュ５４Ｙは、搬送駆動手段によって回転駆動されることで第１収容室５８Ｙから送られてくる現像剤を第１搬送スクリュ５３Ｙとは逆方向に搬送する。このとき、トナーホッパー８０Ｙからトナーが補給された場合には、補給されたトナーを現像剤中に攪拌混合しながら搬送を行う。第２搬送スクリュ５４Ｙによって第２収容室５９Ｙの端部付近まで搬送された現像剤は、仕切り壁５７Ｙに設けられたもう一方の図示しない開口部を通って第１収容室５８Ｙ内に戻る。
【００９５】
このようにして供給されたトナーは、第１搬送スクリュ５３Ｙ及び第２搬送スクリュ５４Ｙによって、現像剤と攪拌搬送されながら攪拌混合され、摩擦帯電され、現像ローラ５１Ｙに供給され担持される。
【００９６】
現像ブレード５２Ｙによって現像剤の担持量を規制され層厚を規制された現像ローラ５１Ｙは、その回転及びバイアス印加手段による現像バイアスにより、現像ローラ５１Ｙと感光体ドラム２０Ｙとの間の現像領域に、現像ブレード５２Ｙによって量を適量とされた現像剤を運び、現像剤中のイエロートナーが感光体ドラム２０Ｙの表面に形成された静電潜像に静電的に移行して、静電潜像をイエロートナー像として可視像化するようになっている。
【００９７】
現像によりイエロートナーを消費した現像剤は、現像ローラ５１Ｙの回転に伴って現像装置８０Ｙ内に戻される。
本形態では、バイアス印加手段により直流成分の現像バイアスを印加しているが、現像バイアスは、交流成分であっても良いし、直流成分に交流成分を重畳したものであっても良い。
【００９８】
このように、現像装置５０Ｙにおいては、第１搬送スクリュ５３Ｙ及び第２搬送スクリュ５４Ｙによって攪拌搬送された現像剤は、マグネットローラ８１Ｙの磁力により汲み上げられて現像スリーブ８２Ｙに担持され、感光体ドラム２０Ｙと対向する現像領域まで搬送され、感光体ドラム２０Ｙ上の潜像にトナーが供給されて現像が行われる。現像後のトナーを消費した現像剤は、現像スリーブ８２Ｙ表面から第１収容室５８Ｙ内に解放され、第１搬送スクリュ５３Ｙ及び第２搬送スクリュ５４Ｙにより第１収容室５８Ｙ、第２収容室５９Ｙ内の現像剤と攪拌され、再び現像スリーブ８２Ｙ表面に汲み上げられるというサイクルを繰り返す。
【００９９】
マグネットブロック８５Ｙ、８６Ｙ、８７Ｙ、８８Ｙ、８９Ｙは、このようなサイクルを繰り返すように配設されている。
このうち、マグネットブロック８７Ｙ、８８Ｙは同極の磁気特性を有しており、これらが形成する反発磁界により磁力が弱くなったところで現像スリーブ８２Ｙ表面から現像剤を解放する。
【０１００】
図４に示すように、マグネットブロック８８Ｙは第１搬送スクリュ５３Ｙ近傍に配置され、現像剤を汲み上げて担持する汲み上げ極としての機能を有している。図４において、破線は各マグネットブロック８５Ｙ、８６Ｙ、８７Ｙ、８８Ｙ、８９Ｙの磁力分布を示しており、一点鎖線はマグネットブロック８８Ｙ、８９Ｙ及び後述する磁性部による磁力線を示している。
【０１０１】
マグネットブロック８８Ｙと、これに隣接するマグネットブロック８９Ｙとは互いに異極性の磁気特性を有するように構成されており、同図において一点鎖線で示されているように、汲み上げ磁極として機能するマグネットブロック８８Ｙによって第１収容室５８Ｙの現像剤を汲み上げ、汲み上げて現像スリーブ８２Ｙに担持した現像剤を、マグネットブロック８８Ｙの隣接磁極として機能するマグネットブロック８９Ｙによって受け継いで搬送するようになっている。
【０１０２】
このような作用により、図３に示すように、マグネットブロック８８Ｙの磁力により、第１搬送スクリュ５３Ｙによって搬送されている第１収容室５８Ｙ内の現像剤のうち、最上部の現像剤が、現像スリーブ８２Ｙ表面に汲み上げられ、汲み上げられた現像剤が、現像スリーブ８２Ｙの回転に伴って、マグネットブロック８８Ｙ、８９Ｙにより形成される磁力により搬送される。現像スリーブ８２Ｙに担持された現像剤は、搬送される途中で、マグネットブロック８９Ｙに対向して配置された現像ブレード５２Ｙにより現像剤の厚みが適量になるよう規制される。
【０１０３】
すでに述べたように、現像剤中のトナー濃度は、トナー濃度検知センサ５６Ｙによる検知に基づき、４〜１２重量％の範囲内で制御される。このような制御を行う過程で、トナー濃度が低下すると、現像剤量が減少し、トナー濃度が上昇すると現像剤量が増加することは当然のことであるが、本形態の現像装置５０Ｙにおいて、トナー濃度が４％であるときには、図３に示すように、第１搬送スクリュ５３Ｙは上下方向においてその半分程が現像剤に浸かった状態となり、トナー濃度が７％であるときには、第１搬送スクリュ５３Ｙは上下方向においてその２／３程が現像剤に浸かった状態となり、トナー濃度が１２％であるときには、第１搬送スクリュ５３Ｙは上下方向においてその全体が現像剤に浸かった状態となる。よって、第１収容室５８Ｙ内の現像剤の表面位置は、第１搬送スクリュ５３Ｙが半分浸かる状態と全部浸かる状態との間で変位することとなる。
【０１０４】
そして、これもすでに述べたところであるが、現像容器、本形態では第１収容室５８Ｙ内の現像剤量が減少したり、高温高湿環境下で現像剤の帯電量が減少し現像剤の嵩が減少したりすると、現像剤供給部材である第１搬送スクリュ５３Ｙによる現像剤担持体である現像ローラ５１Ｙへの現像剤の供給量が減少し得る。すなわち、現像剤の最上部が現像スリーブ８２Ｙ表面から遠くなり、汲み上げ磁極であるマグネットブロック８８Ｙの磁力が働きにくくなるため、現像剤の汲み上げを行いにくい状態となる。
【０１０５】
本形態では、現像剤供給部材がスクリュ形状であるため、羽根９３Ｙが現像剤量の減少により現像剤表面上に露出すると、羽根９３Ｙのピッチに応じた現像剤の供給ムラ及び高さのムラが生じ、これらのムラに応じて、形成した画像上に、画像の濃度ムラが生じ得る。
【０１０６】
また、第１搬送スクリュ５３Ｙはプラスチック製であるため撓みが生じやすく、現像剤量が減少した場合に特にかかる問題が生じやすい。
【０１０７】
また、上述のように構成されたトナーは、耐久性が高く、光沢ムラ等のない高画質で、トナー凝集や定着オフセット等の不具合の少ない出力画像を提供するものであるが、その反面、上述のように構成されたトナーを使用するために、キャリアの平均粒径が小さくなっている。よって、キャリア自体の磁化が小さくなり現像ローラ５１Ｙによって現像剤が引き寄せられる距離が短くなっている。そのために現像剤の嵩が下がると、現像ローラ５１Ｙによって現像剤を引き寄せにくくなり、汲み上げムラを生じ易くなっている。
【０１０８】
そこで、第１搬送スクリュ５３Ｙは、二点鎖線で示すように、磁性を有するようになっており、これによって、第１搬送スクリュ５３Ｙに現像剤を担持し、担持した現像剤が、汲み上げ磁極であるマグネットブロック８８Ｙの磁力の作用する範囲に進入することで、現像剤の量が減少した場合であっても、マグネットブロック８８Ｙの磁力により、現像剤が良好に現像スリーブ８２Ｙに汲み上げられるようになっている。
【０１０９】
よって、現像剤の量が減少した場合であっても、現像スリーブ８２Ｙへの現像剤の汲み上げが行われやすく、上述のような問題、すなわち羽根９３Ｙのピッチに応じた現像剤の供給ムラ及び高さのムラが生じ、これらのムラに応じて、形成した画像上に、画像の濃度ムラが生じたり、汲み上げムラが生じたりするという問題が解消ないし抑制される。
【０１１０】
また本形態の構成の現像剤を用いた場合におけるかかる作用は特に大きい。そして現像剤中のトナー濃度を４〜１２重量％の範囲内で制御することで、特にトナー濃度を４重量％以上として現像剤の表面位置を上述のように制御することで、常にかかる問題が解消ないし抑制される。
【０１１１】
このような作用を有する第１搬送スクリュ５３Ｙの構成は次のとおりである。
第１搬送スクリュ５３Ｙは、かかる作用を有する強磁性体の磁性部を有している。磁性部は、羽根９３Ｙの表面に、電解メッキにより層状に形成されたニッケルのメッキによって構成されている。このメッキにより形成された強磁性体の薄膜により、図４に一点差線で示した、マグネットブロック８８Ｙに向かう磁力線が形成される。
【０１１２】
この磁力線は、現像剤量にかかわらず、羽根９３Ｙと現像スリーブ８２Ｙとの間の領域にある現像剤に作用し、この領域近傍の現像剤を羽根９３Ｙ表面上に穂立ちさせて持ち上げる。すなわち、マグネットブロック８８Ｙとマグネットブロック８９Ｙとの間の領域に対向する位置にあり、第１搬送スクリュ５３Ｙに攪拌される現像剤を、羽根９３Ｙ上に穂立たせ、現像スリーブ８２Ｙの下方から現像スリーブ８２Ｙ表面方向に向けて持ち上げて、嵩を擬似的に高くして、現像スリーブ８２Ｙに近接させる。
【０１１３】
よって、現像剤全体の嵩が低くなった場合は、磁性部がないとすれば、現像剤が汲み上げられず、スクリュムラ等の上述の問題を発生するが、羽根９３Ｙに磁性部が備えられていることで、現像剤が羽根９３Ｙにより穂立ちし、羽根９３Ｙの回転によって現像スリーブ８２Ｙに近接したところで現像スリーブ８２Ｙに汲み上げられ、かかるスクリュムラ等が解消される。
【０１１４】
なお現像剤全体の嵩が元々高い場合は、第１搬送スクリュ５３Ｙの羽根８３Ｙにより穂立ちして現像スリーブ８２Ｙに近接してきた現像剤の最上部より現像剤を汲み上げるのみならず、現像スリーブ８２Ｙは第１搬送スクリュ５３Ｙに搬送される現像剤の最上部から直接現像剤を汲み上げる。
【０１１５】
本形態において、磁性部は、羽根９３Ｙのみの表面に形成したが、軸部９１Ｙの表面にも形成するなど、第１搬送スクリュ５３Ｙの表面全体に形成しても良い。ニッケルでなく、他の強磁性体のメッキを施しても良い。他の方法によるメッキであってもよい。メッキでなく、強磁性体の層を有する樹脂テープ等のテープを貼り付けるなど、強磁性体の層を貼り付けにより形成しても良い。
【０１１６】
磁性部は、少なくとも第１搬送スクリュ５３Ｙの、現像ローラ５１Ｙに対する対向部に備えられていれば良いものであり、この点においては本形態において羽根９３Ｙの表面に備えられているように、少なくとも羽根９３Ｙに備えられていれば良く、本形態のように羽根９３Ｙの全体でなく、羽根９３Ｙの先端だけに備えられていても良いが、羽根９３Ｙの表面に限らず羽根９３Ｙの内部に形成されていても良いし、羽根９３Ｙの全体が磁性部となっていても良い。
【０１１７】
発明者の実験によれば、磁性部による上述の現像剤汲み上げ補助作用は、軸部９１Ｙを、上述のように、半直線Ｌ１と半直線Ｌ２とによって挟まれる範囲に配設すれば認められた。これは接線方向の磁束密度が高いためと考えられる。この点に関しては、磁性部を有する羽根９３Ｙを含めた第１搬送スクリュ５３Ｙの全体をかかる範囲に配設することが望ましいことは明らかである。一方、かかる範囲を超えた位置に軸部９１Ｙを配置した場合、マグネットブロック８８Ｙ等の、マグネットローラ８１Ｙの磁力の影響を第１搬送スクリュ５３Ｙが得ることが出来ず、現像剤が羽根８３Ｙの表面上に穂立ち難くなり、スクリュムラを解消するほど現像剤汲み上げへの寄与が期待できなかった。
【０１１８】
このように、現像スリーブ８２Ｙの回転方向Ｃ１におけるマグネットブロック８８Ｙより下流且つマグネットブロック８９Ｙより上流側の領域であって、現像スリーブ８２Ｙの半径方向において現像スリーブ８２Ｙの表面よりも外側に延長した領域で、羽根８３Ｙに磁性部を形成することにより、マグネットローラ８１Ｙの磁力線を第１搬送スクリュ５３Ｙの方向に向けることで、第１搬送スクリュ５３Ｙ近傍にある現像剤を持ち上げて穂立ちさせ、嵩を擬似的に高くして、現像スリーブ８２Ｙによる汲み上げ性が向上している。
【０１１９】
なお磁性部自体が本来的に磁力を有する磁性体であっても良いが、本形態のように磁性部を強磁性体で構成すれば、羽根９３Ｙの回転によって磁性部がマグネットブロック８８Ｙ、８９Ｙ等、マグネットローラ８１Ｙの近傍に位置し、マグネットブロック８８Ｙ、８９Ｙ等の磁力を所定大きさ以上受けるときには磁性部が磁化し、かかる作用を得るが、マグネットローラ８１Ｙから遠ざかると、磁化はゼロに近づく。
【０１２０】
このように磁性体が強磁性体であってマグネットブロック８８Ｙ、８９Ｙ等の磁極の磁力の影響を受けるときに磁化する構成であることにより、現像スリーブ８２Ｙへの供給が不要な部分で現像剤が穂立ちすることが防止ないし抑制されている。
【０１２１】
以上のような構成の画像ステーション６０Ｙにおいて、感光体ドラム２０Ｙは、Ｂ１方向への回転に伴い、帯電ローラ３１Ｙにより表面を一様に帯電され、光走査装置８からのレーザー光Ｌの露光走査によりイエロー色に対応した静電潜像を形成され、この静電潜像を現像装置５０Ｙによりイエロー色のトナーにより良好に現像され、現像により得られたイエロー色のトナー像を１次転写ローラ１２ＹによりＡ１方向に移動する転写ベルト１１に１次転写され、転写後に残留したトナーを含む不要物をクリーニング装置４０Ｙにより除去されて帯電ローラ３１Ｙによる次の除電、帯電に供される。
【０１２２】
他の感光体ドラム２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫにおいても同様に各色のトナー像が良好に形成等され、形成された各色のトナー像は、１次転写ローラ１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫにより、Ａ１方向に移動する転写ベルト１１上の同じ位置に順次１次転写される。転写ベルト１１上に重ね合わされたトナー像は、転写ベルト１１のＡ１方向の回転に伴い、２次転写ローラ５との対向位置である２次転写ニップまで移動し、転写紙Ｓに２次転写される。
【０１２３】
転写ベルト１１と２次転写ローラ５との間に搬送されてきた転写紙Ｓは、シート給送装置６１から給送ローラ３によって繰り出されてフィードされ、レジストローラ対４によって、センサによる検出信号に基づいて、転写ベルト１１上のトナー像の先端部が２次転写ローラ５に対向するタイミングで送り出されたものである。
【０１２４】
転写紙Ｓは、すべての色のトナー像を転写され、担持すると、定着装置６に進入し、加圧ローラ６３とベルトユニット６２との間の定着部を通過する際、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を定着され、転写紙Ｓ上にカラー画像が形成される。定着装置６を通過した定着済みの転写紙Ｓは、排紙ローラ７を経て、本体９９の上部の排紙トレイ１７上にスタックされる。一方、２次転写を終えた転写ベルト１１は、クリーニング装置１３に備えられたクリーニングブラシ及びクリーニングブレードによってクリーニングされ、次の画像形成に備える。
【０１２５】
このような画像形成工程において、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーは、現像装置５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０ＢＫにおいてそれぞれ消費されるため、消費に応じて、上述のように、トナー供給機構８０が、トナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９ＢＫ内のイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを、所定の補給量だけ、それぞれ現像装置５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０ＢＫに供給するようになっている。
【０１２６】
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０１２７】
たとえば、現像剤供給部材の構成は、上記形態のような、回転軸にスクリュ形状の突条が形成されたものでなく、回転軸に、回転軸の軸方向に傾斜するように形成された斜板を有するものであっても良い。また、現像剤供給部材は、回転軸の軸方向に現像剤を搬送する作用を有しない、パドル形状をなしていても良い。
【０１２８】
マグネットローラ８１Ｙは、高分子化合物のプラスチック樹脂粉末に磁性粉を分散混練したいわゆるプラスチックマグネット、あるいは、ゴムマグネットを磁場印加しながら押し出し成形又は射出成形して、その後マグネットブロックを磁極として埋設することで形成しても良い。マグネットローラ８１Ｙは、５つの磁石であるマグネットブロック８５Ｙ、８６Ｙ、８７Ｙ、８８Ｙ、８９Ｙを有するいわゆる６極磁極のものとなっているが、必要に応じて８極磁極、１０極磁極としても良い。
【０１２９】
またプロセスカートリッジは、少なくとも像担持体と、現像装置とを一体に含んでいるとともに画像形成装置本体に着脱自在であればよく、プロセスカートリッジを構成する他の構成部品の選択は、像担持体、当該構成部品の寿命、コスト、プロセスカートリッジ化の構造上の容易性等を考慮して適宜行なわれるものである。
【０１３０】
本発明は、いわゆるタンデム方式の画像形成装置ではなく、１つの感光体ドラム上に順次各色のトナー像を形成して各色トナー像を順次重ね合わせてカラー画像を得るいわゆる１ドラム方式の画像形成装置にも同様に適用することができる。いずれのタイプの画像形成装置でも、中間転写体を用いず、各色のトナー像を転写紙等に直接転写しても良い。また、カラー画像形成装置でなく、モノクロ画像形成装置にも適用することができる。
【０１３１】
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明を適用した画像形成装置の概略正面図である。
【図２】図１に示した画像形成装置に備えられた複数の像担持体のうち１つの像担持体を含むプロセスカートリッジ及びその周りの構成を示す概略正面図である。
【図３】図２に示した現像装置及びその内部における現像剤の移動の様子の模式的正面図である。
【図４】図２に示した現像装置並びにその内部における磁力分布及び磁力線の様子の模式的正面図である。
【符号の説明】
【０１３３】
２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫ    像担持体
５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫ    現像装置
５１Ｙ    現像剤担持体
５３Ｙ    現像剤供給部材
９３Ｙ    現像剤搬送部
９５Ｙ、９５Ｍ、９５Ｃ、９５ＢＫ    プロセスカートリッジ
１００    画像形成装置
【図１】
2008276069.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2008276069.tif 000006