(57)【要約】【課題】構成の異なる画像形成装置において、共通に使用した場合にも、高画質で均一な画質の画像を得ることができ、開発コストと装置コストの大幅な削減を達成する現像装置並びにそれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器３１と、表面に潜像が形成された像担持体１と対向して現像部を形成し、現像容器３１から現像剤３２を現像部に搬送する現像剤担持体３３と、を有する現像装置３Ｍにおいて、現像剤３２は、像担持体１に対する現像剤担持体３３の移動方向Ｘ１に応じて、種類が異なるものを用いる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器と、表面に潜像が形成された像担持体と対向して現像部を形成し、前記現像容器から前記現像剤を前記現像部に搬送する現像剤担持体と、を有する現像装置において、
前記現像剤は、前記像担持体に対する前記現像剤担持体の移動方向に応じて、種類が異なるものを用いることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤は、前記像担持体に対する前記現像剤担持体の移動方向に応じて、前記キャリアの電気抵抗値、及び／又は、前記キャリアの磁化が異なるものを用いることを特徴とする請求項１の現像装置。
【請求項３】
前記現像剤担持体内に、第１磁極と、該第１磁極の前記現像剤担持体移動方向下流側に隣り合う前記第１磁極と同極性の第２磁極と、を有する磁石部材が備えられ、及び、前記現像容器内に、前記第１磁極と前記第２磁極間で前記現像剤担持体から落下した現像剤を搬送、撹拌する搬送回転体が備えられることを特徴とする請求項１又は２の現像装置。
【請求項４】
表面に潜像が形成される像担持体、及び前記潜像を現像する現像装置を備えた画像形成装置において、
前記現像装置が、トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器と、表面に前記潜像が形成された前記像担持体と対向して現像部を形成し、前記現像容器から前記現像剤を前記現像部に搬送する現像剤担持体と、を有し、
前記現像剤は、前記像担持体に対する前記現像剤担持体の移動方向に応じて、種類が異なるものを用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記現像剤は、前記像担持体に対する前記現像剤担持体の移動方向に応じて、前記キャリアの電気抵抗値、及び／又は、前記キャリアの磁化が異なるものを用いることを特徴とする請求項４の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像剤担持体内に、第１磁極と、該第１磁極の前記現像剤担持体移動方向下流側に隣り合う前記第１磁極と同極性の第２磁極と、を有する磁石部材が備えられ、及び、前記現像容器内に、前記第１磁極と前記第２磁極間で前記現像剤担持体から落下した現像剤を搬送、撹拌する搬送回転体が備えられることを特徴とする請求項４又は５の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式、静電記録方式等によって像担持体上に形成された静電潜像を現像して可視画像を形成する現像装置、及びそれを備えた複写機、プリンタ、記録画像表示装置、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、現像剤担持体の表面に顕画剤としての乾式現像剤を担持し、静電潜像を担持した像担持体の表面近傍にこの現像剤を搬送供給し、そして像担持体と現像剤担持体の間に交互（交番）電界を印加しながら静電潜像を現像して顕画像化する現像方法が一般に知られている。
【０００３】
尚、上記現像剤担持体は、一般に現像スリーブが用いられる場合が多いので、以下の説明では「現像スリーブ」と称し、又、像担持体は、一般に感光体ドラムが用いられる場合が多いので、以下の説明では「感光体ドラム」と称すことにする。
【０００４】
上記現像方法として、従来より、例えば二成分系組成（キャリア粒子とトナー粒子）にて構成される現像剤、即ち二成分現像剤により、内部に磁石部材を配置した現像スリーブの表面に磁気ブラシを形成させ、微小な現像間隙を保持して対向させた感光体ドラムにこの磁気ブラシを摺擦又は近接させ、そして現像スリーブと感光体ドラム間（Ｓ−Ｄ間）に連続的に交互電界を印加することによって、トナー粒子の現像スリーブ側から感光体ドラム側への転移及び逆方向への逆転移を繰り返し行わせて現像を行う、いわゆる磁気ブラシ現像法が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００５】
又、簡易なカラー現像や多重現像を目的とした、二成分現像剤を用いた非接触方式の交互電界現像法も知られている（例えば、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７参照）。
【０００６】
一方、上記現像法を用いた画像形成装置の中で高速且つ低騒音のプリンタとして電子写真方式を採用したレーザービームプリンタがある。このプリンタの代表的な用途として、記録すべき画像信号に対応してレーザービームを発光、消光しつつ電子写真感光体を走査する、文字、図形のような画像の、いわゆる二値記録が行われる。而して、文字、図形の記録は中間調を必要としないのでプリンタの構造も簡単なものとなる。
【０００７】
この二値記録方式のレーザービームプリンタで中間調を表現できるものとしては、ディザ法、濃度パターン法等を採用したものがよく知られている。
【０００８】
しかしながら、周知のように、ディザ法、濃度パターン法を採用したプリンタでは高解像度が得られ難い。
【０００９】
そこで、近年記録密度を低下させずに高解像度を得つつ中間調画像を形成する方式が提案されている。
【００１０】
この方式の一例としては、画像信号によってレーザーを駆動するパルス信号の幅を変調することにより中間調画素形成を行う構成、言い換えると、レーザーの１画素当りの光束放出時間長の画像の濃度に対応して制御する構成であり、即ち、感光体ドラムを走査するレーザービームの１画素当りの感光体照射時間長を画像濃度に対応して制御する構成である。
【００１１】
具体的には、低濃度の画像部分に対しては上記パルス信号のパルス幅を短くして上記感光体照射時間長を短くし、高濃度の画像部分に対しては上記パルス幅を長くして上記感光体照射時間長を長くする。このようなパルス幅変調（ＰＷＭ）方式によれば高解像度、且つ高階調性の画像を形成でき、従って高解像度と高階調性を必要とする、特にカラー画像形成装置にはこの方式が欠かせないものとなっている。
【００１２】
【特許文献１】
特開昭５５−３２０６０号公報
【特許文献２】
特開昭５９−１６５０８２号公報
【特許文献３】
特開昭５６−１４２６８号公報
【特許文献４】
特開昭５８−６８０５１号公報
【特許文献５】
特開昭５６−１４４４５２号公報
【特許文献６】
特開昭５９−１８１３６２号公報
【特許文献７】
特開昭６０−１７６０６９号公報
【特許文献８】
特開平９−２１８５７５号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一方、近年フルカラー複写機／プリンタの市場が拡大し、様々な機能が要求されている中で、短時間で開発し、又、コストも安く抑えるために、現像装置は各種画像形成装置に対してなるべく共通に使用したい、という要望がある。
【００１４】
しかし、高画質を狙った、二成分ＡＣバイアス現像では、様々な制約条件があり、単なる流用は難しかった。又、小型化や高速化を目指した場合には、感光体ドラムの回転方向や種類を用途に応じて変えていく必要があり、このことも単なる流用を困難にする要因の一つとなった。
【００１５】
つまり、従来の技術では、例えばＯＰＣのような感光体ドラムに対して、現像スリーブを順方向に回転して現像して、高画質な画像を出すためには、フェライトキャリアを使用することが必要であったが、この現像装置を、感光体ドラムの回転が逆方向の画像形成装置にそのまま適応しようとすると、感光体ドラムに対して現像スリーブの回転方向がカウンターで接触してしまう。この場合には、所謂、スキャベジングと呼ばれる、キャリアの穂による掃きムラが生じ、高画質な画像を得ることは困難であった。
【００１６】
そのために、現像装置も現像スリーブの回転方向を変える必要があり、その都度磁極構成や現像剤の循環の最適化をする必要があり、又は、まったく異なった構成の現像装置を使用することとなるため、開発時間や部品コストの負担が増加してしまうという問題が生じた。
【００１７】
従って、本発明の目的は、構成の異なる画像形成装置において、共通に使用した場合にも、高画質で均一な画質の画像を得ることができ、開発コストと装置コストの大幅な削減を達成する現像装置並びにそれを備えた画像形成装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る現像装置及び画像形成装置にて達成される。要約すれば、第１の本発明は、トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器と、表面に潜像が形成された像担持体と対向して現像部を形成し、前記現像容器から前記現像剤を前記現像部に搬送する現像剤担持体と、を有する現像装置において、
前記現像剤は、前記像担持体に対する前記現像剤担持体の移動方向に応じて、種類が異なるものを用いることを特徴とする現像装置を提供する。
【００１９】
第２の本発明は、表面に潜像が形成される像担持体、及び前記潜像を現像する現像装置を備えた画像形成装置において、
前記現像装置が、トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器と、表面に前記潜像が形成された前記像担持体と対向して現像部を形成し、前記現像容器から前記現像剤を前記現像部に搬送する現像剤担持体と、を有し、
前記現像剤は、前記像担持体に対する前記現像剤担持体の移動方向に応じて、種類が異なるものを用いることを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００２０】
第１、第２の本発明の一実施態様によると、前記現像剤は、前記像担持体に対する前記現像剤担持体の移動方向に応じて、前記キャリアの電気抵抗値、及び／又は、前記キャリアの磁化が異なるものを用いる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る現像装置及び画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２２】
実施例１
本実施例における画像形成装置の動作についての概略構成を説明する。図２及び図３に、本発明の一実施例である二種類の画像形成装置１００、２００を概略図示する。尚、本発明の現像装置は、以下に述べるような二種類の画像形成装置１００、２００の中で使用されるが、画像形成装置の構成については、現像スリーブ、感光体ドラムの回転方向以外は、特に記載されない限り、必ずしもこの形態に限られるものではない。
【００２３】
まず、図２に示される画像形成装置１００の本体内には、像担持体である感光体ドラム１が矢印方向に回転可能に軸支されており、ここでは、Ｙ１方向へ回転しており、その周囲に以下に述べる画像形成手段が配置されている。
【００２４】
感光体ドラム１は、一次帯電器２によって均一に帯電され、例えばレーザービーム露光装置等を用いた図示しない露光手段によって、色分解された光像又はこれに相当する光像が照射され、感光体ドラム１の周面に静電潜像を形成する。感光体ドラム１上の静電潜像は、複数色の現像装置で構成される回転現像装置３によって現像剤（トナー）が付与されて可視画像、すなわちトナー像が形成される。
【００２５】
回転現像装置３は、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色のトナーを各別に収納する４個の現像装置３Ｍ，３Ｃ，３Ｙ、４Ｋを内蔵している。回転現像装置３は、所望の現像装置を回転体３’の回転に伴い感光体ドラム１の外周面に接離させて感光体ドラム１上に形成された静電潜像の現像を行いトナー像を形成し、非現像時には、感光体ドラム１に当接しない位置に停止している。
【００２６】
又、この画像形成装置１００において、感光体ドラム１は回転現像装置３に対向する現像部を鉛直方向上から下へと回転する方向Ｙ１に回転している。
【００２７】
感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、後述する転写装置５（以下、「中間転写体５」と言う）に上に順次転写された後で、一括して矢印ａ方向に搬送される被記録材である転写材Ｐに転写される。
【００２８】
画像転写後に感光体ドラム１上に残留したトナーは、感光体ドラム１の回転方向Ｙ１で、中間転写体５の下流側に配置されたクリーニング装置７によって残留トナーが回収されるように構成されている。
【００２９】
中間転写体５は、その外周面に転写ベルト８が装着されている。又、中間転写体５の内部の感光体ドラム１との圧接位置に相当する箇所に、転写ベルト８にトナーと逆極性の電荷を付与する一次転写ローラ９が設けられている。又、上記中間転写体５から、転写材Ｐに一括して画像を転写する位置には転写ベルト８と対向して、二次転写ローラ１０が配置してある。
【００３０】
カセット１１に収容された転写材Ｐは、ピックアップローラ１２によって最上位のものから１枚ずつ給送され、レジストローラ対１３によって感光体ドラム１上に形成され、更に、中間転写体５上に転写されたトナー像と同期して搬送される。そして転写ベルト８に対向する位置に搬送された転写材Ｐ上に二次転写ローラ１０の作用により、中間転写体５上に形成された複数色もしくは単色のトナー像が、転写材Ｐ上に一括して転写される。
【００３１】
転写後の転写材Ｐは、搬送ベルト１４によって下流側に搬送され、定着ローラ１５及び加圧ローラ１６間を通過する際に転写材Ｐ上のトナー像が加熱定着される。
【００３２】
画像定着後の転写材Ｐは、排出ローラ対１７によって、画像形成装置外の排出トレイ１８に排出される。
【００３３】
次に、本実施例に使用される別形態の画像形成装置２００について図３を用いて説明する。図３の画像形成装置２００は、小型、低価格化を狙い、紙パスの経路が縦になるようにした装置である。従って、図３での画像形成は、基本的には画像形成装置１００と同様であるが、定着ローラ１５、加圧ローラ１６の位置が上方に変更されて、転写材Ｐの経路が逆方向になり、それに応じて、感光体ドラム１の回転方向を、現像部において下から上へと回転する方向Ｙ２としたものである。
【００３４】
本発明においては、これらの現像部における回転方向即ち移動方向が異なる、二種類の画像形成装置の両方に対して同構成の現像装置が使用可能である。次に、これら二種類の画像形成装置に設けられた本実施例の現像装置３Ｍの説明を図１を用いて説明する。
【００３５】
ここでは、現像装置の説明としてマゼンタ現像装置３Ｍを用いて説明する。現像装置３Ｍは、現像剤を感光体ドラム１へと搬送する現像剤担持体である現像スリーブ３３を外側に向けて、回転体３’の内部に３Ｃ及び３Ｙ、３Ｋと均等に配置され、回転現像装置３を構成している。尚、現像装置３Ｍは、他の現像装置３Ｃ、３Ｙ、３Ｋと同様の構成であり、図１においては、マゼンタ像の現像に際して、現像装置３Ｍが感光体ドラム１に対向する位置にある状態とされる。
【００３６】
現像装置３Ｍにおいて、現像剤を収容する現像容器３１内部に備えられたスクリュー３５、３６により、現像剤として用いられている二成分現像剤３２を攪拌することでトリボを付与し、現像容器３１の感光体ドラム１と対向する開口部に備えられた回転する現像スリーブ３３へ現像剤を搬送する。
【００３７】
現像スリーブ３３は非磁性材料の円筒体で構成され、この内側には磁石部材３４が、現像スリーブ３３の回転に対して非回転に配置されている。磁石部材３４は５つの磁極Ｎ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２を有している。
【００３８】
現像スリーブ３３上方の現像容器３１開口部分には、規制部材として、磁性部材の規制ブレード３８が取付けられ、この規制ブレード３８は、図１にて磁石部材３４の鉛直方向最上点に略位置した磁極Ｎ１の近傍に向けて、現像スリーブ３３と非接触に配置されている。現像容器３１内下部には現像剤搬送スクリュー３５、３６が配置されている。
【００３９】
現像容器３１内に収容された二成分現像剤３２は、搬送スクリュー３５、３６による撹拌、搬送により容器３１内を循環されながら、現像スリーブ３３に供給される。現像スリーブ３３は、現像容器３１開口で、規制ブレード３８と対向する位置から現像剤３２を現像容器３１外部へ、そして感光体ドラム１に対向した現像部へと搬送する。従って、その回転方向Ｘ１は、規制ブレード３８に対向する位置から現像容器３１外部へ、そして感光体ドラム１に対向する現像部へと向かう方向であり、図１に示す現像装置３Ｍの場合は、鉛直方向最上点から回転して、現像容器３１外部に露出し、次いで感光体ドラム１対向する現像部へ向かい、現像部を上から下へと、図１にては、反時計回りに回転する方向である。
【００４０】
現像スリーブ３３に供給された現像剤３２は、磁石部材３４の現像容器３１内に位置する磁極Ｎ３により現像スリーブ３３上に汲み上げられ、現像スリーブ３３の回転にともない、磁極Ｓ２からＮ１と搬送され、現像スリーブ３３と感光体ドラム１とが対向した現像部である磁極Ｓ１に搬送される。その搬送の途上で現像剤は、規制ブレード３８により磁極Ｎ１と協同して磁気的に層厚を規制され、現像スリーブ３３上に現像剤の薄層が形成される。
【００４１】
現像部に位置されたマグネットローラ３３の磁極Ｓ１は現像主極であり、現像部に搬送された現像剤は、磁極Ｓ１によって穂立ちして感光体ドラム１の表面に接触し、感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像を現像する。潜像を現像した現像剤は、現像スリーブ３３の回転Ｘ１に伴い現像部を鉛直方向上から下へと通過し、搬送極Ｎ２を経て現像容器３１内に戻され、現像容器３１内の第１の磁極Ｎ２、その下流にて隣り合った同極性の第２の磁極Ｎ３との反発磁界により現像スリーブ３３から除去され、回収される。
【００４２】
第１の磁極Ｎ２、第２の磁極Ｎ３間の反発極で現像剤が剥ぎ取られ、再び搬送回転体であるスクリュー３５により攪拌されＮ３極において汲み上げられる。
【００４３】
従って、磁石部材３４の磁極の位置は、左に感光体ドラム１、右に現像容器３１が配置され、反時計回りに回転する現像スリーブ３３を有する図１の現像装置３Ｍにては、内部の磁石部材３４の鉛直方向最上部のＮ１極が現像容器３１の開口部に位置し、現像スリーブ３３に担持された現像剤が、層厚を規制ブレード３８によって規制されて搬出され、現像位置のＳ１極、略鉛直下方で現像容器３１の開口部を通過し、再び現像容器３１内に搬入され、現像容器３１内部のＮ２極を順に通過し、第１の磁極Ｎ２極と第２の磁極Ｎ３極との反発磁界によって現像容器３１下方に導かれるように構成されている。
【００４４】
現像部ではバイアス印加手段３７により、現像スリーブ３３と感光体ドラム１の間に、ＡＣ重畳のＤＣバイアスを印加していることにより現像を促進している。
【００４５】
本実施例において、現像装置３Ｍを、図２に示す画像形成装置１００に設置する場合、現像スリーブ３３はＸ１方向、感光体ドラム１はＹ１方向に、両者とも、現像部において、鉛直方向上方から下方に移動し、順方向に回転する。このような場合、現像装置３Ｍに収容する二成分現像剤３２として、以下に説明するトナーとキャリアを含む二成分現像剤Ａを使用した。
【００４６】
二成分現像剤Ａにおいて、キヤリアとしては、磁性粒子が好ましく、本実施例では磁性粒子は、粒径が３０〜１００μｍ、好ましくは４０〜８０μｍで、電気抵抗値が１０７Ωｃｍ以上、好ましくは１０８Ωｃｍ〜１０１３Ωｃｍ、更に好ましくは１０９〜１０１２Ωｃｍとなるように、フェライト粒子（１００ｍＴの磁界中での磁化６０Ａｍ２／Ｋｇ）へ樹脂コーティングした樹脂コート磁性キャリアが好ましく用いられ得る。
【００４７】
磁性粒子（例えば、樹脂コートされたフェライト粒子）の電気抵抗値の測定は、測定電極面積４ｃｍ２、電極間間隙０．４ｃｍのサンドイッチタイプのセルを用い、片方の電極に１Ｋｇ重量の加圧下で、両電極間の印加電圧Ｅ（Ｖ／ｃｍ）を印加して、回路に流れた電流から磁性粒子の電気抵抗値を測定する方法にて行った。
【００４８】
又、トナーの平均粒径としては、６〜９μｍが好ましく、二成分現像剤Ａにおいては、平均粒径７．５μｍのトナーを用いた。
【００４９】
この現像装置３Ｍでは、現像部は、現像スリーブ３３はＸ１方向、感光体ドラム１はＹ１方向に、両者が順方向に回転するので、順方向回転の二成分現像方式では高画質の画像が得られる。
【００５０】
しかし、図３に示す、本実施例のもう一つの構成の画像形成装置２００において、同じ現像装置３Ｍを使用し、同じキャリアを用いた場合には、前述した、スキャベジングが発生してしまう。
【００５１】
なぜならば、現像装置３Ｍの構成では、現像部において、現像スリーブ３３は鉛直方向上から下へと（方向Ｘ１に）移動するのに対し、画像形成装置２００における感光体ドラム１の回転方向Ｙ２では、画像形成装置１００と反対に、現像部においては、下から上へと移動するので、現像スリーブ３３の回転方向Ｘ１が、感光体ドラム１の回転方向Ｙ２に対してカウンターとなってしまうためである。
【００５２】
そこで、本発明の特徴部分としては、現像装置３Ｍを、このように現像スリーブ３３の回転方向Ｘ１が感光体ドラム１の回転方向Ｙ２に対してカウンターとなってしまう画像形成装置２００に設置する場合は、二成分現像剤３２に含まれるキヤリアは低磁化で、かつ抵抗が高いものを使用するようにした。
【００５３】
具体的に説明すると、本実施例では、現像装置３Ｍを画像形成装置２００に設置する場合、現像装置３Ｍに収容される二成分現像剤Ｂは以下のキャリアとトナーを含むものとした。
【００５４】
二成分現像剤Ｂにおいて、キャリアとしての磁性粒子は、粒径が３０〜１００μｍ、好ましくは４０〜８０μｍで、電気的抵抗値が１０１２Ω〜１０１５Ωｃｍで、磁化が１００ｍＴの磁界中で８〜５０Ａｍ２／Ｋｇとなるように、樹脂中に磁性材料としてマグネタイトを分散して形成した樹脂キャリアが好ましく用いられる。
【００５５】
このキャリアと、前記に説明した二成分現像剤Ａに含まれるものと同様のトナーが含まれる二成分現像剤Ｂを用いて画像形成を行うことで、結果として、感光体ドラム１に対して、現像スリーブ３３の回転方向がカウンターになった場合、高画質の画像が安定して得られるようになった。
【００５６】
こうした低磁化で、且つ抵抗が高いキャリアを含む二成分現像剤Ｂを、感光体ドラム１に対して現像スリーブ３３の回転が順方向である画像形成装置１００に設置して画像形成しようとすると、エッジ部での画像不良が問題となり、高濃度部の手前のハーフトーン画像端部が白く抜ける、所謂白抜け画像に代表される画像不良が発生してしまい、高画質の画像を得ることは難しかった。
【００５７】
しかしながら、現像スリーブ３３の回転方向Ｘ１が感光体ドラム１に対してカウンターである画像形成装置２００に設置して現像を行うと、白抜けの発生は押さえられる。更に、低磁化で且つ高抵抗であるために、潜像、及び現像像に与えるダメージも小さく、結果として、高画質の画像が得られる。
【００５８】
以上説明したように、使用する二成分現像剤中のキャリアの抵抗や磁化を、感光体ドラムに対する現像スリーブの移動方向応じて異なるものを用いることによって、複数の構成の画像形成装置に、現像装置を流用することが可能となり、開発コストや、製造コストを大きく下げることが可能となった。
【００５９】
ここで、本発明に基づいて、現像スリーブ３３の移動方向に対する感光体ドラム１に応じて現像剤の種類自体を変更するために、本実施例においては、図１に示されるように、トナーカートリッジ４を用いる。
【００６０】
回転体３’には、それぞれの現像装置３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、３Ｋについてそれぞれの色の現像剤を補給するトナーカートリッジ４が着脱可能に取り付けられており、必要に応じて、トナーカートリッジ４を交換できるようになっている。尚、トナーカートリッジ４は、現像装置３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、３Ｋが感光体ドラム１に対向する現像位置にあるときに、各現像装置の上方に存在する。
【００６１】
従って、ここでは、現像装置を設置する画像形成装置が、現像スリーブ３３に対して感光体ドラム１が順方向Ｙ１に回転する画像形成装置１００か、現像スリーブ３３に対して感光体ドラム１がカウンター方向Ｙ２に回転する画像形成装置２００かによって、別のトナーカートリッジ４を用意する。
【００６２】
現像剤の補給回収は、トナーカートリッジ４を用いて、一括して行なわれる。よって、現像剤はカートリッジ４を交換することで、剤交換も行なわれるので、現像剤自身のメンテナンスの必要はない。
【００６３】
こうしたトナーカートリッジ４を用いた、本実施例の現像剤の補給回収について、図１、図５を用いて説明する。本実施例では、基本的には特許文献８に記載された方法で現像剤補給回収を行う。
【００６４】
トナーカートリッジ４は、図５に示されるように、８０％程度が補給現像剤を収納したスペースである現像剤収用部４１で構成され、残り２０％が、回収剤を収容するスペースである回収部４２で構成され、この２つのスペースは仕切り４３によって完全に分割されている。
【００６５】
現像剤の補給について説明する。トナーカートリッジ４の内部に設けられた攪拌搬送部材４４が現像時にゆっくり回転して、現像装置３Ｍの上方に設けられた補給スクリュー４６の位置に搬送し、更に、現像剤は補給スクリュー４６の下部で現像装置３Ｍに設けられた開口部３９に搬送される。
【００６６】
スクリュー４６は搬送の最上流側がカートリッジ４との間に開口部４５にて連絡しており、逆に最下流側が、現像装置３Ｍとの間の開口部３９に連絡している。画像形成によって消費された分のトナーは、前述したようにキャリアを一定の割合に含んだ補給剤として、補給スクリュー４６の回転に従い、現像容器３Ｍの上方より補給される。
【００６７】
このようにして補給スクリュー４６から現像装置３Ｍに補給現像剤が補給される。この補給現像剤のトナー及びキャリアの混合比は重量比で９：１程度であるが、特に、この数値に限定されるものではない。即ち現像容器３Ｍ内の二成分現像剤３２の比に対してトナー量が圧倒的に多く、体積比を考えればトナー中にキャリアが微量混合されているものと考えることもできる。
【００６８】
つまり、画像形成によって消費されたトナーを補う際に、微量のキャリアを徐々に補給していくことになる。補給される現像剤のキャリアの比が多くなれば同じ量のトナー補給でキャリアの入れ替わり量が多くなり、現像装置３Ｍ内の二成分現像剤３２はフレッシュな状態に近づくが、その分キャリアの消費量が多くなる。このためそれぞれの装置において適当な混合比を別途定めるのが好ましい。
【００６９】
又、トナー（及びキャリア）の補給量は、補給スクリュー４６の回転数によっておおよそ定められるが、この回転数は図示しないトナー補給量制御手段によって定められる。トナー補給量制御の方法としては二成分現像剤３２のトナー濃度を光学的あるいは磁気的に検知するものや、感光体ドラム１上の基準潜像を現像してそのトナー像の濃度を検知する方法など様々な方法が知られているので、いずれかの方法を適宜選択することが可能である。
【００７０】
トナーに微量に含まれたキャリアが補給されることで、現像装置３Ｍ内の剤面が上昇し、剤回収ノズル４７の開口部４８よりも剤面が上方になると、各色の現像装置３Ｍ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｋが設置された回転体３’が、ここでは現像部に対して鉛直方向上から下へ回転する方向であるＺ方向に回転することでノズル４７を通して現像剤３２はトナーカートリッジ４に回収される。この場合に、ノズル４７でキャリアの回収能力を、現像剤が最大補給されたときのキャリアの補給量より多くし、色を現像する場合は、必ず回転体３’を回転させるようにすれば、補給剤が現像装置３Ｍから溢れてしまうことは無い。
【００７１】
ここで、回転体３’が回転することによって、補給口３９に設けられた不図示の弁によって補給口３９は閉まるので、現像装置３Ｍ内の現像剤がカートリッジ４に逆流することはない。又、トナーカートリッジ４における現像剤回収部４２内で、ノズル４７が不図示の周回する回収通路に連絡している構成であるので、過剰量以上の現像剤がトナーカトッリジ４へ浸入することもない。
【００７２】
このようなトナー補給回収方式にすることによって、設置する画像形成装置によって、それぞれに適した現像剤を選択することができ、その画像形成装置における感光体ドラム１の回転方向が、現像装置に設けられた現像スリーブ３３の回転方向Ｘ１に対して順方向Ｙ１かカウンター方向Ｙ２であるかによって、それに応じた種類の現像剤を収容することが可能となる。
【００７３】
以上説明したように、本発明による画像形成装置によって、現像装置に備えられた現像スリーブに対する、感光体ドラムの回転方向によって、使用する現像剤の種類、特に、現像剤中のキャリアの抵抗、及び／又は、磁化が異なることで現像装置として同一のものを使用した場合でも安定した画像が得られるようになった。
【００７４】
ここで、本実施例においては、キャリアの磁化及び電気抵抗値両方を変更したが、使用する現像剤の種類を変更することによって、感光体ドラムの回転方向が、現像スリーブに対して順方向である場合、カウンター方向である場合、その両方の場合において良好な画像が安定して得られれば、現像スリーブに対する感光体ドラムの移動方向に応じて、キャリアの磁化か電気抵抗値のどちらか一方のみが異なる現像剤を用いても、それ以外の条件が異なる現像剤を用いてもよい。
【００７５】
尚、本実施例においては、マゼンタ現像装置３Ｍを用いて説明したが、他の現像装置３Ｙ、３Ｃ、３Ｋに適用できることはいうまでもない。
【００７６】
実施例２
次に本発明の実施例２となる、現像装置について図４を用いて説明する。図４において、図１と同じ番号の部材は図１を用いて説明した部材と同じ機能を有する。本実施例においても、図４に示した現像装置３Ｍを、現像スリーブ３３の回転方向Ｘ２に対して順方向Ｙ２とカウンター方向Ｙ１の回転をする感光体ドラム１を有するそれぞれの画像形成装置２００と画像形成装置１００の両方に設置する。
【００７７】
本実施例においては、実施例１と同様に、回転現像装置３の回転体３’に支持される、各色の二成分現像剤３２を収容する現像装置３Ｍについて説明する。ここでも、マゼンタ現像装置３Ｍにを例に挙げて説明するが、現像装置３Ｍは他の現像装置３Ｙ、３Ｃ、３Ｋと同様の構成である。
【００７８】
本実施例の現像装置３Ｍでは、現像スリーブ１０内には、５つの磁極、即ち、感光体ドラム１に対向配置された現像主極、本実施例では磁極Ｓ１と、現像スリーブ３３の回転方向Ｘ２に従って順に現像容器３１開口部分で鉛直方向上部に位置するＮ１、現像容器３１内のＳ２、Ｎ３、そして現像容器３１開口部分で鉛直方向最下部の規制ブレード３８に対向したＮ２の各磁極を有する磁石部材３４が現像スリーブ３３の回転に対して非回転に設けられている。
【００７９】
ここで、鉛直方向下部に配置されたＮ２極に対向して規制部材である規制ブレード３８が、現像スリーブ３３と最近接点が位置するように配置されている。
【００８０】
そうした場合、現像スリーブ３３に近い方の搬送スクリュー３５から現像剤を重力に逆らって汲み上げる必要がなく、搬送スクリュー３５に存在する現像剤量が少なくても現像剤を汲み上げることができる。
【００８１】
即ち、現像容器３１内の現像剤量に依存せずに、安定した汲み上げができるため、規制された現像剤層の厚みムラを低減できる。
【００８２】
つまり、規制ブレード３８近傍に配設されたＮ２極が第２の磁極となり、現像スリーブ３３回転方向Ｘ２上流で、同極性の第１の磁極であるＮ３極が隣接する構成とされる。そして、２つの同極の磁極、第２の磁極Ｎ２、第１の磁極Ｎ３のうち、現像スリーブ１０の回転方向Ｘ２下流側に位置する第２の磁極Ｎ２極の対向位置近傍で規制ブレード３８により現像剤を規制することによって、現像スリーブ３３上から落下した現像剤は、速やかに搬送回転体である搬送スクリュー３５上へと落下する。
【００８３】
つまり、本実施例の現像装置３Ｍにおいては、第２の磁極Ｎ２極により現像スリーブ３３へ汲み上げられると同時に現像剤が規制された後に、現像主極であるＳ１まで搬送される。その後、Ｎ１、Ｓ２を通過後、第２の磁極Ｎ２、第１の磁極Ｎ３間の反発極で現像剤が剥ぎ取られ、再びスクリュー３５により攪拌され汲み上げられる。この場合に、規制部とくみ上げ部が、同一となり、現像剤に対するストレスが軽減されるために、現像剤の寿命を実施例１より長くすることが可能となる。
【００８４】
よって、本実施例では、現像スリーブ３３は現像部を下から上へと通過するようにＸ２方向に移動し、現像スリーブ３３の回転方向Ｘ２が実施例１の現像スリーブ３３の回転方向Ｘ１と逆になる。従って、本実施例の現像装置では、画像形成装置１００においては感光体ドラム１の回転方向Ｙ１に対してカウンター方向、画像形成装置２００においては感光体ドラム１の回転方向Ｙ２に対して順方向となり、使用するキャリアの関係は、実施例１と逆であり、画像形成装置１００においては、低磁化で、高抵抗のキャリアを含む二成分現像剤Ｂが使用され、画像形成装置２００においては通常のフェライトキャリアを含む二成分現像剤Ａが使用される。
【００８５】
以上、２つの実施例によって本発明の画像形成装置を説明したが、上記に挙げた構成に限られるものではなく、本発明の提案に従って様々な構成をとることが可能である。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、トナーとキャリアとを含む現像剤を収容する現像剤容器と、現像剤容器から現像剤を像担持体と対向する現像部に搬送する現像剤担持体と、この現像剤担持体内に設けられた磁石部材と、現像容器内の現像剤を搬送、撹拌する搬送回転体と、を有する現像装置において、現像剤を、使用する現像剤の種類、特に、キャリアの抵抗や磁化が、像担持体に対する現像剤担持体の移動方向に応じて、異なるものを用いることによって、複数の構成の画像形成装置に、現像装置を流用することが可能となり、開発コストや、製造コストを大きく下げることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る現像装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の他の例を示す概略構成図である。
【図４】本発明に係る現像装置の他の例を示す概略構成図である。
【図５】本発明に係る現像装置とトナーカートリッジを示す軸方向断面図である。
【符号の説明】
１　　　　　　　　　　感光体ドラム（像担持体）
３　　　　　　　　　　回転現像装置
３’　　　　　　　　　回転体
４　　　　　　　　　　現像カートリッジ
３１　　　　　　　　　現像容器
３３　　　　　　　　　現像スリーブ（現像剤担持体）
３４　　　　　　　　　磁石部材
３５、３６　　　　　　搬送スクリュー（回転搬送体）
３８　　　　　　　　　規制ブレード
１００、２００　　　　画像形成装置
【図１】
2004133123.tif 000003
【図２】
2004133123.tif 000004
【図３】
2004133123.tif 000005
【図４】
2004133123.tif 000006
【図５】
2004133123.tif 000007