(57)【要約】【課題】２成分現像方式を用いた画像形成装置、特にクリーナーレス方式を用いた画像形成装置において、像担持体へのキャリア付着と白地かぶりとを共に抑制することで、転写抜けなどの画像弊害更にはクリーナーレスシステムにおける帯電阻害などの弊害を防止しつつ、現像剤の長寿命化を達成することのできる現像装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】初期設置時に現像装置１に収容されるキャリア中の微粉量が、現像剤補給機構５によって現像装置１に補給されるキャリア中の微粉量よりも少ない。【選択図】        図１
2004219590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に形成された静電潜像を、トナーとキャリアを含む２成分現像剤で現像してトナー像とする現像装置において、
キャリアを含む補給現像剤を補給するための現像剤補給機構を備え、初期設置時に現像装置に収容されるキャリア中の微粉量が、前記現像剤補給機構によって現像装置に補給されるキャリア中の微粉量よりも少ないことを特徴とする現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子写真方式、静電記録方式の複写機、プリンタなどとされる画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置において、トナーと磁性キャリアを混合して現像剤として用いる２成分現像方式はよく知られており、特にカラー画像を形成する画像形成装置においてよく利用されている。
【０００３】
磁性キャリアは、通常、鉄粉、フェライト微粒子、或いは、樹脂中に磁性粉を分散した磁性樹脂粒子などを、樹脂コーティング等を施すことで抵抗調整したものが用いられる。このキャリアをトナーと適正な重量比で混合して２成分現像剤とし、これを、現像スリーブ（現像剤担持体）の内部に設けたマグネットから発生する磁力で現像スリーブ上に保持しながら像担持体である感光体に接触させる。
【０００４】
現像スリーブには感光体上の静電潜像に対して適当な量のトナーを付着させるために、バイアス電源によってバイアス電圧が印加される。バイアス電圧は、直流のみの場合や、直流に交流を重畳する場合などがある。バイアス電圧は、トナーを所定量感光体に付着させ、かつ、非画像部にはトナーを付着させないように、又、磁性キャリアが感光体に付着することがないように、設計されている。このため通常画像形成時には感光体に磁性キャリアが付着することはごく稀である。
【０００５】
しかしながら、使用条件や周囲の環境によっては感光体に磁性キャリアが付着してしまうことがあった。
【０００６】
例えば、絶対水分量が１ｇ／ｍ３を切るような低湿度環境では、トナーとキャリアの摩擦帯電が過剰になり、キャリア粒子自体のもつ電荷が高くなることによって、キャリアを拘束している磁力よりも現像バイアスによる電気力が大きくなり、感光体へのキャリア付着が生じる場合があった。感光体に付着したキャリアは、例えば、転写部においては点状の転写抜け等の不具合を引き起こすため、その付着量は実用上問題ない範囲に収めることが必要である。
【０００７】
このようなキャリア付着を防止するために、現像条件やキャリアの処方など様々な防止策が考えられているが、その中で特に有効と考えられているのが、キャリア中の微粉量を減ずることである。
【０００８】
これは、分級によって小粒径のものを取り除いたり、平均粒径が大きめになるような製造条件にすることで達成される。
【０００９】
しかし、キャリア中の微粉量が減少すると、同時にキャリアの表面積が減少するため、キャリア表面の磨耗、トナー樹脂や外添剤の付着などによる劣化に弱くなる。このため特に現像剤を長期使用した場合にトナーに適正な電荷を与えられなくなり、白地部へのかぶりを生じてしまうことがある。
【００１０】
かぶりの発生開始などはそれぞれの装置構成によって異なるが、一般に、同一構成の装置においてキャリアの表面積が少なくなるとキャリア劣化が早く、かぶりの発生が早くなる傾向にある。即ち、キャリア付着防止のための微粉量減が、かぶりによる耐久寿命の低下を招いてしまうため、現像剤の交換頻度が上がり、画像形成装置のメンテナンスの観点からも、ランニングコストの観点からも好ましくない。
【００１１】
メンテナンス性に関する解決策としては、例えば、特許文献１で提案された、「キヤリアとトナーを撹拌する撹拌手段と、同撹拌手段で撹拌された現像剤を感光体へ供給する現像ロールとを備えた電子写真複写機用現像装置において、前記撹拌手段の上方にキヤリア補給装置とトナー補給装置とを分離しまたは一体化して設け、現像装置ハウジングの側壁に現像剤溢出部を設け」る構成が代表的である。
【００１２】
このような構成により、「前記現像装置ハウジング内の古くなつた現像剤は前記現像剤溢出部より順次自動的に排出されるため、従来のもののように、現像装置を複写機より外し、同装置のハウジング内の古い現像剤を取出し、新しい現像剤を再充填した後、再び現像装置を取付けるといった面倒な現像剤交換作業が不必要」となる。
【００１３】
ここで、この方式のもうひとつの作用である、「前記現像装置ハウジング内の現像剤の特性を一定に維持させることができ、その結果、複写物の画質も一定に保持させる」作用について考える。
【００１４】
この方式においては、出力枚数当たりどの程度の頻度でキャリアの補給／排出を行うかによって、現像剤特性の安定するレベルが変化する。
【００１５】
簡単に述べれば、交換頻度を多くすれば現像剤はよりフレッシュな状態で安定するかわりに、ランニングコスト的には不利になる。逆にランニングコストに有利な構成にするには、現像剤がより劣化の進んだ状態で安定するため、この状態での諸特性が画像性／機能性等の面から十分使用に耐え得るような構成にする必要がある。
【００１６】
つまり、特許文献１で提案された構成をとる場合でも、現像剤の劣化が早ければランニングコストの上昇につながってしまい、好ましくない。
【００１７】
また、キャリア付着、かぶりに対しては、クリーナーレス方式を用いた画像形成装置においては更に高いレベルの防止策が要求される。
【００１８】
クリーナーレス方式は、近年、画像形成装置の小型化・廃トナーの削減という課題に答えるべく開発されてきた方式であり、クリーナーを取り外し、感光体上の転写残トナーは現像手段によって「現像同時クリーニング」で被帯電体上から除去し現像手段に回収・再利用する構成である。
【００１９】
例えば本出願人による特許文献２によれば、帯電ローラによるクリーナーレスシステムの例があげられており、以下のように記載されている。
【００２０】
（従来例１）
現像時に現像装置から感光ドラム表面に付着されたトナーは、負極性に帯電している。このトナーは、転写時に転写ローラによって正極性に帯電され、転写材上に転写される。したがって、転写材上に転写されないで感光ドラム１表面に残った感光ドラム上残留物も、正極性に帯電していることになる。このように正極性に帯電している感光ドラム上残留物を現像時にバックコントラストによって回収するには、感光ドラム上残留物を負極性に帯電する必要がある。これを、帯電ローラによって感光ドラム表面を負極性に帯電するのと同時に行う。
【００２１】
また、本出願人による特許文献３によれば、磁気ブラシ帯電装置によるクリーナーレスシステムの例があげられており、以下のように記載されている。
【００２２】
（従来例２）
磁気ブラシ接触帯電方式・転写方式・クリーナーレスシステムの画像形成装置において、転写材に対するトナー像転写後の被帯電体に残留したトナー粒子は被帯電体の帯電部位に持ち運ばれて磁気ブラシ接触帯電装置の磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラシ部に混入して一時的に回収され、その磁気ブラシ部に混入して一時的に回収されたトナー粒子は磁気ブラシ部から被帯電体に電気的に逐次に吐き出されて被帯電体の現像部位に持ち運ばれ、現像装置で現像同時クリーニングされる。
【００２３】
【特許文献１】
特公平２−２１５９１号公報
【特許文献２】
特開平１０−２４７０３６号公報
【特許文献３】
特開平１１−１０９８０９号公報
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、クリーナーレス方式においては、感光体に付着したキャリアはクリーナーで回収されず、そのまま帯電手段まで達してしまう。帯電手段として帯電ローラを用いている場合は、キャリアによって帯電ローラの表層が穿孔されるなどして不具合を引き起こす。また磁気ブラシを用いている場合、抵抗値の異なる現像剤のキャリアが磁気ブラシに混入することで帯電能が低下し、白地かぶりなどが発生し易くなる。また白地かぶりが発生すると、帯電ローラの場合はローラを汚し、また磁気ブラシに混入すれば抵抗値の上昇により、いずれの場合も帯電阻害を起こす。その結果また白地かぶりが発生し易くなるという悪循環を生む場合がある。
【００２５】
そこで、本発明の目的は、２成分現像方式を用いた画像形成装置、特に、クリーナーレス方式を用いた画像形成装置において、像担持体へのキャリア付着と白地かぶりとを共に抑制することで、転写抜けなどの画像弊害、更には、クリーナーレスシステムにおける帯電阻害などの弊害を防止しつつ、現像剤の長寿命化を達成することのできる現像装置及び画像形成装置を提供することである。
【００２６】
【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、本発明は、下記の構成を特徴とする現像装置及び画像形成装置を提供する。
【００２７】
（１）像担持体に形成された静電潜像を、トナーとキャリアを含む２成分現像剤で現像してトナー像とする現像装置において、
キャリアを含む補給現像剤を補給するための現像剤補給機構を備え、初期設置時に現像装置に収容されるキャリア中の微粉量が、前記現像剤補給機構によって現像装置に補給されるキャリア中の微粉量よりも少ないことを特徴とする現像装置。
【００２８】
（２）前記現像剤補給機構によって現像装置に補給されるキャリアの５０％粒径（Ｄ５０）をｄ（μｍ）としたとき、初期設置時に現像装置に収容されるキャリア中の、ｄ／２（μｍ）より小さいキャリア粒子の個数％をＮ１（％）、前記現像剤補給機構によって現像装置に補給されるキャリアのｄ／２（μｍ）より小さいキャリア粒子の個数％をＮ２（％）とすると、
Ｎ１＜１（％）、Ｎ２＞１．５（％）
であることを特徴とする上記（１）の現像装置。
【００２９】
（３）上記（１）又は（２）の現像装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【００３０】
（４）前記像担持体上に形成されたトナー像を被転写材に転写した後に前記像担持体上に残留する転写残トナーを前記像担持体から除去する手段として、転写残トナーを前記現像装置にて回収することを特徴とする上記（３）の画像形成装置。
【００３１】
（５）前記像担持体及び転写残トナーを帯電するための帯電手段を備え、前記帯電手段は、帯電ローラ又は磁気ブラシ帯電装置であることを特徴とする上記（４）の画像形成装置。
【００３２】
【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。
【００３３】
実施例１
図１は、本発明に係る現像装置の一実施例を説明する概略構成図であり、又、図２は、本実施例の現像装置を用いた画像形成装置を説明する概略構成図である。
【００３４】
先ず、画像形成装置全体の構成及び動作について説明する。
【００３５】
本実施例において、図２に示すように、画像形成装置は、４つの画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを有している。各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれ、像担持体としての感光ドラム１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）を備えている。
【００３６】
感光ドラム１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）の周りには、それぞれ、一次帯電装置１１（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）、露光装置１２（１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ）、現像装置１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）が配置されている。又、感光ドラム１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）の下方には、中間転写装置２０が配置されている。中間転写装置２０は、中間転写体としての中間転写ベルト２１が、ローラ２２、２３、２４に張設されて、矢印方向に走行するように構成されている。
【００３７】
本実施例ではコロナ帯電装置とされる一次帯電装置１１（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）によって帯電された感光ドラム１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）の表面をそれぞれ露光装置１２（１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ）によって露光することで感光ドラム１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）上に静電潜像が形成される。この潜像は、現像装置１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）によって現像することで感光ドラム１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）上にトナー像を形成する。
【００３８】
各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋで形成されたトナー像は、一次転写手段としての帯電ブレード１３（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ）による転写バイアスによって、被転写材としての中間転写ベルト２１上に転写され重ね合わせられる。
【００３９】
中間転写ベルト２１上に形成された４色のトナー像は、ローラ２４と対向して配置された二次転写手段としての二次転写ローラ２５によって記録紙Ｐに転写される。トナー像が転写された記録紙Ｐは、定着ローラ３１、３２を備えた定着装置３０によって加圧／加熱され、永久画像を得る。
【００４０】
また、転写後に感光ドラム１０上に残った転写残トナーは、クリーナー１４（１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ）により除去され、次の画像形成に備える。
【００４１】
次に、図１を参照して現像装置１について詳しく説明する。
【００４２】
現像装置１は、現像容器２を備え、現像容器２には非磁性トナーと磁性キャリアを含む２成分現像剤が収容されている。
【００４３】
現像容器２は、感光ドラム１０に対向した現像領域が開口しており、この開口部に一部露出するようにして現像剤担持体としての現像スリーブ３が回転可能に配置されている。
【００４４】
磁界発生手段である固定のマグネット４を内包する現像スリーブ３は非磁性材料で構成され、現像動作時には図１の矢印方向に回転し、現像容器２内の２成分現像剤を層状に保持して現像領域に担持搬送し、感光ドラム１０と対向する現像領域に２成分現像剤を供給して、感光ドラム１０に形成されている静電潜像を現像する。静電潜像を現像した後の現像剤は、現像スリーブ３の回転にしたがって搬送され、現像容器２内に回収される。
【００４５】
現像スリーブ３には直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスが不図示の現像バイアス発生手段から印加される。交流成分の波形は矩形波であり、周波数２ｋＨｚ、Ｖｐｐ２ｋＶである。この現像バイアスによって現像スリーブ３と感光ドラム１０間に交番電界を形成し、トナーをキャリアから電気的に剥離してトナーミストを形成することで、現像効率が向上する。
【００４６】
２成分現像剤について詳しく説明すると、トナーは、ポリエステルを主体とした樹脂バインダーに顔料を混錬したものを粉砕分級して得られる、体積平均粒径が８μｍ程度のものを用いる。キャリアは、フェライトを主とするコアにシリコン樹脂をコートしたものを用い、５０％粒径（Ｄ５０）は４０μｍのものを用いる。このようなトナーとキャリアを重量比で約８：９２の割合で混合し、トナー濃度（現像剤に対するトナーの重量％）８％の２成分現像剤として用いる。
【００４７】
画像形成によってトナーが消費されると、その分のトナーは、現像剤補給機構としての現像剤補給槽５から補給される。現像剤補給槽５から補給される補給現像剤は、トナーとキャリアを重量比で８５：１５の割合で混合したものであり、画像形成によって消費した分のトナーを補うと同時に現像容器２内に新しいキャリアが補給される。現像容器２中に新しいキャリアが補給された分、現像容器２内に存在する現像剤量が増加するが、その分は現像容器２の壁面に設けられた現像剤排出口６から排出される。現像剤排出口６の位置は、現像容器２内に２成分現像剤が３８０ｇとなって安定するように調整されている。
【００４８】
次に、本実施例の特徴的な部分について説明する。
【００４９】
初期状態において現像容器２に投入する初期キャリアＳは、現像剤補給槽５から補給される現像剤中の補給キャリアＲにさらに分級処理を施し、微粉量を減らしたものを用いる。微粉量の規定は、具体的には２０μｍより小さいキャリア粒子の個数％で行い、初期キャリアＳでは２０μｍより小さいキャリア粒子が０．８個数％、補給キャリアＲでは２０μｍより小さいキャリア粒子が２個数％である。
【００５０】
キャリアの粒度分布の測定装置としては、マイクロトラック粒度分析計（日機装株式会社）のＳＲＡタイプを使用し、０．７〜１２５μｍのレンジ設定で行って、キャリアの５０％平均粒径（Ｄ５０）及び粒度分布を求めた。
【００５１】
初期キャリアＳ、補給キャリアＲの初期帯電能に関して、それぞれを本実施例のトナーと混合した初期現像剤の状態にして、２水準の温湿度環境に２日間放置した後、トナー帯電量（単位はｍＣ／ｋｇ）を測定した。以下にその結果を示す。
【００５２】
初期キャリアＳ・・・２３℃５０％環境下で２７、１５℃１０％環境下で３５
補給キャリアＲ・・・２３℃５０％環境下で２６、１５℃１０％環境下で３７
これより初期の帯電能はほぼ同等であると考えられる。
【００５３】
なお、トナーの帯電量測定は、サンプル現像剤をエアで吸引して金属メッシュを通過させてトナーとキャリアを分離する際に移動する電荷量をクーロンメーターで測定することにより行った。
【００５４】
これらの初期キャリアＳ、補給キャリアＲをそれぞれ、現像剤の入れ替えのない形で画像形成耐久試験を行った。耐久試験における画像印字比率は、業界で一般的な値である５％にて行った。
【００５５】
先ず、温湿度が２３℃５０％の環境における試験の結果、初期キャリアＳの耐久試験においては、５００００枚以降は出力画像上に白地かぶりが発生した。補給キャリアＲにおいては、白地かぶりが発生したのは８００００枚以降であった。つまり、初期キャリアＳは、補給キャリアＲに比較して単位体積当たりの表面積が少ないため、トナーへの帯電付与能力の劣化が早いことが分かる。
【００５６】
また、温湿度が１５℃１０％の環境において同様の試験を行った際、初期キャリアＳでは転写抜けが生じなかったが、補給キャリアＲにおいて初期からキャリア付着起因の転写抜けが生じ、２０００枚画像を出力するまで許容できないレベルであった。これは、初期においてはキャリアの劣化があまり進んでいないため、低湿環境においてはキャリアの帯電量が高くなってしまうためである。キャリア帯電量に関しては初期キャリアＳでも同等であるが、微粉量減によりキャリア付着量が許容レベルとなっている。
【００５７】
ここで、本実施例で説明したとおり、初期の現像剤に用いるキャリアとして初期キャリアＳを用い、補給キャリアとして補給キャリアＲを用い、現像剤の自動交換をしながら画像形成耐久試験を行うと、初期においては現像容器２内のキャリアは大半が初期キャリアＳからなるため、１５℃１０％の環境においても転写抜けは発生しなかった。また、５００００枚の時点では初期キャリアＳと補給キャリアＲが混合している状態になっているため、初期キャリアＳ単独で耐久した場合に比べて帯電能低下が抑制され、白地かぶりを起こすことがない。さらに、８００００枚以降であるが、本実施例では後に説明するように、現像剤の入れ替え速度の調整により現像剤特性の安定点が丁度キャリアの入れ替え無しで７００００枚耐久した場合と同等になっているため、これ以降は現像剤の帯電付与能が不足してかぶりを引き起こすことがなくなる。
【００５８】
以上のようにして、本実施例の構成により、キャリアの帯電量が高い状態でのキャリア付着を微粉量減によって防止しつつ、耐久が進んで帯電能が低下した時期の白地かぶりを抑制するという、本発明の目的を達成することができる。
【００５９】
ここで、本実施例中で述べた、現像剤特性の安定点について詳しく説明する。
【００６０】
１個１個のキャリアが現像容器２中で使用された時間を、Ａ４画像１枚の出力を単位として「年齢」と表現する。ここで、耐久試験がある枚数ｘでの、現像容器２中のキャリアの平均年齢をＰ（ｘ）とする。
【００６１】
ここで、更に、１枚画像が形成されたとき、トナーの消費に伴なってｄ（ｇ）の新しいキャリアが補給され、同じくｄ（ｇ）の、現像容器２内に存在した現像剤が排出されるとする。計算のため、仮に画像形成とキャリアの入れ替えが時系列においてシリアルに行われるものとして、ｘ枚画像形成直後でキャリアの入れ替え直前のキャリア平均年齢をＰ（ｘ）、その直後のキャリアの平均年齢をＱ（ｘ）とすると、
Ｑ（ｘ）＝Ｐ（ｘ）×［（Ｗ−ｄ）／Ｗ］＋Ｐ（０）×［ｄ／Ｗ］    （１）
ここで、Ｐ（０）は初期剤の平均年齢であるからＰ（０）＝０であり、
Ｑ（ｘ）＝Ｐ（ｘ）×［（Ｗ−ｄ）／Ｗ］                          （２）
となる。
【００６２】
また、平均年齢がＱ（ｘ）の状態から更に１枚画像を形成した状態がＰ（ｘ＋１）であり、この間キャリアは等しく画像形成に使用されたものとするので、
Ｐ（ｘ＋１）＝Ｑ（ｘ）＋１                                      （３）
上記式（２）、（３）より、
Ｐ（ｘ＋１）＝Ｐ（ｘ）×［（Ｗ−ｄ）／Ｗ］＋１                  （４）
即ち、
Ｐ（ｘ）＝［１−（１−ｄ／Ｗ）ｘ］＊Ｗ／ｄ                        （５）
つまり、現像剤自動交換を行ったときのキャリアの平均年齢は、Ｗ／ｄ（＝現像容器２中のキャリア総量／１枚あたりのキャリア入れ替え量）に収束する。
【００６３】
本実施例においては、現像容器２内の現像剤量が３８０ｇ、トナー濃度が８％であるから、キャリア量が３５０ｇである。また、この画像形成装置の最大濃度を出力するためのトナー量は感光ドラム１０上で０．９ｍｇ／ｃｍ２であるので、印字比率５％の場合Ａ４用紙１枚あたり２８．１ｍｇのトナーを消費する。同時に、１枚当たりのキャリア入れ替え量は５ｍｇとなるので、キャリアの平均年齢は７００００枚となる。ここで、キャリアによるトナーへの帯電付与能や、そのときの白地かぶり量は、平均年齢推移と同様の傾向を示すことが実験によって確認されている。
【００６４】
実施例２
次に、本発明の第２の実施例について説明する。
【００６５】
本実施例の画像形成装置は、実施例１の画像形成装置では設けられていた感光ドラム１０上の転写残トナーのためのクリーナー１４を備えておらず、帯電ローラークリーナーレス方式を採用したものである。装置全体の構成は実施例１に示したものとほぼ同様であるので、再度の説明は省略し、本実施例の特徴ある構成部分を図３を参照して説明する。
【００６６】
図３に示すように、本実施例では、画像形成装置の感光ドラム１０の一次帯電装置１１として、金属軸１１ａに主としてゴムからなる表層１１ｂを設け、感光ドラム１０に接触する帯電ローラを用いる。また、一次転写後に感光ドラム１０上に残った転写残トナーを帯電するために補助帯電ブラシ２６、２７が配置される。
【００６７】
上記構成とされる本実施例の画像形成装置の動作について説明する。
【００６８】
本実施例によれば、帯電ローラ１１には不図示の帯電バイアス発生手段から直流成分に交流成分を重畳した帯電バイアスが印加される。交流成分の波形は正弦波であり、周波数は１ｋＨｚ、Ｖｐｐ１．５ｋＶである。
【００６９】
このように、帯電ローラとされる一次帯電装置１１（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）によって帯電された感光ドラム１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）の表面をそれぞれ露光装置１２（１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ）によって露光することで感光ドラム１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）上に静電潜像が形成される。この潜像は、現像装置１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）によって現像することで感光ドラム１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）上にトナー像を形成する。これは、実施例１の場合と同様である。
【００７０】
又、実施例１と同様に、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋで形成されたトナー像は、一次転写手段としての帯電ブレード１３（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ）による転写バイアスによって、中間転写ベルト２１上に転写され重ね合わせられる。
【００７１】
中間転写ベルト２１上に形成された４色のトナー像は、ローラ２４と対向して配置された二次転写手段としての二次転写ローラ２５によって記録紙Ｐに転写される。トナー像が転写された記録紙Ｐは、定着ローラ３１、３２を備えた定着装置３０によって加圧／加熱され、永久画像を得る。
【００７２】
本実施例によると、一次転写後に感光ドラム１０上に残った転写残トナーは、補助帯電ブラシ２６、２７、更に、帯電ローラ１１で所定の帯電をうけ、適正な帯電量に調整されたのち現像スリーブ３によって感光ドラム１０上から除去される。
【００７３】
本実施例のトナーは、懸濁重合によって得られる球形トナーであり、体積平均粒径が８μｍ程度のものを用いる。球形のトナーを用いることで一次転写効率は９７〜９８％という高い数値を達成することができ、クリーナーレス方式において特にその効果を発揮する。
【００７４】
また、本実施例の初期キャリアＳの２０μｍより小さいキャリア粒子の割合は０．４個数％としてあり、実施例１における初期キャリアＳと比較してさらに微粉量を減少させてある。これは、本実施例のような帯電ローラークリーナーレス方式における帯電ローラ１１の表層の穿孔に対して許容できるレベルのキャリア付着量を達成させるためである。
【００７５】
その他の構成は実施例で１説明したものと同様であり、実施例１と同様の作用効果を達成し得る。
【００７６】
実施例３
次に、本発明の第３の実施例について説明する。
【００７７】
本実施例の画像形成装置は、一次帯電装置１１として磁気ブラシ帯電装置を採用したクリーナーレス方式の画像形成装置である。装置全体の構成は実施例１、２に示したものとほぼ同様であるので、再度の説明は省略し、本実施例の特徴ある構成部分を図４を参照して説明する。
【００７８】
図４に示すように、本実施例では、画像形成装置の感光ドラム１０の一次帯電装置として、非磁性金属素管内にマグネットを配置した帯電スリーブ１１ａ上に、体積抵抗が１０４Ω・ｃｍ程度の磁性粒子１１ｂを保持し、磁力によって穂立ちさせた磁気ブラシを感光ドラム１０に接触する帯電磁気ブラシを用いる。
【００７９】
帯電スリーブ１１ａには不図示の帯電バイアス発生手段から直流成分に交流成分を重畳した帯電バイアスが印加される。交流成分の波形は矩形波であり、周波数は２ｋＨｚ、Ｖｐｐ６００Ｖである。
【００８０】
また、感光ドラム１０表層の樹脂中には磁気ブラシによる注入電荷を受け取るために酸化スズなどの金属酸化物が分散されており、感光ドラム１０表面を速やかに帯電することが可能となっている。
【００８１】
また、一次転写後に感光ドラム１０上に残った転写残トナーは、補助帯電ブラシ２８で所定の帯電をうけ、さらに帯電磁気ブラシ１１の磁性粒子１１ｂと混合されて摩擦帯電を受けることによって適正な帯電量に調整されて感光ドラム１０上に再び付着し、その後現像スリーブ３によって感光ドラム１０上から除去される。
【００８２】
本実施例における２成分現像剤について詳しく説明する。
【００８３】
トナーは、実施例２で述べたものと同じ物である。キャリアは、フェノール樹脂中に磁性体を分散したコアにシリコン樹脂をコートした磁性樹脂キャリアを用い、その体積抵抗は１０１３Ω・ｃｍ程度、５０％粒径（Ｄ５０）は４０μｍである。このようなトナーとキャリアを重量比で約８：９２の割合で混合し、トナー濃度（現像剤に対するトナーの重量％）８％の２成分現像剤として用いる。
【００８４】
本実施例では、微粉量の規定は２０μｍより小さいキャリア粒子の個数％で行った。また、キャリアの微粉量はそれぞれ、初期キャリアＳで２０μｍより小さいキャリア粒子が０．７個数％、補給キャリアＲで２０μｍより小さいキャリア粒子が２．２個数％である。
【００８５】
その他の構成は、実施例１、２で説明した画像形成装置と同様である。
【００８６】
以上のような構成により、磁気ブラシ帯電装置によるクリーナーレス方式を用いた画像形成装置においても、現像キャリアの磁気ブラシへの混入を抑制することができる。
【００８７】
以上、実施例１、２、３によって本発明の画像形成装置を説明したが、上記にあ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さまざまな構成をとることが可能である。
【００８８】
例えば、キャリアの微粉量の規定に関して、上記実施例ではキャリアの５０％粒径（Ｄ５０）を４０μｍ、微粉量を規定する境界値を２０μｍとして、各微粉量を記載したが、補給キャリアＲの５０％粒径（Ｄ５０）をｄ（μｍ）としたとき、初期キャリアＳ中のｄ／２（μｍ）より小さいキャリア粒子の個数％をＮ１（％）、補給キャリアＲ中のｄ／２（μｍ）より小さいキャリア粒子の個数％をＮ２（％）とすると、
Ｎ１＜１（％）、Ｎ２＞１．５（％）
とすることで本発明の効果を得ることができる。
【００８９】
Ｎ１≧１（％）の場合は、初期状態で低湿環境におけるキャリア付着量が許容レベルを超えてしまう場合があった。また、Ｎ２＜１．５（％）とすると、キャリアＲのみでキャリア入れ替え無しの耐久を行った場合に、白地かぶりをおこすまでの枚数がキャリアＳの場合に近づき、本発明の効果を十分に得ることができなかった。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の現像装置及び画像形成装置は、現像装置が、像担持体に形成された静電潜像を、トナーとキャリアを含む２成分現像剤で現像してトナー像とする構成であって、更に、キャリアを含む補給現像剤を補給するための現像剤補給機構を備え、初期設置時に現像装置に収容されるキャリア中の微粉量が、現像剤補給機構によって現像装置に補給されるキャリア中の微粉量よりも少ない構成とされるので、
（１）キャリアの帯電量が高い状態でのキャリア付着を防止しつつ、耐久が進んで帯電能が低下した時期の白地かぶりを抑制することができる。
（２）主として樹脂からなるような中間転写体を備えた画像形成装置においては、キャリア付着による転写抜けが目立ちやすい構成において特にその効果を発揮する。
（３）特に、像担持体上に形成されたトナー像を転写した後にその像担持体上に残留する転写残トナーを像担持体から除去する手段として、転写残トナーを帯電手段により再帯電した後に現像装置で回収するクリーナーレス方式を用いた画像形成装置において有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の現像装置を説明する現像装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施例の現像装置を用いた画像形成装置を説明する画像形成装置の概略構成図である。
【図３】本発明の第２実施例の画像形成装置を説明する画像形成装置の概略構成図である。
【図４】本発明の第３実施例の画像形成装置を説明する画像形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１                  現像装置
２                  現像容器
３                  現像スリーブ（現像剤担持体）
４                  マグネット（磁界発生手段）
５                  現像剤補給槽（現像剤補給機構）
６                  現像剤排出口
１０                感光ドラム（像担持体）
１１                一次帯電装置
１２                露光装置
１３                帯電ブレード（一次転写手段）
１４                クリーナー
２０                中間転写装置
２１                中間転写ベルト（中間転写体）
２５                二次転写ローラ（二次転写手段）
２６、２７、２８    補助帯電ブラシ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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