(57)【要約】【課題】流動性が低いトナーを用いても安定した帯電性を維持して、高品質な画像を形成可能とすると共にトナー飛散を防止できる画像形成装置を提供する。【解決手段】現像剤溜り部１２には、筺体の上部にトナー補給口１５が形成され、下部に空気流の流入口と排出口となる２つのノズル１６，１７がそれぞれ設けられている。この現像剤溜り部に、一対の電極としての３本の電極１８ａ，ｂ，ｃが設けられている。送風機構によってノズルから現像剤溜まり部内に気流を流入させ、ノズルから送付機構の管に向かって気流が排出される。３本の電極には電源１９によってＡＣバイアスが印加され、電極間にＡＣ成分を有する電界が形成される。現像剤は、電極間を通過する際に電界によってトナーとキャリアとに分離され、気流によって攪拌される。【選択図】　図２
2004069940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に潜像を担持する像担持体と、
表面にトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体に供給する現像剤を収容する現像剤溜まり部とを有する現像装置とを有し、
該現像装置を用いて該像担持体上の潜像を現像する画像形成装置において、
上記現像装置の現像剤溜まり部に少なくとも一対の電極を設け、かつ該現像剤溜まり部内に気流を発生させる気流発生手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記現像剤溜まり部が気流の流入口及び排出口を有する構成であって、
該気流の流入口及び排出口に現像剤の通過を阻止するフィルターを設け、
かつ上記気流発生手段に発生する気流の向きを切り替える気流切り替え手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２の画像形成装置において、
上記現像剤溜まり部にトナーを補給するためのトナー補給手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３の画像形成装置において、
上記トナー補給手段によって補給するトナーが、リサイクルトナーであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１，２，３，又は４の画像形成装置において、
上記電極によって形成される電界を、上記１対の電極が対向する領域内の位置によって可変に構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１，２，３，４，又は５の画像形成装置において、
上記電極によって形成される電界を、時間によって可変に構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１，２，３，４，５，又は６の画像形成装置において、
上記現像剤溜まり部にある現像剤を機械的に攪拌するための現像剤攪拌手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１，２，３，４，５，６，又は７の画像形成装置において、
上記現像剤溜まり部内のトナーを接触帯電させるための接触帯電手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは、トナーとキャリアとを混合した二成分現像剤を用いて潜像を現像する現像装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の画像形成装置に用いる現像装置として、図９に示すものがある。この現像装置は、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を収容する現像剤収容部１２と、現像剤担持体としての現像スリーブ１１と、現像剤収容部１２内の現像剤を攪拌するための攪拌部材１４とを有したものである。これは、現像スリーブ１１によって現像剤を現像領域（感光体と対向してトナーを静電潜像に付着させる領域）に搬送し、感光体上の潜像をトナー像化するものである。二成分現像剤を用いる画像形成装置は、トナーのみからなる一成分現像剤を用いた画像形成装置に比して比較的安定した良好なトナー像を得ることができるため有用性が高い。トナーには所定の流動性を得るために外添剤を添加することが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように外添剤を添加するものでは、現像が繰り返し行われると現像剤の摺擦等様々なストレスによって外添剤が母体トナー表面へ埋没したりトナー表面から剥離したりしてトナーの流動性が低下する。
トナー流動性が低下すると、トナーの帯電量が不十分になったり二成分現像剤の嵩密度が不安定になったりする。このため、画像の均一性が損なわれ濃度ムラが発生したりざらつき感が強くなったりする画像品質の低下や、トナー飛散が発生して装置の故障等の不具合が発生することがある。
また、トナーの流動性が低下すると、トナーの現像剤中への分散性が低下する。このため、濃度ムラ、トナー飛散等の不具合が発生することがある。
【０００４】
ここで、外添剤の母体トナーへの埋没を防止するための材料の開発も行なわれている。しかし、装置の使用回数がかさむにつれて様々なストレスが現像剤に加えられるので、材料的なアプローチだけでは完全な対応策にはならない。従って、流動性が低下したトナーを用いてもトナーの帯電性を保持し画像品質の低下を防止したり、トナー飛散を防止したりすることが望まれるところである。
【０００５】
ここで、以下のような対応策が提示されている。
特開平５−９４０８４では、現像剤を撹拌するために、複数の電極からなる電極群を非平行になるように設け、不平等電界を発生させる。しかし、トナーとキャリアは互いに異なる極性の電荷を有するため、このような電界中ではトナーとキャリアの分離が促進されるのみで、撹拌効果はあまりない。そのため、現像剤を所定の帯電量に帯電させることができるとは限らない。
また、特開平８−４４１７７では、現像剤循環搬送経路中に補助電極を設け、それに交流バイアスを印加しトナーとキャリアとを強制的に引き離す。そしてこの状態の現像剤に新たなトナーを補給して再度撹拌混合し現像剤の帯電を安定化させる。しかし、広い空間に形成した電界でトナーとキャリアを強制的に引き離すためには強い電界が必要である。また、広い空間に大きなバイアスを印加すると、放電の発生によるノイズの発生やトナー電荷の変化があり、装置の誤動作や画像品質の劣化をもたらす恐れがある。これを防止するために狭い間隔の電極間にバイアスを印加すると、現像剤が動く空間が狭く、十分な撹拌効果が得られない。また電極にトナーやキャリアが付着して堆積し、現像剤の搬送効率の低下をもたらす。これらのことから、特開平８−４４１７７においては、継続的に安定した効果が得られない恐れがある。
【０００６】
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、流動性が低下したトナーを用いても、安定した帯電性を維持して高品質な画像を形成可能とすると共にトナー飛散を防止できる画像形成装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の画像形成装置は、表面に潜像を担持する像担持体と、表面にトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体に供給する現像剤を収容する現像剤溜まり部とを有する現像装置とを有し、該現像装置を用いて該像担持体上の潜像を現像する画像形成装置において、上記現像装置の現像剤溜まり部に少なくとも一対の電極を設け、かつ該現像剤溜まり部内に気流を発生させる気流発生手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の画像形成装置は、請求項１の画像形成装置において、上記現像剤溜まり部が気流の流入口及び排出口を有する構成であって、該気流の流入口及び排出口に現像剤の通過を阻止するフィルターを設け、かつ上記気流発生手段に発生する気流の向きを切り替える気流切り替え手段を設けたことを特徴とするものである。
請求項３の画像形成装置は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記現像剤溜まり部にトナーを補給するためのトナー補給手段を設けたことを特徴とするものである。
請求項４の画像形成装置は、請求項３の画像形成装置において、上記トナー補給手段によって補給するトナーが、リサイクルトナーであることを特徴とするものである。
請求項５の画像形成装置は、請求項１，２，３，又は４の画像形成装置において、上記電極によって形成される電界を、上記１対の電極が対向する領域内の位置によって可変に構成したことを特徴とするものである。
請求項６の画像形成装置は、請求項１，２，３，４，又は５の画像形成装置において、上記電極によって形成される電界を、時間によって可変に構成したことを特徴とするものである。
請求項７の画像形成装置は、請求項１，２，３，４，５，又は６の画像形成装置において、上記現像剤溜まり部にある現像剤を機械的に攪拌するための現像剤攪拌手段を設けたことを特徴とするものである。
請求項８の画像形成装置は、請求項１，２，３，４，５，６，又は７の画像形成装置において、上記現像剤溜まり部内のトナーを接触帯電させるための接触帯電手段を設けたことを特徴とするものである。
請求項１乃至８の画像形成装置においては、現像剤溜まり部に設けた少なくとも１対の電極によって、電極間に電界を形成する。また、気流発生手段によって現像剤溜まり部内に気流を発生させる。現像剤溜まり部内の現像剤は、１対の電極間を通過する際、電界の力によって電気的にトナーとキャリアとが分離される。互いに分離したトナーとキャリアとはそれぞれ更に気流に乗り現像剤溜まり部内で攪拌搬送される。これにより、もともと流動性の低下したトナーの動きを活発にし、キャリアとの接触帯電の機会を増やしてトナーを良好に帯電させることができる。更に、気流によって攪拌されたトナーとキャリアとは、現像剤滞留まり部内で自然落下して重なり合い、キャリア中にトナーが均一に分散された状態となるため嵩密度も均一となり安定する。よって、画像の均一性が損なわれたり濃度ムラが発生したり、画像に細かい濃度ムラが生じ全体がざらついたように見える所謂ざらつき感が発生したりすることを防止することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置に適用した一実施形態について説明する。本実施形態では、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤によって現像を行う現像装置を備えた画像形成装置（以下、プリンタという）について説明する。
【０００９】
まず、本実施形態に係るプリンタ全体の構成及び動作について説明する。
図１は、本実施形態に係るプリンタの一部を示す概略構成図である。このプリンタは、像担持体としての感光体ドラム１の周囲に、感光体ドラム表面を均一に帯電するための帯電手段である帯電器２と、感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像剤で現像する現像装置１０と、現像装置１０により現像されて形成されたトナー像を転写紙Ｐに転写する転写手段である転写装置４と、転写装置によって転写紙Ｐ上に転写されたトナー像を定着する定着手段としての定着装置５と、転写後の感光体ドラム表面をクリーニングするクリーニング手段であるクリーニング装置６とが配置された構成となっている。
【００１０】
上記構成のプリンタは、上記帯電器２により感光体ドラム１の表面を均一に帯電し、図示しないレーザ光学系からの画像情報に基づくレーザ光ＬＢによって感光体ドラム表面に静電潜像を形成する。ここで、画像情報を出力する画像情報出力手段、例えばパーソナルコンピュータからの画像情報に基づいて静電潜像を形成することになる。
【００１１】
上記感光体ドラム１上の静電潜像は、上記現像装置１０により現像され、感光体ドラム上にはトナー像が形成される。その後、このトナー像は、上記転写装置４によって、図示しない給紙カセットから給紙される転写紙Ｐ上に転写される。このようにして、転写紙Ｐに転写されたトナー像は、上記定着装置５の作用を受けて転写紙Ｐ上に定着される。一方、この転写時に上記感光体ドラム１上に残留した転写残トナーは、上記クリーニング装置６により除去され、クリーニングされた感光体ドラム１は次の画像形成工程に供される。
【００１２】
次に、現像装置１０の構成及び動作について説明する。
図２は、本実施形態の現像装置１０を示す概略構成図である。この現像装置１０は、二成分現像剤を収容する現像剤溜まり部１２と、現像剤担持体としての現像スリーブ１１とを有する。現像スリーブ１１は、非磁性導電性部材よりなり回転駆動されるスリーブ１１ａと、内部に固定配置された複数の磁極からなる磁石ローラ１１ｂとを有している。現像スリーブ表面に磁力によって担持されている現像剤の現像剤量を規制する規制部材１３がスリーブ１１ｂ表面に所定のギャップをもって設けられている。
【００１３】
上記構成において、現像剤溜まり部１２に供給された二成分現像剤が現像スリーブ１１のスリーブ１１ｂ表面に供給され、磁石ローラ１１ｂの磁力によってスリーブ１１ｂ表面に保持される。スリーブ１１ｂは図２の矢印方向に回転し、それに伴って現像剤が搬送される。現像スリーブ表面での現像剤搬送量は規制部材１３によって一定量に規制され、その後感光体ドラム１に対向する現像領域に搬送される。現像領域では、現像スリーブ表面に磁力によって保持されブラシ状となった現像剤（磁気ブラシ）が感光体に接触あるいは接近し、感光体上に形成された静電潜像に応じてトナーが付着することで潜像を現像する。
【００１４】
このような二成分現像剤を用いるプリンタでは、周知のように、上記トナー像の形成により二成分現像剤中のトナーのみが消費される。従って、良好な画像を形成するために、その現像装置１０の現像剤溜まり部内に収容されている現像剤中のトナー濃度を常に適正に保つことが不可欠である。従来、二成分現像剤を用いるプリンタでは、トナー濃度検知装置を設け、このトナー濃度検知装置の検知信号の変化に応じて現像剤溜まり部１２内へのトナー補給を制御するものがあった。このような装置において、画像濃度を一定に保ち、画像品質を維持するために、現像剤溜まり部１２内へのトナー補給量の適正化が求められている。
【００１５】
上記トナー濃度検知装置を用いてトナー濃度を検知し、その検知結果に応じてトナーを補給容器から補給する装置において、トナー濃度の適正化を図るためにはトナー濃度を正確に検出する必要がある。従来、トナー濃度の検出方法は大別して以下の二つの方法があった。
（トナー濃度の検出方法１）実際に特定条件でテスト画像（パッチ）を形成し、感光体上または転写紙Ｐ上でテスト画像の反射濃度を読み取り、トナー濃度を推定する。
（トナー濃度の検出方法２）現像装置１０内部で直接トナー濃度を読み取る。（図９参照）
上記トナー濃度の検出方法のうちトナー濃度の検出方法１は現像特性を測定していることになり、トナー濃度以外にトナーの帯電量や流動性など様々な要因が影響する。よって、測定値から推定されるトナー濃度値が真値と大きく食い違う場合もある。例えばトナーの外添剤が撹拌によるストレスなどによりトナーの母体に埋没し、流動性や帯電量が低下して、現像能力が低下した場合に、トナー濃度不足であると誤判断する可能性がある。その結果、トナーが現像剤内に十分に存在するにもかかわらず、トナーが補給されつづけ、トナーがあふれたり飛散したり、カブリが増加したりするなどの悪影響が生じる場合がある。
トナー濃度の検出方法１の不具合に対して他の検知手段を併用してトナー濃度以外の要因を把握し、測定値から推定されるトナー濃度値の真値との食い違いを低減させることもできる。が、現像特性に因果関係があるすべての特性を計測することは事実上困難である。その上、検出システムや制御システムが複雑化し、これら自身の信頼性が低下したり寿命が低下したりしてしまう。そしてこれが、装置全体の信頼性低下や寿命低下の原因となる恐れもある。
【００１６】
上記トナー濃度の検出方法のうちトナー濃度の検出方法２としては、磁気特性の検出、現像剤の嵩の検出、光反射率の検出などの方法がある。例えば図９の現像装置１０では、トナー濃度センサとして電磁コイルを利用し、電磁コイルによって一定容積中の現像剤の磁気特性を測定し、キャリアの比率を求めてそこからトナー濃度を割り出している。
しかし、上記磁気特性の検出、現像剤の嵩の検出、光反射率の検出などはいずれも検出精度に問題がある。例えば図９の現像装置１０の場合、トナー濃度への換算の際に現像剤の嵩密度の影響を受ける。嵩密度は温湿度条件やトナー帯電量・現像剤流動性によって変化するので、出力値の適当な補正が必要となる。この他、トナー濃度検知に現像剤の嵩（容量）や光反射率を用いる場合についても同様の問題がある。
【００１７】
以上のような観点から、トナー濃度を検出せずにトナー補給量を決定することが望ましい。その方法として、潜像からその潜像を現像したときの消費トナーの量を画像データから推定しそれに相当する量のトナー補給をすることが考えられる。しかし、画像データとその画像を現像するために実際にに消費したトナー量との間にはずれが生じる場合がある。それは、上述したような現像剤の特性、特に嵩密度・流動性の変化によって現像特性の不安定が生じる場合があるからである。消費トナーに関する推定量の実際量からのズレが大きいと、形成する画像品質が低下するという問題があった。
【００１８】
本実施形態においては、流動性が低下したトナーを用いても安定した帯電性を維持し、高品質な画像形成とトナー飛散防止とを実現できる構成を有している。また、上述したトナー濃度の検出方法１，２、及びトナー濃度を検出せずに消費トナー量を推定する方法でトナーの補給量を正しく推測できるようになる構成を有している。以下に本実施形態の特徴について説明する。
【００１９】
〔実施例１〕
図２は、実施例１にかかるプリンタに用いる現像装置１０の説明図でもある。現像剤溜まり部には、筺体の上部にトナー補給口１５が形成され、下部に空気流の流入口と排出口となる２つのノズル１６，１７がそれぞれ設けられている。また、現像剤溜まり部には少なくとも一対の電極としての３本の電極１８ａ，ｂ，ｃが設けられている。
ノズル１６，１７は図示しない送風機構の管に接続されており、送風機構によってノズル１６から現像剤溜まり部１２内に気流を流入させ、ノズル１７から送付機構の管に向かって気流が排出される。これらノズル１６，１７及び送風機構が気流発生手段である。各ノズルの口にはトナーの通過を阻止するフィルター１６ａ，１７ａが設けられている。フィルター１６ａ，１７ａは空気流を供給する送風管にトナーやキャリアが入り込まないようにするために必要なものである。もしトナーやキャリアが送風管の中に入り込むと、送風機構の故障の原因になる。更に送風機構には発生する気流の向きを正方向と逆方向との間で切り替える気流切り替え手段としての気流切り替え機構を有している。これによって、現像剤溜まり部１２内に発生させる気流の方向を逆転可能とし、ノズル１６，１７の気流流入側と排出側とを容易に逆転させることができる。
トナー補給口１５には、トナー補給手段としての図示しないトナー補給機構が接続されており、現像剤溜まり部１２にトナーが補給されるようになっている。３本の電極１８ａ，ｂ，ｃは、現像剤溜まり部１２内に発生させる空気流の流れる方向に対してほぼ平行となるよう縦向きに設けられている。このように配置すれば、各電極１８ａ，ｂ，ｃ表面に気流を通過させることができ、電極面へのトナーあるいはキャリアの付着を防止・除去することができる。３本の電極にそれぞれ異なるバイアスを印加するための電源１９が現像剤溜まり部１２外部に設けられ、電極１８ａ，ｂ，ｃはこの電源１９に接続されている。尚、本実施例１においては電極１８ａ，ｂ，ｃに印加するバイアスは後ほど説明するようにＡＣバイアスであり、電極間に形成される電界がＡＣ成分を有するようにしている。
【００２０】
次に、本実施例１のプリンタの動作について説明する。
図３は、実施例１のプリンタにおける制御ブロック図である。このプリンタにおいては、画像の入力データ１０１に基づいてＬＤ駆動部１０２によりレーザ光１０３の駆動制御がなされるものであり、図３に示すように、レーザ光を駆動する信号をカウントするカウンター１０４が設けられている。カウンター１０４の出力はトナーを付着させる画素の数となる。駆動する信号が１画素３値以上の階調レベルを持つ多値データの場合は、階調レベル信号を積算する。そして、カウンターの積算値と予め設定された閾値１０５とが比較１０６される。カウンターの積算値が閾値１０５より大きくなったら、トナー補給機構を有するトナー補給部１０７へトナー補給信号が発せられ、所定量のトナーが現像剤溜まり部１２へ供給される。
【００２１】
トナー補給信号発生後の現像装置１０の動作は以下のようになる。
（１）トナー補給機構（図示せず）が動作し、トナー補給口から現像剤溜まり部１２へトナーが補給される。
（２）ノズル１６先端が気流の流入口としての現像剤溜まり部１２からみた吹き出し口、ノズル１７先端が気流の排出口としての現像剤溜まり部１２からみた吸い込み口となるように空気流が形成される。同時に電極間には電源１９よりバイアスが印加される。これによって、電極間を現像剤が通過し、この通過の際に、補給されたトナーを含んだ現像剤が電界中でトナーとキャリアに分離する。
（３）分離したトナーとキャリアは空気流に乗って現像剤溜まり部１２内を移動し、電極による電界が作用しない領域に送りこまれる。そして、空気流によって均一に混合される。混合された現像剤は現像スリーブ内の磁石ローラ１１ｂが形成する磁場に捕らえられ、現像スリーブ１１のスリーブ１１ａ表面に供給される。
（４）一連の動作の間の適当なタイミングで、ノズル１６を吸い込み側、ノズル１７を吹き出し側として目詰まり防止の空気流を流す。この結果、ノズル１７に取り付けられたフィルター１６ａ，１７ａに付着しているトナーが除去される。
これらの動作は、現像装置１０が感光体ドラム１の静電潜像を現像する動作とは無関係に実行することができる。
【００２２】
図４（ａ）は実施例１における電極１８ａ，ｂ，ｃ，ｄの形状を示したものである。４つの電極１８ａ，ｂ，ｃ，ｄ間の空隙は０．５［ｍｍ］から５［ｍｍ］の間が好ましい。これより狭い場合は、現像剤の移動がスムーズにいかず、詰まってしまう恐れがある。またこの範囲より大きい場合は、電極１８ａ，ｂ，ｃ，ｄ間に形成できる電界強度が弱くなり、トナーとキャリアの分離が起こらない場合がある。
図５（ａ）は、実施例１における電極１８ａ，ｂ，ｃ，ｄに印加するバイアスを示した図である。電極の左から１番目と３番目の電極１８ａ，ｃには図５（ａ）のＶ１のバイアスを、２番目と４番目の電極１８ｂ，ｄには図５（ａ）のＶ２のバイアスをそれぞれに印加している。この結果、隣接する電極間では正弦波状に振動する交流電界が発生する。これによって、電極１８ａ，ｂ，ｃ，ｄによって形成される電界強度を時間によって可変にしている。印加するバイアスの値は２００［Ｖ］から２０００［Ｖ］の間が好ましい。この範囲より小さいと、電界によるトナーとキャリアの分離が起こらず、この範囲より大きいと、放電が発生してトナーの特性、特に帯電性が変化し、場合によっては絶縁破壊によって電極に現像剤成分が固着することもある。好ましい電界強度の範囲は２００［Ｖ／ｍｍ］以上２０００［Ｖ／ｍｍ］以下である。また交流成分の周波数は０．２〜１０［ＫＨｚ］が好ましい。この範囲より低周波では現像剤に対して十分な回数の振動が与えられず、この範囲より高周波では、トナーあるいはキャリアの振動が起こらなくなり、いずれもトナーとキャリアの分離ができなくなる。
【００２３】
上記実施例１の現像装置１０を用いて行った評価実験の結果を説明する。
用いた現像剤は以下の通りである。
＜トナー＞
実施例に使用するトナーとして、以下に示す組成を有するものを用いた。
・スチレン−ｎ−ブチルアクリレート共重合体（共重合比８３／１７）　９０部
（Ｍｎ＝１２０００、Ｍｗ／Ｍｎ＝２４、Ｔｇ＝５４［℃］）
・カーボンブラック　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１０部
・フェノール誘導体（ボントロンＥ８９、オリエント化学社製）　　　２部
・ポリプロピレンワックス（サンワックス６６０Ｐ、三洋化成社製）　　２部
これらの混合物をヘンシェルミキサー中で十分攪拌混合した後、ロールミルで約３０分間加熱溶融し、室温まで冷却後得られた混練物を粉砕分級し、分級品を得た。トナー粒子の平均粒径は６．８［μｍ］とした。また、トナー粒子に外部添加される添加剤としては、酸化チタン、シリカ等の無機微粉体を用いた。これらの添加量により流動性が変化する。
＜キャリア＞
実施例に使用するキャリアは、フェライトコア材に対し、後述のコート液を流動層式スプレー法にて塗布し、コア材表面を被覆した後、３００［℃］の電気炉で２時間焼成したものである。コート液は、シリコン樹脂溶液（信越化学社製）２００部、カーボンブラック（キャボット社製）２部をトルエン中にて溶解分散させたものであり、これによりシリコン樹脂コートキャリアを得た。なお、キャリア粒径については、粒径分布が比較的シャープで平均粒径が５５［μｍ］のものを用いた。
＜現像剤＞
上記のトナーとキャリアとを混合し、本実施例に用いる現像剤を得た。トナーとキャリアの混合比はトナーの重量比は５〜７［％］の範囲、現像剤の帯電量は１５〜３０［μＣ／ｇ］程度の範囲に調整されたものである。
また、主な構成条件、現像条件は以下の通りである。
＜構成＞
現像スリーブ径１８［ｍｍ］、感光体径３０［ｍｍ］、現像ギャップ０．５０［ｍｍ］、ドクターギャップ０．５５［ｍｍ］
＜現像条件＞
帯電電位−７００［Ｖ］、画像部電位−１００［Ｖ］、非画像部電位−６５０［Ｖ］、現像バイアス−４８０［Ｖ］
【００２４】
なお、トナー、およびキャリアの粒径分布測定は、コールターカウンターＴＡＩＩ型（米国コールターエレクトロニクス社）を使用して測定を行った。またトナーの重量比、および帯電量の測定は従来公知のブローオフ測定器を常温常湿の環境で測定した。これらは現像スリーブ上の現像剤より測定を行った。
現像剤の流動性は経時２０Ｋラン後の現像剤の流動性を、以下評価法により求めた。
最初に現像装置１０内の攪拌搬送室より計りとった現像剤５０［ｇ］をＪＩＳ規格Ｚ２５０４のカサ比重測定器にセットする。ここでカサ比重測定器についてであるが、現像剤をセットする絶縁性部材からなる円錐状の治具が在る。治具には円錐状の最下点にφ６［ｍｍ］の穴が空けられており、現像剤セット前には現像剤がこぼれぬよう、ガラス状のすりきり部材をセットされる。すりきり部材を外した時点から現像剤５０［ｇ］が全て落下しきるまでの時間（秒）をストップウォッチで測定し、その秒数を流動性の判断基準とした。これは砂時計と同じ原理であるので、秒数が多くかかる方が流動性が悪い、秒数が早い方が流動性が良いと判断する。これによる測定の結果、流動性が悪いと判断できた。これは、経時２０Ｋラン後の現像剤だからと思われる。
トナーの流動性は、従来公知のパウダーテスター（ホソカワミクロン製）を用い、凝集度を測定する以下の方法より測定した。まずトナー５・０［ｇ］を正確に秤量する。振動台に、上から１００メッシュ（目開き１５０［μｍ］）、２００メッシュ（目開き７５［μｍ］）、４００メッシュ（目開き３８［μｍ］）の篩を重ねてセットする。秤量した５．０［ｇ］のトナーを静かに１００メッシュの篩い上にのせ、振幅１［ｍｍ］で１５秒間振動を与える。その後、各篩い上に残ったトナー量を精秤する。結果をもとに以下計算を行った。
（１００メッシュ上トナー量／５．０）×１００＝Ａ
（２００メッシュ上トナー量／５．０）×１００×（３／５）＝Ｂ
（４００メッシュ上トナー量／５．０）×１００×（１／５）＝Ｃ
トナー流動性（凝集度）［％］＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ
トナーとして外添剤の添加量が２水準のもの▲１▼▲２▼を試作した。流動性（凝集度）の測定結果は▲１▼が５［％］以下、▲２▼が２０［％］以上であった。この数値は、高い方が凝集しやすく流動性が悪い、低い方が凝集しにくく流動性が良いと言える。従って、トナー▲１▼の方がトナー▲２▼に比して流動性が良い。
【００２５】
以上のようにして各種条件を設定し、以下に説明する評価実験を行った。
（実験１）トナーの流動性の異なる２種類の現像剤において現像特性の差異を評価する。
（実験２）トナー流動性の低下した現像剤中へ流動性の高いトナーが補給された場合の画像の均一性を評価する。
トナー▲１▼と▲２▼を用いて実施例１と図９に示す従来の現像装置１０とで上述のように実験条件を設定し、これらの実験を行った。その結果を以下に示す。
【００２６】
＜実験１の結果＞
トナー▲１▼とトナー▲２▼を用い、それぞれ実施例１の現像装置１０を用いて転写紙Ｐ上にテスト画像を形成し、その画像の反射濃度を測定した（以下、実験例１−１とする）。尚、実験例１−１の比較例１−１として従来の現像装置１０（図９）を用いて同様の実験を行った。
実験例１−１の結果、トナー▲１▼を用いたテスト画像の反射濃度が１．４であったのに対してトナー▲２▼を用いたテスト画像の反射濃度は１．３５であり、現像性能はどちらもほぼ同じであった。また、画像のざらつき感もほとんど差が見られなかった。
比較例１−１では、トナー▲１▼を用いたテスト画像の反射濃度が１．４であったのに対してトナー▲２▼を用いたテスト画像の反射濃度は１．２であり、流動性の悪いトナー▲２▼の方がトナー▲１▼に比して現像性能が悪くなっていた。また、ざらつき感はトナー▲２▼の方がトナー▲１▼より発生が多く、トナー流動性の悪いトナー▲２▼を用いた場合に画像がざらついてしまうことが分かった。
【００２７】
＜実験２の結果＞
次にトナー▲１▼とキャリアからなる現像剤を用いて連続して画像を出し、補給トナーとしてトナー▲２▼を用いる実験を行った。これも実験１−１と同様、実施例１の現像装置１０を用いた実験例２−１と従来の現像装置１０を用いた比較例２−１とでそれぞれテスト画像を出し、連続画像出力後の画像の均一性の評価を行った。
実施例２−１の結果、画像ムラや地肌部へのトナー付着による汚れからくるカブリは見られなかった。
比較例２−１では、補給トナーの分散性不良と見られる画像ムラやカブリ（地肌部へのトナー付着による汚れ）が発生した。
【００２８】
実験１の結果より、現像剤溜まり部１２に１対の電極１８ａ，ｂ，ｃ，ｄを設け、かつ現像剤溜まり部１２内に気流を発生させた実験例１−１では、流動性の悪いトナー▲２▼を用いた場合でもテスト画像の反射濃度が流動性の良いトナー▲１▼と変わらなかった。これに対して、現像剤溜まり部１２に１対の電極を設けず、かつ現像剤溜まり部１２内に気流を発生さない比較例１−１では、流動性の悪いトナー▲２▼を用いて形成したテスト画像の反射濃度が低く、現像性能が低かった。また、画像にざらつき感もあった。従って、実験例１−１の現像装置１０を用いると流動性が悪いトナーを用いても良好に画像を形成でき、ざらつき感もなくなると言える。
また、実施２の結果より、現像剤溜まり部１２に１対の電極を設け、かつ現像剤溜まり部１２内に気流を発生させた実施例２−１では、画像ムラやカブリが見られなかった。これに対して現像剤溜まり部１２に１対の電極を設けず、かつ現像剤溜まり部１２内に気流を発生さない比較例２−１では、画像ムラや地肌部へのトナー付着からくると考えられるカブリが発生した。
【００２９】
〔実施例２〕
次に、実施例２にかかる現像装置１０について説明する。実施例２の現像装置１０は、電極１８ａ，ｂ，ｃ，ｄに印加するバイアスを実施例１とは変えたものであり、他の構成は実施例１と同様である。よって、実施例１と重複する部分については説明を省略する。
図５（ｂ）は、実施例２にかかる電極１８ａ，ｂ，ｃ，ｄに印加するバイアスを示した図である。実施例２においては、電極１８ａ，ｂ，ｃ，ｄの配置は実施例１と同様で図４（ａ）に示すものとし、その電極１８ａ，ｂ，ｃ，ｄに印加するバイアスを図５（ｂ）のように非対称矩形波としている。ピーク間電圧、周波数は実施例１と同様で、矩形波のデューティ（１周期中の高バイアス印加時間）は１０〜９０［％］が好ましい。この範囲より外れた場合は、いずれもトナーとキャリアの運動が活発ではなくなり、両者の分離が行なわれない。
【００３０】
実施例２においては、電極１８ａ，ｂ，ｃ，ｄに印加するバイアスを非対称矩形波とすることによって、電極１８ａ，ｂ，ｃ，ｄによって形成される電界強度を時間によって可変にしている。
【００３１】
本実施例２の現像装置１０を用いて、上記実施例１で行った実験１及び実験２を行ったところ、画像のざらつき感について実施例１の現像装置１０とほぼ同じような効果が得られた。
【００３２】
〔実施例３〕
次に、実施例３にかかる現像装置１０について説明する。実施例３の現像装置１０は、１対の電極として２本の電極１８ｅ，ｆを用い、その形状を図４（ｂ）に示す波形に形成している。尚、基本的な装置構成は実施例１と同様であるので、重複する部分については説明を省略し、特徴部について以下に説明する。
【００３３】
実施例３では、電極１８ｅ，ｆの形状を図４（ｂ）に示すような波形にすることによって、両者の間隔が空間的に変化するようにしている。電極１８ｅ，ｆの形状をこのようにすることによって、電極１８ｅ，ｆが対向する領域内の位置によって電界が変化する。間隔は０．５［ｍｍ］から５［ｍｍ］の範囲であることが望ましい。これより狭い場合は、現像剤の移動がスムーズにいかず、詰まってしまう恐れがある。またこの範囲より大きい場合は、電極間に形成できる電界強度が弱くなり、トナーとキャリアの分離が起こらない。また印加するバイアスは図５（ｃ）に示すような固定電圧である。その電位差は２００［Ｖ］から２０００［Ｖ］の範囲が好ましい。この範囲より小さいと、電界によるトナーとキャリアの分離が起こらないことがある。一方、この範囲より大きいと、放電が発生してトナーの特性特に帯電性が変化し、場合によっては絶縁破壊によって電極１８ｅ，ｆに現像剤成分が固着することもある。
【００３４】
本実施例３の現像装置１０を用いて、上記実施例１で行った実験１及び実験２を行ったところ、画像のざらつき感について実施例１の現像装置１０とほぼ同じような効果が得られた。
【００３５】
〔実施例４〕
次に、実施例４にかかる現像装置１０について説明する。実施例４の現像装置１０は、１対の電極として３本の電極１８ｇ，ｈ，ｉを用い、その形状を図４（ｃ）に示すように電極間隔が次第に広がるように形成している。尚、基本的な装置構成は実施例１と同様であるので、重複する部分については説明を省略し、特徴部について以下に説明する。
【００３６】
実施例４では、図４（ｃ）に示すように電極１８ｇ，ｈ，ｉを、空気流による現像剤の流れの上流側が狭く、下流側が広くなるうよう並べ、電極の間隔が空間的に変化するようにしている。電極１８ｇ，ｈ，ｉの形状をこのようにすることによって、電極１８ｇ，ｈ，ｉが対向する領域内の位置によって電界が変化する。最近接部での間隔は０．５［ｍｍ］から５［ｍｍ］の範囲であることが望ましい。これより狭い場合は、現像剤の移動がスムーズにいかず、詰まってしまう恐れがある。またこの範囲より大きい場合は、電極１８ｇ，ｈ，ｉ間に形成できる電界強度が弱くなり、トナーとキャリアの分離が起こらない場合がある。このように電極１８ｇ，ｈ，ｉを配置することによって電界を電極１８ｇ，ｈ，ｉが対向する領域内での位置によって可変にしている。そして、印加するバイアスは、図５（ａ）又は（ｂ）に示すような交流成分を有するものである。このようなバイアスを印加することによって、電極１８ｇ，ｈ，ｉによって形成される電界を時間によって可変にしている。このような配置の電極１８ｇ，ｈ，ｉでは、現像剤が空気流に従って移動するにつれて電界強度が弱くなるので、電界による振動が次第に小さくなる。その結果、上流側の強い電界の領域でトナーとキャリアの分離が起こり、下流側で混合されるという効果がある。
【００３７】
本実施例４の現像装置１０を用いて、上記実施例１で行った実験１及び実験２を行ったところ、画像のざらつき感について、実施例１の現像装置１０とほぼ同じような効果が得られた。
【００３８】
〔実施例５〕
次に、実施例５にかかる現像装置１０について説明する。
図６は、実施例５にかかる現像装置１０の説明図である。実施例５の現像装置１０は、実施例１の現像装置１０とほぼ同様であり、現像剤溜まり部１２に現像剤攪拌手段としての攪拌部材２０を追加したものである。尚、基本的な装置構成は実施例１と同様であるので、重複する部分については説明を省略し、特徴部について以下に説明する。
【００３９】
図６に示すように、実施例５の現像装置１０には、現像剤を機械的に攪拌するための攪拌部材２０を現像剤溜まり部１２に設けている。この攪拌部材２０は、十字に交差した羽根２０ａとその交差部を中心に羽根を回転駆動するための駆動部（図示せず）とからなっている。この攪拌部材２０を駆動することによって、現像剤溜まり部１２内の現像剤を機械的に撹拌する。この撹拌はトナーとキャリアの混合を均一にすることが目的であるので、強い撹拌力は必要としない。この攪拌部材２０による現像剤の攪拌によって、トナーとキャリアの混合状態が向上し、現像の安定をもたらすことが可能となる。
【００４０】
本実施例５の現像装置１０を用いて、上記実施例１で行った実験１及び実験２を行ったところ、画像のざらつき感について、実施例１の現像装置１０とほぼ同じような効果が得られた。
【００４１】
［変形例１］
次に、上記実施例１乃至５に適用可能な変形例１について説明する。変形例１として、実施例１乃至５で示した現像装置１０の現像剤溜まり部１２に、接触帯電手段としての接触帯電部材を設けても良い。キャリアとの接触帯電に加えて接触帯電部材によってもトナーを帯電させるためである。
【００４２】
接触帯電部材の例としては、次のような構成を有するものが考えられる。先ず、設ける位置は、現像剤溜まり部１２内に独立して設ける他、既に設けている部材表面をトナーを接触帯電させるのに適した材料で形成することが考えられる。表面をトナーを接触帯電させるのに適した材料で形成する部材としては、例えば、図６における現像剤溜まり部１２内壁面、電極１８ａ，ｂ，ｃ，ｄ表面、攪拌部材２０表面等が考えられる。トナーを接触帯電させるのに適した材料は、トナーの帯電特性との関係で、接触によってトナーを現像に適した極性に帯電させるために適正なものを用いる。ここで、トナーに用いる結着樹脂、荷電制御剤としては種々のものが用いられており、単独のみならず複数のものを混合して用いる場合もある。電荷制御剤の例としては、例えば、アミノ基含有ビニル系コポリマー、四級アンモニウム塩化合物、ニグロシン染料、ポリアミン樹脂、イミダゾール化合物、アジン系染料、トリフェニルメタン系染料、グアニジン化合物、レーキ顔料などの正帯電性電荷制御剤や、カルボン酸誘導体及びこの金属塩、アルコキシレート、有機金属錯体、キレート化合物などの負帯電性電荷制御剤などがあるが、これに限るものではない。そして、上記接触帯電部材の表面を構成する材料としては、例えは負帯電トナーに対して、ポリアミドエラストマー、シリコン、ウレタンなどが一例として考えられる。但しこれに限るものではない。また、正帯電トナーの場合にも適用可能な材料が種々考えられる。
【００４３】
本変形例１の現像装置１０を用いて、上記実施例１で行った実験１及び実験２を行ったところ、画像のざらつき感について、実施例１の現像装置１０とほぼ同じような効果が得られた。
【００４４】
［変形例２］
次に、上記実施例１乃至５に適用可能な変形例２について説明する。変形例２では、実施例１乃至５で示した現像装置１０のトナー補給口１５から現像剤溜まり部１２向けて補給するトナーを、新しいトナーのみでなく、リサイクルトナーも用いるようにする。このため、転写されずに感光体ドラム表面に残ったトナーをいったんクリーニング部材（図示せず）で回収し、それを現像装置１０のトナー補給口１５から再補給してもよい。
【００４５】
従来、プリンタ装置内で現像に使用されず暫く回遊しているうちに外添剤が表面に埋没したり表面から剥がれ落ちたりしたトナーや、クリーニング装置からリサイクルされたトナーは、流動性が低下している。そのようなリサイクルトナーは現像、転写、クリーニング、搬送経路などを経ているので、機械的あるいは静電的なハザードを受けているからである。よって、現像に使用されると濃度ムラやトナー飛散等の不具合が起こりやすかった。
【００４６】
この変形例２においては、実施例１乃至５の現像装置１０において、電界の作用により分離されたトナーとキャリアにリサイクルトナーを加え、３者を空気流により再度混合する。これによって、トナーの帯電性を落とすことなく、現像剤を均一に混合することができる。
【００４７】
本変形例２の現像装置１０を用いて、上記実施例１で行った実験１及び実験２を行ったところ、画像のざらつき感について、実施例１の現像装置１０とほぼ同じような効果が得られた。
【００４８】
［変形例３］
次に、上記実施例１乃至５に適用可能な変形例３について説明する。
図７は、変形例３にかかる現像装置１０の説明図で、実施例１の現像装置１０に現像剤のトナー濃度を検出するためのトナー濃度センサ２１を追加したものである。トナー濃度センサ２１は、現像剤溜まり部１２の下部で比較的現像スリーブに近い位置に設けている。ここで、電界と空気流による分離及び撹拌後の現像剤は、分離したトナーとキャリアが自然に堆積した状態となるので、充填率（嵩密度）が現像剤の流動性に左右されずほとんど同じでありかつ均一となる。そこで、トナー濃度センサ２１の例として、特定の体積の現像剤の透磁率を測定するものであればいずれの装置でもトナー濃度を正確に検出することができるようになる。
これは、透磁率センサの出力は、磁性体であるキャリアが遠いほど、また、キャリアがまばらなほど、その出力が低くなる。現像剤嵩密度の低下でセンサ２１上部からキャリアが離れたりまばらであったりすると、トナー濃度は変わらないのに、その出力が低くなってトナー濃度が高くなったという誤検出をしてしまう。このため、この検出結果に基づくトナー濃度の低下で、現像能力が低下してしまう恐れがある。本実施形態の現像装置１０では、上記のように嵩密度を均一に保つことができるので、トナー濃度の検出も正確に行うことができるのである。
【００４９】
本変形例３の現像装置１０を用いて、上記実施例１で行った実験１及び実験２を行ったところ、画像のざらつき感について、実施例１の現像装置１０とほぼ同じような効果が得られた。
【００５０】
この変形例３のように、現像剤溜まり部１２内の現像剤を電界と空気流によって攪拌する構成の装置に変形例３のようなトナー濃度センサ２１を設けると、従来は検出精度に問題があった嵩密度等の検出を正確に行うことができる。よって、トナー濃度を正確に検出することができる。従って、本実施例１乃至５の現像装置１０に変形例３の構成を採用することは、現像剤溜まり部１２内へのトナー補給量の適正化にも有効であり、画像濃度の一定化や画像品質の維持にも有効である。
【００５１】
尚、以上の実施例１乃至５、変形例１乃至３において、各ノズル１６，１７は現像装置１０長手方向に伸びた形状でも、あるいは小径のノズルが長手方向に配列されたものでもよい。後者の場合、撹拌効果をあげるためにノズルの向きが異なっているものを組み合わせてもよい。
図８（ａ）は、一本のノズルが現像装置１０長手方向に伸びた形状の例である。図の縦方向が現像スリーブ軸方向に平行な所謂長手方向である。現像剤溜まり部筺体の下部壁面に、図に示すように流入口２６が縦一列に形成され、この壁面の下には、１本のノズルがその側面に上記流入口２６の位置と重なるように開口が形成されて取り付けられている。尚、排出口は図８（ａ）には記載していないが、流入口２６に平行するよう縦方向に複数の開口が設けられている。これによって、現像剤溜まり部１２の長手方向全域に良好に気流を発生させることができるようになる。
図８（ｂ）は、小径のノズルが現像剤溜まり部１２の長手方向に配列された場合のノズル１６ａ，ｂの向きを示す断面図である。この場合も、現像剤溜まり部下部壁面に設ける流入口の配置は図８（ａ）に示すものと同じである。この図において、各ノズル１６ａ，ｂは下から上に向かって気流が通過し、上部開口から気流が吹き出すようになっている。そして、流入口の下から数えて奇数番のノズル１６ａと偶数番のノズル１６ｂとは、現像剤溜まり部下部壁面に異なる方向に１０度程度傾けて接続される。ノズル１６ａ，ｂをこのような角度で現像剤溜まり部１２に接続すると、奇数番のノズル１６ａと偶数番のノズル１６ｂとで噴出される気流の向きが異なり、現像剤溜まり部１２内部に複雑な現像剤の流れを形成することができる。このような向きにノズル１６ａ，ｂを接続することによって、現像剤溜まり部１２内の現像剤の攪拌性能をアップさせることができる。
【００５２】
以上は、本件発明を図１に示すプリンタに適用した実施形態について、実施例１乃至５及び変形例１乃至３として述べた。以上の説明は図１に示すプリンタを前提としたが、これに限らず電子写真方式を用いた様々なプリンタ（例えば各種カラープリンタ）に対して適用することができる。
【００５３】
実施例１乃至５の現像装置１０は、現像剤溜まり部１２に１対の電極を設け、かつノズル１６，１７及び送風機構によって現像剤溜まり部１２内に気流を発生させている。また、バイアスを電極１８に印加して電極間に電界を形成している。以上の構成によって、現像剤溜まり部１２で現像剤をトナーとキャリアに電気的に分離し、空気流で混合することができる。ここで、現像剤溜まり部１２内に気流を発生させることにより、現像剤溜まり部１２内での現像剤の移動を促進することができ、現像剤が電極１８間を通過する機会も増えるため、気流が現像剤の電気的分離を促進するはたらきもある。以上によって、流動性が低下したトナーの動きを活発化でき、トナーの接触帯電の機会を増やして帯電性を安定させることができる。長時間の稼動によって流動性の低下した（凝集性が増加した）トナーであっても帯電性を保持して、画像品質の低下を防止することができる。以上の結果より、長時間の使用によって外添剤が埋没または離脱し、流動性が低下したトナーであっても、電界が作用してキャリアと分離することができる。さらに空気流による撹拌を受けて再びキャリアと付着することができるので、接触帯電による十分な帯電性を得ることができる。この結果、流動性に関わらず、トナーの帯電量を一定にすることができ、現像特性の変動を小さくすることができる。
また、実施例１乃至５の現像装置１０は、各ノズルの口にトナーの通過を阻止するフィルター１６ａ，１７ａを設けている。これによって、空気流を供給する送風管にトナーやキャリアが入り込まないようにすることができ、送風機構の故障の原因を回避することができる。更に、送風機構には発生する気流の向きを正方向と逆方向との間で切り替える気流切り替え機構を設けている。これによって、ノズル１６，１７の気流流入側と排出側とを容易に逆転させ、フィルター１６ａ，１７ａに付着した現像剤を除去することが可能となる。よって、フィルター１６ａ，１７ａの作用を継続させることができる。以上の結果より、空気流を一次的に逆流させればフィルター１６ａ，１７ａの目詰まりを防止することができ、現像装置１０としての寿命を保つことができる。
また、実施例１乃至５の現像装置１０は、トナー補給機構によって現像剤溜まり部１２に新たなトナーが補給可能となっている。現像剤溜まり部１２に補給される新たなトナーは、分離したトナーとキャリアとともに空気流で混合される。よって、補給トナーが現像剤溜まり部１２内の現像剤と異なった流動性でも、その現像剤中に均一に分散させることが可能となる。以上の結果より、新たに補給された流動性が高いトナーが混在しても、キャリアとの接触により帯電させることができる。
尚、変形例２のように、トナー補給機構によって補給するトナーをリサイクルトナーとすることも可能である。本実施例１乃至５の現像装置１０でリサイクルトナーを補給するよう構成すると、流動性の低下したリサイクルトナーが現像剤溜まり部１２内でトナー及びキャリアに加わる。そして更に空気流によって混合される。これによって、流動性の低下したリサイクルトナーも現像剤中に均一に混合することができる。また、現像剤中に均一に分散させることができるので、帯電性も維持することができる。これは、特に資源の有効利用やランニングコスト低減の意味から重要であり有用性が高い。以上の結果より、長時間の使用によって外添剤が埋没または離脱し、流動性が低下したリサイクルトナーであっても、空気流による撹拌を受けて再びキャリアと付着することができるので、接触帯電による十分な帯電性を得ることができる。
また、実施例３においては、１対の電極１８ｅ，ｆの形状を図４（ｂ）に示すような波形にすることによって両者の間隔が空間的に変化するようにしている。また、電極１８ｅ，ｆに印加するバイアスは、固定電圧（ＤＣ）である。これによって、現像剤の動きに伴って、トナーとキャリアに対して大きさと向きとが空間的に変化する電界の力を作用させ、分離を促進することが可能となる。更に、分離したトナーとキャリアの動きに不均一性を持たせて攪拌を促進することもできる。このように、電極１８ｅ，ｆ形状を工夫して空間的に電界が変化するようにすれば、印加するバイアスがＤＣ成分でも効果を十分に持たせることが可能であり、ＡＣ成分を有する場合と同等の効果を得ることができる。以上の結果より、長時間の使用によって外添剤が埋没または離脱し、流動性が低下したトナーであっても、動的な電界が作用してキャリアと分離することができる。さらに空気流による撹拌を受けて再びキャリアと接触させることができるので、接触帯電による十分な帯電性を得ることができる。
また、実施例１及び５の現像装置１０は、現像剤溜まり部１２に１対の電極１８ａ，ｂ，ｃ，ｄを設け、かつノズル１６，１７及び送風機構によって現像剤溜まり部１２内に気流を発生させている。また、バイアスを電極１８ａ，ｂ，ｃ，ｄに図５（ａ）に示す交流バイアスを印加し、電極間に交流電界を形成している。一対の電極の間に形成される電界がＡＣ成分を有するものにすれば、トナー・キャリアが分離しやすくなる。これによって、トナーとキャリアに対して大きさと向きとが時間的に変化する電界の力を作用させ、分離を促進することが可能となると共に、分離したトナーとキャリアの動きに不均一性を持たせて攪拌を促進することもできる。以上の構成によって、現像剤溜まり部１２で現像剤をトナーとキャリアに電気的に分離し、空気流で混合することができる。従って、流動性が低下したトナーの動きを活発化でき、トナーの接触帯電の機会を増やして帯電性を安定させることができる。また、実施例２においては、図５（ｂ）に示す非対称矩形波のバイアスを電極１８ａ，ｂ，ｃ，ｄに印加している。これによっても同様の作用効果を得ることができる。以上の結果より、長時間の使用によって外添剤が埋没または離脱し、流動性が低下したトナーであっても、動的な電界が作用してキャリアと分離することができる。さらに空気流による撹拌を受けて再びキャリアと付着することができるので、接触帯電による十分な帯電性を得ることができる。
また、実施例４においては、図４（ｃ）に示すように１対の電極１８ｇ，ｈ，ｉの間隔を次第に広がるように配置し、両者の間隔が電極が対向する領域内の位置によって空間的に変化するようにしている。また、１対の電極１８ｇ，ｈ，ｉに印加するバイアスは、図５（ａ）又は（ｂ）に示すような交流成分を有するもので、電界を時間によって可変にしている。これによって、現像剤の移動に伴って、トナーとキャリアに対して大きさと向きとが空間的・時間的に変化する力を作用させ、分離を促進することが可能となる。更に、分離したトナーとキャリアの動きに不均一性を持たせて攪拌を促進することもできる。
実施例５においては、現像剤溜まり部１２内に攪拌部材を設けている。この攪拌部材によって、現像剤溜まり部１２内にあるトナーとキャリアを空気流による混合に加えて機械的に混合し、混合の効率を上げる。この攪拌部材による現像剤の攪拌によってトナーとキャリアの混合状態を空気流による混合のみの場合に比して向上させることができる。
尚、変形例１のように、現像剤溜まり部にトナーの接触帯電部材を備えるか、現像剤溜まり部１２内壁面、電極１８表面、攪拌部材表面をそのような材料で構成すれば、トナーの帯電を促進できる。これによって、キャリアから分離した後のトナーを更に接触帯電させることができ、トナーの帯電性をさらに安定化することができる。
【００５４】
なお、従来以下のような提案も知られている。
特開平６−２７４０１７では、流動性が高い現像剤はトナー飛散により機内を汚染するため、低流動性（凝集度の高い）現像剤を用い、交番電界中で現像して、良好なハイライト画質、画像濃度を得るようにしている。
特開平９−３４２６２では、流動性を高くする外添剤が環境による変動を強く受けるのを回避するため、流動性が低く安定な特性を示す現像剤を用いるようにしている。そして、特定条件の交番電界を断続的に形成して現像し、濃度変動の少ない画像を得る。
特開平１１−３５２７５８では、トナー凝集度を検出し、その結果に応じて現像バイアスを制御し、安定した画像濃度を得る。
上記３つの公報はいずれも現像剤の流動性に応じた現像バイアスの適正化に関するものであるが、作用する範囲が現像領域（感光体と現像剤担持体の間でトナーが潜像に応じて移動する領域）に限定されている。現像領域に到達する前の現像剤には何ら作用を及ぼさないため、現像領域に到達する前にトナーの帯電状態が不均一であってもその帯電状態を適正化できるわけではない。よって、トナーの帯電状態が不均一な現像剤が現像領域に搬送され、トナーが均等に消費されずに帯電量の高いトナーが現像装置に残留し、あるいは十分に帯電しないトナーが優先的に排出される場合がある。このため、画像劣化や機内でのトナー飛散が発生する恐れがある。
また、特開平１０−６３０８７では、現像剤の流動性を常に良好に維持するため、現像ローラ（現像剤担持体）に供給する供給ローラ周囲の現像剤を空気流で撹拌する。しかし、空気流はトナーとキャリアを分離する方向に積極的な力を付与するわけではないので、両者を分離する力が弱い。従って、トナーとキャリアとの付着力が大きい場合、空気流のみでトナーとキャリアを分離することは困難である。
【００５５】
【発明の効果】
請求項１乃至８の画像形成装置によれば、流動性の低下したトナーを良好に帯電させることができると共に、画像の均一性が損なわれたり濃度ムラが発生したりざらつき感が低下したりすることを防止することができる。よって、流動性が低下したトナーを用いても安定した帯電性を維持して、高品質な画像を形成可能とすると共にトナー飛散を防止できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の要部の説明図。
【図２】実施例１にかかる現像装置の説明図。
【図３】実施例１のプリンタにおける制御ブロック図。
【図４】（ａ）は、実施例１の現像装置における電極の形状を示した図。
（ｂ）は、実施例３に現像装置における電極の形状を示した図。
（ｃ）は、実施例４に現像装置における電極の形状を示した図。
【図５】（ａ）は、実施例１又は４における電極に印加するバイアスを示した図
（ｂ）は、実施例２又は４における電極に印加するバイアスを示した図。
（ｃ）は、実施例３にかかる電極に印加するバイアスを示した図。
【図６】実施例５にかかる現像装置の説明図。
【図７】変形例３にかかる現像装置の説明図。
【図８】（ａ）は、一本のノズルが現像装置長手方向に伸びた形状の例を示す平面図。
（ｂ）は、小径のノズルが現像剤溜まり部の長手方向に配列された場合のノズルの向きを示す断面図。
【図９】従来型現像装置の説明図。
【符号の説明】
１　　　　感光体ドラム
２　　　　帯電器
４　　　　転写装置
５　　　　定着装置
６　　　　クリーニング装置
１０　　　現像装置
１１　　　現像スリーブ
１２　　　現像剤溜まり部
１３　　　規制部材
１４　　　攪拌部材
１５　　　トナー補給口
１６，１７　　ノズル
１６ａ，１７ａ　　フィルター
１８ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ　　電極
１９　　　電源
２０　　　攪拌部材
２１　　　トナー濃度センサ
Ｐ　　　　転写紙
【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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【図９】
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