(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像を現像する第一の現像装置及び第二の現像装置と、を有し、該第一の現像装置は、トナーとキャリアを含む二成分現像剤を収容した複数のカラー現像器を備え、該複数のカラー現像器には、それぞれ前記像担持体に対向し、前記トナーを前記像担持体へと搬送する回転体である現像剤担持体が備えられ、又、前記第二の現像装置は、前記像担持体の回転方向に沿って前記第一の現像装置より上流側に備えられ、且つ、前記第一の現像装置よりも上方に配置された、磁性トナーを含む一成分現像剤を収容したブラック現像器を有する現像装置である、電子写真方式の画像形成装置であって、
前記第一の現像装置が有する前記現像剤担持体の回転方向が、前記像担持体の回転方向と同方向であって、
前記第一の現像装置及び前記第二の現像装置の両方を用いてフルカラー画像形成する場合、前記第一の現像装置による各色トナーによる現像動作が行なわれた後に前記第二の現像装置によるブラックトナーによる現像動作が行なわれることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
更に、前記第一の現像装置に補給するための前記二成分現像剤を収容した現像剤補給容器と、該現像剤補給容器から前記第一の現像装置へ前記二成分現像剤を補給する現像剤補給機構と、前記第一の現像装置から前記二成分現像剤を排出する現像剤排出機構と、を有することを特徴とする請求項１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、電子写真方式又は静電記録方式を採用した、複写機やプリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の静電記録方式や電子写真方式の画像形成装置、その中でも特に有彩色の画像形成を行う画像形成装置において、像担持体としての電子写真感光体上の静電潜像を現像するとき、非磁性トナーと磁性キャリアを混合して二成分現像剤として使用する二成分現像方式が広く利用されている。
【０００３】
二成分現像方式は現在提案されている他の現像方式に比較して、画質の安定性、装置の耐久性などの長所を備えている一方、長期の耐久による現像剤の劣化、特にキャリアの劣化が不可避であるため現像剤の交換が必要である。
【０００４】
二成分現像方式以外の方式として、磁性トナーを用いた一成分ジャンピング現像方式（一成分現像方式）は、キャリアを使用しないため、現像剤中のトナー濃度制御が必要なく、又、キャリアの劣化という問題もないので現像剤の交換の必要がなく、長期に亘って安定した画像を得ることができる一方、磁性体を混合するためカラートナーとしての使用が難しいという問題がある。
【０００５】
そのため、上記２つの現像方式の利点を併せ持つ画像形成装置として、ブラックは一成分現像方式、カラーは二成分現像方式を用いる画像形成装置が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した、カラー二成分現像方式をとる第一の現像装置と、磁性トナーを用いる一成分現像方式をとる第二の現像装置を有する画像形成装置では以下に述べるような問題があった。
【０００７】
一般的に、この方式をとる画像形成装置の構成は、磁性トナーを収容した現像器を備える固定式の第二の現像装置に対して、像担持体である電子写真感光体（感光体）の回転方向下流側に、二成分現像剤を収容した複数の現像器が回転支持装置に備えられた、回転切り替え方式の第一の現像装置が備えられており、又、第一の現像装置の現像器のそれぞれに備えられた、現像器内の現像剤を感光体まで搬送する現像剤担持体である現像スリーブは、感光体に従動する方向、つまり感光体の回転方向と逆方向に回転させている。
【０００８】
この構成においては、上流側の第二の現像装置である固定現像装置から飛散してきた飛散磁性トナーが、第一の現像装置である回転現像装置に備えられた二成分現像器の現像スリーブ上の現像剤表面に付着してしまう。
【０００９】
固定現像装置からの飛散磁性トナーの量は僅かであるが、二成分現像器の現像スリーブ上の二成分現像剤のコート表面で且つ一部分に集中的に付着するため、その部分の磁性トナー濃度はかなり高いものとなる。現像スリーブ上に固定現像装置から飛散した磁性トナーが付着した二成分現像器で現像動作をしようとすると、二成分現像剤中の非磁性トナーとともに、現像スリーブ上の磁性トナーも現像されてしまう。その結果、二成分現像剤によるカラー画像中に磁性トナーであるブラックトナーが混色してしまうという問題が発生する場合があった。
【００１０】
この問題を防ぐために、固定現像装置を二成分現像器を備えた回転現像装置の下流側に配置するという方法があるが、この場合、二成分現像剤中のキャリアが、固定現像装置中に混入して、ブレードづまりによる白スジ等の問題が発生する恐れがあった。
【００１１】
従って、本発明の目的は、磁性トナーを用いた一成分現像方式をとる第二の現像装置と、トナーとキャリアを用いた二成分現像方式をとる第一の現像装置と、を備えたカラー画像形成装置において、第一の現像装置による形成画像中に、第二の現像装置からの飛散磁性トナーが混色するのを防いで、カラー画像の画質安定化を簡易な構成で実現した画像形成装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、回転する像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像を現像する第一の現像装置及び第二の現像装置と、を有し、該第一の現像装置は、トナーとキャリアを含む二成分現像剤を収容した複数のカラー現像器を備え、該複数のカラー現像器には、それぞれ前記像担持体に対向し、前記トナーを前記像担持体へと搬送する回転体である現像剤担持体が備えられ、又、前記第二の現像装置は、前記像担持体の回転方向に沿って前記第一の現像装置より上流側に備えられ、且つ、前記第一の現像装置よりも上方に配置された、磁性トナーを含む一成分現像剤を収容したブラック現像器を有する現像装置である、電子写真方式の画像形成装置であって、
前記第一の現像装置が有する前記現像剤担持体の回転方向が、前記像担持体の回転方向と同方向であって、
前記第一の現像装置及び前記第二の現像装置の両方を用いてフルカラー画像形成する場合、前記第一の現像装置による各色トナーによる現像動作が行なわれた後に前記第二の現像装置によるブラックトナーによる現像動作が行なわれることを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００１３】
本発明の一実施態様によると、更に、前記第一の現像装置に補給するための前記二成分現像剤を収容した現像剤補給容器と、該現像剤補給容器から前記第一の現像装置へ前記二成分現像剤を補給する現像剤補給機構と、前記第一の現像装置から前記二成分現像剤を排出する現像剤排出機構と、を有する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１５】
実施例１
図２を参照して、本発明の第１実施例としての電子写真画像形成装置について説明する。尚、本発明は静電記録方式の画像形成装置についても適用できる。
【００１６】
本発明に係る電子写真画像形成装置は、図２に示すように、円筒状の基体上に有機感光体でできた感光層を形成した像担持体である感光体ドラム１が図２の矢印Ａ方向に所定の周速度をもって回転可能に取り付けられている。尚、本実施例では、外径５０ｍｍのアルミ製シリンダー状の基体に、有機感光材料による感光層を形成し、更に現像剤であるトナーの離型性を向上させ、感光層の削れ防止のための表面保護層を設けている。
【００１７】
感光体ドラム１は、帯電手段であるコロナ帯電器２により、その周面が所定の極性、電位に帯電される。
【００１８】
そして、露光手段３から出力レーザー光４が発生する。出力レーザー光４は、図示しない画像読み取り装置やパーソナルコンピュータ等の画像信号発生装置等からプリントインターフェースを介して入力された画像情報の画素信号に対応して変調（オン／オフ変換）され、レーザー光反射ミラー５によって偏向され、感光体ドラム１を露光する。出力レーザー光４によって、感光体ドラム１に対してその帯電面に走査露光がなされることで、感光体ドラム１上に画像情報の静電潜像が形成される。
【００１９】
現像装置６は、第一の現像装置である、イエロー現像器６Ｙ、マゼンタ現像器６Ｍ、シアン現像器６Ｃが収容された切り替え式の回転現像装置６ａと、第二の現像装置である、黒用のブラック現像器６Ｂを有する固定現像装置６ｂと、で構成されている。
【００２０】
回転現像装置６ａに備えられた、イエロー現像器６Ｙ、マゼンタ現像器６Ｍ、シアン現像器６Ｃには、それぞれの色の負極性の非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が収容されており、その混合比は重量比でおおよそ９：１程度であり、不図示の補給経路から、少量のキャリアを含んだトナーが、消費された量だけ補給される。回転現像装置６ａは、回転支持装置６ｃによって図２の矢印Ｂ方向へ回転可能に支持され、前述したカラー現像器６Ｙ，６Ｍ，６Ｃが順次感光体ドラム１に対向して各色トナーによる現像が行われるようになっている。
【００２１】
一方、固定現像装置６ｂに備えられたブラック現像器６Ｂには、磁性トナー（負極性）が収容されている。磁性トナーは、消費量の多いブラックトナーであり、それを収納した現像器６Ｂは、画像形成装置本体７に着脱可能に構成されている。この固定現像装置６ｂは、画像形成装置本体７に装着された状態では、図２に示すように、回転可能な現像剤担持体である現像スリーブ６２１が、感光体ドラム１と微少間隙（本実施形態では５０μｍ〜５００μｍ）をもって保持され、現像スリーブ６２１に担持されているトナーを感光体ドラム１に向けて供給するための現像領域が形成されている。
【００２２】
更に、ブラック現像器６Ｂを構成する現像容器６２２内には、磁性トナーを現像スリーブ６２１側へ送り出す搬送手段６２３が設けられており、この搬送手段６２３によって送り出されたトナーを現像スリーブ６２１に供給するための供給ローラ６２４が、容器６２２内部で現像スリーブ６２１とニップを形成して備えられている。この供給ローラ６２４は現像スリーブ６２１  への安定供給、均一なトナー塗布を達成するために、ポリウレタン、シリコーン等のゴム発泡材質が好ましく用いられる。更には、現像容器６２２内部で、供給ローラ６２４を現像スリーブ６２１に当接させると共に、周速差をもたせながら、現像スリーブ６２１の回転方向と同方向である図２の矢印Ｃ方向へ回転させることが好ましい。
【００２３】
又、現像スリーブ６２１設置部分であり、感光体ドラム１に対向した現像容器６２２の開口に沿って、現像スリーブ６２１の上方には、現像スリーブ６２１に担持されているトナーの層厚を規制する規制部材としての現像ブレード６２５が設けられ、且つ現像スリーブ６２１の下方にはトナー容器６２２の下部から外部へのトナーの吹き出しを防止するための吹出防止シート６２６が設けられている。又、固定現像装置６ｂによるブラックトナー像の現像バイアスは、電源１６より印加される。
【００２４】
画像形成動作について説明すると、先ず、感光体ドラム１の表面がコロナ帯電器２によって帯電される。次に、第１色目（例えばイエロー）の画像データに応じてＯＮ／ＯＦＦ制御された露光手段３による露光走査がなされ、第１色目の静電潜像が感光体ドラム１に形成される。このとき、回転現像装置６ａに収納された第１色目のイエロートナーを内包したイエロー現像器６Ｙが感光体ドラム１に対向する状態とされ、第１色目の静電潜像はイエロー現像器６Ｙによって現像、可視像化される。尚、回転現像装置６ａにも、電源１６より現像バイアスが印加されて現像動作が行われる。そして、この可視像化された第１のトナー像は、感光体ドラム１に所定の押圧力を持って圧接され、図２にて感光体ドラム１の周速度と略等速の速度（本実施例にあっては１００ｍｍ／ｓ）をもって従動し、矢印Ｄ方向へ回転駆動される中間転写体ドラム８とのニップ部において、該中間転写体ドラム８表面に転写される。
【００２５】
尚、本実施例では中間転写体ドラム８として、アルミ製シリンダー上に、ＮＢＲゴム等からなる導電弾性層の表面に、カーボン、フッ素樹脂等を分散したウレタン樹脂からなる離型性を有する表層を形成し、抵抗値を約１０5〜１０10Ωｃｍとし、外径１５３ｍｍのものを使用している。
【００２６】
中間転写体ドラム８への転写の際、該ドラム８に対しては、トナーの帯電極性（負極）とは逆極性で、予め設定された電圧が印加される。この転写の際に中間転写体ドラム８に転写されずに感光体ドラム１上に残ったトナーは、感光体ドラム１に圧接されたクリーニング手段９であるクリーニングブレード９ａにより掻き取られ、廃トナー容器９ｂに回収される。
【００２７】
そして、第１色目のイエロートナーによる画像形成の後、回転現像装置６ａの回転支持装置６ｃの回転移動によって、感光体ドラム１に対向する現像器を第１色目のイエロー現像器６Ｙから第２色目のマゼンタトナーを内包したマゼンタ現像器６Ｍに切り換えて、第１色目のときと同様に、感光体ドラム１に形成された第２色目のマゼンタ色の静電潜像をマゼンタトナーによって現像する。そして、中間転写体ドラム８上のイエロートナー像上に重ねて、第二色目のマゼンタトナー像を転写する。こうして、同様にシアントナー像を重ねて中間転写体ドラム８上に転写して、回転現像装置６ａによるカラー画像形成の後は、固定現像装置６ｂにてブラックカラーの画像形成を行う。
【００２８】
こうして、上記露光工程、現像工程、及び転写工程を４色のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）について同様に繰り返し、その都度各々の現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂに内包された色の異なるトナーによるトナー像を中間転写体ドラム８に順次転写、積層することによりカラー画像が合成形成される。
【００２９】
クリーニング手段９は、クリーニングブレード９ａを感光体ドラム１面に当接させ、該ドラム１面に残留したトナーを掻き取り、中間転写体ドラム８に対してのトナー像転写後に、感光体ドラム１の面を清掃する。
【００３０】
また、図２において、クリーナー１０によって、中間転写体ドラム８から転写材Ｐに転写されずに残ったトナーを中間転写体ドラム８から除去する。
【００３１】
中間転写体ドラム８に対して、給送カセット１１から被記録材としての転写材Ｐが給送ローラ１２ａ及び搬送ローラ１２ｂにより一枚ずつ給送され、二次転写手段の転写ローラ１３へ転写材Ｐの背面からトナーと逆極性の電圧を印加することによって、転写材Ｐ上に中間転写体ドラム８側のフルカラートナー像が転写形成される。
【００３２】
そして、フルカラートナー像の転写を受けた転写材Ｐは中間転写体ドラム８から分離されて定着手段１４へ導入され、トナー像の加熱定着を受けて排出トレー１５へ排出されるように構成されている。
【００３３】
本発明の特徴としては、第一の現像装置である二成分現像剤を収容した回転現像装置６ａの現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃに備えられ、現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ内のトナーを感光体ドラム１に搬送する現像スリーブ６１１の回転方向を、感光体ドラム１の回転方向と同方向にしたことである。
【００３４】
回転現像装置６ａに備えられた現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃはそれぞれ、実施例２にて後に説明する図４に示した現像器のように、少なくとも、現像スリーブ６１１と、現像容器６１２を備えている。本実施例においては、現像容器６１２内に攪拌部材６１６を備えている。
【００３５】
又、これらの現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃに備えられた現像スリーブ６１１は、回転可能であり、現像位置にあるときは、感光体ドラム１と微少間隙（本実施形態では５０μｍ〜５００μｍ）をもって保持され、現像スリーブ６１１に担持されているトナーを感光体ドラム１に向けて供給するための現像領域が形成されている。
【００３６】
そこで、図１、５を用いて、本実施例の特徴である、回転現像装置６ａに設けられた二成分現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃのそれぞれに取り付けられた現像スリーブ６１１の回転方向と、固定回転装置６ｂからの飛散磁性トナーの挙動について説明する。
【００３７】
図５は、回転現像装置６ａの現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃに備えられた二成分現像スリーブ６１１の回転方向が、感光体ドラム１の回転方向と逆方向の従来例の、現像剤の挙動を示している。
【００３８】
感光体ドラム１の回転方向で上流に位置する第二の現像装置の固定現像装置６ｂからの飛散磁性トナーＴがその下流に位置する第一の現像装置の回転現像装置６ａが有する現像スリーブ６１１上のトナーに付着したとき、従来の画像形成装置は、回転現像装置６ａの二成分現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃで現像動作をしようとすると、それらに備えられた現像スリーブ６１１の回転方向が感光体ドラム１の回転方向と逆方向のため、付着した現像器Ｂからの飛散磁性トナーＴが直ちに回転現像装置６ａの現像ニップ部に搬送され、二成分現像剤中の非磁性トナーとともに、磁性トナーＴも現像されてしまう。
【００３９】
飛散磁性トナーＴは、感光体ドラム１の回転方向で上流に位置する固定現像装置６ｂより移動してくるので、図５（ａ）に示すように、感光体ドラム１に対して上流から二成分現像剤上に付着した飛散磁性トナーＴは、現像スリーブ６１１の回転に従って、直ちに現像ニップ部に搬送され、図５（ｂ）に示すように、感光体ドラム１に現像される。
【００４０】
そこで、本実施例のように現像スリーブ６１１を感光体ドラム１と同方向に回転すると、図１（ａ）を参照すれば理解できるように、感光体ドラム１に対して上流から移動してきた飛散磁性トナーＴは、すぐには、現像ニップ部に運ばれずに、飛散磁性トナーＴの付着部は、現像スリーブ６１１の回転に従って一回転してから、感光体ドラム１と対向する現像ニップ部に運ばれる構成となる。
【００４１】
飛散磁性トナーＴが現像スリーブ６１１の回転に従って一回転して、現像ニップ部に搬送されたときは、現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃに設けられた攪拌部材６１６で十分に攪拌されているので、図１（ｂ）に示すように、二成分現像剤に対する磁性トナーＴの濃度は非常に低くなっており、二成分現像剤のカラー画像に対する磁性一成分現像剤のブラックトナーの影響はほとんどない。
【００４２】
つまり、現像装置として、トナーとキャリアの二成分現像剤を用いる回転現像装置と、像担持体に沿って回転現像装置より上流に位置する磁性一成分現像剤を用いる固定現像装置とを備えた画像形成装置において、二成分現像剤を用いる回転現像装置にて、像担持体と対向する現像剤担持体を、像担持体と同方向に回転させることによって、その現像剤担持体上の二成分現像剤に付着した固定現像装置からの飛散磁性トナーは、現像ニップ部に搬送される前に、一旦回転現像装置が備えた現像器中に搬送され、現像器中の二成分現像剤と十分攪拌され、二成分現像剤中に拡散し、その後、その二成分現像剤中の磁性トナー濃度が非常に低くなった状態で磁性トナーが現像剤担持体上に搬送される。従って、飛散磁性トナーの影響が形成画像にほとんど及ばず、良好な画像形成が持続できる。
【００４３】
ここで、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、現像装置と像担持体以外の相対配置等は、この発明の範囲をそれらのみに限定するものではない。
【００４４】
実施例２
実施例１の構成では、固定現像器６ｂからの飛散トナー量はごく僅かとはいえ、長期の画像形成動作を行うと、次第に第一の現像装置である回転現像装置６ａ内の現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ内に、回転現像装置６ａの上流に位置する第二の現像装置である固定現像装置６ｂからの飛散トナーＴが蓄積してしまう。その結果、最終的には混色という問題が起こる可能性があった。
【００４５】
そこで、本実施例は、実施例１の構成に加えて、二成分現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃに補給するための現像剤であるトナー及びキャリアを収容した現像剤補給容器と、現像剤補給容器から二成分現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃに二成分現像剤を補給する現像剤補給機構と、二成分現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃから現像剤を排出する現像剤排出機構と、排出された廃現像剤を収容する現像剤回収容器と、を備えた、所謂トリクル現像方式を採用し、二成分現像器中の現像剤を自動交換することによって、蓄積した飛散トナーＴの混合した現像剤を新しい現像剤に更新し、飛散トナーＴの蓄積を防いだものである。
【００４６】
以下に、図３、図４を用いて、こうした画像形成装置の特徴的な部分である、回転現像装置６ａにおける二成分現像剤の現像剤補給機構、現像剤排出機構、及び現像剤排出機構によって排出された廃現像剤の回収について詳しく説明する。しかし、以下に説明する装置や部材の構成や配置は、これに限るものではない。
【００４７】
本実施例では、現像剤補給容器２０ａと現像剤回収容器２０ｂは、簡易な構成とするために、図３に示すように、一体型の現像剤補給機構且つ現像剤排出機構を備えた現像剤カートリッジ２０として構成されており、回転現像装置６ａから容易に脱着可能である。
【００４８】
現像剤カートリッジ２０は、本実施例においては、円筒状の現像剤補給容器２０ａの周面に沿って、箱状の現像剤回収容器２０ｂが合わさった状態で構成されているが、現像剤カートリッジ２０の構成はこれに限るものではない。
【００４９】
そして、図４は、現像剤カートリッジ２０の回転現像装置６ａへの取り付け部分を示した、画像形成装置の正面からの断面図である。現像剤カートリッジ２０は、回転現像装置６ａの各色の現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃそれぞれについて、図４に示すような状態で設置されている。本実施例においては、回転現像装置６ａの回転支持装置６ｃに対して、半径方向で現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃの内側に配置され、それぞれの現像器の現像容器６１２に接続される。
【００５０】
図３に示す現像剤カートリッジ２０を回転現像装置６ａに手前側から挿入すると、現像剤回収容器２０ｂの表面に設けられたシャッター機構２１がスライドして、現像剤回収口２２が開口し、更に手前側の把手２３を右側にひねることで、現像剤回収容器２０ｂが画像形成装置本体７に固定されたまま現像剤補給容器２０ａが回転し、現像剤補給容器２０ａの周面に設けられて、回転前までは現像剤補給容器２０ｂとの当接部分に位置して封止されていた現像剤補給口２４が開口する。
【００５１】
尚、現像剤カートリッジ２０を回転現像装置６ａから離脱する際には、把手２３を左側にひねることで両開口部２２、２４が閉じ、内包するトナー等の粉体が外部にもれることはない。
【００５２】
又、補給現像剤収容部２０ａ内には、補給される現像剤を攪拌するための攪拌部材２５が内蔵されている。図３に示したように、補給現像剤収容部２０ａ内部の攪拌部材２５は、樹脂フィルムなどをらせん状にした攪拌バネ２５ａを剛体の軸２５ｂで回転駆動するようにしたもので、適宜回転することで補給現像剤収容部２０ａ内の現像剤を攪拌し、また現像剤の補給を補助する。
【００５３】
一方、図４に示すように、各現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃが備える現像容器６１２は、現像剤補給カートリッジ２０と現像剤の受け渡しをするために、現像剤カートリッジ２０と対向する部分に、現像剤カートリッジ２０の現像剤補給口２４と内通できる補給搬送路６１３、及び、現像剤回収口２２と一致している現像剤排出口６１４が設けられ、これらは、現像剤カートリッジ２０が取り付けられると、現像剤補給口２４及び現像剤回収口２２の開口と共に開通し、カートリッジ２０が取り外されると各開口２２、２４の封止と共に閉鎖するようになっている。又、補給搬送路６１３には補給スクリュー６１５が設けられている。
【００５４】
現像剤補給機構の働きとして、画像形成によって消費された分のトナーは、現像剤補給容器２０ａ内の攪拌部材２５の回転力と重力によって、補給現像剤収容部２０ａから現像剤補給口２４を通過して、補給搬送路６１３を通り、補給搬送路６１３に配設された補給スクリュー６１５へと搬送され、補給スクリュー６１５の回転に従い現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃの現像容器６１２に補給される。
【００５５】
このようにして、現像剤カートリッジ２０から現像器６ａ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。
【００５６】
即ち、現像容器６ａ内の二成分現像剤のトナーとキャリアとの比に対して、トナー量の方が圧倒的に多く、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。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、回転現像装置６ａ内の二成分現像剤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。
【００５７】
又、トナー（及びキャリア）の補給量は補給スクリュー２５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現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ内の二成分現像剤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さまざま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。
【００５８】
画像形成によるトナー消費と、現像剤補給機構とトナー補給量制御手段による補給を繰り返すと、現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃを構成する現像容器６１２内にはトナー補給時に共に補給されたキャリアが増加する。二成分現像剤のトナー濃度はトナー補給量制御手段によって略一定に保たれているので、現像容器６１２中の全現像剤量が増加することになる。
【００５９】
過剰になった二成分現像剤は、現像剤排出機構として現像剤回収口２２と一致する現像剤排出口６１４の位置に届いた分が回収現像剤収容部２０ｂへと落下することで回収される。尚、現像容器６１２から廃現像剤を現像剤排出口６１４へ運ぶのは、現像容器６１２内の攪拌部材６１６である。
【００６０】
又、現像剤排出口６１４の現像容器６１２側には、不図示の開閉可能な現像剤排出規制弁が取り付けられており、現像容器６１２が現像カートリッジ２０の上方に位置した時に、前述した規制弁が閉じるような構成であるので、現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃが回転して現像容器６１２の態勢が変わって、横になった現像容器６１２が現像剤カートリッジ２０の上方に位置しても、現像容器６１２内の現像剤量が過剰とならない限りは、現像容器６１２から現像剤回収容器２０ｂに現像剤が移動することはない。又、横になって現像剤カートリッジ２０が現像容器６１２の上方に位置しても、同様に、現像剤排出規制弁が閉じるので、廃現像剤が現像容器６１２に移動することもない。
【００６１】
上記構成とすることで、二成分現像器内に混入した磁性トナーは、現像剤の排出とともに、逐次現像器外に排出される。よって、本実施例の画像形成装置において、回転現像装置の現像器内に磁性トナーが多量に蓄積されることがなくなるので、長期に亘って、回転現像装置内の二成分現像剤による画像形成に対する、固定現像装置からの飛散磁性トナーの影響をほとんど受けることもなく、良好な画像を提供することができる。
【００６２】
尚、回転現像装置における現像剤補給機構、及び現像剤排出機構は、本実施例にて説明した構成に限られるものではなく、現像剤補給容器と現像剤回収容器が一体化されず、別体のものでもいい。そして、現像剤回収容器は必ず備えられているものではなく、現像剤排出機構によって画像形成装置外部に排出される場合もある。又、現像剤カートリッジの構成も他の構成であってもいい。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置は、回転する像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像を現像する第一の現像装置及び第二の現像装置と、を有し、第一の現像装置は、トナーとキャリアを含む二成分現像剤を収容した複数のカラー現像器を備え、複数のカラー現像器には、それぞれ像担持体に対向し、トナーを像担持体へと搬送する回転体である現像剤担持体が備えられ、又、第二の現像装置は、像担持体の回転方向に沿って第一の現像装置より上流側に備えられ、且つ、第一の現像装置よりも上方に配置された、磁性トナーを含む一成分現像剤を収容したブラック現像器を有する現像装置である、電子写真方式の画像形成装置であって、第一の現像装置が有する現像剤担持体の回転方向が、像担持体の回転方向と同方向であって、第一の現像装置及び第二の現像装置の両方を用いてフルカラー画像形成する場合、第一の現像装置による各色トナーによる現像動作が行なわれた後に第二の現像装置によるブラックトナーによる現像動作が行なわれるので、第二の現像装置から第一の現像装置の現像剤担持体へ飛散した飛散磁性トナーの影響が、形成画像にほとんど及ばず、良好な画像形成が持続できる。
【００６４】
更に、第一の現像装置に補給するための二成分現像剤を収容した現像剤補給容器と、現像剤補給容器から第一の現像装置へ二成分現像剤を補給する現像剤補給機構と、第一の現像装置から二成分現像剤を排出する現像剤排出機構と、を有することによって、第一の現像装置内に第二の現像装置からの飛散磁性トナーが蓄積されることもなく、長期に亘って、良好な画像形成が維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る回転現像装置６ａの現像スリーブ６１１における飛散磁性トナーＴの挙動を示す説明図である。
【図２】本発明の画像形成装置の構成を示す概略構成図である。
【図３】本発明に係る現像剤カートリッジ２０を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る現像剤カートリッジ２０を取り付けた回転現像装置６ａを示す概略構成図である。
【図５】従来の回転現像装置６ａの現像スリーブ６１１における飛散磁性トナーＴの挙動を示す説明図である。
【符号の説明】
１                    感光体ドラム（像担持体）
６                    現像装置
６ａ                  回転現像装置（第一の現像装置）
６ｂ                  固定現像装置（第二の現像装置）
６ｃ                  回転支持装置
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ      二成分現像器（現像器）
６Ｂ                  一成分現像器（現像器）
７                    画像形成装置本体
２０                  現像剤カートリッジ（現像剤補給機構、排出機構）
２０ａ                現像剤補給容器
２０ｂ                現像剤回収容器
２１                  シャッター機構
２２                  現像剤回収口
２３                  把手
２４                  現像剤補給口
２５                  攪拌部材
６１１、６２１        現像スリーブ（現像剤担持体）
６１２                現像容器
６１３                補給搬送路
６１４                現像剤排出口
６１５                補給スクリュー
６１６                攪拌部材
Ｔ                    飛散磁性トナー
【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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