(57)【要約】【課題】  複数の搬送部材によって２成分現像剤を現像装置の長手方向に循環させながら現像剤担持体に現像剤を供給する現像装置を用いても、画像の画像比率の大きさに係わらず、画像濃度低下や地肌汚れ等の画質劣化が生じない。【解決手段】  現像剤が担持される現像剤担持体２３ａと、現像剤担持体２３ａの長手方向に現像剤を搬送する第１搬送部材２３ｂと、第１搬送部材２３ｂの搬送方向とは逆の方向に現像剤を搬送する第２搬送部材２３ｃと、を備える。さらに、循環経路を循環する現像剤中にトナー補給口２６ａから補給されたトナーを分散させる分散手段４６を備える。この分散手段４６は、補給されたトナーを現像剤中に分散させる分散力を可変する。【選択図】        図３
2005156954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー及びキャリアを有する現像剤を収容するとともに、像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置であって、
前記像担持体に対向するとともに、前記現像剤が担持される現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に対向するとともに、前記現像剤担持体の長手方向に前記現像剤を搬送する第１搬送部材と、
仕切部材を介して前記第１搬送部材に対向するとともに、前記第１搬送部材の搬送方向とは逆の方向に前記現像剤を搬送して該第１搬送部材とともに前記現像剤の循環経路を形成する第２搬送部材と、
前記循環経路を循環する前記現像剤中にトナー補給口から補給されたトナーを分散させる分散手段と、を備え、
前記分散手段は、前記補給されたトナーを前記現像剤中に分散させる分散力を可変に形成されたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記分散手段は、前記第２搬送部材の上方に設置された磁界発生器であって、
前記磁界発生器は、磁界の強さを可変に構成されたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記磁界発生器は、磁束密度を０〜０．３テスラの範囲で可変に構成されたことを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記分散手段は、前記像担持体上に形成する画像の画像比率に応じて前記分散力を変動することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
前記分散手段は、前記画像比率が大きいときには前記分散力を小さく調整して、前記画像比率が小さいときには前記分散力を大きく調整することを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
前記画像比率は、前記像担持体上に潜像を形成するときの書込み部の書込み画像数によって定められることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
前記分散手段は、前記トナー補給口から補給するトナー量に応じて前記分散力を変動することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の現像装置。
【請求項８】
前記分散手段は、前記トナー量が大きいときには前記分散力を大きく調整して、前記トナー量が小さいときには前記分散力を小さく調整することを特徴とする請求項７に記載の現像装置。
【請求項９】
前記トナー量に応じた前記分散力の変動は、画像出力をおこなわないときにおこなうことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の現像装置。
【請求項１０】
前記分散手段は、前記循環経路中であって前記トナー補給口から前記第１搬送部材までの間に配設されたことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１１】
前記トナーは、形状係数ＳＦ−１又は／及び形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０になるように形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１２】
前記トナー補給口から補給されるトナーは、キャリアとともに補給されることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１３】
請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の現像装置と、前記像担持体と、が一体化されて、
画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１５】
前記像担持体上を帯電する帯電部と、前記像担持体上を清掃するクリーニング部と、のうち少なくとも１つがさらに一体化されたことを特徴とする請求項１４に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１６】
請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の現像装置を備えるとともに、画像形成装置本体に着脱自在に構成された装置ユニットであって、
前記像担持体と、前記像担持体上を帯電する帯電部と、前記像担持体上に形成された画像を被転写材上に転写する転写部と、前記像担持体上を清掃するクリーニング部と、前記現像装置にトナーを補給するトナー補給部と、のうち少なくとも１つが、前記現像装置と一体化されたことを特徴とする装置ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いた現像装置と、それを備えた画像形成装置、プロセスカートリッジ、装置ユニットとに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置において、非磁性トナーと磁性キャリアとからなる２成分現像剤（外添剤等を添加する場合も含むものとする。）を収容した現像装置が多く用いられている。
このような２成分現像方式の現像装置において、装置の小型化を目的として、搬送スクリュによって現像剤を現像装置の長手方向に循環させながら、現像ローラに現像剤を供給する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
詳しくは、現像装置は、現像ローラ（現像剤担持体）、２つの搬送スクリュ（第１搬送部材及び第２搬送部材）等で構成される。
そして、現像装置内におけるトナー消費に応じて、現像装置の一端に設けられたトナー補給口から装置内に適宜にトナーが補給される。補給されたトナーは、現像装置内の現像剤とともに、２つの搬送スクリュによって、装置内を長手方向（現像ローラの回転軸方向と同方向である。）に循環しながら混合される。その混合された現像剤は、その一部が、現像ローラに対向する搬送スクリュによって、現像ローラに供給される。現像ローラに担持された現像剤は、ドクターブレードによって適量に規制された後に、その現像剤中のトナーが感光体ドラム（像担持体）との対向位置で感光体ドラム上の潜像に付着する。
【０００４】
このような搬送スクリュを搭載した現像装置は、現像剤を装置の長手方向に積極的に搬送しているので、現像剤の長手方向の片寄りが発生しにくい。これにより、トナー補給口を、長手方向の全域に設けるのではなく、長手方向の一端に設けることができる。また、搬送スクリュは、短手方向（長手方向に直交する方向である。）の設置スペースをそれほど必要としない。したがって、現像装置及び画像形成装置を小型化することができる。
【０００５】
その一方で、トナー補給口から補給されたトナーは、その比重が現像剤のものに比べて小さいために、装置内を循環する現像剤の上面側を浮遊して、現像剤中に分散（混合）されにくくなるという問題が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このように、補給トナー（フレッシュトナー）が現像剤中に分散されないと、キャリアとの摩擦による補給トナーの帯電が不充分になって、地肌汚れ（かぶり）等の画質劣化が発生する。
【０００６】
これに対して、特許文献１には、循環経路中におけるトナー補給口の下流側であって、第２搬送スクリュの側方又は下方に、磁界発生手段を設置する技術が開示されている。
すなわち、磁界発生手段によって、現像剤及び補給トナーの循環経路中に現像剤の穂を形成する。そして、この現像剤の穂に補給トナーを衝突させることで、補給トナーを現像剤中に分散させる。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−８９５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した従来の現像装置は、現像剤の搬送性と、補給トナーの分散性と、を両立させることが難しかった。
【０００９】
詳しくは、以下の通りである。
特許文献１の技術では、磁界発生手段が第２搬送スクリュの側方又は下方に設置されているので、補給トナーの分散性を向上しようとしたときに、磁界発生手段による磁界の強さを大きくする必要がある。すなわち、補給トナーは還流する現像剤の上面側を還流するために、磁界発生手段によって形成される現像剤の穂が現像剤の上面側にまで達していないと、補給トナーが現像剤の穂に衝突しないことになる。しかも、補給トナーの衝突に対する反発力をある程度必要とする場合には、第２搬送スクリュの側方又は下方に設置した磁界発生手段による磁界強さがある程度大きなものでなければならない。
【００１０】
このような場合には、磁界発生手段が設置された側方又は下方が磁力の最大位置となって、強固な現像剤の穂が形成されて現像剤の搬送が停滞してしまうことになる。現像剤の搬送が停滞すると、第１搬送スクリュから現像ローラへの現像剤の供給量が減少して、出力画像の濃度低下や濃度偏差が発生する場合がある。特に、画像比率（画像部面積と地肌部面積との総面積に対する画像部面積の比率である。）の高い出力画像が形成される場合には、画像濃度低下等が発生し易くなる。このような問題は、高い画像比率の画像出力が多くされるカラー画像形成装置においては、特に無視できない問題である。
【００１１】
他方、現像剤の搬送性を優先して、第２搬送スクリュの側方又は下方に設置した磁界発生手段による磁界強さを小さく設定した場合には、補給トナーの分散性が低下して、補給トナーの帯電不良による地肌汚れ等の画質劣化が発生してしまう。
【００１２】
本願発明者は、上記課題を解決するために研究を重ねた結果、次の事項を知るに至った。
すなわち、補給トナーが現像剤に充分に分散されなくても、画像比率の高い画像を出力する場合には、補給トナーの帯電不良による画質上の影響が少ない。これに対して、画像比率が低い画像を出力する場合には、補給トナーの帯電不良による画質上の影響が大きく、地肌汚れ等の不具合が発生する。
【００１３】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、複数の搬送部材によって２成分現像剤を現像装置の長手方向に循環させながら現像剤担持体に現像剤を供給する現像装置を用いても、画像の画像比率の大きさに係わらず、画像濃度低下や地肌汚れ等の画質劣化が生じない現像装置、画像形成装置、プロセスカートリッジ、装置ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明の請求項１記載の発明にかかる現像装置は、トナー及びキャリアを有する現像剤を収容するとともに、像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置であって、前記像担持体に対向するとともに、前記現像剤が担持される現像剤担持体と、前記現像剤担持体に対向するとともに、前記現像剤担持体の長手方向に前記現像剤を搬送する第１搬送部材と、仕切部材を介して前記第１搬送部材に対向するとともに、前記第１搬送部材の搬送方向とは逆の方向に前記現像剤を搬送して該第１搬送部材とともに前記現像剤の循環経路を形成する第２搬送部材と、前記循環経路を循環する前記現像剤中にトナー補給口から補給されたトナーを分散させる分散手段と、を備え、前記分散手段は、前記補給されたトナーを前記現像剤中に分散させる分散力を可変に形成されたものである。
【００１５】
また、請求項２記載の発明にかかる現像装置は、上記請求項１記載の発明において、前記分散手段は、前記第２搬送部材の上方に設置された磁界発生器であって、前記磁界発生器は、磁界の強さを可変に構成されたものである。
【００１６】
また、請求項３記載の発明にかかる現像装置は、上記請求項２に記載の発明において、前記磁界発生器は、磁束密度を０〜０．３テスラの範囲で可変に構成されたものである。
【００１７】
また、請求項４記載の発明にかかる現像装置は、上記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明において、前記分散手段は、前記像担持体上に形成する画像の画像比率に応じて前記分散力を変動するものである。
【００１８】
また、請求項５記載の発明にかかる現像装置は、上記請求項４に記載の発明において、前記分散手段は、前記画像比率が大きいときには前記分散力を小さく調整して、前記画像比率が小さいときには前記分散力を大きく調整するものである。
【００１９】
また、請求項６記載の発明にかかる現像装置は、上記請求項４又は請求項５に記載の発明において、前記画像比率は、前記像担持体上に潜像を形成するときの書込み部の書込み画像数によって定められるものである。
【００２０】
また、請求項７記載の発明にかかる現像装置は、上記請求項１〜請求項６のいずれかに記載の発明において、前記分散手段は、前記トナー補給口から補給するトナー量に応じて前記分散力を変動するものである。
【００２１】
また、請求項８記載の発明にかかる現像装置は、上記請求項７に記載の発明において、前記分散手段は、前記トナー量が大きいときには前記分散力を大きく調整して、前記トナー量が小さいときには前記分散力を小さく調整するものである。
【００２２】
また、請求項９記載の発明にかかる現像装置は、上記請求項７又は請求項８に記載の発明において、前記トナー量に応じた前記分散力の変動は、画像出力をおこなわないときにおこなうものである。
【００２３】
また、請求項１０記載の発明にかかる現像装置は、上記請求項１〜請求項９のいずれかに記載の発明において、前記分散手段は、前記循環経路中であって前記トナー補給口から前記第１搬送部材までの間に配設されたものである。
【００２４】
また、請求項１１記載の発明にかかる現像装置は、上記請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の発明において、前記トナーは、形状係数ＳＦ−１又は／及び形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０になるように形成されたものである。
【００２５】
また、請求項１２記載の発明にかかる現像装置は、上記請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の発明において、前記トナー補給口から補給されるトナーは、キャリアとともに補給されるものである。
【００２６】
また、この発明の請求項１３記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の現像装置を備えたものである。
【００２７】
また、この発明の請求項１４記載の発明にかかるプロセスカートリッジは、請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の現像装置と、前記像担持体と、が一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたものである。
【００２８】
また、請求項１５記載の発明にかかるプロセスカートリッジは、上記請求項１４に記載の発明において、前記像担持体上を帯電する帯電部と、前記像担持体上を清掃するクリーニング部と、のうち少なくとも１つがさらに一体化されたものである。
【００２９】
また、この発明の請求項１６記載の発明にかかる装置ユニットは、請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の現像装置を備えるとともに、画像形成装置本体に着脱自在に構成された装置ユニットであって、前記像担持体と、前記像担持体上を帯電する帯電部と、前記像担持体上に形成された画像を被転写材上に転写する転写部と、前記像担持体上を清掃するクリーニング部と、前記現像装置にトナーを補給するトナー補給部と、のうち少なくとも１つが、前記現像装置と一体化されたものである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明は、複数の搬送部材によって２成分現像剤を現像装置の長手方向に循環させながら現像剤担持体に現像剤を供給する現像装置において、補給トナーに対する分散力を可変に形成しているので、画像の画像比率の大きさに係わらず、画像濃度低下や地肌汚れ等の画質劣化が生じない現像装置、画像形成装置、プロセスカートリッジ、装置ユニット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】
【００３１】
実施の形態．
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００３２】
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのカラー複写機の装置本体、２は画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応したプロセスカートリッジ、２１は各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫにそれぞれ収納された像担持体としての感光体ドラム、２２は感光体ドラム２１上を帯電する帯電部、２３は感光体ドラム２１上に形成される静電潜像を現像する現像部（現像装置）、２４は感光体ドラム２１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２７に転写する転写バイアスローラ、２５は感光体ドラム２１上の未転写トナーを回収するクリーニング部、２７は各色のトナー像が重ねて転写される像担持体としての中間転写ベルト、２８は中間転写ベルト２７上に形成されたトナー像を被転写材Ｐに転写する第２転写バイアスローラ、３０は４色のトナー像が重ねて転写された被転写材Ｐを搬送する転写ベルト、３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２ＢＫは各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの現像部２３に各色のトナーを補給するトナー補給部、６１は転写紙等の被転写材Ｐが収納される給紙部、６６は被転写材Ｐ上の未定着画像を定着する定着部、１２０は載置された原稿を光学的に読み取るスキャナを示す。
【００３３】
ここで、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫには、それぞれ、感光体ドラム２１、帯電部２２、現像部２３、クリーニング部２５が、一体化されている。そして、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫにおける感光体ドラム２１上で、それぞれ、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の画像形成がおこなわれる。
【００３４】
以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
４つの感光体ドラム２１は、それぞれ、図１の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム２１の表面は、帯電部２２との対向位置で、一様に帯電される（帯電工程である。）。その後、帯電された感光体ドラム２１表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
【００３５】
一方、スキャナ１２０の原稿載置部にカラー原稿が載置されると、不図示の読取部にて原稿の画像情報が光学的に読み取られる。すなわち、原稿に対して照明光源の走査をおこない、不図示のカラーＣＣＤに原稿像を結像する。そして、原稿像、すなわち原稿に対する光照射の反射光を、カラーＣＣＤで光電変換してＲ、Ｇ、Ｂの画像信号を生成する。これらの画像信号は、書込み部２に送信される。その後、書込み部２において、光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応して射出される。レーザ光は、ポリゴンミラー３に入射して反射した後に、レンズ４、５を透過する。レンズ４、５を透過した後のレーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。
【００３６】
イエロー成分のレーザ光は、ミラー６〜８で反射された後に、紙面右側から１番目のプロセスカートリッジ２０Ｙの感光体ドラム２１表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラー３により、感光体ドラム２１の回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部２２にて帯電された後の感光体ドラム２１上には、イエロー成分の静電潜像が形成される。
同様に、マゼンタ成分のレーザ光は、ミラー９〜１１で反射された後に、紙面右から２番目のプロセスカートリッジ２０Ｍの感光体ドラム２１表面に照射されて、マゼンタ成分の静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、ミラー１２〜１４で反射された後に、紙面右から３番目のプロセスカートリッジ２０Ｃの感光体ドラム１２表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、ミラー１５で反射された後に、紙面右から４番目のプロセスカートリッジ２０ＢＫの感光体ドラム２１表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
【００３７】
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム２１表面は、さらに回転して、現像部２３との対向位置に達する。そして、現像部２３から感光体ドラム２１上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム２１上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム２１表面は、それぞれ、中間転写ベルト２７との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト２７の内周面に当接するように転写バイアスローラ２４が設置されている。そして、転写バイアスローラ２４の位置で、中間転写ベルト２７上に、感光体ドラム２１上に形成された各色の画像が、順次転写される（第１転写工程である。）。
【００３８】
そして、第１転写工程後の感光体ドラム２１表面は、それぞれ、クリーニング部２５との対向位置に達する。そして、クリーニング部２５で、感光体ドラム２１上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム２１表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム２１における一連の作像プロセスが終了する。
【００３９】
他方、感光体ドラム２１上の各色の画像が重ねて転写された中間転写ベルト２７表面は、図中の矢印方向に走行して、第２転写バイアスローラ２８の位置に達する。そして、第２転写バイアスローラ２８の位置で、被転写材Ｐ上に中間転写ベルト２７上のフルカラーの画像が２次転写される（２次転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト２７表面は、不図示の中間転写ベルトクリーニング部の位置に達する。このとき、中間転写ベルトクリーニング部は中間転写ベルト２７に当接する位置に移動している。そして、中間転写ベルト２７上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部に回収されて、中間転写ベルト２７上の一連の転写プロセスが完了する。
【００４０】
ここで、第２転写バイアスローラ２８位置の被転写材Ｐは、給紙部６１から搬送ガイド６３、レジストローラ６４等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、被転写材Ｐを収納する給紙部６１から、給紙ローラ６２により給送された転写紙Ｐが、搬送ガイド６３を通過した後に、レジストローラ６４に導かれる。レジストローラ６４に達した被転写材Ｐは、中間転写ベルト２７上のトナー像とタイミングを合わせて、第２転写バイアスローラ２８の位置に向けて搬送される。
【００４１】
その後、フルカラー画像が転写された被転写材Ｐは、転写ベルト３０により、定着部６６に導かれる。定着部６６では、加熱ローラ６７と加圧ローラ６８とのニップにて、カラー画像が被転写材Ｐ上に定着される。
そして、定着工程後の被転写材Ｐは、排紙ローラ６９によって、装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００４２】
次に、図２及び図３にて、画像形成装置本体１に設置されたプロセスカートリッジについて詳述する。図２はプロセスカートリッジを示す断面図であり、図３はその現像部（現像装置）２３を示すＡ−Ａ断面図である。
なお、装置本体１に設置される４つのプロセスカートリッジ及びトナー補給部３２は、収納されるトナーＴの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、符号のアルファベット（Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫ）を除して図示する。
【００４３】
図２に示すように、プロセスカートリッジ２０には、主として、像担持体としての感光体ドラム２１と、帯電部２２と、現像部２３と、クリーニング部２５とが、ケース２６内に一体的に収納されている。
現像部２３は、主として、感光体ドラム２１に対向する現像剤担持体としての現像ローラ２３ａと、現像ローラ２３ａに対向する第１搬送部材としての第１搬送スクリュ２３ｂと、仕切部材２３ｄを介して第１搬送スクリュ２３ｂに対向する第２搬送部材としての第２搬送スクリュ２３ｃと、現像ローラ２３ａに対向するドクターブレード２３ｄと、第２搬送スクリュ２３ｃに対向する分散手段としての磁界発生器４６と、で構成される。現像部２３内には、磁性キャリアＣと非磁性トナーＴとからなる２成分現像剤が収容されている。現像ローラ２３ａは、内部に固設されてローラ周面に磁界を形成するマグネットと、非磁性材料からなりマグネットの周囲を回転するスリーブと、で構成される。
【００４４】
先に述べた作像プロセスにおける、現像工程をさらに詳しく説明する。
現像ローラ２３ａは、図２中の矢印方向に回転している。現像部２３内の現像剤Ｔ、Ｃは、図３に示すように、間に仕切部材２３ｅを介在するように配設された第１搬送スクリュ２３ｂ及び第２搬送スクリュ２３ｃの回転駆動によって、トナー補給部３２からトナー補給口２６ａを介して補給されたトナーＴとともに撹拌混合されながら長手方向に循環する（図３中の矢印方向の循環である。）。そして、摩擦帯電してキャリアＣに吸着したトナーＴが、第１搬送スクリュ２３ｂによってキャリアＣとともに現像ローラ２３ａに供給され、その現像剤Ｔ、Ｃが現像ローラ２３ａ上に担持される。
【００４５】
ここで、装置本体に設けられたトナー補給部３２は、それぞれ、交換自在に構成されたトナーボトル３３と、トナーボトル３３を保持・回転駆動するとともに現像部２３にフレッシュトナーＴを補給するボトル保持部３４と、で構成されている。また、トナーボトル３３内には、トナーＴ（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれかである。）が収納されている。
【００４６】
なお、トナーボトル３３内のトナーＴは、現像部２３内のトナーＴの消費にともない、トナー補給口２６ａから現像部２３内に適宜に補給されるものである。現像部２３内のトナーＴの消費は、感光体ドラム２１に対向するトナー濃度センサ２８（反射型光センサ）によって間接的に検出される。
また、ケース２６のトナー補給口２６ａは、第２搬送スクリュ２３ｃの長手方向（図３の上下方向である。）の一端であって、第２搬送スクリュ２３ｃの上方に設けられている。
【００４７】
その後、現像ローラ２３ａに担持された現像剤Ｔ、Ｃは、ドクターブレード２３ｄの位置で適量化された後に、感光体ドラム２１との対向位置（現像領域である。）に達する。そして、その対向位置で、現像剤中のトナーＴが、感光体ドラム２１表面に形成された静電潜像に付着する。詳しくは、レーザ光Ｌが照射された画像部の潜像電位と、現像ローラ２３ａに印加された現像バイアスとの、電位差によって形成される電界によって、トナーＴが潜像に付着する。
その後、感光体ドラム２１に付着したトナーＴは、そのほとんどが被転写材Ｐ上に転写される。そして、感光体ドラム２１上に残存したトナーＴが、感光体ドラム２１に当接するクリーニングブレード２５ａ及びクリーニングローラ２５ｂによってクリーニング部２５内に回収される。
【００４８】
ここで、図２を参照して、現像部２３の内部には、第２搬送スクリュ２３ｃの上方に、分散手段としての磁界発生器４６が設置されている。また、図３を参照して、磁界発生器４６は、現像剤Ｔ、Ｃの循環経路中であって、トナー補給口２６ａから第１搬送スクリュ２３ｂまでの間（トナー補給口２６ａの下流である。）に配設されている。
【００４９】
この磁界発生器４６は、電磁石である。そして、制御部７０によって磁界発生器４６に流入する電流を調整することで、磁界発生器４６から発生する磁界の磁束密度を、０〜０．３テスラ（３０００ガウス）の範囲で変化させることができる。
【００５０】
図４を参照して、磁界発生器４６によって所定の磁界が形成されると、その下方を還流する現像剤Ｔ、Ｃが磁界発生器４６に引き寄せられて、現像剤の穂Ｆが形成される。
一方、トナー補給口２６ａから補給されたトナーＴ１は、還流する現像剤Ｔ、Ｃの上面側を還流する。その後、この上面側を移動する補給トナーＴ１は、磁界発生器４６の位置で、そこに形成された現像剤の穂Ｆに衝突する。このときの衝突によって現像剤の穂Ｆは補給トナーＴ１を取り込みながら崩れて、補給トナーＴ１が現像剤Ｔ、Ｃ中に分散・混合される。
【００５１】
ここで、磁界発生器４６による磁束密度の大きさは、補給されたトナーＴ１を現像剤Ｔ、Ｃ中に分散させる分散力に相関するものである。
すなわち、磁界発生器４６による磁束密度が大きいときには、大きな現像剤の穂Ｆが形成されて、補給されたトナーＴ１を現像剤Ｔ、Ｃ中に分散させる分散力も大きくなる。このとき、循環経路中に形成される大きな現像剤の穂Ｆによって、磁界発生器４６の位置を通過する現像剤Ｔ、Ｃの搬送性は低下する。
これに対して、磁界発生器４６による磁束密度が小さいときには、小さな現像剤の穂Ｆが形成されて、補給されたトナーＴ１を現像剤Ｔ、Ｃ中に分散させる分散力も小さくなる。このとき、循環経路中に形成される小さな現像剤の穂Ｆによって、磁界発生器４６の位置を通過する現像剤Ｔ、Ｃの搬送性はほとんど低下しない。
【００５２】
具体的に、磁界発生器４６による磁束密度は、感光体ドラム２１上に形成する画像の画像比率に応じて調整される。
すなわち、ベタ画像や写真画像等のように画像比率の高い画像を出力する場合には、画像の地肌部が少ないために、補給トナーの帯電不良による地肌汚れの影響が顕在化しにくい。他方、現像部２３内のトナー消費が多いために、現像ローラ２３ａに対向する第１搬送スクリュ２３ｂの位置へ、補給トナーＴ１及び現像剤Ｔ、Ｃをいち早く搬送する必要がある。したがって、画像比率の高い画像を出力する場合には、制御部７０によって、磁界発生器４６による磁束密度を小さくするような制御、又は、磁界を形成しないような制御がおこなわれる。これにより、高画像比率の画像出力時においても、画像濃度低下や画像濃度偏差が低減された良好な画像を出力することができる。
【００５３】
これに対して、文字画像等のように画像比率の低い画像を出力する場合には、画像の地肌部が多いために、補給トナーの帯電不良による地肌汚れの影響が顕在化しやすい。他方、現像部２３内のトナー消費が少ないために、現像ローラ２３ａに対向する第１搬送スクリュ２３ｂの位置へ、補給トナーＴ１及び現像剤Ｔ、Ｃをいち早く搬送する必要がない。したがって、画像比率の低い画像を出力する場合には、制御部７０によって、磁界発生器４６による磁束密度を大きくするような制御がおこなわれる。これにより、低画像比率の画像出力時においても、地肌汚れが低減され、現像剤中のトナーＴの帯電分布がシャープになって転写抜けのない良好な画像を出力することができる。
なお、感光体ドラム２１上に形成する画像の画像比率は、画像形成時の書込み部２による書込み画素数やレーザ光Ｌの発光時間等に基いて、定めることができる。
【００５４】
なお、本実施の形態では、現像剤中のトナーＴ及び補給トナーＴ１として、乳化重合法で生成された重合トナーであって、形状係数ＳＦ−１及び形状係数ＳＦ−２がそれぞれ１００〜１８０になるように形成された略球形トナーを用いている。
ここで、形状係数ＳＦ−１は、トナー粒子の球形度を示すものであり、次式で求まる。
ＳＦ−１＝（Ｍ2／Ｓ）×（１００π／４）
上式において、Ｍはトナー粒子の投影面における最大粒径（まばらな粒径の中で最も大きな粒径である。）であり、Ｓはトナー粒子の投影面の面積である。したがって、形状係数ＳＦ−１が１００であるトナー粒子は真球であって、１００から大きくなるほど球形度が低くなる。
【００５５】
また、形状係数ＳＦ−２は、トナー粒子の凹凸度を示すものであり、次式で求まる。
ＳＦ−２＝（Ｎ2／Ｓ）×（１００／４π）
上式において、Ｎはトナー粒子の投影面における周長であり、Ｓはトナー粒子の投影面の面積である。したがって、形状係数ＳＦ−２が１００であるトナー粒子は凹凸がなくて、１００から大きくなるほど凹凸が大きくなる。
なお、形状係数ＳＦ−１及び形状係数ＳＦ−２は、走査型電子顕微鏡「Ｓ−８００」（日立製作所社製）にて撮影したトナー粒子の写真を、画像解析装置「ＬＵＳＥＸ３」（ニレコ社製）にて解析して求める。
【００５６】
このように凹凸がなく球形度の高いトナーＴを用いることによって、トナーの流動性が高められて、補給トナーＴ１が現像剤Ｔ、Ｃに分散する分散性も高められる。これにより、上述した本実施の形態の効果がさらに高められることになる。
【００５７】
以上説明したように、本実施の形態においては、第１搬送スクリュ２３ｂ及び第２搬送スクリュ２３ｃによって２成分現像剤Ｔ、Ｃを現像部２３の長手方向に循環させながら現像ローラ２３ａに現像剤Ｔ、Ｃを供給する現像装置において、画像の画像比率に応じて、磁界発生器４６による補給トナーＴ１に対する分散力を調整している。これにより、画像の画像比率の大きさに係わらず、画像濃度低下や地肌汚れ等の画質劣化を抑止することができる。
【００５８】
なお、本実施の形態では、出力画像の画像比率に応じて磁界発生器４６による分散力を調整した。これに対して、トナー補給部３２から補給されるトナーＴ１の補給量に応じて、磁界発生器４６による分散力を調整することもできる。具体的には、トナー補給口２６ａから多量のトナーが補給される場合には磁界発生器４６による分散性を高めて、トナー補給口２６ａから少量のトナーが補給される場合には磁界発生器４６による分散性を低くすることで、補給トナーと還流する現像剤との混合の度合いを常に一定に維持することができる。この場合、本実施の形態の制御（高画像比率時に低分散力とし、低画像比率時に高分散力とする制御である。）を有効なものとするために、トナー補給量に応じた分散力調整は、画像出力をおこなわないとき（例えば、プロセスコントロール調整時等である。）に、おこなうことが好ましい。
【００５９】
また、本実施の形態では、トナー補給口２６ａからトナーＴが補給される現像装置２３について本発明を適用した。これに対して、トナー補給口２６ａから２成分現像剤（トナーＴ及びキャリアＣ）を補給する現像装置２３であっても、本発明を適用することができる。このような現像装置においては、補給される現像剤のトナー濃度が、装置内を還流する現像剤のトナー濃度に比べて大きくて、その比重は小さくなるために、補給された現像剤が還流する現像剤の上面側を移動することになる。したがって、本実施の形態と同様に、上方に設置した磁界発生器４６の磁界強さを可変に構成することで、同じような効果を得ることができる。
【００６０】
また、本実施の形態では、分散手段として磁界発生器４６を用いた。しかし、本発明の適用はこれに限定されることなく、例えば、分散手段として、上下方向の位置を可変に移動できる可撓性部材を用いることもできる。この場合、出力画像の画像比率が高いときには、可撓性部材を下方に移動して、補給トナー及び現像剤をせき止めて分散性を高める。これに対して、出力画像の画像比率が低いときには、可撓性部材を上方に移動して、補給トナー及び現像剤をせき止めずに分散性を弱めて搬送性を強める。このような場合にも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
また、本実施の形態では、磁界発生器４６を搭載した現像部（現像装置）２３が、プロセスカートリッジ２０内に一体化された構成とした。これに対して、現像装置２３が、単体で画像形成装置本体１に対して着脱される構成とすることもできる。さらに、現像装置２３が、感光体ドラム２１と、帯電部２２と、転写部２４と、クリーニング部２５と、トナー補給部３２と、のうち少なくとも１つと一体化された、装置ユニットとすることもできる。
【００６２】
なお、本発明が上記実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、実施の形態の中で示唆した以外にも、実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】この発明の実施の形態における画像形成装置を示す構成図である。
【図２】図１の画像形成装置におけるプロセスカートリッジを示す側面断面図である。
【図３】図２のプロセスカートリッジにおける現像部のＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図４】分散手段によって補給トナーが現像剤中に分散される状態を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  画像形成装置本体（装置本体）、  ２  書込み部、
２０、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫ  プロセスカートリッジ、
２１  感光体ドラム（像担持体）、  ２２  帯電部、
２３  現像部（現像装置）、  ２３ａ  現像ローラ、
２３ｂ  第１搬送スクリュ（第１搬送部材）、
２３ｃ  第２搬送スクリュ（第２搬送部材）、  ２３ｅ  仕切部材、
２４  転写バイアスローラ、  ２５  クリーニング部、  ２６ａ  トナー補給口、
２７  中間転写ベルト、  ２８  第２転写バイアスローラ、  ３０  転写ベルト、
３２、３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２ＢＫ  トナー補給部、
３３  トナーボトル、  ４６  磁界発生器（分散手段）、
６１  給紙部、  ６６  定着部、  ７０  制御部。
【図１】
2005156954.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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