(57)【要約】【課題】画像濃度均一化。【解決手段】現像スリーブ〜感光ドラム間距離を規制する突き当てコロの形状を楕円形状にし、その突き当てコロを回転制御することでＳーＤを変化させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
像担持体上の該静電潜像を可視画像に現像するために、非磁性トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を担持し、像担持体との対向部に搬送する回転可能な現像剤担持体と、
前記現像剤担持体と像担持体との対向部での間隔を、現像剤担持体の軸に支持された規制部材を突き当てることで規制する規制部材を有する画像形成装置において、
該規制部材は現像剤担持体の軸を中心に回転可能で、その回転で突き当て面を変えることにより、像担持体と現像剤担持体との間隔が変えられるような形状を有し、該規制部材の回転制御により、像担持体と現像剤担持体との間隔を制御することができる事を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記規制部材は、現像剤担持体長手に直行する断面が楕円形で、規制部材の軸中心から最外郭面までの距離が周方向に異なる事を特徴とした第１項に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御は、像担持体上の非磁性トナーの付着量を検知し、その検知結果によって制御される第１項に記載の画像形成装置。
【請求項４】
像担持体と、
像担持体上の該静電潜像を可視画像に現像するために、非磁性トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を担持し、像担持体との対向部に搬送する回転可能な現像剤担持体と、
像担持体に相対し、像担持体上のトナー像を中間転写体上に転写させる第一の転写手段と、
中間転写体上に転写されたトナー像を記録材に転写するために、中間転写体に対し当接し、固定配置された第二の転写手段とを有し、
該像担持体と該現像剤担持体との間隔を、現像剤担持体の軸に支持された規制部材を突き当てることで規制する規制部材を有し、
該規制部材は現像剤担持体の軸を中心に回転可能で、その回転で突き当て面を変えることにより、像担持体と現像剤担持体との間隔が変えられるような形状を有し、該規制部材の回転制御により、像担持体と現像剤担持体との間隔を制御することができる事を特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記制御は、中間転写体上の非磁性トナーの付着量を検知し、その検知結果によって制御される第１項に記載の画像形成装置。
【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。
【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像化する現像方法がよく知られている。
【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」といい、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」ということにする。
【０００４】
上記現像方法として、従来より、例えばトナー粒子とキャリア粒子の二成分系組成からなる現像剤（二成分現像剤）により、内部に磁石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または近接させ、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位及び逆転位を繰り返して行なわせて現像を行なう、所謂磁気ブラシ現像法が知られている（例えば、特開昭５５−３２０６０号公報、特開昭５９−１６５０８２号公報参照）。
【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、特開昭５６−１４２６８号公報、特開昭５８−６８０５１号公報、特開昭５６−１４４４５２号公報、特開昭５９−１８１３６２号公報、特開昭６０−１７６０６９号公報参照）。
【０００６】
以上のような磁気ブラシを用いた二成分現像においては、現像スリーブ上の単位面積（Ｓ）当たりの現像剤量（Ｍ）（以下現像スリーブ上Ｍ／Ｓと称す）を所望の値になるように制御することが高画質や、高耐久の点から非常に重要になる。すなわち、現像スリーブ上Ｍ／Ｓがある適正な範囲を超えて多い場合、現像スリーブがキャリアを磁気的に保持する力が磁気ブラシの先端で弱くなるために、キャリアが感光体ドラムに付着してしまう所謂キャリア付着や、一度感光体ドラム上に現像されたトナーを磁気ブラシが掻き取ってしまい、画像濃度が求められている値に達しない、あるいは画像濃度が不均一になる、という問題がある。また、現像スリーブ上Ｍ／Ｓがある適正な範囲よりも少ない場合、十分な濃度が出ない等の問題がある。
【０００７】
このように画質の安定性に大きな影響を与える現像スリーブ上Ｍ／Ｓを所望の値になるように制御するために、従来は、現像スリーブの表面に形成された磁気ブラシの高さを規制するための規制ブレードと呼ばれる板状のブレードを、現像スリーブに対して微小な間隙を保持して配設することで、現像スリーブと規制ブレードの間隙（以下Ｓ−Ｂｇａｐと称す）において、現像スリーブ上を搬送されてきた現像剤の層厚が規制され現像スリーブ上に現像剤が薄層形成される。よってこのＳ−Ｂｇａｐを適正化することで最適な現像スリーブ上Ｍ／Ｓを得ることができる。
【０００８】
これと同様に上記のように二成分現像においては、現像スリーブと感光ドラムの対向部の現像スリーブと感光ドラム間距離（Ｓ−Ｄ）を適正な値で一定に保つことが高画質を得るために重要である。これは前記Ｓ−ＢＧａｐのときと同様に、Ｓ−Ｄがある適正な範囲を超えて狭い場合、現像スリーブ上の現像剤層が必要以上に感光ドラム上を周擦するため、一度感光体ドラム上に現像されたトナーを磁気ブラシが掻き取ってしまい、画像濃度が求められている値に達しない、あるいは画像濃度が不均一になる、あるいは必要以上の周擦により感光ドラムが磨耗する、さらにはキャリアが感光ドラムに付着してしまう等の問題が生じる。逆にＳ−Ｄが遠すぎると、現像スリーブに形成された磁気ブラシが感光ドラムを十分に周擦できない、あるいは近接できない状態となり、適正な濃度が得られない、画像濃度薄いの問題が生じる。
【０００９】
よって前述した現像装置は、現像スリーブを感光体に対して適切な画像が得られる範囲内で、決められた空隙を設けて配置されている。この空隙を規制する手段は、現像スリーブの同軸上に設置された規制部材（突き当てコロ）の外径と、現像スリーブの外径との差により決定され、更に突き当てコロを感光ドラムの非画像部の表面に押圧することで前記空隙を保証する突き当てコロ方式が一般的である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の突き当てコロは、初期ではＳ−Ｄ距離を保障できるが、画像形成枚数が増すにつれ、Ｓ−Ｄ距離を一定に保てなくなる問題が生じることが有る。これは、突き当てコロを感光ドラムに押し圧することにより、突き当てコロの最外郭面が感光ドラムの回転による周擦で削れてしまうことが原因である。前記でも説明したように突き当てコロは現像スリーブの軸に支持される突き当てコロの外径と、現像スリーブの外径との差により決定されるため、突き当てコロの突き当て面が削れ、その外径が小さくなることでＳ−Ｄ間が狭くなり（従来の技術）で述べたような問題が生じる。
【００１１】
また、画像形成枚数が増すにつれ、現像部で飛散しトナーが突き当てコロの感光ドラム当接面に付着することで付着トナー分のＳ−Ｄが広がってしまう問題も生じる。
【００１２】
上記の問題により、Ｓ−Ｄを一定に保つことが出来ず、画像濃度が変動する問題が生じる。
【００１３】
上記の問題とは別に、画像形成枚数が増すにつれ現像スリーブ上Ｍ／Ｓを一定に保つことが出来ず、画像濃度を一定に保てない問題が生じることがある。これには現像スリーブ汚染と呼ばれる問題が起因している。
【００１４】
通常、二成分現像においては、現像スリーブ表面は感光ドラム対向部に現像剤を担持搬送するため、サンドブラスト等により表面を粗す処理がなされている。従って、その粗さは現像スリーブ上の現像剤が所望の単位面積当たりの重量（以下Ｍ／Ｓと称す）を、安定にかつ均一に現像スリーブ上にコートできる粗さに設定されている。
【００１５】
しかし、画像形成枚数が増し、現像スリーブの回転回数が増えるほど、現像剤の層厚が規制されるＳ−Ｂｇａｐに掛かる圧によってトナーが現像スリーブに融着したり、外添剤や微粉トナー等が磁気ブラシに保持されながら現像スリーブを摺擦し、現像スリーブの凹部に熱的・静電気的に徐々に付着することで、現像スリーブを汚染させる問題が生じる。その結果現像スリーブの表面粗さが実質上小さくなり、搬送力を低下させ、Ｍ／Ｓが徐々に減少してしまう現象が発生する。これは磁気キャリアに磁化量の大きなものを用いた場合の方がその現象はより顕著であった。
【００１６】
これは現像スリーブと磁気キャリアの磁気的付着力が大きくなることにより、キャリアに付着しているトナーがより現像スリーブに押し付けられるために、現像スリーブを汚染させていると考えられる。
【００１７】
この現像スリーブ上のＭ／Ｓが減少することにより、現像スリーブ上に形成された磁気ブラシが感光ドラムを十分に周擦できない事から、所望のトナー量を感光ドラム上にのせることが出来ない＝所望の画像濃度が得られないという問題が生じる。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は像担持体と、像担持体上の該静電潜像を可視画像に現像するために、非磁性トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を担持し、像担持体との対向部に搬送する回転可能な現像剤担持体と、前記現像剤担持体と像担持体との対向部での間隔を、現像剤担持体の軸に支持された規制部材を突き当てることで規制する規制部材を有する画像形成装置において該規制部材は現像剤担持体の軸を中心に回転可能で、その回転で突き当て面を変えることにより、像担持体と現像剤担持体との間隔が変えられるような形状を有し、該規制部材の回転制御により、像担持体と現像剤担持体との間隔を制御することができる事を特徴とする画像形成装置により具現化される。
【００１９】
【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。尚、次に説明する実施例にては、本発明は、例えば図１に示されるような電子写真画像形成装置に具現化されるものとして説明するが、これに限定されるものではない。
【００２０】
図１において、電子写真画像形成装置は、像担持体である感光体ドラム３を回転自在に設け、該感光体ドラム３を一次帯電器２で一様に帯電し、次に例えばレーザのような発光素子４によって情報信号を露光して静電潜像を形成し、現像装置１で可視像化する。次に該可視像を転写帯電器５により転写紙６に転写し、更に定着装置７にて定着して永久画像を得る。又、感光体ドラム３上の転写残トナーはクリーニング装置８により除去する。
【００２１】
次に、図２に示す現像装置１について説明する。
【００２２】
図２において、現像装置１は現像容器１８を備え、その内部は隔壁１９によって現像室Ｒ１と撹拌室Ｒ２に区画され、撹拌室Ｒ２の上方にはトナー貯蔵室Ｒ３が設けられ、中には補給用トナー２０が収容されている。トナー貯蔵室Ｒ３下部にある補給口２１からは、現像で消費されたトナーに見合った量のトナーが撹拌室Ｒ２内に落下補給される。一方、現像室Ｒ１、及び撹拌室Ｒ２内には、上記トナー粒子と磁性キャリアが混合された現像剤２２が収容されている。
【００２３】
現像室Ｒ１内には現像剤搬送スクリュー２３が収容されており、回転駆動により現像剤を現像スリーブ２５の長手方向に沿って搬送する。又、現像室Ｒ２内には現像剤搬送スクリュー２４が収容されており、スクリュー２４による現像剤搬送方向はスクリュー２３とは反対方向とされている。
【００２４】
隔壁１９には手前側と奥側に開口が設けられており、スクリュー２３で搬送された現像剤がこの開口の１つからスクリュー２４に受け渡され、スクリュー２４で搬送された現像剤が、上記の開口の他の１つからスクリュー２３に受け渡される。
【００２５】
現像容器１８の感光体ドラム３に近接する部位には開口部が設けられ、該開口部にはアルミニウムや非磁性ステンレス鋼等の材質であって、その表面に適度な凹凸を有する非磁性現像スリーブ２５が設けられている。
【００２６】
現像スリーブ２５は矢印ｂの方向（感光体回転方向ａとは逆方向）に周速度Ｖｂで回転し、現像容器１８の開口下端にある層厚規制ブレード２８にて適正な現像剤層厚に規制された現像剤を現像領域２６に担持搬送する。なお、現像スリーブ２５の回転方向は前述の方向に限定されず感光体回転方向ａと同方向でもかまわない。現像スリーブ２５に担持された現像剤の磁気ブラシは現像領域２６で矢印ａ方向に周速度Ｖａで感光体３に接触し、静電潜像はこの現像領域２６で現像される。現像スリーブ２５の周速度Ｖｂは感光ドラム周速比１３０〜２００％が望ましく、１５０〜１８０％ならさらによい。上記の範囲以下では十分な画像濃度が得られず、またそれ以上では現像剤の飛散が生じる。
【００２７】
現像スリーブ２５内にはローラ状の磁界発生手段であるマグネットロール２９が固定配置されている。この磁石２９は、現像領域２６に対向する現像磁極Ｓ１を有している。現像磁極Ｓ１が、現像領域２６に形成する現像磁界により現像剤の磁気ブラシが形成され、この磁気ブラシが感光ドラム３に接触して静電潜像を現像する。その際、磁気ブラシに付着しているトナーと、現像スリーブ２５表面に付着しているトナーも、該静電潜像の画像領域に転移して現像する。本実施例では、マグネットロール２９は上記現像磁極Ｓ１の他にＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２極を有している。マグネットロール２９の磁束密度分布は図３に示してある通りである。
【００２８】
斯かる構成により、現像スリーブ２５の回転によりＮ１極にて塗布された現像剤は層厚規制ブレード２８を通過して現像磁極Ｓ１に至り、その磁界中で穂立ちした現像剤が像担持体３上の静電潜像を現像する。その後Ｎ１極、Ｎ２極間の反発磁界により現像スリーブ２５上の現像剤は、撹拌室Ｒ１内へ落下する。撹拌室Ｒ１内に落下した現像剤はスクリュー２３、２４により撹拌搬送される。なお磁極の極性及び極数は前述の極性及び極数に限定されず例えば全ての磁極の極性が反対であっても構わない。
【００２９】
図３は現像器、感光ドラムを上面から見た簡略図である。図中、現像スリーブ２５と感光体３間の空隙部の距離を保障、規制するための感光体周面に当接する突き当てコロ３０，３１（円筒体）が現像スリーブ２５の回転軸上に設けられている。
【００３０】
この突き当てコロ３０、３１は、現像スリーブ２５の長手方向両端側にそれぞれ設けられており、現像スリーブ２５の両端側に設けられた突き当てコロ３０、３１により、感光体周面と現像スリーブ周面が、現像スリーブの長手方向において、互いに平行となるように、かつ、上記空隙が一定となるように構成されている。従って、感光体３の長手方向と、現像スリーブ２５の長手方向とは、実質的に同方向となっている。図中３２、３３は突き当てコロを回転させるギアである。よってギアの回転により突き当てコロの感光体突き当て面を変えることが出来る。
【００３１】
画像形成装置本体には、現像器が画像形成装置に設定された時点で、感光ドラムに現像スリーブ両端部の突き当てコロ３０、３１が、均一に突き当たるように、現像器背面に押し圧手段３３、３４が設けられている。この押し圧により突き当て部材が完全に感光ドラム３表面に突き当てることができ、感光体３周面と現像スリーブ２５周面が、現像スリーブの長手方向において、互いに平行にすることができる。
【００３２】
図４は突き当てコロ３０の最外郭面、感光ドラム３の最外郭面、現像スリーブ２５の最外郭面の現像スリーブと感光ドラムの対向部での拡大簡略図である。図のように突き当てコロの感光体への突き当て部は、現像スリーブ周面よりも突出した構成で、感光ドラムと現像スリーブの間隔は、図中突き当てコロの中心軸からの径Ｎから現像スリーブの径Ｍを引いた距離となる。
【００３３】
よって、現像スリーブ２５周面は（Ｎ−Ｍ）だけ感光体３の周面から離間した位置となっている。
例えば、上記Ｎ−Ｍが５００μｍの場合、感光体３と現像スリーブ２５間距離は感光体の長手均一に５００μｍとなる。
【００３４】
図５は本発明の特徴部分である突き当てコロ３０を現像器の断面方向から見たものである。図に示す通り突き当てコロは楕円形をしており、中心から両矢印Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉの全ての方向に径が異なるようになっている。この突き当てコロはギア（図示せず）の回転により感光ドラム突き当て面を変えることで、感光ドラムと現像スリーブの間隔（以下Ｓ−Ｄ）を変える事が出来る。
【００３５】
突き当てコロの径の設定は、各画像形成装置の条件により変わるため特に規定はしないが、本実施例においては、感光ドラムがφ３０で、現像スリーブがφ１６、感光ドラムの回転スピード１１７ｍｍ／ｓｅｃに対して現像スリーブの回転スピードが約１．５倍になるような画像形成装置で、突き当てコロの軸中心から最外郭までの距離が小さい、つまりＳ−Ｄが狭い方向では、初期の現像スリーブ上の現像剤層が感光ドラム上に現像されたトナーを磁気ブラシが掻きとらない距離とし、突き当てコロの軸中心から最外郭までの距離が広い、つまりはＳ−Ｄが広い方向では、初期の現像スリーブ上の現像剤層で最適画像濃度範囲の最低限の画像濃度が保証される距離として、
Ｆ−８ｍｍ（現像スリーブ半径）＝４５０μｍ、Ｇ−８ｍｍ（現像スリーブ半径）＝４２０μｍ、
Ｉ−８ｍｍ（現像スリーブ半径）＝３９０μｍ、Ｈ−８ｍｍ（現像スリーブ半径）＝３６０μｍとした。
【００３６】
図６は上記の条件において、スリーブ上Ｍ／Ｓを２０ｍｇ／ｃｍ＾２、３０ｍｇ／ｃｍ＾２と変えたときのＳ−Ｄに対する画像濃度の変動を示した図である。
【００３７】
図中のＳ−Ｄ、スリーブ上Ｍ／Ｓ変化に対する画像濃度＝トナー付着量は、トナー種、キャリア種、トナー帯電量、トナーの色差等によりバラツキがあるため、特に図中の数値に限定されるものではない。
【００３８】
この図から、初期のスリーブ上のＭ／Ｓ設定値が３０ｍｇ／ｃｍ＾２であったとして、（発明が解決しようとする課題）の項で説明した問題のように耐久スリーブ汚染によってスリーブ上のＭ／Ｓが２０ｍｇ／ｃｍ＾２にまで低下し、画像濃度が１．５から１．４２に低下してしまっても、本実施例の突き当てコロを使用し、感光ドラムに対する突き当て面を径Ｆから径Ｈの場所に変えることによりＳ−Ｄの値を４８０μｍから３８０μｍに変更することで画像濃度約１．５に補正することが出来る。
【００３９】
また、初期の現像器のＳ−Ｂ設定値が所望の値より小さく、現像スリーブ上Ｍ／Ｓが薄い事が原因で、初期設置時から所望の画像濃度が得られない場合でも本発明の突き当てコロの回転により所望の画像濃度が得られる設定にすることが出来る。
【００４０】
上記本発明の突き当てコロの回転制御は、出力された画像濃度に従い、画像形成装置の操作パネル上で調整できるようにしても良いし、感光ドラム３周辺に検知手段を設け、現像スリーブ２５側から感光体ドラム３側へ転位したトナーに光を当て、この時の透過光、反射光から感光ドラム上のトナーのり量を検知し、そののり量から自動制御しても良い。
【００４１】
（その他の実施例）
第二の実施例では、第一の実施例に加え、現像スリーブ２３の長手方向両端側にそれぞれ設けた本発明の突き当てコロを各独立駆動としたことを特徴とする。この突き当てコロの独立駆動により、例えば画像の長手方向の手前、奥に濃度差がある場合や、現像器のＳ−Ｂ設定が長手均一でなく、スリーブ上Ｍ／Ｓが長手で均一ではない場合等による濃度差を、手前、あるいは奥側で独立して調整することで長手均一に補正できるようにしたものである。
【００４２】
【発明の効果】
以上記述したように、本発明は像担持体と、像担持体上の該静電潜像を可視画像に現像するために、非磁性トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を担持し、像担持体との対向部に搬送する回転可能な現像剤担持体と、前記現像剤担持体と像担持体との対向部での間隔を、現像剤担持体の軸に支持された規制部材を突き当てることで規制する規制部材を有する画像形成装置において該規制部材は現像剤担持体の軸を中心に回転可能で、その回転で突き当て面を変えることにより、像担持体と現像剤担持体との間隔が変えられるような形状を有し、該規制部材の回転制御により、像担持体と現像剤担持体との間隔を制御することにより、耐久による濃度変動や濃度不均一を補正することができ、長期にわたり良好な画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した画像形性装置の概略図。
【図２】本発明を適用した現像装置の断面概略図。
【図３】本発明を適用した感光ドラムと現像装置の位置関係を示す概略上面図。
【図４】本発明を適用した感光ドラム、突き当てコロ、現像スリーブの位置関係を示す概略断面図。
【図５】本発明の突き当てコロの概略断面図。
【図６】本発明の効果を説明するためのＳ−Ｄ設定と画像濃度の関係を示す図。
【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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