(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界発生手段を有し、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持されて搬送される現像剤の量を規制する規制部材と、該規制部材で掻き取られた現像剤を収容する現像剤収容部と、該現像剤収容部に隣接し、現像剤担持体に対向するトナー補給口を有するするトナー収容部と、上記トナー補給口からトナーが補給され上記現像剤収容部内に向かって進行しようとする上記現像剤の量を規制するトナー補給側の規制部材とを備え、該現像剤担持体上の二成分現像剤のトナー濃度の変化により、該現像剤と該トナー収容部のトナーとの接触状態を変化させて、該現像剤の動きで該現像剤中にトナーを取り込む現像装置を用いて、像担持体上の静電潜像を現像する画像形成装置において、
上記トナー補給側の規制部材の上記現像剤担持体と対向する面に、複数の微細な磁性体部を設け、該磁性体部により形成される磁界が現像剤担持体の軸方向および回転方向に関し不均一となるよう該磁性体部を配置し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、上記トナー補給口の一部に永久磁石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または２の画像形成装置において、上記現像剤収容部内に表面に不均一に磁性体を分散した攪拌部材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１、２または３の画像形成装置において、上記現像剤収容部内に表面が凹凸を有する攪拌部材を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４の画像形成装置において、上記現像剤担持体と対向し、該現像剤担持体上の二成分現像剤より供給されたトナーを担持して像担持体との対向領域まで搬送するトナー担持体を備え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、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に係り、詳しくは、トナー及び磁性キャリアを含む二成分現像剤を用い、現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度の変化に基づき、該現像剤とトナーとの接触状態を変化させ、現像剤の動きで現像剤中にトナーを取り込むことによってトナー濃度を自己制御する現像装置を用いて像担持体上の静電潜像を現像する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、トナー濃度検知手段を必要とせず現像剤の動きによってトナーを取り込む現像装置が知られている。しかし、この種の現像装置では、現像剤の動きが活発な箇所とそうでない箇所、或いは現像剤の多い箇所と少ない箇所においてトナーの取り込み量が異なり、部分的にトナー濃度が不安定になって画像濃度ムラが発生しやすい。そこで、本出願人は様々な改良を提案している（例えば、特開平８−１３７２４４号公報、特開平８−１８５０５２号公報、特開平９−３２９９５４号公報、特開平１１−１９４５９３号公報等）。この中で、特開平９−３２９９５４号公報は、簡易な構成で上記問題に対し有効な効果を得ることができる優れたものである。
【０００３】
以下、特開平９−３２９９５４号公報に開示される現像装置について説明する。この現像装置は、内部に磁界発生手段を有し、トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤を表面に担持する現像剤担持体と、現像剤担持体に担持した現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、該現像剤規制部材に現像剤搬送方向上流側から隣接する現像剤収容部を形成する現像剤収容ケースと、該現像剤収納部に現像剤搬送方向上流部から隣接し、該現像剤担持体に対向する位置にトナー補給口を有するトナー収容部とを備え、該現像剤の移動により、該トナー収容部のトナーを該トナー補給口から該現像剤中に取り込む現像装置において、上記現像剤収容ケースの現像剤担持体側の壁面部に、該壁面部から現像剤担持体表面側に突出し、現像剤搬送方向に対して直交する方向に延在する凸部を形成したものである。
【０００４】
この現像装置においては、現像剤担持体上の現像剤にトナーが補給されてトナー濃度が上昇すると、現像剤収容部内の現像剤の充填率が高まり、現像剤担持体上の現像剤に対して現像剤収容部内の現像剤が与える搬送抵抗が上昇し、現像剤収容部内の現像剤がほとんど動かなくなってトナー収容部からのトナー補給位置に現像剤溜まりができ、トナーの取り込みが停止する。逆に、トナーが消費されてトナー濃度が低下すると、現像剤収容部内の現像剤の充填率が低くなって現像剤が動きやすくなり、上記トナー補給位置での現像剤溜まりがなくなってトナーが現像剤中に取り込まれるようになる。現像剤中に取り込まれたトナーは、現像剤担持体に担持され、画像形成装置の潜像担持体との対向部である現像領域に搬送されて現像に使用される。以上のように、現像剤の動きによってトナーの取り込みを制御し、トナー濃度を常時一定に保つ。さらに、上記凸部により進行を妨げられた現像剤が、凸部とトナー補給口との間を循環するよう予備的に混合攪拌される。ここで、上記直交方向にトナー濃度ムラがあると、上記混合攪拌時に高トナー濃度部の現像剤が低トナー濃度部へ傾斜移動する。この混合攪拌により、現像剤担持体に担持される現像剤中のトナーを予備的に帯電しながら、その現像剤のトナー帯電量及びトナー濃度を上記直交方向に均一化する。このように、上記現像装置は小型化、低コスト化を図りつつ、トナー濃度の調整を容易に行うことができる。
【０００５】
そして、上記現像装置を用い、現像剤担持体上のトナー濃度が一定に保たれた二成分現像剤からトナーを像担持体上に供給し、像担持体上の静電潜像を現像することで、良質な画像を得ることができる。さらに、上記トナー濃度制御機構によりトナー濃度が一定に保たれた二成分現像剤を担持した現像剤担持体よりトナーのみをトナー担持体に供給し、トナー担持体上のトナーを用いて像担持体上の静電潜像を現像する現像装置（特願２０００−７１３６号参照）も提案されている。特願２０００−７１３６号の現像装置においては、トナー濃度が一定に保たれた二成分現像剤より充分な量の、確実に帯電制御されたトナーをトナー担持体に供給し、該トナーのみを像担持体に作用させて静電潜像を現像するので、磁気ブラシマークのない高繊細で、高画質な画像を得ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特開平９−３２９９５４号公報の現像装置では、トナー補給側の規制部材として、上記凸部を現像剤担持体表面に近接させすぎると、上記凸部により進行を妨げられる現像剤が多くなり、トナー補給に長い時間を要してしまう。そこで、トナー補給の応答時間を短縮するため、現像剤担持体表面と上記凸部との間隙を広くすることが望まれる。しかしながら、現像剤担持体表面より離れた位置では、現像剤担持体による磁界が弱い。また、上記現像装置においては、現像剤収容部内の現像剤が現像剤収容部の重力方向下方に配置されている。このため、現像剤担持体表面と上記凸部との間隙を広くすると、現像剤収容部内の現像剤が該間隙の現像剤担持体表面より離れた位置よりトナー補給口へ落下してしまう。現像剤収容部内より現像剤がトナー補給口に落下すると、現像剤収容部内の現像剤の充填率が低くなり、さらにトナーが現像剤中に取り込まれるおそれががある。さらに、現像剤収容部内の現像剤が落下し続けると、トナー補給口の下方に滞留する現像剤量が多くなる。このトナー補給口の下方に滞留した多量の現像剤を、現像剤担持体の回転に伴い、現像領域を通過した後、トナー補給口と対向する位置に搬送された現像剤がトナー収容部側に押し出し、現像剤がトナー収容部内部に漏れ出してしまう。これにより、トナー濃度が不安定になり、画像品質の劣化を引き起こす。このような問題を解決するためには、現像剤収容部とトナー補給口との配置を規定する事も考えられるが、レイアウト上の制約がでてきてしまう。
【０００７】
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、トナー及び磁性キャリアを含む二成分現像剤を用い、現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度の変化に基づき、該現像剤とトナーとの接触状態を変化させ、該現像剤の動きで該現像剤中にトナーを取り込むことによってトナー濃度を自己制御する現像装置を採用する画像形成装置であって、現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度ムラ、帯電ムラを低減するとともに、トナー収容部への現像剤漏れを防止し安定したトナー濃度を得ることのできる画像形成装置を提供することである。
【０００８】
【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の発明は、磁界発生手段を有し、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持されて搬送される現像剤の量を規制する規制部材と、該規制部材で掻き取られた現像剤を収容する現像剤収容部と、該現像剤収容部に隣接し、現像剤担持体に対向するトナー補給口を有するするトナー収容部と、上記トナー補給口からトナーが補給され上記現像剤収容部内に向かって進行しようとする上記現像剤の量を規制するトナー補給側の規制部材とを備え、該現像剤担持体上の二成分現像剤のトナー濃度の変化により、該現像剤と該トナー収容部のトナーとの接触状態を変化させて、該現像剤の動きで該現像剤中にトナーを取り込む現像装置を用いて、像担持体上の静電潜像を現像する画像形成装置において、上記トナー補給側の規制部材の上記現像剤担持体と対向する面に、複数の微細な磁性体部を設け、該磁性体部により形成される磁界が現像剤担持体の軸方向および回転方向に関し不均一となるよう該磁性体部を配置したことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項１の画像形成装置においては、現像剤担持体とトナー補給側の規制部材に設けた磁性材料との間に磁界を形成する。この磁界により、現像剤担持体と該規制部材との間隙で現像剤を拘束しようとする力が作用する。そこで、トナー補給の応答時間を短縮するため上記間隙を広くした場合でも、現像剤収容部内の現像剤は上記間隙よりトナー収容部のトナー補給口に落下することなく、上記間隙で拘束される。よって、現像剤収容部からトナー収容部への現像剤漏れを防止することができる。なお、現像剤担持体に担持される現像剤は、上記現像剤を拘束しようとする力に打ち勝ち、拘束された現像剤にぶつかり、摺察しながら上記間隙を通過し現像剤収容部内に向かって進行する。
【００１３】
また、トナー補給側の規制部材の現像剤担持体と対向する面に設けた、複数の微細な磁性体部が、現像剤担持体の磁界発生手段により磁化され、現像剤担持体と磁性体との間に現像剤担持体の軸方向および回転方向に関し不均一な磁界を形成する。この磁界により、現像剤担持体と該規制部材との間隙で現像剤を拘束する力が働き、現像剤は拘束される。これにより、現像剤収容部内の現像剤が上記間隙よりトナー収容部のトナー補給口へ落下することを防止する。
また、現像剤担持体に担持される現像剤は、上記現像剤を拘束する力に打ち勝ち、拘束された現像剤とぶつかりながら上記間隙を通過し現像剤収容部内に向かって進行する。その際、磁性体部により形成される磁界が強く、拘束された現像剤が多い部分にぶつかる現像剤は、その軸方向両側の磁界が弱く、拘束された現像剤が少ない部分へ迂回するように移動しながら、回転方向に搬送されていく。さらに、回転方向に関しても、不均一な磁界が形成され、拘束される現像剤量が多い部分と少ない部分が存在するので、上記現像剤の迂回するような移動が繰り返され、現像剤が蛇行するような動きとなる。この動きにより、現像剤担持体の軸方向に現像剤が攪拌され、現像剤担持体に担持される現像剤のトナー帯電量及びトナー濃度を軸方向にさらに均一化する。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記トナー補給口の一部に永久磁石を設けたことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項２の画像形成装置においては、トナー補給口の一部に設けた永久磁石がトナー補給口に磁界を形成する。この磁界により、トナー補給口内の現像剤を拘束しようとする力が作用し、現像剤がトナー補給口よりトナー収容部内へ漏出することを防止する。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、上記現像剤収容部内に表面に不均一に磁性体を分散した攪拌部材を設けたことを特徴とするものである。
【００１９】
請求項３の画像形成装置においては、攪拌部材により現像剤収容部内に収容されている現像剤の攪拌が促進され、現像剤の均一化が行われる。さらに、攪拌部材の表面の磁性体は、対向する現像剤担持体の磁極により磁化され、攪拌部材と現像剤担持体表面との間に不均一な磁界を形成している。この磁界により攪拌部材と現像剤担持体表面との間に不均一に現像剤が拘束される。現像剤担持体に担持された現像剤が攪拌部材との間隙を通過する際、上記不均一に拘束された現像剤にぶつかりながら搬送されるが、多量の現像剤が拘束されている部分とぶつかると、少量の現像剤が拘束されている部分へ迂回するよう移動していくため、現像剤が蛇行するような動きが加わる。この動きにより、現像剤担持体の軸方向に現像剤がさらに攪拌され、現像剤担持体に担持される現像剤のトナー帯電量及びトナー濃度をさらに軸方向に均一化する。
【００２０】
請求項４の発明は、請求項１、２または３の画像形成装置において、上記現像剤収容部内に表面が凹凸を有する攪拌部材を設けたことを特徴とするものである。
【００２１】
請求項４の画像形成装置においては、攪拌部材により現像剤収容部内に収容されている現像剤の攪拌が促進され、現像剤の均一化が行われる。さらに、現像剤担持体に担持された現像剤が攪拌部材との間隙を通過する際、攪拌部材表面の不均一な凹凸にぶつかりながら搬送されるが、凸部にぶつかると、凹部へ迂回するよう移動していくため、現像剤が蛇行するような動きが加わる。この動きにより、現像剤担持体の軸方向に現像剤がさらに攪拌され、現像剤担持体に担持される現像剤のトナー帯電量及びトナー濃度をさらに軸方向に均一化する。
【００２２】
請求項５の発明は、請求項１、２、３または４の画像形成装置において、上記現像剤担持体と対向し、該現像剤担持体上の二成分現像剤より供給されたトナーを担持して像担持体との対向領域まで搬送するトナー担持体を備えたことを特徴とするものである。
【００２３】
請求項５の画像形成装置においては、現像剤担持体よりトナー担持体に充分な量の確実に帯電制御された非磁性トナーをムラなく供給し、該非磁性トナーのみを像担持体に作用させて、像担持体上の静電潜像を現像するので、磁気ブラシマークのない高繊細で、高画質な画像を得ることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を電子写真方式の画像形成装置である電子写真プリンタ（以下、プリンタという）に適用した第一の実施形態について説明する。
まず、第一の実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図１は、第一の実施形態に係るプリンタ概略構成図である。図１において、像担持体としての感光体ドラム１は、図示しない駆動手段によって図中矢印Ａ方向に回転駆動されながら、一様帯電手段としての帯電チャージャ２０により一様に帯電された後、レーザ光学装置３０により画像情報に基づき走査露光されて表面に静電潜像が形成される。感光体ドラム１上に形成された静電潜像は、現像装置４０により現像剤としてのトナーで現像され、これにより、感光体ドラム１上に画像が形成される。感光体ドラム１上に形成された画像は、図示しない給紙カセットあるいは手差し給紙トレイから転写部へ搬送された図示しない転写紙上に転写チャージャ５０により転写される。転写終了後の転写紙は図示しない定着装置により画像が定着されて機外に排出される。なお、転写紙上に転写されなかった感光体ドラム１上のトナーは、クリーニング装置６０により感光体ドラム１上から除去される。
【００２５】
次に、現像装置４０について説明する。
この現像装置４０は、トナー１２及び磁性キャリアとを含む二成分現像剤１１（以下、現像剤という）を表面に担持する現像剤担持体としての非磁性材質からなる現像スリーブ２、現像スリーブ２の内部に固定配置した磁界発生手段としての固定磁石群からなるマグネットローラ３、現像スリーブ２上に担持されて搬送されている現像剤の量を規制する規制部材としてのドクタ４、現像スリーブ２に搬送され、感光体ドラム１との対向部の現像位置に供給されずにドクタ４で進行が阻止された現像剤１１が収容される現像剤収容部５を形成するように設けられた現像剤収容ケース８、トナー収容部としてのトナーホッパ６などを備えている。トナーホッパ６は現像スリーブ２上の現像剤搬送方向における現像剤収容部５の上流側に隣接して現像スリーブ２表面と対向するトナー補給口６ａを有している。また、トナーホッパ６の内部には、トナー１２をトナー補給口６ａに向けて撹拌しながら送り出す撹拌部材としてのトナーアジテータ７が配設されている。
【００２６】
上記現像剤収容ケース８の現像剤収容部５上流側で現像スリーブ２に近接する先端部は、上記トナー補給口６ａでトナーホッパ６からトナー１２が補給された現像剤１１が現像剤収容部５内に向かって進行するための連通孔１０を形成するとともに、進行しようとする現像剤１１の量を規制するトナー補給側の規制部材としてのプレドクタ９となっている。このプレドクタ９は、ドクタ４と現像スリーブ２との間隙よりも大きい間隙を介して現像スリーブ２に対向するよう配設されており、上記現像剤１１の層厚をドクタ４よりも厚めに規制する。そして、現像スリーブ２がトナー１２が補給された現像剤１１を、上記プレドクタ９とで形成される連通孔１０中を担持し続けながら搬送できるよう、マグネットローラ３のプレドクタ９と対向する位置に磁極３ａが形成されている。また、マグネットローラ３は、現像剤収容部５に磁界の磁力が及ぶように、上記現像位置に対向して形成される主極と上記プレドクタ９に対向して形成された磁極３ａとの間に、磁極が２つあるよう形成されている。なお、上記以外にも、このマグネットローラ３には一般的な現像装置におけると同様に、現像スリーブ２上に現像剤１１を担持し続けながら搬送できるように搬送磁極が形成されている。
【００２７】
上記構成の現像装置４０において、現像スリーブ２上の現像剤１１は現像スリーブ２の図中矢印Ｂ方向の回転に伴って搬送され、ドクタ４により規制されて薄層化される。薄層化された現像剤１１は、図中矢印Ａ方向に回転している感光体ドラム１と対向する現像位置に搬送される。この現像位置で、感光体ドラム１上に形成されている静電潜像にトナー１２が供給され、該静電潜像の可視像化が行われる。現像位置を通過した現像スリーブ２上の現像剤１１は現像スリーブ２の回転に伴って更に搬送され、トナー補給口６ａと対向する位置に到達する。このトナー補給口６ａには、トナーホッパ６内のトナー１２がトナーアジテータ７で送り出され現像スリーブ２上の現像剤と接するように滞留している。現像スリーブ２上の現像剤１１はトナー補給口６ａで新しいトナー１２を取り込んだ後、上記連通孔１０を通って現像剤収容部５に戻る。そして、新しいトナー１２を含んだ現像剤１１はドクタ４による規制部で内圧が増加する。この内圧の増加した現像剤１１中で磁性キャリアによるトナーの帯電が行われる。一方、上記現像位置に供給されずにドクタ４で進行が阻止された現像剤１１の一部は、現像剤収容部５内で現像剤１１自身の内圧及び重力によって連通孔１０に向かって移動する。連通孔１０付近まで移動してきた現像剤１１は、現像スリーブ２の回転に伴ってドクタ４側に循環するように搬送される。
【００２８】
また、上記構成の現像装置４０においては、現像剤１１に補給されたトナー１２が多くなってトナー濃度が高まるとそれに伴って現像剤１１の嵩が増加するため、現像剤１１が連通孔１０の部分に滞留して連通孔１０を覆い、さらにプレドクタ９により進行を妨げられた現像剤１１が、トナー補給口６ａに現像剤溜まりを形成する。このため、現像スリーブ２上の現像剤１１へのトナー取り込み量が少なくなる。このトナー取り込み量の減少により、現像剤１１のトナー濃度が常に一定濃度以下に保たれる。逆に、現像剤１１のトナー濃度が低くなると現像剤１１の嵩が減少するため、現像剤１１が連通孔１０を塞がなくなる。このため、現像スリーブ２上の現像剤１１へ所定量のトナーが取り込まれ、現像剤１１のトナー濃度が常に一定濃度以上に保たれる。このようにトナー濃度をほぼ一定範囲内にコントロールできるので、トナー濃度センサ、現像剤の現像能力を知るために感光体ドラム１上に形成した基準トナー像の画像濃度を検知する光学的画像濃度センサ、トナー補給部材などを用いた複雑なトナー濃度制御機構が不要となる。さらに、プレドクタ９により進行を妨げられた現像剤１１が、プレドクタ９とトナー補給口６ａとの間を循環するよう予備的に混合攪拌される。この混合攪拌により、現像剤１１のトナー帯電量及びトナー濃度を均一化する。本実施形態の現像装置４０では、現像剤収容部５内の磁性キャリアのトナー被覆率を２０〜８０[％]程度に維持するようなトナー濃度制御を行うようにした。また、この時のトナー帯電量は５〜３０μＣ/ｇになった。
【００２９】
ところで、上記構成の現像装置４０においては、プレドクタ９と現像スリーブ２との間隙が小さく、連通孔１０が狭いと、プレドクタ９により進行を妨げられる現像剤１１が多くなり、トナー補給に長い時間を要してしまう。そこで、トナー補給の応答時間を短縮するため、現像スリーブ２とプレドクタ９との間隙を大きくし、連通孔１０を広くすることが望まれる。しかしながら、連通孔１０を広くすると、連通孔１０の現像スリーブ２より離れた位置では、上記プレドクタ９と対向する位置のマグネットローラ３の磁極３ａによる磁界が弱く、該磁力により現像剤１１を担持できない。このため、現像剤収容部５内の現像剤１１が連通孔１０の現像スリーブ２より離れた位置よりトナー補給口６ａに落下してしまう。これにより、トナー１２が現像剤１１中に取り込まれるおそれがある。さらに、現像剤収容部５内の現像剤１１が落下し続けると、トナー補給口６ａに滞留する現像剤１１が多くなる。このトナー補給口６ａに滞留した多量の現像剤１１を、現像スリーブ２の回転に伴い、現像領域を通過した後、トナー補給口６ａと対向する位置に搬送された現像剤１１がトナーホッパ６側に押し出し、現像剤がトナーホッパ６内部に漏出してしまう。これにより、さらにトナー濃度が不安定になってしまう。
【００３０】
そこで、参考例の現像装置４０においては、プレドクタ９の現像剤収容部５側の面に磁性体からなる磁性部材１３を設けた。磁性部材１３を設ける位置は、図１に示すようなプレドクタ９の現像剤収容部５側の面に限らず、プレドクタ９の下面または現像スリーブ２との対向面でもよい。この磁性部材１３は、現像スリーブ２に内包されるマグネットローラ３の磁極３ａにより磁化され、現像スリーブ２と磁性部材１３との間に磁界を形成する。この磁界により現像剤１１は連通孔１０中で拘束される。よって、現像剤収容部５内の現像剤が連通孔１０よりトナー補給口６ａに落下する虞がない。また、マグネットローラ３の磁力により現像スリーブ２上に担持される現像剤が、連通孔１０より現像剤収容部５内に搬送される現像剤搬送力は、マグネットローラ３の磁力により磁化された磁性部材１３の磁界による連通孔１０における現像剤拘束力より大きい。そこで、現像スリーブ２上の現像剤１１は、連通孔１０中の拘束された現像剤１１と摺察しながら連通孔１０を通過し、現像剤収容部５内に向かって進行する。
【００３１】
さらに、図２にしめすように、磁性部材１３とトナー補給口６ａを挟んで対向する面に磁界発生手段としての永久磁石１４を設けた。この永久磁石１４が磁性部材１３との間、すなわちトナー補給口６ａに磁界を形成する。この磁界により、トナー補給口６ａの現像剤がトナー補給口６ａ内で拘束され、トナーホッパ６内へ漏出するのを防止する。
【００３２】
また、上記現像装置４０において、プレドクタ９に磁性体からなる磁性部材１３の代わりに、永久磁石を設けても良い。この場合、永久磁石の現像スリーブ２と対向する面の極性は、対向するマグネットローラ３の磁極３ａと反対極性のものとする。永久磁石は、プレドクタ９近傍に磁界を形成し、この磁界により現像剤１１は連通孔１０中で拘束される。よって、現像剤収容部５内の現像剤が連通孔１０よりトナー補給口６ａに落下する虞がない。また、永久磁石を用いたので、現像スリーブ２に内包されるマグネットローラ３の磁極３ａの磁界に依存しないで、プレドクタ９近傍に磁界を形成することができる。そこで、安定して、現像剤収容部５の現像剤が連通孔１０よりトナー補給口６ａに落下を防止することができる。
【００３３】
さらに、現像スリーブ２上のトナー濃度ムラ、帯電ムラをより一層低減するために、上記現像装置４０において、プレドクタ９の現像スリーブ２に対向する面を軸方向及び回転方向に関して凹凸な形状としてもよい。図４（ａ）、（ｂ）は、プレドクタ９の現像スリーブ２との対向面の具体例の拡大図である。図４（ａ）、（ｂ）中、矢印は現像スリーブ２の回転方向を示したものである。図４（ａ）は、上記対向面に、多数の微細な凸部１４を互い違いに形成したものである。また図４（ｂ）は、上記対向面の現像スリーブ回転方向上流側で、多数の微細な凸部１４が一方向に傾斜して形成し、下流側で多数の微細な凸部１４が上記方向と反対方向に傾斜するよう形成したものである。
【００３４】
現像スリーブ２に担持される現像剤１１は、上記プレドクタ９の凸部にぶつかりながら、連通孔１０を通過する。この際の動きを、図４（ａ）、（ｂ）中に点線でしめす。プレドクタ９の凸部１４にぶつかる現像剤１１は、その軸方向両側の凹部へ迂回するように移動しながら、回転方向に搬送されていく。さらに、回転方向に関しても、凸部１４が形成されているので、上記現像剤１１の軸方向へ迂回するような移動が繰り返され、現像剤１１が蛇行するような動きとなる。この動きにより、現像スリーブ２の軸方向に現像剤１１が攪拌され、現像スリーブ２に担持される現像剤１１のトナー帯電量及びトナー濃度を軸方向にさらに均一化する。
【００３５】
次に、第一の実施形態に係るプリンタの現像装置について説明する。
【００３６】
第一の実施形態では、現像装置４０のプレドクタ９の現像スリーブ２に対向する面が、現像スリーブ２の軸方向および回転方向に関し不均一な磁界を形成するよう構成したものである。図３（ａ）、（ｂ）は、プレドクタ９の現像スリーブ２との対向面の拡大図である。図３（ａ）、（ｂ）中、矢印は現像スリーブ２の回転方向を示す。図３（ａ）では、プレドクタ９の現像スリーブ２との対向面には、軸方向及び回転方向に関してに不均一な磁気を帯びるよう、多数の微細な磁性体１３が互い違いに配置されている。また図３（ｂ）では、プレドクタ９の現像スリーブ２との対向面の現像スリーブ回転方向上流側で多数の微細な磁性体１３が一方向に傾斜し、下流側で多数の微細な磁性体１３が上記方向と反対方向に傾斜するよう配置されている。
【００３７】
この磁性体１３は、対向する現像スリーブ２内の磁極３ａにより磁化され、連通孔１０内において軸方向及び搬送方向に不均一な磁界を形成する。この磁界により、連通孔１０には現像剤が拘束されるので、現像剤収容部５からトナー補給口６ａに現像剤が落下することを防止する。また、現像スリーブ２に担持された現像剤１１は、連通孔１０を通過する際、上記拘束された現像剤にぶつかりながら搬送される。この現像剤１１の動きを図３（ａ）、（ｂ）中に点線でしめす。その際、磁性体１３により形成される磁界が強く、拘束された現像剤が多い部分にぶつかる現像剤１１は、その軸方向両側の磁界が弱く、拘束された現像剤が少ない部分へ迂回するように移動しながら、回転方向に搬送されていく。さらに、回転方向に関しても、不均一な磁界が形成され、拘束される現像剤量が多い部分と少ない部分が存在するので、上記現像剤１１の迂回するような移動が繰り返され、現像剤１１が蛇行するような動きとなる。この動きにより、現像スリーブ２軸方向に現像剤１１が攪拌され、現像スリーブ２に担持される現像剤１１のトナー帯電量及びトナー濃度を軸方向にさらに均一化する。
【００３８】
さらに、図５に示すように、現像剤収容部５内に現像剤１１を攪拌する攪拌部材としての攪拌ローラ１６を設けた。この攪拌ローラ１６は、図示しない駆動手段により現像スリーブ２の回転方向（図２中矢印Ｂ方向）と同方向または逆方向に回転する。攪拌ローラ１６は、現像剤収容部５内において現像剤１１を搬送しながら攪拌する。この攪拌により、現像剤収容部５内に収容されている現像剤１１の攪拌が促進され、現像剤１１の均一化が行われる。
【００３９】
また、図６は攪拌ローラ１６の表面の拡大図である。この攪拌ローラ１６表面には、磁化体１８が不均一に分散されている。攪拌ローラ１６表面の磁性体１８は、対向する現像スリーブ２内の磁極により磁化され、攪拌ローラ１６と現像スリーブ２表面との間に不均一な磁界を形成する。この磁界により、攪拌ローラ１６と現像スリーブ２表面との間では、不均一に現像剤１１が拘束される。そして、現像スリーブ２に担持された現像剤１１が攪拌ローラ１６との間隙を通過する際、上記拘束された現像剤にぶつかりながら搬送される。現像スリーブ２に搬送される現像剤１１は、多量の現像剤が拘束されている部分とぶつかると、少量の現像剤が拘束されている部分へ迂回するよう移動していくため、現像剤が蛇行するような動きが加わり、現像スリーブ２の軸方向に現像剤がさらに攪拌される。この攪拌により、現像スリーブ２に担持される現像剤のトナー帯電量及びトナー濃度をさらに軸方向に均一化する。
【００４０】
また、攪拌ローラ１６の表面に不均一に磁性体１８を分散する代わり、該表面を不均一な凹凸な形状としてもよい。現像スリーブ２に担持された現像剤は、攪拌ローラ１６との間隙を通過する際、攪拌ローラ１６表面の凸部にぶつかると、凹部へ迂回するよう移動していくため、現像剤が蛇行するような動きが加わり、現像スリーブ２の軸方向に現像剤がさらに攪拌される。
【００４１】
また、図７に示すように、攪拌ローラ１６表面は、磁化体１９が端部より中央部に向かって傾斜して分散したものでもよい。現像スリーブ２に担持された現像剤１１が、攪拌ローラ１６との間隙を搬送される際、磁性体１９の磁界により拘束された現像剤にぶつかりながら端部より中央部に向かって移動していく。このような現像剤の移動により、現像スリーブ２の軸方向に現像剤がさらに攪拌されるとともに、現像スリーブ２の端部への偏りを防止できる。これにより、現像スリーブ２に担持される現像剤のトナー帯電量及びトナー濃度をさらに軸方向に均一化する。
【００４２】
また、攪拌ローラ１６表面は、磁性体１９を分散する代わり、端部より中央部に向かって凸部が傾斜して形成されたものでもよい。現像スリーブ２に担持された現像剤は、攪拌ローラ１６との間隙を搬送される際、攪拌ローラ１６の凸部にぶつかりながら、端部より中央部に向かって移動していく。
【００４３】
次に、本発明をプリンタに適用した第二の実施形態について説明する。第二の実施形態に係るプリンタの全体構成及び動作は、第一の実施形態のプリンタと同様であるので、説明を省略する。第二の実施形態のプリンタでは、現像装置として、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤より非磁性トナーのみをトナー担持体に供給し、トナー担持体上の非磁性トナーを用いて感光体ドラム１上の静電潜像を現像する現像装置を採用したものである。
【００４４】
第二の実施形態に係るプリンタに使用される現像装置７０の構成について説明する。図８は、現像装置７０の概略構成図である。この現像装置７０は、トナー担持体としてのトナー担持ローラ１７、非磁性トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を担持して搬送し、該二成分現像剤より非磁性トナーのみをトナー担持ローラ１７に供給するトナー供給部材としての現像スリーブ２、現像スリーブ２の内部に固定配置した磁界発生手段としての固定磁石群からなるマグネットローラ３、現像スリーブ２上に担持されて搬送されている現像剤の量を規制する規制部材としてのドクタ４、現像スリーブ２に搬送され、トナー担持ローラ１７１５との対向部に搬送されずにドクタ４で進行が阻止された現像剤１１が収容される現像剤収容部５を形成するように設けられた現像剤収容ケース８、トナー収容部としてのトナーホッパ６などを備えている。トナーホッパ６は現像スリーブ２上の現像剤搬送方向における現像剤収容部５の上流側に隣接して現像スリーブ２表面と対向するトナー補給口６ａを有している。また、トナーホッパ６の内部には、トナー１２をトナー補給口６ａに向けて撹拌しながら送り出す撹拌部材としてのトナーアジテータ７が配設されている。
【００４５】
この現像装置７０においては、適正な範囲のトナー濃度に制御したの現像剤を現像スリーブ２に担持搬送させるために、上記第一の実施形態と同様の構成を用い、同様の動作をおこなう。このため、トナーホッパ６への現像剤漏れを防止し安定したトナー濃度を得るとともに、現像スリーブ２軸方向のトナー濃度ムラ、帯電ムラを低減することができる。
【００４６】
現像スリーブ２に担持された適当なトナー濃度の二成分現像剤は、トナー担持ローラ１７との対向部へ搬送される。この対向部で、現像スリーブ２に所定のバイアスを印加すると、現像スリーブ２上に担持された適当なトナー濃度の二成分現像剤中より、軸方向にムラのない充分な量の非磁性トナーがトナー担持ローラ１７に供給される。また、供給される非磁性トナーの帯電制御は、適当なトナー濃度を有する二成分現像剤の段階でおこなわれるので、確実に行なうことができる。トナー担持ローラ１７上に供給された非磁性トナーは、トナー担持ローラ１７の回転により、感光体ドラム１と対向する現像領域まで搬送される。そして、トナー担持ローラ１７に所定のバイアスを印加することで、感光体ドラム１上に形成された静電潜像に非磁性トナーを供給し、トナー像を形成する。このように、充分な量の確実に帯電制御された非磁性トナーをムラなくトナー担持ローラ１７に供給し、該非磁性トナーのみを感光体ドラム１に作用させて、感光体ドラム１上の静電潜像を現像するので、磁気ブラシマークのない高繊細で、高画質な画像を得ることができる。
【００４７】
以上述べたように、第一または第二の実施形態によれば、現像スリーブ２上の現像剤１１のトナー濃度の変化により、該現像剤１１とトナーホッパ６のトナー１２との接触状態を変化させて、該現像剤１１の動きでトナー補給口６ａからトナーを取り込んだ現像剤１１を、プレドクタ９と現像スリーブ２との連通孔１０を介して、現像剤収容部５へ搬送する現像装置において、現像剤収容部５よりトナー補給口６ａさらにはトナー収容部６内への現像剤漏れを防止し、安定したトナー濃度を得る。さらに、現像スリーブ２の軸方向のトナー濃度ムラ、帯電ムラを低減することのできる。これにより、装置の小型化、低コスト化を図りつつ、高画質な画像を得ることができる。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１乃至５の発明によれば、トナー及び磁性キャリアを含む二成分現像剤を用い、現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度の変化に基づき、該現像剤とトナーとの接触状態を変化させ、該現像剤の動きで該現像剤中にトナーを取り込むことによってトナー濃度を自己制御する現像装置を採用する画像形成装置であって、現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度ムラ、帯電ムラを低減するとともに、トナー収容部への現像剤漏れを防止し安定したトナー濃度を得ることのできるという優れた効果がある。
【００５０】
特に、請求項１、３または４の発明によれば、現像剤担持体軸方向のトナー濃度ムラ、帯電ムラをより一層低減することのできるという優れた効果がある。
【００５１】
特に、請求項２の発明によれば、トナー収容部内への現像剤漏れを確実に防止できるという優れた効果がある。
【００５２】
特に、請求項５の発明によれば、磁気ブラシマークのない高繊細で、高画質な画像を得ることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図２】同プリンタに採用される現像装置の他の例の概略構成図。
【図３】  （ａ）第一の実施形態に係る現像装置におけるプレドクタの現像スリーブとの対向面の拡大図。
（ｂ）同現像装置におけるプレドクタの現像スリーブとの対向面の他の例の拡大図。
【図４】  （ａ）参考例に係る現像装置におけるプレドクタの現像スリーブとの対向面の拡大図。
（ｂ）同現像装置におけるプレドクタの現像スリーブとの対向面の他の例の拡大図。
【図５】  第一の実施形態に係る現像装置における攪拌ローラの説明図。
【図６】攪拌ローラの概略構成図。
【図７】他の攪拌ローラの概略構成図。
【図８】  第二の実施形態に係る現像装置の概略構成図。
【符号の説明】
１    感光体ドラム
２    現像スリーブ
４    ドクタ
５    現像剤収容部
６    トナーホッパ
６ａ  トナー補給口
７    トナーアジテータ
８    現像剤収容ケース
９    プレドクタ
１０  連通孔
１１  現像剤
１２  トナー
１３  磁性体
１４  凸部
１５  永久磁石
１６  攪拌ローラ
１７  トナー担持ローラ
１８  磁性体
１９  磁性体
２０  帯電チャージャ
３０  レーザ光学装置
４０  現像装置
５０  転写チャージャ
６０  クリーニング装置
７０  現像装置
【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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