JP2002287485A

JP2002287485A - 現像装置、画像形成装置及び現像方法

Info

Publication number: JP2002287485A
Application number: JP2001092741A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Kobayashi; 一敏小林; Yutaka Miyasaka; 裕宮坂; Kimio Nishizawa; 公夫西沢; Nobuyasu Tamura; 暢康田村
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2001-03-28
Filing date: 2001-03-28
Publication date: 2002-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】環境の変化や画像形成量の増加に従って、現
像剤担持体上の現像剤量が変化して、画質に影響すると
ともに、現像装置内の現像剤の滞留やパッキングが生じ
やすくなると言う問題を解決する。【解決手段】現像剤担持体上の現像剤量を規制する規
制手段を調節して、現像剤担持体上の現像剤量を一定に
維持する。

Description

【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により
画像を形成する画像形成装置、該画像形成装置に組み込
まれる現像装置及び現像方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】（１）電子写真方式により画像を形成す
る画像形成装置の現像装置としては、トナーとキャリア
を含有する二成分現像剤を用いて現像を行うものが広く
用いられている。

【０００３】二成分現像剤を用いた現像装置は基本的に
は、現像領域に現像剤を搬送し現像領域において現像剤
を担持する現像剤担持体、該現像剤担持体に現像剤を供
給する供給部、前記現像剤担持体から現像後現像剤を回
収する回収部、補給されたトナーと現像剤を混合し、前
記供給部に現像剤を搬送する撹拌・搬送部及び前記現像
剤担持体上の現像剤量を一定に規制する規制手段から構
成される。

【０００４】そして、均一で安定した現像性能を維持す
るために、前記規制手段は、その規制縁が前記現像剤担
持体に対してミクロン単位の正確さで位置調整され固定
される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに実験の結果、
現像剤担持体に対して規制手段の位置を固定した現像装
置では、環境の変化や画像形成装置の作動履歴に対応し
て現像剤担持体上の現像剤の量が変動することが判明し
た。このような現像剤の量の変動は、重合トナーを用い
た場合に特に顕著であり、次に説明するような不具合の
原因になる。

【０００６】現像後の現像剤を回収部から供給部に戻す
ことなく、撹拌・搬送部に戻し、供給部には、補給され
たトナーを撹拌・搬送部において十分に均一に現像剤中
に分散した現像剤が供給されるように構成された現像装
置（以下一循環系現像装置と言う）では、現像剤担持体
により搬送される現像剤の量と、現像剤担持体に供給さ
れる現像剤の量と、現像剤から回収される現像剤の量と
の間の整合性が崩れた場合に画像不良や、回収部におけ
る現像剤のパッキングを生ずる、現像性が低下して濃度
が薄くなる、現像剤担持体への現像剤の供給量が不足す
る、キャリア付着が起こる等の望ましくない現象が起り
やすくなる。

【０００７】本発明の目的は、一循環系の現像装置にお
ける前記の問題を解決し、高画質の画像を安定して形成
する現像装置及び画像形成装置を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記した本発明の目的は
下記の発明により達成される。

【０００９】１．現像領域に現像剤を搬送し、該現像領
域において現像剤を担持する現像剤担持体、前記現像剤
担持体に現像剤を供給する供給部、前記現像剤担持体か
ら現像後の現像剤を回収する回収部、補給されたトナー
を現像剤に混入する撹拌・搬送部及び、前記現像剤担持
体と間隔を持って配置された規制縁を有し、前記現像剤
担持体上の現像剤量を規制する規制手段を有し、前記供
給部から前記現像剤担持体へ、前記現像剤担持体から前
記回収部へ、前記回収部から前記撹拌・搬送部へ及び前
記撹拌・搬送部から前記供給部へと言う現像剤の循環系
が形成されるように、前記供給部と前記回収部とを分離
した現像装置であって、前記間隔を変える間隔変更手段
を有することを特徴とする現像装置。

【００１０】２．環境値に応じて前記変更手段を制御し
て、前記間隔を変える制御手段を有することを特徴とす
る前記１に記載の現像装置。

【００１１】３．画像形成量に応じて前記間隔変更手段
を制御して、前記間隔を変える制御手段を有することを
特徴とする前記１又は前記２に記載の現像装置。

【００１２】４．重合トナーを含有する現像剤を用いて
現像を行うことを特徴とする前記１〜３のいずれか１項
に記載の現像装置。

【００１３】５．重量平均粒径が７μｍ以下の重合トナ
ー及び重量平均粒径が５０μｍ以下のキャリアを含有す
る二成分現像剤を用いて現像を行うことを特徴とする前
記１〜４いずれか１項に記載の現像装置。

【００１４】６．像形成体、該像形成体に静電潜像を形
成する潜像形成手段並びに、現像領域に現像剤を搬送
し、該現像領域において現像剤を担持する現像剤担持
体、前記現像剤担持体に現像剤を供給する供給部、前記
現像剤担持体から現像後の現像剤を回収する回収部、補
給されたトナーを現像剤に混入する撹拌・搬送部及び、
前記現像剤担持体と間隔を持って配置された規制縁を有
し、前記現像剤担持体上の現像剤量を規制する規制手段
を有し、前記供給部から前記現像剤担持体へ、前記現像
剤担持体から前記回収部へ、前記回収部から前記撹拌・
搬送部へ及び前記撹拌・搬送部から前記供給部へと言う
現像剤の循環系が形成されるように、前記供給部と前記
回収部とを分離した現像装置であって、前記間隔を変え
る間隔変更手段を有する現像装置、を備えたことを特徴
とする画像形成装置。

【００１５】７．環境検知手段及び前記変更手段を制御
する制御手段を有し、該制御手段は、前記環境値検知手
段からの情報に基づいて、前記変更手段を制御すること
を特徴とする前記６に記載の画像形成装置。

【００１６】８．画像形成量検知手段及び前記変更手段
を制御する制御手段を有し、該制御手段は、前記画像形
成量検知手段からの情報に基づいて、前記変更手段を制
御することを特徴とする前記６又は前記７に記載の画像
形成装置。

【００１７】９．前記制御手段は前記像形成体と前記現
像剤担持体との周速比を一定に維持しつつ、前記像形成
体及び前記現像剤担持体の周速度を変更する制御を行う
ことを特徴とする前記６〜８のいずれか１項に記載の画
像形成装置。

【００１８】１０．現像後の現像剤を、補給されたトナ
ーと混合した後に現像剤担持体に供給し、現像領域に前
記現像座担持体により現像剤を搬送して静電潜像を現像
する現像方法において、前記現像剤担持体上の現像剤量
を変更する制御を行って現像を行うことを特徴とする現
像方法。

【００１９】１１．環境値に基づいて、前記制御を行う
ことを特徴とする前記１０に記載の現像方法。

【００２０】１２．画像形成量に基づいて、前記制御を
行うことを特徴とする前記１０又は前記１１に記載の現
像方法。

【００２１】１３．像形成体と前記現像剤担持体の周速
比を一定に維持しつつ、前記像形成体及び前記現像剤担
持体の周速度を変更することを特徴とする前記１０〜１
２のいずれか１項に記載の現像方法。

【００２２】１４．重合トナーを用いることを特徴とす
る前記１０〜１３のいずれか１項に記載の現像方法。

【００２３】１５．重量平均粒径が７μｍ以下の重合ト
ナー及び重量平均粒径が５０μｍ以下のキャリアを含有
する二成分現像剤を用いることを特徴とする前記１０〜
１４のいずれか１項に記載の現像方法。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態に係る画像形
成装置の一例であるカラー複写機の構成を図１により説
明する。

【００２５】＜画像形成装置の構成＞図１は、画像形成
装置本体ＧＨと、画像読取装置ＹＳとから構成された本
発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるカラ
ー複写機の全体構成図である。

【００２６】画像形成装置本体ＧＨは、タンデム型カラ
ー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成
部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、ベルト状の中間
転写体６と給紙搬送手段及び定着装置２４とから成る。

【００２７】イエロー色の画像を形成する画像形成部１
０Ｙは、像形成体としての感光体１Ｙの周囲に配置され
た帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像装置４Ｙ及びクリ
ーニング手段８Ｙを有する。マゼンタ色の画像を形成す
る画像形成部１０Ｍは、像形成体としての感光体１Ｍ、
帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像装置４Ｍ及びクリー
ニング手段８Ｍを有する。シアン色の画像を形成する画
像形成部１０Ｃは、像形成体としての感光体１Ｃ、帯電
手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像装置４Ｃ及びクリーニン
グ手段８Ｃを有する。黒色画像を形成する画像形成部１
０Ｋは、像形成体としての感光体１Ｋ、帯電手段２Ｋ、
露光手段３Ｋ、現像装置４Ｋ及びクリーニング手段８Ｋ
を有する。帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍ
と露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光装置３Ｃ及び帯電
手段２Ｋと露光装置３Ｋとは、潜像形成手段を構成す
る。

【００２８】中間転写体６は、複数のローラにより巻回
され、回動可能に支持されている。画像形成部１０Ｙ、
１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋより形成された各色の画像
は、回動する中間転写体６上に転写手段７Ｙ、７Ｍ、７
Ｃ及び７Ｋにより逐次転写されて（１次転写）、合成さ
れたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収
容された用紙Ｐは、給紙手段２１により給紙され、給紙
ローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、レジストローラ２３等
を経て、転写手段７Ａに搬送され、用紙Ｐ上にカラー画
像が転写される（２次転写）。カラー画像が転写された
用紙Ｐは、定着装置２４により定着処理され、排紙ロー
ラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置され
る。

【００２９】一方、転写手段７Ａにより用紙Ｐにカラー
画像を転写した後、用紙Ｐを曲率分離した中間転写体６
は、クリーニング手段８Ａにより残留トナーが除去され
る。

【００３０】５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、現像装置４
Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにそれぞれ新規トナーを補給する
トナー補給手段である。

【００３１】画像形成装置本体ＧＨの上部には、自動原
稿送り装置２０１と原稿画像走査露光装置２０２から成
る画像読取装置ＹＳが設置されている。自動原稿送り装
置２０１の原稿台上に載置された原稿ｄは搬送手段によ
り搬送され、原稿画像走査露光装置２０２の光学系によ
り原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイ
メージセンサＣＣＤに読み込まれる。

【００３２】ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変
換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナロ
グ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処
理等を行った後、画像書き込み部（露光手段）３Ｙ、３
Ｍ、３Ｃ、３Ｋに信号を送る。

【００３３】自動原稿送り装置２０１は自動両面原稿搬
送手段を備えている。この自動原稿送り装置２０１は原
稿載置台上から給送される多数枚の原稿ｄの内容を、連
続して一挙に読み取り、記憶手段に蓄積する事が可能で
あるから（電子ＲＤＨ機能）、複写機能により多数枚の
原稿内容を複写する場合、或いはファクシミリ機能によ
り多数枚の原稿ｄを送信する場合等に便利に使用され
る。

【００３４】＜現像装置の構成＞図２は本発明の実施の
形態に係る現像装置の中央断面図である。以下、現像装
置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋを代表して現像装置４と称
す。

【００３５】現像装置４は、現像装置枠体４０、現像ロ
ーラからなる現像剤担持体４１、磁界発生手段（マグネ
ットロール）４２、穂切り板からなる規制手段４３、水
車型の供給手段４４、スクリューからなる撹拌・搬送手
段４５、スクリューからなる撹拌・搬送手段４６、剥ぎ
取りローラ４７、剥ぎ取り板４８、スクリューからなる
回収手段４９、トナー濃度検知手段としてのトナー濃度
センサＴＳ等から構成されている。

【００３６】現像剤担持体４１は、静電潜像を担持する
像担持体１に対向して配置され、回転可能に支持されて
おり、矢印で示すように回転して現像剤を現像領域ＤＲ
に搬送し、現像領域ＤＲにおいて現像剤を担持して現像
に必要な現像剤層を形成する。

【００３７】磁界発生手段４２は、現像剤担持体４１の
内方に配置され、複数の磁極Ｎ１、Ｎ２、Ｓ１、Ｓ２、
Ｓ３を有する。磁界発生手段４２の複数個の磁極のうち
互いに隣接する２磁極Ｓ２，Ｓ３は、同極性に配置され
反発磁界を形成している。現像剤剥ぎ取り用磁極Ｓ２
は、現像剤担持体４１上の現像剤を剥ぎ取り飛散させ
る。現像剤受け入れ用磁極Ｓ３は、供給手段４４により
供給された現像剤を吸引し、現像剤担持体４１上に付着
させる。

【００３８】供給手段４４は、現像剤担持体４１に現像
剤を供給する回転可能な水車型の搬送手段であり、撹拌
・搬送手段４５から搬送された現像剤を現像剤担持体４
１の現像剤受け入れ用磁極Ｓ３付近に均一に供給する。

【００３９】撹拌・搬送手段４５は、供給手段４４に平
行配置され、撹拌・搬送手段４６から搬送された現像剤
を攪拌して供給手段４４に搬送する。

【００４０】撹拌・搬送手段４６は補給される新規トナ
ーと撹拌・搬送手段４５から還流された現像剤とを混
合、攪拌して撹拌・搬送手段４５の上流部に搬送する。

【００４１】現像剤担持体４１の現像剤剥ぎ取り用磁極
Ｓ２の近傍には、剥ぎ取りローラ４７が配置されてい
る。剥ぎ取りローラ４７は、回転可能な回転部材（スリ
ーブ）４７Ａと、回転部材４７Ａの内方に収容され現像
装置枠体４０に固定された円柱状の磁石体４７Ｂとから
成る。磁石体４７Ｂは、例えば、ｎ１、ｎ２、ｓ１、ｓ
２、ｓ３の５磁極から成り、磁極ｎ１は現像剤担持体４
１の現像剤剥ぎ取り用磁極Ｓ２に対向し、隣接する２磁
極ｓ２，ｓ３は、同極性の反発磁界を形成している。

【００４２】磁極ｓ２の近傍には、剥ぎ取り板４８の先
端部が近接、又は軽接触している。剥ぎ取り板４８と剥
ぎ取りローラ４７とは剥ぎ取り手段を形成する。現像剤
担持体４１の現像剤剥ぎ取り用磁極Ｓ２により、現像剤
担持体４１表面から放出された現像剤は、剥ぎ取りロー
ラ４７内の磁極ｎ１により吸引され、回転する回転部材
４７Ａにより担持、搬送され、磁極ｓ２近傍において剥
ぎ取り板４８により剥ぎ取られて、回収部４０３内に落
下する。

【００４３】回収部４０３内に回転可能に配置された回
収手段４９は、剥ぎ取りローラ４７と剥ぎ取り板４８と
により剥ぎ取られて落下する現像剤を受けて回収して、
撹拌・搬送手段４５の搬送方向下流側であって、現像剤
担持体４１の現像領域ＤＲ（図２に示す）外に搬送す
る。なお、現像剤担持体４１に現像剤が戻らない位置で
あれば、回収現像剤を撹拌・搬送手段４５の搬送方向下
流側であって、現像剤担持体４１の現像領域相当内に投
入してもよい。或いは、回収手段４９により回収された
現像剤を、撹拌・搬送部４０２の上流部に還流させても
よい。

【００４４】撹拌・搬送手段４５、撹拌・搬送手段４６
及び回収手段４９は、何れもスパイラルスクリューから
なり、現像剤を攪拌しつつ回転軸方向に搬送するととも
に、回転軸のほぼ直角方向に現像剤を放出する。

【００４５】現像装置枠体４０は、供給手段４４、撹拌
・搬送手段４５、撹拌・搬送手段４６を支持する下部枠
体４０Ａと、回収手段４９を支持する中部枠体４０Ｂ
と、中部枠体４０Ｂの上方開口部を閉蓋する上蓋４０Ｃ
とから構成されている。

【００４６】下部枠体４０Ａは、供給手段４４と撹拌・
搬送手段４５とを収容する供給部４０１と、撹拌・搬送
手段４６を収容する撹拌・搬送部４０２とから成る。供
給部４０１と撹拌・搬送部４０２とは、下部枠体４０Ａ
の底部から直立した第１隔壁４０４を挟んで両側に形成
されている。

【００４７】回収手段４９を回転可能に支持する中部枠
体４０Ｂの底部に形成された第２隔壁４０５は、供給部
４０１と回収部４０３とを仕切り画像領域ＧＲ（図４に
示す）内でこれらを分離している。また、中部枠体４０
Ｂの一部は、撹拌・搬送部４０２の上方開口部を閉蓋す
る。

【００４８】回収部４０３の現像剤搬送下流側と、供給
部４０１の現像剤搬送下流側とは、第２隔壁４０５の端
部近傍に穿設された第１開口部４０６により連通してい
る。

【００４９】供給部４０１の現像剤搬送下流側と撹拌・
搬送部４０２の現像剤搬送上流側とは、第１隔壁４０４
の一方の端部近傍に穿設された第２開口部４０７により
連通している。

【００５０】撹拌・搬送部４０２の現像剤搬送下流側と
供給部４０１の現像剤搬送上流側とは、第１隔壁４０４
の他方の端部近傍に穿設された第３開口部４０８により
連通している。

【００５１】供給部４０１の現像剤搬送下流側の底部に
設けたトナー濃度センサＴＳは、現像剤の透磁率を計測
することにより搬送される現像剤のトナー濃度を検知す
る。トナー濃度検知信号により、制御手段１００は、ト
ナー補給手段５１を駆動させ新規トナーを撹拌・搬送部
４０２の現像剤搬送上流側付近に設けられたトナー補給
用開口部４０９に補給する。トナー補給手段５１は、現
像処理後の画像濃度を光学的に検知して、画像濃度の検
知結果に応じてトナー補給制御を行う事も可能である。

【００５２】剥ぎ取りローラ４７と剥ぎ取り板４８によ
り剥ぎ取られた現像剤は、回収部４０３内に回収され、
回収手段４９により回収現像剤が現像剤搬送下流側に搬
送され、第２隔壁４０５に穿設された第１開口部４０６
から供給部４０１内に還流する。

【００５３】供給部４０１内の現像剤は、撹拌・搬送手
段４５により第１隔壁４０４の一方の端部に穿設された
第２開口部４０７から撹拌・搬送部４０２内に搬送され
る。撹拌・搬送部４０２内に搬送された現像剤は、撹拌
・搬送手段４６により、トナー補給用開口部４０９より
補給されたトナーと、現像剤とを混合攪拌しつつ搬送さ
れ、第１隔壁４０４の他方の端部に穿設された第３開口
部４０８から排出され、供給部４０１内に還流される。
供給部４０１内では、撹拌・搬送手段４５により現像剤
を軸方向に搬送しつつ放出して供給手段４４に供給す
る。供給手段４４は現像剤を軸方向に搬送しつつ放射し
て現像剤担持体４１に供給する。

【００５４】回収部４０３と供給部４０１とを仕切る第
２隔壁４０５の端部付近に設けられた第１開口部４０
６、及び供給部４０１と撹拌・搬送部４０２とを仕切る
第１隔壁４０４の両端部付近に設けられた第２開口部４
０７、第３開口部４０８は、何れも現像剤担持体４１の
画像形成領域ＧＲの外に配置されている。

【００５５】供給手段４４と撹拌・搬送手段４５の回転
方向は、現像剤担持体４１の回転方向と同方向になるよ
うに構成することにより、現像剤担持体４１への現像剤
供給の効率化が達成されるだけではなく、安定した現像
剤供給が可能となり、良好な画像を得ることができる。

【００５６】また、回収手段４９の回転方向を、現像剤
担持体４１の回転方向と逆方向回転にする事により、回
収部４０３内での現像剤の逆流を低減する事が可能であ
る。さらに、供給手段４４の現像剤搬送力を、撹拌・搬
送手段４５の現像剤搬送力より小さくなるように設定す
る。これにより、供給手段４４の現像剤搬送方向下流側
での現像剤パッキングの発生を防止することができ、現
像剤の耐久性を損なわずに現像剤担持体４１に安定した
現像剤供給を行う事が可能になる。

【００５７】以上説明した現像装置には、非磁性重合ト
ナーと小粒径磁性キャリアを含有する二成分現像剤を用
いることが好ましい。かかる二成分現像剤としては、特
に、重量平均粒径が２０〜５０μｍのキャリアと、重量
平均粒径が３〜７μｍの範囲にある非磁性重合トナーと
を含有する二成分現像剤が好ましく、現像剤担持体４１
に交番電界を重畳した現像バイアスを印加して、感光体
１上の静電潜像を現像するのが好ましい。

【００５８】キャリアの重量平均粒径が２０μｍよりも
小では、キャリア付着が起こりやすくなり、また、５０
μｍよりも大では、画像にハキメと称される濃度ムラが
生ずる等の画質の低下が発生しやすくなる。

【００５９】トナーの重量平均粒径が３μｍよりも小で
は、かぶり等による画質の低下が生じやすくなり、ま
た、７μｍよりも大では、高画質の特徴が薄くなる。

【００６０】重合トナーは、トナー用バインダー樹脂の
生成とトナー形状がバインダー樹脂の原料モノマー又は
プレポリマーの重合及びその後の化学処理により形成さ
れて得られるトナーである。より具体的には、懸濁重合
又は乳化重合等の重合反応と必要によりその後に行われ
る粒子同士の融着工程を経て得られるトナーを意味す
る。重合トナーでは、原料モノマー又はプレポリマーを
水系で均一に分散した後に重合させ製造することから、
トナーの粒度分布及び形状の均一なトナーが得られる。

【００６１】また、キャリアの重量平均粒径及びトナー
の重量平均粒径は、質量基準の平均粒径であって、湿式
分散機を備えた「コールターカウンターＴＡ−１１」又
は「コールターマルチサイザー」（いずれもコールター
社製）により測定した値である。

【００６２】図３は現像装置４の駆動制御系を示す。現
像剤担持体４１と、剥ぎ取りローラ４７とはモータＭ１
により駆動され、供給手段４４と、撹拌・搬送手段４５
と、撹拌・搬送手段４６と、回収手段４９とはモータＭ
２で駆動される。現像剤担持体４１には、規制手段４３
による制動力が作用するために、モータＭ１には比較的
大きな駆動トルクを持ったモータが用いられる。従っ
て、モータＭ１としてはＤＣモータを用いることが好ま
しい。これに対して、モータＭ２としてはステッピング
モータが好ましい。

【００６３】感光体１の矢印で示す反時計方向の回転と
現像剤担持体４１の矢印で示す時計方向の回転により、
現像領域ＤＲにおいて、静電潜像が現像される。交流バ
イアスに、潜像の極性と同極性の直流バイアス重畳した
現像バイアスが現像剤担持体４１にバイアス電源ＢＳに
より印加され、反転現像が行われる。

【００６４】感光体１及び現像剤担持体４１の回転速度
は、画像形成モードにより変更される。即ち、通常の記
録紙を用いた画像形成に対して、厚紙やＯＨＰに画像を
形成するモードにおいては、感光体１及び現像剤担持体
４１の回転速度を通常モードの数分の一程度に落として
画像形成が行われる。このような画像形成モードの変更
においては、感光体１の回転速度と現像剤担持体４１の
回転速度の比を一定に維持して速度変更を行うことが現
像性を一定に維持する上で望ましい。

【００６５】＜現像剤の循環搬送とトナー補給＞現像剤
の循環系を示す図４により、現像剤の循環を説明する。

【００６６】（１）撹拌・搬送部４０２の上流側におい
て、供給部４０１、回収部４０３から還流された現像剤
と、新規トナーとが搬入され、撹拌・搬送手段４６によ
り攪拌、混合され、矢印Ｖ１で示す現像剤移動方向に搬
送される。

【００６７】（２）混合された現像剤は、撹拌・搬送部
４０２の下流側の第３開口部４０８を通過して供給部４
０１の上流側に導入される。供給部４０１内において、
現像剤は撹拌・搬送手段４５により矢印Ｖ２で示す現像
剤移動方向に搬送されつつ、矢印Ｖ３に示すように供給
手段４４に搬送される。

【００６８】（３）供給手段４４はその回転軸方向の搬
送機能はなく、矢印Ｖ４に示すように供給手段４４から
搬送される現像剤を現像剤担持体４１に搬送する。

【００６９】（４）現像剤担持体４１上の現像剤は、像
担持体１と対向する現像剤領域ＤＲ（図２に示す）にお
いて感光体１上の静電潜像を現像する。現像によってト
ナー濃度が低下した白矢印で示す現像剤は、剥ぎ取り手
段の剥ぎ取りローラ４７により、現像剤担持体４１から
矢印Ｖ５に示すように剥ぎ取られ、剥ぎ取りローラ４７
上を移動する。

【００７０】（５）剥ぎ取りローラ４７上の回収現像剤
は、剥ぎ取り板４８（図２、３に示す）により剥ぎ取ら
れて、矢印Ｖ６に示すように回収部４０３内に収容され
る。

【００７１】（６）回収部４０３内に収容された回収現
像剤は、回転する回収手段４９により矢印Ｖ７に示すよ
うに搬送される。

【００７２】（７）回収された現像剤は、回収部４０３
下流側の第１開口部４０６から排出され、供給部４０１
の下流側の画像領域外に、矢印Ｖ８に示すように搬入さ
れる。

【００７３】（８）供給部４０１の第１開口部４０６に
供給された現像剤は、矢印Ｖ９に示すように搬送され、
トナー濃度センサＴＳによりトナー濃度が検知された
後、第２開口部４０７を通過して、矢印Ｖ１０に示すよ
うに撹拌・搬送部４０２の上流側に導入される。

【００７４】（９）撹拌・搬送部４０２において、トナ
ー濃度センサＴＳのトナー濃度検知信号により第１のト
ナー補給手段５１によるトナー補給が行われ、現像剤は
矢印Ｖ１に合流する。

【００７５】現像剤は前記のような循環系で搬送される
が、一部の現像剤は供給部４０１と撹拌・搬送部４０２
間を矢印Ｖ１，Ｖ２，Ｖ９，Ｖ１０で示すように循環す
る。

【００７６】以上の説明から明らかなように現像剤は現
像剤担持体４１から回収部４０３に回収された後に、画
像領域ＧＲ内で供給部４０１に環流することなく、矢印
Ｖ８で示すように、画像領域ＧＲの外で供給部４０１に
環流する。そして、供給部４０１から現像剤担持体４１
に搬送される現像剤はトナーが補給された後に、撹拌・
搬送部４０２及び供給部４０１内において十分に撹拌さ
れ、均一化されたものである。

【００７７】このように、現像剤担持体４１から回収さ
れた現像剤が画像領域ＧＲ内で供給部４０１に環流する
ことがない構成とし、供給部４０１から現像剤担持体４
１に供給される現像剤中に現像剤担持体から回収された
現像剤が直接に混入することがないような現像剤循環系
を、以下において一循環系と言う。

【００７８】＜規制手段の調節＞規制手段４３の調節に
ついて図５により説明する。

【００７９】現像剤ＤＶの嵩密度は、その撹拌度や、温
度と湿度の少なくともいずれかからなる環境値に依存し
て変化する。

【００８０】規制手段４３は現像剤担持体４１上に一定
の厚さの現像剤像ＤＶＬを形成するが、現像剤の嵩密度
が変化した場合に、現像剤担持体４１により搬送される
現像剤ＤＶの量、即ち、現像剤担持体上の現像剤の単位
面積当たりの質量（Ｄｗｓ）が変化することになる。そ
の結果、画像濃度が変化する等現象の他に、次のような
現象が起こりやすくなる。

【００８１】現像剤担持体４１により搬送される現像剤
の量と回収手段４９により回収される現像剤の量との間
の整合性が崩れて、回収部４０３に現像剤ＤＶが蓄積し
て現像剤の滞留現象が起こる。蓄積・滞留が進行する
と、現像剤ＤＶが固化してパッキングと称される現象が
起こり、現像装置４の作動に支障を来す。現像剤担持体
４１上に過剰な現像剤ＤＶが供給されて、キャリアが感
光体１に付着するキャリア付着現象が起こる。これらの
現象は一循環系の現像装置において顕著に発生する傾向
がある。

【００８２】本実施の形態においては、このような望ま
しくない現象を防止するために、規制手段４３の調節機
構を設けており、これによって、特に、一循環系の現像
装置における回収部における現像剤の蓄積、滞留、パッ
キング等が解消される。

【００８３】図５は規制手段４３の調節機構を示す。規
制手段４３は穂切り板と称される板状の規制手段であっ
て、画像領域ＧＲ（図４に示す）の全幅に亘って、現像
剤担持体４１に平行に設定され、現像剤担持体４１上に
均一な現像剤の層ＤＶＬを形成する。

【００８４】規制手段４３は下部枠体４０Ａに回転可能
に取り付けられたネジ棒４３１にネジ結合している。ネ
ジ棒４３１はネジ歯車４３３により駆動される平歯車４
３２により回転駆動される。規制手段４３はモータＭ３
により駆動されるネジ歯車４３３の回転により矢印Ｗで
示すように変位して、規制手段４３の規制縁４３Ａと現
像剤担持体４１との間に形成される間隔ＧＰが調節され
る。その結果、現像剤の層ＤＶＬの厚さが調節される。

【００８５】図５に示す規制手段４３の調節機構は、画
像領域ＧＲの幅方向、即ち、現像剤担持体の回転軸方向
の２カ所に設けられ、規制手段４３の現像剤担持体４１
に対する平行が維持された状態で間隔ＧＰが調節され
る。

【００８６】制御手段１００は、環境値、即ち、温度又
は湿度を検知する環境センサＥＳ及び画像形成量として
の画像形成枚数を計数する枚数カウンタＣＴからの情報
に基づいて変更手段としてのモータＭ３を制御し、間隔
ＧＰを調節する。この制御により、現像剤ＤＶの嵩密度
の変動に左右されない一定の質量の現像剤ＤＶが現像剤
担持体４１により搬送されるようになり、前記の問題は
解消される。

【００８７】なお、現像剤担持体４１上の現像剤量制御
機構としては、前記のものに限られず種々の機構が用い
られる。例えば、規制手段４３を穂切り板の取付面に平
行に移動させて間隔ＧＰを調節する機構や、調節手段と
して磁石を用い、磁石を回転させることにより磁極の位
置を変更し、現像剤の量を制御する機構等を用いること
ができる。

【００８８】

【実施例】高温高湿環境（温度３０℃、相対湿度８０％
以下ＨＨ環境と言う）、常温常湿環境（温度２２℃、相
対湿度５０％以下ＮＮ環境と言う）及び低温低湿環境
（温度１０℃、湿度２０％以下ＬＬ環境と言う）下、更
には、画像形成の開始時及び画像形成を経た後におい
て、次のような条件で実験を行った。

【００８９】なお、現像剤として、重量平均粒径５０μ
ｍの磁性キャリアと重量平均粒径６．５μｍの非磁性の
重合トナーとを含有するものを用いた。

【００９０】＜本発明の実施例＞現像剤担持体４１と、
規制手段４３との間隔ＧＰ（以下規制間隔と言う）を前
記各環境及び画像形成枚数に応じて表１のように変更し
て現像装置４を作動させ、現像剤担持体４１上の現像剤
の量Ｄｗｓを測定した。

【００９１】

【表１】

【００９２】比較例として前記３環境及び画像形成の履
歴に関係なく、規制間隔を０．６±０．０３ｍｍに設定
して実験した。

【００９３】図６は実施例の実験結果を示し、図７は比
較例の実験結果を示す。図６、７において、□はＬＬ環
境下の実験における現像剤量Ｄｗｓ（ｇ／ｃｍ²、以下
同じ）、△はＮＮ環境下の実験における現像剤量Ｄｗ
ｓ、○はＨＨ環境下の実験における現像剤量Ｄｗｓ、☆
は画像形成履歴実験における現像剤量Ｄｗｓを、それぞ
れ示す。

【００９４】実施例では図６(ａ）のように、種々のＱ
／Ｍ（トナーの帯電量を表し、μＣ／ｇの単位を持つ
量）を持つトナーサンプルに対して、変動幅の少ない現
像剤量Ｄｗｓが示された。これに対して、比較例では図
７（ａ）のように、現像剤量ＤｗｓがＨＨ環境と、ＮＮ
環境と、ＬＬ環境との間で大きく変動することが示され
た。

【００９５】そして、実施例では、画像形成実験におい
ても現像剤の滞留がなく、均一な濃度の画像が形成され
たが、比較例では、画像濃度に変動があり、現像剤の滞
留やパキングが発生した。

【００９６】また、図６（ｂ）に示すように、実施例で
は、現像剤量Ｄｗｓが画像形成初期から１０００００枚
までほぼ一定していた。これに対して、比較例では、枚
数の増加に従って、減少する傾向があるとともに、変動
幅が大きかった。そして、比較例では、画像形成枚数の
増大とともに、画像濃度が低下し、また、現像剤の滞留
やパッキングが発生した。

【００９７】

【発明の効果】請求項１、６又は１０の発明により、現
像剤の特性の変化によっても変化することがない高い画
質の画像を形成する画像形成装置が実現される。特に、
均一な画像を形成することができる一循環系の現像装置
の特長を十分に生かした高画質の画像形成が可能にな
る。

【００９８】請求項２、７又は１１の発明により、環境
値、即ち、温度又は湿度が変化した場合にも、画質の変
化や、現像装置内における現像剤の滞留やパッキングが
良好に防止される。

【００９９】請求項３、８又は１２の発明により、画像
形成開始時から長時間の作動時まで均一な画像が形成さ
れ、また、長期間の現像装置の作動時に発生しやすい、
現像装置内の現像剤の滞留やパッキングが良好に防止さ
れる。

【０１００】請求項４、５、１４又は１５の発明によ
り、重合トナーを用いることにより、解像力、鮮鋭性等
の画質において優れた画像が形成されるとともに、現像
装置内における現像剤の滞留やパッキングが良好に防止
される。

【０１０１】請求項９又は１３の発明により、濃度調整
や定着性の調整に関連して現像剤担持体の移動速度が変
更される場合にも、良好な画質が維持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るカラー複写機の全体
構成図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る現像装置の中央断面
図である。

【図３】現像装置の駆動制御系を示す図である。

【図４】現像剤の循環系を示す図である。

【図５】規制手段の調節機構を示す図である。

【図６】実施例の実験結果を示す図である。

【図７】比較例の実験結果を示す図である。

【符号の説明】

１、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ感光体４、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ現像装置４１現像剤担持体４２磁界発生手段４３規制手段４４供給手段４５、４６撹拌・搬送手段４７剥ぎ取りローラ４９回収手段１００制御手段４０１供給部４０２撹拌・搬送部４０３回収部４３１ネジ棒４３２平歯車４３３ネジ歯車１００制御手段ＣＴ枚数カウンタＥＳ環境センサＴＳトナー濃度センサＭ１、Ｍ２、Ｍ３モータＧＰ間隔ＤＶ現像剤ＤＶＬ現像剤層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 15/00 ３０３Ｇ０３Ｇ 9/08 ３８４ 15/09 15/08 ５０７Ｅ 21/14 ５０７Ｌ 21/00 ３７２ (72)発明者田村暢康東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内Ｆターム(参考） 2H005 AB06 EA05 FA01 2H027 DA11 DA14 DA45 EA04 EC06 EC15 EC20 ED02 ED08 EE03 EE07 EF09 FA30 2H031 AB02 AB09 AC02 AC15 AC34 AD16 AE02 BA08 BA09 BB01 EA03 EA05 FA01 2H077 AB02 AB14 AB15 AB18 AC02 AC03 AD06 AD13 AD18 AD31 AE06 BA03 BA08 DA18 DA22 DB25 EA03 GA02 GA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像領域に現像剤を搬送し、該現像領域
において現像剤を担持する現像剤担持体、前記現像剤担持体に現像剤を供給する供給部、前記現像剤担持体から現像後の現像剤を回収する回収
部、補給されたトナーを現像剤に混入する撹拌・搬送部及
び、前記現像剤担持体と間隔を持って配置された規制縁を有
し、前記現像剤担持体上の現像剤量を規制する規制手段
を有し、前記供給部から前記現像剤担持体へ、前記現像剤担持体
から前記回収部へ、前記回収部から前記撹拌・搬送部へ
及び前記撹拌・搬送部から前記供給部へと言う現像剤の
循環系が形成されるように、前記供給部と前記回収部と
を分離した現像装置であって、前記間隔を変える間隔変更手段を有することを特徴とす
る現像装置。
【請求項２】環境値に応じて前記変更手段を制御し
て、前記間隔を変える制御手段を有することを特徴とす
る請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】画像形成量に応じて前記間隔変更手段を
制御して、前記間隔を変える制御手段を有することを特
徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】重合トナーを含有する現像剤を用いて現
像を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項
に記載の現像装置。
【請求項５】重量平均粒径が７μｍ以下の重合トナー
及び重量平均粒径が５０μｍ以下のキャリアを含有する
二成分現像剤を用いて現像を行うことを特徴とする請求
項１〜４いずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】像形成体、該像形成体に静電潜像を形成する潜像形成手段並びに、現像領域に現像剤を搬送し、該現像領域において現像剤
を担持する現像剤担持体、前記現像剤担持体に現像剤を供給する供給部、前記現像剤担持体から現像後の現像剤を回収する回収
部、補給されたトナーを現像剤に混入する撹拌・搬送部及
び、前記現像剤担持体と間隔を持って配置された規制縁を有
し、前記現像剤担持体上の現像剤量を規制する規制手段
を有し、前記供給部から前記現像剤担持体へ、前記現像剤担持体
から前記回収部へ、前記回収部から前記撹拌・搬送部へ
及び前記撹拌・搬送部から前記供給部へと言う現像剤の
循環系が形成されるように、前記供給部と前記回収部と
を分離した現像装置であって、前記間隔を変える間隔変更手段を有する現像装置、を備
えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】環境検知手段及び前記変更手段を制御す
る制御手段を有し、該制御手段は、前記環境値検知手段
からの情報に基づいて、前記変更手段を制御することを
特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】画像形成量検知手段及び前記変更手段を
制御する制御手段を有し、該制御手段は、前記画像形成
量検知手段からの情報に基づいて、前記変更手段を制御
することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の画
像形成装置。
【請求項９】前記制御手段は前記像形成体と前記現像
剤担持体との周速比を一定に維持しつつ、前記像形成体
及び前記現像剤担持体の周速度を変更する制御を行うこ
とを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の画
像形成装置。
【請求項１０】現像後の現像剤を、補給されたトナー
と混合した後に現像剤担持体に供給し、現像領域に前記
現像座担持体により現像剤を搬送して静電潜像を現像す
る現像方法において、前記現像剤担持体上の現像剤量を変更する制御を行って
現像を行うことを特徴とする現像方法。
【請求項１１】環境値に基づいて、前記制御を行うこ
とを特徴とする請求項１０に記載の現像方法。
【請求項１２】画像形成量に基づいて、前記制御を行
うことを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の
現像方法。
【請求項１３】像形成体と前記現像剤担持体の周速比
を一定に維持しつつ、前記像形成体及び前記現像剤担持
体の周速度を変更することを特徴とする請求項１０〜１
２のいずれか１項に記載の現像方法。
【請求項１４】重合トナーを用いることを特徴とする
請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の現像方法。
【請求項１５】重量平均粒径が７μｍ以下の重合トナ
ー及び重量平均粒径が５０μｍ以下のキャリアを含有す
る二成分現像剤を用いることを特徴とする請求項１０〜
１４のいずれか１項に記載の現像方法。