JP2010210902A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像装置内に回収された未現像現像剤が現像剤担持体、現像剤供給部材、現像剤量規制部材近傍に継続的に滞留することを防ぎ、現像剤滞留に起因する濃度不良、ざらつき、がさつき等の画像不良を防止することができる現像装置等を提供すること。
【解決手段】少なくとも周面に現像剤を搬送する現像ローラ２０と、現像ローラ２０に当接または近接配置され、前記現像ローラ２０上の現像剤量を規制するトナー層規制ブレード４０と、現像ローラ２０に当接または近接配置され現像ローラ２０へ現像剤を供給するトナー供給ローラ３０と、現像剤を収容する現像剤収容部とが一体的に構成された現像装置において、現像装置は、現像剤収容部がトナー供給ローラ３０より下方となるように傾斜するとともに、現像剤収容部内を分離するための仕切板６０を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、少なくとも周面に現像剤を搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に当接または近接配置され、前記現像剤担持体上の現像剤量を規制する現像剤量規制部材と、前記現像剤担持体に当接または近接配置され前記現像剤担持体へ現像剤を供給する現像剤供給部材と、現像剤を収容する現像剤収容部とが一体的に構成された現像装置等に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置においては、静電潜像を像担持体表面に形成し、現像剤により像担持体表面の静電潜像を現像して、像担持体表面にトナー像を形成し、トナー像を像担持体から転写材であるシート（記録用紙）等に転写し、トナー像が転写された転写材を加熱及び加圧して、トナー像を転写材上に定着させている。また、像担持体表面には残留トナーや残留電荷が残るので、残留トナーをクリーニング装置により、残留電荷を除電装置により除去している。

ところで、像担持体上の静電潜像を現像する一般的な現像方式としては、現像剤がトナーと磁性キャリアから構成される二成分現像剤を用いる二成分現像方式と、現像剤がトナーのみから構成される一成分現像剤を用いる一成分現像方式がある。

二成分現像方式は、トナー及び磁性キャリアからなる二成分現像剤を現像剤担持体である現像ローラに内包した磁石の磁力を利用して現像ローラスリーブ上に担持し、スリーブを回転移動させることにより上記像担持体と対向する現像領域へと搬送し、トナーのみが潜像へ移行すなわち現像され、現像後には現像剤を現像槽内へと回収するようにしている。そのため、現像を安定させるためには、消費されるトナーを補給し、現像剤中に含まれるトナーの割合、つまりトナー濃度が一定になるように制御する必要がある。現像槽内へ回収された現像剤は、磁極の配置を工夫すること等により現像スリーブから解放され、現像槽内の現像剤と混合され、再び現像に使用される事となる。

また、二成分現像装置では、キャリアとトナーの摩擦によりトナーおよびキャリアを帯電させるため、現像槽内にオーガ機構等の撹拌機構が設けられるのが一般的である。このため現像槽内での現像剤の滞留は比較的発生しにくいといえるが、現像剤が移動しない空間、すなわちデッドスペースが全くないわけではない。すなわち撹拌の弱い部分、とりわけ、現像剤が現像ローラ表面から解放される位置近傍のデッドスペースに現像剤が滞留してしまうことが起こりやすい。

これに対し、一成分現像方式の現像装置においては、トナー濃度を制御する必要はない。また、二成分現像装置のように現像槽内でキャリアとトナーを混合撹拌する必要がないので、複雑なオーガ機構のようなものは設けなくてもよく、現像剤担持体の方へトナーを送る簡単な機構を設けるだけでよい。すなわち、キャリアが存在しない分、現像槽の容積を小さくでき、現像装置の小型化を可能とするため、メンテナンス等の簡易性についても優れている一方で、二成分現像方式に比べ現像槽内の現像剤の循環性は悪くはなってしまう傾向にある。

ここで、一成分現像装置の一例を図を用いて説明する。図７および図８に、従来の一成分現像装置の構成例を示す。現像剤担持体である現像ローラ２０に対して現像剤供給部材であるトナー供給ローラ３０を設ける一方、トナー供給ローラ３０から現像ローラ２０へ供給された現像剤であるトナー５０の層厚が一定になるようにトナー５０の付着量を規制する現像剤量規制部材であるトナー層規制ブレード４０を、現像ローラに圧接させるようにして設けている。

像担持体である感光体１０に対向する位置に開口部が設けられ、現像剤であるトナー５０を収容する現像室が備えられている。この現像室にはトナー５０を担持しながら感光体１０に向けて搬送する現像剤担持体である導電性の現像ローラ２０が収容されており、その外周面の一部が開口部から外部に突出するように現像室内に配置されている。

また、この現像ローラ２０は、現像時には感光体１０と５０〜５００μｍの間隙をおいて保持され、現像ローラ２０表面に担持されているトナーを感光体１０に向けて供給するための現像領域が形成されており、現像ローラ２０には、直流に交流を重畳している現像バイアスが図示しないバイアス電源から印加される。
また、現像ローラ２０の上方には、現像ローラ２０に担持されているトナーの層厚を規制する現像剤量規制部材であるトナー層規制ブレード４０が現像室に取り付けられており、現像ローラ２０の下方には、現像室の下部から外部へのトナー吹き出しを防止するための吹き出し防止シートが設けられている。

更に、現像ローラ２０の後方に現像剤収容部から、撹拌・搬送手段８０で搬送されたトナー５０を現像ローラ２０に供給するための現像剤供給部材であるトナー供給ローラ３０が収容されている。

また、トナー５０は、磁性、非磁性双方共に用いることが可能であるが、磁性トナーでは、スチレン、アクリル等の樹脂中にマグネタイト等が分散されているので、磁性トナーでカラートナーを作る場合、彩度の低いくすんだ色しか得ることが出来ない。従って、一成分現像剤でカラー画像を形成するためには、トナー中に磁性体を含有しない非磁性トナーを用いられるのが一般的である。

以上のような現像装置において、現像が行われる時には、搬送手段８０はトナー５０をトナー供給ローラ３０に向けて搬送し、トナーはトナー供給ローラ３０で現像ローラ２０表面に摺接塗布される。現像ローラ２０は図中矢印が示す方向に回転され、現像ローラ２０に担持されているトナー５０は、トナー層規制ブレード４０で摩擦帯電させるとともに層厚を所定の層厚に規制され現像ローラ上に均一なトナーの薄層が形成され、現像領域に送られる。現像領域においては、現像バイアスによって電界が形成され、該電界の力により、トナーは感光体１０上の潜像が形成されている部位に向けて移動、すなわち現像し、潜像を顕像化する。

現像に供されず現像ローラ２０上に残ったトナーは、現像ローラ２０の回転にともない現像槽内へと戻り、現像ローラ２０と同方向に回転するトナー供給ローラ３０によって剥ぎ取られ、現像槽内のトナーと混ざり、再び、現像ローラ２０上に上述した手順で新たなトナーが塗布され現像に使用される。

現像剤担持体表面に担持され、像担持体へと搬送供給された現像剤は、像担持体上の静電潜像へと静電的に移行（現像）することで静電潜像は顕像化される。このとき、像担持体へ移行しなかった現像剤、すなわち未現像の現像剤は、二成分か一成分かにかかわらず、現像剤担持体の表面移動に伴い現像槽内へ戻り回収され、現像槽内の現像剤と混ざり、再び現像剤担持体表面に担持され潜像保持体へと搬送供給されることになる。

この際、現像槽に戻り回収された未現像現像剤は、現像剤担持体の表面から１００％離脱し、現像槽内のトナーと十分混ざった上で、再び現像剤担持体上に担持され像担持体へ搬送供給されるのが理想である。しかし、実際には、現像剤担持体や現像剤供給部材周辺下部にあるいは現像剤量規制部材周辺に、トナーが滞留しやすい部分が生じる。

トナーの滞留が発生すると、新しい現像剤と混合や入れ替わりの起こりにくい部分ができてしまう。すなわち長期の使用において現像剤担持体、現像剤供給部材近傍にはほとんど入れ替わりの起こらなくなってしまった現像剤が溜り、あるいは、新しい現像剤と混合が不十分の現像剤が多く存在する状態が生じる。

ここで、現像剤の滞留を防ぐ方法としては、たとえば、特許文献１に記載された構成が知られている。すなわち、現像剤収容室内を２室に分け、この２室間をトナー循環させるようにそれぞれにスクリューを設ける構成が上げられており、さらには、トナー室内壁面の角部のデッドスペースをなくす構成が開示されている。

また、現像剤担持体に担持され像担持体へと供給される現像剤は、現像剤担持体、現像剤供給部材の近傍のトナーであり、その結果、現像剤担持体、現像剤供給部材の近傍は何度も現像剤担持体で搬送され、未現像で回収される現像剤の割合が高くなる。また、この現像剤は、繰り返しストレスを受けて劣化し、流動性も低下し、さらに循環しにくくなるという悪循環にもつながる。

劣化の進んだ現像剤は、新しい現像剤と比べ、帯電性や流動性や凝集性が大きく変わり、その結果、現像剤担持体上の現像剤は帯電量のレベルが大きくかわったり、帯電量の分布がブロードになったり、あるいは機械的な移動量も変化したりして、像担持体に対する現像性が変化してしまう。その結果、得られる画像の濃度が低くなったり、画質がざらついたりしてしまうという不具合が発生する。

ここで、現像槽に戻り回収された未現像現像剤を現像剤担持体の表面より効率よく回収する方法としては、たとえば、特許文献２には現像剤担持体表面に接触し配置された掻き取りローラを設ける構成が開示されている。

特開平８−２７８６９８号公報 特開平９−２５８５５４号公報

ここで、従来、とくに図７のような構成の場合には、トナー収容部が現像ローラ、供給ローラ等の上方にあり、現像で回収したトナーとトナー収容部のトナーが混ざるということはほとんどなく、現像で消費され不足した分をトナー収容部からあらたに補充する構成であり、ますます、劣化したトナー滞留が発生することになるという問題があった。

このような滞留が起こる状態で連続画像形成を長時間行うと、トナー劣化が促進され、カブリ発生、濃度低下等の弊害を生じてしまう。

さらに、現像ローラ２０上を未現像で現像槽内へ回収され、トナー供給ローラ３０により剥ぎ取られたトナーは、その直下近傍に滞留しやすいといった問題も生じていた。

これらの劣化／滞留してしたトナーは、そのまま、現像に供されることがなければ、画像上は問題ないが、画像形成装置内の振動等で一部が滞留からはずれて搬送されたり、また、滞留が進み滞留トナー量自体が多くなり現像ローラ近傍の劣化トナーの割合が高くなったりしてしまうと、濃度低下、ガサツキ等の画質不良が発生することとなる。

ここで、上述の特許文献１の技術を用いた場合は、トナー室内の循環は図れるが、前記の現像剤担持体、現像剤供給部材近傍、特に近傍下部の滞留トナーに対しては効果がなく、滞留トナーの蓄積により濃度低下やガサツキ等の画像不良が発生するといった問題点は解消できなかった。

また、上述した特許文献２の技術では、掻き取りローラにて現像剤担持体上の未現像現像剤を回収することはできるが、回収された現像剤は現像剤担持体、現像剤供給部材近傍から現像剤収容部へ循環する構成になっていないため、新しい現像剤と十分混合することができず、現像剤担持体、現像剤供給部材近傍では劣化トナーの割合が高くなってしまい、その結果、濃度低下やガサツキ等の画像不良が発生するため、トナーの滞留防止に対しては効果がなかった。

上述した課題に鑑み、本発明の目的とするところは、現像装置内に回収された未現像現像剤が現像剤担持体、現像剤供給部材、現像剤量規制部材近傍に継続的に滞留することを防ぎ、現像剤滞留に起因する濃度不良、ざらつき、がさつき等の画像不良を防止することができる現像装置等を提供することにある。

また、カラー画像形成装置のように複数の現像装置を備えた画像形成装置では、各現像装置間、すなわち、各色間の濃度や画質等の画像バランスが重要であり、ひとつの現像装置での画質劣化が、トータル画質へ及ぼす影響が非常に大きい。すなわち本発明の他の目的は、複数の現像装置を備える画像形成装置において、長期に亘り画質劣化の少ない良好な画像を得ることができる画像形成装置等を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、少なくとも周面に現像剤を搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に当接または近接配置され、前記現像剤担持体上の現像剤量を規制する現像剤量規制部材と、前記現像剤担持体に当接または近接配置され前記現像剤担持体へ現像剤を供給する現像剤供給部材と、現像剤を収容する現像剤収容部とが一体的に構成された現像装置において、前記現像装置は、前記現像剤収容部が前記現像剤供給部材より下方となるように傾斜するとともに、前記現像剤収容部内を分離するための仕切板を備えることを特徴とするものである。

また、本発明は、前記仕切板で分離された前記現像剤収容部の下層部には、振動を付与する振動付与手段を更に備えることを特徴とするものである。

また、本発明は、前記仕切板で分離された前記現像剤収容部の下層部には、現像剤を搬送する現像剤搬送部材を更に有することを特徴とするものである。

また、本発明は、前記現像剤が非磁性一成分現像剤であることを特徴とするものである。

また、本発明の画像形成装置は、請求項１〜４のいずれか１つに記載の現像装置を複数備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、現像装置は少なくとも周面に現像剤を搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に当接または近接配置され、前記現像剤担持体上の現像剤量を規制する現像剤量規制部材と、前記現像剤担持体に当接または近接配置され前記現像剤担持体へ現像剤を供給する現像剤供給部材と、現像剤を収容する現像剤収容部とが一体的に構成されており、前記現像装置は前記現像剤収容部が前記現像剤供給部材より下方となるように傾斜するとともに、前記現像剤収容部内を分離するための仕切板を備えることで、現像装置の傾斜を利用し、現像に使用されず回収された未現像現像剤を現像剤収容部へ搬送する経路と現像剤収容部にて新しい現像剤と混合した後、現像剤を現像剤供給部材近傍へ搬送する経路に分け、トナーを循環させる構成とし、現像剤担持体、現像剤供給部材近傍、特に近傍下部の未現像回収現像剤の滞留を防止することができ、現像剤滞留に起因する濃度不良、ざらつき、がさつき等の画像不良を防止することができる。

また本発明によれば、前記現像剤収容部内に配置した仕切板で分離される下層部には、振動を付与する振動付与手段を備えることで、現像に使用されず回収される未現像現像剤をより一層速やかに現像剤収容部へ搬送することができ、現像剤滞留に起因する濃度不良、ざらつき、がさつき等の画像不良をより防止することができる。

また本発明によれば、前記現像剤収容部内に配置した仕切板で分離される下層部には、現像剤を搬送する現像剤搬送部材を有することで、現像に使用されず回収される未現像現像剤をより一層速やかに現像剤収容部へ搬送することができ、現像剤滞留に起因する濃度不良、ざらつき、がさつき等の画像不良をより防止することができる。

また本発明によれば、非磁性一成分現像剤を用いることにより、現像剤担持体に磁石を内包せずによく、また、二成分現像装置のようにキャリアとトナーの混合撹拌するためのオーガ機構等も必要ない。そのため、安価で小型の現像装置にすることができる。またカラー化においても、マグネタイト等の磁性粒子を含まなくてよいため、濁りのないカラー画像を長期に亘り良好な画像を維持することができる。

また、カラー画像形成装置のように複数の現像装置を備える画像形成装置では、そのうち一つでもわずかな画像劣化をすることでトータル画像としても重大な画像劣化となってしまうが、本発明によれば、長期に亘り個々の現像装置を画質劣化の少ない状態を維持することができる。

本発明の一実施例を表す画像形成装置の断面模式図である。 本発明の一実施例を表す現像装置の断面模式図である。 本発明の一実施例を表す現像装置の断面模式図である。 本発明の一実施例を示す現像装置の断面模式図である。 本発明の一実施例を示す現像装置の断面模式図である。 本発明の他の実施例を示す画像形成装置の断面模式図である。 従来の現像装置を表す断面模式図である。 他の従来の現像装置を表す断面模式図である。

以下、本発明を適用した場合の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の画像形成装置の構成を示す説明図である。図１の画像形成装置は、像担持体である感光体１０１と、帯電手段として帯電器１１０と、露光手段として露光器１２０と、現像装置１３０と、転写器１４０と、クリーニング手段１５０と、定着器１７０と、これらの作動を制御する制御手段を含んで構成される。符号２００は転写紙（記録用紙）を示す。

感光体１０１は、図示しない画像形成装置本体に回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって矢印方向に回転駆動される。駆動手段は、例えば電動機と減速歯車とを含んで構成され、その駆動力を感光体１０１の芯体を構成する導電性支持体に伝えることによって、感光体１０１を所定の周速度で回転駆動させる。帯電器１１０、露光器１２０、現像装置１３０、転写器１４０およびクリーニング手段１５０は、この順序で、感光体１０１の外周面に沿って、矢印で示される感光体１０１の回転方向上流側から下流側に向って設けられる。

帯電器１１０は、感光体１０１の外周面を所定の電位に帯電させる帯電手段である。具体的には、例えば帯電器１１０は、コロトロンやスコロトロンなどのチャージャーワイヤ機構やあるいは接触式の帯電ローラや帯電ブラシによって実現される。

露光器１２０は、例えば半導体レーザなどを光源として備え、光源から出力されるレーザビームなどの光を、感光体１０１の帯電器１１０と現像装置１３０との間に照射することによって、帯電された感光体１０１の外周面に対して画像情報に応じた露光を施す。露光は、主走査方向である感光体１０１の回転軸線の延びる方向に繰返し走査され、これに伴って感光体１０１の表面に静電潜像が順次形成される。

現像装置１３０は、帯電、露光によって感光体１０１の表面に形成される静電潜像を、現像剤によって現像する現像手段であり、感光体１０１に近接対峙して設けられ、感光体１０１の外周面に現像剤であるトナーを供給し、感光体１０１上の静電潜像に応じたトナーを付着させ、静電潜像を顕像化すなわち現像する。

さらに、この感光体１０１上の現像トナー像は、図示しない搬送手段により感光体１０１と転写器１４０との間に搬送供給される記録媒体である転写紙２００上に転写器１４０によって転写されることになる。転写器１４０は、転写紙２００にトナーと逆極性の電荷を与えるコロトロンなどの帯電器でもよいし、トナーと逆極性にバイアスされた導電性の接触転写ローラなどでもよい。

転写工程後、感光体１０１上に未転写で残留したトナーはクリーニング手段１５０により感光体１０１上から除去回収される。クリーニング手段１５０は感光体１０１の外周面に残留するトナーを剥離させるクリーニングブレードと、クリーニングブレードによって剥離されたトナーを収容する回収用ケーシングとを備える。

クリーニング工程後、感光体１０１は例えば除電ランプ等の除電手段１６０により全面光照射され、残留電位を除電された後、繰り返し帯電、露光、現像、転写、クリーニング、除電の工程が行われる。

一方、転写工程でトナー像が転写された転写紙２００は定着手段１７０へと搬送され、定着手段１７０により、トナー像は転写紙２００上に定着され、最終的に転写紙２００上に定着した画像が得られる。定着手段１７０としては、ヒートランプを内蔵し、これにより高温に熱せられたローラとこれに接触するローラとの間に転写紙２００を通すことで、熱と圧力により転写紙２００上のトナーを溶融し転写紙２００上に定着させる方法を用いることができる。

この画像形成装置による画像形成動作は、次のようにして行われる。まず、感光体１０１が駆動手段によって矢符方向に回転駆動されると、露光器１２０による光の結像点よりも感光体１０１の回転方向上流側に設けられる帯電器１１０によって、感光体１０１の表面が正または負の所定電位に均一に帯電される。

次いで、露光器１２０から、感光体１０１の表面に対して画像情報に応じた光が照射される。感光体１０１は、この露光によって、光が照射された部分の表面電荷が露光光量に応じて除去され光が照射された部分の表面電位と光が照射されなかった部分の表面電位とに差異が生じ、静電潜像が形成される。

露光器１２０による光の結像点よりも感光体１０１の回転方向下流側に設けられる現像装置１３０から、静電潜像の形成された感光体１０１の表面にトナーが供給されて静電潜像が現像され、トナー像が形成される。

感光体１０１に対する露光と同期して、感光体１０１と転写器１４０との間に、転写紙２００が搬送供給される。転写器１４０によって、供給された転写紙２００にトナーと逆極性の電荷が与えられ、感光体１０１の表面に形成されたトナー像が、転写紙２００上に転写される。

トナー像の転写された転写紙２００は、搬送手段によって定着器１７０に搬送され、定着器１７０の加熱ローラと加圧ローラとの当接部を通過する際に加熱および加圧され、トナー像が転写紙２００に定着されて堅牢な画像となる。このようにして画像が形成された転写紙２００は、搬送手段によって画像形成装置の外部へ排紙される。

一方、転写器１４０によるトナー像の転写後も感光体１０１の表面上に残留するトナーは、クリーニング手段１５０によって感光体１０１の表面から剥離されて回収される。このようにしてトナーが除去された感光体１０１の表面の電荷は、除電手段１６０からの光によって除去され、感光体１０１の表面上の静電潜像が消失する。その後、感光体１０１はさらに回転駆動され、再度帯電から始まる一連の動作が繰り返されて連続的に画像が形成される。

以下、実施例に基づいてこの発明を記述するが、これによってこの発明は限定されるものではない。

図２は、本発明の画像形成装置に適用可能な一成分現像装置１３０の一般的な構成の概要を例示した模式図面である。現像ローラ２０には、現像剤供給部材であるトナー供給ローラ３０が圧接されており、トナー供給ローラ３０の回転方向は、現像ローラ２０と同方向、すなわち、現像ローラ２０との対向部における両ローラの表面の移動方向が互いに逆方向になるように構成されている。トナー供給ローラ３０には、図示しないバイアス電源から電圧が印加されており、その電圧は、電気的にトナーを現像ローラ２０の方向へ押す方向に作用し、例えばトナーが負極性トナーであれば、より負極側に大きなバイアス電圧となる。

トナー供給ローラ３０によって摩擦接触帯電されるとともに、バイアス電圧によって現像ローラ２０に供給されたトナーは、現像ローラ２０の回転動作によって現像剤量規制部材であるトナー層規制ブレード４０が当接する位置に搬送される。板状の金属材等で作られているトナー層規制ブレード４０は、一端がケースに支持固定され、他端は略９０度に曲げられ、曲げ頂部若しくは曲げ部近傍の腹部が現像ローラ２０に弾性的に押圧当接されており、所定の設定圧力や設定位置によって、現像ローラ２０上のトナーが所定の帯電電荷量と厚みに規制される。また、トナー層規制ブレード４０にも現像ローラ２０に対して所定のバイアス（同電位のこともある）が印加されている。さらに所定の帯電電荷量と厚みに規制されたトナー層は現像領域（すなわち、静電潜像の形成された感光体１０との対向部）に搬送され現像工程に入っていく。

現像工程で使用されなかった現像ローラ２０上の未現像トナーは、現像ローラ２０の回転によって、現像ローラ２０の下部の漏れ防止シート９０をとおり、現像槽内へと戻っていく。

この図ではこの漏れ防止シート９０は、単に機械的に現像ローラ２０に接触するシートであるが、導電性のシートを使用し、現像ローラ２０に対して電気的にバイアスを印加し、回収未現像トナーを積極的に除電する効果を持たせることもできる。こうして現像槽に戻されたトナーはトナー供給ローラ３０により現像ローラ２０表面より掻き落とされ、現像装置内に回収される。

ここで現像剤収容部を含む現像装置１３０の下部内壁面は、トナー収容部を下方向に傾斜しており、また現像装置内に水平に配置された仕切板６０で２層に区切られている。この２層に区切られた部分のうち、下層部は現像装置１３０の傾斜を利用し、現像部からトナー収容部に向けトナーを回収搬送する経路（経路Ａ）となっており、上層部はトナー収容部から現像部に向け、トナー搬送ローラ８１手段によって現像剤担持体である現像ローラ２０近傍に供給搬送する経路（経路Ｂ）とに分けられている。また経路Ａから回収されたトナーはトナー攪拌ローラ７０にて新しいトナーと攪拌混合され後、経路Ｂへと搬送されて現像部へ供給される。

本発明を適用可能な現像装置のより具体的な機器構成と諸条件の一例を表１に示す。

図２中、符号１０は、導電性基材が接地され、表面電位が−６００Ｖに帯電された直径Ｄａ＝３０ｍｍの負帯電感光体であり、矢印方向に周速Ｖａ＝１４０ｍｍ／ｓで回転しており、図示はしない像露光手段により、露光され、表面に静電潜像が形成されている。

導電性の弾性現像ローラ２０は、直径Ｄｂ＝１６ｍｍであり、カーボンブラックなどの導電化剤が添加された、体積抵抗率が約１０^６Ωｃｍ、ＪＩＳ-Ａ硬度５０〜６０度の導電性ウレタンゴムからなり、矢印方向に周速Ｖｂ＝２１０ｍｍ／ｓで回転しており、直径Ｄｓ＝８ｍｍの導電性支持体（例えば、ステンレス、導電性樹脂など）のシャフトを介して現像バイアス電源により、Ｅ１＝−３００Ｖの電圧が印加され、現像ニップ幅が約１．５ｍｍとなるように感光体１０に、トナー層を介して圧接している。

トナー撹拌と現像後のトナー除去を兼ねた体積抵抗率が約１０^５Ωｃｍ、セル密度約３個／ｍｍの導電性ウレタンフォームからなる直径１４ｍｍのトナー供給ローラ３０は、接触深さ０．５〜１ｍｍで現像ローラ２０に接触し、矢印方向に周速Ｖｃ＝１２５ｍｍ／ｓで回転しており、導電性支持体（ステンレス、導電性樹脂など）のシャフトを介して供給バイアス電源によりＥ２＝−４５０Ｖの電圧が印加されている。

トナー供給ローラ３０により負に予備帯電され、現像ローラ２０の表面に塗布された非磁性一成分トナーは、現像ローラ２０の回転によりトナー層規制ブレード４０が当接する位置へ搬送される。トナー層規制ブレード４０は、厚み０．１ｍｍの導電性（例えば、ステンレス、リン青銅、導電性樹脂など）の板状部材で、現像ローラ２０の回転方向上流側に自由端を有する片持ち板バネ構造であり、現像ローラに線圧約１５〜３０ｇｆ／ｃｍで当接している。

また、トナー層規制ブレード４０は、トナー層規制ブレードバイアス電源により、Ｅ３＝−４５０Ｖの電圧が印加されている。現像ローラ２０上のトナー層は、弾性トナー層規制ブレード４０により、トナー付着量約０．６〜０．８ｍｇ／ｃｍ^２、トナー帯電量約−１０〜−１５μＣ／ｇに規制された後、現像ローラ２０の回転により、感光体１０と接触対向する現像領域へと搬送され、接触反転現像を行うものである。

図２中、符号９０は、現像ローラ２０下方からトナーのもれを防止するためのシールであり、例えば厚さ０．２ｍｍのウレタンシートやマイラーフィルムからなる。あるいは導電性のフィルム例えばアルミ蒸着フィルムを用いて、これにバイアス例えば、現像ローラ２０のシャフトと同電位あるいは＋５０V程度以上高い電位をかけることで現像後未現像のトナーの帯電を除去するトナー電荷除去手段とすることもできる。

現像ローラ２０上の現像後未現像のトナーは、トナー供給ローラ３０と現像ローラ２０との圧接により現像ローラより剥離され、現像ローラ２０、トナー供給ローラ３０近傍下部に回収される。この回収されたトナーは、現像装置がトナー収容部を下方向けた傾斜、たとえば傾斜角２０度の傾斜を利用し、仕切板６０で２層に区切られた下層部を図３中の矢印で示される経路Ａ方向にトナー攪拌ローラ７０領域に搬送される。トナー攪拌ローラ７０は回転軸にＰＥＴ等のマイラーが取り付けられており、矢印方向に１００ｒｐｍで回転している。

このトナー攪拌ローラ７０の回転により回収トナーとトナー収容部の新しいトナーが十分混合攪拌され、さらに仕切板６０で２層に区切られた上層部のトナー搬送ローラ８１の領域にトナーが搬送される。トナー搬送ローラ８１は回転軸にＰＥＴ等のマイラーが取り付けられており、矢印方向に１７０ｒｐｍで回転している。このトナー搬送ローラ８１の回転によりトナーを供給ローラ近傍に向け搬送し、トナー供給ローラ３０で現像ローラ２０表面に摺接塗布される。

上記現像装置に用いられるトナーは、一般に高抵抗トナーと呼ばれるものが好ましい。より具体的には、ペレットにした場合の電気抵抗が約１０^１０Ω・ｃｍ程度で、平均粒子径が７〜１０μｍとされた微粒子である。この様な微粒子の製造方法としては、樹脂や着色剤等を溶融混練後、粉砕、分級するいわゆる粉砕法が一般的である。また、湿式法と呼ばれるトナーの製造方法が提案されており、この湿式法は、着色剤や添加剤などを分散させた単量体（モノマー）を分散安定剤の存在下に、水性媒体中において重合させる懸濁重合法、乳化重合法、又は転相乳化法等がある。

トナーに使用する結着樹脂材料には、例えば、ポリスチレン又はポリスチレン−アクリル酸エステル共重合体などのスチレン系樹脂、塩化ビニール樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルポリオール樹脂、ポリウレタン樹脂又はポリビニルブチラール樹脂等の群から選ばれる１種又は２種以上が用いられてもよい。

また、結着樹脂材料は、合成段階から結晶姓ワックス類又は非相溶性物質が予め微分散されたものであってもよい。しかしながら、前述した結着樹脂材料の中でも、ポリエステル樹脂又はポリエーテルポリオール樹脂が、樹脂弾性などの熱的性質に優れていることから、これらを結着樹脂材料に用いることが望ましい。

ポリエステル樹脂又はポリエーテルポリオール樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ）は、トナーの熱定着性、保存安定性などの点から、５０〜９０℃なる範囲内が適切である。また、ポリエステル樹脂又はポリエーテルポリオール樹脂の数平均分子量（Ｍｎ）としては、３，０００〜１００，０００なる範囲内が適切である。３，０００未満である場合には粒子化が困難であり、１００，０００以上の場合には、転相乳化の際に高粘度となり、粒子径や分布の制御などに影響を与えるために好ましくない。

トナーに用いられる着色剤としては、これまでに、トナー用材料として用いられている様な各種の染料類や顔料類等であれば特別の制限は無く、以下に示される様な有機又は無機の各種、各色の染料や顔料が使用可能である。すなわち、黒色の着色剤としては、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリン・ブラック、活性炭、非磁性フェライト、磁性フェライト又はマグネタイト等が挙げられる。

また、黄色の着色剤としては、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルーイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧ又はタートラジンレーキ等の化合物が挙げられる。

また、橙色の着色剤としては、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ又はインダスレンブリリアントオレンジＧＫ等の化合物が挙げられる。

また、赤色の着色剤としては、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ビラゾロンレッド、ウオッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドＣ、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ又はブリリアントカーミン３Ｂ等の化合物が挙げられる。

また、紫色の着色剤としては、マンガン紫、ファストバイオレットＢ又はメチルバイオレットレーキ等の化合物が挙げられる。

また、青色の着色剤としては、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー又はインダスレンブルーＢＣ等の化合物が挙げられる。

また、緑色の着色剤としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピクメントグリーンＢ、マイカライトグリーンレーキ又はファイナルイエローグリーンＧ等の化合物が挙げられる。
さらに、白色の着色剤としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白又は硫化亜鉛等の化合物が挙げられる、
静電潜像を現像するトナー中には、上記の様な材料以外にも、マグネタイト、ヘマタイト若しくは各種フェライト等の磁性粉、オフセット防止剤又は帯電制御剤などの成分も必要に応じて配合できる。

トナーの定着性の改良などの目的で用いられるオフセット防止剤は、これまでにトナー用材料として用いられていれば特別の制限は無く、以下に示される様なものが使用可能である。例えば、パラフィンワックス、酸化パラフィンワックス若しくはマイクロクリスタリンワックス等の様な石油ワックス、モンタンワックス等の様な鉱物ワックス、みつろう若しくはカルナバワックス等の様な動植物ワックス、又は、ポリオレフィンワックス（ポリエチレン若しくはポリプロピレン等）、酸化ポリオレフィンワックス若しくはフィッシャートロプシュワックス等の様な合成ワックス等が挙げられる。これらオフセット防止剤は単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

帯電制御剤は、低分子化合物から高分子化合物まで種々の物質が使用できるが、例えば、４級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、有機金属錯体、キレート化合物、アミノ基を有するモノマーを、単独重合、あるいは、共重合させた高分子化合物等が挙げられる。

また、帯電調整及び表面抵抗調整などの目的で添加される外添剤又は流動化剤には、シリカ微粉体、酸化チタン微粉体又はアルミナ微粉体などの無機微粉体が好適に用いられる。これらの無機微粉体は、疎水化及び帯電性コントロールのために、シリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、シリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シランカップリング剤、官能基を有するシランカップリング剤、その他有機ケイ素化合物の様な処理剤で処理されているものであってもよい。また、前述した処理剤から選ばれる１種または２種以上が用いられてもよい。

さらに、他の添加剤として、例えばポリテトラフルオロニチレン、ステアリン酸亜鉛、ポリフッソ化ビニリデン又はシリコーンオイル粒子（約４０％のシリカ含有）等の滑剤が好適に用いられる。またトナー粒子と逆極性の白色微粒子を現像性向上剤として少量用いてもよい。

上記現像装置１３０では、現像装置を傾斜させて配置することで、従来では現像剤担持体や現像剤供給部材の下部に滞留しやすい部分のトナーに対しトナー収容部方向へ向かう駆動力を与え、トナー収容部方向へと動かすことができる。また現像装置内を分離（２層）構造とすることで、現像後に回収されたトナーの回収搬送経路（経路Ａ）と現像部へのトナー供給搬送経路（経路Ｂ）を分けることができる構成となっており、そのため長期間の使用に当っても、現像装置内へ回収されたトナーが滞留を防ぐことができ、滞留していないトナーを現像工程へ継続的に供給することができる。

これにより、現像装置内でのトナー滞留に起因する部分的な劣化トナー割合の上昇が防げ、その結果、濃度不良やガサツキ等の画質不良のない良好な画像を得ることができる。

図３は本発明の別の実施形態を示す模式図である。現像装置１３０内に設けられた仕切板６０により２層に区切られた下層部の底面には、振動付与手段の一例として振動板１９０が設けられている。この振動板は絶縁性の樹脂、ゴム等平板と、平板のトナーと接触しない裏面に振動発生手段として圧電素子を備え構成されたものである。この圧電素子に電圧が印加されることで、圧電素子の振動により、振動板が振動し、回収された現像後未現像のトナーはこの振動により、一層速やかにトナー攪拌ローラ７０領域に搬送される。

尚、騒音の問題が発生しないよう、このとき加える振動を人間の可聴域以上の周波数である２０ｋＨｚ以上の周波数域とすることが好ましい。また振動板１９０は、現像装置全体に振動が伝わらないよう、現像装置筺体に防振ゴム（不図示）を介して設置している。

現像剤担持体や現像剤供給部材の下部に滞留しやすい部分のトナーに対し、振動を付与することで、より一層トナー収容部方向へ向かう駆動力を与えることができ、トナー収容部方向へと動かすことができる。これにより、現像装置内でトナー滞留に起因する部分的な劣化トナー割合の上昇が防げた結果、濃度不良やガサツキ等の画質不良のない良好な画像を継続して得ることができる。

図４は本発明の別の実施形態を示す模式図である。現像装置１３０内に設けられた仕切板６０により２層に区切られた下層部の底面にはトナー搬送手段１９１が設けられている。このトナー搬送手段は２つの回転軸１９１ａ、１９１ｂとの間に張架され、トナー攪拌ローラ７０の方向に向け回転する無端ベルト１９１ｃで構成されている。

回収された現像後未現像のトナーはこのベルトの回転により、一層速やかにトナー攪拌ローラ７０領域に搬送される。

現像剤担持体や現像剤供給部材の下部に滞留しやすいトナーに対し、本例ではベルトの回転を利用することで、より一層トナー収容部方向へ向かう駆動力を与えることができ、スムーズにトナー収容部方向へと動かすことができる。

これにより、現像装置内でトナー滞留に起因する部分的な劣化トナー割合の上昇がより防げるため、濃度不良やガサツキ等の画質不良のない良好な画像を継続して得ることができる。

図５は本発明の別の実施形態を示す模式図である。現像装置１３０内に設けられた仕切板６０により２層に区切られた下層部の底面にはトナー搬送手段１９２が設けられている。このトナー搬送手段１９２は回転軸にＰＥＴ等のマイラーが取り付けられたトナー搬送ローラであり、矢印方向に１７０ｒｐｍで回転している。回収された現像後未現像のトナーは、このトナー搬送手段１９２の回転により、一層速やかにトナー攪拌ローラ７０領域に搬送される。

現像剤担持体や現像剤供給部材の下部に滞留しやすいトナーに対し、本例ではトナー搬送手段が回転することで、より一層トナー収容部方向へ向かう駆動力を与えることができ、スムーズにトナー収容部方向へと動かすことができる。同様に、濃度不良やガサツキ等の画質不良のない良好な画像を継続して得ることができる。

実施例１、実施例２、実施例３、実施例４について、エージングによる画像確認を行った。従来の現像装置を傾斜させない場合では、およそ２０ｋ枚（２００００枚）を過ぎると、ベタ画像部やハーフトーン画像部でのガサツキの画像不良が認められ始め、その後、現像装置のライフエンド（トナーエンド）となるおよそ４０ｋ枚（４００００枚）付近まで、その画像不良は悪化していく状態であった。

本実施例を適用することにより、初期からトナーエンドとなる約４０ｋ枚まで、画像不良となることなく良好な画像を維持することができた。

ここにあげた数値は、画像形成装置の使用場所の環境(温度・湿度およびその変動)や画像形成装置の使用形態の違い、すなわち、状態サイクル（レディー状態と省エネ待機状態あるいは電源オフ状態等）、画像形成の動作頻度および量、画像パターン（印字率、印字箇所、用紙サイズ、ソリッド画像の割合）等で変化するものであるが、これら実施例では明らかな改善効果が見られた。

図６は、本発明の別の画像形成装置の構成を示す模式側面図である。図６の画像形成装置は、潜像保持体である感光体１０１と、帯電手段として帯電器１１０と、露光器１２０と、現像装置１３０ｋ、１３０ｃ、１３０ｍ、１３０ｙと、クリーニング手段１５０と、定着器１７０と、一次転写ベルト１４２と、一次転写器１４１と、二次転写器１４５と、転写ベルトクリーニング手段１８０と、これらの作動を制御する制御手段とを含んで構成される。図番２００は転写紙を示す。

現像装置１３０ｋ、１３０ｃ、１３０ｍ、および１３０ｙはそれぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローの現像剤を感光体１０１（像担持体）に供与、現像を行う現像装置であり、それぞれの現像装置はトナー収容部を現像剤供給部材より下方向に傾斜させて配置している。

現像剤担持体や現像剤供給部材の下部に滞留しやすい部分のトナーに対しトナー収容部方向へ向かう駆動力を与え、トナー収容部方向へと動かすことができる。また現像装置内を２層構造とすることで、現像後に回収されたトナーの回収搬送経路（経路Ａ）と現像部へのトナー供給搬送経路（経路Ｂ）を分けることができる構成となっている。

感光体１０１は、図示しない画像形成装置本体に回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって矢印方向に回転駆動される。駆動手段は、例えば電動機と減速歯車とを含んで構成され、その駆動力を感光体１０１の芯体を構成する導電性支持体に伝えることによって、感光体１０１を所定の周速度で回転駆動させる。帯電器１１０、露光器１２０、現像装置１３０ｋ、１３０ｃ、１３０ｍ、１３０ｙ、一次転写器１４１及びクリーニング手段１５０は、この順序で、感光体１０１の外周面に沿って、矢印で示される感光体１０１の回転方向上流側から下流側に向って設けられる。

帯電器１１０は、感光体１０１の外周面を所定の電位に帯電させる帯電手段である。具体的には、例えば帯電器１１０は、コロトロンやスコロトロンなどのチャージャーワイヤ機構やあるいは接触式の帯電ローラや帯電ブラシによって実現される。

露光器１２０は、例えば半導体レーザなどを光源として備え、光源から出力されるレーザビームなどの光を、感光体１０１の帯電器１１０と現像装置１３０ｋとの間に照射することによって、帯電された感光体１０１の外周面に対して画像情報に応じた露光を施す。露光は、主走査方向である感光体１０１の回転軸線の延びる方向に繰返し走査され、これに伴って感光体１０１の表面に静電潜像が順次形成される。

現像装置１３０ｋ、１３０ｃ、１３０ｍ、１３０ｙは、露光によって感光体１０１の表面に形成される静電潜像を、現像剤によって現像する現像手段であり、感光体１０１に近接対峙して設けられ、感光体１０１の外周面に現像剤であるトナーを供給し、感光体１０１上の静電潜像に応じたトナーを付着させ、静電潜像を顕像化すなわち現像する。実施例１乃至４の現像手段が使用可能である。

一次転写器１４１は感光体１０１上の現像トナー像を一次転写ベルト１４２上に転写させる。一次転写器１４１は一次転写ベルト１４２にトナーと逆極性の電荷を与える導電性の接触転写ローラである。

一次転写工程後、感光体１０１上に未転写で残留したトナーはクリーニング手段１５０により感光体１０１上から除去回収される。クリーニング手段１５０は感光体１０１の外周面に残留するトナーを剥離させるクリーニングブレードと、クリーニングブレードによって剥離されたトナーを収容する回収用ケーシングとを備える。

クリーニング工程後、感光体１０１は除電手段１６０により全面光照射され、残留電位を除電された後、繰り返し帯電、露光、現像、転写、クリーニング、除電の工程がおこなわれる。

この画像形成装置では次のように画像形成工程が行われる。まず、一つ目のカラー、例えばブラックに対応する一連の画像形成工程を行う。すなわち、現像装置１３０ｋが感光体１０１と近接対峙した現像時位置に位置し、そのほかの現像装置１３０ｃ、１３０ｍ、１３０ｙは感光体１０１から退避した非現像時の位置に位置し、この状態でブラックに対応する帯電、露光、現像、一次転写がおこなわれ、一次転写ベルト上にはブラックの転写トナー像が形成される。

次いで、二つ目のカラー、例えばシアンに対応する画像形成工程を行う。すなわち、すなわち、現像装置１３０ｃが感光体１０１と近接対峙した現像時位置に位置し、そのほかの現像装置１３０ｋ、１３０ｍ、１３０ｙは感光体１０１から退避した非現像時の位置に位置し、この状態でシアンに対応する帯電、露光、現像、一次転写を行い、一次転写ベルト上にはブラックの転写トナー像の上に重ねてシアンの転写トナー像が形成される。

順次、三つ目のカラー、四つ目のカラーに対応する画像形成工程を実施することで、一次転写ベルト上にブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４色の重なった転写トナー像が形成される。

さらに、この一次転写ベルト１４２上の転写トナー像は、図示しない搬送手段により一次転写ベルト１４２と二次転写器１４５との間に搬送供給される記録媒体である転写紙２００上に二次転写器１４５によって４色同時に一括転写されることになる。二次転写器１４５は、転写紙２００にトナーと逆極性の電荷を与えるコロトロンなどの帯電器でもよいし、トナーと逆極性にバイアスされた導電性の接触転写ローラなどでもよい。

さらに、二次転写工程でトナー像が転写された転写紙２００は定着手段１７０へと搬送され、定着手段１７０により、トナー像は転写紙２００上に定着され、最終的に転写紙２００上に定着した画像が得られる。定着手段１７０としては、ヒートランプを内臓し、これにより高温に熱せられたローラとこれに接触するローラとの間に転写紙２００を通すことで、熱と圧力により転写紙２００上のトナーを溶融し転写紙２００上に定着させる方法を用いることができる。

二次転写工程で二次転写せずに一次転写ベルト１４２上に残った二次転写残りトナーは、一次転写ベルト１４２に対して離接可能に構成された転写ベルトクリーニング手段１８０を一次転写ベルト１４２に当接作動させて、一次転写ベルト１４２表面から剥離、転写ベルトクリーニング手段内に回収される。

このように、各現像装置を傾斜させて配置することで、現像剤担持体や現像剤供給部材の下部に滞留しやすい部分のトナーに対しトナー収容部方向へ向かう駆動力を与え、トナー収容部方向へと動かすことができる。また現像装置内を２層構造とすることで、現像後に回収されたトナーの回収搬送経路（経路Ａ）と現像部へのトナー供給搬送経路（経路Ｂ）を分けることができる構成となっており、現像装置内へ回収されたトナーが滞留を防ぐことができ、滞留していないトナーを現像工程へ継続的に供給することができる。

これにより現像装置内でのトナー滞留に起因する部分的な劣化トナー割合の上昇が防げ、同様に濃度不良やガサツキ等の画質不良のない良好な画像を得ることができる。

１０、１０１ 感光体
２０ 現像ローラ
３０ トナー供給ローラ
４０ トナー層規制ブレード
５０ トナー
６０ 仕切板
７０ トナー攪拌ローラ
８０ トナー撹拌送り機構
８１ トナー搬送ローラ
９０ トナー漏れ防止シート
１１０ 帯電器
１２０ 露光器
１３０、１３９ｋ、１３０ｃ、１３０ｍ、１３０ｙ 現像装置
１４０ 転写器
１４１ 一次転写器
１４２ 一次転写ベルト
１４５ 二次転写器
１５０ クリーニング手段
１６０ 除電手段
１７０ 定着器
１８０ 転写ベルトクリーニング手段
１９０ 振動板
１９１ａ、１９１ｂ 回転軸
１９１ｃ 無端ベルト
１９２ トナー搬送手段

Claims (5)

1. 少なくとも周面に現像剤を搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に当接または近接配置され、前記現像剤担持体上の現像剤量を規制する現像剤量規制部材と、前記現像剤担持体に当接または近接配置され前記現像剤担持体へ現像剤を供給する現像剤供給部材と、現像剤を収容する現像剤収容部とが一体的に構成された現像装置において、
   前記現像装置は、前記現像剤収容部が前記現像剤供給部材より下方となるように傾斜するとともに、前記現像剤収容部内を分離するための仕切板を備えることを特徴とする現像装置。
2. 前記仕切板で分離された前記現像剤収容部の下層部には、振動を付与する振動付与手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記仕切板で分離された前記現像剤収容部の下層部には、現像剤を搬送する現像剤搬送部材を更に有することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
4. 前記現像剤が非磁性一成分現像剤であることを特徴とする請求項１〜３に記載の現像装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の現像装置を複数備えることを特徴とする画像形成装置。

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