JP2003107858A - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２成分現像剤を構成するトナーとして球形状
のトナーを用いた場合にも、長期間にわたって、高い画
質の可視画像が得られるトナー像を形成することのでき
る現像装置、および高い画質の可視画像が得られる画像
形成装置を提供すること。 【解決手段】 現像装置は、球形状のトナーとキャリア
とよりなる２成分現像剤を担持して搬送する回転スリー
ブよりなる現像剤担持体と、２成分現像剤を混合撹拌し
つつ当該現像剤担持体に対して供給する現像剤撹拌供給
部とを有し、２成分現像剤における未帯電トナー量を検
知する未帯電トナー量検知手段が設けられており、前記
未帯電トナー検知手段によって検知される未帯電トナー
量に応じて、現像剤混合撹拌部を構成する現像剤混合撹
拌用の回転部材の回転速度を加減する回転制御手段を有
することを特徴とする。画像形成装置は、上記の現像装
置を備えてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２成分現像剤によ
って静電荷像を現像する現像装置および画像形成装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】現像装置は、例えば画像形成装置などに
おいて、静電荷像が形成された潜像担持体の表面に、ト
ナーとキャリアとよりなる２成分現像剤（以下、単に
「現像剤」ともいう。）を接触させることにより、当該
静電荷像をトナーによって現像し、トナー像を形成する
ために用いられる。

【０００３】このような現像装置の或る種のものにおい
ては、例えば現像剤を担持して搬送することによって潜
像担持体に対して現像剤を供給する回転スリーブよりな
る現像剤担持体と、現像剤を混合、撹拌しつつ当該現像
剤担持体に対して供給する現像剤混合撹拌部とを備えて
おり、当該現像剤混合撹拌部を構成する現像剤混合撹拌
用の回転部材（以下、単に「回転部材」ともいう。）を
常に回転させることにより、例えばトナー補給機構によ
って現像装置に新しいトナー（以下、トナー補給機構か
ら補給されるトナーを、「新トナー」という。）が補給
された場合にも、当該回転部材の混合撹拌作用よって潜
像担持体に対して供給される現像剤のトナー濃度および
トナー帯電量が一定の範囲内に保たれるようにしてい
る。

【０００４】一方、現像剤を構成するトナーとしては、
例えば重合法などによって得られる、球形状のトナーが
広く用いられている。

【０００５】しかしながら、このようなトナーは、その
形状が球形のものであるため、例えば現像剤混合撹拌部
における回転部材などの混合撹拌作用によって摩擦帯電
されにくいものであることから、このトナーを用いる場
合には、現像装置に対して新トナーのような未帯電状態
のトナーが多量に供給された場合には、かぶりが発生し
やすくなり、高い画質を有する可視画像を得ることがで
きない、という問題がある。このように、現像剤におけ
るトナー帯電量を確実に一定の範囲内に保つことができ
ないことにより、結局、長期間にわたる可視画像形成動
作中において、得られる可視画像の画質が悪化する原因
となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
事情に基づいてなされたものであって、その目的は、２
成分現像剤を構成するトナーとして球形状のトナーを用
いた場合にも、長期間にわたって、高い画質の可視画像
が得られるトナー像を形成することのできる現像装置を
提供することにある。本発明の他の目的は、２成分現像
剤を構成するトナーとして球形状のトナーを用いた場合
にも、長期間にわたって、高い画質の可視画像が得られ
る画像形成装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の現像装置は、球
形状のトナーとキャリアとよりなる２成分現像剤を担持
して搬送する回転スリーブよりなる現像剤担持体と、２
成分現像剤を混合撹拌しつつ当該現像剤担持体に対して
供給する現像剤撹拌供給部とを有する現像装置におい
て、２成分現像剤における未帯電トナー量を検知する未
帯電トナー量検知手段が設けられており、前記未帯電ト
ナー検知手段によって検知される未帯電トナー量に応じ
て、現像剤混合撹拌部を構成する現像剤混合撹拌用の回
転部材の回転速度を加減する回転制御手段を有すること
を特徴とする。

【０００８】本発明の現像装置は、球形状のトナーとキ
ャリアとよりなる２成分現像剤を担持して搬送する回転
スリーブよりなる現像剤担持体と、２成分現像剤を混合
撹拌しつつ当該現像剤担持体に対して供給する現像剤撹
拌供給部とを有する現像装置において、２成分現像剤に
おける未帯電トナー量を検知する未帯電トナー量検知手
段が設けられており、前記未帯電トナー検知手段によっ
て検知される未帯電トナー量に応じて、現像剤担持体を
構成する回転スリーブの回転速度を加減する回転制御手
段を有することを特徴とする。

【０００９】本発明の現像装置は、球形状のトナーとキ
ャリアとよりなる２成分現像剤を担持して搬送する回転
スリーブよりなる現像剤担持体と、２成分現像剤を混合
撹拌しつつ当該現像剤担持体に対して供給する現像剤撹
拌供給部とを有する現像装置において、２成分現像剤に
おける未帯電トナー量を検知する未帯電トナー量検知手
段が設けられており、前記未帯電トナー量検知手段によ
って検知される未帯電トナー量に応じて、現像装置にお
ける現像動作の間隔時間を加減する現像間隔制御手段を
有することを特徴とする。

【００１０】本発明の現像装置は、球形状のトナーとキ
ャリアとよりなる２成分現像剤を担持して搬送する回転
スリーブよりなる現像剤担持体と、２成分現像剤を混合
撹拌しつつ当該現像剤担持体に対して供給する現像剤撹
拌供給部と、バイアスを印加することによってトナーを
帯電させるトナー帯電機構とを有し、当該現像剤担持体
にバイアスを印加することによって現像を行う構成を有
する現像装置において、２成分現像剤における未帯電ト
ナー量を検知する未帯電トナー量検知手段が設けられて
おり、前記未帯電トナー量検知手段によって検知される
未帯電トナー量に応じて、トナー帯電機構によって印加
するバイアスの大きさを加減するバイアス制御手段を有
することを特徴とする。

【００１１】本発明の現像装置においては、未帯電トナ
ー量検知手段が、２成分現像剤における透磁率に基づい
て未帯電トナー量を検知するものであることが好まし
い。

【００１２】本発明の画像形成装置は、上記の現像装置
を備えてなることを特徴とする。

【００１３】本発明の画像形成装置は、潜像担持体の表
面に付着しているトナーを除去するクリーニング部と、
当該クリーニング部により除去されたトナーを現像装置
に搬送するリサイクル手段とを有するものであってもよ
い。

【００１４】

【作用】本発明の現像装置によれば、２成分現像剤にお
ける未帯電トナー量に応じて特定の構成部材の動作状態
を制御する下記（１）〜（４）の制御手段の少なくとも
１つが設けられていることから、２成分現像剤を構成す
るトナーとして球形状のトナーを用いた場合にも、これ
らの制御手段の作用によってトナー帯電量を確実に一定
の範囲内に保つことができるため、長期間にわたって、
高い画質を有する可視画像が得られるトナー像を形成す
ることができる。

【００１５】（１）未帯電トナー検知手段による未帯電
トナー量に応じて現像剤混合撹拌部を構成する現像剤混
合撹拌用の回転部材の回転速度を加減する回転制御手段
が設けられている場合には、現像装置に対して未帯電状
態のトナーが供給されて未帯電トナー量が大きくなる
と、当該回転制御手段によって回転部材の回転速度が大
きくなり、その結果、当該回転部材による撹拌性能が向
上し、撹拌作用による摩擦帯電を促進することができる
ため、２成分現像剤におけるトナー帯電量を一定の範囲
内に保つことができる。

【００１６】（２）未帯電トナー検知手段による未帯電
トナー量に応じて、現像剤担持体を構成する回転スリー
ブの回転速度を加減する回転制御手段が設けられている
場合には、現像装置に対して未帯電状態のトナーが供給
されて未帯電トナー量が大きくなると、当該回転制御手
段によって回転スリーブの回転速度が大きくなり、その
結果、当該回転スリーブと、現像剤担持体における現像
剤搬送量を規制する現像剤規制部材との間の摩擦力が増
加するため、２成分現像剤におけるトナー帯電量を一定
の範囲内に保つことができる。

【００１７】（３）未帯電トナー量検知手段による未帯
電トナー量に応じて、現像装置における現像動作の間隔
時間を加減する現像間隔制御手段が設けられている場合
には、現像装置に対して未帯電状態のトナーが供給され
て未帯電トナー量が大きくなると、当該現像間隔制御手
段によって現像動作の間隔時間が大きくなり、その結
果、未帯電状態のトナーを帯電させるための十分な時間
を確保することができるため、２成分現像剤におけるト
ナー帯電量を一定の範囲内に保つことができる。

【００１８】（４）未帯電トナー量検知手段による未帯
電トナー量に応じて、トナー帯電機構によって印可する
バイアスの大きさを加減するバイアス制御手段が設けら
れている場合には、現像装置に対して未帯電状態のトナ
ーが供給されて未帯電トナー量が大きくなると、当該バ
イアス制御手段によってトナー帯電機構の印加するバイ
アス値が大きくなり、その結果、当該トナー帯電機構に
よる帯電性能が向上するため、２成分現像剤におけるト
ナー帯電量を一定の範囲内に保つことができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を用い
て詳細に説明する。

【００２０】（第１の実施の形態）図１は、本発明の画
像形成装置の構成の一例の概略を示す説明図であり、図
２は、図１の画像形成装置の現像装置の構成を示す説明
用横断平面であり、図３は、図２にかかる現像装置のＡ
Ａ断面を示す説明用縦断平面である。この画像形成装置
は、図１において時計方向（矢印方向）に回転する、例
えば有機感光体よりなる潜像担持体１０と、この潜像担
持体１０を、例えばグリッドとコロナ放電ワイヤによる
コロナ放電によって一様に帯電するための帯電部１２
と、一様に帯電した潜像担持体１０に対して画像読み込
み部（図示せず）の原稿画像情報に基づいて、例えばレ
ーザーダイオード（図示せず）から放射されたレーザー
光によって露光を行うことにより、その表面に静電荷像
を形成する像露光部１３と、潜像担持体１０の表面に形
成された静電荷像を現像してトナー像を形成する現像装
置２０と、潜像担持体１０に形成されたトナー像を、例
えば紙などの転写材に転写させる転写部１６と、潜像担
持体１０に密着した転写材を分離させる分離部１７と、
転写材の表面に転写されたトナー像を定着させる一対の
加熱ローラ１８ａおよび加圧ローラ１８ｂを有する定着
部１８とを備えてなる。同図において、１１は転写材供
給部、１９はクリーニング装置、Ｐは現像領域である。

【００２１】クリーニング装置１９は、潜像担持体１０
の回転方向における転写部１６より下流側に配置されて
おり、電気的にクリーニングを行うクリーニングローラ
１９ａと、機械的にクリーニングを行うブレード１９ｂ
とによって潜像担持体１０の表面に付着しているトナー
の除去を行う。このクリーニング装置１９により除去さ
れたトナー（以下、「リサイクルトナー」ともいう。）
のすべては、リサイクル手段（図示せず）によって現像
装置２０に対して供給される。

【００２２】現像装置２０は、図２および図３に示すよ
うに、潜像担持体１０を臨む側面に開口２８Ｃを有し、
後述する特定の特性を有するトナーおよびキャリアより
なる現像剤（２成分現像剤）が導入されたハウジング２
８内において、複数の固定磁石（図示せず）を内部に備
え、現像剤を担持して潜像担持体１０に対して供給する
回転スリーブ２２よりなる現像剤担持体２１と、当該現
像剤担持体２１の表面に形成される現像剤層の厚さを規
制する現像剤規制部材２３と、現像剤を混合、撹拌しつ
つ現像剤担持体２１に対して供給するための現像剤混合
撹拌部２４とを備えている。この例においては、ハウジ
ング２８の天面板２８Ａにおける現像剤混合撹拌部２４
における後述する混合スクリュー２７の羽根部材２７Ａ
上の位置（図２において（イ）で示す位置）に、トナー
補給機構（図示せず）により補給される新トナーおよび
リサイクルトナーをハウジング２８内に供給するための
トナー供給用開口（図示せず）が形成されている。

【００２３】現像剤混合撹拌部２４は、図３において反
時計方向（矢印方向）に回転する、十字パドル形状の回
転部材よりなり、現像剤を撹拌しつつ現像剤担持体２１
に対して供給する現像剤撹拌供給部材（以下、「撹拌供
給パドル」ともいう。）２５と、一端側（図２において
上端側）に板状の羽根部材２６Ａを有する螺旋状の回転
部材よりなり、ハウジング２８のトナー供給用開口を介
して当該ハウジング２８に対して供給される新トナーお
よびリサイクルトナーを当該ハウジング２８内の現像剤
と混合する第１の現像剤混合部材（以下、「第１の混合
スクリュー」ともいう。）２６と、他端側（図２におい
て下端側）に板状の羽根部材２７Ａを有する螺旋状の回
転部材よりなり、ハウジング２８の底面板２８Ｂから突
出する隔壁２９を隔てて当該第１の混合スクリュー２６
に平行に配置された、第２の現像剤混合部材（以下、
「第２の混合スクリュー」ともいう。）２７と、駆動す
ることにより撹拌供給パドル２５、第１の混合スクリュ
ー２６および第２の混合スクリュー２７を、各々回転さ
せる回転駆動機構（図示せず）とにより構成されてい
る。

【００２４】この例においては、トナー供給用開口から
供給された新トナーおよびリサイクルトナーは、先ず、
隔壁２９の第１の連絡開口２９Ｃを介して、図３におい
て時計方向（矢印方向）に回転する第１の混合スクリュ
ー２６に係る現像剤搬送路（以下、「第１の搬送路」と
もいう。）２９Ａを通り抜け、次いで当該隔壁２９の第
２の連絡開口２９Ｄを介して、図３において反時計方向
（矢印方向）に回転する第２の混合スクリュー２７に係
る現像剤搬送路（以下、「第２の搬送路」ともいう。）
２９Ｂを搬送される過程において混合される。ここで、
第１の搬送路２９Ａおよび第２の搬送路２９Ｂにより、
現像剤搬送路が形成されている。

【００２５】この現像装置２０には、例えば現像剤混合
撹拌部２４における第２の搬送路２９Ｂのトナー供給用
開口に隣接する位置（図２において矢印（ロ）で示す位
置）に、ハウジング２８内におけるトナー濃度を検知す
るトナー濃度検知手段（図示せず）が設けられている。
このトナー濃度検知手段により検知されたトナー濃度情
報に基づいて、例えば制御部（図示せず）からトナー補
給機構に対して補給指令信号および補給停止信号が発信
される。

【００２６】そして、撹拌供給パドル２５と、第１の混
合スクリュー２６および第２の混合スクリュー２７とに
より構成される現像剤混合撹拌部２４においては、現像
剤搬送路の最上流位置（図３において矢印（ハ）で示す
位置）に、透磁率検出センサよりなる未帯電トナー量検
知手段（図示せず）が設けられている。

【００２７】この未帯電トナー量検知手段は、現像剤中
におけるトナー濃度と透磁率とが反比例関係にあること
を利用し、透磁率検出センサによって測定された透磁率
の単位時間当たりの変化割合の情報に基づいて、トナー
供給用開口を介して新たに供給された新トナーおよびリ
サイクルトナーよりなる未帯電トナー量を算出するもの
である。実際には、透磁率検出センサによって測定され
た透磁率の単位時間当たりの変化割合の情報に基づいて
現像剤中におけるトナー濃度の単位時間当たりの変化割
合の情報を得、更に、このトナー濃度の変化割合の情報
に基づいて未帯電トナー量を算出する。

【００２８】また、未帯電トナー量検知手段によって検
知される未帯電トナー量に応じて、回転駆動機構による
撹拌供給パドル２５の回転速度を加減する回転制御手段
（図示せず）が設けられており、この回転制御手段は、
未帯電トナー量が一定のレベル以上となったときには、
回転駆動機構による撹拌供給パドル２５の回転速度が基
準回転速度より大きくなるよう制御する。具体的な一例
では、未帯電トナー量が１００ｍｇ以上となった場合に
は、撹拌供給パドル２５の回転速度は基準回転速度の単
位時間当たりの回転数の１２５％とされ、更に、未帯電
トナー量が１５０ｍｇ以上となった場合には、撹拌供給
パドル２５の回転速度は基準回転速度の単位時間当たり
の回転数の１５０％とされるよう制御される。

【００２９】回転制御手段としては、例えばＣＰＵ（中
央処理装置）から回転駆動機構を構成するモータに供給
する電圧値を変える指示を供給電源に対して発信するも
のが用いられる。

【００３０】以上のような画像形成装置の作動は次のと
おりである。画像読み込み部によって原稿の画像が読み
込まれて原稿画像情報が得られ、この原稿画像情報に基
づいて、像露光部１３において露光を行うことにより、
潜像担持体１０の表面に静電荷像が形成される。一方、
転写材供給部１１から転写材が送り出され、潜像担持体
１０と同期した状態で転写部１６に向けて搬送される。

【００３１】そして、現像装置２０においては、ハウジ
ング２８内にてトナーとキャリアとが混合スクリュー２
６、２７によって混合され、撹拌供給パドル２５によっ
て撹拌されつつ現像剤担持体２１の表面に対して供給さ
れて現像剤担持体２１の表面に付着されて現像剤層を形
成し、この現像剤層は、現像剤規制部材２３によってそ
の厚みが規制されて必要な現像剤量に制限された後、現
像領域Ｐまで搬送され、この現像領域Ｐにおいて、現像
剤層が潜像担持体１０の表面に磁気ブラシを形成して接
触され、これにより、当該潜像担持体１０の表面に形成
された静電荷像に従ってトナーが付着して現像が行わ
れ、トナー像が得られる。

【００３２】このようにして潜像担持体１０の表面に形
成されたトナー像は、転写部１６において、搬送された
転写材に転写される。そして、潜像担持体１０に密着し
た状態にある転写材は、トナー像の転写直後に、分離部
１７において潜像担持体１０から分離される。その後、
潜像担持体１０から分離された転写材は、定着部１８に
向かって搬送され、当該定着部１８においてトナー像が
熱定着され、転写材に原稿の画像に対応した可視画像が
形成され、この可視画像が形成された転写材は、定着部
１８から排出された後、搬送されて外部に排出される。

【００３３】また、転写材が分離された後の潜像担持体
１０は、クリーニング装置１９を通過することにより、
表面に残留しているトナーが除去される。この例におい
ては、クリーニング装置１９によって除去されたすべて
のリサイクルトナーは、リサイクル手段によって回収ボ
ックス（図示せず）に搬送され、この回収ボックスにお
いて新トナーと混合された後に、現像装置２０に対して
供給されるというリサイクル手法によって再利用される
こととなる。

【００３４】以上のような画像形成装置の可視画像形成
作動中においては、例えば現像剤混合撹拌部２４のトナ
ー供給用開口上流位置に設けられたトナー濃度検知手段
により検知されるハウジング２８内におけるトナー濃度
が過小となると制御部により補給指令信号が発せられ、
この補給指令信号を受けてトナー補給機構から現像装置
２０に対して新トナーが補給され、一方、トナー補給機
構からの新トナーの補給により、ハウジング２８内にお
けるトナー濃度が過大となると、制御部により補給停止
信号が発せられ、トナー補給機構による新トナーの補給
が停止される。このようにして、トナー補給機構から現
像装置２０に新トナーが補給される。

【００３５】そして、現像装置２０においては、一連の
可視画像形成動作中には、常に、撹拌供給パドル２５お
よび混合スクリュー２６、２７の各々が回転駆動機構に
よって回転されているが、未帯電トナー量検知手段によ
り検知される未帯電トナー量が一定のレベル以上となる
と、回転制御手段によって回転駆動機構による撹拌供給
パドル２５の回転速度が大きくされる。

【００３６】このように、ハウジング２８内に、未帯電
トナー量検知手段により新トナーおよびリサイクルトナ
ーよりなる未帯電状態のトナーが多量に存在することが
検知された場合には、撹拌供給パドル２５の回転速度が
大きくなることにより、当該撹拌供給パドル２５の撹拌
性能が向上し、撹拌作用によって摩擦帯電が促進される
ため、現像剤を構成するトナーとして後述する摩擦帯電
されにくい球形状のトナーを用いた場合にも、トナー帯
電量を確実に一定の範囲内に保つことができる。従っ
て、現像装置２０を備えた画像形成装置は、現像剤を構
成するトナーとして球形状のトナーを用いた場合にも、
長期間にわたって、高い画質の可視画像を得ることがで
きる。

【００３７】このような第１の実施の形態においては、
種々の変更を加えることができる。例えば、現像装置と
しては、現像剤混合撹拌部を構成する混合供給パドル
（現像剤撹拌供給部材）の回転速度を制御する回転制御
手段に代えて、現像剤担持体を構成する回転スリーブの
回転速度を、未帯電トナー量検知手段による未帯電トナ
ー量に応じて加減する回転制御手段が設けられているも
のであってもよい。この回転スリーブに係る回転制御手
段は、未帯電トナー量が一定のレベル以上となったとき
には、回転スリーブの回転速度が基準回転速度よりも大
きくなるよう制御する。具体的な一例では、例えば未帯
電トナー量が１００ｍｇ以上となった場合には、回転ス
リーブの回転速度は基準回転速度の単位時間当たりの回
転数の１２５％とされ、更に、未帯電トナー量が１５０
ｍｇ以上となった場合には、回転スリーブの回転速度は
基準回転速度の単位時間当たりの回転数の１５０％とさ
れるよう制御される。

【００３８】この場合においては、ハウジング内に、未
帯電トナー量検知手段により新トナーおよびリサイクル
トナーよりなる未帯電状態のトナーが多量に存在するこ
とが検知されると、回転スリーブの回転速度が大きくな
ることにより、当該回転スリーブと、現像剤担持体にお
ける現像剤搬送量を規制する現像剤規制部材との間の摩
擦力が増加するため、球形状のトナーを用いた場合に
も、現像剤におけるトナー帯電量を確実に一定の範囲内
に保つことができる。

【００３９】また、現像装置においては、現像剤混合撹
拌部を構成する現像剤混合部材（混合スクリュー）の回
転速度が制御されるものであってもよく、また、複数の
構成部材の回転速度が制御されるものであってもよい。
そして、回転制御手段は、複数の制御因子の各々に基づ
いて適宜な制御を行うものであってもよい。

【００４０】以上のような構成の画像形成装置に好適に
用いられる現像剤としては、球形状のトナーと、キャリ
アとよりなるものが挙げられる。

【００４１】ここで、「球形状のトナー」とは、トナー
粒子の投影面積をＳ１、その周長をＬ１とするとき、こ
の周長Ｌ１と、投影面積がＳ１である真円の周長Ｌ２と
の比で表される球形化度（Ｌ２／Ｌ１）が０．９３以上
であるトナーをいう。

【００４２】そして、２成分現像剤に係るトナーは、非
磁性トナーであり、キャリアは磁性キャリアであること
が好ましい。

【００４３】非磁性トナーとしては、例えば結着樹脂と
着色剤とを含有してなる着色粒子により構成されるもの
が用いられ、特に無機微粉末などがトナー粉末に添加混
合されたものが好ましい。

【００４４】非磁性トナーの結着樹脂は、特に限定され
るものではないが、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、
スチレン−アクリル共重合体樹脂、ポリエステル樹脂な
どの公知の樹脂を用いることができる。

【００４５】非磁性トナーに用いられる着色剤として
は、例えば黒トナーのためにはカーボンブラック、ニグ
ロシン染料などが使用され、イエロー、マゼンタ、シア
ントナーに必要な顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブ
ルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．
Ｉ．ピグメントブルー１５：６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブ
ルー６８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８−３、Ｃ．
Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッ
ド２１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７−１、Ｃ．
Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエ
ロー８１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５４などを好
適に用いることができる。

【００４６】非磁性トナーの粒子には、さらに必要に応
じて離型剤、荷電制御剤、流動化剤、滑剤、クリーニン
グ助剤、その他の添加剤を含有させることもでき、構成
される材料には公知のものを用いることができる。

【００４７】非磁性トナーの製造方法としては、乳化重
合や懸濁重合などを利用してトナーを得る重合法を利用
することができる。この製造方法によれば、特定の形状
係数を有し球形の程度が高く、粒径分布や帯電量分布な
どの物性分布がシャープであるトナー、あるいは小径の
トナーを容易に得ることができる。また、この方法にお
いては、外添剤として無機微粉末を添加混合することも
できる。

【００４８】非磁性トナーは、平均粒径が体積平均粒子
径で９μｍ以下であり、５〜７μｍであることが好まし
い。このような非磁性トナーによれば、良好なトナー像
を形成することができ、その結果、高い画質を有する可
視画像を得ることができる。

【００４９】磁性キャリアとしては、例えば鉄、フェラ
イト、マグネタイトなどの金属、それらの金属とアルミ
ニウム、鉛などの金属との合金などの従来から公知の材
料を用いることができる。特にフェライト粒子が好まし
い。キャリアの体積平均粒径としては１５〜１００μｍ
であることが好ましく、更に好ましくは２５〜６０μｍ
とされる。

【００５０】好ましいキャリアとしては、磁性粒子の表
面が樹脂により被覆されている樹脂被覆キャリア、樹脂
中に磁性粒子を分散させたいわゆる樹脂分散型キャリア
を挙げることができる。樹脂被覆キャリアを構成する樹
脂としては、特に限定されるものではないが、例えばオ
レフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−アクリル
系樹脂、シリコーン系樹脂、エステル系樹脂、フッ素含
有重合体系樹脂等が挙げられる。また、樹脂分散型キャ
リアを構成する樹脂としては、特に限定されず公知のも
のを使用することができ、例えばスチレンアクリル樹
脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、フェノール樹脂
などを使用することができる。

【００５１】現像剤は、以上のような非磁性トナーと磁
性キャリアとを混合して調製される。非磁性トナーと磁
性キャリアとを混合するに際しては、従来より公知の混
合機を用いることができるが、混合される際に、非磁性
トナーおよび磁性キャリアに加わえられるストレスが小
さい混合機、例えばへンシェルミキサーなどの高速攪拌
型よりもＶ型混合機、Ｗコーン混合機、ロッキングミキ
サーなどの自転型の混合機を使用することが好ましい。
また、非磁性トナーと磁性キャリアとの混合比率は、現
像剤全体の質量に対し、トナーの混合割合が２．０〜１
０．０質量％の範囲にあることが好ましい。

【００５２】（第２の実施の形態）第２の実施の形態の
画像形成装置においては、撹拌供給パドル（現像剤撹拌
供給部材）に係る回転制御手段の代わりに、未帯電トナ
ー量検知手段によって検知される未帯電トナー量に応じ
て、現像装置における現像動作の間隔時間、具体的には
１の静電荷像が現像されてから次の静電荷像が現像され
るまでの時間を加減する現像間隔制御手段が設けられて
いること以外は、第一の実施の形態と同様の構成を有す
る。

【００５３】現像間隔制御手段としては、ＣＰＵからの
画像形成および転写材供給の信号発信のタイミングを変
更するものを用いることができる。

【００５４】そして、撹拌時間制御手段は、未帯電トナ
ー量が一定のレベル以上となったときには、現像間隔時
間が基準現像間隔時間よりも大きくなるよう制御する。
具体的な一例では、例えば未帯電トナー量が１００ｍｇ
以上となった場合には、現像間隔時間は基準現像間隔時
間の１８０％とされ、更に、未帯電トナー量が１５０ｍ
ｇ以上となった場合には、現像間隔時間は基準現像間隔
時間の２４０％とされるよう制御される。

【００５５】このように、ハウジング内に、未帯電トナ
ー量検知手段により新トナーおよびリサイクルトナーよ
りなる未帯電状態のトナーが多量に存在することが検知
された場合には、現像動作の間隔時間が大きくなり、例
えば現像剤撹拌供給部材の撹拌作用によって未帯電状態
のトナーを帯電させるための十分な時間を確保すること
ができるため、球形状のトナーを用いた場合にも、現像
剤におけるトナー帯電量を確実に一定の範囲内に保つこ
とができる。従って、この現像装置を備えた画像形成装
置は、現像剤を構成するトナーとして球形状のトナーを
用いた場合にも、長期間にわたって、高い画質の可視画
像を得ることができる。

【００５６】以上のような本発明の画像形成装置は、現
像剤を構成するトナーとして球形状であって、摩擦帯電
されにくいトナーを用いた場合にも、優れた現像安定性
を得ることができ、長時間にわたって、高い画質を有す
る可視画像が得られるトナー像を形成することができる
現像装置を備えてなるものであるため、長期間にわたっ
て、高い画質の可視画像を得ることができる。

【００５７】本発明の画像形成装置においては、種々の
変更を加えることができる。例えば、画像形成装置は、
リサイクル手段が設けられていないものであってもよ
い。

【００５８】また、現像装置が、現像剤担持体を構成す
る回転スリーブにバイアスを印加することによって当該
現像剤担持体と潜像担持体との間に電界を形成し、この
電界により回転スリーブ上のトナーを潜像担持体上に形
成されている静電荷像に対して選択的に付着させること
によって現像を行う構成を有すると共に、例えば現像剤
の搬送方向に関して現像領域より上流位置に設けた導電
性材料製よりなるトナー帯電用部材にバイアスを印加す
ることにより、当該トナー帯電用部材と現像剤担持体を
構成する回転スリーブとの間に周期的に変化する振動電
界を形成し、この振動電界の作用によってトナーを帯電
させるトナー帯電機構を備えてなるものであって、この
トナー帯電機構によって印可するバイアスの大きさを、
未帯電トナー量検知手段によって検知される未帯電トナ
ー量に応じて加減するバイアス制御手段を備えてなるも
のであってもよい。

【００５９】このバイアス制御手段は、未帯電トナー量
が一定のレベル以上となったときには、トナー帯電機構
によって印加するバイアス値が基準バイアス値よりも大
きくなるよう制御する。具体的な一例では、例えば未帯
電トナー量が１００ｍｇ以上となった場合には、印加す
るバイアス値は基準バイアス値の１２０％とされ、更
に、未帯電トナー量が１５０ｍｇ以上となった場合に
は、印加するバイアス値は基準バイアス値の１５０％と
されるよう制御される。

【００６０】この場合には、ハウジング内に、未帯電ト
ナー量検知手段により新トナーおよびリサイクルトナー
よりなる未帯電状態のトナーが多量に存在することが検
知されると、バイアス制御手段によってトナー帯電機構
によって印可するバイアス値を大きくなることにより、
当該トナー帯電機構による帯電性能が向上し、球形状の
トナーを用いた場合にも、現像剤におけるトナー帯電量
を確実に一定の範囲内に保つことができる。

【００６１】また、未帯電トナー量検知手段は、ハウジ
ング内におけるいずれかの位置に設けることができる。
更に、トナー濃度検知手段は、未帯電トナー量検知手段
を構成する透磁率検出センサの測定する現像剤の透磁率
に基づいてハウジング内におけるトナー濃度を検知する
構成のものであってもよい。

【００６２】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本発明はこれらにより限定されるものではない。

【００６３】＜実施例１＞図１に示されている構成に従
い、現像剤担持体と、現像剤混合撹拌部と、クリーニン
グ装置およびリサイクル手段とを有する第１の実施の形
態に係る現像装置を備えた画像形成装置を作製した。

【００６４】現像剤混合撹拌部における現像剤撹拌供給
部材としては、直径２０ｍｍの樹脂製十字パドルを用
い、現像剤混合部材としては、一端側に羽根部材を有す
る直径１８ｍｍのアルミニウム製の螺旋状回転部材を用
いた。

【００６５】また、現像剤撹拌供給部材に係る回転制御
手段としては、当該現像剤撹拌供給部材の基準回転速度
を２８３ｒｐｍとし、透磁率検出センサ（ＴＤＫ株式会
社製）よりなる未帯電トナー量検知手段により検知され
る未帯電トナー量が１００ｍｇ以上である場合に、その
回転速度を３１１ｒｐｍとする制御を行うものを用い
た。

【００６６】現像剤としては、コハク酸とエチレングリ
コールとにより得られるポリエステルと、スチレン／ｎ
−ブチルアクリレート／メタクリル酸共重合体とを含有
する樹脂よりなる微粒子を水系媒体中で融着させること
により製造された球形状のトナーと、シリコーン樹脂を
被覆したフェライトキャリアとにより構成されるものを
用いた。

【００６７】以上の構成の画像形成装置を可動させて、
継続して黒化面積率１．８％の可視画像を、転写材であ
るＡ４の紙に形成し、その可視画像形成動作中の回転制
御手段による制御が開始されてから得られた１〜１０枚
目の可視画像におけるかぶりの発生状態を目視して確認
した。結果を表１に示す。かぶりの発生状態は、かぶり
のない良好な状態を「Ａ」と評価し、わずかにかぶりが
あるが、実用上問題のない場合には「Ｂ」と評価し、か
ぶりが多く、実用上支障をきたす場合には「Ｃ」と評価
した。

【００６８】＜実施例２＞実施例１と同様の構成の画像
形成装置を用い、現像剤撹拌供給部材の回転速度を制御
する回転制御手段に代えて、現像剤担持体の回転スリー
ブの回転速度を制御する回転制御手段を用いたこと以外
は実施例１と同様の方法により、得られる可視画像のか
ぶりの発生状態を確認した。結果を表１に示す。

【００６９】回転スリーブに係る回転制御手段として
は、当該回転スリーブの基準回転速度を２６５ｒｐｍと
し、透磁率検出センサ（ＴＤＫ株式会社製）よりなる未
帯電トナー量検知手段により検知される未帯電トナー量
が１００ｍｇ以上である場合に、その回転速度を３４１
ｒｐｍとする制御を行うものを用いた。

【００７０】＜比較例１＞実施例１と同様の構成の画像
形成装置を用い、現像剤撹拌供給部材の回転速度を制御
せずに可視画像形成動作中における現像剤撹拌供給部材
の回転速度を常に２８３ｒｐｍとしたこと以外は実施例
１と同様の方法により、実施例１と同じタイミングに得
られる可視画像のかぶりの発生状態を確認した。結果を
表１に示す。

【００７１】

【表１】

【００７２】以上の結果から、第１の実施の形態に係る
画像形成装置によれば、現像剤を構成するトナーとして
球形状のトナーを用いた場合にも、トナー消費量の多い
画像が形成されるなどして一度に大量の新トナーが現像
装置に補給された場合、あるいは大量のリサイクルトナ
ーが還流した場合にも、高い画質の可視画像を得ること
ができることが確認された。

【００７３】＜実施例３＞現像装置として、標準現像間
隔時間を０．８２秒（コピー速度３５ｃｐｍ）とし、未
帯電トナー量検知手段により検知される未帯電トナー量
が１００ｍｇ以上である場合に、その現像間隔時間を
１．５５秒（コピー速度２５ｃｐｍ）とする制御を行う
現像間隔時間制御手段を備えてなるものを用いたこと以
外は実施例１と同様の構成の画像形成装置を用い、この
画像形成装置を用いたこと以外は実施例１と同様の方法
により、得られる可視画像のかぶりの発生状態を確認し
た。結果を表２に示す。

【００７４】＜比較例１＞実施例２と同様の構成の画像
形成装置を用い、現像間隔時間を制御せず、可視画像形
成動作中における現像間隔時間を常に０．８２秒（コピ
ー速度３５ｃｐｍ）としたこと以外は実施例２と同様の
方法により、実施例３と同じタイミングに得られる可視
画像のかぶりの発生状態を確認した。結果を表２に示
す。

【００７５】

【表２】

【００７６】以上の結果から、第２の実施の形態に係る
画像形成装置によれば、現像剤を構成するトナーとして
球形状のトナーを用いた場合にも、トナー消費量の多い
画像が形成されるなどして一度に大量の新トナーが現像
装置に補給された場合、あるいは大量のリサイクルトナ
ーが還流した場合にも、高い画質の可視画像を得ること
ができることが確認された。

【００７７】

【発明の効果】本発明の現像装置によれば、２成分現像
剤における未帯電トナー量に応じて特定の構成部材の動
作状態を制御する下記（１）〜（４）の制御手段の少な
くとも１つが設けられていることから、２成分現像剤を
構成するトナーとして球形状のトナーを用いた場合に
も、これらの制御手段の作用によってトナー帯電量を確
実に一定の範囲内に保つことができるため、長期間にわ
たって、高い画質を有する可視画像が得られるトナー像
を形成することができる。

【００７８】（１）未帯電トナー検知手段による未帯電
トナー量に応じて現像剤混合撹拌部を構成する現像剤混
合撹拌用の回転部材の回転速度を加減する回転制御手段
が設けられている場合には、現像装置に対して未帯電状
態のトナーが供給されて未帯電トナー量が大きくなる
と、当該回転制御手段によって回転部材の回転速度が大
きくなり、その結果、当該回転部材による撹拌性能が向
上し、撹拌作用による摩擦帯電を促進することができる
ため、２成分現像剤におけるトナー帯電量を一定の範囲
内に保つことができる。

【００７９】（２）未帯電トナー検知手段による未帯電
トナー量に応じて、現像剤担持体を構成する回転スリー
ブの回転速度を加減する回転制御手段が設けられている
場合には、現像装置に対して未帯電状態のトナーが供給
されて未帯電トナー量が大きくなると、当該回転制御手
段によって回転スリーブの回転速度が大きくなり、その
結果、当該回転スリーブと、現像剤担持体における現像
剤搬送量を規制する現像剤規制部材との間の摩擦力が増
加するため、２成分現像剤におけるトナー帯電量を一定
の範囲内に保つことができる。

【００８０】（３）未帯電トナー量検知手段による未帯
電トナー量に応じて、現像動作の間隔時間を加減する現
像間隔制御手段が設けられている場合には、現像装置に
対して未帯電状態のトナーが供給されて未帯電トナー量
が大きくなると、当該現像間隔制御手段によって現像動
作の間隔時間が大きくなり、その結果、未帯電状態のト
ナーを帯電させるための十分な時間を確保することがで
きるため、２成分現像剤におけるトナー帯電量を一定の
範囲内に保つことができる。

【００８１】（４）未帯電トナー量検知手段による未帯
電トナー量に応じて、トナー帯電機構によって印可する
バイアスの大きさを加減するバイアス制御手段が設けら
れている場合には、現像装置に対して未帯電状態のトナ
ーが供給されて未帯電トナー量が大きくなると、当該バ
イアス制御手段によってトナー帯電機構の印加するバイ
アス値が大きくなり、その結果、当該トナー帯電機構に
よる帯電性能が向上するため、２成分現像剤におけるト
ナー帯電量を一定の範囲内に保つことができる。

【００８２】本発明の画像形成装置によれば、現像剤を
構成するトナーとして球形状のトナーを用いた場合に
も、優れた現像安定性を有し、良好なトナー像を形成す
ることのできる本発明の現像装置を備えてなるため、長
期間にわたって、高い画質の可視画像を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の構成の一例の概略を示
す説明図である。

【図２】図１の画像形成装置の現像装置の構成を示す説
明用横断平面図である。

【図３】図２にかかる現像装置のＡＡ断面を示す説明用
縦断平面図である。

【符号の説明】

１０ 潜像担持体 １１ 転写材供給部 １２ 帯電部 １３ 像露光部 １６ 転写部 １７ 分離部 １８ 定着部 １８ａ 加熱ローラ １８ｂ 加圧ローラ １９ クリーニング装置 １９ａ クリーニングローラ １９ｂ ブレード ２０ 現像装置 ２１ 現像剤担持体 ２２ 回転スリーブ ２３ 現像剤規制部材 ２４ 現像剤混合撹拌部 ２５ 現像剤撹拌供給部材（撹拌供給パドル） ２６ 第１の現像剤混合部材（第１の混合スクリュ
ー） ２６Ａ 羽根部材 ２７ 第２の現像剤混合部材（第２の混合スクリュ
ー） ２７Ａ 羽根部材 ２８ ハウジング ２８Ａ 天面板 ２８Ｂ 底面板 ２８Ｃ 開口 ２９ 隔壁 ２９Ａ 第１の現像剤搬送路 ２９Ｂ 第２の現像剤搬送路 ２９Ｃ 第１の連絡開口 ２９Ｄ 第２の連絡開口 Ｐ 現像領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 洋太郎 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内 (72)発明者 秋田 宏 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） 2H073 BA01 BA11 BA25 CA03 2H077 AA37 AB01 AB02 AB03 AD06 DA01 DA10 DA52 DB08 DB14 DB25 EA01 2H134 GA01 GB02 JA01 JA11 KG03 KH01

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 球形状のトナーとキャリアとよりなる２
   成分現像剤を担持して搬送する回転スリーブよりなる現
   像剤担持体と、２成分現像剤を混合撹拌しつつ当該現像
   剤担持体に対して供給する現像剤撹拌供給部とを有する
   現像装置において、 ２成分現像剤における未帯電トナー量を検知する未帯電
   トナー量検知手段が設けられており、 前記未帯電トナー検知手段によって検知される未帯電ト
   ナー量に応じて、現像剤混合撹拌部を構成する現像剤混
   合撹拌用の回転部材の回転速度を加減する回転制御手段
   を有することを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 球形状のトナーとキャリアとよりなる２
   成分現像剤を担持して搬送する回転スリーブよりなる現
   像剤担持体と、２成分現像剤を混合撹拌しつつ当該現像
   剤担持体に対して供給する現像剤撹拌供給部とを有する
   現像装置において、 ２成分現像剤における未帯電トナー量を検知する未帯電
   トナー量検知手段が設けられており、 前記未帯電トナー検知手段によって検知される未帯電ト
   ナー量に応じて、現像剤担持体を構成する回転スリーブ
   の回転速度を加減する回転制御手段を有することを特徴
   とする現像装置。
3. 【請求項３】 球形状のトナーとキャリアとよりなる２
   成分現像剤を担持して搬送する回転スリーブよりなる現
   像剤担持体と、２成分現像剤を混合撹拌しつつ当該現像
   剤担持体に対して供給する現像剤撹拌供給部とを有する
   現像装置において、 ２成分現像剤における未帯電トナー量を検知する未帯電
   トナー量検知手段が設けられており、 前記未帯電トナー量検知手段によって検知される未帯電
   トナー量に応じて、現像動作の間隔時間を加減する現像
   間隔制御手段を有することを特徴とする現像装置。
4. 【請求項４】 球形状のトナーとキャリアとよりなる２
   成分現像剤を担持して搬送する回転スリーブよりなる現
   像剤担持体と、２成分現像剤を混合撹拌しつつ当該現像
   剤担持体に対して供給する現像剤撹拌供給部と、バイア
   スを印加することによってトナーを帯電させるトナー帯
   電機構とを有し、当該現像剤担持体にバイアスを印加す
   ることによって現像を行う構成を有する現像装置におい
   て、 ２成分現像剤における未帯電トナー量を検知する未帯電
   トナー量検知手段が設けられており、 前記未帯電トナー量検知手段によって検知される未帯電
   トナー量に応じて、トナー帯電機構によって印加するバ
   イアスの大きさを加減するバイアス制御手段を有するこ
   とを特徴とする現像装置。
5. 【請求項５】 未帯電トナー量検知手段が、２成分現像
   剤における透磁率に基づいて未帯電トナー量を検知する
   ものであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいず
   れかに記載の現像装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜請求項５のいずれかに記載の
   現像装置を備えてなることを特徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】 潜像担持体の表面に付着しているトナー
   を除去するクリーニング部と、当該クリーニング部によ
   り除去されたトナーを現像装置に搬送するリサイクル手
   段とを有することを特徴とする請求項６に記載の画像形
   成装置。