JP2006235271A

JP2006235271A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2006235271A
Application number: JP2005050249A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Akita; 宏秋田; Seiko Itagaki; 板垣　　整子; Isamu Miura; 勇三浦
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2005-02-25
Filing date: 2005-02-25
Publication date: 2006-09-07
Anticipated expiration: 2025-02-25
Also published as: JP4591113B2

Abstract

【課題】高い混合性能と帯電性能により、高画質の画像を高速で形成することが可能であり、且つ、高印字率画像、低印字率画像ともに、高い画質で画像形成できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像剤担持体、供給手段、攪拌・搬送手段及び攪拌手段を有し、攪拌手段を印字率と画像枚数とに応じて制御し、低印字率の場合には、攪拌手段の回転を下げる。
【選択図】図５

Description

本発明は電子写真方式の画像形成装置における現像装置に関する。

従来、広く用いられている現像装置を図１により説明する。

現像装置内は、現像スリーブＧＳに現像剤を供給する供給室Ａと現像剤を攪拌する攪拌室Ｂに区画され、供給室Ａにパドルと称される回転方向搬送部材Ｋ及びスクリューからなる攪拌・搬送部材ＨＫ１が設けられ、攪拌室Ｂ内にスクリューからなる攪拌・搬送部材部材ＨＫ２が設けられる。

回転方向搬送部材Ｋは回転軸方向に平行な板が軸に放射状に固定されたものであり、回転方向には搬送力を有するが、回転軸方向には搬送力を有しない。攪拌・搬送部材ＨＫ１、ＨＫ２は回転軸方向に搬送力を有し、現像剤を攪拌しながら回転軸方向に搬送し、現像剤中のトナー濃度及びトナーの帯電量を均一化する。

現像剤は攪拌室Ｂ内で、攪拌・搬送部材ＨＫ２により攪拌されて、トナーが現像剤中に均一に混入されるとともに帯電された後に、供給室Ａに送られる。

供給室Ａ内において、現像剤は攪拌・搬送部材ＨＫ１により搬送されるとともに、攪拌・搬送部材ＨＫ１及び回転方向搬送部材Ｋにより攪拌され、トナー濃度及びトナー帯電量が更に均一化された後に、現像スリーブＧＳに供給される。

而して、回転方向搬送部材Ｋは前記に説明したように、回転方向に現像剤を搬送して、現像スリーブＧＳに現像剤を供給するが、回転軸方向には搬送力を有しないので、攪拌・搬送部材ＨＫ１から受け取った現像剤を回転軸方向に関しては、移動させることなく受け取り位置で現像スリーブＧＳに供給する。従って、攪拌室Ｂから供給された現像剤にトナー濃度及びトナー帯電量に関して不均一があると、現像スリーブＧＳ上の現像剤は不均一なものとななる場合がある。

電子写真方式の画像形成装置は印刷の分野において用いられたり、カラー画像形成装置として使用されるに従って、高画質、高速に対するニーズが強くなってきている。

このような高画質化や高速化に対応する技術の中で現像技術では、前記に説明したような現像剤の不均一による画質の低下が問題となる。特に、現像装置に補給されたトナーの帯電量を早期に所定のレベルまで上昇させる技術が必要になる。

この条件を満たすことを目的とした技術が開発されている。

即ち、特許文献１では、トナーを上方から落下させて現像装置に供給し、トナーの補給位置において、２つの現像剤攪拌手段がともに上から下に移動するように、これらを回転させる現像装置が開示されている。

特許文献２では、２つの現像剤攪拌手段を有し、一方の現像剤攪拌手段を軸方向に搬送機能を有するもので構成するとともに、他方を軸方向に搬送機能を有しないもので構成し、補給トナーが落下する補給位置において、２つの現像剤攪拌手段を上から下に移動するように回転する現像装置が開示されている。

特許文献３では、現像剤供給回収手段に対して、２つの現像剤攪拌手段を設け、一方の現像剤攪拌手段が現像剤供給攪拌手段と同方向に現像剤を搬送し、他方の現像剤攪拌手段が現像剤供給回収手段と逆方向に現像剤を搬送するように、現像剤攪拌手段を構成し、前記他方の現像剤攪拌手段の搬送能力が、前記現像剤供給回収手段の搬送能力と前記一方の現像剤攪拌手段の搬送能力との和に等しくなるようにした現像装置が開示されている。

特許文献１〜３では、攪拌室内に２本の攪拌手段を設けて攪拌した後に、現像剤を供給回収室に送ることにより、トナー濃度及び帯電量が均一化された現像剤を現像スリーブに供給している。
特開２００４−３２６０３３号公報特開２００４−３２６０３４号公報特開２００４−３２６０３５号公報

特許文献１〜３に記載された現像技術では、２つの現像剤攪拌手段により現像剤を攪拌した後に、供給室に現像剤を送っているので、攪拌室内における現像剤の攪拌が強化されて、現像剤の混合とトナーの帯電とが強化される。

その結果、トナーを短時間内に現像剤中に均一に混合するとともに、トナーを短時間内に帯電することができるが、現像剤に対するストレスが強化され、ストレスによる現像剤の劣化が問題となる。

現像剤の攪拌の強化は、主として、トナーの消費量が多く、トナーの補給割合が高い画像形成工程において有効である。これに対して、トナーの消費量が少ない画像形成、即ち、印字率の低い画像を形成する画像形成工程においては、攪拌の強化の結果、現像剤の劣化により画質が低下することが問題となる。

本発明は、攪拌性能を強化した現像装置におけるストレスによる現像剤の劣化及び劣化に起因する画質の低下を防止して、高画質の画像を形成する画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的は、下記の発明により達成される。
（請求項１）
回転により現像剤を現像領域に搬送する現像剤担持体、
回転により回転軸に沿った第１方向に現像剤を搬送しつつ前記現像剤担持体に現像剤を供給する供給手段、
回転により現像剤を攪拌しつつ前記第１方向と反対の第２方向に現像剤を搬送する攪拌・搬送手段及び、
軸の周りに形成された傾斜した攪拌羽を有する攪拌手段であって、前記攪拌・搬送手段により搬送される現像剤を攪拌する攪拌手段を有する現像装置を有する画像形成装置において、
印字率に応じて前記攪拌・搬送手段の単位作動時間当たりの前記攪拌手段の回転量を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
（請求項２）
前記制御手段は、印字率が所定値以上の画像の画像形成において、前記攪拌手段を連続回転駆動し、前記所定値よりも低い画像の画像形成において、前記攪拌手段を、停止と回転とを繰り返す断続駆動することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

請求項１又は請求項２の発明により、現像剤の攪拌力を向上して、高速現像を可能にした現像装置において発生しやすいトナーの劣化による画質低下が防止されて、形成する画像の性質に影響されることなく、常に高い画質の画像を形成する画像形成装置が実現される。

請求項２の発明により、攪拌手段による現像剤の攪拌の制御幅が広くなって、攪拌手段の制御をより高い精度で行うことが可能となる。

以下に、実施例により本発明を説明するが、本発明は以下に説明する実施の形態に限られない。
＜画像形成装置＞
図２は本発明の実施の形態に係る現像装置を有するカラー画像形成装置の全体図である。

図２に示すように、カラー画像形成装置は、画像形成装置本体ＧＨと画像形成装置本体ＧＨの上部に設けられた画像読取装置ＳＣとから構成される。

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、転写体の一例である中間転写体の移動方向に沿ってイエロー、マゼンタ、シアンおよび黒色の各単色トナー像を形成する画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋを配置し、各画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの像担持体上に形成した単色トナー像を中間転写体上に多重転写して重ね合わせて中間転写体上に多色トナー像を形成した後、記録材上に一括転写するものである。

図において、画像読取装置ＳＣ上に載置された原稿画像が光学系により走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤに読み込まれ、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、画像圧縮処理等が行われたデジタル化された後、露光装置３の制御信号として用いられる。

また図において、転写体の一例である中間転写体２０の周縁部には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒色（Ｂｋ）の各単色トナー像を形成する画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋが順に縦列配置されている。

画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは何れも共通した構造である。画像形成部Ｙは像担持体としての感光体ドラム１Ｙ、帯電装置２Ｙ、露光装置３Ｙ、現像装置４Ｙ、転写装置５Ｙ及び感光体クリーニング装置６Ｙを有する。

画像形成部Ｍは像担持体としての感光体ドラム１Ｍ、帯電装置２Ｍ、露光装置３Ｍ、現像装置４Ｍと転写装置５Ｍ及び感光体クリーニング装置６Ｍを有する。

画像形成部Ｃは像担持体としての感光体ドラム１Ｃ、帯電装置２Ｃ、露光装置３Ｃ、現像装置４Ｃ、転写装置５Ｃ及び感光体クリーニング装置６Ｃを有する。

画像形成部Ｂｋは像担持体としての感光体ドラム１Ｂｋ、帯電装置２Ｂｋ、露光装置３Ｂｋ、現像装置４Ｂｋ、転写装置５Ｂｋ及び感光体クリーニング装置６Ｂｋを有する。

感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋは、例えば外径が４０〜１００ｍｍ程度のアルミニウム等の金属性の部材によって形成される円筒状の基体の外周に、感光体層として層厚（膜厚）２０〜４０μｍ程度の有機感光体層（ＯＰＣ）の光導電層を形成したものであるり、矢印で示す方向に回転する。

帯電装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋは、それぞれ感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ，１Ｃ、１Ｂｋの移動方向に対して直交する方向（図において紙面垂直方向）に近接して取り付けられる。帯電装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋには、コロトロン、スコロトロン、帯電ローラ等が用いられる。

露光装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂｋは、不図示の半導体レーザ（ＬＤ）光源から発光されるレーザ光を、回転多面鏡（符号なし）により主走査方向に回転走査し、ｆθレンズ（符号なし）、反射ミラー（符号なし）等を経て感光体ドラム１上を画像信号に対応する電気信号による露光（画像書込）を行い、感光体ドラム１の表面の感光体層に原稿画像に対応する静電潜像を形成する。露光装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂｋには、レーザの他に、ＬＥＤアレイ、液晶、プラズマ等を用いることが可能であり、画像データに基づいたドット露光を行う。

帯電装置２Ｙと露光装置３Ｙ、帯電装置２Ｍと露光装置３Ｍ、帯電装置２Ｃと露光装置３Ｃ、帯電装置２Ｂｋと露光装置３Ｂｋはそれぞれ潜像形成手段を構成する。

現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋには、トナーとキャリアを主成分とする二成分現像剤を用いて現像を行う現像装置が用いられ、感光体の帯電と同極性に帯電したトナーを用いて現像を行う反転現像方式の現像装置が好ましく用いられる。

転写装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｂｋには、例えばシリコンやウレタン等の発泡ゴムを用いた転写ローラ、コロトロン又はスコロトロンが用いられる。転写ローラとしては、導線性のローラが用いられ、該導線性ローラに転写電圧が印加される。

感光体クリーニング装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋは転写後の感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋをクリーニングする。クリーニング装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋには、ゴムブレードを用いたブレードクリーニング装置が好ましく用いられる。

中間転写体２０は、体積抵抗率が１０⁷〜１０⁹Ω・ｃｍ程度で、表面抵抗率が１０¹⁰〜１０¹²Ω／□程度の半導電性の無端状（シームレス）の樹脂ベルト部材が用いられる。中間転写体２０はテンションローラを含む複数のローラ部材により巻回され、矢印で示す用に循環移動する。

転写装置５Ａには、例えばシリコンやウレタン等の発泡ゴムを用いた転写ローラ、コロトロン又はスコロトロンが用いられる。転写ローラとしては、導線性のローラが用いられ、該導線性ローラに転写電圧が印加される。

６Ａは中間転写体クリーニング手段としての中間転写体クリーニング装置であり、中間転写体クリーニング装置６Ａには、ゴムブレードを用いたブレードクリーニング装置が好ましく用いられる。

画像形成工程（画像形成プロセス）について以下に説明する。

画像記録のスタートにより、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ及び中間転写体２０がそれぞれ矢印で示すように作動して、画像形成部Ｙにおいてイエロートナー像が、画像形成部Ｍにおいてマゼンタトナー像が、画像形成部Ｃにおいて、シアントナー像が、画像形成部Ｂｋにおいて、黒トナー像がそれぞれ形成され、転写装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｂｋにおいて、これらトナー像が中間転写体２０に転写され、中間転写体２０上で重ね合わされて、中間転写体２０上に多色トナー像が形成される。

転写後の感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋは感光体クリーニング装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋによりクリーニングされる。

一方、給紙カセット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ内に収容された記録材Ｐは、給紙カセット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃにそれぞれ設けられる送り出しローラ２１および給紙ローラ２２Ａにより給紙され、搬送ローラ２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄにより搬送され、露光装置の書き込みタイミングに同期してレジストローラ２３により搬送され、トナーと反対極性の電圧が印加される２次転写手段としての転写装置５Ａの転写域において、中間転写体２０上に形成された重ね合わせの多色トナー像が一括して転写される。

カラー画像が転写された記録材Ｐは、定着装置７により定着処理され、更に第１搬送手段１８により搬送され排出される。

また、転写装置５Ａにより記録材Ｐ上にカラー画像が転写された後、中間転写体２０は、中間転写体クリーニング装置６Ａによりクリーニングされる。
＜現像装置＞
現像装置はトナーとキャリアを主成分とする２成分現像剤を用いて静電潜像を現像する。

２成分現像剤を構成するトナーは体積平均粒径が３μｍ〜６μｍの小粒径トナーが好ましい。このような小粒径トナーにより、高解像度であり、細線再現性に優れた高い画質の画像を形成することが可能となる。

２成分現像剤を構成するキャリアとしては、磁性コアを樹脂コーティングしたコーティングキャリアが好ましく、体積平均粒径が２０μｍ〜５０μｍのものが好ましい。このようなキャリアにより小粒径トナーを用いた場合でもトナーに対する耐電付与性が向上し、かぶりやトナー飛散を確実に防止することができ、しかも、キャリア付着を確実に防止することができる。

現像バイアスとして、感光体の帯電極性と同一極性のバイアス電圧を印加する反転現像が好ましく、直流に交流を重畳した現像バイアスが好ましい。

図３は本発明の実施の形態に係る現像装置の一例を示し、蓋体４１を取り外して上から見た図。図４は正面断面図である。

現像装置４はハウジング４０と蓋体４１とにより現像領域Ｇを形成する開口部が形成された筺に形成される。

現像領域Ｇに望んで現像剤担持体としての現像スリーブ４２が配置され、現像スリーブ４２の内側に現像極を含む複数の磁極を有する磁石ロール４３が配置される。

現像スリーブ４２に対して近い方から順に供給手段としてのスクリュー４５、攪拌・搬手段としてのスクリュー４６及び攪拌手段としての攪拌部材４７が設けられる。

４４は現像スリーブ４２により搬送される現像剤の量を規制し、現像スリーブ４２上に均一な現像剤層を形成する規制部材であり、ブレードからなる。

現像装置内はハウジング４０に設けられた仕切４０ａにより、供給手段としてのスクリュー４５が配置された供給回収室４ｒ１とスクリュー４６及び攪拌部材４７が配置された攪拌室４ｒ２とに区画される。

現像スリーブ４２、スクリュー４５、４６及び攪拌部材４７はそれぞれ図４に矢印で示すように回転して、現像が行われる。

現像時における現像剤の流れは図３に示すとおりであり、スクリュー４６により攪拌室４ｒ２において第２方向である矢印Ｗ２で示すように、図３における左から右に向かって現像剤が搬送され、仕切４０ａに設けられた開口４０ａ１を矢印Ｗ３で示すように通過して供給回収室４ｒ１に供給され、供給回収室４ｒ１内を図３の右から左に向かって第１方向である矢印Ｗ１で示すように移動する。

矢印Ｗ１で示す移動過程で、スクリュー４５から現像スリーブ４２に現像剤が受け渡され、現像スリーブ４２に現像剤が供給される。

現像後の現像剤は現像スリーブ４２の下を通過してスクリュー４５に回収される。現像後の現像剤はスクリュー４５により回収され、仕切４０ａに設けられた開口４０ａ２を矢印Ｗ４で示すように通過して攪拌室４ｒ２に環流する。

図４に示す各回転体４２、４５、４６、４７の図示の回転により、図３に矢印Ｗ１〜Ｗ４で示す現像剤の流れが形成され、現像剤が循環し、現像が連続して行われる。

現像により消費された分を補充するトナーは、図３における攪拌室４ｒ２の左端部４ｃにおいて、上方（図４における上方）から補給される。

図５にスクリュー４５、スクリュー４６及び攪拌部材４７の全体配置を示し、図６にスクリュー４５、４６及び攪拌部材４７の部分構造を示す。

スクリュー４５は前記に説明したとおり、現像剤を攪拌しつつ回転軸方向に搬送して、現像スリーブ４２に現像剤を供給するとともに、現像スリーブ４２から現像剤を回収する。スクリュー４５は図６（ａ）に示すように、軸ＡＸに螺旋状のリブＲＢが形成された攪拌・搬送部材であり、図５に示すとおり、現像スリーブ４２の全長に対応する長さにわたって螺旋状のリブＲＢが形成されたものである。

従って、スクリュー４５はその回転により、その全長にわたりほぼ均一な軸方向搬送力で現像剤を搬送し、また、搬送過程で現像剤を攪拌する。

スクリュー４５の図５における左端部には、回転方向搬送部４５ａが設けられる。回転方向搬送部４５ａは図６（ｃ）に示すように、軸に平行は複数の平板ＰＤが軸ＡＸに放射状に形成されたパドルと称される回転部材からなり、回転方向の搬送力を有するが回転軸方向の搬送力は有しない。回転方向搬送部４５ａにより、現像剤を供給回収室４ｒ１から攪拌室４ｒ２に孔４ｒ１２を通して送る。

スクリュー４６も図６（ａ）に示すようにほぼ全長に亘って螺旋状のリブＲＢが形成されるとともに、その図５における右端部には、回転方向搬送部４６ａが設けられる。回転方向搬送部４６ａは図６（ｃ）に示すように、軸に平行は複数の平板ＰＤが軸ＡＸに放射状に形成されたパドルと称される回転部材からなり、回転方向の搬送力を有するが回転軸方向の搬送力は有しない。回転方向搬送部４６ａにより、現像剤を攪拌室４ｒ２から供給回収室４ｒ１に孔４ｒ１１を通して送る。

攪拌部材４７な図６（ｂ）に示すように、軸ＡＸに傾斜した楕円状平板からなる攪拌羽ＣＰが多数設けられた攪拌部材であり攪拌機能を有するが、軸ＡＸ方向の搬送力を有しない。

スクリュー４６の回転と攪拌部材４７の回転により、現像剤はスクリュー４６による軸方向の搬送過程で、スクリュー４６及び攪拌部材４７による攪拌作用の受けるので、攪拌室４ｒ２内における攪拌機能が強化され、攪拌室４ｒ２から供給回収室４ｒ１に送られた現像剤は十分に混合され、トナーは十分な帯電量を有するようになる。

従って、現像スリーブ４２に供給される現像剤はトナー濃度及び帯電量において十分に均一化されており、また、トナーは十分な帯電量を有する状態で現像スリーブ４２に供給される。

図７は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の制御系のブロック図である。

制御手段ＣＲは画像サイズ情報と画像データとに基づいて印字率を算出する。

画像サイズ情報は、操作部ＯＰにおいて、オペレータが設定したサイズ情報又は通信部ＩＦにおいて外部がら受信した画像形成命令中に含まれるサイズ情報であり、画像データは、画像読取により取得された画像データ又は通信部ＩＦを介して外部から受信した画像データに基づいて、画像処理部ＧＰが露光装置の光源を駆動するためのデータとして出力した画像データである。

制御手段ＣＲは所定枚数毎に、画像サイズ情報から画像の総面積を積算し、また、該総面積に形成される画像データを積算して印字率を計算する。

制御手段ＣＲは、画像形成において、所定枚数毎に印字率を計算し、印字率に応じてクラッチＣＬを制御する。クラッチＣＬは、スクリュー４５、４６及び攪拌部材４７を駆動する駆動系中の攪拌部材４７の駆動系に設けられており、スクリュー４５、４６を連続駆動する間に、攪拌部材４７を駆動・停止する制御を可能にしている。

制御手段ＣＲは、印字率が所定の閾値以上のときは、クラッチＣＬをオンして、攪拌部材４７をスクリュー４５、４６とともに、連続回転駆動する。印字率が所定値未満のときは、制御手段ＣＲは、クラッチＣＬを断続的にオン・オフして、攪拌部材４７を断続的に回転駆動する。

なお、攪拌部材４７の駆動手段としてモータを用い、スクリュー４５、４６と異なる制御を行い、印字率に応じて攪拌手段駆動用のモータの速度を制御するように構成することもできる。

このような制御により、攪拌・搬送手段（スクリュー４６）が連続回転するのに対して、攪拌手段（攪拌部材４７）が断続回転するので、攪拌・搬送手段の単位作動時間当たりの攪拌手段の回転量が低下するので、低印字率の画像を形成する場合には、現像装置内の現像剤の攪拌作用を低下させ、現像剤に加えられるストレスを低減する。これにより、低印字率画像の形成時に発生しやすいトナーの劣化及びトナーの劣化によるかぶり、文字散り、濃度むら、トナー飛散等が防止される。また、低印字率画像形成においては、補給されるトナーの量が少ないので、引き下げた攪拌作用によりトナーは十分に現像剤中に混合されるとともに、十分に帯電される。

＜プロセス条件＞
図１に示すカラー画像形成装置を用いて、負帯電性のＯＰＣ感光体を使用
・プロセス速度（感光体及び中間転写体の移動速度）：４００ｍｍ／ｓ、出力枚数：毎分６５枚（Ａ４サイズ）
・現像バイアス：ＤＣ＋ＡＣ
ＡＣバイアス：電圧Ｖａｃ＝１ｋＶ（ピークツーピーク）、周波数ｆ＝５ｋＨｚ、波形：矩形波
ＤＣバイアス：Ｖｄｃ−ＶＬ＝−５００Ｖ
ただし、Ｖｄｃは現像スリーブ電位、ＶＬは感光体の最大露光部である。
Ｖｄｃ−ＶＬは感光体表面出の検知によるフィードバック制御によって制御された値である。
・感光体表面電位
最大露光部電位（ＶＬ）：−５０Ｖ〜−１００Ｖ
帯電電位（未露光部電位ＶＨ）：ＶＨ−Ｖｄｃ＝−１５０Ｖとなるように、Ｖｄｃに応じて制御
・現像ギャップ（感光体と現像スリーブ間の最短距離）：０．３ｍｍ
・現像剤搬送量：２５±２ｍｇ／ｃｍ²
・感光体上のトナー付着量（最大露光部におけるトナー付着量Ｍ）：０．４ｍｇ／ｃｍ²
（現像スリーブの回転速度を制御することにより、感光体トナー付着量制御）
＜現像スリーブ４２＞
・外径：３０ｍｍ
・回転軸方向の長さ（軸部を除く）：３３０ｍｍ（磁石ロールの長さ：３２０ｍｍ）
・表面：ブラスト加工によりＲｚ＝１０μｍ
・回転方向：現像領域において感光体と反対方向
・磁極：７極
現像磁極の磁束密度（Ｎ１）：１２０ｍＴ
層形成磁極の磁束密度（Ｎ２）：５０ｍＴ
汲み上げ極の磁束密度（Ｓ２）：６０ｍＴ
反発磁界角度θ：９０°
なお、磁石ロール４３の構成については図８参照
・現像スリーブ回転速度：毎分２１０〜２８０回（トナー付着量が所定値となるように制御）
＜スクリュー４５＞
・外径：２４ｍｍ
・軸径：６ｍｍ
・螺旋ピッチ：３０ｍｍ
・螺旋リブ厚み：１ｍｍ
・回転軸方向の長さ（軸部を除く）：４４０ｍｍ
・端部形状：両端部に外径２４ｍｍの円板（フランジ）を設けるとともに、現像剤搬送方向下流側端部にパドルを設ける
・現像スリーブとの間隔（両者の外周間の最短距離）：４ｍｍ
・現像スリーブに対する配置：現像スリーブの回転中心とスクリューの回転中心とを結ぶ直線が反発磁極間の中央（４５°位置）を通るようにスクリューを配置
・ハウジングとの間隙：１．５ｍｍ
・回転方向：現像スリーブとの対向位置で現像スリーブと反対方向に移動
・回転速度：毎分４００回
＜スクリュー４６＞
・形状、外径、軸径、ピッチ、螺旋リブ厚み、軸方向長さ、端部形状ともに、スクリュー４５と同一、但し、パドルの位置は反対
＜攪拌部材４７＞
・外径：２４ｍｍ
・軸径：６ｍｍ
・攪拌羽：楕円板
・攪拌羽取付角度：回転軸に対して４５°
・攪拌羽ピッチ：２５ｍｍ
・回転軸方向長さ（軸部除く）：４４０ｍｍ
・端部形状：両端部に外径２４ｍｍの円板（フランジ）を設置
・供給スクリューとの間隙：２．５ｍｍ
・ケーシングとの間隙：１．５ｍｍ
・回転方向：スクリュー４６と反対（対向位置においてスクリュー４６と攪拌部材４７とが反対方向に移動）
・回転速度：毎分４００回又は０
印字率３％以上で毎分４００回、印字率３％未満で回転速度０
但し、印字率３％未満では、５０枚の画像形成毎に、速度４００回／ｍｉｎで３秒間回転
＜現像剤＞
・トナー：重合トナーからなるマゼンタトナー及びシアントナーのみ使用
トナーには、大径シリカ、小径シリカ、大径チタニア、小径チタニア、ステアリン酸カルシウムを外添
体積平均粒径：５．５μｍ
粒径分布ＣＶ値：＝１８±２％
・キャリア：フェライトコアにアクリル系樹脂を被覆したコーティングキャリア
体積平均粒径：２５μｍ
飽和磁化：７．５ｗｂ・ｍ／ｋｇ
・トナー濃度と帯電量：
画像出力前（マゼンタトナー、シアントナーともに）７質量％、４０±２μＣ／ｇ
画像出力後（マゼンタトナー、シアントナーともに）７質量％、４０±３μＣ／ｇ
・現像装置中の現像剤量：１１００ｇ
＜トナー補給＞
・補給位置：スクリュー４６と攪拌・搬送部材４７との間の上方から落下させて補給
・トナー補給速度：最大３０ｇ／ｍｉｎ
・トナー補給制御：透磁率測定によりトナー濃度を検知するトナー濃度センサを用い、トナーセンサの出力に基づいて補給モータを制御
＜画像出力＞
（１）シアン単色文字パターン（印字率１％）を連続２００枚出力
（２）シアン単色文字／ラインパターン（印字率７％）連続２００枚出力
（３）マゼンタ単色文字パターン（印字率１％）連続２００枚出力
（４）マゼンタ単色文字／ラインパターン（印字率７％）連続２００枚出力
上記の画像出力を１０回繰り返し、Ａ４サイズ８０００枚の画像を形成し、上記（１）〜（４）の各画像について、８００枚毎に、かぶり、文字散り及び濃度むらについて評価した。また、機内汚れについては、全画像形成試験が終了した段階で評価した。

また、比較例として、印字率に関係なく、攪拌部材４７を４００回／ｍｉｎで回転させて前記（１）〜（４）の画像形成を行った。

結果を表１に示す。

表１において、「○」はかぶり、文字散り、濃度むら機内汚れの各評価項目に関して十分に抑制され、高画質の画像が形成されたことを示す。「△」はかぶり、文字散り、濃度むら又は機内汚れが僅かに発生したことを示す。

表１から明らかなように、比較例においては、トナーの劣化による画質の低下があったが、実施例では画質の低下がなく、高画質の画像が形成された。

従来の現像装置を示す図である。本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体図である。本発明の実施の形態における現像装置の一例を示す図である。図３に示す現像装置の正面断面図である。スクリュー４５、４６及び攪拌部材４７の全体配置を示す図である。スクリュー４５、４６及び攪拌部材４７の部分構造を示す図である。本発明の実施の形態に係る画像形成装置の制御系のブロック図である。磁石ロールを示す図である。

符号の説明

４、４Ｙ、４Ｍ、３Ｃ、４Ｂｋ現像装置
４２現像スリーブ
４５、４６スクリュー
４７攪拌部材

Claims

回転により現像剤を現像領域に搬送する現像剤担持体、
回転により回転軸に沿った第１方向に現像剤を搬送しつつ前記現像剤担持体に現像剤を供給する供給手段、
回転により現像剤を攪拌しつつ前記第１方向と反対の第２方向に現像剤を搬送する攪拌・搬送手段及び、
軸の周りに形成された傾斜した攪拌羽を有する攪拌手段であって、前記攪拌・搬送手段により搬送される現像剤を攪拌する攪拌手段を有する現像装置を有する画像形成装置において、
印字率に応じて前記攪拌・搬送手段の単位作動時間当たりの前記攪拌手段の回転量を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
前記制御手段は、印字率が所定値以上の画像の画像形成において、前記攪拌手段を連続回転駆動し、前記所定値よりも低い画像の画像形成において、前記攪拌手段を、停止と回転とを繰り返す断続駆動することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。