JP4943698B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機やプリンタ、プロッタ、ファクシミリ、印刷機、あるいはこれらの複合機等に応用される電子写真方式の画像形成装置に係り、特にトナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いて像担持体上に形成された静電潜像をトナー像に可視像化する現像装置と、その現像装置を用いた画像形成装置に関する。

電子写真方式を利用した複写機やプリンタ等の画像形成装置に用いられる現像装置では、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いるものが多用されている。２成分現像剤を用いる画像形成装置では、トナー像形成時に、トナーのみが消費される。そのため、良好な画像を形成し続けるためには、消費されたトナーの分だけ新しいトナーを補給し、現像装置に収容されている現像剤のトナー濃度を常に適正に保つ必要がある。現像剤はスクリュー等の搬送混合部材によって、補給されたトナーと撹拌混合されながら現像剤担持体である現像ローラ上に搬送され、現像ローラ上に保持されながら層厚規制部材であるドクタブレード等によって層厚が規制された後、現像領域に搬送される。現像領域に搬送されるまでの撹拌混合や層厚規制によってトナーはキャリアと接触及び摺擦して摩擦帯電し、所定の帯電量を確保するので、現像領域における現像電界中にて像担持体（例えば感光体）への移動（現像）が可能となる。

現像剤は前記撹拌や搬送、層厚規制によってストレスを受けるが、長期の使用でこのストレスが継続されると現像剤の帯電能力や流動性が変化し、画質が劣化したり、不安定になる。特に使用条件、特にトナー消費率（画像面積率）によって異なった劣化メカニズムが発生する場合が多い。

画像面積率が大きい場合、つまりトナーの収支速度が早い場合、トナーの添加剤（シリカ、酸化チタン等）がキャリアに多く付着することによって、キャリアの帯電能力が低下する。そして新しく補給されたトナーが十分に帯電されずに、その結果トナーの平均帯電量が低下し、画質変動や劣化を及ぼす。さらには弱帯電や逆帯電のトナー量の増加を招き、これらはキャリアから離脱し易く、現像スリーブの周辺のわずかな開口部等から現像装置外へトナーが流出する、いわゆるトナー飛散の原因になりやすい。このようなトナー飛散が発生すると、画像形成装置内がトナーで汚染され、程度が悪い場合には、感光体上に飛散トナーが付着して画像を汚すこともある。また、帯電量が低いトナーは画像の地肌部（白部）に付着する地肌汚れの問題も引き起こす。さらに、補給トナーが現像剤と十分に混合攪拌されず、凝集体となってしまったまま現像されてしまうと、トナー画像に欠陥が生じてしまう不具合もあった。また、これらは異常画像やトナー飛散、地肌汚れの原因となる。

一方、画像面積率が小さい場合、つまりトナーの収支速度が遅い場合、同じトナーに多くのストレスがかかり、トナーの添加剤の埋没が起こる。添加剤は帯電量や流動性の調整に用いられているので、添加剤埋没により帯電量の変動、流動性の悪化が起こる。帯電量の変動は前述のような画質変動を招き、また、流動性の悪化は感光体から転写体（記録紙、中間転写ベルト等）への転写率の低下による画質の低下を招く。さらには添加剤が埋没したトナーはキャリアとの付着力が増大し離れにくくなるので、新しく補給されたトナーがキャリア表面に接触されにくくなり、十分に帯電されないので、前述と同様のトナー飛散及びこれによる異常画像の問題を引き起こす。また、キャリアがストレスを受けることによるキャリアのコート層削れが多くなる。なぜなら画像面積が大きい場合は、前述のようにトナーの添加剤のキャリアへの付着量が多いために、これがキャリアのコート層の削れを防止するが、画像面積が小さい場合は、トナーの添加剤のキャリアへの付着量が少ないため、キャリアのコート層削れが多くなる。キャリアのコート層削れが多くなるとキャリアの抵抗が低下し、現像電界中でキャリアが感光体に付着し易くなるので、画像上にキャリア付着し異常画像となる問題を招く。

現像剤の帯電低下に対して、現像装置内の搬送混合部材に撹拌羽根等を多数設けて混合撹拌性を向上させたものが提案され、使用されてきたが、撹拌ストレスをさらに増加させ、現像剤の経時劣化を促進し、逆に現像剤の寿命を低下させてしまう場合もあった。
そこで、特許文献１（特開平５−１９６２１号公報）においては、螺旋構造のスクリューに現像剤の流れを加速させる方向に傾く攪拌補助部材を設けることにより、現像剤と補給トナーの攪拌混合性能を向上させ、現像剤にかかるストレスを小さくする方法が提案されている。しかし、補助部材の追加自体が現像剤のストレスを増加させ、このストレスを小さくするために補助部材を斜めに付けると混合撹拌性能が低下するという、ストレスと混合撹拌性能のトレードオフ関係の問題が発生する。

特許文献２（特開２００３−５７９５０号公報）では、画像比率に応じて撹拌スクリューの回転速度を可変とすることでトナー補給時のトナー濃度の局所的な変動を防止することにより画像濃度を安定化することが提案されているが、現像剤劣化の防止には効果が小さく、劣化については言及していない。
また、特許文献３（特開２００２−２５８５５４号公報）では、像担持体上に作成した基準パターンの反射光量の検知結果をトナー濃度制御に用いるが、画像形成装置の使用状況情報の演算結果に応じて、基準パターンの現像時の現像ポテンシャルの設定値を切り換えることにより、現像剤の劣化に応じてトナー濃度制御を補正しているが、これは現像剤劣化によるトナー濃度低下に起因する画像濃度低下のみを防止するものであり、現像剤劣化そのものを抑制する効果はなかった。

特許文献４（特許第３４５８８８１号公報）では、画像面積が大きい時に行う、トナーの帯電量を増加させるトナー補給攪拌モードと、画像面積が小さい時に行う、感光体上の非画像領域にトナーを付着させて、帯電過剰のトナーを除去するモードを何れも現像工程以外で設けているが、トナー補給攪拌モードを行ってもキャリアの帯電能力がひどく低下している場合は、トナーの帯電量が所望の値までにはならない。また、トナー除去モードでは十分に使用できるトナーも一緒に廃棄してしまい（むしろ正常なトナーを優先的に排出してしまい）無駄であり、トナーイールドの減少、ランニングコストの増加、廃トナーの増加による機内スペースの増大や廃トナーボトル交換等のメンテナンス頻度の増加を招く。さらには何れのモードも現像工程以外で設けているために、待ち時間が増えて生産効率の低下を招く。

特開平５−１９６２１号公報 特開２００３−５７９５０号公報 特開２００２−２５８５５４号公報 特許第３４５８８８１号公報

本発明は前記従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、使用条件によらずキャリアの帯電能力低下や抵抗低下の防止、トナー添加剤の埋没防止等により、現像剤の劣化を抑制し、長期に渡り安定して良好な画像を得ることができ、また、トナー飛散を防止することができる構成の現像装置と、その現像装置を用いた画像形成装置を提供することを課題（目的）とする。

前記課題を解決するため、本発明では以下のような技術的手段を採っている。
本発明の第１の手段は、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いた現像装置において、現像剤担持体と、装置内の現像剤を前記現像剤担持体へ搬送する現像剤搬送部材と、前記現像剤担持体上の現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、前記現像剤搬送部材と前記層厚規制部材の間の現像剤搬送経路上に設けられキャリアの帯電能力を保つため現像剤にストレスを付与するよう回転作動する現像剤撹拌部材と、画像面積が比較的大きいときに現像剤搬送経路を通過する現像剤にかかるストレスが増加するような方向に前記現像剤攪拌部材の回転方向を制御する制御手段と、を設けたことを特徴とする（請求項１）。

本発明の第２の手段は、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いた現像装置において、現像剤担持体と、該現像剤担持体内に設けられた磁界発生手段と、キャリアの帯電能力を保つため現像剤にストレスを付与するよう前記磁界発生手段による磁界を変化させる磁界制御手段と、画像面積が比較的大きいときに現像剤にかかるストレスが増加するよう前記磁界の磁束密度を増加させるべく磁界制御手段により磁界発生手段に流す電流が大きくなるよう制御する制御手段と、を設けたことを特徴とする（請求項２）。
また、本発明の第３の手段は、第２の手段の現像装置において、前記磁界制御手段は、電磁石及び該電磁石に流す電流値を制御する制御手段であり、画像面積に応じて該電流値を制御することを特徴とする（請求項３）。
さらに、本発明の第４の手段は、第２または第３の手段の現像装置において、前記磁界発生手段は、複数個設けられた電磁石であることを特徴とする（請求項４）。
さらにまた、本発明の第５の手段は、第４の手段の現像装置において、前記制御手段は、画像面積に応じて前記電磁石の作動個数を変化させることを特徴とする（請求項５）。

本発明の第６の手段は、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いた現像装置において、現像剤担持体と、装置内の現像剤を前記現像剤担持体へ搬送する現像剤搬送部材と、前記現像剤担持体上の現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、前記現像剤搬送部材と前記層厚規制部材の間の現像剤搬送経路上に設けられ、前記キャリアの帯電能力を保つため現像剤搬送経路を通過する現像剤流路幅を変化させて現像剤にストレスを付与する現像剤流路幅制御手段と、画像面積が比較的大きいときに現像剤搬送経路を通過する現像剤にかかるストレスが増加するよう前記現像剤流路幅制御手段により現像剤流路幅を狭くするよう制御する制御手段と、を設けたことを特徴とする（請求項６）。
また、本発明の第７の手段は、第６の手段の現像装置において、前記現像剤流路幅制御手段は、中心軸と、該中心軸から偏心した円弧状の外径を持ち、前記制御手段は、画像面積に応じて前記現像剤流路幅制御手段の回転角度を制御することを特徴とする（請求項７）。

本発明の第８の手段は、像担持体と、該像担持体に静電潜像を形成する手段と、前記像担持体上の静電潜像を現像剤で現像して可視像化する現像手段を備えた画像形成装置において、前記現像手段として、第１〜第７のいずれか一つの手段の現像装置を用いたことを特徴とする（請求項８）。

本発明によれば、第１〜第７のいずれか一つの手段の構成を採用することにより、現像剤にかかるストレスを可変することができ、使用条件（画像面積率）が異なった場合の現像剤劣化、これによる画質低下、トナー飛散等を、ダウンタイムなしに防止することができる現像装置と、それを用いた画像形成装置を実現することができる。
また、本発明の現像装置及び画像形成装置では、画像面積が大きい時に、現像剤にかかるストレスの量を増加させることにより、キャリアへの付着添加剤を削り取ることで、トナーの添加剤がキャリアに付着することによるキャリアの帯電能力の低下、これによるトナー飛散、画像形成装置内の汚染、画像上の地肌汚れ等の問題を防止することができる。

さらに本発明の現像装置及び画像形成装置では、画像面積率が小さい場合のトナーの添加剤埋没、これによる転写率低下、トナー飛散、キャリア付着等の異常画像を防止することができる。
また、本発明の現像装置及び画像形成装置では、現像剤の長寿命化によるメンテナンス回数の低減、ダウンタイム低減による生産効率の向上、ランニングコストの低減、廃現像剤の低減が期待できる。

以下、本発明の構成、動作及び作用効果を、図面を参照して詳細に説明する。
まず、図６は本発明に係る現像装置の基本的な構成例を示す概略構成図であり、この現像装置２は、複写機やプリンタ、プロッタ、ファクシミリ、印刷機、あるいはこれらの複合機等に応用される電子写真方式の画像形成装置に用いられる。また、図７は本発明に係る画像形成装置の一例を示す図であり、画像形成部（プリンタ部）の構成例のみを図示してある。なお、画像形成装置１００が複写機やファクシミリ等の場合には、本体上部に原稿画像を読取る原稿読取装置（スキャナ）が付加される。

図６、図７において、符号１は像担持体であるドラム状の感光体であり、帯電装置３による帯電と、光書込み装置４による画像情報に応じた光書込みによって感光体１の表面に静電潜像が形成される。現像装置２はトナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いた現像装置であり、現像剤担持体である現像ローラ１１で現像剤を担持搬送し、感光体１上に形成された静電潜像をトナーによって現像して可視像を形成する。画像形成装置１００には、帯電装置３、光書込み装置４の他、感光体１上のトナー像を記録紙等の転写材Ｐに転写する転写装置５、転写後の感光体表面をクリーニングするクリーニング装置６、感光体表面の残留電荷を除去する除電装置７、さらには記録紙等の転写材Ｐに転写後の画像を定着する定着装置２９、定着後の転写材Ｐを排紙する排紙ローラ３０、排紙された転写材Ｐがストックされる排紙トレイ３１等が含まれる。また、この画像形成装置１００には、記録紙等の転写材Ｐを収納した多段の給紙カセット２３−１，２３−２と、各給紙カセット２３−１，２３−２から１枚づつ転写材Ｐを給紙するための給紙ローラ２４と分離ローラ対２５と、多段の給紙カセット２３−１，２３−２のうちの一つから選択的に給紙された転写材Ｐを搬送する搬送ローラ２６，２７と、画像形成にタイミングを合わせて転写材Ｐを感光体１と転写装置５の間の転写部に送り出すレジストローラ２８が設けられている。

現像装置２を構成するケーシング１２の内部には、現像ローラ１１と、装置内の現像剤を現像ローラ１１へ搬送する現像剤搬送部材である螺旋状のフィンを持った搬送スクリュー９，１０が設けられており、この搬送スクリュー９，１０は、図６中の矢印Ｂ，Ｃ方向にそれぞれ回転しており、この部分にはトナーとキャリアを混合した現像剤が入っている。搬送スクリュー９，１０によって、図中の仕切り板１３の右側では現像剤が図中奥側から手前に搬送され、仕切り板１３の左側では現像剤が手前側から奥側に搬送される。奥側と手前側には中央の仕切り板１３の無い部分が設けられており、現像剤は搬送スクリュー９，１０によって循環しながら混合攪拌される構成となっている。

現像ローラ１１は、非磁性体を円筒形に形成した現像スリーブ１６と、複数の磁極が着磁されたマグネットローラ１７からなり、現像スリーブ１６の内側にマグネットローラ１７が配設されている。前記搬送スクリュー９，１０によって循環しながら混合攪拌されている現像剤は、現像ローラ１１内のマグネット１７の磁力により磁気的に吸着され、現像スリーブ１６の矢印Ａ方向への回転に伴い、現像スリーブ表面に設けられた図示しない凹凸により担持搬送される。現像スリーブ１６で担持搬送された現像剤は、層厚規制部材であるドクタブレード１４で均一に層厚が規制された後、感光体１と対向する現像領域に搬送され、感光体１上の静電潜像を現像剤中のトナーで現像する。

ここで、感光体１上の静電潜像に付着するのはトナーのみであり、現像されなかったトナー及びトナーを搬送してきたキャリアは現像スリーブ１６の回転に伴い、再び現像装置内の攪拌搬送部へ運ばれ、放出される。
また、現像装置内を循環する現像剤中のトナー量を一定に保つ為に、現像に使用された量のトナーが、トナー補給装置（トナーカートリッジ１８とトナー搬送ポンプ１９）により補給される。

図中の符号８はトナー濃度センサであり、現像装置１１内部の現像剤の透磁率を測定することにより現像剤中のトナーの濃度を検知するセンサである。画像形成装置の制御部（図示せず）は、このトナー濃度センサ８の検出出力の変動によりトナー濃度を検知し、現像装置１１内部の現像剤中のトナー濃度を一定に保つようにトナー補給装置を制御し、トナー補給装置によりトナーが補給される。ただし、２成分現像剤の透磁率は、環境変化や現像剤の嵩密度変化などによって変動するため、トナー濃度センサ８の出力目標値は適宜補正される。具体的には、画像形成装置の制御部（図示せず）は、感光体１上に形成した基準トナー像の画像濃度を、光源（発光ダイオード等）と受光素子（フォトダイオード等）からなる光学式の画像濃度センサ１５を用いて測定し、その画像濃度センサ１５の出力結果に応じてトナー濃度センサ８の出力目標値を補正する。

感光体１上に現像されたトナーは、多段の給紙カセット２３−１，２３−２のうちの一つから選択的に給紙・搬送されレジストローラ２８により感光体１と転写装置５の間の転写部に送り込まれた転写材Ｐの上面に転写装置５により転写され、転写後の転写材Ｐ上の未定着トナー像は、定着装置２９の加熱ローラ２９ａや加圧ローラ２９ｂ等によって定着され、定着後の転写材Ｐは、排紙ローラ３０によって排紙トレイ３１上にストックされる。また、画像転写後の感光体表面の残留トナーはクリーニング装置６で除去され、感光体表面の残留電荷は除電装置７で除去される。

トナー補給装置を構成するトナーカートリッジ１８内にはトナーが収納されており、トナー濃度センサ８によりトナー補給信号が入ったときのみトナー搬送ポンプ１９が作動し、補給経路１９ａに吸引圧力を発生して、トナーカートリッジ１８内のトナーをケーシング１２内の現像剤上（搬送スクリュ９上）に補給する。

以上が、本発明に係る現像装置の基本構成例と、画像形成装置の構成例及び動作の一例を示すものであるが、本発明では、以上のような構成の現像装置を改良し、使用条件によらずキャリアの帯電能力低下や抵抗低下の防止、トナー添加剤の埋没防止等により、現像剤の劣化を抑制し、長期に渡り安定して良好な画像を得ることができるようにし、また、トナー飛散を防止することができるようにしたものである。以下、本発明に係る現像装置の具体的な実施例を説明する。

［実施例１］
図１は本発明の一実施例を示す現像装置の概略構成図であり、図６と同じ符号を付したものは同じ構成部材である。なお、トナー補給装置（トナーカートリッジ１８とトナー搬送ポンプ１９）の図示は省略している。

図１に示す現像装置２では、図６の構成に加えて、搬送スクリュー１０とドクタブレード１４の間の現像剤搬送経路上に設けられた現像剤撹拌部材２１と、画像面積に応じて現像剤撹拌部材２１の作動開始を制御する制御手段とを設けたものである。すなわち、本実施例では、現像剤へのストレス付与手段として、現像剤撹拌部材である撹拌羽根２１を現像剤搬送領域に新たに設け、画像面積に応じて撹拌羽根２１の作動開始を制御手段である画像形成装置の制御部（図示せず）で制御している。

例えば原稿の画像面積（あるいは外部から入力された画像データの画像面積）がある所定の値以上のときに、画像形成装置の制御部（図示せず）で制御して、撹拌羽根２１を図中の矢印Ｅ方向に回転させ、この近傍を通過する現像剤にかかるストレスを増加させる。撹拌羽根２１は図４に示す様に平板により構成されており、回転によって現像剤に比較的大きなストレスがかかるようになっており、これにより画像面積が大きい時のキャリアへの付着添加剤を削り取ることができ、キャリアの帯電能力の低下を防止することができる。現像剤にかかるストレスの量は、キャリアへの付着添加剤が削り取れるように、撹拌羽根２１の大きさや回転数を設定することにより可変（調整）している。また、逆に回転方向Ｅと逆方向に撹拌羽根２１を回転することによって、ストレスの量を２段階に変えることができる。この場合、ストレスの付与量は小さくなる。また、撹拌羽根２１の回転速度を制御できるように、図示しない駆動手段に速度可変モータを用いて画像形成装置の制御部（図示せず）で制御すれば、画像面積に応じて撹拌速度を上げてストレスの量を多くすることで、いかなる画像面積においても最適なストレス量を付与することができる。なお、回転数と画像面積の関係は、キャリアへの添加剤の付着状態を見て適宜設定している。

［実施例２］
図２は本発明の別の実施例を示す現像装置の概略構成図であり、図６と同じ符号を付したものは同じ構成部材である。なお、トナー補給装置（トナーカートリッジ１８とトナー搬送ポンプ１９）の図示は省略している。

図２に示す現像装置２では、図６の構成に加えて、現像ローラ１１内に設けられた磁界発生手段２０ａと、該磁界発生手段２０ａの磁界を変化させる磁界制御手段と、画像面積に応じて前記磁界制御手段の作動を制御する制御手段とを設けている。ここで、磁界発生手段として、マグネットローラ１７に電磁石２０ａが追加して設けられており、この電磁石２０ａに磁界制御手段である駆動電源（図示せず）によって電流を流すことにより、その近傍の磁束密度が増加するようになっている。例えば原稿の画像面積（あるいは外部から入力された画像データの画像面積）が大きいときには、電磁石２０ａによって磁束密度を増加させ、通過する現像剤にかかるストレスを増加させる。これにより画像面積が大きい場合には、キャリアへ多く付着した添加剤を剥ぎ取ることができ、キャリアの帯電能力の低下を防止することができる。

さらに、磁界制御手段である駆動電源（図示せず）に電流の大きさを可変できるものを用い、これを画像形成装置の制御部（図示せず）で制御すれば、磁束密度の増加量を容易に制御することができる。つまり画像面積が大きいほど、電磁石２０ａに流す電流の大きさを大きくし、磁束密度を大きくしてストレスが多くかかるように制御することができる。また、図２では搬送スクリュー１０の近傍から汲み上げられた現像剤がドクタブレード１４を通過するまでの間の搬送部分Ｄの領域にストレスをかけるように電磁石２０ａを配置しているが、ドクタブレード付近２０ｂや、搬送スクリュー１０近傍の剤の汲み上げ部付近２０ｃに電磁石を配置することによってもストレスを増加させることができる。また、これらの位置に電磁石を複数個配置して、その作動（オン、オフ）を画像形成装置の制御部（図示せず）で制御することで作動個数を制御すれば、電流を可変できない電源を装備した場合でも、画像面積に応じて電磁石の作動個数を変えることによってストレスの量を段階的に変化させることが可能である。

［実施例３］
図３は本発明のさらに別の実施例を示す現像装置の概略構成図であり、図６と同じ符号を付したものは同じ構成部材である。なお、トナー補給装置（トナーカートリッジ１８とトナー搬送ポンプ１９）の図示は省略している。

図３に示す現像装置２では、図６の構成に加えて、搬送スクリュー１０とドクタブレード１４の間の現像剤搬送経路上に設けられた現像剤流路幅制御手段２２と、画像面積に応じて現像剤流路幅制御手段２２の作動を制御する制御手段とを設けたものである。すなわち、本実施例では、ストレス付与手段として現像剤流路幅制御手段である半月ローラ２２を現像剤搬送領域に新たに設け、画像面積に応じて半月ローラ２２の作動開始を制御手段である画像形成装置の制御部（図示せず）で制御している。

半月ローラ２２は図のように断面が半月状に構成されており、図示しないステッピングモータ等の駆動手段を制御部（図示せず）で制御することにより回転方向の停止位置が制御できるようになっている。
例えば原稿の画像面積（あるいは外部から入力された画像データの画像面積）がある所定の値以上のときに、画像形成装置の制御部（図示せず）で図示しないステッピングモータ等の駆動手段を制御して半月ローラ２２の回転を制御し、半月ローラ２２を破線で示す位置２２ａから例えば１８０度回転して図の実線の位置にし、ここを通過する現像剤の流路幅を狭くすることで、通過する現像剤にかかるストレスを増加させることができる。これにより前述と同様に、画像面積が大きい時のキャリアへの付着添加剤を削り取ることができ、キャリアの帯電能力の低下を防止することができる。

また、図５に示すように、半月ローラ２２を、中心軸と、該中心軸から偏心した円弧状の外径を持つ構成、すなわち、半月ローラ２２の回転中心軸を図５に示すように円弧の中心から偏心させた構成にし、画像形成装置の制御部（図示せず）で図示しないステッピングモータ等の駆動手段を制御して、画像面積に応じて半月ローラ２２の回転角度を制御（調整）することによって流路の幅を可変する、つまり回転中心軸を偏心させることにより、現像剤にかかるストレスの量を連続的に可変することができる。

なお、以上の実施例１〜３において、電磁石（磁界発生手段）、電源（磁界制御手段）、攪拌羽根（現像剤撹拌部材）２１、半月ローラ（現像剤流路幅制御手段）２２等の制御を行う制御手段としては、現像装置２に専用のコントローラを設けても良い。しかし、既存の画像形成装置の制御部で制御を行うことによりコストを低減することができる。すなわち、図示しないが画像形成装置の制御部は、マイクロコンピュータからなる中央処理装置（ＣＰＵ）、制御用のプログラムや各種制御情報を格納したメモリ（ＲＯＭ，ＲＡＭ）、クロック、タイマー、カウンタ、各種制御回路、画像形成装置の各部に設けた各種センサからの信号を入力する入力装置、画像形成装置の各部の駆動手段に制御信号を出力する出力装置等を備えているので、現像装置２や画像形成装置各部の制御とともに、前記電磁石（磁界発生手段）、電源（磁界制御手段）、攪拌羽根（現像剤撹拌部材）２１、半月ローラ（現像剤流路幅制御手段）２２等の制御を容易に行わせることができる。

以上説明したように、本発明の現像装置２では、実施例１〜３のいずれかの構成を採用することによって、現像剤にかかるストレスを可変（調整）することができるので、使用条件（画像面積率）が異なった場合の現像剤劣化、これによる画質低下、トナー飛散等を、ダウンタイムなしに防止することができる。
また、本発明では、画像面積が大きい時のトナーの添加剤がキャリアに付着することによるキャリアの帯電能力の低下や、これによるトナー飛散、画像形成装置内の汚染、画像上の地肌汚れ等の問題を防止することができる。

さらに本発明の現像装置及び画像形成装置では、画像面積率が小さい場合のトナーの添加剤埋没、これによる転写率低下、トナー飛散、キャリア付着等の異常画像を防止することができる。
また、本発明の現像装置及び画像形成装置では、現像剤の長寿命化によるメンテナンス回数の低減、ダウンタイム低減による生産効率の向上、ランニングコストの低減、廃現像剤の低減が期待できる。

本発明の一実施例を示す現像装置の概略構成図である。 本発明の別の実施例を示す現像装置の概略構成図である。 本発明のさらに別の実施例を示す現像装置の概略構成図である。 図２の現像装置に用いられる現像剤撹拌部材の一例を示す撹拌羽根の斜視図である。 図３の現像装置に用いられる現像剤流路幅制御手段の一例を示す半月ローラの平面図である。 本発明に係る現像装置の基本的な構成例を示す概略構成図である。 本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。

符号の説明

１：感光体（像担持体）
２：現像装置
３：帯電装置
４：光書込み装置
５：転写装置
６：クリーニング装置
７：除電装置
８：トナー濃度センサ
９，１０：搬送スクリュー（現像剤搬送部材）
１１：現像ローラ（現像材担持体）
１２：ケーシング
１３：仕切り板
１４：ドクタブレード（層厚規制部材）
１５：画像濃度センサ
１６：現像スリーブ
１７：マグネットローラ
１８：トナーカートリッジ
１９：トナー搬送ポンプ（トナー補給装置）
２０ａ：電磁石（磁界発生手段）
２１：攪拌羽根（現像剤撹拌部材）
２２：半月ローラ（現像剤流路幅制御手段）
２３−１，２３−２：給紙カセット
２４：給紙ローラ
２５：分離ローラ対
２６，２７：搬送ローラ
２８：レジストローラ
２９：定着装置
３０：排紙ローラ
３１：排紙トレイ
１００：画像形成装置
Ｐ：転写材

Claims (8)

1. トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いた現像装置において、
   現像剤担持体と、
   装置内の現像剤を前記現像剤担持体へ搬送する現像剤搬送部材と、
   前記現像剤担持体上の現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、
   前記現像剤搬送部材と前記層厚規制部材の間の現像剤搬送経路上に設けられキャリアの帯電能力を保つため現像剤にストレスを付与するよう回転作動する現像剤撹拌部材と、
   画像面積が比較的大きいときに現像剤搬送経路を通過する現像剤にかかるストレスが増加するような方向に前記現像剤攪拌部材の回転方向を制御する制御手段と、
   を設けたことを特徴とする現像装置。
2. トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いた現像装置において、
   現像剤担持体と、
   該現像剤担持体内に設けられた磁界発生手段と、
   キャリアの帯電能力を保つため現像剤にストレスを付与するよう前記磁界発生手段による磁界を変化させる磁界制御手段と、
   画像面積が比較的大きいときに現像剤にかかるストレスが増加するよう前記磁界の磁束密度を増加させるべく磁界制御手段により磁界発生手段に流す電流が大きくなるよう制御する制御手段と、
   を設けたことを特徴とする現像装置。
3. 請求項２記載の現像装置において、
   前記磁界制御手段は、電磁石及び該電磁石に流す電流値を制御する制御手段であり、画像面積に応じて該電流値を制御することを特徴とする現像装置。
4. 請求項２または３記載の現像装置において、
   前記磁界発生手段は、複数個設けられた電磁石であることを特徴とする現像装置。
5. 請求項４記載の現像装置において、
   前記制御手段は、画像面積に応じて前記電磁石の作動個数を変化させることを特徴とする現像装置。
6. トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いた現像装置において、
   現像剤担持体と、
   装置内の現像剤を前記現像剤担持体へ搬送する現像剤搬送部材と、
   前記現像剤担持体上の現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、
   前記現像剤搬送部材と前記層厚規制部材の間の現像剤搬送経路上に設けられ、前記キャリアの帯電能力を保つため現像剤搬送経路を通過する現像剤流路幅を変化させて現像剤にストレスを付与する現像剤流路幅制御手段と、
   画像面積が比較的大きいときに現像剤搬送経路を通過する現像剤にかかるストレスが増加するよう前記現像剤流路幅制御手段により現像剤流路幅を狭くするよう制御する制御手段と、を設けたことを特徴とする現像装置。
7. 請求項６記載の現像装置において、
   前記現像剤流路幅制御手段は、中心軸と、該中心軸から偏心した円弧状の外径を持ち、
   前記制御手段は、画像面積に応じて前記現像剤流路幅制御手段の回転角度を制御することを特徴とする現像装置。
8. 像担持体と、該像担持体に静電潜像を形成する手段と、前記像担持体上の静電潜像を現像剤で現像して可視像化する現像手段を備えた画像形成装置において、
   前記現像手段として、請求項１〜７のいずれか一つに記載の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。

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