JP5040872B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの複合機などの画像形成装置及びこのような画像形成装置において像担持体に形成された静電潜像を現像するのに使用する現像装置に係り、特に、トナーとキャリアとを含む現像剤を用いた現像装置を使用した画像形成装置において画像形成を行うにあたり、画像形成速度を速めた場合においても、この現像装置内においてトナーとキャリアとを含む現像剤が十分に混合攪拌されるようになり、トナーおよびキャリアを含むトナーを補給した場合においても、補給されたトナーが適切に帯電されて現像に使用されるようにした点に特徴を有するものである。

従来から、複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの複合機などの画像形成装置おいては、感光体等の像担持体に形成された静電潜像に現像装置からトナーを供給して、像担持体に形成された静電潜像を現像するようにしている。

そして、このような現像装置としては、現像剤にトナーだけを使用した一成分現像方式の現像装置と、トナーとキャリアとを含む現像剤を使用した二成分現像方式の現像装置とが知られており、トナーを速やかに適切に帯電させて高速の画像形成を行う点からは、トナーとキャリアとを含む現像剤を使用した二成分現像方式の現像装置が優れている。

ここで、トナーとキャリアとを含む現像剤を使用した二成分現像方式の現像装置においては、一般に、現像装置内における現像剤搬送部において、上記の現像剤を攪拌搬送部材により攪拌させながら搬送させ、トナーとキャリアとを接触させてトナーを帯電させ、このようにトナーが帯電された現像剤を現像剤担持体に供給する現像剤搬送供給部に導き、この現像剤搬送供給部において上記の現像剤を現像剤担持体に供給し、この現像剤担持体から像担持体に形成された静電潜像にトナーを供給して現像を行うと共に、この現像剤搬送供給部において上記の現像剤を攪拌搬送部材により攪拌させながら搬送させて、現像剤を上記の現像剤搬送部と現像剤搬送供給部との間で循環させるようにしたものが用いられている。

そして、上記のように現像剤担持体から像担持体に形成された静電潜像にトナーを供給して現像を行うと、現像剤中におけるトナーの濃度が次第に低下して、形成される画像の濃度が低下するため、現像剤中におけるトナー濃度がある程度低下すると、現像剤に新たなトナーを補給するようにしている。

ここで、このように補給された新たなトナーは帯電されていない状態にあり、このように補給されたトナーが十分に帯電されない状態で現像剤搬送供給部から現像剤担持体に供給されて現像に使用されると、トナー飛散が発生したり、形成される画像にカブリが発生したりするなどの問題があった。

このため、従来においては、特許文献１に示されるように、現像剤を攪拌搬送部材により攪拌搬送させながら現像剤を現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤搬送供給部と、現像剤を攪拌搬送部材により攪拌させながら搬送させる現像剤搬送部とにおける現像剤の搬送方向の長さを長くし、現像剤を混合攪拌しながら搬送させる距離を長くして、補給されたトナーを十分に帯電させることが提案されている。

また、近年においては、画像形成装置における画像形成速度を速めて、高速で画像形成を行うことが求められている。

そして、このように高速で画像形成を行う場合において、上記のように現像剤搬送供給部と現像剤搬送部とにおける現像剤の搬送方向の長さを長くして、補給されたトナーを十分に帯電させて現像剤担持体に供給させるようにするためには、現像剤搬送供給部と現像剤搬送部との長さを非常に長くすることが必要になり、現像装置が大型化して、画像形成装置全体が大型化するという問題があった。また、このように現像剤搬送供給部と現像剤搬送部との長さを非常に長くすると、現像剤を攪拌させながら搬送させる攪拌搬送部材に加わるトルクが大きくなり、攪拌搬送部材を回転させるのに大きな動力が必要になると共に、現像剤を十分に攪拌させながら搬送させることも困難になるという問題があった。
特開２００１−１０９２６５号公報

本発明は、画像形成装置にトナーとキャリアとを含む現像剤を用いた現像装置を使用して画像形成を行う場合における上記のような問題を解決することを課題とするものである。

すなわち、本発明においては、上記の画像形成装置における画像形成速度を速めた場合においても、この現像装置内においてトナーとキャリアとを含む現像剤が十分に混合攪拌されるようになり、新たなトナーを補給した場合においても、補給されたトナーが適切に帯電されて現像に使用され、トナー飛散が発生したり、形成される画像にカブリが発生したりすることがないようにした点に特徴を有するものである。

本発明の現像装置においては、上記のような課題を解決するため、トナーとキャリアとを含む現像剤を攪拌搬送部材により攪拌させながら搬送させると共に現像剤を現像剤担持体に供給し、現像剤担持体において現像に使用されなかった現像剤を回収する現像剤搬送供給部と、この現像剤搬送供給部における現像剤の搬送方向下流側の排出口に導かれた現像剤を案内する案内部と、この案内部を通して導かれた現像剤を攪拌搬送部材により攪拌させながら搬送させる複数の現像剤搬送部とが隔壁により区画されて設けられた現像装置において、各現像剤搬送部は、現像剤の搬送方向上流側に設けられて現像剤を導入する上流側導入部と、現像剤の搬送方向下流側に設けられて現像剤を下流側の現像剤搬送部または現像剤搬送供給部に導く下流側導入部とを有し、上記の案内部から現像剤が導かれる最上流側の現像剤搬送部においては、案内部を通して導かれた現像剤がその上流側導入部を通して導入され、上記の攪拌搬送部材により攪拌されながら下流側導入部に搬送され、また現像剤を現像剤搬送供給部に戻す最下流側の現像剤搬送部においては、その下流側導入部としての戻し口を通して現像剤が上記の現像剤搬送供給部における現像剤の搬送方向上流側に戻され、上記複数の現像剤搬送部の中で少なくとも最上流側の現像剤搬送部が上記の現像剤搬送供給部よりも下方に設けられており、上記の現像剤にトナーを補給するトナー補給部が上記の案内部又はこの案内部を通して現像剤が導かれる最上流側の現像剤搬送部に設けられている。

ここで、本発明の現像装置においては、上記の現像剤搬送供給部から案内部を通して現像剤が導かれる最上流側の現像剤搬送部を、上記の現像剤搬送部よりも下方に設けるにあたり、この案内部を現像剤の安息角以上の角度で下方に傾斜して設けることが好ましく、さらに上記の最上流側の現像剤搬送部から現像剤が順々に導かれる各現像剤搬送部を順々に上方に位置するように設けることが好ましい。

さらに、本発明の現像装置においては、上記の現像剤担持体を、上記の現像剤搬送供給部における排出口と戻し口との間に位置するように設けることが好ましい。

また、本発明の画像形成装置においては、上記のような現像装置を用いるようにした。

本発明の現像装置においては、現像剤搬送供給部における現像剤の搬送方向下流側の排出口に導かれた現像剤が、上記の案内部を通して隔壁により区画されて設けられた複数の現像剤搬送部にそれぞれ上流側導入部を通して導かれ、各現像剤搬送部に設けられた攪拌搬送部材により現像剤が攪拌されながら搬送されると共に、各現像剤搬送部における現像剤の搬送方向下流側に設けられた下流側導入部を通して現像剤が順々に次の現像剤搬送部に導かれ、最下流側の現像剤搬送部において現像剤の搬送方向下流側に導かれた現像剤が、その下流側導入部である戻し口を通して上記の現像剤搬送供給部における現像剤の搬送方向上流側に戻されるようになる。

このため、現像剤が現像剤搬送部に設けられた攪拌搬送部材により攪拌されながら、各現像剤搬送部に沿って順々に搬送されるようになり、現像剤搬送供給部や現像剤搬送部における現像剤の搬送方向の長さを長くしなくても、現像剤が混合攪拌されながら搬送される距離が長くなり、現像装置を大型化しなくても、補給されたトナーが十分に帯電されるようになる。

また、本発明の現像装置においては、複数の現像剤搬送部の中で少なくとも最上流側の現像剤搬送部を上記の現像剤搬送供給部よりも下方に設けるようにしたため、上記のように現像剤を各現像剤搬送部に沿って順々に搬送させて、最下流側の現像剤搬送部から戻し口を通して現像剤を現像剤搬送供給部における現像剤の搬送方向上流側に戻す何れかの段階において、現像剤を上方に導くことが必要になり、この部分において現像剤が滞留して現像剤が攪拌される時間が長くなり、補給されたトナーがさらに十分に帯電されるようになる。

また、本発明の現像装置において、現像剤搬送供給部から案内部を通して現像剤が導かれる最上流側の現像剤搬送部を、上記の現像剤搬送供給部よりも下方に設けるようにすると、現像剤搬送供給部の排出口に導かれた現像剤が、上記の案内部を通して最上流側の現像剤搬送部に導かれやすくなる。特に、この案内部を現像剤の安息角以上の角度で下方に傾斜させると、この案内部を通して現像剤を最上流側の現像剤搬送部を導くための装置等を設けなくても、現像剤が適切に案内部に沿って上記の最上流側の現像剤搬送部に導かれるようになる。

また、上記のように現像剤搬送供給部よりも下方に設けられた最上流側の現像剤搬送部から現像剤が順々に導かれる各現像剤搬送部を順々に上方に位置するように設けると、各現像剤搬送部における導入部などにおいて現像剤が滞留し、現像剤が攪拌される時間が長くなり、補給されたトナーがさらに十分に帯電されるようになる。

また、本発明の現像装置においては、現像剤にトナーを補給するトナー補給部を、上記の案内部又はこの案内部を通して現像剤が導かれる最上流側の現像剤搬送部に設けるようにしたため、新たに補給されたトナーを含む現像剤が各現像剤搬送部において十分に攪拌され、最下流側の現像剤搬送部における戻し口から現像剤搬送供給部に戻されるまでに、補給されたトナーが十分に帯電されて現像剤担持体に供給されるようになる。

また、本発明の現像装置において、上記の現像剤担持体を現像剤搬送供給部における排出口と戻し口との間に位置するように設けると、現像剤搬送供給部から安定した量の現像剤が現像剤担持体に導かれ、現像剤担持体全体に供給される現像剤の量が安定する。

そして、このような現像装置を用いた画像形成装置においては、画像形成速度を速めた場合においても、この現像装置内においてトナーとキャリアとを含む現像剤が十分に混合攪拌されるようになり、新たなトナーを補給した場合においても、補給されたトナーが適切に帯電されて現像に使用され、トナー飛散が発生したり、形成される画像にカブリが発生したりするのが防止される。

次に、本発明の実施形態に係る画像形成装置及び現像装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る画像形成装置及び現像装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。

この実施形態に係る画像形成装置においては、図１に示すように、感光体ドラムからなる像担持体１を回転させると共に、この像担持体１の表面を帯電装置２によって帯電させた後、この像担持体１の表面にレーザ等を用いた潜像形成装置３により画像情報に応じた露光を行い、この像担持体１の表面に静電潜像を形成するようにしている。

そして、このように像担持体１の表面に形成された静電潜像の部分に現像装置４からトナーを供給して、像担持体１の表面に静電潜像に対応するトナー像を形成した後、トナー像が形成された像担持体１と転写装置５との間にタイミングローラ６により記録シートｓを導き、転写装置５によりこの記録シートｓに像担持体１の表面に形成されたトナー像を転写させ、このようにトナー像が転写された記録媒体６を加熱式の定着装置7に設けられた一対のローラ７ａ間に導き、この一対のローラ７ａ間において、トナー像を記録シートｓに加熱定着させるようにしている。

一方、上記のようにトナー像を転写させた後における像担持体１の表面にクリーニング部材８を圧接させ、転写後の像担持体１の表面に残留しているトナー等の残留物を除去し、その後、前記のように帯電装置２によって像担持体１を帯電させ、上記のような操作を繰り返して、画像形成を連続して行うようにしている。

ここで、この実施形態における上記の現像装置４においては、図１に示すように、トナーとキャリアとを含む現像剤ｄを現像装置４内に収容させると共に、現像剤担持体４１として、回転する現像ローラ４１ａの内部に、複数の磁極Ｎ，Ｓ，…が設けられたマグネットローラ４１ｂを固定して設けたものを用いるようにしている。

そして、上記のように回転する現像ローラ４１ａの表面に現像剤搬送供給部４２から現像剤ｄを供給し、このように現像ローラ４１ａの表面に供給された現像剤ｄの量を規制部材４３により規制した後、この現像ローラ４１ａにより現像剤ｄを像担持体１と対向する現像領域に導き、上記のように像担持体１の表面に形成された静電潜像の部分に現像剤ｄ中におけるトナーを供給して、像担持体１の表面に静電潜像に対応したトナー像を形成した後、この現像ローラ４１ａの表面における現像剤ｄを、上記のマグネットローラ４１ｂにおける同極のＮ，Ｎ極の間の反発磁力によって現像ローラ４１ａの表面から離脱させて、上記の現像剤搬送供給部４２に戻すようにしている。

また、上記の現像装置４においては、図１及び図２に示すように、上記の現像剤搬送供給部４２と、この現像剤搬送供給部４２における現像剤ｄの搬送方向下流側の排出口４２ａに導かれた現像剤ｄを案内する案内部４４と、この案内部４４を通して導かれた現像剤ｄを攪拌させながら搬送させる第１（最上流側），第２，第３（最下流側）の３つの現像剤搬送部４５，４６，４７とを隔壁４８により区画させて設けている。

そして、上記の現像装置４においては、上記の現像剤搬送供給部４２と第１，第２，第３の３つの現像剤搬送部４５，４６，４７とに、それぞれ現像剤ｄを攪拌しながら搬送させる攪拌搬送部材５２，５５，５６，５７を設け、現像装置４の外部に延出された各攪拌搬送部材５２，５５，５６，５７の回転軸５２ａ，５５ａ，５６ａ，５７ａをギア機構５１によって接続させ、上記の現像剤搬送供給部４２と第２の現像剤搬送部４６とにおける攪拌搬送部材５２，５６が同じ方向に回転して、現像剤搬送供給部４２と第２の現像剤搬送部４６とにおいて現像剤ｄが同じ方向に搬送される一方、上記の第１，第３の現像剤搬送部４５，４７における攪拌搬送部材５５，５７とが、上記の攪拌搬送部材５２，５６と逆方向に回転して、第１，第３の現像剤搬送部４５，４７とにおいて現像剤ｄが上記の現像剤搬送供給部４２及び第２の現像剤搬送部４６と逆方向に搬送されるようにしている。

そして、上記の第１の現像剤搬送部４５における現像剤ｄの搬送方向下流側に現像剤ｄを第２の現像剤搬送部４６に導く導入部４９ａを設け、この第２の現像剤搬送部４６における現像剤ｄの搬送方向下流側に現像剤ｄを第３の現像剤搬送部４７に導く導入部４９ｂを設け、さらに最終の第３の現像剤搬送部４７における現像剤ｄの搬送方向下流側には、現像剤ｄを上記の現像剤搬送供給部４２における現像剤ｄの搬送方向上流側に戻す戻し口４２ｂを設けている。

また、上記のように現像ローラ４１ａの内部に複数の磁極Ｎ，Ｓ，…が設けられたマグネットローラ４１ｂを固定して設けられた現像剤担持体４１を、上記の現像剤搬送供給部４２における排出口４２ａと戻し口４２ｂとの間に位置させ、この現像剤搬送供給部４２から現像ローラ４１ａ全体に一定した量の現像剤ｄが安定して供給されるようにしている。

また、上記の現像装置４においては、現像剤搬送供給部４２における排出口４２ａに導かれた現像剤ｄを第１の現像剤搬送部４５に案内する案内部４４を、現像剤搬送供給部４２から第１の現像剤搬送部４５に向けて現像剤ｄの安息角以上の傾斜角度θで下方に傾斜するように設け、この案内部４４に導かれた現像剤ｄが案内部４４に沿って勝手に流れ落ちて第１の現像剤搬送部４５に導かれるようにしている。

また、上記の第１の現像剤搬送部４５から現像剤ｄが順々に導かれる第２，第３の各現像剤搬送部４６，４７を上記の傾斜角度θで順々に上方に傾斜した位置に設けると共に、上記の現像剤搬送供給部４２を第３の現像剤搬送部４７よりも上記の傾斜角度θで上方に傾斜した位置に設けている。

このようにすると、現像剤ｄを第１〜第３の現像剤搬送部４５〜４７を通して戻し口４２ｂから現像剤搬送供給部４２に戻す場合に、現像剤ｄが第１〜第３の現像剤搬送部４５〜４７に設けられた各攪拌搬送部材５５，５６，５７によって攪拌されながら搬送されると共に、第１の現像剤搬送部４５と第２の現像剤搬送部４６との間の導入部４９ａ、第２の現像剤搬送部４６と第３の現像剤搬送部４７との間の導入部４９ｂ及び第３の現像剤搬送部４７と現像剤搬送供給部４２との間の戻し口４２ｂの位置において現像剤ｄが滞留し、このように滞留した現像剤ｄがさらに各攪拌搬送部材５５，５６，５７によって十分に攪拌されるようになる。

そして、上記の現像装置４においては、図１に示すように、現像装置４内にトナーを補給させるトナー補給装置５０を上記の案内部４４から現像剤ｄが導かれる第１の現像剤搬送部４５に設け、現像装置４内における現像剤ｄ中のトナー濃度をトナー濃度センサ（図示せず）によって測定し、現像剤ｄ中におけるトナー濃度が減少した場合には、このトナー補給装置５０から新たなトナーを補給させるようにしている。

ここで、このようにトナー補給装置５０から新たなトナーを補給させると、このように補給されたトナーが上記の案内部４４から第１の現像剤搬送部４５に導かれた現像剤ｄと一緒になって、上記のように第１〜第３の現像剤搬送部４５〜４７に設けられた各攪拌搬送部材５５，５６，５７によって攪拌されながら搬送されると共に、第１の現像剤搬送部４５と第２の現像剤搬送部４６との間の導入部４９ａ、第２の現像剤搬送部４６と第３の現像剤搬送部４７との間の導入部４９ｂ及び第３の現像剤搬送部４７と現像剤搬送供給部４２との間の戻し口４２ｂの位置において滞留して、さらに各攪拌搬送部材５５，５６，５７によって十分に攪拌されるようになり、現像剤ｄ中に補給されたトナーがキャリアとの接触により十分に帯電された状態で、上記の戻し口４２ｂを通して現像剤搬送供給部４２に導かれるようになる。

このため、このような現像装置４を使用した上記の画像形成装置においては、画像形成速度を速めた場合においても、新たに補給されたトナーが適切に帯電された状態で現像に使用され、トナー飛散が発生したり、形成される画像にカブリが発生したりするのが防止される。

ここで、上記の現像装置４においては、現像剤搬送供給部４２における排出口４２ａに導かれた現像剤ｄを第１の現像剤搬送部４５に案内する案内部４４を現像剤ｄの安息角以上の傾斜角度θで下方に傾斜するように設け、この案内部４４に導かれた現像剤ｄが案内部４４に沿って勝手に流れ落ちて第１の現像剤搬送部４５に導かれるようにしたが、案内部４４の傾斜角度θが現像剤ｄの安息角未満である場合には、案内部４４に導かれた現像剤ｄを第１の現像剤搬送部４５に強制的に導くようにするため、案内部４４の近傍に振動装置（図示せず）等を設けるようにすることができる。

また、上記の現像装置４においては、現像剤搬送供給部４２から案内部４４を通して導かれた現像剤ｄを攪拌しながら搬送させる上記の第１〜第３の現像剤搬送部４５〜４７を、現像剤搬送供給部４２より下方で離れた位置から順々に上方に傾斜した位置に設けるようにしたが、第１〜第３の現像剤搬送部４５〜４７を設ける位置は特にこのようなものに限定されず、例えば、図３〜図５に示すように変更させることも可能である。

ここで、図３に示す変更例のものにおいては、現像剤搬送供給部４２から案内部４４を通して現像剤ｄが導かれる第１の現像剤搬送部４５を、現像剤搬送供給部４２より下方に現像剤ｄの安息角以上の傾斜角度θで傾斜して離れた位置に設け、第２の現像剤搬送部４６を上記の第１の現像剤搬送部４５と水平で現像剤搬送供給部４２に近づく位置に設け、第３の現像剤搬送部４７を上記の第２の現像剤搬送部４６の上方で上記の現像剤搬送供給部４２と隣り合う水平な位置に設け、現像剤搬送供給部４２から案内部４４を通して導かれた現像剤ｄを上記の第１〜第３の現像剤搬送部４５〜４７を通して搬送させて現像剤搬送供給部４２に戻すようにしている。

また、図４に示す変更例のものにおいては、現像剤搬送供給部４２から案内部４４を通して現像剤ｄが導かれる第１の現像剤搬送部４５を、現像剤搬送供給部４２より下方に現像剤ｄの安息角以上の傾斜角度θで傾斜して離れた位置に設け、第２の現像剤搬送部４６を上記の第１の現像剤搬送部４５の上方で上記の現像剤搬送供給部４２と水平な位置に設け、第３の現像剤搬送部４７をこの第２の現像剤搬送部４６及び現像剤搬送供給部４２と水平な位置で現像剤搬送供給部４２と隣り合う位置に設け、現像剤搬送供給部４２から案内部４４を通して導かれた現像剤ｄを上記の第１〜第３の現像剤搬送部４５〜４７を通して搬送させて現像剤搬送供給部４２に戻すようにしている。

また、図５に示す変更例のものにおいては、現像剤搬送供給部４２から案内部４４（図示せず）を通して現像剤ｄが導かれる第１の現像剤搬送部４５を、現像剤搬送供給部４２の直下の隣接した位置に設け、第２の現像剤搬送部４６を上記の第１の現像剤搬送部４５と水平で現像剤搬送供給部４２から離れた位置に設け、第３の現像剤搬送部４７を上記の第２の現像剤搬送部４６の上方で上記の現像剤搬送供給部４２と隣り合う水平な位置に設け、現像剤搬送供給部４２から案内部４４を通して導かれた現像剤ｄを上記の第１〜第３の現像剤搬送部４５〜４７を通して搬送させて現像剤搬送供給部４２に戻すようにしている。

ここで、上記の各現像装置４においては、現像剤搬送供給部４２から案内部４４を通して導かれた現像剤ｄを攪拌しながら搬送させる第１〜第３の３つの現像剤搬送部４５〜４７を設けるようにしたが、現像剤搬送部の数は３つに限定されず、最終の現像剤搬送部における現像剤の搬送方向下流側から戻し口を通して現像剤が現像剤搬送供給部における現像剤の搬送方向上流側に戻されるようになっていれば、さらに多くの現像剤搬送部を設けることも可能である。

また、上記の現像装置４においては、上記のように現像ローラ４１ａにより現像剤ｄを像担持体１と対向する現像領域に導き、像担持体１の表面に形成された静電潜像の部分に現像剤ｄ中におけるトナーを供給して、像担持体１の表面に形成された静電潜像を現像するようにしたが、上記の現像ローラ４１ａに保持された現像剤ｄ中におけるトナーだけをトナー保持部材（図示せず）に保持させ、このトナー保持部材から像担持体１の表面に形成された静電潜像の部分にトナーを供給して、像担持体１の表面に形成された静電潜像を現像させるようにすることも可能である。さらに、図示していないが、２以上の現像ローラにより現像剤を像担持体と対向する現像領域に導いて現像を行うことも可能である。

また、上記の現像装置４に用いるトナーとキャリアとを含む現像剤ｄについては特に限定されず、一般に使用されている公知のものを用いることができる。

ここで、トナーとしては、バインダー樹脂中に着色剤や、必要に応じて、荷電制御剤や離型剤等を含有させ、外添剤を処理したものを使用でき、またこのトナーの粒径は特に限定されないが、３〜１５μm程度のものが望ましい。

そして、このようなトナーを製造するにあたっては、一般に使用されている公知の方法で製造することができ、例えば、粉砕法、乳化重合法、懸濁重合法等を用いて製造することができる。

また、トナーに使用するバインダー樹脂としては、一般に使用されている公知の樹脂を用いることができ、例えば、スチレン系樹脂（スチレン又はスチレン置換体を含む単重合体又は共重合体）、ポリエステル樹脂、エポキシ系樹脂、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂などを用いることができるが、これらに限定されるものではない。また、これらの樹脂は、単体若しくは複合体として用いることができ、軟化温度が８０〜１６０℃の範囲のものを、またガラス転移点が５０〜７５℃の範囲のものを用いることが好ましい。

また、上記の着色剤としては、一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、活性炭、マグネタイト、ベンジンイエロー、パーマネントイエロー、ナフトールイエロー、フタロシアニンブルー、ファーストスカイブルー、ウルトラマリンブルー、ローズベンガル、レーキーレッド等を用いることができ、一般に、上記のバインダー樹脂１００重量部に対して２〜２０重量部の割合で用いることが好ましい。

また、上記の荷電制御剤としても、公知のものを用いることができ、正帯電性トナー用の荷電制御材としては、例えば、ニグロシン系染料、４級アンモニウム塩系化合物、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール系化合物、ポリアミン樹脂などを用いることができ、また負帯電性トナー用荷電制御材としては、Ｃｒ，Ｃｏ，Ａｌ，Ｆｅ等の金属含有アゾ系染料、サリチル酸金属化合物、アルキルサリチル酸金属化合物、カーリックスアレン化合物などを用いることができる。なお、このような荷電制御剤は、一般に上記のバインダー樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部の割合で用いることが好ましい。

また、上記の離型剤としても、一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、カルナバワックス、サゾールワックス等を単独あるいは２種類以上組み合わせて使用することができ、一般に上記のバインダー樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部の割合で用いることが好ましい。

また、トナーに外添する粒子としては、一般に使用されている公知のものを使用することができ、トナーの流動性を改善する流動化剤として、例えば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム等を使用することができ、特に、シランカップリング剤やチタンカップリング剤やシリコンオイル等で撥水化したものを用いることが好ましい。そして、このような流動化剤を上記のトナー１００重量部に対して０．１〜５重量部の割合で添加させて用いるようにする。また、上記の流動化剤の個数平均一次粒径は１０〜１００ｎｍであることが好ましい。

また、キャリアとしても、一般に使用されている公知のキャリアを使用することができ、バインダー型キャリアやコート型キャリアなどを使用することができ、このキャリアの粒径は特に限定されないが、１５〜１００μｍが好ましい。

ここで、上記のバインダー型キャリアは、磁性体微粒子をバインダー樹脂中に分散させたものであり、キャリア表面に正又は負帯電性の帯電性微粒子を固着させたり、表面コーティング層を設けたりすることもできる。また、バインダー型キャリアの帯電極性等の帯電特性は、バインダー樹脂の材質、帯電性微粒子、表面コーティング層の種類によって制御することができる。

そして、このバインダー型キャリアに用いるバインダー樹脂としては、例えば、ポリスチレン系樹脂に代表されるビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの熱可塑性樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。

また、バインダー型キャリアに用いる磁性体微粒子としては、マグネタイト、ガンマ酸化鉄等のスピネルフェライト、鉄以外の金属（Ｍｎ，Ｎｉ，Ｍｇ，Ｃｕ等）を一種または二種以上含有するスピネルフェライト、バリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライト、表面に酸化鉄を有する鉄や合金の粒子を用いることができ、その形状は、粒状、球状、針状のいずれであっても良い。

特に、バインダー型キャリアに高磁化が要求される場合には、鉄系の強磁性微粒子を用いることが好ましい。また、バインダー型キャリアの化学的な安定性を考慮すると、マグネタイト、ガンマ酸化鉄を含むスピネルフェライトやバリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライトの強磁性微粒子を用いることが好ましい。そして、強磁性微粒子の種類及び含有量を適宜選択することにより、所望の磁化を有するバインダー型キャリアを得ることができる。磁性体微粒子は、バインダー型キャリア中に５０〜９０重量％の量で添加することが適当である。

また、バインダー型キャリアにおける上記の表面コーティング層の材料としては、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂等が用いられ、これらの樹脂を表面にコートし硬化させてコート層を形成することにより、帯電付与能力を向上させることができる。

また、バインダー型キャリアの表面に帯電性微粒子或いは導電性微粒子を固着させるにあたっては、例えば、バインダー型キャリアとこれらの微粒子とを均一に混合し、バインダー型キャリアの表面にこれら微粒子を付着させた後、機械的・熱的な衝撃力を与え、これらの微粒子をバインダー型キャリア中に打ち込むようにして固定させるようにすることができる。この場合、これらの微粒子はバインダー型キャリア中に完全に埋設されるのではなく、バインダー型キャリアの表面から突き出すようにして固定される。

ここで、上記の帯電性微粒子としては、有機系、無機系の絶縁性材料を用いることができる。具体的には、有機系の絶縁性材料として、例えば、ポリスチレン、スチレン系共重合物、アクリル樹脂、各種アクリル共重合物、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂及びこれらの架橋物などの有機絶縁性微粒子を用いることができ、帯電レベル及び極性については、素材、重合触媒、表面処理等により、希望するレベルの帯電及び極性を得ることができる。また、無機系の絶縁性材料としては、例えば、シリカ、二酸化チタン等の負帯電性の無機微粒子やチタン酸ストロンチウム、アルミナ等の正帯電性の無機微粒子などを用いることができる。

また、上記のコート型キャリアは、磁性体からなるキャリアコア粒子の表面に樹脂コート層が設けられてなるキャリアであり、このコート型キャリアにおいても、バインダー型キャリアと同様に、キャリアの表面に正又は負帯電性の帯電性微粒子を固着させたりすることができる。

そして、このコート型キャリアの極性等の帯電特性は、上記の樹脂コート層の種類や帯電性微粒子により制御することができ、バインダー型キャリアと同様の材料を用いることができる。特に、樹脂コート層の樹脂には、バインダー型キャリアのバインダー樹脂と同様の樹脂を使用することが可能である。

また、上記のトナーとキャリアとの混合比は、所望のトナー帯電量が得られるよう調整されれば良く、トナーとキャリアの合計量に対するトナーの割合は、３〜５０重量％、好ましくは６〜３０重量％が適している。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置において、画像形成を行う状態を示した概略説明図である。 上記の実施形態に係る画像形成装置に使用する現像装置の内部を示した概略説明図である。 上記の実施形態に係る画像形成装置に使用する現像装置の第１の変更例を示した概略説明図である。 上記の実施形態に係る画像形成装置に使用する現像装置の第２の変更例を示した概略説明図である。 上記の実施形態に係る画像形成装置に使用する現像装置の第３の変更例を示した概略説明図である。

符号の説明

１ 像担持体
２ 帯電装置
３ 潜像形成装置
４ 現像装置
５ 転写装置
６ タイミングローラ
７ 定着装置
７ａ ローラ
８ クリーニング部材
４１ 現像剤担持体
４１ａ 現像ローラ
４１ｂ マグネットローラ
４２ 現像剤搬送供給部
４２ａ 排出口
４２ｂ 戻し口
４３ 規制部材
４４ 案内部
４５ 第１の現像剤搬送部
４６ 第２の現像剤搬送部
４７ 第３の現像剤搬送部
４８ 隔壁
４９ａ，４９ｂ 導入部
５０ トナー補給装置
５１ ギア機構
５２，５５，５６，５７ 攪拌搬送部材
５２ａ，５５ａ，５６ａ，５７ａ 回転軸
ｄ 現像剤
ｓ 記録シート
θ 案内部の傾斜角度

Claims (5)

1. トナーとキャリアとを含む現像剤を攪拌搬送部材により攪拌させながら搬送させると共に現像剤を現像剤担持体に供給し、現像剤担持体において現像に使用されなかった現像剤を回収する現像剤搬送供給部と、この現像剤搬送供給部における現像剤の搬送方向下流側の排出口に導かれた現像剤を案内する案内部と、この案内部を通して導かれた現像剤を攪拌搬送部材により攪拌させながら搬送させる複数の現像剤搬送部とが隔壁により区画されて設けられた現像装置において、
   各現像剤搬送部は、現像剤の搬送方向上流側に設けられて現像剤を導入する上流側導入部と、現像剤の搬送方向下流側に設けられて現像剤を下流側の現像剤搬送部または現像剤搬送供給部に導く下流側導入部とを有し、
   上記の案内部から現像剤が導かれる最上流側の現像剤搬送部においては、案内部を通して導かれた現像剤がその上流側導入部を通して導入され、上記の攪拌搬送部材により攪拌されながら下流側導入部に搬送され、
   また現像剤を現像剤搬送供給部に戻す最下流側の現像剤搬送部においては、その下流側導入部としての戻し口を通して現像剤が上記の現像剤搬送供給部における現像剤の搬送方向上流側に戻され、
   上記複数の現像剤搬送部の中で少なくとも最上流側の現像剤搬送部が上記の現像剤搬送供給部よりも下方に設けられており、
   上記の現像剤にトナーを補給するトナー補給部が上記の案内部又はこの案内部を通して現像剤が導かれる最上流側の現像剤搬送部に設けられていることを特徴とする現像装置。
2. 請求項１に記載の現像装置において、上記の現像剤搬送供給部から現像剤を最上流側の現像剤搬送部に導く案内部が、現像剤の安息角以上の角度で下方に傾斜して設けられていることを特徴とする現像装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の現像装置において、上記の最上流側の現像剤搬送部から現像剤が順々に導かれる各現像剤搬送部が順々に上方に位置するように設けられていることを特徴とする現像装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の現像装置において、上記の現像剤担持体が上記の現像剤搬送供給部における排出口と戻し口との間に位置するように設けられていることを特徴とする現像装置。
5. 請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の現像装置を用いた画像形成装置。

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