JP5206522B2 - 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、画像形成速度を速めた場合においても、現像装置を大型化させることなく、現像剤が十分に混合攪拌されるようにし、新たなトナーを補給した場合に、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、トナーをキャリアと接触させて帯電させ、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くようにしている。

そして、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、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この現像剤搬送供給部との間で循環させるようにしている。

また、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、新たに補給された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が現像剤搬送供給部に導かれ、この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て現像剤搬送供給部との間で現像剤を循環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。

しかし、こ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た場合、特に、近年のように、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にあたり、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、これらの長さを非常に長くすることが必要になり、現像装置の長さが非常に長くなって、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。

また、従来においては、特許文献２に示されるように、現像剤搬送供給部に第１攪拌部材を設けると共に、現像剤搬送部に第２攪拌部材と第３攪拌部材とを平行に２本設け、第１攪拌部材と第２攪拌部材とにおける現像剤の搬送方向を同方向にする一方、第３攪拌部材における現像剤の搬送方向を逆にし、第２攪拌部材による現像剤の搬送量と第３攪拌部材による現像剤の搬送量とを制御するようにしたものが提案されている。

しかし、この特許文献２に示されるものにおいては、新たに補給されたトナーが、必ずしも現像剤中において十分に混合攪拌されて現像剤搬送供給部に導かれるとはいえず、補給されたトナーが十分に帯電されない状態で現像に使用されて、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依然として存在した。また、上記のように現像剤搬送部に第２攪拌部材と第３攪拌部材とを平行に２本設けた場合、２本の攪拌部材が並設された方向における現像剤搬送部の幅が大きくなり、例えば、像担持体に光を照射させて静電潜像を形成する潜像形成装置を設ける位置が制限されたりして、使用できる画像形成装置の種類が制限されるという問題もあった。

特開２００１−１０９２７５号公報 特開２００６−４７４５６号公報

本発明は、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画像形成装置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、上記のような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、トナーとキャリアとを含む現像剤が現像装置内において十分に混合攪拌され、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く、また現像装置が大型化されて、画像形成装置が大型化したり、現像装置が画像形成に邪魔になっ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させると共に現像剤を現像剤担持体に供給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に沿うようにして現像剤搬送供給部における現像剤の搬送方向下流側の導出口を通して導出された現像剤を順々に攪拌搬送させる複数の現像剤搬送部とを設け、各現像剤搬送部におい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と同方向又は逆方向に搬送されるようにし、各現像剤搬送部における現像剤の搬送方向下流側に現像剤を次の現像剤搬送部に導く導出口を設けると共に、最終の現像剤搬送部における現像剤の搬送方向下流側に現像剤を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す導出口を設け、上記の現像剤搬送供給部と各現像剤搬送部とにおいて、現像剤が重力により導出口を通して導出される部分と、現像剤が重力に抗して導出口を通して導出される部分とを有するようにし、前記の現像剤搬送供給部だけが現像剤担持体と対向するように設けると共に、最終の現像剤搬送部以外の少なくとも一部の現像剤搬送部の長さを現像剤搬送供給部よりも短くし、長さが短くなっている現像剤搬送部が、現像剤搬送供給部において現像剤を現像剤担持体に供給する部分に存在しないようにした。

また、本発明の現像装置においては、上記の最終の現像剤搬送部以外の全ての現像剤搬送部の長さを短くすることが望ましい。

なお、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を直接現像剤担持体に供給させるようにする他、現像剤搬送供給部と現像剤担持体との間に供給部材を設け、この供給部材を介して現像剤搬送供給部における現像剤を現像剤担持体に供給させるようにすることができ、またこの供給部材を介して２以上の現像剤担持体に現像剤を供給させるようにすることもできる。

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導出口を通して導出された現像剤が、複数の現像剤搬送部に各導出口を通して順々に導かれ、各現像剤搬送部におい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と同方向又は逆方向に搬送されながら攪拌され、このように各現像剤搬送部において攪拌搬送された現像剤が最終の現像剤搬送部における現像剤の搬送方向下流側の導出口を通して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。

また、本発明の現像装置においては、上記のように現像剤搬送供給部における現像剤の搬送方向下流側の導出口を通して導出された現像剤が、最終の現像剤搬送部における現像剤の搬送方向下流側の導出口を通して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間において、現像剤が重力により導出口を通して導出される部分と、現像剤が重力に抗して導出口を通して導出される部分とを設けるようにしたため、現像剤が重力に抗して導出口を通して導出される部分に現像剤が滞留して現像剤が攪拌される時間が長くなる。

このため、本発明の現像装置においては、上記のように最終の現像剤搬送部以外の少なくとも一部の現像剤搬送部の長さを短くしても、現像剤搬送供給部の導出口を通して導出された現像剤が、上記の複数の現像剤搬送部において十分に混合攪拌されて現像剤搬送供給部に戻されるようになり、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るようになる。

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。

また、本発明の現像装置においては、上記のように最終の現像剤搬送部以外の現像剤搬送部の長さを短くし、またこのように長さが短くなった現像剤搬送部が、現像剤搬送供給部において現像剤を現像剤担持体に供給する部分に存在しないようにしたため、この現像装置が小型化されて、画像形成装置も小型化されるようになり、また画像形成装置において像担持体に光を照射させて静電潜像を形成する潜像形成装置等を設ける位置が制限されるということもなく、この現像装置を既存の様々な画像形成装置に使用することが可能になって、現像装置の汎用性が向上する。

本発明の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第１の現像装置を示した縦断面説明図である。 上記の第１の現像装置において、現像剤搬送供給部と第３（最終）の現像剤搬送部との関係を示した横断面説明図である。 上記の第１の現像装置において、現像剤が現像剤搬送供給部と第１〜第３の３つの現像剤搬送部とにおいて搬送される順番を示した概略説明図である。 上記の第１の現像装置において、現像剤搬送供給部と第１の現像剤搬送部との関係を示した縦断面説明図である。 上記の第１の現像装置において、第１の現像剤搬送部と第２の現像剤搬送部との関係を示した横断面説明図である。 上記の第１の現像装置において、第２の現像剤搬送部と第３の現像剤搬送部との関係を示した縦断面説明図である。 上記の実施形態に係る画像形成装置に使用する第２の現像装置を示した縦断面説明図及び現像剤が現像剤搬送供給部と第１〜第３の３つの現像剤搬送部とにおいて搬送される順番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第３の現像装置を示した縦断面説明図及び現像剤が現像剤搬送供給部と第１〜第３の３つの現像剤搬送部とにおいて搬送される順番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において、現像剤搬送供給部における現像剤を、供給ローラを介して現像ローラの表面に供給させるようにした変更例の概略説明図である。

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、４つの感光体ドラム（像担持体）１０に対応させて、トナーとキャリアとを含む現像剤を収容させた４つの現像装置２０を設けている。

そして、各現像装置２０においては、感光体ドラム１０に現像剤を搬送する現像ローラ（現像剤担持体）２１を、それぞれ対応する感光体ドラム１０と対向するように設けると共に、各現像装置２０においては、それぞれ現像剤におけるトナーの色彩を異ならせて、黒色，黄色，マゼンダ色，シアン色のトナーを用いている。

そして、この画像形成装置によりフルカラーの画像形成を行うにあたっては、上記の各感光体ドラム１０を回転させて、各感光体ドラム１０の表面をそれぞれ帯電装置１１によって帯電させ、このように帯電された各感光体ドラム１０に対して、それぞれ潜像形成装置１２により画像形成情報に従った露光を行い、各感光体ドラム１０の表面にそれぞれ静電潜像を形成するようにしている。

次いで、このように静電潜像が形成された各感光体ドラム１０に対して、それぞれ対応する現像装置２０における現像ローラ２１により現像剤を感光体ドラム１０と対向する位置に導き、所定の色彩のトナーを各感光体ドラム１０の静電潜像に供給して現像を行い、各感光体ドラム１０の表面にそれぞれの色彩のトナー像を形成するようにしている。

そして、このように各感光体ドラム１０に形成された各色彩のトナー像を、ローラ１３ａに架け渡されて駆動される無端ベルト状になった中間転写体１３に、それぞれローラ状になった一次転写装置１４により順々に一次転写させて、この中間転写体１３の上にフルカラーのトナー像を形成するようにしている。一方、上記の中間転写体１３に転写されずに各感光体ドラム１０の表面に残留しているトナー等の残留物を、それぞれ第１クリーニング装置１５によって除去するようにしている。

次いで、上記のように中間転写体１３の上に形成されたフルカラーのトナー像を、この中間転写体１３によりローラ状になった二次転写装置１６と対向する位置に導くと共に、この画像形成装置の下部に収容された記録シートＳを中間転写体１３と二次転写装置１６との間に導き、上記の二次転写装置１６により中間転写体１３の上に形成されたフルカラーのトナー像をこの記録シートＳに二次転写させるようにしている。

その後、フルカラーのトナー像が転写された記録シートＳを定着装置１７に導いて、転写されたフルカラーのトナー像を記録シートＳに定着させた後、このようにフルカラーのトナー像が定着された記録シートＳを排紙させるようにしている。一方、記録シートＳに転写されずに上記の中間転写体１３に残ったトナー等の残留物を、第２クリーニング装置１８によって中間転写体１３から除去させるようにしている。

ここで、この実施形態における上記の現像装置２０においては、図２及び図３に示すように、感光体ドラム１０に現像剤Ｄを搬送する現像ローラ２１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２１ａを固定して設けると共に、この現像ローラ２１と対向する現像剤搬送供給部２２をこの現像ローラ２１よりも現像剤Ｄの搬送方向下流側まで延出させ、この現像剤搬送供給部２２内に設けられた第１の攪拌搬送部材２３ａを回転させて、現像剤Ｄをこの現像剤搬送供給部２２に沿って攪拌させながら搬送させると共に、この現像剤Ｄの一部を上記の回転する現像ローラ２１の表面に供給するようにしている。

そして、このように現像ローラ２１の表面に供給された現像剤Ｄの量を規制部材２４により規制した後、この現像ローラ２１により現像剤Ｄを感光体ドラム１０と対向する現像領域に導き、上記のように感光体ドラム１０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、感光体ドラム１０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２１の表面における現像剤Ｄを、上記のマグネットローラ２１ａにおける同極のＳ，Ｓ極の間の反発磁力によって現像ローラ２１の表面から離脱させて、上記の現像剤搬送供給部２２に戻すようにしている。

また、上記の現像装置２０においては、上記の現像剤搬送供給部２２における現像剤Ｄの搬送方向下流側の底面に第１の導出口２５ａを設け、この第１の導出口２５ａを通して導出された現像剤Ｄを第１〜第３の３つの現像剤搬送部２６ａ〜２６ｃに順々に導いて攪拌搬送させるようにしている。

ここで、この実施形態の現像装置２０においては、第１の現像剤搬送部２６ａを、上記の現像ローラ２１より延出された現像剤搬送供給部２２の下に設けると共に、この第１の現像剤搬送部２６ａと同じ長さになった第２の現像剤搬送部２６ｂを、隔壁２７ａを介してこの第１の現像剤搬送部２６ａに沿うように並設させ、さらにこの第２の現像剤搬送部２６ｂの上において、上記の現像剤搬送供給部２２と同じ長さになった第３の現像剤搬送部２６ｃを、隔壁２７ｂを介して現像剤搬送供給部２２に沿うように並設させている。

そして、この現像装置２０においては、上記の現像剤搬送供給部２２において第１の導出口２５ａに導かれた現像剤Ｄを、図４及び図５に示すように、この第１の導出口２５ａを通して重力により現像剤搬送供給部２２の下に設けられた第１の現像剤搬送部２６ａに導き、この第１の現像剤搬送部２６ａ内に設けられた第２の攪拌搬送部材２３ｂにより現像剤Ｄを攪拌させながら搬送させて、この第１の現像剤搬送部２６ａの搬送方向下流側において、第２の現像剤搬送部２６ｂとの間の隔壁２７ａに設けられた第２の導出口２５ｂに導くようにしている。

次いで、第１の現像剤搬送部２６ａにおける第２の導出口２５ｂに導かれた現像剤Ｄを、図４及び図６に示すように、この第２の導出口２５ｂを通して上記の第２の現像剤搬送部２６ｂに導き、この第２の現像剤搬送部２６ｂ内に設けられた第３の攪拌搬送部材２３ｃにより現像剤Ｄを攪拌させながら搬送させて、この第２の現像剤搬送部２６ｂの搬送方向下流側において、その上面に設けられた第３の導出口２５ｃに導くようにしている。

そして、第２の現像剤搬送部２６ｂにおける第３の導出口２５ｃに導かれた現像剤Ｄを、図４及び図７に示すように、重力に抗してこの第３の導出口２５ｃを通して上記の第３の現像剤搬送部２６ｃに導き、この第３の現像剤搬送部２６ｃ内に設けられた第４の攪拌搬送部材２３ｄにより現像剤Ｄを攪拌させながら搬送させて、この第３の現像剤搬送部２６ｃの搬送方向下流側において、上記の現像剤搬送供給部２２との間の隔壁２７ｂに設けられた第４の導出口２５ｄに導くようにしている。

次いで、このように最終の第３の現像剤搬送部２６ｃにおいて搬送され、第４の導出口２５ｄに導かれた現像剤Ｄを、図３及び図４に示すように、この第４の導出口２５ｄを通して上記の現像剤搬送供給部２２における現像剤Ｄの搬送方向上流側の位置に戻すようにしている。

そして、この現像装置２０において、現像を行った結果、現像剤Ｄ中におけるトナー濃度が低下した場合には、上記の現像剤搬送供給部２２において、上記の現像ローラ２１より現像剤Ｄの搬送方向下流側に延出された部分に設けられたトナー補給口２８からトナーを補給させるようにする。

このように現像ローラ２１より現像剤Ｄの搬送方向下流側に延出された部分にトナーを補給させると、トナーが補給された現像剤Ｄが、上記のように第１〜第３の３つの現像剤搬送部２６ａ〜２６ｃにおいて攪拌されながら搬送され、特に、第２の現像剤搬送部２６ｂにおける第３の導出口２５ｃから現像剤Ｄを重力に抗して第３の現像剤搬送部２６ｃに導く部分において、現像剤Ｄが滞留して十分に攪拌され、補給されたトナーが適切に帯電された状態で、現像剤Ｄが現像剤搬送供給部２２における現像剤Ｄの搬送方向上流側の位置に戻されて現像に使用されるようになる。

この結果、この現像装置２０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、トナーとキャリアとを含む現像剤Ｄが十分に混合攪拌され、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。

また、上記の現像装置２０においては、上記のように第１及び第２の現像剤搬送部２６ａ，２６ｂを、現像剤搬送供給部２２及び第３の現像剤搬送部２６ｃよりも短くし、現像剤搬送供給部２２から現像ローラ２１に現像剤Ｄを供給する位置に存在しないようにしたため、この現像装置２０が小型化されて画像形成装置が大型化するということがなく、また上記のように潜像形成装置１２により感光体ドラム１０に対して露光を行って静電潜像を形成する際に、現像装置２０が邪魔になるということもなくなった。

なお、この実施形態においては、現像装置２０に第１〜第３の３つの現像剤搬送部２６ａ〜２６ｃを設けるようにしたが、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、第１〜第３の３つの現像剤搬送部２６ａ〜２６ｃを設ける位置についても、特に、上記の実施形態に示したものに限定されない。

例えば、図８（Ａ），（Ｂ）に示す第２の実施形態の現像装置２０のように、第１の現像剤搬送部２６ａを現像ローラ２１より延出された現像剤搬送供給部２２の下に設けると共に、この第１の現像剤搬送部２６ａと同じ長さになった第２の現像剤搬送部２６ｂを、隔壁２７ａを介してこの第１の現像剤搬送部２６ａに沿うように並設させ、さらにこの第２の現像剤搬送部２６ｂの下において、上記の現像剤搬送供給部２２と同じ長さになった第３の現像剤搬送部２６ｃを、隔壁２７ｂを介して現像剤搬送供給部２２に沿うように並設させることも可能である。

そして、この第２の実施形態の現像装置２０においては、図８（Ｂ）に示すように、現像剤搬送供給部２２における現像剤Ｄの搬送方向下流側に導かれた現像剤Ｄを重力に抗して、現像剤搬送供給部２２における現像剤Ｄの搬送方向下流側の上面に設けられた第１の導出口２５ａを通して第１の現像剤搬送部２６ａに導き、この現像剤Ｄを第１の現像剤搬送部２６ａから第２の導出口２５ｂを通して第２の現像剤搬送部２６ｂに導き、さらにこの第２の現像剤搬送部２６ｂにおける現像剤Ｄの搬送方向下流側の下面に設けられた第３の導出口２５ｃを通して、現像剤Ｄを重力により第３の現像剤搬送部２６ｃに導き、この第３の現像剤搬送部２６ｃに導かれた現像剤Ｄを第４の導出口２５ｄを通して現像剤搬送供給部２２における現像剤Ｄの搬送方向上流側の位置に戻すようになっている。

また、図９（Ａ），（Ｂ）に示す第３の実施形態の現像装置２０のように、第１の現像剤搬送部２６ａを現像ローラ２１より延出された現像剤搬送供給部２２の部分に隔壁を介して並設させ、この第１の現像剤搬送部２６ａと同じ長さになった第２の現像剤搬送部２６ｂをこの第１の現像剤搬送部２６ａの下に設け、この第２の現像剤搬送部２６ｂと隔壁を介して上記の現像剤搬送供給部２２と同じ長さになった第３の現像剤搬送部２６ｃを並設させて、この第３の現像剤搬送部２６ｃを現像剤搬送供給部２２の下に設けるようにすることも可能である。

そして、この第３の実施形態の現像装置２０においては、図９（Ｂ）に示すように、現像剤搬送供給部２２における現像剤Ｄの搬送方向下流側に設けられた第１の導出口２５ａに導かれた現像剤Ｄを第１の導出口２５ａを通して第１の現像剤搬送部２６ａに導き、この第１の現像剤搬送部２６ａから現像剤Ｄを重力により第２の導出口２５ｂを通して第２の現像剤搬送部２６ｂに導き、さらにこの第２の現像剤搬送部２６ｂにおける現像剤Ｄの搬送方向下流側に設けられた第３の導出口２５ｃを通して現像剤Ｄを第３の現像剤搬送部２６ｃに導き、この第３の現像剤搬送部２６ｃにおける現像剤Ｄの搬送方向下流側の上面に設けられた第４の導出口２５ｄを通して、現像剤Ｄを重力に抗して、現像剤搬送供給部２２における現像剤Ｄの搬送方向上流側の位置に戻すようになっている。

なお、上記の図８（Ａ），（Ｂ）及び図９（Ａ），（Ｂ）に示す実施形態の現像装置２０においても、前記の実施形態における現像装置２０と同様に、上記の第１〜第３の３つの現像剤搬送部２６ａ〜２６ｃにおいて現像剤Ｄが十分に攪拌されながら搬送されるようになる。

この結果、図８（Ａ），（Ｂ）及び図９（Ａ），（Ｂ）に示す実施形態の現像装置２０においても、前記の実施形態における現像装置２０と同様に、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、トナーとキャリアとを含む現像剤Ｄが十分に混合攪拌され、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、また現像装置２０が小型化されて画像形成装置が大型化するということもなくなる。

また、上記の各実施形態の現像装置２０においては、現像剤搬送供給部２２から現像剤Ｄを回転する現像ローラ２１の表面に直接供給させるようにしたが、図１０に示すように、現像剤搬送供給部２２における現像剤Ｄを、供給ローラ（供給部材）２９を介して現像ローラ２１の表面に供給させるようにすることも可能である。

ここで、このように現像剤搬送供給部２２における現像剤Ｄを、供給ローラ２９を介して現像ローラ２１の表面に供給させるにあたっては、図１０に示すように、供給ローラ２９から２つの現像ローラ２１の表面に現像剤Ｄを供給させるようにすることができ、また供給ローラ２８からさらに多くの現像ローラ２１の表面に現像剤Ｄを供給させるようにすることもできる。

また、上記のように現像剤搬送供給部２２における現像剤Ｄを、供給ローラ２８を介して現像ローラ２１の表面に供給させるにあたり、供給ローラ２８から現像剤Ｄ中におけるトナーだけを、現像ローラ２１の表面に供給させるようにすることも可能である。

なお、上記の現像装置２０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。

１０ 感光体ドラム（像担持体）
１１ 帯電装置
１２ 潜像形成装置
１３ 中間転写体
１３ａ ローラ
１４ 一次転写装置
１５ 第１クリーニング装置
１６ 二次転写装置
１７ 定着装置
１８ 第２クリーニング装置
２０ 現像装置
２１ 現像ローラ（現像剤担持体）
２１ａ マグネットローラ
２２ 現像剤搬送供給部
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ 攪拌搬送部材
２４ 規制部材
２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ 導出口
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ 現像剤搬送部
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ 隔壁
２８ トナー補給口
２９ 供給ローラ
Ｄ 現像剤
Ｓ 記録シート

Claims (4)

1. トナーとキャリアとを含む現像剤を攪拌搬送させると共に現像剤を現像剤担持体に供給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に沿うようにして現像剤搬送供給部における現像剤の搬送方向下流側の導出口を通して導出された現像剤を順々に攪拌搬送させる複数の現像剤搬送部とが設けられ、各現像剤搬送部におい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と同方向又は逆方向に搬送されるようにし、各現像剤搬送部における現像剤の搬送方向下流側に現像剤を次の現像剤搬送部に導く導出口が設けられると共に、最終の現像剤搬送部における現像剤の搬送方向下流側に現像剤を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す導出口が設けられ、上記の現像剤搬送供給部と各現像剤搬送部とにおいて、現像剤が重力により導出口を通して導出される部分と、現像剤が重力に抗して導出口を通して導出される部分とを有し、前記の現像剤搬送供給部だけが現像剤担持体と対向するように設けると共に、最終の現像剤搬送部以外の少なくとも一部の現像剤搬送部の長さを現像剤搬送供給部よりも短くし、長さが短くなっている現像剤搬送部が、現像剤搬送供給部において現像剤を現像剤担持体に供給する部分に存在しないようにした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、上記の最終の現像剤搬送部以外の全ての現像剤搬送部の長さが短くなっ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、上記の現像剤搬送供給部と現像剤担持体との間に、現像剤搬送供給部における現像剤を現像剤担持体に供給する供給部材が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を用いた画像形成装置。

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