JP3937145B2 - 現像装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体上に形成される静電潜像を可視像化する現像装置に係り、特に、トナーとキャリアとが含まれる二成分現像剤を用い、かつ、トナー濃度検知手段を用いずにトナー濃度を自律的に制御可能な現像装置及びこれを用いた画像形成装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真方式等の画像形成装置で用いられる現像装置としては、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像を現像剤にて可視像化するものが知られている。
この種の現像装置には、現像剤として、トナー及びキャリアが含まれる二成分現像剤を用いる態様、あるいは、トナーのみが含まれる一成分現像剤を用いる態様があるが、二成分現像剤を使用する態様にあっては、トナーの消費量が進むにつれてトナー濃度が低下するため、トナー濃度を維持する上で定期的にトナー補給が行われる。
このようなトナー補給は、例えばトナー濃度検知センサによりトナー濃度を検知し、この検知情報に基づいてトナー濃度が低下したと判断したときに行われる。
【０００３】
ところが、この種の方式にあっては、トナー濃度検知センサによりトナー濃度を検知しなければならないため、トナー濃度検知センサが必要不可欠であるばかりか、検知対象の濃度パッチを作成する等、トナー濃度の検知システムが面倒であるという不具合がある。
そこで、このような不具合を解決する先行技術として、トナー濃度検知センサを用いずに、現像剤の動きによってトナーを取り込み、トナー濃度を自律的に制御するようにした現像装置が既に提供されている。
【０００４】
この種の先行技術の代表的態様としては、例えば特公平５−６７２３３号公報（先行技術１）所載のものがある。
これは、現像スリーブ上に磁性粒子層を形成し、容器内のトナー供給部においてこの磁性粒子層に接触するようにトナーを収容し、現像スリーブの回転に伴う磁性粒子層の磁性粒子の移動によって上記トナー供給部で磁性粒子層内にその外側のトナー層からトナーを取り込み、トナーと磁性粒子の混合された現像剤を規制部材で層厚規制して現像部に搬送する現像装置である。
ここで、現像スリーブ内に固定された磁石は上記トナー供給部に対向する磁極を持たず、現像スリーブ回転方向に関して上記トナー供給部の下流側、かつ、上記規制部材の上流側に磁極を持ち、上記磁極の磁界が及ぶ範囲内の位置に現像スリーブと対向して設けられ、現像スリーブとの間に磁性粒子層の充満した領域を形成する遮蔽部材を有することを特徴としている。
【０００５】
また、先行技術２（特開平９−１９７８３３号公報）では、内部に磁界発生手段を有し、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、この現像剤担持体上の現像剤量を規制する第１の規制部材と、第１の規制部材よりも上流側に設けられ且つトナー濃度の上昇に伴う現像剤層厚の増加分を通過させる第２の規制部材と、第１の規制部材と第２の規制部材との間に設けられる現像剤収容部と、この現像剤収容部に隣接し、現像剤担持体にトナーを供給するトナー収容部とを備え、現像剤担持体上のトナー濃度の変化により、該現像剤とトナーとの接触状態を変化させ、現像剤担持体上の現像剤のトナーの取り込み状態を変化させ、トナー供給を常時一定に自己制御する技術が開示されている。
【０００６】
更に、先行技術３（特開２００１−１１７３７０号公報）では、内部に磁界発生手段を有し、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体上の現像剤量を規制する規制部材と、該規制部材で掻き取られた該現像剤を収容する現像剤収容部と、該現像剤収容部に隣接し、該現像剤担持体上の該現像剤に接触して取り込まれるようにトナーを収容するトナー収容部とを備え、更に、該現像剤収容部に、該現像剤担持体に接触又は近接して該現像剤担持体と同一回転方向に回転する回転部材を備え、該回転部材を該現像剤収容部内の該現像剤担持体の表面移動方向で最も上流側の位置に配設し、上流側のトナー収容部からのトナー供給を安定化させる技術が開示されている。
【０００７】
更にまた、先行技術４（特開２０００−６６４９７号公報）では、現像剤担持体と、この現像剤担持体上の現像剤量を規制する第１の規制部材と、この第１の規制部材の上流側に設けられて現像剤担持体上に現像剤量を規制する第２の規制部材と、第１及び第２の規制部材間に設けられて第１の規制部材で掻き落とされた現像剤を収納する現像剤収納部と、この現像剤収納部に隣接し、前記現像剤担持体に補給するトナーを収納するトナー収納部と、このトナー収納部と前記現像剤収納部とを連絡して、前記トナー収納部内のトナーを取り込んでトナー濃度を適性化する現像剤循環部を形成するトナー補給路と、そのトナー補給路に設けて前記現像剤循環部を攪拌する攪拌部材とを備え、トナー濃度による現像剤の嵩変動を利用し、トナー濃度の適性化を図る技術が開示されている。
また、先行技術５（特開２０００−２７５９３９号公報）では、現像剤担持体と、この現像剤担持体上の現像剤量を規制する規制部材と、該規制部材で阻止された現像剤が滞留する現像剤滞留部と、この現像剤滞留部と連通する空間であるトナー補給口と、このトナー補給口を介して現像剤滞留部に隣接するトナー収容部とを備え、前記トナー補給口内にトナー攪拌部材を設け、現像剤中に安定的にトナーを供給する技術が開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、先行技術１〜３にあっては、トナーの取り込み方式は現像剤担持体（又は現像スリーブ）上の現像剤層にトナーを接触させてトナーを供給するものであるため、以下のような技術的課題がある。
例えば先行技術１にあっては、確かに、トナー濃度の調整を容易に行うことは可能かも知れない。
ところが、現像スリーブ上の現像剤層が厚いと、供給されたトナーが現像剤に均一に拡散し分散するまでに時間がかかり、トナー消費量の急激な変化に対して安定的なトナー供給攪拌ができず、地肌汚れや濃度維持が出来なくなる虞れがある。
【０００９】
また、先行技術２にあっても、トナー濃度の均一化を図るため、現像剤の循環によりトナーが拡散されるが、全体が均一になるまでの時間がある程度必要とされるために、急激なトナー消費量の変化（画像濃度変化）に対してトナー取り込みと停止動作との切り替わりの応答性が遅い場合がある。応答性が遅いと、トナー消費側でトナー消費量が急激に増加した場合にはトナー濃度が低下して、高い画像面積の濃度を確保できず、画像濃度が薄くなる虞れがある。また、トナー消費量が急激に減少した場合にはトナー濃度が上昇して、地肌汚れ、濃度過多になる虞れがある。
【００１０】
更に、先行技術３にあっては、確かに、トナーの取り込みの応答性についてはある程度改善されているが、トナーの均一分散が不十分になる虞れがある。
つまり、層規制された現像剤は現像剤担持体により現像部に運ばれ再び現像装置内に搬送され、トナー供給部でトナーに接触しトナーを取り込み、現像剤収容部に戻るが、層規制された現像剤層は磁力により強く現像剤担持体に吸着しているため、現像剤収容部の現像剤との入れ替わりが不十分となる。このため、取り込まれたトナーとキャリアとの攪拌による摩擦帯電が充分でなく、ハーフトーンなどの画像を形成する場合には、もやもやした濃度ムラが発生し易くなってしまう。
いずれにせよ、トナー濃度が低下してトナーを取り込む際には、現像剤担持体上の現像剤層に直接トナーが供給され、供給されたトナーが充分に攪拌されずに現像部に再度搬送される蓋然性が高く、濃度ムラがより発生し易いという虞れがある。
【００１１】
また、先行技術４にあっては、現像剤担持体とトナー収納部との間にトナー濃度を適正化する現像剤循環部として形成されるトナー補給路を設け、このトナー補給路内に攪拌部材を配設しているため、以下のように作動する。
すなわち、例えば現像剤中のトナー濃度が適正範囲内であれば、トナー補給路内に現像剤滞留部を形成し、現像剤とトナーとが接しているところで、トナーの取り込みを阻止する。
一方、トナーが消費されて現像剤中のトナー濃度が適正範囲外になると、現像剤の嵩が減少して現像剤滞留部を減少し、その分、トナーを現像剤循環部に取り込む。そして、次第に現像剤の嵩を増大し、再び現像剤滞留部を形成してトナーの取り込みを中断する。
このとき、攪拌部材は、現像剤循環部を一様に活発な循環状態に保ち、また、現像剤滞留部にブリッジが形成されるのを阻止し、更に現像剤が局部的に消費されるのを防ぐ。
【００１２】
この先行技術４においては、現像剤担持体に均一にトナーを取り込む工夫があるが、トナーが消費されて再び第１の規制部材と第２の規制部材との間に形成される現像剤収容部の現像剤中のトナー濃度が適正範囲外となると、該現像剤の嵩が減少してトナー補給路の入口の現像剤滞留部を減少させ、トナーを第２の規制部材の手前に空間を設けて形成する現像剤循環部に取り込む。そして、次第に現像剤の嵩が増大すると、再び現像剤滞留部を形成してトナーの取り込みを中断する。
このように、現像剤収容部と現像剤循環部の現像剤は第２の規制部材により実質上隔てられており、急激なトナー消費が起きた場合に、トナーの取り込み応答性が悪くなるという虞れがある。
また、先行技術５においては、現像剤滞留部とトナー収容部とを連結するトナー補給口でトナーを攪拌するため、現像剤滞留部に面したトナーが供給し易くなってはいるが、現像剤滞留部中のトナー濃度変化に対してトナーが迅速に取り込まれる事はなく、急激なトナー消費に対しては、トナーの取り込み応答性が不充分になり易いという技術的課題が見られる。
【００１３】
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、現像剤中のトナー濃度及び帯電の自律的制御を安定化でき、しかも、濃度ムラのない均一な現像性が得られる現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、図１に示すように、内部に磁界発生手段を具備し且つトナーＴと磁性キャリアＣ（図２，図３参照）とが含まれる二成分現像剤Ｇを搬送担持する現像剤担持体１と、この現像剤担持体１に対向して設けられ且つ現像剤担持体１の現像域に搬送される現像剤量を規制する一つの規制部材２と、前記現像剤担持体１に隣接し且つ前記規制部材２の上流側にて現像剤Ｇを収容する現像剤収容部３と、この現像剤収容部３を介して前記現像剤担持体１と連通して設けられ且つトナーを供給可能に収容するトナー収容部４と、前記現像剤収容部３内に設けられて前記現像剤担持体１に接触又は近接し且つ前記現像剤担持体１との対向位置にて当該現像剤担持体１と同一方向に回転し、現像剤収容部２内の現像剤Ｇが磁気的に吸着されて所定回転方向に流動させられる回転力を与えると共に前記回転力にて当該現像剤収容部３内で流動する現像剤Ｇに対し前記トナー収容部４からのトナーを取り込む一つの回転部材５とを備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
このような技術的手段において、現像剤担持体１は、内部に磁界発生手段を具備し、二成分現像剤Ｇを担持搬送するものであれば適宜選定して差し支えなく、代表的には、回転可能な非磁性スリーブと、このスリーブ内に固定的に配設される磁石部材とを具備した態様が多く用いられる。
また、規制部材２は、現像剤担持体１上の現像剤量を規制するものであれば、ブレード、ロール等適宜選定して差し支えなく、そのレイアウトについても任意に選定することができる。
【００１６】
更に、現像剤収容部３とトナー収容部４とは連通していればどのような位置関係にあってもよい。
但し、トナー収容部４は「トナーを供給可能」であることを要件としており、内部にトナー供給部材を設ける態様に限らず、例えばトナー収容部４を現像剤収容部３より上方に配置し、自重によりトナーを下方へ移動させる態様をも含む。
この場合、そもそもトナーとキャリアは比重が異なるので、トナーは重力に対して上方に浮いてしまう。このため、特に非磁性の場合には、現像剤にトナーを接触させ取り込ませるにはトナー収容部４から適度な押し圧を必要とする。
尚、押し圧が足らない場合には、重力でトナーは現像装置内壁に自重で溜まり、現像剤との接触は不安定である。一方、押し圧が強すぎると、ブロッキングと呼ばれるトナーの固まりが生じ、トナー供給阻害、現像剤中への分散不良による画質異常が発生する。
【００１７】
更にまた、トナー収容部４は「現像剤収容部３を介して前記現像剤担持体１と連通して設けられる」ということを要するが、これは、トナー収容部４が現像剤担持体１と隣接しておらず、両者間に現像剤収容部３が介在していることを意味する。
これにより、トナー収容部４のトナーＴが直接現像剤担持体１上のごく近傍の現像剤Ｇに接触せず、あくまで、現像剤収容部３内の現像剤Ｇを介して現像剤担持体１側に供給される。
この場合において、現像剤収容部３内には回転部材５が配設されているため、トナー収容部４のトナーＴは回転部材５近傍の現像剤Ｇと接触し、回転部材５による現像剤搬送力でもってトナーＴを回転部材５の搬送方向に沿って取り込む。
【００１８】
また、回転部材５としては、近傍の現像剤Ｇを回転方向に搬送するものであれば、ロール、ブラシ、パドル等適宜選定してよい。
但し、例えば画像欠陥であるバンディング防止という観点からすれば、回転部材はロール状であることが好ましい。
この回転部材５の働きは、回転部材５の近傍の現像剤Ｇを回転方向に搬送することであるが、該現像剤Ｇはトナー濃度に応じて流動挙動が変化し、この流動挙動の変化を利用して、該現像剤Ｇと接触するトナーＴを取り込むものである。
【００１９】
更に、回転部材５の好ましい態様としては、回転部材５が磁性を有するものである態様が挙げられ、代表的には磁性ロール（軟磁性部材を使用するものが好ましい）であるが、磁性ブラシ、磁性ハドルをも含まれる。
このような磁性回転部材５を使用すると、現像剤担持体１内の磁界発生手段により磁性回転部材５が磁化され、磁性回転部材５の回転に伴って現像剤Ｇのキャリアチェーンによる回転をより促進させることができる。
この結果、現像剤Ｇの回転搬送挙動をより活発にすることができる。
【００２０】
また、回転部材５の好ましい他の態様としては、回転可能な非磁性スリーブと、このスリーブ内に固定的に配設される磁石部材とを具備した磁石ロールであるものが挙げられる。
本態様においては、回転部材５の磁化のため、現像剤担持体１の磁界発生手段からの磁界、及び、回転部材５からの磁界の相互作用により、回転部材５の回転に伴って現像剤Ｇのキャリアチェーンによる回転をより促進させることができる。
【００２１】
また、トナー収容部４の構造については適宜選定して差し支えないが、トナー収容部４が現像剤収容部３と水平方向に並設される態様において、トナー収容部４の好ましい態様としては、トナー収容部４から現像剤収容部３に向けてトナーを供給するために、収容トナーを送り出すための要素が通常必要であり、例えば、トナー収容部４には現像剤収容部３に向けてトナーが押圧せしめられる押圧搬送部材を配設することが好ましい。
【００２２】
更に、回転部材５の回転方向については、現像剤収容部３への現像剤Ｇの溜まり状態を確保するという観点からすれば、回転部材５の表面移動方向は、現像剤担持体１の対向部にて現像剤担持体１の表面移動方向と同一方向であることが好ましく、本発明ではこの方式が採用されている。
【００２３】
また、現像剤収容部３の好ましい態様としては、回転部材５にて搬送される現像剤Ｇの搬送量が規制せしめられる補助規制部材６を具備させることが好ましい。
この補助規制部材６は、現像剤収容部３に現像剤溜まりを形成し易くする、現像剤担持体１と回転部材５との間の現像剤ジャミングを防止する、未帯電トナーが直ちに現像剤担持体１に搬送される事態を回避する、という各種働きをする。
更に、補助規制部材６の好ましいレイアウトとしては、回転部材５と補助規制部材６との間のギャップは、現像剤担持体１と回転部材５との間のギャップよりも小さく設定されていることが好ましい。
このように、ギャップの大小関係は、現像剤収容部３での現像剤溜まりをより確実に形成する上で好ましい。
【００２４】
また、回転部材５がロール状部材である際の好ましい態様としては、ロール状部材の表面を粗面化したものであることが好ましい。
ここでいう「粗面化」は、サンドブラスト等各種の手法を採用したもので差し支えなく、粗面化することで、表面部での現像剤のすべりを抑え、現像剤の搬送性を確保することができる。
更に、現像剤担持体１へのトナーの供給性を高めるという観点、また、回転部材５のトナー固着からすれば、回転部材５には現像剤担持体１側へトナーが転移せしめられる方向のバイアスを印加したことが好ましい。
更にまた、現像剤収容部３における現像剤Ｇの挙動としては、回転部材５による現像剤Ｇの回転搬送に加えて、規制部材２による現像剤Ｇの掻き取りに伴う挙動があるが、後者の現像剤Ｇ挙動に伴って、現像剤収容部３の現像剤Ｇがトナー収容部４のトナーＴに混入しないように、現像剤収容部３の規制部材２に隣接した箇所にせき止め部材を具備させることが好ましい。
特に、例えば規制部材２により掻き取られる現像剤Ｇの挙動が激しく、現像剤Ｇへのトナーの取り込みが過剰になるような条件下では、現像剤収容部３の規制部材２に隣接した箇所には、回転部材５に対向するせき止め部材を具備させ、規制部材２により掻き取られた現像剤の挙動に基づくトナーの取り込み過剰を抑制するようにすることが好ましい。
【００２５】
本件は、上述した現像装置に限られるものではなく、画像形成装置をも対象とする。
この場合、本発明は、像担持体７と、この像担持体７上の静電潜像Ｚを可視像化する現像装置８とを備えた画像形成装置において、前記現像装置８として、上述した現像装置８を使用するようにすればよい。
【００２６】
次に、本発明に係る現像装置の動作原理を図２〜図４に基づいて説明する。
今、図２（ａ）に示すように、回転部材５（例えば磁性ロール又は磁石ロール）近傍の現像剤溜まりのトナー濃度TCが高い場合、透磁率が低下し、キャリアチェーンCCが短くなる。
このとき、回転部材５近傍の現像剤Ｇは回転部材５による回転力にて搬送/攪拌されるが、搬送/攪拌される現像剤の層厚が小さくなる。
すなわち、キャリアチェーンCCにおいては、図３に示すように、キャリアＣ間にあるトナーＴがコロの役目をし、剪断力が伝わり難いため、回転部材５近傍の現像剤層（図３中ｍで示す内側に位置する現像剤層）は流動するが、この流動層Ｇ1の更に外側の現像剤層は磁力の影響を受けづらく搬送されない。これにより、トナー収容部４近傍の現像剤Ｇが停滞して不動層Ｇ2となり、現像剤ＧとトナーＴが接触していてもトナーの取り込みが発生しなくなる。
また、トナー濃度TCが高い場合、現像剤Ｇの嵩密度の上昇により現像剤Ｇの体積が上昇し、現像剤溜まり近傍空間を現像剤Ｇが埋め、トナーＴの供給を阻害する効果も手伝っている。
【００２７】
一方、回転部材５近傍の現像剤溜まりのトナー濃度TCが低い場合には、図２（ｂ）に示すように、現像剤Ｇの透磁率が上昇し、キャリアチェーンCCが長くなる。
このとき、回転部材５近傍の現像剤Ｇは回転部材５による回転力にて搬送/攪拌されるが、搬送/攪拌される現像剤Ｇの層厚が前記場合に比べ大きくなる。
すなわち、キャリアチェーンCCにおいては、図４に示すように、キャリアＣ間にあるトナーＴが少ないため、コロとしての役目が弱く、キャリアＣ間に剪断力が伝わり易い。このため、回転部材５近傍のみならず、図４中ｍで示すように、回転部材５からある程度離間した部位まで現像剤層は流動する。
ここで、現像剤Ｇのトナー濃度に応じ流動層Ｇ1が現像剤ＧとトナーＴ界面まで、及び、図１に示すトナー収容部４近傍の現像剤Ｇは回転部材５の回転方向に流動し、現像剤Ｇと接触するトナーＴが現像剤に取り込まれる。尚、流動層Ｇ1の外側の現像剤層は不動層Ｇ2である。
また、現像剤Ｇの嵩密度の低下により現像剤Ｇの体積が減少し、現像剤溜まり近傍空間が空き、空いた空間にトナーＴが供給され埋まり、トナーＴは取り込み易くなる効果も手伝っている。
以上のメカニズムで現像剤Ｇのトナー濃度が自律的に制御される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
◎実施の形態１
図５は本発明が適用される画像形成装置の実施の形態１を示す説明図である。
同図において、画像形成装置は、例えば電子写真方式を採用したものであって、感光体ドラム２０と、この感光体ドラム２０上に形成された静電潜像を可視像化する現像装置３０とを備えている。
【００２９】
本実施の形態において、現像装置３０は、図５及び図６に示すように、感光体ドラム２０に向かって開口する現像ハウジング３１を有し、この現像ハウジング３１の開口に面して現像ロール３２を配設し、現像ハウジング３１の開口上縁には現像ロール３２上の二成分現像剤Ｇの層厚が規制せしめられる規制部材３３を設け、前記現像ハウジング３１のうち、現像ロール３２に隣接した部位には現像剤Ｇが収容される現像剤収容部３４と、この現像剤収容部３４を介して前記現像ロール３２に連通し且つトナーが収容されるトナー収容部３５とを形成したものである。
尚、本実施の形態では、現像剤Ｇのトナーは例えば非磁性トナーを用いるが、キャリアと磁気特性が異なるものであれば、磁性トナーを用いても差し支えない。
【００３０】
本実施の形態において、現像ロール３２は、図６に示すように、回転可能な非磁性スリーブ３２１と、このスリーブ３２１の内部に固定的に配設された磁極ロール３２２とを備えている。
そして、磁極ロール３２２にはロール本体の周囲に所定角度間隔で複数の磁極（本例では４極：Ｓ1（現像極），Ｓ2（搬送極），Ｎ1（トリミング極），Ｎ2（搬送極））が配設されており、トナー及びキャリア（磁性粉）が含まれる二成分現像剤Ｇが現像ロール３２の外周に磁気的に付着するようになっている。尚、磁極構成は任意であり、現像剤収容部３４に対向する部位に反発磁極を設け、現像ロール３２上の現像剤層を一旦剥離するようにしてもよい。
更に、スリーブ３２１には所定の現像バイアスＶBを印加するためのバイアス電源３２３が接続されている。
【００３１】
更に、規制部材３３は、例えばＳＵＳ３０４製の板材からなり、現像ロール３２との間に現像剤Ｇの層厚規制用ギャップｇ0（例えば３００〜６００μｍ）だけ離間配置されている。
そして、この規制部材３３のレイアウトについては適宜選定して差し支えないが、本実施の形態では、規制部材３３はトリミング極（本例ではＮ1）より僅かに下流側に配置されている。
【００３２】
また、現像剤収容部３４は現像剤Ｇが収容されるスペースを有し、現像剤収容部３４内のうち現像ロール３２に近接（又は接触）した部位に磁性ロール４０が回転自在に配設されている。
そして、本実施の形態では、現像剤収容部３４の底部形状は現像ロール３２及び磁性ロール４０に沿った湾曲形状を有しており、現像ロール３２、磁性ロール４０との間に所定間隔の現像剤搬送路を確保している。
【００３３】
特に、本実施の形態では、磁性ロール４０は軟磁性体（例えばＳＵＭ，ＳＵＳ４３０等）を用いたロールからなり、その表面粗さを例えばＲｚ１０〜３０μｍ（本例ではＲｚ２０μｍ）程度に粗面化したものになっている。
そして、この磁性ロール４０は、現像ロール３２の現像極Ｓ1の略反対側に位置する搬送極Ｓ2に対向した部位に所定のギャップｇ1（例えば０．８〜１．２ｍｍ）だけ離間して配設されており、この磁性ロール４０の回転移動方向は、現像ロール３２（正確にはスリーブ３２１）の対向部にて現像ロール３２の回転移動方向と同一方向に設定されている。
【００３４】
更に、本実施の形態において、現像剤収容部３４の底部のうち、磁性ロール４０の近傍で現像ロール３２の反対側には、例えばＳＵＳ３０４製の板材からなる補助規制部材５０が取り付けられており、磁性ロール４０と補助規制部材５０との間のギャップｇ2（例えば０．４〜０．８ｍｍ）は前記ギャップｇ1よりも狭く設定されている。
更にまた、磁性ロール４０には必要に応じて所定のバイアスを印加するためのバイアス電源４１が接続される。ここでいうバイアス電源４１とはトナーを現像ロール３２側に転移させるような電界が形成されるようなバイアスを意味する。
【００３５】
更に、トナー収容部３５には収容トナーが攪拌搬送せしめられるアジテータ３５１（図５参照）を有しており、このアジテータ３５１は例えば回転体に弾性フィルムを付けたもので、トナー収容部３５の底壁面に沿ってトナーを掃き出すようにしたものである。
そして、このトナー収容部３５の底部形状はアジテータ３５１の移動回転軌跡に沿う湾曲形状を有しており、現像剤収容部３４とトナー収容部３５との間の連結部には連通口３６が設けられ、この連通口３６の下端縁はアジテータ３５１の中心位置より僅かに低く設定されている。
一方、前記連通口３６の上端縁付近には塞き止めブロック３７が設けられており、現像剤収容部３４の現像剤Ｇがトナー収容部３５側に混入する事態が有効に防止されている。
【００３６】
更に、現像ロール３２、磁性ロール４０及びアジテータ３５１の駆動系については適宜選定して差し支えないが、例えば図７に示すように、現像ロール３２及びアジテータ３５１は、第１の駆動モータ６１及び駆動伝達系（伝達ベルト、プーリ、ギアなど）６２にて連動駆動されており、一方、磁性ロール４０は、第２の駆動モータ６３及び駆動伝達系（伝達ベルト、プーリ、ギアなど）６４にて駆動されている。
【００３７】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作動を現像装置を中心に説明する。
今、現像ロール３２上の現像剤層のトナー濃度TCが充分に高い場合を想定すると、現像ロール３２の回転に伴って現像剤Ｇが再び現像ハウジング３１に戻った場合、現像剤収容部３４中の現像剤Ｇはトナー濃度TCが高いから、透磁率が低くなり、図２（ａ）及び図３に示す現像剤挙動（流動性不良）を示す。
このとき、磁性ロール４０は現像ロール３２内の磁極ロール３２２による磁界にて磁化され、その表面に現像剤Ｇが磁気的に吸着し、磁性ロール４０の回転方向に現像剤Ｇが搬送される。
このため、磁性ロール４０の近傍に位置する現像剤Ｇが流動層Ｇ1として流動するが、その外側の多くの現像剤層が不動層Ｇ2として移動せず、現像剤溜まりが形成される。
それゆえ、トナー収容部３５からのトナーは現像剤Ｇ中に取り込まれることなく、現像剤溜まりのところに滞留している。
【００３８】
一方、トナーが急激に消費される場合を想定すると、現像ロール３２上の現像剤層のトナー濃度TCが低くなるため、現像ロール３２の回転に伴って現像剤Ｇが再び現像ハウジング３１に戻った場合、現像剤収容部３４中の現像剤Ｇはトナー濃度TCが低いから、透磁率が高くなり、図２（ｂ）及び図４に示す現像剤挙動（流動性良好）を示す。
このとき、磁性ロール４０は現像ロール３２内の磁極ロール３２２による磁界にて磁化され、その表面に現像剤Ｇが磁気的に吸着し、磁性ロール４０の回転方向に現像剤Ｇが搬送される。
このため、磁性ロール４０から離れた部分までの多くの現像剤層が流動層Ｇ1として流動するため、その外側に不動層Ｇ2が形成されない。
それゆえ、磁性ロール４０の周囲には現像剤Ｇに大きな回転搬送力が作用するため、トナー収容部３５からのトナーは回転搬送挙動の現像剤Ｇ中に逐次取り込まれることになり、磁性ロール４０の回転により搬送される現像剤Ｇ中のトナー濃度が直ちに上昇する。
【００３９】
このようにトナーが取り込まれた現像剤Ｇは磁性ロール４０の回転に伴って強制的に移動せしめられるが、このような回転搬送挙動の現像剤Ｇの中にトナーＴが順次拡散していき、キャリアチェーンの移動と共に充分に帯電され、現像ロール３２側へと搬送される。
それゆえ、トナー収容部３５から供給されたトナーＴは直ちに現像ロール３２側に搬送されるのではなく、充分に帯電されながら現像ロール３２側に移動していく。
よって、現像ロール３２上の現像剤層のトナー濃度は直ちに自律的に制御される。
【００４０】
特に、本実施の形態では、磁性ロール４０に補助規制部材５０が配置されており、この補助規制部材５０にて磁性ロール４０上を搬送する現像剤Ｇは層規制される。
このため、規制部材（第１の規制部材）３３で掻き落とされた現像剤Ｇと補助規制部材５０（第２の規制部材）で掻き落とされた現像剤Ｇとは溜まりを形成しており、トナー収容部３５の連通口３６から供給されるトナーＴと接触する。
【００４１】
このように、補助規制部材５０は有効に現像剤溜まりを形成するほか、現像ロール３２と磁性ロール４０との間での現像剤のジャミングや現像剤劣化を抑える作用や、磁性ロール４０近傍の現像剤が磁性ロール４０の回転より搬送されるが、過剰なトナーは磁性ロール４０上の現像剤の穂立ちを規制することで掻き落とされるため、トナーが現像ロール３２に直ぐに運ばれないようにし、未帯電のトナーによる画質ムラを防ぐ作用をする。
【００４２】
◎変形形態
また、上記実施の形態では、磁性ロール４０を用いているが、これに限られるものではなく、図８に示すように、例えば回転可能なスリーブ８１と、このスリーブ８１内に固定的に配設される磁極ロール（磁石部材）８２とを備えた磁石ロール８０を用いるようにしてもよい。
本態様において、磁極ロール８２の磁極数や磁極配置については適宜選定しても差し支えないが、例えば２極（本例ではＳ，Ｎ）配置するようにすればよい。
また、磁石ロール８０近傍に補助規制部材５０を設けたり、スリーブ８１の表面を粗面化したり、また、このスリーブ８１に所定のバイアスを印加するためのバイアス電源８３を必要に応じて設けるようにする等、適宜選定して差し支えない。
【００４３】
本態様によれば、実施の形態１と略同様な作用を奏するが、実施の形態に比べて、磁石ロール８０はもともと磁化されており、しかも、現像ロール３２からの磁界による影響が重畳するため、この磁石ロール８０による現像剤Ｇの保持搬送力が実施の形態１よりもより強化されることになり、磁石ロール８０の回転に伴う現像剤Ｇの回転搬送挙動がより強力に現れる。
このため、現像剤中のトナー濃度及び帯電の自律的制御はより確実に行われる。
【００４４】
◎実施の形態２
図９は、実施の形態２に係る画像形成装置を示す説明図である。
同図において、画像形成装置は、実施の形態１と略同様（但し、規制部材３３の形状や現像ロール３２の磁極レイアウトは実施の形態１と若干相違する。）な現像装置３０を備えているが、この現像装置３０は実施の形態１と異なる塞き止めブロック３８を備えている。
この塞き止めブロック３８は、規制部材３３に隣接して設けられているが、磁性ロール４０との間に所定のギャップを保持した状態で対向する突出部３８１を備えている。
尚、実施の形態１と同様な構成要素については、実施の形態１と同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
【００４５】
本実施の形態によれば、現像剤収容部３４での現像剤Ｇの挙動に着目すると、現像剤Ｇは磁性ロール４０の回転に伴って回転移動するほか、規制部材３３による現像剤Ｇの掻き取りに伴って移動する。
このとき、塞き止めブロック３８は、規制部材３３により掻き取られた現像剤Ｇがトナー収容部３５側へ移動していくのを塞き止め、現像剤収容部３４内の現像剤Ｇがトナー収容部３５に混入する事態は有効に回避される。
また、塞き止めブロック３８の突出部３８１は、規制部材３３により掻き取られた現像剤Ｇが磁性ロール４０側に移動していくのを塞き止める。
このため、磁性ロール４０の周辺部の現像剤Ｇの挙動が前記規制部材３３の掻き取りに伴う現像剤Ｇ挙動の影響で、不必要に活発化することはなくなり、トナー収容部３５からのトナーが現像剤収容部３４内の現像剤Ｇ中へ過剰に取り込まれることはなく、トナーの取り込み特性が極めて安定する。
【００４６】
【実施例】
本実施例は、実施の形態１に係る現像装置を具現化したものを用い、トナーの取り込み特性を測定したものである。
本実施例のテスト条件は以下のようである。
・二成分現像剤Ｇ：
キャリアの平均粒径が３５μｍ、使用量が４０ｇ、また、トナーとしては磁性のトナー、トナーの平均粒径は１０μｍを用いた。
搬送現像剤量ＭＯＳは４５〜５５ｍｇ／ｃｍ²である。
・現像ロール３２：
４極構成で、図１０に示す磁力パターンを具備している。
ＭＳＡ（Magnet Set Angle）は＋０°である。
周速は４１６rpmである。
・規制部材３３：
Ｔ／Ｇ（トリミングギャップ）は０．２５〜０．３ｍｍ
・磁性ロール４０：
材質ＳＵＳで、外径φ７ｍｍ、更に、サンドブラスト＃６０にてＲｚ１０〜１５μｍの粗面化処理を施す。そして、周速は９１６rpmである。
【００４７】
このようなテスト条件で、実施例に係る現像装置を動作させ、トナー濃度の時間的変化を調べたところ、図１１に示すようなトナー取り込み特性が得られた。
同図によれば、実施例に係る現像装置を動作させた場合、動作開始直後（１分）には所定のトナー濃度TCに到達していることが理解される。
このことは、トナーが急激に消費され、トナー濃度が低下したとしても、直ちにトナーが補給されてトナー濃度TCが所定レベルに復帰することを示すものであり、実施の形態１の性能を裏付けるものである。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、現像剤担持体に隣接し且つ規制部材の上流側に現像剤収容部を設けると共に、この現像剤収容部を介して現像剤担持体に連通するトナー収容部を設け、現像剤収容部内に、現像剤担持体に接触又は近接し且つ前記現像剤担持体との対向位置にて当該現像剤担持体と同一方向に回転する一つの回転部材を設け、この回転部材によって、現像剤収容部内の現像剤が磁気的に吸着されて所定回転方向に流動させられる回転力を与えると共に前記回転力にて当該現像剤収容部内で流動する現像剤に対し前記トナー収容部からのトナーを取り込むようにしたので、以下のような基本的効果を奏する。
第一に、現像剤中のトナー濃度及び帯電の自律的制御を安定させることができる。
具体的には、急激なトナー消費があっても、回転部材によるトナー供給の応答性がよいため、現像剤担持体上の現像剤層のトナー濃度を迅速且つ正確に制御することができる。
また、回転部材近傍の現像剤に対しトナーが供給され、回転部材の回転力により現像剤中にトナーが積極的に分散されるため、急激なトナー消費に対応するトナー供給があっても、回転部材による現像剤の回転渦挙動によりトナーの摩擦帯電が充分になされ、その分、画像形成に適した帯電状態が得られる。
第二に、濃度ムラのない均一な現像性が得られる。
つまり、供給トナーが一旦回転部材による回転渦挙動の現像剤中に供給されるので、帯電不良の生トナーが現像剤担持体上の現像剤層に直接的に乗ることはない。また、現像剤収容部近傍のトナーが回転部材で崩されながら取り込まれるので、現像剤中へのトナーの拡散が良好となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る現像装置及びこれを用いた画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図２】 （ａ）はトナー濃度が低く透磁率が高い状態における現像装置の回転部材周辺の現像剤の挙動を示す説明図、（ｂ）はトナー濃度が高く透磁率が低い状態における現像装置の回転部材周辺の現像剤の挙動を示す説明図である。実施の形態１に係る画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【図３】 トナー濃度が高く流動性が悪い状態における回転部材周辺の現像剤の挙動を示す拡大説明図である。
【図４】 トナー濃度が低く流動性が良い状態における回転部材周辺の現像剤の挙動を示す拡大説明図である。
【図５】 実施の形態１に係る画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【図６】 その要部拡大図である。
【図７】 本実施の形態における現像装置の駆動系を示す説明図である。
【図８】 本実施の形態に係る現像装置の変形形態を示す説明図である。
【図９】 実施の形態２に係る画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【図１０】 実施例で用いられる現像ロールの磁極パターン例を示す説明図である。
【図１１】 実施例に係る現像装置のトナー取り込み特性を示す説明図である。
【符号の説明】
１…現像剤担持体，２…規制部材，３…現像剤収容部，４…トナー収容部，５…回転部材，６…補助規制部材，７…像担持体，８…現像装置，Ｇ…二成分現像剤，Ｚ…静電潜像

Claims (10)

1. 内部に磁界発生手段を具備し且つトナーと磁性キャリアとが含まれる二成分現像剤を搬送担持する現像剤担持体と、
   この現像剤担持体に対向して設けられ且つ現像剤担持体の現像域上に搬送される現像剤量を規制する一つの規制部材と、
   前記現像剤担持体に隣接し且つ前記規制部材の上流側にて現像剤を収容する現像剤収容部と、
   この現像剤収容部を介して前記現像剤担持体と連通して設けられ且つトナーを供給可能に収容するトナー収容部と、
   前記現像剤収容部内に設けられて前記現像剤担持体に接触又は近接し且つ前記現像剤担持体との対向位置にて当該現像剤担持体と同一方向に回転し、現像剤収容部内の現像剤が磁気的に吸着されて所定回転方向に流動させられる回転力を与えると共に前記回転力にて当該現像剤収容部内で流動する現像剤に対し前記トナー収容部からのトナーを取り込む一つの回転部材とを備えることを特徴とする現像装置。
2. 請求項１記載の現像装置において、
   回転部材は磁性を有することを特徴とする現像装置。
3. 請求項１記載の現像装置において、
   回転部材は、回転可能な非磁性スリーブと、このスリーブ内に固定的に配設される磁石部材とを具備した磁石ロールであることを特徴とする現像装置。
4. 請求項１記載の現像装置のうち、現像剤収容部とトナー収容部とが水平方向に並設される態様において、
   トナー収容部には現像剤収容部に向けてトナーが押圧せしめられる押圧搬送部材を配設したことを特徴とする現像装置。
5. 請求項１記載の現像装置において、
   回転部材にて搬送される現像剤の搬送量が規制せしめられる補助規制部材を備えていることを特徴とする現像装置。
6. 請求項５記載の現像装置において、
   回転部材と補助規制部材との間のギャップは、現像剤担持体と回転部材との間のギャップよりも小さく設定されていることを特徴とする現像装置。
7. 請求項１記載の現像装置において、
   回転部材がロール状部材で、その表面を粗面化したものであることを特徴とする現像装置。
8. 請求項１記載の現像装置において、
   回転部材には現像剤担持体側へトナーが転移せしめられる方向のバイアスを印加したことを特徴とする現像装置。
9. 請求項１記載の現像装置において、
   現像剤収容部の規制部材に隣接した箇所には、回転部材に対向するせき止め部材を備えていることを特徴とする現像装置。
10. 像担持体と、この像担持体上の静電潜像を可視像化する現像装置とを備えた画像形成装置において、
    前記現像装置として、請求項１ないし９いずれかに記載の現像装置を使用したことを特徴とする画像形成装置。

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