JP5359766B2

JP5359766B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5359766B2
Application number: JP2009239920A
Authority: JP
Inventors: 一郎澤野; 重夫植竹
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2009-10-17
Filing date: 2009-10-17
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2029-10-17
Also published as: US8285180B2; US20110091248A1; JP2011085823A

Description

本発明は、表面に担持搬送するトナーで、像担持体上に形成された潜像を現像する複数のトナー担持体と、表面に現像剤を担持搬送し、前記複数のトナー担持体に前記現像剤中のトナーを供給する現像剤担持体とを有する現像装置を備えた画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式を用いた画像形成装置において、像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像方式として、トナーのみを用いる一成分現像法及びトナーとキャリアを用いる二成分現像法が知られている。

一成分現像法では一般的にトナーをトナー担持体とトナー担持体に押圧された規制板とによって形成される規制部を通過させることでトナーを帯電し、所望のトナー薄層を得ることができ、装置の簡略化、小型化、低コスト化の面で有利である。

一方で、規制部の強いストレスによりトナーの劣化が促進され易く、トナーの電荷受容性が低下しやすい。さらに、トナーへの電荷付与部材である規制部材やトナー担持体表面がトナーや外添剤により汚染されることでトナーへの電荷付与性も低下する。そのため、トナー帯電量がより低下し、かぶり等の問題を引き起こすなど、現像装置の寿命が短い。

比較すると、二成分現像法ではトナーをキャリアと混合し、摩擦帯電で帯電するためストレスが小さく、さらに、キャリア表面積が大きいため、トナーや外添剤による汚染に対しても相対的に強く、長寿命に有利である。

しかしながら、二成分現像法では像担持体上の静電潜像を現像する際に、現像剤により形成される磁気ブラシによって像担持体表面を摺擦するため、現像された像に磁気ブラシ痕が発生するという課題を有している。さらに、像担持体にキャリアが付着しやすく、画像欠陥となる課題を有している。

二成分現像剤を用いた二成分現像法の長寿命の特長を有しながら、画像欠陥の問題を解決し、一成分現像法なみの高画質を実現する現像方式として、現像剤担持体上に二成分現像剤を担持し二成分現像剤からトナーのみをトナー担持体に供給して現像に用いる、所謂ハイブリッド現像方式が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１に記載のハイブリッド現像方式では、高速現像時の濃度低下や現像履歴（ゴースト）のような課題があった。

高速現像時の濃度低下とは、高速で画像形成した場合、現像ニップ時間に対してトナーの飛翔が追いつかず、画像濃度が低下する課題である。

非接触一成分現像と共通の課題ではあるが、通常の一成分現像ではトナーに強いストレスを与えるため、規制部での発熱やトナー融着の制約があり、低速領域のみで使用されてきた。そのため、これまでそれほど問題視されてこなかった。ハイブリッド現像ではこれらの制約がないため、かなり高速で画像形成することが可能になる。例えばシステムスピードが５００ｍｍ／ｓを超えるような装置においては、上記の課題が発生する恐れが出てくる。

現像履歴（ゴースト）の問題とは、ハイブリッド現像方式が一般的に抱える課題であり、トナー担持体上の現像に使用されなかった現像残トナーが、次の現像工程において現像履歴（ゴースト）として画像上に現れる現象である。

トナー担持体にトナーを供給する現像剤担持体とトナー担持体の対向部（供給領域）では現像に供するトナーを供給しているが、現像残トナーの回収も同じ現像剤担持体との対向部で行っている。この際トナーを供給するため供給方向のバイアスを印加している。そのことがトナーの回収を阻害し、回収能力が不足してしまう。そのため現像残トナーが多い部分と少ない部分とが、次の現像工程において濃度のコントラストとして現れてしまう現象である。

高速現像時の濃度低下に対する方策として、トナー担持体を複数設け、トナーの飛翔に必要な総現像ニップ時間を稼いでトナー濃度を確保する方法がある（例えば、特許文献２参照）。

特許文献２に記載の構成では、感光体を高速回転させてもトナーが複数回に渡って飛翔するため、感光体上にトナー像を確実に形成させ、高速化に伴うトナー像の濃度低下を抑えることができる。また、この構成では１つのトナー担持体によって現像されるトナー量を、トナー担持体が１本のみの場合に比べて小さくできるため、トナーを現像した部分と現像しなかった部分の濃淡が抑えられ、ゴーストの発生も比較的小さくできることが開示されている。

特開平５−１５０６３６号公報特開２００５−３７５２３号公報

特許文献２に記載の技術のように、複数のトナー担持体を現像剤担持体円周上に配置することにより、それぞれのトナー担持体に掛かるトナーの供給・回収機能の負担を低減させて、現像履歴（ゴースト）の発生を抑え、また、像担持体とトナー担持体の間でトナーが飛翔し静電潜像に現像されるニップ時間が倍増することにより、より高速な画像形成が可能となった。

しかしながら、ハイブリッド現像方式では、像担持体とトナー担持体の間隔が大きく画像形成に影響を与える。そのため、形成画像に適正な画像濃度を得るためには、像担持体とそれぞれのトナー担持体の間隔を、それぞれ軸方向で均一に安定して確保可能な構造が要求される。

また、トナー担持体の表面上にそれぞれ適正な量のトナー薄層を形成するためには、現像剤担持体に内包された磁石ローラのそれぞれのトナー担持体に対向する磁極位置が、それぞれ適正な位置に配置されなければならない。

すなわち、複数のトナー担持体を配置することによって、それぞれのトナー担持体と現像剤担持体との対向部での磁極位置の誤差や、それぞれのトナー担持体と像担持体との間隔の誤差が生じる可能性が大きくなる。

さらに複数のトナー担持体を配置することによって、それぞれについて磁極位置や間隔を調整するに当たり、一方を調整すれば他方が誤差を発生するといった干渉作用の生ずる恐れがあり、簡便な調整も困難であった。

本発明は上記の技術的課題に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、複数のトナー担持体を設けたハイブリッド方式の現像装置を備えた画像形成装置において、簡単な構成により、現像剤担持体に内包された磁石ローラの磁極位置を、それぞれのトナー担持体に対して適正位置に調整することができ、それぞれのトナー担持体へのトナーの供給・回収を最適化すると同時に、像担持体とそれぞれのトナー担持体の現像間隔を所定の値に均一に保つことにより、ムラや画像地肌のかぶり、現像履歴等の画像不良を抑制し、鮮明で高品質な画像形成が可能となる画像形成装置を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有するものである。

１．像担持体と、
前記像担持体上に形成された潜像をトナーで現像する現像装置と、
前記現像装置の前記像担持体方向への移動を案内するガイド部材と、
前記現像装置を前記像担持体方向へ付勢する付勢部材と、
を備えた画像形成装置であって、
前記現像装置は、
表面にトナーを担持搬送し、対向して配設された前記像担持体上に形成された潜像を前記トナーでそれぞれ現像する第１のトナー担持体及び第２のトナー担持体と、
複数の磁極を有し、磁極位置調整のために軸中心に回動可能な磁石ローラと、該磁石ローラを内包して該磁石ローラと独立して回転するスリーブローラとからなり、トナーとキャリアとを含む現像剤を前記スリーブローラ表面に担持搬送し、対向して配設された前記第１のトナー担持体及び前記第２のトナー担持体に前記現像剤中のトナーをそれぞれ供給する現像剤担持体と、
前記磁石ローラを回動させ、前記現像剤担持体と前記第１のトナー担持体との対向部が所定の磁極位置になるよう調整し、固定するための第１の調整部材と、
前記第２のトナー担持体を回動可能に保持し、前記磁石ローラの軸を中心として回動可能に配設された保持部材と、
前記保持部材を前記磁石ローラの軸を中心として回動させ、前記現像剤担持体と前記第２のトナー担持体との対向部が所定の磁極位置になるよう調整し、固定するための第２の調整部材と、
前記第１のトナー担持体の両端部に前記第１のトナー担持体と等軸に配設され、外径が前記第１のトナー担持体よりも大きい第１の間隔部材と、
前記第２のトナー担持体の両端部に前記第２のトナー担持体と等軸に配設され、外径が前記第２のトナー担持体よりも大きい第２の間隔部材と、を有し、
前記ガイド部材は、前記像担持体に前記第１の間隔部材及び前記第２の間隔部材を同時に当接させる方向に前記現像装置の移動を案内し、
前記付勢部材は、前記像担持体に前記第１の間隔部材及び前記第２の間隔部材を同時に当接させる方向に前記現像装置を付勢する
ことを特徴とする画像形成装置。

２．前記第１の調整部材はＤカットされた前記磁石ローラの軸に嵌合し、前記磁石ローラを軸中心に回動させる
ことを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。

３．前記第２の調整部材は偏芯ピンを備え、該偏芯ピンの回転により前記保持部材を前記磁石ローラの軸を中心として回動させる
ことを特徴とする前記１または２に記載の画像形成装置。

４．前記第２の調整部材はネジを備え、該ネジを締めるあるいは緩めることにより前記保持部材を前記磁石ローラの軸を中心として回動させる
ことを特徴とする前記１または２に記載の画像形成装置。

５．前記ガイド部材はガイド溝を備え、該ガイド溝により前記現像装置の筐体に固定された前記第１のトナー担持体の回転軸の移動を規制して、前記現像装置の移動を案内する
ことを特徴とする前記１から４の何れか１項に記載の画像形成装置。

６．前記付勢部材はバネを備え、該バネの弾性力が、前記現像装置の筐体に対して、前記ガイド部材による案内方向に角度を持った方向に作用するように前記現像装置を付勢する
ことを特徴とする前記５に記載の画像形成装置。

本発明に係る画像形成装置によれば、複数のトナー担持体を設けたハイブリッド方式の現像装置を備えた画像形成装置において、次のような調整が可能な構成となっている。

すなわち、一方のトナー担持体との対向部について磁石ローラを回転させ適正な磁極位置に調整、固定し、他方のトナー担持体を磁石ローラ軸中心に一定の間隔を保って回動させ、対向部を適正な磁極位置に調整、固定することができる構成となっている。

さらにまた、それぞれのトナー担持体には像担持体との間隔を精度よく保つための間隔部材を設け、画像形成装置に設けたガイド部材と付勢部材により現像装置を付勢し、間隔部材を像担持体に当接させ、上記磁極位置調整による間隔の狂いを補正して所定の現像間隔を保つことができる構成となっている。

こういった簡単な構成により、現像剤担持体に内包された磁石ローラの磁極位置を、それぞれのトナー担持体に対して適正位置に調整することができ、それぞれのトナー担持体へのトナーの供給・回収を最適化すると同時に、像担持体とそれぞれのトナー担持体の現像間隔を所定の値に均一に保つことにより、ムラや画像地肌のかぶり、現像履歴等の画像不良を抑制し、鮮明で高品質な画像形成が可能となる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す構成図である。図１の現像装置２の内部主要機構を示す概略構成図である。図１の現像装置２における現像剤担持体の長手方向断面図である。現像装置２における第１の磁極位置調整機構の一例を示す概略図である。現像装置２における第２の磁極位置調整機構の一例を示す概略図である。現像装置２における第２の磁極位置調整機構の別の例を示す概略図である。現像剤担持体の磁極位置測定装置の例を示す概略構成図である。本発明の実施形態に係る画像形成装置における現像間隔安定化機構の一例を示す概略図である。

本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

（画像形成装置の構成と動作）
図１に本発明の一実施形態による画像形成装置の主要部の構成例を示す。図１を用いて本実施形態に係る画像形成装置の概略構成と動作を説明する。

この画像形成装置は、電子写真方式により像担持体（感光体）１に形成されたトナー像を用紙等の転写媒体Ｐに転写して画像形成を行うプリンターである。

この画像形成装置は画像を担持するための像担持体１を有しており、像担持体１の周囲には、像担持体１を帯電するための帯電手段としての帯電部材３、像担持体１上の静電潜像を現像する現像装置２、像担持体１上のトナー像を図には示していない搬送装置によって送られた転写媒体Ｐに転写するための転写ローラ４、及び転写後、像担持体１上に残った残留トナーを除去するためのクリーニングブレード５が、像担持体１の回転方向Ａに沿って順に配置されている。像担持体１は、図に示したドラム形状の他に、ベルト形状でもよい。

像担持体１は、帯電部材３で帯電された後に、レーザ発光器などを備えた露光装置６により露光されて、その表面上に静電潜像が形成される。現像装置２は、この静電潜像を現像し、トナー像を形成する。転写ローラ４は、この像担持体１上のトナー像を転写媒体Ｐに転写した後、図中の矢印Ｃ方向に排出する。

排出された転写媒体Ｐは、不図示の定着装置によりトナー像を転写媒体Ｐに定着させ出力画像を形成する。

クリーニングブレード５は、転写後の像担持体１上の残留トナーを、その機械的な力で除去する。

画像形成装置に用いられる像担持体１、帯電部材３、露光装置６、転写ローラ４、クリーニングブレード５等は、周知の電子写真方式の技術を任意に使用してよい。例えば、帯電手段として図中、帯電ローラが示されているが、像担持体１と非接触の帯電装置であってもよい。例えば、露光装置６としてレーザ装置に代えてＬＥＤを一列に配した露光装置であってもよい。また例えば、クリーニングブレードはなくてもよい。

本実施形態に係るハイブリッド現像方式の現像装置２の基本部の構成を説明する。

現像装置２は、以下の構成要素を備える。すなわち、キャリアとトナーを含む現像剤２３を収容する現像剤槽１７、現像剤槽１７から供給された現像剤２３を表面に担持して搬送する現像剤担持体１３、現像剤担持体１３からトナーのみが供給され、前記像担持体１上に形成された静電潜像を現像する第１のトナー担持体２４及び第２のトナー担持体２５を備える。

現像装置２の詳細な構成と動作については、後述する。

（現像剤の構成）
本実施形態では、ハイブリッド現像方式を採用している。これに従い、現像剤は適当な二成分現像剤を選定すればよい。すなわち、本実施形態において使用する現像剤はトナーと該トナーを帯電するためのキャリアを含んでなるものである。

＜トナー＞
トナーとしては、特に限定されず、一般に使用されている公知のトナーを使用することができ、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、外添剤を処理させたものを使用できる。トナー粒径としてはこれに限定されるものではないが、一般的に３〜１５μｍ程度が好ましい。

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る。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。

トナーに使用するバインダー樹脂、着色剤、荷電制御剤、離型剤としては、一般に使用されている公知のものを用いることができる。

また、上記の外添剤としても、一般に使用されている公知のものを用いることができる。上記外添剤として、トナーと逆極性の荷電性を有する逆極性粒子を使用してもよい。

＜キャリア＞
キャリアとしては、特に限定されず、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が使用できる。キャリア粒径としてはこれに限定されるものではないが、一般的に１５〜１００μｍが好ましい。

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、キャリア表面に正また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。

バインダー型キャリアに用いられるバインダー樹脂、磁性体微粒子は、一般に使用されている公知のものを用いることができる。

一方、コート型キャリアは磁性体からなるキャリアコア粒子に樹脂コートがなされてなるキャリアであり、コート型キャリアにおいてもバインダー型キャリア同様、キャリア表面に正または負帯電性の帯電性微粒子を固着させることができる。

トナーとキャリア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よく、トナー混合比は一般的に、トナーとキャリアとの合計量に対して３〜５０質量％、好ましくは６〜３０質量％が適している。

（現像装置２の構成と動作）
図２は、図１における現像装置２の主要構成部を拡大した構成図である。図１と図２を参照して本実施形態に係る現像装置２の詳細な構成例と動作例を説明する。

＜現像装置構成＞
現像装置２において使用する現像剤２３は、既述したようにトナーとキャリアからなり、現像剤槽１７に収容される。

現像剤槽１７は、ケーシング２０により形成されており、通常は内部に混合撹拌部材１８、１９を収納している。混合撹拌部材１８、１９は、現像剤２３を混合・撹拌し、現像剤担持体１３へ現像剤２３を供給する。ケーシング２０の混合撹拌部材１９に対向する位置には、好ましくは、トナー濃度検出用のＡＴＤＣ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＴｏｎｅｒＤｅｎｓｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌ）センサ２１が配設されている。

現像装置２は通常、像担持体１へと消費される分のトナーを現像剤槽１７内に補給するための補給部１５を有している。補給部１５において、補給トナーを収納した図示しないホッパから送られた補給トナー２２が現像剤槽１７内へ補給される。ＡＴＤＣセンサ２１の出力に基づいて補給動作が制御されるようにすればよい。

現像装置２はまた、現像剤担持体１３上の現像剤量を規制するための現像剤薄層化用の規制部材１６を有している。

現像剤担持体１３は通常、固定配置された磁石ローラ２６（本実施形態では、後述するように磁極位置調整のため軸中心で回動可能となっているが、通常使用時は固定されている）と、これを内包する回転自在なスリーブローラ２７とから構成され、画像形成時にはトナー担持体へとトナーを供給するためのトナー供給バイアスが印加される。

現像剤担持体１３は、図２に示すように、スリーブ２７の回転方向Ｂに沿ってＮ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ２、Ｎ４、Ｎ３の７つの磁極を有する。これらの磁極のうち、磁極Ｎ１は、第１のトナー担持体２４と対向する第２のトナー供給領域１１の位置に配置されている。また磁極Ｎ４は、第２のトナー担持体２５と対向する第１のトナー供給領域８の位置に配置されている（本実施形態においては、画像品質に影響するこれらの磁極位置の調整機構を有しているが、詳細は後述する）。

また、同極部Ｎ２及びＮ３は、スリーブ２７上の現像剤２３を剥離するために反発磁界を発生させる磁極としてＮ２を現像槽１７内部に対向した位置に配置し、混合撹拌部材１８より現像剤２３をスリーブ２７に供給させる磁極Ｎ３を混合撹拌部材１８に対向した位置に配置している。

＜トナー担持体構成＞
２つのトナー担持体２４及び２５は、それぞれ現像剤担持体１３及び像担持体１の両方に対向するように配され、像担持体１上の静電潜像を現像するための現像バイアスが印加されている。

トナー担持体２４及び２５は上記電圧を印加可能な限りいかなる材料からなっていてもよい。例えば、アルマイト等の表面処理を施したアルミローラが挙げられる。その他アルミ等の導電性基体上に、例えば、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポルスルホン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂コートやシリコーンゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム、天然ゴム、イソプレンゴム等のゴムコーティングを施したものを用いてもよい。コーティング材料としては、これに限定されるものではない。

さらに上記コーティングのバルクもしくは表面に導電剤が添加されていてもよい。導電剤としては、電子導電剤もしくはイオン導電剤が挙げられる。電子導電剤として、ケッチンブラック、アセチレンブラック、ファーネスブラック等のカーボンブラックや、金属粉、金属酸化物の微粒子等が挙げられるが、これに制約されない。イオン導電剤として、４級アンモニウム塩等のカチオン性化合物や、両性化合物、その他イオン性高分子材料が挙げられるが、これにこだわらない。さらに、アルミ等の金属材料からなる導電性ローラであってもかまわない。

＜現像装置の動作＞
同じく図１と図２を参照して現像装置２の動作例について詳しく説明する。

現像剤槽１７内の現像剤２３は、混合撹拌部材１８、１９の回転により混合撹拌され、摩擦帯電すると同時に現像剤槽１７内で循環搬送され、現像剤担持体１３表面のスリーブローラ２７へと供給される。

この現像剤２３は、現像剤担持体１３内部の磁石ローラ２６の磁力によってスリーブローラ２７の表面側に保持され、スリーブローラ２７とともに回転移動して、現像剤担持体１３に対向して設けられた規制部材１６で通過量を規制される。

その後、現像剤２３は第２のトナー担持体２５と対向する第１のトナー供給領域８へと搬送される。

第２のトナー担持体２５と現像剤担持体１３との対向部の第１のトナー供給領域８では、第２のトナー担持体２５に印加された現像バイアスと現像剤担持体１３に印加されたトナー供給バイアスの電位差に基づき形成された電界がトナーに与える力により、現像剤２３中のトナーが第２のトナー担持体２５側へ供給される。

通常、第２のトナー担持体２５には直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスが加えられ、現像剤担持体１３には直流電圧のみ、もしくは直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスが加えられ、第１のトナー供給領域８には直流電界に交番電界が重畳された電界が形成される。

また第１のトナー供給領域８では、現像剤担持体１３上の現像剤２３による第２のトナー担持体２５上の現像残トナーへの回収作用により、現像残トナーが回収される。

第１のトナー供給領域８を通過した残りの現像剤２３は、現像剤担持体１３のスリーブローラ２７とともに回転移動して第１のトナー担持体２４と対向する第２のトナー供給領域１１へと搬送される。

第１のトナー担持体２４と現像剤担持体１３との対向部の第２のトナー供給領域１１では、第１のトナー供給領域８と同様に、第１のトナー担持体２４に印加された現像バイアスと現像剤担持体１３に印加されたトナー供給バイアスの電位差に基づき形成された電界がトナーに与える力により、現像剤２３中のトナーが第１のトナー担持体２４側へ供給される。

ここでも第１の供給領域８と同様に、通常、第１のトナー担持体２４には直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスが加えられ、現像剤担持体１３には直流電圧のみ、もしくは直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスが加えられ、第２のトナー供給領域１１には直流電界に交番電界が重畳された電界が形成される。

また第２のトナー供給領域１１では、第１のトナー供給領域８と同様に、現像剤担持体１３上の現像剤による第１のトナー担持体２４上の現像残トナーへの回収作用により、現像残トナーが回収される。

図では現像剤担持体１３と第１のトナー担持体２４及び第２のトナー担持体２５の回転方向を、すべて同方向に回転するように設定しているが、両方とも現像剤担持体１３と逆回転に設定することもできる。あるいは片方だけ逆方向に設定することもできる。

図のように同方向に回転させた場合は、現像剤担持体１３とトナー担持体２４及び２５の対向部では互いにカウンター方向に回転する。

ハイブリッド現像方式では現像残トナーをできる限り回収し、トナーを現像した部分と現像しなかった部分の濃淡をできるだけ小さくした上で次のトナー供給を行うことが、現像履歴（ゴースト）の発生を抑制する上で重要である。現像剤担持体１３とトナー担持体２４及び２５の対向部での動きがカウンターの場合、相対速度が大きくなることで機械的回収力がより高くなるといった点で、現像残トナーの回収に有利である。

そのため、現像剤担持体１３とトナー担持体２４及び２５の回転方向をカウンターに設定した方が、現像履歴（ゴースト）の抑制に繋がり、望ましい。

第１のトナー供給領域８で第２のトナー担持体２５上に現像剤担持体１３から供給されたトナー層は、第２のトナー担持体２５の回転に伴って第１の現像領域７へと搬送され、第２のトナー担持体２５に印加された現像バイアスと像担持体１上の潜像電位とによって形成される電界により第１段目の現像に使われる。

第１の現像領域７では、第２のトナー担持体２５と像担持体１の間に設けられた現像間隔中を電界によってトナーが移動することで現像が行われる。

現像バイアスとしては公知の種々のバイアスが適用可能であるが、通常は直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスが加えられる。その後、第１の現像領域７でトナーを消費した現像残のトナー層は、第２のトナー担持体２５の回転に伴って第１のトナー供給領域８へと搬送される。

また同様に、第２のトナー供給領域１１で第１のトナー担持体２４上に現像剤担持体１３から供給されたトナー層は、第１のトナー担持体２４の回転に伴って第２の現像領域１０へと搬送され、第１のトナー担持体２４に印加された現像バイアスと像担持体１上の潜像電位とによって形成される電界により第２段目の現像に使われる。

第２の現像領域１０でも、第１の現像領域７と同様に、第１のトナー担持体２４と像担持体１の間に設けられた現像間隔中を電界によってトナーが移動することで現像が行われる（本実施形態においては、画像品質に影響するこれらの現像間隔の安定化機構を有しているが、詳細は後述する）。

現像バイアスとしては公知の種々のバイアスが適用可能であるが、通常は直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスが加えられる。その後、第２の現像領域１０でトナーを消費した現像残のトナー層は、第１のトナー担持体２４の回転に伴って第２のトナー供給領域１１へと搬送される。

第２のトナー供給領域１１を通過した現像剤２３は、スリーブ２７の回転とともに現像剤槽１７に向けて搬送され、現像剤回収位置に対応して磁石ローラ２６に設けられた反発磁界によって、現像剤担持体１３上から剥離され、現像剤槽１７内へと回収される。

補給部１５に設けられた図示しない補給制御部が、ＡＴＤＣセンサ２１の出力値から、現像剤２３中のトナー濃度が画像濃度確保のための最低トナー濃度以下になったことを検出すると、図示しないトナー補給手段によってホッパ内に貯蔵された補給トナー２２がトナー補給部１５を介して現像剤槽１７内へ供給される。

なお、上述した実施形態では第２のトナー担持体が第１段目の現像を行い、第１のトナー担持体が第２段目の現像を行っている。

（複数のトナー担持体における設定条件と画像品質）
既述したように、本実施形態に係る画像形成装置においては、高速の画像形成時での画像低下や現像履歴（ゴースト）発生の課題を解決するため、複数のトナー担持体（第１のトナー担持体２４及び第２のトナー担持体２５）を有する現像装置２を備えている。

しかしながら、図２に示すように第１のトナー担持体２４と第２のトナー担持体２５を配置することによって、それぞれのトナー担持体と現像剤担持体１３とが対向するそれぞれのトナー供給領域１１及び８での磁極の位置ズレや、それぞれのトナー担持体と像担持体１とが対向するそれぞれの現像領域１０及び７での現像間隔の変動が生じる可能性が大きくなる。

さらに複数のトナー担持体を配置することによって、それぞれについて磁極位置や間隔を調整するに当たり、一方のトナー担持体を調整すれば他方のトナー担持体が誤差を発生するといった干渉作用の生ずる恐れがあり、簡便な調整も困難である。

ハイブリッド現像方式を用いている現像装置２では、像担持体１と第１及び第２のトナー担持体の現像間隔が大きく画像形成に影響を与える。従って、形成画像に適正な画像濃度を得るために、像担持体１と第１のトナー担持体２４及び第２のトナー担持体２５との現像間隔が変動せず、それぞれ軸方向で均一に安定して確保可能な現像間隔安定化機構を設けている。

また、第１及び第２のトナー担持体の表面上にそれぞれ適正な量のトナー薄層を形成するために、現像剤担持体１３に内包された磁石ローラ２６のそれぞれのトナー担持体に対向する磁極位置を、それぞれ適正な位置に調整して配置するための磁極位置調整機構を設けている。

現像装置２における磁極位置調整機構及び現像間隔安定化機構について概略を述べる。

＜概略調整動作＞
（１）現像剤担持体の磁石ローラについての予め測定された磁極位置検査データや、画像形成装置組立後の出力画像に基づき、磁石ローラを軸中心に回動させ、一方のトナー担持体と対向するトナー供給領域に対して最適な磁極位置に調整する。

（２）合わせて、もう一方のトナー担持体に対しては、同様に前記磁石ローラの磁極位置検査データや、画像形成装置組立後の出力画像に基づき、他方のトナー担持体を回転可能に保持する保持部材を前記磁石ローラの軸中心で回動させ、該トナー担持体と対向するトナー供給領域に対して最適な磁極位置に調整する。

上記調整動作により磁極位置を最適化することにより、現像剤担持体からそれぞれのトナー担持体へのトナーの供給、及び現像残トナーの回収が効率よく実行され、それぞれのトナー担持体上に均一で適正量のトナー薄層を形成させることができる。

しかしながら、上記調整動作により、２本のトナー担持体の像担持体に対する位置がずれる。これに対して、次のように現像間隔の補正を行う。

（３）現像装置を、一方のトナー担持体軸中心に回動できる溝を設けたガイド部材により案内しながら、それぞれのトナー担持体の両端に設けた間隔部材を像担持体に当接させるように、現像装置を傾けながら付勢する。

上記間隔補正動作により、２本のトナー担持体の像担持体に対する位置がずれても、それぞれのトナー担持体の両端部にトナー担持体と等軸に配設され、外径がトナー担持体よりも大きい間隔部材を像担持体に確実に当接させることで、像担持体と２本のトナー担持体との現像間隔を所定の間隔に保ち、画像不良を抑制して高画質の画像が得ることができる。

以下に、現像装置２における磁極位置調整機構及び現像間隔安定化機構について、上記動作を可能にする詳細な構成を説明する。

なお、以下の説明においては、上述の第１のトナー担持体２４及び第２トナー担持体２５という区別をそのまま適用して説明しているが、第１のトナー担持体２４と第２のトナー担持体２５とは入れ替わってもかまわない。

すなわち、第１段目の現像を行うのが第１のトナー担持体であり、第２段目の現像を行うのが第２のトナー担持体であるとしても、以下の磁極位置調整機構及び現像間隔安定化機構の説明はそのまま適用できる。

（トナー供給領域の磁極位置調整機構）
本実施形態に係る現像装置２における現像剤担持体１３に内包された磁石ローラ２６の磁極位置と、第１のトナー担持体２４及び第２のトナー担持体２５と対向するトナー供給領域での磁極位置を調整する機構について、図３と図４、及び図５と図６を用いて詳しく説明する。

図３は、現像装置２における現像剤担持体１３の長手方向断面図である。図４は、現像装置２における第１の磁極位置調整機構の一例を示す概略図である。図５は、現像装置２における第２の磁極位置調整機構の一例を示す概略図である。図６は、現像装置２における第２の磁極位置調整機構の別の例を示す概略図である。図５、図６ともに、（ａ）は調整前の状態を示し、（ｂ）は調整後の状態（破線から実線）を示す。

図３に示すように、現像剤担持体１３は、軸２６ａ中心で回動可能に配置された磁石ローラ２６と、これを内包し、磁石ローラ２６と独立して軸２７ａを中心として回転自在なスリーブ２７とから構成される。磁石ローラ２６の磁極位置を回動させるため、軸２６ａの軸端にはＤカットが設けられている。

図４に示すように、磁石ローラ２６は、スリーブローラ２７の回転方向Ｂに沿ってＮ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２、Ｎ４、Ｓ３の７つの磁極を有する。これらの磁極のうち、磁極Ｎ１は、第１のトナー担持体２４と対向する第２のトナー供給領域１１の位置に配置されている。また磁極Ｎ４は、第２のトナー担持体２５と対向する第１のトナー供給領域８の位置に配置されている。

また、同極部Ｎ２及びＮ３は、スリーブローラ２７上の現像剤２３を剥離するために、反発磁界を発生させる磁極Ｎ２を現像剤槽１７内部に対向した位置に配置し、現像剤槽１７より現像剤２３をスリーブローラ２７に供給させる磁極Ｎ３を、混合撹拌部材１８に対向した位置に配置している。

第１のトナー担持体２４は、その表面から現像剤担持体１３のスリーブローラ２７表面までの隙間が設定された値（０．２ｍｍから１．０ｍｍ）となるように並設され、現像器筐体２０に軸中心で回動可能に固定されている。第１のトナー担持体２４と対向するトナー供給領域１１に、磁石ローラ２６の磁極Ｎ１を位置調整するため、図４に示すように第１の磁極位置調整機構を実現する第１の調整部材３１が配設されている。

第１の調整部材３１は、磁石ローラ２６の軸２６ａのＤカットに嵌合し、磁石ローラ２６を軸２６ａ中心で回動させる（図４の矢印Ｄ）ことで磁極位置の調整を可能とし、調整終了後は現像器筐体２０に固定できる。

一方、図５に示すように、保持部材３３は、磁石ローラ２６の軸２６ａ中心に回動可能であり、かつ第２のトナー担持体２５を、その表面から現像剤担持体１３のスリーブローラ２７表面までの隙間を設定された値（０．２ｍｍから１．０ｍｍ）となるように軸中心で回動可能に保持するよう配設されている。

保持部材３３は、第２のトナー担持体２５が対向するトナー供給領域８と、磁石ローラ２６の磁極Ｎ４の位置が合致するよう調整するため、保持部材３３内に第２の磁極位置調整機構を実現する第２の調整部材３２が配設されている。

第２の調整部材３２は、現像器筐体２０に固定できる偏芯ピンからなり、この偏芯ピンを回転させることで、保持部材３３を磁石ローラ２６の軸２６ａ中心に回動させる。

これにより、保持する第２のトナー担持体２５が対向するトナー供給領域８を、磁石ローラ２６の磁極Ｎ４位置に合わせる位置調整を可能とし、調整終了後は現像器筐体２０に固定できる。

図６に示すように、第２の磁極位置調整機構は、ネジからなる第２の調整部材３２で実現されてもよい。その場合、ネジを締めるあるいは緩めることで、保持部材３３を磁石ローラ２６の軸２６ａ中心に回動させる。

＜調整位置の確認＞
磁石ローラの磁極Ｎ１、及びＮ４の位置は、製造や組立上での誤差により、それぞれの磁極と対向するトナー担持体との位置関係が最適位置よりずれた位置に配置され得るが、以下のように磁石ローラについての予め測定された磁極位置検査データや、画像形成装置組立後の出力画像に基づく方法で調整が可能である。

現像剤担持体１３（磁石ローラ２６）の製造検査で、図７に示すように、磁極位置測定装置４０等を用いて円周方向に磁束密度を測定し、磁極位置を割り出しておく。磁極位置測定装置４０としては、例えばガウスメータ（株式会社エーデーエス社製ＨＧＭ−８３００ＬＷ及び２軸プローブＷＳ−１０）がある。

磁極位置の検査データに基づき、上記のように、第１の調整部材３１及び第２の調整部材３２を調整する。

また、画像形成装置組立後、実際にベタ画像を等間隔に配した検査画像を出力し、前記ベタ画像の濃度差が一定値以下になるように、上記第１の調整部材３１及び第２の調整部材３２を調整してもよい。

（現像領域の現像間隔調整機構）
次に本実施形態に係る画像形成装置における像担持体１と第１のトナー担持体２４及び第２のトナー担持体２５とがそれぞれ対向する現像領域の現像間隔を安定化させる機構について、図８を用いて詳しく説明する。

図８は、本発明の実施形態に係る画像形成装置における現像間隔安定化機構の一例を示す概略図である。

第１のトナー担持体２４及び第２のトナー担持体２５の両端には、それぞれ半径で像担持体１との間隔分（０．１ｍｍから０．４ｍｍ）だけ大きいリング状の第１の間隔部材３４及び第２の間隔部材３５を、それぞれ第１のトナー担持体２４及び第２のトナー担持体２５の軸中心に回動可能に配置している。

第１の間隔部材３４及び第２の間隔部材３５は、低摩擦部材で形成することが望ましい。

低摩擦部材としては、ポリアセタール等の摩擦係数が低い樹脂材料により形成してもよい。また、像担持体１、第１のトナー担持体２４及び第２のトナー担持体２５の軸が摺動するそれぞれの円筒面にフッ素樹脂等のコーティングを施した金属材料を使用してもよい。さらに、その内側に一般市販品のボールベアリングを組み込んでもよい。

上述した磁極位置調整で、第１のトナー担持体２４及び第２のトナー担持体２５の位置が設計値とずれてしまい、像担持体１と当接しなくなる第１の間隔部材３４または第２の間隔部材３５が生じてくる。そのため、以下の現像間隔安定化機構により像担持体１と第１のトナー担持体２４及び第２のトナー担持体２５との現像間隔の安定化を図る。

図８に示すように、現像間隔安定化機構は、ガイド部材３６と付勢部材３７とで実現される。

現像装置２を、画像形成装置に装着するために設けたガイド部材３６にはガイド溝があり（図８には、３６としてガイド溝のみを図示する）、像担持体１との当接位置近傍で、第１のトナー担持体２４の軸を垂直方向に規制する。

現像器筐体２０を、斜め下方から付勢部材３７により押すことにより、現像装置２が、第１のトナー担持体２４の軸中心で傾き、第１の間隔部材３４及び第２の間隔部材３５の両方が像担持体１に当接する。これにより、像担持体１と第１のトナー担持体２４及び第２のトナー担持体２５との間隔を安定して維持できる。

また、前記ガイド部材３６のガイド溝を垂直方向に調整可能とし、付勢部材３７は現像器筐体２０を後方から押すような構成としてもよい。

このように、本実施形態に係る画像形成装置によれば、複数のトナー担持体を設けたハイブリッド方式の現像装置を備えた画像形成装置において、次のような調整が可能な構成となっている。

なお、上述の実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１像担持体
２現像装置
３帯電部材
４転写ローラ
５クリーニングブレード
６露光装置
７第１の現像領域
８第１のトナー供給領域
１０第２の現像領域
１１第２のトナー供給領域
１３現像剤担持体
１５トナー補給部
１６規制部材
１７現像剤槽
２０現像器筐体
２３現像剤
２４第１のトナー担持体
２５第２のトナー担持体
２６磁石ローラ
２７スリーブローラ
３１第１の調整部材
３２第２の調整部材
３３保持部材
３４第１の間隔部材
３５第２の間隔部材
３６ガイド部材
３７付勢部材

Claims

像担持体と、
前記像担持体上に形成された潜像をトナーで現像する現像装置と、
前記現像装置の前記像担持体方向への移動を案内するガイド部材と、
前記現像装置を前記像担持体方向へ付勢する付勢部材と、
を備えた画像形成装置であって、
前記現像装置は、
表面にトナーを担持搬送し、対向して配設された前記像担持体上に形成された潜像を前記トナーでそれぞれ現像する第１のトナー担持体及び第２のトナー担持体と、
複数の磁極を有し、磁極位置調整のために軸中心に回動可能な磁石ローラと、該磁石ローラを内包して該磁石ローラと独立して回転するスリーブローラとからなり、トナーとキャリアとを含む現像剤を前記スリーブローラ表面に担持搬送し、対向して配設された前記第１のトナー担持体及び前記第２のトナー担持体に前記現像剤中のトナーをそれぞれ供給する現像剤担持体と、
前記磁石ローラを回動させ、前記現像剤担持体と前記第１のトナー担持体との対向部が所定の磁極位置になるよう調整し、固定するための第１の調整部材と、
前記第２のトナー担持体を回動可能に保持し、前記磁石ローラの軸を中心として回動可能に配設された保持部材と、
前記保持部材を前記磁石ローラの軸を中心として回動させ、前記現像剤担持体と前記第２のトナー担持体との対向部が所定の磁極位置になるよう調整し、固定するための第２の調整部材と、
前記第１のトナー担持体の両端部に前記第１のトナー担持体と等軸に配設され、外径が前記第１のトナー担持体よりも大きい第１の間隔部材と、
前記第２のトナー担持体の両端部に前記第２のトナー担持体と等軸に配設され、外径が前記第２のトナー担持体よりも大きい第２の間隔部材と、を有し、
前記ガイド部材は、前記像担持体に前記第１の間隔部材及び前記第２の間隔部材を同時に当接させる方向に前記現像装置の移動を案内し、
前記付勢部材は、前記像担持体に前記第１の間隔部材及び前記第２の間隔部材を同時に当接させる方向に前記現像装置を付勢する
ことを特徴とする画像形成装置。
前記第１の調整部材はＤカットされた前記磁石ローラの軸に嵌合し、前記磁石ローラを軸中心に回動させる
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記第２の調整部材は偏芯ピンを備え、該偏芯ピンの回転により前記保持部材を前記磁石ローラの軸を中心として回動させる
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
前記第２の調整部材はネジを備え、該ネジを締めるあるいは緩めることにより前記保持部材を前記磁石ローラの軸を中心として回動させる
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
前記ガイド部材はガイド溝を備え、該ガイド溝により前記現像装置の筐体に固定された前記第１のトナー担持体の回転軸の移動を規制して、前記現像装置の移動を案内する
ことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記付勢部材はバネを備え、該バネの弾性力が、前記現像装置の筐体に対して、前記ガイド部材による案内方向に角度を持った方向に作用するように前記現像装置を付勢する
ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。