一成分現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置
【課題】同一面を使用し続けることなくドクタローラを有効に使用して、長期間にわたって画質の劣化の無い、高寿命の現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】静電潜像が形成された感光体１０に一成分トナーを付着させて、前記静電潜像を可視化させるための現像スリーブ３１ａと、現像スリーブ３１ａに接触して回転し、トナーを供給するトナー供給ローラ３１ｂと、現像スリーブ３１ａに与えられたトナーの付着量を規制するドクターローラ３１ｃとを備える一成分現像装置３０において、前記一成分現像装置３０は、ドクターローラ３１ｃの位置を検出する手段とその検出した接触位置での使用枚数を記憶する手段とを有し、その検出した接触位置での使用枚数が所定枚数を使用したときに、ドクターローラ３１ｃの接触位置を変化させる。
【解決手段】静電潜像が形成された感光体１０に一成分トナーを付着させて、前記静電潜像を可視化させるための現像スリーブ３１ａと、現像スリーブ３１ａに接触して回転し、トナーを供給するトナー供給ローラ３１ｂと、現像スリーブ３１ａに与えられたトナーの付着量を規制するドクターローラ３１ｃとを備える一成分現像装置３０において、前記一成分現像装置３０は、ドクターローラ３１ｃの位置を検出する手段とその検出した接触位置での使用枚数を記憶する手段とを有し、その検出した接触位置での使用枚数が所定枚数を使用したときに、ドクターローラ３１ｃの接触位置を変化させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の静電複写プロセスによる画像形成に用いられる一成分現像装置に関するものであり、また、この一成分現像装置を用いるプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、オフィスにおけるＯＡ化、カラー化が一段と進み、従来の文字のみからなる原稿の複写だけではなく、パーソナルコンピュータで作成したグラフ等を含む原稿をプリンターにて出力し、プレゼンテーション用の資料等として多数枚複写する機会が増している。プリンター出力画像は、ベタ画像、ライン画像、ハーフトーン画像が多く、それにともない画像品質に求められる市場の要求が変化しつつあり、また、高信頼性等の要求も更に高まっている。
電子写真、静電記録、静電印刷等の電子写真方式に使用される現像剤は、その現像工程において、例えば、静電潜像が形成されている像担持体（代表的には感光体）に一旦付着され、次に転写工程において感光体から転写紙等の転写媒体に転写された後、定着工程において紙面に定着される。その際、像担持体上に形成される静電潜像を現像するための現像剤としては、キャリアとトナーから成る二成分系現像剤及び、キャリアを必要としないでトナーのみからなる一成分系現像剤（磁性トナー、非磁性トナー）が知られている。二成分系現像剤は、トナー粒子がキャリア表面に付着することにより現像剤が劣化し、また、トナーのみが消費されるため現像剤中のトナー濃度が低下するので、キャリアとトナーとの混合比を一定割合に保持しなければならず、そのため現像装置が大型化するといった欠点がある。一方、一成分系現像剤は、装置が小型化が可能等の利点を有しており、あらゆる環境下（低温低湿、高温高湿）での使用が容易であるなどの理由から現像方式の主流になりつつある。
【０００３】
ところで、一成分系現像剤は、磁性トナーを用いる磁性一成分現像剤と、非磁性トナーを用いる非磁性一成分現像剤とに分類される。磁性一成分現像剤を用いる磁性一成分現像方式は、内部にマグネットなどの磁界発生手段を設けた現像スリーブを用いて、マグネタイトなどの磁性体を含有する磁性トナーを保持し、層厚規制部材により、薄層化し現像するもので、近年小型プリンターなどで多数実用化されている。これに対して、非磁性一成分剤を用いる非磁性一成分現像方式は、トナーが磁気力を持たないため、現像スリーブにトナー補給ローラなどを圧接して現像スリーブ上にトナーを供給し、静電気的に保持させ、層厚規制部材により、薄層化して現像するものであり、有色の磁性体を含有しないためカラー化に対応できるという利点があり、また現像スリーブにマグネットを用いないため、装置のより軽量化、低コスト化が可能となり、近年小型フルカラープリンター等で実用化されている。
【０００４】
しかしながら、一成分現像方式では、未だ改善すべき課題が多いのが現状である。二成分現像方式では、トナーの帯電、搬送手段としてキャリアを用い、トナーとキャリアは現像装置内部において十分撹拌、混合された後現像スリーブに搬送され現像に供されるため比較的長時間の使用においても安定した帯電、搬送を持続することが可能であり、また、高速の現像装置にも対応しやすい。これに比べ、一成分現像方式ではキャリアのような安定した帯電、搬送手段がないため、長時間使用や高速化による帯電、搬送不良が起こりやすい。特に、非一成分現像方式は現像スリーブ上へトナーを搬送した後、層厚規制部材にてトナーを薄層化させて現像するが、トナーと現像スリーブ又は層厚規制部材などの摩擦帯電部材との接触・摩擦帯電時間が非常に短いため、キャリアを用いた二成分現像方式より低帯電、逆帯電トナーが多くなりやすい。また、少なくとも１つのトナー搬送部材によってトナーを搬送し、かつ、搬送されたトナーによって像担持体に形成された静電潜像を現像する手段が採られているが、その際、トナー搬送部材表面のトナーの層厚は極力薄くしなければならない。このために、層厚規制部材による押圧力を受けるために、トナー表面に外添された外添剤のトナー内部への埋没が激しく、トナーの帯電性、流動性が大きく低下するという不具合がある。
【０００５】
この不具合を解消するために、特許文献１では、現像スリーブは、表面に現像剤の帯電極性と同極性の帯電極性を有する導電性樹脂層が備えられ、導電性樹脂層は、少なくとも結着樹脂、導電性微粉末、及び荷電制御剤を含有し、撹拌部材の回転中心Ｘが、現像スリーブの回転中心を横切る水平面Ｈに対して下側に位置する現像装置が開示されている。
また、特許文献２では、トナー補給口に逆支弁を設けて、カートリッジ側にトナーが戻る（逆流する）のを防止する構成を示している。
しかし、上述に開示された技術では、現像装置内にあるトナーの帯電性、流動性を長期にわたって安定化させることは困難であるという問題点がある。
また、最近の検討では、カートリッジのトナーが現像ユニット３１に流入したときに、カートリッジのトナーの特性によって、トナーが逆帯電を起こして地肌汚れを発生させたり、現像ユニットの現像スリーブや入り口シール、トナー規制部材などの表面性のわずかな違いを拾って縦スジ状のトナー層ムラを起こし、画像にスジムラを発生させるなどの原因になっている事が、判明してきた。そこで、カートリッジのトナーの特性に応じて、カートリッジ交換時のリカバリ動作や、経時の補給動作を調整する必要がある。
【０００６】
以下の文献は円筒形状トナー規制部材を備える一成分現像装置の例であるが、特許文献３では、トナー規制部材を円筒形状として、現像スリーブと接触させてトナーを規制してトナー薄層を形成するが、非現像動作時に現像スリーブとつれ回りで回転させ、外周面の接触位置を変えて使用する方法が提案されている。
円筒形状トナー規制部材（ドクタローラ）の使用位置を規定しているわけではなく、現像スリーブの回転した距離によって、停止して次の接触面として使用される位置が変わるので、一様にかつ有効にドクタローラ表面を使用できない。特に、経時でドクタローラ表面に凹凸が生じてきたときに、ドクタローラの止まりやすい位置、止まりにくい位置ができて、止まりやすい位置がもっぱら使用されるため、そこでの磨耗が促進してしまう。
それゆえ一部の個所が磨耗してしまい、それがローラ全体の寿命を左右する事になり、少ない使用枚数で、白スジの発生など異常画像が出てくるようになり、ユニット全体の寿命を決定付けてしまっていた。
【０００７】
また、現像スリーブでつれまわり駆動させる方式で、現像スリーブの回転角をおおむね一定とする方法が、提案されている。
しかし、ドクタローラの表面接触位置を決められる精度ではなく、
またどの表面位置を使用したか管理されていないので、上の文献と同じ動作となり、結局ドクタローラの位置がランダムに切り替わるものと考えられる。
ドクタローラの表面の磨耗について説明を続けると、磨耗量や磨耗粗さはトナーの状態が大きく効いていることがわかってきた。
トナーは未使用に近い状態は適正な粒径分布を持ち、その表面にはシリカなどの外添剤に被覆されて、トナー同士の凝集が起こらないような状態にある。その場合はドクタの表面の磨耗は、接触面全体に均一に磨耗し、またドクタへの食い込みが少ないため磨耗量が小さく抑えられている。
しかし、一方、トナーが劣化していった状態、すなわち、粒径が大きいものが増えてきて、表面の外添剤量は減少してきてトナー粒子同士の凝集が起こりやすくなってくると、ドクタローラ表面の磨耗が急速に増大し、また、不均一な磨耗になってくる。
トナーの劣化した状態で、同一表面位置だけ使用されると、その部分の粗さ（凹凸）が粗くなり、トナー層にスジムラを生じ、画像に重度のスジムラや、地肌汚れを発生させてしまう。もちろん一旦そのような状態に、ドクタローラの表面がなった場合には、修復はされないので、ドクタローラ表面の接触位置を変えていっても、再度その位置が使用されると、画像にスジムラが再発する事になる。
【０００８】
そこで、ドクタローラの外周面を満遍なく使用するためには、ドクタローラを現像動作中、常時回転させながら使用することで、トナー規制部材の寿命を延ばす方法が、文献５で提示されているが、この方法では、現像ユニットの不可トルクが格段に増加するため、ユニットの強度、駆動系の強度を強くしなくてはならず、ユニット自体の大きさが大きくなり、強力なモータが必要になるなど、部品のコストも格段に上がってしまう。
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−０６２２１５号公報
【特許文献２】特開２００２−１６２８１７号公報
【特許文献３】特開２００４−２７１９１１号公報
【特許文献４】特開２００２−３７２８６１号公報
【特許文献５】特開２００１−２５３１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、同一面を使用し続けることなくドクタローラを有効に使用して、長期間にわたって画質の劣化の無い、高寿命の現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の一成分現像装置は、静電潜像が形成された像担持体に一成分トナーを付着させて、前記静電潜像を可視化させるためのトナー担持体と、該トナー担持体に接触して回転し、トナーを該トナー担持体に供給するトナー供給回転体と、該トナー供給回転体にトナーを送り込むトナー搬送手段と、前記トナー供給回転体から前記トナー担持体に与えられたトナーの付着量を規制すべく該トナー担持体に接触する円筒形状付着量規制部材と を備える一成分現像装置において、前記一成分現像装置は、前記付着量規制部材の位置を検出する手段とその検出した接触位置での使用枚数を記憶する手段とを有し、その検出した接触位置での使用枚数が所定枚数を使用したときに、前記付着量規制部材の接触位置を変化させることを特徴とする。
また、本発明の一成分現像装置は、さらに、着脱可能な補給トナーを収容するトナーカートリッジを有し、装着しているトナーカートリッジ使用後に、新しトナーカートリッジに交換が可能であって、そのカートリッジの使用枚数を記憶する手段を有し、トナーカートリッジの使用枚数が予め定めた値以上になったときに、該所定枚数より少ない使用枚数で接触位置を変化させる動作を行うことを特徴とする。
また、本発明の一成分現像装置は、さらに、そのカートリッジの使用枚数を記憶する手段を有し、トナーカートリッジの使用枚数が予め定めた値以上になったときに、接触位置を変化させるための動作距離を長くすることを特徴とする。
また、本発明の一成分現像装置は、さらに、出力する画像の画像面積率を検出・記憶する手段を有し、その画像面積率が予め定めた値以下のときに、該所定枚数より少ない使用枚数で接触位置を変化させる動作を行うことを特徴とする。
また、本発明の一成分現像装置は、さらに、連続印刷動作する場合に、その連続枚数を検出・記憶する手段を有し、その連続枚数が予め定めた値以上のときに、該所定枚数より少ない使用枚数で接触位置を変化させる動作を行うことを特徴とする。
また、本発明の一成分現像装置は、さらに、周囲の温度を検出・記憶する手段を有し、その検出温度が予め定めた値以上のときに、該所定枚数より少ない使用枚数で接触位置を変化させる動作を行うことを特徴とする。
また、本発明の一成分現像装置は、さらに、周囲の温度・湿度を検出・記憶する手段を有し、その検出湿度が予め定めた値以上のときに、該所定枚数より少ない使用枚数で接触位置を変化させる動作を行うことを特徴とする。
また、本発明の一成分現像装置は、さらに、前記付着量規制部材を、芯金にゴム層、または、ゴム層とその上に樹脂コート層を被覆したことを特徴とする。
また、本発明の一成分現像装置は、さらに、前記付着量規制部材の最外層が、フッ素ゴム又はフッ素樹脂を含むことを特徴とする。
また、本発明の一成分現像装置は、さらに、前記付着量規制部材の形状が、軸線に対して２次曲線、又は、４次曲線であることを特徴とする。
また、本発明の一成分現像装置は、さらに、前記トナー供給回転体は、前記トナー担持体との接触位置で、トナー供給回転体の回転方向がトナー担持体の回転方向と同じであることを特徴とする。
【００１２】
本発明のプロセスカートリッジは、少なくとも、像担持体と現像装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジにおいて、上述したいずれかに記載の一成分現像装置を用いることを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、潜像を担持する像担持体と、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電装置と、帯電した像担持体の表面に静電潜像を書き込む露光装置と、像担持体表面に形成された静電潜像を可視像化する現像装置と、像担持体表面の可視像を直接又は中間転写体を介して記録部材に転写する転写装置と、像担持体上のトナ−をクリ−ニングするクリ−ニング装置と、記録部材上の可視像を熱及び又は圧力で定着させる定着装置とを備える画像形成装置において、上述したいずれかに記載の一成分現像装置を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明の一成分現像装置では、規制部材の外周面に均一に使用して、偏磨耗を防止し、付着量規制部材及び一成分現像装置の寿命を延ばすことができる。
また、本発明のトナーカートリッジがでは、一成分現像装置を像担持体と一体に支持したプロセスカートリッジとすることにより、トナーカートリッジが交換可能で、寿命を長くすることができる。
また、本発明の画像形成装置では、この一成分現像装置を用いることで、長期にわたって画質を安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１５】
図１は、本発明に係る一成分現像装置の構成を示す概略図である。
図１は、制御弁３４をつけて、トナーカートリッジ３２と現像ユニット３１とのトナーの循環性を改良したタイプである。この循環タイプでは、トナーカートリッジ３２と現像ユニット３１間でトナーを循環して攪拌するため、劣化度合いが均一化され、極度に劣化が進むことなく、最小限のトナー劣化で抑えられるため、トナーの特性の安定性については、こちらの方が優れている。なお、現像ユニット３１の基本的な構成に関して、制御弁３４の無いタイプで、逆支弁により、トナーカートリッジ３２への戻りを少なくしたタイプもある。いずれを用いても良い。
この一成分現像装置（以下、特に断らない限り「現像装置」と記す。）３０は、像担持体である感光体１１の潜像を現像剤であるトナーで現像する現像ユニット３１と現像ユニット３１にトナーを補給するトナーカートリッジ３２とを備える。
現像ユニット３１は、感光体１１に対向していて、感光体１１との間に形成される現像領域にトナーを搬送する現像剤担持体である現像スリーブ３１ａと、現像スリーブ３１ａ上にトナーを供給するトナー供給回転体である供給ローラ３１ｂと、現像スリーブ３１ａ上のトナー量を規制する円筒形状付着量規制部材であるドクタローラ３１ｃと、トナーを搬送する第1搬送パドル３１ｄとを備える。
【００１６】
トナーカートリッジ３２は、トナーを収納している第１及び第２収納室３２１、３２２と、現像ユニット３１へトナーを搬送する第２及び第３搬送パドル３２ａ、３２ｂと、また、第２搬送パドル３２ａが回転している部分のトナーカートリッジ３２の底部には突き出たリブ３５を備えている。
ここで、現像剤としては、一成分現像剤を用いる。後述するように現像剤を入れ替えることに対して、二成分現像剤では一旦混合した後にキャリアからトナーを分離するのは非常に困難である。一成分現像剤であればトナーカートリッジ３２と現像ユニット３１内にある現像剤は基本的には同じで、入れ替えすることが可能であり、本発明の現像装置３０に適用させることができる。特に、一成分現像剤でも非磁性一成分現像剤を用いることが好ましい。磁性一成分現像剤では、磁性材料の量による磁化の強さで現像性を制御することができるが、非磁性一成分現像剤では、外添剤による帯電量、流動性によって現像性が大きく影響される。このために、トナー表面の外添剤の存在量で現像特性が大きく変動し、長期にわたって安定した特性を維持することが困難である。そこで、本発明の現像装置３０に用いることで、安定したトナー表面状態を得ることができる。
【００１７】
また、この現像装置３０は、現像ユニット３１とトナーカートリッジ３２とを水平方向の横方向に並列させて配置している。さらに、トナーカートリッジ３２と現像ユニット３１とには、トナーカートリッジ３２と現像ユニット３１との間をトナーが通過する連通口３３が設けられている。さらに、現像ユニット３１側の連通口３３に制御弁３４が設けられている。
本発明の現像装置３０は、この連通口３３を介してトナーを通過させる。これによって、現像ユニット３１で消費されたトナーをトナーカートリッジ３２から現像ユニット３１へ補給し、また、この連通口３３を介して、現像ユニット３１で劣化したトナーを現像ユニット３１からトナーカートリッジ３２へを排出する。また、このトナーカートリッジ３２は、現像ユニット３１とは別に単独で独立して交換することが可能である。
トナーは、現像ユニット３１におけるトナー供給ローラ３１ｂ、ドクタローラ３１ｃで押圧力を受ける。この押圧力を受けることで、トナー表面の凸凹が欠けて表面が滑らかになり、感光体との付着力が大きくなりクリーニングされにくくなる。そのために、環境が低湿になるとクリーニング不良が発生することがある。また、転写性は向上するが、従来転写されても目視上表れなかった白地背景部にカブリが表れるようになる。また、トナーが押圧を受けることで、トナー表面に存在する外添剤がトナー内部に埋没する。これは、後で外添剤に関しては詳説するが、外添剤はトナーより硬度が高いために、トナー内部に埋没する。トナー表面に存在する外添剤が少なくなることで、トナーの帯電性が変わる。特に、外添剤として用いるシリカは、比表面積が大きいので帯電量が高く埋没によるトナー表面の外添剤量によってトナーの帯電量は大きく変化する。また、もう一つの影響として、外添剤埋没によってトナーの流動性が低下する。この流動性は、トナーの付着力を示すもので、流動性が高ければ、トナーと例えば感光体等との間の付着力を小さくする。同様に、現像スリーブ３１ａとトナーとの間の付着力を小さくして現像性を高める。逆に、埋没でトナー表面に存在する外添剤量が少なくなると、即ち、トナーの流動性が低下し、現像性が低下する。
そこで、本発明の現像装置３０では、現像ユニット３１内の劣化したトナーを、トナーカートリッジ３２から現像ユニット３１へトナーを補給する連通口３３を介して、現像ユニット３１にあるトナーをいったんトナーカートリッジ３２に排出して戻して、トナーカートリッジ３２にある劣化していないトナーと混合して、劣化したトナーに添加剤を移行して回復させると同時に、劣化したトナー量の存在比率を低下させた上で再度現像ユニット３１に連通口３３を介して供給して補給して、現像ユニット３１内トナーの帯電の安定化を図る。
【００１８】
図２は、本発明の一成分現像装置における現像ユニットに配置される制御弁の構造を示す概略図である。制御弁３４は、現像ユニット３１の連通口３３に対応して設けられ、制御弁３４を支持部３４ａに貼着されていて、筐体に配置されている。制御弁３４の形態は、図２に示すように、各連通口３３に対応して矩形状にして連通口３３がない部分は制御弁３４を設けず交互にする。支持部３４ａは、剛性を有する金属製でＳＵＳ、Ｃｕ、Ａｌを用いる。制御弁３４は、弾性のある樹脂フィルム３４ｂで、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂を用いる。
現像ユニット３１の第１搬送パドル３１ｄは、パドル用フィルムを備える。このフィルムは、１枚であっても、複数枚設けてもよい。第１搬送パドル３１ｄは、回転してトナーカートリッジ３２側から供給されたトナーを現像スリーブ３１ａに供給する。また、このフィルムは、板状であってもよい。また、連通口３３に対応して設けられた櫛歯状の矩形状の制御弁３４に対して、同様に制御弁３４に当たる部分をのみを矩形形状にしたものであってもよい。また、複数枚設けるときはこれらを組み合わせて用いてもよい。
【００１９】
図３は、トナーカートリッジ側から現像ユニットにトナーが供給される状態を模式的に説明するための図である。第１搬送パドル３１ｄは、回転して制御弁３４に当たり、制御弁３４が押さえられる。その後、第１搬送パドル３１ｄが通過して、弾性を有する制御弁３４が素早く弾かれて戻り、そのときに同時に、トナーカートリッジ３２側から押し込まれていたトナーが連通口３３を介して現像ユニット３１側に引きつけられて、トナーが供給される。
図４は、現像ユニット側からトナーカートリッジにトナーが戻される状態を模式的に説明するための図である。このトナーカートリッジ３２には、第２収納室３２２の第３搬送パドルで第１収納室３２１に搬送して、さらに、第２搬送パドルで現像ユニット３１側に搬送する。第２搬送パドルは、単数のパドル用フィルムを備えていて、このフィルムを回転させることでトナーを現像ユニット３１側に搬送する。
【００２０】
さらに、第１収納室３２１にリブ３５を設けておくことで、先のパドル用フィルムがリブ３５に当たると、リブ３５の部分でトナーが堰き止められ、リブ３５とパドル用フィルムとの間にトナーの無い空間が形成される。この空間は、流動性のよいトナーの侵入によって少しずつ埋められていくが、ある一定時間はトナー内部に空間が形成される。さらに、パドル用フィルムが回転すると上部からもトナーが空間に侵入するために、トナー内部に空間のない状態になる。
この状態で回転してゆくとパドル用フィルムは、トナーを現像ユニット３１側に押し込む状態になっている時と、現像ユニット３１の制御弁３４が第１搬送パドル３１ｄのパドル用フィルムに押さえられていなくて制御弁３４が開放されている時と重なることでトナーは、連通口３３を通してトナーカートリッジ３２側から現像ユニット３１側に移動して供給される。
次に、開放された制御弁３４には現像ユニット３１にあるトナーが入り込んでくる。その後、第１搬送パドル３１ｄのパドル用フィルムが回転して制御弁３４を押し込むトナーを現像ユニット３１側からトナーカートリッジ３２側に押し込んでいる時と第１収納室３２１で第２搬送パドルのパドル用フィルムによってトナー内部に空間ができ、その空間がちょうど連通口３３にかかった時が重なることでトナーは、連通口３３を通して現像ユニット３１側からトナーカートリッジ３２側に移動して排出される。
【００２１】
このときの現像装置３０における現像ユニット３１とトナーカートリッジ３２との第１、第２及び第３搬送パドルの動きとトナーの移動についてさらに詳細に説明する。
図５は、現像ユニットとトナーカートリッジとの間におけるトナーの移動について模式的に示した図である。なお、ここでは、現像ユニット３１内の現像スリーブ３１ａ等は省略してある。
現像装置３０では、図５（１）に示すように、現像ユニット３１内にある制御弁３４は、支持体に貼着されていて一定の角度を有している。第１搬送パドル３１ｄは複数のパドル用フィルムを回転させている。また、トナーカートリッジ３２内の第２及び第３搬送パドルは、単数のパドル用フィルムを回転させている。図５（２）に示すように、現像ユニット３１内で、第１搬送パドル３１ｄは複数のパドル用フィルムが制御弁３４を押し込み、このときに、制御弁３４と連通口３３との間にあるトナーは、トナーカートリッジ３２側もトナーで満たされていることで、連通口３３を移動することができず、現像ユニット３１内の制御弁３４から横方向で、現像ユニット３１内に戻る。次に、図５（３）に示すように、第１搬送パドル３１ｄは複数のパドル用フィルムが制御弁３４をさらに押し込み、制御弁３４と連通口３３との間にはほとんど隙間がない状態になる。次に、図５（４）及び図５（５）に示すように、第１搬送パドル３１ｄは複数のパドル用フィルムが制御弁３４からはずれることで、制御弁３４が元の角度まで戻り、このときに、大きな隙間ができ、空間を形成することでトナーカートリッジ３２側から連通口３３を通してトナーが移動して供給される。
【００２２】
さらに、図５（６）に示すように、複数枚有することで第１搬送パドル３１ｄのパドル用フィルムが、再度制御弁３４を押し込んでいく。このときに、トナーカートリッジ３２内の第２収納室３２２で第２搬送パドルのパドル用フィルムがリブ３５に当たっている。さらに回転すると、図５（７）に示すように、第１搬送パドル３１ｄのパドル用フィルムが制御弁３４をさらに押し込み、制御弁３４と連通口３３で隙間のない状態を形成してゆく。このときに、第２搬送パドルのパドル用フィルムがリブ３５から先に回転したときにリブ３５が障害になってトナーが搬送されないために、トナー内部に空間を形成する。さらに、図５（８）及び図５（９）に示すように、第１搬送パドル３１ｄは複数のパドル用フィルムが制御弁３４からはずれることで、制御弁３４が元の角度まで戻り、このときに、大きな隙間ができ空間を形成することで、さらに、第２搬送パドルのパドル用フィルムによって持ち上げられたトナーが、トナーカートリッジ３２側から連通口３３を通してトナーが移動して供給される。
しかし、次に、図５（１０）に示すように、複数枚有することで第１搬送パドル３１ｄのパドル用フィルムが、再度制御弁３４を押し込んでいく。これまでは、トナーカートリッジ３２側の連通口３３付近にはトナーがあったが、トナー内部に形成された空間が存在する場合は、現像ユニット３１内の制御弁３４から横方向で、現像ユニット３１内に戻るのではなく、連通口３３を通して現像ユニット３１側からトナーカートリッジ３２側に移動して排出される。
【００２３】
図５（１１）及び図５（１２）に示すように、第１搬送パドル３１ｄのパドル用フィルムが、再度制御弁３４を押し込んでいくことで、さらに、現像ユニット３１側からトナーカートリッジ３２側に移動して排出される。
さらに、第１搬送パドル３１ｄの回転スピードを第２搬送パドルより早くすることで、図５（１３）から図５（１６）に示すように、現像ユニット３１側からトナーカートリッジ３２側に移動して排出させることができる。
これを繰り返すことで、現像ユニット３１とトナーカートリッジ３２との間で連通口３３を通してトナーを移動させることができる。
【００２４】
ここでは、現像ユニット３１内の第１搬送パドル３１ｄとトナーカートリッジ３２内の第２搬送パドルの回転数を制御することでトナーの移動による供給・排出の量を調整することができる。特に、現像ユニット３１内の第１搬送パドル３１ｄの回転数をトナーカートリッジ３２内の第２搬送パドルよりも早くすることで、トナー内部に形成される空間が連通口３３に接する回数を少なくして、第１搬送パドル３１ｄが制御弁３４を押し込む回数を多くすることで、連通口３３を通してトナーを供給させる回数を多くすることができる。
また、トナーの移動による供給・排出の量は、連通口３３の数によって調整することができ、したがって、連通口３３は、１以上設けることができる。この連通口３３は、画像形成装置本体の画像形成する速度によって適宜数を決定する。
また、連通口３３に対応して設けられる制御弁３４は、櫛の歯状に設け、隣り合う制御弁３４を交互に動作させることができる。これは、第１搬送パドル３１ｄのパドル用フィルムを櫛の歯状の制御弁３４に対応させて櫛の歯状に１つおきに設け、それを２数のパドル用フィルムですべての制御弁３４に対応させて制御弁３４を交互に動作させることができる。交互に動作させることで、現像ユニット３１内のトナーのデッドスペースを形成することなく、均等に排出させることができる。
【００２５】
図６は、本発明に係る一成分現像装置に用いる第１搬送パドルを示す図である。本発明に好適に用いる第１搬送パドルの斜視図である。第１搬送パドル３１ｄは、断面４角形の軸にフィルム３１１、３１２が取りつけられており、そのうち２枚は対向する面に、それぞれ逆方向に伸びている。この対向するフィルム３１１は凹凸形状（櫛歯状）であり、２枚の凸部をずらすような形状である。このようにすることで隣り合う制御弁３４を交互に駆動させることが可能になる。この凹凸部は連通口３３の位置に対応しており、連通口３３に設けた制御弁３４をフィルムの凸部が押し込める長さとし、また凹部においては制御弁３４に接触しないような形状とする。
さらに、フィルムの凸部の根元部分は、先端部分よりも広くなるよう「ハの字型」にしてあり、第１搬送パドル３１ｄが回転することによって、フィルムの凸部でトナーを横方向にも移動させる力を発生させ、現像ユニット３１内の横方向の攪拌を生じさせている。
【００２６】
また、第１搬送パドル３１ｄの回転で、フィルムの凸部が上記制御弁３４を押して、制御弁３４下のトナーをトナーカートリッジ３２側に戻す作用をする。この動きは後述する。
第１搬送パドル３１ｄは、第２搬送パドル３２ａより速く回転するように設定しているので、トナーカートリッジに空間ができている時間内に第１搬送パドル３１ｄで何度か制御弁３４を動作させることができ、効率良くトナーをトナーカートリッジ３２に戻すができる。
フィルムの凸部が制御弁３４を通過すると、制御弁３４は押圧力から解放され、弾性によって元に戻り、制御弁３４上のトナーを現像ユニット３１側に送ると共に、制御弁３４下側にトナーカートリッジ３２のトナーを引き込む空間を形成する。
第１搬送パドル３１ｄの２枚のフィルム３１１の凸部をずらすことで、制御弁３４の押し込み・解放動作を交互に行う、即ち、隣り合う制御弁３４を交互に駆動させることで現像ユニット３１内のトナーの動きが良くなり、トナーカートリッジ３２内のトナーとの循環性を向上させることができる。
【００２７】
ここで、上記のような櫛歯状のフィルム２枚構成のパドルを採用することにより、トナーの循環、横攪拌性が向上したが、この２枚のみの構成では、連通口３３にトナーが多くなる傾向があり、現像ユニット３１内のトナー面が上下方向に波打ち、山と谷ができる。連通口３３に山ができるとトナーカートリッジ３２からのトナーの供給が阻害されるので、現像ユニット３１全体へのトナーの供給量が低下する。さらに、トナーの山の裾野付近にトナーカートリッジ３２からのトナーの流れができるため、若干ではあるが、トナー攪拌の均一性が確保されないという現象が見られた。この点を改善する為に、検討した結果、櫛歯状の２枚のフィルムの間に、櫛歯状フィルム３１１と９０度の角度で、櫛歯状フィルムの凸部より短い長さで凹凸の無いフィルム、即ち、矩形状のフィルム３１２を第１搬送パドル３１ｄに追加することにより、連通口３３のトナーの山を崩し、現像ユニット３１内のトナー面をほぼ水平にすることができた。
このように、第１搬送パドルにおいて、櫛歯状の２枚のフィルム３１１の間に、矩形状のフィルム３１２を配置することにより、トナーカートリッジ３１２からのトナーの補給量及びトナーカートリッジ３２へのトナーの戻し量ともに安定し、十分な循環作用を達成することができる。また、局所的なトナーの流れを形成しないので、現像ユニット３１内で均一な攪拌性を維持することができる。
【００２８】
制御弁３４の幅は、連通口３３の幅より０mm〜２０mm大きくする。制御弁３４が連通口３３より小さいとトナーが供給される連通口３３を現像ユニット３１側のトナーで塞がれるためにトナーが供給されにくくなる。また、トナーの排出においても、制御弁３４と連通口３３との間にトナーが入り込み、その入り込んだトナーを排出することで、連通口３３を通して大量のトナーが現像ユニット３１側からトナーカートリッジ３２側に排出されるのを防止しているが、制御弁３４の幅が小さくなることで大量のトナーが排出され、現像ユニット３１内のトナーが少なくなる。
一方、トナーの排出は、制御弁３４の脇から制御弁３４と連通口３３との間に入ったトナーが第１搬送パドル３１ｄの押し込みで連通口３３を通して排出される。このために、制御弁３４の幅が連通口３３より大きくなると、連通口３３付近に回り込むトナー量が少なくなり排出されるトナー量が少なくなり、トナーの入れ替えが少なくなる。また、連通口３３から供給されたトナーは、連通口３３から下の方に移動して、制御弁３４の下にあるトナーと混合される。したがって、制御弁３４の幅が大きくなると供給されるトナーの箇所が少なくなり、トナーの混合による均質性が低下する。
これらのために、制御弁３４の幅は、少なくとも連通口３３の幅以上であって、２０ｍｍ未満にする。この幅にすることで、トナーの供給・排出の制御を容易にし、さらに、供給後のトナーの混合による均質性を高めることができる。
【００２９】
また、制御弁３４の間隔を、２mm〜２０mmとする。制御弁３４の間隔が、２ｍｍ未満では制御弁３４と連通口３３との間に入り込む量が少なくなるために、排出できるトナー量が少なくなる。また、２０ｍｍを越えると、設けることができる連通口３３が少なくなり、トナーの供給・排出する量が少なくなる。
また、制御弁３４の長さを、１０mm〜２５mmとする。制御弁３４の長さによって、制御弁３４と連通口３３との間にできる空間の大きさが決定される。したがって、制御弁３４が１０ｍｍ未満では、排出されるトナー量が少なくなるために、トナーの入れ替えが不十分になる。２５ｍｍを越えると排出する量が多くなり、現像ユニット３１内のトナー量が少なくなる。
また、制御弁３４の角度を、１０°〜４５°とする。制御弁３４の角度によって、制御弁３４と連通口３３との間にできる空間の大きさが決定される。したがって、制御弁３４の角度が１０°未満では、排出されるトナー量が少なくなるために、トナーの入れ替えが不十分になる。４５°を越えると排出する量が多くなり、現像ユニット３１内のトナー量が少なくなる。
【００３０】
図７は、現像ユニットに設けられた連通口部分を示す正面図である。図７に示すように、連通口３３は、現像ユニット３１の長手方向の中心部を基準としてその左右両方向に同一形状のものが同一数だけ、線対称となるように配置されている。各連通口３３をこのように配置することによって、トナー流通方向に直交する断面における均一流通性をより性格に確保することができる。また、長手方向両端部の制御弁３４をそれ以外の制御弁３４よりも２０％以上幅広とすることに代えて、複数配置した制御弁のうち、両端部の連通口３３に対応した制御弁３４に隣接してその外側に、即ち連通口３３が設けられていない部分に対応して、前記複数の制御弁３４と同一形状の制御弁３４を設けることもできる。このようにすることによって、両端部の連通口３３に対応する制御弁を、それ以外の制御弁３４と同様、両側に同様の制御弁３４が配置されたものと同一の条件とすることができるので、両端部の連通口３３を含めて各連通口３３におけるトナーの均一流通性をより確実に確保することができる。
【００３１】
また、図８は、本発明の画像形成装置の構成を示す概略図である。
この画像形成装置１は、感光体ユニット１０、書き込み光学ユニット２０、現像ユニット３０、中間転写ユニット４０、２次転写ユニット５０、定着ユニット６０、両面印刷用紙反転ユニット７０等で構成されている。そして、黒（以下、Ｂｋという）、シアン（以下、Ｃという）、マゼンタ（以下、Ｍという）、イエロー（以下、Ｙという）のカラー画像を感光体ユニット１０の感光体ベルト１１上に順次顕像化し、これらを重ね合わせて最終的な４色フルカラー画像を形成する。感光体ベルト１１の周りには、感光体クリーニング装置１２、帯電ローラ１３、複数の現像装置３０、中間転写ユニット４０の中間転写ベルト４１などが配置されている。感光体ベルト１１は、駆動ローラ１４、１次転写対向ローラ１５、張架ローラ１６間に張架され、駆動モータによって回転する。また、上記書き込み光学ユニット２０は、カラー画像データを光信号に変換して、各色画像に対応した光書き込みを行い、感光体ベルト１１に静電潜像を形成する。この書き込み光学ユニット２０は、光源としての半導体レーザ２１、ポリゴンミラー２２、３つの反射ミラー２３などで構成されている。
また、上記現像装置３０は、画像形成装置１本体の下側から順に、黒トナーを収容したＢｋ現像装置３０Ｋ、シアントナーを収容したＣ現像装置３０Ｃ、マゼンタトナーを収容したＭ現像装置３０Ｍ、イエロートナーを収容したＹ現像装置３０Ｙとなっている。ここでは、さらに、各現像装置を図中左右方向に移動させ感光体ベルト１１に対し、接離動作を行う接離機構を備える。
【００３２】
現像装置３０内のトナーは所定の極性に帯電され、現像スリーブ３１ａには、現像バイアス電源によって現像バイアスが印加され、現像スリーブ３１ａが感光体ベルト１１に対して所定電位にバイアスされている。また、接離機構は、モータから各現像装置３０に駆動を伝達するための図示しない電磁クラッチがオンになるとその駆動力で現像装置３０を感光体ベルト１１側に移動させるようになっている。現像時には、現像装置３０のうち選択されたいずれか一つが移動し、感光体ベルト１１に当接する。一方、電磁クラッチをオフにして駆動伝達を解除すると感光体ベルト１１に当接していた現像装置が感光体ベルト１１から離間する方向に移動する。
画像形成装置１本体の待機状態では、現像装置３０Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙも感光体ベルト１１と離間した位置にセットされており、画像形成動作が開始されると、カラー画像データに基づきレーザ光による光書き込み、静電潜像の形成が開始される（以下、Ｂｋ 画像データによる静電潜像をＢｋ静電潜像という。Ｃ、Ｍ、Ｙについても同様）。このＢｋ静電潜像の先端部から現像可能とすべくＢｋ現像位置に静電潜像先端部が到達する前に、Ｂｋ現像スリーブ３１ａを回転開始して、Ｂｋ静電潜像をＢｋトナーで現像する。そして、以後、Ｂｋ静電潜像領域の現像動作が続行されるが、Ｂｋ静電潜像後端部がＢｋ現像位置を通過した時点で、Ｋ現像装置３０Ｋが感光体ベルト１１から離間し、次の色の現像に備えて該当する色の現像装置が感光体ベルト１１に当接する。これは少なくとも、次の画像データによる静電潜像先端部が現像位置に到達する前に完了される。
【００３３】
また、上記中間転写ユニット４０は、中間転写ベルト４１、ベルトクリーニング装置４２、位置検出用センサ４３などで構成されている。中間転写ベルト４１は駆動ローラ４４、１次転写ローラ４５、２次転写対向ローラ４６、クリーニング対向ローラ４７及びテンションローラ４８に張架されており、図示しない駆動モータによりに駆動制御される。中間転写ベルト４１端部の非画像形成領域には複数の位置検出用マークが設けられており、これらの位置検出用マークのうちのいずれか一つを位置出用センサ４３で検出し、この検出タイミングで画像形成を開始する。また、ベルトクリーニング装置４２は、クリーニングブラシ４２ａ、接離機構等で構成されており、１色目のＢｋ画像を中間転写ベルト４１に転写している間、及び、２、３、４色目の画像を中間転写ベルト４１に転写している間は接離機構によって中間転写ベルト４１面からクリーニングブラシ４２ａを離間させておく。
さらに、２次転写ユニット５０は、２次転写ローラ５１、２次転写ローラ５１を中間転写ベルト４１に対して接離するためのクラッチ等を備えた接離機構等で構成されている。転写紙が転写位置に到達するタイミングに合致させて２次転写ローラ５１が接離機構の回転軸を中心に揺動する。この２次転写ローラ５１と２次転写対向ローラ４６とにより転写紙と中間転写ベルト４１とを一定の圧力で接触させる。２次転写ローラ５１は中間転写ユニット４０に設けられた図示しない位置決め部材により２次転写対向ローラ４６との平行度の位置精度が保たれている。また、２次転写ローラ５１に設けた図示しない位置決めコロにより中間転写ベルト４１に対する２ 次転写ローラ５１の接触圧を一定にしている。２次転写ローラ５１を中間転写ベルト４１に接触させると同時に、２次転写ローラ５１はトナーと逆極性の転写バイアスが印加され、中間転写ベルト４１上の重ねトナー像を転写紙に一括転写する。
【００３４】
一方、画像形成動作が開始される時期に、転写紙は上記転写紙カセット８０又は手差しトレイ８３のいずれかから給送され、レジストローラ８２対のニップで待機している。そして、２次転写ローラ５１に中間転写ベルト４１上の４色重ねのトナー像先端がさしかかるときに、ちょうど転写紙の先端がこのトナー像の先端に一致するようにレジストローラ対８２が駆動され、転写紙とトナー像との位置合わせが行われる。そして、転写紙が中間転写ベルト４１上のトナー像と重ねられて２次転写位置を通過する。このとき２次転写ローラ５１による転写バイアスで転写紙が荷電され、トナー画像のほとんどが転写紙上に転写される。そして、中間転写ベルト４１から４色重ねトナー像を一括転写された転写紙は、定着ユニット６０に搬送され、所定温度に制御された定着ベルト６１と加圧ローラ６２のニップ部でトナー像が溶融定着され、装置本体外に送り出され、排紙トレイ８４ に裏向きにスタックされ、フルカラーコピーを得る。
【００３５】
更に、両面印刷を行う場合には、定着ユニット６０を通過した転写紙は両面切替爪８５により両面印刷用紙反転ユニット７０に送られる。両面印刷用紙反転ユニット７０においては、転写紙はまず反転切替爪７１によって矢印Ｄ方向に案内され、転写紙後端が反転切替爪７１を通過した後、反転ローラ対７２が停止し、転写紙も停止する。そして、反転ローラ対７２が一定のブランク時間ののち逆転を開始し、転写紙はスイッチバックを始める。このときに、反転切替爪７１が切り替わり、転写紙はレジストローラ対８２に送られる。レジストローラ対８２に送られた転写紙は表裏反転した状態でレジストローラ対８２のニップで待機する。そして、所定のタイミングでレジストローラ対８２が駆動され、転写紙は２次転写位置に送られて中間転写ベルト４１から４色重ねトナー像を一括転写された後、定着ユニット６０でトナー像が溶融定着され、装置本体外に送り出される。
一方、１次転写後の感光体ベルト１１の表面は、感光体クリーニング装置１２でクリーニングされ、除電ランプ等で均一に除電して、クリーニングしやすくすることもできる。また、転写紙にトナー像を転写した後の中間転写ベルト４１の表面は、ベルトクリーニング装置４２のクリーニングブラシ４２ａを接離機構で押圧することによってクリーニングされる。中間転写ベルト４１からクリーングされたトナーは廃トナータンク４９に蓄えられる。
【００３６】
ここで、現像装置３０についてさらに詳述する。現像装置３０は、感光体ベルト１１表面の静電潜像を現像するためにトナーを表面に担持して回転する現像スリーブ３１ａと、トナーを汲み上げて撹拌するために回転するトナー第１搬送パドル３１ｄとを含む現像ユニット３１と、トナーを収容するトナーカートリッジ３２で構成されている。このように２つのユニットに分割されている理由は、現像ユニット３１は、トナーカートリッジ３２を数回交換して使用しても耐えうる耐久性を有しているからである。
図９は、本発明の一成分現像装置における連通口の構成を示した概略図である。連通口３３は、現像ユニット３１の長手方向の中心部を基準としてその左右両方向に同一形状のものが同一数だけ、線対称となるように配置されている。各連通口３３をこのように配置することによって、トナー流通方向に直交する断面における均一流通性をより性格に確保することができる。また、長手方向両端部の制御弁３４をそれ以外の制御弁３４よりも２０％以上幅広とすることに代えて、複数配置した制御弁３４のうち、両端部の連通口３３に対応した制御弁３４に隣接してその外側に、即ち連通口３３が設けられていない部分に対応して、前記複数の制御弁３４と同一形状の制御弁３４を設けることもできる。このようにすることによって、両端部の連通口３３に対応する制御弁３４を、それ以外の制御弁３４と同様、両側に同様の制御弁３４が配置されたものと同一の条件とすることができるので、両端部の連通口３３を含めて各連通口３３におけるトナーの均一流通性をより確実に確保することができる。
【００３７】
現像ユニット３１側の連通口３３は複数あり、現像ユニット３１とトナーカートリッジ３２との間には弾性部材を貼着したスライドシャッターを設けている。このスライドシャッターを移動させることで、現像ユニット３１筐体に設けた連通口３３の開閉を行う。トナーカートリッジ３２がない場合又は画像形成装置本体に装着していない場合は、スライドシャッターで連通口３３を閉じておくことで現像ユニット３１からのトナーのこぼれるのを防止する。
また、トナーカートリッジ３２も、現像ユニット３１がない場合又は画像形成装置本体に装着していない場合は、トナーカートリッジ３２からのトナーのこぼれるのを防止するために、連通口３３を閉じておくためにスライドシャッターを設ける。トナーカートリッジ３２に対して、弾性部材、スライドシャッター、固定シールを設ける。弾性部材は、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等の発泡材が好ましい。
図９に示すように、現像ユニット３１とトナーカートリッジ３２に設けられた連通口３３に対応してスライドシャッターに開放した窓部を設ける。連通口３３を閉じるときはスライドシャッターの窓部のないところで連通口３３を塞ぎ、連通口３３を開放するときはスライドシャッターを移動させて、窓部と連通口３３を合わせて、連通口３３全体を連通させる。
【００３８】
画像形成装置１において現像装置３０は、現像ユニット３１内にある第１搬送パドル３１ｄで、トナーを攪拌しつつ現像剤供給ローラ３１ｂに搬送し、供給ローラ３１ｂが現像スリーブ３１ａに摺擦しながら、同時にトナーを摺擦させて摩擦帯電させて、トナーを帯電させる。帯電したトナーは、現像スリーブ３１ａに鏡像力で吸着されて搬送される。その後、ドクタローラ３１ｃで現像領域に搬送されるトナー量を規制する。現像スリーブ３１ａ上に形成されるトナー薄層が現像領域における現像バイアスで感光体ベルトに現像される。
このときに、供給ローラ３１ｂで現像スリーブ３１ａに摺擦されたトナーは大きな押圧力を受けて、トナー表面の凸凹が削られて球形化しトナーの付着力が大きくなる。また、この押圧力でトナー表面の外添剤が埋没して流動性が低下し、さらに、外添剤による帯電量調整ができなくなるために帯電量が変わってくる。これらの影響でトナーの現像性が低下し、さらに、転写性、クリーニング性が低下する。
このように、現像ユニット３１内に劣化したトナーが多くなり、また、トナーが現像によって消費されるために現像ユニット３１内のトナーが少なくなる。そこで、連通口３３を通過してトナーカートリッジ３２から、現像ユニット３１へとトナーが補給される。トナーカートリッジ３２内には、トナーカートリッジ３２本体の内壁に先端が摺接する第２搬送パドル３２ａ、第３搬送パドル３２ｂがそれぞれ第１収納室３２１と第２収納室３２２に設けられており、第２又は第３搬送パドル３２ａ，３２ｂが回転することによりトナーを現像ユニット３１側に押し込んで、現像ユニット３１に連通口３３からトナーが補給される。
【００３９】
さらに、この連通口３３を通して現像ユニット３１内のトナーがトナーカートリッジ３２側に排出されて、このトナーがトナーカートリッジ３２内のトナーと混合される。トナーカートリッジ３２内には、未使用のトナーが多く収納されており、現像ユニット３１内で劣化したトナーと混合される。この混合によって、未使用トナーの表面に多く存在する外添剤が劣化したトナーに再分配されることで、劣化したトナーの帯電量、流動性が元の未使用トナーの状態に近くなる。これは、現像ユニット３１から第１収納室３２１に排出されたトナーは、さらに、第２搬送パドルで第２収納室３２２に搬送されて、次に、第３搬送パドルで第１収納室３２１に戻される。この間に、外添剤の再分配を受けることになる。
この元の未使用の状態に近づいたトナーを、トナーカートリッジ３２の第１収納室３２１から現像ユニット３１に、再度供給する。この元の状態に近づいたトナーと未使用のトナーで、現像スリーブ３１ａに薄層を形成してトナーを現像することで、長期にわたって高品位の画像を得ることができる。
【００４０】
次に、ドクタローラの駆動について説明する。
ドクタローラ３１ｃの軸とステッピングモータのロータをダイレクトに接続し、ステッピングモータにパルスを入力して、ドクタローラ３１ｃと現像スリーブ３１ａの接触位置を変化させる。ドクタローラ３１ｃの芯金の一部に、位置を検出する手段を設けて、現在の接触位置を検出する。ドクタローラ３１ｃの軸に対してステッピングモータなどのモータからの駆動力を、高減速比のギア伝達系（遊星歯車、ウォームギアとホイールギアなど）を介して接続し、ドクタローラ３１ｃの位置を検出しながらモータを駆動・停止して、ドクタローラ３１ｃと現像スリーブ３１ａの特定の接触位置に変化させる。
このドクタローラ３１ｃの位置の検出手段については、以下のような手段を設けることができる。おおむねニップ幅と同じ寸法の反射体をドクタローラ３１ｃに設けて、光学的に検出する、おおむねニップ幅と同じ寸法の磁気記録手段をドクタローラ３１ｃに設けて、磁気的に検出する、さらに、ドクタローラ３１ｃに直結するエンコーダで位置を検出する等の手段があり、いずれも適宜選択して用いる。
また、このドクタローラ３１ｃの大きさと使用表面の分割形態の例として、例えば、ドクタローラ３１ｃの外径をφ１４．５とすると、外周は、４５．５ｍｍとなり、ドクタローラ３１ｃと現像スリーブ３１ａのニップ幅が、０．５ｍｍとすると外周面を９０分割できる。これは、１箇所につき２０００枚の印刷が可能とすると、ドクタローラ３１ｃで、１８万枚の印刷ができる。
【００４１】
次に、ドクタローラの動作について説明する。
ドクタローラ３１ｃ表面のある位置で、現像スリーブ３１ａと接触させて、現像スリーブ３１ａ表面にトナー層を形成する。一例としてＡ４横相当で５０枚現像したら、ドクタローラ３１ｃ表面の別の当接面とするように、ドクタローラ３１ｃを回転させる。回転角は上記例に沿って、９０分割するので、４°とする。３６０°回転したら、もちろん同じ位置で現像スリーブ３１ａと接触する。ドクタローラ３１ｃの分割ごとの位置を、ｎ１、ｎ２、・・・ｎ９０とし、それぞれの位置の使用枚数を記憶手段に記憶する。記憶手段は現像ユニットの設置しても良いし、本体の制御部に内蔵しても、どちらでも良い。したがって、本例では、各位置について５０枚ずつ、カウントアップしていく。ここでは、ｎ１、ｎ２、・・・ｎ９０、（ｎ１に戻る）と、順番で使用していき、それぞれが２０００カウントしたら、合計１８万枚印刷した事になる。現像ユニット３１の仕様はそれよりも少ない枚数、例えば１５万枚寿命（ドクタローラ３１ｃ各位置で、だいたい１７００カウント）とすれば、ドクタローラ３１ｃはまだ十分使用できる状態を保っているので、スジムラなどの問題を起こさず、安定した画質を維持できる。この状態では、現像ユニット３１は少なくとも、３万枚の余裕があるので、強制交換とはせずに継続使用した方が、枚数あたりの経費が低減でき、ユーザーのメリットが出てくるので、このようなメッセージのみ定期的に知らせる方法を取る。このようにする事で、ドクタローラ３１ｃの表面が一様な磨耗をさせることができるため、どの位置に変えても画質が変わる事が無い。
今までの位置が特定できない使用方法では、ある場所のみ磨耗していって、またその位置でドクタの回転が止まり、さらのその位置の磨耗を促進していくと言う事が起きていた。そのような状況では、ドクタローラ３１ｃ表面の数箇所の磨耗が特に進んで、その位置に来たときにはスジムラが発生しやすく、また別の場所でもトナー層の状態（帯電量、帯電分布）が使用するドクタローラ３１ｃの表面状態が場所によって変わってしまうので、画質の変化が生じていた。
【００４２】
つづいて、交換可能なトナーカートリッジ３２を装着した場合を説明する。
トナーカートリッジ３２には必要量のトナーを充填し、そのトナーの残量が少なくなったら、新しいトナーカートリッジ３２に交換する。一例として、充填量 ５００ｇで、狙いの使用するトナー量を４５０ｇとし、（トナーカートリッジ３２に５０ｇ残し）、Ａ４ ５％画像で、平均０．０１８ｇ消費するとすると、このトナーカートリッジ３２では２５０００枚（５％画像）印刷する事ができる。課題の項で述べたが、トナーカートリッジ３２のトナーを使用し消費していくにしたがって、トナーカートリッジ３２内のトナーおよび現像ユニット３１内のトナーは、トナー表面の添加剤が減少、トナー凝集性が上がってくる、トナー粒子の粒径が大きいものの比率が増えてくる、トナーの帯電能力が低下してくる、のように特性が変化してくる。それに応じて、ドクタローラ３１ｃの表面の磨耗スピードが上昇してくる。
図１０は、トナーカートリッジのトナー使用量に対するトナー表面の外添剤量、大粒径トナーの比率、ドクターローラ表面の摩耗量を示すグラフである。図１０−１が、トナーカートリッジ３２のトナー使用量に対して、現像ユニット３１のトナー（ここでは、ドクタローラ３１ｃに近いところのトナー）表面の外添剤量（シリカや、チタンなど）の減少の様子を示している。大半の範囲では勾配の緩やかな直線状に減少が見られるが、これはトナーカートリッジ３２から劣化の少ないトナーが供給され、供給されたトナーから現像ユニット３１のトナーへ添加剤の移行が起きているためと、トナーカートリッジ３２と現像ユニット３１の間でトナーの循環があり、現像ユニット３１の劣化したトナーをトナーカートリッジ３２に戻してトナーカートリッジ３２内豊富にあるフレッシュトナーによって添加剤を供給するためである。この範囲では、添加剤がまだ表面に十分存在するので、トナーの凝集度がさほど上昇していない。
【００４３】
次に、図１０−２に現像ユニット３１内のトナーについて、大粒径トナーの割合の変化を示す。
粉体トナーを用いる現像方式では、トナーにもともとの粒径のばらつき（粒径分布）を持っているので、そのなかで比較的小さいものが先に消費されていく傾向がある。（完全な選択性と言う程ではないが、そのような傾向があるため、小粒径トナーの減少が早く、大粒径の減少が遅くなっている。）この粒径選択性で使用するにしたがって、平均粒径は大きくなっていき、大粒径のトナーの比率が多くなってくる。トナーカートリッジ３２のトナーの消費に応じて現像ユニット３１のトナー量が減少し始めると、大粒径のトナーの割合は（分母が小さくなるために）最後の方で上昇の傾きが上がり、それだけドクタローラ３１ｃと現像スリーブ３１ａにそのような大粒径トナーが入り込む確率が上がる。このようなトナーは、ドクタニップを通過しずらく、またニップ部から現像ユニット３１に戻りにくいので、ニップ部に滞留しやすくそこでドクタローラ３１ｃを磨耗させやすくなる。
このようにトナーの凝集性の上昇と、大粒径トナーの比率の上昇がトナーカートリッジ３２のトナーの使用量に対して使用上限量に近づいたところで相乗的に作用して、ドクタローラ３１ｃの磨耗スピードは、図１０−３のようにカートリッジトナーの使用量に対して、使用上限量付近で急激に増大する。
そこで、ドクタローラ３１ｃの磨耗を全周の各位置で均一にするために、トナーカートリッジ３２の使用枚数を記憶し、その使用枚数が規定値以上になったときに、ドクタローラ３１ｃの位置を動かす動作を、所定の枚数（今までの説明では５０枚ごとに移動を行ってきた）より少ない枚数、例えば２０枚ごと変える、磨耗量のカーブが最後の方で急上昇するのでさらに二段階で変更して１０枚ごとで行わせるというようにする。
ただし、トナーの劣化度合いはトナーカートリッジ３２の使用量により正確に対応するものなので、定型文書など出力画像の大半が、ある一定範囲の画像面積率である場合は、使用枚数で上記制御を切り替えることで良い。
ただし、出力する画像面積率が平均的なものから大きくずれている場合には、トナーの使用量と使用枚数で食い違いが生じてくるので、それに対応する必要がある。
現在、装置内に設置した状態でトナーカートリッジ３２に残っているトナーの量をモニタする事は実際には困難で、そのような実現例は無い。ここでは、上記使用枚数と出力した画像の画像面積率（画素カウントで代用可）を記憶手段で記憶して、それらからトナーカートリッジ３２のトナー使用量を計算し、それらの数値から、上記ドクタの移動を行わせるタイミングを調整することで、あらゆる面積率の画像でも対応可能となる。
【００４４】
ドクタローラ３１ｃの磨耗の説明で、ドクタニップ部にトナーが滞留する事を述べた。磨耗の速度を緩和するためには、ドクタニップ部のトナーをなるべく現像ユニット３１側に移動して、滞留を防ぐ事が有効である。その場合は、ドクタローラ３１ｃの接触位置を変える際に、通常より回転角を大きくして、上記滞留トナーをドクタローラ３１ｃに載せて搬送し、ドクタローラ３１ｃに接触しているスクレーパで掻き落とす。いままで説明してきた一連の例では、ステップ角４°としているが、トナーカートリッジ３２の使用枚数が規定値以上になったときに、ステップ角をその整数倍、例えば２４°動かし、まずドクタローラ３１ｃのニップ部から磨耗を助長する劣化トナーをニップに再び噛み込まれる事が無いように遠ざけ、少ない移動回数で、スクレーパ部まで運ぶようにする。ドクタローラ３１ｃの表面の各位置での使用枚数はそれぞれ記憶手段に記憶してあるので、それに応じて枚数の多い位置が次の当接位置に選択されないように調整しながら、次の当接位置を決めるように回転角移動量を設定する。
【００４５】
続いて、画像面積率についての動作例を説明する。
低画像面積がとり続けられたら、トナーの劣化が進み、上で説明した磨耗曲線の最後の上昇がより加速される。したがって、ドクタローラ３１ｃの移動を行わせる印刷枚数（サイクル）をより短くする必要がある。また、トナーカートリッジ３２の使用枚数についても、より早期に磨耗量が増加し始めるので、同様により少ないトナーカートリッジ３２の使用枚数の時点で、上記動作サイクルを短くし始める事が必要となる。低画像面積率とトナーの劣化度は、使われる方式、システムにもよるが、トナーの粒径、添加剤量、帯電性を測定して、画像面積率が１０％以上ならばさほど変わらず、それ以下の画像面積率で面積率の低下とともに劣化度が増してくる。通常幅広いユーザで平均的な使用の場合、画像面積率が４〜５％程度である。それより平均の画像面積が少なく例えば、１％画像で使用している場合には、かなりトナーカートリッジ３２の最終段階での劣化度が増してくる。このような使用条件では通常の使用に較べて実質的な現像ユニット３１の実働が、４〜５倍になる事も原因の一つである。
【００４６】
トナーカートリッジ３２の消費寿命に対して現像ユニット３１の実働時間があまりにも延びてしまうのは、そのために問題が発生してくるので、極度な低画像の使用のときは、トナーの劣化、現像ユニット３１の実働時間を延ばし過ぎないように、ある程度トナーを消費して、問題の発生を防ぐ。例えば、画像面積３％を一つの基準として、３％以下の画像の印刷時は、それに満たない分現像動作時以外でトナーを消費する。３％以上の条件では、そのような消費を行わず、画像面積どおりのトナー消費率とする。
しかし、この場合でも、上記で述べたように、３％から１０％の間で、トナーの劣化度合いの違いが生じてきて、それにより磨耗カーブも若干変わってくる。
そこで、３％から１０％の間で１％刻みにトナー劣化と磨耗状態を調べ、磨耗量が調整できるように、ドクタローラ３１ｃの移動サイクルを制御する事で、画像面積によるドクタローラ３１ｃ磨耗のバラツキを補正する事ができる。
さらに、使用形態が、１枚ごと出力や、２枚ごとの出力のように間欠的に行う場合と、コピーでのリピート複写や、プリンタでの連続印刷のように、連続的に使用される場合とでは、同じ枚数の使用であってもドクタローラ３１ｃ表面の磨耗量に差が出る。
すなわち、連続印刷されたときに、現像スリーブ３１ａなど回転部材が摩擦熱の発生により、表面温度が上昇し、それに応じてドクタローラ３１ｃの接触位置も摺擦と熱伝導で温度が上昇し、磨耗が進行するようになる。
したがって、連続での使用のときは、磨耗量を同じレベルにするために、ドクタローラ３１ｃの移動動作を通常よりも少ない枚数で行う必要がある。
【００４７】
ここでは、例として、平均Ｐ／Ｊ（プリント パー ジョブ）が、５以下ならば所定の枚数 ５０枚ごとに移動の動作を実行する。
平均１０Ｐ／Ｊ以下ならば、４０枚を超えたところで移動動作を実行し、平均１５Ｐ／Ｊ以下ならば、３０枚を超えたところで移動動作を実行する。こうすることによって、一箇所での磨耗の促進を抑える事ができる。
ただし、５０Ｐ／Ｊ以上の連続使用や、１０Ｐ／Ｊを３回繰り返した後に３０枚連続使用された場合など、どうしても移動サイクルの所定枚数を超える場合が想定される。ドクタローラ３１ｃの移動に必要な時間はそれほど掛からないので、現像動作に割り込みを掛ける事も可能である。現像駆動を停止した後の立下り時間中に、ドクタローラ３１ｃを移動させ、その後、現像駆動を開始して、実際に立ち上がるまでの立ち上がり時間中に、多くて２〜３秒程度で、現像スリーブ３１ａのトナー層を安定化させることが可能である。
しかし、印刷ジョブを停止する事に抵抗を感じる場合もあり、そのときは止む終えずドクタローラ３１ｃの同位置での使用を継続するが、その位置の磨耗量に対して他の位置より若干進む事になるので、その使用枚数や、連続使用条件、トナーカートリッジ３２の使用枚数、平均画像面積率などの情報から、次の使用タイミングをスキップするなど、磨耗量の調整を行う。
【００４８】
また、磨耗に関しては、連続印刷時で温度上昇を取り上げたが、同様に周囲の環境にも影響を受けることとなる。
周囲温度が高い場合は、ドクタローラ３１ｃの磨耗が促進される温度に短時間で到達するし、逆に低い場合は放熱して、上記温度への到達に時間が掛かる事になる。したがって、５Ｐ／Ｊ程度でも短いサイクルでドクタローラ３１ｃの接触位置を変える必要が出てくる場合も発生する。同様に、湿度の影響としては、トナーの凝集度が高湿度環境では上がってきて、それによってドクタローラ３１ｃの磨耗が促進されるケースがある。すなわち、周囲温度、湿度をモニタし、それによってドクタローラ３１ｃの接触位置を変える動作の枚数を調整する事が必要となってくる。具体的な例として、周囲の温度が３０℃を超えたとき、また周囲の湿度が７０％を超えたとき、通常のドクタローラ３１ｃ移動が５０枚ごとに行うのに対して、４０枚ごとに行うように設定を変える。さらに、連続使用条件、トナーカートリッジ３２の使用枚数、平均画像面積率などの情報から、磨耗量増加が予測さえる場合には、ドクタローラ３１ｃの接触位置をかえる動作サイクルの設定枚数を低減して、ドクタローラ３１ｃが全周で同じように磨耗していくよう制御する事で、不均一な磨耗や、局所的な磨耗の進行が起きないようする事ができる。
【００４９】
ドクタローラ３１ｃの具体的な構成は従来では金属ローラ（ＳＵＳなど）の例もあったが、現像スリーブ３１ａとの軸方向で接触圧力を均一化するために、ドクタローラ３１ｃがその表面である程度変形してニップを形成する方が望ましく、ここでは芯金にゴム層（ウレタンゴム、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、シリコンゴムなど）を形成したものさらにトナーへの帯電付与をし易い樹脂材料を表面にコーティングしたもの（ナイロン系、ウレタン樹脂、）、また、さらに、ドクタローラ３１ｃ表面へのトナー固着の防止のために、フッ素ゴムで形成したもの、コーティング材料として、フッ素樹脂（ＥＴＦＥ、ルミフロン：旭硝子）を使用したものが実施例として挙げられる。表面材料として、硬度の硬いものは磨耗には優れるが、一般的にトナー固着の問題がおきやすい。一方低表面エネルギで固着しにくいフッ素樹脂ならびに、ゴム材料は逆に磨耗がしやすい面があるが、それでも固着し易い系では、使用条件によってはきわめて短時間で固着してしまい、短寿命である。ある程度の磨耗を考慮に入れて、（磨耗しながら使用していくと、さらに固着しずらくなる）使用していく形態が、寿命を延ばす方法の一つである。したがって、固着に対して有利なドクタローラ３１ｃを本発明の使用方法で使用する形態が最も、寿命を延ばし、画質の低下の少ない方法と言える。
【００５０】
さらに、上記接触圧を均一化して、軸方向での磨耗ムラを防止するのが望ましく、そのためにドクタローラ３１ｃの軸線方向の形状を純粋な円筒ではなく中央部がやや太くなるような樽型、さらにその曲線が２次曲線もしくは４次曲線となっているのが好ましい。これは、ドクタローラ３１ｃを所定の圧力で現像スリーブ３１ａに当接する際、ドクタローラ３１ｃが軸線方向でたわみを生じるが、それによる接触圧を調整可能とするものである。このような形状のドクタローラ３１ｃを本発明の使用方法で使用する形態、長寿命および画質低下を起こさないためにも望ましい組み合わせである。
また、供給ローラ３１ｂは金属の芯金の上に発泡ウレタンなどの層を形成して構成するが、現像スリーブ３１ａとの接触位置において、現像スリーブ３１ａの移動方向と逆方向に移動するように回転させる方法と、現像スリーブ３１ａとの接触位置において、現像スリーブ３１ａの移動方向と同方向に移動するように回転させる方法の２通りが選択できる。前者では、現像スリーブ３１ａから余剰なトナーをはぎ落として、供給したトナーでトナー層を形成するので（リフレッシュする作用がある）、残像の防止や帯電の安定性が良好であるが、現像スリーブ３１ａ、供給ローラ３１ｂの寿命および、回転を支持する回転軸受け部の寿命が短くなり、ユニット全体では寿命を延ばすことが難しい。後者では、ユニットの構成部品の寿命が確保でき、上記リフレッシュ作用が無いので、同じトナーが現像スリーブ３１ａ上に残りそこで、ストレスを受ける場合があるが、本発明の組み合わせで、ドクタローラ３１ｃのニップ部から現像ユニット３１への戻し作用を利用すれば、全体的にみてより寿命を延ばす構成とすることができる。
【００５１】
また、上記現像装置３０は、ドラム状の感光体１１と共に一体に支持され、画像形成装置１本体に対し着脱自在に形成されるプロセスカートリッジとすることができる。このプロセスカートリッジは、この他に帯電手段、クリーニング手段を含んで構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係る一成分現像装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の一成分現像装置における現像ユニットに配置される制御弁の構造を示す概略図である。
【図３】トナーカートリッジ側から現像ユニットにトナーが供給される状態を模式的に説明するための図である。
【図４】現像ユニット側からトナーカートリッジにトナーが戻される状態を模式的に説明するための図である。
【図５−１】現像ユニットとトナーカートリッジとの間におけるトナーの移動について模式的に示した図である。
【図５−２】現像ユニットとトナーカートリッジとの間におけるトナーの移動について模式的に示した図である。
【図５−３】現像ユニットとトナーカートリッジとの間におけるトナーの移動について模式的に示した図である。
【図６】本発明に係る一成分現像装置に用いる第１搬送パドルを示す図である
【図７】現像ユニットに設けられた連通口部分を示す正面図である。
【図８】本発明の画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図９】本発明の一成分現像装置における連通口の構成を示した概略図である。
【図１０】トナーカートリッジのトナー使用量に対するトナー表面の外添剤量、大粒径トナーの比率、ドクターローラ表面の摩耗量を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５３】
１ 画像形成装置
１０ 感光体ユニット
１１ 感光体ベルト
１２ 感光体クリーニング装置
１３ 帯電ローラ
１４ 駆動ローラ（感光体）
１５、１６ 従動ローラ（感光体）
２０ 書き込み光学ユニット
２１ 半導体レーザ
２２ ポリゴンミラー
２３ 反射ミラー
２５ 給紙ローラ
２６ 接離機構
３０ 現像装置
３１ 現像ユニット
３１ａ 現像スリーブ
３１ｂ 供給ローラ
３１ｃ ドクタローラ
３１ｄ 第１搬送パドル
３１ｅ スライドシャッター
３１ｆ 弾性部材
３１ｇ 窓部
３２ トナーカートリッジ
３２１ 第１収納室
３２２ 第２収納室
３２ａ 第２搬送パドル
３２ｂ 第３搬送パドル
３２ｃ スライドシャッター
３２ｄ 弾性部材
３２ｅ 固定シール
３３ 連通口
３４ 制御弁
３４ａ 支持部
３４ｂ フィルム
３４ｃ 幅広のフィルム（幅広の制御弁）
３４ｄ 連通口に対応しないフィルム（連通口に対応しない制御弁）
３５ リブ
４０ 中間転写ユニット
４１ 中間転写ベルト
４２ ベルトクリーニング装置
４３ マークセンサ
４４ 駆動ローラ（中間転写ベルト）
４５ １次転写ローラ
４６、４７、４８ 従動ローラ
４９ 廃トナータンク
５０ 二次転写ユニット
５１ 二次転写ローラ
６０ 定着ユニット
６１ 定着ベルト
６２ 加圧ローラ
６５ 両面切替爪
７０ 両面印刷用紙反転ユニット
７１ 反転切替爪
７２ 反転ローラ
８０ 給紙装置
８１ 給紙ローラ
８２ レジストローラ
８３ 手差しトレイ
８４ 排紙トレイ
９０ 転写材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の静電複写プロセスによる画像形成に用いられる一成分現像装置に関するものであり、また、この一成分現像装置を用いるプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、オフィスにおけるＯＡ化、カラー化が一段と進み、従来の文字のみからなる原稿の複写だけではなく、パーソナルコンピュータで作成したグラフ等を含む原稿をプリンターにて出力し、プレゼンテーション用の資料等として多数枚複写する機会が増している。プリンター出力画像は、ベタ画像、ライン画像、ハーフトーン画像が多く、それにともない画像品質に求められる市場の要求が変化しつつあり、また、高信頼性等の要求も更に高まっている。
電子写真、静電記録、静電印刷等の電子写真方式に使用される現像剤は、その現像工程において、例えば、静電潜像が形成されている像担持体（代表的には感光体）に一旦付着され、次に転写工程において感光体から転写紙等の転写媒体に転写された後、定着工程において紙面に定着される。その際、像担持体上に形成される静電潜像を現像するための現像剤としては、キャリアとトナーから成る二成分系現像剤及び、キャリアを必要としないでトナーのみからなる一成分系現像剤（磁性トナー、非磁性トナー）が知られている。二成分系現像剤は、トナー粒子がキャリア表面に付着することにより現像剤が劣化し、また、トナーのみが消費されるため現像剤中のトナー濃度が低下するので、キャリアとトナーとの混合比を一定割合に保持しなければならず、そのため現像装置が大型化するといった欠点がある。一方、一成分系現像剤は、装置が小型化が可能等の利点を有しており、あらゆる環境下（低温低湿、高温高湿）での使用が容易であるなどの理由から現像方式の主流になりつつある。
【０００３】
ところで、一成分系現像剤は、磁性トナーを用いる磁性一成分現像剤と、非磁性トナーを用いる非磁性一成分現像剤とに分類される。磁性一成分現像剤を用いる磁性一成分現像方式は、内部にマグネットなどの磁界発生手段を設けた現像スリーブを用いて、マグネタイトなどの磁性体を含有する磁性トナーを保持し、層厚規制部材により、薄層化し現像するもので、近年小型プリンターなどで多数実用化されている。これに対して、非磁性一成分剤を用いる非磁性一成分現像方式は、トナーが磁気力を持たないため、現像スリーブにトナー補給ローラなどを圧接して現像スリーブ上にトナーを供給し、静電気的に保持させ、層厚規制部材により、薄層化して現像するものであり、有色の磁性体を含有しないためカラー化に対応できるという利点があり、また現像スリーブにマグネットを用いないため、装置のより軽量化、低コスト化が可能となり、近年小型フルカラープリンター等で実用化されている。
【０００４】
しかしながら、一成分現像方式では、未だ改善すべき課題が多いのが現状である。二成分現像方式では、トナーの帯電、搬送手段としてキャリアを用い、トナーとキャリアは現像装置内部において十分撹拌、混合された後現像スリーブに搬送され現像に供されるため比較的長時間の使用においても安定した帯電、搬送を持続することが可能であり、また、高速の現像装置にも対応しやすい。これに比べ、一成分現像方式ではキャリアのような安定した帯電、搬送手段がないため、長時間使用や高速化による帯電、搬送不良が起こりやすい。特に、非一成分現像方式は現像スリーブ上へトナーを搬送した後、層厚規制部材にてトナーを薄層化させて現像するが、トナーと現像スリーブ又は層厚規制部材などの摩擦帯電部材との接触・摩擦帯電時間が非常に短いため、キャリアを用いた二成分現像方式より低帯電、逆帯電トナーが多くなりやすい。また、少なくとも１つのトナー搬送部材によってトナーを搬送し、かつ、搬送されたトナーによって像担持体に形成された静電潜像を現像する手段が採られているが、その際、トナー搬送部材表面のトナーの層厚は極力薄くしなければならない。このために、層厚規制部材による押圧力を受けるために、トナー表面に外添された外添剤のトナー内部への埋没が激しく、トナーの帯電性、流動性が大きく低下するという不具合がある。
【０００５】
この不具合を解消するために、特許文献１では、現像スリーブは、表面に現像剤の帯電極性と同極性の帯電極性を有する導電性樹脂層が備えられ、導電性樹脂層は、少なくとも結着樹脂、導電性微粉末、及び荷電制御剤を含有し、撹拌部材の回転中心Ｘが、現像スリーブの回転中心を横切る水平面Ｈに対して下側に位置する現像装置が開示されている。
また、特許文献２では、トナー補給口に逆支弁を設けて、カートリッジ側にトナーが戻る（逆流する）のを防止する構成を示している。
しかし、上述に開示された技術では、現像装置内にあるトナーの帯電性、流動性を長期にわたって安定化させることは困難であるという問題点がある。
また、最近の検討では、カートリッジのトナーが現像ユニット３１に流入したときに、カートリッジのトナーの特性によって、トナーが逆帯電を起こして地肌汚れを発生させたり、現像ユニットの現像スリーブや入り口シール、トナー規制部材などの表面性のわずかな違いを拾って縦スジ状のトナー層ムラを起こし、画像にスジムラを発生させるなどの原因になっている事が、判明してきた。そこで、カートリッジのトナーの特性に応じて、カートリッジ交換時のリカバリ動作や、経時の補給動作を調整する必要がある。
【０００６】
以下の文献は円筒形状トナー規制部材を備える一成分現像装置の例であるが、特許文献３では、トナー規制部材を円筒形状として、現像スリーブと接触させてトナーを規制してトナー薄層を形成するが、非現像動作時に現像スリーブとつれ回りで回転させ、外周面の接触位置を変えて使用する方法が提案されている。
円筒形状トナー規制部材（ドクタローラ）の使用位置を規定しているわけではなく、現像スリーブの回転した距離によって、停止して次の接触面として使用される位置が変わるので、一様にかつ有効にドクタローラ表面を使用できない。特に、経時でドクタローラ表面に凹凸が生じてきたときに、ドクタローラの止まりやすい位置、止まりにくい位置ができて、止まりやすい位置がもっぱら使用されるため、そこでの磨耗が促進してしまう。
それゆえ一部の個所が磨耗してしまい、それがローラ全体の寿命を左右する事になり、少ない使用枚数で、白スジの発生など異常画像が出てくるようになり、ユニット全体の寿命を決定付けてしまっていた。
【０００７】
また、現像スリーブでつれまわり駆動させる方式で、現像スリーブの回転角をおおむね一定とする方法が、提案されている。
しかし、ドクタローラの表面接触位置を決められる精度ではなく、
またどの表面位置を使用したか管理されていないので、上の文献と同じ動作となり、結局ドクタローラの位置がランダムに切り替わるものと考えられる。
ドクタローラの表面の磨耗について説明を続けると、磨耗量や磨耗粗さはトナーの状態が大きく効いていることがわかってきた。
トナーは未使用に近い状態は適正な粒径分布を持ち、その表面にはシリカなどの外添剤に被覆されて、トナー同士の凝集が起こらないような状態にある。その場合はドクタの表面の磨耗は、接触面全体に均一に磨耗し、またドクタへの食い込みが少ないため磨耗量が小さく抑えられている。
しかし、一方、トナーが劣化していった状態、すなわち、粒径が大きいものが増えてきて、表面の外添剤量は減少してきてトナー粒子同士の凝集が起こりやすくなってくると、ドクタローラ表面の磨耗が急速に増大し、また、不均一な磨耗になってくる。
トナーの劣化した状態で、同一表面位置だけ使用されると、その部分の粗さ（凹凸）が粗くなり、トナー層にスジムラを生じ、画像に重度のスジムラや、地肌汚れを発生させてしまう。もちろん一旦そのような状態に、ドクタローラの表面がなった場合には、修復はされないので、ドクタローラ表面の接触位置を変えていっても、再度その位置が使用されると、画像にスジムラが再発する事になる。
【０００８】
そこで、ドクタローラの外周面を満遍なく使用するためには、ドクタローラを現像動作中、常時回転させながら使用することで、トナー規制部材の寿命を延ばす方法が、文献５で提示されているが、この方法では、現像ユニットの不可トルクが格段に増加するため、ユニットの強度、駆動系の強度を強くしなくてはならず、ユニット自体の大きさが大きくなり、強力なモータが必要になるなど、部品のコストも格段に上がってしまう。
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−０６２２１５号公報
【特許文献２】特開２００２−１６２８１７号公報
【特許文献３】特開２００４−２７１９１１号公報
【特許文献４】特開２００２−３７２８６１号公報
【特許文献５】特開２００１−２５３１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、同一面を使用し続けることなくドクタローラを有効に使用して、長期間にわたって画質の劣化の無い、高寿命の現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の一成分現像装置は、静電潜像が形成された像担持体に一成分トナーを付着させて、前記静電潜像を可視化させるためのトナー担持体と、該トナー担持体に接触して回転し、トナーを該トナー担持体に供給するトナー供給回転体と、該トナー供給回転体にトナーを送り込むトナー搬送手段と、前記トナー供給回転体から前記トナー担持体に与えられたトナーの付着量を規制すべく該トナー担持体に接触する円筒形状付着量規制部材と を備える一成分現像装置において、前記一成分現像装置は、前記付着量規制部材の位置を検出する手段とその検出した接触位置での使用枚数を記憶する手段とを有し、その検出した接触位置での使用枚数が所定枚数を使用したときに、前記付着量規制部材の接触位置を変化させることを特徴とする。
また、本発明の一成分現像装置は、さらに、着脱可能な補給トナーを収容するトナーカートリッジを有し、装着しているトナーカートリッジ使用後に、新しトナーカートリッジに交換が可能であって、そのカートリッジの使用枚数を記憶する手段を有し、トナーカートリッジの使用枚数が予め定めた値以上になったときに、該所定枚数より少ない使用枚数で接触位置を変化させる動作を行うことを特徴とする。
また、本発明の一成分現像装置は、さらに、そのカートリッジの使用枚数を記憶する手段を有し、トナーカートリッジの使用枚数が予め定めた値以上になったときに、接触位置を変化させるための動作距離を長くすることを特徴とする。
また、本発明の一成分現像装置は、さらに、出力する画像の画像面積率を検出・記憶する手段を有し、その画像面積率が予め定めた値以下のときに、該所定枚数より少ない使用枚数で接触位置を変化させる動作を行うことを特徴とする。
また、本発明の一成分現像装置は、さらに、連続印刷動作する場合に、その連続枚数を検出・記憶する手段を有し、その連続枚数が予め定めた値以上のときに、該所定枚数より少ない使用枚数で接触位置を変化させる動作を行うことを特徴とする。
また、本発明の一成分現像装置は、さらに、周囲の温度を検出・記憶する手段を有し、その検出温度が予め定めた値以上のときに、該所定枚数より少ない使用枚数で接触位置を変化させる動作を行うことを特徴とする。
また、本発明の一成分現像装置は、さらに、周囲の温度・湿度を検出・記憶する手段を有し、その検出湿度が予め定めた値以上のときに、該所定枚数より少ない使用枚数で接触位置を変化させる動作を行うことを特徴とする。
また、本発明の一成分現像装置は、さらに、前記付着量規制部材を、芯金にゴム層、または、ゴム層とその上に樹脂コート層を被覆したことを特徴とする。
また、本発明の一成分現像装置は、さらに、前記付着量規制部材の最外層が、フッ素ゴム又はフッ素樹脂を含むことを特徴とする。
また、本発明の一成分現像装置は、さらに、前記付着量規制部材の形状が、軸線に対して２次曲線、又は、４次曲線であることを特徴とする。
また、本発明の一成分現像装置は、さらに、前記トナー供給回転体は、前記トナー担持体との接触位置で、トナー供給回転体の回転方向がトナー担持体の回転方向と同じであることを特徴とする。
【００１２】
本発明のプロセスカートリッジは、少なくとも、像担持体と現像装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジにおいて、上述したいずれかに記載の一成分現像装置を用いることを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、潜像を担持する像担持体と、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電装置と、帯電した像担持体の表面に静電潜像を書き込む露光装置と、像担持体表面に形成された静電潜像を可視像化する現像装置と、像担持体表面の可視像を直接又は中間転写体を介して記録部材に転写する転写装置と、像担持体上のトナ−をクリ−ニングするクリ−ニング装置と、記録部材上の可視像を熱及び又は圧力で定着させる定着装置とを備える画像形成装置において、上述したいずれかに記載の一成分現像装置を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明の一成分現像装置では、規制部材の外周面に均一に使用して、偏磨耗を防止し、付着量規制部材及び一成分現像装置の寿命を延ばすことができる。
また、本発明のトナーカートリッジがでは、一成分現像装置を像担持体と一体に支持したプロセスカートリッジとすることにより、トナーカートリッジが交換可能で、寿命を長くすることができる。
また、本発明の画像形成装置では、この一成分現像装置を用いることで、長期にわたって画質を安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１５】
図１は、本発明に係る一成分現像装置の構成を示す概略図である。
図１は、制御弁３４をつけて、トナーカートリッジ３２と現像ユニット３１とのトナーの循環性を改良したタイプである。この循環タイプでは、トナーカートリッジ３２と現像ユニット３１間でトナーを循環して攪拌するため、劣化度合いが均一化され、極度に劣化が進むことなく、最小限のトナー劣化で抑えられるため、トナーの特性の安定性については、こちらの方が優れている。なお、現像ユニット３１の基本的な構成に関して、制御弁３４の無いタイプで、逆支弁により、トナーカートリッジ３２への戻りを少なくしたタイプもある。いずれを用いても良い。
この一成分現像装置（以下、特に断らない限り「現像装置」と記す。）３０は、像担持体である感光体１１の潜像を現像剤であるトナーで現像する現像ユニット３１と現像ユニット３１にトナーを補給するトナーカートリッジ３２とを備える。
現像ユニット３１は、感光体１１に対向していて、感光体１１との間に形成される現像領域にトナーを搬送する現像剤担持体である現像スリーブ３１ａと、現像スリーブ３１ａ上にトナーを供給するトナー供給回転体である供給ローラ３１ｂと、現像スリーブ３１ａ上のトナー量を規制する円筒形状付着量規制部材であるドクタローラ３１ｃと、トナーを搬送する第1搬送パドル３１ｄとを備える。
【００１６】
トナーカートリッジ３２は、トナーを収納している第１及び第２収納室３２１、３２２と、現像ユニット３１へトナーを搬送する第２及び第３搬送パドル３２ａ、３２ｂと、また、第２搬送パドル３２ａが回転している部分のトナーカートリッジ３２の底部には突き出たリブ３５を備えている。
ここで、現像剤としては、一成分現像剤を用いる。後述するように現像剤を入れ替えることに対して、二成分現像剤では一旦混合した後にキャリアからトナーを分離するのは非常に困難である。一成分現像剤であればトナーカートリッジ３２と現像ユニット３１内にある現像剤は基本的には同じで、入れ替えすることが可能であり、本発明の現像装置３０に適用させることができる。特に、一成分現像剤でも非磁性一成分現像剤を用いることが好ましい。磁性一成分現像剤では、磁性材料の量による磁化の強さで現像性を制御することができるが、非磁性一成分現像剤では、外添剤による帯電量、流動性によって現像性が大きく影響される。このために、トナー表面の外添剤の存在量で現像特性が大きく変動し、長期にわたって安定した特性を維持することが困難である。そこで、本発明の現像装置３０に用いることで、安定したトナー表面状態を得ることができる。
【００１７】
また、この現像装置３０は、現像ユニット３１とトナーカートリッジ３２とを水平方向の横方向に並列させて配置している。さらに、トナーカートリッジ３２と現像ユニット３１とには、トナーカートリッジ３２と現像ユニット３１との間をトナーが通過する連通口３３が設けられている。さらに、現像ユニット３１側の連通口３３に制御弁３４が設けられている。
本発明の現像装置３０は、この連通口３３を介してトナーを通過させる。これによって、現像ユニット３１で消費されたトナーをトナーカートリッジ３２から現像ユニット３１へ補給し、また、この連通口３３を介して、現像ユニット３１で劣化したトナーを現像ユニット３１からトナーカートリッジ３２へを排出する。また、このトナーカートリッジ３２は、現像ユニット３１とは別に単独で独立して交換することが可能である。
トナーは、現像ユニット３１におけるトナー供給ローラ３１ｂ、ドクタローラ３１ｃで押圧力を受ける。この押圧力を受けることで、トナー表面の凸凹が欠けて表面が滑らかになり、感光体との付着力が大きくなりクリーニングされにくくなる。そのために、環境が低湿になるとクリーニング不良が発生することがある。また、転写性は向上するが、従来転写されても目視上表れなかった白地背景部にカブリが表れるようになる。また、トナーが押圧を受けることで、トナー表面に存在する外添剤がトナー内部に埋没する。これは、後で外添剤に関しては詳説するが、外添剤はトナーより硬度が高いために、トナー内部に埋没する。トナー表面に存在する外添剤が少なくなることで、トナーの帯電性が変わる。特に、外添剤として用いるシリカは、比表面積が大きいので帯電量が高く埋没によるトナー表面の外添剤量によってトナーの帯電量は大きく変化する。また、もう一つの影響として、外添剤埋没によってトナーの流動性が低下する。この流動性は、トナーの付着力を示すもので、流動性が高ければ、トナーと例えば感光体等との間の付着力を小さくする。同様に、現像スリーブ３１ａとトナーとの間の付着力を小さくして現像性を高める。逆に、埋没でトナー表面に存在する外添剤量が少なくなると、即ち、トナーの流動性が低下し、現像性が低下する。
そこで、本発明の現像装置３０では、現像ユニット３１内の劣化したトナーを、トナーカートリッジ３２から現像ユニット３１へトナーを補給する連通口３３を介して、現像ユニット３１にあるトナーをいったんトナーカートリッジ３２に排出して戻して、トナーカートリッジ３２にある劣化していないトナーと混合して、劣化したトナーに添加剤を移行して回復させると同時に、劣化したトナー量の存在比率を低下させた上で再度現像ユニット３１に連通口３３を介して供給して補給して、現像ユニット３１内トナーの帯電の安定化を図る。
【００１８】
図２は、本発明の一成分現像装置における現像ユニットに配置される制御弁の構造を示す概略図である。制御弁３４は、現像ユニット３１の連通口３３に対応して設けられ、制御弁３４を支持部３４ａに貼着されていて、筐体に配置されている。制御弁３４の形態は、図２に示すように、各連通口３３に対応して矩形状にして連通口３３がない部分は制御弁３４を設けず交互にする。支持部３４ａは、剛性を有する金属製でＳＵＳ、Ｃｕ、Ａｌを用いる。制御弁３４は、弾性のある樹脂フィルム３４ｂで、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂を用いる。
現像ユニット３１の第１搬送パドル３１ｄは、パドル用フィルムを備える。このフィルムは、１枚であっても、複数枚設けてもよい。第１搬送パドル３１ｄは、回転してトナーカートリッジ３２側から供給されたトナーを現像スリーブ３１ａに供給する。また、このフィルムは、板状であってもよい。また、連通口３３に対応して設けられた櫛歯状の矩形状の制御弁３４に対して、同様に制御弁３４に当たる部分をのみを矩形形状にしたものであってもよい。また、複数枚設けるときはこれらを組み合わせて用いてもよい。
【００１９】
図３は、トナーカートリッジ側から現像ユニットにトナーが供給される状態を模式的に説明するための図である。第１搬送パドル３１ｄは、回転して制御弁３４に当たり、制御弁３４が押さえられる。その後、第１搬送パドル３１ｄが通過して、弾性を有する制御弁３４が素早く弾かれて戻り、そのときに同時に、トナーカートリッジ３２側から押し込まれていたトナーが連通口３３を介して現像ユニット３１側に引きつけられて、トナーが供給される。
図４は、現像ユニット側からトナーカートリッジにトナーが戻される状態を模式的に説明するための図である。このトナーカートリッジ３２には、第２収納室３２２の第３搬送パドルで第１収納室３２１に搬送して、さらに、第２搬送パドルで現像ユニット３１側に搬送する。第２搬送パドルは、単数のパドル用フィルムを備えていて、このフィルムを回転させることでトナーを現像ユニット３１側に搬送する。
【００２０】
さらに、第１収納室３２１にリブ３５を設けておくことで、先のパドル用フィルムがリブ３５に当たると、リブ３５の部分でトナーが堰き止められ、リブ３５とパドル用フィルムとの間にトナーの無い空間が形成される。この空間は、流動性のよいトナーの侵入によって少しずつ埋められていくが、ある一定時間はトナー内部に空間が形成される。さらに、パドル用フィルムが回転すると上部からもトナーが空間に侵入するために、トナー内部に空間のない状態になる。
この状態で回転してゆくとパドル用フィルムは、トナーを現像ユニット３１側に押し込む状態になっている時と、現像ユニット３１の制御弁３４が第１搬送パドル３１ｄのパドル用フィルムに押さえられていなくて制御弁３４が開放されている時と重なることでトナーは、連通口３３を通してトナーカートリッジ３２側から現像ユニット３１側に移動して供給される。
次に、開放された制御弁３４には現像ユニット３１にあるトナーが入り込んでくる。その後、第１搬送パドル３１ｄのパドル用フィルムが回転して制御弁３４を押し込むトナーを現像ユニット３１側からトナーカートリッジ３２側に押し込んでいる時と第１収納室３２１で第２搬送パドルのパドル用フィルムによってトナー内部に空間ができ、その空間がちょうど連通口３３にかかった時が重なることでトナーは、連通口３３を通して現像ユニット３１側からトナーカートリッジ３２側に移動して排出される。
【００２１】
このときの現像装置３０における現像ユニット３１とトナーカートリッジ３２との第１、第２及び第３搬送パドルの動きとトナーの移動についてさらに詳細に説明する。
図５は、現像ユニットとトナーカートリッジとの間におけるトナーの移動について模式的に示した図である。なお、ここでは、現像ユニット３１内の現像スリーブ３１ａ等は省略してある。
現像装置３０では、図５（１）に示すように、現像ユニット３１内にある制御弁３４は、支持体に貼着されていて一定の角度を有している。第１搬送パドル３１ｄは複数のパドル用フィルムを回転させている。また、トナーカートリッジ３２内の第２及び第３搬送パドルは、単数のパドル用フィルムを回転させている。図５（２）に示すように、現像ユニット３１内で、第１搬送パドル３１ｄは複数のパドル用フィルムが制御弁３４を押し込み、このときに、制御弁３４と連通口３３との間にあるトナーは、トナーカートリッジ３２側もトナーで満たされていることで、連通口３３を移動することができず、現像ユニット３１内の制御弁３４から横方向で、現像ユニット３１内に戻る。次に、図５（３）に示すように、第１搬送パドル３１ｄは複数のパドル用フィルムが制御弁３４をさらに押し込み、制御弁３４と連通口３３との間にはほとんど隙間がない状態になる。次に、図５（４）及び図５（５）に示すように、第１搬送パドル３１ｄは複数のパドル用フィルムが制御弁３４からはずれることで、制御弁３４が元の角度まで戻り、このときに、大きな隙間ができ、空間を形成することでトナーカートリッジ３２側から連通口３３を通してトナーが移動して供給される。
【００２２】
さらに、図５（６）に示すように、複数枚有することで第１搬送パドル３１ｄのパドル用フィルムが、再度制御弁３４を押し込んでいく。このときに、トナーカートリッジ３２内の第２収納室３２２で第２搬送パドルのパドル用フィルムがリブ３５に当たっている。さらに回転すると、図５（７）に示すように、第１搬送パドル３１ｄのパドル用フィルムが制御弁３４をさらに押し込み、制御弁３４と連通口３３で隙間のない状態を形成してゆく。このときに、第２搬送パドルのパドル用フィルムがリブ３５から先に回転したときにリブ３５が障害になってトナーが搬送されないために、トナー内部に空間を形成する。さらに、図５（８）及び図５（９）に示すように、第１搬送パドル３１ｄは複数のパドル用フィルムが制御弁３４からはずれることで、制御弁３４が元の角度まで戻り、このときに、大きな隙間ができ空間を形成することで、さらに、第２搬送パドルのパドル用フィルムによって持ち上げられたトナーが、トナーカートリッジ３２側から連通口３３を通してトナーが移動して供給される。
しかし、次に、図５（１０）に示すように、複数枚有することで第１搬送パドル３１ｄのパドル用フィルムが、再度制御弁３４を押し込んでいく。これまでは、トナーカートリッジ３２側の連通口３３付近にはトナーがあったが、トナー内部に形成された空間が存在する場合は、現像ユニット３１内の制御弁３４から横方向で、現像ユニット３１内に戻るのではなく、連通口３３を通して現像ユニット３１側からトナーカートリッジ３２側に移動して排出される。
【００２３】
図５（１１）及び図５（１２）に示すように、第１搬送パドル３１ｄのパドル用フィルムが、再度制御弁３４を押し込んでいくことで、さらに、現像ユニット３１側からトナーカートリッジ３２側に移動して排出される。
さらに、第１搬送パドル３１ｄの回転スピードを第２搬送パドルより早くすることで、図５（１３）から図５（１６）に示すように、現像ユニット３１側からトナーカートリッジ３２側に移動して排出させることができる。
これを繰り返すことで、現像ユニット３１とトナーカートリッジ３２との間で連通口３３を通してトナーを移動させることができる。
【００２４】
ここでは、現像ユニット３１内の第１搬送パドル３１ｄとトナーカートリッジ３２内の第２搬送パドルの回転数を制御することでトナーの移動による供給・排出の量を調整することができる。特に、現像ユニット３１内の第１搬送パドル３１ｄの回転数をトナーカートリッジ３２内の第２搬送パドルよりも早くすることで、トナー内部に形成される空間が連通口３３に接する回数を少なくして、第１搬送パドル３１ｄが制御弁３４を押し込む回数を多くすることで、連通口３３を通してトナーを供給させる回数を多くすることができる。
また、トナーの移動による供給・排出の量は、連通口３３の数によって調整することができ、したがって、連通口３３は、１以上設けることができる。この連通口３３は、画像形成装置本体の画像形成する速度によって適宜数を決定する。
また、連通口３３に対応して設けられる制御弁３４は、櫛の歯状に設け、隣り合う制御弁３４を交互に動作させることができる。これは、第１搬送パドル３１ｄのパドル用フィルムを櫛の歯状の制御弁３４に対応させて櫛の歯状に１つおきに設け、それを２数のパドル用フィルムですべての制御弁３４に対応させて制御弁３４を交互に動作させることができる。交互に動作させることで、現像ユニット３１内のトナーのデッドスペースを形成することなく、均等に排出させることができる。
【００２５】
図６は、本発明に係る一成分現像装置に用いる第１搬送パドルを示す図である。本発明に好適に用いる第１搬送パドルの斜視図である。第１搬送パドル３１ｄは、断面４角形の軸にフィルム３１１、３１２が取りつけられており、そのうち２枚は対向する面に、それぞれ逆方向に伸びている。この対向するフィルム３１１は凹凸形状（櫛歯状）であり、２枚の凸部をずらすような形状である。このようにすることで隣り合う制御弁３４を交互に駆動させることが可能になる。この凹凸部は連通口３３の位置に対応しており、連通口３３に設けた制御弁３４をフィルムの凸部が押し込める長さとし、また凹部においては制御弁３４に接触しないような形状とする。
さらに、フィルムの凸部の根元部分は、先端部分よりも広くなるよう「ハの字型」にしてあり、第１搬送パドル３１ｄが回転することによって、フィルムの凸部でトナーを横方向にも移動させる力を発生させ、現像ユニット３１内の横方向の攪拌を生じさせている。
【００２６】
また、第１搬送パドル３１ｄの回転で、フィルムの凸部が上記制御弁３４を押して、制御弁３４下のトナーをトナーカートリッジ３２側に戻す作用をする。この動きは後述する。
第１搬送パドル３１ｄは、第２搬送パドル３２ａより速く回転するように設定しているので、トナーカートリッジに空間ができている時間内に第１搬送パドル３１ｄで何度か制御弁３４を動作させることができ、効率良くトナーをトナーカートリッジ３２に戻すができる。
フィルムの凸部が制御弁３４を通過すると、制御弁３４は押圧力から解放され、弾性によって元に戻り、制御弁３４上のトナーを現像ユニット３１側に送ると共に、制御弁３４下側にトナーカートリッジ３２のトナーを引き込む空間を形成する。
第１搬送パドル３１ｄの２枚のフィルム３１１の凸部をずらすことで、制御弁３４の押し込み・解放動作を交互に行う、即ち、隣り合う制御弁３４を交互に駆動させることで現像ユニット３１内のトナーの動きが良くなり、トナーカートリッジ３２内のトナーとの循環性を向上させることができる。
【００２７】
ここで、上記のような櫛歯状のフィルム２枚構成のパドルを採用することにより、トナーの循環、横攪拌性が向上したが、この２枚のみの構成では、連通口３３にトナーが多くなる傾向があり、現像ユニット３１内のトナー面が上下方向に波打ち、山と谷ができる。連通口３３に山ができるとトナーカートリッジ３２からのトナーの供給が阻害されるので、現像ユニット３１全体へのトナーの供給量が低下する。さらに、トナーの山の裾野付近にトナーカートリッジ３２からのトナーの流れができるため、若干ではあるが、トナー攪拌の均一性が確保されないという現象が見られた。この点を改善する為に、検討した結果、櫛歯状の２枚のフィルムの間に、櫛歯状フィルム３１１と９０度の角度で、櫛歯状フィルムの凸部より短い長さで凹凸の無いフィルム、即ち、矩形状のフィルム３１２を第１搬送パドル３１ｄに追加することにより、連通口３３のトナーの山を崩し、現像ユニット３１内のトナー面をほぼ水平にすることができた。
このように、第１搬送パドルにおいて、櫛歯状の２枚のフィルム３１１の間に、矩形状のフィルム３１２を配置することにより、トナーカートリッジ３１２からのトナーの補給量及びトナーカートリッジ３２へのトナーの戻し量ともに安定し、十分な循環作用を達成することができる。また、局所的なトナーの流れを形成しないので、現像ユニット３１内で均一な攪拌性を維持することができる。
【００２８】
制御弁３４の幅は、連通口３３の幅より０mm〜２０mm大きくする。制御弁３４が連通口３３より小さいとトナーが供給される連通口３３を現像ユニット３１側のトナーで塞がれるためにトナーが供給されにくくなる。また、トナーの排出においても、制御弁３４と連通口３３との間にトナーが入り込み、その入り込んだトナーを排出することで、連通口３３を通して大量のトナーが現像ユニット３１側からトナーカートリッジ３２側に排出されるのを防止しているが、制御弁３４の幅が小さくなることで大量のトナーが排出され、現像ユニット３１内のトナーが少なくなる。
一方、トナーの排出は、制御弁３４の脇から制御弁３４と連通口３３との間に入ったトナーが第１搬送パドル３１ｄの押し込みで連通口３３を通して排出される。このために、制御弁３４の幅が連通口３３より大きくなると、連通口３３付近に回り込むトナー量が少なくなり排出されるトナー量が少なくなり、トナーの入れ替えが少なくなる。また、連通口３３から供給されたトナーは、連通口３３から下の方に移動して、制御弁３４の下にあるトナーと混合される。したがって、制御弁３４の幅が大きくなると供給されるトナーの箇所が少なくなり、トナーの混合による均質性が低下する。
これらのために、制御弁３４の幅は、少なくとも連通口３３の幅以上であって、２０ｍｍ未満にする。この幅にすることで、トナーの供給・排出の制御を容易にし、さらに、供給後のトナーの混合による均質性を高めることができる。
【００２９】
また、制御弁３４の間隔を、２mm〜２０mmとする。制御弁３４の間隔が、２ｍｍ未満では制御弁３４と連通口３３との間に入り込む量が少なくなるために、排出できるトナー量が少なくなる。また、２０ｍｍを越えると、設けることができる連通口３３が少なくなり、トナーの供給・排出する量が少なくなる。
また、制御弁３４の長さを、１０mm〜２５mmとする。制御弁３４の長さによって、制御弁３４と連通口３３との間にできる空間の大きさが決定される。したがって、制御弁３４が１０ｍｍ未満では、排出されるトナー量が少なくなるために、トナーの入れ替えが不十分になる。２５ｍｍを越えると排出する量が多くなり、現像ユニット３１内のトナー量が少なくなる。
また、制御弁３４の角度を、１０°〜４５°とする。制御弁３４の角度によって、制御弁３４と連通口３３との間にできる空間の大きさが決定される。したがって、制御弁３４の角度が１０°未満では、排出されるトナー量が少なくなるために、トナーの入れ替えが不十分になる。４５°を越えると排出する量が多くなり、現像ユニット３１内のトナー量が少なくなる。
【００３０】
図７は、現像ユニットに設けられた連通口部分を示す正面図である。図７に示すように、連通口３３は、現像ユニット３１の長手方向の中心部を基準としてその左右両方向に同一形状のものが同一数だけ、線対称となるように配置されている。各連通口３３をこのように配置することによって、トナー流通方向に直交する断面における均一流通性をより性格に確保することができる。また、長手方向両端部の制御弁３４をそれ以外の制御弁３４よりも２０％以上幅広とすることに代えて、複数配置した制御弁のうち、両端部の連通口３３に対応した制御弁３４に隣接してその外側に、即ち連通口３３が設けられていない部分に対応して、前記複数の制御弁３４と同一形状の制御弁３４を設けることもできる。このようにすることによって、両端部の連通口３３に対応する制御弁を、それ以外の制御弁３４と同様、両側に同様の制御弁３４が配置されたものと同一の条件とすることができるので、両端部の連通口３３を含めて各連通口３３におけるトナーの均一流通性をより確実に確保することができる。
【００３１】
また、図８は、本発明の画像形成装置の構成を示す概略図である。
この画像形成装置１は、感光体ユニット１０、書き込み光学ユニット２０、現像ユニット３０、中間転写ユニット４０、２次転写ユニット５０、定着ユニット６０、両面印刷用紙反転ユニット７０等で構成されている。そして、黒（以下、Ｂｋという）、シアン（以下、Ｃという）、マゼンタ（以下、Ｍという）、イエロー（以下、Ｙという）のカラー画像を感光体ユニット１０の感光体ベルト１１上に順次顕像化し、これらを重ね合わせて最終的な４色フルカラー画像を形成する。感光体ベルト１１の周りには、感光体クリーニング装置１２、帯電ローラ１３、複数の現像装置３０、中間転写ユニット４０の中間転写ベルト４１などが配置されている。感光体ベルト１１は、駆動ローラ１４、１次転写対向ローラ１５、張架ローラ１６間に張架され、駆動モータによって回転する。また、上記書き込み光学ユニット２０は、カラー画像データを光信号に変換して、各色画像に対応した光書き込みを行い、感光体ベルト１１に静電潜像を形成する。この書き込み光学ユニット２０は、光源としての半導体レーザ２１、ポリゴンミラー２２、３つの反射ミラー２３などで構成されている。
また、上記現像装置３０は、画像形成装置１本体の下側から順に、黒トナーを収容したＢｋ現像装置３０Ｋ、シアントナーを収容したＣ現像装置３０Ｃ、マゼンタトナーを収容したＭ現像装置３０Ｍ、イエロートナーを収容したＹ現像装置３０Ｙとなっている。ここでは、さらに、各現像装置を図中左右方向に移動させ感光体ベルト１１に対し、接離動作を行う接離機構を備える。
【００３２】
現像装置３０内のトナーは所定の極性に帯電され、現像スリーブ３１ａには、現像バイアス電源によって現像バイアスが印加され、現像スリーブ３１ａが感光体ベルト１１に対して所定電位にバイアスされている。また、接離機構は、モータから各現像装置３０に駆動を伝達するための図示しない電磁クラッチがオンになるとその駆動力で現像装置３０を感光体ベルト１１側に移動させるようになっている。現像時には、現像装置３０のうち選択されたいずれか一つが移動し、感光体ベルト１１に当接する。一方、電磁クラッチをオフにして駆動伝達を解除すると感光体ベルト１１に当接していた現像装置が感光体ベルト１１から離間する方向に移動する。
画像形成装置１本体の待機状態では、現像装置３０Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙも感光体ベルト１１と離間した位置にセットされており、画像形成動作が開始されると、カラー画像データに基づきレーザ光による光書き込み、静電潜像の形成が開始される（以下、Ｂｋ 画像データによる静電潜像をＢｋ静電潜像という。Ｃ、Ｍ、Ｙについても同様）。このＢｋ静電潜像の先端部から現像可能とすべくＢｋ現像位置に静電潜像先端部が到達する前に、Ｂｋ現像スリーブ３１ａを回転開始して、Ｂｋ静電潜像をＢｋトナーで現像する。そして、以後、Ｂｋ静電潜像領域の現像動作が続行されるが、Ｂｋ静電潜像後端部がＢｋ現像位置を通過した時点で、Ｋ現像装置３０Ｋが感光体ベルト１１から離間し、次の色の現像に備えて該当する色の現像装置が感光体ベルト１１に当接する。これは少なくとも、次の画像データによる静電潜像先端部が現像位置に到達する前に完了される。
【００３３】
また、上記中間転写ユニット４０は、中間転写ベルト４１、ベルトクリーニング装置４２、位置検出用センサ４３などで構成されている。中間転写ベルト４１は駆動ローラ４４、１次転写ローラ４５、２次転写対向ローラ４６、クリーニング対向ローラ４７及びテンションローラ４８に張架されており、図示しない駆動モータによりに駆動制御される。中間転写ベルト４１端部の非画像形成領域には複数の位置検出用マークが設けられており、これらの位置検出用マークのうちのいずれか一つを位置出用センサ４３で検出し、この検出タイミングで画像形成を開始する。また、ベルトクリーニング装置４２は、クリーニングブラシ４２ａ、接離機構等で構成されており、１色目のＢｋ画像を中間転写ベルト４１に転写している間、及び、２、３、４色目の画像を中間転写ベルト４１に転写している間は接離機構によって中間転写ベルト４１面からクリーニングブラシ４２ａを離間させておく。
さらに、２次転写ユニット５０は、２次転写ローラ５１、２次転写ローラ５１を中間転写ベルト４１に対して接離するためのクラッチ等を備えた接離機構等で構成されている。転写紙が転写位置に到達するタイミングに合致させて２次転写ローラ５１が接離機構の回転軸を中心に揺動する。この２次転写ローラ５１と２次転写対向ローラ４６とにより転写紙と中間転写ベルト４１とを一定の圧力で接触させる。２次転写ローラ５１は中間転写ユニット４０に設けられた図示しない位置決め部材により２次転写対向ローラ４６との平行度の位置精度が保たれている。また、２次転写ローラ５１に設けた図示しない位置決めコロにより中間転写ベルト４１に対する２ 次転写ローラ５１の接触圧を一定にしている。２次転写ローラ５１を中間転写ベルト４１に接触させると同時に、２次転写ローラ５１はトナーと逆極性の転写バイアスが印加され、中間転写ベルト４１上の重ねトナー像を転写紙に一括転写する。
【００３４】
一方、画像形成動作が開始される時期に、転写紙は上記転写紙カセット８０又は手差しトレイ８３のいずれかから給送され、レジストローラ８２対のニップで待機している。そして、２次転写ローラ５１に中間転写ベルト４１上の４色重ねのトナー像先端がさしかかるときに、ちょうど転写紙の先端がこのトナー像の先端に一致するようにレジストローラ対８２が駆動され、転写紙とトナー像との位置合わせが行われる。そして、転写紙が中間転写ベルト４１上のトナー像と重ねられて２次転写位置を通過する。このとき２次転写ローラ５１による転写バイアスで転写紙が荷電され、トナー画像のほとんどが転写紙上に転写される。そして、中間転写ベルト４１から４色重ねトナー像を一括転写された転写紙は、定着ユニット６０に搬送され、所定温度に制御された定着ベルト６１と加圧ローラ６２のニップ部でトナー像が溶融定着され、装置本体外に送り出され、排紙トレイ８４ に裏向きにスタックされ、フルカラーコピーを得る。
【００３５】
更に、両面印刷を行う場合には、定着ユニット６０を通過した転写紙は両面切替爪８５により両面印刷用紙反転ユニット７０に送られる。両面印刷用紙反転ユニット７０においては、転写紙はまず反転切替爪７１によって矢印Ｄ方向に案内され、転写紙後端が反転切替爪７１を通過した後、反転ローラ対７２が停止し、転写紙も停止する。そして、反転ローラ対７２が一定のブランク時間ののち逆転を開始し、転写紙はスイッチバックを始める。このときに、反転切替爪７１が切り替わり、転写紙はレジストローラ対８２に送られる。レジストローラ対８２に送られた転写紙は表裏反転した状態でレジストローラ対８２のニップで待機する。そして、所定のタイミングでレジストローラ対８２が駆動され、転写紙は２次転写位置に送られて中間転写ベルト４１から４色重ねトナー像を一括転写された後、定着ユニット６０でトナー像が溶融定着され、装置本体外に送り出される。
一方、１次転写後の感光体ベルト１１の表面は、感光体クリーニング装置１２でクリーニングされ、除電ランプ等で均一に除電して、クリーニングしやすくすることもできる。また、転写紙にトナー像を転写した後の中間転写ベルト４１の表面は、ベルトクリーニング装置４２のクリーニングブラシ４２ａを接離機構で押圧することによってクリーニングされる。中間転写ベルト４１からクリーングされたトナーは廃トナータンク４９に蓄えられる。
【００３６】
ここで、現像装置３０についてさらに詳述する。現像装置３０は、感光体ベルト１１表面の静電潜像を現像するためにトナーを表面に担持して回転する現像スリーブ３１ａと、トナーを汲み上げて撹拌するために回転するトナー第１搬送パドル３１ｄとを含む現像ユニット３１と、トナーを収容するトナーカートリッジ３２で構成されている。このように２つのユニットに分割されている理由は、現像ユニット３１は、トナーカートリッジ３２を数回交換して使用しても耐えうる耐久性を有しているからである。
図９は、本発明の一成分現像装置における連通口の構成を示した概略図である。連通口３３は、現像ユニット３１の長手方向の中心部を基準としてその左右両方向に同一形状のものが同一数だけ、線対称となるように配置されている。各連通口３３をこのように配置することによって、トナー流通方向に直交する断面における均一流通性をより性格に確保することができる。また、長手方向両端部の制御弁３４をそれ以外の制御弁３４よりも２０％以上幅広とすることに代えて、複数配置した制御弁３４のうち、両端部の連通口３３に対応した制御弁３４に隣接してその外側に、即ち連通口３３が設けられていない部分に対応して、前記複数の制御弁３４と同一形状の制御弁３４を設けることもできる。このようにすることによって、両端部の連通口３３に対応する制御弁３４を、それ以外の制御弁３４と同様、両側に同様の制御弁３４が配置されたものと同一の条件とすることができるので、両端部の連通口３３を含めて各連通口３３におけるトナーの均一流通性をより確実に確保することができる。
【００３７】
現像ユニット３１側の連通口３３は複数あり、現像ユニット３１とトナーカートリッジ３２との間には弾性部材を貼着したスライドシャッターを設けている。このスライドシャッターを移動させることで、現像ユニット３１筐体に設けた連通口３３の開閉を行う。トナーカートリッジ３２がない場合又は画像形成装置本体に装着していない場合は、スライドシャッターで連通口３３を閉じておくことで現像ユニット３１からのトナーのこぼれるのを防止する。
また、トナーカートリッジ３２も、現像ユニット３１がない場合又は画像形成装置本体に装着していない場合は、トナーカートリッジ３２からのトナーのこぼれるのを防止するために、連通口３３を閉じておくためにスライドシャッターを設ける。トナーカートリッジ３２に対して、弾性部材、スライドシャッター、固定シールを設ける。弾性部材は、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等の発泡材が好ましい。
図９に示すように、現像ユニット３１とトナーカートリッジ３２に設けられた連通口３３に対応してスライドシャッターに開放した窓部を設ける。連通口３３を閉じるときはスライドシャッターの窓部のないところで連通口３３を塞ぎ、連通口３３を開放するときはスライドシャッターを移動させて、窓部と連通口３３を合わせて、連通口３３全体を連通させる。
【００３８】
画像形成装置１において現像装置３０は、現像ユニット３１内にある第１搬送パドル３１ｄで、トナーを攪拌しつつ現像剤供給ローラ３１ｂに搬送し、供給ローラ３１ｂが現像スリーブ３１ａに摺擦しながら、同時にトナーを摺擦させて摩擦帯電させて、トナーを帯電させる。帯電したトナーは、現像スリーブ３１ａに鏡像力で吸着されて搬送される。その後、ドクタローラ３１ｃで現像領域に搬送されるトナー量を規制する。現像スリーブ３１ａ上に形成されるトナー薄層が現像領域における現像バイアスで感光体ベルトに現像される。
このときに、供給ローラ３１ｂで現像スリーブ３１ａに摺擦されたトナーは大きな押圧力を受けて、トナー表面の凸凹が削られて球形化しトナーの付着力が大きくなる。また、この押圧力でトナー表面の外添剤が埋没して流動性が低下し、さらに、外添剤による帯電量調整ができなくなるために帯電量が変わってくる。これらの影響でトナーの現像性が低下し、さらに、転写性、クリーニング性が低下する。
このように、現像ユニット３１内に劣化したトナーが多くなり、また、トナーが現像によって消費されるために現像ユニット３１内のトナーが少なくなる。そこで、連通口３３を通過してトナーカートリッジ３２から、現像ユニット３１へとトナーが補給される。トナーカートリッジ３２内には、トナーカートリッジ３２本体の内壁に先端が摺接する第２搬送パドル３２ａ、第３搬送パドル３２ｂがそれぞれ第１収納室３２１と第２収納室３２２に設けられており、第２又は第３搬送パドル３２ａ，３２ｂが回転することによりトナーを現像ユニット３１側に押し込んで、現像ユニット３１に連通口３３からトナーが補給される。
【００３９】
さらに、この連通口３３を通して現像ユニット３１内のトナーがトナーカートリッジ３２側に排出されて、このトナーがトナーカートリッジ３２内のトナーと混合される。トナーカートリッジ３２内には、未使用のトナーが多く収納されており、現像ユニット３１内で劣化したトナーと混合される。この混合によって、未使用トナーの表面に多く存在する外添剤が劣化したトナーに再分配されることで、劣化したトナーの帯電量、流動性が元の未使用トナーの状態に近くなる。これは、現像ユニット３１から第１収納室３２１に排出されたトナーは、さらに、第２搬送パドルで第２収納室３２２に搬送されて、次に、第３搬送パドルで第１収納室３２１に戻される。この間に、外添剤の再分配を受けることになる。
この元の未使用の状態に近づいたトナーを、トナーカートリッジ３２の第１収納室３２１から現像ユニット３１に、再度供給する。この元の状態に近づいたトナーと未使用のトナーで、現像スリーブ３１ａに薄層を形成してトナーを現像することで、長期にわたって高品位の画像を得ることができる。
【００４０】
次に、ドクタローラの駆動について説明する。
ドクタローラ３１ｃの軸とステッピングモータのロータをダイレクトに接続し、ステッピングモータにパルスを入力して、ドクタローラ３１ｃと現像スリーブ３１ａの接触位置を変化させる。ドクタローラ３１ｃの芯金の一部に、位置を検出する手段を設けて、現在の接触位置を検出する。ドクタローラ３１ｃの軸に対してステッピングモータなどのモータからの駆動力を、高減速比のギア伝達系（遊星歯車、ウォームギアとホイールギアなど）を介して接続し、ドクタローラ３１ｃの位置を検出しながらモータを駆動・停止して、ドクタローラ３１ｃと現像スリーブ３１ａの特定の接触位置に変化させる。
このドクタローラ３１ｃの位置の検出手段については、以下のような手段を設けることができる。おおむねニップ幅と同じ寸法の反射体をドクタローラ３１ｃに設けて、光学的に検出する、おおむねニップ幅と同じ寸法の磁気記録手段をドクタローラ３１ｃに設けて、磁気的に検出する、さらに、ドクタローラ３１ｃに直結するエンコーダで位置を検出する等の手段があり、いずれも適宜選択して用いる。
また、このドクタローラ３１ｃの大きさと使用表面の分割形態の例として、例えば、ドクタローラ３１ｃの外径をφ１４．５とすると、外周は、４５．５ｍｍとなり、ドクタローラ３１ｃと現像スリーブ３１ａのニップ幅が、０．５ｍｍとすると外周面を９０分割できる。これは、１箇所につき２０００枚の印刷が可能とすると、ドクタローラ３１ｃで、１８万枚の印刷ができる。
【００４１】
次に、ドクタローラの動作について説明する。
ドクタローラ３１ｃ表面のある位置で、現像スリーブ３１ａと接触させて、現像スリーブ３１ａ表面にトナー層を形成する。一例としてＡ４横相当で５０枚現像したら、ドクタローラ３１ｃ表面の別の当接面とするように、ドクタローラ３１ｃを回転させる。回転角は上記例に沿って、９０分割するので、４°とする。３６０°回転したら、もちろん同じ位置で現像スリーブ３１ａと接触する。ドクタローラ３１ｃの分割ごとの位置を、ｎ１、ｎ２、・・・ｎ９０とし、それぞれの位置の使用枚数を記憶手段に記憶する。記憶手段は現像ユニットの設置しても良いし、本体の制御部に内蔵しても、どちらでも良い。したがって、本例では、各位置について５０枚ずつ、カウントアップしていく。ここでは、ｎ１、ｎ２、・・・ｎ９０、（ｎ１に戻る）と、順番で使用していき、それぞれが２０００カウントしたら、合計１８万枚印刷した事になる。現像ユニット３１の仕様はそれよりも少ない枚数、例えば１５万枚寿命（ドクタローラ３１ｃ各位置で、だいたい１７００カウント）とすれば、ドクタローラ３１ｃはまだ十分使用できる状態を保っているので、スジムラなどの問題を起こさず、安定した画質を維持できる。この状態では、現像ユニット３１は少なくとも、３万枚の余裕があるので、強制交換とはせずに継続使用した方が、枚数あたりの経費が低減でき、ユーザーのメリットが出てくるので、このようなメッセージのみ定期的に知らせる方法を取る。このようにする事で、ドクタローラ３１ｃの表面が一様な磨耗をさせることができるため、どの位置に変えても画質が変わる事が無い。
今までの位置が特定できない使用方法では、ある場所のみ磨耗していって、またその位置でドクタの回転が止まり、さらのその位置の磨耗を促進していくと言う事が起きていた。そのような状況では、ドクタローラ３１ｃ表面の数箇所の磨耗が特に進んで、その位置に来たときにはスジムラが発生しやすく、また別の場所でもトナー層の状態（帯電量、帯電分布）が使用するドクタローラ３１ｃの表面状態が場所によって変わってしまうので、画質の変化が生じていた。
【００４２】
つづいて、交換可能なトナーカートリッジ３２を装着した場合を説明する。
トナーカートリッジ３２には必要量のトナーを充填し、そのトナーの残量が少なくなったら、新しいトナーカートリッジ３２に交換する。一例として、充填量 ５００ｇで、狙いの使用するトナー量を４５０ｇとし、（トナーカートリッジ３２に５０ｇ残し）、Ａ４ ５％画像で、平均０．０１８ｇ消費するとすると、このトナーカートリッジ３２では２５０００枚（５％画像）印刷する事ができる。課題の項で述べたが、トナーカートリッジ３２のトナーを使用し消費していくにしたがって、トナーカートリッジ３２内のトナーおよび現像ユニット３１内のトナーは、トナー表面の添加剤が減少、トナー凝集性が上がってくる、トナー粒子の粒径が大きいものの比率が増えてくる、トナーの帯電能力が低下してくる、のように特性が変化してくる。それに応じて、ドクタローラ３１ｃの表面の磨耗スピードが上昇してくる。
図１０は、トナーカートリッジのトナー使用量に対するトナー表面の外添剤量、大粒径トナーの比率、ドクターローラ表面の摩耗量を示すグラフである。図１０−１が、トナーカートリッジ３２のトナー使用量に対して、現像ユニット３１のトナー（ここでは、ドクタローラ３１ｃに近いところのトナー）表面の外添剤量（シリカや、チタンなど）の減少の様子を示している。大半の範囲では勾配の緩やかな直線状に減少が見られるが、これはトナーカートリッジ３２から劣化の少ないトナーが供給され、供給されたトナーから現像ユニット３１のトナーへ添加剤の移行が起きているためと、トナーカートリッジ３２と現像ユニット３１の間でトナーの循環があり、現像ユニット３１の劣化したトナーをトナーカートリッジ３２に戻してトナーカートリッジ３２内豊富にあるフレッシュトナーによって添加剤を供給するためである。この範囲では、添加剤がまだ表面に十分存在するので、トナーの凝集度がさほど上昇していない。
【００４３】
次に、図１０−２に現像ユニット３１内のトナーについて、大粒径トナーの割合の変化を示す。
粉体トナーを用いる現像方式では、トナーにもともとの粒径のばらつき（粒径分布）を持っているので、そのなかで比較的小さいものが先に消費されていく傾向がある。（完全な選択性と言う程ではないが、そのような傾向があるため、小粒径トナーの減少が早く、大粒径の減少が遅くなっている。）この粒径選択性で使用するにしたがって、平均粒径は大きくなっていき、大粒径のトナーの比率が多くなってくる。トナーカートリッジ３２のトナーの消費に応じて現像ユニット３１のトナー量が減少し始めると、大粒径のトナーの割合は（分母が小さくなるために）最後の方で上昇の傾きが上がり、それだけドクタローラ３１ｃと現像スリーブ３１ａにそのような大粒径トナーが入り込む確率が上がる。このようなトナーは、ドクタニップを通過しずらく、またニップ部から現像ユニット３１に戻りにくいので、ニップ部に滞留しやすくそこでドクタローラ３１ｃを磨耗させやすくなる。
このようにトナーの凝集性の上昇と、大粒径トナーの比率の上昇がトナーカートリッジ３２のトナーの使用量に対して使用上限量に近づいたところで相乗的に作用して、ドクタローラ３１ｃの磨耗スピードは、図１０−３のようにカートリッジトナーの使用量に対して、使用上限量付近で急激に増大する。
そこで、ドクタローラ３１ｃの磨耗を全周の各位置で均一にするために、トナーカートリッジ３２の使用枚数を記憶し、その使用枚数が規定値以上になったときに、ドクタローラ３１ｃの位置を動かす動作を、所定の枚数（今までの説明では５０枚ごとに移動を行ってきた）より少ない枚数、例えば２０枚ごと変える、磨耗量のカーブが最後の方で急上昇するのでさらに二段階で変更して１０枚ごとで行わせるというようにする。
ただし、トナーの劣化度合いはトナーカートリッジ３２の使用量により正確に対応するものなので、定型文書など出力画像の大半が、ある一定範囲の画像面積率である場合は、使用枚数で上記制御を切り替えることで良い。
ただし、出力する画像面積率が平均的なものから大きくずれている場合には、トナーの使用量と使用枚数で食い違いが生じてくるので、それに対応する必要がある。
現在、装置内に設置した状態でトナーカートリッジ３２に残っているトナーの量をモニタする事は実際には困難で、そのような実現例は無い。ここでは、上記使用枚数と出力した画像の画像面積率（画素カウントで代用可）を記憶手段で記憶して、それらからトナーカートリッジ３２のトナー使用量を計算し、それらの数値から、上記ドクタの移動を行わせるタイミングを調整することで、あらゆる面積率の画像でも対応可能となる。
【００４４】
ドクタローラ３１ｃの磨耗の説明で、ドクタニップ部にトナーが滞留する事を述べた。磨耗の速度を緩和するためには、ドクタニップ部のトナーをなるべく現像ユニット３１側に移動して、滞留を防ぐ事が有効である。その場合は、ドクタローラ３１ｃの接触位置を変える際に、通常より回転角を大きくして、上記滞留トナーをドクタローラ３１ｃに載せて搬送し、ドクタローラ３１ｃに接触しているスクレーパで掻き落とす。いままで説明してきた一連の例では、ステップ角４°としているが、トナーカートリッジ３２の使用枚数が規定値以上になったときに、ステップ角をその整数倍、例えば２４°動かし、まずドクタローラ３１ｃのニップ部から磨耗を助長する劣化トナーをニップに再び噛み込まれる事が無いように遠ざけ、少ない移動回数で、スクレーパ部まで運ぶようにする。ドクタローラ３１ｃの表面の各位置での使用枚数はそれぞれ記憶手段に記憶してあるので、それに応じて枚数の多い位置が次の当接位置に選択されないように調整しながら、次の当接位置を決めるように回転角移動量を設定する。
【００４５】
続いて、画像面積率についての動作例を説明する。
低画像面積がとり続けられたら、トナーの劣化が進み、上で説明した磨耗曲線の最後の上昇がより加速される。したがって、ドクタローラ３１ｃの移動を行わせる印刷枚数（サイクル）をより短くする必要がある。また、トナーカートリッジ３２の使用枚数についても、より早期に磨耗量が増加し始めるので、同様により少ないトナーカートリッジ３２の使用枚数の時点で、上記動作サイクルを短くし始める事が必要となる。低画像面積率とトナーの劣化度は、使われる方式、システムにもよるが、トナーの粒径、添加剤量、帯電性を測定して、画像面積率が１０％以上ならばさほど変わらず、それ以下の画像面積率で面積率の低下とともに劣化度が増してくる。通常幅広いユーザで平均的な使用の場合、画像面積率が４〜５％程度である。それより平均の画像面積が少なく例えば、１％画像で使用している場合には、かなりトナーカートリッジ３２の最終段階での劣化度が増してくる。このような使用条件では通常の使用に較べて実質的な現像ユニット３１の実働が、４〜５倍になる事も原因の一つである。
【００４６】
トナーカートリッジ３２の消費寿命に対して現像ユニット３１の実働時間があまりにも延びてしまうのは、そのために問題が発生してくるので、極度な低画像の使用のときは、トナーの劣化、現像ユニット３１の実働時間を延ばし過ぎないように、ある程度トナーを消費して、問題の発生を防ぐ。例えば、画像面積３％を一つの基準として、３％以下の画像の印刷時は、それに満たない分現像動作時以外でトナーを消費する。３％以上の条件では、そのような消費を行わず、画像面積どおりのトナー消費率とする。
しかし、この場合でも、上記で述べたように、３％から１０％の間で、トナーの劣化度合いの違いが生じてきて、それにより磨耗カーブも若干変わってくる。
そこで、３％から１０％の間で１％刻みにトナー劣化と磨耗状態を調べ、磨耗量が調整できるように、ドクタローラ３１ｃの移動サイクルを制御する事で、画像面積によるドクタローラ３１ｃ磨耗のバラツキを補正する事ができる。
さらに、使用形態が、１枚ごと出力や、２枚ごとの出力のように間欠的に行う場合と、コピーでのリピート複写や、プリンタでの連続印刷のように、連続的に使用される場合とでは、同じ枚数の使用であってもドクタローラ３１ｃ表面の磨耗量に差が出る。
すなわち、連続印刷されたときに、現像スリーブ３１ａなど回転部材が摩擦熱の発生により、表面温度が上昇し、それに応じてドクタローラ３１ｃの接触位置も摺擦と熱伝導で温度が上昇し、磨耗が進行するようになる。
したがって、連続での使用のときは、磨耗量を同じレベルにするために、ドクタローラ３１ｃの移動動作を通常よりも少ない枚数で行う必要がある。
【００４７】
ここでは、例として、平均Ｐ／Ｊ（プリント パー ジョブ）が、５以下ならば所定の枚数 ５０枚ごとに移動の動作を実行する。
平均１０Ｐ／Ｊ以下ならば、４０枚を超えたところで移動動作を実行し、平均１５Ｐ／Ｊ以下ならば、３０枚を超えたところで移動動作を実行する。こうすることによって、一箇所での磨耗の促進を抑える事ができる。
ただし、５０Ｐ／Ｊ以上の連続使用や、１０Ｐ／Ｊを３回繰り返した後に３０枚連続使用された場合など、どうしても移動サイクルの所定枚数を超える場合が想定される。ドクタローラ３１ｃの移動に必要な時間はそれほど掛からないので、現像動作に割り込みを掛ける事も可能である。現像駆動を停止した後の立下り時間中に、ドクタローラ３１ｃを移動させ、その後、現像駆動を開始して、実際に立ち上がるまでの立ち上がり時間中に、多くて２〜３秒程度で、現像スリーブ３１ａのトナー層を安定化させることが可能である。
しかし、印刷ジョブを停止する事に抵抗を感じる場合もあり、そのときは止む終えずドクタローラ３１ｃの同位置での使用を継続するが、その位置の磨耗量に対して他の位置より若干進む事になるので、その使用枚数や、連続使用条件、トナーカートリッジ３２の使用枚数、平均画像面積率などの情報から、次の使用タイミングをスキップするなど、磨耗量の調整を行う。
【００４８】
また、磨耗に関しては、連続印刷時で温度上昇を取り上げたが、同様に周囲の環境にも影響を受けることとなる。
周囲温度が高い場合は、ドクタローラ３１ｃの磨耗が促進される温度に短時間で到達するし、逆に低い場合は放熱して、上記温度への到達に時間が掛かる事になる。したがって、５Ｐ／Ｊ程度でも短いサイクルでドクタローラ３１ｃの接触位置を変える必要が出てくる場合も発生する。同様に、湿度の影響としては、トナーの凝集度が高湿度環境では上がってきて、それによってドクタローラ３１ｃの磨耗が促進されるケースがある。すなわち、周囲温度、湿度をモニタし、それによってドクタローラ３１ｃの接触位置を変える動作の枚数を調整する事が必要となってくる。具体的な例として、周囲の温度が３０℃を超えたとき、また周囲の湿度が７０％を超えたとき、通常のドクタローラ３１ｃ移動が５０枚ごとに行うのに対して、４０枚ごとに行うように設定を変える。さらに、連続使用条件、トナーカートリッジ３２の使用枚数、平均画像面積率などの情報から、磨耗量増加が予測さえる場合には、ドクタローラ３１ｃの接触位置をかえる動作サイクルの設定枚数を低減して、ドクタローラ３１ｃが全周で同じように磨耗していくよう制御する事で、不均一な磨耗や、局所的な磨耗の進行が起きないようする事ができる。
【００４９】
ドクタローラ３１ｃの具体的な構成は従来では金属ローラ（ＳＵＳなど）の例もあったが、現像スリーブ３１ａとの軸方向で接触圧力を均一化するために、ドクタローラ３１ｃがその表面である程度変形してニップを形成する方が望ましく、ここでは芯金にゴム層（ウレタンゴム、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、シリコンゴムなど）を形成したものさらにトナーへの帯電付与をし易い樹脂材料を表面にコーティングしたもの（ナイロン系、ウレタン樹脂、）、また、さらに、ドクタローラ３１ｃ表面へのトナー固着の防止のために、フッ素ゴムで形成したもの、コーティング材料として、フッ素樹脂（ＥＴＦＥ、ルミフロン：旭硝子）を使用したものが実施例として挙げられる。表面材料として、硬度の硬いものは磨耗には優れるが、一般的にトナー固着の問題がおきやすい。一方低表面エネルギで固着しにくいフッ素樹脂ならびに、ゴム材料は逆に磨耗がしやすい面があるが、それでも固着し易い系では、使用条件によってはきわめて短時間で固着してしまい、短寿命である。ある程度の磨耗を考慮に入れて、（磨耗しながら使用していくと、さらに固着しずらくなる）使用していく形態が、寿命を延ばす方法の一つである。したがって、固着に対して有利なドクタローラ３１ｃを本発明の使用方法で使用する形態が最も、寿命を延ばし、画質の低下の少ない方法と言える。
【００５０】
さらに、上記接触圧を均一化して、軸方向での磨耗ムラを防止するのが望ましく、そのためにドクタローラ３１ｃの軸線方向の形状を純粋な円筒ではなく中央部がやや太くなるような樽型、さらにその曲線が２次曲線もしくは４次曲線となっているのが好ましい。これは、ドクタローラ３１ｃを所定の圧力で現像スリーブ３１ａに当接する際、ドクタローラ３１ｃが軸線方向でたわみを生じるが、それによる接触圧を調整可能とするものである。このような形状のドクタローラ３１ｃを本発明の使用方法で使用する形態、長寿命および画質低下を起こさないためにも望ましい組み合わせである。
また、供給ローラ３１ｂは金属の芯金の上に発泡ウレタンなどの層を形成して構成するが、現像スリーブ３１ａとの接触位置において、現像スリーブ３１ａの移動方向と逆方向に移動するように回転させる方法と、現像スリーブ３１ａとの接触位置において、現像スリーブ３１ａの移動方向と同方向に移動するように回転させる方法の２通りが選択できる。前者では、現像スリーブ３１ａから余剰なトナーをはぎ落として、供給したトナーでトナー層を形成するので（リフレッシュする作用がある）、残像の防止や帯電の安定性が良好であるが、現像スリーブ３１ａ、供給ローラ３１ｂの寿命および、回転を支持する回転軸受け部の寿命が短くなり、ユニット全体では寿命を延ばすことが難しい。後者では、ユニットの構成部品の寿命が確保でき、上記リフレッシュ作用が無いので、同じトナーが現像スリーブ３１ａ上に残りそこで、ストレスを受ける場合があるが、本発明の組み合わせで、ドクタローラ３１ｃのニップ部から現像ユニット３１への戻し作用を利用すれば、全体的にみてより寿命を延ばす構成とすることができる。
【００５１】
また、上記現像装置３０は、ドラム状の感光体１１と共に一体に支持され、画像形成装置１本体に対し着脱自在に形成されるプロセスカートリッジとすることができる。このプロセスカートリッジは、この他に帯電手段、クリーニング手段を含んで構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係る一成分現像装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の一成分現像装置における現像ユニットに配置される制御弁の構造を示す概略図である。
【図３】トナーカートリッジ側から現像ユニットにトナーが供給される状態を模式的に説明するための図である。
【図４】現像ユニット側からトナーカートリッジにトナーが戻される状態を模式的に説明するための図である。
【図５−１】現像ユニットとトナーカートリッジとの間におけるトナーの移動について模式的に示した図である。
【図５−２】現像ユニットとトナーカートリッジとの間におけるトナーの移動について模式的に示した図である。
【図５−３】現像ユニットとトナーカートリッジとの間におけるトナーの移動について模式的に示した図である。
【図６】本発明に係る一成分現像装置に用いる第１搬送パドルを示す図である
【図７】現像ユニットに設けられた連通口部分を示す正面図である。
【図８】本発明の画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図９】本発明の一成分現像装置における連通口の構成を示した概略図である。
【図１０】トナーカートリッジのトナー使用量に対するトナー表面の外添剤量、大粒径トナーの比率、ドクターローラ表面の摩耗量を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５３】
１ 画像形成装置
１０ 感光体ユニット
１１ 感光体ベルト
１２ 感光体クリーニング装置
１３ 帯電ローラ
１４ 駆動ローラ（感光体）
１５、１６ 従動ローラ（感光体）
２０ 書き込み光学ユニット
２１ 半導体レーザ
２２ ポリゴンミラー
２３ 反射ミラー
２５ 給紙ローラ
２６ 接離機構
３０ 現像装置
３１ 現像ユニット
３１ａ 現像スリーブ
３１ｂ 供給ローラ
３１ｃ ドクタローラ
３１ｄ 第１搬送パドル
３１ｅ スライドシャッター
３１ｆ 弾性部材
３１ｇ 窓部
３２ トナーカートリッジ
３２１ 第１収納室
３２２ 第２収納室
３２ａ 第２搬送パドル
３２ｂ 第３搬送パドル
３２ｃ スライドシャッター
３２ｄ 弾性部材
３２ｅ 固定シール
３３ 連通口
３４ 制御弁
３４ａ 支持部
３４ｂ フィルム
３４ｃ 幅広のフィルム（幅広の制御弁）
３４ｄ 連通口に対応しないフィルム（連通口に対応しない制御弁）
３５ リブ
４０ 中間転写ユニット
４１ 中間転写ベルト
４２ ベルトクリーニング装置
４３ マークセンサ
４４ 駆動ローラ（中間転写ベルト）
４５ １次転写ローラ
４６、４７、４８ 従動ローラ
４９ 廃トナータンク
５０ 二次転写ユニット
５１ 二次転写ローラ
６０ 定着ユニット
６１ 定着ベルト
６２ 加圧ローラ
６５ 両面切替爪
７０ 両面印刷用紙反転ユニット
７１ 反転切替爪
７２ 反転ローラ
８０ 給紙装置
８１ 給紙ローラ
８２ レジストローラ
８３ 手差しトレイ
８４ 排紙トレイ
９０ 転写材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成された像担持体に一成分トナーを付着させて、前記静電潜像を可視化させるためのトナー担持体と、
該トナー担持体に接触して回転し、トナーを該トナー担持体に供給するトナー供給回転体と、
該トナー供給回転体にトナーを送り込むトナー搬送手段と、
前記トナー供給回転体から前記トナー担持体に与えられたトナーの付着量を規制すべく該トナー担持体に接触する円筒形状付着量規制部材と を備える一成分現像装置において、
前記一成分現像装置は、
前記付着量規制部材の位置を検出する手段とその検出した接触位置での使用枚数を記憶する手段とを有し、
その検出した接触位置での使用枚数が所定枚数を使用したときに、前記付着量規制部材の接触位置を変化させる
ことを特徴とする一成分現像装置。
【請求項２】
前記一成分現像装置は、着脱可能な補給トナーを収容するトナーカートリッジを有し、装着しているトナーカートリッジ使用後に、新しトナーカートリッジに交換が可能であって、
そのカートリッジの使用枚数を記憶する手段を有し、トナーカートリッジの使用枚数が予め定めた値以上になったときに、該所定枚数より少ない使用枚数で接触位置を変化させる動作を行う
ことを特徴とする請求項1に記載の一成分現像装置。
【請求項３】
前記一成分現像装置は、そのカートリッジの使用枚数を記憶する手段を有し、トナーカートリッジの使用枚数が予め定めた値以上になったときに、接触位置を変化させるための動作距離を長くする
ことを特徴とする請求項1又は２に記載の一成分現像装置。
【請求項４】
前記一成分現像装置は、出力する画像の画像面積率を検出・記憶する手段を有し、
その画像面積率が予め定めた値以下のときに、該所定枚数より少ない使用枚数で接触位置を変化させる動作を行う
ことを特徴とする請求項1ないし３のいずれかに記載の一成分現像装置。
【請求項５】
前記一成分現像装置は、連続印刷動作する場合に、その連続枚数を検出・記憶する手段を有し、
その連続枚数が予め定めた値以上のときに、該所定枚数より少ない使用枚数で接触位置を変化させる動作を行う
ことを特徴とする請求項1ないし４のいずれかに記載の一成分現像装置。
【請求項６】
前記一成分現像装置は、周囲の温度を検出・記憶する手段を有し、
その検出温度が予め定めた値以上のときに、該所定枚数より少ない使用枚数で接触位置を変化させる動作を行う
ことを特徴とする請求項1ないし５のいずれかに記載の一成分現像装置。
【請求項７】
前記一成分現像装置は、周囲の温度・湿度を検出・記憶する手段を有し、
その検出湿度が予め定めた値以上のときに、該所定枚数より少ない使用枚数で接触位置を変化させる動作を行う
ことを特徴とする請求項1ないし６のいずれかに記載の一成分現像装置。
【請求項８】
前記付着量規制部材を、芯金にゴム層、または、ゴム層とその上に樹脂コート層を被覆した
ことを特徴とする請求項1ないし７のいずれかに記載の一成分現像装置。
【請求項９】
前記付着量規制部材の最外層が、フッ素ゴム又はフッ素樹脂を含む
ことを特徴とする請求項第８に記載の一成分現像装置。
【請求項１０】
前記付着量規制部材の形状が、軸線に対して２次曲線、又は、４次曲線である
ことを特徴とする請求項第８および９の一成分現像装置。
【請求項１１】
前記トナー供給回転体は、前記トナー担持体との接触位置で、トナー供給回転体の回転方向がトナー担持体の回転方向と同じである
ことを特徴とする請求項第1ないし１０のいずれかに記載の一成分現像装置。
【請求項１２】
少なくとも、像担持体と現像装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジにおいて、
前記プロセスカートリッジは、請求項１ないし１１のいずれかに記載の一成分現像装置を用いる
ことを特徴とするプロセスカ−トリッジ。
【請求項１３】
潜像を担持する像担持体と、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電装置と、帯電した像担持体の表面に静電潜像を書き込む露光装置と、像担持体表面に形成された静電潜像を可視像化する現像装置と、像担持体表面の可視像を直接又は中間転写体を介して記録部材に転写する転写装置と、像担持体上のトナ−をクリ−ニングするクリ−ニング装置と、記録部材上の可視像を熱及び又は圧力で定着させる定着装置とを備える画像形成装置において、
前記画像形成装置は、現像装置が請求項１ないし１１のいずれかに記載の一成分現像装置を用いる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
静電潜像が形成された像担持体に一成分トナーを付着させて、前記静電潜像を可視化させるためのトナー担持体と、
該トナー担持体に接触して回転し、トナーを該トナー担持体に供給するトナー供給回転体と、
該トナー供給回転体にトナーを送り込むトナー搬送手段と、
前記トナー供給回転体から前記トナー担持体に与えられたトナーの付着量を規制すべく該トナー担持体に接触する円筒形状付着量規制部材と を備える一成分現像装置において、
前記一成分現像装置は、
前記付着量規制部材の位置を検出する手段とその検出した接触位置での使用枚数を記憶する手段とを有し、
その検出した接触位置での使用枚数が所定枚数を使用したときに、前記付着量規制部材の接触位置を変化させる
ことを特徴とする一成分現像装置。
【請求項２】
前記一成分現像装置は、着脱可能な補給トナーを収容するトナーカートリッジを有し、装着しているトナーカートリッジ使用後に、新しトナーカートリッジに交換が可能であって、
そのカートリッジの使用枚数を記憶する手段を有し、トナーカートリッジの使用枚数が予め定めた値以上になったときに、該所定枚数より少ない使用枚数で接触位置を変化させる動作を行う
ことを特徴とする請求項1に記載の一成分現像装置。
【請求項３】
前記一成分現像装置は、そのカートリッジの使用枚数を記憶する手段を有し、トナーカートリッジの使用枚数が予め定めた値以上になったときに、接触位置を変化させるための動作距離を長くする
ことを特徴とする請求項1又は２に記載の一成分現像装置。
【請求項４】
前記一成分現像装置は、出力する画像の画像面積率を検出・記憶する手段を有し、
その画像面積率が予め定めた値以下のときに、該所定枚数より少ない使用枚数で接触位置を変化させる動作を行う
ことを特徴とする請求項1ないし３のいずれかに記載の一成分現像装置。
【請求項５】
前記一成分現像装置は、連続印刷動作する場合に、その連続枚数を検出・記憶する手段を有し、
その連続枚数が予め定めた値以上のときに、該所定枚数より少ない使用枚数で接触位置を変化させる動作を行う
ことを特徴とする請求項1ないし４のいずれかに記載の一成分現像装置。
【請求項６】
前記一成分現像装置は、周囲の温度を検出・記憶する手段を有し、
その検出温度が予め定めた値以上のときに、該所定枚数より少ない使用枚数で接触位置を変化させる動作を行う
ことを特徴とする請求項1ないし５のいずれかに記載の一成分現像装置。
【請求項７】
前記一成分現像装置は、周囲の温度・湿度を検出・記憶する手段を有し、
その検出湿度が予め定めた値以上のときに、該所定枚数より少ない使用枚数で接触位置を変化させる動作を行う
ことを特徴とする請求項1ないし６のいずれかに記載の一成分現像装置。
【請求項８】
前記付着量規制部材を、芯金にゴム層、または、ゴム層とその上に樹脂コート層を被覆した
ことを特徴とする請求項1ないし７のいずれかに記載の一成分現像装置。
【請求項９】
前記付着量規制部材の最外層が、フッ素ゴム又はフッ素樹脂を含む
ことを特徴とする請求項第８に記載の一成分現像装置。
【請求項１０】
前記付着量規制部材の形状が、軸線に対して２次曲線、又は、４次曲線である
ことを特徴とする請求項第８および９の一成分現像装置。
【請求項１１】
前記トナー供給回転体は、前記トナー担持体との接触位置で、トナー供給回転体の回転方向がトナー担持体の回転方向と同じである
ことを特徴とする請求項第1ないし１０のいずれかに記載の一成分現像装置。
【請求項１２】
少なくとも、像担持体と現像装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジにおいて、
前記プロセスカートリッジは、請求項１ないし１１のいずれかに記載の一成分現像装置を用いる
ことを特徴とするプロセスカ−トリッジ。
【請求項１３】
潜像を担持する像担持体と、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電装置と、帯電した像担持体の表面に静電潜像を書き込む露光装置と、像担持体表面に形成された静電潜像を可視像化する現像装置と、像担持体表面の可視像を直接又は中間転写体を介して記録部材に転写する転写装置と、像担持体上のトナ−をクリ−ニングするクリ−ニング装置と、記録部材上の可視像を熱及び又は圧力で定着させる定着装置とを備える画像形成装置において、
前記画像形成装置は、現像装置が請求項１ないし１１のいずれかに記載の一成分現像装置を用いる
ことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５−１】
【図５−２】
【図５−３】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５−１】
【図５−２】
【図５−３】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−１０７４２７（Ｐ２００８−１０７４２７Ａ）
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８８２３４（Ｐ２００６−２８８２３４）
【出願日】平成１８年１０月２４日（２００６．１０．２４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月２４日（２００６．１０．２４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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