画像形成装置
【課題】現像後の現像剤に適切な量の補給用トナーを補給し、現像ローラに供給する現像剤のトナー濃度を安定に保つことが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナー濃度センサーを、回収搬送路７及び撹拌搬送路１０の現像剤搬送方向下流部とに設ける。これにより、現像により消費したトナー量を正確に把握できるため、現像後の現像剤に適切な量のトナー補給を行なえる。さらに、補給されたトナーが十分に撹拌された後の現像剤のトナー濃度を検知できるため、トナー濃度が目標とするトナー濃度範囲にあるかを把握することができる。
【解決手段】トナー濃度センサーを、回収搬送路７及び撹拌搬送路１０の現像剤搬送方向下流部とに設ける。これにより、現像により消費したトナー量を正確に把握できるため、現像後の現像剤に適切な量のトナー補給を行なえる。さらに、補給されたトナーが十分に撹拌された後の現像剤のトナー濃度を検知できるため、トナー濃度が目標とするトナー濃度範囲にあるかを把握することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に係り、詳しくは、トナーと磁性キャリアからなる２成分現象剤を用いる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を用いる現像装置として特許文献１に記載の現像装置がある。特許文献１に記載の現像装置には、現像ローラと、現像ローラに現像剤を供給しながら搬送する供給オーガと、供給オーガに並列配置され供給オーガと同方向に現像剤を搬送する搬送オーガとを備えている。なお、現像に用いられなかった現像剤は、余剰現像剤として供給オーガと搬送オーガとの最下流部まで搬送される。
また、搬送オーガの上方には供給オーガと現像ローラとの対向部よりも上方で現像剤から回収された回収現像剤を供給オーガ及び搬送オーガと同方向に搬送する回収搬送オーガを備えている。
さらに、余剰現像剤と、回収搬送オーガの最下流部まで搬送された回収現像剤とを撹拌しながら供給オーガ及び搬送オーガとは逆方向に搬送する撹拌搬送オーガを備えている。
供給オーガと搬送オーガとは撹拌搬送オーガの略水平方向に配置されおり、供給オーガ及び搬送オーガを備える供給搬送路と撹拌搬送オーガを備える撹拌搬送路とは仕切り部材である第１隔壁で仕切られている。また、２つの搬送路は第１隔壁の軸方向両端部の開口部で連通しており、現像に用いられず供給搬送路の下流端まで搬送された余剰現像剤は、供給搬送路の下流端の開口部で水平方向に移送され、撹拌搬送路に供給される。また、回収搬送オーガを備える回収搬送路は供給搬送路の上方に設けており、回収搬送路と供給搬送路とは、仕切り部材である第２隔壁で仕切られている。そして、回収搬送オーガの下流端側の第２隔壁は開口部となっており、回収搬送路の搬送方向下流部は供給搬送路の下流端部を介して、撹拌搬送路と連通している。回収搬送路の下流端まで搬送された回収現像剤は開口部から、供給搬送路に落下して、余剰現像剤と共に撹拌搬送路に供給される。
撹拌搬送路に供給された余剰現像剤と回収現像剤とは撹拌搬送オーガによって撹拌、搬送され、撹拌搬送路の下流端の開口部で水平方向に移送され、供給搬送路の上流に供給される。
また、供給搬送路の現像剤搬送方向下流側の底部には、トナー濃度センサーが設けられており、搬送される現像剤のトナー濃度を検知している。そして、トナー濃度検知信号により、補給制御手段によって、トナー補給手段を駆動させ補給用トナーを撹拌搬送路の現像剤搬送方向上流側付近に設けられたトナー補給用開口部に補給する。
【０００３】
【特許文献１】特開平２００２−７２６４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の現像装置では、現像済みの現像剤の回収を回収搬送路内で行ない、供給搬送路では現像済みの現像剤を回収しないため、供給搬送路に現像済みの現像剤が混入してしまうのを抑制することができる。よって、現像ローラに供給される現像剤のトナー濃度の変化を小さくすることができる。
一方、トナー濃度センサーを供給搬送路の現像剤搬送方向下流側の底部に設け、その検知結果により撹拌搬送路の現像剤搬送方向上流側付近に設けられたトナー補給用開口部から補給用トナーの補給を行なっている。しかしながら、このような構成では、現像後の現像剤へ補給するトナーの補給量を、現像でトナーを消費した現像剤だけのトナー濃度を検知することによって求めるのではなく、現像でトナーを消費した現像剤と余剰現像剤とが混合した現像剤のトナー濃度を検知することによって求めることになる。だが、現像済みの現像剤と余剰現像剤とが混合しているので、現像済みの現像剤のトナー濃度を正確に検知することができない。そのため、現像剤に適切な量の補給用トナーを補給することができないため、現像剤のトナー濃度にムラが生じてしまう。したがって、トナー濃度にムラのある現像剤が現像ローラに供給されるため、画像ムラが生じるといった問題が生じる。
【０００５】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像後の現像剤に適切な量の補給用トナーを補給し、現像ローラに供給する現像剤のトナー濃度を安定に保つことが可能な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】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、磁性キャリアとトナーとからなる現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で該潜像潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給し現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体の軸線方向に沿って該現像剤を搬送し、該現像剤担持体に該現像剤を供給する第１のスクリュー部材を有する第１の搬送路と、該潜像担持体と対向する箇所を通過した後の該現像剤担持体上から回収した回収現像剤を、該現像剤担持体の軸線方向に沿って搬送する第２のスクリュー部材を有する第２の搬送路と、現像に用いられずに該第１の搬送路の現像剤搬送方向下流側まで搬送された余剰現像剤と、該現像担持体から回収され該第２の搬送路の現像剤搬送方向下流側まで搬送された該回収現像剤との供給を受け、該現像剤担持体の軸線方向に沿って該余剰現像剤と該回収現像剤とを撹拌しながら搬送する第３のスクリュー部材を有し、該余剰現像剤と該回収現像剤とを撹拌した後の撹拌現像剤を該第１の搬送路に供給する第３の搬送路と、補給用トナーを収容するトナー収容器と、該補給用トナーをトナ−補給口から補給するトナー補給手段と、該現像剤のトナー濃度を検知する手段と、該トナー濃度検知手段の検知結果に応じて、該トナー補給手段の補給動作を制御する補給動作制御手段とを有する現像手段を備えた画像形成装置において、該トナー濃度検知手段として第１のトナー濃度検知部材と第２のトナー濃度検知部材とを有し、該第２の搬送路の現像剤搬送方向下流側に第１のトナー濃度検知部材を、及び、該第３の搬送路の現像剤搬送方向下流側に第２のトナー濃度検知部材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記補給動作制御手段は、上記第１のトナー濃度検知部材と上記２のトナー濃度検知部材とによるトナー濃度検知結果を比較して得られた、該第２の搬送路の現像剤搬送方向下流部と該第３の搬送路の現像剤搬送方向下流部とのトナー濃度差に応じて、上記トナー補給手段を制御するものであることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、上記補給動作制御手段は、所定のトナー濃度と上記第２のトナー濃度検知部材のトナー濃度検知結果とを比較して得られた該所定のトナー濃度と該第３の搬送路の現像剤搬送方向下流部とのトナー濃度差に応じて、トナー補給手段を制御するものであることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２、３または４の画像形成装置において、上記第２の搬送路及び上記第３の搬送路は現像剤搬送方向下流側に現像剤を他の搬送路に移送する移送部を有し、上記第１のトナー濃度検知部材は、該第２の搬送路の移送部より現像剤搬送方向上流側にある該第２の搬送路側面の、上記第２のスクリュー部材の回転軸を通る仮想水平面よりも下方で、かつ、該第２のスクリュー部材の回転軸の回転の中心から下ろした垂線と該第２の搬送路底面との交点から該第２の搬送路側面に向かって仰角３０°以上の位置に設けており、また、上記第２のトナー濃度検知部材は、該第３の搬送路の移送部より現像剤搬送方向上流側にある該第３の搬送路側面の、上記第３のスクリュー部材の回転軸を通る仮想水平面よりも下方で、かつ、該第３のスクリュー部材の回転軸の回転の中心から下ろした垂線と該第３の搬送路底面との交点から該第３の搬送路側面に向かって仰角３０°以上の位置に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３または４の画像形成装置において、該第２のスクリュー部材及び該第３のスクリュー部材の軸方向中央部から該軸の現像剤搬送方向下流端までのスクリュウピッチは、現像剤搬送方向上流端から軸方向中央部までのスクリューピッチよりも短いことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４または５の画像形成装置において、上記トナー補給手段は、上記第２の搬送路の現像剤搬送方向下流端近傍へトナー補給をするものであることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５または６の画像形成装置において、上記第１の搬送路、上記第２の搬送路及び上記第３の搬送路は、上記現像剤担持体上の画像領域における該現像剤担持体の軸に対して直交する方向の外方領域と重複するように配置されており、かつ、それぞれの搬送路のスクリュー部材軸方向長さが、該現像剤担持体上の画像領域の現像剤担持体軸方向の長さよりも長く、該第１の搬送路と該第２の搬送路とは、現像剤搬送方向が同じであり、また、該第３の搬送路は、該第１の搬送路と該第２の搬送路とは現像剤搬送方向が反対であり、該第１の搬送路の現像剤搬送方向下流側と該第３の搬送路の現像剤搬送方向上流側とは第１の開口部を介して連通しており、また、該第１の搬送路の現像剤搬送方向上流側と該第３の搬送路の現像剤搬送方向下流側とは第２の開口部を介して連通しており、また、該第２の搬送路の現像剤搬送方向下流側と該第１の搬送路の現像剤搬送方向下流側とが第３の開口部を介して連通しており、該第１の開口部、該第２の開口部及び該第３の開口部は、上記現像剤担持体上の画像領域の端部より該画像領域の該現像剤担持体軸方向中心に向かって１０［ｍｍ］の位置に相当する該第１の搬送路、該第２の搬送路及び該第３の搬送路の位置から軸方向外側で開口するように設けられていることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１、２、３、４、５、６または７の画像形成装置において、上記磁性キャリアとして、該磁性キャリアの体積平均粒径が２０［μｍ］以上６０［μｍ］以下の範囲内であるものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７または８の画像形成装置において、上記トナーとして、該トナーの体積平均粒径が３［μｍ］以上８［μｍ］以下の範囲内であり、かつ、個数平均粒径に対する体積平均粒径の比率が１．００以上１．４０以下の範囲であるものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の画像形成装置において、上記トナーとして、形状係数ＳＦ−１が１００以上１８０以下の範囲内であり、かつ、形状係数ＳＦ−２が１００以上１８０以下の範囲内であるものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の画像形成装置において、上記トナーとして、平均１次粒径が５０［ｎｍ］以上５００［ｎｍ］以下の範囲内であり、かつ、嵩密度が０．３［ｇ／ｃｍ３］以上である外部添加剤がトナー母体粒子表面に添加されたものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１の画像形成装置において、上記潜像担持体及び上記現像手段を備え、かつ、該潜像担持体上のトナー像を記録体上に転写させるための作像部を２つ有し、一方の作像部による上記記録体の一方の面へのトナー像の転写及び他方の作像部による該記録体の他方の面へのトナー像の転写を、同時または順次に行い、該記録体の両面に各トナー像が転写された後に該各トナー像を該記録体に定着させる定着手段を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１２の画像形成装置において、上記２つの作像部は、それぞれ上記潜像担持体及び上記現像手段を複数備えており、各潜像担持体上にそれぞれ形成された互いに異なる色のトナー像を互いに重ね合わせた重ね合わせトナー象を上記記録体へ転写するものであり、上記トナー収容器として、各色の補給用トナーをそれぞれ別個に収容する複数のトナー収容器を有し、各作像部に設けられる互いに同じ色に対応した現像手段のトナー補給手段は、該色の補給用トナーを収容する同じトナー収容器からの補給用トナーを補給することを特徴とするものである。
【０００７】
本発明においては、トナー濃度検知手段を、第２の搬送路の現像剤搬送方向下流部と第３の搬送路の現像剤搬送方向下流部とに設けている。これにより、第２の搬送路の現像剤搬送方向下流部で現像によってトナーを消費した現像剤だけのトナー濃度を検知することで、現像により消費されたトナー量を正確に把握することができる。そのため、現像後の現像剤に適切な量のトナー補給を行なうことができる。さらに、第３の搬送路の現像剤搬送方向下流部で補給されたトナーが十分に撹拌された後の現像剤のトナー濃度を検知することにより、トナーを補給した後の現像剤のトナー濃度が目標とするトナー濃度範囲にあるかを把握することができる。
【発明の効果】
【０００８】
以上、本発明によれば、現像後の現像剤に適切な量のトナーを補給でき、さらに、補給用トナーが十分に撹拌された後の現像剤のトナー濃度が目標とする濃度範囲にあるかを把握できるので、現像剤担持体に供給する現像剤のトナー濃度を安定に保つことができるといった優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を、に適用した一実施形態について説明する。
図２は、本発明が適用される画像形成装置である複写機１００の内部の構成を示した略中央断面図である。
【００１０】
図２に示す複写機本体１００の内部において、記録体搬送路４３Ａを境にして、上部には矢印方向に無端移動する第１像担持ベルト２１を備えた第１像担持体ユニット２０を、下部には矢印方向に無端移動する第２像担持ベルト３１を備えた第２像担持体ユニット３０が配備されている。第１像担持ベルト２１の上部張架面には、４個の第１画像形成ユニット８０Ｙ，８０Ｃ，８０Ｍ，８０Ｋが、第２像担持ベルト３１の傾斜した張架面には、４個の第２画像形成ユニット８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋが配備されている。これら第１、第２画像形成ユニットの番号に沿えたＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、扱うトナーの色と対応させているもので、Ｙはイエロー、Ｃはシアン、Ｍはマゼンタ、Ｋはブラックを意味している。第１、第２画像形成ユニットに備えられ、第１像担持ベルト２１と第２像担持ベルト３１とともに回転する感光体１に対しても同じ意味あいでＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋを沿えている。なお感光体１Ｙから１Ｋは同間隔で配置され、少なくとも画像形成時にはそれぞれ像担持ベルト２１、３１との張架部の一部と接触する。
図３において、複写機１００の動作時に、不図示の駆動源により、矢印方向に回転するよう回転可能に支持された円筒状の感光体１の周囲に、静電写真プロセスに従い帯電手段であるスコロトロンチャージャ３、露光装置４、現像装置１３０、クリーニング装置２、光除電装置Ｑ等の作像部材や電位センサＳ１、画像センサＳ２が配設されている。
感光体１は、例えば直径３０〜１２０［ｍｍ］程度のアルミニウム円筒表面に光導電性物質である有機感光層（ＯＰＣ）を形成したものである。アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層を形成した感光体も採用可能である。またベルト状の感光体も採用できる。クリーニング装置２は、クリーニングブラシ２ａ、クリーニングブレード２ｂ、回収部材２ｃを備え、感光体表面に残留するトナー等の異物を除去、回収する。
【００１１】
露光装置４は、各色毎の画像データ対応の光を、帯電手段で一様に帯電済みの各感光体１の表面に走査し、静電潜像を形成する。図示例の露光装置４は、発光素子としてＬＥＤ（発光ダイオード）アレイと結像素子からなる露光装置であるが、レーザ光源、ポリゴンミラー等を用い、形成すべき画像データに応じて変調したビーム光によるレーザスキャン方式の露光装置も採用できる。
帯電手段として、チャージャ３のほかに、感光体１の表面に接触させるタイプ、たとえば帯電ローラも採用できる。
【００１２】
本実施形態の現像方式は、トナーとキャリヤからなるニ成分現像剤を採用している現像方式である。負荷電の感光体１に対しレーザビームにより各感光体１の表面に形成された色毎の静電潜像は、感光体の帯電極性と同極性（マイナス極性）の所定の色のトナーで現像され、顕像となる。いわゆる反転現像がおこなわれる。現像装置１３０の構成の詳細説明については前述したとおりである。
【００１３】
複数のローラ２３，２４，２５，２６（２個），２７，２８，２９により支持されて矢印方向に走行する、像担持体としての第１像担持ベルト２１が、第１の画像形成ユニット８０Ｙ〜８０Ｋにおける感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの下部に設けられている。この像担持ベルト２１は無端状で、各感光体の現像工程後の一部が接触するように張架、配置されている。また第１像担持ベルト２１の内周部には各感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋに対向させて１次転写ローラ２２が設けられている。
第１像担持ベルト２１の外周部には、ローラ２３に対向する位置にクリーニング装置２０Ａが設けられている。このクリーニング装置２０Ａは、像担持ベルトベルト２１の表面に残留する不要なトナーや、紙粉などの異物を拭い去る。
上記の像担持ベルト２１に関連する部材は、第１像担持体ユニット２０として一体的に構成してあり、複写機１００に対し着脱が可能となっている。
【００１４】
複数のローラ３３，３４，３５，３６（２個），３７，３８により支持されて矢印方向に走行する、像担持体としての第２像担持ベルト３１が、第２の画像形成ユニット８１Ｙ〜８１Ｋにおける感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋに接触して設けられている。この像担持ベルト３１は無端状で、各感光体１の現像工程後の一部が接触するように張架、配置されている。像担持ベルト３１の内周部には各感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋに対向させて１次転写ローラ３２が設けられている。
第２像担持ベルト３１の外周部には、ローラ３３に対向する位置にクリーニング装置３０Ａが設けられている。このクリーニング装置３０Ａは、像担持ベルト３１の表面に残留する不要なトナーや、紙粉などの異物を拭い去る。
上記の像担持ベルト３１に関連する部材は、第２像担持体ユニット３０として一体的に構成してあり、複写機１００に対し着脱が可能となっている。
【００１５】
さらに上記第１像担持ベルト２１の外周で、支持ローラ２８の近傍には、第１の２次転写ローラ４６が設けてある。第１像担持ベルト２１と２次転写ローラ４６の間に記録媒体（以下、記録体Ｓ）を通過させながら、第１の２次転写ローラ４６にバイアスを印加することで第１像担持ベルト２１が担持するトナーによる画像が記録体Ｓに転写される。
【００１６】
上記第２像担持ベルト３１の外周で、支持ローラ３４の近傍には、第２の２次転写手段である転写チャージャ４７が設けてある。転写チャージャ４７は公知のタイプで、タングステンや金の細い線を放電電極とし、ケーシングで保持し、放電電極に不図示の電源から転写電流が印加される。像担持ベルト３１と転写チャージャ４７の間に記録体Ｓを通過させながら、転写電流を印加することで第２像担持ベルト３１が担持するトナーによる画像が記録体Ｓに転写される。上記転写ローラ４６と転写チャージャ４７に印加される転写電流の極性は、ともにトナーの極性と逆のプラス極性である。
【００１７】
複写機１００の右側には記録体Ｓを供給可能に収納した給送装置４０が配備されており、確実に一枚だけが複数の搬送ローラ対４２Ｂにより記録体搬送経路４３Ｂや４３Ａに送られる。
【００１８】
記録体搬送路４３Ａの延長上に、前記第２の転写ステーションを通過した記録体Ｓを、記録体Ｓの搬送方向下流に備えた定着装置６０における定着ニップまで、平面状態を保って搬送させるための、記録体移送手段５０を備えている。記録体移送手段５０は、矢印方向に無端移動する搬送ベルト５１を支持するローラ５２，５３，５４，５５，５６を有し、搬送ベルト５１の外側には、ローラ５５に対向させてクリーニング装置５０Ａ，ローラ５６に対向させて記録体Ｓを吸着させるための吸着用チャージャ５７、ローラ５７に対向させて除電・分離チャージャ５８を備えている。
未定着のトナー画像と接触しながら記録体Ｓとともに移動する搬送ベルト５１は、前記吸着用チャージャ５７により、トナーの極性と同極性のマイナス帯電が施される。搬送ベルト５１として、金属ベルト、ポリイミドベルト、ポリアミドベルトなどが採用できる。表面にトナーとの離型性を与えるとともに、帯電可能の抵抗値を備える。このベルト５１の走行速度は、定着装置における記録体Ｓの走行速度と合わせてある。
【００１９】
記録体搬送手段５０の記録体搬送方向下流側には、加熱手段を有する定着装置６０が設けられている。ローラ内部にヒータを備えるタイプ、加熱されるベルトを走行させるベルト定着装置、また加熱の方式に誘導加熱を採用した定着装置などが採用できる。記録体両面の画像の色合い、光沢度を同じにするため、定着ローラ、定着ベルトの材質、硬度、表面性などを上下同等にしてある。また、フルカラーとモノクロ画像、あるいは片面か両面かにより定着条件を制御したり、記録体Ｓの種類に応じて最適な定着条件となるよう、不図示の制御手段により制御される。定着の終了した記録体Ｓを冷却し、不安定なトナーの状態を早期に安定させるため、冷却機能を有した冷却ローラ対７０を定着後の搬送路に備えている。放熱部を有するヒートパイプ構造のローラが採用できる。冷却された記録体Ｓは、排送ローラ対７１により、複写機１００の左側に設けた排送スタック部７５に排送、スタックさせる。この排送スタック部は、大量の記録体Ｓをスタック可能にするため、不図示のエレベータ機構により、スタックレベルに応じて、受け部材が上下する機構を採用している。なお排送スタック部７５を通過させ、別の後処理装置に向けて記録体Ｓを搬送させることもできる。別の後処理装置としては、穴あけ、断裁、折、綴じなど製本のための装置である。
【００２０】
未使用のトナーが収納された各色のトナーカートリッジ８６Ｙ，８６Ｃ，８６Ｍ，８６Ｋが、着脱可能に空間８５に収納される。前述したようなモーノポンプやエアーポンプなどのトナー搬送手段により、各現像装置１３０に必要に応じトナーを供給するようになっている。本実施形態の構成は、上下に配された画像形成ユニット８０，８１に対し、トナーカートリッジは共通にしている。これにより補給用トナーは同じ特性のものが各面に対応する現像装置１３０に移送され、同様な拡散性を持つために、安定した画質の両面画像をえることが可能となる。また消耗の多いブラックトナー用のトナーカートリッジ８６Ｋを、特に大容量としておくことも可能である。この収納空間８５は、複写機１００上面で操作方向から見て奥側にあって、複写機１００上面の手前側は平面部分が確保されているため、作業台として利用できる。
【００２１】
上記の構成において、記録体Ｓの片面にフルカラー画像を形成する片面記録時の動作について説明する。
片面記録の方法は基本的に２種類あって、選択が可能となっている。２種類のうちの一つは、第１の像担持ベルト２１に担持させた画像を記録体Ｓの片面に直接転写する方法であり、他の方法は、第２の像担持ベルト３１に担持させた画像を記録体Ｓの片面に直接転写する方法である。本実施形態では複写機１００の構成から、第１の像担持ベルト２１に担持させた画像を記録体Ｓの片面に直接転写する場合には、画像が記録体Ｓの上面に、第２の像担持ベルト３１に担持させた画像を記録体Ｓの片面に直接転写するときに、画像が記録体Ｓの下面に形成される。記録するべきデータが複数の頁になるケースでは、排送スタック部７５上で頁が揃うように作像順序を制御するのが好都合である。
【００２２】
最後の頁の画像データから順に記録して頁順を揃わせるよう、第１の像担持ベルト２１に画像を担持させた後、記録体Ｓに転写させる方法について説明する。
複写機１００を稼動させると、第１の像担持ベルト２１と第１の画像形成ユニット８０Ｙ〜８０Ｋにおける感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋが回動する。同時に第２の像担持ベルト３１が回動するが、第２の画像形成ユニット８１Ｙ〜８１Ｋにおける感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋは第２の像担持ベルト３１と離間されるとともに不回転状態にされる。まず、画像形成ユニット８０Ｙによる画像形成から開始される。ＬＥＤ（発光ダイオード）アレイと結像素子からなる露光装置４の作動により、ＬＥＤから出射されたイエロー用の画像データ対応の光が、帯電装置３により一様帯電された感光体１Ｙの表面に照射されて静電潜像が形成される。
静電潜像は現像ローラ５によりイエロートナーで現像され、可視像となり、１次転写ローラ２２の転写作用により感光体１Ｙと同期して移動する第１像担持ベルト２１上に静電的に１次転写される。このような潜像形成、現像、１次転写動作が感光体１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ側でもタイミングをとって順次同様に行われる。
この結果、第１像担持ベルト２１上には、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各色トナー画像が、順次重なり合ったフルカラートナー画像として担持され、第１像担持ベルト２１とともに矢印の方向に移動される。
【００２３】
同時に給送装置４０の中の給送トレイ４０ａあるいは給送カセット４０ｂ〜４０ｄから、記録に使われる記録体Ｓがその供給のための給送・分離手段４１Ａから４１Ｄの１つにより繰り出され、搬送ローラ対４２Ｂ，４２Ｃにより記録体搬送路４３Ｃに搬送される。記録体Ｓの先端がレジストローラ対４５に咥えられない前に、ジョガー４４は、記録体Ｓの搬送方向に対し両方の横方向から、記録体Ｓの両辺を押すように作動し、記録体横方向の位置整合がはかられる。レジストローラ対４５は静止しており、記録体Ｓの先端はレジストローラ対４５のニップに入り込んだ状態で静止するが、第１像担持ベルト２１上の画像との位置が正規なものとなるよう、タイミングをとってレジストローラ対４５が回転し、記録体Ｓを転写領域に搬送する。
【００２４】
第１像担持ベルト２１上のこのフルカラートナー画像は、第１像担持ベルト２１と同期して搬送される記録体Ｓの上面に、二次転写ローラ４６による転写作用を受けて転写される。二次転写ローラ４６に与えられるバイアスは、トナーの帯電極性と逆のプラス極性である。その後、第１像担持ベルト２１の表面が、ベルトクリーニング装置２０Ａによりクリーニングされる。また１次転写を終了した第１の画像形成ユニット８０Ｙ〜８０Ｋにおける感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの表面に残留するトナー等の異物はクリーニング装置２のクリーニングブラシ２ａ、クリーニングブレード２ｂにより、各感光体の表面から除去される。各感光体の表面は除電装置Ｑによる残留電位の除電作用がおこなわれて次の作像・転写工程に備える。除去されたトナー等の異物は、回収手段２ｃにより、回収部８７に送られる。なおセンサＳ１，Ｓ２は、感光体表面の露光後の表面電位と、現像工程後の感光体表面に付着しているトナーの濃度が適切なものであるかを検知し、適宜作像条件の設定、制御のために不図示の制御手段に情報を出す。
【００２５】
像担持ベルト２１に重ねられて担持されていたトナー画像が転写された記録体Ｓは、搬送装置５０の搬送ベルト５１により定着装置６０に向け移送される。記録体Ｓを確実に搬送ベルト５１とともに移送できるよう、あらかじめ移送ベルト５１の表面を、記録体Ｓの吸着用チャージャ５７により帯電する。記録体Ｓが搬送ベルト５１から分離され、確実に定着装置６０に送られるよう、除電・分離チャージャ５８が作動する。
記録体Ｓ上に重ねられていた各色のトナーが定着装置６０の熱による定着作用を受け、溶融、混色されて完全にカラー画像となる。記録体Ｓの片面（上面）だけにトナーを有しているので、両面にトナーを有している両面記録時に比べ、定着に要する熱エネルギは少なくて済む。不図示の制御手段が画像に応じて定着装置の使用する電力を最適に制御する。定着されたトナーも記録体Ｓ上で完全に固着するまでは、搬送路のガイド部材等にこすられ、画像が欠落したり、乱れたりする。この不具合を防止するため、冷却手段である冷却ローラ対７０が作動し、トナーと記録体Ｓを冷却する。その後、排送ローラ７１により排送スタック部７５に、画像面が上向きとなって排送される。排送スタック部７５では若い頁の記録体Ｓが順次上に重ねられるようにスタックされるよう、作像順序がプログラムされているので、頁順が揃う。排送スタック部７５は、排送される記録体Ｓの増加に従って、下降するので、記録体Ｓは整然と確実にスタックでき、頁順が乱れることがない。記録済みの記録体Ｓを排送スタック部７５に直接スタックする代わりに、穴あけ加工処理を実施するとか、ソータ、コレータや綴じ装置や折り装置など後処理装置に搬送することもできる。
【００２６】
記録体Ｓの片面に画像を形成させる他の方法では、第１の画像形成ユニット８０Ｙ〜８０Ｋにおける画像の形成をおこなわないようにするのと、頁揃えのために若い頁の画像データから順に像形成をさせる点が異なるが、基本的には上記の片面記録の工程と同じなので詳細を省く。
【００２７】
つぎに記録体Ｓの両面に画像を形成する両面記録時の動作について説明する。複写機１００に開始信号が入力されると、上記、片面記録の動作で説明した第１の画像形成ユニット８０Ｙ，８０Ｃ，８０Ｍ，８０Ｋで順次形成する各色ごとの画像を、第１像担持ベルト２１に順次１次転写させ、第１の画像として担持させる工程とほぼ平行して、第２の画像形成ユニット８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋで順次形成する各色ごとの画像を第２像担持ベルト３１に順次１次転写させ、第２の画像として担持させる工程がおこなわれる。図２に示す構成なので、上記第１の画像と第２の画像が、記録体Ｓの搬送方向先端で位置的に合致するためには、第１の画像の形成開始より遅れて第２の画像の形成が開始される。また記録体Ｓはレジストローラ対４５で静止と再送がおこなわれるので、その時間も見込んで給送され、ジョガー４４で整合される。レジストローラ対４５は、タイミングをとって記録体Ｓを第１の２次転写手段である転写ローラ４６と第１像担持ベルト２１で構成された第１転写ステーションに搬送する。転写ローラ４６にプラス極性の転写電流が印加され、第１像担持ベルトから記録体Ｓの片面（図では上面）に画像が転写される。
このようにして片面に画像を有した記録体Ｓは、転写ローラ４６の搬送作用により、引き続き第２の二次転写手段たる転写チャージャ４７のある第２転写ステーションに送られる。そしてチャージャにプラス極性の転写電流が印加されることにより、第２像担持ベルト３１にあらかじめ担持されているフルカラーの第２の画像が、一括して記録体Ｓの下面に転写される。
【００２８】
このようにして両面にフルカラートナー像が転写された記録体Ｓは、搬送ベルト５１により定着装置６０へと移送される。吸着用チャージャにより、搬送ベルト５１の表面はトナーの極性と同じマイナス極性で帯電される。記録体Ｓ下面の未定着のトナーがベルトに移らないようにしている。除電・分離チャージャ５８には、交流が印加され、記録体Ｓはベルト５１から分離され、定着装置６０へと移送される。定着装置６０の熱による定着処理を受け、記録体Ｓの両面のトナー画像が溶融、混合される。記録体Ｓは引き続いて冷却ローラ対を通過し、排送ローラ７１により排送スタック部７５上に排送される。
複数の頁の記録体Ｓに両面記録する場合、若い頁の画像が下面となって排送スタック部７５にスタックされるように作像順序を制御すると、そこから取り出し、上下面を逆にしたとき記録体Ｓは上から順に１頁、その裏に２頁、２枚目が３頁、その裏が４頁となり頁順が揃う。このような作像順序の制御や、定着装置に入力する電力を片面記録時より増やすなどの制御は、制御手段（不図示）により実行される。
片面記録、両面記録動作に関して、フルカラー記録を実行させる例で説明したが、ブラックトナーだけによるモノクロ記録も可能である。
【００２９】
次に本実施形態に係る複写機１００の特徴的な部分である現像装置１３０について、図１を用いて詳細に説明して行く。
現像ローラ５から現像済の現像剤を回収搬送する回収搬送スクリュー６及び回収搬送路７、現像ローラ５へ現像剤を供給搬送する供給搬送スクリュー８及び供給搬送路９が現像ローラ５の下方に並設されている。回収搬送路７及び供給搬送路９の現像剤は同方向に搬送されている。搬送方向下流側で両搬送路は連通しており、回収搬送スクリュー６で搬送された回収現像剤は供給搬送路９に移送される。また、回収現像剤と供給搬送スクリュー８で搬送される現像ローラ５に供給されなかった現像剤は、連通している撹拌搬送路１０に移送される。撹拌搬送路１０に配置された撹拌搬送スクリュー１１は、回収現像剤、未供給の現像剤及び補給されたトナーを、回収搬送路７及び供給搬送路９の現像剤と逆方向に撹拌搬送し、搬送方向下流側で連通している供給搬送路９に撹拌された現像剤を移送する。
回収搬送路７及び撹拌搬送路１０の下方には、トナー濃度センサーＡ，Ｂが設けられ、センサー出力を比較する事でトナー補給制御装置（図示せず）によってトナー補給手段を制御してトナー補給口よりトナー補給を行っている。このトナー補給口は図４の１２８の矢印位置に示すような回収搬送路７中に設けられている。このトナー補給手段として、公知のモーノポンプを用いる方式のものが採用できる。この方式によればトナーカートリッジの設置場所の制約が少ないため、複写機１００内部のスペース配分に対し有利である。またトナーが適時補給できるため、現像装置１３０に大きなトナー貯留スペースを設けなくてすみ、現像装置１３０の小型化がはかれる。
【００３０】
各スクリュー６，８，１１及び各搬送路７、９、１０は現像ローラ５の下方に横方向に配置されている。また、各搬送路７，９，１０は、一体の下ケーシング１２及び上ケーシング１３に保持された仕切り板より形成されている。ここで、搬送路７と９は仕切り板１２３にて、搬送路９、１０は仕切り板１２４にて、それぞれが仕切られている。仕切り板１２３は画像出力領域すなわち現像ローラ５のある領域において搬送路７と９が完全に遮断される。この仕切り板１２３と現像ローラ５との間隙は、望ましくは１ｍｍ以下に設定する必要がある。これにより現像ローラ５から現像後の現像剤が完全に回収部へ分離され、再度現像ローラ５に組みあがって供給部に進入することはない。なお仕切り板１２３，４４は非磁性である。
【００３１】
現像ローラ５への現像剤供給が、供給搬送スクリュー８の搬送方法位置にかかわらず適正な量となるために、供給搬送路９で搬送される現像剤の上部から確実に供給するように、供給搬送スクリュー８の頂点１４が現像ローラ５の回転中心１５の下方になるように配置されている。また、適正な現像剤量が供給されても、現像剤規制部材１６で規制される現像剤量より多いことが望ましいため、稼動していくうちに現像剤規制部材１６の上流側１７で余剰現像剤がどんどん増加していく。その増加していく余剰現像剤が滞留し、循環対流を起こさないように、ある程度の量以上になった場合、迂回して供給搬送路９に還流させる余剰現像剤回収部材１８が設置されている。また、現像ローラ５の磁力が影響し、還流現像剤が滞留しないように余剰現像剤回収部材１８の位置が設置されている。
【００３２】
現像剤規制部材１６は上ケーシング１３に固定された放熱用部材１９に密着固定している。これにより現像剤規制部材１６は、現像剤からの熱を放熱用部材１９へ伝達させている。そして、放熱用部材１９の内側には、フィン１１０が形成されおり、稼動中の空気流により放熱を行い、現像剤の温度上昇の低減を図っている。また、放熱用部材１９には現像装置１３０あるいは感光体ユニット（図示せず）の機械本体（図示せず）への脱着時に案内ガイドとして使用されるガイド部１１１が設けられている。下ケーシング１２には、放熱フィン１１４が設けられ、機械前部から後部へ送られる冷却風により、現像装置１３０全体の温度上昇を低減、冷却できるようになっている。
【００３３】
現像ローラ５の下流側には、現像剤捕捉ローラ１１２が設置され、感光体１に付着した現像剤及び現像ローラ５から落下した現像剤を捕捉し、現像ローラ５と逆回転させ、現像ローラ５に戻すか、スクレーパ１１３により回収搬送路７に回収させるようになっている。
【００３４】
次に、図４は下ケーシングで構成される各搬送路及び各スクリューの感光体１側からの斜視図である。
下ケーシング１２には、図手前より回収搬送スクリュー６、供給搬送スクリュー８及び撹拌搬送スクリュー１１が設置され、それぞれのスクリューを取り巻くように、下ケーシング１２には、各搬送路が形成されている。但し、供給搬送路９及び回収搬送路７は、上ケーシング（図示せず）に保持され、下ケーシング１２と勘合する仕切り板１２３により隔離されている。仕切り板１２３は画像形成領域において回収部から供給部へ現像剤が進入しないように現像ローラ５に十分近接して設置されている。現像剤は、回収搬送スクリュー６及び供給搬送スクリュー８では矢印１２６，１２９の方向に、撹拌搬送スクリュー１１では逆方向の矢印１３０の方向に搬送されている。
【００３５】
スクリューの構成を、撹拌搬送スクリュー１１を例として説明する。現像剤搬送方向に向かって現像剤を撹拌搬送する搬送用スクリュー１２７、現像剤を隣接する供給搬送スクリュー８側に移送する移送用パドル１２５及び軸受部に現像剤を送り込まないように、搬送用スクリュー１２７と逆の巻方向の逆転スクリュー１２０が設けられている。回収搬送スクリュー６及び供給搬送スクリュー８も同様な構成となっている。
なお本実施形態の各スクリューの形状は、
撹拌搬送スクリュー１１：外径φ３０、ピッチ３６（１条）
供給搬送スクリュー８：外径φ２７、ピッチ３６（１条）
回収搬送スクリュー６：外径φ２５、ピッチ３４（２条）
としている。ただし、この値に限定するものではない。
【００３６】
また、各搬送路を仕切っている仕切り板の端部には開口部Ｍが有り、この開口部Ｍによって各搬送路が通じている。これにより、撹拌搬送路１０からの現像剤は撹拌搬送スクリュー１１の移送パドル１２５により、供給搬送スクリュー８側に、さらに、現像ローラ５（図示せず）に送られなかった現像剤とともに、供給搬送スクリュー８の移送パドル１２２により、撹拌搬送スクリュー１１側に移送される。
なお、一般に開口部は、現像ローラ５の画像領域Ｎ外に設けられている。これは、画像領域Ｎ内に開口部を設けると現像ローラ５上の現像剤にトナー濃度が低い現像剤が混入するなどの不具合が生じ、現像ローラ５上の現像剤のトナー濃度が安定しなくなり、画像に影響を及ぼす恐れがあるためである。しかし、図５のように、開口幅Ｍの開口部は、画像領域Ｎ端部から画像領域Ｎ内側に１０［ｍｍ］までの範囲内であれば画像領域Ｎ内にあっても、画質にほとんど影響が現れない。そのため、本実施形態では、開口部を画像領域Ｎの端部より画像領域Ｎの内側１０［ｍｍ］の位置から軸方向外側で開口するように設けることができる。これにより、所定の開口幅Ｍで開口部を設ける場合には、開口部を画像領域Ｎ外だけに設けたものよりも、画像領域Ｎ内に開口部がある分、装置本体の軸方向の幅を短くすることができる。
【００３７】
また、回収搬送スクリュー６及び撹拌搬送スクリュー１１の側面で下ケーシング１２に設けられたそれぞれのトナー濃度センサーＡ，Ｂからの出力信号を比較する事により、制御手段によってトナー補給手段（図示せず）を制御することによって、矢印１２８で示された回収搬送スクリュー６のパドル部にトナー補給が行われる。回収部にトナー補給を行うことで、トナー濃度の下がった現像後の現像剤と補給用トナーを混合できるため、現像剤中でトナーをより拡散しやすくなるとともに、補給用トナーがスクリュー上を移動する距離をかせぐことができるため、それだけ拡散効果を得ることが出来る。またトナー補給がされた現像剤が供給部に到達するまでに、２つの現像剤受渡し部（回収搬送スクリュー６の移送用パドル１２１の有る部分から供給搬送スクリュー８の移送用パドル１２２が有る部分を通る部分と、撹拌搬送スクリュー１１の移送用パドル１２５が有る部分）を通過するため、補給用トナーは十分に拡散されて、均一なトナー濃度の状態で供給搬送スクリュー８へ移送されることになる。
【００３８】
補給用トナーの供給方法は、回収搬送スクリュー６のパドル部に位置するケースに補給口である穴が開いており、その補給口から補給用トナーを重力で落下させてスクリューの上側からトナーを補給するやり方である。その際に、その補給口へはトナー溜まりから回収パドル１２１や回収搬送スクリュー６にてトナーを搬送して、その回転数にて補給量を制御する。
【００３９】
次にトナー濃度センサーの配置位置について説明する。トナー濃度センサーＡ，Ｂは回収搬送路７及び撹拌搬送路１０の現像剤搬送方向下流側面に備えられ、特にトナー濃度センサーＡはトナー補給口よりも上流側に設置する必要がある。これにより補給されたトナーの影響を受けずに、現像後の現像剤のトナー濃度を検知することができ、トナー濃度センサーＢの出力と比較する事で消費されたトナー量を正確に算出することができる。よって、消費トナー量に応じた補給用トナー量を精度良く決めてから補給することができるため、現像剤のトナー濃度が安定化する。またトナー補給動作はトナー濃度センサーの検知結果に基づき、随時に行われる。これにより、その検知結果に応じて迅速に補給動作を行い、トナー濃度の低下した状態に対応して適正な量のトナー補給を素早く行うことができるため、タイムラグなくトナー補給が可能となる。また、トナー濃度センサーＢは必要に応じて、トナー濃度を基準値と比較し、トナー濃度の基準値からのズレ分を補正するためにトナーの補給及び停止を行う。これを行うことで環境等による現像剤の特性変化によるセンサー出力バラツキも解消される。さらに、トナー濃度センサーＡ，Ｂの位置を、各搬送路のスクリューの回転方向上流部のスクリュー軸より下方部で、かつ、軸中心から下ろした垂線と搬送路底面との交点から仰角３０°以上上部にある搬送路側面に設置することにより、センサー部での現像剤の滞留をなくしている。さらに、回収搬送スクリュー及び撹拌搬送スクリューの現像剤搬送方向下流部側のスクリューピッチを、現像剤搬送方向上流側のスクリューピッチよりも小さくすることで、トナー濃度センサーＡ，Ｂ付近の現像剤の嵩密度を圧縮し、帯電変動による現像剤の嵩の変化を抑制することができる。つまり、現像剤の嵩の変化によって現像剤中のトナー密度が変化することを抑制できる。よって、トナー濃度センサーＡ，Ｂによるトナー濃度の検知精度が向上する。
【００４０】
次に、本実施形態に用いられる現像剤の特性について説明する。
キャリアについては、体積平均粒径が２０〜６０［μｍ］が好ましい。平均粒径６０［μｍ］以下の小粒径のキャリアを用いることで、現像能力を低下させることなく、汲み上げ量の低減をすることができる。それはキャリア間の間隙が小さくなり現像領域における磁気ブラシがより緻密になり、少ない汲み上げ量で十分な現像が行えることになるからである。よって回収部における現像剤の搬送性が向上し、そこで補給されるトナーの分散性の向上につながる。
なおキャリアの平均粒径が６０［μｍ］より大きいと回収部で現像剤のオーバーフローがおきやすくなり、安定な剤循環が行えず、トナー濃度変動が生じてしまう。また２０［μｍ］より小さいと感光体にキャリアが付着したり、現像ローラ５からキャリアが飛散しやすくなるという不具合が発生する。
キャリアの平均粒径測定については、マイクロトラック粒度分析計（日機装株式会社）のＳＲＡタイプを使用し、０．７［μｍ］以上１２５［μｍ］以下のレンジ設定で行うことができる。
【００４１】
次にトナー特性について説明する。
粒径について、トナーの体積平均粒径は３〜８［μｍ］が好ましい。平均粒径が８［μｍ］以下の小粒径トナーを用いることで、現像剤の嵩密度を高めることができるため、安定した現像剤搬送が可能となり、回収部における補給用トナーの拡散性が向上する。また粒径分布がシャープであることから、現像剤の流動性が良く、長期的に安定した現像剤循環を行うことが可能となり、現像剤中での補給用トナーの拡散性が向上する。一方、トナー同士の間隙が小さくなり画像中のトナーのうまりが良くなるので、必要なトナー付着量およびトナー像の高さ（パイルハイト）の低減が図れる。また６００［ｄｐｉ］以上の微少ドットの再現性について、この範囲では、微小な潜像ドットに対して、十分に小さい粒径のトナー粒子を有していることから、ドット再現性に優れる。
一方、体積平均粒径（Ｄ４）が３［μｍ］未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった現象が発生しやすい。体積平均粒径（Ｄ４）が８［μｍ］を超えると、画像のパイルハイトが大きくなり、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しい。 また、同時に重量平均粒径（Ｄ４）と個数平均粒径（Ｄ１）との比（Ｄ４／Ｄ１）は１．００〜１．３０の範囲にあることが好ましい。なお、（Ｄ４／Ｄ１）が１．００に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
【００４２】
次に、コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。
まず、電解水溶液１００〜１５０［ｍｌ］中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５［ｍｌ］加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１［％］ＮａＣｌ水溶液を調製したものが使用できる。次に、測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして１００［μｍ］アパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均粒径（Ｄ４）、個数平均粒径（Ｄ１）を求めることができる。
チャンネルとしては、２．００〜２．５２［μｍ］未満；２．５２〜３．１７［μｍ］未満；３．１７〜４．００［μｍ］未満；４．００〜５．０４［μｍ］未満；５．０４〜６．３５［μｍ］未満；６．３５〜８．００［μｍ］未満；８．００〜１０．０８［μｍ］未満；１０．０８〜１２．７０［μｍ］未満；１２．７０〜１６．００［μｍ］未満；１６．００〜２０．２０［μｍ］未満；２０．２０〜２５．４０［μｍ］未満；２５．４０〜３２．００［μｍ］未満；３２．００〜４０．３０［μｍ］未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００［μｍ］以上乃至４０．３０［μｍ］未満の粒子を対象とする。
【００４３】
トナーの形状係数ＳＦ−１は１００〜１８０、形状係数ＳＦ−２は１００〜１８０の範囲にあることが好ましい。図６、図７は、形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、数１で表される。トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
【数１】
ＳＦ−１の値が１００の場合トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。
また、形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、数２で表される。トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００／４πを乗じた値である。
【数２】
ＳＦ−２の値が１００の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置に導入して解析して計算を行なう。
トナーの形状が球形に近くなると、トナー間の接触状態が点接触となるためにトナー同士の吸着力は弱まりしたがって流動性が高くなる。ゆえに、現像剤の循環性が向上するとともに補給用トナーの拡散性が向上する。
また、トナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなり高画質化に寄与する。一方、形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のいずれかが１８０を超えると、流動性が悪化し、剤循環性および補給用トナーの拡散性が悪いために好ましくない。また転写率が低下するため好ましくない。
【００４４】
本実施形態で用いたトナーは、トナーの粒子表面に平均一次粒径が５０〜５００［ｎｍ］で、嵩密度が０．３［ｍｇ／ｃｍ３］以上の微粒子（以下、単に微粒子という）を付着させたものである。なお、通常の流動性向上剤にシリカ等がよく用いられるが、例えば、このシリカの平均一次粒径は通常１０〜３０［ｎｍ］、嵩密度が０．１〜０．２［ｍｇ／ｃｍ３］である。
本実施形態において、トナーの表面に適切な特性の微粒子が存在することで、トナー粒子と対象体との間に適度な空隙が形成される。また、微粒子は、トナー粒子、感光体、搬送ベルト等との接触面積が非常に小さく、均等に接触するので付着力低減効果が大きく、搬送ベルトに面した未定着像のトナーが搬送ベルトに付着しづらいために画像の乱れが少ない。また現像・転写効率が向上し、ドットの再現性が向上するため画像が安定して搬送時の乱れに対して余裕度が高くなる。さらに、コロの役割を果たすため、感光体を摩耗または損傷させることなく、クリーニングブレードと感光体との高ストレス（高荷重、高速度等）下でのクリーニングの際も、トナー粒子に埋没し難く、あるいは少々埋没しても離脱、復帰が可能であるので、長期間にわたって安定した特性を得ることができる。さらに、トナーの表面から適度に脱離し、クリーニングブレードの先端部に蓄積し、いわゆるダム効果によって、ブレードからトナーが通過する現象を防止する効果がある。これらの特性は、トナー粒子の受けるシェアを低減させる作用を示すので、高速定着（低エネルギー定着）のためトナーに含有されている低レオロジー成分によるトナー自身のフィルミングの低減効果を発揮する。しかも、微粒子として、平均一次粒径が５０〜５００［μｍ］の範囲のものを用いると、十分にその優れたクリーニング性能を活かすことができる上、極めて小粒径であるため、トナーの粉体流動性を低下させることがない。さらに、詳細は明らかでないが、表面処理された微粒子はトナーに外部添加されても、仮にキャリアを汚染した場合においても現像剤劣化の度合が少ない。よって経時的にトナーの流動性および帯電性の変化が少ないため、長期的に現像剤の循環および補給用トナーの拡散を安定に行うことができる。
微粒子の平均一次粒径（以下、平均粒径という）は、５０〜５００［ｎｍ］のものが用いられ、特に１００〜４００［ｎｍ］のものが好ましい。５０［ｎｍ］未満であると、微粒子がトナー表面の凹凸の凹部分に埋没してコロの役割を低下する場合が生じる。一方、５００［μｍ］よりも大きいと、微粒子がブレードと感光体表面との間に位置した場合、トナー自身の接触面積と同レベルのオーダーとなり、クリーニングされるべきトナー粒子を通過させる、即ちクリーニング不良を発生させやすくなる。
嵩密度が０．３［ｍｇ／ｃｍ３］未満では、流動性向上への寄与はあるものの、トナー及び微粒子の飛散性および付着性が高くなるために、トナーとコロとしての効果や、クリーニング部で蓄積して、トナーのクリーニング不良を防止するいわゆるダム効果といった働きが低下してしまう。
【００４５】
本実施形態に用いた微粒子において、無機化合物としては、ＳｉＯ２，ＴｉＯ２， Ａｌ２ Ｏ３，ＭｇＯ，ＣｕＯ，ＺｎＯ，ＳｎＯ２，ＣｅＯ２，Ｆｅ２Ｏ３，ＢａＯ，ＣａＯ，Ｋ２Ｏ，Ｎａ２Ｏ，ＺｒＯ２，ＣａＯ・ＳｉＯ２，Ｋ２Ｏ（ＴｉＯ２）ｎ，Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２，ＣａＣＯ３，ＭｇＣＯ３，ＢａＳＯ４，ＭｇＳＯ４，ＳｒＴｉＯ３等を例示することができ、好ましくは、ＳｉＯ２，ＴｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３があげられる。特にこれら無機化合物は各種のカップリング剤、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジクロロシラン、オクチルトリメトキシシラン等で疎水化処理が施されていてもよい。
【００４６】
また、有機化合物の微粒子としては、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよく、例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。樹脂微粒子としては、上記の樹脂を２ 種以上併用しても差し支えない。このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。
ビニル系樹脂の具体的な例としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーで、例えば、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、（メタ）アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体等が挙げられる。
【００４７】
なお、微粒子の嵩密度は、１００［ｍｌ］のメスシリンダーを用いて、微粒子を振動を与えないようにしながら徐々に加え１００［ｍｌ］にして、このメスシリンダーの微粒子の重量を測定し、このメスシリンダーの微粒子を入れる前後の重量差を求めることによって嵩密度を測定した。
本実施形態で用いた微粒子を、トナー表面に外添加し付着させる方法としては、トナー母体粒子と微粒子を各種の公知の混合装置を用いて、機械的に混合して付着させる方法や、液相中でトナー母体粒子と微粒子を界面活性剤などで均一に分散させ、付着処理後、乾燥させる方法などがある。
【００４８】
以上、本実施形態においては、磁性キャリアとトナーとからなる現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体である感光体１と対向する箇所で感光体１の表面の潜像にトナーを供給し現像する現像剤担持体である現像ローラ５と、現像ローラ５の軸線方向に沿って該現像剤を搬送し、現像ローラ５に該現像剤を供給する第１のスクリュー部材である供給搬送スクリュー８を有する第１の搬送路である供給搬送路９と、感光体１と対向する箇所を通過した後の現像ローラ５から回収した回収現像剤を、現像ローラ５の軸線方向に沿って搬送する第２のスクリュー部材である回収搬送スクリュー６を有する第２の搬送路である回収搬送路７と、現像に用いられずに供給搬送路９の現像剤搬送方向下流側まで搬送された余剰現像剤と、現像路ローラ５から回収され回収搬送路７の現像剤搬送方向下流側まで搬送された回収現像剤との供給を受け、現像ローラ５の軸線方向に沿って余剰現像剤と回収現像剤とを撹拌しながら搬送する第３のスクリュー部材である撹拌搬送スクリューを有し、余剰現像剤と回収現像剤とを撹拌した後の撹拌現像剤を供給搬送路９に供給する第３の搬送路である撹拌搬送路１０と、補給用トナーを収容するトナー収容器と、補給用トナーをトナ−補給口から補給するトナー補給手段と、現像剤のトナー濃度を検知する手段と、トナー濃度検知手段の検知結果に応じて、トナー補給手段の補給動作を制御する補給動作制御手段であるトナー補給制御装置とを有する現像手段である現像装置１３０を備えた複写機１００において、第１のトナー濃度検知部材であるトナー濃度センサーＡと第２のトナー濃度検知部材であるトナー濃度センサーＢとを有し、回収搬送路７の現像剤搬送方向下流側にトナー濃度センサーＡを設け、また、撹拌搬送路１０の現像剤搬送方向下流側にトナー濃度センサーＢを設けている。
これにより、トナー濃度センサーＡが回収搬送路７の現像剤搬送方向下流部で現像後の現像剤のトナー濃度を検知することで、現像によりトナーが消費されてから早期のうちに、消費されたトナー量を把握することができる。したがって、現像によってトナーが消費した現像剤に対して迅速に適切なトナー補給を行なうことができる。さらに、撹拌搬送路１０の現像剤搬送方向下流部で補給されたトナーが十分に撹拌された後に、トナー濃度センサーＢによって現像剤のトナー濃度を検知することにより、トナーを補給した後の現像剤のトナー濃度が目標とするトナー濃度範囲にあるかを把握することができる。よって、現像ローラに供給する現像剤のトナー濃度を安定に保つことが可能である。
また、本実施形態において、トナー補給制御装置は、トナー濃度センサーＡによるトナー濃度検知結果と、トナー濃度センサーＢによるトナー濃度検知結果とを比較して得られた、回収搬送路７の現像剤搬送方向下流部と撹拌搬送路１０の現像剤搬送方向下流部とのトナー濃度差に応じてトナー補給手段を制御するものである。このように、現像によって消費したトナー量はトナー濃度センサーＡ，Ｂによって、正確に求めることができる。よって、トナー補給制御装置は、消費トナー量に応じた補給用トナー量を精度良く決めることができ、トナー補給手段が適切な量の補給用トナーを補給するように制御することができる。したがって、現像剤のトナー濃度の変動を最小限に抑えることが可能である。
また、本実施形態において、トナー補給制御装置は、所定のトナー濃度とトナー濃度センサーＡによるトナー濃度検知結果とを比較して得られた、当該所定のトナー濃度と撹拌搬送路１０の現像剤搬送方向下流部とのトナー濃度差に応じて、トナー補給手段を制御するものである。これにより、トナー補給のバラツキなどによってトナー濃度の変動が生じたとしても、トナー補給をするときに、現像剤のトナー濃度が所定のトナー濃度になるようにトナー補給制御手段がトナー補給量を調整することによって抑制できる。したがって、現像剤のトナー濃度を均一に維持することが可能である。
また、本実施形態において、回収搬送路７及び撹拌搬送路１０は、それぞれ現像剤搬送方向下流側に現像剤を他の搬送路に移送する移送部を有し、トナー濃度センサーＡは、回収搬送路７の移送部より現像剤搬送方向上流側にある回収搬送路側面の、回収搬送スクリュー６の回転軸を通る仮想水平面よりも下方で、かつ、回収搬送スクリュー６の回転軸の回転の中心から下ろした垂線と回収搬送路底面との交点から回収搬送路側面に向かって仰角３０°以上の位置に設けており、また、トナー濃度センサーＢは、撹拌搬送路１０の移送部より現像剤搬送方向上流側にある撹拌搬送路側面の、撹拌搬送スクリュー１１の回転軸を通る仮想水平面よりも下方で、かつ、撹拌搬送スクリュー１１の回転軸の回転の中心から下ろした垂線と撹拌搬送路底面との交点から撹拌搬送路側面に向かって仰角３０°以上の位置に設けている。また、回収搬送路７及び撹拌搬送路１０で搬送される現像剤の搬送方向は、移送路で略直角方向に変更される。これにより、移送路では現像剤の流れが大きく乱れ現像剤が滞留する。したがって、トナー濃度センサーＡ，Ｂを移送路に設けると、トナー濃度センサーＡ，Ｂ付近に現像剤が滞留するため安定したトナー濃度の検知ができない。同様に、トナー濃度センサーＡ，Ｂを当該仰角が３０°未満の位置に設けた場合でも、搬送路の側面と底面とでなされるコーナー付近では現像剤の流れが乱れ現像剤が滞留する。よって、トナー濃度センサーＡ，Ｂ付近に現像剤が滞留するため、安定したトナー濃度の検知ができない。しかし、移送路より現像剤搬送方向上流側及び当該仰角が３０°以上の位置では、現像剤の流れは大きく乱れず現像剤は滞留しない。このことから、トナー濃度センサーＡ，Ｂを本実施形態で設けた位置にすることにより、安定したトナー濃度の検知ができ、トナー濃度検知精度を向上することが可能である。
また、本実施形態において、回収搬送スクリュー６及び撹拌搬送スクリュー１１の軸方向中央部から当該軸の現像剤搬送方向下流端までのスクリューピッチは、当該軸の現像剤搬送方向上流端から軸方向中央部までのスクリューピッチよりも短い。言い換えれば、トナー濃度センサーＡ，Ｂ付近にある各スクリューのスクリューピッチが短くなっている。これにより、トナー濃度センサーＡ，Ｂ付近の現像剤は各スクリューによって圧縮されるので、現像剤の帯電状態の変動などにより現像剤の嵩が変化することを抑制することができる。つまり、トナー濃度センサーＡ，Ｂ付近の現像剤中のトナー密度の変化を抑えることができるので、トナー濃度の検知精度が向上する。
また、本実施形態において、トナー補給手段は、回収搬送路７の現像剤搬送方向下流端近傍へトナー補給を行なうものである。本実施形態では、回収搬送路７の現像剤搬送方向最下流部は移送路となっているので、現像剤の搬送方向が略直角方向に変化する。そのため、移送路では、現像剤の流れが大きく乱れている。このことから、トナー補給を回収搬送路７の現像剤搬送方向最下流端近傍で行なうことにより、トナー濃度の下がった現像後の現像剤と補給用トナーとが現像剤の流れの乱れにより大きく撹拌される。よって、トナー濃度の下がった現像後の現像剤と補給用トナーとを混合した現像剤でのトナーの拡散性が向上する。
また、本実施形態において供給搬送路９、回収搬送路７及び撹拌搬送路１０は、現像ローラ５上の画像領域における現像ローラ５の軸に対して直交する方向の外方領域と重複するように配置されており、かつ、それぞれの搬送路のスクリュー部材軸方向長さが、現像ローラ５上の画像領域Ｎの現像ローラ５軸方向の長さよりも長く、供給搬送路９と回収搬送路７とは、現像剤搬送方向が同じであり、また、撹拌搬送路１０は、供給搬送路９と回収搬送路７とは現像剤搬送方向が反対であり、供給搬送路９の現像剤搬送方向下流側と撹拌搬送路１０の現像剤搬送方向上流側とは第１の開口部を介して連通しており、また、供給搬送路９の現像剤搬送方向上流側と撹拌搬送路１０の現像剤搬送方向下流側とは第２の開口部を介して連通しており、また、回収搬送路７の現像剤搬送方向下流側と供給搬送路９の現像剤搬送方向下流側とが第３の開口部を介して連通しており、第１の開口部、第２の開口部及び第３の開口部は、現像ローラ５上の画像領域の端部より当該画像領域の現像ローラ軸方向中心に向かって１０［ｍｍ］の位置に相当する供給搬送路９、回収搬送路７及び撹拌搬送路１０の位置から軸方向外側で開口するように設けられている。一般に、各開口部の開口幅Ｍを広くすれば各搬送路間での現像剤の受け渡し効率が良くなが、各開口部の開口幅Ｍを広く取りすぎると、現像装置１３０の軸方向の幅が広がってしまうため、現像装置の小型化が困難となってしまう場合がある。このことから各開口部を、現像ローラ５上の画像領域Ｎの現像ローラ軸方向端部より画像領域Ｎ内の現像ローラ５軸方向中心に向かって１０［ｍｍ］の位置に相当する、供給搬送路９、回収搬送路７及び撹拌搬送路１０の位置から軸方向外側で開口するように設けている。これにより、所定の開口幅Ｍで各開口部を設ける場合には、各開口部を画像領域Ｎ外側だけに設けたものよりも、画像領域Ｎ内側に開口部がある分、各搬送路の軸方向長さを短くすることができる。よって、現像装置１３０の軸方向の長さを短くするために、各開口部の開口幅を所定の開口幅Ｍよりも短くする必要が無いので、各搬送路間での現像剤の搬送性を低下させることなく、現像装置１３０の小型化を行なうことができる。
また、本実施形態に係る複写機１００で用いる現像剤の磁性キャリアは、その体積平均粒径が２０［μｍ］以上６０［μｍ］以下の範囲内である。これにより、現像領域に存在する現像剤量が少なくても現像能力が低下しないので、現像装置１３０内の現像剤量を低減することができる。よって、回収部で現像剤がオーバーフローすることなく安定に現像剤を搬送できる。したがって、回収部にて補給されたトナーが効率よく拡散し、トナー濃度を均一にすることが可能である。
また、本実施形態に係る複写機１００に用いる現像剤のトナーは、その体積平均粒径が３［μｍ］以上８［μｍ］以下の範囲であり、かつ、個数平均粒径に対する体積平均粒径の比率が１．００以上１．４０以下の範囲である。これにより、体積平均粒径が小さく、かつ、粒径分布のシャープなトナーを用いることで、トナー粒子間の間隙が小さくなるため、色再現性を損なうことなくトナーの必要付着量を低減することができる。よって、現像における濃度変動を小さくすることができる。また、現像剤の流動性が良く、長期的に安定した現像剤の循環および補給用トナーの拡散を行なうことが可能となる。
また、本実施形態に係る複写機１００に用いる現像剤のトナーは、形状係数ＳＦ−１が１００以上１８０以下の範囲内であり、かつ、形状係数ＳＦ−２が１００以上１８０以下の範囲内である。これにより、トナーの形状が球形に近いことにより、現像剤の流動性が良くなり、長期的に安定した現像剤の循環及び補給用トナー拡散を行なうことが可能となる。
また、本実施形態に係る複写機１００に用いる現像剤のトナーは、平均１次粒径が５０［ｎｍ］以上５００［ｎｍ］以下の範囲内であって、嵩密度が０．３［ｇ／ｃｍ３］以上である外部添加剤がトナー母体粒子表面に添加されたものを用いる。これにより、微粒子がトナー表面の凹凸の凹部分への埋没が少なく、経時的にトナーの流動性および帯電性の変化が少ないため、長期的に現像剤の循環および補給用トナーの拡散を安定に行うことができる。
また、本実施形態に係る複写機１００は、感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ及び現像装置１３０を備え、かつ、その感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上のトナー像を記録体Ｓ上に転写させるための作像部としての画像形成部を２つ有する。そして、一方の作像部である第１画像形成部による記録体Ｓの一方の面（第１面）へのトナー像の転写及び他方の作像部である第２画像形成部による当該記録体Ｓの他方の面（第２面）へのトナー像の転写を、同時または順次に行い、その記録体Ｓの両面に各トナー像が転写された後に各トナー像を当該記録体Ｓに定着させる定着手段としとの定着装置を備えている。この複写機１００は、いわゆる両面同時プリント方式の複写機１００と呼ばれ、１回のプリント動作で１枚の記録体Ｓの両面に画像を形成できる。
また、本実施形態に係る複写機１００が、特に上記両面同時プリント式の複写機１００の場合、各作像部に設けられる互いに同じ色に対応した現像装置１３０のトナー補給手段は、当該色の補給用トナーを収容する同じトナー収容器からの補給用トナーを補給する。これにより、各面の画像形成ユニットそれぞれにおいて、補給されるトナーを同一のものとすることにより、補給用トナーの拡散性が各面を形成する現像器で等しくなる。よって、両面画像の各面において画質の差異が少なく、画像濃度の安定した両面画像を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本実施形態に係る複写機の特徴部分である現像装置の概略構成図。
【図２】本実施形態に係る複写機の概略構成図。
【図３】プリンタ部における４つの第１画像形成ユニットの１つを示す拡大構成図。
【図４】現像装置の下ケーシングの斜視図。
【図５】画像領域内に開口部を設ける場合の説明図。
【図６】形状係数ＳＦ−１を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図。
【図７】形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図。
【符号の説明】
【００５０】
１ 感光体
５ 現像ローラ
６ 回収搬送スクリュー
７ 回収搬送路
８ 供給搬送スクリュー
９ 供給搬送路
１０ 撹拌搬送路
１１ 撹拌搬送スクリュー
１２ 下ケーシング
１３ 上ケーシング
１２１ 回収搬送スクリューの移送パドル
１２２ 供給搬送スクリューの移送パドル
１２３ 仕切り部材
１２４ 仕切り部材
１２５ 撹拌搬送スクリューの移送パドル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に係り、詳しくは、トナーと磁性キャリアからなる２成分現象剤を用いる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を用いる現像装置として特許文献１に記載の現像装置がある。特許文献１に記載の現像装置には、現像ローラと、現像ローラに現像剤を供給しながら搬送する供給オーガと、供給オーガに並列配置され供給オーガと同方向に現像剤を搬送する搬送オーガとを備えている。なお、現像に用いられなかった現像剤は、余剰現像剤として供給オーガと搬送オーガとの最下流部まで搬送される。
また、搬送オーガの上方には供給オーガと現像ローラとの対向部よりも上方で現像剤から回収された回収現像剤を供給オーガ及び搬送オーガと同方向に搬送する回収搬送オーガを備えている。
さらに、余剰現像剤と、回収搬送オーガの最下流部まで搬送された回収現像剤とを撹拌しながら供給オーガ及び搬送オーガとは逆方向に搬送する撹拌搬送オーガを備えている。
供給オーガと搬送オーガとは撹拌搬送オーガの略水平方向に配置されおり、供給オーガ及び搬送オーガを備える供給搬送路と撹拌搬送オーガを備える撹拌搬送路とは仕切り部材である第１隔壁で仕切られている。また、２つの搬送路は第１隔壁の軸方向両端部の開口部で連通しており、現像に用いられず供給搬送路の下流端まで搬送された余剰現像剤は、供給搬送路の下流端の開口部で水平方向に移送され、撹拌搬送路に供給される。また、回収搬送オーガを備える回収搬送路は供給搬送路の上方に設けており、回収搬送路と供給搬送路とは、仕切り部材である第２隔壁で仕切られている。そして、回収搬送オーガの下流端側の第２隔壁は開口部となっており、回収搬送路の搬送方向下流部は供給搬送路の下流端部を介して、撹拌搬送路と連通している。回収搬送路の下流端まで搬送された回収現像剤は開口部から、供給搬送路に落下して、余剰現像剤と共に撹拌搬送路に供給される。
撹拌搬送路に供給された余剰現像剤と回収現像剤とは撹拌搬送オーガによって撹拌、搬送され、撹拌搬送路の下流端の開口部で水平方向に移送され、供給搬送路の上流に供給される。
また、供給搬送路の現像剤搬送方向下流側の底部には、トナー濃度センサーが設けられており、搬送される現像剤のトナー濃度を検知している。そして、トナー濃度検知信号により、補給制御手段によって、トナー補給手段を駆動させ補給用トナーを撹拌搬送路の現像剤搬送方向上流側付近に設けられたトナー補給用開口部に補給する。
【０００３】
【特許文献１】特開平２００２−７２６４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の現像装置では、現像済みの現像剤の回収を回収搬送路内で行ない、供給搬送路では現像済みの現像剤を回収しないため、供給搬送路に現像済みの現像剤が混入してしまうのを抑制することができる。よって、現像ローラに供給される現像剤のトナー濃度の変化を小さくすることができる。
一方、トナー濃度センサーを供給搬送路の現像剤搬送方向下流側の底部に設け、その検知結果により撹拌搬送路の現像剤搬送方向上流側付近に設けられたトナー補給用開口部から補給用トナーの補給を行なっている。しかしながら、このような構成では、現像後の現像剤へ補給するトナーの補給量を、現像でトナーを消費した現像剤だけのトナー濃度を検知することによって求めるのではなく、現像でトナーを消費した現像剤と余剰現像剤とが混合した現像剤のトナー濃度を検知することによって求めることになる。だが、現像済みの現像剤と余剰現像剤とが混合しているので、現像済みの現像剤のトナー濃度を正確に検知することができない。そのため、現像剤に適切な量の補給用トナーを補給することができないため、現像剤のトナー濃度にムラが生じてしまう。したがって、トナー濃度にムラのある現像剤が現像ローラに供給されるため、画像ムラが生じるといった問題が生じる。
【０００５】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像後の現像剤に適切な量の補給用トナーを補給し、現像ローラに供給する現像剤のトナー濃度を安定に保つことが可能な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】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、磁性キャリアとトナーとからなる現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で該潜像潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給し現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体の軸線方向に沿って該現像剤を搬送し、該現像剤担持体に該現像剤を供給する第１のスクリュー部材を有する第１の搬送路と、該潜像担持体と対向する箇所を通過した後の該現像剤担持体上から回収した回収現像剤を、該現像剤担持体の軸線方向に沿って搬送する第２のスクリュー部材を有する第２の搬送路と、現像に用いられずに該第１の搬送路の現像剤搬送方向下流側まで搬送された余剰現像剤と、該現像担持体から回収され該第２の搬送路の現像剤搬送方向下流側まで搬送された該回収現像剤との供給を受け、該現像剤担持体の軸線方向に沿って該余剰現像剤と該回収現像剤とを撹拌しながら搬送する第３のスクリュー部材を有し、該余剰現像剤と該回収現像剤とを撹拌した後の撹拌現像剤を該第１の搬送路に供給する第３の搬送路と、補給用トナーを収容するトナー収容器と、該補給用トナーをトナ−補給口から補給するトナー補給手段と、該現像剤のトナー濃度を検知する手段と、該トナー濃度検知手段の検知結果に応じて、該トナー補給手段の補給動作を制御する補給動作制御手段とを有する現像手段を備えた画像形成装置において、該トナー濃度検知手段として第１のトナー濃度検知部材と第２のトナー濃度検知部材とを有し、該第２の搬送路の現像剤搬送方向下流側に第１のトナー濃度検知部材を、及び、該第３の搬送路の現像剤搬送方向下流側に第２のトナー濃度検知部材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記補給動作制御手段は、上記第１のトナー濃度検知部材と上記２のトナー濃度検知部材とによるトナー濃度検知結果を比較して得られた、該第２の搬送路の現像剤搬送方向下流部と該第３の搬送路の現像剤搬送方向下流部とのトナー濃度差に応じて、上記トナー補給手段を制御するものであることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、上記補給動作制御手段は、所定のトナー濃度と上記第２のトナー濃度検知部材のトナー濃度検知結果とを比較して得られた該所定のトナー濃度と該第３の搬送路の現像剤搬送方向下流部とのトナー濃度差に応じて、トナー補給手段を制御するものであることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２、３または４の画像形成装置において、上記第２の搬送路及び上記第３の搬送路は現像剤搬送方向下流側に現像剤を他の搬送路に移送する移送部を有し、上記第１のトナー濃度検知部材は、該第２の搬送路の移送部より現像剤搬送方向上流側にある該第２の搬送路側面の、上記第２のスクリュー部材の回転軸を通る仮想水平面よりも下方で、かつ、該第２のスクリュー部材の回転軸の回転の中心から下ろした垂線と該第２の搬送路底面との交点から該第２の搬送路側面に向かって仰角３０°以上の位置に設けており、また、上記第２のトナー濃度検知部材は、該第３の搬送路の移送部より現像剤搬送方向上流側にある該第３の搬送路側面の、上記第３のスクリュー部材の回転軸を通る仮想水平面よりも下方で、かつ、該第３のスクリュー部材の回転軸の回転の中心から下ろした垂線と該第３の搬送路底面との交点から該第３の搬送路側面に向かって仰角３０°以上の位置に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３または４の画像形成装置において、該第２のスクリュー部材及び該第３のスクリュー部材の軸方向中央部から該軸の現像剤搬送方向下流端までのスクリュウピッチは、現像剤搬送方向上流端から軸方向中央部までのスクリューピッチよりも短いことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４または５の画像形成装置において、上記トナー補給手段は、上記第２の搬送路の現像剤搬送方向下流端近傍へトナー補給をするものであることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５または６の画像形成装置において、上記第１の搬送路、上記第２の搬送路及び上記第３の搬送路は、上記現像剤担持体上の画像領域における該現像剤担持体の軸に対して直交する方向の外方領域と重複するように配置されており、かつ、それぞれの搬送路のスクリュー部材軸方向長さが、該現像剤担持体上の画像領域の現像剤担持体軸方向の長さよりも長く、該第１の搬送路と該第２の搬送路とは、現像剤搬送方向が同じであり、また、該第３の搬送路は、該第１の搬送路と該第２の搬送路とは現像剤搬送方向が反対であり、該第１の搬送路の現像剤搬送方向下流側と該第３の搬送路の現像剤搬送方向上流側とは第１の開口部を介して連通しており、また、該第１の搬送路の現像剤搬送方向上流側と該第３の搬送路の現像剤搬送方向下流側とは第２の開口部を介して連通しており、また、該第２の搬送路の現像剤搬送方向下流側と該第１の搬送路の現像剤搬送方向下流側とが第３の開口部を介して連通しており、該第１の開口部、該第２の開口部及び該第３の開口部は、上記現像剤担持体上の画像領域の端部より該画像領域の該現像剤担持体軸方向中心に向かって１０［ｍｍ］の位置に相当する該第１の搬送路、該第２の搬送路及び該第３の搬送路の位置から軸方向外側で開口するように設けられていることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１、２、３、４、５、６または７の画像形成装置において、上記磁性キャリアとして、該磁性キャリアの体積平均粒径が２０［μｍ］以上６０［μｍ］以下の範囲内であるものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７または８の画像形成装置において、上記トナーとして、該トナーの体積平均粒径が３［μｍ］以上８［μｍ］以下の範囲内であり、かつ、個数平均粒径に対する体積平均粒径の比率が１．００以上１．４０以下の範囲であるものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の画像形成装置において、上記トナーとして、形状係数ＳＦ−１が１００以上１８０以下の範囲内であり、かつ、形状係数ＳＦ−２が１００以上１８０以下の範囲内であるものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の画像形成装置において、上記トナーとして、平均１次粒径が５０［ｎｍ］以上５００［ｎｍ］以下の範囲内であり、かつ、嵩密度が０．３［ｇ／ｃｍ３］以上である外部添加剤がトナー母体粒子表面に添加されたものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１の画像形成装置において、上記潜像担持体及び上記現像手段を備え、かつ、該潜像担持体上のトナー像を記録体上に転写させるための作像部を２つ有し、一方の作像部による上記記録体の一方の面へのトナー像の転写及び他方の作像部による該記録体の他方の面へのトナー像の転写を、同時または順次に行い、該記録体の両面に各トナー像が転写された後に該各トナー像を該記録体に定着させる定着手段を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１２の画像形成装置において、上記２つの作像部は、それぞれ上記潜像担持体及び上記現像手段を複数備えており、各潜像担持体上にそれぞれ形成された互いに異なる色のトナー像を互いに重ね合わせた重ね合わせトナー象を上記記録体へ転写するものであり、上記トナー収容器として、各色の補給用トナーをそれぞれ別個に収容する複数のトナー収容器を有し、各作像部に設けられる互いに同じ色に対応した現像手段のトナー補給手段は、該色の補給用トナーを収容する同じトナー収容器からの補給用トナーを補給することを特徴とするものである。
【０００７】
本発明においては、トナー濃度検知手段を、第２の搬送路の現像剤搬送方向下流部と第３の搬送路の現像剤搬送方向下流部とに設けている。これにより、第２の搬送路の現像剤搬送方向下流部で現像によってトナーを消費した現像剤だけのトナー濃度を検知することで、現像により消費されたトナー量を正確に把握することができる。そのため、現像後の現像剤に適切な量のトナー補給を行なうことができる。さらに、第３の搬送路の現像剤搬送方向下流部で補給されたトナーが十分に撹拌された後の現像剤のトナー濃度を検知することにより、トナーを補給した後の現像剤のトナー濃度が目標とするトナー濃度範囲にあるかを把握することができる。
【発明の効果】
【０００８】
以上、本発明によれば、現像後の現像剤に適切な量のトナーを補給でき、さらに、補給用トナーが十分に撹拌された後の現像剤のトナー濃度が目標とする濃度範囲にあるかを把握できるので、現像剤担持体に供給する現像剤のトナー濃度を安定に保つことができるといった優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を、に適用した一実施形態について説明する。
図２は、本発明が適用される画像形成装置である複写機１００の内部の構成を示した略中央断面図である。
【００１０】
図２に示す複写機本体１００の内部において、記録体搬送路４３Ａを境にして、上部には矢印方向に無端移動する第１像担持ベルト２１を備えた第１像担持体ユニット２０を、下部には矢印方向に無端移動する第２像担持ベルト３１を備えた第２像担持体ユニット３０が配備されている。第１像担持ベルト２１の上部張架面には、４個の第１画像形成ユニット８０Ｙ，８０Ｃ，８０Ｍ，８０Ｋが、第２像担持ベルト３１の傾斜した張架面には、４個の第２画像形成ユニット８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋが配備されている。これら第１、第２画像形成ユニットの番号に沿えたＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、扱うトナーの色と対応させているもので、Ｙはイエロー、Ｃはシアン、Ｍはマゼンタ、Ｋはブラックを意味している。第１、第２画像形成ユニットに備えられ、第１像担持ベルト２１と第２像担持ベルト３１とともに回転する感光体１に対しても同じ意味あいでＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋを沿えている。なお感光体１Ｙから１Ｋは同間隔で配置され、少なくとも画像形成時にはそれぞれ像担持ベルト２１、３１との張架部の一部と接触する。
図３において、複写機１００の動作時に、不図示の駆動源により、矢印方向に回転するよう回転可能に支持された円筒状の感光体１の周囲に、静電写真プロセスに従い帯電手段であるスコロトロンチャージャ３、露光装置４、現像装置１３０、クリーニング装置２、光除電装置Ｑ等の作像部材や電位センサＳ１、画像センサＳ２が配設されている。
感光体１は、例えば直径３０〜１２０［ｍｍ］程度のアルミニウム円筒表面に光導電性物質である有機感光層（ＯＰＣ）を形成したものである。アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層を形成した感光体も採用可能である。またベルト状の感光体も採用できる。クリーニング装置２は、クリーニングブラシ２ａ、クリーニングブレード２ｂ、回収部材２ｃを備え、感光体表面に残留するトナー等の異物を除去、回収する。
【００１１】
露光装置４は、各色毎の画像データ対応の光を、帯電手段で一様に帯電済みの各感光体１の表面に走査し、静電潜像を形成する。図示例の露光装置４は、発光素子としてＬＥＤ（発光ダイオード）アレイと結像素子からなる露光装置であるが、レーザ光源、ポリゴンミラー等を用い、形成すべき画像データに応じて変調したビーム光によるレーザスキャン方式の露光装置も採用できる。
帯電手段として、チャージャ３のほかに、感光体１の表面に接触させるタイプ、たとえば帯電ローラも採用できる。
【００１２】
本実施形態の現像方式は、トナーとキャリヤからなるニ成分現像剤を採用している現像方式である。負荷電の感光体１に対しレーザビームにより各感光体１の表面に形成された色毎の静電潜像は、感光体の帯電極性と同極性（マイナス極性）の所定の色のトナーで現像され、顕像となる。いわゆる反転現像がおこなわれる。現像装置１３０の構成の詳細説明については前述したとおりである。
【００１３】
複数のローラ２３，２４，２５，２６（２個），２７，２８，２９により支持されて矢印方向に走行する、像担持体としての第１像担持ベルト２１が、第１の画像形成ユニット８０Ｙ〜８０Ｋにおける感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの下部に設けられている。この像担持ベルト２１は無端状で、各感光体の現像工程後の一部が接触するように張架、配置されている。また第１像担持ベルト２１の内周部には各感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋに対向させて１次転写ローラ２２が設けられている。
第１像担持ベルト２１の外周部には、ローラ２３に対向する位置にクリーニング装置２０Ａが設けられている。このクリーニング装置２０Ａは、像担持ベルトベルト２１の表面に残留する不要なトナーや、紙粉などの異物を拭い去る。
上記の像担持ベルト２１に関連する部材は、第１像担持体ユニット２０として一体的に構成してあり、複写機１００に対し着脱が可能となっている。
【００１４】
複数のローラ３３，３４，３５，３６（２個），３７，３８により支持されて矢印方向に走行する、像担持体としての第２像担持ベルト３１が、第２の画像形成ユニット８１Ｙ〜８１Ｋにおける感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋに接触して設けられている。この像担持ベルト３１は無端状で、各感光体１の現像工程後の一部が接触するように張架、配置されている。像担持ベルト３１の内周部には各感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋに対向させて１次転写ローラ３２が設けられている。
第２像担持ベルト３１の外周部には、ローラ３３に対向する位置にクリーニング装置３０Ａが設けられている。このクリーニング装置３０Ａは、像担持ベルト３１の表面に残留する不要なトナーや、紙粉などの異物を拭い去る。
上記の像担持ベルト３１に関連する部材は、第２像担持体ユニット３０として一体的に構成してあり、複写機１００に対し着脱が可能となっている。
【００１５】
さらに上記第１像担持ベルト２１の外周で、支持ローラ２８の近傍には、第１の２次転写ローラ４６が設けてある。第１像担持ベルト２１と２次転写ローラ４６の間に記録媒体（以下、記録体Ｓ）を通過させながら、第１の２次転写ローラ４６にバイアスを印加することで第１像担持ベルト２１が担持するトナーによる画像が記録体Ｓに転写される。
【００１６】
上記第２像担持ベルト３１の外周で、支持ローラ３４の近傍には、第２の２次転写手段である転写チャージャ４７が設けてある。転写チャージャ４７は公知のタイプで、タングステンや金の細い線を放電電極とし、ケーシングで保持し、放電電極に不図示の電源から転写電流が印加される。像担持ベルト３１と転写チャージャ４７の間に記録体Ｓを通過させながら、転写電流を印加することで第２像担持ベルト３１が担持するトナーによる画像が記録体Ｓに転写される。上記転写ローラ４６と転写チャージャ４７に印加される転写電流の極性は、ともにトナーの極性と逆のプラス極性である。
【００１７】
複写機１００の右側には記録体Ｓを供給可能に収納した給送装置４０が配備されており、確実に一枚だけが複数の搬送ローラ対４２Ｂにより記録体搬送経路４３Ｂや４３Ａに送られる。
【００１８】
記録体搬送路４３Ａの延長上に、前記第２の転写ステーションを通過した記録体Ｓを、記録体Ｓの搬送方向下流に備えた定着装置６０における定着ニップまで、平面状態を保って搬送させるための、記録体移送手段５０を備えている。記録体移送手段５０は、矢印方向に無端移動する搬送ベルト５１を支持するローラ５２，５３，５４，５５，５６を有し、搬送ベルト５１の外側には、ローラ５５に対向させてクリーニング装置５０Ａ，ローラ５６に対向させて記録体Ｓを吸着させるための吸着用チャージャ５７、ローラ５７に対向させて除電・分離チャージャ５８を備えている。
未定着のトナー画像と接触しながら記録体Ｓとともに移動する搬送ベルト５１は、前記吸着用チャージャ５７により、トナーの極性と同極性のマイナス帯電が施される。搬送ベルト５１として、金属ベルト、ポリイミドベルト、ポリアミドベルトなどが採用できる。表面にトナーとの離型性を与えるとともに、帯電可能の抵抗値を備える。このベルト５１の走行速度は、定着装置における記録体Ｓの走行速度と合わせてある。
【００１９】
記録体搬送手段５０の記録体搬送方向下流側には、加熱手段を有する定着装置６０が設けられている。ローラ内部にヒータを備えるタイプ、加熱されるベルトを走行させるベルト定着装置、また加熱の方式に誘導加熱を採用した定着装置などが採用できる。記録体両面の画像の色合い、光沢度を同じにするため、定着ローラ、定着ベルトの材質、硬度、表面性などを上下同等にしてある。また、フルカラーとモノクロ画像、あるいは片面か両面かにより定着条件を制御したり、記録体Ｓの種類に応じて最適な定着条件となるよう、不図示の制御手段により制御される。定着の終了した記録体Ｓを冷却し、不安定なトナーの状態を早期に安定させるため、冷却機能を有した冷却ローラ対７０を定着後の搬送路に備えている。放熱部を有するヒートパイプ構造のローラが採用できる。冷却された記録体Ｓは、排送ローラ対７１により、複写機１００の左側に設けた排送スタック部７５に排送、スタックさせる。この排送スタック部は、大量の記録体Ｓをスタック可能にするため、不図示のエレベータ機構により、スタックレベルに応じて、受け部材が上下する機構を採用している。なお排送スタック部７５を通過させ、別の後処理装置に向けて記録体Ｓを搬送させることもできる。別の後処理装置としては、穴あけ、断裁、折、綴じなど製本のための装置である。
【００２０】
未使用のトナーが収納された各色のトナーカートリッジ８６Ｙ，８６Ｃ，８６Ｍ，８６Ｋが、着脱可能に空間８５に収納される。前述したようなモーノポンプやエアーポンプなどのトナー搬送手段により、各現像装置１３０に必要に応じトナーを供給するようになっている。本実施形態の構成は、上下に配された画像形成ユニット８０，８１に対し、トナーカートリッジは共通にしている。これにより補給用トナーは同じ特性のものが各面に対応する現像装置１３０に移送され、同様な拡散性を持つために、安定した画質の両面画像をえることが可能となる。また消耗の多いブラックトナー用のトナーカートリッジ８６Ｋを、特に大容量としておくことも可能である。この収納空間８５は、複写機１００上面で操作方向から見て奥側にあって、複写機１００上面の手前側は平面部分が確保されているため、作業台として利用できる。
【００２１】
上記の構成において、記録体Ｓの片面にフルカラー画像を形成する片面記録時の動作について説明する。
片面記録の方法は基本的に２種類あって、選択が可能となっている。２種類のうちの一つは、第１の像担持ベルト２１に担持させた画像を記録体Ｓの片面に直接転写する方法であり、他の方法は、第２の像担持ベルト３１に担持させた画像を記録体Ｓの片面に直接転写する方法である。本実施形態では複写機１００の構成から、第１の像担持ベルト２１に担持させた画像を記録体Ｓの片面に直接転写する場合には、画像が記録体Ｓの上面に、第２の像担持ベルト３１に担持させた画像を記録体Ｓの片面に直接転写するときに、画像が記録体Ｓの下面に形成される。記録するべきデータが複数の頁になるケースでは、排送スタック部７５上で頁が揃うように作像順序を制御するのが好都合である。
【００２２】
最後の頁の画像データから順に記録して頁順を揃わせるよう、第１の像担持ベルト２１に画像を担持させた後、記録体Ｓに転写させる方法について説明する。
複写機１００を稼動させると、第１の像担持ベルト２１と第１の画像形成ユニット８０Ｙ〜８０Ｋにおける感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋが回動する。同時に第２の像担持ベルト３１が回動するが、第２の画像形成ユニット８１Ｙ〜８１Ｋにおける感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋは第２の像担持ベルト３１と離間されるとともに不回転状態にされる。まず、画像形成ユニット８０Ｙによる画像形成から開始される。ＬＥＤ（発光ダイオード）アレイと結像素子からなる露光装置４の作動により、ＬＥＤから出射されたイエロー用の画像データ対応の光が、帯電装置３により一様帯電された感光体１Ｙの表面に照射されて静電潜像が形成される。
静電潜像は現像ローラ５によりイエロートナーで現像され、可視像となり、１次転写ローラ２２の転写作用により感光体１Ｙと同期して移動する第１像担持ベルト２１上に静電的に１次転写される。このような潜像形成、現像、１次転写動作が感光体１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ側でもタイミングをとって順次同様に行われる。
この結果、第１像担持ベルト２１上には、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各色トナー画像が、順次重なり合ったフルカラートナー画像として担持され、第１像担持ベルト２１とともに矢印の方向に移動される。
【００２３】
同時に給送装置４０の中の給送トレイ４０ａあるいは給送カセット４０ｂ〜４０ｄから、記録に使われる記録体Ｓがその供給のための給送・分離手段４１Ａから４１Ｄの１つにより繰り出され、搬送ローラ対４２Ｂ，４２Ｃにより記録体搬送路４３Ｃに搬送される。記録体Ｓの先端がレジストローラ対４５に咥えられない前に、ジョガー４４は、記録体Ｓの搬送方向に対し両方の横方向から、記録体Ｓの両辺を押すように作動し、記録体横方向の位置整合がはかられる。レジストローラ対４５は静止しており、記録体Ｓの先端はレジストローラ対４５のニップに入り込んだ状態で静止するが、第１像担持ベルト２１上の画像との位置が正規なものとなるよう、タイミングをとってレジストローラ対４５が回転し、記録体Ｓを転写領域に搬送する。
【００２４】
第１像担持ベルト２１上のこのフルカラートナー画像は、第１像担持ベルト２１と同期して搬送される記録体Ｓの上面に、二次転写ローラ４６による転写作用を受けて転写される。二次転写ローラ４６に与えられるバイアスは、トナーの帯電極性と逆のプラス極性である。その後、第１像担持ベルト２１の表面が、ベルトクリーニング装置２０Ａによりクリーニングされる。また１次転写を終了した第１の画像形成ユニット８０Ｙ〜８０Ｋにおける感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの表面に残留するトナー等の異物はクリーニング装置２のクリーニングブラシ２ａ、クリーニングブレード２ｂにより、各感光体の表面から除去される。各感光体の表面は除電装置Ｑによる残留電位の除電作用がおこなわれて次の作像・転写工程に備える。除去されたトナー等の異物は、回収手段２ｃにより、回収部８７に送られる。なおセンサＳ１，Ｓ２は、感光体表面の露光後の表面電位と、現像工程後の感光体表面に付着しているトナーの濃度が適切なものであるかを検知し、適宜作像条件の設定、制御のために不図示の制御手段に情報を出す。
【００２５】
像担持ベルト２１に重ねられて担持されていたトナー画像が転写された記録体Ｓは、搬送装置５０の搬送ベルト５１により定着装置６０に向け移送される。記録体Ｓを確実に搬送ベルト５１とともに移送できるよう、あらかじめ移送ベルト５１の表面を、記録体Ｓの吸着用チャージャ５７により帯電する。記録体Ｓが搬送ベルト５１から分離され、確実に定着装置６０に送られるよう、除電・分離チャージャ５８が作動する。
記録体Ｓ上に重ねられていた各色のトナーが定着装置６０の熱による定着作用を受け、溶融、混色されて完全にカラー画像となる。記録体Ｓの片面（上面）だけにトナーを有しているので、両面にトナーを有している両面記録時に比べ、定着に要する熱エネルギは少なくて済む。不図示の制御手段が画像に応じて定着装置の使用する電力を最適に制御する。定着されたトナーも記録体Ｓ上で完全に固着するまでは、搬送路のガイド部材等にこすられ、画像が欠落したり、乱れたりする。この不具合を防止するため、冷却手段である冷却ローラ対７０が作動し、トナーと記録体Ｓを冷却する。その後、排送ローラ７１により排送スタック部７５に、画像面が上向きとなって排送される。排送スタック部７５では若い頁の記録体Ｓが順次上に重ねられるようにスタックされるよう、作像順序がプログラムされているので、頁順が揃う。排送スタック部７５は、排送される記録体Ｓの増加に従って、下降するので、記録体Ｓは整然と確実にスタックでき、頁順が乱れることがない。記録済みの記録体Ｓを排送スタック部７５に直接スタックする代わりに、穴あけ加工処理を実施するとか、ソータ、コレータや綴じ装置や折り装置など後処理装置に搬送することもできる。
【００２６】
記録体Ｓの片面に画像を形成させる他の方法では、第１の画像形成ユニット８０Ｙ〜８０Ｋにおける画像の形成をおこなわないようにするのと、頁揃えのために若い頁の画像データから順に像形成をさせる点が異なるが、基本的には上記の片面記録の工程と同じなので詳細を省く。
【００２７】
つぎに記録体Ｓの両面に画像を形成する両面記録時の動作について説明する。複写機１００に開始信号が入力されると、上記、片面記録の動作で説明した第１の画像形成ユニット８０Ｙ，８０Ｃ，８０Ｍ，８０Ｋで順次形成する各色ごとの画像を、第１像担持ベルト２１に順次１次転写させ、第１の画像として担持させる工程とほぼ平行して、第２の画像形成ユニット８１Ｙ，８１Ｃ，８１Ｍ，８１Ｋで順次形成する各色ごとの画像を第２像担持ベルト３１に順次１次転写させ、第２の画像として担持させる工程がおこなわれる。図２に示す構成なので、上記第１の画像と第２の画像が、記録体Ｓの搬送方向先端で位置的に合致するためには、第１の画像の形成開始より遅れて第２の画像の形成が開始される。また記録体Ｓはレジストローラ対４５で静止と再送がおこなわれるので、その時間も見込んで給送され、ジョガー４４で整合される。レジストローラ対４５は、タイミングをとって記録体Ｓを第１の２次転写手段である転写ローラ４６と第１像担持ベルト２１で構成された第１転写ステーションに搬送する。転写ローラ４６にプラス極性の転写電流が印加され、第１像担持ベルトから記録体Ｓの片面（図では上面）に画像が転写される。
このようにして片面に画像を有した記録体Ｓは、転写ローラ４６の搬送作用により、引き続き第２の二次転写手段たる転写チャージャ４７のある第２転写ステーションに送られる。そしてチャージャにプラス極性の転写電流が印加されることにより、第２像担持ベルト３１にあらかじめ担持されているフルカラーの第２の画像が、一括して記録体Ｓの下面に転写される。
【００２８】
このようにして両面にフルカラートナー像が転写された記録体Ｓは、搬送ベルト５１により定着装置６０へと移送される。吸着用チャージャにより、搬送ベルト５１の表面はトナーの極性と同じマイナス極性で帯電される。記録体Ｓ下面の未定着のトナーがベルトに移らないようにしている。除電・分離チャージャ５８には、交流が印加され、記録体Ｓはベルト５１から分離され、定着装置６０へと移送される。定着装置６０の熱による定着処理を受け、記録体Ｓの両面のトナー画像が溶融、混合される。記録体Ｓは引き続いて冷却ローラ対を通過し、排送ローラ７１により排送スタック部７５上に排送される。
複数の頁の記録体Ｓに両面記録する場合、若い頁の画像が下面となって排送スタック部７５にスタックされるように作像順序を制御すると、そこから取り出し、上下面を逆にしたとき記録体Ｓは上から順に１頁、その裏に２頁、２枚目が３頁、その裏が４頁となり頁順が揃う。このような作像順序の制御や、定着装置に入力する電力を片面記録時より増やすなどの制御は、制御手段（不図示）により実行される。
片面記録、両面記録動作に関して、フルカラー記録を実行させる例で説明したが、ブラックトナーだけによるモノクロ記録も可能である。
【００２９】
次に本実施形態に係る複写機１００の特徴的な部分である現像装置１３０について、図１を用いて詳細に説明して行く。
現像ローラ５から現像済の現像剤を回収搬送する回収搬送スクリュー６及び回収搬送路７、現像ローラ５へ現像剤を供給搬送する供給搬送スクリュー８及び供給搬送路９が現像ローラ５の下方に並設されている。回収搬送路７及び供給搬送路９の現像剤は同方向に搬送されている。搬送方向下流側で両搬送路は連通しており、回収搬送スクリュー６で搬送された回収現像剤は供給搬送路９に移送される。また、回収現像剤と供給搬送スクリュー８で搬送される現像ローラ５に供給されなかった現像剤は、連通している撹拌搬送路１０に移送される。撹拌搬送路１０に配置された撹拌搬送スクリュー１１は、回収現像剤、未供給の現像剤及び補給されたトナーを、回収搬送路７及び供給搬送路９の現像剤と逆方向に撹拌搬送し、搬送方向下流側で連通している供給搬送路９に撹拌された現像剤を移送する。
回収搬送路７及び撹拌搬送路１０の下方には、トナー濃度センサーＡ，Ｂが設けられ、センサー出力を比較する事でトナー補給制御装置（図示せず）によってトナー補給手段を制御してトナー補給口よりトナー補給を行っている。このトナー補給口は図４の１２８の矢印位置に示すような回収搬送路７中に設けられている。このトナー補給手段として、公知のモーノポンプを用いる方式のものが採用できる。この方式によればトナーカートリッジの設置場所の制約が少ないため、複写機１００内部のスペース配分に対し有利である。またトナーが適時補給できるため、現像装置１３０に大きなトナー貯留スペースを設けなくてすみ、現像装置１３０の小型化がはかれる。
【００３０】
各スクリュー６，８，１１及び各搬送路７、９、１０は現像ローラ５の下方に横方向に配置されている。また、各搬送路７，９，１０は、一体の下ケーシング１２及び上ケーシング１３に保持された仕切り板より形成されている。ここで、搬送路７と９は仕切り板１２３にて、搬送路９、１０は仕切り板１２４にて、それぞれが仕切られている。仕切り板１２３は画像出力領域すなわち現像ローラ５のある領域において搬送路７と９が完全に遮断される。この仕切り板１２３と現像ローラ５との間隙は、望ましくは１ｍｍ以下に設定する必要がある。これにより現像ローラ５から現像後の現像剤が完全に回収部へ分離され、再度現像ローラ５に組みあがって供給部に進入することはない。なお仕切り板１２３，４４は非磁性である。
【００３１】
現像ローラ５への現像剤供給が、供給搬送スクリュー８の搬送方法位置にかかわらず適正な量となるために、供給搬送路９で搬送される現像剤の上部から確実に供給するように、供給搬送スクリュー８の頂点１４が現像ローラ５の回転中心１５の下方になるように配置されている。また、適正な現像剤量が供給されても、現像剤規制部材１６で規制される現像剤量より多いことが望ましいため、稼動していくうちに現像剤規制部材１６の上流側１７で余剰現像剤がどんどん増加していく。その増加していく余剰現像剤が滞留し、循環対流を起こさないように、ある程度の量以上になった場合、迂回して供給搬送路９に還流させる余剰現像剤回収部材１８が設置されている。また、現像ローラ５の磁力が影響し、還流現像剤が滞留しないように余剰現像剤回収部材１８の位置が設置されている。
【００３２】
現像剤規制部材１６は上ケーシング１３に固定された放熱用部材１９に密着固定している。これにより現像剤規制部材１６は、現像剤からの熱を放熱用部材１９へ伝達させている。そして、放熱用部材１９の内側には、フィン１１０が形成されおり、稼動中の空気流により放熱を行い、現像剤の温度上昇の低減を図っている。また、放熱用部材１９には現像装置１３０あるいは感光体ユニット（図示せず）の機械本体（図示せず）への脱着時に案内ガイドとして使用されるガイド部１１１が設けられている。下ケーシング１２には、放熱フィン１１４が設けられ、機械前部から後部へ送られる冷却風により、現像装置１３０全体の温度上昇を低減、冷却できるようになっている。
【００３３】
現像ローラ５の下流側には、現像剤捕捉ローラ１１２が設置され、感光体１に付着した現像剤及び現像ローラ５から落下した現像剤を捕捉し、現像ローラ５と逆回転させ、現像ローラ５に戻すか、スクレーパ１１３により回収搬送路７に回収させるようになっている。
【００３４】
次に、図４は下ケーシングで構成される各搬送路及び各スクリューの感光体１側からの斜視図である。
下ケーシング１２には、図手前より回収搬送スクリュー６、供給搬送スクリュー８及び撹拌搬送スクリュー１１が設置され、それぞれのスクリューを取り巻くように、下ケーシング１２には、各搬送路が形成されている。但し、供給搬送路９及び回収搬送路７は、上ケーシング（図示せず）に保持され、下ケーシング１２と勘合する仕切り板１２３により隔離されている。仕切り板１２３は画像形成領域において回収部から供給部へ現像剤が進入しないように現像ローラ５に十分近接して設置されている。現像剤は、回収搬送スクリュー６及び供給搬送スクリュー８では矢印１２６，１２９の方向に、撹拌搬送スクリュー１１では逆方向の矢印１３０の方向に搬送されている。
【００３５】
スクリューの構成を、撹拌搬送スクリュー１１を例として説明する。現像剤搬送方向に向かって現像剤を撹拌搬送する搬送用スクリュー１２７、現像剤を隣接する供給搬送スクリュー８側に移送する移送用パドル１２５及び軸受部に現像剤を送り込まないように、搬送用スクリュー１２７と逆の巻方向の逆転スクリュー１２０が設けられている。回収搬送スクリュー６及び供給搬送スクリュー８も同様な構成となっている。
なお本実施形態の各スクリューの形状は、
撹拌搬送スクリュー１１：外径φ３０、ピッチ３６（１条）
供給搬送スクリュー８：外径φ２７、ピッチ３６（１条）
回収搬送スクリュー６：外径φ２５、ピッチ３４（２条）
としている。ただし、この値に限定するものではない。
【００３６】
また、各搬送路を仕切っている仕切り板の端部には開口部Ｍが有り、この開口部Ｍによって各搬送路が通じている。これにより、撹拌搬送路１０からの現像剤は撹拌搬送スクリュー１１の移送パドル１２５により、供給搬送スクリュー８側に、さらに、現像ローラ５（図示せず）に送られなかった現像剤とともに、供給搬送スクリュー８の移送パドル１２２により、撹拌搬送スクリュー１１側に移送される。
なお、一般に開口部は、現像ローラ５の画像領域Ｎ外に設けられている。これは、画像領域Ｎ内に開口部を設けると現像ローラ５上の現像剤にトナー濃度が低い現像剤が混入するなどの不具合が生じ、現像ローラ５上の現像剤のトナー濃度が安定しなくなり、画像に影響を及ぼす恐れがあるためである。しかし、図５のように、開口幅Ｍの開口部は、画像領域Ｎ端部から画像領域Ｎ内側に１０［ｍｍ］までの範囲内であれば画像領域Ｎ内にあっても、画質にほとんど影響が現れない。そのため、本実施形態では、開口部を画像領域Ｎの端部より画像領域Ｎの内側１０［ｍｍ］の位置から軸方向外側で開口するように設けることができる。これにより、所定の開口幅Ｍで開口部を設ける場合には、開口部を画像領域Ｎ外だけに設けたものよりも、画像領域Ｎ内に開口部がある分、装置本体の軸方向の幅を短くすることができる。
【００３７】
また、回収搬送スクリュー６及び撹拌搬送スクリュー１１の側面で下ケーシング１２に設けられたそれぞれのトナー濃度センサーＡ，Ｂからの出力信号を比較する事により、制御手段によってトナー補給手段（図示せず）を制御することによって、矢印１２８で示された回収搬送スクリュー６のパドル部にトナー補給が行われる。回収部にトナー補給を行うことで、トナー濃度の下がった現像後の現像剤と補給用トナーを混合できるため、現像剤中でトナーをより拡散しやすくなるとともに、補給用トナーがスクリュー上を移動する距離をかせぐことができるため、それだけ拡散効果を得ることが出来る。またトナー補給がされた現像剤が供給部に到達するまでに、２つの現像剤受渡し部（回収搬送スクリュー６の移送用パドル１２１の有る部分から供給搬送スクリュー８の移送用パドル１２２が有る部分を通る部分と、撹拌搬送スクリュー１１の移送用パドル１２５が有る部分）を通過するため、補給用トナーは十分に拡散されて、均一なトナー濃度の状態で供給搬送スクリュー８へ移送されることになる。
【００３８】
補給用トナーの供給方法は、回収搬送スクリュー６のパドル部に位置するケースに補給口である穴が開いており、その補給口から補給用トナーを重力で落下させてスクリューの上側からトナーを補給するやり方である。その際に、その補給口へはトナー溜まりから回収パドル１２１や回収搬送スクリュー６にてトナーを搬送して、その回転数にて補給量を制御する。
【００３９】
次にトナー濃度センサーの配置位置について説明する。トナー濃度センサーＡ，Ｂは回収搬送路７及び撹拌搬送路１０の現像剤搬送方向下流側面に備えられ、特にトナー濃度センサーＡはトナー補給口よりも上流側に設置する必要がある。これにより補給されたトナーの影響を受けずに、現像後の現像剤のトナー濃度を検知することができ、トナー濃度センサーＢの出力と比較する事で消費されたトナー量を正確に算出することができる。よって、消費トナー量に応じた補給用トナー量を精度良く決めてから補給することができるため、現像剤のトナー濃度が安定化する。またトナー補給動作はトナー濃度センサーの検知結果に基づき、随時に行われる。これにより、その検知結果に応じて迅速に補給動作を行い、トナー濃度の低下した状態に対応して適正な量のトナー補給を素早く行うことができるため、タイムラグなくトナー補給が可能となる。また、トナー濃度センサーＢは必要に応じて、トナー濃度を基準値と比較し、トナー濃度の基準値からのズレ分を補正するためにトナーの補給及び停止を行う。これを行うことで環境等による現像剤の特性変化によるセンサー出力バラツキも解消される。さらに、トナー濃度センサーＡ，Ｂの位置を、各搬送路のスクリューの回転方向上流部のスクリュー軸より下方部で、かつ、軸中心から下ろした垂線と搬送路底面との交点から仰角３０°以上上部にある搬送路側面に設置することにより、センサー部での現像剤の滞留をなくしている。さらに、回収搬送スクリュー及び撹拌搬送スクリューの現像剤搬送方向下流部側のスクリューピッチを、現像剤搬送方向上流側のスクリューピッチよりも小さくすることで、トナー濃度センサーＡ，Ｂ付近の現像剤の嵩密度を圧縮し、帯電変動による現像剤の嵩の変化を抑制することができる。つまり、現像剤の嵩の変化によって現像剤中のトナー密度が変化することを抑制できる。よって、トナー濃度センサーＡ，Ｂによるトナー濃度の検知精度が向上する。
【００４０】
次に、本実施形態に用いられる現像剤の特性について説明する。
キャリアについては、体積平均粒径が２０〜６０［μｍ］が好ましい。平均粒径６０［μｍ］以下の小粒径のキャリアを用いることで、現像能力を低下させることなく、汲み上げ量の低減をすることができる。それはキャリア間の間隙が小さくなり現像領域における磁気ブラシがより緻密になり、少ない汲み上げ量で十分な現像が行えることになるからである。よって回収部における現像剤の搬送性が向上し、そこで補給されるトナーの分散性の向上につながる。
なおキャリアの平均粒径が６０［μｍ］より大きいと回収部で現像剤のオーバーフローがおきやすくなり、安定な剤循環が行えず、トナー濃度変動が生じてしまう。また２０［μｍ］より小さいと感光体にキャリアが付着したり、現像ローラ５からキャリアが飛散しやすくなるという不具合が発生する。
キャリアの平均粒径測定については、マイクロトラック粒度分析計（日機装株式会社）のＳＲＡタイプを使用し、０．７［μｍ］以上１２５［μｍ］以下のレンジ設定で行うことができる。
【００４１】
次にトナー特性について説明する。
粒径について、トナーの体積平均粒径は３〜８［μｍ］が好ましい。平均粒径が８［μｍ］以下の小粒径トナーを用いることで、現像剤の嵩密度を高めることができるため、安定した現像剤搬送が可能となり、回収部における補給用トナーの拡散性が向上する。また粒径分布がシャープであることから、現像剤の流動性が良く、長期的に安定した現像剤循環を行うことが可能となり、現像剤中での補給用トナーの拡散性が向上する。一方、トナー同士の間隙が小さくなり画像中のトナーのうまりが良くなるので、必要なトナー付着量およびトナー像の高さ（パイルハイト）の低減が図れる。また６００［ｄｐｉ］以上の微少ドットの再現性について、この範囲では、微小な潜像ドットに対して、十分に小さい粒径のトナー粒子を有していることから、ドット再現性に優れる。
一方、体積平均粒径（Ｄ４）が３［μｍ］未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった現象が発生しやすい。体積平均粒径（Ｄ４）が８［μｍ］を超えると、画像のパイルハイトが大きくなり、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しい。 また、同時に重量平均粒径（Ｄ４）と個数平均粒径（Ｄ１）との比（Ｄ４／Ｄ１）は１．００〜１．３０の範囲にあることが好ましい。なお、（Ｄ４／Ｄ１）が１．００に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
【００４２】
次に、コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。
まず、電解水溶液１００〜１５０［ｍｌ］中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５［ｍｌ］加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１［％］ＮａＣｌ水溶液を調製したものが使用できる。次に、測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして１００［μｍ］アパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均粒径（Ｄ４）、個数平均粒径（Ｄ１）を求めることができる。
チャンネルとしては、２．００〜２．５２［μｍ］未満；２．５２〜３．１７［μｍ］未満；３．１７〜４．００［μｍ］未満；４．００〜５．０４［μｍ］未満；５．０４〜６．３５［μｍ］未満；６．３５〜８．００［μｍ］未満；８．００〜１０．０８［μｍ］未満；１０．０８〜１２．７０［μｍ］未満；１２．７０〜１６．００［μｍ］未満；１６．００〜２０．２０［μｍ］未満；２０．２０〜２５．４０［μｍ］未満；２５．４０〜３２．００［μｍ］未満；３２．００〜４０．３０［μｍ］未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００［μｍ］以上乃至４０．３０［μｍ］未満の粒子を対象とする。
【００４３】
トナーの形状係数ＳＦ−１は１００〜１８０、形状係数ＳＦ−２は１００〜１８０の範囲にあることが好ましい。図６、図７は、形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、数１で表される。トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
【数１】
ＳＦ−１の値が１００の場合トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。
また、形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、数２で表される。トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００／４πを乗じた値である。
【数２】
ＳＦ−２の値が１００の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置に導入して解析して計算を行なう。
トナーの形状が球形に近くなると、トナー間の接触状態が点接触となるためにトナー同士の吸着力は弱まりしたがって流動性が高くなる。ゆえに、現像剤の循環性が向上するとともに補給用トナーの拡散性が向上する。
また、トナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなり高画質化に寄与する。一方、形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のいずれかが１８０を超えると、流動性が悪化し、剤循環性および補給用トナーの拡散性が悪いために好ましくない。また転写率が低下するため好ましくない。
【００４４】
本実施形態で用いたトナーは、トナーの粒子表面に平均一次粒径が５０〜５００［ｎｍ］で、嵩密度が０．３［ｍｇ／ｃｍ３］以上の微粒子（以下、単に微粒子という）を付着させたものである。なお、通常の流動性向上剤にシリカ等がよく用いられるが、例えば、このシリカの平均一次粒径は通常１０〜３０［ｎｍ］、嵩密度が０．１〜０．２［ｍｇ／ｃｍ３］である。
本実施形態において、トナーの表面に適切な特性の微粒子が存在することで、トナー粒子と対象体との間に適度な空隙が形成される。また、微粒子は、トナー粒子、感光体、搬送ベルト等との接触面積が非常に小さく、均等に接触するので付着力低減効果が大きく、搬送ベルトに面した未定着像のトナーが搬送ベルトに付着しづらいために画像の乱れが少ない。また現像・転写効率が向上し、ドットの再現性が向上するため画像が安定して搬送時の乱れに対して余裕度が高くなる。さらに、コロの役割を果たすため、感光体を摩耗または損傷させることなく、クリーニングブレードと感光体との高ストレス（高荷重、高速度等）下でのクリーニングの際も、トナー粒子に埋没し難く、あるいは少々埋没しても離脱、復帰が可能であるので、長期間にわたって安定した特性を得ることができる。さらに、トナーの表面から適度に脱離し、クリーニングブレードの先端部に蓄積し、いわゆるダム効果によって、ブレードからトナーが通過する現象を防止する効果がある。これらの特性は、トナー粒子の受けるシェアを低減させる作用を示すので、高速定着（低エネルギー定着）のためトナーに含有されている低レオロジー成分によるトナー自身のフィルミングの低減効果を発揮する。しかも、微粒子として、平均一次粒径が５０〜５００［μｍ］の範囲のものを用いると、十分にその優れたクリーニング性能を活かすことができる上、極めて小粒径であるため、トナーの粉体流動性を低下させることがない。さらに、詳細は明らかでないが、表面処理された微粒子はトナーに外部添加されても、仮にキャリアを汚染した場合においても現像剤劣化の度合が少ない。よって経時的にトナーの流動性および帯電性の変化が少ないため、長期的に現像剤の循環および補給用トナーの拡散を安定に行うことができる。
微粒子の平均一次粒径（以下、平均粒径という）は、５０〜５００［ｎｍ］のものが用いられ、特に１００〜４００［ｎｍ］のものが好ましい。５０［ｎｍ］未満であると、微粒子がトナー表面の凹凸の凹部分に埋没してコロの役割を低下する場合が生じる。一方、５００［μｍ］よりも大きいと、微粒子がブレードと感光体表面との間に位置した場合、トナー自身の接触面積と同レベルのオーダーとなり、クリーニングされるべきトナー粒子を通過させる、即ちクリーニング不良を発生させやすくなる。
嵩密度が０．３［ｍｇ／ｃｍ３］未満では、流動性向上への寄与はあるものの、トナー及び微粒子の飛散性および付着性が高くなるために、トナーとコロとしての効果や、クリーニング部で蓄積して、トナーのクリーニング不良を防止するいわゆるダム効果といった働きが低下してしまう。
【００４５】
本実施形態に用いた微粒子において、無機化合物としては、ＳｉＯ２，ＴｉＯ２， Ａｌ２ Ｏ３，ＭｇＯ，ＣｕＯ，ＺｎＯ，ＳｎＯ２，ＣｅＯ２，Ｆｅ２Ｏ３，ＢａＯ，ＣａＯ，Ｋ２Ｏ，Ｎａ２Ｏ，ＺｒＯ２，ＣａＯ・ＳｉＯ２，Ｋ２Ｏ（ＴｉＯ２）ｎ，Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２，ＣａＣＯ３，ＭｇＣＯ３，ＢａＳＯ４，ＭｇＳＯ４，ＳｒＴｉＯ３等を例示することができ、好ましくは、ＳｉＯ２，ＴｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３があげられる。特にこれら無機化合物は各種のカップリング剤、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジクロロシラン、オクチルトリメトキシシラン等で疎水化処理が施されていてもよい。
【００４６】
また、有機化合物の微粒子としては、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよく、例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。樹脂微粒子としては、上記の樹脂を２ 種以上併用しても差し支えない。このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。
ビニル系樹脂の具体的な例としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーで、例えば、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、（メタ）アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体等が挙げられる。
【００４７】
なお、微粒子の嵩密度は、１００［ｍｌ］のメスシリンダーを用いて、微粒子を振動を与えないようにしながら徐々に加え１００［ｍｌ］にして、このメスシリンダーの微粒子の重量を測定し、このメスシリンダーの微粒子を入れる前後の重量差を求めることによって嵩密度を測定した。
本実施形態で用いた微粒子を、トナー表面に外添加し付着させる方法としては、トナー母体粒子と微粒子を各種の公知の混合装置を用いて、機械的に混合して付着させる方法や、液相中でトナー母体粒子と微粒子を界面活性剤などで均一に分散させ、付着処理後、乾燥させる方法などがある。
【００４８】
以上、本実施形態においては、磁性キャリアとトナーとからなる現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体である感光体１と対向する箇所で感光体１の表面の潜像にトナーを供給し現像する現像剤担持体である現像ローラ５と、現像ローラ５の軸線方向に沿って該現像剤を搬送し、現像ローラ５に該現像剤を供給する第１のスクリュー部材である供給搬送スクリュー８を有する第１の搬送路である供給搬送路９と、感光体１と対向する箇所を通過した後の現像ローラ５から回収した回収現像剤を、現像ローラ５の軸線方向に沿って搬送する第２のスクリュー部材である回収搬送スクリュー６を有する第２の搬送路である回収搬送路７と、現像に用いられずに供給搬送路９の現像剤搬送方向下流側まで搬送された余剰現像剤と、現像路ローラ５から回収され回収搬送路７の現像剤搬送方向下流側まで搬送された回収現像剤との供給を受け、現像ローラ５の軸線方向に沿って余剰現像剤と回収現像剤とを撹拌しながら搬送する第３のスクリュー部材である撹拌搬送スクリューを有し、余剰現像剤と回収現像剤とを撹拌した後の撹拌現像剤を供給搬送路９に供給する第３の搬送路である撹拌搬送路１０と、補給用トナーを収容するトナー収容器と、補給用トナーをトナ−補給口から補給するトナー補給手段と、現像剤のトナー濃度を検知する手段と、トナー濃度検知手段の検知結果に応じて、トナー補給手段の補給動作を制御する補給動作制御手段であるトナー補給制御装置とを有する現像手段である現像装置１３０を備えた複写機１００において、第１のトナー濃度検知部材であるトナー濃度センサーＡと第２のトナー濃度検知部材であるトナー濃度センサーＢとを有し、回収搬送路７の現像剤搬送方向下流側にトナー濃度センサーＡを設け、また、撹拌搬送路１０の現像剤搬送方向下流側にトナー濃度センサーＢを設けている。
これにより、トナー濃度センサーＡが回収搬送路７の現像剤搬送方向下流部で現像後の現像剤のトナー濃度を検知することで、現像によりトナーが消費されてから早期のうちに、消費されたトナー量を把握することができる。したがって、現像によってトナーが消費した現像剤に対して迅速に適切なトナー補給を行なうことができる。さらに、撹拌搬送路１０の現像剤搬送方向下流部で補給されたトナーが十分に撹拌された後に、トナー濃度センサーＢによって現像剤のトナー濃度を検知することにより、トナーを補給した後の現像剤のトナー濃度が目標とするトナー濃度範囲にあるかを把握することができる。よって、現像ローラに供給する現像剤のトナー濃度を安定に保つことが可能である。
また、本実施形態において、トナー補給制御装置は、トナー濃度センサーＡによるトナー濃度検知結果と、トナー濃度センサーＢによるトナー濃度検知結果とを比較して得られた、回収搬送路７の現像剤搬送方向下流部と撹拌搬送路１０の現像剤搬送方向下流部とのトナー濃度差に応じてトナー補給手段を制御するものである。このように、現像によって消費したトナー量はトナー濃度センサーＡ，Ｂによって、正確に求めることができる。よって、トナー補給制御装置は、消費トナー量に応じた補給用トナー量を精度良く決めることができ、トナー補給手段が適切な量の補給用トナーを補給するように制御することができる。したがって、現像剤のトナー濃度の変動を最小限に抑えることが可能である。
また、本実施形態において、トナー補給制御装置は、所定のトナー濃度とトナー濃度センサーＡによるトナー濃度検知結果とを比較して得られた、当該所定のトナー濃度と撹拌搬送路１０の現像剤搬送方向下流部とのトナー濃度差に応じて、トナー補給手段を制御するものである。これにより、トナー補給のバラツキなどによってトナー濃度の変動が生じたとしても、トナー補給をするときに、現像剤のトナー濃度が所定のトナー濃度になるようにトナー補給制御手段がトナー補給量を調整することによって抑制できる。したがって、現像剤のトナー濃度を均一に維持することが可能である。
また、本実施形態において、回収搬送路７及び撹拌搬送路１０は、それぞれ現像剤搬送方向下流側に現像剤を他の搬送路に移送する移送部を有し、トナー濃度センサーＡは、回収搬送路７の移送部より現像剤搬送方向上流側にある回収搬送路側面の、回収搬送スクリュー６の回転軸を通る仮想水平面よりも下方で、かつ、回収搬送スクリュー６の回転軸の回転の中心から下ろした垂線と回収搬送路底面との交点から回収搬送路側面に向かって仰角３０°以上の位置に設けており、また、トナー濃度センサーＢは、撹拌搬送路１０の移送部より現像剤搬送方向上流側にある撹拌搬送路側面の、撹拌搬送スクリュー１１の回転軸を通る仮想水平面よりも下方で、かつ、撹拌搬送スクリュー１１の回転軸の回転の中心から下ろした垂線と撹拌搬送路底面との交点から撹拌搬送路側面に向かって仰角３０°以上の位置に設けている。また、回収搬送路７及び撹拌搬送路１０で搬送される現像剤の搬送方向は、移送路で略直角方向に変更される。これにより、移送路では現像剤の流れが大きく乱れ現像剤が滞留する。したがって、トナー濃度センサーＡ，Ｂを移送路に設けると、トナー濃度センサーＡ，Ｂ付近に現像剤が滞留するため安定したトナー濃度の検知ができない。同様に、トナー濃度センサーＡ，Ｂを当該仰角が３０°未満の位置に設けた場合でも、搬送路の側面と底面とでなされるコーナー付近では現像剤の流れが乱れ現像剤が滞留する。よって、トナー濃度センサーＡ，Ｂ付近に現像剤が滞留するため、安定したトナー濃度の検知ができない。しかし、移送路より現像剤搬送方向上流側及び当該仰角が３０°以上の位置では、現像剤の流れは大きく乱れず現像剤は滞留しない。このことから、トナー濃度センサーＡ，Ｂを本実施形態で設けた位置にすることにより、安定したトナー濃度の検知ができ、トナー濃度検知精度を向上することが可能である。
また、本実施形態において、回収搬送スクリュー６及び撹拌搬送スクリュー１１の軸方向中央部から当該軸の現像剤搬送方向下流端までのスクリューピッチは、当該軸の現像剤搬送方向上流端から軸方向中央部までのスクリューピッチよりも短い。言い換えれば、トナー濃度センサーＡ，Ｂ付近にある各スクリューのスクリューピッチが短くなっている。これにより、トナー濃度センサーＡ，Ｂ付近の現像剤は各スクリューによって圧縮されるので、現像剤の帯電状態の変動などにより現像剤の嵩が変化することを抑制することができる。つまり、トナー濃度センサーＡ，Ｂ付近の現像剤中のトナー密度の変化を抑えることができるので、トナー濃度の検知精度が向上する。
また、本実施形態において、トナー補給手段は、回収搬送路７の現像剤搬送方向下流端近傍へトナー補給を行なうものである。本実施形態では、回収搬送路７の現像剤搬送方向最下流部は移送路となっているので、現像剤の搬送方向が略直角方向に変化する。そのため、移送路では、現像剤の流れが大きく乱れている。このことから、トナー補給を回収搬送路７の現像剤搬送方向最下流端近傍で行なうことにより、トナー濃度の下がった現像後の現像剤と補給用トナーとが現像剤の流れの乱れにより大きく撹拌される。よって、トナー濃度の下がった現像後の現像剤と補給用トナーとを混合した現像剤でのトナーの拡散性が向上する。
また、本実施形態において供給搬送路９、回収搬送路７及び撹拌搬送路１０は、現像ローラ５上の画像領域における現像ローラ５の軸に対して直交する方向の外方領域と重複するように配置されており、かつ、それぞれの搬送路のスクリュー部材軸方向長さが、現像ローラ５上の画像領域Ｎの現像ローラ５軸方向の長さよりも長く、供給搬送路９と回収搬送路７とは、現像剤搬送方向が同じであり、また、撹拌搬送路１０は、供給搬送路９と回収搬送路７とは現像剤搬送方向が反対であり、供給搬送路９の現像剤搬送方向下流側と撹拌搬送路１０の現像剤搬送方向上流側とは第１の開口部を介して連通しており、また、供給搬送路９の現像剤搬送方向上流側と撹拌搬送路１０の現像剤搬送方向下流側とは第２の開口部を介して連通しており、また、回収搬送路７の現像剤搬送方向下流側と供給搬送路９の現像剤搬送方向下流側とが第３の開口部を介して連通しており、第１の開口部、第２の開口部及び第３の開口部は、現像ローラ５上の画像領域の端部より当該画像領域の現像ローラ軸方向中心に向かって１０［ｍｍ］の位置に相当する供給搬送路９、回収搬送路７及び撹拌搬送路１０の位置から軸方向外側で開口するように設けられている。一般に、各開口部の開口幅Ｍを広くすれば各搬送路間での現像剤の受け渡し効率が良くなが、各開口部の開口幅Ｍを広く取りすぎると、現像装置１３０の軸方向の幅が広がってしまうため、現像装置の小型化が困難となってしまう場合がある。このことから各開口部を、現像ローラ５上の画像領域Ｎの現像ローラ軸方向端部より画像領域Ｎ内の現像ローラ５軸方向中心に向かって１０［ｍｍ］の位置に相当する、供給搬送路９、回収搬送路７及び撹拌搬送路１０の位置から軸方向外側で開口するように設けている。これにより、所定の開口幅Ｍで各開口部を設ける場合には、各開口部を画像領域Ｎ外側だけに設けたものよりも、画像領域Ｎ内側に開口部がある分、各搬送路の軸方向長さを短くすることができる。よって、現像装置１３０の軸方向の長さを短くするために、各開口部の開口幅を所定の開口幅Ｍよりも短くする必要が無いので、各搬送路間での現像剤の搬送性を低下させることなく、現像装置１３０の小型化を行なうことができる。
また、本実施形態に係る複写機１００で用いる現像剤の磁性キャリアは、その体積平均粒径が２０［μｍ］以上６０［μｍ］以下の範囲内である。これにより、現像領域に存在する現像剤量が少なくても現像能力が低下しないので、現像装置１３０内の現像剤量を低減することができる。よって、回収部で現像剤がオーバーフローすることなく安定に現像剤を搬送できる。したがって、回収部にて補給されたトナーが効率よく拡散し、トナー濃度を均一にすることが可能である。
また、本実施形態に係る複写機１００に用いる現像剤のトナーは、その体積平均粒径が３［μｍ］以上８［μｍ］以下の範囲であり、かつ、個数平均粒径に対する体積平均粒径の比率が１．００以上１．４０以下の範囲である。これにより、体積平均粒径が小さく、かつ、粒径分布のシャープなトナーを用いることで、トナー粒子間の間隙が小さくなるため、色再現性を損なうことなくトナーの必要付着量を低減することができる。よって、現像における濃度変動を小さくすることができる。また、現像剤の流動性が良く、長期的に安定した現像剤の循環および補給用トナーの拡散を行なうことが可能となる。
また、本実施形態に係る複写機１００に用いる現像剤のトナーは、形状係数ＳＦ−１が１００以上１８０以下の範囲内であり、かつ、形状係数ＳＦ−２が１００以上１８０以下の範囲内である。これにより、トナーの形状が球形に近いことにより、現像剤の流動性が良くなり、長期的に安定した現像剤の循環及び補給用トナー拡散を行なうことが可能となる。
また、本実施形態に係る複写機１００に用いる現像剤のトナーは、平均１次粒径が５０［ｎｍ］以上５００［ｎｍ］以下の範囲内であって、嵩密度が０．３［ｇ／ｃｍ３］以上である外部添加剤がトナー母体粒子表面に添加されたものを用いる。これにより、微粒子がトナー表面の凹凸の凹部分への埋没が少なく、経時的にトナーの流動性および帯電性の変化が少ないため、長期的に現像剤の循環および補給用トナーの拡散を安定に行うことができる。
また、本実施形態に係る複写機１００は、感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ及び現像装置１３０を備え、かつ、その感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上のトナー像を記録体Ｓ上に転写させるための作像部としての画像形成部を２つ有する。そして、一方の作像部である第１画像形成部による記録体Ｓの一方の面（第１面）へのトナー像の転写及び他方の作像部である第２画像形成部による当該記録体Ｓの他方の面（第２面）へのトナー像の転写を、同時または順次に行い、その記録体Ｓの両面に各トナー像が転写された後に各トナー像を当該記録体Ｓに定着させる定着手段としとの定着装置を備えている。この複写機１００は、いわゆる両面同時プリント方式の複写機１００と呼ばれ、１回のプリント動作で１枚の記録体Ｓの両面に画像を形成できる。
また、本実施形態に係る複写機１００が、特に上記両面同時プリント式の複写機１００の場合、各作像部に設けられる互いに同じ色に対応した現像装置１３０のトナー補給手段は、当該色の補給用トナーを収容する同じトナー収容器からの補給用トナーを補給する。これにより、各面の画像形成ユニットそれぞれにおいて、補給されるトナーを同一のものとすることにより、補給用トナーの拡散性が各面を形成する現像器で等しくなる。よって、両面画像の各面において画質の差異が少なく、画像濃度の安定した両面画像を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本実施形態に係る複写機の特徴部分である現像装置の概略構成図。
【図２】本実施形態に係る複写機の概略構成図。
【図３】プリンタ部における４つの第１画像形成ユニットの１つを示す拡大構成図。
【図４】現像装置の下ケーシングの斜視図。
【図５】画像領域内に開口部を設ける場合の説明図。
【図６】形状係数ＳＦ−１を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図。
【図７】形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図。
【符号の説明】
【００５０】
１ 感光体
５ 現像ローラ
６ 回収搬送スクリュー
７ 回収搬送路
８ 供給搬送スクリュー
９ 供給搬送路
１０ 撹拌搬送路
１１ 撹拌搬送スクリュー
１２ 下ケーシング
１３ 上ケーシング
１２１ 回収搬送スクリューの移送パドル
１２２ 供給搬送スクリューの移送パドル
１２３ 仕切り部材
１２４ 仕切り部材
１２５ 撹拌搬送スクリューの移送パドル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性キャリアとトナーとからなる現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で該潜像潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給し現像する現像剤担持体と、
該現像剤担持体の軸線方向に沿って該現像剤を搬送し、該現像剤担持体に該現像剤を供給する第１のスクリュー部材を有する第１の搬送路と、
該潜像担持体と対向する箇所を通過した後の該現像剤担持体上から回収した回収現像剤を、該現像剤担持体の軸線方向に沿って搬送する第２のスクリュー部材を有する第２の搬送路と、
現像に用いられずに該第１の搬送路の現像剤搬送方向下流側まで搬送された余剰現像剤と、該現像担持体から回収され該第２の搬送路の現像剤搬送方向下流側まで搬送された該回収現像剤との供給を受け、該現像剤担持体の軸線方向に沿って該余剰現像剤と該回収現像剤とを撹拌しながら搬送する第３のスクリュー部材を有し、該余剰現像剤と該回収現像剤とを撹拌した後の撹拌現像剤を該第１の搬送路に供給する第３の搬送路と、
補給用トナーを収容するトナー収容器と、
該補給用トナーをトナ−補給口から補給するトナー補給手段と、
該現像剤のトナー濃度を検知する手段と、
該トナー濃度検知手段の検知結果に応じて、該トナー補給手段の補給動作を制御する補給動作制御手段とを有する現像手段を備えた画像形成装置において、
該トナー濃度検知手段として第１のトナー濃度検知部材と第２のトナー濃度検知部材とを有し、該第２の搬送路の現像剤搬送方向下流側に第１のトナー濃度検知部材を、及び、該第３の搬送路の現像剤搬送方向下流側に第２のトナー濃度検知部材を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記補給動作制御手段は、上記第１のトナー濃度検知部材と上記２のトナー濃度検知部材とによるトナー濃度検知結果を比較して得られた、該第２の搬送路の現像剤搬送方向下流部と該第３の搬送路の現像剤搬送方向下流部とのトナー濃度差に応じて、上記トナー補給手段を制御するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２の画像形成装置において、
上記補給動作制御手段は、所定のトナー濃度と上記第２のトナー濃度検知部材のトナー濃度検知結果とを比較して得られた該所定のトナー濃度と該第３の搬送路の現像剤搬送方向下流部とのトナー濃度差に応じて、トナー補給手段を制御するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１、２、３または４の画像形成装置において、
上記第２の搬送路及び上記第３の搬送路は現像剤搬送方向下流側に現像剤を他の搬送路に移送する移送部を有し、
上記第１のトナー濃度検知部材は、該第２の搬送路の移送部より現像剤搬送方向上流側にある該第２の搬送路側面の、上記第２のスクリュー部材の回転軸を通る仮想水平面よりも下方で、かつ、該第２のスクリュー部材の回転軸の回転の中心から下ろした垂線と該第２の搬送路底面との交点から該第２の搬送路側面に向かって仰角３０°以上の位置に設けており、
また、上記第２のトナー濃度検知部材は、該第３の搬送路の移送部より現像剤搬送方向上流側にある該第３の搬送路側面の、上記第３のスクリュー部材の回転軸を通る仮想水平面よりも下方で、かつ、該第３のスクリュー部材の回転軸の回転の中心から下ろした垂線と該第３の搬送路底面との交点から該第３の搬送路側面に向かって仰角３０°以上の位置に設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４の画像形成装置において、
該第２のスクリュー部材及び該第３のスクリュー部材の軸方向中央部から該軸の現像剤搬送方向下流端までのスクリュウピッチは、現像剤搬送方向上流端から軸方向中央部までのスクリューピッチよりも短いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５の画像形成装置において、
上記トナー補給手段は、上記第２の搬送路の現像剤搬送方向下流端近傍へトナー補給をするものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６の画像形成装置において、
上記第１の搬送路、上記第２の搬送路及び上記第３の搬送路は、上記現像剤担持体上の画像領域における該現像剤担持体の軸に対して直交する方向の外方領域と重複するように配置されており、かつ、それぞれの搬送路のスクリュー部材軸方向長さが、該現像剤担持体上の画像領域の現像剤担持体軸方向の長さよりも長く、
該第１の搬送路と該第２の搬送路とは、現像剤搬送方向が同じであり、また、該第３の搬送路は、該第１の搬送路と該第２の搬送路とは現像剤搬送方向が反対であり、
該第１の搬送路の現像剤搬送方向下流側と該第３の搬送路の現像剤搬送方向上流側とは第１の開口部を介して連通しており、
また、該第１の搬送路の現像剤搬送方向上流側と該第３の搬送路の現像剤搬送方向下流側とは第２の開口部を介して連通しており、
また、該第２の搬送路の現像剤搬送方向下流側と該第１の搬送路の現像剤搬送方向下流側とが第３の開口部を介して連通しており、
該第１の開口部、該第２の開口部及び該第３の開口部は、上記現像剤担持体上の画像領域の端部より該画像領域の該現像剤担持体軸方向中心に向かって１０［ｍｍ］の位置に相当する該第１の搬送路、該第２の搬送路及び該第３の搬送路の位置から軸方向外側で開口するように設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６または７の画像形成装置において、
上記磁性キャリアとして、該磁性キャリアの体積平均粒径が２０［μｍ］以上６０［μｍ］以下の範囲内であるものを用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７または８の画像形成装置において、
上記トナーとして、該トナーの体積平均粒径が３［μｍ］以上８［μｍ］以下の範囲内であり、かつ、個数平均粒径に対する体積平均粒径の比率が１．００以上１．４０以下の範囲であるものを用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の画像形成装置において、
上記トナーとして、形状係数ＳＦ−１が１００以上１８０以下の範囲内であり、かつ、形状係数ＳＦ−２が１００以上１８０以下の範囲内であるものを用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の画像形成装置において、
上記トナーとして、平均１次粒径が５０［ｎｍ］以上５００［ｎｍ］以下の範囲内であり、かつ、嵩密度が０．３［ｇ／ｃｍ３］以上である外部添加剤がトナー母体粒子表面に添加されたものを用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１の画像形成装置において、
上記潜像担持体及び上記現像手段を備え、かつ、該潜像担持体上のトナー像を記録体上に転写させるための作像部を２つ有し、
一方の作像部による上記記録体の一方の面へのトナー像の転写及び他方の作像部による
該記録体の他方の面へのトナー像の転写を、同時または順次に行い、該記録体の両面に各トナー像が転写された後に該各トナー像を該記録体に定着させる定着手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１２の画像形成装置において、
上記２つの作像部は、それぞれ上記潜像担持体及び上記現像手段を複数備えており、各潜像担持体上にそれぞれ形成された互いに異なる色のトナー像を互いに重ね合わせた重ね合わせトナー象を上記記録体へ転写するものであり、
上記トナー収容器として、各色の補給用トナーをそれぞれ別個に収容する複数のトナー収容器を有し、各作像部に設けられる互いに同じ色に対応した現像手段のトナー補給手段は、該色の補給用トナーを収容する同じトナー収容器からの補給用トナーを補給することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
磁性キャリアとトナーとからなる現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で該潜像潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給し現像する現像剤担持体と、
該現像剤担持体の軸線方向に沿って該現像剤を搬送し、該現像剤担持体に該現像剤を供給する第１のスクリュー部材を有する第１の搬送路と、
該潜像担持体と対向する箇所を通過した後の該現像剤担持体上から回収した回収現像剤を、該現像剤担持体の軸線方向に沿って搬送する第２のスクリュー部材を有する第２の搬送路と、
現像に用いられずに該第１の搬送路の現像剤搬送方向下流側まで搬送された余剰現像剤と、該現像担持体から回収され該第２の搬送路の現像剤搬送方向下流側まで搬送された該回収現像剤との供給を受け、該現像剤担持体の軸線方向に沿って該余剰現像剤と該回収現像剤とを撹拌しながら搬送する第３のスクリュー部材を有し、該余剰現像剤と該回収現像剤とを撹拌した後の撹拌現像剤を該第１の搬送路に供給する第３の搬送路と、
補給用トナーを収容するトナー収容器と、
該補給用トナーをトナ−補給口から補給するトナー補給手段と、
該現像剤のトナー濃度を検知する手段と、
該トナー濃度検知手段の検知結果に応じて、該トナー補給手段の補給動作を制御する補給動作制御手段とを有する現像手段を備えた画像形成装置において、
該トナー濃度検知手段として第１のトナー濃度検知部材と第２のトナー濃度検知部材とを有し、該第２の搬送路の現像剤搬送方向下流側に第１のトナー濃度検知部材を、及び、該第３の搬送路の現像剤搬送方向下流側に第２のトナー濃度検知部材を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記補給動作制御手段は、上記第１のトナー濃度検知部材と上記２のトナー濃度検知部材とによるトナー濃度検知結果を比較して得られた、該第２の搬送路の現像剤搬送方向下流部と該第３の搬送路の現像剤搬送方向下流部とのトナー濃度差に応じて、上記トナー補給手段を制御するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２の画像形成装置において、
上記補給動作制御手段は、所定のトナー濃度と上記第２のトナー濃度検知部材のトナー濃度検知結果とを比較して得られた該所定のトナー濃度と該第３の搬送路の現像剤搬送方向下流部とのトナー濃度差に応じて、トナー補給手段を制御するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１、２、３または４の画像形成装置において、
上記第２の搬送路及び上記第３の搬送路は現像剤搬送方向下流側に現像剤を他の搬送路に移送する移送部を有し、
上記第１のトナー濃度検知部材は、該第２の搬送路の移送部より現像剤搬送方向上流側にある該第２の搬送路側面の、上記第２のスクリュー部材の回転軸を通る仮想水平面よりも下方で、かつ、該第２のスクリュー部材の回転軸の回転の中心から下ろした垂線と該第２の搬送路底面との交点から該第２の搬送路側面に向かって仰角３０°以上の位置に設けており、
また、上記第２のトナー濃度検知部材は、該第３の搬送路の移送部より現像剤搬送方向上流側にある該第３の搬送路側面の、上記第３のスクリュー部材の回転軸を通る仮想水平面よりも下方で、かつ、該第３のスクリュー部材の回転軸の回転の中心から下ろした垂線と該第３の搬送路底面との交点から該第３の搬送路側面に向かって仰角３０°以上の位置に設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４の画像形成装置において、
該第２のスクリュー部材及び該第３のスクリュー部材の軸方向中央部から該軸の現像剤搬送方向下流端までのスクリュウピッチは、現像剤搬送方向上流端から軸方向中央部までのスクリューピッチよりも短いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５の画像形成装置において、
上記トナー補給手段は、上記第２の搬送路の現像剤搬送方向下流端近傍へトナー補給をするものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６の画像形成装置において、
上記第１の搬送路、上記第２の搬送路及び上記第３の搬送路は、上記現像剤担持体上の画像領域における該現像剤担持体の軸に対して直交する方向の外方領域と重複するように配置されており、かつ、それぞれの搬送路のスクリュー部材軸方向長さが、該現像剤担持体上の画像領域の現像剤担持体軸方向の長さよりも長く、
該第１の搬送路と該第２の搬送路とは、現像剤搬送方向が同じであり、また、該第３の搬送路は、該第１の搬送路と該第２の搬送路とは現像剤搬送方向が反対であり、
該第１の搬送路の現像剤搬送方向下流側と該第３の搬送路の現像剤搬送方向上流側とは第１の開口部を介して連通しており、
また、該第１の搬送路の現像剤搬送方向上流側と該第３の搬送路の現像剤搬送方向下流側とは第２の開口部を介して連通しており、
また、該第２の搬送路の現像剤搬送方向下流側と該第１の搬送路の現像剤搬送方向下流側とが第３の開口部を介して連通しており、
該第１の開口部、該第２の開口部及び該第３の開口部は、上記現像剤担持体上の画像領域の端部より該画像領域の該現像剤担持体軸方向中心に向かって１０［ｍｍ］の位置に相当する該第１の搬送路、該第２の搬送路及び該第３の搬送路の位置から軸方向外側で開口するように設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６または７の画像形成装置において、
上記磁性キャリアとして、該磁性キャリアの体積平均粒径が２０［μｍ］以上６０［μｍ］以下の範囲内であるものを用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７または８の画像形成装置において、
上記トナーとして、該トナーの体積平均粒径が３［μｍ］以上８［μｍ］以下の範囲内であり、かつ、個数平均粒径に対する体積平均粒径の比率が１．００以上１．４０以下の範囲であるものを用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の画像形成装置において、
上記トナーとして、形状係数ＳＦ−１が１００以上１８０以下の範囲内であり、かつ、形状係数ＳＦ−２が１００以上１８０以下の範囲内であるものを用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の画像形成装置において、
上記トナーとして、平均１次粒径が５０［ｎｍ］以上５００［ｎｍ］以下の範囲内であり、かつ、嵩密度が０．３［ｇ／ｃｍ３］以上である外部添加剤がトナー母体粒子表面に添加されたものを用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１の画像形成装置において、
上記潜像担持体及び上記現像手段を備え、かつ、該潜像担持体上のトナー像を記録体上に転写させるための作像部を２つ有し、
一方の作像部による上記記録体の一方の面へのトナー像の転写及び他方の作像部による
該記録体の他方の面へのトナー像の転写を、同時または順次に行い、該記録体の両面に各トナー像が転写された後に該各トナー像を該記録体に定着させる定着手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１２の画像形成装置において、
上記２つの作像部は、それぞれ上記潜像担持体及び上記現像手段を複数備えており、各潜像担持体上にそれぞれ形成された互いに異なる色のトナー像を互いに重ね合わせた重ね合わせトナー象を上記記録体へ転写するものであり、
上記トナー収容器として、各色の補給用トナーをそれぞれ別個に収容する複数のトナー収容器を有し、各作像部に設けられる互いに同じ色に対応した現像手段のトナー補給手段は、該色の補給用トナーを収容する同じトナー収容器からの補給用トナーを補給す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】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−３０４１４７（Ｐ２００７−３０４１４７Ａ）
【公開日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１２９６７５（Ｐ２００６−１２９６７５）
【出願日】平成１８年５月８日（２００６．５．８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月８日（２００６．５．８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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