JP2004333658A - 現像装置、これを用いた画像形成装置およびプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤の横攪拌性と現像剤搬送バランスに優れた複数の羽根部材からなる機構と同様の機能を具備しながら、現像剤の高効率、高速剪断を行い、補給トナーの現像剤への分散性・縦攪拌性を改良した攪拌機構を備え、現像剤の攪拌、補給トナーの分散、およびトナー帯電立ち上げの効率の良い現像装置、画像形成装置、およびプロセスカートリッジを提供すること。
【解決手段】トナーとキャリアとを含む２成分現像剤を用いて現像する現像装置において、前記２成分現像剤を収容する現像剤収容部１４ｅと、前記現像剤の薄層を担持して搬送する現像剤担持体１４ａと、現像剤を攪拌して搬送する現像剤攪拌搬送部材Ａとを備え、前記現像剤攪拌搬送部材Ａと別体の針状部材１０１を設けた現像装置。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真、静電記録、静電印刷等において、感光体表面に形成された静電荷像を顕在化するための電子写真用カラートナー、このトナーを用いる現像剤、前記トナーを用いる現像装置、画像形成装置、およびプロセスカートリッジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術において、トナーとキャリアとを混合した二成分現像剤を収容する現像剤収容部に、現像剤が循環移送される現像剤搬送路を設けることは知られており（例えば、特許文献１参照）、また、現像装置の駆動開始時および長時間連続攪拌時の現像剤劣化、現像剤の帯電量不足、画像濃度の低下、放置混色の増加等の問題を解消するために攪拌部の突起部材の最大投影面積を適切に設定することも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−６３０８１号公報
【特許文献２】特開２０００−１９８２３公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図９は従来の現像装置の現像剤搬送部材の１例を示す概略図である。図はダブルスクリュ型の現像剤搬送部材Ａを示している。現像装置は現像剤に過大な力を作用させずに、補給トナーを現像剤中に即時に分散させて適切な帯電量を付与することが可能であり、かつ現像剤収容部における現像剤のトナー濃度を均一化する能力の高いことが望ましい。
しかし、図９に示した搬送部材Ａは、横方向の現像剤攪拌性については良いが、補給トナーの微分散については積極的な役割を示す構成になっていない。
図１０は特許文献１に相当する従来の現像装置の現像剤搬送部材の他の１例を示す概略図である。トナーとキャリアとを混合した二成分現像剤を収容する現像剤収容部に、現像剤が循環移送される現像剤搬送路が設けられている。この現像剤搬送路内には送りねじ状の翼体１を有する現像剤搬送部材Ａが設けられており、この翼体１間にメッシュ状のスクリーン部材２が取り付けられている。
この現像剤搬送部材Ａが回転することによって、現像剤が搬送されるとともに、メッシュ状のスクリーン部材２を複数回通過し、現像剤の攪拌が行なわれるとともに、トナーとキャリアとの摩擦によって適切な帯電が行なわれる。
しかし、上記の特許文献１においては、スクリーン部材２をパドル状に２ヶ所設けた場合はこれらのスクリーン部材２が最下方位置や現像ローラと最近接対向のさいの動トルクが平均トルクより大幅に高まり、トルク変動が大きく、駆動モータトルクの余裕を大きくとる必要があった。またこの駆動モータトルクに余裕が少ないと現像系の回転ムラによって現像画像にピッチムラ、バンディング等の濃度ムラが発生し易い。
一方、螺旋状スクリュ部分の一部または全体をスクリーン部材２で構成した場合にはスクリュ部材の開口個所に現像剤の横送り能力がないため、現像剤の横攪拌（現像ローラ軸方向の攪拌）の能力が低減する副作用がある。補給トナーの分散性が改善されるが、一方最大駆動トルクの上昇や横攪拌性能の低下等の副作用があり、改良の余地が多々ある。
【０００４】
図１１は特許文献２に相当する従来の現像装置の現像剤搬送部材の他の１例を示す概略図である。図１２は図１１の現像剤搬送部材Ａの搬送部の１２−１２線に沿う断面図である。現像剤搬送部材Ａは回転軸部３、搬送部（螺旋状羽根部材）４、攪拌部（突起部材）５を備えている。図中、ｄは回転軸部３の外径、ｈは搬送部４の螺旋状羽根部材の山の高さである。
攪拌部５の突起部材の最大投影面積Ｘが、以下の関係式１および関係式２に設定される。
関係式１ （Ｐ×Ｄ）／２００≦Ｘ≦（Ｐ×Ｄ）／７
関係式２ ０．０１５〔Ｄ×（Ｆ＋ｆ）〕≦Ｘ≦０．２〔Ｄ×（Ｆ＋ｆ）〕
式中、Ｐは搬送部の螺旋状羽根部材のピッチ距離［ｍｍ］、Ｄは搬送部の螺旋状羽根部材の先端部の回転軌跡の直径［ｍｍ］、Ｘは突起部材の突設方向に対して垂直方向から投影したときの突起部材の最大投影面積［ｍｍ^２］、Ｆは搬送部４の根元部における回転軸方向の幅寸法［ｍｍ］、そしてｆは搬送部４の先端部における幅寸法［ｍｍ］である。
螺旋状スクリュの回転軸部３に突設された複数の突起部材５は、現像剤を遠心方向に抛出する機能があるが、空隙発生個所への現像剤の自重落下移動を利用する態様の現像剤の攪拌効果は殆ど得られない。流動する現像剤の分散混合、攪拌機能に関し改良の余地がある。分散性は改善されるが、駆動トルクを上昇させる割合に比べ改善効果が少ない。
現像剤攪拌搬送部材が、螺旋状羽根部材により現像剤を主に回転軸に平行に搬送する搬送部と、回転軸に平行または斜行する態様でその両端部または両端部近傍が螺旋状羽根部材に固定された複数の線状部材により現像剤を主に剪断、攪拌する攪拌部とから構成されることも研究されている。
【０００５】
図１３はかかる現像装置の現像剤搬送部材の第１の例を示す概略正面図である。図１４は図１３の現像剤搬送部材の線１４−１４に沿う断面図である。図１３の現像剤搬送部材Ａがダブルスクリュとして図１４で使用される。現像剤搬送部材Ａには螺旋状羽根部材４および複数の線状部材５が設けてある。
図１５は線状部材の幾つかの例を示す断面概略図である。その場合に、攪拌部（螺旋状羽根部材４）の複数の線状部材５の断面の回転軸の法線方向に占める長さの和Ｂ（＝Σｂ）の最大値ＢＭＡＸが適宜な関係式に設定されるようになされている。
螺旋状羽根部材４に固定された複数の線状部材５の構成のため、現像剤の立ち上げなどはこの構成や回転条件により決まってくるので、ある決まった構成によらずにさらに効率良く立ち上げることが望まれている。
図１６は現像装置の現像剤搬送部材の第２の例を示す概略正面図である。図１７は図１６の現像剤搬送部材の線１７−１７に沿う断面図である。図１７の現像装置は図１６の現像剤搬送部材をダブルスクリュとして使用している。図１６および図１７には螺旋状羽根部材４および線状部材５が略示されている。
図１８は現像装置の現像剤搬送部材の第３の例を示す概略正面図である。この例において螺旋状羽根部材４はリボン状に形成される。
図１９は現像装置の現像剤搬送部材の第３の例を示す概略正面図である。図２０は図１９の現像剤搬送部材の線２０−２０に沿う断面図である。図２１は図１９の現像剤搬送部材の線２１−２１に沿う断面図である。図１９ないし図２１において現像剤搬送部材Ａには螺旋状羽根部材４および線状部材５が略示されている。
【０００６】
図２２は現像装置を示す概略図である。図２２の現像装置１４には現像ローラ１４ａ、ドクタ１４ｂ、楕円板１４ｃ、およびトナー補給口１４ｄが略示されている。この現像装置１４において現像剤搬送部材Ａはパドル方式である。図１４との違いは、搬送スクリュに替わり、楕円板１４ｃとパドルＡによって現像剤攪拌、搬送が行なわれている。現像剤の移動搬送方向は、搬送スクリュの横方向に対して、縦方向になるのがパドルを用いた構成となっている。
現像装置においては、現像装置の駆動開始時および長時間連続攪拌時の現像剤劣化、現像剤の帯電量不足、画像濃度の低下、放置混色の増加等の問題を解消するのが望ましい。
図２３は現像に使用されるトナーの１例を示す概略図である。この図では、トナーＴの回りに外部添加剤Ｔ１が設けられており、一般的には、シリカ、酸化チタンなどを使用してある程度トナーに埋め込まれるようにして存在する。
トナーＴは、さらに、樹脂Ｔ２、離型剤Ｔ３、極性制御剤Ｔ４、および着色剤Ｔ５を含んでおり、この場合に着色剤Ｔ５はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色を含んでいる。
新品のトナーＴ、例えばトナー補給前のトナーＴでは、この埋まり具合は正常で、トナーＴが補給されて現像剤（キャリア）と混ざることによりトナーＴが立ち上がり帯電するが、このトナーＴが消費されず（感光体に移動しない状態）に現像器内に残って循環していると、スクリュ、現像ローラ、現像ドクタなどにより機械的なストレス（ダメージ）を受け、添加剤がトナーに除々に埋め込まれていくこと（トナー劣化）が知られている。
この時の不具合としては、添加剤の存在が少なくなったトナーＴは他との接触面積が大きくなり付着力が増すこと、新たに補給されてくるトナーＴと帯電量が異なることなどによって、地汚れ、トナー飛散や感光体上ではクリーニング不良などの問題が発生する。また、キャリアに対しては、トナースペントによるキャリアの帯電能力低下などによる現像剤劣化が起こり現像剤の寿命が短くなる問題もある。
トナー濃度が高い時やトナー被覆率が大きいとき、つまりキャリアに対するトナーＴの割合が大きいときには、個々のトナーＴがキャリアと接触する確率が少なくなるため、キャリアからのストレスを受け難くなる。
これに対し、トナー濃度が低いときやトナー被覆率が小さい時には、キャリアからのストレスを受け易くなる。これに加えて上記機械的ストレスが加わると、現像剤中のトナー割合によって受けるストレス度合いが違うことが知られている。
従来の構成では、トナーの分散性が良くない場合には、現像ドクタ部でストレスをかけながら帯電立上げを行ない、画像に不具合がでないようにしている。したがって、トナーＴに対してはストレスがかかり易いと言える。
そこで本発明の目的は、上記の問題点を解決するために、現像剤の横攪拌性と現像剤搬送バランスに優れた複数の羽根部材からなる機構と同様の機能を具備しながら、現像剤の高効率、高速剪断を行い、補給トナーの現像剤への分散性・縦攪拌性を改良した攪拌機構を備え、現像剤の攪拌、補給トナーの分散、およびトナー帯電立ち上げの効率の良い現像装置、画像形成装置、およびプロセスカートリッジを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤の薄層を担持して搬送する現像剤担持体と、現像剤を攪拌して搬送する現像剤攪拌搬送部材とを備え、前記現像剤攪拌搬送部材と別体の針状部材を設けた現像装置を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明では、前記別体の針状部材において、基材となるベース部分に突起形状部が張り出している構成とした請求項１記載の現像装置を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明では、前記別体の針状部材を、前記現像剤攪拌搬送部材の羽根部分に設けるように構成した請求項１記載の現像装置を主要な特徴とする。
請求項４記載の発明では、前記別体の針状部材が、前記現像剤攪拌搬送部材の羽根部分に設けられ、現像剤搬送方向に対して下流側に設けられるように構成した請求項１記載の現像装置を主要な特徴とする。
請求項５記載の発明では、前記別体の針状部材を、前記現像剤攪拌搬送部材の軸部分に設けるように構成した請求項１記載の現像装置を主要な特徴とする。
請求項６記載の発明では、前記別体の針状部材が、前記現像剤攪拌搬送部材の羽根部分または軸部分に設けられかつ部分的に設けられるように構成した請求項１記載の現像装置を主要な特徴とする。
請求項７記載の発明では、前記別体の針状部材において、別体の少なくとも針状部材が非磁性体である請求項１記載の現像装置を主要な特徴とする。
請求項８記載の発明では、前記別体の針状部材において、突起形状が張り出している構成がブラシ形状である請求項１記載の現像装置を主要な特徴とする。
請求項９記載の発明では、請求項１ないし８のいずれか１項記載の現像装置を使用するタンデム型の画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項１０記載の発明では、請求項１ないし８のいずれか１項記載の現像装置を用いたプロセスカートリッジを主要な特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１（ａ）は本発明による画像形成装置の実施の形態の全体を示す概略構成図であり、（ｂ）は画像形成部の拡大図である。
この画像形成装置１０は、例えば、画像形成部Ｇ、給紙部Ｈ、読み取り光学系Ｉ等を備えた電子写真式のプリンタ、複写機等である。
先ず、図１の画像形成装置１０の画像形成部Ｇにおいて、静電潜像担持体である感光体ドラム１１の周囲には、この感光体ドラム１１表面を帯電するための帯電装置１２、一様に帯電処理面に潜像を形成するためのレーザ光線でなる画像露光部１３が順に配置されている。
更に、画像形成部Ｇでは、感光体ドラム１１表面の潜像に帯電トナーを付着することでトナー像を形成する現像装置１４、形成された感光体ドラム１１上のトナー像を記録紙へ転写するための転写装置１５、転写されたトナー像を定着させる定着装置１６、感光体ドラム１１上の残留トナーを除去するためのクリーニング装置１７が順に配設されている。
このような構成において、帯電装置１２の帯電ローラによって表面を一様に帯電された感光体ドラム１１は、露光によって静電潜像を形成され、トナーのみからなる１成分系現像剤またはトナーとキャリアを混合した２成分系現像剤を用いる現像装置によってトナー像を形成される。
トナー像は、転写ローラ、転写ベルトなどからなる転写装置１５によって、感光体ドラム１１表面から、図示してない給紙トレイから搬送された記録紙へ転写される。この転写のさいに感光体ドラム１１に静電的に付着した記録紙は、この記録紙の重さ、剛性、紙と分離搬送手段との吸着力、分離爪等の効果で感光体ドラム１１から分離される。
そして未定着の記録紙上のトナー像は加熱および加圧する定着装置１６によって記録紙に定着される。一方、転写されずに感光体ドラム１１上に残留したトナーは、クリーニング装置１７によって除去され回収される。残留トナーを除去された感光体ドラム１１は図示してない除電ランプで初期化され、次回の画像形成プロセスに供される。
【０００９】
図２は本発明の実施による２成分現像装置を示す概略図である。現像装置１４のケーシング内には、現像剤担持体である現像ローラ１４ａが感光体ドラム（図示せず）に近接するように配置されていて、双方の対向部分には、感光体ドラム１１と磁気ブラシが接触する現像領域が形成されている。
また、現像装置１４は、現像ローラ１４ａ、ドクタブレード１４ｂ、２成分現像剤、トナー補給口１４ｄ、およびトナー収容部１４ｅを含んでいる。
現像ローラ１４ａは、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性体を円筒形に形成してなる現像スリーブが図示してない回転駆動機構によって反時計回り方向に回転されるようになっている。
表面はサンドブラストもしくは数十〜数百μｍの深さを有する複数の溝を形成する処理を行い、複数の溝は、１０〜２０μｍＲＺの範囲に入るように荒らしてある。
感光体ドラムはアルミ等の素管に感光性を有する有機感光体を塗布し、感光層を形成したドラムタイプのものを使用した。
２成分現像剤はキャリア表面をトナーが一層細密に覆い尽くす程度の被覆率を１００％と見なした場合、非磁性トナーを用いた場合高々７０％程度になるようにトナー補給を制御してトナー帯電不足によるトナー飛散や地汚れを防止している。
本実施の形態においては、トナーのキャリアに対する被覆率を５０％中心に制御し、感光体ドラムのドラム径が６０ｍｍで、ドラム線速が２４０ｍｍ／秒に設定され、現像スリーブのスリーブ径が２０ｍｍで、スリーブ線速が６００ｍｍ／秒に設定されている。
したがって、ドラム線速に対するスリーブ線速の比は２．５倍である。すると接触現像であれば、トナーと感光体表面は現像ニップにおいて確実に１回ないし１．５回の割合でトナー粒径レベル範囲で接触することになり、現像電界が十分作用すれば、画像の欠落のない且つ画像濃度の十分な画像を得ることができる。
なお、現像バイアスが交番電界を生じる振動バイアスを使用すると現像剤担持体の潜像担持体に対する線速比を上記の２．５倍相当ではなく高々１．５倍程度にしても現像剤中トナーを有効に現像に使用でき十分な現像を行なうことができる。
【００１０】
図３は本発明による現像装置の現像剤攪拌搬送部材に装備される針状部材１００の第１の実施の形態を説明する概略図である。図４は図３の実施の形態に係る針状部材１００の斜視図である。現像剤攪拌搬送部材の基材となるベース部１０２に針状突起形状部１０１が設けられている。
図４で見られるように、この針状部材１００は、ある幅を持った基材ベース部１０２に多数本の針状突起形状部１０１が設けられている。これらの針状突起形状部１０１は、決められたピッチで粗く設けられたり、不規則な間隔で密に設けられたり、そのサプライに対応して攪拌性のよい形状のものを選択すればよい。
図５は本発明による現像装置の現像剤攪拌搬送部材の第２の実施の形態を説明する概略図である。この実施の形態は搬送スクリュ（現像剤攪拌搬送部材）１０３の羽根部分に当たるスパイラル形状部１０４の面に針状部材１００（基材ベース１０２、針状突起形状部１０１）を設けた構成である。
具体的な実施例の１つとしては、樹脂成形された搬送スクリュ１０３に多数本の針状突起形状部１０１が形成されている基材ベース１０２の裏側に両面テープなどの接着剤を有した別部材として貼り付けるように組み立てる。
現像剤の搬送移動方向を矢印（→）で示している。搬送方向に対して下流側に当たる面に貼り付けた実施例として示している。スパイラル部や羽根部において下流側の方に現像剤が溜まるため、そこに針状突起形状部１０１を設けていると効率良く攪拌することができるという効果がある。
言い換えると上流側においては、羽根部の後側になるため、現像剤がなくなる場合が多く見られることから、下流側に位置する部分に針状突起形状部１０１を設けた方が効果的である。
【００１１】
図６は本発明による現像装置の現像剤攪拌搬送部材の第３の実施の形態を説明する概略図である。この実施の形態は軸１０８を中心に複数枚の羽根１０７を持ったパドル１０６の羽根部分に針状突起形状部１０１を設けた構成である。具体的には、両面テープなどの接着剤を有した別部材として貼り付けるように組み立てる。
図７は本発明による現像装置の現像剤攪拌搬送部材の第４の実施の形態を説明する概略図である。搬送スクリュ（現像剤攪拌搬送部材）１０３の軸部１０５に針状突起形状部１０１を設けた構成である。
図４は針状部材１００の構成を示す斜視図であり、同図に示したように、ある幅を持った基材ベース１０２に多数本の針状突起形状部１０１が設けられ、両面テープなどの接着剤を有した別部材で軸に巻き付けるように貼り付けられる。この場合には、前記スパイラル部に貼り付ける方法よりも簡単で組立効率は良い。また、軸部とスパイラル部の両方に組合せて取り付けても構わない。
現像剤の搬送移動方向を矢印（→）で示している。搬送方向に対して下流側に当たる面に貼り付けた実施例として示している。スパイラル部や羽根部において下流側の方に現像剤が溜まるため、そこに針状突起形状部１０１を設けていると効率良く攪拌することができるという効果がある。
言い換えると上流側においては、羽根部の後側になるため、現像剤がなくなる場合が多く見られることから、下流側に位置する部分に針状突起形状部１０１を設けた方が効果的である。
針状突起形状部１０１は、剪断するようにして現像剤を切るため、現像剤そのものおよびトナーを分散するように攪拌することができるため、突起部が一体に設けられた構成より、より効果的に攪拌（分散、混合）効果が得られる。
【００１２】
通常、現像装置においては、現像ローラ、現像ドクタ、搬送スクリュ（またはパドル）などのキーパーツ、現像ケース形状など、機械仕様によって、多種の形状を持っている。また、同一機械仕様でも、サプライ（キャリア、トナー）が変わると一部変更されるものもある。
同じ構成においても、プロセス条件などが変化すると、例えばトナー濃度が変わると現像剤の嵩やトナーの割合による流動性の変化が起こり、現像ケース内の現像剤バランスが変わることが知られている。
また、使用環境条件が変わると、例えば、高温高湿環境や低温低湿環境では、トナーの帯電量も変わるため、温度センサや湿度センサを設けて、検知出力に基づいて制御する場合が多い。具体的には、帯電器により帯電電位を変える、現像バイアスを変える、トナー補給量やトナー補給時間（補給間隔も含む）を変えるなど、各々の環境でも画像に不具合が出ないように対応している。
ここに関連している制御としては、トナー補給量やトナー補給時間などが挙げられ、現像剤中のトナー割合変化に加えて環境による影響からトナー流動性が変化し、トナーの立ち上げ帯電量の変動が大きな課題となっており、地汚れやトナー飛散による画像上の不具合をいかに抑えるかが課題となっている。
とくに近年の画像形成装置にあっては、像担持体（感光体）に近接対向した現像装置内に現像ローラと２本の現像剤搬送スクリュ（現像剤攪拌搬送部材）とを備えた簡易かつ小型の構成が主流となっている。
このような現像装置内で現像剤を循環使用する場合には、現像剤搬送経路が短く、現像装置に収容される現像剤量も少なくなっているため、トナーの均一分散、帯電立ち上げが困難になってきている。
また、解像度が高く、ハーフトーン画像等の画像粒状性向上のためにトナーは小粒径化の傾向があるが、一般的にトナーが小粒径になればなるほど流動性が低下するため、現像剤中への短時間での均一分散、帯電立ち上げは困難となることが知られている。
また、トナーも環境対応の面から、製造工程において環境にやさしい製法に対応したトナーが主流となりつつある。したがって、サプライが変更されても、同様な部品構成で画質のよい現像装置が求められている。
本発明のようにトナーの攪拌性を良くすることができれば、ドクタ部でのストレスが掛からない構成をとることができ、受けるストレスを抑えることから、トナー劣化や剤劣化を抑えて剤の寿命を向上させることができる。
今まで説明したように、現像剤攪拌搬送部材は、機械構成やサプライ構成が変わっても、針状突起形状部１０１を別部材としておけば、その突起形状やピッチ（粗さ）、取り付け位置などを変えることで、所望の分散性が得られる。したがって、キーパーツは共通化することが可能であり、低コストで目的が達成できるメリットがある。
トナーの立ち上げ帯電量の変動に対応した制御が可能となり、地汚れやトナー飛散防止の余裕度が広がる効果が得られる。
【００１３】
図８は本発明による現像装置の現像剤攪拌搬送部材の第５の実施の形態を説明する概略図である。この第５の実施の形態は部分的に搬送スクリュ（現像剤攪拌搬送部材）１０３に針状突起形状部１０１を設けた構成である。具体的には、トナー補給口１４ｄ近傍にのみに針状突起形状部１０１を設けた例である。
通常トナーが補給される場合には、補給方式にもよるが、トナーがある量まとまって補給されるため、補給口近傍に針状突起形状部１０１を設けておけば、より効率的に分散することが可能である。
機械構成やサプライ構成によっても異なるが、分散性、立ち上げのわりと良い構成においては、補給直後に本構成を設け、それ以外は従来の搬送スクリュ形状でも充分満足する画像が得られる場合は、より低コストの構成で達成できるメリットがある。
別体の少なくとも針状突起形状部が非磁性体である現像装置も提供できる。通常、２成分現像装置においては、磁性粉体であるフェライトキャリアが一般的に用いられている。したがって、針状突起形状部１０１を非磁性体で構成することにより、現像剤が凝集するなどの不具合が発生することがない。
針状突起形状部１０１が張り出している構成がブラシ形状である現像装置も提供できる。今まで説明している針状突起形状部１０１の材質としては、どちらかと言えば剛体に分類される、針金状の部材で線形もφ０．１〜５ｍｍ程度で、各ピッチも粗くした構成から、樹脂材質でもっと細かいピッチ形状でも、各サプライ条件に合わせたものであれば、限定するものではない。
この他、繊維状のブラシ形状である構成にすると、ブラシの弾性を生かして、剛体では接触するとストレスが掛かってしまうケース近傍においても、設けることが可能である。また、現像ケース内に補給されたトナーは場合によっては溜まってしまうこともあり、その位置に設けることで、溜まったトナーを払拭して現像剤中に混ぜる効果も得られる。
トナー濃度センサなど、現像装置の搬送スクリュ付近に配置する場合においては、センサ近傍にトナーが溜まってしまうと適切な濃度が検出できないこともあるため、その付近に剛体形状のものを設けるより、弾性体のブラシ形状を設けることにより、払拭効果による不具合解決にも効果がある。
【００１４】
前述したいずれかの構成を用いた現像装置において、タンデム型の画像形成装置を提供できる。一般的にタンデム型の画像形成装置では、カラー画像の出力装置で代表され、各色分の現像装置を構成している。したがって、前記効果は相乗的に大きくなり、単に現像装置だけの時よりも得られるメリットが大きい。
具体的な効果としては、（１）共通部品を使用して各色対応の制御方法が採用できコストダウンが図れる。（２）各色サプライに対応したプロセス条件においても容易に制御でき、画像上の不具合を抑えることができる。
さらに、（３）各サプライに対応したトナーの分散性、立上げ性が得られるため、攪拌ストレスを最小限に抑えることが可能となり現像剤の寿命を延ばせることから、現像剤の劣化による現像剤交換頻度を少なくしメンテナンス性の向上に繋がる、などが挙げられる。
前述したいずれかの構成を用いた現像装置における、プロセスカートリッジを提供することもできる。一般的にプロセスカートリッジは、少なくとも感光体と他の作像装置を含んだ構成を指し、本実施の形態では、少なくとも感光体と現像装置を含んだ構成が該当する。
プロセスカートリッジは、他の機種と共通使用することが一般的で、部品共通化による量産効果によるコスト低減効果が多大であり、本構成を展開することによってその多大なコスト低減効果が得られる。
また、近年環境問題により、プロセスカートリッジにおいても使い捨てではなく、リサイクルして再使用することが一般的なことからも、そのコスト低減効果からトータル的のコスト低減に繋がる。
【００１５】
図１および図２において示した画像形成装置における現像条件について説明する（本構成の中での限定条件ではなく、この条件でなくても成立する）。現像剤の搬送方向（図で見て反時計回り方向）における現像領域の上流側部分には、現像剤チェーン穂の穂高さ、すなわち、現像スリーブ（現像ローラ）１４ａ上の現像剤量を規制するドクタブレード１４ｂが設置されている。
このドクタブレード１４ｂと現像スリーブ１４ａとの間隔であるドクタギャップは０．３ないし０．７ｍｍ程度に設定されている。現像部に搬送する現像剤量としては、２０〜１００ｍｇ／ｃｍ＾２が好適である。さらに現像ローラ１４ａの、感光体ドラムとは反対側領域には、現像ケーシング内の現像剤を攪拌しながら現像ローラ１４ａへ汲み上げるための攪拌・搬送手段（スクリュー、パドル等）Ａが設置されている。
また感光体ドラム１１と現像スリーブ１４ａとの間隔である現像ギャップは０．３ｍｍに設定されている。現像ギャップは、キャリア粒径が５０μｍであれば１０倍程度（０．５５ｍｍ）以下に設定するのが良い。現像ギャップをこれより広くすると直流現像バイアス電圧印加条件下では、望ましいとされる画像濃度が出にくくなる。
他の主な固定条件は、現像ローラ径が３０ｍｍ、該線速が３８０ｍｍ／秒、スクリュが最外径２４ｍｍ、該螺旋ピッチ２０ｍｍ、該線速が３７０ｍｍ／秒現像ローラ〜スクリュが最外径部間隙：３ｍｍ、である。
本発明の実施の形態において使用したトナーの１例を示す。トナー中に分散された顔料系着色剤の分散粒径が個数平均径で０．５μｍ以下であり、かつその個数平均径が０．７μｍ以上の個数割合が５個数％以下で、着色剤が微分散されている。
トナー粒径の微分側成分についても前記顔料系着色剤の成分比率のばらつきを少なくトナー表面の摩擦帯電性についても同様ばらつきを少なくできる。トナー同士の静電凝集を抑制でき、トナー凝集性を低く抑えることができ本発明に有効である。
【００１６】
次にプロセスカートリッジに関する発明の実施の形態を図１に基いて低電位プロセスによるプロセスカ−トリッジを有する画像形成装置において概略構成を説明する。
本発明においては、感光体ドラム、帯電装置、現像装置およびクリ−ニング装置等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカ−トリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカ−トリッジを複写機やプリンタ等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成する。
本発明の現像装置を有するプロセスカ−トリッジを備えた画像形成装置は、感光体ドラムが所定の周速度で回転駆動される。感光体ドラムは回転過程において、帯電装置によりその周面に正または負の所定電位の均一帯電を受け、次いで、スリット露光やレーザビーム走査露光等の像露光装置からの画像露光光を受ける。
こうして感光体ドラムの周面に静電潜像が順次形成され、形成された静電潜像は、次いで現像装置によりトナー現像され、現像されたトナー像は、給紙部から感光体ドラムと転写装置との間に感光体ドラムの回転と同期されて給送された転写材に、転写装置により順次転写されていく。
像転写を受けた転写材は感光体ドラム面から分離されて像定着装置へ導入されて像定着され、複写物（コピ−）として装置外へプリントアウトされる。像転写後の感光体ドラムの表面は、クリ−ニング装置によって転写残りトナーの除去を受けて清浄面化され、さらに除電された後、繰り返し画像形成に使用される。
プロセスカートリッジは独立して取り外しが可能で感光体ユニット、現像装置とも本発明で寿命は延びるが、必ずしもその長さは一致しない場合もあり、その時はそれぞれ別々に容易に交換することが可能となる。また、独立して配設できるので簡単な機構を追加することで、非現像時に現像ローラを感光体ドラムから退避させることが可能となるので、現像ローラへのトナーフィルミングの促進が低減され、さらに現像装置の寿命が延びる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によれば、軸方向に延びた部材を一体に設けるより別体の構成することで、攪拌搬送部材は共通化でき、キャリアやトナーなどのサプライの違いによる攪拌性や分散性に対応することができ、トナーの攪拌性（分散、混合）を良くし、現像剤立ち上げを早く行うことができる。
請求項２によれば、ある幅を持った帯状のような基材から突起形状が張り出した構成であるので、別体の針状部材のハンドリング性を良くし、また、針状突起形状部が基材となる部分に構成されているので、取り付け部に取り付け易い等のハンドリングの良さがある。
請求項３によれば、羽根部分に現像剤が溜まり易いため、そこに針状突起形状部を設けることにより、トナーの攪拌性（分散、混合）をより効果的かつ効率的に行なうことができる。
請求項４によれば、現像剤攪拌搬送部材の羽根部分に設け、剤搬送方向に対して下流側に設けたので、現像剤搬送方向に対して下流側の方が現像剤がより溜まり易く、そこに針状突起形状部を設けることにより、より効率的に攪拌や分散を行なうことができる。
請求項５によれば、搬送スクリュ軸に別体の針状突起形状部を巻いていくように取り付ける構成であるので、組み立て性に優れ、トナーの攪拌性（分散、混合）をより効果的に行うことができる。
現像剤攪拌搬送部材の軸に設ける構成は、搬送スクリュ軸に巻いていくように取り付けるため、軸を中心にして、針状突起形状部が突出しているため、現像剤中を切るように剪断作用が働くため、より攪拌性が上がる。
請求項６によれば、羽根部分または軸部分に取りつける別体の針状部材（針状突起形状部）を、部分的に設けるので、部分的な位置、すなわち、行い、攪拌性を上げたい位置を選んでより効果が得られる。
【００１８】
請求項７によれば、別体の針状部材（針状突起形状部）が非磁性体であるので、磁性粉体（キャリア）が凝集して帯電ムラを起こすような悪影響がなく、トナー溜まりや剤凝集を少なくし、濃度ムラを防止することができる。
請求項８によれば、別体の針状部材（針状突起形状部）が繊維状のブラシ形状であるので、弾性体機能があり、トナーが部分的に溜まったところを払拭することができ、濃度ムラを防止することができる。
請求項９によれば、とくにカラー用タンデム型画像形成装置では、各種サプライによってはトナー流動性などの特性値によって分散、混合性が異なるため、上記構成を用いることにより、各現像装置に対応した制御を行うことで攪拌性や立上げ性を良くするができる。
現像剤の寿命を延ばすことができるため、現像装置の交換頻度が少なくでき、とくに複数個の現像装置を頻繁に変えることなくメンテナンス性の向上に繋がり、部品を共通使用することでコストダウンが図れる。又、現像剤の寿命を延ばし、プロセスカートリッジの交換寿命を延ばす。
請求項１０によれば、また、通常プロセスカートリッジにおいては、リサイクル（複数回使用）が多く行われるため、部品共通化による多機種への展開が可能であり、とくにトータル的なコスト低減に繋がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画像形成装置の実施の形態の全体を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施による２成分現像装置を示す概略図である。
【図３】本発明による現像装置の現像剤攪拌搬送部材の第１の実施の形態を説明する概略図である。
【図４】図３の実施の形態の斜視図である。
【図５】本発明による現像装置の現像剤攪拌搬送部材の第２の実施の形態を説明する概略図である。
【図６】本発明による現像装置の現像剤攪拌搬送部材の第３の実施の形態を説明する概略図である。
【図７】本発明による現像装置の現像剤攪拌搬送部材の第４の実施の形態を説明する概略図である。
【図８】本発明による現像装置の現像剤攪拌搬送部材の第５の実施の形態を説明する概略図である。
【図９】従来の現像装置の現像剤搬送部材の１例を示す概略図である。
【図１０】従来の現像装置の現像剤搬送部材の他の１例を示す概略図である。
【図１１】従来の現像装置の現像剤搬送部材の他の１例を示す概略図である。
【図１２】図１１の現像剤搬送部材Ａの搬送部の１２−１２線に沿う断面図である。
【図１３】現像装置の現像剤搬送部材の第１の例を示す概略正面図である。
【図１４】図１３の現像剤搬送部材の線１４−１４に沿う断面図である。
【図１５】線状部材の幾つかの例を示す断面概略図である。
【図１６】現像装置の現像剤搬送部材の第２の例を示す概略正面図である。
【図１７】図１６の現像剤搬送部材の線１７−１７に沿う断面図である。
【図１８】現像装置の現像剤搬送部材の第３の例を示す概略正面図である。
【図１９】現像装置の現像剤搬送部材の第３の例を示す概略正面図である。
【図２０】図１９の現像剤搬送部材の線２０−２０に沿う断面図である。
【図２１】図１９の現像剤搬送部材の線２１−２１に沿う断面図である。
【図２２】現像装置を示す概略図である。
【図２３】現像に使用されるトナーの１例を示す概略図である。
【符号の説明】
Ａ 現像剤攪拌搬送部材（搬送スクリュ）、１０ 画像形成装置、１４ 現像装置、１４ａ 現像剤担持体（現像ローラ）、１４ｄ トナー補給口、１４ｅ 現像剤収容部、１０１ 別体の針状部材（針状突起形状部）、１０２ 基材ベース部、１０４ 羽根部分（スパイラル形状部）、１０６ 現像剤攪拌搬送部材（パドル）

Claims (10)

1. トナーとキャリアとを含む２成分現像剤を用いて現像する現像装置において、前記２成分現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤の薄層を担持して搬送する現像剤担持体と、現像剤を攪拌して搬送する現像剤攪拌搬送部材とを備え、前記現像剤攪拌搬送部材は針状部材を備えていることを特徴とする現像装置。
2. 前記針状部材は、基材ベース部に針状突起形状部が張り出した構成を有していることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 前記針状部材を、前記現像剤攪拌搬送部材の羽根部分に設けるように構成したことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
4. 前記針状部材が、前記現像剤攪拌搬送部材の羽根部分に設けられ、現像剤搬送方向に対して下流側に設けられるように構成したことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
5. 前記針状部材を、前記現像剤攪拌搬送部材の軸部分に設けるように構成したことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
6. 前記針状部材が、前記現像剤攪拌搬送部材の羽根部分または軸部分に設けられかつ部分的に設けられるように構成したことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
7. 前記針状部材において、別体の少なくとも針状部材が非磁性体であることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
8. 前記針状部材において、針状突起形状部が張り出している構成がブラシ形状であることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項記載の現像装置を使用することを特徴とするタンデム型の画像形成装置。
10. 請求項１ないし８のいずれか１項記載の現像装置を用いたことを特徴とするプロセスカートリッジ。

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