JP4465226B2 - 現像装置並びにこれを用いたプロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファックス、プリンタ等に用いられる現像装置並びにこれを用いたプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。

従来、像担持体上に形成された潜像を顕像化するために、現像剤としてトナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いた、いわゆる２成分現像装置が採用されている。この現像装置では、現像剤収容器内に配設された現像剤撹拌搬送部材を用いて、２成分現像剤を撹拌してトナーを摩擦帯電する。一般に、現像剤攪拌搬送部材としては、回転軸の周囲に螺旋状にスクリュウ羽根を設けたものが用いられている。そして、この現像剤を内部に磁極を有する現像剤担持体表面に担持させ、像担持体上の静電潜像にトナーを供給することによってこれを現像する。２成分現像剤中のトナーは現像時に消費されるためにトナー濃度が変化する。このため、トナー濃度の変化に応じてトナー補給を行い、トナー濃度を常に一定に制御して画像の品位を保持する必要がある。

しかしながら、二成分現像装置においてベタ画像を連続して印字した場合、いわゆるスクリュウピッチムラの発生を招くことがあった。この原因は、現像に寄与した後に現像剤担持体から現像剤収容器内に戻ったトナー濃度の低い現像剤と、現像剤攪拌搬送部材によって搬送される新しい現像剤とが、混合不十分なまま現像剤規制部材まで搬送されてしまうためである。この対策として、現像剤攪拌搬送部材の攪拌力を向上させるべく、現像剤攪拌搬送部材の回転軸上に形成されるスクリュウ羽根の要所要所にフィン（パドル）をたてる方法がある。しかし、この方法では、逆にフィンピッチでのムラが発生してしまう場合が多い。これは、現像に寄与した後に現像剤担持体から剥ぎ取られた現像剤がフィンの部分に保持された状態のまま現像剤規制部材まで搬送されるためである。

そこで、特許文献１に記載される現像装置では、現像剤担持体から現像寄与後に現像剤収容器に戻ってきた現像剤を現像剤攪拌搬送部材の回転軌跡内に案内する現像剤案内部材が設けられている。現像寄与後に現像剤収容器内に戻ってきた現像剤は、現像剤案内部材によって現像剤収容器内で滞留せずに現像剤攪拌搬送部材に取り込まれやすくなる。そのため、現像剤収容器内では、現像寄与後に現像剤収容器に戻ってきたトナー濃度の低い現像剤と、現像剤攪拌搬送部材によって搬送される現像に寄与していない新しい現像剤との混合が促進される。その結果、スクリュウピッチムラの発生を抑制することができる。

特開２００２−２８７４７２号公報

ところで、ユーザーやサービスマンが現像装置や現像装置を含んだプロセスカートリッジを新品設置、又は交換設置する際には、一般に新品の現像剤収容器にシールされたシール部材を剥がして装着する。そして、立ち上げ時に駆動がかかることで、現像剤収容器内の現像剤が現像剤規制部材を抜けて現像剤担持体上に担持搬送される構成となっている。このシール部材は現像装置が保管される際に現像剤収容器内の現像剤が大気に晒されることで劣化したり異物が混入したりしないようにする役割がある。また、現像装置自体を移動・搬送する際に現像剤収容器内の現像剤が外に漏れないようにする役割もある。そのため、現像剤収容器にはシール部材を貼付する貼り付け面を十分に確保して、密閉性を向上させることが求められている。

また、近年、重合法による新規なトナーが使用されつつある。これらのトナーは、粒径が３〜１０μｍの範囲で精度良く作られ、形状を制御できる一方、添加剤量の兼ね合い等で流動性が高くなる傾向がある。そのため、現像剤収容器の作成に際しては、密閉性をより一層向上させることが求められている。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものである。その目的とするところは、スクリュウピッチムラを抑制するとともに、現像剤収容器の密閉性を向上させた現像装置、並びにこれを用いた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。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、回転周方向に沿って並ぶ複数の磁極から発する磁気により、トナーとキャリアとを含む現像剤を自らの回転周面に担持する現像剤担持体と、開口部を有し、現像剤を収容する現像剤収容器と、該現像剤担持体上の現像剤担持量を規制する現像剤規制部材と、該現像剤収容器内の現像剤を攪拌搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給するための回転自在な第１現像剤攪拌搬送スクリュウと、該現像剤収容器内の現像剤を攪拌し、該第１現像剤攪拌搬送スクリュウの現像剤搬送方向とは反対方向に現像剤を搬送する回転自在な第２現像剤攪拌搬送スクリュウと、該第１現像剤攪拌搬送スクリュウを収容する第１空間と該第２現像剤攪拌搬送スクリュウを収容する第２空間との間を仕切る仕切壁とを備え、該現像剤担持体を収容する空間と、この空間の下方に配設された該第１空間とが該開口部を介して連通している現像装置において、上記第１現像剤撹拌搬送スクリュウが、上記現像剤担持体に具備される上記複数の磁極のうち、現像剤を現像剤担持体表面から引き剥がすための、互いに隣り合う２つの同極性の反発磁極の下方に配設され、且つ、自らの回転に伴って現像剤を上記仕切壁との対向領域で上方から下方に向けて搬送する方向に回転駆動されるものであり、上記仕切壁における上記第１空間側との対向面の上部には、現像寄与後に上記反発磁極によって上記現像剤担持体の表面から引き剥がされて上記現像剤収容器内の上記第１現像剤撹拌搬送スクリュウ上に戻ってきた現像剤を該第１現像剤攪拌搬送スクリュウの回転に伴って該第１現像剤撹拌搬送スクリュウの回転軌跡内に案内する、該回転軌跡に沿った円弧形状の現像剤案内部材が設けられ、該現像剤案内部材の少なくとも一部が該現像剤収容器の開口部をシールするシール部材の貼り付け面を兼ねることを特徴とするものである。
請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記トナーは、重量平均粒径が３μｍ以上、１０μｍ以下であることを特徴とするものである。
請求項３の発明は、請求項１の現像装置において、上記トナーは、紡錘形状であることを特徴とするものである。
請求項４の発明は、請求項３の現像装置において、上記トナーは、長軸ｒ１と短軸ｒ２との比（ｒ２／ｒ１）が０．５以上０．８以下で、厚さｒ３と短軸ｒ２との比（ｒ３／ｒ２）が０．７以上１．０以下であることを特徴とするものである。
請求項５の発明は、像を担持する像担持体と、該像担持体を一様帯電せしめる帯電手段と、該像担持体上の潜像を現像する現像手段と、該像担持体に残留する転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段とを備える画像形成装置に用いられ、該像担持体、該帯電手段、該クリーニング手段より選ばれる少なくとも１つと、該現像手段とが一体になって画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジにおいて、上記現像手段として、請求項１、２、３又は４の現像装置を用いたことを特徴とするものである。
請求項６の発明は、像担持体と、該像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置において、上記現像手段として請求項１の現像装置を備えることを特徴とするものである。
請求項１の発明は、未使用時には現像剤収容器の開口部がシール部材によってシールされている。このとき、現像剤案内部材の少なくとも一部が現像剤収容器の開口部をシールするシール部材の貼り付け面となっている。そのため、シール部材の貼り付け面を新規に設けなくても、貼り付け面を大きくすることができ、現像剤収容器の密閉性を高めることができる。さらに、現像剤案内部材が貼り付け面を兼ねるので、それぞれを別に設ける場合に比べ省スペース化が可能となる。

本発明によれば、スクリュウピッチムラを抑制するとともに、現像剤収容器の密閉性を向上させた現像装置、並びにこれを用いたプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供できるという優れた効果がある。

以下、本発明を画像形成装置であるフルカラープリンタ（以下、プリンタという）に適用した場合の実施形態について説明する。図１は、このプリンタの概略構成を示す構成図である。このプリンタは、図１に示すように、像形成手段としての各構成部材を収納する位置固定された装置本体１と、記録材として転写紙Ｐを収納する引き出し可能な給紙カセット２とを備えている。装置本体１の中央部には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像を形成するための画像ステーション３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋを備えている。以下、各符号の添字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、それぞれイエロー、シアン、マゼンダ、黒用の部材であることを示す。各画像ステーション３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋの下方には、ドラム状の感光体４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋにレーザ光を照射可能な露光手段としての光学ユニット５を備えている。画像ステーション３の上方には、各画像ステーション３により形成されたトナー画像が２次転写される中間転写ベルト６を備えた中間転写ユニット７を備えている。また、中間転写ベルト６に転写されたトナー画像を転写紙Ｐに定着する定着ユニット８を備えている。また、装置本体１上部には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黒（Ｋ）の各色のトナーを収容するトナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｋが装填されている。このトナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｋは、装置本体１の上部に形成される排紙トレイ１０を開くことにより、装置本体１から脱着可能に構成されている。

各画像ステーション３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋの構造は同一であるので、ひとつの画像ステーション３について説明する。図２は、画像ステーションの内部構成を示す構成図である。画像ステーション３は、図２に示すように、感光体４、感光体４を帯電する帯電装置１１、感光体４に形成された潜像を現像する現像装置１２、感光体４上の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置１３備える。上記帯電装置１１は、帯電ローラ１４と、帯電ローラ１４表面をクリーニングするクリーニングローラ１５を備える。上記現像装置１２は、開口部を有する現像剤収容部としての現像ケース１６内に、感光体４表面に近接対向するように配置された現像剤担持体としての現像ローラ１７と、現像ローラ１７上の現像剤担持量を規制する現像剤規制部材としてのドクタブレード１８を備える。上記クリーニング装置１３は、開口部を有するクリーニングケース１９、感光体４の表面をクリーニングするクリーニングブレード２０、クリーニングした廃トナーを図示しない廃トナーボトルに搬送するための廃トナースクリュウ２１等より構成される。

図３は、プロセスカートリッジの構成を示す構成図である。上記画像ステーション３は、図３に示すように、感光体４、帯電装置１１、現像装置１２、クリーニング装置１３を一体に支持し、装置本体１に着脱可能なプロセスカートリッジ２２として構成されている。図４は、装置本体からプロセスカートリッジを抜き取る状態を示す斜視図である。図４に示すように、ユーザーは、取っ手２３を引くことで、プロセスカートリッジ２２を装置本体から簡単に抜き取ることができる。これによって、ユーザーはカートリッジ形態で感光体４、現像装置１２、または帯電装置１１、クリーニング装置１３を交換することができる。

上記中間転写ユニット７は、図１に示すように、複数のローラに張架される中間転写ベルト６、感光体４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋに形成されたトナー像を中間転写ベルト７に転写する一次転写ローラ２３Ｙ、２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｋを備えている。これらの部品は、中間転写ベルトケース２４によって一体に支持されている。また、中間転写ユニット７は、中間転写ベルト６上に転写されたトナー像を転写紙Ｐに転写する二次転写ローラ２５、転写紙Ｐ上に転写されなかった中間転写ベルト６上の転写残トナーをクリーニングするベルトクリーニング装置２６を備えている。

上記給紙カセット２内の転写紙Ｐは、給紙カセット２の近傍に配設された給紙ローラ２７によって、中間転写ベルト６と２次転写ローラ２５との間の二次転写部へ搬送される。給紙ローラ２７と二次転写ローラ２５の間の転写紙搬送経路には、給紙された記録紙Ｐの二次転写部への送り出しタイミングを図るジストローラ対２８が配置されている。

上記定着ユニット８は、転写紙Ｐ上に転写されたトナー像に熱と圧を加えることで定着を行う。そして、定着を終えた転写紙Ｐを排出ローラ対２９により、排紙トレイ１０に排出する。

次に、上記構成のプリンタにおいて、カラー画像を得る行程について説明する。まず、画像ステーション３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋにおいて、感光体４が帯電装置１１によって一様に帯電される。その後、光学ユニット５により、画像情報に基づきレーザ光が走査露光されて感光体４表面に潜像が形成される。感光体４上の潜像は、現像装置１２の現像ローラ１７に担持された各色のトナーによって現像されてトナー像として可視像化される。感光体４上のトナー像は、各一次転写バイアスローラ２３の作用によって反時計回りに回転駆動される転写ベルト６上に順次重ねて転写される。このときの各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト６上の同じ位置に重ねて転写されるように、中間転写ベルト６の移動方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。一次転写終了後の感光体４は、クリーニング装置１３によってその表面がクリーニングされ、次の画像形成に備えられる。

一方、上記給紙カセット２内の転写紙Ｐは、給紙カセット２の近傍に配設された給紙ローラ２７によって、装置本体１内に搬送され、レジストローラ対２８によって所定のタイミングで２次転写部に搬送される。そして、二次転写部において、中間転写ベルト６上に形成されたトナー画像が転写紙Ｐに転写される。トナー画像が転写された転写紙Ｐは、定着ユニット８を通過することで画像定着が行われ、排出ローラ２９によって排紙トレイ１０に排出される。感光体４と同様に、転写ベルト６上に残った転写残のトナーは、中間転写ベルト６に接触するベルトクリーニング装置２６によってクリーニングされる。トナーボトル９に充填されているトナーは、必要性に応じて図示しない搬送経路によって各画像ステーション３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋの現像装置１２に所定量補給される。

次に、現像装置１２について詳細に説明する。現像装置１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋは、トナー色が異なる以外は同一構成になっているので、ひとつの現像装置１２について構成を説明する。図５は、現像装置の内部構成を示す構成図である。図６は、現像装置の内部構成を示す平面図である。図５に示すように、現像装置１２は、現像ケース１６内に、現像ケース１６の開口部を介して感光体４と対向するように配置された現像ローラ１７と、現像ローラ１７上の現像剤担持量を規制するドクタブレード１８とを備える。また、現像ケース１６内には、現像ローラ１７と対向する位置に、第１現像剤攪拌搬送部材としての第１攪拌スクリュウ３０及び第２現像剤攪拌搬送部材としての第２攪拌スクリュウ３１を備える。なお、本実施形態に係る現像ローラ１７は、直径１８ｍｍのアルミスリーブ内に磁極Ｎ１，Ｓ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｓ２からなるマグネットローラを内包する。本実施形態に係る感光体４は、１５５ｍｍ／ｓｅｃで回転し、未露光部で−５００Ｖ，露光部で−５０Ｖとなっており、現像バイアスとして−３５０Ｖが印加される。

現像ケース１６内には、図６に示すように、第１攪拌スクリュウ３０及び第２攪拌スクリュウ３１が現像ローラ１６と平行に延設され、現像ケース１６に設けられた図示しない軸受部材によって回転自在に支持されている。無論、現像ローラ１７も図示しない軸受部材を介して現像ケース１６に回転自在に支持されている。そして、第１攪拌スクリュウ３０と第２攪拌スクリュウ３１とは、仕切壁３２によって仕切られている。第１攪拌スクリュウ３０は、現像ローラ１７への現像剤の供給側に位置する第１空間部３３に配置され、図５中矢印方向に回転して第１空間部３３内の現像剤を図６中右方から左方に向かって長手方向に搬送する。第２攪拌スクリュウ３１は、図示しないトナー補給口からトナーの補給を受ける第２空間部３４側に配置され、図５中矢印方向に回転して第２空間部３４内の現像剤を図６中左方から右方に向かって長手方向に搬送する。仕切壁３２の一端と現像ケース１６の内側面の間には、第１空間部３３から第２空間部３４へ現像剤を送る受け渡し部３５が形成される。仕切壁３２の他端と現像ケース１６に内側面の間には、第２空間部３４から第１空間部３３へ現像剤を送る受け渡し部３６が形成されている。なお、本実施形態に係る第１攪拌スクリュウ３０及び第２攪拌スクリュウ３１の直径は１６ｍｍに形成される。

このような構成の現像装置１２における現像剤の動きについて説明する。現像ケース１６内の２成分現像剤は、第１攪拌スクリュウ３０によって攪拌されつつ図６において右方から左方へと搬送され、仕切壁３２のお受け渡し部３５から第２攪拌スクリュウ３１が配置された第２空間部３４へと送られる。第２空間部３４に送られた２成分現像剤は、第２攪拌スクリュウ３１により攪拌されると同時に図６中左方から右方へと搬送された後、受け渡し部３６から第１空間部３３側に送られる。第１空間部３３に送られた２成分現像剤は、再び第１攪拌スクリュウ３０により攪拌されると同時に左方向に搬送される。このように現像剤を攪拌しながら搬送することで、現像剤は現像ケース１６内を循環しながらトナーとキャリアが攪拌により摩擦帯電する。第１攪拌スクリュウ３０と第２攪拌スクリュウ３１は、等速回転し、現像ケース１６内の現像剤搬送量がほぼ等しく、第１空間部３３と第２空間部３４での現像剤の嵩高さもほぼ等しい。

そして、第１攪拌スクリュウ３０は第１空間部３３内の現像剤の一部を現像ローラ１７に供給し、現像ローラ１７はその現像剤を磁気的に担持して搬送する。現像ローラ１７上の現像剤は、図５に示すように、ドクタブレード１８によりその高さ（担持量）が規制され、感光体４に対して接触する状態に形成される。これにより、感光体４上の静電潜像は、現像ローラ１７との対向部で現像されてトナー像となる。現像に寄与した後の現像ローラ１７上の現像剤は、現像ローラ１７内の磁極Ｎ２、Ｎ３の反発力によって現像ローラ１７上から引き剥がされて現像ケース１６の第１空間部３３内に戻される。第１空間部３３内に戻された現像剤は、再び第１搬送スクリュウ３０により搬送され、仕切壁３２のお受け渡し部３５を介して再び第２攪拌スクリュウ３１が配置された第２空間部３４へと送られる。そして、現像ケース１６内の現像剤のトナー濃度が所定濃度以下になると、トナーが図示しないトナー補給口から第２空間部３４側に補給される。このトナーは第２攪拌スクリュウ３１による攪拌で現像剤と混合される。所定濃度に調整された現像剤は、現像ローラ１７に担持され、ドクタブレード１８を通過して薄層化され、以上のサイクルを繰り返す。

ところで、本実施形態に係る現像装置１２においては、現像寄与後に現像ローラ１７から第１空間部３３内に戻ってきた現像剤を第１攪拌スクリュウ３０の回転軌跡内に案内する現像剤案内部材（図５中斜線で示す）３７が設けられている。この現像剤案内部材３７は、仕切壁３２の第１空間部３３に面する上部に配設され、第１攪拌スクリュウ３０に対向する面が第１搬送スクリュウの回転軌跡に略沿った円弧状に形成されている。現像ローラ１７から現像寄与後に現像ケース１６内に戻ってきた現像剤は、現像剤案内部材３７を設けた部分に滞留することがなく、現像剤案内部材３７によって第１搬送スクリュウ３０の回転軌跡近くに案内される。そして、現像剤案内部材３７によって第１搬送スクリュウ３０の回転軌跡近くに案内された現像剤は、第１搬送スクリュウ３０の回転によって第１搬送スクリュウ３０内に取り込まれる。このため、現像ローラ１７から第１空間部３３に戻ってきたトナー濃度の低い現像剤と、現像に寄与していない新しい現像剤との混合が促進され、スクリュウピッチムラの発生を抑制することができる。また、現像剤案内部材３７と第１攪拌スクリュウ３０の回転軌跡との距離は、第１攪拌スクリュウ３０の回転方向の上流側から下流側に向かって徐々に小さく形成されている。そのため、第１空間部３３に落下した現像剤は、急激な力がかかることがなく現像剤案内部材３７によって案内される。

さらには、現像剤案内部材３７の上面３７ａは、仕切壁３２の端部３２ａと連続的に形成されて平面状に形成されている。そして、仕切壁３２の端部３２ａ、現像剤案内部材３７の上面３７ａ、現像ケース１６の側壁上面１６ａが、シール部材としてのヒートシール３８を貼付する貼り付け面となっている。ヒートシール３８は、熱溶着により貼付され、密閉性の点から好ましく用いられる。未使用時には、この現像ケース１６に設けられた仕切壁３２の上面端部３２ａ、現像剤案内部材の上面３７ａ、現像ケースの側壁上面１６ａを貼り付け面としてヒートシール３８が貼り付けられ、現像ケース１６の開口部が密閉される。本実施形態に係る現像装置１２では、現像剤案内部材３７の上面３７ａがヒートシール３８の貼り付け面を兼ねるので、仕切壁３２の端部３２ａのみを貼り付け面とする場合に比べ、貼り付け面が大きくなり、密閉性が向上する。また、現像剤案内部材３７の上面３７ａを貼り付け面としたので、貼り付け面を別個に設ける必要がなく、省スペース化が可能となる。なお、この現像剤案内部材３７は、仕切壁３２に取り付けてもよいし、現像ケース１６又は仕切壁３２と一体成型であってもよい。

以下、本実施形態に係る現像装置１２に好適に用いられるトナーについて説明する。まず、トナーの重量平均粒径は、３〜１０μｍであることが好ましい。トナーの重量平均粒径が上記範囲にあるトナーは、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。重量平均粒径が３μｍ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。重量平均粒径が１０μｍを超えると、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しい。

次に、トナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。トナー粒子の粒度分布は、コールターカウンター法による測定装置、例えば、コールターカウンターＴＡ−ＩＩやコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）により測定することができる。具体的には、まず、電解水溶液１００〜１５０ｍｌ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０．１〜５ｍｌ加える。電解水溶液とは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で、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）を使用できる。ここで、更に測定試料を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分間分散処理を行い、前記測定装置により、アパーチャーとして１００μｍ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、個数平均粒径を求めることができる。ここでは、粒径２．００μｍ以上、４０．３０μｍ未満の粒子を対象とし、次の１３チャンネルを使用する。２．００〜２．５２μｍ未満；２．５２〜３．１７μｍ未満；３．１７〜４．００μｍ未満；４．００〜５．０４μｍ未満；５．０４〜６．３５μｍ未満；６．３５〜８．００μｍ未満；８．００〜１０．０８μｍ未満；１０．０８〜１２．７０μｍ未満；１２．７０〜１６．００μｍ未満；１６．００〜２０．２０μｍ未満；２０．２０〜２５．４０μｍ未満；２５．４０〜３２．００μｍ未満；３２．００〜４０．３０μｍ未満

さらに、本実施形態に用いられるトナーは、紡錘形状であることが好ましい。形状が一定しない不定形、又は扁平形状のトナーは、粉体流動性が悪いことから、次のような課題を持つ。摩擦帯電が円滑に行えないことから地肌汚れ等の問題が発生しやすい。微小な潜像ドットを現像する際には、緻密で均一なトナー配置をとりにくいことから、ドット再現性に劣る。静電転写方式では、電気力線の影響を受けにくく、転写効率が劣る。また、真球に近いトナーでは、粉体流動性が良すぎて、外力に対して過度に作用してしまうことから、現像及び転写の際に、ドットの外側にトナー粒子が飛び散りやすいといった問題がある。また、球形のトナーでは、感光体上で転がりやすいため、感光体とクリーニング部材との間に潜り込みクリーニング不良になることが多いという問題点がある。一方、紡錘形状のトナーは、粉体流動性が適度に調節されているために、摩擦帯電が円滑に行われて地肌汚れを発生させることがない。また、紡錘形状のトナーは、微小な潜像ドットに対して整然と現像され、その後効率よく転写されてドット再現性に優れる。その際の飛び散りに対しては、粉体流動性が適度にブレーキをかけて飛び散りを防いでいる。さらに、紡錘形状のトナーは球形トナーに比べて、転がる軸が限られていることから、クリーニング部材の下に潜り込むようなクリーニング不良が発生しにくい。

図７（ａ）は、トナーの形状を座標軸ｘ、ｙ、ｚ上に示す模式図、（ｂ）トナーの形状を座標軸ｘ、ｚ上に示す模式図、（ｃ）はトナーの形状を座標軸ｙ、ｚ上に示す模式図である。上述したトナーは、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、長軸ｒ１と短軸ｒ２との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜０．８で、厚さｒ３と短軸ｒ２との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０で表される紡錘形状であることが好ましい。これに近い紡錘状形状にすることで不定形・扁平形状でもなく真球状でもない形状であって、摩擦帯電性、ドット再現性、転写効率、飛び散りの防止性、クリーニング性の全てを満足させる形状となる。長軸ｒ１と短軸ｒ２との比（ｒ２／ｒ１）が０．５未満では、真球形状から離れるためにクリーニング性が高いが、ドット再現性及び転写効率が劣るために高品位な画質が得られなくなる。長軸ｒ１と短軸ｒ２との比（ｒ２／ｒ１）が０．８を越えると、球形に近づくために、低温低湿の環境下では特にクリーニング不良が発生することがある。また、厚さｒ３と短軸ｒ２との比（ｒ３／ｒ２）が０．７未満では、扁平形状に近く、不定形トナーのように飛び散りは少ないが、球形トナーのような高転写率は得られない。特に、厚さｒ３と短軸ｒ２との比（ｒ３／ｒ２）が１．０を超えると、長軸を回転軸とする回転体となり、クリーニング不良が発生しやすくなる。

以上、本実施形態に係る現像装置１２によれば、現像剤案内部材３７の一部がシール部材としてのヒートシール３８の貼り付け面を兼ねている。そのため、スクリュウピッチムラを抑制するとともに、現像剤収容器としての現像ケース１６の密閉性を向上させることができる。
また、本実施形態に係る現像装置１２によれば、トナーの重量平均粒径が３μｍ以上、１０μｍ以下であるため、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、ドット再現性に優れる。また、上記範囲のトナーは、流動性がよいが、本実施形態に係る現像装置１２によれば、貼り付け面が大きくとられているので、トナー漏れの発生を抑制することができる。
また、本実施形態に係る現像装置１２によれば、トナーの形状が紡錘形状、より好ましくは、長軸と短軸との比が０．５〜０．８，厚さと短軸との比０．７〜１．０であるトナーを用いている。そのため、摩擦帯電性、ドット再現性、転写効率、飛び散りの防止性、クリーニング性の全てを満足させることができる。
また、本実施形態に係るプロセスカートリッジ２２は、感光体４と、帯電装置１１と、現像装置１２と、クリーニング装置１３手段とが一体になって画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されている。そのため、長期使用においても保守性、交換性を向上することができる。

本実施形態に係るプリンタの概略構成を示す構成図。 同プリンタの画像ステーションの内部構成を示す構成図。 同プリンタの装置本体からプロセスカートリッジを抜き取る状態を示す斜視図。 同プリンタのプロセスカートリッジの構成を示す構成図。 同プリンタの現像装置の内部構成を示す構成図。 同現像装置の内部構成を示す平面図。 （ａ）は、トナーの形状を座標軸ｘ、ｙ、ｚ上に示す模式図、（ｂ）トナーの形状を座標軸ｘ、ｚ上に示す模式図、（ｃ）はトナーの形状を座標軸ｙ、ｚ上に示す模式図。

符号の説明

１ 装置本体
２ 給紙カセット
３ 画像ステーション
４ 感光体
５ 光学ユニット
６ 中間転写ベルト
７ 中間転写ユニット
８ 定着ユニット
９ トナーボトル
１０ 排紙トレイ
１１ 帯電装置
１２ 現像装置
１３ クリーニング装置
１６ 現像ケース
１７ 現像ローラ
１８ ドクタブレード
３０ 第１攪拌スクリュウ
３１ 第２攪拌スクリュウ
３２ 仕切壁
３３ 第１空間部
３４ 第２空間部
３７ 現像剤案内部材

Claims (6)

1. 回転周方向に沿って並ぶ複数の磁極から発する磁気により、トナーとキャリアとを含む現像剤を自らの回転周面に担持する現像剤担持体と、
   開口部を有し、現像剤を収容する現像剤収容器と、
   該現像剤担持体上の現像剤担持量を規制する現像剤規制部材と、
   該現像剤収容器内の現像剤を攪拌搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給するための回転自在な第１現像剤攪拌搬送スクリュウと、
   該現像剤収容器内の現像剤を攪拌し、該第１現像剤攪拌搬送スクリュウの現像剤搬送方向とは反対方向に現像剤を搬送する回転自在な第２現像剤攪拌搬送スクリュウと、
   該第１現像剤攪拌搬送スクリュウを収容する第１空間と該第２現像剤攪拌搬送スクリュウを収容する第２空間との間を仕切る仕切壁とを備え、
   該現像剤担持体を収容する空間と、この空間の下方に配設された該第１空間とが該開口部を介して連通している現像装置において、
   上記第１現像剤撹拌搬送スクリュウが、上記現像剤担持体に具備される上記複数の磁極のうち、現像剤を現像剤担持体表面から引き剥がすための、互いに隣り合う２つの同極性の反発磁極の下方に配設され、且つ、自らの回転に伴って現像剤を上記仕切壁との対向領域で上方から下方に向けて搬送する方向に回転駆動されるものであり、
   上記仕切壁における上記第１空間側との対向面の上部には、現像寄与後に上記反発磁極によって上記現像剤担持体の表面から引き剥がされて上記現像剤収容器内の上記第１現像剤撹拌搬送スクリュウ上に戻ってきた現像剤を該第１現像剤攪拌搬送スクリュウの回転に伴って該第１現像剤撹拌搬送スクリュウの回転軌跡内に案内する、該回転軌跡に沿った円弧形状の現像剤案内部材が設けられ、
   該現像剤案内部材の少なくとも一部が該現像剤収容器の開口部をシールするシール部材の貼り付け面を兼ねることを特徴とする現像装置。
2. 請求項１の現像装置において、
   上記トナーは、重量平均粒径が３μｍ以上、１０μｍ以下であることを特徴とする現像装置。
3. 請求項１の現像装置において、
   上記トナーは、紡錘形状であることを特徴とする現像装置。
4. 請求項３の現像装置において、
   上記トナーは、長軸ｒ１と短軸ｒ２との比（ｒ２／ｒ１）が０．５以上０．８以下で、厚さｒ３と短軸ｒ２との比（ｒ３／ｒ２）が０．７以上１．０以下であることを特徴とする現像装置。
5. 像を担持する像担持体と、該像担持体を一様帯電せしめる帯電手段と、該像担持体上の潜像を現像する現像手段と、該像担持体に残留する転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段とを備える画像形成装置に用いられ、該像担持体、該帯電手段、該クリーニング手段より選ばれる少なくとも１つと、該現像手段とが一体になって画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジにおいて、
   上記現像手段として、請求項１、２、３又は４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。
6. 像担持体と、
   該像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、
   該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置において、
   上記現像手段として請求項１の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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