現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置
【課題】長時間の稼動による未帯電トナーの割合増加を抑制して良好な画像を現像可能な現像装置及びこれを用いたプロセスカートリッジ並びに画像形成装置の提供。
【解決手段】現像スリーブ５は、矢印Ｂ方向に回転駆動され、その内部に、固定配置された磁界発生手段として、複数の固定磁石からなる磁石ロール７等を備えている。磁石ロール７は感光体１との対向領域である現像位置８の箇所から現像スリーブの回転方向にＰ１（Ｓ極）、Ｐ２（Ｎ極）、Ｐ３（Ｎ極）、Ｐ４（Ｓ極）、Ｐ５（Ｎ極）の５磁極を有している。現像スリーブ５の周囲には、ドクタブレード１０と攪拌部１５との間で、攪拌部１５の近接する位置に、現像スリーブ５と所定の隙間を形成して現像剤容器４上に取りつけられたブレードからなる現像剤滞留手段１６が配設されている。
【解決手段】現像スリーブ５は、矢印Ｂ方向に回転駆動され、その内部に、固定配置された磁界発生手段として、複数の固定磁石からなる磁石ロール７等を備えている。磁石ロール７は感光体１との対向領域である現像位置８の箇所から現像スリーブの回転方向にＰ１（Ｓ極）、Ｐ２（Ｎ極）、Ｐ３（Ｎ極）、Ｐ４（Ｓ極）、Ｐ５（Ｎ極）の５磁極を有している。現像スリーブ５の周囲には、ドクタブレード１０と攪拌部１５との間で、攪拌部１５の近接する位置に、現像スリーブ５と所定の隙間を形成して現像剤容器４上に取りつけられたブレードからなる現像剤滞留手段１６が配設されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等に用いられる現像装置及びこれを用いたプロセスカートリッジ並びに画像形成装置に係り、特に、トナーと磁性キャリアを含有する二成分現像剤によって現像する現像装置及びこれを用いたプロセスカートリッジ並びに画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁性キャリア及びトナーからなる二成分現像剤を用いる現像装置が知られている。この二成分現像剤を用いる現像装置では、現像剤をいわゆる磁気ブラシとして現像剤担持体上に担持してこの現像剤を所定の厚みに規制し、感光体等の潜像担持体上の静電潜像を現像することが一般的に行われている。現像剤担持体としては、例えば、回転可能に配設され且つ二成分現像剤を担持搬送する円筒状の現像スリーブと、この現像スリーブ内に固定配置され且つ周囲に複数の磁極を配列する磁石ロールとを備えたものが用いられている。
上記潜像担持体上の静電潜像を忠実に現像するためには、潜像担持体と現像剤担持体との間の距離を狭める必要がある。潜像担持体と現像剤担持体との間の距離が小さくなると、それに伴い現像剤担持体上に形成される現像剤層も、より薄層に形成する必要がある。
【０００３】
従来、現像剤担持体上の現像剤層の厚みを規制する手法としては、現像剤担持体に対し現像剤規制部材を使用し、現像剤規制部材の先端と現像スリーブ表面に形成される一定の間隙（以下、ドクタギャップという）を利用して現像剤層の厚みを規制する方式が広く採用されている。この方式において、現像剤規制部材を通過する現像剤量はドクタギャップを制御することで調整できるが、薄層に形成するためにはドクタギャップを非常に小さく設定する必要がある。しかしながら、ドクタギャップを小さく設定すると、大きく設定する場合に比べてドクタギャップを通過する現像剤量の変動が大きく、現像剤担持体上に形成される現像剤層が不均一となる。また、現像剤がドクタギャップを通過する際に現像剤に大きなストレスがかかり、現像剤の寿命が短くなってしまう。
【０００４】
このような課題を解決するため、例えば特許文献１の現像装置では、現像剤担持体の磁石ロールで同極性の磁極を隣接配置し、これらの同極性の磁極間に現像剤規制部材を設けて、これらの磁極の反発磁界を利用することにより、ドクタギャップでの現像剤のパッキング密度を低下させ、ドクタギャップを通過する現像剤量を少なくする現像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−６１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載される現像装置にあっては、長時間の稼動に伴いドクタギャップに現像剤が滞留し、その結果、未帯電のトナーの割合が増加し、地汚れ等の異常画像が発生し易い問題を招く。
本発明は、以上の課題を解決するためになされたものである。その目的は、長時間の稼動による未帯電トナーの割合増加を抑制して良好な画像を現像可能な現像装置及びこれを用いたプロセスカートリッジ並びに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】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数の磁極を有する磁界発生手段を内部に有し、トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持されて搬送される前記二成分現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、を備える現像装置において、前記現像剤担持体から離反された前記二成分現像剤とトナーとを攪拌する攪拌部と、前記攪拌部と前記現像剤規制部材との間に前記二成分現像剤を滞留させる現像剤滞留手段と、を備え、前記現像剤滞留手段によって前記二成分現像剤の一部を前記攪拌部に還流させる現像装置を特徴とする。
また、請求項２の発明は、請求項１記載の現像装置において、前記現像剤滞留手段は、前記現像剤規制部材よりも前記現像剤担持体の現像剤搬送方向上流側で担持される前記二成分現像剤の量が、前記現像剤規制部材を通過する前記二成分現像剤の量の２倍以下であるように前記二成分現像剤の量を規制することを特徴とする。
【０００７】
また、請求項３の発明は、請求項１または２記載の現像装置において、前記現像剤滞留手段は、ブレード状に形成されていることを特徴とする。
また、請求項４の発明は、請求項１または２記載の現像装置において、前記現像剤滞留手段は、前記磁界発生手段に配置される前記複数の磁極によって構成されることを特徴とする。
また、請求項５の発明は、請求項４記載の現像装置において、前記複数の磁極は、２０ｍＴ以下の法線磁束密度を有する磁極を含むことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項６の発明は、請求項４記載の現像装置において、前記複数の磁極は、同極磁極を並設して構成されることを特徴とする。
また、請求項７記載の発明は、請求項１乃至６の何れか一項記載の現像装置を用いたプロセスカートリッジを特徴とする。
また、請求項８記載の発明は、請求項１乃至６の何れか一項記載の現像装置を備える画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、上記構成を採用することによって、長時間の稼動による未帯電トナーの割合増加を抑制して良好な画像を現像可能な現像装置及びこれを用いたプロセスカートリッジ並びに画像形成装置の提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
内部に固定された複数の磁極を有する磁界発生手段を有し、トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を磁気ブラシとして担持して搬送する現像剤担持体と、当該現像剤担持体に担持されて搬送される現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材とを備える現像装置において、地汚れ等の異常画像の発生について検討した結果、現像剤担持体によって担持された現像剤が現像剤層の厚みを規制するドクタギャップ前に滞留された際に、長時間の稼動中に滞留された現像剤中のトナーにおいて、未帯電トナーの割合が増加し、この未帯電トナーの増加が地汚れ等を発生する一因となっていることを究明した。
この問題を解決するために更なる検討を行った結果、ドクタギャップ前には、できる限り現像剤の滞留を抑制し、現像剤担持体から磁界発生手段によって離反された現像剤と新たに補給されたトナーを攪拌する攪拌部において十分に攪拌を行ってトナーと現像剤とを均一に混合させる必要があることがわかった。この結果に基づき検討した結果、攪拌部とドクタギャップとの間に現像剤滞留手段を設け、この現像剤滞留手段によって現像剤を滞留させ、滞留した現像剤を前記攪拌部に還流させたときに、未帯電トナーの割合の増加を抑制できることを見出した。
【００１１】
この現像剤滞留手段は、ドクタギャップ前での現像剤の滞留を抑制するためには、攪拌部とドクタギャップとの間、特に、攪拌部に近接して配置されることが望ましい。しかも、この現像剤滞留手段によって攪拌部とドクタギャップとの間、特に、攪拌部に近接した位置で現像剤担持体から離反された現像剤とトナーの混合物とが適切に滞留されることが望ましい。このような要件を満たすものとしては、ドクタギャップを形成する現像剤規制部材と同様に、物理的に、現像剤担持体によって担持搬送される現像剤の一部の搬送を規制するブレード状の現像剤規制部材や、後述するように、磁気的に、現像剤に対して現像剤担持体の搬送方向に逆流させる方向の移動力を作用させて現像剤の滞留を行うものを有効に利用することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明による一実施形態のプロセスカートリッジの概略構成を示す図である。図中、１は潜像を担持する潜像担持体であるドラム状の感光体、２は潜像を顕像化する現像装置、３は現像装置によって潜像が顕像化され、顕像化されたトナー像が記録用紙に転写された後に感光体１上に残存する転写残トナーを除去して感光体１をクリーニングするクリーニング装置である。
本実施例におけるプロセスカートリッジは、感光体１と現像装置２とクリーニング装置３とが一体に組み立てられ、後述する画像形成装置に組み込まれて画像形成処理を行うと共に、このプロセスカートリッジのみを画像形成装置から引き出して感光体１や現像装置２やクリーニング装置３の保守、修理、交換を容易に行うことができるようになっている。なお、プロセスカートリッジに組み込まれる部材は、感光体１、クリーニング装置３、現像装置２に限定されるものではなく、例えば、現像装置２に感光体１のみを一体に組み込んだものや、さらに上記実施例のものに感光体表面を一様に帯電させる帯電装置等を付加してもよい。
【００１３】
本発明については、現像装置２の構造に特徴があるので、現像装置２について主に説明する。本実施例による現像装置２は、図１に示すように、感光体１の側方に配設される、現像剤担持体としての現像スリーブ５が、後述する離反現像剤と補給トナーを収納する現像剤収容器４の開口部６から感光体１に向けて一部を露出させて配置されている。現像スリーブ５は、図示しない駆動手段で矢印Ｂ方向に回転駆動され、その内部に、固定配置された磁界発生手段として、複数の固定磁石からなる磁石ロール７等を備えている。磁石ロール７は感光体１との対向領域である現像位置８の箇所から現像スリーブの回転方向にＰ１（Ｓ極）、Ｐ２（Ｎ極）、Ｐ３（Ｎ極）、Ｐ４（Ｓ極）、Ｐ５（Ｎ極）の５磁極を有している。この５磁極Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５は、図２で示す法線磁束密度分布を有しており、感光体１と対向する磁極Ｐ１は、矢印方向Ａに回転する感光体１に確実にトナーを供給するために、最大の磁界を有している。磁極Ｐ２、Ｐ３は、同極の磁極として反発磁力を発生させ、現像スリーブ５上に担持された残存現像剤１１ａを現像スリーブ５から離反させて現像剤容器４内に戻すようになっている。なお、図２の磁束密度分布および磁極配置は、一例であり、磁極の個数や配置はこれに限定されない。これにより、現像スリーブ５は、トナー及び磁性キャリアとを含む二成分現像剤１１（以下「現像剤」という。）を磁気ブラシとして表面に担持することができる。
【００１４】
現像スリーブ５の周囲には、感光体１への現像剤１１の供給量を規制する現像剤規制部材であるドクタブレード１０が取り付けられ、ドクタブレード１０と現像スレーブ５との間に形成されたドクタギャップによって現像スレーブ５上に担持される現像剤１１の層厚みを規制している。
現像剤容器４内には、スクリュー等の攪拌部材９が図示しない駆動手段によって矢印Ｃ方向に回転駆動されるように取り付けられており、この攪拌部材９によって現像スリーブ５上から磁極Ｐ２、Ｐ３によって離反された離反現像剤１１ａと補給されるトナーとが攪拌、混合される領域（攪拌部１５）が形成されている。なお、補給されるトナーは、トナー補給部１２からオーガ１３によって現像剤収容器４に形成されたトナー補給開口４ａを経由して攪拌部１５に送給される。このように、攪拌部材９によりトナーと磁性キャリアとが攪拌、混合されることによって規定のトナー帯電量が得られる。現像スリーブ５上のトナー帯電量は−１０〜−２５（μＣ／ｇ）の範囲が好適である。トナーは、磁性体を含有させ、磁性トナーとしても使用することも出来る。
【００１５】
また現像スリーブ５の周囲には、ドクタブレード１０と攪拌部１５との間であって攪拌部１５に近接する位置に、現像スリーブ５と所定の隙間を形成して現像剤容器４に取りつけられたブレード状に形成された現像剤滞留手段１６が配設されている。この現像剤滞留手段１６によって、現像スリーブ５上に担持された離反現像剤１１ａとトナーとの混合物１１ｂの一部の搬送が阻止されて滞留され、滞留した前記混合物１１ｂが攪拌部１５に戻されて、再び攪拌、混合され、十分なトナー帯電量を得ることができる。
このように、十分に帯電されたトナーを有する現像剤１１の中、現像剤滞留手段１６と現像スリーブ５の間隙をすり抜けた少量の現像剤１１のみがドクタブレード１０に搬送され、ドクタブレード１０の前に多量の滞留現像剤を発生することなく、ドクタブレード１０によって現像剤１１の層厚みを規制して現像位置８まで現像剤１１ｂを搬送することが可能となる。従って、未帯電トナーの増加を抑制して良好な画像形成を維持することができる。
【００１６】
ところで、本実施例に係る現像装置２は、ドクタブレード１０よりも現像剤搬送方向（Ｂ方向）上流側に配置された現像剤滞留手段１６により、過剰な現像剤を攪拌部１５に戻している。この現像剤滞留手段１６を配置することにより、ドクタブレード１０の対向部位にある磁極Ｐ４により保持される現像剤量（以下、現像剤堆積量という）を、現像剤規制部材を通過する現像剤量の２倍以下に調整している。なお、現像剤堆積量は、現像スリーブ５上においてドクタブレード１０に対向する位置から磁極Ｐ４の法線磁力密度分布値が０となる位置（Ｐ０）までの間に現像スリーブ５上に保持された現像剤量である。この現像剤量は、一旦現像スリーブ５を回転させた後、ドクタブレード１０を取り付けた状態で現像スリーブ５を現像装置２外に取り出し、上記箇所の現像剤を採取して測量すればよい。
【００１７】
ドクタブレード１０前の現像剤堆積量は、例えば図１の磁極Ｐ４の磁場を低くすることや現像剤収容器４から現像スリーブ５への現像剤供給量を制御する等の方法があるが、これらの方法では、攪拌部１５に配置されている攪拌部材９等の影響により、安定して、供給量を制御することが難しい。そこで、一旦攪拌部１５から供給された後、過剰な現像剤を滞留させる滞留量を制御する現像剤滞留手段１６を攪拌部１５とドクタブレード１０間に設け、滞留量を調整することで、攪拌部材９による供給量の影響を受けず、ドクタブレード１０を通過する現像剤量を安定化させ、現像剤１１に与えるストレスを低減することができる。
【００１８】
上記構成の現像装置において、現像スリーブ５上の現像剤１１は、現像スリーブ５の矢印Ｂ方向の回転に伴って搬送され、ドクタブレード１０により層厚が規制されて薄層化される。薄層化された現像剤１１は、矢印Ａ方向に回転している感光体１との対向位置である現像位置８に搬送される。現像スリーブ５には、図示しない電源によって現像バイアスが印加されており、この現像位置８では、現像剤１１中のトナーが感光体１表面に形成されている静電潜像に供給され、静電潜像を可視化し、現像が行われる。感光体１と現像スリーブの間隙である現像ギャップＧＰは従来の０．８ｍｍから０．４ｍｍの範囲で設定でき、値を小さくすることで現像効率の向上を図ることも可能である。
【実施例２】
【００１９】
図３は、本発明による他の実施形態に係る現像装置の概略構成を示す図である。図中前述の実施例１で使用した構成部材と同一部材については、同一符号を付して説明を省略する。
本実施例の現像装置２は、基本構成は前述の実施例１で説明したものと同じであるが、磁石ロール７内の磁極の数、配置を異ならせ、現像剤滞留手段１６として、ブレード状に形成された現像剤規制部材の代わりに磁性力を用いて現像剤１１の滞留を生じさせている。即ち、磁石ロール７は、図４に示すような７極の磁極をＰ１（Ｓ極）、Ｐ２（Ｎ極）、Ｐ３（Ｎ極）、Ｐ４（Ｓ極）、Ｐ５（Ｎ極）、Ｐ６（Ｓ極）、Ｐ７（Ｎ極）を有しており、磁極Ｐ１は、感光体１と対向する位置、Ｐ７はドクタブレード１０に対向する位置に配設されている。さらに磁極Ｐ７と、攪拌部材９に近接してするＰ３との間に、２０ｍＴ（ミリテスラ）以下の微小磁界を有するＰ４、Ｐ５の磁極が配設されており、これらの微小磁界Ｐ４、Ｐ５間で生ずる磁力によって現像スリーブ５の現像剤の担持力が弱まって現像剤１１の滞留を生じさせるものである。従って、Ｐ４、Ｐ５が前述の実施例１の現像剤滞留手段１６と同様な現像剤の滞留を生じている。
【００２０】
このように、Ｐ４、Ｐ５の磁極の強度を２０ｍＴ以下に設定することによって、現像スリーブ５の表面にのみ現像剤１１が保持されるようになり、現像剤の堆積量を、現像剤規制部材を通過する現像剤量の２倍以下になるように容易に調整することが可能となる。このような磁場を得る方法として、図５に示すような、磁石上に微小幅の凹溝１８を形成して、磁極Ｐ３〜Ｐ６を形成している。このような方法では、小さい多極の磁場であっても一つのマグネットを加工しているため、微小な磁石を取り扱う場合に生じる精度を出す問題が生じない。そのため、コスト的に優位である。なお、磁石に代えて、電磁石を用いて磁場を形成してもよい。この場合、電流量を変えることで磁場の大きさを変えることができるため、現像剤１１の特性が一次的に変動した場合でも、それをモニターすることで、適切に現像剤１１の厚みを変えられるといった利点がある。
【００２１】
このように、一旦現像剤１１が攪拌部１５から供給された後、過剰な現像剤１１を滞留させる手段として磁場を用いると、現像剤１１に非接触で現像剤量を調整することができるため、現像剤に新たにストレスを発生することなく、薄層化が可能である。また、現像スリーブ５の内部に配置する磁石の設計を変更するだけでよいため、新たな部材を配置する必要がなく、省スペース化にも有利である。
【実施例３】
【００２２】
図６は、前述の実施例１または２の現像装置２を用いた画像形成装置の概略構成を示す図である。図中、１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、それぞれイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黒（Ｋ）の各色のトナー画像を形成する感光体、２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋは、前述の実施例１及び２で示した構造を有する各色のトナーを収容する現像装置、２３は帯電装置、３は、感光体の表面をクリーニングするクリーニング装置である。２５は、感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋに各色に対応するレーザビームＬを照射して静電潜像を形成する露光装置、３１は、ローラ３５に掛け渡され、転写ローラ３２で各色のトナー画像が感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋから転写される無端状の中間転写ベルト、３３は、中間転写ベルト３１をクリーニングするクリーニング手段である。３４は、給紙ユニット２０から繰り出しローラ２１によって繰り出される転写紙２２に中間転写ベルト３１からトナー画像を転写する２次転写ローラ、４０は中間転写ベルト３１からトナー画像の転写された転写紙２２のトナー画像を加熱圧着して定着する定着装置、４１はトナー画像が定着された転写紙を排出する排出ローラ、５０は各現像装置にトナーを供給するトナーボトルである。
【００２３】
この画像形成装置は、画像情報に応じて、露光装置２５から照射される各色に対応するレーザビームＬによって感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上に静電潜像を形成し、この静電潜像に現像装置２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋから各色のトナーを付着させてトナー画像を形成する。このようにして形成されたトナー画像を中間転写ベルト３１に転写し、しかる後、中間転写ベルト３１に転写されたトナー画像を転写紙２２に転写し、定着装置で定着して印刷が行われる。
【００２４】
次に、本実施例における画像形成装置を使用して、前述の実施例１及び２の現像装置並びに比較例として実施例１において現像剤滞留手段１６を取り外した現像装置を使用して、現像装置２Ｋのみを駆動させ、駆動時間毎に現像剤１１ｂ中の未帯電トナーの割合を測定した。ここでは、ドクタブレード１０を通過する現像剤量が０．５ｍｇ／ｃｍ2となるように、ドクタギャップを設定している。そして、現像スリーブ５の線速を２００ｍｍ／ｓｅｃとして現像装置のみを駆動させ、負に帯電していないトナーの割合を計測した。計測には、ホソカワミクロン社製Ｅ−Ｓｐａｒｔアナライザーを用い、トナー５０００個をサンプルし、個々のトナーの帯電量を計測し、５０００個のトナーのうち負に帯電していないトナーの割合を求めた。
また、他の具体的条件としては、上記感光体の直径を５０ｍｍ、線速を２００ｍｍ／ｓｅｃとする。現像スリーブの直径１８ｍｍ、とし、感光体１の露光前の帯電電位ＶＤを−３５０Ｖ、露光後の電位ＶＬを−５０Ｖとして、現像バイアス電圧ＶＢを−２５０Ｖ即ち現像ポテンシャル（ＶＬ−ＶＢ＝２００Ｖ）とした。
【００２５】
図７は、その測定結果を示す。図中曲線１は、実施例１について、曲線２は、実施例２について、曲線３は比較例１について示している。この結果から、比較例と比較し、実施例１及び２では、長期の駆動を行っても、未帯電トナーの割合の上昇が押さえられていることが明らかである。また、これらの現像装置を用いて画像を形成し、画像の評価を行った。比較例のものでは３０分の駆動時間の経過後には地汚れ等の異常画像の発生が認められたが、実施例１、２のものは、地汚れ等の異常画像の発生のない良好な画像を得ることができた。
【実施例４】
【００２６】
図８は、本発明による他の実施形態に係る現像装置の概略構成を示す。また、図９は、本実施例による磁石ロール７の磁極配置とその法線磁束密度分布を示す。図８中、実施例１で使用した構成部材と同一部材については、同一符号を付して説明を省略する。
本実施例による現像装置においては、前述の実施例２の現像装置と同様に、磁界を利用して、現像剤１１の滞留を図ったものである。磁極Ｐ３から汲み上がった現像剤は磁極Ｐ４を通る。磁極Ｐ４は、磁極Ｐ６と同極であるため、現像スリーブ５から現像剤が離れる方向に力が働く。このとき、磁極Ｐ４と磁極Ｐ６の反発磁界である磁極Ｐ５の法線磁束密度を同極の２０ｍＴ以下に形成することで、全ての現像剤が磁極Ｐ４で離脱せず、薄層化されて、磁極Ｐ７上に配置されたドクタブレード１０へと運ばれる。特に、このような反発磁界の形成をドクタブレードの前に配置することで、離反した現像剤は、磁極Ｐ４近くに配置され、矢印Ｄ方向に回転するスクリュー１９で攪拌され、下部の攪拌部材９に戻され、さらに磁極Ｐ３で現像スリーブ５に捕獲されるというプロセスを経る。
【００２７】
このように、Ｐ４〜Ｐ６の磁界を利用することによって、適切に現像剤１１の滞留を攪拌部１５の近接する位置で生じさせることができるので、未帯電トナーの発生割合を抑制することができる。しかも、狭いスペースにもかかわらず、現像剤の攪拌距離が長くなるため、トナーの分散性が向上し、濃度ムラなどの異常画像のない、高画質な画像を得ることができる。前述の図６に示す画像形成装置を用いて画像を形成した。このとき、磁性ロール７として、図２および図９で示す磁極波形を有するものを２種類用意し、ベタ画像を１０枚連続で形成した。図２の磁極波形を有する磁石ロールを用いたものでは、画像濃度のムラが８枚目から確認されるが、図９の磁極波形を有する磁石ロールを用いた場合では、画像濃度のムラがほとんど見られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による一実施形態のプロセスカートリッジの概略構成を示す断面図。
【図２】本発明による実施例１の現像装置に使用される磁石ロールの法線磁束密度分布を示す波形図。
【図３】本発明による実施例２の現像装置の概略構成を示す断面図。
【図４】本発明による実施例２の現像装置に使用される磁石ロールの法線磁束密度分布を示す波形図。
【図５】本発明による実施例２の現像装置に使用される磁石ロール中の一部の磁石構造を示す平面図。
【図６】本発明による実施例３の画像形成装置の概略構成を示す断面図。
【図７】現像スリーブを回転駆動した駆動時間と未帯電トナーの現像剤中の割合の関係をグラフで示す図。
【図８】本発明による実施例４の現像装置の概略構成を示す断面図。
【図９】本発明による実施例４の現像装置に使用される磁石ロールの法線磁束密度分布を示す波形図。
【符号の説明】
【００２９】
１、１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ 感光体
２、２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋ 現像装置
３ クリーニング装置
４ 現像剤容器
４ａ トナー補給開口
５ 現像スリーブ
６ 開口部
７ 磁石ロール
８ 現像位置
９ 攪拌部材
１０ ドクタブレード
１１、１１ａ、１１ｂ 現像剤
１２ トナー補給部
１５ 攪拌部
１６ 現像剤滞留手段
１７ 磁石
１８ 凹溝
１９ スクリュー
２３ 帯電装置
２５ 露光装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等に用いられる現像装置及びこれを用いたプロセスカートリッジ並びに画像形成装置に係り、特に、トナーと磁性キャリアを含有する二成分現像剤によって現像する現像装置及びこれを用いたプロセスカートリッジ並びに画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁性キャリア及びトナーからなる二成分現像剤を用いる現像装置が知られている。この二成分現像剤を用いる現像装置では、現像剤をいわゆる磁気ブラシとして現像剤担持体上に担持してこの現像剤を所定の厚みに規制し、感光体等の潜像担持体上の静電潜像を現像することが一般的に行われている。現像剤担持体としては、例えば、回転可能に配設され且つ二成分現像剤を担持搬送する円筒状の現像スリーブと、この現像スリーブ内に固定配置され且つ周囲に複数の磁極を配列する磁石ロールとを備えたものが用いられている。
上記潜像担持体上の静電潜像を忠実に現像するためには、潜像担持体と現像剤担持体との間の距離を狭める必要がある。潜像担持体と現像剤担持体との間の距離が小さくなると、それに伴い現像剤担持体上に形成される現像剤層も、より薄層に形成する必要がある。
【０００３】
従来、現像剤担持体上の現像剤層の厚みを規制する手法としては、現像剤担持体に対し現像剤規制部材を使用し、現像剤規制部材の先端と現像スリーブ表面に形成される一定の間隙（以下、ドクタギャップという）を利用して現像剤層の厚みを規制する方式が広く採用されている。この方式において、現像剤規制部材を通過する現像剤量はドクタギャップを制御することで調整できるが、薄層に形成するためにはドクタギャップを非常に小さく設定する必要がある。しかしながら、ドクタギャップを小さく設定すると、大きく設定する場合に比べてドクタギャップを通過する現像剤量の変動が大きく、現像剤担持体上に形成される現像剤層が不均一となる。また、現像剤がドクタギャップを通過する際に現像剤に大きなストレスがかかり、現像剤の寿命が短くなってしまう。
【０００４】
このような課題を解決するため、例えば特許文献１の現像装置では、現像剤担持体の磁石ロールで同極性の磁極を隣接配置し、これらの同極性の磁極間に現像剤規制部材を設けて、これらの磁極の反発磁界を利用することにより、ドクタギャップでの現像剤のパッキング密度を低下させ、ドクタギャップを通過する現像剤量を少なくする現像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−６１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載される現像装置にあっては、長時間の稼動に伴いドクタギャップに現像剤が滞留し、その結果、未帯電のトナーの割合が増加し、地汚れ等の異常画像が発生し易い問題を招く。
本発明は、以上の課題を解決するためになされたものである。その目的は、長時間の稼動による未帯電トナーの割合増加を抑制して良好な画像を現像可能な現像装置及びこれを用いたプロセスカートリッジ並びに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】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数の磁極を有する磁界発生手段を内部に有し、トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持されて搬送される前記二成分現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、を備える現像装置において、前記現像剤担持体から離反された前記二成分現像剤とトナーとを攪拌する攪拌部と、前記攪拌部と前記現像剤規制部材との間に前記二成分現像剤を滞留させる現像剤滞留手段と、を備え、前記現像剤滞留手段によって前記二成分現像剤の一部を前記攪拌部に還流させる現像装置を特徴とする。
また、請求項２の発明は、請求項１記載の現像装置において、前記現像剤滞留手段は、前記現像剤規制部材よりも前記現像剤担持体の現像剤搬送方向上流側で担持される前記二成分現像剤の量が、前記現像剤規制部材を通過する前記二成分現像剤の量の２倍以下であるように前記二成分現像剤の量を規制することを特徴とする。
【０００７】
また、請求項３の発明は、請求項１または２記載の現像装置において、前記現像剤滞留手段は、ブレード状に形成されていることを特徴とする。
また、請求項４の発明は、請求項１または２記載の現像装置において、前記現像剤滞留手段は、前記磁界発生手段に配置される前記複数の磁極によって構成されることを特徴とする。
また、請求項５の発明は、請求項４記載の現像装置において、前記複数の磁極は、２０ｍＴ以下の法線磁束密度を有する磁極を含むことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項６の発明は、請求項４記載の現像装置において、前記複数の磁極は、同極磁極を並設して構成されることを特徴とする。
また、請求項７記載の発明は、請求項１乃至６の何れか一項記載の現像装置を用いたプロセスカートリッジを特徴とする。
また、請求項８記載の発明は、請求項１乃至６の何れか一項記載の現像装置を備える画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、上記構成を採用することによって、長時間の稼動による未帯電トナーの割合増加を抑制して良好な画像を現像可能な現像装置及びこれを用いたプロセスカートリッジ並びに画像形成装置の提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
内部に固定された複数の磁極を有する磁界発生手段を有し、トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を磁気ブラシとして担持して搬送する現像剤担持体と、当該現像剤担持体に担持されて搬送される現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材とを備える現像装置において、地汚れ等の異常画像の発生について検討した結果、現像剤担持体によって担持された現像剤が現像剤層の厚みを規制するドクタギャップ前に滞留された際に、長時間の稼動中に滞留された現像剤中のトナーにおいて、未帯電トナーの割合が増加し、この未帯電トナーの増加が地汚れ等を発生する一因となっていることを究明した。
この問題を解決するために更なる検討を行った結果、ドクタギャップ前には、できる限り現像剤の滞留を抑制し、現像剤担持体から磁界発生手段によって離反された現像剤と新たに補給されたトナーを攪拌する攪拌部において十分に攪拌を行ってトナーと現像剤とを均一に混合させる必要があることがわかった。この結果に基づき検討した結果、攪拌部とドクタギャップとの間に現像剤滞留手段を設け、この現像剤滞留手段によって現像剤を滞留させ、滞留した現像剤を前記攪拌部に還流させたときに、未帯電トナーの割合の増加を抑制できることを見出した。
【００１１】
この現像剤滞留手段は、ドクタギャップ前での現像剤の滞留を抑制するためには、攪拌部とドクタギャップとの間、特に、攪拌部に近接して配置されることが望ましい。しかも、この現像剤滞留手段によって攪拌部とドクタギャップとの間、特に、攪拌部に近接した位置で現像剤担持体から離反された現像剤とトナーの混合物とが適切に滞留されることが望ましい。このような要件を満たすものとしては、ドクタギャップを形成する現像剤規制部材と同様に、物理的に、現像剤担持体によって担持搬送される現像剤の一部の搬送を規制するブレード状の現像剤規制部材や、後述するように、磁気的に、現像剤に対して現像剤担持体の搬送方向に逆流させる方向の移動力を作用させて現像剤の滞留を行うものを有効に利用することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明による一実施形態のプロセスカートリッジの概略構成を示す図である。図中、１は潜像を担持する潜像担持体であるドラム状の感光体、２は潜像を顕像化する現像装置、３は現像装置によって潜像が顕像化され、顕像化されたトナー像が記録用紙に転写された後に感光体１上に残存する転写残トナーを除去して感光体１をクリーニングするクリーニング装置である。
本実施例におけるプロセスカートリッジは、感光体１と現像装置２とクリーニング装置３とが一体に組み立てられ、後述する画像形成装置に組み込まれて画像形成処理を行うと共に、このプロセスカートリッジのみを画像形成装置から引き出して感光体１や現像装置２やクリーニング装置３の保守、修理、交換を容易に行うことができるようになっている。なお、プロセスカートリッジに組み込まれる部材は、感光体１、クリーニング装置３、現像装置２に限定されるものではなく、例えば、現像装置２に感光体１のみを一体に組み込んだものや、さらに上記実施例のものに感光体表面を一様に帯電させる帯電装置等を付加してもよい。
【００１３】
本発明については、現像装置２の構造に特徴があるので、現像装置２について主に説明する。本実施例による現像装置２は、図１に示すように、感光体１の側方に配設される、現像剤担持体としての現像スリーブ５が、後述する離反現像剤と補給トナーを収納する現像剤収容器４の開口部６から感光体１に向けて一部を露出させて配置されている。現像スリーブ５は、図示しない駆動手段で矢印Ｂ方向に回転駆動され、その内部に、固定配置された磁界発生手段として、複数の固定磁石からなる磁石ロール７等を備えている。磁石ロール７は感光体１との対向領域である現像位置８の箇所から現像スリーブの回転方向にＰ１（Ｓ極）、Ｐ２（Ｎ極）、Ｐ３（Ｎ極）、Ｐ４（Ｓ極）、Ｐ５（Ｎ極）の５磁極を有している。この５磁極Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５は、図２で示す法線磁束密度分布を有しており、感光体１と対向する磁極Ｐ１は、矢印方向Ａに回転する感光体１に確実にトナーを供給するために、最大の磁界を有している。磁極Ｐ２、Ｐ３は、同極の磁極として反発磁力を発生させ、現像スリーブ５上に担持された残存現像剤１１ａを現像スリーブ５から離反させて現像剤容器４内に戻すようになっている。なお、図２の磁束密度分布および磁極配置は、一例であり、磁極の個数や配置はこれに限定されない。これにより、現像スリーブ５は、トナー及び磁性キャリアとを含む二成分現像剤１１（以下「現像剤」という。）を磁気ブラシとして表面に担持することができる。
【００１４】
現像スリーブ５の周囲には、感光体１への現像剤１１の供給量を規制する現像剤規制部材であるドクタブレード１０が取り付けられ、ドクタブレード１０と現像スレーブ５との間に形成されたドクタギャップによって現像スレーブ５上に担持される現像剤１１の層厚みを規制している。
現像剤容器４内には、スクリュー等の攪拌部材９が図示しない駆動手段によって矢印Ｃ方向に回転駆動されるように取り付けられており、この攪拌部材９によって現像スリーブ５上から磁極Ｐ２、Ｐ３によって離反された離反現像剤１１ａと補給されるトナーとが攪拌、混合される領域（攪拌部１５）が形成されている。なお、補給されるトナーは、トナー補給部１２からオーガ１３によって現像剤収容器４に形成されたトナー補給開口４ａを経由して攪拌部１５に送給される。このように、攪拌部材９によりトナーと磁性キャリアとが攪拌、混合されることによって規定のトナー帯電量が得られる。現像スリーブ５上のトナー帯電量は−１０〜−２５（μＣ／ｇ）の範囲が好適である。トナーは、磁性体を含有させ、磁性トナーとしても使用することも出来る。
【００１５】
また現像スリーブ５の周囲には、ドクタブレード１０と攪拌部１５との間であって攪拌部１５に近接する位置に、現像スリーブ５と所定の隙間を形成して現像剤容器４に取りつけられたブレード状に形成された現像剤滞留手段１６が配設されている。この現像剤滞留手段１６によって、現像スリーブ５上に担持された離反現像剤１１ａとトナーとの混合物１１ｂの一部の搬送が阻止されて滞留され、滞留した前記混合物１１ｂが攪拌部１５に戻されて、再び攪拌、混合され、十分なトナー帯電量を得ることができる。
このように、十分に帯電されたトナーを有する現像剤１１の中、現像剤滞留手段１６と現像スリーブ５の間隙をすり抜けた少量の現像剤１１のみがドクタブレード１０に搬送され、ドクタブレード１０の前に多量の滞留現像剤を発生することなく、ドクタブレード１０によって現像剤１１の層厚みを規制して現像位置８まで現像剤１１ｂを搬送することが可能となる。従って、未帯電トナーの増加を抑制して良好な画像形成を維持することができる。
【００１６】
ところで、本実施例に係る現像装置２は、ドクタブレード１０よりも現像剤搬送方向（Ｂ方向）上流側に配置された現像剤滞留手段１６により、過剰な現像剤を攪拌部１５に戻している。この現像剤滞留手段１６を配置することにより、ドクタブレード１０の対向部位にある磁極Ｐ４により保持される現像剤量（以下、現像剤堆積量という）を、現像剤規制部材を通過する現像剤量の２倍以下に調整している。なお、現像剤堆積量は、現像スリーブ５上においてドクタブレード１０に対向する位置から磁極Ｐ４の法線磁力密度分布値が０となる位置（Ｐ０）までの間に現像スリーブ５上に保持された現像剤量である。この現像剤量は、一旦現像スリーブ５を回転させた後、ドクタブレード１０を取り付けた状態で現像スリーブ５を現像装置２外に取り出し、上記箇所の現像剤を採取して測量すればよい。
【００１７】
ドクタブレード１０前の現像剤堆積量は、例えば図１の磁極Ｐ４の磁場を低くすることや現像剤収容器４から現像スリーブ５への現像剤供給量を制御する等の方法があるが、これらの方法では、攪拌部１５に配置されている攪拌部材９等の影響により、安定して、供給量を制御することが難しい。そこで、一旦攪拌部１５から供給された後、過剰な現像剤を滞留させる滞留量を制御する現像剤滞留手段１６を攪拌部１５とドクタブレード１０間に設け、滞留量を調整することで、攪拌部材９による供給量の影響を受けず、ドクタブレード１０を通過する現像剤量を安定化させ、現像剤１１に与えるストレスを低減することができる。
【００１８】
上記構成の現像装置において、現像スリーブ５上の現像剤１１は、現像スリーブ５の矢印Ｂ方向の回転に伴って搬送され、ドクタブレード１０により層厚が規制されて薄層化される。薄層化された現像剤１１は、矢印Ａ方向に回転している感光体１との対向位置である現像位置８に搬送される。現像スリーブ５には、図示しない電源によって現像バイアスが印加されており、この現像位置８では、現像剤１１中のトナーが感光体１表面に形成されている静電潜像に供給され、静電潜像を可視化し、現像が行われる。感光体１と現像スリーブの間隙である現像ギャップＧＰは従来の０．８ｍｍから０．４ｍｍの範囲で設定でき、値を小さくすることで現像効率の向上を図ることも可能である。
【実施例２】
【００１９】
図３は、本発明による他の実施形態に係る現像装置の概略構成を示す図である。図中前述の実施例１で使用した構成部材と同一部材については、同一符号を付して説明を省略する。
本実施例の現像装置２は、基本構成は前述の実施例１で説明したものと同じであるが、磁石ロール７内の磁極の数、配置を異ならせ、現像剤滞留手段１６として、ブレード状に形成された現像剤規制部材の代わりに磁性力を用いて現像剤１１の滞留を生じさせている。即ち、磁石ロール７は、図４に示すような７極の磁極をＰ１（Ｓ極）、Ｐ２（Ｎ極）、Ｐ３（Ｎ極）、Ｐ４（Ｓ極）、Ｐ５（Ｎ極）、Ｐ６（Ｓ極）、Ｐ７（Ｎ極）を有しており、磁極Ｐ１は、感光体１と対向する位置、Ｐ７はドクタブレード１０に対向する位置に配設されている。さらに磁極Ｐ７と、攪拌部材９に近接してするＰ３との間に、２０ｍＴ（ミリテスラ）以下の微小磁界を有するＰ４、Ｐ５の磁極が配設されており、これらの微小磁界Ｐ４、Ｐ５間で生ずる磁力によって現像スリーブ５の現像剤の担持力が弱まって現像剤１１の滞留を生じさせるものである。従って、Ｐ４、Ｐ５が前述の実施例１の現像剤滞留手段１６と同様な現像剤の滞留を生じている。
【００２０】
このように、Ｐ４、Ｐ５の磁極の強度を２０ｍＴ以下に設定することによって、現像スリーブ５の表面にのみ現像剤１１が保持されるようになり、現像剤の堆積量を、現像剤規制部材を通過する現像剤量の２倍以下になるように容易に調整することが可能となる。このような磁場を得る方法として、図５に示すような、磁石上に微小幅の凹溝１８を形成して、磁極Ｐ３〜Ｐ６を形成している。このような方法では、小さい多極の磁場であっても一つのマグネットを加工しているため、微小な磁石を取り扱う場合に生じる精度を出す問題が生じない。そのため、コスト的に優位である。なお、磁石に代えて、電磁石を用いて磁場を形成してもよい。この場合、電流量を変えることで磁場の大きさを変えることができるため、現像剤１１の特性が一次的に変動した場合でも、それをモニターすることで、適切に現像剤１１の厚みを変えられるといった利点がある。
【００２１】
このように、一旦現像剤１１が攪拌部１５から供給された後、過剰な現像剤１１を滞留させる手段として磁場を用いると、現像剤１１に非接触で現像剤量を調整することができるため、現像剤に新たにストレスを発生することなく、薄層化が可能である。また、現像スリーブ５の内部に配置する磁石の設計を変更するだけでよいため、新たな部材を配置する必要がなく、省スペース化にも有利である。
【実施例３】
【００２２】
図６は、前述の実施例１または２の現像装置２を用いた画像形成装置の概略構成を示す図である。図中、１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、それぞれイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黒（Ｋ）の各色のトナー画像を形成する感光体、２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋは、前述の実施例１及び２で示した構造を有する各色のトナーを収容する現像装置、２３は帯電装置、３は、感光体の表面をクリーニングするクリーニング装置である。２５は、感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋに各色に対応するレーザビームＬを照射して静電潜像を形成する露光装置、３１は、ローラ３５に掛け渡され、転写ローラ３２で各色のトナー画像が感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋから転写される無端状の中間転写ベルト、３３は、中間転写ベルト３１をクリーニングするクリーニング手段である。３４は、給紙ユニット２０から繰り出しローラ２１によって繰り出される転写紙２２に中間転写ベルト３１からトナー画像を転写する２次転写ローラ、４０は中間転写ベルト３１からトナー画像の転写された転写紙２２のトナー画像を加熱圧着して定着する定着装置、４１はトナー画像が定着された転写紙を排出する排出ローラ、５０は各現像装置にトナーを供給するトナーボトルである。
【００２３】
この画像形成装置は、画像情報に応じて、露光装置２５から照射される各色に対応するレーザビームＬによって感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上に静電潜像を形成し、この静電潜像に現像装置２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋから各色のトナーを付着させてトナー画像を形成する。このようにして形成されたトナー画像を中間転写ベルト３１に転写し、しかる後、中間転写ベルト３１に転写されたトナー画像を転写紙２２に転写し、定着装置で定着して印刷が行われる。
【００２４】
次に、本実施例における画像形成装置を使用して、前述の実施例１及び２の現像装置並びに比較例として実施例１において現像剤滞留手段１６を取り外した現像装置を使用して、現像装置２Ｋのみを駆動させ、駆動時間毎に現像剤１１ｂ中の未帯電トナーの割合を測定した。ここでは、ドクタブレード１０を通過する現像剤量が０．５ｍｇ／ｃｍ2となるように、ドクタギャップを設定している。そして、現像スリーブ５の線速を２００ｍｍ／ｓｅｃとして現像装置のみを駆動させ、負に帯電していないトナーの割合を計測した。計測には、ホソカワミクロン社製Ｅ−Ｓｐａｒｔアナライザーを用い、トナー５０００個をサンプルし、個々のトナーの帯電量を計測し、５０００個のトナーのうち負に帯電していないトナーの割合を求めた。
また、他の具体的条件としては、上記感光体の直径を５０ｍｍ、線速を２００ｍｍ／ｓｅｃとする。現像スリーブの直径１８ｍｍ、とし、感光体１の露光前の帯電電位ＶＤを−３５０Ｖ、露光後の電位ＶＬを−５０Ｖとして、現像バイアス電圧ＶＢを−２５０Ｖ即ち現像ポテンシャル（ＶＬ−ＶＢ＝２００Ｖ）とした。
【００２５】
図７は、その測定結果を示す。図中曲線１は、実施例１について、曲線２は、実施例２について、曲線３は比較例１について示している。この結果から、比較例と比較し、実施例１及び２では、長期の駆動を行っても、未帯電トナーの割合の上昇が押さえられていることが明らかである。また、これらの現像装置を用いて画像を形成し、画像の評価を行った。比較例のものでは３０分の駆動時間の経過後には地汚れ等の異常画像の発生が認められたが、実施例１、２のものは、地汚れ等の異常画像の発生のない良好な画像を得ることができた。
【実施例４】
【００２６】
図８は、本発明による他の実施形態に係る現像装置の概略構成を示す。また、図９は、本実施例による磁石ロール７の磁極配置とその法線磁束密度分布を示す。図８中、実施例１で使用した構成部材と同一部材については、同一符号を付して説明を省略する。
本実施例による現像装置においては、前述の実施例２の現像装置と同様に、磁界を利用して、現像剤１１の滞留を図ったものである。磁極Ｐ３から汲み上がった現像剤は磁極Ｐ４を通る。磁極Ｐ４は、磁極Ｐ６と同極であるため、現像スリーブ５から現像剤が離れる方向に力が働く。このとき、磁極Ｐ４と磁極Ｐ６の反発磁界である磁極Ｐ５の法線磁束密度を同極の２０ｍＴ以下に形成することで、全ての現像剤が磁極Ｐ４で離脱せず、薄層化されて、磁極Ｐ７上に配置されたドクタブレード１０へと運ばれる。特に、このような反発磁界の形成をドクタブレードの前に配置することで、離反した現像剤は、磁極Ｐ４近くに配置され、矢印Ｄ方向に回転するスクリュー１９で攪拌され、下部の攪拌部材９に戻され、さらに磁極Ｐ３で現像スリーブ５に捕獲されるというプロセスを経る。
【００２７】
このように、Ｐ４〜Ｐ６の磁界を利用することによって、適切に現像剤１１の滞留を攪拌部１５の近接する位置で生じさせることができるので、未帯電トナーの発生割合を抑制することができる。しかも、狭いスペースにもかかわらず、現像剤の攪拌距離が長くなるため、トナーの分散性が向上し、濃度ムラなどの異常画像のない、高画質な画像を得ることができる。前述の図６に示す画像形成装置を用いて画像を形成した。このとき、磁性ロール７として、図２および図９で示す磁極波形を有するものを２種類用意し、ベタ画像を１０枚連続で形成した。図２の磁極波形を有する磁石ロールを用いたものでは、画像濃度のムラが８枚目から確認されるが、図９の磁極波形を有する磁石ロールを用いた場合では、画像濃度のムラがほとんど見られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による一実施形態のプロセスカートリッジの概略構成を示す断面図。
【図２】本発明による実施例１の現像装置に使用される磁石ロールの法線磁束密度分布を示す波形図。
【図３】本発明による実施例２の現像装置の概略構成を示す断面図。
【図４】本発明による実施例２の現像装置に使用される磁石ロールの法線磁束密度分布を示す波形図。
【図５】本発明による実施例２の現像装置に使用される磁石ロール中の一部の磁石構造を示す平面図。
【図６】本発明による実施例３の画像形成装置の概略構成を示す断面図。
【図７】現像スリーブを回転駆動した駆動時間と未帯電トナーの現像剤中の割合の関係をグラフで示す図。
【図８】本発明による実施例４の現像装置の概略構成を示す断面図。
【図９】本発明による実施例４の現像装置に使用される磁石ロールの法線磁束密度分布を示す波形図。
【符号の説明】
【００２９】
１、１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ 感光体
２、２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋ 現像装置
３ クリーニング装置
４ 現像剤容器
４ａ トナー補給開口
５ 現像スリーブ
６ 開口部
７ 磁石ロール
８ 現像位置
９ 攪拌部材
１０ ドクタブレード
１１、１１ａ、１１ｂ 現像剤
１２ トナー補給部
１５ 攪拌部
１６ 現像剤滞留手段
１７ 磁石
１８ 凹溝
１９ スクリュー
２３ 帯電装置
２５ 露光装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の磁極を有する磁界発生手段を内部に有し、トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持されて搬送される前記二成分現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、を備える現像装置において、
前記現像剤担持体から離反された前記二成分現像剤とトナーとを攪拌する攪拌部と、前記攪拌部と前記現像剤規制部材との間に前記二成分現像剤を滞留させる現像剤滞留手段と、を備え、前記現像剤滞留手段によって前記二成分現像剤の一部を前記攪拌部に還流させることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１記載の現像装置において、
前記現像剤滞留手段は、前記現像剤規制部材よりも前記現像剤担持体の現像剤搬送方向上流側で担持される前記二成分現像剤の量が、前記現像剤規制部材を通過する前記二成分現像剤の量の２倍以下であるように前記二成分現像剤の量を規制することを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の現像装置において、
前記現像剤滞留手段は、ブレード状に形成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１または２記載の現像装置において、
前記現像剤滞留手段は、前記磁界発生手段に配置される前記複数の磁極によって構成されることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項４記載の現像装置において、
前記複数の磁極は、２０ｍＴ以下の法線磁束密度を有する磁極を含むことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項４記載の現像装置において、
前記複数の磁極は、同極磁極を並設して構成されることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項記載の現像装置を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項８】
請求項１乃至６の何れか一項記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
複数の磁極を有する磁界発生手段を内部に有し、トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持されて搬送される前記二成分現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、を備える現像装置において、
前記現像剤担持体から離反された前記二成分現像剤とトナーとを攪拌する攪拌部と、前記攪拌部と前記現像剤規制部材との間に前記二成分現像剤を滞留させる現像剤滞留手段と、を備え、前記現像剤滞留手段によって前記二成分現像剤の一部を前記攪拌部に還流させることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１記載の現像装置において、
前記現像剤滞留手段は、前記現像剤規制部材よりも前記現像剤担持体の現像剤搬送方向上流側で担持される前記二成分現像剤の量が、前記現像剤規制部材を通過する前記二成分現像剤の量の２倍以下であるように前記二成分現像剤の量を規制することを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の現像装置において、
前記現像剤滞留手段は、ブレード状に形成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１または２記載の現像装置において、
前記現像剤滞留手段は、前記磁界発生手段に配置される前記複数の磁極によって構成されることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項４記載の現像装置において、
前記複数の磁極は、２０ｍＴ以下の法線磁束密度を有する磁極を含むことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項４記載の現像装置において、
前記複数の磁極は、同極磁極を並設して構成されることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項記載の現像装置を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項８】
請求項１乃至６の何れか一項記載の現像装置を備えた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８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−６４８０５（Ｐ２００８−６４８０５Ａ）
【公開日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２３９５７０（Ｐ２００６−２３９５７０）
【出願日】平成１８年９月４日（２００６．９．４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月４日（２００６．９．４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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