現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置
【課題】層厚規制部材周辺でのトナーの循環性が良好な現像装置及びこれを備える画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像ローラ７２とトナー薄層を形成するための層厚規制部材７６と、現像ローラ７２にトナーを供給するトナー供給ローラ７３と、トナー収容部７１のトナーを循環させるためのトナー攪拌部材７４と、を有する現像装置７において、トナー攪拌部材７４を、層厚規制部材７６の折曲部７６ａよりも先端側の先端部７６ｂの延長線によりも下方に設け、トナー攪拌部材７４の先端の周回線と前記延長線との最短距離を５ｍｍ以下とした。
【解決手段】現像ローラ７２とトナー薄層を形成するための層厚規制部材７６と、現像ローラ７２にトナーを供給するトナー供給ローラ７３と、トナー収容部７１のトナーを循環させるためのトナー攪拌部材７４と、を有する現像装置７において、トナー攪拌部材７４を、層厚規制部材７６の折曲部７６ａよりも先端側の先端部７６ｂの延長線によりも下方に設け、トナー攪拌部材７４の先端の周回線と前記延長線との最短距離を５ｍｍ以下とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンター、ＦＡＸなどに用いられる現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置の１つとして一成分現像装置が広く用いられている。これに用いられる現像装置は、像担持体に対し水平に設置して、現像装置内のホッパー室から攪拌羽根で現像剤を水平方向に搬送して現像剤担持体に供給する水平型構造をとるものが多い。一般に、この水平型構造の現像装置は現像剤移動方向が重力方向と異なるため分散性がよく画像均一性がよい。
３〜４色の画像を合成してカラー画像を形成する画像形成装置の場合には、潜像担持体を含む現像ユニットを３〜４台配置する必要があり、装置全体をコンパクトにし、かつ現像剤の容量を確保するためには、現像ユニットを垂直に重ねるのではなく水平に配置することが好ましい。また、このように現像ユニットを水平に配置し、画像形成装置全体をコンパクトにするには、ホッパーを現像部の上方に配置する、いわゆる縦型構造をとる必要がある。
【０００３】
しかしながら、一成分現像装置としてこのような縦型構造の現像装置を用いて現像すると、現像剤の残量や、放置による現像剤の締り、攪拌部材の回転により、現像剤担持体上に供給された現像剤を所定量に規制する規制部材に加わる圧力が変動し、現像画像に濃度変化や画像ムラが発生する。
このため、縦型構造をとる現像装置では、規制部材に加わる現像剤の圧力が変化しないように、ホッパー部と現像部を分割し、ホッパー部から現像部に現像剤を補給する装置を設け、現像部に現像剤センサを設け、現像部の現像剤が減った場合、ホッパー部から現像剤を補給する手段が必要となり、高コスト化を招く原因となっていた。
【０００４】
上記問題点に鑑み、現像装置の改良が進められている従来技術としては、例えば、現像剤の層厚規制部材との圧接部上流側に対しトナーコアが滞留するのを阻止する滞留阻止材を備え、層厚規制部材を現像ローラとのニップ幅が現像ローラの回転方向に対して点接触となる剛体部材とした一成分現像装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。一成分現像装置では、トナー薄層形成を実施している層厚規制部材周辺のトナーの循環が非常に重要である。トナーの循環が必要な理由はトナーの循環性が悪くトナーが規制部材の先端に滞留すると、滞留したトナーは規制部材の圧力によりトナー表面にある添加剤が埋没／脱落し、トナーの荷電性が低下する。また、ブレードでの発熱の影響により規制部材への固着の原因となる。若しくは、現像剤担持体上に付着し、トナーの搬送量低下・荷電性低下の現象が発生する。そして、トナーの規制部材への固着は白スジを発生させ、トナーの搬送量低下は画像濃度低下を発生させ、また、荷電性低下は地肌汚れ（かぶり）等の異常画像を発生させる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−７９３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、層厚規制部材周辺でのトナーの循環性が良好な現像装置及びこれを備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の現像装置は、現像剤担持体とトナー薄層を形成するための層厚規制部材と、現像剤担持体にトナーを供給するトナー補給部材と、トナー収容部のトナーを循環させるためのトナー攪拌部材と、を有する現像装置において、前記トナー攪拌部材は、前記層厚規制部材の折曲部よりも先端側の先端部の延長線によりも下方に設けられ、トナー攪拌部材の先端の周回線と前記延長線との最短距離が５ｍｍ以下であることを特徴とする。
また、本発明の現像装置は、さらに、上記に記載の現像装置において、前記トナー攪拌部材の線速とトナー補給部材の線速比（攪拌線速／補給線速）が１．５以上であることを特徴とする。
また、本発明の現像装置は、さらに、上記に記載の現像装置において、前記層厚規制部材の先端部の曲げ角度は９０°以下であることを特徴とする。
また、本発明の現像装置は、さらに、上記のいずれかに記載の現像装置において、体積平均粒径（Ｄｖ）が３〜８μｍで、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にあるトナーが用いられていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の現像装置は、さらに、上記のいずれかに記載の現像装置において、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあるトナーが用いられていることを特徴とする。
また、本発明の現像装置は、さらに、上記のいずれかに記載の現像装置において、少なくとも窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤及び離型剤を有機溶剤中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋反応及び／又は伸長反応させて得られる現像剤であることを特徴とする。
本発明のプロセスカートリッジは、上記のいずれかに記載の現像装置を備えていることを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、上記のいずれかに記載の現像装置を備えていることを特徴とする。
本発明のプロセスカートリッジは、上記に記載のプロセスカートリッジを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記解決する手段としての現像装置及びこれを備える画像形成装置では、層厚規制部材周辺でのトナーの循環性が良好である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１１】
図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示している。画像形成装置本体の内部には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の像担持体（感光体ともいう）１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが並行して配設されている。すなわち、この画像形成装置は、タンデム型のカラーレーザー複写機である。画像形成装置本体は、プリンタ部１００と、プリンタ部１００を載せる給紙装置２００とを備えている。圧板開閉式スキャナは、プリンタ部１００の上に固定されたスキャナ部本体３００と、スキャナ部本体３００に回動自在に設けられた自動原稿送り装置４００とを備えている。
上記プリンタ部１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための４個のプロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋからなる画像形成ユニット２０を備えている。各符号の数字の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の部材であることを示している。プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの他には、光書込ユニット２１、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、及びベルト定着方式の定着装置２５などが配設されている。
【００１２】
原稿をコピーする際には、ユーザーは、例えばシート原稿の束を自動原稿送り装置４００の原稿台３０にセットする。又は、１枚の原稿をコンタクトガラス３２の上に載置する。１枚ずつコンタクトガラス３２の上に載置する場合、先ず、スキャナ部本体３００に対して自動原稿送り装置４００を上方へ回動させ、コンタクトガラス３２を露出させる。この後、コンタクトガラス３２に原稿を載置し、次いで自動原稿送り装置４００を下方へ回動させてコンタクトガラス３２との間に原稿を挟み込む。
【００１３】
このようにして原稿をセットした後、コピースタートスイッチを押下すると、スキャナ部本体３００による原稿読取動作がスタートする。ただし、自動原稿送り装置４００にシート原稿をセットした場合には、この原稿読取動作に先立って、自動原稿送り装置４００が作動してシート原稿をコンタクトガラス３２まで移動させる。原稿読取動作では、先ず、第１走行体３３と第２走行体３４とがともに走行を開始し、第１走行体３３に設けられた光源から光が発射される。そして、原稿面からの反射光は、第２走行体３４内に設けられたミラーで反射し、次いで、結像レンズ３５を通過し、最後に読取センサ３６に入射する。読取センサ３６は、入射光に基づいて画像情報を構築する。シート原稿が自動原稿送り装置４００によりコンタクトガラス３２上に載置された場合には、シート原稿は原稿排紙部３１に排紙される。
このような原稿読取動作と併行して、各プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ内の各機器、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、及び定着装置２５がそれぞれ駆動を開始する。そして、読取センサ３６によって構築された画像情報に基づいて、光書込ユニット２１が駆動制御されて、各像担持体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が形成される。これらのトナー像は、中間転写ベルト１１０上に重ね合わせて転写され、４色トナー像となる。
【００１４】
また、原稿読取動作の開始とほぼ同時に、給紙装置２００は給紙動作を開始する。この給紙動作では、複数の給紙ローラ４２のうちの１個が選択的に回転させられ、ペーパーバンク４３内に多段に設けられた給紙カセット４４のうちの１つから転写紙が送り出される。転写紙が送り出される際、分離ローラ４５で１枚ずつ転写紙が分離されて１枚ずつ転写紙が給紙路４６に進入する。その後、搬送ローラ対４７によって二次転写ニップに向けて搬送される。一方、給紙カセット４４からの給紙に代えて、手差しトレイ５１からの給紙が行われる場合がある。この場合、手差し給紙ローラ５０が選択的に回転させられ、手差し給紙ローラ５０によって転写紙が画像形成装置内に送り出される。その際、複数枚の転写紙が相互の摩擦力により一体として搬送されようとするが、分離ローラ５２があるので、転写紙は１枚ずつ搬送されることになる。このようにして１枚ずつ転写紙がプリンタ部１００の手差し給紙路５３に給紙される。
【００１５】
以下、画像形成装置の構成要素（光書込ユニット２１、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２及び定着装置２５）について説明する。なお、フルカラー画像を形成する場合を前提として説明する。
先ず、光書込ユニット２１について説明する。光書込ユニット２１は、図示しない光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて像担持体１の表面にレーザー光を照射する。すると、帯電装置によって一様帯電された像担持体１は、レーザー光が照射された部分について表面電位が減衰する。この減衰により、像担持体１の表面に静電潜像が形成される。このようにして形成された静電潜像は現像装置７Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋによって現像されてトナー像となる。
なお、像担持体１に形成されたトナー像は、中間転写ベルト１１０に一次転写される。一次転写後の像担持体１の表面にはトナーが残っているため、クリーニング装置によって像担持体１の表面がクリーニングされる。そして、潤滑剤塗布装置を経た後、除電器によって除電され、帯電装置によって一様帯電され、初期状態に戻る。
【００１６】
次いで、中間転写ユニット１７について説明する。中間転写ユニット１７は、中間転写ベルト１１０とベルトクリーニング装置９０を有している。また、中間転写ユニット１７は、従動ローラ１４、駆動ローラ１５、二次転写ローラ１６、及び４個の一次転写ローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを有している。中間転写ベルト１１０は、従動ローラ１４を含む複数のローラによって張架されている。そして、中間転写ベルト１１０は、モータによって駆動される駆動ローラ１５の回転によって無端移動する。４個の一次転写ローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ中間転写ベルト１１０の内周面に接触するようにして配設され、図示しない電源から一次転写バイアス電圧が印加される。また、一次転写ローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、中間転写ベルト１１０をその内周面側から像担持体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに向けて押圧して一次転写ニップを形成する。そして、一次転写バイアス電圧の影響により、像担持体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと一次転写ローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの間（一次転写ニップ）に一次転写電界が形成される。
【００１７】
像担持体１Ｙ上に形成されたＹトナー像は、この一次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト１１０に一次転写される。このＹトナー像には、像担持体１Ｍ，Ｃ，Ｋに形成されたＭ，Ｃ，Ｋトナー像が順次重ね合わされる。この重ね合わせにより、中間転写ベルト１１０には多重トナー像である４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
中間転写ベルト１１０に転写された４色トナー像は、二次転写ニップで転写紙に転写される。二次転写ニップ通過後にトナーが表面に残留した中間転写ベルト１１０は、従動ローラ１４とベルトクリーニング装置９０との間に挟み込まれ、ここでベルトクリーニング装置９０によってクリーニングされる。
【００１８】
次いで、二次転写装置２２について説明する。二次転写装置２２は、中間転写ユニット１７の下方に設けられている。また、二次転写装置２２は、２個の張架ローラ２３によって張架された紙搬送ベルト２４を備えている。紙搬送ベルト２４は、少なくともいずれか一方の張架ローラ２３の回転駆動に伴って、無端移動する。２個の張架ローラ２３のうち、図中右側に配設された張架ローラ２３は、二次転写ローラ１６と対になって、中間転写ベルト１１０及び紙搬送ベルト２４を挟み込んでいる。この挟込みにより、中間転写ベルト１１０と紙搬送ベルト２４とが接触して二次転写ニップが形成される。そして、この右側の張架ローラ２３には、トナーと逆極性の二次転写バイアス電圧が印加される。この二次転写バイアス電圧の印加により、二次転写ニップにおいて中間転写ベルト１１０から張架ローラ２３側に向けてトナーが静電移動する二次転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト１１０に転写された４色トナー像に同期するようにレジストローラ対４９によって二次転写ニップに送り込まれた転写紙に、二次転写電界及びニップ圧の影響により４色トナー像が転写される。なお、張架ローラ２３に二次転写バイアス電圧を印加する方式に代えて、帯電チャージャで転写紙を非接触状態で帯電させる方式を採用してもよい。
【００１９】
画像形成装置本体の下部に設けられた給紙装置２００には、複数の転写紙を束の状態にして収容可能な給紙カセット４４が、鉛直方向に間隔を置いて複数配設されている。給紙カセット４４の一番上の転写紙には、給紙ローラ４２が押し当てられている。そして、給紙ローラ４２を回転させることにより、一番上の転写紙は給紙路４６に向けて送り出される。
給紙カセット４４から送り出された転写紙を受け入れる給紙路４６には、複数の搬送ローラ対４７と、給紙路４６の末端付近に設けられたレジストローラ対４９とが設けられている。転写紙は、搬送ローラ対４７を介してレジストローラ対４９に向けて搬送される。レジストローラ対４９に向けて搬送された転写紙は、レジストローラ対４９のローラ間に挟まれる。一方、中間転写ベルト１１０上に形成された４色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って二次転写ニップに進入する。レジストローラ対４９は、二次転写ニップにおいて４色トナー像を転写させることができるタイミングでローラ間に挟み込んだ転写紙を送り出す。これにより、二次転写ニップでは、中間転写ベルト１１０上の４色トナー像が転写紙に転写される。このようにしてフルカラー画像が印刷された転写紙は、紙搬送ベルト２４の無端移動に伴って移動し、次いで紙搬送ベルト２４から定着装置２５に送られる。
【００２０】
最後に、定着装置２５について説明する。定着装置２５は、定着ベルト２６を２個のローラによって張架させながら無端移動させる装置であるベルトユニットと、定着ベルト２６を押圧する加圧ローラ２７とを備えている。定着ベルト２６と加圧ローラ２７とは互いに当接して定着ニップを形成しており、紙搬送ベルト２４から受け取った転写紙をここに挟み込む。ベルトユニットにおける２個のローラのうち、加圧ローラ２７に押圧される方のローラは、内部に図示しない熱源を備えており、このローラの発熱によって定着ベルト２６を加熱する。加熱された定着ベルト２６は、定着ニップに挟み込まれた転写紙を加熱する。この加熱やニップ圧の影響により、フルカラー画像が転写紙に定着する。
定着装置２５で定着処理が施された転写紙は、プリンタ筐体の図中左側板から突設したスタック部５７に排紙されるか、もう一方の面にもトナー像を形成するために二次転写ニップに戻されるかする。
【００２１】
なお、Ｋトナーのみからなるモノクロ画像を形成する場合には、図示しない機構により、中間転写ベルト１１０を図中左下に傾けるような姿勢にして、その上部張架面を像担持体１Ｙ，Ｍ，Ｃから離間させる。そして、４個の像担持体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、像担持体１Ｋだけを回転させて、Ｋトナー像だけを作像する。この際、Ｙ，Ｍ，Ｃについては、像担持体１だけでなく、現像装置７の駆動をも停止させる。
【００２２】
図２は、現像装置７の詳細を示している。この現像装置７には、縦長のトナー収容部７１の内側に、像担持体１に接触し像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付与する現像ローラ７２が設けられている。また、現像装置７には現像剤担持体である現像ローラ７２に接触し現像ローラ７２にトナーを供給するトナー補給部材であるトナー供給ローラ７３が設けられている。このトナー供給ローラ７３の上側近傍にはトナーを攪拌するトナー攪拌部材７４が設けられている。このトナー攪拌部材７４はトナー収容部７１内のトナーを攪拌して循環させ、トナーの滞留を防ぐ機能を有している。トナー攪拌部材７４の上方には、トナー収容部７１の中央付近に配置されたトナー攪拌部材７５が設けられており、トナー収容部７１内のトナーを全体的に攪拌している。
【００２３】
現像ローラ７２の周面には、トナー薄層を形成するための層厚規制部材７６が設けられている。この層厚規制部材７６の折曲部７６ａよりも先端側は、斜め上方に向けて直線状に折り曲げられており、層厚規制部材７６は断面Ｌ字状にされている。そして、層厚規制部材７６の折曲部７６ａは現像ローラ７２の周面に当接している。層厚規制部材７６の先端部７６ｂの延長線（図中、二点鎖線）よりも下方に前記トナー攪拌部材７４は設けられている。より具体的には、トナー攪拌部材７４の先端の周回線は、前記延長線より下方に位置している。このようにトナー攪拌部材７４を配置することにより、層厚規制部材７６を通過することができない現像ローラ７２上のトナーをトナー供給ローラ７３上に搬送することが可能となるからである。仮に、図３に示すように、層厚規制部材７６の延長線上にトナー攪拌部材７４が存在すると、層厚規制部材７６で掻き取られたトナーの流れが阻害されることになり、トナーの滞留を十分に防止することができなくなる可能性がある。
そして、トナー攪拌部材７４の先端の周回線と前記延長線との最短距離が５ｍｍ以下にされている。最短距離を５ｍｍ以下とするのは、５ｍｍを超えるとトナー攪拌部材７４による搬送力が伝わり難くなるからである。
前記層厚規制部材７６の先端部７６ｂの曲げ角度θ（図４記載）は９０°以下にされている。先端部７６ｂ付近のトナーの流れを阻害しないようにするためである。
【００２４】
図中、現像ローラ７２及びトナー供給ローラ７３は反時計回り方向に回転しており、トナー攪拌部材７４は時計回り方向に回転している。トナー攪拌部材７４の線速とトナー供給ローラ７３の線速比（攪拌線速／補給線速）は１．５以上にされている。トナー供給ローラ７３からトナーを剥ぎ取り易くなり、トナー供給ローラ７３の周辺のトナーの流れがよくなり、かつ、トナー攪拌部材７４で攪拌されるトナーの流れが大きくなり層厚規制部材７６の先端部７６ｂのトナーの滞留を防止することができる。仮に、線速比を１．０とするとトナー供給ローラ７３とトナー攪拌部材７４との最近接部で同速度で動いていることになり、トナー供給ローラ７３からのトナーの回収性が良好でない。また、回収性を向上させるためにはトナー供給ローラ７３とトナー攪拌部材７４とを相互に反対方向に回転させる方法が挙げられるが、この場合、層厚規制部材７６の先端部７６ｂ付近でトナーが滞留し、トナーの循環が不十分になる。
【００２５】
次に本発明に係わるトナーについて説明する。
６００ｄｐｉ以上の微少ドットを再現するために、体積平均粒径（Ｄｖ）が３〜８μｍで、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にあるトナーが用いられている。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。体積平均粒径（Ｄｖ）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易い。体積平均粒径（Ｄｖ）が８μｍ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。また、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）は１．００〜１．４０の範囲にあることが好ましい。（Ｄｖ／Ｄｎ）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。
【００２６】
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。
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装置としては、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）が挙げられる。以下に測定方法について述べる。
先ず、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。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で、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）が使用できる。ここで、さらに測定試料を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重量、個数を測定して、重量分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの体積平均粒径（Ｄｖ）、個数平均粒径（Ｄｎ）を求めることができる。
【００２７】
チャンネルとしては、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未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００μｍ以上乃至４０．３０μｍ未満の粒子を対象とする。
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。このような範囲であるとトナーの流動性が良好だからである。図５及び図６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、下記式（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。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４） ・・・式（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。
【００２８】
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、下記式（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。
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π） ・・・式（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（Ｓ−８００：日立製作所製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入して解析して計算した。
【００２９】
トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと像担持体との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと像担持体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のいずれかが１８０を超えると、転写率が低下するため好ましくない。
本発明の画像形成装置に好適に用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋反応及び／又は伸長反応させて得られるトナーである。このようなトナーは流動性が良好である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す説明図である。
【図２】図２は、本発明の現像装置の一実施形態を示す説明図である。
【図３】図３は、好ましくない層厚規制部材が用いられた現像装置の例を示す説明図である。
【図４】図４は、層厚規制部材の詳細を示す説明図である。
【図５】図５は、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である。
【図６】図６は、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。
【符号の説明】
【００３１】
１ 像担持体
７ 現像装置
７１ トナー収容部
７２ 現像ローラ
７３ トナー供給ローラ
７４ トナー攪拌部材
７５ トナー攪拌部材
７６ 層厚規制部材
７６ａ 折曲部
７６ｂ 先端部
１４ 従動ローラ
１５ 駆動ローラ
１６ 二次転写ローラ
１７ 中間転写ユニット
１８ プロセスカートリッジ
２０ 画像形成ユニット
２１ 光書込ユニット
２２ 二次転写装置
２３ 張架ローラ
２４ 紙搬送ベルト
２５ 定着装置
２６ 定着ベルト
２７ 加圧ローラ
３０ 原稿台
３１ 原稿排紙部
３２ コンタクトガラス
３３ 第１走行体
３４ 第２走行体
３５ 結像レンズ
３６ 読取センサ
４２ 給紙ローラ
４３ ペーパーバンク
４４ 給紙カセット
４５ 分離ローラ
４６ 給紙路
４７ 搬送ローラ対
４９ レジストローラ対
５０ 手差し給紙ローラ
５１ 手差しトレイ
５２ 分離ローラ
５３ 手差し給紙路
５７ スタック部
６２ 一次転写ローラ
９０ ベルトクリーニング装置
１００ プリンタ部
１１０ 中間転写ベルト
２００ 給紙装置
３００ スキャナ部本体
４００ 自動原稿送り装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンター、ＦＡＸなどに用いられる現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置の１つとして一成分現像装置が広く用いられている。これに用いられる現像装置は、像担持体に対し水平に設置して、現像装置内のホッパー室から攪拌羽根で現像剤を水平方向に搬送して現像剤担持体に供給する水平型構造をとるものが多い。一般に、この水平型構造の現像装置は現像剤移動方向が重力方向と異なるため分散性がよく画像均一性がよい。
３〜４色の画像を合成してカラー画像を形成する画像形成装置の場合には、潜像担持体を含む現像ユニットを３〜４台配置する必要があり、装置全体をコンパクトにし、かつ現像剤の容量を確保するためには、現像ユニットを垂直に重ねるのではなく水平に配置することが好ましい。また、このように現像ユニットを水平に配置し、画像形成装置全体をコンパクトにするには、ホッパーを現像部の上方に配置する、いわゆる縦型構造をとる必要がある。
【０００３】
しかしながら、一成分現像装置としてこのような縦型構造の現像装置を用いて現像すると、現像剤の残量や、放置による現像剤の締り、攪拌部材の回転により、現像剤担持体上に供給された現像剤を所定量に規制する規制部材に加わる圧力が変動し、現像画像に濃度変化や画像ムラが発生する。
このため、縦型構造をとる現像装置では、規制部材に加わる現像剤の圧力が変化しないように、ホッパー部と現像部を分割し、ホッパー部から現像部に現像剤を補給する装置を設け、現像部に現像剤センサを設け、現像部の現像剤が減った場合、ホッパー部から現像剤を補給する手段が必要となり、高コスト化を招く原因となっていた。
【０００４】
上記問題点に鑑み、現像装置の改良が進められている従来技術としては、例えば、現像剤の層厚規制部材との圧接部上流側に対しトナーコアが滞留するのを阻止する滞留阻止材を備え、層厚規制部材を現像ローラとのニップ幅が現像ローラの回転方向に対して点接触となる剛体部材とした一成分現像装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。一成分現像装置では、トナー薄層形成を実施している層厚規制部材周辺のトナーの循環が非常に重要である。トナーの循環が必要な理由はトナーの循環性が悪くトナーが規制部材の先端に滞留すると、滞留したトナーは規制部材の圧力によりトナー表面にある添加剤が埋没／脱落し、トナーの荷電性が低下する。また、ブレードでの発熱の影響により規制部材への固着の原因となる。若しくは、現像剤担持体上に付着し、トナーの搬送量低下・荷電性低下の現象が発生する。そして、トナーの規制部材への固着は白スジを発生させ、トナーの搬送量低下は画像濃度低下を発生させ、また、荷電性低下は地肌汚れ（かぶり）等の異常画像を発生させる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−７９３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、層厚規制部材周辺でのトナーの循環性が良好な現像装置及びこれを備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の現像装置は、現像剤担持体とトナー薄層を形成するための層厚規制部材と、現像剤担持体にトナーを供給するトナー補給部材と、トナー収容部のトナーを循環させるためのトナー攪拌部材と、を有する現像装置において、前記トナー攪拌部材は、前記層厚規制部材の折曲部よりも先端側の先端部の延長線によりも下方に設けられ、トナー攪拌部材の先端の周回線と前記延長線との最短距離が５ｍｍ以下であることを特徴とする。
また、本発明の現像装置は、さらに、上記に記載の現像装置において、前記トナー攪拌部材の線速とトナー補給部材の線速比（攪拌線速／補給線速）が１．５以上であることを特徴とする。
また、本発明の現像装置は、さらに、上記に記載の現像装置において、前記層厚規制部材の先端部の曲げ角度は９０°以下であることを特徴とする。
また、本発明の現像装置は、さらに、上記のいずれかに記載の現像装置において、体積平均粒径（Ｄｖ）が３〜８μｍで、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にあるトナーが用いられていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の現像装置は、さらに、上記のいずれかに記載の現像装置において、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあるトナーが用いられていることを特徴とする。
また、本発明の現像装置は、さらに、上記のいずれかに記載の現像装置において、少なくとも窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤及び離型剤を有機溶剤中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋反応及び／又は伸長反応させて得られる現像剤であることを特徴とする。
本発明のプロセスカートリッジは、上記のいずれかに記載の現像装置を備えていることを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、上記のいずれかに記載の現像装置を備えていることを特徴とする。
本発明のプロセスカートリッジは、上記に記載のプロセスカートリッジを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記解決する手段としての現像装置及びこれを備える画像形成装置では、層厚規制部材周辺でのトナーの循環性が良好である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１１】
図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示している。画像形成装置本体の内部には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の像担持体（感光体ともいう）１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが並行して配設されている。すなわち、この画像形成装置は、タンデム型のカラーレーザー複写機である。画像形成装置本体は、プリンタ部１００と、プリンタ部１００を載せる給紙装置２００とを備えている。圧板開閉式スキャナは、プリンタ部１００の上に固定されたスキャナ部本体３００と、スキャナ部本体３００に回動自在に設けられた自動原稿送り装置４００とを備えている。
上記プリンタ部１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための４個のプロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋからなる画像形成ユニット２０を備えている。各符号の数字の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の部材であることを示している。プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの他には、光書込ユニット２１、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、及びベルト定着方式の定着装置２５などが配設されている。
【００１２】
原稿をコピーする際には、ユーザーは、例えばシート原稿の束を自動原稿送り装置４００の原稿台３０にセットする。又は、１枚の原稿をコンタクトガラス３２の上に載置する。１枚ずつコンタクトガラス３２の上に載置する場合、先ず、スキャナ部本体３００に対して自動原稿送り装置４００を上方へ回動させ、コンタクトガラス３２を露出させる。この後、コンタクトガラス３２に原稿を載置し、次いで自動原稿送り装置４００を下方へ回動させてコンタクトガラス３２との間に原稿を挟み込む。
【００１３】
このようにして原稿をセットした後、コピースタートスイッチを押下すると、スキャナ部本体３００による原稿読取動作がスタートする。ただし、自動原稿送り装置４００にシート原稿をセットした場合には、この原稿読取動作に先立って、自動原稿送り装置４００が作動してシート原稿をコンタクトガラス３２まで移動させる。原稿読取動作では、先ず、第１走行体３３と第２走行体３４とがともに走行を開始し、第１走行体３３に設けられた光源から光が発射される。そして、原稿面からの反射光は、第２走行体３４内に設けられたミラーで反射し、次いで、結像レンズ３５を通過し、最後に読取センサ３６に入射する。読取センサ３６は、入射光に基づいて画像情報を構築する。シート原稿が自動原稿送り装置４００によりコンタクトガラス３２上に載置された場合には、シート原稿は原稿排紙部３１に排紙される。
このような原稿読取動作と併行して、各プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ内の各機器、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、及び定着装置２５がそれぞれ駆動を開始する。そして、読取センサ３６によって構築された画像情報に基づいて、光書込ユニット２１が駆動制御されて、各像担持体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が形成される。これらのトナー像は、中間転写ベルト１１０上に重ね合わせて転写され、４色トナー像となる。
【００１４】
また、原稿読取動作の開始とほぼ同時に、給紙装置２００は給紙動作を開始する。この給紙動作では、複数の給紙ローラ４２のうちの１個が選択的に回転させられ、ペーパーバンク４３内に多段に設けられた給紙カセット４４のうちの１つから転写紙が送り出される。転写紙が送り出される際、分離ローラ４５で１枚ずつ転写紙が分離されて１枚ずつ転写紙が給紙路４６に進入する。その後、搬送ローラ対４７によって二次転写ニップに向けて搬送される。一方、給紙カセット４４からの給紙に代えて、手差しトレイ５１からの給紙が行われる場合がある。この場合、手差し給紙ローラ５０が選択的に回転させられ、手差し給紙ローラ５０によって転写紙が画像形成装置内に送り出される。その際、複数枚の転写紙が相互の摩擦力により一体として搬送されようとするが、分離ローラ５２があるので、転写紙は１枚ずつ搬送されることになる。このようにして１枚ずつ転写紙がプリンタ部１００の手差し給紙路５３に給紙される。
【００１５】
以下、画像形成装置の構成要素（光書込ユニット２１、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２及び定着装置２５）について説明する。なお、フルカラー画像を形成する場合を前提として説明する。
先ず、光書込ユニット２１について説明する。光書込ユニット２１は、図示しない光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて像担持体１の表面にレーザー光を照射する。すると、帯電装置によって一様帯電された像担持体１は、レーザー光が照射された部分について表面電位が減衰する。この減衰により、像担持体１の表面に静電潜像が形成される。このようにして形成された静電潜像は現像装置７Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋによって現像されてトナー像となる。
なお、像担持体１に形成されたトナー像は、中間転写ベルト１１０に一次転写される。一次転写後の像担持体１の表面にはトナーが残っているため、クリーニング装置によって像担持体１の表面がクリーニングされる。そして、潤滑剤塗布装置を経た後、除電器によって除電され、帯電装置によって一様帯電され、初期状態に戻る。
【００１６】
次いで、中間転写ユニット１７について説明する。中間転写ユニット１７は、中間転写ベルト１１０とベルトクリーニング装置９０を有している。また、中間転写ユニット１７は、従動ローラ１４、駆動ローラ１５、二次転写ローラ１６、及び４個の一次転写ローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを有している。中間転写ベルト１１０は、従動ローラ１４を含む複数のローラによって張架されている。そして、中間転写ベルト１１０は、モータによって駆動される駆動ローラ１５の回転によって無端移動する。４個の一次転写ローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ中間転写ベルト１１０の内周面に接触するようにして配設され、図示しない電源から一次転写バイアス電圧が印加される。また、一次転写ローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、中間転写ベルト１１０をその内周面側から像担持体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに向けて押圧して一次転写ニップを形成する。そして、一次転写バイアス電圧の影響により、像担持体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと一次転写ローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの間（一次転写ニップ）に一次転写電界が形成される。
【００１７】
像担持体１Ｙ上に形成されたＹトナー像は、この一次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト１１０に一次転写される。このＹトナー像には、像担持体１Ｍ，Ｃ，Ｋに形成されたＭ，Ｃ，Ｋトナー像が順次重ね合わされる。この重ね合わせにより、中間転写ベルト１１０には多重トナー像である４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
中間転写ベルト１１０に転写された４色トナー像は、二次転写ニップで転写紙に転写される。二次転写ニップ通過後にトナーが表面に残留した中間転写ベルト１１０は、従動ローラ１４とベルトクリーニング装置９０との間に挟み込まれ、ここでベルトクリーニング装置９０によってクリーニングされる。
【００１８】
次いで、二次転写装置２２について説明する。二次転写装置２２は、中間転写ユニット１７の下方に設けられている。また、二次転写装置２２は、２個の張架ローラ２３によって張架された紙搬送ベルト２４を備えている。紙搬送ベルト２４は、少なくともいずれか一方の張架ローラ２３の回転駆動に伴って、無端移動する。２個の張架ローラ２３のうち、図中右側に配設された張架ローラ２３は、二次転写ローラ１６と対になって、中間転写ベルト１１０及び紙搬送ベルト２４を挟み込んでいる。この挟込みにより、中間転写ベルト１１０と紙搬送ベルト２４とが接触して二次転写ニップが形成される。そして、この右側の張架ローラ２３には、トナーと逆極性の二次転写バイアス電圧が印加される。この二次転写バイアス電圧の印加により、二次転写ニップにおいて中間転写ベルト１１０から張架ローラ２３側に向けてトナーが静電移動する二次転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト１１０に転写された４色トナー像に同期するようにレジストローラ対４９によって二次転写ニップに送り込まれた転写紙に、二次転写電界及びニップ圧の影響により４色トナー像が転写される。なお、張架ローラ２３に二次転写バイアス電圧を印加する方式に代えて、帯電チャージャで転写紙を非接触状態で帯電させる方式を採用してもよい。
【００１９】
画像形成装置本体の下部に設けられた給紙装置２００には、複数の転写紙を束の状態にして収容可能な給紙カセット４４が、鉛直方向に間隔を置いて複数配設されている。給紙カセット４４の一番上の転写紙には、給紙ローラ４２が押し当てられている。そして、給紙ローラ４２を回転させることにより、一番上の転写紙は給紙路４６に向けて送り出される。
給紙カセット４４から送り出された転写紙を受け入れる給紙路４６には、複数の搬送ローラ対４７と、給紙路４６の末端付近に設けられたレジストローラ対４９とが設けられている。転写紙は、搬送ローラ対４７を介してレジストローラ対４９に向けて搬送される。レジストローラ対４９に向けて搬送された転写紙は、レジストローラ対４９のローラ間に挟まれる。一方、中間転写ベルト１１０上に形成された４色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って二次転写ニップに進入する。レジストローラ対４９は、二次転写ニップにおいて４色トナー像を転写させることができるタイミングでローラ間に挟み込んだ転写紙を送り出す。これにより、二次転写ニップでは、中間転写ベルト１１０上の４色トナー像が転写紙に転写される。このようにしてフルカラー画像が印刷された転写紙は、紙搬送ベルト２４の無端移動に伴って移動し、次いで紙搬送ベルト２４から定着装置２５に送られる。
【００２０】
最後に、定着装置２５について説明する。定着装置２５は、定着ベルト２６を２個のローラによって張架させながら無端移動させる装置であるベルトユニットと、定着ベルト２６を押圧する加圧ローラ２７とを備えている。定着ベルト２６と加圧ローラ２７とは互いに当接して定着ニップを形成しており、紙搬送ベルト２４から受け取った転写紙をここに挟み込む。ベルトユニットにおける２個のローラのうち、加圧ローラ２７に押圧される方のローラは、内部に図示しない熱源を備えており、このローラの発熱によって定着ベルト２６を加熱する。加熱された定着ベルト２６は、定着ニップに挟み込まれた転写紙を加熱する。この加熱やニップ圧の影響により、フルカラー画像が転写紙に定着する。
定着装置２５で定着処理が施された転写紙は、プリンタ筐体の図中左側板から突設したスタック部５７に排紙されるか、もう一方の面にもトナー像を形成するために二次転写ニップに戻されるかする。
【００２１】
なお、Ｋトナーのみからなるモノクロ画像を形成する場合には、図示しない機構により、中間転写ベルト１１０を図中左下に傾けるような姿勢にして、その上部張架面を像担持体１Ｙ，Ｍ，Ｃから離間させる。そして、４個の像担持体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、像担持体１Ｋだけを回転させて、Ｋトナー像だけを作像する。この際、Ｙ，Ｍ，Ｃについては、像担持体１だけでなく、現像装置７の駆動をも停止させる。
【００２２】
図２は、現像装置７の詳細を示している。この現像装置７には、縦長のトナー収容部７１の内側に、像担持体１に接触し像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付与する現像ローラ７２が設けられている。また、現像装置７には現像剤担持体である現像ローラ７２に接触し現像ローラ７２にトナーを供給するトナー補給部材であるトナー供給ローラ７３が設けられている。このトナー供給ローラ７３の上側近傍にはトナーを攪拌するトナー攪拌部材７４が設けられている。このトナー攪拌部材７４はトナー収容部７１内のトナーを攪拌して循環させ、トナーの滞留を防ぐ機能を有している。トナー攪拌部材７４の上方には、トナー収容部７１の中央付近に配置されたトナー攪拌部材７５が設けられており、トナー収容部７１内のトナーを全体的に攪拌している。
【００２３】
現像ローラ７２の周面には、トナー薄層を形成するための層厚規制部材７６が設けられている。この層厚規制部材７６の折曲部７６ａよりも先端側は、斜め上方に向けて直線状に折り曲げられており、層厚規制部材７６は断面Ｌ字状にされている。そして、層厚規制部材７６の折曲部７６ａは現像ローラ７２の周面に当接している。層厚規制部材７６の先端部７６ｂの延長線（図中、二点鎖線）よりも下方に前記トナー攪拌部材７４は設けられている。より具体的には、トナー攪拌部材７４の先端の周回線は、前記延長線より下方に位置している。このようにトナー攪拌部材７４を配置することにより、層厚規制部材７６を通過することができない現像ローラ７２上のトナーをトナー供給ローラ７３上に搬送することが可能となるからである。仮に、図３に示すように、層厚規制部材７６の延長線上にトナー攪拌部材７４が存在すると、層厚規制部材７６で掻き取られたトナーの流れが阻害されることになり、トナーの滞留を十分に防止することができなくなる可能性がある。
そして、トナー攪拌部材７４の先端の周回線と前記延長線との最短距離が５ｍｍ以下にされている。最短距離を５ｍｍ以下とするのは、５ｍｍを超えるとトナー攪拌部材７４による搬送力が伝わり難くなるからである。
前記層厚規制部材７６の先端部７６ｂの曲げ角度θ（図４記載）は９０°以下にされている。先端部７６ｂ付近のトナーの流れを阻害しないようにするためである。
【００２４】
図中、現像ローラ７２及びトナー供給ローラ７３は反時計回り方向に回転しており、トナー攪拌部材７４は時計回り方向に回転している。トナー攪拌部材７４の線速とトナー供給ローラ７３の線速比（攪拌線速／補給線速）は１．５以上にされている。トナー供給ローラ７３からトナーを剥ぎ取り易くなり、トナー供給ローラ７３の周辺のトナーの流れがよくなり、かつ、トナー攪拌部材７４で攪拌されるトナーの流れが大きくなり層厚規制部材７６の先端部７６ｂのトナーの滞留を防止することができる。仮に、線速比を１．０とするとトナー供給ローラ７３とトナー攪拌部材７４との最近接部で同速度で動いていることになり、トナー供給ローラ７３からのトナーの回収性が良好でない。また、回収性を向上させるためにはトナー供給ローラ７３とトナー攪拌部材７４とを相互に反対方向に回転させる方法が挙げられるが、この場合、層厚規制部材７６の先端部７６ｂ付近でトナーが滞留し、トナーの循環が不十分になる。
【００２５】
次に本発明に係わるトナーについて説明する。
６００ｄｐｉ以上の微少ドットを再現するために、体積平均粒径（Ｄｖ）が３〜８μｍで、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にあるトナーが用いられている。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。体積平均粒径（Ｄｖ）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易い。体積平均粒径（Ｄｖ）が８μｍ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。また、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）は１．００〜１．４０の範囲にあることが好ましい。（Ｄｖ／Ｄｎ）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。
【００２６】
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。
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装置としては、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）が挙げられる。以下に測定方法について述べる。
先ず、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。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で、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）が使用できる。ここで、さらに測定試料を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重量、個数を測定して、重量分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの体積平均粒径（Ｄｖ）、個数平均粒径（Ｄｎ）を求めることができる。
【００２７】
チャンネルとしては、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未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００μｍ以上乃至４０．３０μｍ未満の粒子を対象とする。
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。このような範囲であるとトナーの流動性が良好だからである。図５及び図６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、下記式（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。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４） ・・・式（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。
【００２８】
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、下記式（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。
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π） ・・・式（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（Ｓ−８００：日立製作所製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入して解析して計算した。
【００２９】
トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと像担持体との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと像担持体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のいずれかが１８０を超えると、転写率が低下するため好ましくない。
本発明の画像形成装置に好適に用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋反応及び／又は伸長反応させて得られるトナーである。このようなトナーは流動性が良好である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す説明図である。
【図２】図２は、本発明の現像装置の一実施形態を示す説明図である。
【図３】図３は、好ましくない層厚規制部材が用いられた現像装置の例を示す説明図である。
【図４】図４は、層厚規制部材の詳細を示す説明図である。
【図５】図５は、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である。
【図６】図６は、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。
【符号の説明】
【００３１】
１ 像担持体
７ 現像装置
７１ トナー収容部
７２ 現像ローラ
７３ トナー供給ローラ
７４ トナー攪拌部材
７５ トナー攪拌部材
７６ 層厚規制部材
７６ａ 折曲部
７６ｂ 先端部
１４ 従動ローラ
１５ 駆動ローラ
１６ 二次転写ローラ
１７ 中間転写ユニット
１８ プロセスカートリッジ
２０ 画像形成ユニット
２１ 光書込ユニット
２２ 二次転写装置
２３ 張架ローラ
２４ 紙搬送ベルト
２５ 定着装置
２６ 定着ベルト
２７ 加圧ローラ
３０ 原稿台
３１ 原稿排紙部
３２ コンタクトガラス
３３ 第１走行体
３４ 第２走行体
３５ 結像レンズ
３６ 読取センサ
４２ 給紙ローラ
４３ ペーパーバンク
４４ 給紙カセット
４５ 分離ローラ
４６ 給紙路
４７ 搬送ローラ対
４９ レジストローラ対
５０ 手差し給紙ローラ
５１ 手差しトレイ
５２ 分離ローラ
５３ 手差し給紙路
５７ スタック部
６２ 一次転写ローラ
９０ ベルトクリーニング装置
１００ プリンタ部
１１０ 中間転写ベルト
２００ 給紙装置
３００ スキャナ部本体
４００ 自動原稿送り装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤担持体とトナー薄層を形成するための層厚規制部材と、
現像剤担持体にトナーを供給するトナー補給部材と、
トナー収容部のトナーを循環させるためのトナー攪拌部材と、
を有する現像装置において、
前記トナー攪拌部材は、前記層厚規制部材の折曲部よりも先端側の先端部の延長線によりも下方に設けられ、トナー攪拌部材の先端の周回線と前記延長線との最短距離が５ｍｍ以下である
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において、
前記トナー攪拌部材の線速とトナー補給部材の線速比（攪拌線速／補給線速）が１．５以上である
ことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の現像装置において、
前記層厚規制部材の先端部の曲げ角度は９０°以下である
ことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の現像装置において、
体積平均粒径（Ｄｖ）が３〜８μｍで、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にあるトナーが用いられている
ことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の現像装置において、
形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあるトナーが用いられている
ことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の現像装置において、
少なくとも窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤及び離型剤を有機溶剤中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋反応及び／又は伸長反応させて得られる現像剤である
ことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の現像装置を備えている
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ないし請求項６のいずれかに記載の現像装置を備えている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項７に記載のプロセスカートリッジを備えている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
現像剤担持体とトナー薄層を形成するための層厚規制部材と、
現像剤担持体にトナーを供給するトナー補給部材と、
トナー収容部のトナーを循環させるためのトナー攪拌部材と、
を有する現像装置において、
前記トナー攪拌部材は、前記層厚規制部材の折曲部よりも先端側の先端部の延長線によりも下方に設けられ、トナー攪拌部材の先端の周回線と前記延長線との最短距離が５ｍｍ以下である
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において、
前記トナー攪拌部材の線速とトナー補給部材の線速比（攪拌線速／補給線速）が１．５以上である
ことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の現像装置において、
前記層厚規制部材の先端部の曲げ角度は９０°以下である
ことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の現像装置において、
体積平均粒径（Ｄｖ）が３〜８μｍで、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にあるトナーが用いられている
ことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の現像装置において、
形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあるトナーが用いられている
ことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の現像装置において、
少なくとも窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤及び離型剤を有機溶剤中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋反応及び／又は伸長反応させて得られる現像剤である
ことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の現像装置を備えている
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ないし請求項６のいずれかに記載の現像装置を備えている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項７に記載のプロセスカートリッジを備えている
ことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２８２１９３（Ｐ２００９−２８２１９３Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３２８６０（Ｐ２００８−１３２８６０）
【出願日】平成２０年５月２１日（２００８．５．２１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２１日（２００８．５．２１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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