現像装置およびプロセスカートリッジ
【課題】使用される電界により、キャリアからトナーを分離し、効率的に軸方向にトナーを動かし、効率よく軸方向のトナー濃度を均一化・薄層化し、機械的なストレスを極力与えずに現像剤の劣化を抑制し、しかも簡易な装置構成で、現像領域へのトナー供給量を均一できる高速・小型の現像装置およびプロセスカートリッジを提供する。
【解決手段】現像剤担持体の回転方向の現像剤規制部材から現像領域に至る回転の範囲に、回転軸に平行し互いに隔離した複数の電極を現像剤担持体表面と離間して設け、各電極と現像剤担持体との間に回転軸方向に周期的に変化する電界により外力を発生させて回転軸方向に二成分現像剤の搬送力を生ぜしめ、二成分現像剤を回転軸方向に移動させる。
【解決手段】現像剤担持体の回転方向の現像剤規制部材から現像領域に至る回転の範囲に、回転軸に平行し互いに隔離した複数の電極を現像剤担持体表面と離間して設け、各電極と現像剤担持体との間に回転軸方向に周期的に変化する電界により外力を発生させて回転軸方向に二成分現像剤の搬送力を生ぜしめ、二成分現像剤を回転軸方向に移動させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に使用される現像装置およびプロセスカートリッジに関し、特に二成分現像剤のトナーを現像ローラの軸方向に電界により移動させ対向する感光体上にトナー像を形成する現像装置およびプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
二成分現像装置では、現像剤を収容する現像剤容器内に配設された現像剤撹拌搬送部材を用いて、二成分現像剤を撹拌してトナーの濃度を均一にした後、内部に磁極を有する現像剤担持体に向けて撹拌された現像剤を搬送する。さらに、この現像剤を現像剤担持体表面に担持させて搬送し、像担持体上の静電潜像に供給してこれを現像する。
【０００３】
攪拌部は、一旦現像した現像剤を回収し、供給されたトナーと混合するため攪拌を行い、この混合攪拌が不十分であると、画像濃度ムラが発生するなどの異常画像が形成される。必要な攪拌性は、現像剤に対する相対的なトナー消費量で決まり、高速化・小型化では、現像剤容量に対するトナーの消費量が増加するため、より攪拌性を向上させる必要がある。
【０００４】
従来、攪拌性を向上させるための様々な方式が提案されているが、これらの方式は現像剤撹拌搬送部分に対してのものである。
これらの現像に関する構成に於いて、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いて静電潜像を顕像化する現像装置は、現像剤中のトナーとキャリアとの混合状態が画像に影響することから、現像剤混合攪拌の機能を向上させるための提案がなされている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
また、発明の構成の一部である規制部材もしくは、剤規制部材通過後から現像領域までに、電界を形成する装置構成が提案されているが、その主な目的は、トナーの帯電性を向上させるもの、および高画質化のためのトナー飛翔を制御させるものであり、本発明の目的とは異なっている。
また、スクリューの回転数を早くすることや、スクリュー形状を改善することで攪拌部の攪拌性を向上させる提案もなされている。
【０００６】
また、現像領域上流に交流電界を形成し、機械的なストレスが少ない方法でトナーの帯電量を適正化する画像形成装置および現像装置が提案されている（例えば特許文献２参照）。この装置構成では、軸方向にトナーの移動を促進させる力を付与する構成は開示されていない。
【特許文献１】特許第３０８４４６５号公報
【特許文献２】特開２０００−０１０３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の文献に記載の発明では、駆動トルクが増加するため、駆動モータトルクの余裕が少なくならないように、予め駆動モータトルク余裕を大きくとる必要があった。また、結果的に現像剤に与えるエネルギーを増加させることであり、現像剤の劣化が早まるといった問題がある。また、攪拌部を高速にした場合には、軸などの磨耗も増加し装置の耐久性が低下するなどの問題もあった。
【０００８】
本発明は、上述した実情を考慮してなされたもので、現像担持体の回転方向において、現像剤規制部材から現像領域までの範囲に、回転軸に平行でそれぞれ隔離した複数の電極を設け、現像担持体と電極との間に外力を発生させる現像装置およびプロセスカートリッジを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、二成分現像剤のトナーを担持し、静電潜像が形成された像担持体と対向する現像領域に前記二成分現像剤のトナーを搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に担持された現像剤の量を規制する現像剤規制部材とを備え、前記現像剤担持体にバイアスを印加して像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置であって、前記現像剤担持体の回転方向の現像剤規制部材から現像領域に至る回転の範囲に、回転軸に平行し互いに隔離した複数の電極を前記現像剤担持体表面と離間して設け、当該各電極と前記現像剤担持体との間に回転軸方向に周期的に変化する電界により外力を発生させて前記回転軸方向に前記二成分現像剤の搬送力を生ぜしめ、前記二成分現像剤を前記回転軸方向に移動させることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の現像装置において、前記周期的に変化する電界は、前記回転軸方向に対して電界の位相を周期的に変化させて発生することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の現像装置において、前記電極と前記二成分現像剤とが対向する領域の少なくとも一部に、前記現像剤担持体の法線方向の磁束密度が前記現像剤担持体の接線方向の磁束密度より大きい磁界を形成することを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の現像装置において、前記電極を前記現像剤規制部材と一体化して設置することを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４いずれか１項に記載の現像装置において、前記現像装置に使用するトナーの円形度が０．９６より大きいトナーであることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、像担持体と、帯電手段、現像手段、クリーニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジであって、前記プロセスカートリッジは少なくとも現像手段を有し、前記現像手段は、請求項１から４いずれか１項に記載の現像装置を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、現像担持体の回転方向において、現像剤規制部材から現像領域までの範囲に、回転軸に平行でそれぞれ隔離した複数の電極を設け、現像担持体と電極との間に外力を発生させる現像装置およびプロセスカートリッジを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本実施形態では、使用される電界により、キャリアからトナーを分離し、効率的に軸方向にトナーを動かし、効率よく軸方向のトナー濃度を均一化・薄層化し、機械的なストレスを極力与えずに現像剤の劣化を抑制し、しかも簡易な装置構成で、現像領域へのトナー供給量を均一できる高速・小型化した現像装置およびプロセスカートリッジを提供することを目的としている。
【００１７】
以下、図面を参照して、本実施形態の現像装置およびプロセスカートリッジを詳細に説明する。
図１は、本実施形態の現像装置を含む画像形成装置の一例を模式的に表した断面図である。
【００１８】
本実施形態の現像装置は、感光体１に所定の間隙を介して対向する現像ローラ４３を有している。また、第１現像剤収容部４４、第１搬送スクリュウ４５、第２現像剤収容部４６、第２搬送スクリュウ４７、トナー濃度センサ（以下、Ｔセンサという）４８、ドクターブレード４９なども有している。現像装置のケーシング内は、仕切壁５０によって第１剤収容部４４と第２剤収容部４６とに分かれており、それぞれ、マイナス帯電性のトナーと、磁性キャリアとを含む二成分現像剤が収容されている。第１現像剤収容部４４内には第１搬送スクリュウ４５が配設されており、図示しない駆動手段によって回転駆動されて、第１現像剤収容部４４内の二成分現像剤が図中手前側から奥側に向けて搬送される。現像ローラ４３は、第１搬送スクリュウ４５に対して、第１剤現像収容部４４の図中左側に所定の間隙が設けられており、この間隙を介して対向するように平行配設されている。また、図示しない駆動手段によって図中、反時計回りに回転駆動される非磁性材料からなるパイプ状の現像スリーブ４１と、これに引き連られて回ることのないように内部固定されたマグネットローラ４２とを有している。第１現像剤収容部４４内において、攪拌手段である第１搬送スクリュウ４４によって攪拌搬送される二成分現像剤は、現像剤担持体である現像ローラ４３のマグネットローラ４２の磁力によって現像スリーブ４１表面に引き寄せられる。
【００１９】
回転駆動される現像スリーブ４１に連動して第１剤収容部４４から二成分現像剤が汲み上げられる。汲み上げられた二成分現像剤は、スリーブ表面に所定の間隙を介して対向するドクターブレード４９によってその厚みが規制（制御）されてから、感光体１に対向する現像領域に搬送され、ここで感光体１上の静電潜像にトナーを付着させる。この付着により、感光体１上の静電潜像がトナー像によって現像される。このような現像によってトナーが消費され、残りの二成分現像剤は、現像スリーブ４１の回転に伴って第１現像剤収容部４４内に戻される。
【００２０】
現像ローラ４３の現像スリーブ４１上から第１剤収容部４４内に戻された二成分現像剤は、第１搬送スクリュウ４５の回転に伴って現像装置４の図中奥側の端部付近まで搬送される。ここでは、第１剤収容部４４と第２剤収容部４６との間に仕切壁が設けられておらず、二成分現像剤が前者から後者に進入する。第２剤収容部４６内では、図示しない駆動手段によって回転駆動される攪拌手段である第２搬送スクリュウ４７によって、二成分現像剤が図中奥側から手前側へと攪拌搬送される。この攪拌搬送の際、図示しないトナー補給手段から適宜補給される新たなトナーを取り込んで、そのトナー濃度を復活させる。そして、現像装置の図中手前側の端部付近まで搬送される。ここでも仕切壁が設けられていないため、二成分現像剤は、第２剤収容部４７内から第１剤収容部４４内に戻る。このようにして、二成分現像剤は、現像装置内において第１剤収容部４４→現像ローラ４３→第１剤収容部４４→第２剤収容部４６→第１剤収容部４４という循環経路にしたがって搬送される。
【００２１】
第２剤収容部４６には、図示しないトナー補給手段が接続されており、これによって新たなトナーが適宜補給される。具体的には、第２剤収容部４６の底部に設けられた透磁率センサからなるＴセンサ４８は、第２搬送スクリュウ４７によって搬送される二成分現像剤の透磁率に応じた値の電圧を出力する。二成分現像剤の透磁率は、トナー濃度とある相関を示すため、Ｔセンサ４８はトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。この出力電圧の値は、図示しない制御部に送られる。この制御部は、ＲＡＭを備えており、この中にＴセンサ４８からの出力電圧の目標値であるＶｔｒｅｆを格納されている。Ｔセンサ４８からの出力電圧の値をＶｔｒｅｆに近づけるように、図示しないトナー補給手段を駆動制御して第２剤収容部４６内にトナーを適宜補給させる。このような補給制御により、現像装置内の二成分現像剤のトナー濃度が所定の範囲内に維持される。
【００２２】
本実施形態の現像装置は、画像形成装置本体に使用されるが、たとえばこのような画像形成装置としては、図１に示すように、潜像担持体として感光体ドラム１を備え、感光体ドラム１の周囲には、図示矢印方向の回転過程において画像形成処理を実行するための帯電装置２、書き込み装置（図示せず）、現像装置５、転写装置６およびクリーニング装置７がそれぞれ配置されている。感光体ドラム１の周囲に配置されている各装置のうちで、書き込み装置および転写装置６を除く各装置の全てあるいはその一部が感光体ドラム１と共に纏めてプロセスカートリッジに設けられている。
【００２３】
本実施形態のプロセスカートリッジは、像担持体と、帯電手段、現像手段、クリーニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジである。このような本実施形態のプロセスカートリッジは、前記したような現像装置を有している。
【００２４】
以下に、本実施形態の現像装置およびプロセスカートリッジを実施例により、さらに説明するが、本実施形態はこれら実施例に限定されて解釈されるものではない。
【実施例１】
【００２５】
（請求項１、２に対応）
図１は本実施形態で使用する画像形成装置の構成例を模式的に表したものである。
本実施例ではスリーブの直径を１８ｍｍとし、表面はサンドブラスト処理を行い、１０〜２０μｍＲＺの範囲に入るように荒らし、現像剤の搬送性を向上させている。また、同じ目的で、１〜数ｍｍの深さを有する複数の溝を形成することもある。
【００２６】
そして図２に示すように、現像スリーブ４１の内部にスリーブと連れ回らないように固定されているマグネットローラ４２は、周方向に並ぶ５つの磁極Ｐ１（Ｓ極）、Ｐ２（Ｎ極）、Ｐ３（Ｓ極）、Ｐ４（Ｓ極）、Ｐ５（Ｎ極）を有している。これらのうち、磁極Ｐ１は、感光体１と現像スリーブ４１とが対向する現像領域のスリーブ裏側に配設された現像磁極となっており、５つの磁極の中で最も強い磁力を発揮するように構成されている。その磁束密度は１００［ｍＴ］となっており、スリーブ上の二成分現像剤を現像領域で穂立ちさせて磁気ブラシを形成する役割を担っている。
【００２７】
感光体１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である。上記磁極Ｐ１の磁力によって現像スリーブ４１上に形成された磁気ブラシは、その先端を感光体１に摺擦させながら、０．４ｍｍ程度の現像ギャップＧを通過する。このとき、感光体１の非画像部電位ＶＤ、潜像部電位ＶＬ、現像スリーブ（に印加される現像バイアスの）電位ＶＢは、それぞれ−３５０Ｖ、−５０Ｖ、−２５０Ｖになっている。上記現像領域で、感光体１の潜像部と摺擦する磁気ブラシの先端のトナーには、２００Ｖ（ＶＬ−ＶＢ＝２００）の現像ポテンシャルが作用する。これにより、磁性キャリアＣの表面から感光体１の潜像部に静電的に転移してトナー像を形成する。一方、感光体１の非画像部と摺擦する磁気ブラシの先端のトナーには、−１００Ｖ（ＶＤ−ＶＢ＝−１００）の非現像ポテンシャルが作用するため、非画像部へのトナー付着が阻止される。なお、磁極Ｐ１は、感光体１に対する角度が０°であり、その半値幅が４２°になっている。また、磁極Ｐ２は、その磁束密度が９０ｍＴで、半値幅が４２°になっている。感光体１は、たとえば１５０［ｍｍ／ｓｅｃ］程度の線速で図中時計回りに回転駆動される。また、たとえば直径φ＝１８［ｍｍ］の非磁性パイプからなる現像スリーブ４１は、２５０［ｍｍ／ｓｅｃ］程度の線速で図中、反時計回りに回転駆動される。
【００２８】
本実施例ではドクターブレード４９と現像スリーブ４１間の最近接間隔は０．６ｍｍに設定され、またドクターブレード４９に対向した磁石８の磁極はドクターブレード４９よりも現像スリーブ４１の回転方向上流側に数度程度傾斜して位置している。これにより、現像剤のドクターブレード４９から戻る二成分現像剤の循環流を容易に形成することが出来る。
【００２９】
本実施例は、電極部材をドクターブレード４９通過後に設置している。この電極部材の構成は、図３に示す２相（単相）の交流電源と極性の異なるパルス波を印加できるようになっている。
【００３０】
次に、電極部材での二成分トナーの移動について説明する。
図４（ａ）は、電極とトナー、キャリア間のトナーの動きを模式的に説明するために書いた図である。
電極部材によるトナーの攪拌は、電極にトナーを吸着させる工程１と電極上に吸着されたトナーを分配する工程２と電極上に吸着されたトナーを現像剤に戻す工程３とを経て、位相を変えて電極にトナーを吸着させる工程１を繰り返す。これにより、トナー偏りが改善され、攪拌性が向上する。本実施例では、スリーブの電位を−５００Ｖ、交流電源をＶｐｐ４００Ｖ、パルス波の振幅を２５０Ｖとした。
周期は、印加交流電源を１ＫＨｚとし、およそ１周期の間にキャリア１個分だけ現像剤は進行する。
【００３１】
すなわち、工程１に示すように、奇数番目の電極と偶数番目の電極の位相差をπの電界を印加すると、偶数番目の電極にトナーが吸着し（工程１）、吸着されたトナーは工程２において隣の電極に拡散していき、拡散されたトナーは工程３において、キャリアに接触する。このような工程１〜３を繰り返し経て、トナーは適正な帯電量を得ると共に、進行（搬送）していく。
【００３２】
図４（ｂ）は、各工程における各電極の電位変化を示している。
電界は、磁気ブラシがたった穂立ちの状態で印加されると、磁気ブラシと間隙を有した電極による印加される電界により、ブラシ同士がいわゆる高く粗い状態となって磁気ブラシ間に空間が形成され、これによってトナーの移動が容易になり、効果が高くなる。磁気ブラシを立たせるためには、少なくともスリーブの法線磁束密度が接線磁束密度よりも強いことが必要である。
本実施形態では、このような電極部材を設けて適度な電圧印加をすることで、現像剤容量を１５０ｇとしても、濃度むらなく画像を形成することが可能になった。
【実施例２】
【００３３】
（請求項１、２に対応）
本実施例２は、電界発生のための電極に３相電源を用いている例を示す。このような電極の例を図５に示す。電位印加条件は、２相電源での位相を１２０°ずつずらして、３相とした。こうすることで、トナーの進行方向を制御できるため、攪拌性が向上するという利点がある。本実施例では、電極の組を３つずつとし、３個を１組として、電極数を３ｎ（ｎは１以上の整数）個としている。そしてたとえば、第１の電極と、第２の電極と、第３の電極との印加電圧の位相差を１２０度（２π／３）とし、工程１においてトナーを吸着させる電極を３個毎とし、工程２において、拡散させる電極数の割合を実施例１に比較して約倍となるようにした。そして工程３によって、実施例１と同様に、トナーをキャリアに接触させている。
【実施例３】
【００３４】
（請求項４に対応）
図６に示すように、本実施例３は、電極の設置位置をドクタと併せたように構成することにより、電極の設置位置をドクタと共にすることでその設置を省略することができ、より小型化が可能となる様に構成した。
【実施例４】
【００３５】
（請求項５に対応）
使用するトナーはフロー式粒子像測定器で計測した円形度が０．９６を越えるトナーが望ましい。円形度がそれ以下のトナーでは、接触面がトナーによって変化し、非静電的付着力に差ができる。このように本実施形態では、円形度が０．９６を超えるトナーを使用することで、非静電的付着力が均一になり、電界に対するトナー応答性が向上し、トナー濃度を均一にする効果が向上する。
好ましい新トナーと、現在一般に使用されているトナーを代表するもの（単に、「従来トナー」という）を、次のように調製した。
【００３６】
従来トナーの調製：
下記原材料をヘンシェルミキサーで充分混合した後、小型二本ロールミルで、１５０℃、２時間混練した。
結着樹脂（スチレン−アクリル酸メチル共重合体） １００．０重量部
着色剤（カーボンブラック＃４４、三菱カーボン社製） １０．０重量部
荷電制御剤（ジターシャリーブチルサリチル酸亜鉛塩：オリエント化学製ボントロンＥ−８４） ２．０重量部
カルナウバワックス ５．０重量部
【００３７】
得られた混練物を２ｍｍのスクリーンを装着したパルベライザーで粗粉砕した後、ラボジェットで粉砕し、１００ＭＺＲで分級して４〜１０μｍ径の着色粒子を得た。得られた着色粒子９５重量部に対して、トナーの流動性や現像性、転写性、クリーニング性、帯電性を補助するための添加剤として３重量部のシリカ、２重量部の酸化チタン粒子（両添加剤の平均粒径２０ｎｍ）をヘンシェルミキサーで２分間混合し、篩にかけてトナーを得た。これが従来トナーである。ここで、従来トナーの円形度をフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２０００（東亜医用電子株式会社製）により計測したところ、０．９３であった。また、その重量平均粒径は５．７３μｍであった。
【００３８】
新トナーの調製：
従来トナーの製造過程で得られた着色粒子を、日本ニューマチック製サーフュージョンシステムを用いて、熱処理温度２５０℃、熱風風量１０００リットル／分、供給風量１００リットル／分で２回処理し、４〜１０μｍ径の新たな着色粒子を得た。得られた着色粒子９５重量部に対して、トナーの流動性や現像性、転写性、クリーニング性、帯電性を補助するための添加剤として３重量部のシリカ、２重量部の酸化チタン粒子（両添加剤の平均粒径６０ｎｍ）をヘンシェルミキサーで２分間混合し、篩にかけてトナーを得た。これが新トナーである。
【００３９】
新トナーの円形度は０．９６、その重量平均粒径は５．５６μｍであった。なお、本実施例では粉砕トナーへ熱処理を行うことにより、トナー円形度を高めたが、熱処理に代えて、例えば特開平９−８５７４１号公報に記載されたターボミル（ターボ工業製）を用いた方法やクリプトロン（川崎工業製）、Ｑ型ミキサー（三井鉱山製）を用いた方法等、機械的な処理を行うことでトナー円形度を高めても良い。その他には、懸濁重合法、分散重合法、溶解懸濁法等の湿式造粒による製法によって、このように円形度の高いトナーを作製しても良い。これら製法の場合はエネルギー効率の点で優れるといったメリットがある。
【実施例５】
【００４０】
（請求項６に対応）
本実施形態の現像装置を用いた画像形成装置は、一連のプロセスを経て、最終的には、紙上に画像が印刷される。
その工程は、まず感光体が所定の周速度で回転駆動される。感光体は回転過程において、帯電手段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手段からの画像露光光を受け、こうして感光体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、次いで現像手段によりトナー現像され、現像されたトナー像は、給紙部から感光体と転写手段との間に感光体の回転と同期されて給送された転写材に、転写手段により順次転写されるといった像転写を受けた転写材は感光体面から分離されて像定着手段へ導入されて像定着され、複写物（コピー）として装置外へプリントアウトされる。像転写後の感光体の表面は、クリーニング手段によって転写残りトナーの除去を受けて清浄面化され、更除電された後、繰り返し画像形成に使用される。
【００４１】
このように本実施形態の現像装置およびプロセスカートリッジによれば、二成分現像剤のトナーを担持し、静電潜像が形成された像担持体と対向する現像領域に前記二成分現像剤のトナーを回転搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持された現像剤の量を規制する現像剤規制部材とを備え、前記現像剤担持体にバイアスを印加して像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置において、前記現像剤担持体の回転方向の現像剤規制部材から現像領域に至る回転範囲において、回転軸に平行し互いに隔離した複数の電極を、前記現像剤担持体表面から隔離して設け、当該各電極と現像剤担持体との間に回転軸方向に周期的に変化する電界を形成し、該電界の変化により、前記回転軸方向に前記トナー粒子を搬送する力を有する成分をもつ外力を発生させ、トナー粒子を回転軸方向に移動させることを特徴とする現像装置により、電界により、キャリアからトナーを分離し、効率的に軸方向にトナーを動かし、効率よく軸方向のトナー濃度を均一化、薄層化し、機械的なストレスを与えないで現像剤の劣化を抑制し、簡易な装置構成で、現像領域へのトナー供給量を均一できる高速・小型現像装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本実施形態を使用する画像形成装置の構成例を示す断面図である。
【図２】本実施形態の現像ローラ、電極、感光体の配置を示す概略構成図である。
【図３】本実施形態に使用する電極部材の構成を示す摸式図である。
【図４】本実施形態の現像装置における電極とトナー、キャリア間の動きを示す模式図である。
【図５】本実施形態の現像装置に適用される電界構成に３相電源を用いた構成の概略模式図である。
【図６】本実施形態の現像装置に適用される電極とドクタとを合体化した構成例を示す概略模式図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ 感光体
２ 現像ローラ
３ 電極
４ 電源
６ ケース
７ 現像剤
８ 磁石
９ 補給トナー
１４ ２相交流電源
１５ パルス電源
１６ ３相交流電源
２１ ドクタ
３１ 電極１
３２ 電極２
３３ 電極３
３４ 電極４
４０ 現像装置
４１ 現像スリーブ
４２ マグネットローラ
４３ 現像剤坦持体(現像ローラ)
４４ 第１現像剤収容部
４５ 第１搬送スクリュウ
４６ 第２現像剤収容部
４７ 第２搬送スクリュウ
４８ トナー濃度センサ（Ｔセンサ）
４９ ドクターブレード
Ｐ１、Ｐ３、Ｐ４ 磁極（Ｓ極）
Ｐ２、Ｐ５ 磁極（Ｎ極）
Ｌ 露光手段からの露光光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に使用される現像装置およびプロセスカートリッジに関し、特に二成分現像剤のトナーを現像ローラの軸方向に電界により移動させ対向する感光体上にトナー像を形成する現像装置およびプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
二成分現像装置では、現像剤を収容する現像剤容器内に配設された現像剤撹拌搬送部材を用いて、二成分現像剤を撹拌してトナーの濃度を均一にした後、内部に磁極を有する現像剤担持体に向けて撹拌された現像剤を搬送する。さらに、この現像剤を現像剤担持体表面に担持させて搬送し、像担持体上の静電潜像に供給してこれを現像する。
【０００３】
攪拌部は、一旦現像した現像剤を回収し、供給されたトナーと混合するため攪拌を行い、この混合攪拌が不十分であると、画像濃度ムラが発生するなどの異常画像が形成される。必要な攪拌性は、現像剤に対する相対的なトナー消費量で決まり、高速化・小型化では、現像剤容量に対するトナーの消費量が増加するため、より攪拌性を向上させる必要がある。
【０００４】
従来、攪拌性を向上させるための様々な方式が提案されているが、これらの方式は現像剤撹拌搬送部分に対してのものである。
これらの現像に関する構成に於いて、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いて静電潜像を顕像化する現像装置は、現像剤中のトナーとキャリアとの混合状態が画像に影響することから、現像剤混合攪拌の機能を向上させるための提案がなされている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
また、発明の構成の一部である規制部材もしくは、剤規制部材通過後から現像領域までに、電界を形成する装置構成が提案されているが、その主な目的は、トナーの帯電性を向上させるもの、および高画質化のためのトナー飛翔を制御させるものであり、本発明の目的とは異なっている。
また、スクリューの回転数を早くすることや、スクリュー形状を改善することで攪拌部の攪拌性を向上させる提案もなされている。
【０００６】
また、現像領域上流に交流電界を形成し、機械的なストレスが少ない方法でトナーの帯電量を適正化する画像形成装置および現像装置が提案されている（例えば特許文献２参照）。この装置構成では、軸方向にトナーの移動を促進させる力を付与する構成は開示されていない。
【特許文献１】特許第３０８４４６５号公報
【特許文献２】特開２０００−０１０３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の文献に記載の発明では、駆動トルクが増加するため、駆動モータトルクの余裕が少なくならないように、予め駆動モータトルク余裕を大きくとる必要があった。また、結果的に現像剤に与えるエネルギーを増加させることであり、現像剤の劣化が早まるといった問題がある。また、攪拌部を高速にした場合には、軸などの磨耗も増加し装置の耐久性が低下するなどの問題もあった。
【０００８】
本発明は、上述した実情を考慮してなされたもので、現像担持体の回転方向において、現像剤規制部材から現像領域までの範囲に、回転軸に平行でそれぞれ隔離した複数の電極を設け、現像担持体と電極との間に外力を発生させる現像装置およびプロセスカートリッジを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、二成分現像剤のトナーを担持し、静電潜像が形成された像担持体と対向する現像領域に前記二成分現像剤のトナーを搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に担持された現像剤の量を規制する現像剤規制部材とを備え、前記現像剤担持体にバイアスを印加して像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置であって、前記現像剤担持体の回転方向の現像剤規制部材から現像領域に至る回転の範囲に、回転軸に平行し互いに隔離した複数の電極を前記現像剤担持体表面と離間して設け、当該各電極と前記現像剤担持体との間に回転軸方向に周期的に変化する電界により外力を発生させて前記回転軸方向に前記二成分現像剤の搬送力を生ぜしめ、前記二成分現像剤を前記回転軸方向に移動させることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の現像装置において、前記周期的に変化する電界は、前記回転軸方向に対して電界の位相を周期的に変化させて発生することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の現像装置において、前記電極と前記二成分現像剤とが対向する領域の少なくとも一部に、前記現像剤担持体の法線方向の磁束密度が前記現像剤担持体の接線方向の磁束密度より大きい磁界を形成することを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の現像装置において、前記電極を前記現像剤規制部材と一体化して設置することを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４いずれか１項に記載の現像装置において、前記現像装置に使用するトナーの円形度が０．９６より大きいトナーであることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、像担持体と、帯電手段、現像手段、クリーニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジであって、前記プロセスカートリッジは少なくとも現像手段を有し、前記現像手段は、請求項１から４いずれか１項に記載の現像装置を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、現像担持体の回転方向において、現像剤規制部材から現像領域までの範囲に、回転軸に平行でそれぞれ隔離した複数の電極を設け、現像担持体と電極との間に外力を発生させる現像装置およびプロセスカートリッジを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本実施形態では、使用される電界により、キャリアからトナーを分離し、効率的に軸方向にトナーを動かし、効率よく軸方向のトナー濃度を均一化・薄層化し、機械的なストレスを極力与えずに現像剤の劣化を抑制し、しかも簡易な装置構成で、現像領域へのトナー供給量を均一できる高速・小型化した現像装置およびプロセスカートリッジを提供することを目的としている。
【００１７】
以下、図面を参照して、本実施形態の現像装置およびプロセスカートリッジを詳細に説明する。
図１は、本実施形態の現像装置を含む画像形成装置の一例を模式的に表した断面図である。
【００１８】
本実施形態の現像装置は、感光体１に所定の間隙を介して対向する現像ローラ４３を有している。また、第１現像剤収容部４４、第１搬送スクリュウ４５、第２現像剤収容部４６、第２搬送スクリュウ４７、トナー濃度センサ（以下、Ｔセンサという）４８、ドクターブレード４９なども有している。現像装置のケーシング内は、仕切壁５０によって第１剤収容部４４と第２剤収容部４６とに分かれており、それぞれ、マイナス帯電性のトナーと、磁性キャリアとを含む二成分現像剤が収容されている。第１現像剤収容部４４内には第１搬送スクリュウ４５が配設されており、図示しない駆動手段によって回転駆動されて、第１現像剤収容部４４内の二成分現像剤が図中手前側から奥側に向けて搬送される。現像ローラ４３は、第１搬送スクリュウ４５に対して、第１剤現像収容部４４の図中左側に所定の間隙が設けられており、この間隙を介して対向するように平行配設されている。また、図示しない駆動手段によって図中、反時計回りに回転駆動される非磁性材料からなるパイプ状の現像スリーブ４１と、これに引き連られて回ることのないように内部固定されたマグネットローラ４２とを有している。第１現像剤収容部４４内において、攪拌手段である第１搬送スクリュウ４４によって攪拌搬送される二成分現像剤は、現像剤担持体である現像ローラ４３のマグネットローラ４２の磁力によって現像スリーブ４１表面に引き寄せられる。
【００１９】
回転駆動される現像スリーブ４１に連動して第１剤収容部４４から二成分現像剤が汲み上げられる。汲み上げられた二成分現像剤は、スリーブ表面に所定の間隙を介して対向するドクターブレード４９によってその厚みが規制（制御）されてから、感光体１に対向する現像領域に搬送され、ここで感光体１上の静電潜像にトナーを付着させる。この付着により、感光体１上の静電潜像がトナー像によって現像される。このような現像によってトナーが消費され、残りの二成分現像剤は、現像スリーブ４１の回転に伴って第１現像剤収容部４４内に戻される。
【００２０】
現像ローラ４３の現像スリーブ４１上から第１剤収容部４４内に戻された二成分現像剤は、第１搬送スクリュウ４５の回転に伴って現像装置４の図中奥側の端部付近まで搬送される。ここでは、第１剤収容部４４と第２剤収容部４６との間に仕切壁が設けられておらず、二成分現像剤が前者から後者に進入する。第２剤収容部４６内では、図示しない駆動手段によって回転駆動される攪拌手段である第２搬送スクリュウ４７によって、二成分現像剤が図中奥側から手前側へと攪拌搬送される。この攪拌搬送の際、図示しないトナー補給手段から適宜補給される新たなトナーを取り込んで、そのトナー濃度を復活させる。そして、現像装置の図中手前側の端部付近まで搬送される。ここでも仕切壁が設けられていないため、二成分現像剤は、第２剤収容部４７内から第１剤収容部４４内に戻る。このようにして、二成分現像剤は、現像装置内において第１剤収容部４４→現像ローラ４３→第１剤収容部４４→第２剤収容部４６→第１剤収容部４４という循環経路にしたがって搬送される。
【００２１】
第２剤収容部４６には、図示しないトナー補給手段が接続されており、これによって新たなトナーが適宜補給される。具体的には、第２剤収容部４６の底部に設けられた透磁率センサからなるＴセンサ４８は、第２搬送スクリュウ４７によって搬送される二成分現像剤の透磁率に応じた値の電圧を出力する。二成分現像剤の透磁率は、トナー濃度とある相関を示すため、Ｔセンサ４８はトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。この出力電圧の値は、図示しない制御部に送られる。この制御部は、ＲＡＭを備えており、この中にＴセンサ４８からの出力電圧の目標値であるＶｔｒｅｆを格納されている。Ｔセンサ４８からの出力電圧の値をＶｔｒｅｆに近づけるように、図示しないトナー補給手段を駆動制御して第２剤収容部４６内にトナーを適宜補給させる。このような補給制御により、現像装置内の二成分現像剤のトナー濃度が所定の範囲内に維持される。
【００２２】
本実施形態の現像装置は、画像形成装置本体に使用されるが、たとえばこのような画像形成装置としては、図１に示すように、潜像担持体として感光体ドラム１を備え、感光体ドラム１の周囲には、図示矢印方向の回転過程において画像形成処理を実行するための帯電装置２、書き込み装置（図示せず）、現像装置５、転写装置６およびクリーニング装置７がそれぞれ配置されている。感光体ドラム１の周囲に配置されている各装置のうちで、書き込み装置および転写装置６を除く各装置の全てあるいはその一部が感光体ドラム１と共に纏めてプロセスカートリッジに設けられている。
【００２３】
本実施形態のプロセスカートリッジは、像担持体と、帯電手段、現像手段、クリーニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジである。このような本実施形態のプロセスカートリッジは、前記したような現像装置を有している。
【００２４】
以下に、本実施形態の現像装置およびプロセスカートリッジを実施例により、さらに説明するが、本実施形態はこれら実施例に限定されて解釈されるものではない。
【実施例１】
【００２５】
（請求項１、２に対応）
図１は本実施形態で使用する画像形成装置の構成例を模式的に表したものである。
本実施例ではスリーブの直径を１８ｍｍとし、表面はサンドブラスト処理を行い、１０〜２０μｍＲＺの範囲に入るように荒らし、現像剤の搬送性を向上させている。また、同じ目的で、１〜数ｍｍの深さを有する複数の溝を形成することもある。
【００２６】
そして図２に示すように、現像スリーブ４１の内部にスリーブと連れ回らないように固定されているマグネットローラ４２は、周方向に並ぶ５つの磁極Ｐ１（Ｓ極）、Ｐ２（Ｎ極）、Ｐ３（Ｓ極）、Ｐ４（Ｓ極）、Ｐ５（Ｎ極）を有している。これらのうち、磁極Ｐ１は、感光体１と現像スリーブ４１とが対向する現像領域のスリーブ裏側に配設された現像磁極となっており、５つの磁極の中で最も強い磁力を発揮するように構成されている。その磁束密度は１００［ｍＴ］となっており、スリーブ上の二成分現像剤を現像領域で穂立ちさせて磁気ブラシを形成する役割を担っている。
【００２７】
感光体１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である。上記磁極Ｐ１の磁力によって現像スリーブ４１上に形成された磁気ブラシは、その先端を感光体１に摺擦させながら、０．４ｍｍ程度の現像ギャップＧを通過する。このとき、感光体１の非画像部電位ＶＤ、潜像部電位ＶＬ、現像スリーブ（に印加される現像バイアスの）電位ＶＢは、それぞれ−３５０Ｖ、−５０Ｖ、−２５０Ｖになっている。上記現像領域で、感光体１の潜像部と摺擦する磁気ブラシの先端のトナーには、２００Ｖ（ＶＬ−ＶＢ＝２００）の現像ポテンシャルが作用する。これにより、磁性キャリアＣの表面から感光体１の潜像部に静電的に転移してトナー像を形成する。一方、感光体１の非画像部と摺擦する磁気ブラシの先端のトナーには、−１００Ｖ（ＶＤ−ＶＢ＝−１００）の非現像ポテンシャルが作用するため、非画像部へのトナー付着が阻止される。なお、磁極Ｐ１は、感光体１に対する角度が０°であり、その半値幅が４２°になっている。また、磁極Ｐ２は、その磁束密度が９０ｍＴで、半値幅が４２°になっている。感光体１は、たとえば１５０［ｍｍ／ｓｅｃ］程度の線速で図中時計回りに回転駆動される。また、たとえば直径φ＝１８［ｍｍ］の非磁性パイプからなる現像スリーブ４１は、２５０［ｍｍ／ｓｅｃ］程度の線速で図中、反時計回りに回転駆動される。
【００２８】
本実施例ではドクターブレード４９と現像スリーブ４１間の最近接間隔は０．６ｍｍに設定され、またドクターブレード４９に対向した磁石８の磁極はドクターブレード４９よりも現像スリーブ４１の回転方向上流側に数度程度傾斜して位置している。これにより、現像剤のドクターブレード４９から戻る二成分現像剤の循環流を容易に形成することが出来る。
【００２９】
本実施例は、電極部材をドクターブレード４９通過後に設置している。この電極部材の構成は、図３に示す２相（単相）の交流電源と極性の異なるパルス波を印加できるようになっている。
【００３０】
次に、電極部材での二成分トナーの移動について説明する。
図４（ａ）は、電極とトナー、キャリア間のトナーの動きを模式的に説明するために書いた図である。
電極部材によるトナーの攪拌は、電極にトナーを吸着させる工程１と電極上に吸着されたトナーを分配する工程２と電極上に吸着されたトナーを現像剤に戻す工程３とを経て、位相を変えて電極にトナーを吸着させる工程１を繰り返す。これにより、トナー偏りが改善され、攪拌性が向上する。本実施例では、スリーブの電位を−５００Ｖ、交流電源をＶｐｐ４００Ｖ、パルス波の振幅を２５０Ｖとした。
周期は、印加交流電源を１ＫＨｚとし、およそ１周期の間にキャリア１個分だけ現像剤は進行する。
【００３１】
すなわち、工程１に示すように、奇数番目の電極と偶数番目の電極の位相差をπの電界を印加すると、偶数番目の電極にトナーが吸着し（工程１）、吸着されたトナーは工程２において隣の電極に拡散していき、拡散されたトナーは工程３において、キャリアに接触する。このような工程１〜３を繰り返し経て、トナーは適正な帯電量を得ると共に、進行（搬送）していく。
【００３２】
図４（ｂ）は、各工程における各電極の電位変化を示している。
電界は、磁気ブラシがたった穂立ちの状態で印加されると、磁気ブラシと間隙を有した電極による印加される電界により、ブラシ同士がいわゆる高く粗い状態となって磁気ブラシ間に空間が形成され、これによってトナーの移動が容易になり、効果が高くなる。磁気ブラシを立たせるためには、少なくともスリーブの法線磁束密度が接線磁束密度よりも強いことが必要である。
本実施形態では、このような電極部材を設けて適度な電圧印加をすることで、現像剤容量を１５０ｇとしても、濃度むらなく画像を形成することが可能になった。
【実施例２】
【００３３】
（請求項１、２に対応）
本実施例２は、電界発生のための電極に３相電源を用いている例を示す。このような電極の例を図５に示す。電位印加条件は、２相電源での位相を１２０°ずつずらして、３相とした。こうすることで、トナーの進行方向を制御できるため、攪拌性が向上するという利点がある。本実施例では、電極の組を３つずつとし、３個を１組として、電極数を３ｎ（ｎは１以上の整数）個としている。そしてたとえば、第１の電極と、第２の電極と、第３の電極との印加電圧の位相差を１２０度（２π／３）とし、工程１においてトナーを吸着させる電極を３個毎とし、工程２において、拡散させる電極数の割合を実施例１に比較して約倍となるようにした。そして工程３によって、実施例１と同様に、トナーをキャリアに接触させている。
【実施例３】
【００３４】
（請求項４に対応）
図６に示すように、本実施例３は、電極の設置位置をドクタと併せたように構成することにより、電極の設置位置をドクタと共にすることでその設置を省略することができ、より小型化が可能となる様に構成した。
【実施例４】
【００３５】
（請求項５に対応）
使用するトナーはフロー式粒子像測定器で計測した円形度が０．９６を越えるトナーが望ましい。円形度がそれ以下のトナーでは、接触面がトナーによって変化し、非静電的付着力に差ができる。このように本実施形態では、円形度が０．９６を超えるトナーを使用することで、非静電的付着力が均一になり、電界に対するトナー応答性が向上し、トナー濃度を均一にする効果が向上する。
好ましい新トナーと、現在一般に使用されているトナーを代表するもの（単に、「従来トナー」という）を、次のように調製した。
【００３６】
従来トナーの調製：
下記原材料をヘンシェルミキサーで充分混合した後、小型二本ロールミルで、１５０℃、２時間混練した。
結着樹脂（スチレン−アクリル酸メチル共重合体） １００．０重量部
着色剤（カーボンブラック＃４４、三菱カーボン社製） １０．０重量部
荷電制御剤（ジターシャリーブチルサリチル酸亜鉛塩：オリエント化学製ボントロンＥ−８４） ２．０重量部
カルナウバワックス ５．０重量部
【００３７】
得られた混練物を２ｍｍのスクリーンを装着したパルベライザーで粗粉砕した後、ラボジェットで粉砕し、１００ＭＺＲで分級して４〜１０μｍ径の着色粒子を得た。得られた着色粒子９５重量部に対して、トナーの流動性や現像性、転写性、クリーニング性、帯電性を補助するための添加剤として３重量部のシリカ、２重量部の酸化チタン粒子（両添加剤の平均粒径２０ｎｍ）をヘンシェルミキサーで２分間混合し、篩にかけてトナーを得た。これが従来トナーである。ここで、従来トナーの円形度をフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２０００（東亜医用電子株式会社製）により計測したところ、０．９３であった。また、その重量平均粒径は５．７３μｍであった。
【００３８】
新トナーの調製：
従来トナーの製造過程で得られた着色粒子を、日本ニューマチック製サーフュージョンシステムを用いて、熱処理温度２５０℃、熱風風量１０００リットル／分、供給風量１００リットル／分で２回処理し、４〜１０μｍ径の新たな着色粒子を得た。得られた着色粒子９５重量部に対して、トナーの流動性や現像性、転写性、クリーニング性、帯電性を補助するための添加剤として３重量部のシリカ、２重量部の酸化チタン粒子（両添加剤の平均粒径６０ｎｍ）をヘンシェルミキサーで２分間混合し、篩にかけてトナーを得た。これが新トナーである。
【００３９】
新トナーの円形度は０．９６、その重量平均粒径は５．５６μｍであった。なお、本実施例では粉砕トナーへ熱処理を行うことにより、トナー円形度を高めたが、熱処理に代えて、例えば特開平９−８５７４１号公報に記載されたターボミル（ターボ工業製）を用いた方法やクリプトロン（川崎工業製）、Ｑ型ミキサー（三井鉱山製）を用いた方法等、機械的な処理を行うことでトナー円形度を高めても良い。その他には、懸濁重合法、分散重合法、溶解懸濁法等の湿式造粒による製法によって、このように円形度の高いトナーを作製しても良い。これら製法の場合はエネルギー効率の点で優れるといったメリットがある。
【実施例５】
【００４０】
（請求項６に対応）
本実施形態の現像装置を用いた画像形成装置は、一連のプロセスを経て、最終的には、紙上に画像が印刷される。
その工程は、まず感光体が所定の周速度で回転駆動される。感光体は回転過程において、帯電手段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手段からの画像露光光を受け、こうして感光体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、次いで現像手段によりトナー現像され、現像されたトナー像は、給紙部から感光体と転写手段との間に感光体の回転と同期されて給送された転写材に、転写手段により順次転写されるといった像転写を受けた転写材は感光体面から分離されて像定着手段へ導入されて像定着され、複写物（コピー）として装置外へプリントアウトされる。像転写後の感光体の表面は、クリーニング手段によって転写残りトナーの除去を受けて清浄面化され、更除電された後、繰り返し画像形成に使用される。
【００４１】
このように本実施形態の現像装置およびプロセスカートリッジによれば、二成分現像剤のトナーを担持し、静電潜像が形成された像担持体と対向する現像領域に前記二成分現像剤のトナーを回転搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持された現像剤の量を規制する現像剤規制部材とを備え、前記現像剤担持体にバイアスを印加して像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置において、前記現像剤担持体の回転方向の現像剤規制部材から現像領域に至る回転範囲において、回転軸に平行し互いに隔離した複数の電極を、前記現像剤担持体表面から隔離して設け、当該各電極と現像剤担持体との間に回転軸方向に周期的に変化する電界を形成し、該電界の変化により、前記回転軸方向に前記トナー粒子を搬送する力を有する成分をもつ外力を発生させ、トナー粒子を回転軸方向に移動させることを特徴とする現像装置により、電界により、キャリアからトナーを分離し、効率的に軸方向にトナーを動かし、効率よく軸方向のトナー濃度を均一化、薄層化し、機械的なストレスを与えないで現像剤の劣化を抑制し、簡易な装置構成で、現像領域へのトナー供給量を均一できる高速・小型現像装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本実施形態を使用する画像形成装置の構成例を示す断面図である。
【図２】本実施形態の現像ローラ、電極、感光体の配置を示す概略構成図である。
【図３】本実施形態に使用する電極部材の構成を示す摸式図である。
【図４】本実施形態の現像装置における電極とトナー、キャリア間の動きを示す模式図である。
【図５】本実施形態の現像装置に適用される電界構成に３相電源を用いた構成の概略模式図である。
【図６】本実施形態の現像装置に適用される電極とドクタとを合体化した構成例を示す概略模式図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ 感光体
２ 現像ローラ
３ 電極
４ 電源
６ ケース
７ 現像剤
８ 磁石
９ 補給トナー
１４ ２相交流電源
１５ パルス電源
１６ ３相交流電源
２１ ドクタ
３１ 電極１
３２ 電極２
３３ 電極３
３４ 電極４
４０ 現像装置
４１ 現像スリーブ
４２ マグネットローラ
４３ 現像剤坦持体(現像ローラ)
４４ 第１現像剤収容部
４５ 第１搬送スクリュウ
４６ 第２現像剤収容部
４７ 第２搬送スクリュウ
４８ トナー濃度センサ（Ｔセンサ）
４９ ドクターブレード
Ｐ１、Ｐ３、Ｐ４ 磁極（Ｓ極）
Ｐ２、Ｐ５ 磁極（Ｎ極）
Ｌ 露光手段からの露光光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二成分現像剤のトナーを担持し、静電潜像が形成された像担持体と対向する現像領域に前記二成分現像剤のトナーを搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に担持された現像剤の量を規制する現像剤規制部材とを備え、
前記現像剤担持体にバイアスを印加して像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置であって、
前記現像剤担持体の回転方向の現像剤規制部材から現像領域に至る回転の範囲に、回転軸に平行し互いに隔離した複数の電極を前記現像剤担持体表面と離間して設け、
当該各電極と前記現像剤担持体との間に回転軸方向に周期的に変化する電界により外力を発生させて前記回転軸方向に前記二成分現像剤の搬送力を生ぜしめ、前記二成分現像剤を前記回転軸方向に移動させることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記周期的に変化する電界は、前記回転軸方向に対して電界の位相を周期的に変化させて発生することを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記電極と前記二成分現像剤とが対向する領域の少なくとも一部に、前記現像剤担持体の法線方向の磁束密度が前記現像剤担持体の接線方向の磁束密度より大きい磁界を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記電極を前記現像剤規制部材と一体化して設置することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像装置に使用するトナーの円形度が０．９６より大きいトナーであることを特徴とする請求項１から４いずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
像担持体と、帯電手段、現像手段、クリーニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジであって、
前記プロセスカートリッジは少なくとも現像手段を有し、前記現像手段は、請求項１から４いずれか１項に記載の現像装置を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１】
二成分現像剤のトナーを担持し、静電潜像が形成された像担持体と対向する現像領域に前記二成分現像剤のトナーを搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に担持された現像剤の量を規制する現像剤規制部材とを備え、
前記現像剤担持体にバイアスを印加して像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置であって、
前記現像剤担持体の回転方向の現像剤規制部材から現像領域に至る回転の範囲に、回転軸に平行し互いに隔離した複数の電極を前記現像剤担持体表面と離間して設け、
当該各電極と前記現像剤担持体との間に回転軸方向に周期的に変化する電界により外力を発生させて前記回転軸方向に前記二成分現像剤の搬送力を生ぜしめ、前記二成分現像剤を前記回転軸方向に移動させることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記周期的に変化する電界は、前記回転軸方向に対して電界の位相を周期的に変化させて発生することを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記電極と前記二成分現像剤とが対向する領域の少なくとも一部に、前記現像剤担持体の法線方向の磁束密度が前記現像剤担持体の接線方向の磁束密度より大きい磁界を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記電極を前記現像剤規制部材と一体化して設置することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像装置に使用するトナーの円形度が０．９６より大きいトナーであることを特徴とする請求項１から４いずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
像担持体と、帯電手段、現像手段、クリーニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジであって、
前記プロセスカートリッジは少なくとも現像手段を有し、前記現像手段は、請求項１から４いずれか１項に記載の現像装置を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【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２００８−５１８９７（Ｐ２００８−５１８９７Ａ）
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２２５７２４（Ｐ２００６−２２５７２４）
【出願日】平成１８年８月２２日（２００６．８．２２）
【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６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月２２日（２００６．８．２２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]