(57)【要約】【課題】急速にトナーを補給すると共に、短時間で現像剤を十分混合、攪拌して現像に適する程度までトナーの帯電量を上げることが十分に行えない。【解決手段】像担持体１に形成した静電潜像をトナーＴとキャリアＣを含む二成分現像剤を用いて現像する現像装置２は、トナーＴ及びキャリアＣを攪拌帯電する回転可能なトナー攪拌搬送スクリュー２７を有し、トナーＴを送り出す開口穴を有するメッシュ電極２８とを備えたトナー供給部１１と、トナー供給部１１から供給されるトナーＴを像担持体１の現像部に向けて搬送し像担持体１に形成した静電潜像を現像するためのトナー静電搬送手段１２とを備えた。【選択図】  図１
2004347632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に形成した静電潜像をトナーとキャリアを含む二成分現像剤にて現像する現像装置において、現像剤を攪拌する攪拌手段と、前記トナーを現像領域に進行波電界にて搬送するトナー静電搬送手段と、前記攪拌手段と前記トナー搬送手段の間に配置したメッシュ電極とを有し、前記攪拌手段が回転する部材からな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、前記攪拌手段は、スクリュ−であることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１に記載の現像装置において、前記攪拌手段は、主軸の周面に複数の平板状部材を軸方向に互いに異なる位置に配置してなり、前記現像剤を攪拌し、帯電させる機能を有することを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の現像装置において、前記攪拌手段の平板状部材の表面には三角状の突起部が形成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の現像装置において、前記攪拌手段の主軸の平板状部材を設けていない部分には軸方向の異なる位置に複数のリブ部材が設けられ、このリブ部材の表面には三角状の突起部が形成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項３ないし５のいずれかに記載の現像装置において、上記攪拌手段は、バタフライ方式又は振り子方式にて現像剤を攪拌することを特徴する現像装置。
【請求項７】
請求項１に記載の現像装置において、上記攪拌手段は、ブラシ構造を有していることを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項７に記載の現像装置において、前記攪拌手段は前記メッシュ電極に接することを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれかに記載の現像装置において、前記攪拌手段の表面に帯電機能材料が形成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の現像装置において、前記攪拌手段を配置する攪拌槽の内面に帯電機能材料が形成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項１１】
像担持体、帯電手段、転写手段及びクリーニング手段の少なくともいずれかと現像手段を含み、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において、前記現像手段が請求項１ないし１０のいずれかに記載の現像装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１２】
担持体に形成した静電潜像をトナーとキャリアを含む二成分現像剤にて現像して画像を形成する画像形成装置において、前記請求項１ないし１０のいずれかに記載の現像装置若しくは請求項１１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１３】
カラー画像を形成する画像形成装置において、請求項１１に記載のプロセスカートリッジを複数備えていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開２００１−３３１０２４号公報
【特許文献２】特開２００１−３３１０２５号公報
【特許文献３】特開平１０−２２１９３７号公報
【特許文献４】特許第３３１９８４４号公報
【０００３】
複写装置、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置として、電子写真プロセスを用いて、潜像担持体に潜像を形成し、この潜像をトナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いて現像して可視像化し、このトナー像を記録媒体に転写し、或いは中間転写部材に一旦転写した後記録媒体に転写することで画像を形成するものがある。
【０００４】
このような画像形成装置において、トナーとキャリアを攪拌しつつ搬送して得られる現像剤は像担持体全長にわたってむらなく均一に分布させる必要がある。そこで、一般的には、図１９に示すように、主軸部５０１の外周に螺旋状のスクリュー５０２部を形成したトナー攪拌搬送用スクリュー５００をトナー供給部に設置して、トナーの攪拌と搬送を行うようにしている。
【０００５】
また、このようなトナー攪拌搬送用スクリューを改善しようとするものとして、例えば、
【特許文献１】に開示されているように、回転する現像剤攪拌部材を備え、攪拌部材は回転軸の回転方向に対して対向する位置に櫛（千鳥）状に羽根（フィン）を設けたもの、
【特許文献２】に開示されているように、上記特許文献１の構成に加えて、さらに攪拌部材が回転中に攪拌部材の攪拌部と非攪拌部の
割合を変化させて攪拌状態を調整する機能持たせたもので、
【特許文献３】に開示されているように、攪拌スクリューの攪拌羽根の傾き角度を規定したもの、
【特許文献４】に開示されているように、攪拌羽根を互いに所定間隔で設け、回転軸に対して傾斜を設けると共に回転軸線に対して所定角度ずらして汲み上げ板材を設けるものなどがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した図２０に示すトナー攪拌搬送用スクリューにあっては、スクリュー５０２が一連に連なるだけであるため、トナーを軸方向に搬送することはできるが、搬送開始点でトナーをキャリアに供給しても、静電気力及び粒子間力等によって十分攪拌されずに均一に混合されることなくトナー搬送されることがあり、現像剤担持体の外周に、均一なトナー薄膜が得られないことがあるという課題がある。
【０００７】
そのため、
【特許文献１】、
【特許文献２】に記載されているように軸方向と平行で回転方向と直角にフィンを配置したものの他、トナー攪拌搬送スクリューのスクリュー部のピッチを狭くしたもの、あるいは、図２０に示すように、トナーの供給点からスクリュー端まで搬送する間にスクリュー間にフィン５０３を直角に設けて攪拌効果を上げるような方策が講じられている。
【０００８】
しかしながら、主軸部に回転方向に対して直角に対面するフィンを設けたものにあっては、トナー搬送の障害ともなり、スクリューあるいは主軸を回転するトルクも大きくなり、消費電力が増える割に搬送効率の低下が著しいという課題がある。
【０００９】
しかも、最近の現像装置の要求としては、印字や複写の高速化に伴い、単位時間当たりのトナー消費量が増大する分、急速にトナーを補給すると共に、短時間で現像剤を十分混合、攪拌して現像に適する程度までトナーの帯電量を上げる必要がある。従来のスクリュー状の羽根を有する攪拌搬送手段では、このような要請に対応することができない。
【００１０】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、攪拌搬送性に優れた現像装置、この現像装置を備え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を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係る現像装置は、現像剤を攪拌する攪拌手段と、トナーを現像領域に進行波電界にて搬送するトナー静電搬送手段と、攪拌手段とトナー搬送手段の間に配置したメッシュ電極とを有し、攪拌手段が回転する部材からなる構成とした。
【００１２】
ここで、攪拌手段はスクリューとすることができる。
【００１３】
また、攪拌手段は、主軸の周面に複数の平板状部材を軸方向に互いに異なる位置に配置してなり、現像剤の攪拌及び帯電機能を有することが好ましい。この場合、攪拌手段の複数の平板状部材の表面には三角状の突起部が形成されていることが好ましく、また、攪拌手段の主軸の平板状部材を設けていない部分には軸方向の異なる位置に複数のリブ部材が設けられ、このリブ部材の表面には三角状の突起部が形成されていることが好ましい。また、攪拌手段はバタフライ方式又は振り子方式にて現像剤を攪拌することができる。
【００１４】
さらに、攪拌手段はブラシ構造を有するものとすることができ、この場合、攪拌手段はメッシュ電極に接することが好ましい。
【００１５】
また、攪拌手段の表面に帯電機能材料が形成されていることが好ましい。さらに、攪拌手段を配置する攪拌槽の内面に帯電機能材料が形成されていることが好ましい。
【００１６】
本発明に係るプロセスカートリッジは、像担持体、帯電手段、転写手段及びクリーニング手段の少なくともいずれかと本発明に係る現像装置を現像手段とを含み、画像形成装置本体に着脱自在である構成としたものである。
【００１７】
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る現像装置若しくは本発明に係るプロセスカートリッジを備えているものである。
【００１８】
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係るプロセスカートリッジを複数備えているものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。本発明の第１実施形態について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同実施形態の画像形成装置の本発明に係る現像装置部分を説明する概略構成図、図２は同じく平面説明図である。
【００２０】
像担持体（この例では、感光体ドラム）１に形成した静電潜像をトナーＴとキャリアＣを含む二成分現像剤を用いて現像する現像装置２は、トナーＴ及びキャリアＣを攪拌して供給するためのトナー供給部１１と、トナー供給部１１から供給されるトナーＴを像担持体１の現像部（現像領域）に向けて搬送し、像担持体１に形成した静電潜像を現像するためのトナー静電搬送手段１２とを備えている。
【００２１】
トナー供給部１１は、トナーＴ及びキャリアＣからなる現像剤を収容する現像容器２１を有し、この現像容器２１は図示しないトナーカートリッジからトナーが供給されるトナーホッパ部２２と、トナーＴ及びキャリアＣを攪拌し帯電させる攪拌槽２３とを仕切り部材２４で仕切って形成している。
【００２２】
トナーホッパ部２２には現像剤（トナーＴ、キャリアＣ）を攪拌・搬送するアジテ−タ２６を回転可能に配置している。また、攪拌槽２３には、トナーホッパ部２２から搬送されたトナーＴとキャリアＣを攪拌し、摩擦帯電させる回転する部材である回転攪拌手段としての現像剤攪拌搬送用スクリュー２７を現像容器２１内壁面に接触しないよう配置するとともに、底面にはメッシュ電極２８を配置している。
【００２３】
ここで、現像剤攪拌搬送用スクリュー２７は、長さ方向の一方の端部でトナーを供給し、他方の端部に搬送する間に循環している現像剤（トナーＴ、キャリアＣ）に均一に混合するものであり、図３にも示すように、主軸部３１周面に螺旋状のスクリュー部３２を形成し、かつ、スクリュー２７表面にトナーＴに対して帯電機能材料となる無機微粒子３３、例えばチタバリガラスパウダ（平均粒径：５μｍ）３３を高速噴射にて成膜したものである。
【００２４】
この現像剤攪拌搬送用スクリュー２７の材料としては、合成樹脂ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＣ（ポリカ−ボネイト）、ＰＥＴＰ（ポリエチレンテレフタレ−ト）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）等の樹脂材料、さらに、ＳＵＳ、アルミ、鉄、銅、又は、その合金の材料を用いることもできる。また、上記樹脂材の表面に導電性の膜を形成したものも可能である。
【００２５】
このスクリューの材料としては、熱変形性が少なく、耐熱性及びトナーとの非粘着性に優れ、寸法安定性及び強度に優れたものが必要とされる。樹脂材料においては、樹脂材にカ−ボン或いはアラミド等のガラス繊維で補強した樹脂が使用され、そのうちＡＢＳ樹脂／ＰＣ樹脂（ガラス繊維３０％入り）は安価で熱安定性があり、好適に使用される。
【００２６】
トナー静電搬送手段１２は、ベース基板（支持基板）４１上に３本の電極（搬送電極）４２ａ、４２ｂ、４２ｃを１セットとして、所定の間隔で、トナー移送方向（トナー進行方向、トナー移動方向：図２で矢示方向とする。）に沿ってトナー移送方向と略直交する方向に繰り返し形成配置し、この上に搬送面を形成する絶縁性の搬送面形成部材４３を積層したものである。
【００２７】
そして、搬送電極４２ａ、４２ｂ、４２ｃの端部はそれぞれ共通電極４５ａ、４５ｂ、４５ｃに接続し、これらの共通電極４５ａ、４５ｂ、４５ｃを介して駆動回路４６から３相の駆動波形（Ａ相、Ｂ相、Ｃ相）を印加する。
【００２８】
これにより、駆動回路４６から位相のずれた３相の駆動波形（Ａ相、Ｂ相、Ｃ相）をトナー静電搬送手段１２の搬送電極４２ａ、４２ｂ、４２ｃに印加することで進行波電界が発生して、トナー供給部１１から供給される現像剤はトナー搬送手段１２によって現像部に向けて静電力で搬送され、現像部において搬送とホッピングを伴うＥＴＨ現象により像担持体１の静電潜像の現像が行われる。
【００２９】
このように構成したので、まず、現像装置２のトナーホッパ２２内に図示しないトナーカ−トリッジよりトナーを図１では手前より奥方向にラインにて補充する。このとき、時計方向に回転しているアジテータ２６にてトナーＴとキャリアＣよりなる現像剤を混合・攪拌にて生成し、攪拌槽２３内に送り込まれる。この時点（ホッパ２２）にて、混合攪拌することにより、ある程度トナーＴは帯電する。
【００３０】
そして、攪拌槽２３内に配置した回転攪拌手段である現像剤攪拌搬送用スクリュー２７を時計方向に回転することで、再び現像剤を攪拌しながら帯電させる。ここで、攪拌槽２３の底部に配置したメッシュ電極２８にはトナーＴと同電荷の電圧を電源２９によって印加することにより、メッシュ電極２８の位置に攪拌・帯電され搬送された現像剤（トナーＴ、キャリアＣ）は、トナーＴと同電荷の電圧を受け、キャリアＣの周面に吸着されたトナーＴが、メッシュ電極２８の開口穴より対向位置に配置されたトナー静電搬送手段１２からなる現像剤搬送手段に、ほぼ均一に送り出される。
【００３１】
次に、トナー静電搬送手段１２上に送り出されたトナーＴは、位相のずれた三相（Ａ相、Ｂ相、Ｃ相）の駆動波形が搬送電極４２ａ、４２ｂ、４２ｃに印加されることで形成される進行波電界にて搬送され、像担持体１の現像領域（現像部）まで搬送される。そして、像担持体１と対向する現像領域にて像担持体１表面に形成された静電潜像が現像されてトナー像が形成される。
【００３２】
一方、攪拌槽２３とトナーホッパ部２２とは、仕切板２４上部に開口部２４ａを設けてあるため、攪拌槽２３よりホッパ部２２側に一部の現像剤（トナーＴとキャリアＣ）は還流され、新たに補充されたトナーと再度攪拌されるので、混合、攪拌も十分に行われる。
【００３３】
本実施形態において、現像容器２１内に図３に示すような螺旋状スクリュー２７として、主軸φ６ｍｍ、長さ２３０ｍｍ、スクリュー領域１７５ｍｍのガラス繊維３０％入りＡＢＳ樹脂／ＰＣ樹脂の溶融樹脂を射出したスクリュー部材を用い、且つ、スクリュー表面にトナーに対して帯電機能材料とな無機微粒子（チタバリガラスパウダ平均粒径：５ミクロン）３３を高速噴射にて成膜した現像剤攪拌搬送スクリューを配置した。
【００３４】
そして、この現像剤攪拌搬送スクリュー２７を周速６０ｍｍ／ｓｅｃで回転させ、平均粒径７μｍの重合トナーにて、トナーＴの送りだしエリア５×１００ｍｍのメッシュ電極エリアから送り出されたトナーパタ−ンを目視にて観察した結果、トナームラのない帯びが確認できた。
【００３５】
このように、像担持体に形成した静電潜像をトナーとキャリアを含む二成分現像剤にて現像する現像装置において、現像剤を攪拌する回転する部材からなる攪拌手段と、トナーを現像領域に進行波電界にて搬送するトナー静電搬送手段と、攪拌手段とトナー搬送手段の間に配置したメッシュ電極とを有することで、攪拌搬送性に優れた現像装置が得られる。
【００３６】
そして、攪拌手段としてスクリュー部材を用いることで、構成が簡単であり、このスクリュー部材の表面に帯電機能材料を形成することで、効率的な攪拌帯電を行うことができる。
【００３７】
次に、本発明の第２実施形態について図４を参照して説明する。なお、同図は、同実施形態の画像形成装置の本発明に係る現像装置部分を説明する概略構成図である。
この実施形態では、攪拌槽２３に攪拌手段として回転する攪拌部材５７を配置している。
【００３８】
この攪拌部材５７は、図５に示すように、主軸６１の周面に複数の平板状部材である攪拌フィン６２を軸方向に互いに異なる位置に配置している。具体的には、２枚の攪拌フィン６２、６２を主軸６１の対向する側に（１８０°の位置関係で）配置するとともに、軸方向で隣り合う攪拌フィン６２、６２は９０度位置関係をずらして、くし状（千鳥状）に配置している。
【００３９】
また、攪拌部材５７のフィン攪拌６２、６２との間にはリブ６３を配置して設けている。この場合、前記攪拌フィン６２、６２は、上下部で軸対称位置にあり、左右部では、上下部のフィン６２とフィン６２の間に左右部のフィン６２がくるように位置し、リブ６３は、上下左右の攪拌フィン６２の間に位置するよう配置されることになる。
【００４０】
そして、図６に示すように、攪拌フィン６２の表面（両面）には三角形状の突起部６５を設け、また、図７に示すように、リブ６３の周面の対向する位置（主軸６１との関係では軸方向で対向する位置）には三角形状の突起部６６を設けている。
【００４１】
このように構成したので、前記第１実施形態と同様に、まず、現像装置２のトナーホッパ２２内に図示しないトナーカ−トリッジよりトナーを図４では手前より奥方向にラインにて補充する。このとき、時計方向に回転しているアジテータ２６にてトナーＴとキャリアＣよりなる現像剤を混合・攪拌にて生成し、攪拌槽２３内に送り込まれる。この時点（ホッパ２２）にて、混合攪拌することにより、ある程度トナーＴは帯電する。
【００４２】
そして、攪拌槽２３内に配置した回転攪拌手段である攪拌部材５７を時計方向（図５の矢示Ａ方向）に回転することで、再び攪拌フィン６２及びリブ６３によって現像剤を図６及び図７の矢示Ｂ方向に搬送を乱流を伴なって攪拌しながら帯電させる。
【００４３】
ここで、攪拌槽２３の底部に配置したメッシュ電極２８にはトナーＴと同電荷の電圧を電源２９によって印加することにより、メッシュ電極２８の位置に攪拌・帯電され搬送された現像剤（トナーＴ、キャリアＣ）は、トナーＴと同電荷の電圧を受け、キャリアＣの周面に吸着されたトナーＴが、メッシュ電極２８の開口穴より対向位置に配置されたトナー静電搬送手段１２からなる現像剤搬送手段に、ほぼ均一に送り出される。
【００４４】
次に、トナー静電搬送手段１２上に送り出されたトナーＴは、位相のずれた三相（Ａ相、Ｂ相、Ｃ相）の駆動波形が搬送電極４２ａ、４２ｂ、４２ｃに印加されることで形成される進行波電界にて搬送され、像担持体１の現像領域（現像部）まで搬送される。そして、像担持体１と対向する現像領域にて像担持体１表面に形成された静電潜像が現像されてトナー像が形成される。
【００４５】
一方、攪拌槽２３とトナーホッパ部２２とは、仕切板２４上部に開口部２４ａを設けてあるため、攪拌槽２３よりホッパ部２２側に一部の現像剤（トナーＴとキャリアＣ）は還流され、新たに補充されたトナーと再度攪拌されるので、混合、攪拌も十分に行われる。
【００４６】
ここで、攪拌フィン６２による現像剤の搬送及び攪拌（拡散）について図６を参照して説明する。
攪拌フィン６２の回転と共に現像剤は、回転方向に搬送される。ここでは、攪拌フィン６２のほぼ中央部に三角形状の突起部６５を形成している。そのため、回転によって現像剤（トナー、キャリア）は、突起部６５の頂点（三角形状頂点）より押し始められる。押された現像剤は、突起部６５の傾斜に沿って左右（矢印Ｂ方向）に攪拌・搬送され、同時に周りの現像剤も攪拌・搬送される。三角形状の突起部６５を持った攪拌フィン６２は、９０度回転するごとに設けてあるため、次々と左右に搬送され、攪拌（拡散）され、攪拌槽２３内のトナー濃度が均一化される。
【００４７】
次に、リブ６３の機能について図７を参照して説明する。
リブ６３は、円柱状部材の周囲に主軸６１の軸方向と同方向に三角形状の突起部６６を設け、攪拌フィン６２と攪拌フィン６２の隙間の位置に配置している。このリブ６３の機能としては、前記攪拌フィン６２にて左右方向に搬送された現像剤をさらに攪拌する機能を備えている。現像剤は、リブ６３の一部弧形状に沿って左右に搬送され、さらに三角形状の突起部６６の傾斜方向に搬送（拡散）されるため、均一化がより図られる。
【００４８】
本実施形態において、現像容器２１内に図５に示すような攪拌部材５７として、主軸φ６ｍｍ、長さ２３０ｍｍ、攪拌フィン領域１７５ｍｍのガラス繊維３０％入りＡＢＳ樹脂／ＰＣ樹脂の溶融樹脂を射出した攪拌部材を配置した。
【００４９】
そして、この攪拌部材５７を周速６０ｍｍ／ｓｅｃで回転させ、平均粒径７μｍの重合トナーにて、キャリアとしてφ０．３ｍｍのチタバリガラス、ＳＵＳからなるメッシュ電極２８（開口穴０．２×０．１５ｍｍ）を用いて、トナー送り出しエリアを５×１００ｍｍとしたメッシュ電極領域から送り出されたトナーパタ−ンを目視にて観察した結果、トナームラのない帯びが確認できた。
【００５０】
このように、回転する部材からなる攪拌手段として、主軸の周面に複数の平板状部材を軸方向に互いに異なる位置に配置し、現像剤を攪拌し、帯電させる機能を有するものを用いることで、攪拌、帯電効率を向上することができ、この場合、平板状部材の表面に三角状の突起部を形成することで、一層攪拌、帯電効率を向上することができる。
【００５１】
また、攪拌手段の主軸の平板状部材を設けていない部分には軸方向の異なる位置に複数のリブ部材を設け、このリブ部材の表面には三角状の突起部が形成することで、主軸の径方向及び軸方向の攪拌を容易に行うことができ、更に攪拌、帯電効率が向上する。
【００５２】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。前述した第２実施形態においては、攪拌部材５７を時計方向に回転することに代えて、攪拌フィン６２及びリブ６３の列が２列の同一構成の攪拌部材５７を用いてバタフライ（振り子）方式にて駆動した。
【００５３】
この構成でも、攪拌フィン６２の両面に三角形状の突起部６５を形成しているため、攪拌部材５７の往復動にて攪拌される。その結果、攪拌部材５７を回転させる前記第２実施形態と同様に、トナー静電搬送手段１２上にトナームラの無い帯びが確認できた。
【００５４】
次に、本発明の第４実施形態について図８を参照して説明する。なお、同図は、同実施形態の画像形成装置の本発明に係る現像装置部分を説明する概略構成図である。
この実施形態では、攪拌槽２３に回転攪拌手段として回転するロール状のブラシ（ファーブラシ）７７を用いた。
【００５５】
ここで、ファーブラシ（ロールブラシ）７７は右（時計方向）方向に回転可能に設置されている。ファーブラシ７７としては、図９に示すように、ＳＵＳ等の芯金８１に絶縁性繊維（ブラシ）８２を巻き付けた構成とし、絶縁性繊維８２としては太さφ０．１〜１ｍｍ、植密度４〜２０万本、パイル長１〜１５ｍｍでナイロン製のものを用いた。さらに、同図に示すように、ファーブラシ７７は、ブラシ先端がメッシュ電極２８に接するように設置しており、メッシュ電極２８には上記実施形態と同様の穴径で同電荷をかけるようにしている。
【００５６】
このように構成したので、現像容器２１のトナーホッパ２２内でキャリアＣと補給されるトナーＴとをアジテータ２６にて混合・攪拌生成し、攪拌槽２３内に送り込み、回転攪拌手段であるファブラシ７７に接触することにより選択された電荷（負）に帯電される。
【００５７】
トナーＴは、キャリア（チタバリガラス）Ｃと摩擦（接触）帯電を起こすと同時に、ファーブラシ７７の絶縁性繊維８２と接触することにより負に帯電される。この際、トナーＴは、ファーブラシ７７の繊維間並びにその表面に鏡像力等の付着力によって担持され、ファーブラシ７７の回転と共にメッシュ電極２８の位置に到達した帯電トナーは、電界によって、ブラシから離れやすくなる。また、静電吸着したトナーは機械的なはぎ取り力が働き、トナーがブラシから離れやすくなる。よってトナーの供給が容易になる。また、メッシュの目詰まり防止も図れる。
【００５８】
そして、メッシュ電極２８の開口穴よりメッシュ対向側に配置されたトナー静電搬送手段１２に送り出される。ここでも、トナー静電搬送手段１２に送り出されたトナーＴの帯びを観察した結果、上記実施形態同様トナームラが見られないことが確認された。
【００５９】
次に、本発明の第５実施形態について図１０ないし図１２を参照して説明する。なお、図１０は同実施形態の攪拌部材の攪拌フィンの説明図、図１１は同じく攪拌部材のリブの説明図、図１２は同じく攪拌フィンの断面説明図である。
この実施形態では、前記第２実施形態の攪拌部材５７（図５参照）を用いて、この攪拌部材５７の主軸６１、攪拌フィン６２、リブ６３を形成する材料に帯電材料微粒子９３を含有させている。
【００６０】
具体的には、キャリアＣと同材料の帯電材料微粒子９３を含有させた。例えば、ＡＢＳ樹脂／ＰＣ樹脂（ガラス繊維２０％入り）にチタバリガラスパウダー（平均径９μｍ）を混練りし、溶融樹脂を射出し、冷却後成形したものを用いた。成形品（チタバリ含有率２０％）を顕微鏡で観察すると、図１０ないし図１２に示すように、樹脂表面にチタバリガラスパウダー（帯電材料微粒子９３）の一部分が露出する形で埋まっていることが確認された。また、他の形成方法としては、超微粒子を高速噴射にて直接樹脂表面に成膜することもできる。
【００６１】
このように成形した攪拌部材５７を用いることにより、攪拌フィン６２、及びリブ６３による搬送・攪拌において、キャリアＣとの摩擦（接触）以外に微粒子９３との摩擦（接触）でより効率の良い攪拌、帯電が得られる。
【００６２】
さらに、現像容器２１の内壁面に前記微粒子９３を含有させることにより、一層の攪拌・帯電の効率が図れる。
【００６３】
なお、ここでは、攪拌部材の機能材料として、チタバリガラスを用いたが、アルミナガラス、ソ−ダガラス等の材料からなるガラスパウダ−でもよい。また、ポリイミド等の有機材料を用いることもできる。
【００６４】
上述した第１、第２、第４実施形態について図１３に示すように試験装置（なお、同図は第２実施形態の攪拌部材５７で示しているが、第１実施形態ではスクリュー２７、第４実施形態ではファーブラシ７７）にて、回転攪拌手段の周速を６０ｍｍ／ｓｅｃで回転させ、これにトナー成分４重量％を含有するトナーを供給して、それぞれ所定時間攪拌させ、図１３のＡ地点、Ｂ地点、Ｃ地点を測定点としてトナーを採取し、帯電量をブロ−オフ法にて測定した。
【００６５】
その結果、図１４（第１実施形態）、図１５（第２実施形態）、図１６（第４実施形態）を示している。各実施形態も、画像形成装置に十分利用できる帯電量が確認でき、実施形態によるさほどの差は見られず、また位置による違いもほとんど見られなかった。
【００６６】
次に、本発明に係る現像装置を含む本発明に係るプロセスカートリッジの一例について図１７を参照して説明する。
このプロセスカ−トリッジ２００は、像担持体２０１、帯電手段２０２、本発明に係る現像装置である現像手段２０３、クリーニング装置２０４等の構成要素のうち、少なくとも現像手段２０３を含む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している。
【００６７】
通常、カラーの画像形成装置は複数の画像形成部を有するため装置が大きくなってしまう。また、現像装置、クリーニングや帯電などの各ユニットが個別で故障したり、寿命による交換時期がきた場合は、装置が複雑でユニットの交換に非常に手間がかかっていた。
【００６８】
そこで、少なくとも現像手段を含む複数の構成要素をプロセスカ−トリッジ２００として一体に結合して構成することによって、ユーザーによる交換も可能な小型で高耐久のカラー画像形成装置を提供することができる。
【００６９】
次に、本発明に係るプロセスカートリッジを複数備えた画像形成装置の一例について図１８を参照して説明する。
この画像形成装置は、垂直に延在する転写ベルト（像担持体）２５１に沿って、上述した各色のプロセスカ−トリッジ２００Ｙ、２００Ｍ、２００Ｃ、２００Ｂｋ（以下「プロセスカートリッジ２６０」とも総称する。）を縦方向に並べて配置したカラー画像形成装置である。なお、プロセスカ−トリッジ２００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で説明したが、この順番に特定されるものではなく、どの順番で並べて配置してもよい。
【００７０】
ここで、各色のプロセスカ−トリッジ２００Ｙ、２００Ｍ、２００Ｃ、２００Ｂｋで現像された像担持体２０１上の現像トナーは垂直方向に延在する転写電圧が印加された転写ベルト２５１に順次転写される。
【００７１】
このようにイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと画像の形成が行なわれ、転写ベルト２５１上に多重に転写され、転写手段２５２で転写材２５３にまとめて転写される。そして、転写材２５３上の多重トナー像は図示しない定着装置によって定着される。
【００７２】
このように、本発明に係るプロセスカートリッジ及び画像形成装置は、本発明に係る現像装置を備えているので、高品質現像を行うことができて高品質画像を形成できる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る現像装置によれば、現像剤を攪拌する回転する部材からなる攪拌手段と、トナーを現像領域に進行波電界にて搬送するトナー静電搬送手段と、攪拌手段とトナー搬送手段の間に配置したメッシュ電極とを有することで、攪拌搬送性に優れた現像装置が得られる。
【００７４】
本発明に係るプロセスカートリッジによれば、本発明に係る現像装置を備えているので、現像剤の攪拌搬送性に優れ、高品質画像を形成可能なプロセスカートリッジが得られる。
【００７５】
本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る現像装置或いはプロセスカートリジを備えているので、高画質画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の本発明に係る現像装置の部分の概略構成図
【図２】同現像装置の平面説明図
【図３】同現像装置の現像剤攪拌搬送スクリューの説明図
【図４】本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の本発明に係る現像装置の部分の概略構成図
【図５】同現像装置の攪拌部材の斜視説明図
【図６】同攪拌部材の攪拌フィンの説明図
【図７】同攪拌部材のリブの説明図
【図８】本発明の第４実施形態に係る画像形成装置の本発明に係る現像装置の部分の概略構成図
【図９】同現像装置のファーブラシとメッシュ電極の説明に供する説明図
【図１０】本発明の第５実施形態に係る攪拌部材の攪拌フィンの説明図
【図１１】同じくリブの説明図
【図１２】同じく攪拌フィンの模式的断面説明図
【図１３】本発明に係る現像装置の作用説明に供する試験装置の説明図
【図１４】第１実施形態に係る現像装置の図１３の各測定地点における攪拌時間と帯電量の関係の測定結果を示す説明図
【図１５】第２実施形態に係る現像装置の図１３の各測定地点における攪拌時間と帯電量の関係の測定結果を示す説明図
【図１６】第４実施形態に係る現像装置の図１３の各測定地点における攪拌時間と帯電量の関係の測定結果を示す説明図
【図１７】本発明に係るプロセスカートリッジの概略構成図
【図１８】本発明に係る画像形成装置の他の例を説明する概略構成図
【図１９】従来の現像装置で用いられる攪拌搬送スクリューの説明図
【図２０】従来の現像装置で用いられる他の攪拌搬送スクリューの説明図
【符号の説明】
１…像担持体、２…現像装置、１１…トナー供給部、１２…トナー静電搬送手段、２１…現像容器、２２…トナーホッパ部、２３…攪拌槽、２７…現像剤攪拌搬送スクリュー、２８…メッシュ電極、４２ａ〜４２ｃ…搬送電極、５７…攪拌部材、６２…攪拌フィン、６３…リブ、６５、６６…三角形状の突起部、２００、２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｙ、２０１Ｂ…プロセスカートリッジ、２０３…現像手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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