(57)【要約】【課題】現像剤の滞留や現像剤への高負荷を抑制しつつ、新たなに供給されたトナーが現像剤表面に浮いても良好な画像を形成しトナー飛散を発生しない現像装置を提供することである。【解決手段】現像装置１２内の攪拌スクリュ５３から供給スクリュ５１へ現像剤が流れる連通口の上方に、現像剤表層に食い込むように、少なくとも２個以上の現像剤上層搬送規制部材５７、５８を設け、さらにこれら現像剤上層搬送規制部材５７、５８の食い込み量が同等ではないことで、現像剤の滞留や現像剤への高負荷を抑制しつつ、現像剤表面に浮いたトナーはせき止められ、供給スクリュ５１側へは流れず、現像剤と十分攪拌されてから供給スクリュ５１側に流れるので、攪拌性が向上し、異常画像やトナー飛散の発生を抑えることができる。【選択図】図３
2012042855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と対向する部位に開口部を有すると共にトナーと磁性キャリアを含む二成分の現像剤を収容するケーシングと、該ケーシングの開口部から周面の一部を露出させた状態で回転自在に軸支された現像剤担持体と、該ケーシング内において該現像剤担持体と並行に且つ回転自在に軸支されて現像剤を前記現像剤担持体に供給する現像剤供給部材と、該ケーシング内において該現像剤供給部材と並行に且つ回転自在に軸支されて前記現像剤を攪拌して前記現像剤供給部材による現像剤搬送方向とは反対方向に前記現像剤を搬送する現像剤攪拌部材と、前記ケーシング内を前記現像剤攪拌部材側の第１の現像剤搬送路と前記現像剤供給部材側の第２の現像剤搬送路とに区画すると共に、現像剤搬送方向両端部に前記現像剤が通過可能な連通口を有する仕切り部材と、を有する現像装置において、
前記現像剤が前記第１の現像剤搬送路から前記第２の現像剤搬送路に移動する際に通過する領域に前記現像剤の上層の搬送を規制する現像剤上層搬送規制部材を少なくとも２個以上設け、且つ、前記各現像剤上層搬送規制部材による前記現像剤の規制量が同等とならないように構成した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、前記現像剤上層搬送規制部材は、前記現像剤供給部材及び前記現像剤攪拌部材に当接しない位置に配置されてい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、前記現像剤上層搬送規制部材は、前記ケーシングと一体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に記載の現像装置において、
前記現像剤供給部材と前記現像剤担持体との間を分離するシール手段と、
前記ケーシングに取り付けられた前記シール手段が接着される固定部材と、を備え、当該現像装置の外部から前記シール手段を除去することで、使用前の現像剤が前記現像剤担持体に供給されることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項４に記載の現像装置において、前記現像剤上層搬送規制部材は、前記固定部材により形成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
当該現像装置は、画像形成装置に着脱可能であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項７】
請求項１に記載の現像装置において、前記トナーは、平均円形度が０．９３〜１．００であることを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項１に記載の現像装置において、前記トナーは、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、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られたものであることを特徴とする現像装置。
【請求項９】
少なくとも、請求項１乃至８の何れか一項に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１０】
請求項１乃至８の何れか一項に記載の現像装置、又は請求項９に記載のプロセスカートリッジを複数備えることを特徴とする画像形成装置。
【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、プリンタ等の画像形成装置におけるトナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤を用いた現像装置に係り、スクリュなどの現像剤攪拌部材により二成分現像剤を攪拌、搬送させる現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤を用いる現像装置では、現像容器内に現像剤攪拌部材と現像剤供給部材を平行に配置して回転させることにより現像剤を攪拌、搬送し、現像剤担持体としての現像ローラに現像剤を供給し、現像ローラ上の現像剤を、ドクタなどの現像剤規制板により所定の高さに規制して現像領域に搬送している。現像剤攪拌部材の現像剤搬送方向上流部上方の現像容器にはトナー補給口が設けられており、容器内に新たなトナーを供給するように構成されている。
トナー補給口付近の現像剤の表面が高く、攪拌部材が覆われていると、供給されたトナーは現像剤表面に浮き、攪拌されずに流れ、帯電量の低いトナーが現像ローラに供給され、異常画像やトナー飛散を発生する場合がある。
このような問題を解決するために、補給トナーが現像剤表面に浮き、攪拌されないことを防止する手段を備える現像装置が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１（特開昭６２−２８８８７３号公報）には、「現像剤を攪拌搬送して現像剤担持体に担持させ、現像部で現像を行う現像装置において、補給用現像剤を現像剤担持体を有する現像容器内の現像剤搬送路中に補給する手段と、現像剤搬送路中に設けられた現像剤を所定方向に搬送する搬送手段と、現像剤搬送手段により、現像容器内の現像剤と補給された現像剤とが合流する搬送路内位置を通過して形成された現像剤流れの上層の移動を規制するために搬送路内に設けられた規制部材と、を有することを特徴とする現像装置」が提案されている。
また、特許文献２（特開２００６−５８３７１公報）には、「現像剤を収容したハウジングケースと、ハウジングケース内に回転自在に支持されて現像剤を攪拌搬送する攪拌部材と、を備えた現像装置において、トナー供給装置の先端を接続する開口部を、ハウジングケース外壁の攪拌部材の回転中心高さより下に設けたことを特徴とする現像装置」が提案されている。
【０００４】
また、補給された帯電量の低いトナーが現像剤供給部材側に流れない手段を備える現像装置が提案されている。例えば、特許文献３（特開２００６−２５１１５８公報）には、「トナーとキャリアから成る二成分現像剤によって像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置において、該現像装置の内部には、前記二成分現像剤を担持し、前記像担持体との対向部へと搬送するための現像剤担持体と、前記二成分現像剤を撹拌しながら該現像装置内部を循環させるための第１及び第２の循環部材と、前記第１及び第２の循環部材の間にあり、該現像装置内部を前記現像剤担持体及び前記第１の循環部材が存在する第１室と、前記第２の循環部材が存在する第２室とに隔てるための隔壁と、を有し、且つ、前記隔壁は、その一部の高さがそれ以外の部分よりも低くなるように構成された切り欠き部を有するとともに、前記切り欠き部には、前記二成分現像剤の圧力によって、前記第１室側若しくは前記第２室側のうち、現像剤搬送方向下流に当たる何れか一方側にのみ開閉可能な板状の弁部材が設置されていることを特徴とする現像装置」が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現像容器にはトナー補給部が設けられており、容器内に新たなトナーを供給し、現像容器内に配置した攪拌部材を回転させることにより現像剤を攪拌、搬送し、現像ローラに現像剤を供給する現像装置においては、トナー補給部付近の現像剤の表面が高く、攪拌部材が覆われていると、供給されたトナーは現像剤表面に浮き、攪拌されずに流れ、帯電量が低いトナーが現像ローラに供給されることで、異常画像やトナー飛散を発生する場合がある。
本発明は、以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像器内に収容しているトナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤を、攪拌部材によって攪拌、搬送する現像装置であって、現像剤の滞留や現像剤への高負荷を抑制しつつ、新たなに供給されたトナーが現像剤表面に浮いても良好な画像を形成しトナー飛散を発生しない現像装置、プロセスカートリッジ、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】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の本発明は、像担持体と対向する部位に開口部を有すると共にトナーと磁性キャリアを含む二成分の現像剤を収容するケーシングと、該ケーシングの開口部から周面の一部を露出させた状態で回転自在に軸支された現像剤担持体と、該ケーシング内において該現像剤担持体と並行に且つ回転自在に軸支されて現像剤を前記現像剤担持体に供給する現像剤供給部材と、該ケーシング内において該現像剤供給部材と並行に且つ回転自在に軸支されて前記現像剤を攪拌して前記現像剤供給部材による現像剤搬送方向とは反対方向に前記現像剤を搬送する現像剤攪拌部材と、前記ケーシング内を前記現像剤攪拌部材側の第１の現像剤搬送路と前記現像剤供給部材側の第２の現像剤搬送路とに区画すると共に、現像剤搬送方向両端部に前記現像剤が通過可能な連通口を有する仕切り部材と、を有する現像装置において、前記現像剤が前記第１の現像剤搬送路から前記第２の現像剤搬送路に移動する際に通過する領域に前記現像剤の上層の搬送を規制する現像剤上層搬送規制部材を少なくとも２個以上設け、且つ、前記各現像剤上層搬送規制部材による前記現像剤の規制量が同等とならないように構成したことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の現像装置において、前記現像剤上層搬送規制部材は、前記現像剤供給部材及び前記現像剤攪拌部材に当接しない位置に配置されていることを特徴とする。
請求項３に記載の本発明は、請求項１に記載の現像装置において、前記現像剤上層搬送規制部材は、前記ケーシングと一体に形成されていることを特徴とする。
請求項４に記載の本発明は、請求項１に記載の現像装置において、前記現像剤供給部材と前記現像剤担持体との間を分離するシール手段と、前記ケーシングに取り付けられた前記シール手段が接着される固定部材と、を備え、当該現像装置の外部から前記シール手段を除去することで、使用前の現像剤が前記現像剤担持体に供給されることを特徴とする。
請求項５に記載の本発明は、請求項４に記載の現像装置において、前記現像剤上層搬送規制部材は、前記固定部材により形成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項６に記載の本発明は、当該現像装置は、画像形成装置に着脱可能であることを特徴とする。
請求項７に記載の本発明は、請求項１に記載の現像装置において、前記トナーは、平均円形度が０．９３〜１．００であることを特徴とする。
請求項８に記載の本発明は、請求項１に記載の現像装置において、前記トナーは、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、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られたものであることを特徴とする。
請求項９に記載の本発明は、少なくとも、請求項１乃至８の何れか一項に記載の現像装置を備えたプロセスカートリッジを特徴とする。
請求項１０に記載の本発明は、請求項１乃至８の何れか一項に記載の現像装置、又は請求項９に記載のプロセスカートリッジを複数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、現像剤の滞留や現像剤への高負荷を抑制しつつ、現像剤表面に浮いたトナーは現像剤上層搬送規制部材により流れが規制されるので、現像剤表面に浮いたトナーが第１の現像剤搬送路から第２の現像剤搬送路へ流れることなく、第１の現像剤搬送路において現像剤と十分攪拌されてから第２の現像剤搬送路に流れるので、攪拌性が向上し、異常画像やトナー飛散の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係るプリンタの概略構成図である。
【図２】イエロー（Ｙ）用の感光体ユニット３Ｙの概略構成図である。
【図３】第1の実施形態の現像装置の概略構成を示す側面図である。
【図４】第1の実施形態の現像装置の概略構成を示す正面図である。
【図５】第1の実施形態の現像装置の概略構成を示す平面図である。
【図６】本発明適用前後での異常画像発生率及びトナー飛散量を示す図である。
【図７】第２の実施形態の現像装置の概略構成を示す側面図である。
【図８】第２の実施形態の現像装置の概略構成を示す正面図である。
【図９】第２の実施形態の現像装置の概略構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について説明する。
なお、本実施形態では、本発明の現像装置を画像形成装置であるタンデム型カラー複写機（以下、プリンタと称する）に適用した場合を例に挙げて説明する。
図１は、本実施形態に係るプリンタの概略構成図である。また図２はプロセスカートリッジとして感光体ユニットのうち、イエロー（Ｙ）用の感光体ユニット３Ｙの概略構成図である。
本実施形態のプリンタ１００は、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成するための複数の感光体ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋを備えている。
各感光体ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋは、像担持体であるドラム状の感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、各感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを帯電する帯電装置１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、各感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋに形成された潜像を現像する現像装置１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋを備える。
【００１２】
また、各感光体ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋは、各感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋを備える。
各感光体ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋは、それぞれ感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、帯電装置１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、現像装置１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ、クリーニング装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋを一体に支持し、装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジとして構成されている。
各感光体ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの下方には、感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋに露光により静電潜像を形成する発光素子４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋを備えた光学ユニット４０を設けている。
【００１３】
また、感光体ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの上方には、感光体ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ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２０を備えている。中間転写ベルト２０は、複数のローラにより張架され、感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋに形成されたトナー像を中間転写ベルト２０に転写する一次転写ローラ２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋを備えている。
また中間転写ベルト２０の周囲には、転写紙Ｐ上に転写されなかった中間転写ベルト２０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。
また中間転写ベルト２０に転写されたトナー画像を転写紙Ｐに転写する二次転写ローラ２５、紙転写ベルト２７、転写紙上のトナー像を定着する定着ユニット６を備えている。
また、感光体ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの上方には、各色のトナーを現像装置に補給するトナーボトル７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋを備えている。
【００１４】
次に、プリンタ１００において、カラー画像を得る行程について説明する。
まず、感光体ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋにおいて、感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが帯電装置１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋによって一様に帯電される。その後、発光素子４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにより、画像情報に基づき走査露光されて感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ表面に静電潜像が形成される。
感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上の潜像は、現像装置１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋの現像ローラ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ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１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上のトナー像は、各一次転写ローラ２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋの作用によって反時計回りに回転駆動される中間転写ベルト２０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２０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２０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。
【００１５】
一次転写終了後の感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、クリーニング装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ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、転写紙Ｐは、レジストローラ対２８によって所定のタイミングで中間転写ベルト２０と二次転写ローラ２５との間の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２０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６を通過することで画像定着が行われ、装置外に排出される。感光体１０と同様に、中間転写ベルト２０上に残った転写残のトナーは、中間転写ベルト２０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７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋに充填されたニュートナーは、トナー補給装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋに補給され、トナー補給装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋのトナーホッパ部に貯められる。トナーホッパ部に貯められたトナーは、現像装置１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ内にあるトナー濃度検知手段により現像装置内のトナー濃度が低いと判断された場合に、所定量のトナーを現像装置１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋに補給する。
【００１６】
次に、本実施形態の現像装置１２について説明する。なお、現像装置１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋは、用いるトナーの色が異なる以外は構造が同一であるので、一つの現像装置１２について説明する。
図３は、第１の実施形態に係る現像装置１２の概略構成を示す側面図、図４は、第１の実施形態に係る現像装置の概略構成を示す正面図、図５は、第１の実施形態に係る現像装置の概略構成を示す平面図である。
潜像担持体としての感光体１０に対向する現像装置１２のケーシング（以下、「現像容器」と称する）５０の開口部に現像剤担持体としての現像ローラ１５を有し、現像ローラ１５は該開口部から表面が一部露出した状態で、スリーブのみが矢印反時計回りに回転駆動される。この現像ローラ１５の他にこの現像装置内には、二成分現像剤（以下、「現像剤」と称する）を搬送しながら汲み上げて現像ローラ１５に供給する現像剤供給部材としての供給スクリュ５１、この供給スクリュ５１により現像剤が供給され、内部磁石の磁力によって現像ローラ１５表面に担持されて搬送される現像剤の一部を規制する現像剤規制部材としてのドクタ５２、現像剤と補給トナーを搬送しながら攪拌する現像剤攪拌部材としての攪拌スクリュ５３などが設けられている。
【００１７】
供給スクリュ５１は、現像容器１２内において、現像ローラ１５と並行に且つ回転自在に軸支されて、現像剤を現像ローラ１５に供給する。攪拌スクリュ５３は、現像容器１２内において、供給スクリュ５１と並行に且つ回転自在に軸支されて現像剤を攪拌して供給スクリュ５１による現像剤搬送方向とは反対方向に現像剤を搬送する。
供給スクリュ５１と攪拌スクリュ５３は、攪拌スクリュ５３側の第１の現像剤搬送路と、供給スクリュ５１側の第２の現像剤搬送路とに区画する仕切り部材としての仕切り壁５４を挟んで並行に設けられており、現像剤搬送方向は互いに逆である。供給スクリュ５１と攪拌スクリュ５３の回転軸方向の両端部は現像剤が通過可能な連通口が形成されるように仕切り壁５４は設けられている。この攪拌スクリュ５３の上流部の上方にはトナーホッパ部からのトナーを補給する補給口５５が形成されている。トナー補給量はトナー濃度センサ５６の検出結果に基づいて決定される。
【００１８】
次に、本発明において好適に用いられるトナーについて説明する。
本発明のトナーは、平均円形度が０．９３〜１．００であることが好ましい。
本発明では、下記式（１）より得られた値を円形度と定義する。この円形度はトナー粒子の凹凸の度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合１．００を示し、表面形状が複雑になるほど円形度は小さな値となる。
円形度Ａ＝Ｌ０／Ｌ・・・（１）
（Ｌ０は、粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長を示し、Ｌは、粒子の投影像の周囲長を示す。）
平均円形度が０．９３〜１．００の範囲では、トナー粒子の表面は滑らかであり、トナー粒子同士、トナー粒子と感光体との接触面積が小さいために転写性に優れる。
トナー粒子に角がないため、現像装置内での現像剤の攪拌トルクが小さく、攪拌の駆動が安定するために異常画像が発生しない。ドットを形成するトナーの中に、角張ったトナー粒子がいないため、転写で転写媒体に圧接する際に、その圧がドットを形成するトナー全体に均一にかかり、転写中抜けが生じにくい。トナー粒子が角張っていないことから、トナー粒子そのものの研磨力が小さく、感光体、帯電部材等の表面を傷つけたり、磨耗させたりしない。
【００１９】
また、本発明において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、水系溶媒中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーである。この手法により、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、真球状からラクビーボール状の間の形状を制御することができ、さらに、表面のモフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間で制御することができる。
以上の構成においては、現像装置内の現像剤は攪拌スクリュ５３により補給トナーと攪拌されながら搬送され、攪拌スクリュ５３の長手方向端部で攪拌スクリュ５３の下方を通過して、供給スクリュ５１側へ流れる。そして供給スクリュ５１の回転により搬送されながら現像ローラ１５表面に担持される。現像ローラ１５表面に担持された現像剤はドクタ５２により所定の高さに規制され、現像領域に搬送される。現像領域を通過した現像剤は現像ローラ１５から離れ、供給スクリュ５１上に落下し、供給スクリュ５１により搬送される。
【００２０】
このような本実施形態の現像装置１２においては、トナー濃度変動による現像剤嵩の変動や、現像剤劣化による現像剤流動性の変化により、トナー補給口５５付近の現像剤の表面が高くなり、攪拌スクリュ５３が覆われると、補給されたトナーは現像剤表面に浮き、攪拌されずに流れ、攪拌スクリュ５３長手方向端部で、浮いたまま供給スクリュ５１側へ流れる。そして、帯電量が低いトナーが現像ローラ１５に供給されると、異常画像やトナー飛散を発生する。
そこで、本実施形態では、このような現像装置内の補給トナーを分散し、現像剤と攪拌し、異常画像やトナー飛散の発生を防止するようにした。このため、本実施形態の現像装置１２では現像容器５０が、攪拌スクリュ５３から供給スクリュ５１へ現像剤が流れる連通口の上方に、現像剤表層に食い込むように突き出した形状になっており、現像剤上層搬送規制部材５７、５８を形成している。この現像剤上層搬送規制部材５７、５８により、現像剤表面に浮いたトナーはせき止められ、供給スクリュ５１側へは流れず、現像剤上層搬送規制部材５７、５８付近で現像剤と攪拌されてから供給スクリュ５１側に流れるので、攪拌性が向上し、異常画像やトナー飛散発生を防止できる。
なお、攪拌スクリュ５３側の現像剤上層搬送規制部材５７よりも供給スクリュ５１側の現像剤上層搬送規制部材５８の方が、現像剤への食い込み量（規制量）が大きくなっている。これは攪拌スクリュ側から供給スクリュ５１側へ現像剤が搬送される際に、食い込み量（規制量）を徐々に大きくすることで現像剤を徐々に攪拌するためである。こうすることで、現像剤上層搬送規制部材を１個にした場合と比べて現像剤上層搬送規制部材の食い込み量を小さくすることができ、現像剤上層搬送規制部材での現像剤の滞留や負荷を少なくすることができる。
【００２１】
これは攪拌スクリュ５３側の現像剤上に補給トナーが浮いている時に、１つの現像剤上層搬送規制部材のみ設けた場合は、その１箇所のみで浮遊トナーを現像剤中に十分分散させるために、多くの現像剤を滞留させる必要があり、ある程度の食い込み量が必要となります。これに対して、本実施形態のように、例えば２つの現像剤上層搬送規制部材を設けた場合、１つ目で浮遊トナーの直下にある現像剤中に浮遊トナーを潜り込ませて大まかに攪拌し、２つ目で浮遊トナーが潜り込んだ現像剤とそうではない現像剤(さらに下側に存在する剤)を攪拌することができるので、徐々に攪拌することが可能になる。
よって、現像剤上層搬送規制部材を２つにした場合、１つ目の現像剤上層搬送規制部材は浮遊トナー直下の現像剤に触れる程度の食い込み量で良いために、現像剤上層搬送規制部材を１つだけ設けた場合と比べて食い込み量を小さくすることができる。また、２つ目の現像剤上層搬送規制部材も浮遊トナーが入ったトナー濃度の高い現像剤とそうではない現像剤を攪拌するため、つまり現像剤同士の攪拌であるため、現像剤上層搬送規制部材を１つだけ設けた場合と比べて食い込み量を小さくすることができ、トナー分散性も向上するという利点がある。
【００２２】
図６は、攪拌スクリュ側の現像剤上層搬送規制部材の食い込み量を１ｍｍ、供給スクリュ側を２ｍｍとした場合の本発明適用前後での異常画像発生率及びトナー飛散量を示す図である。
本発明により異常画像・トナー飛散ともに１０％程度まで削減できる。
本発明において、現像剤上層搬送規制部材５７、５８は、現像容器５０で形成しなくても良い。
【００２３】
次に、本発明の第２の実施形態に係る現像装置について説明する。
図７は、第２の実施形態に係る現像装置の概略構成を示す側面図、図８は第２の実施形態に係る現像装置の概略構成を示す正面図、図９は第２の実施形態に係る現像装置の概略構成を示す平面図である。なお、第１の実施形態に係る現像装置と同一部位には、同一符号を付して説明は省略する。
第２の実施形態に係る現像装置１２では、使用前に現像ローラ１５と供給スクリュ５１との間にシール手段としてのヒートシール５９と、ヒートシール５９を現像容器５０に固定する固定部材としてのヒートシール台座６０を備えている。ヒートシール５９はヒートシール台座６０に熱圧着により接着されており、ヒートシール台座６０は両面テープにより現像容器５０に接着されている。現像装置１２の外部からヒートシール５９を引き抜くことで現像剤は供給スクリュ５１により現像ローラ１５に供給される。なお、ヒートシール台座６０は現像容器５０に取り付けられたままであり、ヒートシール台座６０で現像剤上層搬送規制部材５７、５８を形成しても良い。このヒートシール台座６０で形成された現像剤上層搬送規制部材５７、５８により、現像剤表面に浮いたトナーはせき止められ、供給スクリュ５１側へは流れず、現像剤上層搬送規制部材５７、５８付近で現像剤と攪拌されてから供給スクリュ５１側に流れるので、攪拌性が向上し、異常画像やトナー飛散発生を防止できる。
【００２４】
以上のように本実施形態の現像装置１２では、現像装置１２内の攪拌スクリュ５３から供給スクリュ５１へ現像剤が流れる連通口の上方に、現像剤表層に食い込むように、少なくとも２個以上の現像剤上層搬送規制部材５７、５８を設け、さらにこれら現像剤上層搬送規制部材５７、５８の食い込み量が同等ではない、即ち、現像剤上層搬送規制部材５７、５８の食い込み量が異なるので、現像剤の滞留や現像剤への高負荷を抑制しつつ、現像剤表面に浮いたトナーはせき止められ、供給スクリュ５１側へは流れず、現像剤と十分攪拌されてから供給スクリュ５１側に流れるので、攪拌性が向上し、異常画像やトナー飛散の発生を抑えることができる。
【００２５】
また、現像剤上層搬送規制部材５７、５８が供給スクリュ５１及び攪拌スクリュ５３に当接しないので、振動や凝集体の発生を防ぎながら、上記効果を有することができる。
また、現像剤上層搬送規制部材５７、５８を現像容器５０と一体に形成した場合は、現像装置１２の組立工数を削減することができる。
また、供給スクリュ５１と現像ローラ１５との間にヒートシール５９を備えることで、使用前は現像ローラ１５に現像剤が無い状態となるので、現像ローラ１５への現像剤の固着や現像ローラ１５からのトナー飛散を防ぐことができ、上記の効果と組み合わせてより一層異常画像の発生を抑えることができる。
また、他の目的で現像容器５０に固定された部材で、上記現像剤上層搬送規制部材５７、５８を形成することで上記効果を有する現像装置１２の組立工数を削減することができる。
【００２６】
また本実施形態の現像装置をプロセスカートリッジ、画像形成装置に備えることで、プロセスカートリッジ、画像形成装置においても同様の効果を得ることできる。
また、平均円形度が０．９３〜１．００の範囲であるトナーは、トナー粒子に角がないため、現像装置内での現像剤の攪拌トルクが小さく攪拌の駆動が安定するために、上記の効果と組み合わせてより一層異常画像の発生を抑えることができる。
また、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、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させる工法により得られるトナーは小粒径トナーであり、従来の工法で得られる粉砕トナーと比べて高画質の画像を形成できるので、上記の効果と組み合わせて異常画像の少ない高画質画像形成装置を構成することができる。
【００２７】
なお、特許文献１の現像装置は、本発明の現像装置と同様に、現像剤上層の流れを規制する部材を設けている。しかし、現像剤上層搬送規制部材を現像剤搬送手段上に設けて、現像剤上層搬送規制部材と現像剤搬送手段が干渉する点が本発明と異なる。現像剤上層搬送規制部材と現像剤搬送手段が干渉すると、その際に発生する振動や現像剤凝集体により、異常画像を発生する場合がある。現像剤上層搬送規制部材を現像剤搬送手段から遠ざける、或いは現像剤搬送手段を小さくするなどして現像剤上層規制部材と現像剤搬送手段が干渉しないように設定すれば、このような異常画像の発生は防ぐことができるが、本来の目的である現像剤攪拌不足解消の効果は小さくなる。
【００２８】
また特許文献２の現像装置は、トナー供給時はトナー供給装置の開口部が現像剤内に入り込むことにより、トナーが現像剤の内部に供給され、現像剤表層上をトナーが移動することを防止しているので、トナーが供給される開口部の位置に特徴を有することが本発明と異なる。
また特許文献３の現像装置は、現像剤が第１室から第２室へ搬送される際に通過する部分に、第２室側にのみ開閉可能な弁部材を設けており、第２室に備えたトナー補給口から供給された未帯電トナーが第１室側に移動することを防止する一方、第１室から第２室への現像剤の搬送は妨げない。しかし、現像剤が第２室から第１室へ搬送される際の、第２室から第１室への未帯電トナーの移動を防止していないことが本発明と異なる。
【符号の説明】
【００２９】
１２…現像装置、１５…現像ローラ、５０…現像容器、５１…供給スクリュ、５２…ドクタ、５３…攪拌スクリュ、５４…壁、５５…トナー補給口、５５…補給口、５６…トナー濃度センサ、５７…現像剤上層搬送規制部材、５８…現像剤上層搬送規制部材、５９…ヒートシール、６０…ヒートシール台座、１００…プリンタ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３０】
【特許文献１】特開昭６２−２８８８７３号公報
【特許文献２】特開２００６−５８３７１公報
【特許文献３】特開２００６−２５１１５８公報
【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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