(57)【要約】      （修正有）【課題】現像剤としてトナー及びキャリアを含む２成分現像剤を層規制部材により均一な厚さの薄層化する際に、現像剤に対するストレスが低減されることが可能となる技術を提供する。【解決手段】現像装置は、現像ローラ２１と、現像剤を現像ローラへ供給するための回転可能な撹拌搬送部材７０と、現像ローラの外周面に付着した現像剤を均一な厚さにするために、余分な現像剤を取り除く層厚規制部材とを含み、層厚規制部材は、余分な現像剤を撹拌搬送部材の方へ戻すように案内するためのガイド要素を備えている。【選択図】図４
2020118714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像ローラと、
現像剤を前記現像ローラへ供給するための回転可能な撹拌搬送部材と、
前記現像ローラの外周面に付着した現像剤を均一な厚さにするために、余分な現像剤を取り除く層厚規制部材とを含み、
前記層厚規制部材は、前記余分な現像剤を前記撹拌搬送部材の方へ戻すように案内するためのガイド要素を備える、現像装置。
【請求項２】
前記層厚規制部材は、前記現像ローラの外周面から前記余分な現像剤を取り除くために、前記現像ローラの外周面に沿って相互に隣接して配置された第１のブレード、及び第２のブレードを少なくとも含み、
前記第１のブレードが、前記現像ローラの現像剤搬送方向に沿って前記第２のブレードより下流側に位置しており、前記第２のブレードが、前記ガイド要素として、前記第２のブレードに形成された開口を備える、請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記第１のブレード及び前記第２のブレードの各先端部と交わるように前記現像ローラの中心軸から半径方向に延ばした各仮想線と、前記第１のブレード及び前記第２のブレードの現像剤を規制する表面との成す角度がそれぞれ、６０度以上である、請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記第２のブレードの開口は、前記第１のブレードの先端部から前記第２のブレードへ延ばした垂線と前記第２のブレードとの交点よりも、前記現像ローラから離れて位置する、請求項２又は３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像剤搬送方向に沿って上流側に前記第２のブレードに隣接して配置された第３のブレードを含み、前記第３のブレードが、前記第２のブレードの先端部から前記第３のブレードへ延ばした垂線と前記第３のブレードとの交点よりも、前記現像ローラから離れて位置する開口を含む、請求項２〜４の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記ガイド要素は、ガイド体を含み、前記ガイド体は、前記現像剤が前記撹拌搬送部材から前記現像ローラへ供給される位置よりも前記撹拌搬送部材の回転方向に沿って上流側の位置へ前記余分な現像剤を案内する孔を備える、請求項２〜５の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記ガイド体は前記開口により案内された前記余分な現像剤を、前記孔を介して前記撹拌搬送部材の方へ落下させる、請求項６に記載の現像装置。
【請求項８】
前記ガイド体の孔は、前記第３のブレードの先端部から前記ガイド体へ延ばした垂線との交点よりも、前記現像ローラから離れて位置する、請求項６又は７に記載の現像装置。
【請求項９】
現像ローラと、現像剤を前記現像ローラへ供給するための回転可能な撹拌搬送部材とを備える現像装置において、
前記現像ローラの外周面に付着した現像剤を均一な厚さにするために、余分な現像剤を取り除く層厚規制部材を設け、
前記余分な現像剤が前記撹拌搬送部材の方へ戻るように案内されるためのガイド要素を、前記層厚規制部材に設けることを含む、方法。
【請求項１０】
前記層厚規制部材は、前記現像ローラの外周面から前記余分な現像剤を取り除くために、前記現像ローラの外周面に沿って相互に隣接して配置された第１のブレード、及び第２のブレードを少なくとも含み、
前記第１のブレードが、前記現像ローラの現像剤搬送方向に沿って前記第２のブレードより下流側に位置しており、前記方法は、前記ガイド要素として前記第２のブレードに開口を形成することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１のブレード及び前記第２のブレードの各先端部と交わるように前記現像ローラの中心軸から半径方向に延ばした各仮想線と、前記第１のブレード及び前記第２のブレードの現像剤を規制する表面との成す角度がそれぞれ、６０度以上であるように前記第１のブレード及び前記第２のブレードを構成することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２のブレードの開口が、前記第１のブレードの先端部から前記第２のブレードへ延ばした垂線と前記第２のブレードとの交点よりも、前記現像ローラから離れて位置するように前記開口を構成することを含む、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記現像剤搬送方向に沿って上流側に前記第２のブレードに隣接して第３のブレードを配置し、
前記第２のブレードの先端部から前記第３のブレードへ延ばした垂線と前記第３のブレードとの交点よりも、前記現像ローラから離れた位置において、前記第３のブレードに開口を設けることを含む、請求項１０〜１２の何れか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記ガイド要素として、ガイド体を設けることを含み、前記ガイド体は、前記現像剤が前記撹拌搬送部材から前記現像ローラへ供給される位置よりも前記撹拌搬送部材の回転方向に沿って上流側の位置へ前記余分な現像剤を案内する孔を備える、請求項１０〜１３の何れか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記第３のブレードの先端部から前記ガイド体へ延ばした垂線と前記ガイド体との交点よりも、前記現像ローラから離れた位置に、前記ガイド体の前記孔を設けることを含む、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
電子写真方式を利用した画像形成装置において使用される現像装置は、現像剤としてトナー及びキャリアを含む２成分現像剤を使用するものがある。係る現像装置は、現像ローラ、層規制部材、撹拌搬送部材、筐体等を備えたものがある。係る現像装置の動作時において、撹拌搬送部材によってトナーとキャリアの比率が均一になるように現像剤が混合および撹拌されて移送される。移送された現像剤は、回転する現像ローラに磁気吸着され、層規制部材により均一な厚さの薄層にされる。その後、トナーは、係る薄層の現像剤から、回転する感光体上の静電潜像へと吸着されて、静電潜像が現像されることになる。このような現像装置の動作において、現像剤は機械的なストレスを受けると劣化することが知られている。
【図面の簡単な説明】
【０００２】
【図１】本開示による例示的な現像装置を用いることが可能な画像形成装置の一例を概略的に示す図である。
【図２】層規制部材として従来のドクターブレードを備えた現像装置の横断面である。
【図３】図２の現像装置の内部の全体構成を示す概略図である。
【図４】本開示の一例による層厚規制部材を備える現像装置の横断面である。
【図５】本開示の一例による層厚規制部材１００の斜視図である。
【図６】本開示の一例による層厚規制部材を備える現像装置の横断面である。
【図７】本開示の一例による層厚規制部材を備える現像装置の横断面である。
【図８】本開示の一例による別の層厚規制部材を備える現像装置の横断面である。
【図９】現像剤に作用する圧力の比較結果を示すグラフである。
【図１０】現像装置の駆動時間に対する現像剤帯電量の推移を示すグラフである。
【図１１】現像剤の層厚規制部材に突入する角度と現像剤帯電量の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００３】
本開示は、添付図面と共に読まれる場合に、以下の詳細な説明から最も良く理解される。特徴要素は、必ずしも一律の縮尺に従って描かれていない。実用的であれば、同じ参照符号が同様の特徴要素を指す。
【０００４】
本開示の一例によれは、現像装置が提供される。その現像装置は、現像ローラと、現像剤を現像ローラへ供給するための回転可能な撹拌搬送部材と、現像ローラの外周面に付着した現像剤を均一な厚さにするために、余分な現像剤を取り除く層厚規制部材とを含み、層厚規制部材は、余分な現像剤を撹拌搬送部材の方へ戻すように案内するためのガイド要素を備えている。このような現像装置では、現像剤に作用する圧力が低減され、余分な現像剤が層厚規制部材の部分に滞留／蓄積されることも防止され、ひいては現像剤に対するストレスが低減されることが可能になる。そして、このような現像装置を備えた画像形成装置は、高速印字、低温定着およびロングライフも可能になる。
【０００５】
本開示の別の一例によれば、上述の一例による現像装置において、層厚規制部材は、現像ローラの外周面から余分な現像剤を取り除くために、現像ローラの外周面に沿って相互に隣接して配置された第１のブレード、及び第２のブレードを少なくとも含み、第１のブレードが、現像ローラの現像剤搬送方向に沿って第２のブレードより下流側に位置しており、第２のブレードが、ガイド要素として、第２のブレードに形成された開口を備える。このような現像装置では、余分な現像剤が開口を介して撹拌搬送部材の方へ戻るので、余分な現像剤の滞留／蓄積を一層防止することが可能になる。
【０００６】
本開示の別の一例によれば、上述の一例による現像装置において、第１のブレード及び第２のブレードの各先端部と交わるように現像ローラの中心軸から半径方向に延ばした各仮想線と、第１のブレード及び第２のブレードの現像剤を規制する表面との成す角度がそれぞれ、６０度以上である。このような現像装置では、現像剤に作用する圧力が更に低減され、ひいては現像剤に対するストレスが更に低減されることが可能になる。
【０００７】
本開示の別の一例によれば、上述の一例による現像装置において、第２のブレードの開口は、第１のブレードの先端部から第２のブレードへ延ばした垂線と第２のブレードとの交点よりも、現像ローラから離れて位置している。このような現像装置では、余分な現像剤が開口を介して撹拌搬送部材の方へ戻ることが、より効率的に行なわれることが可能になる。
【０００８】
本開示の別の一例によれば、上述の一例による現像装置であって、現像剤搬送方向に沿って上流側に第２のブレードに隣接して配置された第３のブレードを含み、第３のブレードが、第２のブレードの先端部から第３のブレードへ延ばした垂線と第３のブレードとの交点よりも、現像ローラから離れて位置する開口を含む。このような現像装置では、現像剤に作用する圧力が更に低減され、ひいては現像剤に対するストレスが更に低減されることが可能になる。
【０００９】
本開示の別の一例によれば、上述の一例による現像装置において、ガイド要素はガイド体を含み、ガイド体は、現像剤が撹拌搬送部材から現像ローラへ供給される位置よりも撹拌搬送部材の回転方向に沿って上流側の位置へ余分な現像剤を案内する孔を備える。このような現像装置では、余分な現像剤が開口および孔を介して撹拌搬送部材の方へ戻ることが、より効率的に行なわれることが可能になる。
【００１０】
本開示の別の一例によれば、上述の一例による現像装置において、ガイド体は開口により案内された余分な現像剤を、孔を介して撹拌搬送部材の方へ落下させる。また、ガイド体の孔は、第３のブレードの先端部からガイド体へ延ばした垂線との交点よりも、現像ローラから離れて位置する。このような現像装置では、余分な現像剤が開口および孔を介して撹拌搬送部材の方へ戻ることが、より効率的に行なわれることが可能になる。
【００１１】
本開示の別の一例によれば、方法が提供され、その方法は、現像ローラと、現像剤を現像ローラへ供給するための回転可能な撹拌搬送部材とを備える現像装置において、現像ローラの外周面に付着した現像剤を均一な厚さにするために、余分な現像剤を取り除く層厚規制部材を設け、余分な現像剤が撹拌搬送部材の方へ戻るように案内されるためのガイド要素を、層厚規制部材に設けることを含む。このような方法により、現像装置において、余分な現像剤が層厚規制部材の部分に滞留／蓄積されることが防止され、現像剤に作用する圧力が低減され、ひいては現像剤に対するストレスが低減されることが可能になる。そして、このような現像装置を備えた画像形成装置は、高速印字、低温定着およびロングライフも可能になる。
【００１２】
本開示の別の一例によれば、上述の一例による方法であって、層厚規制部材は、現像ローラの外周面から余分な現像剤を取り除くために、現像ローラの外周面に沿って相互に隣接して配置された第１のブレード、及び第２のブレードを少なくとも含み、第１のブレードが、現像ローラの現像剤搬送方向に沿って第２のブレードより下流側に位置しており、その方法は、ガイド要素として第２のブレードに開口を形成することを含む。このような方法により、余分な現像剤が開口を介して撹拌搬送部材の方へ戻るので、余分な現像剤の滞留／蓄積を一層防止することが可能になる。
【００１３】
本開示の別の一例によれば、上述の一例による方法は、第１のブレード及び第２のブレードの各先端部と交わるように現像ローラの中心軸から半径方向に延ばした各仮想線と、第１のブレード及び第２のブレードの現像剤を規制する表面との成す角度がそれぞれ、６０度以上であるように第１のブレード及び第２のブレードを構成することを含む。このような方法により、現像剤に作用する圧力が更に低減され、ひいては現像剤に対するストレスが更に低減されることが可能になる。
【００１４】
本開示の別の一例によれば、上述の一例による方法において、第２のブレードの開口が、第１のブレードの先端部から第２のブレードへ延ばした垂線と第２のブレードとの交点よりも、現像ローラから離れて位置するように開口を構成することを含む。このような方法により、余分な現像剤が開口を介して撹拌搬送部材の方へ戻ることが、より効率的に行なわれることが可能になる。
【００１５】
本開示の別の一例によれば、上述の一例による方法は、現像剤搬送方向に沿って上流側に第２のブレードに隣接して第３のブレードを配置し、第２のブレードの先端部から第３のブレードへ延ばした垂線と第３のブレードとの交点よりも、現像ローラから離れた位置において、第３のブレードに開口を設けることを含む。このような方法により、現像剤に作用する圧力が更に低減され、ひいては現像剤に対するストレスが更に低減されることが可能になる。
【００１６】
本開示の別の一例によれば、上述の一例による方法は、ガイド要素として、ガイド体を設けることを含み、ガイド体は、現像剤が撹拌搬送部材から現像ローラへ供給される位置よりも撹拌搬送部材の回転方向に沿って上流側の位置へ余分な現像剤を案内する孔を備える。このような方法により、余分な現像剤が開口および孔を介して撹拌搬送部材の方へ戻ることが、より効率的に行なわれることが可能になる。
【００１７】
本開示の別の一例によれば、上述の一例による方法は、第３のブレードの先端部からガイド体へ延ばした垂線とガイド体との交点よりも、現像ローラから離れた位置に、ガイド体の孔を設けることを含む。このような方法により、余分な現像剤が開口および孔を介して撹拌搬送部材の方へ戻ることが、より効率的に行なわれることが可能になる。
【００１８】
図１は、本開示の例示的な現像装置を用いることが可能な画像形成装置１の一例を概略的に示す。画像形成装置１は、例えばマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの各色のトナーカートリッジＮを用いてカラー画像を形成する装置である。画像形成装置１は、用紙(記録媒体)Ｐに画像を形成する。
【００１９】
より詳細には、画像形成装置１は、例えば用紙Ｐを搬送する記録媒体搬送ユニット１０と、静電潜像を現像する現像装置２０と、トナー像を用紙Ｐに二次転写する転写ユニット３０と、周面に画像が形成される静電潜像担持体である感光体４０と、トナー像を用紙Ｐに定着させる定着ユニット５０とを備えている。
【００２０】
記録媒体搬送ユニット１０は、画像が形成される用紙Ｐを搬送経路Ｒ１上で搬送する。用紙Ｐは、カセットＫに積層されて収容され、給紙ローラ１５ａ〜１５ｄによりピックアップされて搬送される。記録媒体搬送ユニット１０は、用紙Ｐに転写されるトナー像が二次転写領域Ｒ２に到達するタイミングで、搬送経路Ｒ１を介して二次転写領域Ｒ２に用紙Ｐを到達させる。
【００２１】
現像装置２０は、例えば色ごとに設けられ、図１の例では４個設けられている。各現像装置２０は、トナーを感光体４０に担持させる現像ローラ２１を備えている。現像装置２０では、トナーとキャリアを所望の混合比になるように調整される。現像装置２０では、トナーが均一に分散され、最適な帯電量を付与した現像剤が調整される。この現像剤を現像ローラ２１に担持させる。現像ローラ２１の回転により現像剤が感光体４０と対向する領域まで搬送されると、現像ローラ２１に担持された現像剤のうちのトナーが、感光体４０の周面上に形成された静電潜像に吸着し、静電潜像が現像される。
【００２２】
転写ユニット３０は、現像装置２０で形成されたトナー像を用紙Ｐに二次転写する二次転写領域Ｒ２に搬送する。転写ユニット３０は、転写ベルト３１と、転写ベルト３１を懸架する懸架ローラ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄと、感光体４０と共に転写ベルト３１を挟持する一次転写ローラ３２と、懸架ローラ３１ｄと共に転写ベルト３１を挟持する二次転写ローラ３３とを備えている。
【００２３】
転写ベルト３１は、懸架ローラ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄにより循環移動する無端状のベルトである。一次転写ローラ３２は、転写ベルト３１の内周側から感光体４０を押圧するように設けられる。二次転写ローラ３３は、転写ベルト３１の外周側から懸架ローラ３１ｄを押圧するように設けられる。
【００２４】
感光体４０は、色ごとに設けられ、図１の例では４個設けられている。各感光体４０は、転写ベルト３１の移動方向に沿って設けられている。感光体４０の周上には、現像装置２０と、帯電ローラ４１と、露光ユニット４２と、クリーニングユニット４３とが設けられている。
【００２５】
帯電ローラ４１は、感光体４０の表面を所定の電位に均一に帯電させる帯電手段である。帯電ローラ４１は、感光体４０の回転に追従して動く。露光ユニット４２は、帯電ローラ４１によって帯電した感光体４０の表面を、用紙Ｐに形成する画像に応じて露光する。これにより、感光体４０の表面のうち露光ユニット４２により露光された部分の電位が変化し、静電潜像が形成される。４個の現像装置２０は、それぞれの現像装置２０に対向して設けられたトナーカートリッジＮから供給されたトナーによって感光体４０に形成された静電潜像を現像し、トナー像を生成する。各トナーカートリッジＮ内にはそれぞれ、マゼンタ、イエロー、シアン及びブラックのトナーが充填されている。クリーニングユニット４３は、感光体４０上に形成されたトナー像が転写ベルト３１に一次転写された後に感光体４０上に残存するトナーを回収する。
【００２６】
定着ユニット５０は、転写ベルト３１から用紙Ｐへ二次転写されたトナー像を用紙Ｐに付着させ、定着させる。定着ユニット５０は、用紙Ｐを加熱する加熱ローラ５１と、加熱ローラ５１を押圧する加圧ローラ５２とを備える。加熱ローラ５１及び加圧ローラ５２は円筒状に形成されており、加熱ローラ５１は内部に、例えばハロゲンランプ等の熱源を備える。加熱ローラ５１と加圧ローラ５２との間には接触領域である定着ニップ部が設けられ、定着ニップ部に用紙Ｐを通過させることにより、トナー像を用紙Ｐに溶融定着させる。トナー像が用紙Ｐへ二次転写された後、転写ベルト３１に残存するトナーは、ベルトクリーニング装置（図示せず）によって回収される。
【００２７】
また、画像形成装置１には、定着ユニット５０によりトナー像が定着された用紙Ｐを装置外部へ排出するための排出ローラ５３、５４が設けられている。
【００２８】
次いで画像形成装置１のプリント動作について説明する。被記録画像の画像信号が画像形成装置１に入力されると、画像形成装置１は、給紙ローラ１５ａ〜１５ｄを回転させて、カセットＫに積層された用紙Ｐをピックアップして搬送する。そして、帯電ローラ４１により感光体４０の表面を所定の電位に均一に帯電させる（帯電工程）。その後、受信した画像信号に基づいて、露光ユニット４２により感光体４０の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する（露光工程）。
【００２９】
現像装置２０では、静電潜像が現像されてトナー像が形成される（現像工程）。こうして形成されたトナー像は、感光体４０と転写ベルト３１とが対向する領域において、感光体４０から転写ベルト３１へ一次転写される（転写工程）。転写ベルト３１には、４個の感光体４０上に形成されたトナー像が順次積層されて、１つの積層トナー像が形成される。そして、積層トナー像は、懸架ローラ３１ｄと二次転写ローラ３３とが対向する二次転写領域Ｒ２において、記録媒体搬送ユニット１０により搬送された用紙Ｐに二次転写される。
【００３０】
積層トナー像が二次転写された用紙Ｐは、定着ユニット５０へ搬送される。用紙Ｐを加熱ローラ５１と加圧ローラ５２との間で熱及び圧力を加えながら通過させることにより、積層トナー像を用紙Ｐへ溶融定着させる（定着工程）。その後、用紙Ｐは、排出ローラ５３、５４によって画像形成装置１の外部へ排出される。
【００３１】
図２は、層規制部材として従来のドクターブレード２８を備えた現像装置２０の横断面を示す。図３は、現像装置２０の内部の全体構成を示す概略図を示す。尚、図面の全体を通して現像装置２０の横断面は、現像装置２０が画像形成装置１に装着された状態にある時の位置関係における現像装置２０を示す。図３では、ドクターブレード２８は図示されていない。現像装置２０は例えば、筐体６０、現像ローラ２１、ドクターブレード２８、第１の撹拌搬送部材７０、及び第２の撹拌搬送部材７５などを備えている。
【００３２】
筐体６０は、横長の容器状に形成されている。筐体６０は、その内部の空間を上下に仕切る仕切部６０ａを有している。筐体６０では、仕切部６０ａの上側に第１の収容室Ｓ１が形成され、仕切部６０ａの下側に第２の収容室Ｓ２が形成される。第１の収容室Ｓ１には、現像ローラ２１、及び第１の撹拌搬送部材７０が収容される。第２の収容室Ｓ２には、第２の撹拌搬送部材７５が収容される。筐体６０では、第１の撹拌搬送部材７０を収容する部分が第１の筐体部６１を構成し、第２の撹拌搬送部材７５を収容する部分が第２の筐体部６２を構成する。
【００３３】
図３に示すように、筐体６０には、現像剤供給口６３、第１の開口６４、第２の開口６５、及び現像剤排出口６６が形成される。より詳細には、筐体６０では、その長手方向の一端寄りに第１の開口６４が形成される。筐体６０では、その長手方向の他端寄りに現像剤供給口６３、第２の開口６５、及び現像剤排出口６６が形成される。
【００３４】
現像剤供給口６３は、第２の筐体部６２に形成される。現像剤供給口６３は、トナータンクＮから供給された現像剤を第２の収容室Ｓ２へ送るための開口である。ここで、現像剤は、磁性体のキャリアと非磁性体のトナーとを含んでいる。
【００３５】
第１の開口６４は、仕切部６０ａに形成される。第１の開口６４は、第１の収容室Ｓ１及び第２の収容室Ｓ２を連通させる。第１の開口６４は、第２の撹拌搬送部材７５により搬送した現像剤を第１の収容室Ｓ１へ送るための開口である。
【００３６】
第２の開口６５は、仕切部６０ａに形成される。第２の開口６５は、第１の開口６４と現像剤排出口６６の間に配置される。第２の開口６５は、第１の収容室Ｓ１及び第２の収容室Ｓ２を連通させる。第２の開口６５は、第１の撹拌搬送部材７０により搬送した現像剤を第２の収容室Ｓ２へ送るための開口である。
【００３７】
現像剤排出口６６は、第１の筐体部６１に形成される。現像剤排出口６６は、余剰の現像剤を第１の収容室Ｓ１から廃トナーボックス（図示せず）へ送るための開口である。
【００３８】
現像ローラ２１は、感光体ドラム４０の周面に形成された静電潜像に対して、トナーを供給する現像剤担持体である。現像ローラ２１は、感光体ドラム４０と対向するように第１の収容室Ｓ１の上部に配置される。現像ローラ２１は、シャフト２２、マグネット部２３、現像スリーブ２４、及び一対のフランジ８０、９０を備える。現像ローラ２１では、シャフト２２及びマグネット部２３は固定され、現像スリーブ２４及び一対のフランジ８０、９０が一体的に回転駆動される。シャフト２２は、筐体６０の長手方向に沿って水平に延びている。シャフト２２の両端は、筐体６０に固定／支持される。
【００３９】
マグネット部２３は、シャフト２２の周囲に固定されている。マグネット部２３は、複数の磁極を有する円筒形の部材である。マグネット部２３は、感光体ドラム４０と対向する領域に、異なる磁極が交互に配置されている。マグネット部２３は、現像スリーブ２４の周面上において、現像剤を磁気力により搬送する。マグネット部２３は、現像剤の磁気ブラシの穂を起てて、該磁気ブラシを感光体ドラム４０の静電潜像に接触又は近接させる。
【００４０】
現像スリーブ２４は、非磁性の金属からなる筒状部材である。現像スリーブ２４は円筒形に形成される。現像スリーブ２４は、シャフト２２及びマグネット部２３と同軸となるように水平に延びている。
【００４１】
一対のフランジ８０、９０は、現像スリーブ２４の軸方向の一端に設けられる第１フランジ８０と、現像スリーブ２４の軸方向の他端に設けられる第２フランジ９０とで構成される。
【００４２】
ドクターブレード２８は、現像スリーブ２４の外周面に付着した現像剤を均一な厚さの層にするための層厚規制部材である。ドクターブレード２８は、現像スリーブ２４、即ち現像ローラ２１と感光体ドラム４０とが対向する最近接位置よりも現像スリーブ２４、即ち現像ローラ２１の現像剤搬送方向の上流側に配置される。ブレード２８は、ステンレス等の金属材料で構成される。
【００４３】
第１の撹拌搬送部材７０は、第１の収容室Ｓ１において、現像剤を攪拌・混合するとともに、該現像剤を搬送する。第１の撹拌搬送部材７０により攪拌・混合された現像剤は、現像ローラ２１へ供給される。また、第１の撹拌搬送部材７０により搬送された現像剤は、第２の開口６５を介して第２の収容室Ｓ２へ戻される。
【００４４】
第１の撹拌搬送部材７０は、第１の支持軸７１、及び第１の搬送翼７２を備える。第１の支持軸７１は、仕切部６０ａに沿うように水平に延びている。第１の支持軸７１は、軸受け（図示せず）によって回転可能に支持されている。第１の搬送翼７２は、第１の支持軸７１の外周面に形成されている。第１の搬送翼７２は、第１の支持軸７１の軸方向に沿って配置された螺旋状の傾斜面を有している。第１の搬送翼７２は、第１の開口６４側から第２開口６５側に向かって（順方向に）現像剤を搬送する。
【００４５】
第１の支持軸７１の外周面には、カウンター翼７３が形成されている。カウンター翼７３は、第２の開口６５と現像剤排出口６６との間に設けられる。カウンター翼７３は、第１の搬送翼７２の順方向と逆向きに現像剤を搬送する部分である。即ち、カウンター翼７３は、第１の開口６４から第２の開口６５までの間の現像剤が、現像剤排出口６６側へ移動してしまうことを抑制している。ただし、第１の収容室Ｓ１の現像剤の量が所定量より多くなると、余剰の現像剤はカウンター翼７３を乗り越えて現像剤排出口６６へ送られる。現像剤排出口６６に送られた余剰の現像剤は、廃トナーボックス（図示せず）へ回収される。
【００４６】
第２の撹拌搬送部材７５は、第２の収容室Ｓ２において、現像剤を攪拌・混合するとともに、該現像剤を搬送する。第２の撹拌搬送部材７５で攪拌・混合された現像剤は、第１の開口６４を介して第１の収容室Ｓ１へ供給される。
【００４７】
第２の撹拌搬送部材７５は、第２の支持軸７６、及び第２の搬送翼７７を備える。第２の支持軸７６は、仕切部６０ａに沿うように水平に延びている。第２の支持軸７６は、軸受け（図示せず）によって回転可能に支持されている。第２の搬送翼７７は、第２の支持軸７６の外周面に形成されている。第２の搬送翼７７は、第２の支持軸７６の軸方向に沿って配置された螺旋状の傾斜面を有している。第２の搬送翼７７は、第２開口６５から第１開口６４に向かって現像剤を搬送する。
【００４８】
このような現像装置に使用される２成分現像剤は、磁性体のキャリアと非磁性体のトナーとを含んでいる。現像剤に機械的なストレスが加えられる場合、現像剤が劣化することが知られている。例えば、現像剤の劣化は、大きく分けて２種類あり、それはキャリアに対するストレスによる劣化と、トナーに対するストレスによる劣化である。
【００４９】
キャリアは一般に、平均粒径が２０〜５０μｍのフェライト粉（コア材）の表面に有機樹脂が被覆されている。このようなキャリアにストレスが加えられると、被覆された有機樹脂が剥がれたり、キャリアがトナーからの付着物に汚染されたりして、キャリアは劣化する。
【００５０】
トナーは一般に、バインダー樹脂、色材、荷電調整剤、ワックス、外添剤などから構成されている。特に、外添剤はトナー表面に付着し、トナーの帯電性、流動性、及びアンチブロック性などを制御するための重要な役割を果たしている。このようなトナーにストレスが加えられると、外添剤が剥離及び／又は埋没したりして、トナーは劣化する。例えば、このようなトナーの劣化により、１）流動性の低下、２）帯電性の低下、３）現像性の低下などの現象が発生する。例えば、流動性の低下は、トナーとキャリアの混合撹拌(接触と分離)性能の低下によって所定の電荷量を生み出すことを困難にし、それにより帯電性が低下する。また、流動性の低下により、かさ密度が変化し、トナー濃度制御システムに不都合が生じ、トナーとキャリアの割合を一定に保つことが困難になる。帯電性の低下は、印刷画像の不具合（例えば、白筋、バックグラウンド（印刷することを意図していない用紙の部分にトナーが載ってしまう現象））、及びトナー飛散などを生じる。更に、現像性の低下は、トナーの外添剤の埋没／離脱によりキャリアとトナーの物理的吸着力が高くなることによって、現像ローラに担持された現像剤のトナーが感光体の周面上の静電潜像に移りにくくなり、画像濃度の低下を生じる。
【００５１】
電子写真技術を用いた画像形成装置において、１）高速印字、２）低温定着、３）現像剤などのロングライフ化が求められ続けている。例えば、高速印字を行うためには、例えば現像ローラ２１などの回転速度を上げることになり、これにより現像剤に対する機械的なストレスは増加する。また、低温定着を推し進めるためには、トナーは一般的に柔らかくなり、ストレスを受けた場合に前述した外添剤が剥離及び／又は埋没しやすくなる。従って、現像剤に対するストレスを低減して、上述した印刷画像の不具合、トナー飛散などの発生を抑え且つ現像剤をロングライフ化することが必要である。
【００５２】
前述した現像装置において、現像剤に機械的なストレスが最も加えられるのは、現像スリーブ２４の外周面に付着した現像剤がドクターブレード２８によって圧迫されて層規制され、均一な厚さの層にされる時である。
【００５３】
現像剤に作用する圧力、ひいては現像剤に対する機械的なストレスを、従来のドクターブレード２８よりも低減するように構成した、本開示の一例による層厚規制部材１００を備える現像装置２００の横断面を図４に示す。また、本開示の一例による層厚規制部材１００の斜視図を図５に示す。
【００５４】
図４及び図５において、例示的な層厚規制部材１００は、現像スリーブ２４、即ち現像ローラ２１の外周面に付着した現像剤を段階的に均一な厚さの層にするために、現像ローラの外周面に沿って相互に隣接して配置された第１のブレード１０１、第２のブレード１０２及び第３のブレード１０３、並びにガイド体１０４を含む。第１のブレード１０１は、現像ローラ２１と感光体ドラム４０とが対向する最近接位置よりも現像ローラ２１の回転方向の上流側、即ち現像ローラ２１の現像剤搬送方向の上流側に配置される。第２のブレード１０２は、現像剤搬送方向に沿って第１のブレード１０１よりも上流側に位置している。第３のブレード１０３は、現像剤搬送方向に沿って第２のブレード１０２よりも上流側に位置している。尚、図４では、層厚規制部材１００は、第１のブレード１０１、第２のブレード１０２、第３のブレード１０３及びガイド体１０４が一体的に形成されているように示されているが、第１のブレード１０１、第２のブレード１０２、第３のブレード１０３及びガイド体１０４はそれぞれ別個の部品として形成されることも可能である。また、ガイド体１０４は筐体の一部として形成されることもできる。
【００５５】
図６に示されるように、現像ローラ２１の外周面と第１のブレード１０１の先端との間の距離ｎ、現像ローラ２１の外周面と第２のブレード１０２の先端との間の距離ｍ、及び現像ローラ２１の外周面と第３のブレード１０３との間の距離ｌは、ｌ＞ｍ＞ｎとなるように設定されている。例えば、ｌ＝５００μｍ、ｍ＝４００μｍ、ｎ＝３００μｍとすることができる。そのため、現像ローラ２１の外周面に付着した現像剤は、第３のブレード１０３、第２のブレード１０２及び第１のブレード１０１によって段階的に均一な厚さの層に規制されるので、現像剤に作用する圧力は従来のドクターブレード２８よりも低減される。また、第１のブレード１０１、第２のブレード１０２及び第３のブレード１０３の先端部は、現像剤に作用する圧力が更に低減されるように、従来のドクターブレード２８よりも鋭利にされている。本開示の一例による層厚規制部材１００は、現像剤に作用する圧力を更に低減するために、図５に示されるように、第２のブレ−ド１０２及び第３のブレード１０３はそれぞれ、開口１１２、１１３を備える。
【００５６】
図７を参照すると、開口１１２は、現像ローラ２１の長手方向に沿って、現像ローラ２１に近い側に開口端部１１２ａを有する。第３のブレード１０３の先端から第２のブレード１０２の方へ降ろした垂線との交点をｘｎとした場合、開口端部１１２ａは交点ｘｎよりも、現像ローラ２１から離れて位置する。即ち、開口１１２は、第３のブレード１０３の先端から第２のブレード１０２の方へ降ろした垂線との交点ｘｎよりも、現像ローラ２１から離れて位置する。
【００５７】
開口１１３は、現像ローラ２１の長手方向に沿って、現像ローラ２１に近い側に開口端部１１３ａを有する。第２のブレード１０２の先端から第３のブレード１０３の方へ降ろした垂線との交点をｘｍとした場合、開口端部１１３ａは交点ｘｍよりも、現像ローラ２１から離れて位置する。即ち、開口１１３は、第２のブレード１０２の先端から第３のブレード１０３の方へ降ろした垂線との交点ｘｍよりも、現像ローラ２１から離れて位置する。
【００５８】
現像ローラ２１の外周面に吸着保持された現像剤は、第３のブレード１０３の先端により、通過量（穂高）を規制されて、第２のブレード１０２の方へ搬送される。次いで、第３のブレード１０３を通過した現像剤は、第２のブレード１０２の先端により、再び通過量を規制されて、第１のブレード１０１の方へ搬送される。次いで、第２のブレード１０２を通過した現像剤は、第１のブレード１０１の先端により、再び通過量を規制されて、現像ローラ２１と感光体ドラム４０とが対向する最近接位置へ搬送される。
【００５９】
第１のブレード１０１の先端を通過することができなかった余分な現像剤は、第２のブレード１０２の方へ重力により落下する。第２のブレード１０２の方へ落下した余分な現像剤は、第２のブレード１０２の斜面１２２を滑り落ちて、第２のブレード１０２の開口１１２を通り抜けて、第３のブレード１０３の方へ落下する。また、第２のブレード１０２の先端を通過することができなかった余分な現像剤も、第３のブレード１０３の方へ落下する。第３のブレード１０３の方へ落下した余分な現像剤は、第３のブレード１０３の斜面１２３を滑り落ちて、第３のブレード１０３の開口１１３を通り抜けて、ガイド体１０４の方へ落下する。また、第３のブレード１０３の先端を通過することができなかった余分な現像剤も、ガイド体１０４の方へ落下する。
【００６０】
ガイド体１０４は、現像剤が第１の撹拌搬送部材７０から現像ローラ２１へ供給される位置よりも第１の撹拌搬送部材７０の回転方向に沿って上流側の位置へ余分な現像剤を案内する孔１１４を含む。孔１１４は、現像ローラ２１の長手方向に沿って、現像ローラ２１に近い側に孔端部１１４ａを有する。第３のブレード１０３の先端からガイド体１０４の方へ降ろした垂線との交点をｘｌとした場合、孔端部１１４ａは交点ｘｌよりも、現像ローラ２１から離れて位置する。即ち、孔１１４は、第３のブレード１０３の先端からガイド体１０４の方へ降ろした垂線との交点ｘｌよりも、現像ローラ２１から離れて位置する。ガイド体１０４の方へ落下した余分な現像剤は、ガイド体１０４の斜面１２４を滑り落ちて、孔１１４を通り抜けて、第１の撹拌搬送部材７０の方へ落下する。尚、上述した余分な現像剤の流れは、図面において白抜き矢印により模式的に示されている。
【００６１】
このように、第２のブレード１０２及び第３のブレ−ド１０３がそれぞれ、開口１１２、１１３を備え、及びガイド体１０４が孔１１４を備えることにより、余分な現像剤が、ガイド体１０４と第３のブレード１０３との間、第３のブレード１０３と第２のブレード１０２との間、及び第２のブレード１０２と第１のブレード１０１との間に滞留／蓄積されることが防止され、現像剤に作用する圧力またはストレスが更に低減される。
【００６２】
図２に示されたような従来のドクターブレード２８を備えた現像装置２０と、図４に示されたような本開示の一例による層厚規制部材１００を備えた現像装置２００とにおいて、現像剤に作用する圧力を比較した。図２の従来のドクターブレード２８のＡの部分、及び図４の本開示の一例による層厚規制部材１００の第３のブレード１０３のＢの部分に、ロードセル（ＯＭＥＧＡ社製ＬＣＬ−１１３Ｇ）をそれぞれ配置して、現像剤に作用する圧力を測定した。この場合、現像ローラの線速は８５０ｍｍ／ｓであり、室温は２０℃であり、相対湿度は５０％であり、及びトナー濃度は９％であった。その測定結果が図９に示される。Ａは従来のドクターブレード２８を使用した場合の圧力を示し、Ｂは本開示の一例による層厚規制部材１００を使用した場合の圧力を示す。図９からも明らかなように、本開示の一例による層厚規制部材１００を用いることにより、層厚規制部材において現像剤に作用する圧力は、従来のドクターブレードに比べて約１／３に低下していることを確認した。
【００６３】
また、図２に示されたような従来のドクターブレード２８を備えた現像装置２０と、図４に示されたような本開示の一例による層厚規制部材１００を備えた現像装置２００とにおいて、画像特性に影響を及ぼす現像剤の帯電量についても比較した。一般に、現像剤の帯電量は、現像剤の劣化の程度を表す評価方法の１つであり、現像剤が劣化していくと、帯電量は徐々に小さくなっていくことが知られている。測定における条件は、上記の現像剤に作用する圧力の比較と同様である。また、帯電量の測定は、Trek社の吸引式帯電量測定器210HS-2Aを用いて行なった。現像装置の駆動時間に対する現像剤の帯電量の推移を図１０に示す。図１０から看取され得るように、従来のドクターブレード２８を備えた現像装置２０では、帯電量は、６０分後に−５μC／gに低下している。一方、本開示の一例による層厚規制部材１００を備えた現像装置２００では、帯電量は、６０分後に−１８μC／gを保持している。従って、本開示の一例による層厚規制部材１００を用いることにより、従来のドクターブレード２８を用いた場合に比べて、現像剤の劣化が抑えられており、現像剤に対する機械的なストレスが低減されていることが確認された。
【００６４】
更に、図６に示されるように、第１のブレード１０１、第２のブレード１０２、及び第３のブレード１０３の各先端部と交わるように現像ローラの中心軸から半径方向に延ばした各仮想線と、第１のブレード１０１、第２のブレード１０２、及び第３のブレード１０３の現像剤を規制する表面１３１、１３２、１３３との成す角度がそれぞれ、同じであり、θであるとする。θは、現像剤が層厚規制部材に突入する角度である。上記の現像剤の帯電量の比較と同様な条件において、角度θと、その角度θに対する現像剤の帯電量との関係が、図１１に示される。現像剤の帯電量は、現像装置を９０分間駆動した後に、現像剤の帯電量を測定した値である。図１１から看取され得るように、θが、図２のような従来の０°より大きくすることにより、現像剤の帯電量が高く維持されており、現像剤に対する機械的なストレスが低下していることが確認できる。また、角度θと現像剤の帯電量の相関は、線形関係ではない。しかしながら、θが６０°以上になると、その効果は一層高くなることが図１１から明らかである。また、θは、６０°〜１００°が好ましい。図８には、θが９０°の場合の層厚規制部材１００’の一例が示される。
【００６５】
上記の例では、層厚規制部材１００は、３つのブレード１０１〜１０３を備えるように説明されているが、ブレードの数は、２つ又は４つ以上でもよい。この場合、現像ローラの回転方向に沿って最も下流側に位置するブレードは、開口を備えなくてもよい。
【００６６】
また、上記の例は、発明の例示を目的とするものであり、発明の範囲を制限するものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲に規定される。
【符号の説明】
【００６７】
１  画像形成装置
２０、２００  現像装置
１００、１００’  層厚規制部材
１０１、１０２、１０３  ブレード
１０４  ガイド体
１１１、１１２  開口
１１４  孔
【図１】
2020118714.tif 000003
【図２】
2020118714.tif 000004
【図３】
2020118714.tif 000005
【図４】
2020118714.tif 000006
【図５】
2020118714.tif 000007
【図６】
2020118714.tif 000008
【図７】
2020118714.tif 000009
【図８】
2020118714.tif 000010
【図９】
2020118714.tif 000011
【図１０】
2020118714.tif 000012
【図１１】
2020118714.tif 000013