(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアとトナーとを有する２成分現像剤を収容すると共に、像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置であって、
前記像担時体に対向すると共に複数の磁極を有する回転可能な現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に対向して現像剤を供給する供給スクリュと、前記現像剤担持体に対向して現像後の現像剤を回収する回収スクリュと、
前記回収スクリュと前記現像剤担持体の間に設けられた現像剤分離部材と、
前記現像剤担持体に対向するように配設されると共に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を備え、
前記現像剤規制部材には、前記現像剤担持体の回転方向対して上流側に、前記現像剤担持体の周囲に形成された磁束密度分布を変化させるための磁性部材が配設され、
前記磁性部材の配設された前記現像剤規制部材は、前記現像剤担持体と前記現像剤規制部材の最近接点を含む現像剤規制部において、前記現像剤担持体の中心軸から前記最近接点を通る仮想直線と前記現像剤規制部材のなす角が、前記現像剤担持体の回転方向に対して下流方向に０度より大きく、かつ９０度以下となるよう配設され、
前記現像剤規制部材は、前記最近接点において前記現像剤規制部材のエッジ部が前記現像剤担持体方向に対向しないように、前記最近接点における前記現像剤担持体の接線方向と平行な形状を持つ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、
前記現像剤規制部材は、長手方向の仮想直線に沿って１回または複数回、前記現像剤担持体の回転方向に対して上流側へ折り曲げられていることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の現像装置において、
前記現像剤担持体の周囲に形成される前記現像剤担持体の法線方向磁束密度分布のうち、前記現像剤規制部材に対向する法線方向磁束密度分布のピークにおいて、前記最近接点が前記ピークの極大点以外の位置に配設されることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つに記載の現像装置において、
前記２成分現像剤を構成するキャリアの粒度が２０〜６０μｍであることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一つに記載の現像装置において、
前記２成分現像剤を構成するトナーの粒度が３〜１０μｍであることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一つに記載の現像装置を備え、該現像装置と前記像担持体とが一体化されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項７】
像担持体と請求項１乃至５のいずれか一つに記載の現像装置を、一つまたは複数搭載することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項６に記載のプロセスカートリッジを、一つまたは複数搭載することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項７または８に記載の画像形成装置において、
前記現像装置または前記プロセスカートリッジは、画像形成装置本体に着脱可能であ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、２成分現像方式の現像装置と、その現像装置を備えたプロセスカートリッジ及び、前記現像装置または前記プロセスカートリッジを備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、キャリアとトナーとを有する２成分現像剤を収容すると共に、像担持体上に形成される潜像を現像する２成分現像方式の現像装置が知られており、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置に用いられている。
この２成分現像方式の現像装置では、現像能力を向上させるために現像剤担持体と像担時体との間隔（現像ギャップと言う）を狭めてきた。それに伴い現像領域に搬送する現像剤の量を減らすことが必要となり、現像剤担持体と現像剤規制部材との間隔（ドクタギャップと言う）も１［ｍｍ］以下まで狭まり、異物挟み込みによる異常画像の発生などが問題になってきた。
【０００３】
そこで、現像剤規制部材に磁性を持った部材（磁性板）を取り付けることで、現像剤規制部材の先端部に現像剤を磁力によって保持させ、現像剤規制効果を高め、ドクタギャップを広げる方式が用いられている（例えば、特許文献１（特開２００５−１９５９４９号公報）、特許文献２（特開２００５−１８９２４９号公報）、特許文献３（特開平８−１４６７５７号公報）、特許文献４（特開２００５−９１９５３号公報）、特許文献５（特開２００８−２８１９５４号公報）参照）。
【０００４】
しかし、前記従来技術の構成では、現像剤の経時劣化に伴う流動性悪化時に、現像剤規制部での現像剤嵩密度の変動、現像剤と現像剤担持体間のスリップなどが発生し、現像剤規制部を通過して現像領域へ搬送される現像剤の搬送量が減少するという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、磁性板を取り付けた現像剤規制部材を有する現像装置においても、経時での現像剤流動性低下による搬送量低下を抑え、更には現像剤中のキャリアとトナーを均一に攪拌させる機能を向上させる技術を提供することを目的とする。
また本発明では、上記の目的に加え、現像剤規制部材の曲げモーメントに対する剛性を高め、更には現像装置全体のレイアウト自由度を高め、更には前記現像剤規制部材によって規制された現像剤が現像剤規制部で滞留してしまうことを防止するための技術を提供することを目的とする。
さらに本発明では、上記の目的に加え、現像領域へ現像剤を搬送する磁力を増大させ、さらには前記現像剤規制部において現像剤にかかる圧力を低減して経時での現像剤変動を抑えるための技術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】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明では以下のような解決手段を採っている。
本発明の第１の解決手段は、キャリアとトナーとを有する２成分現像剤を収容すると共に、像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置であって、前記像担時体に対向すると共に複数の磁極を有する回転可能な現像剤担持体と、前記現像剤担持体に対向して現像剤を供給する供給スクリュと、前記現像剤担持体に対向して現像後の現像剤を回収する回収スクリュと、前記回収スクリュ５４と前記現像剤担持体５１の間に設けられた現像剤分離部材５７と、前記現像剤担持体に対向するように配設されると共に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を備え、前記現像剤規制部材には、前記現像剤担持体の回転方向対して上流側に、前記現像剤担持体の周囲に形成された磁束密度分布を変化させるための磁性部材が配設され、前記磁性部材の配設された前記現像剤規制部材は、前記現像剤担持体と前記現像剤規制部材の最近接点を含む現像剤規制部において、前記現像剤担持体の中心軸から前記最近接点を通る仮想直線と前記現像剤規制部材のなす角が、前記現像剤担持体の回転方向に対して下流方向に０度より大きく、かつ９０度以下となるよう配設され、前記現像剤規制部材は、前記最近接点において前記現像剤規制部材のエッジ部が前記現像剤担持体方向に対向しないように、前記最近接点における前記現像剤担持体の接線方向と平行な形状を持つことを特徴とする（請求項１）。
【０００７】
本発明の第２の解決手段は、第１の解決手段の現像装置において、前記現像剤規制部材は、長手方向の仮想直線に沿って１回または複数回、前記現像剤担持体の回転方向に対して上流側へ折り曲げられていることを特徴とする（請求項２）。
また、本発明の第３の解決手段は、第１または第２の解決手段の現像装置において、前記現像剤担持体の周囲に形成される前記現像剤担持体の法線方向磁束密度分布のうち、前記現像剤規制部材に対向する法線方向磁束密度分布のピークにおいて、前記最近接点が前記ピークの極大点以外の位置に配設されることを特徴とする（請求項３）。
【０００８】
本発明の第４の解決手段は、第１乃至第３のいずれか一つの解決手段の現像装置において、前記２成分現像剤を構成するキャリアの粒度が２０〜６０μｍであることを特徴とする（請求項４）。
また、本発明の第５の解決手段は、第１乃至第４のいずれか一つの解決手段の現像装置において、前記２成分現像剤を構成するトナーの粒度が３〜１０μｍであることを特徴とする（請求項５）。
【０００９】
本発明の第６の解決手段は、プロセスカートリッジであって、第１乃至第５のいずれか一つの解決手段の現像装置を備え、該現像装置と前記像担持体とが一体化されたことを特徴とする（請求項６）。
【００１０】
本発明の第７の解決手段は、画像形成装置であって、像担持体と第１乃至第５のいずれか一つの解決手段の現像装置を、一つまたは複数搭載することを特徴とする（請求項７）。
また、本発明の第８の解決手段は、画像形成装置であって、第６の解決手段のプロセスカートリッジを、一つまたは複数搭載することを特徴とする（請求項８）。
さらに本発明の第９の解決手段は、第７または第８の解決手段の画像形成装置において、前記現像装置または前記プロセスカートリッジは、画像形成装置本体に着脱可能であることを特徴とする（請求項９）。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の現像装置では、磁性部材の配設された現像剤規制部材は、現像剤担持体と現像剤規制部材の最近接点を含む現像剤規制部において、現像剤担持体の中心軸から最近接点を通る仮想直線と現像剤規制部材のなす角が、現像剤担持体の回転方向にして下流方向に０度より大きく、かつ９０度以下となるよう配設され、現像剤規制部材は、最近接点において現像剤規制部材のエッジ部が現像剤担持体方向に対向しないように、最近接点における現像剤担持体の接線方向と平行な形状を持つことを特徴とするので、現像剤規制部での現像剤保持力が下がり、現像剤の劣化を抑制する効果があり、また、接線方向磁束密度の増大によって現像剤の搬送力が増し、現像剤劣化時でも現像領域に搬送する現像剤量の低減を抑制する効果がある。
従って本発明によれば、磁性部材を取り付けた現像剤規制部材を有する現像装置においても、経時での現像剤流動性低下による搬送量低下を抑え、更には現像剤中のキャリアとトナーを均一に攪拌させる機能を向上させることができる。
また本発明によれば、現像剤規制部材の曲げモーメントに対する剛性を高め、更には現像装置全体のレイアウト自由度を高め、更には現像剤規制部材によって規制された現像剤が現像剤規制部で滞留してしまうことを防止することができる。
さらに本発明では、現像領域へ現像剤を搬送する磁力を増大させ、さらには現像剤規制部において現像剤にかかる圧力を低減して経時での現像剤変動を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態を示す画像形成装置の概略全体構成図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すプロセスカートリッジの概略断面図である。
【図３】図２に示すプロセスカートリッジの現像装置部分の概略断面図及び斜視図である。
【図４】図２、図３に示す現像装置を上方（図３中の矢印Ａ方向）より見た状態の図（現像器上壁を取り除いた状態の図）である。
【図５】本発明の現像装置の構成、動作の実施例を説明するための概略断面図である。
【図６】従来技術の構成を用いた現像装置のドクターブレード周辺部を拡大して示す概略要部断面図である。
【図７】本発明の構成を用いた現像装置のドクターブレード周辺部を拡大して示す概略要部断面図である。
【図８】従来技術の構成を用いた現像装置のドクターブレード周辺部を拡大して示す概略要部断面図である。
【図９】本発明の構成を用いた現像装置のドクターブレード周辺部を拡大して示す概略要部断面図である。
【図１０】本発明による現像装置の効果を説明するための概略断面図である。
【図１１】初期状態の現像剤の搬送量を１００［％］とした時の、流動性の低下した現像剤搬送量の割合を示す図である。
【図１２】従来技術の現像装置の現像剤規制部材（ドクターブレード）の周辺を拡大して示した要部断面図である。
【図１３】本発明の現像装置の現像剤規制部材（ドクターブレード）の周辺を拡大して示した要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
まず図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、符号１００は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機の装置本体、３２は原稿を搬送する原稿搬送部を備え原稿の画像情報を読み込む原稿読込部、３０は出力画像が積載される排紙トレイ、２６は転写紙等の記録媒体Ｐが収容される給紙部、２７は給紙部に収容される記録媒体Ｐを１枚ずつ給紙する給紙ローラ、２８は記録媒体Ｐの搬送タイミングを調整するレジストローラを示している。また、符号６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋは各色（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ））の作像部であり、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫは各色のトナー像が形成される像担持体としての感光体ドラム、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｂｋは各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫ上に形成される静電潜像を現像する現像装置、９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋは各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫ上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐ上に重ねて転写する転写バイアスローラ（１次転写バイアスローラ）を示している。
また、符号８は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、１０は中間転写ユニット、１９は中間転写ベルト８上のカラートナー像を記録媒体Ｐ上に転写するための２次転写バイアスローラ、２０は記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する定着装置、３１は各色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）のトナー（トナー粒子）を現像装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｂｋに供給する各色のトナーボトル３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１ＢＫを収容するボトル収容器を示している。
【００１４】
以下、図１に示す画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。なお、各色（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ））の作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋにおいて感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫ上で行なわれる作像プロセスについては、図２も参照して説明する。
【００１５】
まず、原稿は、図示しない原稿搬送部の搬送ローラによって原稿台から搬送されて、原稿読込部３２のコンタクトガラス上に載置される。そして、原稿読込部３２で、コンタクトガラス上に載置された原稿の画像情報が光学的に読み取られる。
より詳しく述べると、図示を省略しているが、原稿読込部３２は、コンタクトガラス上の原稿の画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿にて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿のカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理を行ない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
【００１６】
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部（図示省略）に送信される。そして、書込み部からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光Ｌ（図２）が、それぞれ、対応する感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫ上に向けて発せられる。
【００１７】
一方、４つの感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫは、それぞれ、図１の時計回り方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫの表面は、帯電部４（図２参照）との対向部で、一様に帯電される（帯電工程）。こうして、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫ上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫ表面は、それぞれのレーザ光Ｌの照射位置に達する。
書込み部において、４つの光源から画像信号に対応したレーザ光Ｌが各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光Ｌは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程）。
【００１８】
イエロー成分に対応したレーザ光Ｌは、紙面左側から１番目の感光体ドラム１Ｙ表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム１Ｙの回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部４にて帯電された後の感光体ドラム１Ｙ上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
【００１９】
同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光Ｌは、紙面左から２番目の感光体ドラム１Ｍ表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光Ｌは、紙面左から３番目の感光体ドラム１Ｃ表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光Ｌは、紙面左から４番目の感光体ドラム１ＢＫ表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
【００２０】
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫ表面は、それぞれ、現像装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｂｋとの対向位置に達する。そして、各現像装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｂｋから感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫ上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫ上の潜像が現像される（現像工程）。
【００２１】
その後、現像工程後の感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫ表面は、それぞれ、中間転写ベルト８との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト８の内周面に当接するように１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋが設置されている。そして、１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋの位置で、中間転写ベルト８上に、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫ上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（１次転写工程）。
【００２２】
そして、転写工程後の感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫ表面は、それぞれ、クリーニング部２（図２参照）との対向位置に達する。そして、クリーニング部２のクリーニングブレード２ａ等で、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫ上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程）。
その後、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫ表面は、図示しない除電部を通過して、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫにおける一連の作像プロセスが終了する。
【００２３】
他方、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫ上の各色のトナーが重ねて転写（担持）された中間転写ベルト８は、図中の反時計回り方向に走行して、２次転写バイアスローラ１９との対向位置に達する。そして、２次転写バイアスローラ１９との対向位置で、記録媒体Ｐ上に中間転写ベルト８上に担持されたカラーのトナー像が転写される（２次転写工程）。
その後、中間転写ベルト８の表面は、中間転写ベルトクリーニング部（図示しない）の位置に達する。そして、中間転写ベルト８上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部に回収されて、中間転写ベルト８における一連の転写プロセスが終了する。
【００２４】
ここで、中間転写ベルト８と２次転写バイアスローラ１９との間（２次転写ニップ）に搬送される記録媒体Ｐは、給紙部２６から給紙ローラ２７、レジストローラ２８等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部２６から、給紙ローラ２７により１枚ずつ給送された記録媒体Ｐが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ２８に導かれる。レジストローラ２８に達した記録媒体Ｐは、タイミングを合わせて、２次転写ニップに向けて搬送される。
【００２５】
そして、２次転写ニップにてフルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、その後に定着装置２０に導かれる。定着装置２０では、定着ローラと加圧ローラとのニップにて、カラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。
定着工程後の記録媒体Ｐは、排紙ローラによって装置本体外に出力画像として排出されて、排紙トレイ３０上にスタックされて、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００２６】
次に、図２、図３に基づいて、本発明のプロセスカートリッジ及び現像装置について説明する。
図２は本発明の一実施形態を示すプロセスカートリッジの概略断面図であり、図１に示す各色の作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋに着脱可能に装着されるものである。図３は図２に示すプロセスカートリッジの現像装置部分の概略断面図及び斜視図である。
現像装置５は、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を収容する現像器（現像容器）５０と、この現像器５０に配設される現像ローラ（マグローラ５５を内包した現像スリーブ）５１、現像剤規制部材であるドクターブレード５２、供給スクリュ５３、回収スクリュ５４、トナー濃度検知センサ５６、仕切り板５７から構成されている。また、現像スリーブ５１に内包されたマグローラ５５には、図３（ａ）に示すように、Ｐ１極〜Ｐ５極の５極の磁極が着磁されている。なお、複数の磁極を着磁したマグローラに代えて、現像スリーブの内部に複数の固定磁石を配置してもよい。
【００２７】
現像装置５の現像器５０内の現像剤収容部５８，５９には、ポリエステル樹脂を主成分とするトナー（粒径５．８μｍ）と磁性微粒子であるキャリア（粒径３５μｍ）を７wt％に均一混合した現像剤が２２５ｇ充填されており、並列に配置した供給スクリュ５３と回収スクリュ５４内を６００ｒｐｍで回転させる事によって補給後のトナー攪拌と搬送を同時に行い、トナーとキャリアの均一混合と帯電付与を行っている。均一混合された現像剤は現像スリーブ５１に近接して平行に設けられた供給スクリュ５３より現像スリーブ５１に内包されたマグローラ５５のＰ５極の磁力（図３）によってスリーブ外周部の表面に搬送され、現像スリーブ５１が図中矢印の通り回転することによって感光体１と現像スリーブ５１によって作られる現像領域に運ばれ、図示しない高圧電源による現像電界を形成する事によってトナーが感光体上の潜像を現像する。現像後の現像剤は現像スリーブ５１の回転に伴って現像器内に回収されるようになっており、仕切り板（回収ガイド）５７を介して回収スクリュ５４に回収されるようになっている。
なお、図２に示すように、感光体１と現像装置５、クリーニング装置２、帯電装置４は一体化されており、一体型のプロセスカートリッジ６を成している。
【００２８】
図４は図２、図３に示す現像装置を上方（図３中の矢印Ａ方向）より見た状態の図（現像器上壁を取り除いた状態）であり、現像装置内の現像剤の流れを示すものである。なお、図４（ａ）は現像ローラを除去した状態の図で、スクリュ間の現像剤の流れを示しており、同図（ｂ）は現像ローラから回収スクリュへの現像剤の流れを示す図である。
図４（ａ）に示すように、スクリュ端の領域ａ及びｂでは上段の回収スクリュ５４と下段の供給スクリュ５３による攪拌室が上下に連通しており、ａ部では上段から下段へ、ｂ部では下段から上段へ現像剤が搬送されるようになっている。連通部におけるスクリュの形状はパドルや逆巻きのスクリュを設けており、搬送方向に対して垂直方向への搬送能力を持たせている。
【００２９】
図３（ａ）は現像装置５の現像器５０中における現像剤の流れの様子（破線矢印）を示す概略図であり、供給スクリュ５３にて攪拌搬送を行いつつ現像スリーブ５１に現像剤供給を行い，回収スクリュ５４に全て回収する方式を取っているため、現像剤の堆積状態が斜めになる（供給スクリュ中の現像剤量が下流方向に従って減少する）。供給スクリュ５３の径、ピッチと回転数から求まる現像剤搬送量能力：Ｗm と現像スリーブ５１上の現像剤搬送量：Ｗs の関係がＷm ＞Ｗs となる場合に現像剤が一様に現像スリーブ５１上に搬送されるようになる。また、この条件が成立しないと供給スクリュ５３の下流側において現像剤が不足してしまい，現像スリーブ５１への現像剤の供給が不可能となってしまう。
【００３０】
図３に示す通り、縦２軸の回収スクリュ５４および供給スクリュ５３を備え、現像スリーブ５１の下部に現像剤規制部材（ドクターブレード５２）を設ける方式は、上部に転写部材（中間転写ベルト８）を設ける方式において現像に使用した現像剤を供給路に戻さない現像剤一方向循環を実現し、かつ感光体１に対し現像スリーブ５１が順方向に回転する現像方式（ウィズ現像と言う）を成立させる事ができる構造となっている。
【００３１】
図２、図３に示す現像装置５は、現像スリーブ５１と、現像スリーブ５１に内包されたマグローラ５５と、現像スリーブ５１に対向して現像剤を供給する供給スクリュ５３と、供給した現像剤を現像スリーブ５１上で規制するドクターブレード５２と、現像スリーブ５１に対向して現像後の現像剤を回収する回収スクリュ５４とから構成され、回収スクリュ５４の中心が現像スリーブ５１の上側頂点ａから下側頂点ｂの間に位置し、回収スクリュ５４と現像スリーブ５１の間に仕切り板（現像剤分離部材）５７を設けることで、現像スリーブ５１の中心を通る垂直線ｅと水平線ｄより区画される現像スリーブ上の第３象限の領域からの現像剤を分離搬送するよう構成されている。
【００３２】
現像スリーブ５１からの現像剤の分離は、内包するマグローラ５５のＰ４極と対向する仕切り板５７に具備した磁性板または磁石との間の磁界でスリーブ上を搬送される現像剤を押しとどめることで連れ回りしないようにする。さらに内包するマグローラ５５のＰ４極、Ｐ５極に同極を配置して反発力を作用させ、さらに現像スリーブ５１の回転による遠心力を加える事によって現像スリーブ５１からの分離を完全なものとしている。
また、仕切り板（仕切り部材、現像剤分離部材）５７は、現像スリーブ５１から分離した現像剤を回収スクリュ５４に向け案内するよう配置され、分離した現像剤を捕集し、回収スクリュ５４に取り込むように作用している。
【００３３】
以上、本発明に係る画像形成装置、現像装置、プロセスカートリッジの一実施形態を説明したが、次に本発明の第１〜第５の解決手段に対応した現像装置の具体的な実施例について説明する。
【実施例】
【００３４】
図５は本発明の現像装置の構成、動作の実施例を説明するための概略断面図である。図５に示す現像装置５の基本的な構成は図２〜図４に示す現像装置と同様であり、感光体に対向すると共に内部に複数の磁極Ｐ１〜Ｐ５を有する回転可能な現像剤担持体（現像ローラの現像スリーブ）５１と、現像スリーブ５１に対向して現像剤を供給する供給スクリュ５３と、現像スリーブ５１に対向するように配設されると共に現像スリーブ５１に担持された現像剤量を規制する現像剤規制部材（ドクターブレード）５２と、現像スリーブ５１に対向して現像後の現像剤を回収する回収スクリュ５４とを備えている。そして、本実施例の現像装置５では、ドクターブレード５２には、現像スリーブ５１の回転方向に対して上流側に、現像スリーブ５１の周囲に形成された磁束密度分布を変化させるための磁性部材６０が配設され、磁性部材６０の配設されたドクターブレード５２は、現像スリーブ５１とドクターブレード５２の最近接点を含む現像剤規制部において、現像スリーブ５１の中心軸から最近接点を通る仮想直線とドクターブレード５２のなす角αが、現像スリーブ５１の回転方向に対して下流方向に０度より大きく、かつ９０度以下となるよう配設され、ドクターブレード５２は、最近接点においてドクターブレード５２のエッジ部が現像スリーブ方向に対向しないように、最近接点における現像スリーブ５１の接線方向と平行な形状を持つことを特徴としている。
【００３５】
この図５に示す現像装置においては、現像スリーブ５１の反時計回りの回転によって現像剤が搬送される。マグローラ５５の５つの磁極（Ｐ１極〜Ｐ５極）による法線方向磁束密度分布は、Ｐ１極（Ｎ）が現像極であり、感光体とマグローラ５５の中心を結ぶ直線から半値中央角度−５°でピーク磁力１００ｍＴ、Ｐ２極（Ｓ）は同じく半値中央角度５８°の位置でピーク磁力８５ｍＴ、Ｐ３極（Ｎ）は１２０°の位置でピーク磁力５２ｍＴ、Ｐ４極（Ｓ）は２０５°の位置でピーク磁力７０ｍＴ、Ｐ５極（Ｓ）は２８０°の位置でピーク磁力７８ｍＴである。
【００３６】
本実施例においては、現像剤規制部材であるドクターブレード５２の現像スリーブ５１側の先端部と、現像スリーブ５１の法線とのなす角αが４５度となっている。また、ドクターブレード５２の左側面には磁性部材である磁性板６０が具備されている。本実施例の磁性板６０はステンレススチール（ＳＵＳ）製だが、強磁性体の性質を持っていれば他の材質でも同様の効果がある。
【００３７】
本発明では、現像剤規制部材であるドクターブレード５２は、長手方向の仮想直線に沿って１回または複数回、現像スリーブ５１の回転方向に対して上流側へ折り曲げられている。より具体的には、図５に示す実施例のように、ドクターブレード５２の断面図における点ｘ、ｙにおいて、ドクターブレード５２が折り曲げられた形状となっている。この折り曲げる点は、現像装置全体のレイアウトに応じて自由に変更可能である。
また、図５に示す実施例においては、ドクターブレード５２による現像剤規制部が、Ｐ５極の法線方向磁束密度ピーク位置ｇに対して、現像スリーブ５１の回転方向下流側にシフトしている。これにより、現像剤規制部での現像剤保持力が下がり、現像剤の劣化を抑制する効果がある。同時に、接線方向磁束密度の増大によって現像剤の搬送力が増し、現像剤劣化時でも現像領域に搬送する現像剤量の低減を抑制する効果がある。
【００３８】
次に本発明と従来技術の現像装置の構成、動作の違いを、図６〜９に示す実施例に沿って説明する。
図６、図７は、現像剤規制部材（ドクターブレード）５２による現像剤規制部における現像剤の挙動をモデル化して示したものであり、図６に示すのは従来技術の構成を用いた現像装置の要部断面図、図７に示すのは本発明の構成を用いた現像装置の要部断面図であり、ドクターブレード５２周辺部を拡大して示したものである。
図６においては、磁性板６０によってドクターブレード５２の先端部に保持された現像剤が滞留しており、現像剤が経時変動によって流動性が悪化した場合、現像剤の嵩密度が変動し、現像スリーブ５１と磁気ブラシの間にスリップが生じてしまう。
一方、図７においては、磁性板６０によって現像剤が保持され、ドクターギャップを広げる効果がある上に、保持された現像剤も滞留させずに流れを維持できる構造となっており、現像剤の経時変動の影響を受けにくくなっている。
【００３９】
また、従来技術の構成では、図８に示すように現像剤規制部材（ドクターブレード）５２を現像スリーブ５１の法線方向に対して傾けて設置した場合、板状のドクターブレード５２のエッジ部が現像スリーブ５１に対向していた。一方、本発明では、図９に示すように現像剤規制部材（ドクターブレード）５２の先端を現像スリーブ５１の接線方向と平行な形状とすることで、現像剤規制部での剤圧上昇を抑え、経時の現像剤流動性低下を抑える効果がある。この形状の違いは、寸法にして０．１〜１［ｍｍ］といったオーダの差ではあるが、ドクターギャップが１［ｍｍ］以下であることや、現像剤中のキャリアの粒径が１０［μｍ］オーダであることに比べると、十分に大きな違いであり、現像剤の流動性低下の抑制には大きな効果がある。
【００４０】
次に本発明による現像装置の効果の例を図１０、図１１に沿って説明する。
図１０において、現像剤規制部材（ドクターブレード）５２と、現像剤担持体（現像スリーブ）５１の法線とのなす角をαとする。図１１に、初期状態の現像剤の搬送量を１００［％］とした時の、流動性の低下した現像剤搬送量の割合を示す。ここでは、初期状態の現像剤を同一の現像装置に入れ、単体で３時間ほど空回しして流動性を低下させた。
このとき、図１１に示すように、角度αを変更すると流動性低下時の現像剤搬送量が変化し、角度αが本発明の第１の解決手段に記載の通り０［°］より大きく９０［°］以下の場合、角度αが０［°］の場合に比べて搬送量の低下が抑えられる。例えば、角度αが０［°］のときは搬送量が約３５［％］低下しているが、角度αが４５［°］のときは約２０［％］の低下に抑えられている。
【００４１】
次に本発明の第３の解決手段の現像装置の構成、動作を図１３に記載の実施例に沿って説明する。
図１２、図１３は、現像装置の現像剤規制部材（ドクターブレード）の周辺を拡大して示したものであり、図１２に示すのは従来技術の構成を用いた現像装置、図１３に示すのは本発明の構成を用いた現像装置である。
図１２の現像装置においては、ドクターブレード５２はＰ５極の法線方向磁束密度の極大点で現像スリーブ５１と近接しており、ここで現像剤を規制している。
これに対し、図１３の現像装置においては、現像スリーブ５１の周囲に形成される法線方向磁束密度分布のうち、ドクターブレード５２に対向するＰ５極の法線方向磁束密度分布のピークにおいて、最近接点がピークの極大点以外の位置に配設されている。すなわち図１３においては、Ｐ５極の法線方向磁束密度の極大点からシフトした位置で現像剤を規制しているため、相対的に接線方向磁束密度が大きくなり、これによって現像剤を搬送する力も大きく、現像剤劣化時でも現像領域に搬送する現像剤の総量を確保することができる。さらに、ドクターブレード５２の前での空間ｉが増大し、現像剤保持量が増えるため、キャリアとトナーを均一に分散させる効果を高めることができる。
【００４２】
以上、本発明の現像装置の構成、動作の実施例を説明したが、本実施例の現像装置に使用する現像剤のトナーには、下記のものを用いる。
使用される結着樹脂としては従来公知の樹脂が全て使用可能である。例えば、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。また単独使用も可能であるが、二種類以上併用しても良い。
また、これら樹脂の製造方法も特に限定されるものではなく、塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合いずれも使用できる。
外添剤としては、無機微粒子を好ましく用いることができる。本実施例におけるトナーの外添剤は、シリカ１．０重量％、酸化チタン０．５重量％である。
また、オイルレス定着のための離型剤としては、酸化ライスワックス、低分子量ポリプロピレンワックス、カルナウバワックス等が使用できる。
また、必要に応じて帯電制御剤を含有してもよい。
トナーの粒径・粒径分布としては、体積平均粒径が６μｍ、５μｍ以下が６０〜８０個数％である。
【００４３】
次に本実施例の現像装置に使用する現像剤のキャリアには、下記のものを用いる。
本実施例においては、キャリアとして、重量平均粒径３５μｍのフェライト粒子にメチルメタクリレート樹脂（ＭＭＡ）をコート（膜厚０．５μｍ）したものを用いた。また、キャリアの芯剤としては、マグネタイトのコーティングキャリアでも使用できる。
キャリアの粒径としては、２０〜６０μｍの小粒径キャリアを用いることで感光体上の潜像を忠実に再現できる。また、小粒径キャリアを用いることでトナーのキャリア被覆率に余裕ができるため、より小粒径のトナーを用いることが可能になり、さらなる高画質の画像を得られる。
ただし、小粒径キャリアは、粒径の大きなキキャリアと比較して現像剤の流動性が低く、現像剤規制部での流れが滞りやすく、経時で現像剤の搬送量低下が起きやすいが、前述した構成の本実施例の現像装置と組み合わせることで、経時での搬送量低下を抑えることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ：感光体ドラム（像担持体）
２：クリーニング部
４：帯電部（帯電装置）
５、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｂｋ：現像部（現像装置）
６、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋ：作像部（プロセスカートリッジ）
７：露光部
８：中間転写ベルト
９、９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋ：１次転写バイアスローラ
１０：中間転写ユニット
１９：２次転写バイアスローラ
２０：定着装置
２６：給紙部
２７：給紙ローラ
２８：レジストローラ
３１：ボトル収容器
３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋ：トナーボトル
３２：原稿読込部
５０：現像器（現像容器）
５１：現像スリーブ（現像剤担持体）
５２：ドクターブレード（現像剤規制部材）
５３：供給スクリュ
５４：回収スクリュ
５５：マグローラ
５６：トナー濃度検知センサ
５７：仕切り板（仕切り部材、現像剤分離部材）
５８、５９：現像剤収容部
６０：磁性板（磁性部材）
１００：画像形成装置本体
Ｐ１〜Ｐ５：磁極
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４５】
【特許文献１】特開２００５−１９５９４９号公報
【特許文献２】特開２００５−１８９２４９号公報
【特許文献３】特開平８−１４６７５７号公報
【特許文献４】特開２００５−９１９５３号公報
【特許文献５】特開２００８−２８１９５４号公報
【図１】
0005504942.tif 000002
【図２】
0005504942.tif 000003
【図３】
0005504942.tif 000004
【図４】
0005504942.tif 000005
【図５】
0005504942.tif 000006
【図６】
0005504942.tif 000007
【図７】
0005504942.tif 000008
【図８】
0005504942.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0005504942.tif 000011
【図１１】
0005504942.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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