(57)【要約】【課題】  ゴーストの発生を抑制させた高品位な画像が低コストで安定して得られる技術を提供する。【解決手段】  現像剤を担持する現像スリーブ４１と、現像スリーブ４１上に担持された現像剤の層厚を規制する現像ブレード４２との近傍（略下方）の現像剤の循環を規制する現像剤循環規制部材７０を備える。【選択図】  図１
2006084561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収納する現像容器と、
回転自在に設けられ、前記現像容器に収納された現像剤を担持する現像剤担持体と、
自由端を有して前記現像剤担持体に接触して設けられ、前記現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制して現像に供する現像剤の量を調整する現像剤規制部材と、
を備えた現像装置において、
自由端を有し、前記現像容器内の現像剤の循環を規制する現像剤循環規制部材を備え、
前記現像剤循環規制部材は、少なくとも、前記現像剤担持体の回転中心と前記現像剤規制部材の前記自由端とを結ぶ基準線から、前記基準線よりも前記現像剤担持体の回転方向上流側まで延びて設けられ、
さらに、前記現像剤循環規制部材の前記自由端は、前記現像剤担持体の回転中心を中心として、前記基準線から前記現像剤担持体の回転方向上流側に４０度以内の領域であって、かつ、前記現像剤担持体の回転中心との距離が、前記現像剤担持体の中心と前記現像剤規制部材の前記自由端とを結ぶ線分の大きさよりも６．０ｍｍ以内で大きい領域に設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤循環規制部材は、少なくとも前記現像剤担持体の長手方向の現像剤塗布域に渡って配設されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像剤循環規制部材は、前記現像容器の上部に配設されるものであって、前記現像容器の前記上部から前記現像剤循環規制部材の前記自由端まで延びて設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤担持体は、外径が１５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像容器に収納される現像剤は、円形度が０．９６以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像剤循環規制部材の前記自由端の厚みは、１．２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像容器に設けられ、前記現像容器に収納された現像剤が前記現像剤担持体まで移動するための開口部を備え、
前記現像剤循環規制部材の前記自由端の厚みをＬｗとした場合、前記現像剤循環規制部材と前記開口部との距離ａは、
Ｌｗ／ａ＜０．７  （１．２≦Ｌｗ）
を満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の現像装置。
【請求項８】
前記現像剤担持体の回転中心と前記開口部との距離が２０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項７に記載の現像装置。
【請求項９】
前記現像剤循環規制部材は、導電性の部材により構成されるものであり、
前記現像剤担持体に現像バイアスが印加されることによって前記現像剤循環規制部材に誘起される電圧に基づいて現像剤の残量が検出されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１０】
像担持体と、この像担持体に現像作用を行なう請求項１〜９のいずれかに記載の現像装置と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
少なくとも請求項１〜９のいずれかに記載の現像装置を有し、画像形成装置本体に着脱可能に構成されたことを特徴とするプロセスユニット。
【請求項１２】
前記プロセスユニットは、前記現像装置によって現像作用が行なわれる像担持体を有することを特徴とする請求項１１に記載のプロセスユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート等の記録媒体上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタ、あるいは、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関し、特に、これらの装置に備えられる、現像装置やプロセスユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真を用いた画像形成装置においては感光体上の静電潜像を忠実に再現するために、磁性一成分現像剤であるトナーにおいて乾式現像法の一つとしてジャンピング現像法がある。
【０００３】
このジャンピング現像法とは、感光体に現像剤担持体としての現像スリーブを一定の間隔（５０〜５００μｍ）を保って対向させて配置し、現像スリーブに直流と交流を重畳した現像バイアスを印加してトナー粒子を往復させる電界を形成し、現像スリーブ上に薄層に塗布されたトナーが感光体上の静電潜像に飛翔、付着して、潜像が反転現像されたトナー像として可視化される。
【０００４】
このジャンピング現像法は、摩擦帯電したトナーを電界の力によって感光体上に移動させるため、潜像を忠実に再現させるためにはトナーの均一帯電が重要になってくる。
【０００５】
均一帯電には、トナーの形状、粒径の均一化が重要な要素となり高画質化を目指して様々な開発が行われてきた。しかし、近年の高画質化の要求に応えるためにトナーの形状、粒径の均一化に留まらず、粒径の微細化（特許文献１，２参照）や形状の真円化（特許文献３，４参照）が提案されてきている。
【０００６】
微粒子トナーを用いることにより、単位質量当たりの表面積が大きくなるため、摩擦帯電による表面電荷が大きくなり、現像剤担持体上に保持される平均電荷量が高くなる。そのため細線、ドットの再現性の向上、飛び散りを減少させることができ、高画質化を図ることが可能となる。
【０００７】
また、磁性一成分トナーの円形度を上げることにより、より現像剤担持体上の平均電荷量を高くすることが可能になり、選択現像性が高まることと転写性の向上が図られ、更なる高画質化を可能とするのである。
【特許文献１】特開平１−１１２２５３号公報
【特許文献２】特開平２−２８４１５８号公報
【特許文献３】特開平９−２８４１５８号公報
【特許文献４】特開平９−１９７７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、磁性一成分トナーの円形度を大きくするに従って、トナー同士の接触面積が大きくなり摩擦帯電における平均帯電電荷量が大きくなる、チャージアップ現象がおこる。このとき、トナーの正規の帯電極性（ここではマイナス）にチャージアップしたトナーが像担持体であるスリーブ上に鏡映力により保持されてしまい、新たにスリーブ上に供給されたトナーが帯電されにくくなることでトナーの平均帯電量が不均一になりやすくなる。
【０００９】
また、現像スリーブ上のトナーが消費されない場合（例えば、印字率０（％）の画像出
力後）の平均電荷量と現像スリーブ上のトナーが消費される場合（例えば、印字率１００（％）の画像出力後）の平均電荷量との差が大きくなるため、スリーブ一周目と二周目以降の濃度差が発生したり、スリーブ一周目の画像履歴が二周目以降に残る（以下、この現象を「スリーブネガゴースト」という）ことが懸念される。
【００１０】
スリーブネガゴーストを低減する方法として、現像スリーブ上のトナーを一度剥ぎ取る作用をする、例えば現像スリーブに当接したローラを取り付けるといった解決策があるが、これはコストアップにつながってしまう。
【００１１】
本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、ゴーストの発生を抑制させた高品位な画像が低コストで安定して得られる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】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
現像剤を収納する現像容器と、
回転自在に設けられ、前記現像容器に収納された現像剤を担持する現像剤担持体と、
自由端を有して前記現像剤担持体に接触して設けられ、前記現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制して現像に供する現像剤の量を調整する現像剤規制部材と、
を備えた現像装置において、
自由端を有し、前記現像容器内の現像剤の循環を規制する現像剤循環規制部材を備え、
前記現像剤循環規制部材は、少なくとも、前記現像剤担持体の回転中心と前記現像剤規制部材の前記自由端とを結ぶ基準線から、前記基準線よりも前記現像剤担持体の回転方向上流側まで延びて設けられ、
さらに、前記現像剤循環規制部材の前記自由端は、前記現像剤担持体の回転中心を中心として、前記基準線から前記現像剤担持体の回転方向上流側に４０度以内の領域であって、かつ、前記現像剤担持体の回転中心との距離が、前記現像剤担持体の中心と前記現像剤規制部材の前記自由端とを結ぶ線分の大きさよりも６．０ｍｍ以内で大きい領域に設けられていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る画像形成装置にあっては、像担持体と、この像担持体に現像作用を行なう上記記載の現像装置と、を有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係るプロセスユニットにあっては、少なくとも上記記載の現像装置を有し、画像形成装置本体に着脱可能に構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ゴーストの発生を抑制させた高品位な画像が低コストで安定して得られる技術を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００１７】
以下、本発明の実施例１に係る画像形成装置について説明する。
【００１８】
（全体構成）
本実施例に係る画像形成装置は、プロセスカートリッジ（プロセスユニット）２を画像
形成装置本体（以下、装置本体という）１に着脱自在とした、電子写真技術を利用したレーザービームプリンタである。
【００１９】
ここで、電子写真技術を利用した画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するものである。電子写真画像形成装置の例として、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばレーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。なお、本実施例において、プロセスユニットは、少なくとも現像手段をカートリッジ化して電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものをいう。また、下記に示すように、現像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化しても良い。
【００２０】
プロセスカートリッジ２が装置本体１に装着されたとき、プロセスカートリッジ２の上側には露光装置（レーザースキャナユニット）３が配置され、前記プロセスカートリッジ２の下側には画像形成対象となる記録媒体（シート材）Ｐを収容したシートトレイ４が配置されている。更に、前記画像形成装置本体１には、シート材Ｐの搬送方向に沿って、ピックアップローラ５、給紙ローラ（不図示）、搬送ローラ（不図示）、転写ガイド６、転写用帯電ローラ７、搬送ガイド８、定着装置９、排紙ローラ１０、排紙トレイ１１等が配置されている。
【００２１】
（プロセスカートリッジの構成）
プロセスカートリッジ２は、像担持体としての感光ドラム（感光体）２０と、帯電装置３０と、現像装置４０と、クリーニング装置５０との４種のプロセス装置を一体的に収容している。感光ドラム２０と帯電装置３０はクリーニング装置５０の枠体５１に取り付けられている。一方、現像装置４０はその両端部付近に結合アーム４８を有する。
【００２２】
現像装置４０は、その結合アーム４８先端領域において不図示の手段によって、枠体５１に回転自在に取り付けられている。更に、現像装置４０と枠体５１との間にはコイルバネである付勢手段６０が配置され、現像装置４０は図の時計周り方向に付勢される。
【００２３】
ここで、現像装置４０において、現像剤担持体としての現像スリーブ（現像ローラ）４１の両端部には間隔保持部材（不図示）が取り付けられ、現像スリーブ４１は感光ドラム２０から所定の間隔をもって現像装置４０に保持される。
【００２４】
（画像形成プロセスの説明）
次に、画像形成の概略を説明する。プリントスタート信号に基づいて、感光ドラム２０は矢印Ｒ１方向に１２０．０ｍｍ／ｓの周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。感光ドラム２０の外周面にはバイアス電圧が印加された帯電装置３０が接触していて、この帯電装置３０によって前記感光ドラム２０の外周面は、本実施例ではマイナスに一様均一に帯電される。
【００２５】
レーザースキャナーユニット３からは、目的画像情報の時系列的電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザー光Ｌが出力され、プロセスカートリッジ２の上面の露光窓部５３からプロセスカートリッジ２内部に入光して感光ドラム２０の外周面を走査露光する。これにより、感光ドラム２０の外周面には目的画像情報に対応した静電潜像が形成されていく。この静電潜像は、現像装置４０の現像剤規制部材としての現像ブレード４２によってトリボ付与と層厚規制を受けた、現像剤担持体としての現像スリーブ４１上の現像剤（トナー）Ｔによってトナー像として現像される。
【００２６】
一方、レーザー光Ｌの出力するタイミングと合わせて、ピックアップローラ５、給紙ローラ（不図示）、搬送ローラ対（不図示）によってシート材Ｐがシートトレイ４から給紙
されて、転写ガイド６を経由して、感光ドラム２０と転写用帯電ローラ７との間の転写位置へタイミング供給される。この転写位置において、トナー像は感光ドラム２０からシート材Ｐに順次転写されていく。
【００２７】
トナー像が転写されたシート材Ｐは、感光ドラム２０から分離されて搬送ガイド８に沿って定着装置９に搬送され、定着装置９を構成する定着ローラ９ａと加圧ローラ９ｂとのニップ部で加圧・加熱定着処理が行われて前記トナー像はシート材Ｐに定着される。トナー像の定着処理を受けたシート材Ｐは排紙ローラ１０まで搬送され、排紙トレイ１１に排紙される。
【００２８】
一方、転写後の感光ドラム２０は、クリーニング装置５０のクリーニングブレード５２により外周面との残留トナーが除去されて、再び、帯電から始まる作像に供される。
【００２９】
（現像装置の構成）
現像剤収納室としてのトナー室４５の磁性一成分トナーＴ（平均粒径７．０μｍ）は、トナー攪拌によって、トナー室４５に設けられた開口部としてのトナー供給開口４５ａを通じて現像剤供給室４４へ搬送される。ここで、トナー室４５と現像剤供給室４４とは現像容器を構成するものであり、トナー供給開口４５ａはトナー室４５と現像剤供給室４４とを連通する連通口である。
【００３０】
現像剤供給室４４に搬送されたトナーＴは、現像スリーブ４１に内包されたマグネット４１ａによって現像スリーブ４１に引き寄せられ、現像スリーブ４１のＲ２方向への回転に伴って現像ブレード４２方向に搬送され、現像ブレード４２によってトリボ付与と層厚規制を受けて感光ドラム２０方向に搬送される。ここで、本実施例ではトナーＴの正規の帯電極性はマイナスであるので、トナーは現像ブレード４２によってマイナスのトリボが付与される。
【００３１】
本実施例においては、磁性一成分トナーＴの平均円形度は０．９６５のものを使用している。本実施例における磁性一成分トナーＴの平均円形度とは、粒子の形状を定量的に表現する指標として用いたものであり、東亜医用電子製フロー式粒子像分析装置「ＦＰＩＡ−１０００」を用いて測定を行い、測定された粒子の円形度（ａｉ）を下記式（I）によ
り求め、測定された全粒子の円形度の総和を全粒子数（ｍ）で除した値を円形度と定義する。
【００３２】
円形度（ａｉ）＝Ｌ０／Ｌ・・・式（I）
（式中、Ｌ０は磁性トナー粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長を示し、Ｌは磁性トナー粒子の投影像の周囲長を示す。）
【００３３】
また、本実施例における現像スリーブ４１としては、アルミニウムの素管をサンドブラストして粗面化した後、カーボンブラック微粒子、グラファイト微粒子を分散したフェノール樹脂をコーティングして、表面粗さＲａ＝１．０μｍにしたものを用いてトナーＴのチャージアップ現象を抑えている。また現像ブレード４２はウレタンゴムを支持板金に接着してなり、現像スリーブの回転に対して逆らう方向（カウンター方向）で現像スリーブ４１に引き抜き圧２０ｇ／ｃｍで当接する。
【００３４】
ここで、現像スリーブ４１には直流電圧（Ｖｄｃ＝−４００Ｖ）に交流電圧（ピーク間電圧＝１６００Ｖｐｐ、周波数ｆ＝２４００Ｈｚ）を重畳した現像バイアスが印加され、感光ドラム２０は接地されている。感光ドラム２０と現像スリーブ４１との対向領域では電界が発生するため、前述のマイナスに帯電されたトナーＴによって感光ドラム２０表面
の前記潜像が反転現像される。
【００３５】
本実施例は、感光体の外周面上に目的画像情報に対応して形成された静電潜像が、現像装置４０の現像剤規制部材（現像ブレード４２）によって帯電電荷付与と層厚規制を受けた現像剤担持体（現像スリーブ４１）上の現像剤（トナー）によってトナー像として現像されるまでの一連の画像形成プロセスにおける、トナー収納部から現像スリーブまでトナーが送られるときのトナー循環規制部材に関するものである。
【００３６】
続いて本実施例に係るトナー循環規制部材（現像剤循環規制部材）の詳細な説明を行う。
【００３７】
（現像剤循環規制部材の説明）
現像スリーブ４１上に担持されたトナーが現像剤規制部材（現像ブレード４２）に規制されるときにトナーは摩擦帯電を受けトナー表面に電荷を保持することになる。そのため、現像スリーブ４１上のトナーが印字により消費されないと現像スリーブ４１上に残って現像ブレード４２によって摩擦帯電を繰り返すことになる。
【００３８】
このとき、現像スリーブ４１上のトナーが消費されない場合は同じトナーが現像スリーブ４１上に保持されているだけだが、印字によって（特に印字率が１００％のとき）現像スリーブ４１上のトナーが消費されたとき、現像容器から摩擦帯電を受けていないフレッシュなトナーが供されると現像スリーブ一周目と二周目で平均帯電電荷量が異なるということが生じる。ジャンピング現像法において現像スリーブ上のトナーの平均帯電電荷量が異なるということは現像性、つまり画像の濃度が異なってしまう問題が生じる。
【００３９】
そのため、現像容器からのフレッシュトナーが直接現像スリーブ４１上に供されるのを防ぐ必要がある。しかし、通常マグネットロールの磁力Ｓ２回りのトナー循環は現像スリーブ４１に連れ回り、図５中矢印Ａのように下から上に移動する。そのため、攪拌部材４３からのフレッシュトナーを防ぐことはできずトナーが消費される場合とされない場合の現像スリーブ上平均帯電電荷量の差が生じ、スリーブネガゴーストが発生する。しかも、トナーの円形度が０．９６以上の場合、摩擦帯電による平均帯電電荷量が大きいためスリーブネガゴーストが顕著に発生することとなる。
【００４０】
ここで、従来の現像器構成において、磁性一成分トナーＴの平均円形度と現像スリーブ４１上のトナーコート層の関係を表１に示す。
【表１】
2006084561.tif 000003
【００４１】
表１から、トナーコート重量Ｗ（ｍｇ／ｃｍ２）はトナーＴの平均円形度に依らず、印字率０（％）の画像出力後のトナーコート重量Ｗ０（ｍｇ／ｃｍ２）と印字率１００（％）の画像出力後のトナーコート重量Ｗ１００（ｍｇ／ｃｍ２）とでは同程度の差が見られる。しかし、トナー平均電荷量Ｑ／Ｍ（μｃ／ｇ）はトナーＴの平均円形度が大きくなると印字率０（％）の画像出力後のトナー平均電荷量Ｑ／Ｍ０（μＣ／ｇ）が大きくなり、印字率１００（％）の画像出力後のトナー平均電荷量Ｑ／Ｍ１００（μＣ／ｇ）との差が大きくなっている。これによりスリーブネガゴーストが平均円形度が大きくなるにつれ悪化するようになることがわかる。
【００４２】
そこで、本発明者の鋭意検討により、スリーブネガゴーストの解決策として、図６に示すように現像ブレード４２近傍に現像剤循環規制部材７０を配置し、トナーＴの循環を（Ａ）から（Ｂ）のように現像スリーブ裏でより小さい循環にすることが効果的であることがわかった。なぜなら、現像スリーブ４１とトナー供給開口４５ａとの間に現像剤循環規制部材７０を配設することにより攪拌部材４３によるフレッシュトナーの送りこみ（図６矢印Ｃ）を防ぐようなトナー循環が生じるからである。そのため、現像スリーブ４１上のトナーが消費される場合とそうでない場合における現像スリーブ４１上の平均帯電電荷量の差を小さくすることが可能となる。
【００４３】
（検証実験１）
以下に、現像剤循環規制部材７０が配設された場合と、そうでない場合におけるスリーブネガゴーストの違いを調べた検証実験について説明する。
【００４４】
本検証実験は温度２３℃、湿度５０％の環境で行い、そのときの結果を表２に示す。本実施例において前記現像剤循環規制部材７０の材質はモールド成型されたものであり、非磁性体のものであれば特に本実施例に限定されたものではない。更に、本実施例では現像剤循環規制部材７０は厚み１．５ｍｍ、鉛直長さ１１．０ｍｍの大きさをもって現像容器の上部に配設され、上部から下方に向かうように略垂直に配設されている。
【００４５】
特に、現像ブレード４２の自由端の先端位置Ｍと現像剤循環規制部材７０の自由端の先端位置Ｐの関係がスリーブネガゴーストに対して重要であり、現像剤担持体である現像スリーブ４１の中心（回転中心、軸）Ｏから点Ｍ、Ｐに引かれる直線においてＯＭ＝α、ＯＰ＝ｒ、ＯＭを通る直線（基準線）とＯＰを通る直線とのなす角θとすると（図１参照）、現像ブレード４２の先端位置に近く、かつ鉛直方向に対してできるだけ長い位置に現像剤循環規制部材７０の先端位置があることが条件となる。本検証実験ではｒ−α＝１．６ｍｍ、θ＝１１．５°としている。なお、現像剤循環規制部材４６の先端位置は、現像スリーブ４１の回転方向下流側から上流側に向かって、少なくとも前記基準線（ＯＭを通る直線）まで伸延して設けられるものであればよい。また、現像剤循環規制部材４６は、少なくとも現像スリーブ４１の長手方向の現像剤塗布域に渡って配設されているとよい。
【００４６】
また、本検証実験で用いたトナーは平均円形度が０．９６５のものであり、トナー平均電荷量Ｑ／Ｍ（μＣ／ｇ）は、吸引式ファラデーケージ法により測定した値である。現像スリーブ４１上のトナーＴを吸引ポンプにより吸引し、ファラデーケージにて採取する。そして、採取されたトナー量とその電荷量から計算により求めた値がトナー平均電荷量Ｑ／Ｍ（μＣ／ｇ）である。またスリーブネガゴーストが発生した場合を×、軽微に発生した場合を△、発生しなかった場合を○とする。表２によれば現像剤循環規制部材を配設することによりトナー平均電荷量が、印字率０％のときと印字率１００％のときで同じようになり、スリーブネガゴーストが改善されることを確認できる。
【表２】
2006084561.tif 000004
【００４７】
（現像剤循環規制部材とフェーディング）
ただし、スリーブネガゴースト対策の効果を得るために、現像ブレード４２の先端位置Ｍに近く、かつ鉛直方向に対してできるだけ長い位置に、現像剤循環規制部材７０の先端
位置Ｐを配設しようとすると、トナー室４５から現像スリーブ４１への攪拌部材４３によるトナー供給を妨げることになってしまう。
【００４８】
そのため、高印字のパターンを連続通紙した場合などに弊害としてトナー供給不足による画像抜け（以下、この現象を「フェーディング」という）といった問題が生じることが懸念される。上記の理由により、現像剤循環規制部材を配設する場合においてスリーブネガゴーストとフェーディングを両立する位置を考慮することが必要になってくる。
【００４９】
特に、現像剤循環規制部材７０の先端位置を示すｒ−α、θが重要であり、ｒ−α、θがそれぞれの値をもった場合におけるスリーブネガゴーストとフェーディングの関係を表３に示す。表３では検証実験１と同様の実験条件を用いている。また、フェーディングが発生した場合を×、軽微に発生を△、発生しなかった場合を○とする。
【００５０】
表３から、θを大きくすればするほどスリーブネガゴーストに対しては効果があるが、フェーディングが悪化する傾向にあることがわかる。また、ｒ−αを小さくすればするほどスリーブネガゴーストに対して効果があるが、同じようにフェーディングに対して悪化する傾向にある。
【００５１】
以上のことからｒ−α、θの位置関係において、スリーブネガゴーストとフェーディングに対して逆の効果になっているため、その両立する位置に現像剤循環規制部材７０を配設しなければならない。そのため、ｒ−αは０〜６．０ｍｍ、好ましくは０．５〜３．０ｍｍ、θは０〜４０°、好ましくは５．０〜３０°にあれば、スリーブネガゴーストとフェーディングを両立することが可能となる。
【表３】
2006084561.tif 000005
【００５２】
（小型の現像装置における現像剤循環規制部材）
さらに、現像スリーブ４１が比較的小さくトナー室４５の小さい小型の現像装置４０においてはトナーＴの循環を小さくすると、現像剤供給室４４とトナー室４５内のトナーの入れ替わりが上手くできないことから、濃度薄といった弊害が生じることが懸念される。
【００５３】
ここで小型の現像装置４０とは、現像スリーブ４１の外径が１５ｍｍ以下で現像スリーブ４１の中心Ｏからトナー室４５の開口部４５ａまでの距離が２０ｍｍ以下であることと定義している。本実施例では、現像スリーブ４１の外径を１４ｍｍ、現像スリーブ４１の中心からトナー供給開口４５ａまでの距離を１６ｍｍに配置している。
【００５４】
現像装置４０が小さい場合における上記弊害を改善するためには、現像剤循環規制部材７０の厚み、トナー供給開口４５ａと現像剤循環規制部材７０との距離が重要になってくる。まず、現像剤循環規制部材７０の厚みＬｗに関して説明する。
【００５５】
Ｌｗが小さくなった場合、スリーブネガゴーストが悪化した。これは現像剤循環規制部
材７０によるトナー循環を変える効果において、厚みが薄くなることによって小さくなってしまうためである。そのため、現像剤循環規制部材７０が図６に示すトナー循環Ｂのような循環をつくりだすことはできず、現像剤循環規制部材７０がないのと同じような結果になってしまった。ここで、このときの厚みＬｗは現像剤循環規制部材７０における最下端の幅ＰＱ（図１参照）のことであり、それより上部に関しては幅、形状に関してはＰＱ以下であれば特に制限しない。そのため、スリーブネガゴーストの観点からＬｗには下限値が存在する。
【００５６】
またＬｗが大きくなった場合、このときの現像剤循環規制部材７０における厚みの最大値においても限界がある。現像装置４０が小さいときに、トナー室４５の上部を完全に埋めてしまいトナー室４５内の高さを低くして容積を小さくしてしまった場合、濃度薄といった弊害が発生することがある。なぜなら、トナー循環が小さくなることにより、トナー室４５内のトナーとの入れ替わりが起こりにくくなり、攪拌部材４３によるトナーの送り込みすぎによってパッキングやトナー劣化が発生してしまうからである。
【００５７】
そのため、現像装置４０が小さい場合、トナー室４５の上部に、ある程度のスペースが存在し、トナーの逃げ場がある程度確保されていないと弊害が生じてしまうことになる。そのため、現像剤循環規制部材７０における厚みには最大値が存在することになる。このとき現像剤循環規制部材７０の厚みの範囲は、プロセスカートリッジの短手方向の断面において現像剤循環規制部材７０の厚みＬｗと、現像剤循環規制部材７０とトナー供給開口４５ａとの間距離ａとの大小関係で決まる。そのため、以下の式（II）を満足するようにＬｗとａを決定すると現像剤循環規制部材７０を配設した場合においても弊害が発生することなく、スリーブネガゴーストを改善することが可能となる。
【００５８】
Ｌｗ／ａ  ＜  ０．７（１．２≦Ｌｗ）・・・（II）
（検証実験２）
式（II）を満足するように現像剤循環規制部材７０を配設した場合におけるＬｗ、ａ、スリーブネガゴースト、濃度薄の関係を表４，５に示す。このとき、ｒ−α＝１．６ｍｍ、θ＝１１．５°とした。また、検証実験２の条件は検証実験１と同様とする。また、濃度薄に関しては印字率２．０％の画像を用い１０００枚通紙後のベタ黒の濃度で判断した。このときの濃度は反射濃度率測定器（Ｍａｃｂｅｔｈ社製濃度計ＲＤ−９１８）を用いて測定し、光学密度が１．２以上のときが○、１．０〜１．２のときが△、１．０以下のときが×としている。
【表４】
2006084561.tif 000006
【表５】
2006084561.tif 000007
【００５９】
表４から、本実施例におけるＬｗの大きさはスリーブネガゴーストの観点から１．２ｍｍ以上必要であることがわかる。また表５より、式（II）を満たすときがスリーブネガゴーストと弊害のない良好な画像を得ることが可能となる。以上のことから、現像剤循環規制部材を配設することにより、スリーブネガゴーストを改善することが可能となる。
【実施例２】
【００６０】
実施例１においては現像剤循環規制部材を配設することにより、スリーブネガゴーストを改善することが可能となった。そこで実施例２では、現像剤循環規制部材がスリーブネガゴーストを改善させるのみならず、静電容量検知形式のトナー残量逐次検知を兼ねることを特徴とする。すなわち、本実施例のレーザービームプリンターは、トナーの消費に伴ってその残量を逐次検知することのできる現像剤残量検知手段を備えている。
【００６１】
図７は、本実施例に係る現像装置の部分断面図である。なお、本実施例に係る画像形成装置は、上述した実施例に係る画像形成装置と同様の構成であり、同様の構成部分については同一の符号を付してその説明は省略する。
【００６２】
図７に示すプレートアンテナＰＡは、実施例１で説明した現像剤循環規制部材７０の機能を兼ねるものであって、トナー室４５内のトナーＴが流動的でありトナーＴの減少度が直接分かるような現像装置４０内に設置されている。
【００６３】
本実施例においては、トナー室４５内のトナーＴの減少度がわかるように、プレートアンテナＰＡは厚みが０．３ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）の板金をＬ字状に形成したものを用いて、現像スリーブ４１とプレートアンテナＰＡとの間に存在するトナー残量を検知できるようにしている。
【００６４】
また、トナーＴが満載の場合の出力を１Ｖ、トナーＴが空の場合の出力を３Ｖとなるようにプレートアンテナの設置箇所を調節する。さらに、トナー量の減少と検知出力の関係がほぼ直線的に推移するように調節する。最終的に本実施例におけるプレートアンテナＰＡ（現像剤循環規制部材）の先端位置としてｒ−α＝１．６ｍｍ、θ＝１１．５°とした。
【００６５】
プレートアンテナＰＡの材質は良導性な板状のものであればどのようなものでも良いが、トナー粒子に悪影響を及ぼさない材質であり、湿度等の環境条件に強い材質が望まれる。そして、プレートアンテナＰＡの最低一側面に外部より通電可能なような形状を形成されている。この接続可能な箇所では、導線などで直接接続するものでもよく、また、カートリッジ側面より導電性のピン形状のもので串刺しにする形態をとるのも良い。本実施例では、ピン形状のものをカートリッジ側壁を介し、引き起こし部（不図示）へ突き刺す形態をとることとする。
【００６６】
また、現像スリーブ４１とプレートアンテナＰＡとによるトナー残量検知は、現像スリーブ４１に印加された現像バイアスを用いてトナー残量を計測する。具体的には現像スリーブ４１に印加された現像バイアスによって、プレートアンテナＰＡに誘起された電圧値を読む。
【００６７】
このとき現像スリーブ４１とプレートアンテナＰＡ間にあるトナー残量に応じて誘電率が異なると、プレートアンテナＰＡに誘起される電圧値も異なる。この異なる電圧値を見て、トナー残量レベル検知を行っている。
【００６８】
装置本体とカートリッジには不図示の電気接点が設けられており、カートリッジが装置
本体内に装着された際に該電気接点を通じてカートリッジのプレートアンテナＰＡと装置本体内のトナー残量レベル検知検出部（不図示）が電気的に接続される。
【００６９】
現像スリーブ４１とプレートアンテナＰＡ間の静電容量に対して発生する測定値、すなわち電圧値をデジタル変換し、トナー残量レベル検知結果を残量閾値テーブルと比較して、例えばトナー残量を％表示や、印字可能枚数といった形でプリンター内に内蔵されている中央処理演算装置（ＣＰＵ）（不図示）へ出力し、必要に応じてトナー残量％情報や印刷可能枚数情報をコントローラ部へ出力する。
【００７０】
そして、このコントローラ部に接続されているパソコンやプリンタに内蔵のオペレーションパネルへトナー残量％や印刷可能枚数を提供し、表示装置によって、使用者へ提供する。
【００７１】
このコントローラ部は、主にパソコンとプリンタの中間に位置し、パソコンより送信されてきた画像情報に基づいて、感光ドラムや半導体レーザーなどの出力装置を操作して、作図を行う。また、プリンタ本体各部より発せられた警告などは、コントローラ部を介して、とりまとめられてパソコンやオペレーションパネルなどの表示装置へ送信され、使用者へ知らされるような構成となっている。また、昨今ではこのコントローラ部はプリンタ内部へ内蔵する形を取られている。
【００７２】
（検証実験）
上記条件により、スリーブネガゴーストとフェーディングを両立しつつ、トナー残量検知が行えるかを確かめるため、トナー残量検知出力値を確認した。
【００７３】
温度２３℃、湿度５０％の環境でおこない、現像スリーブ４１に印加するバイアスは周波数２．４ｋＨｚ、交流ピーク間電圧１５００Ｖｐｐ、直流電圧−４００Ｖとした。トナーは平均円形度０．９６５のものを用い、初期のトナー重量として３００ｇを用いている。また通紙パターンは４．０％の印字率をもった画像を用いて連続通紙によりトナー残量を検出した。図８にそのときの出力値とトナー残量を示す。
【００７４】
図８において、トナー残量が３０％程度から電圧が変化しているがこれは検出可能なトナー残量が現像スリーブ近傍のみであるので、実際にトナー残量が３０％以下のときにはじめて検出可能となっているためである。
【００７５】
以上のように、本実施例に係るプレートアンテナＰＡは、現像剤循環規制部材を兼ねつつ、静電容量型トナー残量検知機能を有することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】実施例１に係る現像装置の部分断面図である。
【図２】実施例１に係る画像形成装置の縦断面図である。
【図３】実施例１に係る現像装置の縦断面図である。
【図４】実施例１に係るプロセスカートリッジの縦断面図である。
【図５】実施例１における現像スリーブ裏でのトナー循環概略図である。
【図６】実施例１における現像剤循環規制部材を配設した場合の現像スリーブ裏のトナー循環概略図である。
【図７】実施例２に係る現像装置の部分断面図である。
【図８】実施例２におけるトナー残量検出値である。
【符号の説明】
【００７７】
１  画像形成装置本体（装置本体）
２  プロセスカートリッジ
３  露光装置（レーザースキャナユニット）
４  シートトレイ
５  ピックアップローラ
６  転写ガイド
７  転写用帯電ローラ
８  搬送ガイド
９  定着装置
１０  排紙ローラ
１１  排紙トレイ
２０  感光ドラム
３０  帯電装置
４０  現像装置
４１  現像スリーブ（現像剤担持体）
４１ａ  マグネットロール
４２  現像ブレード（現像剤規制部材）
４３  攪拌部材
４４  現像剤供給室
４５  トナー室
４５ａ  トナー供給開口
４６  現像剤循環規制部材
４８  結合アーム
５０  クリーニング装置
５１  枠体
５２  クリーニングブレード
６０  コイルバネ
７０  現像剤循環規制部材
Ｌ  レーザー光
Ｐ  記録媒体（シート材）
Ｔ  現像剤（トナー）
ＰＡ  プレートアンテナ
【図１】
2006084561.tif 000008
【図２】
2006084561.tif 000009
【図３】
2006084561.tif 000010
【図４】
2006084561.tif 000011
【図５】
2006084561.tif 000012
【図６】
2006084561.tif 000013
【図７】
2006084561.tif 000014
【図８】
2006084561.tif 000015