(57)【要約】      （修正有）【課題】現像剤規制部材の締結部品を不要とし、かつ現像剤規制部材の位置のばらつきの発生を未然に防ぐことができる現像装置およびそれを用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】現像スリーブ１４１とその内部に配された磁界発生手段１４７とを有し、二成分現像剤を担持して感光体１４Ｙへ搬送する現像剤担持体を、樹脂により成形された現像装置ケーシング１４４内に有し、先端が前記現像スリーブの表面に対向し、かつ前記現像スリーブ上の前記二成分現像剤の層の厚さを規制する現像剤規制部１４６が、前記現像装置ケーシングと一体に成形されている。【選択図】図３
2015090398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を用いて感光体表面を現像する現像装置において、
少なくとも現像スリーブとその内部に配された磁界発生手段とを有するとともに前記二成分現像剤を担持して前記感光体へ搬送する現像剤担持体を、樹脂により成形された現像装置ケーシング内に有し、
先端が前記現像スリーブの表面に対向し、かつ、前記現像スリーブ上の前記二成分現像剤の層の厚さを規制する現像剤規制部が、前記現像装置ケーシングと一体に成形されていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤規制部の先端が、前記磁界発生手段により形成される現像剤規制極の磁束密度における磁束密度ピークの、前記現像スリーブの表面の法線方向の半値位置よりも前記現像スリーブの表面に近い箇所に位置していることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像剤規制部の先端が、前記現像スリーブの周方向位置として、現像剤規制極と当該現像剤規制極よりも前記現像剤担持体による現像剤搬送方向下流側の磁極との間に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤規制部の少なくとも先端に樹脂からなる保護層が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記磁性キャリアとして表面に樹脂コーティング層が設けられた磁性キャリアを収納し、かつ、前記保護層を構成する樹脂と前記樹脂コーティング層を構成する樹脂とが異なることを特徴とする請求項４記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像剤規制部の先端の、前記現像スリーブの回転軸に垂直な断面の形状が凸多角形であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像剤規制部の先端の、前記現像スリーブの回転軸に垂直な断面の形状が円形または楕円形であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の現像装置を有する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９に記載のプロセスカートリッジを有す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、プリンタ、複写機などの電子写真方式の画像形成装置、そのような画像形成装置に用いられる現像装置、および、プロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置において、現像剤担持体に対向配置した現像剤規制部材によって現像剤担持体上の現像剤層厚を規制する方法が知られている（特許文献１）。
【０００３】
従来の現像装置において、現像剤規制部材は金属製で、現像装置、特に現像装置ケーシングとは別体で設けられることが多く、そのため締結部品の増加によるコストアップが問題となる。さらに現像剤規制部材の組み付け時における位置のばらつきが現像剤規制後の現像剤量（以下、汲み上げ量という）のばらつきを発生させ、画像品質へ影響を及ぼす。例えば、汲み上げ量が多い場合には感光体表面に現像した画像を磁気穂により再度こすることで、ベタ画像やライン画像のこすれが発生する。一方、汲み上げ量が少ない場合は画像濃度ムラ、非画像部へのトナー付着などが発生すると云う問題があった。
【０００４】
ここで、特許文献２には、現像剤の漏れ等や、部品の積み上げ公差を減らし、精度を高めることで、非画像部へのトナー付着をなくし、画像濃度均一性に優れた現像装置の実現を目的とする技術が開示されている。この文献では、第１規制部および第２規制部を現像剤収容室と一体とした現像装置が開示されている。
【０００５】
しかしながら、この文献に記載された構成では第１規制部、第２規制部、および、現像剤収容室の端部壁面を構成する部材が現像装置ケーシングとは別に成形されているのでこの部材を現像装置ケーシングへ取り付けるための締結部品の利用が避けられない。さらに現像剤収容室、および、現像下部材が非磁性金属により構成されていることから、コスト軽減効果は得られない。さらに現像収容室と現像下部材との組み付け時におけるばらつきによる規制後の現像剤量の違いによる画像品質の悪化と云う問題も解消できていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、現像剤規制部材の締結部品を不要とすることができ、安価で、かつ、現像剤規制部材の位置のばらつきの発生を未然に防ぐことができる現像装置を提供することを目的とする。そしてさらに、そのような現像装置を備えたプロセスカートリッジおよび画像形成装置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】
【０００７】
本発明の現像装置は、上記課題を解決するために、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を用いて感光体表面を現像する現像装置において、少なくとも現像スリーブとその内部に配された磁界発生手段とを有するとともに前記二成分現像剤を担持して前記感光体へ搬送する現像剤担持体を、樹脂により成形された現像装置ケーシング内に有し、先端が前記現像スリーブの表面に対向し、かつ、前記現像スリーブ上の前記二成分現像剤の層の厚さを規制する現像剤規制部が、前記現像装置ケーシングと一体に成形されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の現像装置によれば、前記現像剤規制部が前記現像装置ケーシングと一体に成形されている構成により、現像剤規制部材の締結部品を不要とすることができ、安価で、かつ、現像剤規制部材の位置のばらつきの発生を未然に防ぐことができ、最終的に形成される画像の品質を長期間に亘り、安定して保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施例の画像形成装置（プリンタ）の概略構成図である。
【図２】図２は、図１の画像形成装置に用いられている、本発明の現像装置の概略構成図である。
【図３】図３は、図２の現像装置（イエローの現像装置１４Ｙ）の概略構成と、現像スリーブ１４１の表面上における法線方向磁束密度（絶対値）の分布を二点鎖線で示した説明図である。
【図４】図４は、現像剤規制部１４６の先端部分の断面の形状を六角形とした例を示す説明図である。
【図５】図５は、現像剤規制部１４６の先端部分の断面の形状を円とした例を示す説明図である。
【図６】図６は、現像剤規制部１４６の先端部分の樹脂コーティングの一部を省いた例を示す説明図である。
【図７】図７は、図３の現像装置における現像スリーブ１４１、現像剤規制部１４６、樹脂コーティング１４８とＳ１極、Ｎ３極の法線方向磁束密度付近を拡大したモデル図である。
【図８】図８は、図７において、現像剤の穂立ちの状態を模式的に示した図である。
【図９】図９は、現像剤規制部の先端をＮ３極のピーク磁束密度Ｐ：Ｎ３の半値にあたる１／２Ｐ：Ｎ３に配置した状態を示すモデル図である。
【図１０】図１０は、本発明の現像装置の他の例を示すモデル図である。
【図１１】図１１は、実験例１〜４での評価用画像の出力例をモデル的に示した図である。
【図１２】図１２は、実験例１〜４における汲み上げ量の推移を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を、画像形成装置である電子写真方式のプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。 ）に適用した一実施例（以下、本実施例を「実施例１」という。）について説明する。
【００１１】
図１は、実施例１のプリンタの概略構成図である。 図中の符号におけるＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋの各文字は、それぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、黒の各色形成用の部材であることを示すものである。
【００１２】
このプリンタは、プロセスカートリッジとしての４色分の作像装置１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋが、装置本体１側に形成された図示しない画像形成ステーションに着脱自在に設置されている。これら作像装置には、画像形成物質として、互いに異なる色のＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。
【００１３】
このプリンタは、さらに、レーザー光を照射可能な露光手段としての光学ユニット２０、中間転写体ユニット３０、給紙ユニット４０、定着ユニット５０等を備えている。
【００１４】
作像装置１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋの構造は互いに同一であり、それぞれ潜像担持体としてのドラム状の感光体である感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋを有する。各感光体ドラムに作用するプロセス手段として、各感光体ドラムを帯電する帯電装置１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｋを有している。そして、感光体ドラムに残留したトナー等を除去するクリーニング装置１５Ｙ，１５Ｃ，１５Ｍ，１５Ｋも一体的にプロセス装置を構成している。さらに各感光体ドラムに形成された潜像を現像する現像装置１４Ｙ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｋが連結されている。
【００１５】
中間転写体ユニット３０は、中間転写体としての中間転写ベルト３１、中間転写ベルト３１を回転可能に支持する複数（ここでは３つ）のローラ３２，３３，３４を有している。さらに各感光体ドラム１２に形成されたトナー像を中間転写ベルト３１上にそれぞれ転写する一次転写ローラ３５、及び中間転写ベルト３１上に転写されたトナー像をさらに記録材としての記録紙Ｐに転写する二次転写ローラ３６を備えている。
【００１６】
給紙ユニット４０は、給紙カセット４１または手差し給紙トレイ４２から記録紙Ｐを二次転写領域に搬送する給紙ローラ４３、レジストローラ４４等を備えている。
【００１７】
定着ユニット５０は、定着ローラ５１及び加圧ローラ５２を備え、記録紙Ｐ上のトナー像に熱と圧力を加えることで定着を行う周知の構成が採られている。
【００１８】
また、装置本体１の上部には、後述するトナー補給口１４５への補給トナーがそれぞれ収納されたトナーボトル６０Ｙ，６０Ｃ，６０Ｍ，６０Ｋが各作像装置１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋと個別に装置本体１から着脱可能に装着されている。
【００１９】
このような構成において、まず１色目、イエローの作像装置１０Ｙにおいてトナー像が形成される。すなわち、感光体ドラム１２Ｙが帯電装置１３Ｙによって一様に帯電された後、潜像形成手段としての光学ユニット２０から照射されたレーザー光によって潜像が現像装置１４Ｙによって現像されてトナー像が形成される。
【００２０】
感光体ドラム１２Ｙ上に形成されたＹトナー像は、一次転写ローラ３５Ｙの作用によって中間転写ベルト３１上に転写される（一次転写）。
【００２１】
一次転写が終了した感光体ドラム１２Ｙはクリーニング装置１５Ｙによってクリーニングされ、次の画像形成に備える。
【００２２】
クリーニング装置１５Ｙによって回収された残留トナーは、作像装置１０Ｙの取出方向（感光体ドラムの回転軸方向）の装置操作側手前に設置された、図示しない廃トナー回収ボトルに貯蔵される。トナー回収ボトルは、満杯になると交換できるように画像形成装置本体１に対して着脱自在とされている。
【００２３】
同様の画像形成工程がＣ、Ｍ、Ｋ用の各作像装置１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋにおいても行われて各色のトナー像が形成され、中間転写ベルト３１上に先に形成されたトナー像に順次重ねてフルカラー画像が形成されて転写される。
【００２４】
一方、給紙カセット４１または手差し給紙トレイ４２から二次転写領域に搬送された記録紙Ｐには、二次転写ローラ３６の作用によって中間転写ベルト３１上に形成されたトナー像が一括して転写される。
【００２５】
トナー像が転写された記録紙Ｐは定着ユニット５０に搬送され、この定着ユニット５０の定着ローラ５１と加圧ローラ５２とにより形成されるニップ部にてトナー像が定着され、排紙ローラ５５によって装置上部の排紙トレイ５６に排紙される。
【００２６】
次に作像装置の具体的な構成について説明する。
【００２７】
各作像装置１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋの構成は、使用するトナーの色が異なる以外は、同一構成であるので、以下、イエローの作像装置１０Ｙを例に挙げて説明する。
【００２８】
図２は、イエロートナー像を生成するための作像装置１０Ｙを示す概略構成図である。
作像装置１０Ｙに設けられた帯電装置１３Ｙは、帯電ローラ１３１と、帯電ローラ１３１の表面を清掃するクリーニングローラ１３２とを備えている。
【００２９】
クリーニング装置１５Ｙは、感光体ドラム表面に接触するクリーニングブラシ１５１及びクリーニングブレード１５２を備えている。そして、さらに、クリーニングブラシ１５１及びクリーニングブレード１５２で掻き取ったトナーを廃トナー回収ボトル（不図示）へ向かって搬送するトナー回収コイル（不図示）を備えている。
【００３０】
現像装置１４Ｙは、磁性キャリアおよびトナーからなる二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という。）を担持して感光体ドラム１２Ｙと対向する現像領域で図２において反時計回りに回転することで搬送する現像剤担持体の中空体を構成する非磁性の現像スリーブ１４１を備えている。
【００３１】
現像スリーブ１４１の内部には、周方向に複数の磁極を備えた磁界発生手段としてのマグネットローラ１４７が固定配置されている。
【００３２】
これら現像スリーブ１４１及びマグネットローラ１４７によって現像剤担持体が構成されている。
【００３３】
また、先端が現像スリーブ１４１と対向するように、現像スリーブ１４１の表面に担持されたトナーの層厚を規制するためのドクタギャップＳを現像スリーブ１４１の表面との間に形成するための現像剤規制部１４６を備えている。
【００３４】
また、現像装置１４Ｙ内に収納されている磁性キャリアとトナー補給口１４５から供給される補給トナーとを撹拌しながら感光体ドラム１２Ｙの軸線方向に往復搬送させるための攪拌搬送部材としての２本の搬送スクリュー１４２，１４３も備えている。 これらの部材は、現像装置下部ケーシング１４４内に収納支持されている。
【００３５】
現像剤の磁性キャリアは、例えば酸化鉄を主成分としたフェライト、マグネタイト、または鉄粉を芯材とし、樹脂でコーティングした磁性体樹脂キャリアを用いることができる。このようなキャリアの被覆材料（コーティング材料）としては、アミノ系樹脂、例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
【００３６】
また、次のような樹脂も用いることができる。ポリビニルおよびポリビニリデン系樹脂。アクリル樹脂。ポリメチルメタクリレート樹脂。ポリアクリロニトリル樹脂。ポリ酢酸ビニル樹脂。ポリビニルアルコール樹脂。ポリビニルブチラール樹脂。ポリスチレン樹脂およびスチレンアクリル共重合樹脂等のポリスチレン系樹脂。ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂。ポリエチレンテレフタレート樹脂およびポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂。ポリカーボネート系樹脂。ポリエチレン樹脂。ポリフッ化ビニル樹脂。ポリフッ化ビニリデン樹脂。ポリトリフルオロエチレン樹脂。ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂。フッ化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体。フッ化ビニリデンとフッ化ビニルとの共重合体。テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンと非フッ化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー。シリコーン樹脂。
【００３７】
現像剤のトナーについては二成分現像剤のトナーとして使用されるものであれば制限されなく、例えば、バインダ樹脂、着色剤、離型剤、帯電調整剤、外添剤などを含むトナーを使用することができる。
【００３８】
バインダ樹脂としては次のようなものが挙げられ、これらは単独で、あるいは２種以上併用して使用できる。
【００３９】
次のようなスチレンおよびその置換体の重合体。ポリスチレン。ポリ−ｐ−クロロスチレン。ポリビニルトルエンなどのスチレンおよびその置換体の重合体。
【００４０】
また、次のようなスチレン系共重合体。スチレン−ｐ−クロロスチレン共重合体。スチレン−プロピレン共重合体。スチレン−ビニルトルエン共重合体。スチレン−ビニルナフタレン共重合体。スチレン−アクリル酸メチル共重合体。スチレン−アクリル酸エチル共重合体。スチレン−アクリル酸ブチル共重合体。スチレン−アクリル酸オクチル共重合体。スチレン−メタクリル酸メチル共重合体。スチレン−メタクリル酸エチル共重合体。スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体。スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体。スチレン−アクリロニトリル共重合体。スチレン−ビニルメチルケトン共重合体。スチレン−ブタジエン共重合体。スチレン−イソプレン共重合体。スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体。スチレン−マレイン酸共重合体。スチレン−マレイン酸エステル共重合体。
【００４１】
その他、次のようなもの。ポリメチルメタクリレート。ポリブチルメタクリレート。ポリ塩化ビニル。ポリ酢酸ビニル。ポリエチレン。ポリプロピレン。ポリエステル。エポキシ樹脂。エポキシポリオール樹脂。ポリウレタン。ポリアミド。ポリビニルブチラール。ポリアクリル酸樹脂。ロジン。変性ロジン。テルペン樹脂。脂肪族または脂環族炭化水素樹脂。芳香族系石油樹脂。塩素化パラフィン。パラフィンワックス。
【００４２】
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例を下に示す。これらは１種単独で、または２種以上併用することができる。
【００４３】
カーボンブラック。ニグロシン染料。鉄黒。ナフト−ルイエローＳ。ハンザイエロー（１０Ｇ。５Ｇ。Ｇ）。カドミウムイエロー。黄色酸化鉄。黄土。黄鉛。チタン黄。オイルイエロー。ハンザイエロー（ＧＲ。Ａ。ＲＮ。Ｒ）。ピグメントイエローＬ。ベンジジンイエロー（Ｇ。ＧＲ）。パーマネントイエロー（ＮＣＧ）。バルカンファストイエロー（５Ｇ。Ｒ）。タートラジンレーキ。キノリンイエローレーキ。アンスラゲンイエローＢＧＬ。イソインドリノンイエロー。ベンガラ。鉛丹。鉛朱。カドミウムレッド。カドミウムマーキュリレッド。アンチモン朱。パーマネントレッド４Ｒ。パラレッド。ファイヤーレッド。パラクロルオルトニトロアニリンレッド。リソールファストスカーレットＧ。ブリリアントファストスカーレット。ブリリアントカーンミンＢＳ。パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ。Ｆ４Ｒ。ＦＲＬ。ＦＲＬＬ。Ｆ４ＲＨ）。ファストスカーレットＶＤ。ベルカンファストルビンＢ。ブリリアントスカーレットＧ。リソールルビンＧＸ。パーマネントレッドＦ５Ｒ。ブリリアントカーミン６Ｂ。ピグメントスカーレット３Ｂ。ボルドー５Ｂ。トルイジンマルーン。パーマネントボルドーＦ２Ｋ。ヘリオボルドーＢＬ。ボルドー１０Ｂ。ボンマルーンライト。ボンマルーンメジアム。エオシンレーキ。ローダミンレーキＢ。ローダミンレーキＹ。アリザリンレーキ。チオインジゴレットＢ。チオインジゴマルーン。オイルレッド。キナクリドンレッド。ピラゾロンレッド。クロームバーミリオン。ベンジンオレンジ。ペリノンオレンジ。オイルオレンジ。コバルトブルー。セルリアンブルー。アルカリブルーレーキ。ピーコックブルーレーキ。ビクトリアブルーレーキ。無金属フタロシアニンブルー。フタロシアニンブルー。ファストスカイブルー。インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）。インジゴ。群青。紺青。アントラキノンブルー。ファストバイオレットＢ。メチルバイオレットレーキ。コバルト紫。マンガン紫。ジオキサジンバイオレット。アントラキノンバイオレット。クロムグリーン。ジンクグリーン。酸化クロム。ピリジアンエメラルドグリーン。ピグメントグリーンＢ。ナフトールグリーンＢ。グリーンゴールド。アシッドグリーンレーキ。マラカイトグリーンレーキ。フタロシアニングリーン。アントラキノングリーン。酸化チタン。亜鉛華。リトポン。
【００４４】
外添剤としては無機微粒子や疎水化処理無機微粒子の公知のものすべてが使用可能である。例えば、シリカ微粒子、疎水性シリカ、脂肪酸金属塩（ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウムなど）、金属酸化物（チタニア、アルミナ、酸化錫、酸化アンチモンなど）、フルオロポリマー等を用いることができる。特に、疎水化されたシリカ、チタニア、アルミナ微粒子を好ましく用いることができる。
【００４５】
外添剤の無機微粒子として、例えば、次のようなものが挙げられる。シリカ。酸化チタン。チタン酸バリウム。チタン酸マグネシウム。チタン酸カルシウム。チタン酸ストロンチウム。酸化鉄。酸化銅。酸化亜鉛。酸化スズ。ケイ砂。クレー。雲母。ケイ灰石。ケイソウ土。酸化クロム。酸化セリウム。ベンガラ。三酸化アンチモン。酸化マグネシウム。酸化ジルコニウム。硫酸バリウム。炭酸バリウム。炭酸カルシウム。炭化ケイ素。窒化ケイ素。これらの中でも特にシリカ、二酸化チタンを好ましく用いることができる。
【００４６】
離型剤としては、例えば次のような物が挙げられる。固形のパラフィンワックス。マイクロワックス。ライスワックス。脂肪酸アミド系ワックス。脂肪酸系ワックス。脂肪族モノケトン類。脂肪酸金属塩系ワックス。脂肪酸エステル系ワックス。部分ケン化脂肪酸エステル系ワックス。シリコーンワニス。高級アルコール。カルナウバワックス。
【００４７】
次に、本発明の特徴部分である、現像装置の構成及び動作について説明する。
【００４８】
図３は、本実施例における、イエローの現像装置１４Ｙの概略構成とともに、現像スリーブ１４１の表面上における法線方向の磁束密度（絶対値）の分布を二点鎖線で示した説明図である。
【００４９】
本例における現像装置のマグネットローラ１４７は、樹脂に磁性粉を混合してなる円柱状の部材に対し、その周面に着磁処理を施して複数の磁極を形成したものである。本実施例のマグネットローラ１４７の外径は１８ｍｍである。
【００５０】
本実施例において、マグネットローラ１４７に形成する磁極しては、感光体ドラム１２Ｙに対向する現像極Ｓ１から図中反時計周り（現像スリーブ１４１による現像剤搬送方向）に沿って順に、つぎのようなものがある。現像極Ｓ１（以下「Ｓ１極」と云う。）。搬送極Ｎ１，Ｓ２（以下、それぞれ「Ｎ１極」。「Ｓ２極」と云う。）。剤切れ上流極Ｎ２（以下「Ｎ２極」と云う。）。剤切れ・汲み上げ・規制極、すなわち、現像剤規制極Ｎ３（以下「Ｎ３極」とも云う。）。
【００５１】
なお、本実施例のマグネットローラ１４７は、全体が一体成形されたものであるが、磁極ごとに別成形された磁石部材を基材の周囲に配置して形成してもよい。
【００５２】
本実施例のように一体成形タイプのマグネットローラ１４７としては、エチレンエチルアクリレートやナイロン（登録商標）などの樹脂に磁性粉を分散したものが望ましい。この磁性粉としては、ストロンチウムフェライトやＮｄＦｅＢ、ＳｍＦｅＮなどの希土類磁石であると強力な磁界が得られやすいので好ましい。
【００５３】
一方、現像スリーブ１４１は、非磁性の中空体であり、その材質としては、加工性やコスト、耐久性から、アルミニウムやステンレスなどが好ましい。さらに好ましくは、現像スリーブ１４１の外周面にランダムな楕円形状の打痕を多数形成するなどして、現像スリーブ１４１の外周面に多数の楕円形状の凹みをランダムに設けるのがよい。
【００５４】
このように凹みを有する構成によれば、現像スリーブ１４１の表面の凹みをピッチの粗いものとすることで、現像剤が現像スリーブ１４１の回転に追従できずにスリップしてしまう事態を抑制できる。そして、一つ一つの凹みを根とした太い穂立ちを形成できる上、凹みの磨耗もしにくいものとなるので、長期にわたって画像ムラの生じることのない安定した良好な画像を得ることができる。
【００５５】
このような凹みは、好ましくは、比較的形状の大きいカットワイヤ（金属ワ-イヤを短尺に切断したもの）よりなるメディアを従来のブラスト工法のように現像スリーブの素管表面に衝突させることによって形成する。
【００５６】
現像剤を搬送しやすくするために、現像スリーブの表面に溝や不規則な凹凸（サンドブラストやビーズブラストなど）を形成することは、一般に行われている。
【００５７】
現像スリーブの素管表面に特に、カラー画像形成装置では、画像品質面の優位性から、表面をブラスト加工して凹凸を形成した現像スリーブが主流となっている。
【００５８】
現像スリーブの素管表面にこのような溝加工やブラスト加工等の荒らし加工は、高速で回転する現像スリーブの表面で現像剤がスリップして停滞することにより生じる画像濃度の低下の発生を防止するために行われる。
【００５９】
樹脂からなる現像装置下部ケーシング１４４と現像装置上部ケーシング１５０とによって構成される現像装置ケーシングによって、現像装置１４Ｙの内部には、現像剤収容部が形成される。現像装置下部ケーシング１４４、現像装置上部ケーシング１５０の成形に用いられる樹脂は特に限定されるものではなく、例えばポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂や複数の樹脂を混合したものなどを用いることが可能である。
【００６０】
現像剤収容部は、現像スリーブ１４１の下方に位置して現像スリーブ軸方向へ延びた供給室１４９Ａと、この供給室１４９Ａに隣接して現像スリーブ軸方向へ延びた攪拌室１４９Ｂとに仕切られている。
【００６１】
供給室１４９Ａと攪拌室１４９Ｂには、それぞれ、搬送スクリュー１４２，１４３が設けられている。
【００６２】
搬送スクリュー１４３により供給室１４９Ａの下流端（図中奥側）まで搬送された現像剤は攪拌室１４９Ｂへと移送され、攪拌室内の搬送スクリュー１４２により攪拌室１４９Ｂの下流端（図中手前側）に向けて搬送される。そして、攪拌室１４９Ｂの下流端まで搬送された現像剤は供給室１４９Ａへと移送され、供給室内の搬送スクリュー１４３により供給室１４９Ａの下流端に向けて搬送される。このように現像剤は現像剤収容部内を循環搬送される。
【００６３】
現像スリーブ１４１により搬送されるトナーのうち現像により消費された分のトナーを補充するための補給用トナーは、トナー補給口（不図示）から攪拌室１４９Ｂ内の現像剤に対して供給される。
【００６４】
供給室１４９Ａ内の現像剤は、その搬送中にマグネットローラ１４７の磁力（Ｎ３極（現像剤規制極）による磁力）により現像スリーブ１４１上に汲み上げられる。
【００６５】
その後、現像スリーブ１４１上に汲み上げられた現像剤は、現像剤規制部１４６により規制された後、感光体ドラム１２Ｙと対向する現像領域を通過し、再び現像剤収容部内に戻る。
【００６６】
現像剤担持体に対向しかつ現像剤担持体上の前記二成分現像剤の層の厚さを規制する現像剤規制部１４６は、現像装置下部ケーシング１４４と一体成形されている。現像スリーブ１４１と対向する先端部分１４６ａの、現像剤担持体の現像スリーブ１４１の回転軸に垂直な断面の形状が四角形である。現像剤規制部１４６の先端部分の断面の形状は四角形に限らず、現像剤規制部への負荷を低減が目的で、図４に符号１４６ｂを付して示すように六角形などの凸多角形とすることも可能であるし、図５に符号１４６ｃを付して示すような円形状、もしくは楕円形状とすることも可能である。
【００６７】
なお、現像剤規制部を、あらかじめ現像装置ケーシングとは異なる材料により形成し、現像装置ケーシングの成形時にインサート成形して、現像剤規制部と現像装置ケーシングとを一体に成形させることも可能である。そして、この場合にも上記同様の、本発明の効果を得ることができる。
【００６８】
これらの構成により現像剤規制部材を別体とした場合の部品コスト、特に締結部品のコストダウンを図ることができる。さらに、現像装置下部ケーシング１４４と一体であることから、現像剤規制部材の組み付け工程が発生しない。つまり組み付けばらつきを抑制することができ、常に一定のドクタギャップを得ることができることから、現像剤規制部通過後の現像剤量を安定させることが可能となる。
【００６９】
また、図３〜６に示された現像装置の例では、いずれも現像剤規制部１４６の先端部（現像スリーブ１４１との対向部分）には樹脂コーティング１４８が施されている。樹脂コーティング１４８の材質は特に限定されるものではなく、前述した磁性キャリアに用いられている樹脂コーティング材料と異なる樹脂により構成することが可能で、さらには磁性キャリアの樹脂コーティングと同一とすることも可能である。後者の場合、一般的に異なる樹脂同士のほうが摩耗が少なくなることから、本例では、磁性キャリアの樹脂コーティングとは異なる、アクリル樹脂がコーティングされている。
【００７０】
なお、樹脂コーティング１４８は現像剤規制部１４６の全面に施す必要はなく、現像剤の接触する部分である現像剤規制部１４６の現像スリーブ回転方向上流側の面と現像スリーブに対向する面に確実にコーティングされていればよい。すなわち、例えば図６に示されるように現像剤規制部１４６の現像スリーブ回転方向下流側の面のコーティング面積を減らすことも可能である。上記のような樹脂コーティングにより、現像剤規制部１４６現像剤の接触等による摩耗を抑制することができる。このように上記構成により長期にわたって一定のドクタギャップを得ることができることから、現像剤規制部通過後の現像剤量を安定させることが可能となり、最終的に形成される画像品質が安定する。
【００７１】
図３に示した現像装置において、Ｎ３極（現像剤規制極Ｎ３）による磁力で供給室１４９Ａ内から汲み上げられて現像スリーブ１４１上に吸着された現像剤は、現像スリーブ１４１の回転に伴って図中反時計回りに搬送される。
【００７２】
現像剤規制部１４６により所定の量に規制された現像剤は、現像領域でＳ１極による磁力で穂立ちし、現像電界により穂立ちした現像剤から感光体ドラム１２Ｙの表面上の静電潜像にトナーを供給して、現像処理を行う。
【００７３】
現像後の現像剤は、Ｎ１極→Ｓ２極→Ｎ２極の磁力によって現像スリーブ１４１上に保持されながら現像スリーブ１４１の回転に伴って搬送される。
【００７４】
その後、Ｎ２極とＮ３極（現像剤規制極Ｎ３）との間に生じる反発磁力（剥離力）および遠心力の作用を受けて、現像スリーブ１４１上から離脱（剤離れ）し、現像剤収容部内の供給室１４９Ａに落下する。
【００７５】
また、反発磁界発生部材としての磁石１４９が、Ｎ２極及びＮ３極と同極（Ｎ極）の磁極面が剤離れ領域に向かうように現像装置上部ケーシング１５０に配置されている。この磁石１４９により、現像剤の連れ回りを防止している。
【００７６】
図７は、図３の現像装置における現像スリーブ１４１、現像剤規制部１４６、樹脂コーティング１４８とＳ１極、Ｎ３極の法線方向磁束密度（絶対値：二点鎖線）付近を拡大したモデル図である。
【００７７】
この現像装置の場合、現像剤規制部１４６の先端は、現像剤規制極であるのＮ３極と、Ｎ３極の現像スリーブ１４１回転方向（現像剤搬送方向）下流側の磁極である現像極のＳ１極と、の間に位置している。そして、前記先端は、さらに現像スリーブ１４１表面に対する法線方向、磁束密度の絶対値で小さい位置に位置している。さらに詳しくは、Ｎ３極のピーク磁束密度Ｐ：Ｎ３の半値にあたる１／２Ｐ：Ｎ３より絶対値で小さい位置、すなわち、半値位置よりも前記現像スリーブ表面に近い箇所に配置している。
【００７８】
図８は、図７において、現像剤の穂立ちの状態を模式的に示した図である。
【００７９】
現像剤は現像スリーブ１４１の回転により、各極の磁力線に応じて磁気穂を立たせたり、寝かせたりしながら搬送される。つまり、Ｎ３極のピーク磁束密度位置のＰ：Ｎ３で最も高く磁気穂が立ち、磁気穂はＳ１極へ向かうに従い徐々に寝て行く。さらに、磁束密度の極小点を過ぎると、Ｓ１極の磁束密度の強さに応じて徐々に再度穂立ちすることとなる。
【００８０】
本実施例における現像剤規制部１４６の先端は、現像スリーブ１４１の周方向位置として、Ｎ３極とＳ１極との間、つまり極小点に近い部位に配置しており、その位置では現像剤は現像スリーブ１４１に沿った形で寝ている状態である。つまり、現像剤は現像剤規制部１４６に対する負荷が少ない状態で規制されＳ１極へと通過することから、現像剤規制部１４６、および樹脂コーティング１４８の摩耗を抑制できる。よって、長期間にわたって一定のドクタギャップを得ることができることから、現像剤規制部通過後の現像剤量を安定させることが可能となり、延いては最終的に形成される画像の安定化をはかることができる。
【００８１】
ここで比較のために、図９にＮ３極のピーク磁束密度の半値である１／２Ｐ：Ｎ３に現像剤規制部１４６の先端を配置した例のモデル図を示す。
【００８２】
この例では、現像剤規制部１４６で規制される現像剤は、スリーブ表面に対する法線方向の磁束密度が高いため、磁気穂が立った状態で現像剤規制部材１４６に接触することとなる。つまり、現像剤の多くが現像剤規制部材１４６に接触して規制されることとなり、現像剤規制部１４６、および、樹脂コーティング１４８にかかる負荷が図８に示された構成に比べて大きくなる。図８に示された構成と図９に示された構成と比較すると、同じ量の現像剤を入れた現像装置での現像スリーブ１４１にかかるトルクの大小は“図８に示された構成＜図９に示された構成”となっている。
【００８３】
現像剤（トナーとアミノ系樹脂をコーティングした磁性キャリア７重量％とを含んだプレミクストナー）の量を３８０ｇとして図８および図９にそれぞれ示された構成の現像装置の現像スリーブのトルクを測定した。その結果、図９に示された構成でのトルクが０．１２Ｎ・ｍであるのに対し図８に示された構成でのトルクは０．１０Ｎ・ｍと小さくなっていた。このことから、図８に示された構成、すなわち、Ｎ３極のピーク磁束密度の半値である１／２Ｐ：Ｎ３よりも現像剤規制部材の先端をスリーブ表面に近い位置に配置する構成が現像剤規制部の負荷を低減できるので好ましいことが理解される。
【００８４】
図１０は、本発明の他の実施例として現像剤規制部が現像装置上部ケーシングと一体成形された現像装置２４のモデル図であり、現像スリーブ２４１の表面上における法線方向磁束密度（絶対値）の分布を二点鎖線で示した説明図である。
【００８５】
なお、図１０に示された例では一つの現像装置について説明を行うが、複数の現像装置および複数の作像装置を用いることで、実施例１同様のプリンタとすることは可能である。
【００８６】
本例における現像スリーブ２４１、マグネットローラの構成は磁束密度以外が実施例１と同じであり、詳細な説明は省略する。
【００８７】
本例の現像剤の循環搬送方法について以下説明する。
【００８８】
まず、樹脂からなる現像装置下部ケーシング２４４と現像装置上部ケーシング２５０によって、現像装置２４の内部に複数の現像剤収容部が形成されている。
【００８９】
現像剤収容室は次のものがそれぞれ現像スリーブ軸方向に長く形成されている。
図中現像スリーブ左下方に位置した供給室２４９Ａ。現像スリーブ下方に位置した回収室２４９Ｂ。回収室２４９Ｂに隣接した攪拌室２４９Ｃ、および供給室左上方に位置した排出室２４９Ｄ。そして、各現像剤収容室にはそれぞれ搬送スクリュー２４２Ａ、２４２Ｂ、２４２Ｃ、２４２Ｄが設けられ図中の矢印方向に各々回転している。
【００９０】
供給室２４９Ａ内の現像剤は搬送スクリュー２４２Ａにより図中手前側の下流端へ搬送される。この際に磁力により現像スリーブ２４１表面に現像剤が汲み上げられる。汲み上げられなかった現像剤については、供給室２４９Ａ下流端で攪拌室２４２Ｃへと受け渡される。現像スリーブ２４１に汲み上げられた現像剤は現像スリーブ２４１の回転と磁極によって現像装置ケーシング２５０と一体成形された現像剤規制部２４６で層厚が規制された後に感光体２２表面を現像し、回収室２４９Ｂへと回収される。回収された現像剤は回収室２４９Ｂ内の搬送スクリュー２４２Ｂによって図中手前の下流端へと搬送され、下流端で攪拌室２４２Ｃへと受け渡される。
【００９１】
現像後の現像剤は現像スリーブの回転とＮ１極とにより搬送され、Ｎ１極とＮ２極の反発磁界および遠心力によって現像スリーブから剥離し、回収室２４２Ｂに落下する。
【００９２】
現像により消費されたトナーは図中手前のトナー補給口（不図示）から攪拌室２４２Ｃに補給される。本例（以下に示す、実験例１〜４でも同様。）でも上記と同様にトナーとアミノ系樹脂をコーティングした磁性キャリア７重量％とを含んだプレミクストナーを用いた。
【００９３】
攪拌室２４２Ｃの図中手前の上流端で、回収室２４２Ｂからの現像剤とトナー補給口からのプレミクストナーとが合流し、搬送スクリュー２４２Ｃによって図中奥の下流端に向かって搬送される。さらに、その下流端で供給室２４２Ａへと汲み上げられ、供給室内の搬送スクリュー２４２Ａにより図中手前に搬送されて、循環搬送される。なお、供給室２４９Ａ内の現像剤は余剰がある場合には搬送過程で壁Ｗを越えて排出室２４９Ｄへ移動し、搬送スクリュー２４２Ｄによって図中奥側に搬送され、現像装置外へと排出される。
【００９４】
次に図１０に示した例における現像スリーブ周りの現像剤搬送について説明する。
【００９５】
本例におけるマグネットローラ２４７に形成する磁極は、感光体２２に対向する現像極Ｓ１極から図中時計周り（現像スリーブ回転方向）にそって次のものがある。現像極：Ｓ１極。搬送、剤切り上流極：Ｎ１極。剤切り下流、汲み上げ極：Ｎ３極。搬送。現像剤規制極：Ｓ２極。搬送極：Ｎ３極。
【００９６】
供給室２４９Ａ内の現像剤は搬送スクリュー２４２Ａの回転とＮ３極の磁力により現像スリーブに汲み上げられ、現像スリーブの回転と搬送極によって現像極Ｓ１極へと運ばれる。このとき、現像スリーブ２４１の周方向位置としてＳ２極と下流側のＮ３極と間の磁束密度極小点付近に先端が位置するよう現像剤規制部２４６を配置して、現像剤規制部２４６への負荷を減らしている。また。現像剤規制部２４６の現像スリーブ２４１に対向する先端部分には上記第１の実施例同様に磁性キャリアとは異なる樹脂（アクリル樹脂）により樹脂コーティング２４８が施されている。
【００９７】
これらの構成により、現像剤規制部２４６にかかる負荷が減少し、また、現像剤規制部２４６に施された樹脂コーティング２４８により摩耗が抑制される。さらに現像剤規制部２４６の現像装置上部ケーシング１５０との一体成形による組み付けばらつきの低減から長期間にわたって一定のドクタギャップを得ることができる。これらから、現像剤規制部通過後の現像剤量を安定させることが可能となる。
【００９８】
次に上記の現像装置の例を有するプリンタを用いた画像形成テストを行った結果について説明する。図８に示された現像装置を有するプリンタを用いた画像形成テスト（以下、「実験例１」と云う。）、図１０に示された現像装置を有するプリンタを用いた画像形成テスト（以下、「実験例２」と云う。）である。また、図９に示された現像装置を有するプリンタを用いた画像形成テスト（以下、「実験例３」と云う。）を行った。さらに図８に示された現像装置と同じ構成の、ただし、現像剤規制部の先端に樹脂コーティングを施さなかった現像装置を有するプリンタを用いたテストも行った。
【００９９】
評価にあたって、各現像装置の現像剤量（現像極おける汲み上げ量）はいずれも３０ｍｇ／ｃｍ2に設定し、上記で述べたプレミクストナーを用いた。
【０１００】
評価として、黒単色の画像形成を行い、通紙実験は画像面積率５％でトナー補給を行いながらＡ４サイズ片面を１０枚／ジョブ、ジョブ間隔を３０秒として連続印刷を行った。通紙２万５千枚ごとに図１１（ａ）に示すような全面ベタ画像、図１１（ｂ）に示すようなライン画像の、用紙進行方向に対して垂直な、ライン（横ライン）が等間隔に描かれている画像）を３枚ずつ出力して異常画像の発生の有無の確認を行った。このラインの太さは５ドット（解像度：６００ｄｐｉ（２５．４ｍｍあたりのドット数））である。また、現像極におけるトナーの汲み上げ量の変化についても調べた。ここで汲み上げ量としては、形成される画像の単位面積あたりの現像剤汲み上げ量を調べた（結果を図１２に示す）。
【０１０１】
なお、用いたプリンタでは汲み上げ量が３６ｍｇ／ｃｍ2を超えるとかすれ画像が発生し、汲み上げ量が２４ｇ／ｃｍ2を下回ると濃度むら、および、非画像部へのトナー付着が発生するため、これらの汲み上げ量を閾値として判断を行った。図１２にこれら実験例における汲み上げ量の推移を示す。
【０１０２】
実験例１、および、実験例２では１０万枚に至るまで汲み上げ量が閾値を超えることがなく、また異常画像の発生もなかった。このように実験例１、および、実験例２では、現像剤規制部材の締結部品増加によるコストアップをおさえ、現像剤規制部材の組み付け時におけるばらつきを低減できた。さらにこれらでは現像剤規制部の摩耗や破損、トナー固着を防止することで、現像剤規制後の現像剤量を経時に渡って安定させ異常画像を防止することができた。
【０１０３】
実験例３では印刷枚数が増えるごとに汲み上げ量が増加し、７万５千枚以降で閾値である３６ｍｇ／ｃｍ2を超えてしまい、かすれ画像が発生した。この実験例で用いた現像装置で、現像剤規制部を法線方向磁束密度の強い部分に配置したため、現像剤規制部への負荷が大きく、現像剤規制部の先端部分が摩耗および破損していた。そのためにドクタギャップが実質的に広くなり、このような現象が生じた。
【０１０４】
また、実験例４では印刷枚数が増えるごとに汲み上げ量が減少し、７万５千枚以降で閾値である２４ｍｇ／ｃｍ2を下回り、画像濃度むらと非画像部へのトナー付着が発生した。これは、現像剤規制部に樹脂コーティングを施していないため、現像剤規制部先端にトナー固着が発生し、ドクタギャップが実質的に狭くなったことが原因である。
【０１０５】
以上、プロセスカートリッジを用いたカラープリンタを例にとって説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、プロセスカートリッジは感光体ドラム、現像装置等を別体とする構成をとることも可能である。また、画像形成装置の構成も任意であり、タンデム式における各色作像ユニットの並び順などは任意である。また、４色機に限らず、３色のトナーを用いるフルカラー機や、２色のトナーによる多色機、あるいはモノクロ装置にも本発明を適用することができる。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。
【符号の説明】
【０１０６】
１２Ｙ、２２  感光体ドラム
１４Ｙ  イエローの現像装置
１４１、２４１  現像スリーブ
１４４、２４４  像装置下部ケーシング
１４６、２４６  現像剤規制部
１４７、２４７  マグネットローラ
１４８、２４８  樹脂コーティング
１４９Ａ、２４２Ａ  供給室
１４９Ｂ  ２４２Ｃ  攪拌室
１５０  ２５０  現像装置上部ケーシング
２４  現像装置
２４２Ｂ  回収室
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０７】
【特許文献１】特開２００３−２８０３８０号公報
【特許文献２】特開２０１３−２００８５号公報
【図１】
2015090398.tif 000003
【図２】
2015090398.tif 000004
【図３】
2015090398.tif 000005
【図４】
2015090398.tif 000006
【図５】
2015090398.tif 000007
【図６】
2015090398.tif 000008
【図７】
2015090398.tif 000009
【図８】
2015090398.tif 000010
【図９】
2015090398.tif 000011
【図１０】
2015090398.tif 000012
【図１１】
2015090398.tif 000013
【図１２】
2015090398.tif 000014