(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に用いられる現像装置であって、
現像剤が収容される枠体と、
前記枠体の現像剤の収容室の下方に配置され、現像剤を担持する現像剤担持体であって、現像剤を担持する面が、導電体部と誘電体部とを有するように構成された現像剤担持体と、
を備える現像装置において、
前記枠体は、
前記収容室が、前記現像剤担持体が配置された下方領域に対し上方領域が水平方向に拡大されており、
前記下方領域の内壁に、現像剤を前記現像剤担持体へ導く下方案内面であって、水平面に対して現像剤の安息角以上かつ９０度未満の第１角度で傾斜する下方案内面と、
前記上方領域の内壁に、前記下方案内面と連なり現像剤を前記下方領域へ導く上方案内面であって、水平面に対して前記第１角度未満の第２角度で傾斜する上方案内面と、を有し、
前記下方案内面が、水平面に対して、前記現像装置が所定回数の画像形成動作を行ったときに前記収容室に留まっている現像剤の安息角である第１安息角以上かつ９０度未満の第１角度で傾斜し、
前記上方案内面が、水平面に対して、前記現像装置が一度も画像形成動作を行っていない現像剤の安息角である第２安息角以上かつ前記第１角度未満の第２角度で傾斜し、且つ、
前記下方案内面と前記上方案内面の境界部分の高さは、前記収容室の最大収容量の半分の量の現像剤が収容されたときの現像剤の剤面と同程度の高さである、
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記下方案内面の下端は、前記現像剤担持体の下端よりも上方に位置す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】
前記下方案内面の下端は、前記現像装置の画像形成動作に供される現像剤がなくなったときに前記収容室に留まっている前記現像剤の剤面より下方に位置す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】
画像形成装置に用いられる現像装置であって、
現像剤が収容される枠体と、
前記枠体の現像剤の収容室の下方に配置され、現像剤を担持する現像剤担持体であって、現像剤を担持する面が、導電体部と誘電体部とを有するように構成された現像剤担持体と、
を備える現像装置において、
前記枠体は、
前記収容室が、前記現像剤担持体が配置された下方領域に対し上方領域が水平方向に拡大されており、
前記下方領域の内壁に、現像剤を前記現像剤担持体へ導く下方案内面であって、現像剤の安息角以上かつ９０度未満の第１角度で傾斜する接平面を有する第１曲面を含む下方案内面と、
前記上方領域の内壁に、前記下方案内面と連なり現像剤を前記下方領域へ導く上方案内面であって、水平面に対して前記第１角度未満の第２角度で傾斜する接平面を有する第２曲面を含む上方案内面と、を有し、
前記下方案内面の前記第１曲面の接平面が、水平面に対して、前記現像装置が所定回数の画像形成動作を行ったときに前記収容室に留まっている現像剤の安息角である第１安息角以上かつ９０度未満の第１角度で傾斜し、
前記上方案内面の前記第２曲面の接平面が、水平面に対して、前記現像装置が一度も画像形成動作を行っていない現像剤の安息角である第２安息角以上かつ前記第１角度未満の第２角度で傾斜し、且つ、
前記下方案内面と前記上方案内面の境界部分の高さは、前記収容室の最大収容量の半分の量の現像剤が収容されたときの現像剤の剤面と同程度の高さである、ことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
前記下方案内面と前記上方案内面は連続的な曲面を形成することを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
前記上方案内面は、接平面が水平面に対してなす角度の変化が不規則な部分を含むことを特徴とする請求項４または５に記載の現像装置。
【請求項７】
前記下方案内面の下端は、前記現像剤担持体の下端よりも上方に位置することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項８】
前記下方案内面の下端は、前記現像装置の画像形成動作に供される現像剤がなくなったときに前記収容室に留まっている現像剤の剤面の下方に位置することを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項９】
画像形成装置に用いられる現像装置であって、
現像剤が収容される枠体と、
前記枠体の現像剤の収容室の下方に配置され、現像剤を担持する現像剤担持体であって、現像剤を担持する面が、導電体部と誘電体部とを有するように構成された現像剤担持体と、
を備える現像装置において、
前記収容室を形成する前記枠体の内壁の一部に備えられ、前記現像剤を前記現像剤担持体へ導く案内面と、を有し、
前記案内面は、下端の接平面が水平面に対して、前記現像装置が所定回数の画像形成動作を行ったときに前記収容室に留まっている現像剤の安息角である第１安息角以上かつ９
０度未満の第１角度で傾斜し、前記下端よりも上方に、接平面が水平面に対して前記現像装置が一度も画像形成動作を行っていない現像剤の安息角である第２安息角以上かつ前記第１角度未満の第２角度で傾斜する部位を有し、且つ、
前記第２角度で傾斜する前記部位の下端の高さは、前記収容室の最大収容量の半分の量の現像剤が収容されたときの現像剤の剤面と同程度の高さである、ことを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
前記案内面は、下端から上方に向かって、水平面に対する傾斜角度が徐々に小さくなる複数の傾斜面が連なって形成されていることを特徴とする請求項９に記載の現像装置。
【請求項１１】
前記案内面は、下端から上方に向かって、接平面が水平面に対してなす角度が前記第１安息角から徐々に小さくなるように湾曲して延びる曲面であることを特徴とする請求項９に記載の現像装置。
【請求項１２】
前記案内面は、接平面が水平面に対してなす角度の変化が不規則な部分を含む曲面であることを特徴とする請求項１１に記載の現像装置。
【請求項１３】
前記収容室は、前記現像剤担持体が配置された下方領域に対し上方領域が水平方向に拡大されていることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項１４】
前記案内面の下端は、前記現像剤担持体の下端よりも上方に位置することを特徴する請求項９〜１３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項１５】
記録材に画像を形成する画像形成装置であって、
像担持体と、
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の現像装置であって、前記像担持体に形成された潜像を、記録材に転写するための現像剤像として現像する現像装置と、
を備える画像形成装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やレーザビームプリンタ等の電子写真方式により記録材上に画像を形成する画像形成装置は、帯電手段によって均一に帯電された電子写真感光体（感光ドラム）上に、画像データに対応した光を照射して静電像（潜像）を形成する。そして、この静電像に対し、現像装置が現像剤としてのトナーを供給することで、トナー像（現像剤像）として顕像化する。このトナー像を、転写装置によって感光ドラムから記録紙などの記録材へ転写する。記録材に転写されたトナー像は、定着装置によって記録材に定着される。
【０００３】
特許文献１には、現像剤担持体としての現像ローラの表面上に選択的に電荷を保持させて、現像ローラ表面近傍に多数の微小閉電界を形成することにより、現像ローラ表面上にトナーを供給し、担持させる現像装置が記載されている。また、特許文献２には、現像容器のトナー収容室の内壁に、トナーの安息角以上９０度未満の傾斜角を有する案内面を設け、トナーがその自重によって上記案内面を滑り落ち現像ローラへ向かうように構成された現像装置が記載されている。これらの構成によれば、従来のように、現像ローラにトナーを供給するためのトナー供給ローラを設けなくても、現像ローラにトナーを供給することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−３１８８０号公報
【特許文献２】特開２０１４−２３８５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、市場の要請から現像装置の大容量化が求められている。しかしながら、トナーの使用中の最大の安息角を考慮して現像装置の容器内壁の角度を大きく保って容器を設計した場合、容器寸法が重力方向上方へと拡大することとなる。この結果、下方のトナーに大きな荷重がかかり、荷重を受けた中でトナーが現像装置内で流動することによって、トナーの劣化が促進される。トナーに劣化が生じると微小閉電界によるトナー引き付け効果が低減してしまう。したがって、現像装置使用期間の後半でトナー劣化による画像不良となりユーザの利便性を損なうことが懸念される。
【０００６】
本発明は、トナーの収容量の拡大を図りつつ、トナーの劣化を抑制し、画質を現像装置の使用期間後半まで長期的に維持させることができ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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の現像装置は、
画像形成装置に用いられる現像装置であって、
現像剤が収容される枠体と、
前記枠体の現像剤の収容室の下方に配置され、現像剤を担持する現像剤担持体であって、現像剤を担持する面が、導電体部と誘電体部とを有するように構成された現像剤担持体と、
を備える現像装置において、
前記枠体は、
前記収容室が、前記現像剤担持体が配置された下方領域に対し上方領域が水平方向に拡大されており、
前記下方領域の内壁に、現像剤を前記現像剤担持体へ導く下方案内面であって、水平面に対して現像剤の安息角以上かつ９０度未満の第１角度で傾斜する下方案内面と、
前記上方領域の内壁に、前記下方案内面と連なり現像剤を前記下方領域へ導く上方案内面であって、水平面に対して前記第１角度未満の第２角度で傾斜する上方案内面と、を有し、
前記下方案内面が、水平面に対して、前記現像装置が所定回数の画像形成動作を行った
ときに前記収容室に留まっている現像剤の安息角である第１安息角以上かつ９０度未満の第１角度で傾斜し、
前記上方案内面が、水平面に対して、前記現像装置が一度も画像形成動作を行っていない現像剤の安息角である第２安息角以上かつ前記第１角度未満の第２角度で傾斜し、且つ、
前記下方案内面と前記上方案内面の境界部分の高さは、前記収容室の最大収容量の半分の量の現像剤が収容されたときの現像剤の剤面と同程度の高さである、
ことを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明の現像装置は、
画像形成装置に用いられる現像装置であって、
現像剤が収容される枠体と、
前記枠体の現像剤の収容室の下方に配置され、現像剤を担持する現像剤担持体であって、現像剤を担持する面が、導電体部と誘電体部とを有するように構成された現像剤担持体と、
を備える現像装置において、
前記枠体は、
前記収容室が、前記現像剤担持体が配置された下方領域に対し上方領域が水平方向に拡大されており、
前記下方領域の内壁に、現像剤を前記現像剤担持体へ導く下方案内面であって、現像剤の安息角以上かつ９０度未満の第１角度で傾斜する接平面を有する第１曲面を含む下方案内面と、
前記上方領域の内壁に、前記下方案内面と連なり現像剤を前記下方領域へ導く上方案内面であって、水平面に対して前記第１角度未満の第２角度で傾斜する接平面を有する第２曲面を含む上方案内面と、を有し、
前記下方案内面の前記第１曲面の接平面が、水平面に対して、前記現像装置が所定回数の画像形成動作を行ったときに前記収容室に留まっている現像剤の安息角である第１安息角以上かつ９０度未満の第１角度で傾斜し、
前記上方案内面の前記第２曲面の接平面が、水平面に対して、前記現像装置が一度も画像形成動作を行っていない現像剤の安息角である第２安息角以上かつ前記第１角度未満の第２角度で傾斜し、且つ、
前記下方案内面と前記上方案内面の境界部分の高さは、前記収容室の最大収容量の半分の量の現像剤が収容されたときの現像剤の剤面と同程度の高さである、ことを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明の現像装置は、
画像形成装置に用いられる現像装置であって、
現像剤が収容される枠体と、
前記枠体の現像剤の収容室の下方に配置され、現像剤を担持する現像剤担持体であって、現像剤を担持する面が、導電体部と誘電体部とを有するように構成された現像剤担持体と、
を備える現像装置において、
前記収容室を形成する前記枠体の内壁の一部に備えられ、前記現像剤を前記現像剤担持体へ導く案内面と、を有し、
前記案内面は、下端の接平面が水平面に対して、前記現像装置が所定回数の画像形成動作を行ったときに前記収容室に留まっている現像剤の安息角である第１安息角以上かつ９０度未満の第１角度で傾斜し、前記下端よりも上方に、接平面が水平面に対して前記現像装置が一度も画像形成動作を行っていない現像剤の安息角である第２安息角以上かつ前記第１角度未満の第２角度で傾斜する部位を有し、
前記第２角度で傾斜する前記部位の下端の高さは、前記収容室の最大収容量の半分の量の現像剤が収容されたときの現像剤の剤面と同程度の高さである、ことを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
記録材に画像を形成する画像形成装置であって、
像担持体と、
上記の現像装置であって、前記像担持体に形成された潜像を、記録材に転写するための現像剤像として現像する現像装置と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、トナーの収容量の拡大を図りつつ、トナーの劣化を抑制し、画質を現像装置の使用期間後半まで長期的に維持させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１に係る現像装置の概略断面図
【図２】実施例１に係る画像形成装置の概略断面図
【図３】実施例１における現像ローラの構成を示す模式図
【図４】実施例１に係る現像装置の概略断面図
【図５】実施例１における現像ローラと枠体の収容室内壁の傾斜面とを示す斜視図
【図６】実施例２に係る現像装置の概略断面図
【図７】実施例３に係る現像装置の概略断面図
【図８】実施例３の変形例に係る現像装置の概略断面図
【図９】比較例に係る現像装置の概略断面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて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る。すなわち、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。
【００１１】
（実施例１）
図２は、本発明の実施例に係る画像形成装置の一例であるレーザビームプリンタの概略構成を示す模式的断面図である。本実施例に係る画像形成装置は、像担持体たる円筒状の感光ドラム１が、その軸を中心に一方向に回転するように設けられている。感光ドラム１は、帯電装置２によりその表面を一様に帯電された後、露光装置３により潜像を形成される。また、本実施例に係る現像装置４０は、非磁性一成分現像剤としてトナー９０が収容される枠体４１を有し、感光ドラム１上の静電潜像にトナー９０を供給してトナー像として可視化する。このように、トナー９０により可視化された感光ドラム１上の像は転写装置５により記録材に転写される。記録材は、給紙ローラで給紙され、レジストローラ（図示せず）により感光ドラム１上の像の移動と同期が取られて転写装置５に送られる。そして記録材に転写されたトナー９０による可視像は、記録材とともに定着装置６に搬送され、熱もしくは圧力により定着され、記録画像として記録材上に固定される。一方、転写後に転写されず感光ドラム１上に残った現像剤はクリーニングブレード７２により除去され、廃トナー容器内に収納される。その後、感光ドラム１表面は再び帯電装置２により帯電され上述の工程を繰り返す。
【００１２】
現像装置４０は、枠体４１に長手方向に延在する開口部が設けられており、その開口部を塞ぐように現像ローラ４２が設けられる。現像ローラ４２は、感光ドラム１に対向する位置において回転するように配設されている。本発明の現像ローラ４２は、その表面に誘電体部と導電体部とが微小面積で混在している。現像ローラ４２の表面に選択的に電荷を保持させることにより、表面の近傍に多数の微小閉電界（マイクロフィールド）が形成されるので、多量のトナーを現像ローラ４２の表面に担持して現像領域に搬送できる。また、現像装置４０は、現像ローラ４２に担持されるトナー９０の層厚を規制する規制部材として、現像ローラ４２の表面に当接するように枠体４１に設けられた弾性を有する規制ブレード４４を有する。また、現像装置４０は、規制ブレード４４が当接する領域とは異なる領域において現像ローラ４２に当接するように枠体４１に設けられ、枠体４１開口部と現像ローラ４２との隙間からトナー９０が収容室外部へ漏れるのを防ぐ可撓性シート４５を有する。
【００１３】
より具体的には、本実施例に係る画像形成装置は、現像装置において従来のようなトナー供給剥取り部材を省いた構成であり、現像ローラ４２表面に多層のトナー９０を担持するため、前述のマイクロフィールドにより生じたグラディエント力を利用している。ここで、図３を参照して、本実施例で用いる現像ローラ４２について詳細に説明する。
【００１４】
図３に示すように、本実施例における現像ローラ４２として、トナー９０の担持面が、導電体部からなる表面上（導電体部上）に電荷を保持できる誘電体部が微小面積で複数散
在露出するように構成された現像ローラを用いた。具体的には、現像ローラ４２の模式的断面図である図３（ａ）に示すように、軸芯体４２ａの外周上に、導電性ゴム材料からなる弾性層４２ｂと、表面層４２ｃとを有して構成される。弾性層４２ｂ上に誘電体粒子を分散した導電性樹脂材料からなる表面層４２ｃを例えばコーティング等で形成して、その表面を研磨して作製することができる。現像ローラ４２の表面層４２ｃにおける平面図を図３（ｂ）、図３（ｂ）のａａ断面図を図３（ｃ）に示す。誘電体部３１を所定の方法で帯電することにより、図３（ｃ）の電気力線Ｅで示すように微小閉電界（マイクロフィールド）が形成される。このように現像ローラ４２表面に誘電体部３１と導電体部３２を設け、規制ブレード４４がトナー９０を介して摺擦することにより誘電体部３１を帯電し、導電体部３２との隣接部上に破線Ｅに示す微小閉電界を形成する。その微少電界によって生じたグラディエント力によってトナー９０は現像ローラ４２表面に吸引され担持される。
【００１５】
誘電体部３１の大きさ（現像ローラ４２（導電体部３２）の周面に露出する部分（円形状部）の大きさ）は、例えば外径が５〜５００μｍ程度になるようにする。これは、表面に電荷を保持し、画像ムラを抑制するために最適な値である。外径＜５μｍである場合には、誘電体部３１表面に保持する電位量が少なく、十分な微小閉電界を形成することができない。また、外径＞５００μｍである場合には、誘電体部３１と導電体部３２の電位差が大きくなり、ムラの多い画像となる。誘電体部３１は、規制ブレード４４によるトナー層厚規位置を通過してから次にトナー層厚規制位置を通過するまでの間、導電部３２との電位差をある程度維持し、微小閉電界を維持する必要がある。また、図３（ｃ）の電気力線Ｅで示す微小閉電界を形成するためには、導電体部３２が保持する電荷は小さい方が望ましい。そのため、本実施例においては、誘電体部３１の体積抵抗は導電体部３２の体積抵抗よりも大きく、かつ体積抵抗の差が１０２Ω・ｃｍ以上となるように、誘電体部３１と導電体部３２を構成した。具体的には、導電体部３２の体積抵抗は１０１１Ω・ｃｍ以下とし、誘電体部３１の体積抵抗は１０１３Ω・ｃｍ以上とした。なお、上述した体積抵抗は２３℃／５０％ＲＨ環境下で測定した。
【００１６】
図３のような表面層４２ｃを形成するには、例えば、バインダーとしてのウレタン樹脂にアクリル樹脂粒子を分散する。表面層４２ｃに導電性を付与するために用いる導電性物質としては、カーボンブラックやイオン導電性物質を同様に用いることができる。本実施例では、表面層４２ｃの導電性物質の含有量を、ウレタン樹脂１００質量部に対して、０．２０質量部とすることで、ウレタン樹脂部を導電体部３２として機能させる。また、誘電体部３１には平均粒径３０μｍのアクリル樹脂粒子を採用している。本実施例では、アクリル樹脂粒子の含有量をウレタン樹脂１００質量部に対して、７０質量部とすることで誘電体部３１／導電体部３２の面積比としては、誘電体部３１の面積が全体の５０％程度となるようにしている。
【００１７】
図１、図４、図５を参照して、本実施例に係る現像装置の特徴的な構成について説明する。図１及び図４は、本実施例に係る現像装置の模式的断面図であり、図５は、現像ローラと、枠体の現像剤収容室内壁に設けられた２種類の傾斜面と、の配置構成を示す模式的斜視図である。なお、図１及び図４における図の左右方向は、水平方向と一致し、上下方向は鉛直方向と一致する。すなわち、図の上方から下方に向かって重力が作用する。図２、図６〜図９についても同様である。
【００１８】
本実施例に係る現像装置４０は、枠体４１がトナー９０を現像ローラ４２の上方に収容する構成を有し、トナー収容室（収容室）４１ａを形成する内壁に設けた傾斜面４７ａ、４７ｂと重力を用いて（自重により）、トナー９０を現像ローラ４２近傍に案内する。具体的には、枠体４１は、トナー収容室４１ａを形成する内壁の一部に、トナー９０を現像ローラ４２へ案内する案内面として、２段階で角度が変化する傾斜面４７ａ、４７ｂが、
トナー収容室４１ａの下方から上方にかけて形成されている。図１に示すように、トナー９０を現像ローラ４２へ導く下方案内面としての傾斜面４７ａは、トナー収容室４１ａの下方領域に形成されている。また、トナー９０を下方領域へ導く上方案内面としての傾斜面４７ｂは、傾斜面４７ａの上方に連なり、トナー収容室４１ａの上方領域に形成されている。その傾斜角度の変化は、下方から上方に向かって徐々に水平方向に近づく構成となっている。すなわち、トナー９０を現像ローラ４２へ導く案内面は、下方から上方にかけて徐々に水平面に近づいていく構成となっている。以上のような構成により、枠体４１のトナー収容室４１ａは、現像剤担持体としての現像ローラ４２が配置された下方領域に対し上方領域が側方、すなわち水平方向に拡大されたような現像剤の収容空間を有している。
【００１９】
傾斜面４７ａの傾斜角の大きさ、すなわち傾斜面４７ａと水平面（図１上では水平線）Ｈのなす角度θ１（第１角度に相当する）は、７０度に設定されている。また、傾斜面４７ｂの傾斜角の大きさ、すなわち傾斜面４７ｂと水平面（図１上では水平線）Ｈのなす角度θ２（第２角度に相当する）は、３０度に設定されている。これらの角度は、それぞれ、トナー９０における所定の安息角より大きな角度となっている。この角度設定により、傾斜面４７ｂに載っているトナー９０は、傾斜面４７ｂに沿って傾斜面４７ａまでスムーズに運ばれ、傾斜面４７ａに載っているトナー９０は、傾斜面４７ａに沿って現像ローラ４２近傍にスムーズに運ばれる。このようにして、トナー９０が現像ローラ４２近傍に運ばれることで、現像ローラ４２はトナー９０を引き寄せてその表面にトナー９０を担持することができる。
【００２０】
ここで、トナーの安息角について説明する。トナーの安息角とは、トナーを平面上に落下させたときに、平面上にできるトナーの山の稜線の傾斜角をいう。本実施例では、パウダテスタＰＴ−Ｓ（ホソカワミクロン社製）を使用し、安息角を測定した。目開き２５０μｍのメッシュ上にトナー１５０ｇを乗せ、振動を加えることで漏斗を介して、直径８ｃｍの円形テーブルの上にトナーを堆積させる。このとき、テーブルの端部からトナーがあふれる程度に堆積させる。このときのテーブル上に堆積したトナーの稜線と円形テーブル面との間に形成された角度を測定することで安息角とする。トナーの安息角は、耐久につれて変化する。すなわち、画像形成動作等において現像装置は動作しているものの、潜像の現像に用いられないままトナー収容室４１ａ内に留まることになったトナーは、トナー収容室４１ａにおける滞在期間が長くなるにつれて、安息角が変化する。未使用時、すなわち、トナー収容室４１ａに収容されてから一度も現像装置が動作していないトナーの安息角は、最も低い（角度が小さい）。その後、現像装置が繰り返し画像形成動作を行ううちに、トナー収容室４１ａ内においてトナー同士の擦れや、規制ブレード４４との擦れなどを受けてトナーが劣化して流動性が低下し、安息角が大きくなる。特に、トナー残量が少なくなった場合に劣化は加速的に進行する。本実施例では、球形化処理されたトナーを用いており、未使用時（新品時）のトナーの安息角は、２０度程度であり、トナー寿命時のトナーの安息角は、６０度程度である。すなわち、本実施例におけるトナーの安息角の範囲は、２０度から６０度の範囲である。
【００２１】
本実施例では、トナー寿命時を次のように考える。傾斜面４７ａの下端４７ｄは、現像装置の利用可能なトナーが無くなったとき（以下、トナー寿命と表記する）のトナー剤面で規定される。これを図４に示す。なお、下端４７ｄは、トナー寿命のトナー剤面より低い位置に設けても良い。印刷動作を繰り返し、トナー収容室４１ａ内のトナーが減少すると、いずれ現像ローラ４２に担持できるトナーが無くなり現像できなくなる。本実施例では、感光ドラム１の回転方向に２８７ｍｍ程度のベタ画像（Ａ４用紙に対して先後端余白５ｍｍ）を現像した際に、感光ドラム１上の単位面積あたりのトナー載り量が所定の変化を示した時点をトナー寿命と規定する。具体的には、上記トナー載り量が、通常時（使用を開始したばかりの時点）の０．４〜０．５ｍｇ／ｃｍ２に対して０．２ｍｇ／ｃｍ２以
下に低下した時点をトナー寿命と規定している。より簡易な試験方法としては、定着後のベタ画像上で掠れが視認できた時点をトナー寿命と規定しても良い。このようにトナー寿命に到達したトナーに対し、上述した測定方法により安息角を測定することで、トナー寿命時の安息角を得ることができる。
【００２２】
下方案内面としての傾斜面４７ａは、トナー寿命に到達したときのトナーの剤面高さを下端４７ｄとして、７０度の角度で下端４７ｄから上方に延伸されている。傾斜面４７ａの下端４７ｄは、現像ローラ４２の下端よりも上方かつ現像ローラ４２の回転中心軸よりも下方に位置する。また、傾斜面４７ａの下端４７ｄは、規制ブレード４４の現像ローラ４２との当接位置、現像ローラ４２に当接している規制ブレード４４の先端（下端）よりも下方に位置する。傾斜面４７ａの傾斜角度（第１角度）は、第１安息角としてのトナー寿命時の安息角以上（本実施例では６０度以上）、９０度未満の角度であればよく、本実施例では、６０度以上８０度以下を設定範囲とした。ここで、トナー寿命時の安息角は、上述したように、トナー収容室４１ａに収容されてから、現像装置が所定回数として上記トナー載り量の低下が発生する回数の画像形成動作を行ったときに、トナー収容室４１ａに留まっているトナーの安息角である。傾斜面４７ａは、７０度の角度で上方へ延びて、傾斜面４７ｂに繋がる。
【００２３】
上方案内面としての傾斜面４７ｂは、下方案内面である傾斜面４７ａの上端から３０度の角度でさらに上方に延伸されている。傾斜面４７ｂの傾斜角度（第２角度）は、第２安息角としての未使用時の安息角以上（本実施例では２０度以上）、第１安息角未満の角度であればよく、本実施例では２０度以上４０度以下を設定範囲とした。ここで、未使用時の安息角は、上述したように、トナー収容室４１ａに収容されてから現像装置が一度も画像形成動作を行っていないトナーの安息角である。
すなわち、上述したように、傾斜面４７ａと水平面（図１上では水平線）Ｈのなす角度θ１は、７０度に設定されており、トナー寿命時のトナーの安息角以上の角度である。また、傾斜面４７ｂと水平面（図１上では水平線）Ｈのなす角度θ２は、３０度に設定されており、未使用時（新品時）のトナーの安息角以上、かつトナー寿命時のトナーの安息角未満の角度である。また、傾斜面４７ｂの傾斜角度は、傾斜面４７ａの傾斜角度未満である。
【００２４】
トナー残量が多いときには、トナー劣化は少なく安息角は低い。現像装置が画像形成動作を繰り返しトナー残量が減ってくると、トナー劣化も進行し安息角は高くなる。トナーを自重によって現像ローラ４２へ移動させるためには、トナーを載せる傾斜面が、そのときのトナーの状態に適した角度で傾斜していること、すなわち、トナーの残量と劣化度合に応じて所定の安息角以上の角度を維持することが好適である。
【００２５】
現像装置４０の枠体４１のトナー収容室４１ａにおける上方領域と下方領域の境界は、本実施例では次のように設定する。傾斜面４７ａと傾斜面４７ｂの境界部分４７ｃ（傾斜面４７ａ上端または傾斜面４７ｂ下端）の高さを、枠体４１のトナー収容室４１ａの最大収容量の半分（５０％）の量のトナーがトナー収容室４１ａに収まったときのトナーの剤面と同程度の高さとする。トナー収容室４１ａにおいて、境界部分４７ｃを通る水平面よりも下方の空間領域を下方領域、上方の空間領域を上方領域とし、これら２つの領域を仕切る水平面が境界となる。
【００２６】
以上の構成により、トナー収容室４１ａ内壁の傾斜面４７ａ、４７ｂが、トナー収容室４１ａに収容されているトナーの残量及び劣化度合に応じた所望の安息角以上の傾斜角を保つため、トナーを現像ローラ４２までスムーズに滑らせ運ぶことができる。
ここで、比較例として、図９に、仮想構成を備えた現像装置の模式的断面を示す。図９に示す現像装置１４０は、トナー１９０が収容される枠体１４１と、枠体１４１のトナー
収容室１４１ａ下方の開口を塞ぐように配置された現像ローラ１４２と、現像ローラ１４２に担持されるトナー量を規制する規制ブレード１４４と、を備えている。枠体１４１は、トナー収容室１４１ａの内壁にトナー１９０を現像ローラ１４２へ案内するための傾斜面１４７を有する。傾斜面１４７の傾斜角の大きさ、すなわち傾斜面１４７と水平面（図９上では水平線）Ｈのなす角度αは７０度に設定されている。この角度はトナー１９０の安息角以上の値である。そのため、トナー１９０は自重により傾斜面１４７に沿ってスムーズに現像ローラ１４２まで運ばれる。一方、現像ローラ１４２は、表面に微小な誘電部を有しており、表面近傍には多数の微小閉電界が形成されている。したがって、傾斜面１４７によってトナー１９０が現像ローラ１４２近傍に運ばれるとともに、現像ローラ１４２表面の微小閉電界がトナー１９０を引き寄せることで、現像ローラ１４２の表面にトナー１９０を担持させることができる。
しかしながら、このような表面に部分的に電荷を有してトナーを引きつける作用を有する現像ローラと、トナーの安息角以上の角度を有して現像ローラ近傍へトナーを案内する内壁と、を備えた仮想構成の現像装置には、以下のような課題が考えられる。現像装置は大容量化が求められているが、トナーの使用中の最大の安息角を考慮して現像装置の容器内壁の角度を大きく保って容器を設計した場合、容器寸法が重力方向上方へと拡大することとなる。この結果、下方のトナーに大きな荷重がかかり、荷重を受けた中でトナーが現像装置内で流動することによって、トナーの劣化が促進される。トナーに劣化が生じると微小閉電界によるトナー引き付け効果が低減してしまう。したがって、現像装置使用期間の後半でトナー劣化による画像不良となりユーザの利便性を損なうことが懸念される。
【００２７】
上述したように、本実施例によれば、上方の傾斜面４７ｂの傾斜角θ２が、下方の傾斜面４７ａの傾斜角θ１に対して小さく、トナー収容室４１ａは上方にいくほど収容スペースが側方（水平方向）に広がる構成となっている。したがって、トナー収容室４１ａの最大容量に近い大量のトナーを収容する場合、本実施例によれば、図９で示した構成のように収容スペースが垂直方向に延びる構成（トナーが縦方向に堆積していく構成）と比べて、トナー剤面の高さを低く抑えることができる。これにより、トナー収容室４１ａ下方のトナーに対する上方のトナーの重量の影響を低減することができ、トナー自重によるトナー劣化の促進を抑えることができる。トナーの劣化促進が抑制されることで、現像装置の使用期間の後半に至るまで画質維持を図ることができ、ユーザの利便性を向上させることができる。
【００２８】
上述した、傾斜面４７ａ、４７ｂの傾斜角度の設定や、傾斜面４７ａ、４７ｂの境界部分４７ｃの位置（高さ）の設定などは、あくまで一例である。収容するトナーの種類等やトナー収容室４１ａの容量等に応じて、最適な設定値が変わる場合があることは当然であり、装置仕様等に応じて適宜設定されるものである。特に、傾斜角度が切り替わる傾斜面４７ａと傾斜面４７ｂの境界部分４７ｃの位置（高さ）は、現像装置の使用回数の増加にともなうトナー安息角の変化の推移を実際に計測することで最適な設定値を求めてよい。あるいは、傾斜面の傾斜角度が異なる複数の現像装置を用意し、現像装置の使用期間後半におけるトナー残量を確認、比較することで最適な設定値を求めてもよい。
【００２９】
また、本実施例では、２つの傾斜面によって、トナーを現像ローラまで導く案内面を形成しているが、傾斜面の数は２つに限定されるものではない。例えば、３つ以上の傾斜面で案内面を形成する、すなわち、傾斜角度が３段階以上で変化する案内面を備えた構成としてもよい。その場合の傾斜角度の変化の境界（内壁高さ）は、トナーの残量と劣化度合（安息角の変化）に応じて、トナーを載せる傾斜面の傾斜角度が最適な角度に変化するように適宜設定すればよい。
【００３０】
本実施例に係る現像装置は、画像形成装置の装置本体（画像形成装置において現像装置を除いた構成部分）に対し、着脱可能な構成としてもよいし、着脱不可の装置本体に固定
された構成としてもよい。また、現像装置４０が、感光ドラム１、帯電装置２とともにプロセスカートリッジを構成し、プロセスカートリッジの一部として画像形成装置の装置本体に対して着脱可能な構成としてもよい。
【００３１】
（実施例２）
図６を参照して、本発明の実施例２に係る現像装置について説明する。図６は、実施例２に係る現像装置の模式的断面図である。実施例２に係る現像装置は、トナーを現像ローラへ導くための案内面を曲面で構成している。案内面の構成を除き、実施例２に係る現像装置は、実施例１に係る現像装置と同様の構成を有している。実施例２において実施例１と共通する構成については、実施例１と同じ符号を付し、その説明を省略する。実施例２においてここで説明しない事項は、実施例１と同様である。
【００３２】
図６に示すように、実施例２に係る現像装置４０ｂは、枠体４１のトナー収容室４１ａを形成する内壁の一部に、収容室の内側に向かって凸状の曲面である案内面４８を有する。案内面４８は、実施例１の傾斜面４７ａの下端４７ｄと同じ高さ（位置）に設けられた下端４８ｄから、水平面に対する角度を徐々に小さくしながら、上方へ湾曲して延びる曲面となっている。すなわち、案内面４８は、水平面に対する角度が、下端４８ｄにおいて最も大きく（θ１＝７０度）、高さが増すほど徐々に角度が小さくなる。案内面４８は、下端４８ｄに近い領域では、その傾斜角度が、トナー寿命時の安息角以上となるように６０度以上８０度以下の範囲で変化するように形成される。案内面４８の下端４８ｄから遠い領域、すなわち上方の領域では、その傾斜角度が、トナー未使用時の安息角以上となるように２０度以上６０度未満の範囲で変化するように形成され、θ２＝３０度となる部位を含む。すなわち、案内面４８は、下端の接平面が水平面に対して第１安息角以上の角度で傾斜する。そして、案内面４８は、下端よりも上方に、接平面が水平面に対して第１安息角よりも小さい第２安息角以上かつ前記第１安息角未満の角度で傾斜する部位を有する。そして、案内面４８は、下端から上方に向かって、接平面が水平面に対してなす角度が第１安息角から徐々に小さくなるように湾曲して延びる曲面である。さらに。案内面４８の上端の接平面は、水平面に対して第２安息角以上の角度で傾斜する。
【００３３】
案内面４８を、枠体４１のトナー収容室４１ａの最大収容量の半分（５０％）の量のトナーがトナー収容室４１ａに収まったときのトナーの剤面と同程度の高さのラインを境界部分４８ｃとし、下方の曲面４８ａと上方の曲面４８ｂとに分けて考える。下方案内面としての曲面４８ａは、任意の高さで接する接平面が水平面となす角度θ１（第１角度に相当する）が、６０度以上８０度以下の範囲に収まる曲面であり、実施例１の下方傾斜面４７ａと同様の効果が得られるものである。上方案内面としての曲面４８ｂは、任意の高さで接する接平面が水平面となす角度θ２（第２角度に相当する）が、２０度以上６０度未満の範囲に収まる曲面となり、実施例１の上方傾斜面４７ｂと同様の効果が得られるものである。すなわち、案内面４８は、これら種類の異なる２つの曲面４８ａ、４８ｂが連続的な一つの曲面を形成していると見ることができる。すなわち、前記下方案内面としての曲面４８ａは、第１安息角以上の角度で傾斜する接平面を有する。上方案内面としての曲面４８ｂは、水平面に対して第１安息角未満かつ第２安息角以上の角度で傾斜する接平面を有する。また上方案内面としての曲面４８ｂの接平面の傾斜角度は、下方案内面としての曲面４８ａの接平面の傾斜角度未満である。
【００３４】
案内面４８は、下方にいくほど水平面となす角が大きくなっている。枠体４１のトナー収容室４１ａに収容されるトナー９０は、現像装置４０ｂが印刷動作を繰り返すと、劣化しながら減少していくため、トナー剤面が低くなるほど収容されているトナーの安息角は大きくなる。一方、トナー剤面が高い、使用を開始したばかりの状態においては、トナーは流動性が高く、その安息角は低い。本実施例によれば、案内面４８が、トナーの残量及び劣化度合に応じた所望の安息角以上の傾斜角を保つため、使用期間の長期にわたり、ト
ナーを現像ローラ４２までスムーズに滑らせ運ぶことができる。また、案内面４８によりトナー収容室４１ａは上方にいくほど収容スペースが側方（水平方向）に広がる構成となっている。これにより、トナー収容室４１ａ下方のトナーに対する上方のトナーの重量の影響を低減することができ、トナー自重によるトナー劣化の促進を抑えることができる。トナーの劣化促進が抑制されることで、現像装置の使用期間の後半に至るまで画質維持を図ることができ、ユーザの利便性を向上させることができる。
【００３５】
本実施例では、案内面４８が、現像ローラ４２の回転軸方向に見たときの断面形状において、傾斜角度の変化の度合いが一定の曲線をなす曲面としたが、上述したトナーの案内効果が発揮できる構成であれば、他の種々の構成を採用し得る。例えば、上記断面形状において、傾斜角度は所定の安息角範囲に収まるが、傾斜角度の変化の度合いが不規則な曲線をなすような曲面としてもよい。
【００３６】
（実施例３）
図７を参照して、本発明の実施例３に係る現像装置について説明する。図７は、実施例３に係る現像装置の模式的断面図である。実施例３に係る現像装置は、トナーを現像ローラへ導くための案内面を、実施例２の案内面と異なり不規則な曲面で構成している。案内面の構成を除き、実施例３に係る現像装置は、実施例１、２に係る現像装置と同様の構成を有している。実施例３において実施例１、２と共通する構成については、実施例１、２と同じ符号を付し、その説明を省略する。実施例３においてここで説明しない事項は、実施例１、２と同様である。
【００３７】
図７に示すように、実施例３に係る現像装置４０ｃは、枠体４１のトナー収容室４１ａを形成する内壁の一部に、収容室の下方から上方にかけて形状が不規則に変化する案内面４９を有する。案内面４９は、下端４９ｄから上方に向かって下方の曲面４９ａ、トナー収容室４１ａの最大収容量の半分の量のトナー剤面と同じ高さの境界部分４９ｃ、上方の曲面４９ｂを有する。案内面４９は、上方に比べ下方の面が水平面となす角が大きくなっているが、一部（本実施例では上方曲面４９ｂ）に急峻な角度の部分４９ｅを有している。すなわち、案内面４９は、接平面が水平面に対してなす角度の変化が不規則な部分を含む曲面である。このような不連続な曲線部を有する案内面４９であっても、トナーの残量及び劣化度合に応じた所望の安息角以上の傾斜角を保つため、使用期間の長期にわたり、トナー自重と案内面４９によってトナーを現像ローラ４２へ搬送することができる。
【００３８】
また、図７に示すように、本実施例に係る現像装置４０ｃは、枠体４１のトナー収容室４１ａに撹拌部材４６を備える。撹拌部材４６は、トナー収容室４１ａ内を回転することにより、収容室内のトナーが自重で移動するのを補助する部材である。なお、現像装置の構成としては、図８に示すように、枠体４１のトナー収容室４１ａの奥側（現像ローラ４２から遠い領域側）に、撹拌部材４６が回転可能に配置される第２のトナー収容室４１ｂを備える構成としてもよい。図８は、実施例３の変形例に係る現像装置４０ｄの模式的断面図である。このようなトナーの収容室内における移動を補助する部材を備えた構成の現像装置に対しても、トナーの自重による移動を促す本発明の案内面を設けることで、上述したトナーの劣化抑制効果を得ることが可能である。
【００３９】
本実施例によれば、案内面４９が、トナーの残量及び劣化度合に応じた所望の安息角以上の傾斜角を保つため、使用期間の長期にわたり、トナーを現像ローラ４２までスムーズに滑らせ運ぶことができる。また、案内面４９によりトナー収容室４１ａは上方にいくほど収容スペースが側方（水平方向）に広がる構成となっている。これにより、トナー収容室４１ａ下方のトナーに対する上方のトナーの重量の影響を低減することができ、トナー自重によるトナー劣化の促進を抑えることができる。トナーの劣化促進が抑制されることで、現像装置の使用期間の後半に至るまで画質維持を図ることができ、ユーザの利便性を
向上させることができる。なお、平らな傾斜面を用いた場合は、接平面は傾斜面と一致する。
【００４０】
上記各実施例は、可能な限り、それぞれの構成が互い組み合わせることができる。例えば、実施例１の平らな傾斜面と実施例２の曲面とを組み合わせた案内面を備える構成としてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
４０…現像装置、４１…枠体、４１ａ…トナー収容室、４２…現像ローラ、４４…規制ブレード、４６…撹拌部材、４７…傾斜面（案内面）、９０…トナー
【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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