現像装置およびそれを備えた画像形成装置
【課題】現像剤の規制ギャップへの搬送量を安定化させて、像担持体上に良好なトナー像を形成することが可能な現像装置、およびそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像装置１２２は、現像剤を貯留する現像剤貯留部４１と、所定の方向に回転しつつ、現像剤貯留部４１から現像剤を受け取り、該現像剤を所定の像担持体１２１に供給する現像剤担持体５６と、現像剤担持体５６との間で所定の規制ギャップＧが形成されるように現像剤担持体５６に対向配置されて該現像剤担持体５６との間で磁路を形成すると共に、現像剤担持体５６上の現像剤の層厚を磁気的に規制する磁性材料からなる現像剤規制部材５５と、現像剤担持体５６の回転方向から見た現像剤規制部材５５の上流面を覆うように現像剤規制部材５５に取り付けられた弾性部材６０とを含み、弾性部材６０の弾性率は、５〜２０ＭＰａに設定されている。
【解決手段】現像装置１２２は、現像剤を貯留する現像剤貯留部４１と、所定の方向に回転しつつ、現像剤貯留部４１から現像剤を受け取り、該現像剤を所定の像担持体１２１に供給する現像剤担持体５６と、現像剤担持体５６との間で所定の規制ギャップＧが形成されるように現像剤担持体５６に対向配置されて該現像剤担持体５６との間で磁路を形成すると共に、現像剤担持体５６上の現像剤の層厚を磁気的に規制する磁性材料からなる現像剤規制部材５５と、現像剤担持体５６の回転方向から見た現像剤規制部材５５の上流面を覆うように現像剤規制部材５５に取り付けられた弾性部材６０とを含み、弾性部材６０の弾性率は、５〜２０ＭＰａに設定されている。
【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に用いられる現像装置、およびそれを備えた、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は、像担持体（例えば、感光体ドラムや転写ベルト）に現像剤を供給して該像担持体上にトナー像を形成する現像装置を含む。
【０００３】
現像装置は、基本的な構成要素として、現像剤を貯留する現像剤貯留部と、現像剤貯留部から現像剤を受け取って該現像剤を像担持体に供給することにより、該像担持体上にトナー像を形成する現像ローラと、現像ローラに対向配置されて現像ローラとの間で磁路を形成すると共に、現像ローラの周面上の現像剤の層厚を磁気的に規制する磁性材料からなる現像剤規制部材とを含む。
【０００４】
現像剤規制部材が磁性材料からなる場合、現像剤は現像剤規制部材と現像ローラとの間に形成された規制ギャップにおいて磁力によって束縛されるので、現像剤規制部材を非磁性材料から構成した場合と比較して、規制ギャップに進入する現像剤の量を小さくすることができる。そのため、規制ギャップを大きく設定することができるようになり、規制ギャップにおいて異物等の目詰まりを抑制することができる。
【０００５】
現像剤規制部材を磁性材料から構成した場合、上記のような利点を得ることができるものの、次のような欠点が知られている。すなわち、現像剤規制部材は磁気的に現像剤を束縛しているので、現像剤規制部材における現像ローラの回転方向から見た上流面に現像剤が滞留し易い。現像剤の滞留量によっては、現像剤の規制ギャップへの搬送量が変動してしまう。現像剤の搬送量が変動すると、現像ローラの周面上に均一な層厚の現像剤層を形成することが困難になるので、像担持体上に形成されるトナー像の画質が低下する。
【０００６】
上記のような問題を克服するための技術として、例えば特許文献１のものが知られている。特許文献１の現像装置では、現像剤規制部材の上流面に弾性部材を配設している。この弾性部材により、前記上流面に現像剤が滞留することを防止している。これにより、現像剤の規制ギャップへの搬送量の安定化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１４７９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の現像装置は、現像剤規制部材の上流面に弾性部材を単に配設しているだけであって、現像剤の規制ギャップへの搬送量を安定化させるための十分な対策が講じられているとは言い難い。
【０００９】
そこで、本発明は、上記事情に鑑み、現像剤の規制ギャップへの搬送量を安定化させて、像担持体上に良好なトナー像を形成することが可能な現像装置、およびそれを備えた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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る現像装置は、現像剤を貯留する現像剤貯留部と、所定の方向に回転しつつ、前記現像剤貯留部から前記現像剤を受け取り、該現像剤を所定の像担持体に供給する現像剤担持体と、前記現像剤担持体との間で所定の規制ギャップが形成されるように前記現像剤担持体に対向配置されて該現像剤担持体との間で磁路を形成すると共に、前記現像剤担持体上の前記現像剤の層厚を磁気的に規制する磁性材料からなる現像剤規制部材と、前記現像剤担持体の回転方向から見た前記現像剤規制部材の上流面を覆うように前記現像剤規制部材に取り付けられた弾性部材とを含み、前記弾性部材の弾性率は、５〜２０ＭＰａに設定されている。
【００１１】
本発明に係る現像装置によれば、弾性部材を、現像剤規制部材の上流面を覆うように取り付けて、前記上流面に現像剤が滞留することを防止しているうえに、弾性部材の弾性率を５〜２０ＭＰａに設定することで、現像剤の規制ギャップへの搬送量を安定化させている。
【００１２】
具体的には、弾性率が２０ＭＰａを超えると、つまり、弾性部材が軟らかくなり過ぎると、弾性部材に衝突した現像剤が現像剤担持体の回転方向上流側に跳ね返りやすくなり、跳ね返った現像剤は、前記回転方向上流側から搬送されてくる（つまり、後から搬送されてくる）現像剤と衝突する。そのため、規制ギャップに向かう現像剤の量が変動するため、現像剤の搬送量が安定しない。
【００１３】
一方、弾性部材の弾性率が５ＭＰａ未満であると、つまり、弾性部材が硬くなりすぎると、弾性部材に衝突した現像剤は、前記回転方向上流側に跳ね返らず、弾性部材に衝突した際の衝撃によって該弾性部材に付着してしまう。そのため、規制ギャップに向かう現像剤の量が変動するため、現像剤の搬送量が安定しない。
【００１４】
しかしながら、弾性率を５〜２０ＭＰａに設定すると、弾性部材から跳ね返る現像剤の量および弾性部材に付着する現像剤の量を抑制することができる。したがって、現像剤の規制ギャップへの搬送量は安定する。その結果、現像剤担持体上の現像剤層は適切に規制される。
【００１５】
本発明の好ましい実施形態において、前記現像剤担持体は、前記現像剤規制部材との間で前記磁路を形成するための磁石を有しており、前記弾性部材は、前記現像剤規制部材の前記上流面側において前記磁石の磁力が及ぶ範囲を越えて延在するように前記上流面に取り付けられている。
【００１６】
この構成によれば、弾性部材に衝突した現像剤が弾性部材に磁気的に付着することが抑制されるので、これにより、現像剤が弾性部材周辺に滞留することが抑制される。
【００１７】
本発明の他の好ましい実施形態において、前記現像剤は、磁性体からなるキャリアと、非磁性体であるトナーとを含み、前記現像剤貯留部は、前記キャリアと前記トナーとを攪拌することで前記トナーを帯電させ、前記弾性部材は、前記トナーの帯電極性と同一の極性を有する材料から形成されている。
【００１８】
この構成によれば、弾性部材はトナーの帯電極性と同一の極性を有する材料から形成されているので、トナーが弾性部材に付着し難い。これにより、トナーが弾性部材周辺に滞留することが抑制される。
【００１９】
本発明のさらに他の好ましい実施形態において、前記現像剤規制部材は、前記現像剤担持体に対向して前記現像剤の層厚を規制する規制面を有し、前記弾性部材は、前記現像剤担持体に対向する対向面を有し、前記規制面と前記対向面とは略面一に設定されている。
【００２０】
この構成によれば、現像剤規制部材の規制面と弾性部材の対向面とは略面一に設定されているので、規制面と対向面との間には、現像剤が滞留してしまうような隙間が形成されない。これにより、現像剤の規制ギャップへの搬送量を一層安定化させることができる。
【００２１】
本発明のさらに他の好ましい実施形態において、前記現像剤規制部材は、非磁性材料から形成された第１部分と、磁性材料から形成され、前記回転方向から見て前記第１部分よりも上流側に位置する第２部分とを一体に有し、前記規制面は、前記第１部分における前記現像剤担持体に対向する第１規制面と、前記第２部分における前記現像剤担持体に対向する第２規制面とからなる。
【００２２】
この構成によれば、第２部分と現像剤担持体との間で磁路が形成される一方で、第１部分と現像剤担持体との間には磁路が形成されない。これにより、現像剤が現像剤規制部材の規制面の上流側に集中して強固に付着する。その結果、規制面による規制力が上がって、現像剤担持体上に均一な層厚の現像剤層を形成することができる。
【００２３】
本発明に係る画像形成装置によれば、トナー像が形成される像担持体と、前記像担持体に現像剤を供給して該像担持体上に前記トナー像を形成する現像装置と、前記トナー像をシート上に転写させる転写部材と、前記シート上の前記トナー像を該シート上に定着させる定着部とを含み、前記現像装置として、上記構成の現像装置が採用されている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る現像装置および画像形成装置によれば、現像剤の規制ギャップへの搬送量を安定化させて、像担持体上に良好なトナー像を形成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の内部構造を概略的に示す。
【図２】現像装置の内部構造を概略的に示す断面図である。
【図３】現像装置の一部拡大図であり、現像剤の規制状態を示す。
【図４】弾性部材の弾性率と現像剤搬送量との関係を表す図である。
【図５】現像剤規制ブレードの他の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の内部構造を概略的に示す。画像形成装置１０は、例えばタンデム式のカラープリンタであり、箱形を呈する装置本体１１を含む。装置本体１１は、内部に、コンピュータ等の外部機器から伝送された画像情報に基づき画像を形成する画像形成部１２と、画像形成部１２によって形成され、用紙Ｐに転写された画像に定着処理を施す定着部１３と、転写用の用紙Ｐを貯留する用紙貯留部１４とを含む。装置本体１１の上部には、定着処理後の用紙Ｐが排出される用紙排出部１５が設けられている。
【００２８】
画像形成部１２は、用紙貯留部１４から給紙された用紙Ｐにトナー画像を形成するものであって、本実施形態では、上流側（図１の紙面の右方）から下流側へ向けて順次配設された、マゼンタ色のトナー（現像剤）を用いるマゼンタ用ユニット１２Ｍと、シアン色のトナーを用いるシアン用ユニット１２Ｃと、イエロー色のトナーを用いるイエロー用ユニット１２Ｙと、ブラック色のトナーを用いるブラック用ユニット１２Ｋとを含む。
【００２９】
各ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋは、感光体ドラム１２１および現像装置１２２を含む。感光体ドラム１２１は、周面に静電潜像およびこの静電潜像に沿ったトナー像（可視像）を形成するものであって、図１において反時計方向に回転しつつ対応する現像装置１２２からトナーの供給を受ける。各現像装置１２２は、装置本体１１の前面側（図１の紙面の表側）に配設された図略のトナーカートリッジからトナーの補給を受ける。
【００３０】
各感光体ドラム１２１の直下位置には、帯電装置１２３が設けられているとともに、各帯電装置１２３の下方位置には露光装置１２４が設けられている。各感光体ドラム１２１は、帯電装置１２３によって周面が一様に帯電され、コンピュータ等から入力された画像データに基づく各色に対応したレーザー光が露光装置１２４から帯電後の感光体ドラム１２１の周面に照射される。これにより、各感光体ドラム１２１の周面に静電潜像が形成される。そして、静電潜像に現像装置１２２からトナーが供給されると、感光体ドラム１２１の周面にトナー像が形成される。
【００３１】
感光体ドラム１２１の上方には、駆動ローラ１２５ａと従動ローラ１２５ｂとの間に張設された転写ベルト１２５が配設されている。転写ベルト１２５は、各感光体ドラム１２１に対応して設けられた転写ローラ１２６によって感光体ドラム１２１の周面に押し付けられた状態で、各感光体ドラム１２１と同期しながら駆動ローラ１２５ａと従動ローラ１２５ｂとの間を周回する。
【００３２】
駆動ローラ１２５ａと従動ローラ１２５ｂとの間であって、従動ローラ１２５ｂ側へ寄った位置にテンションローラ１２５ｃが設けられている。テンションローラ１２５ｃは、転写ベルト１２５に張力を与えるものであり、図略の付勢部材の付勢力で上方に付勢されている。
【００３３】
転写ベルト１２５の周回と共に、転写ベルト１２５の表面（像担持面）に対して、まず、マゼンタ用ユニット１２Ｍの感光体ドラム１２１によるマゼンタのトナー像の一次転写が行なわれる。ついで、転写ベルト１２５におけるマゼンタトナー像の転写位置に、シアン用ユニット１２Ｃの感光体ドラム１２１によるシアンのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれる。以下同様にして、イエロー用ユニット１２Ｙによるイエローのトナー像の転写、およびブラック用ユニット１２Ｋによるブラックのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれる。これにより、転写ベルト１２５の表面にカラーのトナー像が形成される。
【００３４】
各感光体ドラム１２１の図１における左方位置には、感光体ドラム１２１の周面上の残留トナーを除去して清浄化するドラムクリーニング装置１２７が設けられている。ドラムクリーニング装置１２７によって清浄化処理された感光体ドラム１２１の周面は、新たな帯電処理のために帯電装置１２３へ向かう。ドラムクリーニング装置１２７で感光体ドラム１２１の周面から取り除かれた廃トナーは、所定の経路を通って図略のトナー回収ボトルに回収される。
【００３５】
画像形成部１２の図１における左方位置には、上下方向に延びる用紙搬送路１１１が形成されている。用紙搬送路１１１には、適所に搬送ローラ対１１２が設けられており、用紙貯留部１４からの用紙Ｐは、搬送ローラ対１１２の駆動で転写ベルト１２５へ向けて搬送される。また、用紙搬送路１１１には、駆動ローラ１２５ａと対向した位置で転写ベルト１２５の表面（像担持面）と当接した二次転写ローラ１１３が設けられている。二次転写ローラ１１３は転写ベルト１２５の像担持面との間で転写ニップ部を形成する。用紙Ｐは、転写ニップ部において転写ベルト１２５と二次転写ローラ１１３とに押圧挟持され、これにより、転写ベルト１２５上のトナー像が用紙Ｐに二次転写される。
【００３６】
用紙貯留部１４は、装置本体１１の図１における右側壁に開閉自在に設けられた手差しトレイ１４１と、装置本体１１内における露光装置１２４より下方位置に挿脱可能に装着された用紙トレイ１４２とを含む。用紙トレイ１４２には複数枚の用紙Ｐが積層されてなる用紙束Ｐ１が貯留される。用紙トレイ１４２は、上方に開口した箱体で構成され、用紙束Ｐ１が貯留可能になっている。用紙トレイ１４２に貯留された用紙束Ｐ１の最上位の用紙Ｐは、ピックアップローラ１４３の駆動で用紙搬送路１１１へ向けて１枚ずつ繰り出される。用紙トレイ１４２から繰り出された用紙Ｐは、搬送ローラ対１１２の駆動で用紙搬送路１１１を通って前記転写ニップ部へ向けて搬送される。
【００３７】
定着部１３は、二次転写された用紙Ｐ上のトナー像に対して定着処理を施す。定着部１３は、内部に加熱源である通電発熱体を有する加熱ローラ１３１と、加熱ローラ１３１と対向配置された定着ローラ１３２と、定着ローラ１３２および加熱ローラ１３１間に張設された定着ベルト１３３と、定着ベルト１３３を介して定着ローラ４０と対向配置された加圧ローラ１３４とを含む。定着部１３へ供給された用紙Ｐは、加圧ローラ１３４と高温の定着ベルト１３３との間を通過しながら定着ベルト１３３からの熱を得て定着処理が施される。定着処理の完了したカラー印刷済みの用紙Ｐは、定着部１３の上部から延設された排紙搬送路１１４を通って用紙排出部１５の排紙トレイ１５１へ向けて排出される。
【００３８】
図２は、現像装置１２２の内部構造を概略的に示す断面図である。現像装置１２２は、該現像装置１２２の内部空間を画定する現像容器４５を含む。現像装置１２２は、現像容器４５内に、現像剤を貯留すると共に、現像剤を攪拌しつつ搬送することが可能とされた現像剤貯留部４１と、現像剤貯留部４１の上方に配置されたマグネットローラ５６（現像剤担持体）と、マグネットローラ５６の斜め上方位置でマグネットローラ５６に対向配置された現像ローラ４２と、マグネットローラ５６に対向配置された現像剤規制ブレード５５（現像剤規制部材）とを含む。
【００３９】
現像剤貯留部４１は、現像装置１２２の長手方向に延びる２つの隣り合う現像剤貯留室４１ａ，４１ｂから構成されており、現像剤貯留室４１ａ，４１ｂは、現像容器４５に一体に形成された仕切り板５０によって長手方向において互いに仕切られているが、長手方向における両隅部において互いに連通されている。また、各現像剤貯留室４１ａ，４１ｂには、回転により現像剤を攪拌するスクリューフィーダ４３，４４が回転可能に装着されている。スクリューフィーダ４３，４４は、回転方向が互いに逆方向に設定されているので、現像剤は、現像剤貯留室４１ａおよび現像剤貯留室４１ｂ間を攪拌されつつ搬送される。この攪拌により、磁性体からなるトナーと非磁性体からなるキャリアとが混合され、トナーが例えばプラスに帯電される。
【００４０】
マグネットローラ５６は、現像装置１２２の長手方向に延びるように配設されており、図２では時計回りに回転可能である。マグネットローラ５６は、現像剤貯留部４１から現像剤を該マグネットローラ５６の周面５９上に磁気的に汲み上げるための磁石である汲上極５７を内部に有している。汲み上げられた現像剤は、マグネットローラ５６の周面５９上に磁気的に保持され、マグネットローラ５６の回転に伴って現像剤規制ブレード５５に向けて搬送される。
【００４１】
現像剤規制ブレード５５は、マグネットローラ５６の周面５９に磁気的に付着した現像剤の層厚を規制するものである。現像剤規制ブレード５５は、マグネットローラ５６の長手方向に沿って延びる磁性材料からなる板部材であり、現像容器４５の適所に固定された所定の支持部材５２によって支持されている。また、現像剤規制ブレード５５は、マグネットローラ５６の周面５９との間で所定の規制ギャップＧを形成する規制面５１（つまり現像剤規制ブレード５５の先端面）を有する。
【００４２】
マグネットローラ５６は、汲上極５７に加え、現像剤規制ブレード５５の規制面５１に対向配置された磁石である規制極５８を内部に有する。したがって、磁性材料から形成された現像剤規制ブレード５５は、マグネットローラ５６の規制極５８によって磁化されて、現像剤規制ブレード５５の規制面５１と規制極５８との間に、つまり規制ギャップＧにおいて磁路が形成される。なお、汲上極５７および規制極５８は、マグネットローラ５６の内部において固定されており、マグネットローラ５６と共に回転するものではない。また、汲上極５７および規制極５８はマグネットローラ５６と略同一の長手方向寸法を有する。
【００４３】
汲上極５７によってマグネットローラ５６の周面５９上に付着した現像剤がマグネットローラ５６の回転に伴って規制ギャップＧ内に搬送されると、現像剤の層厚は規制ギャップＧにおいて磁気的に規制されて、周面５９上に、所定厚さの均一な現像剤層、つまり均一な磁気ブラシ層が形成される。
【００４４】
現像ローラ４２は、現像装置１２２の長手方向に延びるように配設されたシャフト状の部材である。現像ローラ４２の周面４７は、マグネットローラ５６の周面５９との間で所定の隙間を形成するように配設されている。また、現像ローラ４２は、現像容器４５に形成された所定の開口４８を通して感光体ドラム１２１に臨むように配設されており、周面４７と感光体ドラム１２１のドラム表面との間にも所定の隙間が形成されている。
【００４５】
現像ローラ４２が図２では時計回りに回転されると、その周面４７がマグネットローラ５６の周面５９上の磁気ブラシ層と接触する。このとき、現像ローラ４２とマグネットローラ５６との間にバイアスを印加すると、電位差によって磁気ブラシ層からトナーのみが現像ローラ４２の周面４７に移動し、周面４７上にトナー層が形成される。そして、周面４７上のトナー層が、現像ローラ４２と感光体ドラム１２１との間の電位差によって感光体ドラム１２１のドラム表面に移動すると、感光体ドラム１２１のドラム表面に形成されている静電潜像が現像され、トナー像が形成される。
【００４６】
ところで、本実施形態では、規制ギャップＧに搬送される現像剤の量を安定させるために、現像剤規制ブレード５５に弾性部材６０を取り付けている。具体的には、弾性部材６０は、断面が矩形のブロック状部材であって、図３に示すように、マグネットローラ５６の回転方向から見て上流側に面する上流面６１と、上流面６１とは反対側の下流面６３と、マグネットローラ５６の周面５９に対向する対向面６２とを有する。また、弾性部材６０は、現像剤規制ブレード５５と略同一の長手方向寸法を有する。
【００４７】
弾性部材６０は、下流面６３と現像剤規制ブレード５５のブレード上流面５３とが密着状態で接合されることにより現像剤規制ブレード５５に取り付けられている。そのため、現像剤規制ブレード５５のブレード上流面５３は、弾性部材６０によってほぼ全体が覆われている。言い換えれば、現像剤規制ブレード５５の上流側空間は弾性部材６０によって占められている。これにより、規制ギャップＧに向けて搬送されてくる現像剤は、その一部が弾性部材６０によって遮られるので、現像剤層を規制ギャップＧにおいて規制する際にブレード上流面５３に現像剤が滞留することを防止できる。
【００４８】
また、弾性部材６０が前記上流側空間を占める占有範囲は、次のようにして定められている。すなわち、弾性部材６０は、現像剤規制ブレード５５との間で磁路を形成する規制極５８の磁力が及ぶ範囲を越えて延在するように前記上流側空間を占めている。そのため、弾性部材６０の上流面６１には、規制極５８の磁力が作用しない。本実施形態では、上流面６１と下流面６３との間の距離で規定される弾性部材６０の厚さを、１ｍｍ〜５ｍｍの範囲におけるいずれかの値に設定している。弾性部材６０の厚さを上記範囲で設定することにより、少なくとも上流面６１には、規制極５８の磁力を作用させなくすることができる。これにより、搬送されてくる現像剤が最初に衝突する上流面６１に現像剤が付着することが抑制される。その結果、現像剤が上流面６１付近に滞留することが抑制される。
【００４９】
また、弾性部材６０の対向面６２と現像剤規制ブレード５５の規制面５１とは略面一に設定されている。これにより、対向面６２と規制面５１との間には、規制ギャップＧに向けて搬送されてくる現像剤が滞留してしまうような隙間が形成されない。
【００５０】
弾性部材６０は、例えばスポンジ部材であり、その材料として、例えばナイロン、ウレタン、高分子ＰＥ、アクリルが挙げられる。また、弾性部材６０の材料は、トナーの帯電極性と同一の極性を有する材料から形成することが望ましい。例えば、トナーがキャリアによってプラスに帯電する場合、弾性部材６０は現像剤との接触摩擦によってプラスに帯電する材料から形成される。このように弾性部材６０の材料を選択することで、現像剤が弾性部材６０に付着し難くなる。これにより、トナーが弾性体周辺に滞留することが抑制される。
【００５１】
また、本実施形態では、弾性部材６０の弾性率を、５ＭＰａ〜２０ＭＰａの範囲におけるいずれかの値に設定している。以下、弾性率を上記範囲に設定した理由について説明する。
【００５２】
すなわち、弾性率が２０ＭＰａを超えると、つまり、弾性部材６０が軟らかくなり過ぎると、マグネットローラ５６の周面５９上の現像剤層Ｄ１において、弾性部材６０の上流面６１に衝突した現像剤ＢＤが、図３に示すようにマグネットローラ５６の回転方向上流側に跳ね返りやすくなり、跳ね返った現像剤ＢＤは、前記回転方向上流側から搬送されてくる（つまり、後から搬送されてくる）現像剤ＲＤと衝突する。そのため、規制ギャップＧに向かう現像剤の量が変動するため、現像剤の搬送量が安定しない。
【００５３】
一方、弾性部材６０の弾性率が５ＭＰａ未満であると、つまり、弾性部材６０が硬くなりすぎると、マグネットローラ５６の周面５９上の現像剤層Ｄ１において、弾性部材６０の上流面６１に衝突した現像剤ＡＤは、図３に示すように前記回転方向上流側に跳ね返らず、上流面６１に衝突した際の衝撃によって該上流面６１に付着する。そのため、規制ギャップＧに向かう現像剤の量が変動するため、現像剤の搬送量が安定しない。
【００５４】
しかしながら、弾性率を５〜２０ＭＰａの範囲におけるいずれかの値に設定すると、弾性部材６０の上流面６１から跳ね返る現像剤ＲＤの量および弾性部材６０の上流面６１に付着する現像剤ＡＤの量を抑制することができる。したがって、現像剤の規制ギャップＧへの搬送量は安定する。これにより、マグネットローラ５６の周面５９上の現像剤層Ｄ１は適切に規制されて、所定厚さの磁気ブラシ層Ｄ２が形成される。その結果、感光体ドラム１２１のドラム表面に良好なトナー像を形成することができる。
【００５５】
また、上述したように、弾性部材６０の厚さを１ｍｍ〜５ｍｍの範囲におけるいずれかの値に設定することにより、および弾性部材６０を、トナーの帯電極性と同一の極性を有する材料から形成することにより、現像剤が弾性体周辺に滞留することを抑制できる。これにより、現像剤の規制ギャップＧへの搬送量をさらに安定化させることができる。
【００５６】
次に、弾性部材６０の弾性率と現像剤搬送量との関係を調べるために行った実験について説明する。実験では、弾性率が５ＭＰａに設定された弾性部材６０を実施例１とし、弾性率が２０ＭＰａに設定された弾性部材６０を実施例２とし、弾性部材６０を用いなかったものを比較例１とし、弾性率が１ＭＰａに設定された弾性部材６０を比較例２とし、弾性率が３０ＭＰａに設定された弾性部材６０を比較例３とした。また、規制極５８は全ての実施例１，２および比較例１〜３において５５ｍＴに設定された。そして、規制ギャップＧの大きさを０．２５ｍｍ〜０．４０ｍｍの範囲で調整し、マグネットローラ５６を１分間回転させた後、マグネットローラ５６上の現像剤量を測定し、単位面積当たりの重量（ｍｇ／ｃｍ２）を算出した。その結果を図４に示す。
【００５７】
図４に示すように、実施例１および実施例２では、規制ギャップＧを０．２５ｍｍ〜０．４０ｍｍの間で変化させても、現像剤搬送量はその変化に応じてなだらかに増加した。これに対し、比較例１〜３では、現像剤搬送量はなだらかに増加せず、急激な変化が見られた。比較例１では、規制ギャップＧを約０．３ｍｍから約０．３５ｍｍに変えたときに現像剤搬送量が急激に増加した。また、比較例２および３では、規制ギャップＧを約０．２５ｍｍから約０．３ｍｍに変えたときに現像剤搬送量が急激に増加した。
【００５８】
比較例２では、弾性部材６０が硬すぎたため、現像剤が弾性部材６０の上流面６１に押し付けられて該上流面６１に付着してしまった結果、現像剤の搬送量が安定しなかったと考えられる。また、比較例３では、弾性部材６０が軟らかすぎたため、弾性部材６０の上流面６１に衝突した現像剤がマグネットローラ５６の回転方向上流側に跳ね返って、後から搬送されてくる現像剤と衝突した結果、現像剤の搬送量が安定しなかったと考えられる。
【００５９】
図５は、現像剤規制ブレード５５の他の形態を示す図である。図５では、現像剤規制ブレード５５は、非磁性材料から形成された第１ブレード部分７３と、磁性材料から形成された第２ブレード部分７４とを有する。
【００６０】
第１ブレード部分７３は、マグネットローラ５６の長手方向に沿って延びる板状の部材であって、マグネットローラ５６の周面５９に対向する第１規制面７３を有する。第２ブレード部分７４は、第１ブレード部分７３と同様にマグネットローラ５６の長手方向に沿って延びる板状の部材であって、マグネットローラ５６の周面５９に対向する第２規制面７４を有する。第２ブレード部分７４は、マグネットローラ５６の回転方向から見て第１ブレード部分７３よりも上流側に位置するように第１ブレード部分７３に接合されている。第１ブレード部分７３の第１規制面７３と第２ブレード部分７４の第２規制面７４とで規制面５１が構成されている。第１規制面７３と第２規制面７４とは、互いに面一であることが好ましい。
【００６１】
上記構成によれば、現像剤規制ブレード５５は、非磁性材料からなる第１ブレード部分７３と、磁性材料からなる第２ブレード部分７４とを有するので、規制極５８と第２ブレード部分７４との間で磁路が形成される一方で、規制極５８と第１ブレード部分７３との間には磁路が形成されない。これにより、現像剤が現像剤規制ブレード５５の規制面５１の上流側に集中して強固に付着する。その結果、規制面５１による規制力が上がって、均一な層厚の現像剤層の形成に寄与することができる。なお、上記の実験は、図５の現像剤規制ブレード５５を用いて行った。
【符号の説明】
【００６２】
１０ 画像形成装置
４１ 現像剤貯留部
４２ 現像ローラ
４５ 現像容器
５１ 規制面
５５ 現像剤規制ブレード
５６ マグネットローラ
５７ 汲上極
５８ 規制極
６０ 弾性部材
６２ 対向面
１２２ 現像装置
Ｇ 規制ギャップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成に用いられる現像装置、およびそれを備えた、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は、像担持体（例えば、感光体ドラムや転写ベルト）に現像剤を供給して該像担持体上にトナー像を形成する現像装置を含む。
【０００３】
現像装置は、基本的な構成要素として、現像剤を貯留する現像剤貯留部と、現像剤貯留部から現像剤を受け取って該現像剤を像担持体に供給することにより、該像担持体上にトナー像を形成する現像ローラと、現像ローラに対向配置されて現像ローラとの間で磁路を形成すると共に、現像ローラの周面上の現像剤の層厚を磁気的に規制する磁性材料からなる現像剤規制部材とを含む。
【０００４】
現像剤規制部材が磁性材料からなる場合、現像剤は現像剤規制部材と現像ローラとの間に形成された規制ギャップにおいて磁力によって束縛されるので、現像剤規制部材を非磁性材料から構成した場合と比較して、規制ギャップに進入する現像剤の量を小さくすることができる。そのため、規制ギャップを大きく設定することができるようになり、規制ギャップにおいて異物等の目詰まりを抑制することができる。
【０００５】
現像剤規制部材を磁性材料から構成した場合、上記のような利点を得ることができるものの、次のような欠点が知られている。すなわち、現像剤規制部材は磁気的に現像剤を束縛しているので、現像剤規制部材における現像ローラの回転方向から見た上流面に現像剤が滞留し易い。現像剤の滞留量によっては、現像剤の規制ギャップへの搬送量が変動してしまう。現像剤の搬送量が変動すると、現像ローラの周面上に均一な層厚の現像剤層を形成することが困難になるので、像担持体上に形成されるトナー像の画質が低下する。
【０００６】
上記のような問題を克服するための技術として、例えば特許文献１のものが知られている。特許文献１の現像装置では、現像剤規制部材の上流面に弾性部材を配設している。この弾性部材により、前記上流面に現像剤が滞留することを防止している。これにより、現像剤の規制ギャップへの搬送量の安定化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１４７９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の現像装置は、現像剤規制部材の上流面に弾性部材を単に配設しているだけであって、現像剤の規制ギャップへの搬送量を安定化させるための十分な対策が講じられているとは言い難い。
【０００９】
そこで、本発明は、上記事情に鑑み、現像剤の規制ギャップへの搬送量を安定化させて、像担持体上に良好なトナー像を形成することが可能な現像装置、およびそれを備えた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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る現像装置は、現像剤を貯留する現像剤貯留部と、所定の方向に回転しつつ、前記現像剤貯留部から前記現像剤を受け取り、該現像剤を所定の像担持体に供給する現像剤担持体と、前記現像剤担持体との間で所定の規制ギャップが形成されるように前記現像剤担持体に対向配置されて該現像剤担持体との間で磁路を形成すると共に、前記現像剤担持体上の前記現像剤の層厚を磁気的に規制する磁性材料からなる現像剤規制部材と、前記現像剤担持体の回転方向から見た前記現像剤規制部材の上流面を覆うように前記現像剤規制部材に取り付けられた弾性部材とを含み、前記弾性部材の弾性率は、５〜２０ＭＰａに設定されている。
【００１１】
本発明に係る現像装置によれば、弾性部材を、現像剤規制部材の上流面を覆うように取り付けて、前記上流面に現像剤が滞留することを防止しているうえに、弾性部材の弾性率を５〜２０ＭＰａに設定することで、現像剤の規制ギャップへの搬送量を安定化させている。
【００１２】
具体的には、弾性率が２０ＭＰａを超えると、つまり、弾性部材が軟らかくなり過ぎると、弾性部材に衝突した現像剤が現像剤担持体の回転方向上流側に跳ね返りやすくなり、跳ね返った現像剤は、前記回転方向上流側から搬送されてくる（つまり、後から搬送されてくる）現像剤と衝突する。そのため、規制ギャップに向かう現像剤の量が変動するため、現像剤の搬送量が安定しない。
【００１３】
一方、弾性部材の弾性率が５ＭＰａ未満であると、つまり、弾性部材が硬くなりすぎると、弾性部材に衝突した現像剤は、前記回転方向上流側に跳ね返らず、弾性部材に衝突した際の衝撃によって該弾性部材に付着してしまう。そのため、規制ギャップに向かう現像剤の量が変動するため、現像剤の搬送量が安定しない。
【００１４】
しかしながら、弾性率を５〜２０ＭＰａに設定すると、弾性部材から跳ね返る現像剤の量および弾性部材に付着する現像剤の量を抑制することができる。したがって、現像剤の規制ギャップへの搬送量は安定する。その結果、現像剤担持体上の現像剤層は適切に規制される。
【００１５】
本発明の好ましい実施形態において、前記現像剤担持体は、前記現像剤規制部材との間で前記磁路を形成するための磁石を有しており、前記弾性部材は、前記現像剤規制部材の前記上流面側において前記磁石の磁力が及ぶ範囲を越えて延在するように前記上流面に取り付けられている。
【００１６】
この構成によれば、弾性部材に衝突した現像剤が弾性部材に磁気的に付着することが抑制されるので、これにより、現像剤が弾性部材周辺に滞留することが抑制される。
【００１７】
本発明の他の好ましい実施形態において、前記現像剤は、磁性体からなるキャリアと、非磁性体であるトナーとを含み、前記現像剤貯留部は、前記キャリアと前記トナーとを攪拌することで前記トナーを帯電させ、前記弾性部材は、前記トナーの帯電極性と同一の極性を有する材料から形成されている。
【００１８】
この構成によれば、弾性部材はトナーの帯電極性と同一の極性を有する材料から形成されているので、トナーが弾性部材に付着し難い。これにより、トナーが弾性部材周辺に滞留することが抑制される。
【００１９】
本発明のさらに他の好ましい実施形態において、前記現像剤規制部材は、前記現像剤担持体に対向して前記現像剤の層厚を規制する規制面を有し、前記弾性部材は、前記現像剤担持体に対向する対向面を有し、前記規制面と前記対向面とは略面一に設定されている。
【００２０】
この構成によれば、現像剤規制部材の規制面と弾性部材の対向面とは略面一に設定されているので、規制面と対向面との間には、現像剤が滞留してしまうような隙間が形成されない。これにより、現像剤の規制ギャップへの搬送量を一層安定化させることができる。
【００２１】
本発明のさらに他の好ましい実施形態において、前記現像剤規制部材は、非磁性材料から形成された第１部分と、磁性材料から形成され、前記回転方向から見て前記第１部分よりも上流側に位置する第２部分とを一体に有し、前記規制面は、前記第１部分における前記現像剤担持体に対向する第１規制面と、前記第２部分における前記現像剤担持体に対向する第２規制面とからなる。
【００２２】
この構成によれば、第２部分と現像剤担持体との間で磁路が形成される一方で、第１部分と現像剤担持体との間には磁路が形成されない。これにより、現像剤が現像剤規制部材の規制面の上流側に集中して強固に付着する。その結果、規制面による規制力が上がって、現像剤担持体上に均一な層厚の現像剤層を形成することができる。
【００２３】
本発明に係る画像形成装置によれば、トナー像が形成される像担持体と、前記像担持体に現像剤を供給して該像担持体上に前記トナー像を形成する現像装置と、前記トナー像をシート上に転写させる転写部材と、前記シート上の前記トナー像を該シート上に定着させる定着部とを含み、前記現像装置として、上記構成の現像装置が採用されている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る現像装置および画像形成装置によれば、現像剤の規制ギャップへの搬送量を安定化させて、像担持体上に良好なトナー像を形成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の内部構造を概略的に示す。
【図２】現像装置の内部構造を概略的に示す断面図である。
【図３】現像装置の一部拡大図であり、現像剤の規制状態を示す。
【図４】弾性部材の弾性率と現像剤搬送量との関係を表す図である。
【図５】現像剤規制ブレードの他の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の内部構造を概略的に示す。画像形成装置１０は、例えばタンデム式のカラープリンタであり、箱形を呈する装置本体１１を含む。装置本体１１は、内部に、コンピュータ等の外部機器から伝送された画像情報に基づき画像を形成する画像形成部１２と、画像形成部１２によって形成され、用紙Ｐに転写された画像に定着処理を施す定着部１３と、転写用の用紙Ｐを貯留する用紙貯留部１４とを含む。装置本体１１の上部には、定着処理後の用紙Ｐが排出される用紙排出部１５が設けられている。
【００２８】
画像形成部１２は、用紙貯留部１４から給紙された用紙Ｐにトナー画像を形成するものであって、本実施形態では、上流側（図１の紙面の右方）から下流側へ向けて順次配設された、マゼンタ色のトナー（現像剤）を用いるマゼンタ用ユニット１２Ｍと、シアン色のトナーを用いるシアン用ユニット１２Ｃと、イエロー色のトナーを用いるイエロー用ユニット１２Ｙと、ブラック色のトナーを用いるブラック用ユニット１２Ｋとを含む。
【００２９】
各ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋは、感光体ドラム１２１および現像装置１２２を含む。感光体ドラム１２１は、周面に静電潜像およびこの静電潜像に沿ったトナー像（可視像）を形成するものであって、図１において反時計方向に回転しつつ対応する現像装置１２２からトナーの供給を受ける。各現像装置１２２は、装置本体１１の前面側（図１の紙面の表側）に配設された図略のトナーカートリッジからトナーの補給を受ける。
【００３０】
各感光体ドラム１２１の直下位置には、帯電装置１２３が設けられているとともに、各帯電装置１２３の下方位置には露光装置１２４が設けられている。各感光体ドラム１２１は、帯電装置１２３によって周面が一様に帯電され、コンピュータ等から入力された画像データに基づく各色に対応したレーザー光が露光装置１２４から帯電後の感光体ドラム１２１の周面に照射される。これにより、各感光体ドラム１２１の周面に静電潜像が形成される。そして、静電潜像に現像装置１２２からトナーが供給されると、感光体ドラム１２１の周面にトナー像が形成される。
【００３１】
感光体ドラム１２１の上方には、駆動ローラ１２５ａと従動ローラ１２５ｂとの間に張設された転写ベルト１２５が配設されている。転写ベルト１２５は、各感光体ドラム１２１に対応して設けられた転写ローラ１２６によって感光体ドラム１２１の周面に押し付けられた状態で、各感光体ドラム１２１と同期しながら駆動ローラ１２５ａと従動ローラ１２５ｂとの間を周回する。
【００３２】
駆動ローラ１２５ａと従動ローラ１２５ｂとの間であって、従動ローラ１２５ｂ側へ寄った位置にテンションローラ１２５ｃが設けられている。テンションローラ１２５ｃは、転写ベルト１２５に張力を与えるものであり、図略の付勢部材の付勢力で上方に付勢されている。
【００３３】
転写ベルト１２５の周回と共に、転写ベルト１２５の表面（像担持面）に対して、まず、マゼンタ用ユニット１２Ｍの感光体ドラム１２１によるマゼンタのトナー像の一次転写が行なわれる。ついで、転写ベルト１２５におけるマゼンタトナー像の転写位置に、シアン用ユニット１２Ｃの感光体ドラム１２１によるシアンのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれる。以下同様にして、イエロー用ユニット１２Ｙによるイエローのトナー像の転写、およびブラック用ユニット１２Ｋによるブラックのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれる。これにより、転写ベルト１２５の表面にカラーのトナー像が形成される。
【００３４】
各感光体ドラム１２１の図１における左方位置には、感光体ドラム１２１の周面上の残留トナーを除去して清浄化するドラムクリーニング装置１２７が設けられている。ドラムクリーニング装置１２７によって清浄化処理された感光体ドラム１２１の周面は、新たな帯電処理のために帯電装置１２３へ向かう。ドラムクリーニング装置１２７で感光体ドラム１２１の周面から取り除かれた廃トナーは、所定の経路を通って図略のトナー回収ボトルに回収される。
【００３５】
画像形成部１２の図１における左方位置には、上下方向に延びる用紙搬送路１１１が形成されている。用紙搬送路１１１には、適所に搬送ローラ対１１２が設けられており、用紙貯留部１４からの用紙Ｐは、搬送ローラ対１１２の駆動で転写ベルト１２５へ向けて搬送される。また、用紙搬送路１１１には、駆動ローラ１２５ａと対向した位置で転写ベルト１２５の表面（像担持面）と当接した二次転写ローラ１１３が設けられている。二次転写ローラ１１３は転写ベルト１２５の像担持面との間で転写ニップ部を形成する。用紙Ｐは、転写ニップ部において転写ベルト１２５と二次転写ローラ１１３とに押圧挟持され、これにより、転写ベルト１２５上のトナー像が用紙Ｐに二次転写される。
【００３６】
用紙貯留部１４は、装置本体１１の図１における右側壁に開閉自在に設けられた手差しトレイ１４１と、装置本体１１内における露光装置１２４より下方位置に挿脱可能に装着された用紙トレイ１４２とを含む。用紙トレイ１４２には複数枚の用紙Ｐが積層されてなる用紙束Ｐ１が貯留される。用紙トレイ１４２は、上方に開口した箱体で構成され、用紙束Ｐ１が貯留可能になっている。用紙トレイ１４２に貯留された用紙束Ｐ１の最上位の用紙Ｐは、ピックアップローラ１４３の駆動で用紙搬送路１１１へ向けて１枚ずつ繰り出される。用紙トレイ１４２から繰り出された用紙Ｐは、搬送ローラ対１１２の駆動で用紙搬送路１１１を通って前記転写ニップ部へ向けて搬送される。
【００３７】
定着部１３は、二次転写された用紙Ｐ上のトナー像に対して定着処理を施す。定着部１３は、内部に加熱源である通電発熱体を有する加熱ローラ１３１と、加熱ローラ１３１と対向配置された定着ローラ１３２と、定着ローラ１３２および加熱ローラ１３１間に張設された定着ベルト１３３と、定着ベルト１３３を介して定着ローラ４０と対向配置された加圧ローラ１３４とを含む。定着部１３へ供給された用紙Ｐは、加圧ローラ１３４と高温の定着ベルト１３３との間を通過しながら定着ベルト１３３からの熱を得て定着処理が施される。定着処理の完了したカラー印刷済みの用紙Ｐは、定着部１３の上部から延設された排紙搬送路１１４を通って用紙排出部１５の排紙トレイ１５１へ向けて排出される。
【００３８】
図２は、現像装置１２２の内部構造を概略的に示す断面図である。現像装置１２２は、該現像装置１２２の内部空間を画定する現像容器４５を含む。現像装置１２２は、現像容器４５内に、現像剤を貯留すると共に、現像剤を攪拌しつつ搬送することが可能とされた現像剤貯留部４１と、現像剤貯留部４１の上方に配置されたマグネットローラ５６（現像剤担持体）と、マグネットローラ５６の斜め上方位置でマグネットローラ５６に対向配置された現像ローラ４２と、マグネットローラ５６に対向配置された現像剤規制ブレード５５（現像剤規制部材）とを含む。
【００３９】
現像剤貯留部４１は、現像装置１２２の長手方向に延びる２つの隣り合う現像剤貯留室４１ａ，４１ｂから構成されており、現像剤貯留室４１ａ，４１ｂは、現像容器４５に一体に形成された仕切り板５０によって長手方向において互いに仕切られているが、長手方向における両隅部において互いに連通されている。また、各現像剤貯留室４１ａ，４１ｂには、回転により現像剤を攪拌するスクリューフィーダ４３，４４が回転可能に装着されている。スクリューフィーダ４３，４４は、回転方向が互いに逆方向に設定されているので、現像剤は、現像剤貯留室４１ａおよび現像剤貯留室４１ｂ間を攪拌されつつ搬送される。この攪拌により、磁性体からなるトナーと非磁性体からなるキャリアとが混合され、トナーが例えばプラスに帯電される。
【００４０】
マグネットローラ５６は、現像装置１２２の長手方向に延びるように配設されており、図２では時計回りに回転可能である。マグネットローラ５６は、現像剤貯留部４１から現像剤を該マグネットローラ５６の周面５９上に磁気的に汲み上げるための磁石である汲上極５７を内部に有している。汲み上げられた現像剤は、マグネットローラ５６の周面５９上に磁気的に保持され、マグネットローラ５６の回転に伴って現像剤規制ブレード５５に向けて搬送される。
【００４１】
現像剤規制ブレード５５は、マグネットローラ５６の周面５９に磁気的に付着した現像剤の層厚を規制するものである。現像剤規制ブレード５５は、マグネットローラ５６の長手方向に沿って延びる磁性材料からなる板部材であり、現像容器４５の適所に固定された所定の支持部材５２によって支持されている。また、現像剤規制ブレード５５は、マグネットローラ５６の周面５９との間で所定の規制ギャップＧを形成する規制面５１（つまり現像剤規制ブレード５５の先端面）を有する。
【００４２】
マグネットローラ５６は、汲上極５７に加え、現像剤規制ブレード５５の規制面５１に対向配置された磁石である規制極５８を内部に有する。したがって、磁性材料から形成された現像剤規制ブレード５５は、マグネットローラ５６の規制極５８によって磁化されて、現像剤規制ブレード５５の規制面５１と規制極５８との間に、つまり規制ギャップＧにおいて磁路が形成される。なお、汲上極５７および規制極５８は、マグネットローラ５６の内部において固定されており、マグネットローラ５６と共に回転するものではない。また、汲上極５７および規制極５８はマグネットローラ５６と略同一の長手方向寸法を有する。
【００４３】
汲上極５７によってマグネットローラ５６の周面５９上に付着した現像剤がマグネットローラ５６の回転に伴って規制ギャップＧ内に搬送されると、現像剤の層厚は規制ギャップＧにおいて磁気的に規制されて、周面５９上に、所定厚さの均一な現像剤層、つまり均一な磁気ブラシ層が形成される。
【００４４】
現像ローラ４２は、現像装置１２２の長手方向に延びるように配設されたシャフト状の部材である。現像ローラ４２の周面４７は、マグネットローラ５６の周面５９との間で所定の隙間を形成するように配設されている。また、現像ローラ４２は、現像容器４５に形成された所定の開口４８を通して感光体ドラム１２１に臨むように配設されており、周面４７と感光体ドラム１２１のドラム表面との間にも所定の隙間が形成されている。
【００４５】
現像ローラ４２が図２では時計回りに回転されると、その周面４７がマグネットローラ５６の周面５９上の磁気ブラシ層と接触する。このとき、現像ローラ４２とマグネットローラ５６との間にバイアスを印加すると、電位差によって磁気ブラシ層からトナーのみが現像ローラ４２の周面４７に移動し、周面４７上にトナー層が形成される。そして、周面４７上のトナー層が、現像ローラ４２と感光体ドラム１２１との間の電位差によって感光体ドラム１２１のドラム表面に移動すると、感光体ドラム１２１のドラム表面に形成されている静電潜像が現像され、トナー像が形成される。
【００４６】
ところで、本実施形態では、規制ギャップＧに搬送される現像剤の量を安定させるために、現像剤規制ブレード５５に弾性部材６０を取り付けている。具体的には、弾性部材６０は、断面が矩形のブロック状部材であって、図３に示すように、マグネットローラ５６の回転方向から見て上流側に面する上流面６１と、上流面６１とは反対側の下流面６３と、マグネットローラ５６の周面５９に対向する対向面６２とを有する。また、弾性部材６０は、現像剤規制ブレード５５と略同一の長手方向寸法を有する。
【００４７】
弾性部材６０は、下流面６３と現像剤規制ブレード５５のブレード上流面５３とが密着状態で接合されることにより現像剤規制ブレード５５に取り付けられている。そのため、現像剤規制ブレード５５のブレード上流面５３は、弾性部材６０によってほぼ全体が覆われている。言い換えれば、現像剤規制ブレード５５の上流側空間は弾性部材６０によって占められている。これにより、規制ギャップＧに向けて搬送されてくる現像剤は、その一部が弾性部材６０によって遮られるので、現像剤層を規制ギャップＧにおいて規制する際にブレード上流面５３に現像剤が滞留することを防止できる。
【００４８】
また、弾性部材６０が前記上流側空間を占める占有範囲は、次のようにして定められている。すなわち、弾性部材６０は、現像剤規制ブレード５５との間で磁路を形成する規制極５８の磁力が及ぶ範囲を越えて延在するように前記上流側空間を占めている。そのため、弾性部材６０の上流面６１には、規制極５８の磁力が作用しない。本実施形態では、上流面６１と下流面６３との間の距離で規定される弾性部材６０の厚さを、１ｍｍ〜５ｍｍの範囲におけるいずれかの値に設定している。弾性部材６０の厚さを上記範囲で設定することにより、少なくとも上流面６１には、規制極５８の磁力を作用させなくすることができる。これにより、搬送されてくる現像剤が最初に衝突する上流面６１に現像剤が付着することが抑制される。その結果、現像剤が上流面６１付近に滞留することが抑制される。
【００４９】
また、弾性部材６０の対向面６２と現像剤規制ブレード５５の規制面５１とは略面一に設定されている。これにより、対向面６２と規制面５１との間には、規制ギャップＧに向けて搬送されてくる現像剤が滞留してしまうような隙間が形成されない。
【００５０】
弾性部材６０は、例えばスポンジ部材であり、その材料として、例えばナイロン、ウレタン、高分子ＰＥ、アクリルが挙げられる。また、弾性部材６０の材料は、トナーの帯電極性と同一の極性を有する材料から形成することが望ましい。例えば、トナーがキャリアによってプラスに帯電する場合、弾性部材６０は現像剤との接触摩擦によってプラスに帯電する材料から形成される。このように弾性部材６０の材料を選択することで、現像剤が弾性部材６０に付着し難くなる。これにより、トナーが弾性体周辺に滞留することが抑制される。
【００５１】
また、本実施形態では、弾性部材６０の弾性率を、５ＭＰａ〜２０ＭＰａの範囲におけるいずれかの値に設定している。以下、弾性率を上記範囲に設定した理由について説明する。
【００５２】
すなわち、弾性率が２０ＭＰａを超えると、つまり、弾性部材６０が軟らかくなり過ぎると、マグネットローラ５６の周面５９上の現像剤層Ｄ１において、弾性部材６０の上流面６１に衝突した現像剤ＢＤが、図３に示すようにマグネットローラ５６の回転方向上流側に跳ね返りやすくなり、跳ね返った現像剤ＢＤは、前記回転方向上流側から搬送されてくる（つまり、後から搬送されてくる）現像剤ＲＤと衝突する。そのため、規制ギャップＧに向かう現像剤の量が変動するため、現像剤の搬送量が安定しない。
【００５３】
一方、弾性部材６０の弾性率が５ＭＰａ未満であると、つまり、弾性部材６０が硬くなりすぎると、マグネットローラ５６の周面５９上の現像剤層Ｄ１において、弾性部材６０の上流面６１に衝突した現像剤ＡＤは、図３に示すように前記回転方向上流側に跳ね返らず、上流面６１に衝突した際の衝撃によって該上流面６１に付着する。そのため、規制ギャップＧに向かう現像剤の量が変動するため、現像剤の搬送量が安定しない。
【００５４】
しかしながら、弾性率を５〜２０ＭＰａの範囲におけるいずれかの値に設定すると、弾性部材６０の上流面６１から跳ね返る現像剤ＲＤの量および弾性部材６０の上流面６１に付着する現像剤ＡＤの量を抑制することができる。したがって、現像剤の規制ギャップＧへの搬送量は安定する。これにより、マグネットローラ５６の周面５９上の現像剤層Ｄ１は適切に規制されて、所定厚さの磁気ブラシ層Ｄ２が形成される。その結果、感光体ドラム１２１のドラム表面に良好なトナー像を形成することができる。
【００５５】
また、上述したように、弾性部材６０の厚さを１ｍｍ〜５ｍｍの範囲におけるいずれかの値に設定することにより、および弾性部材６０を、トナーの帯電極性と同一の極性を有する材料から形成することにより、現像剤が弾性体周辺に滞留することを抑制できる。これにより、現像剤の規制ギャップＧへの搬送量をさらに安定化させることができる。
【００５６】
次に、弾性部材６０の弾性率と現像剤搬送量との関係を調べるために行った実験について説明する。実験では、弾性率が５ＭＰａに設定された弾性部材６０を実施例１とし、弾性率が２０ＭＰａに設定された弾性部材６０を実施例２とし、弾性部材６０を用いなかったものを比較例１とし、弾性率が１ＭＰａに設定された弾性部材６０を比較例２とし、弾性率が３０ＭＰａに設定された弾性部材６０を比較例３とした。また、規制極５８は全ての実施例１，２および比較例１〜３において５５ｍＴに設定された。そして、規制ギャップＧの大きさを０．２５ｍｍ〜０．４０ｍｍの範囲で調整し、マグネットローラ５６を１分間回転させた後、マグネットローラ５６上の現像剤量を測定し、単位面積当たりの重量（ｍｇ／ｃｍ２）を算出した。その結果を図４に示す。
【００５７】
図４に示すように、実施例１および実施例２では、規制ギャップＧを０．２５ｍｍ〜０．４０ｍｍの間で変化させても、現像剤搬送量はその変化に応じてなだらかに増加した。これに対し、比較例１〜３では、現像剤搬送量はなだらかに増加せず、急激な変化が見られた。比較例１では、規制ギャップＧを約０．３ｍｍから約０．３５ｍｍに変えたときに現像剤搬送量が急激に増加した。また、比較例２および３では、規制ギャップＧを約０．２５ｍｍから約０．３ｍｍに変えたときに現像剤搬送量が急激に増加した。
【００５８】
比較例２では、弾性部材６０が硬すぎたため、現像剤が弾性部材６０の上流面６１に押し付けられて該上流面６１に付着してしまった結果、現像剤の搬送量が安定しなかったと考えられる。また、比較例３では、弾性部材６０が軟らかすぎたため、弾性部材６０の上流面６１に衝突した現像剤がマグネットローラ５６の回転方向上流側に跳ね返って、後から搬送されてくる現像剤と衝突した結果、現像剤の搬送量が安定しなかったと考えられる。
【００５９】
図５は、現像剤規制ブレード５５の他の形態を示す図である。図５では、現像剤規制ブレード５５は、非磁性材料から形成された第１ブレード部分７３と、磁性材料から形成された第２ブレード部分７４とを有する。
【００６０】
第１ブレード部分７３は、マグネットローラ５６の長手方向に沿って延びる板状の部材であって、マグネットローラ５６の周面５９に対向する第１規制面７３を有する。第２ブレード部分７４は、第１ブレード部分７３と同様にマグネットローラ５６の長手方向に沿って延びる板状の部材であって、マグネットローラ５６の周面５９に対向する第２規制面７４を有する。第２ブレード部分７４は、マグネットローラ５６の回転方向から見て第１ブレード部分７３よりも上流側に位置するように第１ブレード部分７３に接合されている。第１ブレード部分７３の第１規制面７３と第２ブレード部分７４の第２規制面７４とで規制面５１が構成されている。第１規制面７３と第２規制面７４とは、互いに面一であることが好ましい。
【００６１】
上記構成によれば、現像剤規制ブレード５５は、非磁性材料からなる第１ブレード部分７３と、磁性材料からなる第２ブレード部分７４とを有するので、規制極５８と第２ブレード部分７４との間で磁路が形成される一方で、規制極５８と第１ブレード部分７３との間には磁路が形成されない。これにより、現像剤が現像剤規制ブレード５５の規制面５１の上流側に集中して強固に付着する。その結果、規制面５１による規制力が上がって、均一な層厚の現像剤層の形成に寄与することができる。なお、上記の実験は、図５の現像剤規制ブレード５５を用いて行った。
【符号の説明】
【００６２】
１０ 画像形成装置
４１ 現像剤貯留部
４２ 現像ローラ
４５ 現像容器
５１ 規制面
５５ 現像剤規制ブレード
５６ マグネットローラ
５７ 汲上極
５８ 規制極
６０ 弾性部材
６２ 対向面
１２２ 現像装置
Ｇ 規制ギャップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を貯留する現像剤貯留部と、
所定の方向に回転しつつ、前記現像剤貯留部から前記現像剤を受け取り、該現像剤を所定の像担持体に供給する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体との間で所定の規制ギャップが形成されるように前記現像剤担持体に対向配置されて該現像剤担持体との間で磁路を形成すると共に、前記現像剤担持体上の前記現像剤の層厚を磁気的に規制する磁性材料からなる現像剤規制部材と、
前記現像剤担持体の回転方向から見た前記現像剤規制部材の上流面を覆うように前記現像剤規制部材に取り付けられた弾性部材と、
を備え、
前記弾性部材の弾性率は、５〜２０ＭＰａに設定されている現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において、前記現像剤担持体は、前記現像剤規制部材との間で前記磁路を形成するための磁石を有しており、
前記弾性部材は、前記現像剤規制部材の前記上流面側において前記磁石の磁力が及ぶ範囲を越えて延在するように前記上流面に取り付けられている現像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の現像装置において、前記現像剤は、磁性体からなるキャリアと、非磁性体であるトナーとを含み、
前記現像剤貯留部は、前記キャリアと前記トナーとを攪拌することで前記トナーを帯電させ、
前記弾性部材は、前記トナーの帯電極性と同一の極性を有する材料から形成されている現像装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の現像装置において、前記現像剤規制部材は、前記現像剤担持体に対向して前記現像剤の層厚を規制する規制面を有し、
前記弾性部材は、前記現像剤担持体に対向する対向面を有し、
前記規制面と前記対向面とは略面一に設定されている現像装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の現像装置において、前記現像剤規制部材は、非磁性材料から形成された第１部分と、磁性材料から形成され、前記回転方向から見て前記第１部分よりも上流側に位置する第２部分とを一体に有し、
前記規制面は、前記第１部分における前記現像剤担持体に対向する第１規制面と、前記第２部分における前記現像剤担持体に対向する第２規制面とからなる現像装置。
【請求項６】
トナー像が形成される像担持体と、
前記像担持体に現像剤を供給して該像担持体上に前記トナー像を形成する現像装置と、
前記トナー像をシート上に転写させる転写部材と、
前記シート上の前記トナー像を該シート上に定着させる定着部と、
を備え、
前記現像装置として、請求項１〜５のいずれか一項に記載の現像装置が採用されている画像形成装置。
【請求項１】
現像剤を貯留する現像剤貯留部と、
所定の方向に回転しつつ、前記現像剤貯留部から前記現像剤を受け取り、該現像剤を所定の像担持体に供給する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体との間で所定の規制ギャップが形成されるように前記現像剤担持体に対向配置されて該現像剤担持体との間で磁路を形成すると共に、前記現像剤担持体上の前記現像剤の層厚を磁気的に規制する磁性材料からなる現像剤規制部材と、
前記現像剤担持体の回転方向から見た前記現像剤規制部材の上流面を覆うように前記現像剤規制部材に取り付けられた弾性部材と、
を備え、
前記弾性部材の弾性率は、５〜２０ＭＰａに設定されている現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において、前記現像剤担持体は、前記現像剤規制部材との間で前記磁路を形成するための磁石を有しており、
前記弾性部材は、前記現像剤規制部材の前記上流面側において前記磁石の磁力が及ぶ範囲を越えて延在するように前記上流面に取り付けられている現像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の現像装置において、前記現像剤は、磁性体からなるキャリアと、非磁性体であるトナーとを含み、
前記現像剤貯留部は、前記キャリアと前記トナーとを攪拌することで前記トナーを帯電させ、
前記弾性部材は、前記トナーの帯電極性と同一の極性を有する材料から形成されている現像装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の現像装置において、前記現像剤規制部材は、前記現像剤担持体に対向して前記現像剤の層厚を規制する規制面を有し、
前記弾性部材は、前記現像剤担持体に対向する対向面を有し、
前記規制面と前記対向面とは略面一に設定されている現像装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の現像装置において、前記現像剤規制部材は、非磁性材料から形成された第１部分と、磁性材料から形成され、前記回転方向から見て前記第１部分よりも上流側に位置する第２部分とを一体に有し、
前記規制面は、前記第１部分における前記現像剤担持体に対向する第１規制面と、前記第２部分における前記現像剤担持体に対向する第２規制面とからなる現像装置。
【請求項６】
トナー像が形成される像担持体と、
前記像担持体に現像剤を供給して該像担持体上に前記トナー像を形成する現像装置と、
前記トナー像をシート上に転写させる転写部材と、
前記シート上の前記トナー像を該シート上に定着させる定着部と、
を備え、
前記現像装置として、請求項１〜５のいずれか一項に記載の現像装置が採用されている画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１１２７５６（Ｐ２０１１−１１２７５６Ａ）
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６７２４０（Ｐ２００９−２６７２４０）
【出願日】平成２１年１１月２５日（２００９．１１．２５）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２５日（２００９．１１．２５）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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