現像装置及びそれを備えた画像形成装置
【課題】現像剤担持体上の現像剤の搬送量が安定し、規制部材による現像剤へのストレスを低減させる現像装置及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２は、磁性部材２１ｃを内蔵し現像剤を表面に担持して回転する磁気ローラ２１と、磁気ローラ２１の表面に対向し磁気ローラ２１上の現像剤の層厚を規制する規制端面２４ａを有する磁性体からなる規制部材２４と、磁気ローラ２１の回転方向に対して規制部材２４の上流側に対向して取り付けられる磁性体からなる補強部材５１とを備える。補強部材５１は、磁気ローラ２１の回転方向上流側に向かって磁気ローラ２１の表面から離間していく傾斜面５１ａが形成されており、磁気ローラ２１の表面に最も近接する面が曲面５１ｂで形成され、且つ、曲面５１ｂは磁気ローラ２１の表面に対して規制端面２４ａよりも離間している。
【解決手段】現像装置２は、磁性部材２１ｃを内蔵し現像剤を表面に担持して回転する磁気ローラ２１と、磁気ローラ２１の表面に対向し磁気ローラ２１上の現像剤の層厚を規制する規制端面２４ａを有する磁性体からなる規制部材２４と、磁気ローラ２１の回転方向に対して規制部材２４の上流側に対向して取り付けられる磁性体からなる補強部材５１とを備える。補強部材５１は、磁気ローラ２１の回転方向上流側に向かって磁気ローラ２１の表面から離間していく傾斜面５１ａが形成されており、磁気ローラ２１の表面に最も近接する面が曲面５１ｂで形成され、且つ、曲面５１ｂは磁気ローラ２１の表面に対して規制端面２４ａよりも離間している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、現像剤担持体上に所定の層厚の現像剤を担持する現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置において、現像装置は磁性トナーを用いた磁性一成分現像方式、また、磁性キャリアと非磁性トナーからなる現像剤を用いた現像方式があり、これらの方式はともに磁性部材を内蔵する現像剤担持体を備えている。現像剤担持体は、内蔵する磁性部材により現像剤担持体の表面に現像剤を担持し搬送するとともに規制部材により一定の層厚になるように規制している。規制部材は現像剤担持体の表面との間に一定の隙間を形成し、一定の層厚となるように現像剤がその隙間を通過する。現像剤の層厚を一定に保持するときに、規制部材にて圧縮や擦れ等のストレスが現像剤に与えられ、現像剤を劣化されることになる。
【０００３】
そこで、特許文献１では、規制部材は、現像剤担持体に内蔵された磁性部材の磁極に対向し、現像剤担持体の表面と所定の隙間を介して配置されるとともに非磁性体で形成される。規制部材に対して現像剤搬送方向の上流側及び下流側の位置で規制部材に対向して、磁性部材が夫々配設される。このように規制部材の規制端面が非磁性体であり、その上流側及び下流側に磁性体を配置することにより、規制部材の規制端面における磁気力が弱まり、現像剤に対するストレスが軽減されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−３０７６号公報（段落［００２７］、［００２８］、第３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した先行技術では、規制部材に非磁性体を用いているので、現像剤担持体の表面に担持搬送される現像剤の搬送量は、対向する磁性部材の磁力と、現像剤担持体の表面と規制部材の規制端面との隙間の大きさとで決まることになり、磁性部材の位置ずれによる磁力の変動や温湿度等の環境変化があると、現像剤の搬送量が安定せずに、画像濃度の低下等の画像不具合が発生するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、現像剤担持体上の現像剤の搬送量が安定し、規制部材による現像剤へのストレスを低減させる現像装置及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】
【０００７】
上記目的を達成するために第１の発明の現像装置は、磁性部材を内蔵し現像剤を表面に担持して回転する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の表面に対向し前記現像剤担持体上の現像剤の層厚を規制する規制端面を有する磁性体からなる規制部材と、前記現像剤担持体の回転方向に対して前記規制部材の上流側に対向して取り付けられる磁性体からなる補強部材とを備え、前記補強部材は、前記現像剤担持体の回転方向上流側に向かって現像剤担持体の表面から離間していく傾斜面が形成されており、前記現像剤担持体の表面に最も近接する面が曲面で形成され、且つ、前記曲面は前記現像剤担持体の表面に対して前記規制端面よりも離間していることを特徴としている。
【０００８】
また、第２の発明では、上記の現像装置において、前記曲面の曲率半径をＲ、前記現像剤担持体の周面の曲率半径をＴで表すと、０．０５≦Ｒ／Ｔであることを特徴としている。
【０００９】
また、第３の発明では、上記の現像装置において、０．１≦Ｒ／Ｔ≦０．５であることを特徴としている。
【００１０】
また、第４の発明では、上記の現像装置において、前記補強部材は、板材を折り曲げることにより前記傾斜面と、前記傾斜面から鋭角に延在して前記規制部材に当接する取り付け面とが形成され、前記傾斜面と前記取り付け面とが交差する部分に前記曲面が形成されることを特徴としている。
【００１１】
また、第５の発明では、上記の構成の現像装置を備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、撹拌部から供給される現像剤が規制部材に近づくと、現像剤の供給領域が補強部材の傾斜面によって狭くなり現像剤の密度が徐々に大きくなる。温湿度等の環境変化があっても、現像剤の密度が大きくなることで規制部材近傍での現像剤搬送量が安定する。また、補強部材の、現像剤担持体の表面に最も近接する面が曲面で形成されるので、補強部材の曲面と補強部材に対向する規制部材の対向面との間に現像剤を溜める空隙（現像剤溜まり）が形成される。規制部材に規制される直前の現像剤がこの空隙に溜まることで、現像剤のストレスが開放される。従って、画像濃度が低下することなく良好な画像が得られ、また耐刷後の現像剤の劣化が抑えられる。
【００１３】
また、第２に記載の発明によれば、補強部材に形成される曲面の曲率半径Ｒが、０．０５≦Ｒ／Ｔであると、規制部材に規制される直前の現像剤のストレスが現像剤溜まりにて開放されるために、耐刷後の現像剤の劣化が抑えられる。
【００１４】
また、第３に記載の発明によれば、補強部材に形成される曲面の曲率半径Ｒが、０．１≦Ｒ／Ｔ≦０．５であると、規制部材に規制される直前の現像剤のストレスが現像剤溜まりにて開放されるために、耐刷後の現像剤の劣化が抑えられる。更に、規制部材と補強部材とで形成される磁界が現像剤担持体の表面に広がり、現像剤の搬送量が一層安定する。
【００１５】
また、第４に記載の発明によれば、補強部材が板材にて形成されるので補強部材の曲面を簡単に形成することができる。
【００１６】
また、第５に記載の発明によれば、現像剤担持体上の現像剤の搬送量が安定し、規制部材による現像剤へのストレスを低減させる現像装置を備える画像形成装置にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る現像装置が搭載された画像形成装置を概略的に示す図
【図２】実施形態に係る現像装置を概略的に示す断面図
【図３】実施形態に係る現像装置の補強部材を概略的に示す断面図
【図４】比較例の補強部材を概略的に示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る現像装置が搭載された画像形成装置の構成を概略的に示す図である。画像形成装置１はタンデム型のカラープリンタであり、回転自在である感光体１１ａ〜１１ｄは、感光層を形成する感光材料として、有機感光体（ＯＰＣ感光体）が用いられ、マゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックの各色に対応させて配設される。各感光体１１ａ〜１１ｄの周囲に、現像装置２ａ〜２ｄ、露光ユニット１２、帯電器１３ａ〜１３ｄ及びクリーニング装置１４ａ〜１４ｄが配設される。
【００２０】
現像装置２ａ〜２ｄは、感光体１１ａ〜１１ｄの右方に夫々対向して配置され、感光体１１ａ〜１１ｄにトナーを供給する。帯電器１３ａ〜１３ｄは、感光体１１ａ〜１１ｄの回転方向に対し現像装置２ａ〜２ｄの上流側であって感光体１１ａ〜１１ｄの表面に対向して配置され、感光体１１ａ〜１１ｄ表面を一様に帯電させる。
【００２１】
露光ユニット１２は、パーソナルコンピュータ等から画像入力部（図略）に入力された文字や絵柄などの画像データに基づいて、各感光体１１ａ〜１１ｄを走査露光するためのものであり、現像装置２ａ〜２ｄの下方に設けられる。露光ユニット１２には、レーザ光源、ポリゴンミラーが設けられ、各感光体１１ａ〜１１ｄに対応して反射ミラー及びレンズが設けられる。レーザ光源から出射されたレーザ光が、ポリゴンミラー、反射ミラー及びレンズを介して、帯電器１３ａ〜１３ｄの感光体回転方向下流側から、各感光体１１ａ〜１１ｄの表面に照射される。照射されたレーザ光により、各感光体１１ａ〜１１ｄ表面には静電潜像が形成され、この静電潜像が各現像装置２ａ〜２ｄによりトナー像に現像される。
【００２２】
無端状の中間転写ベルト１７は、テンションローラ６、駆動ローラ２５及び従動ローラ２７に張架されている。駆動ローラ２５は図示しないモータによって回転駆動され、中間転写ベルト１７は駆動ローラ２５の回転によって循環駆動させられる。
【００２３】
この中間転写ベルト１７に接触するように各感光体１１ａ〜１１ｄが中間転写ベルト１７の下方で搬送方向（図１の矢印方向）に沿って隣り合うように配列されている。各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄは、中間転写ベルト１７を挟んで各感光体１１ａ〜１１ｄと対向し、中間転写ベルト１７に圧接して１次転写部を形成する。この１次転写部において、中間転写ベルト１７の回転とともに所定のタイミングで各感光体１１ａ〜１１ｄのトナー像が中間転写ベルト１７に順次転写される。これにより、中間転写ベルト１７表面にはマゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックの４色のトナー像が重ね合わされたトナー像が形成される。
【００２４】
２次転写ローラ３４は、中間転写ベルト１７を挟んで駆動ローラ２５と対向し、中間転写ベルト１７に圧接して２次転写部を形成する。この２次転写部において、中間転写ベルト１７表面のトナー像が用紙Ｐに転写される。転写後に、ベルトクリーニング装置３１が中間転写ベルト１７に残存するトナーを清掃する。
【００２５】
画像形成装置１内の下方には、用紙Ｐを収納する給紙カセット３２が配設され、給紙カセット３２の右方には、手差しの用紙を供給するスタックトレイ３５が配設される。給紙カセット３２の左方には、給紙カセット３２から繰り出された用紙Ｐを中間転写ベルト１７の２次転写部に搬送する第１用紙搬送路３３が配設される。また、スタックトレイ３５の左方には、スタックトレイ３５から繰り出された用紙を２次転写部に搬送する第２用紙搬送路３６が配設される。更に、画像形成装置１の左上方には、画像が形成された用紙Ｐに対して定着処理を行う定着部１８と、定着処理の行われた用紙を用紙排出部３７に搬送する第３用紙搬送路３９とが配設される。
【００２６】
給紙カセット３２は、装置の外部（図１の紙面の表面側）に引き出すことにより用紙の補充を可能にしたもので、収納されている用紙Ｐがピックアップローラ３３ｂ及び捌きローラ３３ａにより１枚ずつ第１用紙搬送路３３側に繰り出される。
【００２７】
第１用紙搬送路３３と第２用紙搬送路３６とはレジストローラ３３ｃの手前で合流しており、レジストローラ３３ｃにより、中間転写ベルト１７における画像形成動作と給紙動作とのタイミングを取って、用紙Ｐが２次転写部に搬送される。２次転写部に搬送された用紙Ｐは、バイアス電位が印加された２次転写ローラ３４によって、中間転写ベルト１７上のトナー像を２次転写され、定着部１８に搬送される。
【００２８】
定着部１８は、ヒータにより加熱される定着ベルトと、定着ベルトに内接する定着ローラと、定着ベルトを挟んで定着ローラに圧接して配設された加圧ローラ等とを備え、トナー像が転写された用紙Ｐを加熱及び加圧することにより定着処理を行う。用紙Ｐは、トナー像が定着部１８で定着された後、必要に応じて第４用紙搬送路４０で反転されて用紙の裏面にも２次転写ローラ３４でトナー像が２次転写され、定着部１８で定着される。トナー像が定着された用紙は第３用紙搬送路３９を通って、排出ローラ１９ａにより用紙排出部３７に排出される。
【００２９】
図２は、上述の画像形成装置１に用いられる現像装置の構成を示す断面図である。なお、以下の説明では、図１に示す感光体１１ａに対応する現像装置２ａの構成及び動作について説明するが、現像装置２ｂ〜２ｄの構成及び動作については現像装置２ａと同様であり、説明を省略し、また各色の現像装置及び感光体を示すａ〜ｄの符号を省略する。
【００３０】
図２に示すように、現像装置２は、現像ローラ２０と、現像剤担持体である磁気ローラ２１と、撹拌部４２、規制部材２４と、補強部材５１、及び現像容器２２等により構成されている。
【００３１】
現像容器２２は、現像装置２の外郭を構成し、その下部で仕切り部材２２ｂによって第１搬送路２２ｄと第２搬送路２２ｃに仕切られている。第１搬送路２２ｄ及び第２搬送路２２ｃには、磁性キャリアとトナーからなる現像剤が収容される。また、現像容器２２は、撹拌部４２と磁気ローラ２１及び現像ローラ２０を回転可能に保持している。更に、現像容器２２には、現像ローラ２０を感光体１１に向けて露出させる開口２２ａが形成されている。
【００３２】
撹拌部４２は、現像容器２２の底部に設けられ、第１撹拌部材４４と第２撹拌部材４３との２本で構成される。第１撹拌部材４４が第１搬送路２２ｄ内に設けられ、第２撹拌部材４３が第１撹拌部材４４の右方に隣接して、第２搬送路２２ｃ内に設けられる。
【００３３】
第１及び第２撹拌部材４４、４３は現像剤を撹拌して現像剤中のトナーを所定のレベルに帯電させる。これによりトナーは磁性キャリアに保持される。また、第１搬送路２２ｄと第２搬送路２２ｃを仕切る仕切り部材２２ｂの長手方向（図２の紙面の表裏方向）の両端部側には、連通部（図略）が設けられており、第２撹拌部材４３が回転すると、帯電した現像剤が仕切り部材２２ｂに設けた一方の連通部から第１搬送路２２ｄ内に搬送され、第１搬送路２２ｄ内と第２搬送路２２ｃ内とを循環する。そして、第１撹拌部材４４から磁気ローラ２１に現像剤が供給される。
【００３４】
磁気ローラ２１は、第１撹拌部材４４の上方に対向して配設され、第１撹拌部材４４から供給された現像剤を担持、搬送し、トナーのみを現像ローラ２０に供給する。磁気ローラ２１の周面に対向して規制部材２４が配設される。
【００３５】
規制部材２４は、ステンレス鋼等の磁性材料で板状に形成され、磁気ローラ２１の左斜め下方にて現像容器２２に固定保持されている。規制部材２４の先端部は、所定の間隔を有して磁気ローラ２１の表面に対向し、磁気ローラ２１の表面に担持される現像剤の層厚を規制する。
【００３６】
また、磁気ローラ２１は、非磁性材からなる回転スリーブ２１ｂと、磁極部材２１ｃ、及びローラ軸２１ａとを備える。
【００３７】
磁極部材２１ｃは、外周部の極性の異なる複数の磁石からなり、規制部材２４に対向する位置にＮ極からなる規制極２１ｄを有する。また、磁極部材２１ｃはローラ軸２１ａに接着等により固着され、ローラ軸２１ａは現像容器２２に回転不能に支持される。回転スリーブ２１ｂは磁極部材２１ｃと所定の間隔を有し現像容器２２に回転自在に支持される。また、回転スリーブ２１ｂは、図示しないモータと歯車からなる駆動機構により矢印Ｃ方向に回転し、また、直流電圧５６ａに交流電圧５６ｂを重畳したバイアス５６を印加される。回転スリーブ２１ｂ表面において、帯電した現像剤は磁極部材２１ｃの磁力によって磁気ブラシを形成して担持され、磁気ブラシは規制部材２４と規制極２１ｄとによって所定の高さに調節される。回転スリーブ２１ｂがさらに回転し、この磁気ブラシは現像ローラ２０側に搬送される。
【００３８】
現像ローラ２０は、磁気ローラ２１の左斜め上方にて一定の間隔を設けて磁気ローラ２１に対向し、現像スリーブ２０ｃと、磁極部材２０ｂ、及び固定軸２０ａ等を備えて構成されている。
【００３９】
現像スリーブ２０ｃは非磁性材料で円筒状に形成され現像容器２２に回転自在に支持される。磁極部材２０ｂは現像スリーブ２０ｃと所定の間隔を有して、磁気ローラ２１と対向する位置で固定軸２０ａに接着等により固着される。固定軸２０ａは現像容器２２に回転不能に支持される。また、現像スリーブ２０ｃは、感光体１１に対向し、一定の間隔を設けて感光体１１の右方に配設され、感光体１１に接近した対向位置において、感光体１１にトナーを供給する現像領域Ｄを形成している。現像スリーブ２０ｃは、図示しないモータと歯車からなる駆動機構により矢印Ｂ方向に回転させられる。また、現像スリーブ２０ｃには、直流電圧５５ａに交流電圧５５ｂを重畳した現像バイアス５５が印加される。
【００４０】
従って、磁気ローラ２１上に担持された磁気ブラシは、現像ローラ２０の磁極部材２０ｂに対向する位置で立ち上がり現像ローラ２０に接触すると、磁気ブラシのトナーのみが、磁気ローラ２１に印加されたバイアス５６に応じて、現像スリーブ２０ｃに供給される。そして、現像領域Ｄにおいて現像バイアス５５が印加されると、現像バイアス電位と感光体１１の露光部位の電位との電位差により、現像スリーブ２０ｃ上に担持されたトナーが感光体１１に飛翔する。飛翔したトナーは矢印Ａ方向に回転する感光体１１上の露光部位に順次付着し、感光体１１上の静電潜像が現像される。
【００４１】
本実施形態では、規制部材２４に補強部材５１が配設されている。
【００４２】
補強部材５１は、規制部材２４側へ現像剤を集めて、現像剤搬送量を安定させるとともに、現像剤に生じるストレスを開放するためのものであり、鋼板等の磁性材料でＶ字型に折り曲げて形成され、磁気ローラ２１の回転方向（矢印Ｃ方向）に対して規制部材２４の上流側に配置され、規制部材２４の対向する面にビス等で取り付けられる。
【００４３】
図３を用いて補強部材５１について詳しく説明する。図３は補強部材を概略的に示す断面図である。
【００４４】
補強部材５１は、規制部材２４の対向面２４ｂに取り付けられるための取り付け面５１ｃと、取り付け面５１ｃに対して鋭角で傾斜する傾斜面５１ａと、取り付け面５１ｃと傾斜面５１ａと交差する部分に形成される曲面５１ｂとを形成してなる。
【００４５】
傾斜面５１ａは、磁気ローラ２１の回転方向（矢印Ｃ方向）の上流側に向かって磁気ローラ２１の表面から離間していくように傾斜し、取り付け面５１ｃに対して４０〜６０°の範囲で傾斜している。従って、傾斜面５１ａは、回転スリーブ２１ｂ表面とともに、撹拌部４２（図２参照）から供給される現像剤を規制部材２４の規制端面２４ａと回転スリーブ２１ｂの表面との間に寄せ集める。このように現像剤が寄せ集められ規制部材２４に向かうと現像剤の密度が徐々に大きくなり、規制部材２４の近傍で現像剤の搬送量が安定する。
【００４６】
曲面５１ｂは曲率半径Ｒで形成され、回転スリーブ２１ｂに対向し、更に、回転スリーブ２１ｂを介して規制極２１ｄに対向している。規制部材２４の規制端面２４ａは回転スリーブ２１ｂの表面と所定の隙間Ｈを形成しているが、曲面５１ｂは、回転スリーブ２１ｂ表面に対して規制端面２４ａよりも離間した位置に配置される。曲面５１ｂと規制部材２４の対向面２４ｂとの間に空隙Ｇが形成される。傾斜面５１ａにて隙間Ｈに向けて寄せ集められた現像剤がこの空隙Ｇ（現像剤溜まり）に溜まり、寄せ集められる現像剤にかかるストレスを開放することになる。
【００４７】
ここで、回転スリーブ２１ｂの曲率半径をＴとすると、曲面５１ｂの曲率半径Ｒは、下記の式（１）の範囲にあると、規制部材２４に規制される直前の現像剤のストレスがこの現像剤溜まりＧにて開放されるために、耐刷後の現像剤の劣化が抑えられる。Ｒ／Ｔの値が式（１）の下限を下回ると、回転スリーブ２１ｂの曲率半径Ｔに対して曲面５１ｂの曲率半径Ｒが小さくなりすぎ、現像剤溜まりＧに十分な現像剤を溜めることが難しくなり、現像剤のストレスを開放しづらくなる。
０．０５≦Ｒ／Ｔ ・・・（１）
【００４８】
さらに、望ましくは、曲面５１ｂの曲率半径Ｒは、下記の式（１Ａ）の範囲にあると、前述のように現像剤のストレスを開放し、更に、規制部材２４と補強部材５１とによる磁界が回転スリーブ２１ｂの表面に広がり、現像剤の搬送量が一層安定する。Ｒ／Ｔの値が式（１Ａ）の下限を下回ると、回転スリーブ２１ｂの曲率半径Ｔに対して曲面５１ｂの曲率半径Ｒが小さくなりすぎ、規制極２１ｄとともに形成する磁界の範囲が狭くなるために、現像剤の搬送量が安定しない。一方、式（１Ａ）の上限を上回ると、回転スリーブ２１ｂの曲率半径Ｔに対して曲面５１ｂの曲率半径Ｒが大きくなりすぎ、回転スリーブ２１ｂに近接する面が回転スリーブ２１の周方向に広がり現像剤の劣化が進行する。
０．１≦Ｒ／Ｔ≦０．５ ・・・（１Ａ）
【００４９】
上記実施形態によれば、現像装置２は、磁性部材２１ｃを内蔵し現像剤を表面に担持して回転する磁気ローラ２１と、磁気ローラ２１の表面に対向し磁気ローラ２１上の現像剤の層厚を規制する規制端面２４ａを有する磁性体からなる規制部材２４と、磁気ローラ２１の回転方向に対して規制部材２４の上流側に対向して取り付けられる磁性体からなる補強部材５１とを備える。補強部材５１は、磁気ローラ２１の回転方向上流側に向かって磁気ローラ２１の表面から離間していく傾斜面５１ａが形成されており、磁気ローラ２１の表面に最も近接する面が曲面５１ｂで形成され、且つ、曲面５１ｂは磁気ローラ２１の表面に対して規制端面２４ａよりも離間している。
【００５０】
この構成によると、撹拌部４２から供給される現像剤が規制部材２４に近づくと、現像剤の供給領域が補強部材５１の傾斜面５１ａによって狭くなり現像剤の密度が徐々に大きくなる。温湿度等の環境変化があっても、現像剤の密度が大きくなることで規制部材２４近傍での現像剤搬送量が安定する。また、補強部材５１の、磁気ローラ２１の表面に最も近接する面が曲面５１ｂで形成されているので、この曲面５１ｂと規制部材２４の対向面２４ｂとの間に現像剤を溜める空隙Ｇ（現像剤溜まり）が形成される。規制部材２４に規制される直前の現像剤がこの空隙Ｇに溜まることで、現像剤のストレスが開放される。従って、画像濃度が低下することなく良好な画像が得られ、また耐刷後の現像剤の劣化が抑えられる。
【００５１】
尚、上記実施形態では、現像剤担持体として磁気ローラ２１に適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、現像ローラ上に現像剤を担持し、担持した現像剤を規制部材にて所定の層厚に規制し、現像ローラ上に担持されている現像剤からトナーのみを感光体に向けて供給する現像装置において、現像ローラに適用してもよい。
【実施例】
【００５２】
以下、本発明の実施形態をさらに具体化した実施例１、２と、比較例３、４について説明する。尚、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
【００５３】
実施例１、２及び比較例３、４に用いる磁気ローラ２１は、外径が１６ｍｍ（曲率半径Ｔ；８ｍｍ）であり、磁気ローラ２１内の規制極２１ｄは磁束密度６０ｍＴであり、水平方向から下側２９°の位置に配設される。規制部材２４の材質はＳＵＳ４０３、規制部材２４の規制端面２４ａと回転スリーブ２１ｂ表面との間隔は０．３ｍｍである。現像剤は、正帯電特性のトナーで、その粒径が６．８μｍ、比重が１．２であり、キャリアの粒径が３５μｍ、比重が４．５であるものを用いた。
【００５４】
実施例１、２における補強部材５１は、材質がＳＥＣＣ（電気亜鉛めっき鋼板）で厚さ１ｍｍからなりものを用い、実施例１では曲面５１ｂの曲率半径Ｒは０．４ｍｍ（Ｒ／Ｔ＝０．０５）、実施例２では曲面５１ｂの曲率半径Ｒは１ｍｍ（Ｒ／Ｔ＝０．１２５）とした。一方、比較例３は補強部材５１を設けておらず、比較例４は図４に示す補強部材５１を配設した。図４に示すように比較例４では、補強部材５１を規制部材２４に対して実施例１、２と同じ位置に配置し、磁気ローラ２１に対向する補強部材５１は曲面５１ｂを有さずに鋭角に折り曲げられた形をなしている。
【００５５】
以上のように構成した実施例１、２及び比較例３、４について、環境変化に対する画像濃度、耐刷後の画像かぶり、規制極２１ｄのズレに対する現像剤の搬送特性を評価した。評価結果を表１に示す。
【表１】
【００５６】
（ａ）環境変化に対する画像濃度
温度が１０℃で湿度が１５％の低温低湿環境と、温度が２５℃で湿度が３０％の常温常湿環境と、温度が３２℃で湿度が８５％の高温高湿環境の各環境下において、印刷したベタ画像の反射濃度の変化を評価した。表１における◎印は、画像濃度（ＩＤ；イメージデンシティ）の最大値と最小値との差が０以上で０．２以下のもの、×印は、画像濃度の最大値と最小値との差が０．２より大きいものである。
【００５７】
この結果によると、比較例３に比べて実施例１、２及び比較例４は画像濃度が環境変化に対して安定している。このことは、現像剤が規制部材２４に近づくにつれて現像剤の供給路が補強部材５１の傾斜面５１ａによって制限され、現像剤の密度が徐々に上昇し、現像剤の搬送量が安定していることを示している。
【００５８】
（ｂ）耐刷後の画像かぶり
印字率５％のチャートを用いて５万枚印刷後における画像のかぶりを目視にて検査した。表１における◎印は、画像かぶりが認められないもの、○印は、画像かぶりが認められるが許容範囲であるもの、また、×印は、画像かぶりが明らかに認められ許容できないものである。
【００５９】
この結果によると、比較例３、４に比べて実施例１、２が良好であり、更に、実施例２が実施例１より良好であった。これは、実施例１、２では補強部材５１の曲面５１ｂにて現像剤溜まりＧが形成されている。現像剤溜まりＧが形成されることで、規制部材２４にて規制される直前の現像剤がストレスから開放され、耐刷後の現像剤の劣化が抑えられる。更に、補強部材５１の曲面５１ｂの曲率半径Ｒが式（１）、式（２）の範囲で大きくなるほど、その効果が大きくなっている。
【００６０】
（ｃ）規制極２１ｄのズレに対する現像剤の搬送特性
規制部材２４及び補強部材５１に対向する規制極２１ｄが±５°所定位置から外れた場合における、現像剤の搬送量の所定値から変動量を評価した。表１における◎印は、搬送量の変動量が２ｍｇ／ｃｍ２以下のもの、○印は、搬送量の変動量が２ｍｇ／ｃｍ２より大きく５ｍｇ／ｃｍ２以下のもの、また、×印は、搬送量の変動量が５ｍｇ／ｃｍ２より大きいものである。
【００６１】
この結果によると、比較例３、４に比べて実施例１、２が良好であり、更に、実施例２が実施例１より良好であった。これは、実施例１、２では補強部材５１の曲面５１ｂによって補強部材５１と規制極２１ｄとで磁界が形成されるが、この磁界が回転スリーブ２１ｂ上で広がり、規制極２１ｄの位置ズレを補い、現像剤の搬送量が安定している。更に、補強部材５１の曲面５１ｂの曲率半径Ｒが式（１）、式（２）の範囲で大きくなるほど、その効果が大きくなっている。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができ、特に、現像剤担持体上に所定の層厚の現像剤を担持する現像装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１ 画像形成装置
２ａ〜２ｄ、２ 現像装置
１１ａ〜１１ｄ、１１ 感光体
２０ 現像ローラ
２０ｂ 磁極部材
２０ｃ 現像スリーブ
２１ 磁気ローラ（現像剤担持体）
２１ｂ 回転スリーブ
２１ｃ 磁極部材
２１ｄ 規制極
２２ 現像容器
２４ 規制部材
２４ａ 規制端面
２４ｂ 対向面
５１ 補強部材
５１ａ 傾斜面
５１ｂ 曲面
５１ｃ 取り付け面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、現像剤担持体上に所定の層厚の現像剤を担持する現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置において、現像装置は磁性トナーを用いた磁性一成分現像方式、また、磁性キャリアと非磁性トナーからなる現像剤を用いた現像方式があり、これらの方式はともに磁性部材を内蔵する現像剤担持体を備えている。現像剤担持体は、内蔵する磁性部材により現像剤担持体の表面に現像剤を担持し搬送するとともに規制部材により一定の層厚になるように規制している。規制部材は現像剤担持体の表面との間に一定の隙間を形成し、一定の層厚となるように現像剤がその隙間を通過する。現像剤の層厚を一定に保持するときに、規制部材にて圧縮や擦れ等のストレスが現像剤に与えられ、現像剤を劣化されることになる。
【０００３】
そこで、特許文献１では、規制部材は、現像剤担持体に内蔵された磁性部材の磁極に対向し、現像剤担持体の表面と所定の隙間を介して配置されるとともに非磁性体で形成される。規制部材に対して現像剤搬送方向の上流側及び下流側の位置で規制部材に対向して、磁性部材が夫々配設される。このように規制部材の規制端面が非磁性体であり、その上流側及び下流側に磁性体を配置することにより、規制部材の規制端面における磁気力が弱まり、現像剤に対するストレスが軽減されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−３０７６号公報（段落［００２７］、［００２８］、第３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した先行技術では、規制部材に非磁性体を用いているので、現像剤担持体の表面に担持搬送される現像剤の搬送量は、対向する磁性部材の磁力と、現像剤担持体の表面と規制部材の規制端面との隙間の大きさとで決まることになり、磁性部材の位置ずれによる磁力の変動や温湿度等の環境変化があると、現像剤の搬送量が安定せずに、画像濃度の低下等の画像不具合が発生するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、現像剤担持体上の現像剤の搬送量が安定し、規制部材による現像剤へのストレスを低減させる現像装置及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】
【０００７】
上記目的を達成するために第１の発明の現像装置は、磁性部材を内蔵し現像剤を表面に担持して回転する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の表面に対向し前記現像剤担持体上の現像剤の層厚を規制する規制端面を有する磁性体からなる規制部材と、前記現像剤担持体の回転方向に対して前記規制部材の上流側に対向して取り付けられる磁性体からなる補強部材とを備え、前記補強部材は、前記現像剤担持体の回転方向上流側に向かって現像剤担持体の表面から離間していく傾斜面が形成されており、前記現像剤担持体の表面に最も近接する面が曲面で形成され、且つ、前記曲面は前記現像剤担持体の表面に対して前記規制端面よりも離間していることを特徴としている。
【０００８】
また、第２の発明では、上記の現像装置において、前記曲面の曲率半径をＲ、前記現像剤担持体の周面の曲率半径をＴで表すと、０．０５≦Ｒ／Ｔであることを特徴としている。
【０００９】
また、第３の発明では、上記の現像装置において、０．１≦Ｒ／Ｔ≦０．５であることを特徴としている。
【００１０】
また、第４の発明では、上記の現像装置において、前記補強部材は、板材を折り曲げることにより前記傾斜面と、前記傾斜面から鋭角に延在して前記規制部材に当接する取り付け面とが形成され、前記傾斜面と前記取り付け面とが交差する部分に前記曲面が形成されることを特徴としている。
【００１１】
また、第５の発明では、上記の構成の現像装置を備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、撹拌部から供給される現像剤が規制部材に近づくと、現像剤の供給領域が補強部材の傾斜面によって狭くなり現像剤の密度が徐々に大きくなる。温湿度等の環境変化があっても、現像剤の密度が大きくなることで規制部材近傍での現像剤搬送量が安定する。また、補強部材の、現像剤担持体の表面に最も近接する面が曲面で形成されるので、補強部材の曲面と補強部材に対向する規制部材の対向面との間に現像剤を溜める空隙（現像剤溜まり）が形成される。規制部材に規制される直前の現像剤がこの空隙に溜まることで、現像剤のストレスが開放される。従って、画像濃度が低下することなく良好な画像が得られ、また耐刷後の現像剤の劣化が抑えられる。
【００１３】
また、第２に記載の発明によれば、補強部材に形成される曲面の曲率半径Ｒが、０．０５≦Ｒ／Ｔであると、規制部材に規制される直前の現像剤のストレスが現像剤溜まりにて開放されるために、耐刷後の現像剤の劣化が抑えられる。
【００１４】
また、第３に記載の発明によれば、補強部材に形成される曲面の曲率半径Ｒが、０．１≦Ｒ／Ｔ≦０．５であると、規制部材に規制される直前の現像剤のストレスが現像剤溜まりにて開放されるために、耐刷後の現像剤の劣化が抑えられる。更に、規制部材と補強部材とで形成される磁界が現像剤担持体の表面に広がり、現像剤の搬送量が一層安定する。
【００１５】
また、第４に記載の発明によれば、補強部材が板材にて形成されるので補強部材の曲面を簡単に形成することができる。
【００１６】
また、第５に記載の発明によれば、現像剤担持体上の現像剤の搬送量が安定し、規制部材による現像剤へのストレスを低減させる現像装置を備える画像形成装置にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る現像装置が搭載された画像形成装置を概略的に示す図
【図２】実施形態に係る現像装置を概略的に示す断面図
【図３】実施形態に係る現像装置の補強部材を概略的に示す断面図
【図４】比較例の補強部材を概略的に示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る現像装置が搭載された画像形成装置の構成を概略的に示す図である。画像形成装置１はタンデム型のカラープリンタであり、回転自在である感光体１１ａ〜１１ｄは、感光層を形成する感光材料として、有機感光体（ＯＰＣ感光体）が用いられ、マゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックの各色に対応させて配設される。各感光体１１ａ〜１１ｄの周囲に、現像装置２ａ〜２ｄ、露光ユニット１２、帯電器１３ａ〜１３ｄ及びクリーニング装置１４ａ〜１４ｄが配設される。
【００２０】
現像装置２ａ〜２ｄは、感光体１１ａ〜１１ｄの右方に夫々対向して配置され、感光体１１ａ〜１１ｄにトナーを供給する。帯電器１３ａ〜１３ｄは、感光体１１ａ〜１１ｄの回転方向に対し現像装置２ａ〜２ｄの上流側であって感光体１１ａ〜１１ｄの表面に対向して配置され、感光体１１ａ〜１１ｄ表面を一様に帯電させる。
【００２１】
露光ユニット１２は、パーソナルコンピュータ等から画像入力部（図略）に入力された文字や絵柄などの画像データに基づいて、各感光体１１ａ〜１１ｄを走査露光するためのものであり、現像装置２ａ〜２ｄの下方に設けられる。露光ユニット１２には、レーザ光源、ポリゴンミラーが設けられ、各感光体１１ａ〜１１ｄに対応して反射ミラー及びレンズが設けられる。レーザ光源から出射されたレーザ光が、ポリゴンミラー、反射ミラー及びレンズを介して、帯電器１３ａ〜１３ｄの感光体回転方向下流側から、各感光体１１ａ〜１１ｄの表面に照射される。照射されたレーザ光により、各感光体１１ａ〜１１ｄ表面には静電潜像が形成され、この静電潜像が各現像装置２ａ〜２ｄによりトナー像に現像される。
【００２２】
無端状の中間転写ベルト１７は、テンションローラ６、駆動ローラ２５及び従動ローラ２７に張架されている。駆動ローラ２５は図示しないモータによって回転駆動され、中間転写ベルト１７は駆動ローラ２５の回転によって循環駆動させられる。
【００２３】
この中間転写ベルト１７に接触するように各感光体１１ａ〜１１ｄが中間転写ベルト１７の下方で搬送方向（図１の矢印方向）に沿って隣り合うように配列されている。各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄは、中間転写ベルト１７を挟んで各感光体１１ａ〜１１ｄと対向し、中間転写ベルト１７に圧接して１次転写部を形成する。この１次転写部において、中間転写ベルト１７の回転とともに所定のタイミングで各感光体１１ａ〜１１ｄのトナー像が中間転写ベルト１７に順次転写される。これにより、中間転写ベルト１７表面にはマゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックの４色のトナー像が重ね合わされたトナー像が形成される。
【００２４】
２次転写ローラ３４は、中間転写ベルト１７を挟んで駆動ローラ２５と対向し、中間転写ベルト１７に圧接して２次転写部を形成する。この２次転写部において、中間転写ベルト１７表面のトナー像が用紙Ｐに転写される。転写後に、ベルトクリーニング装置３１が中間転写ベルト１７に残存するトナーを清掃する。
【００２５】
画像形成装置１内の下方には、用紙Ｐを収納する給紙カセット３２が配設され、給紙カセット３２の右方には、手差しの用紙を供給するスタックトレイ３５が配設される。給紙カセット３２の左方には、給紙カセット３２から繰り出された用紙Ｐを中間転写ベルト１７の２次転写部に搬送する第１用紙搬送路３３が配設される。また、スタックトレイ３５の左方には、スタックトレイ３５から繰り出された用紙を２次転写部に搬送する第２用紙搬送路３６が配設される。更に、画像形成装置１の左上方には、画像が形成された用紙Ｐに対して定着処理を行う定着部１８と、定着処理の行われた用紙を用紙排出部３７に搬送する第３用紙搬送路３９とが配設される。
【００２６】
給紙カセット３２は、装置の外部（図１の紙面の表面側）に引き出すことにより用紙の補充を可能にしたもので、収納されている用紙Ｐがピックアップローラ３３ｂ及び捌きローラ３３ａにより１枚ずつ第１用紙搬送路３３側に繰り出される。
【００２７】
第１用紙搬送路３３と第２用紙搬送路３６とはレジストローラ３３ｃの手前で合流しており、レジストローラ３３ｃにより、中間転写ベルト１７における画像形成動作と給紙動作とのタイミングを取って、用紙Ｐが２次転写部に搬送される。２次転写部に搬送された用紙Ｐは、バイアス電位が印加された２次転写ローラ３４によって、中間転写ベルト１７上のトナー像を２次転写され、定着部１８に搬送される。
【００２８】
定着部１８は、ヒータにより加熱される定着ベルトと、定着ベルトに内接する定着ローラと、定着ベルトを挟んで定着ローラに圧接して配設された加圧ローラ等とを備え、トナー像が転写された用紙Ｐを加熱及び加圧することにより定着処理を行う。用紙Ｐは、トナー像が定着部１８で定着された後、必要に応じて第４用紙搬送路４０で反転されて用紙の裏面にも２次転写ローラ３４でトナー像が２次転写され、定着部１８で定着される。トナー像が定着された用紙は第３用紙搬送路３９を通って、排出ローラ１９ａにより用紙排出部３７に排出される。
【００２９】
図２は、上述の画像形成装置１に用いられる現像装置の構成を示す断面図である。なお、以下の説明では、図１に示す感光体１１ａに対応する現像装置２ａの構成及び動作について説明するが、現像装置２ｂ〜２ｄの構成及び動作については現像装置２ａと同様であり、説明を省略し、また各色の現像装置及び感光体を示すａ〜ｄの符号を省略する。
【００３０】
図２に示すように、現像装置２は、現像ローラ２０と、現像剤担持体である磁気ローラ２１と、撹拌部４２、規制部材２４と、補強部材５１、及び現像容器２２等により構成されている。
【００３１】
現像容器２２は、現像装置２の外郭を構成し、その下部で仕切り部材２２ｂによって第１搬送路２２ｄと第２搬送路２２ｃに仕切られている。第１搬送路２２ｄ及び第２搬送路２２ｃには、磁性キャリアとトナーからなる現像剤が収容される。また、現像容器２２は、撹拌部４２と磁気ローラ２１及び現像ローラ２０を回転可能に保持している。更に、現像容器２２には、現像ローラ２０を感光体１１に向けて露出させる開口２２ａが形成されている。
【００３２】
撹拌部４２は、現像容器２２の底部に設けられ、第１撹拌部材４４と第２撹拌部材４３との２本で構成される。第１撹拌部材４４が第１搬送路２２ｄ内に設けられ、第２撹拌部材４３が第１撹拌部材４４の右方に隣接して、第２搬送路２２ｃ内に設けられる。
【００３３】
第１及び第２撹拌部材４４、４３は現像剤を撹拌して現像剤中のトナーを所定のレベルに帯電させる。これによりトナーは磁性キャリアに保持される。また、第１搬送路２２ｄと第２搬送路２２ｃを仕切る仕切り部材２２ｂの長手方向（図２の紙面の表裏方向）の両端部側には、連通部（図略）が設けられており、第２撹拌部材４３が回転すると、帯電した現像剤が仕切り部材２２ｂに設けた一方の連通部から第１搬送路２２ｄ内に搬送され、第１搬送路２２ｄ内と第２搬送路２２ｃ内とを循環する。そして、第１撹拌部材４４から磁気ローラ２１に現像剤が供給される。
【００３４】
磁気ローラ２１は、第１撹拌部材４４の上方に対向して配設され、第１撹拌部材４４から供給された現像剤を担持、搬送し、トナーのみを現像ローラ２０に供給する。磁気ローラ２１の周面に対向して規制部材２４が配設される。
【００３５】
規制部材２４は、ステンレス鋼等の磁性材料で板状に形成され、磁気ローラ２１の左斜め下方にて現像容器２２に固定保持されている。規制部材２４の先端部は、所定の間隔を有して磁気ローラ２１の表面に対向し、磁気ローラ２１の表面に担持される現像剤の層厚を規制する。
【００３６】
また、磁気ローラ２１は、非磁性材からなる回転スリーブ２１ｂと、磁極部材２１ｃ、及びローラ軸２１ａとを備える。
【００３７】
磁極部材２１ｃは、外周部の極性の異なる複数の磁石からなり、規制部材２４に対向する位置にＮ極からなる規制極２１ｄを有する。また、磁極部材２１ｃはローラ軸２１ａに接着等により固着され、ローラ軸２１ａは現像容器２２に回転不能に支持される。回転スリーブ２１ｂは磁極部材２１ｃと所定の間隔を有し現像容器２２に回転自在に支持される。また、回転スリーブ２１ｂは、図示しないモータと歯車からなる駆動機構により矢印Ｃ方向に回転し、また、直流電圧５６ａに交流電圧５６ｂを重畳したバイアス５６を印加される。回転スリーブ２１ｂ表面において、帯電した現像剤は磁極部材２１ｃの磁力によって磁気ブラシを形成して担持され、磁気ブラシは規制部材２４と規制極２１ｄとによって所定の高さに調節される。回転スリーブ２１ｂがさらに回転し、この磁気ブラシは現像ローラ２０側に搬送される。
【００３８】
現像ローラ２０は、磁気ローラ２１の左斜め上方にて一定の間隔を設けて磁気ローラ２１に対向し、現像スリーブ２０ｃと、磁極部材２０ｂ、及び固定軸２０ａ等を備えて構成されている。
【００３９】
現像スリーブ２０ｃは非磁性材料で円筒状に形成され現像容器２２に回転自在に支持される。磁極部材２０ｂは現像スリーブ２０ｃと所定の間隔を有して、磁気ローラ２１と対向する位置で固定軸２０ａに接着等により固着される。固定軸２０ａは現像容器２２に回転不能に支持される。また、現像スリーブ２０ｃは、感光体１１に対向し、一定の間隔を設けて感光体１１の右方に配設され、感光体１１に接近した対向位置において、感光体１１にトナーを供給する現像領域Ｄを形成している。現像スリーブ２０ｃは、図示しないモータと歯車からなる駆動機構により矢印Ｂ方向に回転させられる。また、現像スリーブ２０ｃには、直流電圧５５ａに交流電圧５５ｂを重畳した現像バイアス５５が印加される。
【００４０】
従って、磁気ローラ２１上に担持された磁気ブラシは、現像ローラ２０の磁極部材２０ｂに対向する位置で立ち上がり現像ローラ２０に接触すると、磁気ブラシのトナーのみが、磁気ローラ２１に印加されたバイアス５６に応じて、現像スリーブ２０ｃに供給される。そして、現像領域Ｄにおいて現像バイアス５５が印加されると、現像バイアス電位と感光体１１の露光部位の電位との電位差により、現像スリーブ２０ｃ上に担持されたトナーが感光体１１に飛翔する。飛翔したトナーは矢印Ａ方向に回転する感光体１１上の露光部位に順次付着し、感光体１１上の静電潜像が現像される。
【００４１】
本実施形態では、規制部材２４に補強部材５１が配設されている。
【００４２】
補強部材５１は、規制部材２４側へ現像剤を集めて、現像剤搬送量を安定させるとともに、現像剤に生じるストレスを開放するためのものであり、鋼板等の磁性材料でＶ字型に折り曲げて形成され、磁気ローラ２１の回転方向（矢印Ｃ方向）に対して規制部材２４の上流側に配置され、規制部材２４の対向する面にビス等で取り付けられる。
【００４３】
図３を用いて補強部材５１について詳しく説明する。図３は補強部材を概略的に示す断面図である。
【００４４】
補強部材５１は、規制部材２４の対向面２４ｂに取り付けられるための取り付け面５１ｃと、取り付け面５１ｃに対して鋭角で傾斜する傾斜面５１ａと、取り付け面５１ｃと傾斜面５１ａと交差する部分に形成される曲面５１ｂとを形成してなる。
【００４５】
傾斜面５１ａは、磁気ローラ２１の回転方向（矢印Ｃ方向）の上流側に向かって磁気ローラ２１の表面から離間していくように傾斜し、取り付け面５１ｃに対して４０〜６０°の範囲で傾斜している。従って、傾斜面５１ａは、回転スリーブ２１ｂ表面とともに、撹拌部４２（図２参照）から供給される現像剤を規制部材２４の規制端面２４ａと回転スリーブ２１ｂの表面との間に寄せ集める。このように現像剤が寄せ集められ規制部材２４に向かうと現像剤の密度が徐々に大きくなり、規制部材２４の近傍で現像剤の搬送量が安定する。
【００４６】
曲面５１ｂは曲率半径Ｒで形成され、回転スリーブ２１ｂに対向し、更に、回転スリーブ２１ｂを介して規制極２１ｄに対向している。規制部材２４の規制端面２４ａは回転スリーブ２１ｂの表面と所定の隙間Ｈを形成しているが、曲面５１ｂは、回転スリーブ２１ｂ表面に対して規制端面２４ａよりも離間した位置に配置される。曲面５１ｂと規制部材２４の対向面２４ｂとの間に空隙Ｇが形成される。傾斜面５１ａにて隙間Ｈに向けて寄せ集められた現像剤がこの空隙Ｇ（現像剤溜まり）に溜まり、寄せ集められる現像剤にかかるストレスを開放することになる。
【００４７】
ここで、回転スリーブ２１ｂの曲率半径をＴとすると、曲面５１ｂの曲率半径Ｒは、下記の式（１）の範囲にあると、規制部材２４に規制される直前の現像剤のストレスがこの現像剤溜まりＧにて開放されるために、耐刷後の現像剤の劣化が抑えられる。Ｒ／Ｔの値が式（１）の下限を下回ると、回転スリーブ２１ｂの曲率半径Ｔに対して曲面５１ｂの曲率半径Ｒが小さくなりすぎ、現像剤溜まりＧに十分な現像剤を溜めることが難しくなり、現像剤のストレスを開放しづらくなる。
０．０５≦Ｒ／Ｔ ・・・（１）
【００４８】
さらに、望ましくは、曲面５１ｂの曲率半径Ｒは、下記の式（１Ａ）の範囲にあると、前述のように現像剤のストレスを開放し、更に、規制部材２４と補強部材５１とによる磁界が回転スリーブ２１ｂの表面に広がり、現像剤の搬送量が一層安定する。Ｒ／Ｔの値が式（１Ａ）の下限を下回ると、回転スリーブ２１ｂの曲率半径Ｔに対して曲面５１ｂの曲率半径Ｒが小さくなりすぎ、規制極２１ｄとともに形成する磁界の範囲が狭くなるために、現像剤の搬送量が安定しない。一方、式（１Ａ）の上限を上回ると、回転スリーブ２１ｂの曲率半径Ｔに対して曲面５１ｂの曲率半径Ｒが大きくなりすぎ、回転スリーブ２１ｂに近接する面が回転スリーブ２１の周方向に広がり現像剤の劣化が進行する。
０．１≦Ｒ／Ｔ≦０．５ ・・・（１Ａ）
【００４９】
上記実施形態によれば、現像装置２は、磁性部材２１ｃを内蔵し現像剤を表面に担持して回転する磁気ローラ２１と、磁気ローラ２１の表面に対向し磁気ローラ２１上の現像剤の層厚を規制する規制端面２４ａを有する磁性体からなる規制部材２４と、磁気ローラ２１の回転方向に対して規制部材２４の上流側に対向して取り付けられる磁性体からなる補強部材５１とを備える。補強部材５１は、磁気ローラ２１の回転方向上流側に向かって磁気ローラ２１の表面から離間していく傾斜面５１ａが形成されており、磁気ローラ２１の表面に最も近接する面が曲面５１ｂで形成され、且つ、曲面５１ｂは磁気ローラ２１の表面に対して規制端面２４ａよりも離間している。
【００５０】
この構成によると、撹拌部４２から供給される現像剤が規制部材２４に近づくと、現像剤の供給領域が補強部材５１の傾斜面５１ａによって狭くなり現像剤の密度が徐々に大きくなる。温湿度等の環境変化があっても、現像剤の密度が大きくなることで規制部材２４近傍での現像剤搬送量が安定する。また、補強部材５１の、磁気ローラ２１の表面に最も近接する面が曲面５１ｂで形成されているので、この曲面５１ｂと規制部材２４の対向面２４ｂとの間に現像剤を溜める空隙Ｇ（現像剤溜まり）が形成される。規制部材２４に規制される直前の現像剤がこの空隙Ｇに溜まることで、現像剤のストレスが開放される。従って、画像濃度が低下することなく良好な画像が得られ、また耐刷後の現像剤の劣化が抑えられる。
【００５１】
尚、上記実施形態では、現像剤担持体として磁気ローラ２１に適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、現像ローラ上に現像剤を担持し、担持した現像剤を規制部材にて所定の層厚に規制し、現像ローラ上に担持されている現像剤からトナーのみを感光体に向けて供給する現像装置において、現像ローラに適用してもよい。
【実施例】
【００５２】
以下、本発明の実施形態をさらに具体化した実施例１、２と、比較例３、４について説明する。尚、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
【００５３】
実施例１、２及び比較例３、４に用いる磁気ローラ２１は、外径が１６ｍｍ（曲率半径Ｔ；８ｍｍ）であり、磁気ローラ２１内の規制極２１ｄは磁束密度６０ｍＴであり、水平方向から下側２９°の位置に配設される。規制部材２４の材質はＳＵＳ４０３、規制部材２４の規制端面２４ａと回転スリーブ２１ｂ表面との間隔は０．３ｍｍである。現像剤は、正帯電特性のトナーで、その粒径が６．８μｍ、比重が１．２であり、キャリアの粒径が３５μｍ、比重が４．５であるものを用いた。
【００５４】
実施例１、２における補強部材５１は、材質がＳＥＣＣ（電気亜鉛めっき鋼板）で厚さ１ｍｍからなりものを用い、実施例１では曲面５１ｂの曲率半径Ｒは０．４ｍｍ（Ｒ／Ｔ＝０．０５）、実施例２では曲面５１ｂの曲率半径Ｒは１ｍｍ（Ｒ／Ｔ＝０．１２５）とした。一方、比較例３は補強部材５１を設けておらず、比較例４は図４に示す補強部材５１を配設した。図４に示すように比較例４では、補強部材５１を規制部材２４に対して実施例１、２と同じ位置に配置し、磁気ローラ２１に対向する補強部材５１は曲面５１ｂを有さずに鋭角に折り曲げられた形をなしている。
【００５５】
以上のように構成した実施例１、２及び比較例３、４について、環境変化に対する画像濃度、耐刷後の画像かぶり、規制極２１ｄのズレに対する現像剤の搬送特性を評価した。評価結果を表１に示す。
【表１】
【００５６】
（ａ）環境変化に対する画像濃度
温度が１０℃で湿度が１５％の低温低湿環境と、温度が２５℃で湿度が３０％の常温常湿環境と、温度が３２℃で湿度が８５％の高温高湿環境の各環境下において、印刷したベタ画像の反射濃度の変化を評価した。表１における◎印は、画像濃度（ＩＤ；イメージデンシティ）の最大値と最小値との差が０以上で０．２以下のもの、×印は、画像濃度の最大値と最小値との差が０．２より大きいものである。
【００５７】
この結果によると、比較例３に比べて実施例１、２及び比較例４は画像濃度が環境変化に対して安定している。このことは、現像剤が規制部材２４に近づくにつれて現像剤の供給路が補強部材５１の傾斜面５１ａによって制限され、現像剤の密度が徐々に上昇し、現像剤の搬送量が安定していることを示している。
【００５８】
（ｂ）耐刷後の画像かぶり
印字率５％のチャートを用いて５万枚印刷後における画像のかぶりを目視にて検査した。表１における◎印は、画像かぶりが認められないもの、○印は、画像かぶりが認められるが許容範囲であるもの、また、×印は、画像かぶりが明らかに認められ許容できないものである。
【００５９】
この結果によると、比較例３、４に比べて実施例１、２が良好であり、更に、実施例２が実施例１より良好であった。これは、実施例１、２では補強部材５１の曲面５１ｂにて現像剤溜まりＧが形成されている。現像剤溜まりＧが形成されることで、規制部材２４にて規制される直前の現像剤がストレスから開放され、耐刷後の現像剤の劣化が抑えられる。更に、補強部材５１の曲面５１ｂの曲率半径Ｒが式（１）、式（２）の範囲で大きくなるほど、その効果が大きくなっている。
【００６０】
（ｃ）規制極２１ｄのズレに対する現像剤の搬送特性
規制部材２４及び補強部材５１に対向する規制極２１ｄが±５°所定位置から外れた場合における、現像剤の搬送量の所定値から変動量を評価した。表１における◎印は、搬送量の変動量が２ｍｇ／ｃｍ２以下のもの、○印は、搬送量の変動量が２ｍｇ／ｃｍ２より大きく５ｍｇ／ｃｍ２以下のもの、また、×印は、搬送量の変動量が５ｍｇ／ｃｍ２より大きいものである。
【００６１】
この結果によると、比較例３、４に比べて実施例１、２が良好であり、更に、実施例２が実施例１より良好であった。これは、実施例１、２では補強部材５１の曲面５１ｂによって補強部材５１と規制極２１ｄとで磁界が形成されるが、この磁界が回転スリーブ２１ｂ上で広がり、規制極２１ｄの位置ズレを補い、現像剤の搬送量が安定している。更に、補強部材５１の曲面５１ｂの曲率半径Ｒが式（１）、式（２）の範囲で大きくなるほど、その効果が大きくなっている。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができ、特に、現像剤担持体上に所定の層厚の現像剤を担持する現像装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１ 画像形成装置
２ａ〜２ｄ、２ 現像装置
１１ａ〜１１ｄ、１１ 感光体
２０ 現像ローラ
２０ｂ 磁極部材
２０ｃ 現像スリーブ
２１ 磁気ローラ（現像剤担持体）
２１ｂ 回転スリーブ
２１ｃ 磁極部材
２１ｄ 規制極
２２ 現像容器
２４ 規制部材
２４ａ 規制端面
２４ｂ 対向面
５１ 補強部材
５１ａ 傾斜面
５１ｂ 曲面
５１ｃ 取り付け面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性部材を内蔵し現像剤を表面に担持して回転する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の表面に対向し前記現像剤担持体上の現像剤の層厚を規制する規制端面を有する磁性体からなる規制部材と、
前記現像剤担持体の回転方向に対して前記規制部材の上流側に対向して取り付けられる磁性体からなる補強部材とを備え、
前記補強部材は、前記現像剤担持体の回転方向上流側に向かって現像剤担持体の表面から離間していく傾斜面が形成されており、前記現像剤担持体の表面に最も近接する面が曲面で形成され、且つ、前記曲面は前記現像剤担持体の表面に対して前記規制端面よりも離間していることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記曲面の曲率半径をＲ、前記現像剤担持体の周面の曲率半径をＴで表すと、
０．０５≦Ｒ／Ｔ
であ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】
０．１≦Ｒ／Ｔ≦０．５
であ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】
前記補強部材は、板材を折り曲げることにより前記傾斜面と、前記傾斜面から鋭角に延在して前記規制部材に当接する取り付け面とが形成され、前記傾斜面と前記取り付け面とが交差する部分に前記曲面が形成されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の現像装置
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の現像装置を備えた画像形成装置。
【請求項１】
磁性部材を内蔵し現像剤を表面に担持して回転する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の表面に対向し前記現像剤担持体上の現像剤の層厚を規制する規制端面を有する磁性体からなる規制部材と、
前記現像剤担持体の回転方向に対して前記規制部材の上流側に対向して取り付けられる磁性体からなる補強部材とを備え、
前記補強部材は、前記現像剤担持体の回転方向上流側に向かって現像剤担持体の表面から離間していく傾斜面が形成されており、前記現像剤担持体の表面に最も近接する面が曲面で形成され、且つ、前記曲面は前記現像剤担持体の表面に対して前記規制端面よりも離間していることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記曲面の曲率半径をＲ、前記現像剤担持体の周面の曲率半径をＴで表すと、
０．０５≦Ｒ／Ｔ
であ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】
０．１≦Ｒ／Ｔ≦０．５
であ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】
前記補強部材は、板材を折り曲げることにより前記傾斜面と、前記傾斜面から鋭角に延在して前記規制部材に当接する取り付け面とが形成され、前記傾斜面と前記取り付け面とが交差する部分に前記曲面が形成されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の現像装置
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の現像装置を備えた画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−４７９８４（Ｐ２０１２−４７９８４Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９０１２６（Ｐ２０１０−１９０１２６）
【出願日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【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２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【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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