現像装置及び画像形成装置
【課題】高濃度領域の前に現像されるハーフトーン領域の白抜けを抑えられるとともに、画像の後端部が過剰に濃くなる現象を抑制できる現像装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体ドラム３１Ａは、現像領域において静電潜像を搬送方向９１へ搬送する。現像スリーブ１９Ａは、現像領域において搬送方向９１の反対方向である搬送方向９２へ現像剤を搬送する。マグネットローラ１８Ａは、現像領域の近傍に配置された主極を含む複数の磁極を有する。層厚規制ブレード１２Ａは、搬送方向９１における現像領域の上流側において現像剤の層厚を規制する。穂規制ブレード２０Ａは、搬送方向９２において感光体ドラム３１Ａと現像スリーブ１９Ａとの最近接位置８２より上流側であって層厚規制ブレード１２Ａより下流側の所定位置に配置され、周面上に主極による磁界下で穂状に立った現像剤の高さを規制する。
【解決手段】感光体ドラム３１Ａは、現像領域において静電潜像を搬送方向９１へ搬送する。現像スリーブ１９Ａは、現像領域において搬送方向９１の反対方向である搬送方向９２へ現像剤を搬送する。マグネットローラ１８Ａは、現像領域の近傍に配置された主極を含む複数の磁極を有する。層厚規制ブレード１２Ａは、搬送方向９１における現像領域の上流側において現像剤の層厚を規制する。穂規制ブレード２０Ａは、搬送方向９２において感光体ドラム３１Ａと現像スリーブ１９Ａとの最近接位置８２より上流側であって層厚規制ブレード１２Ａより下流側の所定位置に配置され、周面上に主極による磁界下で穂状に立った現像剤の高さを規制する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、現像剤としてトナー及びキャリアからなる２成分現像剤を用いる電子写真方式の画像形成装置に搭載される現像装置及び画像形成装置に関し、特に、現像剤担持体による現像領域における現像剤の搬送方向と静電潜像担持体による現像領域における静電潜像の搬送方向とが互いに反対方向であるカウンター現像方式の現像装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、現像剤担持体を有する現像装置、及び静電潜像担持体を備え、静電潜像担持体と現像剤担持体とが対向する現像領域において、静電潜像担持体の周面に担持された静電潜像に、現像剤担持体からトナーを供給することで、静電潜像を可視化する。
【０００３】
このような画像形成装置に搭載される現像装置の中には、現像剤担持体による現像領域における現像剤の搬送方向が、静電潜像担持体による現像領域における静電潜像の搬送方向と同じ方向である順方向現像方式を採用したもの（例えば、特許文献１参照。）と、現像剤担持体による現像領域における現像剤の搬送方向が、静電潜像担持体による現像領域における静電潜像の搬送方向と反対方向であるカウンター現像方式を採用したものとがある。
【０００４】
順方向現像方式には、ハーフトーン領域を現像した後に連続して高濃度領域を現像する場合、ハーフトーン領域に、現像されずに白く抜けたような状態になる白抜けが生じやすいという短所がある。図１は、白抜け２０１の一例を示す。図２は、静電潜像担持体２０２に対向する現像剤担持体２０３を備えた従来の現像装置の一部を示す。白抜け２０１は、図２に示すように、ハーフトーン領域２０４のうち高濃度領域２０５との境界領域２０６の電気力線２０７が高濃度領域２０５側へ寄り、境界領域２０６での電界が弱まることが原因で生じると考えられる。順方向現像方式では、高濃度領域２０５の通過後には、穂状に立った現像剤中のトナー量が低下しており、かつ、穂の先端にカウンターチャージと呼ばれる電荷が現れているため、現像剤の現像能力が落ちている。このため、電界が弱まった境界領域２０６ではいっそう静電潜像が現像されにくくなり、白抜けが生じやすい。
【０００５】
一方、カウンター現像方式の場合、静電潜像の搬送方向において静電潜像担持体２０２の下流域に、現像領域を通っていない新しい穂状に立った現像剤が当たるため、現像剤中のトナー量が多く、穂の先端にカウンターチャージが現れていない。したがって、境界領域２０６での現像剤の現像能力が高くなり、高濃度領域２０５の前に現像されるハーフトーン領域２０４に白抜け２０１が生じにくいという長所がある。
【特許文献１】特開平５−２８９５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、カウンター現像方式の従来の現像装置では、画像の後端部（静電潜像の搬送方向において静電潜像の上流側端部）が過剰に濃くなる、所謂掃き寄せと呼ばれる現象が起こりやすい。
【０００７】
この理由は次の通りである。現像剤担持体の回転方向において静電潜像担持体と現像剤担持体との最近接位置より上流側では、穂状に立った現像剤は未だ最近接位置を通過していないので、穂の高さが高い。このため、静電潜像担持体の周面に現像剤が衝突し、トナーが浮遊する。画像の後端部が非画像部と隣接しており、画像の後端部では現像剤担持体の周面から静電潜像担持体の周面へ向かう電気力線の密度が高くなりやすいので、画像の後端部に、浮遊したトナーが集まりやすい。さらに、現像剤の搬送方向において最近接位置より上流側は、静電潜像の搬送方向では最近接位置より下流側に相当し、画質は静電潜像の搬送方向において最近接位置より下流側で決定されやすい。カウンター現像方式の従来の画像形成装置では、画質が決定されやすい領域で、画像の後端部に、浮遊したトナーが集まりやすい。
【０００８】
この発明の目的は、高濃度領域の前に現像されるハーフトーン領域の白抜けを抑えられるとともに、画像の後端部が過剰に濃くなる現象を抑制できる現像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の現像装置は、現像領域において静電潜像を所定の第１方向へ搬送する方向に回転する静電潜像担持体に担持された静電潜像を現像する現像装置であって、現像剤担持体、磁界発生部材、層厚規制部材、及び穂規制部材を備える。現像剤担持体は、周面に現像剤を担持しながら回転することで静電潜像担持体と対向する現像領域へ現像剤を搬送する現像剤担持体であって現像領域において第１方向の反対方向である第２方向へ現像剤を搬送する方向に回転する。磁界発生部材は、現像剤担持体の内部に固定的に配置され、現像領域の近傍に配置された主極を含む複数の磁極を有する。層厚規制部材は、第２方向における現像領域の上流側において周面に担持された現像剤の層厚を規制する。穂規制部材は、第２方向において静電潜像担持体と現像剤担持体との最近接位置より上流側であって層厚規制部材より下流側の所定位置に配置され、周面上に主極による磁界下で穂状に立った現像剤の高さを規制する。
【００１０】
この構成では、現像剤担持体による現像領域における現像剤の搬送方向と静電潜像担持体による現像領域における静電潜像の搬送方向とが互いに反対方向であるカウンター現像方式を採用しており、カウンター現像方式では単位面積当たりの静電潜像がより多くのトナーとの接触機会を有するので、現像効率が高く、高濃度領域の前に現像されるハーフトーン領域に白抜けが生じにくい。また、第２方向において最近接位置より上流側で、主極による磁界下で穂状に立つ現像剤の高さが所定高さに均一に規制されるので、穂の先端から静電潜像担持体の周面までの距離が大きくなり、静電潜像担持体の周面へのトナーの飛翔量が抑制される。このため、画像の後端部が過剰に濃くなる現象が抑制される。
【００１１】
上述の構成において、穂規制部材は、樹脂製であってもよい。穂規制部材が僅かでも弾性を有すれば、穂規制部材を先端が現像剤担持体の周面に接触した状態で配置しても穂規制部材の先端と現像剤担持体の周面との間を現像剤がすり抜けられる。このため、穂規制部材を現像剤担持体の周面に接触させた状態で配置することができる。したがって、穂規制部材の位置を安定させることができる。
【００１２】
また、磁界発生部材の主極は、第２方向において最近接位置より上流側にあってもよい。主極が第２方向において最近接位置より上流側にあると、穂規制部材を最近接位置から離すことができるので、穂規制部材の配置の余裕度が大きくなる。
【００１３】
さらに、現像剤担持体の周面は、サンドブラスト処理されていてもよい。現像剤担持体の周面がサンドブラスト処理されることで、周面上に穂が満遍なく高密度に形成される。これによって、高画質な画像が形成される。また、周面が平滑である場合に比べて、現像剤担持体の周面で搬送される単位面積当たりの現像剤の量が少なくなるので、穂規制部材が穂状に立った現像剤の高さを規制する能力の低下が抑制される。
【００１４】
また、現像剤担持体には、直流成分と交流成分とを重畳した現像バイアス電圧が印加される構成であってもよい。直流成分に交流成分が重畳されていることで、静電潜像にトナーが満遍なくかつ十分に供給されやすくなる。このため、高濃度領域の前に現像されるハーフトーン領域の白抜けが抑えられるとともに、画像の後端部が過剰に濃くなる現象がより抑制される。
【００１５】
さらに、穂規制部材の現像剤担持体の周面に対向する先端は、現像剤担持体の周面における、現像剤担持体の半径方向の磁界発生部材の主極による磁界の強さが最大値となる現像剤担持体の周方向の位置より第２方向の上流側において磁界の強さが最大値の半分となる周方向の位置と、最近接位置との間の領域内に配置される構成であってもよい。この構成では、主極による磁界によって穂状に立った現像剤の高さが、穂規制部材の先端によって所定高さに均一に規制される。このため、画像の後端部が過剰に濃くなる現象が抑制される。
【００１６】
また、現像剤担持体の周面の線速度を静電潜像担持体の周面の線速度で除算して得られる周速比は、１．３以上１．８以下であることが好ましい。周速比が１．８を超える状態で画像形成装置を所定の長時間連続稼働すると、層厚規制部材等によるストレスで現像剤が凝集して搬送不良を起こす。また、周速比が１．３未満では、現像剤担持体の周面に穂状に立った現像剤の高さのムラが十分に抑えられず、現像剤の高さのムラが画質に影響しやすい。周速比が１．３以上１．８以下のとき、搬送状態が良好となるとともに、穂状に立った現像剤の高さのムラが生じにくく、画質の低下が抑えられる。
【００１７】
この発明の画像形成装置は、現像領域において静電潜像を所定の第１方向へ搬送する方向に回転する静電潜像担持体と、上述のいずれかの現像装置と、を備える。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、カウンター現像方式を採用し、最近接位置より第２方向の上流側において主極による磁界下で穂状に立った現像剤の高さを規制することで、高濃度領域の前に現像されるハーフトーン領域の白抜けを抑えられるとともに、画像の後端部が過剰に濃くなる現象を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、この発明を実施するための最良の形態について、図面に基づいて説明する。図３は、この発明の実施形態に係る現像装置を搭載した画像形成装置１００の概略の正面断面図である。
【００２０】
画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の現像剤を用いて画像を形成するタンデム方式のカラー画像形成装置である。画像形成装置１００では、現像剤として、トナー及びキャリアからなる２成分現像剤が用いられる。画像形成装置１００は、スキャナ等の原稿読取装置によって読み取られた画像データ、又は、図示しないネットワークを介して通信自在に接続されたＰＣ（Personal Computer）等の端末装置から送信される画像データに基づいて、記録媒体である用紙に、カラー画像又はモノクロ画像を形成する。
【００２１】
画像形成装置１００は、給紙トレイ１１０、中間転写ユニット１２０、画像形成ユニット１３０、二次転写ローラ１４０、及び、定着装置１５０を備えている。
【００２２】
給紙トレイ１１０は、画像を形成すべき多数の用紙を収容する。
【００２３】
中間転写ユニット１２０は、中間転写ベルト１２１、駆動ローラ１２２、及び、従動ローラ１２３を備えている。中間転写ベルト１２１は、無端ベルトであって、駆動ローラ１２２と従動ローラ１２３とに張架されており、図３において時計方向に回転する。
【００２４】
画像形成ユニット１３０は、感光体ドラム３１Ａ〜３１Ｄ、帯電装置３２Ａ〜３２Ｄ、露光ユニット３３Ａ〜３３Ｄ、現像装置１０Ａ〜１０Ｄ、一次転写ローラ３５Ａ〜３５Ｄ、及びクリーニングユニット３６Ａ〜３６Ｄを備えている。感光体ドラム３１Ａ〜３１Ｄは、この発明の静電潜像担持体に相当する。現像装置１０Ａ〜１０Ｄは、現像ローラ１１Ａ〜１１Ｄを有している。
【００２５】
画像形成ユニット１３０は、ブラック、並びに、カラー画像を色分解して得られる減法混色の３原色であるシアン、マゼンタ、及びイエローの４色の各色相に対応した画像データを用いて画像を形成する４個の画像形成部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄから構成されている。
【００２６】
ブラック用の画像形成部３０Ａ、シアン用の画像形成部３０Ｂ、マゼンタ用の画像形成部３０Ｃ、及びイエロー用の画像形成部３０Ｄは、中間転写ベルト１２１に沿ってこの順に、一列に並設されている。
【００２７】
以下では、主としてブラック用の画像形成部３０Ａについて説明する。他の色相用の画像形成部３０Ｂ〜３０Ｄは、画像形成部３０Ａと同様に構成されている。
【００２８】
画像形成部３０Ａは、図３において反時計方向に回転する感光体ドラム３１Ａを備えている。感光体ドラム３１Ａの周囲には、感光体ドラム３１Ａの回転方向に沿って、帯電装置３２Ａ、露光ユニット３３Ａ、現像装置１０Ａ、一次転写ローラ３５Ａ、及びクリーニングユニット３６Ａが、この順に配置されている。一次転写ローラ３５Ａは、中間転写ベルト１２１を挟んで感光体ドラム３１Ａに対向する位置に配置されている。
【００２９】
帯電装置３２Ａは、感光体ドラム３１Ａの周面を、所定の電位に均一に帯電させる。この実施形態では、接触型のローラ方式の帯電装置が用いられているが、チャージャ方式やブラシ方式の帯電装置を用いてもよい。
【００３０】
露光ユニット３３Ａは、図示しない半導体レーザ、ポリゴンミラー、第１ｆθレンズ、及び第２ｆθレンズを備えている。露光ユニット３３Ａは、ブラックの色相の画像データによって変調されたレーザビームを感光体ドラム３１Ａに照射する。これによって、感光体ドラム３１Ａの周面のうちレーザビームが照射された部分は、感光層における光導電作用によって電位を失い、ブラックの色相の画像データに対応した静電潜像となる。感光体ドラム３１B〜３１Ｄのそれぞれには、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによる静電潜像が形成される。露光ユニット３３Ａとして、レーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）、又は、ＥＬやＬＥＤ等の発光素子をアレイ状に並べた書込み装置を用いることができる。
【００３１】
現像装置１０Ａは、ブラックのトナーを収容しており、現像ローラ１１Ａを有している。現像ローラ１１Ａは、感光体ドラム３１Ａの周面と現像ローラ１１Ａの周面とが対向している領域であってトナーが感光体ドラム３１Ａの周面へ移動し得る現像領域へ、現像剤を搬送する。現像装置１０Ａは、感光体ドラム３１Ａの周面に形成された静電潜像にトナーを供給することで、静電潜像をトナー像に可視像化する。
【００３２】
現像装置１０Ｂ〜１０Ｄのそれぞれは、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相のトナーを収容しており、感光体ドラム３１Ｂ〜３１Ｄのそれぞれに形成された各色相の静電潜像をシアン、マゼンタ及びイエローの各色相のトナー像に可視像化する。
【００３３】
この実施形態では、トナーは、感光体ドラム３１Ａの表面電位と同極性に帯電している。感光体ドラム３１Ａの表面電位の極性及びトナーの帯電極性は、ともにマイナスである。
【００３４】
一次転写ローラ３５Ａには、感光体ドラム３１Ａの周面に担持されたトナー像を中間転写ベルト１２１に転写するために、トナーの帯電極性と逆極性（この実施形態では、プラス）の一次転写バイアス電圧が印加される。これによって、感光体ドラム３１Ａに形成されたブラックの色相のトナー像は、中間転写ベルト１２１上で他の色相のトナー像と重なるように、中間転写ベルト１２１に転写される。各画像形成部３０Ａ〜３０Ｄで、各色相のトナー像が中間転写ベルト１２１に重ねて転写されることで、中間転写ベルト１２１にフルカラーのトナー像が形成される。
【００３５】
但し、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色相の一部のみの画像データが入力された場合は、４個の感光体ドラム３０Ａ〜３０Ｄのうち、入力された画像データの色相に対応する一部のみにおいて静電潜像及びトナー像の形成が行われる。例えば、モノクロ印刷モード時には、ブラックの色相に対応した感光体ドラム３１Ａのみにおいて静電潜像の形成及びトナー像の形成が行われ、中間転写ベルト１２１にはブラックのトナー像のみが転写される。
【００３６】
クリーニングユニット３６Ａは、現像及び一次転写後において感光体ドラム３１Ａの周面に残留したトナーを回収する。
【００３７】
二次転写ローラ１４０は、中間転写ベルト１２１を挟んで従動ローラ１２３に対向するように配置されている。給紙トレイ１１０から給紙された用紙は、二次転写ローラ１４０と中間転写ベルト１２１との間を経由するように搬送される。二次転写ローラ１４０には、トナーの帯電極性とは逆極性（この実施形態では、プラス）の二次転写バイアス電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト１２１上に形成されたフルカラーのトナー像は、中間転写ベルト１２１と二次転写ベルト１４０との間を通過する用紙に転写される。
【００３８】
定着装置１５０は、加熱ローラ１５１及び加圧ローラ１５２を有している。トナー像が転写された用紙は、定着装置１５０へ導かれ、加熱ローラ１５１と加圧ローラ１５２との間を通過して加熱及び加圧される。これによって、トナー像が、用紙の表面に堅牢に定着する。トナー像が定着した用紙は、図示しない排紙トレイ上へ排出される。
【００３９】
図４は、現像装置１０Ａの正面断面図である。現像装置１０Ｂ〜１０Ｄは、現像装置１０Ａと同様に構成されている。
【００４０】
現像装置１０Ａは、現像ローラ１１Ａの他に、層厚規制ブレード１２Ａ、２個の撹拌搬送スクリュ１３Ａ，１４Ａ、現像槽１５Ａ、及び穂規制ブレード２０Ａを有している。層厚規制ブレード１２Ａは、この発明の層厚規制部材に相当する。穂規制ブレード２０Ａは、この発明の穂規制部材に相当する。
【００４１】
現像槽１５Ａ内に、現像剤としてトナー及びキャリアからなる２成分現像剤が収容されている。撹拌搬送スクリュ１３Ａ，１４Ａは、現像槽１５Ａ内に配置されている。撹拌搬送スクリュ１３Ａと撹拌搬送スクリュ１４Ａとの間には、隔壁１６Ａが配置されている。隔壁１６Ａは、撹拌搬送スクリュ１３Ａ，１４Ａの回転軸方向における両端部を除いて、撹拌搬送スクリュ１３Ａ近傍の領域と、撹拌搬送スクリュ１４Ａ近傍の領域と、を仕切っている。
【００４２】
現像槽１５Ａ内に収容された現像剤中のトナーは、撹拌搬送スクリュ１３Ａ，１４Ａの撹拌動作によってキャリアと共に撹拌されることで、摩擦帯電される。
【００４３】
現像槽１５Ａは、感光体ドラム３１Ａと対向する部分に、開口部１７Ａを有している。現像ローラ１１Ａは、現像槽１５Ａの開口部１７Ａから一部を露出させた状態であって、感光体ドラム３１Ａの周面との間に所定間隔の現像ギャップが設けられるように、現像槽１５Ａ内に配置されている。現像ギャップは、例えば０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の範囲内の任意の間隔に設定されるが、一般的になるべく小さい方が好ましく、０．３ｍｍ〜０．５ｍｍに設定されることが好ましい。
【００４４】
現像ローラ１１Ａは、マグネットローラ１８Ａ及び非磁性の現像スリーブ１９Ａを有している。マグネットローラ１８Ａは、この発明の磁界発生部材に相当する。現像スリーブ１９Ａは、この発明の現像剤担持体に相当する。マグネットローラ１８Ａは、現像領域の近傍に配置された主極を含む複数の磁極を有している。複数の磁極は、マグネットローラ１８Ａの周方向に沿って配置されている。マグネットローラ１８Ａは、現像槽１５Ａに固定配置されている。現像スリーブ１９Ａは、略円筒形のアルミニウム合金又は黄銅等で形成され、マグネットローラ１８Ａに対して所定方向に回転自在に外嵌している。現像スリーブ１９Ａは、図示しない駆動源によって、現像領域において現像剤を所定の搬送方向９２へ搬送する方向に回転する。搬送方向９２は、この発明の第２方向に相当する。
【００４５】
また、感光体ドラム３１Ａは、現像領域において静電潜像を所定の搬送方向９１へ搬送する方向に回転する。搬送方向９１は、この発明の第１方向に相当する。画像形成装置１００は、現像スリーブ１９Ａによる現像領域における現像剤の搬送方向９２と、感光体ドラム３１Ａによる現像領域における静電潜像の搬送方向９１とが、互いに反対方向であるカウンター現像方式を採用している。
【００４６】
現像剤に含まれるキャリアは、磁性体で構成されている。トナーは、摩擦帯電によるクーロン力によってキャリアの表面に付着している。現像剤は、マグネットローラ１８Ａの磁極による磁界によって現像スリーブ１９Ａの周面に吸着して磁気ブラシを形成する。現像剤は、現像スリーブ１９Ａが回転することで、現像領域へ搬送される。
【００４７】
層厚規制ブレード１２Ａは、現像槽１５Ａのうち現像剤の搬送方向９２における開口部１７Ａの上流側の所定位置に、先端部が現像スリーブ１９Ａの周面に対向するように取り付けられている。層厚規制ブレード１２Ａは、現像スリーブ１９Ａの周面に付着した現像剤の層厚を規制する。
【００４８】
穂規制ブレード２０Ａは、現像剤の搬送方向９２において、感光体ドラム３１Ａの周面と現像スリーブ１９Ａの周面との最近接位置より上流側であって、層厚規制ブレード１２Ａより下流側の所定位置で、先端が現像スリーブ１９Ａの周面に対向するように、現像槽１５Ａに支持されている。穂規制ブレード２０Ａは、マグネットローラ１８Ａの主極による磁界下で現像スリーブ１９Ａの周面上に穂状に立った現像剤の高さを規制する。穂状に立った現像剤の高さは、穂規制ブレード２０Ａによって規制される前は、例えば１．２ｍｍ程度であり、穂規制ブレード２０Ａによって規制された後は、例えば０．６ｍｍに揃えられる。穂規制ブレード２０Ａの詳細については後述する。
【００４９】
画像形成装置１００は、現像バイアス電圧印加部１６１をさらに備えている。現像バイアス電圧印加部１６１は、現像スリーブ１９Ａと感光体ドラム３１Ａとの間の電位差が連続的かつ周期的に変化するように、現像スリーブ１９Ａに現像バイアス電圧を印加する。
【００５０】
現像バイアス電圧は、直流成分と交流成分とが重畳した電圧であって、現像側電位と逆現像側電位とが交互に切り替わる振動バイアス電圧である。現像側電位は、帯電したトナーに対して現像ローラ１１Ａから感光体ドラム３１Ａへ向かう方向の力を及ぼす。逆現像側電位は、帯電したトナーに対して感光体ドラム３１Ａから現像ローラ１１Ａへ向かう方向の力を及ぼす。現像バイアス電圧によって、現像領域中に供給されたトナーは、現像スリーブ１９Ａと感光体ドラム３１Ａとの間を飛翔する。例えば、現像バイアス電圧印加部１６１は現像スリーブ１９Ａに、周波数９ｋＨｚで振幅０．８ｋＶの矩形波である振動バイアス電圧を印加している。
【００５１】
現像装置１０Ａは、現像領域へ単位時間当たりに所定量の現像剤を供給する。現像領域へ供給された現像剤に含まれるトナーは、感光体ドラム３１Ａの周面に担持された静電潜像へ、静電気力によって吸引される。これによって、静電潜像は現像されてトナー像となる。
【００５２】
現像装置１０Ａは、現像領域へ供給された現像剤のうち、キャリア、及び現像に用いられなかったトナーを、現像スリーブ１９Ａの回転によって、再び現像槽１５Ａ内に戻す。
【００５３】
次に、穂規制ブレード２０Ａの詳細について説明する。穂規制ブレード２０Ａは、ウレタン又はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の弾性を有する非磁性樹脂で形成されている。
【００５４】
穂規制ブレード２０Ａが非磁性部材で形成されているので、磁性部材で形成されている場合とは異なり、穂規制ブレード２０Ａが現像領域の磁界を乱すことが抑制される。
【００５５】
また、穂規制ブレード２０Ａが弾性を有する樹脂で形成されているので、穂規制ブレード２０Ａを先端が現像スリーブ１９Ａの周面に当接した状態に配置することができる。このため、穂規制ブレード２０Ａの取り付けが容易であるとともに、位置が安定する。穂規制ブレード２０Ａが弾性を有するので、現像剤が搬送されてくる穂規制ブレード２０Ａが撓んで現像スリーブ１９Ａの周面から浮き上がり、現像剤は現像スリーブ１９Ａの周面と穂規制ブレード２０Ａとの間をすり抜けるようにして搬送される。
【００５６】
なお、穂規制ブレード２０Ａは、金属製であってもよいが、金属等の硬い素材で形成された場合は、現像スリーブ１９Ａの周面及び感光体ドラム３１Ａの周面の両周面の近傍で、両周面に当接しないように穂規制ブレード２０Ａをしっかりと固定する必要がある。金属製の穂規制ブレード２０Ａが現像スリーブ１９Ａの周面に当接した場合は現像剤が現像領域へ搬送されなくなるからであり、感光体ドラム３１Ａの周面に当接した場合は静電潜像が乱される虞があるからである。この実施形態では、穂規制ブレード２０Ａは、厚さ０．１ｍｍのＰＥＴフィルムで形成され、先端が現像スリーブ１９Ａの周面に当接されている。
【００５７】
図５は、現像装置１０Ａに備えられた穂規制ブレード２０Ａの位置を示す。現像スリーブ１９Ａの周面に穂状に立った現像剤の高さは、穂規制ブレード２０Ａの先端の位置によって調整することができる。
【００５８】
ここで、図５に示す基準線９３は、現像スリーブ１９Ａの回転中心Ｑ１と感光体ドラム３１Ａの回転中心Ｑ２とを結ぶ線である。第１線９４は、回転中心Ｑ１と穂規制ブレード２０Ａの先端とを結ぶ線である。基準線９３に対して第１線９４がなす現像スリーブ１９Ａの周面１９１Ａの周方向における角度をＡとする。
【００５９】
第２線９５は、回転中心Ｑ１と、周面１９１Ａにおける現像スリーブ１９Ａの半径方向の主極による磁界の強さ８１が最大値となる周面１９１Ａの周方向の位置とを結ぶ線である。基準線９３に対して第２線９５がなす周面１９１Ａの周方向における角度をＢとする。
【００６０】
第３線９６は、回転中心Ｑ１と、第２線９５より現像剤の搬送方向９２の上流側であって周面１９１Ａにおける現像スリーブ１９Ａの半径方向の主極による磁界の強さ８１が最大値の半分になる周面１９１Ａの周方向の位置とを結ぶ線である。第２線９５に対して第３線９６がなす周面１９１Ａの周方向における角度をＣとする。このとき、次の式が成立する。
【００６１】
Ａ≦Ｂ＋Ｃ
要するに、穂規制ブレード２０Ａの先端は、周面１９１Ａの周方向において、周面１９１Ａにおける現像スリーブ１９Ａの半径方向の主極による磁界の強さ８１が最大値となる周面１９１Ａの周方向の位置より現像剤の搬送方向９２の上流側において、主極による磁界の強さ８１が最大値の半分となる周面１９１Ａの周方向の位置と、感光体ドラム３１Ａと現像スリーブ１９Ａとの最近接位置８２との間の領域内に配置されている。
【００６２】
現像剤が穂状に立つのは、現像剤の搬送方向９２において第３線９６より下流側の位置がほとんどである。このため、Ａ＞Ｂ＋Ｃが成立する領域では、現像剤が穂状に立っていないので、Ａ＞Ｂ＋Ｃが成立する領域に穂規制ブレード２０Ａの先端が配置されていても、穂状に立った現像剤の高さはほとんど変わらない。
【００６３】
Ａ≦Ｂ＋Ｃが成立する領域に穂規制ブレード２０Ａの先端を配置することで、穂状に立った現像剤の高さが、所定の高さに調整される。
【００６４】
図６（Ａ）は、穂規制ブレード２０Ａを備えた現像装置１０Ａの現像スリーブ１９Ａの周面１９１Ａに立った穂状の現像剤を、現像スリーブ１９Ａの半径方向から撮影した写真である。図６（Ｂ）は、穂規制ブレード２０Ａを備えた現像装置１０Ａの現像スリーブ１９Ａの周面１９１Ａに立った穂状の現像剤を、現像スリーブ１９Ａの回転軸方向から撮影した写真である。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）では、角度Ａ＝７度、角度Ｂ＝０度に設定されている。
【００６５】
図６（Ｃ）及び図６（Ｄ）は比較例であって、図６（Ｃ）は、穂規制ブレードを備えていない現像装置の現像スリーブの周面に立った穂状の現像剤を、現像スリーブの半径方向から撮影した写真である。図６（Ｄ）は、穂規制ブレードを備えていない現像装置の現像スリーブの周面に立った穂状の現像剤を、現像スリーブの回転軸方向から撮影した写真である。
【００６６】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、現像剤の搬送方向９２において穂規制ブレード２０Ａの先端より下流側の所定位置で撮影した写真であり、図６（Ｃ）及び図６（Ｄ）は、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）の撮影位置と同等の位置を撮影した写真である。
【００６７】
この実施形態では、フェライトコアから形成された平均粒径が４０μｍのキャリアを用いている。また、マグネットローラ１８Ａとして、直径が１８ｍｍで、現像スリーブ１９Ａの半径方向における主極による磁界の最大値が１１００ｍＴのものを用い、角度Ｃが１４度となるように設定されている。
【００６８】
図６（Ａ）と図６（Ｃ）とを比較観察すると、図６（Ｃ）より図６（Ａ）の方が、穂状に立った現像剤の密度が高いことが分かる。このことから、穂状に立った現像剤の高さを穂規制ブレード２０Ａで規制したことで、穂状に立った現像剤の密度が高くなったことが分かる。また、図６（Ｂ）と図６（Ｄ）とを比較観察すると、図６（Ｄ）より図６（Ｂ）の方が、穂状に立った現像剤の高さが低く、かつ略均一に揃えられていることが分かる。このことから、穂規制ブレード２０Ａを備えることで、穂状に立った現像剤の高さが低く、かつ略均一に揃えられたことが分かる。
【００６９】
図７は、角度Ａを変えたときのＡ／（Ｂ＋Ｃ）の値と穂状に立った現像剤の平均高さとの関係を示している。図７で縦軸に示した穂状に立った現像剤の平均高さは、図６（Ｂ）のように現像スリーブ１９Ａの回転軸方向から撮影した写真から任意に選択した１００個の穂の高さを測定して平均した値である。
【００７０】
図７から、穂規制ブレード２０Ａがなく、穂規制ブレード２０Ａで規制されていない場合の穂状に立った現像剤の高さに比べて、Ａ／（Ｂ＋Ｃ）＝１のときの穂状に立った現像剤の高さは、若干低い程度であることが分かる。また、Ａ／（Ｂ＋Ｃ）＝１．２のときの穂状に立った現像剤の高さは、Ａ／（Ｂ＋Ｃ）＝１のときの穂状に立った現像剤の高さと、略同じであることが分かる。これらのことから、Ａ／（Ｂ＋Ｃ）＞１のとき、穂状に立った現像剤の高さは、穂規制ブレード２０Ａを備えていても、ほとんど変わらないことが分かる。一方、Ａ／（Ｂ＋Ｃ）≦１のとき、即ちＡ≦Ｂ＋Ｃのとき、穂状に立った現像剤の高さが穂規制ブレード２０Ａによって低くされていることが分かる。したがって、上述のように、Ａ≦Ｂ＋Ｃが成立する領域に穂規制ブレード２０Ａの先端を配置することで、穂状に立った現像剤の高さが所定の高さに規制されることが分かる。
【００７１】
現像スリーブ１９Ａの回転中心Ｑ１と感光体ドラム３１Ａの回転中心Ｑ２とを結ぶ基準線９３に対して、回転中心Ｑ１と穂規制ブレード２０Ａの先端とを結ぶ第１線９４がなす現像スリーブ１９Ａの周面１９１Ａの周方向における角度Ａを大きくすることができれば、穂規制ブレード２０Ａを感光体ドラム３１Ａと現像スリーブ１９Ａとの最近接位置８２（図５参照）から離すことができる。これによって、穂規制ブレード２０Ａを配置可能なスペースが大きくなり、穂規制ブレード２０Ａを配置しやすくなる。
【００７２】
角度Ａを大きくする手段として、例えば角度Ｂ＞０とすることが挙げられる。即ち、マグネットローラ１８Ａの主極の位置を、感光体ドラム３１Ａと現像スリーブ１９Ａとの最近接位置８２より、現像剤の搬送方向９２の上流側に配置する。なお、穂規制ブレード２０Ａとして硬質素材を用いた場合は、弾性を有する樹脂素材を用いた場合より穂規制ブレード２０Ａを配置可能なスペースが狭いが、角度Ｂ＞０とすることで穂規制ブレード２０Ａを配置可能なスペースが大きくなるので、角度Ｂ＞０とすることは特に有効である。
【００７３】
次に、現像スリーブ１９Ａの詳細について説明する。上述のように、現像スリーブ１９Ａには、直流成分と交流成分とが重畳した現像バイアス電圧が印加されている。現像バイアス電圧が、交流成分を含まず直流成分のみからなるとすると、穂規制ブレード２０Ａによって規制されて穂状に立った現像剤の高さが低くなった分だけ、感光体ドラム３１Ａと現像剤との接触が少なくなるので、画像濃度が低くなる。さらに、穂状に立った現像剤の高さが低くなって現像スリーブ１９Ａの周面の単位面積当たりの現像剤の搬送量が少ないので、現像バイアス電圧が直流成分のみからなる場合、現像剤の搬送ムラが生じる場合もある。しかし、本発明の画像形成装置１００では、現像スリーブ１９Ａに直流成分と交流成分とが重畳した現像バイアス電圧が印加されているので、静電潜像にトナーが満遍なくかつ十分に供給されやすくなる。したがって、適切な画像濃度が得られるとともに、現像剤の搬送ムラによる画質の低下が抑制される。
【００７４】
現像スリーブ１９Ａの周面は、サンドブラスト処理されている。現像スリーブ１９Ａの周面がサンドブラスト処理されることで、周面上に穂が満遍なく高密度に形成される。これによって、高画質な画像が形成される。また、現像スリーブ１９Ａの周面がサンドブラスト処理されていると周面が平滑である場合に比べて、周面で搬送される単位面積当たりの現像剤の量が少なくなるので、穂規制ブレード２０Ａが穂状の現像剤の高さを規制する能力の低下が、抑制される。
【００７５】
現像スリーブ１９Ａの周面による現像剤の搬送量は、この実施形態では４０ｍｇ／ｃｍ２である。上述のように、穂規制ブレード２０Ａは弾性を有する樹脂素材で形成されており、先端が現像スリーブ１９Ａの周面に当接しているが、現像剤が搬送されてくると穂規制ブレード２０Ａが撓んで先端が現像スリーブ１９Ａの周面から浮き上がる。現像スリーブ１９Ａの周面の単位面積当たりの現像剤の搬送量が６０ｍｇ／ｃｍ２以下であれば、現像スリーブ１９Ａの周面からの穂規制ブレード２０Ａの先端の浮き上がり量が大きくなり過ぎず、穂規制ブレード２０Ａが穂状の現像剤の高さを規制する能力の低下が抑制される。このため、現像スリーブ１９Ａの周面の単位面積当たりの現像剤の搬送量は、６０ｍｇ／ｃｍ２以下であることが望ましく、４０ｍｇ／ｃｍ２以下であることがより望ましい。
【００７６】
図８は、現像スリーブ１９Ａの周面の線速度を感光体ドラム３１Ａの周面の線速度で除算して得られる周速比と、現像剤の搬送状態との関係を示す。図８において、×は不良を示し、○は良好を示し、◎は特に良好を示している。
【００７７】
カウンター現像方式では、現像スリーブ１９Ａによる現像領域における現像剤の搬送方向９２と感光体ドラム３１Ａによる現像領域における静電潜像の搬送方向９１とが互いに同じ方向である順方向現像方式に比べて、現像領域で静電潜像が接触し得る現像剤量が大幅に多い等の理由から、高い画像濃度が得られやすい。このため、現像スリーブ１９Ａの回転数を低くすることで周速比を小さくした場合でも、画像濃度の不足が起きにくい。したがって、現像スリーブ１９Ａの回転数を低くすることで、層厚規制ブレード１２Ａや穂規制ブレード２０Ａが現像剤に与えるストレスが低減され、現像剤の劣化が抑制される。
【００７８】
図８に示すように、実験では、周速比１．９で画像形成装置１００を所定の長時間連続稼働すると、層厚規制ブレード１２Ａ等によるストレスで現像剤が凝集して搬送不良を起こした。これに対して、周速比１．８のときは、搬送状態が良好で、周速比１．７では特に良好であった。
【００７９】
また、周速比が１．０未満では、現像スリーブ１９Ａの周面の方が感光体ドラム３１Ａの周面より線速度が遅くなり、現像スリーブ１９Ａの周面に穂状に立った現像剤の高さにムラが生じやすくなり、現像剤の高さのムラが画質に大きく影響するようになる。したがって、周速比は、１．０以上であることが望ましい。周速比が１．３以上の場合は穂状に立った現像剤の高さにムラが生じにくくなるので、周速比は１．３以上であることが、より望ましい。
【００８０】
これらのことから、周速比は、１．０以上１．８以下であることが望ましく、１．３以上１．８以下であることがより望ましく、１．３以上１．７以下であることがより望ましい。
【００８１】
次に、図９及び図１０を参照しながら、穂規制ブレード２０Ａを順方向現像方式で用いた場合とカウンター現像方式で用いた場合との差異について説明する。
【００８２】
図９は、比較例である順方向現像方式の現像装置を備えた画像形成装置の現像領域の正面図である。図９では、説明の便宜上、画像形成装置１００と同じ部材には同じ符号を用いている。上述のように、順方向現像方式では、現像スリーブ１９Ａによる現像領域における現像剤の搬送方向９７と、感光体ドラム３１Ａによる現像領域における静電潜像の搬送方向９１とが、互いに同じ方向である。
【００８３】
順方向現像方式において、一般的に、現像スリーブ１９Ａの周面の線速度は、感光体ドラム３１Ａの周面の線速度より高いので、感光体ドラム３１Ａ上の静電潜像を現像スリーブ１９Ａ上の穂状の現像剤８３が追い越していく。
【００８４】
現像剤８３が感光体ドラム３１Ａの周面に接触する前の領域Ｅでは、穂状に立った現像剤８３の高さは、穂規制ブレード２０Ａで規制されることで、最近接位置８２での感光体ドラム３１Ａの周面と現像スリーブ１９Ａの周面との間隔より若干大きい程度にされている。このため、領域Ｅでは、現像剤８３は、感光体ドラム３１Ａの周面に接触しないので、感光体ドラム３１Ａの周面の電位の影響を受けにくく、電位の均一性が高い。
【００８５】
現像剤８３が感光体ドラム３１Ａの周面に接触した後の領域Ｆでは、穂状に立った現像剤８３の高さは、最近接位置８２での感光体ドラム３１Ａの周面と現像スリーブ１９Ａの周面との間隔と同等になる。また、領域Ｆでは、現像剤８３の穂の先端は、感光体ドラム３１Ａの周面に接触又は近傍を通過してきているので、現像剤８３の穂の先端の電位は、感光体ドラム３１Ａの周面の電位の影響を受けて乱されている。
【００８６】
例えば、現像剤８３の穂の先端が、感光体ドラム３１Ａの周面のうち静電潜像がない非画像の箇所に接触した場合は、トナーが穂の先端のキャリアから離間して穂の基端側へ後退し、穂の先端がトナーの正規の極性と逆極性のカウンターチャージと呼ばれる電荷を持つようになる。カウンターチャージを持つ現像剤８３が領域Ｆに搬送されると、領域Ｆのトナー像が乱される。
【００８７】
ところで、穂規制ブレード２０Ａを備えていない場合でも、穂状の現像剤８３は先端が感光体ドラム３１Ａの周面に接触しながら最近接位置８２を通過するので、領域Ｆでは現像剤８３はカウンターチャージを持っていることが多い。
【００８８】
トナー像の質は、領域Ｆ、特に最近接位置８２より静電潜像の搬送方向９１の下流側で決定されやすい。しかし、順方向現像方式では、穂規制ブレード２０Ａを備えていても穂規制ブレード２０Ａを備えていない場合と同様に、領域Ｆの現像剤８３はカウンターチャージを持っており、領域Ｆでトナー像が乱されやすい。したがって、順方向現像方式では、穂規制ブレード２０Ａを備えている場合と穂規制ブレード２０Ａを備えていない場合とで、トナー像の質の差が表れにくい。
【００８９】
図１０は、カウンター現像方式の現像装置１０Ａを備えた画像形成装置１００の現像領域の正面図である。上述のように、カウンター現像方式では、現像スリーブ１９Ａによる現像領域における現像剤の搬送方向９２と、感光体ドラム３１Ａによる現像領域における静電潜像の搬送方向９１とが、互いに反対方向である。
【００９０】
カウンター現像方式において穂規制ブレード２０Ａを備えている場合、現像剤８３がカウンターチャージを持っていることが多い領域Ｆは、最近接位置８２より静電潜像の搬送方向９１の上流側に相当し、トナー像の質が決定されやすい最近接位置８２より静電潜像の搬送方向９１の下流側の領域Ｅでは、現像剤８３はカウンターチャージを持っていない。また、領域Ｅでは、穂状に立った現像剤８３の高さが穂規制ブレード２０Ａによって適度な高さに規制されているので、静電潜像へのトナーの過剰な供給が抑制される。このため、領域Ｅでは、トナー像は乱されることはなく、むしろ修復される。したがって、トナー像の画質が高くなる。
【００９１】
カウンター現像方式において穂規制ブレード２０Ａを備えていない場合、領域Ｅで穂状に立った現像剤８３の高さが高く、現像剤８３が感光体ドラム３１Ａの周面に接触することもあるので、感光体ドラム３１Ａの周面上のトナー像が乱されやすい。このため、トナー像の画質が低くなる。
【００９２】
したがって、穂規制ブレード２０Ａは、順方向現像方式で用いてもほとんど効果を奏することがなく、カウンター現像方式で用いてこそ、画質を向上させる効果を奏することができる。
【００９３】
次に、図１１及び図１２を参照しながら、カウンター現像方式において穂規制ブレード２０Ａを備えている場合と備えていない場合との差異について説明する。
【００９４】
図１１は、比較例であって穂規制ブレード２０Ａを備えていないカウンター現像方式の現像装置を備えた画像形成装置の現像領域の正面図である。図１２は、穂規制ブレード２０Ａを備えているカウンター現像方式の現像装置１０Ａを備えた画像形成装置１００の現像領域の正面図である。図１１及び図１２において、現像スリーブ１９Ａの周面から感光体ドラム３１Ａの周面へ延びる矢印は、電気力線を示している。
【００９５】
図１１に示すように、現像装置が穂規制ブレード２０Ａを備えていない場合、現像剤の搬送方向９２において最近接位置８２より上流側では、穂状に立った現像剤８３は高さを規制されていないので、最近接位置８２での感光体ドラム３１Ａの周面と現像スリーブ１９Ａとの間隔より、穂状に立った現像剤８３の高さの方が高くなるのが一般的である。このため、現像剤の搬送方向９２において最近接位置８２より上流側では、穂状に立った現像剤８３の先端が感光体ドラム３１Ａの周面に衝突し、キャリアに付着していたトナーが感光体ドラム３１Ａの周面の近傍の領域Ｇに浮遊する。
【００９６】
感光体ドラム３１Ａの周面に衝突した現像剤８３はさらに搬送されて、最近接位置８２を通過することで高さを規制されて低くなり、さらに搬送方向９２の下流側へ搬送されていく。
【００９７】
上述のように、トナー像の画質は静電潜像の搬送方向９１において最近接位置８２より下流側で決定されやすい。カウンター現像方式では、静電潜像の搬送方向９１において最近接位置８２より下流側は、現像剤の搬送方向９２においては最近接位置８２より上流側に相当し、穂状に立った現像剤８３の先端が感光体ドラム３１Ａの周面に衝突する領域である。
【００９８】
静電潜像８４の後端部８４Ａが非画像部８５と隣接しており、静電潜像８４の搬送方向９１において静電潜像８４の後端部８４Ａでは、現像スリーブ１９Ａの周面から感光体ドラム３１Ａの周面へ向かう電気力線の密度が高くなりやすいので、静電潜像８４の後端部８４Ａに、浮遊しているトナーが集まりやすい。このため、現像装置が穂規制ブレード２０Ａを備えていない場合、静電潜像８４の搬送方向９１において静電潜像８４の後端部８４Ａが過剰に濃くなる、所謂掃き寄せと呼ばれる現象が起こりやすい。
【００９９】
図１３（Ａ）は、穂規制ブレード２０Ａを備えていないカウンター現像方式の比較例の現像装置を備えた画像形成装置で形成された、複数のラインからなる画像を表した図である。画像の後端部においてラインが過剰に濃くなり、隣のラインと接触するほどにライン幅が広くなっている。
【０１００】
図１２に示すように、穂規制ブレード２０Ａを備えているカウンター現像方式の現像装置を備えた画像形成装置１００では、現像剤の搬送方向９２において最近接位置８２より上流側で、穂状に立った現像剤８３の高さが規制され、最近接位置８２での感光体ドラム３１Ａの周面と現像スリーブ１９Ａの周面との間隔より、若干高い程度に抑えられる。このため、現像剤の搬送方向９２において最近接位置８２より上流側で、穂状に立った現像剤８３が感光体ドラム３１Ａの周面に衝突することがほとんどなく、トナーの浮遊もほとんど起こらない。
【０１０１】
このため、穂規制ブレード２０Ａを備えているカウンター現像方式の現像装置１０Ａを備えた画像形成装置１００では、現像剤の搬送方向９２において最近接位置８２より上流側、即ち、静電潜像の搬送方向９２において最近接位置８２より下流側で、静電潜像８４の後端部８４Ａが過剰に濃くなる現象が抑制される。
【０１０２】
図１３（Ｂ）は、穂規制ブレード２０Ａを備えているカウンター現像方式の現像装置１０Ａを備えた画像形成装置で形成された、複数のラインからなる画像を表した図である。画像の後端部において、ラインの濃度が高くならず、ライン幅が太くならず、ライン間隔が狭くもなっていない。また、特に白抜けが生じている箇所も見当たらない。
【０１０３】
したがって、カウンター現像方式の現像装置を備えた画像形成装置において、最近接位置８２より現像剤の搬送方向９２の上流側で主極による磁界下で穂状に立った現像剤８３の高さを穂規制ブレード２０Ａで規制することで、高濃度領域の前に現像されるハーフトーン領域の白抜けを抑えられるとともに、画像の後端部が過剰に濃くなる現象を抑制することができる。
【０１０４】
最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】白抜けの一例を示す図である。
【図２】静電潜像担持体に対向する現像剤担持体を備えた従来の現像装置の一部を示す図である。
【図３】この発明の実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置の概略の正面断面図である。
【図４】現像装置の正面断面図である。
【図５】現像装置に備えられた穂規制ブレードの位置を示す図である。
【図６】（Ａ）は、穂規制ブレードを備えた本発明の現像装置の現像スリーブの周面に立った穂状の現像剤を、現像スリーブの半径方向から撮影した写真である。（Ｂ）は、穂規制ブレードを備えた本発明の現像装置の現像スリーブの周面に立った穂状の現像剤を、現像スリーブの回転軸方向から撮影した写真である。（Ｃ）及び（Ｄ）は比較例であって、（Ｃ）は、穂規制ブレードを備えていない現像装置の現像スリーブの周面に立った穂状の現像剤を、現像スリーブの半径方向から撮影した写真である。（Ｄ）は、穂規制ブレードを備えていない現像装置の現像スリーブの周面に立った穂状の現像剤を、現像スリーブの回転軸方向から撮影した写真である。
【図７】角度Ａを変えたときのＡ／（Ｂ＋Ｃ）の値と穂状に立った現像剤の平均高さとの関係を示す図である。
【図８】現像スリーブの周面の線速度を感光体ドラムの周面の線速度で除算して得られる周速比と、現像剤の搬送状態との関係を示す図である。
【図９】比較例である順方向現像方式の現像装置を備えた画像形成装置の現像領域の正面図である。
【図１０】カウンター現像方式の現像装置を備えた画像形成装置の現像領域の正面図である。
【図１１】比較例であって穂規制ブレードを備えていないカウンター現像方式の現像装置を備えた画像形成装置の現像領域の正面図である。
【図１２】穂規制ブレードを備えているカウンター現像方式の現像装置を備えた画像形成装置の現像領域の正面図である。
【図１３】（Ａ）は、穂規制ブレードを備えていないカウンター現像方式の比較例の現像装置を備えた画像形成装置で形成された、複数のラインからなる画像を表した図であり、（Ｂ）は、穂規制ブレードを備えているカウンター現像方式の現像装置を備えた画像形成装置で形成された、複数のラインからなる画像を表した図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１０Ａ〜１０Ｄ 現像装置
１１Ａ 現像ローラ
１２Ａ 層厚規制ブレード（層厚規制部材）
１８Ａ マグネットローラ（磁界発生部材）
１９Ａ 現像スリーブ（現像剤担持体）
２０Ａ 穂規制ブレード（穂規制部材）
３１Ａ〜３１Ｄ 感光体ドラム（静電潜像担持体）
８２ 最近接位置
８３ 現像剤
８４ 静電潜像
８４Ａ 静電潜像の後端部
８５ 非画像部
９１ 静電潜像の搬送方向（第１方向）
９２ 現像剤の搬送方向（第２方向）
９３ 基準線
９４ 第１線
９５ 第２線
９６ 第３線
１００ 画像形成装置
【技術分野】
【０００１】
この発明は、現像剤としてトナー及びキャリアからなる２成分現像剤を用いる電子写真方式の画像形成装置に搭載される現像装置及び画像形成装置に関し、特に、現像剤担持体による現像領域における現像剤の搬送方向と静電潜像担持体による現像領域における静電潜像の搬送方向とが互いに反対方向であるカウンター現像方式の現像装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、現像剤担持体を有する現像装置、及び静電潜像担持体を備え、静電潜像担持体と現像剤担持体とが対向する現像領域において、静電潜像担持体の周面に担持された静電潜像に、現像剤担持体からトナーを供給することで、静電潜像を可視化する。
【０００３】
このような画像形成装置に搭載される現像装置の中には、現像剤担持体による現像領域における現像剤の搬送方向が、静電潜像担持体による現像領域における静電潜像の搬送方向と同じ方向である順方向現像方式を採用したもの（例えば、特許文献１参照。）と、現像剤担持体による現像領域における現像剤の搬送方向が、静電潜像担持体による現像領域における静電潜像の搬送方向と反対方向であるカウンター現像方式を採用したものとがある。
【０００４】
順方向現像方式には、ハーフトーン領域を現像した後に連続して高濃度領域を現像する場合、ハーフトーン領域に、現像されずに白く抜けたような状態になる白抜けが生じやすいという短所がある。図１は、白抜け２０１の一例を示す。図２は、静電潜像担持体２０２に対向する現像剤担持体２０３を備えた従来の現像装置の一部を示す。白抜け２０１は、図２に示すように、ハーフトーン領域２０４のうち高濃度領域２０５との境界領域２０６の電気力線２０７が高濃度領域２０５側へ寄り、境界領域２０６での電界が弱まることが原因で生じると考えられる。順方向現像方式では、高濃度領域２０５の通過後には、穂状に立った現像剤中のトナー量が低下しており、かつ、穂の先端にカウンターチャージと呼ばれる電荷が現れているため、現像剤の現像能力が落ちている。このため、電界が弱まった境界領域２０６ではいっそう静電潜像が現像されにくくなり、白抜けが生じやすい。
【０００５】
一方、カウンター現像方式の場合、静電潜像の搬送方向において静電潜像担持体２０２の下流域に、現像領域を通っていない新しい穂状に立った現像剤が当たるため、現像剤中のトナー量が多く、穂の先端にカウンターチャージが現れていない。したがって、境界領域２０６での現像剤の現像能力が高くなり、高濃度領域２０５の前に現像されるハーフトーン領域２０４に白抜け２０１が生じにくいという長所がある。
【特許文献１】特開平５−２８９５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、カウンター現像方式の従来の現像装置では、画像の後端部（静電潜像の搬送方向において静電潜像の上流側端部）が過剰に濃くなる、所謂掃き寄せと呼ばれる現象が起こりやすい。
【０００７】
この理由は次の通りである。現像剤担持体の回転方向において静電潜像担持体と現像剤担持体との最近接位置より上流側では、穂状に立った現像剤は未だ最近接位置を通過していないので、穂の高さが高い。このため、静電潜像担持体の周面に現像剤が衝突し、トナーが浮遊する。画像の後端部が非画像部と隣接しており、画像の後端部では現像剤担持体の周面から静電潜像担持体の周面へ向かう電気力線の密度が高くなりやすいので、画像の後端部に、浮遊したトナーが集まりやすい。さらに、現像剤の搬送方向において最近接位置より上流側は、静電潜像の搬送方向では最近接位置より下流側に相当し、画質は静電潜像の搬送方向において最近接位置より下流側で決定されやすい。カウンター現像方式の従来の画像形成装置では、画質が決定されやすい領域で、画像の後端部に、浮遊したトナーが集まりやすい。
【０００８】
この発明の目的は、高濃度領域の前に現像されるハーフトーン領域の白抜けを抑えられるとともに、画像の後端部が過剰に濃くなる現象を抑制できる現像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の現像装置は、現像領域において静電潜像を所定の第１方向へ搬送する方向に回転する静電潜像担持体に担持された静電潜像を現像する現像装置であって、現像剤担持体、磁界発生部材、層厚規制部材、及び穂規制部材を備える。現像剤担持体は、周面に現像剤を担持しながら回転することで静電潜像担持体と対向する現像領域へ現像剤を搬送する現像剤担持体であって現像領域において第１方向の反対方向である第２方向へ現像剤を搬送する方向に回転する。磁界発生部材は、現像剤担持体の内部に固定的に配置され、現像領域の近傍に配置された主極を含む複数の磁極を有する。層厚規制部材は、第２方向における現像領域の上流側において周面に担持された現像剤の層厚を規制する。穂規制部材は、第２方向において静電潜像担持体と現像剤担持体との最近接位置より上流側であって層厚規制部材より下流側の所定位置に配置され、周面上に主極による磁界下で穂状に立った現像剤の高さを規制する。
【００１０】
この構成では、現像剤担持体による現像領域における現像剤の搬送方向と静電潜像担持体による現像領域における静電潜像の搬送方向とが互いに反対方向であるカウンター現像方式を採用しており、カウンター現像方式では単位面積当たりの静電潜像がより多くのトナーとの接触機会を有するので、現像効率が高く、高濃度領域の前に現像されるハーフトーン領域に白抜けが生じにくい。また、第２方向において最近接位置より上流側で、主極による磁界下で穂状に立つ現像剤の高さが所定高さに均一に規制されるので、穂の先端から静電潜像担持体の周面までの距離が大きくなり、静電潜像担持体の周面へのトナーの飛翔量が抑制される。このため、画像の後端部が過剰に濃くなる現象が抑制される。
【００１１】
上述の構成において、穂規制部材は、樹脂製であってもよい。穂規制部材が僅かでも弾性を有すれば、穂規制部材を先端が現像剤担持体の周面に接触した状態で配置しても穂規制部材の先端と現像剤担持体の周面との間を現像剤がすり抜けられる。このため、穂規制部材を現像剤担持体の周面に接触させた状態で配置することができる。したがって、穂規制部材の位置を安定させることができる。
【００１２】
また、磁界発生部材の主極は、第２方向において最近接位置より上流側にあってもよい。主極が第２方向において最近接位置より上流側にあると、穂規制部材を最近接位置から離すことができるので、穂規制部材の配置の余裕度が大きくなる。
【００１３】
さらに、現像剤担持体の周面は、サンドブラスト処理されていてもよい。現像剤担持体の周面がサンドブラスト処理されることで、周面上に穂が満遍なく高密度に形成される。これによって、高画質な画像が形成される。また、周面が平滑である場合に比べて、現像剤担持体の周面で搬送される単位面積当たりの現像剤の量が少なくなるので、穂規制部材が穂状に立った現像剤の高さを規制する能力の低下が抑制される。
【００１４】
また、現像剤担持体には、直流成分と交流成分とを重畳した現像バイアス電圧が印加される構成であってもよい。直流成分に交流成分が重畳されていることで、静電潜像にトナーが満遍なくかつ十分に供給されやすくなる。このため、高濃度領域の前に現像されるハーフトーン領域の白抜けが抑えられるとともに、画像の後端部が過剰に濃くなる現象がより抑制される。
【００１５】
さらに、穂規制部材の現像剤担持体の周面に対向する先端は、現像剤担持体の周面における、現像剤担持体の半径方向の磁界発生部材の主極による磁界の強さが最大値となる現像剤担持体の周方向の位置より第２方向の上流側において磁界の強さが最大値の半分となる周方向の位置と、最近接位置との間の領域内に配置される構成であってもよい。この構成では、主極による磁界によって穂状に立った現像剤の高さが、穂規制部材の先端によって所定高さに均一に規制される。このため、画像の後端部が過剰に濃くなる現象が抑制される。
【００１６】
また、現像剤担持体の周面の線速度を静電潜像担持体の周面の線速度で除算して得られる周速比は、１．３以上１．８以下であることが好ましい。周速比が１．８を超える状態で画像形成装置を所定の長時間連続稼働すると、層厚規制部材等によるストレスで現像剤が凝集して搬送不良を起こす。また、周速比が１．３未満では、現像剤担持体の周面に穂状に立った現像剤の高さのムラが十分に抑えられず、現像剤の高さのムラが画質に影響しやすい。周速比が１．３以上１．８以下のとき、搬送状態が良好となるとともに、穂状に立った現像剤の高さのムラが生じにくく、画質の低下が抑えられる。
【００１７】
この発明の画像形成装置は、現像領域において静電潜像を所定の第１方向へ搬送する方向に回転する静電潜像担持体と、上述のいずれかの現像装置と、を備える。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、カウンター現像方式を採用し、最近接位置より第２方向の上流側において主極による磁界下で穂状に立った現像剤の高さを規制することで、高濃度領域の前に現像されるハーフトーン領域の白抜けを抑えられるとともに、画像の後端部が過剰に濃くなる現象を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、この発明を実施するための最良の形態について、図面に基づいて説明する。図３は、この発明の実施形態に係る現像装置を搭載した画像形成装置１００の概略の正面断面図である。
【００２０】
画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の現像剤を用いて画像を形成するタンデム方式のカラー画像形成装置である。画像形成装置１００では、現像剤として、トナー及びキャリアからなる２成分現像剤が用いられる。画像形成装置１００は、スキャナ等の原稿読取装置によって読み取られた画像データ、又は、図示しないネットワークを介して通信自在に接続されたＰＣ（Personal Computer）等の端末装置から送信される画像データに基づいて、記録媒体である用紙に、カラー画像又はモノクロ画像を形成する。
【００２１】
画像形成装置１００は、給紙トレイ１１０、中間転写ユニット１２０、画像形成ユニット１３０、二次転写ローラ１４０、及び、定着装置１５０を備えている。
【００２２】
給紙トレイ１１０は、画像を形成すべき多数の用紙を収容する。
【００２３】
中間転写ユニット１２０は、中間転写ベルト１２１、駆動ローラ１２２、及び、従動ローラ１２３を備えている。中間転写ベルト１２１は、無端ベルトであって、駆動ローラ１２２と従動ローラ１２３とに張架されており、図３において時計方向に回転する。
【００２４】
画像形成ユニット１３０は、感光体ドラム３１Ａ〜３１Ｄ、帯電装置３２Ａ〜３２Ｄ、露光ユニット３３Ａ〜３３Ｄ、現像装置１０Ａ〜１０Ｄ、一次転写ローラ３５Ａ〜３５Ｄ、及びクリーニングユニット３６Ａ〜３６Ｄを備えている。感光体ドラム３１Ａ〜３１Ｄは、この発明の静電潜像担持体に相当する。現像装置１０Ａ〜１０Ｄは、現像ローラ１１Ａ〜１１Ｄを有している。
【００２５】
画像形成ユニット１３０は、ブラック、並びに、カラー画像を色分解して得られる減法混色の３原色であるシアン、マゼンタ、及びイエローの４色の各色相に対応した画像データを用いて画像を形成する４個の画像形成部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄから構成されている。
【００２６】
ブラック用の画像形成部３０Ａ、シアン用の画像形成部３０Ｂ、マゼンタ用の画像形成部３０Ｃ、及びイエロー用の画像形成部３０Ｄは、中間転写ベルト１２１に沿ってこの順に、一列に並設されている。
【００２７】
以下では、主としてブラック用の画像形成部３０Ａについて説明する。他の色相用の画像形成部３０Ｂ〜３０Ｄは、画像形成部３０Ａと同様に構成されている。
【００２８】
画像形成部３０Ａは、図３において反時計方向に回転する感光体ドラム３１Ａを備えている。感光体ドラム３１Ａの周囲には、感光体ドラム３１Ａの回転方向に沿って、帯電装置３２Ａ、露光ユニット３３Ａ、現像装置１０Ａ、一次転写ローラ３５Ａ、及びクリーニングユニット３６Ａが、この順に配置されている。一次転写ローラ３５Ａは、中間転写ベルト１２１を挟んで感光体ドラム３１Ａに対向する位置に配置されている。
【００２９】
帯電装置３２Ａは、感光体ドラム３１Ａの周面を、所定の電位に均一に帯電させる。この実施形態では、接触型のローラ方式の帯電装置が用いられているが、チャージャ方式やブラシ方式の帯電装置を用いてもよい。
【００３０】
露光ユニット３３Ａは、図示しない半導体レーザ、ポリゴンミラー、第１ｆθレンズ、及び第２ｆθレンズを備えている。露光ユニット３３Ａは、ブラックの色相の画像データによって変調されたレーザビームを感光体ドラム３１Ａに照射する。これによって、感光体ドラム３１Ａの周面のうちレーザビームが照射された部分は、感光層における光導電作用によって電位を失い、ブラックの色相の画像データに対応した静電潜像となる。感光体ドラム３１B〜３１Ｄのそれぞれには、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによる静電潜像が形成される。露光ユニット３３Ａとして、レーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）、又は、ＥＬやＬＥＤ等の発光素子をアレイ状に並べた書込み装置を用いることができる。
【００３１】
現像装置１０Ａは、ブラックのトナーを収容しており、現像ローラ１１Ａを有している。現像ローラ１１Ａは、感光体ドラム３１Ａの周面と現像ローラ１１Ａの周面とが対向している領域であってトナーが感光体ドラム３１Ａの周面へ移動し得る現像領域へ、現像剤を搬送する。現像装置１０Ａは、感光体ドラム３１Ａの周面に形成された静電潜像にトナーを供給することで、静電潜像をトナー像に可視像化する。
【００３２】
現像装置１０Ｂ〜１０Ｄのそれぞれは、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相のトナーを収容しており、感光体ドラム３１Ｂ〜３１Ｄのそれぞれに形成された各色相の静電潜像をシアン、マゼンタ及びイエローの各色相のトナー像に可視像化する。
【００３３】
この実施形態では、トナーは、感光体ドラム３１Ａの表面電位と同極性に帯電している。感光体ドラム３１Ａの表面電位の極性及びトナーの帯電極性は、ともにマイナスである。
【００３４】
一次転写ローラ３５Ａには、感光体ドラム３１Ａの周面に担持されたトナー像を中間転写ベルト１２１に転写するために、トナーの帯電極性と逆極性（この実施形態では、プラス）の一次転写バイアス電圧が印加される。これによって、感光体ドラム３１Ａに形成されたブラックの色相のトナー像は、中間転写ベルト１２１上で他の色相のトナー像と重なるように、中間転写ベルト１２１に転写される。各画像形成部３０Ａ〜３０Ｄで、各色相のトナー像が中間転写ベルト１２１に重ねて転写されることで、中間転写ベルト１２１にフルカラーのトナー像が形成される。
【００３５】
但し、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色相の一部のみの画像データが入力された場合は、４個の感光体ドラム３０Ａ〜３０Ｄのうち、入力された画像データの色相に対応する一部のみにおいて静電潜像及びトナー像の形成が行われる。例えば、モノクロ印刷モード時には、ブラックの色相に対応した感光体ドラム３１Ａのみにおいて静電潜像の形成及びトナー像の形成が行われ、中間転写ベルト１２１にはブラックのトナー像のみが転写される。
【００３６】
クリーニングユニット３６Ａは、現像及び一次転写後において感光体ドラム３１Ａの周面に残留したトナーを回収する。
【００３７】
二次転写ローラ１４０は、中間転写ベルト１２１を挟んで従動ローラ１２３に対向するように配置されている。給紙トレイ１１０から給紙された用紙は、二次転写ローラ１４０と中間転写ベルト１２１との間を経由するように搬送される。二次転写ローラ１４０には、トナーの帯電極性とは逆極性（この実施形態では、プラス）の二次転写バイアス電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト１２１上に形成されたフルカラーのトナー像は、中間転写ベルト１２１と二次転写ベルト１４０との間を通過する用紙に転写される。
【００３８】
定着装置１５０は、加熱ローラ１５１及び加圧ローラ１５２を有している。トナー像が転写された用紙は、定着装置１５０へ導かれ、加熱ローラ１５１と加圧ローラ１５２との間を通過して加熱及び加圧される。これによって、トナー像が、用紙の表面に堅牢に定着する。トナー像が定着した用紙は、図示しない排紙トレイ上へ排出される。
【００３９】
図４は、現像装置１０Ａの正面断面図である。現像装置１０Ｂ〜１０Ｄは、現像装置１０Ａと同様に構成されている。
【００４０】
現像装置１０Ａは、現像ローラ１１Ａの他に、層厚規制ブレード１２Ａ、２個の撹拌搬送スクリュ１３Ａ，１４Ａ、現像槽１５Ａ、及び穂規制ブレード２０Ａを有している。層厚規制ブレード１２Ａは、この発明の層厚規制部材に相当する。穂規制ブレード２０Ａは、この発明の穂規制部材に相当する。
【００４１】
現像槽１５Ａ内に、現像剤としてトナー及びキャリアからなる２成分現像剤が収容されている。撹拌搬送スクリュ１３Ａ，１４Ａは、現像槽１５Ａ内に配置されている。撹拌搬送スクリュ１３Ａと撹拌搬送スクリュ１４Ａとの間には、隔壁１６Ａが配置されている。隔壁１６Ａは、撹拌搬送スクリュ１３Ａ，１４Ａの回転軸方向における両端部を除いて、撹拌搬送スクリュ１３Ａ近傍の領域と、撹拌搬送スクリュ１４Ａ近傍の領域と、を仕切っている。
【００４２】
現像槽１５Ａ内に収容された現像剤中のトナーは、撹拌搬送スクリュ１３Ａ，１４Ａの撹拌動作によってキャリアと共に撹拌されることで、摩擦帯電される。
【００４３】
現像槽１５Ａは、感光体ドラム３１Ａと対向する部分に、開口部１７Ａを有している。現像ローラ１１Ａは、現像槽１５Ａの開口部１７Ａから一部を露出させた状態であって、感光体ドラム３１Ａの周面との間に所定間隔の現像ギャップが設けられるように、現像槽１５Ａ内に配置されている。現像ギャップは、例えば０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の範囲内の任意の間隔に設定されるが、一般的になるべく小さい方が好ましく、０．３ｍｍ〜０．５ｍｍに設定されることが好ましい。
【００４４】
現像ローラ１１Ａは、マグネットローラ１８Ａ及び非磁性の現像スリーブ１９Ａを有している。マグネットローラ１８Ａは、この発明の磁界発生部材に相当する。現像スリーブ１９Ａは、この発明の現像剤担持体に相当する。マグネットローラ１８Ａは、現像領域の近傍に配置された主極を含む複数の磁極を有している。複数の磁極は、マグネットローラ１８Ａの周方向に沿って配置されている。マグネットローラ１８Ａは、現像槽１５Ａに固定配置されている。現像スリーブ１９Ａは、略円筒形のアルミニウム合金又は黄銅等で形成され、マグネットローラ１８Ａに対して所定方向に回転自在に外嵌している。現像スリーブ１９Ａは、図示しない駆動源によって、現像領域において現像剤を所定の搬送方向９２へ搬送する方向に回転する。搬送方向９２は、この発明の第２方向に相当する。
【００４５】
また、感光体ドラム３１Ａは、現像領域において静電潜像を所定の搬送方向９１へ搬送する方向に回転する。搬送方向９１は、この発明の第１方向に相当する。画像形成装置１００は、現像スリーブ１９Ａによる現像領域における現像剤の搬送方向９２と、感光体ドラム３１Ａによる現像領域における静電潜像の搬送方向９１とが、互いに反対方向であるカウンター現像方式を採用している。
【００４６】
現像剤に含まれるキャリアは、磁性体で構成されている。トナーは、摩擦帯電によるクーロン力によってキャリアの表面に付着している。現像剤は、マグネットローラ１８Ａの磁極による磁界によって現像スリーブ１９Ａの周面に吸着して磁気ブラシを形成する。現像剤は、現像スリーブ１９Ａが回転することで、現像領域へ搬送される。
【００４７】
層厚規制ブレード１２Ａは、現像槽１５Ａのうち現像剤の搬送方向９２における開口部１７Ａの上流側の所定位置に、先端部が現像スリーブ１９Ａの周面に対向するように取り付けられている。層厚規制ブレード１２Ａは、現像スリーブ１９Ａの周面に付着した現像剤の層厚を規制する。
【００４８】
穂規制ブレード２０Ａは、現像剤の搬送方向９２において、感光体ドラム３１Ａの周面と現像スリーブ１９Ａの周面との最近接位置より上流側であって、層厚規制ブレード１２Ａより下流側の所定位置で、先端が現像スリーブ１９Ａの周面に対向するように、現像槽１５Ａに支持されている。穂規制ブレード２０Ａは、マグネットローラ１８Ａの主極による磁界下で現像スリーブ１９Ａの周面上に穂状に立った現像剤の高さを規制する。穂状に立った現像剤の高さは、穂規制ブレード２０Ａによって規制される前は、例えば１．２ｍｍ程度であり、穂規制ブレード２０Ａによって規制された後は、例えば０．６ｍｍに揃えられる。穂規制ブレード２０Ａの詳細については後述する。
【００４９】
画像形成装置１００は、現像バイアス電圧印加部１６１をさらに備えている。現像バイアス電圧印加部１６１は、現像スリーブ１９Ａと感光体ドラム３１Ａとの間の電位差が連続的かつ周期的に変化するように、現像スリーブ１９Ａに現像バイアス電圧を印加する。
【００５０】
現像バイアス電圧は、直流成分と交流成分とが重畳した電圧であって、現像側電位と逆現像側電位とが交互に切り替わる振動バイアス電圧である。現像側電位は、帯電したトナーに対して現像ローラ１１Ａから感光体ドラム３１Ａへ向かう方向の力を及ぼす。逆現像側電位は、帯電したトナーに対して感光体ドラム３１Ａから現像ローラ１１Ａへ向かう方向の力を及ぼす。現像バイアス電圧によって、現像領域中に供給されたトナーは、現像スリーブ１９Ａと感光体ドラム３１Ａとの間を飛翔する。例えば、現像バイアス電圧印加部１６１は現像スリーブ１９Ａに、周波数９ｋＨｚで振幅０．８ｋＶの矩形波である振動バイアス電圧を印加している。
【００５１】
現像装置１０Ａは、現像領域へ単位時間当たりに所定量の現像剤を供給する。現像領域へ供給された現像剤に含まれるトナーは、感光体ドラム３１Ａの周面に担持された静電潜像へ、静電気力によって吸引される。これによって、静電潜像は現像されてトナー像となる。
【００５２】
現像装置１０Ａは、現像領域へ供給された現像剤のうち、キャリア、及び現像に用いられなかったトナーを、現像スリーブ１９Ａの回転によって、再び現像槽１５Ａ内に戻す。
【００５３】
次に、穂規制ブレード２０Ａの詳細について説明する。穂規制ブレード２０Ａは、ウレタン又はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の弾性を有する非磁性樹脂で形成されている。
【００５４】
穂規制ブレード２０Ａが非磁性部材で形成されているので、磁性部材で形成されている場合とは異なり、穂規制ブレード２０Ａが現像領域の磁界を乱すことが抑制される。
【００５５】
また、穂規制ブレード２０Ａが弾性を有する樹脂で形成されているので、穂規制ブレード２０Ａを先端が現像スリーブ１９Ａの周面に当接した状態に配置することができる。このため、穂規制ブレード２０Ａの取り付けが容易であるとともに、位置が安定する。穂規制ブレード２０Ａが弾性を有するので、現像剤が搬送されてくる穂規制ブレード２０Ａが撓んで現像スリーブ１９Ａの周面から浮き上がり、現像剤は現像スリーブ１９Ａの周面と穂規制ブレード２０Ａとの間をすり抜けるようにして搬送される。
【００５６】
なお、穂規制ブレード２０Ａは、金属製であってもよいが、金属等の硬い素材で形成された場合は、現像スリーブ１９Ａの周面及び感光体ドラム３１Ａの周面の両周面の近傍で、両周面に当接しないように穂規制ブレード２０Ａをしっかりと固定する必要がある。金属製の穂規制ブレード２０Ａが現像スリーブ１９Ａの周面に当接した場合は現像剤が現像領域へ搬送されなくなるからであり、感光体ドラム３１Ａの周面に当接した場合は静電潜像が乱される虞があるからである。この実施形態では、穂規制ブレード２０Ａは、厚さ０．１ｍｍのＰＥＴフィルムで形成され、先端が現像スリーブ１９Ａの周面に当接されている。
【００５７】
図５は、現像装置１０Ａに備えられた穂規制ブレード２０Ａの位置を示す。現像スリーブ１９Ａの周面に穂状に立った現像剤の高さは、穂規制ブレード２０Ａの先端の位置によって調整することができる。
【００５８】
ここで、図５に示す基準線９３は、現像スリーブ１９Ａの回転中心Ｑ１と感光体ドラム３１Ａの回転中心Ｑ２とを結ぶ線である。第１線９４は、回転中心Ｑ１と穂規制ブレード２０Ａの先端とを結ぶ線である。基準線９３に対して第１線９４がなす現像スリーブ１９Ａの周面１９１Ａの周方向における角度をＡとする。
【００５９】
第２線９５は、回転中心Ｑ１と、周面１９１Ａにおける現像スリーブ１９Ａの半径方向の主極による磁界の強さ８１が最大値となる周面１９１Ａの周方向の位置とを結ぶ線である。基準線９３に対して第２線９５がなす周面１９１Ａの周方向における角度をＢとする。
【００６０】
第３線９６は、回転中心Ｑ１と、第２線９５より現像剤の搬送方向９２の上流側であって周面１９１Ａにおける現像スリーブ１９Ａの半径方向の主極による磁界の強さ８１が最大値の半分になる周面１９１Ａの周方向の位置とを結ぶ線である。第２線９５に対して第３線９６がなす周面１９１Ａの周方向における角度をＣとする。このとき、次の式が成立する。
【００６１】
Ａ≦Ｂ＋Ｃ
要するに、穂規制ブレード２０Ａの先端は、周面１９１Ａの周方向において、周面１９１Ａにおける現像スリーブ１９Ａの半径方向の主極による磁界の強さ８１が最大値となる周面１９１Ａの周方向の位置より現像剤の搬送方向９２の上流側において、主極による磁界の強さ８１が最大値の半分となる周面１９１Ａの周方向の位置と、感光体ドラム３１Ａと現像スリーブ１９Ａとの最近接位置８２との間の領域内に配置されている。
【００６２】
現像剤が穂状に立つのは、現像剤の搬送方向９２において第３線９６より下流側の位置がほとんどである。このため、Ａ＞Ｂ＋Ｃが成立する領域では、現像剤が穂状に立っていないので、Ａ＞Ｂ＋Ｃが成立する領域に穂規制ブレード２０Ａの先端が配置されていても、穂状に立った現像剤の高さはほとんど変わらない。
【００６３】
Ａ≦Ｂ＋Ｃが成立する領域に穂規制ブレード２０Ａの先端を配置することで、穂状に立った現像剤の高さが、所定の高さに調整される。
【００６４】
図６（Ａ）は、穂規制ブレード２０Ａを備えた現像装置１０Ａの現像スリーブ１９Ａの周面１９１Ａに立った穂状の現像剤を、現像スリーブ１９Ａの半径方向から撮影した写真である。図６（Ｂ）は、穂規制ブレード２０Ａを備えた現像装置１０Ａの現像スリーブ１９Ａの周面１９１Ａに立った穂状の現像剤を、現像スリーブ１９Ａの回転軸方向から撮影した写真である。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）では、角度Ａ＝７度、角度Ｂ＝０度に設定されている。
【００６５】
図６（Ｃ）及び図６（Ｄ）は比較例であって、図６（Ｃ）は、穂規制ブレードを備えていない現像装置の現像スリーブの周面に立った穂状の現像剤を、現像スリーブの半径方向から撮影した写真である。図６（Ｄ）は、穂規制ブレードを備えていない現像装置の現像スリーブの周面に立った穂状の現像剤を、現像スリーブの回転軸方向から撮影した写真である。
【００６６】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、現像剤の搬送方向９２において穂規制ブレード２０Ａの先端より下流側の所定位置で撮影した写真であり、図６（Ｃ）及び図６（Ｄ）は、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）の撮影位置と同等の位置を撮影した写真である。
【００６７】
この実施形態では、フェライトコアから形成された平均粒径が４０μｍのキャリアを用いている。また、マグネットローラ１８Ａとして、直径が１８ｍｍで、現像スリーブ１９Ａの半径方向における主極による磁界の最大値が１１００ｍＴのものを用い、角度Ｃが１４度となるように設定されている。
【００６８】
図６（Ａ）と図６（Ｃ）とを比較観察すると、図６（Ｃ）より図６（Ａ）の方が、穂状に立った現像剤の密度が高いことが分かる。このことから、穂状に立った現像剤の高さを穂規制ブレード２０Ａで規制したことで、穂状に立った現像剤の密度が高くなったことが分かる。また、図６（Ｂ）と図６（Ｄ）とを比較観察すると、図６（Ｄ）より図６（Ｂ）の方が、穂状に立った現像剤の高さが低く、かつ略均一に揃えられていることが分かる。このことから、穂規制ブレード２０Ａを備えることで、穂状に立った現像剤の高さが低く、かつ略均一に揃えられたことが分かる。
【００６９】
図７は、角度Ａを変えたときのＡ／（Ｂ＋Ｃ）の値と穂状に立った現像剤の平均高さとの関係を示している。図７で縦軸に示した穂状に立った現像剤の平均高さは、図６（Ｂ）のように現像スリーブ１９Ａの回転軸方向から撮影した写真から任意に選択した１００個の穂の高さを測定して平均した値である。
【００７０】
図７から、穂規制ブレード２０Ａがなく、穂規制ブレード２０Ａで規制されていない場合の穂状に立った現像剤の高さに比べて、Ａ／（Ｂ＋Ｃ）＝１のときの穂状に立った現像剤の高さは、若干低い程度であることが分かる。また、Ａ／（Ｂ＋Ｃ）＝１．２のときの穂状に立った現像剤の高さは、Ａ／（Ｂ＋Ｃ）＝１のときの穂状に立った現像剤の高さと、略同じであることが分かる。これらのことから、Ａ／（Ｂ＋Ｃ）＞１のとき、穂状に立った現像剤の高さは、穂規制ブレード２０Ａを備えていても、ほとんど変わらないことが分かる。一方、Ａ／（Ｂ＋Ｃ）≦１のとき、即ちＡ≦Ｂ＋Ｃのとき、穂状に立った現像剤の高さが穂規制ブレード２０Ａによって低くされていることが分かる。したがって、上述のように、Ａ≦Ｂ＋Ｃが成立する領域に穂規制ブレード２０Ａの先端を配置することで、穂状に立った現像剤の高さが所定の高さに規制されることが分かる。
【００７１】
現像スリーブ１９Ａの回転中心Ｑ１と感光体ドラム３１Ａの回転中心Ｑ２とを結ぶ基準線９３に対して、回転中心Ｑ１と穂規制ブレード２０Ａの先端とを結ぶ第１線９４がなす現像スリーブ１９Ａの周面１９１Ａの周方向における角度Ａを大きくすることができれば、穂規制ブレード２０Ａを感光体ドラム３１Ａと現像スリーブ１９Ａとの最近接位置８２（図５参照）から離すことができる。これによって、穂規制ブレード２０Ａを配置可能なスペースが大きくなり、穂規制ブレード２０Ａを配置しやすくなる。
【００７２】
角度Ａを大きくする手段として、例えば角度Ｂ＞０とすることが挙げられる。即ち、マグネットローラ１８Ａの主極の位置を、感光体ドラム３１Ａと現像スリーブ１９Ａとの最近接位置８２より、現像剤の搬送方向９２の上流側に配置する。なお、穂規制ブレード２０Ａとして硬質素材を用いた場合は、弾性を有する樹脂素材を用いた場合より穂規制ブレード２０Ａを配置可能なスペースが狭いが、角度Ｂ＞０とすることで穂規制ブレード２０Ａを配置可能なスペースが大きくなるので、角度Ｂ＞０とすることは特に有効である。
【００７３】
次に、現像スリーブ１９Ａの詳細について説明する。上述のように、現像スリーブ１９Ａには、直流成分と交流成分とが重畳した現像バイアス電圧が印加されている。現像バイアス電圧が、交流成分を含まず直流成分のみからなるとすると、穂規制ブレード２０Ａによって規制されて穂状に立った現像剤の高さが低くなった分だけ、感光体ドラム３１Ａと現像剤との接触が少なくなるので、画像濃度が低くなる。さらに、穂状に立った現像剤の高さが低くなって現像スリーブ１９Ａの周面の単位面積当たりの現像剤の搬送量が少ないので、現像バイアス電圧が直流成分のみからなる場合、現像剤の搬送ムラが生じる場合もある。しかし、本発明の画像形成装置１００では、現像スリーブ１９Ａに直流成分と交流成分とが重畳した現像バイアス電圧が印加されているので、静電潜像にトナーが満遍なくかつ十分に供給されやすくなる。したがって、適切な画像濃度が得られるとともに、現像剤の搬送ムラによる画質の低下が抑制される。
【００７４】
現像スリーブ１９Ａの周面は、サンドブラスト処理されている。現像スリーブ１９Ａの周面がサンドブラスト処理されることで、周面上に穂が満遍なく高密度に形成される。これによって、高画質な画像が形成される。また、現像スリーブ１９Ａの周面がサンドブラスト処理されていると周面が平滑である場合に比べて、周面で搬送される単位面積当たりの現像剤の量が少なくなるので、穂規制ブレード２０Ａが穂状の現像剤の高さを規制する能力の低下が、抑制される。
【００７５】
現像スリーブ１９Ａの周面による現像剤の搬送量は、この実施形態では４０ｍｇ／ｃｍ２である。上述のように、穂規制ブレード２０Ａは弾性を有する樹脂素材で形成されており、先端が現像スリーブ１９Ａの周面に当接しているが、現像剤が搬送されてくると穂規制ブレード２０Ａが撓んで先端が現像スリーブ１９Ａの周面から浮き上がる。現像スリーブ１９Ａの周面の単位面積当たりの現像剤の搬送量が６０ｍｇ／ｃｍ２以下であれば、現像スリーブ１９Ａの周面からの穂規制ブレード２０Ａの先端の浮き上がり量が大きくなり過ぎず、穂規制ブレード２０Ａが穂状の現像剤の高さを規制する能力の低下が抑制される。このため、現像スリーブ１９Ａの周面の単位面積当たりの現像剤の搬送量は、６０ｍｇ／ｃｍ２以下であることが望ましく、４０ｍｇ／ｃｍ２以下であることがより望ましい。
【００７６】
図８は、現像スリーブ１９Ａの周面の線速度を感光体ドラム３１Ａの周面の線速度で除算して得られる周速比と、現像剤の搬送状態との関係を示す。図８において、×は不良を示し、○は良好を示し、◎は特に良好を示している。
【００７７】
カウンター現像方式では、現像スリーブ１９Ａによる現像領域における現像剤の搬送方向９２と感光体ドラム３１Ａによる現像領域における静電潜像の搬送方向９１とが互いに同じ方向である順方向現像方式に比べて、現像領域で静電潜像が接触し得る現像剤量が大幅に多い等の理由から、高い画像濃度が得られやすい。このため、現像スリーブ１９Ａの回転数を低くすることで周速比を小さくした場合でも、画像濃度の不足が起きにくい。したがって、現像スリーブ１９Ａの回転数を低くすることで、層厚規制ブレード１２Ａや穂規制ブレード２０Ａが現像剤に与えるストレスが低減され、現像剤の劣化が抑制される。
【００７８】
図８に示すように、実験では、周速比１．９で画像形成装置１００を所定の長時間連続稼働すると、層厚規制ブレード１２Ａ等によるストレスで現像剤が凝集して搬送不良を起こした。これに対して、周速比１．８のときは、搬送状態が良好で、周速比１．７では特に良好であった。
【００７９】
また、周速比が１．０未満では、現像スリーブ１９Ａの周面の方が感光体ドラム３１Ａの周面より線速度が遅くなり、現像スリーブ１９Ａの周面に穂状に立った現像剤の高さにムラが生じやすくなり、現像剤の高さのムラが画質に大きく影響するようになる。したがって、周速比は、１．０以上であることが望ましい。周速比が１．３以上の場合は穂状に立った現像剤の高さにムラが生じにくくなるので、周速比は１．３以上であることが、より望ましい。
【００８０】
これらのことから、周速比は、１．０以上１．８以下であることが望ましく、１．３以上１．８以下であることがより望ましく、１．３以上１．７以下であることがより望ましい。
【００８１】
次に、図９及び図１０を参照しながら、穂規制ブレード２０Ａを順方向現像方式で用いた場合とカウンター現像方式で用いた場合との差異について説明する。
【００８２】
図９は、比較例である順方向現像方式の現像装置を備えた画像形成装置の現像領域の正面図である。図９では、説明の便宜上、画像形成装置１００と同じ部材には同じ符号を用いている。上述のように、順方向現像方式では、現像スリーブ１９Ａによる現像領域における現像剤の搬送方向９７と、感光体ドラム３１Ａによる現像領域における静電潜像の搬送方向９１とが、互いに同じ方向である。
【００８３】
順方向現像方式において、一般的に、現像スリーブ１９Ａの周面の線速度は、感光体ドラム３１Ａの周面の線速度より高いので、感光体ドラム３１Ａ上の静電潜像を現像スリーブ１９Ａ上の穂状の現像剤８３が追い越していく。
【００８４】
現像剤８３が感光体ドラム３１Ａの周面に接触する前の領域Ｅでは、穂状に立った現像剤８３の高さは、穂規制ブレード２０Ａで規制されることで、最近接位置８２での感光体ドラム３１Ａの周面と現像スリーブ１９Ａの周面との間隔より若干大きい程度にされている。このため、領域Ｅでは、現像剤８３は、感光体ドラム３１Ａの周面に接触しないので、感光体ドラム３１Ａの周面の電位の影響を受けにくく、電位の均一性が高い。
【００８５】
現像剤８３が感光体ドラム３１Ａの周面に接触した後の領域Ｆでは、穂状に立った現像剤８３の高さは、最近接位置８２での感光体ドラム３１Ａの周面と現像スリーブ１９Ａの周面との間隔と同等になる。また、領域Ｆでは、現像剤８３の穂の先端は、感光体ドラム３１Ａの周面に接触又は近傍を通過してきているので、現像剤８３の穂の先端の電位は、感光体ドラム３１Ａの周面の電位の影響を受けて乱されている。
【００８６】
例えば、現像剤８３の穂の先端が、感光体ドラム３１Ａの周面のうち静電潜像がない非画像の箇所に接触した場合は、トナーが穂の先端のキャリアから離間して穂の基端側へ後退し、穂の先端がトナーの正規の極性と逆極性のカウンターチャージと呼ばれる電荷を持つようになる。カウンターチャージを持つ現像剤８３が領域Ｆに搬送されると、領域Ｆのトナー像が乱される。
【００８７】
ところで、穂規制ブレード２０Ａを備えていない場合でも、穂状の現像剤８３は先端が感光体ドラム３１Ａの周面に接触しながら最近接位置８２を通過するので、領域Ｆでは現像剤８３はカウンターチャージを持っていることが多い。
【００８８】
トナー像の質は、領域Ｆ、特に最近接位置８２より静電潜像の搬送方向９１の下流側で決定されやすい。しかし、順方向現像方式では、穂規制ブレード２０Ａを備えていても穂規制ブレード２０Ａを備えていない場合と同様に、領域Ｆの現像剤８３はカウンターチャージを持っており、領域Ｆでトナー像が乱されやすい。したがって、順方向現像方式では、穂規制ブレード２０Ａを備えている場合と穂規制ブレード２０Ａを備えていない場合とで、トナー像の質の差が表れにくい。
【００８９】
図１０は、カウンター現像方式の現像装置１０Ａを備えた画像形成装置１００の現像領域の正面図である。上述のように、カウンター現像方式では、現像スリーブ１９Ａによる現像領域における現像剤の搬送方向９２と、感光体ドラム３１Ａによる現像領域における静電潜像の搬送方向９１とが、互いに反対方向である。
【００９０】
カウンター現像方式において穂規制ブレード２０Ａを備えている場合、現像剤８３がカウンターチャージを持っていることが多い領域Ｆは、最近接位置８２より静電潜像の搬送方向９１の上流側に相当し、トナー像の質が決定されやすい最近接位置８２より静電潜像の搬送方向９１の下流側の領域Ｅでは、現像剤８３はカウンターチャージを持っていない。また、領域Ｅでは、穂状に立った現像剤８３の高さが穂規制ブレード２０Ａによって適度な高さに規制されているので、静電潜像へのトナーの過剰な供給が抑制される。このため、領域Ｅでは、トナー像は乱されることはなく、むしろ修復される。したがって、トナー像の画質が高くなる。
【００９１】
カウンター現像方式において穂規制ブレード２０Ａを備えていない場合、領域Ｅで穂状に立った現像剤８３の高さが高く、現像剤８３が感光体ドラム３１Ａの周面に接触することもあるので、感光体ドラム３１Ａの周面上のトナー像が乱されやすい。このため、トナー像の画質が低くなる。
【００９２】
したがって、穂規制ブレード２０Ａは、順方向現像方式で用いてもほとんど効果を奏することがなく、カウンター現像方式で用いてこそ、画質を向上させる効果を奏することができる。
【００９３】
次に、図１１及び図１２を参照しながら、カウンター現像方式において穂規制ブレード２０Ａを備えている場合と備えていない場合との差異について説明する。
【００９４】
図１１は、比較例であって穂規制ブレード２０Ａを備えていないカウンター現像方式の現像装置を備えた画像形成装置の現像領域の正面図である。図１２は、穂規制ブレード２０Ａを備えているカウンター現像方式の現像装置１０Ａを備えた画像形成装置１００の現像領域の正面図である。図１１及び図１２において、現像スリーブ１９Ａの周面から感光体ドラム３１Ａの周面へ延びる矢印は、電気力線を示している。
【００９５】
図１１に示すように、現像装置が穂規制ブレード２０Ａを備えていない場合、現像剤の搬送方向９２において最近接位置８２より上流側では、穂状に立った現像剤８３は高さを規制されていないので、最近接位置８２での感光体ドラム３１Ａの周面と現像スリーブ１９Ａとの間隔より、穂状に立った現像剤８３の高さの方が高くなるのが一般的である。このため、現像剤の搬送方向９２において最近接位置８２より上流側では、穂状に立った現像剤８３の先端が感光体ドラム３１Ａの周面に衝突し、キャリアに付着していたトナーが感光体ドラム３１Ａの周面の近傍の領域Ｇに浮遊する。
【００９６】
感光体ドラム３１Ａの周面に衝突した現像剤８３はさらに搬送されて、最近接位置８２を通過することで高さを規制されて低くなり、さらに搬送方向９２の下流側へ搬送されていく。
【００９７】
上述のように、トナー像の画質は静電潜像の搬送方向９１において最近接位置８２より下流側で決定されやすい。カウンター現像方式では、静電潜像の搬送方向９１において最近接位置８２より下流側は、現像剤の搬送方向９２においては最近接位置８２より上流側に相当し、穂状に立った現像剤８３の先端が感光体ドラム３１Ａの周面に衝突する領域である。
【００９８】
静電潜像８４の後端部８４Ａが非画像部８５と隣接しており、静電潜像８４の搬送方向９１において静電潜像８４の後端部８４Ａでは、現像スリーブ１９Ａの周面から感光体ドラム３１Ａの周面へ向かう電気力線の密度が高くなりやすいので、静電潜像８４の後端部８４Ａに、浮遊しているトナーが集まりやすい。このため、現像装置が穂規制ブレード２０Ａを備えていない場合、静電潜像８４の搬送方向９１において静電潜像８４の後端部８４Ａが過剰に濃くなる、所謂掃き寄せと呼ばれる現象が起こりやすい。
【００９９】
図１３（Ａ）は、穂規制ブレード２０Ａを備えていないカウンター現像方式の比較例の現像装置を備えた画像形成装置で形成された、複数のラインからなる画像を表した図である。画像の後端部においてラインが過剰に濃くなり、隣のラインと接触するほどにライン幅が広くなっている。
【０１００】
図１２に示すように、穂規制ブレード２０Ａを備えているカウンター現像方式の現像装置を備えた画像形成装置１００では、現像剤の搬送方向９２において最近接位置８２より上流側で、穂状に立った現像剤８３の高さが規制され、最近接位置８２での感光体ドラム３１Ａの周面と現像スリーブ１９Ａの周面との間隔より、若干高い程度に抑えられる。このため、現像剤の搬送方向９２において最近接位置８２より上流側で、穂状に立った現像剤８３が感光体ドラム３１Ａの周面に衝突することがほとんどなく、トナーの浮遊もほとんど起こらない。
【０１０１】
このため、穂規制ブレード２０Ａを備えているカウンター現像方式の現像装置１０Ａを備えた画像形成装置１００では、現像剤の搬送方向９２において最近接位置８２より上流側、即ち、静電潜像の搬送方向９２において最近接位置８２より下流側で、静電潜像８４の後端部８４Ａが過剰に濃くなる現象が抑制される。
【０１０２】
図１３（Ｂ）は、穂規制ブレード２０Ａを備えているカウンター現像方式の現像装置１０Ａを備えた画像形成装置で形成された、複数のラインからなる画像を表した図である。画像の後端部において、ラインの濃度が高くならず、ライン幅が太くならず、ライン間隔が狭くもなっていない。また、特に白抜けが生じている箇所も見当たらない。
【０１０３】
したがって、カウンター現像方式の現像装置を備えた画像形成装置において、最近接位置８２より現像剤の搬送方向９２の上流側で主極による磁界下で穂状に立った現像剤８３の高さを穂規制ブレード２０Ａで規制することで、高濃度領域の前に現像されるハーフトーン領域の白抜けを抑えられるとともに、画像の後端部が過剰に濃くなる現象を抑制することができる。
【０１０４】
最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】白抜けの一例を示す図である。
【図２】静電潜像担持体に対向する現像剤担持体を備えた従来の現像装置の一部を示す図である。
【図３】この発明の実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置の概略の正面断面図である。
【図４】現像装置の正面断面図である。
【図５】現像装置に備えられた穂規制ブレードの位置を示す図である。
【図６】（Ａ）は、穂規制ブレードを備えた本発明の現像装置の現像スリーブの周面に立った穂状の現像剤を、現像スリーブの半径方向から撮影した写真である。（Ｂ）は、穂規制ブレードを備えた本発明の現像装置の現像スリーブの周面に立った穂状の現像剤を、現像スリーブの回転軸方向から撮影した写真である。（Ｃ）及び（Ｄ）は比較例であって、（Ｃ）は、穂規制ブレードを備えていない現像装置の現像スリーブの周面に立った穂状の現像剤を、現像スリーブの半径方向から撮影した写真である。（Ｄ）は、穂規制ブレードを備えていない現像装置の現像スリーブの周面に立った穂状の現像剤を、現像スリーブの回転軸方向から撮影した写真である。
【図７】角度Ａを変えたときのＡ／（Ｂ＋Ｃ）の値と穂状に立った現像剤の平均高さとの関係を示す図である。
【図８】現像スリーブの周面の線速度を感光体ドラムの周面の線速度で除算して得られる周速比と、現像剤の搬送状態との関係を示す図である。
【図９】比較例である順方向現像方式の現像装置を備えた画像形成装置の現像領域の正面図である。
【図１０】カウンター現像方式の現像装置を備えた画像形成装置の現像領域の正面図である。
【図１１】比較例であって穂規制ブレードを備えていないカウンター現像方式の現像装置を備えた画像形成装置の現像領域の正面図である。
【図１２】穂規制ブレードを備えているカウンター現像方式の現像装置を備えた画像形成装置の現像領域の正面図である。
【図１３】（Ａ）は、穂規制ブレードを備えていないカウンター現像方式の比較例の現像装置を備えた画像形成装置で形成された、複数のラインからなる画像を表した図であり、（Ｂ）は、穂規制ブレードを備えているカウンター現像方式の現像装置を備えた画像形成装置で形成された、複数のラインからなる画像を表した図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１０Ａ〜１０Ｄ 現像装置
１１Ａ 現像ローラ
１２Ａ 層厚規制ブレード（層厚規制部材）
１８Ａ マグネットローラ（磁界発生部材）
１９Ａ 現像スリーブ（現像剤担持体）
２０Ａ 穂規制ブレード（穂規制部材）
３１Ａ〜３１Ｄ 感光体ドラム（静電潜像担持体）
８２ 最近接位置
８３ 現像剤
８４ 静電潜像
８４Ａ 静電潜像の後端部
８５ 非画像部
９１ 静電潜像の搬送方向（第１方向）
９２ 現像剤の搬送方向（第２方向）
９３ 基準線
９４ 第１線
９５ 第２線
９６ 第３線
１００ 画像形成装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像領域において静電潜像を所定の第１方向へ搬送する方向に回転する静電潜像担持体に担持された静電潜像を現像する現像装置であって、
周面に現像剤を担持しながら回転することで前記静電潜像担持体と対向する前記現像領域へ現像剤を搬送する現像剤担持体であって前記現像領域において前記第１方向の反対方向である第２方向へ現像剤を搬送する方向に回転する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の内部に固定的に配置され、前記現像領域の近傍に配置された主極を含む複数の磁極を有する磁界発生部材と、
前記第２方向における前記現像領域の上流側において前記周面に担持された現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、
前記第２方向において前記静電潜像担持体と前記現像剤担持体との最近接位置より上流側であって前記層厚規制部材より下流側の所定位置に配置され、前記周面上に前記主極による磁界下で穂状に立った現像剤の高さを規制する穂規制部材と、を備える現像装置。
【請求項２】
前記穂規制部材は、樹脂製である請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記磁界発生部材の前記主極は、前記第２方向において前記最近接位置より上流側にある請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤担持体の前記周面は、サンドブラスト処理されている請求項１から３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像剤担持体には、直流成分と交流成分とを重畳した現像バイアス電圧が印加される請求項１から４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
前記穂規制部材の前記現像剤担持体の前記周面に対向する先端は、
前記現像剤担持体の前記周面における、前記現像剤担持体の半径方向の前記磁界発生部材の前記主極による磁界の強さが最大値となる前記現像剤担持体の周方向の位置より前記第２方向の上流側において前記磁界の強さが前記最大値の半分となる前記周方向の位置と、前記最近接位置との間の領域内に配置される請求項１から６のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像剤担持体の前記周面の線速度を前記静電潜像担持体の周面の線速度で除算して得られる周速比は、１．３以上１．８以下である請求項１から６のいずれかに記載の現像装置。
【請求項８】
現像領域において静電潜像を所定の第１方向へ搬送する方向に回転する静電潜像担持体と、
請求項１から７のいずれかに記載の現像装置と、を備える画像形成装置。
【請求項１】
現像領域において静電潜像を所定の第１方向へ搬送する方向に回転する静電潜像担持体に担持された静電潜像を現像する現像装置であって、
周面に現像剤を担持しながら回転することで前記静電潜像担持体と対向する前記現像領域へ現像剤を搬送する現像剤担持体であって前記現像領域において前記第１方向の反対方向である第２方向へ現像剤を搬送する方向に回転する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の内部に固定的に配置され、前記現像領域の近傍に配置された主極を含む複数の磁極を有する磁界発生部材と、
前記第２方向における前記現像領域の上流側において前記周面に担持された現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、
前記第２方向において前記静電潜像担持体と前記現像剤担持体との最近接位置より上流側であって前記層厚規制部材より下流側の所定位置に配置され、前記周面上に前記主極による磁界下で穂状に立った現像剤の高さを規制する穂規制部材と、を備える現像装置。
【請求項２】
前記穂規制部材は、樹脂製である請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記磁界発生部材の前記主極は、前記第２方向において前記最近接位置より上流側にある請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤担持体の前記周面は、サンドブラスト処理されている請求項１から３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像剤担持体には、直流成分と交流成分とを重畳した現像バイアス電圧が印加される請求項１から４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
前記穂規制部材の前記現像剤担持体の前記周面に対向する先端は、
前記現像剤担持体の前記周面における、前記現像剤担持体の半径方向の前記磁界発生部材の前記主極による磁界の強さが最大値となる前記現像剤担持体の周方向の位置より前記第２方向の上流側において前記磁界の強さが前記最大値の半分となる前記周方向の位置と、前記最近接位置との間の領域内に配置される請求項１から６のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像剤担持体の前記周面の線速度を前記静電潜像担持体の周面の線速度で除算して得られる周速比は、１．３以上１．８以下である請求項１から６のいずれかに記載の現像装置。
【請求項８】
現像領域において静電潜像を所定の第１方向へ搬送する方向に回転する静電潜像担持体と、
請求項１から７のいずれかに記載の現像装置と、を備える画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−１６３０１０（Ｐ２００９−１６３０１０Ａ）
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６３７（Ｐ２００８−６３７）
【出願日】平成２０年１月７日（２００８．１．７）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月７日（２００８．１．７）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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