JP2006343638A - 現像装置および該現像装置を含むカートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像剤の層規制部材に沿った流動性を改善することにより、高品質の画像を提供する現像装置および該現像装置を含むカートリッジおよび画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 本発明の現像装置１２は、現像剤担持体３８と現像剤担持体３８に現像剤収容室２８から現像剤３４を供給する現像剤供給部材３６とを備え、静電潜像を現像する。本発明の現像装置１２は、現像剤担持体３８に担持された現像剤３４を薄層化し、現像剤担持体３８と現像剤供給部材３６との当接位置よりも低い位置に配設された層規制部材４２と、現像剤担持体３８と層規制部材４２との当接位置よりも低い位置に最下部４６を形成する現像剤通過部４４が形成された仕切壁４０とを備えていて、高品質の画像を提供する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子写真法による画像形成に使用される現像装置および該現像装置を含むカートリッジおよび画像形成装置に関し、より詳細には、現像剤の層規制部材に沿った流動性を改善することにより、高品質の画像を提供する現像装置および該現像装置を含むカートリッジおよび画像形成装置に関する。

電子写真法は、電子写真複写機、レーザプリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に広く用いられる画像形成方法である。これまで電子写真法の画像形成プロセスとしては、潜像形成、現像、定着などの各要素ごとに種々の方式が提案されており、現像方式についても磁性または非磁性のトナーを使用する一成分現像方式、キャリアを使用する二成分現像方式が提案されている。この中でも一成分非磁性現像方式は、トナーに対してフェライト、マグネタイトといった磁性材料を使用せずにすむ点、キャリアを使用せずにすむ点、および現像ローラなどの現像剤担持体に磁性体を使用せずにすむ点から、フルカラープリンタなどへの適用性、メンテナンス性、製造およびランニングコスト、各種材料の使用後の処理などの点でさらに電子写真法を使用した画像形成の利用性を向上させることができると期待できる。

一成分非磁性現像剤は、概ね、スチレン−アクリル系重合体、スチレン−ブタジエン重合体といった結着剤樹脂と、カーボンブラック、各種色素、顔料などの着色剤と、帯電制御剤などの添加剤とを含むトナーに対してシリカ、アルミナ、酸化チタンなどの流動性向上剤を付着させた構造を有している。上述した一成分非磁性現像剤は、現像装置内に貯蔵されており、静電潜像を現像する場合に、静電潜像の形成された潜像担持体側へと搬送され、現像バイアスが印加された下で現像剤担持体により潜像担持体に形成された静電潜像を現像する。

静電潜像を現像するに先立って、現像剤には、摩擦帯電などにより静電潜像とは逆極性の電荷が付与される。現像剤に対して電荷を付与するためには、多くの場合、摩擦帯電が使用される。現像剤に対して摩擦帯電により電荷を付与する方式として、現像装置に収容された現像剤担持体に当接する層規制部材を使用する方法が知られている。

上述した層規制部材を使用する技術として、例えば、特開２０００−２７５９５７号公報（特許文献１）には、現像剤担持体よりも高い位置に配置された層厚規制ブレードにより現像剤に対して摩擦帯電を与えるとともに現像剤量を規制する技術が開示されている。特許文献１では、現像剤貯蔵部と現像室との間に配置された下側仕切壁に対して端部側に切込みを設けることにより現像器内の特に端部での現像剤の流動性を向上させることで現像器内の仕切壁端部付近に発生した軟凝集やブロッキングした現像剤を、現像剤貯蔵部に戻し、軟凝集やブロッキングに伴う画像劣化を抑制している。

また、特開２００２−９１１４２号公報（特許文献２）では、磁性一成分現像剤を使用し、マグネットを内蔵した現像剤担持体を使用して摩擦帯電および現像剤担持体に対する現像剤の供給を行なう技術が開示されている。特許文献２では、層規制部材は、一端が現像剤担持体よりも高い位置に固定され、他端が現像剤担持体に上側で現像剤担持体に当接することにより、現像剤の層厚を規制する。この場合には、現像剤の層規制は、現像剤担持体の上側で行われるため、層規制により現像剤担持体から取り除かされた現像剤は、下側に向かって移動するので、層規制部材付近での現像剤の集中は発生しない。

さらに、特開２００２−２８７４７８号公報（特許文献３）では、現像剤層規制部材としてローラを使用して現像剤の層厚を規制する技術が開示されているものの、ブレード形状の層規制部材を用いるものではない。

上述した先行技術では、いずれも層規制部材は、現像室内において現像剤が蓄積される位置よりも高い位置に設けられており、層規制部材近傍に集中する現像剤供給部材から供給される現像剤と層規制部材により排除された現像剤とが集中する環境下で層規制による圧力が加えられるものではない。
特開２０００−２７５９５７号公報 特開２００２−９１１４２号公報 特開２００２−２８７４７８号公報

近年では、オフィスの省スペース化および事務機器の汎用化・多様化にともない、電子写真法を使用した画像形成装置の小型化や低価格化が求められるようになっており、これに伴い、現像装置も小型化および低コスト化が必要とされている。上述した要請に対応するべく、層規制部材を規制ブレードとし、現像装置内のできるだけ低い位置に配置することも考えられる。

しかしながら、層規制部材を現像剤供給部材、特に現像剤担持体と現像剤供給部材との当接位置よりも低く設置する場合には、層規制部材での現像剤の層厚規制により現像剤担持体から除去された現像剤が層規制部材近傍に滞留して、層規制部材へと供給される現像剤と共に圧力を受けやすい状態のままとなる。このような状態では、層規制部材の近傍で、現像剤が軟凝集やブロッキングという現象を生じさせやすくなり、軟凝集またはブロッキングした現像剤が層規制部材を通過すること、軟凝集またはブロッキングした現像剤が層規制部材と現像剤担持体との間に詰まってしまうことによるスジムラ、濃度ウスなどの画像不良を生じさせるという問題があった。

本発明は上述した従来技術の不都合に鑑みてなされたものであり、本発明では、仕切壁に対して現像剤通過部を設ける。仕切壁の端部付近に形成された現像剤通過部は、現像剤担持体および現像剤供給部材の回動に伴って層規制部材付近に滞留した現像剤を層規制部材に沿って移動させ、この結果、現像剤が集中する位置に配置された層規制部材付近での現像剤の軟凝集やブロッキングによる弊害を抑制する。

すなわち、本発明によれば、現像剤担持体と前記現像剤担持体に現像剤収容室から現像剤を供給する現像剤供給部材とを備え、静電潜像を現像する現像装置において、
現像剤担持体と前記現像剤担持体に現像剤収容室から現像剤を供給する現像剤供給部材とを備え、静電潜像を現像する現像装置において、
前記現像剤担持体に担持された前記現像剤を薄層化し、前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材との当接位置よりも低い位置に配設された層規制部材と、
前記現像剤担持体と前記層規制部材との当接位置よりも低い位置に最下部を形成する現像剤通過部が形成された仕切壁と
を備える現像装置が提供される。前記層規制部材は、一端が現像室の下側壁に固定されることができる。本発明では、前記現像剤通過部の最下部は、前記現像装置が現像する画像形成領域の幅よりも幅方向外側に形成することができる。本発明では、前記層規制部材は、前記現像剤担持体に当接し、前記現像剤担持体との前記当接位置を超えて上側に延びた自由端を備え、画像形成領域内における前記現像剤通過部の高さを前記自由端よりも高くすることができる。

本発明の第２の構成においては、上記いずれかに記載された現像装置を備え、画像形成装置に着脱自在なカートリッジが提供できる。

本発明の第３の構成によれば、上記いずれかに記載の現像装置と、前記現像装置により現像される静電潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体上に担持された前記現像剤を像担持体に定着するための定着装置とを備える画像形成装置が提供できる。

本発明によれば、仕切壁に対して最下部が現像剤担持体と層規制部材との当接部よりも低く位置決めされた現像剤通過部を形成したので、現像装置をロープロファイル化することができ、同時に現像装置の端部における現像剤の滞留に起因する耐久時の画像ノイズの発生を抑制できる。

本発明によれば、層規制部材を現像剤担持体と現像剤供給部材との当接位置よりも低い部分に配設し、層規制部材に現像剤が集中しがちな状態においても現像剤の軟凝集およびブロッキングの影響を抑制することがき、耐久画像劣化を抑制することができる。

また、現像剤通過部の最内側端は、画像形成領域よりも幅方向外側になるように現像剤通過部を形成したので所定の濃度を与えるための現像剤が画像形成領域の範囲内で確保でき、現像剤薄層を安定して提供でき、耐久画像劣化を抑制することができる。

さらに、現像剤通過部の最下部の高さを現像剤担持体と層規制部材との当接部よりも低い位置に形成し、画像形成領域内では、現像剤通過部の高さを層規制部材の自由端よりも高い位置に配設したので、所定の濃度を与えるための現像剤が画像形成領域の範囲内で確保でき、現像剤薄層を安定して提供でき、耐久画像劣化を抑制することができる。

また、本発明のカートリッジおよび画像形成装置は、上記構成の現像剤通過部を備えた現像装置を含むので、画像耐久劣化を改善することができる。

以下、本発明を図面に示した実施の形態をもって説明するが、本発明は、図面に示した実施の形態に限定されるわけではない。図１は、本発明のカートリッジ１０を備えた画像形成装置の概略図を示す。カートリッジ１０は、例えば、単色の電子写真複写機、ファクシミリ、レーザプリンタ、フルカラーレーザプリンタに着脱自在に構成されており、本発明の現像装置１２を含んだ構成とされている。図１に示した画像形成装置は、現像装置１２の一方の側に近接して配置された潜像担持体１４を備えている。潜像担持体１４は、図に示した実施の形態では、感光体ドラムとされているものの、本発明の他の実施の形態では、エンドレスベルトとすることもできる。潜像担持体１４には、帯電ローラといった帯電部材１８が当接しており、さらに、中間転写体２４と、中間転写体２４へと現像剤の定着前の像を転写させる転写部材１６とが配置されている。潜像担持体１４には、さらに、クリーニングブレードを備えた廃現像剤容器２０が配置されていて、転写しきれずに潜像担持体１４上に残留した現像剤をクリーニングしている。

図１に示したカートリッジ１０を使用した画像形成プロセスを説明すると、まず、帯電ローラといった帯電部材１８により潜像担持体１４を一様に帯電させ、図示しない露光装置により与えられる像状露光に応答して像状に静電潜像を形成する。形成された静電潜像に対して、現像装置１２から供給される現像剤は、現像バイアス電位の下で像状潜像に付着して静電潜像を現像する。画像状に潜像担持体１４に付着した現像剤は、中間転写バイアス電位が印加された状態で、転写部材１６により中間転写体２４へと転写される。中間転写体２４に転写された現像剤は、再度転写部材により像担持体２２へと転写される。その後、転写された着色像は、像担持体２２と共に定着装置２６により加熱され、矢線Ａの方向へと搬送されて、像担持体２２上に現像剤による着色像を形成する。本発明の図１に示したカートリッジ１０は、潜像担持体１４と一体とされた、または潜像担持体１４とは別体として構成された、画像形成装置に着脱自在なカートリッジとして構成することができる。

図２には、本発明の現像装置１２の第１の実施の形態の一部を拡大した断面側面図を示す。本発明の現像装置１２は、静電潜像の形成された潜像担持体（図示せず）に対して現像剤３４を供給しており、現像剤収容室２８と、現像室３０とを備えている。現像剤収容室２８は、一成分非磁性現像剤である現像剤３４を貯蔵している。現像剤収容室２８に貯蔵された現像剤３４は、現像剤搬送部材３２の矢線方向への回動と共に、現像剤収容室２８から現像剤供給部材３６に向かって搬送される。現像剤供給部材３６に到達した現像剤３４は、現像剤供給部材３６の回動に伴って現像剤担持体３８へと供給される。

現像剤収容室２８と現像室３０との間には、仕切壁４０が設けられていて、現像室３０内に所定の濃度の画像を与える現像剤を蓄積させている。仕切壁４０の端部付近には、現像剤通過部４４が形成されており、現像室３０から現像剤を現像剤収容室２８へと通過させている。現像剤通過部４４は、図２に示した実施の形態では、仕切壁４０の上端部から最下部４６まで延びた矩形ノッチの形状を有している。また、層規制部材４２は、現像装置１２の現像剤担持体３８よりも下側の位置から現像剤供給部材３６の側へと向かって延びて現像剤担持体３８に高さＨ０で当接している。層規制部材４２は、現像剤担持体３８に担持された現像剤の層厚を規制することにより現像剤担持体３８への付着量を規制する。現像剤担持体３８と層規制部材４２との当接部では、現像剤担持体３８の回動につれて搬送された現像剤３４に対して層規制部材４２との摩擦帯電により現像剤３４に電荷が付与されている。

現像剤供給部材３６は、発泡材料で被覆されており、多数の空孔が形成されていて、搬送されてきた現像剤の付着量を確保しつつ、後述する現像剤担持体との当接による圧力集中による現像剤の劣化を防止している。発泡材料としては、カーボン微粒子を含む導電性材料を使用することができ、その電気抵抗値を１０^３Ωから１０^１２Ωの範囲とすることができる。現像剤供給部材３６は、図２中、矢線の方向に回動して現像剤担持体３８へと塗布・供給する。

現像剤担持体３８は、図示しない中心軸の周囲を弾性ゴム層で被覆して形成されている。弾性ゴム層の表面には、現像剤と逆極性に帯電する特性の材料を含むコーティングが施されている。弾性ゴム層としては、後述する現像剤層規制部材との当接で発生する圧力により現像剤が劣化しないように、その硬度が、約６０°程度（ＪＩＳ−Ａ：ＪＩＳ Ｋ ６３０１）とされている。また、現像剤担持体３８の表面粗度は、Ｒａが０．３〜２．０μｍの範囲となるように設定されており、現像剤担持体３８を適切な濃度で静電潜像の現像するに要求される量の現像剤を現像剤担持体３８上に担持させている。現像剤担持体３８には、潜像担持体１４との間に電界を形成させる現像バイアスを印加するので、現像剤担持体３８も弾性ゴム層も導電性材料を含んで形成されている。弾性ゴム層の抵抗値は、本発明の特定の実施の形態では、１０^３Ω〜１０^１０Ωとされている。現像剤担持体３８は、図２中、矢線の方向に回動して、その表面に保持した現像剤３４を層規制部材４２へと搬送する。なお、本発明では、上述した現像剤供給部材３６の回動方向は、図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、適切な現像を行うことができる限り、時計回りまたは反時計回りに適宜設定することができる。

層規制部材４２は、本発明においては現像剤供給部材３６と現像剤担持体３８とが当接する位置よりも低い位置に配設されていて、層規制部材としてローラを使用する場合や層規制部材を現像装置１２の図中上側から現像剤担持体３８に向かって延ばす場合の配置よりも、層規制部材４２保持することに起因する現像装置１２の全体の厚さの増加を抑制させている。層規制部材４２は、現像剤との摩擦により現像剤に対して摩擦帯電を与えることができる材料、例えば、ステンレススチールまたはリン青銅といった材料から形成することができる。層規制部材４２は、図２に示した実施の形態では、現像室３０の下側壁に一端が固定され、他端が自由端として現像剤担持体３８に向かって延びていて、線圧が約１０〜４０Ｎ／ｍの押圧力で現像剤担持体３８に当接する角度および弾性を有している。

層規制部材４２の長さには特に制限はなく、自由端が当接部を超えて現像剤担持体３８と層規制部材４２との間に現像剤供給部材３６から供給された現像剤を現像剤担持体３８側に移動させるように延びている限り、自由端の長さは適宜設定することができる。層規制部材４２には、規制バイアスが印加されており、規制バイアスは、摩擦帯電性を向上させるために現像バイアスの値に対して現像剤の帯電極性と同一の極性のオフセット電圧とされている。

図３は、図２の切断線Ｂ−Ｂに沿って本発明の現像装置を断面とし、現像室３０と、現像剤収容室２８との間を仕切る仕切壁４０の詳細な構成を示した図である。仕切壁４０は、中央部では、現像室３０内で安定な現像に必要な量の現像剤３４を貯蔵させるためＨ１の高さを有している。また、仕切壁４０の端部付近には、本発明において用いられる現像剤通過部４４が形成されていて、現像室３０の層規制部材４２付近での現像剤の流動性を向上させている。

現像剤通過部４４は、図３に示した実施の形態では、矩形のノッチとして仕切壁４０の端部近傍に形成され、その最下部４６の高さＨ２は、現像剤担持体（図示せず）と層規制部材（図示せず）の当接部の高さよりも低い位置に位置決めされている。このため、現像プロセスの進行と共に現像室３０内に蓄積された現像剤は、現像剤通過部４４を通過して現像剤が紙面手前側に形成された現像剤収容室へと通過し、仕切壁４０の端部では、仕切壁４０の中央部に比較して滞留する現像剤の量が減少する。この結果、現像室３０の仕切壁４０の付近では、現像剤の蓄積量に対して現像剤通過部４４に向かって下がる勾配を生成し、層規制部材付近に沿った方向にわたり過剰の現像剤を現像剤収容室へと戻している。

図４は、本発明のカートリッジ１０を含む図１に示した画像形成装置を、図１の切断線Ｃ−Ｃに沿って切断した断面とし、本発明に使用する現像装置１２と画像形成領域との平面的位置関係を示した図である。図４に示されるように、画像形成領域は、Ｗ０の幅を有しており、本発明の仕切壁４０に形成された現像剤通過部４４は、潜像担持体１４の画像形成領域の端部よりも幅方向外側から開始して、Ｗ１の幅として形成されている。本発明では、現像剤供給部材３６の回動により図示しない層規制部材側に現像剤が搬送されてゆくにつれて、現像室３０内の仕切壁４０の蓄積した現像剤は、矢線Ｄで示される方向へと移動して行く。現像剤が、現像剤通過部４４にまで到達すると、現像剤は、現像剤収容室２８へと戻されてゆき、その結果、図２に示した層規制部材４２と、現像剤供給部材３６と、仕切壁４０と、現像装置１２の下側壁とにより形成される現像室３０内の空間における現像剤の集中を軽減する。

本発明の現像剤通過部４４は、潜像担持体１４の画像形成領域および現像剤担持体と層規制部材との当接部の高さとの間に上述した関係を有する限り、その形状、構成については特に制限されることはなく、仕切壁４０の厚さ方向に貫通した矩形、平面台形状、平面三角形状のノッチ、高さ方向または横方向に延在したスリット、通孔などとすることができる。

図５は、本発明の第１の実施の形態の現像装置１２の現像室３０における現像剤通過部４４の現像剤担持体３８と現像剤供給部材３６との当接位置との関係を詳細に示した図である。図５（ａ）が現像室３０付近の断面側面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の切断線Ｅ−Ｅに沿った方向の断面図である。以下、本発明の実施の形態および比較例を説明するにあたり、同様の位置で切欠いた断面を示して説明を行う。以下、各高さは、現像室３０の底部から測った高さとして定義される。図５（ａ）に示されるように、仕切壁４０は、現像装置中央部で高さＨ１まで延びている。また、図５（ｂ）に示すように、仕切壁４０には、最下部の高さがＨ２とされた矩形のノッチとして現像剤通過部４４が形成されている。

高さＨ２は、本発明に従い、現像剤担持体３８と層規制部材４２との当接部の高さＨ０よりも低くされていて、Ｈ１＞Ｈ０＞Ｈ２の関係を満足する。なお、本発明においては、現像剤担持体３８と層規制部材４２との当接部の高さＨ０を規定する方法は種々考えられ、例えば、現像剤担持体３８と層規制部材４２との当接長さの中間位置とすることができる。また、当接位置の高さＨ０としては、当接圧を測定し、当接圧の最も高くなる位置を使用することもできる。さらに本発明では、Ｈ０としては、現像剤担持体３８と、層規制部材４２との当接により形成されるポケット４８の最下部の高さを用いることができる。また、Ｈ０とＨ２との関係は、本発明の特定の実施の形態では、（Ｈ０−Ｈ２）＝１０ｍｍとすることができるが、現像剤の粒径や流動性を考慮して、（Ｈ０−Ｈ２）＞０である限り、（Ｈ０−Ｈ２）の値は、特に制限はない。

また、図５に示した本発明の現像装置１２の第１の実施の形態では、現像剤通過部４４の幅手方向の内側端４４ａは、画像形成領域の外側端部の位置よりも幅方向外側であって、画像形成領域内における供給現像剤の量に影響を与えない位置に位置決めされている。また、現像剤通過部４４の幅方向外側端４４ｂは、現像装置１２の現像室３０の現像剤の供給が必要ではない、例えば現像剤供給部材３６および現像剤担持体３８の幅方向端部に対応する位置に位置決めすることができる。本発明では、印刷画像、現像剤供給部材３６および現像剤担持体３８の駆動、および現像剤消費量などに影響を与えない限り、幅方向外側端４４ｂの位置は、特に制限はない。

図６は、本発明の現像装置１２の第２の実施の形態を示した図である。図６（ａ）および（ｂ）は、図５で説明したと同様の位置で切断した各部材の配置を示す。図６に示された本発明の現像装置１２の第２の実施の形態では、現像剤通過部４４は、矩形の開口とされており、その最下部４６の高さが、Ｈ２よりも低い位置に形成されていて、Ｈ１＞Ｈ０＞Ｈ２の関係を満足している。また、矩形の開口の幅方向内側端４４ａおよび幅方向外側端４４ｂは、本発明の第１の実施の形態で説明したと同様の幅方向位置にそれぞれ位置決めされている。

図７は、本発明の現像装置１２の第３の実施の形態を示す。図７に示した実施の形態では、現像剤通過部４４は、仕切壁４０の両側端部近傍に形成された複数の通孔からなる通孔列として形成されている。通孔列の最も幅方向内側端４４ａの位置は、画像形成領域の幅方向外側端よりも幅方向外側に位置決めされており、通孔列の最下部４６の高さＨ２は、上述した実施の形態と同様に、Ｈ１＞Ｈ０＞Ｈ２の関係を満たすように配置されている。本発明では、図７に示した通孔は、概ね長円形の形状とされているものの、本発明では、矩形、円形、縦長スリット、横長スリット、傾斜スリットなどを複数集合させて現像剤通過部４４とすることができ、使用する通孔の数、寸法、通孔間の間隔についても特に制限はない。

図８は、本発明の現像装置１２の第４の実施の形態を示す。図８に示した実施の形態では、現像剤通過部４４は、平面視して、上底が下底よりも長い台形の形状のノッチとされている。また、現像剤通過部４４の内側端４４ａは、幅方向外側に向かって傾斜した形状とされている。また、現像剤通過部４４の最下部の高さは、仕切壁４０の中央部の高さＨ１と当接位置の高さＨ０とに対して、上述したと同様に、Ｈ１＞Ｈ０＞Ｈ２の関係を満足するように位置決めされている。図８に示した実施の形態では、潜像担持体の画像形成端部の位置Ｐ１、Ｐ２および端部間で規定される画像形成領域の幅Ｗ０を示す。

傾斜の角度および対応する上底および下底の長さおよびこれらを連結して形成される内側端４４ａは、最下部４６が、画像形成領域の幅方向端部よりも幅方向外側に位置決めでき、かつＨ１＞Ｈ０＞Ｈ２の関係を満足する限りいかなる値でも用いることができる。なお、本発明の第４の実施の形態の変更例として、上底が下底よりも短い形状として現像剤通過部４４を形成することもできるし、本発明のさらに他の実施の形態では、内側端４４ａを連続した異なる複数の形状の矩形ノッチ、曲線、傾斜した連続ラインの複合した形状として形成することができる。

さらに、図８に示した実施の形態のように現像剤通過部４４の内側端がその幅方向の位置を高さ位置に応答して変化させる場合には、最下部の高さＨ２がＨ０よりも低くい他にも、画像形成領域内では、内側端４４ａが層規制部材の自由端の高さＨ４よりも低くなると、現像剤担持体へと充分な量の現像剤が供給されなくなる可能性がある。このため、現像剤通過部の内側端４４ａが幅方向に位置を変化させる場合には、画像形成領域内部での内側端４４ａの高さＨ３がＨ４以上すなわち、Ｈ３≧Ｈ４となるように配置される。

図９は、本発明の現像装置１２を備えた画像形成装置の他の実施の形態を示す。図９に示した画像形成装置５０は、本発明の現像装置１２を含んだカートリッジを、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色に対応する現像剤に対応する個数だけ、高さ方向に積層して配置されていて、フルカラー画像を印刷する。各現像装置１２は、本発明に従い現像剤通過部が形成された仕切壁と、現像剤担持体と現像剤供給部材との当接位置よりも低く配置された層規制部材とを備えている。エンドレスベルト状に形成された潜像担持体５２は、画像形成装置５０外部または内蔵コントローラからの印刷指令を受け取ると搬送ローラ６０により、矢線Ｆの方向に駆動される。潜像担持体５２は、グリーニングブレード６４によりクリーニングされた後、帯電ローラといった帯電部材５４により帯電され、図示しない半導体レーザからの光線を受けた高速回転するポリゴンミラー５６、反射ミラー５８、ｆ−θレンズ６２などを通して、像状露光される。

像状露光により潜像担持体５２の表面には、現像する色に対応した静電潜像が形成され、対応する色の現像装置１２が静電潜像を現像して、静電潜像を可視化させる。可視化された静電潜像は、搬送ローラ６８により矢線Ｇの方向に搬送された中間転写体６６へと転写された後、給紙装置７２から搬送された像担持体２２へと転写バイアスが印加された転写ローラ７４により転写される。その後、着色像を担持した像担持体２２は、定着装置７６により定着され、排紙装置７８を介して画像形成装置５０の外部へと排出され、フルカラーの印刷物として提供される。

以下本発明を実施例により説明するが、本発明は、後述する実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
一成分非磁性現像装置を備えた市販のフルカラープリンタの現像装置を改造して本発明の現像装置を作成した。現像装置の作成にあたっては、現像装置筐体を分解し、現像ローラおよび現像剤供給ローラの当接位置よりも下側となるように、ＳＵＳ３０４製、厚さ０．１ｍｍの層規制部材を筐体の下側板に、当接圧が線圧で約１０〜４０Ｎ／ｍとなるように配置してネジ止めした。その後、現像剤供給ローラと現像ローラとを装着し、その時点での当接部高さ（Ｈ０）および自由端の高さ（Ｈ４）を測定した。当接部の高さＨ０よりも最下部が約１０ｍｍ低くなるように矩形ノッチを両端に形成して、現像剤通過部を備える仕切壁を作成した。矩形ノッチの内側端部は、画像形成領域の外になるように位置決めした。この仕切壁を現像装置に固定して、図５に示した断面形状を有する現像装置を作成した。

作成した現像装置に、市販の一成分非磁性現像剤を、現像剤収容室の容積の８０％に相当する約１８０ｇ充填した。現像剤が充填された現像装置を図９に示した構成の市販のフルカラープリンタに装着し、実験室条件（２５℃、５５％ＲＨ）で連続８０００枚の連続耐久印字テストを行ない、画像ノイズ（スジムラ）および濃度ウスの発生を目視観測することにより、本発明の現像装置の特性を検討した。なお、連続耐久印字テストは、印字割合が５％のテストパターンを印字させるモードとして耐久試験を行った。

画像ノイズを、印字パターンに発生したスジムラを目視観測して評価した。目視観測により、スジムラが発生し始めた最低の枚数が、５００枚以下の場合を、××、５００枚〜１５００枚以下の場合を×、８０００枚までスジムラが発生しなかった場合を○とした。また、目視耐久印字テストで濃度ウスが発生した場合は、枚数にかかわらず、×として評価した。本発明の現像装置は、８０００枚の連続耐久印字においても特に画像端部におけるスジムラや、汚れ、濃度ウスなどの画像ノイズが観測されず良好な耐久印字ができた。その結果を表１に現像剤通過部の構成と共に示す。

（実施例２）
現像剤通過部として、仕切壁に矩形の開口を形成したことを除き、その他は実施例１と同様にして画像ノイズおよび印字濃度を検討した。連続８０００枚の連続耐久印字テストの結果、８０００枚の連続耐久印字においても特に画像端部におけるスジムラや汚れ、濃度ウスなどの画像ノイズは発生せず、了解な耐久特性が得られた。その結果を表１に現像剤通過部の構成と共に示す。

（実施例３）
現像剤通過部として、長円形の複数の通孔からなる対となった通孔列を形成したことを除き、その他は実施例１と同様にして８０００枚の連続耐久印字テストを行ない、画像ノイズおよび画像濃度を検討した。実施例３においても８０００枚の連続耐久印字テストでは画像端部におけるスジムラや汚れ、濃度ウスなどの画像ノイズは発生せず、了解な耐久特性が得られた。その結果を表１に現像剤通過部の構成と共に示す。

（実施例４）
仕切壁に、ノッチの内側端が画像形成領域の範囲内では層規制部材の高さＨ４以上となるような角度を与えるように、上底の長さが下底の長さよりも長い台形ノッチを形成して現像剤通過部を形成した。それ以外は実施例１と同様にして８０００枚の連続耐久テストを行い、画像ノイズを検討した。実施例４においても８０００枚の連続耐久印字テストでは特に画像端部におけるスジムラや汚れ、濃度ウスなどの画像ノイズは発生せず、良好な耐久特性が得られた。その結果を表１に現像剤通過部の構成と共に示す。

（比較例１）
本発明の現像剤通過部をまったく形成しない図１０に記載の仕切壁を使用して実施例１と同様に８０００枚の連続耐久印字テストを行った。その結果、耐久印字テスト開始後５００枚で画像ノイズ（スジムラ）の発生が確認され、良好な耐久印字特性が得られなかった。その結果を現像剤通過部の構成とともに表１に示す。

（比較例２）
仕切壁に対して、当接部高さよりも最下部の高さＨ２が高い、図１１に示した矩形ノッチを形成して現像剤通過部を形成したことを除き、その他は、実施例１と同様にして連続耐久印字テストを行った。その結果、画像端部付近での画像ノイズは若干の改善が見られたものの、耐久印字テスト開始後１５００枚で画像ノイズ（スジムラ）の発生が確認された。この結果は、図１１に示した構造では、現像装置端部における現像剤の軟凝集やブロッキングはやや改善するものの、現像剤の層規制部材にわたる集中による画像ノイズの発生には充分ではないことを示すと考えられる。その結果を現像剤通過部の構成とともに表１に示す。

（比較例３）
仕切壁に対して図１２に示す台形ノッチを形成して現像剤通過部とした。台形ノッチは、画像形成領域内で、内側端の垂直高さＨ３が層規制部材の自由端の高さＨ４よりも低くなる部分を形成させた図１２に示した断面形状の仕切壁を使用したことを除き、実施例１と同様にして連続耐久印字テストを行ったところ、Ｈ３＜Ｈ４に対応する端部に現像剤が充分に供給されず、耐久印字テスト開始後画像端部に濃度ウスが発生した。その結果を現像剤通過部の構成とともに表１に示す。

上述したように、本発明の現像装置は、仕切壁に現像剤通過部を形成したので、印刷枚数の増加に伴う現像装置の端部での現像剤の軟凝集やブロッキングを抑制し、長期間にわたり、画像ノイズのない良好な印刷画像を提供することができる。また、本発明では層規制部材が現像室の底部付近に配設される。このため、本発明の現像装置は、層厚規制のためにローラを使用した場合や、層規制部材を現像剤担持体よりも上側に保持するための部材を必要とせず、ロープロファイル化および低コスト化を達成することができる。この結果、耐久画像劣化を抑制しつつ、画像形成装置のロープロファイル化および低コスト化を可能とすることができる。

本発明の現像装置を備えたカートリッジの実施の形態を示した図。 本発明の現像装置の第１の実施の形態の一部を拡大した断面側面図を示した図。 図２の切断線Ｂ−Ｂに沿って本発明の現像装置を断面とし、現像室と、現像剤収容室との間を仕切る仕切壁の詳細な構成を示した図。 本発明の画像形成装置を、図１の切断線Ｃ−Ｃに沿って切断して各部材の平面配置を示した断面。 本発明の第１の実施の形態の現像装置の現像室における現像剤通過部の現像剤担持体と現像剤搬送部材との当接位置との関係を示した図。 本発明の第２の実施の形態の現像装置の現像室における現像剤通過部の現像剤担持体と現像剤搬送部材との当接位置との関係を示した図。 本発明の第３の実施の形態の現像装置の現像室における現像剤通過部の現像剤担持体と現像剤搬送部材との当接位置との関係を示した図。 本発明の第４の実施の形態の現像装置の現像室における現像剤通過部の現像剤担持体と現像剤搬送部材との当接位置との関係を示した図。 本発明の現像装置を備えた画像形成装置の他の実施の形態を示した図。 比較例１の現像装置の構成を示した図。 比較例２の現像装置の構成を示した図。 比較例３の現像装置の構成を示した図。

符号の説明

１０…カートリッジ、１２…現像装置、１４…潜像担持体、１６…転写部材、１８…帯電部材、２０…廃現像剤容器、２２…像担持体、２４…中間転写体、２６…定着装置、２８…現像剤収容室、３０…現像室、３２…現像剤搬送部材、３４…現像剤、３６…現像剤供給部材、３８…現像剤担持体、４０…仕切壁、４２…層規制部材、４４…現像剤通過部、４６…最下部、４８…ポケット、５０…画像形成装置、５２…潜像担持体、５４…帯電部材、５６…ポリゴンミラー、５８…反射ミラー、６０…搬送ローラ、６２…ｆ−θレンズ、６４…クリーニングブレード、６６…中間転写体、６８…搬送ローラ、７２…給紙装置、７４…転写ローラ、７６…定着装置、７８…排紙装置

Claims (6)

1. 現像剤担持体と前記現像剤担持体に現像剤収容室から現像剤を供給する現像剤供給部材とを備え、静電潜像を現像する現像装置において、
   前記現像剤担持体に担持された前記現像剤を薄層化し、前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材との当接位置よりも低い位置に配設された層規制部材と、
   前記現像剤担持体と前記層規制部材との当接位置よりも低い位置に最下部を形成する現像剤通過部が形成された仕切壁と
   を備える現像装置。
2. 前記層規制部材は、一端が現像室の下側壁に固定される、請求項１に記載の現像装置。
3. 前記現像剤通過部の最下部は、前記現像装置が現像する画像形成領域の幅よりも幅方向外側に形成される、請求項１または２に記載の現像装置。
4. 前記層規制部材は、前記現像剤担持体に当接し、前記現像剤担持体との当接位置を超えて上側に延びた自由端を備え、画像形成領域内における前記現像剤通過部の高さを前記自由端よりも高くした、請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載された現像装置を備え、画像形成装置に着脱自在なカートリッジ。
6. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置と、前記現像装置により現像される静電潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体上に担持された前記現像剤を像担持体に定着するための定着装置とを備える画像形成装置。