JP2008262188A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像効率がよく、ガサツキ、濃淡ムラ及び白抜けを抑制できる現像装置を提供する。
【解決手段】現像装置１０は、現像スリーブ１４、磁石１５及びドクターブレード１６を備える。現像スリーブ１４は、現像領域Ａへ２成分現像剤Ｇを搬送する。磁石１５は現像スリーブ１４の内部に非回転に配置される。ドクターブレード１６は、現像スリーブ１４の回転方向において現像領域Ａより上流側に配置される。ドクターブレード１６は磁性ブレード１６１を含む。回転方向に沿う方向の磁性ブレード１６１の厚さは０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下である。現像スリーブ１４上において、回転方向に沿う方向の磁性ブレード１６１の中心が対向する位置から、規制極１５１の磁力が最大となる位置Ｂまでの距離をＬ（ｍｍ）とし、現像スリーブ１４の直径をＤ（ｍｍ）としたとき、磁性ブレード１６１は、０≦Ｌ／Ｄ≦０．０４４の関係が成立する範囲内に配置される。
【選択図】図３

Description

この発明は、２成分現像剤を用いた電子写真方式の画像形成処理において静電潜像を可視像化する現像装置及び画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成プロセスでは、一様な電位に帯電した静電潜像担持体が画像情報に応じた光で露光されて、静電潜像担持体上に静電潜像が形成され、静電潜像が現像装置によって可視像化される。静電潜像を現像する構成として、磁性１成分現像剤又は非磁性１成分現像剤を用いる１成分現像方式と、トナー及びキャリアを含む２成分現像剤を用いる２成分現像方式とがある。

２成分現像方式では、キャリアと呼ばれる磁性粒子とトナーとが撹拌されて互いに摩擦帯電することによってキャリアの表面にトナーが担持される。磁石を内包する現像剤担持体の表面には、トナーを担持したキャリアが、穂と呼ばれる突起形状に形成される。穂中のトナーが現像剤担持体上から静電潜像担持体上の静電潜像へ移動することで、静電潜像が現像される（例えば、特許文献１参照。）。

２成分現像方式は、１成分現像方式に比べると装置が若干複雑になるが、トナーの電位設定が比較的容易であり、高速対応性および安定性に優れるので、多用されている。

２成分現像方式において現像剤担持体上での２成分現像剤の層厚を規制する構成として、非磁性ブレードを用いる方式の他に磁性ブレード（磁性部材）を用いる方式が知られている。
特許第３３０５１３８号公報

しかし、磁性ブレードを用いる方式では、現像された画像の反射濃度が０．３以下のハーフトーン領域において、特に写真画像等の低濃度領域において、ガサツキが発生しやすい。

また、（２成分）現像剤の搬送方向に沿う方向において磁性ブレードが厚い（例えば厚さ１．０ｍｍ）場合、現像剤担持体上で穂立ちした現像剤が太く且つ短くなり、穂の中ほどからの現像剤の静電潜像担持体への移動が妨げられ、高濃度領域を印刷した際に、画像に濃度ムラや白抜けが生じやすい。さらに、穂立ちした現像剤の先端が、磁性ブレードから離れるまでにかかる時間が長くなることで穂が寝てしまい、現像効率が悪化する。

この発明の目的は、現像効率がよく、ガサツキ、濃淡ムラ及び白抜けを抑制できる現像装置を提供することにある。

この発明の現像装置は、２成分現像剤を用いた電子写真方式の画像形成処理において静電潜像を可視像化する現像装置であって、現像剤担持体、磁石、及び、現像剤規制部材を備える。現像剤担持体は、２成分現像剤を担持しながら回転し、静電潜像担持体と対向する現像領域へ２成分現像剤を搬送する。磁石は、現像剤担持体の内部に固定的に配置されている。現像剤規制部材は、現像剤担持体の回転方向において現像領域より上流側で、現像剤担持体に間隙を設けて対向配置されている。現像剤規制部材は少なくとも磁性部材を含む。磁性部材の回転方向に沿う方向の厚さは０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下である。現像剤担持体上において、磁性部材の回転方向に沿う方向の中心が対向する位置から、位置に配置された磁極の磁力が最大となる位置まで、の距離をＬ（ｍｍ）とし、現像体担持体の直径をＤ（ｍｍ）としたとき、磁性部材は、０≦Ｌ／Ｄ≦０．０４４の関係が成立する範囲内に配置されている。

この構成では、現像剤として２成分現像剤が用いられる。回転方向に沿う方向の磁性部材の厚さが０．４ｍｍ以下にされるので、現像剤担持体上に現像剤が、細く且つ現像剤担持体の半径方向に長く、穂立ちする。このため、現像剤担持体上における現像剤の密度が小さくなる。これによって、静電潜像を可視像化する際、穂の中ほどの現像剤が静電潜像担持体へ移動しやすくなる。また、磁性部材を厚さ０．２ｍｍ未満に製造することは現在の技術では困難であり、厚さ０．２ｍｍ以上において精度よく形成される。さらに、現像剤担持体上における現像剤の密度が小さくなるので、所定量の現像剤を搬送するためには現像剤担持体と現像剤規制部材との間隙を大きくすることとなり、現像剤と現像剤規制部材との過度の摩擦が抑えられる。また、Ｌ／Ｄの値が０以上０．０４４以下の範囲内となる位置に磁性部材が配置されていれば、磁性部材に対向する位置の磁極の磁力の影響が、磁性部材に十分に及ぶ。このため、現像剤担持体上に現像剤が細長く穂立ちする。

上述の構成において、この発明の現像装置は、現像剤担持体の回転方向に沿う方向の磁性部材の厚さと現像剤担持体の半径方向に沿う方向の磁性部材の高さとを乗じて算出される磁性部材の断面積は、１．０ｍｍ^２以上２．１ｍｍ^２以下であり、磁性部材の透磁率は、３００以上４９５以下であってもよい。磁性部材の断面積が１．０ｍｍ^２以上２．１ｍｍ^２以下で、且つ、透磁率が３００以上４９５以下である場合に、現像剤の穂立ちの高さが良好になる。断面積が２．１ｍｍ^２を超える場合、又は、透磁率が４９５を超える場合は、細長く穂立ちした現像剤の先端が、磁性部材から離れるまでにかかる時間が長くなることによって寝てしまい、現像効率が悪化する。一方、断面積が１．０ｍｍ^２未満の場合、又は、透磁率が３００未満の場合は、現像剤の穂が細長い状態に形成されず、現像効率が悪化する。

また、磁性部材は、ニッケル成分の割合が１％以下であるステンレスで構成されていてもよい。ニッケル成分の割合が１％を超えると、磁性部材の透磁率が低くなりすぎ、現像剤の穂が太く、短くなり、現像効率が悪化する。また、この場合、磁性部材と現像剤担持体との間隔を狭めなければ、現像効率を上昇させることが困難になるが、間隔を狭めると現像剤が劣化して、現像剤の流動性の低下が起こる。これに対して、磁性部材のニッケル成分の割合が１％以下であれば、現像剤の流動性、現像剤担持体のフィルミングの抑止効果、及び、現像剤の穂立ちの高さが、ともに良好となり、現像効率が向上する。

さらに、磁性部材は、エッチング処理によって形成されていてもよい。磁性部材がエッチング処理によって形成された場合、切断面に歪みやバリが生じることがなく、磁性部材の位置が高精度に調整される。このため、現像剤の搬送不良が防がれ、画像の濃度ムラや白抜けが防止される。

また、磁性部材は、回転方向の上流側に配置される面及び下流側に配置される面の両面からエッチング処理されることで形成されていてもよい。磁性部材が両面からエッチング処理されることで、処理面が傾斜しないので、一旦形成された現像剤の細長い穂が折れることが抑えられる。したがって、一方の面のみからエッチング処理する場合より両面からエッチング処理した場合の方が、現像効率がより向上する。

さらに、現像剤担持体の表面粗さは、５μｍ以上１２μｍ以下であってもよい。現像剤担持体の表面粗さが５μｍ未満である場合は、初期から現像剤の搬送不良が起こりやすく、印刷した際の画像に濃度ムラや白抜けが生じやすくなる。逆に表面粗さが１２μｍを超える場合は、現像剤が劣化しやすくなり、現像剤の流動性が悪化する。現像剤担持体の表面粗さが５μｍ以上１２μｍ以下である場合に、現像剤の穂が均一に形成される。

また、現像剤担持体は、非磁性のステンレス製であってもよい。非磁性のステンレス製の現像剤担持体は、例えばアルミニウム製の現像剤担持体に比べて、熱伝導率が低い。このため、非磁性のステンレス製の現像剤担持体は、画像形成装置の本体からの熱などの影響を受けにくく、熱せられにくいので、現像剤担持体のフィルミングの抑止効果が良好となる。

さらに、現像剤担持体は、現像領域において、下方から上方へ２成分現像剤を搬送するように構成されていてもよい。現像剤担持体が下方から上方へ現像剤を搬送するように構成することで、下部に溜まっている現像剤を現像領域へ搬送することが可能となり、搬送不良が起こりにくくなる。

この発明の画像形成装置は、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、上述のいずれかの構成の現像装置であって静電潜像担持体に担持された静電潜像を可視像化する現像装置と、を備える。

この発明によれば、回転方向に沿う方向の磁性部材の厚さが０．４ｍｍ以下にされるので、現像剤担持体上に現像剤が、細く且つ現像剤担持体の半径方向に長く、穂立ちする。このため、現像剤担持体上における現像剤の密度が小さくなる。これらによって、静電潜像を可視像化する際、穂の中ほどの現像剤が静電潜像担持体へ移動しやすくなり、現像効率を向上させることができる。したがって、ガサツキ、濃淡ムラ及び白抜けを抑制することができる。

また、磁性部材を厚さ０．２ｍｍ未満に製造することは現在の技術では困難であり、厚さ０．２ｍｍ以上において精度よく形成され、現像効率が向上する。

さらに、現像剤担持体上における現像剤の密度が小さくなるので、所定量の現像剤を搬送するためには現像剤担持体と現像剤規制部材との間隙を大きくすることとなり、現像剤と現像剤規制部材との過度の摩擦が抑えられる。このため、現像剤の劣化が抑えられ、現像剤の流動性の低下を抑制することができる。

また、Ｌ／Ｄの値が０以上０．０４４以下の範囲内となる位置に磁性部材が配置されていれば、磁性部材に対向する位置の磁極の磁力の影響を、磁性部材が十分に受けることができる。このため、現像剤担持体上に現像剤を細長く穂立ちさせることができ、現像剤担持体上における現像剤の層厚を、精度よく規制することができる。

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１は、この発明の実施形態に係る現像装置１０を備えた画像形成装置１の一部の構成を示す断面図である。

画像形成装置１は、現像剤としてトナー及び磁性粒子であるキャリアを含む２成分現像剤を用いる２成分現像方式を採用している。画像形成装置１は、感光体ドラム２、帯電器３、露光装置４、現像装置１０、転写器５、クリーニング装置６、除電器７、定着装置８、及び、電源９を備えている。

感光体ドラム２は、この発明の静電潜像担持体に相当し、図１において時計方向に回転する。帯電器３、露光装置４、現像装置１０、転写器５、クリーニング装置６、及び、除電器７は、感光体ドラム２の回転方向に沿って、この順に配置されている。

記録媒体の一例である用紙Ｐは、感光体ドラム２と転写器５との間を、図１において右方向へ搬送される。定着装置８は、用紙の搬送方向において転写器５の下流側に配置されている。

感光体ドラム２は、ドラム状の基材２Ａ、及び、基材２Ａの外周面上に薄膜状に形成された光導電層２Ｂを有している。基材として、アルミニウム等の金属が用いられる。光導電層２Ｂとして、有機光半導体（ＯＰＣ：Organic Photo-Conductor）やアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等が用いられる。

帯電器３は、感光体ドラム２の外周面を一様に帯電させる。帯電器３として、タングステンワイヤ等の帯電線、金属製のシールド板、グリット板からなるコロナ帯電器や帯電ローラ、又は、帯電ブラシ等が用いられる。

露光装置４は、画像情報に応じて感光体ドラム２の外周面上に光を照射することで、静電潜像を形成する。露光装置４として、レーザ又はＬＥＤ（Light Emitting Diode）等が用いられる。

現像装置１０は、感光体ドラム２と現像装置１０との間に形成される現像電界によって、トナーを感光体ドラム２の外周面上に供給することで、静電潜像を可視像化してトナー像にする。現像装置１０は、図示しないバイアス電源を備えている。

転写器５は、電源９から負荷される転写バイアスによって、トナー像を用紙Ｐ上に転写する。転写器５として、転写ローラ、帯電ブラシ、又は、コロナ帯電器等が用いられる。

定着装置８は、用紙Ｐ上に転写されたトナーを用紙Ｐに熱圧着することで、トナー像を用紙Ｐに定着させる。

クリーニング装置６は、トナー像が用紙Ｐに転写された後の感光体ドラム２の外周面上に残留したトナーを除去する。クリーニング装置６は、例えばクリーニングブレードを有している。

除電器７は、トナーが除去された後の感光体ドラム２の外周面の電荷を除去する。

除電器７で電荷を除去された感光体ドラム２の外周面は、再び帯電器３によって一様に帯電され、感光体ドラム２の外周面には露光装置４によって静電潜像が形成され、静電潜像は現像装置１０によってトナー像にされ、トナー像は転写器５によって用紙Ｐに転写されて定着装置８によって用紙Ｐに定着する。感光体ドラム２の外周面上に残留したトナーはクリーニング装置６によって除去され、感光体ドラム２の外周面は除電器７によって除電される。このような画像形成プロセスが、必要に応じて繰り返される。

図２は、現像装置１０の概略の構成を示す断面図である。

現像装置１０は、ハウジング１１、攪拌搬送ローラ１２，１３、現像スリーブ１４、磁石１５、及び、ドクターブレード１６を備えている。現像スリーブ１４はこの発明の現像剤担持体に相当する。ドクターブレード１６はこの発明の現像剤規制部材に相当する。

上述のように、この発明では、現像剤Ｇとして、トナー及びキャリアを含む２成分現像剤が用いられている。現像剤は、ハウジング１１内に収容されている。例えば、トナーの粒径は６．２μｍであり、キャリアの粒径は５０μｍである。

攪拌搬送ローラ１２，１３は、ハウジング１１内に収容されており、現像剤Ｇを、攪拌するとともに現像スリーブ１４へ搬送する。この際、キャリアとトナーとが攪拌搬送ローラ１２，１３によって撹拌されて互いに摩擦帯電することによって、キャリアの表面にトナーが担持される。そして、キャリアの表面にトナーが担持された状態で、現像スリーブ１４へ搬送される。

現像スリーブ１４は、一部がハウジング１１の外部に露出するとともに感光体ドラム２の外周面に対向するように、ハウジング１１内に回転自在に配置されている。現像スリーブ１４は、磁性を有しないステンレス製である。現像スリーブ１４の素材として、例えば、ＳＵＳ３０２、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｃｕ、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３０４Ｎ１、ＳＵＳ３０４Ｊ３、ＳＵＳ３０５、ＳＵＳ３０５Ｊ１、ＳＵＳ３０９Ｓ、ＳＵＳ３１０Ｓ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３１６Ｎ、ＳＵＳ３１６Ｔｉ、ＳＵＳ３１６Ｊ１、ＳＵＳ３１６Ｆ、ＳＵＳ３１７、ＳＵＳ３１７Ｆ、ＳＵＳ３２１、又は、ＳＵＳ３４７が用いられる。

現像スリーブ１４の外周面は、サンドブラスト加工を施されている。現像スリーブ１４の外周面の十点平均表面粗さは、５μｍ以上１２μｍ以下の範囲内にされている。

現像装置１０は、現像スリーブ１４のハウジング１１から露出している部分が下方から上方へ回転する汲み上げ現像方式を採用しており、感光体ドラム２の外周面とこれに対向する現像スリーブ１４の外周面とは、同一方向に回転する。現像スリーブ１４が下方から上方へ現像剤Ｇを搬送するように構成したことで、下部に十分に溜まっている現像剤Ｇを現像領域Ａへ搬送することが可能となり、搬送不良が起こりにくくなる。

磁石１５は、複数の磁極を有し、現像スリーブ１４の内部に固定的に配置されている。

ドクターブレード１６は、現像スリーブ１４の回転方向において、現像スリーブ１４と感光体ドラム２とが対向する現像領域Ａより上流側に配置されている。ドクターブレード１６は、現像スリーブ１４の外周面上に担持される現像剤Ｇの層厚を規制する。

図３は、現像装置１０の一部の構成を示す断面図である。

この実施形態では、磁石１５は、ドクターブレード１６に対向する位置の規制極１５１（Ｓ極。例えば、８３２ガウス。）、現像領域Ａに対向する位置の主極１５２（Ｎ極。例えば、１１４９ガウス。）の他に、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、及び、Ｎ極を有しており、これらの磁極は現像スリーブ１４の回転方向に沿ってこの順に配置されている。

ドクターブレード１６は、磁性ブレード１６１及び非磁性ブレード１６２からなり、磁性ブレード１６１は、現像スリーブ１４の回転方向において非磁性ブレード１６２より上流側に配置されている。磁性ブレード１６１と非磁性ブレード１６２とは、互いの間の隙間が例えば１００μｍ以下となるように密着した状態で、固定用板金１７に、ネジ１８又はリベット等で固定されている。固定用板金１７は、ハウジング１１に固定されている。磁性ブレード１６１及び非磁性ブレード１６２は、直接、ハウジング１１に固定されていてもよい。

磁性ブレード１６１は、ニッケル成分の割合が１％以下であるステンレスで構成されている。磁性ブレード１６１の透磁率は、５００以下である。磁性ブレード１６１の素材として、例えば、ＳＵＳ４０３、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４１０Ｓ、ＳＵＳ４１６、ＳＵＳ４２０Ｊ１、ＳＵＳ４２０Ｆ、ＳＵＳ４１０Ｌ、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４３０Ｆ、ＳＵＳ４３４が用いられる。

非磁性ブレード１６２は、磁性を有しない金属製であれば特に素材を限定されない。非磁性ブレード１６２の素材として、例えば、ＳＵＳ３０２、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｃｕ、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３０４Ｎ１、ＳＵＳ３０４Ｊ３、ＳＵＳ３０５、ＳＵＳ３０５Ｊ１、ＳＵＳ３０９Ｓ、ＳＵＳ３１０Ｓ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３１６Ｎ、ＳＵＳ３１６Ｔｉ、ＳＵＳ３１６Ｊ１、ＳＵＳ３１６Ｆ、ＳＵＳ３１７、ＳＵＳ３１７Ｆ、ＳＵＳ３２１、ＳＵＳ３４７等のステンレスや、アルミニウム、又は、銅が用いられる。

図４は、磁性ブレード１６１の構成を示す斜視図である。

現像スリーブ１４の回転方向に沿う方向の磁性ブレード１６１の厚さは０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下の範囲内にされる。現像スリーブ１４の回転方向に沿う方向の磁性ブレード１６１の厚さと、現像スリーブ１４の半径方向に沿う方向の磁性ブレード１６１の高さと、を乗じて算出される磁性ブレード１６１の断面積は、１．０ｍｍ^２以上２．１ｍｍ^２以下であり、磁性ブレード１６１の透磁率は、３００以上４９５以下である。

また、磁性ブレード１６１の幅（現像スリーブ１４の回転方向に沿う方向に直交する方向の長さであって、図３において紙面に直交する方向の長さ）は、３００ｍｍである。

図５は、磁性ブレード１６１の製造工程を示すフローチャートである。

磁性ブレード１６１は、現像スリーブ１４の回転方向の上流側に配置される第１面及び下流側に配置される第２面の両面から、エッチング処理されることで形成されている。

まず、エッチング処理の前工程として、第１面及び第２面の両面について、脱脂処理（Ｓ１）、及び、エッチング処理しない部分の保護処理が行われ（Ｓ２）、第１面のエッチング処理が施される（Ｓ３）。次に、磁性ブレード１６１が裏返されて（Ｓ４）、第２面についてもエッチング処理が施される（Ｓ５）。この際、一方の面からのエッチング処理のみで形成される場合に要する時間の半分の時間で、磁性ブレード１６１は第１面から第２面へ裏返される。

エッチング処理の後工程として、水洗（Ｓ６）、保護剤の除去処理（Ｓ７）、水洗（Ｓ８）、及び、乾燥処理（Ｓ９）が施される。エッチング処理では、処理剤として、例えば、塩化鉄（III）水溶液、希塩酸、希硫酸、又は、希硝酸が用いられる。

図６は、磁性ブレード１６１の位置を示す断面図である。

現像スリーブ１４上において、現像スリーブ１４の回転方向に沿う方向の磁性ブレード１６１の中心が対向する位置から、この位置に配置された磁極（規制極１５１）の磁力が最大となる位置Ｂまで、の直線距離をＬ（ｍｍ）とし、現像スリーブ１４の直径をＤ（ｍｍ）としたとき、磁性ブレード１６１は、
０≦Ｌ／Ｄ≦０．０４４
の関係が成立する範囲内に配置される。

この実施形態では、現像スリーブ１４の直径Ｄは１８ｍｍであり、距離Ｌは０．７９ｍｍに設定されている。この際、現像スリーブ１４の中心Ｃを基準として、位置Ｂから現像スリーブ１４の回転方向に沿う方向に最大５度傾斜した位置までの範囲内に、磁性ブレード１６１の中心が対向するように磁性ブレード１６１が配置されている。

次に、以下のように複数の実施例と比較例とを用いて実験を行った。

（実施例１）
まず、磁性ブレード１６１の作成について説明する。厚さ０．２ｍｍ、ニッケル成分の割合が１％以下で透磁率４７５のＳＵＳ４３０板に対して、脱脂剤（商品名：ＨＦＥハヤクリンＤＳ−２５５、サンハヤト（株）社製）を用いて、脱脂処理を行った。その後、エッチング保護剤（商品名：フラックスＨ−１０Ｆ、サンハヤト（株）社製）を用いて、エッチング処理しない部分を保護し、エッチング液（商品名：エッチング処理液Ｈ−２０Ｌ、サンハヤト（株）社製）に５分間浸した後、裏返してさらに５分間浸した。水洗した後、保護剤除去剤（商品名：フラックス除去剤Ｈ−１０００Ｐ、サンハヤト（株）社製）で、エッチング保護剤を除去した後、再度水洗し、乾燥させ、厚さ０．２ｍｍ、高さ１０ｍｍの磁性ブレードを作成した。

次に、現像スリーブ１４のサンドブラスト処理について説明する。表面処理装置（商品名：ＦＤＯ−Ｓ２、（株）フチオカ社製）を用いて、ガラスビーズ（商品名：ガラスビーズ（ＦＧＢ）、粒子範囲：５３μｍ〜６２μｍ、（株）不二製作所社製）で、６０ｒｐｍで回転している直径１８ｍｍの現像スリーブ素管に５分間、サンドブラスト処理することによって、十点平均表面粗さが８μｍの現像スリーブを作成した。

さらに、ドクターブレード１６の位置について説明する。現像スリーブ１４上において、現像スリーブ１４の回転方向に沿う方向の磁性ブレード１６１の中心が対向する位置から、この位置に配置された磁極（規制極１５１）の磁力が最大となる位置Ｂまで、の直線距離をＬ（ｍｍ）とし、現像スリーブ１４の直径をＤ（ｍｍ）としたとき、Ｌ／Ｄ＝０（Ｌ＝０、規制極１５１の磁力の最大位置Ｂから０°の位置）となる位置に磁性ブレード１６１が配置されるように、ドクターブレード１６を配置した。

（実施例２）
磁性ブレード１６１が、厚さ０．３ｍｍ、高さ７ｍｍであることを除いて、実施例１と同様である。

（実施例３）
磁性ブレード１６１が、厚さ０．３ｍｍ、高さ７ｍｍで、ニッケル成分の割合が１％以下で透磁率３００のＳＵＳ４２０板で形成されていることを除いて、実施例１と同様である。

（実施例４）
磁性ブレード１６１が、厚さ０．２ｍｍ、高さ５ｍｍで、透磁率４９５であることを除いて、実施例１と同様である。

（実施例５）
サンドブラスト処理時間を３分とすることによって十点平均表面粗さが５μｍにされた現像スリーブ１４を用いることを除いて、実施例１と同様である。

（実施例６）
サンドブラスト処理時間を８分とすることによって十点平均表面粗さが１２μｍにされた現像スリーブ１４を用いることを除いて、実施例１と同様である。

（実施例７）
磁性ブレード１６１が、厚さ０．４ｍｍ、高さ５ｍｍであることを除いて、実施例１と同様である。

（実施例８）
磁性ブレード１６１は、現像スリーブ１４の回転方向において現像領域Ａより上流側でＬ／Ｄ＝０．０４４（Ｌ＝０．７９（ｍｍ）。規制極１５１の最大磁力の位置Ｂより上流側へ５°傾斜）となる位置に配置されていることを除いて、実施例１と同様である。

（実施例９）
磁性ブレード１６１は、現像スリーブ１４の回転方向において現像領域Ａより下流側でＬ／Ｄ＝０．０４４（Ｌ＝０．７９（ｍｍ）。規制極１５１の最大磁力の位置Ｂより上流側へ５°傾斜）となる位置に配置されていることを除いて、実施例１と同様である。

（比較例１）
ドクターブレード１６が、非磁性ブレード１６２（厚さ１．０ｍｍ、高さ１５ｍｍ）を有する一方、磁性ブレード１６１を有しないことを除いて、実施例１と同様である。

（比較例２）
磁性ブレード１６１が、厚さ０．２ｍｍ、高さ１１ｍｍであることを除いて、実施例１と同様である。

（比較例３）
磁性ブレード１６１が、厚さ０．４ｍｍ、高さ５ｍｍで、プレス成型によって形成されていることを除いて、実施例１と同様である。

（比較例４）
磁性ブレード１６１が、厚さ０．２ｍｍ、高さ４ｍｍであることを除いて、実施例１と同様である。

（比較例５）
磁性ブレード１６１が、厚さ０．２ｍｍ、高さ１０ｍｍで、透磁率５００であることを除いて、実施例１と同様である。

（比較例６）
磁性ブレード１６１が、厚さ０．２ｍｍ、高さ１０ｍｍで、透磁率２９５であることを除いて、実施例１と同様である。

（比較例７）
現像スリーブ１４の素材としてアルミニウムが用いられていることを除いて、実施例１と同様である。

（比較例８）
磁性ブレード１６１は、現像スリーブ１４の回転方向において現像領域Ａより上流側でＬ／Ｄ＝０．０５２（Ｌ＝０．９４２（ｍｍ）。規制極１５１の最大磁力の位置Ｂより上流側へ６°傾斜）となる位置に配置されていることを除いて、実施例１と同様である。

（比較例９）
磁性ブレード１６１は、現像スリーブ１４の回転方向において現像領域Ａより下流側でＬ／Ｄ＝０．０５２（Ｌ＝０．９４２（ｍｍ）。規制極１５１の最大磁力の位置Ｂより上流側へ６°傾斜）となる位置に配置されていることを除いて、実施例１と同様である。

（比較例１０）
磁性ブレード１６１が、厚さ０．５ｍｍ、高さ４ｍｍであることを除いて、実施例１と同様である。

（比較例１１）
十点平均表面粗さが４μｍにされた現像スリーブ１４を用いることを除いて、実施例１と同様である。

（比較例１２）
十点平均表面粗さが１３μｍにされた現像スリーブ１４を用いることを除いて、実施例１と同様である。

（比較例１３）
磁性ブレード１６１が、厚さ０．４ｍｍ、高さ５ｍｍで、ニッケル成分の割合が３％で透磁率２７５のＳＵＳ６３０板で形成されていることを除いて、実施例１と同様である。

実施例１〜９及び比較例１〜１３のそれぞれの現像装置を、以下のようにして評価した。

（現像剤の搬送量）
外部空転機を用いて、現像スリーブ１４を４００ｒｐｍで３分間回転させた後、単位面積当たりの現像剤Ｇの重さを測定した。

（感光体ドラム２上のトナー付着量）
複写機（商品名：ＭＸ−７０００Ｎ、シャープ（株）製）において、全面ベタ画像を５枚連続印刷し、１枚目排出時にジャムを発生させ、感光体ドラム２上のトナーを吸引することで、単位面積当たりの感光体ドラム２上のトナー付着量を測定した。

（現像剤Ｇの流動性評価）
複写機（商品名：ＭＸ−７０００Ｎ、シャープ（株）製）において、十分に現像剤Ｇに負荷がかかるように、印刷面積５％の画像を１００００枚連続印刷した後、流動性測定装置（商品名：振動移送式流動性測定装置、株式会社エトワス製）によって現像剤Ｇの流動性を測定した。

この時、２ｇの現像剤Ｇを用いて、電圧６０Ｖ、振動数１３７Ｈｚで、流出開始時間を測定し、未使用の現像剤Ｇの移送時間は５分未満であったことから、５分未満のものを◎、５分以上７分未満のものを○、７分以上１０分未満のものを△、１０分以上のものを×とした。

（現像スリーブ１４上の現像剤のフィルミングの評価）
表面粗さ測定器（商品名：Ｓｕｒｆｃｏｒｄｅｒ ＳＥ３５００、（株）小坂研究所製）を用いて、初期の現像スリーブ１４の十点平均表面粗さＲｚ１を測定し、複写機（商品名：ＭＸ−７０００Ｎ、シャープ（株）製）において、印刷面積５％の画像を１００００枚連続印刷した後、現像スリーブ１４の十点平均表面粗さＲｚ２を測定した。

この時、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９９４法を用い、測定倍率１０００倍、測定速度０．５ｍｍ／ｓ、カットオフ０．８ｍｍ、レベリング処理：直線（全域）、評価長さ４．０ｍｍ、予備長さ０．８ｍｍで測定し、表面粗さＲｚ１と表面粗さＲｚ２との差が、１．０μｍ以上の場合に搬送不良が起こり始めるため、０．５μｍ未満のものを◎、０．５μｍ以上１．０μｍ未満のものを○、１．０μｍ以上１．５μｍ未満のものを△、１．５μｍ以上のものを×とした。

（現像剤Ｇの穂立ちの高さの評価）
顕微鏡（商品名：ＤＩＧＩＴＡＬ ＭＩＣＲＯＳＣＯＰＥ ＶＨＸ−２００、（株）キーエンス製）を用いて、５０倍で観察し、現像剤Ｇの穂立ちの高さを測定した。

現像剤Ｇの穂立ちの高さが１．２ｍｍ以上の場合、感光体ドラム２への付着量は多くなり、良好なベタ画像が得られ、逆に、現像剤Ｇの穂立ちの高さが１．０ｍｍ未満の場合のベタ画像は、薄くかすれた画像になり、濃淡ムラや白抜けが発生することから、現像剤Ｇの穂立ちの高さが１．２ｍｍ以上のものを◎、１．１ｍｍ以上１．２ｍｍ未満のものを○、１．０ｍｍ以上１．１ｍｍ未満のものを△、１．０ｍｍ未満のものを×とした。

図７は、実施例１〜９のそれぞれの現像装置についての評価を示している。図８は、比較例１〜１３のそれぞれの現像装置についての評価を示している。

磁性ブレード１６１を厚さ０．２ｍｍ未満に製造することは現在の技術では困難であり、厚さ０．２ｍｍ以上にすることで精度よく形成され、現像効率が向上する。

実施例１，７〜９と比較例８〜１０とを比較して分かるように、現像スリーブ１４の回転方向に沿う方向の磁性ブレード１６１の厚さが０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であり、且つ、Ｌ／Ｄが０以上０．０４４以下であるとき、現像剤Ｇの流動性、現像スリーブ１４のフィルミングの抑止効果、及び、現像剤Ｇの穂立ちの高さが、ともに良好であった。

現像スリーブ１４の回転方向に沿う方向の磁性ブレード１６１の厚さが０．４ｍｍ以下であるとき、図９（Ａ）に示すように、現像スリーブ１４上に現像剤Ｇが、細く、且つ、現像スリーブ１４の半径方向に長く、穂立ちし、現像スリーブ１４上における現像剤Ｇの密度が小さくなる。これによって、静電潜像を可視像化する際、図９（Ｂ）に示すような磁性ブレードの厚さが０．４ｍｍを超える場合と比べて、穂の中ほどの現像剤Ｇが感光体ドラム２へ移動しやすくなり、現像効率が向上する。したがって、ガサツキ、濃淡ムラ及び白抜けが抑制される。

また、現像スリーブ１４上における現像剤Ｇの密度が小さくなるので、所定量の現像剤Ｇを搬送するためには現像スリーブ１４とドクターブレード１６との間隙を大きくすることとなり、現像剤Ｇとドクターブレード１６との過度の摩擦が抑えられる。このため、現像剤Ｇの劣化が抑えられ、現像剤Ｇの流動性の低下が抑制される。

さらに、Ｌ／Ｄの値が０以上０．０４４以下の範囲内となる位置に磁性ブレード１６１が配置されることで、磁性ブレード１６１に対向する位置の磁極（規制極１５１）の磁力の影響を、磁性ブレード１６１が十分に受けることができる。このため、現像スリーブ１４上に現像剤Ｇを細長く穂立ちし、現像スリーブ１４上における現像剤Ｇの層厚が、精度よく規制される。

実施例１〜４と比較例２，４〜６とを比較して分かるように、磁性ブレード１６１の厚さ方向と高さ方向とを含む断面の断面積が１．０ｍｍ^２以上２．１ｍｍ^２以下で、且つ、透磁率が３００以上４９５以下である場合に、現像剤Ｇの穂立ちの高さが良好であった。

断面積が２．１ｍｍ^２を超える場合（比較例２参照）、又は、透磁率が４９５を超える場合（比較例５参照）は、細長く穂立ちした現像剤Ｇの先端が、磁性ブレード１６１から離れるまでにかかる時間が長くなることによって寝てしまい、現像効率が悪化する。一方、断面積が１．０ｍｍ^２未満の場合（比較例４参照）、又は、透磁率が３００未満の場合（比較例６参照）は、現像剤Ｇの穂が細長い状態に形成されず、現像効率が悪化する。

実施例７と比較例１３とを比較して分かるように、磁性ブレード１６１は、ニッケル成分の割合が１％以下であるステンレスで形成されている場合に、ニッケル成分の割合が１％を超える（比較例１３では３％）ステンレスで形成されている場合より、現像スリーブ１４のフィルミングの抑止効果、及び、現像剤Ｇの穂立ちの高さが、ともに良好であった。

ニッケル成分の割合が１％を超えると、磁性ブレード１６１の透磁率が低くなりすぎ、現像剤Ｇの穂が太く、短くなり、現像効率が悪化する。また、この場合、磁性ブレード１６１と現像スリーブ１４との間隔を狭めなければ、現像効率を上昇させることが困難になるが、間隔を狭めると現像剤Ｇが劣化して、現像剤Ｇの流動性の低下が起こる。これに対して、磁性ブレード１６１のニッケル成分の割合が１％以下であれば、現像剤Ｇの流動性、現像スリーブ１４のフィルミングの抑止効果、及び、現像剤Ｇの穂立ちの高さが、ともに良好となり、現像効率が向上する。

実施例７と比較例３とを比較して分かるように、磁性ブレード１６１は両面からのエッチング処理によって形成された場合に、プレス成型による場合より、現像スリーブ１４のフィルミングの抑止効果、及び、現像剤Ｇの穂立ちの高さが、ともに良好であった。

磁性ブレード１６１が薄いので、磁性ブレード１６１がプレス成型によって形成された場合は、切断面に歪みやバリが生じ、磁性ブレード１６１の位置を精密に調整することが困難となる。また、磁性ブレード１６１の先端にバリがあるために、現像剤Ｇの部分的な搬送不良が起こりやすく、印刷した際の画像に濃度ムラや白抜けが生じやすくなる。これに対して、本発明のように磁性ブレード１６１がエッチング処理によって形成された場合、切断面に歪みやバリが生じることがなく、磁性ブレード１６１の位置を精密に調整することが可能となる。このため、現像剤Ｇの搬送不良が防がれ、画像の濃度ムラや白抜けが防止される。

また、磁性ブレード１６１を両面からエッチング処理することによって、処理面が傾斜しないので、一旦形成された現像剤の細長い穂が折れることが抑えられる。したがって、一方の面からのみエッチング処理する場合より両面からエッチング処理した場合の方が、現像効率がより向上する。

実施例５，６と比較例１１，１２とを比較して分かるように、現像スリーブ１４の十点平均表面粗さが５μｍ以上１２μｍ以下である場合に、現像剤Ｇの穂が均一に形成される。十点平均表面粗さが５μｍ未満である場合は、初期から現像剤Ｇの搬送不良が起こりやすく、印刷した際の画像に濃度ムラや白抜けが生じやすくなる。逆に十点平均表面粗さが１２μｍを超える場合は、現像剤Ｇが劣化しやすくなり、現像剤Ｇの流動性が悪化する。

実施例１と比較例７とを比較して分かるように、現像スリーブ１４が非磁性のステンレス製である場合に、アルミニウム製である場合より、現像スリーブ１４のフィルミングの抑止効果が良好であった。

従来から用いられているアルミニウム製の現像スリーブに比べて、非磁性のステンレス製の現像スリーブ１４は熱伝導率が低い。このため、非磁性のステンレス製の現像スリーブ１４は、画像形成装置１の本体からの熱などの影響を受けにくく、熱せられにくいので、現像剤Ｇのフィルミングが抑制される。

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。

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一部の構成を示す断面図である。 現像装置の概略の構成を示す断面図である。 現像装置の一部の構成を示す断面図である。 磁性ブレードの構成を示す斜視図である。 磁性ブレードの製造工程を示すフローチャートである。 磁性ブレードの位置を示す断面図である。 実施例１〜９のそれぞれの現像装置についての評価を示す図である。 比較例１〜１３のそれぞれの現像装置についての評価を示す図である。 現像剤が穂立ちした状態を示す断面図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 感光体ドラム（静電潜像担持体）
３ 帯電器
４ 露光装置
５ 転写器
６ クリーニング装置
７ 除電器
８ 定着装置
９ 電源
１０ 現像装置
１１ ハウジング
１２，１３ 攪拌搬送ローラ
１４ 現像スリーブ（現像剤担持体）
１５ 磁石
１６ ドクターブレード（現像剤規制部材）
１７ 固定用板金
１８ ネジ
１５１ 規制極
１５２ 主極
１６１ 磁性ブレード（磁性部材）
１６２ 非磁性ブレード
Ａ 現像領域
Ｄ 直径
Ｇ 現像剤
Ｌ 距離
Ｐ 用紙

Claims (9)

1. ２成分現像剤を用いた電子写真方式の画像形成処理において静電潜像を可視像化する現像装置であって、
   ２成分現像剤を担持しながら回転し、静電潜像担持体と対向する現像領域へ２成分現像剤を搬送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た磁石と、
   前記現像剤担持体の回転方向において前記現像領域より上流側で、前記現像剤担持体に間隙を設けて対向配置された現像剤規制部材と、を備え、
   前記現像剤規制部材は少なくとも磁性部材を含み、前記磁性部材の前記回転方向に沿う方向の厚さは０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であり、
   前記現像剤担持体上において、前記磁性部材の前記回転方向に沿う方向の中心が対向する位置から、前記位置に配置された磁極の磁力が最大となる位置まで、の距離をＬ（ｍｍ）とし、前記現像体担持体の直径をＤ（ｍｍ）としたとき、
   前記磁性部材は、
   ０≦Ｌ／Ｄ≦０．０４４
   の関係が成立する範囲内に配置されていることを特徴とする現像装置。
2. 前記回転方向に沿う方向の前記磁性部材の厚さと前記現像剤担持体の半径方向に沿う方向の前記磁性部材の高さとを乗じて算出される前記磁性部材の断面積は、１．０ｍｍ^２以上２．１ｍｍ^２以下であり、
   前記磁性部材の透磁率は、３００以上４９５以下であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記磁性部材は、ニッケル成分の割合が１％以下であるステンレスで構成されていることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 前記磁性部材は、エッチング処理によって形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の現像装置。
5. 前記磁性部材は、前記回転方向の上流側に配置される面及び下流側に配置される面の両面からエッチング処理されることで形成されていることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
6. 前記現像剤担持体の表面粗さは、５μｍ以上１２μｍ以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の現像装置。
7. 前記現像剤担持体は、非磁性のステンレス製であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の現像装置。
8. 前記現像剤担持体は、前記現像領域において、下方から上方へ２成分現像剤を搬送するように構成されていることを特徴とする１から７のいずれかに記載の現像装置。
9. 静電潜像を担持する静電潜像担持体と、
   請求項１から８のいずれかに記載の現像装置であって、前記静電潜像担持体に担持された静電潜像を可視像化する現像装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。

Images