JP4669684B2 - 現像装置、画像形成装置及びプロセスユニット - Google Patents

Description

本発明は、シート等の記録媒体上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタ、あるいは、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関し、特に、これらの装置に備えられる、現像装置やプロセスユニットに関するものである。

電子写真を用いた画像形成装置においては感光体上の静電潜像を忠実に再現するために、磁性一成分現像剤であるトナーにおいて乾式現像法の一つとしてジャンピング現像法がある。

このジャンピング現像法とは、感光体に現像剤担持体としての現像スリーブを一定の間隔（５０〜５００μｍ）を保って対向させて配置し、現像スリーブに直流と交流を重畳した現像バイアスを印加してトナー粒子を往復させる電界を形成し、現像スリーブ上に薄層に塗布されたトナーが感光体上の静電潜像に飛翔、付着して、潜像が反転現像されたトナー像として可視化される。

このジャンピング現像法は、摩擦帯電したトナーを電界の力によって感光体上に移動させるため、潜像を忠実に再現させるためにはトナーの均一帯電が重要になってくる。

均一帯電には、トナーの形状、粒径の均一化が重要な要素となり高画質化を目指して様々な開発が行われてきた。しかし、近年の高画質化の要求に応えるためにトナーの形状、粒径の均一化に留まらず、粒径の微細化（特許文献１，２参照）や形状の真円化（特許文献３，４参照）が提案されてきている。

微粒子トナーを用いることにより、単位質量当たりの表面積が大きくなるため、摩擦帯電による表面電荷が大きくなり、現像剤担持体上に保持される平均電荷量が高くなる。そのため細線、ドットの再現性の向上、飛び散りを減少させることができ、高画質化を図ることが可能となる。

また、磁性一成分トナーの円形度を上げることにより、より現像剤担持体上の平均電荷量を高くすることが可能になり、選択現像性が高まることと転写性の向上が図られ、更なる高画質化を可能とするのである。
特開平１−１１２２５３号公報 特開平２−２８４１５８号公報 特開平９−２８４１５８号公報 特開平９−１９７７１４号公報

しかしながら、磁性一成分トナーの円形度を大きくするに従って、トナー同士の接触面積が大きくなり摩擦帯電における平均電荷量が大きくなる、チャージアップ現象がおこる。このとき、トナーの正規の帯電極性（ここではマイナス）にチャージアップしたトナーが像担持体であるスリーブ上に鏡映力により保持されてしまい、新たにスリーブ上に供給されたトナーが帯電されにくくなることでトナーの平均帯電量が不均一になりやすくなる。

また、現像スリーブ上のトナーが消費されない場合（例えば、印字率０（％）の画像出
力後）の平均電荷量と現像スリーブ上のトナーが消費される場合（例えば、印字率１００（％）の画像出力後）の平均電荷量との差が大きくなるため、スリーブ一周目と二周目以降の濃度差が発生したり、スリーブ一周目の画像履歴が二周目以降に残り（以下、この現象を「スリーブネガゴースト」という）、スリーブネガゴーストが顕在化してしまうという問題が生じることが懸念される。

スリーブネガゴーストを低減する方法として、現像スリーブ上のトナーを一度剥ぎ取る作用をする、例えば現像スリーブに当接したローラを取り付けるといった解決策があるが、これはコストアップにつながってしまう。

本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、ゴーストの発生を抑制させた高品位な画像が低コストで安定して得られる技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明にあっては、
現像剤を収納する現像剤収納室と、該現像剤収納室と連通口を介して連通して設けられ前記現像剤収納室に収納された現像剤が供給される現像剤供給室と、を有する現像容器と、
該現像剤供給室に回転自在に設けられ、前記現像剤を担持する現像剤担持体と、
周方向に配置された複数の磁極を備え、前記現像剤担持体の内部に配置されたマグネットと、
自由端を有し、前記現像剤担持体に対してカウンタ方向に当接し、前記現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制して現像に供する現像剤の量を調整する現像剤規制部材と、
を備えた現像装置において、
前記現像剤規制部材は、前記マグネットにおける隣接する磁極の間の位置において前記現像剤担持体に当接するように配置され、
更に、
前記現像剤供給室における前記連通口の上部隔壁と前記現像剤担持体との間において、前記現像剤供給室における前記上部隔壁とは異なる位置の内壁に一方の端部を固定され、他方の自由端が下方に向けて伸びるように構成され、前記他方の自由端は、少なくとも、前記現像剤担持体の回転中心と前記現像剤規制部材の前記自由端とを通る基準線から、該基準線よりも前記現像剤担持体の回転方向上流側まで延びて設けられ、かつ、前記他方の自由端と前記現像剤担持体の回転中心との距離が、前記現像剤担持体の回転中心と前記現像剤規制部材の前記自由端との距離よりも大きい領域に設けられるように構成され、前記現像剤担持体の回転に伴って前記現像剤供給室から前記現像剤収納室へ移動する現像剤の方向を、前記現像剤収納室内の現像剤が前記現像剤供給室に搬送されるのを抑制する第１方向に誘導可能とする現像剤移動規制部材と、
該現像剤移動規制部材の前記自由端に設けられた誘導面であって、前記現像剤担持体の回転軸方向から見た時に、前記現像剤担持体に対して遠い側の一端が近い側の一端よりも上方に位置するように構成され、前記現像剤担持体の回転に伴って前記現像剤供給室から前記現像剤収納室へ移動する現像剤の一部を、前記第１方向よりも上方に向かう第２方向に移動させる誘導面と、
を備えたことを特徴とする。

また、本発明に係る画像形成装置にあっては、像担持体と、この像担持体に現像作用を行なう上記記載の現像装置と、を有することを特徴とする。

また、本発明に係るプロセスユニットにあっては、少なくとも上記記載の現像装置を有し、画像形成装置本体に着脱可能に構成されたことを特徴とする。

本発明によれば、ゴーストの発生を抑制させた高品位な画像が低コストで安定して得られる技術を提供することが可能となる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

以下、本発明の実施例１に係る画像形成装置について説明する。

（全体構成）
本実施例に係る画像形成装置は、プロセスカートリッジ（プロセスユニット）２を画像形成装置本体（以下、装置本体という）１に着脱自在とした、電子写真技術を利用したレーザービームプリンタである。

ここで、電子写真技術を利用した画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するものである。電子写真画像形成装置の例として、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばレーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。なお、本実施例においてプロセスユニットは、少なくとも現像手段をカートリッジ化して電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものをいう。また、下記に示すように、現像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化しても良い。

プロセスカートリッジ２が装置本体１に装着されたとき、プロセスカートリッジ２の上側には露光装置（レーザースキャナユニット）３が配置され、前記プロセスカートリッジ２の下側には画像形成対象となる記録媒体（シート材）Ｐを収容したシートトレイ４が配置されている。更に、前記画像形成装置本体１には、シート材Ｐの搬送方向に沿って、ピックアップローラ５、給紙ローラ（不図示）、搬送ローラ（不図示）、転写ガイド６、転写用帯電ローラ７、搬送ガイド８、定着装置９、排紙ローラ１０、排紙トレイ１１等が配置されている。

（プロセスカートリッジの構成）
プロセスカートリッジ２は、像担持体としての感光ドラム（感光体）２０と、帯電装置３０と、現像装置４０と、クリーニング装置５０との４種のプロセス装置を一体的に収容している。感光ドラム２０と帯電装置３０はクリーニング装置５０の枠体５１に取り付けられている。一方、現像装置４０はその両端部付近に結合アーム４８を有する。

現像装置４０は、その結合アーム４８先端領域において不図示の手段によって、枠体５１に回転自在に取り付けられている。更に、現像装置４０と枠体５１との間にはコイルバネである付勢手段６０が配置され、現像装置４０は図の時計周り方向に付勢される。

ここで、現像装置４０において、現像剤担持体としての現像スリーブ（現像ローラ）の両端部には間隔保持部材（不図示）が取り付けられ、現像スリーブ４１は感光ドラム２０から所定の間隔をもって現像装置４０に保持される。

（画像形成プロセスの説明）
次に、画像形成の概略を説明する。プリントスタート信号に基づいて、感光ドラム２０は矢印Ｒ１方向に１２０．０ｍｍ／ｓの周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。感光ドラム２０の外周面にはバイアス電圧が印加された帯電装置３０が接触していて、この帯電装置３０によって前記感光ドラム２０の外周面は、本実施例ではマイナスに一様均一に帯電される。

レーザースキャナーユニット３からは、目的画像情報の時系列的電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザー光Ｌが出力され、プロセスカートリッジ２の上面の露光窓部５３からプロセスカートリッジ２内部に入光して感光ドラム２０の外周面を走査露光する。これにより、感光ドラム２０の外周面には目的画像情報に対応した静電潜像が形成されていく。この静電潜像は、現像装置４０の現像剤規制部材としての現像ブレード４２によってトリボ付与と層厚規制を受けた、現像剤担持体としての現像スリーブ４１上の現像剤（トナー）Ｔによってトナー像として現像される。

一方、レーザー光Ｌの出力するタイミングと合わせて、ピックアップローラ５、給紙ロ
ーラ（不図示）、搬送ローラ対（不図示）によってシート材Ｐがシートトレイ４から給紙されて、転写ガイド６を経由して、感光ドラム２０と転写用帯電ローラ７との間の転写位置へタイミング供給される。この転写位置において、トナー像は感光ドラム２０からシート材Ｐに順次転写されていく。

トナー像が転写されたシート材Ｐは、感光ドラム２０から分離されて搬送ガイド８に沿って定着装置９に搬送され、定着装置９を構成する定着ローラ９ａと加圧ローラ９ｂとのニップ部で加圧・加熱定着処理が行われて前記トナー像はシート材Ｐに定着される。トナー像の定着処理を受けたシート材Ｐは排紙ローラ１０まで搬送され、排紙トレイ１１に排紙される。

一方、転写後の感光ドラム２０は、クリーニング装置５０のクリーニングブレード５２により外周面との残留トナーが除去されて、再び、帯電から始まる作像に供される。

（現像装置の構成）
現像剤収納室としてのトナー室４５の磁性一成分トナーＴ（平均粒径７．０μｍ）は、トナー攪拌によって、トナー室４５に設けられた開口部としてのトナー供給開口４５ａを通じて現像剤供給室４４へ搬送される。ここで、トナー室４５と現像剤供給室４４とは現像容器を構成するものであり、トナー供給開口４５ａはトナー室４５と現像剤供給室４４とを連通する連通口である。

現像剤供給室４４に搬送されたトナーＴは、現像スリーブ４１に内包されたマグネット４１ａによって現像スリーブ４１に引き寄せられ、現像スリーブ４１のＲ２方向への回転に伴って現像ブレード４２方向に搬送され、現像ブレード４２によってトリボ付与と層厚規制を受けて感光ドラム２０方向に搬送される。ここで、本実施例ではトナーＴの正規の帯電極性はマイナスであるので、トナーは現像ブレード４２によってマイナスのトリボが付与される。

本実施例においては、磁性一成分トナーＴの平均円形度は０．９６５のものを使用している。本実施例における磁性一成分トナーＴの平均円形度とは、粒子の形状を定量的に表現する指標として用いたものであり、東亜医用電子製フロー式粒子像分析装置「ＦＰＩＡ−１０００」を用いて測定を行い、測定された粒子の円形度（ａｉ）を下記式（I）によ
り求め、測定された全粒子の円形度の総和を全粒子数（ｍ）で除した値を円形度と定義する。

円形度（ａｉ）＝Ｌ０／Ｌ・・・式（I）
（式中、Ｌ０は磁性トナー粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長を示し、Ｌは磁性トナー粒子の投影像の周囲長を示す。）

また、本実施例における現像スリーブ４１としては、アルミニウムの素管をサンドブラストして粗面化した後、カーボンブラック微粒子、グラファイト微粒子を分散したフェノール樹脂をコーティングして、表面粗さＲａ＝１．０μｍにしたものを用いてトナーＴのチャージアップ現象を抑えている。また現像ブレード４２はウレタンゴムを支持板金に接着してなり、現像スリーブの回転に対して逆らう方向（カウンター方向）で現像スリーブ４１に引き抜き圧２０ｇ／ｃｍで当接する。

ここで、現像スリーブ４１には直流電圧（Ｖｄｃ＝−４００Ｖ）に交流電圧（ピーク間電圧＝１６００Ｖｐｐ、周波数ｆ＝２４００Ｈｚ）を重畳した現像バイアスが印加され、感光ドラム２０は接地されている。感光ドラム２０と現像スリーブ４１との対向領域では電界が発生するため、前述のマイナスに帯電されたトナーＴによって感光ドラム２０表面
の前記潜像が反転現像される。

本実施例は、感光体の外周面上に目的画像情報に対応して形成された静電潜像が、現像装置４０の現像剤規制部材（現像ブレード４２）によって帯電電荷付与と層厚規制を受けた現像剤担持体（現像スリーブ４１）上の現像剤（トナー）によってトナー像として現像されるまでの一連の画像形成プロセスにおける、トナー収納部から現像スリーブまでトナーが送られるときのトナー循環規制部材に関するものである。

続いて本実施例に係るトナー循環規制部材（現像剤循環規制部材（現像剤移動規制部材））の詳細な説明を行う。

（現像剤循環規制部材の説明）
現像スリーブ４１上に担持されたトナーが現像剤規制部材（現像ブレード４２）に規制されるときにトナーは摩擦帯電を受けトナー表面に電荷を保持することになる。そのため、現像スリーブ４１上のトナーが印字により消費されないと現像スリーブ４１上に残って現像ブレード４２によって摩擦帯電を繰り返すことになる。

このとき、現像スリーブ４１上のトナーが消費されない場合は同じトナーが現像スリーブ４１上に保持されているだけだが、印字によって（特に印字率が１００％のとき）現像スリーブ４１上のトナーが消費されたとき、現像容器から摩擦帯電を受けていないフレッシュなトナーが供されると現像スリーブ一周目と二周目で平均帯電電荷量が異なるということが生じる。ジャンピング現像法において現像スリーブ上のトナーの平均帯電電荷量が異なるということは現像性、つまり画像の濃度が異なってしまうことが懸念される。

そのため、現像容器からのフレッシュトナーが直接現像スリーブ４１上に供されるのを防ぐ必要がある。しかし、通常マグネットロールの磁力Ｓ２回りのトナー循環は現像スリーブ４１に連れ回り、図５中矢印Ａのように下から上に移動する。そのため、攪拌部材４３からのフレッシュトナーを防ぐことはできずトナーが消費される場合とされない場合の現像スリーブ上平均帯電電荷量の差が生じ、スリーブネガゴーストが発生する。しかも、トナーの円形度が０．９６以上の場合、摩擦帯電による平均帯電電荷量が大きいためスリーブネガゴーストが顕著に発生することとなる。

そこで、本発明者の鋭意検討により、現像スリーブ４１と現像容器開口部（トナー供給開口４５ａ）との間に現像剤循環規制部材４６を配設することにより、攪拌部材４３によるフレッシュトナーの送りこみを防ぐようなトナー循環（図６に示す矢印Ｂで示される第１方向へのトナーの移動）をつくりだすことが可能であることがわかった。

ここで、本実施例においては、前記現像剤循環規制部材４６の材質はモールド成型されたものとしているが、非磁性体のものであれば特に本実施例に限定されるものではない。更に、本実施例では現像剤循環規制部材４６は厚み１．５ｍｍ、鉛直長さ１１．０ｍｍの大きさをもっている。また、簡単のために現像剤循環規制部材４６は現像容器の上部に配設し、上部から下方に向かうように略鉛直に配設した。

特に、現像ブレード４２の自由端の先端位置Ｍと現像剤循環規制部材４６の自由端の先端位置Ｐの関係がスリーブネガゴーストに対して重要であり、現像剤担持体である現像スリーブ４１の中心（回転中心、軸）Ｏから点Ｍ、Ｐに引かれる直線においてＯＭ＝α、ＯＰ＝ｒ、ＯＭを通る直線を基準線としてＯＰを通る直線とのなす角θとすると（図７参照）、現像ブレード４２の先端位置に近く、かつ鉛直方向に対してできるだけ長い位置に現像剤循環規制部材４６の先端位置があることが条件となる。このときのスリーブネガゴーストに対する現像剤循環規制部材４６の有り無しでの結果を表１に示す。このとき、ｒ−
α＝１．６ｍｍ、θ＝１１．５°である。なお、現像剤循環規制部材４６の先端位置は、現像スリーブ４１の回転方向下流側から上流側に向かって、少なくとも前記基準線（ＯＭを通る直線）まで伸延して設けられるものであればよい。また、現像剤循環規制部材４６は、少なくとも現像スリーブ４１の長手方向の現像剤塗布域に渡って配設されているとよい。

また、トナー平均電荷量Ｑ／Ｍ（μＣ／ｇ）は、吸引式ファラデーケージ法により測定した値である。現像スリーブ４１上のトナーＴを吸引ポンプにより吸引し、ファラデーケージにて採取する。そして、採取されたトナー量とその電荷量から計算により求めた値がトナー平均電荷量Ｑ／Ｍ（μＣ／ｇ）である。また、スリーブネガゴーストが発生した場合を×、軽微に発生した場合を△、発生しなかった場合を○とする。表１から、現像剤循環規制部材を配設することによりトナー平均電荷量が、印字率０％のときと印字率１００％のときで同じようになり、スリーブネガゴーストが改善されることを確認できる。具体的には、スリーブネガゴーストを改善するために、表２に示すように、θを正とするのが良い。

ここで、スリーブネガゴースト対策の効果を得ようとして現像剤循環規制部材４６の先端位置を上記条件にしようとすると、トナー室４５から現像スリーブ４１への攪拌部材４３によるトナー供給を妨げることになるため弊害としてトナー供給不足によるフェーディングが発生してしまうことが懸念される。そのため、スリーブネガゴーストとフェーディングを両立する位置を考慮することが必要になってくる。その結果を表２に示す。ここで、フェーディングが発生した場合を×、軽微に発生を△、発生しなかった場合を○とする。

表２から、ｒ−αは０〜６．０ｍｍ、好ましくは０．５〜３．０ｍｍ、θは０〜４０°、好ましくは５〜３０°にあればスリーブネガゴーストとフェーディングを両立することが可能となる。ここで、θを大きくすればするほどスリーブネガゴーストに対しては効果があるが、フェーディングが悪化する傾向にあることがわかる。また、ｒ−αを小さくすればするほどスリーブネガゴーストに対して効果があるが、同じようにフェーディングに対して悪化する傾向にある。

このことから、ｒ−α、θの位置関係において、スリーブネガゴーストとフェーディングに対して逆の効果になっているため、その両立する位置に現像剤循環規制部材４６を配設することが好ましい。そのため、スリーブネガゴーストに対して効果を発揮できる位置に先端位置を配置することはできず、フェーディングとの両立が図れる位置に配置しなければならないため、スリーブネガゴーストに対しては不利な位置に配置しなければならなかった。そのため、本実施例では、現像剤循環規制部材４６を配設したことによるフェーディングの弊害を少なくし、スリーブネガゴーストをより効果的にすることを目的として、本実施例に係る現像剤循環規制部材４６の先端形状を適用する。以下に、本実施例に係る現像剤循環規制部材４６の先端形状について説明する。

（現像剤循環規制部材の先端形状）
現像剤循環規制部材４６を配設した場合に、フェーディングが発生する原因を図６を用いて説明する。

現像剤循環規制部材４６を配設したことにより、トナー循環は図６に示す矢印Ｂのように変化する。このため、現像容器からのフレッシュトナーが現像スリーブ４１に送りこまれるのを防ぐことができるため、スリーブネガゴーストに対しては効果があった。しかし、今度はトナー室４５から攪拌部材４３によって送りこまれるフレッシュトナー（図６中矢印Ｃのトナー循環）を防ぐようなトナー循環をしていることからハーフトーンやベタ黒といった印字率の高い画像を連続通紙するとトナー供給不足によるフェーディングが発生することとなる。

つまり、図６に示す矢印Ｂのようにトナー容器方向に向かうトナー循環と、図６に示す矢印Ｃのように、攪拌部材４３より現像スリーブ４１にフレッシュトナーを供給するトナー循環との力関係によって、フェーディングが発生するかどうかが決定される。

そこで、上記弊害を軽減するため、本実施例においては、図１に示すように現像剤循環規制部材４６の先端形状をトナー室４５側に向かって斜めにカットした（現像スリーブ４１の法線に対して所定の角度をなす）形状をとることとする。

このとき、現像剤循環規制部材４６の先端部分（自由端）における幅方向両端部の頂点位置は図１に示すＰ（現像スリーブ４１に対して近い側の一端），Ｒ（現像スリーブ４１に対して遠い側の一端）を指し、角度ψは現像スリーブ４１の中心Ｏから現像剤循環規制部材４６の現像スリーブ４１側頂点Ｐを通る法線と現像剤循環規制部材４６の先端のなす角度であり、また現像スリーブ４１中心を原点にとり、水平方向をｘ軸、鉛直方向をｙ軸にとり、ｘ軸と前記法線とのなす角をφとし、直交軸において前記法線が第一象限にあるときはδ＝ψ＋φ、第四象限にあるときはδ＝ψ−φを先端角度と定義すると、本実施例ではδ＝４５°とした。ただし、この現像剤循環規制部材４６の先端形状の角度に対しては後述する。ここで、現像剤循環規制部材４６において、斜めにカットされた面、すなわち、図１に示す頂点Ｐ，Ｒを含んで構成される面ＰＲは誘導面を構成している。

以下に、図８を用いて本実施例の特徴について説明する。

本実施例によれば、現像剤循環規制部材４６の先端形状を斜めにカットすることにより、トナー循環は図８に示す矢印のようになり、現像剤循環規制部材４６によって現像スリーブ裏で規制（誘導）されたトナーが現像器方向に循環（移動）する（これまでのようなトナー室４５への循環）ばかりではなく、図８において上方にトナーが逃げるようなトナー循環が生まれる。

つまり、現像剤循環規制部材４６が配設され、かつ先端部分が斜めにカットされた形状をもつことにより現像スリーブ裏のトナー循環として二つの動き（トナー循環）から構成
されることとなる。

二つのトナー循環のうち第一のトナー循環は、図８において矢印（i）で示すように、
上述したようなスリーブ裏で現像剤循環規制部材４６によって生み出された小さなトナー
循環（第１方向へのトナーの移動）である。これはスリーブネガゴーストに対して影響を及ぼす循環である。そのため、第一のトナー循環を生じさせることにより、トナー室４５からのフレッシュトナーの侵入を防止し、かつ現像スリーブ裏のトナーの入れ替えによって現像スリーブ４１にトナーを供給することにより、現像スリーブ４１上のトナーが消費された場合と、消費されない場合でのトナーの平均電荷量を均一に保つことが可能となる。

また、二つのトナー循環のうち第二の循環は、図８において矢印（ii））で示すように、現像剤循環規制部材４６の先端を斜めにカットした形状にしたことによって生じる、現像スリーブ裏の循環以外のトナー室４５上方側に向かうトナー循環（第１方向よりも上方に向かう第２方向へのトナーの移動）である。

このトナー循環は現像剤循環規制部材４６の先端で規制されて、先端形状に沿ってトナー室４５側に向かうものであり、本実施例によれば、先端に角度をもっているため、略上方に向かうこととなる。このとき、第二のトナー循環により攪拌部材４３によって送り込まれるトナー循環を妨げるトナー量、すなわち、トナー室４５側に向かうトナーが減ることとなる。

現像剤循環規制部材４６があることによってこの場合、フェーディングが発生するのは第一のトナー循環とトナー室４５から攪拌部材４３によるトナーの送り込みとの力関係でフェーディングが発生するかどうかが決まることになる。

そのため、本実施例によれば、現像剤循環規制部材４６によって規制されたトナーが全て攪拌部材４３によって送りこまれるトナーを妨げるような循環をするのではなく、ある程度上方にトナーが逃げる循環をつくり、フレッシュトナーを適正に妨げることができ、フェーディングの発生を抑制することができる。

以上説明したように、現像剤循環規制部材４６を現像スリーブ４１とトナー室４５との間に配設することにより、スリーブネガゴーストとフェーディングとの両立を図ることが可能となる。また、フェーディングの弊害があるためにスリーブネガゴースト対策として現像剤循環規制部材４６の先端位置に関するｒ−α、θを上記条件に保つことが困難であったけれども、本実施例によりｒ−αをより小さく、またθをより大きくすることが可能となる。

（検証実験）
次に、本実施例に係るプロセスカートリッジにおいて現像剤循環規制部材４６の先端位置とスリーブネガゴースト、フェーディングの関係を検証した実験結果を表３に示す。

実験は温度２４℃、湿度５０％の環境で行い、本実施例に係る画像形成装置を用いて、現像剤循環規制部材４６の先端角度δ＝４５°、現像剤循環規制部材４６の先端位置ｒ−α、θがそれぞれ異なるプロセスカートリッジを数種類用意して画像出力を行った。また、比較のため先端形状の角度δ＝０°のものと、先端形状を本実施例とは逆に現像スリーブ４１側に斜めカットしたもの用意した。フェーディングに関してはハーフトーンを２０枚印字し、そのときフェ−ディングが発生したかどうかを判断する。画像の評価に関してはそれぞれの条件に対して相対評価による。

表３より、現像剤循環規制部材４６の先端形状がδ＝０°とδ＝４５°との場合（φ＝一定）では、スリーブネガゴーストに対しては殆ど同じ結果となったが、先端形状に角度
をつけることによって、フェーディングに対しては改善されていることがわかる。また、先端形状の斜めカット方向を本実施例と逆にしたものでは、スリーブネガゴーストに対しても、フェーディングに対しても悪い結果となった。

以上の結果により、本実施例によれば現像剤循環規制部材４６を配設した場合でも、スリーブネガゴーストとフェーディングとを両立することが可能となる。

（現像剤循環規制部材の先端角度）
次に、現像剤循環規制部材４６の先端形状の角度について説明する。

先端形状の角度に対しては、先に示したように本実施例ではδ＝４５°にしている。この角度に関してはδ＝０°のとき、フェーディングに対して効果がないため、ある程度角度が必要であることは先に述べた。また、δ≒９０°のとき現像スリーブ裏のトナーを規制する力が小さくなるため、フェーディングに対しては効果があるが、スリーブネガゴーストに対しては効果が小さくなる。これは、角度がない場合として現像剤循環規制部材４６の厚みを薄くした場合に、スリーブネガゴーストに対して効果がないことと一致する。

そこで、先端の角度においてどの範囲が最も適しているかが必要になる。そのため、先端形状の角度を変えたものを数種類用意して、フェーディング、スリーブネガゴーストの画像を確認した。このとき、フェーディングが軽微に発生しているｒ−α＝１．８ｍｍ、θ＝３５°の現像剤循環規制部材４６を用いている。

そのときの先端形状の角度δ（φ＝一定）、スリーブネガゴースト、フェーディングの関係を表４に示す。表４より先端形状の角度δが小さければフェーディングが悪くなり、またδが大きくなればスリーブネガゴーストが悪くなることがわかる。以上のことから先端の角度に対しては３５°から７５°、より好ましくは４０°から７０°のときが、現像剤循環規制部材４６を配設した場合においてもフェーディングのない高品位な画像を得ることができる。

以上のことから、本実施例では、現像剤循環規制部材４６を配設した場合においてもフ
ェーディングの発生を抑えることができ、かつスリーブネガゴーストを抑制した高品位な画像を提供することができる。また、本実施例においては、現像剤循環規制部材４６の厚みは１．６ｍｍを用いたが、これに限定されるものではない。厚みが大きすぎると、現像剤供給室４４内容積が小さくなりすぎ、濃度ムラといった弊害が生じることが懸念される。また、厚みが小さすぎると、スリーブネガゴーストが悪くなるといったことが生じることが懸念される。そのため、現像剤循環規制部材４６の厚みとしては１．２ｍｍ以上３．０ｍｍ以下にあることが望ましい。

また、現像剤循環規制部材４６の先端形状に角度をもたせることにより、フェーディングに対して有効になることから、現像剤循環規制部材４６の先端位置を下げることが可能となる。すなわち、先に述べたθの範囲（０°＜θ≦４０°）よりも、よりθの範囲を広くすることが可能となる。δの下限であるδ＝３５°において表２と同じ条件でおこなったときのスリーブネガゴーストとフェーディングの関係を表５に示す。

表５より、現像剤循環規制部材４６の先端に角度をもつことによりθの範囲としては０°＜θ≦４５°、好ましくは０°＜θ≦４０°をとることが可能となる。

本実施例では、現像剤循環規制部材４６の先端形状を斜めにカットした構成をとっていた。しかし、先端形状をナイフエッジ状にすることで先端部の精度を出すことが生産上難しくなることが懸念される。このとき、現像剤循環規制部材４６の先端部頂点の精度がだせない場合は、スリーブネガゴーストに対して影響が生じてしまう。なぜなら、先に述べたように、先端部Ｐの頂点位置がスリーブネガゴーストに対して重要な役割を果たしているためである。そのため、先端部をナイフエッジ状にするのではなく、先端に水平面を設けてもよい。

図９に、この場合における現像剤循環規制部材４６の先端形状を示す。

図９にあるように斜めカットの角度ψは本実施例ではδ＝４５°（φ＝一定）となるようにした。また頂点ＡＢ間の水平距離は０．５ｍｍとしている。ここで、水平面ＰＱの長さが長すぎるとフェーディングに対して効果が小さくなる。なぜなら、水平面ＰＱが長くなればなるほど先端形状に対して角度をもたせた効果が小さくなるためである。

そのため、水平面ＰＱの長さの関係はスリーブネガゴーストとフェーディングの関係から図９中の三角形ＰＱＳと三角形ＲＱＴとの大小関係で表される。このときの関係は、水平面距離ＰＱ＝ａ、現像剤循環規制部材厚さ＝ｂ、とすると以下の式（II）で表される。ａ≦ｂ／２（０≦ａ＜ｂ）・・・式（II）
この式（II）を満足するように水平面ＰＱ、角度δ（但し、３０°＜δ＜７０°）を決定することにより、現像剤循環規制部材４６に水平面ＰＱを設けても、スリーブネガゴーストとフェーディングとを同時に満足することが可能となる。

（検証実験）
現像剤循環規制部材４６の先端部に水平面ＰＱを設けた場合においても、ナイフエッジ
状にした場合と同様な効果が得られることを検証実験により確認した。そのときの結果を表６に示す。このときの検討条件は前記検証実験と同様のものを用いている。また、r−
α＝１．８ｍｍ、θ＝３５°、ｂ＝１．６ｍｍとし、水平面ＰＱ＝ａと角度δ（φ＝一定）をもつ現像剤循環規制部材を数種類用意した。

表６において、１，２，３は式（II）を満たし、４，５，６は式（II）を満たしていない。このことから、水平面ＰＱがあっても、式（II）を満たせばスリーブネガゴーストとフェーディングとの両方に対して効果があることがわかる。

以上のことから、現像剤循環規制部材４６の先端部分において斜めカットした形状をもつことによって、現像剤循環規制部材４６を配設してもスリーブネガゴーストとフェーディングとを両立することが可能となる。

実施例１ではフェーディングを改善するため、現像剤循環規制部材４６の先端形状に角度δを設定することにより誘導面を設けている。角度δを大きくするとフェーディングは改善されるが、逆にスリーブネガゴーストが悪くなってしまうことが懸念されていた。そこで、実施例２では、実施例１においてスリーブネガゴーストへの効果は維持しつつ、かつフェーディングを更に改善できるようにするものである。

そのため、実施例２では、実施例１に加えて、誘導面、すなわち図９中の線分ＱＲにおいて、直線ではなく現像剤循環規制部材内部に向かって曲率を持っていることを特徴とする。特に、線分ＱＲよりも現像剤循環規制部材内部に向かって凸形状を持っていることが特徴である。

図１０に本実施例における現像剤循環規制部材４６の形状を示す。なお、本実施例に係る画像形成装置は、上述した実施例に係る画像形成装置と同様の構成であり、同様の構成部分については同一の符号を付してその説明は省略する。

本実施例では線分ＱＵ＝ＲＵ＝ｒ’（半径）をもち、頂点Ｕを中心とした円弧を描くようにする。ここで頂点Ｕの満たす条件は線分ＱＲよりも現像剤循環規制部材内部に向かって凸状の円弧を描くために、線分ＱＴ＜ＱＵであり、かつ式（II）を満たすことが条件である。本実施例においてはＱＵ＝ｒ’＝４ｍｍの円弧を描くようにした。また、このときの水平面ＰＱ＝ａ＝０．５ｍｍであり、ｂ＝１．６ｍｍ、δ＝４５°とした。

このとき、現像剤循環規制部材４６の先端形状において円弧上の形状をもつことによって、実施例１に比べてフェーディングが改善できる。

なぜなら、実施例１で述べたように現像剤循環規制部材の先端で規制されたトナーは先端形状に沿って移動し、トナー容器方向に向かう（第二のトナー循環）。

このとき実施例２では、ＱＲが曲率をもっているため、早期に第二のトナー循環が上方
に移動し易くなるため、トナー容器からのトナー循環を妨げることがないためである。更に、角度δを大きくする必要性はないため、現像剤循環規制部材のスリーブネガゴーストの効果を維持することができる。

そのため、実施例１に比べて角度δを大きくすることはなくともフェーディングを改善することが可能となる。

（検証実験）
次に、本実施例を用いたプロセスカートリッジにおいて現像剤循環規制部材４６の角度δ（φ＝一定）とスリーブネガゴースト、フェーディングの関係を検証した実験結果を表７に示す。このときフェ−ディングに対する効果をみるため、フェーディングが厳しいｒ−α＝１．８ｍｍ、θ＝４２°における結果を示す。実験は温度２４℃、湿度５０％の環境で行った。また判定方法は実施例１と同じものを用いる。

以上のことから、本実施例によれば、実施例１に比べて現像剤循環規制部材の先端角度δを大きくすることはなくとも、フェーディングとスリーブネガゴーストとの両立を可能とする。

実施例１に係る現像装置の部分断面図である。 実施例１に係る画像形成装置の縦断面図である。 実施例１に係る現像装置の縦断面図である。 実施例１に係るプロセスカートリッジの縦断面図である。 実施例１における現像スリーブ裏でのトナー循環概略図である。 実施例１における現像剤循環規制部材を配設した場合の現像スリーブ裏のトナー循環概略図である。 実施例１に係る現像装置の部分断面図である。 実施例１におけるトナー循環概略図である。 実施例１における現像剤循環規制部材の概略断面図である。 実施例２における現像剤循環規制部材の概略断面図である。

符号の説明

１ 画像形成装置本体（装置本体）
２ プロセスカートリッジ
３ 露光装置（レーザースキャナユニット）
４ シートトレイ
５ ピックアップローラ
６ 転写ガイド
７ 転写用帯電ローラ
８ 搬送ガイド
９ 定着装置
１０ 排紙ローラ
１１ 排紙トレイ
２０ 感光ドラム
３０ 帯電装置
４０ 現像装置
４１ 現像スリーブ（現像剤担持体）
４１ａ マグネットロール
４２ 現像ブレード（現像剤規制部材）
４３ 攪拌部材
４４ 現像剤供給室
４５ トナー室
４５ａ トナー供給開口
４６ 現像剤循環規制部材
４８ 結合アーム
５０ クリーニング装置
５１ 枠体
５２ クリーニングブレード
６０ コイルバネ
Ｌ レーザー光
Ｐ 記録媒体（シート材）
Ｔ 現像剤（トナー）

Claims (7)

1. 現像剤を収納する現像剤収納室と、該現像剤収納室と連通口を介して連通して設けられ前記現像剤収納室に収納された現像剤が供給される現像剤供給室と、を有する現像容器と、
   該現像剤供給室に回転自在に設けられ、前記現像剤を担持する現像剤担持体と、
   周方向に配置された複数の磁極を備え、前記現像剤担持体の内部に配置されたマグネットと、
   自由端を有し、前記現像剤担持体に対してカウンタ方向に当接し、前記現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制して現像に供する現像剤の量を調整する現像剤規制部材と、
   を備えた現像装置において、
   前記現像剤規制部材は、前記マグネットにおける隣接する磁極の間の位置において前記現像剤担持体に当接するように配置され、
   更に、
   前記現像剤供給室における前記連通口の上部隔壁と前記現像剤担持体との間において、前記現像剤供給室における前記上部隔壁とは異なる位置の内壁に一方の端部を固定され、他方の自由端が下方に向けて伸びるように構成され、前記他方の自由端は、少なくとも、前記現像剤担持体の回転中心と前記現像剤規制部材の前記自由端とを通る基準線から、該基準線よりも前記現像剤担持体の回転方向上流側まで延びて設けられ、かつ、前記他方の自由端と前記現像剤担持体の回転中心との距離が、前記現像剤担持体の回転中心と前記現像剤規制部材の前記自由端との距離よりも大きい領域に設けられるように構成され、前記現像剤担持体の回転に伴って前記現像剤供給室から前記現像剤収納室へ移動する現像剤の方向を、前記現像剤収納室内の現像剤が前記現像剤供給室に搬送されるのを抑制する第１方向に誘導可能とする現像剤移動規制部材と、
   該現像剤移動規制部材の前記自由端に設けられた誘導面であって、前記現像剤担持体の回転軸方向から見た時に、前記現像剤担持体に対して遠い側の一端が近い側の一端よりも上方に位置するように構成され、前記現像剤担持体の回転に伴って前記現像剤供給室から前記現像剤収納室へ移動する現像剤の一部を、前記第１方向よりも上方に向かう第２方向に移動させる誘導面と、
   を備えたことを特徴とする現像装置。
2. 前記誘導面は、前記遠い側の一端が前記近い側の一端よりも上方に位置するように構成された傾斜面であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記誘導面は、前記遠い側の一端が前記近い側の一端よりも上方に位置するように構成された曲率面であって、前記遠い側の一端と前記近い側の一端とを結んだ直線よりも前記現像剤移動規制部材の内部に向かって凸形状を持った曲率面であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
4. 前記現像剤移動規制部材は、少なくとも前記現像剤担持体の長手方向の現像剤塗布域に渡って配設されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置。
5. 像担持体と、この像担持体に現像作用を行なう請求項１〜４のいずれかに記載の現像装置と、を有することを特徴とする画像形成装置。
6. 少なくとも請求項１〜４のいずれかに記載の現像装置を有し、画像形成装置本体に着脱可能に構成されたことを特徴とするプロセスユニット。
7. 前記プロセスユニットは、前記現像装置によって現像作用が行なわれる像担持体を有することを特徴とする請求項６に記載のプロセスユニット。

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