JP4802764B2 - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真方式を利用した画像形成装置における現像装置、並びにこれを用いた画像形成装置に関する。

従来、電子写真感光体などの潜像担持体表面に形成された潜像を現像するに際し、各種現像剤、特に二成分現像剤が使用されている。中でも非磁性トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤は、磁気ブラシ現像方式などでコンパクトかつ効率的な現像装置を実現できる。

この磁気ブラシ現像方式を実施するに当たって、現像磁性ロール（現像剤担持体）の磁極パターンを適切に設計することにより、現像装置内の現像剤フローを円滑にし、現像磁性ロールが層規制部材を回転通過する際に現像剤への機械的なストレスを最低限に低減し、同時に現像剤が離れる際に現像装置外へ飛散するトナークラウドを軽減することができる。すなわち、現像磁性ロールにおける磁極パターンの適切な設計は、現像装置の機能を満たす上で大きな役割を果たす。

例えば、特許文献１においては、現像剤開放磁極の磁力が、現像剤捕獲極の磁力よりも低いことを特徴とする技術が開示されている。当該文献に開示された技術によれば、非現像時に、現像剤を現像磁性ロールから離れやすくすることにより、現像装置内における現像剤の動きをスムーズにして、現像剤にかかるストレスを軽減することができる。

しかし、従来から問題となっているのは、現像装置内の現像剤特性劣化ストレスの中で、層規制部材（「層形成部材」とも言う。以下同様。）による現像磁性ロール表面の現像剤層の層規制時に最も大きなストレスが現像剤に与えられることが判明しており、現像装置内における現像剤の動きをスムーズにする特許文献１に記載の技術では、現像剤にかかるストレスを軽減する効果があまり大きくない。

ところで、層規制部材による層規制プロセスは、現像磁性ロールに対向する潜像担持体表面の静電潜像に対して、前記現像磁性ロールの回転により、適正かつ安定した量の現像剤（特にトナー）が前記潜像担持体表面に供給されるように、現像磁性ロール表面の現像剤量を規制して、一定量かつ均された現像剤の層を形成することである。

層規制部材としては、単なる非磁性の剛体プレートからなる物もあるが、磁気ブラシの穂を磁気的に適切に制御して、一定量かつ均された現像剤の層を形成するのに有利な部材として、磁性プレートを用いる物が好適である、この磁性プレートを用いた層規制部材は、前記現像磁性ロールの軸方向に対して、磁性プレートを用いた層規制部材の先端エッジとの間隙を均一に確保する等の目的で、磁性プレートに比較的剛性の高い非磁性のプレートを貼り合わせ、現像磁性ロールの回転方向上流側に磁性プレート側が来るように配されて用いられる（特許文献２参照）。

かかる磁性プレートによる層規制部材を用いて現像磁性ロール表面の現像剤量を規制するには、層規制部材と現像剤とが摺擦する部分として、現像磁性ロールと磁性プレートとの間隙が重要であることが判っている。また、特許文献２では現像磁性ロールの回転方向下流側の非磁性プレートが現像剤に接触しないように後退した位置に配置することにより、現像剤への機械的ストレス低減が図れるとしている。

しかしながら、この技術による場合、現像剤の磁気ブラシの穂立ちが粗い（緻密でない）構造となり、画像品質（高精彩再現、スクラッチマーク等の筋ディフェクト）に悪影響を与える懸念があるという問題があった。
また、非磁性プレートも磁性プレートも比較的剛性の高い材料を用いているため、如何に非磁性プレートを後退させた位置に配したとしても、層規制部材全体として剛体であることに変わりは無く、磁性プレートの元々のエッジや、これが摩耗した後に生じるエッジによりキャリアが破壊される懸念がある。

このように破壊されたキャリア（以下、「破壊キャリア」と称する。なお、一般には「破断キャリア」「破砕キャリア」とも称されている。）が感光体（潜像担持体）に移行すると、近年の感光体は有機感光体（ＯＰＣ）が主流であるために軟らかく、そのため先鋭な破砕形状を有する破壊キャリアが感光体表面に突き刺さる懸念がある。感光体表面に破壊キャリアが突き刺さった状態のまま画像形成した場合、当該箇所の画像が白抜けしてしまう場合があり、画質劣化の一因ともなる。

さらに、この破壊キャリアがクリーニングブレードに欠落をもたらし、局所的な筋状のクリーニング不良を発生させてしまう懸念もあった。さらに、長期使用によって破壊キャリアの割合が多くなってくると、現像領域においてその部分のキャリアによる磁気ブラシ表面にも現れ、その結果、画質が粗くなってしまうという問題があった。

特開平６−２７４０３７号公報

したがって、本発明は、磁性プレートを利用した層規制部材を用いた現像装置であって、一定量かつ均された現像剤の層を形成しつつ、現像剤に対する機械的ストレスを軽減させ、現像剤寿命を延ばし、画像品質低下を防止し得る現像装置、およびそれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的は、以下の本発明により達成される。すなわち本発明の現像装置は、攪拌することによって現像剤を帯電し、これを軸回転する現像磁性ロールに担持させて搬送し、該現像磁性ロール表面にそのエッジが近接対向配置された層規制部材によって、現像磁性ロール表面に担持された前記現像剤の層を規制することでその厚みを均し、静電潜像が形成された潜像担持体表面に前記現像剤を供給することで前記静電潜像を現像する現像装置であって、
前記層規制部材が、前記現像磁性ロールの回転方向上流側に板状磁性体、下流側に軟弾性材料からなる板状非磁性体が位置するように、かつ、前記現像磁性ロールに対向するエッジが、揃うようにあるいは板状非磁性体が板状磁性体よりも突出するように、両者が貼り合わせられてなることを特徴とする。

本発明によれば、前記現像磁性ロールの回転方向下流側に板状非磁性体が位置しており、これが軟弾性材料からなるため現像剤へのストレスが低減される。また、板状非磁性体が板状磁性体よりも突出するか、あるいは両者のエッジが揃うように配されているため板状磁性体の角が無く、硬質の部材からなる角によるストレスを現像剤が受ける懸念も無い。

そのため、層規制部材周辺での現像剤破壊（特に、キャリア破壊）を大幅に抑制することができ、現像剤の長寿命化が図れるとともに、長期に渡り現像剤層を緻密かつ均質に形成することができ、高画質プリントを長期間にわたり出力することができる。その上、板状磁性体のみならず板状非磁性体によっても現像剤の層が均されるため、偏りの無い均質な現像剤の層を形成することができ、ムラの無い画像を形成することができる。

前記現像剤が、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤である場合、特に本発明の上記作用効果が期待できる。本発明の現像装置は、例えば、トナーのみからなる一成分現像剤においてもその作用・効果を発現し得るが、現像磁性ロール表面でキャリアによる磁気ブラシを形成して、これに静電的に付着したトナーにより現像剤層を形成する二成分現像剤において、特に好ましい。二成分現像剤を用いた現像装置に本発明の構成を適用すると、現像磁性ロール表面に形成される磁気ブラシの穂立ちを緻密に形成することができ、長期間に渡り高画質プリント出力を実現することができる。

キャリア破壊が多量に起こると、これが潜像担持体に移行した場合に、潜像担持体表面を傷付けたり付着したりし、特に潜像担持体が有機感光体である場合には、当該有機感光体への突き刺さりによって固定化され、画像の白抜けの問題が発生してしまうこと懸念がある。また、有機感光体への突き刺さりキャリアによって、クリーニングブレードが欠けてしまい、局所的な筋上のクリーニング不良を発生させてしまうという懸念もあった。
さらに、一部のキャリアが長期使用中に壊れ、破壊キャリアの割合が多くなってくると、現像領域（現像磁性ロールによって潜像担持体表面を現像している領域）においてその破壊キャリアによる影響が磁気ブラシの穂立ちの不良として現れ、その結果、画質が粗くなってしまうという問題があった。

本発明の現像装置によれば、現像剤としてトナーとキャリアとが含まれる二成分現像剤を用いた場合のこれら問題点を、キャリアによる磁気ブラシの穂立ちを均質で緻密なものとし、かつ、キャリア破壊を大幅に低減させることによって、一掃することができる。

本発明において、二成分現像剤を用いた場合のキャリアとしては、空隙を有するフェライトコアに、加圧ニーダ製法で樹脂を充填したキャリア、あるいは、重合製法で作製したコアに、加圧ニーダで樹脂被覆したキャリアを用いることができる。また、当該キャリアとしては、フェライトコアあるいは磁性粉と樹脂とを含有するコアの少なくとも一部にあるいは全域に、樹脂が被覆されてなるものを用いることができる。

当該キャリアにおける、下記式（１）で表される形状係数ＳＦ１としては、１１５以下であることが好ましい。
式（１）：ＳＦ１＝（ＭＬ²／Ａ）×（π／４）×１００
（式中、ＭＬはキャリア径の絶対最大長を、Ａはキャリアの投影面積を、それぞれ表す。）

一方、本発明の画像形成装置は、少なくとも、潜像担持体と、該潜像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、現像剤を前記潜像担持体表面に供給して、前記静電潜像を現像し画像を形成する現像手段と、前記画像を被転写体に転写する転写手段と、を含む画像形成装置であって、
前記現像手段が、上記本発明の現像装置であることを特徴とする。

既述の様に、現像剤（特にキャリア）の付着・突き刺さりの不具合を解消しうる点で、前記潜像担持体が、有機感光体である場合に、本発明の効果が特に高く奏される。

本発明によれば、磁性プレートを利用した層規制部材を用いた現像装置であって、一定量かつ均された現像剤の層を形成しつつ、現像剤に対する機械的ストレスを軽減させ、現像剤寿命を延ばし、画像品質低下を防止し得る現像装置、およびそれを用いた画像形成装置を提供することができる。

［本発明の現像装置の基本構成およびその作用・効果］
まず、本発明の現像装置の基本構成およびその作用・効果を、好ましい実施形態を挙げて詳細に説明する。

図１は、本発明の例示的一態様である実施形態の現像装置を示す模式断面図である。図１において、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤（不図示）を収容する収容容器１４内には、矢印Ａ方向および矢印Ｂ方向にそれぞれ回転するスクリューオーガー１２ａ，１２ｂが配され、これによって二成分現像剤が収容容器１４内で搬送され、現像ロール（現像磁性ロール）８近傍に送られる。現像ロール８で磁気的に引き寄せられた二成分現像剤は、矢印Ｃ方向に回転する現像ロール８により搬送されると、層規制部材６により層厚が制御されながら、いわゆる磁気ブラシを形成しつつ、矢印Ｄ方向に回転する感光体（潜像担持体）１０に対向する位置まで送られる。そこで、二成分現像剤中のトナーにより感光体１０表面に形成された静電潜像が可視像化される。

本実施形態において特徴的なのは、層規制部材６の構成である。図２に、層規制部材６およびその周辺の拡大断面図を示す。図１および図２に示されるように、層規制部材６は、磁性体からなる磁性プレート（板状磁性体）４と、軟弾性材料からなる非磁性の非磁性プレート（板状非磁性体）２と、が貼り合わされてなるものである。このとき、現像ロール８に対向する非磁性プレート２のエッジが、磁性プレート４よりも突出するように、両者が貼り合わせられ、現像ロール（現像磁性ロール）８の回転方向（矢印Ｃ方向）上流側に磁性プレート４が来るように配置される。

このように、現像ロール８の回転方向（矢印Ｃ方向）上流側に軟弾性材料からなる非磁性の非磁性プレート２を突出させて配することにより、キャリア破壊を引き起こすこと無く、現像ロール８表面に形成されるキャリアおよびトナーからなる磁気ブラシの穂が整えられる。

すなわち、収容容器１４内で搬送されて現像ロール８に送られ、その表面に吸着したキャリアと、そのキャリアに静電的に吸着するトナーとからなる二成分現像剤は、現像ロール８の矢印Ｃ方向への回転により、層規制部材６による層規制位置に搬送される。当該層規制位置において、磁性プレート４によって層規制が為され、所望の厚さの現像剤層が形成されると共に、その背後に備えられた非磁性プレート２によって当該現像剤層が物理的に均され、磁気ブラシの穂が整えられる。

ここで、層規制部材に磁性プレートを利用した従来の現像装置における層規制部材およびその周辺（図２と同様の領域）の拡大断面図を、図３に示す。従来、図３の例に示されるように、非磁性プレート２’は磁性プレート４’よりも、現像ロール８に対して後退した位置に配されていた。また、この非磁性プレート２’としては、ステンレス（ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４等）やアルミニウムなどの硬質材料が用いられていた。

現像ロール８表面に形成された現像剤層が、磁性プレート４’のエッジと対向する位置を抜け出て非磁性プレート２’のエッジと対向する部位に達した時に、この非磁性プレート２’のエッジと当接してストレスがかかり、現像剤層を崩して不均一で粗いものとしてしまったり、現像剤中のキャリア破壊を生ぜしめてしまう懸念がある。特に、二成分現像剤の場合、磁性プレート４’と対向する位置を抜け出た段階で磁気ブラシの穂が立ち上がる現象が生じるため、これが非磁性プレート２’のエッジと当接すると、大きなストレスが磁気ブラシ乃至キャリアにかかる。そのため、従来は図３の例に示されるように、非磁性プレート２’を後退させて、現像剤層に干渉することを避けている

しかし、図３の例に示される従来の構成であっても、磁性プレート４’における非磁性プレート２’側の元々のエッジの凹凸や、これが現像剤（キャリア）との摩擦により摩耗した後に生じるエッジの凹凸変形により、現像剤層にはどうしてもストレスがかかり、現像剤層を不均一で粗いものとしてしまったり、キャリア破壊に繋がってしまったりと言った懸念が払拭できない。また、非磁性プレート２’が磁性プレート４’に対して後退した位置にあるため、非磁性プレート２’による現像剤層を物理的に均す効果は期待できず、現像ロール８表面に形成する現像剤層の緻密さ並びに均一さについては、磁性プレート４’ による層規制効果のみに頼る他無かった。

これに対して、本発明では、図２に示される実施形態からもわかるように、非磁性プレート２が磁性プレート４よりも突出した位置にあるため、現像剤層に物理的な作用が有効に作用し、現像剤層を適切に均すことができる。このとき、非磁性プレート２が軟弾性材料からなるため、磁性プレート４よりも突出した位置にあっても現像剤層中のキャリアへのストレスが大きくなく、キャリア破壊の発生を抑制することができる。また、非磁性プレート２が磁性プレート４よりも突出した位置にあることから、磁性プレート４における非磁性プレート２側にはエッジが出ないため、当該エッジによるキャリアへのストレスを払拭することができ、この点においてもキャリア破壊の大幅な低減を実現することができる。

［本発明の現像装置における各構成要素の詳細］
図１および図２を用いて、本発明の現像装置における各構成要素の詳細を説明する。

＜層規制部材＞
本発明においては、図１および図２に示される実施形態のように、層規制部材６は、板状磁性体を構成する磁性プレート４と板状非磁性体を構成する非磁性プレート２とが貼り合せられて構成される。

図４に、図１および図２の層規制部材６と、その縁端に対向する現像ロール（現像磁性ロール）８の一部とを抜き出して拡大した拡大断面図を示す。図４に示されるように、現像ロール８表面に対向するエッジが、非磁性プレート２は磁性プレート４に比して突出している。この突出度合い、すなわち図４中におけるａの大きさとしては、０ｍｍ以上であることが要求され、０．１ｍｍ以上であることが好ましく、０．２ｍｍ以上であることがより好ましい。ａの値が０ｍｍ未満では、もはや「突出」状態ではなくなり、既述の本願発明の効果が奏されなくなってしまう。

なお、ａの値として０ｍｍ（すなわち、非磁性プレート２および磁性プレート４の現像ロール８表面に対向するエッジが揃った状態）であっても構わないのは、この場合でも磁性プレート４における非磁性プレート２側にはエッジが出ないため、当該エッジによるキャリアへのストレスを払拭することができ、キャリア破壊の大幅な低減を実現することができるからである。また、非磁性プレート２が磁性プレート４に対して突出していなくても、現像ロール８表面の現像剤層に対して物理的な作用が期待でき、特に二成分現像剤による現像剤層の場合には、磁気ブラシが非磁性プレート２の対向する位置で立ち上がろうとする力が働くため、物理的な作用が十分に働き、現像剤層を適切に均すことができる。

一方、非磁性プレート２が磁性プレート４に対してあまりに突出していると、磁性プレート４による現像剤層の規制効果が低下してしまう場合があるため、ａの値の上限としては、１ｍｍ以下であることが好ましく、０．８ｍｍ以下であることがより好ましく、０．６ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
次に、層規制部材６を構成する磁性プレート４および非磁性プレート２について、それぞれ説明する。

（板状磁性体）
板状磁性体を構成する磁性プレート４としては、従来より層規制部材の磁性プレートとして用いられてきた材料・構造のものが問題なく使用できる。材質としては、具体的には、ＳＵＳ４３０等を挙げることができる。
磁性プレート４は、ある程度の剛性を有する板状体であることが要求され、その具体的な厚さとしては、用いる材質によっても異なるが、大まかには０．１〜２．５ｍｍの範囲から選択される。

（板状非磁性体）
板状非磁性体を構成する非磁性プレート２としては、非磁性かつ軟弾性材料からなることが要求される。
非磁性プレート２の材質としては、具体的には、合成ゴム（例えば、シリコーンゴム）、合成樹脂（例えば、ＡＢＳ樹脂）等を挙げることができるが、非磁性であり、かつ軟弾性の材料であれば、特に制限される物ではない。

非磁性プレート２は、軟弾性を有する板状体であることが要求され、その具体的な厚さとしては、用いる材質や軟弾性、磁性プレート４からの突出度合い（図４におけるａの値）によっても異なるが、大まかには０〜１．０ｍｍの範囲から選択される。

非磁性プレート２の軟弾性としては、現像剤への過度のストレスを抑制し、キャリア破壊等を生ぜしめない程度であればよい。具体的には、アスカーＣ硬度で９０度以下であることが好ましく、７０度以下であることがより好ましく、５０度以下であることがさらに好ましい。

＜現像磁性ロール＞
現像磁性ロールである現像ロール８としては、従来から、電子写真方式の画像形成装置における現像装置の現像剤担持体、現像ロール（現像スリーブ）として用いられてきたものを問題なく使用することができる。

一般的な現像ロール８としては、円筒状で回転可能な非磁性材料（例えば、アルミニウム、ステンレス等）からなるスリーブと、このスリーブの内部に固定的に配設された磁極ロールとを備えている。そして、磁極ロールにはロール本体の周囲に所定角度間隔で複数の磁極が配設されており、現像剤（二成分現像剤におけるキャリア、一成分現像剤における磁性トナー）が現像ロール８の表面（外周）に磁気的に付着するようになっているなお、現像ロール８における前記スリーブには、一般に、所定の現像バイアスを印加するためのバイアス電源が接続されている。

＜現像剤＞
本発明において用いられる現像剤は、一成分現像剤および二成分現像剤のいずれでも構わない。ただし、既述の通り、二成分現像剤において本発明の作用・効果が特に好ましく奏される。

ａ）一成分現像剤
一成分現像剤とは、主として、色材を含むトナーのみから構成され、キャリアを含まない現像剤のことをいい、磁性プレートを用いた現像装置に適用する本発明の目的に鑑みて、磁性トナーからなる一成分現像剤を用いた場合に、本発明の作用・効果が奏される。

用いるべき磁性トナーに特に制限はなく、従来公知の磁性トナーをいずれも問題なく用いることができる。磁性トナーの好ましい体積平均粒径としては、特に制限はないが、高精細な画像を得るためには、５〜１０μｍ程度の範囲から選択される。

ｂ）二成分現像剤
二成分現像剤とは、主として、トナーとキャリアとから構成される現像剤のことをいう。
使用できるトナーとしては、特に制限はなく、少なくとも結着樹脂および着色剤を含み、必要に応じて離型剤やその他各種添加剤が添加されてなる一般的な公知のトナーを全て用いることができる。本発明で用いるトナーは、混練粉砕法、湿式造粒法いずれの方法で作製したものでも構わない。

ただし、形状が不均一で粒径分布もブロードであり、しかもストレスにより破砕して微細化しやすい混練粉砕法によるトナーよりも、湿式製法によるトナーの方が好ましい。湿式製法によるトナーは、トナー形状が球形に近く、粒径のばらつきも小さく、破砕の可能性も小さいので、回収トナーの特性が新規のものとあまり遜色がない。湿式製法としては、具体的には、溶融懸濁法、乳化凝集法、溶解懸濁法等が挙げられる。
トナーの好ましい体積平均粒径としては、特に制限はないが、高精細な画像を得るためには、３〜９μｍ程度の範囲から選択される。

一方、本発明に用いる現像剤に使用できるキャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアを挙げることができる。例えば酸化鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物や、これらの芯材表面に被覆樹脂による被覆層を有する樹脂コートキャリア、磁性分散型キャリア等を挙げることができる。またマトリックス樹脂に導電材料などが分散された樹脂分散型キャリアであってもよい。

特に、本発明においては、前記キャリアが、空隙を有するフェライトコアに、加圧ニーダ製法で樹脂を充填したキャリア、あるいは、重合製法で作製したコアに、加圧ニーダで樹脂被覆したキャリアである場合に有効である。これら球形化度の高いキャリアは、その製造方法に起因して、キャリア破壊が生じるときに、単なる欠けではなく、例えば真っ二つに割れる等、比較的大きくて角のある粗粒子が生じ易く、破壊キャリアの存在により、磁気ブラシの穂を不均一にさせたり、潜像担持体表面に突き刺さったり、はたまたクリーニングブレードに損傷を与えたりと言った問題が起こりやすい。しかし、本発明の現像装置では、キャリアへのストレスを軽減してキャリア破壊を生じにくくしているため、上記製造方法により得られるキャリアに起因する問題を解消することができ、本発明の効果が有効に発揮される。

また、本発明において前記キャリアとしては、同様に、フェライトコアあるいは磁性粉と樹脂とを含有するコアの少なくとも一部にあるいは全域に、樹脂が被覆されてなるものであることが好ましい。
キャリアの好ましい体積平均粒径としては、特に制限はないが、高精細な画像を得るためには、２０〜６０μｍ程度の範囲から選択される。

本発明において、前記キャリアは球形に近いものであることが、現像磁性ロール表面に緻密で均質な磁気ブラシを形成するのに有利であり、高精細な画像を形成することができ、また、キャリアのコア表面に鋭利な稜線が無いため、従来の焼結フェライトキャリアに見られた、経時ストレスでのキャリア表面のコート剤剥がれによる局所的な導電経路の発生に対して、そのことに起因するキャリアが感光体へ現像されて白抜けが発生してしまうという画像ディフェクトが発生し難い、との点で好ましい。

前記キャリアの具体的な球形化度としては、下記式（１）で表される形状係数ＳＦ１が、１１５以下であることが好ましく、１１０以下であることがより好ましい。一方、下記式（１）で表される形状係数ＳＦ１の好ましい下限値は特に設定されないが、製造精度の観点から、一般的には、１０５以上となる。

式（１）：ＳＦ１＝（ＭＬ²／Ａ）×（π／４）×１００
（式中、ＭＬはキャリア径の絶対最大長を、Ａはキャリアの投影面積を、それぞれ表す。）

なお、形状係数ＳＦ１を示す式（１）において必要となる数値、すなわちキャリア径の絶対最大長ＭＬおよびキャリアの投影面積Ａは、光学顕微鏡（例えば、ニコン製、Ｍｉｃｒｏｐｈｔｏ−ＦＸＡ）を用いて倍率５０倍に拡大したキャリア像を撮影し、得られた画像情報について、インターフェイスを解して、画像解析装置（例えば、二レコ社製ＬｕｚｅｘIII）に導入して画像解析を行って求めることができる。なお、本発明で着目するキャリアの形状係数ＳＦ１は、基本的には全キャリアの平均値を意味し、本発明では、無作為にサンプリングした１０００個のキャリアを測定して得た平均値を代用している。

［本発明の画像形成装置］
本発明の画像形成装置は、少なくとも、潜像担持体と、該潜像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、現像剤を前記潜像担持体表面に供給して、前記静電潜像を現像し画像を形成する現像手段と、前記画像を被転写体に転写する転写手段と、を含む画像形成装置であって、前記現像手段が、上記本発明の現像装置であることを特徴とするものである。

ここで言う被転写体としては、中間転写体であっても構わないし、最終的に画像が記録される紙等の記録媒体であっても構わない。前記被転写体が中間転写体である場合には、当該中間転写体に担持された前記画像を再び記録媒体に転写する第２の転写手段が備えられる。
画像が転写されてこれを担持する記録媒体は、一般に、定着手段に供され、熱乃至圧力が未定着画像に付与されて定着される。したがって、本発明の画像形成装置には、定着手段が含まれていてもよい。

本発明の画像形成装置について、図面を用いて詳細に説明する。図５は、本発明の画像形成装置の一例である電子写真装置を示す模式断面図である。
図５に示される電子写真装置は、電子写真感光体（潜像担持体）１０９と、電子写真感光体１０９の表面を帯電する帯電器（帯電手段）１１１と、電子写真感光体１０９の表面に静電潜像を形成する画像入力器（潜像形成手段）１１３と、電子写真感光体１０９の表面に形成された静電潜像を現像してトナー画像を得る現像装置（現像手段）１１５と、電子写真感光体１０９の表面に直接用紙等の記録媒体（被転写体）１２０を当接させ、記録媒体１２０の裏面側から電圧が印加された転写部材を押し当てることにより、当該記録媒体１２０の表面に前記トナー像を転写して画像を形成する転写器（転写手段）１１４と、クリーニングブレード１１９により電子写真感光体１０９表面の残留トナー等を除去するクリーニング器（クリーニング手段）１１６と、電子写真感光体１０９表面の残存電位を除去する除電器（除電手段）１１７と、記録媒体１２０表面に転写されたトナー画像を熱および／または圧力等により定着する定着器（定着手段）１１８と、を有する。そして、本例においては、現像装置（現像手段）１１５が本発明の現像装置であり、例えば図１に示される現像装置本体がそのまま用いられる。

特に、電子写真感光体１０９として表面の軟らかい有機感光体（いわゆる「ＯＰＣ」）を用いた場合、キャリア破壊が多く生じると破壊キャリアが有機感光体表面に突き刺さり易く、画像の抜けやクリーニングブレードの欠けを生ずる原因となるが、本発明により破壊キャリアの発生を抑制できるため好ましい。勿論、電子写真感光体１０９として無機感光体を用いた場合にも、本発明による効果が期待できる。
有機感光体および無機感光体としては、従来公知の物をいずれも採用することができる。

その他、帯電器１１１、画像入力器１１３、転写器１１４、除電器１１７、定着器１１８の構成は、本発明において特に制限されるものではなく、電子写真分野において従来公知のあらゆる構成をそのまま適用することができる。なお、本例のように接触帯電方式の帯電器１１１を用いる構成の場合、除電器１１７は、必ずしも設けられていなくてもよい。

なお、本例では、潜像担持体（電子写真感光体１０９）から記録媒体（１２０）へ直接転写する構成となっているが、既述の通り、潜像担持体から一旦中間転写体に一次転写させてから、記録媒体に二次転写させる構成としても構わない。

［検証試験］
本発明の効果を確認するため、図２に示す層規制部材６を用いた図１の現像装置（Ａ：本発明）と、この層規制部材６を図３に示す層規制部材６’に代えた従来例の現像装置（Ｂ：従来例）について、キャリア破壊の程度を検証する検証試験を行った。詳細条件、試験方法および試験結果は、以下の通りである。

＜詳細条件＞
Ａ：本発明
（現像装置の諸元）
−磁性プレート４−
・材質：ＳＵＳ４３０
・厚さ：１．５ｍｍ

−非磁性プレート２−
・材質：シリコーンゴム
・厚さ：１．０ｍｍ
・アスカーＣ硬度：５０度
・磁性プレート４に対する突出度合いａ：０．３ｍｍ

−現像ロール８−
・材質：アルミニウム
・形状：長さ３４０ｍｍ、外径１８ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの円筒状

（現像剤）
−トナー−
用いたトナーの体積平均粒径は６μｍである。

−キャリア−
用いたキャリアの体積平均粒径は３５μｍ、既述の式（１）で表される形状係数ＳＦ１は１１０である。

−トナーとキャリアの混合割合−
トナー：キャリア＝８．５：９１．５（質量比）

Ｂ：従来例
下記以外は、「Ａ：本発明」と同様。

（現像装置の諸元）
−磁性プレート４’−
・材質：ＳＵＳ４３０
・厚さ：１．５ｍｍ

−非磁性プレート２’−
・材質：ＳＵＳ３０４
・厚さ：１．５ｍｍ
・磁性プレート４に対する突出度合いａ：−０．０５ｍｍ

＜試験方法＞
「Ａ：本発明」および「Ｂ：従来例」ともに、それぞれ上記現像剤を収容容器１４内に充填した上で、現像ロール８およびスクリューオーガー１２ａ，１２ｂを５時間空回しした。この空回し試験は、現像ロール８の回転速度を、周速１０４×２ｍｍ／ｓｅｃ（Ａ４用紙として２５枚／分）で行った。これは、空回し試験全体として、Ａ４用紙として合計７５００枚連続コピーの耐久試験に相当する。

空回し試験後、現像ロール８表面からキャリアをサンプリングし、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて３５０倍で観察した。全視野５ｍｍ×１０ｍｍの範囲でＳＥＭ画像中から１００個以上の粒子をカウントし、当該粒子中に占める破片、破断乃至破砕等の破壊粒子の数をカウントし、破壊キャリア検出率を求めた。破壊キャリア検出率は、下記式（２）に示すとおりである。
式（２）：破壊キャリア検出率（％）
＝破壊粒子の数（個）／カウントした全粒子数（個）×１００（％）

＜試験結果＞
試験結果は、下記表１に示す通りである。

上記表１に示される通り、従来例の現像装置に比して、本発明の現像装置の破壊キャリアの発生量が大幅に低減していることがわかる。このことから、本発明によれば、一定量かつ均された現像剤の層を形成しつつ、現像剤（特にキャリア）に対する機械的ストレスを軽減させ、現像剤寿命を延ばし、画像品質低下を防止することができることがわかる。

以上、本発明の現像装置について、具体例や検証試験を挙げて説明したが、本発明はこれら構成に限定されるものではない。具体的に述べられている数値や材料、その他の構成部材や条件に関する事項も、あくまでも例示であって、本発明の内容を何ら制限するものではない。

例えば、図１の例では、現像ロール（現像磁性ロール）８が矢印Ｃ方向に回転して、感光体（潜像担持体）１０に対向する位置に現像剤を下方から搬送する構成であるが、これとは現像ロール８が逆方向に回転して、現像剤を上方から搬送する構成の現像装置に対しても、本発明の構成は何ら問題なく適用することができる。

その他、本発明は、本発明における必須の構成要件を具備するものであれば問題なく、当業者は、公知の知見により上記各実施形態および変形例に対して種々の変更を加えることができる。

本発明の例示的一態様である実施形態の現像装置を示す模式断面図である。 図１に示される現像装置における層規制部材およびその周辺の拡大断面図である。 層規制部材に磁性プレートを利用した従来の現像装置における層規制部材およびその周辺の拡大断面図である。 図１および図２の層規制部材と、その縁端に対向する現像磁性ロールの一部とを抜き出して拡大した拡大断面図である。 本発明の現像装置が用いられる画像形成装置の一例である電子写真装置を示す模式断面図である。

符号の説明

２：非磁性プレート（板状非磁性体）、 ４：磁性プレート（板状磁性体）、 ６：層規制部材、 ８：現像ロール（現像磁性ロール）、 １０：感光体（潜像担持体）、 １２ａ，１２ｂ：スクリューオーガー、 １４：収容容器、 １０９：電子写真感光体（潜像担持体）、 １１１：帯電器、 １１３：画像入力器（潜像形成手段）、 １１４：転写器（転写手段）、 １１５：現像装置（現像手段）、 １１７：除電器、 １１８：定着器、 １１９：クリーニングブレード、 １２０：記録媒体（被転写体）

Claims (3)

1. 攪拌されることで帯電されるトナーとキャリアを含む現像剤を担持して搬送し、軸回転する現像ロールと、
   前記現像ロールの表面にエッジが近接して対向するように配置され、当該現像ロールの表面に担持された前記現像剤を均してその層厚を規制する層規制部材とを有し、
   前記現像ロールに担持されて前記層規制部材で規制された後の現像剤を静電潜像が形成された潜像担持体の表面に供給して前記静電潜像を現像する現像装置であって、
   前記層規制部材は、前記現像ロールの回転方向上流側に位置する板状磁性体と前記板状磁性体よりも前記回転方向下流側に位置するアスカーＣ硬度が５０度以下の合成ゴム材料からなる板状非磁性体とを、その板状磁性体及び板状非磁性体の前記現像ロールに対向る各エッジが揃った状態又は当該板状非磁性体のエッジが当該板状磁性体のエッジよりも突出する状態になるよう貼り合わせた部材であり、
   前記キャリアは、重合製法で作製したコアに加圧ニーダで樹脂を被覆してなるキャリアであるとともに、式：ＳＦ１＝（ＭＬ ² ／Ａ）×（π／４）×１００で表される形状係数ＳＦ１（式中、ＭＬはキャリア径の絶対最大長を、Ａはキャリアの投影面積を、それぞれ表す。）が１１５以下であることを特徴とする現像装置。
2. 少なくとも、潜像担持体と、該潜像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、現像剤を前記潜像担持体表面に供給して、前記静電潜像を現像し画像を形成する現像手段と、前記画像を被転写体に転写する転写手段と、を含む画像形成装置であって、
   前記現像手段が、請求項１に記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
3. 前記潜像担持体が、有機感光体であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。

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