JP5033890B2 - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、二成分現像剤を用いる電子写真方式の現像装置および画像形成装置に関する。

静電電子写真方式を利用した画像形成装置は、一般に帯電、露光、現像、転写、クリーニング、除電、および定着の各工程からなる。画像を形成する工程は、たとえば、帯電装置によって回転駆動される感光体ドラムの表面を均一に帯電され、露光装置によって帯電した感光体表面にレーザ光を照射され静電潜像が形成される。続いて、現像装置によって感光体上の静電潜像が現像され感光体表面上にトナー像が形成される。転写装置によって感光体上のトナー像は転写材上に転写され、その後、定着装置によって加熱されることによって、トナー像は転写材上に固定される。また感光体表面上に残った転写残留トナーはクリーニング装置により除去され所定の回収部に回収されると共に、クリーニングされた後の感光体表面は除電装置により残留電荷が除去され次の画像形成に備える。

感光体上の静電潜像を現像する現像剤としては、トナーのみからなる一成分現像剤やトナーとキャリアとからなる２成分現像剤が一般に用いられる。一成分現像剤は、キャリアを用いないため、トナーとキャリアとを均一に混合するための撹拌機構などを必要とせず、現像装置がシンプルになるといった利点を有するが、トナーの帯電量が安定しにくい等の欠点がある。二成分現像剤は、トナーとキャリアとを均一に混合するための撹拌機構などを必要とすることから、現像装置の構成が複雑になるといった欠点を有するが、帯電量の安定性に優れることから、高速画像形成装置やカラー画像形成装置によく使用されている。

二成分現像剤を用いる現像装置としては、一般に、現像槽、現像ローラ、撹拌部材、規制部材、流し板などを含む現像装置が用いられる。現像槽は、現像ローラおよび撹拌部材を回転自在に支持するとともに、その内部に現像剤を貯留する。現像ローラは表面に現像剤層を担持して回転し、感光体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する。撹拌部材は現像槽内の現像剤を均一に撹拌して現像ローラに向けて搬送する。規制部材は現像ローラ表面の現像剤層の層厚を規制する。

また、感光体上の静電潜像を現像する現像剤としては、トナーを主成分とする一成分現像剤、トナーおよびキャリアを主成分とする二成分現像剤が一般に用いられる。一成分現像剤は、キャリアを用いないため、トナーとキャリアとを均一に混合するための撹拌機構などを必要とせず、現像装置の構成がシンプルになるといった利点を有するものの、トナーの帯電量が安定しにくいなどの欠点がある。このため、高速画像形成装置やカラー画像形成装置には一般に二成分現像剤が使用されることが多い。

一方、二成分現像剤は、現像ローラ上において、該現像剤中のトナー含有率（以下、トナー濃度と呼ぶ）が変化すると、トナー濃度が変化した部分で現像した画像の画像濃度が変わるため、二成分現像剤を扱う現像装置は、常にトナー濃度の均一な現像剤で感光体上に現像することが要求される。そのため、現像装置は、トナー濃度を均一にするため、二成分現像剤（キャリアおよびトナー）を十分に撹拌した後、現像ローラで感光体表面にトナーを供給している。

ところが、現像に供されてトナーが消費された（即ちトナー濃度が変化した部分を有する）二成分現像剤が、現像ローラスリーブ表面から離れることなく、再度、現像ローラから感光体表面への現像に供されると、トナー濃度が変化した部分で画像濃度が不均一になる画像不良、いわゆる現像履歴の問題がある。

このような問題は、現像後に現像ローラのスリーブ上に残存してしまった現像剤や低帯電のトナーに起因している場合が多く、現像スリーブ上の現像剤の剥離性向上や現像スリーブの残存トナーを除去させる必要がある。

たとえば、特許文献１には、現像剤返送案内板の、現像剤流れの上流側にマグネットシートを設け、マグネットシートと第１の磁石のつくる磁力線の影響により、現像剤は、余すことなく現像剤返送案内板に受け渡される。

特開２０００−２１４６６８号公報

特許文献１記載の現像装置では、マグネットシートに現像剤が磁気的に吸引されやすく、特に現像ローラのスピードを可変して使用する装置ではマグネットシートの磁力設定が困難であることや、マグネットシートの端部と平面部とでは磁力ベクトルが異なることから、この板厚方向への漏れ磁界部からの現像剤の滞留が進行しやすいといった問題がある。

本発明の目的は、現像履歴の発生を抑え、現像剤を滞留させることなく流し板上を移動させることが可能な、現像装置および画像形成装置を提供することである。

本発明は、 感光体ドラムの表面に形成された静電潜像を現像する現像装置において、
表面に二成分現像剤を担持した状態で回転し、前記感光体ドラム表面にトナーを供給して、前記静電潜像を現像する現像ローラと、
前記現像ローラの表面に担持された二成分現像剤の担持量を規制する規制部材と、
前記規制部材によって規制された二成分現像剤を、前記現像ローラから離間させる方向へと案内する流し板とを備え、
前記流し板は、非磁性オーステナイト系ステンレス合金の矩形状薄板で構成され、短手方向一端部がヘミング加工されて前記現像ローラの表面に対向するように設けられ、
前記短手方向一端部は、加工誘起マルテンサイト相に変態させて強磁性化され、前記現像ローラの表面に対向する領域で、反発磁界を形成するように磁場配向が施され、
前記ヘミング加工によって折り返した部分と、この折り返した部分に重なる部分とが同じ磁極となるように、磁場配向が施されることを特徴とする現像装置である。

また本発明は、前記流し板は、板厚１．０〜１．５ｍｍであることを特徴とするを特徴とする。

また本発明は、前記短手方向一端部は、二成分現像剤の前記現像ローラへの磁気拘束力がほぼ無くなる位置で前記現像ローラの表面に対向し、前記現像ローラの表面と前記短手方向一端部との隙間が０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下となるように設けられることを特徴とする。

また本発明は、前記流し板は、前記流し板の主面が、前記磁気拘束力がほぼ無くなる位置において、現像ローラの回転により二成分現像剤に加わる遠心力の印加方向と平行となるように設けられることを特徴とする。

また本発明は、前記短手方向一端部の長手方向幅は、感光体ドラムの静電潜像が形成される領域の幅以上であり、二成分現像剤が搬送される搬送幅以下としたことを特徴とする。

また本発明は、表面に静電潜像が形成される感光体と、
感光体表面を帯電させる帯電装置と、
感光体表面に静電潜像を形成する露光装置と、
前記現像装置と、
感光体表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
感光体表面を清浄化するクリーニング装置と、
トナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを含むことを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、規制部材によって規制された二成分現像剤を、現像ローラから離間する方向へと案内する流し板を備え、前記流し板は、非磁性オーステナイト系ステンレス合金の矩形状薄板で構成され、短手方向一端部がヘミング加工されて前記現像ローラの表面に対向するように設けられる。前記短手方向一端部は、加工誘起マルテンサイト相に変態させて強磁性化され、前記現像ローラの表面に対向する領域で、反発磁界を形成するように磁場配向が施され、前記ヘミング加工によって折り返した部分と、この折り返した部分に重なる部分とが同じ磁極となるように、磁場配向が施される。

現像履歴の発生は、現像後にも現像ローラに残存する二成分現像剤が原因であるので、現像後の二成分現像剤を現像ローラから剥離することで解消できる。

上記のように流し板を構成することで、現像ローラから流し板への二成分現像剤の移動が促進され現像後の二成分現像剤を現像ローラから剥離することができるので、現像履歴の発生を抑え、二成分現像剤を滞留させることなく流し板上を移動させることが可能となる。
また、前記短手方向一端部にヘミング曲げを行うことで、曲げ部はマルテンサイト相に変態して強磁性化され、任意の磁場配向を施すことが可能となる。
これにより、現像ローラから流し板への二成分現像剤の移動をさらに効率よく行うことができる。

また本発明によれば、前記流し板は、板厚１．０〜１．５ｍｍである。

また本発明によれば、前記短手方向一端部は、二成分現像剤の前記現像ローラへの磁気拘束力がほぼ無くなる位置で前記現像ローラの表面に対向し、前記現像ローラの表面と前記短手方向一端部との隙間が０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下となるように設けられる。

これにより、現像ローラと流し板とが対向する領域において、二成分現像剤の詰まりや凝集といった不具合をおこすことなく、現像ローラから二成分現像剤を流し板へと移動させることができる。

また本発明によれば、前記流し板の主面が、前記磁気拘束力がほぼ無くなる位置において、現像ローラの回転により二成分現像剤に加わる遠心力の印加方向と平行となるように設けられる。

これにより、現像ローラから流し板への二成分現像剤の移動および流し板表面での二成分現像剤の移動を効率よく行うことができる。

また本発明によれば、前記短手方向一端部の長手方向幅は、感光体ドラムの静電潜像が形成される領域の幅以上であり、二成分現像剤が搬送される搬送幅以下とした。

これにより、流し板の長手方向両端部における現像ローラの移動をさらに効率よく行うことができる。

また本発明によれば、上記の現像装置によって感光体ドラム表面の静電潜像を現像して画像形成を行うので、現像履歴により画質劣化がない高画質の画像形成を行うことができる。

本発明の実施形態である画像形成装置１００の全体構成を示す概略図である。 本発明の実施形態である現像装置１の構成を模式的に示す断面図である。 先端部９ａの拡大図である。 現像ローラ３近傍を拡大した拡大断面図である。 流し板９の先端部９ａ近傍を拡大した拡大断面図である。 現像ローラ３の回転軸線を含む平面で切断した現像装置１の断面図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態である画像形成装置１００の全体構成を示す概略図である。この画像形成装置１００は、原稿用紙から読取られた画像データを取得したり、或いは、外部から受信した画像データを取得し、この画像データによって示されるモノクロ画像を記録用紙に形成するものであり、その構成を大別すると、原稿用紙搬送部（ＡＤＦ）１０１、画像読取り部１０２、印刷部１０３、記録用紙搬送部１０４、および給紙部１０５からなる。

原稿用紙搬送部１０１では、少なくとも１枚の原稿用紙が原稿セットトレイ１１にセットされると、原稿用紙を１枚ずつ原稿セットトレイ１１から引き出して搬送し、この原稿用紙を画像読取り部１０２の原稿読取り窓１０２ａに導いて通過させ、この原稿用紙を排紙トレイ１０に排出する。

原稿読取り窓１０２ａの上方には、ＣＩＳ（Contact Image Sensor）３０を配設している。このＣＩＳ３０は、原稿読取り窓１０２ａを原稿用紙が通過する際に、原稿用紙裏面の画像を主走査方向に繰り返し読取り、原稿用紙裏面の画像を示す画像データを出力する。

また、画像読取り部１０２は、原稿用紙が原稿読取り窓１０２ａを通過する際に、第１走査ユニット１５のランプによって原稿用紙表面を露光し、第１および第２走査ユニット１５、１６のミラーによって原稿用紙表面からの反射光を結像レンズ１７へと導き、結像レンズ１７によって原稿用紙表面の画像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）１８上に結像する。ＣＣＤ１８は、原稿用紙表面の画像を主走査方向に繰り返し読取り、原稿用紙表面の画像を示す画像データを出力する。

原稿用紙が画像読取り部１０２上面のプラテンガラス上に置かれた場合は、第１および第２走査ユニット１５、１６を相互に所定の速度関係を維持しつつ移動させ、第１走査ユニット１５によってプラテンガラス上の原稿用紙表面を露光し、第１および第２走査ユニット１５、１６によって原稿用紙表面からの反射光を結像レンズ１７へと導き、結像レンズ１７によって原稿用紙表面の画像をＣＣＤ１８上に結像する。

ＣＩＳ３０もしくはＣＣＤ１８から出力された画像データは、マイクロコンピュータ等の制御回路により各種の画像処理を施されてから、印刷部１０３に出力される。

印刷部１０３は、画像データによって示される原稿を用紙に記録するものであって、感光体ドラム２０、帯電器２２、光書込みユニット２３、現像装置１、転写ユニット２５、クリーニングユニット２４、および定着ユニット２７等を備えている。

感光体ドラム２０は、一方向に回転しており、その表面をクリーニングユニット２４によりクリーニングされてから、その表面を帯電器２２により均一に帯電される。帯電器２２は、チャージャー型のものであっても、感光体ドラム２０に接触するローラ型やブラシ型のものであっても良い。

光書込みユニット２３は、２つのレーザ照射部２８ａ、２８ｂ、および２つのミラー群２９ａ、２９ｂを備えるレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。この光書込みユニット２３では、画像データを入力して、この画像データに応じたレーザ光を各レーザ照射部２８ａ、２８ｂからそれぞれ出射し、これらのレーザ光を各ミラー群２９ａ、２９ｂ介して感光体ドラム２０に照射して、均一に帯電された感光体ドラム２０表面を露光し、感光体ドラム２０表面に静電潜像を形成する。

この光書込みユニット２３は、高速印字処理に対応するために２つのレーザ照射部２８ａ、２８ｂを備えた２ビーム方式を採用して、照射タイミングの高速化に伴う負担を軽減している。

光書込みユニット２３として、レーザスキャニングユニットの代わりに、発光素子をアレイ状に並べたＥＬ書き込みヘッドやＬＥＤ書き込みヘッドを用いることもできる。

現像装置１は、トナーを感光体ドラム２０表面に供給して、静電潜像を現像し、トナー像を感光体ドラム２０表面に形成する。転写ユニット２５は、感光体ドラム２０表面のトナー像を用紙搬送部１０４により搬送されてきた記録用紙に転写する。定着ユニット２７は、記録用紙を加熱および加圧して、記録用紙上のトナー像を定着させる。この後、記録用紙は、用紙搬送部１０４により排紙トレイ４７へと更に搬送されて排出される。また、クリーニングユニット２４は、現像、転写後に感光体ドラム２０の表面に残留したトナーを除去して回収する。

ここで、転写ユニット２５は、転写ベルト３１、駆動ローラ３２、従動ローラ３３、および弾性導電性ローラ３４等を備えており、転写ベルト３１を該各ローラ３２〜３４と他のローラに張架して回転させている。転写ベルト３１は、所定の抵抗値（たとえば、１×１０^９〜１×１０^１３Ω／ｃｍ）を有しており、その表面に載せられた記録用紙を搬送する。弾性導電性ローラ３４は、転写ベルト３１を介して感光体ドラム２０表面に押し付けられており、転写ベルト３１上の記録用紙を感光体ドラム２０表面に押し付ける。この弾性導電性ローラ３４には、感光体ドラム２０表面のトナー像の電荷とは逆極性の電界が印加されており、この逆極性の電界により感光体ドラム２０表面のトナー像が転写ベルト３１上の記録用紙に転写される。たとえば、トナー像が（−）極性の電荷を有している場合は、弾性導電性ローラ３４に印加されている電界の極性が（＋）極性にされる。

定着ユニット２７は、加熱ローラ３５および加圧ローラ３６を備えている。加熱ローラ３５内部には、該加熱ローラ３５表面を所定温度（定着温度：概ね１６０〜２００℃）に設定するための熱源を設けている。また、加熱ローラ３５に対して加圧ローラ３６が所定圧で圧接されるように、加圧ローラ３６の両端に図示しない加圧部材を配置している。加熱ローラ３５と加圧ローラ３６間の圧接部（定着ニップ部と称される）に記録用紙が搬送されて来ると、各ローラ３５、３６により記録用紙が搬送されつつ、記録用紙上の未定着トナー像が加熱溶融され加圧されて、トナー像が記録用紙上に定着される。

用紙搬送部１０４は、記録用紙を搬送するための複数対の搬送ローラ４１、一対のレジストローラ４２、搬送経路４３、反転搬送経路４４、複数の分岐爪４５、および一対の排紙ローラ４６等を備えている。

搬送経路４３では、記録用紙を給紙部１０５から受け取り、記録用紙の先端がレジストローラ４２に達するまで該記録用紙を搬送する。このときレジストローラ４２を一時的に停止させているので、記録用紙の先端がレジストローラ４２に達して当接し、記録用紙が撓む。この撓んだ記録用紙の弾性力により該記録用紙の先端をレジストローラ４２と平行に揃える。この後、レジストローラ４２の回転を開始して、レジストローラ４２により記録用紙を印刷部１０３の転写ユニット２５へと搬送し、更に排紙ローラ４６により記録用紙を排紙トレイ４７へと搬送する。

レジストローラ４２の停止および回転は、レジストローラ４２と駆動軸間のクラッチをオンオフに切り替えたり、レジストローラ４２の駆動源であるモータをオンオフに切り替えてなされる。

また、記録用紙の裏面にも画像を記録する場合は、複数の分岐爪４５を回転させて、搬送経路４３と反転搬送経路４４の分岐路を切り替え、反転搬送経路４４で記録用紙の表裏を反転させてから、記録用紙を反転搬送経路４４を介して搬送経路４３のレジストローラ４２へと戻す。これにより、記録用紙の裏面にも画像が記録される。

搬送経路４３および反転搬送経路４４においては、記録用紙の位置等を検出するセンサを各所に配置し、各センサにより検出された記録用紙の位置に基づいて搬送ローラやレジストローラを駆動制御して、記録用紙の搬送および位置決めを行っている。

給紙部１０５は、複数の給紙トレイ４０を備えている。各給紙トレイ４０は、記録用紙を蓄積しておくためのトレイであり、画像形成装置１００の下方に設けられている。また、各給紙トレイ４０は、記録用紙を一枚ずつ引き出すためのピックアップローラ等を備えており、引き出した記録用紙を用紙搬送部１０４の搬送経路４３へと送り出す。

本実施形態の画像形成装置１００は高速印字処理を目的としているため、各給紙トレイ４０には、定型サイズの記録用紙を５００〜１５００枚収納可能な容積を確保している。

また、画像形成装置１００の側面には、複数種の記録用紙を多量に収納可能な大容量給紙カセット（ＬＣＣ）４８、および主として不定型サイズの記録用紙を供給するための手差しトレイ４９を設けている。

排紙トレイ４７は、手差しトレイ４９とは反対側の側面に配置されている。この排紙トレイ４７に代えて、排紙用紙の後処理装置（ステープル、パンチ処理等々）や、複数段の排紙トレイをオプションとして配置することも可能な構成となっている。

図２は、本発明の実施形態である現像装置１の構成を模式的に示す断面図である。図２において、現像装置１は、現像槽２と、現像ローラ３と、第１撹拌部材４と、第２撹拌部材５と、搬送部材６と、規制部材７と、固定部材８と、流し板９、およびトナー濃度検知センサ１２とを含む。

現像槽２は内部空間を有するほぼ角柱状の容器部材であり、現像ローラ３、第１撹拌部材４、第２撹拌部材５および搬送部材６を回転自在に支持し、規制部材７、流し板９などを直接的または間接的に支持し、二成分現像剤５０を収容する。二成分現像剤５０はトナーと磁性体粉であるキャリアとを含む２成分二成分現像剤である。また、現像槽２には、画像形成装置本体に現像装置１を装着する場合に、感光体ドラム２０を臨む側面に開口２ａが形成される。また、現像槽２の鉛直方向上面には、トナー補給口２ｂが形成される。

現像槽２の鉛直方向上方にはトナーカートリッジおよびトナーホッパ２６が設けられる。より詳しくは、鉛直方向上方から下方に向けて、トナーカートリッジ、トナーホッパ２６および現像槽２の順番で設けられる。トナーカートリッジは、その内部空間にトナーを収容し、画像形成装置本体に対して着脱可能に設けられる。

また、トナーカートリッジは、画像形成装置に設けられる図示しない駆動手段によって、軸線回りに回転駆動する。トナーカートリッジの長手方向側面には長手方向に延びる細長い開口が形成され、トナーカートリッジの回転に伴って前記細長い開口からトナーが落下してトナーホッパ２６に供給される。

トナーホッパ２６は、たとえば、その鉛直方向底面に形成される開口であるトナー供給口が、現像槽２の鉛直方向上面に形成される開口であるトナー補給口２ｂと鉛直方向に連通するように設けられる。トナーホッパ２６内において、トナー供給口の鉛直方向上方には、トナー補給ローラ１９が設けられる。トナー補給ローラ１９はトナーホッパ２６によって回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって回転駆動する。トナー補給ローラ１９の回転駆動は、トナー濃度検知センサ１２による現像槽２内のトナー濃度の検知結果に応じて、画像形成装置に設けられる図示しない制御手段により制御される。トナー補給ローラ１９の回転駆動によって、トナー供給口およびトナー補給口２ｂを介して、現像槽２内にトナーが補給される。

現像ローラ３は少なくとも一部が現像槽２に回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって軸心回りに回転駆動するローラ状部材である。また、現像ローラ３は、現像槽２の開口２ａを介して感光体ドラム２０に対向する。現像ローラ３は、感光体ドラム２０に対して間隙を有して離隔するように設けられ、最近接部分が現像ニップ部である。現像ニップ部において、現像ローラ３表面の二成分現像剤層５０ａから感光体ドラム２０表面の静電潜像にトナーが供給される。現像ニップ部では、現像ローラ３に接続される図示しない電源から現像ローラ３に対して現像バイアス電圧が印加され、現像ローラ３表面の二成分現像剤層５０ａから感光体ドラム２０表面の静電潜像へのトナーの移行が円滑に進行する。

現像ローラ３は、マグネットローラ１３とスリーブ１４とを含む。マグネットローラ１３は、その長手方向の両端部が現像槽２の現像槽壁によって支持され、現像ローラ３の周方向位置に断面形状が長方形の複数の棒磁石である磁極Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３および磁極Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が互いに離隔して現像ローラ３の半径方向に放射状に配置される多極着磁型マグネットローラである。各磁極は、現像ローラ３（スリーブ１４）の回転方向とは逆方向において、磁極Ｎ１、磁極Ｓ１、磁極Ｎ２、磁極Ｓ２、磁極Ｓ３、磁極Ｎ３、磁極Ｓ４の順番に設けられる。

スリーブ１４は、非磁性材料を用いて形成される。図２では、スリーブ１４は紙面に向かって右回り（時計回り）に回転し、感光体ドラム２０も右回り（時計回り）に回転する。

第１撹拌部材４および第２撹拌部材５は、いずれも、現像槽２によって回転自在に支持されかつ図示しない駆動手段によって軸心回りに回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。本実施の形態では、第１撹拌部材４は反時計回りに回転し、第２撹拌部材５は時計回りに回転する。第１撹拌部材４は、現像ローラ３を介して感光体ドラム２０に対向しかつ現像ローラ３よりも鉛直方向下方になる位置に設けられる。第２撹拌部材５は、第１撹拌部材４を介して現像ローラ３に対向しかつ現像ローラ３よりも鉛直方向下方になる位置に設けられる。第１撹拌部材４および第２撹拌部材５は、現像槽２内に貯留される二成分現像剤５０を撹拌してトナーに均一な電荷を付与するとともに、帯電状態にある二成分現像剤５０を汲み上げて現像ローラ３の周囲に送給する。

搬送部材６は、現像槽２によって回転自在に支持されかつ図示しない駆動手段によって回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。搬送部材６は、第２撹拌部材５を介して第１撹拌部材４に対向し、かつトナー補給口２ｂの鉛直方向下方に設けられる。搬送部材６は、トナー補給口２ｂを介して現像槽２内に補給されるトナーを、第２撹拌部材５の周囲に搬送する。

トナー濃度検知センサ１２は、たとえば、第２撹拌部材５の鉛直方向下方の現像槽２底面に装着され、センサ面が現像槽２の内部に露出するように設けられる。トナー濃度検知センサ１２は図示しない制御手段に電気的に接続される。制御手段は、トナー濃度検知センサ１２による検知結果に応じて、トナー補給ローラ１９を回転駆動させ、現像槽２内部にトナーを補給するように制御する。すなわち、トナー濃度検知センサ１２による検知結果がトナー濃度設定値よりも低いと判定すると、トナーカートリッジを回転駆動させる駆動手段に制御信号を送り、トナーカートリッジを回転駆動させる。トナー濃度検知センサ１２には一般的なトナー濃度検知センサを使用でき、たとえば、透過光検知センサ、反射光検知センサ、透磁率検知センサなどが挙げられる。これらの中でも、透磁率検知センサが好ましい。

透磁率検知センサ１２には図示しない電源が接続される。電源は、透磁率検知センサ１２を駆動させるための駆動電圧およびトナー濃度の検知結果を制御手段に出力するための制御電圧を透磁率検知センサに印加する。電源による透磁率検知センサへの電圧の印加は、制御手段によって制御される。透磁率検知センサは、制御電圧の印加を受けてトナー濃度の検知結果を出力電圧値として出力する型式のセンサであり、基本的に出力電圧の中央値近傍の感度がよいため、その付近の出力電圧が得られるような制御電圧を印加して用いられる。このような型式の透磁率検知センサは市販されており、たとえば、ＴＳ−Ｌ、ＴＳ−Ａ、ＴＳ−Ｋ（いずれも商品名、ＴＤＫ株式会社製）などが挙げられる。

制御手段は、現像装置１専用のものを設けてもよく、また現像装置１が装着される画像形成装置に設けられる制御手段によって兼用する構成であってもよい。制御手段は、たとえば、記憶部と演算部と制御部とを含む。記憶部には、各種センサによる検知結果、設定値、画像情報、テーブルデータ、プログラムなどが書き込まれる。記憶部には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、リードオンリィメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが挙げられる。演算部は、記憶部に入力される各種データ（印刷指令、検知結果、画像情報など）および各種制御を実施するためのプログラムを取り出し、各種検知および判定を行う。制御部は、演算部における判定結果に応じて該当装置に制御信号を送付し、動作制御を行う。制御部および演算部は、たとえば、中央処理装置（ＣＰＵ、Central Processing Unit）を備えるマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路である。制御手段は、記憶部、演算部および制御部とともに主電源を含む。

規制部材７は、現像ローラ３の軸線方向（長手方向）に平行に延び、短手方向の先端部のエッジ部７ａを有する略直方体形状の板状部材であり、現像ローラ３の鉛直方向上方において、現像ローラ３表面に対して所定の間隙を設けるように、固定部材８により現像槽２に固定される。

規制部材７は、たとえば、ステンレス鋼、アルミニウムなどの弾性を有する非磁性金属、合成樹脂などによって形成される。本実施の形態では、規制部材７には薄板状のステンレス鋼を使用する。

流し板９は、現像槽２内において、現像ローラ３の回転方向における規制部材７よりも現像剤搬送方向下流側であって、第１撹拌部材４および第２撹拌部材５の鉛直方向上方に設けられる板状部材である。流し板９は、短手方向の一端の先端部が現像ローラ３のスリーブ１４表面に対向し、スリーブ１４と間隙を有して離隔され、短手方向の他端部が現像ローラ３から離反する方向に延びるように設けられる。

流し板９は、材質がオーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３００番台）からなる薄板を使用し、板厚は１．０〜１．５ｍｍが好ましい。オーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３００番台）は基本的に常磁性であるが、厳しい曲げやプレス加工による破断面は組織がマルテンサイトに変化し、組織が変化したマルテンサイト相部分が強磁性化される。

流し板９の製造工程ではまず、プレスによる外形抜きを行うが、外形破断面は前述のようにマルテンサイト相に変化する。現像装置１内を磁力によって搬送される現像剤５０においては、この流し板９の破断面に磁力吸着されると現像剤５０の滞留が進行し、循環不良となる可能性がある。

したがって、本発明では、流し板９の製造工程において、プレスによる外形破断後に、現像ローラ３のスリーブ１４に対向する先端部９ａを除き、外形破断面に対して脱磁処理を行った後、ヘミング曲げを行うこととしている。

流し板９の外形破断面を脱磁処理した後、ヘミング曲げ加工した先端部９ａに対して着磁機により着磁処理を行う。図３の先端部９ａの拡大図に示すように、先端部９ａの曲げ部分、すなわちスリーブ１４に最も近接する部分をＳ極に着磁させ、折返した破断面付近をＮ極に着磁させる。このように着磁処理したときの磁力線９ｂも図３に示す。各磁極の磁力についてはＮ極、Ｓ極いずれも１０〜２０ｍＴ程度としている。

図４は、現像ローラ３近傍を拡大した拡大断面図である。現像ローラ３の磁気パターン５５は、マグネットローラ１３の各磁石の放射状配置により発生するパターンであり、スリーブ１４表面における各磁極のスリーブ中心方向への磁気的吸引力の強さを絶対値で表している。

この磁気パターン５５の磁力バランスにより、現像剤５０を磁極Ｓ２でスリーブ１４上に吸着させ、スリーブ１４が紙面向かって右回り（時計回り）に回転することで、磁極Ｓ３まで現像剤５０を搬送する構成としている。また、磁極Ｓ３〜磁極Ｓ２の同極間は反発磁界となりスリーブ１４上での現像剤５０の吸着力は概ね無くなり、スリーブ１４が回転することで発生する遠心力により現像剤５０はスリーブ１４から剥離されやすい状態となる。現像剤５０に極力ストレスを与えないで流し板９に案内するには、磁極Ｓ３によるスリーブ１４への磁気拘束力が略ゼロである位置５５ａに、流し板９の先端部９ａを対向させ、かつ位置５５ａにおける遠心力の向かう接線方向へ斜面が形成されることが望ましく、本実施形態では図４に表す位置関係とした。先端部９ａとスリーブ１４との隙間が０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下となるように設けられることが好ましい。

図５は、流し板９の先端部９ａ近傍を拡大した拡大断面図である。先端部９ａのスリーブ１４に最近接する部分は、Ｓ極に着磁するように構成され、磁極Ｓ３よりも下流側に対向するように配置している。スリーブ１４に汲み上げられた現像剤５０は、スリーブ１４の回転によって移動し、磁極Ｓ３の位置を通過後徐々にスリーブ１４に向かう方向にかかる磁気的吸着力、すなわちスリーブ１４表面の現像剤保持力が減衰する。また、流し板９の先端部９ａは、スリーブ１４との反発磁界となるため、現像剤５０は、先端部９ａとスリーブ１４表面とが最も近接する位置である最狭部にまで入り込むよりも前に流し板９上へと順次移動する。移動した現像剤５０は、流し板９のＳ極とＮ極間の磁力線により流し板９表面において拘束力が加えられる。しかし、この磁気的な拘束力は、非常に弱い力であり、流れてくる現像剤５０の搬送自体は阻害されない。この拘束力によって、スリーブ１４から流し板９に移動する現像剤５０の移動速度よりも流し板９の表面を移動する現像剤５０の移動速度のほうが遅くなり、スリーブ１４表面から流し板９へと現像剤５０が移動し始める位置１４ａでは、現像剤５０がスリーブ１４上でスリップし、スリーブ１４表面と流し板９との間にわたるブリッジ状の現像剤５０によって位置１４ａにおける現像剤層５０ａを掻き取ることで、現像履歴等の画像不良を防止できる。

図６は、現像ローラ３の回転軸線を含む平面で切断した現像装置１の断面図である。流し板９の先端部９ａの長手方向両端部においては、現像剤５０の搬送経路として流し板９表面を移動せず直接現像装置撹拌部へと供給するための切り欠き部９ｄを設けている。ヘミング曲げ先端部９ａの着磁と比較し、両端部は外形破断面に対して放射状の磁力を帯びやすく流し板９の長手方向端部全体の着磁状態と異なるので、現像剤の滞留が発生する。この切り欠き部９ｄをスリーブ１４の現像剤搬送幅よりも内側に設けることで長手方向端面からの現像剤の滞留（付着）を防止することが可能となる。本実施形態では紙幅（２９７ｍｍ）から内側２．５ｍｍの位置にヘミング曲げ先端部９ａの長手方向端部を設け、紙幅から外側２．５ｍｍの位置まで現像剤が搬送されるような搬送幅（３０７ｍｍ）に設定した。

１ 現像装置
２ 現像槽
２ａ 開口
２ｂ トナー補給口
３ 現像ローラ
４ 第１撹拌部材
５ 第２撹拌部材
６ 搬送部材
７ 規制部材
７ａ エッジ部
８ 固定部材
９ 流し板
９ａ 先端部
９ｂ 磁力線
１３ マグネットローラ
１４ スリーブ
１００ 画像形成装置

Claims (6)

1. 感光体ドラムの表面に形成された静電潜像を現像する現像装置において、
   表面に二成分現像剤を担持した状態で回転し、前記感光体ドラム表面にトナーを供給して、前記静電潜像を現像する現像ローラと、
   前記現像ローラの表面に担持された二成分現像剤の担持量を規制する規制部材と、
   前記規制部材によって規制された二成分現像剤を、前記現像ローラから離間させる方向へと案内する流し板とを備え、
   前記流し板は、非磁性オーステナイト系ステンレス合金の矩形状薄板で構成され、短手方向一端部がヘミング加工されて前記現像ローラの表面に対向するように設けられ、
   前記短手方向一端部は、加工誘起マルテンサイト相に変態させて強磁性化され、前記現像ローラの表面に対向する領域で、反発磁界を形成するように磁場配向が施され、
   前記ヘミング加工によって折り返した部分と、この折り返した部分に重なる部分とが同じ磁極となるように、磁場配向が施されることを特徴とする現像装置。
2. 前記流し板は、板厚１．０〜１．５ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 前記短手方向一端部は、二成分現像剤の前記現像ローラへの磁気拘束力がほぼ無くなる位置で前記現像ローラの表面に対向し、前記現像ローラの表面と前記短手方向一端部との隙間が０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下となるように設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
4. 前記流し板は、前記流し板の主面が、前記磁気拘束力がほぼ無くなる位置において、現像ローラの回転により二成分現像剤に加わる遠心力の印加方向と平行となるように設けられることを特徴とする請求項３記載の現像装置。
5. 前記短手方向一端部の長手方向幅は、感光体ドラムの静電潜像が形成される領域の幅以上であり、二成分現像剤が搬送される搬送幅以下としたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の現像装置。
6. 表面に静電潜像が形成される感光体と、
   感光体表面を帯電させる帯電装置と、
   感光体表面に静電潜像を形成する露光装置と、
   請求項１〜５のいずれか１つに記載の現像装置と、
   感光体表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
   感光体表面を清浄化するクリーニング装置と、
   トナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを含むことを特徴とする画像形成装置。

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