JP2012155008A - 現像装置、画像形成装置及び現像方法 - Google Patents

Abstract

【課題】２成分現像方式の現像装置において、現像領域直前での現像剤層の密度の均一性を高める。
【解決手段】現像スリーブ５１Ｙ内部に磁力発生手段を有し、磁力発生手段が発する磁気力により現像スリーブ５１Ｙ表面に現像剤を担持しながら、感光体の現像領域に現像剤を搬送して現像を行う現像装置において、現像スリーブ５１Ｙに近接して配置される第１現像剤規制部材５２Ｙと、第１現像剤規制部材５２Ｙよりも現像剤搬送方向（Ｒ４方向）下流側であって、当該搬送方向下流側の現像極Ｐ２の直前に現像スリーブ５１Ｙに近接して配置された第２現像剤規制部材５６Ｙと、を備え、第２現像剤規制部材５６Ｙと現像スリーブ５１Ｙとの間隙が前記現像剤の搬送方向上流から下流にかけて狭くなるように（ｄ２＞ｄ１）した。
【選択図】図４

Description

本発明は潜像を電子写真方式で現像する現像装置、この現像装置を備えた画像形成装置及びこれらの各装置で実行される現像方法に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置において、現像剤担持体上に現像剤を担持し、現像剤担持体上に担持された現像剤を、現像剤規制部材（ドクターブレード）で規制した後に感光体等の像担持体に対向する現像領域に搬送する現像装置が知られている。現像剤として磁性キャリアとトナーからなる２成分現像剤を用いた現像装置では、像担持体として内部に磁界発生手段を有する現像スリーブを用いる。現像スリーブは内部の磁界発生手段の磁力により現像スリーブ上に現像装置内に収容された現像剤を担持し、回転することで担持された現像剤を感光体と対向する現像領域に搬送する。現像スリーブに担持された現像剤は、途中、現像スリーブ表面とある距離（ドクターギャップ）を持って対向するように配置された現像剤規制部材との間隙を通過することによって一定量になるように規制される。

ドクターギャップを通過した現像剤の単位面積当りの量は汲み上げ量と呼ばれる。この汲み上げ量が現像スリーブと感光体とが対向する現像領域の間隙に対して多すぎると、現像剤が現像領域内で押し合い、そのときのせん断応力により摩擦発熱し、現像剤自体が溶解して固着するという不具合が生じる。

一方、汲み上げ量が少ないと、感光体に十分なトナーを供給することができずに、画像濃度低下という不具合が生じる。このため、安定して高品位の画像を得るためには、適正な汲み上げ量を確保して、感光体との対向部に搬送することが必要になっている。また、現像剤規制部材としては、金属の板部材、丸棒部材が広く用いられている。

このような不具合を解決する技術として、例えば特許文献１（特開２００９−０９２８３４号公報）に記載された発明が公知である。この発明では、印刷開始直後と連続印刷時のトナー帯電量の差をなくし、トナーの帯電量を安定させるため、表面に現像剤を担持して潜像担持体まで現像剤を搬送して潜像担持体に画像を形成する現像剤担持体と、前記担持体への画像形成個所より現像剤担持体上流側に配置され前記現像持体上の現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、を有する現像装置において、現像剤規制部材の上流側に、現像剤担持体との間隔寸法を変更できる前置規制部材を配置したことを特徴とするものである。

しかし、前記特許文献１記載の発明では、印刷開始直後と連続印刷時のトナー帯電量の差をなくし、トナーの帯電量を安定させることはできるが、汲み上げ量を適正な量に規制し、現像剤層の不均一性を解消することはできない。

すなわち、特許文献１記載の発明も含め、これまでの現像装置では、現像剤規制部材通過後の現像剤層は、現像領域に搬送されるまでの間に磁極により磁気穂が寝起きすることでバラツキが生じる。そのため現像領域での現像剤層の密度は、現像剤規制部材通過後と比較して不均一となる。現像領域中での現像剤の密度が不均一であると、磁気穂の長さが不均一となり、画像の粒状性が悪化する要因となっていた。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、２成分現像方式の現像装置において、現像領域直前での現像剤層の密度の均一性を高めることにある。

前記課題を解決するため、第１の手段は、現像剤担持体内部に磁力発生手段を有し、前記磁力発生手段が発する磁気力により現像剤担持体表面に現像剤を担持しながら、像担持体の現像領域に前記現像剤を搬送して現像を行う現像装置であって、前記現像剤担持体に近接して配置される第１の現像剤規制部材と、前記第１の現像剤規制部材よりも現像剤搬送方向下流側であって、現像剤領域の搬送方向下流側の現像極の直前に前記現像剤担持体に近接して配置された第２の現像剤規制部材と、を備え、前記第２の現像剤規制部材と前記現像剤担持体との間隙が前記現像剤の搬送方向上流から下流にかけて狭くなるように設定されていることを特徴とする。

この場合、前記第１の現像剤規制部材と現像剤担持体との間の間隙をｄ０、前記第２の現像剤規制部材と前記現像剤担持体の前記下流側の狭くなった部分の間隙をｄ１としたとき、両者の比ｄ１／ｄ０が０．７〜１の範囲に設定する。

また、前記第２の現像剤規制部材は平板部材あるいは円柱部材によって構成する。円柱部材を第２の現像剤規制部材として用いる場合には、前記円柱部材の表面を摩擦係数０．２以下の材料でコートすることが望ましい。更に、前記現像剤担持体の表面と、それに対向する前記第２の現像剤規制部材としての円柱部材の表面が同一方向に移動するように両者の回転方向を設定する。

第２の手段は、第１の手段に係る現像装置を画像形成装置が備えていること特徴とする。

第３の手段は、現像剤担持体内部の磁力発生手段を有し、前記磁力発生手段が発する磁気力により現像剤担持体表面に現像剤を担持しながら、像担持体の現像領域に前記現像剤を搬送して現像を行う現像方法であって、前記現像剤担持体に近接して配置される第１の現像剤規制部材で現像剤の汲み上げ量を一定量に規制する工程と、前記第１現像剤規制部材よりも現像剤搬送方向下流側かつ現像極の直前に前記現像剤担持体に近接して配置された第２の現像剤規制部材によって、前記工程で汲み上げ量が一定に規制された現像剤層の密度を整えて前記現像領域まで現像剤を搬送する工程と、を備えていることを特徴とする。

なお、後述の実施形態では、現像剤担持体は現像スリーブ５１Ｙに、現像剤は符号Ｔに、現像装置は符号５Ｙに、第１の現像剤規制部材は第１現像剤規制部材（ドクター）５２Ｙに、現像極は符号Ｐ２に、第２の現像剤規制部材は第２現像剤規制部材５６Ｙに、間隙は符号ｄ１及びｄ２に、平板部材からなる第２の現像剤規制部材は第２現像剤規制部材５６Ｙに、円柱部材からなる第２の現像剤規制部材は第２現像剤規制部材５６１Ｙに、画像形成装置はプリンタ１００にそれぞれ対応する。

本発明によれば、２成分現像方式の現像装置において、現像領域直前での現像剤層の密度の均一性を高めることができる。

本発明の実施形態における実施例１に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 図１における現像装置を拡大して示す図である。 図２の要部を拡大して示す図で、現像スリーブと現像剤規制部材の関係を示す。 現像スリーブの内部の磁力発生手段による現像スリーブ上の法線方向磁束密度分布を示す図である。 図４における第２現像剤規制部材の先端部を拡大して示す図である。 第２現像剤規制部材と現像スリーブ間の現像剤の状態を示す模式図である。 粒状性ランクの測定実験における実験条件（１）を表形式で示した図である。 粒状性ランクの測定実験における実験条件（２）を表形式で示した図である。 実験条件（１）の場合の実験結果をグラフ形式で示した図である。 実験条件（２）の場合の実験結果をグラフ形式で示した図である。 実施例２における現像スリーブと第２現像剤規制部材間の現像剤の状態を示す模式図である。 現像剤寿命の測定実験における実験条件（３）を表形式で示した図である。 実施例２における実験条件（３）の場合の実験結果をグラフ形式で示した図である。

本発明は、２成分現像装置における現像剤規制部材において、第１の現像剤規制部材で汲み上げ量を一定量に規制した後に、第２の現像剤規制部材で現像剤層の密度を整えることを特徴とする。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本実施形態の実施例１に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。なお、本実施例１における画像形成装置は、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタと称する。）であり、外部から入力される画像データに基づいてシート状記録媒体に画像を形成する。なお、本プリンタでは、作像部にはプロセスカートリッジが使用されている。

図１において、このプリンタ１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと記す。）のトナー像を生成するための４つのプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋを備えた作像部と、作像部へ光書き込みを行う光書き込み部と、作像部で作像された画像を１次転写する中間転写部と、中間転写部で転写された画像をシート状記録媒体に２次転写する２次転写部と、２次転写部にシート状記録媒体を供給する給紙部と、２次転写された画像をシート状記録媒体上に定着させる定着部と、画像が定着されたシート状記録媒体をスタック部３０に排紙する排紙部と、から基本的に構成されている。

作像部における４つのプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋは、画像形成物質として、互いに異なる色のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。

図２は図１の現像装置を拡大して示す図である。Ｙトナー像を生成するためのプロセスカートリッジ６Ｙを例にすると、図２に示すようにドラム状の感光体１Ｙ、ドラムクリーニング装置２Ｙ、除電装置（不図示）、帯電装置４Ｙ、現像装置５Ｙ等を備えている。このプロセスカートリッジ６Ｙは、プリンタ１００本体に脱着可能であり、消耗部品を一体的に交換できるようになっている。

上記帯電装置４Ｙは、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転駆動される感光体１Ｙの表面を一様に帯電する。一様に帯電した感光体１Ｙの表面は、レーザ光Ｌによって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。このＹの静電潜像は、Ｙトナーを用いる現像装置５ＹによってＹトナー像に現像される。そして、中間転写部としての中間転写ベルト８上に中間転写される。ドラムクリーニング装置２Ｙは、中間転写工程を経た後の感光体１Ｙ表面に残留したトナーを除去する。また、除電装置は、クリーニング後の感光体１Ｙの残留電荷を除電する。この除電により、感光体１Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。他のプロセスカートリッジ６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおいても、同様にして感光体１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上にＭ、Ｃ、Ｋトナー像が形成され、中間転写ベルト８上に中間転写される。

先に示した図１においてプロセスカートリッジ６Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの図中下方には光書き込み部としての露光装置７が配設されている。

露光装置７は、画像情報に基づいて発したレーザ光Ｌを、各プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおけるそれぞれの感光体に照射して露光する。この露光により、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の静電潜像が形成される。なお露光装置７は、光源から発したレーザ光Ｌを、モータによって回転駆動したポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体に照射するものである。

露光装置７の図中下側には、紙収容カセット２６、これらに組み込まれた給紙ローラ２７、レジストローラ対２８など有する給紙部が配設されている。紙収容カセット２６は、シート状記録媒体としての転写紙Ｐが複数枚重ねて収納されており、それぞれの一番上の転写紙Ｐには給紙ローラが当接している。給紙ローラ２７が図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動されると、最上位の転写紙Ｐがレジストローラ対２８のニップに向けて給紙される。レジストローラ対２８は、停止した状態で両ローラのニップに転写紙Ｐを当接させ、転写紙Ｐの先端縁を揃え、その後、転写紙Ｐを挟み込むため両ローラを回転駆動するが、挟み込んですぐに回転を一旦停止させる。そして、転写紙Ｐを中間転写ベルト８上の１次転写画像の先端部とタイミングを合わせ、後述の２次転写部に向けて送り出す。このように構成された給紙部では、給紙ローラ２７と、タイミングローラ対として機能するレジストローラ対２８との組み合わせによって搬送手段が構成されている。この搬送手段は、転写紙Ｐを紙収容カセット２６から２次転写部の２次転写ニップまで搬送する。

プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの図中上方には、後述のローラ間に張設された無端状の中間転写ベルト８を回転移動させる中間転写ユニット１５が配設されている。この中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８の他、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ、クリーニング装置１０などを備えている。また２次転写バックアップローラ１２、クリーニングバックアップローラ１３、テンションローラ１４なども備えている。中間転写ベルト８は、これら３つのローラ１２，１３，１４間に張設された状態で少なくとも何れか１つのローラの回転駆動によって図中矢印Ｒ３方向（反時計回り）に回転する。

１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、このような中間転写ベルト８を感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。これらは中間転写ベルト８の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する方式のものである。１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋを除くローラは、全て電気的に接地されている。中間転写ベルト８では、その無端移動に伴ってＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の１次転写ニップを順次通過していく過程で、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナー像が重ね合わされて中間転写ベルト８上に１次転写される。これにより、中間転写ベルト８上に４色重畳されたトナー像（以下、４色トナー像と称す。）が形成される。

上記２次転写バックアップローラ１２は、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。中間転写ベルト８上に形成された４色トナー像は、この２次転写ニップで転写紙Ｐに転写される。２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト８には、転写紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、クリーニングバックアップローラ１３の下流側直後に配置されたクリーニング装置１０によってクリーニングされる。

上記２次転写ニップにおいては、転写紙Ｐが互いに順方向に表面移動する中間転写ベルト８と２次転写ローラ１９との間に挟まれて、上記レジストローラ対２８側に対して下流側に搬送される。２次転写ニップから送り出された転写紙Ｐは、定着部としての定着装置２０のローラ間を通過する際に熱と圧力により、表面に転写された４色トナー像が定着される。その後、転写紙Ｐは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て機外へと排出される。

プリンタ本体の上面には、スタック部３０が形成されており、上記排紙ローラ対２９によって機外に排出された転写紙Ｐは、このスタック部３０に順次スタックされる。したが、本実施例では、排紙ローラ２９とスタック部３０によって排紙部が構成される。

上記プロセスカートリッジ６Ｙ内の現像装置５Ｙは、図２に示すように内部に磁界発生手段を備え、磁性粒子とトナーを含む２成分系現像剤を表面担持して搬送する現像剤担持体としての現像スリーブ５１Ｙと、現像スリーブ５１Ｙ上に担持されて搬送される現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材としてのドクター（第１現像剤規制部材）５２Ｙとを備えている。ドクター５２Ｙの現像剤搬送方向上流側には、感光体１Ｙと対向した現像領域に搬送されずにドクター５２Ｙで規制された現像剤を収容する１軸側現像剤収容部５３Ｙが形成されている。また、１軸側現像剤収容部５３Ｙに隣接し、トナーが補給される２軸側現像剤収容部５４Ｙが形成されている。１軸側現像剤収容部５３Ｙと２軸側現像剤収容部５４Ｙには、それぞれ、現像剤を攪拌搬送するための２本の現像剤搬送スクリュ５５Ｙが設けられている。

このように構成された現像装置５Ｙでは、現像スリーブ５１Ｙ上に現像剤層が形成される。また、トナーは、現像剤搬送スクリュ５５Ｙの２軸側に、中間転写ユニット１５の上部には位置されたトナーボトル３２Ｙから補給され、攪拌搬送されて現像剤内に取り込まれる。具体的には、トナーボトル５３Ｙ内のトナー濃度を検出するトナー濃度センサからのセンサ出力が制御部５７Ｙに入力され、制御部５７Ｙで現像剤中のトナー濃度を検出する。制御部５７Ｙでは、検出したトナー濃度に基づいてトナーの取り込みの是非を判断し、トナーを取り込む場合には、駆動モータ４１Ｙによって現像剤搬送スクリュ５５Ｙを駆動し、トナーボトル３２Ｙからトナーを取り込む。なお、このトナー取り込みの判断は、現像剤のトナー濃度が所定の範囲内か否かに基づいて行われる。

現像剤中に取り込まれたトナーは、キャリアとの摩擦帯電により帯電する。帯電したトナーを含む現像剤は、内部に磁極を有する現像スリーブ５１Ｙの表面に供給され、磁力により担持される。現像スリーブ５１Ｙに担持された現像剤層は、現像スリーブ５１Ｙの回転に伴い矢印Ｒ１方向に搬送される。途中、現像剤層は第１現像剤規制部材５２Ｙで層厚を規制された後、第２現像剤規制部材５６Ｙで均一にされ、感光体１Ｙと対向する現像領域まで搬送される。現像領域では、感光体１Ｙが矢印Ｒ２方向に回転しながら感光体１Ｙ上に形成された潜像に基づく現像が行われる。現像スリーブ５１Ｙ上に残った現像剤層は現像スリーブ５１Ｙの回転に伴い１軸側現像剤収容部５３Ｙの現像剤搬送方向上流部分に搬送される。

なお、イエロートナーボトル３２Ｙのみならず、マゼンタトナーボトル３２Ｍ、シアントナーボトル３２Ｃ及びブラックトナーボトル３２は中間転写ユニット１５とスタック部３０との間に形成されたトナーボトル収容部３１に収容され、各色のトナーを各色のプロセスユニットの２軸側現像剤収容部に供給する。

図３は現像スリーブと現像剤規制部材の関係を示す図で、図２の要部を拡大して示している。同図において現像スリーブ５１Ｙの下側に第１現像剤規制部材（ドクター）５２Ｙと第２現像剤規制部材５６Ｙが配置されている。第２現像剤規制部材５６Ｙは図３に示すように、第１現像剤規制部材５２Ｙの回転方向（図示矢印Ｒ１方向）下流側に位置している。

図４は現像スリーブ５１Ｙの内部の磁力発生手段による現像スリーブ５１Ｙ上の法線方向磁束密度分布を示す図である。Ｐ１は現像剤収容部５３Ｙから現像剤を現像スリーブ５１Ｙに汲み上げるための汲み上げ極であり、Ｐ２は現像領域で感光体１Ｙ上に形成された潜像に現像を行うための現像極である。第１現像剤規制部材５２Ｙは汲み上げ極Ｐ１上に配置され、第２現像剤規制部材５６Ｙは汲み上げ極Ｐ１と現像極Ｐ２との間に配置されている。このように第２現像剤規制部材５６Ｙを第１現像剤規制部材５２Ｙよりも現像剤搬送方向（図示矢印Ｒ４方向）下流であって、かつ現像極Ｐ２の直前に配置することにより、現像極Ｐ１で穂立ちする直前に第２現像剤規制部材５６Ｙで現像剤層の密度を均一にすることができる。これにより現像領域で均一な磁気穂を形成することが可能となる。

図５は図４における第２現像剤規制部材５６Ｙの先端部を拡大して示す図である。本実施例では、第２現像剤規制部材５６ＹとしてＳＵＳで形成された板部材を用いた。第２現像剤規制部材５６Ｙは先端部を現像スリーブ５１Ｙに対向させた状態で固定されている。第２現像剤規制部材５６Ｙと現像スリーブ５１Ｙとの間隙は現像剤搬送方向（図示矢印Ｒ４方向）上流から下流に向けて、狭まるように配設されている。第２現像剤規制部材５６Ｙの現像剤出口側の間隙をｄ１、現像剤入口側の間隙をｄ２とすると
ｄ１＜ｄ２
となっている。

図６は第２現像剤規制部材５６Ｙと現像スリーブ５１Ｙ間の現像剤の状態を示す模式図である。第２現像剤規制部材５６Ｙの先端部と現像スリーブ５１Ｙ間の間隙が現像剤搬送方向（矢印Ｒ４）で図６に示すように徐々に狭まると、現像剤Ｔが適度に圧縮され、第２現像剤規制部材５６Ｙ通過後の現像剤の密度を均一にすることができる。このとき、現像剤Ｔは第１現像剤規制部材５２Ｙで汲み上げ量が規制されており、また、図３に示すように第１現像剤規制部材５２Ｙと現像スリーブ５１Ｙとの間隙をｄ０とすると、
ｄ０＝ｄ２＞ｄ１
という関係に間隙ｄ０が設定されているために、第２現像剤規制部材５６Ｙで圧縮される際に過度のストレスが掛かることがなく、現像剤Ｔの密度を均一にすることができる。

本実施例における第２現像剤規制部材５６Ｙを使用したときの粒状性ランクを図９及び図１０に示す。この粒状性ランクは図７及び図８の実験条件（１），（２）で実験したときの結果を示すものである。実験条件は、前記間隙ｄ０（＝距離）を一定、間隙ｄ１（＝距離）を変数として両者間の比ｄ１／ｄ０をパラメータとしている。粒状性ランクは、出力画像の粒状性を示す指標であり、数値が大きくなるほど、粒状性が良好になっていることを表している。図９及び図１０から比ｄ１／ｄ０を１以下にすると、現像領域中での現像剤層の密度が均一になり、出力画像の粒状性が向上することが分かる。ただし、比ｄ１／ｄ０を小さくしすぎると、第２現像剤規制部材５６Ｙ部分で現像剤が通過できずに溢れてしまう不具合が生じたため、比ｄ１／ｄ０は０．７より大きくする必要がある。最適には０．７〜１の範囲である。

なお、本実施例では、プロセスカートリッジ６Ｙ内の現像装置５Ｙについて説明しているが、他のＭ、Ｃ、Ｋ各色のプロセスカートリッジ６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ内の現像装置５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにおいても同様であることはいうまでもない。

図１１は実施例２における現像スリーブ５１Ｙと第２現像剤規制部材５６１Ｙ間の現像剤の状態を示す模式図であり、実施例１における図６に対応する。なお、実施例２は第２現像剤規制部材５６１Ｙを除いて実施例１と同一であるので、同一の各部には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

実施例２における第２現像剤規制部材５６１Ｙは図１１に示すように円柱棒から構成されている。現像剤規制部材として広く用いられている板状部材は一般的にプレス切断により形成された後に、切削や研磨処理等の２次処理を施して長手方向に均一平面として使用する。このようにして作成すると、工程が多いことからコスト高となっている。一方で丸棒を用いる場合、押出成型で形成することができるために板状部材と比較して低コストとすることができる。

そこで、丸棒を第２現像剤規制部材５６１Ｙとして用いると、丸棒が曲率を持って現像スリーブ５１Ｙに対向することになる。このような相対関係にあると、実施例１と同様に、現像スリーブ５１Ｙとの第２現像剤規制部材５６１Ｙ間の間隙が現像剤搬送方向（矢印Ｒ４方向）上流から下流に向けて狭まる構成となる。そのため、現像剤層の密度が均一となり、粒状性の良好な画像を得ることができる。その際、第２現像剤規制部材５６１Ｙ部に搬送される現像剤は実施例１と同様に第１現像剤規制部材５２Ｙの前記間隔ｄ０で一定量に規制されているため、第２現像剤規制部材５６１Ｙで過度にストレスが掛かることなく現像剤層の密度を均一にすることができる。なお、本実施例では直径１０ｍｍのアルミで形成された円柱棒を用いた。

また、円柱棒からなる第２現像剤規制部材５６１Ｙは回転可能に支持されており、不図示の駆動源からから動力を受け、現像スリーブ５１Ｙ表面と第２現像剤規制部材５６１Ｙ表面が同一方向に移動する方向に回転させることができる（矢印Ｒ１方向及び矢印Ｒ５方向）。このように第２現像剤規制部材５６１Ｙを回転させると、第２現像剤規制部材５６１Ｙと現像剤との摩擦による現像剤へのストレスが低減し、現像剤の寿命を延ばすことができる。

また、第２現像剤規制部材５６１Ｙの表面にＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）のコート層を形成することもできる。ＰＴＦＥは摩擦係数が非常に小さい物質であるため、ＰＴＦＥのコート層を形成すると、前記第２現像剤規制部材５６１Ｙと現像剤Ｔの摩擦による現像剤Ｔへのストレスを更に低減させることが可能となり、現像剤Ｔの寿命を更に延ばすことができる。なお、本実施例２では、コート材料としてＰＴＦＥを使用しているが、ＰＴＦＥに限らず他の低摩擦係数の材料を使用することができることはいうまでもない。

本実施例における第２現像剤規制部材５６１Ｙを使用したときの現像剤寿命を図１３に示す。この現像剤寿命は図１２の実験条件（３）で実験したときの結果を示すものである。本実験では、前記直径１０ｍｍのアルミで形成された円柱棒を第２現像剤規制部材５６１Ｙとして使用し、円柱棒の回転／無回転、及びＰＴＦＥのコートの有／無の組み合わせに対して現像剤寿命を計測したものである。ここで現像剤Ｔの寿命とは、現像剤Ｔに削れが発生し、現像剤Ｔが微粉化するなどの劣化が生じ、これによる帯電特性の低下によって地肌汚れに至るまでの出力枚数で決定している。

図１２に示す摩擦係数μの測定は、原子間力顕微鏡を用いて行った。以下に、原子間力顕微鏡とそれを用いた付着力測定方法の概要を述べる。
原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）の動作原理については多くの公知の文献（例えばAppl.Phys. Lett.56号1758頁（1990年））がある。窒化ケイ素や２酸化ケイ素などの物質表面を有する針（プローブチップ、以下、チップともいう。）を先端に有するカンチレバーを用いて、チップを測定試料表面に近付けて、試料表面間とプローブチップの間に働く力（表面間力）、もしくはサンプル・カンチレバー間の摩擦力を、フォトダイオードの反射を用いてカンチレバーの反りあるいは撓みとして測定し、シグナルとしてフィードバック制御に結び付け、チップと試料表面との間の距離をピエゾ素子によって制御するというのが代表的なＡＦＭの動作原理である。
原子間力顕微鏡を用いて付着力、もしくは摩擦力を測定する際は、カンチレバーを装飾しなければならない。具体的には、エポキシ樹脂等の接着剤で、カンチレバー先端に対象の粉体を取り付ける。取り付ける作業は、特開２００２−６２２５３号公報に記載されているような専用機器を用いるか、もしくはＡＦＭによっても、取り付けることができる。

摩擦力は、ＳＩＩナノテクノロジー株式会社 Application Brief SPI no.37 「フリクショナルカーブによる定量的摩擦特性評価Ｉ」に基づいて算出することが可能である。

以下に、本実施例における測定条件を示す。
・計測条件（フリクショナルカーブ法）：原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）：走査型プローブ顕微鏡ＳＰＩ４０００、多機能型ユニットＳＰＡ４００（ＳＩＩナノテクノロジー（株）製）
・測定モード：ＡＦＭモード
・カンチレバー：ＳＩＩナノテクノロジー（株）社製 シリコンカンチレバーＳＩ−ＤＦ２０、バネ定数：２０［Ｎ／ｍ］
・スキャン条件：１００００［ｎｍ］を、０．２Ｈｚで往復スキャン
・負荷条件：カンチレバー先端と試料表面の押し付け負荷０、１５００、５０００［ｎＮ］狙いで設定
・カンチレバー先端のキャリア粒径：３５［μｍ］
・キャリア種類：（株）リコー社製キャリア
・摩擦力算出方法：ＳＩＩナノテクノロジー株式会社 Application Brief SPI no.37 「フリクショナルカーブによる定量的摩擦特性評価Ｉ」の内容にしたがって算出
・摩擦係数算出方法：押し付け負荷に対する、摩擦力の１次変化で算出

この測定法による本実施例の第２現像剤規制部材の摩擦係数を測定したところ、ＰＴＦＥをコートした場合μ＝０．２となり、ＰＴＦＥをコートしていない場合μ＝０．５となった。

図１２の実験条件（３）で実験した結果を図１３に示す。図１３から、第２現像剤規制部材５６１Ｙを回転させると回転させない場合に比べて現像剤寿命が向上し、第２現像剤規制部材５６１ＹにＰＴＦＥにコートを施すことによりコートを施さない場合に比べて現像剤寿命が向上することが分かる。

このように寿命を向上させることができるのは、第２現像剤規制部材５６１Ｙを回転させた場合も、当該部材にコートを施した場合も、いずれの場合も現像剤が間隙（ｄ２→ｄ１）を通過する際に、現像剤に掛かるストレスを低減することができたからであると考えられる。

なお、実施例２においても、プロセスカートリッジ６Ｙ内の現像装置５Ｙについて説明しているが、他のＭ、Ｃ、Ｋ各色のプロセスカートリッジ６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ内の現像装置５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにおいても同様である。

以上のように、本実施形態によれば、第１現像剤規制部材５２Ｙで現像剤Ｔの汲み上げ量を一定量に規制した後に、第２現像剤規制部材５６Ｙ，５６１Ｙによって現像剤層の密度を整えて、その後、現像極Ｐ２によって形成される現像領域まで現像剤Ｔを搬送する。第２現像剤規制部材５６Ｙ，５６１Ｙは、現像剤搬送方向上流から下流に向かうにつれて現像スリーブ５１Ｙとの間隙（ドクターギャップ）が狭くなる形状（間隙がｄ２からｄ１に減少）をしているため、現像剤Ｔに適度に圧力がかかり、現像剤層の密度及び現像剤層表面高さが均一となる。その結果、第２現像剤規制部材５６Ｙ，５６１Ｙ通過後の現像剤層の均一性を高めることができる。

なお、本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記各実施例は、好適な実施形態をそれぞれ示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲により規定される範囲に含まれる。

５Ｙ 現像装置
５１Ｙ 現像スリーブ
５２Ｙ 第１現像剤規制部材（ドクター）
５６Ｙ，５６１Ｙ 第２現像剤規制部材
１００ プリンタ
ｄ０，ｄ１，ｄ２ 間隙
Ｐ２ 現像極
Ｔ 現像剤

特開２００９−０９２８３４号公報

Claims (8)

1. 現像剤担持体内部に磁力発生手段を有し、前記磁力発生手段が発する磁気力により現像剤担持体表面に現像剤を担持しながら、像担持体の現像領域に前記現像剤を搬送して現像を行う現像装置であって、
   前記現像剤担持体に近接して配置される第１の現像剤規制部材と、
   前記第１の現像剤規制部材よりも現像剤搬送方向下流側であって、かつ現像剤搬送方向下流側の現像極の直前に前記現像剤担持体に近接して配置された第２の現像剤規制部材と、
   を備え、
   前記第２の現像剤規制部材と前記現像剤担持体との間隙が前記現像剤の搬送方向上流から下流にかけて狭くなるように設定されていること
   を特徴とする現像装置。
2. 請求項１記載の現像装置であって、
   前記第１の現像剤規制部材と現像剤担持体との間の間隙をｄ０、前記第２の現像剤規制部材と前記現像剤担持体の前記下流側の狭くなった部分の間隙をｄ１としたとき、両者の比ｄ１／ｄ０が０．７〜１の範囲であること
   を特徴とする現像装置。
3. 請求項１又は２記載の現像装置であって、
   前記第２の現像剤規制部材が平板部材であること
   を特徴とする現像装置。
4. 請求項１又は２記載の現像装置であって、
   前記第２の現像剤規制部材が円柱部材であること
   を特徴とする現像装置。
5. 請求項４記載の現像装置であって、
   前記円柱部材の表面が摩擦係数０．２以下の材料でコートされていること
   を特徴とする現像装置。
6. 請求項４又は５記載の現像装置であって、
   前記現像剤担持体の表面と、それに対向する前記第２の現像剤規制部材の表面が同一方向に移動する方向に両者の回転方向が設定されていること
   を特徴とする現像装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の現像装置を備えていること特徴とする画像形成装置。
8. 現像剤担持体内部に磁力発生手段を有し、前記磁力発生手段が発する磁気力により現像剤担持体表面に現像剤を担持しながら、像担持体の現像領域に前記現像剤を搬送して現像を行う現像方法であって、
   前記現像剤担持体に近接して配置される第１の現像剤規制部材で現像剤の汲み上げ量を一定量に規制する工程と、
   前記第１現像剤規制部材よりも現像剤搬送方向下流側かつ現像極の直前に前記現像剤担持体に近接して配置された第２の現像剤規制部材によって、前記工程で汲み上げ量が一定に規制された現像剤層の密度を整えて前記現像領域まで現像剤を搬送する工程と、
   を備えていることを特徴とする現像方法。

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