JP2002099144A - 現像剤規制部材、それを用いる一成分現像装置、ならびにそれを備えるプロセスカートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ローラ状の現像剤規制部材を用いる、画像形
成装置の一成分現像装置において、現像剤規制部材の形
状を規定することにより、現像剤規制部材のたわみに基
づき現像剤担持体との間に発生する隙間を小さくし、現
像剤担持体に対する接触を均一にして画像むらをなく
し、画像品質を向上する。 【解決手段】 画像形成装置の一成分現像装置におい
て、現像剤規制部材４４をローラ状としてその外径Ｄ
を、軸方向の中央部４４ａで端部４４ｂより大きくつく
り、中央で両側対称とする。そして、現像剤担持体を回
転しながら、その現像剤担持体で担持した非磁性一成分
現像剤を現像剤規制部材４４で薄層化して後、像担持体
に付着してその像担持体上の潜像を可視像化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、現像剤担持体に
接触してその現像剤担持体が担持する一成分現像剤を薄
層化するローラ状の現像剤規制部材、それを用いて現像
剤を薄層化して後、像担持体に付着してその像担持体上
の潜像を可視像化する一成分現像装置、ならびにそのよ
うな一成分現像装置を備えるプロセスカートリッジ、お
よび複写機やプリンタやファクシミリ、またはそれらの
複合機などの画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真式の画像形成装置では、
帯電・書込み・現像・転写・クリーニングなどを繰り返
して像担持体上に逐次画像を形成し、その画像を直接転
写し、または中間転写体を介して転写して、用紙やＯＨ
Ｐフィルム等の転写材に順次画像を記録する。

【０００３】すなわち、このような画像形成装置では、
帯電・書込みにより像担持体上に静電潜像を形成し、そ
の像担持体に現像装置により現像剤を付着することによ
り前記静電潜像を現像し、像担持体上に画像を記録して
いた。

【０００４】現像装置では、一成分現像剤を使用すると
き、例えば図２２に示すように、ローラ状の現像剤担持
体１とともに同じくローラ状の現像剤供給部材２を回転
し、現像ケース３のホッパ４内の現像剤を供給して現像
剤担持体１の周面で現像剤を担持し、その担持した現像
剤を現像剤規制部材５で薄層化して後、不図示の像担持
体に付着してその像担持体上の潜像を可視像化してい
た。

【０００５】その現像剤規制部材５としては、図示する
ようなブレード状のものをよく用い、先端側を現像剤担
持体１に接触して、担持する現像剤の層厚を規制する。
現像剤担持体１が金属や樹脂のようなハードローラであ
る場合にはウレタンゴムのような弾性を保有するものを
用い、基材がゴムのような弾性ローラの場合には金属を
用いていた。

【０００６】しかし、このようなブレード状の現像剤規
制部材５を備える現像装置では、現像剤担持体１と現像
剤規制部材５とのニップ部分で現像剤を摩擦帯電する
が、時間の経過とともに現像剤の表面が削れ、帯電性が
劣化して現像剤の帯電電荷が減少し、地汚れを発生した
り、細かなドットが現像されなかったりする問題があっ
た。

【０００７】また、現像剤担持体１と現像剤規制部材５
との間の摩擦熱で現像剤が溶融し、それが現像剤規制部
材５に固着して現像剤担持体１上にスジを発生し、転写
材上の画像にも白スジを生ずる問題があった。

【０００８】さらには、ブレード状の現像剤規制部材５
の基端を現像ケース３で固定的に支持して先端側を現像
剤担持体１の周面に押し当てることから、現像剤担持体
１と現像剤規制部材５との間に異物が詰まり、転写材上
の画像にスジムラや地肌汚れを発生する問題もあった。

【０００９】このような問題は比較的短時間のうちに発
生し、いったんそのような問題が発生したときには回復
がなかなか難しいことから、現像装置の寿命が短くなっ
て現像装置を頻繁に交換しなければならなくなり、ユー
ザの時間的および経済的な負担を大きくしていた。特
に、高速機にあっては、ブレード状の現像剤規制部材を
用いることは非現実的であった。

【００１０】このようなことから、従来の現像装置の中
には、例えば特開平９−８０９０５号公報や特開平１１
−８４８６７号公報などに記載されるように、現像剤規
制部材としてローラ状のものを用い、例えば図２３に示
すように、現像剤規制部材６の軸７両端を軸受８で支持
し、その軸受８を付勢部材９で付勢して現像剤規制部材
６を現像剤担持体１に押し当て、現像剤担持体１の回転
に対してカウンタ方向に回転するように接触するものが
ある。

【００１１】ローラ状の現像剤規制部材６を備えた現像
装置では、現像剤規制部材６を回転することから、現像
剤担持体１と現像剤規制部材６との間に異物が詰まった
り、摩擦熱が発生して現像剤規制部材６に現像剤が固着
したりするおそれを比較的少なくし、現像装置の寿命を
ながくしてユーザの時間的および経済的な負担を小さく
することができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、Ａ３サイズ
の転写材も使用可能とする画像形成装置では、像担持体
とともに現像剤担持体１および現像剤規制部材６も長く
なるから、現像剤規制部材６の軸７両端を付勢部材で付
勢すると、現像剤規制部材６がたわみ、また現像剤担持
体１が回転すると、それに押し当てる現像剤規制部材６
がその現像剤担持体１の回転に引っ張られてさらに大き
くたわみ、例えば図２４に示すように現像剤規制部材６
が軸方向の中央部で、現像剤担持体１との間に隙間δを
生ずることとなる。

【００１３】そして、現像剤担持体１に対する押し当て
力が不均一となって図２５に示すように現像剤担持体１
上の現像剤層が中央部で非常に厚くなり、また図２６に
示すように現像剤帯電量が軸方向中央部で非常に低くな
ってかぶりを生じたり、現像剤飛散を生ずる問題があっ
た。

【００１４】図２４の隙間δを小さくするためには、軸
７の軸径を太くすればよいが、鋼製でもφ１５ｍｍ以上
とする必要がある。よって、非常に重くなって現像装置
の現像ケース３自体の強度を高める必要があり、現像装
置全体が大型化する問題があった。

【００１５】昨今は、画像形成装置の小型軽量化の要請
が強く、現像装置も小型軽量化することが求められ、特
に複数の現像装置を備えるカラー画像形成装置において
は、その現像装置で用いる現像剤規制部材もでき得る限
り芯金としての軸を細くして重量を軽くし、駆動力を小
さくすることが望まれるところである。

【００１６】なお、以上のようなことは、現像剤規制部
材６の軸７両端を付勢部材９で付勢して現像剤担持体１
に押し付ける場合に限らず、現像剤規制部材を単に載せ
て現像剤担持体に重力で押し当てる場合にも、現像剤規
制部材の両端から突出する軸が荷重となって現像剤規制
部材の両端に加わり、現像剤規制部材をたわませて同様
な問題を生じた。

【００１７】そこで、この発明の第１の課題は、ローラ
状の現像剤規制部材を用いる、画像形成装置の一成分現
像装置において、現像剤規制部材の形状を規定すること
により、現像剤規制部材のたわみに基づき現像剤担持体
との間に発生する隙間を小さくし、画像品質を向上する
ことにある。

【００１８】第２の課題は、そのような一成分現像装置
において、さほどコスト高となることなく、現像剤規制
部材を加工可能とすることにある。

【００１９】第３の課題は、そのような一成分現像装置
において、加工コストを高くすることなく、現像剤規制
部材を現像剤担持体に一層均一に押し当て、現像剤帯電
量を一定としてその部分的な低下を防止し、現像剤の飛
散を防いで地汚れをなくすとともに、現像剤担持体上の
現像剤層をできる限り均一として画像品質の向上を図る
ことにある。

【００２０】第４の課題は、そのような一成分現像装置
において、加工コストを高くすることなく、現像剤規制
部材を現像剤担持体になお一層均一に押し当て、現像剤
帯電量を一定としてその部分的な低下を防止し、現像剤
の飛散を防いで地汚れをなくすとともに、現像剤担持体
上の現像剤層をできる限り均一として画像品質の向上を
図ることにある。

【００２１】第５の課題は、そのような一成分現像装置
において、現像剤規制部材を現像剤担持体に理論上均一
に押し当てることにある。

【００２２】第６の課題は、そのような一成分現像装置
において、現像剤規制部材を現像剤担持体に現実に合わ
せ一層均一に押し当てることにある。

【００２３】第７の課題は、そのような一成分現像装置
において、加工コストを高くすることなく、現像剤規制
部材を現像剤担持体にさらに現実に合わせなお一層均一
に押し当てることにある。

【００２４】第８の課題は、現像剤担持体に対する現像
剤規制部材の押し当てを安定化することにある。

【００２５】第９の課題は、上記のような課題を解決し
た一成分現像装置を備えたプロセスカートリッジを得る
ことにある。

【００２６】第１０の課題は、上記のような課題を解決
した一成分現像装置を備えた画像形成装置を得ることに
ある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】そのため、請求項１に係
る発明は、上述した第１の課題を達成すべく、画像形成
装置の一成分現像装置で、現像剤担持体に接触してその
現像剤担持体が担持する一成分現像剤を薄層化するロー
ラ状の現像剤規制部材において、軸方向の中央部の外径
を両端部の外径よりも大きくし、中央で両側対称形状と
してなる、ことを特徴とする。

【００２８】請求項２に係る発明は、上述した第１の課
題を達成すべく、現像剤担持体に接触してその現像剤担
持体が担持する一成分現像剤をローラ状の現像剤規制部
材で薄層化する画像形成装置の一成分現像装置におい
て、現像剤規制部材を、その軸方向中央部の外径を両端
部の外径よりも大きくし、中央で両側対称形状としてな
る、ことを特徴とする。

【００２９】請求項３に係る発明は、上述した第２の課
題を達成すべく、請求項２に記載の一成分現像装置にお
いて、現像剤規制部材の外径を、その中央部から端部に
向けて各々漸次直線的に小さく変化してなる、ことを特
徴とする。

【００３０】請求項４に係る発明は、上述した第３の課
題を達成すべく、請求項２に記載の一成分現像装置にお
いて、現像剤規制部材の外径を、中央部で一定幅等し
く、その中央部の両側から両端部に向けて各々漸次直線
的に小さく変化してなる、ことを特徴とする。

【００３１】請求項５に係る発明は、上述した第４の課
題を達成すべく、請求項２に記載の一成分現像装置にお
いて、現像剤規制部材の軸方向の中央部から両端部に向
けて複数に分割し、その各分割ごとに外径を、端部に向
けて漸次直線的に小さくし、その直線的に小さくする外
径変化斜線が分割ごとに連続して順次傾斜が大きくなる
ように変化してなる、ことを特徴とする。

【００３２】請求項６に係る発明は、上述した第４の課
題を達成すべく、請求項５に記載の一成分現像装置にお
いて、各分割位置での外径を同一２次曲線上に設けてな
る、ことを特徴とする。

【００３３】請求項７に係る発明は、上述した第４の課
題を達成すべく、請求項５に記載の一成分現像装置にお
いて、各分割位置での外径を同一円弧曲線上に設けてな
る、ことを特徴とする。

【００３４】請求項８に係る発明は、上述した第４の課
題を達成すべく、請求項５に記載の一成分現像装置にお
いて、隣り合う外径変化斜線の交点にＲが付くように各
分割位置での外径を修正してなる、ことを特徴とする。

【００３５】請求項９に係る発明は、上述した第４の課
題を達成すべく、請求項５に記載の一成分現像装置にお
いて、各分割ごとの外径変化斜線を同一２次曲線に接す
るように設けてなる、ことを特徴とする。

【００３６】請求項１０に係る発明は、上述した第４の
課題を達成すべく、請求項５に記載の一成分現像装置に
おいて、各分割ごとの外径変化斜線を同一円弧曲線に接
するように設けてなる、ことを特徴とする。

【００３７】請求項１１に係る発明は、上述した第４の
課題を達成すべく、請求項５に記載の一成分現像装置に
おいて、各分割位置での外径のいくつかを２次曲線上に
設けるとともに、その２次曲線上に各分割ごとの外径変
化斜線のいくつかを接するように設けてなる、ことを特
徴とする。

【００３８】請求項１２に係る発明は、上述した第４の
課題を達成すべく、請求項５に記載の一成分現像装置に
おいて、各分割位置での外径のいくつかを円弧曲線上に
設けるとともに、その円弧曲線上に各分割ごとの外径変
化斜線のいくつかを接するように設けてなる、ことを特
徴とする。

【００３９】請求項１３に係る発明は、上述した第５の
課題を達成すべく、請求項２に記載の一成分現像装置に
おいて、現像剤規制部材の外径を、その軸方向に４次曲
線で変化してなる、ことを特徴とする。

【００４０】請求項１４に係る発明は、上述した第６の
課題を達成すべく、請求項２に記載の一成分現像装置に
おいて、現像剤規制部材の外径を、その軸方向に２次曲
線で変化してなる、ことを特徴とする。

【００４１】請求項１５に係る発明は、上述した第６の
課題を達成すべく、請求項２に記載の一成分現像装置に
おいて、現像剤規制部材の外径を、その軸方向に円弧曲
線で変化してなる、ことを特徴とする。

【００４２】請求項１６に係る発明は、上述した第７の
課題を達成すべく、請求項１３、１４または１５に記載
の一成分現像装置において、曲線の両側をその曲線の接
線として、現像剤規制部材の外径を、両端部で大きくな
るように修正してなる、ことを特徴とする。

【００４３】請求項１７に係る発明は、上述した第７の
課題を達成すべく、請求項１３、１４または１５に記載
の一成分現像装置において、曲線の両側をその曲線に接
する曲線として、現像剤規制部材の外径を、両端部で大
きくなるように修正してなる、ことを特徴とする。

【００４４】請求項１８に係る発明は、上述した第８の
課題を達成すべく、請求項２、３、４、５、１３、１４
または１５に記載の一成分現像装置において、現像剤規
制部材に弾性層を設ける形状としてなる、ことを特徴と
する。

【００４５】請求項１９に係る発明は、上述した第９の
課題を達成すべく、プロセスカートリッジにおいて、請
求項２、３、４、５、１３、１４または１５に記載の一
成分現像装置を備え、画像形成装置本体に対して一括し
て着脱自在としてなる、ことを特徴とする。

【００４６】請求項２０に係る発明は、上述した第１０
の課題を達成すべく、画像形成装置において、請求項
２、３、４、５、１３、１４または１５に記載の一成分
現像装置を備えてなる、ことを特徴とする。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、この発
明の実施の形態につき説明する。図１は、この発明の一
実施の形態を示すもので、カラーレーザープリンタの全
体概略構成図である。

【００４８】図示カラーレーザープリンタのプリンタ装
置本体Ａ内には、ほぼ中央に感光体装置１０を備える。
感光体装置１０には、複数のローラ１１に掛け回して、
エンドレスベルト状の像担持体１２を設ける。像担持体
１２の表面には、有機感光層を形成してなる。

【００４９】感光体装置１０のまわりには、帯電装置１
４、書込み装置１５、一成分現像装置１６、中間転写装
置１７、クリーニング装置１８などを備える。

【００５０】帯電装置１４は、高電圧を印加することに
より像担持体１２の表面を一様に帯電する。

【００５１】書込み装置１５は、たとえばコンピュータ
からのカラー画像信号に基づき不図示のレーザダイオー
ドからレーザ光を発し、そのレーザ光をポリゴンミラー
２０、ｆ／θレンズ２１、反射ミラー２２などを介して
出射してそれぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエロ
の画像信号に対応した書込みを行い、像担持体１２上に
静電潜像を形成する。

【００５２】一成分現像装置１６は、ブラック、シア
ン、マゼンタ、またはイエロの非磁性一成分現像剤を収
納し、それぞれ着脱自在に多段に備える。そして、選択
的に像担持体１２に近接し、現像ケース２４内に収納す
るローラ状の現像剤担持体２５を像担持体１２に接触す
るか近接可能とする。

【００５３】中間転写装置１７は、複数のローラ２７に
掛け回して、中間転写ベルト２８を有する。エンドレス
の中間転写ベルト２８の表面には、像担持体１２と同様
に有機感光層を形成する。そして、そのまわりには、転
写材搬送路３０を挟んで中間転写ローラ３１を備え、ま
た中間転写ベルト２８のクリーニング装置３２を備え
る。

【００５４】像担持体１２のクリーニング装置１８は、
像担持体１２にクリーニングブレードを押し当ててな
る。なお、中間転写ベルト２８のクリーニング装置３２
にも、同様に、中間転写ベルト２８にそのクリーニング
ブレードを押し当ててなる。

【００５５】ところで、このレーザプリンタのプリンタ
装置本体Ａには、底部に、出し入れ自在に給紙カセット
３４を取り付ける。給紙カセット３４内の転写材は、給
紙コロ３５の回転で繰り出して転写材搬送路３０内に送
り込み、搬送コロ３６で搬送し、レジストローラ３７で
タイミングを取って中間転写ベルト２８と中間転写ロー
ラ３１間に向けて送り込む。

【００５６】転写材搬送路３０の下流には、定着装置３
８に続き、排紙ローラ３９を設ける。また、プリンタ装
置本体Ａ上には、記録済みの転写材をフェイスダウンで
スタックする排紙スタック部４０を設けてなる。

【００５７】さて、このレーザプリンタで記録を行うと
きは、ローラ１１・２７を回転して像担持体１２および
中間転写ベルト２８をそれぞれ図中矢示方向に回転搬送
するとともに、給紙コロ３５を回転して転写材を転写材
搬送路３０を通して中間転写ベルト２８と中間転写ロー
ラ３１間に送り込む。

【００５８】そして、帯電装置１４で像担持体１２の表
面を帯電し、書込み装置１５で書込みを行って像担持体
１２上に逐次色ごとに静電潜像を形成する。次いで、現
像装置１６で、静電潜像と逆の電荷に帯電された現像剤
を静電付着し、色別に可視像化する。その各色画像は、
現像剤と逆の電荷を印加することにより中間転写ベルト
２８上に各色別に転写し、４色合成してカラー画像を形
成する。

【００５９】中間転写ベルト２８上に形成したカラー画
像は、中間転写ローラ３１で、現像剤と逆の電荷を印加
することにより転写材に転写する。画像転写後の転写材
は、定着装置３８で転写画像を定着後、排紙ローラ３９
で排紙スタック部４０上に排出してそこにスタックす
る。

【００６０】画像転写後の像担持体１２は、クリーニン
グ装置１８のクリーニングブレードで転写残現像剤を除
去して次の画像形成に備える。また、画像転写後の中間
転写ベルト２８も、クリーニング装置３２のクリーニン
グブレードで転写残現像剤を除去して次の画像形成に備
える。

【００６１】ところで、一成分現像装置１６は、図２に
示すように、現像ケース２４に開口４３を設け、その開
口４３を通して像担持体１２と対向して現像剤担持体２
５を設ける。現像剤担持体２５は、対向位置で像担持体
１２と同方向に、線速比１．１〜２．０倍速で回転す
る。現像剤担持体２５には、ローラ状の現像剤規制部材
４４を押し当てる。

【００６２】現像剤規制部材４４は、図３に示すよう
に、軸４５を軸受４６を介して現像ケース２４で支持
し、その軸受４７を付勢部材４７で付勢して現像剤担持
体２５に押し当ててなる。そして、押し当て位置で、現
像剤担持体２５に対してカウンタ方向に回転する。

【００６３】現像剤規制部材４４には、図２に示すよう
に、掻き落とし部材４８の先端を押し当てる。掻き落と
し部材４８は、現像剤規制部材４４の表面に付着した現
像剤を掻き落とす。

【００６４】現像剤担持体２５には、また、現像剤供給
部材５０を所定のニップをもって接触する。現像剤供給
部材５０は、ローラ状とし、金属製の芯金５１と、ポリ
ウレタン・シリコン・ＥＰＤＭ・ポリカーボネイトなど
の発泡材５２とでつくる。そして、接触位置で、いずれ
の方向でもよいが、図示例では現像剤担持体２５に対し
て相対線速差をもってカウンタ方向に回転する。現像剤
供給部材５０の下には、仕切り板５４を設ける。

【００６５】現像ケース２４の奥側(図中右側)には、ブ
ラック、シアン、マゼンタ、またはイエロの非磁性一成
分現像剤を収納するホッパ５６を設ける。ホッパ５６内
には、現像剤搬送部材５７を複数備える。現像剤搬送部
材５７は、いずれの方向に回転してもよいが、図示例で
はそれぞれ図中時計方向に回転する。

【００６６】さて、この一成分現像装置１６において、
現像剤担持体２５としては、ハードタイプのものとソフ
トタイプのものを用いることができる。

【００６７】ハードタイプのものとしては、 １）アルミニウムやＳＵＳや鉄鋼等の金属ローラ、 ２）そのような金属ローラの表面に、メラミン樹脂等の
樹脂コートをしたもの、 ３）金属ローラの表面に、含フッ素樹脂等の高硬度のゴ
ム被覆をしたもの、 などがある。

【００６８】また、ソフトタイプのものとしては、金属
ローラまたは軸の表面に、変形する硬度の弾性(ゴム)層
を設け、さらにその上にコート層を設けたものなどがあ
る。例えば鉄鋼軸の表面に、シリコンやＮＢＲやヒドリ
ンやウレタンなどを設け、その上に含フッ素樹脂やグア
ナミン樹脂などを設けたものである。

【００６９】現像剤担持体２５がハードタイプのものの
場合には、現像剤規制部材４４としては、金属ローラま
たは軸の表面に、変形する硬度の弾性(ゴム)層を設け、
さらにその上にコート層を設けたものを使用する。例え
ば鉄鋼軸の表面に、シリコンやＮＢＲやヒドリンやウレ
タンなどを設け、その上に含フッ素樹脂やグアナミン樹
脂などを設けたものである。

【００７０】一方、現像剤担持体２５がソフトタイプの
ものの場合には、現像剤規制部材４４としては、同じく
金属ローラまたは軸の表面に、変形する硬度の弾性(ゴ
ム)層を設け、さらにその上にコート層を設けたもの
と、金属ローラなどを使用する。例えば鉄鋼軸の表面
に、シリコンやＮＢＲやヒドリンやウレタンなどを設
け、その上に含フッ素樹脂やグアナミン樹脂などを設け
たものである。ＳＵＳ軸も可能である。これに窒化処理
を加えて表面硬化すれば、耐久性が高まる。

【００７１】現像剤担持体２５および現像剤規制部材４
４ともに、現像剤との帯電性、経時の安定性、対摩耗
性、現像剤固着を防止できる特性を持った材料を選択す
る必要がある。

【００７２】そして、いまこの一成分現像装置１６で像
担持体１２上の潜像を現像するときは、現像剤搬送部材
５７を回転して現像剤を攪拌しながら搬送し、仕切り板
５４上に汲み上げて現像剤供給部材５０に付着する。現
像剤供給部材５０は、回転しながら、現像剤を擦り付け
て予備摩擦帯電し、クーロン力で付着して現像剤担持体
２５に供給する。

【００７３】現像剤担持体２５は、回転しながら、現像
剤を担持し、その担持した現像剤を現像剤規制部材４４
との摩擦で本帯電するとともに、その現像剤規制部材４
４で薄層化する。そして、像担持体１２に付着してその
像担持体１２上の潜像を可視像化する。

【００７４】なお、図示例では、像担持体１２としてベ
ルト状のものを用いるが、現像剤担持体２５の表面硬度
を低く抑えれば、像担持体１２としてドラム状のものを
用いることもできる。

【００７５】ところで、この発明では、現像剤規制部材
４４を、その軸方向中央部の外径を両端部の外径より大
きくし、中央で両側対称形状とする。例えば図４に示す
ように、現像剤規制部材４４の外径Ｄを、その中央部４
４ａから端部４４ｂに向けて各々漸次直線的に小さく変
化する。図４では、判りやすいように中央部４４ａと端
部４４ｂにおける外径差を大きくしてあるが、実際には
外径差は５０〜数百μｍである。

【００７６】そして、現像剤規制部材４４が付勢部材４
７の付勢力や、現像剤担持体２５の回転により引っ張ら
れてたわんでも、現像剤担持体２５との間の隙間を小さ
くし、周面が現像剤担持体２５の周面に均一に押し当た
るようにする。

【００７７】これにより、図５に示すように現像剤担持
体２５上の現像剤層をでき得る限り均一にしてかぶりを
少なくすることができる。また、図６に示すように、現
像剤帯電量も、現像剤規制部材４４の軸方向でばらつき
を小さくし、現像剤飛散をなくして画像品質を向上する
ことができる。そして、現像剤規制部材４４を図４に示
すような形状とすれば、さほどコスト高となることな
く、現像剤規制部材４４を加工可能とすることができ
る。

【００７８】また、軸４５を細くして現像剤規制部材４
４の重量を軽くし、ユーザの負担を軽くするとともに、
駆動トルクを小さくすることができる。

【００７９】ここで、図４に示すような形状の現像剤規
制部材４４では、現像剤帯電量が、図６から判るとお
り、現像剤規制部材４４の軸方向でＷ形状となる。これ
は、像担持体２５に対する押し当て力が中央部４４ａと
端部４４ｂとで若干弱いことを示す。つまり、中央部４
４ａと端部４４ｂとで現像剤規制部材４４の外径が細
い、ということである。

【００８０】そこで、図７に示すように、現像剤規制部
材４４の外径Ｄが、中央部４４ａで一定幅ａの間は等し
く、その中央部４４ａの両側から両端部４４ｂに向けて
各々漸次直線的に小さく変化するようにする。

【００８１】このようにすると、中央部４４ａと端部４
４ｂの外径を大きくし、現像剤規制部材４４を現像剤担
持体２５に一層均一に押し当て、現像剤帯電量を一定と
してその部分的な低下を防止するとともに、現像剤担持
体上の現像剤層を均一として画像品質の向上を図ること
ができる。

【００８２】しかし、現像剤規制部材４４を図７に示す
ような形状としても、なお等しい径の中央部４４ａ両側
から両端部４４ｂに向けて傾斜をはじめる部分で圧力が
低下し、その部分で現像剤帯電量が低下し、画像にむら
が生ずる問題があった。

【００８３】そこで、現像剤規制部材４４の軸方向の中
央部４４ａから両端部４４ｂに向けて複数に分割し、そ
の各分割ごとに外径Ｄを、端部４４ｂに向けて漸次直線
的に小さくし、その直線的に小さくする外径変化斜線が
分割ごとに連続して順次傾斜が大きくなるように変化す
るようにする。

【００８４】例えば図８に示すように、中央で両側対称
形状として、中央部４４ａから端部４４ｂに向けてｈ・
ｉ・ｊの３つに分割し、全長で６分割する。そして、そ
の各分割ｈ・ｉ・ｊごとに外径Ｄを、端部４４ｂに向け
て漸次直線的に小さくし、その直線的に小さくする外径
変化斜線Ｍが分割ごとに段差なく連続して、かつ順次傾
斜がα・β・γと大きくなるようにする。

【００８５】このように分割数を多くすると、現像剤規
制部材４４を現像剤担持体２５になお一層均一に押し当
て、現像剤帯電量を一定としてその部分的な低下を防止
するとともに、現像剤担持体上の現像剤層を均一として
画像品質の向上を図ることができる。

【００８６】いま、ローラ状現像剤規制部材４４のたわ
みを、等分布荷重のモデルで計算すると、 ｗ＝ｑ＊Ｌ^４／(２４ＥＩ)＊(ｘ／Ｌ)＊(１−２＊(ｘ／
Ｌ)^２＋(ｘ／Ｌ)^３) となる。

【００８７】ここで、ｗは位置ｘにおけるたわみ量、ｑ
は全荷重をローラ状現像剤規制部材４４の長さで割った
値、Ｌはローラ状現像剤規制部材４４の長さ、Ｅは軸４
５のヤング率、Ｉは断面２次モーメントでπ＊ｄ^４／６
４であり、ｄは軸４５の直径である。

【００８８】上記式から、ｗは、ｘの４乗に比例するこ
ととなる。そこで、現像剤規制部材４４の外径Ｄを、そ
の軸方向に４次曲線で変化するようにすれば、現像剤規
制部材４４を現像剤担持体２５に理論上さらに一層均一
に押し当て、現像剤帯電量を一定としてその部分的な低
下を防止するとともに、現像剤担持体上の現像剤層を均
一として画像品質の向上を図ることができる。

【００８９】ところが、実際には、現像剤は中央部４４
ａから端部４４ｂへと押されていく流れが生じて、端部
４４ｂの粉圧は中央部４４ａよりも上がる傾向にあり、
両端部４４ｂの圧力は中央部４４ａ付近よりも若干高く
する必要がある。

【００９０】よって、さらに好ましくは、４次曲線より
も曲率が全体的に小さくなる２次曲線（図９参照）や円
弧曲線（図１０参照）の方がよく、現像剤規制部材４４
の外径Ｄを、その軸方向に２次曲線や円弧曲線で変化す
るようにするとよい。

【００９１】図９および図１０において、横軸は現像剤
規制部材４４の軸方向位置を、縦軸はクラウン量として
半径差を示す。すなわち、現像剤規制部材４４の長さが
３００ｍｍで中央外径がφ１４ｍｍのとき、端部４４ｂ
から１５０ｍｍの中央部４４ａでクラウン量０．０７ｍ
ｍとすると、端部４４ｂの外径は中央外径より０．１４
ｍｍ小さいφ１３．８６ｍｍとなる。

【００９２】なお、当然のことながら、現像剤規制部材
４４の両端の荷重が大きい場合には、中央部４４ａのク
ラウン量を大きくする必要がある。

【００９３】図１１には、トラバース研削やプランジ研
削などでつくり、外径Ｄを軸方向に円弧曲線で変化する
ローラ状現像剤規制部材４４の具体例を示す。この例で
は、軸４５の直径ｄを６ｍｍとし、両端部４４ｂの最小
外径を１０ｍｍとする。そして、外周を、軸方向に半径
Ｒが８０〜１００ｍｍの円弧曲線で形成してなる。

【００９４】さて、例えば図８に示すように、現像剤規
制部材４４の軸方向の中央部４４ａから端部４４ｂに向
けて複数に分割し、その各分割ごとに外径Ｄを、端部４
４ｂに向けて漸次直線的に小さくし、その直線的に小さ
くする外径変化斜線Ｍが分割ごとに連続して順次傾斜α
・β・γが大きくなるように変化するようにし、その分
割位置ｂでの外径Ｄを同一２次曲線上に設けるようにし
てもよい。

【００９５】例えば図１２に示すように、分割位置ｂで
の現像剤規制部材４４の外径Ｄを、図中破線で示す２次
曲線上に設けるようにする。２次曲線上ではなく、図示
省略するが、同一円弧曲線上に設けるようにしてもよ
い。

【００９６】また、同じく図示省略するが、現像剤規制
部材４４の軸方向の中央部４４ａから端部４４ｂに向け
て複数に分割し、その各分割ごとに外径Ｄを、端部４４
ｂに向けて漸次直線的に小さくし、その直線的に小さく
する外径変化斜線Ｍが分割ごとに連続して順次傾斜α・
β・γが大きくなるように変化するようにし、隣り合う
外径変化斜線Ｍの交点にＲが付くように各分割位置ｂで
の外径を修正するようにしてもよい。

【００９７】さらに、例えば図１３に示すように、各分
割ごとの外径変化斜線Ｍを、図中破線で示す同一２次曲
線に接するように設けるようにしてもよい。２次曲線上
ではなく、図示省略するが、同一円弧曲線上に接するよ
うにしてもよい。

【００９８】またさらに、例えば図１４に示すように、
各分割位置ｂでの外径のいくつかを図中ｅで示すよう
に、図中破線で示す２次曲線上に設けるとともに、その
２次曲線上に各分割ごとの外径変化斜線Ｍのいくつかを
図中ｆで示すように接するように設けるようにしてもよ
い。同様に、２次曲線上ではなく、図示省略するが、同
一円弧曲線でもよい。

【００９９】上述したとおり、実際には、現像剤は中央
部４４ａから端部４４ｂへと押されていく流れが生じ
て、端部４４ｂの粉圧は中央部４４ａよりも上がる傾向
にあり、両端部４４ｂの圧力は中央部４４ａ付近よりも
若干高くする必要がある。そこで、曲線の両側をその曲
線の接線として、現像剤規制部材４４の外径Ｄを、端部
４４ａで大きくなるように修正してもよい。

【０１００】例えば図１５に示すように、２次曲線など
の曲線の両側をその曲線の接線ｇとして、図１６に示す
ように現像剤規制部材４４の外径Ｄを、両端部４４ａで
破線から実線で示すような形状となるように修正する。

【０１０１】また、曲線の両側をその曲線に接する曲線
として、現像剤規制部材４４の外径Ｄを、端部４４ａで
大きくなるように修正してもよい。例えば図１７に示す
ように、２次曲線の両側をその曲線に接する曲線ｍとし
て、図１８に示すように現像剤規制部材４４の外径Ｄ
を、両端部４４ａで破線から実線で示すような形状とな
るように修正する。

【０１０２】曲線ｍは山が同じ向きであるが、例えば図
１９に示すように、山が逆向きの曲線ｎを２次曲線の両
側に接するようにして、図２０に示すように現像剤規制
部材４４の外径Ｄを、両端部４４ａで破線から実線で示
すような形状となるように修正してもよい。

【０１０３】なお、上述した図示例では、図３に示すよ
うに、現像剤規制部材４４の軸４５を軸受４６を介して
現像ケース２４で支持し、その軸受４７を付勢部材４７
で付勢して現像剤担持体２５に押し当てた。しかし、付
勢部材４７で付勢しないで、現像剤担持体２５上に現像
剤規制部材４４を単に重力で載せる場合にも、現像剤規
制部材４４はたわむことがあり、この発明は、そのよう
な構成の画像形成装置にも、同様に適用することができ
る。

【０１０４】ところで、上述した図示例では、カラーレ
ーザプリンタに適用した場合を示したが、この発明はカ
ラーに限らず、モノクロや２色の画像形成装置にも同様
に適用することができる。

【０１０５】例えば図２１に示すように、ドラム状の像
担持体１２のまわりに帯電装置１４、書込み装置１５、
一成分現像装置１６、転写装置１７、クリーニング装置
１８を備え、この例のように例えば像担持体１２と帯電
装置１４と現像装置１６とクリーニング装置１８でプロ
セスカートリッジ６０を構成し、画像形成装置本体に対
して一括して着脱自在とする画像形成装置にも同様に適
用することができる。

【０１０６】なお、図２１において、符号２５が一成分
現像装置１６に備えるローラ状の現像剤担持体であり、
４４がローラ状の現像剤規制部材である。また、３７は
レジストローラであり、３８は定着装置である。

【０１０７】

【発明の効果】以上説明したとおり、請求項１に係る発
明によれば、現像剤規制部材において、その軸方向中央
部の外径を両端部の外径よりも大きくし、中央で両側対
称形状とするから、現像剤規制部材が付勢部材の付勢力
を受けたり、現像剤担持体の回転により引っ張られた
り、また軸の重さを受けたりしてたわんでも、現像剤担
持体との間の隙間を小さくし、周面が現像剤担持体の周
面に均一に押し当たるようにする。

【０１０８】これにより、現像剤担持体上の現像剤層を
でき得る限り均一にしてかぶりを少なくすることができ
る。また、現像剤帯電量も、現像剤規制部材の軸方向で
ばらつきを小さくし、現像剤飛散をなくして画像品質を
向上することができる。また、軸を細くして現像剤規制
部材の重量を軽くし、ユーザの負担を軽くするととも
に、駆動トルクを小さくすることができる。

【０１０９】請求項２に係る発明によれば、そのような
効果を有する現像剤規制部材を用いた一成分現像装置を
得ることができる。

【０１１０】請求項３に係る発明によれば、現像剤規制
部材の外径を、その中央部から両端部に向けて各々漸次
直線的に小さく変化するから、さほどコスト高となるこ
となく、現像剤規制部材を加工可能とすることができ
る。

【０１１１】請求項４に係る発明によれば、現像剤規制
部材の外径を、中央部で一定幅等しく、その中央部の両
側から両端部に向けて各々漸次直線的に小さく変化する
から、加工コストを高くすることなく、現像剤規制部材
を現像剤担持体に一層均一に押し当て、現像剤帯電量を
一定としてその部分的な低下を防止するとともに、現像
剤担持体上の現像剤層を均一として画像品質の向上を図
ることができる。

【０１１２】請求項５に係る発明によれば、現像剤規制
部材の軸方向の中央部から両端部に向けて複数に分割
し、その各分割ごとに外径を、端部に向けて漸次直線的
に小さくし、その直線的に小さくする外径変化斜線が分
割ごとに連続して順次傾斜が大きくなるように変化する
から、分割数を多くして、現像剤規制部材を現像剤担持
体になお一層均一に押し当て、現像剤帯電量を一定とし
てその部分的な低下を防止するとともに、現像剤担持体
上の現像剤層を均一として画像品質の向上を図ることが
できる。

【０１１３】請求項６に係る発明によれば、各分割位置
での外径を同一２次曲線上に設けるから、同様な効果を
別の手段で達成することができる。

【０１１４】請求項７に係る発明によれば、各分割位置
での外径を同一２次曲線上に設けるから、同様な効果を
さらに別の手段で達成することができる。

【０１１５】請求項８に係る発明によれば、隣り合う外
径変化斜線の交点にＲが付くように各分割位置での外径
を修正するから、同様な効果をまたさらに別の手段で達
成することができる。

【０１１６】請求項９に係る発明によれば、各分割ごと
の外径変化斜線を同一２次曲線に接するように設けるか
ら、同様な効果をまたさらに別の手段で達成することが
できる。

【０１１７】請求項１０に係る発明によれば、各分割ご
との前記外径変化斜線を同一円弧曲線に接するように設
けるから、同様な効果をまたさらに別の手段で達成する
ことができる。

【０１１８】請求項１１に係る発明によれば、各分割位
置での外径のいくつかを２次曲線上に設けるとともに、
その２次曲線上に各分割ごとの前記外径変化斜線のいく
つかを接するように設けから、同様な効果をまたさらに
別の手段で達成することができる。

【０１１９】請求項１２に係る発明によれば、各分割位
置での外径のいくつかを円弧曲線上に設けるとともに、
その円弧曲線上に各分割ごとの前記外径変化斜線のいく
つかを接するように設けるから、同様な効果をまたさら
に別の手段で達成することができる。

【０１２０】請求項１３に係る発明によれば、現像剤規
制部材の外径を、その軸方向に４次曲線で変化するか
ら、たわみ曲線に近付けて現像剤規制部材を現像剤担持
体に理論上均一に押し当て、現像剤帯電量を一定として
その部分的な低下を防止するとともに、現像剤担持体上
の現像剤層を均一として画像品質の向上を図ることがで
きる。

【０１２１】請求項１４に係る発明によれば、端部での
粉圧上昇を考慮して、現像剤規制部材の外径を、その軸
方向に２次曲線で変化するから、現像剤規制部材を現像
剤担持体に現実に合わせて一層均一に押し当て、現像剤
帯電量を一定としてその部分的な低下を防止するととも
に、現像剤担持体上の現像剤層を均一として画像品質の
向上を図ることができる。

【０１２２】請求項１５に係る発明によれば、同じく端
部での粉圧上昇を考慮して、現像剤規制部材の外径を、
その軸方向に円弧曲線で変化するから、同様に現像剤規
制部材を現像剤担持体に現実に合わせて一層均一に押し
当て、現像剤帯電量を一定としてその部分的な低下を防
止するとともに、現像剤担持体上の現像剤層を均一とし
て画像品質の向上を図ることができる。

【０１２３】請求項１６に係る発明によれば、同じく端
部での粉圧上昇を考慮して、曲線の両側をその曲線の接
線として、現像剤規制部材の外径を、両端部で大きく修
正するから、同様に現像剤規制部材を現像剤担持体にさ
らに現実に合わせてなお一層均一に押し当て、現像剤帯
電量を一定としてその部分的な低下を防止するととも
に、現像剤担持体上の現像剤層を均一として画像品質の
向上を図ることができる。

【０１２４】請求項１７に係る発明によれば、同じく端
部での粉圧上昇を考慮して、曲線の両側をその曲線に接
する曲線として、現像剤規制部材の外径を、両端部で大
きく修正するから、同様に現像剤規制部材を現像剤担持
体にさらに現実に合わせてなお一層均一に押し当て、現
像剤帯電量を一定としてその部分的な低下を防止すると
ともに、現像剤担持体上の現像剤層を均一として画像品
質の向上を図ることができる。

【０１２５】請求項１８に係る発明によれば、現像剤規
制部材に弾性層を設ける形状とするから、弾性層の変形
が、現像剤担持体に対する押し当て方向と自身の軸方向
の双方に起こり、現像剤担持体に対する現像剤規制部材
の押し当てを安定化することができる。

【０１２６】請求項１９に係る発明によれば、プロセス
カートリッジにおいて、請求項２、３、４、５、１３、
１４または１５に記載の一成分現像装置を備え、画像形
成装置本体に対して一括して着脱自在とすることができ
る。

【０１２７】請求項２０に係る発明によれば、画像形成
装置において、上述した請求項２、３、４、５、１３、
１４または１５に係る発明による効果を有する一成分現
像装置を備えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態を示すもので、カラー
レーザープリンタの全体概略構成図である。

【図２】そのレーザプリンタで用いる、１の現像装置の
概略構成図である。

【図３】その現像装置における現像剤担持体に対する現
像剤規制部材の押し当て状態を示す側面図である。

【図４】その一例である現像剤規制部材の側面図であ
る。

【図５】その現像装置における現像剤担持体上位置と現
像剤層との関係を示す関係図である。

【図６】その現像装置における現像剤担持体上位置と現
像剤帯電量との関係を示す関係図である。

【図７】他例である現像剤規制部材の側面図である。

【図８】さらに他例である現像剤規制部材の側面図であ
る。

【図９】さらに他例である現像剤規制部材上の位置とク
ラウン量(半径差)との関係を示す関係図である。

【図１０】またさらに他例である現像剤規制部材上の位
置とクラウン量(半径差)との関係を示す関係図である。

【図１１】またさらに他例である現像剤規制部材上の位
置とクラウン量(半径差)との関係を示す関係図である。

【図１２】外径を軸方向に円弧曲線に変化した現像剤規
制部材の側面図である。

【図１３】またさらに他例である現像剤規制部材上の位
置とクラウン量(半径差)との関係を示す関係図である。

【図１４】またさらに他例である現像剤規制部材上の位
置とクラウン量(半径差)との関係を示す関係図である。

【図１５】またさらに他例である現像剤規制部材上の位
置とクラウン量(半径差)との関係を示す関係図である。

【図１６】その現像剤規制部材の側面図である。

【図１７】またさらに他例である現像剤規制部材上の位
置とクラウン量(半径差)との関係を示す関係図である。

【図１８】その現像剤規制部材の側面図である。

【図１９】またさらに他例である現像剤規制部材上の位
置とクラウン量(半径差)との関係を示す関係図である。

【図２０】その現像剤規制部材の側面図である。

【図２１】この発明の他の実施の形態を示す画像形成装
置の概略構成図である。

【図２２】従来の現像装置の概略構成図である。

【図２３】従来の現像装置における現像剤担持体に対す
る現像剤規制部材の押し当て状態を示す側面図である。

【図２４】その現像剤規制部材がたわんだ状態を示す側
面図である。

【図２５】その従来の現像装置における現像剤担持体上
位置と現像剤層との関係を示す関係図である。

【図２６】その従来の現像装置における現像剤担持体上
位置と現像剤帯電量との関係を示す関係図である。

【符号の説明】

１２ 像担持体 １６ 一成分現像装置 ２５ 現像剤担持体 ４４ 現像剤規制部材 ４４ａ 中央部 ４４ｂ 端部 Ｄ 現像剤規制部材の外径 Ｍ 外径変化斜線 ｂ 分割位置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅澤 信彦 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 2H077 AB18 AC04 AD06 AD14 AD32 BA09 EA14 EA15 EA16 GA12

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像形成装置の一成分現像装置で、現像
   剤担持体に接触してその現像剤担持体が担持する一成分
   現像剤を薄層化するローラ状の現像剤規制部材におい
   て、 軸方向の中央部の外径を両端部の外径よりも大きくし、
   中央で両側対称形状としてなる、現像剤規制部材。
2. 【請求項２】 現像剤担持体に接触してその現像剤担持
   体が担持する一成分現像剤をローラ状の現像剤規制部材
   で薄層化する画像形成装置の一成分現像装置において、 前記現像剤規制部材を、その軸方向中央部の外径を両端
   部の外径よりも大きくし、中央で両側対称形状としてな
   る、一成分現像装置。
3. 【請求項３】 前記現像剤規制部材の外径を、その中央
   部から両端部に向けて各々漸次直線的に小さく変化して
   なる、請求項２に記載の一成分現像装置。
4. 【請求項４】 前記現像剤規制部材の外径を、中央部で
   一定幅等しく、その中央部の両側から両端部に向けて各
   々漸次直線的に小さく変化してなる、請求項２に記載の
   一成分現像装置。
5. 【請求項５】 前記現像剤規制部材の軸方向の中央部か
   ら両端部に向けて複数に分割し、その各分割ごとに外径
   を、端部に向けて漸次直線的に小さくし、その直線的に
   小さくする外径変化斜線が分割ごとに連続して順次傾斜
   が大きくなるように変化してなる、請求項２に記載の一
   成分現像装置。
6. 【請求項６】 各分割位置での外径を同一２次曲線上に
   設けてなる、請求項５に記載の一成分現像装置。
7. 【請求項７】 各分割位置での外径を同一円弧曲線上に
   設けてなる、請求項５に記載の一成分現像装置。
8. 【請求項８】 隣り合う前記外径変化斜線の交点にＲが
   付くように各分割位置での外径を修正してなる、請求項
   ５に記載の一成分現像装置。
9. 【請求項９】 各分割ごとの前記外径変化斜線を同一２
   次曲線に接するように設けてなる、請求項５に記載の一
   成分現像装置。
10. 【請求項１０】 各分割ごとの前記外径変化斜線を同一
    円弧曲線に接するように設けてなる、請求項５に記載の
    一成分現像装置。
11. 【請求項１１】 各分割位置での外径のいくつかを２次
    曲線上に設けるとともに、その２次曲線上に各分割ごと
    の前記外径変化斜線のいくつかを接するように設けてな
    る、請求項５に記載の一成分現像装置。
12. 【請求項１２】 各分割位置での外径のいくつかを円弧
    曲線上に設けるとともに、その円弧曲線上に各分割ごと
    の前記外径変化斜線のいくつかを接するように設けてな
    る、請求項５に記載の一成分現像装置。
13. 【請求項１３】 前記現像剤規制部材の外径を、その軸
    方向に４次曲線で変化してなる、請求項２に記載の一成
    分現像装置。
14. 【請求項１４】 前記現像剤規制部材の外径を、その軸
    方向に２次曲線で変化してなる、請求項２に記載の一成
    分現像装置。
15. 【請求項１５】 前記現像剤規制部材の外径を、その軸
    方向に円弧曲線で変化してなる、請求項２に記載の一成
    分現像装置。
16. 【請求項１６】 前記曲線の両側をその曲線の接線とし
    て、前記現像剤規制部材の外径を、両端部で大きくなる
    ように修正してなる、請求項１３、１４または１５に記
    載の一成分現像装置。
17. 【請求項１７】 前記曲線の両側をその曲線に接する曲
    線として、前記現像剤規制部材の外径を、両端部で大き
    くなるように修正してなる、請求項１３、１４または１
    ５に記載の一成分現像装置。
18. 【請求項１８】 前記現像剤規制部材に弾性層を設けて
    なる、請求項２、３、４、５、１３、１４または１５に
    記載の一成分現像装置。
19. 【請求項１９】 請求項２、３、４、５、１３、１４ま
    たは１５に記載の一成分現像装置を備え、画像形成装置
    本体に対して一括して着脱自在としてなる、プロセスカ
    ートリッジ。
20. 【請求項２０】 請求項２、３、４、５、１３、１４ま
    たは１５に記載の一成分現像装置を備えてなる、画像形
    成装置。