JP2008151939A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、簡易な構成でありながら、画像形成時に比べ、停止時において、現像剤担持体に対する現像剤規制部材の当接圧を大幅に低減する現像装置を提案することを目的とする。
【解決手段】 現像剤規制部材４は、現像ローラ３に当接する可撓性シート部材４０と、この可撓性シート部材４０を支持する支持部材４２ａと、を備える現像装置において、可撓性シート部材４０は、中空部８ａを形成し、現像ローラ３と当接する当接部４６と、現像ローラ３の回動方向において、当接部４６よりも下流側に設けられ、支持部材４２ａに支持される第一支持部４７ａと、当接部４６よりも上流側に設けられ、支持部材４２ａに支持される第二支持部４９ａと、を備え、現像ローラ３は、非現像時に、現像時とは逆方向に回動することを特徴とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、感光体のような像担持体に形成された静電像を現像剤で現像する現像装置に関し、電子写真方式や静電記録方式を利用した画像形成装置に好ましく用いられる現像装置に関するものである。

電子写真プロセスを用いたプリンタ等の画像形成装置は、像担持体である感光ドラムを一様に帯電させ、前記感光ドラムへの選択的な露光によって感光ドラム上に潜像を形成し、前記潜像を現像剤であるトナーで顕像化する。その後感光ドラム上のトナー像を記録媒体に転写し、更に、転写されたトナー像に熱や圧力を加えることによって前記トナー像を記録媒体に定着させることで画像形成を行うものである。

このような装置において潜像を顕像化する手段である現像装置は、現像装置枠体内に貯蔵されたトナーを感光ドラムへ供給する手段である、現像剤担持体である現像ローラと、現像ローラへ供給されるトナー量を規制する現像剤規制部材（トナー規制部材）とを備える。

ここで、現像剤として非磁性一成分現像剤を用いた従来の現像方式として、以下の方式が広く知られている（図８参照）。

誘電体層をもつ弾性ローラである現像ローラ３は、非磁性一成分現像剤であるトナーを担持し感光ドラム１表面に接触させられ、図８に示す矢印の方向に回転して現像を行う。現像ローラ３へのトナーの供給は、現像ローラ３に接触する供給ローラ５により行われる。供給ローラ５は、図８に示す矢印の方向に回転を行っているが、現像容器Ｔ内からトナーを搬送し、現像ローラ３に付着させると共に、現像ローラ３に残ったトナーを一旦除去する機能も担っている。

現像ローラ３上に付着したトナーの層規制及び摩擦帯電による電荷付与は、トナー規制部材４を、現像ローラ３に当接することにより行われる。トナー規制部材４としては、金属薄板を片持ちで支持し、トナー規制部材４の腹面を現像ローラ３に当接するブレード形状のものを用いることが提案されている。トナー規制部材により現像ローラ３上にコートされたトナーは、感光ドラム１上に形成された静電潜像と、現像ローラ３上に印加されたバイアスの電位により、静電潜像を現像する。

しかしながら、上記の現像装置の停止状態において、現像ローラ上の同じ場所にトナー規制部材が長時間当接すると、現像ローラ表面に凹みが生じ、凹みに応じたピッチムラの画像不良が生じるという問題があった。これは、停止時においても画像形成時と同様に、トナー規制部材が現像ローラに対し、良好な画像を得るのに十分な当接圧で同じ場所に当接しているため、現像ローラの弾性層がクリープ変形を起こすことが原因として知られている。

このような問題を解決する為に、特許文献１において、現像ローラ停止時に、トナー規制部材の当接圧を低くする機構が提案されている。
特開２０００−２５０２８２号

特許文献１では、ブレード形状のトナー規制部材を変位させることで、停止時に現像ローラに対するトナー規制部材の加圧を解除し、当接圧を低減させる機構が提案されている。しかしながら、ブレード形状のトナー規制部材を用いると、トナー規制部材の変位に対する現像ローラへの当接圧の変化が大きく、当接圧の設定が難しいという問題があった。また、これを達成するための機構が複雑となる問題があった。さらにこのとき、当接圧を必要以上に解除してしまうと、現像容器内からトナーが漏れ出すといった問題が生じ、高精度な設定が必要となる。

本発明の目的は、現像剤規制部材によって現像剤担持体に凹みが生じることを抑制できる現像装置を提供することである。

本発明の他の目的は、現像剤担持体に対する現像剤規制部材の当接圧を設定しやすい現像装置を提供することである。

本発明の他の目的は、現像剤担持体に対する現像剤規制部材の当接圧を必要以上に低くしなくても良い現像装置を提供することである。

本発明の他の目的は、現像剤担持体に対する現像剤規制部材の当接圧を、現像時に良好な画像を得るのに十分確保することが出来る現像装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、像担持体に形成された静電像を現像剤で現像するために、現像剤を担持する、回動可能な現像剤担持体と、この現像剤担持体に当接して設けられ、前記現像剤担持体に担持された現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、を有し、前記現像剤担持体は、弾性層を備え、前記現像剤規制部材は、前記現像剤担持体に当接する弾性部材と、この弾性部材を支持する支持部材と、を備える現像装置において、前記弾性部材は、中空部を形成し、前記現像剤担持体と当接する当接部と、前記現像剤担持体の回動方向において、前記当接部よりも下流側に設けられ、前記支持部材に支持される第一支持部と、前記当接部よりも上流側に設けられ、前記支持部材に支持される第二支持部と、を備え、前記現像剤担持体は、非現像時に、現像時とは逆方向に回動することを特徴とする現像装置である。

本発明によれば、以下の点において効果がある。

効果１：現像剤担持体表面の凹みを抑制。
本発明によれば、簡易な構成で現像剤規制部材を変形させることが可能であり、現像装置の停止時において、弾性体を備える現像剤担持体に対する現像剤規制部材の当接圧を、画像形成時に対して大幅に低くできる。現像剤規制部材の当接圧を、高精度に制御する必要がない。また、長期に渡って現像剤規制部材が現像剤担持体上の同じ場所に当接した場合でも、現像剤担持体表面の凹みを抑制し、その結果、画像不良の発生を抑制することができる。
効果２：現像剤規制部材と現像剤担持体の当接部からのトナー漏れ抑制。
現像装置の停止時において、現像剤担持体に対する現像剤担持体の当接圧を必要以上に低くすることがなく、その結果、現像剤規制部材と現像剤担持体の当接部から現像剤が漏れ出すことを抑制することができる。
効果３：画像形成時にのみ良好な画像を得るのに十分な当接圧を確保。
画像形成時には良好な画像を得るのに十分な当接圧を、現像剤規制部材が変形することにより、確保することが出来る。

［実施形態］
本体構成
図１は本発明の現像装置を適用できる画像形成装置の概略構成図である。図１に示す本画像形成装置Ａは、電子写真プロセス利用のフルカラーレーザープリンタである。以下に本実施形態における画像形成装置Ａの全体的な概略構成について述べる。

本画像形成装置Ａは、帯電装置Ｅ、現像装置Ｄ、クリーニング装置Ｃ、及び、像担持体である感光ドラム１を一体としたプロセスカートリッジＢを、イエロー、マゼンタ、シアン、黒色の各色について４連に並べて設ける。各色のプロセスカートリッジＢで形成されたトナー像は、転写装置の中間転写ベルト２０上に転写されることでフルカラー画像を形成するものであり、プロセスカートリッジＢ上における画像の形成工程については、詳細に後述する。各色毎のプロセスカートリッジＢを図２に示す。

各色のプロセスカートリッジＢにより、感光ドラム１上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト２０を挟んで、各色用の感光ドラム１の対向位置に設けられた１次転写ローラ２２ｙ、２２ｍ、２２ｃ、２２ｂにより、それぞれ中間転写ベルト２０上へ転写される。中間転写ベルト上の各色トナー像は、中間転写ベルトの移動方向下流側に設けられた２次転写ローラ２３により、一括して記録紙上に転写される。なお、中間転写ベルト２０上に残った未転写トナーは、中間転写ベルトクリーナー２１によって回収される。

図１に示すように、記録紙Ｐは画像形成装置Ａ下部のカセット２４内に積載されており、パソコンなどからプリンタへの画像形成信号による印字動作の要求とともに給紙ローラ２５により搬送される。そして、記録紙Ｐには２次転写ローラ２３位置において、中間転写ベルト２０上に形成されたトナー像が転写される。

その後、記録紙上のトナー像は定着ユニット２６により記録紙に加熱定着され、排紙部２７を経て画像形成装置Ａ外部に排出される。

本画像形成装置Ａにおいては、各４色のプロセスカートリッジＢ等を収納する上部のユニットと、転写ユニット、記録紙等を収納する下部ユニットは分離可能になっている。従って、紙詰まり等のジャム処理発生時や、プロセスカートリッジＢの交換時において、上下のユニットを分離して開口することにより前記処理を行う。

なお、本実施形態の画像形成装置Ａにおいては、プロセスカートリッジＢのトナー容量を含む寿命は、Ａ４用紙印字率５％換算で４０００枚相当に設定されているものを使用している。

次に、プロセスカートリッジＢにおける画像形成プロセスについて説明する。

図２は、並列におかれた４つのプロセスカートリッジＢの１つ注目し、その近傍の断面を示したものである。４つのプロセスカートリッジＢともに同じ構成で同様の動作が行なわれる。

画像形成プロセスの中心となる感光ドラム１は、支持体であるアルミニウム製シリンダの外周面に機能性膜である下引き層、キャリア発生層、キャリア移送層を順にコーティングした有機感光層を備えている。アルミニウム製シリンダは接地されている。画像形成プロセスにおいて、感光ドラム１は所定の速度で画像形成装置Ａにより図中矢印ａ方向へ駆動される。

帯電装置である帯電ローラ２は、導電性ゴムのローラ部を感光ドラム１に加圧接触して矢印ｂ方向に感光ドラム１に対して従動回転する。ここで帯電ローラ２の芯金には、画像形成用の帯電工程として、−１１００Ｖの直流電圧が印加されており、これにより誘起された電荷によって、感光ドラム１の表面電位は、―５５０Ｖとなる一様な暗部電位（Ｖｄ）が形成される。

この一様な表面電荷分布面に対して、スキャナーユニット１０ｃ、１０ｍ、１０ｙ、１０ｂにより、画像データに対応して発光されるレーザ光のスポットパターンは、図２中の矢印Ｌで示すように感光ドラムを露光する。露光された感光ドラムの部位は、キャリア発生層からのキャリアにより表面の電荷が消失し、電位が低下する。この結果、露光部位は明部電位Ｖｌ＝−１００Ｖ、未露光部位は暗部電位Ｖｄ＝−５５０Ｖの静電潜像が、感光ドラム１上に形成される。

静電潜像は、所定のコート量及び電荷量の、回動可能な現像ローラ３上に形成されたトナーコート層を持つ現像装置Ｄにより現像される。トナー層の形成方法については後述するものであるが、現像ローラ３は感光ドラム１に接触しながら、矢印ｃに示すように順方向に回転しており、本実施形態においては、現像ローラ３に現像バイアスとしてＤＣバイアス＝−３５０Ｖを印加した。摩擦帯電によりマイナスに帯電したトナーが、感光ドラム１に接触する現像部において、現像バイアスによる電位差から、明部電位部にのみ飛翔して静電潜像を実像化する。

各プロセスカートリッジＢの感光ドラム１に接触する中間転写ベルト２０は、感光ドラム１に対向した１次転写ローラ２２ｙ、２２ｍ、２２ｃ、２２ｂにより感光ドラム１に加圧される。また、１次転写ローラ２２ｙ、２２ｍ、２２ｃ、２２ｂには直流電圧が印加されており、感光ドラム１との間で電界が形成されている。これにより、感光ドラム１上で実像化されたトナー像は、前記の加圧接触する転写領域において、電界の力を受けて感光ドラム１上から中間転写ベルト２０上に転写される。一方、感光ドラム１上で中間転写ベルト２０に転写されずに残った未転写トナーは、クリーニング装置Ｃに設置されたウレタンゴム製のクリーニングブレード６により、ドラム表面から掻き落とされ、クリーニング装置Ｃ内に収納される。

以下、本実施形態に用いた現像装置の詳細を述べる。

図３は後述する実施例１の現像装置である。現像装置は、非磁性一成分現像剤であるトナーを収容する現像装置枠体Ｄと、感光ドラム１に対して接触しながら順方向ｃに回動する（回転する）現像剤担持体である現像ローラ３と、現像ローラ３に対して接触しながら逆方向ｄに回転する供給部材である供給ローラ５と、供給ローラ５の下流側で前記現像ローラ３に当接する現像剤規制部材としてのトナー規制部材４と、トナーＴを撹拌する撹拌部材１１と、を備えている。

ここで、現像ローラ３は、本実施例においては、外径φ６ｍｍの芯金に厚さ３ｍｍの導電性の弾性層を形成したφ１２ｍｍの弾性ローラを用いており、弾性層としては体積抵抗値１０^６Ωｍのシリコーンゴムを用いた。なお、弾性ローラ表層にはトナーへの電荷付与機能を持つコート層等を設けるようにしてもよい。本実施例では、感光ドラム１に安定して弾性接触させるために、弾性層の硬度をＪＩＳ−Ａで４５°、また、現像ローラ３の表面粗さとしては、使用するトナー粒径が平均体積粒径で６μｍであれば十点平均粗さＲｚで５μｍ〜１２μｍが使用可能である。

また、供給ローラ５は、本実施例においては、外径φ５ｍｍの芯金上に発泡骨格構造で比較的低硬度のポリウレタンフォームを５．５ｍｍ形成した外径φ１６ｍｍの弾性スポンジローラを用いた。供給ローラ５は連泡性の発泡体で構成することにより、過大な圧を加えることなく現像ローラ３と当接し、発泡体表面の適度な凸凹で現像ローラ３上へのトナー供給および現像時に消費されずに残像したトナーの剥ぎ取りを行っている。このセル構造の掻き取り性はウレタンフォームに限定されるものでなく、シリコーンゴムやエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭゴム）等を発泡させたゴム等が使用可能である。

現像ローラ回転方向ｃに対して、供給ローラ５と現像ローラ３との接触面の下流側には、現像ローラ３に当接する現像剤規制部材であるトナー規制部材４が設けられている。

トナー規制部材４は、現像ローラ３上の前記トナーを感光ドラム１上における現像に適した所定のコート量、及び、所定の電荷量に制御することを目的とする。トナー規制部材４については、後述する実施例にて詳細に述べる。なお、後述する実施例においては、現像時に、感光ドラムと現像ローラを接触させる接触現像方式を用いているが、それに限られるものではなく、本発明は、現像時に、感光ドラムと現像ローラを非接触とする非接触現像方式に適用しても良い。

［実施例］
本実施形態の現像装置における発明の効果を明らかにするため、以下では、本実施形態の現像装置に適用させた現像剤規制部材の実施例について述べる。

［実施例１］
本実施例の現像剤規制部材であるトナー規制部材４について説明する。図４（ａ）はＵ字形状に保持された本実施例のトナー規制部材４を現像ローラ３に当接させる前の状態（状態α）を示している。図４（ａ）に示すように、本実施例のトナー規制部材４は弾性部材であるシート状の可撓性シート部材４０と、可撓性シート部材を支持する支持部材としての可撓性シート支持部材４２ａと、を備える。なお、可撓性シート支持部材４２ａは、現像装置枠体と一体成型としても、現像装置枠体に分離可能に取り付けても良い。ここで、現像ローラ３と可撓性シート部材４０との当接部よりも、現像ローラ３の回動（回転）方向に対して下流側であり、可撓性シート部材４０ａが可撓性シート支持部材４２ａによって支持される支持部を第一支持部４７ａとする。第一支持部４７ａは、可撓性シート支持部材４２ａの下流側側面部に、接着により支持されている。また、同様に、前記当接部よりも、現像ローラ３の回動（回転）方向上流側であり、可撓性シート部材４０ａが可撓性シート支持部材４２ａの側面部に接着によって支持される支持部を第二支持部４９ａとする。このように支持されることで、可撓性シート部材４０ａはその長手方向に渡って短手方向（現像ローラの回転方向）が湾曲するように曲げられることによりＵ字形状を形成する。

このとき、図４（ｂ）に示すように、可撓性シート部材４０と現像ローラ３が当接する当接部４６において、Ｕ字形状に支持された可撓性シート部材４０に対して現像ローラ３を押し込むと、当接部４６は加圧力Ｆ−２を現像ローラから受ける。それにより、可撓性シート部材４０がＵ字形状の中央部に形成された中空部８ａ（図４（ａ）参照）に対して現像ローラ３の周表面に沿うように変形する（状態β；停止時）。この状態βが現像装置が使用される前の新品であるときの可撓性シート部材４０の設定状態である。このように可撓性シート部材４０が変形することで弾性力が生じ、現像ローラ３上のトナー量を規制するために安定して当接圧を確保することができる。

本実施例では、可撓性シート部材４０として、硬度がＪＩＳ−Ａで７０°のウレタンゴムを用いており、肉厚０．４ｍｍ、短手方向の長さ（支持部材４２ａ二より支持される前の長さ）１４．０ｍｍである。この可撓性シート部材４０を、幅４．５ｍｍの可撓性シート支持部材４２ａの側面部で接着支持することにより、Ｕ字形状を形成している。本例においては、ウレタンゴムを用いているが、他に、シリコーンゴム、ＮＢＲゴム等のゴム弾性体を用いても同様の効果を得ることができる。

ここで、可撓性シート部材４０が状態βのとき、第一支持部４７ａと当接部４６の間において、可撓性シート部材４０を現像ローラ３に押し込んだ時に形成される可撓性シート部材４０の曲率部の曲率半径をｒとする。具体的には、曲率半径ｒは、約１．４ｍｍとなることが確認された。なお、曲率半径の測定は、シート部材４０と支持部材４２ａの当接の様子を側面から撮影し、撮影した画像の、第一支持部４７ａと当接部４６の間の可撓性シート部材４０の曲率部において円を合わせ、曲率部の曲率を超えない最大の円の半径から求めた。

このとき、現像ローラ３をさらに押し込むと、可撓性シート部材４０は曲率半径ｒが小さくなるように変形し、現像ローラ３に対する当接圧は上昇する。これは、曲率半径ｒが小さくなることで、可撓性シート部材４０は広がろうとする力が強くなり、結果、当接部４６において、現像ローラ３に対する加圧力が増加するためである。

ここで、可撓性シート部材４０が状態βのとき、現像ローラ３を回転させると、当接部４６において可撓性シート部材４０が図４（ｃ）に示す矢印の方向に摩擦力ｆを受ける。そして図４（ｃ）に示すように可撓性シート部材４０が摩擦力ｆに対して安定的な姿勢まで変形する（状態γ；画像形成時（現像時））。このときの第一支持部４７ａと当接部４６の間における可撓性シート部材４０の曲率半径をｒ′とすると、
ｒ＞ｒ′
を満たしている。結果、可撓性シート部材４０が状態βの場合に比べ、状態γのとき、現像ローラ３に対する当接圧は高くなる。具体的には、本実施例において、ｒ′＝０．８ｍｍとなることが確認された。

ここで、本実施例における現像装置は、現像ローラ３を逆回転させる機構を有している。具体的には、現像ローラ３の正回転の停止直前もしくは一旦停止後のような非現像時に、現像ローラ３を駆動するステッピングモータに、画像形成時（現像時）の正回転とは逆の回転を行う信号を送る等により、現像ローラ３をわずかに逆回転させる。この逆回転によって可撓性シート部材４０は、現像ローラ３から、現像ローラ３の逆回転方向に摩擦力を受け、画像形成時とは逆の方向に姿勢変形を行う。その後、現像ローラ３の逆回転を停止するとともに可撓性シート部材４０は姿勢変形を終了する（状態ω；図４（ｄ））。ここで、状態ωにおける第一支持部４７ａと当接部４６の間における可撓性シート部材４０の曲率半径をｒ″とすると、
ｒ′＜ｒ″
となる。よって状態ωのとき、状態γに比べて、可撓性シート部材４０の広がろうとする力が弱まり、結果、当接部４６における可撓性シート部材４０の現像ローラ３に対する当接圧が低下する。ここで、ｒ″＝ｒ、つまり状態ωが状態βとなるまで逆回転を行うのが望ましい。本実施例では約１０°の逆回転で状態γからほぼ状態βに変形することが確かめられた。

ここで、可撓性シート部材４０が状態γのとき、及び状態γから状態βとなったのときの、現像ローラ３に対する長手方向の当接圧（現像ローラ３の母線方向の線圧）は、状態βの場合で１８Ｎ／ｍ、状態γの場合で３０Ｎ／ｍであった。この状態γの当接圧は、従来技術であるブレード形状の金属薄板をトナー規制部材として用いた場合の当接圧とほぼ同等であった。ここで、当接圧の測定は、当接部４６において、可撓性シート部材４０と現像ローラ３の間に圧力センサ（Ｉ−ＳＣＡＮ；ニッタ株式会社）を挟み込むことで測定し、その測定値と当接幅から求めた。ただし、画像形成時に測定することは困難なため、画像形成時において、可撓性シート部材４０が状態γとなったときに現像ローラ３を停止し、測定を行った。

このように、本実施例においては、可撓性シート部材４０が状態γから状態βとなったとき、状態γの場合に比べ、現像ローラ３に対する当接圧がおよそ４０％低下する。つまり、可撓性シート部材４０は、画像形成時に比べ、非画像形成時である停止時に非常に低い当接圧で現像ローラ３に当接している。なお、現像ローラ３を逆回転させる距離は、可撓性シート部材４０の第一支持部と第二支持部との距離よりも小さくするのが良く、好ましくはその距離の１／２以下が良い。

以上、本実施例によれば、現像ローラと現像剤規制部材との間に特別な圧解除機構を設けることなく、画像形成時（現像時）に対し、停止時（非現像時）において可撓性シート部材４０を状態γから状態ω、望ましくは状態βに姿勢変形させることができる。従って、現像ローラ３にする当接圧を大幅に低減することができ、長期に渡って現像ローラ３の同じ場所に当接した場合でも、現像ローラ３の表面に凹みが生じることを抑制することができる。その結果、画像におけるピッチムラの発生を抑制することが可能になった。またこのとき、可撓性シート部材４０が状態ωのとき、現像ローラ３に対してある程度の当接圧をもって可撓性シート部材４０が当接しているため、停止状態において現像容器を傾けたとしても、当接部４６からのトナー漏れを抑制することができる。このトナー漏れ抑制は、高精度な制御もしくは複雑な機構を用いなくとも可能となった。さらに、画像形成時には、可撓性シート部材４０が状態βもしくは状態ωから状態γに姿勢変形することで、良好な画像を得るのに十分な当接圧を得ることができる。

［実施例２］
実施例２の現像剤規制部材であるトナー規制部材４について説明する。本実施例の構成は、基本的に実施例１の構成に準ずるが、可撓性シート部材４０を凹型の可撓性シート支持部材４２ｂに非接着で支持している点で異なる。なお、本実施例においても、実施例１と同様、可撓性シート支持部材４２ｂは、現像装置枠体と一体でも、現像装置枠体に分離可能に取り付けても良い。

図５（ａ）はＵ字形状に保持された可撓性シート部材４０を現像ローラ３に当接させる前の状態を示している（状態α′）。ここで、可撓性シート部材４０は長手方向に渡って短手方向が湾曲するように曲げられることによりＵ字形状を形成する。ここで、現像ローラと可撓性シート部材との当接部よりも現像ローラ回動（回転）方向に対し下流側であり、可撓性シート部材４０が可撓性シート支持部材４２ｂによって支持される支持部を第一支持部４７ｂとする。また、第一支持部４７ｂと短手方向の他端側、つまり当接部よりも現像ローラ３の回転方向上流側で可撓性シート部材４０を支持する支持部を第二支持部４９ｂとする。このとき、第一支持部４７ｂ及び第二支持部４９ｂは、可撓性シート支持部材４２ｂの凹部内壁に加圧当接している。加圧力が働く理由は、図５（ａ）に示すように、可撓性シート部材４０が長手方向に渡って短手方向が湾曲するように曲げられた姿勢から戻ろうとする復元力（弾性力）Ｆ−１が作用するためである。そのため、現像ローラ３を取り付けていない状態においても、可撓性シート部材４０は、未接着あるいは可撓性シート部材の長手方向の一部のみの接着でも、凹形状の可撓性シート支持部材４２に安定支持される。本実施例においては、第一支持部４７ｂ及び第二支持部４９ｂは、未接着により支持している。

次に、図５（ｂ）は現像ローラ３を、Ｕ字形状に保持された可撓性シート部材４０に対し所定の押し込み量で当接させた時の状態を示している。即ち、現像装置が使用される前の新品のとき、現像ローラと可撓性シート部材との設定状態を示す。ここで、可撓性シート部材４０と現像ローラ３が当接する当接部４６について述べる。当接部４６は、第一支持部４７ｂおよび第二支持部４９ｂの間に位置するように設定している。このとき、Ｕ字形状に支持された可撓性シート部材４０に対して現像ローラ３を押し込むと、当接部４６は、加圧力Ｆ−２を現像ローラから受ける。この、加圧力Ｆ−２を受けると同時に、可撓性シート部材４０の短手方向両端部は、可撓性シート部材４０がＵ字形状に曲げられた姿勢から戻ろうとする復元力Ｆ−１と同じ方向に広がろうとする。つまり、Ｆ−１方向への力が増加する結果、可撓性シート部材４０は可撓性シート支持部材４２ｂに対して、より安定して支持される。

また、当接部４６において、Ｕ字形状に支持された可撓性シート部材４０に対して現像ローラ３を押し込むと、可撓性シート部材４０はＵ字形状の中央部に形成された中空部８ｂに対して現像ローラ３の周表面に沿うように変形する（状態β′；停止時）。このように可撓性シート部材４０が変形することで弾性力が生じ、現像ローラ３上のトナー量を規制するために安定して当接圧を確保することができる。

本実施例では、実施例１と同じ可撓性シート部材４０を、幅６．０ｍｍの可撓性シート支持部材４２ｂの凹部で受けることにより、Ｕ字形状を形成している。本実施例においてもウレタンゴムを用いているが、他に、シリコーンゴム、ＮＢＲゴム等のゴム弾性体を用いても同様の効果を得ることができる。

また、本実施例では、可撓性シート支持部材４２ｂの、現像ローラ３の正回転方向に対して下流側の壁の高さｈはＳ＜ｈ≦１．８×ｒの条件を満たすように設定されている。ここで、図５（ｃ）に示すように、ｈ（ｍｍ）は可撓性シート支持部材４２ｂの下流側の内壁から現像ローラ表面までの最短距離であり、図５（ｃ）中では、Ｐ点とＱ点間の距離を意味する。Ｓ（ｍｍ）はトナー規制後の現像ローラ上のトナーコート層の厚さ（現像剤の層厚）である。ｒ（ｍｍ）は実施例１と同様、可撓性シート部材４０が状態β′のとき（シート部材４０を現像ローラに押圧したとき）の、当接部４６と第一支持部４７ｂの間の曲率半径である。なお、曲率半径は実施例１と同様に測定した。

具体的に、本実施例においては、曲率半径ｒは約１．８ｍｍとなる。またトナーコート層の厚さは約３０μｍ（＝０．０３ｍｍ）である。そこで、可撓性シート支持部材４２ｂの、現像ローラ３の回転方向に対して下流側の壁高さは、現像ローラ表面までの最近接した部分における距離ｈが１．２ｍｍとなるように設定した。

このとき、現像ローラ３を現像時に正回転させると、当接部４６において可撓性シート部材４０が図６（ａ）に示す矢印の方向に摩擦力ｆを受け、図６（ａ）に示すように可撓性シート部材４０が変形する（状態γ′；画像形成時）。このときの第一支持部４７ｂと当接部４６の間における可撓性シート部材４０の曲率半径をｒ′とすると、
ｒ＞ｒ′
を満たしている。その結果、現像ローラ３に対する可撓性シート部材４０の当接圧は高くなる。これは、可撓性シート支持部材４２ｂの、現像ローラ３の正回転方向に対して下流側の壁の高さがＳ＜ｈ≦１．８×ｒの範囲内に設定されていることで可撓性シート部材４０の変形が規制されるためである。即ち、摩擦力ｆに対して安定的な姿勢まで、曲率半径ｒが小さくなるように状態β′から状態γ′に姿勢変形するためである。具体的には、本実施例において、ｒ′＝１．０ｍｍとなることが確認された。

ここで、可撓性シート支持部材４２の、現像ローラ３の回転方向に対して下流側の壁の高さをＳ＜ｈ≦１．８×ｒの範囲内に設定したとき、上記の効果が得られる理由について説明する。まず、壁の高さｈの下限値に関して述べる。前記の壁の高さをＳ≧ｈとすると、可撓性シート部材４０によって規制した現像ローラ３上の均一なトナーコート層に前記の壁が接触し、トナーコートが不均一になるという問題がある。この観点から、Ｓ＜ｈとなる前記の壁の高さが望ましい。次に、壁の高さｈの上限値に関して述べる。壁の高さｈの上限値は、曲率半径ｒとの相関がある。その理由は、可撓性シート部材４０の変形を示す曲率半径ｒは、現像ローラ３と前記の壁との間の空間の広さに依存して変化するためである。ここで、本実施例における壁の高さｈを変化させ、その状態において、可撓性シート部材４０が状態γ′から状態β′となったときの現像ローラ３に対する当接圧の変化率を測定した。その結果を図７に示す。図７を見ると、ｈ／ｒ≦１．８（つまりｈ≦１．８×ｒ）のとき、前記変化率は４５％程度の高い変化率で安定的であり、製造上、可撓性シート部材４２の寸法が多少ばらついても同等の効果が得られる。また、本実施例で用いた可撓性シート部材４０に対し、肉厚や幅、硬度等の条件を変更して同様の検討を行ったところ、上記の効果とほぼ同様の効果が得られた。

よって以上より、可撓性シート支持部材４２ｂの、現像ローラ３の回転方向に対して下流側の壁の高さがＳ＜ｈ≦１．８×ｒの範囲内にあるとき、本発明の効果を十分に発揮できる。

本実施例においても、実施例１と同様、現像ローラ３の正回転の停止直前もしくは一旦停止後のような非現像時に、現像ローラ３を逆回転させる。このとき、可撓性シート部材４０は現像ローラ３の回転方向に摩擦力を受け、画像形成時（現像時）とは逆の方向に姿勢変形を行い、現像ローラ３の停止とともにその姿勢変形を終了する（状態ω′；図６（ｂ））。ここでも実施例１と同様、状態ω′における曲率半径をｒ″とすると、
ｒ′＜ｒ″
となり、状態γにくらべて可撓性シート部材４０の現像ローラ３に対する当接圧は低下する。本実施例においても、状態ω′が状態β′となるまで逆回転を行うのが望ましい。本実施例でも、約１０°の逆回転により、可撓性シート部材４０はほぼ状態β′へと変形する。

このとき、可撓性シート部材４０が状態γ′、及び状態γ′から状態β′になったときの、現像ローラ３に対する当接圧は、状態β′場合で１６Ｎ／ｍ、状態γ′の場合で３０Ｎ／ｍであった。なお、当接圧の測定は実施例１と同様に行った。

このように、可撓性シート部材４０が状態γ′から状態β′となったとき、状態γ′の場合に比べ、現像ローラ３に対する当接圧がおよそ４５％低下する。

以上、本実施例によれば、可撓性シート部材４０を可撓性シート支持部材４２ｂに非接着でも支持することができ、実施例１と同等以上の効果を発揮することができる。なお、現像ローラ３を逆回転させる距離は、可撓性シート部材４０の第一支持部と第二支持部との距離よりも小さくするのが良く、好ましくはその距離の１／２以下が良い。

さらに、本実施例においては、可撓性シート支持部材４２ｂが可撓性シート４０の姿勢変形を規制しているため、実施例１に比べ、より安定して可撓性シート部材４０の姿勢を制御することができる。その結果、現像ローラ３に対する可撓性シート部材４０の当接圧の設定制御もより安定して行うことができる。

実施例１における画像形成装置本体の概略図。 実施例１におけるプロセスカートリッジの概略図。 実施例１における現像装置の概略図。 実施例１におけるトナー規制部材の概略図。 実施例２におけるトナー規制部材の概略図。 実施例２におけるトナー規制部材の姿勢変形の概略図。 実施例２における現像ローラと支持部材の最短距離に対するトナー規制部材の当接圧変化率のグラフ。 従来技術における現像装置の概略図。

符号の説明

１ 感光ドラム
２ 帯電ローラ
３ 現像剤担持体、現像ローラ
４ 現像剤量規制手段、トナー規制手段
４０ シート状のトナー規制部材、可撓性シート部材
４２ａ、４２ｂ 可撓性シート支持部材
４６ 当接部
４７ａ、４７ｂ 第一支持部
４９ａ、４９ｂ 第二支持部
５ 供給ローラ
Ａ 画像形成装置本体
Ｂ プロセスカートリッジ
Ｃ クリーニング装置
Ｄ 現像装置
Ｅ 帯電装置

Claims (2)

1. 像担持体に形成された静電像を現像剤で現像するために、現像剤を担持する、回動可能な現像剤担持体と、この現像剤担持体に当接して設けられ、前記現像剤担持体に担持された現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、を有し、前記現像剤担持体は、弾性層を備え、前記現像剤規制部材は、前記現像剤担持体に当接する弾性部材と、この弾性部材を支持する支持部材と、を備える現像装置において、
   前記弾性部材は、中空部を形成し、前記現像剤担持体と当接する当接部と、前記現像剤担持体の回動方向において、前記当接部よりも下流側に設けられ、前記支持部材に支持される第一支持部と、前記当接部よりも上流側に設けられ、前記支持部材に支持される第二支持部と、を備え、
   前記現像剤担持体は、非現像時に、現像時とは逆方向に回動することを特徴とする現像装置。
2. 前記現像剤担持体の回動方向下流側において、前記当接部に最も近い前記支持部材と、前記現像剤担持体の表面と、の最短距離をｈ、前記現像剤規制部材により規制された現像剤の層厚をＳ、前記第一支持部と前記当接部の間において、前記現像剤規制部材を前記現像剤担持体に押圧した状態における前記現像剤規制部材の曲率半径をｒとした場合、
   Ｓ＜ｈ≦１．８×ｒ
   を満たすことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。

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