JP2013190643A - 現像装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を低減しつつ出力画像の劣化を防止できる現像装置およびそれを備えた画像形成装置を提供すること。
【解決手段】現像剤としてのトナーが収容される現像剤槽と、該現像剤槽内に回転可能に設けられた現像ローラと、該現像ローラの表面に前記現像剤槽内のトナーを供給するトナー供給部と、回転する前記現像ローラの表面と摺接可能に設けられて現像ローラ上のトナーの搬送量を規制する規制部材とを備え、
前記規制部材は、前記現像ローラの長手方向に沿うように上方近傍に設けられて現像ローラ上のトナーと接触する弾性規制部を有し、
前記弾性規制部は、前記現像ローラの表面における現像領域に対応する中央部と、該中央部よりも硬い両端部とを有することを特徴とする現像装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、現像装置およびそれを備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式を採用する画像形成装置は、感光体の表面に形成される静電潜像に対して、現像装置から現像剤の成分であるトナーを供給して現像することによって可視像であるトナー像を形成し、さらにトナー像を転写媒体である記録紙に転写し、記録紙上に転写されたトナー像を定着して記録画像を形成する。

近年、カラーインクジェット方式の画像形成装置の普及により、電子写真方式の画像形成装置においても、小型化・低価格化が求められている。このような状況から、構造が簡単で小型化が可能な一成分現像方式の画像形成装置を利用するユーザーが増えてきている。

一成分現像方式の画像形成装置は、現像剤としてトナーのみを収容する現像装置と、表面に静電潜像が形成される感光体とを備える。また、現像装置は、例えば、感光体にトナーを供給する現像ローラと、現像ローラにトナーを供給する補給ローラと、現像ローラの上方近傍に設けられた規制部材（ドクターブレード）とを備える。規制部材は、シリコンまたはウレタン等により形成されている。

一成分現像方式の画像形成装置による画像形成では、現像ローラ表面に付着したトナーが、現像ローラと規制部材との間を通過する際に規制部材と摺接することにより摩擦帯電し、かつ現像ローラ表面で薄層化される。そして、帯電したトナー層が感光体表面の静電潜像に吸着することによりトナー像が形成される。

このような画像形成を行う一成分現像方式の画像形成装置として、例えば、特許文献１には、現像ローラの両端部表面上へのトナー付着および局部的な厚いトナー層の発生を防止して現像ローラ両端部から画像形成装置内へのトナー漏れを防止し、それによって出力画像の劣化（画像濃度のバラツキ、画像スジ等）を防止するために、次のような構成が開示されている。すなわち、現像ローラの両端部背面側に沿うようにシール部材を設けると共に、現像ローラの両端部の弾性部材とドクターブレードの両端部とでシール部材の一端を挟み込み、さらに、現像装置内のリブにてシール部材を現像ローラ側へ押圧する。また、ドクターブレードの両端部のゴム硬度を中央部のゴム硬度よりも低く設定する。

特開平５−２８１８４２号公報

特許文献１に記載の前記構成では、現像ローラの両端部表面上へのトナー付着および局部的な厚いトナー層の発生を防止するために、一対のシール部材が必須部材となっているため、部品点数が増加しコストアップとなる。また、一対のシール部材と接触するドクターブレードの両端部を中央部よりも軟らかく設定したとしても、現像ローラとドクターブレードとシール部材との間に隙間が全く形成されないようにすることは困難であり、現像ローラの表面両端部に局部的な厚いトナー層の発生を完全に防ぐことは困難である。

本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、部品点数を低減しつつ出力画像の劣化を防止できる現像装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

かくして、本発明によれば、現像剤としてのトナーが収容される現像剤槽と、該現像剤槽内に回転可能に設けられた現像ローラと、該現像ローラの表面に前記現像剤槽内のトナーを供給するトナー供給部と、回転する前記現像ローラの表面と摺接可能に設けられて現像ローラ上のトナーの搬送量を規制する規制部材とを備え、
前記規制部材は、前記現像ローラの長手方向に沿うように上方近傍に設けられて現像ローラ上のトナーと接触する弾性規制部を有し、
前記弾性規制部は、前記現像ローラの表面における現像領域に対応する中央部と、該中央部よりも硬い両端部とを有する現像装置が提供される。

また、本発明の別の観点によれば、表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、該感光体ドラムの表面を帯電させる帯電装置と、前記感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する露光装置と、前記感光体ドラムの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請求項１〜７のいずれか１つに記載の現像装置と、前記感光体ドラムの表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを備えた画像形成装置が提供される。

本発明の現像装置によれば、規制部材の弾性規制部における中央部（現像領域対応部分）よりも両端部（非現像領域対応部分）の方が硬いため、弾性規制部に対して全面かつ均一に一定の押圧荷重を現像ローラ側へかければ、現像ローラの両端部に対する弾性規制部の両端部の押圧荷重が、現像ローラの現像領域に対する弾性規制部の中央部の押圧荷重よりも大きくなる。

換言すると、従来の現像装置（特許文献１）では、ドクターブレードの両端部を中央部より軟らかくすることにより、現像ローラの両端部に貼られたシールのエッジによって発生した隙間を塞ぎ、それによって現像ローラの両端部にトナーが搬送されないようにしているが、本発明では逆に弾性規制部の両端部を中央部より硬くして現像ローラの両端部にトナーが搬送されないようにしている。

これにより、現像ローラの現像領域でのトナー搬送量を減じることなく、現像ローラの両端部表面上へのトナー付着および局部的な厚いトナー層の発生を防止することができる。そして、この結果、現像装置からの画像形成装置内へのトナー飛散を防ぐことができ、形成画像の劣化（画像濃度のバラツキ、画像スジ等）を防止することができる。

また、従来の現像装置では、現像ローラの両端部表面上へのトナー付着および局部的な厚いトナー層の発生を防止するために、一対のシール部材が必須部材となっているため、部品点数が増加しコストアップとなっていたが、本発明ではシール部材が不要となり、コストダウンを図ることができる。

また、従来ではドクターブレードへの押圧荷重が設計上一定にならざるを得ないために、その対策として様々な形態のシール部材を現像ローラの両端部に設けるのが一般的であり、その材質や形状を最適化する作業は非常に困難であるが、本発明ではこのような煩雑な作業が無くなる。

本発明の画像形成装置の実施形態１の内部構造を示す説明図である。 実施形態１の画像形成装置に備えられた現像装置の内部構造を示す説明図である。 実施形態１の規制部材をトナー搬送下流側から見た説明図である。 実施形態１の規制部材を上方から見た説明図である。 実施形態１の規制部材の弾性規制部のニップ幅を示す図である。 実施形態１の規制部材の弾性規制部のトナー搬送上流側のトナーたまり部面積を説明する図である。 実施形態１の弾性規制部のトナーたまり部断面積とトナー付着量の関係を示す図である。 実施形態２の現像装置に備えられた現像ローラと規制部材の位置関係を説明する図である。 実施形態２の規制部材をトナー搬送下流側から見た説明図である。 実施形態２の規制部材を上方から見た説明図である。 実施形態３の現像装置に備えられた現像ローラと規制部材の位置関係を説明する図である。

本発明の現像装置は、現像剤としてのトナーが収容される現像剤槽と、該現像剤槽内に回転可能に設けられた現像ローラと、該現像ローラの表面に前記現像剤槽内のトナーを供給するトナー供給部と、回転する前記現像ローラの表面と摺接可能に設けられて現像ローラ上のトナーの搬送量を規制する規制部材とを備える。
この場合、前記規制部材は、前記現像ローラの長手方向に沿うように上方近傍に設けられて現像ローラ上のトナーと接触する弾性規制部を有する。
また、前記弾性規制部は、前記現像ローラの表面における現像領域に対応する中央部と、該中央部よりも硬い両端部とを有する。

本発明の現像装置は、次のように構成されてもよい。
（１）前記規制部材が、前記弾性規制部と一体化されて前記現像剤槽の一部に取り付けられる支持部を有してもよい。
このようにすれば、規制部材を容易に現像剤槽へ取り付けることができる。

（２）前記支持部は、前記弾性規制部の下面を前記現像ローラの表面側へ弾発的に付勢する金属製薄板からなり、
前記薄板の前記弾性規制部と連結した部分は、前記現像ローラ上のトナーの搬送方向の下流側に上底を有しかつ上流側に下底を有する台形に形成されていてもよい。
このようにすれば、弾性規制部が現像ローラに対して全面的に押圧荷重をかけることができると共に、金属製薄板の撓み量を調整することにより容易に押圧荷重を調整することができる。また、金属製薄板の弾性規制部と連結した部分の形状がトナーの移動方向の下流側に上底を有する台形であるため、金属製薄板の台形部分の両側の斜辺から固定端までの長さは、台形部分の上辺から固定端までの長さよりも短くなり、その分、弾性規制部の両端部に掛かる押圧荷重は中央部に掛かる押圧荷重よりも大きくなる。この結果、搬送された現像ローラ上の両端部のトナーが中央部側へ寄るようになり、現像装置からの画像形成装置内へのトナー飛散をより効果的に防ぐことができる。

（３）前記弾性規制部は、前記現像ローラ上のトナーの搬送方向の上流側端部に面取り部を有していてもよい。
このようにすれば、弾性規制部の上流側のトナーたまり部の断面積が大きくなり、現像ローラの中央部（現像領域）でのトナー搬送量を増加させやすくなり、出力画像の画像スジの発生を防止するのに有効である。このとき、トナーたまり部のトナーが面取り部に沿って弾性規制部と現像ローラとの接触点へ流入しやすくなり、トナーたまり部でのトナー滞留およびトナー詰まりを回避できる。

（４）前記弾性規制部の材料としては、特に限定されないが、例えば、天然ゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、水素化ニトリルゴム、ウレタンゴム等の各種ゴム系材料が挙げられる。規制部材が支持部を有する場合、弾性規制部の材料をゴム系材料とすることで、弾性規制部と支持部との接合が容易となる。また、前記の各種ゴム系材料のうち、天然ゴムおよびウレタンゴムは耐摩耗性および機械的強度が優れている点で、弾性規制部の材料に好適であり、耐候性および耐油性が優れている点でウレタンゴムが好ましい。

（５）前記弾性規制部の前記中央部の硬さは、特に限定されないが、ＩＳＯ ７６１９におけるデュロメータタイプＡで測定したゴム硬度６１〜７０度であってもよい。
これにより、最適なトナー搬送量が得られ、画質劣化のない良好な画像出力を得ることができる。

（６）前記弾性規制部の前記両端部の硬さは、特に限定されないが、ＩＳＯ ７６１９におけるデュロメータタイプＡで測定したゴム硬度７２〜８１度であってもよい。
これにより、現像ローラの両端部におけるトナーの搬送の規制が容易となり、現像装置から画像形成装置内へのトナー飛散を防止するのに有効である。

以下、図面を参照しながら本発明の現像装置およびそれを備えた画像形成装置の実施形態を詳説する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

（実施形態１）
図１は本発明の画像形成装置の実施形態１の内部構造を示す説明図である。まず、図１を用いて、本発明の実施形態に係る現像装置Ｘを備えた画像形成装置Ｚの全体構成について説明する。

＜画像形成装置について＞
非磁性一成分現像方式を採用したこの画像形成装置Ｚは、印刷モードとしてコピアモード（複写モード）、プリンタモード、ＦＡＸモードを有しており、不図示の操作部からの操作入力や、パーソナルコンピュータ等の外部ホスト装置からの印刷ジョブの受信に応じた印刷モードが、後述する制御部によって選択される。

図１に示すように、画像形成装置Ｚは、原稿読み取り部（スキャナ部）１０、給紙部２０、印刷部３０、排紙部４０に大別され、原稿読み取り部１０が給紙部２０の上方に配設され、排紙部４０が原稿読み取り部１０と給紙部２０の中間部位に配設されている。

以下、前記各処理モードの中からコピアモードについて説明する。
コピアモードでは、まず、ユーザーが、原稿読み取り部１０のプラテンガラス１１上に原稿を載置する。また、給紙部２０の給紙カセット２１或いは装置側面に設けられた手差しトレイ２３に用紙（記録紙）を装着する。さらに、装置の外装前面部に配置される操作パネル（不図示）上の条件入力キー（印刷枚数／印刷倍率等々）を入力した後に、操作パネルのスタートキーを操作するとコピー動作が開始される。

スタートキーが操作されると、メイン駆動モータ（不図示）が始動し、各駆動ギヤが回転する。その後、給紙ローラ２２又は２２ａが回転して用紙が装置内へ送出（給紙）され、給紙された用紙はレジストローラ３１（ローラ対）に到達して捕捉される。このレジストローラ３１により、用紙は、感光体ドラム（像担持体）３２上に形成される画像の先端部（画像形成開始部）と同期をとるために一時停止され、用紙の先端部が均一にレジストローラ３１に押しつけられて用紙の先端位置の補正が行なわれる。

一方、原稿読み取り部１０においては、コピーランプ１２ａ（光源）が点灯し、コピーランプユニット１２が矢印Ｃ方向へ移動することで露光が開始される。コピーランプ１２ａにより原稿に照射された照射光は、原稿の画像情報を含む反射光（原稿からの反射光）となり、該反射光は、コピーランプユニット１２に設けられた第１ミラー１２ｂから第２ミラー１３、第３ミラー１４、光学レンズ１５から、ＣＣＤ１６へ入力されることによって読み取られる。このようにして読み取られた画像情報は、不図示のＣＣＤ回路で、光の画像情報が電気的信号に変換され、その画像情報信号は、設定された条件で画像処理が行われ、レーザスキャナユニット３３へプリントデータとして送信される。

他方、帯電ユニット３４（帯電手段）により、感光体ドラム３２の周面の一部が軸方向全体に渡って所定帯電電位に帯電され、感光体ドラム３２が回転することによってその周面全体が所定の負の帯電電位に帯電される。帯電した感光体３２表面は、感光体ドラム３２の回転により次工程へ移動する。

次に、レーザスキャナユニット３３（露光手段）では、回転方向に複数の反射面を有したポリゴンミラー（回転多面鏡）及び各種光学系により、半導体レーザから出射されたレーザ光が偏向されながら感光体ドラム３２へ照射される。これにより、レーザ光が前記帯電ユニット３４により帯電した感光体ドラム３２上を走査されて、感光体ドラム３２上に静電潜像が形成される。

その後、現像装置Ｘが備える現像剤槽６１内の負の直流電位に印加された現像ローラ６２（現像手段）により、現像剤槽６１内のトナーが回転する感光体ドラム３２の表面上に供給され、静電潜像はこのトナーによって感光体ドラム３２上の電位ギャップに応じて顕像化（現像）される。

また、作像される用紙（記録紙）は、タイミングを合わせてレジストローラ３１により、感光体ドラム３２の方へ搬送され、転写装置である転写ユニット３６（コロナチャージャ）により感光体ドラム３２上のトナーが用紙に転写される。感光体ドラム３２上の残留したトナーは、ドラムユニットのクリーニングブレード３７ａによって掻き取られ、クリーナーユニット３７により回収される。そして、クリーニングブレード３７ａによりトナーが掻き取られた感光体ドラム３２の表面は、帯電ユニット３４へ移動する途中で除電装置３９により必要に応じて除電される。

他方、トナーの転写が終了した用紙は、定着装置３８の加熱ローラ３８ａと加圧ローラ３８ｂとの間を通過して、熱と圧力が加えられ、用紙上の未定着トナーが用紙に溶融・固着され、排紙ローラ４１により排紙トレイ４２に排出される。なお、加熱ローラ３８ａは、その内部に設けられた加熱ヒータ３８ｃによって加熱される。

また、原稿読み取り部１０が備える原稿トレイ１９に原稿が載置されていることが、所定のセンサにより検出されている場合には、所定のスタートキー操作がなされたときに給紙ローラ５１が回転し、原稿トレイ１９上に載置された原稿が原稿読み取り部１０内へ送出されて所定の搬送経路Ｒｔ１中を搬送される。この搬送経路Ｒｔ１には、レジストローラ５３が設けられており、このレジストローラ５３によって原稿が捕捉され、原稿先端の位置決めが行われた後、所定のタイミングで原稿読み取り位置へ搬送される。そして、前記コピーランプユニット１２が所定の停止位置（原稿読み取り位置）で停止したまま搬送中の原稿を露光する。この露光により得られた原稿からの反射光により原稿画像を読み取る処理は前述した通りである。このようにして画像が読み取られた原稿は、原稿排出部１８へ排出される。

＜現像装置について＞
図２は実施形態１の画像形成装置に備えられた現像装置の内部構造を示す説明図であり、図３（Ａ）は実施形態１の規制部材をトナー搬送下流側から見た説明図であり、図３（Ｂ）は実施形態１の規制部材を上方から見た説明図である。また、図４は実施形態１の規制部材の弾性規制部のニップ幅を示す図である。

この現像装置Ｘは、現像剤としてのトナーを収容する現像剤槽６１と、トナーを担持する現像ローラ６２と、現像剤槽６１内のトナーを現像ローラ６２に供給するトナー供給ローラ（トナー供給部）６６と、現像剤槽６１内のトナー６０を撹拌しながらトナー供給ローラ６６へ搬送する第１〜第３撹拌搬送部材６３、６４及び６５と、回転する現像ローラ６２の表面と摺接可能に設けられて現像ローラ６２上のトナーの搬送量を規制する規制部材６８とを備えている。なお、図２中の矢印は、感光体ドラム３２および現像装置Ｘの各種回転体の回転方向を示している。

現像剤槽６１は、例えば、硬質の合成樹脂からなり、略直方体形状の外観を有する容器部材である。
現像剤槽６１内において、第１および第３撹拌搬送部材６３、６５は、それぞれの回転軸の周囲に薄い樹脂製（例えば、ＰＥＴ製）の撹拌羽根を有しており、これらは主として回転方向のトナー６０の攪拌と搬送の役割を持っている。
また、第１および第３撹拌搬送部材６３、６５の間に配置された第２撹拌搬送部材６４は、例えば、硬質の合成樹脂製のスクリュー状回転部材であって、主として軸方向のトナーの攪拌と搬送の役割を持っている。

第３撹拌搬送部材６５と後述のトナー供給ローラ６６との間には、中間壁部材８０が設けられている。中間壁部材８０は、例えば、合成樹脂からなる平板状部材であり、現像剤槽６１の長手方向（現像ローラ６２の軸方向）に延びて現像剤槽６１の底部から立ち上がるようにして設けられている。この中間壁部材８０の中央部には開口８１が形成されており、現像剤槽６１内のトナー６０はこの開口８１を通ってトナー供給ローラ６６側へ送られる。

トナー供給ローラ６６は、芯金の外周面を円筒状の多孔性弾性部材（例えば、発泡ウレタン）にて被覆したものであり、現像ローラ６２と中間壁部材８０との間に配置されている。トナー供給ローラ６６は、多孔性弾性部材の表面の微細孔にトナーを吸着すると共に、現像ローラ６２と摺擦することにより一定量のトナー６０を現像ローラ６２に供給する役割と、現像後の現像ローラ６２上に残存した余分なトナー層をクリーニングする役割を持つ。

現像ローラ６２は、現像剤槽６１内で回転自在に設けられるアルミ製ローラである。現像ローラ６２は、感光体ドラム３２を臨み、その軸線が感光体ドラム３２の回転軸線と平行になるように配置され、現像剤槽６１のフレーム本体の両側壁にて支持されている。

＜規制部材について＞
現像ローラ６２の上方には、現像ローラ６２の表面に一定量のトナー層を形成するための規制部材（ドクターブレード）６７が設けられている。この規制部材６７は、先端側に配置されたウレタンゴム製の弾性規制部６８と、弾性規制部６８内に差し込まれた先端と現像剤槽６１の一部に固定された基端を有する金属薄板製の支持部６９とからなる。

弾性規制部６８は、現像ローラ６２の軸方向長さと同じ長さＬを有する平面視矩形板状に形成されており、断面形状も矩形である。
現像ローラ６２の直径が、例えば、12〜18ｍｍ程度であり、現像ローラ６２の軸方向長さが、例えば、214〜238ｍｍ程度である場合、弾性規制部６８の幅Ｗとしては、例えば、6〜8ｍｍ程度であり、厚さＴとしては、例えば、1〜2ｍｍ程度である。

また、弾性規制部６８は、現像ローラ６２の表面における現像領域６２ａに対応する中央部６８ａと、該中央部６８ａよりも硬い両端部６８ｂ、６８ｂとを有し、弾性規制部６８の両端部６８ｂ、６８ｂは現像ローラ６２の非現像領域である両端部６２ｂ、６２ｂに対応している。このように、異なる硬さの中央部６８ａと両端部６８ｂとを有する弾性規制部６８は、中央部６８ａを形成する軟らかいウレタンゴムと両端部６８ｂを形成する硬いウレタンゴムを型内に仕込んで一体成型することにより得ることができる。

支持部６９は、ばね性を有した矩形状の金属薄板であり、その先端は弾性規制部６８と一体化され、その基端は固定用の一対の板金７１、７２によって挟み込まれ、ビス７３にて現像剤槽６１の中間壁部材８０に固定されている。この支持部６９のばね性によって、ウレタンゴム製の弾性規制部６８は一定の圧力で現像ローラ６２へ接触点Ｎの位置でかつ押圧荷重Ｐで押圧されている。金属薄板としては、例えば、厚さ0.08〜0.16ｍｍ程度のステンレス鋼、りん青銅板等を用いることができる。

これにより、現像ローラ６２と弾性規制部６８との間の接触点Ｎに流入したトナーは、現像ローラ６２と弾性規制部６８によって摩擦力を受けて帯電し、現像ローラ６２上に一定の帯電を有したトナー層が担持される。その後、接触点Ｎを通過した電荷を有するトナーが、現像ローラ６２と感光体ドラム３２との電位差に応じて、現像ローラ６２から感光体ドラム３２に供給されて静電潜像を現像し、トナー像を形成する。

次に、規制部材６７の弾性規制部６８を現像ローラ６２に押圧する押圧荷重Ｐの設定方法について説明する。
押圧荷重（押圧力）Ｐは、主として支持部６９の弾発付勢力を利用している。すなわち、金属薄板である支持部６９をどの程度撓ませた状態で現像ローラ６２に当接させているかによって、押圧荷重Ｐが調整される。押圧荷重Ｐは、理論的には一般によく知られている次の片持ち梁の公式、すなわち、
押圧荷重Ｐ（ｋｇｆ）＝３ＥＩδ／Ｌ³
で表すことができる。ここで、Ｅは支持部６９である金属薄板のヤング率、Ｉは断面二次モーメント、δは撓み量、Ｌは自由長である。

あるいは、弾性規制部６８と現像ローラ６２との間に短冊状にカットしたＰＥＴ製シートの一端を挟み込み、シートの他端をテンションゲージに繋ぎ、一定の速度でシートを引き抜いた時の引抜力を押圧荷重Ｐとして評価することもできる。本実施形態では引抜力を押圧荷重Ｐとして評価する方法を採用しており、前記テンションゲージとしてアイコーエンジニアリング株式会社製のＲＸ-５を使用している。この場合、引抜力（押圧荷重Ｐ）としては、例えば、０．０３〜０．０５ｋｇｆ程度に調整することができる。

弾性規制部６８に要求される特性として、前述したトナー搬送量及び帯電量を常に一定に保つ機能と、トナーのライフあるいは現像剤槽６１のライフまで劣化しない耐久強度である。一方、支持部６９に要求される特性は、前記押圧荷重Ｐを与えるための撓み性能である。

次に、弾性規制部６８の硬さについて説明する。
押圧荷重Ｐの値が一定の時、弾性規制部６８が柔らかい場合と硬い場合とでは、弾性規制部６８と現像ローラ６２が接する時のニップ幅および接触面積が異なる。ニップ幅は、例えば、弾性規制部６８の表面に一様に朱肉等の識別剤を塗布して現像装置Ｘに組み込み、その後、現像装置Ｘから取り外して接触痕を調べることで判別可能である。この様子を図５に示した。

弾性規制部６８の表面には、現像ローラ６２との接触点Ｎの位置にニップ幅Ａが認められる。本実施形態では、押圧荷重Ｐを０．０３〜０．０５ｋｇｆに調整し、ウレタンゴム製の弾性規制部６８のゴム硬度を６１〜７０度とした場合のニップ幅Ａは約１．２ｍｍであり、同じ押圧荷重Ｐでゴム硬度を７２〜８１度とした場合のニップ幅Ａは約０．５ｍｍであることを確認している。すなわち、ゴム硬度を上げるに伴ってニップは面から線に近づくと言える。ここで、ゴム硬度は、ＩＳＯ ７６１９におけるデュロメータタイプＡで測定した値である。本発明において、前記ゴム硬度は、テクロック社製のゴム用硬度計（Ａタイプ）を用いて測定した値である。

現像ローラ６２上のトナー付着量（トナー搬送量）は、良好な画質を維持する上で常に一定である必要がある。その際、単位面積当たりのトナー重量が一定であるだけでなく、トナー層の厚みも均一である必要がある。そうでなければ、画像濃度にバラツキが生じたり、画像上にスジが発生する。

画像濃度のバラツキおよび画像スジといった画像不良は、押圧荷重Ｐを上昇させることにより、トナー層の押し潰し作用によってトナー層の厚みが均一化されて画像濃度のバラツキは改善される。しかしながら、押圧荷重Ｐを上げ過ぎるとトナーの搬送が阻害されてしまい、その結果、画像を出力するために必要な現像ローラ上のトナー付着量が不足してしまうので、そのプロセスに応じた適正値を求める必要がある。

また、前記のような画像不良は、弾性規制部６８のゴム硬度を上げることによっても、単位面積当たりの押圧荷重Ｐを上げることになるため改善される。
弾性規制部６８については、前記の画像不良に対してはゴム硬度が高い方が好ましく、耐久性の面からも硬い方が好ましい。何故なら、弾性規制部６８が柔らか過ぎると、現像ローラ６２との摩擦によるウレタンゴム表面の摩耗が著しくなり、ニップ幅Ａが広がり過ぎてしまい、その結果、適正なトナー搬送量を得難くなるためである。なお、これについて詳しくは後述する。

一方、支持部６９については、適度な弾性を有することが好ましい。支持部６９の基端は現像剤槽６１の一部に固定されるため、その固定位置の精度に押圧荷重Ｐが影響を受けやすい。例えば、固定位置が上方にずれると押圧荷重Ｐは低くなる傾向にあり、下方にずれると押圧荷重Ｐは高くなる傾向にある。よって、部品精度バラツキにより支持部６９の固定位置が多少変動しても押圧荷重Ｐが大きく変わらずに弾性規制部６８が現像ローラ６２に沿うように密着することが望ましく、それには支持部６９が適度な弾性を有することが望ましい。

現像ローラ６２上に厚みが均一なトナー層を形成するためには、弾性規制部６８への押圧荷重Ｐ、弾性規制部６８のゴム硬度の他に、接触点Ｎのトナー搬送上流側に存在するトナーの量も考慮することが好ましい。すなわち、弾性規制部６８の接触点Ｎのトナー搬送上流側は、トナーが溜まる「トナーたまり部」と呼ばれる箇所になっており、このトナーたまり部Ｔのトナー量も考慮することが好ましい。

図５は実施形態１の規制部材の弾性規制部のトナー搬送上流側のトナーたまり部面積を説明する図である。図５に示すように、現像ローラ６２と弾性規制部６８との接触点Ｎ（ニップ幅Ａの中央位置）、弾性規制部６８の下面におけるトナー搬送上流側端部の角部Ｃ、および前記角部Ｃに対応する現像ローラ６２上の点Ｂの３点を結んで形成される三角形の面積は、トナーたまり部Ｔの断面積とほぼ等しくなっている。そして、本発明者は、トナーたまり部Ｔの断面積が、ある一定量を満たしていないとトナー搬送不良となり、出力画像に画像スジが発生することを次のように見出した。

図６は実施形態１の弾性規制部のトナーたまり部断面積とトナー付着量の関係を示す図である。ここで、「トナー付着量」とは、弾性規制部６８を通過した直後における現像ローラ６２の現像領域上の単位面積当たりのトナー量（mg/cm²）を意味する。
本発明者は、仕様の異なる２つの弾性規制部（Ｉ）および（ＩＩ）を用いてトナーたまり部Ｔの断面積を変化させ、出力画像の画像スジの有無を調べたところ、トナーたまり部Ｔの断面積が０．４２ｍｍ² 付近を境にして画像スジの発生有無が変化し、断面積が０．４２ｍｍ² 以上のときに画像スジが無くなって良好な出力画像が得られることを確認した。また、断面積が０．４２ｍｍ² 以上のときは、トナー付着量についても変動少なく、安定していることも確認した。なお、本実施形態では、出力画像の画像濃度をポータブル分光測色濃度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製のＸ−Ｒｉｔｅ９３９）を用いて測定し、トナー帯電量をＴＲｅＫ社製のＭｏｄｅｌ２１０ＨＳ−２Ａを用いて測定した。

この実験は、次の条件で行われた。
現像ローラの外径：１６ｍｍ
感光体ドラムの外径：３０ｍｍ
トナー供給ローラの外径：１６ｍｍ
プロセス速度：１４５ｍｍ/ｓｅｃ
弾性規制部（Ｉ）および（ＩＩ）の材質：ウレタンゴム
弾性規制部（Ｉ）および（ＩＩ）の幅および厚み：幅6ｍｍ、厚み1ｍｍ
弾性規制部（Ｉ）のゴム硬度：70度（中央部）、81度（両端部）
弾性規制部（ＩＩ）のゴム硬度：61度（中央部）、72度（両端部）
弾性規制部（Ｉ）および（ＩＩ）への押圧荷重：0.03ｋｇｆ
弾性規制部（Ｉ）および（ＩＩ）の全長：214ｍｍ
弾性規制部（Ｉ）および（ＩＩ）の中央部の長さ：184ｍｍ
弾性規制部（Ｉ）および（ＩＩ）の両端部の長さ：15ｍｍ
また、トナーたまり分Ｔの断面積は、弾性規制部６８の水平方向位置を左右方向（現像ローラ６２の軸心と直交する方向）に移動させることにより変化させた。

ところで、弾性規制部６８の中央部と両端部のゴム硬度が同じである場合、現像ローラ６２への押圧荷重Ｐは長手方向に亘って中央部も両端部もほぼ全て同じ圧力となる。そのため、現像ローラ６２の中央部のトナー付着量を一定量確保しようとすれば、現像ローラ６２の両端部にも一定量のトナーが付着してトナー飛散を生じる。
一方、本発明では、現像ローラ６２の両端部におけるトナー搬送量をできるだけ低減し、それによって現像ローラ６２の両端部からのトナー飛散を防止すると共に、現像ローラ６２の中央部（画像領域）においては一定のトナー搬送量を得ることができる。

なお、弾性規制部と支持部の厚みについては、上記の要求を満たすために様々な変更は可能である。例えば、弾性規制部の硬度を上げたければ厚みを増せばよく、支持部の弾性を高めたければ厚みを薄く設定すればよい。

（実施形態２）
図７は実施形態２の現像装置に備えられた現像ローラと規制部材の位置関係を説明する図である。また、図８（Ａ）は実施形態２の規制部材をトナー搬送下流側から見た説明図であり、図８（Ｂ）は実施形態２の規制部材を上方から見た説明図である。なお、図７、図８（Ａ）および（Ｂ）において、図２、図３（Ａ）および（Ｂ）中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
以下、実施形態２における実施形態１とは異なる点を主に説明する。

実施形態１の場合、規制部材６７において、支持部６９である金属薄板の弾性規制部６８と連結した部分の形状は弾性規制部６８と同じ長方形であったが、実施形態２の支持部１６９の場合、現像ローラ６２上のトナー搬送方向の下流側に上底を有しかつ上流側に下底を有する台形に形成されている。

また、弾性規制部６８の両端部６８ｂの軸方向長さが、現像ローラ６２の両端部６２ｂの軸方向長さの半分程度に設定されると共に、現像ローラ６２の両端部６２ｂの外側には一対の半円弧形シール部材７０が当接して設けられている。さらに、このシール部材７０が位置ずれしないように、例えば、現像剤槽６１の一部には、シール部材７０の円弧外面と圧接しかつシール部材７０を固定するリブが設けられている。

シール部材７０は、現像ローラ６２と摺接するため、低摩擦係数および耐摩耗性を有する材料にて形成されることが好ましく、例えば、ポリアセタール、ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニレンサルファイド等の樹脂材料を用いて形成できる。

このように、支持部１６９の先端を台形状とすることで、支持部１６９の実質自由長を傾斜状に変化させて、現像ローラ６２の両端部と中央部で押圧に差が生じないように最適な押圧力となるよう最適化した。すなわち、弾性規制部６８ｂの上流部位で最も押圧荷重Ｐが強くなり、下流に向かって次第に押圧荷重Ｐが減少し、接触点Ｎにおいて所望の押圧となるような設定が成されている。これにより、現像ローラ６２の両端部６２ｂにおけるトナーの流れが中央部６２ａへと向いやすくなるという効果が得られ、その結果、現像ローラ６２の両端部６２ｂからのトナー飛散の低減に有効である。

また、弾性規制部６８の両端側に一対のシール部材７０を設けることによって、現像ローラ６２の表面における一対のシール部材７０よりも内側にトナーが付着するため、現像ローラ６２の両端部６２ｂからのトナー飛散をより効果的に低減することができる。

（実施形態３）
図９は実施形態３の現像装置に備えられた現像ローラと規制部材の位置関係を説明する図である。なお、図９において、図５中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態１および２では、弾性規制部の断面形状が長方形である場合を例示したが、勿論これに限定されるものではなく、同様の作用をもたらすために様々な変更は可能である。すなわち、図９に示すように、弾性規制部２６８の上流側端部に面取り部２６８ａを形成してもよい。

このようにすれば、図５で説明したトナーたまり部Ｔの断面積を大きくするのに有利となるため、現像ローラ６２の中央部（現像領域）でのトナー搬送量を増加させやすくなり、出力画像の画像スジの発生を防止するのに有効である。このとき、トナーたまり部Ｔのトナーが面取り部２６８ａに沿って接触点Ｎへ流入しやすくなり、トナーたまり部Ｔでのトナー滞留およびトナー詰まりを回避できる。

（他の実施形態）
１．実施形態１〜３では、規制部材の支持部を水平よりやや斜めに傾斜させて現像剤槽に固定した場合を例示したが、次のように構成してもよい。すなわち、支持部を水平に固定すると共に、現像ローラの軸方向に延びる押圧ブレードを支持部の中間位置上方にネジにて上下動可能に設け、押圧ブレードにて支持部の中間位置を均一な所定押圧力で押圧して撓ませることにより押圧荷重を付与するようにしてもよい。このようにすれば、押圧荷重の調整を容易に行うことができる。

２．規制部材は支持部が省略されたものであってもよい。この場合、例えば、弾性規制部の両端部を現像ローラの両端部よりも長く形成して現像剤槽の両側壁にボルト・ナット結合で取り付け、ボルトの締め付け具合を調整することにより、現像ローラに対する弾性規制部の押圧荷重を調整することができる。あるいは、ボルトの締め付けをコイルスプリングを介して調整してもよい。これらの場合、弾性規制部の上面全面に撓みにくい金属プレートを貼り付け、金属プレートの両端を押圧することにより弾性規制部全体に均一な荷重が掛かるようにすることが好ましい。

１０ 原稿読み取り部
２０ 給紙部
３０ 印刷部
３２ 感光体
４０ 排紙部
６０ トナー
６１ 現像剤槽
６２ 現像ローラ
６２ａ 中央部（現像領域）
６２ｂ 両端部（非現像領域）
６３ 第１撹拌搬送部材
６４ 第２撹拌搬送部材
６５ 第３撹拌搬送部材
６６ トナー供給ローラ
６７、１６７、２６７ 規制部材（ドクターブレード）
６８、２６８ 弾性規制部
６８ａ 中央部
６８ｂ 両端部
６９、１６９ 支持部
８０ 中間壁部材

Claims (8)

1. 現像剤としてのトナーが収容される現像剤槽と、該現像剤槽内に回転可能に設けられた現像ローラと、該現像ローラの表面に前記現像剤槽内のトナーを供給するトナー供給部と、回転する前記現像ローラの表面と摺接可能に設けられて現像ローラ上のトナーの搬送量を規制する規制部材とを備え、
   前記規制部材は、前記現像ローラの長手方向に沿うように上方近傍に設けられて現像ローラ上のトナーと接触する弾性規制部を有し、
   前記弾性規制部は、前記現像ローラの表面における現像領域に対応する中央部と、該中央部よりも硬い両端部とを有することを特徴とする現像装置。
2. 前記規制部材が、前記弾性規制部と一体化されて前記現像剤槽の一部に取り付けられる支持部を有する請求項１に記載の現像装置。
3. 前記支持部は、前記弾性規制部の下面を前記現像ローラの表面側へ弾発的に付勢する金属製薄板からなり、
   前記薄板の前記弾性規制部と連結した部分は、前記現像ローラ上のトナーの搬送方向の下流側に上底を有しかつ上流側に下底を有する台形に形成されている請求項２に記載の現像装置。
4. 前記弾性規制部は、前記現像ローラ上のトナーの搬送方向の上流側端部に面取り部を有している請求項１〜３のいずれか１つに記載の現像装置。
5. 前記弾性規制部がウレタンゴムからなる請求項１〜４のいずれか１つに記載の現像装置。
6. 前記弾性規制部の前記中央部の硬さは、ＩＳＯ ７６１９におけるデュロメータタイプＡで測定したゴム硬度６１〜７０度である請求項１〜５のいずれか１つに記載の現像装置。
7. 前記弾性規制部の前記両端部の硬さは、ＩＳＯ ７６１９におけるデュロメータタイプＡで測定したゴム硬度７２〜８１度である請求項１〜６のいずれか１つに記載の現像装置。
8. 表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、該感光体ドラムの表面を帯電させる帯電装置と、前記感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する露光装置と、前記感光体ドラムの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請求項１〜７のいずれか１つに記載の現像装置と、前記感光体ドラムの表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを備えた画像形成装置。