JP2014006485A - 現像装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】薄型化が可能な現像装置を有する画像形成装置において現像剤担持体周方向の濃度ムラを改善する。
【解決手段】潜像が形成される回転可能な像担持体１と潜像を現像剤５により現像する現像装置４とを有する画像形成装置Ｍであって、現像装置は、現像剤を収容する現像剤収容部を形成する現像容器１４と、現像剤を担持して像担持体に形成された潜像を現像する現像域Ｅへ搬送する回転可能な現像剤担持体６と、現像剤担持体に担持されて現像域に搬送される現像剤の量を規制する現像剤規制部１６であって、現像容器の一部である、もしくは現像容器に対して固定された不動の部材である現像剤規制部１６と、現像剤担持体を現像容器に対して変位可能に支持する支持手段１８と、現像剤規制部に現像剤担持体を加圧する現像剤規制加圧手段１９と、現像剤担持体を前記像担持体の曲率にほぼ沿って変位させるための変位ガイド手段３０と、を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、潜像が形成される回転可能な像担持体と前記潜像を現像剤により現像する現像装置、及び画像形成装置の装置本体に対して取り外し可能に装着されて使用されるプロセスカートリッジに関する。

像担持体は潜像形成可能な部材であり、例えば、電子写真画像形成方式における電子写真感光体、静電記録方式における静電記録誘電体、磁気記録方式における磁気記録磁性体などが挙げられる。

画像形成装置は、記録媒体に画像を形成するもので、例えば複写機、プリンター（例えば、ＬＥＤプリンター、レーザービームプリンター等）、ファクシミリ装置等が含まれる。より具体的には、像担持体に形成された現像剤像を記録材に直接に転写して或いは中間転写体を介して転写して画像形成物を出力する転写方式の装置が挙げられる。また、像担持体に形成した現像剤像を表示部に表示する電子黒板や電子白板などの画像表示装置（ディスプレイ装置）なども挙げられる。

現像装置は像担持体に形成された潜像を現像する装置であり、プロセスカートリッジは少なくとも像担持体と現像装置とを一緒にカートリッジ化して画像形成装置本体の装着部に対して取り外し可能に装着して使用されるものである。

例えば、複写機やレーザービームプリンターなどの電子写真画像形成装置（以下、画像形成装置と記す）は、画像データに対応した光を像担持体としての電子写真感光体に照射して静電潜像（潜像）を形成する。そして、この潜像に対して、現像装置から現像剤であるトナーを供給して、トナー像として顕像化する。このトナー像は、転写装置によって像担持体から記録紙などの記録材へ転写する。このトナー像を、定着装置で記録材上に定着することで記録画像が形成される。

乾式一成分現像法を用いる現像装置に関しては、種々の装置が提案されている。一例を挙げれば、次のようなものがある。即ち、現像装置には、一成分現像剤であるトナーが現像容器に収容されている。その現像容器に回転自在に固定された現像スリーブや現像ローラ等の現像剤担持体にトナーを担持し、層厚規制手段（現像剤規制部材）によって均一なトナー層を形成する。

トナー層を担持した現像剤担持体を像担持体に近接又は接触させ、現像剤担持体に、例えば交流成分と直流成分からなる現像バイアス電圧を印加することで、像担持体上の潜像と現像剤担持体との間に電位差を発生させる。これにより、トナーを潜像に移動させて現像を行う。

現像剤担持体上に形成されるトナー層の層厚を規制する方式には、特許文献１に示すような、片持ち梁方式と呼ばれる方式がある。この方式は、現像剤規制部材として弾性を有する規制ブレードを用い、この規制ブレードが撓んだ状態で現像剤担持体と当接するように現像容器に固定する。規制ブレードが撓むことで生じる圧力を現像剤を規制する規制圧として用いるため、現像剤担持体や現像剤規制部材の取り付け位置がばらついても、安定して所望の規制圧が得られる。

また、特許文献２に示すように、現像剤規制部材として剛体を用い、現像剤規制部材と現像容器の間にバネ部材を設ける方式がある。バネ部材によって、上方から現像剤規制部材を現像剤担持体に加圧する。バネ部材の付勢圧を現像剤の規制圧として用いているため、現像剤担持体や規制部材の取り付け位置がばらついても、安定して所望の規制圧が得られる。

特開平５−１４２９３３号公報 特開平９−２１１９６６号公報

昨今、画像形成装置においては、高画質化だけではなく、装置の小型化、特に薄型化が求められている。そこで、現像装置も薄型化する必要がある。

しかし、特許文献１の構成では、弾性部材である規制ブレードを撓ませることにより現像剤の規制圧を得ている。そのため、図２１の（ａ）に示すように、規制ブレード２３を現像容器２２に固定する固定部と、現像剤担持体２４上にある現像剤の規制位置２５と間に規制ブレード２３を撓ませるためのスペースＳ１が必要になる。

また、特許文献２の構成においては、図２１の（ｂ）に示すように現像剤担持体２４の上方で、現像容器２６と現像剤規制位置２７との間に剛体の現像剤規制部材２８とバネ部材２９を収容するスペースＳ２が必要になる。

そこで、図２０のように、現像剤担持体６上の現像剤を規制する現像剤規制部１６を現像容器１４の一部、もしくは容器１４に対して固定された不動の部材とする。そして、現像剤担持体６は容器１４に対し変位機構１８・２１で矢印Ａのように変位可能とし、現像剤規制部１６に現像剤担持体６を加圧手段１９により加圧することで、現像剤担持体６上の現像剤を規制する構成が考えらえる。

４は現像装置の総括符号、５は容器１４内に収容されている現像剤（本例においては一成分磁性トナー）、１５は現像剤担持体６内のマグネットローラ、Ｒ１は現像剤担持体６の回転方向である。１は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体、Ｒ２は像担持体１の回転方向、Ｂは現像剤担持体６に対する像担持体１の当接方向である。

この現像装置構成によると、現像剤規制部１６に現像剤担持体６を加圧する加圧手段であるバネ部材１９を現像剤担持体６の長手方向の両端側に配置することにより、現像装置４の高さを抑えることができる。即ち、装置４の薄型化が可能となる。

上記の構成では、現像剤担持体６を像担持体１に押圧する現像押圧力の方向Ｂと規制部１６に現像剤担持体６を加圧する現像剤規制加圧力の方向Ａとが直角の関係であることが望ましい。

なぜなら、現像押圧力と現像剤規制加圧力の方向ＢとＡが直角であれば、例え現像押圧力が変動しても、現像剤を規制する規制力が影響を受けないからである。現像押圧力の方向Ｂと現像剤規制加圧力の方向Ａが直角でないと、図１５に示すとおり、現像押圧力Ｆｄの分力Ｆｄｙが発生することになる。この場合、現像剤を規制する規制力は、現像剤規制加圧力Ｆｓｌｖと現像押圧力Ｆｄの分力Ｆｄｙの合力となり、Ｆｓｌｖ−Ｆｄｙとなる。

現実的には、像担持体１の振れ、現像剤担持体６の振れ、外径バラツキ等によって、現像押圧力Ｆｄは変動してしまう。現像押圧力Ｆｄが変動すると、現像押圧力Ｆｄの分力Ｆｄｙが変動して、現像剤を規制する規制力が変動することになる。これによって、現像剤担持体上のトナーのコート量が周方向においてムラが発生し、特にハーフトーン画像において、画像濃度ムラの問題が発生してしまうことがあった。

よって、現像剤担持体６が容器１４に対し変位可能であり、現像剤規制部１６に現像剤担持体６を加圧して、現像剤担持体６上の現像剤を規制する構成においては、現像押圧力の方向Ｂと現像剤規制加圧力の方向Ａを常に直角に近づけることが重要となる。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、上記のような薄型化構成の現像装置を用いた画像形成装置及びプロセスカートリッジにおいて、現像剤担持体周方向の濃度ムラを改善することを目的とするものである。

上記の目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、画像形成装置に用いられる現像装置において、現像剤を収容する現像剤収容部を形成する現像容器と、
前記現像剤を担持して像担持体に形成された潜像を現像する現像域へ搬送する回転可能な現像剤担持体と、前記現像容器に設けられ、前記現像剤担持体に担持されて前記現像域に搬送される前記現像剤の量を規制する現像剤規制部と、前記現像剤規制部に前記現像剤担持体を加圧する加圧手段と、前記現像剤担持体を前記像担持体の曲面に沿って変位させるための変位ガイド手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、薄型化構成の現像装置において、現像押圧力の方向と現像剤規制加圧力の方向を直角に近づけることができる。これにより、現像剤担持体の端部のカブリ、濃度ムラを改善することが可能となる。

図２の画像形成装置における感光ドラムと現像装置の部分の拡大図 実施例１における画像形成装置の概略構成模式図 実施例１における現像装置の外観斜視図 現像装置の正面図 現像装置の平面図 図５において現像容器の天井板を省いた状態の現像装置の平面図 現像装置とドラムの右側面図 同じく左側面図 図５における（９）−（９）線矢視の断面図（縦断正面図） 図５における（１０）−（１０）線矢視の断面図（横断左側面図） 図５における（１１）−（１１）線矢視の断面図（横断右側面図） 図５における（１２）−（１２）線矢視の断面図（横断左側面図） （ａ）は現像装置の現像スリーブとマグネットローラのアセンブリの一部切り欠き斜視図、（ｂ）は（ａ）の部分的な拡大図 （ａ）は現像装置の右側の軸受け機構とスリーブ駆動ギアとの部分斜視図、（ｂ）は軸受け機構の平面図 現像押圧力の方向と現像剤規制加圧力の方向を説明する概略図 現像押圧力の方向と現像剤規制加圧力の方向とのなす角を説明する説明図 実施例１の現像装置の作用を説明する説明図 実施例２の現像装置の構成の模式図 実施例３の現像装置の構成の模式図 薄型化構成の現像装置を説明する模式図 （ａ）および（ｂ）はそれぞれ従来例の現像装置の概略構成模式図

〔実施例１〕
（１）画像形成装置例の概略説明
本実施例における画像形成装置の概略構成模式図を図２に示す。本実施例における画像形成装置Ｍは、パソコンなどの外部ホスト装置Ｄから制御回路部Ｃに入力する電気的画像情報（画像データ）に対応した画像を、電子写真プロセスを用いて紙などの記録材（記録媒体）９に形成するモノクロレーザービームプリンターである。

画像形成装置Ｍの装置本体（装置筐体）Ｍ１の内部のほぼ中央部には、像担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下、ドラムと記す）１が配設されている。本実施例においてドラム１はアルミニウム等の導電性ドラム基体の外周面にＯＰＣ（有機光半導体）感光層を形成したφ２４ｍｍのものである。ドラム１は矢印Ｒ１の時計方向に所定のプロセススピード（周速度）、本実施例においては２００ｍｍ／ｓをもって回転駆動される。

上述のドラム１の表面（周面）は、帯電手段としての帯電ローラ２により所定の極性・電位に均一（一様）に帯電処理される。帯電後のドラム１の表面は露光手段としてのレーザービームスキャナ３から出力されたレーザービームＬによって走査露光される。レーザービームＬは外部ホスト装置Ｄから制御回路部Ｃに入力した画像情報に対応して変調されており、ドラム１の表面には走査露光パターンに対応した静電潜像（潜像）が形成される。

静電潜像は現像手段としての現像装置４によって現像される。現像装置４はドラム１に形成された潜像を現像剤によって現像する装置である。本実施例の現像装置４は、現像剤として一成分磁性トナー（磁性の現像剤：以下、トナーと記す）５を用いた非接触型の乾式一成分現像装置である。ドラム１に形成された潜像にトナー５が付着してトナー像として現像される。現像装置４については次の（２）項で詳述する。

装置本体Ｍ１内の下部には、記録材９を積載して収容させた引き出し式の給紙カセット３１が配設されている。給紙カセット３１内の記録材９は所定の制御タイミングで回転駆動される給紙ローラ３２により一枚分離給送される。そして、その記録材９はレジストローラ対３３を含む搬送路３４を通ってドラム１と転写手段としての転写ローラ１０との当接部である転写ニップ部Ｎに所定の制御タイミングで導入される。レジストローラ対３３は記録材９の斜行を矯正すると共に、ドラム１上に書き込まれたトナー像と同期をとるように記録材９を転写ニップ部Ｎに導入する。

転写ニップ部Ｎに導入されて挟持搬送される記録材９にはドラム１側のトナー像が順次に転写される。記録材９が転写ニップ部Ｎを挟持搬送される間、転写ローラ１０には転写バイアス印加電源（不図示）から転写用の転写バイアス（トナーの帯電極性とは逆極性で所定電位のバイアス）が印加される。これにより、ドラム１側のトナー像が記録材９に静電的に転写される。

トナー像の転写を受けて転写ニップ部Ｎを出た記録材９はドラム１の表面から分離されて搬送路３５を通って定着手段としての定着器１１に導入される。記録材９はこの定着器１１で加熱・加圧されてトナー像が固着像として定着される。定着器１１を出た記録材９は搬送路３６、排出ローラ対３７、排出口３８を通って装置上面の排出トレイ３９に画像形成物として排出される。給紙カセット３１から排出トレイ３９に至る記録媒体搬送経路が記録材を搬送する搬送手段である。

記録材分離後のドラム１は記録材９に転写されないで表面に残ったトナーがクリーニング手段としてのクリーニング器１２によって除去されて清掃されて繰り返して画像形成に供される。本実施例においてクリーニング器１２はクリーニング部材として弾性ブレード１２ａを用いたブレードクリーニング器であり、ドラム表面の転写残トナーやその他の付着物はブレード１２ａにより掻き落とされてクリーニング容器１２ｂ内に収容される。

本実施例の画像形成装置Ｍにおいては、ドラム１、帯電ローラ２、現像装置４、クリーニング器１２の４つのプロセス機器を一括して装置本体Ｍ１の内部の所定の装着部に対して着脱可能なプロセスカートリッジ（プロセスユニット）１３として構成している。即ち、上記の４つのプロセス機器１、２、４、１２をカートリッジ枠体１３ａに対して所定に組み込んで一括して装置本体Ｍ１内の装着部に対して着脱可能なカートリッジ１３としてある。カートリッジ１３は画像形成装置Ｍの装置本体Ｍ１の所定の挿着部に対して取り外し可能に装着して使用される。

カートリッジ１３は装置本体Ｍ１内の装着部に所定に装着されている状態において、カートリッジ１３側の駆動入力部（不図示）と装置本体Ｍ１側の駆動出力部（不図示）とが結合する。これにより、装置本体Ｍ１側からカートリッジ１３側への駆動力入力が可能となり、ドラム１や現像装置４の駆動が可能になる。また、カートリッジ１３側の電気入力部（不図示）と装置本体Ｍ１側の電気出力部（不図示）とが結合する。これにより、装置本体Ｍ１側からカートリッジ１３側へのバイアス入力が可能となり、帯電ローラ２や現像装置４への所定のバイアス印加が可能になる。

（２）現像装置４
以下の説明において、現像装置４に関して、正面側は現像剤担持体としての現像スリーブ６が像担持体としてのドラム１に対面する側である。手前側又は前側又は前方も正面側と同義である。背面側は正面側とは反対面側である。奥側又は後側又は後方も背面側と同義である。左右は正面から見て左又は右である。上下は重力方向において上又は下である。長手方向は回転体の軸線方向又はその軸線方向に並行な方向である。

図１は図２の画像形成装置Ｍにおけるドラム１と現像装置４の部分の拡大図である。図３は本実施例における現像装置４を駆動側（右側）から見た外観斜視図である。図４は同装置４の正面図、図５は同じく平面図である。図６は図５において現像容器１４の天井板１４ｇを取り除いて内部を見せた現像装置４の平面図である。図７は現像装置４とドラム１の右側面図、図８は同じく左側面図である。

図９は図５における（９）−（９）線矢視の断面図（縦断正面図）、図１０は図５における（１０）−（１０）線矢視の断面図（横断左側面図）、図１１は図５における（１１）−（１１）線矢視の断面図（横断右側面図）である。図１２は図５における（１２）−（１２）線矢視の断面図（横断左側面図）、図１は図５における（１）−（１）線矢視の断面図（横断左側面図）である。

本実施例の現像装置４は、現像剤５として、正規帯電極性（正規極性）すなわち画像形成時に帯電される極性はマイナス極性である磁性トナー（磁性一成分現像剤）を用いた非接触型の乾式一成分現像装置である。

この現像装置４は、現像剤であるトナー５を担持して像担持体であるドラム１に形成された潜像を現像する現像域Ｅへ搬送する回転自在の現像剤担持体としての現像スリーブ６、トナーを収容する現像剤収容部１４ａを形成する現像容器１４を有する。

また、現像装置４は、現像スリーブ６に担持されて現像域Ｅに搬送されるトナー５の量を規制する現像剤規制部１６であって、現像容器１４の一部である、もしくは現像容器１４に対して固定された不動の部材である現像剤規制部１６を有する。

また、現像装置４は、現像スリーブ６を現像容器１４に対して変位可能に、かつ、回転可能に支持する支持手段としての軸受け機構１８Ｌ・１８Ｒと、現像剤規制部１６に現像スリーブ６を加圧する現像剤規制加圧手段１９Ｌ・１９Ｒを有する。そして、現像スリーブ６を像担持体としてのドラム１の曲率にほぼ沿って変位させるための変位ガイド手段としての円弧形状のガイド穴（溝）３０Ｌ・３０Ｒ(図１０、図１１)を有する。詳細は後述するがガイド穴３０Ｌ・３０Ｒは現像スリーブ６の軸部（筒軸部６ｃＬ・６ｃＲ）を案内する穴（溝）である。

１）現像容器１４
本実施例において、現像容器１４はハイインパクトポリスチレン樹脂（ＨＩ−ＰＳ）で金型成型されたものであり、正面側が開口部１４ｂとして開放されていて、左右方向を長手とする横長偏平でほぼ直方体形状の容器である。

図６のように、現像容器１４の内部において、容器１４の左側板１４ｃＬに対して所定の間隔をあけて寄せた位置に前後方向に延びている左内側板１４ｄＬが設けられている。また、容器１４の右側板１４ｃＲに対して間隔をあけて寄せた位置に前後方向に延びている右内側板１４ｄＲが設けられている。容器１４の正面側である開口部１４ｂには現像スリーブ６が軸線方向を左右方向にして左右の軸受け機構１８Ｌ・１８Ｒにより回転可能に保持されて配置されている。

本実施例においては、現像容器１４内において、底板１４ｅ、左内側板１４ｄＬ、右内側板１４ｄＲ、後板１４ｆ、天井板１４ｇ、および現像スリーブ６とで囲われた閉空間部を現像剤収容部１４ａとして、ここにトナー５を収容している。

なお、本実施例の容器１４においては、図１のように、底板１４ｅのほぼ後半部を後板１４ｆ側から現像スリーブ６側に前下がりの傾斜面にして現像剤収容部１４ａ内のトナー５に現像スリーブ６方向へ寄り移動する流動性が生じるようにしている。現像剤収容部１４ａ内にトナー５を攪拌して現像スリーブ方向へ積極的に寄せ移動する回転駆動されるパドル部材（トナー攪拌搬送部材）を配設することもできる。

２）現像スリーブ６
本実施例の現像スリーブ６は、非磁性材料である、φ１６［ｍｍ］の円筒状のアルミニウム素管上に、結着樹脂、導電性微粉末、粗し粒子を含有した導電性樹脂層を形成したものであり、体積抵抗が１０^-2〜１０⁴［Ωｃｍ］のものを用いた。結着樹脂にはフェノール樹脂を、導電性微粉末としては、カーボンブラック及びグラファイトを、粗し粒子としては球状炭素化粒子を用いた。現像スリーブ６の内部には、磁界を発生させるための磁界発生手段として、周面に着磁処理した円柱状の磁石であるマグネットローラ１５が配置されている。

図１３の（ａ）は現像スリーブ６とマグネットローラ１５のアセンブリの一部切り欠き斜視図、（ｂ）は（ａ）の部分的な拡大斜視図である。（ａ）には後述する現像剤規制部１６も合わせて記載している。

現像スリーブ６は、φ１６［ｍｍ］の円筒状（円柱形状）でトナー５を担持するスリーブ部（ローラ部）６ａを有する。また、スリーブ部６ａの左右の開口部を閉鎖している左右の端板部６ｂＬ・６ｂＲを有する。また、左右の端板部６ｂＬ・６ｂＲの中央部にそれぞれ外方に突出させた左右の筒軸部６ｃＬ・６ｃＲを有する。筒軸部６ｃＬ・６ｃＲはスリーブ部６ａと同心であり、外径はスリーブ部６ａの外径よりも小さい。

マグネットローラ１５は中心軸部１５ａに同心一体の円柱形状の着磁体（磁石）であり、スリーブ部６ａの内径よりも少し小さい外径を有する。軸部１５ａの左右の軸端部１５ａＬ・１５ａＲはそれぞれ現像スリーブ６の左右の筒軸部６ｃＬ・６ｃＲに挿通されている。軸端部１５ａＬ・１５ａＲの外径は筒軸部６ｃＬ・６ｃＲの内径とほぼ同じであり、筒軸部６ｃＬ・６ｃＲは軸端部１５ａＬ・１５ａＲに回転可能に支持される。即ち、現像スリーブ６はマグネットローラ１５の外回りを同軸に回転可能である。

また、現像スリーブ６の左右の端板部６ｂＬ・６ｂＲの外側にはそれぞれ筒軸部６ｃＬ・６ｃＲに同軸に回転可能にキャップコロ（スペーサーリング）８Ｌ・８Ｒが外嵌されて配設されている。キャップコロ８Ｌ・８Ｒの外径はスリーブ部６ａの外径よりも少し大きい。本実施例においてはスリーブ部６ａの外径よりも約６００μｍ大きい。

３）軸受け機構１８Ｌ・１８Ｒ
現像スリーブ６の左右の筒軸部６ｃＬ・６ｃＲはそれぞれ左右の軸受け機構１８Ｌ・１８Ｒに回転可能に保持されて配置されている。この左右の軸受け機構１８Ｌ・１８Ｒは現像スリーブ６を回転可能に、かつ、変位可能に保持すると共に、現像容器１４の天井板１４ｇの内面の現像剤規制部１６に対して加圧する機能を有している。

左右の軸受け機構１８Ｌ・１８Ｒにそれぞれ保持させた左右の筒軸部６ｃＬ・６ｃＲの端部側は、それぞれ、現像容器１４の左右の側板１４ｃＬ・１４ｃＲに左右対称に具備させたガイド穴３０Ｌ・３０Ｒから側板１４ｃＬ・１４ｃＲの外方に突出させてある。ガイド穴３０Ｌ・３０Ｒは図１０・図１１のように上下方向に長い円弧形状の穴としてあり、現像スリーブ６をドラム１の曲面に沿って変位させるための変位ガイド手段として機能する。
Ｌｄは現像スリーブ６の回転中心を通るドラム１の曲率線である。言い換えるとＬｄは、現像スリーブ６の軸線と垂直な平面(図１０、図１１）において、現像スリーブ６の中心を通り、ドラム１と同心状の円となる線である。

図６、図９、図１３のように、左側板１４ｃＬのガイド穴３０Ｌから外方に突出した左側の筒軸部６ｃＬの端部からはマグネットローラ１５の軸部１５ａの左端部１５ａＬを外方に突出させてあり、その左端部１５ａＬの端部をＤカット軸部１５ｂにしてある。

そのＤカット軸部１５ｂを、現像容器１４の左側板１４ｃＬの外側に固定して配設されている添着板（コ字型ブラケット）４０に形成されている上下方向に長い円弧形状のガイド穴４１(図８)に嵌係合されている。ガイド穴４１はＤカット軸部１５ｂをドラム１の曲率にほぼ沿って変位させるための変位ガイド手段である。ＬｅはＤカット軸部１５ｂの中心を通るドラム１の曲率線である。

また、右側板１４ｃＲから外方に突出した右側の筒軸部６ｃＲには同心一体にスリーブ駆動ギア１７が配設されている。１５ａＲはマグネットローラ１５の軸部１５ａの右端部である。

本実施例において、左右の軸受け機構１８Ｌ・１８Ｒは左右対称の同一構成の機構である。図１４の（ａ）は右側の軸受け機構１８Ｒの斜視図である。（ｂ）は軸受け機構１８Ｒの平面図である。

左右の軸受け機構１８Ｌ・１８Ｒは、それぞれ、左右の筒軸部６ｃＬ・６ｃＲを回転可能に保持する軸受け部材１８ａＬ・１８ａＲを有する。その左右の軸受け部材１８ａＬ・１８ａＲをそれぞれ上下方向Ａにスライド移動可能（変位可能）に保持する前後一対ずつのガイド部材１８ｂＬ・１８ｂＲを有する。また、左右の軸受け部材１８ａＬ・１８ａＲをそれぞれ上方に移動付勢する付勢部材（現像剤規制加圧手段）としての弾性部材（以下、バネ部材と記す）１９Ｌ・１９Ｒを有する。

本実施例において、左右の軸受け機構１８Ｌ・１８Ｒのガイド部材１８ｂＬ・１８ｂＲは現像容器１４の開口部１４ｂ内の左右側において底板１４ｅの内面に基部を固定して前後に間隔をあけて平行に配設した一対の上下方向の支柱部材である。左右の軸受け部材１８ａＬ・１８ａＲはそれぞれの前後の支柱部材であるガイド部材１８ｂＬ・１８ｂＬ間、１８ｂＲ・１８ｂＲ間に配設されている。

軸受け部材１８ａＬ・１８ａＲの前面側と後面側にそれぞれ上下方向の凹溝ａが形成されている。軸受け部材１８ａＬ・１８ａＲの前面側に対応する側のガイド部材１８ｂＬ・１８ｂＲの内面には軸受け部材１８ａＬ・１８ａＲの前面側の凹溝ａと嵌係合する上下方向の凸条ｂが形成されている。また、軸受け部材１８ａＬ・１８ａＲの後面側に対応する側のガイド部材１８ｂＬ・１８ｂＲの内面には軸受け部材１８ａＬ・１８ａＲの後面側の凹溝ａと嵌係合する上下方向の凸条ｂが形成されている。

従って、軸受け部材１８ａＬ・１８ａＲは凹溝ａと凸条ｂをガイド部分としてガイド部材１８ｂＬ・１８ｂＲに沿って上下方向にスライド移動可能に保持されている。前後のガイド部材１８ｂＲ・１８ｂＲの間には付勢部材としてのバネ部材１９Ｌ・１９Ｒが配設されている。このバネ部材１９Ｌ・１９Ｒは現像スリーブ６を変位可能に支持する可動部材としての軸受け部材１８ａＬ・１８ａＲと容器底板１４ｅとの間に縮設されている。

即ち、バネ部材１９Ｌ・１９Ｒはその一端部１９ａ（図１２）が軸受け部材１８ａＬ・１８ａＲに取り付けられている。他端部１９ｂは現像容器１４の底板１４ｅに突き当たっている。バネ部材１９Ｌ・１９Ｒは縮設反力により軸受け部材１８ａＬ・１８ａＲを介して現像スリーブ６を上方に移動付勢して現像スリーブ６の上面側（頂面）を現像容器１４の天井板１４ｇの内面の現像剤規制部１６に対して加圧している。なお、凸条ｂと凹溝ａの間には隙間が形成されていて、その隙間の大きさの分だけ軸受部材１８ａＬ・１８ａＲが図１４の矢印Ｘ方向（矢印Ａ方向と交差する方向）に移動が可能になっている。

上記のように、現像スリーブ６の左右の筒軸部６ｃＬ・６ｃＲは、それぞれ、現像容器１４の左右の側板１４ｃＬ・１４ｃＲに設けられた、ドラム１の曲率にほぼ沿って変位させるための円弧形状のガイド穴（変位ガイド手段）３０Ｌ・３０Ｒに嵌係合している。また、マグネッツトローラ１５の左側の軸端部１５ａＬのＤカット軸部１５ｂは現像容器１４の左側板１４ｃＬの外側に設けられた添着板４０の、ドラム１の曲率にほぼ沿って変位させるための変位ガイド手段としての円弧形状のガイド穴４１に嵌係合している。
ここで、現像スリーブ６を支持する軸受部材１８ａＬ、１８ａＲは、上下方向だけでなく図１４に示す矢印Ｘ方向にも移動が可能となるよう構成されているので、現像スリーブ６はガイド穴３０Ｌ・３０Ｒに沿って円弧を描きつつ移動することが可能になっている。

従って、マグネットローラ１５を含む現像スリーブ６はマグネットローラ１５が回転止めされた状態で上下方向への移動が許容される。そして、現像スリーブ６は駆動ギア１７に回転力が伝達されることで、回転止めされているマグネットローラ１５の外回りを回転可能である。

４）現像剤規制部１６
現像剤規制部１６は現像スリーブ６に担持されて現像域Ｅに搬送されるトナー５の量（乗り量：単位面積当りの重さ）を規制する機能部であり、現像容器１４の一部である、もしくは現像容器１４に対して固定された不動の部材である。本実施例においては、現像容器１４の天井板１４ｇの内面に配設されており、現像スリーブ６の頂面に対応して位置している。

上記のように現像スリーブ６が左右の軸受け機構１８Ｌ・１８Ｒの現像剤規制加圧手段としてのバネ部材１９Ｌ・１９Ｒで持ち上げ付勢されることで頂面が現像剤規制部１６に加圧当接された状態に保持される。本実施例では、現像スリーブ６の両端に各々２７０ｇｆの荷重を加えている。

本実施例では、現像容器１４の現像剤規制部１６での表面（現像スリーブ当接面）は、表面粗さＲａ＝０．１５μｍである。現像スリーブ６の表面粗さは、Ｒａ＝１．２μｍである。尚、表面粗さＲａは、ＪＩＳ−Ｂ０６０１−１９９４で規定される算術平均粗さ（中心線平均粗さ）［μｍ］であり、接触式表面粗さ測定器ＳＥ３５００（株式会社小坂研究所製）を用い、以下の条件下で測定を行った。基準長：０．８［ｍｍ］、評価長さ４．０［ｍｍ］、送り速度０．１［ｍｍ］、フィルター：ガウス。

また、本実施例での、現像スリーブ６の現像剤規制部１６への規制加圧力は線圧で３０ｇ／ｃｍである。なお、規制加圧力は以下の手順で求めた値である。トナーのない状態で現像スリーブ６と現像剤規制部１６との当接ニップ間にＳＵＳシート（厚さ５０μｍ、巾はｗ［ｃｍ］）を３枚挿入し、真ん中のシートを引き抜くときのバネ圧Ｆ［ｇｆ］を測定する。ＳＵＳシート同士の摩擦係数μを測定する。そして、規制加圧力（線圧）Ｐ＝μＦ／ｗを求める。

以上の構成による本実施例での現像剤規制部１６通過後の現像スリーブ６上のトナー５のトリボ（単位重量当たりの帯電量）は、１０μＣ／ｇであり、現像剤規制部１６通過後の現像スリーブ６上のトナー５の乗り量は１５ｇ／ｍ²であった。

現像剤規制部１６に荒し処理などの加工をすることで、現像剤の規制力を高めることも可能である。現像スリーブ６に担持されるトナーの量が多く、トナーが記録材の余白領域に転移する、所謂かぶりが生じた場合には、現像剤規制部１６に荒し処理をすることで、現像スリーブ６に担持されるトナーの量を減らすと良い。現像剤規制部１６に荒し処理をするためには、現像剤規制部１６を成形するための成形金型の表面をアトランダムでブラストし凹凸をつくるとよい。

５）現像動作
現像装置４において、現像スリーブ６の一部と左右両側のキャップコロ８Ｌ・８Ｒの一部が開口部１４ｂから容器外方に露出している。そして、ドラム１の左右両端部側が開口部１４ｂから露出している左右のキャップコロ８Ｌ・８Ｒに押し当てられている。本実施例での押圧力は２０００ｇｆ（現像スリーブ６の両端の各々１０００ｇｆ）としている。ドラム１と現像スリーブ６の軸線は並行である。これにより、現像スリーブ６とドラム１の間には約３００μｍの空隙α（図１）が形成される。即ち、現像スリーブ６とドラム１が所定の空隙αを存して非接触で対面した状態に保持される。

このドラム１を左右のキャップコロ８Ｌ・８Ｒに押しあてる方向を、ドラム押しあて方向Ｂ（図１）とすると、本実施例のドラム押しあて当て方向Ｂは、ドラム１と現像スリーブ６の中心（軸線）を結ぶ方向である。

また、現像スリーブ６の変位方向をスリーブ加圧方向Ａ（図１）とすると、スリーブ加圧方向Ａは、現像スリーブ６の中心（軸線）と現像剤規制部１６とを結ぶ方向であり、上記のドラム押しあて当て方向Ｂと直交している。

図４、図６、図９において、Ｗ６は現像スリーブ６（スリーブ部６ａ）の全幅（現像スリーブ６の全長）である。左右のキャップコロ８Ｌ・８Ｒの間隔もこの現像スリーブ全幅Ｗ６にほぼ対応している。Ｗ１はドラム１の全幅（ドラム１の全長）であり、キャップコロ８Ｌ・８Ｒの間隔Ｗ６よりも大きい。

Ｗ６ｄは現像スリーブ６における現像剤供給領域幅、Ｗ６ｅは現像剤非供給領域幅である。現像剤供給領域幅Ｗ６ｄはドラム１における最大画像形成領域幅にほぼ対応している。本実施例においては、現像剤供給領域幅Ｗ６ｄは現像容器１４の左内側板１４ｄＬと右内側板１４ｄＲとの間隔で規定されている。現像剤規制部１６の全幅（現像剤規制部１６の全長）Ｗ１６（図１３の（ａ））は現像剤供給領域幅Ｗ６ｄにほぼ対応している。現像剤非供給領域幅Ｗ６ｅは左内側板１４ｄＬと右内側板１４ｄＲとの間隔よりも外側に対応する現像スリーブ表面部分幅である。

２０Ｌ・２０Ｒは左内側板１４ｄＬの前面側と現像スリーブ６との間および右内側板１４ｄＲの前面側と現像スリーブ６との間にそれぞれ介在させた、トナー５の隙間漏れを防止弾性シール部材である。

ドラム１は、図１、図５のように、現像装置４の左右のキャップコロ８Ｌ・８Ｒに押しあてられた状態で矢印Ｒ１の時計方向に所定の速度で回転駆動されて静電潜像が形成される。現像スリーブ６もスリーブ駆動ギア１７に装置本体Ｍ１側の駆動機構（不図示）から駆動力が伝達されて矢印Ｒ６の反時計方向に所定の速度でマグネットローラ１５の外回りを回転駆動される。

現像剤収容部１４ａ内のトナー５において現像スリーブ６（スリーブ部６ａ）の近傍部のトナーは現像スリーブ内部のマグネットローラ１５の磁界により現像スリーブ６の表面に引き付けられて磁気保持される。現像スリーブ６の表面に磁気保持されるトナー領域幅は現像容器１４の左内側板１４ｄＬと右内側板１４ｄＲとの間隔で規定される現像剤供給領域幅Ｗ６ｄとなる。

そのトナー磁気保持層は現像スリーブ６の回転に伴い現像剤規制部１６に搬送され、現像剤規制部１６と現像スリーブ６との間を一部が擦り抜けることで現像スリーブ６上における乗り量（トナーコート量）が所定に規制される。また、トナーが正規の帯電極性（正規極性）に摩擦帯電される。現像剤規制部１６は材質的には摩擦帯電系列においてトナー５の正規帯電極性とは逆極性の関係にしてある。

本実施例の現像剤規制部１６は現像スリーブ６を現像容器１４上の規制位置に加圧しながら回転させることにより現像スリーブ６上のトナー５を所定の乗り量に規制するとともに、正規の帯電極性に摩擦帯電する。現像剤規制部１６で規制される現像スリーブ６に対するトナーの乗り量は現像スリーブ６の現像剤規制部１６に対する加圧力と相関している。加圧力を大きくすると乗り量は少なくなり、加圧力を小さくすると乗り量は多くなる。従って、所定の乗り量が得られる加圧力となるようにバネ部材１９Ｌ・１９Ｒのバネ力が設定される。

現像剤規制部１６で乗り量が規制されるとともに摩擦帯電された現像スリーブ６上のトナーは引き続く現像スリーブ６の回転により現像スリーブ６とドラム１との非接触対向部である現像域Ｅに搬送される。現像時には、現像スリーブ６に、現像バイアス電源７（図２）によって直流と交流の重畳電圧である現像バイアス電圧が印加される。具体的には、本実施例では、交流成分が周波数２．５ｋＨｚ、振幅が１．６ｋＶ、直流成分が−４００Ｖの重畳電圧を印加した。この現像バイアスの作用によって、トナー５が現像スリーブ６からドラム１に形成された静電潜像に転移される。

これにより、現像域Ｅにおいて感光ドラム表面の静電潜像がトナー像として順次に現像され、そのトナー像が転写ニップ部Ｎにおいて記録材９に対して転写される。現像域Ｅにおいて潜像の現像に供されずに現像スリーブ６上に残ったトナー５は引き続く現像スリーブ６の回転により現像剤収容部１４ａ内に戻し搬送される。そして、その戻し搬送されたトナー５はマグネットローラ１５の反発磁極（不図示）の磁界により現像スリーブ６上から剥離され、トナー剥離された現像スリーブ６上に再び現像剤収容部１４ａ内のトナー５が供給されて磁気保持される。

６）現像剤担持体周方向の濃度ムラの改善
現像スリーブ６の変位する方向を現像剤規制加圧力方向Ａとすると、現像剤規制加圧力方向Ａと前述した現像押圧力方向Ｂとのなす角θが直角であることが望ましい。なぜなら、前述したように、現像押圧力が変動すると、現像剤を規制する規制力が影響を受けて変動する。現像剤を規制する規制力が変動してしまうと、現像スリーブ６上のトナー５の乗り量が現像スリーブ６の周方向において、変化してしまう。これにより、特にハーフトーンの画像濃度ムラが発生して、画質が低下しまうことがある。

設計をする際には、現像押圧力方向Ｂと現像剤規制加圧力方向Ａがなす角θを直角となるように配慮し、上記の画像不良を可能な限り防止している。しかしながら、現実的には、ドラム１の振れ、現像スリーブ６の振れや外径バラツキ等によって、図１６の模式図に示すように、現像押圧力方向Ｂと現像剤規制加圧力方向Ａがなす角θが直角でなくなってしまうことがある。表１に、現像押圧力方向Ｂと現像剤規制加圧力方向Ａがなす角θとハーフトーン画像の関係を表す。現像押圧力の変動が３００ｇｆの条件で確認した。

表１から分かるように、現像押圧力方向Ｂと現像剤規制加圧力方向Ａがなす角θは、本実施例においては、９３°以下にすることができれば、ハーフトンーン画像で濃度ムラは認識できるが、目立たなく実用上は問題がなかった。より良くは、９１°以下にできれば、ハーフトーン画像で濃度ムラが見られなかった。

現像押圧力方向Ｂと現像剤規制加圧力方向Ａがなす角θは、ある程度直角からズレても、実用上は問題のないハーフトーン画像が得られる。しかしながら、様々な要因が加わって、角θと画像との関係が変わることや、部品のバラツキを抑え込んで、角θを出来る限り直角に近づけるには、コストアップになることから、安定して濃度ムラのないハーフトーン画像を得ることは難しい。

そこで、本発明は、ドラム１の振れ、現像スリーブ６の振れや外径バラツキ等があっても、現像押圧力方向Ｂと現像剤規制加圧力方向Ａがなす角θをほぼ直角にすることが可能な構成を提案する。図１７の模式図に示すように、現像スリーブ６の中心がドラム１の曲率にほぼ沿って変位する構成を取る、即ち、現像スルーブ６をドラム１の曲率にほぼ沿って変位させるための変位ガイド手段を具備させている。

これにより、現像押圧力方向Ｂと現像剤規制加圧力方向Ａがなす角θを常にほぼ直角とすることが可能となる。その結果、現像押圧力の変動に影響をほとんど受けず、現像剤を規制する規制力が安定するので、濃度ムラのないハーフトーン画像が得られる。

本実施例１においては、前記のように、現像スリーブ６の左右の筒軸部６ｃＬ・６ｃＲを、それぞれ、現像容器１４の左右の側板１４ｃＬ・１４ｃＲに設けられた、ドラム１の曲率にほぼ沿って変位させるためのガイド穴３０Ｌ・３０Ｒに嵌係合させてある。即ち、円弧形状のガイド穴３０Ｌ・３０Ｒに沿って現像スリーブ６が変位する構成としてある。ガイド穴３０Ｌ・３０Ｒはドラム１の曲率（曲面）にほぼ沿う円弧形状に形成されていて、現像スリーブ６の変位がドラム１の曲率にほぼ沿うこととなる。
本実施例では、角θは９１°以下であった。なおガイド穴３０Ｌ、３０Ｒの構成として最も好ましいのは、本実施例のように感光体ドラム１と同心状の円弧にすることであるが、ガイド穴３０Ｌ，３０Ｒがドラム１の曲面に沿った曲面であれば、必ずしも正確な円弧でなくてもよい。またガイド穴３０Ｌ，３０Ｒを構成する円弧の中心がドラム１と中心が多少ずれていてもよい。

〔実施例２〕
現像スリーブ６をドラム１の曲率にほぼ沿って変位させるための変位ガイド手段として、図１８の模式図のように、ドラム１の中心と現像スリーブ６の中心を結ぶアーム４２（４２Ｌ・４２Ｒ）を設ける。アーム４２は現像スリーブ６を支持し、ドラム１に対して回転可能（回動可能）な回転部材（回動部材）である。
この構成にすることでも、実施例１のように、現像スリーブ６をドラム１の曲率にほぼ沿って変位させるための変位ガイド手段としての円弧形状のガイド穴３０Ｌ・３０Ｒに嵌係合させた構成と同じ作用・効果を得ることが可能である。なお、必ずしもアーム４２が直接ドラム１に連結されている必要はない。アーム４２がドラム１に対して回転することできれば、アーム４２がプロセスカートリッジ１３の別の部分に連結されていてもよい。

どの様な構成であれ、ドラム１の曲率にほぼ沿って、現像スリーブ６が変位する構成であれば、本発明の作用を得ることが可能である。

〔実施例３〕
現像スリーブ６の中心を通るドラム１の曲率線Ｌｄの内側に現像剤規制部１６を設けてしまうと、現像剤規制加圧力の分力が現像押圧力を押し返す方向に働いてしまう。これは、現像押圧力の変動要因となって、バンディング等の画像品質の低下を招いてしまうことがある。

そこで、図１９の模式図に示すように、現像スリーブ６の中心を通るドラム１の曲率線Ｌｄ上及び外側に現像剤規制部１６を設ける構成とする。即ち、現像スリーブ６の回転中心を通るドラム１の曲率線Ｌｄに対して、ドラム１の外側に現像剤規制部１６が設けられている。この構成では、現像剤規制加圧力の分力は現像押圧力と同方向になり、現像押圧力に影響を及ぼさない。結果として、現像押圧力が安定し、バンディング等のないより高画質な画像が得られる。

実施例１〜３の現像装置４は、現像スリーブ６の上方などからではなく、現像スリーブ６の両端に配置したバネ部材１９による加圧により、現像容器１４に対し不動の現像剤規制部１６において、現像スリーブ６上のトナー５を規制する。そのため、規制圧、規制位置を安定に保ったまま、より小型化、特に薄型化した現像装置が可能になる。

〔その他の事項〕
１）実施例１〜３の現像装置４は現像剤担持体６にアルミスリーブを用いたが、これに限るものではなく、例えば、ゴム製の弾性ローラを用いた現像装置でも同様の効果が得られる。

２）本実施例１〜３の現像装置４は、現像剤として磁性トナーを用いたが、これに限るものではなく、例えば、非磁性トナーを用いても同様の効果が得られる。また現像装置４はプロセスカートリッジの一部として画像形成装置の装置本体に対して着脱可能であったがこれに限るものではない。ドラム１などとは別に現像装置単体で着脱可能であっても良いし、画像形成装置に備え付けられ、ユーザーが取り外しできない構成であってもよい。

３）また現像剤を担持した現像剤担持体を像担持体１に当接させて潜像の現像を行う接触式の現像装置でも同様の効果が得られる。

４）画像形成装置は実施例のような電子写真画像形成装置に限られない。その他、像担持体として静電記録誘電体を用いる静電記録画像形成装置、磁気記録磁性体を用いる磁気記録画像形成装置などであってもよい。画像形成装置には、像担持体に形成した画像を表示部に表示する電子黒板装置や電子白板装置などの画像表示装置（ディスプレイ装置）なども含まれる。

Ｍ・・画像形成装置、１・・像担持体、４・・現像装置、５・・現像剤、Ｅ・・現像域、１４・・現像容器、１４ａ・・現像剤収容部、６・・現像剤担持体、１６・・現像剤規制部、１８Ｌ・１８Ｒ・・支持手段、１９Ｌ・１９Ｒ・・現像剤規制加圧手段、３０Ｌ・３０Ｒ、４２・・変位ガイド手段

Claims (8)

1. 画像形成装置に用いられる現像装置において、
   現像剤を収容する現像剤収容部を形成する現像容器と、
   前記現像剤を担持して像担持体に形成された潜像を現像する現像域へ搬送する回転可能な現像剤担持体と、
   前記現像容器に設けられ、前記現像剤担持体に担持されて前記現像域に搬送される前記現像剤の量を規制する現像剤規制部と、
   前記現像剤規制部に前記現像剤担持体を加圧する加圧手段と、
   前記現像剤担持体を前記像担持体の曲面に沿って変位させるための変位ガイド手段と、
   を有することを特徴とする現像装置。
2. 前記現像剤規制部は、前記現像容器の一部である、もしくは前記現像容器に対して固定された不動の部材であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記変位ガイド手段は、前記現像剤担持体の軸部を案内する溝であることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
4. 前記変位ガイド手段は、前記現像剤担持体を支持した状態で回転可能な回転部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
5. 画像形成装置の装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジであって、
   像担持体と、
   現像剤を収容する現像剤収容部を形成する現像容器と、
   前記現像剤を担持して前記像担持体に形成された潜像を現像する現像域へ搬送する回転可能な現像剤担持体と、
   前記現像容器に設けられ、前記現像剤担持体に担持されて前記現像域に搬送される前記現像剤の量を規制する現像剤規制部と、
   前記現像剤規制部に前記現像剤担持体を加圧する加圧手段と、
   前記現像剤担持体を前記像担持体の曲面に沿って変位させるための変位ガイド手段と、
   を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
6. 前記現像剤規制部は、前記現像容器の一部である、もしくは前記現像容器に対して固定された不動の部材であることを特徴とする請求項５に記載のプロセスカートリッジ。
7. 前記変位ガイド手段は、前記現像剤担持体の軸部を案内する溝であることを特徴とする請求項５又は６に記載のプロセスカートリッジ。
8. 前記変位ガイド手段は、前記現像剤担持体を支持した状態で回転可能な回転部材であることを特徴とする請求項５又は６に記載のプロセスカートリッジ。