JP2014010242A - ブレード構造体、現像剤規制部材、現像装置、プロセスユニット及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を増やすことなく、回転体に対するブレードの当接圧を長手方向に渡って調整することが可能なブレード構造体を提供する。
【解決手段】回転体の表面に対して長手方向に延びる一端側で当接するように用いられるブレード２４と、ブレード２４の前記一端側とは反対の他端側でブレード２４を保持する保持部材２５とを備え、保持部材２５に対してブレード２４をその長手方向に渡って複数箇所Ｇで固定したブレード構造体である。保持部材２５に対してブレード２４を固定する複数の固定箇所Ｇ同士の間隔Ｓ１，Ｓ２を、ブレード２４の長手方向に渡って異ならせた。
【選択図】図３

Description

本発明は、ブレード構造体、そのブレード構造体を備える現像剤規制部材、現像装置、プロセスユニット及び画像形成装置に関する。

現在、一般に販売されている電子写真方式を利用したプリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置は、現像剤（トナー）とキャリアを用いて作像を行う二成分現像方式のものと、キャリアを用いないで現像剤（トナー）のみを用いて作像を行う一成分現像方式のものとが主流である。

一成分と二成分のいずれの方式の場合においても、現像ローラ上の現像剤を薄層化するために現像剤規制部材が設けられているが、一成分現像方式では、現像剤規制部材として、可撓性を有する長手状の規制ブレードを用いている。規制ブレードの先端は、現像剤担持体としての現像ローラの表面に当接しており、その当接箇所を現像剤が通過することで薄層化される。

濃度ムラ等の無い良好な画像を形成するには、現像ローラに対する規制ブレードの当接圧が長手方向に渡って均一となるようにすることが好ましい。しかしながら、規制ブレードの取付構造などによっては、規制ブレードが現像ローラに対し長手方向に渡って均一な当接圧で当接しない場合がある。

例えば、特許文献１では、図１７に示すように、規制ブレード２００を第１ホルダープレート３００と第２ホルダープレート５００によって挟み、各ホルダープレート３００，５００に対して規制ブレード２００をその長手方向の両端部側でネジ止めした場合、ネジによる固定箇所に対応したＡ点とＢ点において特に現像ローラ４００に対する当接圧が大きくなるといった問題が挙げられている。

また、電子写真方式の画像形成装置には、感光体や中間転写体などの回転体の表面に当接して、その表面上のトナーや異物等を除去するクリーニングブレードが設けられている。このようなブレード構造体においても同様に、その取付構造などによって均一な当接圧で当接しない場合があり、クリーニングブレードの当接圧が均一でないと、クリーニング性の低下やブレードの偏摩耗などの問題が生じる。そのため、これらのブレード構造体においてもブレードの当接圧のばらつきを抑制する対策が必要である。

上記のようなブレード当接圧の問題を解決するため、特許文献１に記載の現像装置では、図１８に示すように、第２ホルダープレート５００よりも短いシム６００を、規制ブレード２００と第２ホルダープレート５００との間に介在させることで、規制ブレード２００の自由端側の距離（撓み距離）Ｃを長くしている。これにより、規制ブレード２００の撓み量を長手方向に渡って均一化し、ネジの固定箇所における当接圧とそれ以外の箇所における当接圧とを均一化するように調整している。

しかしながら、上記特許文献１に記載のように、規制ブレードとホルダープレートとの間にシムを介在させる構成は、従来の構成に比べて部品点数が増えるため、低コスト化及び省スペース化の点で不利となるといった問題がある。

そこで、本発明は、斯かる事情に鑑み、部品点数を増やすことなく、回転体に対するブレードの当接圧を長手方向に渡って調整することが可能なブレード構造体、そのブレード構造体を備える現像剤規制部材、現像装置、プロセスユニット及び画像形成装置を提供しようとするものである。

上記課題を解決するため、本発明は、回転体の表面に対して長手方向に延びる一端側で当接するように用いられるブレードと、前記ブレードの前記一端側とは反対の他端側で当該ブレードを保持する保持部材とを備え、前記保持部材に対して前記ブレードをその長手方向に渡って複数箇所で固定したブレード構造体であって、前記保持部材に対して前記ブレードを固定する複数の固定箇所同士の間隔を、前記ブレードの長手方向に渡って異ならせたものである。

あるいは、前記保持部材に対して前記ブレードを固定する複数の固定箇所から、前記保持部材の前記ブレードの前記一端側の端部までの各距離を、前記ブレードの長手方向に渡って異ならせてもよい。

本発明によれば、ブレードを固定する複数の固定箇所同士の間隔、又は複数の固定箇所から保持部材のブレードの一端側の端部までの距離を、ブレードの長手方向に渡って異ならせることで、回転体に対するブレードの当接圧をその長手方向に渡って調整することができる。また、本発明によれば、部品点数の増加を伴うことなくブレードの当接圧の調整を行うことが可能である。

本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。 現像装置及びトナーカートリッジの概略断面図である。 現像剤規制部材の斜視図である。 （ａ）は保持部材を現像ハウジングに取り付けた状態を示す図であり、（ｂ）は現像ハウジングの取付部の構成を示す図である。 規制ブレードの先端に荷重がかかったときの撓み量を示す図である。 実際に測定した当接圧と計算上の当接圧との比と、固定箇所同士の間隔との関係を調べた実験結果を示す図である。 本発明を用いた場合と従来例を用いた場合の規制ブレードの当接圧を比較した実験結果を示す図である。 他の実施形態に係る現像剤規制部材の斜視図である。 図８に示す現像剤規制部材の拡大断面図である。 規制ブレードの他の固定方法を示す図である。 別の固定方法を示す図である。 さらに別の固定方法を示す図である。 固定箇所同士の間隔を徐々に狭くした構成を示す図である。 別の実施形態に係る現像剤規制部材の斜視図である。 固定箇所から保持部材の先端までの距離が両端部側の領域と中央部側の領域とで急に変化するようにした構成を示す図である。 固定箇所から保持部材の先端までの距離と、固定箇所同士の間隔の両方を変化させた構成を示す図である。 当接圧のばらつきがある従来の現像剤規制部材の構成を示す図である。 当接圧の均一化を図った従来の現像剤規制部材の構成を示す図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

まず、図１を参照して、本発明を適用する画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。
図１に示す画像形成装置は、カラーレーザープリンタであり、その装置本体１００には、画像形成ユニットとしての４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋが着脱可能に装着されている。各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。なお、本実施形態では、現像剤としてトナーから成る一成分現像剤を用いている。

具体的には、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電ローラ３等を備えた帯電装置と、感光体２の表面にトナーを供給する現像装置４と、感光体２の表面をクリーニングするためのクリーニングブレード５等を備えたクリーニング装置などで構成されている。なお、図１では、イエローのプロセスユニット１Ｙが備える感光体２、帯電ローラ３、現像装置４、クリーニングブレード５のみに符号を付しており、その他のプロセスユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋにおいては符号を省略している。

図１において、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの上方には、感光体２の表面を露光する露光手段としての露光装置６が配設されている。露光装置６は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体２の表面へレーザー光を照射するようになっている。

また、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの下方には、転写装置７が配設されている。転写装置７は、転写体としての無端状のベルトから構成される中間転写ベルト８を有する。中間転写ベルト８は、支持部材としての駆動ローラ９と従動ローラ１０に張架されており、駆動ローラ９が図の反時計回りに回転することによって、中間転写ベルト８は図の矢印に示す方向に周回走行（回転）するように構成されている。

４つの感光体２に対向した位置に、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ１１が配設されている。各一次転写ローラ１１はそれぞれの位置で中間転写ベルト８の内周面を押圧しており、中間転写ベルト８の押圧された部分と各感光体２とが接触する箇所に一次転写ニップが形成されている。各一次転写ローラ１１は、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が一次転写ローラ１１に印加されるようになっている。

また、駆動ローラ９に対向した位置に、二次転写手段としての二次転写ローラ１２が配設されている。この二次転写ローラ１２は中間転写ベルト８の外周面を押圧しており、二次転写ローラ１２と中間転写ベルト８とが接触する箇所に二次転写ニップが形成されている。二次転写ローラ１２は、一次転写ローラ１１と同様に、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ１２に印加されるようになっている。

また、中間転写ベルト８の図の右端側の外周面には、中間転写ベルト８の表面をクリーニングするベルトクリーニング装置１３が配設されている。このベルトクリーニング装置１３から伸びた図示しない廃トナー移送ホースは、転写装置７の下方に配設された廃トナー収容器１４の入り口部に接続されている。

装置本体１００の下部には、紙やＯＨＰシート等の記録媒体Ｐを収容した給紙カセット１５が配設されている。給紙カセット１５には、収容されている記録媒体Ｐを送り出す給紙ローラ１６が設けてある。一方、装置本体１００の上部には、記録媒体を外部へ排出するための一対の排紙ローラ１７と、排出された記録媒体をストックするための排紙トレイ１８とが配設されている。

装置本体１００内には、記録媒体Ｐを給紙カセット１５から二次転写ニップを通って排紙トレイ１８へ搬送するための搬送路Ｒが配設されている。搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ１２の位置よりも記録媒体搬送方向上流側にはタイミングローラとしての一対のレジストローラ１９が配設されている。また、二次転写ローラ１２の位置よりも記録媒体搬送方向下流側には、定着装置２０が配設されている。

上記画像形成装置は以下のように動作する。
作像動作が開始されると、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの感光体２が図１の時計回りに回転駆動され、帯電ローラ３によって各感光体２の表面が所定の極性に一様に帯電される。図示しない読取装置によって読み取られた原稿の画像情報に基づいて、露光装置６から各感光体２の帯電面にレーザー光が照射されて、各感光体２の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体２に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体２上に形成された静電潜像に、各現像装置４によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。

中間転写ベルト８を張架する駆動ローラ９が回転駆動し、中間転写ベルト８を図の矢印の方向に周回走行させる。また、各一次転写ローラ１１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加されることによって、各一次転写ローラ１１と各感光体２との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。そして、各感光体２上の各色のトナー画像が、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト８上に順次重ね合わせて転写される。かくして中間転写ベルト８はその表面にフルカラーのトナー画像を担持する。また、中間転写ベルト８に転写しきれなかった各感光体２上のトナーは、クリーニングブレード５によって除去される。

また、作像動作が開始されると、給紙ローラ１６が回転して、給紙カセット１５から記録媒体Ｐが搬出される。搬出された記録媒体Ｐは、レジストローラ１９によってタイミングを計られて、二次転写ローラ１２と中間転写ベルト８との間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ１２には、中間転写ベルト８上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。そして、二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト８上のトナー画像が記録媒体Ｐ上に一括して転写される。その後、記録媒体Ｐは定着装置２０に送り込まれトナー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。そして、記録媒体Ｐは一対の排紙ローラ１７によって排紙トレイ１８に排出される。

以上の説明は、記録媒体にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つのプロセスユニットを使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。

図２は、現像装置及びトナーカートリッジの概略断面図である。
図２に示すように、現像装置４は、トナーが収容される現像剤収容部を有する現像ハウジング４０と、トナーを担持する現像剤担持体としての現像ローラ４１と、現像ローラ４１にトナーを供給する現像剤供給部材としての供給ローラ４２と、現像ローラ４１上に担持されたトナー量を規制する規制部材としての現像剤規制部材４３と、トナーを搬送する第１の現像剤搬送部材４４及び第２の現像剤搬送部材４５等を備える。

現像ローラ４１は、金属製の芯金と、その芯金の外周に配設された導電性ゴムで構成されている。本実施形態では、芯金の外径をφ６、導電性ゴムの外周をφ１２、ゴム硬度Ｈｓ７５に設定している。また、導電性ゴムは、体積抵抗値を約１０⁵〜１０⁷Ω程度に調整されている。導電性ゴムとしては、例えば、導電性ウレタンゴムやシリコーンゴム等を使用可能である。現像ローラ４１は、図２において反時計回りの方向に回転し、表面に保持した現像剤を現像剤規制部材４３及び感光体２との対向位置へと搬送する。

供給ローラ４２には、一般に、スポンジローラなどが用いられる。スポンジローラとしては、金属製の芯金の外周に、カーボンを混合して半導電化させた発泡ポリウレタンを付着したものが適当である。本実施形態では、芯金の外径をφ６、スポンジ部分の外径をφ１２に設定している。供給ローラ４２は、現像ローラ４１に対して当接している。供給ローラ４２と現像ローラ４１とが当接して形成されるニップ部は、通常約１ｍｍ〜３ｍｍ程度に設定されている。本実施形態では、そのニップ部を２ｍｍとしている。また、供給ローラ４２は、現像ローラ４１に対してカウンター方向（図２において反時計回り）に回転することで、現像ハウジング４０内のトナーを現像ローラ４１の表層まで効率よく供給できる。なお、本実施形態では、現像ローラ４１と供給ローラ４２の回転数比を１に設定することで、良好なトナー供給機能を確保している。

現像剤規制部材４３は、現像ローラ４１の表面に当接している。供給ローラ４２によって現像ローラ４１上に供給されたトナーは、現像ローラ４１と現像剤規制部材４３との当接部を通過することにより、トナーの厚さが規制されると同時にトナーが摩擦荷電させられるようになっている。なお、本発明の特徴部分である現像剤規制部材４３の詳細な構成については、後で説明する。

現像ハウジング４０には、トナー残量検知手段の構成部材である第１及び第２の導光部材４６，４７が設けられている。ここでは、現像ハウジング４０内のトナー残量を検知する方法として、光透過方式による検知方法を用いている。光透過方式によるトナー残量検知方法では、図示しないセンサとしての発光素子及び受光素子を設置し、発光素子から発せられる光を第１の導光部材４６によって現像ハウジング４０内に導き、さらにその光を第２の導光部材４７によって受光素子まで導くように光路を形成する。第１の導光部材４６の光が出る端部と第２の導光部材４７の光が入る端部との間には所定の間隔があり、現像ハウジング４０内にトナーが十分に存在する状態では、その隙間にトナーが存在することにより光が遮断されるため、受光素子まで光が到達しない。しかし、印刷などでトナーが消費されると、トナーの上面が各導光部材４６，４７の位置よりも低下し、上記隙間にトナーが存在しなくなるので、受光素子まで光が到達するようになる。このときの受光素子での出力値を検出することで、現像ハウジング４０内のトナーの上面が導光部材４６，４７よりも下回っていることを検知できる仕組みとなっている。

各導光部材４６，４７は、例えば、光透過性のよい材料を用いて構成される。その材料として樹脂を用いる場合は、透明度の高いアクリル材やＰＣ材などが好ましい。また、各導光部材４６，４７の材料として、より良好な光学特性が得られる光学ガラスなどを用いることも可能である。あるいは、導光部材４６，４７に光ファイバーを用いてもよい。この場合は、光路の設計自由度が向上する。

また、現像ハウジング４０の上部には、補給用のトナーを収容する現像剤収容器としてのトナーカートリッジ５０が着脱可能に装着されている。なお、現像装置４及びトナーカートリッジ５０の構成は図２に示す構成に限定されない。例えば、現像装置４とトナーカートリッジ５０とを一体化した構成や、それに加えて感光体ドラム２等を一体化した構成（プロセスユニット）とすることも可能である。

トナーカートリッジ５０の下部と現像ハウジング４０の上部には、それぞれ、トナーカートリッジ５０内のトナーを現像ハウジング４０内へ補給するための補給口５０ａ，４０ａが形成されている。また、トナーカートリッジ５０内には、内部のトナーを補給口５０ａまで搬送するための第３の現像剤搬送部材５１と、この第３の現像剤搬送部材５１側へ内部のトナーを寄せるためのアジテータ５２とが回転可能に設けられている。

トナーの補給は、上記トナー残量検知手段による現像ハウジング４０内のトナー残量の検知結果に基づいて行われる。具体的には、現像ハウジング４０内のトナーが消費されてトナー量が所定値以下になったことをトナー残量検知手段が検知すると、予め設定されている時間だけトナーカートリッジ５０が駆動され、所定量のトナーが現像ハウジング４０へ補給されるようになっている。

また、現像ハウジング４０の内部は、連通口４８ａを有する仕切部材４８によって、補給口４０ａを配設した第１の領域Ｄと、現像ローラ４１や現像剤規制部材４３等の現像手段を配設した第２の領域Ｆとに分割されている。このように仕切部材４８によって現像ハウジング４０の内部を分割することにより、供給ローラ４２にトナーの粉圧が集中して大きな負荷がかかるのを抑制することが可能である。また、第１の領域Ｄ内には、第１の現像剤搬送部材４４が配設され、第２の領域Ｆ内には、第２の現像剤搬送部材４５が配設されている。

連通口４８ａは、仕切部材４８の両端部に設けられており、各連通口４８ａを介して第１の領域Ｄと第２の領域Ｆとが連通している。また、第１の現像剤搬送部材４４と第２の現像剤搬送部材４５は、互いに反対方向へトナーを搬送するように構成されている。従って、各現像剤搬送部材４４，４５によって搬送されるトナーは、それぞれの搬送方向下流側にある連通口４８ａを介して、一方の領域から他方の領域へ送り込まれ、第１の領域Ｄと第２の領域Ｆとの間でトナーが循環するようになっている。

図３は、現像剤規制部材の斜視図である。
図３に示すように、現像剤規制部材４３は、可撓性を有する長手状の規制ブレード２４と、当該規制ブレード２４を保持する保持部材２５とを備える。

規制ブレード２４は、例えば、厚さ０．１ｍｍ程度のＳＵＳなどの金属板で構成されている。図３に示すように、規制ブレード２４の長手方向に延びる一端部は保持部材２５に固定され、反対側の他端部は自由端となっている。本実施形態では、規制ブレード２４の長手方向に渡る複数箇所Ｇを溶接によって保持部材２５に固定している。また、保持部材２５を現像ハウジング４０（図２参照）に取り付けた状態で、規制ブレード２４は自由端側で現像ローラ４１の表面に当接するようになっており、上述のように、その当接部を現像ローラ４１上のトナーが通過することで、トナーの厚さが規制される。

現像ローラ４１上のトナー量（厚さ）の制御は、現像特性を安定させ良好な画質を得るために非常に重要なパラメータであるため、通常の製品においては現像ローラ４１に対する規制ブレード２４の当接圧は２０〜６０Ｎ／ｍ程度、現像ローラ４１に対して規制ブレード２４が当接するニップ部の位置は規制ブレード２４の先端（自由端）から０．５±０．５ｍｍ程度にシステム（使用するトナー、現像ローラ、供給ローラなどの特性）に合わせて適宜決定される。

本実施形態では、規制ブレード２４を厚さ０．１ｍｍのＳＵＳ材で構成し、撓みの計算式から得られる計算上の当接圧４５Ｎ／ｍ、ニップ部の位置を規制ブレード２４の先端から０．２ｍｍ、規制ブレード２４の支持端部から先端（自由端）までの長さ（自由長）を１４ｍｍに設定することで、現像ローラ４１上に安定したトナーの薄層を形成できるようにしている。

保持部材２５は、例えば、厚さ１．２ｍｍの長手状の金属板をＬ字型に折り曲げて構成されている。保持部材２５の長手方向の両端部には、保持部材２５を現像ハウジング４０に取り付けるためのネジを挿通するネジ挿通孔２５ａと、保持部材２５を現像ハウジング４０に対して位置決めするための位置決め孔２５ｂとが形成されている。なお、一方（図３において右側）のネジ挿通孔２５ａと位置決め孔２５ｂは、それぞれ保持部材２５の長手方向に延びる長方形の孔となっている。

図４において、（ａ）は保持部材を現像ハウジングに取り付けた状態を示す図であり、（ｂ）は現像ハウジングの取付部の構成を示す図である。
図４（ａ）に示すように、現像ハウジング４０の取付部には、保持部材２５の長手方向の両端側を受ける凸状の座面４０ｂが２つ設けられている。図４（ｂ）に示すように、各座面４０ｂには、ネジ孔４０ｃが形成されている。また、各座面４０ｂの近傍には、保持部材２５を現像ハウジング４０に対して位置決めするための位置決め凸部４０ｄが設けられている。

保持部材２５を現像ハウジング４０に取り付けるには、まず、保持部材２５の各位置決め孔２５ｂ（図３参照）に現像ハウジング４０の各位置決め凸部４０ｄが挿通するように、保持部材２５の両端部を現像ハウジング４０の各座面４０ｂ上に配設する。そして、保持部材２５の各ネジ挿通孔２５ａ（図３参照）から現像ハウジング４０の各ネジ孔４０ｃにネジ２６（図４（ａ）参照）を挿入し、ネジ止めする。

本実施形態では、座面４０ｂによって保持部材２５の両端部を受けるように構成しているが、現像ハウジング４０に座面４０ｂを設けずに、保持部材２５をその長手方向全体に渡って現像ハウジング４０で受けることも可能である。しかしながら、その場合、保持部材２５と接触する現像ハウジング４０の領域が広くなるため、通常、樹脂成型品で構成される現像ハウジングの成型時の反りやヒケ、部品自体が持っている寸法ばらつきなどによって、寸法精度を確保することは非常に困難である。これに対し、本実施形態のように、保持部材２５を座面４０ｂで受ける場合は、座面４０ｂの寸法精度のみを確保すればよいので、保持部材２５の位置決め精度が向上する。

ところで、上記のように、保持部材２５の両端部を座面４０ｂで受ける構成では、保持部材２５の位置決め精度は向上するが、他方で、保持部材２５の中央部側において撓みが生じるといった問題がある。詳しくは、保持部材２５はその両端部のみでしか支持されていないので、現像ローラ４１に規制ブレード２４を当接させたときの反力が規制ブレード２４を介して保持部材２５に伝わると、保持部材２５の座面４０ｂで支持されていない長手方向の中央部において撓みが生じる。その結果、従来の構成では、規制ブレード２４の長手方向の中央部においても同様に撓みが生じ、現像ローラに対する規制ブレードの当接圧が両端部側よりも中央部側で低下するといった問題が生じる。なお、ここでいう「現像ローラに対する規制ブレードの当接圧」とは、規制ブレードの長手方向の単位長さ当たりに対する力である。

そこで、本実施形態では、規制ブレード２４の両端部側と中央部側における当接圧のばらつきを低減するため、図３に示すように、保持部材２５に対する規制ブレード２４の複数の固定箇所Ｇ同士の間隔Ｓ１，Ｓ２を、規制ブレード２４の両端部側の領域Ｚ１よりも中央部側の領域Ｚ２において狭くなるようにしている（Ｓ１＞Ｓ２）。以下、これにより、当接圧のばらつきを低減できる効果が得られる理由について説明する。

図５において、規制ブレード２４の先端から保持部材２５の先端（規制ブレード２４の先端側の端部）までの長さをＬ、規制ブレード２４の先端にかかる荷重をＰとすると、規制ブレード２４の先端の撓み量δは、下記式（１）で表される。

δ＝（Ｐ×Ｌ×Ｌ×Ｌ）／（３×Ｅ×Ｉ）・・・式（１）
ここで、Ｅはヤング率、Ｉは断面二次モーメントである。

また、現像ローラに対する規制ブレードの当接圧をＷとすると、上記荷重Ｐは、下記式（２）で表される。

Ｐ＝Ｗ×Ｌ・・・・・・・・・・・式（２）

そして、この式（２）を上記式（１）を用いて変形すると、下記式（３）のようになる。すなわち、規制ブレードを現像ローラに当接させてδだけ撓ませた場合の当接圧Ｗは、計算上、下記式（３）によって得られる。

Ｗ＝（３×Ｅ×Ｉ×δ）／（Ｌ×Ｌ×Ｌ×Ｌ）・・・式（３）

ところが、上記式（３）は、規制ブレードの固定端側が長手方向に渡って完全に保持部材に固定された状態で得られる値であるのに対し、本実施形態では、保持部材に対して規制ブレードを複数箇所で部分的に固定しているだけであり、長手方向に渡って完全に固定していない。
そこで、本発明者は、規制ブレードの固定箇所同士の間隔と当接圧との関係を調べる実験を行った。その結果を図６に示す。

図６は、実際に測定した規制ブレードの当接圧Ｗｒと式（３）で得られる計算上の当接圧Ｗとの比Ｗｒ／Ｗと、固定箇所同士の間隔との関係を調べた実験結果を示す図である。
この実験では、固定箇所同士の間隔が異なる規制ブレードを複数種類用い、それぞれの現像ローラに対する当接圧を測定した。各種規制ブレードにおいて、固定箇所同士の間隔以外は、それぞれ同条件とした。具体的には、厚さ０．１ｍｍのＳＵＳを材質とした幅３２０ｍｍの規制ブレードとし、図５に示すＬ＝１８ｍｍ、δ＝１ｍｍに設定した。また、当接圧の測定箇所は、規制ブレードの長手方向の中央部とした。そして、実際に測定した当接圧Ｗｒと式（３）で得られる計算上の当接圧Ｗとの比Ｗｒ／Ｗを求め、それをグラフにプロットした。

図６に示す実験結果から、実際に測定した当接圧Ｗｒは、上記式（３）で得られる値のおよそ５０％〜８０％程度の測定値になることが分かった。また、規制ブレードの固定箇所同士の間隔が狭くなると、当接圧Ｗｒは大きくなり、逆に、固定箇所同士の間隔が広くなると、当接圧Ｗｒは小さくなることも分かった。

すなわち、規制ブレードの実際の当接圧Ｗｒは、保持部材に対する規制ブレードの固定の仕方に依存しており、固定箇所同士の間隔を狭くすると、規制ブレードの固定がより完全固定に近い状態となるので、実際の当接圧Ｗｒが式（３）で得られる計算上の当接圧Ｗに近づく。一方、固定箇所同士の間隔を広くすると、実際の当接圧Ｗｒは計算上の当接圧Ｗよりもさらに減衰する。

上述のように、保持部材２５の両端部のみを座面４０ｂで受ける構成では、保持部材２５の長手方向の中央部に撓みが生じるため、これに起因して規制ブレード２４の中央部側で当接圧が低下する傾向にある。しかし、本実施形態では、規制ブレード２４の固定箇所同士の間隔を、両端部側よりも中央部側において狭くすることで、中央部側における計算上の当接圧Ｗに対する実際の当接圧Ｗｒの減衰を両端部側に比べて抑えている。これにより、保持部材２５の撓みに起因する中央部側の当接圧の低下を相殺することができる。

図７は、本発明を用いた場合と従来例を用いた場合の規制ブレードの当接圧を比較した実験結果を示す図である。
ここでは、本発明の例として、規制ブレードの固定箇所同士の間隔を両端部側よりも中央部側において狭くしたものを用い、従来例としては、規制ブレードの固定箇所同士の間隔を全て同じ間隔としたものを用いた。具体的には、本発明の場合、固定箇所同士の間隔を、規制ブレードの両端部から１００ｍｍの領域で３０ｍｍとし、中央部の１２０ｍｍの領域で１２ｍｍとした。一方、従来例の場合、固定箇所同士の間隔を、全て３０ｍｍとした。また、本発明と従来例のいずれにおいても、規制ブレードを上記図６に示す実験で用いたものと同様の規制ブレード（厚さ：０．１ｍｍ、ＳＵＳ製、幅：３２０ｍｍ）とし、保持部材を厚さ１．２ｍｍで長さ３６０ｍｍのものとした。また、いずれの場合も、規制ブレードの固定方法として溶接を用いた。

図７に示すように、本発明と従来例とでは、当接圧に関し、規制ブレードの両端部（左端部と右端部）においてはほとんど差がないが、中央部においては従来例が本発明に比べて大きく減衰している。このように、従来例において、中央部の当接圧が大きく減衰したのは、固定箇所同士の間隔が全て同じ間隔となっているため、上記計算上の当接圧Ｗに対する実際の当接圧Ｗｒの減衰率が長手方向に渡って同じとなり、保持部材の中央部側での撓みに起因する当接圧への影響がそのまま現れたからである。これに対し、本発明では、固定箇所同士の間隔を両端部側よりも中央部側において狭くすることで、計算上の当接圧Ｗに対する実際の当接圧Ｗｒの減衰率を両端部側よりも中央部側で抑えることができるので、保持部材の撓みに起因する中央部側の当接圧の低下を相殺できている。その結果、本発明では、規制ブレードの当接圧のばらつきを低減することができ、長手方向に渡って均一な当接圧を得られるようになるので、濃度ムラ等の無い良好な画像を得ることが可能となる。

なお、固定箇所同士の間隔は狭いほど完全固定に近づくため、実際の当接圧Ｗｒを計算上の当接圧Ｗに近づけることができるが、間隔を狭くしすぎると溶接などの回数が増えるため、部品コストが上がってしまう。一方、固定箇所同士の間隔が広すぎると、実際の当接圧Ｗｒと計算上の当接圧Ｗとのずれ量が大きくなり、狙いの当接圧に設定しにくい上、規制ブレードの先端でうねりが発生しやすくなる。そのため、固定箇所同士の間隔は、中央部側で４〜２０ｍｍ程度、両端部側で８〜４０ｍｍ程度に設定することが好ましい。

図８と図９に、本発明に係る現像剤規制部材の他の実施形態の構成を示す。
図８は、他の実施形態に係る現像剤規制部材の斜視図、図９は、その拡大断面図である。
図８に示すように、この実施形態に係る現像剤規制部材４３は、規制ブレード２４を保持部材２５に対して押さえる押さえ部材２７を備える。規制ブレード２４は、保持部材２５と押さえ部材２７とによって挟まれた状態で、長手方向に渡って配設された複数の固定箇所Ｇにおいて固定されている。

上記実施形態では、溶接によって規制ブレード２４を固定しているが、この実施形態では規制ブレード２４の固定方法が上記とは異なる。
具体的には、図９に示すように、保持部材２５の各固定箇所Ｇに対応する箇所には、半抜き形状の円柱状の凸部２５ｃが形成されている。この凸部２５ｃは、例えば、プレス金型を用いて保持部材２５に形成される。規制ブレード２４には、各固定箇所Ｇに対応する箇所に、上記凸部２５ｃよりも若干大径の孔部２４ａが形成されている。また、押さえ部材２７には、各固定箇所Ｇに対応する箇所に、凸部２５ｃよりも若干小径の孔部２７ａが形成されている。図９に示すように、規制ブレード２４を保持部材２５と押さえ部材２７とで挟んだ状態で、保持部材２５の凸部２５ｃを規制ブレード２４の孔部２４ａを通して押さえ部材２７の孔部２７ａへ圧入する。これにより、凸部２５ｃが孔部２７ａに嵌合され、押さえ部材２７によって規制ブレード２４が保持部材２５に対して固定される。

また、この実施形態においても、上記実施形態と同様に、固定箇所Ｇ同士の間隔Ｓ１，Ｓ２は、規制ブレード２４の両端部側の領域Ｚ１よりも中央部側の領域Ｚ２において狭くなるように構成されている（Ｓ１＞Ｓ２）。上記実施形態とは固定方法が違っても、固定箇所Ｇ同士の間隔を上記実施形態と同様に設定することで、同様の効果が得られる。

なお、図８及び図９に示す実施形態において、上記説明した構成以外は、図３等に示す実施形態の構成と基本的に同様であるので説明を省略する。

図１０に、規制ブレードの他の固定方法を示す。
図１０に示す方法では、保持部材２５の凸部２５ｃをカシメ加工することによって、規制ブレード２４を長手方向に渡って複数箇所で固定している。詳しくは、図１０に示すように、凸部２５ｃを規制ブレード２４と押さえ部材２７のそれぞれの孔部２４ａ，２７ａに挿入した状態で、その凸部２５ｃの頭部をパンチ部材で打って凸部２５ｃを外側に向けて膨出させ、押さえ部材２７の孔部２７ａに凸部２５ｃを嵌合させる。なお、この場合、規制ブレード２４の孔部２４ａは、カシメ加工された凸部２５ｃと干渉しないように、カシメ加工された凸部２５ｃよりも若干大径となる大きさに形成されている。

図１１に、別の固定方法を示す。
この場合、図１１（ａ）に示すように、保持部材２５の凸部２５ｃは円筒状に形成されている。また、規制ブレード２４には、凸部２５ｃよりも若干大径の孔部２４ａが形成され、押さえ部材２７には、凸部２５ｃよりも若干大径でかつ規制ブレード２４の孔部２４ａよりも若干小径の孔部２７ａが形成されている。

規制ブレード２４を固定するには、まず、図１１（ａ）に示すように、凸部２５ｃを規制ブレード２４と押さえ部材２７のそれぞれの孔部２４ａ，２７ａに挿入した状態で、その凸部２５ｃの頭部をパンチ部材で打って、図１１（ｂ）に示すように、凸部２５ｃを外側に向けて膨出させ、カシメ加工する。これにより、規制ブレード２４は、保持部材２５と押さえ部材２７とで挟まれた状態で長手方向に渡って複数箇所で固定される。また、凸部２５ｃの筒孔は、テープにより塞がれて、トナーが付着しないように処理される。

図１２に、さらに別の固定方法を示す。
この場合は、図１２に示すように、保持部材２５の各固定箇所Ｇに対応する箇所にネジ孔２５ｄが形成されている。また、規制ブレード２４には、保持部材２５のネジ孔２５ｄよりも若干大径の孔部２４ａが形成され、押さえ部材２７には、ネジ孔２５ｄよりも若干大径でかつ規制ブレード２４の孔部２４ａよりも若干小径の孔部２７ａが形成されている。

規制ブレード２４を固定するには、規制ブレード２４を保持部材２５と押さえ部材２７とで挟んだ状態で、複数のネジ２８を、押さえ部材２７の各孔部２７ａから規制ブレード２４の各孔部２４ａを通して保持部材２５の各ネジ孔２５ｄに挿入しネジ止めする。これにより、規制ブレード２４は、保持部材２５と押さえ部材２７とで挟まれた状態で長手方向に渡って複数箇所で固定される。

以上のように、規制ブレード２４の固定方法は、溶接以外に、圧入やカシメ加工、あるいはネジ止め等の種々の方法を採用することが可能である。いずれの固定方法を採用した場合でも、図３又は図８を用いて説明したように、固定箇所Ｇ同士の間隔Ｓ１，Ｓ２を、規制ブレード２４の両端部側の領域Ｚ１よりも中央部側の領域Ｚ２において狭くなるようにすることで（Ｓ１＞Ｓ２）、同様の効果が得られる。

また、図３や図８に示す実施形態では、両端部側の領域Ｚ１と中央部側の領域Ｚ２の各領域において、固定箇所Ｇ同士の間隔が一定となっているが、各領域Ｚ１，Ｚ２における固定箇所Ｇ同士の間隔は一定でなくてもよい。すなわち、図１３に示すように、規制ブレード２４の両端部側から中央部側に向かって、固定箇所Ｇ同士の間隔を徐々に狭くすることでも、保持部材２５の撓みに起因する中央部側の当接圧の低下を相殺できる。

図１４に、本発明に係る現像剤規制部材の上記各実施形態とは別の実施形態の構成を示す。
図１４に示す実施形態では、規制ブレード２４を固定する各固定箇所Ｇから、保持部材２５の先端（規制ブレード２４の先端側の端部）Ｈまでの距離Ｔ１，Ｔ２を、規制ブレード２４の長手方向の両端部側よりも中央部側において短くなるようにしている（Ｔ１＞Ｔ２）。特に、この場合は、規制ブレード２４の両端部側から中央部側に向かって、固定箇所Ｇから保持部材２５の先端Ｈまでの距離が徐々に短くなるようにしている。それ以外は、図３に示す実施形態と同様である。

固定箇所Ｇから保持部材２５の先端Ｈまでの距離を短くすると、その部分において規制ブレード２４の固定状態が完全固定に近くなるため、上述の固定箇所Ｇ同士の間隔を調整する場合と同様に、実際の当接圧Ｗｒを計算上の当接圧Ｗに近づけることができる。従って、固定箇所Ｇから保持部材２５の先端Ｈまでの距離を両端部側よりも中央部側において短くすることで、計算上の当接圧Ｗに対する実際の当接圧Ｗｒの減衰率を両端部側よりも中央部側で抑えることができる。これにより、保持部材２５の中央部側で撓みが生じる構成においても、上記と同様に、その撓みに起因する中央部側の当接圧の低下を相殺でき、規制ブレード２４の当接圧のばらつきを低減することができる。

なお、ここでは、溶接によって規制ブレード２４を各固定箇所Ｇで固定しているが、規制ブレード２４の固定方法は、上記圧入やカシメ加工、あるいはネジ止めのいずれであってもよい。

また、固定箇所Ｇから保持部材２５の先端Ｈまでの距離Ｔ１，Ｔ２は、両端部側から中央部側に向かって徐々に変化させるのではなく、図１５に示すように、規制ブレード２４の長手方向の両端部側の領域Ｚ１と中央部側の領域Ｚ２とで急に変化するようにしてもよい。すなわち、固定箇所Ｇから保持部材２５の先端Ｈまでの距離を、中央部側の領域Ｚ２において一定にし、両端部側の領域Ｚ１においても一定となるようにしても、保持部材２５の撓みに起因する中央部側の当接圧の低下を相殺できる。

また、固定箇所Ｇから保持部材２５の先端Ｈまでの距離Ｔ１，Ｔ２と、固定箇所Ｇ同士の間隔Ｓ１，Ｓ２の両方を、規制ブレード２４の長手方向に渡って変化させてもよい。すなわち、図１６に示すように、固定箇所Ｇから保持部材２５の先端Ｈまでの距離を、両端部側よりも中央部側において短くなるようにし（Ｔ１＞Ｔ２）、かつ、固定箇所Ｇ同士の間隔を、両端部側よりも中央部側において狭くなるようにする（Ｓ１＞Ｓ２）。この場合、より効果的に規制ブレード２４の当接圧のばらつきを低減できるようになる。

以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明は上述の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更を加え得ることは勿論である。上述の実施形態では、保持部材の撓みに起因する規制ブレードの中央部側での当接圧の低下を問題としているが、現像剤規制部材の構造によっては、逆に、規制ブレードの両端部側で当接圧が低下する可能性もある。その場合は、上述の実施形態とは逆に、規制ブレードの両端部側において、固定箇所同士の間隔を狭くしたり、各固定箇所から保持部材の先端までの距離を短くしたりすればよい。

また、本発明は、現像剤規制部材以外のブレード構造体にも適用可能である。例えば、感光体や中間転写体（中間転写ベルト）などの回転体の表面に当接するように用いられ、それらの表面をクリーニングするブレード（クリーニングブレード）を備えるブレード構造体に対しても適用可能である。

また、本発明を適用可能な構成は、図１に示す構成に限らない。例えば、トナーカートリッジと現像装置が一体として構成されたプロセスユニットを備える画像形成装置や、現像装置が感光体を有する感光体ユニットに対して分離可能な別体のユニット（現像ユニット）として構成された画像形成装置においても、本発明を適用可能である。また、本発明を適用する画像形成装置は、図１に示すようなプリンタに限らず、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。

以上のように、本発明によれば、ブレードを固定する複数の固定箇所同士の間隔と、固定箇所から保持部材の先端までの距離の少なくとも一方を、ブレードの長手方向に渡って異ならせることで、ブレードの当接圧をその長手方向に渡って調整することができる。すなわち、何らかの原因により、ブレードの長手方向に渡って当接圧が部分的に低下する傾向にある場合、その当接圧が低下する箇所に対応して、ブレードの固定箇所同士の間隔を狭くする、又は、固定箇所から保持部材の先端までの距離を短くすることで、当該箇所での計算上の当接圧Ｗに対する実際の当接圧Ｗｒの減衰をその他の箇所に比べて抑えることができる。これにより、部分的な当接圧の低下が相殺され、ブレードの当接圧のばらつきを低減することができる。

また、本発明によれば、固定箇所同士の間隔、又は各固定箇所から保持部材の先端までの距離を変更するだけで当接圧の調整を行えるので、特許文献１に示すようなシムを設ける必要がない。このように、本発明によれば、部品点数の増加を伴うことなくブレードの当接圧の調整を行うことができるので、低コスト化及び省スペース化の点で有利となる。

１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋ プロセスユニット
２ 感光体（像担持体）
４ 現像装置
２４ 規制ブレード
２４ａ 孔部
２５ 保持部材
２５ｃ 凸部
２５ｄ ネジ孔
２７ 押さえ部材
２７ａ 孔部
２８ ネジ
４１ 現像ローラ（現像剤担持体）
４３ 現像剤規制部材
Ｇ 固定箇所
Ｓ１ 端部側における固定箇所同士の間隔
Ｓ２ 中央部側における固定箇所同士の間隔
Ｔ１ 端部側における固定箇所から保持部材の先端までの距離
Ｔ２ 中央部側における固定箇所から保持部材の先端までの距離

特許第３１９７１２２号公報

Claims (11)

1. 回転体の表面に対して長手方向に延びる一端側で当接するように用いられるブレードと、
   前記ブレードの前記一端側とは反対の他端側で当該ブレードを保持する保持部材とを備え、
   前記保持部材に対して前記ブレードをその長手方向に渡って複数箇所で固定したブレード構造体であって、
   前記保持部材に対して前記ブレードを固定する複数の固定箇所同士の間隔を、前記ブレードの長手方向に渡って異ならせたことを特徴とするブレード構造体。
2. 前記複数の固定箇所同士の間隔を、前記ブレードの長手方向の両端部側よりも中央部側において狭くなるようにした請求項１に記載のブレード構造体。
3. 回転体の表面に対して長手方向に延びる一端側で当接するように用いられるブレードと、
   前記ブレードの前記一端側とは反対の他端側で当該ブレードを保持する保持部材とを備え、
   前記保持部材に対して前記ブレードをその長手方向に渡って複数箇所で固定したブレード構造体であって、
   前記保持部材に対して前記ブレードを固定する複数の固定箇所から、前記保持部材の前記ブレードの前記一端側の端部までの各距離を、前記ブレードの長手方向に渡って異ならせたことを特徴とするブレード構造体。
4. 前記複数の固定箇所から前記保持部材の前記ブレードの前記一端側の端部までの各距離を、前記ブレードの長手方向の両端部側よりも中央部側において短くなるようにした請求項３に記載のブレード構造体。
5. 前記ブレードをその長手方向に渡る複数箇所で溶接により固定した請求項１から４のいずれか１項に記載のブレード構造体。
6. 前記ブレードを前記保持部材に対して押さえる押さえ部材を備え、
   前記ブレードの長手方向に渡る複数箇所と、それらの箇所に対応する前記押さえ部材の箇所に、それぞれ複数の孔部を形成すると共に、
   前記保持部材の前記ブレードの孔部に対応する箇所に凸部を形成し、
   前記ブレードを前記保持部材と前記押さえ部材とで挟んだ状態で、複数の前記凸部を、前記ブレードの各孔部を通して前記押さえ部材の各孔部へ圧入又は挿入してカシメ加工することにより、前記保持部材に対して前記ブレードをその長手方向に渡って複数箇所で固定した請求項１から４のいずれか１項に記載のブレード構造体。
7. 前記ブレードを前記保持部材に対して押さえる押さえ部材を備え、
   前記ブレードの長手方向に渡る複数箇所と、それらの箇所に対応する前記押さえ部材の箇所に、それぞれ複数の孔部を形成すると共に、
   前記保持部材の前記ブレードの孔部に対応する箇所にネジ孔を形成し、
   前記ブレードを前記保持部材と前記押さえ部材とで挟んだ状態で、複数のネジを、前記押さえ部材の各孔部から前記ブレードの各孔部を通して前記保持部材の各ネジ孔に挿入しネジ止めすることにより、前記保持部材に対して前記ブレードをその長手方向に渡って複数箇所で固定した請求項１から４のいずれか１項に記載のブレード構造体。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載のブレード構造体が備える前記ブレードを、現像剤担持体の表面に担持された現像剤の量を規制する規制ブレードとして用いたことを特徴とする現像剤規制部材。
9. 請求項８に記載の現像剤規制部材と、表面に現像剤を担持する現像剤担持体とを備えたことを特徴とする現像装置。
10. 請求項９に記載の現像装置と、表面に画像を担持する像担持体とを一体的に備え、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたことを特徴とするプロセスユニット。
11. 請求項１から７のいずれか１項に記載のブレード構造体を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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