JP2015152710A - 現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤担持体の外周面に複数の凹部を形成した場合であっても、現像領域に対して現像剤担持体の回転方向下流側で現像剤担持体に当接する可撓性部材に現像剤が固着する不具合が生じにくい、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像ローラ５１（現像剤担持体）の外周面に複数の凹部５１ａ１を形成した場合であっても、現像領域に対して現像ローラ５１の回転方向下流側で現像ローラ５１に当接する可撓性部材５９の自由端側に、現像ローラ５１の回転にともない凹部５１ａ１に出入りすることで可撓性部材５９を加振させる折曲部５９ａ（加振部）を形成している。
【選択図】図８

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置と、そこに設置される現像装置、及び、プロセスカートリッジと、に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、感光体ドラム（像担持体）上に形成された潜像を現像する現像装置として、芯金（回転軸部）上に複数の凹部が略アヤメ状に形成されたローラ部が設けられた現像ローラ（現像剤担持体）を、感光体ドラムに対向させて現像工程をおこなうものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

詳しくは、特許文献１において、現像ローラは、芯金（回転軸部）上に、複数の凹部（溝部）が略アヤメ状に形成されたローラ部が形成されている。また、現像ローラの外周面に圧接するように、トナー供給ローラ（現像剤供給部材）や、規制ブレード（現像剤規制部材）が設置されている。そして、トナー供給ローラによって現像装置内に収容されたトナー（現像剤）が現像ローラ上に供給されて、規制ブレードによって現像ローラ上に担持されたトナーが適量に薄層化される。さらに、感光体ドラムと対向する現像領域で、現像ローラ上において薄層化されたトナーが感光体ドラム上の潜像に供給されて、現像工程がおこなわれることになる。

また、このように構成された現像装置では、現像領域に対して現像ローラの回転方向下流側において現像ローラを回転軸方向にわたって覆う現像ケース（ケース）と、現像ローラと、の隙間からトナーが漏出するのを防止するために、その位置で現像ローラの回転に沿うように現像ローラに当接する可撓性部材（入口シール）を現像ケースに貼着している。

従来の現像装置は、現像領域に対して現像ローラ（現像剤担持体）の回転方向下流側において現像ローラに回転軸方向にわたって当接する可撓性部材の先端部（自由端側）に、現像工程後において現像ローラの凹部に残ったトナー（現像剤）などが付着して、その付着したトナーがやがて固着してしまう不具合が生じてしまうことがあった。そして、このように可撓性部材の先端部にトナーが固着してしまうと、可撓性部材と現像ローラとの間に隙間ができてしまい可撓性部材のシール性が低下してしまったり、現像ローラの表面を傷つけてしまったりするなどの２次的な不具合が生じてしまう可能性があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、現像剤担持体の外周面に複数の凹部を形成した場合であっても、現像領域に対して現像剤担持体の回転方向下流側で現像剤担持体に当接する可撓性部材に現像剤が固着する不具合が生じにくい、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することにある。

この発明の請求項１記載の発明にかかる現像装置は、現像剤が内部に収容されるとともに、像担持体上に形成された潜像を現像してトナー像を形成する現像装置であって、前記像担持体に対向して現像領域を形成して、所定方向に回転するとともに、その外周面に複数の凹部が形成された現像剤担持体と、前記現像領域に対して前記現像剤担持体の回転方向下流側の位置で、前記現像剤担持体を回転軸方向にわたって覆うように形成された現像ケースと、前記現像ケースに固定端側が貼着されて、前記現像領域に対して前記現像剤担持体の回転方向下流側の位置で、前記現像剤担持体の外周面に対して回転軸方向にわたって前記現像剤担持体の回転に沿うように自由端側が当接する可撓性部材と、を備え、前記可撓性部材は、その自由端側に、前記現像剤担持体の回転にともない前記凹部に出入りすることで当該可撓性部材を加振させる加振部が形成されたものである。

本発明によれば、現像剤担持体の外周面に複数の凹部を形成した場合であっても、現像領域に対して現像剤担持体の回転方向下流側で現像剤担持体に当接する可撓性部材に現像剤が固着する不具合が生じにくい、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することができる。

この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。 画像形成装置における作像部を示す断面図である。 現像ローラを駆動する駆動手段と、現像ローラを感光体ドラムに向けて付勢する付勢手段と、を示す概略図である。 感光体ドラムに対向した状態の現像装置の一部を軸方向に示す概略断面図である。 現像ローラとドクターブレードとの当接位置の近傍を周方向に示す拡大断面図である。 現像ローラの近傍を示す拡大断面図である。 現像ローラが取り外された状態の現像ケースを示す斜視図である。 現像ローラと可撓性部材との当接位置の近傍を周方向に示す拡大断面図である。 （Ａ）可撓性部材を示す斜視図と、（Ｂ）変形例１としての可撓性部材を示す斜視図と、である。 変形例２としての、現像ローラと可撓性部材との当接位置の近傍を周方向に示す拡大断面図である。 （Ａ）変形例３としての可撓性部材を示す側面図と、（Ｂ）変形例４としての可撓性部材を示す正面図と、である。

実施の形態．
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

まず、図１及び図２にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１に示すように、画像形成装置本体１００の中央には、中間転写ベルト装置１５が設置されている。また、中間転写ベルト装置１５の中間転写ベルト８（中間転写体）に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応したプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが並設されている。

図２を参照して、イエローに対応したプロセスカートリッジ６Ｙは、像担持体としての感光体ドラム１Ｙと、感光体ドラム１Ｙの周囲に配設された帯電装置４Ｙ（帯電部）、現像装置５Ｙ（現像部）、クリーニング装置２Ｙ（クリーニング部）、除電部（不図示である。）等と、が１つのユニットとして画像形成装置本体１００に対して着脱可能（交換可能）に構成されている。そして、感光体ドラム１Ｙ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）がおこなわれて、感光体ドラム１Ｙ上にイエロー画像が形成されることになる。すなわち、プロセスカートリッジ６Ｙは、１次転写ローラ９Ｙ（１次転写装置）などとともに、作像部を構成している。

なお、他の３つのプロセスカートリッジ６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ（作像部）も、使用されるトナーの色が異なる以外は、イエローに対応したプロセスカートリッジ６Ｙ（作像部）とほぼ同様の構成となっていて、それぞれのトナー色に対応した画像が形成される。以下、他の３つのプロセスカートリッジ６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ（作像部）の説明を適宜に省略して、イエローに対応したプロセスカートリッジ６Ｙ（作像部）のみの説明をおこなうことにする。

図２を参照して、感光体ドラム１Ｙ（像担持体）は、不図示のモータによって時計方向に回転駆動される。そして、帯電装置４Ｙ（帯電ローラ）の位置で、感光体ドラム１Ｙの表面が一様に帯電される（帯電工程である。）。
その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、露光部７Ｙ（光書込ヘッド）から発せられた露光光の照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される（露光工程である。）。

その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、現像装置５Ｙ（現像装置主部５０）との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、イエローのトナー像が形成される（現像工程である。）。
その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、中間転写ベルト８及び１次転写ローラ９Ｙとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１Ｙ上のトナー像が中間転写ベルト８（中間転写体）上に転写される（１次転写工程である。）。このとき、感光体ドラム１Ｙ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。

その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、クリーニング装置２Ｙとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１Ｙ上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード２ａによってクリーニング装置２Ｙ内に回収される（クリーニング工程である。）。
最後に、感光体ドラム１Ｙの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム１Ｙ上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。

なお、上述した作像プロセスは、他のプロセスカートリッジ６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ（作像部）でも、イエロー用のプロセスカートリッジ６Ｙ（作像部）と同様におこなわれる。すなわち、作像部の上方に配設された露光部から、画像情報に基いた露光光が、各プロセスカートリッジ６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの感光体ドラム上に向けて照射される。
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト８上にカラー画像が形成される。

ここで、中間転写ベルト装置１５は、図１を参照して、中間転写ベルト８、４つの１次転写ローラ９Ｙ（図２を参照できる。）、駆動ローラ、従動ローラ、等で構成される。中間転写ベルト８は、駆動ローラと従動ローラと１次転写ローラとによって張架・支持されるとともに、駆動ローラの回転駆動によって図１中の矢印方向（反時計方向）に無端移動される。

１次転写ローラ９Ｙは、中間転写ベルト８を感光体ドラム１Ｙとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写ローラ９Ｙに、トナーの極性とは逆の転写電圧（転写バイアス）が印加される。
そして、中間転写ベルト８は、矢印方向に走行して、各１次転写ローラ（９Ｙ）の１次転写ニップを順次通過する。こうして、各感光体ドラム（１Ｙ）上の各色のトナー像が、中間転写ベルト８上に重ねて１次転写される。

その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト８は、２次転写ローラ１９（２次転写装置）との対向位置に達する。この位置では、駆動ローラ（２次転写対向ローラ）が、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された転写紙等の記録媒体Ｐ上に転写される（２次転写工程である。）。このとき、中間転写ベルト８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。

その後、中間転写ベルト８は、中間転写クリーニング装置１６（中間転写クリーニングブレード）の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト８上の未転写トナーが、中間転写ベルト８に圧接する中間転写クリーニングブレード（中間転写クリーニング装置１６）によって機械的に除去される。なお、中間転写クリーニングブレードは、ウレタンゴム等の弾性材料で形成された略板状部材であって、中間転写ベルト８に対して所定の当接圧及び当接角で当接している。
こうして、中間転写ベルト８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。

ここで、図１を参照して、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐは、装置本体１００の下方に配設された給紙部２６から、給紙ローラ２７やレジストローラ対２８（タイミングローラ対）等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部２６には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ２７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給送される。

レジストローラ対２８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対２８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対２８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。

その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置２０の位置（定着ニップ）に搬送される。そして、この位置で、定着ベルト２１（定着部材）及び加圧ローラ２２（加圧部材）による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像（トナー像）が記録媒体Ｐ上に定着される（定着工程である。）。
その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対によって装置外へと排出される。排紙ローラ対によって装置外に排出された記録媒体Ｐは、出力画像として、スタック部（本体カバー１１０）上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２にて、画像形成装置における作像部について詳述する。
図２に示すように、プロセスカートリッジ６Ｙは、感光体ドラム１Ｙ（像担持体）、帯電装置４Ｙ（帯電ローラ）、現像装置５Ｙ、クリーニング装置２Ｙ、等で構成される。
像担持体としての感光体ドラム１Ｙは、負帯電の有機感光体であって、装置本体１００側に設置されたモータ（不図示であって、後で図３にて説明する本体側駆動ギア９０が設置された駆動モータとは別のモータである。）から駆動力を受けて図２の時計方向に回転駆動される。

帯電ローラ４Ｙ（帯電装置）は、芯金上に、ウレタン樹脂、導電性粒子としてのカーボンブラック、硫化剤、発泡剤等を処方した中抵抗の発泡ウレタン層を形成した弾性を有するローラである。帯電ローラ４Ｙの中抵抗層の材質としては、ウレタン、エチレン−プロピレン−ジエンポリエチレン（ＥＰＤＭ）、ブタジエンアクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）、シリコーンゴムや、イソプレンゴム等に抵抗調整のためにカーボンブラックや金属酸化物等の導電性物質を分散したゴム材や、またこれらを発泡させたものを用いることもできる。なお、本実施の形態では、感光体ドラム１Ｙに対して帯電ローラ４Ｙが接触するように構成しているが、感光体ドラム１Ｙに対して帯電ローラ４Ｙが接触しないように構成することもできる。
クリーニング装置２Ｙは、感光体ドラム１Ｙに摺接するクリーニングブレード２ａが設置されていて、感光体ドラム１Ｙ上の未転写トナーを機械的に除去・回収する。クリーニングブレード２ａは、ウレタンゴム等の弾性材料で形成された略板状部材であって、感光体ドラム１Ｙに対して所定の当接圧及び当接角で当接している。

現像装置５Ｙは、現像剤担持体としての現像ローラ５１が感光体ドラム１Ｙに対して微小ギャップをあけて対向するように配置されていて、双方の部材１Ｙ、５１の間（対向位置）には現像領域が形成される。現像装置５Ｙ内には、現像剤としてのトナー（非磁性又は磁性の１成分現像剤）が収容されている。そして、現像装置５Ｙは、感光体ドラム１Ｙ上に形成される静電潜像を現像する（トナー像を形成する。）。

以下、図２及び図３を用いて、現像装置５Ｙについて詳述する。
図２を参照して、本実施の形態における現像装置５Ｙは、非接触１成分現像方式の現像装置であって、主として、感光体ドラム１Ｙ上に形成される静電潜像を現像する現像装置主部５０と、現像装置主部５０に補給するためのトナー（１成分現像剤）が収容された現像剤容器としてのトナー容器６０と、で構成されている。
現像装置５Ｙは、プロセスカートリッジ６Ｙとして他の作像部材１Ｙ、２Ｙ、４Ｙとともに装置本体１００に対して着脱可能（交換可能）に設置されるが、現像装置主部５０（プロセスカートリッジ６Ｙ）に対してトナー容器６０を別々に交換できるように構成されている。すなわち、トナー容器６０は、装置本体１００に装着された現像装置主部５０（プロセスカートリッジ６Ｙ）に対して上方の位置で着脱可能（交換可能）に設置されている。そして、本体カバー１１０（図１を参照できる。）を不図示のヒンジを中心に開閉することにより、現像装置主部５０からトナー容器６０を分離してトナー容器６０のみを交換したり、トナー容器６０が装着された状態の現像装置主部５０（プロセスカートリッジ６Ｙ）を交換したりする。
なお、トナー容器６０の交換はその内部に収容されたトナーがなくなるタイミングでおこなわれ、現像装置主部５０（プロセスカートリッジ６Ｙ）の交換はその構成部品（例えば、現像ローラ５１、感光体ドラム１Ｙ等である。）が寿命に達するとともに内部のトナーがなくなるタイミングでおこなわれる。したがって、トナー容器６０の交換は独立して単独でおこなわれることがあるが、現像装置主部５０（プロセスカートリッジ６Ｙ）の交換はトナー容器６０とともに（トナー容器６０が装着された状態で）おこなわれることになる。

現像装置主部５０は、現像剤担持体としての現像ローラ５１、現像剤供給部材としての供給ローラ５３、現像剤規制部材としてのドクターブレード５２、複数の搬送部材としての搬送スクリュ５４、５５、第１搬送スクリュ５４による第１搬送経路Ｂ１と第２搬送スクリュ５５による第２搬送経路Ｂ２とを隔絶する仕切部材５６、トナー容器６０からトナーが補給される主部側補給口５７、等で構成されている。

現像ローラ５１（現像剤担持体）は、感光体ドラム１Ｙに対向して、感光体ドラム１Ｙ上に形成された静電潜像にトナー（現像剤）を供給する。現像ローラ５１としては、ステンレス鋼等の導電性金属材料で形成された回転軸部（芯金）上に、鉄系材料又はアルミニウム系材料からなるローラ部５１ａ（ローラ主部）を具備したものを用いることができる。具体的に、本実施の形態では、その表面に導電性を有する表面層が形成された円筒状のローラ部５１ａの軸方向両端部に、それぞれ、フランジが一体的に形成された回転軸部を圧入接着して、現像ローラ５１を形成している（このような構成のものも、回転軸部上にローラ部が形成されたものであると定義する）。なお、本実施の形態では、現像ローラ５１のローラ部５１ａの表面（外周面）に複数の凹部５１ａ１を形成しているが、その詳細については後で図４、図５等を用いて詳しく説明する。
供給ローラ５３（現像剤供給部材）は、２つの搬送スクリュ５４、５５の下方に配設されていて、現像ローラ５１に摺接して現像ローラ５１にトナーを供給する。供給ローラ５３は、芯金上に、導電性を有する発泡ポリウレタン層（電気抵抗値が１０³〜１０¹⁴Ω程度のものである。）が積層されている。また、供給ローラ５３は、感光体ドラム１Ｙとの現像領域において現像工程に供されなかった現像ローラ５１上のトナーを、現像ローラ５１から除去する機能も有している。
ドクターブレード５２（現像剤規制部材）は、その先端部が現像ローラ５１の外周面に１０〜１００Ｎ／ｍ程度の圧力にて所定角度で当接するように配設されていて、現像ローラ５１に担持された現像剤の量を規制する。ドクターブレード５２としては、ステンレス鋼等の金属材料からなる薄い板状部材を用いることができる。

ここで、現像ローラ５１や供給ローラ５３やドクターブレード５２には、不図示の電源部から、所定の電圧が印加されていて、後述する現像ローラ５１上におけるトナーの移動が促進されている。なお、本実施の形態では、現像ローラ５１に対して、現像領域において現像ローラ５１と感光体ドラム１Ｙとの間でトナーが往復運動するように、交番電圧（ＡＣ周波数が５００〜１０００Ｈｚ程度、ピーク・ツー・ピーク電圧が５００〜３０００Ｖ程度、印加時間デューティが３０〜７０％程度の矩形波である。）を印加している。

２つの搬送スクリュ５４、５５（搬送部材）は、装置本体１００に装着された状態で、現像装置主部５０内に収容されたトナーを軸方向（図２の紙面垂直方向である。）に搬送して循環経路を形成する。
第１搬送部材としての第１搬送スクリュ５４は、供給ローラ５３に対向する位置（上方の位置である。）に配設されていて、トナーを軸方向（長手方向）に水平に搬送（図２の紙面垂直方向の手前側から奥側への搬送である。）しながら、供給ローラ５３上にトナーを供給する。

第２搬送部材としての第２搬送スクリュ５５は、仕切部材５６を介して第１搬送スクリュ５４に対向する位置（上方の位置である。）に配設されていて、トナーを軸方向（長手方向）に水平に搬送（図２の紙面垂直方向の奥側から手前側への搬送である。）する。そして、第２搬送スクリュ５５は、第１搬送スクリュ５４による第１搬送経路Ｂ１の下流側から第２中継部を介して循環されるトナーを第１搬送経路Ｂ１の上流側に第１中継部を介して搬送する。
２つの搬送スクリュ５４、５５は、現像ローラ５１や感光体ドラム１Ｙと同様に、回転軸がほぼ水平になるように配設されている。また、２つの搬送スクリュ５４、５５は、いずれも、軸部にスクリュ部が螺旋状に巻装されたものである。

なお、第１搬送スクリュ５４による搬送経路（第１搬送経路Ｂ１）と、第２搬送スクリュ５５による搬送経路（第２搬送経路Ｂ２）と、は仕切部材５６（壁部）によって隔絶されている。
図示は省略するが、第２搬送スクリュ５５による第２搬送経路Ｂ２の下流側と、第１搬送スクリュ５４による第１搬送経路Ｂ１の上流側と、は第１中継部を介して連通している。第２搬送スクリュ５５による第２搬送経路Ｂ２の下流側に達したトナーが、第１中継部にて自重落下して、第１搬送経路Ｂ１の上流側に達することになる。
また、第１搬送スクリュ５４による第１搬送経路Ｂ１の下流側と、第２搬送スクリュ５５による第２搬送経路Ｂ２の上流側と、は第２中継部を介して連通している。そして、第１搬送経路Ｂ１にて供給ローラ５３上に供給されなかったトナーが、第２中継部の近傍に留まって盛り上がって、第２中継部を介して第２搬送経路Ｂ２の上流側に搬送（供給）されることになる。
なお、第２中継部におけるトナーの搬送性（第１搬送経路Ｂ１から第２搬送経路Ｂ２への重力方向に逆らったトナーの受け渡しである。）を向上させるために、第１搬送スクリュ５４の下流側の位置（第２中継部に対応する位置である。）に、パドル形状部や、スクリュの巻き方向が逆方向に形成されたスクリュ部、を設けることもできる。

また、図２を参照して、現像装置主部５０は、上方の位置にてトナー容器６０の容器側補給口６３に連通する主部側補給口５７が形成されている。この主部側補給口５７は、トナー容器６０から現像装置主部５０へのトナー（現像剤）の補給をおこなうためのものである。
また、図示を省略するが、現像ローラ５１、供給ローラ５３、第１搬送スクリュ５４、第２搬送スクリュ５５の各軸部にはギアが設置されていて、アイドラギアをも含めたギア列が形成されている。そして、これらのギア列に不図示の駆動モータ（駆動手段）から駆動力が入力されて、現像ローラ５１、供給ローラ５３、第１搬送スクリュ５４、第２搬送スクリュ５５がそれぞれ図２の矢印方向に回転駆動される。なお、図３は、そのギア列の一部（第１アイドラギア４１から現像ローラ５１に設置された駆動ギア４３に至るギア列である。）のみを図示したものであって、これについては後で説明する。

ここで、現像剤容器としてのトナー容器６０は、アジテータ６１、容器側搬送部材としての容器側搬送スクリュ６２、容器側補給口６３、等で構成されている。
アジテータ６１は、回転軸部に薄板状の可撓性部材が貼着されたものであって、図２の反時計方向に回転することで、トナー容器６０の収容部Ｃ内に収容されたトナーを容器側搬送スクリュ６２による搬送経路に向けて搬送する。
容器側搬送スクリュ６２（容器側搬送部材）は、装置本体１００に装着された状態で、容器内に収容されたトナーを容器側補給口６３に向けて長手方向一端側に向けて搬送する。
容器側補給口６３は、容器側搬送スクリュ６２による搬送経路において長手方向一端側に形成されている。そして、容器側補給口６３から排出されたトナーは、主部側補給口５７を介して現像装置主部５０の第２搬送経路Ｂ２の上流側に自重落下により補給される。

このように構成された現像装置５Ｙは、次のように動作する。
まず、トナー容器６０から補給口５７、６３を介して第２搬送経路Ｂ２内に補給されたトナーは、現像装置主部５０内を循環するトナーとともに、第２搬送スクリュ５５によって撹拌・混合されながら、第１搬送経路Ｂ１に供給される。そして、第１搬送経路Ｂ１に搬送されたトナーは、第１搬送スクリュ５４に搬送されながら、その一部が供給ローラ５３に供給され担持される。供給ローラ５３に担持されたトナーは、現像ローラ５１との圧接部（当接位置）で摩擦帯電された後に、現像ローラ５１上に移動して担持される。その後、現像ローラ５１上に担持されたトナーは、ドクターブレード５２との当接位置で、薄層化・均一化された後に、感光体ドラム１Ｙとの対向位置（現像領域）に達する。そして、この位置で、現像領域に形成された電界（現像電界）によって、感光体ドラム１Ｙ上に形成された潜像にトナーが吸着される。

ここで、現像ローラ５１は、回転軸部（図４において左側に位置する、軸方向一端側の回転軸部である。）に、駆動伝達部材としての駆動ギア４３が設置されていて、不図示の駆動モータ（駆動手段）による回転駆動力が入力されるように構成されている。
詳しくは、図３を参照して、プロセスカートリッジ６Ｙにおける現像装置５Ｙには、現像ケース（ケース）上に起立する支軸３５に第１アイドラギア４１が設置されている。さらに、現像ケース５８上に起立する別の支軸（図４を参照できる。）上には、第１アイドラギア４１に噛合する第２アイドラギア４４が設置されている。また、現像ケース５８には軸受７１を介して現像ローラ５１の回転軸部が回転可能に支持され、その軸方向一端側の回転軸部に第２アイドラギア４４に噛合する駆動ギア４３が設置されている（図４を参照できる）。そして、プロセスカートリッジ６Ｙが装置本体１００にセットされると、現像装置５Ｙの支軸３５に設置された第１アイドラギア４１が、装置本体１００に設置された本体側駆動ギア９０（駆動モータのモータ軸に設置されている。）に噛合する。
このような構成により、本体側駆動ギア９０（駆動手段）から第１アイドラギア４１、第２アイドラギア４４を介して駆動ギア４３に回転駆動力が入力されて、駆動ギア４３とともに現像ローラ５１が回転駆動されることになる。

また、現像ローラ５１は、感光体ドラム１Ｙ（像担持体）に圧接するように、付勢手段としての圧縮スプリング３３によって感光体ドラム１Ｙに向けて付勢される。
詳しくは、図３を参照して、プロセスカートリッジ６Ｙの筐体３０には、軸受を介して感光体ドラム１Ｙの軸部が回転可能に支持されている。また、プロセスカートリッジ６Ｙの筐体３０には、現像装置５Ｙが支軸３５（筐体３０に固設されている。）を中心にして回動可能に支持され、さらに現像装置５Ｙを背面側から感光体ドラム１Ｙに向けて付勢する圧縮スプリング３３が設置されている。また、図４に示すように、現像ローラ５１の回転軸部（回転軸方向両端部）には、それぞれ、現像ローラ５１のローラ部５１ａの外径よりも若干大きな外径からなる位置決めコロ７０が挿設されている。
このような構成により、現像ローラ５１は、圧縮スプリング３３によって現像装置５Ｙとともに支軸３５を中心に回動（図３の太線矢印で示す時計方向の回動である。）して、位置決めコロ７０が感光体ドラム１Ｙに当接する位置で位置決めされて、感光体ドラム１Ｙに対して所定のギャップをあけて対向することになる。
なお、先に説明した第１アイドラギア４１は支軸３５に設置されているため、現像装置５Ｙが支軸３５を中心にして回動しても、第１アイドラギア４１と本体側駆動ギア９０との噛み合いが変化することはなく、現像ローラ５１への駆動伝達が維持されることになる。

ここで、図４、図５等を参照して、本実施の形態における現像ローラ５１（現像剤担持体）は、その外周面に複数の凹部５１ａ１（溝部）が形成されている。詳しくは、現像ローラ５１は、回転軸部（本実施の形態では、回転軸方向一端側の回転軸部と、回転軸方向他端側の回転軸部と、がそれぞれ組み立て前に別の部材として分割されている。）上に、複数の凹部５１ａ１が形成されたローラ部５１ａが設けられている。ローラ部５１ａは、基部（凹部以外の凸部となる部分である。）に転造加工を施して、回転軸方向に対して略アヤメ状に形成された凹部５１ａ１（溝部）を形成したものである。すなわち、現像ローラ５１の凹部５１ａ１は、回転軸方向にわたって、互いに逆方向の螺旋方向に向かう螺旋が交差するように略アヤメ状に形成されている。
本実施の形態において、略アヤメ状に形成された凹部５１ａ１は、ローラ部５１ａに対して互いの螺旋方向が逆方向になるように２つの溝部を螺旋状に形成したものであって、その２つの螺旋状の溝部の交差角は３０〜１２０度程度の範囲で設定されている。このように、複数の凹部５１ａ１は、軸方向及び周方向にわたって規則的に形成されている。また、本実施の形態において、凹部５１ａ１の深さはトナーＴの粒径（重量平均粒径）よりも大きく１０μｍ程度に形成され、凹部に対する凸部の軸方向の幅が４０μｍ程度に、凸部と凸部との軸方向のピッチが８０μｍ程度に形成されている。

このように、現像ローラ５１の外周面（ローラ部５１ａ）に規則的に配列された複数の凹部５１ａ１を形成することで、図５に示すように、複数の凹部５１ａ１にトナーＴが入り込んだ状態で、ドクターブレード５２（現像剤規制部材）によって現像ローラ５１上に担持された余剰のトナーＴＫがすり切られることになる。これにより、ドクターブレード５２によって薄層化される現像ローラ５１上のトナー量が安定化して、良好な現像工程をおこなうことができる。なお、図５中に示す矢印は、現像ローラ５１が回転する方向を示すものである。

また、図５に示すように、本実施の形態において、ドクターブレード５２は、金属材料で形成された板状部材であって、その先端部が複数の凹部５１ａ１の縁部（破線で囲んだ部分である。）に当接するように配設されている。このような構成により、ドクターブレード５２の先端部（現像ローラ５１に当接する当接部である。）にトナーが固着してしまっても、複数の凹部５１ａ１の縁部がある程度尖っているため、その凹部５１ａ１の縁部（１つの凹部５１ａ１において、現像ローラ５１の回転方向に対して下流側の縁部である。）によって固着トナーが剥ぎ取られることになる。そのため、ドクターブレード５２の当接部に固着したトナーが増大して、その固着した位置に対応して画像上にスジ状の欠損が生じてしまう不具合を抑止することができる。

なお、本実施の形態では、現像ローラ５１のローラ部５１ａにおける複数の凹部５１ａ１を回転軸方向（軸方向）に対して略アヤメ状に形成したが、複数の凹部５１ａ１の形態はこれに限定されることなく、複数の凹部５１ａ１を軸方向に対して格子状に形成することもできる。
このような場合であっても、現像ローラ５１の外周面（ローラ部５１ａ）に複数の凹部５１ａ１が規則的に配列されることになり、ドクターブレード５２によって薄層化される現像ローラ５１上のトナー量を安定化させることができる。

以下、本実施の形態における現像装置５Ｙにおいて、特徴的な構成・動作について詳述する。
図６、図７（又は、図２）を参照して、本実施の形態における現像装置５Ｙには、現像領域（現像ローラ５１と感光体ドラム１Ｙとの対向位置である。）に対して現像ローラ５１（現像剤担持体）の回転方向下流側の位置で、現像ローラ５１を回転軸方向（図６の紙面垂直方向である。）にわたって覆うように形成された現像ケース５８が設置されている。なお、本実施の形態において、現像ケース５８は、現像ローラ５１の下方を覆うケースとして機能する以外にも、現像装置５Ｙの全体のケースとして機能している。
そして、現像ケース５８には、現像領域に対して現像ローラ５１の回転方向下流側の位置で現像ローラ５１に当接する可撓性部材５９（シール部材）が貼着されている。詳しくは、可撓性部材５９は、現像ケース５８に固定端側が貼着されて、現像領域に対して現像ローラ５１（現像剤担持体）の回転方向下流側の位置で、現像ローラ５１（少なくともローラ部５１ａにおいてトナーが担持される領域である。）の外周面に対して回転軸方向にわたって現像ローラ５１の回転に沿うように自由端側が当接している。

ここで、本実施の形態において、可撓性部材５９は、その自由端側（先端部側であって、現像ローラ５１に当接する側である。）に、現像ローラ５１の回転にともない凹部５１ａ１に出入りすることで可撓性部材５９を加振させる加振部として機能する折曲部５９ａが形成されている。すなわち、図８、図９（Ａ）を参照して、可撓性部材５９の加振部として、その自由端側を現像ローラ５１に近づく方向に折り曲げて形成された折曲部５９ａが設けられている。

詳しくは、可撓性部材５９は、厚さが０．２ｍｍ以下のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の樹脂材料からなる略矩形状のシート部材であって、一端側が固定端として現像ケース５８の顎部に貼着され、他端側が自由端として現像ローラ５１の表面に腹当りして、現像工程後に現像ローラ５１に担持されたトナーＴを掻き落とすことなく、現像ローラ５１と現像ケース５８との隙間から外部にトナーＴが漏出するのを防止している。
また、図８（Ａ）、図９（Ａ）等を参照して、可撓性部材５９の折曲部５９ａは、現像ローラ５１との固定端側の対向面との角度θが鈍角になるように折り曲げて形成されたものであり、凹部５１ａ１の底部（凸部から最も内部の側に離れた凹部の表面である。）に接触可能に形成されている。具体的に、本実施の形態では、折曲部５９ａの角度θが１２０度程度に設定され、折曲部５９ａの曲げ元から先端部までの長さＭが凹部５１ａ１の深さよりも充分に大きく１ｍｍ程度になるように設定されている。

このような構成により、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、可撓性部材５９は、矢印方向の現像ローラ５１の回転にともない折曲部５９ａが凹部５１ａ１に出入りを繰り返すことで、可撓性部材５９全体が白矢印に示すように上下に移動して微小に振動することになる。そのため、可撓性部材５９の先端部（自由端側）に、現像工程後において現像ローラ５１の凹部５１ａ１に残ったトナーＴなどが付着してしまっても、その付着したトナーが可撓性部材５９の振動によって可撓性部材５９に固着することなく振るい落とされることになる。したがって、可撓性部材５９の先端部にトナーが固着してしまうことによって、可撓性部材５９と現像ローラ５１との間に隙間ができてしまい可撓性部材５９のシール性が低下してしまう不具合や、現像ローラ５１の表面を傷つけてしまう不具合などが発生するのを未然に防止することができる。

なお、折曲部５９ａの長さＭを凹部５１ａ１の深さより充分に長く設定しているのは、折曲部５９ａの凹部５１ａ１への出入りによって可撓性部材５９を確実に振動させるためである。ただし、折曲部５９ａの長さＭは、あまり長すぎずに、２ｍｍ以下に設定することが好ましい。これは、折曲部５９ａの長さＭが長すぎると、折曲部５９ａが凹部５１ａ１から出て凸部に当接した状態（図８（Ｂ）の状態である。）のときなどに、可撓性部材５９が現像ローラ５１の外周面に腹当りした状態を維持できなくなってしまい、可撓性部材５９によるシール性が低下してしまうためである。
また、折曲部５９ａの角度θ（曲げ角度）を鈍角としているのは、折曲部５９ａが凹部５１ａ１に引っ掛かって現像ローラ５１の回転を妨げないようにするためである。

なお、本実施の形態において、図９（Ｂ）に示すように、折曲部５９ａを、回転軸方向（長手方向）に複数に分割して櫛歯状に形成することもできる。このような構成を採用する場合としては、折曲部５９ａが撓んで凹部５１ａ１に入り込みにくく充分な振動が生じないような場合に有効である。特に、現像ローラ５１の外周面に略アヤメ状に複数の凹部５１ａ１を形成した場合には、現像ローラ５１の外周面に略格子状に複数の凹部５１ａ１を形成した場合に比べて、そのような現象が起こりうるため、図９（Ｂ）のような構成が有効になりうる。

また、本実施の形態では、可撓性部材５９の加振部として折曲部５９ａを用いた。
これに対して、可撓性部材５９の加振部として、その自由端側において現像ローラ５１に近づく方向に起毛されたブラシ部５９ｂを用いることもできる。例えば、ＰＥＴ材料などからなるブラシ毛（ブラシ部５９ｂ）が、ＰＥＴ材料からなる矩形状のシートの先端部に設置されたものである。このような場合にも、可撓性部材５９は、矢印方向の現像ローラ５１の回転にともないブラシ部５９ｂが凹部５１ａ１に出入りを繰り返すことで、可撓性部材５９全体が微小に振動することになるため、本実施の形態のものと同様に、可撓性部材５９の先端部にトナーが固着してしまう不具合を防止することができる。特に、ブラシ部５９ｂを構成するブラシ毛は、現像ローラ５１の外周面に形成された複数の凹部５１ａ１の形状（配列）に関わらず、凹部５１ａ１に柔軟に入り込むことができるため、上述した効果を確実に発揮させることができる。

また、図１０の例においても、ブラシ部５９ｂは、現像ローラ５１との固定端側の対向面に対するブラシ毛の倒れ角度θが鈍角になるように起毛されたものであり、凹部５１ａ１の底部に接触可能に形成されたものであることが好ましい。具体的に、図１０の例では、ブラシ毛の長さ（毛足）が０．８ｍｍ程度に設定され、倒れ角度θが１３５度（垂直な状態から４５度倒れた状態である。）程度に設定され、ブラシ毛の密度が１２万本／平方インチ程度に設定されている。
これにより、本実施の形態のものと同様に、可撓性部材５９によるシール性を確保しつつ、ブラシ部５９ｂの凹部５１ａ１への出入りによって可撓性部材５９を確実に振動させることができるとともに、ブラシ部５９ｂが凹部５１ａ１に引っ掛かって現像ローラ５１の回転を妨げる不具合を防止することができる。

なお、図１０の例において、図１１（Ａ）に示すように、そのブラシ毛の長さが、固定端側のものに比べて自由端側のものが長くなるように、ブラシ部５９ｂを形成することができる。
このような構成により、先端部側に倒れた状態のブラシ部５９ｂが現像ローラ５１に沿うように当接した状態で、ブラシ部５９ｂと現像ローラ５１との周方向の当接圧を均一化しつつ当接面積を大きくすることができるため、可撓性部材５９のシール性を高めることができる。

さらに、図１０の例において、図１１（Ｂ）に示すように、そのブラシ毛の長さが、回転軸方向（長手方向）において中央部側のものに比べて両端部側のものが長くなるように、可撓性部材５９を形成することもできる。
このような構成が有効な場合としては、可撓性部材５９の貼着部となる現像ケース５８が回転軸方向（長手方向）の両端側を支持点とすることにより図１１（Ｂ）の両矢印方向に反ってしまい、可撓性部材５９も同方向に反った状態で現像ローラ５１に接触する場合などである。このような場合には、図１１（Ｂ）のように構成することで、可撓性部材５９の反り方向に合わせてブラシ部５９ｂのブラシ毛が回転軸方向にわたってほぼ均一な当接圧で現像ローラ５１に当接することになるため、可撓性部材５９の反りによってシール性が低下する不具合を防止することができる。

以上説明したように、本実施の形態では、現像ローラ５１（現像剤担持体）の外周面に複数の凹部５１ａ１を形成した場合であっても、現像領域に対して現像ローラ５１の回転方向下流側で現像ローラ５１に当接する可撓性部材５９の自由端側に、現像ローラ５１の回転にともない凹部５１ａ１に出入りすることで可撓性部材５９を加振させる折曲部５９ａ（加振部）を形成しているので、可撓性部材５９にトナー（現像剤）が固着する不具合を生じにくくすることができる。

なお、本実施の形態においては、感光体ドラム１Ｙ（像担持体）と現像装置５Ｙ（現像装置主部５０）と帯電装置４Ｙとクリーニング装置２Ｙとが一体化されたプロセスカートリッジ６Ｙとして構成されている場合に対して、本発明を適用した。しかし、本発明の適用はこれに限定されることなく、これらの装置１Ｙ、２Ｙ、３Ｙ、５Ｙの全部又は一部が、それぞれ単体で画像形成装置本体１００に対して着脱されるユニットして構成されている場合であっても、当然に本発明を適用することができる。そして、そのような場合にも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
なお、本願において、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電装置（帯電部）と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置（現像部）と、像担持体上をクリーニングするクリーニング装置（クリーニング部）とのうち、少なくとも１つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されるユニットと定義する。

また、本実施の形態では、現像装置５Ｙにおける現像装置主部５０に第１搬送経路Ｂ１と第２搬送経路Ｂ２とを形成して、トナーを長手方向に循環させるように構成したが、現像装置主部５０の構成はこれに限定されることない。例えば、現像装置主部５０に、トナーを上下方向に撹拌する撹拌パドル（例えば、回転軸部にマイラー等からなる可撓性部材が放射状に形成されたものである。）が設置された撹拌室を設けることもできる。さらに、トナー容器６０に、容器側搬送スクリュ６２の代わりにトナーを上下方向に撹拌・搬送する撹拌部材を設けて、容器側補給口６３及び主部側補給口５７を軸方向（長手方向）の複数個所に設けるように構成することもできる。
また、中間転写ベルトの下方にプロセスカートリッジが設置されている場合などであって、現像ローラ５１に対して下方の位置でドクターブレード５２が当接して、その当接位置から上方の現像領域に向かって現像ローラが回転するように構成された現像装置５Ｙ（例えば、特許文献１に開示された現像装置である。）に対しても、当然に本発明を適用することができる。
そして、これらのような場合にも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態では、現像ローラ５１が感光体ドラム１Ｙに対してギャップをあけて対向するように構成された非接触１成分現像方式の現像装置５Ｙが設置された画像形成装置１００に対して、本発明を適用した。これに対して、現像ローラが感光体ドラムに対してギャップをあけずに対向（当接）するように構成された１成分現像方式の現像装置が設置された画像形成装置に対しても本発明を適用することができる。
また、本実施の形態では、金属材料で形成されたドクターブレード５２の先端部が凹部５１ａ１に当接するように構成したが、ドクターブレード５２の腹部が凹部５１ａ１に当接するように構成することもできるし、ドクターブレード５２を樹脂材料で形成することもできる。
また、本実施の形態では、現像剤としてトナーのみからなる１成分現像剤が収容された現像装置５Ｙに対して、本発明を適用した。これに対して、現像剤としてトナーとキャリアとからなる２成分現像剤が収容された現像装置であっても、外周面に複数の凹部が形成された現像剤担持体（現像ローラ）を用いたものであれば、当然に本発明を適用することができる。
さらに、本実施の形態では、複数の作像部によって中間転写ベルト８にトナー像が転写されるカラー画像形成装置１００に対して、本発明を適用した。これに対して、１つの作像部によって記録媒体にトナー像が転写されるモノクロ画像形成装置に対しても、当然に本発明を適用することができる。
そして、それらのような場合にも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

１Ｙ 感光体ドラム（像担持体）、
５Ｙ 現像装置、
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ プロセスカートリッジ、
７Ｙ 露光部（書込み部）、
５１ 現像ローラ（現像剤担持体）
５１ａ ローラ部、
５１ａ１ 凹部（溝部）、
５２ ドクターブレード（現像剤規制部材）、
５３ 供給ローラ（現像剤供給部材）、
５８ 現像ケース、
５９ 可撓性部材（シール部材）、
５９ａ 折曲部（加振部）、
５９ｂ ブラシ部、
１００ 画像形成装置（画像形成装置本体）、
Ｔ トナー。

特開２０１３−１３７５００号公報

Claims (10)

1. 現像剤が内部に収容されるとともに、像担持体上に形成された潜像を現像してトナー像を形成する現像装置であって、
   前記像担持体に対向して現像領域を形成して、所定方向に回転するとともに、その外周面に複数の凹部が形成された現像剤担持体と、
   前記現像領域に対して前記現像剤担持体の回転方向下流側の位置で、前記現像剤担持体を回転軸方向にわたって覆うように形成された現像ケースと、
   前記現像ケースに固定端側が貼着されて、前記現像領域に対して前記現像剤担持体の回転方向下流側の位置で、前記現像剤担持体の外周面に対して回転軸方向にわたって前記現像剤担持体の回転に沿うように自由端側が当接する可撓性部材と、
   を備え、
   前記可撓性部材は、その自由端側に、前記現像剤担持体の回転にともない前記凹部に出入りすることで当該可撓性部材を加振させる加振部が形成されたことを特徴とする現像装置。
2. 前記可撓性部材の前記加振部は、その自由端側を前記現像剤担持体に近づく方向に折り曲げて形成された折曲部であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記折曲部は、前記現像剤担持体との固定端側の対向面との角度が鈍角になるように折り曲げて形成されたものであり、前記凹部の底部に接触可能に形成されたことを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 前記折曲部は、前記回転軸方向に複数に分割されて櫛歯状に形成されたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の現像装置。
5. 前記可撓性部材の前記加振部は、その自由端側において前記現像剤担持体に近づく方向に起毛されたブラシ部であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
6. 前記ブラシ部は、前記現像剤担持体との固定端側の対向面に対するブラシ毛の倒れ角度が鈍角になるように起毛されたものであり、前記凹部の底部に接触可能に形成されたことを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
7. 前記ブラシ部は、そのブラシ毛の長さが、固定端側のものに比べて自由端側のものが長くなるように形成されたことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の現像装置。
8. 前記ブラシ部は、そのブラシ毛の長さが、前記回転軸方向において中央部側のものに比べて両端部側のものが長くなるように形成されたことを特徴とする請求項５〜請求項７のいずれかに記載の現像装置。
9. 画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されるプロセスカートリッジであって、
   請求項１〜請求項８のいずれかに記載の現像装置を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
10. 請求項１〜請求項８のいずれかに記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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