JP6119324B2 - 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体上の静電潜像を現像する現像装置、該現像装置を有するプロセスカートリッジ、該現像装置又はプロセスカートリッジを有する複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、あるいはこれらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置に関する。

従来、二成分現像方式の現像装置は、トナーとキャリアから成る二成分現像剤を現像剤担持体に担持し、像担持体と対向する現像領域に搬送し、像担持体上に形成された静電潜像を現像して可視化する装置である。現像領域で現像処理を終了しトナーが消費された後、現像剤は回収され、補給されるトナーと混合、攪拌され、再び現像に供される。

このような二成分現像方式の現像装置に用いられる現像剤は、安定したトナー画像を得るために、一定のトナー濃度と帯電量を維持する必要がある。トナー濃度は現像で消費したトナーと補給トナー量により調整され、帯電量はキャリアとトナーとの混合時の摩擦帯電により付与され、これらの機能を現像剤担持体の近傍に配備の現像剤供給装置が備える。
現像剤供給装置は、例えば、複数本の現像剤攪拌搬送部材としての搬送スクリュを現像剤収容器内に並べ、そのうちの少なくとも１本を供給スクリュとして現像剤担持体と対向させ、現像剤担持体と供給スクリュとの間で現像剤供給と回収を同時に進行させる。
現像剤供給装置の近傍に対向配備の現像剤担持体は、複数の磁極を形成するための磁石を固定配置した磁界発生手段を内包する回転可能な非磁性の現像スリーブが広く用いられる。この現像スリーブは内部の磁界発生手段の磁力により、現像剤供給装置の搬送スクリュにより攪拌された現像剤を現像スリーブ上に磁力で担持し、更に、現像剤を現像剤規制部材（ドクタブレード）で一定層厚に規制し、感光体等の像担持体と対向する現像領域に搬送する。

ここで、現像スリーブに担持された現像剤は、現像スリーブ表面と現像剤規制部材（ドクタブレード）の間のギャップ部分（ドクタギャップ）を通過することで、一定体積になるよう規制される。
このドクタギャップを通過した現像剤（膜層）の単位面積当りの重量は汲み上げ量（または搬送量）と呼ばれ、画像濃度に大きな影響を与えることが知られている。汲み上げ量が現像スリーブと感光体とが対向する現像領域の間隙に対して多すぎると、現像剤が現像領域で圧縮され、その時のせん断応力により摩擦発熱することで現像剤自体が溶解して固着するという不具合が生じる。

一方、汲み上げ量が少ないと、像担持体の感光体面に十分なトナーを供給することができないために、画像濃度低下や濃度ムラという不具合が生じる。そのため、安定して高品位の画像を得るためには、現像スリーブ長手方向において適正な範囲の汲み上げ量を確保し、像担持体と対向する現像領域（対向部）に搬送することが重要となる。
そこで、現像剤汲み上げ量が現像剤担持体の長手方向に対して均一になるよう、現像剤規制部材が形成するドクタギャップを現像剤担持体長手方向に対して均一に設定するのが一般的である。

しかし、従来構成の現像装置は、市場での画像形成装置の高速化、高画質化の要求に伴い、現像剤担持体の回転数や現像剤担持体内部の磁界発生手段の磁力が大きくなると、現像剤規制部材に掛かる現像剤圧力が大きくなり、現像剤規制部材の長手方向中央部にたわみが生じる。そして、長手方向中央部におけるドクタギャップが、長手方向端部のドクタギャップと比較して大きくなるという現象が発生する。その結果、長手方向の現像剤層厚にムラが生じ、画像品質の低下を招くという問題がある。
このような従来構成の現像装置における課題に対して、特許文献１には、現像剤規制部材の長手方向両端を現像装置筐体に支持し、かつ、現像スリーブと対向する先端面の長手方向中央が両端に対して０．０２〜０．０８ｍｍの真直度の差を有して凸形状を成す構成とした現像装置が開示されている。

この様な構成では、駆動時に現像剤規制部材における長手方向中央の先端面が押圧されると、長手方向中央におけるドクタギャップが拡大されて、両端のドクタギャップに対する偏差が吸収されるように変位する。ところが、近年の画像形成装置の高速化に伴い、現像剤担持体の回転数を上昇させる必要があり、これに応じて現像剤が現像剤規制部材の中央部を押圧する程度も大きくなっている。
このため、上述した特許文献１の構成では、現像剤担持体の回転数上昇に伴う現像剤からの押圧力増加によって現像剤規制部材の中央部のドクタギャップが端部より大きくなってしまう。
つまり、特許文献１の技術では、現像剤担持体の回転数上昇に伴う現像剤汲み上げ量の増加に起因する長手方向におけるドクタギャップの偏差を吸収するように、現像剤規制部材の中央部を変位させることができず、ドクタギャップを通過する現像剤量の長手方向偏差を抑制できないため、現像剤層厚のムラに起因する画像品質の低下が生じてしまう。

本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、現像剤担持体と現像剤規制部材との間隙（ドクタギャップ）を通過する現像剤量の長手方向偏差を抑制して、現像剤層厚のムラによる、画像品質の低下を抑制できる現像装置、そのような現像装置を収容する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を目的とする。

本発明は前記課題を達成するため以下の構成とした。
本発明である現像装置は、トナーとキャリアから成る二成分現像剤を収容する現像容器と、前記二成分現像剤を攪拌搬送する現像剤搬送部材と、前記現像容器に回転可能に支持され、複数の磁極を形成する磁界発生手段を内包する非磁性のスリーブを有し、前記現像剤搬送部材に攪拌搬送された二成分現像剤を磁力により該スリーブ表面に汲み上げて担持して潜像担持体との対向領域に搬送する現像剤担持体と、前記二成分現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、を備えた現像装置において、前記現像剤規制部材は、前記スリーブの表面に対して該現像剤規制部材の先端側が長手方向に亘って対向するように前記現像容器に対して取り付けられ、該現像剤規制部材の長手方向中央部が長手方向両端部に比べて前記スリーブの回転方向上流側に向けて突出するように湾曲しており、前記湾曲により、長手方向中央部の方が長手方向両端部よりも前記スリーブの表面に対して近接して配置されることを特徴とする。

本発明によれば、現像剤圧力が掛かる前の初期状態で、現像剤規制部材の先端側の長手方向中央部と両端部の平面直交方向の偏差が０．１〜０．６ｍｍとなる平面度を成すよう湾曲形状に形成される。現像剤圧力が現像剤規制部材の先端側に掛かると、平面直交方向の偏差をキャンセルする変位が生じるので、主板部の先端縁と現像剤担持体の表面の間のドクタギャップを同等にできる。現像剤担持体に担持の現像剤の厚さを長手方向で一定に調整でき、画像ムラをなくし、画像品質を向上できる点が特徴になっている。

本発明に係る実施形態である現像装置及びプロセスカートリッジを備える画像形成装置の全体構成図である。 図１の現像装置を収容するプロセスカートリッジの側断面図である。 図１の現像装置を示す図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はケーシング上部を取り除いた斜視図である。 図１の現像装置の供給スクリュと回収スクリュへの現像剤の移動を説明する図である。 図１の現像装置の現像ローラの磁力線及び供給スクリュと回収スクリュへの現像剤の移動を説明する図である。 図１の現像装置の現像ローラに対設されるドクタブレードの平面図である。 図１の現像装置の現像ローラに対設されるドクタブレードの湾曲状態を説明する概略斜視図である。 図１の現像装置で用いる現像ローラとドクタブレードの相対位置の説明図である。 図１の現像装置の現像ローラに対設されるドクタブレードの先端縁の湾曲状態を説明する図である。 図１の現像装置で用いる現像剤収容器に装着された現像ローラにドクタブレードを組み付ける前の分解斜視図で、（ａ）は全体図、（ｂ）は部分切欠拡大図である。 図１の現像装置で用いる現像剤収容器に装着された現像ローラにドクタブレードを組み付け後の斜視図で、（ａ）は全体図、（ｂ）は部分切欠拡大図である。 図１の現像装置の現像ローラに対設されるドクタブレードの平面度―汲み上げ量偏差ＦＣＲρの関係説明線図である。 図１の現像装置で用いるドクタブレードの平面度検出装置の一例の正面図で、（ａ）は端部データ検出状態を、（ｂ）は中央部データ検出状態を示す。 第２の実施形態である現像装置で用いるドクタブレードの湾曲状態を説明する概略斜視図である。

以下、図を参照して本発明の実施形態を説明する。実施形態及び変形例等に亘り、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〜図１２を参照して、本発明の第１実施形態としての現像装置、同現像装置を収容するプロセスカートリッジ、これらを備える画像形成装置の全体構成を説明する。ここでの画像形成装置１００はカラー複写機である。
このカラー複写機（以後画像形成装置と記す）１００は、いわゆるタンデム型の画像形成装置であり、中間転写ユニット１０に設けられた中間転写ベルト８の下方に沿ってイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色に対応する作像部６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ（以下符号を６Ｙ〜６Ｋとも記す）を有している。

作像部６Ｙ〜６Ｋは像担持体としての感光体ドラム１と、感光体１へ被転写材Ｐを自動給紙する原稿自動搬送装置４００を備えたスキャナ３００を備え、このスキャナ３００や不図示の他の画像信号入力装置からの画像信号に応じて画像形成がプリンタ部（画像形成部）５００で成される。このプリンタ部５００では供給された被転写材Ｐに原稿画像相当の４色トナー像が転写され、定着処理の後、４色トナー像が定着された被転写材Ｐをスタック部３０に送出する。装置本体１０１に配設された各作像ユニット６Ｙ〜６Ｋは作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外はほぼ同様の構成であるので、図２において作像部６と感光体ドラム１と１次転写ローラ９とにおける符号のアルファベット（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を省略する。

図２に示すように、作像部６は像担持体としての感光体ドラム１と、感光体ドラム１の周囲に配設された帯電部４、現像装置５、クリーニング部２等によって構成されている。感光体ドラム１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）が行われ、感光体ドラム１上に所望のトナー像が形成される。作像部６を構成する感光体ドラム１、帯電部４、現像装置５、クリーニング部２はそれぞれ装置本体１０１に対して着脱自在に構成されており、それぞれが寿命に達したときに新品に交換される。本実施形態では作像部６を構成する感光体ドラム１、帯電部４、現像部５、クリーニング部２をそれぞれ単独のユニットとしたが、これ等を一体化して（図２に示す２点差線のケーシング６０１を用いる）装置本体１０１に対して着脱自在なプロセスカートリッジとしてもよい。その場合には作像部６のメンテナンス性が向上する。

感光体ドラム１は、図示しない駆動手段によって図２において時計回り方向に回転駆動され、帯電部４の位置でその表面を一様に帯電される（帯電工程）。その後、感光体ドラム１の表面は不図示の露光部から照射されたレーザ光Ｌの照射位置に達し、この位置での露光走査により静電潜像が形成される（露光工程）。その後、感光体ドラム１の表面は現像装置５（後で、詳細に説明する）との対向位置に達し、この位置で静電潜像が現像されて所望のトナー像が形成される（現像工程）。その後、感光体ドラム１の表面は中間転写ベルト８及び１次転写ローラ９との対向位置（潜像担持体との対向領域）に達し、この位置で感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト８に転写される（１次転写工程）。

このとき、感光体ドラム１上には僅かながら未転写のトナーが残存する。その後、感光体ドラム１の表面はクリーニング部２との対向位置に達し、この位置で感光体ドラム１上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード２ａによって回収される（クリーニング工程）。最後に感光体ドラム１の表面は図示しない除電部との対向位置に達し、この位置で感光体ドラム１上の残留電位が除去される。これにより感光体ドラム１上で行われる一連の作像プロセスが完了する。

上述した作像プロセスは、４個の作像部６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋにおいてそれぞれ行われる。すなわち作像部６の下方に配設された図示しない露光部から画像情報に基づいたレーザ光Ｌ（図２参照）が各感光体ドラム１に向けて照射される。詳しくは、露光部は光源よりレーザ光Ｌを照射し、そのレーザ光Ｌを回転駆動されるポリゴンミラーで走査しつつ、複数の光学素子を介して感光体ドラム１上に照射する。その後、現像工程を経て各感光体ドラム１上に形成した各色のトナー像を中間転写ベルト８上に重畳転写し、これにより中間転写ベルト８上にカラー画像が形成される。
４個の１次転写ローラ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ（図１参照）は、それぞれ中間転写ベルト８を感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。各１次転写ローラ９には、トナーの極性とは逆極性の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９の１次転写ニップを順次通過する。これにより各感光体ドラム１上の各色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畳転写された中間転写ベルト８は２次転写ローラ１９との対向位置に到達する。この位置では、２次転写バックアップローラ１２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上に形成されたカラートナー像は、２次転写ニップの位置に搬送された転写紙等の被転写材Ｐ上に２次転写される。このとき中間転写ベルト８上には被転写材Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存しており、この未転写トナーは図示しないクリーニングユニットによって除去されることで初期状態に復帰する。これにより中間転写ベルト８上で行われる一連の転写プロセスが完了する。

図１に示すように、２次転写ニップの位置に搬送された被転写材Ｐは、装置本体１０１の下方に配設された給紙部２６から給紙ローラ２７、レジストローラ対２８等を経由して搬送されたものである。給紙部２６には被転写材Ｐが多数枚収納されており、給紙ローラ２７が図１において反時計回り方向に回転駆動されると最上位の被転写材Ｐがレジストローラ対２８に向けて分離給送される。レジストローラ対２８に搬送された被転写材Ｐは、回転を停止しているレジストローラ対２８のニップ位置で一時停止される。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、被転写材Ｐが２次転写ニップに向けて搬送されて被転写材Ｐ上に所望のカラー画像が転写される。

２次転写ニップ位置でカラー画像が転写された被転写材Ｐは定着部２０に搬送され、定着ローラ及び加圧ローラによる熱と圧力とにより表面に転写されたカラー画像が定着される。画像が定着された被転写材Ｐは排紙ローラ対２９によって排出され、出力画像としてスタック部３０上に順次スタックされる。以上により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。

図１に示すように、中間転写ユニット１０の上方には、トナーボトルユニット３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋが設けられており、各トナーボトルは各現像装置に図示しないトナー供給手段を介して接続されている。トナー補給が必要な場合にはトナーボトルが回転駆動されて後述するトナー補給口５６（図３（ｂ）参照）を介して補給される。

次に、現像装置の構成・動作について詳しく説明する。
現像装置５は、図３（ａ）に示すように、感光体ドラム１に対向する現像剤担持体としての現像ローラ５１と、現像ローラ５１の下方に設置された現像剤規制部材としてのドクタブレード５２と、キャリアとトナーとからなる二成分現像剤を収容する現像容器としての現像剤収容ケース部材５０と、現像剤収容ケース部材５０に形成された第一搬送路５９及び第二搬送路５８と、第一搬送路５９に収納された第一搬送部材としての供給スクリュ５３と、第二搬送路５８に収納された第二搬送部材としての回収スクリュ５４とを備えている。

ここで、現像ローラ５１と供給スクリュ５３との回収スクリュ５４とが現像剤収容ケース部材５０（現像容器）に回転可能に支持される。
供給スクリュ５３は、現像ローラ５１に対向して配置され、現像剤を混合撹拌しながら現像ローラ５１に現像剤を供給する。回収スクリュ５４は、供給スクリュ５３の上方において現像ローラ５１に対向して配置され、現像ローラ５１から離脱した現像剤を回収する。

図３（ａ）に示すように、現像ローラ５１は、内部に固設された柱状のマグネット５５や、マグネットの周囲を回転する、回転可能な非磁性のスリーブ５１１等で構成されている。現像ローラ５１のマグネット５５には、Ｐ１極〜Ｐ５極の５つの磁極が形成されている。５つの磁極が形成されたマグネット５５の周囲をスリーブ５１１が回転することで、その回転に伴い現像剤が現像ローラ５１上を移動することになる。なお、図３（ａ）の現像ローラ５１に付した放射状の線分は、Ｐ１極〜Ｐ５極のそれぞれの磁力がピークになる位置を示すものである。ここで現像剤汲み上げ極Ｐ５の磁極（磁界発生手段）の法線方向ピーク磁束密度が６０ｍＴ以上９５ｍＴ以下を保持するものが採用され、像剤規制部材との対向部付近にある。これにより、現像剤は汲み上げ極Ｐ５によって現像ローラ５１に適正汲み上げ量を保持でき、その現像スリーブ５１１の回転に伴いドクタギャップに応じた層厚に規制される。

現像剤収容ケース部材５０には、ポリエステル樹脂を主成分とするトナーと磁性微粒子であるキャリアとを、トナー濃度７Ｗｔ％に均一混合した現像剤が一定量充填されている。並列に配置した供給スクリュ５３と回収スクリュ５４とを６００〜８００ｒｐｍで回転させることによって補給後のトナー攪拌と搬送を同時に行い、トナーとキャリアの均一混合と帯電付与を行っている。
トナーの補給は、図３（ｂ）に示すように、回収スクリュ５４の搬送方向上流側に設けられたトナー補給口５６（図１０（ａ）、図１１（ａ）参照）から行われる。
均一混合された現像剤は、現像ローラ５１に近接して平行に設けられた供給スクリュ５３より現像ローラ５１に内包されたマグネット５５（図３（ａ）参照）のＰ４、Ｐ５磁力によってスリーブ外周部の表面に搬送される。

図３に示すように、現像ローラ５１が図中矢印の通り回転することによって感光体ドラム１と現像ローラ５１とによって作られる現像領域に運ばれ、図示しない高圧電源による現像電界を形成することによってトナーが感光体ドラム１上の潜像を現像する。現像後の現像剤は現像ローラ５１の回転に伴って第二搬送路５８内に回収されるようになっており、第一搬送路５９と第二搬送路５８とを仕切る分離部材５７を介して回収スクリュ５４に回収される。

図４は、本実施形態の現像装置５の二成分現像剤を攪拌搬送する現像剤搬送部材を示す図で、現像ローラ５１を取り除いた上で、図３（ａ）の矢視Ａ方向から見た平面図で、供給スクリュ５３と回収スクリュ５４間の現像剤の流れを示している。
スクリュ端の現像剤受け渡し領域である連通口Ｕ１及びＵ２では上段と下段の搬送路が上下に連通している。連通口Ｕ２では上段から下段へ、連通口Ｕ１では下段から上段へ現像剤が搬送されるようになっている。
連通口におけるスクリュの形状はパドルや逆巻きのスクリュを設けており、搬送方向に対して垂直方向への搬送能力を持たせている。

図５は、現像装置５の現像剤搬送方向と直交する方向での断面図である。
図５に示すように、現像装置５は回収スクリュ５４と供給スクリュ５３（第１の攪拌軸）とによる縦２軸搬送構成で、現像ローラ５１の下部にドクタブレード５２（現像剤規制部材であり、後で詳細に説明する）を設けている。
現像装置５内で、現像剤（図中の黒点参照）は、マグネットの磁力の影響を受けて、下方に配置された供給スクリュ５３から非磁性スリーブである現像スリーブ５１１上へ移動し、現像スリーブ５１１に担持搬送される。この現像スリーブ５１１の回転に伴って軸中心から水平方向下側にあるドクタブレード５２）で現像剤量を規制する。この現像剤は現像スリーブ５１１上を循環され、現像領域で感光体ドラム１に接触した後、磁力の反作用と分離板５７で現像スリーブ５１１上から剥離される。剥離後の現像剤は分離板５７に沿って下方へ移動し、第二搬送路５８（第二の隔壁室）内で回収スクリュ５４（第二の攪拌軸）で攪拌されながら一方向へ搬送される。

回収スクリュ５４の終端に達した現像剤は連通穴Ｕ２（図４参照）より第一搬送路５９へと落下し、供給スクリュ５３（第１の攪拌軸）で回収スクリュ５４（第二の攪拌軸）とは逆方向へ搬送されつつ、現像スリーブ５１１上へ移動する。余剰現像剤は連通穴Ｕ２とは反対方向に位置する連通穴Ｕ１より第二搬送路５８（第二の隔壁室）へと押し上げられ再び回収スクリュ５４（第二の攪拌軸）で攪拌される。
この様に、現像装置５は、ドクタブレード５２を下側に配置し、２軸の攪拌軸を用いて、現像剤が一方向のみに循環する下ドクタ２軸一方向循環方式である。なお、図５では現像剤規制部材２を一般的に用いられる平板形状で概略して図示した。

次に、二成分現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材であるドクタブレード５２を詳細に説明する。
図６に示すように、ここでのドクタブレード５２は、金属の板部材に一回曲げを施してプレス成型される。このドクタブレード５２は、現像ローラ５１の長手方向に長い先端側の主板部５２１と、その主板部５２１の後方側に続く屈曲部５２２と、長手方向両端部に位置する端部締結部５２３とを一体成形される。
ドクタブレード５２は現像ローラ長手方向に長い主板部５２１に対して屈曲部５２２を屈曲形成するので、屈曲部５２２が現像剤規制部材の主要部を成す長い平板状の主板部５２１の形状剛性を強化できる。

このドクタブレード５２（現像剤規制部材）の先端側の主板部５２１が現像スリーブ５１１の表面に対して該スリーブの長手方向に亘って対向するよう現像容器に対して取り付けられる。ここでは、図１０（ａ），（ｂ）、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、長手方向の両端部である端部締結部５２３を現像剤収容ケース部材５０（現像装置筐体）側の締結ブラケット５０１に締結される。ここで、左右の締結ブラケット５０１には端部締結部５２３を重ねる締結面にナット孔５０２（図１０（ｂ）参照）が形成されている。締結ブラケット５０１に端部締結部５２３を重ねた上で、端部締結部５２３側のボルト穴５２４に挿通されたボルトＢ１がナット孔５０２に締結されることで、ドクタブレード５２の左右の端部締結部５２３が締結される。ドクタブレード５２は締結ブラケット５０１に締結されることで、現像ローラ５１の長手方向に沿い並列状に配置できる。

ここで、ドクタブレード５２は主板部５２１の先端縁５２５を現像ローラ５１（現像剤担持体）の表面に対向配置する。
このドクタブレード５２の主板部５２１は、図７、９に示すように、その平面度が現像ローラ長手方向に亘って偏差ρ１を持っている。左右の端部締結部５２３（両端部）を基準として、主板部５２１（現像剤規制部材）はその長手方向中央部ｆｃが両端部ｆｓに対して０．１〜０．６ｍｍの平面度を成す湾曲形状を成す。ここで、長手方向中央部ｆｃの中央湾曲方向が非磁性スリーブ５１１と近接する側に設定される。この際、図８，９に示すように、ドクタブレード５２（現像剤規制部材）の長手方向中央部ｆｃが長手方向両端部ｆｓに比べてスリーブ５１１の回転方向上流側に向けて突出するように湾曲している。
即ち、後述のような現像剤圧力が掛かる前の初期状態で、図７、９に示すように、主板部５２１（現像剤規制部材）の主板部５２１の長手方向中央部ｆｃと両端部ｆｓの平面直交方向の偏差ρ１が０．１〜０．６ｍｍとなる平面度を成すよう湾曲形状に形成される。

次に、ここで用いる主板部５２１の平面度の計測方法を説明する。
図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、常盤２０１の上にブロックゲージ２０２（向かい合う平行な二面であれば何でも良い）を乗せてその上にドクタブレード５２（現像ドクタ）の端部締結部５２３を乗せる。両端のブロックゲージ２０２の上面は（理論上は）平行面で、この面をダイヤルゲージ２０３でゼロ点に設定する。
この状態からダイヤルゲージ２０３のプローブを長手方向に移動ｄｓさせながらドクタブレード５２の反り面（下面）に当てていき、ゼロ点からの差を読み取る。ドクタブレード５２を図の下面から計測している理由は、上面側には不図示の磁性板や拡散板が取り付けられており（二成分現像に限る）、ブロックゲージ２０２上面と接触する部分が平面でない場合が多いためである。

ここで、一般的な平面度の定義から考えると、ドクタブレード５２の平面度はダイヤルゲージ２０３を長手方向全域に走査したときの最大値となる。しかし、ドクタブレード５２の端部締結部５２３（両端部）を基準とする場合は、主板部５２１の長手方向中央部ｆｃと左右両端部ｆｓの三領域について、それぞれの平面度の偏差を設定することが肝要である。
それは、現像領域に対応する主板部５２１の長手方向中央部ｆｃと、左右両端部ｆｓとで、平面度が異なっていないと、主板部５２１に狙った湾曲形状を形成できないためである。

例えば、主板部５２１の長手方向中央部ｆｃにおいて０．６ｍｍ、左右両端部ｆｓよりも突出した滑らかな湾曲形状を持たせたい場合には、左右両端部ｆｓ近傍の平面度を０．３ｍｍ程度に設定すると良い。
なお、本実施形態のドクタブレード５２は平面度０．６ｍｍ程度としている。このため、端部締結部５２３自体の傾きは極わずかであり、図１０、図１１に示したようなボルトＢ１による締結（組付け）が可能である。この際、両端部ｆｓ近傍域は直状に戻ろうとするが、長手方向中央部ｆｃへの影響は小さいため、長手方向中央部ｆｃは湾曲状態を維持することができる。

次に、図７〜図９で示すようにドクタブレード５２は、長手方向中央部ｆｃの突出し面側が現像剤圧力の掛かる面を成し、図中下方に、即ち、スリーブの回転方向上流側に向けて突き出すように形成される。
更に、ここでは、図８に示すように、主板部５２１の長手方向中央部ｆｃの先端縁５２５を現像ローラ５１の表面に対向配置する。この際、現像ローラ５１の中心点Ｏから半径方向に延びる基準線Ｌ０（この線は図５に示すドクタブレード５２の傾きに沿う傾斜線）に沿うように、主板部５２１が配備される。

そして、図８に示すように、主板部５２１の中央部ｆｃが基準線Ｌ０に沿うよう配備すると、端部締結部５２３（両端部）が基準線Ｌ０から図中上方へ離れる。この際、基準線Ｌ０に沿ってドクタブレード５２の中央部ｆｃの先端縁５２５が現像ローラ５１の表面との間隙ｇ１（ドクタギャップ）だけ離れる。更に、ドクタブレード５２の両端縁部ｆｓの先端縁５２５が現像ローラ５１の表面との間隙ｇ２（ドクタギャップ）だけ離れる。

この際、図８に示すように、主板部５２１の平面直交方向の偏差ρ１である平面度を０．１〜０．６ｍｍとなるよう湾曲形状することで、端部締結部５２３（ｆｓの一部）に対して長手方向中央部ｆｃの先端縁５２５が差分ｄｇ（＝ｇ２−ｇ１）だけ狭まったドクタギャップで接近配備されることとなる。即ち、長手方向中央部ｆｃの方が長手方向両端部よりも現像スリーブ５１１の表面に対して近接して配置される。
なお、実際の組み付け工程では、シックネスゲージで中央部ｆｃのドクタギャップｇ１、両端縁部ｆｓのドクタギャップｇ２が計測され、調整される。

このような構成のドクタブレード５２を備えた現像装置５では、図５に示すように、現像剤は汲み上げ極Ｐ５によって現像ローラ５１（現像剤担持体）に保持され、その現像スリーブ５１１の回転に伴い回転搬送されるが、現像ローラ５１によりドクタギャップに応じた層厚に規制される。
即ち、ここで、ドクタギャップが広いほど現像剤汲み上げ量も多くなり、逆にドクタギャップが狭いほど現像剤汲み上げ量は少なくなる。ここでは、図８，９で示したドクタブレード５２の長手方向中央部ｆｃを現像剤圧力の掛かる面であるスリーブの回転方向上流側（図８，９で下面）に向け突き出す凸形状にしている。ここでは、長手方向真直度、即ち、長手方向と直交する上下方向（図７において主板部５２１の面に垂直な方向）で偏差を持たせた。この場合は、長手方向中央部ｆｃのドクタギャップを差分ｄｇ（＝ｇ２−ｇ１）だけ左右両端部ｆｓのドクタギャップに比べてあらかじめ狭く設定しておく。

これによって、現像剤圧力がかかった状態で長手方向中央部ｆｓがドクタギャップの差分ｄｇをキャンセル（消滅）する方向に変位する。即ち、現像剤担持体表面に汲み上げられた二成分現像剤による押圧力により、現像スリーブの回転方向下流側へ変位する。
このため、長手方向中央部ｆｓにおいても左右両端部ｆｓのドクタギャップと略同一のドクタギャップとすることができる。即ち、現像ローラの長手方向に亘って略一定のドクタギャップとすることができる。
このように、図７の湾曲したドクタブレード５２（現像剤規制部材）を用いることによって、現像ローラ５１の回転時に中央部ｆｃの現像剤圧力の掛かる面が両端部ｆｓと比較して現像スリーブ表面から離れる方向に変位する。これ故中央部ｆｃのドクタギャップは広くなり、結果として現像ローラ長手方向でドクタギャップを同等にでき、現像ローラの長手方向に亘って均一な汲み上げ量を得ることができる。このため、現像ローラ５１に担持の現像剤の厚さを長手方向で一定に調整でき、画像ムラをなくし、画像品質を向上できる。

ここで、図１２には、本発明者が図７のドクタブレード５２に基づき実測した、Ｃｅｎｔｅｒ（ｆｃ部）平面度〔ｍｍ〕とＦＣＲ汲み上げ量偏差〔ｍｇ／ｃｍ＾^２〕（現像ローラ長手方向における汲み上げ量偏差）の実験結果・データを示す。なお、ここで、ＦＣＲ：Ｆｒｏｎｔ・Ｃｅｎｔｅｒ・Ｒｅａｒの略。現像装置は長手方向を画像形成装置の前後方向として装着される。ここでのドクタブレード５２は金属板のプレス加工品であり、一回曲げにより屈曲部５２２を形成することでドクタブレード５２としての剛性確保が容易となるような材質や厚みのものが適宜採用される。

この図１２の平面度とＦＣＲ汲み上げ量偏差データから、長手方向中央部ｆｃの両端部ｆｓに対する平面度〔ｍｍ〕が約０．１０以上０．６０以下の範囲で、ＦＣＲ汲み上げ量偏差が減少傾向であった。言い換えると、長手方向中央部ｆｃの両端部ｆｓに対する平面度〔ｍｍ〕を約０．１０以上０．６０以下の範囲に設定した場合に、現像ローラ長手方向の現像剤の層厚を均一に近付けることができる。また、長手方向中央部ｆｃの両端部ｆｓに対する平面度〔ｍｍ〕が約０．２８以上０．５１以下の範囲で、ＦＣＲ汲み上げ量偏差が１〔ｍｇ／ｃｍ＾^２〕近傍の値に収まり、現像ローラ長手方向の現像剤の層厚をほぼ一定にすることができる。

＜変形例１＞
上述した第１実施形態では、ドクタブレード５２（現像剤規制部材）の主板部５２１の先端縁５２５は、図７における主板部５２１の面部分に対して垂直な方向から見た場合に直線状である。そして、その主板部の面部分に沿う方向から見た場合（図９参照）に、先端縁５２５は湾曲している。

本変形例１では、これに代えて、図１４に示すようなドクタブレード５２ａを用いてもよい。
このドクタブレード５２ａは上述した実施形態で用いるドクタブレード５２と対比し、主板部５２１ａの先端縁５２５ａの形状が相違するのみで、そのほかの構成は同等であるので、重複構成の説明を略す。また、現像装置以外の画像形成装置の構成についても同等であるので、重複構成の説明を略す。
ここで、図１４に示すように、ドクタブレード５２ａの主板部５２１ａの先端側の端面（平面視で先端縁）５２５ａは、主板部５２１ａの面部分に対して垂直な方向から見た場合に、左右両端部ｆｓよりも長手方向中央部ｆｃが、現像スリーブ５１１の方向（図１４の符号ｄ１方向）に向けて突出した凸形状である。そして、その主板部の面部分に沿う方向から見た場合に、先端縁５２５ａは上述した第１実施形態のドクタブレード５２と同様に湾曲している。なお、長手方向中央部ｆｃの先端側の端面（平面視で先端縁）５２５ａは、左右両端部ｆｓよりも０．０２〜０．０８ｍｍ現像ローラ５１側（ｄ１方向）に突出させてある。

このようにドクタブレード５２ａ（現像剤規制部材）における現像スリーブ５１１に対向する先端側の端面（平面視で先端縁）５２５ａは、長手方向中央部ｆｃが両端部ｆｓに対して０．０２〜０．０８ｍｍの真直度の差を有する。しかも、該端面の長手方向中央部が現像スリーブ５１１に向けて突出した凸形状を備える共に、該長手方向中央部ｆｃと両端部ｆｓとの間に湾曲形状を備える。

即ち、ドクタブレード５２ａは長手方向中央部ｆｃが凸形状と湾曲形状（ドクタブレード５２の中央部ｆｃが有する）を併せ持った構成である。このため現像スリーブ５１１の駆動に伴い搬送する現像剤が主板部５２１ａの長手方向中央部ｆｃに当接して押圧力を加えると、長手方向中央部ｆｓがドクタギャップの差分ｄｇをキャンセル（消滅）する方向に変位する。このため、長手方向中央部ｆｓにおいても左右両端部ｆｓのドクタギャップと略同一のドクタギャップとすることができ、現像ローラの長手方向に亘って略一定のドクタギャップとすることができる。

また、画像形成装置の画像形成速度の高速化に伴う長手方向中央部のドクタギャップの更なる広がりが懸念される場合であっても、本変形例１では長手方向中央部ｆｃが凸形状を更に備えている。このように、長手方向中央部ｆｃのドクタギャップを左右両端部ｆｓと比較してあらかじめ大幅に狭く設定してあるため、現像剤汲み上げ量を長手方向に対して略均一にすることができる。そのため、画像ムラを防止し、画像品質を向上させることができる。
なお、画像形成装置としてカラー複写機について説明したが、モノクロ複写機に対して本発明を適用することも可能である。また、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像処理装置に本発明を適用することも可能である。

５０ 現像剤収容ケース部材
５０１ 現像装置筐体側
５１ 現像剤担持体
５１１ スリーブ
５２ 現像剤規制部材
５２１ 主板部
５２５ 主板部の先端縁
５３，５４ 現像剤搬送部材
５５ 磁界発生手段
ｆｃ 中央部
ｆｓ 両端部

特開２００７−１２１９６４号公報

Claims (12)

1. トナーとキャリアから成る二成分現像剤を収容する現像容器と、
   前記二成分現像剤を攪拌搬送する現像剤搬送部材と、
   前記現像容器に回転可能に支持され、複数の磁極を形成する磁界発生手段を内包する非磁性のスリーブを有し、前記現像剤搬送部材に攪拌搬送された二成分現像剤を磁力により該スリーブ表面に汲み上げて担持して潜像担持体との対向領域に搬送する現像剤担持体と、
   前記二成分現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、を備えた現像装置において、
   前記現像剤規制部材は、
   前記スリーブの表面に対して該現像剤規制部材の先端側が長手方向に亘って対向するように前記現像容器に対して取り付けられ、該現像剤規制部材の長手方向中央部が長手方向両端部に比べて前記スリーブの回転方向上流側に向けて突出するように湾曲しており、前記湾曲により、長手方向中央部の方が長手方向両端部よりも前記スリーブの表面に対して近接して配置されることを特徴とする現像装置。
2. トナーとキャリアから成る二成分現像剤を収容する現像容器と、
   前記二成分現像剤を攪拌搬送する現像剤搬送部材と、
   前記現像容器に回転可能に支持され、複数の磁極を形成する磁界発生手段を内包する非磁性のスリーブを有し、前記現像剤搬送部材に攪拌搬送された二成分現像剤を磁力により該スリーブ表面に汲み上げて担持して潜像担持体との対向領域に搬送する現像剤担持体と、
   前記二成分現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、を備えた現像装置において、
   前記現像剤規制部材は、
   前記スリーブの表面に対して該現像剤規制部材の先端側が長手方向に亘って対向するように前記現像容器に対して取り付けられ、該現像剤規制部材の長手方向中央部が長手方向両端部に比べて前記スリーブの回転方向上流側に向けて突出するように湾曲しており、
   前記現像剤規制部材の長手方向中央部は、前記現像剤担持体表面に汲み上げられた二成分現像剤による押圧力により、前記回転方向下流側へ変位するよう構成されることを特徴とする現像装置。
3. トナーとキャリアから成る二成分現像剤を収容する現像容器と、
   前記二成分現像剤を攪拌搬送する現像剤搬送部材と、
   前記現像容器に回転可能に支持され、複数の磁極を形成する磁界発生手段を内包する非磁性のスリーブを有し、前記現像剤搬送部材に攪拌搬送された二成分現像剤を磁力により該スリーブ表面に汲み上げて担持して潜像担持体との対向領域に搬送する現像剤担持体と、
   前記二成分現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、を備えた現像装置において、
   前記現像剤規制部材は、
   前記スリーブの表面に対して該現像剤規制部材の先端側が長手方向に亘って対向するように前記現像容器に対して取り付けられ、該現像剤規制部材の長手方向中央部が長手方向両端部に比べて前記スリーブの回転方向上流側に向けて突出するように湾曲しており、
   前記現像剤規制部材における前記スリーブに対向する先端側の端面は、長手方向中央部が両端部に対して０．０２〜０．０８ｍｍの真直度の差を有し、該端面の長手方向中央部が前記スリーブに向けて突出した凸形状を備えることを特徴とする現像装置。
4. トナーとキャリアから成る二成分現像剤を収容する現像容器と、
   前記二成分現像剤を攪拌搬送する現像剤搬送部材と、
   前記現像容器に回転可能に支持され、複数の磁極を形成する磁界発生手段を内包する非磁性のスリーブを有し、前記現像剤搬送部材に攪拌搬送された二成分現像剤を磁力により該スリーブ表面に汲み上げて担持して潜像担持体との対向領域に搬送する現像剤担持体と、
   前記二成分現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、を備えた現像装置において、
   前記現像剤規制部材は、
   前記スリーブの表面に対して該現像剤規制部材の先端側が長手方向に亘って対向するように前記現像容器に対して取り付けられ、該現像剤規制部材の長手方向中央部が長手方向両端部に比べて前記スリーブの回転方向上流側に向けて突出するように湾曲しており、
   前記現像剤規制部材における前記スリーブに対向する先端側の端面は、長手方向中央部が両端部に対して０．０２〜０．０８ｍｍの真直度の差を有し、該端面の長手方向中央部が前記スリーブに向けて突出した凸形状を備えると共に、該長手方向中央部と該両端部との間に湾曲形状を備えることを特徴とする現像装置。
5. 前記現像剤規制部材は、前記湾曲により、長手方向中央部の方が長手方向両端部よりも前記スリーブの表面に対して近接して配置されることを特徴とする請求項３または４に記載の現像装置。
6. 前記現像剤規制部材の長手方向中央部は、前記現像剤担持体表面に汲み上げられた二成分現像剤による押圧力により、前記回転方向下流側へ変位するよう構成されることを特徴とする請求項１、３、４または５に記載の現像装置。
7. 前記現像剤規制部材の長手方向中央部と前記スリーブの表面との間隙及び前記現像剤規制部材の長手方向両端部と前記スリーブの表面との間隙は、前記回転方向下流側への変位によって、長手方向に亘って略均一になるよう設定されていることを特徴とする請求項２または６に記載の現像装置。
8. 前記現像剤規制部材の長手方向中央部は、長手方向両端部に対して０．１〜０．６ｍｍの平面度を有するように湾曲していることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１つに記載の現像装置。
9. 前記現像剤規制部材は、金属の板部材に一回曲げを施して主板部及び屈曲部を長手方向に長く形成した構成であることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１つに記載の現像装置。
10. 前記磁界発生手段は、前記現像剤規制部材との対向部付近の磁極の法線方向ピーク磁束密度が６０ｍＴ以上９５ｍＴ以下であることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１つに記載の現像装置。
11. 請求項１乃至１０の何れか１つに記載の現像装置を具備したことを特徴とするプロセスカートリッジ。
12. 請求項１乃至１０の何れか１つに記載の現像装置、または、請求項１１に記載のプロセスカートリッジを具備したことを特徴とする画像形成装置。

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