(57)【要約】【課題】現像剤担持体の回転軸線の中央で現像剤担持体と層厚規制部材との隙間が狭くなることを回避して、現像剤担持体の中央で現像された画像の濃度低下を抑制できる現像装置を提供する。【解決手段】規制部材５は、現像スリーブ６との間の隙間により現像剤の層厚を規制する。保持ブロック２０２は、現像スリーブ６の回転軸線に沿って規制部材５を現像スリーブ６に対向させて隙間を形成するように、規制部材５の両端部を支持する。規制部材５は、磁性体材料を含んで形成され、回転軸線に沿った方向の中央が両端よりも現像スリーブ６から遠ざかる方向に湾曲して形成されている。規制部材５は、断面が円形の棒材である。【選択図】図８
2015143759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁力により現像剤を担持して回転する現像剤担持体と、
磁性体材料を含んで形成され、前記現像剤担持体との間の隙間により前記現像剤担持体に担持された現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、
前記現像剤担持体の回転軸線に沿って前記層厚規制部材を前記現像剤担持体に対向させて前記隙間を形成するように、前記層厚規制部材の両端部を支持する支持部と、を備え、
前記層厚規制部材は、前記支持部に支持されて前記現像剤担持体が取り外された状態では、前記回転軸線に沿った方向の中央が両端よりも前記現像剤担持体から遠ざかる方向に湾曲していることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
磁力により現像剤を担持して回転する現像剤担持体と、
磁性体材料を含んで形成され、前記現像剤担持体との間の隙間により前記現像剤担持体に担持された現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、
前記現像剤担持体の回転軸線に沿って前記層厚規制部材を前記現像剤担持体に対向させて前記隙間を形成するように、前記層厚規制部材の両端部を支持する支持部と、を備え、
前記層厚規制部材は、前記回転軸線に垂直な断面が前記回転軸線に沿った方向の両端から中央へ向かって小さくなっていることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
磁力により現像剤を担持して回転する現像剤担持体と、
磁性体材料を含んで形成され、前記現像剤担持体との間の隙間により前記現像剤担持体に担持された現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、
前記現像剤担持体の回転軸線に沿って前記層厚規制部材を前記現像剤担持体に対向させて前記隙間を形成するように、前記層厚規制部材の両端部を支持する支持部と、を備え、
前記層厚規制部材は、前記回転軸線に沿った方向の中央が両端よりも前記現像剤担持体から遠ざかる方向に曲げモーメントを付与された状態で前記支持部に支持されていることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
前記支持部は、前記層厚規制部材に付与する前記曲げモーメントを調整可能な調整機構を備えることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記層厚規制部材は、断面が円形の棒材であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像剤担持体は、回転自在な非磁性材料の円筒部材と、周方向に配列した複数の固定磁極を有して前記円筒部材の内側に非回転に配置された磁石部材と、を有し、
当該複数の固定磁極のうちの１つが前記円筒部材を介して前記層厚規制部材に対向していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁力により現像剤を表面に担持して回転する現像剤担持体と両端部を支持された層厚規制部材との隙間により現像剤担持体に担持された現像剤の層厚を規制する現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面に現像剤を磁力により担持して回転する現像剤担持体を用いて像担持体の静電像をトナー像に現像する現像装置を搭載した画像形成装置が広く用いられている。現像装置では、現像剤担持体の回転軸線に沿って層厚規制部材を対向させて隙間を形成し、現像剤担持体の回転に伴って当該隙間に担持された現像剤を通過させることで、現像剤の層厚を規制している（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１、２の現像装置は、現像剤担持体と層厚規制部材の隙間を現像剤が通過する際に層厚規制部材の中央が現像剤担持体から遠ざかる方向に変形して中央と両端とで現像剤の層厚にばらつきが発生することが課題とされている。
【０００４】
特許文献１では、層厚規制部材の中央が現像剤担持体から遠ざかる方向へ変形しないように、現像剤担持体の回転軸線に沿った複数の位置で層厚規制部材を支持している。
【０００５】
特許文献２には、支持部によって両端を支持された丸棒状の層厚規制部材が示される。そして、層厚規制部材の中央を現像剤担持体に近付けるように層厚規制部材に曲げ応力を付与した状態で、層厚規制部材の両端が支持部に固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０４−３４６３８１号公報
【特許文献２】特開２００８−１２２４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
両端が支持部に支持される層厚規制部材を磁性体材料で形成すると、特許文献２とは逆に、現像剤担持体の回転軸線方向の中央に近付くほど現像剤の層厚が薄く規制されていることが判明した。現像剤担持体の内部に配置された磁石部材の磁力によって層厚規制部材が現像剤担持体へ向かって引き付けられて、層厚規制部材が現像剤担持体へ向かって湾曲していた。現像剤担持体の回転軸線方向の中央に近付くほど層厚規制部材と現像剤担持体の対向距離が小さくなって、中央側で現像された画像は、端部側で現像された画像に比較して濃度が低下していた。
【０００８】
本発明は、現像剤担持体の回転軸線の中央で現像剤担持体と層厚規制部材との隙間が狭くなることを回避して、現像剤担持体の中央で現像された画像の濃度低下を抑制できる現像装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の現像装置は、磁力により現像剤を担持して回転する現像剤担持体と、磁性体材料を含んで形成され、前記現像剤担持体との間の隙間により前記現像剤担持体に担持された現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、前記現像剤担持体の回転軸線に沿って前記層厚規制部材を前記現像剤担持体に対向させて前記隙間を形成するように、前記層厚規制部材の両端部を支持する支持部と、を備えるものである。そして、前記層厚規制部材は、前記支持部に支持されて前記現像剤担持体が取り外された状態では、前記回転軸線に沿った方向の中央が両端よりも前記現像剤担持体から遠ざかる方向に湾曲している。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の画像形成装置では、組み立て状態では現像剤担持体の磁力によって層厚規制部材が変形することを想定して、予め逆方向に層厚規制部材を湾曲させている。このため、組み立て状態の現像剤担持体の回転軸線の中央で現像剤担持体と層厚規制部材との隙間が狭くなることを回避して、現像剤担持体の中央で現像された画像の濃度低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】画像形成部の構成の説明図である。
【図３】現像装置の構成の説明図である。
【図４】現像装置の平面断面図である。
【図５】規制部材の磁力による変形の説明図である。
【図６】現像スリーブの磁極配置の説明図である。
【図７】現像スリーブの磁力分布の説明図である。
【図８】実施の形態１における規制部材の支持構造の説明図である。
【図９】実施の形態２における規制部材の支持構造の説明図である。
【図１０】実施の形態３における規制部材の支持構造の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１３】
＜実施の形態１＞
（画像形成装置）
図１は画像形成装置の構成の説明図である。図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト１２１に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを配置した中間転写方式フルカラープリンタである。
【００１４】
画像形成部ＰＹでは、感光ドラム１０１Ｙにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト１２１へ転写される。画像形成部ＰＭでは、感光ドラム１０１Ｍにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト１２１へ転写される。画像形成部ＰＣ、ＰＫでは、感光ドラム１０１Ｃ、１０１Ｋにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト１２１へ転写される。
【００１５】
記録材カセット１２０に収納された記録材Ｐは、分離ローラ１２７で１枚ずつに分離されてレジストローラ１２６で待機する。レジストローラ１２６は、中間転写ベルト１２１のトナー像にタイミングを合せて二次転写部Ｔ２へ記録材Ｐを給送する。二次転写部Ｔ２でトナー像を転写された記録材Ｐは、定着装置１３０で加熱加圧を受けて表面に画像を定着された後に、画像形成装置１００の外部へ排出される。
【００１６】
中間転写ベルト１２１は、駆動ローラ１２２、テンションローラ１２３、二次転写内側ローラ１２４に張架され、駆動ローラ１２２に駆動されて矢印Ｒ２方向に回転する。二次転写ローラ１２５は、二次転写内側ローラ１２４に支持された中間転写ベルト１２１に当接して二次転写部Ｔ２を形成する。
【００１７】
画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、現像装置１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋで使用されるトナーの色が異なる以外はほぼ同一に構成される。そのため、以下では、説明の重複を避けるために、画像形成部ごとの区別を表す符号末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを除いて総括的に説明する。
【００１８】
（画像形成部）
図２は画像形成部の構成の説明図である。図２に示すように、画像形成部Ｐは、感光ドラム１０１の周囲にコロナ帯電器１０２、露光装置１０３、現像装置１０４、転写ローラ１０５、ドラムクリーニング装置１０９、除電装置１１０を配置している。
【００１９】
感光ドラム１０１は、アルミニウムの円筒材料の外周にＯＰＣ感光層を形成されて矢印Ｒ１方向に回転する。コロナ帯電器１０２は、コロナ放電に伴う荷電粒子を照射して感光ドラム１０１の表面を所定電位に帯電させる。露光装置１０３は、感光ドラム１０１の表面を走査露光して画像の静電潜像を形成する。
【００２０】
現像装置１０４は、感光ドラム１０１の静電潜像をトナー像に現像する。転写ローラ１０５は、中間転写ベルト１２１を押圧して中間転写ベルト１２１と感光ドラム１０１との間にトナー像の転写部を形成する。ドラムクリーニング装置１０９は、クリーニングブレードを感光ドラム１０１に摺擦させて転写残トナーを回収する。除電装置１１０は、感光ドラム１０１の表面を均一露光して残留した静電潜像を解消させる。
【００２１】
（現像装置）
図３は現像装置の構成の説明図である。図４は現像装置の平面断面図である。現像スリーブを用いた二成分磁気ブラシ現像方式では、現像剤中のキャリアがブラシ状の柔らかな現像電極として働くため、トナーを静電潜像の電荷密度に比例して付着させて階調画像を再生する用途に適しており、現像装置としても小型に構成できる。このため、現像スリーブを用いた二成分磁気ブラシ現像方式は、白黒デジタル複写機や高画質を要求されるフルカラー複写機を中心に多くの製品で用いられている。
【００２２】
図３に示すように、現像装置１０４は、現像スリーブ６に非磁性トナーと磁性キャリアを含む現像剤１を担持して、感光ドラム１０１の静電潜像をトナー像に現像する。
【００２３】
現像容器２は、隔壁７によって現像室４ａと攪拌室４ｂとに区画され、現像室４ａと攪拌室４ｂとは、紙面と垂直な方向の両端部の開口で連通して現像剤の循環経路を構成し、トナーとキャリアを含む現像剤１が現像室４ａと攪拌室４ｂとに収容されている。
【００２４】
図４に示すように、現像室４ａには搬送スクリュー３ａが配置され、攪拌室４ｂには搬送スクリュー３ｂが配置される。搬送スクリュー３ａと搬送スクリュー３ｂとは逆方向に現像剤を搬送する。搬送スクリュー３ａ、３ｂに搬送されて、現像剤が、隔壁７の両端部の開口部（連通部）８、９を通じて受け渡されて、現像室４ａと攪拌室４ｂとの間で循環する。現像剤が現像室４ａと攪拌室４ｂとを循環して攪拌される過程で、トナーとキャリアが摩擦してトナーがマイナス、キャリアがプラスに帯電する。
【００２５】
図３に示すように、現像容器２の感光ドラム１０１に向かう開口部に現像スリーブ６が配置されている。現像スリーブ６は、感光ドラム１０１に向かって現像容器２から一部を露出させて回転可能に配置される。現像スリーブ６は、アルミニウムやステンレスのような非磁性材料で構成され、現像スリーブ６の直径は２０ｍｍ、感光ドラム１０１の直径は８４ｍｍである。
【００２６】
現像スリーブ６の内部にはマグネットローラ６ｍが非回転状態で配置される。マグネットローラ６ｍの磁極間に配置される磁界によって現像スリーブ６の表面には現像剤が担持され、現像スリーブ６の表面がマグネットローラ６ｍの磁極位置を通過する際には、現像剤の磁気穂が形成される。
【００２７】
現像スリーブ６は、矢印ｂ方向へ回転して現像剤１を搬送し、現像剤の磁気穂を形成された状態で規制部材５を通過する。規制部材５は、現像剤の磁気穂を穂切りして現像スリーブ６に担持される現像剤の層厚を規制する。規制部材５と現像スリーブ６との隙間を通過した現像剤が現像領域Ａへ搬送される。規制部材５と現像スリーブ６の表面との間隙を調整することによって、現像スリーブ６に担持した現像剤磁気ブラシの穂切り量が規制されて現像領域へ搬送される現像剤量が調整される。規制部材５と現像スリーブ６の隙間は、２００〜１０００μｍ、好ましくは３００〜７００μｍに設定される。実施形態１では、現像スリーブ６と感光ドラム１０１との隙間は、約３００μｍである。
【００２８】
現像スリーブ６は、層厚が規制された現像剤を感光ドラム１０１と対向した現像領域Ａに搬送し、現像領域Ａで再び現像剤の磁気穂を形成して磁気穂で感光ドラム１０１の表面を摺擦する。現像剤の磁気穂は、マグネットローラ６ｍの磁力に応答して磁気穂を形成するキャリアの表面にトナーが静電気的に担持されたものである。
【００２９】
電源Ｄ１０４は、直流電圧と交流電圧を重畳した現像電圧を現像スリーブ６に印加する。ここでは、−５００Ｖの直流電圧に、ピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖｐｐが１８００Ｖ、周波数ｆが１２ｋＨｚの交流電圧を重畳した現像電圧を使用した。しかし、直流電圧値、交流電圧波形等はこれに限られるものではない。
【００３０】
これにより、現像領域Ａに搬送した現像剤１の磁気ブラシを感光ドラム１０１に接触させた状態で、直流電圧と感光ドラム１０１の静電潜像の差電位に応じた量のトナーが磁気穂から感光ドラム１０１へ移転して、静電潜像がトナー像に現像される。交流電圧は、現像効率（静電潜像へのトナーの付与率）を向上させるために印加される。一般に、磁気ブラシ現像法においては、交流電圧を印加すると現像効率が増して画像は高品位になるが、逆に画像の白地部にトナーが付着するカブリが問題となる。このため、現像スリーブ６に印加する直流電圧と感光ドラム１０１の帯電電位（即ち白地部電位）との間に電位差を設けることにより、カブリを防止することが行なわれる。
【００３１】
現像領域Ａにおいて、現像スリーブ６は、感光ドラム１０１の移動方向と順方向（ウイズ方向）で移動し、周速比は、対感光ドラム２．０倍である。周速比は、一般的に０〜３．０倍の間で設定され、好ましくは、０．５〜２．０倍の間に設定される。周速比は、大きくなればなるほど現像効率はアップするが、あまり大きすぎると、トナー飛散、現像剤劣化等の問題が発生し易くなる。
【００３２】
規制部材５は、感光ドラム１０１よりも現像スリーブ６の回転方向上流側に配置され、現像スリーブ６に担持されて感光ドラム１０１へ搬送される現像剤の磁気ブラシの穂を規制する。現像剤漏れ防止部材５０は、モルトプレーン等のスポンジ状材料で形成され、規制部材５と現像容器２の隙間を封止して、規制部材５と現像容器２の隙間から現像剤が漏れないようにしている。
【００３３】
本発明の現像装置の最も重要な構成が、規制部材５と現像スリーブ６との隙間ギャップに関わる構成であるので、これについては詳細に後述する。
【００３４】
（現像剤補給装置）
現像装置１０４の上部には、トナーとキャリアを混合した補給用現像剤を収容するホッパー１１が配置される。補給用現像剤のトナー重量比（トナー／補給用現像剤）は、通常、１００％〜８０％である。ホッパー１１の下部には、スクリュー状の補給部材である補給スクリュー１２が配置される。
【００３５】
図４に示すように、補給スクリュー１２の一端は、現像装置１０４の前端部に設けられた現像剤補給口１０の位置まで延びている。補給スクリュー１２の回転角度に応じた量の補給用現像剤がホッパー１１から現像剤補給口１０を通じて現像容器２内に補給される。ホッパー１１から現像装置１０４に補給される補給現像剤の量は、補給スクリュー１２の回転角度によっておおよそ定められる。補給スクリュー１２は、画像形成ごとに、画像形成によって消費された分のトナー量に相当する回転角度だけ回転する。不図示の制御部は、画像データのビデオカウント値や、現像容器２内に設置された不図示のトナー濃度検知手段の検知結果等に基づいて、補給スクリュー１２の回転角度を算出する。
【００３６】
（現像剤の概要）
現像容器２に収容されている現像剤は、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む。
【００３７】
トナーは、結着樹脂、着色剤、そして、必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有している。トナーは、負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は４μｍ以上、１０μｍ以下が好ましい。より好ましくは８μｍ以下であることが好ましい。トナーは、定着性を良くするために、低融点のトナー或いは低ガラス転移点Ｔｇ（例えばＴｇ≦７０℃）のトナーが用いられることが多い。さらに定着後の分離性を良くするためにトナーにワックスを含有させている場合もある。
【００３８】
トナーの体積平均粒径は、以下に示す装置及び方法にて測定した。測定装置としては、ＳＤ−２０００シースフロー電気抵抗式粒度分布測定装置（シスメックス社製）を使用した。測定方法は以下に示す通りである。
（１）一級塩化ナトリウムを用いて調製した１％ＮａＣｌ水溶液の電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１ｍｌ加え、測定試料を０．５〜５０ｍｇ加える。
（２）試料を懸濁した電解水溶液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行なう。
（３）上記のＳＤ−２０００シースフロー電気抵抗式粒度分布測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定して体積平均分布を求める。
（４）こうして求めた体積平均分布より、体積平均粒径を得る。
【００３９】
キャリアは、表面酸化或は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属、及びそれらの合金、或は酸化物フェライトなどが好適に使用可能であり、これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。キャリアは、重量平均粒径が２０〜６０μｍ、好ましくは３０〜５０μｍであり、抵抗率が１０７Ωｃｍ以上、好ましくは１０８Ωｃｍ以上である。実施の形態１ではキャリアの抵抗率は１０８Ωｃｍである。
【００４０】
キャリアの抵抗率は、測定電極面積４ｃｍ、電極間間隔０．４ｃｍのサンドイッチタイプのセルを用いて測定した。片方の電極に１ｋｇの重量の加圧下で、両電極間の印加電圧Ｅ（Ｖ／ｃｍ）を印加して、回路に流れた電流から、キャリアの抵抗率を得る方法によって測定した。
【００４１】
（規制部材に関する問題）
図５は規制部材の磁力による変形の説明図である。図６は現像スリーブの磁極配置の説明図である。図７は現像スリーブの磁力分布の説明図である。二成分磁気ブラシ現像方式では、層厚規制部材を配置して、現像スリーブに担持される現像剤の層厚を適切に保つことで、画像濃度を安定させ、キャリア付着やかぶり画像等の画像不良の発生を抑制している。このため、現像剤の層厚が長手方向において均一でない場合には、出力画像における濃度ムラ等の画像不良が問題となってくる。
【００４２】
図５に示すように、現像スリーブ６は、回転軸線方向の両端を保持ブロック２０１に設けた軸受部材により保持されて、回転自在である。規制部材５は、両端を規制部材保持ブロック２０２に挿入して非回転に固定している。規制部材５は、直径φ６ｍｍ、長さ３８０ｍｍのＳＰＣＣの磁性低炭素鋼材料の円柱状の棒材であって、比透磁率が約２０００〜６０００である。また、保持ブロック２０２間の規制部材５の長さは３５０ｍｍである。
【００４３】
図６に示すように、現像スリーブ６の内部には、マグネットローラ６ｍが非回転に配置される。マグネットローラ６ｍは、周面に合計５極の磁極を有しており、これらの磁極により、現像剤１の搬送や、現像領域Ａでの現像プロセスを実現している。マグネットローラ６ｍは、規制部材５に対向する位置に磁極Ｎ１を有し、感光ドラム１０１の現像領域Ａに対向する位置に磁極Ｓ１を有する。
【００４４】
現像剤１の流れを説明すると、まず、搬送スクリュー３ａの搬送及び跳ね上げにより、現像スリーブ６の磁極Ｓ３（汲み上げ極）に現像剤１がトラップされる。次に、現像スリーブ６の回転に伴って磁極Ｓ３から、磁極Ｎ１（カット極）に搬送される。
【００４５】
磁極Ｎ１を通過する現像スリーブ６の周面には現像剤１の磁気穂が形成されて起立し、磁極Ｎ１に略対向する規制部材５によって、現像剤１の磁気穂が適切な長さに規制される。適切な層厚に規制された現像剤１は、磁極Ｓ１（現像極）に搬送される。
【００４６】
磁極Ｓ１を通過する現像スリーブ６の周面には現像剤１の磁気穂が形成されて起立し、磁気穂が感光ドラム１０１に接触して静電潜像を現像する。現像領域Ａを通過した現像剤１は磁極Ｎ２（取り込み極）に搬送されて現像容器２内に取り込まれ、磁極Ｓ２（剥ぎ取り極）に搬送される。
【００４７】
磁極Ｓ２と磁極Ｓ３とが現像容器２内において同極で隣り合って、現像剤１に対するバリアを形成しているため、現像剤１は、磁極Ｓ２と磁極Ｓ３の間で磁気拘束力から解放されて、搬送スクリュー３ａに落下して搬送される。
【００４８】
図６に示すように、規制部材５は、現像スリーブ６の回転軸線に沿って配置された円柱状の部材で構成される。規制部材５の材質は、一般的には、アルミニウムやステンレス等の非磁性材料、またはＳＰＣＣ等の磁性低炭素鋼材料、或いは非磁性材料と磁性材料との張り合わせ部材が用いられる。しかし、実施の形態１では、規制部材５の材質は、磁性材料、或いは、磁性材料と非磁性材料を組み合わせている。規制部材５の材質が、磁性材料、或いは、磁性材料と非磁性材料の組み合わせ部材であり、規制部材５を両端でのみ保持する構成の場合、規制部材５の中央部が、マグネットローラ６ｍの磁力に引っ張られて撓んでしまう。現像スリーブ６の中央部と規制部材５との隙間が狭くなり、現像スリーブ６の中央部の現像剤層厚が薄くなってしまう。
【００４９】
規制部材５とマグネットローラ６ｍとの関係を考えると、規制部材５は磁性体であるため、現像スリーブ６に内包されたマグネットローラ６ｍが形成する磁場の影響を受ける。一般的に、規制部材５は、磁極Ｎ１（カット極）に略対向する位置に配置されているため、特に磁極Ｎ１が形成する磁場の影響を強く受ける。規制部材５は、対向するマグネットローラ６ｍの磁極Ｎ１に引き付けられる力を受け、両端でのみ固定・保持されているため、図５中、矢印で示したように中央部が湾曲してしまう。
【００５０】
実施の形態１の現像装置１０４において、規制部材５は、中央部が現像スリーブ６に近づく方向に約１００μｍ程度湾曲していることが確認された。規制部材５の湾曲量は、現像装置１０４の各種条件（保持ブロック２０２の対向間隔、規制部材５の材質、規制部材５の断面積、マグネットローラ６ｍの磁極Ｎ１の磁束密度、マグネットローラ６ｍの磁極パターン等）によって異なる。しかし、磁性体材料の規制部材５を両端のみで保持している構成においては、規制部材５の中央部が現像スリーブ６に近づく方向に湾曲する。そして、仮に、現像装置１０４において、現像スリーブ６と規制部材５との隙間が、端部では約５００μｍであるが、中央部では約４００μｍになってしまったとき、現像スリーブ６上の現像剤層厚が中央部で薄くなって、出力画像の濃度が低くなる。
【００５１】
図７に示すように、マグネットローラ６ｍは５極の磁極を備え、Ｓ極が３つ、Ｎ極が２つである。図７は、マグネットローラ６ｍの周方向における磁束密度を約１°毎に測定スキャンした実測データである。マグネットローラ６ｍの磁極は、磁極Ｎ１（カット極）は６４ｍＴ、磁極Ｎ２（取り込み極）は９５ｍＴ、磁極Ｓ１（現像極）は９９ｍＴ、磁極Ｓ２（剥ぎ取り極）が２９ｍＴ、磁極Ｓ３（汲み上げ極）が３４ｍＴであった。ここで、規制部材５の湾曲に関しては、磁極Ｎ１（カット極）の磁束密度が重要であり、磁極Ｎ１が６４ｍＴよりも大きい場合には、規制部材５が現像スリーブ６に近づく方向に湾曲する量は、１００μｍよりも大きくなると考えられる。
【００５２】
ここで、規制部材５の湾曲を軽減するためには、規制部材５の剛性を高くする方法が考えられるが、コストアップや、断面積のアップ等の弊害が発生してしまう。また、規制部材５を非磁性体材料で形成した場合、あるいはマグネットローラ６ｍの磁極Ｎ１の磁力を小さくした場合、現像スリーブ６上の現像剤のコート性が不安定になる。
【００５３】
そこで、実施の形態１では、規制部材５の両端部の保持構成を工夫することにより、規制部材５が中央部で湾曲して現像層厚が中央部で薄くなる課題を解決した。
【００５４】
（実施の形態１の特徴構成）
図８は実施の形態１における規制部材の支持構造の説明図である。
【００５５】
図８に示すように、実施の形態１では、規制部材５の両端部を保持ブロック２０２に斜めに挿入して、中央部が現像スリーブ６から遠ざかる方向に支持部材５を予め湾曲させて取り付けている。左右の保持ブロック２０２に中央側に向かって斜め下向きに貫通する取り付け孔を形成して、丸棒材料の支持部材５の両端をそれぞれの取り付け孔に挿入している。両端の保持ブロック２０２で規制部材５に曲げモーメントを付与して、弾性変形の範囲で支持部材５を下方へ湾曲させている。
【００５６】
このため、現像スリーブ６及びマグネットローラ６ｍが設置されていない状態では、実線で示すように、規制部材５の中央部が現像スリーブ６から遠ざかる方向に湾曲している。しかし、現像スリーブ６及びマグネットローラ６ｍが設置されると、マグネットローラ６ｍの磁力に引っ張られて、破線で示すように規制部材５が一直線になる位置まで弾性変形する。これにより、現像スリーブ６と規制部材５の間に中央部から端部まで等しく隙間が形成される。
【００５７】
保持ブロック２０２が規定する規制部材５の軸線方向が、保持ブロック２０１が規定する現像スリーブ６の軸線方向に対して所定の角度（実施の形態１では０．５°）傾いている。このため、保持ブロック２０２に保持された規制部材５は、中央部が現像スリーブ６から離れるように湾曲する曲げモーメントを保持ブロック２０２から受けて、中央部が現像スリーブ６から離れるように湾曲する。規制部材５の中央部の湾曲量は、図８中に矢印で示した量であり、実施の形態１では約１００μｍである。
【００５８】
規制部材５の保持ブロック２０２と現像スリーブ６の保持ブロック２０１とは、現像装置１０４のフレーム１０４Ｆに固定されている。現像スリーブ６（マグネットローラ６ｍを含む）が保持ブロック２０１に保持されると、マグネットローラ６ｍの磁界に引っ張られて、規制部材５は、中央部が現像スリーブ６に近づく方向に湾曲する。
【００５９】
しかし、実施の形態１では、現像スリーブ６が無い状態で、予め規制部材５が現像スリーブ６から離れる方向に湾曲しているので、現像スリーブ６を配置した結果、図８中の破線位置に規制部材５が変形して安定する。保持ブロック２０２が規制部材５に付与する曲げモーメントと、マグネットローラ６ｍの磁極Ｎ１が付与する磁気力とがバランスして、規制部材５は現像スリーブ６と長手方向で略一定の隙間を保つ。
【００６０】
以上説明したように、現像剤担持体の一例である現像スリーブ６は、内部のマグネットローラ６ｍの磁力により現像剤を担持して回転する。現像スリーブ６は、回転自在な非磁性材料の円筒部材である。磁石部材の一例であるマグネットローラ６ｍは、周方向に配列した複数の固定磁極を有して現像スリーブ６の内側に非回転に配置され、複数の固定磁極のうちの１つが規制部材５に対向している。層厚規制部材の一例である規制部材５は、現像スリーブ６との間の隙間により現像剤の層厚を規制する。支持部の一例である保持ブロック２０２は、現像スリーブ６の回転軸線に沿って規制部材５を現像スリーブ６に対向させて隙間を形成するように、規制部材５の両端部を支持する。
【００６１】
（実施の形態１の効果）
実施の形態１では、規制部材５は、磁性体材料を含んで形成され、回転軸線に沿った方向の中央が両端よりも現像スリーブ６から遠ざかる方向に湾曲して形成されている。規制部材５が磁性体材料で形成されて両端でのみ固定されている構成において、現像スリーブ６が無い状態で、規制部材５を予め現像スリーブ６から離れる方向に湾曲させている。このため、現像スリーブ６が配置された時に、現像スリーブ６と規制部材５との隙間を長手方向で略一定に保つことができる。このような構成は、特に、規制部材５の曲げ剛性が弱い場合、もしくは、現像装置１０４の小型化、軽量化のために、規制部材５の断面積を大きくできない場合等に有効である。
【００６２】
実施の形態１では、層厚規制部材の断面積が軸方向で均一であって、層厚規制部材の保持構成が、層厚規制部材の両端部を軸線に対して所定角度で支持して、曲げモーメントを発生させる構成である。このため、層厚規制部材が湾曲して、現像スリーブに担持される現像剤の層厚が長手方向で不均一になるのを抑制し、出力画像の濃度ムラ等の発生を抑制できる。
【００６３】
実施の形態１では、規制部材５は、断面が円形の棒材である。円柱状の丸棒を用いるので、層厚規制のための高精度で直線性に優れた隙間を安価に準備でき、現像装置のコストダウンが実現する。規制部材５の材料として磁性体材料を用いるので、非磁性体材料を用いた場合よりも現像スリーブ上の現像剤の搬送を規制する能力が強い。このため、現像スリーブと層厚規制部材との隙間を大きく設定して、異物等が規制部材に詰る不具合の発生確率を下げられるというメリットがある。
【００６４】
＜実施の形態２＞
図９は実施の形態２における規制部材の支持構造の説明図である。実施の形態２は、画像形成装置及び現像装置の概要は、実施の形態１と同一であるため、画像形成装置及び現像装置に関する重複した説明を省略する。実施の形態１と実施の形態２の違いは、規制部材の支持構成のみであるため、支持構成の違いに注目して説明する。実施の形態２では、規制部材の両端部における取り付け角度が調整可能である。
【００６５】
図９に示すように、実施の形態２では、規制部材５の保持ブロック２０２を傾動可能に構成して、保持ブロック２０２の傾動角を変更することにより規制部材５の湾曲量を調整可能にしている。
【００６６】
規制部材５の保持ブロック２０２は、現像装置のフレーム１０４Ｆに固定された支持台２１０に対して傾動可能に取り付けられている。保持ブロック２０２は、下側で支持台２１０に係合して内側への移動を規制されている。調整ネジ２１１は、保持ブロック２０２の上側で保持ブロック２０２と支持台２１０との距離を調整可能である。調整ネジ２１１を操作することで、保持ブロック２０２は、支持台２１０に対して０°〜２°の範囲で傾動可能である。
【００６７】
このため、保持ブロック２０２の軸受け部２０３が規定する軸方向は、保持ブロック２０１の軸受け部２０４が規定する軸方向と平行であるが、調整ネジ２１１を操作して、軸受け部２０３が規定する軸方向を傾けることができる。軸受け部２０３が規定する軸方向を傾けることで、規制部材５は、現像スリーブ６から規制部材５の中央部が離れるように湾曲する方向の曲げ力を受けて、中央部が現像スリーブ６から離れるように湾曲する。湾曲量は、図中の矢印で示した量であり、調整ネジ２１１を操作して任意に設定可能である。実施の形態２では、湾曲量は約１００μｍである。
【００６８】
現像スリーブ６が保持ブロック２０１の軸受け部２０４に保持された状態では、現像スリーブ６内のマグネットローラ６ｍの磁極Ｎ１の磁力に引っ張られて、規制部材５は、現像スリーブ６に近づく方向に湾曲する。しかし、規制部材５は、予め現像スリーブ６から離れる方向に湾曲しているので、規制部材５は、現像スリーブ６と平行な位置まで湾曲を修正された状態で位置２０５に規制部材５が位置する。保持ブロック２０２の軸受け部２０３が規制部材５に付与する曲げモーメントと、マグネットローラ６ｍの磁極Ｎ１が付与する磁気力とがバランスして、規制部材５と現像スリーブ６との間に回転軸線方向で略一定幅の隙間が形成される。
【００６９】
実施の形態１では、保持ブロック２０２における規制部材５の傾き角度を０．５°に設定することで、規制部材５と現像スリーブ６との隙間を長手方向で一定に設定できた。しかし、規制部材５の剛性、長手方向の長さ、マグネットローラ６ｍの磁力等によって最適な傾き角度は異なるため、傾き角度を０．５°に設定したのでは、規制部材５と現像スリーブ６との隙間を長手方向で一定に設定できない場合がある。
【００７０】
これに対して、実施の形態２では、保持ブロック２０２の軸受け部２０３の角度を調整可能に構成して、現像スリーブ６と規制部材５との隙間を長手方向で一定になるように、軸受け部２０３の角度を調整できる。このため、多種類の現像装置の生産を考慮すると都合が良い。しかし、角度調整が可能な構成でも、現像スリーブ６が無い状態では、規制部材５の中央部が現像スリーブ６から離れる方向に湾曲していると言う点では、実施の形態１と変わりは無い。
【００７１】
以上説明したように、実施の形態２では、規制部材５は、磁性体材料を含んで形成され、回転軸線に沿った方向の中央が両端よりも前記現像剤担持体から遠ざかる方向に曲げモーメントを付与された状態で両端部が保持ブロック２０２に支持されている。調整機構の一例である調整ネジ２１１は、保持ブロック２０２を傾動させて規制部材５に付与した曲げモーメントを調整可能である。
【００７２】
＜実施の形態３＞
図１０は実施の形態３における規制部材の支持構造の説明図である。実施の形態３は、画像形成装置及び現像装置の概要は、実施の形態１と同一であるため、画像形成装置及び現像装置に関する重複した説明を省略する。実施の形態１と実施の形態３の違いは、規制部材の外観と支持構成のみであるため、規制部材の外観と支持構成の違いに注目して説明する。実施の形態３では、規制部材の軸垂直断面が、中央部に行くほど小さくなる。
【００７３】
図１０に示すように、規制部材５は、磁性体材料で形成されて両端部のみで保持される構成のため、現像スリーブ６に内包されたマグネットローラ６ｍの磁力によって規制部材５の中央部が現像スリーブ６に近づく方向に湾曲する力を受ける。これにより、規制部材５が丸棒で構成されている場合、現像スリーブ６と規制部材５との隙間が長手方向の中央部で狭くなり、現像スリーブ６に担持される現像剤層厚が中央部で薄くなって、中央部で現像された画像の濃度が低くなる場合がある。
【００７４】
そこで、実施の形態３では、ＳＰＣＣの磁性低炭素鋼材で形成された規制部材５の外観を逆クラウン形状に成形した。規制部材５は、円柱状の丸棒であり、かつ、長手中央部に近づく程に断面が小さくなる外観形状を有する。具体的には、保持ブロック２０２の軸受け部２０３が保持している両端部では直径φ６の丸棒であるが、軸受け部２０３から回転軸線方向の中央部に向かって連続的に直径が小さくなり、中央部では直径がφ５．９になる。
【００７５】
規制部材５は、逆クラウン形状を有するため、現像スリーブ６が無い状態では、規制部材５と現像スリーブ６との隙間が中央に近づく程大きくなっている。しかし、現像スリーブ６が取り付けられると、規制部材５は、マグネットローラ６ｍの磁極Ｎ１の磁力に引っ張られて、中央部が現像スリーブ６に近づくように湾曲する。湾曲の湾曲量は、逆クラウン形状によって相殺されるため、結果的に、現像スリーブ６と規制部材５との隙間は、長手方向において略一定となり、現像剤層厚及び、画像上の濃度が、長手方向で略一定になる。
【００７６】
以上説明したように、実施の形態３では、規制部材５は、磁性体材料を含んで形成され、回転軸線に垂直な断面が回転軸線に沿った方向の両端から中央へ向かって小さくなっている。断面が小さくなることで体積が減り、等しい磁界で引っ張られた際の磁力が軽減されて規制部材５の湾曲量が少なくなる。したがって、当初に規制部材５に付与する湾曲量が少なくて済む。なお、マグネットローラ６ｍの磁力による湾曲の湾曲量を相殺できる外観形状は逆クラウン形状には限らない。丸棒を単純に下方へ曲げ変形させた形状でもよい。端部の直径がφ６ｍｍ〜中央の直径がφ５．９ｍｍの逆クラウン形状は、湾曲量の必要な修正量に応じて調整することが望ましい。
【００７７】
＜その他の実施形態＞
本発明は、湾曲していた規制部材と現像スリーブとの隙間が現像スリーブ側からの磁力を受けて長手方向で略一定になる限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【００７８】
したがって、実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が無い限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００７９】
現像装置は、現像室と攪拌室が水平方向の左右に配置されるものに限らない。現像室と攪拌室が上下に配置された現像装置、或いは、その他の形態の現像装置においても、本発明は実施可能である。現像装置は、二成分現像方式、磁気ブラシ方式には限らない。ジャンピング方式、一成分現像方式等、現像剤担持体に対向させて層厚規制部材を配置した現像装置において広く本発明を実施可能である。
【００８０】
画像形成装置は、１ドラム型／タンデム型の区別なく実施できる。感光体の数、帯電方式、静電潜像の形成方式、転写方式、定着方式等の区別無く実施できる。ここでは、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明しているが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途の画像形成装置で実施できる。
【符号の説明】
【００８１】
１０１  感光ドラム、１０４  現像装置、１  現像剤
３ａ、３ｂ  搬送スクリュー、５  規制部材
６  現像スリーブ、６ｍ  マグネットローラ
２０１、２０２  保持ブロック、２０３、２０４  軸受け部
【図１】
2015143759.tif 000003
【図２】
2015143759.tif 000004
【図３】
2015143759.tif 000005
【図４】
2015143759.tif 000006
【図５】
2015143759.tif 000007
【図６】
2015143759.tif 000008
【図７】
2015143759.tif 000009
【図８】
2015143759.tif 000010
【図９】
2015143759.tif 000011
【図１０】
2015143759.tif 000012