(57)【要約】【課題】  簡易な構成によって、現像剤担持部材１３２上のトナー薄層を常時良好に形成することを可能とする。【解決手段】  現像剤ｔを介して現像剤担持部材１３２上に圧接する支持層１３３ａの自由端を、弾性層１３３ｂが現像剤担持部材１３２上に圧接されているニップ範囲Ｎ内に配置し、前記ニップ範囲Ｎ内でのトナー量の変化等に対応して弾性層１３３ｂを自由に弾性変形可能とすることにより、ニップ範囲Ｎ内における現像剤規制部材１３３の圧接力を良好に維持して従来のようなトナーの凝集や画像濃度の立ち上がり遅延を防止する一方、金属薄板からなる支持層１３３ａによる塑性変形の防止機能も良好に維持して耐久性を向上させるように構成したもの。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収容する現像容器と、静電潜像を保持する像担持体に前記現像容器内の現像剤を搬送して供給する現像剤担持部材と、一端が固定されて他端が自由端に構成された金属薄板からなる支持層上にゴム材からなる弾性層が配置され、その弾性層の自由側部分が前記現像剤を介して前記現像剤担持部材上に適宜のニップ範囲内にわたって圧接されていることによって前記現像剤の搬送量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における前記支持層の自由端が、前記現像剤担持部材に対する前記弾性層における前記ニップ範囲内に配置されていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤規制部材における前記支持層の自由端の位置は、前記現像剤担持部材の回転方向において前記ニップ範囲の中央位置よりも下流側に設定されていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかに記載された現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタ等の電子写真方式あるいは静電記録方式の画像形成装置に使用される現像装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に用いられている各種画像形成装置のうち、例えば電子写真方式を用いた画像形成装置においては、像担持体上に形成した静電潜像を現像装置から供給される現像剤により現像して可視化する行程が採用されており、そのときの現像行程に乾式一成分トナーを現像剤として用いた現像装置が広く実用化されている。その乾式一成分トナーを用いた現像装置では、現像剤担持部材（現像スリーブ）上に付着して搬送されるトナーを現像剤規制部材（現像ブレード）により薄層化して現像領域に供給することが行われているが、そのトナー薄層化をできるだけ均一に実行させることが、高解像・高精細の画像を得る上で極めて重要となってきている。
【０００３】
現像剤担持部材（現像スリーブ）上のトナーを均一薄層化するために従来から採用されている対策として、例えば下記の特許文献１において開示された現像装置のように、現像剤規制部材（現像ブレード）として、一端が固定され他端が自由端に構成されたＳＵＳ材等の金属薄板からなる支持層上に、ゴム材からなる弾性層が配置された弾性ブレードを用いたものがある。このものでは、金属薄板からなる支持層の全体を覆うように弾性ブレードが重ね合わせられており、これら両部材における自由端部分の先端面がほぼ一致するように配置されている。そして、弾性ブレードの弾性層の自由側部分が、現像剤担持部材上のトナー層に圧接されることによって当該トナーの薄層を形成し、現像領域に搬送されるトナー量を規制する構成になされている。このような金属薄板からなる支持層上にゴム材からなる弾性層が配置された現像剤規制部材を用いた現像装置によれば、支持層によって経時的な塑性変形が防止されることとなって耐久性が向上されるとともに、弾性層が有する弾性を利用することによってトナーの薄層化、つまりトナーの量的規制が比較的良好に行われる。
【０００４】
しかしながら、このように現像剤規制部材に金属薄板が用いられていると、現像剤担持部材上のトナー量が変化したときなどの場合において、現像剤規制部材が現像剤担持部材上に圧接しているニップ部における圧接力が強くなりすぎることがあり、その結果、トナー粒子の融着による凝集体が発生して現像剤担持部材上に筋が形成されてしまったり、特に低湿度環境下における画像濃度の立ち上がりが遅くなって、画像の品質の低下を招来させてしまうおそれがある。
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−５６４３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、良好な耐久性を維持しつつ、現像剤担持部材上のトナー薄層を常時良好に形成することができるようにした現像装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本出願にかかる第１の発明によれば、上記目的は、現像剤を収容する現像容器と、静電潜像を保持する像担持体に前記現像容器内の現像剤を搬送して供給する現像剤担持部材と、一端が固定されて他端が自由端に構成された金属薄板からなる支持層上にゴム材からなる弾性層が配置され、その弾性層の自由側部分が前記現像剤を介して前記現像剤担持部材上に適宜のニップ範囲内にわたって圧接されていることによって前記現像剤の搬送量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における前記支持層の自由端が前記現像剤担持部材に対する前記弾性層における前記ニップ範囲内に配置されていることで達成される。
【０００８】
すなわち、このような第１の発明によれば、現像剤担持部材と現像剤規制部材とのニップ範囲内におけるトナー量の変化等に対応して現像剤規制部材の弾性層が支持層に拘束されることなく自由に弾性変形することが可能となる。そのため、そのニップ範囲内における現像剤規制部材の圧接力が良好に維持されることとなり、従来のようなトナーの凝集や画像濃度の立ち上がり遅延が防止される一方、金属薄板からなる支持層による塑性変形の防止機能も良好に維持されるようになっている。
【０００９】
また、上記目的を達成するために本出願にかかる第２の発明によれば、上記目的は、前記現像剤規制部材における前記支持層の自由端の位置が、前記現像剤担持部材の回転方向において前記ニップ範囲の中央位置よりも下流側に設定されていることで達成される。
【００１０】
すなわち、このような第２の発明によれば、現像剤規制部材の弾性層の弾性変形がニップ範囲内においてより自由に行われることとなり、上述した第１の発明の作用がさらに向上されるようになっている。
【００１１】
さらに、上記目的を達成するために本出願にかかる第３の発明によれば、上記目的は、上述した第１および第２の発明にかかる現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置によって達成される。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本出願にかかる発明は、金属薄板からなる支持層上にゴム材からなる弾性層を配置した現像剤規制部材において、現像剤を介して現像剤担持部材上に圧接する支持層の自由端を、前記弾性層が前記現像剤担持部材上に圧接されているニップ範囲内に配置し、前記ニップ範囲内でのトナー量の変化等に対応して現像剤規制部材の弾性層を自由に弾性変形可能とすることにより、前記ニップ範囲内における現像剤規制部材の圧接力を良好に維持して従来のようなトナーの凝集や画像濃度の立ち上がり遅延を防止する一方、金属薄板からなる支持層による塑性変形の防止機能も良好に維持して良好な耐久性を向上させるように構成したものであるから、現像剤担持部材上のトナー薄層を常時良好に形成することができ、画像品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１にかかる画像形成装置としての電子写真方式レーザプリンタを示す概略構成図である。本実施形態にかかるレーザプリンタ１０は、像担持体としての感光ドラム１１を備えており、その感光ドラム１１の周囲には当該感光ドラム１１の回転方向ａに沿って順に、帯電ローラ１２、現像装置１３、転写ローラ１４、クリーニング装置１５が配設されており、前記帯電ローラ１２と現像装置１３との間の上方位置には露光装置１６が配設されている。また前記感光ドラム１１と転写ローラ１４との対向領域に形成される転写ニップ部における転写材搬送方向の下流側には、搬送ガイド１７および定着装置１８が配設されている。
【００１４】
上述した感光ドラム１１は、本実施の形態では負帯電の有機感光ドラムであり、アルミニウム製のドラム基体上にＯＰＣ感光層を有するものであって、駆動手段（不図示）により所定の周速（プロセススピード）で矢印ａ方向（時計回り方向）に回転駆動され、その回転過程において接触する前記帯電ローラ１２により負極性の一様な帯電を受ける。また、接触帯電部材としての帯電ローラ１２は、前記感光ドラム１１表面に所定の押圧力で当接して従動回転し、図示を省略した帯電バイアス電源から印加される帯電バイアスによって前記感光ドラム１１を所定の極性、電位に均一に帯電する。
【００１５】
現像装置１３は、現像容器１３１の開口部に前記感光ドラム１１表面と所定距離だけ離れて回転自在な現像剤担持部材としての現像スリーブ１３２を備えており、前記感光ドラム１１との対向領域である現像領域において当該感光ドラム１１上の静電潜像にトナーｔを付着させてトナー像として顕像化する。なお、本実施形態における現像スリーブ１３２へのトナー供給の詳細については後述する。
【００１６】
接触転写部材としての転写ローラ１４は、感光ドラム１１表面に所定の押圧力で接触して転写ニップ部を形成し、図示を省略した転写バイアス電源から印加される転写バイアスにより、前記感光ドラム１１と転写ローラ１４との間の転写ニップ部Ｎにて感光ドラム１１表面のトナー像を用紙などの転写材Ｐに転写する。またクリーニング装置１５は、クリーニングブレード１５１を有しており、転写後において前記感光ドラム１１の表面上に残留している転写残トナーをクリーニングブレード１５１で除去して回収する構成になされている。
【００１７】
一方、露光装置１６は、図示を省略したパーソナルコンピュータなどから入力される画像情報の時系列電気デジタル画像信号に対応して変調されたレーザ光（露光ビーム）をレーザ出力部（不図示）から出力し、帯電された感光ドラム１１の表面を反射ミラー１６１を介して走査露光Ｌすることにより、画像情報に対応した静電潜像を形成する構成を備えている。
【００１８】
さらに、定着装置１８は、内部にハロゲンヒータ（不図示）等の加熱部材を備えた定着ローラ１８１と加圧ローラ１８２とを有しており、定着ローラ１８１と加圧ローラ１８２との間の定着ニップ部にて転写材Ｐを挟持搬送しながら、転写材Ｐの表面に転写されたトナー像を加熱・加圧して熱定着させる構成を備えている。
【００１９】
次に、上記したレーザプリンタ１０による画像形成動作について説明する。
画像形成時において前記感光ドラム１１は、駆動手段（不図示）により矢印ａ方向（時計方向）に所定の周速で回転駆動され、帯電バイアス電源から帯電バイアスが印加された帯電ローラ１２により一様に負極性の所定電位に帯電される。そして、帯電された感光ドラム１１上に露光装置１６から反射ミラー１６１を介してレーザ光による走査露光Ｌが与えられることにより、前記感光ドラム１１上の電位は走査露光Ｌされた部分の電位が低下して、パーソナルコンピュータ（不図示）などから入力される画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【００２０】
そして、現像領域において上述した感光ドラム１１の帯電極性（負極性）と同極性の現像バイアスが印加された現像装置１３の現像スリーブ１３２により、前記感光ドラム１１上に形成された静電潜像にトナーｔを付着させて、反転現像によりトナー像として顕像化する。
【００２１】
一方、給紙装置１９を構成しているカセット内に積層状に格納された用紙などの転写材Ｐは、ピックアップローラ１９１により給紙され、感光ドラム１１上でのトナー像の形成と同期してレジストローラ対（不図示）まで搬送される。そして、感光ドラム１１上のトナー像が感光ドラム１１と転写ローラ１４間の転写ニップ部に到達すると、このタイミングに合わせて転写材Ｐがレジストローラ対（不図示）によって転写前ガイド１９２を通して転写ニップ部に搬送される。
【００２２】
そして、転写バイアス電源から前記トナーｔと逆極性（正極性）の転写バイアスが印加された転写ローラ１４により、転写ニップ部に搬送された転写材Ｐに感光ドラム１１と転写ローラ１４間に発生する静電力によって、感光ドラム１１上のトナー像が転写される。そのトナー像が転写された転写材Ｐは、搬送ガイド１７を介して定着装置１８に搬送され、定着ローラ１８１と加圧ローラ１８２間の定着ニップにてトナー像を転写材Ｐに加熱・加圧して熱定着する。トナー像が定着された転写材Ｐは、排紙ローラ対１９３を介して外部に排紙され、一連の画像形成動作を終了する。
【００２３】
また、上記転写後に感光ドラム１１に残留している転写残トナーは、クリーニング装置１５のクリーニングブレード１５１によって除去されて回収される。
【００２４】
次に、本実施の形態における現像装置１３の構造について説明する。
上述した現像容器１３１の内部には、特に図２に示されているように、現像剤として乾式一成分トナー（以下、単にトナーという。）ｔが適宜の量にわたって蓄えられているとともに、略円筒状のアルミ部材からなる現像剤担持部材としての現像スリーブ１３２が回転自在に配置されている。この現像スリーブ１３２は、図示を省略した駆動機構によって矢印ｂ方向に回転駆動されるように構成されていて、その現像スリーブ１３２の内部に磁界発生手段としてのマグネットローラ１３２ａが固定状態にて配置されている。
【００２５】
現像容器１３１内において前記現像スリーブ１３２の近傍には、図示を省略した回転式撹拌棒が設けられており、その撹拌作用によって現像容器１３１内のトナーは現像スリーブ１３２付近まで送られていき、そこで、前記現像スリーブ１３２内のマグネットローラ１３２ａにより形成される磁界の吸着作用によって現像スリーブ１３２の外周表面上に付着される。この現像スリーブ１３２に供給されたトナーは、当該現像スリーブ１３２の回転（時計回りとは逆回転）に伴って前記感光ドラム１１側の現像領域に向かって搬送されていく。
【００２６】
このようにしてトナーが吸着・搬送される現像スリーブ１３２の外周表面の所定位置には、現像剤量規制部材としての現像ブレード１３３がトナーを介して当接するように配置されている。この現像剤量規制部材としての現像ブレード１３３は、細長の板状部材から形成されたものであって、上述した現像容器１３１の支持台１３４に対して基端側（図示上端側）が固定されているとともに、図２にも示されているように、前記基端側から現像スリーブ１３２の逆回転方向であるカウンター方向に延出する自由端側部分が、前記現像スリーブ１３２の外周表面に対してトナーを介して、例えば９〜１５ｇ／ｃｍ２の圧力で面接触するように配置されている。
【００２７】
そして、前記現像ブレード１３３が現像スリーブ１３２の外周表面に対して面接触しているニップ範囲Ｎにおける摺接の作用力によって、前記現像スリーブ１３２の外周表面上のトナーｔが層厚規制されて薄層状化され、量的な規制が行われるとともに、トナー粒子の摩擦帯電が行われることによってトナーｔに対する電荷付与が行われるようになっている。
【００２８】
このとき、上述した現像ブレード１３３は、図３にも示されているように、金属薄板からなる支持層１３３ａを備えているとともに、その支持層１３３ａ上にはゴム材からなる弾性層１３３ｂが配置されている。そして、当該現像ブレード１３３を構成している支持層１３３ａの幅方向における自由端部分が、前記弾性層１３３ｂの幅方向における自由端部分よりもやや引っ込んだ短長に形成されていることにより、前記弾性層１３３ｂの自由側部分がトナーを介して現像スリーブ１３２の外周表面に圧接し、上述したようなニップ範囲Ｎを形成している。本実施形態におけるニップ範囲Ｎの幅方向寸法は２ｍｍに設定されている。
【００２９】
そのうちの支持層１３３ａを構成している金属薄板としては、板厚０．１ｍｍのＳＵＳ材やリン青銅等が採用されている。また、弾性層１３３ｂを構成しているゴム材としては、板厚１．２ｍｍのＨＴＶゴム（高温硬化型ミラブルシリコーンゴム）、熱可塑性ウレタンゴム、液状シリコーンゴム（ＬＴＶ，ＲＴＶ等）、あるいは各々の変性品やブレンド品が用いられている。
【００３０】
このような現像ブレード１３３を実際に製造するにあたっては、図３の（ａ），（ｂ）および（ｃ）のような構造例が考えられる。まず、図３（ａ）の場合は、支持層１３３ａと弾性層１３３ｂとが元々別体にて形成されたものであって、最終的に切断機を用いて所望の寸法に切断された現像ブレード１３３の支持層１３３ａと弾性層１３３ｂとが、現像容器１３１に装着する際に互いを密着させるようにして固定されていて、現像スリーブ１３２に対して、いわゆる腹当たりにより当接されている。このような構造を採用した場合には、現像スリーブ１３２上のトナー薄層の均一化に大きな影響を及ぼす弾性層１３３ｂの表面性を平滑に保つことが可能となるために都合がよい。
【００３１】
また図３（ｂ）の場合は、金属薄板からなる支持層１３３ａに対して、接着剤や両面テープ等の接着層１３３ｃで弾性層１３３ｂが接着により固定されたものであり、さらに図３（ｃ）の場合には、成型用金型を使用してプライマー１３３ｄを塗布した金属薄板上に熱または圧力により弾性層１３３ｂが成形されており、弾性層１３３ｂを熱硬化させるとともにプライマー１３３ｄにより支持層１３３ａと弾性層１３３ｂとが熱接着されている。
【００３２】
なお、現像スリーブ１３２に対する現像ブレード１３３の設定圧の測定は、２０μｍの厚さを有するＳＵＳ薄板３枚を、前記現像スリーブ１３２と現像ブレード１３３の弾性層１３３ｂとのニップ範囲Ｎへ挿入し、間にある一枚をバネ秤で引き抜いたときのＳＵＳ薄板の摩擦係数に基づいて１ｃｍあたり設定圧を算出するようにしている。
【００３３】
上述したように現像ブレード１３３を構成している支持層１３３ａの自由端部分は、弾性層１３３ｂの自由端部分よりもやや引っ込んだ位置に配置されているが、その現像ブレード１３３の弾性層１３３ｂに対して支持層１３３ａの自由端位置は、前記弾性層１３３ｂが現像スリーブ１３２側に圧接されたニップ範囲Ｎの内方側、より具体的には、前記現像スリーブ１３２の回転方向において前記ニップ範囲Ｎの中央位置よりも回転方向下流側に設定されている。
【００３４】
現像ブレード１３３の自由端を、上述したような内方側の位置に配置しておけば、現像スリーブ１３２とのニップ範囲Ｎ内でのトナー量の変化等に対応して現像ブレード１３３の弾性層１３３ｂが支持層１３３ａに拘束されることなく自由に弾性変形することが可能となる。そのため、前記ニップ範囲Ｎ内における現像ブレード１３３の圧接力が良好に維持されることとなり、その結果、例えばトナーの凝集体がニップ範囲Ｎ内に入り込んだ場合においても、そのトナーの凝集体は、弾性層１３３ｂの変位によって現像ブレード１３３から容易にすり抜けることが可能となり、従来のような現像スリーブ１３２上の筋の発生が良好に防止される。また、弾性層１３３ｂの変位によって、ニップ範囲Ｎ内へのトナー流入量が増大することとなるため、従来のような画像濃度の立ち上がりの遅延が防止される。
【００３５】
さらに、金属薄板からなる支持層１３３ａは、使用耐久による弾性層１３３ｂの劣化（塑性変形）を防止する作用・効果を有するものであるが、その支持層１３３ａの自由端は、劣化の著しい現像ブレード１３３の弾性層１３３ｂの屈曲点に存在しているため、弾性層１３３ｂの塑性変形の防止機能が良好に維持される。
【００３６】
特に、上述した実施形態では、現像ブレード１３３の支持層１３３ａの自由端位置が、現像スリーブ１３２の回転方向において前記ニップ範囲Ｎの中央位置よりも回転方向下流側に設定されているため、現像ブレード１３３の弾性層１３３ｂの弾性変形がより自由に行われることとなり、上述した作用・効果がさらに向上されるようになっている。
【００３７】
実際に、本実施形態にかかる装置を従来装置と比較してみたところ、例えば図４（ａ）に示された濃度推移では、まず全体的な濃度向上が図られており、従来品に比して濃度に関する余裕が得られている。特に、初期状態における濃度の立ち上がりが良好となっていることが分かる。
【００３８】
また、同図（ｂ）に示されているトナー電荷量Ｑ／Ｍの推移に関しては、そのＱ／Ｍが大きくなり過ぎて３０μＣ（クーロン）を越えてしまうと、トナーが感光体側に飛翔し難くなって現像不良が発生することとなるが、従来品の弾性ブレード構造ではＱ／Ｍが大きくなり過ぎており、良好な濃度が出にくくなる３０μＣ（クーロン）までの余裕が無い。これに対して本発明品によれば、Ｑ／Ｍが２０μＣ（クーロン）付近を推移する結果となっており、トナーのチャージアップ現象が抑制されていることが判明した。
【００３９】
さらに、同図（ｃ）に示されているトナーの載り量Ｍ／Ｓの推移を見てみると、本発明品では、従来品に比して初期段階からトナーの載り量が従来品より多くなっている。しかも従来品では、耐久が進むにつれて下降傾向となっているのに対して、本発明品でおいては耐久が進んだ段階でも１．３付近を推移している。これは、従来品よりも現像スリーブの表面コートが減り難いことから濃度が出やすくなっていることによるものである。
【００４０】
以上、本発明者によってなされた発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることはいうまでもない。
【００４１】
例えば、上述した実施形態は、プリンタ以外の複写機等の他の画像形成装置に対しても本発明は同様に適用することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上述べた本発明にかかる画像形成装置は、プリンタなどの画像形成装置をはじめとして、複写機等の多種多様な画像形成装置に対して広く適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明を適用する画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの内部構造を表した縦断面説明図である。
【図２】図１に示されたレーザプリンタの現像装置における現像ブレードの接触部位を拡大して表した縦断面説明図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる現像ブレードの構造を表した側面説明図である。
【図４】本発明にかかる装置と従来装置との間で比較した結果を表したも線図であって、（ａ）は耐久濃度の推移、（ｂ）はトナー電荷量Ｑ／Ｍの推移、（ｃ）はトナーの載り量Ｍ／Ｓの推移をそれぞれ表したものである。
【図５】現像剤担持部材上におけるトナーに発生する筋を本発明にかかる装置と従来装置との間で比較した結果を表した表である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  レーザプリンタ（画像形成装置）
１１  感光ドラム（像担持体）
１２  帯電ローラ
１３  現像装置
１３１  現像容器
１３２  現像スリーブ（現像剤担持部材）
１３２ａ  マグネットローラ
１３３  現像ブレード（現像剤量規制部材）
１３３ａ  支持層
１３３ｂ  弾性層
１３３ｃ  接着層
１３３ｄ  プライマー
１４  転写ローラ
１５  クリーニング装置
１５１  クリーニングブレード
１６  露光装置
１６１  反射ミラー
１７  搬送ガイド
１８  定着装置
１８１  加熱ローラ
１８２  加圧ローラ
１９  給紙装置
１９１  ピックアップローラ
１９２  転写前ガイド
１９３  排紙ローラ対
Ｐ  転写材
Ｌ  走査露光
ｔ  トナー
Ｎ  ニップ範囲
【図１】
2007133311.tif 000003
【図２】
2007133311.tif 000004
【図３】
2007133311.tif 000005
【図４】
2007133311.tif 000006
【図５】
2007133311.tif 000007