(57)【要約】【課題】濃度低下や大幅なコストアップを招くことがなく、しかも使用する現像剤の種類（特に小粒径の現像剤、低融点の現像剤）に大幅に制約されることなく、現像剤担持体の波状搬送の発生を抑制することができる現像装置を提供する。【解決手段】層規制部材３は、弾性体３１として、現像剤担持体２と接する面部３１ｃとその自由端３１ｂの先端縁部３１ｄから角度θで伸ばした仮想直線（ＢＬ）とで挟まれる領域を当該現像剤担持体２の回転軸方向（矢印方向）にわたって少なくとも充足する形状からなる弾性体を使用しているとともに、仮想直線（ＢＬ）がその弾性体３１の固定端３１ａ側の剛性取付け部材１０ｂに取り付けて固定される部位の領域３１ｅ内に入り込む条件を満たすように取り付けられている。【選択図】図３
2007286531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性現像剤を外周面に担持して現像領域まで搬送するように回転する円筒状の現像剤担持体と、
この現像剤担持体の外周面に板状の弾性体をその固定される端部側とは反対側の端部となる自由端側の面部が接するように圧接させて当該外周面に担持される磁性現像剤を薄層状態にするように規制して通過させる層規制部材とを備え、
前記層規制部材を前記弾性体が弾性変形せずに前記現像剤担持体の外周面に接触する仮定状態におくとともに、前記層規制部材を実際に剛性取付け部材に取り付けた際の前記弾性体の前記現像剤担持体と圧接する範囲の中心と当該現像剤担持体の回転中心を結ぶ第１直線とその回転中心と当該弾性体の自由端の当該現像剤担持体に近い側の先端縁部を結ぶ第２直線とのなす角度をθとしたとき、
前記層規制部材は、前記弾性体として、その現像剤担持体と接する面部とその自由端の前記先端縁部から前記角度θで伸ばした仮想直線とで挟まれる領域を当該現像剤担持体の回転軸方向にわたって少なくとも充足する形状からなる弾性体を使用しているとともに、前記仮想直線がその弾性体の固定端側の前記剛性取付け部材に取り付けて固定される部位の領域内に入り込む条件を満たすように設定されていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記弾性体として、その現像剤担持体と接する面部を基準にしてその自由端の当該現像剤担持体から遠い側の先端縁部からその固定端側にむけて前記角度θ以上の角度αをなす直線に沿うか又はそれを超えるように厚みを増す形状からなる弾性体を使用している請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像剤担持体は、算術平均粗さ（Ｒａ）が１．５μｍ以上であり、算術平均傾斜（Δａ）が０．１以上０．４以下の範囲内である表面粗さからなる請求項１又は２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、プリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置に用いられる現像装置に関し、特に、磁性一成分現像剤を使用する現像装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式等を適用したプリンタ、複写機等の画像形成装置において採用される現像装置として、磁性トナーのみからなる磁性一成分現像剤に代表される磁性現像剤を使用する一成分現像装置がある。
【０００３】
このような一成分現像装置は、一般に、図１３に例示するように、磁性現像剤１０９を収容するハウジング１１０に、内部空間にマグネット部材が設置されて回転する円筒状の現像ロール１２０と、この現像ロール１２０の外周面に圧接される弾性体等からなる層規制部材１３０とを少なくとも設けた構成になっている。また、この現像装置による現像動作は、ハウジング１１０内の磁性現像剤１０９を回転する現像ロール１２０にむけて供給して磁気力で担持させながら層規制部材１３０との圧接部を規制するように通過させることにより摩擦帯電させるとともに薄層状態に形成した後、その現像ロール１２０の感光体等の像担持体（２００）と対向する現像領域（ＤＥ）まで搬送し、最後にその現像領域においてスリーブ上の現像剤を静電潜像が形成された像担持体側へ静電的作用により移行させてその潜像部分に選択的に付着させることにより行われている。
【０００４】
ところで、このような現像装置においては、その現像動作を行った後の現像ロール（実際にはスリーブ）上には、静電潜像に対応して現像剤が消費された部分と消費されなかった部分とが存在する現像履歴が生じる。このような現像履歴は、通常、現像ロール上において次の現像剤の供給工程及び現像剤層の規制工程が行われることで解消されるが、場合によっては、現像後に現像剤が消費されなかった部分（非画像部に相当）では現像剤が現像ロール上に固着されやすくその現像剤層の表層側にある一部の現像剤のみが次の新たな現像剤と入れ替わるだけで、その現像剤が消費された部分（画像部に相当）のようにほぼ全量の現像剤が入れ替われることがない現象を誘発することがある。
【０００５】
そして、このように現像ロール上で部分的に入れ替わる量が異なる現像剤層が次の現像工程に至ると、その現像効率について、前の現像工程で現像剤が消費されて新たな現像剤にほぼ全量入れ替わった部位の方が前の現像工程で現像剤が消費されずに一部の現像剤のみが入れ替わる部位よりも高くなって差異が生じるようになり、この結果、周知のゴースト（現像履歴に起因した濃度差）が発生することがある（特にベタ画像を形成した後にそのベタ画像よりも広いハーフトーン画像を形成した際に顕著に確認される）。
【０００６】
従来においても、このゴースト対策を施した現像装置として、例えば本出願人が提案したような現像装置が知られている（特許文献１）。これは、現像ロールとして、その周面に現像剤の粒径より大きな凹凸と小さな凹凸とで構成される樹脂層をコーティングにより形成し、その大きな凹凸についてはその算術平均粗さ（Ｒａ）が１．３〜１．８μｍとなり、その小さな凹凸については有効線長さ（ＳＲＩｒ）が１０４％以下とした現像ロールを使用するようにした現像装置である。
【０００７】
しかし、この現像装置の場合は、小さな凹凸を現す有効線長さが例えば凹凸間隔とそれぞれのピークの高さが異なっていても同様の数値が算出される可能性があることから、その現像ロールの表面粗さの適切な数値を表しにくく、ゴースト対策として不十分な面があった。
【０００８】
そこで、本出願人は、このような事情などに鑑みて種々研究した末に、新たなゴースト対策として、現像ロールのような現像剤担持体の表面における微小な凹凸を滑らかにするような構成を採用した現像装置の提案（特許出願：本出願時未公開）を行っている。
【０００９】
これは、現像剤担持体として算術平均粗さ（Ｒａ）が１．５μｍ以上であり、かつ、算術平均傾斜（Δａ）が０．１以上０．４以下である表面粗さからなるものを使用するようにした現像装置である。これにより、現像剤担持体による現像剤の搬送性が損なわれることなく、その担持体周面への現像剤の固着を抑制することができ、例えば凝集性の高い現像剤を使用してもゴーストの発生を抑制することができるというものである。
【特許文献１】特開２００４−３４７６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来の現像装置においても次のような問題がある。
【００１１】
例えば、現像剤担持体の表面が長期使用によって削れて滑らかな状態になった場合や、上述したようにゴースト対策のために現像剤担持体の小さな凹凸部を滑らかな状態にした場合は、特に低温低湿の環境において現像剤担持体上に層規制部材を通過した後に形成される現像剤の薄層（層厚）が波のごとく変動して搬送される波状搬送が発生し、その搬送むらの波状態が現像画像にも濃度むらとなって現れるという現像不良を引き起こすことがある。このような波状搬送は、現像剤として比較的小径（例えば平均粒径が７μｍ以下）のものを使用した場合に、さらに発生しやすくなる。
【００１２】
この波状搬送は、主に次のようなメカニズムで発生している。
【００１３】
即ち、図１４に例示するように、現像剤担持体１２０において非画像部（背景部など）となる部分が続いて現像剤が消費されない部位が連続して存在すると、その部位にある現像剤１０９は層規制部材１３０を何回も通過することによりその帯電量が上昇するとともに現像剤担持体１２０上に押し付けられるようになるため、その現像剤担持体１３０の周面に静電的作用や物理的要因で強く付着する現像剤が増加するようになり、これにより、その部位に相対的に多めの現像剤が担持されるようになって現像剤の搬送量も増えるようになる。図中の層規制部材１３０は、ばね支持板１３２の先端部に現像剤担持体１２０に圧接させるゴム材１３１を固着した構造のものである。
【００１４】
この結果、まず、その搬送量が増えた現像剤層部分が層規制部材１３０を通過する際に現像剤担持体１２０に圧接される層規制部材１３０を押し上げて現像剤の通過空間を広げてしまうため（図中の二点鎖線で示す層規制部材１３０Ａ）、その層規制部材１３０Ａを通過した後の現像剤担持体１２０に担持される現像剤１０９の層が厚い状態（１０９ａ）になる。次に、その押し上げられて弾性変形した状態の層規制部材１３０はその弾性的な復元力により現像剤担持体１２０に圧接する方向に変位して現像剤の通過空間を狭めるため、現像剤担持体１２０に担持される現像剤がスリップして通過せずその現像剤１０９の層が薄い状態（１０９ｂ）になる。続いて、現像剤担持体１２０上の現像剤の層が薄くなると、層規制部材１３０の圧接力がわずかに弱まってその層規制部材を現像剤が押し上げるようになるため、現像剤担持体上の現像剤の層が再び厚くなる。
【００１５】
以上のように層規制部材１３０が現像剤担持体１２０との圧接部位において両矢印方向に振動（揺動）するように繰り返して変位するため、その層規制部材１３０を通過した後の現像剤担持体１２０上の現像剤１０９の層が厚くなったり（１０９ａ）薄くなる（１０９ｂ）ことを繰り返すようになり、これが波状の搬送むら（波状搬送）となって現れるようになる。
【００１６】
なお、この波状搬送の対策としては、例えば、層規制部材の現像剤担持体に対する圧接力を高める手段が考えられる。しかし、この場合は、その層規制部材によって現像剤担持体上の現像剤層が常に強く押し付けられた状態が続くため、現像剤に外添される外添剤が粒子中に埋まりこむ現象を促進してしまい、これにより、現像剤の帯電量が低下し、その結果として現像される画像の濃度が低下してしまうことになる。
【００１７】
また、他の対策としては、層規制部材として非磁性又は磁性の剛性体を用い、その剛性体を現像剤担持体に対して一定の間隔（現像剤の通過隙間）を保つように非接触の状態で取り付ける手段も考えられる。しかし、この場合は、現像剤層を一定に保つ観点からその間隙が±０．０２ｍｍ程度の誤差範囲に納まるように部品の精度や取り付け精度が要求されてコストアップを招いてしまう。
【００１８】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、濃度低下や大幅なコストアップを招くことがなく、しかも使用する現像剤の種類（特に小粒径の現像剤、低融点の現像剤）に大幅に制約されることなく、現像剤担持体の波状搬送の発生を抑制することができる現像装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の現像装置は、図１に例示するように、磁性現像剤を外周面に担持して現像領域まで搬送するように回転する円筒状の現像剤担持体２と、この現像剤担持体の外周面に板状の弾性体３１をその固定される端部側３１ａとは反対側の端部３１ｂとなる自由端側の面部３１ｃが接するように圧接させて当該外周面に担持される磁性現像剤を薄層状態にするように規制して通過させる層規制部材３とを備え、前記層規制部材３を前記弾性体３１が弾性変形せずに前記現像剤担持体２の外周面に接触する仮定状態におくとともに、前記層規制部材３を実際に剛性取付け部材に取り付けた際の前記弾性体３１の前記現像剤担持体２と圧接する範囲（ＰＥ）の中心（Ｐ1）と当該現像剤担持体２の回転中心（Ｏ）を結ぶ第１直線（Ｌ1）とその回転中心（Ｏ）と当該弾性体３１の自由端３１ｂの当該現像剤担持体２に近い側の先端縁部３１ｄを結ぶ第２直線（Ｌ2）とのなす角度をθとしたとき、前記層規制部材３は、前記弾性体３１として、その現像剤担持体２と接する面部３１ｃとその自由端３１ｂの前記先端縁部３１ｄから前記角度θで伸ばした仮想直線（ＢＬ）とで挟まれる領域を当該現像剤担持体２の回転軸方向（矢印方向）にわたって少なくとも充足する形状からなる弾性体を使用しているとともに、前記仮想直線（ＢＬ）がその弾性体３１の固定端３１ａ側の前記剛性取付け部材に取り付けて固定される部位の領域３１ｅ内に入り込む条件を満たすように取り付けられていることを特徴とするものである。
【００２０】
ここで、上記現像剤担持体２は、磁性現像剤を担持して搬送することができるものであればよく、通常は、回転する非磁性の円筒状スリーブとそのスリーブ内部に設置されて磁性現像剤をスリーブ上に引き寄せる磁界を生成する磁界発生手段を備えた構成からなるものである。
【００２１】
また、上記層規制部材３は、現像剤担持体２に実際に圧接される弾性体３１とこの弾性体３１を固定保持する剛性体からなる固定保持部材３２とで構成されるが、例えば弾性体３１のみから構成されるものであってもよい。この層規制部材３（の弾性体３１）の現像剤担持体への加圧力（線圧）は、０．５９Ｎ／ｃｍ（６０ｇｆ／ｃｍ）以下の値になるよう設定するとよい。弾性体３１としては、ゴム等が使用される。また、弾性体は、例えば、その硬度（ゴム硬度）がＪＩＳ  Ａ硬度で３０〜８０度であることが好ましい。そして、この層規制部材３は、その全体が剛性取付け部材に取り付けて固定される。この剛性取付け部材は、層規制部材３を取り付けた際に、その層規制部材３を像担持体３に所定の圧力で圧接させて保持することができる程度の剛性を有する材質及び形態からなるものであればよい。
【００２２】
上記層規制部材３を実際に取り付けた際の状態は、通常、図１の上部に例示するように、層規制部材３を構成する弾性体３１をその固定保持部材３２を介して現像剤担持体２の外周面に所定の圧力で圧接させるように剛性取付け部材（図示せず）に取り付けられるため、その弾性体３１が撓むように弾性変形した状態になる。この図示の例では、層規制部材３を構成する剛性体からなる固定保持部材３２が剛性取付け部材に固定されているため、その固定保持部材３２が剛性取付け部材の一部とみなすことができる。これに対し、上記仮定状態は、図１の下部に例示するように、層規制部材３を弾性体３１が弾性変形せずに現像剤担持体２の外周面に接触する状態に取り付けた仮定の状態である（層規制部材３を固定部から取り外して弾性体３が現像剤担持体２に単に接触する状態に保持する状態にも相当する）。なお、この仮定状態は、その弾性体３１の現像剤担持体２との接触位置を実際の取り付け状態における圧接する範囲（ＰＥ）の中心（Ｐ1）の位置に合致させてもよい。また、圧接範囲（ＰＥ）の中心（Ｐ1）とは、現像剤担持体２の回転方向における中心である。さらに、仮定状態と実際の取り付けた際の状態がほぼ同じ場合も含まれる。
【００２３】
また、上記仮想直線（ＢＬ）が弾性体３の固定端側の剛性取付け部材（固定保持部材がある層規制部材の場合にはその固定保持部材）に固定される部位の領域３１ｅ内に入り込むようにするためには、その弾性体３の固定保持部材３２による固定部位（３１ｅ）の位置を下方側（自由端３１ｂ側）にずらすように調整するか、または、その弾性体３の自由端３１ｂの現像剤端持体２との圧接位置からの突出長さ（圧接範囲の中心から自由端の先端までの長さ）を短くする方向に調整することで可能になる。ちなみに、弾性体３としてその自由端３１ｂの厚み（Ｄ）がないものを使用する場合は、その尖った自由端の先端縁が現像剤担持体２に近い側の先端縁部３１ｄになる。
【００２４】
また、上記層規制部材３の弾性体３１としては、図１の下部に例示するように、その現像剤担持体２と接する面部３１ｃを基準にしてその自由端３１ｂの当該現像剤担持体２から遠い側の先端縁部３１ｆからその固定端側３１ａにむけて前記角度θ以上の角度αをなす直線（ＤＬ）に沿うか又はそれを超えるように厚み（Ｄ）を増す形状からなる弾性体を使用することが好ましい。図中の点線Ｌ３は、弾性体３の自由端３１ｂの先端縁部３１ｆから現像剤担持体２と接する面部３１ｃと平行に伸ばした仮想の直線である。また、図１下部に例示する弾性体３の自由端側３１ｂの形状は、直線（ＤＬ）を超えるように厚み（Ｄ）を増す形状である。
【００２５】
このように構成した場合は、層規制部材３の弾性体３１の自由端３１ｂ側がその固定部位側からの抗力を現像剤端持体２から離れる方向に変位しようとする動きを妨げるための有効な力として受けやすくなり、これにより波状搬送の発生をより確実に抑制することが可能になる。この作用効果は、上記直線（ＤＬ）が弾性体３の固定端側３１ａの固定される部位（３１ｅ）の領域内に入り込む条件を満たすように設定されている場合には、その作用効果がさらに有効に得られるようになる。
【００２６】
さらに、上記各現像装置における現像剤担持体２は、算術平均粗さ（Ｒａ）が１．５μｍ以上であり、算術平均傾斜（Δａ）が０．１以上０．４以下である表面粗さからなるものであることが好ましい。
【００２７】
上記算術平均粗さ（Ｒａ）は、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４に準拠して算出されるものである。具体的には、粗さ測定曲線の絶対値を基準長さにわたって平均化した値である。また、上記算術平均傾斜（Δａ）は、微小領域の表面粗さを示すものであり、粗さ測定曲線の傾き（角度）の絶対値を求め、その値を平均化したものとして算出される。この算出平均傾斜は、具体的には、表面粗さの測定ピッチを０．１５μｍ、高さ方向の分解能を０．０１μｍにて測定した後、その得られた波形をフーリエ変換し、現像剤の粒径以上の長周波成分をカットし、さらに各点を５点加重平均したものに対して求めたものである。
【００２８】
このように構成した場合には、現像剤担持体２による現像剤の搬送性が良好であるうえに、現像剤担持体２の表面への現像剤の固着を抑制することができ、凝集性の高い現像剤を使用するに際してもゴーストの発生を抑制することができるようになる。
【００２９】
また、現像剤担持体２は、その外周面の凹凸の平均間隔（Ｓｍ）が１５０μｍ以上３００μｍ以下とすることが好ましい。この場合には、上記算術平均粗さＲａと凹凸の平均間隔Ｓｍによって、より適切な現像剤搬送性能が確保されるようになる。この平均間隔（Ｓｍ）は、上記算術平均粗さ（Ｒａ）の場合と同様に、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４に準拠して測定される。
【００３０】
さらに、現像剤担持体２は、上記したような表面粗さを形成するには、その外周面がブラスト処理によって粗面化された後に、金属メッキ層が積層されていることが好ましい。そのブラスト処理によって外周面を粗面化することで、適度な表面粗さを確保できるとともに、メッキ層の密着性も向上するようになる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の現像装置によれば、層規制部材の弾性体としてその自由端側が特定の形状からなるものを使用するので、その弾性体が現像剤担持体との圧接部位において振動（揺動）するように繰り返して変位することが発生しにくくなり、これにより特に低温低湿下において現像剤担持体の波状搬送の発生を抑制することが可能となり、かかる波状搬送に起因した現像画像の欠陥も発生しにくくなる。
【００３２】
また、この発明では、層規制部材の圧接力を高めることをする必要がないため、かかる圧接力を高めることに起因した現像濃度の低下を招くことがなく、しかも、層規制部材を剛体で構成して現像剤担持体と一定の微小間隔をあけて精度良く取り付ける必要もないため、大幅なコストアップを招くこともない。さらに、この発明は、磁性現像剤として特に小粒径の現像剤や、低融点の現像剤を使用しても上記したような効果が得られるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図２は、本発明の現像装置の概要を示すものである。
【００３４】
この現像装置１は、像担持体としての感光ドラム８と対向する部位が開口するとともに磁性現像剤である磁性一成分トナー９を収容するハウジング１０を有し、このハウジング１０の開口に面して現像ロール２が回転可能に設置されているとともに、その開口上縁に現像ロール２に圧接して担持する磁性一成分トナー９を薄層状態にする層規制部材３が設けられている。トナー９としては、低温定着が可能な低融点のポリエステル樹脂系の磁性一成分トナーを使用している。また、ハウジング１０は、そのハウジングの一部で構成される仕切壁部１０ａを境に、現像ロール２が存在する現像室１２と、この現像室１２の背後でトナー９を収容するトナー収容室１３とに分けられている。トナー収容室１３には、収容されるトナー９を攪拌しながら現像室１２側に掻き出すための回転攪拌部材１５が設置されている。回転攪拌部材１５は、例えば回転体の一部に可撓性フィルムを付けた構造のものである。
【００３５】
現像ロール２は、矢印方向に回転する円筒状の非磁性スリーブ２１と、このスリーブ２１の内部に複数の磁極が固定配置された磁性体２２とで構成されている。また、この現像ロール２と感光ドラム８の間に現像バイアス（例えば直流電圧に交流電圧を重畳したもの）がバイアス電源装置２５から印加されている。
【００３６】
層規制部材３は、現像ロール２（実際にはスリーブ２１）の外周面に圧接される板状のゴム材３１と、このゴム材３１の一端部３１ａを固定保持する剛性の固定保持板３２とで構成されており、その固定保持板３２が合成樹脂、金属等からなるハウジング１０の剛性の取付け部１０ｂに固定用ネジ等の固定治具３３にて固定されることで取り付けられている。ゴム部材３１としては、例えばウレタンゴム、シリコーンゴム等が使用される。ゴム部材３１は固定保持板３２に接着等により固定されている。この層規制部材３は、そのゴム材３１が現像ロール２に押し当て圧が線圧として６０ｇｆ／ｃｍ以下となるように調整されている。取付け部１０ｂは、ハウジング１０の一部として一体的に形成されているが、別の部材として構成されるものであってもよい。
【００３７】
また、層規制部材３は、図３に示すように、そのゴム材３１が弾性変形せずに現像ロール２の外周面に接触する仮定状態におくとともに、層規制部材３をハウジング１０（取付け部１０ｂ）に実際に取付け部１０ｂに取り付けた際のゴム材３１の現像ロール２と圧接する範囲の中心（Ｐ1）と当該現像ロール２の回転中心（Ｏ）を結ぶ直線（Ｌ1）とその回転中心（Ｏ）とゴム材３１の自由端３１ｂの現像ロール２に近い側の先端縁部３１ｄを結ぶ直線（Ｌ2）とのなす角度をθとしたとき、そのゴム材３１として、現像ロール２と接する面部３１ｃとその自由端３１ｂの先端縁部３１ｄから角度θで伸ばした仮想直線（ＢＬ）とで挟まれる領域を現像ロール２の回転軸方向（矢印方向）にわたって少なくとも充足する形状からなるものを使用しているとともに、仮想直線（ＢＬ）がそのゴム材３１の固定端３１ａ側の剛性取付け部１０ｂに取り付けられた固定保持板３２で固定される部位の領域３１ｅ内に入り込むような状態で取り付けられている。
【００３８】
この例では、ゴム材３１として、その固定端３１ａ側が固定保持板３２で固定される範囲において一定の厚さＤ１からなる板状の形状であり、その自由端３１ｂ側が先端部になるほど厚さが仮想直線（ＢＬ）を少なくとも超えた状態を保ちつつ薄くなって細くなる楔状の形状であるものを使用している。これは、図３に示されるように、その固定端３１ａ側から自由端３１ｂにかけて同一の平面からなる面部３１ｃと上記仮想直線（ＢＬ）とで挟まれる領域を現像ロール２の回転軸方向にわたって充足する形状であるとともに、仮想直線（ＢＬ）がそのゴム材３１の固定端３１ａ側の固定部位３１ｅの領域内に入り込むような状態で取り付けられている。図中のＤ２は、自由端３１ｂの先端部の厚さである。
【００３９】
さらに、この例における層規制部材３は、そのゴム材３１として、その現像ロール２と接する面部３１ｃを基準（実際には、図中に点線Ｌ3で示すようにその面部３１ｃと平行な面）にしてその自由端３１ｂの現像ロール２から遠い側の先端縁部３１ｆからその固定端３１ａ側にむけて前記角度θ以上の角度αをなす直線（ＤＬ）に沿うように厚みＤｘを増す形状（自由端側の先端から固定端側にむけて厚みが増す形状）からなるものを使用している。しかも、このような自由端側の形状からなるゴム材３１は、その直線（ＤＬ）が上記ゴム材３１の固定端３１ａ側の固定保持板３２で固定される部位３１ｅの領域内に入り込むような状態でも取り付けられている。
【００４０】
この他、現像ロール２のスリーブ２１は、アルミニウム基材の表面にブラスト処理を行って所定の表面粗さにした後、金属メッキ層としてニッケルメッキを施したものである。ブラスト処理は、吹き付ける球状のガラスビーズの大きさを粒度＃４０〜＃１００（粒径５００μｍ〜１５０μｍ）相当品を使用し、メッキ後の表面の算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４に準拠）が１．５μｍ以上になるようにしている。また、ニッケルメッキは、例えば亜鉛置換を行った後、表面のステップカバレージが良好な無電解光沢ニッケルメッキを行い、所定の表面粗さ（微小エリアの表面粗さ）として算術平均傾斜（Δａ）が０．１〜０．４の範囲内になるようにメッキ条件を調整している。このとき、例えばＰ含有量等を調整することで、析出膜が非磁性を呈するようになっている。メッキ層については、ニッケルメッキ層に限らず、非磁性で所定の表面粗さを確保できるものであれば他の金属メッキ層を形成しても差し支えない。
【００４１】
また、このメッキ処理後のスリーブ２１の表面粗さは、算術平均粗さＲａが前記したとおり１．５μｍ以上であり、また、凹凸の平均間隔Ｓｍが１５０〜３００μｍの範囲内になるように形成されている。さらに、その表面粗さについては、算術平均傾斜Δａが０．１〜０．４の範囲内になるようにしているが、その算術平均傾斜は次のようにして求めたものである。まず、レーザ顕微鏡（ＫＥＹＥＮＣＥ社製：ＶＫ−８５００）にて２０００倍の倍率でスリーブ２１表面のプロファイル（粗さ測定曲線に相当する）を求める。そして、その線分の傾きの絶対値を求めて平均化することで、それを算術平均傾斜Δａとした。具体的には、表面粗さの測定ピッチを０．１５μｍ、高さ方向の分解能を０．０１μｍに設定して測定し、得られた波形（粗さ測定曲線に相当する）をフーリエ変換し、トナー粒径以上の長周波成分をカットしてうねり成分を除去した後、さらに各点を５点加重平均したものに対して求めた。各サンプリング点での傾きについてはＪＩＳ  Ｂ０６０１−２００１の局部傾斜を求める式（ｄＺi／ｄｘ）を参考にして算出した。
【００４２】
次に、この現像装置１の動作について説明する。
【００４３】
現像時になると、ハウジング１０のトナー収容室１３内のトナー９が回転する回転攪拌部材１５によって掻き出されて現像室１２内に供給される。この現像室１２内のトナー９は、現像ロール２の磁石体２２の磁力によって吸引され、回転するスリーブ２１の外周面に吸着されて搬送される。続いて、現像ロール２のスリーブ２１上のトナー９は、層規制部材３のゴム材３１により摩擦帯電されるとともに所定の層厚に調整された後、現像ロール２と感光ドラム８との対向部位の現像領域（ＤＥ）まで搬送される。この現像領域においてスリーブ２１上のトナー９は、バイアス電源装置２５による現像バイアスの作用によって感光ドラム８側に飛翔し、そのドラム上の静電潜像部位に付着してその潜像を現像する。なお、この現像によりトナー９が消費された現像ロール２のスリーブ２１部分には、現像室１２において新たなトナーが吸着して担持されるようになる。
【００４４】
そして、この現像装置１では、層規制部材３のゴム材３１としてその自由端３１ｂ側が特定の形状（ゴム材の面部３１ｃと仮想直線ＢＬで挟まれる領域を少なくとも充足する形状）からなるものを使用するので、そのゴム材３１が現像ロール２との圧接部位において振動（揺動）するように繰り返して変位することが発生しにくくなる。この結果、現像ロール２上における波状搬送の発生を抑制することが可能となり、かかる波状搬送に起因した現像画像の欠陥の発生も抑制されることなる。
【００４５】
この層規制部材３のゴム材３１による波状搬送の抑制効果は、次のようなメカニズムにより得られるものと考えられる。
【００４６】
即ち、図４に例示するように、ゴム材３１の自由端３１ｂ側の特に現像ロール２との圧接位置から突出した先端部位には、現像ロール２に吸着されてその回転に伴って搬送される磁性一成分トナー９の層が衝突してゴム材３１を現像ロール２から離すような方向の力Ｆ１が及ぶ。これに対し、ゴム材３１は、その自由端３１ｂ側が現像ロール２と圧接する面部３１ｄと角度θの仮想直線ＢＬで挟まれる領域を充足する形状になっているため、上記トナーの搬送力による力Ｆ１を受けると、それに対向するように、その自由端３１ｂにおける上記形状部分のゴム弾性による抗力Ｆ２がその固定部位３１ｅ側から仮想曲線ＢＬとほぼ平行するような方向でゴム材の自由端３１ｂ側にむかって発生するようになる。
【００４７】
この際、ゴム材の自由端３１ｂの形状部分による抗力Ｆ２は、その水平成分Ｆ２ａと垂直成分Ｆ２ｂがトナー搬送力による力Ｆ１の水平成分Ｆ１ａと垂直成分Ｆ１ｂとほぼ等しくなって釣り合いのとれた関係になるため、その抗力Ｆ２（特に水平成分Ｆ２ａ）がトナー搬送力による力Ｆ１（特に水平成分Ｆ１ａ）を打ち消すような力として有効に作用する。これにより、層規制部材３のゴム材３１は、現像ロール２上のトナー９の搬送力による力Ｆ１を受けることがあっても、それを打ち消すような抗力Ｆ２を発生することができるようになるため、現像ロール２から一時的に離れる方向に変位することが抑制されるようになる。
【００４８】
このようなことから、ゴム材３１の自由端３１ｂ側は、そのトナー搬送力による力Ｆ１によって現像ロール２から離れる方向への変位をきっかけとした揺動現象も発生しにくくなり、これによって波状搬送の発生が抑制されるようになる。なお、上記抗力Ｆ２は、そのゴム材３１の自由端３１ｂ側の形状が角度θ以上の角度αをなす直線（ＤＬ）に沿うように厚みＤｘを増す形状であれば、より確実に得られるものとなる。
【００４９】
また、この現像装置１では、現像ロール２の表面であるスリーブ２１について、算術平均粗さＲａが１．５μｍ以上であり、凹凸の平均間隔Ｓｍが１５０〜３００μｍの範囲内であり、算術平均傾斜Δａが０．１〜０．４の範囲内になるように設定しているので、現像ロール２によるトナー９の搬送力が確保されるとともに、層形成時にスリーブ２１上をトナー９が滑りやすく凝集性が強いトナーを使用してもスリーブ２１上にトナーが凝集しにくくなる。このため、現像においてスリーブ２１上にトナーが消費された部分（画像部に相当する）とトナーが消費されなかった部分（非画像部に相当する）とが混在する現像履歴が生じても、現像室１２内のトナーと摺擦されることでスリーブ２１表面からトナーが掻き落とされやすくなり、次の現像時には均一なトナーの薄層が形成された状態が維持されるようになる。この結果、現像履歴によるゴーストの発生が抑制されるようになる。
【００５０】
＜評価試験＞
以下、この現像装置１などを用いて行った評価試験について説明する。
【００５１】
現像装置１として、図５に示すような各種の形状条件からなる層規制部材３（実際にはゴム材３１）をそれぞれ取り付けたものを用意した。それ以外の構成については、後述するようにすべて共通の条件とした。
【００５２】
サンプルＮｏ１は、図６に例示するように厚さが固定端側から自由端に至るまで全体として一定であり（このため角度α＝０°となる）、仮想直線ＢＬが固定部位３１ｅの領域内に入り込む自由端側の形状条件からなる板状のゴム材３１を使用したものである。サンプルＮｏ２，３は、図３に例示するように仮想直線ＢＬが固定部位３１ｅの範囲内に入り込み、その仮想直線ＢＬと面部３１ｃとで挟まれる領域を充足する自由端３１ｂ側の形状からなるとともに、その自由端３１ｂ側の形状が前記角度θ以上の角度αの直線ＢＬに沿うように厚さが増す形状条件からなる板状のゴム材３１を使用したものである。
【００５３】
また、サンプルＮｏ４は、図７に例示するように、厚さが固定端側から自由端に至るまで全体として一定であり（このため角度α＝０°となる）、面部３１ｃと仮想直線ＢＬで挟まれる領域をその一部（図中の符号Ｓ１）だけ充足しない自由端３１ｂ側の形状からなる板状のゴム材３１を使用したものである。サンプルＮｏ５は、サンプルＮｏ４に対し、その自由端３１ｂ側の形状が前記角度θ以上の角度αの直線ＢＬに沿うように厚さが増す形状条件からなるとともに仮想直線ＢＬが固定部位３１ｅの範囲内に入り込む自由端３１ｂ側の形状からなる点で異なるものである。サンプルＮｏ６は、図８に例示するように、厚さが固定端側から自由端に至るまで全体として一定であり、面部３１ｃと仮想直線ＢＬで挟まれる領域を一部（図中の符号Ｓ２）充足しない自由端３１ｂ側の形状からなるゴム材３１を使用したものである。
【００５４】
現像装置１の共通の条件は、以下の通りである。
【００５５】
現像ロール２は、そのスリーブ２１として、アルミウム基材をブラスト処理した後にニッケルメッキ層を形成し、算術平均粗さＲａが２．１μｍであって算術平均傾斜Δａが０．２である外径が１８ｍｍのものを使用した。各現像装置は、現像ロール２（スリーブ２１）を感光ドラム８と２５０μｍの間隔をあけた状態で設置するとともに、そのスリーブ２１を感光ドラム８の回転速度（２００ｍｍ／ｓｅｃ）の１．０７倍の速度で回転させた。また、現像ロール２には、現像時に現像バイアスとして−４１０ｖの直流電圧に周波数が３．２ｋＨｚ、ピーク間電圧Ｖp-pが１．９ｋＶの矩形波からなる交流電圧を重畳したものを印加した。
【００５６】
また、層規制部材３のゴム材３１としては、その固定端３１ａから自由端３１ｂまでの長さが１４ｍｍ、現像ロール２の軸方向の長さが２２０ｍｍの寸法からなる板状のウレタンゴム（ＪＩＳ  Ａ硬度：６３度）製のものを使用し、これを固定部位３１ｅの長さが５ｍｍ、自由端（非固定部位）の長さが９ｍｍ、現像ロール２との圧接位置から突出長さが５ｍｍとなり、線圧が５０ｇｆ／ｃｍとなるように取り付けた。線圧は、固定保持板３２のハウジング取付け部１０ｂへの位置を変更することにより調整した。なお、上記突出長さは、現像ロール２を取り去ったときに、その現像ロール２があった元の場所に仮想的な現像ロールがあると想定して、その仮想的な現像ロールがもっともゴム材３１に食い込む箇所を圧接位置の中心（Ｐ1）とした場合に、その中心位置から層規制部材３の自由端３１ｂまでの長さである。このときの前記角度θはいずれの現像装置においても約２６°であった。トナー９としては、粉砕法にて製造した、磁性粉を４５重量％含有するポリエステルからなる平均粒径が６．５μｍの磁性一成分トナーを使用した。感光ドラム８は約−１５０Ｖに一様に帯電させるとともに、約−１５０Ｖ等の電位となる潜像電位を露光して形成した。
【００５７】
このような条件からなる現像装置を同じ白黒レーザプリンタに交換しながら装着して波状搬送及びゴーストに関する評価試験を行った。
【００５８】
波状搬送については、１０℃、３０％ＲＨという低温低湿の環境下においてテスト用画像として全面ハーフトーン画像及び全面ベタ画像をそれぞれ２枚ずつ現像してプリントし、得られた画像に波状の濃度むらパターン（波状搬送に起因したもの）が発生しているか否かを肉眼で観察して調べた。その結果を以下の基準で評価した。この評価結果を図５に示す。
○：発生しない。
△：１枚目に少し発生したが、２枚目以後は発生しない。
×：発生した。
【００５９】
ゴーストについては、２２℃、５５％ＲＨという常温常湿の環境下において図１０（ａ）に示す進行方向（現像ロールの回転方向と同じ）に細長い帯状ベタ画像（ＢＩ）を１枚だけ現像して縦送りのＡ４判用紙にプリントした後、同図（ｂ）に示すような全面ハーフトーン画像（ＨＩ）を２枚現像してプリントした際に、そのハーフトーン画像内に先の帯状ベタ画像（ＢＩ）がゴースト（ＢＧ）として現れるか否かについて観察して調べた。その結果を以下の基準で評価した。この評価結果を図５に示す。
○：発生しない。
×：発生した。
【００６０】
図５の結果から、サンプルＮｏ１〜３のような層規制部材３を採用した場合には、ゴーストの防止効果が得られることは勿論のこと、低温低湿下での波状搬送の発生の抑制効果が得られることがわかる。ただし、サンプルＮｏ１の場合は、ゴム材３１の厚さが極端に厚いため設置スペースを多く要したりコストアップを招き、また、自由端３１ｂの先端部の面が広くなるため現像ロール２上のトナーの搬送力による力（Ｆ１：図４参照）を受けやすくなり、この点で他のサンプル２、３の場合に比べて不利である。
【００６１】
一方、サンプルＮｏ４のように、ゴム材３１の自由端３１ｂ側の形状がその面部３１ｃと仮想直線ＢＬで挟まれる領域を充足しない部分（Ｓ１）が存在する形状である場合（図７）には、波状搬送が発生してしまうことがわかる。また、サンプルＮｏ５のように、ゴム材３１の自由端３１ｂの形状がその仮想直線ＢＬに関する領域を充足する形状であっても、その仮想直線ＢＬが固定部位３１ｅの範囲に入り込まず、しかもその自由端３１ｂ側の厚みが前記角度θよりも小さい角度αからなる前記直線ＤＬに沿うように増す程度の形状である場合には、波状搬送の抑制効果が得られないこともわかる。
【００６２】
さらに、サンプルＮｏ６のように、ゴム材３１の全体の厚さをサンプルＮｏ４の場合における厚さよりも厚くしても、そのゴム材３１の自由端３１ｂ側の形状がその面部３１ｃと仮想直線ＢＬで挟まれる領域を充足しない部分（Ｓ２）が存在する形状である場合（図８）には、波状搬送の抑制効果が得られるようになるが、特に最初の１枚については得られないという結果となることがわかる。なお、この厚さのみを増大しただけのサンプルＮｏ６の場合には、前述したサンプルＮｏ１の場合と同様の不利な点がある。
【００６３】
特に、サンプルＮｏ４の場合のような層規制部材３を採用した場合に、波状搬送の抑制効果が得られないのは、次の理由によるものと考えられる。
【００６４】
即ち、図９に例示するように、その層規制部材のゴム材３１の自由端３１ｂ側の特に現像ロール２との圧接位置から突出した先端部位には、現像ロール２に吸着されてその回転に伴って搬送される磁性一成分トナー９の層が衝突してゴム材３１を現像ロール２から離すような方向の力Ｆ１が及ぶ。これに対し、ゴム材３１は、その自由端３１ｂ側の形状が前記したように仮想直線ＢＬで挟まれる領域を充足しない部分（Ｓ１）を有する形状になっているため、上記トナーの搬送力による力Ｆ１を受けても、その自由端３１ｂ側におけるゴム弾性による抗力Ｆ３がその固定部位３１ｅ側から自由端３１ｂの先端側にむかって面部３１ｃに沿うように発生する程度である。そして、このときのゴム材の自由端３１ｂの形状部分による抗力Ｆ３は、その水平成分Ｆ３ａが上記力Ｆ１の水平成分Ｆ１ａよりも小さくなったものになってしまう。このため、ゴム材３１の自由端３１ｂ側の部位は、そのトナー搬送力による力Ｆ１（特に水平成分Ｆ１ａ）の影響を受けやすい状態になる。この結果、この場合におけるゴム材３１の自由端３１ｂ側は、そのトナー搬送力による力Ｆ１によって現像ロール２から離れる方向（点線矢印の方向）への変位をきっかけとした揺動現象が発生しやすい状態におかれるため、これによって波状搬送が発生する可能性が残ることになる。
【００６５】
図１１は、現像ロール２のスリーブ２１における算術平均傾斜Δａとゴースストグレードとの関係を調べた試験の結果を示すものである。
【００６６】
この試験は、図１１にプロットされるような各種の算術平均傾斜Δａからなるスリーブ２１を用意して現像装置１にそれぞれ取り付け、その各現像装置１を前記プリンタに装着した後、図１０（ａ）に示すような帯状のベタ画像（濃度１００％、反射濃度１．４）を２本並べた画像を縦送りのＡ４判用紙に２枚プリントし、連続して図１０（ｂ）に示すような反射濃度０．４の全面ハーフトーン画像をプリントし、そのときのゴーストの発生状況を確認することで行った。ここで、帯状のベタ画像を２枚プリントしたのは、このようが１枚プリントした場合よりもゴーストが発生しやすくなることによる。また、ゴーストグレードについては、ゴーストの発生エリア（帯状のベタ画像に相当する部分）と非画像部に相当する場合での画像濃度差が０．１のときをゴーストグレード「±０．５」とし、０．２のときを「±１」、０．３のときを「±１．５」、０．４のときを「±２」となるようにした。このときのゴーストグレードの許容範囲は「±０．５以内」とした。
【００６７】
図１１の結果から明らかなように、算術平均傾斜Δａとゴーストグレードとは、ほぼ直線関係になっている。この結果によれば、ゴーストブレードが許容範囲の±０．５以内（反射濃度０．４のハーフトーン画像において帯状ベタ画像に相当する部位と、それ以外の部位との画像濃度差が０．１以下の場合である）におさまる算術平均傾斜Δａは０．１〜０．４の範囲であった。この算術平均傾斜Δａが０．４を超えると、トナーがスリーブ表面に拘束されやすくなるためゴーストを誘発しやすくなり、Δａが０．１を下回れると、スリーブ表面でのトナー拘束力が不足してネガゴーストの発生につながるおそれがある。結果として、算術平均傾斜Δａを０．１〜０．４の範囲内にすれば、ゴーストによる画像結果の発生を抑えることができることが判明した。
【００６８】
また、図１２は、層規制部材３のゴム材３１の他の構成例を示すものである。図示のゴム材３１は、その固定端３１ａ側が固定保持板３２で固定される範囲において一定の厚さからなる板状の形状であり、その自由端３１ｂ側が先端部において一定の厚さからなる部分３１ｇとそれに続いて厚さが仮想直線（ＢＬ）に沿った状態で次第に厚くするような部分３１ｈとからなる形状である構成になっている。このような形態のゴム材３１を使用した層規制部材３も、図１２に示されるように、その固定端３１ａ側から自由端３１ｂにかけて同一の平面からなる面部３１ｃと上記仮想直線（ＢＬ）とで挟まれる領域を現像ロール２の回転軸方向にわたって充足する形状であるとともに、仮想直線（ＢＬ）がそのゴム材３１の固定端３１ａ側の固定部位３１ｅの領域内に入り込むような状態で取り付けられている。
【００６９】
なお、前記現像装置１においては、その現像ロール２のスリーブ２１として、前述した算術平均粗さＲａ及び算術平均傾斜Δａの条件を満たさないものを使用することも可能である。この場合は、ゴーストの抑制効果が低減してしまうが、波状搬送の抑制効果がある程度得られる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の現像装置の構成を示す要部概略説明図である。
【図２】実施の形態に係る現像装置を示す概要図である。
【図３】層規制部材（ゴム材）の（仮定状態における）構成を示す要部概略説明図である。
【図４】図３の層規制部材（ゴム材）による作用効果を示す説明図である。
【図５】評価試験の条件及び評価内容を示す図表である。
【図６】試験サンプルＮｏ１の層規制部材（ゴム材）の仮定状態における構成を示す要部概略説明図である。
【図７】試験サンプルＮｏ４の層規制部材（ゴム材）の仮定状態における構成を示す要部概略説明図である。
【図８】試験サンプルＮｏ５の層規制部材（ゴム材）の仮定状態における構成を示す要部概略説明図である。
【図９】試験サンプルＮｏ６の層規制部材（ゴム材）の仮定状態における構成を示す要部概略説明図である。
【図１０】ゴースト発生時の画像内容を示す平面説明図である。
【図１１】算術平均傾斜とゴーストグレードの関係を調べた試験の結果を示すグラフ図である。
【図１２】層規制部材（ゴム材）の仮定状態における他の構成例を示す要部概略説明図ある。
【図１３】従来の一成分現像装置の一構成例を示す概要図である。
【図１４】波状搬送の発生メカニズムの一部を示す概略説明図である。
【符号の説明】
【００７１】
１…現像装置、２…現像ロール（現像剤担持体）、３…層規制部材、９…磁性一成分トナー（磁性現像剤）、１０ｂ…取付け部（剛性取付け部材）、３１…ゴム材（弾性体）、３１ａ…固定端、３１ｂ…自由端、３１ｃ…面部、３１ｄ…近い側の先端縁部、３１ｅ…固定部位の領域、３１ｆ…遠い側の先端縁部、３２…固定保持板（剛性取付け部材の一部としてみなせるもの）、ＤＥ…現像領域、ＤＥ…圧接範囲、Ｐ1…圧接範囲の中心、Ｏ…回転中心、Ｌ1…第１直線、Ｌ2…第２直線、ＢＬ…仮想直線、ＤＬ…角度αをなす直線、Ｄ…厚さ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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