(57)【要約】【課題】  トナー規制部材が長期間に亘って使用された場合であっても特別な補修や清掃をせずともトナー規制部材のリサイクルが可能になる現像装置を提供する。【解決手段】  現像ローラ７と、現像ブレード２と、を備え、現像ブレード２は、板バネ部材２ｂと、当接部材２ｃと、を有し、板バネ部材２ｂの一方の面２ｂ１に位置する当接部材２ｃの面を第１面２ｃ１、及び、板バネ部材２ｂの他方の面２ｂ２に位置する当接部材２ｃの面を第２面２ｃ２とした場合に、板バネ部材２ｂの一方の面２ｂ１及び他方の面２ｂ２が逆になるように現像ブレード２が現像容器３に固定されたときに、当接部材２ｃの第２面２ｃ２が現像ローラ７と当接する第２の当接部は、当接部材２ｃの第１面２ｃ１が現像ローラ７と当接する第１の当接部との関係で、現像ローラ７の表面上で位置が重複しないように、現像ローラ７に対する現像ブレード２の配置角度が設定されている現像装置１を構成した。【選択図】  図６
2012128164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを担持するトナー担持体と、
前記トナー担持体に担持されるトナーの量を規制するトナー規制部材と、を備え、
前記トナー規制部材は、
基端部が現像装置本体に固定される板バネ部材と、
前記板バネ部材の先端部で一方の面から他方の面に亘って略一定の曲率半径に設定されて一体的に形成されて、前記板バネ部材の先端部に設けられる当接部材と、を有し、
前記板バネ部材の前記一方の面に位置する前記当接部材の面を第１面、及び、前記板バネ部材の前記他方の面に位置する前記当接部材の面を第２面とした場合に、
前記板バネ部材の前記一方の面及び前記他方の面が逆になるように前記トナー規制部材が前記現像装置本体に固定されたときに、
前記当接部材の前記第２面が前記トナー担持体と当接する第２の当接部は、前記当接部材の前記第１面が前記トナー担持体と当接する第１の当接部との関係で、前記トナー担持体の表面上で位置が重複しないように、前記トナー担持体に対する前記トナー規制部材の配置角度が設定されていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記トナー規制部材は、前記トナー担持体の回転方向に対してカウンター当接しており、
前記配置角度は、前記トナー担持体の回転中心と前記当接部の中心とを通る第１仮想直線と、板バネ部材とが形成する角度であり、９０°よりも小さい角度に設定されることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記板バネ部材の先端部が向かう第２仮想直線は、前記当接部材の断面中心から外されていることを特徴と摺る請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
最初に前記当接部材の前記第１面が前記当接部材の前記第２面よりも優先して前記トナー担持体に当接する場合には、前記第１面の初回使用時に前記第２面に導電性微粒子が予め塗布されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の現像装置を備え、
画像形成装置本体に着脱自在であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項６】
像担持体と、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の現像装置と、
を備える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、トナーを担持するトナー担持体と、トナー担持体に当接してトナー担持体の表面のトナーの層厚を規制するトナー規制部材と、を備える現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナーを担持するトナー担持体である現像ローラと、現像ローラの表面のトナーの層厚を規制する規制部材である現像ブレードと、を備える発明として、特許文献１に記載の発明が開示されている。特許文献１に記載の発明は、現像ブレードの基端が保持部材によって現像装置本体に固定され、現像ブレードの先端には現像ローラに当接する当接部材が設けられている。
【０００３】
一方で、近年、環境問題への意識の高まりから、メーカーには、使用済みのプロセスカートリッジや現像装置をユーザから回収して、リサイクルすることが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−０４６５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の発明では、例えば、現像ブレードは、取り外して直ぐにリサイクルするのが困難であるという以下の課題を有している。
【０００６】
第１に、回収された現像ブレードの表面には、長期の使用によって、少なからずの固着物が付着している。固着物の主成分は、トナーの中に含まれる微粒子樹脂やトナー外添剤として用いられる微粒子である。これらの微粒子は、現像ブレードがトナーの層厚を規制するときに、摩擦熱及び圧力で除々に現像ブレードの表面に溶融して蓄積すると考えられている。こうした固着物は、簡単な清掃では修復できないので、部品としてのリサイクルは断念せざるを得ない。
【０００７】
第２に、回収された現像ブレードは、塑性変形している。現像ブレードは常に現像ローラを押圧するために、長期の使用によって、若干曲がったままの状態になるのである。こうした塑性変形は、現像ブレードによる押圧力の低下、現像ローラに対する現像ブレードの当接角度の変化を招来するので、部品としてのリサイクルは断念せざるを得ない。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑み、トナー規制部材が長期間に亘って使用された場合であっても特別な補修や清掃をせずともトナー規制部材のリサイクルが可能になる現像装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の現像装置は、トナーを担持するトナー担持体と、前記トナー担持体に担持されるトナーの量を規制するトナー規制部材と、を備え、前記トナー規制部材は、基端部が現像装置本体に固定される板バネ部材と、前記板バネ部材の先端部で一方の面から他方の面に亘って略一定の曲率半径に設定されて一体的に形成されて、前記板バネ部材の先端部に設けられる当接部材と、を有し、前記板バネ部材の前記一方の面に位置する前記当接部材の面を第１面、及び、前記板バネ部材の前記他方の面に位置する前記当接部材の面を第２面とした場合に、前記板バネ部材の前記一方の面及び前記他方の面が逆になるように前記トナー規制部材が前記現像装置本体に固定されたときに、前記当接部材の前記第２面が前記トナー担持体と当接する第２の当接部は、前記当接部材の前記第１面が前記トナー担持体と当接する第１の当接部との関係で、前記トナー担持体の表面上で位置が重複しないように、前記トナー担持体に対する前記トナー規制部材の配置角度が設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、トナー規制部材が長期間に亘って使用された場合であっても、特別な補修や清掃をせずともトナー規制部材のリサイクルが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１に係る現像装置を備える画像形成装置の構成を示す断面図である。
【図２】カートリッジの構成を示す断面図である。
【図３】現像ブレードの構成を示す分解斜視図である。
【図４】現像ブレードの構成を示す拡大断面図である。
【図５】比較例に係る現像ブレードの形状を示す断面図等である。
【図６】現像ブレード及び現像ローラの当接状態を示す拡大断面図である。
【図７】現像ブレードの板バネ部材が現像ローラに対して異なる接触角度で当接する状態を示す概念図である。
【図８】現像ブレードが現像ローラを押圧する力よりも非常に大きな静止摩擦力が生じた瞬間に働く力を示した概念図である。
【図９】現像ブレードの板バネ部材が仮想直線ＰＲに対して接触角度８６°で当接した状態を示す概念図である。
【図１０】現像ブレードの板バネ部材が仮想直線ＰＲに対して接触角度４０°で当接した状態を示す概念図である。
【図１１】実施例２に係る現像装置が備える現像ブレードの構成を示す断面図等である。
【図１２】実施例３に係る現像装置が備える現像ブレードの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、この発明を実施するための形態を実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置等は、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるから、特に特定的な記載が無い限りは、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。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の実施例１に係る現像装置１を備える画像形成装置１００の構成を示す断面図である。画像形成装置１００は、例えば、レーザビームプリンタである。図１に示されるように、画像形成装置１００は画像形成装置本体（以下、単に『装置本体』という）１００Ａを有し、この装置本体１００Ａの内部には、画像を形成する画像形成部５１が設けられる。画像形成部５１は、『像担持体』である感光体ドラム１１、『転写装置』の一部である転写ローラ１０３ａ等を含む。
【００１４】
図１に示されるように、装置本体１００Ａの内部には、現像装置１を含むプロセスカートリッジ（以下、「カートリッジ８」という）、露光装置１０５、給送カセット１０１、転写ローラ１０３ａ、定着装置１０４が設けられる。また、装置本体１００Ａの上部には、排出部であるトレイ１０６が設けられる。なお、カートリッジ８は、装置本体１００Ａに着脱自在である。
【００１５】
なお、露光装置１０５は、回転するポリゴンミラーにレーザビーム１０５ａを反射させることで感光体ドラム１１上を走査露光する。また、給送カセット１０１は、記録材Ｓ（例として紙）を収容する。
【００１６】
画像形成装置１００がパソコンなどから送信されてきた画像情報に基づいてプリント動作を行う場合、まず、カートリッジ８及び露光装置１０５を使って感光体ドラム１１上にトナー像を形成する。このトナー像が転写部１０３へ回転移動するのに合わせて、給送カセット１０１から記録材Ｓを転写部１０３へ搬送する。
【００１７】
転写部１０３では、感光体ドラム１１の表面のトナー像が記録材Ｓへ転写される。トナーｔは電荷を持っているため、転写ローラ１０３ａと感光体ドラム１１との間に電位差を設けることで記録材Ｓ上へ転写することができる。
【００１８】
次に、記録材Ｓ上に転写したトナー像を定着装置１０４に搬送し、搬送路の上下に設けた加熱部材１０４ａ及び加圧部材１０４ｂによって加熱溶融することでトナー像を記録材Ｓ上に定着する。最後に、記録材Ｓはトレイ１０６へ搬送される。
【００１９】
図２は、カートリッジ８の構成を示す断面図である。図２に示されるように、カートリッジ８は、現像装置１、感光体ドラム１１、クリーナ９、帯電ローラ１０を有する。カートリッジ８は露光装置１０５や転写ローラ１０３ａと組み合わせることで、帯電、露光、現像、転写、クリーニングによりトナー像を形成できる。以下で、トナー像を形成する方法について説明する。
【００２０】
まず、回転する帯電ローラ１０の表面と感光体ドラム１１の間に電位差を発生させ、感光体ドラム１１の表面を所望の電位になるよう均一かつ連続的に帯電していく。次に、露光装置１０５から感光体ドラム１１の表面にレーザビーム１０５ａ（図１参照）を照射し、画像情報に応じた静電像（静電潜像）を描く。
【００２１】
感光体ドラム１１の表面には、トナーを担持する『トナー担持体』である現像ローラ７が配置されている。また、現像ローラ７の表面には、現像ローラ７に担持されるトナーの量を規制する『トナー規制部材』である現像ブレード２の先端部が対向している。前述の静電像が現像ローラ７と対向する現像部に回転しながら移動する一方で、現像ローラ７の表面に現像ブレード２で均一コートしたトナーｔが感光体ドラム１１の表面の静電像に移動することで静電像が現像される。
【００２２】
このときに、現像ローラ７の表面にあるトナーｔは電荷を付与してある。そのため、静電像の露光を受けた電位（露光部電位）と受けない電位（帯電部電位）の間になるよう現像ローラ７の電位を設定することで、トナーｔの感光体ドラム１１への移動を制御することができる。なお、ここでは、接触現像方式を用いているため、現像ローラ７はトナーｔを介して感光体ドラム１１と加圧接触している。このようにして形成したトナー像は転写部１０３（図１参照）に回転移動される。
【００２３】
転写部１０３（図１参照）では、転写ローラ１０３ａと感光体ドラム１１に電位差を設けることによりトナーｔを記録材Ｓ上へ転写することができる。転写しきれずに感光体ドラム１１の表面に残留したトナーｔは、クリーナ９のクリーニングブレード９ａによって掻き取られ、感光体ドラム１１の面は再び帯電ローラ１０によって帯電されるべく回転移動する。
【００２４】
なお、クリーナ９は、クリーニングブレード９ａと、廃トナー容器９ｂと、を有する。クリーニングブレード９ａは、ウレタンゴムやシリコンゴムなどの弾性部材からなる。クリーニングブレード９ａが感光体ドラム１１に当接することで、感光体ドラム１１の表面のトナーｔが掻き取られ、廃トナー容器９ｂに収容される。
【００２５】
次に、この現像装置１で用いられるトナーに関して説明する。トナーｔは、懸濁重合法で製造した負極性の非磁性のトナーで、平均粒径が５．８μｍ程度である。表面を改質するために２０ｎｍ程度の酸化ケイ素をトナー重量の１．５％程度の量を表面に均一になるよう付着してある。重量は５０ｇ充填した。トナーｔの平均粒径はベックマン・コールター社製のレーザ回折式粒度分布測定器ＬＳ−２３０で測定した体積平均粒径である。
【００２６】
以上、説明してきたようなカートリッジ８は、現像装置１の内部のトナーｔが無くなった場合に、ユーザが新品と交換することができるため、画像形成装置１００のイージーメンテナンスを実現している。交換されたカートリッジ８はメーカーに回収され、リサイクルもしくは廃却される。本発明によると、このように回収されたカートリッジ８における現像装置１の内部の現像ブレード２を、特別な清掃や補修なしでリサイクルすることが可能となる（後述）。
【００２７】
現像装置１は、現像容器３、現像ブレード２、撹拌部材５、供給ローラ６、現像ローラ７を有する。現像容器３の内部には、トナーｔが収容されている。撹拌部材５の回転によって撹拌されたトナーｔは、供給ローラ６の近傍に搬送され、供給ローラ６によって現像ローラ７の表面に押し付けられて付着する。現像ローラ７上に付着したトナーｔは現像ブレード２で層厚を規制されるとともに３０μＣ／ｇ程度の比電荷を持ち、そのまま回転移動して現像に使われる。現像で感光体ドラム１１に移動しなかったトナーｔは、供給ローラ６によって剥ぎ取られる。この一連の動作が連続的に繰り返される。
【００２８】
現像ローラ７は、直径６ｍｍの芯金と、導電性弾性体と、を有する。導電性弾性体は、基層に厚さ３ｍｍ弱の導電性シリコンゴムがあり、その表層に厚さ３０μｍ程度のカーボンブラックと樹脂粒子を分散させた樹脂層を備えている。現像ローラ７の材質には、ＮＢＲ、ヒドリンゴム、ウレタンゴムなどを用いることもできる。表面硬度はアスカーゴム硬度計Ｃ型（荷重１ｋｇ）で約６５度である。測定には、高分子計器株式会社製のアスカーゴム硬度計Ｃ型で１ｋｇ重の荷重で測定した値である。
【００２９】
抵抗値は、１ＭΩ程度である。測定には、直径３０ｍｍで長さが現像ローラ７よりも長い金属棒を現像ローラ７に侵入量３０μｍで接触させる。そして、金属棒を表面速度１００ｍｍ／ｓｅｃで回転させて、現像ローラ７を従動回転させるとともに１００Ｖの電圧を印加する。このときに流れる電流を電流計にて測定し、抵抗値に換算した。表面粗さＲａは０．１μｍ程度である。測定には、株式会社小阪研究所製の表面粗さ測定器ＳＥ−３０Ｈを使用した。
【００３０】
現像ローラ７は感光体ドラム１１に対して侵入量が１００μｍになるよう押圧されている。芯金には、プリンタ本体からバイアス電圧が供給される。現像を行う際には、感光体ドラム１１の帯電電位が−５００Ｖ、露光を受けた部分の電位が−１００Ｖになるよう感光体ドラム１１の材料を調整してあり、現像ローラ７を−３００Ｖ前後の電位に設定することで静電像を現像することができる。
【００３１】
供給ローラ６は、直径６ｍｍの芯金と、厚さ３ｍｍのスポンジ状ウレタンゴムと、を有する。供給ローラ６の硬度は１５度前後で、現像ローラ７に侵入量が１ｍｍで当接している。
【００３２】
図３は、現像ブレード２の構成を示す分解斜視図である。現像ブレード２は、固定部材２ａ、板バネ部材２ｂ、当接部材２ｃを有する。固定部材２ａは、基板２ａ−１、押え部材２ａ−２、ネジ２ａ−３を有する。基板２ａ−１は、厚さが０．７ｍｍのステンレス鋼をＬ字状に曲げたものにネジ穴ｋ１をあけて作成する。押え部材２ａ−２は、同じく厚さが０．７ｍｍステンレス鋼にネジ穴ｋ２をあけたものである。
【００３３】
板バネ部材２ｂは、厚さが０．０８ｍｍ、縦方向長さＬ２が２７ｍｍの長方形のＳＵＳ板にネジ穴ｋ３をあけたものである。板バネ部材２ｂの基端は固定部材２ａで固定されており、板バネ部材２ｂの基端から先端までの長さＬ１（図４参照）は２０ｍｍに設定されている。
【００３４】
板バネ部材２ｂの厚さは、リン青銅やＳＵＳといった金属では０．０６ｍｍ〜０．１２ｍｍを用いると良い。その場合は、固定部材２ａによる固定点から板バネ部材２ｂの先端までの長さは１５ｍｍ〜３５ｍｍが好ましい。板バネ部材２ｂによる押圧力は、曲げ量に依存しないものが理想なので、厚さが薄く、固定点から先端までの長さは長い方が良い。しかし、あまりに薄いものを大きく曲げて使用すると不安定になりやすい上にクセがつきやすいため、上記のような範囲で使うことが好ましい。
【００３５】
当接部材２ｃは、板バネ部材２ｂのネジ穴ｋ３がある部分と反対側に、板バネ部材２ｂの先端を包み込むようにほぼ断面円形状に設けられている。このように設けることで、現像ローラ７の回転による摩擦が非常に高い状況にあっても、当接部材２ｃと板バネ部材２ｂの接合部が取れてしまうことが抑制できる。当接部材２ｃの材質は、イオン導電性を付与したウレタン樹脂で、表面粗さＲａは０．０８μｍ程度である。
【００３６】
当接部材２ｃの材質は、シリコン樹脂やフッ素樹脂でも構わないが、トナーｔへの電荷付与性やトナーｔを劣化させないか等の複数の観点から選択することが好ましい。また、導電性を付与することで、現像ローラ７との電位差をコントロールし、トナー規制及び電荷付与をより適切にすることができる。当接部材２ｃの円の半径は約０．５ｍｍとした。円の半径は、大きすぎるとトナーを取り込みすぎてしまうし、小さすぎると規制しすぎてしまうため、半径が０．３ｍｍ〜１ｍｍが好ましい。
【００３７】
このような各々の部材を現像ブレード２として組み立てる際には、基板２ａ−１、板バネ部材２ｂ、押え部材２ａ−２、の順に現像容器３のネジ穴にネジ２ａ−３で固定すればよい。現像ローラ７への当接角度θは、約７０°に設定している。当接角度θについては後述する。
【００３８】
図４は、現像ブレード２の構成を示す拡大断面図である。この図４を参照しつつ、現像ブレード２と現像ローラ７の間に掛かる圧力に関して以下に説明する。現像ブレード２は、基端部が『現像装置本体』である現像容器３に固定される板バネ部材２ｂを有する。また、現像ブレード２は、板バネ部材２ｂの一方の面２ｂ１（表面）から他方の面２ｂ２（裏面）に亘って略一定の曲率半径に設定されて一体的に形成されて、板バネ部材２ｂの先端部に設けられる当接部材２ｃを有する。そして、図４に示されるように、現像ブレード２の当接部材２ｃは、現像ローラ７に押圧されて接触している。押圧力は、現像ローラ７への当接部材２ｃの侵入量を調整し、１０ｍｍの長手幅あたり約３０ｇ重に設定した。
【００３９】
押圧力の測定は、幅が３０ｃｍで厚さが３０μｍのステンレス板を折り曲げて、その間に幅が１５ｍｍ、厚さが３０μｍのステンレスを挟み込む。これを当接部材２ｃと現像ローラ７の間に挿入して、間に挟まれたステンレス板を引き抜いた時に働く力を、株式会社イマダ製のデジタルフォースゲージＤＳ２で測定し、１０ｍｍあたりの力に換算した。
【００４０】
図５（ａ）は、比較例に係る現像ブレード１０２の形状を示す断面図である。図５（ａ）は、断面形状が四角である当接部材２ｃ’を用いた構成を示している。この図５（ａ）を参照しつつ、断面形状が円形である当接部材２ｃの優位性に関して、以下に説明する。
【００４１】
現像装置１が数年という非常に長い期間で使用又は保管された場合を想定すると、板バネ部材２ｂが金属であっても多少の塑性変形は存在する。図６（ａ）中の実線は新品時の現像ブレード１０２の形状、図６（ａ）中の破線は長期の保管後の現像ブレード２の形状を示している。現像ブレード１０２は、新品の時には実線のように真っ直ぐな形状であるが、長期の保管後には現像ローラ７への押圧力を無くして変形する。この場合に、リサイクルしようとして、板バネ部材２ｂの表裏を逆にして固定部材２ａに固定すると、現像ローラ７の側に曲がっていることになる。
【００４２】
図５（ｂ）は、比較例に係る現像ブレード１０２及び現像ローラ７の構成を示す断面図である。図５（ｂ）に示されるように、固定部材２ａに対して長期の保管後の板バネ部材２ｂの表裏を逆にして固定すると、固定部材２ａにおける板バネ部材２ｂの支点付近では変形が残っているため、当接部材２ｃ’のトナー規制をする当接面の配置が表面と裏面で変化する。すなわち、長期保管後の板バネ部材２ｂの表裏を逆にすると、当接部材２ｃが更に現像ローラ７へと押し付けられた配置となるのである。
【００４３】
図５（ｃ）は、比較例に係る現像ブレード１０２及び現像ローラ７の構成を示す拡大断面図である。図５（ｃ）に示されるように、実際のトナー規制時には、現像ローラ７の矢印の方向の回転とともに、トナーｔが搬送されてくる。トナー規制における大きな違いは、トナーｔの取り込み間口の広さにある。新品時（実線）に対して、長期の保管後（破線）は広くなってしまっている。わずか数十μｍ程度の違いでも、間口近傍のトナーｔの挙動は直接トナー規制の均一性や安定性に効いてくるため、従来から多数の特許文献や非特許文献が提案されているし、実際に量産されている製品でも厳しく管理されている部分である。
【００４４】
一方、本実施例のように、少なくとも当接部材２ｃの表面当接部から裏面当接部までが一定の曲率である断面円形であれば、上記のような変化は起こりえない。以上説明したように、長期使用又は長期保管による板バネ部材２ｂのわずかな塑性変形にトナー規制が影響されにくくするために、当接部材の断面形状は曲率が一定であるほど好ましい。
【００４５】
図６は、現像ブレード２及び現像ローラ７の当接状態を示す拡大断面図である。図６を参照しつつ、現像ブレード２及び現像ローラ７の間の当接角度θに関して、以下に説明する。ここでいう当接角度θとは、現像ローラ７の回転中心Ｐ及び当接部中心Ｒの２点を通る仮想直線ＰＲと、板バネ部材２ｂに沿った仮想直線Ｑとが形成する角度のことである。なお、仮想直線ＰＲ、仮想直線Ｑは、図６及びそれ以後の図では、「直線ＰＲ」、「直線Ｑ」と表示されている。
【００４６】
当接部中心Ｒは、当接部材２ｃと現像ローラ７の表面が接触している当接部長さｋの中央である。また、当接部材２ｃは、現像ローラ７に１ｍｍ前後の侵入量をもって当接されているため、若干曲がりが生じる。よって曲がりが大きく当接角度θを決めにくい場合には、仮想直線Ｑは、板バネ部材２ｂの直線及び当接部材２ｃの交点Ｇと、当接部材２ｃの中心Ｊとを結ぶ直線で近似しても良い。なお、現像ブレード２の当接方向は、当接部材２ｃと板バネ部材２ｂの接合面の強さからカウンター当接が好ましいため、以降ではカウンター当接の場合について説明する。
【００４７】
図７は、現像ブレード２の板バネ部材２ｂが現像ローラ７に対して異なる接触角度で当接する状態を示す概念図である。図７中の仮想直線Ａ、Ｂ、Ｃは、図６を参照しつつ前述した仮想直線ＰＲを固定して、現像ブレード２に沿う仮想直線Ｑのなす角度が変えられた現像ブレード２の配置を示している。板バネ部材２ｂを表裏逆に取り付ける場合は、それぞれの仮想直線を対称軸として当接部材２ｃの当接面が反転する。なお、仮想直線Ａ、Ｂ、Ｃは、図７及びそれ以後の図では、「直線Ａ」、「直線Ｂ」、「直線Ｃ」と表示されている。
【００４８】
仮想直線Ａを基準として板バネ部材２ｂの表裏が反転された場合には、当接部の位置である当接部位置ａは当接部位置ａ’に移動し、当接部位置ｂは当接部位置ｂ’に移動する。当接部位置ａ、ａ’、ｂ、ｂ’は、図中では、「位置ａ」、「位置ａ’」、「位置ｂ」、「位置ｂ’」と表示されている。しかしながら、ここでは、当接部位置ｂ及び当接部位置ｂ’は同じ位置となっていて変化がない。即ち、板バネ部材２ｂを表裏逆に取り付けると、当接部材２ｃの表面を使用する場合の第１面２ｃ１と裏面を使用する場合の第２面２ｃ２が当接部分として一部重複してしまう。この場合、表面使用時に当接部位置ｂに蓄積した固着物などの影響を裏面使用時に当接部位置ｂ’で受けてしまうので好ましくない。よって、角度θａが小さく設定されれば、「当接部位置ｂは当接部位置ｂ’が共有してしまう（表裏を逆にして重複する）問題」が回避される。
【００４９】
従って、以下のように現像ブレード２の配置を定める。まず、板バネ部材２ｂの一方の面２ｂ１に位置する当接部材２ｃの面を第１面２ｃ１、及び、板バネ部材２ｂの他方の面２ｂ２に位置する当接部材２ｃの面を第２面２ｃ２とする。そして、板バネ部材２ｂの一方の面２ｂ１及び他方の面２ｂ２が逆になるように現像ブレード２が現像容器３に固定した場合を想定する。
【００５０】
この場合に、当接部材２ｃの第２面２ｃ２が現像ローラ７と当接する第２の当接部位置ｂ、ｂ’は、当接部材２ｃの第１面２ｃ１が現像ローラ７と当接する第１の当接部位置ａ、ａ’との関係で、以下のことが言える。すなわち、第２の当接部位置ｂ、ｂ’は、第１の当接部位置ａ、ａ’との関係で、現像ローラ７の表面上で位置が重複しないように、現像ローラ７に対する現像ブレード２の配置角度が設定されている。
【００５１】
なお、図７中で、板バネ部材２ｂが、仮想直線Ａの状態から、当接部材２ｃの中心Ｊを中心として時計回りの方向に回転した鉛直状態になるまでの領域（「当接部重複領域Ｘ」と記載された領域）に配置されている場合を想定する。この場合には、当接部位置ｂは当接部位置ｂ’が共有してしまう（表裏を逆にして重複する）問題が生じ得る。
【００５２】
これに対して、板バネ部材２ｂが、仮想直線Ａの状態から、当接部材２ｃの中心Ｊを中心として反時計回りの方向に回転して仮想直線Ｃの状態になるまでの領域（領域Ｙ及び「板バネ部材軸方向領域Ｚ」）に配置されている場合を想定する。この場合には、「当接部位置ｂは当接部位置ｂ’が共有してしまう（表裏を逆にして重複する）問題」が生じない。なお、領域Ｙは、仮想直線Ａ及び仮想直線Ｂの間の領域である。
【００５３】
図８は、現像ブレード２が現像ローラ７を押圧する力よりも非常に大きな静止摩擦力が生じた瞬間に働く力を示した概念図である。なお、摩擦力は当接部で発生するものだが、ここでは、板バネ部材２ｂ及び当接部材２ｃの交点に伝わるとして、ここにかかる力を摩擦力と記述している。
【００５４】
前述したように、図７の仮想直線Ａの位置に板バネ部材２ｂが配置された場合には、当接部材２ｃ及び現像ローラ７の間の摩擦が大きいときに、板バネ部材２ｂのめくれや塑性変形が生じるという問題が発生し易い。摩擦力の方向は現像ローラ７の接線方向と考えられるが、現像ローラ７に比べて当接部材２ｃは十分小さいため力の方向はθ＝９０°と考えている。静止摩擦から速やかに動摩擦へ移行すれば板バネ部材２ｂの大きな変形や変形したままの静止を回避できるが、当接部材２ｃと現像ローラ７の張り付きを解消するまでは強力な静止摩擦が続いてしまう。
【００５５】
当接部材２ｃに非常に大きな静止摩擦が働く状況は２つある。一つは、新品時にトナーｔを介さずに現像ローラ７の表面と当接部材２ｃが接触する場合である。もう一つは、使用後のトナー切れが近いとき、もしくは、トナーがなくなったときである。どちらも、現像ローラ７と現像ブレード２がトナーｔを介さず、直接擦れるケースである。特に接触現像方式に使用される現像ローラ７は感光体ドラム１１との当接ニップ幅を確保することで安定したトナーｔの移行、即ち現像をする必要があるため、ゴム弾性を持つものが好ましい。一般的に、ゴム弾性体はタック性があり、擦ると大きな摩擦力が生じてしまう。
【００５６】
この大きい静止摩擦力の回避の手段として一般的に用いられる手段は、現像ローラ７の表面にあらかじめトナーｔを塗布することである。トナーｔは当接部材２ｃと比較しても非常に小さく球形に近いため２物体の間に入ると転がり易く、潤滑剤として高摩擦を回避できる。
【００５７】
しかしながら、あらかじめ現像ローラ７にトナーｔを塗布する手段は、現像装置１が新品なら効果は高いが、本発明のようにリサイクルを目的としている場合、トナーｔを使い果たした後までを考慮しなくてはならない。つまり、トナーｔが潤滑剤として機能しにくい状況であっても、現像ブレード２をリサイクルに致命的な損傷から回避しなくてはならない。そのために、本実施例もしくは次に説明する仮想直線Ｂ及び仮想直線Ｃを対称軸とするような当接角度θをもってトナー規制を行うのが好ましい。
【００５８】
図９は、現像ブレード２の板バネ部材２ｂが仮想直線ＰＲに対して接触角度８６°で当接した状態を示す概念図である。図９に示されるように、仮想直線Ｂの位置では、現像ブレード２の当接角度θはθｂ＝８６°である。このように設定した場合、当接部材２ｃが表裏で共有してしまう問題は全く考える必要はない。さらに、このように当接角度θを設定することで、強い静止摩擦力を受ける状況にあっても、板バネ部材２ｂの軸方向（通常板バネとして使う方向と垂直方向）で受けることで瞬間的に動摩擦に移行し、板バネ部材２ｂの変形を防げる。即ち、当接角度θ＜９０°に設定することで、静止摩擦による強い力を板バネ部材２ｂの軸方向で受ければ良い。
【００５９】
このことから、以下の条件が望ましい。すなわち、現像ブレード２は、現像ローラ７の回転方向に対してカウンター当接している。また、現像ローラ７の回転中心Ｐと当接部の中心である当接部中心Ｒとを通る『第１仮想直線』である仮想直線ＰＲと、板バネ部材２ｂに沿う仮想直線Ｑとが形成する配置角度は、９０°よりも小さい角度に設定される。
【００６０】
図１０は、現像ブレード２の板バネ部材２ｂが仮想直線ＰＲに対して接触角度４０°で当接した状態を示す概念図である。図１０に示されるように、仮想直線Ｃの位置では、現像ローラ７と現像ブレード２が配置できる限界である。即ち、当接角度θｃより小さな角度に設定すると２回接触もしくは当接部材２ｃは浮いてしまって板バネ部材２ｂでの当接となってしまうため好ましくない。
【００６１】
よって、当接角度θは、設定限界角度θｃ≦θ＜９０°が好ましい。設定限界角度θｃは、本実施例のような現像ローラ７と当接部材２ｃの組合せの場合、円と円の当接を理論的に計算するとθｃ＝３７．４°であった。しかし、実際には、トナー層の厚さ、現像ローラ７の当接部材２ｃにおけるつぶれ具合、板バネ部材２ｂの曲がり具合、の影響も受けるためθｃ＝約４０°であった。ただし、現像ローラ７の上の電荷付与されたトナーと板バネ部材２ｂが近接すると静電的な力によりトナーｔが板バネ部材２ｂ上に付着及び蓄積し、トナーコートを乱すおそれがあるのである程度離しておくのが好ましい。よって、本実施例のように当接角度θを７０°程度にすると、このような心配もなく現像ブレード２のリサイクルが可能となる。
【実施例２】
【００６２】
図１１（ａ）は、実施例２に係る現像装置が備える『トナー規制部材』である現像ブレード２２の構成を示す断面図である。実施例２の現像ブレード２２の構成のうち実施例１の現像ブレード２と同一の構成及び効果に関しては、同一の符号を用いて説明を適宜省略する。実施例２においても、実施例１と同様の現像装置１、カートリッジ８、画像形成装置１００に適用することができるため、現像装置、カートリッジ、画像形成装置の説明は省略する。実施例２の現像ブレード２２の構成で特徴的なのは、板バネ部材２ｂの先端部が向かう『第２仮想直線』である仮想直線は、当接部材２ｃの断面中心（中心Ｋ）から外されている点である。
【００６３】
図１１（ａ）に示されるように、現像ブレード２２は、固定部材２ａ、板バネ部材２ｂ、及び、当接部材２ｃを有する。ただし、板バネ部材２ｂの先端が当接部材２ｃに配置される位置が異なっている。このような構成によって、現像ブレード２２の表裏を逆にした場合に、板バネ部材２ｂの塑性変形による押圧力がアップしてしまう現象を緩和するのである。
【００６４】
実施例１では、図５を使用して説明したように、現像ブレード２が長期に亘って使用されると、板バネ部材２ｂはわずかに塑性変形する。このように塑性変形した現像ブレード２を表裏を逆にして固定すると、現像ローラ７に対する当接具合は変わってくる。このような現像ブレード２の当接部材２ｃの第１面２ｃ１が現像ローラ７に対して当接していた第１当接状態から、塑性変形した現像ブレード２の当接部材２ｃの第２面２ｃ２が現像ローラ７に当接している第２当接状態へと変化させられると、以下の変化が生じる。
【００６５】
即ち、第１当接状態では、現像ブレード２２が現像ローラ７に対して適度な押圧力で押圧している状態であったとしても、第２当接状態では、板バネ部材２ｂが変形しているために、現像ブレード２２が現像ローラ７に対して若干強い押圧力で押圧する状態になる。このような現像ブレード２２が現像ローラ７に対して大きい加圧力で加圧すると、トナーの劣化に繋がるために、好ましくない。
【００６６】
そこで、現像ブレード２２は、板バネ部材２ｂの先端が当接部材２ｃの中心Ｋを向いていないように設定されて形成される。つまり、板バネ部材２ｂの先端は、当接部材２ｃの中心Ｋから外れた位置に設けられるのである。
【００６７】
図１１（ｂ）は、表面が現像ローラ７に当接している時の現像ブレード２２の先端部の構成を示す拡大断面図である。この図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の実線の図に相当する。図１１（ｂ）に示されるように、例えば、現像ブレード２２の板バネ部材１１ｂの先端は、当接部材２ｃの内部に対して、当接部材２ｃの中心Ｋから２ｍｍばかり外れた位置を通るように固定されている。
【００６８】
例えば、当接部材２ｃは、軸方向と直交する方向で直径が１ｍｍで形成されている。そして、板バネ部材２ｂの先端は、当接部材２ｃの中心Ｋを通って軸方向と直交する方向で、０．７ｍｍと０．３ｍｍで分ける位置にある。このようにすると、第２面２ｃ２を使用する時（図１１（ｃ）参照）に板バネ部材２ｂの曲げ量が少なくなるため、塑性変形による圧力アップを緩和することができる。図１１（ｂ）に示されるように、新品時には、現像ブレード２２は、板バネ部材２ｂの先端から離れている側の当接部材２ｃの第１面２ｃ１を、現像ローラ７に接触させている。
【００６９】
図１１（ｃ）は、裏面が現像ローラ７に当接している時の現像ブレード２２の先端部の構成を示す拡大断面図である。この図１１（ｃ）は、図１１（ａ）の破線の図に相当する。図１１（ｃ）に示されるように、長期間に亘って使用された後には、現像ブレード２２は、表裏が逆に配置されて、板バネ部材２ｂの先端から近い側の当接部材２ｃの第２面２ｃ２を、現像ローラ７に接触させている。
【００７０】
この図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）からも分かるように、新品時に板バネ部材２ｂの先端が中心Ｋよりも外側に位置する状態で現像ブレード２２を使用し、リサイクル時に板バネ部材２ｂの先端が中心Ｋよりも内側に位置する状態で現像ブレード２２を使用する。このように、リサイクル時に板バネ部材２ｂの先端からの位置が近い当接部材２ｃの当接面で現像ローラ７を加圧することで、加圧力の低減が実現される。
【実施例３】
【００７１】
図１２は、実施例３に係る現像装置が備える『トナー規制部材』である現像ブレード３２の構成を示す断面図である。実施例３の現像ブレード３２の構成のうち実施例１〜２の現像ブレード２、２２と同一の構成及び効果に関しては、同一の符号を用いて説明を適宜省略する。実施例３においても、実施例１と同様の現像装置１、カートリッジ８、画像形成装置１００に適用することができるため、現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置の説明は省略する。実施例３の現像ブレード３２の構成の特徴的なのは、最初に当接部材２ｃの第１面２ｃ１が当接部材２ｃの第２面２ｃ２よりも優先して現像ローラ７に当接する場合には、第１面２ｃ１の初回使用時に第２面２ｃ２に導電性微粒子５０が予め塗布されている点である。
【００７２】
新品の現像装置が長期間に亘って使用されると、現像ブレード３２の裏面はトナーの衝突を受ける。そのため、長期間の使用後には、現像ブレード３２の当接部材の表面に、静電気を帯びたトナーやトナー中の成分が付着する。このような付着物は、現像動作のときには問題とはならないが、現像ブレード３２をリサイクルするときには清掃がしにくいという点で問題となる。この付着物がトナーに由来する成分のみならば、清掃せずに使用することもできる。しかし、例えば、板バネ部材２ｂを一度外して裏面に付け替える際などに静電気の力で繊維状の埃やチリが付着する環境であると、その付着物が現像ローラ７と当接部材２ｃの間に挟まったままトナー規制を行ってしまい、その部分が規制不良となってしまう。この問題を解決するために、現像ブレード３２は以下のように構成されている。
【００７３】
図１２に示されるように、現像ブレード３２では、当接部材２ｃの裏面に導電性微粒子５０が予め塗布されている。このようにすると、導電性微粒子５０がスペーサとなり、トナーと当接部材２ｃの間の接触面積が低減され、トナーやトナーの成分に由来するものの付着が低減される。よって、トナーによる静電気量が低減され、埃などが引き寄せられる量が低減される。さらに、導電性微粒子の除電作用により静電気を逃がしやすいため効果が高い。なお、導電性微粒子５０は、当接部材２ｃの裏面を一層程度で被覆すれば良いので微量で効果を発揮できる。
【００７４】
導電性微粒子５０として特に適しているのは、金属酸化物（酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化モリブデン、チタン酸カリウム、酸化アンチモン及び酸化インジウム等）である。これら導電性粒子をカップリング処理して用いても良い。
【００７５】
当接部材２ｃに導電性微粒子５０を塗布する方法としては、ブラシ、刷毛、筆などで上記導電性微粒子をからめとり、次いで当接部材２ｃの長手方向に軽く擦りつければよい。最低限、当接部材２ｃの裏面に塗布できればよく、仮にそれ以外の部分に一粒子層程度付着していても問題はない。
【００７６】
導電性微粒子５０は、抵抗率が１０２〜１０６Ω・ｃｍ程度、平均体積粒径が０．２μｍ〜１μｍ程度が好ましい。抵抗率が低すぎると、現像時の印加バイアスにより画像不良を起こすことがあり、抵抗率が高すぎると帯電しやすくなり本来の効果が小さくなってしまう。また、粒径が小さすぎる場合は接触面積が増えてスペーサーとしての機能が弱まり、トナーに比べて大きすぎる場合は当接部材２ｃから剥がれやすくなってしまう。
【００７７】
次に、導電性微粒子５０の抵抗率の測定方法について説明する。面積２ｃｍ２の円筒容器に０．５ｇの導電性微粒子５０を入れて上下から電極で挟み、１５ｋｇｆの加圧をしつつ１００Ｖの電圧を印加した後、ほぼ一定値に落ち着いたところの電流値を抵抗率に換算して算出した。
【００７８】
こうした構成によれば、長期に亘って使用した後であっても、当接部材２ｃの裏面をリサイクルに好ましい状態に保つことができる。
【００７９】
以上説明したように、実施例１〜３の構成によれば、現像ブレード２が長期間に亘って使用された場合であっても、特別な補修や清掃をせずとも現像ブレード２のリサイクルが可能になる。
【００８０】
また、実施例２の構成によれば、新品時には板バネ部材２ｂの先端が中心Ｋよりも現像ローラ７から遠い状態で現像ブレード２２を使用し、リサイクル時には板バネ部材２ｂの先端が中心Ｋよりも現像ローラ７に近い状態で現像ブレード２２を使用する。その結果、リサイクル後に、現像ブレード２２の現像ローラ７に対する加圧力が低減される。
【００８１】
さらに、実施例３の構成によれば、第１面２ｃ１の初回使用時に第２面２ｃ２に導電性微粒子５０が予め塗布されている状態で、現像ブレード３２を使用する。その結果、リサイクルまで第２面２ｃ２の状態を維持し易い。
【符号の説明】
【００８２】
１      現像装置
２、２２、３２・・・現像ブレード（トナー規制部材）
２ｂ    板バネ部材
２ｂ１  一方の面
２ｂ２  他方の面
２ｃ    当接部材
２ｃ１  第１面
２ｃ２  第２面
３      現像容器（現像装置本体）
７      現像ローラ７（トナー担持体）
【図１】
2012128164.tif 000003
【図２】
2012128164.tif 000004
【図３】
2012128164.tif 000005
【図４】
2012128164.tif 000006
【図５】
2012128164.tif 000007
【図６】
2012128164.tif 000008
【図７】
2012128164.tif 000009
【図８】
2012128164.tif 000010
【図９】
2012128164.tif 000011
【図１０】
2012128164.tif 000012
【図１１】
2012128164.tif 000013
【図１２】
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