(57)【要約】【課題】簡略な構成及び低コストにより、安定して良質なトナー画像を形成可能な現像装置及び画像形成装置が望まれていた。【解決手段】現像剤を担持して搬送するための現像剤担持体と、現像剤担持体に対して近接方向に移動可能に配置され、該現像剤担持体に担持される現像剤の層厚規制を行うための層規制部材と、現像剤担持体の回転中に、層規制部材に電圧を印加する電圧印加部と、現像剤担持体の回転が停止されると、電圧印加部による電圧の印加を停止させる制御部とを現像装置に設ける。【選択図】        図１
2009031345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を担持して搬送するための現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に対して近接方向に移動可能に配置され、該現像剤担持体に担持される前記現像剤の層厚規制を行うための層規制部材と、
前記現像剤担持体の回転中に、前記層規制部材に電圧を印加する電圧印加部と、
前記現像剤担持体の回転が停止されると、前記電圧印加部による前記電圧の印加を停止させる制御部とを備え、
前記層規制部材は、前記電圧が印加されると、静電吸着作用により前記現像剤担持体に圧接する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記層規制部材の前記現像剤担持体に対する離間方向への移動を規制する移動規制部材を更に備えることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記層規制部材に弾性力を付与して、前記現像剤担持体へ更に圧接させる弾性部材を更に備えることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤担持体は、所定のローラ径を有するローラ形状からなり、
前記層規制部材は、前記ローラ径以上の曲率半径を有する曲面を有し、該曲面を前記現像剤担持体に接触させて前記層圧規制を行う
ことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項５】
前記層規制部材及び前記現像剤担持体間に発生する圧接力は、前記電圧印加部による前記電圧の印加中において第１閾値以上となり、前記印加の停止中において第２閾値以下となることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項６】
前記第１閾値は３０ｇ／ｃｍであり、前記第２閾値は２０ｇ／ｃｍであることを特徴とする請求項５記載の現像装置。
【請求項７】
少なくとも一つの現像装置を備える画像形成装置であって、
前記現像装置は、
現像剤を担持して搬送するための現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に対して近接方向に移動可能に配置され、該現像剤担持体に担持される前記現像剤の層厚規制を行うための層規制部材と、
前記現像剤担持体の回転中に、前記層規制部材に電圧を印加する電圧印加部と、
前記現像剤担持体の回転が停止されると、前記電圧印加部による前記電圧の印加を停止させる制御部とを備え、
前記層規制部材は、前記電圧が印加されると、静電吸着作用により前記現像剤担持体に圧接する
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、電子写真方式により現像を行う現像装置及び該現像装置が搭載される画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンタやファクシミリ、複写機、複合機等に、電子写真方式の画像形成装置が多く利用されている。ここで、電子写真方式は、一般に、帯電、露光、現像、転写、定着及びクリーニングの各プロセスからなる画像形成方式である。
【０００３】
このうち、現像プロセスには、静電潜像担持体としての感光ドラムに、現像剤担持体としての現像ローラが接触して配置され、トナーからなる非磁性一成分現像剤により静電潜像の現像を行う接触型の現像装置が、小型化及び低コスト化の観点から、広く使用されている。
【０００４】
このような現像装置には、一般に、上記した感光ドラム及び現像ローラに加えて、現像ローラにトナーを供給するためのトナー供給ローラと、供給されたトナーの厚さを制御するための層規制部材としてのブレードとが、現像ローラに当接して備えられる。トナー供給ローラから現像ローラ上に供給されたトナーは、現像ローラの回転に伴いブレードとの接触部を通過すると、均一の厚さに薄層化されて、現像ローラの表面にトナー層を形成する。その後、感光ドラムの接触部に搬送されたトナーが、感光ドラム上の静電潜像に付着する。その結果、静電潜像が現像されて、感光ドラムの表面にトナー画像が形成される。
【０００５】
上記した現像装置において、良質なトナー画像を安定して得るためには、トナー層の厚さを均一に保つべく、ブレードを現像ローラに対して比較的強い力で圧接させる必要がある。しかしながら、現像ローラの一部分にブレードからの強い圧接力が持続的に作用すると、クリープによる変形が生じることがある。このように、現像ローラの表面に変形、即ち凹みが発生すると、凹み部分には他の部分と異なる厚さのトナー層が形成され、感光ドラム上のトナー画像に、現像ローラ周期の濃度ムラ、即ち横スジが発生することとなる。
【０００６】
上記した問題を解決するため、下記特許文献１には、長期保存時に、現像ローラとブレードとの間にシート部材を挟んでおくことにより、現像ローラにおけるブレードからの圧接力を分散可能な電子写真プロセスカートリッジの技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−３１６５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記開示技術では、例えば販売前や使用開始前等におけるクリープによる変形を防止可能であるが、販売時或いは使用開始時に、上記したシート部材を抜き取ってしまうと、ブレードは現像ローラに常時圧接することとなってしまい、変形の防止効果はなくなってしまっていた。
【０００８】
また、ブレード及び現像ローラを離間させて配置すると共に、ブレードを現像ローラに周面に対する近接及び離間方向に駆動するための駆動手段を設け、印刷動作の開始に伴って、ブレードを駆動して現像ローラに圧接させ、印刷動作が完了すると、ブレードを現像ローラから離間させることも考えられる。しかしながら、ブレードの駆動を機構的に行う場合、構造が複雑になるという問題があった。
【０００９】
したがって、簡略な構成及び低コストにより、安定して良質なトナー画像を形成可能な現像装置及び画像形成装置が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、以上の点を解決するために、次の構成を採用する。
【００１１】
〈構成１〉
本発明に係る現像装置は、現像剤を担持して搬送するための現像剤担持体と、現像剤担持体に対して近接方向に移動可能に配置され、該現像剤担持体に担持される現像剤の層厚規制を行うための層規制部材と、現像剤担持体の回転中に、層規制部材に電圧を印加する電圧印加部と、現像剤担持体の回転が停止されると、電圧印加部による電圧の印加を停止させる制御部とを備え、層規制部材は、電圧が印加されると、静電吸着作用により現像剤担持体に圧接することを特徴とする。
【００１２】
〈構成２〉
本発明に係る画像形成装置は、少なくとも一つの現像装置を備え、現像装置は、現像剤を担持して搬送するための現像剤担持体と、現像剤担持体に対して近接方向に移動可能に配置され、該現像剤担持体に担持される現像剤の層厚規制を行うための層規制部材と、現像剤担持体の回転中に、層規制部材に電圧を印加する電圧印加部と、現像剤担持体の回転が停止されると、電圧印加部による電圧の印加を停止させる制御部とを備え、層規制部材は、電圧が印加されると、静電吸着作用により現像剤担持体に圧接することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の現像装置及び画像形成装置によれば、層規制部材は電圧の印加に伴う静電吸着作用により現像剤担持体に圧接されるので、装置の小型化及び低コスト化が可能となる。また、非動作時には、層規制部材と現像剤担持体との圧接状態が解放されるので、クリープによる現像剤担持体の変形が防止され、安定して良質な画像の形成が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を、図を用いて詳細に説明する。ここでは、本発明を４つの独立した現像装置を備えるカラープリンタに適用した場合を例に、説明する。
【実施例１】
【００１５】
図２は、本発明に係るカラープリンタの概略構成図である。
カラープリンタ１０は、画像形成装置として、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの４色のトナーを重ね合わせて、カラー画像を形成する。
【００１６】
カラープリンタ１０には、記録媒体２７の搬送路に沿って、４つの独立した印刷機構１１Ｋ、１１Ｙ、１１Ｍ及び１１Ｃが、搬送方向に沿って順に配設されている。各印刷機構１１Ｋ、１１Ｙ、１１Ｍ及び１１Ｃは、それぞれ、現像装置としての現像ユニット１２Ｋ、１２Ｙ、１２Ｍ及び１２Ｃを搭載している。
【００１７】
印刷機構１１Ｋ、１１Ｙ、１１Ｍ及び１１Ｃは、それぞれ、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンに対する電子写真方式ＬＥＤプリント機構であり、同一構成要素を備えている。以後、印刷機構１１Ｋ、１１Ｙ、１１Ｍ及び１１Ｃの同一構成要素を区別する場合には、符号にそれぞれＫ、Ｙ、Ｍ、Ｃを付けるが、総称する場合には、符号のみを示す。各符号は、図２の印刷機構１１Ｃにおいて示される。
【００１８】
印刷機構１１Ｋ、１１Ｙ、１１Ｍ及び１１Ｃは、それぞれ、トナー画像を形成する現像装置としての現像ユニット１２と、露光器としてのＬＥＤヘッド１３と、現像ユニット１２により形成されたトナー画像を記録媒体２７に転写する転写器としての転写ローラ１４とから構成される。
【００１９】
現像ユニット１２は、本実施例では反転現像を行う現像装置として、カラープリンタ１０に着脱可能に配設され、表面に静電潜像及びトナー画像が形成される静電潜像担持体としての感光ドラム１５を備えている。この感光ドラム１５は、現像ユニット１２の下部に露出して配置されており、上記した転写ローラ１４が、搬送路を間に感光ドラム１５に対向して配置されている。
【００２０】
ＬＥＤヘッド１３は、露光器として、図示せぬ制御部の制御に基づいて、画像信号に対応する光を感光ドラム１５の表面に照射して、静電潜像を形成する。
【００２１】
現像ユニット１２の内部には、感光ドラム１５の周囲に、感光ドラム１５の表面を一様に帯電させるための帯電器である帯電ローラ１６と、現像剤担持体としての現像ローラ１７と、クリーニング器であるドラムクリーニングブレード１８とが、それぞれ、感光ドラム１５の表面に当接して配設されている。
【００２２】
帯電ローラ１６には、図示せぬ電源が接続され、制御部の制御に基づいて、該電源により直流電圧が印加される。本実施例では、帯電ローラ１６に印加される電圧は−１１５０Ｖであり、このとき、感光ドラム１５の表面の帯電電位は約−６５０Ｖとなる。
【００２３】
また、現像ユニット１２の内部には、更に、現像剤供給部材であるトナー供給ローラ１９と、層規制部材としての層規制ブレード２０とが、現像ローラ１７の周囲に配置されている。
【００２４】
現像ユニット１２の上部には、トナー収容器であるトナーカートリッジ２１が着脱可能に搭載され、該トナーカートリッジ２１から現像ユニット１２の内部に現像剤としてのトナー２２が供給される。
【００２５】
現像ユニット１２と転写ローラ１４との間には、転写ベルト２４が配設されている。転写ベルト２４は、ベルト駆動ローラ２５及び従動ローラ２６間に張設され、ベルト駆動ローラ２５の駆動により回転走行して、記録媒体２７を搬送可能となっている。また、転写ベルト２４の下方には、転写ベルト２４をクリーニングするためのクリーニング器であるベルトクリーニングブレード２８が、転写ベルト２４の表面に当接して配置されている。
【００２６】
転写ベルト２４の下流側には、定着器２９が設置されている。定着器２９は、ヒートローラ３０を備え、搬送された記録媒体２７を、このヒートローラ３０により加熱及び加圧する。これにより、各色のトナーが溶融して記録媒体２７の繊維間に浸透し、トナー画像が記録媒体２７に定着される。
【００２７】
カラープリンタ１０は、更に、各部を制御するための図示しない制御部を備える。この制御部は、予め定められたタイミングにより、各電源から直流の電圧を転写ローラ１４、帯電ローラ１６、現像ローラ１７及びトナー供給ローラ１９に印加し、図示せぬ駆動モータにより、転写ローラ１４、感光ドラム１５、帯電ローラ１６、現像ローラ１７、トナー供給ローラ１９、ベルト駆動ローラ２５及びヒートローラ３０を、図２に矢印で示す方向に回転駆動する。
【００２８】
次に、本実施例のカラープリンタ１０の印刷動作について、簡単に説明する。
【００２９】
パーソナルコンピュータ等の上位装置からカラープリンタ１０に印刷命令が入力されると、制御部は、各電源からの電圧印加及び駆動モータによる回転駆動を実施させる。感光ドラム１５Ｋ、１５Ｙ、１５Ｍ及び１５Ｃは回転を開始し、直流電圧が印加された帯電ローラ１６Ｋ、１６Ｙ、１６Ｍ及び１６Ｃが、各感光ドラム１５Ｋ、１５Ｙ、１５Ｍ及び１５Ｃの表面を一様に帯電させる。また、図示せぬ給紙機構により記録媒体２７が給紙されると、制御部の制御により、ＬＥＤヘッド１３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｍ及び１３Ｃが該記録媒体２７の通過タイミングに同期して発光し、各感光ドラム１５Ｋ、１５Ｙ、１５Ｍ及び１５Ｃ上に静電潜像が形成される。
【００３０】
そして、各現像ユニット１２Ｋ、１２Ｙ、１２Ｍ及び１２Ｃにおいて、現像処理が実施され、感光ドラム１５Ｋ、１５Ｙ、１５Ｍ及び１５Ｃの表面に、それぞれ、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンのトナー画像が形成される。各現像ユニット１２Ｋ、１２Ｙ、１２Ｍ及び１２Ｃにおける現像処理の流れについては、後述する。
【００３１】
また、転写ベルト２４が回転走行を開始し、記録媒体２７が、まず感光ドラム１５Ｋと転写ローラ１４Ｋとの間に搬送される。
【００３２】
記録媒体２７が感光ドラム１５Ｋ及び転写ローラ１４Ｋの間に搬送されると、転写ローラ１４Ｋに転写電圧が印加され、感光ドラム１５Ｋの表面に形成されたブラックのトナー画像が、記録媒体２７の表面に転写される。その際、転写されずに感光ドラム１５Ｋの表面に残ったトナーは、ドラムクリーニングブレード１８Ｋにより掻き取られる。
【００３３】
続いて、記録媒体２７は、各感光ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃと、転写ローラ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃとの間に順次搬送され、イエロー、マゼンタ、シアンのトナー画像が、該記録媒体２７に順次転写される。そして、４色のトナー画像が転写された記録媒体２７は、転写ベルト２４により、更に定着器２９へと搬送される。
【００３４】
定着器２９に搬送された記録媒体２７は、ヒートローラ３０により加熱及び加圧され、各色のトナー画像が記録媒体２７に定着される。その後、該記録媒体２７は、図示せぬ排紙機構によりカラープリンタ１０の外部に排出される。そして、制御部の制御に基づいて、各電源からの電圧印加及び回転駆動が停止される。これにより、カラープリンタ１０における印刷処理が終了する。
【００３５】
次に、本実施例のカラープリンタ１０において使用されるトナー２２について、説明する。
【００３６】
トナー２２は、帯電性を有する結着樹脂に、着色剤を付着させた粒子からなる。本実施例では、結着樹脂としてポリエステルを適用する。また、着色剤として、ブラックのトナー２２Ｋにはカーボンブラック、イエローのトナー２２ＹにはＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ１８５、マゼンタのトナー２２Ｍにはキナクリドン系顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ１２２）、シアンのトナー２２Ｃには銅フタロシアニン顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ１５）を、それぞれ用いる。本実施例において、トナー２２の体積平均粒子径は５．８μｍであり、流動化剤として及び帯電性をコントロールするために、各帯電特性を有するシリカが外添される。
【００３７】
続いて、本実施例の現像ユニット１２について、図を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施例１に係る現像ユニットの部分構成図である。
【００３８】
現像ユニット１２において、層規制ブレード２０は、ばね性を有する金属板からなる。本実施例では、層規制ブレード２０は厚さ０．１ｍｍのＳＵＳ３０４からなる。
【００３９】
取付部材３１は、図１に示されるように、ヒンジ部３１ａを支点として回動可能な蝶番構造を有する。層規制ブレード２０は、この取付部材３１により一方の端部２０ａを係止された状態で、他方の自由端部２０ｂを現像ローラ１７周面に対する近接及び離間方向に移動可能に保持される。
【００４０】
取付部材３１には、高圧電源３２が接続されている。この高圧電源３２は、電圧印加部として、取付部材３１を介して層規制ブレード２０に直流電圧を印加する。本実施例では、高圧電源３２により層規制ブレード２０に印加される電圧は−１０００Ｖである。
【００４１】
現像ローラ１７は、本実施例では、直径１４ｍｍの金属製のシャフト３３と、アスカー硬度Ｃ４０°の弾性及び電気抵抗値１０４Ω・ｃｍの半導電性を有する肉厚６ｍｍのシリコンゴム３４とからなる半径１３ｍｍのゴムローラの表面に、比誘電率４のアクリル樹脂からなるコート層３５を絶縁層として、５μｍの厚さでコートして成形される。この現像ローラ１７には、高圧電源３６が接続され、直流電圧が印加される。本実施例では、高圧電源３６により現像ローラ１７に印加される電圧は−２００Ｖである。
【００４２】
トナー供給ローラ１９は、本実施例では、直径６ｍｍの金属製のシャフト３７からなる中心軸に、アスカー硬度Ｆ５０°のシリコン発泡体３８からなる外周部が肉厚５ｍｍで成形されている。トナー供給ローラ１９には、図示されない電源が接続され、該電源から直流電圧が印加される。本実施例では、トナー供給ローラ１９には−３３０Ｖの電圧が印加される。
【００４３】
次に、本実施例の現像ユニット１２における現像処理の流れについて、説明する。
【００４４】
カラープリンタ１０において印刷処理が開始されると、制御部の制御により、各電源からの電圧印加及び駆動モータによる回転駆動が実施される。
現像ユニット１２において、トナー供給ローラ１９は、図示せぬ電源から−３３０Ｖの直流電圧を印加され、図２に矢印で示す方向に回転する。また、現像ローラ１７は、高圧電源３６により−２００Ｖの直流電圧を印加され、図２に矢印で示す方向に回転する。この回転に伴い、トナー供給ローラ１９及び現像ローラ１７の当接部に摩擦が生じ、周囲のトナー２２が負に帯電される。帯電したトナー２２は、トナー供給ローラ１９及び現像ローラ１７の電位差に基づき、現像ローラ１７側に静電吸着される。このように、現像ローラ１７の表面にトナー２２が静電吸着して保持されると、現像ローラ１７の回転に伴い、該トナー２２は層規制ブレード２０の方向へ搬送される。
【００４５】
層規制ブレード２０には、高圧電源３２により−１０００Ｖの直流電圧が印加される。この電圧印加に伴い、現像ローラ１７及び層規制ブレード２０間には電位差が生じ、層規制ブレード２０及び現像ローラ１７には、互いに近接する方向への静電吸着力が働く。この静電吸着力の作用により、取付部材３１がヒンジ部３１ａを支点として回動し、層規制ブレード２０は自由端部２０ｂを現像ローラ１７の表面に圧接させる。
【００４６】
現像ローラ１７の表面に保持されたトナー２２が、現像ローラ１７の回転に伴い搬送されて、層規制ブレード２０との当接部を通過すると、図３に示すように、トナー２２は、層規制ブレード２０により層厚規制を受ける。そして、現像ローラ１７の表面に均一な厚さのトナー層３９（図３）が形成される。このトナー層３９に含まれるトナーは、層規制ブレード２０及び現像ローラ１７により摺動摩擦されて、更に強く帯電する。
【００４７】
層規制ブレード２０との当接部を通過したトナー層３９は、現像ローラ１７の回転により更に搬送され、感光ドラム１５との当接部に到達する。感光ドラム１５の表面には、静電潜像が形成されており、現像ローラ１７及び感光ドラム１５の間には、該静電潜像に伴う電気力線が発生している。この電気力線により、現像ローラ１７上のトナー層３９に含まれるトナーは、感光ドラム１５側に引き付けられ、静電潜像に付着する。このように、感光ドラム１５上の静電潜像が現像されて、感光ドラム１５の表面にトナー画像が形成される。
【００４８】
感光ドラム１５上に形成されたトナー画像が記録媒体２７に転写された後、制御部の制御に基づき、各電源からの電圧印加及び駆動モータによる回転駆動が停止される。
高圧電源３２による層規制ブレード２０への電圧の印加及び高圧電源３６による現像ローラ１７への電圧の印加が停止されると、静電吸着力が取り除かれ、取付部材３１がヒンジ部３１ａを支点として回動する。そして、層規制ブレード２０の自由端部２０ｂが、現像ローラ１７周面に対する離間方向へ移動する。これにより、層規制ブレード２０及び現像ローラ１７の圧接状態が解放される。
【００４９】
続いて、層規制ブレード２０及び現像ローラ１７との圧接状態において、当接部に生じる圧接力について、図３を用いて説明する。
図３は、現像ローラ及び層規制ブレードの圧接状態を示す説明図である。
【００５０】
層規制ブレード２０は、前述したように、高圧電源３２による電圧の印加を受けて、静電吸着作用により、現像ローラ１７に圧接する。このとき、層規制ブレード２０及び現像ローラ１７間に働く静電吸着力は、層規制ブレード２０及び現像ローラ１７をそれぞれ電極としたコンデンサの極板間に働く力として考えることができる。
【００５１】
コンデンサの極板間に働く力は、該コンデンサに蓄えられる静電エネルギーＵを空間微分することにより導出可能である。そこで、まずこの静電エネルギーＵを導出すべく、図３に示すように、層規制ブレード２０及び現像ローラ１７を電極とするコンデンサを、現像ローラ１７の周方向に微小な領域に区切り、各微小領域に含まれる微小コンデンサに蓄えられる静電エネルギーΔＵを、計算式ΔＵ＝Ｖ２ΔＣ／２に基づき導く。ここで、Ｖは各電極間、即ち層規制ブレード２０及び現像ローラ１７間の電位差であり、ΔＣは各微小コンデンサの静電容量である。
【００５２】
図３に示される断面図において、現像ローラ１７の回転軸の中心を中心点Ｏとし、層規制ブレード２０及び現像ローラ１７の当接部をＴと示す。そして、この当接部Ｔから現像ローラ１７の周方向にθ回転した位置及びθ＋Δθ回転した位置間に含まれる微小コンデンサの拡大断面図を、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す。
【００５３】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示される微小コンデンサの極板面積ΔＳは、現像ローラ１７の幅方向における層規制ブレード２０との当接長をＬ、現像ローラ１７の半径をｒとすると、ΔＳ＝ＬｒΔθｃｏｓθと表される。
【００５４】
ところで、図３（ａ）は、当接部Ｔから現像ローラ１７の回転方向下流側に回転した位置における微小コンデンサを示し、層規制ブレード２０による層厚規制後に対応する。このとき、微小コンデンサの極板間には、誘電体として、現像ローラ１７のコート層３５と、層厚規制後のトナー層３９と、空気層４０とが充填されている。図３（ａ）において、コート層３５の厚さをｔ１、層厚規制後のトナー層３９の厚さをｔ２、空気層４０の厚さをｔ３と表すと、極板間距離ｄは、ｄ＝ｔ１＋ｔ２＋ｔ３となる。ただし、ｔ３＝ｒ（１−ｃｏｓθ）である。
一方、図３（ｂ）は、当接部Ｔから現像ローラ１７の回転方向上流側に回転した位置における微小コンデンサを示し、層規制ブレード２０による層厚規制前に対応する。このとき、微小コンデンサの極板間には、現像ローラ１７のコート層３５と、層厚規制前のトナー２２とが充填されている。図３（ｂ）において、層厚規制前のトナー２２の厚さをｔ２´と表すと、極板間距離ｄは、ｄ＝ｔ１＋ｔ２´である。ただし、ｔ２´＝ｔ２＋ｔ３＝ｔ２＋ｒ（１−ｃｏｓθ）となる。
【００５５】
そこで、極板面積ΔＳ及び極板間距離ｄに基づき、まず、図３（ａ）に示される微小コンデンサの静電容量ΔＣを導出する。真空の誘電率をε０、コート層３５の比誘電率をε１、トナー層３９の比誘電率をε２、空気の比誘電率をε３と表すと、ΔＣ＝ε０ΔＳ／（ｔ１／ε１＋ｔ２／ε２＋ｔ３／ε３）＝ε１ε２ε３ε０ＬｒｃｏｓθΔθ／（ε２ε３ｔ１＋ε３ε１ｔ２＋ε１ε２ｒ（１−ｃｏｓθ））と表される。
また、図３（ｂ）に示される微小コンデンサの静電容量ΔＣも同様に導出可能であり、ΔＣ＝ε０ΔＳ／（ｔ１／ε１＋ｔ２´／ε２）＝ε１ε２ε０ＬｒｃｏｓθΔθ／（ε２ｔ１＋ε１ｔ２＋ε１ｒ（１−ｃｏｓθ））となる。
【００５６】
このように導出された各微小コンデンサの静電容量ΔＣを用いて、層厚規制前及び層厚規制後に微小コンデンサに蓄えられる静電エネルギーΔＵ＝Ｖ２ΔＣ／２が計算される。そして、計算された静電エネルギーΔＵを、極板間距離ｄについて空間微分することにより、各微小コンデンサの両極板間に働く静電吸着力ΔＦが導出される。更に、導出されたΔＦを、現像ローラ１７の周方向、即ちθに関して積分することにより、層規制ブレード２０及び現像ローラ１７間に働く圧接力Ｆを計算できる。
【００５７】
本実施例の現像ユニット１２の構成では、現像ローラ１７の半径ｒ＝１３ｍｍ、コート層３５の厚さｔ１＝５μｍ、比誘電率ε１＝４である。この現像ユニット１２において、現像ローラ１７及び層規制ブレード２０に電位差Ｖ＝８００Ｖの電圧が印加され、現像ローラ１７上に厚さｔ２＝８μｍ、比誘電率ε２＝１．５のトナー層３９が形成された場合に、層規制ブレード２０及び現像ローラ１７間に働く圧接力Ｆを、空気の比誘電率ε３＝１として、上記した各式に基づき計算した。その結果、圧接力Ｆを現像ローラ１７の幅方向における層規制ブレード２０との当接長Ｌで割った値、即ち、層規制ブレード２０と現像ローラ１７との当接部Ｔにおいて単位長さあたりに働く圧接力Ｆ／Ｌは、約３０ｇ／ｃｍと計算された。この単位長さあたりの圧接力Ｆ／Ｌを、以下、ブレード圧Ｐと記す。
【００５８】
そこで、本実施例の現像ユニット１２において、層規制ブレード２０及び現像ローラ１７間に実際に働くブレード圧Ｐを、測定した。測定にあたっては、アイコーエンジニアリング製のデジタルプッシュプルＭｏｄｅｌ−ＲＸ１０を用い、高圧電源３２により層規制ブレード２０に対する電圧の印加時に、現像ローラ１７に静電吸着した層規制ブレード２０を、該現像ローラ１７から引き離すために必要な力Ｆを測定した。そして、この力Ｆに基づき、層規制ブレード２０及び現像ローラ１７に実際に作用するブレード圧Ｐ＝Ｆ／Ｌを求めた。
【００５９】
上記した測定の結果、ブレード圧Ｐは約５０ｇ／ｃｍと測定された。この測定値は、上記した計算値約３０ｇ／ｃｍと比較して大きな値となった。これは、静電吸着力により層規制ブレード２０が現像ローラ１７に圧接されると、現像ローラ１７のシリコンゴム３４が弾性的に変形し、実際の極板間距離ｄが計算される極板間距離の値よりも小さくなるので、静電容量が大きくなるためと考えられる。この現像ローラ１７の変形は弾性的であるため、層規制ブレード２０の圧接状態の解放に基づき解消される。また、高圧電源３２からの層規制ブレード２０への電圧印加及び高圧電源３６からの現像ローラ１７への電圧印加が停止されると、ブレード圧Ｐは０となった。
【００６０】
次に、層厚規制に適切なブレード圧Ｐについて、検討する。
現像ローラ１７に形成されるトナー層３９の厚さを規制するためには、層規制ブレード２０をある程度の力で現像ローラ１７に押し付ける必要がある。この力が小さすぎると、トナー２２を規制する力が弱くなりすぎ、帯電が不十分なトナー２２が層規制ブレード２０を通過してしまう。そして、帯電が不十分なトナーを含むトナー層３９が、現像ローラ１７上に保持され、感光ドラム１５との当接部に搬送されると、感光ドラム１５の表面において、静電潜像上のみならず非画像部にまでトナーが付着してしまう、即ちかぶりが発生してしまうこととなる。
【００６１】
そこで、層規制ブレード２０及び現像ローラ１７間における圧接力の強さとかぶりの発生との関係について、以下に示す実験を行った。
【００６２】
ここでは、カラープリンタ１０を０％印刷の途中で停止させ、現像ローラ１７による現像処理が実行された直後、即ち、転写ローラ１４による転写処理が実行される直前に、感光ドラム１５に付着しているトナーの量を測定し、かぶりの評価を行った。
【００６３】
トナーの量の測定は、以下のように行う。まず、感光ドラム１５の表面に粘着テープ（住友スリーエム社製スコッチメンディングテープ）を貼り、付着しているトナーを採取する。そして、該粘着テープを剥がして、印字用紙に貼り付ける。また、未使用の粘着テープを印字用紙に貼り付けて、これらの印字用紙の色差ΔＥを、分光測色計（コニカミノルタ製ＣＭ２６００ｄ）により測定した。
【００６４】
ここで測定される色差ΔＥは、値が小さいほどかぶりが少ないことを示す。この色差ΔＥに対する米国標準局により設定された評価基準を、図４に示す。
図４は、色差ΔＥに対するかぶり評価基準を示す説明図である。
【００６５】
図４に示される評価基準によれば、色差ΔＥが０．５以下の場合、これらを同色とみなすことができ、ΔＥが０．５〜１．５の範囲内であれば、わずかな違いはあるものの異色とみなすほどではないとされる。
感光ドラム１５上に付着したトナーは、全てが記録媒体２７上に転写されるわけではなく、その転写率は、使用する記録媒体２７の種類により変化する。即ち、記録媒体２７にトナー画像を転写して得られた印刷物において発生するかぶりによる色差ΔＥは、必ず、粘着テープでトナーを採取して測定された色差ΔＥ以下となる。したがって、本実施例では、この実験において測定された色差ΔＥが０．５以下であれば、印刷品質上問題がないと判断する。
【００６６】
そこで、層規制ブレード２０及び現像ローラ１７間に働くブレード圧Ｐを変化させて、各ブレード圧Ｐにおいて発生するかぶりの色差ΔＥを測定した。この測定結果を、図５に示す。
【００６７】
図５は、ブレード圧Ｐと色差ΔＥとの関係を示す説明図である。
図５において、横軸はブレード圧Ｐを示し、縦軸は色差ΔＥの測定値を示す。
【００６８】
図５において、層規制ブレード２０及び現像ローラ１７間に働くブレード圧Ｐが３０ｇ／ｃｍ以上であれば、色差ΔＥは０．５以下となり、かぶりが良好であると判断される。
【００６９】
しかしながら、層規制ブレード２０を現像ローラ１７の同じ位置に長期間に亘り押し当てた場合、現像ローラ１７がクリープにより変形してしまうことがある。現像ローラ１７において、クリープにより変形して凹みが発生すると、現像処理に際して、凹み部分には他の部分と異なる厚さのトナー層３９が形成されることとなり、感光ドラム１５上に形成されるトナー画像上に、濃度差として現像ローラ１７周期の横スジが発生してしまう。
【００７０】
そこで、層規制ブレード２０及び現像ローラ１７の圧接状態を保持したまま、１ヶ月間印字動作を行わずに放置した場合の、ブレード圧Ｐと横スジ発生の有無との関係について、実験を行った。この実験結果を、図６に示す。
図６は、ブレード圧Ｐと横スジ発生との関係を示す説明図である。
【００７１】
図６に示されるように、層規制ブレード２０及び現像ローラ１７間に働くブレード圧Ｐが２０ｇ／ｃｍ以下であれば、圧接状態を１ヶ月間保持した場合も、トナー画像上に横スジは発生しない、即ち、現像ローラ１７上にクリープによる変形は起こらないことがわかる。本実施例では、カラープリンタ１０の非動作時には、各電源からの電圧印加は停止され、層規制ブレード２０及び現像ローラ１７間に働くブレード圧Ｐは０となるので、長期間印刷を行わない場合も、クリープによる現像ローラ１７の変形は発生せず、横スジの発生は防止される。
【００７２】
以上のように、本実施例の現像ユニットは、層規制ブレードに電圧を印加する高圧電源を備え、カラープリンタにおける印刷動作時に、層規制ブレードを静電吸着作用により現像ローラに圧接できるので、例えば非常に高い寸法精度或いはセンサを必要とせず、また、磁力や機構的な手段によりブレードの駆動を行う必要もないため、大型の或いは高額な駆動手段を設ける必要がなくなり、装置の小型化及び低コスト化が実現される。また、非動作時には、層規制ブレードに対する電圧印加を停止することにより、現像ローラへの圧接力が取り除かれるので、クリープによる変形の発生を防止可能となる。したがって、各現像ユニットにおける良質なトナー画像の形成が可能となると共に、カラープリンタにおける良質な画像形成が可能となる。
【実施例２】
【００７３】
実施例１のカラープリンタ１０では、カラープリンタ１０の非動作時、即ち高圧電源３２による層規制ブレード２０への電圧印加及び高圧電源３６による現像ローラ１７への電圧印加の停止時において、層規制ブレード２０及び現像ローラ１７の圧接状態は解除され、層規制ブレード２０及び現像ローラ１７間に働く圧接力Ｆ及びブレード圧Ｐは０となる。
【００７４】
この非動作時において、例えば、ペーパージャム等により現像ユニット１２がカラープリンタ１０から取り外された場合、現像ユニット１２に振動が加わることにより、層規制ブレード２０及び現像ローラ１７間の接触距離が変化し、トナーカートリッジ２１からトナー２２が漏れることがある。
【００７５】
そこで、このようなトナー漏れを防止すべく、本実施例の現像ユニット５０を、図７に示されるように構成する。
図７は、本発明の実施例２に係る現像ユニットの部分構成図である。
【００７６】
本実施例の現像ユニット５０は、層規制ブレード２０の位置決めを行うストッパ５２を取付部材５１に設ける構成が、実施例１とは異なる。
なお、本実施例において、実施例１と同様な構成については同一の符号で示し、これらについての詳しい説明を省略する。
また、本実施例において、各現像ユニット５０を備えるカラープリンタの基本的な構成は、実施例１（図２）と同一であるため、説明を省略する。
【００７７】
本実施例の現像ユニット５０は、図７に示されるように、現像ローラ１７、トナー供給ローラ１９、層規制ブレード２０、高圧電源３２、高圧電源３６、取付部材５１及びストッパ５２を含んで構成される。
【００７８】
取付部材５１は、ヒンジ部５１ａを支点として回動可能な蝶番構造を有し、層規制ブレード２０の一方の端部２０ａを係止する。この取付部材５１には、移動規制部材としてのストッパ５２が所定の位置に固定され、層規制ブレード２０と現像ローラ１７との当接状態を保持すべく、層規制ブレード２０の現像ローラ１７周面に対する離間方向への移動を規制する。層規制ブレード２０は、自由端部２０ｂを現像ローラ１７に対する近接方向に移動可能且つ離間方向に移動不可能に保持される。
【００７９】
層規制ブレード２０には、取付部材５１を介して高圧電源３２が接続され、現像ユニット５０における現像動作時に、該高圧電源３２から直流電圧が印加される。この電圧印加を受けて、層規制ブレード２０は、静電吸着作用により現像ローラ１７に圧接し、現像ローラ１７上に形成されるトナー層３９の層厚規制を行う。
【００８０】
本実施例において、カラープリンタにおける印刷処理の流れ及び現像ユニット５０における現像処理の流れは、実施例１と同様なので、説明を省略する。
【００８１】
続いて、本実施例の現像ユニット５０における層規制ブレード２０及び現像ローラ１７間のブレード圧Ｐについて、説明する。
【００８２】
上記したように、層規制ブレード２０及び現像ローラ１７間のブレード圧Ｐが小さい場合、現像ユニット５０に振動が加わると、トナーカートリッジ２１からのトナー漏れが発生する虞れがある。そこで、電圧印加停止時において、ブレード圧Ｐを変化させると共に、各ブレード圧Ｐにおいて、現像ユニット５０を上下覆した場合におけるトナーカートリッジ２１からのトナー２２の漏れを調べた。その結果を、図８に示す。
図８は、ブレード圧Ｐとトナー漏れとの関係を示す説明図である。
ここで、ブレード圧Ｐは、ストッパ５２の形状及び取付位置を調整することにより、変化させた。
【００８３】
図８に示される結果から、ストッパ５２を取り付けて、層規制ブレード２０の現像ローラ１７に対する離間方向への移動を規制すると、Ｐ＝１ｇ／ｃｍという小さなブレード圧であっても、トナー漏れを防止可能であることがわかる。
また、実施例１（図６）で示したように、ブレード圧Ｐが２０ｇ／ｃｍ以上となると、長期間放置された場合に、現像ローラ１７にクリープによる変形が発生する場合がある。
したがって、現像ユニット５０の非動作時において、層規制ブレード２０及び現像ローラ１７間のブレード圧Ｐが１ｇ／ｃｍ以上２０ｇ／ｃｍ以下となるべく、ストッパ５２の形状及び取付位置を決めるものとする。
【００８４】
以上のように、本実施例の現像ユニットは、非動作時における層規制ブレード及び現像ローラを、クリープによる変形が発生しない程度のブレード圧において接触させておくことにより、振動が加わった場合も、トナー漏れの発生を防止できる。
【実施例３】
【００８５】
図９は、本発明の実施例３に係る現像ユニットの部分構成図である。
本実施例の現像ユニット６０は、取付部材６１及びストッパ６２間にスプリング６３を追加する構成が、実施例２とは異なる。
なお、本実施例において、実施例１或いは実施例２と同様な構成については同一の符号で示し、これらについての詳しい説明を省略する。
また、本実施例において、各現像ユニット６０を備えるカラープリンタの基本的な構成は、実施例１（図２）と同一であるため、説明を省略する。
【００８６】
本実施例の現像ユニット６０は、図９に示されるように、現像ローラ１７、トナー供給ローラ１９、層規制ブレード２０、高圧電源３２、高圧電源３６、取付部材６１、ストッパ６２及びスプリング６３を含んで構成される。
【００８７】
取付部材６１は、ヒンジ部６１ａを支点として回動可能な蝶番構造を有し、層規制ブレード２０の一方の端部２０ａを係止する。この取付部材６１には、移動規制部材としてのストッパ６２が固定され、層規制ブレード２０の他方の自由端部２０ｂと現像ローラ１７との当接状態を保持すべく、層規制ブレード２０の現像ローラ１７に対する離間方向への移動を規制する。
【００８８】
取付部材６１とストッパ６２との間には、弾性部材としてのスプリング６３が、図９に示されるように、一方の端部６３ａを取付部材６１に固定すると共に、他方の端部６３ｂをストッパ６２に固定して設置される。このスプリング６３は、以下に示すように、層規制ブレード２０に対して押圧力を付加して、現像ローラ１７との圧接力Ｆを増大させる。
【００８９】
例えば、現像ユニット６０の非動作時において、スプリング６３の端部６３ｂには、取付部材６１に対する近接方向への弾性力が付与される。この弾性力の付与に基づき、ストッパ６２及び取付部材６１の接触面において、ストッパ６２から取付部材６１への押圧力が発生し、層規制ブレード２０は、現像ローラ１７に対する近接方向へ押圧される。そして、層規制ブレード２０及び現像ローラ１７間の圧接力Ｆ及びブレード圧Ｐが増大することとなる。
【００９０】
実施例２の現像ユニット５０では、非動作時におけるブレード圧Ｐは、トナー漏れを防ぐべく、ストッパ５２の形状及び取付位置により、１ｇ／ｃｍ以上２０ｇ／ｃｍ以下に調整される。したがって、ストッパ５２の形状及び取付位置に対する精度が必要とされる。一方、本実施例の現像ユニット６０では、更にスプリング６３のばね定数によりブレード圧Ｐを調整可能となる。本実施例では、スプリング６３のばね定数は、非動作時におけるブレード圧Ｐ＝２０ｇ／ｃｍとなるように調整される。
【００９１】
また、現像ユニット６０の動作時において、スプリング６３の端部６３ａには、層規制ブレード２０の押圧方向への弾性力が付与される。この弾性力の付与に基づき、層規制ブレード２０は、現像ローラ１７周面に対する近接方向へ押圧され、層規制ブレード２０及び現像ローラ１７間のブレード圧Ｐが増大することとなる。したがって、本実施例の現像ユニット６０において、高圧電源３２により層規制ブレード２０に印加される電圧の絶対値は、実施例１及び実施例２と比較して、小さく設定可能となる。
【００９２】
層規制ブレード２０に印加される電圧の絶対値が大きくなると、現像ローラ１７との電位差が大きくなり、層規制ブレード２０及び現像ローラ１７間に放電が発生しやすくなる。この放電の発生に伴い、現像ローラ１７に保持されるトナーの帯電量が大きくなりすぎ、感光ドラム１５上に形成されるトナー画像に影響が生じる場合がある。本実施例の現像ユニット６０では、層規制ブレード２０への印加電圧の絶対値を小さく設定可能となるため、トナーの帯電量が適切に調整され、カラープリンタにおける良好な画像の形成が可能となる。
【００９３】
以上のように、本実施例の現像ユニットは、非動作時における層規制ブレード及び現像ローラ間のブレード圧を、ストッパの形状及び取付位置に加えて、スプリングの弾性により調整可能となるので、形状や取付位置の設定条件が緩和される。また、スプリングの弾性力は、現像ユニットの動作時においても付加されるので、層規制ブレード及び現像ローラ間の電位差を小さく設定可能となり、安定して良質なトナー画像を形成可能となる。
【実施例４】
【００９４】
図１０は、本発明の実施例４に係る現像ユニットの部分構成図である。
本実施例の現像ユニット７０は、取付部材７１に対向して、対向電極７４を設ける構成が、実施例３とは異なる。
なお、本実施例において、実施例１乃至３と同様な構成については同一の符号で示し、これらについての詳しい説明を省略する。
また、本実施例において、各現像ユニット７０を備えるカラープリンタの基本的な構成は、実施例１（図２）と同一であるため、説明を省略する。
【００９５】
現像ユニット７０は、図１０に示されるように、現像ローラ１７、層規制ブレード２０、高圧電源３２、高圧電源３６、取付部材７１、ストッパ７２、スプリング７３、対向電極７４及び高圧電源７６を含んで構成される。
【００９６】
取付部材７１は、例えば金属等の導電性部材からなり、ヒンジ部７１ａを介して回動可能な蝶番構造を有し、層規制ブレード２０の一方の端部２０ａを係止する。この取付部材７１には、移動規制部材としてのストッパ７２が所定の位置に固定され、層規制ブレード２０の現像ローラ１７に対する離間方向への移動を規制する。
【００９７】
また、取付部材７１には、弾性部材としてのスプリング７３が、図１０に示されるように設置される。このスプリング７３は、実施例３と同様に、その弾性力に基づいて、層規制ブレード２０に対して押圧力を付加し、層規制ブレード２０の自由端部２０ｂと現像ローラ１７との間の圧接力Ｆ及びブレード圧Ｐを増大させる。本実施例では、スプリング７３のばね定数は、実施例３と同様に、層規制ブレード２０を現像ローラ１７側に２０ｇ／ｃｍ以下のブレード圧Ｐで圧接させるべく調整される。
【００９８】
取付部材７１及び層規制ブレード２０には、高圧電源３２により直流電圧が印加される。また、現像ローラ１７には、高圧電源３６により直流電圧が印加される。
【００９９】
対向電極７４は、所定の間隔で取付部材７１に対向して設置され、取付部材７１と接触した場合も電流が流れないように、取付部材７１側の表面に絶縁層７５を有する。本実施例では、対向電極７４は幅１０ｍｍからなり、絶縁層７５として比誘電率４のアクリル樹脂が１０μｍの厚さでコートされる。また、本実施例では、対向電極７４は、取付部材７１と３０μｍ離間して設置され、対向電極７４及び取付部材７１間は空気層となっている。
【０１００】
この対向電極７４には、高圧電源７６が接続され、該高圧電源７６から直流電圧が印加される。対向電極７４に印加される電圧が、高圧電源３２により取付部材７１及び層規制ブレード２０に印加される電圧と比較して高い場合、対向電極７４及び取付部材７１間には電位差に基づく静電吸着力が発生し、取付部材７１が対向電極７４側へ引き寄せられることとなる。その結果、層規制ブレード２０の自由端部２０ｂは、現像ローラ１７の表面に更に圧接され、層規制ブレード２０及び現像ローラ１７間の圧接力Ｆ及びブレード圧Ｐが増大することとなる。
【０１０１】
本実施例では、高圧電源７６から対向電極７４への印加電圧は＋５００Ｖと設定される。これにより、高圧電源３２から層規制ブレード２０への印加電圧を−５００Ｖと設定可能となる。また、本実施例では、高圧電源３６から現像ローラ１７への印加電圧は、実施例１と同じく−２００Ｖである。即ち、層規制ブレード２０及び現像ローラ１７間の電位差が小さくなる。即ち、層規制ブレード２０への印加電圧の絶対値を小さくすることが可能である。
【０１０２】
本実施例のカラープリンタにおける印刷処理の流れ及び現像ユニット７０における現像処理の流れについては、実施例１と同様なので、説明を省略する。
【０１０３】
以上のように、本実施例の現像ユニットは、対向電極を備え、該対向電極に電圧を印加することにより、層規制ブレードに印加される電圧の絶対値を、実施例１、２及び３と比較して、小さく設定可能となる。したがって、本実施例の構成によれば、層規制ブレード２０から延在する取付部材７１に対向する対向電極７４と層規制ブレード２０との電位差により、ブレード圧Ｐを調整可能となるため、層規制ブレード２０及び現像ローラ１７間の電位差を自由に設定可能となる。
【０１０４】
なお、本実施例では、取付部材７１及び対向電極７４間は空気層とされたが、図１１に示すように、誘電体７７を充填することも可能である。
図１１は、本発明の変形例に係る現像ユニットの部分拡大図である。
【０１０５】
取付部材７１及び対向電極７４間に、空気と比較して誘電率の高い誘電体７７が充填された場合、取付部材７１及び対向電極７４間に発生する静電吸着力は、空気層が充填された場合と比較して大きくなる。この静電吸着力を層規制ブレード２０及び現像ローラ１７間の圧接力Ｆとして作用させるためには、取付部材７１を対向電極７４側に引き寄せ可能とする必要がある。そのためには、例えば、図１１に示すように、取付部材７１及び対向電極７４間において、取付部材７１及び対向電極７４との接触面以外の部分を蛇腹構造とし、ここに液状の誘電体７７を充填させることが考えられる。これにより、取付部材７１及び対向電極７４間は、一定の体積を保持したまま、その距離を短縮可能となる。したがって、取付部材７１を静電吸着力により対向電極７４側に引き寄せ可能となり、その結果、現像ローラ１７と層規制ブレード２０との電位差が小さくても、現像ローラ１７及び層規制ブレード２０間のブレード圧Ｐを増大させることが可能となる。
【実施例５】
【０１０６】
図１２は、本発明の実施例５に係る現像ユニットの部分構成図である。
本実施例の現像ユニット８０は、層規制ブレード８１の形状が、実施例３とは異なる。
なお、本実施例において、実施例１乃至４と同様な構成については同一の符号で示し、これらについての詳しい説明を省略する。
また、本実施例において、各現像ユニット８０を備えるカラープリンタの基本的な構成は、実施例１（図２）と同一であるため、説明を省略する。
【０１０７】
本実施例の現像ユニット８０は、図１２に示されるように、現像ローラ１７、層規制ブレード８１、高圧電源３２、高圧電源３６、取付部材６１、ストッパ６２及びスプリング６３を含んで構成される。
【０１０８】
層規制ブレード８１は、ばね性を有する金属板からなり、一方の端部８１ａを取付部材６１に係止される。本実施例では、層規制ブレード８１は厚さ０．０６ｍｍのＳＵＳ３０４からなる。層規制ブレード８１の厚さについては、後述する。
【０１０９】
層規制ブレード８１の現像ローラ１７との接触部８１ｂは、図１２に示されるように、現像ローラ１７の外周に沿うべく、所定の曲率を有する曲面に成型される。この接触部８１ｂの曲率半径Ｒは、現像ローラ１７の外周半径ｒに、寸法公差と、現像ローラ１７のコート層３５の厚さｔ１と、所望のトナー層３９の厚さｔ２とを加えた値以上とすることが望ましい。本実施例では、接触部８１ｂの曲率半径Ｒは、現像ローラ１７の外周半径ｒ＝１３ｍｍの１０４％にあたるＲ＝１３．５ｍｍとなるべく成型される。
【０１１０】
また、本実施例の層規制ブレード８１において、接触部８１ｂの現像ローラ１７の周方向への接触長は、現像ローラ１７の円周長の３０％とされるが、これに限定されない。
【０１１１】
層規制ブレード８１には、高圧電源３２により取付部材６１を介して直流電圧が印加される。この電圧印加を受けて、層規制ブレード８１は、実施例３で説明したように、現像ローラ１７との電位差に基づく静電吸着作用と、スプリング６３による弾性力とにより、現像ローラ１７の表面に圧接される。
【０１１２】
ところで、本実施例において、層規制ブレード８１は、接触部８１ｂの形状に曲率を持たせて、現像ローラ１７の外周部に沿わせることにより、現像ローラ１７との接触領域が、実施例１〜３と比較して大きくなっている。その結果、上記した高圧電源３２による印加電圧の絶対値を、実施例１〜３における印加電圧と比較して小さく設定しても、十分な静電吸着力が得られるので、層規制ブレード８１による良好なトナー層３９の形成が可能となる。
【０１１３】
また、電圧印加による静電吸着力の作用時において、層規制ブレード８１の接触部８１ｂは、その厚さが薄いほど、より現像ローラ１７の外周面に対して密着する一方、薄くなりすぎると、ばね性が小さくなり、層規制部材としての役割を果たせなくなってしまう。
そこで、層規制ブレード８１の厚さの適正値を求めるべく、本実施例では、以下に示す実験を行った。この実験結果を、図１３に示す。
図１３は、実施例５の層規制ブレードによる層規制状態を示す説明図である。
【０１１４】
実施例１〜４において、層規制ブレード８１の厚さは０．１ｍｍである。この厚さにおいて、本実施例の曲面を有する層規制ブレード８１による層規制状態は、図１３に示されるように、良好であることがわかる。
【０１１５】
層規制ブレード８１の厚さを０．１ｍｍから０．０５ｍｍまで薄くしても、層規制状態は良好に保たれる。しかしながら、厚さが０．０４ｍｍになると、層規制ブレード８１は、トナー層３９を規制できなくなってしまう。これは、帯電不良のトナーが層規制ブレード８１をすり抜けてしまうためである。
【０１１６】
本実施例の現像ユニット８０では、層規制ブレード８１の厚さは０．０６ｍｍとされるので、上記した実験結果から、層規制状態が良好となることがわかる。また、本実施例において、高圧電源３２による層規制ブレード８１に対する印加電圧は−５００Ｖと設定される。この印加電圧の絶対値は、実施例１〜３において設定された印加電圧（−１０００Ｖ）の絶対値の半分の大きさであるが、層規制ブレード８１及び現像ローラ１７間に生じるブレード圧Ｐは、本実施例では４０ｇ／ｃｍとなり、十分がブレード圧Ｐが得られることがわかる。したがって、現像ユニット８０は、かぶりのない良好な画像を形成できる。
【０１１７】
以上のように、本実施例の現像ユニットは、層規制ブレードにおいて、現像ローラとの接触部に曲率を持たせ、現像ローラの外周部に沿うように成型することにより、層規制ブレードに印加する電圧の絶対値を小さく設定しても、十分なブレード圧を得ることができるとともに、良好な層規制状態を保持できる。したがって、トナーのすり抜けやかぶり、帯電異常等を防止して、良好な画像を形成可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
前記各実施例では、本発明を電子写真方式の現像ユニット及び該現像ユニットを搭載するカラープリンタに適用した場合を例に説明を行ったが、本発明はこれに限定されない。モノクロのプリンタや複写機等、非磁性一成分のトナーを使用する電子写真方式の現像装置及び画像形成装置全般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の実施例１に係る現像ユニットの部分構成図である。
【図２】本発明に係るカラープリンタの概略構成図である。
【図３】現像ローラ及び層規制ブレードの圧接状態を示す説明図である。
【図４】色差ΔＥに対するかぶり評価基準を示す説明図である。
【図５】ブレード圧Ｐと色差ΔＥとの関係を示す説明図である。
【図６】ブレード圧Ｐと横スジ発生との関係を示す説明図である。
【図７】本発明の実施例２に係る現像ユニットの部分構成図である。
【図８】ブレード圧Ｐとトナー漏れとの関係を示す説明図である。
【図９】本発明の実施例３に係る現像ユニットの部分構成図である。
【図１０】本発明の実施例４に係る現像ユニットの部分構成図である。
【図１１】本発明の変形例に係る現像ユニットの部分拡大図である。
【図１２】本発明の実施例５に係る現像ユニットの部分構成図である。
【図１３】実施例５の層規制ブレードによる層規制状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１０  カラープリンタ
１２  現像ユニット
１５  感光ドラム
１７  現像ローラ
１９  トナー供給ローラ
２０  層規制ブレード
３１  取付部材
３２  高圧電源
【図１】
2009031345.tif 000003
【図２】
2009031345.tif 000004
【図３】
2009031345.tif 000005
【図４】
2009031345.tif 000006
【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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