(57)【要約】【課題】コスト上昇を招くことなく現像スリーブでの現像ギャップが異なることによる濃度ムラを解消できる構成を備えた現像装置を提供する。【解決手段】現像剤を担持した現像手段５を用いて潜像担持体に形成されている静電潜像に向けて上記現像剤を搬送することで上記静電潜像の可視像処理が可能な現像装置であって、上記現像手段５は、上記現像剤担持用の回転可能な現像スリーブ５Ｙと、該現像スリーブ内で周方向に沿って配置された現像主極をはじめとして複数の磁極を有するマグネットローラと、上記現像スリーブに対向して配置されて該現像スリーブ上に担持される現像剤の層厚を規定するブレードとを備え、上記現像スリーブは、軸方向での内径を同じとして、軸方向端部での外径よりも軸方向中央部が太くなる外径に設定されていることを特徴としている。【選択図】図５
2009020210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を担持した現像手段を用いて潜像担持体に形成されている静電潜像に向けて上記現像剤を搬送することで上記静電潜像の可視像処理が可能な現像装置であって、
上記現像手段は、上記現像剤担持用の回転可能な現像スリーブと、該現像スリーブ内で周方向に沿って配置された現像主極をはじめとして複数の磁極を有するマグネットローラと、上記現像スリーブに対向して配置されて該現像スリーブ上に担持される現像剤の層厚を規定するブレードとを備え、
上記現像スリーブは、軸方向での内径を同じとして、軸方向端部での外径よりも軸方向中央部が太くなる外径に設定されていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像スリーブの軸方向中央部の外径は、軸方向両端部の外径に対して１〜１０％の増加率とされてい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】
前記ブレードは、前記現像スリーブの軸方向中央部の撓み変形を基準として軸方向両端部および中央部での対向間隔が略均一となる位置に規制面が位置決めされていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像スリーブには、回転スラスト方向に対して鋭角に傾斜した一方向に延びる複数の溝と、前記回転スラスト方向に対して前記一方向と反対方向に鋭角で傾斜して延びる複数の溝とが交差して構成されたアヤメ状の溝を有し、前記アヤメ状の溝同士が前記回転スラスト方向での溝交点間距離として、１．３ｍｍ以上かつ４．８ｍｍ以下の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置に加えて、潜像担持体、帯電手段、クリーニング手段を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項６】
前記現像装置に有する現像スリーブと前記潜像担持体との間の対向間隔が０．２〜０．５ｍｍとされ、現像スリーブに対する現像バイアスが直流成分であることを特徴とする請求項５に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項７】
請求項５または６に記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記プロセスカートリッジが複数の色画像の作像部にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記現像装置に用いられるトナーとして、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０，形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０にそれぞれ設定されていることを特徴とする請求項７または８に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置およびプロセスカートリッジおよび画像形成装置に関し、さらに詳しくは、磁気ブラシ現像方式における現像ギャップ維持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、画像形成方式の一つに電子写真方式がある。この方式では、潜像担持体に相当する感光体上に形成された静電潜像が現像装置からのトナーの供給を受けて可視像処理されると、トナー像が記録紙などの記録媒体に転写され、転写トナー像が定着装置において熱と圧力とを用いて融解・浸透作用により定着された後、排出されることにより複写物や印刷出力とされる。
【０００３】
可視像処理を行うために用いられる現像装置には、磁性トナーを用いた一成分系現像剤あるいは磁性キャリアを用いた二成分系現像剤のいずれかを用いる構成が知られている。
【０００４】
現像スリーブに担持された現像剤は、感光体上の静電潜像に接触することで静電潜像からの静電吸引力により付着するようになっているが、静電潜像に対する均一接触を行うことが画像濃度のムラやかすれなどの異常画像の発生を防止する上で重要となる。そこで、現像スリーブと感光体との対向間隔を精度よく規定することが行われている。
【０００５】
従来、現像スリーブの構成として、周面に現像剤を担持可能な中空円筒状のスリーブ本体と現像スリーブ内に配置されて周方向に沿って現像主極や搬送磁極などの複数の磁極を設けたマグネットローラとを有する構成があり、現像スリーブが感光体に対して所定間隔を持たせて対峙させた構成が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
図６は、上述した現像スリーブの構成を示す図であり、同図において、現像スリーブ１００は、スリーブ本体１００Ａが回転軸１００Ａ１を駆動されることにより回転する一方、マグネットローラ１００Ｂは支軸１００Ｂ１をこれの支持部と一体化されることで固定されており、スリーブ本体１００Ａが回転するのに合わせて周面に担持された現像剤がマグネットローラ１００Ｂ側の磁極に対向しながら転動し、現像主極と対向する位置において磁気ブラシを構成できるようになっている。  
つまり、図６において、スリーブ本体１００Ａの軸方向両側に固定されている端板には、軸受け１００Ｃがそれぞれ取り付けられており、軸受け１００Ｃにはマグネットローラ１００Ｂの支軸１００Ｂ１が挿通されている。端板の一方にはスリーブ本体１００Ａの回転軸１００Ａ１が一体化されており、図５に示す支持構造に示されているギヤ１０１を介して回転できるようになっている。
【０００７】
マグネットローラ１００Ｂの支軸１００Ｂ１の軸方向一方側端部寄りには、その周面の一部を切り削いで形成されたＤカット面１００Ｂ２が設けられており、磁極の位置合わせに用いられるようになっている。
【０００８】
図７は、上述した現像スリーブ１００と感光体２００との支持構造の一例を示す図であり、同図において、現像スリーブ１００は、プロセスカートリッジ内の現像部ケーシング部材１５０に対してスリーブ本体１００Ａの回転軸１００Ａ１およびマグネットローラ１００Ｂの支軸１００Ｂ１が挿通されており、回転軸１００Ａ１は、軸受け１５０Ａにより支持され、支軸１００Ｂ１は、現像部ケーシング部材１５０に装着される主極位置決め部材１５１に挿通されて支軸１００Ｂ１に有するＤカット面１００Ｂ２と嵌合するようになっている。スリーブ本体１００Ａの回転軸１００Ａ１には、駆動力の伝達用ギヤ１０１が取り付けられており、軸端は後述する規制板３００に対して軸受け３０１を用いて回転自在に支持されている。  
感光体２００は、軸受け２０１を介してプロセスカートリッジの壁部４００に回転自在に支持されている。
【０００９】
現像スリーブ１００と感光体２００との軸支持部には、両者の対向間隔である現像ギャップを規定するための規定板３００が設けられている。  
規定板３００は、スリーブ本体１００Ａの回転軸の軸端およびマグネットローラ１００Ｂの支軸端部がそれぞれ挿通されると共に、感光体２００の回転軸軸端が挿通されることで現像スリーブ１００と感光体２００との軸間距離を所定の現像ギャップが得られる距離に設定するための部材である。  
規制板３００に対して現像スリーブ１００側の支軸１００Ｂ１は、その軸端がそのまま挿通され、回転軸１００Ａおよび感光体２００側の回転軸２００Ａは軸受け３０１、２０１を介して回転自在に支持されている。感光体２００側の回転軸の軸方向一端には、駆動力を伝達可能な伝達機構２０２が設けられている。なお、規制板３００とプロセスカートリッジの側壁４００とは一体で構成する場合もある。
【００１０】
【特許文献１】特開平８−１７９６３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した現像スリーブ１００と感光体２００との対向間隔、いわゆる、現像ギャップは、現像剤が現像スリーブ１００に担持されていない状態、つまり感光体２００と対向する周面に現像剤が存在していない状態のとき、あるいは駆動状態を対象として規定されて管理されるのが現状であるが、現像剤が存在しない場合と現像スリーブ１００上を搬送される場合とで現像ギャップが異なってしまうことを発明者は確認した。特に、現像スリーブでの現像剤の担持量による感光体に対する接触圧であるニップ圧に関しては、現像スリーブの軸方向で略一様であるにも拘わらず、現像スリーブの軸方向で中央部の方が両端部に比べて現像ギャップが大きくなることが確認された。
【００１２】
この現象は、現像スリーブの支持方式に原因があるといえる。つまり、現像スリーブは軸方向両端を支持される梁構造をなす部材であることから、支持側である端部に比べて中央部での撓みが大きくなる傾向がある。このため、現像ギャップも現像スリーブの軸方向両端部に比べて中央部が大きくなる。
【００１３】
現像ギャップの違いにより、現像スリーブの軸方向中央では両端部に比べて画像濃度が低くなる。つまり、現像ギャップが広がることで感光体との現像剤の接触範囲に相当するニップ幅が狭くなると潜像との間に作用するトナーの現像電界の影響も弱まることになり、結果として両端部よりも中央部での画像濃度が薄くなる場合が多くなる。
【００１４】
このような現像ギャップの違いによる不具合は、現像スリーブと感光体との対向関係を設定する際の位置決め精度などによっても解消することができない。そこで、スリーブの撓みを抑制する方法としての簡単な手段は、現像スリーブに用いる材料を高強度のものとすることやスリーブの軸方向での肉厚を厚くした構成とすることがある。本発明者は、強度の振り分け実験を行い、その結果から、現像ギャップが０．２〜０．５ｍｍ程度の条件であれば、アルミニウムとステンレスとを対比した場合、ステンレスの場合がアルミニウムに比べて約半分程度のギャップ差に収まることを確認した。  
この結果から、ステンレスを用いることが現像ギャップの偏差を抑えるために有効となるが、材料コストにおいてステンレスの場合はアルミニウムに比べて不利となる。しかも、現像スリーブの表面に現像剤搬送性を高めるための表面処理を施すような場合には、その加工方法が制限される場合がある、つまり、現像スリーブの表面には、現像剤の搬送性、つまり現像スリーブ表面に担持している現像剤を現像スリーブの回転に追随させて移動させやすくするために微粒子砥粒を用いた吹き付け処理によるサンドブラスト加工や切削用バイトを用いた溝加工が行われることがあるがステンレスを用いた場合にはその表面特性から加工が困難となる。
【００１５】
一方、現像スリーブの肉厚を厚くした場合には、現像スリーブ内に配置されている磁極ローラからの磁力の影響が弱くなる場合があり、これを解消するために強力な磁力を有する磁極を用いることが考えられる。しかし、このような磁極に用いるマグネットが非常に高価なものであり、コスト上昇の原因となるばかりでなく、現像スリーブのサイズが大きくなることで小型化が困難となり、しかも、サイズアップによる慣性増加により回転駆動に必要なトルクも大きくなる。この結果、画像形成装置の小型化や軽重量化さらには低電力化が要因となる省エネルギー化が実現しにくくなるという新たな問題が発生する。
【００１６】
本発明の目的は、上記従来の現像装置における問題に鑑み、コスト上昇を招くことなく現像スリーブでの現像ギャップが異なることによる濃度ムラを解消できる構成を備えた現像装置およびこれを用いたプロセスカートリッジおよび画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この目的を達成するため、本発明は次の構成よりなる。  
（１）現像剤を担持した現像手段を用いて潜像担持体に形成されている静電潜像に向けて上記現像剤を搬送することで上記静電潜像の可視像処理が可能な現像装置であって、
上記現像手段は、上記現像剤担持用の回転可能な現像スリーブと、該現像スリーブ内で周方向に沿って配置された現像主極をはじめとして複数の磁極を有するマグネットローラと、上記現像スリーブに対向して配置されて該現像スリーブ上に担持される現像剤の層厚を規定するブレードとを備え、
上記現像スリーブは、軸方向での内径を同じとして、軸方向端部での外径よりも軸方向中央部が太くなる外径に設定されていることを特徴とする現像装置。
【００１８】
（２）前記現像スリーブの軸方向中央部の外径は、軸方向両端部の外径に対して１〜１０％の増加率とされていることを特徴とする（１）に記載の現像装置。
【００１９】
（３）前記ブレードは、前記現像スリーブの軸方向中央部の撓み変形を基準として軸方向両端部および中央部での対向間隔が略均一となる位置に規制面が位置決めされていることを特徴とする（１）に記載の現像装置。
【００２０】
（４）前記現像スリーブには、回転スラスト方向に対して鋭角に傾斜した一方向に延びる複数の溝と、前記回転スラスト方向に対して前記一方向と反対方向に鋭角で傾斜して延びる複数の溝とが交差して構成されたアヤメ状の溝を有し、前記アヤメ状の溝同士が前記回転スラスト方向での溝交点間距離として、１．３ｍｍ以上かつ４．８ｍｍ以下の範囲に設定されていることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の現像装置。
【００２１】
（５）請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置に加えて、潜像担持体、帯電手段、クリーニング手段を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【００２２】
（６）前記現像装置に有する現像スリーブと前記潜像担持体との間の対向間隔が０．２〜０．５ｍｍとされ、現像スリーブに対する現像バイアスが直流成分であることを特徴とする（５）に記載のプロセスカートリッジ。
【００２３】
（７）（５）または（６）に記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【００２４】
（８）前記プロセスカートリッジが複数の色画像の作像部にそれぞれ設けられていることを特徴とする（７）に記載の画像形成装置。
【００２５】
（９）前記現像装置に用いられるトナーとして、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０，形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０にそれぞれ設定されていることを特徴とする（７）または（８）に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、現像スリーブが、軸方向での内径を同じとして、軸方向端部での外径よりも軸方向中央部が太くなる外径に設定されていることにより、軸方向中央での撓み変形が発生した場合に軸方向両端と略一様な現像ギャップを設定することができる。換言すれば、撓み変形による現像ギャップの拡大分に相当する寸法を軸方向中央部の外径に付加しておくことで撓み変形による現像ギャップの増大を発生させないようにすることができる。これにより、現像スリーブの構成のみという簡単な構成によりコスト上昇を招くことなく濃度ムラの発生のない画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面により本発明を実施するための最良の形態について説明する。  
図１は、画像形成装置の一例を示す図であり、同図に示す画像形成装置は、異なる色の画像を独立して形成可能な作像部が複数並置されたタンデム方式を用いるカラープリンタである。  
図１において、カラープリンタ１には、色分解色に対する補色関係にある色のトナーであるイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）および黒（Ｂｋ）を用いた画像を形成可能な感光体ドラム２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｂｋが水平方向で同一線上に並設されている。  
各感光体ドラムは、後述する作像ユニット内に装備されており、作像ユニットの上部には感光体ドラム２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｂｋの並設方向に平行する展張面を有するベルトを用いた転写装置３が配置されている。
【００２８】
作像ユニットは、感光体ドラムおよびこれに関連する画像形成処理を行うプロセスカートリッジを構成しており、その内部には、図２を用いて後で説明するが、感光体ドラムに対する画像形成処理工程のうちで、帯電工程、現像剤供給部材としての現像スリーブによる可視像処理を行う現像工程およびクリーニング工程をそれぞれ実行するための装置４，５，６が纏めて収容されている。
【００２９】
作像ユニットの下方には、書込行程に用いられる走査装置７が配置されている。  
なお、図２においては、作像ユニット内の装置に関する符号がイエローを対象としてのみ付してあるが、他の色を対象とする装置も同様な構成とされている。
【００３０】
転写装置３は、複数のローラに掛け回されたベルトを転写体として用いた構成を備え、各感光体ドラムに対向する展張面に対してそれぞれ異なる色の画像が順次転写される１次転写工程と、１次転写工程において重畳された画像を給紙装置（図示されず）から繰り出されるシートに対して一括転写する２次転写工程とを実行するために設けられている。
【００３１】
転写装置３における各感光体ドラムと対峙する位置には、ローラで構成された１次転写装置９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｂｋが、そして、２次転写位置には、シートを転写装置３に応接させながら搬送する搬送ベルト１０および２次転写装置１１２が配置されている。
【００３２】
カラープリンタ１では、各感光体ドラムに対する帯電後に書き込み走査に応じた静電潜像が形成され、静電潜像が現像装置５によって可視像処理されると転写装置３に対して各感光体ドラムからの色画像が１次転写装置９を介して順次転写されて重畳画像が形成され、重畳画像がシートに対して２次転写装置１１によって一括転写される。  
転写装置３から重畳画像を一括転写されたシートは、排紙トレイ１Ａに至る搬送路中に設けられている定着装置１２によって定着処理されて排出される。なお、図１において符号１３は、転写装置３のベルトクリーニング装置を示している。
【００３３】
図２は、イエロー画像を形成可能なプロセスカートリッジを対象とした作像ユニットを示しており、同図において作像ユニットには、感光体ドラム２Ｙの周囲に帯電装置４，書き込み光の光路を構成するスリットＳＴ、現像装置５およびクリーニング装置６が設けられている。
【００３４】
帯電装置４は、感光体ドラム２Ｙに対して当接あるいは非接触な状態で対向する帯電ローラが用いられており、感光体ドラム２Ｙを一様帯電するようになっている。
【００３５】
現像装置５は、図１に示した感光体ドラム２Ｙに対向している現像スリーブ５Ｙと、複数の撹拌混合スクリュー５Ｙ１，５Ｙ２により往復方向に循環しながら撹拌混合されて摩擦帯電された現像剤の層厚を規定するドクターブレード５Ｐと、図１において符号Ｔ１〜Ｔ４で示す、現像剤の補給部をなすトナータンクからの新規トナーの導入部５Ｙ４とを備えている。なお、図２において符号５Ｚは、現像スリーブ５Ｙにより搬送された現像剤が感光体ドラム２Ｙと対峙し始める位置に設けられた現像剤飛散防止シールを示し、符号Ｓ１は、現像剤（トナー）濃度センサを示している。
【００３６】
現像剤濃度センサＳ１による現像装置内での現像剤（トナー）濃度の検知結果において濃度が薄いと判断された場合には、該当する色のトナータンクＴ１〜Ｔ４から補給装置を介して現像装置に向け適量の現像剤（トナー）が補給されるようになっており、現像剤を補給したトナータンク内での現像剤の残量はトナータンク側に配置されているトナー残量検知センサ（図示されず）により検知され、現像剤（トナー）補給要求が出されて所定時間経過しても現像剤（トナー）が残っていないことを検知している場合にはトナータンク内での現像剤（トナー）がなくなっていることを判断して管理するようになっている。
【００３７】
図２に示す現像スリーブ５Ｙは、図６に示した場合と同様に内部にマグネットローラ（図６において符号５Ｙ１で示す部材）を備え、表面には詳細を図示しないが、回転スラスト方向に対して鋭角に傾斜した一方向に延びる複数の溝と、前記回転スラスト方向に対して前記一方向と反対方向に鋭角で傾斜して延びる複数の溝とが、回転スラスト方向での溝交点間距離として、１．３ｍｍ以上かつ４．８ｍｍ以下の範囲に設定されてアヤメ状の溝として設けられている。これにより、表面が滑らかな場合と違って現像剤の捕集作用が高められている。特に、このような構成とすることで、現像剤がドクターブレード５Ｐとの対向位置や現像ニップ部を通過する際に発生する現像剤への過剰な負荷（ストレス）を低減するのに効果がある。つまり、前記の各位置を現像剤が通過する際にはアヤメ条の溝の傾斜角度を利用して負荷が分散されることになるので、現像剤の延命化や現像スリーブ駆動のためのトルク軽減が可能となり、現像ニップ部でのストレス低下により現像ギャップを最小限の広がりに抑えて広がりが過大となった場合に発生する濃度ムラを防止できる。このような利点は、本出願人により出願された特願２００５−３２１６２８号において明確にされている。
【００３８】
トナータンクと現像装置５側の新規トナー導入部（便宜上、図２において符号５Ｙ４で示した部分）との連結構造には、内径４φ〜１０φを有して柔軟性および耐トナー劣化性を有するチューブ状部材ＣＨが用いられ、その材質としては、ゴム材料（ｅｘポリウレタン、ニトリル、ＥＰＤＭ、シリコンなど）やプラスチック材料（ポリエチレン、ポリアミド）などが選択されている。  
なお、図１において符号ＥＸＰは、作像ユニットに設けられているクリーニング装置からの回収トナーを廃トナータンクＥＸＰＢに向け搬送する搬送路を示している。
【００３９】
一方、本実施例における現像装置に用いられるトナーは、次の仕様とされている。本実施例による現像装置に用いられるトナーは、以下の形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２の値で規定することができる球形トナーであることが好ましい。  
図３および図４は、形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。  
形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式（１）で表される、トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）・・・式（１）  ＳＦ−１の値が１００の場合トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。
【００４０】
また、形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式（２）で表される、トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００／４πを乗じた値である。  
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π）  ・・・式（２）    ＳＦ−２の値が１００の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。  
形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入して解析して計算した。
【００４１】
トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体との接触が点接触に近くなるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーの感光体ドラム１１表面への付着力も低下し、転写率は高くなる。形状係数ＳＦ−１，ＳＦ−２のいずれかが１８０を超えると、転写率が低下するため好ましくない。
【００４２】
本実施例では、感光体２Ｙに対する現像スリーブ５Ｙの対向間隔が０．２〜０．５ｍｍに設定され、現像バイアスには直流バイアスが用いられている。これにより、上述したトナーの条件を用いた際に、キャリア付着や電荷リークによる異常画像の発生が防止される。この理由は、本出願人の先願である特開２００３−３２３０５０号公報において実験により確証されたことが明示されている。
【００４３】
次に本実施例の特徴について説明する。  
本実施例における現像装置５では、図５に示すように、現像スリーブ５Ｙの軸方向での外径サイズが、内径を軸方向で一様として軸方向両端部を標準とした場合に、軸方向中央部での外径が両端部のそれよりも太くなる関係とされている。
【００４４】
これにより、軸方向中央での肉厚が両端部よりも厚くなっており、その外径の増加率としては、両端部の外軽に対して１〜１０％の増加率に設定されている。この増加率は、所定の現像ギャップの寸法を大きく変化させることがなく、かつ、必要な現像剤担持量が得られる現像ギャップ範囲内で僅かにギャップが狭くなる程度とされている。
【００４５】
このような外径の設定は、軸方向中央での撓み量を考慮したものであり、図５（Ｂ）に示すように、現像ニップ圧などによって軸方向中央部が撓んだ際の現像ギャップが軸方向両端と中央との間で一様となるようにしてある。つまり、本来ならば、軸方向中央での撓みを生じないようにして軸方向全域での現像ギャップを一様とすることが望ましいが、軸方向両端を支持する梁構造であるが故に軸方向中央で撓みが生じるため、この撓みを抑止することの他に、撓みが生じた場合の現像ギャップが軸方向で異なるのを防止するようになっている。なお、軸方向中央が現像ニップ圧などの負荷により撓んだ場合に軸方向両端部との間での現像ギャップを一様化するための条件としては、上述した外径に加えて、撓み剛性に遺影供する肉厚がある。従って、撓み量は現像スリーブに担持される現像剤量からの現像ニップ圧を基準として予測できるので、現像スリーブの材料強度を前提として、撓み量が設定できる肉厚となる内径寸法を規定することが望ましい。また、内径を一様とする代わりに、肉厚を一様として軸方向中央を両端部に比べて外側に膨出させる形状とすることも可能である。
【００４６】
外径の違いに関する増加率は、現像スリーブの軸方向（長手方向）寸法や材料の曲げ強度に影響され、特に肉厚が影響する。そして、軸方向（長手方向）の長さが長いほど撓みが大きくなる。本実施例では、画像形成装置が対象とする紙サイズに基づき現像スリーブの軸方向（長手方向）の長さが決定されているので、その長さと材質強度から撓み量を割り出して外径の増加率を設定している。
【００４７】
特に、現像スリーブに用いられる材質に関しては、非磁性体であることが条件となること、そして量産性の観点からアルミニウムあるいはステンレスが選択されるが、ステンレスにおいては表面処理のための加工性が悪いことやコストが高いことなどからアルミニウムの方が多用される。このため、アルミニウムを用いた場合の撓み量が肉厚の４〜１０％であり、ステンレスを用いた場合の撓み量が１〜６％であることを踏まえ、前述した外径の増加率が設定されている。
【００４８】
一方、現像バイアスに関しては、現像ギャップが広く交流成分を含む現像バイアスを用いた場合よりも直流バイアスの方が、現像ギャップの偏差の影響を受けにくい。このため、本実施例では、前述したように、現像バイアスが直流成分を用いるようになっている。この理由は次の通りである。  
直流成分を用いた現像バイアスを印加する場合には、現像スリーブの軸方向中央での現像ギャップの広がりに対する画像濃度の感度が低いことを発明者は確認した。これは、現像ギャップに対する現像剤の担持量に原因があると考えられる。つまり、現像ギャップが広いとそれだけ現像剤の担持量、換言すれば、現像剤の汲み上げ量を多くして潜像に接触しやすくする必要があるが、このような場合には、現像ニップに存在するトナーの量が多くなり、現像スリーブの軸方向に亘って一様な現像電界を作用させた場合に電界の影響を受けるトナーの量が多くなり、特に、現像ギャップが大きい箇所での現像電界も多くする必要が出てくる。このため、軸方向で現像ギャップに偏差、特に現像ギャップの大きい部分が存在すると、その部分に存在するトナーの量を対象とした電界強さが必要となり、消費電力に悪影響が出ることがある。
【００４９】
しかし、現像ギャップを小さくし、換言すれば、現像ギャップの偏差がなく軸方向全域で現像ギャップが小さくできるとすれば、現像ニップでのトナーの量も少なく、現像電界も少なくできるので現像ギャップの影響が小さいと共に現像バイアスを直流化して過剰なトナーの移動を防ぐことができるようになる。
【００５０】
現像スリーブ表面での現像剤担持量を規定するドクターブレード５Ｐは、現像スリーブ５Ｙの軸方向中央部の撓み変形を基準として軸方向両端部および中央部での対向間隔が略均一となる綾線形状とされている。つまり、図２において、現像スリーブ５Ｙから延長される法線上にドクターブレード５Ｐの厚さ方向中心が位置している場合とは別に、現像剤の掻き取りを行う規制面の位置、特に、現像スリーブ５Ｙ上に担持された現像剤がドクタースリーブ５Ｐに向かって移動してくる側の規制面の稜線位置（ブレードの角部）が上述した厚さ方向中心を上記法線に一致させないで上記法線よりも現像剤が進入する側に配置とする場合がある。この場合には、その稜線の形状を現像スリーブ５Ｙの軸方向中央部の撓み変形を基準として軸方向両端部および中央部での対向間隔が略均一となる形状とされている。これにより、現像スリーブ５Ｙの軸方向中央が撓み、現像ギャップが軸方向で略一様となると、現像スリーブ５Ｙに担持されている現像剤の層厚を軸方向で一様に規制することができることになる。ドクターブレード５Ｐにおいては、現像スリーブ５Ｙの軸方向中央での現像ギャップが異なることを考慮して、その部分での現像剤担持量を増加させる形状を用いることも考えられるが、本実施例では、このような特殊な構成とする必要がなくなる。
【００５１】
本実施例は以上のような構成であるから、軸方向両端支持構造を前提とする現像スリーブの軸方向中央が撓んだ場合には、軸方向両端に対する現像ギャップを一様化することができ、現像ギャップの偏差をなくすことができる。これにより、現像スリーブの構造自体で現像ギャップの偏差をなくして画像濃度のムラ発生を防止することができる。  
特に、感光体に対する現像スリーブの位置決め精度を高めるような支持構造、例えば、現像スリーブと感光体との中心軸間距離を規定する部材を用いたり、感光体に当接するフランジを現像スリーブに設けたりしても、軸方向中央での現像ギャップの偏差をなくすことができない以上、本実施例のように、現像ギャップの偏差を利用するという簡単な構成により軸方向での現像ギャップを一様化することが可能となる。
【００５２】
なお、上記実施例では、プロセスカートリッジを４個設けた場合を対象としたが、本発明では、これに限らず、単一あるいは２個設けることにより単色画像の形成や２色画像の形成を行う構成を対象とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明による現像装置を用いる画像形成装置の構成を説明するための模式図である。
【図２】図１に示した画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジの構成を説明するための模式図である。
【図３】本発明実施例による現像装置に用いられるトナーの形状係数の一例を説明するための図である。
【図４】本発明実施例による現像装置に用いられるトナーの形状係数の他の例を説明するための図である。
【図５】本発明実施例による現像装置の特徴部を説明するための現像スリーブの断面図である。
【図６】現像スリーブの従来構成を説明するための図である。
【図７】現像スリーブと感光体との支持構造に関する従来構造を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  カラープリンタ
５  現像装置
５Ｙ  現像スリーブ
５Ｙ１  マグネットローラ
５Ｙ２，５Ｙ３  磁極
５Ｐ  ドクターブレード
【図１】
2009020210.tif 000003
【図２】
2009020210.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009020210.tif 000006
【図５】
2009020210.tif 000007
【図６】
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【図７】
2009020210.tif 000009