現像ユニット、画像形成装置及び画像現像方法
【課題】トナー層を規制する部材をクラウン加工せずに、現像部材に対して均一な加圧分布を与えることが可能な現像ユニット、画像形成装置及び画像現像方法を提供すること。
【解決手段】感光媒体１０に画像を現像する現像ユニット１３０であって、トナーが蓄えられるハウジング２１と、感光媒体に対向してハウジングに第１の回転軸２３ａを中心に回転可能に設けられた現像部材２３と、現像部材に供給されるトナーを規制して現像部材に均一なトナー層を形成し、第２の回転軸２５ａを中心に回転駆動される円筒状の規制部材２５とを備え、第２の回転軸が第１の回転軸に対して角度θだけ外れるように配置されたことを特徴とする。
【解決手段】感光媒体１０に画像を現像する現像ユニット１３０であって、トナーが蓄えられるハウジング２１と、感光媒体に対向してハウジングに第１の回転軸２３ａを中心に回転可能に設けられた現像部材２３と、現像部材に供給されるトナーを規制して現像部材に均一なトナー層を形成し、第２の回転軸２５ａを中心に回転駆動される円筒状の規制部材２５とを備え、第２の回転軸が第１の回転軸に対して角度θだけ外れるように配置されたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像ユニット、画像形成装置及び画像現像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式の画像形成装置は、所定の電位で帯電された感光媒体に光を走査して静電潜像を形成し、所定色相のトナーで現像した後、これを印刷媒体に転写及び定着させて画像を印刷する機器である。
【０００３】
この電子写真方式の画像形成装置は現像剤の状態に応じて湿式と乾式に分けられるが、このうち、乾式画像形成装置はキャリアの使用有無に応じて二成分方式と一成分方式に分けられる。ここで、二成分方式は粉末状のキャリアとトナーとが混合した現像剤を用いる方式であり、一成分方式はトナーだけで構成された現像剤を用いる方式である。
【０００４】
一成分現像方式の画像形成装置は、帯電及び露光により静電潜像が形成される感光媒体と、前記感光媒体にトナーを供給して画像を形成する現像ユニットとを含む。
【０００５】
従来の現像ユニットの一例として、日本公開特許公報“特開平０７−０６４３９４号”（特許文献１、発明の名称：現像装置、公開日:１９９５年３月１０日）が開示されている。この開示された現像装置は、感光体ドラムに対向して配置されて静電潜像に現像剤を供給する弾性を有する現像ローラーと、この現像ローラーの表面上に接触して現像ローラーの表面上に現像剤薄層を形成するトナー層形成ローラー（以下、“規制ローラー”という。）とを含む。
【０００６】
上記現像ローラーの表面に現像剤層を形成するためには、規制ローラーを現像ローラーの方向に加圧すべきであり、その方法としては規制ローラーの両端を加圧する方式を用いる。この両端加圧方式の場合、規制ローラーの軸方向に圧力分布が変化して規制ローラーの中央部で正常な規制が行われないという問題点がある。
【０００７】
これを改善するために、上記特開平０７−０６４３９４号公報に開示された技術においては、規制ローラーの両端の直径が中央部の直径より小さくなるように規制ローラーをクラウン加工して加圧時に軸方向の圧力分布を均一にした。
【０００８】
【特許文献１】特開平０７−０６４３９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一方、上述したようにクラウン加工するためには、長さ方向約２００ｍｍに対して規制ローラーの外径の差を１００μｍ〜２００μｍだけ与えなければならない。
従って、規制ローラーを鋼鉄材質とする場合は加工が難しく、コストも高くなるという問題がある。また、シャフトにクラウン加工されたゴム層をチュービングする（tubing）場合も、高コスト化をもたらすとういう短所があった。
【００１０】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、トナー層を規制する部材をクラウン加工せずに、現像部材に対して均一な加圧分布を与えることが可能な、新規かつ改良された現像ユニット、画像形成装置及び画像現像方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、感光媒体に画像を現像する現像ユニットであって、トナーが蓄えられるハウジングと、感光媒体に対向してハウジングに第１の回転軸を中心に回転可能に設けられた現像部材と、現像部材に供給されるトナーを規制して現像部材に均一なトナー層を形成し、第２の回転軸を中心に回転駆動される円筒状の規制部材とを備え、第２の回転軸が第１の回転軸に対して角度θだけ外れるように配置された現像ユニットが提供される。
【００１２】
上記角度θは、次の条件式１を満たしてもよい。
＜条件式１＞
０．２５°≦θ≦０．７１°
【００１３】
上記規制部材は現像部材と接触するようにハウジング内に設けられてもよい。
【００１４】
上記規制部材の両端部の各々において、現像部材と接触する部分の中心が現像部材の回転中心に対して偏心量Ｍだけ外れるように規制部材が配置され、偏心量Ｍは、次の条件式２を満たしてもよい。
＜条件式２＞
０．５ｍｍ≦Ｍ≦１．３ｍｍ
【００１５】
上記現像部材と接触した状態で回転可能に設けられ、トナーを現像部材に取り付ける供給部材をさらに備えてもよい。
【００１６】
また、上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、画像形成装置に用いられる現像ユニットであって、回転軸を中心に回転可能に設けられた現像ローラーと、回転軸の軸方向に沿って現像ローラーを均一に加圧し、現像ローラーに供給されるトナーを規制して現像ローラーに均一なトナー層を形成する規制部材とを備え、規制部材の中心を貫通して延長した第１の仮想線と現像ローラーの中心を貫通して延長した第２の仮想線とが互いに平行しない現像ユニットが提供される。
【００１７】
上記第１の仮想線が第２の仮想線に対して角度θだけ外れるように配置され、角度θは上記条件式１を満たしてもよい。上記規制部材は現像ローラーと接触するように設けられ、現像ローラーに供給されるトナーを規制してもよい。
【００１８】
上記規制部材の両端部の各々において、現像ローラーと接触する部分の中心が現像ローラーの回転中心に対して偏心量Ｍだけ外れるように規制部材が配置され、偏心量Ｍは、上記条件式２を満たしてもよい。上記現像ローラーと接触した状態で回転可能に設けられ、トナーを現像ローラーに取り付ける供給ローラーをさらに備えてもよい。
【００１９】
また、上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、画像形成装置であって、帯電及び露光により潜像が形成される感光媒体と、感光媒体にトナーを供給して潜像に対応する画像を形成する上記の現像ユニットと、現像ユニットで形成された画像を印刷媒体に転写する転写ユニットと、印刷媒体に転写された画像を定着させる定着ユニットとを備える画像形成装置が提供される。
【００２０】
また、上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、画像現像方法であって、現像剤を供給するように配置された現像部材の長さ方向に沿って形成された現像部材の作動面を、現像部材の回転軸に対して外れる規制面が規制するステップを含むことを特徴とする画像現像方法が提供される。
【００２１】
上記現像部材上の現像剤層を規制するために、規制面が規制回転軸を中心に回転して、現像部材の回転軸と規制面の規制回転軸とが互いに外れるように備えられてもよい。
【００２２】
上記現像部材の回転軸が規制面の規制回転軸に対して角度θだけ外れるように配置され、角度θは上記条件式１を満たしてもよい。
【００２３】
上記規制面の両端部の中心が現像部材の作動面に対して偏心量Ｍだけ外れるように配置され、偏心量Ｍは上記条件式２を満たしてもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、トナー層を規制する部材をクラウン加工せずに、現像部材に対して均一な加圧分布を与えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２６】
（第１の実施形態）
まず、本発明の一実施形態に係る現像ユニットについて説明する。図１〜図３を参照すると、本発明の一実施形態による現像ユニットは、トナーＴが蓄えられるハウジング２１、ハウジング２１に設けられる現像ローラー２３及び規制ローラー２５を含んで構成される。
【００２７】
現像ローラー２３は、その一部面がハウジング２１の外部に露出された状態で第１の回転軸２３ａを中心に回転可能にハウジング２１に設けられる。この現像ローラー２３は電位差により感光媒体１０にトナーＴを供給して可視画像を現像する。ここで、感光媒体１０には帯電及び露光により潜像（latent image）が形成され、現像ローラー２３は潜像に対して可視画像を現像する。
【００２８】
規制ローラー２５は現像ローラー２３に供給されるトナーＴを規制して現像ローラー２３に均一なトナー層を形成する。規制ローラー２５は第２の回転軸２５ａを中心に回転駆動して、第２の回転軸２５ａの長手方向全体にかけて実質的に同じ半径を有する円筒型構造を有する。従って、規制ローラー２５を加工するとき、従来のクラウン加工に比べて加工が容易で、そのコストも安いという利点がある。
【００２９】
ここで、規制ローラー２５は、図１に示したように、現像ローラー２３と接触するように形成できる。一方、２成分現像方式の場合、規制ローラーが現像ローラーに対して非接触状態でトナー層を規制することができる。
【００３０】
以下、規制ローラー２５が現像ローラー２３と接触した場合を主に説明する。
本発明の一実施形態による現像ユニットは、現像ローラー２３と規制ローラー２５との間の接触圧力を接触領域全体にかけて均一にするために、第２の回転軸２５ａが第１の回転軸２３ａに対して角度θだけ外れるように配置されている。すなわち、図２に示したように、現像ローラー２３と規制ローラー２５の中央部Ｃを交差点にして第１の回転軸２３ａと第２の回転軸２５ａとが互いに外れるように配置されている。
【００３１】
従って、規制ローラー２５の両端部２５ｂ，２５ｃを加圧する場合、現像ローラー２３と規制ローラー２５の中央部Ｃが先に接触した後、規制ローラー２５が曲がりながら、規制ローラー２５の中央部Ｃから両端部の方へ接触する部分が増えて接触領域全体にかけて所定の接触圧力を有する。
【００３２】
ここで、接触圧力を接触領域全体にかけて均一にするためには、角度θの範囲設定が重要である。より好ましくは、角度θは次の数式１を満たす。
０．２５°≦θ≦０．７１° ・・・（数式１）
ここで、角度θの上限値及び下限値は現像ローラー２３と規制ローラー２５の直径、材質及び長さを考慮した値であり、後述する実験例１〜３の結果に基づいて設定された値である。
【００３３】
すなわち、数式１の下限値を外れる場合、規制ローラー２５の両端の加圧時に規制ローラー２５の両端部の方にかかる圧力が中央部にかかる圧力より増えて、規制ローラー２５の中央部における接触圧力分布が低くなる問題点がある。
【００３４】
一方、数式１の上限値を外れる場合、規制ローラー２５を両端で加圧しても、両端部の方が現像ローラー２３に接触しないか、中央部より低い接触圧力で接触して、現像ローラー２３上に形成されるトナー層の形成不良を招くおそれがある。また、均一な接触圧力を保持するために、規制ローラー２５の両端に対する圧力が増える場合、規制ローラー２５の変形が発生することもある。
【００３５】
また、本発明の一実施形態による現像ユニットは、次の数式２を満たすことが好ましい。
０．５ｍｍ≦Ｍ≦１．３ｍｍ ・・・（数式２）
数式２は偏心量Ｍの条件範囲を制限し、偏心量Ｍは次のように定義される。すなわち、図２に示すように、偏心量Ｍは、規制ローラー２５の両端部２５ｂ，２５ｃの各々において、現像ローラー２３と接触する部分における規制ローラー２５の断面の中心が、現像ローラー２３の回転中心に対して外れた量をいう。
従って、規制ローラー２５の一端部２５ｂと他端部２５ｃとの間の全体偏心量は、２Ｍとなる。
【００３６】
数式２は規制ローラー２５の軸方向の長さを考慮して、数式１を他の表現方法でに表現したものである。すなわち、数式２は印刷媒体として縦方向に画像形成装置に進入するＡ４用紙の縦幅の２１０ｍｍに合わせて規制ローラーの長さ（＝Ｌ）を設定した場合において、数式３の関係を考慮して設定したものである。
θ＝tan−１（２Ｍ/Ｌ） ・・・（数式３）
【００３７】
数式２の条件範囲のうち、上限値と下限値の臨界的意義は、上述した数式１の臨界的意義と実質的に同じなので、その詳細説明は省略する。
【００３８】
また、本発明の一実施形態による現像ユニットは、図１に示すように、ブレード２７と、供給ローラー２９とをさらに含むことができる。ブレード２７はハウジング２１の内部に設けられて規制ローラー２５と接触して、ハウジング２１の内部に蓄えられているトナーＴの流出を防止するとともに、規制ローラー２５に取り付けられたトナーＴをクリーニングする。
【００３９】
供給ローラー２９はハウジング２１の内部に設けられて現像ローラー２３と接触した状態で回転しながらトナーＴを供給する。供給ローラー２９は、その外部面にトナーＴが容易に取り付けられ、現像ローラー２３との接触ニプ（nip）の幅を大きくするようにスポンジなどで構成される。
【００４０】
供給ローラー２９はトナーＴを現像ローラー２３に取り付けるとともに、トナーの供給流れが円滑になされるようにする。このようにトナー供給を円滑にするために、供給ローラー２９には電源供給機（図示せず。）から所定電位のバイアス電源が印加される。このバイアス電源の印加により供給されるトナーが所定電位で帯電される。さらに、供給ローラー２９は現像後に現像ローラー２３に残留するトナーＴをクリーニングする。
【００４１】
以下、本発明の一実施形態による現像ユニットの実験例１〜３について説明する。
本実験結果を調べるために、図４に示したようなクラウン加工された規制ローラー３０を用意し、この規制ローラー３０の深さと本発明の一実施形態による現像ユニットの偏心量Ｍとの関係を図５に示した。
【００４２】
図４を参照すると、比較例による規制ローラーはクラウン形状のローラーであり、両端部の直径をＲ１、中央部の直径をＲ２とするとき、現像ユニットの深さＤは、(Ｒ２−Ｒ１)/２と定義される。
【００４３】
まず、本実験は一成分現像方式に適用される現像ユニットに対してなされたが、その具体的な実験条件は次のとおりである。
【００４４】
＜実験例１＞
用いられた現像ローラーはＳＵＳ材質の直径１４ｍｍのシャフトに１．０ｍｍ厚さのゴム層を形成し、１６ｍｍの外径を有する。この現像ローラーの表面粗度Ｒｚは約６〜１４μｍである。また、用いられた規制ローラーはＳＵＳ材質の直径１０ｍｍを有し、そのＲｚが約１〜２μｍである。ここで、現像ローラーの表面粗度Ｒｚが小さければ、現像ローラー上のトナー層が薄くなり、規制ローラーのＲｚが高ければ、現像ローラー上のトナー層の厚さが不均一になるため、これを考慮してＲｚ値を設定した。
【００４５】
＜実験例２＞
用いられた現像ローラーはＳＵＳ材質の直径１４ｍｍのシャフトに１．０ｍｍ厚さのゴム層を形成し、１６ｍｍの外径を有する。この現像ローラーの表面粗度Ｒｚは約６〜１４μｍである。また、用いられた規制ローラーはＳＵＳ材質の直径１０ｍｍのシャフトに１．０ｍｍ厚さのゴム層を形成した構造を有する。この規制ローラーは外周面をクラウン加工せず、実質的に同じ直径の円筒型構造で加工したが、その外周面にはナイロン材質でチュービング（tubing）した。また、Ｒｚは約１．５μｍに設定した。
【００４６】
＜実験例３＞
用いられた現像ローラーはＳＵＳ材質の直径１４ｍｍのシャフトに３．０ｍｍ厚さのゴム層を形成し、２０ｍｍの外径を有する。ゴム層はＡｓｋｅｒ−Ａ単位で５０度の軽度を有し、１０μｍのＲｚ値を有する。また、用いられた規制ローラーは、実験例１の場合のようなＳＵＳハード型の規制ローラーまたは実験例２の場合のようなチュービング型の規制ローラーと同一である。
【００４７】
実験例１〜３のように、現像ローラー及び規制ローラーの規格を設定して実験した場合、図５のｒ８で表示した結果が得られた。すなわち、偏心量Ｍが１．２５ｍｍの場合、比較例のクラウン深さ（Ｄ）１００μｍに対応する効果があり、現像ローラー上でトナー層の厚さ及び帯電量の分布が均一な結果が得られた。
【００４８】
特に、実験例３の場合は実験例１及び２に比べて厚いゴム層を有する現像ローラーを構成したが、偏心量Ｍを１．２５ｍｍより小さい値、たとえば、１．０ｍｍ程度に設定しても、実験結果から現像ローラー上のトナー層の厚さ及び帯電量の分布が均一になることがわかる。
【００４９】
図５のｒ６，ｒ１０は、現像ローラーの外径をそれぞれ１２ｍｍ（半径６ｍｍ）、２０ｍｍ（半径１０ｍｍ）に設定した場合の結果を示している。この場合、偏心量Ｍと深さＤとの間の関係において実験例と類似していることがわかる。従って、これを考慮して偏心量Ｍを設定することによって、規制ローラーを回転軸の長さ方向に外径の同じ円筒型構造にしても、比較例による規制ローラーのようなクラウン構造を採用した場合と実質的に同じ結果が得られる。
【００５０】
（他の実施形態）
次に、本発明の他の実施形態に係る現像ユニットについて説明する。図６〜図８を参照すると、本発明の他の実施形態による現像ユニットは、トナーＴが蓄えられるハウジング４１、ハウジング４１に設けられた現像ローラー４３及び規制ブレード４５を含んで構成される。
【００５１】
現像ローラー４３は、その一部面がハウジング４１の外部に露出されたまま、回転軸４３ａを中心に回転可能にハウジング４１に設けられ、感光媒体１０にトナーＴを供給して可視画像を現像する。
【００５２】
規制ブレード４５は、現像ローラー４３に供給されるトナーＴを規制して現像ローラー４３に均一なトナー層を形成する。
ここで、規制ブレード４５は、図６に示したように、現像ローラー４３と接触するように形成できる。一方、２成分現像方式の場合、規制ブレードが現像ローラーに対して非接触状態でトナー層を規制することができる。以下、規制ブレード４５が現像ローラー４３と接触した場合を主に説明する。
【００５３】
規制ブレード４５の配置において、規制ブレード４５の接触端部４６の中心をなす線分４６ａが、現像ローラー４３の回転軸４３ａの長さ方向に対して角度θだけ外れるように配置されることを特徴とする。ここで、線分４６ａは、現像ローラー４３の一端部４３ｂと接触する規制ブレード４５の接触端部４６の中心と、現像ローラー４３の他端部４３ｃと接触する規制ブレード４５の接触端部４６の中心とを連結した線をいう。
【００５４】
すなわち、図７に示したように、現像ローラー４３と規制ブレード４５の中央部Ｃを交差点にして回転軸４３ａ（第２の仮想線）と線分４６ａ（第１の仮想線）とが互いに外れるように配置されている。従って、規制ブレード４５の両端部を加圧する場合、現像ローラー４３と規制ブレード４５の中央部Ｃが先に接触した後、規制ブレード４５が曲がりながら規制ブレード４５の中央部Ｃから両端部の方へ接触する部分が増えて、接触領域全体にかけて所定の接触圧力を有する。
【００５５】
ここで、接触圧力を接触領域全体にかけて均一にするためには、角度θの範囲設定が重要である。より好ましくは、角度θは数式１を満たす。
また、本発明の他の実施形態による現像ユニットは、数式２を満たすことが好ましい。
数式２は偏心量Ｍの条件範囲を制限し、本実施形態において、偏心量Ｍは次のように定義される。すなわち、偏心量Ｍは規制ブレード４５の両端部の各々における接触端部４６の中心が、現像ローラー４３の回転中心に対して外れる量をいう。従って、規制ブレード４５の一端部４５ｂと他端部４５ｃとの間の全体偏心量は、２Ｍとなる。
【００５６】
さらに、本発明の他の実施形態による現像ユニットは、供給ローラー４７をさらに含むことができる。供給ローラー４７はハウジング４１の内部に設けられて現像ローラー４３と接触した状態で回転しながらトナーＴを供給する。供給ローラー４７は、その外部面にトナーＴが容易に取り付けられ、現像ローラー４３との接触ニプ（nip）の幅を大きくするようにスポンジなどで構成される。供給ローラー４７の構成は、本発明の一実施形態による現像ユニットに採用された供給ローラー（図１の２９）の構成と実質的に同じなので、その詳細説明は省略する。
【００５７】
次に、本発明の実施形態に係る電子写真方式の画像形成装置について説明する。図９を参照すると、電子写真方式の画像形成装置は、キャビネット１１０、このキャビネット１１０の内部に備えられる感光媒体（感光ドラム）１２０、光走査ユニット１２５、転写ユニット（転写ベルト）１２７、現像ユニット１３０及び定着ユニット１５０を含む。
【００５８】
感光媒体１２０は帯電ローラー１２３により帯電され、光走査ユニット１２５から走査されたビームにより露光されて静電潜像の形成される媒体である。感光媒体１２０は、示したように、円筒形状の金属材ドラムと、その外周に形成された光導電性層を備えた感光ドラムとで構成される。
【００５９】
帯電ローラー１２３は、感光媒体１２０を均一な電位で帯電させる帯電機の一例である。この帯電ローラー１２３は感光媒体１２０と接触または非接触状態で回転しながら、電荷を供給して感光媒体１２０の光導電層の均一な電位を有するようにする。ここで、帯電ローラー１２３の代わりに、コロナ帯電機(図示せず)を用いることも可能である。
【００６０】
光走査ユニット１２５は均一な電位で帯電された感光媒体１２０に光を走査して画像情報に当たる静電潜像を形成する。
【００６１】
現像ユニット１３０は、カラーに応じて分けられる第１〜第４の現像ユニット１３０Ｃ，１３０Ｍ，１３０Ｙ，１３０Ｋを含む。第１〜第４の現像ユニット１３０Ｃ，１３０Ｍ，１３０Ｙ，１３０Ｋの各々には、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ及びブラックＫ色相の固体粉末状のトナーがそれぞれ収容される。第１〜第４の現像ユニット１３０Ｃ，１３０Ｍ，１３０Ｙ，１３０Ｋの各々は、感光媒体１２０にトナーを供給して感光媒体１２０に形成された静電潜像に対してトナー画像を形成させる現像ローラー１３５を含む。ここで、現像ローラー１３５と感光媒体１２０との間には数十〜数百ミクロン程度の現像ギャップが形成されて非接触式で現像する。第１〜第４の現像ユニット１３０Ｃ，１３０Ｍ，１３０Ｙ，１３０Ｋを通して感光媒体１２０を現像するにおいて、感光媒体１２０の一回転ごとに一つの色相に対応する現像ユニットの現像ローラー１３５だけが現像に寄与する。
【００６２】
現像ユニット１３０の各々は、ハウジング、現像ローラー及び規制部材を含んで構成される。ここで、規制部材は規制ローラーまたは規制ブレードで構成される。
現像ユニット１３０の各々の構成は、図１〜図８を参照して説明した本発明の実施形態による現像ユニットの構成と実質的に同じなので、その詳細説明は省略する。
【００６３】
転写ユニット１２７は感光媒体１２０に現像された画像が転写され、これを印刷媒体Ｐに転写する。この転写ユニット１２７には、感光媒体１２０に順次に形成される各色相のトナー画像が順次に転写されて重なることにより、カラー画像が形成される。
【００６４】
また、画像形成装置は、第１及び第２のクリーニングユニット１４１，１４３、除電ランプ１４７、電源供給機１４９、給紙ユニット１６０を含む。
【００６５】
第１のクリーニングユニット１４１は、トナー画像が転写ユニット１２７に転写された後に、感光媒体１２０の外周面に残留する廃トナーを取り除く。第２のクリーニングユニット１４３は、転写ユニット１２７に転写された画像が印刷媒体に二次的に転写された後に、転写ユニット１２７に残留する廃トナーを取り除く。
【００６６】
除電ランプ１４７は帯電前に感光媒体１２０の外周面に残留する電荷を取り除く。すなわち、この除電ランプ１４７は、感光媒体１２０の外周面に所定光量の光を照査して感光媒体１２０の表面に残留する電荷を取り除く。
【００６７】
電源供給機１４９は、現像バイアス電源、現像防止バイアス電源、第１及び第２の転写バイアス電源及び帯電バイアス電源を提供する。ここで、現像バイアス電源は、第１〜第４の現像ユニット１３０Ｃ，１３０Ｍ，１３０Ｙ，１３０Ｋの各々から感光媒体１２０にトナーを現像させる。また、現像防止バイアス電源は、現像に寄与する特定色相以外の現像ユニットから感光媒体１２０へのトナー現像を防止する。
【００６８】
第１の転写バイアス電源は感光媒体１２０から転写ユニット１２７へのトナー画像転写に用いられ、第２の転写バイアス電源は転写ユニット１２７から印刷媒体Ｐへのトナー画像転写に用いられる。また、帯電バイアス電源は帯電ローラー１２３に印加される。
【００６９】
定着ユニット１５０は印刷媒体Ｐに転写されたトナー画像を定着させ、互いに所定の圧力で噛み合い回転する一対の定着ローラー１５１，１５３を含む。この一対の定着ローラー１５１，１５３のうち、少なくともいずれか一つの定着ローラーには加熱源(図示せず)が備えられている。従って、画像の転写された印刷媒体Ｐが定着ユニット１５０を通過しながら熱と圧力によりトナー画像が印刷媒体Ｐに定着されることによって、画像の印刷が完了する。
【００７０】
給紙ユニット１６０は供給される印刷媒体Ｐの積載空間である。この給紙ユニット１６０から給紙された印刷媒体Ｐは、用紙移送ユニット１７０を通して転写ユニット１２７と加圧ローラー１２９との間の経路に移送される。また、画像の印刷された用紙は、排出ローラー１７９を通してキャビネット１１０の外部に排出される。
【００７１】
次に、本発明の実施形態に係る画像現像方法について説明する。図１０は、本発明の一実施形態による画像現像方法を示したフローチャートである。以下、図１及び図１０を参照しながら、本発明の実施形態による画像現像方法について説明する。
【００７２】
まず、現像ユニットの現像ローラー２３のような現像部材が感光媒体にトナーＴを供給するように備えられる（Ｓ１０）。図１に示したように、現像ローラー２３は第１の回転軸２３ａを中心に回転する。
【００７３】
次に、現像ユニットの規制ローラー２５のような規制部材が現像部材を規制（例えば、トナー層の厚さを制限）するように備えられる（Ｓ２０）。規制ローラー２５は、その現像ローラー２３の上に均一なトナー層を形成するために現像ローラー２３に供給されるトナーＴを規制する。規制ローラー２５は第２の回転軸２５ａを中心に回転し、第２の回転軸２５ａの長さ方向全体にかけて実質的に同じ半径を有する円筒型構造をなす。
【００７４】
その後、現像部材の作動面を規制するように、規制部材の規制面（例えば、平板面、円筒型表面の接触部など）は現像部材の回転軸に対して外れるように配列される（Ｓ３０）。現像部材の作動面は、現像部材の長さ（例えば、印刷媒体Ｐの幅方向に平行する）方向に沿って形成されている。
【００７５】
図１に示したように、現像ローラー２３の作動面は第１の回転軸２３ａに平行する。
本実施形態による現像方法において、規制部材に力が加えられると（例えば、両端部２５ｂ，２５ｃを加圧すると）、規制面と作動面との間（例えば、現像ローラー２３と規制ローラー２５との間）の接触領域における接触圧力を均一または実質的に均一にすることができる。例えば、規制ローラー２５の両端部を加圧する場合、現像ローラー２３と規制ローラー２５の中央部Ｃが先に接触し、規制ローラー２５が曲がりながら規制ローラー２５の中央部Ｃから両端部の方に接触する部分が増えて、接触領域全体にかけて所定の接触圧力を有する。
【００７６】
これにより、ステップＳ３０において現像ローラー２３上の現像剤（例えば、トナー）は均一または実質的に均一になる。上記で示したように、平行関係から規制部材を配列する方法は、数式１を満たすように角度θを設定するステップ、又は数式２を満たすように偏心量Ｍを設定するステップを含むことができる。
【００７７】
本実施形態によれば、現像ローラーに形成されるトナー層（現像剤層）を規制する規制部の構造を改善しており、上述したように、本実施形態による現像ユニット、これを採用した画像形成装置及び画像現像方法は、トナー層を規制する部材をクラウン加工せずに、現像ローラーと規制部材（すなわち、規制ローラー又は規制ブレード）との間に均一な加圧分布を与える。従って、均一な加圧分布を得るための従来の現像ユニットに比べて規制部材の加工が容易で生産性を向上させることができ、製造コストを低減させるという利点がある。
【００７８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の一実施形態による現像ユニットを示す概略的な断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による現像ユニットの現像ローラーと規制ローラーとの配置関係を示す概略的な平面図である。
【図３】本発明の一実施形態による現像ユニットの現像ローラーと規制ローラーとの配置関係を示す概略的な側面図である。
【図４】比較例によるクラウン形状の規制ローラーを示す平面図である。
【図５】比較例による現像ユニットの深さ（Ｄ）と本発明の一実施形態による現像ユニットの偏心量（Ｍ）との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の他の実施形態による現像ユニットを示す概略的な断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態による現像ユニットの現像ローラーと規制ブレードとの配置関係を示す概略的な平面図である。
【図８】本発明の他の実施形態による現像ユニットの現像ローラーと規制ブレードとの配置関係を示す概略的な側面図である。
【図９】本発明の実施形態による現像ユニットを採用した画像形成装置を示す概略的な断面図である。
【図１０】本発明の実施形態による画像現像方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８０】
１０ 感光媒体
２１ ハウジング
２３ 現像ローラー
２３ａ 第１の回転軸
２５，３０ 規制ローラー
２５ａ 第２の回転軸
２７ ブレード
２９ 供給ローラー
４１ ハウジング
４３ 現像ローラー
４３ａ 回転軸
４５ 規制ブレード
４７ 供給ローラー
１１０ キャビネット
１２０ 感光媒体
１２３ 帯電ローラー
１２５ 光走査ユニット
１２７ 転写ユニット
１３０ 現像ユニット
１３５ 現像ローラー
１４１ 第１のクリーニングユニット
１４３ 第２のクリーニングユニット
１４７ 除電ランプ
１４９ 電源供給機
１５０ 定着ユニット
１５１，１５３ 定着ローラー
１６０ 給紙ユニット
１７０ 用紙移送ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像ユニット、画像形成装置及び画像現像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式の画像形成装置は、所定の電位で帯電された感光媒体に光を走査して静電潜像を形成し、所定色相のトナーで現像した後、これを印刷媒体に転写及び定着させて画像を印刷する機器である。
【０００３】
この電子写真方式の画像形成装置は現像剤の状態に応じて湿式と乾式に分けられるが、このうち、乾式画像形成装置はキャリアの使用有無に応じて二成分方式と一成分方式に分けられる。ここで、二成分方式は粉末状のキャリアとトナーとが混合した現像剤を用いる方式であり、一成分方式はトナーだけで構成された現像剤を用いる方式である。
【０００４】
一成分現像方式の画像形成装置は、帯電及び露光により静電潜像が形成される感光媒体と、前記感光媒体にトナーを供給して画像を形成する現像ユニットとを含む。
【０００５】
従来の現像ユニットの一例として、日本公開特許公報“特開平０７−０６４３９４号”（特許文献１、発明の名称：現像装置、公開日:１９９５年３月１０日）が開示されている。この開示された現像装置は、感光体ドラムに対向して配置されて静電潜像に現像剤を供給する弾性を有する現像ローラーと、この現像ローラーの表面上に接触して現像ローラーの表面上に現像剤薄層を形成するトナー層形成ローラー（以下、“規制ローラー”という。）とを含む。
【０００６】
上記現像ローラーの表面に現像剤層を形成するためには、規制ローラーを現像ローラーの方向に加圧すべきであり、その方法としては規制ローラーの両端を加圧する方式を用いる。この両端加圧方式の場合、規制ローラーの軸方向に圧力分布が変化して規制ローラーの中央部で正常な規制が行われないという問題点がある。
【０００７】
これを改善するために、上記特開平０７−０６４３９４号公報に開示された技術においては、規制ローラーの両端の直径が中央部の直径より小さくなるように規制ローラーをクラウン加工して加圧時に軸方向の圧力分布を均一にした。
【０００８】
【特許文献１】特開平０７−０６４３９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一方、上述したようにクラウン加工するためには、長さ方向約２００ｍｍに対して規制ローラーの外径の差を１００μｍ〜２００μｍだけ与えなければならない。
従って、規制ローラーを鋼鉄材質とする場合は加工が難しく、コストも高くなるという問題がある。また、シャフトにクラウン加工されたゴム層をチュービングする（tubing）場合も、高コスト化をもたらすとういう短所があった。
【００１０】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、トナー層を規制する部材をクラウン加工せずに、現像部材に対して均一な加圧分布を与えることが可能な、新規かつ改良された現像ユニット、画像形成装置及び画像現像方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、感光媒体に画像を現像する現像ユニットであって、トナーが蓄えられるハウジングと、感光媒体に対向してハウジングに第１の回転軸を中心に回転可能に設けられた現像部材と、現像部材に供給されるトナーを規制して現像部材に均一なトナー層を形成し、第２の回転軸を中心に回転駆動される円筒状の規制部材とを備え、第２の回転軸が第１の回転軸に対して角度θだけ外れるように配置された現像ユニットが提供される。
【００１２】
上記角度θは、次の条件式１を満たしてもよい。
＜条件式１＞
０．２５°≦θ≦０．７１°
【００１３】
上記規制部材は現像部材と接触するようにハウジング内に設けられてもよい。
【００１４】
上記規制部材の両端部の各々において、現像部材と接触する部分の中心が現像部材の回転中心に対して偏心量Ｍだけ外れるように規制部材が配置され、偏心量Ｍは、次の条件式２を満たしてもよい。
＜条件式２＞
０．５ｍｍ≦Ｍ≦１．３ｍｍ
【００１５】
上記現像部材と接触した状態で回転可能に設けられ、トナーを現像部材に取り付ける供給部材をさらに備えてもよい。
【００１６】
また、上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、画像形成装置に用いられる現像ユニットであって、回転軸を中心に回転可能に設けられた現像ローラーと、回転軸の軸方向に沿って現像ローラーを均一に加圧し、現像ローラーに供給されるトナーを規制して現像ローラーに均一なトナー層を形成する規制部材とを備え、規制部材の中心を貫通して延長した第１の仮想線と現像ローラーの中心を貫通して延長した第２の仮想線とが互いに平行しない現像ユニットが提供される。
【００１７】
上記第１の仮想線が第２の仮想線に対して角度θだけ外れるように配置され、角度θは上記条件式１を満たしてもよい。上記規制部材は現像ローラーと接触するように設けられ、現像ローラーに供給されるトナーを規制してもよい。
【００１８】
上記規制部材の両端部の各々において、現像ローラーと接触する部分の中心が現像ローラーの回転中心に対して偏心量Ｍだけ外れるように規制部材が配置され、偏心量Ｍは、上記条件式２を満たしてもよい。上記現像ローラーと接触した状態で回転可能に設けられ、トナーを現像ローラーに取り付ける供給ローラーをさらに備えてもよい。
【００１９】
また、上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、画像形成装置であって、帯電及び露光により潜像が形成される感光媒体と、感光媒体にトナーを供給して潜像に対応する画像を形成する上記の現像ユニットと、現像ユニットで形成された画像を印刷媒体に転写する転写ユニットと、印刷媒体に転写された画像を定着させる定着ユニットとを備える画像形成装置が提供される。
【００２０】
また、上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、画像現像方法であって、現像剤を供給するように配置された現像部材の長さ方向に沿って形成された現像部材の作動面を、現像部材の回転軸に対して外れる規制面が規制するステップを含むことを特徴とする画像現像方法が提供される。
【００２１】
上記現像部材上の現像剤層を規制するために、規制面が規制回転軸を中心に回転して、現像部材の回転軸と規制面の規制回転軸とが互いに外れるように備えられてもよい。
【００２２】
上記現像部材の回転軸が規制面の規制回転軸に対して角度θだけ外れるように配置され、角度θは上記条件式１を満たしてもよい。
【００２３】
上記規制面の両端部の中心が現像部材の作動面に対して偏心量Ｍだけ外れるように配置され、偏心量Ｍは上記条件式２を満たしてもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、トナー層を規制する部材をクラウン加工せずに、現像部材に対して均一な加圧分布を与えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２６】
（第１の実施形態）
まず、本発明の一実施形態に係る現像ユニットについて説明する。図１〜図３を参照すると、本発明の一実施形態による現像ユニットは、トナーＴが蓄えられるハウジング２１、ハウジング２１に設けられる現像ローラー２３及び規制ローラー２５を含んで構成される。
【００２７】
現像ローラー２３は、その一部面がハウジング２１の外部に露出された状態で第１の回転軸２３ａを中心に回転可能にハウジング２１に設けられる。この現像ローラー２３は電位差により感光媒体１０にトナーＴを供給して可視画像を現像する。ここで、感光媒体１０には帯電及び露光により潜像（latent image）が形成され、現像ローラー２３は潜像に対して可視画像を現像する。
【００２８】
規制ローラー２５は現像ローラー２３に供給されるトナーＴを規制して現像ローラー２３に均一なトナー層を形成する。規制ローラー２５は第２の回転軸２５ａを中心に回転駆動して、第２の回転軸２５ａの長手方向全体にかけて実質的に同じ半径を有する円筒型構造を有する。従って、規制ローラー２５を加工するとき、従来のクラウン加工に比べて加工が容易で、そのコストも安いという利点がある。
【００２９】
ここで、規制ローラー２５は、図１に示したように、現像ローラー２３と接触するように形成できる。一方、２成分現像方式の場合、規制ローラーが現像ローラーに対して非接触状態でトナー層を規制することができる。
【００３０】
以下、規制ローラー２５が現像ローラー２３と接触した場合を主に説明する。
本発明の一実施形態による現像ユニットは、現像ローラー２３と規制ローラー２５との間の接触圧力を接触領域全体にかけて均一にするために、第２の回転軸２５ａが第１の回転軸２３ａに対して角度θだけ外れるように配置されている。すなわち、図２に示したように、現像ローラー２３と規制ローラー２５の中央部Ｃを交差点にして第１の回転軸２３ａと第２の回転軸２５ａとが互いに外れるように配置されている。
【００３１】
従って、規制ローラー２５の両端部２５ｂ，２５ｃを加圧する場合、現像ローラー２３と規制ローラー２５の中央部Ｃが先に接触した後、規制ローラー２５が曲がりながら、規制ローラー２５の中央部Ｃから両端部の方へ接触する部分が増えて接触領域全体にかけて所定の接触圧力を有する。
【００３２】
ここで、接触圧力を接触領域全体にかけて均一にするためには、角度θの範囲設定が重要である。より好ましくは、角度θは次の数式１を満たす。
０．２５°≦θ≦０．７１° ・・・（数式１）
ここで、角度θの上限値及び下限値は現像ローラー２３と規制ローラー２５の直径、材質及び長さを考慮した値であり、後述する実験例１〜３の結果に基づいて設定された値である。
【００３３】
すなわち、数式１の下限値を外れる場合、規制ローラー２５の両端の加圧時に規制ローラー２５の両端部の方にかかる圧力が中央部にかかる圧力より増えて、規制ローラー２５の中央部における接触圧力分布が低くなる問題点がある。
【００３４】
一方、数式１の上限値を外れる場合、規制ローラー２５を両端で加圧しても、両端部の方が現像ローラー２３に接触しないか、中央部より低い接触圧力で接触して、現像ローラー２３上に形成されるトナー層の形成不良を招くおそれがある。また、均一な接触圧力を保持するために、規制ローラー２５の両端に対する圧力が増える場合、規制ローラー２５の変形が発生することもある。
【００３５】
また、本発明の一実施形態による現像ユニットは、次の数式２を満たすことが好ましい。
０．５ｍｍ≦Ｍ≦１．３ｍｍ ・・・（数式２）
数式２は偏心量Ｍの条件範囲を制限し、偏心量Ｍは次のように定義される。すなわち、図２に示すように、偏心量Ｍは、規制ローラー２５の両端部２５ｂ，２５ｃの各々において、現像ローラー２３と接触する部分における規制ローラー２５の断面の中心が、現像ローラー２３の回転中心に対して外れた量をいう。
従って、規制ローラー２５の一端部２５ｂと他端部２５ｃとの間の全体偏心量は、２Ｍとなる。
【００３６】
数式２は規制ローラー２５の軸方向の長さを考慮して、数式１を他の表現方法でに表現したものである。すなわち、数式２は印刷媒体として縦方向に画像形成装置に進入するＡ４用紙の縦幅の２１０ｍｍに合わせて規制ローラーの長さ（＝Ｌ）を設定した場合において、数式３の関係を考慮して設定したものである。
θ＝tan−１（２Ｍ/Ｌ） ・・・（数式３）
【００３７】
数式２の条件範囲のうち、上限値と下限値の臨界的意義は、上述した数式１の臨界的意義と実質的に同じなので、その詳細説明は省略する。
【００３８】
また、本発明の一実施形態による現像ユニットは、図１に示すように、ブレード２７と、供給ローラー２９とをさらに含むことができる。ブレード２７はハウジング２１の内部に設けられて規制ローラー２５と接触して、ハウジング２１の内部に蓄えられているトナーＴの流出を防止するとともに、規制ローラー２５に取り付けられたトナーＴをクリーニングする。
【００３９】
供給ローラー２９はハウジング２１の内部に設けられて現像ローラー２３と接触した状態で回転しながらトナーＴを供給する。供給ローラー２９は、その外部面にトナーＴが容易に取り付けられ、現像ローラー２３との接触ニプ（nip）の幅を大きくするようにスポンジなどで構成される。
【００４０】
供給ローラー２９はトナーＴを現像ローラー２３に取り付けるとともに、トナーの供給流れが円滑になされるようにする。このようにトナー供給を円滑にするために、供給ローラー２９には電源供給機（図示せず。）から所定電位のバイアス電源が印加される。このバイアス電源の印加により供給されるトナーが所定電位で帯電される。さらに、供給ローラー２９は現像後に現像ローラー２３に残留するトナーＴをクリーニングする。
【００４１】
以下、本発明の一実施形態による現像ユニットの実験例１〜３について説明する。
本実験結果を調べるために、図４に示したようなクラウン加工された規制ローラー３０を用意し、この規制ローラー３０の深さと本発明の一実施形態による現像ユニットの偏心量Ｍとの関係を図５に示した。
【００４２】
図４を参照すると、比較例による規制ローラーはクラウン形状のローラーであり、両端部の直径をＲ１、中央部の直径をＲ２とするとき、現像ユニットの深さＤは、(Ｒ２−Ｒ１)/２と定義される。
【００４３】
まず、本実験は一成分現像方式に適用される現像ユニットに対してなされたが、その具体的な実験条件は次のとおりである。
【００４４】
＜実験例１＞
用いられた現像ローラーはＳＵＳ材質の直径１４ｍｍのシャフトに１．０ｍｍ厚さのゴム層を形成し、１６ｍｍの外径を有する。この現像ローラーの表面粗度Ｒｚは約６〜１４μｍである。また、用いられた規制ローラーはＳＵＳ材質の直径１０ｍｍを有し、そのＲｚが約１〜２μｍである。ここで、現像ローラーの表面粗度Ｒｚが小さければ、現像ローラー上のトナー層が薄くなり、規制ローラーのＲｚが高ければ、現像ローラー上のトナー層の厚さが不均一になるため、これを考慮してＲｚ値を設定した。
【００４５】
＜実験例２＞
用いられた現像ローラーはＳＵＳ材質の直径１４ｍｍのシャフトに１．０ｍｍ厚さのゴム層を形成し、１６ｍｍの外径を有する。この現像ローラーの表面粗度Ｒｚは約６〜１４μｍである。また、用いられた規制ローラーはＳＵＳ材質の直径１０ｍｍのシャフトに１．０ｍｍ厚さのゴム層を形成した構造を有する。この規制ローラーは外周面をクラウン加工せず、実質的に同じ直径の円筒型構造で加工したが、その外周面にはナイロン材質でチュービング（tubing）した。また、Ｒｚは約１．５μｍに設定した。
【００４６】
＜実験例３＞
用いられた現像ローラーはＳＵＳ材質の直径１４ｍｍのシャフトに３．０ｍｍ厚さのゴム層を形成し、２０ｍｍの外径を有する。ゴム層はＡｓｋｅｒ−Ａ単位で５０度の軽度を有し、１０μｍのＲｚ値を有する。また、用いられた規制ローラーは、実験例１の場合のようなＳＵＳハード型の規制ローラーまたは実験例２の場合のようなチュービング型の規制ローラーと同一である。
【００４７】
実験例１〜３のように、現像ローラー及び規制ローラーの規格を設定して実験した場合、図５のｒ８で表示した結果が得られた。すなわち、偏心量Ｍが１．２５ｍｍの場合、比較例のクラウン深さ（Ｄ）１００μｍに対応する効果があり、現像ローラー上でトナー層の厚さ及び帯電量の分布が均一な結果が得られた。
【００４８】
特に、実験例３の場合は実験例１及び２に比べて厚いゴム層を有する現像ローラーを構成したが、偏心量Ｍを１．２５ｍｍより小さい値、たとえば、１．０ｍｍ程度に設定しても、実験結果から現像ローラー上のトナー層の厚さ及び帯電量の分布が均一になることがわかる。
【００４９】
図５のｒ６，ｒ１０は、現像ローラーの外径をそれぞれ１２ｍｍ（半径６ｍｍ）、２０ｍｍ（半径１０ｍｍ）に設定した場合の結果を示している。この場合、偏心量Ｍと深さＤとの間の関係において実験例と類似していることがわかる。従って、これを考慮して偏心量Ｍを設定することによって、規制ローラーを回転軸の長さ方向に外径の同じ円筒型構造にしても、比較例による規制ローラーのようなクラウン構造を採用した場合と実質的に同じ結果が得られる。
【００５０】
（他の実施形態）
次に、本発明の他の実施形態に係る現像ユニットについて説明する。図６〜図８を参照すると、本発明の他の実施形態による現像ユニットは、トナーＴが蓄えられるハウジング４１、ハウジング４１に設けられた現像ローラー４３及び規制ブレード４５を含んで構成される。
【００５１】
現像ローラー４３は、その一部面がハウジング４１の外部に露出されたまま、回転軸４３ａを中心に回転可能にハウジング４１に設けられ、感光媒体１０にトナーＴを供給して可視画像を現像する。
【００５２】
規制ブレード４５は、現像ローラー４３に供給されるトナーＴを規制して現像ローラー４３に均一なトナー層を形成する。
ここで、規制ブレード４５は、図６に示したように、現像ローラー４３と接触するように形成できる。一方、２成分現像方式の場合、規制ブレードが現像ローラーに対して非接触状態でトナー層を規制することができる。以下、規制ブレード４５が現像ローラー４３と接触した場合を主に説明する。
【００５３】
規制ブレード４５の配置において、規制ブレード４５の接触端部４６の中心をなす線分４６ａが、現像ローラー４３の回転軸４３ａの長さ方向に対して角度θだけ外れるように配置されることを特徴とする。ここで、線分４６ａは、現像ローラー４３の一端部４３ｂと接触する規制ブレード４５の接触端部４６の中心と、現像ローラー４３の他端部４３ｃと接触する規制ブレード４５の接触端部４６の中心とを連結した線をいう。
【００５４】
すなわち、図７に示したように、現像ローラー４３と規制ブレード４５の中央部Ｃを交差点にして回転軸４３ａ（第２の仮想線）と線分４６ａ（第１の仮想線）とが互いに外れるように配置されている。従って、規制ブレード４５の両端部を加圧する場合、現像ローラー４３と規制ブレード４５の中央部Ｃが先に接触した後、規制ブレード４５が曲がりながら規制ブレード４５の中央部Ｃから両端部の方へ接触する部分が増えて、接触領域全体にかけて所定の接触圧力を有する。
【００５５】
ここで、接触圧力を接触領域全体にかけて均一にするためには、角度θの範囲設定が重要である。より好ましくは、角度θは数式１を満たす。
また、本発明の他の実施形態による現像ユニットは、数式２を満たすことが好ましい。
数式２は偏心量Ｍの条件範囲を制限し、本実施形態において、偏心量Ｍは次のように定義される。すなわち、偏心量Ｍは規制ブレード４５の両端部の各々における接触端部４６の中心が、現像ローラー４３の回転中心に対して外れる量をいう。従って、規制ブレード４５の一端部４５ｂと他端部４５ｃとの間の全体偏心量は、２Ｍとなる。
【００５６】
さらに、本発明の他の実施形態による現像ユニットは、供給ローラー４７をさらに含むことができる。供給ローラー４７はハウジング４１の内部に設けられて現像ローラー４３と接触した状態で回転しながらトナーＴを供給する。供給ローラー４７は、その外部面にトナーＴが容易に取り付けられ、現像ローラー４３との接触ニプ（nip）の幅を大きくするようにスポンジなどで構成される。供給ローラー４７の構成は、本発明の一実施形態による現像ユニットに採用された供給ローラー（図１の２９）の構成と実質的に同じなので、その詳細説明は省略する。
【００５７】
次に、本発明の実施形態に係る電子写真方式の画像形成装置について説明する。図９を参照すると、電子写真方式の画像形成装置は、キャビネット１１０、このキャビネット１１０の内部に備えられる感光媒体（感光ドラム）１２０、光走査ユニット１２５、転写ユニット（転写ベルト）１２７、現像ユニット１３０及び定着ユニット１５０を含む。
【００５８】
感光媒体１２０は帯電ローラー１２３により帯電され、光走査ユニット１２５から走査されたビームにより露光されて静電潜像の形成される媒体である。感光媒体１２０は、示したように、円筒形状の金属材ドラムと、その外周に形成された光導電性層を備えた感光ドラムとで構成される。
【００５９】
帯電ローラー１２３は、感光媒体１２０を均一な電位で帯電させる帯電機の一例である。この帯電ローラー１２３は感光媒体１２０と接触または非接触状態で回転しながら、電荷を供給して感光媒体１２０の光導電層の均一な電位を有するようにする。ここで、帯電ローラー１２３の代わりに、コロナ帯電機(図示せず)を用いることも可能である。
【００６０】
光走査ユニット１２５は均一な電位で帯電された感光媒体１２０に光を走査して画像情報に当たる静電潜像を形成する。
【００６１】
現像ユニット１３０は、カラーに応じて分けられる第１〜第４の現像ユニット１３０Ｃ，１３０Ｍ，１３０Ｙ，１３０Ｋを含む。第１〜第４の現像ユニット１３０Ｃ，１３０Ｍ，１３０Ｙ，１３０Ｋの各々には、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ及びブラックＫ色相の固体粉末状のトナーがそれぞれ収容される。第１〜第４の現像ユニット１３０Ｃ，１３０Ｍ，１３０Ｙ，１３０Ｋの各々は、感光媒体１２０にトナーを供給して感光媒体１２０に形成された静電潜像に対してトナー画像を形成させる現像ローラー１３５を含む。ここで、現像ローラー１３５と感光媒体１２０との間には数十〜数百ミクロン程度の現像ギャップが形成されて非接触式で現像する。第１〜第４の現像ユニット１３０Ｃ，１３０Ｍ，１３０Ｙ，１３０Ｋを通して感光媒体１２０を現像するにおいて、感光媒体１２０の一回転ごとに一つの色相に対応する現像ユニットの現像ローラー１３５だけが現像に寄与する。
【００６２】
現像ユニット１３０の各々は、ハウジング、現像ローラー及び規制部材を含んで構成される。ここで、規制部材は規制ローラーまたは規制ブレードで構成される。
現像ユニット１３０の各々の構成は、図１〜図８を参照して説明した本発明の実施形態による現像ユニットの構成と実質的に同じなので、その詳細説明は省略する。
【００６３】
転写ユニット１２７は感光媒体１２０に現像された画像が転写され、これを印刷媒体Ｐに転写する。この転写ユニット１２７には、感光媒体１２０に順次に形成される各色相のトナー画像が順次に転写されて重なることにより、カラー画像が形成される。
【００６４】
また、画像形成装置は、第１及び第２のクリーニングユニット１４１，１４３、除電ランプ１４７、電源供給機１４９、給紙ユニット１６０を含む。
【００６５】
第１のクリーニングユニット１４１は、トナー画像が転写ユニット１２７に転写された後に、感光媒体１２０の外周面に残留する廃トナーを取り除く。第２のクリーニングユニット１４３は、転写ユニット１２７に転写された画像が印刷媒体に二次的に転写された後に、転写ユニット１２７に残留する廃トナーを取り除く。
【００６６】
除電ランプ１４７は帯電前に感光媒体１２０の外周面に残留する電荷を取り除く。すなわち、この除電ランプ１４７は、感光媒体１２０の外周面に所定光量の光を照査して感光媒体１２０の表面に残留する電荷を取り除く。
【００６７】
電源供給機１４９は、現像バイアス電源、現像防止バイアス電源、第１及び第２の転写バイアス電源及び帯電バイアス電源を提供する。ここで、現像バイアス電源は、第１〜第４の現像ユニット１３０Ｃ，１３０Ｍ，１３０Ｙ，１３０Ｋの各々から感光媒体１２０にトナーを現像させる。また、現像防止バイアス電源は、現像に寄与する特定色相以外の現像ユニットから感光媒体１２０へのトナー現像を防止する。
【００６８】
第１の転写バイアス電源は感光媒体１２０から転写ユニット１２７へのトナー画像転写に用いられ、第２の転写バイアス電源は転写ユニット１２７から印刷媒体Ｐへのトナー画像転写に用いられる。また、帯電バイアス電源は帯電ローラー１２３に印加される。
【００６９】
定着ユニット１５０は印刷媒体Ｐに転写されたトナー画像を定着させ、互いに所定の圧力で噛み合い回転する一対の定着ローラー１５１，１５３を含む。この一対の定着ローラー１５１，１５３のうち、少なくともいずれか一つの定着ローラーには加熱源(図示せず)が備えられている。従って、画像の転写された印刷媒体Ｐが定着ユニット１５０を通過しながら熱と圧力によりトナー画像が印刷媒体Ｐに定着されることによって、画像の印刷が完了する。
【００７０】
給紙ユニット１６０は供給される印刷媒体Ｐの積載空間である。この給紙ユニット１６０から給紙された印刷媒体Ｐは、用紙移送ユニット１７０を通して転写ユニット１２７と加圧ローラー１２９との間の経路に移送される。また、画像の印刷された用紙は、排出ローラー１７９を通してキャビネット１１０の外部に排出される。
【００７１】
次に、本発明の実施形態に係る画像現像方法について説明する。図１０は、本発明の一実施形態による画像現像方法を示したフローチャートである。以下、図１及び図１０を参照しながら、本発明の実施形態による画像現像方法について説明する。
【００７２】
まず、現像ユニットの現像ローラー２３のような現像部材が感光媒体にトナーＴを供給するように備えられる（Ｓ１０）。図１に示したように、現像ローラー２３は第１の回転軸２３ａを中心に回転する。
【００７３】
次に、現像ユニットの規制ローラー２５のような規制部材が現像部材を規制（例えば、トナー層の厚さを制限）するように備えられる（Ｓ２０）。規制ローラー２５は、その現像ローラー２３の上に均一なトナー層を形成するために現像ローラー２３に供給されるトナーＴを規制する。規制ローラー２５は第２の回転軸２５ａを中心に回転し、第２の回転軸２５ａの長さ方向全体にかけて実質的に同じ半径を有する円筒型構造をなす。
【００７４】
その後、現像部材の作動面を規制するように、規制部材の規制面（例えば、平板面、円筒型表面の接触部など）は現像部材の回転軸に対して外れるように配列される（Ｓ３０）。現像部材の作動面は、現像部材の長さ（例えば、印刷媒体Ｐの幅方向に平行する）方向に沿って形成されている。
【００７５】
図１に示したように、現像ローラー２３の作動面は第１の回転軸２３ａに平行する。
本実施形態による現像方法において、規制部材に力が加えられると（例えば、両端部２５ｂ，２５ｃを加圧すると）、規制面と作動面との間（例えば、現像ローラー２３と規制ローラー２５との間）の接触領域における接触圧力を均一または実質的に均一にすることができる。例えば、規制ローラー２５の両端部を加圧する場合、現像ローラー２３と規制ローラー２５の中央部Ｃが先に接触し、規制ローラー２５が曲がりながら規制ローラー２５の中央部Ｃから両端部の方に接触する部分が増えて、接触領域全体にかけて所定の接触圧力を有する。
【００７６】
これにより、ステップＳ３０において現像ローラー２３上の現像剤（例えば、トナー）は均一または実質的に均一になる。上記で示したように、平行関係から規制部材を配列する方法は、数式１を満たすように角度θを設定するステップ、又は数式２を満たすように偏心量Ｍを設定するステップを含むことができる。
【００７７】
本実施形態によれば、現像ローラーに形成されるトナー層（現像剤層）を規制する規制部の構造を改善しており、上述したように、本実施形態による現像ユニット、これを採用した画像形成装置及び画像現像方法は、トナー層を規制する部材をクラウン加工せずに、現像ローラーと規制部材（すなわち、規制ローラー又は規制ブレード）との間に均一な加圧分布を与える。従って、均一な加圧分布を得るための従来の現像ユニットに比べて規制部材の加工が容易で生産性を向上させることができ、製造コストを低減させるという利点がある。
【００７８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の一実施形態による現像ユニットを示す概略的な断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による現像ユニットの現像ローラーと規制ローラーとの配置関係を示す概略的な平面図である。
【図３】本発明の一実施形態による現像ユニットの現像ローラーと規制ローラーとの配置関係を示す概略的な側面図である。
【図４】比較例によるクラウン形状の規制ローラーを示す平面図である。
【図５】比較例による現像ユニットの深さ（Ｄ）と本発明の一実施形態による現像ユニットの偏心量（Ｍ）との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の他の実施形態による現像ユニットを示す概略的な断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態による現像ユニットの現像ローラーと規制ブレードとの配置関係を示す概略的な平面図である。
【図８】本発明の他の実施形態による現像ユニットの現像ローラーと規制ブレードとの配置関係を示す概略的な側面図である。
【図９】本発明の実施形態による現像ユニットを採用した画像形成装置を示す概略的な断面図である。
【図１０】本発明の実施形態による画像現像方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８０】
１０ 感光媒体
２１ ハウジング
２３ 現像ローラー
２３ａ 第１の回転軸
２５，３０ 規制ローラー
２５ａ 第２の回転軸
２７ ブレード
２９ 供給ローラー
４１ ハウジング
４３ 現像ローラー
４３ａ 回転軸
４５ 規制ブレード
４７ 供給ローラー
１１０ キャビネット
１２０ 感光媒体
１２３ 帯電ローラー
１２５ 光走査ユニット
１２７ 転写ユニット
１３０ 現像ユニット
１３５ 現像ローラー
１４１ 第１のクリーニングユニット
１４３ 第２のクリーニングユニット
１４７ 除電ランプ
１４９ 電源供給機
１５０ 定着ユニット
１５１，１５３ 定着ローラー
１６０ 給紙ユニット
１７０ 用紙移送ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光媒体に画像を現像する現像ユニットであって、
トナーが蓄えられるハウジングと、
前記感光媒体に対向して前記ハウジングに第１の回転軸を中心に回転可能に設けられた現像部材と、
前記現像部材に供給される前記トナーを規制して前記現像部材に均一なトナー層を形成し、第２の回転軸を中心に回転駆動される円筒状の規制部材と、
を備え、
前記第２の回転軸が前記第１の回転軸に対して角度θだけ外れるように配置されたことを特徴とする、現像ユニット。
【請求項２】
前記角度θは、次の条件式１を満たすことを特徴とする、請求項１に記載の現像ユニット。
＜条件式１＞
０．２５°≦θ≦０．７１°
【請求項３】
前記規制部材は前記現像部材と接触するように前記ハウジング内に設けられることを特徴とする、請求項２に記載の現像ユニット。
【請求項４】
前記規制部材の両端部の各々において、前記現像部材と接触する部分の中心が前記現像部材の回転中心に対して偏心量Ｍだけ外れるように前記規制部材が配置され、
前記偏心量Ｍは、次の条件式２を満たすことを特徴とする、請求項３に記載の現像ユニット。
＜条件式２＞
０．５ｍｍ≦Ｍ≦１．３ｍｍ
【請求項５】
前記現像部材と接触した状態で回転可能に設けられ、前記トナーを前記現像部材に取り付ける供給部材をさらに備えることを特徴とする、請求項４に記載の現像ユニット。
【請求項６】
画像形成装置に用いられる現像ユニットであって、
回転軸を中心に回転可能に設けられた現像ローラーと、
前記回転軸の軸方向に沿って前記現像ローラーを均一に加圧し、前記現像ローラーに供給される前記トナーを規制して前記現像ローラーに均一なトナー層を形成する規制部材と、
を備え、
前記規制部材の中心を貫通して延長した第１の仮想線と前記現像ローラーの中心を貫通して延長した第２の仮想線とが互いに平行しないことを特徴とする、現像ユニット。
【請求項７】
前記第１の仮想線が前記第２の仮想線に対して角度θだけ外れるように配置され、前記角度θは次の条件式１を満たすことを特徴とする、請求項６に記載の現像ユニット。
＜条件式１＞
０．２５°≦θ≦０．７１°
【請求項８】
前記規制部材は前記現像ローラーと接触するように設けられ、前記現像ローラーに供給されるトナーを規制することを特徴とする、請求項７に記載の現像ユニット。
【請求項９】
前記規制部材の両端部の各々において、前記現像ローラーと接触する部分の中心が前記現像ローラーの回転中心に対して偏心量Ｍだけ外れるように前記規制部材が配置され、
前記偏心量Ｍは、次の条件式２を満たすことを特徴とする、請求項８に記載の現像ユニット。
＜条件式２＞
０．５ｍｍ≦Ｍ≦１．３ｍｍ
【請求項１０】
前記現像ローラーと接触した状態で回転可能に設けられ、前記トナーを前記現像ローラーに取り付ける供給ローラーをさらに備えることを特徴とする、請求項９に記載の現像ユニット。
【請求項１１】
画像形成装置であって、
帯電及び露光により潜像が形成される感光媒体と、
前記感光媒体にトナーを供給して前記潜像に対応する画像を形成する請求項１〜１０のうちのいずれかによる現像ユニットと、
前記現像ユニットで形成された画像を印刷媒体に転写する転写ユニットと、
前記印刷媒体に転写された画像を定着させる定着ユニットと、
を備えることを特徴とする、画像形成装置。
【請求項１２】
画像現像方法であって、
現像剤を供給するように配置された現像部材の長さ方向に沿って形成された前記現像部材の作動面を、前記現像部材の回転軸に対して外れる規制面が規制するステップを含むことを特徴とする、画像現像方法。
【請求項１３】
前記現像部材上の現像剤層を規制するために、前記規制面が規制回転軸を中心に回転して、前記現像部材の回転軸と前記規制面の規制回転軸とが互いに外れるように備えられることを特徴とする、請求項１２に記載の画像現像方法。
【請求項１４】
前記現像部材の回転軸が前記規制面の規制回転軸に対して角度θだけ外れるように配置され、前記角度θは次の条件式１を満たすことを特徴とする、請求項１３に記載の画像現像方法。
＜条件式１＞
０．２５°≦θ≦０．７１°
【請求項１５】
前記規制面の両端部の中心が前記現像部材の作動面に対して偏心量Ｍだけ外れるように配置され、前記偏心量Ｍは次の条件式２を満たすことを特徴とする、請求項１２〜１４のいずれかに記載の画像現像方法。
＜条件式２＞
０．５ｍｍ≦Ｍ≦１．３ｍｍ
【請求項１】
感光媒体に画像を現像する現像ユニットであって、
トナーが蓄えられるハウジングと、
前記感光媒体に対向して前記ハウジングに第１の回転軸を中心に回転可能に設けられた現像部材と、
前記現像部材に供給される前記トナーを規制して前記現像部材に均一なトナー層を形成し、第２の回転軸を中心に回転駆動される円筒状の規制部材と、
を備え、
前記第２の回転軸が前記第１の回転軸に対して角度θだけ外れるように配置されたことを特徴とする、現像ユニット。
【請求項２】
前記角度θは、次の条件式１を満たすことを特徴とする、請求項１に記載の現像ユニット。
＜条件式１＞
０．２５°≦θ≦０．７１°
【請求項３】
前記規制部材は前記現像部材と接触するように前記ハウジング内に設けられることを特徴とする、請求項２に記載の現像ユニット。
【請求項４】
前記規制部材の両端部の各々において、前記現像部材と接触する部分の中心が前記現像部材の回転中心に対して偏心量Ｍだけ外れるように前記規制部材が配置され、
前記偏心量Ｍは、次の条件式２を満たすことを特徴とする、請求項３に記載の現像ユニット。
＜条件式２＞
０．５ｍｍ≦Ｍ≦１．３ｍｍ
【請求項５】
前記現像部材と接触した状態で回転可能に設けられ、前記トナーを前記現像部材に取り付ける供給部材をさらに備えることを特徴とする、請求項４に記載の現像ユニット。
【請求項６】
画像形成装置に用いられる現像ユニットであって、
回転軸を中心に回転可能に設けられた現像ローラーと、
前記回転軸の軸方向に沿って前記現像ローラーを均一に加圧し、前記現像ローラーに供給される前記トナーを規制して前記現像ローラーに均一なトナー層を形成する規制部材と、
を備え、
前記規制部材の中心を貫通して延長した第１の仮想線と前記現像ローラーの中心を貫通して延長した第２の仮想線とが互いに平行しないことを特徴とする、現像ユニット。
【請求項７】
前記第１の仮想線が前記第２の仮想線に対して角度θだけ外れるように配置され、前記角度θは次の条件式１を満たすことを特徴とする、請求項６に記載の現像ユニット。
＜条件式１＞
０．２５°≦θ≦０．７１°
【請求項８】
前記規制部材は前記現像ローラーと接触するように設けられ、前記現像ローラーに供給されるトナーを規制することを特徴とする、請求項７に記載の現像ユニット。
【請求項９】
前記規制部材の両端部の各々において、前記現像ローラーと接触する部分の中心が前記現像ローラーの回転中心に対して偏心量Ｍだけ外れるように前記規制部材が配置され、
前記偏心量Ｍは、次の条件式２を満たすことを特徴とする、請求項８に記載の現像ユニット。
＜条件式２＞
０．５ｍｍ≦Ｍ≦１．３ｍｍ
【請求項１０】
前記現像ローラーと接触した状態で回転可能に設けられ、前記トナーを前記現像ローラーに取り付ける供給ローラーをさらに備えることを特徴とする、請求項９に記載の現像ユニット。
【請求項１１】
画像形成装置であって、
帯電及び露光により潜像が形成される感光媒体と、
前記感光媒体にトナーを供給して前記潜像に対応する画像を形成する請求項１〜１０のうちのいずれかによる現像ユニットと、
前記現像ユニットで形成された画像を印刷媒体に転写する転写ユニットと、
前記印刷媒体に転写された画像を定着させる定着ユニットと、
を備えることを特徴とする、画像形成装置。
【請求項１２】
画像現像方法であって、
現像剤を供給するように配置された現像部材の長さ方向に沿って形成された前記現像部材の作動面を、前記現像部材の回転軸に対して外れる規制面が規制するステップを含むことを特徴とする、画像現像方法。
【請求項１３】
前記現像部材上の現像剤層を規制するために、前記規制面が規制回転軸を中心に回転して、前記現像部材の回転軸と前記規制面の規制回転軸とが互いに外れるように備えられることを特徴とする、請求項１２に記載の画像現像方法。
【請求項１４】
前記現像部材の回転軸が前記規制面の規制回転軸に対して角度θだけ外れるように配置され、前記角度θは次の条件式１を満たすことを特徴とする、請求項１３に記載の画像現像方法。
＜条件式１＞
０．２５°≦θ≦０．７１°
【請求項１５】
前記規制面の両端部の中心が前記現像部材の作動面に対して偏心量Ｍだけ外れるように配置され、前記偏心量Ｍは次の条件式２を満たすことを特徴とする、請求項１２〜１４のいずれかに記載の画像現像方法。
＜条件式２＞
０．５ｍｍ≦Ｍ≦１．３ｍｍ
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−３１０２９７（Ｐ２００８−３１０２９７Ａ）
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９７２４３（Ｐ２００８−９７２４３）
【出願日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】ＳＡＭＳＵＮＧ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】４１６，Ｍａｅｔａｎ−ｄｏｎｇ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ ４４２−７４２（ＫＲ）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】ＳＡＭＳＵＮＧ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】４１６，Ｍａｅｔａｎ−ｄｏｎｇ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ ４４２−７４２（ＫＲ）
【Ｆターム（参考）】
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