現像剤規制部材及び現像装置
【課題】安定したトナーのコート層規制及び摩擦帯電が可能な現像剤規制部材及び現像装置を提供する。
【解決手段】現像剤規制部材４は、現像ローラ３に当接するシート状弾性部材４ａと、シート状弾性部材４ａを支持する支持部材４ｂと、を有し、シート状弾性部材４ａに複数の開口４ｃを設けてシート状弾性部材４ａの剛性を適度に保つようにする。
【解決手段】現像剤規制部材４は、現像ローラ３に当接するシート状弾性部材４ａと、シート状弾性部材４ａを支持する支持部材４ｂと、を有し、シート状弾性部材４ａに複数の開口４ｃを設けてシート状弾性部材４ａの剛性を適度に保つようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の現像装置に用いられる現像剤規制部材及び現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、非磁性１成分現像剤を用いた現像方式としては、現像剤担持体として弾性体ローラを用いた接触現像方式が広く使用されている。
【０００３】
現像剤担持体上に対しては、現像剤のコート規制、及び、摩擦による帯電付与を目的として、現像剤担持体に当接する現像剤規制部材が設けられている。現像剤規制部材としては、片持ちタイプの板形状の現像剤規制部材が広く用いられている。
【０００４】
図１０は、非磁性１成分現像剤を用いた接触現像方式を示したものであり、現像剤担持体としては、導電性ゴムを用いた現像ローラ１０３が用いられている。現像ローラ１０３への現像剤の供給は、現像ローラ１０３に接触しながら、図１０中、矢印ｄ方向に回転する供給ローラ１０５により行われる。供給ローラ１０５は、現像器Ｄ内から現像剤（図示せず）を搬送して現像ローラ１０３に付着させると共に、像担持体としての感光体１０１に移行させずに現像ローラ１０３に残った現像剤を一旦除去する機能も担っている。
【０００５】
現像ローラ１０３に付着した現像剤は、片持ちタイプのブレード状の現像剤規制部材１０４により、コート層規制及び摩擦帯電による電荷付与が行われる。ここで、現像剤規制部材１０４は、現像ローラ１０３に接触するシート状弾性部材１０４ａと、これを接着支持する支持部材１０４ｂとから構成される。
【０００６】
現像ローラ１０３上において、コート規制及び電荷付与が行われた現像剤は、感光体１０１上に形成された静電潜像と、現像ローラ１０３に印加されたバイアスによる電位差により、感光体１０１上の潜像を現像する。
【０００７】
ここで、前記ブレード状の現像剤規制部材１０４による、現像剤のコート規制、及び、摩擦による帯電付与を適正に行うためには、現像ローラ１０３に対する適切な圧力による当接が必要である。この際に、現像剤規制部材１０４ａにて所定の圧力を得るには、現像剤規制部材１０４ａを構成するシート状弾性部材１０４ａにおいて、短手側の長さの選択、材質の選択、及び、厚さの選択等を行うことで可能である。
【０００８】
上記の実例として、特許文献１では、ブレード状の現像材規制部材１０４の厚さを当接部側で薄くすることによって、所定の圧力を得る方法を提案している。
【特許文献１】特開昭６０−１５９８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、適正な圧力が比較的軽圧の場合、例えば、シート状弾性部材１０４ａの短手側の長さを長くすると、現像装置に現像材規制部材１０４を設置するための空間を確保しなければならず、装置の大型化を招く。また、材質を軟らかいものを選択したくても、金属を用いた場合には限界がある。
【００１０】
また、特許文献１では、単一部材内で厚さを変えているが、これでは、使用できる材質は、樹脂，ゴムに限定され、金属は適用できない。加えて、製造上のコスト増も避けられ
ない。
【００１１】
本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、材質として金属も適用可能であり、安定した現像剤の層厚規制及び摩擦帯電が可能な現像剤規制部材及び現像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明は、回転可能な現像剤担持体の表面に当接するように設けられ、前記現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材において、前記現像剤規制部材は、前記現像剤担持体に当接するシート状弾性部材と、これを支持する支持部材とで構成され、前記シート状弾性部材には複数の開口が設けられ、該開口の配列が、その領域内における前記現像剤担持体の回転軸に対する全ての平行線と前記開口との交点を含む一連の領域である少なくとも２箇所の開口領域と、前記開口領域に挟まれ、その領域内における、前記現像剤担持体の回転軸に対する全ての平行線と前記開口との交点を含まない、一連の領域である少なくとも一箇所の非開口領域と、を有し、前記シート状弾性部材上の現像領域内における、前記回転軸に対する全ての垂直線が、前記開口前記少なくともいずれかの開口領域の少なくともいずれかの開口との交点を持つように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、安定した現像剤の層厚規制及び摩擦帯電が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の形状それらの相対配置等は、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べきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１５】
［画像形成装置の構成］
まず、本発明の現像剤規制部材を用いた現像装置が適用される画像形成装置の構成例について説明する。図２は、画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【００１６】
この画像形成装置は、電子写真プロセス利用のフルカラーレーザプリンタであり、画像形成装置本体Ａ、及び、これに着脱自在なプロセスカートリッジＢにより構成されている。プロセスカートリッジＢは、帯電装置、現像装置Ｄ、クリーニング装置、及び、像担持体としての感光体ドラム１等が一体となって構成されている。
【００１７】
プロセスカートリッジＢ（Ｂｙ，Ｂｍ，Ｂｃ，Ｂｋ）は、イエロー、マゼンダ、シアン、黒色の各色に対して設けられている。そして、これらが４連に並べられ、各色のプロセスカートリッジでそれぞれ感光体ドラム１上に形成された現像剤による像を、転写装置の中間転写ベルト２０上に転写することでフルカラー画像が形成される。その後、記録材への転写工程、及び、定着工程を経て画像が形成される。
現像剤は、各色共に、平均粒径６．０μｍの非磁性１成分トナーが使用されている。なお、プロセスカートリッジＢの詳細については後述する。
【００１８】
各色のプロセスカートリッジＢにより、感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト２０上に転写される。この転写は、中間転写ベルト２０を挟んで、各色の感光体ドラム１の対向位置に設けられた１次転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｋにより行われる。そして、中間転写ベルト２０上に転写されたトナー像は、中間転写ベルト２０の移動方向下流側に設けられた２次転写ローラ２３により、一括して記録材上に転写
される。なお、中間転写ベルト２０上の未転写トナーは、中間転写ベルトクリーナ２１によって回収される。
【００１９】
記録材Ｐは画像形成装置本体Ａの下部のカセット２４内に積載されており、画像形成動作の要求とともに給送ローラ２５により搬送され、２次転写ローラ２３による転写位置において、中間転写ベルト２０上に形成されたトナー像が転写される。
【００２０】
その後、定着ユニット２６により記録材上のトナー像は記録材に加熱定着され、排出部２７を経て画像形成装置本体Ａの外部に排出される。
【００２１】
本実施形態の画像形成装置においては、各４色のプロセスカートリッジＢ等を収納する上部のユニットと、転写ユニットや記録材等を収納する下部のユニットとは分離可能になっている。これにより、記録材の詰まり等のジャム発生時や、プロセスカートリッジの交換時において、上下のユニットを分離することで、ジャム処理やカートリッジ交換作業を容易に行うことができる。
【００２２】
次に、プロセスカートリッジＢの構成について説明する。
図３は、一方向に並列に配置された４つのプロセスカートリッジＢｙ，Ｂｍ，Ｂｃ，Ｂｋのうち１つのプロセスカートリッジＢについて、その概略構成を示す断面図である。なお、４つのプロセスカートリッジＢｙ，Ｂｍ，Ｂｃ，Ｂｋは、使用するトナーが異なることを除いて、本質的にすべて同じ構成である。
【００２３】
画像形成プロセス（画像形成動作）の中心となる像担持体である感光体ドラム１には、アルミニウム製シリンダの外周面に機能性膜である下引き層、キャリア発生層、キャリア移送層が順にコーティングされた有機感光体ドラムが用いられている。画像形成プロセスにおいて、感光体ドラム１は所定の速度で図３において矢印ａ方向へ駆動される。
【００２４】
帯電装置としての帯電ローラ２は、導電性ゴムのローラ部が感光体ドラム１に加圧接触されることにより、図３における矢印ｂ方向に従動回転する。ここで、帯電ローラ２の芯金には、帯電工程として、感光体ドラム１に対して−１１００Ｖの直流電圧が印加されている。これにより誘起された電荷によって、感光体ドラム１の表面電位は、−５５０Ｖとなる一様な暗部電位（Ｖｄ）が形成される。
【００２５】
この一様な表面電荷分布面に対して、スキャナユニット１０により、画像データに対応して発光されるレーザ光のスポットパターンは、図３において矢印Ｌで示されるように感光体ドラム１を露光する。感光体ドラム１において露光された部位は、キャリア発生層からのキャリアにより表面の電荷が消失し、電位が低下する。この結果、露光部位は明部電位Ｖｌ＝−１００Ｖ、未露光部位は暗部電位Ｖｄ＝−５５０Ｖの静電潜像が、感光体ドラム１上に形成される。
【００２６】
像担持体上である感光体ドラム１上に形成された静電潜像は、回転可能な現像剤担持体としての現像ローラ３上において、所定のコート量及び電荷量を持って形成されたトナーコート層により現像される。現像装置Ｄの構成については、後述する。
【００２７】
現像ローラ３は、感光体ドラム１に接触しながら、感光体ドラム１の回転方向に対して順方向（図３において矢印ｃ方向）に回転する。現像ローラ３には、画像形成工程時にＤＣバイアス＝−３５０Ｖが印加されている。そして、現像ローラ３上の摩擦帯電によりマイナスに帯電したトナーが、感光体ドラム１に接触する現像部において、その電位差により、明部電位部にのみ飛翔する。これにより、感光体ドラム１上に形成された静電潜像が実像化される。
【００２８】
各プロセスカートリッジＢの感光体ドラム１に接触する中間転写ベルト２０は、感光体ドラム１に対向した１次転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｋにより感光体ドラム１に加圧当接されている。また、１次転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｋには直流電圧が印加されており、感光体ドラム１との間で電界が形成されている。
【００２９】
これにより、感光体ドラム１上で実像化されたトナー像は、前記の加圧接触する転写領域において、電界の力を受けて感光体ドラム１上から中間転写ベルト２０上に転写される。
【００３０】
一方、感光体ドラム１上で中間転写ベルト２０に転写されずに残った未転写トナーは、クリーニング装置Ｃに設置されたウレタンゴム製のクリーニングブレード６により、ドラム表面から掻き落とされる。掻き落とされたトナーは、クリーニング装置Ｃ（クリーニング容器）内に収納される。
【００３１】
図４は、現像装置Ｄの概略断面図である。
【００３２】
現像装置Ｄは、現像剤担持体としての現像ローラ３、供給ローラ５、現像剤規制部材４、現像剤ｔ、及び、これらを収納する現像容器６などから構成される。
【００３３】
現像剤規制部材４は、本実施形態の特徴的な構成であって、シート状弾性部材４ａが支持部材４ｂを介して現像容器６の枠体に支持され、現像ローラ３の表面に当接するように構成される。現像ローラ３上に担持された現像剤の層厚を規制するもので、現像剤層厚規制部材に相当する。
【００３４】
現像ローラ３には、外径φ６ｍｍの芯金に導電性の弾性層３ｍｍが形成されたφ１２ｍｍの弾性ローラが用いられており、前記弾性層には体積抵抗値１０６Ωｃｍのシリコーンゴムが用いられている。なお、前記弾性ローラ表層には現像剤への電荷付与機能を持つコート層等を設けるようにしてもよい。本実施形態では、感光体ドラム１に安定して弾性接触させるために、弾性層の硬度をＪＩＳ−Ａで１９°のゴムを用い、また、所定のトナーコート量を得るために表面粗さＲｚを６μｍとした現像ローラ３を用いた。
【００３５】
供給ローラ５には、外径φ４ｍｍの芯金上に体積抵抗値１０１４Ωｃｍの絶縁性ウレタンスポンジゴムの弾性層６ｍｍが形成された、外径φ１６ｍｍの弾性スポンジローラが用いられている。
【００３６】
現像ローラ３は、感光体ドラム１に接触しながら、感光体ドラム１の回転方向に対して順方向（図４に矢印ｃで示す方向）に回転している。また、供給ローラ５は、現像ローラ３に接触しながら、現像ローラ３の回転方向と逆方向（図４に矢印ｄで示す方向）に回転している。
【００３７】
供給ローラ５は、現像容器６内の非磁性一成分トナーである現像剤ｔを付着して、現像ローラ３との接触部に搬送し、現像ローラ３に現像剤ｔを供給する機能を有する。また、供給ローラ５は、現像ローラ３上において、現像部で現像されずに残ったトナーを、現像ローラ３上から剥ぎ取り、現像容器内に回収する機能を有する。
【００３８】
供給ローラ５から現像ローラ３上に供給された現像剤ｔは、現像ローラ３と現像剤規制部材４との当接面を通過する際、摩擦帯電により帯電されると共に、コート層厚の規制を受ける。これにより、所定の帯電量、及び、コート層厚を持つトナーコート層が形成される。
【００３９】
［現像剤規制部材の構成］
図１（ａ）は、本発明の現像剤規制部材の実施例１を示す概略図である。
【００４０】
この現像剤規制部材４は、図１（ａ）に示すように、回転可能な現像ローラ３の表面に当接するように設けられ、現像ローラ３上に担持された現像剤の層厚を規制するものである。現像剤規制部材４は、現像ローラ３に当接するシート状弾性部材４ａと、これを支持する支持部材４ｂとで構成される。
シート状弾性部材４ａは現像ローラ３の長手方向の長尺で、一方の長端部を支持端として支持部材４ｂで支持し、もう一方の長端部を先端として現像ローラ３に当接させたものである。
支持部材４ｂ、現像ローラ３は、図４に示したように、現像装置Ｄの現像容器６に支持されている。シート状弾性部材４ａと支持部材４ｂとは、固定部４ｅで複数箇所溶接されている。なお、この固定は接着にしてもよい。シート状弾性部材４ａは、厚さ０．１ｍｍ、先端から支持部材４ｂまでの自由長１０ｍｍのＳＵＳ材により構成されている。
【００４１】
また、シート状弾性部材４ａにはバイアス印加が可能となっている。本実施例においては、現像ローラ３へのバイアス印加時、シート状弾性部材４ａには現像ローラ３に対して−２００Ｖ印加されている。このバイアス印加により、トナーの帯電性を高め、高画質、高安定性を実現している。
【００４２】
本実施例においては、開口４ｃが、シート状弾性部材４ａに複数設けられている。開口４ｃを設けることで、シート状弾性部材４ａの厚さ、短手側の幅、材質といった設計項目の変更に伴う不具合を回避する。同時に、シート状弾性部材４ａの剛性を下げて、現像ローラ３との当接部９における当接圧が過度に高くなることを回避することが可能になる。なお、本実施例においては開口４ｃを円形状に形成したが、形状は、これに限ることなく、楕円形状、多角形状等に形成してもよい。
【００４３】
以下に、本実施例における開口４ｃの配列に関する詳細な説明を述べる。
【００４４】
開口４ｃは、現像ローラ３の回転軸と平行に配列された一連の複数の開口４１ｃを有する開口領域Ａ１と、４２ｃ、４３ｃを有する開口領域Ａ２が、回転軸に対して直交方向に２箇所設けられている。各々の開口領域Ａ１、Ａ２に設けられる開口４１ｃ、４２ｃ、４３ｃの中心位置は現像ローラ３の回転軸方向に沿う同一線上にある。現像ローラ３側から数えて１箇所目の開口領域Ａ１にある開口４１ｃは半径０．８ｍｍの円形状であり、２箇所目の開口領域Ａ２の開口４２ｃは半径１．０ｍｍ、開口４３ｃは１．２ｍｍの円形状である。 各開口領域Ａ１、Ａ２は、現像ローラ３の回転軸に対する全ての平行線と各開口４１ｃ、４２ｃ、４３ｃとの交点を含む一連の領域である。
【００４５】
ここで、本実施例においては、開口４ｃの存在しない非開口領域Ｂが、シート状弾性部材４ａの一方の長手端部から他方の長手端部までの間に少なくとも一箇所に設けられている。この例では、１箇所目の開口領域Ａ１と２箇所目の開口領域Ａ２の間に設けられている（図１（ｂ）参照）。
非開口領域Ｂは、開口領域に挟まれ、その領域内における、現像ローラ３の回転軸Ｎに対する全ての平行線と開口領域を構成する開口との交点を含まない一連の領域である。この例では、１箇所目の開口領域Ａ１と２箇所目の開口領域Ａ２に挟まれ、現像ローラ３の回転軸Ｎに対する全ての平行線と開口領域Ａ１、Ａ２を構成する開口４１ｃ、４２ｃ、４３ｃとの交点を含まない領域となっている。
また、この例では、非開口領域Ｂよりも支持部材側に存在する開口領域Ａ２は、非開口領域Ｂよりも現像剤担持体側である現像ローラ３側に存在する開口領域Ａ１と比較して、
開口面積の総和および各開口の平均面積が大きい。この例では、現像ローラ３側から、１箇所目の開口領域Ａ１の開口が最も小さく、２箇所目の開口領域Ａ２の開口面積が大きくなっている。
すなわち、現像ローラ３に近い側からｎ番目の開口領域における、総開口面積をＴｎ、開口領域内での各開口の平均面積をＡｎとすると、次式の関係であるようなｘが存在する。
Ｔ１＜Ｔｘ、且つ、Ａ１＜Ａｘ （２≦ｘ≦ｎ）
図示例の場合、ｎは２、ｘも２である。ｎが３以上の場合、２番目以降の開口領域のうち、少なくとも一つの領域が上式を満足していればよい。一つの領域だけが上式を満足する場合も含むし、全ての領域が上式を満足する場合も含まれる。
また、ｎが３以上の場合、各開口領域に挟まれる部分が非開口領域となり、ｎが３の場合には非開口領域は２箇所、ｎが４の場合には非開口領域は３箇所となる。
また、開口４ｃの短手方向の配列については、回転軸Ｎに対する全ての垂直線が、開口領域Ａ１，Ａ２のうち少なくともいずれか一つの開口領域の少なくともいずれかの一つの開口との交点を持つように構成されている。この配列は、シート状弾性部材上の現像領域内でなされる。
すなわち、現像領域内における現像ローラ３の回転軸に垂直な方向に沿って、開口４ｃが少なくとも１つは存在するように配置されている。本実施例では、開口領域Ａ２の開口４２ｃは、開口４２ｃに最近接する開口４３ｃから等距離になるように配置されている。また、開口４１ｃは、開口４１ｃに最近接する開口４２ｃの中心を通り、現像ローラ３の回転軸に垂直な線と、開口４１ｃに最近接する開口４３ｃの中心を通り、回転軸に垂直な線から、等距離になるように配置されている。
【００４６】
本実施例においては、非開口領域Ｂを開口領域Ａ１，Ａ２間に存在させることによって、非開口領域Ｂに梁の効果を持たせ、シート状弾性部材４ａが撓んだ際の開口領域Ａ１，Ａ２間における局部的な歪を緩和することを可能にしている。これにより、現像ローラ３との当接部９における当接圧ムラを抑制することが可能になった。
【００４７】
また、現像ローラ３側の開口領域よりも、支持部材４ｂ側の開口領域の、開口面積の総和および各開口の平均面積を大きくすることで、効率よく、シート状弾性部材４ａの剛性を下げることができる。それとともに、現像ローラ３との当接部９における当接圧ムラを抑制することが可能になった。また、開口４ｃの短手方向の配列を前記のように行うことにより、シート状弾性部材４ａの先端に生じる歪は適度に分散され、局所的に歪が大きくなることを避けられる。そのため、現像ローラ３との当接部９における当接圧ムラの発生を抑えることが可能になった。
【００４８】
なお、隣り合う開口４ｃ間の間隔は、現像ローラ３の回転軸方向に沿って、周期性を持って配列することが好ましい。これは、シート状弾性部材４ａが撓んだ際の、局所的な歪をより低減しやすいためである。これにより、現像ローラ３との当接部９における当接圧ムラをより緩和させることができる。
【００４９】
本実施例における当接圧は、２．７ｋｇｆ／ｍｍ２であった。なお、この当接圧は、ニッタ株式会社製タクタイルセンサーを用いて測定した。タクタイルセンサーでは、当接圧値の測定、及び、長手方向に関しては、最小解像度４．５ｍｍピッチ間隔での圧分布測定が可能である。このとき、タクタイルセンサーによる長手方向の当接圧ムラは測定されなかった。また、本実施例における画像形成装置を用いて出力した画像においても、当接圧ムラが原因となるような濃度ムラ等の問題は発生しなかった。
【００５０】
ここで、比較例として、開口の無いシート状弾性部材（比較例１、図９（ａ））と、開口はあるものの、１列のみ開口群が設けられているシート状弾性部材（比較例２、図９（
ｂ））について述べる。開口群は現像ローラ３の回転軸方向に沿って設けられている。なお、比較例１及び２における、シート状弾性部材の材質、厚さ、自由長は、全て本実施例で用いたシート状弾性部材と同一である。
【００５１】
比較例１における当接圧は３．５ｋｇｆ／ｍｍ２であり、本実施例で開口部を設けたことで、当接圧を約３０％低減できたことが分かる。本実施例と同等の当接圧を得るためには、金属板の厚さを薄くすることが考えられるが、この場合、ハンドリングが悪くなり、当接圧ムラも敏感になるため濃度ムラ等が発生しやすくなる。また、自由長を大きくすることも考えられるが、この場合、装置の大型化を伴うという問題がある。
【００５２】
比較例２においては、本実施例と同等の当接圧が得られたが、タクタイルセンサーを用いた当接圧の圧分布測定では、開口の配列形状に起因すると思われる周期的な当接圧ムラが見られた。この当接圧ムラに対応して画像上で濃度ムラが発生した。
【００５３】
更に、当接圧ムラの詳細を、有限要素法によるシミュレーションで説明する。ここではＤａｓｓａｕｌｔ Ｓｙｓｔｅｍｅｓ Ｓｉｍｕｌｉａ Ｃｏｒｐ.製の汎用有限要素法
ソフト「ＡＢＡＱＵＳ」を用いた。結果を図５に示す。
【００５４】
図５では、横軸に現像ローラの回転軸方向における当接部９の位置を示し、縦軸に圧力を示している。この図からわかるように、本実施例では当接圧を低い値に抑えつつ、当接圧ムラは非常に小さい。これに対して、比較例１では、当接圧ムラはほとんど発生していないものの、当接圧が高い値を示している。
【００５５】
また、比較例２では、当接圧を本実施例と同様に低く抑えることはできているが、当接圧ムラが発生しており、トナーコート層厚が不均一になる原因となる。これに対して、本実施例は開口４ｃの適切に配置することで、シート状弾性部材４ａの薄板化や自由長を必要としない。つまりは、製造時のシート状弾性部材端部の歪や装置の大型化を伴うことなく、適正で均一な当接圧を得ることができる。
【００５６】
次に、非開口領域の効果について、比較例として、非開口領域の存在しないシート状弾性部材（比較例３、図９（ｃ））を用いて説明する。
【００５７】
比較例３では、タクタイルセンサーを用いた当接圧の圧分布測定では、明確な周期的な当接圧ムラが確認できなかった。画像上でも、初期状態ではほとんど濃度ムラが発生しなかった。しかしながら、耐久試験後の画像においては、本実施例では濃度ムラが発生しなかったのに対して、比較例３では周期的な濃度ムラが発生した。
【００５８】
これに関して、先のシミュレーションを用いて当接圧分布を計算した結果を図６に示す。この図からわかるように、本実施例と比較例３との当接圧ムラは、差が小さいものの、本実施例のほうが周期的な当接圧ムラが小さい。周期的な当接ムラの位置が、画像上の濃度ムラに一致していたことにより、この差が、耐久試験後の画像の差となって現れたと考えられる。従って、このことより、本実施例では、開口領域に非開口領域を設けることで、長期間の使用にも耐えうるだけの均一性を持った圧分布が得られたことが分かる。
【００５９】
次に、開口の配列の効果についての比較例として、画像領域内で、現像ローラ３の回転軸に垂直な方向に沿って、開口４ｃが存在しないところがあるシート状弾性部材（比較例４、図９（ｄ））を用いて説明する。
【００６０】
比較例４では、タクタイルセンサーを用いた当接圧の圧分布測定で、周期的な当接圧ムラが測定された。また画像上でも濃度ムラが発生した。比較例４について、シミュレーシ
ョンを用いて当接圧分布を計算した結果を図７に示す。
【００６１】
この図からわかるように、本実施例と比較して、比較例４では当接圧ムラが悪化している。このことより、本実施例は画像領域内で、現像材担持体３の回転軸に垂直な方向に沿って、開口４ｃが少なくとも１つは存在するように配置したことで、当接圧ムラの発生を抑えることを可能にした。
【００６２】
以上の本実施例と比較例についての比較を、表１としてまとめた。
各項目の評価レベルは、〇が良好なレベル、×が許容できないレベル、である。
【００６３】
【表１】
【００６４】
以上のように、本実施例では、規制部材４の当接圧の軽圧化において、シート状弾性部材の薄板化や現像装置の大型化を伴うことなく、当接部９における当接圧ムラの発生を抑えることができる。これにより、長期に渡って安定したトナーのコート層規制及び摩擦帯電が可能な現像剤規制部材を提供することが可能となる。
【００６５】
［実施例２］
図８は、実施例２の現像剤規制部材４を示す概略図である。
本実施例２においては、シート状弾性部材４ａは金属薄板により形成され、少なくともその一部に樹脂薄膜である樹脂の薄膜シート４ｄを有する構成となっている。その他、開口４ｃの配置等は実施例１と同様の構成であり、薄膜シート４ｄにより少なくとも一部を覆う構成となっている。
【００６６】
薄膜シート４ｄは、厚さ２０μｍ、体積抵抗値１０７Ω・ｃｍのナイロン製の樹脂である。本実施例では、現像ローラ３との当接面に薄膜シート４ｄを設けており、これにより、樹脂の表面特性を生かしてトナーの離型性を高め、トナーの融着を防止する。また、当接部９に一時的にトナー塊が介在した場合においても、金属板のみよりも傷つきにくいという効果を持つ。なお、薄膜シート４ｄは中抵抗であるため、実施例１のようにバイアス印加も可能である。また、薄膜シート４ｄは十分薄いため、シート状弾性部材としての硬度には影響なく、当接圧分布等も実施例１と同様である。
【００６７】
また、本実施例においては、薄膜シート４ｄは、金属板に貼り付けられており、開口４ｃを塞いでいる。開口４ｃが大きく、また、現像容器内のトナー量が多く、トナー撹拌による現像容器内のトナー飛散が大きい場合では、開口４ｃを通して、現像容器内から外部へ、トナーが漏れる恐れがある。これに対して、本実施例では、開口４ｃは塞がれているため、そのような問題を防ぐことが出来る。
【００６８】
なお、本実施例においては、開口４ｃの全てが薄膜シート４ｄにより塞がれているが、
その一部が塞がれているだけでも、トナー漏れ防止の効果は得られる。また、本実施例においては、前記薄膜シート４ｄは、現像ローラ３との当接面側に貼り付けられているが、上記のトナー漏れ防止のみを達成させるためには、当接面の裏面に貼り付けられていても良い。
本実施例においても、実施例１と同様の効果は得られた。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施例１に係る現像剤規制部材を示す概略図。
【図２】実施形態１の画像形成装置を示す概略断面図。
【図３】実施形態１のプロセスカートリッジを示す概略断面図。
【図４】実施形態１の現像装置を示す概略断面図。
【図５】実施例１と比較例１、２との当接圧分布を比較するための図。
【図６】実施例１と比較例３との当接圧分布を比較するための図。
【図７】実施例１と比較例４との当接圧分布を比較するための図。
【図８】実施例２の規制部材を示す概略図。
【図９】比較例１〜４の規制部材を示す概略図。
【図１０】従来の片持ちブレード形状の現像剤規制部材を、非磁性トナーを用いた接触現像装置に適用した場合を示す概略断面図。
【符号の説明】
【００７０】
Ｄ 現像装置
３ 現像ローラ(現像剤担持体）
４ 現像剤規制部材
４ａ シート状弾性部材
４ｂ 支持部材
４ｃ 開口
４ｄ 薄膜シート
４ｅ 固定部
９ 当接部
Ａ１，Ａ２ 開口領域
Ｂ 非開口領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の現像装置に用いられる現像剤規制部材及び現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、非磁性１成分現像剤を用いた現像方式としては、現像剤担持体として弾性体ローラを用いた接触現像方式が広く使用されている。
【０００３】
現像剤担持体上に対しては、現像剤のコート規制、及び、摩擦による帯電付与を目的として、現像剤担持体に当接する現像剤規制部材が設けられている。現像剤規制部材としては、片持ちタイプの板形状の現像剤規制部材が広く用いられている。
【０００４】
図１０は、非磁性１成分現像剤を用いた接触現像方式を示したものであり、現像剤担持体としては、導電性ゴムを用いた現像ローラ１０３が用いられている。現像ローラ１０３への現像剤の供給は、現像ローラ１０３に接触しながら、図１０中、矢印ｄ方向に回転する供給ローラ１０５により行われる。供給ローラ１０５は、現像器Ｄ内から現像剤（図示せず）を搬送して現像ローラ１０３に付着させると共に、像担持体としての感光体１０１に移行させずに現像ローラ１０３に残った現像剤を一旦除去する機能も担っている。
【０００５】
現像ローラ１０３に付着した現像剤は、片持ちタイプのブレード状の現像剤規制部材１０４により、コート層規制及び摩擦帯電による電荷付与が行われる。ここで、現像剤規制部材１０４は、現像ローラ１０３に接触するシート状弾性部材１０４ａと、これを接着支持する支持部材１０４ｂとから構成される。
【０００６】
現像ローラ１０３上において、コート規制及び電荷付与が行われた現像剤は、感光体１０１上に形成された静電潜像と、現像ローラ１０３に印加されたバイアスによる電位差により、感光体１０１上の潜像を現像する。
【０００７】
ここで、前記ブレード状の現像剤規制部材１０４による、現像剤のコート規制、及び、摩擦による帯電付与を適正に行うためには、現像ローラ１０３に対する適切な圧力による当接が必要である。この際に、現像剤規制部材１０４ａにて所定の圧力を得るには、現像剤規制部材１０４ａを構成するシート状弾性部材１０４ａにおいて、短手側の長さの選択、材質の選択、及び、厚さの選択等を行うことで可能である。
【０００８】
上記の実例として、特許文献１では、ブレード状の現像材規制部材１０４の厚さを当接部側で薄くすることによって、所定の圧力を得る方法を提案している。
【特許文献１】特開昭６０−１５９８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、適正な圧力が比較的軽圧の場合、例えば、シート状弾性部材１０４ａの短手側の長さを長くすると、現像装置に現像材規制部材１０４を設置するための空間を確保しなければならず、装置の大型化を招く。また、材質を軟らかいものを選択したくても、金属を用いた場合には限界がある。
【００１０】
また、特許文献１では、単一部材内で厚さを変えているが、これでは、使用できる材質は、樹脂，ゴムに限定され、金属は適用できない。加えて、製造上のコスト増も避けられ
ない。
【００１１】
本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、材質として金属も適用可能であり、安定した現像剤の層厚規制及び摩擦帯電が可能な現像剤規制部材及び現像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明は、回転可能な現像剤担持体の表面に当接するように設けられ、前記現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材において、前記現像剤規制部材は、前記現像剤担持体に当接するシート状弾性部材と、これを支持する支持部材とで構成され、前記シート状弾性部材には複数の開口が設けられ、該開口の配列が、その領域内における前記現像剤担持体の回転軸に対する全ての平行線と前記開口との交点を含む一連の領域である少なくとも２箇所の開口領域と、前記開口領域に挟まれ、その領域内における、前記現像剤担持体の回転軸に対する全ての平行線と前記開口との交点を含まない、一連の領域である少なくとも一箇所の非開口領域と、を有し、前記シート状弾性部材上の現像領域内における、前記回転軸に対する全ての垂直線が、前記開口前記少なくともいずれかの開口領域の少なくともいずれかの開口との交点を持つように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、安定した現像剤の層厚規制及び摩擦帯電が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の形状それらの相対配置等は、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べきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１５】
［画像形成装置の構成］
まず、本発明の現像剤規制部材を用いた現像装置が適用される画像形成装置の構成例について説明する。図２は、画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【００１６】
この画像形成装置は、電子写真プロセス利用のフルカラーレーザプリンタであり、画像形成装置本体Ａ、及び、これに着脱自在なプロセスカートリッジＢにより構成されている。プロセスカートリッジＢは、帯電装置、現像装置Ｄ、クリーニング装置、及び、像担持体としての感光体ドラム１等が一体となって構成されている。
【００１７】
プロセスカートリッジＢ（Ｂｙ，Ｂｍ，Ｂｃ，Ｂｋ）は、イエロー、マゼンダ、シアン、黒色の各色に対して設けられている。そして、これらが４連に並べられ、各色のプロセスカートリッジでそれぞれ感光体ドラム１上に形成された現像剤による像を、転写装置の中間転写ベルト２０上に転写することでフルカラー画像が形成される。その後、記録材への転写工程、及び、定着工程を経て画像が形成される。
現像剤は、各色共に、平均粒径６．０μｍの非磁性１成分トナーが使用されている。なお、プロセスカートリッジＢの詳細については後述する。
【００１８】
各色のプロセスカートリッジＢにより、感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト２０上に転写される。この転写は、中間転写ベルト２０を挟んで、各色の感光体ドラム１の対向位置に設けられた１次転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｋにより行われる。そして、中間転写ベルト２０上に転写されたトナー像は、中間転写ベルト２０の移動方向下流側に設けられた２次転写ローラ２３により、一括して記録材上に転写
される。なお、中間転写ベルト２０上の未転写トナーは、中間転写ベルトクリーナ２１によって回収される。
【００１９】
記録材Ｐは画像形成装置本体Ａの下部のカセット２４内に積載されており、画像形成動作の要求とともに給送ローラ２５により搬送され、２次転写ローラ２３による転写位置において、中間転写ベルト２０上に形成されたトナー像が転写される。
【００２０】
その後、定着ユニット２６により記録材上のトナー像は記録材に加熱定着され、排出部２７を経て画像形成装置本体Ａの外部に排出される。
【００２１】
本実施形態の画像形成装置においては、各４色のプロセスカートリッジＢ等を収納する上部のユニットと、転写ユニットや記録材等を収納する下部のユニットとは分離可能になっている。これにより、記録材の詰まり等のジャム発生時や、プロセスカートリッジの交換時において、上下のユニットを分離することで、ジャム処理やカートリッジ交換作業を容易に行うことができる。
【００２２】
次に、プロセスカートリッジＢの構成について説明する。
図３は、一方向に並列に配置された４つのプロセスカートリッジＢｙ，Ｂｍ，Ｂｃ，Ｂｋのうち１つのプロセスカートリッジＢについて、その概略構成を示す断面図である。なお、４つのプロセスカートリッジＢｙ，Ｂｍ，Ｂｃ，Ｂｋは、使用するトナーが異なることを除いて、本質的にすべて同じ構成である。
【００２３】
画像形成プロセス（画像形成動作）の中心となる像担持体である感光体ドラム１には、アルミニウム製シリンダの外周面に機能性膜である下引き層、キャリア発生層、キャリア移送層が順にコーティングされた有機感光体ドラムが用いられている。画像形成プロセスにおいて、感光体ドラム１は所定の速度で図３において矢印ａ方向へ駆動される。
【００２４】
帯電装置としての帯電ローラ２は、導電性ゴムのローラ部が感光体ドラム１に加圧接触されることにより、図３における矢印ｂ方向に従動回転する。ここで、帯電ローラ２の芯金には、帯電工程として、感光体ドラム１に対して−１１００Ｖの直流電圧が印加されている。これにより誘起された電荷によって、感光体ドラム１の表面電位は、−５５０Ｖとなる一様な暗部電位（Ｖｄ）が形成される。
【００２５】
この一様な表面電荷分布面に対して、スキャナユニット１０により、画像データに対応して発光されるレーザ光のスポットパターンは、図３において矢印Ｌで示されるように感光体ドラム１を露光する。感光体ドラム１において露光された部位は、キャリア発生層からのキャリアにより表面の電荷が消失し、電位が低下する。この結果、露光部位は明部電位Ｖｌ＝−１００Ｖ、未露光部位は暗部電位Ｖｄ＝−５５０Ｖの静電潜像が、感光体ドラム１上に形成される。
【００２６】
像担持体上である感光体ドラム１上に形成された静電潜像は、回転可能な現像剤担持体としての現像ローラ３上において、所定のコート量及び電荷量を持って形成されたトナーコート層により現像される。現像装置Ｄの構成については、後述する。
【００２７】
現像ローラ３は、感光体ドラム１に接触しながら、感光体ドラム１の回転方向に対して順方向（図３において矢印ｃ方向）に回転する。現像ローラ３には、画像形成工程時にＤＣバイアス＝−３５０Ｖが印加されている。そして、現像ローラ３上の摩擦帯電によりマイナスに帯電したトナーが、感光体ドラム１に接触する現像部において、その電位差により、明部電位部にのみ飛翔する。これにより、感光体ドラム１上に形成された静電潜像が実像化される。
【００２８】
各プロセスカートリッジＢの感光体ドラム１に接触する中間転写ベルト２０は、感光体ドラム１に対向した１次転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｋにより感光体ドラム１に加圧当接されている。また、１次転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｋには直流電圧が印加されており、感光体ドラム１との間で電界が形成されている。
【００２９】
これにより、感光体ドラム１上で実像化されたトナー像は、前記の加圧接触する転写領域において、電界の力を受けて感光体ドラム１上から中間転写ベルト２０上に転写される。
【００３０】
一方、感光体ドラム１上で中間転写ベルト２０に転写されずに残った未転写トナーは、クリーニング装置Ｃに設置されたウレタンゴム製のクリーニングブレード６により、ドラム表面から掻き落とされる。掻き落とされたトナーは、クリーニング装置Ｃ（クリーニング容器）内に収納される。
【００３１】
図４は、現像装置Ｄの概略断面図である。
【００３２】
現像装置Ｄは、現像剤担持体としての現像ローラ３、供給ローラ５、現像剤規制部材４、現像剤ｔ、及び、これらを収納する現像容器６などから構成される。
【００３３】
現像剤規制部材４は、本実施形態の特徴的な構成であって、シート状弾性部材４ａが支持部材４ｂを介して現像容器６の枠体に支持され、現像ローラ３の表面に当接するように構成される。現像ローラ３上に担持された現像剤の層厚を規制するもので、現像剤層厚規制部材に相当する。
【００３４】
現像ローラ３には、外径φ６ｍｍの芯金に導電性の弾性層３ｍｍが形成されたφ１２ｍｍの弾性ローラが用いられており、前記弾性層には体積抵抗値１０６Ωｃｍのシリコーンゴムが用いられている。なお、前記弾性ローラ表層には現像剤への電荷付与機能を持つコート層等を設けるようにしてもよい。本実施形態では、感光体ドラム１に安定して弾性接触させるために、弾性層の硬度をＪＩＳ−Ａで１９°のゴムを用い、また、所定のトナーコート量を得るために表面粗さＲｚを６μｍとした現像ローラ３を用いた。
【００３５】
供給ローラ５には、外径φ４ｍｍの芯金上に体積抵抗値１０１４Ωｃｍの絶縁性ウレタンスポンジゴムの弾性層６ｍｍが形成された、外径φ１６ｍｍの弾性スポンジローラが用いられている。
【００３６】
現像ローラ３は、感光体ドラム１に接触しながら、感光体ドラム１の回転方向に対して順方向（図４に矢印ｃで示す方向）に回転している。また、供給ローラ５は、現像ローラ３に接触しながら、現像ローラ３の回転方向と逆方向（図４に矢印ｄで示す方向）に回転している。
【００３７】
供給ローラ５は、現像容器６内の非磁性一成分トナーである現像剤ｔを付着して、現像ローラ３との接触部に搬送し、現像ローラ３に現像剤ｔを供給する機能を有する。また、供給ローラ５は、現像ローラ３上において、現像部で現像されずに残ったトナーを、現像ローラ３上から剥ぎ取り、現像容器内に回収する機能を有する。
【００３８】
供給ローラ５から現像ローラ３上に供給された現像剤ｔは、現像ローラ３と現像剤規制部材４との当接面を通過する際、摩擦帯電により帯電されると共に、コート層厚の規制を受ける。これにより、所定の帯電量、及び、コート層厚を持つトナーコート層が形成される。
【００３９】
［現像剤規制部材の構成］
図１（ａ）は、本発明の現像剤規制部材の実施例１を示す概略図である。
【００４０】
この現像剤規制部材４は、図１（ａ）に示すように、回転可能な現像ローラ３の表面に当接するように設けられ、現像ローラ３上に担持された現像剤の層厚を規制するものである。現像剤規制部材４は、現像ローラ３に当接するシート状弾性部材４ａと、これを支持する支持部材４ｂとで構成される。
シート状弾性部材４ａは現像ローラ３の長手方向の長尺で、一方の長端部を支持端として支持部材４ｂで支持し、もう一方の長端部を先端として現像ローラ３に当接させたものである。
支持部材４ｂ、現像ローラ３は、図４に示したように、現像装置Ｄの現像容器６に支持されている。シート状弾性部材４ａと支持部材４ｂとは、固定部４ｅで複数箇所溶接されている。なお、この固定は接着にしてもよい。シート状弾性部材４ａは、厚さ０．１ｍｍ、先端から支持部材４ｂまでの自由長１０ｍｍのＳＵＳ材により構成されている。
【００４１】
また、シート状弾性部材４ａにはバイアス印加が可能となっている。本実施例においては、現像ローラ３へのバイアス印加時、シート状弾性部材４ａには現像ローラ３に対して−２００Ｖ印加されている。このバイアス印加により、トナーの帯電性を高め、高画質、高安定性を実現している。
【００４２】
本実施例においては、開口４ｃが、シート状弾性部材４ａに複数設けられている。開口４ｃを設けることで、シート状弾性部材４ａの厚さ、短手側の幅、材質といった設計項目の変更に伴う不具合を回避する。同時に、シート状弾性部材４ａの剛性を下げて、現像ローラ３との当接部９における当接圧が過度に高くなることを回避することが可能になる。なお、本実施例においては開口４ｃを円形状に形成したが、形状は、これに限ることなく、楕円形状、多角形状等に形成してもよい。
【００４３】
以下に、本実施例における開口４ｃの配列に関する詳細な説明を述べる。
【００４４】
開口４ｃは、現像ローラ３の回転軸と平行に配列された一連の複数の開口４１ｃを有する開口領域Ａ１と、４２ｃ、４３ｃを有する開口領域Ａ２が、回転軸に対して直交方向に２箇所設けられている。各々の開口領域Ａ１、Ａ２に設けられる開口４１ｃ、４２ｃ、４３ｃの中心位置は現像ローラ３の回転軸方向に沿う同一線上にある。現像ローラ３側から数えて１箇所目の開口領域Ａ１にある開口４１ｃは半径０．８ｍｍの円形状であり、２箇所目の開口領域Ａ２の開口４２ｃは半径１．０ｍｍ、開口４３ｃは１．２ｍｍの円形状である。 各開口領域Ａ１、Ａ２は、現像ローラ３の回転軸に対する全ての平行線と各開口４１ｃ、４２ｃ、４３ｃとの交点を含む一連の領域である。
【００４５】
ここで、本実施例においては、開口４ｃの存在しない非開口領域Ｂが、シート状弾性部材４ａの一方の長手端部から他方の長手端部までの間に少なくとも一箇所に設けられている。この例では、１箇所目の開口領域Ａ１と２箇所目の開口領域Ａ２の間に設けられている（図１（ｂ）参照）。
非開口領域Ｂは、開口領域に挟まれ、その領域内における、現像ローラ３の回転軸Ｎに対する全ての平行線と開口領域を構成する開口との交点を含まない一連の領域である。この例では、１箇所目の開口領域Ａ１と２箇所目の開口領域Ａ２に挟まれ、現像ローラ３の回転軸Ｎに対する全ての平行線と開口領域Ａ１、Ａ２を構成する開口４１ｃ、４２ｃ、４３ｃとの交点を含まない領域となっている。
また、この例では、非開口領域Ｂよりも支持部材側に存在する開口領域Ａ２は、非開口領域Ｂよりも現像剤担持体側である現像ローラ３側に存在する開口領域Ａ１と比較して、
開口面積の総和および各開口の平均面積が大きい。この例では、現像ローラ３側から、１箇所目の開口領域Ａ１の開口が最も小さく、２箇所目の開口領域Ａ２の開口面積が大きくなっている。
すなわち、現像ローラ３に近い側からｎ番目の開口領域における、総開口面積をＴｎ、開口領域内での各開口の平均面積をＡｎとすると、次式の関係であるようなｘが存在する。
Ｔ１＜Ｔｘ、且つ、Ａ１＜Ａｘ （２≦ｘ≦ｎ）
図示例の場合、ｎは２、ｘも２である。ｎが３以上の場合、２番目以降の開口領域のうち、少なくとも一つの領域が上式を満足していればよい。一つの領域だけが上式を満足する場合も含むし、全ての領域が上式を満足する場合も含まれる。
また、ｎが３以上の場合、各開口領域に挟まれる部分が非開口領域となり、ｎが３の場合には非開口領域は２箇所、ｎが４の場合には非開口領域は３箇所となる。
また、開口４ｃの短手方向の配列については、回転軸Ｎに対する全ての垂直線が、開口領域Ａ１，Ａ２のうち少なくともいずれか一つの開口領域の少なくともいずれかの一つの開口との交点を持つように構成されている。この配列は、シート状弾性部材上の現像領域内でなされる。
すなわち、現像領域内における現像ローラ３の回転軸に垂直な方向に沿って、開口４ｃが少なくとも１つは存在するように配置されている。本実施例では、開口領域Ａ２の開口４２ｃは、開口４２ｃに最近接する開口４３ｃから等距離になるように配置されている。また、開口４１ｃは、開口４１ｃに最近接する開口４２ｃの中心を通り、現像ローラ３の回転軸に垂直な線と、開口４１ｃに最近接する開口４３ｃの中心を通り、回転軸に垂直な線から、等距離になるように配置されている。
【００４６】
本実施例においては、非開口領域Ｂを開口領域Ａ１，Ａ２間に存在させることによって、非開口領域Ｂに梁の効果を持たせ、シート状弾性部材４ａが撓んだ際の開口領域Ａ１，Ａ２間における局部的な歪を緩和することを可能にしている。これにより、現像ローラ３との当接部９における当接圧ムラを抑制することが可能になった。
【００４７】
また、現像ローラ３側の開口領域よりも、支持部材４ｂ側の開口領域の、開口面積の総和および各開口の平均面積を大きくすることで、効率よく、シート状弾性部材４ａの剛性を下げることができる。それとともに、現像ローラ３との当接部９における当接圧ムラを抑制することが可能になった。また、開口４ｃの短手方向の配列を前記のように行うことにより、シート状弾性部材４ａの先端に生じる歪は適度に分散され、局所的に歪が大きくなることを避けられる。そのため、現像ローラ３との当接部９における当接圧ムラの発生を抑えることが可能になった。
【００４８】
なお、隣り合う開口４ｃ間の間隔は、現像ローラ３の回転軸方向に沿って、周期性を持って配列することが好ましい。これは、シート状弾性部材４ａが撓んだ際の、局所的な歪をより低減しやすいためである。これにより、現像ローラ３との当接部９における当接圧ムラをより緩和させることができる。
【００４９】
本実施例における当接圧は、２．７ｋｇｆ／ｍｍ２であった。なお、この当接圧は、ニッタ株式会社製タクタイルセンサーを用いて測定した。タクタイルセンサーでは、当接圧値の測定、及び、長手方向に関しては、最小解像度４．５ｍｍピッチ間隔での圧分布測定が可能である。このとき、タクタイルセンサーによる長手方向の当接圧ムラは測定されなかった。また、本実施例における画像形成装置を用いて出力した画像においても、当接圧ムラが原因となるような濃度ムラ等の問題は発生しなかった。
【００５０】
ここで、比較例として、開口の無いシート状弾性部材（比較例１、図９（ａ））と、開口はあるものの、１列のみ開口群が設けられているシート状弾性部材（比較例２、図９（
ｂ））について述べる。開口群は現像ローラ３の回転軸方向に沿って設けられている。なお、比較例１及び２における、シート状弾性部材の材質、厚さ、自由長は、全て本実施例で用いたシート状弾性部材と同一である。
【００５１】
比較例１における当接圧は３．５ｋｇｆ／ｍｍ２であり、本実施例で開口部を設けたことで、当接圧を約３０％低減できたことが分かる。本実施例と同等の当接圧を得るためには、金属板の厚さを薄くすることが考えられるが、この場合、ハンドリングが悪くなり、当接圧ムラも敏感になるため濃度ムラ等が発生しやすくなる。また、自由長を大きくすることも考えられるが、この場合、装置の大型化を伴うという問題がある。
【００５２】
比較例２においては、本実施例と同等の当接圧が得られたが、タクタイルセンサーを用いた当接圧の圧分布測定では、開口の配列形状に起因すると思われる周期的な当接圧ムラが見られた。この当接圧ムラに対応して画像上で濃度ムラが発生した。
【００５３】
更に、当接圧ムラの詳細を、有限要素法によるシミュレーションで説明する。ここではＤａｓｓａｕｌｔ Ｓｙｓｔｅｍｅｓ Ｓｉｍｕｌｉａ Ｃｏｒｐ.製の汎用有限要素法
ソフト「ＡＢＡＱＵＳ」を用いた。結果を図５に示す。
【００５４】
図５では、横軸に現像ローラの回転軸方向における当接部９の位置を示し、縦軸に圧力を示している。この図からわかるように、本実施例では当接圧を低い値に抑えつつ、当接圧ムラは非常に小さい。これに対して、比較例１では、当接圧ムラはほとんど発生していないものの、当接圧が高い値を示している。
【００５５】
また、比較例２では、当接圧を本実施例と同様に低く抑えることはできているが、当接圧ムラが発生しており、トナーコート層厚が不均一になる原因となる。これに対して、本実施例は開口４ｃの適切に配置することで、シート状弾性部材４ａの薄板化や自由長を必要としない。つまりは、製造時のシート状弾性部材端部の歪や装置の大型化を伴うことなく、適正で均一な当接圧を得ることができる。
【００５６】
次に、非開口領域の効果について、比較例として、非開口領域の存在しないシート状弾性部材（比較例３、図９（ｃ））を用いて説明する。
【００５７】
比較例３では、タクタイルセンサーを用いた当接圧の圧分布測定では、明確な周期的な当接圧ムラが確認できなかった。画像上でも、初期状態ではほとんど濃度ムラが発生しなかった。しかしながら、耐久試験後の画像においては、本実施例では濃度ムラが発生しなかったのに対して、比較例３では周期的な濃度ムラが発生した。
【００５８】
これに関して、先のシミュレーションを用いて当接圧分布を計算した結果を図６に示す。この図からわかるように、本実施例と比較例３との当接圧ムラは、差が小さいものの、本実施例のほうが周期的な当接圧ムラが小さい。周期的な当接ムラの位置が、画像上の濃度ムラに一致していたことにより、この差が、耐久試験後の画像の差となって現れたと考えられる。従って、このことより、本実施例では、開口領域に非開口領域を設けることで、長期間の使用にも耐えうるだけの均一性を持った圧分布が得られたことが分かる。
【００５９】
次に、開口の配列の効果についての比較例として、画像領域内で、現像ローラ３の回転軸に垂直な方向に沿って、開口４ｃが存在しないところがあるシート状弾性部材（比較例４、図９（ｄ））を用いて説明する。
【００６０】
比較例４では、タクタイルセンサーを用いた当接圧の圧分布測定で、周期的な当接圧ムラが測定された。また画像上でも濃度ムラが発生した。比較例４について、シミュレーシ
ョンを用いて当接圧分布を計算した結果を図７に示す。
【００６１】
この図からわかるように、本実施例と比較して、比較例４では当接圧ムラが悪化している。このことより、本実施例は画像領域内で、現像材担持体３の回転軸に垂直な方向に沿って、開口４ｃが少なくとも１つは存在するように配置したことで、当接圧ムラの発生を抑えることを可能にした。
【００６２】
以上の本実施例と比較例についての比較を、表１としてまとめた。
各項目の評価レベルは、〇が良好なレベル、×が許容できないレベル、である。
【００６３】
【表１】
【００６４】
以上のように、本実施例では、規制部材４の当接圧の軽圧化において、シート状弾性部材の薄板化や現像装置の大型化を伴うことなく、当接部９における当接圧ムラの発生を抑えることができる。これにより、長期に渡って安定したトナーのコート層規制及び摩擦帯電が可能な現像剤規制部材を提供することが可能となる。
【００６５】
［実施例２］
図８は、実施例２の現像剤規制部材４を示す概略図である。
本実施例２においては、シート状弾性部材４ａは金属薄板により形成され、少なくともその一部に樹脂薄膜である樹脂の薄膜シート４ｄを有する構成となっている。その他、開口４ｃの配置等は実施例１と同様の構成であり、薄膜シート４ｄにより少なくとも一部を覆う構成となっている。
【００６６】
薄膜シート４ｄは、厚さ２０μｍ、体積抵抗値１０７Ω・ｃｍのナイロン製の樹脂である。本実施例では、現像ローラ３との当接面に薄膜シート４ｄを設けており、これにより、樹脂の表面特性を生かしてトナーの離型性を高め、トナーの融着を防止する。また、当接部９に一時的にトナー塊が介在した場合においても、金属板のみよりも傷つきにくいという効果を持つ。なお、薄膜シート４ｄは中抵抗であるため、実施例１のようにバイアス印加も可能である。また、薄膜シート４ｄは十分薄いため、シート状弾性部材としての硬度には影響なく、当接圧分布等も実施例１と同様である。
【００６７】
また、本実施例においては、薄膜シート４ｄは、金属板に貼り付けられており、開口４ｃを塞いでいる。開口４ｃが大きく、また、現像容器内のトナー量が多く、トナー撹拌による現像容器内のトナー飛散が大きい場合では、開口４ｃを通して、現像容器内から外部へ、トナーが漏れる恐れがある。これに対して、本実施例では、開口４ｃは塞がれているため、そのような問題を防ぐことが出来る。
【００６８】
なお、本実施例においては、開口４ｃの全てが薄膜シート４ｄにより塞がれているが、
その一部が塞がれているだけでも、トナー漏れ防止の効果は得られる。また、本実施例においては、前記薄膜シート４ｄは、現像ローラ３との当接面側に貼り付けられているが、上記のトナー漏れ防止のみを達成させるためには、当接面の裏面に貼り付けられていても良い。
本実施例においても、実施例１と同様の効果は得られた。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施例１に係る現像剤規制部材を示す概略図。
【図２】実施形態１の画像形成装置を示す概略断面図。
【図３】実施形態１のプロセスカートリッジを示す概略断面図。
【図４】実施形態１の現像装置を示す概略断面図。
【図５】実施例１と比較例１、２との当接圧分布を比較するための図。
【図６】実施例１と比較例３との当接圧分布を比較するための図。
【図７】実施例１と比較例４との当接圧分布を比較するための図。
【図８】実施例２の規制部材を示す概略図。
【図９】比較例１〜４の規制部材を示す概略図。
【図１０】従来の片持ちブレード形状の現像剤規制部材を、非磁性トナーを用いた接触現像装置に適用した場合を示す概略断面図。
【符号の説明】
【００７０】
Ｄ 現像装置
３ 現像ローラ(現像剤担持体）
４ 現像剤規制部材
４ａ シート状弾性部材
４ｂ 支持部材
４ｃ 開口
４ｄ 薄膜シート
４ｅ 固定部
９ 当接部
Ａ１，Ａ２ 開口領域
Ｂ 非開口領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な現像剤担持体の表面に当接するように設けられ、前記現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材において、
前記現像剤規制部材は、前記現像剤担持体に当接するシート状弾性部材と、これを支持する支持部材とで構成され、
前記シート状弾性部材には複数の開口が設けられ、
該開口の配列が、その領域内における前記現像剤担持体の回転軸に対する全ての平行線と前記開口との交点を含む一連の領域である少なくとも２箇所の開口領域と、前記開口領域に挟まれ、その領域内における、前記現像剤担持体の回転軸に対する全ての平行線と前記開口との交点を含まない、一連の領域である少なくとも一箇所の非開口領域と、を有し、
前記シート状弾性部材上の現像領域内における、前記回転軸に対する全ての垂直線が、前記少なくともいずれか一つの開口領域の少なくともいずれかの一つの開口と交点を持つように構成されていることを特徴とする現像材規制部材。
【請求項２】
前記現像剤担持体に近い側からｎ番目の前記開口領域における、総開口面積をＴｎ、開口領域内での各開口の平均面積をＡｎとすると、
Ｔ１＜Ｔｘ、且つ、Ａ１＜Ａｘ （２≦ｘ≦ｎ）
であるようなｘが存在することを特徴とする請求項１に記載の現像材規制部材。
【請求項３】
前記開口領域の複数の開口は、前記現像剤担持体の回転軸方向に沿って、周期性を持って配列されることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像剤規制部材。
【請求項４】
前記シート状弾性部材は金属薄板により形成され、少なくともその一部に樹脂薄膜を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの項に記載の現像剤規制部材。
【請求項５】
前記樹脂薄膜は、前記シート状弾性部材上の開口の、少なくとも一部を覆うことを特徴とする請求項４に記載の現像剤規制部材。
【請求項６】
回転可能な現像剤担持体と、該現像剤担持体の表面に当接するように設けられ前記現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、を備え、前記現像剤担持体に担持された現像剤によって像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置であって、
前記現像剤規制部材を、請求項１乃至５のいずれかの項に記載の現像剤規制部材としたことを特徴とする現像装置。
【請求項１】
回転可能な現像剤担持体の表面に当接するように設けられ、前記現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材において、
前記現像剤規制部材は、前記現像剤担持体に当接するシート状弾性部材と、これを支持する支持部材とで構成され、
前記シート状弾性部材には複数の開口が設けられ、
該開口の配列が、その領域内における前記現像剤担持体の回転軸に対する全ての平行線と前記開口との交点を含む一連の領域である少なくとも２箇所の開口領域と、前記開口領域に挟まれ、その領域内における、前記現像剤担持体の回転軸に対する全ての平行線と前記開口との交点を含まない、一連の領域である少なくとも一箇所の非開口領域と、を有し、
前記シート状弾性部材上の現像領域内における、前記回転軸に対する全ての垂直線が、前記少なくともいずれか一つの開口領域の少なくともいずれかの一つの開口と交点を持つように構成されていることを特徴とする現像材規制部材。
【請求項２】
前記現像剤担持体に近い側からｎ番目の前記開口領域における、総開口面積をＴｎ、開口領域内での各開口の平均面積をＡｎとすると、
Ｔ１＜Ｔｘ、且つ、Ａ１＜Ａｘ （２≦ｘ≦ｎ）
であるようなｘが存在することを特徴とする請求項１に記載の現像材規制部材。
【請求項３】
前記開口領域の複数の開口は、前記現像剤担持体の回転軸方向に沿って、周期性を持って配列されることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像剤規制部材。
【請求項４】
前記シート状弾性部材は金属薄板により形成され、少なくともその一部に樹脂薄膜を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの項に記載の現像剤規制部材。
【請求項５】
前記樹脂薄膜は、前記シート状弾性部材上の開口の、少なくとも一部を覆うことを特徴とする請求項４に記載の現像剤規制部材。
【請求項６】
回転可能な現像剤担持体と、該現像剤担持体の表面に当接するように設けられ前記現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、を備え、前記現像剤担持体に担持された現像剤によって像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置であって、
前記現像剤規制部材を、請求項１乃至５のいずれかの項に記載の現像剤規制部材としたことを特徴とする現像装置。
【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２０１０−８５６７（Ｐ２０１０−８５６７Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６５９１９（Ｐ２００８−１６５９１９）
【出願日】平成２０年６月２５日（２００８．６．２５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２５日（２００８．６．２５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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