現像装置及び画像形成装置
【課題】画像を安定させて形成することができるようにする。
【解決手段】現像剤担持体と、エッジ部分を備え、該エッジ部分を前記現像剤担持体と当接させて配設された現像ブレード１６とを有する。そして、前記エッジ部分の曲率半径のうちの最小の曲率半径をＲｃとし、前記エッジ部分において前記現像剤担持体と当接する当接部分の曲率半径をＲとしたとき、曲率半径Ｒｃに対する曲率半径Ｒの比は、
１≦Ｒ／Ｒｃ≦１．２
にされる。この場合、トナーの付着量の変化を抑えることができ、時間の変化によらず、ほぼ均一な厚さのトナー層を形成することができる。したがって、画像を安定させて形成することができる。
【解決手段】現像剤担持体と、エッジ部分を備え、該エッジ部分を前記現像剤担持体と当接させて配設された現像ブレード１６とを有する。そして、前記エッジ部分の曲率半径のうちの最小の曲率半径をＲｃとし、前記エッジ部分において前記現像剤担持体と当接する当接部分の曲率半径をＲとしたとき、曲率半径Ｒｃに対する曲率半径Ｒの比は、
１≦Ｒ／Ｒｃ≦１．２
にされる。この場合、トナーの付着量の変化を抑えることができ、時間の変化によらず、ほぼ均一な厚さのトナー層を形成することができる。したがって、画像を安定させて形成することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真式のプリンタ、複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置においては、電子写真プロセスで画像が形成されるようになっている。前記電子写真プロセスは、感光体ドラムの表面を一様に、かつ、均一に帯電させる帯電ローラ、前記感光体ドラムの表面を露光して潜像としての静電潜像を形成する露光装置、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像ローラ、前記トナーを帯電させて現像ローラに供給するトナー供給ローラ、前記現像ローラ上に均一な厚さのトナー層を形成する現像ブレード、前記感光体ドラム上に形成されたトナー像を用紙に転写する転写ローラ、及び転写されずに感光体ドラム上に残ったトナーを回収するクリーニング装置から成る。
【０００３】
前記現像ブレードは、トナー層を形成するに当たり、現像ローラ上の余分なトナーを掻（か）き取り、トナー層を均一な厚さにする。そこで、前記トナーを掻き取りやすくするために、前記現像ブレードは板状の弾性部材をＬ字状に折り曲げることによって形成され、折り曲げられた部分、すなわち、エッジ部分が現像ローラに押し当てられる。
【０００４】
前記エッジ部分と現像ローラとは、現像ローラの回転方向においてエッジ部分の頂点より下流側で当接させられる。しかも、前記エッジ部分の曲率半径は頂点で最も小さく、現像ローラの回転方向における下流側ほど大きくされる。したがって、前記頂点における曲率半径をＲｃとし、現像ブレードが現像ローラと当接する部分、すなわち、当接部分における曲率半径をＲとしたとき、曲率半径Ｒｃに対する曲率半径Ｒの比は、
１≦Ｒ／Ｒｃ
にされる。そして、前記曲率半径Ｒの大きさによって現像ローラ上のトナー層の厚さを調整することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−３０５８５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の画像形成装置においては、トナーの帯電状態によって前記当接部分が変動してしまう。この場合、前述されたように、エッジ部分の曲率半径は頂点で最も小さく、現像ローラの回転方向における下流側ほど大きくされるので、当接部分が変動するのに伴って、曲率半径Ｒも変化してしまう。その結果、現像ローラ上のトナー層の厚さも変化してしまうので、画像を安定させて形成することができなくなってしまう。
【０００６】
本発明は、前記従来の画像形成装置の問題点を解決して、画像を安定させて形成することができる現像装置及び画像形成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】
【０００７】
そのために、本発明の現像装置においては、現像剤担持体と、エッジ部分を備え、該エッジ部分を前記現像剤担持体と当接させて配設された現像ブレードとを有する。
【０００８】
そして、前記エッジ部分の曲率半径のうちの最小の曲率半径をＲｃとし、前記エッジ部分において前記現像剤担持体と当接する当接部分の曲率半径をＲとしたとき、曲率半径Ｒｃに対する曲率半径Ｒの比は、
１≦Ｒ／Ｒｃ≦１．２
にされる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、現像装置においては、現像剤担持体と、エッジ部分を備え、該エッジ部分を前記現像剤担持体と当接させて配設された現像ブレードとを有する。
【００１０】
そして、前記エッジ部分の曲率半径のうちの最小の曲率半径をＲｃとし、前記エッジ部分において前記現像剤担持体と当接する当接部分の曲率半径をＲとしたとき、曲率半径Ｒｃに対する曲率半径Ｒの比は、
１≦Ｒ／Ｒｃ≦１．２
にされる。
【００１１】
この場合、曲率半径Ｒｃに対する曲率半径Ｒの比は、
１≦Ｒ／Ｒｃ≦１．２
にされるので、トナーの付着量の変化を抑えることができ、時間の変化によらず、ほぼ均一な厚さのトナー層を形成することができる。したがって、画像を安定させて形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、電子写真式の画像形成装置としてのプリンタ装置について説明する。
【００１３】
図１は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタ装置の概略図、図２は本発明の第１の実施の形態における現像ブレードを曲げ加工で形成したときのエッジ部分の断面図、図３は本発明の第１の実施の形態における現像ブレードを削り加工で形成したときのエッジ部分の断面図である。
【００１４】
図において、１１は像担持体としての感光体ドラムであり、該感光体ドラム１１は、矢印Ａ方向に回転自在に配設され、該感光体ドラム１１の表面は、感光体ドラム１１と対向させて、かつ、接触させて矢印Ｂ方向に回転自在に配設された帯電装置としての帯電ローラ１２によって、負の極性の電荷が与えられ、一様に、かつ、均一に帯電させられる。続いて、感光体ドラム１１の表面に、露光装置１３によって印刷パターンに対応した光が照射され、感光体ドラム１１の表面に静電潜像が形成される。
【００１５】
また、２０は現像器であり、該現像器２０は、前記感光体ドラム１１と対向させて、かつ、接触させて矢印Ｃ方向に回転自在に配設された現像剤担持体としての現像ローラ１４、該現像ローラ１４と接触させて矢印Ｄ方向に回転自在に配設された現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ１５、前記現像ローラ１４と当接させて配設された現像ブレード１６等を備え、該現像ブレード１６は、現像ローラ１４との接触及び摩擦によって、現像剤としてのトナーを負の極性に帯電させ、現像ローラ１４の表面に均一な厚さの現像剤層としてのトナー層を形成する。そして、前記現像ブレード１６は、前記トナーを感光体ドラム１２に供給して現像を行い、現像剤像としての、かつ、可視像としてのトナー像を形成する。本実施の形態において、前記トナー供給ローラ１５は現像ローラ１４と接触させて配設されるようになっているが、非接触の状態で配設することもできる。
【００１６】
前記感光体ドラム１１の下方には、転写装置としての転写ローラ１７が、感光体ドラム１１と対向させて、かつ、接触させて矢印Ｅ方向に回転自在に配設され、該転写ローラ１７は前記感光体ドラム１１上のトナー像を、図示されない給紙装置から給紙され、矢印Ｆ方向に搬送される媒体としての用紙に転写する。なお、転写が行われた後に、感光体ドラム１１の表面に残留したトナーは、クリーニング装置１８によって回収される。そのために、該クリーニング装置１８に、感光体ドラム１１と対向させて、かつ、接触させてクリーニングブレード１８ａが配設され、前記クリーニング装置１８によって回収されたトナーは、クリーニングブレード１８ａによって掻（か）き取られ、廃棄又は再利用される。
【００１７】
前記トナー像が転写された用紙は、図示されない定着装置に送られ、該定着装置によってトナーが溶融させられ、用紙に押し付けられる。その結果、トナー像が用紙に定着させられる。このようにして、印刷が行われた後の用紙は、図示されない排紙装置によってプリンタ装置外に排紙される。
【００１８】
なお、感光体ドラム１１、帯電ローラ１２、現像器２０、クリーニング装置１８等はユニット化されて、現像装置としてのプロセスカートリッジが構成され、該プロセスカートリッジは、本体、及び本体に対して着脱自在に配設されたトナーカートリッジから成る。
【００１９】
ところで、前記現像ブレード１６は、トナー層を形成するに当たり、現像ローラ１４上の余分なトナーを掻き取り、トナー層を均一な厚さにする。そこで、前記トナーを掻き取りやすくするために、現像ブレード１６は弾性部材から成る板材をＬ字状に折り曲げることによって形成され、現像ローラ１４と対向する側の曲折部を表すエッジ部分が現像ローラ１４に押し当てられる。なお、前記板材の材質は、ＳＵＳ、リン青銅等の金属にされる。
【００２０】
また、前記板材は、薄すぎると、耐久性が低くなるだけでなく、現像ローラ１４への押付力が小さくなって、現像ローラ１４上のトナーの付着量を調整するのが困難になり、厚すぎると、折曲げ精度が低下し、前記エッジ部分の頂点から現像ローラ１４の回転方向における下流側に向けて、連続的に曲率半径が大きくなる形状にすることが困難になるだけでなく、エッジ部分において、現像ローラ１４の回転方向における下流側と上流側とで、曲げ加工による伸張の差によって、クラックが発生することがある。
【００２１】
そこで、前記板材の厚さは０．０５〜０．５〔ｍｍ〕の範囲にされる。また、前記エッジ部分の曲率半径は、強度、経時的な耐久性等を考慮して、０．１〜１．０〔ｍｍ〕の範囲にされる。そして、現像ローラ１４の回転方向における前記エッジ部分の頂点より下流側において、曲線部分で現像ローラ１４に押し当てられる。
【００２２】
そして、図２に示されるように、前記現像ブレード１６のエッジ部分の曲率半径のうちの最も小さい曲率半径、すなわち、頂点ｐ１における曲率半径をＲｃとし、現像ローラ１４と現像ブレード１６との当接部分ｐ２における曲率半径をＲとしたとき、曲率半径Ｒｃに対する曲率半径Ｒの比は、
１≦Ｒ／Ｒｃ≦１．２Ｒｃ
にされる。なお、前記板材を折り曲げる工程で使用される金型は、曲率半径Ｒｃで板材を折り曲げることができるように形成される。
【００２３】
そして、板材を折り曲げると、板材の表面にしわが入るので、加工がされた後に研磨が行われ、板材の表面粗さが１〔μｍ〕以下にされる。このとき、研磨によって、当接部分ｐ２の曲率半径Ｒを調整することができる。そして、研磨方法としては、バフ研磨法、サンドブラスト研磨法等があるが、バフ研磨法に比べてサンドブラスト研磨法は曲率半径Ｒを精度よく調整することができる。
【００２４】
本実施の形態においては、金型を使用し、板材を曲率半径Ｒｃで折り曲げることによって現像ブレード１６を形成するようになっているので、曲率半径Ｒの精度を高くするのが困難である。
【００２５】
そこで、曲げ加工に代えて、図３に示されるように、削り加工によって現像ブレード１６を形成することができる。その場合、厚さが１〔ｍｍ〕以上の弾性部材が板材として使用され、曲げ加工に比べて大きな曲率半径Ｒで当接部分ｐ２を形成することができる。また、当接部分ｐ２の曲率半径Ｒが大きいほど、現像ローラ１４と現像ブレード１６との接触面積が大きくなるので、トナーを摩擦により帯電させやすくなる。さらに、曲率半径Ｒの精度を高くすることができる。なお、前記板材の材質は、ＳＵＳ、リン青銅等の金属にされるが、シリコーンゴム、ウレタンゴム等の樹脂材料を使用することができる。この場合、カーボンブラック、イオン導電材等を樹脂材料に添加するとよい。
【００２６】
次に、前記構成の現像ブレード１６の動作について説明する。
【００２７】
前記現像器２０において、図示されないトナー収容部から供給されたトナーは、トナー供給ローラ１５によって現像ローラ１４に供給される。このとき、供給されたトナーは、現像ローラ１４上に層状に付着するが、層の厚さは均一ではなく、ばらつきを有する。そして、現像ローラ１４の回転に伴って、前記トナーは現像ローラ１４と現像ブレード１６との間を通過し、このとき、現像ブレード１６のエッジ部分で余分なトナーが掻き取られることによって、厚さが均一にされたトナー層が形成される。
【００２８】
この場合、該トナー層の厚さは、エッジ部分における当接部分ｐ２の曲率半径Ｒによって決まる。そして、トナー層の厚さが均一にされたトナーは、感光体ドラム１１の表面の静電潜像の部分に付着して、トナー像を形成する。
【００２９】
ところで、前記エッジ部分における当接部分ｐ２の位置は、設計上は変化しないが、搬送ローラ１５によって供給されたトナーは、現像ローラ１４上で帯電させられ、互いに反発するので、帯電量が大きいほど反発力が大きくなり、現像ブレード１６を押し上げ、その結果、当接部分ｐ２の位置がわずかに変化する。そして、当接部分ｐ２の位置の変化量に対するエッジ部分の曲率半径の変化量の大きさは、頂点部ｐ１の曲率半径Ｒｃに対する当接部分ｐ２の曲率半径Ｒの比Ｒ／Ｒｃにほぼ比例する。
【００３０】
次に、該比Ｒ／Ｒｃと、初期トナー及び寿命トナーにおける現像ローラ１４へのトナーの付着量との関係について説明する。なお、前記初期トナーは、外添剤が機能し、トナーの粒径のばらつきの小さいトナーをいい、寿命トナーは、経時によって外添剤が欠落又はトナーの粒子内に埋没し、外添剤の機能がほぼなくなり、トナーの粒径のばらつきが大きいトナーをいう。
【００３１】
【表１】
【００３２】
この場合、トナーの付着量は、１〔ｃｍ2 〕当たりのトナーの重量〔ｍｇ〕で表され、現像ローラ１４の外周面に沿った形状の金属製の治具に両面テープを貼（は）り付け、正の極性のバイアス電圧を治具に印加して現像ローラ１４に近づけたときに、治具に付着したトナーの重量を測定する。そして、現像ローラ１４側に残されたトナーがある場合は、前述された工程を、現像ローラ１４側に残されたトナーがなくなるまで、繰り返し行い、合計した値を付着量とする。
【００３３】
表１から分かるように、比Ｒ／Ｒｃを、
１≦Ｒ／Ｒｃ≦１．２
とすることによって、トナーの付着量の変化を０．１〔ｍｇ〕以下に抑えることができ、時間の変化によらず、ほぼ均一な厚さのトナー層を形成することができる。したがって、画像を安定させて形成することができる。
【００３４】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。また、本実施の形態におけるプリンタ装置の構成については、前記第１の実施の形態におけるプリンタ装置の構成と同様であるので、図１を援用して説明する。
【００３５】
図４は本発明の第２の実施の形態における現像ブレードを曲げ加工で形成したときのエッジ部分の断面図、図５は本発明の第２の実施の形態における現像ブレードを削り加工で形成したときのエッジ部分の断面図である。
【００３６】
前記現像ブレード１６を曲げ加工で形成する場合、図４に示されるように、現像ブレード１６は弾性部材から成る板材をＬ字状に折り曲げることによって形成され、現像ブレード１６を削り加工で形成する場合、図５に示されるように、現像ブレード１６は弾性部材から成る板材を研磨することによって形成され、いずれも、曲げ角度θを
４０≦θ≦１００〔°〕
の範囲内にする。
【００３７】
そして、現像ローラ１４（図１）と対向する側の曲折部を表すエッジ部分の頂点ｐ１の曲率半径Ｒｃに対する当接部分ｐ２の曲率半径Ｒの比は、
１≦Ｒ／Ｒｃ≦１．２
にされる。
【００３８】
前記頂点ｐ１と曲率半径Ｒｃの円の中心とを結ぶ線を第１の法線とし、当接部分ｐ２と曲率半径Ｒの円の中心とを結ぶ線を第２の法線とし、前記第１、第２の法線の成す角度を当接角度φとすると、前記現像ブレード１６をプリンタ装置のフレームに取り付ける際の設置角度を一定とした場合、曲げ角度θが大きくなるのに伴って、
１≦Ｒ／Ｒｃ≦１．２
の関係が成立する当接角度φの有効範囲は小さくなる。
【００３９】
次に、前記構成の現像ブレード１６の動作について説明する。
【００４０】
ところで、前記トナー供給ローラ１５から現像ローラ１４に供給されたトナーの帯電状態は、プリンタ装置の使用状況によって変化する。例えば、プリンタ装置を使用する時期の環境温度／湿度が高い場合は、トナーの帯電量が小さくなりやすく、環境温度／湿度が高い場合は、トナーの帯電量が大きくなりやすい。また、印刷を連続して行っている場合は、トナーの帯電量が大きくなるが、プリンタ装置を長期間放置すると、トナーの帯電量が小さくなる。そして、トナーの帯電状態によってトナー同士の反発力が変化するので、単位体積当たりのトナーの密度が変化し、当接部分ｐ２の位置が変化してしまう。そして、前記現像ブレード１６のエッジ部分の曲率半径は、頂点ｐ１から離れるほど大きくなるので、当接部分ｐ２の位置が変化したときの曲率半径の変化量が大きくなる。
【００４１】
次に、現像ブレード１６のエッジ部分の曲率半径Ｒと曲げ角度θとの関係について説明する。
【００４２】
図６は本発明の第２の実施の形態における曲げ角度と当接部分の曲率半径との関係を示す図、図７は本発明の第２の実施の形態における曲げ角度が最大値を採る場合のエッジ部分の断面図、図８は本発明の第２の実施の形態における曲げ角度が最小値を採る場合のエッジ部分の断面図である。なお、図６において、横軸に曲げ角度θを、縦軸に曲率半径Ｒを採ってある。
【００４３】
図６に示されるように、曲げ角度θが大きくなると、曲率半径Ｒが急激に大きくなる。そして、プリンタ装置の使用状況による曲率半径Ｒのばらつきを
１≦Ｒ／Ｒｃ≦１．２
の範囲内に抑えるために、曲げ角度θはより小さい方が好ましく、図７に示されるように、曲げ角度θが１００〔°〕より大きくなると、プリンタ装置の使用状況の変化に対応することが困難になってしまう。すなわち、曲げ角度θが１００〔°〕より大きくなると、当接角度φの有効範囲が狭くなり、現像ローラ１４上で掻き取ったトナーを逃がす領域が狭くなってしまうので、現像ローラ１４上へのトナーの付着量の変化が経時的に大きくなってしまう。そこで、曲げ角度θの最大値を１００〔°〕にする。
【００４４】
一方、曲げ角度θが小さくなるほど当接角度φの有効範囲は広くなる。ところが、図８に示されるように、曲げ角度θが４０〔°〕より小さくなると、現像ブレード１６を現像ローラ１４に当接させて配設する際に、現像ブレード１６を安定させて配設することができる範囲が狭くなる。前記現像ローラ１４上のトナーを掻き取るためには、ある程度の押付力によって現像ブレード１６を現像ローラ１４に当接させる必要があるが、曲げ角度θを４０〔°〕より小さくすると、トナーの掻取りに必要な接触面積を十分に確保することができず、また、適当な押付力を得るための現像ブレード１６の設置角度が限られてしまう。そこで、曲げ角度θの最小値を４０〔°〕にする。
【００４５】
前記現像ブレード１６の力の方向が頂点ｐ１における前記第１の法線の方向に近づくほど、現像ブレード１６は安定する。すなわち、該現像ブレード１６は、長手部分を固定し、短手部分を自由にして現像ローラ１４に当接させられるので、エッジ部分の曲げ角度θが小さくなるほど、現像ブレード１６を固定する長手部分の設置角度が限られ、現像ブレード１６を前記第２の法線の方向に近付けすぎてしまうと、現像ブレード１６のエッジ部分に加わる力が不安定になり、現像ブレード１６がねじれたり、現像ローラ１４の回転に伴って、現像ブレード１６がぶれたりして、現像ローラ１４上に均一にトナー層を形成することが困難になってしまう。
【００４６】
このように、本実施の形態においては、前記曲げ角度θが、
４０〔°〕≦θ≦１００〔°〕
の範囲内に収められるので、現像ブレード１６を安定させて取り付けることができる有効範囲が広くなり、使用状況が変化しても、当接部分ｐ２の位置のばらつきが発生するのを抑制することができる。
【００４７】
なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるプリンタ装置の概略図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における現像ブレードを曲げ加工で形成したときのエッジ部分の断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における現像ブレードを削り加工で形成したときのエッジ部分の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態における現像ブレードを曲げ加工で形成したときのエッジ部分の断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態における現像ブレードを削り加工で形成したときのエッジ部分の断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における曲げ角度と当接部分の曲率半径との関係を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態における曲げ角度が最大値を採る場合のエッジ部分の断面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態における曲げ角度が最小値を採る場合のエッジ部分の断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１１ 感光体ドラム
１２ 帯電ローラ
１４ 現像ローラ
１６ 現像ブレード
１８ クリーニング装置
２０ 現像器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真式のプリンタ、複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置においては、電子写真プロセスで画像が形成されるようになっている。前記電子写真プロセスは、感光体ドラムの表面を一様に、かつ、均一に帯電させる帯電ローラ、前記感光体ドラムの表面を露光して潜像としての静電潜像を形成する露光装置、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像ローラ、前記トナーを帯電させて現像ローラに供給するトナー供給ローラ、前記現像ローラ上に均一な厚さのトナー層を形成する現像ブレード、前記感光体ドラム上に形成されたトナー像を用紙に転写する転写ローラ、及び転写されずに感光体ドラム上に残ったトナーを回収するクリーニング装置から成る。
【０００３】
前記現像ブレードは、トナー層を形成するに当たり、現像ローラ上の余分なトナーを掻（か）き取り、トナー層を均一な厚さにする。そこで、前記トナーを掻き取りやすくするために、前記現像ブレードは板状の弾性部材をＬ字状に折り曲げることによって形成され、折り曲げられた部分、すなわち、エッジ部分が現像ローラに押し当てられる。
【０００４】
前記エッジ部分と現像ローラとは、現像ローラの回転方向においてエッジ部分の頂点より下流側で当接させられる。しかも、前記エッジ部分の曲率半径は頂点で最も小さく、現像ローラの回転方向における下流側ほど大きくされる。したがって、前記頂点における曲率半径をＲｃとし、現像ブレードが現像ローラと当接する部分、すなわち、当接部分における曲率半径をＲとしたとき、曲率半径Ｒｃに対する曲率半径Ｒの比は、
１≦Ｒ／Ｒｃ
にされる。そして、前記曲率半径Ｒの大きさによって現像ローラ上のトナー層の厚さを調整することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−３０５８５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の画像形成装置においては、トナーの帯電状態によって前記当接部分が変動してしまう。この場合、前述されたように、エッジ部分の曲率半径は頂点で最も小さく、現像ローラの回転方向における下流側ほど大きくされるので、当接部分が変動するのに伴って、曲率半径Ｒも変化してしまう。その結果、現像ローラ上のトナー層の厚さも変化してしまうので、画像を安定させて形成することができなくなってしまう。
【０００６】
本発明は、前記従来の画像形成装置の問題点を解決して、画像を安定させて形成することができる現像装置及び画像形成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】
【０００７】
そのために、本発明の現像装置においては、現像剤担持体と、エッジ部分を備え、該エッジ部分を前記現像剤担持体と当接させて配設された現像ブレードとを有する。
【０００８】
そして、前記エッジ部分の曲率半径のうちの最小の曲率半径をＲｃとし、前記エッジ部分において前記現像剤担持体と当接する当接部分の曲率半径をＲとしたとき、曲率半径Ｒｃに対する曲率半径Ｒの比は、
１≦Ｒ／Ｒｃ≦１．２
にされる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、現像装置においては、現像剤担持体と、エッジ部分を備え、該エッジ部分を前記現像剤担持体と当接させて配設された現像ブレードとを有する。
【００１０】
そして、前記エッジ部分の曲率半径のうちの最小の曲率半径をＲｃとし、前記エッジ部分において前記現像剤担持体と当接する当接部分の曲率半径をＲとしたとき、曲率半径Ｒｃに対する曲率半径Ｒの比は、
１≦Ｒ／Ｒｃ≦１．２
にされる。
【００１１】
この場合、曲率半径Ｒｃに対する曲率半径Ｒの比は、
１≦Ｒ／Ｒｃ≦１．２
にされるので、トナーの付着量の変化を抑えることができ、時間の変化によらず、ほぼ均一な厚さのトナー層を形成することができる。したがって、画像を安定させて形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、電子写真式の画像形成装置としてのプリンタ装置について説明する。
【００１３】
図１は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタ装置の概略図、図２は本発明の第１の実施の形態における現像ブレードを曲げ加工で形成したときのエッジ部分の断面図、図３は本発明の第１の実施の形態における現像ブレードを削り加工で形成したときのエッジ部分の断面図である。
【００１４】
図において、１１は像担持体としての感光体ドラムであり、該感光体ドラム１１は、矢印Ａ方向に回転自在に配設され、該感光体ドラム１１の表面は、感光体ドラム１１と対向させて、かつ、接触させて矢印Ｂ方向に回転自在に配設された帯電装置としての帯電ローラ１２によって、負の極性の電荷が与えられ、一様に、かつ、均一に帯電させられる。続いて、感光体ドラム１１の表面に、露光装置１３によって印刷パターンに対応した光が照射され、感光体ドラム１１の表面に静電潜像が形成される。
【００１５】
また、２０は現像器であり、該現像器２０は、前記感光体ドラム１１と対向させて、かつ、接触させて矢印Ｃ方向に回転自在に配設された現像剤担持体としての現像ローラ１４、該現像ローラ１４と接触させて矢印Ｄ方向に回転自在に配設された現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ１５、前記現像ローラ１４と当接させて配設された現像ブレード１６等を備え、該現像ブレード１６は、現像ローラ１４との接触及び摩擦によって、現像剤としてのトナーを負の極性に帯電させ、現像ローラ１４の表面に均一な厚さの現像剤層としてのトナー層を形成する。そして、前記現像ブレード１６は、前記トナーを感光体ドラム１２に供給して現像を行い、現像剤像としての、かつ、可視像としてのトナー像を形成する。本実施の形態において、前記トナー供給ローラ１５は現像ローラ１４と接触させて配設されるようになっているが、非接触の状態で配設することもできる。
【００１６】
前記感光体ドラム１１の下方には、転写装置としての転写ローラ１７が、感光体ドラム１１と対向させて、かつ、接触させて矢印Ｅ方向に回転自在に配設され、該転写ローラ１７は前記感光体ドラム１１上のトナー像を、図示されない給紙装置から給紙され、矢印Ｆ方向に搬送される媒体としての用紙に転写する。なお、転写が行われた後に、感光体ドラム１１の表面に残留したトナーは、クリーニング装置１８によって回収される。そのために、該クリーニング装置１８に、感光体ドラム１１と対向させて、かつ、接触させてクリーニングブレード１８ａが配設され、前記クリーニング装置１８によって回収されたトナーは、クリーニングブレード１８ａによって掻（か）き取られ、廃棄又は再利用される。
【００１７】
前記トナー像が転写された用紙は、図示されない定着装置に送られ、該定着装置によってトナーが溶融させられ、用紙に押し付けられる。その結果、トナー像が用紙に定着させられる。このようにして、印刷が行われた後の用紙は、図示されない排紙装置によってプリンタ装置外に排紙される。
【００１８】
なお、感光体ドラム１１、帯電ローラ１２、現像器２０、クリーニング装置１８等はユニット化されて、現像装置としてのプロセスカートリッジが構成され、該プロセスカートリッジは、本体、及び本体に対して着脱自在に配設されたトナーカートリッジから成る。
【００１９】
ところで、前記現像ブレード１６は、トナー層を形成するに当たり、現像ローラ１４上の余分なトナーを掻き取り、トナー層を均一な厚さにする。そこで、前記トナーを掻き取りやすくするために、現像ブレード１６は弾性部材から成る板材をＬ字状に折り曲げることによって形成され、現像ローラ１４と対向する側の曲折部を表すエッジ部分が現像ローラ１４に押し当てられる。なお、前記板材の材質は、ＳＵＳ、リン青銅等の金属にされる。
【００２０】
また、前記板材は、薄すぎると、耐久性が低くなるだけでなく、現像ローラ１４への押付力が小さくなって、現像ローラ１４上のトナーの付着量を調整するのが困難になり、厚すぎると、折曲げ精度が低下し、前記エッジ部分の頂点から現像ローラ１４の回転方向における下流側に向けて、連続的に曲率半径が大きくなる形状にすることが困難になるだけでなく、エッジ部分において、現像ローラ１４の回転方向における下流側と上流側とで、曲げ加工による伸張の差によって、クラックが発生することがある。
【００２１】
そこで、前記板材の厚さは０．０５〜０．５〔ｍｍ〕の範囲にされる。また、前記エッジ部分の曲率半径は、強度、経時的な耐久性等を考慮して、０．１〜１．０〔ｍｍ〕の範囲にされる。そして、現像ローラ１４の回転方向における前記エッジ部分の頂点より下流側において、曲線部分で現像ローラ１４に押し当てられる。
【００２２】
そして、図２に示されるように、前記現像ブレード１６のエッジ部分の曲率半径のうちの最も小さい曲率半径、すなわち、頂点ｐ１における曲率半径をＲｃとし、現像ローラ１４と現像ブレード１６との当接部分ｐ２における曲率半径をＲとしたとき、曲率半径Ｒｃに対する曲率半径Ｒの比は、
１≦Ｒ／Ｒｃ≦１．２Ｒｃ
にされる。なお、前記板材を折り曲げる工程で使用される金型は、曲率半径Ｒｃで板材を折り曲げることができるように形成される。
【００２３】
そして、板材を折り曲げると、板材の表面にしわが入るので、加工がされた後に研磨が行われ、板材の表面粗さが１〔μｍ〕以下にされる。このとき、研磨によって、当接部分ｐ２の曲率半径Ｒを調整することができる。そして、研磨方法としては、バフ研磨法、サンドブラスト研磨法等があるが、バフ研磨法に比べてサンドブラスト研磨法は曲率半径Ｒを精度よく調整することができる。
【００２４】
本実施の形態においては、金型を使用し、板材を曲率半径Ｒｃで折り曲げることによって現像ブレード１６を形成するようになっているので、曲率半径Ｒの精度を高くするのが困難である。
【００２５】
そこで、曲げ加工に代えて、図３に示されるように、削り加工によって現像ブレード１６を形成することができる。その場合、厚さが１〔ｍｍ〕以上の弾性部材が板材として使用され、曲げ加工に比べて大きな曲率半径Ｒで当接部分ｐ２を形成することができる。また、当接部分ｐ２の曲率半径Ｒが大きいほど、現像ローラ１４と現像ブレード１６との接触面積が大きくなるので、トナーを摩擦により帯電させやすくなる。さらに、曲率半径Ｒの精度を高くすることができる。なお、前記板材の材質は、ＳＵＳ、リン青銅等の金属にされるが、シリコーンゴム、ウレタンゴム等の樹脂材料を使用することができる。この場合、カーボンブラック、イオン導電材等を樹脂材料に添加するとよい。
【００２６】
次に、前記構成の現像ブレード１６の動作について説明する。
【００２７】
前記現像器２０において、図示されないトナー収容部から供給されたトナーは、トナー供給ローラ１５によって現像ローラ１４に供給される。このとき、供給されたトナーは、現像ローラ１４上に層状に付着するが、層の厚さは均一ではなく、ばらつきを有する。そして、現像ローラ１４の回転に伴って、前記トナーは現像ローラ１４と現像ブレード１６との間を通過し、このとき、現像ブレード１６のエッジ部分で余分なトナーが掻き取られることによって、厚さが均一にされたトナー層が形成される。
【００２８】
この場合、該トナー層の厚さは、エッジ部分における当接部分ｐ２の曲率半径Ｒによって決まる。そして、トナー層の厚さが均一にされたトナーは、感光体ドラム１１の表面の静電潜像の部分に付着して、トナー像を形成する。
【００２９】
ところで、前記エッジ部分における当接部分ｐ２の位置は、設計上は変化しないが、搬送ローラ１５によって供給されたトナーは、現像ローラ１４上で帯電させられ、互いに反発するので、帯電量が大きいほど反発力が大きくなり、現像ブレード１６を押し上げ、その結果、当接部分ｐ２の位置がわずかに変化する。そして、当接部分ｐ２の位置の変化量に対するエッジ部分の曲率半径の変化量の大きさは、頂点部ｐ１の曲率半径Ｒｃに対する当接部分ｐ２の曲率半径Ｒの比Ｒ／Ｒｃにほぼ比例する。
【００３０】
次に、該比Ｒ／Ｒｃと、初期トナー及び寿命トナーにおける現像ローラ１４へのトナーの付着量との関係について説明する。なお、前記初期トナーは、外添剤が機能し、トナーの粒径のばらつきの小さいトナーをいい、寿命トナーは、経時によって外添剤が欠落又はトナーの粒子内に埋没し、外添剤の機能がほぼなくなり、トナーの粒径のばらつきが大きいトナーをいう。
【００３１】
【表１】
【００３２】
この場合、トナーの付着量は、１〔ｃｍ2 〕当たりのトナーの重量〔ｍｇ〕で表され、現像ローラ１４の外周面に沿った形状の金属製の治具に両面テープを貼（は）り付け、正の極性のバイアス電圧を治具に印加して現像ローラ１４に近づけたときに、治具に付着したトナーの重量を測定する。そして、現像ローラ１４側に残されたトナーがある場合は、前述された工程を、現像ローラ１４側に残されたトナーがなくなるまで、繰り返し行い、合計した値を付着量とする。
【００３３】
表１から分かるように、比Ｒ／Ｒｃを、
１≦Ｒ／Ｒｃ≦１．２
とすることによって、トナーの付着量の変化を０．１〔ｍｇ〕以下に抑えることができ、時間の変化によらず、ほぼ均一な厚さのトナー層を形成することができる。したがって、画像を安定させて形成することができる。
【００３４】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。また、本実施の形態におけるプリンタ装置の構成については、前記第１の実施の形態におけるプリンタ装置の構成と同様であるので、図１を援用して説明する。
【００３５】
図４は本発明の第２の実施の形態における現像ブレードを曲げ加工で形成したときのエッジ部分の断面図、図５は本発明の第２の実施の形態における現像ブレードを削り加工で形成したときのエッジ部分の断面図である。
【００３６】
前記現像ブレード１６を曲げ加工で形成する場合、図４に示されるように、現像ブレード１６は弾性部材から成る板材をＬ字状に折り曲げることによって形成され、現像ブレード１６を削り加工で形成する場合、図５に示されるように、現像ブレード１６は弾性部材から成る板材を研磨することによって形成され、いずれも、曲げ角度θを
４０≦θ≦１００〔°〕
の範囲内にする。
【００３７】
そして、現像ローラ１４（図１）と対向する側の曲折部を表すエッジ部分の頂点ｐ１の曲率半径Ｒｃに対する当接部分ｐ２の曲率半径Ｒの比は、
１≦Ｒ／Ｒｃ≦１．２
にされる。
【００３８】
前記頂点ｐ１と曲率半径Ｒｃの円の中心とを結ぶ線を第１の法線とし、当接部分ｐ２と曲率半径Ｒの円の中心とを結ぶ線を第２の法線とし、前記第１、第２の法線の成す角度を当接角度φとすると、前記現像ブレード１６をプリンタ装置のフレームに取り付ける際の設置角度を一定とした場合、曲げ角度θが大きくなるのに伴って、
１≦Ｒ／Ｒｃ≦１．２
の関係が成立する当接角度φの有効範囲は小さくなる。
【００３９】
次に、前記構成の現像ブレード１６の動作について説明する。
【００４０】
ところで、前記トナー供給ローラ１５から現像ローラ１４に供給されたトナーの帯電状態は、プリンタ装置の使用状況によって変化する。例えば、プリンタ装置を使用する時期の環境温度／湿度が高い場合は、トナーの帯電量が小さくなりやすく、環境温度／湿度が高い場合は、トナーの帯電量が大きくなりやすい。また、印刷を連続して行っている場合は、トナーの帯電量が大きくなるが、プリンタ装置を長期間放置すると、トナーの帯電量が小さくなる。そして、トナーの帯電状態によってトナー同士の反発力が変化するので、単位体積当たりのトナーの密度が変化し、当接部分ｐ２の位置が変化してしまう。そして、前記現像ブレード１６のエッジ部分の曲率半径は、頂点ｐ１から離れるほど大きくなるので、当接部分ｐ２の位置が変化したときの曲率半径の変化量が大きくなる。
【００４１】
次に、現像ブレード１６のエッジ部分の曲率半径Ｒと曲げ角度θとの関係について説明する。
【００４２】
図６は本発明の第２の実施の形態における曲げ角度と当接部分の曲率半径との関係を示す図、図７は本発明の第２の実施の形態における曲げ角度が最大値を採る場合のエッジ部分の断面図、図８は本発明の第２の実施の形態における曲げ角度が最小値を採る場合のエッジ部分の断面図である。なお、図６において、横軸に曲げ角度θを、縦軸に曲率半径Ｒを採ってある。
【００４３】
図６に示されるように、曲げ角度θが大きくなると、曲率半径Ｒが急激に大きくなる。そして、プリンタ装置の使用状況による曲率半径Ｒのばらつきを
１≦Ｒ／Ｒｃ≦１．２
の範囲内に抑えるために、曲げ角度θはより小さい方が好ましく、図７に示されるように、曲げ角度θが１００〔°〕より大きくなると、プリンタ装置の使用状況の変化に対応することが困難になってしまう。すなわち、曲げ角度θが１００〔°〕より大きくなると、当接角度φの有効範囲が狭くなり、現像ローラ１４上で掻き取ったトナーを逃がす領域が狭くなってしまうので、現像ローラ１４上へのトナーの付着量の変化が経時的に大きくなってしまう。そこで、曲げ角度θの最大値を１００〔°〕にする。
【００４４】
一方、曲げ角度θが小さくなるほど当接角度φの有効範囲は広くなる。ところが、図８に示されるように、曲げ角度θが４０〔°〕より小さくなると、現像ブレード１６を現像ローラ１４に当接させて配設する際に、現像ブレード１６を安定させて配設することができる範囲が狭くなる。前記現像ローラ１４上のトナーを掻き取るためには、ある程度の押付力によって現像ブレード１６を現像ローラ１４に当接させる必要があるが、曲げ角度θを４０〔°〕より小さくすると、トナーの掻取りに必要な接触面積を十分に確保することができず、また、適当な押付力を得るための現像ブレード１６の設置角度が限られてしまう。そこで、曲げ角度θの最小値を４０〔°〕にする。
【００４５】
前記現像ブレード１６の力の方向が頂点ｐ１における前記第１の法線の方向に近づくほど、現像ブレード１６は安定する。すなわち、該現像ブレード１６は、長手部分を固定し、短手部分を自由にして現像ローラ１４に当接させられるので、エッジ部分の曲げ角度θが小さくなるほど、現像ブレード１６を固定する長手部分の設置角度が限られ、現像ブレード１６を前記第２の法線の方向に近付けすぎてしまうと、現像ブレード１６のエッジ部分に加わる力が不安定になり、現像ブレード１６がねじれたり、現像ローラ１４の回転に伴って、現像ブレード１６がぶれたりして、現像ローラ１４上に均一にトナー層を形成することが困難になってしまう。
【００４６】
このように、本実施の形態においては、前記曲げ角度θが、
４０〔°〕≦θ≦１００〔°〕
の範囲内に収められるので、現像ブレード１６を安定させて取り付けることができる有効範囲が広くなり、使用状況が変化しても、当接部分ｐ２の位置のばらつきが発生するのを抑制することができる。
【００４７】
なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるプリンタ装置の概略図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における現像ブレードを曲げ加工で形成したときのエッジ部分の断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における現像ブレードを削り加工で形成したときのエッジ部分の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態における現像ブレードを曲げ加工で形成したときのエッジ部分の断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態における現像ブレードを削り加工で形成したときのエッジ部分の断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における曲げ角度と当接部分の曲率半径との関係を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態における曲げ角度が最大値を採る場合のエッジ部分の断面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態における曲げ角度が最小値を採る場合のエッジ部分の断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１１ 感光体ドラム
１２ 帯電ローラ
１４ 現像ローラ
１６ 現像ブレード
１８ クリーニング装置
２０ 現像器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）現像剤担持体と、
（ｂ）エッジ部分を備え、該エッジ部分を前記現像剤担持体と当接させて配設された現像ブレードとを有するとともに、
（ｃ）前記エッジ部分の曲率半径のうちの最小の曲率半径をＲｃとし、前記エッジ部分において前記現像剤担持体と当接する当接部分の曲率半径をＲとしたとき、曲率半径Ｒｃに対する曲率半径Ｒの比は、
１≦Ｒ／Ｒｃ≦１．２
にされることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記エッジ部分の曲げ角度θは、
４０≦θ≦１００〔°〕
にされる請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記請求項１又は２に記載の現像装置を備えた画像形成装置。
【請求項１】
（ａ）現像剤担持体と、
（ｂ）エッジ部分を備え、該エッジ部分を前記現像剤担持体と当接させて配設された現像ブレードとを有するとともに、
（ｃ）前記エッジ部分の曲率半径のうちの最小の曲率半径をＲｃとし、前記エッジ部分において前記現像剤担持体と当接する当接部分の曲率半径をＲとしたとき、曲率半径Ｒｃに対する曲率半径Ｒの比は、
１≦Ｒ／Ｒｃ≦１．２
にされることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記エッジ部分の曲げ角度θは、
４０≦θ≦１００〔°〕
にされる請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記請求項１又は２に記載の現像装置を備えた画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−６４９２２（Ｐ２００６−６４９２２Ａ）
【公開日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２４６４５４（Ｐ２００４−２４６４５４）
【出願日】平成１６年８月２６日（２００４．８．２６）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月２６日（２００４．８．２６）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
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