JP4932014B2 - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体上に形成される静電潜像を、トナーを用いて現像する現像装置、および該現像装置を備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体の表面に形成される静電潜像に対して、現像装置から現像剤の成分であるトナーを供給して現像することによって可視像であるトナー像を形成し、さらにトナー像を転写媒体である記録紙などに転写し、記録紙上に転写されたトナー像を定着して堅牢な記録画像を形成する。

近年、カラーインクジェット方式の画像形成装置の普及により、電子写真方式の画像形成装置においても、小型化・低価格化が求められている。

このような状況から、電子写真方式の画像形成装置に備えられる現像装置としては、構造が簡単で小型化が可能な、非磁性一成分現像方式が有用であり、現在も改良技術の開発が進められている。非磁性一成分現像方式の現像装置としては、像担持体に現像剤担持体である現像ローラを接触させて現像を行う接触現像方式と、像担持体と所定の間隙を隔てて配置される現像ローラから像担持体に現像剤を供給して現像を行う非接触現像方式がある。両方式とも現像装置自身の構造は類似しており、コンパクトな特徴を有するが、現像ローラの材質が異なる場合がある。

接触現像方式の現像装置では、現像領域での均一な接触を得るために、導電性を有するゴムなどの弾性部材から現像ローラは構成される。特に像担持体として感光体ドラムなどの剛体を用いる場合、現像ローラを弾性部材で構成することは、接触状態の不具合による傷つけを防止する観点からも有効である。また、ゴム材料からなる現像ローラの場合、現像ローラ表面に現像剤層を形成するための層厚規制部材としては、ゴム製ブレード、金属シャフトからなるローラ型ブレード、金属板単体のブレードなどを用いる。中でも、金属板単体からなるブレードは、低コストに提供できるので、広く用いられている。

非接触現像方式の現像装置では、現像ローラは、像担持体との間隙を精密に保持する必要があるので、金属などの剛体からなるローラやスリーブが用いられることが多い。これは、ゴムローラに比べ、表面の研磨精度向上、駆動軸と表面の偏心の抑制に効果的なためである。また、非接触ゆえに接触による像担持体に対する傷つけの懸念がないことも挙げられる。現像ローラ表面に現像剤層を形成するための層厚規制部材としては、上記の接触現像方式の現像装置の場合と同様に構成することが可能であるが、現像ローラ表面に接触して現像剤層の層厚を規制する層厚規制部での接触安定化、現像ローラに対する傷つけ防止の観点から、ゴム製ブレードが用いられることが多い。ゴム製ブレードとしては、層厚規制部と層厚規制部を支持する支持部とが全てゴム材料単体で構成されているもの、層厚規制部がゴム材料で支持部が弾性を有する金属板で構成されているものが挙げられる。

層厚規制部材の層厚規制部における現像ローラ表面に対する当接方式としては、層厚規制部の周縁部を現像ローラ表面に当接させるエッジ当接方式と、層厚規制部の底面の中央部を現像ローラ表面に当接させる面当接方式とが挙げられる。

エッジ当接方式では、層厚規制部は、現像ローラに対する当接圧力の分布がシャープな分布となるように、現像ローラ表面に線接触するので、現像ローラ表面に形成する現像剤層の厚みを薄層化することができる（特許文献１参照）。しかしながら、エッジ当接方式では、現像ローラ表面に当接する層厚規制部の周縁部の形状および当接位置の精度に対して敏感であり、現像ローラ表面に均一な現像剤の薄層を形成することができない。

面当接方式では、現像ローラ表面に当接する層厚規制部の接触面の表面精度および当接位置の精度の影響が比較的緩やかであり、現像ローラ表面に均一な現像剤層を形成することができる。しかしながら、面当接方式では、層厚規制部の現像ローラ表面との接触領域における現像ローラに対する当接圧力は、現像ローラの軸線に平行な中心線近傍で高く、中心線から外方に向かうにつれて低くなり、ブロードな圧力分布となる。このように、現像ローラに対する当接圧力の分布がブロードな分布となるのは、厚みが均一な板状の層厚規制部が、円筒状の現像ローラに当接することによって生じる、層厚規制部の弾性変形量の違いに起因する。

近年、高品質の画像形成に対する要求が高まり、現像剤であるトナーの小粒径化が進み、それに伴って現像ローラ表面に形成する現像剤層の厚みも薄層化する必要がある。面当接方式では、現像ローラに対する当接圧力の分布がブロードな分布となるので、現像ローラ表面に形成する現像剤層の厚みを薄層化することが困難である。たとえば、層厚規制部の現像ローラに対する当接圧力を上昇させることによって、現像ローラ表面に形成する現像剤層の厚みを薄層化することができるが、この場合には、層厚規制部の現像ローラ表面との接触領域が広くなり、さらに全域にわたって圧力が高い状態となる。そのため、現像ローラ表面に形成される現像剤層に付与されるストレスが過剰となり、現像剤層を構成する現像剤が劣化し、画像欠陥を発生させてしまう問題がある。また、現像ローラ表面の全域にわたって圧力が高い状態になると、現像ローラを支持する現像装置の筐体の変形などが生じやすく、回避するための強度向上対策などにより高コスト化の懸念がある。

このような問題点を解決するために、特許文献２には、弾性ゴム材料からなる層厚規制部の形状を、半円弧状などの凸形状にすることが開示されている。このような、凸形状の層厚規制部は、層厚規制部の底面のうちの凸部が現像ローラ表面に当接して現像剤層を形成するので、現像ローラに対する当接圧力の分布がシャープな分布となる。そのため、層厚規制部の現像ローラ表面との狭い接触領域部分で、当接圧力を高めることができるので、現像剤の劣化などの発生を防止した上で、現像ローラ表面に形成する現像剤層の厚みを薄層化することができる。

特開２００１−１３７８１号公報 特開２０００−１１２２３０号公報

しかしながら、弾性ゴム材料からなる層厚規制部を、高い表面精度で凸形状に金型成型加工することは困難であるので、現像ローラ表面に均一な現像剤の薄層を形成することができず、そのため、感光体ドラム上の静電潜像を高品質に現像することができない。さらに、現像ローラ表面に対する当接圧、接触領域幅の変更を行うために、層厚規制部の形状を変更する場合に、層厚規制部の表面精度を高い状態で維持するためには、成型加工用の金型の修正に手間およびコスト増が発生する課題もある。

したがって本発明の目的は、均一な現像剤の薄層を現像剤担持体上に形成して、像担持体上の静電潜像を高品質に現像することができる現像装置、および該現像装置を備える画像形成装置を提供することである。

本発明は、回転自在に設けられる像担持体が担持する静電潜像を、現像剤を用いて現像する現像装置であって、
現像剤を収容する現像槽と、
前記現像槽内に回転自在に設けられ、その軸線が前記像担持体の軸線と平行になるように、前記像担持体を臨んで配置され、前記現像槽に収容される現像剤を担持して前記像担持体に搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に圧接して設けられ、前記現像剤担持体に担持される現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、を備え、
前記層厚規制部材は、
板状に形成され、前記現像剤担持体の軸線方向両端部間にわたって前記現像剤担持体に面接触するように設けられる弾性ゴム部と、
弾性を有し、前記弾性ゴム部を支持する支持部と、を有し、
前記支持部は、
前記現像剤担持体の軸線に平行な板状に形成されて、一端部が前記現像槽に固定される固定部と、
前記固定部の他端部から連なり、前記弾性ゴム部の内部に挿入される挿入部であって、前記現像剤担持体に近接する方向に湾曲する近接湾曲部を有する挿入部と、を含むことを特徴とする現像装置である。

また本発明は、前記挿入部には、前記近接湾曲部が、前記現像剤担持体の軸線方向に垂直な方向に、複数設けられていることを特徴とする。

また本発明は、前記挿入部は、前記現像剤担持体から離反する方向に湾曲する離反湾曲部をさらに有し、
前記近接湾曲部と前記離反湾曲部とは、交互に連結されていることを特徴とする。

また本発明は、静電潜像を担持する像担持体と、
前記像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記現像装置であって、前記像担持体に形成される静電潜像を、現像剤を用いて現像する現像装置とを備えることを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、現像装置は、現像槽に収容された現像剤を現像剤担持体によって担持し、像担持体に搬送して静電潜像を現像する。層厚規制部材は、現像剤担持体に圧接して設けられ、回転駆動される現像剤担持体に担持された現像剤の層厚を規制する。この層厚規制部材は、板状に形成されて、現像剤担持体の軸線方向両端部間にわたって現像剤担持体に面接触するように設けられる弾性ゴム部と、弾性ゴム部を支持する支持部とを有する。弾性ゴム部を支持する支持部は、現像剤担持体の軸線に平行な板状に形成されて現像槽に固定される固定部と、固定部から連なり、弾性ゴム部の内部に挿入される挿入部とを含み、この挿入部は、現像剤担持体に近接する方向に湾曲する近接湾曲部を有する。

このように、層厚規制部材において現像剤担持体に接触する弾性ゴム部が、板状に形成されているので、凸形状などの複雑な形状に形成された弾性ゴム部に比べて、表面精度の高いものとなり、そのため現像剤担持体上に均一な現像剤層を形成することができる。さらに、弾性ゴム部を支持する支持部において、弾性ゴム部の内部に挿入される挿入部が、現像剤担持体に近接する方向に湾曲する近接湾曲部を有しているので、挿入部から、弾性ゴム部の現像剤担持体と接触する接触面までの距離が、近接湾曲部に沿って連続的に変化する。これによって、挿入部と現像剤担持体との間に介在する弾性ゴム部の厚みが、近接湾曲部に沿って連続的に変化するので、この厚みの変化に応じて、弾性ゴム部の現像剤担持体に対する当接圧力を変化させることができる。そのため、弾性ゴム部における現像剤担持体に対する当接圧力の分布を、近接湾曲部に応じたシャープな分布とすることができる。したがって、弾性ゴム部の現像剤担持体表面との狭い接触領域部分で、当接圧力を高めることができるので、現像剤の劣化などの発生を防止した上で、現像剤担持体上に均一な現像剤の薄層を形成することができる。これによって、現像装置は、均一な現像剤の薄層が形成された現像剤担持体から現像剤を搬送して像担持体上の静電潜像を現像するので、高品質に静電潜像を現像することができる。

また本発明によれば、支持部における弾性ゴム部の内部に挿入される挿入部には、近接湾曲部が、現像剤担持体の軸線方向に垂直な方向に、複数設けられている。これによって、挿入部と現像剤担持体との間に介在する弾性ゴム部の厚みが近接湾曲部に応じて連続的に変化する部分を、複数設けることができるので、弾性ゴム部における現像剤担持体に対する当接圧力の分布を、複数の近接湾曲部に応じて、複数のピークを有するシャープな分布とすることができる。したがって、層厚規制部材は、より均一な現像剤の薄層を現像剤担持体上に形成することができる。

また本発明によれば、挿入部は、現像剤担持体から離反する方向に湾曲する離反湾曲部をさらに有し、近接湾曲部と離反湾曲部とは交互に連結されている。これによって、層厚規制部材を金型成型加工する場合、弾性ゴム部を構成する弾性ゴムが近接湾曲部および離反湾曲部に流れ込んで成型されるとき、各湾曲部に付加される荷重を均等にすることができる。そのため、弾性ゴム部の内部に挿入される挿入部が表面精度の高いものとなるので、層厚規制部材は、より均一な現像剤の薄層を現像剤担持体上に形成することができる。

また本発明によれば、画像形成装置は、潜像形成手段によって像担持体に静電潜像を形成し、均一な現像剤の薄層を現像剤担持体上に形成することのできる前記本発明の現像装置によって現像する。したがって、画像形成装置は、画像むらなどの画像欠陥の発生が防止された、高品質の画像を形成することができる。

本発明の実施の一形態である画像形成装置１の構成を示す図である。 本発明の実施の一形態である現像装置２の構成を示す図である。 ドクターブレード６７の構成を示す断面図である。 弾性ゴム部６７１の現像ローラ６２と接触する接触面６７１ａにおけるブレード線圧の分布を説明するための図である。 弾性ゴム部６７１の現像ローラ６２と接触する接触面６７１ａにおける現像剤６０の付着の様子を示す図である。 ドクターブレード７７およびドクターブレード７８の構成を示す断面図である。 ドクターブレード７９およびドクターブレード８０の構成を示す断面図である。 ドクターブレード８１およびドクターブレード８２の構成を示す断面図である。

（画像形成装置）
図１は、本発明の実施の一形態である画像形成装置１の構成を示す図である。画像形成装置１は、大略的に、原稿読取部（以下、「スキャナ部」ということがある）１０と、画像形成部３０と、給紙部２０と、排紙部４０とを含んで構成される。原稿読取部１０は給紙部２０の鉛直上方に配設され、排紙部４０は鉛直方向における原稿読取部１０と給紙部２０との中間部に配設される。

画像形成部３０は、軸線まわりに回転可能に設けられる像担持体である感光体ドラム３２と、帯電手段である帯電ユニット３４と、露光手段であるレーザスキャナユニット３３と、現像手段である本発明の現像装置２と、転写手段である転写ユニット３６と、定着手段である定着装置３８と、クリーニング手段であるクリーニングユニット３７と、除電手段である除電装置３９とを含む。帯電ユニット３４およびレーザスキャナユニット３３は、潜像形成手段に相当する。

帯電ユニット３４、レーザスキャナユニット３３、現像装置２、転写ユニット３６、クリーニングユニット３７および除電装置３９は、この順に感光体ドラム３２の周囲に感光体ドラム３２の回転方向上流側から下流側に向かって配置される。本実施形態において感光体ドラム３２は円柱状である。感光体ドラム３２の形状は円柱状に限定されるものではなく、たとえば円筒状であってもよい。

現像装置２は一成分現像装置であり、トナーから成る非磁性一成分現像剤を用いて、感光体ドラム３２に形成される静電潜像を現像し、トナー像を形成する。現像装置２の詳細な構成については、後述する。

現像装置２とともに画像形成部３０を構成する帯電ユニット３４は、感光体ドラム３２の外周面部を帯電させる。レーザスキャナユニット３３は、帯電された感光体ドラム３２を露光する。転写ユニット３６は、現像によって形成される可視像であるトナー像を記録媒体である記録用紙に転写させる。転写ユニット３６は、たとえばコロナチャージャによって実現される。定着装置３８は、転写されたトナー像を記録用紙に定着させる。より詳細には、定着装置３８は、内部に加熱源３８ｃを備える加熱ローラ３８ａと、加熱ローラ３８ａの表面部に弾発的に当接する加圧ローラ３８ｂとを有する。クリーニングユニット３７は、クリーニングブレード３７ａを備え、転写ユニット３６による転写動作後に感光体ドラム３２の外周面部に残留するトナーをクリーニングブレード３７ａによって掻き取って除去し、感光体ドラム３２の外周面部を清浄化する。除電装置３９は、クリーニングユニット３７による清浄化後の感光体ドラム３２の外周面部を除電する。

原稿読取部１０は、原稿が載置される第１プラテンガラス１１ａと、原稿送給部１８から原稿が送給される第２プラテンガラス１１ｂと、第１プラテンガラス１１ａに載置される原稿または第２プラテンガラス１１ｂに送給される原稿から画像情報を読取り、得られた画像情報を図示しない画像処理部に出力するコピーランプユニット１２と、第２プラテンガラス１１ｂに原稿を送給する原稿送給部１８とを含む。

コピーランプユニット１２は、第１プラテンガラス１１ａに載置される原稿または第２プラテンガラス１１ｂに送給される原稿に光を照射する光源であるコピーランプ１２ａと、原稿からの反射光像を予め定められる方向に偏光する第１ミラー１２ｂと、第１ミラー１２ｂによって偏光された原稿からの反射光像をさらに予め定められる方向に順次偏光する第２ミラー１３および第３ミラー１４と、第３ミラー１４によって偏向された原稿からの反射光像を縮小し、光電変換素子（Charge Coupled Device；略称ＣＣＤ）ユニット１６に結像させる光学レンズ１５と、光学レンズ１５によって結像される原稿からの反射光像を光電変換し、電気的信号として画像処理部に出力するＣＣＤユニット１６とを含む。

原稿送給部１８は、原稿が載置される原稿トレイ１９と、原稿トレイ１９に載置される原稿を原稿搬送路Ｒｔ１に送給する給紙ローラ５１と、給紙ローラ５１によって送給される原稿を一時的に保持し、タイミングを計って第２プラテンガラス１１ｂに送給するレジストローラ５３と、画像情報を読取られた後の原稿が排出される原稿排紙トレイ１７とを含む。

給紙部２０は、記録媒体である記録用紙が収容される給紙カセット２１と、記録用紙が載置される手差しトレイ２３と、給紙カセット２１に収容される記録用紙を第１搬送路に送給する第１給紙ローラ２２と、手差しトレイ２３に載置される記録用紙を第２搬送路に送給する第２給紙ローラ２２ａと、記録用紙を一時的に保持し、タイミングを計って画像形成部３０に送給するレジストローラ３１とを含む。

排紙部４０は、画像形成部３０の定着装置３８でトナー像が定着された記録用紙を排紙トレイ４２に排出させる排紙ローラ４１と、排紙ローラ４１によって排出される記録用紙を収容する排紙トレイ４２とを含む。

画像形成装置１は、画像形成（以下、「印刷」ということがある）モードとして、複写モード（以下、「コピアモード」ということがある）、プリンタモードおよびファクシミリモードを有する。不図示の操作部からの操作入力、パーソナルコンピュータなどの外部ホスト装置からの印刷ジョブの受信に応じて、前述の印刷モードの中から対応する印刷モードが後述する不図示の制御部によって選択される。

前述の印刷モードのうち、コピアモードの場合には以下のようにして画像が形成される。使用者が原稿読取部１０の第１プラテンガラス１１ａに原稿を載置し、給紙部２０の給紙カセット２１または手差しトレイ２３に記録用紙を供給し、さらに不図示の操作パネルの条件入力キーにて印刷枚数、印刷倍率などを入力した後、操作パネルのスタートキーを操作すると、複写（コピー）動作が開始される。

スタートキーが操作されると、不図示のメイン駆動モータが始動し、不図示の各駆動ギヤが回転する。次いで、給紙部２０の第１給紙ローラ２２または第２給紙ローラ２２ａが回転して記録用紙が第１搬送路または第２搬送路に送出（給紙）され、一対のレジストローラ３１に到達して捕捉される。このレジストローラ３１によって、記録用紙は、感光体ドラム３２の表面部に形成されるトナー像の先端部すなわち画像形成開始部が転写ユニット３６の設けられる位置に達するタイミングと、記録用紙の画像形成予定領域が転写ユニット３６の設けられる位置に達するタイミングとの同期をとるために一時停止される。またこのとき、記録用紙の先端部がレジストローラ３１に均一に押しつけられて記録用紙の先端位置の補正が行なわれる。

また原稿読取部１０では、コピーランプ１２ａが点灯し、コピーランプユニット１２が図１の紙面に向かって右から左に向かう方向である矢符Ｃ方向に移動を開始することによって原稿への露光が開始される。コピーランプ１２ａから原稿に照射された照射光は、原稿によって反射されて原稿の画像情報を含む反射光となる。この原稿からの反射光は、第１ミラー１２ｂ、第２ミラー１３、第３ミラー１４および光学レンズ１５を介してＣＣＤユニット１６に入射する。これによって原稿の画像情報が光学的信号として読取られる。

光学的信号として読取られた原稿の画像情報は、ＣＣＤユニット１６内の不図示のＣＣＤ回路によって電気的信号に変換されて画像処理部に出力される。画像処理部では、入力された画像情報に対して設定された条件で画像処理が行われ、この画像処理が行なわれた画像情報が、画像形成部３０のレーザスキャナユニット３３にプリントデータとして送信される。

また画像形成部３０では、帯電ユニット３４によって、感光体ドラム３２の外周面部の一部分が感光体ドラム３２の軸方向全体にわたって所定の電位に帯電され、さらに感光体ドラム３２が回転することによって感光体ドラム３２の外周面部全体が所定の電位に帯電される。帯電された感光体ドラム３２の外周面部は、感光体ドラム３２の回転によって次の工程に順次移動する。

レーザスキャナユニット３３では、図示しないけれども、回転方向に複数の反射面を有したポリゴンミラー（回転多面鏡）および各種光学系によって、半導体レーザから出射されたレーザ光が、画像処理部から入力されたプリントデータに応じて偏向されながら感光体ドラム３２に照射される。これによって、レーザ光が帯電ユニット３４によって帯電された感光体ドラム３２の外周面部に走査され、感光体ドラム３２の外周面部に静電潜像が形成される。

その後、現像装置２によって現像剤であるトナーが、回転する感光体ドラム３２の外周面部に供給される。トナーは、静電潜像を形成する電位ギャップに応じて感光体ドラム３２の外周面部に付着する。これによって静電潜像が顕像化（現像）され、トナー像が形成される。

また給紙部２０のレジストローラ３１によってタイミングを計って、画像が形成されるべき記録用紙が、感光体ドラム３２と転写ユニット３６との間の転写位置に送給される。転写位置では、転写ユニット３６によって感光体ドラム３２の外周面部に形成されたトナー像が記録用紙に転写される。

トナー像が転写された記録用紙は、定着装置３８に搬送され、定着装置３８の加熱ローラ３８ａと加圧ローラ３８ｂとの間を通過するときに熱および圧力が加えられる。これによって、記録用紙の表面部の未定着トナーが溶融して記録用紙に固着され、定着される。トナー像が定着された記録用紙は、排紙部４０の排紙ローラ４１よって排紙トレイ４２に排出される。

また記録用紙に転写されずに感光体ドラム３２の外周面部に残留したトナーは、クリーニングユニット３７のクリーニングブレード３７ａによって掻き取られ、回収される。クリーニングブレード３７ａによって残留するトナーが掻き取られた感光体ドラム３２の外周面部は、帯電ユニット３４の配置される位置に移動する途中で除電装置３９によって除電される。感光体ドラム３２の外周面部は、除電する必要がない場合には、除電装置３９によって除電されなくてもよい。

以上に述べた実施形態では、原稿は、使用者によって第１プラテンガラス１１ａに載置されて停止状態で画像情報を読取られるけれども、原稿送給部１８によって第２プラテンガラス１１ｂに送給されている状態で画像情報を読取られてもよい。この場合、原稿は、原稿読取部１０の原稿トレイ１９に載置される。

このように原稿読取部１０の原稿トレイ１９に原稿が載置されていることが図示しないセンサによって検出されている場合にスタートキーが操作されると、原稿送給部１８の給紙ローラ５１が回転し、原稿トレイ１９に載置された原稿が原稿搬送路Ｒｔ１に送給される。原稿搬送路Ｒｔ１に送給された原稿は、原稿搬送路Ｒｔ１に設けられるレジストローラ５３によって捕捉され、原稿先端の位置決めが行われた後、所定のタイミングで原稿読取位置である第２プラテンガラス１１ｂの設けられる位置に搬送される。コピーランプユニット１２は、原稿読取位置である所定の停止位置に停止したまま、搬送中の原稿を露光する。この露光によって得られた原稿からの反射光が前述のようにして原稿画像として読取られる。このようにして画像情報が読取られた原稿は、原稿排紙トレイ１７に排出される。

前述のプリンタモードの場合には、原稿読取部１０は動作せず、パーソナルコンピュータなどの外部ホスト装置から入力される画像情報に応じて画像が形成される。またファクシミリモードの場合には、通信回線を介して入力される画像情報に応じて画像が形成される。

（現像装置）
図２は、本発明の実施の一形態である現像装置２の構成を示す図である。現像装置２は、現像剤６０を収容する現像槽６１と、現像剤担持体である現像ローラ６２と、現像槽６１の内部に設けられて現像剤６０を撹拌搬送する第１、第２および第３撹拌搬送部材６３，６４，６５と、トナー供給ローラ６６と、層厚規制部材であるドクターブレード６７とを含む。

現像槽６１は、たとえば硬質の合成樹脂などからなり、外観が略直方体形状を有する容器部材である。本実施形態では、現像槽６１に収容される現像剤６０は、トナーからなる非磁性一成分現像剤である。なお、本実施形態では、非磁性一成分現像剤として、ポリエステル樹脂を主成分とし、粉砕法で作製され、体積平均粒子径が７μｍのトナーを用いた。

現像ローラ６２は、現像槽６１内に回転自在に設けられ、現像槽６１に収容される現像剤６０を担持して感光体ドラム３２に搬送する。現像ローラ６２は、感光体ドラム３２を臨み、その軸線が感光体ドラム３２の回転軸線と平行になるように配置され、現像槽６１本体のフレーム部に支持される。現像ローラ６２の回転方向は、感光体ドラム３２の回転方向と逆方向である。本実施形態では、現像ローラ６２は、アルミニウムからなり、直径１６ｍｍで、算術平均粗さＲａが０．３〜０．５μｍとなるようにサンドブラスト処理されたものである。また、現像ローラ６２は、周速度１４５ｍｍ／秒で軸線まわりに回転駆動される。

第１、第２および第３撹拌搬送部材６３，６４，６５は、現像槽６１内に回転自在に設けられ、それぞれの回転方向は、現像ローラ６２と同方向である。現像槽６１内において、第１撹拌搬送部材６３および第２撹拌搬送部材６４は、主として回転方向に現像剤６０を撹拌および搬送する役割を果たす。第１撹拌搬送部材６３および第２撹拌搬送部材６４は、回転軸部と、回転軸部から半径方向外方に突出する複数の羽根片とを含んで構成され、その羽根片は、たとえばＰＥＴなどの樹脂を用いて薄板状に形成される。また、第３撹拌搬送部材６５は、硬質の合成樹脂を用いて形成されるスクリュー状の回転部材であって、主として軸方向に現像剤６０を撹拌および搬送する役割を果たす。

トナー供給ローラ６６は、現像槽６１内に回転自在に設けられ、その回転方向は、現像ローラ６２と同方向である。トナー供給ローラ６６は、芯金のまわりに円筒状のたとえば発泡ウレタンなどの多孔性弾性部材が設けられたものであり、表面の空孔に現像剤６０を吸着しつつ、現像ローラ６２を摺擦することで、現像剤６０を現像ローラ６２に供給し、かつ、現像後に現像ローラ６２に残存した余分の現像剤６０をクリーニングする。

また、現像槽６１内には、第２撹拌搬送部材６４とトナー供給ローラ６６との間に、中間壁部材６９が設けられる。中間壁部材６９は、たとえば合成樹脂などからなる平板状の部材であり、現像槽６１の長手方向（現像ローラ６２の軸線方向）に延びて現像槽６１の底部から立ち上がるようにして設けられる。そして、中間壁部材６９には、その中央部に開口部７０が形成されている。このような中間壁部材６９によって、現像槽６１内には、第２撹拌搬送部材６４からトナー供給ローラ６６へ向う現像剤６０の流れが形成される。

ドクターブレード６７は、現像ローラ６２に圧接して設けられ、回転駆動される現像ローラ６２に担持された現像剤６０の層厚を規制する。本実施形態では、ドクターブレード６７を現像ローラ６２に圧接させるときの押圧力は、１５ｇｆ／ｃｍに設定される。このドクターブレード６７について、図３および図４を用いて詳細に説明する。図３は、ドクターブレード６７の構成を示す断面図である。なお、図３は、現像ローラ６２の軸線方向から見た断面図である。図４は、弾性ゴム部６７１の現像ローラ６２と接触する接触面６７１ａにおけるブレード線圧の分布を説明するための図である。

ドクターブレード６７は、弾性ゴム部６７１と、支持部６７２とを含む。弾性ゴム部６７１は、板状に形成されて、現像ローラ６２の軸線方向両端部間にわたって、現像ローラ６２の表面に面接触するように設けられる。このように、ドクターブレード６７において現像ローラ６２に接触する弾性ゴム部６７１が、板状に形成されているので、凸形状などの複雑な形状に形成された弾性ゴム部に比べて、表面精度の高いものとなり、そのため現像ローラ６２上に均一な現像剤層を形成することができる。

弾性ゴム部６７１を構成する材料としては、ウレタンゴム、シリコンゴムなどを挙げることができる。また、弾性ゴム部６７１は、その硬さがＪＩＳ Ａ硬度で６５°〜８５°に設定されるのが好ましく、本実施形態では７５°〜８０°に設定される。また本実施形態では、弾性ゴム部６７１は、厚みが１ｍｍ、現像ローラ６２表面と接触する接触面６７１ａから支持部６７２の固定部６７２２までの距離が０．８ｍｍ、現像ローラ６２の軸線方向に垂直な方向に対応する長さが８ｍｍに設定されている。また、弾性ゴム部６７１には、現像ローラ６２の回転方向上流側端部に、切り欠き部６７１ｂが形成されている。この切り欠き部６７１ｂは、現像ローラ６２表面に担持された現像剤６０が、接触面６７１ａに回転搬送される際の進入を滑らかにする。この切り欠き部６７１ｂの形状および大きさは、現像剤６０の物性、現像ローラ６２の寸法などを考慮して、適宜設定すればよい。

支持部６７２は、弾性を有する板状に形成されて弾性ゴム部６７１を支持する。支持部６７２を構成する材料としては、弾性を有することと、弾性ゴム部６７１を金型成型加工するときの加熱に耐えうることを満足すれば、特に限定されるものではないが、たとえば、りん青銅板、ステンレス板、ベリリウム銅板などを挙げることができる。本実施形態では、支持部６７２は、厚みが０．１２ｍｍのりん青銅板からなり、固定部６７２２の長さが２５ｍｍに設定されている。

支持部６７２は、固定部６７２２と挿入部６７２１とを含む。固定部６７２２は、現像ローラ６２の軸線に平行な板状に形成されて、一端部が狭持部材７１，７２に挟み込まれてビス７３によって現像槽６１に固定されている。

挿入部６７２１は、支持部６７２において、固定部６７２２の他端部から連なり、弾性ゴム部６７１の内部に挿入される部分である。そして、挿入部６７２１は、現像ローラ６２に近接する方向に湾曲する近接湾曲部６７２１ａを有する。本実施形態では、近接湾曲部６７２１ａは、現像ローラ６２の軸線方向から見た断面形状が、現像ローラ６２に近接する方向に湾曲した半円弧形状である。より具体的には、近接湾曲部６７２１ａは、半円弧状の半径が０．５ｍｍに設定される。

このように、支持部６７２において挿入部６７２１が、現像ローラ６２に近接する方向に湾曲する近接湾曲部６７２１ａを有しているので、挿入部６７２１から、弾性ゴム部６７１の現像ローラ６２と接触する接触面６７１ａまでの距離が、近接湾曲部６７２１ａに沿って連続的に変化する。これによって、挿入部６７２１と現像ローラ６２との間に介在する弾性ゴム部６７１の厚みは、近接湾曲部６７２１ａに沿って連続的に変化する。

本実施形態では、厚みが１ｍｍの弾性ゴム部６７１に対して、弾性ゴム部６７１の接触面６７１ａから支持部６７２の固定部６７２２までの距離が０．８ｍｍに設定され、近接湾曲部６７２１ａが半径０．５ｍｍの半円弧状に形成されているので、近接湾曲部６７２１ａの、現像ローラ６２に最も近接する部分と、現像ローラ６２との間に介在する弾性ゴム部６７１の厚みは０．３ｍｍとなり、その周辺部分の厚みは０．３〜０．８ｍｍの範囲内で連続的に変化することになる。

このように、本実施形態のドクターブレード６７では、挿入部６７２１と現像ローラ６２との間に介在する弾性ゴム部６７１の厚みが、近接湾曲部６７２１ａに沿って連続的に変化するので、この厚みの変化に応じて、弾性ゴム部６７１の現像ローラ６２に対する当接圧力を変化させることができる。

そのため、弾性ゴム部６７１における現像ローラ６２に対する当接圧力の分布を、図４（ａ）に示すように、近接湾曲部６７２１ａに応じたシャープな分布とすることができる。したがって、弾性ゴム部６７１の現像ローラ６２表面との狭い接触領域部分で、当接圧力を高めることができるので、現像剤６０の劣化などの発生を防止した上で、現像ローラ６２表面に均一な現像剤６０の薄層を形成することができる。これによって、現像装置２は、均一な現像剤６０の薄層が形成された現像ローラ６２から現像剤６０を搬送して感光体ドラム３２上の静電潜像を現像するので、高品質に静電潜像を現像することができる。したがって、画像形成装置１は、画像むら、地かぶりなどの画像欠陥の発生が防止された、高品質の画像を形成することができる。

なお、本実施形態の現像装置２では、現像ローラ６２表面に担持された現像剤６０の層厚を、ドクターブレード６７を用いて規制することによって、現像ローラ６２表面上に、現像剤（トナー）６０付着量が０．５〜０．７ｍｇ／ｃｍ^２の均一で薄層化された現像剤層を形成することができ、帯電量も−１０〜−１５μＣ／ｇの範囲に調整することができる。

また、本実施形態のドクターブレード６７を用いることによって、現像ローラ６２表面に均一な現像剤６０の薄層を形成することができることは、弾性ゴム部６７１の現像ローラ６２と接触する接触面６７１ａにおける現像剤６０の付着状態を観察することによって確認することができる。図５は、弾性ゴム部６７１の現像ローラ６２と接触する接触面６７１ａにおける現像剤６０の付着の様子を示す図である。

図５（ａ）に示すように、本実施形態のドクターブレード６７では、弾性ゴム部６７１の接触面６７１ａに、近接湾曲部６７２１ａの、現像ローラ６２に最も近接する部分に対応する箇所が、最も厚みが小さくなる状態で現像剤６０が均一に付着しており、その現像剤６０の付着量は少ない。このことから明らかなように、近接湾曲部６７２１ａの、現像ローラ６２に最も近接する部分に対応して、弾性ゴム部６７１の現像ローラ６２に対する当接圧力が高くなり、これによって、現像ローラ６２表面に均一な現像剤６０の薄層を形成可能であることがわかる。

これに対して、従来技術の現像装置における当接圧力の分布について、図４（ｂ）、図４（ｃ）および図５（ｂ）を用いて説明する。従来技術の現像装置に備えられるドクターブレード１６７では、弾性ゴム部６７１を支持する支持部１６７２は、弾性ゴム部６７１に挿入される挿入部１６７３が近接湾曲部を有していない。そのため、従来技術のドクターブレード１６７では、弾性ゴム部６７１における現像ローラ６２に対する当接圧力の分布は、図４（ｂ）に示すように、ブロードな分布となってしまう。そのため、従来技術のドクターブレード１６７では、現像ローラ６２表面に形成する現像剤層の厚みを薄層化することが困難である。このことは、従来技術のドクターブレード１６７を用いた場合における、弾性ゴム部６７１の接触面６７１ａにおける現像剤６０の付着状態を観察した、図５（ｂ）の結果から明らかである。

なお、ドクターブレード１６７を備える従来技術の現像装置では、現像ローラ６２表面上に形成された現像剤層は、現像剤６０の付着量が１．０〜１．５ｍｇ／ｃｍ^２の厚膜で、帯電量が−５μＣ／ｇの低い値である。

また、従来技術のドクターブレード１６７を用いた場合、弾性ゴム部６７１の現像ローラ６２に対する当接圧力を上昇させることによって、現像ローラ６２表面に形成する現像剤層の厚みを薄層化することができるが、この場合には、図４（ｃ）に示すように、弾性ゴム部６７１の現像ローラ６２表面との接触領域が広くなり、さらに全域にわたって圧力が高い状態となる。そのため、現像ローラ６２表面に形成される現像剤層に付与されるストレスが過剰となり、現像剤層を構成する現像剤６０が劣化し、画像欠陥を発生させてしまう問題が発生する。また、現像ローラ６２表面の全域にわたって圧力が高い状態になると、現像ローラ６２を支持する現像装置２の現像槽６１の変形などが生じやすく、回避するための強度向上対策などにより高コスト化の懸念がある。

本実施形態の現像装置２では、前述したように、弾性ゴム部６７１における現像ローラ６２に対する当接圧力の分布を、近接湾曲部６７２１ａに応じたシャープな分布とすることができる。そのため、弾性ゴム部６７１の現像ローラ６２表面との狭い接触領域部分で、当接圧力を高めることができるので、弾性ゴム部６７１の全域にわたって当接圧力を上昇させなくても、現像ローラ６２表面に均一な現像剤６０の薄層を形成することができる。したがって、現像槽６１の変形などを防止し、かつ現像剤６０の劣化などの発生を防止した上で、現像ローラ６２表面に均一な現像剤６０の薄層を形成することができる。

なお、本実施形態の現像装置２におけるドクターブレード６７は、近接湾曲部６７２１ａが設けられた支持部６７２をセットした金型内に、弾性ゴム部６７１を構成するゴム材料を溶融状態で注入し、加熱加圧下で成型加工することによって作製することができる。

本実施形態の現像装置２において、現像ローラ６２表面上に担持された現像剤６０の層厚を規制するドクターブレードは、図３に示したドクターブレード６７に限定されるものではない。図６〜図８を用いて、本実施形態の現像装置２に備えられるドクターブレードの他の形態について説明する。

図６は、ドクターブレード７７およびドクターブレード７８の構成を示す断面図である。なお、図６は、現像ローラ６２の軸線方向から見た断面図である。

図６（ａ）に示すドクターブレード７７は、前述したドクターブレード６７と類似した構成であり、支持部７７２における、弾性ゴム部６７１の内部に挿入される挿入部７７２１の形状が異なること以外は、ドクターブレード６７と同様である。ドクターブレード７７の支持部７７２における挿入部７７２１は、固定部７７２２の他端部から連なり、弾性ゴム部６７１の内部に挿入される部分である。そして、挿入部７７２１は、現像ローラ６２に近接する方向に湾曲する近接湾曲部７７２１ａを有する。本実施形態では、近接湾曲部７７２１ａは、現像ローラ６２の軸線方向から見た断面形状が、現像ローラ６２に近接する方向に湾曲した、半楕円形状である。より具体的には、近接湾曲部７７２１ａの断面形状は、短軸が固定部７７２２と平行となるようにされた半楕円形状である。これによって、弾性ゴム部６７１における現像ローラ６２に対する当接圧力の分布を、近接湾曲部７７２１ａに応じて、よりシャープな分布とすることができる。したがって、弾性ゴム部６７１の現像ローラ６２表面との狭い接触領域部分で、当接圧力を高めることができるので、現像剤６０の劣化などの発生を防止した上で、現像ローラ６２表面に均一な現像剤６０の薄層を形成することができる。

図６（ｂ）に示すドクターブレード７８は、前述したドクターブレード６７と類似した構成であり、支持部７８２における、弾性ゴム部６７１の内部に挿入される挿入部７８２１の形状が異なること以外は、ドクターブレード６７と同様である。ドクターブレード７８の支持部７８２における挿入部７８２１は、固定部７８２２の他端部から連なり、弾性ゴム部６７１の内部に挿入される部分である。そして、挿入部７８２１は、現像ローラ６２に近接する方向に湾曲する近接湾曲部７８２１ａを有する。本実施形態では、近接湾曲部７８２１ａは、現像ローラ６２の軸線方向から見た断面形状が、現像ローラ６２に近接する方向に湾曲した、逆三角形状である。これによって、弾性ゴム部６７１における現像ローラ６２に対する当接圧力の分布を、近接湾曲部７８２１ａに応じて、よりシャープな分布とすることができる。したがって、弾性ゴム部６７１の現像ローラ６２表面との狭い接触領域部分で、当接圧力を高めることができるので、現像剤６０の劣化などの発生を防止した上で、現像ローラ６２表面に均一な現像剤６０の薄層を形成することができる。

図７は、ドクターブレード７９およびドクターブレード８０の構成を示す断面図である。なお、図７は、現像ローラ６２の軸線方向から見た断面図である。

図７（ａ）に示すドクターブレード７９は、前述したドクターブレード６７と類似した構成であり、支持部７９２における、弾性ゴム部６７１の内部に挿入される挿入部７９２１の形状が異なること以外は、ドクターブレード６７と同様である。ドクターブレード７９の支持部７９２における挿入部７９２１は、固定部７９２２の他端部から連なり、弾性ゴム部６７１の内部に挿入される部分である。そして、挿入部７９２１には、現像ローラ６２に近接する方向に湾曲する、複数の近接湾曲部７９２１ａ，７９２１ｂ，７９２１ｃが、現像ローラ６２の軸線方向、および、固定部７９２２から挿入部７９２１が延びる方向に垂直な方向に並んで設けられている。各近接湾曲部７９２１ａ，７９２１ｂ，７９２１ｃは、現像ローラ６２の軸線方向から見た断面形状が、現像ローラ６２に近接する方向に湾曲した、半楕円形状である。より具体的には、各近接湾曲部７９２１ａ，７９２１ｂ，７９２１ｃの断面形状は、短軸が固定部７９２２と平行となるようにされた半楕円形状である。また、本実施形態では、各近接湾曲部７９２１ａ，７９２１ｂ，７９２１ｃ間の間隔は、１ｍｍに設定されている。

このように、挿入部７９２１に、複数の近接湾曲部７９２１ａ，７９２１ｂ，７９２１ｃを設けることによって、挿入部７９２１と現像ローラ６２との間に介在する弾性ゴム部６７１の厚みが近接湾曲部に応じて連続的に変化する部分を、複数設けることができるので、弾性ゴム部６７１における現像ローラ６２に対する当接圧力の分布を、複数の近接湾曲部７９２１ａ，７９２１ｂ，７９２１ｃに応じて、複数のピークを有するシャープな分布とすることができる。したがって、ドクターブレード７９は、より均一な現像剤６０の薄層を現像ローラ６２表面上に形成することができる。

図７（ｂ）に示すドクターブレード８０は、前述したドクターブレード６７と類似した構成であり、支持部８０２における、弾性ゴム部６７１の内部に挿入される挿入部８０２１の形状が異なること以外は、ドクターブレード６７と同様である。ドクターブレード８０の支持部８０２における挿入部８０２１は、固定部８０２２の他端部から連なり、弾性ゴム部６７１の内部に挿入される部分である。そして、挿入部８０２１には、現像ローラ６２に近接する方向に湾曲する、複数の近接湾曲部８０２１ａ，８０２１ｂ，８０２１ｃが、現像ローラ６２の軸線方向、および、固定部８０２２から挿入部８０２１が延びる方向に垂直な方向に並んで設けられている。各近接湾曲部８０２１ａ，８０２１ｂ，８０２１ｃは、現像ローラ６２の軸線方向から見た断面形状が、現像ローラ６２に近接する方向に湾曲した、逆三角形状である。また、本実施形態では、各近接湾曲部８０２１ａ，８０２１ｂ，８０２１ｃ間の間隔は、１ｍｍに設定されている。

このように、挿入部８０２１に、複数の近接湾曲部８０２１ａ，８０２１ｂ，８０２１ｃを設けることによって、挿入部８０２１と現像ローラ６２との間に介在する弾性ゴム部６７１の厚みが近接湾曲部に応じて連続的に変化する部分を、複数設けることができるので、弾性ゴム部６７１における現像ローラ６２に対する当接圧力の分布を、複数の近接湾曲部８０２１ａ，８０２１ｂ，８０２１ｃに応じて、複数のピークを有するシャープな分布とすることができる。したがって、ドクターブレード８０は、より均一な現像剤６０の薄層を現像ローラ６２表面上に形成することができる。

図８は、ドクターブレード８１およびドクターブレード８２の構成を示す断面図である。なお、図８は、現像ローラ６２の軸線方向から見た断面図である。

図８（ａ）に示すドクターブレード８１は、前述したドクターブレード６７と類似した構成であり、支持部８１２における、弾性ゴム部６７１の内部に挿入される挿入部８１２１の形状が異なること以外は、ドクターブレード６７と同様である。ドクターブレード８１の支持部８１２における挿入部８１２１は、固定部８１２２の他端部から連なり、弾性ゴム部６７１の内部に挿入される部分である。そして、挿入部８１２１では、現像ローラ６２に近接する方向に湾曲する、複数の近接湾曲部８１２１ａ，８１２１ｂ，８１２１ｃと、現像ローラ６２から離反する方向に湾曲する、複数の離反湾曲部８１２１ｄ，８１２１ｅとが、現像ローラ６２の軸線方向、および、固定部８１２２から挿入部８１２１が延びる方向に垂直な方向に並んで交互に連結されている。各近接湾曲部８１２１ａ，８１２１ｂ，８１２１ｃ、および、各離反湾曲部８１２１ｄ，８１２１ｅは、現像ローラ６２の軸線方向から見た断面形状が、短軸が固定部８１２２と平行となるようにされた半楕円形状である。

これによって、ドクターブレード８１を金型成型加工する場合、弾性ゴム部６７１を構成する弾性ゴムが近接湾曲部８１２１ａ，８１２１ｂ，８１２１ｃ、および、離反湾曲部８１２１ｄ，８１２１ｅに流れ込んで成型されるとき、各湾曲部に付加される荷重を均等にすることができる。そのため、弾性ゴム部６７１の内部に挿入される挿入部８１２１が表面精度の高いものとなるので、ドクターブレード８１は、より均一な現像剤６０の薄層を現像ローラ６２表面上に形成することができる。

図８（ｂ）に示すドクターブレード８２は、前述したドクターブレード６７と類似した構成であり、支持部８２２における、弾性ゴム部６７１の内部に挿入される挿入部８２２１の形状が異なること以外は、ドクターブレード６７と同様である。ドクターブレード８２の支持部８２２における挿入部８２２１は、固定部８２２２の他端部から連なり、弾性ゴム部６７１の内部に挿入される部分である。そして、挿入部８２２１では、現像ローラ６２に近接する方向に湾曲する、複数の近接湾曲部８２２１ａ，８２２１ｂ，８２２１ｃと、現像ローラ６２から離反する方向に湾曲する、複数の離反湾曲部８２２１ｄ，８２２１ｅとが、現像ローラ６２の軸線方向、および、固定部８２２２から挿入部８２２１が延びる方向に垂直な方向に並んで交互に連結されている。各近接湾曲部８２２１ａ，８２２１ｂ，８２２１ｃ、および、各離反湾曲部８２２１ｄ，８２２１ｅは、現像ローラ６２の軸線方向から見た断面形状が、逆三角形状である。

これによって、ドクターブレード８２を金型成型加工する場合、弾性ゴム部６７１を構成する弾性ゴムが近接湾曲部８２２１ａ，８２２１ｂ，８２２１ｃ、および、離反湾曲部８２２１ｄ，８２２１ｅに流れ込んで成型されるとき、各湾曲部に付加される荷重を均等にすることができる。そのため、弾性ゴム部６７１の内部に挿入される挿入部８２２１が表面精度の高いものとなるので、ドクターブレード８２は、より均一な現像剤６０の薄層を現像ローラ６２表面上に形成することができる。

１ 画像形成装置
２ 現像装置
３２ 感光体ドラム
６１ 現像槽
６２ 現像ローラ
６７，７７，７８，７９，８０，８１，８２ ドクターブレード
６７１ 弾性ゴム部
６７２，７７２，７８２，７９２，８０２，８１２，８２２ 支持部
６７２１，７７２１，７８２１，７９２１，８０２１，８１２１，８２２１ 挿入部
６７２２，７７２２，７８２２，７９２２，８０２２，８１２２，８２２２ 固定部

Claims (4)

1. 回転自在に設けられる像担持体が担持する静電潜像を、現像剤を用いて現像する現像装置であって、
   現像剤を収容する現像槽と、
   前記現像槽内に回転自在に設けられ、その軸線が前記像担持体の軸線と平行になるように、前記像担持体を臨んで配置され、前記現像槽に収容される現像剤を担持して前記像担持体に搬送する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に圧接して設けられ、前記現像剤担持体に担持される現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、を備え、
   前記層厚規制部材は、
   板状に形成され、前記現像剤担持体の軸線方向両端部間にわたって前記現像剤担持体に面接触するように設けられる弾性ゴム部と、
   弾性を有し、前記弾性ゴム部を支持する支持部と、を有し、
   前記支持部は、
   前記現像剤担持体の軸線に平行な板状に形成されて、一端部が前記現像槽に固定される固定部と、
   前記固定部の他端部から連なり、前記弾性ゴム部の内部に挿入される挿入部であって、前記現像剤担持体に近接する方向に湾曲する近接湾曲部を有する挿入部と、を含むことを特徴とする現像装置。
2. 前記挿入部には、前記近接湾曲部が、前記現像剤担持体の軸線方向に垂直な方向に、複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記挿入部は、前記現像剤担持体から離反する方向に湾曲する離反湾曲部をさらに有し、
   前記近接湾曲部と前記離反湾曲部とは、交互に連結されていることを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
4. 静電潜像を担持する像担持体と、
   前記像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
   請求項１〜３のいずれか１つに記載の現像装置であって、前記像担持体に形成される静電潜像を、現像剤を用いて現像する現像装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。