JP2004109802A

JP2004109802A - １成分現像装置

Info

Publication number: JP2004109802A
Application number: JP2002275101A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Inoue; 井上　淳志; Wataru Yoshida; 吉田　渉; Toshio Nishino; 西野　俊夫; Keiji Kato; 加藤　圭二; Yasuyuki Ishiguro; 石黒　康之; Toshihide Ogoshi; 大越　俊秀; Fusato Mizoguchi; 溝口　二三十
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-09-20
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2004-04-08

Abstract

【課題】現像ブレード端部、現像ローラ端部でのシール性を確保しつつ、現像ブレードの現像ローラに対する接触部分の圧接力バランスを均一とし、もって画像不良を防止するとともに、現像ブレードによる現像ローラの削れを防止する。
【解決手段】現像ブレード６は、一方の端縁を現像ケース１７にホルダーを介して間接的に固定し、他方の端縁である自由端縁は、所要の圧接力で現像ローラ５に当接させる。現像ローラ５及び現像ブレード６の長手方向両側端部と所要の間隔をもって対面する現像ケース正面板の部位は、シール取付け面２１を形成したシール取付け部２２を構成し、このシール取付け面２１にドクターシール７及び端部シール１９を貼付け配設する。端部シール１９が現像ローラ５と、ドクターシール７が現像ブレード６と密着することで、その部位でのシール性が保たれる。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機、レーザープリンタ、普通紙ＦＡＸ等の画像形成装置において、感光体上に形成した静電潜像を現像するための非磁性１成分現像方式を用いた現像装置に関し、さらに詳しくは、ドクターシール及び端部シールにより現像ケースの正面板と現像ブレード及び現像ローラとの間の隙間からのトナーの漏れるのを防止するトナーシール機構を備えた１成分現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真装置の現像剤としては、トナーのみからなる１成分現像剤と、トナーとキャリアからなる２成分現像剤とが知られている。２成分現像剤を用いた現像方法は、一般に、トナーとキャリアとを現像槽中で攪拌することによりトナーを帯電させ、キャリアの表面にトナーを付着させた状態で現像剤担持体（現像ローラ）により、静電潜像担持体（感光体）と現像剤担持体との対向位置にある現像領域に搬送させるものである。このため、十分な搬送量が得られ、高濃度の画像を得ることができる。しかしながら、２成分現像剤では現像濃度を一定に維持するために、トナーとキャリアの混合比を一定に維持する必要があり、現像装置全体の構成が複雑になるという問題点がある。
【０００３】
一方、１成分現像剤を用いた現像装置では、その取扱が簡便である。１成分現像剤（以下、トナーと略称）としては、非磁性１成分現像剤が知られている。一般に非磁性トナーの現像装置では、トナーは現像ローラと現像剤規制部材（現像ブレード）のニップ部との間の領域に搬送され、一定膜厚のトナー層が現像ローラ表面に形成される。このような非磁性１成分現像方式は、高画質化、カラー対応等の点で、優れているために近年採用機種が増加しているが、非磁性１成分トナーを用いる場合の問題点の一つとして、現像ローラの長手方向両側端部からのトナーの飛散、漏れがあげられる。そして、高画質化のためにトナー粒径が小さくなる傾向にあり、さらに飛散や漏れが発生しやすくなっているという実状である。
【０００４】
非磁性１成分現像方式のシール方法としては、例えば特開２０００−３１５０１５号公報（特許文献１参照）に開示の技術によると、現像ローラの長手方向両側端部において、現像ブレードや現像ローラと現像ケース正面板との間の隙間を、弾性のある一体構造の端部シールで密封することによって、現像ブレード及び現像ローラの長手方向両側端部から現像ケース外側へ向って、トナーが漏れるのを防止する構成をとっている。この際トナー漏れを完全に防ぐためには、端部シールは、ある程度の圧接力をもって現像ブレードや、現像ローラと接するように構成する必要がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３１５０１５号公報（段落番号［００１７］〜［００２４］、図２及び図３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、回転体である現像ローラのシールをより完全に行うには、現像ブレード部分のシールよりも密着性を上げる必要がある。しかしながら、前記のような一体構造の端部シールでは、現像ローラの長手方向両側端部におけるシール性を上げるために、端部シールが現像ブレードを必要以上に押しつける構成にならざるを得ない。また、現像ローラに対して均一なトナーの薄層を形成するために、現像ブレードは、その長手方向自由端部の全長にわたって１０ｇ／ｍｍ^２〜１００ｇ／ｍｍ^２程度の均一な圧力によって現像ローラに当接させる必要がある。この均一な圧力によって、現像ブレードの長手方向自由端部は、その全長にわたって現像ロールとの間に一定の隙間が形成され、現像ローラの回転により、この隙間にトナーが一定量吸い込まれることによって、現像ロール上に均一な厚みのトナー層が形成されるのである。
【０００７】
しかしながら、ブレード長手方向両側端部を前記した一体構造の端部シールによって抑えるようにした従来技術による現像ローラの端部構造においては、前記した均一な圧力に、上記トナー漏れを防止するために設けたシール部材が現像ローラ側に現像ブレードを押し当てる圧力が加わるために、現像ローラの長手方向中央部よりも長手方向両側端部においてより強く押されることになる。したがって、端部シールがある部分の現像ブレードの自由端部は、現像ロールとの間の隙間が狭くなる。
【０００８】
現像ローラ上に形成されるトナーの薄層の厚みは、現像ローラに押し当てられる現像ブレードの圧力が大きく関与していることから、中央部と端部で現像ブレード−現像ローラ間の接触圧力に差が生じることとなり、そのため中央部と端部でトナー層の厚さに差が生じ、結果として、画像の中央部と端部では、濃度差を生じることとなる。これらの端部シールは、現像ケース正面板長手方向両側端部に配置されているために、特に現像ブレードの長手方向両側端部では端部シールの背後に現像ケースが存在することから、現像ローラを現像ブレードに押し当てた時、現像ローラ中央部との圧力バランスが不均衡となり、長手方向両側端部の接触圧力が大きくなり、端部のトナー層が他の部分に比較して薄くなるという問題が生ずる。
【０００９】
前記した濃度差を防ぐために、端部シールによって抑えられている部分を画像形成に用いない方法も考えられるが、この場合には、画像形成に用いない分だけ現像ローラや現像ブレードを長くする必要があり、その結果、画像形成装置全体が大きくなるという別の面での欠点を生じる。また、現像ブレードの長手方向の両端部においては、背面からシール部材に押されて現像ブレードのエッジで現像ローラを削ってしまうという問題も生ずることとなる。
【００１０】
そこで、本発明は、上記した従来技術の問題点を解決しようとするもので、その目的は、画像形成装置を大型にすることなく、現像ブレード端部、現像ローラ端部でのシール性を確保しつつ、現像ブレードの現像ローラに対する接触部分の圧接力バランスを均一とし、もって画像不良を防止するとともに、現像ブレードによる現像ローラの削れを防止することを可能とした１成分現像装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、現像ケースにより板状の現像ブレードの一端縁を固定支持して、その現像ブレードの他端縁である自由端縁を現像ローラの外周面に当接し、その現像ローラで担持するトナーを薄層化して、薄層化したトナーを現像ローラから感光体上の静電潜像上へ移し、該静電潜像を可視像化するようにした１成分現像装置において、前記現像ブレードの自由端縁の両側端部に、前記現像ブレードの自由端縁と現像ローラ軸心との距離が内側から側端縁側に向って連続的に大きくなっている側端切欠き部を設け、前記現像ブレードの側端部を覆うようにドクターシールを前記現像ケースの端部シール取付け面に貼付け配設すると共に、前記現像ローラの端部ローラ面との間に現像ブレードの前記側端切欠き部を覆うように端部シールを前記現像ケースの端部シール取付け面に貼付け配設したことを特徴とする。
【００１２】
ここで、前記ドクターシールは、前記端部シールよりも弾性の大きい部材からなり、また、前記現像ブレードの側端切欠き部の開始位置は、前記現像ローラの外周面との当接部にある。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明による現像装置の実施例を図１ないし図５によって詳細に説明する。図１は、本発明による現像装置を備えた画像形成装置の概略側断面図、図２は、その拡大側断面図、図３は、現像ブレードの側端切欠き部の説明図、図４は、現像ケースのシール取付け面とそれに貼付けて配設されるドクターシール及び端部シールとの相互の位置関係を示す図２の矢印Ｃ方向からみた一部破断正面図、図５は現像ケースのシール取付け面に貼付けて配設されるドクターシール及び端部シールと現像ブレード６及び現像ローラ５との相互の位置関係を示す図２の矢印Ｃ方向からみた一部破断正面図である。
【００１４】
図１及び２に示す現像装置３は、非磁性１成分現像方式を採用した現像装置である。非磁性１成分現像方式では、供給ローラ８により、トナー４を供給ローラ８に当接する現像ローラ５に付着させた後、現像ブレード６により現像ローラ５表面に所定の極性に帯電したトナー４の薄層を形成する。現像ローラ５は、感光体１に当接、接触しながら回転し、感光体１上の潜像にトナー４を付着させて顕像化する。
【００１５】
図１において、感光体１は矢印方向に回転して、帯電装置２によって表面を均一に帯電された後、不図示の光学系によりレーザー光Ｌを照射して露光され、表面に静電潜像が形成される。現像装置３は、反時計方向に回転する現像ローラ５の表面に、反時計方向に回転する供給ローラ８からトナー４の供給を受け、現像ブレード６によって均一な厚みのトナー層を形成し、感光体１と対向する現像ニップ領域Ａへ搬送し、感光体１上に形成されている静電潜像にトナー４を付着させ顕像化する。なお、現像ローラ５には不図示の電源より、直流もしくは及び交流電圧が印加されるようになっている。
【００１６】
トナー４は、スチレンアクリル等の樹脂を主樹脂としてカーボン等の着色剤を混合させ、粉砕・分級した非磁性一成分の粉体であり、流動性を向上させるために疎水性アルミナなどを外添しているものであって、例えば、その体積平均粒径が６μｍで、体積抵抗率が１０^１１Ωｃｍのものが用いられる。本実施の形態では、露光部にトナー像を形成する反転現像を行っており、したがって感光体が負極性であれば、トナー４の帯電極性は負である。
【００１７】
なお、本実施例の構成は帯電極性によらず、正の帯電極性を持つトナーでも適用できる。また、主樹脂としては、ポリエステル、エポキシ、ポリスチレン、アクリル系樹脂等を用いることができる。また、外添剤としてシリカ、酸化チタン等を用いたり、顔料、染料等により着色してもよい。さらに、トナーは、重合法、マイクロカプセル化法によって製造したものであってもよい。
【００１８】
感光体１上で顕像化されたトナー像は、感光体１と転写装置９とが対向する転写領域Ｂにおいて転写紙１３に転写され転写紙上の画像となる。転写された画像は不図示の定着装置によって、熱や圧力が与えられ、転写紙上に定着される。一方クリーニング装置１４は、転写紙に転写しきれずに感光体１上に残ったトナーをクリーニングブレード１５により除去する。除去されたトナーは回収搬送部材１６によってクリーニング装置外部に搬送され、必要に応じて再使用に供される。クリーニング装置１４を通過した感光体１の表面は、その後、帯電装置２により表面を均一に帯電され、次の画像形成工程を繰り返す。
【００１９】
供給ローラ８は、現像ローラ５に当接している。この供給ローラ８は、現像ケース１７内に蓄えられた底部付近におけるトナーの攪拌と現像後の現像ローラ５表面に残存するトナーの除去とを兼ねており、体積抵抗率約１０^５（Ωｃｍ）、セル密度８０〜１４０（個／インチ）、アスカーＦ硬度６０度〜アスカーＣ硬度３０度の導電性ウレタンフォームからなる直径１４（ｍｍ）の導電性弾性発泡体ローラである。３０はトナー攪拌部材であり、その構造は、例えば特開平１１−８４８５０号公報に記載されているような構成である。
【００２０】
なお、アスカーＣ，Ｆとは、日本ゴム協会における硬度の規格であり、先端形状が球になっている硬度測定用の針をスプリングの力で試料の表面に押しつけ、試料の抗力とスプリングの力とがバランスしたときに、針が試料を押し込んでいる深さ（押し込み深さ）で硬度を表したものである。
【００２１】
アスカーＣの規格では、５５ｇの荷重をスプリングに与えたときの針の押し込み深さが、その針の最大変位と等しくなるような試料の硬度を０度とし、８５５ｇの荷重をスプリングに与えたときの針の押し込み深さが０となるような試料の硬度を１００度に定めている。
【００２２】
アスカーＦの規格では、前記アスカーＣ硬度計において押針の形状を２５．２ｍｍ円筒とし、加圧面の寸法，形状を直径８０ｍｍ（円形）として、５５ｇの荷重をスプリングに与えたときの針の押し込み深さが、その針の最大変位と等しくなるような試料の硬度を０度とし、４５５ｇの荷重をスプリングに与えたときの針の押し込み深さが０となるような試料の硬度を１００度に定めている。
【００２３】
図２に示すように、現像ローラ５は、感光体ドラム１と所定のニップ幅で接触しており、体積抵抗率が例えば５×１０^６Ωｃｍのポリウレタンゴムにて形成されている。なお、現像ローラ５と感光体ドラム１とを所定のニップ幅で接触させるために、現像ローラ５は、カーボンブラックなどの導電化剤を添加した、導電性と弾性とを有するゴム材料から選択される。例えば、ウレタン系ゴム、シリコン系ゴム、ＮＢＲ（Ｎｉｔｒｉｌｅ−Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ　Ｒｕｂｂｅｒ）系ゴムを挙げることができる。また、現像ローラ５の硬度は、アスカーＣで５０〜９０度が好ましく、体積抵抗率は、１０^４〜１０^８Ωｃｍが好ましく、１０^６〜１０^７Ωｃｍのとき、現像ローラ５の特性が最も良くなる。
【００２４】
現像ブレード６は、ステンレスやリン青銅等の薄板状バネ部材を用い、一方の端縁を現像ケース１７にホルダーを介して間接的に固定し、他方の端縁である自由端縁は、所要の圧接力で現像ローラ５に当接させている。当接方法としては、自由端の方が固定端よりも現像ローラ５の回転方向上流側に位置するカウンター当接方式を採用している。
【００２５】
現像ローラ５及び現像ブレード６の長手方向両側端部と所要の間隔をもって対面する現像ケース正面板の部位は、図２及び図２のＣ方向から見た図４（ａ）に示されるシール取付け面２１（図４（ａ）の斜線部）を形成したシール取付け部２２を構成しており、このシール取付け面２１にドクターシール７及び端部シール１９を貼付け配設している。端部シール１９が現像ローラ５と密着することで、その部位でのシール性が保たれると同時に、ドクターシール７が現像ブレード６と密着することで、その部位でのシール性が保たれるように構成されている。
【００２６】
現像ブレード６は、図２のＣ方向から見た場合の図３に示されるように、現像ローラ５に当接する自由端縁６ａの両側端部に（見方を変えれば、側端縁６ｂの自由端縁部位に）、現像ブレードの自由端縁６ａと現像ローラ軸心との距離が自由端縁６ａの内側から側端縁６ｂに向って連続的に大きくなっている側端切欠き部６ｃを有している。そして、現像ブレード６の側端切欠き部６ｃの開始位置は、現像ローラ５の外周面との当接部にある。このことにより、現像ブレード６による現像ローラ５の削れを、より確実に防止することができる。
【００２７】
この現像ブレード６の長手方向両側端部では、図２及び図４（ｂ）に示すように現像ブレード６に沿って弾性を有するドクターシール７が設けられ、このドクターシール７が現像ブレード６の端部内側に当接することにより、トナーが現像ブレード６の長手方向両側端部から外部に流出するのを防止している。ドクターシール７は、発泡ポリウレタン等の弾性シール部材よりなっている。
【００２８】
現像ローラ５の長手方向両側端部では、図２及び図４（ｃ）に示すように現像ローラ５の外周面に沿って端部シール１９が、直接現像ローラ５の外周面に当接して設けられ、この端部シール１９によりトナーが現像ローラ５の長手方向両側端部から、外部に流出するのを防止している。端部シール１９には、テフロン（Ｒ）系のフェルトやスウェード、毛ブラシ、発泡ポリウレタンなどの摺動性や弾性を持った部材を用い、現像ローラ５に対する密着性を確保している。
【００２９】
図５（ａ）は、ドクターシール７、端部シール１９の上に取り付けられた現像ブレード６の態様を示している。ドクターシール７によって、現像ブレード６の側端部がシールされるとともに、現像ブレード６の側端切欠き部６ｃは、端部シール１９に覆われるように配置される。
【００３０】
図５（ｂ）に示されるように、現像ローラ５が取り付けられると、この現像ローラ５の長手方向両側端の部位に対して端面シール１９に密着することになり、これによって該部位からのトナー漏れが完全に防止される。
【００３１】
こうして、現像ブレードの現像ローラに対する接触部分の圧接力バランスを均一とし、もって画像不良を防止すると共に、現像ブレードによる現像ローラの削れが発生することなく端部のトナーをシールすることができる。
【００３２】
ドクターシール７の弾性部材は、端部シール１９の弾性部材よりも弾性に富んでいる。したがって、端部シール１９はより強く回転する現像ローラに密着して、トナー漏れを防止する。これに対して、ドクターシール７は端部シール１９が現像ローラ５に密着されるのに比べてより弱い適当な強さで現像ブレード６の背面に密着されるように構成されているのでドクターシール７が現像ブレード６を抑えすぎることを防止している。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、現像ブレードの自由端縁の両側端部に、現像ブレードの自由端縁と現像ローラ軸心との距離が内側から側端縁側に向って連続的に大きくなっている側端切欠き部を設け、現像ブレードの側端部を覆うようにドクターシールを現像ケースの端部シール取付け面に貼付け配設すると共に、現像ローラの端部ローラ面との間に現像ブレードの前記側端切欠き部を覆うように端部シールを現像ケースの端部シール取付け面に貼付け配設したので、現像ブレードの現像ローラに対する接触部分の圧接力バランスを均一とし、もって画像不良を防止すると共に、現像ブレードによる現像ローラの削れが発生することなく端部のトナーをシールすることができる。
【００３４】
また本発明によれば、ドクターシールが前記端部シールよりも弾性の大きい部材からなるので、過度のシール圧接力を防ぐことができる。
【００３５】
また本発明によれば、前記現像ブレードの側端切欠き部の開始位置が、前記現像ローラの外周面との当接部にあるので、現像ブレードによる現像ローラの削れをより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による現像装置を備えた画像形成装置の概略側断面図である。
【図２】本発明による現像装置の拡大側断面図である。
【図３】現像ブレードの側端切欠き部の説明図である。
【図４】現像ケース正面板の開口部長手方向両側端に貼付けて配設されるドクターシール及び端部シールと現像ケース正面板の正面開口部との相互の位置関係を示す一部破断正面図で、（ａ）は、ドクターシール及び端部シールの取付け面を示す図、（ｂ）は、ドクターシールの貼付け態様を示す図、（ｃ）は、端部シールの貼付け態様を示す図である。
【図５】現像ケース正面板の開口部長手方向両側端に貼付けて配設されるドクターシール及び端部シールと現像ブレード及び現像ローラとの相互の位置関係を示す一部破断正面図で、（ａ）は、現像ブレードの配設態様を示す図、（ｂ）は、現像ローラの配設態様を示す図である。
【符号の説明】
１　感光体
２　帯電装置
３　現像装置
４　トナー
５　現像ローラ
６　現像ブレード
６ａ　自由端縁
６ｂ　側端縁
６ｃ　側端切欠き部
７　ドクターシール
８　供給ローラ
９　転写装置
１３　転写紙
１４　クリーニング装置
１５　クリーニングブレード
１７　現像ケース
１９　端部シール
２１　端部シール取付け面
２２　端部シール取付け部

Claims

現像ケースにより板状の現像ブレードの一端縁を固定支持して、その現像ブレードの他端縁である自由端縁を現像ローラの外周面に当接し、その現像ローラで担持するトナーを薄層化して、薄層化したトナーを現像ローラから感光体上の静電潜像上へ移し、該静電潜像を可視像化するようにした１成分現像装置において、
前記現像ブレードの自由端縁の両側端部に、前記現像ブレードの自由端縁と現像ローラ軸心との距離が内側から側端縁側に向って連続的に大きくなっている側端切欠き部を設け、前記現像ブレードの側端部を覆うようにドクターシールを前記現像ケースの端部シール取付け面に貼付け配設すると共に、前記現像ローラの端部ローラ面との間に現像ブレードの前記側端切欠き部を覆うように端部シールを前記現像ケースの端部シール取付け面に貼付け配設したことを特徴とする１成分現像装置。
前記ドクターシールは、前記端部シールよりも弾性の大きい部材からなることを特徴とする請求項１に記載の１成分現像装置。
前記現像ブレードの側端切欠き部の開始位置は、前記現像ローラの外周面との当接部にあることを特徴とする請求項１に記載の１成分現像装置。