JP2005092142A - 現像装置、現像カートリッジ、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 一成分トナーを用いた現像装置において非作像時に現像ローラを逆回転させることによりトナー滞留を防止するようにした場合にも更に発生するトナー滞留を確実に防止して白スジを解消することができる一成分現像装置、現像カートリッジ、及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】 感光体１ａに対して接離可能に構成され且つ一成分トナーを感光体に供給する現像ローラ２１０を備えた現像装置１ｃを有した画像形成装置であって、現像装置は、一成分トナーを現像ローラに供給する供給ローラ２２０と、現像ローラに接触して現像ローラ上のトナーを一定量に薄層化し、現像ローラの逆回転時に回転するドクターローラ２３０と、を有しているものにおいて、供給ローラとドクターローラ間に配置され、現像ローラの正回転時は現像ローラから離間し、逆回転時には現像ローラに当接して現像ローラ上のトナーを除去するクリーニング部材２６０を設けた。
【選択図】 図２

Description

本発明は一成分トナーを用いた現像装置の改良に関し、特に非作像時に現像ローラを逆回転させることによりトナー滞留を防止するようにした現像装置を更に改良した一成分現像装置、現像カートリッジ、及び画像形成装置に関する。

一成分現像装置は、感光体にトナーを供給する現像ローラと、現像ローラにトナーを供給する供給ローラと、該現像ローラに接してトナーの層厚を規制するトナー層規制部材とを備え、現像ローラとトナー層規制部材との接触部において現像ローラに供給されたトナーを摩擦帯電し、一定量のトナー層を形成する。トナー層規制部材としては、一般的に規制ブレードが用いられ、現像ローラが金属或いは樹脂にて構成されるハードローラの場合にはウレタンゴムのような弾性を有するブレードを用い、逆に基材がゴムのような弾性を有するものからなる現像ローラにあっては金属ブレード等を用いる。
一成分現像装置は、二成分現像装置に比べキャリアやトナー濃度センサを必要としないため安価に構成できるという長所を有する。しかしながら、規制ブレードは現像ローラに対し接触押圧されているために、経時で現像ローラ表面が削れて帯電性が劣化し、それに伴いトナーの帯電電荷が減少して地汚れが発生し、微小ドットの再現性が低下してしまう。また、現像ニップ部に滞留したトナーが、回転する現像ローラとブレードとの間で発生する摩擦熱で溶融してトナー塊を形成し、トナー塊に起因して形成画像中に白スジが発生する。そのため、現像装置として長寿命化は困難とされてきた。
このような問題に対応するため、本出願人から、ローラ状のトナー層規制部材（ドクターローラ）の端部にワンウェイクラッチを有するハウジングを設け、非作像時に、作像時の回転方向とは逆方向に現像ローラを回転させることにより、ドクターローラを駆動させるという技術が提案されている。（特開２００２−１８２４７０公報）
この提案によれば、ブレードを用いた場合のように現像ローラの同じ面が常時磨耗されたり、トナーがニップ部で滞留することもなくなるため、上記問題は解決される。
しかし、現像ローラを作像時とは逆方向に回転させる際に、白スジの要因となるトナ−塊が現像ローラ側に付着した場合、トナー塊は再度現像ローラとドクターローラのニップ部に挟み込まれ、白スジとなる可能性がある。また、現像ロ−ラとドクターローラのニップ付近のトナ−は滞留するため、ニップ部からの摩擦熱でトナ−塊を形成しやすいため、できるだけ滞留を防ぐ方法をとる必要がある。
特開２００２−１８２４７０公報

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、一成分トナーを用いた現像装置において非作像時に現像ローラを逆回転させることによりトナー滞留を防止するようにした場合にも更に発生するトナー滞留を確実に防止して白スジを解消することができる一成分現像装置、現像カートリッジ、及び画像形成装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、感光体と、感光体に対して接離可能に構成され且つ一成分トナーを感光体に供給する現像ローラを備えた現像装置と、を備え、作像時に現像装置が感光体に対して接近して現像ローラを感光体に対して接触、若しくは微少な間隔を隔てて停止させることにより感光体にトナーを供給し、非作像時には現像装置が感光体から離間する画像形成装置であって、前記現像装置は、一成分トナーを現像ローラに供給する供給ローラと、現像ローラに接触して現像ローラ上のトナーを一定量に薄層化し、現像ローラの逆回転時に回転するドクターローラと、を有しているものにおいて、前記供給ローラとドクターローラ間に配置され、現像ローラの正回転時は現像ローラから離間し、逆回転時には現像ローラに当接して現像ローラ上のトナーを除去するクリーニング部材を設けたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１において、前記クリー二ング部材は、回転軸を中心として回転自在な構成を備えていることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記現像ローラの逆回転後に所定期間正転させることにより、逆回転時に前記クリーニング部材によりトナー除去された現像ローラの範囲に対して、少なくとも供給ローラを通過させるようにしたことを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１，２又は３に記載の現像装置は、画像形成装置本体に対して着脱自在な現像カートリッジに組み込まれており、該現像カートリッジには前記感光体が組み込まれていることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１乃至３の何れか一項に記載の現像装置、又は請求項４に記載の現像カートリッジを備えたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、供給ローラとドクターローラ間にクリーニング部材を設け、現像ローラ逆回転時に現像ロ−ラ側に付着しているトナー塊を除去し、白スジの発生を防止することができる。即ち、白スジの原因となるトナー凝集体を現像ローラとドクターローラの当接部から吐き出すための現像ローラ逆転動作時に現像ローラ上のトナーを清掃するクリーニング部材を設けたので、トナー凝集体が現像ローラに付着し再度上記当接部に入り白スジ発生の原因となることを防止することができる。
請求項２の発明によれば、白スジ発生を防止するとともに、回転時に現像ローラとドクターローラのニップ付近の滞留を防止し、白スジの要因となるトナ−塊の形成を防ぐことができる。クリーニング部材が現像ローラと離れて回転し、現像ローラとドクターローラの当接部付近のトナーの滞留を防ぎトナー凝集体の形成を抑制しているので、白スジのさらなる防止となる。
請求項３の発明によれば、潜像現像中の白帯の発生を防止し、余分な潜像現像前の現像立ち上げを削除することができる。
請求項４の発明によれば、現像装置に感光体を組み込んだ現像カートリッジを用いることができる。
請求項５の発明によれば、本発明の現像装置は、各種画像形成装置に適用することができる。

以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係るカラーレーザープリンタの概略構成図である。
このカラーレーザープリンタは、感光体部Ａ、書込み部Ｂ、現像部Ｃ、中間転写部Ｄ、給紙部Ｅ、紙転写部Ｆ、定着部Ｇから成る。
感光体部Ａには、ローラによって張設されて矢印方向へ回転駆動される感光体ベルト１ａがあり、感光体ベルト１ａの周りには帯電器１ｂ、現像部Ｂを構成する現像カートリッジ１ｃ、感光体クリーニング装置１ｄが配置されている。この感光体ベルト１ａの表面には有機感光層が形成されている。帯電器１ｂに高電圧を印加することにより感光体ベルトを一様に帯電させる。
カラー画像情報、たとえばコンピュータからのカラー画像信号を光信号に変換し、書込み部Ｂを構成する書込みユニット１ｅから出射されるレーザーにてBlack（以下、Ｂｋと記す）、Cyan（同、Ｃ）、Magenta（同、Ｍ）、Yellow（同、Ｙ）の画像信号に対応した書込みを行い、感光体ベルト上に静電潜像を形成する。
この静電潜像は、感光体ベルト１ａ上の静電潜像と逆の電荷にて帯電されたトナーを有するＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ毎の各現像カートリッジによって帯電トナーを静電吸着させることにより現像される。中間転写ベルト１ｆと感光体ベルト１ａとの接触部においては、中間転写ベルトにトナーの帯電極性と逆極性の電荷を印加することにより中間転写ベルト上にトナー像を転写する。この動作を４回行うことにより、中間転写ベルト上に４色重ね画像を形成する。紙転写ローラ１ｈにトナーと逆極性の電荷を印加することによって、この重ね画像は、搬送ローラ１ｇによって送られてきた転写紙に対して転写される。この転写紙は定着器１ｉに搬送され、トナー像が溶融定着される。

続いて、本発明の一実施形態に係る現像装置の概略図である図２、図３を用いて、現像装置の作像メカニズムについて説明する。
この現像装置１ｃは、ケース２００内に配置された第一搬送パドル２４１から第三搬送パドル２４３部にまでトナーが充填されており、各搬送パドルが矢印の方向に回転することによりトナーを前方に送り出す。また各搬送パドルはポリプロピレンのような柔らかい材質で形成され、弾性を持っており、その弾性を利用して現像装置の内壁と密着させ確実にトナーを搬送する。
第一搬送パドル２４１の周辺に位置するトナーは第一搬送パドル２４１の回転によって発泡ポリウレタンで構成された供給ローラ２２０に搬送され、続いて供給ローラ２２０から現像ローラ２１０にトナーが供給される。さらに、現像ローラ２１０に供給されたトナーはドクターローラ２３０にて帯電、薄層化され、感光体１ａ上に形成された静電潜像を現像し可視化する。また、ドクターローラ及び現像ローラは、環境変動により外径が変化するため、その変化を吸収するためにドクターローラは現像ローラに対して、スプリングにて押圧されている。
ちなみに、ドクターローラ（トナー規制部材）２３０にて掻き落とされたトナーは、現像ケースの傾斜を伝って、第一搬送パドル２４１に戻される。
また、本現像装置１ｃは装置後方にある接離用カムの回転により感光体１ａに対して接触し、図示せぬ離間スプリングにより離間させることにより現像装置を感光体に対して選択的に接触させる。
現像装置１ｃが感光体ベルトから離れている状態で、図２に示した作像時の回転方向とは逆に、図３に示した方向に現像ローラを逆回転させ、現像ローラにスプリングにて押圧されているドクターローラ２３０を現像ローラと連れ回りさせることによりドクターローラを図３の矢印の方向に回転駆動させる。ドクターローラ２３０の端部には、ワンウェイクラッチとそれが圧入されたハウジングが構成され、現像ローラが作像時に正回転した場合には、ワンウェイクラッチがロックし、ドクターローラが現像ローラに連れまわりしないようにする。

供給ローラ２２０とドクターローラ２３０との間には現像ローラ上に付着している白スジの要因となるトナー凝集体を除去するゴム等の弾性体のクリーニング部材２６０を設けている。クリーニング部材の端部にはソレノイドが配置され、このソレノイド等により現像ローラと接離できるようになっており、現像ローラ逆回転時にのみクリーニング部材を現像ローラに当接させている。
クリーニング部材２６０は、図２、図３のようなブロック形状であっても良いし、図４のように中心軸２６０ａから羽根状に径方向へ突出した複数の突出部２６０ｂを備えた形状としてもよい。現像動作などの現像ローラの正回転時は、現像ローラ２１０から離れている状態で現像駆動モータから駆動力を取り、回転している。現像ローラの正回転時にクリーニング部材２６０も回転することにより現像ローラ２１０とドクターローラ２３０のニップ付近のトナーの滞留をなくし、白スジの原因となるトナー凝集体の生成を抑制している。現像ローラの逆回転時は、カムやソレノイド等によりクリーニング部材２６０を現像ローラに接触させ、クリーニング部材２６０により現像ローラ上のトナー凝集体を除去する。クリーニング部材２６０の回転方向は、トナー凝集体の除去効率からいえば、現像ローラと同方向（反時計回り方向）が好ましいが、これに限定する訳ではない。
クリーニング部材２６０でトナー除去された現像ローラ周面の範囲は、白帯などの不具合が発生する可能性があるため、現像ローラの逆回転後に正回転する期間を設け、少なくともトナー除去範囲に供給ローラを相対的に通過させてトナーを補給しておく必要がある。
なお、上記各実施形態に係る現像装置は、画像形成装置本体に対して着脱自在な現像カートリッジに組み込んでもよく、この場合、現像カートリッジには感光体が組み込まれている。
また、本発明に係る現像装置、及び現像カートリッジを備えた画像形成装置も本発明の権利範囲に含まれるものである。

本発明の一実施の形態に係るカラーレーザープリンタの概略構成図。 本発明の現像装置の構成及び動作説明図。 本発明の現像装置の構成及び動作説明図。 クリーニング部材の構成例を示す斜視図。

符号の説明

Ａ 感光体部、Ｂ 書込み部、Ｃ 現像部、Ｄ 中間転写部、Ｅ 給紙部、Ｆ 紙転写部、Ｇ 定着部、１ａ 感光体ベルト、１ｂ 帯電器、１ｃ 現像カートリッジ、１ｄ 感光体クリーニング装置、１ｅ 書込みユニット、２１０ 現像ローラ、２３０ ドクターローラ、２６０ クリーニング部材。

Claims (5)

1. 感光体と、感光体に対して接離可能に構成され且つ一成分トナーを感光体に供給する現像ローラを有した現像装置と、を備え、作像時に現像装置が感光体に対して接近して現像ローラを感光体に対して接触、若しくは微少な間隔を隔てて停止させることにより感光体にトナーを供給し、非作像時には現像装置が感光体から離間する画像形成装置であって、前記現像装置は、一成分トナーを現像ローラに供給する供給ローラと、現像ローラに接触して現像ローラ上のトナーを一定量に薄層化し現像ローラの逆回転時に回転するドクターローラと、を有しているものにおいて、
   前記供給ローラとドクターローラ間に配置され、現像ローラの正回転時は現像ローラから離間し、逆回転時には現像ローラに当接して現像ローラ上のトナーを除去するクリーニング部材を設けたことを特徴とする現像装置。
2. 前記クリーニング部材は、回転軸を中心として回転自在な構成を備えていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記現像ローラを逆回転後に所定期間正転させることにより、逆回転時に前記クリーニング部材によりトナー除去された現像ローラの範囲に対して、少なくとも供給ローラを通過させるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
4. 請求項１、２又は３に記載の現像装置は、画像形成装置本体に対して着脱自在な現像カートリッジに組み込まれており、該現像カートリッジには前記感光体が組み込まれていることを特徴とする現像カートリッジ。
5. 請求項１乃至３の何れか一項に記載の現像装置、又は請求項４に記載の現像カートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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