JP2005107056A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像装置において、画像ムラ及び画像かぶり等の画像欠陥を防止するとともに、寿命を長くする。
【解決手段】 現像装置１０は、非磁性回転スリーブ１４と回転スリーブ内に内包され複数の磁極を備える固定マグネットローラ１３とを有しており、静電潜像が形成された感光体ドラム１６と最も近接する現像位置よりも回転スリーブの回転方向上流側に回転スリーブと対向して、磁性ブレード１５が配置され、磁性ブレードによってトナー薄層の層厚が規制される。磁性ブレードの回転スリーブ回転方向上流側には磁性ブレードに近接して、磁石体１７が配置され、磁石体１７をスラスト方向に沿って往復動させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複写機、プリンター、又はファクシミリ装置等の画像形成装置で用いられる現像装置に関するものである。

一般に、画像形成装置においては、像担持体である感光体ドラム上に静電潜像が形成され、この静電潜像は現像装置によって現像されてトナー像となる。そして、感光体ドラム上のトナー像は記録用紙に転写され、記録用紙上のトナー像は定着装置によって定着される。

例えば、現像装置では一成分磁性現像剤（トナー）を用いて感光体ドラム上の静電潜像を現像しており、現像装置は感光体ドラムと対峙する非磁性金属の円筒状の回転スリーブ（現像剤担持体）を備えており、回転スリーブ内は固定マグネットローラが回転スリーブと同心的に配設されている。固定マグネットローラにはその円周に沿って複数の磁極が所定の間隔で着磁されており、トナーを固定マグネットローラの吸引力によって回転スリーブ上に付着させて、トナーを回転スリーブによって現像位置に搬送して感光体ドラム上の静電潜像を現像する。

このような現像装置では、回転スリーブによって搬送されるトナーの厚さを所定の厚さに規制するため、トナー層厚規制部材が現像位置よりも回転スリーブの回転方向上流側に配置され、回転スリーブの周面と所定の隙間（ギャップ）をおいて対面している。トナー層厚規制部材では、回転スリーブ上のトナー層厚を規制するとともにトナーを摩擦によって帯電している。

ところで、上述のような現像装置では、画像形成領域（感光体ドラム上の現像領域）においてその長手方向両端部近傍では、画像形成が行われることが少ない関係上、この部分におけるトナー消費量は少なく、回転スリーブの長手方向両端部においてトナーが摩擦によって過帯電してしまい、これによって、トナー滞留（凝集）が生じることがある。そして、トナー凝集が生じると、トナー薄層の層厚が乱れて、回転スリーブの長手方向両端部においてトナー薄層が厚くなると、非画像形成領域へトナーが飛翔しやすくなって、所謂画像かぶり及び画像ムラ等の画像欠陥が発生してしまう。

さらには、トナー凝集物が回転スリーブとトナー層厚規制部材との隙間に詰まるような事態が発生すると、回転スリーブ表面がトナー凝集物によって傷つけられて、画像形成の際、所謂スジが入ってしまうことがある。

上述のような不具合を防止するため、現像ローラの表面に圧接した現像ブレード（トナー層厚規制部材）を、ブレードホルダーに接着固定して、ブレードホルダーのビス穴を長穴形状として現像ブレードをスラスト方向に移動可能として、ブレードホルダーの近傍にはギアを設け、このギアのフランジの一部とブレードホルダーを、ロッドにより連結し、ギアをウオームギアの回転力により、時計回りに回転駆動させるようにしたものがある（特許文献１参照）。

特開平６−３４８１２２号公報（段落（００３５）〜段落（００４７）、第７図〜第１１図）

ところで、特許文献１に記載されたように、トナー層厚規制部材（現像ブレード）をスラスト方向（長手方向）に往復動させて、画像欠陥を防止しようとすると、前述のように、トナー凝集物が回転スリーブとトナー層厚規制部材との隙間に詰まるような事態が発生した際には、不可避的に回転スリーブ表面がトナー凝集物によって傷つけられしまい、画像形成の際、所謂スジが入ってしまうことになる。このような事態となると、現像ローラを交換しなければならず、結果的に現像装置自体の寿命が短くなってしまうことになる。

つまり、従来の現像装置では、画像欠陥を防止してしかも現像装置の寿命を長くできないという課題がある。

従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、画像ムラ及び画像かぶり等の画像欠陥が生じることがなくしかも寿命の長い現像装置を提供することを目的とする。

そこで、本発明はかかる課題を解決するために、非磁性の回転スリーブと該回転スリーブ内に内包され複数の磁極を備える固定マグネットローラを有し所定の方向に延在する現像剤担持体と、前記所定の方向に延び、静電潜像が形成された像担持体に最も近接する現像位置よりも前記回転スリーブの回転方向上流側に前記回転スリーブと対向して配置され現像剤の層厚を規制する層厚規制部材とを有し、前記現像位置で前記現像剤担持体上の現像剤によって前記静電潜像を現像する現像装置において、前記所定の方向に延び、前記層厚規制部材の前記回転スリーブ回転方向上流側に前記層厚規制部材に近接して配置され前記層厚規制部材側に流入する前記現像剤を規制する流入規制部材と、前記流入規制部材を前記所定の方向に沿って往復動させる往復動手段とを有することを特徴とする。

本発明では、前記往復動手段は前記回転スリーブの回転に応じて前記流入規制部材を前記所定の方向に沿って往復動させており、例えば、前記層厚規制部材は磁性部材であり、前記流入規制部材は磁石体である。

また、本発明では、前記往復動手段は、前記層厚規制部材の前記回転スリーブ回転方向下流側面に配置された第１の板部材と、該第１の板部材を前記層厚規制部材に対して所定の方向に移動可能に支持する支持部材と、前記第１の板部材を前記所定の方向に付勢する付勢手段と、前記付勢手段に抗して前記第１の部材を前記所定の方向に沿って往復動させる往復動機構と、前記層厚規制部材の前記回転スリーブ回転方向上流側面に配置され前記支持部材に連結された第２の板部材とを有し、該第２の部材に前記磁石体が装着されている。

例えば、前記層厚規制部材には前記所定の方向に延びる長穴が形成されており、前記支持部材は前記長穴を介して前記第１及び前記第２の板部材を連結するピン部材である。また、前記往復動機構は、例えば、前記回転スリーブの回転に応じて回転するカム部材を備え、該カム部材の回転に応じて前記第１の部材を前記所定の方向に沿って往復動させる。

以上のように、本発明の現像装置は、層厚規制部材の回転スリーブ回転方向上流側に層厚規制部材に近接して流入規制部材を配置し層厚規制部材側に流入する現像剤を規制するとともに、流入規制部材を所定の方向（スラスト方向）に沿って往復動させるようにしたから、往復動に応じてトナー凝集物がほぐれることになって、トナー凝集物が回転スリーブと層厚規制部材との隙間に詰まることがほとんどなくなり、画像欠陥が低減されるばかりでなく回転スリーブの表面への傷付きを低減できる。

さらに、層厚規制部材は固定されたままの状態として、層厚規制部材の上流側に配置された流入規制部材を所定の方向に往復動させているから、トナーが層厚規制部材に到達する前にトナー凝集が解消されることになって、効果的に回転スリーブの傷付きを防止できる。

また、本発明では、回転スリーブの回転に応じて流入規制部材を所定の方向に沿って往復動させるようにしたから、つまり、回転スリーブの回転に同期して流入規制部材を往復動させるようにしたから、回転スリーブを回転させれば（つまり、現像を開始すれば）、流入規制部材が往復動することになって、現像に起因するトナー凝集を良好に防止することができるという効果がある。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１は、本発明による現像装置の一実施例を示す図であり、図示の現像装置１０は画像形成装置（図示せず）で用いられる。画像形成装置は、例えば、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料を用いた感光体ドラム（像担持体）を備えており、感光体ドラムの周囲には、帯電器、現像装置１０、転写器（転写ローラ）、及びクリーニングユニット等が配置され、感光体ドラムの表面を帯電器で均一に帯電した後、画像データに応じて感光体ドラム表面が露光されて、感光体ドラム上に静電潜像が形成される。

感光体ドラム上の静電潜像は現像装置１０によって現像されてトナー像となり、転写ローラと感光体ドラムとのニップ部に搬送された記録用紙上にトナー像が転写される。そして、記録用紙は定着装置に搬送されて、ここでトナー像が記録用紙上に定着された後、例えば、排紙トレイに排紙される。

図２も参照して、現像装置１０は、現像容器１１を備えており、図示の例では、現像容器１１には一成分磁性トナーが収納されている。現像容器１１内には複数の攪拌機（ミキサー）１２が配設されており、現像容器１１のドラム開口側には、複数の磁極を有する固定マグネットローラ１３を内包する非磁性の回転スリーブ１４が配置され、固定マグネットローラ１３及び回転スリーブ１４によって現像ローラ（現像剤担持体）が構成される。そして、現像ローラは所定の方向（長手方向（スラスト方向）に延びている。

現像容器１１には、トナー層厚規制部材である磁性ブレード１５が取り付けられている。回転スリーブ１４が図中実線矢印で示す方向に回転するとすると、磁性ブレード１５は、回転スリーブ１４が感光体ドラム１６（図２には示さず）に最も近接する位置（現像位置）から回転スリーブ１４の回転方向上流側に位置することになる。そして、磁性ブレード１５は、固定マグネットローラ１３の一磁極と対向し（例えば、Ｓ極（以下ローラ対向磁極と呼ぶ））、磁性ブレード１５の先端部と回転スリーブ１４との表面には僅かな隙間（ギャップ）が形成されている。

図示のように、磁性ブレード１５の一面（回転スリーブ１４の回転方向上流側）に近接して、後述するようにして磁石体（流量規制部材）１７が配置されており、この磁石体１７によって磁性ブレード１５側に流入するトナー量が規制される（なお、磁石体１７が固定マグネットローラと対向する磁極（以下磁石体磁極と呼ぶ）はローラ対向磁極と同極である）。

ローラ対向磁極がＳ極であると、磁石体磁極もＳ極であるから、磁石体１７に近接する磁性ブレード１５の先端部にはＮ極が誘起され、ローラ対向磁極（Ｓ極）と磁性ブレード１５の先端（Ｎ極）との間に磁路が形成され、磁性ブレード１５に集中する磁界と回転スリーブ１４へのトナー付着力（静電付着力）とによって、回転スリーブ１４上に形成されるトナー薄層の層厚が規制されることになる。さらに、トナーには回転スリーブ１４との摩擦（摺擦）によって帯電電荷が付与される。一方、磁石体磁極とローラ対向磁極との間には反発磁界が生じ、この反発磁界によって回転スリーブ１４上を搬送されるトナーの流入量が規制されるとともにトナーはシェアされて帯電する。

回転スリーブ１４の回転につれて磁性ブレード１５近傍に搬送されたトナーは、磁性ブレード１５の先端部からローラ対向磁極に向う磁路（磁界）によって、磁性ブレード１５の先端部から回転スリーブ１４の方向に向ってトナーチェーンを形成する。そして、トナーチェーンの先端が回転スリーブ１４との摩擦によってさらに帯電する。また、磁性ブレード１５の先端部に吸着されたトナーは回転スリーブ１４の回転によっても、回転スリーブ１４の回転方向に搬送されることはなく、この結果、磁性ブレード１５を通過したトナーはトナー薄層として回転スリーブ１４の回転によって現像位置に搬送される。

ここで、図２及び図３を参照すると、磁性ブレード１５の他面（回転スリーブ１４の回転方向下流側の面）にはスラスト方向（長手方向）に延びるスラスト動作板（第１の板部材）２１が配設されている。このスラスト動作板２１の両端部にはスラスト方向に延びる突出部２１ａ及び２１ｂがそれぞれ形成されており、図４に拡大して示すように、突出部２１ａはコイルバネ２２に挿入されて、コイルバネ２２は現像容器１１の内側壁面に支持されている。そして、コイルバネ２２によってスラスト動作板２１は図２において左方向に付勢されている。

一方、突出部２１ｂの先端部はカム２３の外周壁端部に当接しており、図３に示すように、外周壁のスラスト方向長さは増減している。また、図５に拡大して示すように、現像容器１１には回転スリーブ１４を回転駆動するためのギア列２４が配置されており、このギア列２４はギア２５と噛み合い、ギア２５の回転によって前述のカム２３が回転する（例えば、図３に破線矢印で示す方向に回転する）。そして、カム２３が回転すると、スラスト動作板２１にはスラスト方向に実線矢印（図３）で示すように往復動が加えられることになる。

図６を参照すると、図６はスラスト動作板２１を取り外した状態で、磁性ブレード１５の他面側を示す図であり、磁性ブレード１５にはその両端部近傍において、スラスト方向に延びる長穴１５ａ及び１５ｂが形成されている。この長穴１５ａ及び１５ｂを介してスラスト動作板２１が、後述するようにして、磁性ブレード１５の一面に配置される磁石取付板（図６には示さず）と連結される。

図７を参照すると、図７は磁性ブレード１５の一面側に配置される磁石体１７を磁石取付板（第２の板部材）２６とともに示す図であり、磁石取付板２６の下側部分にはスラスト方向に延びる磁石体１７が固着されている。磁石取付板２６の上側部分にはその両端部近傍にネジ穴２６ａ及び２６ｂが形成されており、後述するようにして、このネジ穴２６ａ及び２６ｂにそれぞれネジ（支点ピン）２７ａ及び２７ｂの先端がねじ込まれて、磁性ブレード１５の他面に配置されたスラスト動作板２１と磁石取付板２６（つまり、磁石体１７）とが連結される。

再び図３を参照すると、磁性ブレード１５の一面及び他面にそれぞれ磁石取付板２６（磁石体１７装着済み）及びスラスト動作板２１を配置して（なお、図示はしないが、スラスト動作板２１の両端部近傍にはそれぞれネジ穴が形成されており、スラスト動作板のネジ穴及び前述のネジ穴２６ａ及び２６ｂはそれぞれ長穴１５ａ及び１５ｂに対応付けられている）、スラスト動作板２１のネジ穴に支点ピン２７ａ及び２７ｂをねじ込む。これによって、支点ピン２７ａ及び２７ｂは長穴１５ａ及び１５ｂを通ってネジ穴２６ａ及び２６ｂにねじ込まれて、支点ピン２７ａ及び２７ｂによってスラスト動作板２１と磁石取付板２６とが連結されることになる。その後、磁性ブレード１５を回転スリーブ１４に対向して現像容器１１に装着することになるが、この際には、上述したようにして、突出部２１ａ及び２１ｂをそれぞれコイルバネ２２及びカム２３に対応付けることになる。

上述のようにして、支点ピン２７ａ及び２７ｂによってスラスト動作板２１と磁石取付板２６とを連結することになるが、支点ピン２７ａ及び２７ｂはそれぞれ長穴１５ａ及び１５ｂを通っているから、スラスト方向に長穴で規定される長さ（距離）移動可能であり、カム２３の回転によってスラスト動作板２１がスラスト方向に往復動すると、支点ピン２７ａ及び２７ｂが長穴１５ａ及び１５ｂをスラスト方向に摺動することになって、この結果、磁石取付板２６がスラスト方向に往復動する（つまり、磁石体１７がスラスト方向に往復動する）。なお、長穴１５ａ及び１５ｂのスラスト方向長さは、スラスト動作板２１の往復動距離に応じて適宜変更される。

前述したように、トナー凝集物は回転スリーブ１４のスラスト方向両端部において生じ易く、トナー凝集物が回転スリーブ１４と磁性ブレード１５との隙間に詰まるような事態が発生すると、回転スリーブ１４の表面がトナー凝集物によって傷つけられてしまう。一方、図１に示す現像装置１０においては、回転スリーブ１４の回転に応じてスラスト動作板２１が往復動して、これによって、磁石体１７がスラスト方向に往復動する。磁石体１７の往復動によって、固定マグネットローラ１３のローラ対向磁極と磁石体１７との間の磁界分布が変化して、この磁界分布の変化によってトナーにシェアが加えられる（言い換えると、トナーに振動が与えられる）。この振動によってトナー凝集物がほぐれることになって、トナー凝集物が回転スリーブ１４と磁性ブレード１５との隙間に詰まることがほとんどなくなる。この結果、画像欠陥が低減され、しかも回転スリーブ１４の表面に傷が付くことが少なく、回転スリーブ１４の寿命が延びる結果、現像装置１０自体の寿命を延ばすことができる。

さらに、磁性ブレード１５は固定されたままの状態であるから、トナー薄層の形成には何等支障が生じることもなく、磁性ブレード１５の上流側に配置された磁石体１７をスラスト方向に往復動させているから、トナーが磁性ブレード１５に到達する前にトナー凝集が解消されることになって、このことからも回転スリーブ１４の表面損傷（傷つき）を効果的に防止できることになる。

なお、上述の説明から明らかなように、スラスト動作板２１、長穴１５ａ及び１５ｂ、支点ピン２７ａ及び２７ｂ、コイルバネ２２、カム２３、ギア列２４，ギア２５、及び磁石体取付板２６が往復動手段として機能する。

層厚規制部材の回転スリーブ回転方向上流側に層厚規制部材に近接して流入規制部材を配置して層厚規制部材側に流入する現像剤を規制するとともに、流入規制部材をスラスト方向に沿って往復動させるようにしたので、往復動に応じてトナー凝集物がほぐれることになって、トナー凝集物が回転スリーブと層厚規制部材との隙間に詰まることがほとんどなくなって画像欠陥が生じることもないから、複写機、プリンター、又はファクシミリ装置等の画像形成装置における現像装置に適用できる。

本発明による現像装置の実施例１を感光体ドラムとともに示す断面図である。 本発明による現像装置の実施例１を示す斜視図である。 図２に示す現像装置で用いられるスラスト動作板を磁性ブレードとともに示す斜視図である。 図２に示すスラスト動作板の付勢を拡大して示す斜視図である。 図２に示す回転スリーブの駆動系をスラスト動作板とともに拡大して示す斜視図である。 図２に示す現像装置で用いられる磁性ブレードをその長穴とともに示す斜視図である。 図２に示す現像装置で用いられる磁石取付板を磁性ブレードとともに示す斜視図である。

符号の説明

１０ 現像装置
１１ 現像容器
１２ 攪拌機（ミキサー）
１３ 固定マグネットローラ
１４ 回転スリーブ
１５ 磁性ブレード
１５ａ，１５ｂ 長穴
１６ 感光体ドラム
１７ 磁石体
２１ スラスト動作板
２２ コイルバネ
２３ カム
２４ ギア列
２５ ギア
２６ 磁石取付板
２７ａ，２７ｂ 支点ピン（ネジ）

Claims (6)

1. 非磁性の回転スリーブと該回転スリーブ内に内包され複数の磁極を備える固定マグネットローラを有し所定の方向に延在する現像剤担持体と、前記所定の方向に延び、静電潜像が形成された像担持体に最も近接する現像位置よりも前記回転スリーブの回転方向上流側に前記回転スリーブと対向して配置され現像剤の層厚を規制する層厚規制部材とを有し、前記現像位置で前記現像剤担持体上の現像剤によって前記静電潜像を現像する現像装置において、
   前記所定の方向に延び、前記層厚規制部材の前記回転スリーブ回転方向上流側に前記層厚規制部材に近接して配置され前記層厚規制部材側に流入する前記現像剤を規制する流入規制部材と、
   前記流入規制部材を前記所定の方向に沿って往復動させる往復動手段とを有することを特徴とする現像装置。
2. 前記往復動手段は前記回転スリーブの回転に応じて前記流入規制部材を前記所定の方向に沿って往復動させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 前記層厚規制部材は磁性部材であり、前記流入規制部材は磁石体であることを特徴とする請求項１又は２記載の現像装置。
4. 前記往復動手段は、前記層厚規制部材の前記回転スリーブ回転方向下流側面に配置された第１の板部材と、
   該第１の板部材を前記層厚規制部材に対して所定の方向に移動可能に支持する支持部材と、
   前記第１の板部材を前記所定の方向に付勢する付勢手段と、
   前記付勢手段に抗して前記第１の部材を前記所定の方向に沿って往復動させる往復動機構と、
   前記層厚規制部材の前記回転スリーブ回転方向上流側面に配置され前記支持部材に連結された第２の板部材とを有し、
   該第２の部材に前記磁石体が装着されていること特徴とする請求項３記載の現像装置。
5. 前記層厚規制部材には前記所定の方向に延びる長穴が形成されており、
   前記支持部材は前記長穴を介して前記第１及び前記第２の板部材を連結するピン部材であることを特徴とする請求項４記載の現像装置。
6. 前記往復動機構は前記回転スリーブの回転に応じて回転するカム部材を備え、該カム部材の回転に応じて前記第１の部材を前記所定の方向に沿って往復動させるようにしたことを特徴とする請求項４又は６記載の現像装置。

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