JP2005134734A - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像スリーブの回転負荷の増加を防止して構成部品の超寿命化および現像剤の特性劣化を防止することができる構成を備えた現像装置を提供する。
【解決手段】現像装置６Ｂを構成する現像槽６Ｂ１と現像剤担持体６Ｂ２とが互いに対向して現像剤担持体６Ｂ２に現像剤が汲み上げられた直後から現像剤の層厚規制部材６Ｂ４に至るまでの間で現像剤担持体６Ｂ２と現像槽６Ｂ１の内面６ＢＡとの間の間隔を、汲み上げられた直後の層厚より薄くかつ層厚規制部材６Ｂ４により規制される層厚よりも厚くなる担持量が得られる間隔を設定し、現像剤担持体６Ｂ２内に配置されている磁極の一つ（Ｓ）をその間隔設定部６ＢＡに対応させて配置したことを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、現像祖装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、潜像担持体への可視像処理に用いられる現像剤の担持量規制構造に関する。

複写機やファクシミリあるいはプリンタさらには印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体である感光体上に担持されている可視像を転写体に転写するようになっている。
可視像処理に際しては現像剤を供給可能な現像装置が用いられ、現像装置には、キャリアとトナーとを混合した二成分系現像ｚさいおよびキャリアを用いない一成分系現像剤が用いられる。

二成分系現像剤を用い構成では、一例として、キャリアを磁性粉体で構成したものがあり、この場合には、現像装置内においてトナーと攪拌混合されることにぃおりトナーとキャリアとを静電的に付着させる一方、感光体に対向して配置されている現像スリーブ内に設けられている磁極により現像剤を穂立ちさせた状態で感光体に向けて搬送し、感光体上の静電潜像に対してトナーを静電吸着させる構成がある（例えば、特許文献１）。

現像装置では、感光体に供給される前の段階で現像スリーブに担持されている現像剤の層厚、いわゆる、担持量を規定するようになっており、この規定により感光体への現像剤の供給量を安定させて濃度不足による白抜けや過剰な現像剤供給によるかぶり現象を防止するようになっている。

現像剤の層厚規制のためには、現像剤スリーブの周面に対向して所定の間隙を有した位置に配置されているドクターブレードが用いられる。
ドクターブレードは、現像スリーブに担持されて移動する現像剤が感光体に達する前の位置に配置されているが、その配置構成としては、現像スリーブの回転方向において、現像スリーブの上半周面側を移動して感光体に対向するように設定された回転方向の場合には、現像スリーブの上半周面を移動する現像剤を対象として層厚規制が行える位置に配置した構成がある。
この構成においては、現像スリーブの回転方向に沿って現像剤が汲み上げられ、上半周面を移動してその上半周面よりも下方に位置する感光体との対向位置、つまり現像領域において現像剤が感光体に供給される。しかし、この構成では、重力に逆らう状態で現像スリーブの上半周面に現像剤を汲み上げることになるので、現像剤が落下しやすい、このため、現像剤を一定量に保持することが難しい。

現像剤の担持量が不足した場合には、画像濃度の低下や帯電不足さらには非画像部に汚れなどの画像不良を招く。

これに対して担持量を増加させるようにした場合には。過剰な担持量が原因して次の不具合が生じる。
担持量が過剰な場合、ドクターブレードに当接した際に堰き止められると、現像スリーブの磁極からの磁力により堰き止められた現像剤に強い剪断力が作用する。このため、現像スリーブの回転に対しては現像スリーブに作用している剪断力が制動作用となって影響し、現像スリーブの駆動トルク増加による駆動負荷の増加という悪影響を及ぼす。

これに対して近年では、上述した現像スリーブの回転方向を逆方向に設定して現像スリーブの下半周面側にドクターブレードを配置した構成が提案されている（例えば、特許文献１）。
この構成においては、現像剤を汲み上げる際の高低差がなく、現像剤の汲み上げ開始位置からドクターブレードによる層厚規制位置までの移動領域も現像剤の溜まっている箇所であるので、現像剤を担持しやすくなる。このため、現像スリーブに吸着しようとする磁力の強さも小さくてすむ。この結果、上述した上半周面を移動させる場合と違って、ドクターブレードに堰き止められた際に発生する剪断力も小さくなり、駆動トルクを低減させる利点がある。

特開２００３−１２２１２７号公報（請求項１）

しかし、現像剤の層厚規制に用いられるドクターブレードを備えた構成においては次のような問題がある。
現像スリーブ内の磁極により汲み上げられてスリーブ周面に付着した現像剤は、ドクターブレードにより余剰分が掻き落とされることになるが、掻き落とされた現像剤は汲み上げ位置と層厚規制位置との間に溜まりやすくなる。つまり、層厚規制位置に比較的近い位置にある汲み上げ位置の内部に設けてある磁極からの磁力により掻き落とされた現像剤が汲み上げ位置の前の段階に位置に相当する攪拌混合位置に戻される前に汲み上げ磁極の磁力により吸引されると汲み上げ位置と層厚規制位置との間に溜まってしまうことになる。
溜まった現像剤は経時的に凝集体となりやすく、凝集体となった現像剤により次いで汲み上げられる現像剤の移動を阻害したり、現像剤中のトナーへの損傷あるいは帯電性能の悪化などを来す虞がある。

近年では、省エネルギーの観点から、駆動源での消費電力の低減も望まれてきており、駆動源となるモータの回転負荷増加に対処するために高出力のモータを用いることは敬遠される傾向にある。従って、現像剤の滞留による凝集化は駆動部品の省エネルギー化を阻害する要因となり好ましくない。

本発明の目的は、上記従来の現像装置およびこれを用いる画像形成装置における問題に鑑み、ドクターブレードを用いて現像剤の層厚規制を行う場合に現像剤による回転トルク、換言すれば、現像スリーブの回転負荷の増加を防止して構成部品の超寿命化および現像剤の特性劣化を防止することができる構成を備えた現像装置および画像形成装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、潜像担持体に形成された静電潜像の可視像処理に用いられる現像装置において、上記現像装置は、トナーとキャリアとを含む二成分系現像剤を収容可能な現像槽と、上記潜像担持体に対向して配置されて内部に複数の磁極を備えた回転自在の現像剤担持体と、該現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制する層厚規制部材とを備え、上記層厚規制部材は、上記現像剤担持体の中心位置よりも下方に配置されて該現像剤担持体と所定間隔を持たせて配置され、上記現像剤担持体の回転方向における上記層厚規制部材の手前側において上記現像剤担持体の表面とこれに対向する現像槽の内面との間の間隔として、上記現像剤担持体での現像剤担持量が、上記層厚規制部材により規定される層厚に対応する担持量よりも多く、かつ、現像槽から現像剤担持体に向けて汲み上げられた直後における現像剤の層厚に対応する量よりも少なくなる量を設定できる間隔に設定される構成とされていることを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明に加えて、上記現像剤担持体の移動方向における上記層厚規制部材の手前側において上記現像剤担持体の表面とこれに対向する現像槽の内面との間の間隔として、上記現像材担持体の駆動トルクが上記汲み上げ直後での層厚を有する担持量を対象とした回転トルクよりも小さくなる現像剤の担持量が設定できる間隔に設定されていることを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明に加えて、上記現像剤担持体の移動方向における上記層厚規制部材の手前側において上記現像剤担持体の表面とこれに対向する現像槽の内面との間の間隔を設定される領域には、上記現像剤担持体に内蔵されている磁極の一つが配置されていることを特徴としている。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明に加えて、上記現像剤担持体内の磁極の一つは、上記間隔を設定される領域を上記現像剤が移動し始める位置に対応させて配置されていることを特徴としている。

請求項５記載の発明は、潜像担持体に形成された静電潜像の可視像処理に用いられる現像装置において、上記現像装置は、トナーとキャリアとを含む二成分系現像剤を収容可能な現像槽と、上記潜像担持体に対向して配置されて内部に複数の磁極を備えた回転自在の現像剤担持体と、該現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、上記現像剤担持体の移動方向における上記層厚規制部材の手前側で該現像剤規制部材と一体的に設けられて上記現像剤担持体に対向している現像剤規制補助部材とを備え、上記現像剤規制補助部材とこれに対向する現像剤担持体との間の間隔として、上記現像剤担持体での現像剤担持量が、上記層厚規制部材により規定される層厚に対応する担持量よりも多く、かつ、現像槽から現像剤担持体に向けて汲み上げられた直後における現像剤の層厚に対応する量よりも少なくなる量を設定できる間隔に設定される構成とされていることを特徴としている。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明に加えて、上記現像剤担持体の移動方向における上記層厚規制部材の手前側において上記現像剤担持体の表面とこれに対向する現像剤規制補助部材との間で間隔を設定される領域を対象として上記現像剤担持体に内蔵されている磁極の一つが配置されていることを特徴としている。

請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明に加えて、上記現像剤担持体内の磁極の一つは、上記間隔を設定される領域を上記現像剤が移動し始める位置に対応させて配置されていることを特徴としている。

請求項８記載の発明は、潜像担持体に形成された静電潜像の可視像処理に用いられる現像装置において、上記現像装置は、トナーとキャリアとを含む二成分系現像剤を収容可能な現像槽と、上記潜像担持体に対向して配置されて内部に複数の磁極を備えた回転自在の現像剤担持体と、該現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制する層厚規制部材とを備え、上記層厚規制部材は、上記現像剤担持体の中心位置よりも下方に配置されるとともに、上記現像剤担持体の中心を基準として現像剤の汲み上げ位置から１０°以上の範囲にわたって設けられ、上記現像剤規制部材には、上記現像剤担持体の回転方向において現像剤の汲み上げ位置から所定の層厚を規定する部分の上流側に上記現像剤担持体との間の間隔が、所定の層厚を規定する部分よりも層厚が厚く、かつ汲み上げ直後での層厚よりも薄くなるように現像剤を担持できる間隔に設定された部分が設けられていることを特徴としている。

請求項９記載の発明は、潜像担持体に形成された静電潜像の可視像処理に用いられる現像装置において、上記現像装置は、トナーとキャリアとを含む二成分系現像剤を収容可能な現像槽と、上記潜像担持体に対向して配置されて内部に複数の磁極を備えた回転自在の現像剤担持体と、該現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、該層厚規制部材と隣接して配置されている回転部材とを備え、上記回転部材は、上記層厚規制部材に対して上記現像剤担持体の回転方向上流側に位置し、現像剤担持体との間の間隔が、上記層厚規制部材により規定される層厚よりも厚く、汲み上げ直後での層厚よりも薄くなるように現像剤の担持量を規定できる間隔に設定されていることを特徴としている。

請求項１０記載の発明は、請求項９記載の発明に加えて、上記現像剤担持体の回転方向における上記回転部材と上記現像剤担持体との間の間隔を設定されている領域に対して上記現像剤担持体に内蔵されている磁極の一つが配置されていることを特徴としている。

請求項１１記載の発明は、請求項１乃至１０のうちの一つに記載の発明に加えて、上記間隔は５ｍｍ以内に設定されていることを特徴としている。

請求項１２記載の発明は、請求項１乃至１１のうちの一つに記載の現像装置を画像形成装置に用いることを特徴としている。

請求項１および２記載の発明によれば、現像剤担持体により移動する現像剤は層厚規制部材に至る前に現像剤担持体と現像槽との間に設定されている間隔により汲み上げられた時点での担持量よりも少なくかつ層厚規制部材により規定される担持量よりも多い状態で担持されることになるので、潜像担持体への必要供給量の確保と汲み上げ時での担持量を対象とした場合に比べて現像剤担持体への駆動トルクを軽減することができる。これにより、現像剤担持体の駆動源での消費エネルギーの低減、駆動系に用いられる部材への負荷低減が得られることにより装置の耐久性を向上させることが可能となる。

請求項３および４記載の発明によれば、現像担持体と現像槽との間において間隔を設定した領域に現像担持体内の磁極の一つが配置され、特に請求項４記載の発明においては、現像剤担持体による現像剤の汲み上げ開始位置に対応させて配置されているので、層厚規制部材により堰き止められる際の現像剤に対する磁力の影響を、堰き止めされる位置で磁力を作用させる場合と違って小さくすることができる。これにより、ドクターブレードにより堰き止められて穂切りされる際の現像剤に発生する剪断力が軽減され、これにより剪断力が大きい場合に生じる回転トルクの増加を抑制することが可能となる。

請求項５記載の発明によれば、層厚規制部材に至る現像剤の移動過程において現像剤量を均一化する現像剤規制補助部材と現像剤担持体との間の間隔として、汲み上げ直後よりも層厚が薄くかつ層厚規制部材による層厚よりも厚くなる担持量に設定できる間隔を設定しているので、層厚規制部材による潜像担持体への必要供給量の確保のために一定の量で移動する現像剤の層厚を現像担持体の駆動トルク低減のための層厚に規定することができる。これにより、現像剤担持体の駆動源での消費エネルギーの低減、駆動系に用いられる部材への負荷低減が得られることにより装置の耐久性を向上させることが可能となる。

請求項６および７記載の発明によれば、現像担持体と現像剤規制補助部材との間で間隔が設定されている領域に現像担持体内の磁極の一つが配置され、特に請求項７記載の発明においては、現像剤担持体による現像剤の汲み上げ開始位置に対応させて配置されているので、層厚規制部材により堰き止められる際の現像剤に対する磁力の影響を、堰き止めされる位置で磁力を作用させる場合と違って小さくすることができる。これにより、ドクターブレードにより堰き止められて穂切りされる際の現像剤に発生する剪断力が軽減され、これにより剪断力が大きい場合に生じる回転トルクの増加を抑制することが可能となる。

請求項８記載の発明によれば、現像担持体と対向する層厚規制部材の一部に現像担持体との間の間隔を設定した部分が設けられているので、単一部材により現像担持体の駆動トルクを軽減できる部分を備えるができ、構成の簡略化が可能となる。

請求項９記載の発明によれば、現像剤が層厚規制部材に至る前に回転部材が設けられており、回転部材と現像担持体との間の間隔を設定しているので、現像剤が移動する際に現像剤に作用する摩擦力が少なくできることにより現像剤の劣化を防止できると共に、層厚を汲み上げ直後よりも薄くして現像剤担持体の駆動トルクを軽減することができ、駆動源での消費エネルギーの増加や現像剤の劣化を防止することが可能となる。

請求項１０記載の発明によれば、現像剤担持体による現像剤の汲み上げ開始位置に対応させて配置されているので、汲み上げと同時に間隔を設定されたことによる層厚が設定できる。これにより、間隔が設定されている領域に達する前に汲み上げが行われる場合と違って、担持量の違いにより現像剤への過剰な剪断力の発生を抑えることができ、現像剤への損傷を抑えて劣化や現像特性の悪化を防止することが可能となる。

請求項１１記載の発明によれば、現像担持体に汲み上げられた現像剤の層厚を層厚規制部材に至る前に規定する間隔が５ｍｍ以内とされているので、層厚規制部材による供給に必要な担持量の確保とその確保前での担持量の低減による現像担持体の駆動トルク軽減とを達成することが可能となる。

請求項１１記載の発明によれば、現像剤担持体の駆動トルクの軽減および潜像担持体への必要供給量の確保ができるので、消費エネルギーを低減すると共に駆動系部材の耐久性の向上が可能となる。

以下、図面に示す実施例により本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、本発明の実施例による現像装置を用いた画像形成装置の模式図であり、同図に示す画像形成装置は、色分解に対応した色の画像を形成可能な潜像担持体としての感光体を複数並置したタンデム方式の構成を備え、各感光体上で形成されたトナー像を中間転写体に重畳転写したうえでその重畳画像を記録用紙などのシートに対して一括転写することで多色画像を形成可能なカラープリンタである。本発明では、画像形成装置として、カラープリンタに限らず、カラー複写機、ファクシミリ装置および印刷機なども含まれること勿論である。

図１において、カラープリンタ１は、画像形成部１Ａが縦方向の中央部に位置し、その下方には給紙部１Ｂが、さらに画像形成部１Ａの上方には原稿載置台１Ｃ１を備えた原稿走査部１Ｃがそれぞれ配置されている。
画像形成部１Ａには、水平方向に展張面を有する中間転写ベルト２が配置されており、中間転写ベルト２の上位には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。

画像形成部１Ａには、補色関係にある色のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）による画像を担持可能な感光体３Ｂ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍが中間転写体２の展張面に沿って並置されている。なお、以下の説明において、全ての感光体に共通する内容の場合には感光体を符号３により示す。
各感光体３Ｂ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍは、それぞれ同じ方向（図１では、反時計方向）に回転可能なドラムで構成されており、その周辺には、回転過程において画像形成処理を実行する帯電装置４，書き込み装置５，現像装置６，１次転写装置７，およびクリーニング装置８が配置されている（便宜上、感光体３Ｂを対象として、各装置の符号にＢを付して示してある）。

中間転写ベルト２は、各感光体を備えた作像ユニットからの可視像を順次転写される１次転写部に相当しており、複数のローラ２Ａ〜２Ｃに掛け回されて感光体との対峙位置において同方向に移動可能な構成を備え、展張面を構成するローラ２Ａ、２Ｂとは別のローラ２Ｃは、中間転写ベルト２を挟んで２次転写装置９に対峙している。なお、図１中、符号１０は、中間転写ベルト２のクリーニング装置を示している。

２次転写装置９は、帯電駆動ローラ９Ａおよび従動ローラ９Ｂに掛け回されて２次転写装置９が位置する２次転写位置において中間転写ベルト２と同方向に移動可能な転写ベルト９Ｃを備えており、転写ベルト９Ｃを帯電駆動ローラ９Ａにより帯電させることで記録シートを静電吸着しながら搬送する過程で中間転写ベルト２に重畳された多色画像を一括転写によってあるいは担持されている単一色の画像をそれぞれ記録シートに転写することができる。

２次転写位置には給紙部１Ｂから記録シートが給送されるようになっている。
給紙部１Ｂは、複数の給紙カセット１Ｂ１と、給紙カセット１Ｂ１から繰り出される記録シートの搬送路に配置された複数の搬送ローラ１Ｂ２と、２次転写位置前方に位置するレジストローラ１Ｂ３とを備えている。本実施例では、給紙部１Ｂには、給紙トレイ１Ｂ１から繰り出される記録シートの搬送路に加えて給紙カセット１Ｂ１内に収容されていない種類の記録シートを２次転写位置に向け給送できる構成が備えられており、この構成は、画像形成部１Ａの壁面の一部を起倒可能に設けた手差しトレイ１Ａ１と繰り出しコロ１Ａ２とを備えている。
給紙カセット１Ｂ１からレジストローラ１Ｂ３に向けた記録シートの搬送路途中には、手差しトレイ１Ａ１から繰り出された記録シートの搬送路が合流し、いずれの搬送路から給送される記録シートもレジストローラ１Ｂ３によってレジストタイミングが設定されるようになっている。

書き込み装置５（図１では、便宜上、符号５Ｂで示してある）は、原稿走査部１Ｃに有する原稿載置台１Ｃ１上の原稿を走査することにより得られる画像情報あるいは図示しないコンピュータから出力される画像情報により書き込み光が制御されて感光体３Ｂ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍに対して画像情報に応じた静電潜像を形成するようになっている。

原稿走査部１Ｃには、原稿載置台１Ｃ１上の原稿を露光走査するスキャナ１Ｃ２が備えられており、さらに原稿載置台１Ｃ１の上面には、自動原稿給送装置１Ｃ３が配置されている。自動原稿給送装置１Ｃ３は、原稿載置台１Ｃ１上に繰り出される原稿を反転可能な構成を備え、原稿の表裏各面での走査が行えるようになっている。

書き込み装置５により形成された感光体３（図１において符号３Ｂ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍで示す部材）上の静電潜像は、現像装置６（図１では、便宜上、符号６Ｂで示してある）によって可視像処理され、中間転写ベルト２に１次転写される。中間転写ベルト２に対して各色毎のトナー像が重畳転写されると、２次転写装置９により記録シートに対して一括して２次転写される。

２次転写された記録シートは、表面に担持している未定着画像を定着装置１１によって定着される。定着装置１１は、詳細を図示しないが加熱ローラにより加熱される定着ベルトと定着ベルトに対向当接する加圧ローラとを備えたベルト定着構造を備えており、定着ベルトと加圧ローラとの当接領域、つまりニップ領域を設けることにより別ローラ方式の定着構造に比べて記録シートへの加熱領域を広げることができるようになっている。
定着装置１１を通過した記録シートは、定着装置１１の後方に配置されている搬送路切り換え爪１２によって搬送方向が切り換えられるようになっており、排紙トレイ１３に向けた搬送路と、反転搬送路ＲＰとに搬送方向が選択される。

以上のような構成を備えたカラープリンタ１では、原稿載置台１Ｃ１上に載置された原稿を露光走査することによりあるいはコンピュータからの画像情報により、一様帯電された感光体３に対して静電潜像が形成され、静電潜像が現像装置６によって可視像処理された後、トナー像が中間転写ベルト２に１次転写される。

中間転写ベルト２に転写されたトナー像は、単一色画像の場合にはそのまま給紙部１Ｂから繰り出された記録シートに対して転写され、多色画像の場合には１次転写が繰り返されることで重畳された上で記録シートに対して一括して２次転写される。２次転写後の記録シートは定着装置１１により未定着画像を定着された後、排紙トレイ１３あるいは、反転されて再度レジストローラ１Ｂ３に向けて給送される。

１次転写部をなす中間転写ベルト２およびこれの駆動構造は図２に示されている。
図２において、中間転写ベルト２は、詳細を図示しないが、伸びの少ないフッ素系樹脂や伸びの大きいゴム材料に帆布等の伸びにくい材料で構成された基部からなるベース層と、このベース層の上面に設けられたフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジェン共重合ゴムなどが用いられる弾性体層とを備えている。弾性体層の表面にはフッ素系樹脂が被覆されて平滑性を向上させたコート層が設けられている。

中間転写ベルト２は、少なくとも一対のローラである支持ローラ２Ａ、２Ｂおよびバックアップ機能を有するローラ２Ｃにそれぞれ掛け回されて駆動ローラ２Ａが時計方向に回転することによって駆動されるようになっている。
支持ローラ２Ａおよび２Ｂ間で展張される面、つまり曲率のない平面が各作像ユニットの感光体３Ｂ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍに対向している。中間転写ベルト２を挟んで各感光体と対向する位置には、感光体上の可視像を静電転写するための転写ローラ２Ｄがそれぞれ配置されている。

中間転写ベルト２は、支持ローラ１Ａ、２Ｂ、２Ｃとは別に設けられた駆動源によって駆動されるようになっている。以下、その構成について、図２を用いて説明する。
駆動源は、中間転写ベルト２の移動方向における各作像ユニットに対する画像転写位置よりも上流側で曲率のない平面部に配置された駆動ローラ１4および中間転写ベルト２を挟んで駆動ローラ１4と対峙する対向ローラ１５とを備えており、駆動ローラ１４が駆動モータ１６によって回転駆動されることにより中間転写ベルト２を駆動するようになっている。

対向ローラ１５は、バネなどの弾性体１７によって中間転写ベルト２を駆動ローラ１４側に押し付ける習性が与えられている。このため、中間転写ベルト２は、駆動ローラ１４と対向ローラ１５とにより挟持されることにより駆動ローラ１４との間の摩擦力を利用して回転力が良好に伝達されて駆動されるようになっている。

図２において、現像装置は、感光体（代表して符号３Ｂで示すものを対象とする）に対する画像形成処理を実施するための装置のうちで、帯電装置、クリーニング装置と共に纏めてプロセスカートリッジ内に配置されている。プロセスカートリッジは、カラープリンタ１の筐体に対して着脱可能に設けてあり、交換時などに適宜挿脱できる構成とされている。

現像装置は、いま、代表して６Ｂを対象に説明すると、トナーとキャリアとを混合した二成分系現像剤を収容した現像槽６Ｂ１と、現像槽６Ｂ１内で感光体３Ｂに対向し、内部に複数の磁極を備えた回転自在の現像スリーブ６Ｂ２と、現像剤の攪拌帯電を行う攪拌ローラ６Ｂ３と、図３以降に示す層厚規制部材としてのドクターブレード６Ｂ４（図４参照）とを主要な構成として備えている。

図３において、現像槽６Ｂ１においては、現像剤担持体として用いられる現像スリーブ６Ｂ２が反時計方向に回転できるように支持されており、回転中心の下方側で現像スリーブ６Ｂ２の周面が感光体３Ｂに対向する前の位置にドクターブレード６Ｂ４が配置されている。
ドクターブレード６Ｂ４は、感光体３Ｂに対して現像に必要な担持量に相当する現像剤の層厚を規定するために現像スリーブ６Ｂ３と対向する位置の間隔が次の条件に基づき規定されて配置されている。

現像スリーブ６Ｂ２の回転方向においてドクターブレード６Ｂ４の上流側の位置における現像槽６Ｂ１の内面（図３中、符号６ＢＡで示す領域）は、現像スリーブ６Ｂ２との間の間隔として、現像スリーブ６Ｂ２に担持される現像剤の層厚をドクターブレード６Ｂ４で規定される層厚よりも厚く、かつ、現像スリーブ６Ｂ２に汲み上げられた直後での現像剤の層厚よりも薄くなる担持量が設定できる間隔に設定されており、本実施例では、現像剤を構成するトナーの粒径およびキャリアのサイズにもよるが、概ね５ｍｍ以内に設定されている。
この間隔の寸法は、画質設定に影響するトナーの粒径が最大となることを仮定し、高画質化を図る際に用いられる小粒径のトナーを対象とする場合には、小さくなる傾向となるが、ドクターブレード６Ｂ４により規定される現像剤の層厚よりも小さくならないようにしてある。これにより、ドクターブレード６Ｂ４によって規定される感光体３Ｂへの供給必要量が確保できると共に、汲み上げられた直後に汲み上げられた現像剤の層厚以下の担持量で現像スリーブ６Ｂ２とともに現像債が移動することになる。この結果、現像スリーブ６Ｂ２に汲み上げられた直後に担持される現像剤の量が少なくなることで汲み上げられて担持された現像剤を移動させるために回転する現像スリーブ６Ｂ２の回転トルクを汲み上げられたままの現像剤を担持した場合と違って軽減することができる。

一方、上述した間隔を設定された現像槽６Ｂ１の内面と対向する現像スリーブ６Ｂ２の内部に設けられている磁極のうちの一つ（図３中、符号６Ｂａに対向する位置の符号Ｓで示す磁極が相当している）は、図３において符号６ＢＡで示す領域に対向して配置されており、特に、攪拌ローラ６Ｂ３により攪拌混合された現像剤が現像スリーブ６Ｂ２に接触し始める位置に配置されている。これにより、ドクターブレード６Ｂ４に堰き止められる現像剤は、堰き止められる前に磁力の影響を受けることになるので、ドクターブレード６Ｂ４により穂切りされる位置で磁力を受ける場合と違って際の剪断力を小さくされることになる。この結果、剪断力が大きい場合に発生する現像スリーブ６Ｂ２での回転トルクを軽減することができる。しかも、ドクターブレード６Ｂ４に達した現像剤は、感光体３Ｂに対して必要な供給量をドクターブレード６Ｂ４により設定できる量が搬送されているので、感光体３Ｂへの現像剤の供給量に不足を来すことがなく感光体３Ｂでの濃度不足などが発生しない状態を確保することができる。

本発明者は、現像スリーブ６Ｂ２と現像槽６Ｂ１との間の間隔を設定した場合の駆動トルクについて実験したところ、図４に示す結果を得た。
図４に示す結果は、ドクタースリーブ６Ｂ３に現像剤が至る前の段階での現像スリーブ６Ｂ２と現像槽６Ｂ１との間の間隔を５ｍｍの場合と１０ｍｍの場合とに設定し、それら各間隔での駆動トルクを計測したものである。
図４からも明らかなように、現像スリーブ６Ｂ２と現像槽６Ｂ１との間の間隔を５ｍｍに設定した場合の方が、駆動トルクを軽減することができる。

次に、本発明の別実施例について説明する。
図５は、現像スリーブ６Ｂ２の回転方向においてドクターブレード６Ｂ４の上流側に現像剤層厚補助部材１００を設けた場合を対象としている。
現像剤規制補助部材１００は、現像槽６Ｂ１における現像スリーブ６Ｂ２に対向する位置に設けられており、ドクターブレード６Ｂ４に至る現像剤の担持量を一定化するために用いられる部材である。
本実施例では、現像スリーブ６Ｂ２とこれに対向する現像剤層厚規制部材１００との間の間隔を図３に示した場合と同じ条件で５ｍｍ以内に設定してあり、そして、この領域に対向する現像スリーブ６Ｂ２の内部に設けられている磁極の一つが図３に示した場合と同様に、現像剤層厚規制部材１００と対向して現像剤の汲み上げ開始位置に配置されている。

本実施例においても、図３に示した構成の場合と同様に、現像スリーブ６Ｂ２に担持されて移動する現像剤がドクターブレード６Ｂ４に至る前に層厚を規定されることにより、現像スリーブ６Ｂ２の回転トルクの軽減が図れる。

本実施例によれば、現像槽６Ｂ１における現像スリーブ６Ｂ２の回転方向でドクターブレード６Ｂ４の上流側での間隔を現像剤規制補助部材１００によって規定することができるので、現像槽６Ｂ１の加工精度の如何に関係なくその部分での現像剤の担持量が規定されて現像スリーブ６Ｂ２の回転トルクの軽減が確保できる。

次に本発明の他の実施例について説明する。なお、以下の実施例において現像スリーブ内に配置されている磁極の一つに関しての構成は図３に示した場合と同様であることを前提とする。
本実施例は、ドクターブレードを用いて現像スリーブとの間の間隔を規定することを特徴としている。
図６において、現像スリーブ６Ｂ２の回転方向で感光体３Ｂと対向する位置の上流側に配置されているドクターブレード６Ｂ４は成形品で構成され、現像スリーブ６Ｂ２の回転中心を基準として、現像剤の汲み上げ位置から１０°以上の範囲にわたって設けられており、感光体３Ｂへの現像剤の供給必要量を規定する層厚規定部分６Ｂ４Ａと、この層厚規定部分６Ｂ４Ａの上流側で現像スリーブ６Ｂ２との間の間隔を図３に示した構成と同じ条件で設定された間隔規定部分６Ｂ４Ｂとが形成されている。

間隔規定部分６Ｂ４Ｂは、現像スリーブ６Ｂ２との間の間隔を図３に示した構成と同様な条件に設定されており、この部分での現像剤の担持量が汲み上げ時でのそれよりも少なくされることにより現像スリーブ６Ｂ２の回転トルクを軽減するようになっている。

本実施例によれば、ドクターブレード６Ｂ４の位置部に現像スリーブ６Ｂ２との間の間隔を規定する部分が設けてあるので、図３あるいは図４に示した構成と違ってドクターブレード６Ｂ４という単一部材で現像スリーブ６Ｂ２の回転トルクの軽減を達成することが可能となる。

図６に示した構成の変形例としては、図７に示すように、ドクターブレード（便宜上、符号６Ｂ４’で示す）を板金部材で形成した場合にその一部を現像槽６Ｂ１に一体化できる形状とし、その部分に連続して間隔規定部分（便宜上、符号６Ｂ４Ｂ’で示す）と、層厚規定部分（便宜上、符号６Ｂ４Ａ’で示す）とを設けるようにしてもよい。

次に本発明のさらに他の実施例について説明する。
図８に示す実施例は、現像剤がドクターブレード６Ｂ４に至る前の位置に回転部材１０１を設けた場合を対象としている。
回転部材１０１は、図３あるいは図４皿にはず５および図６に示した構成の場合と違って、現像スリーブ６Ｂ２に汲み上げられた現像剤が移動する過程で摺擦されるのを防ぐために設けられている。これにより、摺擦された場合に発生する摩擦によって現像剤の劣化やトナーの凝縮あるいは熱融着が防がれる。

本実施例では、回転部材１０１と現像スリーブ６Ｂ２との間の間隔が図３に示した場合と同じ条件により設定されている。
本実施例においては、現像剤が移動する過程での摺擦抵抗が軽減されると共にドクターブレード６Ｂ４に至る前での担持量が汲み上げ時よりも低減されていることにより現像スリーブが現像剤を担持した状態で開店する際の回転トルクを軽減することができる。しかも、ドクターブレード６Ｂ４に達した現像剤は、その層厚がドクターブレード６Ｂ４による感光体３Ｂに対する必要供給料を十分含んでいるので、感光体３Ｂでの現像濃度に不足を来すようなことがない。

なお回転部材１０１は、現像剤の移動に連れて回転する場合あるいは強制的な回転駆動などが適宜選択可能である。

本発明の実施例による現像装置を用いた画像形成装置の構成を示す模式図である。 本発明の実施例による現像装置を含むプロセスカートリッジを説明するための図である。 本発明の一実施例による現像装置の構成を説明するための模式図である。 図３に示した実施例による作用を説明するための表図である。 本発明の別実施例による現像装置の構成を説明するための模式図である。 本発明の他の実施例による現像装置の構成を説明するための模式図である。 本発明の他の実施例における一部変形例を説明するための模式図である。 本発明のさらに他の実施例による現像装置の構成を説明するための模式図である。

符号の説明

１ カラープリンタ
３Ｂ 感光体
６Ｂ 現像装置
６Ｂ１ 現像槽
６Ｂ２ 現像スリーブ
６Ｂ４，６Ｂ４’ ドクターブレード
６Ｂ４Ａ ６Ｂ４Ａ’ 層厚規制部
６Ｂ４Ｂ ６Ｂ４Ｂ’ 間隔規定部
６ＢＡ 現像槽における現像スリーブと対向する内面
１００ 現像剤層厚規制補助部材
１０１ 回転部材

Claims (12)

1. 潜像担持体に形成された静電潜像の可視像処理に用いられる現像装置において、
   上記現像装置は、トナーとキャリアとを含む二成分系現像剤を収容可能な現像槽と、上記潜像担持体に対向して配置されて内部に複数の磁極を備えた回転自在の現像剤担持体と、該現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制する層厚規制部材とを備え、
   上記層厚規制部材は、上記現像剤担持体の中心位置よりも下方に配置されて該現像剤担持体と所定間隔を持たせて配置され、
   上記現像剤担持体の回転方向における上記層厚規制部材の手前側において上記現像剤担持体の表面とこれに対向する現像槽の内面との間の間隔として、上記現像剤担持体での現像剤担持量が、上記層厚規制部材により規定される層厚に対応する担持量よりも多く、かつ、現像槽から現像剤担持体に向けて汲み上げられた直後における現像剤の層厚に対応する量よりも少なくなる量を設定できる間隔に設定される構成とされていることを特徴とする現像装置。
2. 請求項１記載の現像装置において、
   上記現像剤担持体の移動方向における上記層厚規制部材の手前側において上記現像剤担持体の表面とこれに対向する現像槽の内面との間の間隔として、上記現像材担持体の駆動トルクが上記汲み上げ直後での層厚を有する担持量を対象とした回転トルクよりも小さくなる現像剤の担持量が設定できる間隔に設定されていることを特徴とする現像装置。
3. 請求項１または２記載の現像装置において、
   上記現像剤担持体の移動方向における上記層厚規制部材の手前側において上記現像剤担持体の表面とこれに対向する現像槽の内面との間の間隔を設定される領域には、上記現像剤担持体に内蔵されている磁極の一つが配置されていることを特徴とする現像装置。
4. 請求項３記載の現像装置において、
   上記現像剤担持体内の磁極の一つは、上記間隔を設定される領域を上記現像剤が移動し始める位置に対応させて配置されていることを特徴とする現像装置。
5. 潜像担持体に形成された静電潜像の可視像処理に用いられる現像装置において、
   上記現像装置は、トナーとキャリアとを含む二成分系現像剤を収容可能な現像槽と、上記潜像担持体に対向して配置されて内部に複数の磁極を備えた回転自在の現像剤担持体と、該現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、上記現像剤担持体の移動方向における上記層厚規制部材の手前側で該現像剤規制部材と一体的に設けられて上記現像剤担持体に対向している現像剤規制補助部材とを備え、
   上記現像剤規制補助部材とこれに対向する現像剤担持体との間の間隔として、上記現像剤担持体での現像剤担持量が、上記層厚規制部材により規定される層厚に対応する担持量よりも多く、かつ、現像槽から現像剤担持体に向けて汲み上げられた直後における現像剤の層厚に対応する量よりも少なくなる量を設定できる間隔に設定される構成とされていることを特徴とする現像装置。
6. 請求項５記載の現像装置において、
   上記現像剤担持体の移動方向における上記層厚規制部材の手前側において上記現像剤担持体の表面とこれに対向する現像剤規制補助部材との間で間隔を設定される領域を対象として上記現像剤担持体に内蔵されている磁極の一つが配置されていることを特徴とする現像装置。
7. 請求項６記載の現像装置において、
   上記現像剤担持体内の磁極の一つは、上記間隔を設定される領域を上記現像剤が移動し始める位置に対応させて配置されていることを特徴とする現像装置。
8. 潜像担持体に形成された静電潜像の可視像処理に用いられる現像装置において、
   上記現像装置は、トナーとキャリアとを含む二成分系現像剤を収容可能な現像槽と、上記潜像担持体に対向して配置されて内部に複数の磁極を備えた回転自在の現像剤担持体と、該現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制する層厚規制部材とを備え、
   上記層厚規制部材は、上記現像剤担持体の中心位置よりも下方に配置されるとともに、上記現像剤担持体の中心を基準として現像剤の汲み上げ位置から１０°以上の範囲にわたって設けられ、
   上記現像剤規制部材には、上記現像剤担持体の回転方向において現像剤の汲み上げ位置から所定の層厚を規定する部分の上流側に上記現像剤担持体との間の間隔が、所定の層厚を規定する部分よりも層厚が厚く、かつ汲み上げ直後での層厚よりも薄くなるように現像剤を担持できる間隔に設定された部分が設けられていることを特徴とする現像装置。
9. 潜像担持体に形成された静電潜像の可視像処理に用いられる現像装置において、
   上記現像装置は、トナーとキャリアとを含む二成分系現像剤を収容可能な現像槽と、上記潜像担持体に対向して配置されて内部に複数の磁極を備えた回転自在の現像剤担持体と、該現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、該層厚規制部材と隣接して配置されている回転部材とを備え、
   上記回転部材は、上記層厚規制部材に対して上記現像剤担持体の回転方向上流側に位置し、現像剤担持体との間の間隔が、上記層厚規制部材により規定される層厚よりも厚く、汲み上げ直後での層厚よりも薄くなるように現像剤の担持量を規定できる間隔に設定されていることを特徴とする現像装置。
10. 請求項９記載の現像装置において、
    上記現像剤担持体の回転方向における上記回転部材と上記現像剤担持体との間の間隔を設定されている領域に対して上記現像剤担持体に内蔵されている磁極の一つが配置されていることを特徴とする現像装置。
11. 請求項１乃至１０のうちの一つに記載の現像装置において、
    上記間隔は５ｍｍ以内に設定されていることを特徴とする現像装置。
12. 請求項１乃至１１のうちの一つに記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
    

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