JP2006091428A - 現像装置 - Google Patents

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正彰 山浦
Yoshihiro Ogiwara
良広 荻原
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Abstract

【課題】 現像方式などの違いに左右されることなく、板状のかき取り部材を使用して現像剤担持体の回転方向に沿うような長い現像パターン状のゴーストが発生することを低減または防止することができる現像装置を提供する。
【解決手段】 現像剤担持体3の現像領域を通過した後の表面領域に対向するように設置されてその表面に残留している現像剤をかき取るかき取り部材6について、現像剤担持体3の当該表面領域の回転軸方向に対してその回転方向にも間隔をあけて隣り合うような状態で順次配分される複数の分割位置にそれぞれ対向させる複数の分割かき取り材(61〜66)で構成した。
【選択図】 図1

Description

本発明は、複写機、プリンタ、複合機等の画像形成装置に用いられる現像装置に係り、特に、現像剤担持体の現像領域を通過した後の表面領域に残留している現像剤をかき取るかき取り部材を備えたタイプの現像装置に関するものである。
一般に、電子写真方式等の画像形成装置で用いられる現像装置としては、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像を現像剤にて可視像化するものが知られている。この種の現像装置に用いられる現像方式としては、現像剤として着色剤粒子であるトナーのみを用いる一成分現像方式と、現像剤として磁性体粒子であるキャリアと着色体粒子であるトナーとを混合撹拌したものを用いる二成分現像方式とに大別される。また、一成分現像方式については、内部に磁性粉を含む磁性一成分現像剤を使用する磁性一成分現像方式と、内部に磁性粉を含まない非磁性一成分現像剤を使用する非磁性一成分現像方式とに分けられる。
このうち磁性一成分現像方式の現像装置としては、たとえば、内部に磁石部材を有する円筒状の回転体(現像剤担持ロール)に磁性一成分現像剤を磁場によって担持させた後、その現像剤担持ロールの表面に対して接触させた状態または所定の間隔をあけて近接させた状態で設置される規制部材を通過させることにより、その現像剤を摩擦帯電させるとともに現像剤担持ロールの表面に一定の層厚に保持させてから感光体ドラム等の像担持体と近接対向する現像領域まで搬送するものが知られている(特許文献1など)。現像剤担持ロール上の現像剤は、現像領域を通過する際に、そのロールと像担持体の間に現像バイアスの印加で形成される電界の下で像担持体の静電潜像に静電的に付着し、これにより現像が行われる。
また、非磁性一成分現像方式の現像装置としては、たとえば、現像バイアスが印加される非磁性の回転体(現像剤担持ロール)に非磁性現像剤を静電引力によって担持させた後、その現像剤担持ロールの表面に対して接触させた状態される規制部材を通過させることにより、その現像剤を摩擦帯電させるとともに現像剤担持ロールの表面に一定の層厚に保持させてから像担持体と近接対向する現像領域まで搬送するものが知られている(特許文献2など)。現像は、現像剤担持ロール上の現像剤が現像領域を通過する際に、そのロールと像担持体の間に現像バイアスの印加で形成される電界の下で像担持体の静電潜像に付着することにより行われる(特許文献2など)。現像剤担持ロール上の現像剤は、現像領域を通過する際に、そのロールと像担持体の間に形成される電界の下で像担持体の静電潜像に静電的に付着し、これにより現像が行われる。
さらに、二成分現像方式の現像装置としては、たとえば、トナーを磁性キャリアに混合した二成分現像剤を攪拌して摩擦帯電させた後、内部に磁石部材を有する円筒状の回転体(現像剤担持ロール)にその現像剤を磁場によって担持させ、その現像剤担持ロールの表面に対して所定の間隔をあけて近接させた状態で設置される規制部材を通過させることにより、その現像剤を現像剤担持ロール表面に一定の層厚に保持させてから像担持体と近接対向する現像領域まで搬送するものが知られている。現像剤担持ロール上の現像剤は、現像領域においてそのロールと像担持体の間に現像バイアスの印加で形成される電界の下で像担持体の静電潜像に飛翔して静電的に付着し、これにより現像が行われる。特にこのような現像は、トナーを表面に担持する磁性キャリアを現像剤担持ロール上で穂立ち(ブラシ)状に担持して現像領域に搬送してから現像を行う、いわゆる磁気ブラシ現像方法として広く知られている。
ちなみに、磁気ブラシ現像方法を用いた現像装置では、安定した画像を得るためにはトナー濃度を一定に保つ必要があり、そのためトナー濃度センサーを用いてトナー濃度を検知したり、現像パッチを作成してトナー現像量を検知し、その検知結果に応じてトナー補給部材を作動させることによりトナー濃度を一定にする制御を行っている。しかし、このようなトナー濃度センサーやトナー補給部材を用いてトナー濃度の制御を行った場合には、現像装置の大型化、高コスト化が避けられない。そこで、かかるトナー濃度センサーやトナー補給部材を用いずに、トナー濃度を自律的に一定に保つようにした現像装置が提案されている(特許文献3など)。
この現像装置は、二成分現像剤を収容する現像剤収容部とこの現像剤収容部と連通しかつトナーを収容するトナー収容部を有し、現像剤担持体上の二成分現像剤の量を規制部材で規制するとともに、現像剤担持体上における二成分現像剤のトナー濃度の変化によって二成分現像剤のトナーの取り込みを自律的に制御することでトナー濃度を調整するものである。この自律的制御の方法は、現像剤担持体に担持搬送される現像剤移動層と、現像剤収容部内で現像剤が循環する現像剤循環層とを発生させ、現像剤収容部と連通しているトナー収容部からトナーを現像剤収容部に取り込むことにより、現像剤収容部内の現像剤のトナー濃度を保つというものである。
特開平05−249752号公報 特開平10−142919号公報 特開2003−280381号公報
しかしながら、上記各現像装置にあっては、そのいずれも以下のような問題がある。
まず、いずれの現像装置においても、通常、その現像領域を通過した後の現像剤担持ロールの表面には現像に供しない現像剤が残留して付着しており、特に同一の画像の現像を連続した場合にかかる現像の履歴を解消する必要があるため、その現像剤担持ロールの現像領域を通過した後の表面領域から現像剤をかき取るためのかき取り部材が設けられている。このかき取り部材としては、現像剤担持ロールの軸方向にそって接触させる板状の部材が多用されているが(たとえば特許文献1など)、この他にも、たとえば現像剤担持ロールに接触させた状態または非接触の状態で設置するロール状の部材もある(たとえば特許文献2など)。
このかき取りを行う理由は、先行の現像サイクルで同一画像の現像を連続して行ったような場合、その現像剤担持ロールから先行の現像サイクル時に担持されていた現像剤をかき取らず、そのままの状態にある現像剤担持ロールに次の現像サイクルのための新たな現像剤を担持させて現像を行うと、その先行の現像サイクル時における現像パターンが履歴として残り、かかる現像パターンに相応した現像剤担持ロールの部位における現像剤の搬送量、帯電量、粒径等が他の部位のものと異なることとなり、その現像パターンが次の現像時の画像(特にハーフトーン画像)に存在するように現出する現象、いわゆるゴーストという画像欠陥が発生する不具合があるからである。
ところが、このようなかき取り部材を設置した場合であっても、特に現像剤担持ロールの回転方向に長く伸びるような画像パターンの現像を連続して行った後に、その回転方向に長い現像パターン状に発生するゴーストを十分に解消することができないという問題がある。
この長い現像パターン状のゴーストは、一般に、一成分現像装置において発生しやすいのに対して二成分現像装置では発生しにくいという傾向がある。
かかるゴーストが二成分現像装置で発生しにくいのは、現像剤担持ロールの磁性部材として同じ極性の磁極(反発磁極)をそのロール回転方向に並ぶように配して現像剤の離脱部を形成したものを使用し、その反発磁極などの磁力作用により現像剤担持ロール上にある二成分現像剤を確実に離脱させることができるからである。しかし、たとえば、現像領域での回転(移動)方向が下方側から上方側に移動する回転方向となるような現像剤担持ロールを使用する二成分現像装置にあっては、その装置内の二成分現像剤をそのロールにくみ上げるための磁極との関係から反発磁極で構成される離脱部を現像剤担持ロールの比較的上部の位置に設置せざるを得ず、この結果、その離脱部での現像剤の離脱時に現像剤に作用する重力を利用できないため現像剤の離脱が不十分となり、前記したようなゴーストが発生しやすくなることがある。
また、このような長い現像パターン状のゴーストの解消は、かき取り部材として板状の部材を現像剤担持体の表面に当接させるタイプのものを使用した場合にコストが抑えられるうえに良い効果が得られる。
しかし、この板状の当接タイプのかき取り部材を使用した現像装置であっても、そのかき取り部材でかき取られた現像剤を攪拌するような攪拌部材を設置していない現像装置では、そのかき取った現像剤と収容部内にある新たな現像剤との入れ替え(交換)が良好になされず、かかるゴーストが十分に解消されないという傾向にある。
さらに、この板状の当接タイプのかき取り部材を使用した現像装置においては、かかる長い現像パターン状のゴーストが発生するという問題のほかに、画像形成(ひいては現像)を大量に連続して(たとえば用紙3万枚以上の画像形成を連続して)行った後に別の画像の現像(特にその回転方向に長いパターンの画像を現像した後にハーフトーン画像の現像)を行った場合は、その長い現像パターン内に回転方向に沿って白く抜ける多数の筋状の画像欠陥が発生するという問題がある。
本発明は、上記従来技術に関する問題点に鑑みてなされたものであり、基本的に、現像方式などの違いに左右されることなく、板状のかき取り部材を使用して現像剤担持体の回転方向に沿うような長い現像パターン状のゴーストが発生することを低減または防止することができる現像装置を提供するものである。
また、本発明は、特に長い現像を連続して行った場合であっても、現像剤担持体に当接するタイプのかき取り部材を使用したときのような白い筋状の画像欠陥が発生することを低減または防止することができる現像装置を提供するものである。
本発明の現像装置は、現像剤を収容する収容部と、この収容部に収容されている現像剤を担持して現像領域まで搬送するように回転する現像剤担持体と、この現像剤担持体の現像領域を通過した後の表面領域に対向するように設置されてその表面に残留している現像剤をかき取るかき取り部材を備え、このかき取り部材は、前記現像剤担持体の当該表面領域の回転軸方向に対してその回転方向にも間隔をあけて隣り合うような状態で順次配分される複数の分割位置にそれぞれ対向させる複数の分割かき取り材で構成されていることを特徴とするものである。
このような現像装置では、現像剤担持体の現像領域を通過した後の表面領域において担持されている現像剤が複数の分割かき取り材で構成されるかき取り部材によってかき取られる。特に複数の分割かき取り材が現像剤担持体の当該表面領域の複数の分割位置にそれぞれ対向するものであるため、その表面領域における現像剤は各分割位置に対向する各分割かき取り材で個々に割り振られた状態で良好にかき取られるようになる。
より具体的には、現像剤担持体の当該表面領域にある現像剤は、最初に現像剤担持体の回転方向の最も上流側に位置する分割かき取り材によりかき取られ始め、続いてその回転方向の下流側に位置する分割するかき取り材により順次かき取られる。この際、各分割かき取り材は、現像剤担持体の回転方向にも間隔をあけて隣り合う状態で配分されているため、その回転方向上流側に位置する分割かき取り材によりかき取られた現像剤は、その隣の側に存在する分割かき取り材側に移動するように送られるとともに、その隣り合う分割かき取り材との間隙をすり抜けるようにしてさらにその回転方向下流側に移動するように送られるようになり、現像剤担持体上の他の部位にある現像剤や収容部にある現像剤に混ざり合いやすくなる。この結果、現像剤担持体上に残留付着する現像剤に起因する現像履歴が良好に解消されるようになる。
また、前記分割かき取り材を現像剤担持体の当該表面領域に接触させた状態で設置する場合には、その分割かき取り材は、現像剤担持体の表面領域に少なくとも弾性部材を接触させるように構成されることが好ましい。弾性部材とは、現像剤担持体と接触した際に弾性変形し得るような物性を示すものであり、たとえば、ゴム材料、可撓性を示すシートまたはフィルム材料などである。
この場合は、分割かき取り材が現像剤担持体の表面領域と弾性部材を介して接触するため、その接触部分の負荷が比較的小さくなり同一の画像パターンの現像を連続して行っても磨耗損傷しにくくなり、この結果、筋状の画像欠陥が発生しにくくなる。また、複数の分割かき取り部材を接触させているため、現像剤担持体の回転軸方向の現像有効域に相応する長さからなる1枚構成のかき取り部材に比べて、その接触のための当接圧を小さくすることも可能となる。
また、前記現像剤担持体が非磁性の構造体であり、その非磁性の現像剤担持体の当該表面領域に前記分割かき取り材を非接触の状態で設置する場合には、その分割かき取り材は、現像剤担持体の当該表面領域に対向する磁石を有するとともに、その磁石の当該表面領域との対向部にかき取り用の磁性粒子をその表面領域にも接触させるように付着させた状態で設置されることが好ましい。
この場合は、分割かき取り材が非磁性の現像剤担持体に非接触の状態で対向するが、その各分割かき取り材を構成する磁石に付着させたかき取り用の磁性粒子が現像剤担持体の当該表面領域に接触することにより、その表面領域に付着する現像剤が磁性粒子によってかき取られるようになる。また、この分割かき取り材は現像剤担持体に接触しないため、接触した状態で設置するかき取り部材のような磨耗損傷が発生するおそれがない。なお、このような非磁性の現像剤担持体と組み合わせて使用される現像剤は、非磁性一成分となる。また、かき取り用の磁性粒子としては、磁力により付着され続けるとともに上記現像剤のかき取り作用を発揮できるようなものであれば特に限定されないが、たとえば二成分現像剤の磁性キャリアを用いることができる。
さらに、前記現像剤担持体が円筒状の回転体とその回転体の内部空間に設置される複数の磁極を配した磁石部材とからなる現像ロールであり、その現像ロールの現像部を通過した後の表面領域に前記分割かき取り材を非接触の状態で設置する場合には、その分割かき取り材は、現像ロールの当該表面領域に対向すると同時にその磁石部材による磁力が及ぶ範囲内に存在するような磁性体を有するとともに、その磁性体の当該表面領域との対向部にかき取り用の磁性粒子をその表面領域に接触させるように前記磁力により付着させた状態で設置されることが好ましい。
この場合は、分割かき取り材が非磁性の現像剤担持体に非接触の状態で対向するが、その各分割かき取り材を構成する磁性体に付着させたかき取り用の磁性粒子が現像剤担持体の当該表面領域に接触することにより、その表面領域に付着する現像剤が磁性粒子によってかき取られるようになる。また、この分割かき取り材は現像剤担持体に接触しないため、接触した状態で設置するかき取り部材のような磨耗損傷が発生するおそれがない。なお、このような非磁性の現像剤担持体と組み合わせて使用される現像剤は、磁性一成分かまたは磁性キャリアを含む二成分現像剤となる。また、かき取り用の磁性粒子としては、上記現像剤のかき取り作用を発揮できるようなものであれば特に限定されないが、たとえば二成分現像剤の磁性キャリアを用いることができる。
また、前記現像剤担持体が上述したような同様の回転体と磁性部材からなる現像ロールであり、その現像ロールの現像領域を通過した後の表面領域に前記分割かき取り材を接触させた状態で設置するとともに、その現像ロールの磁石部材として同極性の磁極を回転体の当該表面領域内に位置した状態でかつその回転方向に間隔をあけて隣り合う状態で配した部材を使用する場合には、その分割かき取り材は、その現像ロールにおける磁石部材の同極性の磁極による各ピーク磁力が及ぶ範囲以外の範囲に位置するように設置されることが好ましい。
この場合は、各分割かき取り材が現像ロールにおける磁石部材の同極性の磁極による反発磁力の各ピーク磁力がおよばない範囲に設置されるが、各分割かき取り材が現像剤担持体の表面に接触した状態で設置されるため、前述したように現像剤担持体の表面領域における現像剤はその表面領域において相異なる複数の分割位置で対向する複数の各分割かき取り材によって個々に割り振られた状態で良好にかき取られるようになる。また、この場合は、各分割かき取り材の現像剤担持体表面への当接圧を低めにすることができ、これにより、その接触部分での磨耗損傷の発生を低減することが可能になる。
前記現像剤担持体が上述したような同様の回転体と磁性部材からなる現像ロールであり、その現像ロールの現像領域を通過した後の表面領域に前記分割かき取り材を非接触の状態で設置するとともに、その現像ロールの磁石部材として同極性の磁極を回転体の当該表面領域内に位置した状態でかつその回転方向に間隔をあけて隣り合う状態で配した部材を使用する場合には、その分割かき取り材は、その現像ロールの当該表面領域に対向すると同時にその磁石部材の前記同極性の磁極による各ピーク磁力が及ぶ範囲内に存在するようにした磁性体を有するとともに、その磁性体の当該表面領域との対向部にかき取り用の磁性粒子をその表面領域に接触させるように前記ピーク磁力によりそれぞれ付着させた状態で設置されることが好ましい。
この場合は、分割かき取り材が非接触の状態で設置されるが、現像ロールにおける磁石部材の同極性の磁極による反発磁力の各ピーク磁力がおよぶ範囲に磁性体が存在するように分割かき取り材が設置されるため、その各分割かき取り材を構成する磁性体に反発磁力のピーク磁力によって付着させたかき取り用の磁性粒子が現像剤担持体の当該表面領域に接触することにより、その表面領域に付着する現像剤が磁性粒子によってかき取られるようになる。また、この分割かき取り材は現像剤担持体に接触しないため、接触した状態で設置するかき取り部材のような磨耗損傷が発生するおそれがない。
そして、以上の各現像装置のうち非磁性の現像剤担持体を使用する現像装置以外の現像装置は、前記現像剤としてトナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤を使用し、かつ、前記現像剤担持体に担持されて搬送される二成分現像剤の量を規制する規制部材と、現像剤担持搬送体に隣接しかつその規制部材の上流側で二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、この現像剤収容部にトナー補給路を介して連通するとともにトナーを供給可能に収容するトナー収容部とが設けられるとともに、その現像剤担持体に担持されて搬送される二成分現像剤のトナー濃度に応じてそのトナー収容部から現像剤収容部にトナーが取り込まれるように構成されていることが好ましい。
この場合は、トナー濃度を自律的に制御する現像装置であっても、その現像剤担持体の当該表面領域に付着する現像剤が複数の分割かき取り材によって個々に割り振られた状態で良好にかき取られるようになる。また、そのかき取られた現像剤は、前述したように他の分割かき取り材でかき取られた現像剤や現像剤収容部にある現像剤と良好に混ざり合うようになる。なお、この現像装置においては、その現像剤収容部に二成分現像剤を攪拌する攪拌部材を1つ以上設置することが好ましい。
以上のような各現像装置は、感光体ドラム等の像担持体に画像情報に応じて形成する静電潜像を一成分現像剤または二成分現像剤により現像して可視像化するための現像装置を使用する画像形成装置に適宜選定して適用することが可能である。
本発明の現像装置によれば、現像剤担持体の現像領域を通過した後の表面領域に担持されている現像剤が、その表面領域の回転軸方向に対してその回転方向にも間隔をあけて隣り合うような状態で順次配分される複数の分割位置にそれぞれ対向させる複数の分割かき取り材によりかき取られるようになるため、たとえば板状のかき取り部材を現像剤担持体の軸方向に連続して当接させる従来の現像装置などにくらべて、現像剤担持体上の現像剤における現像履歴が良好に解消されるようになり、その現像剤担持体の回転方向に長い現像パターン状のゴーストが発生することを低減または防止することができる。この結果、かかるゴーストの発生がほとんどない画質の良好な現像を行うことが可能になる。
また、このような現像装置において、その複数の分割かき取り材を現像剤担持体の表面領域に当接させる場合には少なくとも弾性部材を接触させるように構成することにより、特に大量の現像を連続して行った後に現像剤担持体の回転方向に長いパターンの画像を現像してからハーフトーン画像のような画像の現像を行った場合であっても、その後の現像において筋状の画像欠陥が発生することがほとんどない。また、その複数の分割かき取り材を現像剤担持体の表面領域に非接触の状態で対向させる場合には、その各分割かき取り材を磁石または磁性体を有するものとし、その磁石または磁性体の表面領域と対向する部位にかき取り用の磁性粒子を付着させてその表面領域に接触させるように構成することにより、同様の効果が得られる。
[実施の形態1]
図1は、実施の形態1に係る現像装置を示すものである。
<現像装置の全体構成>
実施の形態1に係る現像装置1Aは、現像剤としてトナーTと磁性キャリアを含む二成分現像剤Gを使用しかつその二成分現像剤Gのトナーの濃度を自律的に制御するタイプの二成分現像装置である。
この現像装置1Aは、図1に示すように、静電潜像が形成される感光体ドラム等の像担持体100にむかって開口する現像ハウジング2を有しており、この現像ハウジング2の開口に面して現像ロール3が設置されているとともにその開口の上縁側に現像ロール3に担持されて搬送される二成分現像剤Gの層厚を規制する規制部材4が設けられている。
ハウジング2は、その現像ロール3と隣接する部位に二成分現像剤Gを収容する現像剤収容部21が形成されている。また、その現像剤収容部21の現像ロール3と対向する側には、トナー補給路23を介して現像剤収容部21に連通し、トナーTをその現像剤収容部21に供給可能に収容するトナー収容部24が形成されている。さらに、現像剤収容部1には、その収容されている二成分現像剤Gを攪拌しつつ現像ロール3側に供給するように回転する供給回転体5が設置されている。
上記現像ロール3は、図15や図18等に示すように、所定の方向(本例では反時計回り方向)に回転可能に設置される円筒状の非磁性スリーブ31と、このスリーブ31の内部に固定的に配設された磁極ロール32とで構成されている。この磁極ロール32は、そのロール本体の周囲に所定の角度間隔で複数の磁極(たとえば、S1:現像極、N1:トリミング極、N2:搬送極、S2:ピックオフ極、S3:ピックアップ極など)が配されており、二成分現像剤Gを現像ロール3のスリーブ31の外周面に磁気的に付着させるようになっている。この磁極の種類、数、位置などの構成は任意である。また、スリーブ31には、所定の現像バイアス電圧(たとえば交流成分を重畳した交流電圧)を印加するためのバイアス電源35Aが接続されている。このような現像ロール3は、像担持体100と所定の間隙をあけて対向するように設置され、その対向する所定範囲の領域が現像領域DEとなる。
上記規制部材4は、たとえばステンレス等の板材からなり、現像ロール3との間に所定の間隙(たとえば300〜600μm)をあけて設置されている。この規制部材4の現像ロール3との対向位置については適宜設定することができるが、この例では、トリミング極(本例では磁極N1)よりも回転方向下流側の位置にしている。
上記供給回転体5は、ロール、ブラシ、パドル等の回転部材からなるものである。この供給回転体5は、所定の方向(本例では時計回り方向)に回転し、これにより現像剤収容部21内の二成分現像剤Gを現像ロール3側に送ることが主な機能であるが、トナー補給路23側から収容部21へのトナーの取りこみがなされるという機能も有する。また、この供給回転体5は、磁性ロールとし、その磁性ロールの表面に現像剤Gの磁気ブラシを形成するように構成することも可能であり、その場合には、磁性ロールによる現像剤Gの搬送量を規制するための補助規制部材51を現像ロール3とは反対側の部位にその磁性ロール表面に所定の間隙をあけた状態で対向設置するとよい。なお、供給回転体5については、現像剤Gを単に現像ロール3に供給するためのものとして構成してもよく、また、現像剤Gの現像ロール3への供給などに支障がない場合にはその設置を省略しても構わない。
上記トナー収容部24には、その収容されているトナーTを攪拌搬送するように回転する攪拌搬送部材38が設置されている。攪拌搬送部材38としては、回転支持体38aに弾性フィルム38bを取り付けた構造のもの(アジテータ)が使用され、トナー収容部24の湾曲形状に形成された底面にそって所定の方向(本例では時計回り方向)に回転してトナーをトナー補給口23側に掃きだすようになっている。トナー補給口23は、その下縁部が回転搬送部材38の回転中心位置よりわずかに低い位置になるように形成されている。
<かき取り部材に関する構成>
また、この現像装置1Aにおいては、図1に示すように、現像ロール3の現像領域DEを通過した後の表面領域HEから残留付着する二成分現像剤Gをかき取るスクレーパー6を設置しており、そのスクレーパー6として、図6〜11等に示すような複数の分割スクレーパー61〜66にて構成されるものを使用している。ちなみに、表面領域HEは、現像領域DEを少なくとも通過した後の表面であればよいが、好ましくは現像ロール3に新たな現像剤Gが供給される手前であってスクレーパー6によるかき取りを行うことが可能な領域である。
図6〜8に示すスクレーパー6Aは、2種類の分割スクレーパー61,62を一定の繰り返しパターンで配分して構成したものである。具体的には、現像ロール3の現像領域DEを通過した後の表面領域HEの回転軸方向(矢印Sの方向)に対して所定の間隔L1をあけて隣り合うような状態で順次配分される複数の分割位置(3a:分割スクレーパーの対向部61a)にそれぞれ対向する複数の第1分割スクレーパー61と、この第1分割スクレーパー61に対して現像ロール3の回転方向(矢印Jの方向)に間隔K1をあけるとともにその回転軸方向Sに間隔L2をあけて隣り合うような状態で順次配分される複数の分割位置(3b:分割スクレーパーの対向部62a)にそれぞれ対向させる複数の第2分割スクレーパー62を組み合わせたものである。図7中のP1は、回転軸方向Sに対して順次並ぶように配分設置される各分割スクレーパー61,62どうしの端部間隔(ピッチ)を示す。このピッチP1は、重複した状態で設置される場合にはその重複部分の軸方向の長さを差し引いた後の値となる(図10参照)。
また、このタイプのスクレーパー6Aは、その第1分割スクレーパー61のかき取り幅W1と第2分割スクレーパー62のかき取り幅W2を同一の寸法に設定しているとともに、第1分割スクレーパー61の間隙L1となる位置に第2分割スクレーパー62が存在するような位置関係で配置している。したがって、このスクレーパー6Aは、第1分割スクレーパー61と第2分割スクレーパー62とで繰り返しパターンの単位が構成され、その繰り返し単位を現像ロール3の軸方向Sに適宜量配置するようにしている。また、この場合、第1分割スクレーパー61の回転軸方向の間隔L1と第2分割スクレーパー62の回転軸方向の間隔L2も同一の関係になる。
一方、図9〜11に示すスクレーパー6Bは、4種類の分割スクレーパー63〜66を一定の繰り返しパターンで配分して構成したものである。具体的には、現像ロール3の上記表面領域HEの回転軸方向Sに対して所定の間隔L3をあけて隣り合うような状態で順次配分される複数の分割位置(3c:分割スクレーパーの対向部63a)にそれぞれ対向する複数の第1分割スクレーパー63と、この第1分割スクレーパー63に対して現像ロール3の回転方向Jに間隔K2をあけて傾斜させるとともにその回転軸方向Sに間隔L4をあけて隣り合うような状態で順次配分される複数の分割位置(3d:分割スクレーパーの対向部64a)にそれぞれ対向させる複数の第2分割スクレーパー64と、この第2分割スクレーパー64に対して現像ロール3の回転方向Jに間隔K3をあけるとともにその回転軸方向Sに間隔L5をあけて隣り合うような状態で順次配分される複数の分割位置(3e:分割スクレーパーの対向部65a)にそれぞれ対向させる複数の第3分割スクレーパー65と、この第3分割スクレーパー65に対して現像ロール3の回転方向J(の上流側)に間隔K3をあけて傾斜させるとともにその回転軸方向Sに間隔L6をあけて隣り合うような状態で順次配分される複数の分割位置(3f:分割スクレーパーの対向部66a)にそれぞれ対向させる複数の第4分割スクレーパー65を組み合わせたものである。
また、このタイプのスクレーパー6Bは、その4種の分割スクレーパー63〜66の各かき取り幅W3〜W6をほぼ同一の寸法にしているとともに、隣り合う各分割スクレーパー63〜66どうしが回転軸方向Sにおいて一部かき取り領域が重複するような位置関係で配置している。したがって、このスクレーパー6Bは、第1〜第4の分割スクレーパー63〜66で繰り返しパターンの単位が構成され、その繰り返し単位を現像ロール3の軸方向Sに適宜量配置するようにしている。図10中のP2は、回転軸方向Sに対して順次並ぶように配分設置される各分割スクレーパー63〜66どうしの端部間隔(ピッチ)を示す。このピッチP2は、重複した状態で設置される場合にはその重複部分の軸方向の長さを差し引いた後の値となる。
そして、この複数の分割スクレーパーで構成されるスクレーパー6(A,B)は、その各分割スクレーパー(61〜66)を1つの共通の支持部材に支持させた構造にするか、または、現像ロール3の軸方向Sにおいて同一の線状にならぶ分割スクレーパーどうしでそれぞれ同じ支持部材に支持させる構造にする。また、このスクレーパー6(A,B)は、その各分割スクレーパー(61〜66)の先端部を現像ロール3の表面に対して接触させた状態で設置する場合と、所定の間隔をあけて非接触の状態で設置する場合が可能であり、そのいずれかの設置形態が選定される。
各分割スクレーパー(61〜66)の先端部を現像ロール3の表面に対して接触させた状態で設置する場合には、図12等に示すように、その各分割スクレーパー(61〜66)は現像ロール表面に接触(当接)させるPET,PEN(ポリエチレンナフタレート),ポリイミド等の合成樹脂からなるフィルム60Aと、それを支持する支持部材60Bとの複合構造とする。この他にも、接触させる各分割スクレーパー(61〜66)は、図13に示すように合成樹脂等により一体成形した一体構造のものとして構成してもよい。この場合、各分割スクレーパー61,62、…は、その成形による成形本体部60Cの所定の位置から所定の方向に突出したような形状となる。
また、この接触させる各分割スクレーパー(61〜66)は、磁石ロール32のような磁界発生手段を有する現像ロール3に設置する場合、その接触位置については磁石ロール32の磁極(特にピックオフ極S2)の位置との関係から、少なくとも磁極を分割スクレーパーで挟むことなく磁極間となる位置であって、特にピックオフ極の回転方向下流側の位置になるよう設定される。
特に、この場合において現像ロール3の磁石ロール32として、図19に示すように同極性の磁極S5,S6をスリーブ31の当該表面領域HE内に位置した状態でかつその回転方向Jに間隔をあけて隣り合う状態で配したものを使用するときには、同図に示すように、その同極性の磁極S5,S6による各ピーク磁力が及ぶ範囲以外の範囲、たとえば同極性の磁極S5,S6どうしの間で両者の磁力がほとんど及ばない領域に位置するように設置される。
一方、各分割スクレーパー(61〜66)の先端部を現像ロール3の表面に対して非接触の状態で設置する場合には、図16等に示すように、その分割スクレーパーの全体または少なくともその一部を鉄やフェライト等のような磁性体60Fで構成するとともに、その磁性体60Fの構成部分が磁石ロール32のひとつの磁極(本例ではピックアップ極S3)による磁力がおよぶ範囲(その磁極の点線で示す磁力線が発生している範囲)に配置する。しかも、その設置に際しては、磁性体60Fの当該表面領域HEとの対向部60Faに、かき取り用の磁性粒子10をその表面領域HEに接触させるように当該磁力により付着させた状態で設置される。ここで、かき取り用の磁性粒子10としては、その磁性体の対向部60Faに磁気ブラシ状の状態で付着させることができる二成分現像剤Gの磁性キャリアを適用しているが、磁性キャリア以外の専用の磁性粒子を使用しても構わない。
また、この非接触の状態で設置する場合において現像ロール3の磁石ロール32として、図20に示すように同極性の磁極S5,S6をスリーブ31の当該表面領域HE内に位置した状態でかつその回転方向Jに間隔をあけて隣り合う状態で配したものを使用するときには、前記した磁性体60Fを有する各分割スクレーパー(61〜66)は、同図に示すように、その磁性体60Fの構成部分が磁石ロール32の同極性の磁極S5,S6による各ピーク磁力が及ぶ範囲内に存在するように設置する。しかも、その設置に際しては、その磁性体60Fの当該表面領域HEとの対向部60Faに、かき取り用の磁性粒子10をその表面領域HEに接触させるように当該ピーク磁力により付着させた状態で設置する。
<現像装置の各動作など>
次に、この現像装置1Aの動作について説明する。
まず、その現像剤収容部21内にある二成分現像剤Gは、供給回転体5により攪拌されつつ現像ロール3側に送られ、その磁極ロール32の現像剤汲み取り用のピックアップ磁極(たとえば図15の極S3)及び層規制用のトリミング磁極(たとえば図15のN1極)の磁気吸引力により担持されるとともにその回転スリーブ31の回転方向(反時計回り方向)Jに搬送される。
この搬送された二成分現像剤Gは、基本的には、規制部材4を通過する際に、その搬送量が規制されて所定の厚さの現像剤層として現像ロール3(回転スリーブ31)上に形成され、その現像剤層の状態で像担持体100と対向する現像領域DEまで搬送される。
そして、現像領域に搬送された二成分現像剤Gの現像剤層は、現像磁極(S1)の磁気吸引力により磁気ブラシを形成するとともに、その磁気ブラシを形成する二成分現像剤GのうちのトナーTが像担持体100と現像ロール3(回転スリーブ31)との間に印加される現像バイアス電圧で形成される現像電界によって像担持体100上の画像部としての静電潜像に静電的に付着する。これにより、その静電潜像がトナーによって現像されてトナー像となる。
また、この現像装置1Aは、たとえば現像によりトナーが急激に消費されることと等に起因して現像ロール3により担持搬送される二成分現像剤Gのトナー濃度が低い場合には、次のように作動する。
まず、その低トナー濃度の状態にある二成分現像剤Gは、規制部材4によりせき止められたものが現像剤収容部21側に戻される。そして、この場合には、現像剤収容部21内にある二成分現像剤Gの体積がトナーの消費により小さくなる分、その収容部21内にわずかな空きスペースが発生することになるため、その収容部21で回転する供給回転体5による搬送作用によりトナー補給路23に存在するトナーTやトナー収容部24内にあるトナーTが収容部21側に流動するようにして取り込まれる。これにより、現像剤収容部21内の二成分現像剤Gのトナー濃度が上昇することになる。
一方、この現像装置1Aは、現像ロール3により担持搬送される二成分現像剤Gのトナー濃度が十分に高い場合には、次のように作動する。
まず、その高トナー濃度の状態にある二成分現像剤Gは、規制部材4によりせき止められたものが現像剤収容部21側に戻される。そして、この場合は、低トナー濃度の二成分現像剤の場合とは異なり、現像剤収容部21内にある二成分現像剤Gの体積がトナーの消費により小さくなることがなく、その収容部21内に空きスペースが発生することもないため、その収容部21で回転する供給回転体5による搬送作用によってもトナー補給路23に存在するトナーTやトナー収容部24内にあるトナーTが収容部21側に流動しにくい状態におかれる。
このようにして現像剤収容部21にある二成分現像剤Gのトナー濃度が自律的に制御される。ちなみに、上記供給回転体5として、内部に磁石部材を設置した磁性ロールを使用した場合には、その磁性ロールにむけて戻ってきた現像剤Gのトナー濃度の高低により磁性ロールの搬送力に違いが発生することで、トナー濃度の自律的制御がさらに促進されるようになる。すなわち、トナー濃度が低いときには、その現像剤Gにおける磁性キャリアの量が増えるため、その現像剤が磁性ロールの表面に磁気ブラシを形成するように強く吸着された状態となって磁性ロールの搬送力が高められ、これにより前述したトナーの取り込みが行われやすくなる。反対に、トナー濃度が高いときには、その現像剤が磁性ロールに強く吸着されない状態となって磁性ロールの搬送力が弱くなり、これにより前述したトナーの取り込みが行われにくくなる。
さらに、この現像装置1Aでは、現像領域GEを通過した後の現像ロール3の表面領域HEに残留して付着する二成分現像剤Gが、複数の分割スクレーパーで構成されるスクレーパー6によりかき取られる。
すなわち、現像ロール3の当該表面領域HEは、図8や図11に示すように、スクレーパー6A(B)における各分割スクレーパー61,62(63〜66)による現像剤のかき取りがそれぞれ行われる。図中の各斜線が付されて示される領域は、各分割スクレーパーによるかき取りが個々に行われた後の各かき取り領域(図中の各斜線部で示す領域)である。
スクレーパー6として、図6等に示す2種の分割スクレーパー61,62を組み合わせた構成のスクレーパー6Aを使用した場合には、図8に示すように、現像ロール3の当該表面領域HEにある現像剤Gは、まず回転方向Jの上流側に位置する複数の第1分割スクレーパー61によってかき取り幅W1でそれぞれかき取られ、続いて、その回転方向Jの下流側に位置する複数の第2分割スクレーパー62によってかき取り幅W2でそれぞれかき取られる。
これにより、現像ロール3の表面領域HEにある現像剤は、スクレーパー6Aの第1分割スクレーパー61および第2分割スクレーパー62を個々にかつ順次通過することで、その回転軸方向Sにおいて隙間無くかき取られる。
また、この際、図8に示すように、第1分割スクレーパー61によりかき取られた現像剤の一部または全部が、その隣り合う第1分割スクレーパー61との間隙(間隔L1の部分)を通りぬけて回転方向Jの下流側に位置する第2分割スクレーパー62側に送られるように移動する(点線矢印M1)。しかも、この移動した現像剤を含め、第2分割スクレーパー62によりかき取られた現像剤の一部または全部も、第1分割スクレーパー61との間隙(間隔K1の部分)や隣り合う第2分割スクレーパー62との間隙(間隔L1の部分)を通りぬけて回転方向Jの下流側に位置する第2分割スクレーパー62側に送られるように移動する(点線矢印M2)。この結果、スクレーパー6Aによって表面領域HEからかき取られた現像剤は、その回転軸方向Sにおいても活発に流動して他の部位からかき取られる現像剤と混合される。しかも、そのかき取られた現像剤は、現像剤収容部21にすでに収容されている二成分現像剤Gとも活発に混合されるようになる。
一方、クレーパー6として、図9等に示す4種の分割スクレーパー63〜66を組み合わせた構成のスクレーパー6Bを使用した場合には、図11に示すように、現像ロール3の当該表面領域HEにある現像剤Gは、まず回転方向Jの最も上流側に位置する複数の第1分割スクレーパー63によってかき取り幅W3でそれぞれかき取られ、続いて、その回転方向Jの下流側に傾斜した状態で位置する複数の第2分割スクレーパー64および第4分割スクレーパー66によってかき取り幅W2およびW6でそれぞれかき取られ、最後に、その回転方向Jの最も下流側に位置する複数の第3分割スクレーパー65によってかき取り幅W5でそれぞれかき取られる。
これにより、現像ロール3の表面領域HEにある現像剤は、スクレーパー6Bの4種の分割スクレーパー63〜66を個々にかつ順次通過することで、その回転軸方向Sにおいて隙間無くかき取られる。特に、このスクレーパー6Bでは、各分割スクレーパー63〜66のかき取り領域がその両端部側で一部オーバーラップした状態(図11中の隣り合う斜線部どうしが重複している部分)で現像剤のかき取りが行われる。
また、この際、図11に示すように、第1分割スクレーパー63によりかき取られた現像剤の一部または全部が、その隣り合う第1分割スクレーパー63との間隙(間隔L2の部分)を通りぬけて回転方向Jの下流側に位置する第2分割スクレーパー64または第4分割スクレーパー66側に送られるように移動する(点線矢印M3)。また、この移動した現像剤を含め、第2分割スクレーパー64または第4分割スクレーパー66によりかき取られた現像剤の一部または全部も、その隣り合う各分割スクレーパー64,66との間隙(間隔L3の部分)を通りぬけて回転方向Jの下流側に位置する第3分割スクレーパー65側に送られるように移動する(点線矢印M4、M6)。さらに、この移動した現像剤を含め、第3分割スクレーパー65によりかき取られた現像剤の一部または全部も、その第2または第6の分割スクレーパー64,66との間隙(間隔K3の部分)や隣り合う各分割スクレーパー64,66との間隙(間隔L3の部分)を通りぬけて回転方向Jの下流側に位置する第3分割スクレーパー65側に送られるように移動する(点線矢印M5)。この結果、スクレーパー6Bによって表面領域HEからかき取られた現像剤は、その回転軸方向Sにおいても活発に移動して他の部位からかき取られる現像剤と混合される。しかも、そのかき取られた現像剤は、現像剤収容部21にすでに収容されている二成分現像剤Gとも活発に混合されるようになる。
以上のようにスクレーパー6の各分割スクレーパー(61〜66)による現像剤のかき取りが行われることによって、現像ロール3上の現像剤Gにおける現像履歴が良好に解消される。この結果、その現像ロールの回転方向Jに長い現像パターン状のゴーストの発生を低減または防止することができる。ちなみに、このトナー濃度の自律的制御タイプの現像装置1Aでは、スクレーパー6を設置しない場合、現像剤収容部21の供給回転体5の上方にも二成分現像剤Gが大量に存在し、その自身の重みなどの影響によって収容部21内で流動しにくい状態にあるため、現像ロール3の当該表面領域HEの現像剤と現像剤収容部21内にある現像剤との交換(入れ替え)がなされにくく、このため、上記のようなゴーストが発生しやすい傾向にある。
この他、この現像装置1Aにおいて、そのスクレーパー6の各分割スクレーパー(61〜66)を現像ロール3の表面領域HEに接触させた状態で設置する場合に、その接触する部分を少なくともフィルム等の弾性部材60Aを接触させる構成を採用したときには(図15や図18等参照)、前記した表面領域HEにおける現像剤の良好なかき取りができる効果が得られるほか、特に現像剤ロール3の回転方向Jに長い画像パターンの現像を連続して大量に行った場合であっても、その接触部分の磨耗破損などが発生しにくくなり、その後の現像において筋状の画像欠陥が発生することがほとんどなくなる。
また、前述したように同極性の磁極S5,S6を並べて配した磁石ロール32を有する現像ロール3の表面領域HEに各分割スクレーパー(61〜66)を接触させた状態で設置する場合において、図19に示すように、各分割スクレーパー(61〜66)をその同極性の磁極S5,S6による各ピーク磁力が及ぶ範囲以外の範囲(たとえば同極性の磁極S5,S6どうしの間で両者の磁力がほとんど及ばない領域)に位置するように設置したときには、その各ピーク磁力がほとんど及ばない表面領域から現像剤を各分割スクレーパー(61〜66)によって良好にかき取ることができる。
さらに、スクレーパー6の各分割スクレーパー(61〜66)を現像ロール3の表面領域HEに非接触の状態で設置する場合に、前述したように各分割スクレーパーの一部または全体を磁石ロール32の磁力のおよぶ範囲内に存在するような磁性体60Fで構成し、その磁性体60Fの当該表面領域HEとの対向部60Faにかき取り用の磁性粒子10を当該磁力により付着させた状態で設置したときには(図16参照)、まず前記した表面領域HEにおける現像剤の良好なかき取りができる効果が得られる。この際、その現像剤のかき取りは、磁性体60Fに付着した磁性粒子10が表面領域HEにおける現像剤に衝突
することによって行われる。また、この効果が得られる以外にも、現像剤ロール3の回転方向Jに長い画像パターンの現像を連続して大量に行った場合であっても、その接触部分の磨耗破損などが発生しにくくなり、その後の現像において筋状の画像欠陥が発生することがほとんどなくなる。
また、この非接触の状態で設置する場合において、前述したように同極性の磁極S5,S6を並べて配した磁石ロール32を有する現像ロール3を使用し、前述したように各分割スクレーパーの一部または全体をその同極性の磁極S5,S6による各ピーク磁力がおよぶ範囲内に存在するような磁性体60Fで構成し、その磁性体60Fの当該表面領域HEとの対向部60Faにかき取り用の磁性粒子10を当該ピーク磁力によりそれぞれ付着させた状態で設置したときには(図20参照)、まず表面領域HEにおける現像剤を磁性粒子10により良好にかき取ることができる。また、このかき取りの効果が得られる以外にも、現像剤ロール3の回転方向Jに長い画像パターンの現像を連続して大量に行った場合であっても、その接触部分の磨耗破損などが発生しにくくなり、その後の現像において筋状の画像欠陥が発生することがほとんどなくなる。
[実施の形態2]
図2は、実施の形態2に係る現像装置を示すものである。
<現像装置の全体構成>
実施の形態2に係る現像装置1Bは、現像剤としてトナーTと磁性キャリアを含む二成分現像剤Gを使用しかつその二成分現像剤Gのトナーの濃度を自律的に制御する他タイプの二成分現像装置である。
この現像装置1Bは、図2に示すように、現像ハウジング2の現像剤収容部21内に現像剤分離仕切り材7を追加して設置した以外は実施の形態1に係る現像装置1Aとほぼ同じ構成からなるものである。このため、図2等において現像装置1Aと共通する構成部分については同じ符号を付し、また特に必要がなければ以下においてその説明を省略する。なお、現像剤収容部21に設置する供給回転体5としては、好ましくは現像剤Gの攪拌および搬送を行うオーガー50などが使用される。また、トナー収容部24内の攪拌搬送部材38としては、回転支持体38aの一方の端部のみに弾性フィルム38cを取り付けた構造のもの(アジテータ)を使用している。
現像剤分離仕切り材7は、現像剤収容部21の上方側に現像剤退避部22の空間を形成するように仕切るとともに、現像ロール3により担持搬送される二成分現像剤Gをそのトナー濃度に応じて現像剤収容部21または現像剤退避部22に分離するものである。
この実施形態では、現像剤分離仕切り材7として、現像ロール3の長さとほぼ同じ幅を有する板状の部材を用いて構成し、その一端部を現像ロール3の規制部材4によりも回転方向J上流側の部位において所定の間隔をあけて配置する一方、その反対側の端部を傾斜させた状態でトナー収容部24に接近した位置に配置するように設置している。この分離仕切り材7の傾斜角度は任意に設定される。また、その傾斜方向の長さは、その傾斜面を現像剤退避部22内から流れる二成分現像剤が現像剤収容部21に流れ込むような寸法に設定されている。
また、現像剤分離仕切り材7のうち現像ロール3側に位置する先端部7aは、現像ロール3の磁極ロール32における搬送磁極(N1)の真上、あるいはその搬送磁極(N1)から現像剤搬送方向(反時計回り方向)J側の位置において、現像ロール3のスリーブ31の表面と数百μm〜数mmの間隔をあけた位置で対向している。一方、先端部と反対側の端部(後端部)7bは、トナー補給路23の通路壁面の一部を形成するような形状となっている。
また、現像剤退避部22は、分離仕切り材7の先端部7aおよび後端部7bにおいて現像剤収容部21と連通し、仕切り材7の上方側に現像剤が通過し得る通路スペース(迂回路)を確保したものである。すなわち、その通路スペースは、たとえば、現像剤収容部21内の二成分現像剤Gが分離仕切り材7の先端部7a側から現像剤退避部22側に流入し、この流入した現像剤Gが分離仕切り材7の上方側を通過してその後端部7b側からトナー補給路23を介して現像剤収容部21に流れ込む経路になっている。この際、分離仕切り部7の上方側を通過してその後端部7bに到達した現像剤Gは、そのすべてが現像剤収容部21に流れ込むのではなく、その過剰な分の現像剤Gはトナー補給路23の上方側を通過するようにしてトナー補給部24に流れ込むようにもなっている。
ここで、現像剤退避部22から現像剤収容部21又はトナー収容部24に流れ込む現像剤Gの比率について適宜選定されるが、本例では、現像剤収容部21に流れ込む現像剤量がトナー収容部24に流れ込む現像剤量よりも多くなるように設定し、これにより現像剤収容部21に流れ込む現像剤がトナー収容部24からのトナーの取り込みを促進するようにしている。この場合、上記各部位に流れ込む現像剤の比率の調整は、たとえば分離仕切り材7の傾斜部の角度や長さを適宜選定することができる。たとえば、その傾斜部の長さをトナー収容部24に近い位置まで伸ばすように設定すれば、その傾斜部上の現像剤のうちトナー収容部24側に流れ込む現像剤の量を多くすることが可能となる。
<かき取り部材に関する構成>
また、この現像装置1Bにおいては、図2に示すように、現像ロール3の現像領域DEを通過した後の表面領域HEから残留付着する二成分現像剤Gをかき取るスクレーパー6を設置しており、そのスクレーパー6として、実施の形態1に係る現像装置1Aの場合と同様に、図6〜11等に示すような複数の分割スクレーパー61〜66にて構成されるものを使用している。
この複数の分割スクレーパー61〜66にて構成されるスクレーパー6(A,B)に関する各構成は、実施の形態1に係る現像装置1Aの場合と同様である(図6〜11など参照)。
<現像装置の各動作など>
次に、この現像装置1Bの動作について説明する。
まず、その現像剤収容部21内にある二成分現像剤Gは、供給回転体5(本例ではオーガー50)により攪拌されつつ現像ロール3側に送られ、その磁極ロール32の汲み取り用のピックアップ磁極及び規制磁極としてのトリミング磁極の磁気吸引力により担持されるとともにその回転スリーブ31の回転方向(反時計回り方向)Jに搬送される。
この搬送された二成分現像剤Gは、基本的には、規制部材4を通過する際に、その搬送量が規制されて所定の厚さの現像剤層として現像ロール30(回転スリーブ31)上に形成され、その現像剤層の状態で像担持体100と対向する現像領域DEまで搬送される。
そして、現像領域に搬送された二成分現像剤Gの現像剤層は、現像磁極(S1)の磁気吸引力により磁気ブラシを形成するとともに、その磁気ブラシを形成する二成分現像剤GのうちのトナーTが像担持体100と現像ロール30(回転スリーブ31)との間にバイアス電源35Bから印加される現像バイアス電圧で形成される現像電界によって像担持体100上の画像部としての静電潜像に静電的に付着する。これにより、その静電潜像がトナーによって現像されてトナー像となる。
また、この現像装置1Bは、たとえば現像によりトナーが急激に消費されることと等に起因して現像ロール3により担持搬送される二成分現像剤Gのトナー濃度が低い場合には、次のように作動する。
まず、このときの二成分現像剤Gは、その磁性キャリアの表面を覆うトナー量が少ないことから、相対的に単位体積当たりの磁性キャリアの密度が大きくなる。つまり、この二成分現像剤Gの外部磁界(本例では搬送磁極N1による磁界)から受ける磁気吸引力が大きくなるため、そのトナー濃度の低い二成分現像剤Gは、規制部材4の近傍まで確実に搬送される。この規制部材4まで搬送された二成分現像剤Gは、その規制部材4によるせき止め力と搬送磁極(N1)の磁気拘束力によって、規制部材4の近傍に滞留している滞留現像剤を余剰現像剤として現像剤退避部22側に押し出す。このとき押し出された二成分現像剤は、図3に太い点線の矢印R1で示すように現像剤退避部22を構成する分離仕切り材7の傾斜部上を通過するようにして流れ落ち、最後に、同図で太い点線の矢印R2又は二点鎖線の矢印R3として示すように現像剤収容部21又はトナー収容部24へ流れ込む。
このときトナー濃度の低い二成分現像剤Gが現像剤収容部21に導かれた場合は、その収容部21内にはその導かれた分だけ空きスペースが作られる。この結果、トナー補給路23内およびその付近にある二成分現像剤Gは、オーガー50による搬送力と現像剤の自重により上記空きスペースに引き込まれ、トナー補給路23付近に存在する二成分現像剤Gが流動する。これにより、トナー補給路23は、トナー収容部24からトナーT及びトナー濃度の非常に高い二成分現像剤Gを受け入れることになる。
このようにしてトナーT及びトナー濃度が非常に高い二成分現像剤Gは、図3に太い点線の矢印R2と実線の矢印R4でそれぞれ示すように、トナー補給路23を経て現像剤収容部21に速やかに供給される。ここで、トナー濃度が非常に高い二成分現像剤Gとは、現像剤退避部22からトナー収容部24に流れ込んだ二成分現像剤がそのトナー収容部24内のトナーと撹拌混合されて、磁性キャリアに対するトナーの比率が非常に高い状態になった二成分現像剤のことである。これにより、現像剤収容部21内の二成分現像剤Gのトナー濃度が上昇することになる。
一方、この現像装置1Bは、現像ロール3により担持搬送される二成分現像剤Gのトナー濃度が十分に高い場合には、次のように作動する。
まず、このときの二成分現像剤Gは、その磁性キャリアの表面を覆うトナー量が少ないことから、相対的に単位体積当たりの磁性キャリアの密度が小さくなる。つまり、このトナー濃度の高い二成分現像剤Gは、外部磁界(本例では搬送磁極N1による磁界)から受ける磁気吸引力が小さくなるため、図3に太い点線の矢印R5で示すように、その多くのものが分離仕切り材7の先端部7aよりも現像ロール3の回転方向上流側の位置で現像ロール3から離れて落下してしまう。この結果、この二成分現像剤Gは、前述したような規制部材4の近傍に滞留している滞留現像剤まで到達することなく、現像剤退避部22側に誘導されることもなく、再び現像剤収容部21に落下するようにして戻ることになる。
また、このときは、前記トナー濃度が低い場合と異なり、現像剤収容部21内に空きスペースが作られず、トナー補給路23付近にある二成分現像剤Gが流動しないため、トナー補給路23は二成分現像剤Gによりふさがれている状態にあり、そのトナー収容部24からトナーT及びトナー濃度の非常に高い二成分現像剤Gが現像剤収容部21側に供給されることがない。
以上のように、この現像装置1Bにおけるトナー補給のメカニズムは、トナー濃度に応じた二成分現像剤Gの流動性や嵩の変化に加えて磁気吸引力の変化を利用したものであり、トナー濃度が低い二成分現像剤Gに対してはトナー補給が行われる一方で、トナー濃度が高い二成分現像剤Gに対してはトナー補給が行われない構成になっている。これによってトナー濃度の自律的な制御が行われる。
さらに、この現像装置1Bでは、現像領域GEを通過した後の現像ロール3の表面領域HEに残留して付着する二成分現像剤Gが、複数の分割スクレーパーで構成されるスクレーパー6によりかき取られる。
すなわち、現像ロール3の当該表面領域HEは、図8や図11に示すように、スクレーパー6A(B)における各分割スクレーパー61,62(63〜66)による現像剤のかき取りがそれぞれ行われる。この際、各分割スクレーパー61,62(63〜66)による現像剤のかき取りは、実施の形態1に係る現像装置1Aの場合と同様にして行われる。また、かき取られた現像剤Gは、その多くが現像剤収容部21に収容されている他の二成分現像剤Gと混合される。
また、現像装置1Bにおいても、実施の形態1に係る現像装置1Aの場合と同様にスクレーパー6の各分割スクレーパー(61〜66)による現像剤のかき取りが行われることによって、現像ロール3上の現像剤Gにおける現像履歴が良好に解消される。この結果、その現像ロールの回転方向Jに長い現像パターン状のゴーストの発生を低減または防止することができる。さらに、各分割スクレーパー(61〜66)の構造や設置位置について実施の形態1に係る現像装置1Aの場合で既述したように適宜選定した場合には、現像装置1Aの場合と同様に、現像剤ロール3の回転方向Jに長い画像パターンの現像を連続して大量に行った場合であっても、その接触部分の磨耗破損などが発生しにくくなり、その後の現像において筋状の画像欠陥が発生することがほとんどなくなるという効果も得られる。ちなみに、このトナー濃度の自律的制御タイプの現像装置1Bにおいても、仮にスクレーパー6を設置しない場合は、やはり実施の形態1に係る現像装置1Aの場合と同様の理由により、上記したようなゴーストが発生しやすい傾向にある。
[実施の形態3]
図4は、実施の形態3に係る現像装置を示すものである。
<現像装置の全体構成>
実施の形態3に係る現像装置1Cは、現像剤として磁性粉を含む磁性トナーからなる磁性一成分現像剤G1を使用する一成分現像装置である。
この現像装置1Cは、図4に示すように、感光体ドラム等の像担持体100にむかって開口する現像ハウジング2を有しており、この現像ハウジング2の開口に面して現像ロール3が設置されているとともにその開口の上縁側に現像ロール3に担持されて搬送される一成分現像剤G1の層厚を規制する規制部材40が設けられている。
ハウジング2は、その開口部とは反対側の端部側に磁性一成分現像剤G1を収容する現像剤収容部21が形成されており、また、その現像剤収容部21と現像ロール3との間に現像剤供給剥離部25が形成されている。
現像剤収容部21内には、その収容されている一成分現像剤G1を攪拌しつつ現像剤供給剥離部25に送り出すように回転する攪拌搬送部材39が設置されている。この攪拌搬送部材39は、回転軸の周りに回転する回転支持材39aの先端部にフィルム等の弾性部材39bを取り付けた構造のものであり、所定の方向(本例では時計回りの方向)に回転駆動するようになっている。また、現像剤供給剥離部25内には、その収容されている一成分現像剤G1を補助的に攪拌しつつ現像ロール3側に供給するように回転する補助攪拌供給部材51が設置されている。この補助攪拌供給部材51は、回転軸の周りにその軸に平行なアーム部を形成したロッド形態のものであり、所定の方向(本例では反時計回りの方向)に回転駆動するようになっている。
現像ロール3は、実施の形態1に係る現像装置1Aにおける現像ロール3と同様に、円筒状の非磁性スリーブ31と複数の磁極を適宜配した磁石ロール32から構成されている。また、そのスリーブ31には、一成分現像を行うための現像バイアス電圧(たとえば直流成分に交流成分を重畳した電圧)を印加するためのバイアス電源35Cが接続されている。規制部材40は、金属等からなる板状の部材であり、現像ロール3の表面に対して非接触の状態または接触させた状態で設置される。
<かき取り部材に関する構成>
また、この現像装置1Cにおいては、図4に示すように、現像ロール3の現像領域DEを通過した後の表面領域HEから残留付着する磁性一成分現像剤G1をかき取るスクレーパー6を設置しており、そのスクレーパー6として、実施の形態1に係る現像装置1Aの場合と同様に、図6〜11等に示すような複数の分割スクレーパー61〜66にて構成されるものを使用している。
この複数の分割スクレーパー61〜66にて構成されるスクレーパー6(A,B)に関する各構成は、実施の形態1に係る現像装置1Aの場合と同様である(図6〜11等など参照)。
<現像装置の各動作など>
次に、この現像装置1Cの動作について説明する。
まず、その現像剤収容部21内にある磁性一成分現像剤G1は、アジテータ形態の攪拌搬送部材39により攪拌されつつ現像剤供給剥離部25に送られた後、供給剥離部25においてロッド形態の補助攪拌搬送部材51により補助的に攪拌されつつ現像ロール3側に送られる。この供給された磁性一成分現像剤G1は、その磁極ロール32の現像剤汲み取り用のピックアップ磁極及び層規制用のトリミング磁極の磁気吸引力により担持されるとともにその回転スリーブ31の回転方向(反時計回り方向)Jに搬送される。
この搬送された一成分現像剤G1は、基本的には、規制部材40を通過する際に、その搬送量が規制されて所定の厚さの現像剤層として現像ロール3(回転スリーブ31)上に形成され、その現像剤層の状態で像担持体100と対向する現像領域DEまで搬送される。
そして、現像領域に搬送された一成分現像剤G1の現像剤層は、像担持体100と現像ロール3(回転スリーブ31)との間にバイアス電源35Cから印加される現像バイアス電圧で形成される現像電界によって像担持体100上の画像部としての静電潜像に静電的に付着する。これにより、その静電潜像が一成分現像剤で現像されたトナー像となる。
また、この現像装置1Cでは、現像領域GEを通過した後の現像ロール3の表面領域HEに残留して付着する磁性一成分現像剤G1が、複数の分割スクレーパーで構成されるスクレーパー6によりかき取られる。
すなわち、現像ロール3の当該表面領域HEは、図8や図11に示すように、スクレーパー6A(B)における各分割スクレーパー61,62(63〜66)による現像剤のかき取りがそれぞれ行われる。この際、各分割スクレーパー61,62(63〜66)による現像剤のかき取りは、実施の形態1に係る現像装置1Aの場合と同様にして行われる。また、かき取られた現像剤G1は、その多くが現像剤供給剥離部25等に収容されている他の一成分現像剤G1と混合される。
また、現像装置1Cにおいても、実施の形態1に係る現像装置1Aの場合と同様にスクレーパー6の各分割スクレーパー(61〜66)による現像剤G1のかき取りが行われることによって、現像ロール3上の現像剤G1における現像履歴が良好に解消される。この結果、その現像ロール3の回転方向Jに長い現像パターン状のゴーストの発生を低減または防止することができる。さらに、各分割スクレーパー(61〜66)の構造や設置位置について実施の形態1に係る現像装置1Aの場合で既述したように適宜選定した場合には、その現像装置1Aの場合と同様に、現像ロール3の回転方向Jに長い画像パターンの現像を連続して大量に行った場合であっても、その接触部分の磨耗破損などが発生しにくくなり、その後の現像において筋状の画像欠陥が発生することがほとんどなくなるという効果も得られる。
[実施の形態4]
図5は、実施の形態4に係る現像装置を示すものである。
<現像装置の全体構成>
実施の形態4に係る現像装置1Dは、現像剤として磁性粉を含まない非磁性トナーからなる非磁性一成分現像剤G2を使用する一成分現像装置である。
この現像装置1Dは、図5に示すように、感光体ドラム等の像担持体100にむかって開口する現像ハウジング2を有しており、この現像ハウジング2の開口に面して現像ロール3が設置されているとともにその開口の上縁側に現像ロール3に担持されて搬送される一成分現像剤G1の層厚を規制する規制部材41が設けられている。
ハウジング2は、その現像ロール3と隣接する部位に非磁性一成分現像剤G2を収容するホッパ型の現像剤収容部21が形成されており、また、その現像剤収容部21の下部と現像ロール3との間に現像剤供給剥離部26が形成されている。現像剤供給剥離部26内には、その供給剥離部26内や現像剤収容部21にある一成分現像剤G2を現像ロール3側に供給するように回転する供給回転体51が現像ロール3に接触した状態で設置されている。この供給回転体51としては、たとえば金属製のロールに発泡樹脂層などを形成した構造のものが使用され、所定の方向(本例では時計回りの方向)に回転駆動するように設置される。
現像ロール3は、非磁性の一成分現像剤G2を使用するため、非磁性の材質(金属等)により円筒状または円柱状に形成し、その表面を所定の表面粗さ(たとえばRzで2.0〜20μm)に粗面処理した非磁性ロール30で構成される。この現像ロール3は、所定の方向(本例では反時計回りの方向)に回転駆動する。また、この現像ロール3(非磁性ロール30)には、非磁性の一成分現像を行うための現像バイアス電圧(たとえば直流成分に交流成分を重畳した電圧)を印加するためのバイアス電源35Dが接続されている。規制部材41は、板バネ部材の先端にゴム等の弾性部材41aを取り付けた構造のものであり、その弾性部材41aを現像ロール3の表面に接触させた状態で設置される。
<かき取り部材に関する構成>
また、この現像装置1Dにおいては、図5に示すように、現像ロール3の現像領域DEを通過した後の表面領域HEから残留付着する非磁性一成分現像剤G2をかき取るスクレーパー6を設置しており、そのスクレーパー6として、実施の形態1に係る現像装置1Aの場合と同様に、図6〜11等に示すような複数の分割スクレーパー61〜66にて構成されるものを使用している。
この複数の分割スクレーパー61〜66にて構成されるスクレーパー6(A,B)に関する各構成は、基本的には、実施の形態1に係る現像装置1Aの場合(磁石ロール32との関係する構成内容は除く)と同様である(図6〜11等など参照)。
ただし、現像ロール3が非磁性ロール30であるため、スクレーパー6(A,B)を非接触の状態で設置する構成を採用する場合には、図17に示すように、その各分割スクレーパー(61〜66)の一部または全体を当該現像ロール3(30)の表面領域HEに対向する磁石60Mを有する構成にするとともに、その磁石60Mの当該表面領域HEとの対向部60Maにかき取り用の磁性粒子10をその表面領域HEにも接触させるように付着させた状態で設置する。
<現像装置の各動作など>
次に、この現像装置1Dの動作について説明する。
まず、その現像剤収容部21内にある非磁性一成分現像剤G2は、ロール形態の供給回転体52により攪拌されつつ非磁性の現像ロール3(30)側に送られる。この供給された一成分現像剤G2は、その供給回転体52と現像ロール3との接触部分における圧力や摩擦力等により摩擦帯電されて静電吸引力をうけて担持されるとともにその回転方向(反時計回り方向)Jに搬送される。
この搬送された非磁性一成分現像剤G2は、基本的には、規制部材41を通過する際に、その搬送量が規制されて所定の厚さの現像剤層として現像ロール3(回転スリーブ31)上に形成されるとともに帯電され、しかる後、その現像剤層の状態で像担持体100と対向する現像領域DEまで搬送される。
そして、現像領域に搬送された一成分現像剤G2の現像剤層は、像担持体100と非磁性の現像ロール3(30)との間にバイアス電源35Dから印加される現像バイアス電圧で形成される現像電界によって像担持体100上の画像部としての静電潜像に静電的に付着する。これにより、その静電潜像が一成分現像剤で現像されたトナー像となる。
また、この現像装置1Dでは、現像領域GEを通過した後の現像ロール3の表面領域HEに残留して付着する非磁性一成分現像剤G2が、複数の分割スクレーパーで構成されるスクレーパー6によりかき取られる。
すなわち、非磁性の現像ロール3の当該表面領域HEは、図8や図11に示すように、スクレーパー6A(B)における各分割スクレーパー61,62(63〜66)による現像剤のかき取りがそれぞれ行われる。この際、各分割スクレーパー61,62(63〜66)による現像剤のかき取りは、実施の形態1に係る現像装置1Aの場合と同様にして行われる。また、非接触の状態で設置した各分割スクレーパー61〜66による現像剤のかき取りは、実施の形態1に係る現像装置1Aの場合(磁性粒子10を使用する構成例)と同様に、その磁石60Mに付着されるかき取り用の磁性粒子10の作用によって行われる。なお、かき取られた現像剤G2は、その多くが現像剤供給剥離部26等に存在する他の一成分現像剤G2と混合される。
また、現像装置1Dにおいても、実施の形態1に係る現像装置1Aの場合と同様にスクレーパー6の各分割スクレーパー(61〜66)による現像剤G1のかき取りが行われることによって、非磁性の現像ロール3上の現像剤G2における現像履歴が良好に解消される。この結果、その現像ロール3の回転方向Jに長い現像パターン状のゴーストの発生を低減または防止することができる。さらに、各分割スクレーパー(61〜66)の構造や設置位置について実施の形態1に係る現像装置1Aの場合で既述したように適宜選定した場合には、その現像装置1Aの場合と同様に、現像ロール3の回転方向Jに長い画像パターンの現像を連続して大量に行った場合であっても、その接触部分の磨耗破損などが発生しにくくなり、その後の現像において筋状の画像欠陥が発生することがほとんどなくなるという効果も得られる。
《試験》
以下、上記実施の形態1〜4に係る現像装置1(A〜D)などを用いて、ゴーストの発生状況と多量の連続現像後における現像時の筋状欠陥の発生状況について行った試験結果について説明する。
実施の形態1に係る現像装置1Aの条件は次の通りである。
・現像ロール3:回転スリーブ31としてφ18mmの金属円筒体を使用し、表面の十点平均表面粗さRzを7μmに設定した。磁極ロール32として図15に示すような着磁パターンとなる5極の磁極を配置したものを使用した。また、その現像剤搬送量を580g/m2、像担持体100とのギャップを250μm、現像バイアスを−500Vの直流成分に1.3kV、周波数3.5kHzの交流成分を重畳させたもの、スリーブ31の周速を340mm/sに設定した。
・規制部材4:現像ロール3の表面と500μmの間隙になるように設定した。
・供給回転体5:磁性体ロールを使用した。
・二成分現像剤G:磁性キャリアとして体積平均粒径50μmの半導電性粒子を使用し、トナーTとして磁性体15重量%を含有した平均粒径9μmのポリエステル系着色粒子を使用した。イニシャルの現像剤収容部21への現像剤仕込み量を60gとした。
実施の形態2に係る現像装置1Bの条件は次の通りである。
・現像ロール3:現像装置1Aと同じ現像ロールを使用した。
・供給回転体5(オーガー50):φ4mmのシャフト35aに外径が7.8mmとなる羽根部35bをピッチ15mmの螺旋状に形成したオーガーを使用した。周速は460rpmに設定した。
・分離仕切り材7:先端部7aが搬送磁極(N1)より現像剤搬送方向上流側の位置で現像ロール3の表面と3mmの間隙になるように設定した。
・二成分現像剤G:イニシャルの現像剤収容部21への現像剤仕込み量を60gに変更した以外は現像装置1Aと同じ条件とした。
実施の形態3に係る現像装置1Cの条件は次の通りである。
・現像ロール3:スリーブ31の表面を粗面処理をした以外は現像装置1Aと同じ条件とした。現像バイアスについては、−400Vの直流成分にピーク間電圧1.8kV、周波数2.4kHzの交流成分を重畳させたものを印加した。
・規制部材40:厚さ1mmの磁性ステンレス板とした。
・磁性一成分現像剤G1:磁性粉を含有させたポリエステルからなる平均粒径6.5μmのものを使用した。イニシャルの現像剤収容部21への現像剤仕込み量を80gに設定した。
実施の形態4に係る現像装置1Dの条件は次の通りである。
・現像ロール3:非磁性のアルミニウム、ステンレス等からなるロール径16mmの非磁性ロールを使用した。表面の十点平均粗さRzを7μmにした。
・供給ロール52:ステンレス製のロールにウレタン系の発泡樹脂層を形成したものを使用した。
・規制部材41:金属製板バネにゴムを取り付けものを使用し、非磁性の現像ロール3にゴムを20g/cm(線圧)の圧力で圧接させた。
・非磁性一成分現像剤G2:ポリエステルからなる平均粒径6.5μmのものを使用した。イニシャルの現像剤収容部21への現像剤仕込み量を100gに設定した。
そして、これらの現像装置(A〜D)のいずれかに対して、以下の各構成からなるスクレーパー6を選択して設置した。
◎スクレーパーの例1:
図6〜8に示す2種の分割スクレーパー61,62を組み合わせたタイプのスクレーパー6Aを使用した。その各分割スクレーパーの各条件(ピッチP1=15mmの場合)は以下の通りである。
・第1分割スクレーパー61:かき取り幅W1を16mmとし、回転軸方向Sに沿って14mmの間隔L1をあけて設置した。
・第2分割スクレーパー62:かき取り幅W2を16mmとし、第1分割スクレーパー61から回転方向J下流側に8mmの間隔K1をあけた位置で、回転軸方向Sに沿って14mmの間隔L2をあけて(端部側において第1分割スクレーパー61の(両)端部とかき取り領域が回転軸方向Sにおいて一部重複する(たとえば1mm)位置関係となるように)設置した。
・全体構造:図14に示すように、合成樹脂により一体成形した支持部材60Bの各分割スクレーパー61,62に相当する折り曲げ突片部61e,62eにPET製の合成樹脂フィルム(厚さ0.1mm、幅は各かき取り幅と同じ)60Aを貼り付けた構造とした。図14中において符号60Xは開口部、Hはスクレーパー61,62の長さ、分割二点鎖線は折り曲げ線を示す。なお、各分割スクレーパー61,62の各設置個数は、その各分割スクレーパーからなるスクレーパー6Aの全かき取り幅が現像ロール3における有効現像領域幅などに適合するように適宜選定される。
この例1のスクレーパー6Aを現像装置1Bおよび1C,1Dの現像ロール3に対して接触させた状態で設置した。そのときの接触状態での設置条件については、現像装置1Bおよび1Cの場合には、図15に示すように、現像ロール3の磁石ロール32における磁極S3と搬送磁極N1の間で発生する磁力線(点線)のおよぶ位置に第1分割スクレーパー61が接触し、その磁極S3と搬送磁極N1の間の位置に第2分割スクレーパー62が接触する状態とした。また、現像装置1Dの場合には、非磁性の現像ロール30の表面領域HEの所定領域に接触させるようにした。
◎スクレーパーの例2:
図9〜11に示す4種の分割スクレーパー63〜66を組み合わせたタイプのスクレーパー6Bを使用した。その各分割スクレーパーの各条件(ピッチP2=15mmの場合)は以下の通りである。
・第1分割スクレーパー63:かき取り幅W3を16mmとし、回転軸方向Sに沿って44mmの間隔L3をあけて設置した(なお、このスクレーパー63は現像ロール3の両端部側に位置しないように設置した。その代わり第2分割スクレーパー64等をそのロール両端部に位置させるように配置した)。
・第2及び第4分割スクレーパー64、66:かき取り幅W4を16mm、かき取り幅W6を16mmとし、第1分割スクレーパー63から回転方向J下流側に3mmの間隔K2をあけた位置で、軸方向Sに対して8°傾斜させた状態で、約44mmの間隔L4をあけて(端部側において第1分割スクレーパー63等の(両)端部とかき取り領域が回転軸方向Sで一部重複する(たとえば1mm)位置関係となるように)設置した。
・第3分割スクレーパー65:かき取り幅W5を16mmとし、第2、第4分割スクレーパー64,66から回転方向J下流側に3mmの間隔K3をあけた位置で、軸方向Sに対して約44mmの間隔L5をあけて(端部側において第2,4分割スクレーパー64,66の(両)端部とかき取り領域が回転軸方向Sで一部重複する(たとえば1mm)位置関係となるように)設置した。
・全体構造:各分割スクレーパー63〜66の各設置個数は、その各分割スクレーパーからなるスクレーパー6Bの全かき取り幅が現像ロール3における有効現像領域幅などに適合するように適宜選定される。
この例2のスクレーパー6Bを現像装置1Bおよび1C,1Dの現像ロール3に対して接触させた状態で設置した。そのときの接触状態での設置条件については、現像装置1Bおよび1Cの場合には、図15に示す現像ロール3に対し、磁石ロール32におけるピックアップ磁極S3とトリミング磁極N1の間で発生する磁力線(点線)のおよぶ位置に第1分割スクレーパー63が接触し、その磁極S3と搬送磁極N1の間の位置に第2〜第4分割スクレーパー64〜66がすべて接触する状態とした。また、現像装置1Dの場合には、非磁性の現像ロール30の表面領域HEの所定領域に接触させるようにした。
◎スクレーパーの例3:
図6〜8に示す2種の分割スクレーパー61,62を組み合わせたタイプのスクレーパー6Aを使用した。その各分割スクレーパーの各条件は例1の場合とほぼ同じであるが、その全体を鉄などの磁性体60Fで構成した点で異なる。
この例3のスクレーパー6Aを現像装置1Bおよび1Cの現像ロール3に対して非接触の状態で設置した。そのときの非接触状態での設置条件は、図16に示すように、現像ロール3の磁石ロール32における磁極S3と搬送磁極N1の間で発生する磁力線(点線)のおよぶ位置に第1分割スクレーパー61および第2分割スクレーパー62が9mmの間隔をあけて対向する状態とした。また、その磁性体からなる各分割スクレーパー61,62の先端部には、現像ロール3の表面領域HEとの対向部に現像剤Gの磁性キャリアを磁性粒子10として付着させた。
◎スクレーパーの例4:
図6〜8に示す2種の分割スクレーパー61,62を組み合わせたタイプのスクレーパー6Aを使用した。その各分割スクレーパーの各条件は例1の場合とほぼ同じであるが、その全体を両端部に磁極S,Nをそれぞれ配した磁石60Mで構成した点で異なる。
この例4のスクレーパー6Aを現像装置1Dの現像ロール3(30)に対して非接触の状態で設置した。そのときの非接触状態での設置条件は、図17に示すように、非磁性の現像ロール3の表面領域HEの所定位置に対して第1分割スクレーパー61および第2分割スクレーパー62が9mmの間隔をあけて対向する状態とした。また、その磁石からなる各分割スクレーパー61,62の先端部には、現像ロール3の表面領域HEとの対向部に現像剤Gの磁性キャリアを磁性粒子10として付着させた。
◎スクレーパーの例5:
図6〜8に示す2種の分割スクレーパー61,62を組み合わせたタイプのスクレーパー6Aを使用した。その各分割スクレーパーの各条件は例1の場合と同じである。
この例5のスクレーパー6Aを現像装置1Bおよび1Cの現像ロール3に対して接触させた状態で設置した。そのときの非接触状態での設置条件は、図18に示すように、現像ロール3の磁石ロール32における同極性の磁極S5、S6の一方の磁極S6のピーク磁力(磁極N1との間で発生する)がおよぶ位置に第1分割スクレーパー61および第2分割スクレーパー62が接触する状態とした。
◎スクレーパーの例6:
図6〜8に示す2種の分割スクレーパー61,62を組み合わせたタイプのスクレーパー6Aを使用した。その各分割スクレーパーの各条件は例1の場合とほぼ同じである。
この例6のスクレーパー6Aを現像装置1Bおよび1Cの現像ロール3に対して接触させた状態で設置した。そのときの非接触状態での設置条件は、図19に示すように、現像ロール3の磁石ロール32における同極性の磁極S5、S6の各ピーク磁力(搬送磁極N1または磁極N3との間でそれぞれ発生する)がおよばない位置(磁極S5、S6の間)に第1分割スクレーパー61および第2分割スクレーパー62が接触する状態とした。そのときの接触圧は低めに設定した。
◎スクレーパーの例7:
図6〜8に示す2種の分割スクレーパー61,62を組み合わせたタイプのスクレーパー6Aを使用した。その各分割スクレーパーの各条件は例1の場合とほぼ同じであるが、その全体を鉄などの磁性体60Fで構成した点で異なる。
この例7のスクレーパー6Aを現像装置1Bおよび1Cの現像ロール3に対して非接触の状態で設置した。そのときの非接触状態での設置条件は、図20に示すように、現像ロール3の磁石ロール32における同極性の磁極S5、S6の各ピーク磁力(搬送磁極N1または磁極N3との間でそれぞれ発生する)がおよぶ位置に対し第1分割スクレーパー61および第2分割スクレーパー62が1mmの間隔をあけて対向する状態とした。また、その磁性体からなる各分割スクレーパー61,62の先端部には、現像ロール3の表面領域HEとの対向部に現像剤Gの磁性キャリアを磁性粒子10として付着させた。
◎比較例としての例8:
また、比較のための現像装置1Bおよび1C,1Dの各現像ロール3に対してPETからなる厚さ0.1mmの板状の1枚構成のスクレーパー6をその回転軸方向Sの全域に対して設置したものを用意した。
そして、ゴーストの発生状況に関する試験は、全面ベタ画像を2枚分現像して形成した後、図22に示すパターン画像A(現像ロールの回転方向Jに長い画像)を5枚分現像した後に同図に示すパターン画像B(全面ハーフトーン画像)を1枚分だけ形成し、そのときに得られるパターン画像Bの画像になかに図23に例示するようなパターン画像Aのゴーストが発生するか否かの結果について調べた。
また、この試験は、各分割スクレーパー6A,6BのピッチP1,P2を例1〜例4では5mm,15mm,30mmにそれぞれ変更した条件のもとで同様に行った。このときのピッチP1,P2の変更は、各間隔Lや重複部分の寸法などを調整することで行った。なお、例5〜例7では15mmのみに固定して行った。また、各分割スクレーパー6A,6Bの長さH(図14)はいずれも10mmとした。さらに、このときの画像形成は、各現像装置を市販の電子写真方式等のプリンタに装着して行った。このときのゴーストの発生状況を観察し、以下の基準で評価した。結果を図21に示す。図21中において「−」は試験を行っていない項目である。
・「0」…発生せず。
・「1」…少々発生した。
・「2」…視認できる程度に発生した(許容限界)。
・「3」…目立つ程度に発生した(許容範囲外)。
また、筋状欠陥の発生状況に関する試験は、全面テキストで面積率が5%の画像を3万枚分連続して現像した後、上記試験の場合と同様にパターン画像Aとパターン画像Bを同じ条件で順次形成し、そのときに得られるパターン画像Bの画像になかに白い筋状の画像欠陥が発生するか否かの結果について調べた。また、6万枚分連続して現像した後に、同じパターン画像Aとパターン画像Bの現像を行って白い筋状の画像欠陥が発生するか否かの結果について調べた。このときの各筋状欠陥の発生状況を観察し、前記基準で評価した。結果を図21に併せて示す。
図21の結果から、分割スクレーパーの構成のスクレーパーを使用することにより、ゴーストの発生を低減または防止できることがわかる。また、3万枚後の筋状欠陥の発生も十分なレベルまで低減または防止できることがわかる。さらに、6万枚後の筋状欠陥の発生も非接触状態で設置する分割スクレーパー(例3,7)であれば低減または防止できることがわかる。ちなみに、分割スクレーパー例6のように設置した場合には、接触状態で設置する分割スクレーパーでも6万枚後の筋状欠陥の発生を防止できる。
[他の実施の形態]
スクレーパー6の分割スクレーパーについては、実施の形態1〜4で例示した構成のもの(図6〜11に示した分割スクレーパー61〜66)に限定されず、その設置パターン、配分数などを適宜変更した分割スクレーパーとすることが可能である。
また、分割スクレーパーからなるスクレーパーを使用する二成分現像装置として、トナー濃度の自律的制御を行うタイプのもの(実施の形態1,2)を例示したが、本発明を適用する二成分現像装置としては、センサー等を用いてトナー濃度の制御を行う従来タイプの二成分現像装置や一般の二成分現像装置であってもよい。
実施の形態1に係る現像装置の要部を示す説明図である。 実施の形態2に係る現像装置の要部を示す説明図である。 図2の現像装置の一部を拡大して示す説明図である。 実施の形態3に係る現像装置の要部を示す説明図である。 実施の形態4に係る現像装置の要部を示す説明図である。 2種の分割スクレーパーを組み合わせたスクレーパーの使用状態を示す説明図である。 図6のスクレーパーの設置位置などの構成を示す説明図である。 図6のスクレーパーのかき取り状態を示す説明図である。 4種の分割スクレーパーを組み合わせたスクレーパーの使用状態を示す説明図である。 図9のスクレーパーの設置位置などの構成を示す説明図である。 図9のスクレーパーのかき取り状態を示す説明図である。 接触させた状態で設置するタイプの分割スクレーパーの構成例(複合構造)を示す説明図である。 接触または非接触の状態で設置するタイプの分割スクレーパーの構成例(一体構造)を示す説明図である。 試験で用いた2種の分割スクレーパーを組み合わせたスクレーパーの構成を正面および側面からみたときの説明図である。 接触状態で設置する分割スクレーパーの設置状態の1例を示す説明図である。 非接触状態で設置する分割スクレーパーの設置状態の1例を示す説明図である。 非磁性の現像ロールに非接触状態で設置する分割スクレーパーの設置状態の1例を示す説明図である。 同極性の磁極を並べて配した磁石ロールを有する現像ロールに接触状態で設置する分割スクレーパーの設置状態の1例を示す説明図である。 同極性の磁極を並べて配した磁石ロールを有する現像ロールに接触状態で設置する分割スクレーパーの設置状態の他例を示す説明図である。 同極性の磁極を並べて配した磁石ロールを有する現像ロールに非接触の状態で設置する分割スクレーパーの設置状態の1例を示す説明図である。 試験の結果を示す図表である。 試験に使用した2種のパターン画像を示す説明図である。 ゴーストが発生した画像の例を示す図である。
符号の説明
1A,1B,1C,1D…現像装置、3…現像ロール(現像剤担持体)、3a〜e…分割位置、6,6A,6B…スクレーパー(かき取り部材)、21…現像剤収容部、61〜66…分割スクレーパー(分割かき取り部材)、G…二成分現像剤(現像剤)、G1…磁性一成分現像剤、G2…非磁性一成分現像剤、DE…現像領域、HE…(当該)表面領域、J…回転方向、S…回転軸方向。L…回転軸方向の間隔、K…回転方向の間隔。

Claims (7)

  1. 現像剤を収容する収容部と、
    この収容部に収容されている現像剤を担持して現像領域まで搬送するように回転する現像剤担持体と、
    この現像剤担持体の現像領域を通過した後の表面領域に対向するように設置されてその表面に残留している現像剤をかき取るかき取り部材を備え、
    このかき取り部材は、前記現像剤担持体の当該表面領域の回転軸方向に対してその回転方向にも間隔をあけて隣り合うような状態で順次配分される複数の分割位置にそれぞれ対向させる複数の分割かき取り材で構成されていることを特徴とする現像装置。
  2. 前記分割かき取り材を現像剤担持体の当該表面領域に接触させた状態で設置する場合、
    その分割かき取り材は、現像剤担持体の表面領域に少なくとも弾性部材を接触させるように構成されている請求項1に記載の現像装置。
  3. 前記現像剤担持体が非磁性の構造体であり、その非磁性の現像剤担持体の当該表面領域に前記分割かき取り材を非接触の状態で設置する場合、
    その分割かき取り材は、現像剤担持体の当該表面領域に対向する磁石を有するとともに、その磁石の当該表面領域との対向部にかき取り用の磁性粒子をその表面領域にも接触させるように付着させた状態で設置される請求項1に記載の現像装置。
  4. 前記現像剤担持体が円筒状の回転体とその回転体の内部空間に設置される複数の磁極を配した磁石部材とからなる現像ロールであり、その現像ロールの現像部を通過した後の表面領域に前記分割かき取り材を非接触の状態で設置する場合、
    その分割かき取り材は、現像ロールの当該表面領域に対向すると同時にその磁石部材による磁力が及ぶ範囲内に存在するような磁性体を有するとともに、その磁性体の当該表面領域との対向部にかき取り用の磁性粒子をその表面領域に接触させるように前記磁力により付着させた状態で設置される請求項1に記載の現像装置。
  5. 前記現像剤担持体が円筒状の回転体とその回転体の内部空間に設置される複数の磁極を配した磁石部材とからなる現像ロールであり、その現像ロールの現像領域を通過した後の表面領域に前記分割かき取り材を接触させた状態で設置するとともに、その現像ロールの磁石部材として同極性の磁極を回転体の当該表面領域内に位置した状態でかつその回転方向に間隔をあけて隣り合う状態で配した部材を使用する場合、
    その分割かき取り材は、その現像ロールにおける磁石部材の同極性の磁極による各ピーク磁力が及ぶ範囲以外の範囲に位置するように設置される請求項1に記載の現像装置。
  6. 前記現像剤担持体が円筒状の回転体とその回転体の内部空間に設置される複数の磁極を配した磁石部材とからなる現像ロールであり、その現像ロールの現像領域を通過した後の表面領域に前記分割かき取り材を非接触の状態で設置するとともに、その現像ロールの磁石部材として同極性の磁極を回転体の当該表面領域内に位置した状態でかつその回転方向に間隔をあけて隣り合う状態で配した部材を使用する場合、
    その分割かき取り材は、その現像ロールの当該表面領域に対向すると同時にその磁石部材の前記同極性の磁極による各ピーク磁力が及ぶ範囲内に存在するようにした磁性体を有するとともに、その磁性体の当該表面領域との対向部にかき取り用の磁性粒子をその表面領域に接触させるように前記ピーク磁力によりそれぞれ付着させた状態で設置される請求項1に記載の現像装置。
  7. 前記現像剤としてトナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤を使用し、
    かつ、前記現像剤担持体に担持されて搬送される二成分現像剤の量を規制する規制部材と、現像剤担持搬送体に隣接しかつその規制部材の上流側で二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、この現像剤収容部にトナー補給路を介して連通するとともにトナーを供給可能に収容するトナー収容部とが設けられるとともに、
    その現像剤担持体に担持されて搬送される二成分現像剤のトナー濃度に応じてそのトナー収容部から現像剤収容部にトナーが取り込まれるように構成されている請求項1、2、4〜6のいずれかに記載の現像装置。
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JP2011242451A (ja) * 2010-05-14 2011-12-01 Sharp Corp 現像装置およびそれを備えた画像形成装置

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