JP2006154542A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成により、現像スリーブ上に形成される現像剤層の層厚をより均一な層厚にすることができる現像装置、及びこの現像装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 現像剤を収納する現像容器７と、複数の磁極を有する固定マグネットを内包するとともに、現像剤を感光体表面上に導くために回転自在に軸支された現像スリーブからなる現像ローラ１０と、現像スリーブ上に形成される現像剤層の層厚を規制する現像剤層厚規制手段１１と、を備えた現像装置おいて、現像剤層厚規制手段１１は、磁性体の薄板からなるブレード１１１と、ブレード１１１に密着し、かつ、ブレード１１１における現像スリーブの回転方向下流側に設けた厚肉の磁性体からなるブレード補助部材１１２と、から構成する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、現像剤（以下、「トナー」と言うことがある）を用いて電子写真現像法により現像を行う現像装置に係り、特に、現像スリーブ上に形成される現像剤層の層厚をより均一な層厚にすることができる現像装置、及びこの現像装置を備えた画像形成装置に関する。

一般に、電子写真現像法のプリンタやファクシミリ、複写機などの画像形成装置には、原稿の画像データに基づく静電潜像が形成された感光体の表面にトナー像を形成するために、磁性トナーから成る一成分磁性現像剤を収容する現像装置が設けられている。

この一成分磁性現像剤を用いて現像する現像装置としては、磁性トナー粒子相互の摩擦、及び、現像剤担持体としての現像スリーブと磁性トナー粒子の摩擦により、潜像担持体上の静電像電荷と現像基準電位に対して、例えば、反転現像方式では、同極性の電荷を磁性トナーに与える。この磁性トナーを現像スリーブ上に極めて薄く塗布して、像担持体である感光体と現像スリーブとが対向した現像領域に当該磁性トナーを搬送する。そして、現像領域において、感光体表面と、現像ローラと感光体の間に印加される現像バイアスとの電位差により、磁性トナーを感光体表面の静電潜像に飛翔、付着して現像し、静電潜像をトナー像として顕像化するものが一般的に知られている。

このような現像装置にあっては、現像スリーブ上に形成される現像剤層の層厚が、形成される画像に影響するため、より均一にする必要がある。このため、従来では、例えば、固定マグネットを内包する現像スリーブに対峙して、現像スリーブ上に形成されるトナー層の層厚を規制するトナー層厚規制部材を設けている。そして、このトナー層厚規制部材は、磁性体の板状部材から構成されたブレードと、このブレードにおける現像スリーブ回転方向上流側に取付けた磁石とを備え、ブレードは、現像スリーブと対向する対向部分を肉薄に加工して形成したものがある。（例えば、特許文献１参照）。
特許２００３−１６７４２６号公報

上述の特許文献記載の構成によれば、磁石を用い、しかも、ブレードの、現像スリーブと対向する対向部分を肉薄に形成しているので、ブレードの対向部分に磁力集中が生じ、現像スリーブ上のトナー層の層厚を均一な層厚にすることができるので好ましい。

しかし、ブレードの対向部分を肉薄に加工する必要があり、切削加工に手間がかかる。又、先端肉厚は、薄いほど磁力集中が増し好ましいが、肉薄加工は、極めて難しい。又、部材全域でのばらつきが生じ、通常、０・５ｍｍ程度が限界で、より磁力集中を望むことができない。更に、ブレードの現像スリーブの長手方向である幅方向に亘って、先端部分である対向部の真直度をだすためには、先端部分を研磨加工する必要があり、加工費が増大する等といった不都合がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、簡単な構成により、現像スリーブ上に形成される現像剤層の層厚をより均一な層厚にすることができる現像装置、及びこの現像装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、現像剤を収納する現像容器と、複数の磁極を有する固定マグネットを内包するとともに、現像剤を感光体表面上に導くために回転自在に軸支された現像スリーブからなる現像ローラと、現像スリーブ上に形成される現像剤層の層厚を規制する現像剤層厚規制手段と、を備えた現像装置において、現像剤層厚規制手段は、磁性体の薄板からなるブレードと、ブレードに密着し、かつ、ブレードにおける現像スリーブの回転方向下流側に設けた厚肉の磁性体からなるブレード補助部材と、から構成する。

請求項２記載の発明では、ブレードが、高透磁率磁性体の薄板である。
請求項３記載の発明では、ブレード補助部材の、現像ローラに対峙する側であって、感光体側の側端面は、磁力線が集中しない形状に形成されている。

請求項４記載の発明では、ブレードは、現像ローラの回転方向に対しカウンタ方向に配置されている。
請求項５記載の発明では、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の現像装置である。

請求項１記載の発明の構成によれば、現像剤層厚規制手段は、磁性体の薄板からなるブレードと、ブレードに密着し、かつ、ブレードにおける現像スリーブの回転方向下流側に設けた厚肉の磁性体からなるブレード補助部材と、から構成している。従って、その構成は、極めて簡単であるとともに、現像スリーブに対向するブレードの対向部は、従来の様に肉薄に形成するために、切削加工や研磨加工の必要がなく、加工工数の低減が図れ、加工費を低減することができる。又、ブレードとしてより薄いものを用いることにより、簡単にブレードの対向部分の磁力集中の向上を図ることができる。

請求項２記載の発明の構成によれば、ブレードが、高透磁率磁性体の薄板で形成されているので、ブレードの対向部の磁力集中をより向上することができ、好ましい。
請求項３記載の発明の構成によれば、ブレード補助部材の、現像ローラに対峙する側であって、感光体側の側端面は、磁力線が集中しない形状に形成されているので、ブレードの対向部の磁力集中をより向上することができ、好ましい。

請求項４記載の発明の構成によれば、ブレードは、現像ローラの回転方向に対しカウンタ方向に配置されているので、ブレードの対向部の端面が極めて小さくなり、磁力集中をより向上することができる。又、くさび状が極めて小さいため、トナーが圧縮されることがないので、該部におけるトナーの流れが良くなり、トナーの劣化を防止するとともに、トナー層厚が薄く安定することができる。

請求項５記載の発明の構成によれば、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の現像装置を備える画像形成装置を構成しているため、上述の請求項１乃至請求項４に記載の現像装置と同じ効果を得ることが可能になる。

（第１実施形態）
以下に、本発明の具体的な第１実施形態について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る現像装置を用いた画像形成装置としての複写機に適用した場合の概略構成を示す概略構成図である。

図１に示す様に、この画像形成装置である複写機１は、複写機本体１ａの下部に配設された給紙部２と、この給紙部２の上方に配設された画像形成手段３と、この画像形成手段３よりも排出側に配設された定着手段４と、これらの画像形成手段３、及び定着手段４の上方に配設された画像読取手段５と、を備えている。また、被記録用紙Ｐを給紙部２から画像形成手段３、定着手段４を経て用紙排出に至る用紙搬送部６が形成されている。

給紙部２は、被記録用紙Ｐが収容された複数の給紙カセット２１を備えており、給紙ローラ２２の回転動作により、当該複数の給紙カセット２１のうち選択された給紙カセット２１から被記録用紙Ｐが用紙搬送部６側に送り出されるように構成されている。この構成により、被記録用紙Ｐが１枚ずつ確実に用紙搬送部６に給紙される。尚、これら給紙カセット２１は、複写機１に対し、着脱自在となるように構成されている。

用紙搬送部６に給紙された被記録用紙Ｐは、用紙供給経路６１を経由して画像形成手段３に向けて搬送される。この画像形成手段３は、電子写真プロセスによって、被記録用紙Ｐに所定のトナー像を形成するものであり、所定の方向（図中の矢印方向）に回転可能に軸支された像端持体である感光体３１と、この感光体３１の周囲にその回転方向に沿って、帯電装置３２、露光装置３３、現像装置３４、転写装置３５、クリーニング装置３６、及び除電装置３７を備えている。

帯電装置３２は、高電圧が印加される帯電ワイヤを備えており、この帯電ワイヤからのコロナ放電によって感光体３１の表面に所定電位を与えることにより、感光体３１の表面が一様に帯電させられる。そして、露光装置３３により、画像読取手段５によって読み取られた原稿の画像データに基づく光が、感光体３１に照射されることにより、感光体３１の表面電位が選択的に減衰されて、この感光体３１の表面に静電潜像が形成される。次いで、現像装置３４により、静電潜像にトナーが付着し、感光体３１の表面にトナー像が形成され、転写装置３５により、感光体３１の表面のトナー像が、感光体３１と転写装置３５との間に供給された被記録用紙Ｐに転写される。

トナー像が転写された被記録用紙Ｐは、画像形成手段３から定着手段４に向けて搬送される。この定着手段４は、画像形成手段３の用紙搬送方向の下流側に配置されており、画像形成手段３においてトナー像が転写された被記録用紙Ｐは、定着手段４に設けられた加熱ローラ４１、及び当該加熱ローラ４１に押し付けられる加圧ローラ４２によって挟まれるとともに加熱され、被記録用紙Ｐ上にトナー像が定着される。次いで、画像形成手段３から定着手段４において画像形成がなされた被記録用紙Ｐは、排出トレイ２５上に排出される。一方、上記転写後、感光体３１の表面に残留しているトナーは、クリーニング装置３６により除去され、感光体３１の表面の残留電荷は、除電装置３７により除去される。そして、感光体３１は帯電装置３２によって再び帯電され、以下同様にして画像形成が行われることになる。

次に、図面を参照して現像装置について説明する。図２は、本発明の第１実施形態に係る複写機における現像装置の一部概略断面図である。図２に示す様に、本実施形態に係る現像装置３４は、磁性一成分現像剤を収納する現像容器７、当該現像容器７内に配設された一対のミキサ８、９を備えている。又、現像容器７の開口側に配設され、複数の磁極を有する固定マグネット１０１と、当該固定マグネット１０１を内包するとともに、収納された磁性現像剤（磁性トナー）を感光体３１の表面上に導くために回転自在に軸支された非磁性の現像スリーブ１０２からなる現像ローラ１０とを備えている。更に、現像ローラ１０上方より現像ローラ１０上面に向け垂下する現像剤層厚規制手段１１を備えている。

固定マグネット１０１の磁極は、図２に示す様に、現像位置付近にＮ極の現像極Ｎ１、当該現像極Ｎ1の現像スリーブ１０２回転方向下流側の現像容器７の現像ローラ１０近傍に位置する部分と対峙する位置にＳ極のシールド極Ｓ１、当該シールド極Ｓ１の現像スリーブ１０２回転方向下流側に位置する汲み上げ極Ｎ２、及び、現像極Ｎ１の現像スリーブ１０２回転方向上流側の現像剤層厚規制手段１１と対峙する位置近傍にＳ極のブレード極Ｓ２が夫々配置されている。ブレード極Ｓ２は、現像剤層厚規制手段１１の現像スリーブ１０２回転方向の少し上流側に配置され、このブレード極Ｓ２から放出される磁力線が現像剤層厚規制手段１１の現像スリーブ１０２と対向する対向部分、即ち、後述するブレード１１１の先端部１１ａに集中するように構成されている。

ミキサ８上方の現像容器７の上面にはトナー補給孔７２が開口されており、トナーカートリッジ１２によりトナーが投入可能となるように構成されている。投入されたトナーは、一対のミキサ８、９により十分攪拌されて現像スリーブ１０２に導かれる。現像スリーブ１０２に導かれた磁性トナーは、固定マグネット１０１の磁力を利用して現像スリーブ１０２上に担持され、当該磁性トナーは、現像ローラ１０の上方に配設され、トナー層厚規制部材として作用する現像剤層厚規制手段１１により厚みが規制される。その後、現像スリーブ１０２上に担持された磁性トナーは、現像ローラ１０により、現像位置から感光体３１の表面上に導かれる。

現像スリーブ１０２は所定の周速に設定するが、当該現像スリーブ１０２は、感光体３１の回転方向に対して、ドラム−スリーブ間において同方向に回転するように設定されている（図２参照）。又、現像スリーブ１０２は、感光体３１と所定の距離を隔てて配置されている。

次に、本発明の特徴部分にかかる現像剤層厚規制手段１１の構成について、図３及び図４に基づいて説明する。図３は、図２に示す現像剤層厚規制手段を説明するための拡大断面図、図４は、同じく図２に示す現像剤層厚規制手段を説明するための分解斜視図である。

図３及び図４に示す様に、現像剤層厚規制手段１１は、磁性体の薄板からなるブレード１１１と、ブレード１１１に密着し、かつ、ブレード１１１における現像スリーブ１０２の回転方向下流側に設けた厚肉の磁性体からなる、例えば、アングル状に形成されたブレード補助部材１１２と、から構成されている。より具体的には、ブレード１１１とブレード補助部材１１２とが、当該ブレード１１１及びブレード補助部材１１２に設けた貫通孔１１１ａ、１１２ａに、ボルト１１３を挿通し、ボルト１１３と現像容器７のフランジ部７１に設けたネジ孔７ａ等からなる締結手段により、現像容器７に装着している。この締結に際し、ブレード１１１の位置決めは、例えば、ブレード補助部材１１２に形成した半抜き１１２ｃを、ブレード１１１に設けた孔１１１ｃ及びフランジ部７１に設けた孔７ｃに挿入することにより行う。このようにすれば、極めて簡単にブレード１１１の位置決め精度を向上することができる。

この磁性体の薄板からなるブレード１１１は、例えば、厚さｔ１が０．１ｍｍの磁性体であるフェライト系ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ４３０）やマルテンサイト系ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ４０３、ＳＵＳ４１０）、パーメンダー等のケイ素鉄、更には、高透磁率磁性体である高ニッケル鋼等のパーマロイ、スーパーマロイにより構成される。このブレード１１１の好ましい厚みｔ１の範囲としては、０．０２ｍｍ〜０．３ｍｍである。又、ブレード１１１の先端部１１ａの突出長さＬは、０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲で適宜設定すればよい。

ブレード１１１は、薄板から構成されているので、原材料の薄板からブレード１１１を作成する際、例えば、フォトエッチング処理により作成することができる。このように、フォトエッチング処理により作成すれば、ブレード１１１の現像スリーブ１０２の幅方向に亘って、現像スリーブ１０２と対向する対向部分である先端部１１ａの真直度、及び、平面度を、より簡単に得ることができる。又、フォトエッチング処理により、ブレード１１１を現像容器７に装着する際に用いられる貫通孔１１１ａも同時に作成することができ、装着位置の寸法精度を向上できるとともに、加工コストを削減することができる。

又、厚肉の磁性体からなるブレード補助部材１１２は、例えば、厚さｔ２が１ｍｍの磁性体であるフェライト系ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ４３０）やマルテンサイト系ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ４０３、ＳＵＳ４１０）、パーメンダー等のケイ素鉄、更には、高透磁率磁性体である高ニッケル鋼等のパーマロイ、スーパーマロイにより構成される。このブレード補助部材１１２の好ましい厚みｔ２は、１ｍｍ以上であり、撓むことなくしっかりとブレード１１１を支持できれば良い。また、この厚みが厚い方が、現像剤層厚規制手段１１として、現像ローラ１０、即ち、固定マグネット１０１からの磁力を多く受けることとなり、ブレード１１１の先端部１１ａの磁力集中をより向上することができる。

ブレード補助部材１１２の現像ローラ１０に対峙する側であって、感光体３１側の側端面１１２ｂは、角が鈍角若しくは曲面に形成され、当該側端面１１２ｂに磁力線が集中しない形状に形成されている。この構成により、現像剤層厚規制手段１１の先端、即ち、ブレード１１１の先端部１１ａの磁力集中をより向上することができ、好ましい。

以上の構成による本実施形態によれば、現像剤層厚規制手段１１は、磁性体の薄板からなるブレード１１１と、ブレード１１１に密着し、かつ、ブレード１１１における現像スリーブ１０２の回転方向下流側に設けた厚肉の磁性体からなるブレード補助部材１１２と、から構成している。従って、その構成は、極めて簡単であるとともに、現像スリーブ１０２に対向するブレード１１１の先端部１１ａは、従来の様に肉薄に形成するために、切削加工や研磨加工の必要がなく、加工工数の低減が図れ、加工費を低減することができる。又、ブレード１１１としてより薄いものを用いることにより、簡単にブレード１１１の先端部１１ａの磁力集中を図ることができる。

又、ブレード１１１が、高透磁率磁性体の薄板で形成されているので、ブレード１１１の先端部１１ａの磁力集中をより向上することができ、好ましい。
又、ブレード補助部材１１２の、現像ローラ１０に対峙する側であって、感光体３１側の側端面１１２ｂは、磁力線が集中しない形状に形成されているので、ブレード１１１の先端部１１ａの磁力集中をより向上することができ、好ましい。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図５及び図６を参照しながら説明する。図５は、本発明の第２実施形態に係る複写機における現像装置の一部概略断面図、図６は、図５に示す現像剤層厚規制手段を説明するための拡大断面図である。なお、図５及び図６において、上述した図１乃至図４と同じ符号を付した部分は、略同一のものを示すため、ここでは詳細な説明は省略する。以下、上述した実施形態との相違点を中心に説明する。

本実施形態では、図５及び図６に示す様に、上述の実施形態と同様、現像剤層厚規制手段１１は、磁性体の薄板からなるブレード１１１と、ブレード１１１に密着し、かつ、ブレード１１１における現像スリーブ１０２の回転方向下流側に設けた厚肉の磁性体からなるブレード補助部材１１２と、から構成されている。そして、ブレード１１１は、現像ローラ１０の回転方向に対しカウンタ方向に配置されている。より具体的には、現像容器７の現像剤層厚規制手段１１が装着されるフランジ部７１が、現像ローラ１０の回転方向に対しカウンタ方向に傾斜するよう形状に形成され、フランジ部７１に沿うような形で、ブレード１１１とブレード補助部材１１２とが、当該ブレード１１１及びブレード補助部材１１２に設けた貫通孔（不図示）に、ボルト１１３を挿通し、ボルト１１３と現像容器７のフランジ部７１に設けたネジ孔（不図示）等からなる締結手段により、装着している。

この構成により、ブレード１１１の先端部１１ａの端面が極めて小さなくさび状となり、該部で規制された、余分なトナーは、スムースに現像容器７内に還流し、該部において圧縮されることがない。

以上の構成による本実施形態によれば、上述した実施形態と同様、極めて簡単な構成により現像剤層厚規制手段１１を構成できるとともに、現像スリーブ１０２に対向するブレード１１１の先端部１１ａは、従来の様に肉薄に形成するために、切削加工や研磨加工の必要がなく、加工工数の低減が図れ、加工費を低減することができる。又、ブレード１１１としてより薄いものを用いることにより、簡単にブレード１１１の先端部１１ａの磁力集中を図ることができる。

更に、ブレード１１１は、現像ローラ１０の回転方向に対しカウンタ方向に配置されているので、ブレード１１１の先端部１１ａの端面が極めて小さくなり、磁力集中をより向上することができる。又、くさび状が極めて小さいため、トナーが圧縮されることがないので、該部におけるトナーの流れが良くなり、トナーの劣化を防止するとともに、トナー層厚が薄く安定することができる。

なお、上述した各実施形態は、本発明の好適な実施形態であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施可能である。

例えば、上述した各実施形態では、複写機を例に挙げて説明したが、本発明は、例えばプリンタ装置、ファクシミリ装置、そしてコピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能などの各種機能を兼ね備えた複合機などに対しても適用可能である。

また、本実施形態においては、ドラム状の感光体３１を使用しているが、感光体３１の形状には限定はなく、上述したドラム状以外の公知の形状を用いることができる。例えば、シート状、ベルト状、ウェブ状などの形状が挙げられる。

また、上述した実施形態では、何れも現像剤層厚規制手段１１側に磁石を設けていないが、ブレード１１１の先端部１１ａの磁力集中をより向上するために、磁石を設けても良いのは勿論である。この場合、従来と同程度の磁力を有する磁石を用いた場合、より磁力集中の向上が図れる。

本発明の活用例としては、現像剤を用いて電子写真現像法により現像を行う現像装置、及びこの現像装置を備えた画像形成装置が挙げられる。

本発明の第１実施形態に係る現像装置を用いた画像形成装置としての複写機に適用した場合の概略構成を示す概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係る複写機における現像装置の一部概略断面図である。 図２に示す現像剤層厚規制手段を説明するための拡大断面図である。 図２に示す現像剤層厚規制手段を説明するための分解斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る複写機における現像装置の一部概略断面図である。 図５に示す現像剤層厚規制手段を説明するための拡大断面図である。

符号の説明

７…現像容器、１０…現像ローラ、１１…現像剤層厚規制手段、３１…感光体、３４…現像装置、１０１…固定マグネット、１０２…現像スリーブ、１１１…ブレード、１１２…ブレード補助部材、１１２ｂ…側端面

Claims (5)

1. 現像剤を収納する現像容器と、複数の磁極を有する固定マグネットを内包するとともに、前記現像剤を感光体表面上に導くために回転自在に軸支された現像スリーブからなる現像ローラと、前記現像スリーブ上に形成される現像剤層の層厚を規制する現像剤層厚規制手段と、を備えた現像装置において、
   前記現像剤層厚規制手段は、磁性体の薄板からなるブレードと、前記ブレードに密着し、かつ、前記ブレードにおける前記現像スリーブの回転方向下流側に設けた厚肉の磁性体からなるブレード補助部材と、から構成されたことを特徴とする現像装置。
2. 前記ブレードが、高透磁率磁性体の薄板からなることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記ブレード補助部材の、前記現像ローラに対峙する側であって、前記感光体側の側端面は、磁力線が集中しない形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
4. 前記ブレードは、前記現像ローラの回転方向に対しカウンタ方向に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の現像装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

Images