JP2007233297A - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電子写真方式の画像形成装置において、現像装置でのドクターブレードへのトナーの融着を防止し、白すじなどの画像不良がない高画質画像を長期にわたって形成する。
【解決手段】現像槽２と、現像ローラ３と、供給ローラ４と、攪拌部材５と、ドクターブレード６とを含む現像装置１において、ドクターブレード６の現像ローラ３への当接部分に対して離接可能に設けられ、当接時にドクターブレード６表面を摺擦する清掃部材７とね清掃部材７をドクターブレード６の現像ローラ３への当接部分に対して離接可能に支持する支持手段８と、清掃部材７をドクターブレード６の現像ローラ３への当接部分に対して離接させる駆動手段９とを設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、現像装置および画像形成装置に関する。

電子写真方式は、良好な画質品位を有する画像を容易にかつ比較的安価に形成できることから、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に広く利用される。電子写真方式の画像形成装置は、たとえば、表面に光導電性物質を含む感光層を有する感光体ドラムと、感光体ドラム表面を帯電させる帯電手段と、帯電状態にある感光体ドラム表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、感光体ドラム表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、感光体ドラム表面に担持されるトナー像を記録媒体などに転写する転写手段と、記録媒体上のトナー像を加熱、加圧などによって記録媒体上に定着させる定着手段とを含む。このような電子写真方式の画像形成装置の中でも、保守管理の簡易化、画像形成装置本体の小型化、軽量化、さらには低コスト化を図る上では、現像手段として非磁性１成分現像装置が一般に用いられる。一般的な非磁性１成分現像装置は、現像槽と、現像ローラと、供給ローラと、攪拌部材と、ドクターブレードとを含む。現像槽はトナーを貯留し、現像ローラ、供給ローラおよび攪拌部材を回転自在に支持する。現像ローラは感光体ドラムに圧接するように設けられ、その表面にトナー層を担持する。供給ローラは現像ローラに圧接するように設けられ、現像ローラの周囲にトナーを供給する。攪拌部材は現像槽内のトナーを攪拌する。ドクターブレードは、現像ローラ表面に当接するように設けられ、現像ローラ表面のトナー層の層厚を規制する。非磁性１成分現像装置によれば、現像ローラ表面のトナー層から感光体ドラム上の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する。

非磁性１成分現像装置には、トナーと磁性キァリアとを含む２成分現像剤を用いる場合に比べて、トナーの凝集が起こり易いという問題点がある。特に、現像ローラとドクターブレードとの当接部分においては、トナーの凝集が大きな問題を引き起こす。ドクターブレードは、現像ローラ表面のトナー層の層厚を規制するために、現像ローラ表面に加圧下に当接されるので、現像ローラとドクターブレードとの間では、比較的大きな圧力と摩擦熱とが付加される。この当接部分でトナーが凝集してトナーの塊が生ずると、トナーの流動性が低下してトナーの塊がその部分に保持されるとともに、その塊に掛かる圧力および摩擦熱は一層大きくなり、トナーの塊が融解してドクターブレードの現像ローラへの当接部分に融着する。ドクターブレードにトナーが融着すると、融着部分に接触する現像ローラ上のトナー層が削り取られ、白すじなどの画像不良が現れる。また、融着部分にはさらに大きな圧力が掛かり、トナーの融着が一層進行し易い状態になるので、融着部分が経時的に成長して現像ローラ表面を傷付け、装置自体の耐用性を損なうおそれがある。

トナーのドクターブレードへの融着を防止するために、ドクターブレードの表面特性を変性させることが提案されている。たとえば、トナーの融着がドクターブレードの現像ローラとの当接部分ではなく、非当接部分に起こるという観点から、ドクターブレードの現像ローラとの非当接部分にシリコーン樹脂、フッ素樹脂などの表面エネルギが低い合成樹脂を被覆することが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。また、ドクターブレードの少なくとも現像ローラへの当接部分表面に、フッ素樹脂を分散させたニッケル−リン複合めっき層を形成することが提案されている（たとえば、特許文献２参照）。しかしながら、最近の画像形成装置では、融点の比較的低いトナーが用いられるので、特許文献１および特許文献２の技術では、トナーの融着を充分に防止できない。また、特許文献１に記載のように、トナーの融着は当接部分に起こるのではなく、非当接部分に頻発することがよく知られている。

また、板状部材であるドクターブレードの短手方向の一端が現像槽に支持され、他端が現像ローラの鉛直方向上部の面に当接または間隙を有して離隔し、短手方向が鉛直方向に延びるようにドクターブレードを設け、該ドクターブレードの現像ローラ回転方向上流側の面を鉛直方向に摺擦する加圧部材を設けることが提案されている（たとえば、特許文献３参照）。しかしながら、トナーの融着は、ドクターブレードの現像ローラ回転方向下流側の面にも発生し易く、下流側の面に発生する融着の方が甚だしい場合も多々あるので、この加圧部材では融着したトナーを充分に除去できない。また、特許文献３の技術では、加圧部材をドクターブレードの面に平行に摺擦させるので、加圧部材とドクターブレードとの摺擦面にトナーを巻き込み、ドクターブレードの面全体にトナーを付着させるおそれがある。また、特許文献３の技術では、加圧部材を鉛直方向に上下動させてドクターブレードの面を摺擦する旨記載する。しかしながら、特許文献３には加圧部材を上下動させる機構については一切記載がなく、特許文献３に記載の発明を実現することは非常に困難である。

特開昭６２−８６３８１号公報 特開２００１−１９４８９６号公報 特開昭５８−１５０９８４号公報

本発明の目的は、トナーの種類に関係なく、融点の低いトナーを用いてもドクターブレードへのトナーの融着が防止され、白すじなどの画像不良がない高画質画像を長期にわたって形成できる現像装置、および該現像装置を備える電子写真方式の画像形成装置を提供することである。

本発明は、
電子写真方式の画像形成装置に搭載される現像装置において、
内部空間を有してトナーを収容する現像槽と、
表面にトナー層を担持して感光体ドラム上の静電潜像にトナーを供給する現像ローラと、
現像ローラ表面に当接して該表面のトナー層の層厚を規制するドクターブレードと、
一端が現像ローラの軸線に平行に延びてドクターブレードの現像ローラへの当接部分およびその近傍部分に対して角度を有して当接し、他端が現像槽の現像槽壁に形成される貫通孔に挿通されて現像槽の外方に延びるように設けられる板状部材である清掃部材とを含むことを特徴とする現像装置である。

また本発明の現像装置は、
清掃部材の他端が、
現像槽の鉛直方向上部の現像槽壁に形成される貫通孔に挿通されて現像槽の鉛直方向上方に延びるように設けられることを特徴とする。

さらに本発明の現像装置は、
少なくとも一部が現像槽内に設けられて、清掃部材をドクターブレードの現像ローラへの当接部分およびその近傍部分に対して離接可能に支持する支持手段と、
清掃部材をドクターブレードの現像ローラへの当接部分およびその近傍部分に対して離接させる駆動手段とをさらに含むことを特徴とする。

さらに本発明の現像装置は、
駆動手段が、
回転駆動する回転駆動手段と、
一端が回転駆動手段に連結されかつ他端が清掃部材に連結されて、回転駆動手段による回転駆動を往復直線駆動に変換して清掃部材に伝達する駆動伝達部材とを含み、
清掃部材が、
駆動伝達部材から伝達される往復直線駆動によってドクターブレードの現像ローラへの当接部分およびその近傍部分に対して離接することを特徴とする。

さらに本発明の現像装置は、
清掃部材のドクターブレードに当接する先端部が、現像ローラの回転周方向に屈曲する鉤状に形成されることを特徴とする。

さらに本発明の現像装置は、
清掃部材の少なくともドクターブレードに当接する先端部が、ブラシ形状であることを特徴とする。

さらに本発明の現像装置は、清掃部材が樹脂シートであることを特徴とする。
さらに本発明の現像装置は、樹脂シートが現像槽の長手方向において複数に分割されていることを特徴とする。

さらに本発明の現像装置は、
清掃部材が、
現像槽内部から、現像槽壁に形成される貫通孔に挿通されて現像槽の外方に延びるように設けられる第１の板状部材と、
現像槽内部においてドクターブレードに向けて延び、ドクターブレードに離接可能に設けられる第２の板状部材とを含み、
第１の板状部材の現像槽内における現像ローラの軸線に平行に延びる側端部と、第２の板状部材のドクターブレードを臨む側端部とは反対側の現像ローラの軸線に平行に延びる側端部とが連結されることを特徴とする。

さらに本発明の現像装置は、
ドクターブレードの現像ローラ表面に当接する先端部が、現像ローラ表面の当接位置から外方に向う方向に屈曲する鉤状に形成されることを特徴とする。

また本発明は、
感光体ドラムと、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを含む電子写真方式の画像形成装置において、
現像手段が前述のいずれか１つの現像装置であることを特徴とする。

本発明によれば、現像槽と、現像ローラと、ドクターブレードとを含む現像装置において、さらに、ドクターブレードの清掃部材を含む現像装置が提供される。清掃部材は、一端が現像ローラの軸線に平行に延びてドクターブレードの現像ローラへの当接部分およびその近傍に角度を有して当接し、他端が現像槽の現像槽壁（好ましくは現像槽の鉛直方向上部の現像槽壁）に形成される貫通孔に挿通されて現像槽の外方（好ましくは鉛直方向上部）に延びるように設けられる板状部材である。本発明の現像装置における清掃部材は、ドクターブレードの清掃が必要な部分に角度を有して当接するので、ドクターブレードの面に平行に摺擦するような力ではなく、ドクターブレードの面に交差する方向の力を付加できる。このため、ドクターブレードにトナーの凝集物などが付着しても、該凝集物がドクターブレードに融着する前に該凝集物を容易に除去できる。また、一端除去した凝集物がドクターブレードの他の部分に付着することもない。したがって、本発明の現像装置によれば、トナーの種類に関係なく、トナーが低融点トナーであっても、ドクターブレードへのトナーの融着が防止され、白すじなどの画像不良がない高画質画像を長期にわたって形成できる。

本発明によれば、清掃部材をドクターブレードの現像ローラへの当接部分およびその近傍部分に対して離接可能に支持する支持手段と、清掃部材を現像ローラへの当接部分およびその近傍部分に対して離接させる駆動手段とをさらに含む構成を採れば、清掃部材がドクターブレードに当接する際には、角度を持ちながらドクターブレードを摺擦するので、清掃部材によるトナー凝集物の除去可能領域が拡大し、ドクターブレードに付着するトナー凝集物をさらに効率的にかつ確実に除去できる。したがって、トナーのドクターブレードへの融着防止効果が一層大きくなる。

本発明によれば、回転駆動する回転駆動手段と、一端が回転駆動手段に連結されかつ他端が清掃部材に連結されて回転駆動手段の回転運動を往復直線運動に変換する駆動伝達部材とを含む駆動手段を用いることによって、清掃部材によるドクターブレードの摺擦が一定の経路を辿る直線往復運動として実行されるので、トナー凝集物の除去能力がより一層向上する。また、駆動手段の駆動力がストレスなく清掃部材に伝達されるので、清掃部材、支持手段および駆動手段の耐用寿命の延長に繋がる。

本発明によれば、清掃部材のドクターブレードに当接する先端部を、現像ローラ表面から鉛直方向上方に離反する方向に屈曲する鉤状に形成することによって、清掃部材の鉤状の先端部が現像ローラとドクターブレードとの当接部分にまで入り込み、ドクターブレードの現像ローラ回転方向における上流側の面だけでなく、下流側の面に付着するトナー凝集物をも効率的に除去できる。したがって、白すじなどの画像不良の発生率が一層低下し、トナーのドクターブレードへの融着を原因とする白すじは実質的には発生しない。

本発明によれば、清掃部材のドクターブレードに当接する先端部をブラシ形状とし、ブラシがドクターブレードに当接するように構成することによって、ドクターブレードに付着するトナー凝集物が解砕されて除去されるので、ドクターブレードから除去された凝集物が再凝集の種物質になることがなく、現像槽内部におけるトナーの凝集の発生率を低下させることができる。

本発明によれば、清掃部材として樹脂シートを用いることによって、樹脂シートがドクターブレードの表面形状に沿って変形しながらドクターブレードを摺擦するので、ドクターブレードの清掃効率が向上するとともに、樹脂シートが現像ローラとドクターブレードとの当接部にも入り込むので、ドクターブレードの現像ローラ回転方向下流側の面に付着するトナー凝集物をも効率良く除去できる。

本発明によれば、樹脂シートからなる清掃部材において、樹脂シートを現像槽の長手方向において複数に分割することによって、樹脂シートによってドクターブレード表面から除去されるトナーおよびトナー凝集物が現像槽内部の全体に分散するので、現像槽内部におけるトナーの流れが乱れることがなく、トナーを均一に帯電させることができる。その結果、現像装置の耐用期間の延長、長期的な高画質画像の形成などを図り得る。

本発明によれば、現像槽内部から現像槽外方に延びる第１の板状部材と、現像槽内部においてドクターブレードに向けて延び、ドクターブレードに離接可能に設けられる第２の板状部材とを含み、第１の板状部材と第２の板状部材とを連結してなる清掃部材を用いることによって、清掃部材のドクターブレードへの離接動作を、清掃部材に外的な負荷をほとんど加えることなく実施でき、清掃部材の耐用寿命のさらなる延長を図り得る。

本発明によれば、ドクターブレードの現像ローラ表面に当接する先端部を、現像ローラ表面の当接位置から外方に向う方向に屈曲する鉤状に形成することによって、トナー凝集物のドクターブレードへの付着が減少し、ドクターブレードひいては現像装置の耐用期間のさらなる延長化を図り得る。

本発明によれば、感光体ドラムと、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを含む電子写真方式の画像形成装置おいて、現像手段として前述の現像装置を用いることによって、トナーの無駄な消費を著しく少なくし、長期にわたって白すじなどの画像不良がない高画質画像を形成でき、現像装置の保守管理が容易で、保守管理作業の間隔を大きくすることができる画像形成装置が得られる。

図１は、本発明の実施の第１形態である現像装置１の構成を模式的に示す断面図である。図１では、清掃部材７はドクターブレード６に対して離隔した状態にある。図２は、図１に示す現像装置１において、清掃部材７がドクターブレード６に対して当接した状態を示す断面図である。現像装置１は、電子写真方式の画像形成装置に搭載され、感光体ドラム１２の表面に形成される静電潜像にトナーを供給して現像し、トナー像を形成する。現像装置１は、現像槽２と、現像ローラ３と、供給ローラ４と、撹拌部材５と、ドクターブレード６と、清掃部材７と、支持手段８と、駆動手段９とを含む。

現像槽２は、たとえば硬質の合成樹脂などからなる容器状部材であり、その内部空間に現像ローラ３、供給ローラ４、攪拌部材５、ドクターブレード６、清掃部材７および支持手段８とともにトナーを収容する。現像装置１が画像形成装置に装着された状態で、現像槽２の画像形成装置に備わる感光体ドラム１２を臨む側面には、感光体ドラム１２の軸線方向と平行に延びる開口部２ａが形成される。また、撹拌部材５の上方の現像槽壁には、図示しないトナー受入口が形成される。現像槽２の鉛直方向上方には、たとえば、図示しないトナーホッパが設けられる。トナーホッパは、図示しないトナー搬送パイプを介して現像槽２に接続される。トナー搬送パイプの下部に形成される図示しないトナー補給口と現像槽２のトナー受入口とが連通し、それによってトナーの消費状況に応じてトナーホッパ内のトナーが現像槽２に補給される。また、現像槽２の鉛直方向上部の現像槽壁には、後述する清掃部材７を挿通させるための貫通孔２ｂが形成される。

現像ローラ３は、現像槽２に感光体ドラム１２を臨んで形成される開口部２ａを通して感光体ドラム１２に対向し、かつ感光体ドラム１２の軸線と現像ローラ３の軸線とが平行になるように設けられるローラ部材である。現像ローラ３は、現像槽２に回転自在に支持されて図示しない駆動手段によって矢符１３の方向に回転する。現像ローラ３は、その表面にトナー層を担持し、矢符１３の方向への回転により現像ローラ３と感光体ドラム１２との最近接部分に形成される現像領域に搬送し、感光体ドラム１２表面の静電潜像にトナーを供給する。

供給ローラ４は、現像ローラ３を介して感光体ドラム１２と対向する位置に、現像ローラ３に圧接するように設けられ、現像槽２によって矢符１４の方向に回転自在に支持されるローラ部材である。供給ローラ４の回転によって、現像ローラ３の周囲に現像槽２内のトナーが供給され、現像ローラ３の表面にトナー層が形成される。

攪拌部材５は、供給ローラ４を介して現像ローラ３と対向する位置に、供給ローラ４と離隔するように設けられ、現像槽２によって回転自在に支持されるスクリュー状ローラ部材である。攪拌部材５は、トナーの消費状況に応じて図示しないトナーホッパから現像槽２に供給されるトナーを攪拌し、均一な状態にして供給ローラ４の周囲に搬送する。

ドクターブレード６は、短手方向の一端が現像槽２に支持され、他端が遊端部となって現像ローラ３表面に当接するように設けられる薄板部材である。他端である遊端部の先端部は、現像ローラ３への当接部分において、現像ローラ３表面から外方に向う方向に屈曲する鉤状に形成される。ドクターブレード６には、たとえば、弾性材料からなる薄板を使用できる。弾性材料としては特に制限されないけれども、たとえば、弾性を有する金属、弾性を有する合成樹脂などが挙げられる。ドクターブレード６は、現像ローラ３表面に担持されるトナー層の厚さが所望の値になるように調整する。

清掃部材７は、現像槽２内において現像ローラ３の軸線に平行に延びる一端が遊端部となってドクターブレード６の現像ローラ３への当接部分およびその近傍部分に対して離接可能に設けられ、他端が現像槽２の上部外壁に形成される貫通孔２ｂに挿通されて現像槽２の鉛直方向上方に延びて後述する駆動手段９に連結される薄板状部材である。清掃部材７は、後述する支持手段８によって駆動手段９との連結部から鉛直方向下方に延びて貫通孔２ｂに挿通されるように支持されるけれども、現像槽２内部において、その遊端部およびその近傍部分が、支持手段８のうちの支持ローラ８ａ，８ｂによって、鉛直方向からドクターブレード６の方向に向けて屈曲するように支持される。さらに、遊端部の先端部は、現像ローラ３の周方向または鉛直方向上方に屈曲する鉤状に形成される。この鉤状に形成される部分の厚みを、それ以外の部分の厚みよりも小さくしてもよい。鉤状に形成することよって、清掃部材７の遊端部がドクターブレード６の現像ローラ３への当接部分およびその近傍部分を摺擦する際に、遊端部の先端部が現像ローラ３とドクターブレード６との間に入り込み、ドクターブレード６の現像ローラ３回転方向下流側の面に付着するトナー凝集物をも除去できる。また、清掃部材７には、主に、現像槽２内でのトナーの流れを妨げないように、厚み方向の貫通孔である図示しないスリットが形成されてもよい。スリットの形状、数などは特に制限されず、清掃部材７の機械的強度ひいては耐用性が低下することがない範囲で、適宜選択すればよい。清掃部材７は、薄板状に形成した場合に弾性を示し、外力を加えることによって屈曲可能な材料によって形成される。このような材料には、アルミニウム、ステンレス鋼などの弾性を有する金属材料を使用できる。また、弾性を有する金属材料に限定されず、樹脂シートも使用できる。樹脂シートとしては、フッ素樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリイミドなどの合成樹脂から形成される樹脂シートが挙げられる。樹脂シートとしては市販品をも使用でき、たとえば、テフロンシート、マイラーシート、カプトンシート（いずれも商品名）などが挙げられる。樹脂シートは、現像槽２の長手方向において複数に分割して用いることができる。清掃部材７の厚みは特に制限はないけれども、好ましくは０．２〜２ｍｍ程度である。

清掃部材７は、後述する駆動手段９の回転駆動によって矢符１７の方向に往復直線運動を行い、遊端部がドクターブレード６に当接する当接位置と、遊端部がドクターブレード６から離隔する離隔位置との間を移動する。清掃部材７は常に当接位置に在ってもよいけれども、必要に応じて、離隔位置にあるように制御するのが好ましい。これによって、清掃部材７およびそれに付属する支持手段８、駆動手段９、さらにはドクターブレード６の耐用寿命の延長を図ることができる。清掃部材７が当接位置に在るのは、たとえば、現像装置１が装着される画像形成装置における画像形成動作が終了し、次の画像形成動作までに時間的な間隔がある場合、画像形成動作が長時間継続して実行される場合、画像形成動作の継続または終了には関係なく、一定の間隔を開けてドクターブレード６を清掃するように設計される場合、電源ＯＦＦの状態から電源を入れ、電源入力後から最初の画像形成動作を実行するまでに時間的な間隔がある場合などである。すなわち、清掃部材７は通常は離隔位置に在り、前記のような場合に当接位置に移動するように制御されるのが好ましい。

清掃部材７のドクターブレード６への離接は、現像装置１が装着される画像形成装置の全動作を制御する図示しないＣＰＵによって制御される。ＣＰＵは、記憶部と演算部と制御部とを含む。ＣＰＵのよる制御の際に、清掃部材７がドクターブレードに対して当接位置または離隔位置のいずれにあるかを検知する図示しない位置センサを併用して制御するのが好ましい。位置センサには光学センサなどを利用できる。ＣＰＵによる制御の一例を挙げれば、次の通りである。ＣＰＵの記憶部には、位置センサによる検知結果が入力される。さらに、清掃部材７のドクターブレード６への当接時期が予め入力される。当接時期の具体例としては、記憶部による画像形成動作の制御信号の送付が終了した時点、前回の当接時間から一定の時間が経過した時点、画像形成動作が一定時間以上継続される場合に、一定枚数または一定時間の画像形成動作がなされた時点、画像形成装置の電源が入れられた時点などである。演算部が記憶部から当接時期のデータを取り出して当接時期に相当すると判定すると、制御部は演算部の判定結果に応じて駆動手段９の回転駆動手段１０を回転駆動させる図示しない駆動源に駆動電力を供給する図示しない電源に制御信号を送り、回転駆動手段１０を矢符１５の方向に回転駆動させて清掃部材７を当接位置まで移動させ、清掃部材７の遊端部をドクターブレード６に当接させる。清掃部材７が当接位置に在る場合は、遊端部をドクターブレード６に対して往復して摺擦させる摺擦動作を実行させることによってドクターブレード６を清浄化する必要がある。したがって、制御部は、遊端部がドクターブレード６に当接したことを位置センサなどによって確認した後は、回転駆動手段１０の回転幅を狭くする制御信号を送り、遊端部がドクターブレード６に当接した状態でドクターブレード６表面を繰り返し摺擦するように制御する。清掃部材７のドクターブレード６への当接時間は当接時期に応じて設定されており、そのデータも記憶部に予め入力されている。設定された当接時間が経過した後は、制御部は、回転駆動手段９の電源に制御信号を送り、回転駆動手段１１を矢符１５とは反対の方向に回転駆動させ、清掃部材７をドクターブレード６から離反させ、離隔位置まで移動させる。そして、次の当接時期の到来とともに、前記と同様にして当接位置までの移動動作および摺擦動作を実行する。清掃部材７は、当接位置と離隔位置との間を繰り返して往復直線移動し、当接位置にある時は遊端部がドクターブレード６の現像ローラ３への当接部分およびその近傍部分を摺擦し、付着するトナー凝集物を除去する。

支持手段８は支持ローラ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを含み、清掃部材７を矢符１７の方向に移動可能に支持する。支持ローラ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄは、互いに圧接するように設けられる一対のローラ部材であり、各ローラ部材は軸心回りに従動回転可能に支持される。支持ローラ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄは、それぞれの圧接部に清掃部材７を挟持することによって、清掃部材７を支持する。支持ローラ８ａは、清掃部材７が離隔位置にある場合に清掃部材７の遊端部近傍を支持する。支持ローラ８ｂは清掃部材７の屈曲の始点近傍を支持する。言い換えれば、支持ローラ８ｂで支持される部分が、清掃部材７の屈曲の始点になる。支持ローラ８ｃは、現像槽２の現像槽壁に形成される貫通孔２ｂの鉛直方向下方近傍に設けられ、現像槽２の外部上方であって貫通孔２ｂの鉛直方向上方近傍に設けられる支持ローラ８ｄと協働して、清掃部材７の貫通孔２ｂ内での往復運動を円滑に実行させる。支持ローラ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄが設置される位置および支持ローラの設置個数は、図１および２に示す位置に限定されず、現像ローラ３の径、現像ローラ３または供給ローラ４と攪拌部材５との離隔距離、ドクターブレード６の形状、ドクターブレード６の現像ローラ３への当接位置、貫通孔２ｂの形成位置、現像槽２の外寸などの設計事項に応じて適宜変更できる。支持手段８は、清掃部材７の遊端部がドクターブレード６に当接するように清掃部材７を部分的に屈曲させるとともに、清掃部材７を安定的に往復直線運動させる。

駆動手段９は、回転駆動手段１０と、駆動伝達部材１１とを含む。回転駆動手段１０は、図示しない駆動源によって回転駆動可能に支持され、現像ローラ３の軸線方向に平行な方向の一端部に配置される。回転駆動手段１０は回転駆動する。回転駆動手段１０の回転駆動は、前述のように、現像装置１が装着される画像形成装置に備えられるＣＰＵによって制御される。回転駆動手段１０には、たとえば、正逆両方向への回転が可能なモータを使用できる。駆動伝達部材１１は、回転駆動手段１０の現像槽２を臨む面から現像槽２の鉛直方向上方を現像ローラ３の軸線に平行な方向に延び、現像ローラ３の軸線に平行な方向の他端部まで達する棒状部材である。駆動伝達部材１１には、長手方向の長さがドクターブレード６の長手方向の長さよりも大きいかまたは同じである清掃部材７が連結される。駆動伝達部材１１は、回転駆動手段１０の回転運動を往復直線運動に変換して清掃部材７に伝達する。

現像装置１によれば、現像槽２内において、攪拌ローラ５および供給ローラ４の回転によってトナーを現像ローラ３表面に担持させてトナー層を形成し、ドクターブレード６によって現像ローラ３表面のトナー層の層厚を規制するとともに、必要に応じて、清掃部材７をドクターブレード６に当接させて付着するトナー凝集物を除去しながら、感光体ドラム１２表面の静電潜像にトナー層からトナーを供給して現像を行い、トナー像を形成する。

図３は、本発明の実施の第２形態である現像装置２０の要部の構成を模式的に示す断面図である。現像装置２０は現像装置１に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略するかまたは図示そのものを省略する。現像装置２０は、現像装置１におけるドクターブレード６に代えてドクターブレード２１を備えることを特徴とする。ドクターブレード２１は、現像ローラ３の軸線に対して平行に延びる細長い板状部材であり、現像ローラ３の軸線方向に垂直な方向の断面形状が逆Ｙ字状に形成される。すなわち、ドクターブレード２１は、ステンレス鋼などの弾性を有する金属材料の薄板からなり、細長い長方形の薄板２枚を、各薄板における一方の長辺側の周縁部のみを貼り合せて貼り合わせ部とし、一方の長辺側を貼り合わせ部の始点とした場合に、一方の長辺側から他方の長辺側へ向う方向における貼り合わせ部が終わる終点付近から、貼り合わされていない部分の２枚の薄板をそれぞれの薄板が臨む外方に向けて屈曲させ、ドクターブレード２１ａとドクターブレード２１ｂとを設けるように形成される。ドクターブレード２１は現像ローラ３に対して２つの当接位置を有し、現像ローラ３が担持するトナー層の均一化を図る上で非常に有効である。現像装置２０においても、ドクターブレード２１ａの現像ローラ３への当接部分に付着するトナー凝集物を、清掃部材７によって除去することは、白すじなどの画像不良の発生を防止し、高画質画像を長期的に形成する上で有効である。

図４は、本発明の実施の第３形態である現像装置２３の要部の構成を模式的に示す断面図である。現像装置２３は現像装置１に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略するかまたは図示そのものを省略する。現像装置２３は、現像装置１における清掃部材７に代えて、清掃部材２４を有することを特徴とする。清掃部材２４は、その遊端部の先端部２５がブラシ状に形成されることを特徴とする。先端部２５にブラシの毛を直接植設することができる。ブラシの毛は短冊状、円柱状などに形成され、一般的なブラシにおける毛と同様の形態に植設される。たとえば、放射状または複数列の直線状に植設される。また、先端部２５にブラシ状部材を連結しても良い。いずれの場合にも、ブラシの毛は電気抵抗値が１．０×１０^６〜１．０×１０^１０Ω・ｃｍ程度の導電性を有するものであることが好ましく、たとえば、ポリアミドなどの合成樹脂にカーボンブラックなどの導電性材料を配合し、これを繊維形状、パイル形状などに成形することによって製造される。ブラシの毛の径は特に制限されないけれども、好ましくは１５０〜４００デニール程度である。先端部２５がブラシ状に形成される清掃部材２４を用いることによって、ブラシ部分が、ドクターブレード６の現像ローラ３への当接部分および近傍部分を摺擦するので、トナー凝集物の除去効率が一層高まり、トナーのドクターブレード６への融着による白すじなどの画像不良の発生をより一層防止できる。

図５は、本発明の実施の第４形態である現像装置２６の要部の構成を模式的に示す断面図である。図６は、図５に示す現像装置２６で用いられる清掃部材２７の要部の構成を示す上面図である。現像装置２６は現像装置１に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略するかまたは図示そのものを省略する。現像装置２６は、現像装置１における清掃部材７に代えて、清掃部材２７を有することを特徴とする。清掃部材２７は、第１の板状部材２８と第２の板状部材２９とを含む。第１の板状部材２８は、現像槽２の内部空間から、現像槽２の鉛直方向上方の現像槽壁に形成される貫通孔２ｂに挿通されて、現像槽２から鉛直方向外方に延びるように設けられる。第１の板状部材２８の現像槽２外方において現像ローラ３の軸線に平行に延びる端部（側端部）である一端は駆動手段９に接続され、現像槽２内部において現像ローラ３の軸線に平行に延びる端部（側端部）である他端は第２の板状部材２９に連結される。第１の板状部材２８は、支持ローラ８ｃ，８ｄによっても支持される。第１の板状部材２８における第２の板状部材２９と連結される端部には、嵌合片７０ａと嵌合溝７１ａとが、現像ローラ３の軸線に平行な方向に交互に複数形成される。換言すれば、隣り合う嵌合片７０ａの間に、嵌合溝７１ａが形成される。嵌合片７０ａは、第１の板状部材２８における第２の板状部材２９を臨む端部から、現像ローラ３の軸線に垂直な方向に延びる連結部７３ａと、連結部７３ａに続いて形成される長方形状の嵌合部７２ａとからなる。嵌合部７２ａの現像ローラ３の軸線に平行な方向の長さはＬ_１である。また、嵌合溝７１ａの現像ローラ３の軸線に平行な方向の長さはＬ_２であり、Ｌ_１＞Ｌ_２になるように嵌合片７０ａおよび嵌合溝７１ａを形成するのが好ましい。第２の板状部材２９は、現像槽２の内部空間においてドクターブレード６に向けて延び、ドクターブレード６の現像ローラ３への当接部分およびその近傍部分に離接可能に設けられる。第２の板状部材２９において、ドクターブレード６を臨む端部（側端部）は遊端部になってドクターブレード６に離接する。ドクターブレード６を臨む端部の反対側に位置し、現像ローラ３の軸線に平行に延びる端部（側端部）は第１の板状部材２８の現像槽２内部において現像ローラ３の軸線に平行に延びる端部（側端部）に連結される。第２の板状部材２９は支持ローラ８ａ，８ｂによっても支持される。第２の板状部材２９における第１の板状部材２８と連結される端部には、嵌合片７０ｂと嵌合溝７１ｂとが、現像ローラ３の軸線に平行な方向に交互に複数形成される。この場合、第１の板状部材２８における嵌合片７０ａに対応する位置に嵌合溝７１ｂが形成され、嵌合溝７１ａに対応する位置に嵌合片７０ｂが形成される。嵌合片７０ｂは、第２の板状部材２９における第１の板状部材２８を臨む端部から、現像ローラ３の軸線に垂直な方向に延びる連結部７３ｂと、連結部７３ｂに続いて形成される長方形状の嵌合部７２ｂとからなる。嵌合部７２ｂの現像ローラ３の軸線に平行な方向の長さはＬ_１である。また、嵌合溝７１ｂの現像ローラ３の軸線に平行な方向の長さはＬ_２であり、Ｌ_１＞Ｌ_２になるように嵌合片７０ｂおよび嵌合溝７１ｂを形成するのが好ましい。第２の板状部材２９における現像ローラ３の軸線に垂直な方向の端部には、嵌合溝７１ｂとは異なる形状の嵌合溝７４が形成される。嵌合溝７４は、第１の板状部材２８と第２の板状部材２９との連結が外れないように、第２の板状部材２９における現像ローラ３の軸線に垂直な方向の両端部のみに形成される。第１の板状部材２８と第２の板状部材２９とをそれぞれ矢符２８および矢符２９の方向に移動させ、嵌合片７０ａと嵌合溝７１ｂおよび嵌合片７０ｂと嵌合溝７１ａとをそれぞれ嵌合させてフック構造を形成することによって、第１の板状部材２８と第２の板状部材２９とが連結される。現像装置２６によれば、駆動手段９から往復直線運動が第１の板状部材２８を介して第２の板状部材２９に伝達され、第２の板状部材２９を矢符１７の方向に往復直線運動させ、第２の板状部材２９の遊端部をドクターブレード６に対して離接させる。

図７は、本発明の実施の別形態である画像形成装置３０の構成を模式的に示す断面図である。画像形成装置３０は本発明の実施の第１形態である現像装置１を備える電子写真方式のフルカラープリンタである。画像形成装置３０は、たとえばパーソナルコンピュータなどの外部装置で創出されて伝達される画像情報に応じて、記録紙などの記録媒体上にフルカラーまたはモノクロの画像を形成するものである。

この画像形成装置３０は、フルカラープリンタであり、画像情報が、ブラック（ｂ）、シアン（ｃ）、マゼンタ（ｍ）、イエロー（ｙ）の各色を用いるカラー画像に応じたものである。したがって、トナー像形成手段３１に含まれる作像ユニット４０および作像ユニット４０を構成する各部材は、各色に対応してそれぞれ４つ設けられる。ここでは、各色に応じて４つずつ設けられる各部は、各色を表すアルファベットを参照符号の末尾に付して区別し、総称する場合は参照符号のみで表す。画像形成装置３０は、トナー像形成手段３１と、転写手段３２と、記録媒体供給手段３３と、定着手段３４と、排出手段３５とを含む。

トナー像形成手段２は作像ユニット４０から構成される。作像ユニット４０は、感光体ドラム４１と、帯電器４２と、露光ユニット４３と、現像装置１と、クリーニングユニット４４と、トナー供給手段４５とを含む。このうち、帯電器４２、露光ユニット４３、現像装置１およびクリーニングユニット４４は、感光体ドラム４１まわりに、この順序で配置される。帯電器４２は、感光体ドラム４１の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、チャージャー型、ローラ型またはブラシ型などのいずれが用いられてもよい。露光ユニット４３としては、たとえばレーザ照射部および反射ミラーを備えるレーザスキャニングユニットが用いられる。露光ユニット４３は、一様な電位に帯電された感光体ドラム４１の表面を画像情報に応じて露光し、その表面に静電潜像を形成する。現像装置１は、感光体ドラム４１の表面に形成された静電潜像にトナーを供給して現像し、可視像であるトナー像を形成する。クリーニングユニット４４は、感光体ドラム４１の表面から記録媒体上へ転写しきれずに残留するトナーを、感光体ドラム４１の表面から除去し回収する。トナー供給手段４５は、トナーホッパ６５とトナー搬送パイプ６６とを含む。トナーホッパ６５はトナー貯留容器であり、通常カートリッジ方式に形成される。トナー搬送パイプ６６は、トナーホッパ６５の内部空間と現像装置１の内部空間とを連通させるパイプ状部材であり、トナーホッパ６５内のトナーを現像装置１に供給する。トナー像形成手段２によれば、感光体ドラム４１表面に静電潜像を形成し、これに現像装置１からトナーを供給して現像し、感光体ドラム４１表面にトナー像を形成する。

転写手段３２は、転写ベルト４６と、駆動ローラ４８と、テンションローラ４９と、転写ベルト従動ローラ５０と、転写ローラ５１（ｙ，ｍ，ｃ，ｂ）と、転写ベルトクリーニングユニット５２とを含む。駆動ローラ４８、テンションローラ４９および転写ベルト従動ローラ５０は転写ベルト４６を張架し、駆動ローラ４８の回転駆動によって、転写ベルト４６を矢符４７方向へ回転駆動させる。転写ベルト４６は、各感光体ドラム４１に接触するように設けられ、後述の記録媒体供給手段５５から送給される記録媒体を搬送する。転写ベルト４６に搬送される記録媒体が転写ベルト４６と感光体ドラム４１との間を通過する際、感光体ドラム４１表面のトナー像が記録媒体上へ転写される。フルカラー画像の場合、各感光体ドラム４１表面の各色のトナー画像が記録媒体上に順次重ねて転写されることによって、フルカラートナー像が形成される。転写ローラ５１は、転写ベルト４６を介して感光体ドラム４１に対向するように配置される。転写ローラ５１には、トナーの帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加され、この転写バイアスによって感光体ドラム４１表面のトナー像が記録媒体へ転写される。転写ベルトクリーニングユニット５２は、転写ベルト４６の外周に接触するように設けられる。感光体ドラム４１との接触によって転写ベルト４６に付着するトナーは、記録媒体の裏面を汚染する原因になるので、転写ベルトクリーニングユニット５２が転写ベルト４６表面のトナーを除去し回収する。転写手段３２によれば、感光体ドラム４１表面のトナー像が、転写ベルト４６に載置されて搬送される記録媒体上に転写される。

記録媒体供給手段３３は、給紙トレイ５５と、ピックアップローラ５６と、レジストローラ５７と、搬送ローラ５８とを含む。給紙トレイ１０６は、画像形成装置３０の鉛直方向下部に設けられ、記録媒体を貯留する。記録媒体には、たとえば、普通紙、カラー画像形成専用紙、コート紙などの記録紙、ＯＨＰ（オーバーヘッドプロジェクタ）用紙などがある。ピックアップローラ５６は、給紙トレイ５５内に貯留される記録媒体を１枚ずつ取り出し、用紙搬送路Ｓ１に送給する。搬送ローラ５８は、ピックアップローラ５６によって送給される記録媒体をさらにレジストローラ５７に向けて送給する。レジストローラ５７は、転写手段３２の搬送方向手前に設けられ、記録媒体を挟持して一旦保持し、不図示のレジスト前検知センサの検知出力に応じて、感光体ドラム４１表面に形成されるトナー像の先端が記録紙の画像形成範囲の先端に整合するように、タイミングを同期させて記録媒体を転写手段３２の転写ベルト４６に向けて送給する。記録媒体供給手段３３によれば、給紙トレイ５５内の記録媒体を、トナー像形成のタイミングに合わせて１枚ずつ転写ベルト４６上に送給する。

定着手段３４は、転写ベルト４６よりも記録媒体の搬送方向下流側に設けられ、加熱ローラ５９と、加圧ローラ６０と、加熱ローラ５９の図示しない加熱源、加熱ローラ５９の表面温度を検知する図示しないセンサと、加熱ローラ５９が所定の温度になるように加熱源の動作を制御する制御部とを含む。加熱ローラ５９と加圧ローラ６０とは、互いに押圧状態で記録媒体を挟圧搬送できるように設けられる。定着ユニット３４は、記録媒体が加熱ローラ５９と加圧ローラ６０とによって形成されるニップ部を通過する際、トナー像を加熱および加圧して記録媒体に定着させ、堅牢な記録画像とする。

排出手段３５は、搬送方向切換ガイド６１と、第１排紙トレイ６２と、排紙ローラ６３と、第２排紙トレイ６４とを含む。搬送方向切換ガイド６１は、定着手段３４よりも記録媒体の搬送方向下流側に設けられ、定着手段３４によってトナー像が定着される記録媒体の搬送方向を切換える。記録媒体は画像形成装置３０の側面に外方に向けて突出するように設けられる第１排紙トレイ６２に排出されるかまたは搬送ローラ６３によって形成される用紙搬送路Ｓ２に送給される。用紙搬送路Ｓ２に送給される記録媒体は、搬送ローラ６３によって、画像形成装置３０の上面に設けられる第２排紙トレイ６４に排出される。排出手段３５は、トナー像が定着される記録媒体を第１排紙トレイ６２または第２排紙トレイ６４に排出する。

画像形成装置３０には、図示しない制御手段が設けられる。制御手段は、たとえば、画像形成装置３０の内部空間における上部に設けられ、図示しない、制御部、演算部、記憶部などからなる中央処理装置（ＣＰＵ）を備えるマイクロコンピュータなどによって実現される処理回路を含む。ＣＰＵの記憶部には、画像形成装置３０の上面に配置される図示しない操作パネルを介する画像形成命令、画像形成装置３０内部の各所に配置される図示しないセンサなどからの検知結果、外部機器からの画像情報などが入力され、入力される各種データ（画像形成命令、検知結果、画像情報など）に基づいて演算部による判定が行われ、演算部の判定結果に応じて制御部から制御信号が送付され、画像形成装置３０の全動作が制御される。記憶部には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、リードオンリィメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが挙げられる。外部機器には、画像情報の形成または取得が可能であり、かつ画像形成装置に電気的に接続可能な電気・電子機器を使用でき、たとえば、コンピュータ、デジタルカメラ、テレビ、ビデオレコーダ、ＤＶＤレコーダ、ファクシミリ装置などが挙げられる。制御手段は、前述の処理回路とともに電源を含み、電源は制御手段だけでなく、画像形成装置３０内部における各装置にも電力を供給する。画像形成装置３０によれば、トナー像形成手段３１において、感光体ドラム４１上に形成されるトナー像を、記録媒体供給手段３３から転写手段３２の転写ベルト４６外周面に送給され、転写ベルト４６によって搬送される記録媒体に転写してトナー像を担持させ、このトナー像を担持する記録媒体は定着手段３４に搬送されて加熱加圧を受け、記録媒体にトナー像を定着させた後、排出手段３５によって画像形成装置３０の内部から第１排紙トレイ６２または第２排紙トレイ６４に排出され、一連の画像形成動作を完了する。

本発明の画像形成装置において、中間転写ベルト、転写ベルト、各ローラなどに用いられる材料、層構造、寸法などは、電子写真方式の画像形成分野で常用されるものをそのまままたは適宜変更して使用できる。また、ローラに代えて、ベルトなどの無端状部材を用いることもできる。さらに中間転写ベルト、搬送ベルトなどは無端状部材とされるけれども、ローラ形態にすることもできる。また、本発明の画像形成装置は、各実施の形態において、タンデム方式のカラー画像形成装置として示すけれども、それに限定されず、たとえば、中間転写ベルトが１回回転する毎に１色の画像を重ね合わせる、いわゆる４回転方式のカラー画像形成装置とすることもできる。また、カラー画像形成装置に限定されず、単色画像形成装置とすることもできる。このような本発明の画像形成装置は、たとえば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの２種以上の複合機として使用される。

本発明の実施の第１形態である現像装置の構成を模式的に示す断面図である。 図１に示す現像装置において清掃部材がドクターブレードへの当接位置にある状態を示す断面図である。 本発明の実施の第２形態である現像装置の要部の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の第３形態である現像装置の要部の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の第４形態である現像装置の要部の構成を模式的に示す断面図である。 別形態の清掃部材における要部の構成を示す上面図である。 本発明の実施の別形態である画像形成装置の構成を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１，２０，２３，２６ 現像装置
２ 現像槽
３ 現像ローラ
４ 供給ローラ
５ 撹拌部材
６，２１ ドクターブレード
７，２４，２７ 清掃部材
８ 支持手段
９ 駆動手段
１０ 回転駆動手段
１１ 駆動伝達部材
１２，４１ 感光体ドラム
２８ 第１の板状部材
２９ 第２の板状部材
３０ 画像形成装置
３１ トナー像形成手段
３２ 転写手段
３３ 記録媒体供給手段
３４ 定着手段
３５ 排出手段
４０ 作像ユニット

Claims (11)

1. 電子写真方式の画像形成装置に搭載される現像装置において、
   内部空間を有してトナーを収容する現像槽と、
   表面にトナー層を担持して感光体ドラム上の静電潜像にトナーを供給する現像ローラと、
   現像ローラ表面に当接して該表面のトナー層の層厚を規制するドクターブレードと、
   一端が現像ローラの軸線に平行に延びてドクターブレードの現像ローラへの当接部分およびその近傍部分に対して角度を有して当接し、他端が現像槽の現像槽壁に形成される貫通孔に挿通されて現像槽の外方に延びるように設けられる板状部材である清掃部材とを含むことを特徴とする現像装置。
2. 清掃部材は、
   他端が現像槽の鉛直方向上部の現像槽壁に形成される貫通孔に挿通されて現像槽の鉛直方向上方に延びるように設けられることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 少なくとも一部が現像槽内に設けられて、清掃部材をドクターブレードの現像ローラへの当接部分およびその近傍部分に対して離接可能に支持する支持手段と、
   清掃部材をドクターブレードの現像ローラへの当接部分およびその近傍部分に対して離接させる駆動手段とをさらに含むことを特徴とする請求項１または２記載の現像装置。
4. 駆動手段は、
   回転駆動する回転駆動手段と、
   一端が回転駆動手段に連結されかつ他端が清掃部材に連結されて、回転駆動手段による回転駆動を往復直線駆動に変換して清掃部材に伝達する駆動伝達部材とを含み、
   清掃部材は、
   駆動伝達部材から伝達される往復直線駆動によってドクターブレードの現像ローラへの当接部分およびその近傍部分に対して離接することを特徴とする請求項３記載の現像装置。
5. 清掃部材は、
   ドクターブレードに当接する先端部が、現像ローラの回転周方向に屈曲する鉤状に形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の現像装置。
6. 清掃部材は、
   少なくともドクターブレードに当接する先端部が、ブラシ形状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の現像装置。
7. 清掃部材は、
   樹脂シートであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の現像装置。
8. 樹脂シートは、
   現像槽の長手方向において複数に分割されることを特徴とする請求項７記載の現像装置。
9. 清掃部材は、
   現像槽内部から、現像槽壁に形成される貫通孔に挿通されて現像槽の外方に延びるように設けられる第１の板状部材と、
   現像槽内部においてドクターブレードに向けて延び、ドクターブレードに離接可能に設けられる第２の板状部材とを含み、
   第１の板状部材の現像槽内における現像ローラの軸線に平行に延びる側端部と、第２の板状部材のドクターブレードを臨む側端部とは反対側の現像ローラの軸線に平行に延びる側端部とが連結されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の現像装置。
10. ドクターブレードは、
    現像ローラ表面に当接する先端部が、現像ローラ表面の当接位置から外方に向う方向に屈曲する鉤状に形成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の現像装置。
11. 感光体ドラムと、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを含む電子写真方式の画像形成装置において、
    現像手段は、
    請求項１〜１０のいずれか１つの現像装置であることを特徴とする画像形成装置。

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