JP2009116154A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で現像ローラに残る現像済みの現像剤を適切に除去すること。
【解決手段】表面に現像剤を担持しながら回転する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に担持された現像剤に接触して現像剤を除去する除電部材と、を有する現像装置であって、前記現像剤担持体は現像剤を担持しない回転部を有しており、現像装置は、前記除電部材と前記回転部とを電気的に接続する、取付部と摺動部とを備えた除電用接片を有し、前記除電用接片は、前記取付部が前記除電部材と結合する位置に、かつ、前記摺動部が前記回転部の外周に接触する位置になるように配設されることを特徴とする現像装置。
【選択図】図２

Description

本発明は電子写真技術を用いた画像形成装置に用いられる現像装置に関する。

近年、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成技術の発達は著しく、中でも電子写真方式に基づいた画像形成装置が多く用いられている。また、パーソナルコンピュータ等関連技術の性能向上に伴い、カラーの画像形成が可能な装置や小型、軽量、低価格の画像形成装置を要望する声が高くなり、さらなる改良、性能アップが望まれている。

画像性装置に用いられる電子写真現像剤としてはいわゆるトナーとキャリアとからなる２成分現像剤と非磁性又は磁性のトナーからなる１成分トナーとがある。

現像剤は現像装置内の回転する現像ローラ上に層状に搭載され、現像領域に搬送されて現像を行う。

現像領域での現像工程が終了した後、現像ローラに残るトナーが適切に除去されず搭載されたまま繰り返し回転を続けると、トナーは圧縮によるストレスを受けることになる。このストレスによりトナーは、破砕したり、トナー母体粒子に外添剤が埋没したりして劣化する。劣化したトナーは帯電量が低下し、その結果、トナーが機内に飛散したり、画像カブリや画像の濃度むらが発生して画質の低下を招く。

現像ローラに残る現像済みのトナーを適切に除去するため、現像ローラに導電性を有する除電部材を当接し、その除電部材にバイアス電圧を付与するという技術が開発されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
特開平６−７５４６９号公報 特開平１１−２１９０３２号公報

然るに、特許文献１及び特許文献２に開示された技術では、除電部材にバイアス電圧を付与する際に、電圧を付与するための電源や配線が必要となり、コスト高の要因となる。

また、特許文献１及び特許文献２に開示された技術では、除電部材としてシート状の樹脂部材を用いているが、現像ローラとの接触部にトナー等が入り込み、導通不良となることが懸念される。現像ローラの周辺は飛散トナー等が多く汚れやすい場所であり、トナー汚れに対する対策が必要である。

更に、近年の装置の小型化と高耐久性に対応する、小型で高信頼性を有する技術が要求されている。特に、トナー汚れの対策には高耐久性が必要である。

本発明の目的は、上記のような問題を解決し、簡単な構成で現像ローラに残る現像済みの現像剤を適切に除去することができる現像装置を提供することにある。

本発明の目的は、下記構成の現像装置を用いることにより達成することが出来る。

１．表面に現像剤を担持しながら回転する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に担持された現像剤に接触して現像剤を除去する除電部材と、を有する現像装置であって、
前記現像剤担持体は現像剤を担持しない回転部を有しており、
現像装置は、前記除電部材と前記回転部とを電気的に接続する、取付部と摺動部とを備えた除電用接片を有し、
前記除電用接片は、前記取付部が前記除電部材と結合する位置に、かつ、前記摺動部が前記回転部の外周に接触する位置になるように配設されることを特徴とする現像装置。

２．前記摺動部は、分岐した複数の分岐部を有することを特徴とする１に記載の現像装置。

３．前記摺動部は、前記摺動部の先端において分岐した複数の分岐部を繋げた形状に形成されることを特徴とする２に記載の現像装置。

４．複数の前記分岐部の内の少なくとも２つの分岐部の各々には、複数の前記分岐部における前記現像剤担持体の前記回転部の円筒部外周と当接する位置に、所定の角度だけ傾いた複数の傾斜部が形成され、複数の前記傾斜部の各々の頂点が、前記回転部の円筒部外周面に当接するように構成されることを特徴とする２又は３に記載の現像装置。

５．複数の前記傾斜部の前記所定の角度は、複数の前記傾斜部の頂点を結ぶ線に対し２０°〜９０°の範囲であることを特徴とする４に記載の現像装置。

本発明に係る、高耐久性を有し、確実で安定した性能を有する、小型で簡単な構成の除電用接片を備えた現像装置を用いることにより、高価な電圧付与装置等を用いることなく、現像ローラに残る現像済みの現像剤を確実に除去することができる。

本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。

図１は、本発明に係る現像装置の一実施形態として、一成分系現像剤を用いた現像装置の構成を示す概略断面図である。

現像装置３０は、トナー層規制部材（以下、単に「規制部材」ともいう。）３３、ハウジング３４、現像剤担持体としての現像ローラ３５、送り部材３６、除電部材３８、及び現像バイアス電源３９等を有している。

ハウジング３４は現像装置３０の構成要素およびトナーＴを収容し、送り部材３６はハウジング３４内に収納されたトナーを撹拌し、現像ローラ３５に供給する。

現像ローラ３５は、表面に担持したトナーを、間隔Ｄｓを置いて対峙する像担持体としての感光体ドラム１０の表面に供給する。

規制ブレード３３は、現像ローラ３５に形成されるトナー層の厚みを規制する。

除電部材３８は、現像ローラ３５表面に当接し、現像処理後の現像ローラ３５の表面に残留するトナーを除電し、トナーが現像ローラ３５から離れやすくする。

現像バイアス電源３９は、感光体ドラム１０と現像ローラ３５との間にバイアス電圧を付与する。

現像装置３０においては、現像ローラ３５が回転すると共に、ハウジング３４内に収容されているトナーが送り部材３６によって現像ローラ３５に対して供給される。また、この状態の現像ローラ３５の表面に、規制ブレード３３を圧接することにより、現像ローラ３５の表面において担持されて搬送されるトナーの量が規制されると共にこのトナーが摩擦帯電される。

次いで、摩擦帯電によって必要な帯電量が付与されて現像ローラ３５に担持されて搬送されたトナーは、像担持体１０との間隔Ｄｓを保つ現像領域に導かれると、現像バイアス電源３９によって交番電圧が印加される。交番電圧の印加によって現像ローラ３５と像担持体１０との問に生じる交番電界の作用により、現像ローラ３５の表面に担持されているトナーが像担持体１０との間において飛翔する。この飛翔するトナーによって像担持体１０における静電潜像が現像される。

また、現像処理を行った後に現像ローラ３５の表面に残留しているトナーは、除電部材３８に接触することにより除電されて当該現像ローラ３５の表面から離脱され、ハウジング３４内に戻される。

現像ローラ３５は、金属ローラからなる導電性基体３５ａの表面に、弾性層３５ｂと、中間層３５ｃと、表面層３５ｄとがこの順に積層されてなる構成を有するものである。

図２は、本発明に係る現像ローラ、除電部材、及び除電用接片の位置関係を示す模式的斜視図である。

図２において、除電部材３８は弾性を有する板状部材からなり、コの字型の断面形状を有し、コの字型の一方が先端近傍で現像ローラ３５と接触し、その長さが現像ローラ３５の円筒部の長さとほぼ同一に形成されている。

現像ローラ３５は円筒部の両端に、現像剤を担持しない回転部としての回転軸３５ｅを有している。

除電用接片４０は摺動部４０ａと取付部４０ｂとからなり、取付部４０ｂは取付部４０ｂに形成された取付穴（参照符号なし）によりねじ止め等の手段で除電部材３８に固定される。

また、除電用接片４０の摺動部４０ａは、現像ローラ３５の一方の回転軸３５ｅの外周に圧接する。

符号の３７は、除電部材３８の現像ローラ３５への均一な当接を補助する弾性部材であり、弾性部材３７は弾性を有する発泡性樹脂又はゴム系樹脂等により形成される。

現像処理後の現像ローラ３５の表面に残留するトナーは現像ローラ３５の表面に当接する除電部材３８により除電されることについては前述したが、除電の効果は現像ローラ３５の表面電位と除電部材３８の電位とを同電位にすることにより向上する。現像ローラ３５の表面と除電部材３８とを単に接触させるだけでは、両者の間にトナーが介在するため、安定した同電位とはならない。

本発明に係る除電用接片４０を用い、除電部材３８と現像ローラ３５のトナーの介在しない回転軸３５ｅとを電気的に接合することにより、現像ローラ３５の表面電位と除電部材３８の電位とを同電位にし、残留するトナーの除電を安定的に行うことができる。

図３は、本発明に係る除電用接片の実施形態の形状について説明するための概略図である。図３（ａ）は除電用接片４０の斜視図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ部拡大図であり、図３（ｃ）は図３（ｂ）のＡＡ断面図である。

本実施の形態における除電用接片４０は、図３に示すように、摺動部４０ａの中央に溝部４０ｃが形成され、それによって摺動部４０ａが分岐部４０ａ１、４０ａ２の２つに分けられ、先端部４０ｅでは繋げられている。

分岐部４０ａ１、４０ａ２を先端部４０ｅで繋げることにより、摺動部４０ａの強度を高めると共に、相手部材との接触の片当たりを防ぎ、更に分岐部４０ａ１、４０ａ２の変形を防止することができる。

また、分岐部４０ａ１、４０ａ２が現像ローラ３５の回転軸３５ｅと接触する位置には、分岐部４０ａ１、４０ａ２の溝部４０ｃを挟んで外側の両サイドの端部を持ち上げた形状を有する傾斜部４０ｄ１、４０ｄ２が形成されている。

傾斜部４０ｄ１、４０ｄ２に形成される傾斜部４０ｄ１、４０ｄ２の傾きの頂点はそれぞれに形成されるエッジ部Ｅであり、それぞれのエッジ部Ｅが現像ローラ３５の回転軸３５ｅの円筒部外周に接触するように構成される。ここで、２つの傾斜部４０ｄ１、４０ｄ２の頂点を結ぶ直線Ｂは、エッジ部Ｅが接触する現像ローラ３５の回転軸３５ｅの円筒部外周を示す線と一致する。

傾斜部４０ｄ１、４０ｄ２は、直線Ｂに対しそれぞれ所定の角度θだけ傾けて形成される。

摺動部４０ａに傾斜部４０ｄ１、４０ｄ２を形成することにより、回転軸３５ｅ表面にエッジ部Ｅが接触するため、間に飛散トナー等が介入してもエッジ部Ｅで掻き落とされ、除電用接片４０と回転軸３５ｅとの電気的な接合をより確実にすることができる。また、エッジ部Ｅにより接触させることで接触面積を小さくでき、除電用接片４０をより高い圧力で回転軸３５ｅに圧接させることができるため、圧接部でのトナー等の介入をより確実に防止することができる。

除電用接片４０の材料としては、りん青銅、ステンレス鋼、黄銅等を用いることができる。

本実施の形態では、傾斜部４０ｄ１、４０ｄ２の構成を、分岐部４０ａ１、４０ａ２の溝部４０ｃを挟んで外側の両サイドの端部を持ち上げた形状としたが、溝部４０ｃ側（内側）の両サイドの端部を持ち上げた形状としても良い。

また、本実施の形態では、除電用接片４０の分岐部が２つに分岐した例について説明したが、分岐部が３つ以上に分岐した構成についても、本発明はほぼ同様な構成で適用が可能である。

本発明者は、図１に示すような構成を有する現像装置３０に下記に記載した除電用接片４０を配設して実験を行い、除電用接片４０と回転軸３５ｅとの接触度合についての確認を行った。
（除電用接片）
１．材料：リン青銅板
２．厚さ：０．１５ｍｍ
３．摺動部４０ａの幅：２．６ｍｍ
４．傾斜部４０ｄ１、４０ｄ２の長さ：３ｍｍ、角度θ：３０°
５．除電用接片４０の回転軸３５ｅへの押しつけ力：３．９Ｎ
（現像ローラ３５の回転軸３５ｅ）
１．外径：９ｍｍ
本発明者は実験を通じて、傾斜部４０ｄ１、４０ｄ２の角度θを２０°〜９０°、より好ましくは３０°〜６０°に設定することにより、除電用接片４０と回転軸３５ｅとの間へのトナーの回り込みを防止し、接触をより確実にしうることを把握した。

即ち、除電用接片４０が回転軸３５ｅに傾斜部４０ｄ１、４０ｄ２のエッジ部Ｅで当接することにより、回転軸３５ｅへの接触圧が大きくなり、接触部へのトナーの回り込みを防止できる。特に、角度θが２０°未満では回転軸３５ｅへの接触圧が不足し、接触部にトナーが回り込み易くなる。

本発明に係る除電用接片４０を用いることにより、除電用接片４０と回転軸３５ｅとの間におけるトナーの回り込みを防止し、現像ローラ３５表面に残留するトナーに対し、長時間安定して除電と除去を行い、適正な現像処理を行うことができる。

なお、本実施の形態では、現像装置として一成分系現像剤を用いた現像装置について説明したが、本発明は二成分系現像剤を用いた現像装置についても適用できる。二成分系現像剤を用いた現像装置については構成が一成分系現像剤を用いた現像装置と類似しているため、説明は省略する。

本発明に係る現像装置の一実施形態として、一成分系現像剤を用いた現像装置の構成を示す概略断面図である。 本発明に係る現像ローラ、除電部材、及び除電用接片の位置関係を示す模式的斜視図である。 本発明に係る除電用接片の実施形態の形状について説明するための概略図である。

符号の説明

３０ 現像装置
３５ 現像ローラ
３５ｅ 回転軸
３８ 除電部材
４０ 除電用接片
４０ａ 摺動部
４０ａ１、４０ａ２ 分岐部
４０ｄ１、４０ｄ２ 傾斜部
４０ｅ 先端部
Ｅ エッジ部

Claims (5)

1. 表面に現像剤を担持しながら回転する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に担持された現像剤に接触して現像剤を除去する除電部材と、を有する現像装置であって、
   前記現像剤担持体は現像剤を担持しない回転部を有しており、
   現像装置は、前記除電部材と前記回転部とを電気的に接続する、取付部と摺動部とを備えた除電用接片を有し、
   前記除電用接片は、前記取付部が前記除電部材と結合する位置に、かつ、前記摺動部が前記回転部の外周に接触する位置になるように配設されることを特徴とする現像装置。
2. 前記摺動部は、分岐した複数の分岐部を有することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記摺動部は、前記摺動部の先端において分岐した複数の分岐部を繋げた形状に形成されることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 複数の前記分岐部の内の少なくとも２つの分岐部の各々には、複数の前記分岐部における前記現像剤担持体の前記回転部の円筒部外周と当接する位置に、所定の角度だけ傾いた複数の傾斜部が形成され、複数の前記傾斜部の各々の頂点が、前記回転部の円筒部外周面に当接するように構成されることを特徴とする請求項２又は３に記載の現像装置。
5. 複数の前記傾斜部の前記所定の角度は、複数の前記傾斜部の頂点を結ぶ線に対し２０°〜９０°の範囲であることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。

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