JP2010243885A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】規制ブレードにより現像ローラー表面の帯電量の多いトナーを掻き落とし、掻き落とされた帯電量の多いトナーを現像ローラーに供給することでかぶり、トナー飛散、トナー供給遅れの発生を防止する現像装置とそれ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】現像装置において、単一の円筒面の一部をそれぞれ成す凸部と、連続した溝部とが形成された現像ローラーと、前記現像ローラーにトナーを供給する供給ローラーと、トナーが供給された前記現像ローラーに当接する規制ブレードと、を備え、前記規制ブレードにより前記現像ローラーから除去されたトナーを、前記現像ローラーと前記供給ローラーとのニップ部に供給することを特徴とする。
【選択図】図7
【解決手段】現像装置において、単一の円筒面の一部をそれぞれ成す凸部と、連続した溝部とが形成された現像ローラーと、前記現像ローラーにトナーを供給する供給ローラーと、トナーが供給された前記現像ローラーに当接する規制ブレードと、を備え、前記規制ブレードにより前記現像ローラーから除去されたトナーを、前記現像ローラーと前記供給ローラーとのニップ部に供給することを特徴とする。
【選択図】図7
Description
本発明は、電子写真方式の現像装置及び画像形成装置に関する。
非磁性一成分トナーを用いた画像形成装置では、トナーは現像ローラー上で摩擦帯電によって電荷が付与される。効率的に摩擦帯電を発生させるため、特開2001−66876号公報には、現像ローラーにブラスト処理を施し、現像ローラー表面に所定の表面粗さRzを付与し、トナーが現像ローラーに良好に擦られる状態とする現像ローラーが開示されている。
しかしながら、ブラスト処理された現像ローラーの表面は不規則な凹凸形状となっているため、腹当て規制方式では規制ブレードによって掻き落とされるトナーは、規制ブレードが金属製の現像ローラー表面の凸部に均一に接触しないため、金属製の現像ローラー表面から離れた場所にある低帯電量のトナーであった。また、エッジ規制方式でもブラスト処理された現像ローラーでは、規制ブレード先端が金属製の現像ローラー表面の凸部に均一に接触しないため、掻き落とされるトナーは現像ローラー表面から離れた場所にある低帯電量のトナーがほとんどであった。規制ブレードにより掻き落とされた低帯電量のトナーは、供給ローラーの回転により作られるトナーの流れに沿って現像ローラーと供給ローラーとのニップ部に到達するが、帯電量が低い状態で現像ローラーに供給されるため、かぶり、トナー飛散、トナー供給遅れが発生しやすいという問題を有する。また、トナーの帯電量を上げるために、現像ローラーに対する供給ローラーの食い込み深さを大きくすると、現像ローラーの駆動トルクが大きくなり、かつ、トナーの劣化速度が速くなるという問題が発生する。
本発明は、前記従来技術の持つ課題を解決する、規制ブレードにより現像ローラー表面の高帯電量のトナーを掻き落とし、掻き落とされた高帯電量のトナーを現像ローラーに供給することでかぶり、トナー飛散、トナー供給遅れの発生を防止する現像装置とそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明の現像装置は、前記課題を解決するために、単一の円筒面の一部をそれぞれ成す凸部と、連続した溝部が形成された現像ローラーと、前記現像ローラーにトナーを供給する供給ローラーと、トナーが供給された前記現像ローラーに当接する規制ブレードと、を備え、前記規制ブレードにより前記現像ローラーから除去されたトナーを、前記現像ローラーと前記供給ローラーとのニップ部に供給することを特徴とする。現像ローラーの表面に規則性のある凹凸が形成され、規制ブレードにより現像ローラーのトナー層厚を厳密に規制することができ、凹凸の凸表面の高帯電量のトナーが除去され、除去された高帯電量のトナーが現像ローラーに再供給するのでかぶり、トナー飛散、トナー供給遅れの発生を防止することが可能となる。
また、本発明の現像装置は、前記規制ブレードの先端と前記凸部とで形成される開口部の高さをトナーの体積平均粒径以下にすることを特徴とする。凸部の頂面上に担持された高帯電量のトナーを規制ブレードで効率的に除去することが可能となる。
また、本発明の現像装置は、前記供給ローラーを前記現像ローラーの回転方向に対して同方向に回転することを特徴とする。供給ローラーの回転によって作られるトナーの流れによって、規制ブレードにより除去された高帯電量のトナーを現像ローラーに供給することが可能となる。
また、本発明の現像装置は、前記現像ローラーを金属製とすることを特徴とする。現像ローラー表面に鏡像力により高帯電量のトナーを担持することが可能となる。
また、本発明の現像装置は、前記供給ローラーを導電性とし、前記供給ローラーに前記現像ローラー上のトナー層の正規トナー帯電極性に対してトナー剥離方向の電位を印加することを特徴とする。規制ブレードにより除去されたトナーの内、高帯電量のトナーを選択して現像ローラーに再供給することが可能となる。
また、本発明の現像装置は、前記規制ブレードを前記現像ローラーの重力方向の上部に当接させることを特徴とする。規制ブレードにより除去された高帯電量のトナーが重力落下し、現像ローラーと供給ローラーとのニップ部に供給することが可能となる。
また、本発明の現像装置は、前記現像ローラーの回転方向において前記現像ローラーと前記供給ローラーのニップ部から前記規制ブレードと前記現像ローラーのニップ部までの間に、除去トナー供給ガイド部材を配置することを特徴とする。規制ブレードにより除去された高帯電量のトナーを確実に現像ローラーに再供給することが可能となる。
また、本発明の現像装置は、前記規制ブレードを弾性部材で形成することを特徴とする。現像ローラー表面の凸部表面に当接することが可能となり、高帯電量のトナーを除去し、現像ローラーに再供給することが可能となる。
また、本発明の現像装置は、前記規制ブレードが円筒体からなる前記現像ローラーの表面上のトナーを除去することを特徴とする。現像ローラー表面の高帯電量のトナーを除去し、現像ローラーに再供給することが可能となる。
また、本発明の画像形成装置は、静電潜像が形成される潜像担持体と、前記静電潜像をトナーにより現像して前記潜像担持体にトナー像を現像する現像装置と、前記潜像担持体のトナー像を転写媒体に転写する転写装置と、を備え、前記現像装置は上記記載のいずれか1つに記載の現像装置であることを特徴とする。高帯電量のトナーを除去し、現像ローラーに再供給することでかぶり、トナー飛散、トナー供給遅れの発生を防止することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の画像形成装置の実施の形態の一例を模式的に示す図である。
図1に示すように、画像形成装置10は、4つの画像形成ステーション15(Y、M、C、K)、中間転写ベルト70、二次転写ユニット80を有し、さらに、定着ユニット90、液晶パネルからなる表示ユニット95、及び、これらのユニット等を制御し画像形成装置としての動作を司る制御ユニット100を有している。
画像形成ステーション15(Y、M、C、K)は、それぞれ、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)のトナーで画像を形成する機能を有している。画像形成ステーション15(Y、M、C、K)の構成は同様であるので、以下、画像形成ステーション15Yについて説明する。
画像形成ステーション15Yは、図1に示すように、像担持体の一例としての感光体20Yの回転方向に沿って、帯電ユニット30Y、露光ユニット40Y、現像ユニット50Y、一次転写ユニットを有している。
感光体20Yは、円筒状の基材とその外周面に形成された感光層を有し、中心軸を中心に回転可能であり、本実施の形態においては、矢印で示すように時計回りに回転する。
帯電ユニット30Yは、感光体20Yを帯電するための装置である。露光ユニット40Yからは、レーザを照射することによって帯電された感光体20Y上に潜像を形成する。
露光ユニット40Yは、半導体レーザ、ポリゴンミラー、F−θレンズ等を有しており、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等の不図示のホストコンピュータから入力された画像信号に基づいて、変調されたレーザを帯電された感光体20Y上に照射する。
現像ユニット50Yは、感光体20Y上に形成された潜像を、イエロー(Y)のトナーを用いて現像するための装置である。現像ユニット50Yは、交換可能なトナーカートリッジからトナーが供給される現像室57Y内に現像ローラー51Y、供給ローラー52Yが配置され、現像ローラー51Yには、規制ブレード53Yが当接し現像ローラー51Y上のトナーを薄層化する。
一次転写ユニットは、一次転写部B1で一次転写ローラー65Yにより一次転写バイアスが印加され、感光体20Yに形成されたイエロートナー像を中間転写ベルト70に転写する。各一次転写部B1、B2、B3、B4で4色のトナーが順次重ねて転写された場合には、中間転写ベルト70にフルカラートナー像が形成される。
中間転写ベルト70は、ベルト駆動ローラー71a、従動ローラー71bに張架されたエンドレスのベルトであり、感光体20(Y、M、C、K)と当接しながら回転駆動される。
二次転写ユニット80は、中間転写ベルト70上に形成された単色トナー像やフルカラートナー像を紙、フィルム、布等の転写材に転写するための装置である。
定着ユニット90は、定着ローラー90aと加圧ローラー90bにより構成され、転写材上に転写された単色トナー像やフルカラートナー像を転写材に融着させて永久像とするための装置である。
次に、このように構成された画像形成装置10の動作について説明する。まず、不図示のホストコンピュータからの画像信号及び制御信号がインターフェイスを介して画像形成装置のメインコントローラーに入力されると、このメインコントローラーからの指令に基づくユニットコントローラーの制御により感光体20Y、現像ユニット50Yに備えられた現像ローラー51Y、及び、中間転写ベルト70等が回転する。感光体20Yは、回転しながら、帯電位置において帯電ユニット30Yにより順次帯電される。
感光体20Yの帯電された領域は、感光体20Yの回転に伴って露光位置に至り、露光ユニット40Yによって、イエローYの画像情報に応じた潜像が該領域に形成される。
感光体20Y上に形成された潜像は、感光体20Yの回転に伴って現像位置に至り、現像ユニット50Yによって現像される。これにより、感光体20Y上にトナー像が形成される。
感光体20Y上に形成されたトナー像は、感光体20Yの回転に伴って一次転写部B1位置に至り、一次転写ユニットによって、中間転写ベルト70に転写される。この際、一次転写ユニットでは、一次転写ローラー65Yからトナーの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧が印加される。この結果、各感光体20(Y、M、C、K)上に形成された4色のトナー像は、中間転写ベルト70に重なり合って転写され、中間転写ベルト70上にはフルカラートナー像が形成される。
中間転写ベルト70は、モーター等のベルト駆動手段からの駆動力がベルト駆動ローラー71aを介して伝達されることによって駆動される。
中間転写ベルト70上に形成されたフルカラートナー像は、二次転写ユニット80によって紙等の転写材に転写される。このような転写材は、給紙トレイから、給紙ローラー94a、レジストローラー94bを介して二次転写ユニット80へ搬送される。
転写材に転写されたフルカラートナー像は、定着ユニット90によって加熱加圧されて転写材に融着される。定着ユニット90の通過後、排紙ローラー94cにより排紙される。
一方、感光体20(Y、M、C、K)は一次転写部B1、B2、B3、B4位置を経過した後に、除電ユニット(図示せず)によって除電され、次の潜像を形成するための帯電に備える。
二次転写後の中間転写ベルト70の従動ローラー71b側に中間転写ベルトクリーニング装置(図示せず)が設置され、二次転写後の中間転写ベルト70をクリーニングする。
図2は、本発明の現像ユニット50Yの一例を示す模式図であり、図3は、現像ユニット50Yの一例を示す模式図である。
現像ユニット50Yは、感光体20YにトナーTを搬送する現像ローラー51Y、現像ローラー51Yに圧接されてトナーTを供給する供給ローラー52Y、現像ローラー51Yに圧接されて感光体20Yに搬送するトナーTを規制する規制ブレード53Y、現像ローラー51Yに現像後残ったトナーTを回収する方向に当接しながらトナー漏れを防止するためのシール部材56Y、トナーTを収容する現像室57Yを備えている。
現像ローラー51Yは、銅、鉄、アルミニウム、ステンレス等の金属または合金などの導電性材料で円筒状に形成されている。供給ローラー52Yは、発泡ウレタンゴム、シリコンゴム等の弾性材料により円筒状に形成される。現像ローラー51Yと供給ローラー52Yが接触しながら回転することで、トナーTが現像ローラー51Y上に供給され、所定厚みのトナー層が現像ローラー51Y上に形成される。
トナーTが供給された現像ローラー51Yに規制ブレード53Yが現像ローラー51Yの重力方向の上で当接し、規制ブレード53Yの先端が現像ローラー51Yの回転方向において上流側に向けて配設され、現像ローラー51Y上のトナー層厚を規制する。また、規制ブレード53Yは、現像室57YからのトナーTの漏れを防止する機能も発揮する。トナーは現像ローラー51Y上で摩擦帯電によって電荷が付与される。規制ブレード53Yは、薄肉帯状の板バネ等の支持部材にゴム等の弾性部材が固着されて形成される。支持部材である板バネの保持位置等を調節し、現像ローラー51Yへの当接圧を調整する。
現像位置通過後の現像ローラー51Yに当接するシール部材56Yは、ポリエチレンやポリテトラフルオロエチレン等の樹脂フィルムで形成される。
現像ローラー51Yの両端部には、それぞれスペーサ(図示せず)が固定されている。これらのスペーサが感光体20Yの像非担持面に圧接されることで、現像ローラー51Yのトナー搬送面とこのトナー搬送面に対向する感光体20Yの像担持面の間に、現像ギャップgが形成されている。
そして、この現像ギャップgは、スペーサの厚みを適宜選択することで所望の大きさに調節される。これにより、この現像装置は非磁性一成分現像剤であるトナーTを用いた非磁性一成分現像剤非接触ジャンピング現像を行うようになっている。その場合、この例では、感光体20Yが反時計回りに回転するとともに、現像ローラー51Yおよび供給ローラー52Yがともに時計回りに回転するように設定されている。そして、感光体20Yの周速と現像ローラー51Y上のスペーサの周速とが同一または略同一に設定されている。なお、本実施形態では、非接触式の現像方式で説明したが、接触式の現像方式を用いても良い。
図3に示される現像ユニット50Yの実施形態では、規制ブレード53Yが現像ローラー51Yの重力方向の下部に当接する。他の構成は、図2に示される現像ユニット51Yと同様であるので説明を省略する。
図4は、本発明の現像ローラーおよびその表面の部分拡大図の一例を示す図である。
トナーの搬送性とトナーの帯電性を向上するために、円筒形の現像ローラー51Yの表面に、転造加工または切削加工により連続した溝が形成される。円筒形の現像ローラー51Yの表面に連続した溝を転造加工または切削加工により形成することにより、現像ローラー51Yの表面に規則性のある凹凸が形成される。各凸部の頂面は、現像ローラー51Yの回転軸と同軸である単一の円筒面の一部をそれぞれ成しているため、各凸部の頂面が規制ブレード53Yと均一に当接することができる。図4に示される実施形態では、軸方向及び周方向に対して所定角で傾斜した螺旋状に連続した第1傾斜溝51aと、第1傾斜溝51aと逆方向に軸方向及び周方向に傾斜した螺旋状に連続した第2傾斜溝51bとが交差して形成される。また、第1傾斜溝51aと第2傾斜溝51bに囲まれ、傾斜側面51dを有する4角形の凸部51cが形成される。なお、円筒形の表面に形成される溝は、交差する溝に限定されるものではなく、交差しない溝でも良い。
本発明の現像ローラー51Yでは、その表面に形成された第1傾斜溝51aと第2傾斜溝51bの溝部でトナーを搬送する規制方式を採用する。現像ローラー51Yは、銅、鉄、アルミニウム、ステンレス等の金属または合金などの導電性材料で形成されているため、溝内で搬送される帯電したトナーとの間に鏡像力が作用し安定してトナーを現像ニップまで搬送する。
また、トナーとして、体積平均粒径が5μm以下の小粒径トナーを用いると、画像を高画質化することができ、小粒径トナーは粒径の大きなトナーと比較して帯電性が高いためトナーを主に溝内で搬送する規制方式に適している。なお、現像ローラー51Yの表面には、帯電性や摩耗性の観点からニッケルメッキ、クロムメッキ等が施されていると好適である。また、トナーの平均円形度が0.95〜 0.99、好ましくは0.972〜 0.983のトナーを用いるとよい。これにより、帯電量が安定するとともに、搬送性も優れたものとすることができる。トナーの円形度の調節法としては、乳化重合法では2次粒子の凝集過程で温度と時間を制御することで、円形度を自由に変えることができ、その範囲は0.94〜 1.00とできる。懸濁重合法では、真球のトナーの作成が可能であり、円形度は0.98〜 1.00の範囲とできる。平均円形度を0.95〜 0.99とするには、トナーのTg温度以上で加熱変形させることで適宜調節できる。
図5は、規制ブレード53Yによる層厚規制前の現像ローラー51Yの表面の状態を示す図である。現像ローラー51Yの表面には交差する傾斜溝51a、51bと、傾斜側面51d、凸部51cが形成されており、その表面に接触するトナーは、トナー供給部において導電性の現像ローラー51Yから受ける鏡像力により引き寄せられた高帯電量のトナーであり、現像ローラー51Yの表面に接触するトナーに接触するトナーは帯電量が低いトナーである。この実施形態では、規制ブレード53Yの先端と凸部51cとで形成される開口部の高さを、トナーの体積平均粒径以下の値としている。このため、凸部51cの頂面上に担持された高帯電量のトナーを規制ブレード53Yで効率的に除去することができる。
図6は、規制ブレード53Yによる層厚規制後の現像ローラー51Yの表面の状態を示す図である。現像ローラー51Yの表面は、規則性のある凹凸が形成されている。規制ブレード53Yの現像ローラー51Yへの当接位置を調整し、現像ローラー51Yの凸部51c表面を層厚規制位置とする。その結果、現像ローラー51Yの凸部51c表面に位置する高帯電量のトナーを含むトナーが規制ブレード53Yにより除去される。
図7は、規制ブレード53Yにより除去されたトナーの流れの一例を示す図である。この例では、規制ブレード53Yは、現像ローラー51Yに重力方向の上部で当接し、供給ローラー52Yは現像ローラー51Yの回転方向に対して同じ回転方向の反時計方向にカウンター回転する。供給ローラー52Yが現像ローラー51Yと同じ反時計方向に回転することにより、矢印のように、現像ローラー51Yと供給ローラー52Yのニップ部に向かうトナーの流れが作られる。規制ブレード53Yは、現像ローラー51Yの重力方向の上部に当接し、現像ローラー51Y上のトナーの層厚を規制する。規制ブレード53Yにより除去された高帯電量のトナーを含む除去トナーは、重力落下と、供給ローラー51Yの反時計方向の回転により作られるトナーの流れに乗って現像ローラー51Yと供給ローラーのニップ部に再供給される。
高帯電量のトナーを含む除去トナーが、供給ローラー51Yの回転により作られるトナーの流れと重力落下により、現像ローラー51Yに再供給されることで、かぶり、トナー飛散、現像ローラー51Yへのトナー供給遅れの発生を防止することが可能となる。
図8は、規制ブレード53Yにより除去されたトナーの流れの他の例を示す図である。この例では、規制ブレード53Yは、現像ローラー51Yに重力方向の上部で当接し、供給ローラー52Yは現像ローラー51Yの回転方向に対して逆の回転方向の時計方向にウィズ回転する。供給ローラー52Yが現像ローラー51Yと逆方向の時計方向に回転することにより、矢印のように、現像ローラー51Yと供給ローラー52Yのニップ部から遠ざかるトナーの流れが作られる。規制ブレード53Yは、現像ローラー51Yの重力方向の上部に当接し、現像ローラー51Y上のトナーの層厚を規制する。規制ブレード53Yにより除去された高帯電量のトナーを含む除去トナーは、一部が重力落下し現像ローラー51Yに再供給される。残りの除去トナーは供給ローラー51Yの時計方向の回転により作られるトナーの流れに乗って現像ローラー51Yと供給ローラーのニップ部から遠ざかる。
このため、図7に示される例よりはその効果は少ないが、かぶり、トナー飛散、現像ローラー51Yへのトナー供給遅れの発生を防止することが可能となる。
図9は、規制ブレード53Yにより除去されたトナーの流れの別の例を示す図である。この例では、規制ブレード53Yは、現像ローラー51Yに重力方向の下部で当接し、供給ローラー52Yは現像ローラー51Yの回転方向に対して同じ回転方向の時計方向にカウンター回転する。供給ローラー52Yが現像ローラー51Yと同じ時計方向に回転することにより、矢印のように、現像ローラー51Yと供給ローラー52Yのニップ部に向かうトナーの流れが作られる。規制ブレード53Yは、現像ローラー51Yの重力方向の下部に当接し、現像ローラー51Y上のトナーの層厚を規制する。規制ブレード53Yにより除去された高帯電量のトナーを含む除去トナーは、一部が重力落下し、残りの除去トナーは供給ローラー51Yの時計方向の回転により作られるトナーの流れに乗って現像ローラー51Yと供給ローラーのニップ部に再供給される。
高帯電量のトナーを含む除去トナーの一部が、供給ローラー51Yの回転により作られるトナーの流れにより、現像ローラー51Yに再供給される。除去されたトナーの一部が再供給されるため図7に示される例よりはその効果は少ないが、かぶり、トナー飛散、現像ローラー51Yへのトナー供給遅れの発生を防止することが可能となる。
図10は、規制ブレード53Yにより除去されたトナーの流れの別の例を示す図である。この例では、規制ブレード53Yは、現像ローラー51Yに重力方向の下部で当接し、供給ローラー52Yは現像ローラー51Yの回転方向に対して逆の回転方向の反時計方向にウィズ回転する。供給ローラー52Yが現像ローラー51Yと逆方向の反時計方向に回転することにより、矢印のように、現像ローラー51Yと供給ローラー52Yのニップ部から遠ざかるトナーの流れが作られる。規制ブレード53Yは、現像ローラー51Yの重力方向の下部に当接し、現像ローラー51Y上のトナーの層厚を規制する。規制ブレード53Yにより除去された高帯電量のトナーを含む除去トナーは、一部が重力落下し、残りの除去トナー供給ローラー51Yの時計方向の回転により作られるトナーの流れに乗って現像ローラー51Yと供給ローラーのニップ部から遠ざかる。
高帯電量のトナーを含む除去トナーは、重力落下とニップ部から遠ざかるトナーの流れに乗るので、現像ローラー51Y供給ローラー51Yのニップに再供給される量が少なく、かぶり、トナーの飛散、現像ローラー51Yへのトナー供給遅れの発生を防止する効果は、図7〜図9に示される例に比較して少ない。
下記の表1に、図7〜図10に示される例のかぶり、トナー飛散、現像ローラーへのトナー供給遅れの発生を防止する効果の評価を示す。
図11(a)は、規制ブレード53Yにより除去されたトナーの流れの例を示す断面図であり、図11(b)は、図11(a)の矢印方向からみたカバーを外した状態の斜視図である。この例では、規制ブレード53Yは、現像ローラー51Yに重力方向の上部で当接する。現像ローラー51Yの回転方向において現像ローラー51Yと供給ローラー52Yのニップ部から規制ブレード53Yと現像ローラー51Yのニップ部までの間に、現像ローラー51Yの軸方向に延びる除去トナー供給ガイド部材58Yを現像ローラー51Yおよび供給ローラー52Yに対して隙間を設けて配置する。除去トナー供給ガイド部材58Yを配置する場合、供給ローラー52Yの回転方向は現像ローラー51Yの回転方向に対して同方向(カウンター回転)でも逆方向(ウィズ回転)でも良い。また、除去トナー供給ガイド部材は、供給ローラーより軸方向に長いものとする。
供給ローラー52Yが現像ローラー51Yの回転方向と同じ反時計方向にカウンター回転する場合、規制ブレード53Yにより除去された高帯電量のトナーを含む除去トナーの一部は、除去トナー供給ガイド部材58Yにガイドされて重力落下し現像ローラー51Yに再供給される。残りの除去トナーは、除去トナー供給ガイド部材58Yが配置されることで供給ローラー51Yの反時計方向の回転により作られるトナーの流れから外れることなく現像ローラー51Yに再供給される。そのため、規制ブレードにより除去された高帯電量のトナーを含む除去トナーは、そのほとんどが現像ローラー51Yに再供給されるため、かぶり、トナー飛散、現像ローラー51Yへのトナー供給遅れの発生を防止する効果がより発揮される。
供給ローラー52Yが現像ローラー51Yの回転方向と逆方向の時計方向にウィズ回転する場合、規制ブレード53Yにより除去された高帯電量のトナーを含む除去トナーの一部は、除去トナー供給ガイド部材58Yにガイドされて重力落下し現像ローラーに再供給される。残った除去トナーは、除去トナー供給ガイド部材58Yが配置されることで供給ローラー51Yの時計方向の回転により作られる現像ローラー51Yと供給ローラーのニップ部から遠ざかるトナーの流れが阻止されて重力落下し現像ローラー51Yに再供給される。そのため、供給ローラー51Yの回転方向が現像ローラー51Yの回転方向と逆回転(ウィズ回転)であっても、かぶり、トナー飛散、現像ローラー51Yへのトナー供給遅れの発生を防止する効果が発揮される。
図12(a)は、規制ブレード53Yにより除去されたトナーの流れの例を示す断面図であり、図12(b)は、図12(a)の矢印方向からみたカバーを外した状態の斜視図である。この例では、規制ブレード53Yは、現像ローラー51Yに重力方向の下部で当接する。現像ローラー51Yの回転方向において現像ローラー51Yと供給ローラー52Yのニップ部から規制ブレード53Yと現像ローラー51Yのニップ部までの間に、現像ローラー51Yの軸方向に延びる除去トナー供給ガイド部材58Yを現像ローラー51Yおよび供給ローラー52Yに対して隙間を設けて配置する。除去トナー供給ガイド部材58Yを配置する場合、供給ローラー52Yの回転方向は現像ローラー51Yの回転方向に対して同方向(カウンター回転)の時計方向に回転とする。また、除去トナー供給ガイド部材は、供給ローラーより軸方向に長いものとする。
供給ローラー52Yが現像ローラー51Yの回転方向と同じ時計方向にカウンター回転すると、規制ブレード53Yにより除去された高帯電量のトナーを含む除去トナーの一部は重力落下するが、残りの除去トナーは、除去トナー供給ガイド部材58Yが配置されることで供給ローラー51Yの時計方向の回転により作られるトナーの流れから外れることなく現像ローラー51Yに再供給される。そのため、規制ブレードにより除去された高帯電量のトナーを含む除去トナーは、現像ローラー51Yに再供給されるため、かぶり、トナー飛散、現像ローラー51Yへのトナー供給遅れの発生を防止する効果がより発揮される。
これに対して、供給ローラー52Yが現像ローラー51Yの回転方向と逆方向の反時計方向にウィズ回転すると、規制ブレード53Yにより除去された高帯電量のトナーを含む除去トナーの一部は重力落下する。残りの除去トナーは、除去トナー供給ガイド部材58Yが配置されることで、供給ローラー51Yの時計方向の回転により作られる現像ローラー51Yと供給ローラーにニップ部から遠ざかるトナーの流れが阻止されるが、重力落下し現像ローラー51Yに再供給されない。そのため、かぶり、トナー飛散、現像ローラー51Yへのトナー供給遅れの発生を防止する効果は少ない。
図13は、規制ブレード53Yにより除去された高帯電量のトナーを含む除去トナーが現像ローラー51Yに再供給された場合と再供給されない場合、現像ローラー51Yのトナー層の正規トナー帯電極性が負の時のトナーの帯電分布を示す。高帯電量のトナーを含む除去トナーが現像ローラーに再供給されることでトナーの帯電量分布のピークが負側に移動し、現像ローラー上のトナー層の帯電量が増加することがわかる。
また、供給ローラー52Yを導電性とし、供給ローラー52Yに現像ローラー51Y上のトナー層の正規トナー帯電極性と逆方向のトナー剥離方向の電位を印加する。トナーの
正規トナー帯電極性が負の場合、供給ローラー52Yにプラスの電位を印加する。供給ローラー52Yにトナー剥離方向の電位を印加することで、現像ローラー51Yに高帯電量のトナーを選択して供給することが可能となる。
正規トナー帯電極性が負の場合、供給ローラー52Yにプラスの電位を印加する。供給ローラー52Yにトナー剥離方向の電位を印加することで、現像ローラー51Yに高帯電量のトナーを選択して供給することが可能となる。
下記の表2に、供給ローラー52Yにトナー剥離方向の電位を印加することによるかぶりの発生を防止する効果の評価を示す。
現像ローラー51Yに対する供給ローラー52Yの電圧として、供給ローラー52Yにトナー剥離方向の+25〜+50Vの電圧を印加すると現像ローラー51Yのトナー層の帯電量が増加しかぶりの発生を防止することがわかる。一方、供給ローラー52Yへのトナー剥離方向の電圧が大きすぎると現像ローラー51Yに供給されるトナー量が減少してかぶりが発生する。
図14は、供給ローラー52Yに適度なトナー剥離方向の電位を印加した場合と印加しない場合、現像ローラー51Yのトナー層の正規トナー帯電極性が負の時のトナーの帯電分布を示す。高帯電量のトナーを含む除去トナーが現像ローラーに再供給されることでトナーの帯電量分布のピークが負側に移動し、現像ローラー51Y上のトナー層の帯電量が増加することがわかる。
10:画像形成装置、15(Y、M、C、K):画像形成ステーション、20(Y、M、C、K):感光体、30(Y、M、C、K):帯電ユニット、40(Y、M、C、K):露光ユニット、50(Y、M、C、K):現像ユニット、51Y:現像ローラー、51a:第1傾斜溝、51b:第2傾斜溝、51c:凸部、51d:傾斜側面、52Y:供給ローラー、53Y:規制ブレード、56Y:シール部材、57Y:現像室、58Y:除去トナー供給ガイド部材、70:中間転写ベルト、80:二次転写ユニット、90:定着ユニット、100:制御ユニット、
Claims (10)
- 単一の円筒面の一部をそれぞれ成す凸部と、連続した溝部とが形成された現像ローラーと、
前記現像ローラーにトナーを供給する供給ローラーと、
トナーが供給された前記現像ローラーに当接する規制ブレードと、
を備え、
前記規制ブレードにより前記現像ローラーから除去されたトナーを、前記現像ローラーと前記供給ローラーとのニップ部に供給することを特徴とする現像装置。 - 前記規制ブレードの先端と前記凸部とで形成される開口部の高さをトナーの体積平均粒径以下にすることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
- 前記供給ローラーを前記現像ローラーの回転方向に対して同方向に回転することを特徴とする請求項1または2に記載の現像装置。
- 前記現像ローラーを金属製とすることを特徴とする請求項1または2に記載の現像装置。
- 前記供給ローラーを導電性とし、前記供給ローラーに前記現像ローラー上のトナー層の正規トナー帯電極性に対してトナー剥離方向の電位を印加することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の現像装置。
- 前記規制ブレードを前記現像ローラーの重力方向の上部に当接させることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の現像装置。
- 前記現像ローラーの回転方向において前記現像ローラー51Yと前記供給ローラーのニップ部から前記規制ブレードと前記現像ローラーのニップ部までの間に、除去トナー供給ガイド部材を配置することを特徴とする請求項1ないし65のいずれか1項に記載の現像装置。
- 前記規制ブレードを弾性部材で形成することを特徴とする請求項1ないし76のいずれか1項に記載の現像装置。
- 前記規制ブレードが円筒体からなる前記現像ローラーの表面上のトナーを除去することを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の現像装置。
- 静電潜像が形成される潜像担持体と、
前記静電潜像をトナーにより現像して前記潜像担持体にトナー像を現像する現像装置と、
前記潜像担持体のトナー像を転写媒体に転写する転写装置と、
を備え、
前記現像装置は請求項1ないし9のいずれか1項に記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009093873A JP2010243885A (ja) | 2009-04-08 | 2009-04-08 | 現像装置及び画像形成装置 |
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JP2009093873A JP2010243885A (ja) | 2009-04-08 | 2009-04-08 | 現像装置及び画像形成装置 |
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ID=43096950
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JP2009093873A Withdrawn JP2010243885A (ja) | 2009-04-08 | 2009-04-08 | 現像装置及び画像形成装置 |
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JP (1) | JP2010243885A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013142750A (ja) * | 2012-01-10 | 2013-07-22 | Canon Inc | 現像装置及び画像形成装置 |
JP2016164635A (ja) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
-
2009
- 2009-04-08 JP JP2009093873A patent/JP2010243885A/ja not_active Withdrawn
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