JP2011112935A - 現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】現像ローラ上における現像剤の搬送性が経時においても良好で、良好な出力画像を経時においても安定的に形成することができる、複数の現像ローラが設置された2成分現像方式の現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体11に対向する複数の現像ローラ13a1、13a2のうち、現像剤規制部材13cに対向する現像ローラ13a1は、その表面に、現像ローラ13a1の回転軸方向に沿うように形成された溝部が現像ローラ13a1の周方向に間隔をあけて複数設けられる。これに対して、現像剤規制部材13cに対向しない現像ローラ13a2は、その表面に、ブラスト処理が施される。
【選択図】図2
【解決手段】像担持体11に対向する複数の現像ローラ13a1、13a2のうち、現像剤規制部材13cに対向する現像ローラ13a1は、その表面に、現像ローラ13a1の回転軸方向に沿うように形成された溝部が現像ローラ13a1の周方向に間隔をあけて複数設けられる。これに対して、現像剤規制部材13cに対向しない現像ローラ13a2は、その表面に、ブラスト処理が施される。
【選択図】図2
Description
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置とそこに設置される現像装置及びプロセスカートリッジとに関し、特に、複数の現像ローラが設置された2成分現像方式の現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置に関するものである。
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、トナーとキャリアとからなる2成分現像剤(添加剤等を添加する場合も含むものとする。)を用いて現像工程をおこなう2成分現像方式の現像装置が知られている(例えば、特許文献1〜6等参照。)。
このような2成分現像剤を用いた現像装置には、感光体ドラム(像担持体)に対向する位置に、単数又は複数の現像ローラ(現像剤担持体)が設置されている。現像ローラは、主に、所定方向に回転するスリーブ(円筒体)と、スリーブの内部に設置されたマグネットと、で構成されている。
そして、現像装置内におけるトナー消費に応じて、現像装置内に適宜にトナーが補給される。補給されたトナーは、現像装置内の現像剤とともに、搬送スクリュ、搬送パドル等の撹拌部材によって撹拌・混合される。撹拌・混合された現像剤は、その一部が現像ローラに供給される。現像ローラに担持された現像剤は、ドクターブレード(現像剤規制部材)によって適量に規制された後に、その2成分現像剤中のトナーが感光体ドラムとの対向位置で感光体ドラム上の潜像に付着する。
ここで、特許文献1、2等には、現像ローラ上における現像剤の搬送性(保持力)を向上させるために、現像ローラのスリーブ表面に、回転軸方向に沿うように形成された溝部(V溝)を周方向に間隔をあけて周期的に設ける技術が開示されている。
そして、現像装置内におけるトナー消費に応じて、現像装置内に適宜にトナーが補給される。補給されたトナーは、現像装置内の現像剤とともに、搬送スクリュ、搬送パドル等の撹拌部材によって撹拌・混合される。撹拌・混合された現像剤は、その一部が現像ローラに供給される。現像ローラに担持された現像剤は、ドクターブレード(現像剤規制部材)によって適量に規制された後に、その2成分現像剤中のトナーが感光体ドラムとの対向位置で感光体ドラム上の潜像に付着する。
ここで、特許文献1、2等には、現像ローラ上における現像剤の搬送性(保持力)を向上させるために、現像ローラのスリーブ表面に、回転軸方向に沿うように形成された溝部(V溝)を周方向に間隔をあけて周期的に設ける技術が開示されている。
一方、このような2成分現像剤を用いた現像装置では、経時において現像ローラ(現像剤担持体)の溝部にトナーが固着してしまい、出力画像上の画像濃度が低下したり、出力画像上に地肌汚れが生じたりする問題が生じてしまうことが知られている(例えば、特許文献3、4等参照)。
そして、特許文献3、4等には、現像ローラの表面へのトナー固着を防止することを目的として、サンドブラスト加工によって現像ローラのスリーブ表面に施される凹部の量や山部の間隔等を制限する技術が開示されている。
そして、特許文献3、4等には、現像ローラの表面へのトナー固着を防止することを目的として、サンドブラスト加工によって現像ローラのスリーブ表面に施される凹部の量や山部の間隔等を制限する技術が開示されている。
また、特許文献4〜6等には、画像形成装置を高速化すること等を目的として、複数の現像ローラが設置された2成分現像方式の現像装置が開示されている。
上述した特許文献1、2等の現像ローラは、溝部が回転軸方向に沿うように周方向に周期的に設けられたものであって、サンドブラスト加工によってスリーブ表面に不規則な凹凸が形成された現像ローラ(特許文献3、4等に開示されたものである。)に比べて、その表面の全域にわたって現像剤が均一に保持されないために、ドクターブレードとの対向位置において現像剤が圧力を受けることによりトナー固着が生じやすく、画像濃度均一性等の画像品質が経時において安定しない、という短所を有する。
これに対して、サンドブラスト加工によってスリーブ表面に不規則な凹凸が形成された現像ローラは、溝部が回転軸方向に沿うように周方向に周期的に設けられた現像ローラに比べて、経時において凹凸が摩滅しやすいために、経時における現像剤の搬送性(保持力)の低下の程度が大きく、画像劣化が生じやすい、という短所を有する。
これに対して、サンドブラスト加工によってスリーブ表面に不規則な凹凸が形成された現像ローラは、溝部が回転軸方向に沿うように周方向に周期的に設けられた現像ローラに比べて、経時において凹凸が摩滅しやすいために、経時における現像剤の搬送性(保持力)の低下の程度が大きく、画像劣化が生じやすい、という短所を有する。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、現像ローラ上における現像剤の搬送性が経時においても良好で、良好な出力画像を経時においても安定的に形成することができる、複数の現像ローラが設置された2成分現像方式の現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することにある。
この発明の請求項1記載の発明にかかる現像装置は、キャリアとトナーとを有する現像剤を収容するとともに、像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置であって、前記像担持体に対向するとともに現像剤を担持する複数の現像ローラと、前記複数の現像ローラのうち少なくとも1つの現像ローラに対向して、当該現像ローラ上に担持された現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、を備え、前記複数の現像ローラのうち、前記現像剤規制部材に対向する現像ローラは、その表面に、当該現像ローラの回転軸方向に沿うように、又は/及び、当該現像ローラの回転軸方向に対して傾斜するように、形成された溝部が当該現像ローラの周方向に間隔をあけて複数設けられ、前記現像剤規制部材に対向しない現像ローラは、その表面に、ブラスト処理が施されたものである。
また、請求項2記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項1に記載の発明において、前記複数の現像ローラは、いずれも、その回転方向が、前記像担持体との対向位置において前記像担持体の走行方向に対して順方向になるように回転するものである。
また、請求項3記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記複数の現像ローラは、いずれも、その表面が導電性材料で形成されたものである。
また、請求項4記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項1〜請求項3のいずれかに記載の発明において、前記複数の現像ローラは、いずれも、その表面が非磁性材料で形成されたものである。
また、請求項5記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項3又は請求項4に記載の発明において、前記複数の現像ローラは、いずれも、そのスリーブがアルミニウムで形成されたものである。
また、この発明の請求項6記載の発明にかかるプロセスカートリッジは、画像形成装置の装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、請求項1〜請求項5のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とが一体化されたものである。
また、この発明の請求項7記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項1〜請求項5のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とを備えたものである。
なお、本願において、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電部と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像部(現像装置)と、像担持体上をクリーニングするクリーニング部とのうち、少なくとも1つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱自在に設置されるユニットと定義する。
本発明は、現像剤規制部材に対向する現像ローラの表面に溝部を形成して、現像剤規制部材に対向しない現像ローラの表面にブラスト処理を施しているため、現像ローラ上における現像剤の搬送性が経時においても良好で、良好な出力画像が経時においても安定的に形成される、複数の現像ローラが設置された2成分現像方式の現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することができる。
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
実施の形態1.
図1〜図8にて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
まず、図1にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図1において、1は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機の装置本体、2は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、3は原稿Kを原稿読込部4に搬送する原稿搬送部、4は原稿Kの画像情報を読み込む原稿読込部、7は転写紙等の記録媒体Pが収容される給紙部、9は記録媒体Pの搬送タイミングを調整するレジストローラ、11Y、11M、11C、11BKは各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナー像が形成される像担持体としての感光体ドラム、12は各感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上を帯電する帯電部、13は各感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に形成される静電潜像を現像する現像装置、14は各感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に形成されたトナー像を記録媒体P上に重ねて転写する転写バイアスローラ(1次転写バイアスローラ)、15は各感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上の未転写トナーを回収するクリーニング部、を示す。
図1〜図8にて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
まず、図1にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図1において、1は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機の装置本体、2は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、3は原稿Kを原稿読込部4に搬送する原稿搬送部、4は原稿Kの画像情報を読み込む原稿読込部、7は転写紙等の記録媒体Pが収容される給紙部、9は記録媒体Pの搬送タイミングを調整するレジストローラ、11Y、11M、11C、11BKは各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナー像が形成される像担持体としての感光体ドラム、12は各感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上を帯電する帯電部、13は各感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に形成される静電潜像を現像する現像装置、14は各感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に形成されたトナー像を記録媒体P上に重ねて転写する転写バイアスローラ(1次転写バイアスローラ)、15は各感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上の未転写トナーを回収するクリーニング部、を示す。
また、16は中間転写ベルト17を清掃する中間転写ベルトクリーニング部、17は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、18は中間転写ベルト17上のカラートナー像を記録媒体P上に転写するための2次転写バイアスローラ、20は記録媒体P上の未定着画像を定着する定着装置、を示す。
なお、図示は省略するが、各感光体ドラム11Y、11C、11M、11BKの上方には、各色(イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック)のトナー(トナー粒子)を現像装置13に供給する各色のトナー容器がそれぞれ設置されている。
なお、図示は省略するが、各感光体ドラム11Y、11C、11M、11BKの上方には、各色(イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック)のトナー(トナー粒子)を現像装置13に供給する各色のトナー容器がそれぞれ設置されている。
以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。なお、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上でおこなわれる作像プロセスについては、図2をも参照することができる。
まず、原稿Kは、原稿搬送部3の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部4のコンタクトガラス5上に載置される。そして、原稿読込部4で、コンタクトガラス5上に載置された原稿Kの画像情報が光学的に読み取られる。
まず、原稿Kは、原稿搬送部3の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部4のコンタクトガラス5上に載置される。そして、原稿読込部4で、コンタクトガラス5上に載置された原稿Kの画像情報が光学的に読み取られる。
詳しくは、原稿読込部4は、コンタクトガラス5上の原稿Kの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Kにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Kのカラー画像情報は、カラーセンサにてRGB(レッド、グリーン、ブルー)の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、RGBの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部2に送信される。そして、書込み部2からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光L(図2を参照できる。)が、それぞれ、対応する感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に向けて発せられる。
一方、4つの感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKは、それぞれ、図1の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKの表面は、帯電部12との対向部で、一様に帯電される(帯電工程である。)。こうして、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部2において、4つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる(露光工程である。)。
書込み部2において、4つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる(露光工程である。)。
イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から1番目の感光体ドラム11Y表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム11Yの回転軸方向(主走査方向)に走査される。こうして、帯電部12にて帯電された後の感光体ドラム11Y上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から2番目の感光体ドラム11M表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から3番目の感光体ドラム11C表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から4番目の感光体ドラム11BK表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、それぞれ、現像装置13との対向位置に達する。そして、各現像装置13から感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上の潜像が現像される(現像工程である。)。
その後、現像工程後の感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、それぞれ、中間転写ベルト17との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト17の内周面に当接するように転写バイアスローラ14が設置されている。そして、転写バイアスローラ14の位置で、中間転写ベルト17上に、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される(1次転写工程である。)。
その後、現像工程後の感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、それぞれ、中間転写ベルト17との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト17の内周面に当接するように転写バイアスローラ14が設置されている。そして、転写バイアスローラ14の位置で、中間転写ベルト17上に、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される(1次転写工程である。)。
そして、転写工程後の感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、それぞれ、クリーニング部15との対向位置に達する。そして、クリーニング部15で、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に残存する未転写トナーが回収される(クリーニング工程である。)。
その後、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKにおける一連の作像プロセスが終了する。
その後、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKにおける一連の作像プロセスが終了する。
他方、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上の各色のトナーが重ねて転写(担持)された中間転写ベルト17は、図中の時計方向に走行して、2次転写バイアスローラ18との対向位置に達する。そして、2次転写バイアスローラ18との対向位置で、記録媒体P上に中間転写ベルト17上に担持されたカラーのトナー像が転写される(2次転写工程である。)。
その後、中間転写ベルト17表面は、中間転写ベルトクリーニング部16の位置に達する。そして、中間転写ベルト17上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部16に回収されて、中間転写ベルト17における一連の転写プロセスが終了する。
その後、中間転写ベルト17表面は、中間転写ベルトクリーニング部16の位置に達する。そして、中間転写ベルト17上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部16に回収されて、中間転写ベルト17における一連の転写プロセスが終了する。
ここで、中間転写ベルト17と2次転写バイアスローラ18との間(2次転写ニップである。)に搬送される記録媒体Pは、給紙部7からレジストローラ9等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Pを収納する給紙部7から、給紙ローラ8により給送された記録媒体Pが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ9に導かれる。レジストローラ9に達した記録媒体Pは、タイミングを合わせて、2次転写ニップに向けて搬送される。
詳しくは、記録媒体Pを収納する給紙部7から、給紙ローラ8により給送された記録媒体Pが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ9に導かれる。レジストローラ9に達した記録媒体Pは、タイミングを合わせて、2次転写ニップに向けて搬送される。
そして、フルカラー画像が転写された記録媒体Pは、搬送ベルトによって定着装置20に導かれる。定着装置20では、定着ベルトと加圧ローラとのニップにて、カラー画像が記録媒体P上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Pは、排紙ローラによって、装置本体1外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
そして、定着工程後の記録媒体Pは、排紙ローラによって、装置本体1外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
次に、図2〜図8にて、画像形成装置における作像部について詳述する。
図2は、作像部及びトナー容器28を示す構成図である。図3(A)は現像装置13の上部(第1搬送スクリュ13b1の位置である。)を長手方向にみた概略断面図(水平方向の断面図)であって、図3(B)は現像装置13の下部(第2搬送スクリュ13b2の位置である。)を長手方向にみた概略断面図である。図4は、現像装置13の循環経路を長手方向にみた概略断面図(垂直方向の断面図)である。また、図5は、2つの現像ローラ13a1、13a2上に形成される磁極H1〜H6による法線方向の磁力の大きさを示す図である。また、図6は、ドクターブレード13cに対向する現像ローラ13a1(第1現像ローラ)を示す模式図であって、現像ローラ13a1を長手方向(図2及び図5の紙面垂直方向である。)にみた図である。図7は、ドクターブレード13cに対向する現像ローラ13a1の溝部131を示す拡大図であって、現像ローラ131aの回転軸に直交する断面図である。さらに、図8は、ドクターブレード13cに対向しない現像ローラ13a2(第2現像ローラ)を示す模式図である。
なお、各作像部はほぼ同一構造であって、各トナー容器もほぼ同一構造であるために、図2〜図8にて作像部及びトナー容器は符号のアルファベット(Y、C、M、BK)を除して図示する。
図2は、作像部及びトナー容器28を示す構成図である。図3(A)は現像装置13の上部(第1搬送スクリュ13b1の位置である。)を長手方向にみた概略断面図(水平方向の断面図)であって、図3(B)は現像装置13の下部(第2搬送スクリュ13b2の位置である。)を長手方向にみた概略断面図である。図4は、現像装置13の循環経路を長手方向にみた概略断面図(垂直方向の断面図)である。また、図5は、2つの現像ローラ13a1、13a2上に形成される磁極H1〜H6による法線方向の磁力の大きさを示す図である。また、図6は、ドクターブレード13cに対向する現像ローラ13a1(第1現像ローラ)を示す模式図であって、現像ローラ13a1を長手方向(図2及び図5の紙面垂直方向である。)にみた図である。図7は、ドクターブレード13cに対向する現像ローラ13a1の溝部131を示す拡大図であって、現像ローラ131aの回転軸に直交する断面図である。さらに、図8は、ドクターブレード13cに対向しない現像ローラ13a2(第2現像ローラ)を示す模式図である。
なお、各作像部はほぼ同一構造であって、各トナー容器もほぼ同一構造であるために、図2〜図8にて作像部及びトナー容器は符号のアルファベット(Y、C、M、BK)を除して図示する。
図2に示すように、作像部は、像担持体としての感光体ドラム11、帯電部12、現像装置13(現像部)、クリーニング部15、等で構成される。
像担持体としての感光体ドラム11は、外径が30mm程度の負帯電の有機感光体であって、不図示の回転駆動機構によって反時計方向に回転駆動される。
像担持体としての感光体ドラム11は、外径が30mm程度の負帯電の有機感光体であって、不図示の回転駆動機構によって反時計方向に回転駆動される。
帯電部12は、芯金上に、ウレタン樹脂、導電性粒子としてのカーボンブラック、硫化剤、発泡剤等を処方した中抵抗の発泡ウレタン層をローラ状に形成した弾性を有する帯電ローラである。帯電部12の中抵抗層の材質としては、ウレタン、エチレン−プロピレン−ジエンポリエチレン(EPDM)、ブタジエンアクリロニトリルゴム(NBR)、シリコーンゴムや、イソプレンゴム等に抵抗調整のためにカーボンブラックや金属酸化物等の導電性物質を分散したゴム材や、またこれらを発泡させたものを用いることもできる。
クリーニング部15は、感光体ドラム11に摺接するクリーニングブレード15aが設置されていて、感光体ドラム11上の未転写トナーを機械的に除去・回収する。
クリーニング部15は、感光体ドラム11に摺接するクリーニングブレード15aが設置されていて、感光体ドラム11上の未転写トナーを機械的に除去・回収する。
現像装置13は、現像剤担持体としての2つの現像ローラ13a1、13a2が感光体ドラム11に近接するように配置されていて、それぞれの対向部分には感光体ドラム11と磁気ブラシとが接触する現像領域(現像ニップ部)が形成される。現像装置13内には、トナーTとキャリアCとからなる現像剤G(2成分現像剤)が収容されている。そして、現像装置13は、感光体ドラム11上に形成される静電潜像を現像する(トナー像を形成する。)。なお、現像装置13の構成・動作については、後で詳しく説明する。
図2を参照して、トナー容器28は、その内部に現像装置13内に供給するためのトナーTを収容している。具体的に、現像装置13に設置された磁気センサ(不図示である。)によって検知されるトナー濃度(現像剤G中のトナーの割合である。)の情報に基いて、シャッタ駆動部によってシャッタ機構80の開閉動作をおこなって、トナー容器28から現像装置13内に向けてトナーTを適宜に供給する。
なお、トナーTの供給は、トナー濃度の情報に限定されず、感光体ベルトや中間転写ベルト等に形成されたトナー像の反射率等から検知される画像濃度の情報に基づいて実施されてもよい。また、これらの異なる情報を組み合わせて、トナーTの供給の実施を判断してもよい。
供給管29は、トナー容器28から供給されるトナーTを現像装置13内に確実に導くためのものである。すなわち、トナー容器28から排出されたトナーTは、供給管29を介して、トナー補給口13eから現像装置13内に供給される。
なお、トナーTの供給は、トナー濃度の情報に限定されず、感光体ベルトや中間転写ベルト等に形成されたトナー像の反射率等から検知される画像濃度の情報に基づいて実施されてもよい。また、これらの異なる情報を組み合わせて、トナーTの供給の実施を判断してもよい。
供給管29は、トナー容器28から供給されるトナーTを現像装置13内に確実に導くためのものである。すなわち、トナー容器28から排出されたトナーTは、供給管29を介して、トナー補給口13eから現像装置13内に供給される。
ここで、本実施の形態1において用いられるトナーTは、その重量平均粒径が5〜10μmであって、重量平均粒径が5μm以下のものが60〜80個数%の範囲で含まれるように形成されたものである。このように小粒径のトナーを用いることで、出力画像のドット再現性を高めることができる。
以下、画像形成装置における現像装置13について詳述する。
図2〜図5を参照して、現像装置13は、2つの現像ローラ13a1、13a2(現像剤担持体)、2つの搬送スクリュ13b1、13b2(オーガスクリュ)、現像剤規制部材としてのドクターブレード13c、等で構成されている。
2つの現像ローラ13a1、13a2は、それぞれ、外径が20mm程度の現像ローラであって、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂等の非磁性導電体を円筒形に形成してなるスリーブ13a12、13a22が不図示の回転駆動機構によって時計方向に回転されるように構成されている。第1の現像ローラ13a1は、現像剤規制部材としてのドクターブレード13cに対向するように配設されている。これに対して、第2の現像ローラ13a2は、現像剤規制部材としてのドクターブレード13cに対向しない位置であって、第1現像ローラ13a1と感光体ドラム11との対向位置よりも下流側(感光体ドラム11の回転方向下流側である。)の位置で感光体ドラム11に対向するように配設されている。
また、図3及び図5を参照して、第1現像ローラ13a1のスリーブ13a12内には、スリーブ13a12の周面に複数の磁極H1〜H3を形成するマグネット13a11が固設されている。第2現像ローラ13a2のスリーブ13a22内にも、スリーブ13a22の周面に複数の磁極H4〜H6を形成するマグネット13a21が固設されている。
図2〜図5を参照して、現像装置13は、2つの現像ローラ13a1、13a2(現像剤担持体)、2つの搬送スクリュ13b1、13b2(オーガスクリュ)、現像剤規制部材としてのドクターブレード13c、等で構成されている。
2つの現像ローラ13a1、13a2は、それぞれ、外径が20mm程度の現像ローラであって、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂等の非磁性導電体を円筒形に形成してなるスリーブ13a12、13a22が不図示の回転駆動機構によって時計方向に回転されるように構成されている。第1の現像ローラ13a1は、現像剤規制部材としてのドクターブレード13cに対向するように配設されている。これに対して、第2の現像ローラ13a2は、現像剤規制部材としてのドクターブレード13cに対向しない位置であって、第1現像ローラ13a1と感光体ドラム11との対向位置よりも下流側(感光体ドラム11の回転方向下流側である。)の位置で感光体ドラム11に対向するように配設されている。
また、図3及び図5を参照して、第1現像ローラ13a1のスリーブ13a12内には、スリーブ13a12の周面に複数の磁極H1〜H3を形成するマグネット13a11が固設されている。第2現像ローラ13a2のスリーブ13a22内にも、スリーブ13a22の周面に複数の磁極H4〜H6を形成するマグネット13a21が固設されている。
第1現像ローラ13a1上に担持された現像剤Gは、第1現像ローラ13a1の矢印方向の回転にともなって搬送されて、ドクターブレード13cの位置に達する。そして、第1現像ローラ13a1上の現像剤Gは、この位置で適量に規制された後に、感光体ドラム11との対向位置(第1の現像領域である。)まで搬送される。そして、第1の現像領域に形成された電界(現像電界)によって、感光体ドラム11上に形成された潜像にトナーが吸着される(第1の現像工程である。)。
さらに、第1の現像領域を通過した第1現像ローラ13a1上に担持された現像剤Gは、第2現像ローラ13a2との対向位置に達する。そして、第1現像ローラ13a1上の現像剤Gは、第2現像ローラ13a2上に受け渡された後に、第2現像ローラ13a2の矢印方向の回転にともなって搬送される。そして、第2現像ローラ13a2が感光体ドラム11に対向する位置(第2の現像領域である。)まで搬送される。そして、第2の現像領域に形成された電界(現像電界)によって、感光体ドラム11上に形成された潜像にトナーが吸着される(第2の現像工程である。)。
このように、複数の現像ローラ13a1、13a2を感光体ドラム11に対向させることで、感光体ドラム11の回転方向(走行方向)に対して現像領域を長くとることができる。したがって、感光体ドラム11の回転速度(プロセス線速)が高速化された場合であっても、高画質の画像を形成することができる。
さらに、第1の現像領域を通過した第1現像ローラ13a1上に担持された現像剤Gは、第2現像ローラ13a2との対向位置に達する。そして、第1現像ローラ13a1上の現像剤Gは、第2現像ローラ13a2上に受け渡された後に、第2現像ローラ13a2の矢印方向の回転にともなって搬送される。そして、第2現像ローラ13a2が感光体ドラム11に対向する位置(第2の現像領域である。)まで搬送される。そして、第2の現像領域に形成された電界(現像電界)によって、感光体ドラム11上に形成された潜像にトナーが吸着される(第2の現像工程である。)。
このように、複数の現像ローラ13a1、13a2を感光体ドラム11に対向させることで、感光体ドラム11の回転方向(走行方向)に対して現像領域を長くとることができる。したがって、感光体ドラム11の回転速度(プロセス線速)が高速化された場合であっても、高画質の画像を形成することができる。
図5は、マグネット13a11、13a21によって現像ローラ13a1、13a2(スリーブ13a12、13a22)の周囲に形成される複数の磁極H1〜H3、H4〜H6を示している。図5に示すように、第1現像ローラ13a1における複数の磁極は、感光体ドラム11との対向位置に形成された主磁極H1、主磁極H1の下流側であって第2現像ローラ13a2との対向位置に形成された搬送磁極H3、第1搬送経路との対向位置からドクターブレード13cとの対向位置の近傍にかけて形成された汲上げ磁極H2(ドクタ対向磁極)、等で構成される。また、第2現像ローラ13a2における複数の磁極は、感光体ドラム11との対向位置に形成された主磁極H5、主磁極H5の上流側であって第1現像ローラ13a1との対向位置に形成された受取磁極H4、第2搬送経路との対向位置まで現像剤を搬送する搬送磁極H6、等で構成される。
まず、汲上げ磁極H2が磁性体としてのキャリアに作用して、第1搬送経路に収容された現像剤Gが第1現像ローラ13a1上に汲上げられる。第1現像ローラ13a1上に担持された現像剤Gは、その一部がドクターブレード13cの位置で掻き取られて、第1搬送経路に戻される。一方、汲上げ磁極H2による磁力が作用するドクターブレード13cの位置で、ドクターブレード13cと第1現像ローラ13a1とのドクターギャップを通過して現像ローラ13a1上に担持された現像剤Gは、主磁極H1の位置で穂立ちして第1現像領域において磁気ブラシとなって感光体ドラム11に摺接する。こうして、第1現像ローラ13a1に担持された現像剤G中のトナーTが感光体ドラム11上の潜像に付着する。その後、主磁極H1の位置を通過した現像剤Gは、搬送磁極H3によって第2現像ローラ13a2との対向位置に搬送される。そして、この位置で、受取磁極H4によって、第1現像ローラ13a1上の現像剤Gが、第2現像ローラ13a2上に移動する。そして、第2現像ローラ13a2上に担持された現像剤Gは、主磁極H5の位置で穂立ちして第2現像領域において磁気ブラシとなって感光体ドラム11に摺接する。こうして、第2現像ローラ13a2に担持された現像剤G中のトナーTが感光体ドラム11上の潜像に付着する。その後、主磁極H5の位置を通過した現像剤Gは、搬送磁極H6によって第2搬送経路との対向位置に搬送される。そして、この位置には磁極が形成されていないために、第2現像ローラ13a2上に担持されていた現像工程後の現像剤Gが現像ローラ13a2から脱離される。脱離後の現像剤Gは、第2搬送経路内に落下して第2搬送スクリュ13b2によって第2搬送経路の下流に向けて搬送される。
まず、汲上げ磁極H2が磁性体としてのキャリアに作用して、第1搬送経路に収容された現像剤Gが第1現像ローラ13a1上に汲上げられる。第1現像ローラ13a1上に担持された現像剤Gは、その一部がドクターブレード13cの位置で掻き取られて、第1搬送経路に戻される。一方、汲上げ磁極H2による磁力が作用するドクターブレード13cの位置で、ドクターブレード13cと第1現像ローラ13a1とのドクターギャップを通過して現像ローラ13a1上に担持された現像剤Gは、主磁極H1の位置で穂立ちして第1現像領域において磁気ブラシとなって感光体ドラム11に摺接する。こうして、第1現像ローラ13a1に担持された現像剤G中のトナーTが感光体ドラム11上の潜像に付着する。その後、主磁極H1の位置を通過した現像剤Gは、搬送磁極H3によって第2現像ローラ13a2との対向位置に搬送される。そして、この位置で、受取磁極H4によって、第1現像ローラ13a1上の現像剤Gが、第2現像ローラ13a2上に移動する。そして、第2現像ローラ13a2上に担持された現像剤Gは、主磁極H5の位置で穂立ちして第2現像領域において磁気ブラシとなって感光体ドラム11に摺接する。こうして、第2現像ローラ13a2に担持された現像剤G中のトナーTが感光体ドラム11上の潜像に付着する。その後、主磁極H5の位置を通過した現像剤Gは、搬送磁極H6によって第2搬送経路との対向位置に搬送される。そして、この位置には磁極が形成されていないために、第2現像ローラ13a2上に担持されていた現像工程後の現像剤Gが現像ローラ13a2から脱離される。脱離後の現像剤Gは、第2搬送経路内に落下して第2搬送スクリュ13b2によって第2搬送経路の下流に向けて搬送される。
図2を参照して、2つの搬送スクリュ13b1、13b2(搬送部材)は、現像装置13内に収容された現像剤Gを長手方向(図2の紙面垂直方向である。)に循環しながら撹拌・混合する。
第1搬送スクリュ13b1(第1搬送部材)は、第1現像ローラ13a1に対向する位置に配設されていて、現像剤Gを長手方向(回転軸方向)に水平に搬送する(図3(A)の破線矢印に示す右方向の搬送である。)とともに、汲上げ磁極H2の位置で現像ローラ13a1上に現像剤Gを供給(図3(A)の白矢印方向の供給である。)する。
第1搬送スクリュ13b1(第1搬送部材)は、第1現像ローラ13a1に対向する位置に配設されていて、現像剤Gを長手方向(回転軸方向)に水平に搬送する(図3(A)の破線矢印に示す右方向の搬送である。)とともに、汲上げ磁極H2の位置で現像ローラ13a1上に現像剤Gを供給(図3(A)の白矢印方向の供給である。)する。
第2搬送スクリュ13b2(第2搬送部材)は、第1搬送スクリュ13b1の下方であって第2現像ローラ13a2に対向する位置に配設されている。そして、現像ローラ13a2から離脱した現像剤G(現像工程後に現像ローラ13a2上から離脱された現像剤Gであって、図3(B)の白矢印方向に離脱するものある。)を長手方向に水平に搬送する(図3(B)の破線矢印に示す左方向の搬送である。)。なお、本実施の形態1では、第2搬送スクリュ13b2の回転方向が、現像ローラ13a2の回転方向と同方向(図2の時計方向である。)になるように設定されている。
そして、第2搬送スクリュ13b2は、第1搬送スクリュ13b1による搬送経路の下流側から第1中継部13fを介して循環される現像剤Gを第1搬送部材13b1による搬送経路の上流側に第2中継部13gを介して搬送する(図3(B)の一点鎖線矢印に示す搬送である。)。
2つの搬送スクリュ13b1、13b2は、現像ローラ13a1、13a2や感光体ドラム11と同様に、回転軸がほぼ水平になるように配設されている。また、2つの搬送スクリュ13b1、13b2は、軸部に外径が16mm以下のスクリュ部が螺旋状に巻装されたものである。
そして、第2搬送スクリュ13b2は、第1搬送スクリュ13b1による搬送経路の下流側から第1中継部13fを介して循環される現像剤Gを第1搬送部材13b1による搬送経路の上流側に第2中継部13gを介して搬送する(図3(B)の一点鎖線矢印に示す搬送である。)。
2つの搬送スクリュ13b1、13b2は、現像ローラ13a1、13a2や感光体ドラム11と同様に、回転軸がほぼ水平になるように配設されている。また、2つの搬送スクリュ13b1、13b2は、軸部に外径が16mm以下のスクリュ部が螺旋状に巻装されたものである。
なお、第1搬送スクリュ13b1による搬送経路(第1搬送経路)と、第2搬送スクリュ13b2による搬送経路(第2搬送経路)と、は壁部によって隔絶されている。
図3及び図4を参照して、第2搬送スクリュ13b2による搬送経路(第2搬送経路)の下流側と、第1搬送スクリュ13b1による搬送経路(第1搬送経路)の上流側と、は第2中継部13gを介して連通している。そして、第2搬送スクリュ13b2による搬送経路において第2中継部13gの近傍に留まって盛り上がった現像剤Gが、第2中継部13gを介して第1搬送スクリュ13b1による搬送経路の上流側に搬送(供給)されることになる。
また、図3及び図4を参照して、第1搬送スクリュ13b1による搬送経路の下流側と、第2搬送スクリュ13b2による搬送経路の上流側と、は第1中継部13fを介して連通している。そして、第1搬送スクリュ13b1による第1搬送経路にて第1現像ローラ13a1上に供給されなかった現像剤Gが、第1中継部13fにて自重落下して、第2搬送経路の上流側に達することになる。
図3及び図4を参照して、第2搬送スクリュ13b2による搬送経路(第2搬送経路)の下流側と、第1搬送スクリュ13b1による搬送経路(第1搬送経路)の上流側と、は第2中継部13gを介して連通している。そして、第2搬送スクリュ13b2による搬送経路において第2中継部13gの近傍に留まって盛り上がった現像剤Gが、第2中継部13gを介して第1搬送スクリュ13b1による搬送経路の上流側に搬送(供給)されることになる。
また、図3及び図4を参照して、第1搬送スクリュ13b1による搬送経路の下流側と、第2搬送スクリュ13b2による搬送経路の上流側と、は第1中継部13fを介して連通している。そして、第1搬送スクリュ13b1による第1搬送経路にて第1現像ローラ13a1上に供給されなかった現像剤Gが、第1中継部13fにて自重落下して、第2搬送経路の上流側に達することになる。
このような構成により、2つの搬送スクリュ13b1、13b2によって、現像装置13において現像剤Gを長手方向に循環させる循環経路が形成されることになる。すなわち、現像装置13が稼動されると、装置内に収容された現像剤Gは図3及び図4中の破線矢印の方向に流動する。そして、このように、現像ローラ13a1に対する現像剤Gの供給経路(第1搬送スクリュ13a1による第1搬送経路である。)と、現像ローラ13a2から離脱する現像剤Gの回収経路(第2搬送スクリュ13a2による第2搬送経路である。)と、を分離することで、感光体ドラム11上に形成するトナー像の濃度偏差を小さくすることができる。
なお、図示は省略するが、第2搬送スクリュ13b2による搬送経路中には、装置内を循環する現像剤のトナー濃度を検知する磁気センサが設置されている。そして、磁気センサによって検知されるトナー濃度の情報に基いて、トナー容器28からトナー補給口13e(第1中継部13fの近傍に配設されている。)を介して現像装置13内に向けて新品のトナーTが供給される。
また、図3、図4を参照して、トナー補給口13eは、第2搬送スクリュ13b2による搬送経路の上流側の上方であって、現像領域から離れた位置(現像ローラ13aの長手方向の範囲の外側である。)に配設されている。このようにトナー補給口13eを第1中継部13fの近傍に設置することで、第2搬送経路において、現像ローラ13a2から離脱した現像剤が比重の小さい補給トナーの上方から降りかかり、第2搬送経路の下流側に向けて比較的長い時間をかけて現像剤に対して補給トナーの分散・混合を充分におこなうことができる。
なお、本実施の形態1では、トナー補給口13eを第2搬送スクリュ13a2による搬送経路中に配設したが、トナー補給口13eの位置はこれに限定されることなく、例えば、第1搬送経路の上流側の上方に配置することもできる。
また、図3、図4を参照して、トナー補給口13eは、第2搬送スクリュ13b2による搬送経路の上流側の上方であって、現像領域から離れた位置(現像ローラ13aの長手方向の範囲の外側である。)に配設されている。このようにトナー補給口13eを第1中継部13fの近傍に設置することで、第2搬送経路において、現像ローラ13a2から離脱した現像剤が比重の小さい補給トナーの上方から降りかかり、第2搬送経路の下流側に向けて比較的長い時間をかけて現像剤に対して補給トナーの分散・混合を充分におこなうことができる。
なお、本実施の形態1では、トナー補給口13eを第2搬送スクリュ13a2による搬送経路中に配設したが、トナー補給口13eの位置はこれに限定されることなく、例えば、第1搬送経路の上流側の上方に配置することもできる。
以下、本実施の形態1の現像装置13における、特徴的な構成・動作について説明する。
本実施の形態1における現像装置13は、ドクターブレード13c(現像剤規制部材)に対向する第1現像ローラ13a1(スリーブ13a12)の表面に、溝部131が形成されている。これに対して、ドクターブレード13c(現像剤規制部材)に対向しない第2現像ローラ13a2(スリーブ13a22)の表面には、ブラスト処理が施されている。
本実施の形態1における現像装置13は、ドクターブレード13c(現像剤規制部材)に対向する第1現像ローラ13a1(スリーブ13a12)の表面に、溝部131が形成されている。これに対して、ドクターブレード13c(現像剤規制部材)に対向しない第2現像ローラ13a2(スリーブ13a22)の表面には、ブラスト処理が施されている。
詳しくは、図6(A)を参照して、第1現像ローラ13a1において、溝部131は、現像ローラ13a1の回転軸方向に沿うように、現像ローラ13a1の周方向に周期的に間隔をあけて全周にわたって複数設けられている。第1現像ローラ13a1(スリーブ13a12)の表面に形成された複数の溝部131は、現像ローラ13a1(スリーブ13a12)上における現像剤Gの搬送性(保持力)を向上させるためのものである。溝部131の溝形状は、例えば、図7(A)〜(C)のいずれかのものに設定することができる。
ここで、本実施の形態1では、溝部131の溝形状が、図7(A)に示すようにV溝形状であって、その深さが0.2mmnに設定されている。そして、外径が20mmの現像ローラ13aの表面に、50本(溝ピッチ7.2度)の溝部131が等間隔に形成されている。
このように、その表面に溝加工がされた第1現像ローラ13a1は、サンドブラスト処理が施された第2現像ローラ13a2に比べて、その表面の全域にわたって現像剤が均一に保持されにくいために経時においてトナー固着が生じやすく画像品質が安定しない反面、ドクターブレード13cに対向させても経時において溝部131が摩滅しにくく現像剤の搬送性(保持力)の低下の程度が小さい。
ここで、本実施の形態1では、溝部131の溝形状が、図7(A)に示すようにV溝形状であって、その深さが0.2mmnに設定されている。そして、外径が20mmの現像ローラ13aの表面に、50本(溝ピッチ7.2度)の溝部131が等間隔に形成されている。
このように、その表面に溝加工がされた第1現像ローラ13a1は、サンドブラスト処理が施された第2現像ローラ13a2に比べて、その表面の全域にわたって現像剤が均一に保持されにくいために経時においてトナー固着が生じやすく画像品質が安定しない反面、ドクターブレード13cに対向させても経時において溝部131が摩滅しにくく現像剤の搬送性(保持力)の低下の程度が小さい。
なお、溝部131の形態としては、図6(A)に示すように、現像ローラ13a1の回転軸方向に沿うように形成されたものに限定されることはない。
例えば、溝部131として、図6(B)に示すように、現像ローラ13a1の回転軸方向に対して傾斜するように形成されたものを用いることできる。ここでは、傾斜方向が異なる溝部131がアヤメ状に交わるように形成されている。
また、第1溝部131として、図6(C)に示すように、現像ローラ13a1の回転軸方向に沿うように形成されるとともに回転軸方向に対して傾斜するように形成されたものを用いることできる。ここでは、1つの溝部131において、中央が回転軸方向に沿うように形成されて、両端が回転軸方向に対して傾斜するように形成されている。そして、現像ローラ13a1の全体としては、複数の溝部131がウロコ状に形成されている。
例えば、溝部131として、図6(B)に示すように、現像ローラ13a1の回転軸方向に対して傾斜するように形成されたものを用いることできる。ここでは、傾斜方向が異なる溝部131がアヤメ状に交わるように形成されている。
また、第1溝部131として、図6(C)に示すように、現像ローラ13a1の回転軸方向に沿うように形成されるとともに回転軸方向に対して傾斜するように形成されたものを用いることできる。ここでは、1つの溝部131において、中央が回転軸方向に沿うように形成されて、両端が回転軸方向に対して傾斜するように形成されている。そして、現像ローラ13a1の全体としては、複数の溝部131がウロコ状に形成されている。
一方、図8を参照して、第2現像ローラ13a2の表面(少なくとも画像領域の全部である。)には、ブラスト処理部132が形成されている。
詳しくは、第2現像ローラ13a2において、ブラスト処理部132は、サンドブラスト加工によってスリーブ13a22の表面の算術平均粗さ(Ra)が6μmになるように粗面化されたものである。
このように、その表面にサンドブラスト処理が施された第2現像ローラ13a2は、溝加工がされた第1現像ローラ13a1に比べて、ドクターブレード13cに対向させてしまうと経時において凹凸が摩滅しやすく現像剤の搬送性(保持力)の低下の程度が大きくなる反面、その表面の全域にわたって現像剤が均一に保持されるために経時においてもトナー固着が生じにくく画像品質が安定する。
詳しくは、第2現像ローラ13a2において、ブラスト処理部132は、サンドブラスト加工によってスリーブ13a22の表面の算術平均粗さ(Ra)が6μmになるように粗面化されたものである。
このように、その表面にサンドブラスト処理が施された第2現像ローラ13a2は、溝加工がされた第1現像ローラ13a1に比べて、ドクターブレード13cに対向させてしまうと経時において凹凸が摩滅しやすく現像剤の搬送性(保持力)の低下の程度が大きくなる反面、その表面の全域にわたって現像剤が均一に保持されるために経時においてもトナー固着が生じにくく画像品質が安定する。
以上説明したように、ドクターブレード13cに対向する第1現像ローラ13a1(スリーブ13a12)の表面に溝部131を形成して、ドクターブレード13cに対向しない第2現像ローラ13a2(スリーブ13a22)の表面にブラスト処理部132を形成することで、双方の現像ローラ13a1、13a2の短所が相殺されて双方の長所が効率的に発揮されることになる。
すなわち、第1現像ローラ13a1は、ドクターブレード13cに対向するため、ドクターギャップの位置で大きな圧力を受けることになるが、その表面に形成された溝部131は摩滅しにくいために、経時においても現像剤の搬送性(保持力)が維持されることになる。したがって、第1現像ローラ13a1によって第1現像領域に搬送される現像剤量が少なくなって画像濃度低下が生じる不具合が抑止される。ここで、第1現像ローラ13a1の表面には現像剤が均一に保持されにくくて、第1現像領域において感光体ドラム11上に形成されるトナー像の画質は安定しないことになる。しかし、それを補完するように、第2現像領域において、その表面の全域にわたって現像剤Gが均一に保持された第2現像ローラ13a2によって、感光体ドラム11上に画質の安定したトナー像が形成されることになる。なお、この第2現像ローラ13a2は、ドクターブレード13cに対向しないために、その表面に大きな圧力がかかりにくくなり、経時において凹凸が摩滅しにくく、その現像剤の搬送性(保持力)を維持することができる。
このように、本実施の形態1では、経時における現像剤搬送性と、経時における画質の安定化と、を両立させることができる。
すなわち、第1現像ローラ13a1は、ドクターブレード13cに対向するため、ドクターギャップの位置で大きな圧力を受けることになるが、その表面に形成された溝部131は摩滅しにくいために、経時においても現像剤の搬送性(保持力)が維持されることになる。したがって、第1現像ローラ13a1によって第1現像領域に搬送される現像剤量が少なくなって画像濃度低下が生じる不具合が抑止される。ここで、第1現像ローラ13a1の表面には現像剤が均一に保持されにくくて、第1現像領域において感光体ドラム11上に形成されるトナー像の画質は安定しないことになる。しかし、それを補完するように、第2現像領域において、その表面の全域にわたって現像剤Gが均一に保持された第2現像ローラ13a2によって、感光体ドラム11上に画質の安定したトナー像が形成されることになる。なお、この第2現像ローラ13a2は、ドクターブレード13cに対向しないために、その表面に大きな圧力がかかりにくくなり、経時において凹凸が摩滅しにくく、その現像剤の搬送性(保持力)を維持することができる。
このように、本実施の形態1では、経時における現像剤搬送性と、経時における画質の安定化と、を両立させることができる。
なお、本実施の形態1において、2つの現像ローラ13a1、13a2の表面は、いずれも、導電性材料で形成することが好ましい。例えば、現像ローラ13a1、13a2のスリーブ表面に被膜層を形成する場合には、導電性を有する被膜層を形成することになる。
ここで、現像ローラ13a1、13a2表面の材質として絶縁体を用いた場合を考える。このような状態は、現像ローラ13a1、13a2表面の全体にトナーが固着した場合と置き換えることができる。そして、このように絶縁体からなるローラ表面に電荷が付与されると、電荷は移動することなくローラ表面に溜まっていく。その結果、現像ローラ13a1、13a2と感光体ドラム11との間の静電気場が変化してしまい、感光体ドラム11上に形成される画像に地肌汚れや濃度低下が生じてしまう。
これに対して、現像ローラ13a1、13a2表面に導電性をもたせることで、ローラ表面に電荷が付与されても、その電荷はすぐに移動してローラ表面に溜まることはない。したがって、感光体ドラム11上に形成される画像に地肌汚れや濃度低下が生じる不具合が抑止される。
ここで、現像ローラ13a1、13a2表面の材質として絶縁体を用いた場合を考える。このような状態は、現像ローラ13a1、13a2表面の全体にトナーが固着した場合と置き換えることができる。そして、このように絶縁体からなるローラ表面に電荷が付与されると、電荷は移動することなくローラ表面に溜まっていく。その結果、現像ローラ13a1、13a2と感光体ドラム11との間の静電気場が変化してしまい、感光体ドラム11上に形成される画像に地肌汚れや濃度低下が生じてしまう。
これに対して、現像ローラ13a1、13a2表面に導電性をもたせることで、ローラ表面に電荷が付与されても、その電荷はすぐに移動してローラ表面に溜まることはない。したがって、感光体ドラム11上に形成される画像に地肌汚れや濃度低下が生じる不具合が抑止される。
また、本実施の形態1において、2つの現像ローラ13a1、13a2の表面は、いずれも、非磁性材料で形成することが好ましい。
本実施の形態1において用いられる2成分現像剤Gは、磁性キャリアCと非磁性トナーTとで構成されている。そのため、現像ローラ13a1、13a2の表面が磁性材料で形成されていると、現像ローラ13a1、13a2上にキャリアCを担持したくない位置においてもキャリアGが吸着しやすくなり、現像ローラ13a1、13a2上における現像剤Gの循環(新旧の現像剤の入れ替わりである。)が活発におこなわれなくなって、現像剤の「連れ回り」が生じてしまう。このような「連れ回り」の現像剤は、キャリアC表面に充分な量のトナーTが保持されていない状態のものであるため、感光体ドラム11上に形成されるトナー像に画像濃度低下や画像濃度ムラが生じてしまう。
これに対して、現像ローラ13a1、13a2表面を非磁性にすることで、現像剤の「連れ回り」が生じにくくなる。したがって、感光体ドラム11上に形成される画像に画像濃度低下や画像濃度ムラが生じる不具合が抑止される。
本実施の形態1において用いられる2成分現像剤Gは、磁性キャリアCと非磁性トナーTとで構成されている。そのため、現像ローラ13a1、13a2の表面が磁性材料で形成されていると、現像ローラ13a1、13a2上にキャリアCを担持したくない位置においてもキャリアGが吸着しやすくなり、現像ローラ13a1、13a2上における現像剤Gの循環(新旧の現像剤の入れ替わりである。)が活発におこなわれなくなって、現像剤の「連れ回り」が生じてしまう。このような「連れ回り」の現像剤は、キャリアC表面に充分な量のトナーTが保持されていない状態のものであるため、感光体ドラム11上に形成されるトナー像に画像濃度低下や画像濃度ムラが生じてしまう。
これに対して、現像ローラ13a1、13a2表面を非磁性にすることで、現像剤の「連れ回り」が生じにくくなる。したがって、感光体ドラム11上に形成される画像に画像濃度低下や画像濃度ムラが生じる不具合が抑止される。
また、本実施の形態1において、2つの現像ローラ13a1、13a2は、いずれも、そのスリーブ13a12、13a22をアルミニウムで形成することが好ましい。
スリーブ13a12、13a22をアルミニウムで形成することで、上述した現像ローラ13a1、13a2の表面の導電性と非磁性とを達成することができることに加え、材料費が比較的低廉化されるとともに、溝部131やブラスト処理部132の加工が容易になる。
ここで、スリーブ13a12、13a22をアルミニウムで形成する場合には、スリーブ13a12、13a22をステンレス等で形成する場合に比べて、その表面の機械的強度が低下することになる。しかし、ドクターブレード13cに対向していて強い圧力を受ける第1現像ローラ13a1には摩滅しにくい溝部131が形成され、強い圧力によってブラスト処理部132が摩滅しやすい第2現像ローラ13a2はドクターブレード13cに対向しないように設定しているために、双方のスリーブ13a12、13a22をアルミニウムで形成しても、それぞれに変形が生じる不具合を抑止することができる。
スリーブ13a12、13a22をアルミニウムで形成することで、上述した現像ローラ13a1、13a2の表面の導電性と非磁性とを達成することができることに加え、材料費が比較的低廉化されるとともに、溝部131やブラスト処理部132の加工が容易になる。
ここで、スリーブ13a12、13a22をアルミニウムで形成する場合には、スリーブ13a12、13a22をステンレス等で形成する場合に比べて、その表面の機械的強度が低下することになる。しかし、ドクターブレード13cに対向していて強い圧力を受ける第1現像ローラ13a1には摩滅しにくい溝部131が形成され、強い圧力によってブラスト処理部132が摩滅しやすい第2現像ローラ13a2はドクターブレード13cに対向しないように設定しているために、双方のスリーブ13a12、13a22をアルミニウムで形成しても、それぞれに変形が生じる不具合を抑止することができる。
以上説明したように、本実施の形態1では、ドクターブレード13c(現像剤規制部材)に対向する現像ローラ13a1の表面に溝部131を形成して、ドクターブレード13cに対向しない現像ローラ13a2の表面にブラスト処理を施しているため、現像ローラ13a1、13a2上における現像剤Gの搬送性が経時においても良好で、良好な出力画像を経時においても安定的に形成することができる。
実施の形態2.
図9〜図11にて、この発明の実施の形態2について詳細に説明する。
図9は、実施の形態2における現像装置13の要部を示す構成図である。また、図10及び図11は、それぞれ、別の現像装置13の要部を示す構成図である。
本実施の形態2における現像装置13は、3つの現像ローラが設置されている点が、2つの現像ローラ13a1、13a2が設置されている前記実施の形態1のものと相違する。
図9〜図11にて、この発明の実施の形態2について詳細に説明する。
図9は、実施の形態2における現像装置13の要部を示す構成図である。また、図10及び図11は、それぞれ、別の現像装置13の要部を示す構成図である。
本実施の形態2における現像装置13は、3つの現像ローラが設置されている点が、2つの現像ローラ13a1、13a2が設置されている前記実施の形態1のものと相違する。
図示は一部省略するが、本実施の形態2における現像装置13も、前記実施の形態1のものと同様に、現像ローラ、搬送スクリュ、現像剤規制部材としてのドクターブレード、等で構成されている。
ここで、図9に示す現像装置13は、3本の現像ローラ13a1、13a2A、13a2Bが、感光体ドラム11に対向する位置に、感光体ドラム11の回転方向に沿うように設置されている。3本の現像ローラ13a1、13a2A、13a2Bは、いずれも、その回転方向が、感光体ドラム11との対向位置において感光体ドラム11の回転方向(走行方向)に対して順方向になるように回転する。すなわち、反時計方向に回転する感光体ドラム11に対して、3本の現像ローラ13a1、13a2A、13a2Bは、いずれも、時計方向に回転する。また、感光体ドラム11の回転方向(走行方向)に対して最上流にある第1現像ローラ13a1は、ドクターブレード13cに対向するように配設されている。
そして、現像装置13内から第1現像ローラ13a1上に現像剤が汲み上げられると、その後にドクターブレード13cとの対向位置で第1現像ローラ13a1上に担持された現像剤量が規制される。そして、第1現像ローラ13a1上に担持された現像剤は、感光体ドラム11との対向位置(第1現像領域)で第1の現像工程がおこなわれた後に、第2現像ローラ13a2A上に受け渡される。そして、第2現像ローラ13a2A上に担持された現像剤は、感光体ドラム11との対向位置(第2現像領域)で第2の現像工程がおこなわれた後に、第3現像ローラ13a2B上に受け渡される。そして、第3現像ローラ13a2B上に担持された現像剤は、感光体ドラム11との対向位置(第3現像領域)で第3の現像工程がおこなわれた後に、現像装置13内に向けて離脱される。
ここで、図9に示す現像装置13は、3本の現像ローラ13a1、13a2A、13a2Bが、感光体ドラム11に対向する位置に、感光体ドラム11の回転方向に沿うように設置されている。3本の現像ローラ13a1、13a2A、13a2Bは、いずれも、その回転方向が、感光体ドラム11との対向位置において感光体ドラム11の回転方向(走行方向)に対して順方向になるように回転する。すなわち、反時計方向に回転する感光体ドラム11に対して、3本の現像ローラ13a1、13a2A、13a2Bは、いずれも、時計方向に回転する。また、感光体ドラム11の回転方向(走行方向)に対して最上流にある第1現像ローラ13a1は、ドクターブレード13cに対向するように配設されている。
そして、現像装置13内から第1現像ローラ13a1上に現像剤が汲み上げられると、その後にドクターブレード13cとの対向位置で第1現像ローラ13a1上に担持された現像剤量が規制される。そして、第1現像ローラ13a1上に担持された現像剤は、感光体ドラム11との対向位置(第1現像領域)で第1の現像工程がおこなわれた後に、第2現像ローラ13a2A上に受け渡される。そして、第2現像ローラ13a2A上に担持された現像剤は、感光体ドラム11との対向位置(第2現像領域)で第2の現像工程がおこなわれた後に、第3現像ローラ13a2B上に受け渡される。そして、第3現像ローラ13a2B上に担持された現像剤は、感光体ドラム11との対向位置(第3現像領域)で第3の現像工程がおこなわれた後に、現像装置13内に向けて離脱される。
このように構成された現像装置13において、3本の現像ローラ13a1、13a2A、13a2Bのうち、ドクターブレード13cに対向する現像ローラ13a1(第1現像ローラ)の表面には溝部131が形成され、ドクターブレード13cに対向しない2つの現像ローラ13a2A、13a2B(第2、第3現像ローラ)の表面にはブラスト処理部132が形成されている。
このような構成により、それぞれの現像ローラ13a1、13a2A、13a2Bの短所が相殺されてそれぞれの長所が効率的に発揮されることになる。
すなわち、第1現像ローラ13a1は、ドクターブレード13cに対向するため、ドクターギャップの位置で大きな圧力を受けることになるが、その表面に形成された溝部131は摩滅しにくいために、経時においても現像剤の搬送性が維持されることになる。したがって、第1現像ローラ13a1によって第1現像領域に搬送される現像剤量が少なくなって画像濃度低下が生じる不具合が抑止される。ここで、第1現像ローラ13a1の表面には現像剤が均一に保持されにくくて、第1現像領域において感光体ドラム11上に形成されるトナー像の画質は安定しないことになる。しかし、それを補完するように、第2、第3現像領域において、その表面の全域にわたって現像剤Gが均一に保持された第2、第3現像ローラ13a2A、13a2Bによって、感光体ドラム11上に画質の安定したトナー像が形成されることになる。なお、この第2、第3現像ローラ13a2A、13a2Bは、ドクターブレード13cに対向しないために、その表面に大きな圧力がかかりにくくなり、経時において凹凸が摩滅しにくく、その現像剤の搬送性(保持力)を維持することができる。
このように、本実施の形態2においても、経時における現像剤搬送性と、経時における画質の安定化と、を両立させることができる。
このような構成により、それぞれの現像ローラ13a1、13a2A、13a2Bの短所が相殺されてそれぞれの長所が効率的に発揮されることになる。
すなわち、第1現像ローラ13a1は、ドクターブレード13cに対向するため、ドクターギャップの位置で大きな圧力を受けることになるが、その表面に形成された溝部131は摩滅しにくいために、経時においても現像剤の搬送性が維持されることになる。したがって、第1現像ローラ13a1によって第1現像領域に搬送される現像剤量が少なくなって画像濃度低下が生じる不具合が抑止される。ここで、第1現像ローラ13a1の表面には現像剤が均一に保持されにくくて、第1現像領域において感光体ドラム11上に形成されるトナー像の画質は安定しないことになる。しかし、それを補完するように、第2、第3現像領域において、その表面の全域にわたって現像剤Gが均一に保持された第2、第3現像ローラ13a2A、13a2Bによって、感光体ドラム11上に画質の安定したトナー像が形成されることになる。なお、この第2、第3現像ローラ13a2A、13a2Bは、ドクターブレード13cに対向しないために、その表面に大きな圧力がかかりにくくなり、経時において凹凸が摩滅しにくく、その現像剤の搬送性(保持力)を維持することができる。
このように、本実施の形態2においても、経時における現像剤搬送性と、経時における画質の安定化と、を両立させることができる。
ここで、図10のように、複数のドクターブレード13cA、13cBが設置された現像装置13に対しても、ドクターブレード13cA、13cBに対向する現像ローラ13a1A、13a1Bのすべてに対して溝部131を形成して、それ以外の現像ローラ13a2に対してブラスト処理部132を形成することができる。
図10の現像装置13は、第1現像ローラ13a1Aに第1のドクターブレード13cAが対向して、第3の現像ローラ13a1B(反時計方向に回転する。)に第2のドクターブレード13cBが対向するように構成されている。このような場合にも、ドクターブレードによる圧力の影響を受ける現像ローラ13a1A、13a1Bに溝部131を形成して、ドクターブレードによる圧力の影響をうけにくい現像ローラ13a2にブラスト処理を施すことで、上述した効果とほぼ同等の効果を得ることができる。
ただし、第1現像領域において第1現像ローラ13a1Aによって感光体ドラム11上に形成されたトナー像(画質が安定しないトナー像である。)に対して、それを補完するように第2現像領域において第2現像ローラ13a2によって感光体ドラム11上に画質の安定したトナー像を形成しても、第3現像領域において第3現像ローラ13a1Bによって感光体ドラム11上に再び画質が安定しないトナー像が形成されてしまうため、全体の画質としては図9のものに比べて低下してしまうことになる。
図10の現像装置13は、第1現像ローラ13a1Aに第1のドクターブレード13cAが対向して、第3の現像ローラ13a1B(反時計方向に回転する。)に第2のドクターブレード13cBが対向するように構成されている。このような場合にも、ドクターブレードによる圧力の影響を受ける現像ローラ13a1A、13a1Bに溝部131を形成して、ドクターブレードによる圧力の影響をうけにくい現像ローラ13a2にブラスト処理を施すことで、上述した効果とほぼ同等の効果を得ることができる。
ただし、第1現像領域において第1現像ローラ13a1Aによって感光体ドラム11上に形成されたトナー像(画質が安定しないトナー像である。)に対して、それを補完するように第2現像領域において第2現像ローラ13a2によって感光体ドラム11上に画質の安定したトナー像を形成しても、第3現像領域において第3現像ローラ13a1Bによって感光体ドラム11上に再び画質が安定しないトナー像が形成されてしまうため、全体の画質としては図9のものに比べて低下してしまうことになる。
さらに、図11のように、3つの現像ローラ13a1、13a2A、13a2Bの回転方向が、感光体ドラム11との対向位置において感光体ドラム11の回転方向に対して逆方向になるように回転する現像装置13に対しても、ドクターブレード13cに対向する現像ローラ13a1に対して溝部131を形成して、それ以外の現像ローラ13a2A、13a2Bに対してブラスト処理部132を形成することができる。
図11の現像装置13は、最下流側に配設された第1現像ローラ13a1にドクターブレード13cが対向するように構成されている。このような場合にも、ドクターブレードによる圧力の影響を受ける現像ローラ13a1に溝部131を形成して、ドクターブレードによる圧力の影響をうけにくい現像ローラ13a2A、13a2Bにブラスト処理を施すことで、上述した効果とほぼ同等の効果を得ることができる。
ただし、最上流の現像領域において第3現像ローラ13a2Bによって感光体ドラム11上に形成されたトナー像(画質が安定したトナー像である。)に対して、それをさらに補完するように中流の現像領域において第2現像ローラ13a2Aによって感光体ドラム11上に画質の安定したトナー像を形成しても、最下流の現像領域において第3現像ローラ13a1によって感光体ドラム11上に再び画質が安定しないトナー像が形成されてしまうため、全体の画質としては図9のものに比べて低下してしまうことになる。
図11の現像装置13は、最下流側に配設された第1現像ローラ13a1にドクターブレード13cが対向するように構成されている。このような場合にも、ドクターブレードによる圧力の影響を受ける現像ローラ13a1に溝部131を形成して、ドクターブレードによる圧力の影響をうけにくい現像ローラ13a2A、13a2Bにブラスト処理を施すことで、上述した効果とほぼ同等の効果を得ることができる。
ただし、最上流の現像領域において第3現像ローラ13a2Bによって感光体ドラム11上に形成されたトナー像(画質が安定したトナー像である。)に対して、それをさらに補完するように中流の現像領域において第2現像ローラ13a2Aによって感光体ドラム11上に画質の安定したトナー像を形成しても、最下流の現像領域において第3現像ローラ13a1によって感光体ドラム11上に再び画質が安定しないトナー像が形成されてしまうため、全体の画質としては図9のものに比べて低下してしまうことになる。
このように、複数の現像ローラを配設する場合には、図9の現像装置13のように、いずれの現像ローラの回転方向も、感光体ドラム11との対向位置において感光体ドラム11の回転方向に対して順方向になるように回転させることが好ましいことになる。
以上説明したように、本実施の形態2でも、本実施の形態1と同様に、ドクターブレード13c(現像剤規制部材)に対向する現像ローラ13a1の表面に溝部131を形成して、ドクターブレード13cに対向しない現像ローラ13a2A、13a2Bの表面にブラスト処理を施しているため、現像ローラ13a1、13a2A、13a2B上における現像剤Gの搬送性が経時においても良好で、良好な出力画像を経時においても安定的に形成することができる。
なお、本実施の形態2では、3本の現像ローラ13a1、13a2A、13a2Bが設置された現像装置13に対して本発明を適用したが、4本以上の現像ローラが設置された現像装置に対しても当然に本発明を適用することができる。そして、そのような場合であっても、上述した本実施の形態2における効果と同様の効果を得ることができる。
さらに、前記各実施の形態では、現像剤を長手方向に搬送する搬送スクリュが設置された現像装置13に対して本発明を適用したが、現像剤を短手方向に搬送する搬送パドル等が設置された現像装置(例えば、特許文献6等に記載された現像装置である。)に対しても、当然に本発明を適用することができる。そして、このような場合であっても、前記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、前記各実施の形態では、トナー容器28から現像装置13に向けてトナーTを供給したが、トナー容器(現像剤容器)から現像剤G(トナーT及びキャリアC)を現像装置13に向けて供給することもできる。その場合、現像装置13から余剰の現像剤を適宜に排出する手段を設けることになる。このような場合であっても、前記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、前記各実施の形態においては、現像装置13が単体で画像形成装置本体に着脱されるユニットして構成されている画像形成装置に対して、本発明を適用した。しかし、本発明の適用はこれに限定されることなく、作像部の一部又は全部がプロセスカートリッジ化されている画像形成装置に対しても、当然に本発明を適用することができる。
なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
1 画像形成装置本体(装置本体)、
11、11Y、11C、11M、11BK 感光体ドラム(像担持体)、
13 現像装置(現像部)、
13a1、13a2 現像ローラ、
13c ドクターブレード(現像剤規制部材)、
131 溝部、
132 ブラスト処理部、
G 現像剤(2成分現像剤)、 T トナー、 C キャリア。
11、11Y、11C、11M、11BK 感光体ドラム(像担持体)、
13 現像装置(現像部)、
13a1、13a2 現像ローラ、
13c ドクターブレード(現像剤規制部材)、
131 溝部、
132 ブラスト処理部、
G 現像剤(2成分現像剤)、 T トナー、 C キャリア。
Claims (7)
- キャリアとトナーとを有する現像剤を収容するとともに、像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置であって、
前記像担持体に対向するとともに現像剤を担持する複数の現像ローラと、
前記複数の現像ローラのうち少なくとも1つの現像ローラに対向して、当該現像ローラ上に担持された現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、
を備え、
前記複数の現像ローラのうち、
前記現像剤規制部材に対向する現像ローラは、その表面に、当該現像ローラの回転軸方向に沿うように、又は/及び、当該現像ローラの回転軸方向に対して傾斜するように、形成された溝部が当該現像ローラの周方向に間隔をあけて複数設けられ、
前記現像剤規制部材に対向しない現像ローラは、その表面に、ブラスト処理が施されたことを特徴とする現像装置。 - 前記複数の現像ローラは、いずれも、その回転方向が、前記像担持体との対向位置において前記像担持体の走行方向に対して順方向になるように回転することを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
- 前記複数の現像ローラは、いずれも、その表面が導電性材料で形成されたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の現像装置。
- 前記複数の現像ローラは、いずれも、その表面が非磁性材料で形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の現像装置。
- 前記複数の現像ローラは、いずれも、そのスリーブがアルミニウムで形成されたことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の現像装置。
- 画像形成装置の装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、
請求項1〜請求項5のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とが一体化されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項1〜請求項5のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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