JP2013088786A - 現像装置、これを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像装置内で現像剤の流動性や現像の回転数が変化し、現像剤の磁性板への圧力が変化したとしても、現像剤規制部材の磁性板が動かないようにする。
【解決手段】規制部材は、磁性板３４ａと非磁性板３０からなる。磁性板３４ａの大きさは非磁性板３０より若干小さい程度に大きい。磁性板３４ａと非磁性板３０を重ねてネジ３３によって現像装置のフレーム２に取り付ける。磁性板３４ａはカシメ３２とネジ３３の２箇所で固定する。そのため、現像ローラ１１が図中の反時計回りに回転し、現像剤が磁性板３４に圧力を加えても、磁性板３４は動かず、そのために現像装置内における現像剤の規制量が変化することが無い。
【選択図】図８

Description

本発明は２成分現像剤を規制する規制部材を用いた現像装置、及びこの現像装置を用いたコピー、ファクシミリ、プリンター、これらの複合機などの画像形成装置に関する。

従来から、内部に磁界発生手段を備えた現像担持体の表面上に磁力によって担持された現像剤の層厚を現像剤規制部材で規制してから、現像剤を現像領域に送り込む現像装置と、このような現像装置を用いた画像形成装置が広く知られている。

近年、これらの装置では、現像領域に送り込まれる現像剤が少なく設定されることが多くなり、現像剤規制部材で現像剤を薄層に規制することが求められる。そのため、現像剤担持体と、これに対向する現像剤規制部材の端面との距離（ドクターギャップ）は狭くなる傾向がある。現像剤が現像される量は規制された現像剤の量に応じて増減するために、ドクターギャップが狭い設定では、取り付けの公差もドクターギャップに応じて狭くする必要がある。

この公差を広げるために、現像剤規制部材に磁性部材を設けた現像装置が提案されている。現像剤規制部材に磁性部材を設けると、ドクターギャップの公差を広げることができる理由は次のとおりである。

現像剤規制部材に磁性部材を設けた場合、現像剤規制部材に磁性部材を設けない場合に比べて、ドクターギャップを通過する現像剤は疎の状態となる。これは次の理由による。すなわち、現像剤規制部材に磁性部材を設けた場合、その磁性部材と現像剤担持体内部の磁界発生手段とによってドクターギャップ内及びその周辺で強い磁界が形成され、そのため、その磁力線に沿って現像剤が穂立ちする。穂立ち状態の現像剤は穂と穂の間に隙間を持つ。そのため現像剤規制部材に磁性部材を設けず、現像剤を穂立ちさせない場合に比べて、疎の状態になる。

このように穂立ちして疎の状態になっている現像剤であれば、密の状態である場合に比べて、ドクターギャップの変化量に対するこれを通過する現像剤量の変化割合が小さくなる。よって、ドクターギャップの公差を広げることができる（例えば特許文献１、２参照）。

また、現像剤規制部材に磁性部材を設ける場合、非磁性部材に磁性部材をその端面がおおよそ面一状態になるように固定し、その面を現像剤規制部材の規制端面としたものを用いる。固定方法としては、両面テープ、レーザ溶着、半抜きカシメ等が利用できる。コストと作業の早さからは半抜きカシメが望ましいといえる（例えば特許文献３、４参照）。

ところで、半抜きカシメの工法を使う場合、磁性板と非磁性板は密着することはなく、０．２ｍｍほどガタが発生する。このガタがあることで磁性板が現像剤の圧力によって動き、磁性板の位置が動くことで規制部近辺での磁力線が変わり、結果として現像剤の規制量が変わる。現像剤の圧力が強いほど磁性板は非磁性板に近づき、よって、規制部材を通過する現像剤量は少なくなる。現像剤の圧力が小さければ、逆に、規制部材を通過する現像材料は多くなる。

すなわち、半抜きカシメの工法を使った規制部材を使用すると、厚紙を通紙する際に定着の熱量を確保するために作像線速を半分程度に落としたときに、現像剤の磁性板方向への圧力が変わり、磁性板がガタの中で動き、よって現像剤担持体上の現像剤の規制量が変わり、画像濃度が低下するという不具合がある。

また、高温高湿環境では、現像剤の流動性が低くなるために磁性板への圧力が上がり、磁性板がガタの中で動き、よって現像剤担持体上の現像剤の規制量が変わり、やはり画像濃度が低下してかすれた画像になるという不具合もある。

本発明は、現像剤規制部材の磁性部材と非磁性部材との位置関係が動かないことが重要である点にかんがみて現像剤規制部材を改良し、安価な現像装置と、これを用い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、表面に現像剤を担持し、該表面の位置を移動させる現像剤担持体と、該現像剤担持体の表面に対向させた規制端面と前記現像剤担持体の表面との間を通過する現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、を備え、前記現像剤担持体の表面の移動により、前記現像剤担持体の現像領域へ現像剤を搬送する現像装置において、前記現像剤規制部材が磁性板と非磁性板とからなり、前記現像剤規制部材を、現像装置本体に締結する箇所では、前記非磁性板と前記現像装置本体との間に磁性板を挟み込んで締結し、前記磁性板は、前記現像装置本体への締結箇所よりも前記現像剤規制部材の規制端面に近い位置で前記非磁性板に締結する、ことを特徴とする。

また本発明の現像装置は、表面に現像剤を担持して表面移動する現像剤担持体と、該現像剤担持体の表面に規制端面を対向させて該現像剤担持体の表面と該現規制端面との間を通過する現像剤規制部材と、該現像剤担持体の内部に配置され少なくとも該現像剤規制部材と対向する箇所に磁界発生手段を備え、該現像剤規制部材により量が規制された現像剤を該現像剤担持体の表面移動により現像領域に搬送する現像装置において、該現像剤規制部材は、複数の突起が設けられた非磁性板と複数の穴が設けられた磁性板を突起と穴の位置をあわせてカシメることで非磁性板と磁性板を締結し、該現像剤規制部材は現像装置本体に複数のネジによって締結され、少なくともひとつのネジでは非磁性板と磁性板を両方挟み込むことを特徴とする。

さらに本発明の画像形成装置は、本発明に係る現像装置を備え、該現像装置によって現像された得られた画像を最終的に記録材上に転移させて該記録材上に画像を形成することを特徴とする。

本発明によれば、現像剤の流動性や現像の回転数が変化して現像剤の磁性板への圧力が変化したとしても現像剤規制部材の磁性板が動かず、現像剤の規制量が変わらないかあるいはほとんど変わらない現像装置と画像形成装置を安価に提供できる。

本発明の実施対象となる、電子写真方式の画像形成装置の一例を概念的に示す図 現像装置を説明するために図１の一部を拡大して示す概念図 現像スリーブから回収された現像剤の、回収室への収容を示す図 現像装置内の攪拌室の最下流部位にある開口の部位における断面図 現像装置内の攪拌室の途中部位に上方に向けて設けた、開口の部位における断面図 現像装置内での現像剤の動きを説明するための図 現像装置で用いる規制部材の従来例の構成を示す参考図 本発明に係る現像装置で用いる、規制部材の一実施形態の構成を示す図７相当の図

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１に、本発明の実施対象となる電子写真方式の画像形成装置の一例の要部を概念的に示す。像担持体である感光体ドラム１００を図中の矢印の方向へ回転自在に設ける。感光体ドラム１００は、帯電装置２１で一様に帯電し、次にレーザのような発光素子２２によって感光体ドラム１００表面に情報信号を露光して静電潜像を形成し、現像装置１でトナーにより可視像化する。この可視像を中間転写装置２３によって中間転写ベルト２４の上に転写する。中間転写ベルト２４上の可視像は２次転写装置２５によって転写紙２６の上に転写し、定着装置２７で画像を定着させて画像を得る。感光体ドラム１００上の転写残トナーはクリーニング装置２８により除去し、感光体ドラム１００は次の画像形成に供される。中間転写ベルト２４上には、図示しない他の現像機による可視像も転写可能であり、異なる色のトナーを重ねたカラー画像を作成することができる。

図２は、現像装置を説明するために図１の一部を拡大して示す概念図である。現像装置１は、２成分現像剤を収容した現像容器２を備え、感光体ドラム１００と対面した現像容器２の開口部に、現像剤担持体である現像スリーブ１１が感光体ドラム１００と所定の間隔を開けて回転自在に設置してある。現像スリーブ１１は非磁性材料の円筒形からなり、図中の矢印の方向に回転する感光体ドラム１００に対して、対向部が同方向に移動する向きに回転する。現像スリーブ１１の内側には磁界発生手段のマグネットローラが、現像スリーブ１１の回転に対して非回転に配置されている。マグネットローラは５つの磁極Ｎ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２を有している。現像スリーブ１１上方の現像容器２の部分には磁性部材の規制部材である規制ブレード（図中３０が規制ブレードの本体）が取り付けられ、この規制ブレードは、マグネットローラの鉛直方向最上点に略位置した磁極Ｓ１の近傍に向けて、現像スリーブ１１と非接触に配置されている。現像容器２内には現像剤搬送スクリュー４、６、７が配置されている。

現像容器２内に収容された２成分現像剤は、現像剤搬送スクリュー４、６、７の撹拌、搬送により現像容器２内を循環されながら、現像スリーブ１１に供給される。また、装置内で発生した内圧は、第１攪拌室（以下、供給室）２ａ上方にある、トナーの通過は阻止して空気の通過は許容するフィルタを介して、装置外に排出される。

現像スリーブ１１に供給された現像剤は、マグネットローラの磁極Ｎ３により現像スリーブ１１上に汲み上げられ、現像スリーブ１１の回転にともない、現像スリーブ１１上を磁極Ｓ２→磁極Ｎ１→磁極Ｓ１と搬送され、現像スリーブ１１と感光体ドラム１００とが対向した現像部に至る。その搬送の途上で現像剤は、規制ブレードにより磁極Ｓ２と協働して磁気的に層厚を規制され、現像スリーブ１１上に現像剤の薄層が形成される。マグネットローラの磁極Ｓ１は現像主極であり、現像部に搬送された現像剤は、磁極Ｓ１によって穂立ちして感光体ドラム１００の表面に接触し、感光体ドラム１００の表面に形成された静電潜像を現像する。潜像を現像した現像剤は、現像スリーブ１１の回転にともない現像部を通過し、搬送極である磁極Ｓ２を経て現像容器２内に戻され、磁極Ｎ２、Ｎ３の反発磁界により現像スリーブ１１から除去され、回収される。

図３に示すように、現像スリーブ１１から回収された現像剤は回収室２ｂへ収容される。図示の例では、回収室２ｂ内の現像剤搬送スクリュー６によって、２ｂ最下流に運ばれ、開口２ｄより攪拌室２ｃに運ばれる。図では攪拌室にトナー補給口３があり、そこにトナーが補給される。現像剤搬送スクリュー７によって、現像剤は補給トナーと攪拌されながら、攪拌室２ｃ下流に搬送される。

図４に示すように、攪拌室２ｃの最下流部位では開口２ｅが上向きに空けて設けてあり、現像剤搬送スクリュー７によって現像剤は供給室２ａに持ち上げられる。供給室２ａでは現像剤搬送スクリュー４によって現像剤は搬送されながら、現像スリーブ１１へ現像剤が供給される。図５に示すように、供給室２ａには開口２ｆが空けてあり、ある水準を越えた現像剤は、開口２ｆより攪拌室２ｃへと戻される。開口２ｆよりも下流に達した現像剤は、すべて現像スリーブ１１に供給される。現像剤搬送スクリュー４によって現像剤は供給室２ａの最下流に向かって搬送力を受ける。しかし、下流側で現像剤がパッキングするわけではなく、開口２ｆの水準から、現像剤搬送スクリュー４の搬送力と現像スリーブ１１の搬送力によって定まる、ある水準勾配となる。

これらをまとめて図６で示す。
すなわち、現像スリーブ１１から回収された現像剤は回収室２ｂへ収容される（図６中の矢印Ｘ１）。現像剤は現像剤搬送スクリュー７によって補給トナーと攪拌されながら、攪拌室２ｃ下流に搬送される（矢印Ｘ２）。攪拌室２ｃの最下流部位では開口２ｅが上向きに空けて設けてあり、現像剤搬送スクリュー７によって現像剤は供給室２ａに持ち上げられる（矢印Ｘ３）。供給室２ａでは現像剤搬送スクリュー４によって現像剤は搬送されながら、現像スリーブ１１へ現像剤が供給される（矢印Ｘ４）。図５に示すように、供給室２ａには開口２ｆが空けてあり、ある水準を越えた現像剤は、開口２ｆへ向かい（矢印Ｘ５）、開口２ｆより攪拌室２ｃへと戻される。開口２ｆよりも矢印Ｘ２の下流に達した現像剤は、現像スリーブ１１へ供給経路を再びたどる。

上述した現像装置で用いる規制部材の構成を説明する。
まず参考のために従来用いられていた規制部材について図７を参照して説明する。従来の規制部材である規制ブレードの本体３０は非磁性体であり、例えば板厚が２ｍｍのＳＵＳ３０４板が使用されている。この本体３０の剤規制端面３０ａ近くには磁性板３１が、非磁性体に作られた半抜き形状をカシメることで、締結されている。磁性板３１には、例えば板厚が０．３ｍｍのＳＵＳ４０３板を使用する。また、この規制ブレードの本体３０はネジ３３によって非磁性板部分を現像容器２のフレームに取り付けてある。すなわち磁性板３１は現像容器２のフレームには取り付けてられておらず、カシメ部３２によって規制ブレードの本体３０にのみ固定されており、上述したように、現像剤の圧力に応じて磁性板３１の位置が動きうる。

本発明に係る現像装置で用いる規制部材の一実施形態の構成を、図８を参照して説明する。本実施形態の規制部材である規制ブレードの本体３０はやはり非磁性体であり、磁性板３４の大きさが非磁性板の本体３０より若干小さい程度に大きく、磁性板３４と非磁性の本体３０を重ねてネジ３３によって現像容器２に取り付けてある。すなわち、磁性板３４はカシメ部３２とネジ３３の２箇所で固定されていることになる。そのため、現像スリーブ１１が図中の反時計回りに回転し、現像剤が磁性板３４に圧力を加えたとしても、磁性板３４は動かない。そのため、現像剤の規制量が変化することを無くし得るようになる。

本発明の実施形態に係る現像装置は、表面に現像剤を担持して表面移動する現像剤担持体と、この現像剤担持体の表面に規制端面を対向させて現像剤担持体の表面と規制端面との間を通過する現像剤規制部材と、現像剤担持体の内部に配置され、少なくとも該現像剤規制部材と対向する箇所に磁界発生手段を備え、現像剤規制部材により量が規制された現像剤を現像剤担持体の表面移動により現像領域に搬送する装置である。現像剤規制部材には、複数の突起が設けられた非磁性板と複数の穴が設けられた磁性板を突起と穴の位置をあわせてカシメることで非磁性板と磁性板を締結する。現像剤規制部材は、現像装置本体に複数のネジによって締結する。少なくともひとつのネジでは非磁性板と磁性板を両方挟み込む。現像剤規制部材の非磁性板と磁性板の位置が、カシメとネジによって２点で固定される。カシメだけで磁性板を非磁性板に締結していたのでは、現像剤の圧力によって磁性板が移動してしまい、現像の回転数が変動したときや現像剤の流動性が変化したときに、一様であるべき現像剤の規制量が変わってしまい、画像の変化につながっていたが、カシメとネジの２点での締結とすることで、画像の変化をなくし、あるいは小さくする。

また本発明の実施形態に係る画像形成装置は、表面に潜像を担持して表面移動する潜像担持体と、潜像担持体と対向する現像領域で潜像担持体の上の潜像に対して現像剤を供給し、潜像を現像する現像装置を備え、現像で得られた画像を最終的に記録材上に転移させ、記録材上に画像を形成する装置である。

また本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。

１ ：現像装置
２ ：現像容器
２ａ ：供給室
２ｂ ：回収室
２ｃ ：攪拌室
２ｄ〜２ｆ：開口
３ ：トナー補給口
４〜７ ：現像剤搬送スクリュー
１１ ：現像スリーブ
２１ ：帯電装置
２２ ：発光素子
２３ ：中間転写装置
２４ ：中間転写ベルト
２５ ：２次転写装置
２６ ：転写紙
２７ ：定着装置
２８ ：クリーニング装置
３０ ：本体
３０ａ ：剤規制端面
３１ ：磁性板
３２ ：カシメ部
３３ ：ネジ
３４ ：磁性板
１００ ：感光体ドラム
Ｎ１〜Ｎ３：磁極
Ｓ１、Ｓ２：磁極

特開平１１−１６１００７号公報 特開２００４−１９１５２９号公報 特開２０００−１３７３８１号公報 特許４３８１９７０号公報

Claims (5)

1. 表面に現像剤を担持し、該表面の位置を移動させる現像剤担持体と、
   該現像剤担持体の表面に対向させた規制端面と前記現像剤担持体の表面との間を通過する現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、を備え、
   前記現像剤担持体の表面の移動により、前記現像剤担持体の現像領域へ現像剤を搬送する現像装置において、
   前記現像剤規制部材が磁性板と非磁性板とからなり、
   前記現像剤規制部材を、現像装置本体に締結する箇所では、前記非磁性板と前記現像装置本体との間に磁性板を挟み込んで締結し、
   前記磁性板は、前記現像装置本体への締結箇所よりも前記現像剤規制部材の規制端面に近い位置で前記非磁性板に締結する、
   ことを特徴とする現像装置。
2. 請求項１の現像装置において、
   前記非磁性板が、前記磁性板より大きさが小さいものであることを特徴とする現像装置。
3. 表面に現像剤を担持して表面移動する現像剤担持体と、
   該現像剤担持体の表面に規制端面を対向させて該現像剤担持体の表面と該規制端面との間を通過する現像剤規制部材と、
   該現像剤担持体の内部に配置され少なくとも該現像剤規制部材と対向する箇所に磁界発生手段を備え、
   該現像剤規制部材により量が規制された現像剤を該現像剤担持体の表面移動により現像領域に搬送する現像装置において、
   該現像剤規制部材は、複数の突起が設けられた非磁性板と複数の穴が設けられた磁性板を突起と穴の位置をあわせてカシメることで非磁性板と磁性板を締結し、該現像剤規制部材は現像装置本体に複数のネジによって締結され、少なくともひとつのネジでは非磁性板と磁性板を両方挟み込む、
   ことを特徴とする現像装置。
4. 請求項３の現像装置において、
   前記非磁性板が、前記磁性板より大きさが小さいものであることを特徴とする現像装置。
5. 請求項１から４のいずれかの現像装置を備え、
   該現像装置によって現像されて得られた画像を最終的に記録材上に転移させて該記録材上に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。