JP2013246276A - 現像装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】通路形成部材の設置が容易で、且つ通路形成部材が強固に保持され、現像剤供給搬送部材と通路形成部材との位置精度や、現像剤担持体と通路形成部材との位置精度も確保しやすい現像装置及びこれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】仕切壁43は、現像ケース30と同一材料でかつ現像ケース30と一体に形成されたものであり、阻止部材44は、仕切壁43よりも剛性が高い別材料で形成され、軸線方向両端部が現像ケース30の前後壁に支持されている。
【選択図】図3
【解決手段】仕切壁43は、現像ケース30と同一材料でかつ現像ケース30と一体に形成されたものであり、阻止部材44は、仕切壁43よりも剛性が高い別材料で形成され、軸線方向両端部が現像ケース30の前後壁に支持されている。
【選択図】図3
Description
本発明は、現像剤供給搬送路内の現像剤を現像剤担持体の表面に汲み上げて現像剤担持体の回転により現像領域へ現像剤を搬送する現像装置、及びこれを備えた複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真法、磁気記録法等によって画像形成を行う画像形成装置に関するものである。
電子写真複写装置、静電記録装置、磁気記録装置等の画像形成装置としては、潜像担持体上に形成された静電潜像を、例えばトナー及び磁性キャリアを含む二成分現像剤(以下、単に「現像剤」という。)を用いて現像処理する二成分現像方式の現像装置を利用したものが知られている。この現像処理では、現像装置筐体(現像ケース)等に回転自在に取り付けられた現像剤担持体の表面上に現像剤を磁気的に担持しつつ搬送し、現像剤担持体と潜像担持体とが対向する現像領域にて現像剤に磁気力を作用させて穂立ちさせる。そして、この穂立ちによって形成された磁気ブラシを潜像担持体の表面に摺擦させて、潜像担持体表面上の静電潜像にトナーを付着させ、静電潜像を顕像化する。このような現像処理には、一般に、現像剤担持体の内部に配置された複数の磁極を有するマグネット等の磁界発生手段が必要となる。この磁界発生手段による磁極としては、現像剤担持体上に現像剤を汲み上げるための磁気力を発生させる汲み上げ磁極が挙げられる。また、現像剤担持体の表面上に担持された現像剤が通過することで現像領域へ搬送される現像剤の量を規制するための規制ギャップを通過する際に現像剤を穂立ちさせるための規制磁気力を発生させる規制磁極も挙げられる。また、現像領域で現像剤担持体上の現像剤を穂立ちさせるための現像磁気力を発生させる現像磁極も挙げられる。
このような二成分現像方式の現像装置は、例えば特許文献1に開示されており、現像剤担持体の表面上に供給される現像剤を現像剤供給搬送部材により現像剤担持体回転軸方向に沿って搬送する現像剤供給搬送路を含む現像剤循環経路に沿って現像装置内の現像剤を循環搬送している。現像剤供給搬送路は、現像剤担持体の表面に隣接して配置されており、搬送中の現像剤は、現像剤供給搬送路における現像剤担持体側の側壁上端を超えて、汲み上げ磁気力の作用により現像剤担持体表面に引き寄せられ、該現像剤担持体の表面に担持される。このようにして現像剤担持体上に担持された現像剤は、現像剤担持体の回転に伴って現像剤担持体表面移動方向へ搬送され、現像剤担持体表面と現像剤規制部材とが対向する規制ギャップを通過する。この通過時、現像剤担持体表面に近い距離で担持されている現像剤は規制ギャップを通過できるが、現像剤担持体表面から遠い距離で担持されている現像剤は現像剤規制部材に通過が阻止されて規制ギャップを通過できない。この現像装置では、規制ギャップを通過させることで一定量の現像剤が現像領域へ搬送されるようにしている。現像剤規制部材によって規制ギャップの通過を阻止された現像剤は、現像剤供給搬送路側へ戻り、現像剤供給搬送路に回収され、再び現像剤担持体に汲み上げられることになる。
ここで、経時使用による現像剤の劣化や環境変動によって現像剤の流動性等の特性が変化すると、規制ギャップを通過する現像剤量が変動し、一定量の現像剤を現像領域へ搬送することができなくなり、現像能力を安定して維持できないという不具合が生じるおそれがある。このような不具合に対しては、規制磁気力を発生させる規制磁極を設けて、規制ギャップを通過する現像剤に対して規制磁気力を作用させて穂立ちさせることで、その不具合を軽減できることが知られている。
ところが、このような規制磁極を配置した場合、その規制磁気力が規制ギャップの通過を阻止された現像剤に作用し、現像剤規制部材の現像剤担持体表面移動方向下流側の空間(以下「規制滞留空間」という。)に現像剤を滞留させる事態を招く。
図5は、従来の現像ユニットの一例を示す説明図である。図5に示す従来の現像ユニット120では、規制磁極N2による規制磁気力が規制ギャップの通過を阻止された現像剤G3に作用し、ドクターブレード25の現像剤担持体移動方向下流側に隣接する規制滞留空間に現像剤G3を滞留させる事態を招く。この規制滞留空間に滞留する規制滞留現像剤G3は、図中点線矢印で示すように、現像剤担持体たる現像スリーブ22の表面移動によって当該規制滞留空間内を現像スリーブ22の回転の向きとは逆向きに回転(循環移動)しながら、規制滞留空間内に滞留する。規制滞留現像剤G3には、供給スクリュー32により跳ね上げられた現像剤G1も取り込まれる場合がある。規制滞留現像剤G3は、規制磁気力の拘束力を受けながら規制滞留空間内を循環移動する間に摺擦帯電が進み、現像剤供給搬送路27内の現像剤G1と比較して、トナー帯電量が異常に高くなっている。そのため、規制滞留現像剤G3と現像剤供給搬送路27内の現像剤G1との間で現像能力に違いが生じる。このような現像能力に違いのある現像剤G1、G3であっても、互いに均一に分散して混ざり合った状態であれば、これが現像に用いられても、人間が認識できるほどの画像濃度ムラが生じることはない。しかしながら、これらの現像剤G1、G3の混ざり具合が不十分な状態で現像に用いられると、人間が認識できるほどの画像濃度ムラが生じ、画質劣化を生じさせることになる。
図5に示す従来の現像ユニット120においては、循環移動中に規制磁気力の拘束を逃れた規制滞留現像剤G3は、現像剤供給搬送路27へ回収される。現像剤供給搬送路27に回収されれば、規制滞留現像剤G3は現像剤G1と十分に混ざり合ってから再び汲み上げられることになり、上述した画質劣化の問題は発生しない。しかしながら、図5に示す従来の現像ユニット120では、規制磁極N2に対して、これと逆極性の汲み上げ磁極S2が現像剤担持体表面移動方向上流側に隣接して配置しているため、規制磁極N2から出る磁力線が規制滞留空間を通って汲み上げ磁極S2へと回り込むような磁界が形成される。このような磁界中では、規制滞留現像剤G3のうち汲み上げ磁極S2に最も近接している規制滞留現像剤部分(仕切壁143の上端に近接した部分)が、その磁力線に沿って汲み上げ磁極S2側に移動し、現像剤担持体スリーブ22の表面へと引き寄せられる。その結果、規制滞留現像剤G3の一部が現像剤供給搬送路27に回収されないまま、現像スリーブ22の表面に担持されてしまう。
このとき、現像スリーブ22の表面上に現像剤供給搬送路27からの現像剤G1が十分に汲み上げられていれば、汲み上げ磁気力によって引き寄せられた規制滞留現像剤G3はその現像剤G1の上に重なるようにして現像スリーブ22の表面に担持されることになる。この場合、規制滞留現像剤G3は現像スリーブ表面から遠い領域に担持されるため、ドクターブレード25によって規制ギャップの通過が阻止され、現像領域へは現像剤G1のみからなる現像剤層が搬送される。よって、この場合には、画像濃度ムラが生じて画質劣化が発生することはない。しかしながら、図5に示す従来の現像ユニット120においては、汲み上げ磁気力によって引き寄せられた規制滞留現像剤G3が現像剤供給搬送路27からの現像剤G1の汲み上げを阻害してしまう。特に、供給スクリュー32のスクリュー羽根34による現像スリーブ側への送り出し力が弱い箇所(スクリュー羽根34の外周端部が現像スリーブ22の近傍を通過していない箇所)で現像スリーブ側へ供給された現像剤G1の部分は、汲み上げ磁気力によって引き寄せられた規制滞留現像剤G3によって汲み上げが阻害される。その結果、このような箇所では、汲み上げ磁気力によって引き寄せられた規制滞留現像剤G3が現像スリーブ22の表面に近い領域に担持されてしまい、規制ギャップを通過して現像領域へと搬送されてしまう。そのため、図5に示す従来の現像ユニット120では、トナー帯電量が異常に高い規制滞留現像剤G3と、通常のトナー帯電量をもつ現像剤G1との混ざり具合が不十分な状態の現像剤層が現像領域に送り込まれ、画像濃度ムラを生じさせて画質劣化が発生する。
特に、図5に示す従来の現像ユニット120は、現像領域を通過した現像スリーブ22上の現像剤を現像剤供給搬送路27とは別の現像剤回収搬送路28へ回収する供給回収分離方式の現像ユニットである。このような現像ユニット120においては、現像剤供給搬送路27内の現像剤G1が現像スリーブ22の表面に汲み上げられながら現像剤搬送方向下流側端部まで搬送される。そのため、現像剤供給搬送路27内を流れる現像剤G1の量は現像剤搬送方向下流側ほど少ないので、現像剤供給搬送路27の現像剤搬送方向下流側端部では現像剤供給搬送路27から現像スリーブ22側へ供給される現像剤G1の量が不足しやすい。そのため、現像剤供給搬送路27の現像剤搬送方向下流側端部では、汲み上げ磁気力によって引き寄せられた規制滞留現像剤G3により現像剤G1の汲み上げを阻害されやすく、画像濃度ムラによる画質劣化が発生しやすい。
そこで、本発明者らは、現像剤供給搬送路内の現像剤を現像剤担持体側へ通過させるための供給通路を確保しつつ、規制滞留現像剤が規制磁気力の磁力線に沿って現像剤担持体の表面側へ移動するのを阻止し、現像剤供給搬送路側へ回収するための回収通路を形成する通路形成部材を設けた現像装置を開発した。この現像装置によれば、通路形成部材を設けたことで、汲み上げ磁気力によって引き寄せられる規制滞留現像剤が現像剤供給搬送路からの現像剤の汲み上げを阻害することがなくなる。よって、現像剤供給搬送路から汲み上げられる現像剤の量が局所的に不足する箇所を生じにくくなり、汲み上げ磁気力によって引き寄せられた規制滞留現像剤が、規制ギャップを通過し得る現像剤担持体表面に近い領域に担持されにくくなる。したがって、トナー帯電量が異常に高い規制滞留現像剤と通常のトナー帯電量をもつ他の現像剤との混ざり具合が不十分な状態の現像剤層が現像領域に送り込まれる事態の発生が抑制され、画像濃度ムラによる画質劣化が抑制される。
このような通路形成部材を設ける方法としては、現像剤供給搬送路の現像剤担持体側の側壁に対して上記供給通路となる貫通孔を形成し、この貫通孔よりも側壁上端側部分を上記通路形成部材として用いる方法が簡便である。ところが、この通路形成部材には、供給通路を通過する現像剤の移動により、現像剤担持体側へ向かう外力が加わる。また、汲み上げ磁気力によって引き寄せられる規制滞留現像剤が現像剤担持体側へ押圧する外力も加わる。そのため、これらの外力により通路形成部材が現像剤担持体側へ撓んでしまうおそれがある。特に、現像剤供給搬送路の側壁は、一般に合成樹脂材料から形成される現像ケースと一体成形されているので、上記の簡便な方法によれば、通路形成部材も現像ケースと同じ合成樹脂材料で形成されることになる。このような合成樹脂材料は、可撓性が高く、撓みやすいので、上記の簡便な方法では通路形成部材が現像剤担持体側へ撓んでしまう事態が生じやすい。
このような通路形成部材は、現像剤担持体表面に近接して配置されるので、通路形成部材に上記のような撓みが生じると、通路形成部材の現像剤担持体回転軸方向中央付近と現像剤担持体表面とのギャップが狭まる。このギャップが狭まると、現像剤担持体表面上の現像剤が当該ギャップを通過するときに受ける圧縮力が強まり、現像剤中のトナーが凝集したり現像剤担持体表面に固着したりして、適正な現像処理を妨げるおそれが出てくるという問題が発生する。特に、トナーが凝集した場合、そのトナー凝集体が記録材上に付着することでそれ自体が黒点として現れたり、そのトナー凝集体の周囲にトナーができないことで白抜けが現れたりする。
上記の簡便な方法であっても、例えば、通路形成部材を現像剤担持体回転軸方向両端領域だけでなく中央領域でも支持する構成を採用すれば、通路形成部材の撓みを抑制することができる。しかも、現像ケースと一体成形されたリブで通路形成部材の中央領域を支持する構成とすれば、リブ及び通路形成部材を現像ケースと一体成形でき、安価な構成を実現できる。しかしながら、このような構成を採用した場合、中央領域の当該支持箇所に対応する位置にスジ状の画像濃度ムラが発生することが確認された。そのため、通路形成部材は、その現像剤担持体回転軸方向両端領域だけで支持する構成を採用する必要がある。
そこでさらに、本発明者らは、現像剤供給搬送路の現像剤担持体側の側壁を現像ケースと同一材料で現像ケースと一体に形成し、通路形成部材を上記側壁よりも剛性が高い別材料で形成し、かつ現像剤担持体回転軸方向両端領域のみで支持するようにした現像装置を開発した。例えば、この通路形成部材は、現像剤担持体回転軸方向両端領域に、中央領域よりも上記側壁に向けて延出し且つ現像剤担持体回転軸方向に対して直交する断面が略コの字形状に形成されたタブ部を備えている。そして、上記側壁と通路形成部材の中央領域との間に供給通路が確保されるように、上記タブ部に上記側壁を入れ込んだ状態で、通路形成部材が側壁に接合されている。この現像装置によれば、通路形成部材が現像剤担持体回転軸方向両端領域のみで支持され、その中央領域では支持されないので、通路形成部材の中央領域を支持したときに生じるスジ状の画像濃度ムラが発生することはない。また、この現像装置によれば、通路形成部材として、現像剤供給搬送路の上記側壁よりも剛性の高い当該側壁とは別の材料で形成したものを用いている。これにより、通路形成部材を現像ケースと同一材料で一体に形成する場合と比較して、通路形成部材の撓みを小さくすることができる。
しかしながら、上記現像装置においては、現像剤供給搬送部材と現像剤担持体との間の非常に限られた空間で、通路形成部材の両端領域に設けられたタブ部に側壁を入れ込み、通路形成部材と側壁とを接合するといった組み付け作業をしなければならない。そのため、通路形成部材の成型も接合も難しいものとなる。また、通路形成部材と側壁との接合部分の強度を十分に確保することが難しく、現像剤供給搬送部材と通路形成部材との位置精度や、現像剤担持体と通路形成部材との位置精度を確保するのも難しい。
以上の説明は、現像剤供給搬送路の上記側壁との間に上記供給通路を形成する通路形成部材を、規制滞留現像剤が規制磁気力の磁力線に沿って現像剤担持体の表面側へ移動するのを阻止できる位置に配置した構成を例に挙げて述べたものである。しかしながら、上記問題は、このような構成に限らず、現像剤供給搬送路の上記側壁との間に上記供給通路を形成する通路形成部材が配置される現像装置であれば発生し得る問題である。また、この問題は、例えば、二成分現像方式の現像装置でも一成分現像方式の現像装置でも発生し得る問題である。
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、通路形成部材の設置が容易で、且つ通路形成部材が強固に保持され、現像剤供給搬送部材と通路形成部材との位置精度や、現像剤担持体と通路形成部材との位置精度も確保しやすい現像装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することである。
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、現像剤を表面上に担持して回転することにより潜像担持体の表面と対向する現像領域へ現像剤を搬送する現像剤担持体と、内部に収容される現像剤担持体の一部を外部に露出させて潜像担持体の表面と対向させるための開口部を有する現像ケースと、上記現像剤担持体の表面上に担持された現像剤が通過することで上記現像領域へ搬送される現像剤の量を規制するための規制ギャップを該現像剤担持体の表面との間に形成する現像剤規制部材と、上記現像ケース内で上記現像剤担持体の表面に隣接して配置され、該現像剤担持体の表面上に供給される現像剤を現像剤供給搬送部材により現像剤担持体回転軸方向に沿って搬送する現像剤供給搬送路とを有し、上記現像剤供給搬送路における上記現像剤担持体側の側壁を超えて該現像剤供給搬送路内の現像剤を該現像剤担持体側へ供給する現像装置において、上記現像剤供給搬送路の上記側壁との間に、少なくとも現像領域の現像剤担持体回転軸方向全域にわたって該現像剤供給搬送路内の現像剤を該現像剤担持体側へ通過させるための供給通路を形成するとともに、上記現像ケースの内壁との間に、上記現像剤規制部材によって上記規制ギャップの通過を阻止された現像剤を該現像剤供給搬送路側へ回収するための回収通路を形成する通路形成部材を有し、上記現像剤供給搬送路の上記側壁は、上記現像ケースと同一材料でかつ該現像ケースと一体に形成されたものであり、上記通路形成部材は、上記側壁よりも剛性が高い別材料で形成され、かつ、現像剤担持体回転軸方向両端部が上記現像ケースに支持されていることを特徴とするものである。
本発明によれば、通路形成部材はその現像剤担持体回転軸方向両端部が現像ケースに支持されるように構成されている。そのため、現像剤供給搬送部材と現像剤担持体との間の非常に限られた空間で通路形成部材を側壁に取り付ける場合に比べ、現像剤担持体回転軸方向において余裕のある領域を利用して通路形成部材を現像ケースに取り付けることができる。これにより、通路形成部材の組み付け作業の効率が向上し、現像ケースに対して通路形成部材を強固に保持させることが容易となる。また、現像剤担持体は現像ケースに保持された軸受けによって現像剤担持体回転軸方向両端が支持されていることから、通路形成部材も現像ケースという同一部品で支持することにより、通路形成部材と現像剤担持体との位置精度を高い精度で決めることが容易である。同様に、現像剤供給搬送部材は現像ケースに保持された軸受けによって現像剤担持体回転軸方向両端が支持されていることから、通路形成部材も現像ケースという同一部品で支持することにより、通路形成部材と現像剤供給搬送部材との位置精度を高い精度で決めることが容易である。
以上、本発明によれば、通路形成部材の設置が容易で、且つ通路形成部材が強固に保持され、現像剤供給搬送部材と通路形成部材との位置精度や、現像剤担持体と通路形成部材との位置精度も確保しやすい現像装置及びこれを備えた画像形成装置を提供できるという優れた効果がある。
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のカラーレーザープリンタ(以下、単に「プリンタ」という。)の一実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係るプリンタの要部構成を示す構成図である。このプリンタは、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラック(以下、M、C、Y、Kと記す。)の各色のトナー像を形成するための4つのトナー像形成部1M、1C、1Y、1Kを備えている。また、互いに鉛直方向に並べられたこれらトナー像形成部1M、1C、1Y、1Kの側方に、転写ユニット50を備えている。
トナー像形成部1M、1C、1Y、1Kは、使用するトナーの色が異なる点の他は、ほぼ同様の構成になっている。Mトナー像を形成するためのM用のトナー像形成部1Mについて説明すると、これは、プロセスユニット2Mと、光書込ユニット10Mと、現像ユニット20Mとを有している。
M用のプロセスユニット2Mは、図中反時計回り方向に回転駆動されるドラム状の感光体3Mの周りに、一様帯電装置4M、ドラムクリーニング装置5M、除電ランプ6M等を有しており、これらを共通のケーシングで保持してプリンタ本体に対して一体的に着脱されるようになっている。潜像担持体としての感光体3Mは、アルミ等の素管に有機感光層が被覆されたものである。
一様帯電装置4Mは、図中反時計回り方向に回転駆動される感光体3Mの表面をコロナチャージによって例えば負極性に一様帯電せしめる。
光書込ユニット10Mは、レーザーダイオード等からなる光源、正六面体のポリゴンミラー、これを回転駆動するためのポリゴンモータ、fθレンズ、レンズ、反射ミラー等を有している。図示しないパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像情報に基づいて駆動される光源から射出されたレーザー光Lは、ポリゴンミラー面で反射してポリゴンミラーの回転に伴って偏向せしめられながら、感光体3Mに到達する。これにより、感光体3Mの表面がそれぞれ光走査されて、感光体3Mの表面にM用の静電潜像が形成される。
現像装置であるM用の現像ユニット20Mは、現像ケースに設けられた開口から周面の一部を露出させる現像ロール21Mを有している。この現像ロール21Mは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられる非磁性パイプからなる現像剤担持体としての現像スリーブと、これに連れ回らないように内包される図示しない磁界発生手段としてのマグネットローラとを有している。現像ユニット20M内には、磁性キャリアとマイナス帯電性のMトナーとを含む図示しないM現像剤が内包されている。このM現像剤は、後述する搬送スクリューによって撹拌搬送されてMトナーの摩擦帯電が促されながら、現像ロール21M内のマグネットローラの磁気力により、現像ロール21Mの回転する現像スリーブ表面に吸着されて汲み上げられる。そして、現像スリーブの回転に伴って、規制部材たるドクターブレード25Mとの対向位置を通過する際にその層厚が規制された後、感光体3Mに対向する現像位置に搬送される。
この現像位置では、図示しない電源から出力される負極性の現像バイアスが印加される現像スリーブと、感光体3M上の静電潜像との間に、負極性のMトナーをスリーブ側から潜像側に静電移動させる現像ポテンシャルが作用する。また、現像スリーブと感光体3Mの一様帯電箇所(地肌部)との間に、負極性のMトナーを地肌部側からスリーブ側に静電移動させる非現像ポテンシャルが作用する。現像スリーブ上のM現像剤内のMトナーは、現像ポテンシャルの作用によって感光体3Mの静電潜像上に転移する。この転移により、感光体3M上の静電潜像がMトナー像に現像される。現像によってMトナーを消費したM現像剤は、現像スリーブの回転に伴って現像ケース内に戻される。また、感光体3M上のMトナー像は、後述する転写ユニット50の中間転写ベルト51上に中間転写される。
また、現像ユニット20Mは、透磁率センサからなる図示しないトナー濃度センサを有している。このトナー濃度センサは、現像ユニット20Mの後述する現像剤回収搬送路内に収容されているM現像剤の透磁率に応じた値の電圧を出力する。現像剤の透磁率は、現像剤のトナー濃度と良好な相関を示すため、トナー濃度センサはトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。この出力電圧の値は、図示しないトナー補給制御部に送られる。このトナー補給制御部は、RAM等の記憶手段を備えており、その中にM用のトナー濃度センサからの出力電圧の目標値であるM用Vtrefや、他の現像ユニットに搭載されたトナー濃度センサからの出力電圧の目標値であるC、Y、M用のVtrefのデータを格納している。M用の現像ユニット20Mについては、M用のトナー濃度センサからの出力電圧の値とM用のVtrefを比較し、図示しないMトナー濃度補給装置を比較結果に応じた時間だけ駆動させる。そして、これにより、補給用のMトナーを現像ユニット20Mの現像剤回収搬送路内に補給する。このようにしてMトナー補給装置の駆動が制御(トナー補給制御)されることで、現像に伴ってMトナー濃度を低下させたM現像剤に適量のMトナーが補給され、現像ユニット20M内のM現像剤のMトナー濃度が所定の範囲内に維持される。なお、現像ユニット20C、20Y、20Kについても、同様のトナー補給制御が実施される。
感光体3M上で現像されたMトナー像は、後述する中間転写ベルト51のおもて面に転写される。そして、転写工程を経た感光体3Mの表面には、中間転写ベルト51上に転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、ドラムクリーニング装置5Kによって除去される。このようにして転写残トナーが除去された感光体3Mの表面は、除電ランプ6Mによって除電された後、一様帯電装置5Kによって再び一様帯電せしめられる。
M用のトナー像形成部1Mについて詳しく説明したが、他色用のトナー像形成部1C、1Y、1Kにおいても、同様のプロセスによって感光体3C、3Y、3Kの表面にC、Y、Kトナー像が形成される。
互いに鉛直方向に並ぶように配設されたトナー像形成部1M、1C、1Y、1Kの図中右側方には、転写ユニット50が配設されている。この転写ユニット50は、無端状の中間転写ベルト51のループ内側に駆動ローラ52とテンションローラ53と従動ローラ54とを有している。そして、これら3本のローラによって中間転写ベルト51を張架しながら、駆動ローラ52の回転駆動によって図中時計回り方向に無端移動せしめる。このようにして無端移動せしめられる中間転写ベルト51は、その図中左側の張架面のおもて面を、M、C、Y、K用の感光体3M、3C、3Y、3Kにそれぞれ当接させており、これによってM、C、Y、K用の一次転写ニップが形成されている。
中間転写ベルト51のループ内側には、上述した3本のローラの他に、4つの転写チャージャー55M、55C、55Y、55Kが配設されている。これら転写チャージャー55M、55C、55Y、55Kは、M、C、Y、K用の一次転写ニップの裏側で、中間転写ベルト51の裏面に電荷を付与するように配設されている。この電荷の付与により、M、C、Y、K用の一次転写ニップ内には、トナーを感光体3M、3C、3Y、3K側からベルトおもて面側に静電移動させる向きの転写電界が形成される。なお、コロナチャージ方式の転写チャージャーに代えて、転写バイアスが印加される転写ローラを用いてもよい。
各色の感光体3M、3C、3Y、3K上に形成されたM、C、Y、Kトナー像は、各色の一次転写ニップにおいて、ニップ圧や転写電界の影響によって感光体側からベルトおもて面側に移動して中間転写ベルト51上に重ね合わせて転写される。これにより、中間転写ベルト51上には4色重ね合わせトナー像(以下「4色トナー像」という。)が形成される。
中間転写ベルト51における駆動ローラ52に対する掛け回し箇所には、二次転写バイアスローラ56がベルトおもて面側から当接しており、これによって二次転写ニップが形成されている。この二次転写バイアスローラ56には、図示しない電源や配線からなる電圧印加手段によって二次転写バイアスが印加されている。これにより、二次転写バイアスローラ56と、接地された駆動ローラ52との間に二次転写電界が形成されている。中間転写ベルト51上に形成された4色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って二次転写ニップに進入する。
本プリンタは、図示しない給紙カセットを備えており、その中に記録紙Pを複数枚重ねた記録紙束の状態で収容している。そして、一番上の記録紙Pを所定のタイミングで給紙路に送り出す。送り出された記録紙Pは、給紙路の末端に配設されたレジストローラ対60のローラ間に挟み込まれる。
レジストローラ対60は、給紙カセットから送られてきた記録紙Pをローラ間に挟み込むために両ローラを回転駆動させているが、記録紙Pの先端を挟み込むとすぐに両ローラの回転駆動を停止させる。そして、記録紙Pを中間転写ベルト51上の4色トナー像に同期させ得るタイミングで二次転写ニップに向けて送り出す。二次転写ニップでは、中間転写ベルト51上の4色トナー像が二次転写電界やニップ圧の作用によって記録紙P上に一括二次転写される。そして、記録紙Pの白色と相まってフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された記録紙Pは、二次転写ニップから排出された後、図示しない定着装置に送られてフルカラー画像が定着せしめられる。
二次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト51表面に付着している二次転写残トナーは、従動ローラ54との間に中間転写ベルト51を挟み込んでいるベルトクリーニング装置57によってベルト表面から除去される。
図2は、トナー像形成部1の現像ユニット20の構成を示す説明図である。同図において、マグネットローラ23の外周面上における法線方向の磁束密度のグラフを重ねて表示してある。以下の説明では、色分け符号であるM、C、Y、Kの記載を省略する。
同図において、ドラム状の感光体3は、その軸線方向を図紙面に直交する方向に延在させる姿勢で配設されている。現像ユニット20では、現像ケース30内に現像剤供給搬送路27と現像剤回収搬送路28とが設けられており、これらには図示しない現像剤が収容されている。また、現像剤供給搬送路27には、現像剤供給搬送部材としての供給スクリュー32が回転可能に収容されている。また、現像剤回収搬送路28には、現像剤回収搬送部材としての受取スクリュー35が回転可能に収容されている。
現像ロール21は、感光体3と対向する側の現像ケース30に形成された開口から、現像スリーブ22の周面の一部が露出するように、現像スリーブ22の回転軸が軸受けによって現像ケース30の前後壁(図紙面手前側及び奥側)に支持されて配置されている。現像スリーブ22における感光体3と対向する側とは反対側は、その軸線方向のほぼ全域にわたって、現像剤供給搬送路27及び現像剤回収搬送路28が対向している。現像剤回収搬送路28は、現像ロール21の下側に配置されており、現像剤供給搬送路27は、現像ロール21の真横から僅かに下側にずれた位置に配置されている。
現像剤供給搬送路27内に収容されている供給スクリュー32は、樹脂等の非磁性材料からなり、感光体3や現像ロール21と同様に水平方向に延在する姿勢をとっている。そして、棒状の回転軸部材33とこれの周面に螺旋状に立設せしめられたスクリュー羽根34とが、図示しないモータや駆動伝達系などからなる駆動手段によって図中反時計回り方向に一体的に回転駆動される。
現像剤回収搬送路28内に収容されている受取スクリュー35も、感光体3、現像ロール21、供給スクリュー32と同様に、水平方向に延在する姿勢をとっている。そして、図示しない駆動手段により、樹脂等の非磁性材料からなる回転軸部材36とスクリュー羽根37とが図中時計回り方向に一体的に回転駆動される。
現像剤供給搬送路27と現像剤回収搬送路28との間は、現像ケース30の一部であって、現像剤供給搬送路27の現像ロール側の側壁を構成する仕切壁43によって仕切られているが、現像ロール軸線方向両端において仕切壁43には開口部が形成されており、この開口部を介して現像剤供給搬送路27と現像剤回収搬送路28とが互いに連通している。
現像剤回収搬送路28内に収容されている受取スクリュー35も、感光体3、現像ロール21、供給スクリュー32と同様に、水平方向に延在する姿勢をとっている。そして、図示しない駆動手段により、樹脂等の非磁性材料からなる回転軸部材36とスクリュー羽根37とが図中時計回り方向に一体的に回転駆動される。
現像剤供給搬送路27と現像剤回収搬送路28との間は、現像ケース30の一部であって、現像剤供給搬送路27の現像ロール側の側壁を構成する仕切壁43によって仕切られているが、現像ロール軸線方向両端において仕切壁43には開口部が形成されており、この開口部を介して現像剤供給搬送路27と現像剤回収搬送路28とが互いに連通している。
現像剤供給搬送路27内においては、供給スクリュー32の羽根内に保持された現像剤G1が、供給スクリュー32の回転に伴って、図紙面に直交する方向の手前側から奥側へと搬送される。この搬送の過程において、現像剤G1は、図中太実線矢印で示すように、仕切壁43の上端を乗り越えて現像スリーブ22側へ順次供給され、現像スリーブ22内のマグネットローラ23の磁気力(汲み上げ磁気力)によって現像スリーブ22の表面に汲み上げられる。現像スリーブ22に汲み上げられずに現像剤供給搬送路27の現像剤搬送方向下流側端部付近(図中奥側端部付近)まで搬送された現像剤G1は、仕切壁43の開口部を通じて現像剤回収搬送路28内に落下する。
現像スリーブ22の回転に伴って、上述した現像領域まで搬送されて現像に寄与した現像剤G2は、その後、現像スリーブ22の回転に伴って現像剤回収搬送路28との対向位置まで搬送される。そして、マグネットローラ23が形成する反発磁界の影響によってスリーブ表面から剥離されて、図中一点鎖線矢印で示すように、現像剤回収搬送路28内に落下する。
現像剤回収搬送路28内では、受取スクリュー35の羽根内に保持された現像剤G2が、受取スクリュー35の回転に伴って、図紙面に直交する方向の奥側から手前側へと搬送される。そして、この搬送の過程において、上述したトナー補給装置によってトナーが補給される。また、現像剤回収搬送路28の現像剤搬送方向上流側端部付近(図中奥側端部付近)では、仕切壁43の開口部を介して現像剤供給搬送路27から落下してくる現像剤を取り込む。受取スクリュー35により現像剤回収搬送路28内を現像剤搬送方向下流側端部付近(図中手前側端部付近)まで搬送された現像剤は、仕切壁43の開口部を通って現像剤供給搬送路27へと持ち上げられる。
本実施形態におけるマグネットローラ23は、図2に示すように、5つの磁極N1、S1、N2、S2、S3が現像スリーブ表面移動方向に沿って配置された構成となっている。磁極N1は、現像スリーブ22の表面上に担持されている現像剤を現像領域で穂立ちさせるための現像磁気力を発生させる現像磁極である。磁極S1は、現像スリーブ22の表面上に担持されている現像剤を現像領域へと搬送するための磁気力を発生させる搬送磁極である。磁極N2は、現像スリーブ22の表面と現像剤規制部材としてのドクターブレード25との間に形成される規制ギャップを通過する際に現像剤を穂立ちさせるための規制磁気力を発生させる規制磁極である。磁極S2は、現像スリーブ22の表面上に現像剤を汲み上げるための磁気力を発生させる汲み上げ磁極が挙げられる。磁極S3は、磁極S2と協働して上述した反発磁界を形成して、現像スリーブ22の表面から現像剤を剥離して現像剤回収搬送路28へ回収させるための磁極である。
以上の基本的な構成を有する本実施形態のプリンタでは、4つの感光体3M、3C、3Y、3Kがそれぞれ回転によって無端移動する表面に潜像を担持する潜像担持体として機能している。また、光書込ユニット10M、10C、10Y、10Kが、一様帯電後の感光体表面に潜像を形成する潜像形成手段として機能している。また、各色の現像ユニット20M、20C、20Y、20Kがそれぞれ、感光体3M、3C、3Y、3K表面上の潜像を現像する現像装置として機能している。
次に、本実施形態における現像ユニット20について詳細に説明する。本実施形態における現像ユニット20においては、図2に示すように、図5に示す従来の現像ユニット120よりも仕切壁43の上端位置を下げて仕切壁43の高さを低くするとともに、通路形成部材として、円柱状の金属からなる阻止部材44を設けた構成としている。この阻止部材44は、軸線方向両端部が、現像ロール21や供給スクリュー32の回転軸を支持する現像ケース30の前後壁に支持され、ドクターブレード25によって規制ギャップの通過を阻止された規制滞留現像剤G3が規制磁気力の磁力線に沿って現像スリーブ22の表面側へ移動するのを阻止する位置に配置されている。具体的には、例えば、阻止部材44における下端(後述するスリット45に面する端部)の位置が、汲み上げ極S2と規制磁極N2との間の変極点と現像スリーブの回転中心とを結ぶ直線L2よりも現像スリーブ表面移動方向上流側に位置するように設定する。
このような阻止部材44を設けたことで、汲み上げ磁気力によって引き寄せられた規制滞留現像剤G3が現像剤供給搬送路27からの現像剤G1の汲み上げを阻害することがなくなる。よって、現像剤供給搬送路27から汲み上げられる現像剤G1の量が局所的に不足する箇所を生じにくくなり、汲み上げ磁気力によって引き寄せられた規制滞留現像剤G3が、規制ギャップを通過し得る現像スリーブ表面に近い領域で担持されにくくなる。したがって、トナー帯電量が異常に高い規制滞留現像剤G3と通常のトナー帯電量をもつ現像剤G1との混ざり具合が不十分な状態の現像剤層が現像領域に送り込まれる事態の発生が抑制され、画像濃度ムラによる画質劣化が抑制される。
また、本実施形態では、図2に示すように、阻止部材44における現像剤供給搬送路27側の表面上に、現像剤G4が汲み上げ磁気力の作用によって担持されるように、阻止部材44の形状や配置、マグネットローラ23の構成などを調整している。このような構成であれば、汲み上げ磁気力によって阻止部材44上に穂立ちした現像剤G4が壁となって、汲み上げ磁気力によりスリット45側へ引き寄せられる規制滞留現像剤G3の移動を阻止することができる。その結果、規制滞留現像剤G3が阻止部材44を回り込んでスリット45を通過するような事態を阻止できるので、トナー帯電量が異常に高い規制滞留現像剤G3と通常のトナー帯電量をもつ現像剤G1との混ざり具合が不十分な状態の現像剤層が現像領域に送り込まれる事態の発生が更に抑制され、画像濃度ムラによる画質劣化が更に抑制される。
さらに、本実施形態の阻止部材44は、少なくとも現像領域の現像スリーブ回転軸方向全域にわたって現像剤供給搬送路27内の現像剤G1を現像スリーブ22側へ通過させるための供給通路であるスリット45を、仕切壁43の上端との間に形成する。よって、このような阻止部材44を設けても、現像剤供給搬送路27内の現像剤G1を現像スリーブ22の表面へ汲み上げる動作が阻害されることはない。本実施形態においては、軸線方向から見て、現像スリーブ22の回転中心位置と供給スクリュー32の回転中心位置とを結ぶ直線Lがスリット45を通るような位置に、スリット45が配置されている。よって、現像剤供給搬送路27内の現像剤G1を最短距離で現像スリーブ22の表面へ供給することができる。
また、本実施形態の阻止部材44は、ドクターブレード25によって規制ギャップの通過を阻止された規制滞留現像剤G3を現像剤供給搬送路27へ回収するための回収通路を、現像ケース30の上部内壁との間に形成する。よって、このような阻止部材44を設けても、規制滞留現像剤G3が現像剤供給搬送路27へ戻る動作が阻害されることはない。
ここで、上記スリット45の開口幅(現像スリーブ表面移動方向長さ)は2mm以上であるのが好ましい。2mm未満であると、体積平均粒径が50μm程度のキャリアを用いる場合に、汲み上げ磁気力の作用により現像剤G1がスリット45をスムーズに通過することが困難となる。現像剤G1がスリット45をスムーズに通過できないと、現像スリーブ22の表面に汲み上げられる現像剤G1の量が不足し、その不足部分に規制滞留現像剤G3が補充されて規制ギャップを通過して現像領域へと搬送されてしまう。この場合、画像濃度ムラによる画質劣化が生じるおそれがある。2mm以上であれば、体積平均粒径が50μm程度のキャリアを用いる場合でも、スリット45に対して現像剤G1をスムーズに通過させることができるので、キャリアの小粒径化が進んでいる近年の小粒径キャリアを用いた現像剤であれば、特に安定してスリット45に対して現像剤G1をスムーズに通過させることができる。よって、スリット45を現像剤G1がスムーズに通過できずに画像濃度ムラによる画質劣化が生じてしまうのを回避することができる。
また、現像領域へ搬送する現像剤量の変動は現像能力に大きな影響を与えるため、ドクターブレード25と現像スリーブ22の表面との規制ギャップで規定量の現像剤が安定して現像領域へ送られるように設定されている。ここで、阻止部材44と現像スリーブ22の表面との遮蔽ギャップ(最近接部分の隙間)が規制ギャップよりも狭い場合、現像スリーブ22の表面に担持されて遮蔽ギャップを通過する現像剤の量は、規制ギャップを通過する量よりも少ないものとなる。そのため、遮蔽ギャップを通過する現像剤に、現像剤供給搬送路27から汲み上げられた現像剤G1だけが含まれ、規制滞留現像剤G3が含まれていない場合でも、現像剤G1の上に規制滞留現像剤G3が重なった現像剤層が規制ギャップを通過することになる。この場合でも、規制ギャップを通過する現像剤層において規制滞留現像剤G3が均一に分散しているのであれば、上述したような画像濃度ムラによる画質劣化は生じない。しかしながら、トナー帯電量が異常に高い規制滞留現像剤を多く含んだ現像剤層が現像領域で現像に寄与する結果、正常な画像濃度が得られないという不具合を引き起こす。
そこで、本実施形態においては、阻止部材44と現像スリーブ22の表面との遮蔽ギャップを規制ギャップと同じか規制ギャップよりも広く設定している。これにより、規制ギャップを通過する現像剤層は、遮蔽ギャップを通過した現像剤層、すなわち、現像剤供給搬送路27から汲み上げられたトナー帯電量が正常な現像剤G1のみからなる現像剤層となる。よって、正常な画像濃度が得られないという上述した不具合は解消できる。
また、上述したように、本実施形態においては、図5に示す従来の現像ユニット120と比較して仕切壁43の高さを低くしている。したがって、従来の現像ユニット120では現像スリーブ22への現像剤供給量不足が生じるほど少ない現像剤量しか現像剤供給搬送路27内に現像剤G1が存在していなくても、仕切壁43が低い本実施形態の現像ユニット20であれば、現像剤供給量不足が生じるのを回避することができる。よって、現像剤供給搬送路27の現像剤搬送方向下流側端部でも、トナー帯電量が異常に高い規制滞留現像剤G3と通常のトナー帯電量をもつ現像剤G1との混ざり具合が不十分な状態の現像剤層が現像領域に送り込まれる事態の発生が抑制され、画像濃度ムラによる画質劣化が抑制される。
ただし、仕切壁43の高さを低くし過ぎると、仕切壁43の上端を乗り越えた現像剤G1が汲み上げ磁気力に捕捉されずに落下してしまうおそれがある。このような落下が生じると、現像剤供給搬送路27から現像スリーブ22側へ供給される現像剤G1の量が不足し、汲み上げ磁気力によって引き寄せられた規制滞留現像剤G3が阻止部材44の下端を回り込んで進入し、規制ギャップを通過し得る現像スリーブ表面に近い領域で担持されるおそれがある。
そこで、本実施形態においては、現像ユニット20内に現像剤が存在しない状態で仕切壁43の上端面における現像スリーブ22側の縁部43aに1つの磁性キャリアを配置したときの当該磁性キャリアに作用する磁気力及び重力の合成力が、水平方向又は水平よりも上方向を向くように、仕切壁43とマグネットローラ23の構成が調整されている。
また、仕切壁43の高さを低くし過ぎると、マグネットローラ23が形成する反発磁界の影響によってスリーブ表面から剥離された現像済みの現像剤G2が仕切壁43を超えて現像剤供給搬送路27側へ移動するおそれがある。現像済みの現像剤G2は、現像領域でトナーを消費しているため、トナー濃度が低い状態となっている。このような現像剤G2が現像剤供給搬送路27側へ移動してそのまま現像スリーブ22の表面に担持されてしまうと、トナー濃度が正常な現像剤供給搬送路27から汲み上げられた現像剤G1とトナー濃度が低い現像剤G2とが十分に混ざり合っていない状態で規制ギャップを通過し、現像に寄与するおそれがある。この場合も、画像濃度ムラによる画質劣化が生じる。そのため、仕切壁43の高さは、現像済みの現像剤G2が現像剤供給搬送路27側へ移動するのを阻止できる程度にする必要がある。そのためには、仕切壁43の上端位置は、現像スリーブ22の表面から現像済みの現像剤G2を剥離させるための剥離磁気力が作用する剥離領域よりも現像スリーブ表面移動方向下流側に位置するように設定する。具体的には、例えば、汲み上げ極S2と磁極S3との間の変極点と現像スリーブの回転中心とを結ぶ直線L1よりも現像スリーブ表面移動方向下流側に位置するように設定する。
また、本実施形態の現像ユニット20において、長尺な阻止部材44はその軸線方向両端のみで現像ケース30の前後壁に支持される構成で、阻止部材44の軸線方向中央領域には現像ケース30(仕切壁43)との支持部が存在しない。これは、阻止部材44の軸線方向中央領域に支持部を設けた場合に、その支持部に対応する箇所でスジ状の画像濃度ムラが発生してしまうという不具合を回避するためである。
しかし、本実施形態に係るプリンタは、軸線方向における現像領域幅として、A3サイズよりも十分に大きな300mm以上を確保している。具体的には、プロダクションプリンタとして一般的な13インチ相当の幅330mmの記録紙に対して印刷シロを考慮して(全面印刷を行わず周囲に余白を設けることを考慮して)印刷することを想定し、少なくとも320mm以上の現像領域幅を確保する必要がある。このように、本実施形態においては、確保すべきスリット45の幅が320mm以上であるのに対し、そのスリット45を形成する阻止部材44の直径が3mm程度である。
上述したように、阻止部材44に対し、スリット45を通過する現像剤G1の移動によって現像スリーブ22側へ向かう外力が加わる。また、汲み上げ磁気力によって引き寄せられる規制滞留現像剤G3により、阻止部材44に対して現像スリーブ22への押圧力が加わる。そのため、低コスト化等の目的で、阻止部材44を仕切壁43と同様に現像ケース30と同一材料(可撓性が高い合成樹脂材料)にて一体成形すると、阻止部材44が大きく撓み、阻止部材44の軸線方向中央付近と現像スリーブ表面との間の遮蔽ギャップが端部付近よりも狭くなってしまう。そして、阻止部材44の軸線方向中央付近の遮蔽ギャップを通過する現像スリーブ22上の現像剤量が不足し、規制滞留空間においてその不足分が規制滞留現像剤G3により補充される。その結果、軸線方向中央付近において多くの規制滞留現像剤G3が現像領域へ搬送されてしまい、画像濃度ムラによる画質劣化を引き起こすおそれがある。また、阻止部材44が大きく撓んで遮蔽ギャップが狭まった箇所では、現像スリーブ22の表面上の現像剤が通過するときに受ける圧縮力が強まる。そのため、現像剤中のトナーが凝集したり現像スリーブ22の表面に固着したりして、適正な現像処理を妨げるおそれがある。特に、トナーが凝集してしまうと、そのトナー凝集体が記録紙P上に付着することでそれ自体が黒点として現れたり、そのトナー凝集体の周囲にトナーができないことで白抜けが現れたりして、画質劣化を引き起こす。
そこで、本実施形態においては、阻止部材44を構成する部材として、現像ケース30と一体成形された合成樹脂材料からなる仕切壁43よりも剛性が高い金属材料を用いている。このような高い剛性を、現像ケース30と同じ合成樹脂材料で安価に実現することはできないが、合成樹脂材料よりも剛性の高い金属材料であれば、比較的安価に実現することができる。
本実施形態の阻止部材44の材料としては、SUS304やSUS316などのステンレス鋼が好ましい。金属材料としては、例えば非磁性かつ高い剛性を備えたチタンやマグネシウムなどを用いることもできるが、材料が高価であるため、コスト面ではステンレス鋼が有利である。また、安価な材料としては、例えばアルミニウムを用いることもできるが、ステンレス鋼と比較すると剛性が劣る。本実施形態においては、阻止部材44の材料としてSUS304を用い、加工により極微量磁性化している。このように微量な磁性であれば、阻止部材44を磁性体鉄鋼材料で形成する場合に生じるような現像剤のスリット45の通過阻害を引き起こすような不具合は生じない。阻止部材44が磁性材料で形成されると、阻止部材44に現像剤が磁気的に付着してしまい、スリット45を通過する現像剤の移動が阻害される。その結果、現像剤供給搬送路27からの現像剤G1の汲み上げ量不足が発生して規制滞留現像剤G3が現像に寄与してしまう事態が生じたり、その付着した現像剤とスリット45を通過する現像剤との間で摺擦が起きて現像剤からのトナー分離が生じ、トナー凝集を生じさせたりするなどの不具合が引き起こされる。阻止部材44を形成する材料を非磁性材料とすることで、このような不具合の発生を阻止できる。したがって、現像剤のスリット45の通過阻害によって、現像剤供給搬送路27からの現像剤G1の汲み上げ量不足が発生して規制滞留現像剤G3が現像に寄与してしまう事態を避けることができる。
ここで、本実施形態に係る現像ユニット20に対して、比較例となる現像ユニット及び通路形成部材となる金属ステート(阻止部材)の構成について説明する。図6は、従来の現像ユニットの構成を示す構成図である。図7は、図6に示す金属ステートを仕切壁から取り外した状態の斜視図である。
図6に示す現像ユニット220において、金属ステー46は、図7にも示すようにその現像スリーブ回転軸方向両端領域に備わったタブ部47によって現像ケース30の一部である仕切壁43に取り付けられている。このタブ部47は、現像領域よりも軸線方向外側に位置する金属ステー46の両端領域に設けられており、軸線方向中央部分よりも仕切壁43に向けて延出している。そして、このタブ部47は、軸線方向に対して直交する断面形状がコの字形状である。金属ステー46を仕切壁43に取り付ける際には、金属ステー46のタブ部47におけるコの字の開口部に仕切壁43を入れ込むようにして取り付ける。仕切壁43に対する金属ステー46の固定方法は、接着剤等による接着方法を採用しているが、互いの係合部を係合させて機構的に固定する方法でもよい。
しかしながら、上記現像ユニット220において、現像ロール21と供給スクリュー32との間の非常に限られた空間で、金属ステート46の両端領域に設けられたタブ部47に仕切壁43を入れ込み、金属ステート46と仕切壁43とを接合することは作業上難しい。そのため、金属ステート46と仕切壁43との接合部分の強度を十分に確保することが難しく、また、現像ロール21と金属ステート46との位置精度や、供給スクリュー32と金属ステート46との位置精度を確保するのも難しい。
そこで、本実施形態に係る現像ユニット20では、通路形成部材たる阻止部材44を現像ケース30に取り付ける構成とした。図3は、現像ユニットの軸線方向端部の構成を説明する説明図である。図4は、現像ユニットの軸線方向端部の一部構成を説明する斜視図である。図3及び移図4に示すように、金属ステート46を仕切壁43に取り付ける場合に比べ、軸線方向(印刷領域幅)において余裕のある領域で阻止部材44を現像ケース30の前後壁(図3中、後壁30Aのみ図示する)に取り付けることができる。これにより、組み付け作業の効率が向上し、現像ケース30に対して阻止部材44を強固に保持させることが容易となる。また、現像ロール21は現像ケース30の前後壁に保持された軸受けによって軸線方向両端が支持されていることから、阻止部材44も現像ケース30の前後壁という同一部品で支持することにより、阻止部材44と現像ロール21との位置精度を高い精度で決めることが容易である。同様に、供給スクリュー32は現像ケース30の前後壁に保持された軸受けによって軸線方向両端が支持されていることから、阻止部材44も現像ケース30の前後壁という同一部品で支持することにより、阻止部材44と供給スクリュー32との位置精度を高い精度で決めることが容易である。
ここで、阻止部材44を現像ケース30の前後壁の所望の位置に取り付けるためには、例えば、図3及び図4に示すように案内部となるU字型の溝部31を形成するとよい。これにより、阻止部材44を現像ケース30の溝部31に入れ込み設置することができ、組み付け作業が容易になる。なお、図3には、溝部31を設けたが、阻止部材の位置決めをできる形状であれば、阻止部材の形状に合わせてV字型の溝や矩形型の溝であってもよい。
また、本実施形態に係る現像ユニット20において、阻止部材44を現像ケース30に取り付ける際にはネジ止めによる締結が好ましい。図3に示す円筒状に形成される阻止部材44の軸線方向両端部には、螺旋突起からなるネジを軸線方向に挿入可能なように螺旋溝からなるネジ穴44aが設けられている。そして、図4に示すように、現像ケース30の溝部31には、ネジを通過させられるだけの穴31aが設けられている。これにより、現像ケース30が阻止部材44の端部とネジによって挟み込まれるようにして、阻止部材44が現像ケース30の前後壁に締結される。このように阻止部材44を現像ケース30の前後壁にネジ止めするので、阻止部材44を所定の位置に容易に取り付け可能である。
また、このとき、現像ケース30の前後壁の阻止部材44が納まる軸線方向の距離よりも、阻止部材44の軸線方向の長さは短めにするとよい。これにより、現像ケース30の前後壁にネジ止めされた阻止部材44には、ネジ止めによる張力がかかり、阻止部材44が撓みや振動に対して強固になり、阻止部材44の位置精度を高いまま保持できる。また、これにより、阻止部材44と仕切壁43とで構成されるスリット45の形状も保持することができる。
本実施形態に係る現像ユニット20において、通路形成部材たる阻止部材44は円柱状に形成され、軸線方向両端部にネジ機能を有する形状となっているが、通路形成部材の形状は、板状であっても、また図7に示すように、折り曲げ成型したものであってもよい。本実施形態に係る阻止部材44は、円柱状の金属を用いていることから、必要な剛性を確保しやすく、軸線方向両端部にネジ穴を設ける等の加工も容易であるというメリットがある。
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
現像剤を表面上に担持して回転することにより感光体3などの潜像担持体の表面と対向する現像領域へ現像剤を搬送する現像スリーブ22などの現像剤担持体と、内部に収容される現像剤担持体の一部を外部に露出させて潜像担持体の表面と対向させるための開口部を有する現像ケース30などの現像ケースと、上記現像剤担持体の表面上に担持された現像剤が通過することで上記現像領域へ搬送される現像剤の量を規制するための規制ギャップを該現像剤担持体の表面との間に形成するドクターブレード25などの現像剤規制部材と、上記現像ケース内で上記現像剤担持体の表面に隣接して配置され、該現像剤担持体の表面上に供給される現像剤を供給スクリュー32などの現像剤供給搬送部材により現像剤担持体回転軸方向に沿って搬送する現像剤供給搬送路37などの現像剤供給搬送路とを有し、上記現像剤供給搬送路における上記現像剤担持体側の仕切壁43などの側壁を超えて該現像剤供給搬送路内の現像剤を該現像剤担持体側へ供給する現像装置において、上記現像剤供給搬送路の上記側壁との間に、少なくとも現像領域の現像剤担持体回転軸方向全域にわたって該現像剤供給搬送路内の現像剤を該現像剤担持体側へ通過させるための供給通路を形成するとともに、上記現像ケースの内壁との間に、上記現像剤規制部材によって上記規制ギャップの通過を阻止された現像剤を該現像剤供給搬送路側へ回収するための回収通路を形成する阻止部材44などの通路形成部材を有し、上記現像剤供給搬送路の上記側壁は、上記現像ケースと同一材料でかつ該現像ケースと一体に形成されたものであり、上記通路形成部材は、上記側壁よりも剛性が高い別材料で形成され、現像剤担持体回転軸方向両端部が上記現像ケースに支持されている。
これによれば、上記実施形態について説明したように、通路形成部材はその現像剤担持体回転軸方向両端部が現像ケースに支持されるように構成されているため、現像剤担持体回転軸方向において余裕のある領域を利用して通路形成部材を現像ケースに取り付けることができる。その結果、通路形成部材の組み付け作業の効率が向上し、現像ケースに対して通路形成部材を強固に保持させることが容易となる。また、現像剤担持体は現像ケースに保持された軸受けによって現像剤担持体回転軸方向両端が支持されていることから、通路形成部材も現像ケースという同一部品で支持することにより、通路形成部材と現像剤担持体との位置精度を高い精度で決めることが容易である。同様に、現像剤供給搬送部材は現像ケースに保持された軸受けによって現像剤担持体回転軸方向両端が支持されていることから、通路形成部材も現像ケースという同一部品で支持することにより、通路形成部材と現像剤供給搬送部材との位置精度を高い精度で決めることが容易である。
(態様B)
(態様A)の現像装置において、上記通路形成部材を形成する上記別材料は金属である。
これによれば、上記実施形態について説明したように、通路形成部材を形成する材料が金属であるため、剛性の高い安価な通路形成部材を実現することが容易となる。
(態様C)
(態様A)又は(態様B)の現像装置において、上記現像剤として、トナー及び磁性キャリアを含む現像剤を用い、上記現像剤担持体の内部に配置され、上記現像剤を該現像剤担持体の表面上に担持させる磁気力を発生する磁界発生手段を有し、上記通路形成部材を形成する上記別材料は、非磁性材料である。
これによれば、上記実施形態について説明したように、通路形成部材に現像剤が磁気的に付着して、現像剤の供給通路の通過を阻害しまうことを阻止できる。つまり、現像剤供給搬送路からの現像剤の汲み上げ量不足が発生して規制滞留現像剤が現像に寄与してしまう事態を避けることができる。
(態様D)
(態様A)(態様B)又は(態様C)の現像装置において、上記現像ケースには、上記通路形成部材を保持するための案内となる溝部31などの案内部が形成される。
これによれば、上記実施形態で説明したように、現像剤担持体や現像剤供給搬送部材との位置関係を確保するべく、現像ケースの所定の位置に通路形成部材を設置することができ、組み付け作業が容易になる。
(態様E)
(態様A)(態様B)(態様C)又は(態様D)の現像装置において、上記通路形成部材は、上記現像ケースに締結されて支持されることにより、引っ張り力が付勢される。
これによれば、上記実施形態で説明したように、通路形成部材に引っ張り力が付勢されることにより、通路形成部材が撓みや振動に対して強固になり、通路形成部材の位置精度を高精度に維持できる。
(態様F)
(態様A)(態様B)(態様C)(態様D)又は(態様E)の現像装置において、上記通路形成部材は、略円筒状に形成され、現像剤担持体回転軸方向両端部の締結箇所にネジが螺合するネジ穴44aなどのネジ穴が形成される。
これによれば、上記実施形態で説明したように、通路形成部材が略円柱形に形成されることから、必要な剛性を確保しつつ現像剤担持体回転軸方向両端部にネジ穴を加工することも容易であり、安価に通路形成部材を構成することができる。
(態様G)
感光体3などの潜像担持体と、該潜像担持体上に潜像を形成する光書込ユニット10などの潜像形成手段と、トナー及びキャリアを含む現像剤により該潜像担持体上の潜像を現像する現像ユニット20などの現像装置とを有し、該現像装置により該潜像担持体上に形成されたトナー像を最終的に記録材へ転移させて、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、上記現像装置として、(態様A)1乃至(態様F)のいずれかの態様に記載の現像装置を用いる。
これによれば、上記実施形態で説明したように、画像濃度ムラのない高画質な画像を得ることが可能である。
(態様A)
現像剤を表面上に担持して回転することにより感光体3などの潜像担持体の表面と対向する現像領域へ現像剤を搬送する現像スリーブ22などの現像剤担持体と、内部に収容される現像剤担持体の一部を外部に露出させて潜像担持体の表面と対向させるための開口部を有する現像ケース30などの現像ケースと、上記現像剤担持体の表面上に担持された現像剤が通過することで上記現像領域へ搬送される現像剤の量を規制するための規制ギャップを該現像剤担持体の表面との間に形成するドクターブレード25などの現像剤規制部材と、上記現像ケース内で上記現像剤担持体の表面に隣接して配置され、該現像剤担持体の表面上に供給される現像剤を供給スクリュー32などの現像剤供給搬送部材により現像剤担持体回転軸方向に沿って搬送する現像剤供給搬送路37などの現像剤供給搬送路とを有し、上記現像剤供給搬送路における上記現像剤担持体側の仕切壁43などの側壁を超えて該現像剤供給搬送路内の現像剤を該現像剤担持体側へ供給する現像装置において、上記現像剤供給搬送路の上記側壁との間に、少なくとも現像領域の現像剤担持体回転軸方向全域にわたって該現像剤供給搬送路内の現像剤を該現像剤担持体側へ通過させるための供給通路を形成するとともに、上記現像ケースの内壁との間に、上記現像剤規制部材によって上記規制ギャップの通過を阻止された現像剤を該現像剤供給搬送路側へ回収するための回収通路を形成する阻止部材44などの通路形成部材を有し、上記現像剤供給搬送路の上記側壁は、上記現像ケースと同一材料でかつ該現像ケースと一体に形成されたものであり、上記通路形成部材は、上記側壁よりも剛性が高い別材料で形成され、現像剤担持体回転軸方向両端部が上記現像ケースに支持されている。
これによれば、上記実施形態について説明したように、通路形成部材はその現像剤担持体回転軸方向両端部が現像ケースに支持されるように構成されているため、現像剤担持体回転軸方向において余裕のある領域を利用して通路形成部材を現像ケースに取り付けることができる。その結果、通路形成部材の組み付け作業の効率が向上し、現像ケースに対して通路形成部材を強固に保持させることが容易となる。また、現像剤担持体は現像ケースに保持された軸受けによって現像剤担持体回転軸方向両端が支持されていることから、通路形成部材も現像ケースという同一部品で支持することにより、通路形成部材と現像剤担持体との位置精度を高い精度で決めることが容易である。同様に、現像剤供給搬送部材は現像ケースに保持された軸受けによって現像剤担持体回転軸方向両端が支持されていることから、通路形成部材も現像ケースという同一部品で支持することにより、通路形成部材と現像剤供給搬送部材との位置精度を高い精度で決めることが容易である。
(態様B)
(態様A)の現像装置において、上記通路形成部材を形成する上記別材料は金属である。
これによれば、上記実施形態について説明したように、通路形成部材を形成する材料が金属であるため、剛性の高い安価な通路形成部材を実現することが容易となる。
(態様C)
(態様A)又は(態様B)の現像装置において、上記現像剤として、トナー及び磁性キャリアを含む現像剤を用い、上記現像剤担持体の内部に配置され、上記現像剤を該現像剤担持体の表面上に担持させる磁気力を発生する磁界発生手段を有し、上記通路形成部材を形成する上記別材料は、非磁性材料である。
これによれば、上記実施形態について説明したように、通路形成部材に現像剤が磁気的に付着して、現像剤の供給通路の通過を阻害しまうことを阻止できる。つまり、現像剤供給搬送路からの現像剤の汲み上げ量不足が発生して規制滞留現像剤が現像に寄与してしまう事態を避けることができる。
(態様D)
(態様A)(態様B)又は(態様C)の現像装置において、上記現像ケースには、上記通路形成部材を保持するための案内となる溝部31などの案内部が形成される。
これによれば、上記実施形態で説明したように、現像剤担持体や現像剤供給搬送部材との位置関係を確保するべく、現像ケースの所定の位置に通路形成部材を設置することができ、組み付け作業が容易になる。
(態様E)
(態様A)(態様B)(態様C)又は(態様D)の現像装置において、上記通路形成部材は、上記現像ケースに締結されて支持されることにより、引っ張り力が付勢される。
これによれば、上記実施形態で説明したように、通路形成部材に引っ張り力が付勢されることにより、通路形成部材が撓みや振動に対して強固になり、通路形成部材の位置精度を高精度に維持できる。
(態様F)
(態様A)(態様B)(態様C)(態様D)又は(態様E)の現像装置において、上記通路形成部材は、略円筒状に形成され、現像剤担持体回転軸方向両端部の締結箇所にネジが螺合するネジ穴44aなどのネジ穴が形成される。
これによれば、上記実施形態で説明したように、通路形成部材が略円柱形に形成されることから、必要な剛性を確保しつつ現像剤担持体回転軸方向両端部にネジ穴を加工することも容易であり、安価に通路形成部材を構成することができる。
(態様G)
感光体3などの潜像担持体と、該潜像担持体上に潜像を形成する光書込ユニット10などの潜像形成手段と、トナー及びキャリアを含む現像剤により該潜像担持体上の潜像を現像する現像ユニット20などの現像装置とを有し、該現像装置により該潜像担持体上に形成されたトナー像を最終的に記録材へ転移させて、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、上記現像装置として、(態様A)1乃至(態様F)のいずれかの態様に記載の現像装置を用いる。
これによれば、上記実施形態で説明したように、画像濃度ムラのない高画質な画像を得ることが可能である。
2 プロセスユニット
3 感光体
4 一様帯電装置
10 光書込ユニット
20、120、220 現像ユニット
21 現像ロール
22 現像スリーブ
23 マグネットローラ
25 ドクターブレード
27 現像剤供給搬送路
28 現像剤回収搬送路
30 現像ケース
43 仕切壁
44 阻止部材
45 スリット
51 中間転写ベルト
3 感光体
4 一様帯電装置
10 光書込ユニット
20、120、220 現像ユニット
21 現像ロール
22 現像スリーブ
23 マグネットローラ
25 ドクターブレード
27 現像剤供給搬送路
28 現像剤回収搬送路
30 現像ケース
43 仕切壁
44 阻止部材
45 スリット
51 中間転写ベルト
Claims (7)
- 現像剤を表面上に担持して回転することにより潜像担持体の表面と対向する現像領域へ現像剤を搬送する現像剤担持体と、
内部に収容される現像剤担持体の一部を外部に露出させて潜像担持体の表面と対向させるための開口部を有する現像ケースと、
上記現像剤担持体の表面上に担持された現像剤が通過することで上記現像領域へ搬送される現像剤の量を規制するための規制ギャップを該現像剤担持体の表面との間に形成する現像剤規制部材と、
上記現像ケース内で上記現像剤担持体の表面に隣接して配置され、該現像剤担持体の表面上に供給される現像剤を現像剤供給搬送部材により現像剤担持体回転軸方向に沿って搬送する現像剤供給搬送路とを有し、
上記現像剤供給搬送路における上記現像剤担持体側の側壁を超えて該現像剤供給搬送路内の現像剤を該現像剤担持体側へ供給する現像装置において、
上記現像剤供給搬送路の上記側壁との間に、少なくとも現像領域の現像剤担持体回転軸方向全域にわたって該現像剤供給搬送路内の現像剤を該現像剤担持体側へ通過させるための供給通路を形成するとともに、上記現像ケースの内壁との間に、上記現像剤規制部材によって上記規制ギャップの通過を阻止された現像剤を該現像剤供給搬送路側へ回収するための回収通路を形成する通路形成部材を有し、
上記現像剤供給搬送路の上記側壁は、上記現像ケースと同一材料でかつ該現像ケースと一体に形成されたものであり、
上記通路形成部材は、上記側壁よりも剛性が高い別材料で形成され、かつ、現像剤担持体回転軸方向両端部が上記現像ケースに支持されていることを特徴とする現像装置。 - 請求項1の現像装置において、
上記通路形成部材を形成する上記別材料は、金属であることを特徴とする現像装置。 - 請求項1又は2の現像装置において、
上記現像剤として、トナー及び磁性キャリアを含む現像剤を用い、
上記現像剤担持体の内部に配置され、上記現像剤を該現像剤担持体の表面上に担持させる磁気力を発生する磁界発生手段を有し、
上記通路形成部材を形成する上記別材料は、非磁性材料であることを特徴とする現像装置。 - 請求項1、2又は3の現像装置において、
上記現像ケースには、上記通路形成部材を保持するための案内となる案内部が形成されることを特徴とする現像装置。 - 請求項1、2、3又は4の現像装置において、
上記通路形成部材は、上記現像ケースに締結されて支持されることにより、引っ張り力が付勢されることを特徴とする現像装置。 - 請求項5の現像装置において、
上記通路形成部材は、略円筒状に形成され、現像剤担持体回転軸方向両端部の締結箇所にネジが螺合するネジ穴が形成されることを特徴とする現像装置。 - 潜像担持体と、該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、トナー及びキャリアを含む現像剤により該潜像担持体上の潜像を現像する現像装置とを有し、該現像装置により該潜像担持体上に形成されたトナー像を最終的に記録材へ転移させて、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
上記現像装置として、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
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JP2012119293A JP2013246276A (ja) | 2012-05-25 | 2012-05-25 | 現像装置及びこれを備えた画像形成装置 |
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- 2013-05-17 US US13/896,660 patent/US20130315636A1/en not_active Abandoned
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US11307515B2 (en) | 2019-07-31 | 2022-04-19 | Ricoh Company, Ltd. | Developing device with a developer regulator and a stopper |
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