JP3558276B2 - 現像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１成分トナーを用いる現像装置に関し、より詳細には電子写真複写機などの画像形成装置の現像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
１成分トナーを用いた電子写真複写機などの現像装置の多くは、現像液としてのトナーを均一に薄層化すると同時に、必要な電荷をトナーに付与し、その後帯電したトナーを像担持体上の静電現像に付着させることによって現像を行う。
【０００３】
具体的には、まず回転する円筒形状のトナー担持体にトナーを供給し、トナー担持体に対して平行に延びる層厚規制部材を、トナーが供給されたトナー担持体の外周面に接触させて、トナー担持体上のトナーを均一に薄層化すると同時に、摩擦帯電または電荷注入などによって現像に必要な電荷をトナーに付与する。その後、帯電したトナー層を、トナー担持体の回転によって、像担持体とトナー担持体との接触部に搬送し、トナー担持体上のトナーを像担持体上の静電潜像に付着させ現像する方法がよく知られている。
【０００４】
上述の現像方法の場合、良好な画質を得るために、金属部材、高分子樹脂部材または金属と高分子樹脂とをラミネートした部材から成る薄板状の層厚規制部材の面または先端部エッジを、トナー担持体に当接させてトナー層の層厚を規制する方法がよく行われいる。
【０００５】
この場合、静電潜像の非画像領域に当たるトナー担持体両端部近傍においては、トナー消費が行われず、またトナー担持体の回転による拡散作用によって、トナー担持体の両端部に向かってトナーが移動するので、トナーの供給が過多となり、トナーの飛散および漏れが発生し、装置内の汚染およびトナーの消費量の増加などの不都合が生じる。
【０００６】
特公平４−６２３９１号公報に開示される従来技術では、弾性体である層厚規制部材の先端部の長手方向両側縁をトナー担持体との接触面の裏面側から被覆する弾性シール部材、または層厚規制部材の長手方向両側縁部をトナー担持体との接触面の裏面側からトナー担持体の半径方向内方に加圧する弾性シール部材を設けて、トナー担持体の両端部へのトナーの移動を規制し、トナーの飛散を防止する方法が行われている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特公平４−６２３９１号公報などの従来技術による現像装置においては、層厚規制部材のトナー担持体に接触する面、その裏面または層厚規制部材両端側面に、トナーの漏れを防ぐためにシール部材が設けられるが、層厚規制部材の厚みによる段差のため、層厚規制部材の両側縁端部および層厚規制部材とトナー担持体との接触部にてわずかな隙間を生じやすく、トナーの飛散および漏れが発生し、画像の汚れ、装置内汚染、トナーの消費量の増加などの不都合が生じる。
【０００８】
トナー担持体と層厚規制部材との接触部の隙間によるシール不良を防止するために、シール部材のシール圧を高めると、層厚規制部材からトナー担持体に働くトナー担持体半径方向の圧接力が増加する。この圧接力の増加によって、層厚規制部材の正常な動作が妨げられ、シール部材が配置される層厚規制部材両端部近郊のトナー層形成が乱れ、画像領域両端部に画質劣化を生じたり、トナー担持体とシール部材または層厚規制部材との摺動摩耗によるシール不良を生じやすくなる。したがって、前述の現像装置では、トナーの飛散および漏れを防ぐことが非常に困難である。
【０００９】
本発明の目的は、均一に薄層化したトナーを供給することができ、かつトナーの飛散および漏れを防ぐことができる現像装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、トナーをトナー担持体の外周面に供給する供給手段と、回転することによって供給されたトナーを現像位置に搬送する円筒形状のトナー担持体と、トナー担持体の外周面に摺接し、供給されたトナーを所定の層厚に規制する層厚規制部材と、トナーの漏れを防ぎ、層厚規制部材を保持するシール部材とを有し、薄層化したトナー層を像担持体上の静電潜像に供給して現像を行う現像装置において、
前記層厚規制部材は、トナー担持体に平行に延びる弾発性を有する板材から成り、トナー担持体に対して凸に屈曲して形成され、その屈曲部が、トナー担持体の外周面のほぼ全長にわたって弾発的に接触し、屈曲部に対して層厚規制部材の幅方向一方側の先端部が、トナー担持体の半径方向外方に延び、層厚規制部材の幅方向他方側の平坦部が、トナー担持体の回転方向下流側に向かってトナー担持体の周方向に延びて配置され、
前記シール部材は、層厚規制部材の先端部に対し、トナー担持体の回転方向上流側から当接する上流側のシール部材と、トナー担持体の回転方向下流側から当接する下流側のシール部材とを有し、これら上流側および下流側のシール部材によって、層厚規制部材の先端部を挟み、トナー担持体の半径方向に弾発的に変位可能に層厚規制部材を保持し、
前記トナー担持体上流側のシール部材は、中央シール部材と側部シール部材とを有し、前記中央シール部材は、層厚規制部材をその長手方向のほぼ全域にわたって保持するだけでなく、層厚規制部材の先端部のトナー担持体の回転方向下流側を画像領域にわたって保持し、側部シール部材は層厚規制部材の長手方向両端部でトナー担持体に接するうえ、
トナー担持体上流側のシール部材から層厚規制部材に働く圧接力の主成分が、トナー担持体の周方向に平行であることを特徴とする現像装置である。
【００１１】
本発明に従えば、凸に屈曲する層厚規制部材の屈曲部を、トナー担持体の外表面に弾発的に接触させるので、従来技術のように層厚規制部材の厚みによる段差が設けられず、トナーが漏れることを防止することができ、かつトナー担持体に形成されるトナー層の層厚を均一にすることができる。
【００１２】
また、層厚規制部材のトナー担持体の半径方向外方に延びる先端部をシール部材が挟むことによって、シール部材によって生じる層厚規制部材からトナー担持体に働くトナー担持体半径方向の圧接力を低減することができる。このため、シール部材は、層厚規制部材の動作を妨げることなく、確実かつ経時劣化のないシール動作を得ることができる。トナー担持体上流側のシール部材が、中央シール部材を有することによって、層厚規制部材の長手方向全域および層厚規制部材の先端部のトナー担持体の回転方向下流側の画像領域にわたって、層厚規制部材の動作を損なうことなく、トナー担持体の回転方向の上流側から下流側へのトナー漏れをより確実に防ぐことができる。そして、トナー担持体に接する側部シール部材を設けることによって、トナー担持体の回転方向の上流側から下流側へのトナー漏れおよび層厚規制部材の長手方向両端部におけるトナー漏れを確実に防ぐことができる。トナー担持体上流側のシール部材から層厚規制部材に働く圧接力の主成分は、トナー担持体の周方向に平行であるので、シール部材の圧接力が、層厚規制部材のトナー担持体への圧接力を増加させることを防止することができる。このため、本発明による現像装置では、安定した層厚規制動作を得ると同時にトナー漏れを確実に防ぐことができる。
【００１７】
また本発明は、前記側部シール部材は、トナー担持体との接触部に植毛布を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明に従えば、側部シール部材は、トナー担持体との接触部に植毛布を有するので、トナー担持体との摺動摩擦負荷を抑制することができる。
【００１９】
また本発明は、前記植毛布の植毛の方向は、植毛の先端に向かうにつれて、トナー担持体の回転方向下流側に傾斜する順方向であることを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、植毛布の植毛方向が、トナー担持体の回転方向に逆らわない順方向であるので、植毛布とトナー担持体との摺動摩擦抵抗を抑制することができる。
【００２１】
また本発明は、前記植毛布の毛は、所定の曲率で凸に屈曲する層厚規制部材の凸面とトナー担持体の外周面との接触部まで、毛の先端が達する長さを有することを特徴とする。
【００２２】
本発明に従えば、層厚規制部材とトナー担持体との接触部へシール材の毛先を確実に押込むことができ、層厚規制部材とトナー担持体との接触部においてトナー漏れを確実に防ぐことができる。
【００２５】
また本発明は、前記中央シール部材は、トナー担持体に非接触であることを特徴とする。
【００２６】
本発明に従えば、中央シール部材は、トナー担持体に非接触であるので、トナー担持体の回転に悪影響を与えず、トナー担持体の回転方向の上流側から下流側へのトナー漏れを確実に防ぐことができる。
【００２７】
また本発明は、前記中央シール部材は、少なくとも画像有効範囲内にわたって、トナー担持体に接触することを特徴とする。
【００２８】
本発明に従えば、画像領域において中央シール部材が、トナー担持体に圧接することによって、層厚規制部材とトナー担持体との圧接部に送込まれるトナーを予備帯電し、トナー層の帯電の均一性を高めることができる。
【００２９】
また本発明は、前記トナー担持体上流側のシール部材は、独立気泡を有する軟質フォーム材から成ることを特徴とする。
【００３０】
本発明に従えば、トナー担持体上流側のシール部材は、軟質フォーム材からなるので、低いシール圧接力でトナー漏れを確実に防ぐことができ、また層厚規制部材の動きを阻害することを防止することができる。
【００３１】
また本発明は、前記トナー担持体下流側のシール部材は、トナーを収容する現像槽フレーム壁面に接着されていることを特徴とする。
【００３２】
本発明に従えば、トナー担持体下流側のシール部材が現像層フレームに接着されているので、前記シール部材の圧接力を低減させることができる。
【００３３】
また本発明は、前記トナー担持体下流側のシール部材は、層厚規制部材に接着されていることを特徴とする。
【００３４】
本発明に従えば、トナー担持体下流側のシール部材が層厚規制部材に接着されているので、前記シール部材の圧接力を低減させることができる。
【００３５】
また本発明は、前記トナー担持体下流側のシール部材は、層厚規制部材の長手方向の両端より内側に位置し、かつトナー担持体と非接触であることを特徴とする。
【００３６】
本発明に従えば、トナー担持体下流側のシール部材がトナー担持体に接触しないので、トナー担持体に摺動負荷が加わることを防止でき、前記シール部材およびトナー担持体の摺動摩耗を防止することができる。
【００３７】
また本発明は、前記トナー担持体下流側のシール部材から層厚規制部材に働く圧接力の主成分は、トナー担持体の周方向に平行であることを特徴とする。
【００３８】
本発明に従えば、トナー担持体下流側のシール部材から層厚規制部材に働く圧接力の主成分が、トナー担持体の周方向に平行であるので、シール部材の弾性によって生じる圧接力が、層厚規制部材のトナー担持体への圧接力を増加させることを防止することができる。このため、本発明による現像装置では、安定した層厚規制動作を得ると同時にトナー漏れを確実に防ぐことができる。
【００３９】
また本発明は、前記トナー担持体下流側のシール部材は、独立気泡を有する軟質フォーム材料から成ることを特徴とする。
【００４０】
本発明に従えば、トナー担持体下流側のシール部材は、軟質フォーム材から成るので、低いシール圧接力でトナー漏れを確実に防ぐことができ、また層厚規制部材の動きを阻害することを防止することができる。
【００４１】
また本発明は、前記トナー担持体下流側のシール部材は、ＪＩＳ規格番号Ｋ６４０１における硬さが２５０Ｎ以下の軟質フォーム材から成ることを特徴とする。
【００４２】
本発明に従えば、トナー担持体下流側のシール部材は、低いシール圧接力でトナー漏れを確実に防ぐことができ、また層厚規制部材の動きを阻害することを防止することができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態である現像装置２０を側方から見た断面図であり、図２は、現像装置２０の一部を上方から見た平面図であり、図３は、現像装置２０の一部を図１の右側から見た背面図である。図１は、図２の切断面線Ａ１−Ａ１から見た断面を示す。現像装置２０は、トナー２を収容する現像層フレーム４、回転することによってトナー担持体１の外周面にトナー２を供給する円筒形状の供給ローラ１２、回転することによって供給されたトナーを現像位置に搬送する円筒形状のトナー担持体１、トナー担持体１の外周面にトナーを介して摺接し、供給されたトナーを所定の層厚に規制する層厚規制部材５、層厚規制部材５を保持するトナー担持体１の回転方向の上流側のシール部材７、層厚規制部材５を保持するトナー担持体１の回転方向の下流側のシール部材８、およびトナー担持体１の外周面のほぼ全長にわたって摺接する下方シール１１を有する。
【００４４】
現像装置２０は、電子写真方式のレーザプリンタなどに適用され、トナー担持体１の外周面上にて薄層化したトナー層６を、たとえば円筒形状の像担持体３の外周面の静電潜像に供給することによって現像を行う。トナー担持体１、トナー２、層厚規制部材５、シール部材７，８、下方シール１１および供給ローラ１２は、現像層フレーム４内に収容される。また、円筒形状の供給ローラ１２、トナー担持体１および像担持体３は、この順に各中心軸が平行になるように配置される。
【００４５】
現像バイアス−３００Ｖが印加される直径１０ｍｍのステンレス芯金１ａの外周に、１０６Ωｃｍの電気抵抗を有するＪＩＳ規格番号Ｋ６２５３における硬度ＪＩＳ Ａが約６０度のカーボン分散導電性ウレタンゴム１ｂが設けられるトナー担持体１は、外径が２７ｍｍの円筒形状であり、供給ローラ１２側から像担持体３側に向かって図１における左回りＶｂに周速２２８ｍｍ／ｓｅｃで回転し、その回転方向と逆方向Ｖａに周速１７５ｍｍ／ｓｅｃで回転する円柱体の像担持体３に圧接し、外周面に供給されるトナーを像担持体３との接触部に搬送する。
【００４６】
供給バイアス−３５０Ｖが印加される直径８ｍｍのステンレス芯金１２ａの外周に、カーボン分散導電性ウレタンフォーム１２ｂが設けられる供給ローラ１２は、外径２０ｍｍの円筒形状であり、トナー担持体１に接触深さ０．５ｍｍ、供給ニップ幅約６ｍｍで接触し、トナー担持体１の回転方向と同一方向Ｖｃに、周速２０５ｍｍ／ｓｅｃで回転する。供給ローラ１２のカーボン分散導電性ウレタンフォーム１２ｂは、１０５Ωｃｍの電気抵抗を有し、セル密度が８０個／２５ｍｍであり、ＪＩＳ規格番号Ｋ６４０１における硬さが約２３５Ｎである。
【００４７】
供給ローラ１２は、トナー担持体１と同一方向に回転することによって、現像層フレーム４内に収容される非磁性１成分トナー２を、予備帯電しながらトナー担持体１の外周面に適量ずつ供給し、かつ現像後のトナー担持体１に残留する余分なトナーを除去する。トナー２は、電気抵抗値が高く、負帯電であり、平均粒径が約７．５μｍである。
【００４８】
図４は、トナー担持体１近傍の拡大図であり、図５は、層厚規制部材５近傍の拡大図である。図４および図５は、図２の切断面線Ａ２−Ａ２から見た断面を示す。なお、図５では、シール部材７，８は省略される。供給バイアス−３５０Ｖが印加される層厚規制部材５は、トナー担持体１の外周面に沿って延びる厚み０．１ｍｍのステンレス板ばねから成り、トナー担持体１に対して凸に屈曲して形成され、屈曲部５ｂがトナー担持体１の外周面のほぼ全長にわたって接触するように、シール部材７，８によってその長手方向両端部が保持される。
【００４９】
層厚規制部材５の屈曲部５ｂは、ほぼ垂直に屈曲しており、層厚規制部材５の幅方向の一方側である平坦部５ａは、屈曲部５ｂからトナー担持体１の周方向に延び、その先端である固定端５ｅは現像層フレーム４に取付けられている。また、層厚規制部材５の幅方向他方側である先端部５ｃは、屈曲部５ｂからトナー担持体１の半径方向外方に延びる。平坦部５ａの長さＬａは１５ｍｍであり、屈曲部５ｂの曲率半径は１ｍｍであり、先端部５ｃの長さＬｃは５ｍｍである。
【００５０】
現像槽フレーム４の内面には、画像領域１３に隣接する領域、すなわち層厚規制部材５の長手方向両端部において、シール部材７，８を保持するための凹所４ａが設けられる。凹所４ａは、層厚規制部材５の先端部５ｃからトナー担持体１の回転方向の上流側においては、トナー担持体１の外周面に沿って設けられ、また下流側においては、層厚規制部材５の平坦部５ａに沿って設けられる。トナー担持体１の回転方向の上流側の凹所４ａの内周面４ｅとトナー担持体１の外周面との間隔Ｈａは６ｍｍであり、また下流側の凹所４ａの内周面４ｅと層厚規制部材５の裏面との間隔Ｈｂは６ｍｍである。よって、層厚規制部材５の先端部５ｃの端縁５ｄと、現像槽フレーム４の内面に形成される凹所４ａの内周面４ｅとの間には、間隔ｇ＝１ｍｍが設けられる。
【００５１】
トナー担持体１の回転方向上流側のシール部材７は、トナー担持体１の長手方向両端部に配置され、トナー担持体１にトナーを介して接触する植毛布７ｂとその外周面に設けられる外周シール部材７ａとを有し、トナー担持体１長手方向両端部の外周面の供給ローラ１２側のほぼ半分を覆うように設けられる。
【００５２】
外周シール部材７ａは、図４における奥行き方向の幅が６ｍｍで、トナー担持体１半径方向の厚さが９ｍｍで、セル密度が４０個／２５ｍｍで、ＪＩＳ規格番号Ｋ６４０１による硬さが約１９６Ｎで、独立気泡を有するウレタンフォームである。外周シール部材７ａの外表面は、現像フレーム４の凹所４ａに両面接着テープで接着される。ただし、外周シール部材７ａの層厚規制部材５との接触部分からトナー担持体１の回転方向上流側３ｍｍまでの部分は、層厚規制部材５の動作を妨げないために、凹所４ａに接着されず、単に挿入されている。
【００５３】
シール部材７は、層厚規制部材５の先端部５ｃから現像層フレーム４底面に設けられる下方シール１１に接するまでのシール領域全域にわたって、トナー担持体１の外周面に垂直方向に圧接する。したがって、シール部材７は、層厚規制部材５を保持すると同時に、層厚規制部材５の長手方向両端部におけるトナー漏れを防止することができる。外周シール部材７ａのトナー担持体１半径方向の厚さが９ｍｍであり、凹所４ａの内周面４ｅとトナー担持体１の外周面との間隔Ｈａが６ｍｍであるので、シール部材７はトナー担持体１の半径方向に圧縮され、その弾性力によってトナー担持体１に圧接する。
【００５４】
植毛布７ｂの毛の長さは、屈曲部５ｂの曲率半径の１．５倍以上の約２ｍｍであり、トナー担持体１と層厚規制部材５との接触部まで毛の先端が達する長さを有する。また、植毛布７ｂは、植毛の方向が、植毛の先端に向かうにつれてトナー担持体１の回転方向の下流側に傾斜する順方向となるように両面接着テープによって外周シール部材７ａに接着されている。このため、シール部材７では、トナー担持体１が回転することによって、層厚規制部材５とトナー担持体１との接触部に植毛布７ｂの毛先が押込まれ、押し込まれた毛先が接触部の隙間を塞ぎ、接触部における画像領域１３からシール部材７外方へのトナー漏れを確実に防止することができる。また、植毛布７ｂが設けられることによって、トナー担持体１とシール部材７との摺動摩擦負荷および摩耗が低減される。
【００５５】
凹所４ａは、上述したように、層厚規制部材５のトナー担持体１との接触部の裏面にも形成されており、層厚規制部材５の平坦部５ａに沿って固定端５ｅまで設けられている。トナー担持体１の回転方向下流側の凹所４ａおよび層厚規制部材５によって規定される空間は、図５における奥行き方向の幅が６ｍｍで、高さ方向の間隔Ｈｂが６ｍｍで、左右方向の長さが１５ｍｍである。
【００５６】
トナー担持体１の回転方向の下流側のシール部材８は、独立気泡を有する軟質ウレタンフォームから成り、トナー担持体１の長手方向両端部に配置される。下流側のシール部材８は、前述の下流側の凹所４ａと層厚規制部材５とによって規定される空間と同一形状であり、図４における奥行き方向の幅が６ｍｍで、高さ方向の厚さが６ｍｍで、左右方向の長さが１５ｍｍである。シール部材８は、現像層フレーム４および層厚規制部材５に接着されており、現像層フレーム４および層厚規制部材５によって規定される空間を完全に埋めるように配置されている。なお、下流側のシール部材８は、層厚規制部材５の長手方向両端よりも内側に配置されるので、トナー担持体１とは接触しない。よって、トナー担持体１とシール部材８との摺動摩擦負荷および摺動摩耗を防止することができる。
【００５７】
トナー担持体１の回転方向の上流側から先端部５ｃに当接するトナー担持体１上流側のシール部材７と、トナー担持体１の回転方向の下流側から先端部５ｃに当接するトナー担持体１下流側のシール部材８とは、層厚規制部材５の先端部５ｃを挟み、層厚規制部材５のトナー担持体１半径方向の動作を妨げることのないように端縁５ｄの上方では互いに接着されず軽接触しているだけである。このように、層厚規制部材５は、トナー担持体１の半径方向に弾発的に変位することができるようにシール部材７，８によって保持される。
【００５８】
シール部材７は、層厚規制部材５に固定されておらずトナー担持体１の周方向に圧接するのみであり、シール部材８は、凹所４ａおよび層厚規制部材５によって規定されるシールすべき空間と同一形状であるので、シール部材７，８は、層厚規制部材５のトナー担持体１への圧接力を増加させることなく、層厚規制部材５のトナー層６形成動作への悪影響を防止することができる。
【００５９】
また、屈曲部５ｂがトナーを介してトナー担持体１に弾発的に当接することによって、トナーの層厚が約１５μｍに規制され、帯電量が約１０〜１５μＣ／ｍｇの均一なトナー層６が形成される。トナー層６は、トナー担持体１の回転によって、トナー担持体１と像担持体３とが接触する現像部に搬送され、そこで像担持体３上の静電潜像にトナーが付着し反転現像が行われる。現像後、トナー担持体１に残留するトナーは、トナー担持体１の回転によって、厚さ約１００μｍのポリエステルフィルムであるマイラフィルム（デュポン社）から成る下方シール１１とトナー担持体１との間を通過し、現像槽内に戻される。
【００６０】
以上のように構成される現像装置２０では、層厚規制部材５の長手方向両端部、層厚規制部材５とトナー担持体１との接触部および層厚規制部材５の先端部５ｃからのトナーの漏れを確実に防止することができ、かつ均一に薄層化したトナー層６を像担持体３に供給することができる。
【００６１】
図６は、本発明の実施の他の形態である現像装置２１の一部を上方から見た平面図であり、図７は現像装置２１の一部を示す背面図であり、図８は現像装置２１のトナー担持体１近傍の拡大図であり、図９は層厚規制部材５近傍の拡大図である。図８および図９は、図６の切断面線Ｂ−Ｂから見た断面を示す。現像装置２１では、図１〜図５に示す現像装置２０の画像領域１３にわたって、層厚規制部材５の先端部５ｃのトナー担持体１の上流側表面に接する中央シール部材７ｃが設けられる。以下、現像装置２１において、図１〜図５に示す現像装置２０と同様に構成されている箇所については説明を省略する。
【００６２】
現像装置２２の現像層フレーム４の天井壁の内面には、画像領域１３にわたって、層厚規制部材５の長手方向に延びる凹所４ｂが設けられる。凹所４ｂは、層厚規制部材５の先端部５ｃからトナー担持体１の回転方向上流側においては、トナー担持体１の上方に設けられ、また下流側においては、層厚規制部材５の平坦部５ａに沿って設けられる。
【００６３】
中央シール部材７ｃは、画像領域１３にわたって、トナー担持体１の回転方向の上流側の凹所４ｂに設けられ、先端部５ｃに平行に対向する凹所４ｂの側面４ｃと層厚規制部材５の先端部５ｃとの間に配置され、側面４ｃに両面接着テープによって接着固定されている。層厚規制部材５の先端部５ｃと凹所４ｂの側面４ｃとによって、中央シール部材７ｃは図９における左右方向に圧縮される。
【００６４】
このため、中央シール部材７ｃは、その弾性力によって、先端部５ｃにトナー担持体１の周方向である矢符Ｆ方向の圧接力で圧接し、先端部５ｃの端縁５ｄを乗り越えてトナー担持体１の回転方向の下流側にいくトナーを阻止することができ、トナー担持体１のほぼ全長にわたってトナーを確実にシールすることができる。また、中央シール部材７ｃは、トナー担持体１と非接触であるので、中央シール部材７ｃとトナー担持体１との摺動負荷および摺動摩耗を未然に防ぐことができる。
【００６５】
トナー担持体１の回転方向の上流側の凹所４ｂの内周面４ｅとトナー担持体１の外周面との間隔Ｈａは６ｍｍであり、また下流側の凹所４ｂの内周面４ｅと層厚規制部材５の裏面との間隔Ｈｂは６ｍｍである。層厚規制部材５の先端部５ｃと、それに平行に対向する凹所４ｂの側面４ｃとの図９における左右方向の間隔Ｄｅは２．５ｍｍで、層厚規制部材５の端縁５ｄと凹所４ｂの内周面４ｅとの高さ方向の間隔ｇは１ｍｍで、側面４ｃの高さｉは５ｍｍである。
【００６６】
中央シール部材７ｃは、トナー担持体１の周方向の幅が３ｍｍで、半径方向の厚みが５ｍｍであり、外周シール部材７ａと同一材料から成り、トナー担持体１に対して半径方向に間隙Ｃ＝１ｍｍをあけて、凹所４ｂの側面４ｃと層厚規制部材５の先端部５ｃとの間に配置される。凹所４ｂの側面４ｃと先端部５ｃとの間隔Ｄｅが２．５ｍｍであるので、トナー担持体１の周方向の幅が３ｍｍである中央シール部材７ｃは、図９における左右方向に圧縮される。なお、現像装置２１では、先端部５ｃのトナー担持体１の回転方向下流側を画像領域１３にわたって保持する中央シール部材を設け、シール効果をより高めてもよい。
【００６７】
図１０は、本発明の実施のさらに他の形態である現像装置２２の一部を示す背面図である。図１１は、現像装置２２の層厚規制部材５近傍の拡大図であり、図１０の切断面線Ｃ−Ｃから見た断面を示す。以下、現像装置２２について、図６〜図９に示す現像装置２１と同様に構成されている箇所については説明を省略する。
【００６８】
現像装置２２は、現像装置２１の中央シール部材７ｃの代わりに、画像領域１３にわたってトナー担持体１の外周面に垂直に圧接する中央シール部材７ｄが設けられる。現像装置２２の現像フレーム４には、現像装置２１と同様な凹所４ｂが設けられる。中央シール部材７ｄは、下面にスキン層を有し、トナー担持体１の回転方向の上流側の側面ｄ１の上端部が、領域Ａにわたって凹所４の側面４ｃに両面接着テープによって接着固定される。トナー担持体１の回転方向上流側における凹所４ｂの内周面４ｅとトナー担持体１外周面との距離Ｈａは６ｍｍであり、中央シール部材７ｄのトナー担持体１半径方向の厚みが６．５ｍｍであるので、中央シール部材７ｄは、トナー担持体１の半径方向に約０．５ｍｍ圧縮され、その弾性力によってトナーを介してトナー担持体１に圧接する。
【００６９】
中央シール部材７ｄは、中央シール部材７ｃと同様に矢符Ｆ方向の圧接力で層厚規制部材５に圧接するので、下流側へのトナーの漏れを阻止することができる。さらに、中央シール部材７ｄは、中央シール部材７ｄ下面のトナー担持体１との圧接部においては、トナー担持体１の外周面に半径方向内方に圧接するので、トナー担持体１と層厚規制部材５との接触部に搬入されるトナーに対して、凝集したトナーの塊をほぐす、またトナーの予備帯電を行うなどトナー薄層のより一層の均一化および安定化を図ることができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、シール部材が、層厚規制部材のトナー担持体半径方向に延びる先端部を、トナー担持体の回転方向上流側のシール部材と下流側のシール部材とによって挟み、トナー担持体半径方向に弾発的に変位可能に層厚規制部材を保持するので、層厚規制部材はトナー担持体に弾発的に接触することができ、シール部材の圧接力による層厚規制部材への悪影響を減少することができる。このため、本発明による現像装置は、均一なトナー層形成動作を行うことができ、かつトナーの漏れを確実に防止することができる。したがって、前記現像装置では、トナーの濃度むら、濃度変化、かぶりおよび汚れによる画質の劣化、ならびにトナー飛散による装置内の汚染などを防止することができ、かつ良好な画像を安定して形成することができる。
【００７１】
また本発明によれば、トナー担持体上流側のシール部材による層厚規制部材への圧接力の主成分がトナー担持体の周方向であるので、トナー担持体の半径方向の圧接力成分がほとんどなく、シール部材によるトナー層形成動作への悪影響を防ぐことができる。そして層厚規制部材の長手方向両端部に設けられる、トナー担持体に接する側部シール部材は、層厚規制部材を保持し、かつ層厚規制部材の長手方向両端部からのトナー漏れを防ぐことができる。しかもトナー担持体上流側のシール部材が中央シール部材を有することによって、層厚規制部材の長手方向全域および層厚規制部材の先端部のトナー担持体の回転方向下流側の画像領域にわたって、層厚規制部材の動作を損なうことなく、トナー担持体の回転方向の上流側から下流側へのトナー漏れをより確実に防ぐことができる。
【００７２】
また本発明によれば、層厚規制部材の長手方向両端部に設けられる、トナー担持体に接する側部シール部材は、層厚規制部材を保持し、かつ層厚規制部材の長手方向両端部からのトナー漏れを防ぐことができる。
【００７３】
また本発明によれば、前記側部シール部材は、トナー担持体との接触部に植毛布を有するので、トナー担持体との摺動摩擦負荷を抑制し、かつ摺動摩耗および破損することなく、層厚規制部材とトナー担持体との接触部においてトナー漏れを確実に防ぐことができ、経時にわたって安定したシール動作を行うことができる。
【００７４】
また本発明によれば、植毛布の植毛の方向が、植毛の先端に向かうにつれて、トナー担持体の回転方向下流側に傾斜する順方向であるので、植毛布とトナー担持体との摩擦抵抗を抑制することができる。
【００７５】
また本発明によれば、植毛布の毛の長さが、層厚規制部材とトナー担持体との接触部まで毛の先端が達する長さを有するので、植毛の毛先が前記接触部に確実に挿入され、シール動作の信頼性が向上する。
【００７７】
また本発明によれば、中央シール部材とトナー担持体とが非接触であるので、トナー担持体への摺動負荷の増加を未然に防ぐことができる。
【００７８】
また本発明によれば、中央シール部材が、画像領域においてトナー層を介してトナー担持体に接することによって、凝集したトナーの塊をほぐす、トナーを予備帯電するなどトナー層の均一性、安定性および信頼性を向上することができる。
【００７９】
また本発明によれば、トナー担持体上流側のシール部材が軟質フォーム材から成るので、層厚規制部材またはトナー担持体への圧接力を低減できる。またトナー担持体上流側のシール部材に用いられる軟質フォーム材が独立気泡を有するフォーム材であるので、フォーム材の穴を通じてトナーが漏れ出すことを防止することができる。
【００８０】
また本発明によれば、トナー担持体下流側のシール部材が現像槽フレームの壁面に接着されていることによって、現像槽の組立て作業が容易になり、またシール動作の信頼性も向上できる。
【００８１】
また本発明によれば、トナー担持体下流側のシール部材は、層厚規制部材に接着されているので、シール動作の信頼性が向上できる。また、現像層フレームと層厚規制部材とによって規定される空間と同一形状のシール部材を用いることが可能であり、シール部材は、層厚規制部材によるトナー担持体への圧接力に悪影響を与えることなく、トナー漏れを防ぐことができる。
【００８２】
また本発明によれば、トナー担持体下流側のシール部材が、トナー担持体に接することなくシール動作を行うことが可能であり、トナー担持体との摺動負荷および摺動に伴う摩耗劣化および経時変化を防止することができる。
【００８３】
また本発明によれば、トナー担持体下流側のシール部材による圧接力の方向が、トナー担持体の周方向と平行であるので、シール部材による層厚規制方向に働く圧接力成分をなくし、シール部材によるトナー層形成動作への悪影響を防止することができる。
【００８４】
また本発明によれば、トナー担持体下流側のシール部材に、軟質フォーム材を用いることによって、シール部材による圧接力を低減することができる。また、トナー担持体下流側のシール部材に用いられる軟質フォーム材が独立気泡を有するフォーム材であるので、フォーム材の穴を通じてトナーが漏れ出すことを防止することができる。
【００８５】
また本発明によれば、トナー担持体下流側のシール部材は、ＪＩＳ規格番号Ｋ６４０１における硬さが２５０Ｎ以下のフォーム材から成るので、層厚規制部材の動作を妨げずに確実にトナー漏れを防ぐことができ、均一なトナー層を安定して形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態である現像装置２０を側方から見た断面図である。
【図２】現像装置２０の一部を上方から見た断面図である。
【図３】現像装置２０の一部を示す背面図である。
【図４】現像装置２０のトナー担持体１近傍の拡大図である。
【図５】現像装置２０の層厚規制部材５近傍の拡大図である。
【図６】本発明の実施の他の形態である現像装置２１の一部を上方から見た平面図である。
【図７】現像装置２１の一部を示す背面図である。
【図８】現像装置２１のトナー担持体１近傍の拡大図である。
【図９】現像装置２１の層厚規制部材５近傍の拡大図である。
【図１０】本発明の実施のさらに他の形態である現像装置２２の一部を示す背面図である。
【図１１】現像装置２２の層厚規制部材５近傍の拡大図である。
【符号の説明】
１ トナー担持体
２ トナー
３ 像担持体
４ 現像槽フレーム
４ａ，４ｂ 凹所
５ 層厚規制部材
５ａ 平坦部
５ｂ 屈曲部
５ｃ 先端部
５ｄ 先端部の端縁
５ｅ 固定端
６ トナー層
７，８ シール部材
７ａ 外周シール部材
７ｂ 植毛布
７ｃ，７ｄ 中央シール部材
１１ 下方シール
１２ 供給ローラ
１３ 画像領域
２０，２１，２２ 現像装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、１成分トナーを用いる現像装置に関し、より詳細には電子写真複写機などの画像形成装置の現像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
１成分トナーを用いた電子写真複写機などの現像装置の多くは、現像液としてのトナーを均一に薄層化すると同時に、必要な電荷をトナーに付与し、その後帯電したトナーを像担持体上の静電現像に付着させることによって現像を行う。
【０００３】
具体的には、まず回転する円筒形状のトナー担持体にトナーを供給し、トナー担持体に対して平行に延びる層厚規制部材を、トナーが供給されたトナー担持体の外周面に接触させて、トナー担持体上のトナーを均一に薄層化すると同時に、摩擦帯電または電荷注入などによって現像に必要な電荷をトナーに付与する。その後、帯電したトナー層を、トナー担持体の回転によって、像担持体とトナー担持体との接触部に搬送し、トナー担持体上のトナーを像担持体上の静電潜像に付着させ現像する方法がよく知られている。
【０００４】
上述の現像方法の場合、良好な画質を得るために、金属部材、高分子樹脂部材または金属と高分子樹脂とをラミネートした部材から成る薄板状の層厚規制部材の面または先端部エッジを、トナー担持体に当接させてトナー層の層厚を規制する方法がよく行われいる。
【０００５】
この場合、静電潜像の非画像領域に当たるトナー担持体両端部近傍においては、トナー消費が行われず、またトナー担持体の回転による拡散作用によって、トナー担持体の両端部に向かってトナーが移動するので、トナーの供給が過多となり、トナーの飛散および漏れが発生し、装置内の汚染およびトナーの消費量の増加などの不都合が生じる。
【０００６】
特公平４−６２３９１号公報に開示される従来技術では、弾性体である層厚規制部材の先端部の長手方向両側縁をトナー担持体との接触面の裏面側から被覆する弾性シール部材、または層厚規制部材の長手方向両側縁部をトナー担持体との接触面の裏面側からトナー担持体の半径方向内方に加圧する弾性シール部材を設けて、トナー担持体の両端部へのトナーの移動を規制し、トナーの飛散を防止する方法が行われている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特公平４−６２３９１号公報などの従来技術による現像装置においては、層厚規制部材のトナー担持体に接触する面、その裏面または層厚規制部材両端側面に、トナーの漏れを防ぐためにシール部材が設けられるが、層厚規制部材の厚みによる段差のため、層厚規制部材の両側縁端部および層厚規制部材とトナー担持体との接触部にてわずかな隙間を生じやすく、トナーの飛散および漏れが発生し、画像の汚れ、装置内汚染、トナーの消費量の増加などの不都合が生じる。
【０００８】
トナー担持体と層厚規制部材との接触部の隙間によるシール不良を防止するために、シール部材のシール圧を高めると、層厚規制部材からトナー担持体に働くトナー担持体半径方向の圧接力が増加する。この圧接力の増加によって、層厚規制部材の正常な動作が妨げられ、シール部材が配置される層厚規制部材両端部近郊のトナー層形成が乱れ、画像領域両端部に画質劣化を生じたり、トナー担持体とシール部材または層厚規制部材との摺動摩耗によるシール不良を生じやすくなる。したがって、前述の現像装置では、トナーの飛散および漏れを防ぐことが非常に困難である。
【０００９】
本発明の目的は、均一に薄層化したトナーを供給することができ、かつトナーの飛散および漏れを防ぐことができる現像装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、トナーをトナー担持体の外周面に供給する供給手段と、回転することによって供給されたトナーを現像位置に搬送する円筒形状のトナー担持体と、トナー担持体の外周面に摺接し、供給されたトナーを所定の層厚に規制する層厚規制部材と、トナーの漏れを防ぎ、層厚規制部材を保持するシール部材とを有し、薄層化したトナー層を像担持体上の静電潜像に供給して現像を行う現像装置において、
前記層厚規制部材は、トナー担持体に平行に延びる弾発性を有する板材から成り、トナー担持体に対して凸に屈曲して形成され、その屈曲部が、トナー担持体の外周面のほぼ全長にわたって弾発的に接触し、屈曲部に対して層厚規制部材の幅方向一方側の先端部が、トナー担持体の半径方向外方に延び、層厚規制部材の幅方向他方側の平坦部が、トナー担持体の回転方向下流側に向かってトナー担持体の周方向に延びて配置され、
前記シール部材は、層厚規制部材の先端部に対し、トナー担持体の回転方向上流側から当接する上流側のシール部材と、トナー担持体の回転方向下流側から当接する下流側のシール部材とを有し、これら上流側および下流側のシール部材によって、層厚規制部材の先端部を挟み、トナー担持体の半径方向に弾発的に変位可能に層厚規制部材を保持し、
前記トナー担持体上流側のシール部材は、中央シール部材と側部シール部材とを有し、前記中央シール部材は、層厚規制部材をその長手方向のほぼ全域にわたって保持するだけでなく、層厚規制部材の先端部のトナー担持体の回転方向下流側を画像領域にわたって保持し、側部シール部材は層厚規制部材の長手方向両端部でトナー担持体に接するうえ、
トナー担持体上流側のシール部材から層厚規制部材に働く圧接力の主成分が、トナー担持体の周方向に平行であることを特徴とする現像装置である。
【００１１】
本発明に従えば、凸に屈曲する層厚規制部材の屈曲部を、トナー担持体の外表面に弾発的に接触させるので、従来技術のように層厚規制部材の厚みによる段差が設けられず、トナーが漏れることを防止することができ、かつトナー担持体に形成されるトナー層の層厚を均一にすることができる。
【００１２】
また、層厚規制部材のトナー担持体の半径方向外方に延びる先端部をシール部材が挟むことによって、シール部材によって生じる層厚規制部材からトナー担持体に働くトナー担持体半径方向の圧接力を低減することができる。このため、シール部材は、層厚規制部材の動作を妨げることなく、確実かつ経時劣化のないシール動作を得ることができる。トナー担持体上流側のシール部材が、中央シール部材を有することによって、層厚規制部材の長手方向全域および層厚規制部材の先端部のトナー担持体の回転方向下流側の画像領域にわたって、層厚規制部材の動作を損なうことなく、トナー担持体の回転方向の上流側から下流側へのトナー漏れをより確実に防ぐことができる。そして、トナー担持体に接する側部シール部材を設けることによって、トナー担持体の回転方向の上流側から下流側へのトナー漏れおよび層厚規制部材の長手方向両端部におけるトナー漏れを確実に防ぐことができる。トナー担持体上流側のシール部材から層厚規制部材に働く圧接力の主成分は、トナー担持体の周方向に平行であるので、シール部材の圧接力が、層厚規制部材のトナー担持体への圧接力を増加させることを防止することができる。このため、本発明による現像装置では、安定した層厚規制動作を得ると同時にトナー漏れを確実に防ぐことができる。
【００１７】
また本発明は、前記側部シール部材は、トナー担持体との接触部に植毛布を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明に従えば、側部シール部材は、トナー担持体との接触部に植毛布を有するので、トナー担持体との摺動摩擦負荷を抑制することができる。
【００１９】
また本発明は、前記植毛布の植毛の方向は、植毛の先端に向かうにつれて、トナー担持体の回転方向下流側に傾斜する順方向であることを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、植毛布の植毛方向が、トナー担持体の回転方向に逆らわない順方向であるので、植毛布とトナー担持体との摺動摩擦抵抗を抑制することができる。
【００２１】
また本発明は、前記植毛布の毛は、所定の曲率で凸に屈曲する層厚規制部材の凸面とトナー担持体の外周面との接触部まで、毛の先端が達する長さを有することを特徴とする。
【００２２】
本発明に従えば、層厚規制部材とトナー担持体との接触部へシール材の毛先を確実に押込むことができ、層厚規制部材とトナー担持体との接触部においてトナー漏れを確実に防ぐことができる。
【００２５】
また本発明は、前記中央シール部材は、トナー担持体に非接触であることを特徴とする。
【００２６】
本発明に従えば、中央シール部材は、トナー担持体に非接触であるので、トナー担持体の回転に悪影響を与えず、トナー担持体の回転方向の上流側から下流側へのトナー漏れを確実に防ぐことができる。
【００２７】
また本発明は、前記中央シール部材は、少なくとも画像有効範囲内にわたって、トナー担持体に接触することを特徴とする。
【００２８】
本発明に従えば、画像領域において中央シール部材が、トナー担持体に圧接することによって、層厚規制部材とトナー担持体との圧接部に送込まれるトナーを予備帯電し、トナー層の帯電の均一性を高めることができる。
【００２９】
また本発明は、前記トナー担持体上流側のシール部材は、独立気泡を有する軟質フォーム材から成ることを特徴とする。
【００３０】
本発明に従えば、トナー担持体上流側のシール部材は、軟質フォーム材からなるので、低いシール圧接力でトナー漏れを確実に防ぐことができ、また層厚規制部材の動きを阻害することを防止することができる。
【００３１】
また本発明は、前記トナー担持体下流側のシール部材は、トナーを収容する現像槽フレーム壁面に接着されていることを特徴とする。
【００３２】
本発明に従えば、トナー担持体下流側のシール部材が現像層フレームに接着されているので、前記シール部材の圧接力を低減させることができる。
【００３３】
また本発明は、前記トナー担持体下流側のシール部材は、層厚規制部材に接着されていることを特徴とする。
【００３４】
本発明に従えば、トナー担持体下流側のシール部材が層厚規制部材に接着されているので、前記シール部材の圧接力を低減させることができる。
【００３５】
また本発明は、前記トナー担持体下流側のシール部材は、層厚規制部材の長手方向の両端より内側に位置し、かつトナー担持体と非接触であることを特徴とする。
【００３６】
本発明に従えば、トナー担持体下流側のシール部材がトナー担持体に接触しないので、トナー担持体に摺動負荷が加わることを防止でき、前記シール部材およびトナー担持体の摺動摩耗を防止することができる。
【００３７】
また本発明は、前記トナー担持体下流側のシール部材から層厚規制部材に働く圧接力の主成分は、トナー担持体の周方向に平行であることを特徴とする。
【００３８】
本発明に従えば、トナー担持体下流側のシール部材から層厚規制部材に働く圧接力の主成分が、トナー担持体の周方向に平行であるので、シール部材の弾性によって生じる圧接力が、層厚規制部材のトナー担持体への圧接力を増加させることを防止することができる。このため、本発明による現像装置では、安定した層厚規制動作を得ると同時にトナー漏れを確実に防ぐことができる。
【００３９】
また本発明は、前記トナー担持体下流側のシール部材は、独立気泡を有する軟質フォーム材料から成ることを特徴とする。
【００４０】
本発明に従えば、トナー担持体下流側のシール部材は、軟質フォーム材から成るので、低いシール圧接力でトナー漏れを確実に防ぐことができ、また層厚規制部材の動きを阻害することを防止することができる。
【００４１】
また本発明は、前記トナー担持体下流側のシール部材は、ＪＩＳ規格番号Ｋ６４０１における硬さが２５０Ｎ以下の軟質フォーム材から成ることを特徴とする。
【００４２】
本発明に従えば、トナー担持体下流側のシール部材は、低いシール圧接力でトナー漏れを確実に防ぐことができ、また層厚規制部材の動きを阻害することを防止することができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態である現像装置２０を側方から見た断面図であり、図２は、現像装置２０の一部を上方から見た平面図であり、図３は、現像装置２０の一部を図１の右側から見た背面図である。図１は、図２の切断面線Ａ１−Ａ１から見た断面を示す。現像装置２０は、トナー２を収容する現像層フレーム４、回転することによってトナー担持体１の外周面にトナー２を供給する円筒形状の供給ローラ１２、回転することによって供給されたトナーを現像位置に搬送する円筒形状のトナー担持体１、トナー担持体１の外周面にトナーを介して摺接し、供給されたトナーを所定の層厚に規制する層厚規制部材５、層厚規制部材５を保持するトナー担持体１の回転方向の上流側のシール部材７、層厚規制部材５を保持するトナー担持体１の回転方向の下流側のシール部材８、およびトナー担持体１の外周面のほぼ全長にわたって摺接する下方シール１１を有する。
【００４４】
現像装置２０は、電子写真方式のレーザプリンタなどに適用され、トナー担持体１の外周面上にて薄層化したトナー層６を、たとえば円筒形状の像担持体３の外周面の静電潜像に供給することによって現像を行う。トナー担持体１、トナー２、層厚規制部材５、シール部材７，８、下方シール１１および供給ローラ１２は、現像層フレーム４内に収容される。また、円筒形状の供給ローラ１２、トナー担持体１および像担持体３は、この順に各中心軸が平行になるように配置される。
【００４５】
現像バイアス−３００Ｖが印加される直径１０ｍｍのステンレス芯金１ａの外周に、１０６Ωｃｍの電気抵抗を有するＪＩＳ規格番号Ｋ６２５３における硬度ＪＩＳ Ａが約６０度のカーボン分散導電性ウレタンゴム１ｂが設けられるトナー担持体１は、外径が２７ｍｍの円筒形状であり、供給ローラ１２側から像担持体３側に向かって図１における左回りＶｂに周速２２８ｍｍ／ｓｅｃで回転し、その回転方向と逆方向Ｖａに周速１７５ｍｍ／ｓｅｃで回転する円柱体の像担持体３に圧接し、外周面に供給されるトナーを像担持体３との接触部に搬送する。
【００４６】
供給バイアス−３５０Ｖが印加される直径８ｍｍのステンレス芯金１２ａの外周に、カーボン分散導電性ウレタンフォーム１２ｂが設けられる供給ローラ１２は、外径２０ｍｍの円筒形状であり、トナー担持体１に接触深さ０．５ｍｍ、供給ニップ幅約６ｍｍで接触し、トナー担持体１の回転方向と同一方向Ｖｃに、周速２０５ｍｍ／ｓｅｃで回転する。供給ローラ１２のカーボン分散導電性ウレタンフォーム１２ｂは、１０５Ωｃｍの電気抵抗を有し、セル密度が８０個／２５ｍｍであり、ＪＩＳ規格番号Ｋ６４０１における硬さが約２３５Ｎである。
【００４７】
供給ローラ１２は、トナー担持体１と同一方向に回転することによって、現像層フレーム４内に収容される非磁性１成分トナー２を、予備帯電しながらトナー担持体１の外周面に適量ずつ供給し、かつ現像後のトナー担持体１に残留する余分なトナーを除去する。トナー２は、電気抵抗値が高く、負帯電であり、平均粒径が約７．５μｍである。
【００４８】
図４は、トナー担持体１近傍の拡大図であり、図５は、層厚規制部材５近傍の拡大図である。図４および図５は、図２の切断面線Ａ２−Ａ２から見た断面を示す。なお、図５では、シール部材７，８は省略される。供給バイアス−３５０Ｖが印加される層厚規制部材５は、トナー担持体１の外周面に沿って延びる厚み０．１ｍｍのステンレス板ばねから成り、トナー担持体１に対して凸に屈曲して形成され、屈曲部５ｂがトナー担持体１の外周面のほぼ全長にわたって接触するように、シール部材７，８によってその長手方向両端部が保持される。
【００４９】
層厚規制部材５の屈曲部５ｂは、ほぼ垂直に屈曲しており、層厚規制部材５の幅方向の一方側である平坦部５ａは、屈曲部５ｂからトナー担持体１の周方向に延び、その先端である固定端５ｅは現像層フレーム４に取付けられている。また、層厚規制部材５の幅方向他方側である先端部５ｃは、屈曲部５ｂからトナー担持体１の半径方向外方に延びる。平坦部５ａの長さＬａは１５ｍｍであり、屈曲部５ｂの曲率半径は１ｍｍであり、先端部５ｃの長さＬｃは５ｍｍである。
【００５０】
現像槽フレーム４の内面には、画像領域１３に隣接する領域、すなわち層厚規制部材５の長手方向両端部において、シール部材７，８を保持するための凹所４ａが設けられる。凹所４ａは、層厚規制部材５の先端部５ｃからトナー担持体１の回転方向の上流側においては、トナー担持体１の外周面に沿って設けられ、また下流側においては、層厚規制部材５の平坦部５ａに沿って設けられる。トナー担持体１の回転方向の上流側の凹所４ａの内周面４ｅとトナー担持体１の外周面との間隔Ｈａは６ｍｍであり、また下流側の凹所４ａの内周面４ｅと層厚規制部材５の裏面との間隔Ｈｂは６ｍｍである。よって、層厚規制部材５の先端部５ｃの端縁５ｄと、現像槽フレーム４の内面に形成される凹所４ａの内周面４ｅとの間には、間隔ｇ＝１ｍｍが設けられる。
【００５１】
トナー担持体１の回転方向上流側のシール部材７は、トナー担持体１の長手方向両端部に配置され、トナー担持体１にトナーを介して接触する植毛布７ｂとその外周面に設けられる外周シール部材７ａとを有し、トナー担持体１長手方向両端部の外周面の供給ローラ１２側のほぼ半分を覆うように設けられる。
【００５２】
外周シール部材７ａは、図４における奥行き方向の幅が６ｍｍで、トナー担持体１半径方向の厚さが９ｍｍで、セル密度が４０個／２５ｍｍで、ＪＩＳ規格番号Ｋ６４０１による硬さが約１９６Ｎで、独立気泡を有するウレタンフォームである。外周シール部材７ａの外表面は、現像フレーム４の凹所４ａに両面接着テープで接着される。ただし、外周シール部材７ａの層厚規制部材５との接触部分からトナー担持体１の回転方向上流側３ｍｍまでの部分は、層厚規制部材５の動作を妨げないために、凹所４ａに接着されず、単に挿入されている。
【００５３】
シール部材７は、層厚規制部材５の先端部５ｃから現像層フレーム４底面に設けられる下方シール１１に接するまでのシール領域全域にわたって、トナー担持体１の外周面に垂直方向に圧接する。したがって、シール部材７は、層厚規制部材５を保持すると同時に、層厚規制部材５の長手方向両端部におけるトナー漏れを防止することができる。外周シール部材７ａのトナー担持体１半径方向の厚さが９ｍｍであり、凹所４ａの内周面４ｅとトナー担持体１の外周面との間隔Ｈａが６ｍｍであるので、シール部材７はトナー担持体１の半径方向に圧縮され、その弾性力によってトナー担持体１に圧接する。
【００５４】
植毛布７ｂの毛の長さは、屈曲部５ｂの曲率半径の１．５倍以上の約２ｍｍであり、トナー担持体１と層厚規制部材５との接触部まで毛の先端が達する長さを有する。また、植毛布７ｂは、植毛の方向が、植毛の先端に向かうにつれてトナー担持体１の回転方向の下流側に傾斜する順方向となるように両面接着テープによって外周シール部材７ａに接着されている。このため、シール部材７では、トナー担持体１が回転することによって、層厚規制部材５とトナー担持体１との接触部に植毛布７ｂの毛先が押込まれ、押し込まれた毛先が接触部の隙間を塞ぎ、接触部における画像領域１３からシール部材７外方へのトナー漏れを確実に防止することができる。また、植毛布７ｂが設けられることによって、トナー担持体１とシール部材７との摺動摩擦負荷および摩耗が低減される。
【００５５】
凹所４ａは、上述したように、層厚規制部材５のトナー担持体１との接触部の裏面にも形成されており、層厚規制部材５の平坦部５ａに沿って固定端５ｅまで設けられている。トナー担持体１の回転方向下流側の凹所４ａおよび層厚規制部材５によって規定される空間は、図５における奥行き方向の幅が６ｍｍで、高さ方向の間隔Ｈｂが６ｍｍで、左右方向の長さが１５ｍｍである。
【００５６】
トナー担持体１の回転方向の下流側のシール部材８は、独立気泡を有する軟質ウレタンフォームから成り、トナー担持体１の長手方向両端部に配置される。下流側のシール部材８は、前述の下流側の凹所４ａと層厚規制部材５とによって規定される空間と同一形状であり、図４における奥行き方向の幅が６ｍｍで、高さ方向の厚さが６ｍｍで、左右方向の長さが１５ｍｍである。シール部材８は、現像層フレーム４および層厚規制部材５に接着されており、現像層フレーム４および層厚規制部材５によって規定される空間を完全に埋めるように配置されている。なお、下流側のシール部材８は、層厚規制部材５の長手方向両端よりも内側に配置されるので、トナー担持体１とは接触しない。よって、トナー担持体１とシール部材８との摺動摩擦負荷および摺動摩耗を防止することができる。
【００５７】
トナー担持体１の回転方向の上流側から先端部５ｃに当接するトナー担持体１上流側のシール部材７と、トナー担持体１の回転方向の下流側から先端部５ｃに当接するトナー担持体１下流側のシール部材８とは、層厚規制部材５の先端部５ｃを挟み、層厚規制部材５のトナー担持体１半径方向の動作を妨げることのないように端縁５ｄの上方では互いに接着されず軽接触しているだけである。このように、層厚規制部材５は、トナー担持体１の半径方向に弾発的に変位することができるようにシール部材７，８によって保持される。
【００５８】
シール部材７は、層厚規制部材５に固定されておらずトナー担持体１の周方向に圧接するのみであり、シール部材８は、凹所４ａおよび層厚規制部材５によって規定されるシールすべき空間と同一形状であるので、シール部材７，８は、層厚規制部材５のトナー担持体１への圧接力を増加させることなく、層厚規制部材５のトナー層６形成動作への悪影響を防止することができる。
【００５９】
また、屈曲部５ｂがトナーを介してトナー担持体１に弾発的に当接することによって、トナーの層厚が約１５μｍに規制され、帯電量が約１０〜１５μＣ／ｍｇの均一なトナー層６が形成される。トナー層６は、トナー担持体１の回転によって、トナー担持体１と像担持体３とが接触する現像部に搬送され、そこで像担持体３上の静電潜像にトナーが付着し反転現像が行われる。現像後、トナー担持体１に残留するトナーは、トナー担持体１の回転によって、厚さ約１００μｍのポリエステルフィルムであるマイラフィルム（デュポン社）から成る下方シール１１とトナー担持体１との間を通過し、現像槽内に戻される。
【００６０】
以上のように構成される現像装置２０では、層厚規制部材５の長手方向両端部、層厚規制部材５とトナー担持体１との接触部および層厚規制部材５の先端部５ｃからのトナーの漏れを確実に防止することができ、かつ均一に薄層化したトナー層６を像担持体３に供給することができる。
【００６１】
図６は、本発明の実施の他の形態である現像装置２１の一部を上方から見た平面図であり、図７は現像装置２１の一部を示す背面図であり、図８は現像装置２１のトナー担持体１近傍の拡大図であり、図９は層厚規制部材５近傍の拡大図である。図８および図９は、図６の切断面線Ｂ−Ｂから見た断面を示す。現像装置２１では、図１〜図５に示す現像装置２０の画像領域１３にわたって、層厚規制部材５の先端部５ｃのトナー担持体１の上流側表面に接する中央シール部材７ｃが設けられる。以下、現像装置２１において、図１〜図５に示す現像装置２０と同様に構成されている箇所については説明を省略する。
【００６２】
現像装置２２の現像層フレーム４の天井壁の内面には、画像領域１３にわたって、層厚規制部材５の長手方向に延びる凹所４ｂが設けられる。凹所４ｂは、層厚規制部材５の先端部５ｃからトナー担持体１の回転方向上流側においては、トナー担持体１の上方に設けられ、また下流側においては、層厚規制部材５の平坦部５ａに沿って設けられる。
【００６３】
中央シール部材７ｃは、画像領域１３にわたって、トナー担持体１の回転方向の上流側の凹所４ｂに設けられ、先端部５ｃに平行に対向する凹所４ｂの側面４ｃと層厚規制部材５の先端部５ｃとの間に配置され、側面４ｃに両面接着テープによって接着固定されている。層厚規制部材５の先端部５ｃと凹所４ｂの側面４ｃとによって、中央シール部材７ｃは図９における左右方向に圧縮される。
【００６４】
このため、中央シール部材７ｃは、その弾性力によって、先端部５ｃにトナー担持体１の周方向である矢符Ｆ方向の圧接力で圧接し、先端部５ｃの端縁５ｄを乗り越えてトナー担持体１の回転方向の下流側にいくトナーを阻止することができ、トナー担持体１のほぼ全長にわたってトナーを確実にシールすることができる。また、中央シール部材７ｃは、トナー担持体１と非接触であるので、中央シール部材７ｃとトナー担持体１との摺動負荷および摺動摩耗を未然に防ぐことができる。
【００６５】
トナー担持体１の回転方向の上流側の凹所４ｂの内周面４ｅとトナー担持体１の外周面との間隔Ｈａは６ｍｍであり、また下流側の凹所４ｂの内周面４ｅと層厚規制部材５の裏面との間隔Ｈｂは６ｍｍである。層厚規制部材５の先端部５ｃと、それに平行に対向する凹所４ｂの側面４ｃとの図９における左右方向の間隔Ｄｅは２．５ｍｍで、層厚規制部材５の端縁５ｄと凹所４ｂの内周面４ｅとの高さ方向の間隔ｇは１ｍｍで、側面４ｃの高さｉは５ｍｍである。
【００６６】
中央シール部材７ｃは、トナー担持体１の周方向の幅が３ｍｍで、半径方向の厚みが５ｍｍであり、外周シール部材７ａと同一材料から成り、トナー担持体１に対して半径方向に間隙Ｃ＝１ｍｍをあけて、凹所４ｂの側面４ｃと層厚規制部材５の先端部５ｃとの間に配置される。凹所４ｂの側面４ｃと先端部５ｃとの間隔Ｄｅが２．５ｍｍであるので、トナー担持体１の周方向の幅が３ｍｍである中央シール部材７ｃは、図９における左右方向に圧縮される。なお、現像装置２１では、先端部５ｃのトナー担持体１の回転方向下流側を画像領域１３にわたって保持する中央シール部材を設け、シール効果をより高めてもよい。
【００６７】
図１０は、本発明の実施のさらに他の形態である現像装置２２の一部を示す背面図である。図１１は、現像装置２２の層厚規制部材５近傍の拡大図であり、図１０の切断面線Ｃ−Ｃから見た断面を示す。以下、現像装置２２について、図６〜図９に示す現像装置２１と同様に構成されている箇所については説明を省略する。
【００６８】
現像装置２２は、現像装置２１の中央シール部材７ｃの代わりに、画像領域１３にわたってトナー担持体１の外周面に垂直に圧接する中央シール部材７ｄが設けられる。現像装置２２の現像フレーム４には、現像装置２１と同様な凹所４ｂが設けられる。中央シール部材７ｄは、下面にスキン層を有し、トナー担持体１の回転方向の上流側の側面ｄ１の上端部が、領域Ａにわたって凹所４の側面４ｃに両面接着テープによって接着固定される。トナー担持体１の回転方向上流側における凹所４ｂの内周面４ｅとトナー担持体１外周面との距離Ｈａは６ｍｍであり、中央シール部材７ｄのトナー担持体１半径方向の厚みが６．５ｍｍであるので、中央シール部材７ｄは、トナー担持体１の半径方向に約０．５ｍｍ圧縮され、その弾性力によってトナーを介してトナー担持体１に圧接する。
【００６９】
中央シール部材７ｄは、中央シール部材７ｃと同様に矢符Ｆ方向の圧接力で層厚規制部材５に圧接するので、下流側へのトナーの漏れを阻止することができる。さらに、中央シール部材７ｄは、中央シール部材７ｄ下面のトナー担持体１との圧接部においては、トナー担持体１の外周面に半径方向内方に圧接するので、トナー担持体１と層厚規制部材５との接触部に搬入されるトナーに対して、凝集したトナーの塊をほぐす、またトナーの予備帯電を行うなどトナー薄層のより一層の均一化および安定化を図ることができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、シール部材が、層厚規制部材のトナー担持体半径方向に延びる先端部を、トナー担持体の回転方向上流側のシール部材と下流側のシール部材とによって挟み、トナー担持体半径方向に弾発的に変位可能に層厚規制部材を保持するので、層厚規制部材はトナー担持体に弾発的に接触することができ、シール部材の圧接力による層厚規制部材への悪影響を減少することができる。このため、本発明による現像装置は、均一なトナー層形成動作を行うことができ、かつトナーの漏れを確実に防止することができる。したがって、前記現像装置では、トナーの濃度むら、濃度変化、かぶりおよび汚れによる画質の劣化、ならびにトナー飛散による装置内の汚染などを防止することができ、かつ良好な画像を安定して形成することができる。
【００７１】
また本発明によれば、トナー担持体上流側のシール部材による層厚規制部材への圧接力の主成分がトナー担持体の周方向であるので、トナー担持体の半径方向の圧接力成分がほとんどなく、シール部材によるトナー層形成動作への悪影響を防ぐことができる。そして層厚規制部材の長手方向両端部に設けられる、トナー担持体に接する側部シール部材は、層厚規制部材を保持し、かつ層厚規制部材の長手方向両端部からのトナー漏れを防ぐことができる。しかもトナー担持体上流側のシール部材が中央シール部材を有することによって、層厚規制部材の長手方向全域および層厚規制部材の先端部のトナー担持体の回転方向下流側の画像領域にわたって、層厚規制部材の動作を損なうことなく、トナー担持体の回転方向の上流側から下流側へのトナー漏れをより確実に防ぐことができる。
【００７２】
また本発明によれば、層厚規制部材の長手方向両端部に設けられる、トナー担持体に接する側部シール部材は、層厚規制部材を保持し、かつ層厚規制部材の長手方向両端部からのトナー漏れを防ぐことができる。
【００７３】
また本発明によれば、前記側部シール部材は、トナー担持体との接触部に植毛布を有するので、トナー担持体との摺動摩擦負荷を抑制し、かつ摺動摩耗および破損することなく、層厚規制部材とトナー担持体との接触部においてトナー漏れを確実に防ぐことができ、経時にわたって安定したシール動作を行うことができる。
【００７４】
また本発明によれば、植毛布の植毛の方向が、植毛の先端に向かうにつれて、トナー担持体の回転方向下流側に傾斜する順方向であるので、植毛布とトナー担持体との摩擦抵抗を抑制することができる。
【００７５】
また本発明によれば、植毛布の毛の長さが、層厚規制部材とトナー担持体との接触部まで毛の先端が達する長さを有するので、植毛の毛先が前記接触部に確実に挿入され、シール動作の信頼性が向上する。
【００７７】
また本発明によれば、中央シール部材とトナー担持体とが非接触であるので、トナー担持体への摺動負荷の増加を未然に防ぐことができる。
【００７８】
また本発明によれば、中央シール部材が、画像領域においてトナー層を介してトナー担持体に接することによって、凝集したトナーの塊をほぐす、トナーを予備帯電するなどトナー層の均一性、安定性および信頼性を向上することができる。
【００７９】
また本発明によれば、トナー担持体上流側のシール部材が軟質フォーム材から成るので、層厚規制部材またはトナー担持体への圧接力を低減できる。またトナー担持体上流側のシール部材に用いられる軟質フォーム材が独立気泡を有するフォーム材であるので、フォーム材の穴を通じてトナーが漏れ出すことを防止することができる。
【００８０】
また本発明によれば、トナー担持体下流側のシール部材が現像槽フレームの壁面に接着されていることによって、現像槽の組立て作業が容易になり、またシール動作の信頼性も向上できる。
【００８１】
また本発明によれば、トナー担持体下流側のシール部材は、層厚規制部材に接着されているので、シール動作の信頼性が向上できる。また、現像層フレームと層厚規制部材とによって規定される空間と同一形状のシール部材を用いることが可能であり、シール部材は、層厚規制部材によるトナー担持体への圧接力に悪影響を与えることなく、トナー漏れを防ぐことができる。
【００８２】
また本発明によれば、トナー担持体下流側のシール部材が、トナー担持体に接することなくシール動作を行うことが可能であり、トナー担持体との摺動負荷および摺動に伴う摩耗劣化および経時変化を防止することができる。
【００８３】
また本発明によれば、トナー担持体下流側のシール部材による圧接力の方向が、トナー担持体の周方向と平行であるので、シール部材による層厚規制方向に働く圧接力成分をなくし、シール部材によるトナー層形成動作への悪影響を防止することができる。
【００８４】
また本発明によれば、トナー担持体下流側のシール部材に、軟質フォーム材を用いることによって、シール部材による圧接力を低減することができる。また、トナー担持体下流側のシール部材に用いられる軟質フォーム材が独立気泡を有するフォーム材であるので、フォーム材の穴を通じてトナーが漏れ出すことを防止することができる。
【００８５】
また本発明によれば、トナー担持体下流側のシール部材は、ＪＩＳ規格番号Ｋ６４０１における硬さが２５０Ｎ以下のフォーム材から成るので、層厚規制部材の動作を妨げずに確実にトナー漏れを防ぐことができ、均一なトナー層を安定して形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態である現像装置２０を側方から見た断面図である。
【図２】現像装置２０の一部を上方から見た断面図である。
【図３】現像装置２０の一部を示す背面図である。
【図４】現像装置２０のトナー担持体１近傍の拡大図である。
【図５】現像装置２０の層厚規制部材５近傍の拡大図である。
【図６】本発明の実施の他の形態である現像装置２１の一部を上方から見た平面図である。
【図７】現像装置２１の一部を示す背面図である。
【図８】現像装置２１のトナー担持体１近傍の拡大図である。
【図９】現像装置２１の層厚規制部材５近傍の拡大図である。
【図１０】本発明の実施のさらに他の形態である現像装置２２の一部を示す背面図である。
【図１１】現像装置２２の層厚規制部材５近傍の拡大図である。
【符号の説明】
１ トナー担持体
２ トナー
３ 像担持体
４ 現像槽フレーム
４ａ，４ｂ 凹所
５ 層厚規制部材
５ａ 平坦部
５ｂ 屈曲部
５ｃ 先端部
５ｄ 先端部の端縁
５ｅ 固定端
６ トナー層
７，８ シール部材
７ａ 外周シール部材
７ｂ 植毛布
７ｃ，７ｄ 中央シール部材
１１ 下方シール
１２ 供給ローラ
１３ 画像領域
２０，２１，２２ 現像装置
Claims (13)
- トナーをトナー担持体の外周面に供給する供給手段と、回転することによって供給されたトナーを現像位置に搬送する円筒形状のトナー担持体と、トナー担持体の外周面に摺接し、供給されたトナーを所定の層厚に規制する層厚規制部材と、トナーの漏れを防ぎ、層厚規制部材を保持するシール部材とを有し、薄層化したトナー層を像担持体上の静電潜像に供給して現像を行う現像装置において、
前記層厚規制部材は、トナー担持体に平行に延びる弾発性を有する板材から成り、トナー担持体に対して凸に屈曲して形成され、その屈曲部が、トナー担持体の外周面のほぼ全長にわたって弾発的に接触し、屈曲部に対して層厚規制部材の幅方向一方側の先端部が、トナー担持体の半径方向外方に延び、層厚規制部材の幅方向他方側の平坦部が、トナー担持体の回転方向下流側に向かってトナー担持体の周方向に延びて配置され、
前記シール部材は、層厚規制部材の先端部に対し、トナー担持体の回転方向上流側から当接する上流側のシール部材と、トナー担持体の回転方向下流側から当接する下流側のシール部材とを有し、これら上流側および下流側のシール部材によって、層厚規制部材の先端部を挟み、トナー担持体の半径方向に弾発的に変位可能に層厚規制部材を保持し、
前記トナー担持体上流側のシール部材は、中央シール部材と側部シール部材とを有し、前記中央シール部材は、層厚規制部材をその長手方向のほぼ全域にわたって保持するだけでなく、層厚規制部材の先端部のトナー担持体の回転方向下流側を画像領域にわたって保持し、側部シール部材は層厚規制部材の長手方向両端部でトナー担持体に接するうえ、
トナー担持体上流側のシール部材から層厚規制部材に働く圧接力の主成分が、トナー担持体の周方向に平行であることを特徴とする現像装置。 - 前記側部シール部材は、トナー担持体との接触部に植毛布を有することを特徴とする請求項１記載の現像装置。
- 前記植毛布の植毛の方向は、植毛の先端に向かうにつれて、トナー担持体の回転方向下流側に傾斜する順方向であることを特徴とする請求項２記載の現像装置。
- 前記植毛布の毛は、所定の曲率で凸に屈曲する層厚規制部材の凸面とトナー担持体の外周面との接触部まで、毛の先端が達する長さを有することを特徴とする請求項２または３記載の現像装置。
- 前記中央シール部材は、トナー担持体に非接触であることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
- 前記中央シール部材は、少なくとも画像有効範囲内にわたって、トナー担持体に接触することを特徴とする請求項１記載の現像装置。
- 前記トナー担持体上流側のシール部材は、独立気泡を有する軟質フォーム材から成ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の現像装置。
- 前記トナー担持体下流側のシール部材は、トナーを収容する現像槽フレーム壁面に接着されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の現像装置。
- 前記トナー担持体下流側のシール部材は、層厚規制部材に接着されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の現像装置。
- 前記トナー担持体下流側のシール部材は、層厚規制部材の長手方向の両端より内側に位置し、かつトナー担持体と非接触であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の現像装置。
- 前記トナー担持体下流側のシール部材から層厚規制部材に働く圧接力の主成分は、トナー担持体の周方向に平行であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の現像装置。
- 前記トナー担持体下流側のシール部材は、独立気泡を有する軟質フォーム材料から成ることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の現像装置。
- 前記トナー担持体下流側のシール部材は、ＪＩＳ規格番号Ｋ６４０１における硬さが２５０Ｎ以下の軟質フォーム材から成ることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載の現像装置。
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