JP3889387B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式あるいは静電記録方式等の画像形成装置に用いられる現像装置に関する。

一般に、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置においては、静電潜像を感光体上に形成し、現像剤を現像装置から感光体へと供給し、現像剤により感光体上の静電潜像を現像して、感光体上に可視像を形成し、この可視像を感光体から記録用紙に転写し、記録用紙を加熱及び加圧して、可視像を記録用紙上に定着させている。

現像装置では、例えばトナーと磁性体キャリアを混合してなる２成分現像剤を攪拌し、現像ローラを回転させつつ、現像剤を現像ローラの外周面に付着させ、現像ローラ外周の現像剤層の厚みを規制部材により規制して、現像剤を現像ローラから感光体へと搬送供給し、現像剤に含まれるトナーを感光体上の静電潜像に付着させて、トナー像（可視像）を感光体上に形成する。また、現像ローラを感光体近傍でカバーにより覆って、現像ローラ外周面のトナーが感光体へと飛散して、感光体が汚れることを防止している。

更に、カバー裏面に堆積付着したトナー塊が現像ローラに落下することがあり、このトナー塊がそのまま感光体に搬送されると、感光体表面が汚れて、画像品質が著しく低下するので、カバー先端にシート片を設けて、シート片先端を現像ローラ外周面に摺接させ、現像ローラに落下したトナー塊をシート片先端によりほぐしている（特許文献１及び２等を参照）。
特開平１１−１７４８４８号公報 特開平２０００−６６５０６号公報

しかしながら、特許文献１及び２のいずれにおいても、シート片先端が現像ローラ外周面に摺接しているだけであるため、現像ローラに落下したトナー塊がシート片先端により良好にほぐされなかったり、あるいはトナー塊がシート片先端をくぐり抜けることがあり、感光体表面が汚れて、画像品質が低下した。

そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、カバーから落下する現像剤もしくはトナーの塊による画像品質の劣化を防止することが可能な現像装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、現像剤を現像ローラのスリーブ外周に付着させ、現像ローラのスリーブ外周の現像剤層の厚みを規制部材により規制して、現像剤を現像ローラから潜像担持体へと搬送供給しており、規制部材から潜像担持体近傍までの範囲で、現像ローラのスリーブ外周を保護カバーにより覆った現像装置において、保護カバーにより覆われる現像ローラのスリーブ外周部分に巻き付いて摺接する可撓性シートを設けており、現像剤は、トナーと磁性体キャリアを混合したものであり、現像ローラは、回転されるスリーブと、該スリーブ内側で固定されたマグネットとを有し、規制部材近傍にある可撓性シートの部分は、現像ローラのマグネットの磁極位置から該現像ローラのスリーブ外周に摺接し始めている。

更に、本発明においては、保護カバー先端付近にある可撓性シートの他端の振動を防止する振動防止手段を備えている。

また、本発明においては、可撓性シートの他端は、振動防止手段に重なるか、もしくは振動防止手段よりも潜像担持体側に僅かに突出している。

更に、本発明においては、現像剤は、カラー用であって、トナーと磁性体キャリアを混合したものである。

また、本発明においては、現像剤は、小粒子径のトナーを含んでいる。

本発明によれば、可撓性シートは、保護カバーにより覆われる現像ローラ外周部分に巻き付いて摺接している。このため、現像剤もしくはトナーが現像ローラ外周から飛散せず、現像剤もしくはトナーの塊が保護カバー裏面に付着することはなく、現像剤もしくはトナーの塊が現像ローラに落下して感光体へと搬送供給されることもなく、感光体の汚れ並びに画像品質の劣化が発生せずに済む。

また、トナーと磁性体キャリアを混合してなる２成分現像剤を用い、現像剤をマグネットの磁力により現像ローラ外周に付着させる場合は、規制部材近傍にある可撓性シートの一端を現像ローラのマグネットの磁極付近に固定している。現像ローラのマグネットの磁極付近では、現像剤が現像ローラ外周に強く吸引されるため、可撓性シートが現像ローラ外周に摺接し始めても、現像ローラ外周の現像剤層が乱れることはない。

更に、保護カバー先端付近にある可撓性シートの他端が固定されず現像ローラ外周に接触しているだけなので、現像ローラの回転に伴い、可撓性シートの他端が振動し、この振動により現像剤もしくはトナーの塊が落下する可能性がある。このため、可撓性シートの他端の振動を防止する振動防止手段を設けている。

また、可撓性シートの他端は、振動防止手段に重なるか、もしくは振動防止手段よりも潜像担持体側に僅かに突出している。これにより、可撓性シートの他端の振動を確実に防止することができる。仮に、可撓性シートの他端が潜像担持体側に大きく突出した場合は、可撓性シートの他端に現像剤もしくはトナーが溜まったり、あるいは高温高湿環境下では潜像担持体に形成されるトナー像に筋状の濃度ムラが発生する。

更に、現像剤として、カラー用であって、トナーと磁性体キャリアを混合したものや、小粒子径のトナーを含んでいるものを用いている。

カラー画像については、モノクロ画像よりも高い画像品質を要求される。また、小粒子径のトナーは、飛散し易いため、飛散を未然に防止する必要がある。このため、本発明の可撓性シートが非常に有効なものとなる。

尚、小粒子径のトナーとしては、例えば平均粒子径が４〜９μｍのものがある。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の現像装置の実施例１を示す側面図である。本実施例の現像装置１０は、トナーと磁性体キャリアとを混合した２成分現像剤を収容し、この現像剤を画像形成装置の感光体ドラムＤに搬送して、感光体ドラムＤ表面の静電潜像をトナーにより現像し、感光体ドラムＤ表面にトナー像を形成する。画像形成装置は、トナー像を感光体ドラムＤから記録用紙に転写し、記録用紙上のトナー像を定着する。

この現像装置１０では、第１現像剤攪拌室１１及び第２現像剤攪拌室１２を本体筐体１３の隔壁１３ａにより仕切って設けている。

第１現像剤攪拌室１１には、現像ローラ１４及び攪拌ローラ１５を配置している。現像ローラ１４は、導電性非磁性体金属製のスリーブ１４ａと、スリーブ１４ａ内側に配置された複数のマグネット１４ｂとを有する。攪拌ローラ１５は、例えばその回転軸に沿って螺旋状の羽根を設けたものである。現像ローラ１４のスリーブ１４ａ及び攪拌ローラ１５を同一方向Ａに回転させ、各マグネット１４ｂの磁力によりスリーブ１４ａの外周に現像剤を吸着し、攪拌ローラ１５により現像剤を攪拌する。

また、第２現像剤攪拌室１２には、一対の搬送ローラ１６、１７を配置し、各搬送ローラ１６、１７間に仕切り板１３ｂを設けている。各搬送ローラ１６、１７は、例えばその回転軸に沿って螺旋状の羽根を設けたものであり、相互に逆方向に回転されて、現像剤を攪拌搬送する。

トナー濃度センサー２１は、本体筐体１３の底板１３ｃに設けられ、現像剤の透磁率の変化を検出する。この現像剤の透磁率は、現像剤中の磁性体キャリアに対するトナーの比率に応じて変化し、トナー濃度を示している。このトナー濃度が低くなると、トナーが第２現像剤攪拌室１２に補給される。

現像剤規制部材２２は、その先端２２ａを現像ローラ１４外周から僅かに離間させて配設されている。

保護カバー２３は、本体筐体１３の側壁１３ｄに設けられ、現像剤規制部材２２の先端２２ａから感光体ドラムＤ近傍に至る現像ローラ１４の外周部分を覆っている。

可撓性シート２４は、可撓性を有する合成樹脂等からなり、上端２４ａを本体筐体１３の側壁１３ｄの内側に固定されて、この固定箇所から垂れ下げられ、保護カバー２３により覆われる現像ローラ１４外周部分に巻き付いて摺接している。

振動防止部材２５は、弾性を有する合成樹脂（例えばエプトシーラー）等からなり保護カバー２３の先端内側に設けられ、可撓性シート２４の下端２４ｂを現像ローラ１４の外周に押し付ける。

この様な構成の現像装置１０において、第２現像剤攪拌室１２の現像剤は、各搬送ローラ１６、１７により攪拌されつつ、現像剤流入口１３ｅを通じて第１現像剤攪拌室１１へと送り込まれる。第１現像剤攪拌室１１の現像剤は、攪拌ローラ１５により攪拌されつつ搬送されて、現像ローラ１４外周に付着する。現像剤規制部材２２の先端２２ａは、現像ローラ１４外周の現像剤層を一定の厚みに規制する。この規制により除去された現像剤は、現像剤還流口１３ｆを通じて第２現像剤攪拌室１２へと戻される。

また、現像ローラ１４外周の現像剤は、現像ローラ１４の回転に伴い、可撓性シート２４に摺接しつつ、感光体ドラムＤへと搬送される。そして、現像ローラ１４外周の現像剤に含まれるトナーが感光体ドラムＤの静電潜像に付着して、感光体ドラムＤ表面にトナー像が形成される。このトナー像は、先に述べた様に感光体ドラムＤから記録用紙に転写されて定着される。

ここで、保護カバー２３裏面側で、可撓性シート２４が現像ローラ１４外周部分に巻き付いて摺接していることから、現像ローラ１４外周のトナーが飛散して保護カバー２３の裏面に付着することはない。従って、トナー塊が保護カバー２３裏面に付着することがなく、トナー塊が現像ローラ１４に落下して感光体ドラムＤへと搬送供給されることもなく、トナー塊による感光体ドラムＤの汚れ並びに画像品質の劣化が発生せずに済む。

また、可撓性シート２４の上端２４ａを現像ローラ１４の１マグネット１４ｂの磁極付近に位置決めしている。このマグネット１４ｂの磁極付近では、現像剤が現像ローラ１４外周に強く吸引されるため、可撓性シート２４が現像ローラ１４外周に摺接し始めても、現像ローラ１４外周の現像剤層が乱れずに済む。

更に、振動防止部材２５により可撓性シート２４の下端２４ｂを現像ローラ１４の外周に押し付けているので、可撓性シート２４の下端２４ｂが振動することはない。仮に、振動防止部材２５が無ければ、可撓性シート２４の下端２４ｂが固定されず現像ローラ１４外周に接触しているだけであるから、現像ローラ１４の回転に伴い、可撓性シート２４の下端２４ｂが振動して、この振動によりトナー塊が可撓性シート２４の下端２４ｂ近傍より落下する可能性がある。

可撓性シート２４の下端２４ｂは、振動防止部材２５に重なるか、もしくは振動防止部材２５よりも感光体ドラムＤ側に僅かに突出しているのが好ましい。これにより、可撓性シート２４の下端２４ｂの振動を確実に防止することができる。仮に、可撓性シート２４の下端２４ｂが感光体ドラムＤ側に大きく（例えば１ｍｍ以上）突出した場合は、可撓性シート２４の下端２４ｂにトナーが溜まったり、あるいは高温高湿環境下では可撓性シート２４の下端２４ｂに溜まったトナーが感光体ドラムＤに搬送供給されて、感光体ドラムＤ表面のトナー像に筋状の濃度ムラが発生する。

この様な現像装置１０は、カラー用の画像形成装置、もしくは小粒子径（例えば平均粒子径が４〜９μｍ）のトナーを用いる画像形成装置に好適である。カラー画像については、モノクロ画像よりも高い画像品質を要求され、トナー塊の落下による画像品質の低下を防ぐ必要ある。また、小粒子径のトナーは、飛散し易いため、飛散を未然に防止する必要がある。

次に、本実施例の現像装置１０における現像ローラ１４へのトナー塊の落下発生累積回数と落下発生率、及び従来の現像装置における現像ローラ１４へのトナー塊の落下発生累積回数と落下発生率を実験により求めたので、その結果を図２乃至図５に示す。

尚、従来の現像装置は、本実施例の現像装置１０における可撓性シート２４及び振動防止部材２５を省略し、この代わりに、感光体ドラムの直前で、シート片の先端だけを現像ローラに摺接させたものに相当する。また、トナー塊の落下発生率は、画像形成装置により記録された記録用紙上のトナー塊の印を計数することにより求めている。

図２は、マゼンタ及びシアンのトナー別に、本実施例の現像装置１０により記録された記録用紙の枚数に対するトナー塊の落下発生累積回数と落下発生率を示す図表である。また、図３（ａ）及び（ｂ）は、本実施例の現像装置１０により記録された記録用紙の枚数に対するマゼンタのトナー塊の落下発生累積回数変化及び落下発生率変化を示すグラフであり、図３（ｃ）及び（ｄ）は、記録用紙の枚数に対するシアンのトナー塊の落下発生累積回数変化及び落下発生率変化を示すグラフである。

図４は、マゼンタ及びシアンのトナー別に、従来の現像装置により記録された記録用紙の枚数に対するトナー塊の落下発生累積回数と落下発生率を示す図表である。また、図５（ａ）及び（ｂ）は、従来の現像装置により記録された記録用紙の枚数に対するマゼンタのトナー塊の落下発生累積回数変化及び落下発生率変化を示すグラフであり、図５（ｃ）及び（ｄ）は、記録用紙の枚数に対するシアンのトナー塊の落下発生累積回数変化及び落下発生率変化を示すグラフである。

図２の図表と図４の図表との比較、図３（ａ）及び（ｂ）のグラフと図５（ａ）及び（ｂ）のグラフとの比較、図３（ｃ）及び（ｄ）のグラフと図５（ｃ）及び（ｄ）のグラフとの比較から明らかな様に、本実施例の現像装置１０では、記録用紙の枚数が１００００〜２００００枚になってから、トナー塊の落下が発生し始め、その後発生累積回数及び落下発生率が徐々に上昇しているのに対して、従来の現像装置では、記録用紙の枚数が２０００〜３０００枚になると、早くもトナー塊の落下が発生し始め、その後発生累積回数及び落下発生率が急激に上昇している。

この様な実験からも、本発明を適用すれば、トナー塊による感光体ドラムの汚れ並びに画像品質の劣化が減少することは明らかである。

尚、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、多様に変形することができる。例えば、2成分現像剤だけではなく、１成分の現像剤を用いる現像装置にも、本発明を適用することができる。

本発明の現像装置の実施例１を示す側面図である。 マゼンタ及びシアンのトナー別に、本実施例の現像装置により記録された記録用紙の枚数に対するトナー塊の落下発生累積回数と落下発生率を示す図表である。 （ａ）及び（ｂ）は本実施例の現像装置により記録された記録用紙の枚数に対するマゼンタのトナー塊の落下発生累積回数変化及び落下発生率変化を示すグラフであり、（ｃ）及び（ｄ）は記録用紙の枚数に対するシアンのトナー塊の落下発生累積回数変化及び落下発生率変化を示すグラフである。 マゼンタ及びシアンのトナー別に、従来の現像装置により記録された記録用紙の枚数に対するトナー塊の落下発生累積回数と落下発生率を示す図表である。 （ａ）及び（ｂ）は従来の現像装置により記録された記録用紙の枚数に対するマゼンタのトナー塊の落下発生累積回数変化及び落下発生率変化を示すグラフであり、（ｃ）及び（ｄ）は記録用紙の枚数に対するシアンのトナー塊の落下発生累積回数変化及び落下発生率変化を示すグラフである。

符号の説明

１０ 現像装置
１１ 第１現像剤攪拌室
１２ 第２現像剤攪拌室
１３ 本体筐体
１４ 現像ローラ
１４ａ スリーブ
１４ｂ マグネット
１５ 攪拌ローラ
１６、１７ 搬送ローラ
１８ 仕切り板
２１ トナー濃度センサー
２２ 現像剤規制部材
２３ 保護カバー
２４ 可撓性シート
２５ 振動防止部材
Ｄ 感光体ドラム

Claims (5)

1. 現像剤を現像ローラのスリーブ外周に付着させ、現像ローラのスリーブ外周の現像剤層の厚みを規制部材により規制して、現像剤を現像ローラから潜像担持体へと搬送供給しており、規制部材から潜像担持体近傍までの範囲で、現像ローラのスリーブ外周を保護カバーにより覆った現像装置において、
   保護カバーにより覆われる現像ローラのスリーブ外周部分に巻き付いて摺接する可撓性シートを設けており、
   現像剤は、トナーと磁性体キャリアを混合したものであり、
   現像ローラは、回転されるスリーブと、該スリーブ内側で固定されたマグネットとを有し、
   規制部材近傍にある可撓性シートの部分は、現像ローラのマグネットの磁極位置から該現像ローラのスリーブ外周に摺接し始めることを特徴とする現像装置。
2. 保護カバー先端付近にある可撓性シートの他端の振動を防止する振動防止手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記可撓性シートの他端は、振動防止手段に接して重なるか、もしくは振動防止手段よりも潜像担持体側に僅かに突出することを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 現像剤は、カラー用であって、トナーと磁性体キャリアを混合したものであることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
5. 現像剤は、４〜９μｍの小粒子径のトナーを含むことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。

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