JP3925600B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハウジング内に現像ローラと該現像ローラに先端を押圧してトナー量を規制しトナーの薄膜を形成するブレードとを配設して、像担持体上に形成された静電潜像をトナー像に可視像化する現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真法を用いた画像形成装置では、回転駆動される感光体等の像担持体上に潜像形成装置により静電潜像を形成し、現像装置により搬送されたトナーを付与して静電潜像を現像しトナー像として可視像化する。現像装置では、トナーを搬送する現像ローラに均一なトナーの薄膜を安定に形成することが要求され、そのためにトナー量を規制する部材（ブレード）が用いられる。このトナー量規制ブレードには、通常、支持する部材により剛性の部材で支持するブレードと弾性の部材で支持するブレードがある（例えば特開昭６０−５１８４７号公報、特開平３−２１９６８号公報参照）。
【０００３】
図９は現像装置の剛性の部材で支持するブレードと現像ローラとの圧接部を示す図であり、５１は現像ローラ、５２はブレード、５３はゴムを示す。剛性の部材で支持するブレード５２では、例えば１．０ｍｍ厚のステンレス鋼板に曲げや孔開け、絞りなどの板金加工を行い、その先端にゴム５３を成形して取り付け、ブレード先端のゴム５３の稜線を現像ローラ５１に均一な圧力で押し当てるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、現像ローラ５１が自重やブレード５２、補給ローラ（図示せず）から受ける荷重によって、図９のφ３に示すように撓みが発生するのに対し、規制ブレード５２が剛性である場合には、現像ローラ５１の撓みに追従できず、均一なトナーの薄膜を形成することができなくなるという問題が生じる。
【０００５】
また、図９に示すようにブレード５２の長手方向（現像ローラ５１の軸方向）をＺ、現像ローラに押し当てる方向をＹ、接線方向をＸとすると、ブレード先端のゴム５３の稜線と現像ローラ５１との間が平行でなく、φ１やφ２のようにＸ方向、Ｙ方向が両端で等しくならず捩じれを生じた場合、稜線上の片側ａ又はｂが浮き、荷重差ができる。そのため現像ローラ５１に均一なトナーの薄膜を安定に形成することができなくなる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するものであって、現像ローラの撓みやブレードの捩れなどによるブレードの稜線における荷重差を軽減し、稜線上の線圧の偏り、片浮きを解消するものである。
【０００７】
そのために本発明は、現像ローラと該現像ローラに先端を押圧してトナー量を規制しトナーの薄膜を形成するブレードとをハウジング内に配設して、像担持体上に形成された静電潜像をトナー像に可視像化する現像装置において、
前記現像ローラに押圧する先端の稜線の反対側の前記稜線と平行な線上に位置する２つの支持点の近傍に前記稜線と平行な方向に長い２つの長孔を設けると共に前記稜線の両端と前記２つの支持点とを結ぶ４辺形の内側の位置に前記稜線と平行に複数のバネ取り付け手段を設けた前記ブレードと、
前記ハウジングに配設し、前記２つの長孔がそれぞれ嵌合する位置に２つのピンを設けると共に前記複数のバネ取り付け手段にそれぞれ対応する位置に複数のバネ取り付け手段を設けたブレード支持部材と、
前記ブレード支持部材のバネ取り付け手段と前記ブレードのバネ取り付け手段との間にそれぞれ張設した複数のブレード押圧バネと
を備え、前記２つのピンの一方にスキュー調整偏心カムを取り付けて前記２つの長孔を前記スキュー調整偏心カムと前記２つのピンの他方のそれぞれに嵌合させ、前記ブレードを前記稜線と平行な方向にフリーに支持することを特徴とする。
【０００８】
前記バネは、前記稜線の両端の長さと前記２つの支持点の間の長さのうちいずれか短い側の幅よりも内側に設けられたことを特徴とする。
【０００９】
前記バネは、前記稜線の両端と前記２つの支持点とのそれぞれを結ぶ対角線の交点より前記稜線側に設けられたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る現像装置の実施の形態を説明するための平面図及び横断面図、図２はブレード押圧バネの配設位置及び幅についての考察を説明するための図である。図中、１はブレード、２は現像ハウジング、３はブレード支持部材、４は現像ローラ、５は支持部、６はスキュー調整部、７はブレード押圧バネ部、８はブレード押圧バネを示す。
【００１１】
本発明に係る現像装置は、図１に示すように現像ハウジング２に現像ローラ４を軸支して、上面にブレード１を取り付け、その先端の稜線ａを現像ローラ４に押圧させ、稜線ａの反対側を２点の支持部５で支持している。ブレード支持部材３は、ブレード１をその下面で支持するように配設したものである。ブレード押圧バネ部７は、現像ローラ４にブレード１の先端の稜線ａを押圧させるため内部に複数、例えば５点でブレード押圧バネ８を配設したものであり、（Ｂ）の断面図に示すようにブレード１のバネ取り付けフックとブレード支持部材３のバネ取り付けフックとの間にブレード押圧バネ８を張設している。
【００１２】
ブレード１を支持する２点の支持部５のうち、一方は、ブレード支持部材３の上に設けた一定の高さで支持し、他方は、ブレード１に螺合し高さを調整可能にしたビスの先端をブレード支持部材３の上に当接させて支持して、ブレード１の取り付け高さ（Ｙ）調整を行う。これに対し、スキュー（Ｘ）調整は、スキュー調整部６において、スキュー調整偏心カムによって行う。これらの調整によりブレード１の先端の稜線と現像ローラ４との間に捩じれが生じることなく平行になるように支持する。
【００１３】
２点の支持部５は、図示のようにブレード１の先端の稜線ａと平行な線ｂ上に設けられ、現像ローラ４の撓みやブレード１の捩れに対して、ブレード１の先端の稜線ａを現像ローラ４に均一に押圧するため、ブレード押圧バネ部７の配設位置及び幅は、支持部５の線ｂに対してブレード１の先端の稜線ａ側でその稜線ａの両端より内側に設けられる。例えば図２（Ａ）に示すようにブレード１の先端の稜線ａ、支持部５の線に対し、稜線ａの両端をｐ１、ｐ２、支持部５の２点をｐ３、ｐ４とすると、線ｃ、線ｄをブレード押圧バネ部として稜線ａの両端より内側にあることにより、ブレード１の先端の稜線ａを現像ローラ４の撓みに追従するように作用させることができる。
【００１４】
さらに、線ｃと線ｄを比較すると、線ｃは、稜線ａの一方の端点ｐ１と支持部５の反対側の１点ｐ４とを結ぶ線、稜線ａの他方の端点ｐ２と支持部５の反対側の１点ｐ３とを結ぶ線による交点ｐ０より支持部５の線ｂ側に設けられているのに対し、線ｄは、稜線ａ側に設けられている。この場合、いずれも稜線ａの両端より内側にすることにより、ブレード１の先端の稜線ａを現像ローラ４の撓みに追従するように作用させることができても、ブレード１の捩れによる稜線ａの片浮きに対しては、線ｃは追従が難しいが線ｄは有効に作用させることができる。また、同じ線ｃで設定しても、図２（Ｂ）の支持部５の２点ｐ３′、ｐ４′に示すように間隔を小さくすることにより、交点ｐ０′が支持部５の線ｂの方に移動すると、ブレード１の捩れによる稜線ａの片浮きに対しても有効に作用し、ブレード１の先端の稜線における線圧の偏りを軽減することができる。
【００１５】
上記の考察から明らかなようにブレード押圧バネ部７は、支持部５の２点ｐ３、ｐ４とブレード１の稜線ａの両端ｐ１、ｐ２とを結ぶ４辺形の内側に設けられること、さらに、稜線ａの一方の端点ｐ１（ｐ２）と支持部５の反対側の１点ｐ４（ｐ３）とを結ぶ線による交点ｐ０より稜線ａ側に設けられることがより好ましい。また、支持部５の２点は、図１及び図２（Ａ）に示すようにブレード１の長さ方向の両端近傍に配設してもよいし、図２（Ｂ）に示すように中央に寄せて配設してもよい。ブレード押圧バネ部７の配設位置及び幅は、稜線ａ側に近い方がより有効であり、現像ローラ４の中央部の撓みに追従させるには、稜線ａの長さ、支持部５の２点間の長さより幅を適当に小さくする方が有効である。
【００１６】
次にブレード及びその支持構造について詳述する。図３はブレードの平面図及び横断面図、図４はブレード支持部材の平面図及び横断面図、図５は高さ調整部の断面、図６はスキュー調整部の断面図、図７はカバーを付けた状態の現像装置の平面図及び横断面図である。図中、１１、１９はバネ取り付けフック、１２は高さ調整用ネジ孔、１３はスキュー調整用長孔、１４、１５は曲げ加工部、１６は偏心カム取り付けピン、１７はスキュー調整固定ピン、１８は高さ固定支持突起、２１は高さ調整用ネジ、２２はスキュー調整偏心カム、２３はカバー、２４、２５は調整用孔を示す。
【００１７】
ブレード１は、例えば図３に示すように鋼板１−１に板金加工を施してブレード押圧バネ部７に対応してブレード押圧バネ８を取り付けるためのバネ取り付けフック１１、支持部５に対応して高さを調整するネジを螺合するための高さ調整用ネジ孔１２、スキュー調整部６に対応して後述するスキュー調整固定ピン及びスキュー調整偏心カムを嵌合させるためブレード１の長手方向に長いスキュー調整用長孔１３、さらに両側に現像ローラに当接する先端部の角度を適切にするための曲げ加工部１４、ブレード支持部材３に係止するための曲げ加工部１５を設け、その先端部に、成形したゴム１−２を取り付けたものである。
【００１８】
ブレード支持部材３は、例えば図４に示すようにスキュー調整部６に対応して後述するスキュー調整偏心カムを取り付けるための偏心カム取り付けピン１６、スキュー調整偏心カムによるスキュー調整を一方で固定するためのスキュー調整固定ピン１７、支持部５に対応してブレードを一定の取り付け高さで支持するための高さ固定支持突起１８、ブレード押圧バネ部７に対応してブレード押圧バネ８を取り付けるためのバネ取り付けフック１９を設けたものである。
【００１９】
支持部５における高さ調整は、一方を図５（Ａ）に示すように調整側、他方を図５（Ｂ）に示すように固定側として、調整側において図５（Ａ）に示すように高さ調整用ネジ２１をブレード１の高さ調整用ネジ孔１２に螺合して、その先端をブレード支持部材３に当接させて行う。したがって、固定側は、図５（Ｂ）に示すようにブレード支持部材３の高さ固定支持突起１８がブレード１の下面に当接しているだけである。そして、ブレード押圧バネ８をブレード１のバネ取り付けフック１１とブレード支持部材３のバネ取り付けフック１９との間に張設して現像ローラ４にブレード１の先端の稜線を押圧している状態において、例えば調整側の押圧が強く或いは固定側が片浮きになるような場合には、高さ調整用ネジ２１のストロークを長くして調整側の高さを上げ、逆に調整側の押圧が弱く或いは調整側が片浮きになるような場合には、高さ調整用ネジ２１のストロークを短くして調整側の高さを下げる。
【００２０】
スキュー調整部６における調整は、一方を図６（Ａ）に示すように調整側、他方を図６（Ｂ）に示すように固定側として、調整側において図６（Ａ）に示すようにスキュー調整偏心カム２２をブレード支持部材３の偏心カム取り付けピン１６に取り付けてブレード１のスキュー調整用長孔１３に嵌合させて行う。したがって、固定側は、図６（Ｂ）に示すようにブレード支持部材３のスキュー調整固定ピン１７にブレード１のスキュー調整用長孔１３に嵌合させてブレード１の長手方向に自由にスライド可能に、また回転可能になっている。スキュー調整偏心カム２２は、現像ローラ４とブレード１の先端の両面が平行でなく、例えば調整側が固定側に対して現像ローラ４の方にズレている場合には、調整側のブレード１の先端が現像ローラ４から離れる方向、つまり図６（Ａ）において右方向にスライドするように回転させる。
【００２１】
上記のように現像ローラ４にブレード１の先端を押圧するためのブレード押圧バネ８を内部に配設して、ブレード１の高さ調整を高さ調整用ネジ孔１２により行え、スキュー調整をスキュー調整偏心カム２２により行うので、現像装置は、図７に示すように２つの調整孔２４、２５を設けたカバー２３でその上面を覆うことができる。そのため、図７（Ｂ）の断面に示すように上面を突起がなく平坦な構成とし、薄型でコンパクトなサイズの現像装置を実現し、画像形成装置の小型化を有利にすることができる。しかも、スキュー調整用長孔を支点近傍に配置することにより、ブレードの支点中心の回転運動に対し、ほとんど干渉せず悪影響を及ぼさないようにすることができる。また、高さ方向は突起の当接とバネの引っ張りで支持し、スキュー方向は長孔での回転、のスライドにより支持しているので、ブレードの両端部で弾性部材を用いて長さ方向を支持することにより、ハウジングの収縮にも対応して均等な支持力を与え、歪み等が生じるのを回避させることができる。
【００２２】
図８はフルカラー画像形成装置に本発明に係る現像装置を用いた構成例を示す図であり、３１は感光体、３２Ｙ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｋは現像装置、３３は現像ハウジング、３４現像ローラ、３５はブレード、３６はブレード支持部材、３７はブレード押圧バネ、３８は現像カバー、３９は攪拌軸、４０はトナーカートリッジを示す。
【００２３】
フルカラー画像形成装置は、図８に示すように感光体３１の周囲に、その回転方向に沿って、静電潜像を現像するためのイエロー用Ｙ、シアン用Ｃ、マゼンタ用Ｍおよびブラック用きの４色の現像器からなる現像器ユニット３２Ｙ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｋが配置される。さらに帯電手段としての帯電ローラ、感光体３１上に静電潜像を形成するための露光ユニット、感光体３１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト上に転写するための中間転写装置、感光体３１上に残留するトナーを除去するための感光体クリーニング装置が配置されるが、これらはカラー画像形成装置において、既によく知られた構成であり、本発明とは直接関係がないので、図示は省略している。
【００２４】
上記フルカラー画像形成装置の動作を簡単に説明する。感光体３１は、薄肉円筒状の導電性基材とその表面に形成された感光層とを有し、図示しない駆動手段によって回転駆動される。現像器ユニット３２Ｙ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｋは、それぞれ感光体３１に対して揺動可能に配設され、感光体３１の１回転毎に選択的に一つの現像器の現像ローラのみが感光体３１に当接可能にされている。そして、画像形成を行う場合には、例えば図示しないコンピュータからの画像形成信号が入力されると、感光体３１、現像器ユニット３２の各現像ローラおよび中間転写ベルトが回転駆動される。
【００２５】
まず、感光体３１の外周面が帯電ローラによって一様に帯電され、その外周面に、露光ユニットによって第１色目（例えばイエロー）の画像情報に応じた選択的な露光がなされ、イエローの静電潜像が形成される。このとき、感光体３１には、イエロー用現像器の現像ローラのみが接触し、これによってイエローの静電潜像のトナー像が感光体３１上に形成される。このトナー像が上記トナーの帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加された中間転写ベルト上に転写され、感光体３１上に残留しているトナーは感光体クリーニング装置によって除去された後、感光体３１の外周面は除電手段により除電される。
【００２６】
上記の動作が画像形成信号の第２色目、第３色目、第４色目に対応して、感光体３１と中間転写ベルトの１回転による潜像形成、現像が繰り返され、前記画像形成信号の内容に応じた４色のトナー像が中間転写ベルト上において重ね合わされて転写される。そして、このフルカラー画像が記録媒体上に転写される。
【００２７】
本発明に係る現像装置を上記のようにフルカラー画像形成装置に用いた場合、ブレード押圧バネ３７をブレード３５の下、つまり現像室の中に配設しているので、高さ方向において現像装置３２の省スペース化が可能となり、特にフルカラーの装置の小型化において極めて有効である。
【００２８】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態では、ブレードの高さ方向の支持を高さ固定支持突起と高さ調整用ネジで行うようにしたが、これら２つの支点の一方または双方にゴムやスポンジ、コイルバネなどの弾性部材を配置してもよい。例えば一方の高さ固定支持突起に弾性部材を配置して高さ調整用ネジと組み合わせにしてもよいし、双方の支点に弾性部材を配置してもよい。また、ブレードを引っ張るようにバネを現像装置の内部に配張したが、逆に上からバネで押圧させるようにしてもよいことはいうまでもない。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、現像ローラと該現像ローラに先端を押圧してトナー量を規制しトナーの薄膜を形成するブレードとをハウジング内に配設して、像担持体上に形成された静電潜像をトナー像に可視像化する現像装置において、ブレードの先端の稜線と平行な線上に設けられ当該ブレードを支持する２点の支持部と、線に対して稜線側で当該稜線の両端より内側に設けられブレード先端の稜線を現像ローラに押圧するバネとを備えたので、ブレードの押圧を中央寄りに強くすることができる。
【００３０】
また、バネは、支持部の２点と稜線の両端とを結ぶ４辺形の内側に設けられ、稜線の一方の端点と支持部の反対側の１点とを結ぶ線による交点より稜線側に設けられ、ブレードの裏側に配設されたブレード支持部材とブレードとの間に張設することにより、現像ローラの撓みにブレードの先端の稜線をより追従させやすく、現像ローラ上に均一にブレードの稜線を当接させることができる。
【００３１】
さらに、２点の一方は、ブレード支持部材上に設けた一定の高さの突起で支持し、他方は、ブレードに螺合し高さを調整可能にしたビスの先端をブレード支持部材上に当接させて支持し、支持部は、２点の一方を高さ調整可能にして支持すると共に、２点の近傍に水平方向の向きを調整可能にしたスキュー調整手段を設けたので、ブレードの板金加工を少なくすると共に、剛体ブレードの稜線とブレードを支持する２つの支点を結ぶ線が捩じれた場合に発生する稜線上の片浮きを解消し、荷重差を軽減させることができる。支持部の片側又は両側を弾性部材で支持するように構成し、２点の一方を弾性部材で支持し、他方をビスで高さを調整可能にした支持するように構成することにより、駆動や環境変化、輸送時などの振動、衝撃によって発生する捩れ、歪みを軽減し、無調整でも線圧の変化を軽減することができる。
【００３２】
したがって、ブレードの捩れなどによる現像ローラにおける線圧の偏りを解消し、現像ローラ上に均一にブレードの稜線を当接させて均一なトナー層を形成させることができ、画像形成装置における画質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る現像装置の実施の形態を説明するための平面図及び横断面図である。
【図２】 ブレード押圧バネの配設位置及び幅についての考察を説明するための図である。
【図３】 ブレードの平面図及び横断面図である。
【図４】 ブレード支持部材の平面図及び横断面図である。
【図５】 高さ調整部の断面である。
【図６】 スキュー調整部の断面図である。
【図７】 カバーを付けた状態の現像装置の平面図及び横断面図である。
【図８】 フルカラー画像形成装置に本発明に係る現像装置を用いた構成例を示す図である。
【図９】 現像装置の剛性の部材で支持するブレードと現像ローラとの圧接部を示す図である。
【符号の説明】
１…ブレード、２…現像ハウジング、３…ブレード支持部材、４…現像ローラ、５…支持部、６…スキュー調整部、７…ブレード押圧バネ部、８…ブレード押圧バネ

Claims (3)

1. 現像ローラと該現像ローラに先端を押圧してトナー量を規制しトナーの薄膜を形成するブレードとをハウジング内に配設して、像担持体上に形成された静電潜像をトナー像に可視像化する現像装置において、
   前記現像ローラに押圧する先端の稜線の反対側の前記稜線と平行な線上に位置する２つの支持点の近傍に前記稜線と平行な方向に長い２つの長孔を設けると共に前記稜線の両端と前記２つの支持点とを結ぶ４辺形の内側の位置に前記稜線と平行に複数のバネ取り付け手段を設けた前記ブレードと、
   前記ハウジングに配設し、前記２つの長孔がそれぞれ嵌合する位置に２つのピンを設けると共に前記複数のバネ取り付け手段にそれぞれ対応する位置に複数のバネ取り付け手段を設けたブレード支持部材と、
   前記ブレード支持部材のバネ取り付け手段と前記ブレードのバネ取り付け手段との間にそれぞれ張設した複数のブレード押圧バネと
   を備え、前記２つのピンの一方にスキュー調整偏心カムを取り付けて前記２つの長孔を前記スキュー調整偏心カムと前記２つのピンの他方のそれぞれに嵌合させ、前記ブレードを前記稜線と平行な方向にフリーに支持することを特徴とする現像装置。
2. 前記バネは、前記稜線の両端の長さと前記２つの支持点の間の長さのうちいずれか短い側の幅よりも内側に設けられたことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 前記バネは、前記稜線の両端と前記２つの支持点とのそれぞれを結ぶ対角線の交点より前記稜線側に設けられたことを特徴とする請求項１記載の現像装置。

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