JP4087134B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉末現像剤を用い、現像スリーブ上で現像剤層の厚みを規制するようにした現像装置、並びにこの現像装置を有する画像形成装置（例えば複写機，ファクシミリ，プリンタ等）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は複写等（画像形成装置）の画像形成部周辺を示す模式図である。
上記画像形成部は、電子写真プロセスによって記録紙１１５に所定のトナー像を形成する部分であり、感光性を有する感光体ドラム３０１の周囲に、その回転方向に沿って順に、帯電ユニット３０２、露光ユニット３０３、現像ユニット３０４、転写ユニット３０５、除電ユニット３０７、及びクリーナー３０６を備えている。尚除電ユニット３０７とクリーナー３０６が逆の配置であっても良い。
【０００３】
上記帯電ユニット３０２は、コロナ放電を発生させることによって感光体ドラム３０１の表面に所定電位を与えるものである。上記露光ユニット３０３は、所望の画像に対応する光を照射することにより感光体ドラム３０１の表面電位を選択的に減衰させて静電潜像を形成するものである。上記現像ユニット３０４は、感光体ドラム３０１の表面に形成された静電潜像をトナーにより現像して、トナー像を形成するものである。上記転写ユニット３０５は、感光体ドラム３０１上に形成されたトナー像を記録紙１１５上に転写するものである。上記除電ユニット３０７は、感光体ドラム３０１の表面電荷をランプ光によって除電するものである。上記クリーナー３０６はファーブラシ３１６とゴムブレード３２６により構成されており、感光体ドラム３０１の表面に残留したトナーやその添加剤等を除去するものである。尚図示例のクリーナー３０６はファーブラシ３１６とゴムブレード３２６の両方を有するが、一方のみを有するクリーナー３０６の場合もある。
【０００４】
上記画像形成部でトナー像が転写された記録紙１１５は、加熱ローラ４０１と加圧ローラ４０２により熱と圧力が加えられてトナー像が定着され（定着部）、その後排紙ローラ（図示せず）によって排紙トレー上に排出される様になっている。
【０００５】
図７は、従来の上記現像ユニット（現像装置）３０４を示す断面図であり、感光体ドラム３０１と共に図示している。
現像ユニット３０４のハウジング３９３内には、磁性一成分現像剤（トナー）（図示せず）が収納されており、このトナーを撹拌する撹拌ローラ３２４と、トナーを感光体ドラム３０１表面に移行させる為の現像ローラ３４４が、上記ハウジング３９３に軸支されて備えられている。
【０００６】
現像ローラ３４４は、ローラ表面を覆う回転スリーブ３４１と、ローラ内部に設けられたローラ状のマグネット３４２からなり、このマグネット３４２は固定された状態で、上記回転スリーブ３４１が回転する構成となっている。また上記現像ローラ３４４に対峙して磁性ブレード３９４が設けられ、ハウジング３９３にビス等で固定され取付けられている。
【０００７】
上記マグネット３４２の磁極配置としては、例えば磁性ブレード３９４に対向する位置にＳ極（ブレード極Ｓ1）、感光体ドラム３０１と対向する位置にＮ極（現像極Ｎ1）を配置し、この現像極Ｎ1の回転スリーブ回転方向下流側にＳ極（Ｓ2）、更に下流側にＮ極（Ｎ2）を配置した４極構造のものが挙げられる。
【０００８】
次にこの現像ユニット３０４を用いた現像法について説明する。
現像ユニット３０４内のトナーは回転スリーブ３４１との摩擦によって所定の極性に帯電され、この帯電したトナーは回転スリーブ３４１に付着して搬送される。回転スリーブ３４１上に厚く形成されたトナー層は、磁性ブレード３９４を通過する際に、回転スリーブ−ブレード間の中間位置を境にして２分され、磁性ブレード３９４に近い方のトナーは該磁性ブレード３９４に固着され、回転スリーブ３４１に近い方のトナーは磁気吸引力により回転スリーブ３４１に吸引されて磁性ブレード３９４から離れ、感光体ドラム３０１に向かう。
【０００９】
感光体ドラム３０１への対向位置に来たトナー薄層は、感光体ドラム３０１に形成された静電潜像部分に飛翔し、感光体ドラム３０１表面にトナーによる像を形成する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記従来例の様な回転スリーブ３４１上へのトナーコーティング方法では、ハウジング３９３に取付けられている磁性ブレード３９４と、同様にハウジング３９３に軸支されている回転スリーブ３４１は、回転スリーブ−ブレード間ギャップが精度よく管理されていなければ、ギャップが大きい場合には地肌かぶりが発生しやすく、ギャップが小さい場合にはトナーが劣化しやすい。そのため、現像ユニット３０４の組立工程では、隙間ゲージ等を使用しての調整およびビス固定が必要であるが、その調整や固定には時間がかかり、また作業者の熟練が必要なため、非効率であった。また、回転スリーブ３４１が回転中にギャップが変化するような場合には、上記のような問題が回転スリーブ３４１の回転に伴い周期的に発生する。それを防ぐため、偏心の少ない回転スリーブ３４１を選択使用したり、ハウジング３９３が振動しないよう強靭にする必要があった。
【００１１】
そこで本発明においては、現像ユニット内の回転スリーブ−ブレード間ギャップが効率的に精度よく管理され、回転スリーブが回転中にギャップが変化するようなことのない、コンパクトで安価な現像装置、及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明に係る現像装置は、回転スリーブと、この回転スリーブに内包された磁石を有する現像ローラと、前記回転スリーブ上に形成される粉末現像剤層の厚みを規制する磁性体で構成されたブレードとを有する、粉末現像剤を用いた現像装置において、
前記現像ローラは、軸受部材を介して現像装置のハウジングに軸支され、前記ブレードは、前記ハウジングの現像ローラ両端近傍に設けられた支持部により、ブレードの厚み方向の位置が規制され、
前記ブレードは、粉末現像剤の薄層を形成させるための前記回転スリーブ外周面と隙間を有して、前記回転スリーブ外周面に対向する端面と、この端面両端部に、前記回転スリーブ外周面に当接する当接部材が設けられ、
前記ブレードは、前記支持部に沿うことで、前記磁石の磁気吸引力により、前記回転スリーブ側に付勢されていることを特徴としている。
【００１３】
上記本発明によれば、回転スリーブ外周面とブレード端面との隙間が前記ブレードの端面両端部に設けられた当接部材によって直接的に設定されるため、回転スリーブ−ブレード間ギャップが短時間で設定できるだけでなく精度よく管理され、回転スリーブが回転中にギャップが変化するようなことがない。
また、前記回転スリーブが磁石を内包しており、磁性体で構成された前記ブレードが、前記回転スリーブ側に磁気吸引力で付勢されている。上記本発明によれば、ブレードが磁気吸引力で付勢されるため、特別な付勢手段が不要であり、よりコンパクトで安価な現像装置の実現が可能となる。
【００１４】
また請求項２の発明では、請求項１に記載の現像装置において、前記当接部材が、所定厚の低摩擦性材料で構成されたシート部材である。上記本発明によれば、前記当接部材が所定の厚みを持った例えばフッ素樹脂等の低摩擦性材料のシート部材で構成されており、安価な構成が可能である。また、回転スリーブはこの低摩擦性材料のシート部材に当接して摺動回転するため、回転が軽く滑らかで、且つシート部材が低摩擦のため破損することが避けられる。
【００１７】
また請求項３の発明では、請求項１〜２のいずれかに記載の現像装置において、粉末現像剤が磁性一成分現像剤である。請求項１〜２の発明は、回転スリーブ−ブレード間ギャップが小さく設定される磁性一成分現像において特に有効である。
【００１８】
また請求項３の発明は、請求項１〜２のいずれかに記載の現像装置を備え、この現像装置によって感光体上に形成された静電潜像を現像するものである画像形成装置の発明である。
上記本発明によれば、回転スリーブ外周面とブレード端面との隙間が前記ブレードの端面両端部に設けられた当接部材によって直接的に設定されるため、回転スリーブ−ブレード間ギャップが短時間で設定できるだけでなく精度よく管理され、回転スリーブが回転中にギャップが変化するようなことがない。またコンパクトで安価な構成が可能である。
【００１９】
また、前記前記当接部材が所定の厚みを持った例えばフッ素樹脂等の低摩擦性材料のシート部材で構成されており、安価な構成が可能である。また、回転スリーブはこの低摩擦性材料のシート部材に当接して摺動回転するため、回転が軽く滑らかで、且つシート部材が低摩擦のため破損することが避けられる。また、例えば、このブレードが粉末現像剤の薄層を形成する長さ当りの押圧力として０．２〜１．４ｇ／ｍｍの所定の圧力で押圧することにより、シート部材がつぶれて回転スリーブ−ブレード間ギャップが小さくなったり、また、ギャップが粉末現像剤により押し広げられたり、ブレードに振動が発生したりすることが避けられる。
【００２０】
また、ブレードが磁気吸引力で押圧された場合、特別な押圧手段が不用であり、よりコンパクトで安価な現像装置の実現が可能となる。
また、これらは、回転スリーブ−ブレード間ギャップが小さく設定される磁性一成分現像において特に有効である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
先ず本発明の一実施形態に係る複写機（画像形成装置）の一例について述べる。
図１は上記複写機の概略構成を示す模式図である。尚図５と同じ構成部分については同一の符号を付して重複説明を避ける。
【００２２】
この複写機６０は、複写機本体の下部に配設された給紙部２００と、この給紙部２００の上方に配設された画像形成部３００と、この画像形成部３００よりも排出側に配設された定着部４００と、この定着部４００の上方に配置された排出部６００、並びに複写機本体の上部に配設された画像読取部５００を備え、そして上記給紙部２００，上記画像形成部３００，上記定着部４００，及び上記排出部６００を繋ぐ用紙搬送部１００を備えている。
【００２３】
上記画像形成部３００は、上述の様に電子写真プロセスによって用紙に所定のトナー像を形成するものであり、回転可能に軸支された感光体ドラム３０１と、この感光体ドラム３０１の周囲にその回転方向（矢印Ａ）に沿って、帯電ユニット３０２、露光ユニット３０３、現像ユニット（現像装置）１０、転写ユニット３０５、クリーナー３０６を備えている。尚現像ユニット１０は、静電潜像をトナーにより現像して、感光体ドラム３０１の表面にトナー像を形成するものである。
【００２４】
上記定着部４００は、上記画像形成部３００の用紙搬送方向の下流側に配置され、上記画像形成部３００においてトナー像が転写された用紙を、一対のローラ（加熱ローラ４０１及び加圧ローラ４０２）によって挟んで加熱し、用紙上にトナー像を定着させるものである。
【００２５】
画像読取部５００は、コンタクトガラス上に載置された原稿に、露光ランプから光を照射し、その反射光を反射鏡を介して光電変換部に導くことにより、原稿の画像情報を読み取るものである。
【００２６】
上記給紙部２００は、複数の給紙カセット２０１，２０２，２２１を備える。このうちの給紙カセット２２１は複写機側面から用紙を補充するバイパストレイとなっており、蓋部２２２により閉じることができる。
【００２７】
それぞれの給紙カセット２０１，２０２，２２１には用紙搬送路１１０が接続され、この用紙搬送路１１０は画像形成部３００に向かい、更に定着部４００を経て排出部６００に向かっている。尚これらの用紙搬送路１１０により上記用紙搬送部１００が構成されている。また複写が完了した用紙は、排出部６００の排出ローラ６０５から排出トレイ６１０上に排出される。
【００２８】
図１から分かる様にこの複写機６０は縦搬送型で、複写機全体がコンパクトになっており、現像ユニット１０としては、現像ローラ１４が上方に位置し、トナー収納部分３５４がこの現像ローラ１４より下側に位置する形状となっている。
【００２９】
次に上記複写機に用いられる本発明の一実施形態に係る現像ユニット（現像装置）１０について述べる。
図２は上記現像ユニット１０を示す断面図である。この現像ユニット１０のトナー収納部分３５４には磁性一成分現像剤（トナー）（図示せず）が収納されており、このトナーを攪拌する２つの撹拌ローラ３１４，３２４が備えられている。またトナーを感光体ドラム３０１表面に移行させる為の現像ローラ１４が、トナー収納部分３５４よりも上方に位置して設けられている。
【００３０】
上記現像ローラ１４は、アルミニウム等の非磁性材によって構成された円筒状の回転スリーブ１３と、この回転スリーブ１３に内包される固定マグネット１５からなり、このマグネット１５の位置が固定された状態でその周囲を上記回転スリーブ１３が回転する構成となっている。この回転スリーブ１３内のマグネット１５は従来と同じく、後述のトナー層厚規制部材１６に対向する位置にＳ極（ブレード極Ｓ1）、感光体ドラム３０１と対向する位置にＮ極（現像極Ｎ1）を配置し、この現像極Ｎ1の回転スリーブ回転方向下流側にＳ極（Ｓ2）、更に下流側にＮ極（Ｎ2）が配置されている。
【００３１】
ブレード１１は上記回転スリーブ１３（現像ローラ１４）に対峙して設けられ、ブレード１１にさらに磁石が、上記ブレード１１の回転スリーブ回転方向上流側に取り付けられてもよい。
【００３２】
図３の（ａ）は上記現像ローラ１４とブレード１１を示す部分拡大断面図であり、（ｂ）はこのブレード−回転スリーブ間部分を更に拡大した断面図である。尚図２と同じ構成部分については同一の符号を付して重複説明を避ける。
【００３３】
上記ブレード１１は磁性体の板状部材（例えば磁性ステンレス鋼、具体的にはＳＵＳ３４０やＳＵＳ４３０等）から構成されており、その回転スリーブ１３との対向部に端面１７ａを設けた薄肉エッジ部１７が形成されている。この薄肉エッジ部の端面１７ａは回転スリーブ１３に対し、所定のギャップＷ1（例えば０．２〜０．４mm）を開けて回転スリーブ軸方向に平行に延在する様に配設されている。該薄肉エッジ部の端面１７ａにおける厚みＴ2は例えば０．４mm（好ましい厚みＴ2の範囲としては０．４〜０．８mm）であり、Ｔ2をこのように小さくすることで、端面１７ａの幅が小さくなり、ここを通過する現像剤へ与えるストレスが短時間となるため、現像剤が劣化しにくくなる。ただあまり小さくすると、強度が不足する。
【００３４】
薄肉エッジ部１７の突出長さＬ1としては例えば０．５mm（好ましい突出長さＬ1の範囲としては０．３〜０．８mm）である。ブレード１１の幹部１８の厚みＴ3は例えば２mmであり、撓むことなくしっかりと薄肉エッジ部１７の位置を保持している。この幹部１８から上記薄肉エッジ部１７への移行部１９は斜めに傾斜する様にして厚みが徐々に薄くなっている。このようにすることで、幅の狭い端面１７ａにブレード極Ｓ1からの磁力線を集中でき、これにより回転スリーブ１３とブレード１１の端面１７ａとの間で、安定した現像剤の薄層形成が維持される。
【００３５】
次に、本発明の特徴である、ブレード１１の支持方法について、図４、５を用いて説明する。図４は、現像ローラー１４の一端付近の部分斜視図であり、図５は、図４の断面Ｂ−Ｂにおける断面図である。
【００３６】
図４において、現像ローラ１４は、軸３４３を支持する軸受部３１１により、現像ユニットのハウジング３９３に両端軸支されている。また、ブレード１１は、ハウジング３９３の現像ローラ両端近傍に設けられた支持スリット１６により、厚みＴ3方向の位置を規制されている。ブレード１１は、現像ユニット１０に組込まれる際は、その両端が図４の支持スリット１６上方からスリットに沿って現像ローラ１４の方向へガタなく滑らかに挿入される。ブレード１１は磁性体で出来ているため、ブレード極Ｓ１の磁力で吸引されることにより、回転スリーブ１３側に付勢される。
ブレード１１の支持機構は、上記のようなスリットでなくてもよい。ブレード１１の厚み方向両面を支持できて、現像ローラ１４の方向へガタなく滑らかにスライド可能であれば、例えばブレード１１の厚み方向両側に配置したリブの間に挟むようにしてもよい。またこのリブは互いに対向位置に無いズレた配置でもよい。
【００３７】
また、ブレード１１の薄肉エッジ部１７には、回転スリーブ１３の両端部のトナーが付着しない部分（図４中のＤの領域）の対向位置に、図５に示すごとく端面１７ａを覆うように、フッ素樹脂製の薄いシート部材１２（例えば２ｍｍ×１０ｍｍ、厚み０．３ｍｍ）が、例えば両面テープで、端面１７ａを幅方向に横切るように貼り付けてある。ブレード１１の端面１７ａは、このシート部材１２を介して回転スリーブ１３に接触している。即ち、この端面１７ａと回転スリーブ１３外周面との隙間が前記ブレード１１の端面１７ａ両端部に設けられたシート部材１２によって直接的に設定されている。これにより回転スリーブ−ブレード間ギャップが精度よく管理され、回転スリーブが回転中にギャップが変化するようなことがない。また、このようなシート部材を当接部材として使用することで、安価な材料で精度の高いギャップ管理が行える。
【００３８】
また回転スリーブ１３外周面は、トナーが乗る部分Ｃの表面は、スリーブ１３の回転によってトナーが搬送されやすいようにサンドブラスト処理等で粗面加工されているが、トナーが乗らない部分Ｄの表面は粗面加工が施されず、滑面となっている。この部分にフッ素樹脂製等の所定厚の低摩擦性材料でできたシート部材１２を当接させるため、回転スリーブの回転時に、回転スリーブとの摺動回転が軽く滑らかで、且つシート部材が低摩擦のため破損することが避けられる。
【００３９】
またブレード１１は、支持スリット１６に沿うことで、ブレード極Ｓ１の磁気吸引力により、回転スリーブ側に所定圧で付勢されている。ブレードが磁気吸引力で付勢されるため、特別な付勢手段が不要である。
さらにブレード１１にプレート状の磁石を取付けることで、磁気吸引力を調整することができる。例えば、このブレードが粉末現像剤の薄層を形成する長さ当りの付勢圧力として０．２〜１．４ｇ／ｍｍの所定の圧力で付勢するのが適当である。付勢圧力がこれより大きければ、シート部材がつぶれて回転スリーブ−ブレード間ギャップが小さくなってしまう。また付勢圧力がこれより小さければ、ギャップが粉末現像剤により押し広げられたり、ブレードに振動が発生したりする。
【００４０】
次に、シート部材１２による回転スリーブ−ブレード間ギャップの設定方法について説明する。
ブレード１１にシート部材１２を貼付して、支持スリット１６にブレード１１を挿し込むことにより、現像ローラ１４のブレード極Ｓ１の磁気吸引力に付勢されて、ブレード１１はシート部材１２を回転スリーブ１３の両端部に、所定の付勢圧で当接する。その後、約１分程度の回転スリーブ１３の初期回転により、シート部材１２が回転スリーブ１３の当接部になじみ、以後はシート部材１２が削れたり剥がれたりすることなく、低い摺動摩擦で回転が継続できる。
以上のように、短時間で設定できるだけでなく精度よく管理され、回転スリーブが回転中にギャップが変化するようなことがない。
【００４１】
本願発明は、以上に実施形態として述べたような、磁性一成分現像方式以外に、非磁性一成分現像方式や二成分現像方式においても、回転スリーブ−ブレード間ギャップの簡便で高精度な設定が可能で、且つ安定性が高い方法として十分効果の高いものであり、上記実施形態に限定されることなく、請求の範囲内で有効である。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に記載の本発明に係る現像装置は、回転スリーブと、この回転スリーブ上に形成される粉末現像剤層の厚みを規制するブレードとを有する、粉末現像剤を用いた現像装置において、前記ブレードは、前記回転スリーブ外周面に対向する端面を有し、この端面両端部に、前記回転スリーブ外周面に当接する当接部材が設けられているので、回転スリーブ外周面とブレード端面との隙間が前記ブレードの端面両端部に設けられた当接部材によって直接的に設定されるため、回転スリーブ−ブレード間ギャップが短時間で設定できるだけでなく精度よく管理され、回転スリーブが回転中にギャップが変化するようなことがない。またコンパクトで安価な構成が可能である。
また、前記回転スリーブが磁石を内包しており、磁性体で構成された前記ブレードが、前記回転スリーブ側に磁気吸引力で付勢されている。上記本発明によれば、ブレードが磁気吸引力で付勢されるため、特別な付勢手段が不要であり、よりコンパクトで安価な現像装置の実現が可能となる。
【００４３】
また請求項２の発明に係る現像装置は、請求項１の現像装置において、前記当接部材が所定の厚みを持った例えばフッ素樹脂等の低摩擦性材料のシート部材で構成されており、安価な構成が可能である。また、回転スリーブはこの低摩擦性材料のシート部材に当接して摺動回転するため、回転が軽く滑らかで、且つシート部材が低摩擦のため破損することが避けられる。
【００４６】
また請求項３の発明に係る現像装置は、請求項１〜２のいずれかに記載の現像装置において、粉末現像剤が磁性一成分現像剤であり、回転スリーブ−ブレード間ギャップが小さく設定される磁性一成分現像方式において特に有効である。
【００４７】
また請求項４の発明に係る画像形成装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置を備え、この現像装置によって感光体上に形成された静電潜像を現像するものである。 これにより、回転スリーブ外周面とブレード端面との隙間が前記ブレードの端面両端部に設けられた当接部材によって直接的に設定されるため、回転スリーブ−ブレード間ギャップが短時間で設定できるだけでなく精度よく管理され、回転スリーブが回転中にギャップが変化するようなことがない。またコンパクトで安価な構成が可能である。
【００４８】
また、前記前記当接部材が所定の厚みを持った例えばフッ素樹脂等の低摩擦性材料のシート部材で構成されており、安価な構成が可能である。また、回転スリーブはこの低摩擦性材料のシート部材に当接して摺動回転するため、回転が軽く滑らかで、且つシート部材が低摩擦のため破損することが避けられる。また、例えば、このブレードが粉末現像剤の薄層を形成する長さ当りの押圧力として０．２〜１．４ｇ／ｍｍの所定の圧力で押圧することにより、シート部材がつぶれて回転スリーブ−ブレード間ギャップが小さくなったり、また、ギャップが粉末現像剤により押し広げられたり、ブレードに振動が発生したりすることが避けられる。
【００４９】
また、ブレードが磁気吸引力で押圧された場合、特別な押圧手段が不用であり、よりコンパクトで安価な現像装置の実現が可能となる。
また、これらは、回転スリーブ−ブレード間ギャップが小さく設定される磁性一成分現像において特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る複写機（画像形成装置）の一例の概略構成を示す模式図。
【図２】本発明の一実施形態に係る現像ユニット（現像装置）を示す断面図。
【図３】（ａ）は現像ローラとトナー層厚規制部材の部分を示す拡大断面図、（ｂ）はブレード−回転スリーブ間部分を更に拡大した断面図。
【図４】現像ローラー１４の一端付近の部分斜視図
【図５】図４の断面Ｂ−Ｂにおける断面図
【図６】複写等の画像形成部周辺を示す模式図
【図７】従来の現像ユニット（現像装置）を示す断面図
【符号の説明】
１０ 現像ユニット（現像装置）
１１ ブレード
１２ シート部材（当接部材）
１３ 回転スリーブ
１４ 現像ローラ
１５ 固定マグネット
１７ 薄肉エッジ部
１７ａ 端面
６０ 複写機（画像形成装置）
Ｓ1 ブレード極
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉末現像剤を用い、現像スリーブ上で現像剤層の厚みを規制するようにした現像装置、並びにこの現像装置を有する画像形成装置（例えば複写機，ファクシミリ，プリンタ等）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は複写等（画像形成装置）の画像形成部周辺を示す模式図である。
上記画像形成部は、電子写真プロセスによって記録紙１１５に所定のトナー像を形成する部分であり、感光性を有する感光体ドラム３０１の周囲に、その回転方向に沿って順に、帯電ユニット３０２、露光ユニット３０３、現像ユニット３０４、転写ユニット３０５、除電ユニット３０７、及びクリーナー３０６を備えている。尚除電ユニット３０７とクリーナー３０６が逆の配置であっても良い。
【０００３】
上記帯電ユニット３０２は、コロナ放電を発生させることによって感光体ドラム３０１の表面に所定電位を与えるものである。上記露光ユニット３０３は、所望の画像に対応する光を照射することにより感光体ドラム３０１の表面電位を選択的に減衰させて静電潜像を形成するものである。上記現像ユニット３０４は、感光体ドラム３０１の表面に形成された静電潜像をトナーにより現像して、トナー像を形成するものである。上記転写ユニット３０５は、感光体ドラム３０１上に形成されたトナー像を記録紙１１５上に転写するものである。上記除電ユニット３０７は、感光体ドラム３０１の表面電荷をランプ光によって除電するものである。上記クリーナー３０６はファーブラシ３１６とゴムブレード３２６により構成されており、感光体ドラム３０１の表面に残留したトナーやその添加剤等を除去するものである。尚図示例のクリーナー３０６はファーブラシ３１６とゴムブレード３２６の両方を有するが、一方のみを有するクリーナー３０６の場合もある。
【０００４】
上記画像形成部でトナー像が転写された記録紙１１５は、加熱ローラ４０１と加圧ローラ４０２により熱と圧力が加えられてトナー像が定着され（定着部）、その後排紙ローラ（図示せず）によって排紙トレー上に排出される様になっている。
【０００５】
図７は、従来の上記現像ユニット（現像装置）３０４を示す断面図であり、感光体ドラム３０１と共に図示している。
現像ユニット３０４のハウジング３９３内には、磁性一成分現像剤（トナー）（図示せず）が収納されており、このトナーを撹拌する撹拌ローラ３２４と、トナーを感光体ドラム３０１表面に移行させる為の現像ローラ３４４が、上記ハウジング３９３に軸支されて備えられている。
【０００６】
現像ローラ３４４は、ローラ表面を覆う回転スリーブ３４１と、ローラ内部に設けられたローラ状のマグネット３４２からなり、このマグネット３４２は固定された状態で、上記回転スリーブ３４１が回転する構成となっている。また上記現像ローラ３４４に対峙して磁性ブレード３９４が設けられ、ハウジング３９３にビス等で固定され取付けられている。
【０００７】
上記マグネット３４２の磁極配置としては、例えば磁性ブレード３９４に対向する位置にＳ極（ブレード極Ｓ1）、感光体ドラム３０１と対向する位置にＮ極（現像極Ｎ1）を配置し、この現像極Ｎ1の回転スリーブ回転方向下流側にＳ極（Ｓ2）、更に下流側にＮ極（Ｎ2）を配置した４極構造のものが挙げられる。
【０００８】
次にこの現像ユニット３０４を用いた現像法について説明する。
現像ユニット３０４内のトナーは回転スリーブ３４１との摩擦によって所定の極性に帯電され、この帯電したトナーは回転スリーブ３４１に付着して搬送される。回転スリーブ３４１上に厚く形成されたトナー層は、磁性ブレード３９４を通過する際に、回転スリーブ−ブレード間の中間位置を境にして２分され、磁性ブレード３９４に近い方のトナーは該磁性ブレード３９４に固着され、回転スリーブ３４１に近い方のトナーは磁気吸引力により回転スリーブ３４１に吸引されて磁性ブレード３９４から離れ、感光体ドラム３０１に向かう。
【０００９】
感光体ドラム３０１への対向位置に来たトナー薄層は、感光体ドラム３０１に形成された静電潜像部分に飛翔し、感光体ドラム３０１表面にトナーによる像を形成する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記従来例の様な回転スリーブ３４１上へのトナーコーティング方法では、ハウジング３９３に取付けられている磁性ブレード３９４と、同様にハウジング３９３に軸支されている回転スリーブ３４１は、回転スリーブ−ブレード間ギャップが精度よく管理されていなければ、ギャップが大きい場合には地肌かぶりが発生しやすく、ギャップが小さい場合にはトナーが劣化しやすい。そのため、現像ユニット３０４の組立工程では、隙間ゲージ等を使用しての調整およびビス固定が必要であるが、その調整や固定には時間がかかり、また作業者の熟練が必要なため、非効率であった。また、回転スリーブ３４１が回転中にギャップが変化するような場合には、上記のような問題が回転スリーブ３４１の回転に伴い周期的に発生する。それを防ぐため、偏心の少ない回転スリーブ３４１を選択使用したり、ハウジング３９３が振動しないよう強靭にする必要があった。
【００１１】
そこで本発明においては、現像ユニット内の回転スリーブ−ブレード間ギャップが効率的に精度よく管理され、回転スリーブが回転中にギャップが変化するようなことのない、コンパクトで安価な現像装置、及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明に係る現像装置は、回転スリーブと、この回転スリーブに内包された磁石を有する現像ローラと、前記回転スリーブ上に形成される粉末現像剤層の厚みを規制する磁性体で構成されたブレードとを有する、粉末現像剤を用いた現像装置において、
前記現像ローラは、軸受部材を介して現像装置のハウジングに軸支され、前記ブレードは、前記ハウジングの現像ローラ両端近傍に設けられた支持部により、ブレードの厚み方向の位置が規制され、
前記ブレードは、粉末現像剤の薄層を形成させるための前記回転スリーブ外周面と隙間を有して、前記回転スリーブ外周面に対向する端面と、この端面両端部に、前記回転スリーブ外周面に当接する当接部材が設けられ、
前記ブレードは、前記支持部に沿うことで、前記磁石の磁気吸引力により、前記回転スリーブ側に付勢されていることを特徴としている。
【００１３】
上記本発明によれば、回転スリーブ外周面とブレード端面との隙間が前記ブレードの端面両端部に設けられた当接部材によって直接的に設定されるため、回転スリーブ−ブレード間ギャップが短時間で設定できるだけでなく精度よく管理され、回転スリーブが回転中にギャップが変化するようなことがない。
また、前記回転スリーブが磁石を内包しており、磁性体で構成された前記ブレードが、前記回転スリーブ側に磁気吸引力で付勢されている。上記本発明によれば、ブレードが磁気吸引力で付勢されるため、特別な付勢手段が不要であり、よりコンパクトで安価な現像装置の実現が可能となる。
【００１４】
また請求項２の発明では、請求項１に記載の現像装置において、前記当接部材が、所定厚の低摩擦性材料で構成されたシート部材である。上記本発明によれば、前記当接部材が所定の厚みを持った例えばフッ素樹脂等の低摩擦性材料のシート部材で構成されており、安価な構成が可能である。また、回転スリーブはこの低摩擦性材料のシート部材に当接して摺動回転するため、回転が軽く滑らかで、且つシート部材が低摩擦のため破損することが避けられる。
【００１７】
また請求項３の発明では、請求項１〜２のいずれかに記載の現像装置において、粉末現像剤が磁性一成分現像剤である。請求項１〜２の発明は、回転スリーブ−ブレード間ギャップが小さく設定される磁性一成分現像において特に有効である。
【００１８】
また請求項３の発明は、請求項１〜２のいずれかに記載の現像装置を備え、この現像装置によって感光体上に形成された静電潜像を現像するものである画像形成装置の発明である。
上記本発明によれば、回転スリーブ外周面とブレード端面との隙間が前記ブレードの端面両端部に設けられた当接部材によって直接的に設定されるため、回転スリーブ−ブレード間ギャップが短時間で設定できるだけでなく精度よく管理され、回転スリーブが回転中にギャップが変化するようなことがない。またコンパクトで安価な構成が可能である。
【００１９】
また、前記前記当接部材が所定の厚みを持った例えばフッ素樹脂等の低摩擦性材料のシート部材で構成されており、安価な構成が可能である。また、回転スリーブはこの低摩擦性材料のシート部材に当接して摺動回転するため、回転が軽く滑らかで、且つシート部材が低摩擦のため破損することが避けられる。また、例えば、このブレードが粉末現像剤の薄層を形成する長さ当りの押圧力として０．２〜１．４ｇ／ｍｍの所定の圧力で押圧することにより、シート部材がつぶれて回転スリーブ−ブレード間ギャップが小さくなったり、また、ギャップが粉末現像剤により押し広げられたり、ブレードに振動が発生したりすることが避けられる。
【００２０】
また、ブレードが磁気吸引力で押圧された場合、特別な押圧手段が不用であり、よりコンパクトで安価な現像装置の実現が可能となる。
また、これらは、回転スリーブ−ブレード間ギャップが小さく設定される磁性一成分現像において特に有効である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
先ず本発明の一実施形態に係る複写機（画像形成装置）の一例について述べる。
図１は上記複写機の概略構成を示す模式図である。尚図５と同じ構成部分については同一の符号を付して重複説明を避ける。
【００２２】
この複写機６０は、複写機本体の下部に配設された給紙部２００と、この給紙部２００の上方に配設された画像形成部３００と、この画像形成部３００よりも排出側に配設された定着部４００と、この定着部４００の上方に配置された排出部６００、並びに複写機本体の上部に配設された画像読取部５００を備え、そして上記給紙部２００，上記画像形成部３００，上記定着部４００，及び上記排出部６００を繋ぐ用紙搬送部１００を備えている。
【００２３】
上記画像形成部３００は、上述の様に電子写真プロセスによって用紙に所定のトナー像を形成するものであり、回転可能に軸支された感光体ドラム３０１と、この感光体ドラム３０１の周囲にその回転方向（矢印Ａ）に沿って、帯電ユニット３０２、露光ユニット３０３、現像ユニット（現像装置）１０、転写ユニット３０５、クリーナー３０６を備えている。尚現像ユニット１０は、静電潜像をトナーにより現像して、感光体ドラム３０１の表面にトナー像を形成するものである。
【００２４】
上記定着部４００は、上記画像形成部３００の用紙搬送方向の下流側に配置され、上記画像形成部３００においてトナー像が転写された用紙を、一対のローラ（加熱ローラ４０１及び加圧ローラ４０２）によって挟んで加熱し、用紙上にトナー像を定着させるものである。
【００２５】
画像読取部５００は、コンタクトガラス上に載置された原稿に、露光ランプから光を照射し、その反射光を反射鏡を介して光電変換部に導くことにより、原稿の画像情報を読み取るものである。
【００２６】
上記給紙部２００は、複数の給紙カセット２０１，２０２，２２１を備える。このうちの給紙カセット２２１は複写機側面から用紙を補充するバイパストレイとなっており、蓋部２２２により閉じることができる。
【００２７】
それぞれの給紙カセット２０１，２０２，２２１には用紙搬送路１１０が接続され、この用紙搬送路１１０は画像形成部３００に向かい、更に定着部４００を経て排出部６００に向かっている。尚これらの用紙搬送路１１０により上記用紙搬送部１００が構成されている。また複写が完了した用紙は、排出部６００の排出ローラ６０５から排出トレイ６１０上に排出される。
【００２８】
図１から分かる様にこの複写機６０は縦搬送型で、複写機全体がコンパクトになっており、現像ユニット１０としては、現像ローラ１４が上方に位置し、トナー収納部分３５４がこの現像ローラ１４より下側に位置する形状となっている。
【００２９】
次に上記複写機に用いられる本発明の一実施形態に係る現像ユニット（現像装置）１０について述べる。
図２は上記現像ユニット１０を示す断面図である。この現像ユニット１０のトナー収納部分３５４には磁性一成分現像剤（トナー）（図示せず）が収納されており、このトナーを攪拌する２つの撹拌ローラ３１４，３２４が備えられている。またトナーを感光体ドラム３０１表面に移行させる為の現像ローラ１４が、トナー収納部分３５４よりも上方に位置して設けられている。
【００３０】
上記現像ローラ１４は、アルミニウム等の非磁性材によって構成された円筒状の回転スリーブ１３と、この回転スリーブ１３に内包される固定マグネット１５からなり、このマグネット１５の位置が固定された状態でその周囲を上記回転スリーブ１３が回転する構成となっている。この回転スリーブ１３内のマグネット１５は従来と同じく、後述のトナー層厚規制部材１６に対向する位置にＳ極（ブレード極Ｓ1）、感光体ドラム３０１と対向する位置にＮ極（現像極Ｎ1）を配置し、この現像極Ｎ1の回転スリーブ回転方向下流側にＳ極（Ｓ2）、更に下流側にＮ極（Ｎ2）が配置されている。
【００３１】
ブレード１１は上記回転スリーブ１３（現像ローラ１４）に対峙して設けられ、ブレード１１にさらに磁石が、上記ブレード１１の回転スリーブ回転方向上流側に取り付けられてもよい。
【００３２】
図３の（ａ）は上記現像ローラ１４とブレード１１を示す部分拡大断面図であり、（ｂ）はこのブレード−回転スリーブ間部分を更に拡大した断面図である。尚図２と同じ構成部分については同一の符号を付して重複説明を避ける。
【００３３】
上記ブレード１１は磁性体の板状部材（例えば磁性ステンレス鋼、具体的にはＳＵＳ３４０やＳＵＳ４３０等）から構成されており、その回転スリーブ１３との対向部に端面１７ａを設けた薄肉エッジ部１７が形成されている。この薄肉エッジ部の端面１７ａは回転スリーブ１３に対し、所定のギャップＷ1（例えば０．２〜０．４mm）を開けて回転スリーブ軸方向に平行に延在する様に配設されている。該薄肉エッジ部の端面１７ａにおける厚みＴ2は例えば０．４mm（好ましい厚みＴ2の範囲としては０．４〜０．８mm）であり、Ｔ2をこのように小さくすることで、端面１７ａの幅が小さくなり、ここを通過する現像剤へ与えるストレスが短時間となるため、現像剤が劣化しにくくなる。ただあまり小さくすると、強度が不足する。
【００３４】
薄肉エッジ部１７の突出長さＬ1としては例えば０．５mm（好ましい突出長さＬ1の範囲としては０．３〜０．８mm）である。ブレード１１の幹部１８の厚みＴ3は例えば２mmであり、撓むことなくしっかりと薄肉エッジ部１７の位置を保持している。この幹部１８から上記薄肉エッジ部１７への移行部１９は斜めに傾斜する様にして厚みが徐々に薄くなっている。このようにすることで、幅の狭い端面１７ａにブレード極Ｓ1からの磁力線を集中でき、これにより回転スリーブ１３とブレード１１の端面１７ａとの間で、安定した現像剤の薄層形成が維持される。
【００３５】
次に、本発明の特徴である、ブレード１１の支持方法について、図４、５を用いて説明する。図４は、現像ローラー１４の一端付近の部分斜視図であり、図５は、図４の断面Ｂ−Ｂにおける断面図である。
【００３６】
図４において、現像ローラ１４は、軸３４３を支持する軸受部３１１により、現像ユニットのハウジング３９３に両端軸支されている。また、ブレード１１は、ハウジング３９３の現像ローラ両端近傍に設けられた支持スリット１６により、厚みＴ3方向の位置を規制されている。ブレード１１は、現像ユニット１０に組込まれる際は、その両端が図４の支持スリット１６上方からスリットに沿って現像ローラ１４の方向へガタなく滑らかに挿入される。ブレード１１は磁性体で出来ているため、ブレード極Ｓ１の磁力で吸引されることにより、回転スリーブ１３側に付勢される。
ブレード１１の支持機構は、上記のようなスリットでなくてもよい。ブレード１１の厚み方向両面を支持できて、現像ローラ１４の方向へガタなく滑らかにスライド可能であれば、例えばブレード１１の厚み方向両側に配置したリブの間に挟むようにしてもよい。またこのリブは互いに対向位置に無いズレた配置でもよい。
【００３７】
また、ブレード１１の薄肉エッジ部１７には、回転スリーブ１３の両端部のトナーが付着しない部分（図４中のＤの領域）の対向位置に、図５に示すごとく端面１７ａを覆うように、フッ素樹脂製の薄いシート部材１２（例えば２ｍｍ×１０ｍｍ、厚み０．３ｍｍ）が、例えば両面テープで、端面１７ａを幅方向に横切るように貼り付けてある。ブレード１１の端面１７ａは、このシート部材１２を介して回転スリーブ１３に接触している。即ち、この端面１７ａと回転スリーブ１３外周面との隙間が前記ブレード１１の端面１７ａ両端部に設けられたシート部材１２によって直接的に設定されている。これにより回転スリーブ−ブレード間ギャップが精度よく管理され、回転スリーブが回転中にギャップが変化するようなことがない。また、このようなシート部材を当接部材として使用することで、安価な材料で精度の高いギャップ管理が行える。
【００３８】
また回転スリーブ１３外周面は、トナーが乗る部分Ｃの表面は、スリーブ１３の回転によってトナーが搬送されやすいようにサンドブラスト処理等で粗面加工されているが、トナーが乗らない部分Ｄの表面は粗面加工が施されず、滑面となっている。この部分にフッ素樹脂製等の所定厚の低摩擦性材料でできたシート部材１２を当接させるため、回転スリーブの回転時に、回転スリーブとの摺動回転が軽く滑らかで、且つシート部材が低摩擦のため破損することが避けられる。
【００３９】
またブレード１１は、支持スリット１６に沿うことで、ブレード極Ｓ１の磁気吸引力により、回転スリーブ側に所定圧で付勢されている。ブレードが磁気吸引力で付勢されるため、特別な付勢手段が不要である。
さらにブレード１１にプレート状の磁石を取付けることで、磁気吸引力を調整することができる。例えば、このブレードが粉末現像剤の薄層を形成する長さ当りの付勢圧力として０．２〜１．４ｇ／ｍｍの所定の圧力で付勢するのが適当である。付勢圧力がこれより大きければ、シート部材がつぶれて回転スリーブ−ブレード間ギャップが小さくなってしまう。また付勢圧力がこれより小さければ、ギャップが粉末現像剤により押し広げられたり、ブレードに振動が発生したりする。
【００４０】
次に、シート部材１２による回転スリーブ−ブレード間ギャップの設定方法について説明する。
ブレード１１にシート部材１２を貼付して、支持スリット１６にブレード１１を挿し込むことにより、現像ローラ１４のブレード極Ｓ１の磁気吸引力に付勢されて、ブレード１１はシート部材１２を回転スリーブ１３の両端部に、所定の付勢圧で当接する。その後、約１分程度の回転スリーブ１３の初期回転により、シート部材１２が回転スリーブ１３の当接部になじみ、以後はシート部材１２が削れたり剥がれたりすることなく、低い摺動摩擦で回転が継続できる。
以上のように、短時間で設定できるだけでなく精度よく管理され、回転スリーブが回転中にギャップが変化するようなことがない。
【００４１】
本願発明は、以上に実施形態として述べたような、磁性一成分現像方式以外に、非磁性一成分現像方式や二成分現像方式においても、回転スリーブ−ブレード間ギャップの簡便で高精度な設定が可能で、且つ安定性が高い方法として十分効果の高いものであり、上記実施形態に限定されることなく、請求の範囲内で有効である。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に記載の本発明に係る現像装置は、回転スリーブと、この回転スリーブ上に形成される粉末現像剤層の厚みを規制するブレードとを有する、粉末現像剤を用いた現像装置において、前記ブレードは、前記回転スリーブ外周面に対向する端面を有し、この端面両端部に、前記回転スリーブ外周面に当接する当接部材が設けられているので、回転スリーブ外周面とブレード端面との隙間が前記ブレードの端面両端部に設けられた当接部材によって直接的に設定されるため、回転スリーブ−ブレード間ギャップが短時間で設定できるだけでなく精度よく管理され、回転スリーブが回転中にギャップが変化するようなことがない。またコンパクトで安価な構成が可能である。
また、前記回転スリーブが磁石を内包しており、磁性体で構成された前記ブレードが、前記回転スリーブ側に磁気吸引力で付勢されている。上記本発明によれば、ブレードが磁気吸引力で付勢されるため、特別な付勢手段が不要であり、よりコンパクトで安価な現像装置の実現が可能となる。
【００４３】
また請求項２の発明に係る現像装置は、請求項１の現像装置において、前記当接部材が所定の厚みを持った例えばフッ素樹脂等の低摩擦性材料のシート部材で構成されており、安価な構成が可能である。また、回転スリーブはこの低摩擦性材料のシート部材に当接して摺動回転するため、回転が軽く滑らかで、且つシート部材が低摩擦のため破損することが避けられる。
【００４６】
また請求項３の発明に係る現像装置は、請求項１〜２のいずれかに記載の現像装置において、粉末現像剤が磁性一成分現像剤であり、回転スリーブ−ブレード間ギャップが小さく設定される磁性一成分現像方式において特に有効である。
【００４７】
また請求項４の発明に係る画像形成装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置を備え、この現像装置によって感光体上に形成された静電潜像を現像するものである。 これにより、回転スリーブ外周面とブレード端面との隙間が前記ブレードの端面両端部に設けられた当接部材によって直接的に設定されるため、回転スリーブ−ブレード間ギャップが短時間で設定できるだけでなく精度よく管理され、回転スリーブが回転中にギャップが変化するようなことがない。またコンパクトで安価な構成が可能である。
【００４８】
また、前記前記当接部材が所定の厚みを持った例えばフッ素樹脂等の低摩擦性材料のシート部材で構成されており、安価な構成が可能である。また、回転スリーブはこの低摩擦性材料のシート部材に当接して摺動回転するため、回転が軽く滑らかで、且つシート部材が低摩擦のため破損することが避けられる。また、例えば、このブレードが粉末現像剤の薄層を形成する長さ当りの押圧力として０．２〜１．４ｇ／ｍｍの所定の圧力で押圧することにより、シート部材がつぶれて回転スリーブ−ブレード間ギャップが小さくなったり、また、ギャップが粉末現像剤により押し広げられたり、ブレードに振動が発生したりすることが避けられる。
【００４９】
また、ブレードが磁気吸引力で押圧された場合、特別な押圧手段が不用であり、よりコンパクトで安価な現像装置の実現が可能となる。
また、これらは、回転スリーブ−ブレード間ギャップが小さく設定される磁性一成分現像において特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る複写機（画像形成装置）の一例の概略構成を示す模式図。
【図２】本発明の一実施形態に係る現像ユニット（現像装置）を示す断面図。
【図３】（ａ）は現像ローラとトナー層厚規制部材の部分を示す拡大断面図、（ｂ）はブレード−回転スリーブ間部分を更に拡大した断面図。
【図４】現像ローラー１４の一端付近の部分斜視図
【図５】図４の断面Ｂ−Ｂにおける断面図
【図６】複写等の画像形成部周辺を示す模式図
【図７】従来の現像ユニット（現像装置）を示す断面図
【符号の説明】
１０ 現像ユニット（現像装置）
１１ ブレード
１２ シート部材（当接部材）
１３ 回転スリーブ
１４ 現像ローラ
１５ 固定マグネット
１７ 薄肉エッジ部
１７ａ 端面
６０ 複写機（画像形成装置）
Ｓ1 ブレード極
Claims (4)
- 回転スリーブと、この回転スリーブに内包された磁石を有する現像ローラと、前記回転スリーブ上に形成される粉末現像剤層の厚みを規制する磁性体で構成されたブレードとを有する、粉末現像剤を用いた現像装置において、
前記現像ローラは、軸受部材を介して現像装置のハウジングに軸支され、前記ブレードは、前記ハウジングの現像ローラ両端近傍に設けられた支持部により、ブレードの厚み方向の位置が規制され、
前記ブレードは、粉末現像剤の薄層を形成させるための前記回転スリーブ外周面と隙間を有して、前記回転スリーブ外周面に対向する端面と、この端面両端部に、前記回転スリーブ外周面に当接する当接部材が設けられ、
前記ブレードは、前記支持部に沿うことで、前記磁石の磁気吸引力により、前記回転スリーブ側に付勢されていることを特徴とする現像装置。 - 前記当接部材が、所定厚の低摩擦性材料で構成されたシート部材である請求項１に記載の現像装置。
- 粉末現像剤が磁性一成分現像剤である、請求項１〜２のいずれかに記載の現像装置
- 請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置を備え、この現像装置によって感光体上に形成された静電潜像を現像するものであることを特徴とする画像形成装置。
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