JP5216730B2 - 現像装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

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本発明は、所定の像担持体上にトナー像を形成する現像装置、およびそれを備えた画像形成装置に関する。
電子写真方式を利用した、複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置は、像担持体(例えば、感光体ドラムや転写ベルト)にトナーを供給して該像担持体上にトナー像を形成する現像装置を含む。
現像装置は、基本的な構成要素として、トナーおよびキャリアからなる現像剤を貯留する現像剤貯留部と、現像剤貯留部から現像剤を受け取って、該現像剤を像担持体に供給することにより、該像担持体上にトナー像を形成する現像ローラと、現像ローラの周面に対向配置されて、現像ローラ上の現像剤の層厚を規制する規制ブレードとを含む。
上記構成の現像装置では、規制ブレードにおける現像ローラに対向する先端面と、現像ローラの周面との間には所定寸法の隙間が設定されており、現像剤貯留部から現像ローラの周面上に付着した現像剤が前記隙間を通過することで、現像ローラの周面上に均一な層厚の現像剤層が形成される。
しかしながら、現像剤は、現像ローラの回転方向から見て規制ブレードよりも上流側に滞留しやすく、その空間内において、例えば互いに擦れ合うため、外添剤のトナーへの埋没や外添剤のトナーからの脱離によるトナーの劣化、もしくはトナー外添剤のキャリアへの付着によるキャリアの劣化が発生する。このように現像剤が劣化すると、トナーを良好に帯電させることができない。また、磁性体である現像剤が規制ブレードの上流側に滞留すると、規制ブレードと現像ローラとの間で発生する磁力線が規制ブレードに集中し難くなって、規制ブレードによる規制力が安定しない。その結果、現像ローラの周面上に均一な層厚の現像剤層を形成すること、ひいては良好なトナー像を形成することが困難となる。
上記のような現像剤の劣化を抑制する技術として、例えば特許文献1のものが知られている。特許文献1の現像装置は、現像ローラの回転方向から見て規制ブレードよりも上流側に、かつ規制ブレードの隣接位置にキャリア返しを配設している。キャリア返しは、現像ローラの周面に対向する案内搬送面を有しており、案内搬送面は、規制ブレードから前記回転方向上流側に向かうにつれ、該案内搬送面と現像ローラとの間の空間が徐々に大きくなるように傾斜している。
このように案内搬送面を傾斜面としたことにより、現像剤貯留部から現像ローラの周面上に付着した現像剤は、現像ローラの回転によって前記空間内を進むにつれ、案内搬送面によって現像剤貯留部に徐々に押し戻される。これにより、大量の現像剤が現像ローラの回転方向における規制ブレードよりも上流側に滞留することを抑制している。
特開平5−88540号公報
しかしながら、特許文献1の現像装置では、規制ブレードの先端面とキャリア返しの案内搬送面との間に、キャリア返しの寸法精度、取付け精度等に起因する段差が形成されているため、その段差に現像剤が滞留しやすい。現像剤が滞留すると、上記したように、現像剤が劣化すると共に、現像ローラの周面上に均一な層厚の現像剤層を形成することが困難となる。
そこで、本発明は、上記事情に鑑み、現像剤の滞留を抑制することにより、均一な層厚の現像剤層を形成すること、ひいては良好なトナー像を形成することが可能な現像装置、およびそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る現像装置は、現像剤を貯留する現像剤貯留部と、所定の方向に回転しつつ、前記現像剤貯留部から前記現像剤を受け取り、その現像剤を所定の像担持体に供給する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に対向して該現像剤担持体上の前記現像剤の層厚を規制する第1規制面を有する第1規制部材と、前記現像剤担持体の回転方向から見て前記第1規制面よりも上流側に位置すると共に、前記回転方向の上流側に向かうにつれて前記現像剤担持体から徐々に離間するように設定されて、前記第1規制面に搬送される前記現像剤の量を規制する第2規制面を有する第2規制部材と、前記第1規制面から前記第2規制面にわたって取り付けられたシート材とを含む。
本発明に係る現像装置によれば、第1規制面と第2規制面との間には、例えば第2規制部材の寸法精度等に起因する段差が生じ易いが、第1規制面から第2規制面にわたってシート材が取り付けられているので、前記段差はシート材によって覆われる。したがって、現像剤担持体によって運ばれる現像剤が前記段差に滞留することが抑制される。これにより、現像剤が段差内で例えば互いに擦れ合うことで発生する、外添剤のトナーへの埋没や外添剤のトナーからの脱離によるトナーの劣化、もしくはトナー外添剤のキャリアへの付着によるキャリアの劣化が抑制される。また、第1規制部材が例えば磁性材料から形成されている場合であっても、現像剤が段差内で滞留することが抑制されているので、第1規制部材と現像剤担持体との間で発生する磁力線を第1規制部材に集中させることができる。その結果、現像剤担持体上に均一な層厚の現像剤層を形成すること、ひいては良好な像を像担持体上に形成することが可能である。
本発明の好ましい実施形態では、前記シート材は、前記第1規制面における前記回転方向から見た下流端を越えて延びた延長部を有している。
この構成によれば、シート材は第1規制面における現像剤担持体の回転方向から見た下流端を越えて延びた延長部を有しているので、例えば現像剤担持体の周囲で浮遊する現像剤が第1規制面とシート材との間に侵入することを抑制できる。
本発明の他の好ましい実施形態では、前記第1規制部材は磁性材料から形成されており、前記第2規制部材は非磁性材料から形成されており、前記現像剤担持体は、前記第1規制部材との間で磁路を形成するための磁石を有している。
この構成によれば、第2規制部材は非磁性材料から形成されているので、磁性材料から形成された第1規制部材と、磁石を有する現像剤担持体との間で形成される磁路、いわゆる磁気シールドが乱されない。これにより、現像剤の層厚を均一に規制することが容易となる。
本発明のさらに他の好ましい実施形態では、現像装置は、さらに、前記現像剤貯留部、前記現像剤担持体、前記第1規制部材および前記第2規制部材を収容するハウジングを含み、前記第2規制部材は前記ハウジングに一体に形成されている。
この構成によれば、第2規制部材はハウジングに一体に形成されているので、部材点数を削減することができると共に、コストを低減することができる。
本発明のさらに他の好ましい実施形態では、第1規制部材は、非磁性材料から形成された第1部分と、磁性材料から形成され、前記回転方向から見て前記第1部分よりも上流側に位置する第2部分とを有し、前記第1部分および前記第2部分のそれぞれは、前記第1規制面を構成する第1対向面および第2対向面を有しており、前記第1部分と前記第2部分とは接合されおり、前記シート材は前記第1対向面から前記第2対向面にわたって取り付けられている。
この構成によれば、第1部分と第2部分との間の接合精度に起因して第1部分と第2部分との間には微小な隙間が形成され易いが、第1対向面から第2対向面にかけてシート材が取り付けられているので、前記隙間に現像剤が詰まることを抑制できる。これにより、現像剤の劣化が抑制される。また、第1部分と第2部分との間に隙間が形成されていても、シート材を用いているので、第1部分と第2部分との間に隙間が形成されていない第1規制部材を選別するという手間のかかる作業を行う必要がない。
本発明に係る画像形成装置は、トナー像が形成される感光体ドラムと、前記感光体ドラムにトナーを供給して該感光体ドラム上に前記トナー像を形成する現像装置と、前記トナー像をシート上に転写させる転写部材と、前記シート上の前記トナー像を該シート上に定着させる定着部とを含み、現像装置として、上記構成の現像装置が採用されている。
本発明に係る現像装置によれば、現像剤の滞留を抑制することにより、現像剤の劣化を抑制することが可能であると共に、均一な層厚の現像剤層を形成すること、ひいては良好なトナー像を形成することが可能である。
画像形成装置の内部構造を概略的に示す図である。 第1実施形態に係る現像装置の拡大図である。 図2の現像装置における規制手段およびその周辺部分の拡大図である。 第2実施形態に係る現像装置の拡大図である。 図4の現像装置の現像剤規制ブレードの拡大図である。 第3実施形態に係る現像装置の拡大図である。 図6の現像装置の現像剤規制ブレードの拡大図である。
以下、図面を参照して本発明の例示的な実施例を詳しく説明する。尚、本発明の一実施形態として、以下の説明では、画像形成装置としてモノクロタイプのプリンタを示すが、本発明は、これに限定されるものではなく、複写機、ファクシミリ装置、これらの機能を併せ持つ複合機などの他の画像形成装置にも適用可能である。
図1は、画像形成装置の内部構造を概略的に示す図である。画像形成装置1は、外部(例えばパーソナルコンピュータ)からの画像データに基づいて用紙(シート)P上にトナー像を形成する画像形成部4と、用紙P上に形成されたトナー像を加熱して用紙P上に定着させる定着部5と、用紙Pを収容する給紙カセット7と、用紙Pが排出される排紙トレイ12と、給紙カセット7から画像形成部4および定着部5を経由して排紙トレイ12に向けて用紙Pを搬送する搬送路6と、画像形成装置1の図1における右側面に設けられた手差しトレイ3と、各種のメニューを設定する複数のメニュー設定キー等が配置された操作部(図示せず)とを含む。
画像形成部4は、感光体ドラム(像担持体)10と、感光体ドラム10に帯電処理を実行する帯電器42と、帯電された感光体ドラム10にレーザ光Lを照射して、静電潜像を形成する露光器43と、感光体ドラム10に形成された静電潜像にトナーを静電付着させ、トナー像を顕像化する現像装置44と、内部に充填されたトナーを現像装置44へ供給するトナーカートリッジ45と、現像されたトナー像を用紙Pに転写する転写ローラ(転写部材)46と、感光体ドラム10のドラム表面上に残留するトナーを除去並びに回収するトナー除去器47とを含む。なお、感光体ドラム10の回転方向(図1では時計回りの方向)から見て、帯電器42、現像装置44、転写ローラ46、トナー除去器47の順に、感光体ドラム10の周方向に沿って配置されている。また、露光器43は、帯電器42の上方に配置されている。
感光体ドラム10は、例えば、アルミニウム製シリンダの表面に正帯電性光導電体であるアモルファスシリコン層が蒸着された感光体を有するドラムである。アモルファスシリコン層の層厚や、感光体ドラム10の線速度は適宜設定される。
帯電器42は、例えば帯電ローラ50を含む。帯電ローラ50は、芯金と、前記芯金を被覆するエピクロルヒドリンゴム層から構成される。また、帯電ローラ50は、その周面が感光体ドラム10のドラム表面に略点接触した接触帯電方式のものであり、直流電圧と交流電圧が重畳された所定の基準帯電電圧(基準帯電バイアス)をドラム表面に印加することにより、ドラム表面の表面電位を均一に帯電させる。
露光器43は、外部PC(パーソナルコンピュータ)等から入力された画像データに基づくレーザ光Lを感光体ドラム10のドラム表面に導くポリゴンミラー(図示せず)を有している。前記ポリゴンミラーは、所定の駆動源によって回転しつつ、感光体ドラム10のドラム表面上にレーザ光Lを走査して、ドラム表面に静電潜像を形成する。現像装置44は、前記静電潜像にトナーを供給して前記ドラム表面上にトナー像を形成する。
転写ローラ46は、搬送路6において感光体ドラム10のドラム表面に圧接されており、転写ローラ46とドラム表面との間には、ニップ部Nが形成されている。転写ローラ46には、ドラム表面の表面電位とは逆極性の電圧が印加されるので、ドラム表面上のトナー像は、用紙Pがニップ部Nを通過する際に用紙P上に転写される。ニップ部Nを通過した用紙Pは搬送路6を通って定着部5に搬送される。
定着部5において、用紙P上のトナー像が該用紙P上に加熱定着された後、用紙Pは搬送路6を通って排紙トレイ12に搬送される。
(第1実施形態)
以下、第1実施形態に係る現像装置44について、図1に加え、図2を参照しながら詳述する。図2は、現像装置44の拡大図である。現像装置44は、非磁性体のトナーと磁性体のキャリアとの混合物からなる2成分現像剤を使用するものであって、図1および図2に示すように、該現像装置44の内部空間を画定する現像容器21と、現像容器21の底壁に形成された現像剤貯留部11と、現像容器21の現像用開口23に配置された現像ローラ22とを、基本的な構成要素として含む。
現像剤貯留部11は、現像装置44の長手方向(図1の紙面に対して垂直方向)に延びる2つの隣り合う現像剤貯留室14,15から構成されている。現像剤貯留室14,15は、例えばアルミニウム等の金属からなる仕切り板17によって長手方向において互いに仕切られているが、長手方向における両隅部において互いに連通されている。
また、各現像剤貯留室14,15には、回転により現像剤を攪拌しつつ搬送するスクリューフィーダ18,19が回転可能に装着されている。スクリューフィーダ18,19は、搬送方向が互いに逆方向に設定されているので、現像剤は、現像剤貯留室14および現像剤貯留室15間を攪拌されつつ搬送される。この攪拌により、非磁性体のトナーと磁性体のキャリアとが混合され、トナーがキャリアによって帯電される。現像剤貯留部11は、トナーカートリッジ45から図略の補給口を介してトナーを受け入れる。
現像ローラ22は、例えばアルミ等の非磁性材料から構成され、現像装置44の長手方向(つまり、感光体ドラム10の軸方向)に延びる筒状の現像スリーブ24と、現像スリーブ24を図2では反時計回りの方向に回転させる図略の回転軸とを含むローラ部材である。
現像スリーブ24は、その外周面26と感光体ドラム10のドラム表面との間に0.2mm〜0.4mmの隙間が形成された状態で感光体ドラム10に対向配置されている。現像スリーブ24の内部には、支持軸25に支持された状態の汲上げ極27が現像スリーブ24の内周面28に近接して配設されている。汲上げ極27は、現像スリーブ24の外周面26を介して現像剤貯留室14に対向配置され、現像剤貯留室14内の現像剤を現像スリーブ24の外周面26上に磁気的に付着させる。
現像スリーブ24の外周面26上の現像剤は、現像スリーブ24の回転に伴って感光体ドラム10のドラム表面に向けて運ばれ、現像スリーブ24に印加される現像バイアスと感光体ドラム10に印加されるドラムバイアスとの電位差によって感光体ドラム10のドラム表面の静電潜像に付着する。これにより、ドラム表面上にトナー像が形成されるのであるが、良好なトナー像を形成するためには、汲上げ極27によって現像スリーブ24の外周面26上に付着した現像剤を、現像剤がドラム表面に付着する前に均一にする必要がある。
本実施形態では、現像スリーブ24の外周面26上に均一な層厚の現像剤層を形成するための手段として、現像剤規制ブレード30および現像剤返し部材50が採用されている。
現像剤規制ブレード(第1規制部材)30は、図2では現像ローラ22の上方に配設され、現像スリーブ24の軸方向に沿って延びる板状の磁性材料からなる部材であって、図3に示すように、現像スリーブ24の外周面26に向かって延びる先端部31を有する。先端部31は、外周面26に対向する先端面(以下、第1規制面という)32を有する。現像剤規制ブレード30は、後述するように、第1規制面32によって現像スリーブ24の外周面26上の現像剤の層厚を規制する。
現像剤返し部材(第2規制部材)50は、現像剤規制ブレード30における現像容器21の内部空間に面する一側面33側に配設された非磁性材料からなる部材であって、現像スリーブ24の外周面26に対向する平面(以下、第2規制面という)51を有する。第2規制面51は、現像スリーブ24の回転方向から見て現像剤規制ブレード30の第1規制面32よりも上流側に位置すると共に、前記回転方向の上流側に向かうにつれて現像スリーブ24から徐々に離間するように設定されている。言い換えれば、第2規制面51は、現像剤規制ブレード30の第1規制面32から現像スリーブ24の回転方向上流側に向かうにつれ、該第2規制面51と現像スリーブ24の外周面26との間の空間Sが徐々に大きくなるように設定されている。現像剤返し部材50は、後述するように、第2規制面51により、第1規制面32に搬送される現像剤の量を規制する。
また、現像剤返し部材50は、現像容器21と一体に形成されていることが好ましい。具体的には、現像容器21は、該現像容器21本体を構成する本体フレーム21aを有しており、現像剤返し部材50は本体フレーム21aに一体に形成されている。
現像剤規制ブレード30の第1規制面32と現像剤返し部材50の第2規制面51とは、理想的には同一平面上にあることが望ましいが、現像剤返し部材50の寸法精度や取付け精度等に起因して第1規制面32と第2規制面51との間には段差60が形成されやすい。つまり、第1規制面32と第2規制面51とは異なる平面上に位置する。
本実施形態では、第1規制面32から第2規制面51にわたってシート材70が取り付けられている。シート材70は、現像剤規制ブレード30および現像剤返し部材50の幅方向(つまり、現像スリーブ24の軸方向)の略全体にわたって延在している。これにより、段差60がシート材70によって覆われる。
シート材70としては、弾性を有する材料であって、例えば、SUS等の金属箔、PET、アクリル、ナイロン、高分子量PE、PPS、PI等の樹脂シート、ウレタン、シリコン等のゴム系シートが挙げられる。第1実施形態では、シート材70として、厚さ125μmのアクリルシートが用いられている。
シート材70は、段差60の形状に沿って該段差60に密着して取り付ける必要はなく、段差60を覆うことができるように取り付ければよい。シート材70の第1規制面32および第2規制面51への取り付けは特に限定されないが、本実施形態では、シート材70は、第2規制面51における現像スリーブ24の回転方向から見た上流部分(図2および図3では、右側部分)に約5mm幅(図2および図3における左右方向から見た幅)で両面テープによって貼り付けられている。また、シート材70を第2規制面51だけでなく第1規制面32に両面テープ等によって貼り付けてもよい。
また、シート材70における両面テープで貼り付けられた部分を基端部71とすると、シート材70の先端部72は、段差60を越えて現像剤規制ブレード30の第1規制面32にまで延在している。シート材70の先端部72を第1規制面32にまで延在させることにより、段差60を確実に覆うことができる。
また、シート材70の先端部72が、第1規制面32における現像スリーブ24の回転方向から見た下流端を越えて延びる延長部73を有している。延長部73は、現像剤規制ブレード30における現像容器21の外部空間に面する他側面34側に突出している。なお、延長部73は、第1規制面32の下流端と面一にしても良い。
上記のように取り付けられたシート材70により、現像剤規制ブレード30および現像剤返し部材50は、シート材70を介して現像ローラ22に対向する。
現像剤規制ブレード30の第1規制面(先端面)32と現像スリーブ24の外周面26との間には、シート材70を介して所定寸法の隙間Gが設定されている。現像スリーブ24の内部における第1規制面32と対向する位置には、磁石からなる規制極29が支持軸25に支持された状態で配置されている。したがって、第1規制面32と規制極29との間には、磁路、いわゆる磁気シールドが形成されている。
上記構成の現像装置44において、均一な層厚を有する現像剤層は次のようにして形成される。すなわち、汲上げ極27(図2)によって現像剤貯留室14から現像スリーブ24の外周面26に付着した現像剤は、矢印Aで示すように、現像スリーブ24の回転に伴って現像剤返し部材50の第2規制面51に徐々に接近する。現像剤は、第2規制面51と現像スリーブ24の外周面26との間の空間Sに搬送されるが、空間Sは、現像スリーブ24の回転方向下流側に向かうにつれて狭くなっている。そのため、搬送されている現像剤の一部は、シート材70を介して第2規制面51によって現像スリーブ24の回転方向とは逆方向(矢印B)に徐々に押し返され、現像剤貯留室14に戻る。このように、第2規制面51により、第1規制面32に搬送される現像剤の量を規制する。これにより、現像剤が隙間Gにおける前記回転方向の上流側に大量に堆積してしまうことが抑制される。また、段差60はシート材70で覆われているので、現像剤が段差60内に滞留してしまうことも抑制される。
そして、現像剤は、隙間Gを通過することで現像剤規制ブレード30の第1規制面32および磁気シールドの作用によって穂切りが行われる。この穂切りによって、現像剤の層厚が規制され、現像スリーブ24の外周面26上に、所定厚みの現像剤層、いわゆる磁気ブラシ層が均一に形成される。なお、シート材70の材料および厚さは磁気シールの形成を妨げないように選択されているので、均一な現像剤層の形成するうえで支障はない。
以上説明した上記構成の現像装置44によれば、現像剤返し部材50の寸法精度や取付け精度等に起因して現像剤規制ブレード30の第1規制面32と現像剤返し部材50の第2規制面51との間には段差60が形成されているが、第1規制面32から第2規制面51にわたってシート材70が取り付けられているので、段差60はシート材70によって覆われている。したがって、現像スリーブ24によって運ばれる現像剤が段差60内に滞留することが抑制される。
段差60内に現像剤が滞留してしまうと、現像剤は規制極29からの磁力で拘束されながら段差60内を動くことになる。そのため、現像剤は、段差60内で、例えば互いに擦れ合うため、外添剤のトナーへの埋没や外添剤のトナーからの脱離によるトナーの劣化、もしくはトナー外添剤のキャリアへの付着によるキャリアの劣化が発生する。
しかしながら、段差60は上記のようにシート材70によって覆われているので、現像剤が劣化することを抑制できる。また、現像剤規制ブレード30の第1規制面32と規制極29との間で発生する磁力線を第1規制面32に安定して集中させることができる。その結果、現像スリーブ24の外周面26上に均一な層厚の現像剤層を形成すること、ひいては良好なトナー像を形成することが可能である。
また、シート材70は延長部73を有しているので、例えば現像スリーブ24の周囲で浮遊する現像剤Dが第1規制面32とシート材70との間に侵入することを抑制できる。
また、現像剤返し部材50は非磁性材料から形成されているので、磁性材料から形成された現像剤規制ブレード30の第1規制面32と、現像スリーブ24の規制極29との間の磁束密度が上がるため、磁気シールドが乱されない。これにより、現像剤の層厚を均一に規制することが容易となる。
さらに、現像剤返し部材50は現像容器21の主カバー21aに一体に形成されているので、部材点数を削減することができると共に、コストを低減することができる。
次に、第1実施形態に係る現像装置44を用いて行った実験について説明する。この実験は、単位面積(cm)当たりの現像剤層の搬送量を測定すると共に、画像濃度の評価を行った。実験では、実験対象として、シート材70を用いていると共に、現像剤返し部材50を非磁性材料から形成した実施例1と、シート材70を用いているが、現像剤返し部材50をSUS430の磁性材料から形成した実施例2と、非磁性材料から形成した現像剤返し部材50を用いているが、シート材70を用いていない比較例1とを用いた。
また、段差60の大きさを1mmに設定し、シート材70として、厚さ125μmのアクリルシートを用いた。また、現像スリーブ24と第1規制面32との間の隙間Gがばらつくことを考慮して、隙間Gの大きさが0.3mmになる箇所と0.4mmになる箇所とを基準として現像剤層搬送量の評価を行った。画像濃度は反射濃度計の測定結果に基づいて評価した。実施例1、実施例2および比較例1の各現像装置44を2時間動作させた後に評価を行った。実験の結果を表1に示す。なお、表1では、反射濃度が1.2以上の場合、画像濃度が良好○であるとして評価し、逆に1.2未満の場合、画像濃度が不良×であるとして評価した。

Figure 0005216730
隙間Gの大きさが0.3mmの場合、現像剤層搬送量は、実施例1、実施例2および比較例1間においてばらつきが小さかったが、隙間Gの大きさが0.4mmの場合、ばらつきが大きくなった。実施例1は、シート材70を用いているうえに、非磁性材料からなる現像剤返し部材50を用いたので、現像剤層搬送量は隙間Gの大きさが0.3mmの場合であっても0.4mmの場合であってもほぼ一定であった。つまり、実施例1では、隙間Gの大きさが0.3mmの場合であっても0.4mmの場合であっても、現像剤層の層厚がほぼ均一であった。この測定結果に伴うように、画像濃度の評価は○であった。
実施例2は、シート材70を用いているものの、磁性材料からなる現像剤返し部材50を用いたので、磁気シールドが乱れ、その結果、現像剤層搬送量は、隙間Gの大きさが0.4mmの場合において増加した。実施例2では、実施例1と比較して、現像剤層の層厚が均一ではなかったものの、画像濃度の評価は○であった。
比較例1は、非磁性材料からなる現像剤返し部材50を用いているものの、シート材70を用いていなかったので、第1規制面32と第2規制面51との間の段差60に現像剤が滞留してしまい、その結果、現像剤層搬送量は、隙間Gが0.4mmの場合において大幅に増加した。つまり、比較例1では、均一な層厚の現像剤層を形成することができなかった。この測定結果に伴うように、画像濃度の評価は×であった。
以上の結果から明らかなように、シート材70を用いた実施例1および実施例2で、良好なトナー像を形成することができたのに対し、シート材70を用いなかった比較例1は、良好なトナー像を形成することができなかった。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態に係る現像装置80について、図4および図5を参照しながら説明する。第2実施形態では、現像剤規制ブレード30は、アルミ等の非磁性材料から形成された第1ブレード部分35と、SUS430等の磁性材料から形成された第2ブレード部分36とを有する。
第1ブレード部分35は、現像スリーブ24の軸方向に沿って延びる板状の部材であって、現像スリーブ24の外周面26に向かって延びる先端部37を有する。先端部37は現像スリーブ24の外周面26に対向する第1対向面38を有する。
第2ブレード部分36は、第1ブレード部分35と同様に現像スリーブ24の軸方向に沿って延びる板状の部材であり、第1ブレード部分35における現像容器21の前記内部空間に面する一側面39側に位置している、言い換えれば、現像スリーブ24の回転方向から見て第1ブレード部分35よりも上流側に位置している。また、第2ブレード部分36は、現像スリーブ24の外周面26に向かって延びる先端部61を有する。先端部61は現像スリーブ24の外周面26に対向する第2対向面62を有する。
第1ブレード部分35および第2ブレード部分36は、現像スリーブ24の軸方向において互いに対向する面を介して接合されている。具体的には、第1ブレード部分35における図5の右側面39と第2ブレード部分36における図5の左側面63とが互いに接合されている。接合方法としては、接着、溶接等が挙げられる。第1ブレード部分35と第2ブレード部分36とが接合された状態において、第1対向面38および第2対向面62が第1規制面32を構成する。第1対向面38と第2対向面62とは、互いに面一であることが好ましい。
第2実施形態においても、第1規制面32から第2規制面51にわたってシート材70が取り付けられている。シート材70は、具体的には、第1ブレード部分35における現像容器21の外部に向く他側面(図5における左側面)64から、第1規制面32を構成する第1対向面38および第2対向面62、第2規制面51を経て現像剤返し部材50の図4における右側面65にかけて取り付けられている。したがって、第1規制面32を構成する第2対向面62と、現像剤返し部材50の第2規制面51との間の段差60はシート材70によって覆われている。なお、第2実施形態におけるその他の構成は、第1実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
ところで、第1ブレード部分35と第2ブレード部分36との間、つまり、第1ブレード部分35の右側面39と第2ブレード部分36の左側面63との間には、第1ブレード部分35および第2ブレード部分36の寸法精度や、特に溶接接合による熱変形等に起因して微小な隙間が生じ易い。前記隙間に現像剤が詰まると、現像剤が劣化する。
また、第1ブレード部分35と第2ブレード部分36とを溶接によって接合する場合には次のような問題がある。溶接前の切削工程において第1ブレード部分35と第2ブレード部分36に切削油を用いており、切削工程後に切削油を洗浄除去するものの、完全とはいえず、第1ブレード部分35および第2ブレード部分36上には切削油が残留する。第1ブレード部分35と第2ブレード部分36とを溶接接合した場合であっても、第1ブレード部分35と第2ブレード部分36とは互いに完全に密着していないので、溶接工程後の洗浄工程に用いられる溶剤が第1ブレード部分35と第2ブレード部分36との間の微小な隙間に毛細管現象によって侵入する。溶剤が前記隙間に侵入すると、残留した切削油が溶剤中に浮遊する。このような状態で現像剤規制ブレード30を現像装置80に装着し、現像装置80を作動させると、現像剤によって現像剤規制ブレード30に圧力が作用し、第1ブレード部分35と第2ブレード部分36との間から、切削油が浮遊した溶剤が滲み出て、現像剤規制ブレード30の第1規制面32にトナーを固着させてしまう。その結果、現像剤層に筋が形成されてしまい、トナー像に筋状ノイズが発生する。
しかしながら、第2実施形態では、第1ブレード部分35の第1対向面38と第2ブレード部分36の第2対向面62とはシート材70で覆われているので、前記隙間に現像剤が詰まることを抑制できると共に、洗浄溶剤が第1ブレード部分35と第2ブレード部分36との間から滲み出てきても第1規制面32にトナーが付着することを抑制できる。これにより、現像剤の劣化やトナー像の筋状ノイズの発生が抑制される。また、シート材70を用いているので、第1ブレード部分35と第2ブレード部分36との間に隙間が形成されていない現像剤規制ブレード30を選別するという手間のかかる作業を行う必要がない。
さらに、現像剤規制ブレード30は、非磁性材料からなる第1ブレード部分35と、磁性材料からなる第2ブレード部分36とを有するので、現像スリーブ24内の規制極29と第2ブレード部分36との間で磁気シールドが形成される一方で、規制極29と第1ブレード部分35との間には磁気シールドが形成されない。これにより、現像剤が第1規制面32の上流側に集中して強固に付着する。その結果、第1規制面32による規制力が上がって、安定した現像剤層形成が可能になる。
また、第1規制面32と第2規制面51との間の段差60は、第1実施形態と同様にシート材70で覆われているので、現像剤の劣化を抑制することが可能であると共に、現像スリーブ24の外周面26上に均一な層厚の現像剤層を形成すること、ひいては良好なトナー像を形成することが可能である。
(第3実施形態)
図6は、第3実施形態に係る現像装置90を示す。第3実施形態の構成は、現像剤返し部材50を用いていない点を除き、第2実施形態の構成と同一である。第3実施形態では、現像剤返し部材50が用いられていないため、シート材70は、図7に示すように、現像剤規制ブレード30の第2ブレード部分36における現像容器21の前記内部空間に面する一側面(図6では右側面)66から、第1規制面32を構成する第2ブレード部分36の第2対向面62および第1ブレード部分35の第1対向面38を経て、第1ブレード部分35における現像装置90の外部に向く側面(図6では左側面)64にかけて取り付けられている。
第3実施形態においても、第1ブレード部分35の第1対向面38と第2ブレード部分36の第2対向面62とはシート材70で覆われているので、第1ブレード部分35と第2ブレード部分36との間の隙間に現像剤が詰まることを抑制できると共に、洗浄溶剤が第1ブレード部分35と第2ブレード部分36との間から滲み出てきても現像スリーブ24の外周面26に漏れることを抑制できる。これにより、現像剤の劣化や筋状ノイズの発生が抑制される。
次に、第2実施形態および第3実施形態に係る現像装置80,90を用いて行った実験について説明する。この実験では、磁気ブラシの状態、つまり、現像剤層の層厚の均一性、筋状ノイズおよび画像濃度について評価を行った。実験対象として、第2実施形態の現像装置80(実施例3)と、第3実施形態の現像装置90(実施例4)と、実施例3の現像装置80からシート材70を取り外した比較例2と、実施例4の現像装置90からシート材70を取り外した比較例3とを用いた。
また、段差60の大きさを1mmに設定し、シート材70として、厚さ25μmのPETフィルムを用いた。実施例3、実施例4、比較例2および比較例3の各現像装置を2時間動作させた後に磁気ブラシの状態、筋状ノイズおよび画像濃度の評価を行った。実験の結果を表1に示す。なお、磁気ブラシの状態については、目視で良好の場合は○とし、明らかに筋が確認された場合は×とした。筋状ノイズについては、トナー像が良好な場合は○とし、筋状ノイズが確認された場合は×といた。画像濃度は反射濃度計の測定結果に基づいて評価した。反射濃度が1.2以上の場合、画像濃度が良好○であるとして評価し、1.0〜1.2の場合、画像濃度がやや不良△であるとして評価し、1.0未満の場合、画像濃度が不良×であるとして評価した。
Figure 0005216730
磁気ブラシ状態および筋状ノイズについて、実施例3および実施例4は、シート材70を用いて第1ブレード部分35の第1対向面38と第2ブレード部分36の第2対向面62とを覆っているため、筋の無い良好な現像剤層を形成すること、ひいては筋状ノイズの無い良好なトナー像を形成することができたのに対し、比較例2および比較例3は、シート材70を用いていないため、現像剤層に筋が発生してしまい、トナー像に筋状ノイズが現れてしまった。
画像濃度について、実施例3は良好であった。実施例4は、磁気ブラシ状態が良好であり、かつ筋状ノイズが確認されなかったものの、現像剤返し部材50を用いていなかったため、画像濃度がやや不良であった。
以上説明した第1実施形態〜第3実施形態に係る現像装置44,80,90をモノクロタイプの画像形成装置に適用した場合につき説明したが、第1実施形態〜第3実施形態に係る現像装置44,80,90は、タンデムタイプの画像形成装置にも適用できる。
1 画像形成装置
4 画像形成部
5 定着部
10 感光体ドラム
11 現像剤貯留部
14,15 現像剤貯留室
21 現像容器
22 現像ローラ
24 現像スリーブ
26 外周面
27 汲上げ極
29 規制極
30 現像剤規制ブレード(第1規制部材)
32 第1規制面
44 現像装置
50 現像剤返し部材(第2規制部材)
51 第2規制面
60 段差
70 シート材
73 延長部
G 隙間
S 空間

Claims (6)

  1. 現像剤を貯留する現像剤貯留部と、
    所定の方向に回転しつつ、前記現像剤貯留部から前記現像剤を受け取り、その現像剤を所定の像担持体に供給する現像剤担持体と、
    前記現像剤担持体に対向して該現像剤担持体上の前記現像剤の層厚を規制する第1規制面を有する第1規制部材と、
    前記現像剤担持体の回転方向から見て前記第1規制面よりも上流側に位置すると共に、前記回転方向の上流側に向かうにつれて前記現像剤担持体から徐々に離間するように設定されて、前記第1規制面に搬送される前記現像剤の量を規制する第2規制面を有する第2規制部材と、
    前記第1規制面から前記第2規制面にわたって取り付けられたシート材と、
    を備えた現像装置。
  2. 請求項1に記載の現像装置において、前記シート材は、前記第1規制面における前記回転方向から見た下流端を越えて延びた延長部を有している現像装置。
  3. 請求項1または2に記載の現像装置において、前記第1規制部材は磁性材料から形成されており、
    前記第2規制部材は非磁性材料から形成されており、
    前記現像剤担持体は、前記第1規制部材との間で磁路を形成するための磁石を有している現像装置。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の現像装置において、さらに、前記現像剤貯留部、前記現像剤担持体、前記第1規制部材および前記第2規制部材を収容するハウジングを備え、
    前記第2規制部材は前記ハウジングに一体に形成されている現像装置。
  5. 請求項1に記載の現像装置において、第1規制部材は、非磁性材料から形成された第1部分と、磁性材料から形成され、前記回転方向から見て前記第1部分よりも上流側に位置する第2部分とを有し、
    前記第1部分および前記第2部分のそれぞれは、前記第1規制面を構成する第1対向面および第2対向面を有しており、
    前記第1部分と前記第2部分とは接合されおり、
    前記シート材は前記第1対向面から前記第2対向面にわたって取り付けられている現像装置。
  6. トナー像が形成される感光体ドラムと、
    前記感光体ドラムにトナーを供給して該感光体ドラム上に前記トナー像を形成する現像装置と、
    前記トナー像をシート上に転写させる転写部材と、
    前記シート上の前記トナー像を該シート上に定着させる定着部と、
    を備え、
    前記現像装置として、請求項1〜5のいずれか一項に記載の現像装置が採用されている画像形成装置。
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