JP5266922B2 - 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像ローラ表面に保持される現像剤の層厚を規制する現像ドクタを有する現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。

先ず、プリンタの基本的な構成について説明する。図５は、プリンタの概略構成図である。なお、作像部に関してはプロセスカートリッジとして説明する。

プリンタ１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）のトナー像を生成するための４つのプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋを備える。上記プロセスカートリッジは、画像形成物質としてそれぞれ異なる色のトナーが用いられるが、トナーの色以外は同様の構成になっており、プリンタ１００本体に脱着可能であり、寿命到達時には一度に消耗部品を交換できるようになっている。

プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの下方には潜像形成手段である露光装置７が備えられる。露光装置７は、画像情報に基づいて発したレーザ光Ｌを、プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋのそれぞれの感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに照射して露光を行い、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の静電潜像を形成する。

なお、露光装置７は、光源から発したレーザ光Ｌを、モータによって回転駆動したポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体に照射するものである。

露光装置７の図中下側には、紙収容カセット２６、給紙ローラ２７、レジストローラ対２８を有する給紙手段が備えられる。

紙収容カセット２６は、記録体である転写紙Ｐが複数枚重ねて収納され、一番上の転写紙Ｐには給紙ローラ２７が接しており、給紙ローラ２７が、図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転すると、上から転写紙Ｐが１枚ずつレジストローラ対２８のローラ間に向けて給紙される。

レジストローラ対２８は、タイミングローラ対として機能しており、転写紙Ｐを挟んで送り出すよう両ローラを回転駆動するが、挟み込んですぐに回転を一旦停止し、転写紙Ｐを適切なタイミングで後述の２次転写ニップに向けて送り出す。

また、プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの図中上方には、中間転写ユニット１５が備えられる。中間転写ユニット１５は、中間転写体である無端状の中間転写ベルト８を電気的に接地された２次転写バックアップローラ１２と、クリーニングバックアップローラ１３と、テンションローラ１４とで張り掛けられ、少なくともいずれか１つのローラの回転駆動によって、図中反時計回りに無端移動する。また、中間転写ユニット１５には、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋと、クリーニング装置１０も備えられる。

１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、無端移動する中間転写ベルト８を感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んで、１次転写ニップを形成する。これらは中間転写ベルト８の裏面（ループ内周面）に、トナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する方式のものである。

中間転写ベルト８は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の１次転写ニップを無端移動しながら順次通過していく過程で、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナー像を重ね合わせて１次転写する。これにより、中間転写ベルト８上に４色を重ね合わせたトナー像（以下、４色トナー像）が形成される。

２次転写バックアップローラ１２は、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。前記工程にて中間転写ベルト８上に形成された４色トナー像は、該２次転写ニップで転写紙Ｐに転写される。

クリーニング装置１０は、２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト８に転写紙Ｐに転写されず付着したままの転写残トナーのクリーニングを行う。

２次転写ニップから送り出された転写紙Ｐの搬送方向には、定着装置２０が備えられる。定着装置２０は、ローラ間を通過する際に熱と圧力により、表面に転写された４色トナー像を定着する。

４色トナー像が定着した転写紙Ｐは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て機外へと排出される。

プリンタ本体１００の上面には、スタック部３０が形成されており、排紙ローラ対２９によって機外に排出された転写紙Ｐは、スタック部３０に順次スタックされる。なお、スタック部３０の下側にはボトル収容器３１が設けられ、各色のトナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋが収容される。

続いて、プロセスカートリッジ６Ｙを例にトナー像を生成するための説明を行う。図６は、従来のプロセスカートリッジ６Ｙの詳細な構成図である。プロセスカートリッジ６Ｙは、ドラム状の感光体１Ｙ、ドラムクリーニング装置２Ｙ、除電装置（不図示）、帯電装置４Ｙ、現像装置５Ｙを備える。

帯電装置４Ｙは、図示しない駆動手段によって矢印方向に回転する感光体１Ｙの表面を一様に帯電する。一様に帯電した感光体１Ｙの表面は、レーザ光Ｌによって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。Ｙトナーを用いる現像装置５Ｙは、該静電潜像をＹトナー像に現像し、中間転写ベルト８上に中間転写する。

ドラムクリーニング装置２Ｙは、中間転写工程を経た後の感光体１Ｙ表面に残留したトナーの除去を行い、除電装置は、クリーニング後の感光体１Ｙの残留電荷の除去を行う。除電装置による除電により、感光体１Ｙの表面を初期化して次の画像形成に備える。

他のプロセスカートリッジ６Ｍ、６Ｃ、６Ｋについても同様に、感光体１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上にそれぞれＭ、Ｃ、Ｋトナー像を形成し、中間転写ベルト８上に中間転写される。

次に、プロセスカートリッジ６Ｙに備えられる現像装置５Ｙについて詳細に説明する。現像装置５Ｙは、内部に磁界発生手段を備え、磁性粒子とトナーを含む二成分系現像剤を表面担持して搬送する現像剤担持体としての現像ローラ５１Ｙと、現像ローラ５１Ｙ上に担持されて搬送される現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材としての現像ドクタ５２Ｙとを備える。

ここで、現像ローラ５１Ｙを収容する場所を第１の部屋５３Ｙ、現像剤を収容する場所を第２の部屋５４Ｙとする。第２の部屋５４Ｙには、トナーを撹拌搬送するためのトナー搬送スクリュ（搬送体）５５Ｙを備える。また、現像装置５Ｙは、第１の部屋５３Ｙの内壁を含む第１部材７５Ｙ（上ケース）と第２の部屋５４Ｙの内壁を含む第２部材７６Ｙ（下ケース）とで大きく形成されている。

現像ドクタ５２Ｙ周辺には、現像ローラ５１Ｙ側に磁性板８０Ｙが設けられ、またドクタ５２Ｙと第２部材７６Ｙ（下ケース）の間にはドクタシール部材８１Ｙが設けられる。

なお現像ドクタ５２Ｙの材質としてはSUS304-No.2Bを、また磁性板８０Ｙの材質としてはSUS430-No.2Bが使用される。

トナー搬送スクリュ（搬送体）５５Ｙは、第１搬送スクリュ５５Ｙａ、第２搬送スクリュ５５Ｙｂを有し、現像剤を第２の部屋５４Ｙに取り込む為のトナー補給口５８Ｙと、第１の部屋５３Ｙとの連通口５９Ｙとを備えている。

トナー補給口５８Ｙの上部には、トナー補給口５８Ｙを塞ぐためのシャッタ７１Ｙと、シャッタ７１Ｙを保持し、トナー補給口５８Ｙを覆うように設けられるトナー補給口ケース７２Ｙが設けられる。

トナー搬送スクリュ５５Ｙの下部には、現像剤のトナー濃度を検知する濃度検知センサ５６Ｙを備える。濃度検知センサ５６Ｙが第２の部屋５４Ｙ内のトナー濃度不足を検知すると、制御部５７Ｙからの補給信号により、駆動モータ４１Ｙが回転し、トナーボトル３２Ｙが回転することによりトナーが補給される。

上記で説明したプリンタにおいて、近年では生産性の向上のため、より高速化されたプリンタが所望されている。しかしながら、それに伴って現像装置内の温度上昇が見込まれるため、作像部付近の温度上昇を抑える必要がある。

そこで、例えば特許文献１に記載の発明では、現像ローラとトナー規制部材との間で発生する摩擦熱を抑えるため、現像ドクタと内部の温度を均一化するための放熱用ヒートシンクとを同一部材によって一体構造とすることで装置内の温度上昇を抑えている。

一方、従来から用いられている現像ドクタは、ＳＵＳブレードをＬ字に曲げただけの形状であった。

図７は、従来のプロセスカートリッジにおける現像剤の流れについて示す図である。図中矢印Ａは、現像剤の流動方向を示している。
特開２００６−３０１３３０号公報

しかしながら、特許文献１における発明は、発熱によるトナー固着を抑止できるが、現像ドクタとヒートシンクとを一体構造とするため、装置の小型化に適さないといった問題点がある。

また、従来の現像ドクタでは、現像剤を層厚規制部（現像ローラと現像ドクタの隙間＝ドクタギャップ（ＤＧ））へと導く経路が直角となっているため、その部分に現像剤が滞留してしまい、スムーズに導くことができない。

すなわち、図７に示すように現像剤は、連通口５９Ｙを通って、トナー搬送スクリュ５５ＹからＤＧ部へと導かれるが、現像ドクタ５２Ｙ手前の第２部材７６Ｙ（下ケース）の形状（図中Ｂ部）がフラットの為、現像剤の流れがスムーズではなくなり、現像剤が滞留してストレスがかかり、劣化を起こす可能性がある。

また、矢印Ｃは、現像ドクタ５２Ｙがドクタシール部材８１Ｙから受ける力の方向を示しており、現像ドクタ５２Ｙは、矢印Ｃ方向はフラットな為、該方向に対しては変形に弱い形状となっている。

このような問題に対して従来では、該部の形状を斜めに作製した下ケースを用いるか、別部材を設けて対応を行っていたが、現像剤をＤＧ部へとスムーズに導くために、該部に所望の斜角を有する下ケースを自由に製作することは困難であり、別部材を設けるにはコストがかかってしまう。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、現像剤をＤＧ部へとスムーズに導き、現像剤への圧損を低減して、劣化を防止する現像ドクタを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明における現像装置は、現像剤を保持する現像ローラと、現像ローラ表面に保持される現像剤の層厚を規制する現像ドクタと、現像ドクタを保持する現像ケーシングと、現像ケーシングと現像ドクタとの間に設けたシール部材と、現像ローラ表面に現像剤を供給する回転搬送体とを備え、現像ドクタは、現像剤の回転搬送体から現像ローラへの通り道である連通口に接し、現像剤をドクタギャップへと導くための凸部を有し、凸部は、現像ドクタと一体で形成され、連通口からの現像剤の流れを阻害しないよう連通口及び平面部と鈍角をなすよう形成されると共に、シール部材と当接する部分が他の部分よりも厚みを有するように形成されることを特徴とする。

現像ドクタは、凸部の現像剤を誘導する面と対向する面にシール部材を備えることを特徴とする。

現像ローラの回転軸方向と直交する方向における凸部の断面は、現像ドクタを底辺とした場合に頂角が鋭角状である略三角形形状であることを特徴とする。また、現像ドクタは、アルミニウムであることを特徴とする。

現像ドクタは、現像剤を誘導する面に磁性部材を備えることを特徴とする。また、現像ドクタは、現像剤を誘導しない平面部に一つ以上の板状の凸部を有することを特徴とする。

また、本発明におけるプロセスカートリッジは、上記いずれかに記載の現像装置を備えることを特徴とする。

また、本発明における画像形成装置は、上記いずれかに記載の現像装置、又は上記記載のプロセスカートリッジを備えることを特徴とする。

本発明により、現像剤をＤＧ部へとスムーズに導くための形状を容易に作製でき、現像剤への圧損を低減して、劣化を防止することが可能となる。

図１は、本発明の実施形態における現像ドクタを有するプロセスカートリッジの断面図である。

現像ドクタ９０Ｙは、現像剤をＤＧ部へと導くための凸部を有する。該凸部の鉛直方向下側は、水平でありドクタシール部材８１Ｙを備え付けられる。

また、該凸部は、連通口５９Ｙと接しており、連通口５９Ｙと該凸部とは、鈍角を成すよう構成され、現像剤をＤＧ部へと導く。さらに現像剤が流れる部分の凸部と平面部との角度は、流れを阻害して滞留させることのないように、流れに対して９０度以上の角度を有する。

本実施形態による現像ドクタにより、現像剤をＤＧ部へと精度良く導くための傾斜角を容易に作製することができ、また、現像剤の流れをスムーズにする事が出来るので、現像剤への圧損を低減して、劣化を防ぐ事が可能である。

また、現像ドクタの材質をアルミニウムとすることで、さらに容易に上記形状を形成可能である。すなわち、アルミニウムとすることで押し出し加工が可能となり、精度良く加工することができる。また、コストダウンを行えると共に軽量化も図ることができる。

図中矢印Ｃは、現像ドクタ９０Ｙがドクタシール部材８１Ｙから受ける力の方向であり、同時に現像ドクタ９０Ｙが変形を起こす方向である。

本実施形態における現像ドクタ９０Ｙは、現像剤をＤＧ部へと導くための傾斜を有しており、凸部の矢印Ｃ方向には厚みがあるため、変形に強い強固な形状となっている。そのため、現像ドクタ９０Ｙの変形を最小限に抑えることが可能となる。

図２及び図３は、本発明の実施形態における現像ドクタへの磁性板取り付け位置を示す図である。

図２は、磁性板８０Ｙを現像ドクタ９０Ｙの現像剤の流れ方向上流側の平面部に取り付けた例を示す。また、図３は、磁性板８０Ｙを現像ドクタ９０Ｙの現像剤の流れる側の凸部に取り付けた例を示す。

本実施形態で示すように、現像ドクタ９０Ｙに磁性板８０Ｙを備えることにより、効果的に現像剤の穂立ちを行うことができ、薄層の均一化を容易に行うことが可能となる。

図４は、本発明の他の実施形態における現像ドクタを有するプロセスカートリッジの断面図である。

現像ドクタ９１Ｙは、上記構成と同様に現像剤をＤＧ部へと導くための凸部を有する。また、該凸部は、連通口５９Ｙと接しており、連通口５９Ｙと該凸部とは、鈍角を成すよう構成され、現像剤をＤＧ部へと導くとともに、現像剤が流れる部分の凸部と平面部との角度は、流れを阻害して滞留させることのないように、流れに対して９０度以上の角度を有する。さらに、現像剤の流れない側には一つ以上のＬ字形状を有する。

該Ｌ字部は、現像剤が流れない側の一端を折り曲げた形状である。また、該Ｌ字部と現像剤をＤＧ部へと導くための凸部との間に複数の板状の凸部を有してもよい。

このようなＬ字部及び板状の凸部を備えることによって、現像ドクタの強度アップが図れると共に、表面積を増加させ、フィン効果により現像剤の冷却を効率良く行えるようになる。

また、本実施形態においては、プロセスカートリッジとして説明を行ってきたが、現像装置単体でも同様の発明が実施可能である。もちろん、上記発明を適用した現像装置、プロセスカートリッジを使用した画像形成装置についても実施可能である。

以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範囲な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更が可能である。

本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジの構成図である。 本発明の他の実施形態に係るプロセスカートリッジの構成図である。 本発明の他の実施形態に係るプロセスカートリッジの構成図である。 本発明の他の実施形態に係るプロセスカートリッジの構成図である。 従来の画像形成装置に係る構成図である。 従来のプロセスカートリッジに係る構成図である。 従来のプロセスカートリッジに係る現像剤の流れを示す図である。

符号の説明

１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 感光体
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ ドラムクリーニング装置
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ 帯電装置
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ 現像装置
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ プロセスカートリッジ
５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋ 現像ローラ
５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋ 現像ドクタ
８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０Ｋ 磁性板
８１Ｙ、８１Ｍ、８１Ｃ、８１Ｋ ドクタシール部材
１００ プリンタ

Claims (8)

1. 現像剤を保持する現像ローラと、
   前記現像ローラ表面に保持される現像剤の層厚を規制する現像ドクタと、
   前記現像ドクタを保持する現像ケーシングと、
   前記現像ケーシングと前記現像ドクタとの間に設けたシール部材と、
   前記現像ローラ表面に現像剤を供給する回転搬送体とを備え、
   前記現像ドクタは、前記現像剤の前記回転搬送体から前記現像ローラへの通り道である連通口に接し、前記現像剤をドクタギャップへと導くための凸部を有し、
   前記凸部は、前記現像ドクタと一体で形成され、前記連通口からの現像剤の流れを阻害しないよう前記連通口及び平面部と鈍角をなすよう形成されると共に、前記シール部材と当接する部分が他の部分よりも厚みを有するように形成されることを特徴とする現像装置。
2. 前記現像ドクタは、前記凸部の前記現像剤を誘導する面と対向する面に前記シール部材を備えることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 前記現像ローラの回転軸方向と直交する方向における前記凸部の断面は、前記現像ドクタを底辺とした場合に頂角が鋭角状である略三角形形状であることを特徴とする請求項１又は２記載の現像装置。
4. 前記現像ドクタは、アルミニウムであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の現像装置。
5. 前記現像ドクタは、前記現像剤を誘導する面に磁性部材を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の現像装置。
6. 前記現像ドクタは、前記現像剤を誘導しない平面部に一つ以上の板状の凸部を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の現像装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の現像装置を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
8. 請求項１から６のいずれか１項に記載の現像装置、又は請求項７記載のプロセスカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置。

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