JP5381550B2 - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
特許文献2としての特開平11−212367号公報には、現像装置(4)内に、感光体ドラム(1)に対向する現像ロール(12)と、現像ロールに現像剤を供給する層形成ロール(13)と、が並んで配置された構成が記載されている。
特許文献5としての特開平5−188761号公報には、感光体ドラム(1)に対向するマグローラ(2)に対して、予備規制ブレード(6)で現像剤の量を規制した後に、穂高規制ブレード(4)で現像剤の層厚を規制し、穂高規制ブレードの下流で穂高押さえ部(7)で現像剤の穂の高さを抑える技術が記載されている。
特許文献7としての特開2002−116625号公報や特許文献8としての特開2002−287507号公報には、潜像担持体(1)と現像ローラ(41)とが対向する領域に対して、現像ローラ(41)の回転方向上流側に、板状の第1現像剤規制部材(6)または円筒状の第1現像剤規制部材(9)を配置して、第1現像剤規制部材(6,9)で現像剤をガイドして、磁気ブラシの穂高の揃った穂を形成する技術が記載されている。
2成分現像剤が収容される現像容器と、
前記現像容器内の現像剤を表面に保持して回転する現像剤供給部材と、
前記現像剤供給部材に対向して配置されて、前記現像剤供給部材表面に保持される現像剤の厚さを規制する層厚規制部材と、
前記層厚規制部材との対向領域に対して前記現像剤供給部材の回転方向下流側の供給領域において前記現像剤供給部材に対向して配置されると共に、表面に潜像が形成される像保持体に現像領域で対向する現像剤保持体であって、前記像保持体に対して、非接触状態を維持しつつ接近、離間する接離方向に移動可能に支持されると共に、前記供給領域において前記現像剤供給部材の表面に保持された層厚規制後の現像剤が供給されて表面に保持して回転し、前記現像領域において前記潜像を可視像に現像する前記現像剤保持体と、
を備えたことを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の現像装置において、
前記像保持体に対して接近、離間する方向に沿って、前記現像容器に移動可能に支持された前記現像剤保持体、
を備えたことを特徴とする。
前記供給領域に対応して配置された磁極を有し回転不能に支持された磁石部材と、前記磁石部材の外周に回転可能に支持され且つ前記接離方向に移動可能に支持されて表面に現像剤を保持して回転する回転体と、を有する前記現像剤保持体、
を備えたことを特徴とする。
複数の磁極を有する供給磁石部材と、前記磁石部材の外周に回転可能に支持されて表面に現像剤を保持して回転する供給回転体と、を有する前記現像剤供給部材と、
前記供給領域に対応して配置され且つ同極性からなる2以上の前記磁極と、
を備えたことを特徴とする。
前記現像剤保持体の回転方向に対して前記現像領域の上流側に配置され、且つ、前記現像剤保持体表面に近接して前記現像剤保持体表面の現像剤を均す均し部材、
を備えたことを特徴とする。
前記現像剤保持体と連動して移動可能に支持された前記均し部材、
を備えたことを特徴とする。
前記現像剤保持体表面に対して、接近、離間する方向に前記均し部材を移動させる均し可動部材、
を備えたことを特徴とする。
前記現像剤保持体を前記像保持体側に付勢する付勢部材、
を備えたことを特徴とする。
前記像保持体に対して、重力方向で上方に配置された前記現像剤保持体、
を備えたことを特徴とする。
像保持体と、
前記像保持体表面に潜像を形成する潜像形成装置と、
前記像保持体表面の潜像を可視像に現像する請求項1ないし9のいずれかに記載の現像装置と、
前記像保持体表面の可視像を媒体に転写する転写装置と、
前記媒体に転写された可視像を定着する定着装置と、
を備えたことを特徴とする。
請求項2に記載の発明によれば、現像剤保持体が現像容器に移動可能に支持されていない場合に比べて、移動する部材を軽量化することができ、追従性を向上させることができる。
請求項3に記載の発明によれば、磁石部材が接離方向に移動可能な構成に比べて、磁界が安定しやすく、現像剤保持体表面への現像剤の供給量が安定しやすくすることができる。また、請求項3に記載の発明によれば、磁石部材が接離方向に移動可能な構成に比べて、接離方向に移動する重量を減らすことができ、応答性を向上させることができる。
請求項5に記載の発明によれば、均し部材を配置しない場合に比べて、現像剤を均すことができ、現像不良の発生を抑制して、画質を向上させることができる。
請求項6に記載の発明によれば、均し部材が現像剤保持体と連動して移動しない場合に比べて、均し部材による均し性能を安定化させることができる。
請求項7に記載の発明によれば、均し部材を現像剤保持体表面に対して接近離間する方向に移動させない場合に比べて、均し部材と現像剤保持体との間に挟まった異物を除去することができる。
請求項9に記載の発明によれば、重力を利用して、現像剤保持体を安定して像保持体に付勢することができ、安定して応答させることができる。
請求項10に記載の発明によれば、現像剤保持体が像保持体に対して接近、離間する接離方向に移動可能に支持されていない場合に比べて、現像不良の発生を抑制することができ、画質を安定させることができる。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をX軸方向、左右方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とし、矢印X,−X,Y,−Y,Z,−Zで示す方向または示す側をそれぞれ、前方、後方、右方、左方、上方、下方、または、前側、後側、右側、左側、上側、下側とする。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
なお、以下の図面を使用した説明において、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
図1において、画像形成装置の一例としての複写機Uは、上面に透明な原稿台の一例としてのプラテンガラスPGを有する複写機本体U1と、前記プラテンガラスPG上に着脱自在に装着される自動原稿搬送装置U2とを備えている。
前記自動原稿搬送装置U2は、複写しようとする複数の原稿Giが重ねて載置される原稿給紙部TG1を有している。前記原稿給紙部TG1に載置された複数の各原稿Giは順次プラテンガラスPG上の複写位置を通過して原稿排紙部TG2に排出されるように構成されている。
スキャナ部U1aは、読取基準位置に配置された基準検出部材の一例としての露光系レジセンサSp、および露光光学系Aを有している。
前記自動原稿搬送装置U2を使用して複写を行う場合は、前記露光光学系Aは基準位置に停止した状態で、プラテンガラスPG上の読み取り位置を順次通過する各原稿Giを露光する。
原稿Giを作業者が手でプラテンガラスPG上に置いて複写を行う場合、露光光学系Aは移動しながらプラテンガラスPG上の原稿を露光走査する。
露光された前記原稿Giからの反射光は、前記露光光学系Aを通って固体撮像素子CCD上に収束される。固体撮像素子CCDは、その撮像面上に収束された原稿反射光を電気信号に変換する。
前記潜像形成回路DLは、入力された画像情報に応じた駆動信号を潜像形成装置ROSに出力する。
前記レジロールRrに搬送された用紙Sは、前記感光体PR上のトナー像が転写領域Q4に移動する時期に合わせて、案内部材の一例としての転写前シートガイドSG1から転写領域Q4に搬送される。
なお、前記帯電器CCの帯電電圧、現像装置Gの現像電圧、転写ロールRtの転写電圧は、電源回路Eから供給され、電源回路Eは、制御部の一例としてのコントローラCにより制御される。
なお、前記符号SH1〜SH4,Rp,Rs,Rr,Ra,GT1等で示す構成要素から用紙搬送装置SHが構成される。
図2は実施例1の現像装置本体の斜視図である。
図3は実施例1の現像装置の説明図であり、図3Aは図2のIIIA−IIIA線断面図、図3Bは図2のIIIB−IIIB線断面図である。
図4は図3AのIV−IV線断面図である。
前記第1攪拌室6及び第2攪拌室7とによって循環室6+7が構成されている。
実施例1の現像装置Gyでは、補給口3b1から補給された新しい現像剤が補給後すぐに排出される割合を少なくするため、現像剤排出口3a1の位置より現像剤搬送方向下流側に補給口3b1が設けられている。
図4において、供給磁石ロール11は前端11aが、前側の供給ハブ12bに回転可能に支持され且つ前方に貫通して、現像容器Vの前側壁に回転止め部材13を介して回転不能に支持されている。また、供給磁石ロール11の後端11bは、後側の供給ハブ12bに軸受け14を介して支持されている。
そして、後側の供給ハブ12bの後端は、現像容器Vの後端壁に回転可能に支持され且つ貫通して後方に延びており、後端には、歯車の一例としてのギアG0と、駆動伝達部材の一例としてのプーリP1とが支持されている。したがって、供給磁石ロール11は、回転止め部材13で回転不能に支持されると共に、供給スリーブ12は供給磁石ロール11の外周を回転可能な状態で支持されている。
図2、図4において、現像磁石ロール16の前後両端の軸部16aは、現像ハブ17bを貫通して、外方に突出しており、外端は、現像容器Vの前端壁および後端壁に固定支持された回転止め部材26に固定支持されている。したがって、現像磁石ロール16は回転不能且つ接離方向への移動不能な状態で支持されている。
前記現像容器V、現像ロール室4、供給ロール室5、循環室6+7、現像ロールGa、供給ロールR0、サプライオーガR1およびアドミクスオーガR2等によって、実施例1の現像装置Gが構成されている。
前記構成を備えた実施例1の複写機Uでは、画像形成動作が実行される場合、現像容器V内の現像剤がオーガR1,R2による撹拌で摩擦帯電されて、供給磁石ロール11の磁力で供給スリーブ12に吸着される。供給スリーブ12表面の現像剤は、層厚規制部材8で層厚が規制された状態で、供給領域19に搬送される。供給領域19において、層厚規制後の供給スリーブ12表面の現像剤は、供給磁石ロール11と現像磁石ロール16との間の磁界により、現像スリーブ17に移動する。そして、現像スリーブ17表面のトナーは、現像スリーブ17の回転に伴って、感光体PRと対向する現像領域Q2で、現像スリーブ17に印加される現像電圧による電界の作用で潜像に移動して、現像が行われる。
特許文献1のような現像装置全体が移動する構成では、移動する全体の重量が重くなる。この場合、現像ロールGaや感光体PRの捩れや取り付け誤差、偏心、あるいは、現像ロールGa表面に保持される現像剤の多寡等に起因して、現像領域Q2における現像ロールGaと感光体PRの間隔が変動した場合に、重量が重いと、慣性が大きくなり、追従性、応答性が低下し、現像領域Q2における現像剤が受ける圧力等の現像条件が安定せず、現像不良が発生する恐れがあった。
特に、実施例1では、現像スリーブ17のみが可動となっており、現像磁石ロール16も稼働する場合に比べて、さらに重量が低減されており、さらに応答性、追従性が向上している。
図5において、実施例1の現像装置Gでは、現像ロールGaは、全体が移動せずに、現像スリーブ17のみが移動しており、現像磁石ロール16と供給磁石ロール11との位置関係が保持される。したがって、現像スリーブ17が変動しても、現像磁石ロール16と供給磁石ロール11との間の磁界、磁束密度が変動せず、供給スリーブ12から現像スリーブ17への現像剤の供給が安定しやすく、現像スリーブ17表面の現像剤量が安定しやすくなっている。
特に、図3A、図5に示すように、実施例1では、供給磁石ロール11の第1供給磁極N2および第2供給磁極N3が同極性となっており、供給領域19における磁力が弱くなっており、供給スリーブ12表面に保持する力が弱くなっている。したがって、供給領域19では、現像磁石ロール16の被供給磁極S6の磁力で現像剤が現像スリーブ17表面に保持されやすく、供給スリーブ12から現像スリーブ17に現像剤が効率よく供給される。
次に、実施例1の効果を確認するための実験を行った。実験は、まず、印刷された画像に帯状の画像欠陥、いわゆるバンディング等が発生するか否かの確認を行った。
実験例は、擬似的な感光体に対して、富士ゼロックス株式会社製のDocuCentre Color450の現像器をロードセルで押し当てる実験装置を作製して実験を行った。図6Aにおいて、比較例1として現像装置G全体を移動可能とする場合、比較例2として現像ロールGaに対向する層厚規制部材を追加して現像ロールGaと層厚規制部材とを一体的に移動可能とする場合、実験例1として現像ロールGaのみを移動可能とする場合、実験例2として実施例1の構成に対応する現像スリーブ17のみを移動可能とする場合、について実験を行った。図6Aにおいて、このときの移動する対象物、すなわち可動部の重量は、比較例1が1600[g]、比較例2が1100[g]、実験例1が700[g]、実験例2が300[g]であった。
実験の評価は、官能評価で行い、印刷された画像に帯状の画像欠陥、いわゆるバンディング等が発生したかを確認した。バンディングが発生しなかった場合を「グレード0」、わずかにバンディングが発生した場合を「グレード1」、バンディングの発生が確認されたが許容できる範囲の場合を「グレード2」、バンディングが許容できず画質への影響があった場合を「グレード3」とした。
実験結果を図7に示す。
図7において、実験結果では、全体として、ニップ圧力が大きくなるに連れてバンディンググレードが向上する傾向が確認された。これは、ニップ圧力が高くなるにつれて、現像領域Q2において、現像剤の層が感光体PRに確実に接触しやすくなり、現像が確実に行われやすくなるためである考察される。そして、実験例1、2および比較例1、2の比較結果から、移動する重量が軽量になるほど、評価が高くなる結果が得られた。これは、前述のように応答性、追従性が向上するためであると考察される。
現像剤の劣化を確認する実験では、バネとして、前記バンディングの確認の実験の場合に加え、前後13[N]ずつ、合計荷重26[N]、とした状態、前後17[N]ずつ、合計荷重34[N]、ニップ圧力が20.3[kPa]とした状態、に設定して実験を行った。
現像剤の劣化を確認する実験の評価は、官能評価で行い、現像剤の劣化が発生しなかった場合を「グレード0」、わずかに劣化が見られた場合を「グレード1」、現像剤の劣化の発生が確認されたが許容できる範囲の場合を「グレード2」、現像剤の劣化が許容できず画質への影響があった場合を「グレード3」とした。
実験結果を図8に示す。
図8において、現像剤のニップ圧力が高くなるほど、現像剤が劣化することが確認された。そして、比較例1では、ニップ圧力が15.7[kPa]以上で評価が「グレード3」となり、実験例1および比較例2では、ニップ圧力が20.3[kPa]で評価が「グレード3」となったが、実験例2では、ニップ圧力が20.3[kPa]でも評価が「グレード2」であった。したがって、全体として、可動部が軽量であるほど、評価が良くなる傾向が確認された。
なお、図7、図8における現像領域Q2のニップ圧力は、静的な状態で設定した値であり、実際に駆動している最中の動的な状態では、感光体PRや現像ロールGaの振れ等により、感光体PRと現像ロールGaとの距離が変化し、瞬間的なニップ厚の変動が生じる。この現象は、図7、図8に示す場合と同様に、可動部の重量が重い場合に顕著に発生しやすく、重量が軽い場合には、ニップ圧力を一定にするための応答性が得られることで抑制される。すなわち、可動部が軽量の場合には、ニップ圧力が一定となるように、感光体PRと現像ロールGaとの距離を瞬間的に調整する効果を有するものと考えられる。
実験は、図6、図7に示す実験と同様の装置で行い、可動部の重量を300[g]、500[g]、700[g]、900[g]、1100[g]、1300[g]、1600[g]、として、現像ロールGaの応答性を評価した。
実験の評価は、20[Hz]以上で応答性が高い場合を「グレード3」、5〜20[Hz]で応答性がある場合を「グレード2」、5[Hz]以下で応答性がわずかな場合を「グレード1」、応答しない場合を「グレード0」とした。
実験結果を図9に示す。
図9において、可動部の重量が重くなるほど応答性が低下することが確認された。「グレード1」、「グレード0」を許容できない応答性とした場合には、可動部の重量を900[g]以下とすることで現像ロールGaの応答性が得られることが確認された。より好ましくは500[g]以下とすることで、高い応答性が得られることも確認された。
次に本発明の実施例2の説明をするが、この実施例2の説明において、前記実施例1の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
この実施例は下記の点で、前記実施例1と相違しているが、他の点では前記実施例1と同様に構成される。
また、実施例2では、現像スリーブ17が移動すると、軸受け22に固定支持された連結バー33を介して、可動プレート32および均しフィルム31が一体的に移動する。なお、このときの現像スリーブ17の移動距離は、可動プレート32の長さに対して、十分に小さく設定されており、可動プレート32が移動しても、可動プレート32に偏心カム36が接触し続けるように構成されている。
前記構成を備えた実施例2の現像装置Gでは、現像ロールGaの現像スリーブ17表面の現像剤が、現像領域Q2の上流側で均しフィルム31で均される。したがって、現像領域Q2では、現像剤が均された状態で現像が行われ、均されない場合に比べて、現像不良の発生が低減され、画質の低下が抑制される。
特に、実施例2では、均しフィルム31が可動プレート32等を介して軸受け22に支持されており、軸受け22の移動に連動して均しフィルム31も移動する。したがって、均しフィルム31と現像スリーブ17との位置関係が保持され、均し部材が連動して移動しない構成に比べて、現像スリーブ17表面の現像剤が安定して均される。
これに対応して、実施例2では、画像と画像との間の領域、いわゆるインターイメージ領域や、現像動作の開始前、または、終了後にクラッチがオンになり、均しフィルム31が振動して、現像スリーブ17と均しフィルム31との間に挟まれた異物等が現像スリーブ17に保持されて下流側に搬送される。したがって、筋状の画像欠陥の発生が抑制されている。
実験は、富士ゼロックス株式会社製DocuCenter C6550を改造して、図10に記載の現像機を取り付け、均しフィルム31を配置した場合と、配置しない場合において、印刷された画像の複数箇所の明度L*を測定して行った。具体的には、A3普通紙に対して全面に諧調30%、60%、100%の評価チャートを出力し、各々のサンプル面内に均等に配置された120点に対して明度L*を測定した。
実験結果を図11に示す。
図11において、均し部材がない場合は、平均明度、すなわち平均明度からの明度のずれであるΔL*=0に対して明度がずれた部分が頻発しているのに対して、均し部材を設けた場合には、平均明度からのズレが少なくなっており、明度のムラが少なくなり、画質が向上していることが確認された。
次に本発明の実施例3の説明をするが、この実施例3の説明において、前記実施例1の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
この実施例は下記の点で、前記実施例1と相違しているが、他の点では前記実施例1と同様に構成される。
前記構成を備えた実施例3の現像装置Gでは、実施例1と同様に、現像ロールGaの現像スリーブが高い応答性、追従性で移動可能であり、画質の低下を抑制できる。また、付勢バネ23が省略されており、部品点数を抑制することが可能である。
次に本発明の実施例4の説明をするが、この実施例4の説明において、前記実施例3の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
この実施例は下記の点で、前記実施例3と相違しているが、他の点では前記実施例3と同様に構成される。
前記構成を備えた実施例4の現像装置Gでは、供給ロールR0の供給スリーブ12の回転方向の上流側で層厚が規制されており、供給スリーブ12に保持される現像剤が少なくなっている。
実施例3に記載された層厚規制部材8の配置では、層厚規制部材8で規制された現像剤が層厚規制部材8の上方に滞留し、供給ロールR0や層厚規制部材8に乗りかかった状態となり、滞留する現像剤の重量が層厚規制部材8や供給ロールR0に作用する。この場合、作用する重量の影響で層厚規制部材8や供給ロールR0が撓む恐れがあり、層厚規制や供給スリーブ12の回転に悪影響を及ぼす可能性があり、現像ロールGaへの現像剤の供給が不安定化する恐れがある。
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例(H01)〜(H07)を下記に例示する。
(H01)前記実施例において、画像形成装置として複写機Uを例示したが、これに限定されず、例えば、プリンタ、FAX、あるいはこれらの複数または全ての機能を有する複合機等により構成することも可能である。
(H02)前記実施例において、前記プリンタUは、単色の現像剤が使用される構成に限定されず、例えば、2色以上、いわゆるカラーの画像形成装置にも適用可能である。
(H04)前記実施例において、現像スリーブ17を接離方向に移動可能に支持する具体的な構成や、現像磁石ロール16の固定方法等は、実施例に例示した構成に限定されず、任意の方法で接離方向の移動や固定を実現することが可能である。
(H06)前記実施例において、均し部材31の形状は、任意の形状とすることが可能である。均し部材31を設けることが望ましいが省略することも可能である。また、均し部材31を現像ロール17に連動して可動の構成とすることが望ましいが、固定の構成とすることも可能である。
11…供給磁石部材、
12…供給回転体、
16…磁石部材、
17…回転体、
19…供給領域、
23…付勢部材、
31…均し部材、
36…均し可動部材、
F…定着装置、
G…現像装置、
Ga…現像剤保持体、
N2,N3…磁極、
PR…像保持体、
Q2…現像領域、
R0…現像剤供給部材、
ROS…潜像形成装置、
Rt…転写装置、
S…媒体、
U…画像形成装置、
V…現像容器。
Claims (10)
- 2成分現像剤が収容される現像容器と、
前記現像容器内の現像剤を表面に保持して回転する現像剤供給部材と、
前記現像剤供給部材に対向して配置されて、前記現像剤供給部材表面に保持される現像剤の厚さを規制する層厚規制部材と、
前記層厚規制部材との対向領域に対して前記現像剤供給部材の回転方向下流側の供給領域において前記現像剤供給部材に対向して配置されると共に、表面に潜像が形成される像保持体に現像領域で対向する現像剤保持体であって、前記像保持体に対して、非接触状態を維持しつつ接近、離間する接離方向に移動可能に支持されると共に、前記供給領域において前記現像剤供給部材の表面に保持された層厚規制後の現像剤が供給されて表面に保持して回転し、前記現像領域において前記潜像を可視像に現像する前記現像剤保持体と、
を備えたことを特徴とする現像装置。 - 前記像保持体に対して接近、離間する方向に沿って、前記現像容器に移動可能に支持された前記現像剤保持体、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。 - 前記供給領域に対応して配置された磁極を有し回転不能に支持された磁石部材と、前記磁石部材の外周に回転可能に支持され且つ前記接離方向に移動可能に支持されて表面に現像剤を保持して回転する回転体と、を有する前記現像剤保持体、
を備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の現像装置。 - 複数の磁極を有する供給磁石部材と、前記磁石部材の外周に回転可能に支持されて表面に現像剤を保持して回転する供給回転体と、を有する前記現像剤供給部材と、
前記供給領域に対応して配置され且つ同極性からなる2以上の前記磁極と、
を備えたことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の現像装置。 - 前記現像剤保持体の回転方向に対して前記現像領域の上流側に配置され、且つ、前記現像剤保持体表面に近接して前記現像剤保持体表面の現像剤を均す均し部材、
を備えたことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の現像装置。 - 前記現像剤保持体と連動して移動可能に支持された前記均し部材、
を備えたことを特徴とする請求項5に記載の現像装置。 - 前記現像剤保持体表面に対して、接近、離間する方向に前記均し部材を移動させる均し可動部材、
を備えたことを特徴とする請求項5または6に記載の現像装置。 - 前記現像剤保持体を前記像保持体側に付勢する付勢部材、
を備えたことを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の現像装置。 - 前記像保持体に対して、重力方向で上方に配置された前記現像剤保持体、
を備えたことを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の現像装置。 - 像保持体と、
前記像保持体表面に潜像を形成する潜像形成装置と、
前記像保持体表面の潜像を可視像に現像する請求項1ないし9のいずれかに記載の現像装置と、
前記像保持体表面の可視像を媒体に転写する転写装置と、
前記媒体に転写された可視像を定着する定着装置と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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