JP5458988B2 - 現像装置、組立体、画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、現像装置、組立体、画像形成装置に関する。
特許文献1に記載の現像装置には、現像ロールの表面に付着した現像剤の層厚を規制する規制ロールが設けられている。そして、この規制ロールは、現像ロールの法線方向に移動可能に支持されている。
特開2008−145798号公報
本発明の課題は、像保持体と対向する部位の移動方向が像保持体とは逆方向となるように回転する第1現像部材と、同方向となるように回転する第2現像部材とに付着させる現像剤の比率を適正な状態に保つことである。
本発明の請求項1に係る現像装置は、回転する像保持体の表面と対向配置され、前記像保持体と対向する部位の移動方向が前記像保持体とは逆方向となるように回転する第1現像部材と、前記第1現像部材に対して前記像保持体の回転方向の下流側に設けられ、前記像保持体の表面と対向配置されると共に、前記像保持体と対向する部位の移動方向が前記像保持体の移動方向とは同方向となるように回転する第2現像部材と、前記第1現像部材と前記第2現像部材との間であって、前記第1現像部材と前記第2現像部材とが最も近づいた最近接部に対して前記第1現像部材の回転方向の下流側で前記最近接部に対して移動可能に支持されると共に、前記第1現像部材の表面と第2現像部材の表面との間にある現像剤を前記第1現像部材と第2現像部材とに振り分ける振分部材と、前記振分部材を前記第1現像部材の回転方向の上流側に付勢する付勢部材と、を備えることを特徴とする。
本発明の請求項2に係る現像装置は、請求項1に記載において、前記付勢部材は、前記振分部材を前記最近接部に向って付勢することを特徴とする。
本発明の請求項3に係る現像装置は、請求項1又は2に記載において、前記振分部材は、前記第1現像部材の軸方向から見て、前記第1現像部材の回転軸と前記第2現像部材の回転軸とを結んだ直線に対して直交する直交方向に沿って前記振分部材を案内する案内部材に案内され、前記付勢部材は、前記直交方向に沿って前記振分部材を付勢する弾性変形可能なバネ部材であることを特徴とする。
本発明の請求項4に係る組立体は、請求項1〜3の何れか1項に記載された現像装置と、 表面に形成された静電潜像が前記現像装置によってトナー画像として可視化される像保持体と、を備え、本体に対して着脱可能に組み立てられることを特徴とする。
本発明の請求項5に係る画像形成装置は、請求項4に記載の組立体と、前記組立体に設けられる像保持体の表面に形成されたトナー画像を被転写物に転写する転写部材と、を備えることを特徴とする。
本発明の請求項6に係る画像形成装置は、請求項1〜3の何れか1項に記載された現像装置と、表面に形成された静電潜像が前記現像装置によってトナー画像として可視化される像保持体と、前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を被転写物に転写する転写部材と、を備えることを特徴とする。
本発明の請求項1の現像装置によれば、振分部材が固定されている場合と比して、像保持体と対向する部位の移動方向が像保持体とは逆方向となるように回転する第1現像部材と、同方向となるように回転する第2現像部材とに付着させる現像剤の比率を適正な状態に保つことができる。
本発明の請求項2の現像装置によれば、付勢部材が振分部材を最近接部に向って付勢しない場合と比して、効果的に、第1現像部材と第2現像部材とに付着させる現像剤の比率を適正な状態に保つことができる。
本発明の請求項3の現像装置によれば、案内部材が振分部材を第1現像部材の回転軸と第2現像部材の回転軸とを結んだ直線に対して直交する直交方向に沿って案内しない場合と比して、効果的に、第1現像部材と第2現像部材とに付着させる現像剤の比率を適正な状態に保つことができる。
本発明の請求項4の組立体によれば、請求項1〜3の何れか1項に記載された現像装置を備えない場合と比して、像保持体の表面に形成された静電潜像を、むらを抑制して現像することができる。 本発明の請求項5の画像形成装置によれば、請求項4に記載の組立体を備えない場合と比して、出力画像の濃度むらを抑制することができる。
本発明の請求項6の画像形成装置によれば、請求項1〜3の何れか1項に記載された現像装置を備えない場合と比して、出力画像の濃度むらを抑制することができる。
本発明の第1実施形態に係る現像装置の現像ロール及び振分部材等を示した側面図である。 本発明の第1実施形態に係る現像装置を示した側面図である。 本発明の第1実施形態に係る現像装置に用いられた振分部材等を示した斜視図である。 (A)(B)本発明の第1実施形態に係る現像装置に用いられた振分部材を示した側面図である。 本発明の第1実施形態に係る画像形成装置、組立体等を示した概略構成図である。 本発明の第2実施形態に係る現像装置に用いられた振分部材等を示した斜視図である。 本発明の第3実施形態に係る現像装置に用いられた振分部材等を示した斜視図である。
本発明の第1実施形態に係る現像装置、組立体及び画像形成装置の一例を図1〜図5に従って説明する。なお図中に示す矢印UPは鉛直方向上方を示す。
(全体構成)
図5に示されるように、画像形成装置10は、一様に帯電された後、レーザー光を照射することにより表面に静電潜像が形成される像保持体12と、像保持体12の表面を一様に帯電させる帯電装置14と、画像データに基づいて像保持体12にレーザー光を照射して静電潜像を形成する露光装置16と、この静電潜像にトナーを選択的に転移してトナー画像として可視化する現像装置18と、搬送経路20に沿って供給される記録媒体としてのシート部材Pに像保持体12の表面のトナー画像を転写する転写ロール22と、シート部材P上のトナー画像を加熱・加圧してシート部材Pに定着させる定着装置24と、トナー画像が転写された後の像保持体12に残留するトナーを清掃するクリーニング装置26とを備えている。なお、現像装置18については、詳細を後述する。
また、画像形成装置10は、本体側面カバー10B及び天板10Aで覆われている。そして、本体側面カバー10Bの上端角部分には、天板10Aを回転可能に本体側面カバー10Bに連結する軸10Cが設けられており、天板10Aを、軸10Cを中心とて矢印A方向に回転させることで、画像形成装置10の内部が開放されるようになっている。
ここで、帯電装置14とクリーニング装置26とは一つの帯電ユニット28として構成され、現像装置18と像保持体12とは組立体としての交換カートリッジ30とされている。そして、画像形成装置10の天板10Aを開放することで、帯電ユニット28及び交換カートリッジ30は、夫々画像形成装置10内部の本体フレーム(図示せず)に対して着脱可能となっている。
また、この画像形成装置10の側方には、像保持体12と転写ロール22とで形成される画像形成部31に、シート部材Pを手差しで供給することができる手差給紙台32を備えており、この手差給紙台32には、半月形状の送出ロール34が設けられている。さらに、送出ロール34に対してシート部材Pを挟んで分離ロール36が設けられている。
この分離ロール36は、両端部に設けられた図示せぬ支持部材に軸支され、さらに、支持部材の内部に設けられたコイルスプリングの付勢力で、送出ロール34に向って付勢されている。この構成により、送出ロール34が回転すると手差給紙台32に載せられたシート部材Pが送出ロール34と分離ロール36とによって一枚ずつ、画像形成部31に送られるようになっている。
また、この画像形成装置10内の下側には、シート部材Pを一枚ずつ給紙する給紙装置40が設けられている。給紙装置40は、シート部材Pが複数枚積載された給紙部材41を備えており、給紙部材41に積載されたシート部材Pは、取出ロール42によって順次取り出され、さらに、回転駆動する給紙ロール44と給紙部材41に設けられた分離ロール46とによって、一枚ずつ搬送される構成となっている。
さらに、シート部材Pの搬送経路20に沿って複数個の搬送ロール48が設けられており、シート部材Pが搬送経路20に沿ってシート部材Pの搬送方向の下流側(以下単に下流側)へ搬送されるようになっている。
また、画像形成部31の下流側には、前述した定着装置24が設けられており、定着装置24は、加熱ロール24Hと加圧ロール24Nとを備えている。そして、加熱ロール24Hと加圧ロール24Nとの間をシート部材Pが通過することで、シート部材P上のトナー画像がシート部材Pに定着させるようになっている。
さらに、定着装置24の下流側には、トナー画像が定着されたシート部材Pを天板10Aの上面に排出する排出ロール38が設けられている。
上記構成による画像形成装置10では、次のようにして画像が形成される。
まず、電圧が印加された帯電装置14は、像保持体12の表面を予定の電位で一様にマイナス帯電する。続いて、図示しないスキャナによって読み取られた画像データ又は外部から入力されたデータに基づいて露光装置16が帯電された像保持体12の表面を露光し、像保持体12の表面に静電潜像を形成する。
つまり、図示しない制御装置から供給される画像データに基づき、露光装置16のレーザーをオン・オフすることによって画像データに対応した静電潜像が像保持体12上に形成される。さらに、この静電潜像は、電圧を印加された現像部材をもつ現像装置18によってトナー画像として可視化される。
そこで、給紙部材41から取出ロール42によって取り出されたシート部材Pが、給紙ロール44と分離ロール46とによって一枚ずつ搬送ロール48に渡されて搬送経路20に送り出される。搬送経路20に送り出されたシート部材Pは、現像像を保持した像保持体12と転写ロール22との間に形成された転写部31を通り、トナー画像がシート部材Pに転写される。この転写されたトナー画像は、定着装置24に備えられた加熱ロール24Hと加圧ロール24Nとの間を通過することでシート部材Pに定着され,排出ロール38によって天板10Aの上面に排出される。
(要部構成)
次に、現像装置18の構成について説明する。
図2に示されるように、現像装置18は、像保持体12に対向する位置に開口部50Aを有する筐体50を備えている。筐体50の内部には、像保持体12の表面(外周面)と対向配置され、矢印B方向に回転する像保持体12と同方向に回転し且つ像保持体12と対向する部位GP1での移動方向が像保持体12の移動方向とは逆方向(矢印C方向)であり、表面(外周面)で現像剤Gを保持する第1現像部材の一例としての第1現像ロール52が収容されている。
また、筐体50の内部には、第1現像ロール52の下方で像保持体12の表面と対向配置され、像保持体12と逆方向に回転し且つ像保持体12と対向する部位GP2での移動方向が像保持体12の移動方向とは同方向(矢印D方向)であり、現像剤Gを表面(外周面)で保持する第2現像部材の一例としての第2現像ロール56が収容されている。
さらに、筐体50内部の下部に設けられた現像剤Gを収容する収容室50Bには、水平方向に並んで配置され、第1現像ロール52へ現像剤Gを搬送する第1攪拌搬送オーガ58及び第2攪拌搬送オーガ60が設けられている。
第1攪拌搬送オーガ58、第2攪拌搬送オーガ60は、第2現像ロール56の下方側(図示の右下方側)で現像剤Gを循環搬送するように並べて配置されており、第1攪拌搬送オーガ58、第2攪拌搬送オーガ60が回転することにより、現像剤Gが攪拌されながら第2現像ロール56の回転軸方向に沿って搬送され、第2現像ロール56へ現像剤Gが供給されるようになっている。なお、現像装置18で用いられる現像剤Gは、樹脂製のトナーと磁性キャリア粒子とからなっている。
また、第2現像ロールの上方に配置される第1現像ロール52は、回転軸方向が像保持体12の回転軸方向に沿うように像保持体12の表面と対向配置されており、像保持体12と対向する部位GP1での移動方向が像保持体12とは逆方向となる筒状の第1現像スリーブ52Aと、第1現像スリーブ52Aの内側に配置され第1現像スリーブ52Aの外側に周方向に分布する磁界を形成する円柱状の第1マグネットロール52Bとを有している。これにより、第1現像ロール52は、像保持体12と対向する部位GP1において、像保持体12の潜像を現像剤Gで現像するようになっている。
これに対して、第2現像ロール56は、回転軸方向が像保持体12の回転軸方向に沿うように、像保持体12の回転方向で第1現像ロール52よりも像保持体12の回転方向の下流側において像保持体12の表面と対向配置されており、像保持体12と対向する部位GP2での移動方向が像保持体12とは同方向(矢印D方向)となる筒状の第2現像スリーブ56Aと、第2現像スリーブ56Aの内側に配置され第2現像スリーブ56Aの外側に周方向に分布する磁界を形成する円柱状の第2マグネットロール56Bとを有している。これにより、第2現像ロール56は、像保持体12と対向する部位GP2において、像保持体12の潜像を現像剤Gで現像するようになっている。
さらに、第1現像ロール52と第2現像ロール56とは、第1現像スリーブ52A外周と第2現像スリーブ56A外周との間に間隙が形成されるように対向配置されており、第1現像スリーブ52Aと第2現像スリーブ56Aとの間(最小間隔の部分)には、最近接部54が形成されている。
また、最近接部54よりも第2現像ロール56の回転方向の上流側には、第2現像ロール56の表面と対向配置され、第2現像ロール56に保持される現像剤Gの層の高さを整えるための層形成部材62が設けられている。この層形成部材62は、第2現像ロール56の外周の法線方向に沿った断面形状が矩形状の板材であり、矩形状の断面の一方の側面が第1現像ロール52の表面と対向配置され、他方の側面が筐体50内に設けられた案内板64に固定されている。
この案内板64は、先端部が第1現像ロール52と対向して配置され、他端部は第1攪拌搬送オーガ58に向けて下方に延びている。そして、案内板64は、第1現像ロール52から脱落した現像剤Gを収容室50Bへ向けて落下させるように構成されている。つまり、第1現像ロール52から脱落した現像剤Gは、第2現像ロール56に直接付着することなく収容室50Bへ向けて落下するようになっている。
一方、図1に示されるように、第2マグネットロール56Bの内部には、第2現像スリーブ56Aの周方向に沿って表面側にS極又はN極が形成される5本の永久磁石が放射状に設けられている。そして、現像極であるS1極は、像保持体12に対向する位置に配置されている。また、第2現像スリーブ56Aの回転方向Dに沿って現像極S1の隣に搬送を行う極N1が配置され、その隣りに現像剤のピックオフを行う極S2、ピックアップを行う極S3、搬送を行う極N2の順で磁極が配置されている。
これに対し、第1マグネットロール52Bの内部にも、第1現像スリーブ52Aの周方向に沿って表面側にS極又はN極が形成される5本の永久磁石が放射状に設けられている。そして、現像極であるN3極は、像保持体12に対向する位置に配置されている。また、第1現像スリーブ52Aの回転方向Cに沿って現像極N3の隣に搬送を行う極S4、ピックオフを行う極N4が配置され、その隣りにピックオフを行う極と同極のN5が配置されている。そして、N5の隣りには、第2マグネットロール56Bに備えられた極N2と対向する極S6が配置されている。
一方、最近接部54よりも第1現像ロール52の回転方向の下流側には、現像剤Gを第1現像ロール52と第2現像ロール56とに振り分ける振分部材68が第1現像ロール52と第2現像ロール56の長手方向に沿って設けられている。
図3に示されるように、振分部材68は、断面が半円形状とされ、その曲面70Cが現像剤G(図1参照)と当って現像剤Gを振り分ける振分部70と、振分部70を支持する角柱状の支持部72と、を含んで構成されている。半円部は第1現像部材と第2現像部材の軸を結んだ直線と直角で、第1現像部材表面と第2現像部材表面の最近接部を通る直線状を移動可能にするため、支持部72は、振分部70の長手方向両端面から突出して設けられ、筐体50(図2参照)に固定された案内部材76によって移動可能に支持されている。
詳細には、図1、図3に示されるように、案内部材76は、直方体とされ、第1現像ロール52の回転軸52Cの軸方向から見て、第1現像ロール52の回転軸52Cと第2現像ロール56の回転軸56Cとを結んだ直線に対して直交する直交方向(矢印F方向:以下単に直交方向と言う)に延びて設けられている。さらに、案内部材76には、直交方向に延びる案内孔76Aが設けられ、この案内孔76Aに振分部材68の支持部72が挿入されている。また、支持部72の先端72Aは、案内孔76Aから突出しており、その突出した先端72Aには、振分部材68を最近接部54に向って付勢する弾性変形可能なコイル状のバネ部材80の一端が固定されている。
この構成により、振分部材68は、案内部材76によって直交方向に移動可能に支持され、バネ部材80によって最近接部54に向って付勢されるようになっている。
(作用)
次ぎに、現像装置18における現像剤Gの搬送状態について説明する。
図1、図2に示されるように、現像装置18において、現像剤Gは、第1攪拌搬送オーガ58及び第2攪拌搬送オーガ60により第2現像ロール56へ供給される。第2現像ロール56に供給された現像剤Gは、ピックアップ兼トリミングを行う極S3によって第2現像スリーブ56Aの表面に吸着され振分部材68によって第1現像ロール52と第2現像ロール56に振り分けられた現像剤Gのうち第1現像ロールに振り分けられた現像剤は、第1現像スリーブ52Aが回転方向Cに沿って回転するのに伴い、第1現像スリーブ52Aの表面に沿って搬送される。そして、現像極N3近傍において磁気ブラシ上のトナーが像保持体12に現像される。また、ピックオフを行う極N4近傍では、現像剤Gが第1像スリーブ52Aの表面から落下して案内板64に案内され、収容室50Bへ戻される。
第2現像スリーブ56Aの表面に保持された現像剤Gは、第2現像スリーブ56Aが回転方向Dに沿って回転するのに伴い、第2現像スリーブ56Aの表面に沿って、搬送を行う極N2、現像極S1,搬送を行う極N1、ピックオフを行う極S2へこの順で搬送される。そして、現像極S1近傍において磁気ブラシ上のトナーが像保持体12に現像されて、像保持体12に形成された静電潜像が可視化される。第2現像ロール56は像保持体12と対向する部位GP2で像保持体12に対して同方向に移動し、第1の現像スリーブによって現像した画像を修正し高画質な出力画像が得られる。また、ピックオフを行う極S2近傍では、現像剤Gが第2現像スリーブ56Aの表面から落下して収容室50Bへ戻される。
ここで、前述したように、振分部材68は、直交方向に移動可能に支持され、バネ部材80によって最近接部54に向けて付勢されている。このため、振分部材68が現像剤Gに押されて現像剤Gを第1現像ロール52と第2現像ロール56とに振り分けられるときには、振分部は軽く付勢されて、最近接部54と振分部70の曲面70Cと第2現像ロール56の表面との間に形成される隙間GP3と曲面70Cと第1現像ロール52の表面との間に形成される隙間GP4とで囲まれた領域の現像剤の圧力が等しくなる。
以上説明したように、最近接部54と隙間GP3と隙間GP4とで囲まれる領域の現像剤Gの圧力を等しくすることで、第1現像ロール52と、第2現像ロール56とに付着させる現像剤Gの比率が適正な状態に保たれる。(例えば、第1現像ロール52と第2現像ロール56とで周速度が同じ場合には、均等に現像剤Gが第1現像ロール52と第2現像ロール56とに配分される)。
また、第1現像ロール52と第2現像ロール56とに付着する現像剤Gの比率が適正な状態に保たれることで、第1現像ロール52と第2現像ロール56とに付着する現像剤Gの単位面積当りの搬送量の比率が常に適正に制御される。
また、第1現像ロール52と第2現像ロール56とに付着する単位面積あたり の現像剤搬送量の比率が常に適正に制御されるため、像保持体12の表面に形成された静電潜像がむら無く現像される。
また、像保持体12の表面に形成された静電潜像がむら無く現像されることで、出力画像の濃度むらが抑制される。
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、振分部70を付勢するのにバネ部材80を用いたが、特にバネ部材80に限定されることなく、弾性変形する弾性部材で振分部70を付勢すればよい。
次ぎに、本発明の第2実施形態に係る現像装置、画像形成装置の一例について図6に従って説明する。なお、第1実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
図6に示されるように、本第2実施形態の振分部材88は、断面が三角形状とされて頂点90Cが現像剤Gと当って現像剤Gを振り分ける振分部90と、振分部90を支持する支持部92と、を含んで構成されている。支持部92は、振分部90の長手方向両端面から突出して設けられ、筐体に固定された案内部材76によって移動可能に支持されている。このように、頂点90で現像剤Gを振り分けることで、効率よく現像剤Gが振り分けられる。
次ぎに、本発明の第3実施形態に係る現像装置、組立体、画像形成装置の一例について図7に従って説明する。なお、第1実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
図7に示されるように、本第3実施形態の振分部材94は、断面が台形状とされてその頂面96Cが現像剤Gと当って現像剤Gを振り分ける振分部96と、振分部96を支持する支持部98と、を含んで構成されている。支持部98は、振分部96の長手方向両端面から突出して設けられ、筐体に固定された案内部材76によって移動可能に支持されている。このように、振分部96の断面を台形形状とすることで、振分部96の剛性が向上する。
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、また、上記実施形態では、振分部96の断面を台形形状としたが、特に台形に限定されることはなく、他の形状であってもよい。
10 画像形成装置
12 像保持体
18 現像装置
22 転写ロール(転写部材)
30 交換カートリッジ(組立体)
52 第1現像ロール(第1現像部材)
54 最近接部
56 第2現像ロール(第2現像部材)
68 振分部材
76 案内部材
80 バネ部材(付勢部材)
88 振分部材
94 振分部材

Claims (6)

  1. 回転する像保持体の表面と対向配置され、前記像保持体と対向する部位の移動方向が前記像保持体とは逆方向となるように回転する第1現像部材と、
    前記第1現像部材に対して前記像保持体の回転方向の下流側に設けられ、前記像保持体の表面と対向配置されると共に、前記像保持体と対向する部位の移動方向が前記像保持体の移動方向とは同方向となるように回転する第2現像部材と、
    前記第1現像部材と前記第2現像部材との間であって、前記第1現像部材と前記第2現像部材とが最も近づいた最近接部に対して前記第1現像部材の回転方向の下流側で前記最近接部に対して移動可能に支持されると共に、前記第1現像部材の表面と前記第2現像部材の表面との間にある現像剤と当って現像剤を前記第1現像部材と前記第2現像部材とに振り分ける振分部材と、
    前記振分部材を前記第1現像部材の回転方向の上流側に付勢する付勢部材と、
    を備える現像装置。
  2. 前記付勢部材は、前記振分部材を前記最近接部に向って付勢する請求項1に記載の現像装置。
  3. 前記振分部材は、前記第1現像部材の軸方向から見て、前記第1現像部材の回転軸と前記第2現像部材の回転軸とを結んだ直線に対して直交する直交方向に沿って前記振分部材を案内する案内部材に案内され、
    前記付勢部材は、前記直交方向に沿って前記振分部材を付勢する弾性変形可能なバネ部材である請求項1又は2に記載の現像装置。
  4. 請求項1〜3の何れか1項に記載された現像装置と、
    表面に形成された静電潜像が前記現像装置によってトナー画像として可視化される像保持体と、
    を備え、本体に対して着脱可能に組み立てられる組立体。
  5. 請求項4に記載の組立体と、
    前記組立体に設けられる像保持体の表面に形成されたトナー画像を被転写物に転写する転写部材と、
    を備える画像形成装置。
  6. 請求項1〜3の何れか1項に記載された現像装置と、
    表面に形成された静電潜像が前記現像装置によってトナー画像として可視化される像保持体と、
    前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を被転写物に転写する転写部材と、
    を備える画像形成装置。
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