JP5496269B2 - 現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、像担持体に形成された潜像を現像剤により現像する現像装置、該現像装置を備えたプロセスカートリッジおよび画像形成装置に関する。
像担持体は潜像形成可能な部材であり、例えば、電子写真画像形成方式における電子写真感光体、静電記録方式における静電記録誘電体、磁気記録方式における磁気記録磁性体などが挙げられる。
プロセスカートリッジは少なくとも像担持体と現像装置とを一緒にカートリッジ化して画像形成装置の装置本体の装着部に対して取り外し可能に装着(着脱可能)して使用されるものである。
画像形成装置は像担持体に形成された現像剤像を記録材に直接転写して或いは中間転写体を介して転写(中間転写)して画像形成物を出力する転写方式の装置が挙げられる。また、像担持体として感光紙や静電記録紙を用いこれに現像剤像を形成し定着して画像形成物を出力する直接方式の装置が挙げられる。また、像担持体に形成した現像剤像を表示部に表示する電子黒板や電子白板などの画像表示装置(ディスプレイ装置)なども含まれる。
複写機やレーザービームプリンタなどの電子写真画像形成装置を例にして説明する。この画像形成装置は、画像データに対応した光を電子写真感光体(感光体)に照射して静電像(潜像)を形成する。そして、この静電像に対して、現像装置から記録材料である現像剤のトナーを供給して、トナー像として顕像化する。このトナー像は、転写装置によって感光体から記録紙などの記録材へ転写する。このトナー像を、定着装置で記録材上に定着することで記録画像が形成される。
現像剤を用いる現像装置として種々の形態のものが提案されているが、多くの現像装置は、感光体に対向する現像ローラと、現像ローラに対向するトナー供給ローラを備えている。この形態の現像装置では、トナー供給ローラの外周面に保持されたトナーが現像ローラに供給される。現像ローラに保持されたトナーは、現像ローラに接するトナー層厚規制部材たる規制ブレードによって所定量に規制されると共に所定の極性に帯電される。帯電されたトナーは、現像ローラと感光体が対向する現像領域で感光体に供給される。また、感光体に供給されなかった現像ローラ上のトナーは、トナー供給ローラに回収される。
このような現像装置では、現像ローラを規制ブレードに常時圧接している為、長時間動作を停止すると、現像ローラの規制ブレードとの接触面が変形を生じ、塑性変形を起こす。さらに、現像ローラのトナー供給ローラへの圧接力が解除されないため、現像ローラによるトナー供給ローラの塑性変形が生じる。
上記の塑性変形を生じさせないために、種々の装置が提案されている。特許文献1では、規制ブレードの現像ローラに対する圧接力を解除又は低減する圧接力制御手段を設け、動作停止時に圧接力制御手段によって、圧接力を解除又は低減して現像ローラの塑性変形を防止している。
また、特許文献2では、温/湿度検知手段の検知結果に基づいてトナー供給ローラの当接圧を連続的或いは段階的に変更する当接圧変更手段を設けている。該構成をとることで、必要以上にトナー供給ローラを現像ローラに圧接させることがなく、多数回のプリント動作後にあっても良好な画像を得ている。
しかしながら、規制ブレードの圧接力による現像ローラの塑性変形と、現像ローラの圧接力によるトナー供給ローラの塑性変形を共に防止しようとすると、上記の圧接力制御手段と当接圧変更手段が必要である為、現像装置の構造が複雑になってしまう。
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像剤担持体(現像ローラ)および現像剤供給部材(トナー供給ローラ)の塑性変形を防止しつつ、構造をより簡略化した現像装置を提供することである。また、その現像装置を備えたプロセスカートリッジおよび画像形成装置を提供することである。
上記の目的を達成するための本発明に係る現像装置の代表的な構成は、
像担持体に形成された潜像を現像剤により現像する現像装置であって、
前記現像剤を収容する現像容器と、
前記現像剤を担持して前記像担持体に形成された潜像を現像する現像域へ搬送する回転自在の現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に当接し、前記現像剤担持体に担持されて搬送される現像剤を所定の厚さに規制する現像剤規制部と、
前記現像剤担持体に当接し、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部材と、
前記現像剤担持体を前記現像剤規制部に向けて押圧する第1の付勢部材と、
前記現像剤担持体を、前記第1の付勢部材によって付勢される第1の方向と、前記第1の方向とは交差する第2の方向と、に移動可能にする現像剤担持体移動手段と、
を有し、
前記現像剤担持体移動手段は、前記現像剤担持体を前記第2の方向に移動させることで、前記現像剤担持体に対する前記現像剤規制部および前記現像剤供給部材の圧接力を解除又は低減できることを特徴とする。
像担持体に形成された潜像を現像剤により現像する現像装置であって、
前記現像剤を収容する現像容器と、
前記現像剤を担持して前記像担持体に形成された潜像を現像する現像域へ搬送する回転自在の現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に当接し、前記現像剤担持体に担持されて搬送される現像剤を所定の厚さに規制する現像剤規制部と、
前記現像剤担持体に当接し、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部材と、
前記現像剤担持体を前記現像剤規制部に向けて押圧する第1の付勢部材と、
前記現像剤担持体を、前記第1の付勢部材によって付勢される第1の方向と、前記第1の方向とは交差する第2の方向と、に移動可能にする現像剤担持体移動手段と、
を有し、
前記現像剤担持体移動手段は、前記現像剤担持体を前記第2の方向に移動させることで、前記現像剤担持体に対する前記現像剤規制部および前記現像剤供給部材の圧接力を解除又は低減できることを特徴とする。
本発明によれば、現像剤担持体および現像剤供給部材の塑性変形を防止しつつ、構造をより簡略化した現像装置を提供することである。また、その現像装置を備えたプロセスカートリッジおよび画像形成装置を提供することができる。
以下に説明する参考例と実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、参考例と実施例が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明の範囲を以下の参考例や実施例に限定する趣旨のものではない。
なお、本明細書において、プロセスカートリッジの構成や動作について、上、下、右、左、といった方向を表す用語は、特に断りのない場合それらの通常の使用状態においてみたときの方向を示す。つまり、プロセスカートリッジの通常の使用状態は、適正に配置された画像形成装置に対して適正に装着され、画像形成動作に供し得る状態である。
[参考例1]
<画像形成部>
図2は、本参考例1の基本となる電子写真プロセスを利用した多色画像形成装置100の概略断面図である。ここで示す多色画像形成装置100は、電子写真プロセスを利用したレーザービームプリンタである。即ち、パソコン、イメージリーダなどのホスト装置(図示せず)から制御回路部(制御手段:図示せず)に入力する電気的画像情報に対応した多色画像(フルカラー画像)や単色画像を記録材に形成することができる。以下に、該多色画像形成装置100について、その画像形成工程に沿って、各部の構成、その動作態様について説明する。
<画像形成部>
図2は、本参考例1の基本となる電子写真プロセスを利用した多色画像形成装置100の概略断面図である。ここで示す多色画像形成装置100は、電子写真プロセスを利用したレーザービームプリンタである。即ち、パソコン、イメージリーダなどのホスト装置(図示せず)から制御回路部(制御手段:図示せず)に入力する電気的画像情報に対応した多色画像(フルカラー画像)や単色画像を記録材に形成することができる。以下に、該多色画像形成装置100について、その画像形成工程に沿って、各部の構成、その動作態様について説明する。
像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体1(以下、ドラムという)が装置本体100A内に配置されている。ドラム1は、回転支軸(図示せず)によって装置本体100Aに回転可能に軸支されていて、駆動機構(図示せず)により矢印R1の反時計方向に所定の周速度(プロセススピード)にて回転駆動される。
回転するドラム1の表面は、帯電ローラ2により所定の極性と電位に均一に帯電処理される。均一に帯電処理されたドラム1は、画像信号に基づいて露光装置3から発せられたレーザー光Lの照射(走査露光)を受ける。これにより、ドラム1上には画像信号に基づいた静電潜像(潜像)が形成される。
装置本体100A内の略中央部には、ロータリ現像装置4が配置されている。ロータリ現像装置4は中心支軸44を中心に回転可能な円筒状の現像器本体40を有する。現像器本体40は駆動機構(図示せず)により中心支軸44を中心に矢印R40の反時計方向に所定の制御回転角にて回転駆動−駆動停止される。現像器本体40の内部にはドラム1に形成された静電潜像をトナー像として現像するための4つの現像器(現像装置)42(42a、42b、42c、42d)が現像器本体40の周に沿って90°の等間隔の割り付けで着脱可能に配設されている。
上記4つの現像器42はドラム1に形成された潜像を現像剤により現像する現像装置であり互いに同じ構造であるが、収容させてある現像剤としてのトナーの色が異なっている。この現像器42の詳細については後述する。本参考例1においては、現像器42aにはイエロー(Y)色のトナーが、現像器42bにはマゼンタ(M)色のトナーが、現像器42cにはシアン(C)色のトナーが、現像器42dにはブラック(K)色のトナーが、収容されている。
各現像器42はそれぞれ現像剤担持体としての現像ローラ46(46a、46b、46c、46d)を有している。現像ローラ46は、その現像器42がドラム1と対向する現像位置Dに位置していない非現像位置にある状態においては、外周の一部が現像器本体40の外周から半径方向に2mm突出している。
各現像器42は現像器本体40が所定の制御回転角にて回転駆動されることによりドラム1に対して所定に対向する現像位置Dに対して切り替え的に移動される。そして、現像器本体40の回転が停止されることでドラム1に対向した現像器42は現像位置Dに位置決めされて保持される。現像器42が現像位置Dに位置決め保持された状態において、現像ローラ46がドラム1に対して所定の押圧力で当接した状態となる。つまり現像器本体40はその回転によって、現像ローラ46とドラム1を接離(接触と離間)させる接離手段である。
現像ローラ46とドラム1が当接(接触)すると、現像位置Dに位置決め保持された現像器42は所定の制御タイミング(現像時)において駆動されると共に、静電潜像に所望のトナー量を現像可能となるバイアスが印加される。これにより、ドラム1の静電潜像はトナー像として可視化(現像)される。そのトナー像が一次転写部N1において中間転写ユニット50の中間転写体5の表面に対して順次に一次転写される。中間転写体5に転写されずにドラム1の表面に残ったトナーはドラムクリーニング装置9によりドラム1の表面から除去され、ドラム1は繰り返して画像形成に供される。
本参考例1において中間転写ユニット50は中間転写体5として無端状の可撓性を有する中間転写ベルト(以下、ベルトという)を用いたものである。ベルト5は駆動ローラ51、テンションローラ52、二次転写対向ローラ53、一次転写ローラ54の並行4本のローラ間に懸架されている。一次転写ローラ54はベルト5を介してドラム1に当接している。ベルト5はドラム1に対してベルト移動方向において所定幅にて当接している。ドラム1とベルト5との当接部が一次転写部N1である。ベルト5は駆動ローラ51が回転駆動されることで、矢印R5の時計方向にドラム1の回転周速と略同速度で循環移動する。
二次転写対向ローラ53のベルト懸回部には二次転写ローラ6が対向して配設されている。二次転写ローラ6はシフト機構(図示せず)により二次転写対向ローラ53に対してベルト5を介して当接した作用位置と、ベルト5から非接触に離間した非作用位置とに移動制御される。常時は非作用位置に保持されている。そして、所定の制御タイミング(二次転写時)において作用位置に移動されてベルト5に当接する。二次転写ローラ6とベルト5との当接部が二次転写部N2である。
二次転写対向ローラ53と駆動ローラ51との間のベルト部分の外面に対向させてベルトクリーニング装置10が配設されている。ベルトクリーニング装置10はシフト機構(図示せず)によりベルト5に対してクリーニング部材(図示せず)が当接した作用位置と、クリーニング部材がベルト5から非接触に離間した非作用位置とに移動制御される。常時は非作用位置に保持されている。そして、所定の制御タイミング(ベルトクリーニング時)において作用位置に移動されてベルト5のクリーニングがなされる。
多色画像の形成は次のとおりである。ドラム1に対して多色画像のY色成分像に対応する静電潜像が形成される。現像器42aが現像位置Dに移動制御されて駆動される。これによりドラム1の静電潜像がY色のトナー像として現像され、一次転写部N1においてベルト5に対して一次転写されていく。ドラム1からベルト5へのトナー像の一次転写の間、一次転写ローラ54には電源部(図示せず)から所定の一次転写バイアスが印加される。
次に、ドラム1に対して多色画像のM色成分像に対応する静電潜像が形成される。現像器42bが現像位置Dに移動制御されて駆動される。これによりドラム1の静電潜像がM色のトナー像として現像され、一次転写部N1においてベルト5に対して先のY色トナー像に所定に重畳されて一次転写される。
次に、ドラム1に対して多色画像のC色成分像に対応する静電潜像が形成される。現像器42cが現像位置Dに移動制御されて駆動される。これによりドラム1の静電潜像がC色のトナー像として現像され、一次転写部N1においてベルト5に対して先のY色+M色のトナー像に所定に重畳されて一次転写される。
次に、ドラム1に対して多色画像のK色成分像に対応する静電潜像が形成される。現像器42dが現像位置Dに移動制御されて駆動される。これによりドラム1の静電潜像がK色のトナー像として現像され、一次転写部N1においてベルト5に対して先のY色+M色+C色のトナー像に所定に重畳されて一次転写される。
このようにして、ベルト5に対してY色+M色+C色+K色の4色重畳の未定着のトナー像が形成される。この4色重畳のトナー像がベルト5に形成される間、二次転写ローラ6とベルトクリーニング装置10は非作用位置に保持されていて、ベルト5上のトナー像は乱されない。ベルト5の引き続く移動によりベルト5上の4色重畳のトナー像の先端が二次転写対向ローラ53に至るまでの所定の制御タイミングにおいて、二次転写ローラ6とベルトクリーニング装置10とがそれぞれ作用位置に移動される。
一方、給紙カセット70に積載されて収容されているシート状の記録材(転写材)Pが所定の制御タイミングで駆動される給紙ローラ7により一枚分離給送され、レジストローラ対72を含む搬送路71を通って所定の制御タイミングで二次転写部N2に導入される。
レジストローラ対72は移動するベルト5上の4色重畳トナー像の先端が二次転写部N2に到達するタイミングに合わせて記録材Pの先端部が二次転写部N2に到達するように記録材Pをタイミング搬送する。これにより、二次転写部N2において、ベルト5上の4色重畳トナー像が一括して記録材Pの面に順次に二次転写されていく。ベルト5から記録材Pへのトナー像の二次転写の間、二次転写ローラ6には電源部(図示せず)から所定の二次転写バイアスが印加される。
二次転写部N2を出てベルト5から分離された記録材Pは搬送ベルト装置73により定着装置8へと搬送され、定着装置8にて加熱および加圧作用を受けることにより記録材P上の未定着の4色重畳トナー像が固着画像として定着される。記録材分離後のベルト5の表面は作用位置に移動しているベルトクリーニング装置10により二次転写残トナーや紙粉当の付着物の除去を受けて清掃される。記録材Pの後端部が二次転写部N2を抜けた後の所定の制御タイミングで二次転写ローラ6とベルトクリーニング装置10は非作用位置に戻し移動される。
本参考例1における定着装置8は一対のヒートローラ81と82の圧接部である定着ニップ部で記録材Pを挟持搬送する加熱加圧定着装置である。ヒートローラ81と82はそれぞれ内蔵のヒータ83と84により内部から加熱され、表面温度が所定の温度に温調される。定着装置8を出た記録材Pは搬送路74で搬送され、排出ローラ対75、排出口76の経路で、多色画像形成物として画像形成装置上面部の排出トレイ部77に排出される。
本参考例1において、ドラム1はφ30mm、負帯電性を有する有機感光体を用いた。帯電ローラ2は、φ12mmのものを用いた。該帯電ローラ2にはドラム表面の帯電処理時に、直流電圧−600Vに交流電圧としてピーク間電圧1.6kVpp、周波数1.2kHzを重畳したバイアスを印加した。露光装置3のレーザー照射により、帯電処理を施されたドラム1の表面はおよそ−150Vの電位となる。現像工程時には現像器42に直流電圧−350Vに交流電圧としてピーク間電圧2.0kVpp、周波数2.0kHzを重畳したバイアスを印加する。
ベルト5は、周長440mm、下層に体積抵抗値を105Ω・cm前後に調整した厚さ0.7mmのゴム(ヒドリン)、上層には離型層としての体積抵抗値を1012Ω・cm前後に調整した厚さ20μmのフッ素樹脂で構成された可撓性の無端ベルトである。
一次転写ローラ54には、ドラム1のトナー像をベルト5に転写する際に、各色トナー像の転写順に応じて順次+200V、+500V、+500V、+600Vのバイアスが印加される。二次転写ローラ6は体積抵抗値107Ω・cm前後に抵抗調整したφ20mmの発泡EPDMからなるローラ状のものであり、ベルト5上のトナー像を記録材Pに二次転写する際には、凡そ2.0kVのバイアスが印加される。
定着装置8は、シリコーンゴムからなるφ40mmの一対のローラ81、82を、ローラ内部に配置したヒータ83、84により180℃に加熱温調したものである。
なお、ドラム1に順次に形成するトナー像の色順は上記参考例の色順に限られるものではなく、任意の色順にすることができる。また、単色画像の形成の場合は、所定の色のトナーが収容されている現像器42が現像位置Dに移動されて画像形成が実行される。
<現像器(現像装置)>
(1)現像器(現像装置)42の全体的な概略構成
以下の説明において、現像器42に関して、正面側は現像剤担持体としての現像ローラ46が像担持体としてのドラム1に対面する側である。手前側又は前側又は前方も正面側と同義である。背面側は正面側とは反対面側である。奥側又は後側又は後方も背面側と同義である。左右は正面から見て左又は右である。上下は重力方向において上又は下である。長手方向は回転体の軸線方向又はその軸線方向に並行な方向である。
(1)現像器(現像装置)42の全体的な概略構成
以下の説明において、現像器42に関して、正面側は現像剤担持体としての現像ローラ46が像担持体としてのドラム1に対面する側である。手前側又は前側又は前方も正面側と同義である。背面側は正面側とは反対面側である。奥側又は後側又は後方も背面側と同義である。左右は正面から見て左又は右である。上下は重力方向において上又は下である。長手方向は回転体の軸線方向又はその軸線方向に並行な方向である。
図3は本参考例1における現像器42の外観斜視図、図4は正面図、図5は平面図である。図6は図5において現像容器14の天井板14gと現像剤規制部材としての現像ブレード13を省いた状態の現像器42の平面図である。図7は図5における(7)−(7)線矢視の拡大断面図、図8は図5における(8)−(8)線矢視の拡大断面図である。
本参考例1の現像器42は、現像剤11として、正規帯電極性(正規極性)すなわち画像形成時に帯電される極性はマイナス極性である非磁性トナー(非磁性一成分現像剤:以下、トナーと記す)を用いた接触型の乾式一成分現像装置である。
現像器42は、トナー11を収容する現像容器14を有する。また、トナー11を担持してドラム1に形成された静電潜像を現像する現像域E(図1)に搬送する回転可能な現像剤担持体としての現像ローラ46を有する。また、現像ローラ46に当接し、現像ローラ46に担持されてドラム1に形成された静電潜像を現像する現像域Eへ搬送されるトナーを所定の厚さに規制する現像剤規制手段としての弾性を有する現像ブレード13を有する。また、現像ローラ46と当接し、現像ローラ46にトナー11を供給する現像剤供給部材としてのスポンジローラ12を有する。
本参考例1において、現像容器14はハイインパクトポリスチレン樹脂(HI−PS)で金型成型されたものであり、正面側が開口部14bとして開放されていて、左右方向を長手とする横長偏平でほぼ直方体形状の容器である。
図7に示すように、現像容器14の内部において、容器14の左側板14cLに対して所定の間隔をあけて寄せた位置に前後方向に延びている左内側板14dLが設けられている。また、容器14の右側板14cRに対して間隔をあけて寄せた位置に前後方向に延びている右内側板14dRが設けられている。容器14の正面側の開口部14bには現像ローラ46が軸線方向を左右方向にして回転可能に配設されている。
本参考例1において、現像ローラ46は導電性支持体としての外径φ5mmの電極を兼ねる芯金47の周囲に同心一体に導電剤が配合された半導電性のシリコンゴム層(弾性ゴム層)がローラ状に設けられている。更に、シリコンゴム層の表層には厚さ20μmほどのアクリル・ウレタン系ゴム層をコーティングしており、全体の外径はφ12mmである。また、電気抵抗が1×106〜1×109Ωであり、硬度が57°±3°(アスカ−C硬度計にて測定)である。
現像ローラ46は芯金47の左右部がそれぞれ現像容器14内の左右部に設けられている軸受け機構30L・30Rにより回転可能に保持されて配置されている。この軸受け機構30L・30Rの詳細については(2)項で詳述する。現像ローラ46の前面側を現像容器14の開口部14bから外部に露出している。本参考例1の現像器42は右側を駆動側としており、現像ローラ46の芯金47の右側端部には同心一体に現像ローラ駆動ギア17が配設されている。
現像ローラ46は、現像器42の現像時において、駆動ギア17に対して画像形成装置100の装置本体100A側の駆動源(図示せず)から駆動力が入力されることで図1の矢印R46の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。図4、図6において、W46は現像ローラ46の全幅(現像ローラ46の全長)であり、左内側板14dLと右内側板14dRとの間隔距離W14dよりも大きい。W1はドラム1の全幅(ドラム1の全長)であり、現像ローラ46の全幅W46よりも大きい。
本参考例1において、スポンジローラ12は外径φ13mmの弾性ローラである。より具体的には、導電性支持体としての外径φ6mmの芯金48の周囲に同心一体に、気泡同士がつながっている連続気泡体(連泡)から構成される発泡層である発泡ウレタン層がローラ状に設けられている。そして、電気抵抗が1×109Ωであり、硬度が60°(アスカ−F硬度計にて測定)である。スポンジローラ12は芯金48の左右部がそれぞれ左内側板14dLと右内側板14dRとの間に軸受部材31L・31Rを介して回転可能に配設されている。
スポンジローラ12は現像ローラ46の背面側において現像ローラ46に並行に配列されていて、現像ローラ46に当接している。また、芯金48の右側端部は現像ローラ46の駆動ギア17と駆動伝達機構49(図6)を介して連結されている。駆動伝達機構49は詳細は図には省略したけれどもギアトレイン機構やベルト機構等で構成され、駆動ギア17の回転力をスポンジローラ12に伝達してスポンジローラ12を所定の方向に所定の速度で回転させる機構である。
スポンジローラ12は、現像時において、駆動ギア17の回転力が駆動伝達機構49を介して伝達されることで図1の矢印R12の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。即ち、現像ローラ46との当接ニップ部において現像ローラ46の回転方向とは逆方向に所定の周速度で回転駆動される。図6において、W12はスポンジローラ12の全幅(スポンジローラ12の全長)であり、左内側板14dLと右内側板14dRとの間隔距離W14dとほぼ等しい。
弾性を有する現像ブレード13は現像ローラ46の上方に配設されており、本参考例1において、厚さ100μmのリン青銅製の金属薄板を用いている。現像ブレード13は基部側を支持させた支持板金13aを現像容器14の天井板14gの前縁部に固定し、自由端側の先端近傍を現像ローラ46の外周面にブレード13の弾性により面接触にて当接するように設けられている。
当接方向としては、当接部に対して自由端側の先端が、現像ローラ46の回転方向上流側に位置するカウンター方向となっている。図1の現像時において、現像ブレード13の現像ローラ46に対する当接圧は40gf/cmである。
図4において、W13は全幅(現像ブレード13の全長)であり、左内側板14dLと右内側板14dRとの間隔距離W14d、即ちスポンジローラ12の全幅W12とほぼ等しい。現像ブレード13は左内側板14dLと右内側板14dRとの間において、現像ローラ46と現像容器14の天井板14gとの間の隙間を閉塞する機能部材も兼ねている。
55は現像ローラ46の下方に配設した弾性を有するプラスチック製のスクイシートであり、基部側を現像容器14の底板14eの前縁部に固定し、自由端側の先端近傍を現像ローラ46の外周面にシートの弾性により面接触にて当接するように設けられている。当接方向としては、当接部に対して自由端側の先端が、現像ローラ46の回転方向下流側に位置する順方向となっている。
スクイシート55の全幅(スクイシート55の全長)は、左内側板14dLと右内側板14dRとの間隔距離W14dとほぼ等しい。スクイシート50は左内側板14dLと右内側板14dRとの間において、現像ローラ46と現像容器14の底板14eとの間の隙間を閉塞する部材である。
本参考例1においては、現像容器14内において、容器14の、底板14e、左内側板14dL、右内側板14dR、後板14f、天井板14g、現像スリーブ6、現像ブレード13、スクイシート55、で囲われた閉空間部を現像剤収容部14aとしている。この現像剤収容部14a内に所定量のトナー11を収容している。スポンジローラ12はこの現像剤収容部14a内に配設されている。
本参考例1の容器14においては、底板14eのほぼ後半部を後板14f側からスポンジローラ12側に前下がりの傾斜面にして現像剤収容部14a内のトナー11にスポンジローラ12方向へ寄り移動する流動性が生じるようにしている。現像剤収容部14a内にトナー11を攪拌してスポンジローラ12方向へ積極的に寄せ移動する回転駆動されるパドル部材(トナー攪拌搬送部材)を配設することもできる。
左内側板14dLと右内側板14dRの前面側は、それぞれ、現像ローラ46の左右端部のほぼ半周部が対応して入り込む円弧凹部形状とされている。そして、その左右の円弧凹部形状と現像ローラ46との隙間部にはそれぞれトナー11の隙間漏れを防止する弾性シール部材56L・56Rが配設されている。
(2)軸受け機構30L・30R
現像ローラ46の左右の軸受け機構30L・30Rは現像容器14の開口部14b側において現像容器14内の左右側にそれぞれ左右対称に配設されている同一構成の機構である。図9の(a)はその軸受け機構30(30L・30R)の外観斜視図、(b)は分解斜視図である。
現像ローラ46の左右の軸受け機構30L・30Rは現像容器14の開口部14b側において現像容器14内の左右側にそれぞれ左右対称に配設されている同一構成の機構である。図9の(a)はその軸受け機構30(30L・30R)の外観斜視図、(b)は分解斜視図である。
軸受け機構30は、現像容器14の底板4eの内面に固定された支持部材21(21L・21R)を有する。支持部材21には前後方向を長手とする矩形の軸受部材嵌合穴部33を有する。また、その嵌合穴部33に嵌合する四角形の可動の軸受部材18を有する。嵌合穴部33は軸受部材18をスライド可能にするガイドとなる。つまり嵌合穴部33の下縁面と上縁面にはそれぞれ前後方向に長いガイド凸条33a・33aが形成されている。また、軸受部材18の下面と上面にはそれぞれ前後方向に長いガイド凹条18a・18aが形成されている。
軸受部材18は支持部材21の嵌合穴部33に対して両者のガイド凹条18a・18aとガイド凸条33a・33aを係合させて嵌合させてある。これにより、軸受部材18は支持部材21の嵌合穴部33に対して前方向A(図8)とそれとは逆の後方向B(図1)にスライド移動可能に保持されている。軸受部材18の中央部には現像ローラ46の芯金47を回転自由に軸受保持する軸挿通穴18bが形成されている。
また、嵌合穴部33の後側縦縁面と軸受部材18の後面との間にはバネ部材(第1付勢部材)19(19L・19R)が縮設されている。このバネ部材19の縮設反力により軸受部材18には嵌合穴部33内を常に前方向Aにスライド移動する付勢力が与えられている。また、バネ部材19のバネ力に抗して後方向Bにスライド移動可能である。
即ち、現像ローラ46は芯金47の左右の両端部をそれぞれ保持させた左右の軸受け機構30L・30Rの可動の軸受部材18の前後方向へのスライド移動機能により現像容器14に対して前後方向A・Bに移動可能である。従って、本参考例1においては、可動の軸受部材18とバネ部材19を有する左右の軸受け機構30L・30Rが、それぞれ、現像ローラ46を現像容器に対して前後方向A・Bに移動させる現像剤担持体移動手段としても機能している。
現像器42の自由状態時においては、左右の軸受け機構30L・30Rの可動の軸受部材18L・18Rはそれぞれバネ部材19L・19Rの縮設反力により当接圧解除方向である前方向Aに押し動かされる。これにより軸受部材18L・18Rはそれぞれ図8のように前面が嵌合穴部33の前側縦縁面に当接して受け止められた前進動位置に移動している。図9はこの状態時における現像ローラ46のポンジローラ12および現像ブレード13に対する移動位置を示している。
現像ローラ46は軸受部材18L・18Rの前進動位置で規定される前位置に変位して保持される。この現像ローラ46の前位置への変位方向Aは、現像ローラ46がスポンジローラ12および現像ブレード13から逃げ方向に移動して、スポンジローラ12および現像ブレード13の現像ローラ46に対する圧接力を解除又は低減する方向である。
本参考例1においては、現像ローラ46が上記の前位置に変位して保持されているときの、スポンジローラ12に対する現像ローラ46の侵入量が1.0mm、当接ニップ幅が0.75mmとなる装置設定としている。また、現像ローラ46に対する現像ブレード13の当接圧が20gf/cmとなる装置設定としている。
ここで、現像器42の自由状態時とは、本参考例1においては、現像器42がドラム1と対向する現像位置Dに位置していない非現像位置にある状態時、あるいは、現像器42がロータリ現像装置4の現像器本体40から取り外されている状態時である。
図1の(a)と(b)は、図7と図8の自由状態時の現像器42がドラム1と所定に対向する現像位置Dに移動された状態時(現像時)における軸受け機構30の可動の軸受部材18と現像ローラ46の移動位置を示した図である。
本参考例1においては、ロータリ現像装置4の現像器本体40の回転により所定の現像器42がドラム1と所定に対向する現像位置Dに移動されて位置決めされた状態において、当該現像器42の現像ローラ46がドラム1に当接する。そして、現像ローラ46はドラム1に対する当接により現像容器14内を後方への押圧力を受ける。
この押圧力により現像ローラ46が左右の軸受け機構30の可動の軸受部材18を図7の前進動位置からバネ部材19のバネ力(付勢力)に抗して嵌合穴部31内を当接圧増大方向である後方向Bに押し動かしながら図1の(a)の後位置に変位する。
この現像ローラ46の後位置への変位方向は、現像ローラ46がスポンジローラ12および現像ブレード13に押し当たり移動して、スポンジローラ12および現像ブレード13の現像ローラ46に対する圧接力を増大する方向である。この現像ローラ46の後位置への変位はバネ部材19、スポンジローラ12、弾性シール部材51L・51R、現像ブレード13、スクイシート50の弾性に抗してなされる。
そして、現像ローラ46は主として左右の軸受け機構30のバネ部材19の弾性反力により、ドラム1に対して所定の押圧力にて当接した状態となる。
本参考例1においては、現像ローラ46が図8、図9の前位置から図1の(a)、(b)の後位置まで後方向Bに移動した状態において、スポンジローラ12との侵入量が1.0mmから1.5mmとなり、当接ニップ幅が1mmとなるように装置設定されている。本参考例1においては現像ローラ46が後位置まで変位したときに現像ローラ46とスポンジローラ12各々の回転中心の距離は11mmに設定されている。
また、本参考例1においては、現像ローラ46が後位置まで変位したときの現像ローラ46に対する現像ブレード13の当接圧は40gf/cmとなるように設定されている。即ち、バネ部材19は、現像時にはドラム1の加圧力により圧縮され、現像ローラ46はスポンジローラ12および現像ブレード13との当接圧を確保している。このように現像時には、スポンジローラ12および現像ブレード13との所定の当接圧を確保できるように現像ローラ46がドラム1によって押圧されて、適切な現像動作が行われる。
現像器42がドラム1と所定に対向する現像位置Dに移動されて位置決めされた状態において、駆動ギア17に対して画像形成装置100の装置本体100A側の駆動源(図示せず)から所定の制御タイミングで駆動力が入力される。これにより、現像ローラ46が図1の矢印R42の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。また、駆動ギア17の回転力が駆動伝達機構49を介して伝達されることで図1の矢印R12の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。即ち、現像ローラ46との当接ニップ部において現像ローラ46の回転方向とは逆方向に所定の周速度で回転駆動される。
そして、当接ニップ部において現像ローラ46に対して逆方向に回転するスポンジローラ12の摺擦により現像ローラ46の表面にトナー11が供給される。図4、図6において、W46Aは現像ローラ46における現像剤供給領域幅、W46Bは現像剤非供給領域幅である。現像剤供給領域幅W46Aはドラム1における最大画像形成領域幅にほぼ対応している。本参考例1においては現像剤供給領域幅W46Aは左内側板14dLと右内側板14dRとの間隔幅W14dで規定される。スポンジローラ12の全幅(スポンジローラ12の全長)W12は間隔距離W14dにほぼ対応している。
現像ローラ46に供給されたトナーは引き続く現像ローラ46の回転により現像ブレード43と現像ローラ46との当接部に搬送される。そして、現像ローラ46上のトナーはその当接部をすり抜ける過程で現像ブレード13によって層厚さを規制され、かつ電荷を付与されて現像ローラ46上にトナーの薄層が形成される。そのトナーの薄層が引き続く現像ローラ46の回転により、現像ローラ46とドラム1との接触部である現像域Eに搬送されてドラム1に適用される。現像ローラ46の芯金47には給電系統(図示せず)を介して装置本体100A側の電源部(図示せず)から所定の現像バイアスが印加される。
これにより、現像域Eにおいて現像ローラ46側のトナーがドラム1側の静電潜像に対して選択的に付着して静電潜像がトナー像として本参考例1においては反転現像される。現像域Eにおいて静電潜像の現像に寄与することなく現像ローラ46a上に依然担持されたままのトナーは、引き続く現像ローラ46の回転により現像容器14内に戻し搬送される。
そして、その戻しトナーは現像ローラ46とスポンジローラ12との当接ニップ部においてスポンジローラ12による摺擦で現像ローラ46上から剥ぎ取られる。剥ぎ取られたトナーの一部は新たにスポンジローラ12上に供給されたトナーと一緒に再びスポンジローラ12によって現像ローラ46上へと供給され、残りは現像容器14の現像剤収容部14a内に戻して回収される。このように、本参考例1においては、スポンジローラ12にトナー供給機能と、トナー回収機能の2つを兼備させている。
図1のように現像位置Dに位置している現像器42が非現像位置に移動されると、当該現像器42の現像ローラ46がドラム1から離れて現像ローラ46のドラム1による押圧が解除されて当該現像器42は自由状態となる。そうすると、現像ローラ46は左右の軸受け機構30のバネ部材19バネ力により可動の軸受部材18が前方向Aに移動されることで、図1の後位置から図8、図9の前位置に戻し移動される。即ち、スポンジローラ12および現像ブレード13の現像ローラ46に対する圧接力が解除又は低減された状態に戻る。
現像動作が行われていない現像器42では、現像ローラ46から感光ドラム1の加圧力が解除されている。ドラム1の加圧力が解除されている現像器では、スポンジローラ12に対する現像ローラ46の侵入量が1.0mm、現像ローラ46に対する現像ブレード13の当接圧が20gf/cmであり、現像時における現像器42と比較して低い値を示していた。
なお、現像ブレード13の当接圧が20gf/cmより小さいと次のような事態が懸念される。ロータリ現像装置4の現像器本体40の回転始動時、または回転停止時に生じる機械的な衝撃により、現像ローラ46と現像ブレード13との当接ニップ部からトナーが吹き出し、トナー飛散が発生してしまう恐れがある。従って、現像器42の自由状態時における現像ブレード13の当接圧当接圧は20gf/cm以上とするのが良い。
従って、本参考例1によれば、少なくとも現像動作が行われていない現像器42については、必ず現像ブレード13およびスポンジローラ12との当接圧が解除又は低減されることになる。これにより、弾性体で構成された現像ローラ46およびスポンジローラ12の塑性変形を抑制できる。
(3)変形例等
1)本参考例1では、現像ローラ46を当接圧解除または低減する方向に移動(変位)させる為に、現像ローラ46を回転可能に保持する軸受け機構30の軸受部材18を可動部材にする。そして、これをガイド部材33aでスライドさせる機構を採用したが、これに限るものではない。
1)本参考例1では、現像ローラ46を当接圧解除または低減する方向に移動(変位)させる為に、現像ローラ46を回転可能に保持する軸受け機構30の軸受部材18を可動部材にする。そして、これをガイド部材33aでスライドさせる機構を採用したが、これに限るものではない。
例えば、図10に示すように、現像ローラ46をスライド可能に支持するスライド穴22を固定の軸受部材18内に設け、このスライド穴22の内部にバネ部材19を配置して現像ローラ46を前方向A加圧しても同様の効果が得られる。
2)また、本参考例1では、現像ブレード13としてリン青銅製の金属薄板を用いたが、これに限るものではなく、例えば、ウレタンゴムのシート部材を用いても同様の効果が得られる。
3)さらに、本参考例1において、トナーは非磁性トナーを用いたが、これに限るものではなく、例えば磁性トナーを用いても同様の効果が得られる。
4)加えて、本参考例1では、スポンジローラ12はR12方向に回転される構成としたが、これに限るものではなく、例えば、現像ローラ46と周速差を設ければ、現像ローラ46に従動して従動回転しても同様の効果が得られる。
5)本参考例1では、スポンジローラ12は、導電性支持体48と、導電性支持体48に支持される発泡層で構成されていたが、これに限るものではなく、例えば、絶縁性支持体と、絶縁性支持体に支持される発泡層を用いても同様の効果が得られる。
6)現像ローラ46の両端部側にそれぞれ現像ローラ46の直径よりもわずかに大きい直径のトラッキングローラ(スペーサコロ)を現像ローラ46と同軸で回転するように設ける。そして、現像時には、トラッキングローラがドラム1の両端部に設けられたフランジに当接することにより現像ローラ46とドラム1との間に所定の隙間を形成させた状態でドラム1側の静電潜像を非接触方式でトナー現像する現像器構成にすることもできる。
[参考例2]
図11は本参考例2における画像形成装置の要部の概略構成模式図である。この画像形成装置はタンデム構成(インライン構成)の電子写真多色画像形成装置である。参考例1の画像形成装置と共通する構成部材・部分には共通の符号を付して再度の説明を省略する。
図11は本参考例2における画像形成装置の要部の概略構成模式図である。この画像形成装置はタンデム構成(インライン構成)の電子写真多色画像形成装置である。参考例1の画像形成装置と共通する構成部材・部分には共通の符号を付して再度の説明を省略する。
中間転写ベルトユニット50の駆動ローラ51とテンションローラ52との間のベルト部分の上側にはベルト5の移動方向に沿って4つの画像形成部200(200a、200b、200c、200d)が配設されている。各画像形成部200は同一構成の電子写真画像形成機構であり、電子写真感光ドラム1、帯電ローラ2、露光装置3、現像器42、ドラムクリーニング装置9等を有する。現像器42は参考例1の現像器42と同じである。図12の(a)はその1つの画像形成部200の要部の拡大図(現像時)である。
画像形成部200aは現像器42aに現像剤としてY色トナーが収容されていて、ドラム1にY色トナー像を形成し、一次転写部N1においてベルト5にY色トナー像を転写する。
画像形成部200bは現像器42bに現像剤としてM色トナーが収容されていて、ドラム1にM色トナー像を形成し、一次転写部N1においてベルト5上に既に転写されているY色トナー像に所定に重ね合わせてM色トナー像を転写する。
画像形成部200cは現像器42cに現像剤としてC色トナーが収容されていて、ドラム1にC色トナー像を形成し、一次転写部N1においてベルト5上に既に転写されているY色+M色トナー像に所定に重ね合わせてC色トナー像を転写する。
画像形成部200dは現像器42dに現像剤としてK色トナーが収容されていて、ドラム1にK色トナー像を形成し、一次転写部N1においてベルト5上に既に転写されているY色+M色+C色トナー像に所定に重ね合わせてK色トナー像を転写する。
かくして、ベルト5にはY色+M色+C色+K色の4色重畳のトナー像が形成され、そのトナー像が二次転写部N2において記録材Pに対して一括して二次転写される。その記録材Pが定着器に搬送されて多色画像形成物が出力される。
各画像形成部200はプロセスカートリッジ構成60(60a、60b、60c、60d)にしてある。即ち、各画像形成部200において、それぞれ、ドラム1、帯電ローラ2、現像器42、ドラムクリーニング装置9の4つのプロセス機器を一括して画像形成装置本体の所定の装着部に対して取り外し可能に装着されるプロセスカートリッジ60としてある。
本参考例2におけるカートリッジ60は、ドラム1、帯電ローラ2、ドラムクリーニング装置9の3つのプロセス機器を共通の枠体に組み込んでドラムユニット61としている。そして、このドラムユニット61の枠体に対して現像器42を揺動可能に組み付けてカートリッジ60としてある。
カートリッジ60は、画像形成装置本体の所定の装着部に対して装着される。装着状態において、ドラムユニット61が画像形成装置本体側の位置決め部に位置決め固定されている。このドラムユニット61に対して現像器42が図12の(a)の現像位置Dと(b)の非現像位置Jとに揺動制御される。
すなわち現像ローラ46とドラム1とが接離可能に形成されている。現像器42の現像位置Dは、図12の(a)のように、現像ローラ46がドラム1に対してドラム1に対して所定の押圧力にて当接した状態となる位置である。現像器42の非現像位置Jは、(b)のように、現像ローラ46がドラム1から所定の隙間を存して離間した状態となる位置である。
本参考例2においては、現像器42の現像位置Dへの移動は、カートリッジ60側に設けられていて、現像器42をドラムユニット61側に引き寄せる方向Fに常時付勢している弾性部材(図示せず)の付勢力でなされる。また、現像器42の非現像位置Jへの移動は画像形成装置本体側に配設されていて、現像器42を前記弾性部材の付勢力に抗して方向Fとは逆方向Gに引くシフト機構201の動作によりなされる。
シフト機構201は例えばカム機構・歯車機構等で構成され、画像形成装置本体側の制御手段(図示せず)で制御される。本参考例2においてシフト機構201が、現像ローラ46とドラム1を接離する接離手段となる。
各画像形成部200において、非現像時には、現像器42はシフト機構201の動作により図12の(b)のように非現像位置Jへ移動されて、現像ローラ46がドラム1から非接触に離れている。この状態においては、参考例1の場合と同様に、現像ローラ46は左右の軸受け機構30のバネ部材19のバネ力により可動の軸受部材18が前方向Aに移動される。これにより、スポンジローラ12および現像ブレード13の現像ローラ46に対する圧接力が解除又は低減された状態に保持される。
また、各画像形成部200において、現像時には、シフト機構201による現像器42の引っ張りが解除される。そうすると、現像器42はカートリッジ側の弾性部材の付勢力によりドラムユニット61側に寄せ移動されて現像ローラ46がドラム1に当接する。弾性部材のバネ力は左右の軸受け機構30のバネ部材19のバネ力よりも所定に強く設定されている。
そのため、弾性部材による押圧力により現像ローラ46が左右の軸受け機構30の可動の軸受部材18を図12の(b)の前進動位置からバネ部材19のバネ力に抗して嵌合穴部31内を当接圧増大方向である後方向Bに押し動かしながら(b)の後位置に変位する。この現像ローラ46の後位置への変位方向は、現像ローラ46がスポンジローラ12および現像ブレード13に押し当たり移動して、スポンジローラ12および現像ブレード13の現像ローラ46に対する圧接力を増大する方向である。
そして、スポンジローラ12および現像ブレード13が現像ローラ46に対して所定の圧接力で当接した状態となる。また、現像ローラ46はドラム1に対して所定の押圧力にて当接した状態となる。
以上のように、本参考例2においても、現像器42の非現像時には、現像ローラ46は現像ブレード13およびスポンジローラ12との当接圧が解除又は低減されることになる。これにより、弾性体で構成された現像ローラ46およびスポンジローラ12の塑性変形を抑制できる。
参考例1のロータリ現像装置4との対比において、本参考例2のようにプロセスカートリッジ方式とすることで、現像器42に作用する衝撃力を小さくできる。即ち、ロータリ現像装置4は、ロータリの回転始動時、または回転停止時に機械的な衝撃が生じ、この衝撃により現像ローラ46と現像ブレード13との当接ニップ部からトナーが吹き出す恐れがある。プロセスカートリッジ方式とすることで、現像器42に作用する上記衝撃が緩和され、トナーが上記当接ニップ部から吹き出しにくくなる為、当接圧解除方向への現像ローラ46の移動量を増加することができる。
プロセスカートリッジ方式においてドラム1との加圧力が解除された現像器42では、現像ローラ46の侵入量が0.5mm、現像ブレード13の当接圧が10gf/cmと参考例1よりも更に低い値にしてもトナー吹き出しが発生しなかった。従って、参考例1の現像器42をプロセスカートリッジ方式とすることで、弾性体で構成された現像ローラ46およびスポンジローラ12の塑性変形を大幅に抑制できる。
なお、本参考例2では、非磁性トナーを用いている為、トナー供給部材としてスポンジローラ12を配置したが、これに限定されるものではない。例えば、現像ローラ46の内部にマグネットローラを配置し、磁性トナーを用いる現像器構成であれば、スポンジローラ12を取り除いても良い。ただしその場合は、ドラム1と現像ローラ46から離間する際に、現像ローラ46に対する現像ブレード13の当接圧のみ解除できる。
ドラムユニット61に対する現像器42の揺動は現像器42が支軸を中心に回動する構成にすることもできる。また、現像器42側を固定とし、ドラムユニット61側を揺動させる構成にすることもできる。
また、プロセスカートリッジ60は上記参考例に限定されるものではなく、図示されたプロセスカートリッジの構造もあくまで一例であり、本発明においてはその主旨を逸脱しない範囲内であれば、その他の実施形態、応用例、変形例ならびにそれらの組み合わせも可能である。
[実施例]
図17に示すように、現像器42を、現像ローラ46と、現像容器14と、スポンジローラ12と、現像ローラ46を現像容器14の一部であるトナー規制部25に押し当てる加圧部材24で構成する。そして、現像ローラ46をトナー規制部25の方向に加圧してトナーの層厚を規制することで現像器42の薄型化が図れる。
図17に示すように、現像器42を、現像ローラ46と、現像容器14と、スポンジローラ12と、現像ローラ46を現像容器14の一部であるトナー規制部25に押し当てる加圧部材24で構成する。そして、現像ローラ46をトナー規制部25の方向に加圧してトナーの層厚を規制することで現像器42の薄型化が図れる。
ただ、この現像器構成(以下、比較例という)では、トナー規制部25が現像容器14の一部として構成されており、トナー規制部25を可動させることができない。その為、特許文献1に示すような圧接力制御手段でトナー規制部25の当接圧を解除するのが困難である。また、トナー規制部25の当接圧を解除する為に、加圧部材24による加圧力を低減しても、スポンジローラ12との当接圧が解除されないため、スポンジローラ12の塑性変形が生じてしまう。
本実施例における現像器42の特徴は次のとおりである。即ち、このような薄型化現像器について、図13(現像ローラの軸線と直交する平面)に示すように、現像ローラ46を現像ローラ変位方向Aに移動させる際に、加圧部材24による加圧力が低減するように、トナーの層厚を規制する面(以下、規制面Tという)を傾けたところにある。その他の構成ならびに動作が参考例1と同等の部分は重複して説明しない。
上記構成をとることで、現像動作が行われていない時に、現像ローラ46を現像ローラ変位方向A(第2の方向)に移動させるだけで、トナー規制部(現像剤規制部)25およびスポンジローラ12の現像ローラ46に対する当接圧が解除される。これにより、現像ローラ46およびスポンジローラ12の塑性変形を抑制できる。
本実施例の特徴である現像器42について説明する。図13の(a)は現像時における本実施例の現像器42とドラム1を示したものである。本実施例では、加圧部材24としてバネ部材を用いた。本実施例では、規制面Tを傾けて現像ローラ46を変位方向Aに移動させることで、現像ローラ46への当接圧を変化させている。
規制面Tについて詳述する。規制面Tは、現像時におけるトナー規制部25の現像ローラ46に対する当接圧が、非現像時におけるトナー規制部25の現像ローラ46に対する当接圧よりも高くなるように傾斜されている。
現像時と非現像時における現像ローラ46の規制面Tに対する当接状態図をそれぞれ図15の(a)と(b)に示し、バネ部材24が自然長の場合の現像ローラ46を(c)に示す。
ここで、現像時と非現像時におけるバネ部材24の加圧方向とトナー規制部方向bのなす角をそれぞれθ1、θ2、バネ定数をk、現像時と非現像時における現像ローラの現像ローラ変位方向位置をx1、x2、バネ部材24による加圧方向位置をy1、y2とする。
図15の(a)、(b)、(c)に示すように、現像時と非現像時におけるバネ部材24の自然長からの縮み量はそれぞれy1、y2となる。
(a)、(b)に示すように、現像ローラ46は、ドラム1が当接時から離間時にかけて、現像ローラ46の変位方向位置がx1からx2へ、バネ部材24による加圧方向位置がy1からy2へ移動する。
規制面Tは、
ky1cosθ1 > ky2cosθ2・・・・・関係式A
の関係を満たすように傾けた。
ky1cosθ1 > ky2cosθ2・・・・・関係式A
の関係を満たすように傾けた。
左辺は現像時における現像ローラ46が規制面Tを押圧する力を示し、右辺は非現像時における現像ローラ46が規制面Tを押圧する力を示しており、関係式Aは、現像時の当接圧が非現像時の当接圧より高いことを意味している。本実施例では、θ1=θ2=20°に設定した。
次に、図13、図14を用いて、本実施例における現像ローラ46の可動−加圧機構について説明する。現像ローラ46は、現像ローラ46の回転軸位置の画像形成領域より外側において、駆動側軸受部材18に回転可能に取り付けられている。軸受部材18には図13の(a)に示すように、バネ部材19が取り付けられている。
このバネ部材19の加圧力による現像ローラ46の変位方向を現像ローラ変位方向A(第2の方向)とすると、現像ローラ変位方向Aは、規制面Tとスポンジローラ12の現像ローラ46に対する当接圧を低減する方向である。
また、軸受部材18は、図13の(a)に示すように、可動ガイド部分23に組み込まれる。図14の(a)は現像ローラ46の駆動側端部を図13の(a)のH方向から見た図である。軸受部材18には図14に示すように凹状のガイド勘合部20が存在し、凸状の可動ガイド部分23にはめ込まれる。この構成により、現像ローラ46は、図13における現像ローラ変位方向Aに変位可能になる。
さらに、可動ガイド部分23には図13の(a)に示すようにバネ部材24が取り付けられており、バネ部材24は、バネ部材24による加圧力が8.5Nとなるように圧縮されている。そして可動ガイド部分23が現像ローラ46を現像容器14に突き当たることで、現像ローラ46は回転自在に現像容器14のトナー規制部(現像剤規制部)25の方向(第1の方向、図15(a)矢印k1の方向)に加圧される。
図13の(a)に示すように、可動ガイド部分23は、現像容器14の固定ガイド部分26に組み込まれる。図14の(b)は現像ローラ46の駆動側端部を図13の(a)のN方向から見た図である。可動ガイド部分23には凹状のガイド勘合部20が存在し、凸状の固定ガイド部分26にはめ込まれる。この構成により、現像ローラ46は、図13の(a)におけるトナー規制部25方向(第1の方向)に変位可能になる。
非駆動側も駆動側と同様の可動、加圧機構を有し、現像ローラ46は駆動側、非駆動側両端部から回転可能にトナー規制部25方向に加圧される。
上記構成により、バネ部材(第2の付勢部材)19とバネ部材(第1の付勢部材)24は、現像時にはドラム1の加圧力により圧縮され、現像ローラ46はスポンジローラ12および規制面Tとの当接圧を確保している。一方、現像動作が行われていない現像器42では、現像ローラ46からドラム1の加圧力が解除されている。
ドラム1の加圧力が解除されると、図13の(b)に示すようにバネ部材19とバネ部材24により、現像ローラ46が現像ローラ変位方向A(第1の方向と交差する第2の方向)およびトナー規制部25に向かう方向(第1の方向)に加圧される。これにより、現像ローラ46はスポンジローラ12および規制面Tとの当接圧解除方向へ移動する。
従って、少なくとも現像動作が行われていない時には、必ず規制面Tおよびスポンジローラ12との当接圧が解除される為、弾性体で構成された現像ローラ46およびスポンジローラ12の塑性変形を抑制することができる。
なお、本実施例では、現像ローラ46を当接圧解除方向に移動させる為に、可動ガイド部分23で軸受部材18をスライドさせる機構を採用したが、これに限るものではない。
例えば、図16に示すように、現像ローラ46をスライド可能に支持するスライド穴22を軸受部材18内に設け、このスライド穴22内部にバネ部材18を配置して現像ローラ46を現像ローラ変位方向Aに加圧しても同様の効果が得られる。
また、本実施例の現像器42を参考例2に記載しているようにプロセスカートリッジ方式とすることで、弾性体で構成された現像ローラ46およびスポンジローラ12の塑性変形を大幅に抑制できる。
さらに、本実施例では、規制面Tの断面形状は直線状であったが、これに限るものではなく、例えば断面形状を曲線状にしても同様の効果が得られる。
加えて、本実施例では、規制面Tの断面形状は直線状であった為、θ1とθ2が等しかったが、これに限るものではなく、例えば、関係式Aを満たしていればθ1とθ2は等しくなくても良い。
また、本実施例ではトナー規制部(現像剤規制手段)を現像容器14と一体的に構成したが、現像容器14に固定された不動部材によってトナー規制部15を形成してもよい。すなわちトナー規制部15が現像ローラ46と接触した際に、トナー規制部15による規制面Tが現像ローラ46の移動方向(第2方向)に対して所定の姿勢(角度)に保たれていればよい。
1・・像担持体、42・・現像装置、14・・現像容器、11・・現像剤、E・・現像域、46・・現像剤担持体、12・・現像剤供給部材、13・・現像剤規制手段、19・・バネ部材(第1付勢部材)、30・・現像剤担持体移動手段
Claims (9)
- 像担持体に形成された潜像を現像剤により現像する現像装置であって、
前記現像剤を収容する現像容器と、
前記現像剤を担持して前記像担持体に形成された潜像を現像する現像域へ搬送する回転自在の現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に当接し、前記現像剤担持体に担持されて搬送される現像剤を所定の厚さに規制する現像剤規制部と、
前記現像剤担持体に当接し、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部材と、
前記現像剤担持体を前記現像剤規制部に向けて押圧する第1の付勢部材と、
前記現像剤担持体を、前記第1の付勢部材によって付勢される第1の方向と、前記第1の方向とは交差する第2の方向と、に移動可能にする現像剤担持体移動手段と、
を有し、
前記現像剤担持体移動手段は、前記現像剤担持体を前記第2の方向に移動させることで、前記現像剤担持体に対する前記現像剤規制部および前記現像剤供給部材の圧接力を解除又は低減できることを特徴とする現像装置。 - 前記現像剤担持体に対する前記現像剤規制部および前記現像剤供給部材の圧接力が解除又は低減するように前記現像剤担持体を前記第2の方向に沿って付勢する第2の付勢部材を備えることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
- 前記現像剤担持体移動手段は、前記現像剤担持体を回転可能に保持する軸受部材と、前記軸受部材をスライドさせるガイドを有することを特徴とする請求項1又は2に記載の現像装置。
- 前記現像剤担持体は前記像担持体と接触することによって、前記現像剤供給部材に押圧される方向に移動することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の現像装置。
- 前記現像剤担持体の軸線と直交する平面において見たとき、前記現像剤規制部は前記第2の方向に対して傾斜することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の現像装置。
- 前記現像剤規制部は前記現像容器と一体的に形成されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の現像装置。
- 画像形成装置の装置本体に対して取り外し可能に装着して使用されるプロセスカートリッジであって、
潜像が形成される像担持体と、
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の現像装置と、
を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 記録材に画像を形成する画像形成装置であって、
潜像が形成される像担持体と、
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の現像装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 記録材に画像を形成する画像形成装置であって、
潜像が形成される像担持体と、
請求項4に記載の現像装置と、
前記現像剤担持体と前記像担持体の接触と離間を切り替える接離手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
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