JP7254615B2 - 規制ブレードの取付方法、及び現像装置 - Google Patents

規制ブレードの取付方法、及び現像装置 Download PDF

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Description

本発明は、樹脂製の規制ブレードの取付方法、及び樹脂製の規制ブレードを備える現像装置に関する。
現像装置は、現像枠体と、像担持体に形成された静電潜像を現像するために現像剤を担持する現像剤担持体と、現像剤担持体に担持される現像剤の量(コート量)を規制する現像剤規制部材としての規制ブレードを備える。規制ブレードは、現像剤担持体の長手方向に亘って、現像剤担持体との間に所定のギャップ(以降、SBギャップと呼ぶ)を介して、現像剤担持体に対向して配置される。SBギャップとは、現像剤担持体と規制ブレードとの間の最短距離のことである。このSBギャップの大きさを調整することにより、像担持体に形成された静電潜像を現像する位置(像担持体に現像剤担持体が対向する現像領域)に向けて搬送される現像剤の量が調整される。
近年、樹脂によって成形された樹脂製の現像剤規制部材と、樹脂によって成形された樹脂製の現像枠体とを備えた現像装置が知られている(特許文献1参照)。
特開2014-197175号公報
画像を形成するシートの幅が大きくなる事に伴って像担持体に形成可能な画像領域のうちの最大画像領域の長手方向の長さが大きくなる為、規制ブレードの、現像剤担持体に担持される現像剤の量を規制する面(コート量規制面)の長手方向の長さが大きくなる。このため、画像を形成するシートの幅が大きくなる事に伴って、規制ブレードの、像担持体の最大画像領域に対応する領域(以降、規制ブレードの最大画像領域と呼ぶ)の長手方向の長さが大きくなる。長手方向の長さが大きい規制ブレードを樹脂によって成形する場合、熱膨張した樹脂が熱収縮するときの割合が規制ブレードの長手方向でバラツキが生じやすい。このため、長手方向の長さが大きい規制ブレードを一般的な樹脂成形品の精度で樹脂成形した場合には、樹脂成形された規制ブレードのコート量規制面の真直度を保証することが難しくなる。
故に、樹脂製の規制ブレードでは、コート量規制面の長手方向の長さが大きくなるほど、コート量規制面の真直度に起因して、SBギャップが現像剤担持体の長手方向で異なりやすくなる。SBギャップが現像剤担持体の長手方向で異なると、現像剤のコート量が現像剤担持体の長手方向でムラが生じる虞がある。このため、樹脂製の規制ブレードを備えた現像装置では、コート量規制面の真直度に関わらず、SBギャップが現像剤担持体の長手方向に亘って所定の範囲に収まるようにする事が求められ、規制ブレードを撓ませるための力を規制ブレードに付与する必要がある。
そこで、SBギャップが現像剤担持体の長手方向に亘って所定の範囲に収まるように樹脂製の規制ブレードを撓ませて、撓んだ状態の規制ブレードを、現像枠体の規制ブレードが固定される部分(以降、ブレード取付部と呼ぶ)に固定する。このとき、規制ブレードの撓みが元に戻らないようにするために、撓んだ状態の規制ブレードを、ブレード取付部の、像担持体の最大画像領域に対応する領域(以降、ブレード取付部の最大画像領域)の全域に亘って固定することが望ましい。なぜなら、撓んだ状態の規制ブレードをブレード取付部に固定した後に撓みが元に戻った場合、SBギャップが現像剤担持体の長手方向に亘って所定範囲に収まるように調整したにも関わらず、SBギャップが現像剤担持体の長手方向で変動する事になる為である。
故に、樹脂製の規制ブレードと樹脂製の現像枠体とを備えた現像装置では、撓んだ状態の規制ブレードを、ブレード取付部の最大画像領域の全域に亘って固定する事が望ましい。撓んだ状態の規制ブレードを、ブレード取付部の最大画像領域の全域に亘って固定する手段として、接着剤を用いる構成が考えられ、所定の膜厚を有する接着剤を、例えば、ブレード取付部の、規制ブレードが取り付けられる面(ブレード取付面)に塗布する。撓んだ状態の規制ブレードを、ブレード取付部の最大画像領域の全域に亘って接着剤により固定するためには、ブレード取付面の最大画像領域の全域に亘って接着剤を塗布する必要がある。
接着剤塗布部を長手方向に移動させることによりブレード取付面に接着剤を塗布する接着剤塗布装置の一般的な精度では、接着剤塗布装置によってブレード取付面に塗布された接着剤の膜厚の大きさが、ブレード取付面の長手方向でバラツキが生じる。
前述したように、画像を形成するシートの幅が大きくなることに伴って、規制ブレードの最大画像領域の長手方向の長さが大きくなるため、長手方向の長さが大きい規制ブレードが取り付けられるブレード取付面の最大画像領域の長手方向の長さも大きくなる。そして、ブレード取付面の最大画像領域の長手方向の長さが大きいほど、接着剤塗布装置によってブレード取付面に塗布された接着剤の膜厚の大きさがブレード取付面の長手方向でバラつく程度が大きくなりやすくなる。
ブレード取付面に対する規制ブレードの接着強度が十分となる程度にまで接着剤が硬化するのにかかる時間(以降、単に、接着剤の硬化時間と呼ぶ)は、接着剤の膜厚の大きさに比例するものである。即ち、接着剤の膜厚の大きさが大きいほど接着剤の硬化時間が長くなる関係にあり、接着剤の膜厚の大きさが小さいほど接着剤の硬化時間が短くなる関係にある。このため、ブレード取付面に塗布された接着剤の膜厚の大きさがブレード取付面の長手方向でバラツキがあると、ブレード取付面に塗布された接着剤の硬化時間がブレード取付面の長手方向でバラツキが生じることになる。とりわけ、長手方向の長さが大きい規制ブレードが取り付けられるブレード取付面に対して、接着剤塗布装置がブレード取付面の最大画像領域の全域に亘って接着剤を塗布する場合、接着剤の硬化時間がブレード取付面の長手方向でバラつく程度が大きくなり易い。
接着剤の硬化時間がブレード取付面の長手方向でバラツキが大きいと、接着剤を塗布してから所定時間が経過したときに、ブレード取付面の長手方向において、接着剤が十分に硬化している箇所と、接着剤が十分に硬化していない箇所とが混在することになる。ブレード取付面の長手方向において、接着剤が十分に硬化している箇所と、接着剤が十分に硬化していない箇所とが混在する場合、接着剤が十分に硬化していない箇所に合わせて、現像装置の製造工程のうちの接着工程にかける時間を費やさなければならない。即ち、接着剤を塗布して所定時間経過後、ブレード取付面の長手方向において接着剤が十分に硬化している箇所があっても、接着剤が十分に硬化していない箇所がある限り、接着剤が十分に硬化していない箇所で接着剤が十分に硬化するまで待たなければならない。そこで、接着剤塗布装置によってブレード取付面に塗布される接着剤の膜厚の大きさのバラツキを予め見積もって、現像装置の製造工程のうちの接着工程にかける時間を設定することになる。
量産性の観点から言えば、現像装置の製造工程のうちの接着工程にかける時間は短ければ短いほど良く、接着工程において占める接着剤の硬化時間は短ければ短いほど良い。なぜなら、接着剤の硬化時間を短くすることができれば、タクトタイムを短縮することができるので、量産性の観点で有利だからである。前述したように、接着剤の硬化時間は、塗布された接着剤の膜厚の大きさ(即ち、接着剤の塗布量)に起因して決まるものである。そこで、接着工程において、接着剤塗布装置がブレード取付面に塗布する接着剤の量を、以下のように設定する。即ち、画像形成動作中に、現像剤の流れから発生する剤圧力が規制ブレードにかかることに起因する規制ブレードの変形を抑制すべく、ブレード取付面に対する規制ブレードの結合力は、剤圧力に対して十分に大きい必要がある。そこで、剤圧力によりブレード取付面から規制ブレードを引き剥がそうとする力と、接着剤として一般的な接着剤の材料を用いた際の接着剤の接着力とを考慮して、接着剤塗布装置がブレード取付面に塗布する接着剤の量を適切な量に設定する。
そこで、接着剤として一般的な接着剤の材料を用い、且つ、ブレード取付面に塗布する接着剤の量を適切な量に設定する限りにおいて、ブレード取付面に塗布された接着剤の膜厚の大きさのバラツキに起因する接着剤の硬化時間のバラツキを抑制する事を考える。接着剤の硬化時間のバラツキに関しては、接着剤の硬化時間そのものが長いほど接着剤の硬化時間のバラツキの程度が大きくなる関係にあり、接着剤の硬化時間そのものが短いほど接着剤の硬化時間のバラツキの程度が小さくなる関係にある。そこで、接着剤の硬化時間のバラツキの程度を小さくするために、長手方向の長さが大きい樹脂製のドクターブレードを接着剤によりブレード取付部に固定する際に、接着剤の硬化を促進するための硬化促進剤の作用により接着剤の硬化を早めることが考えられる。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものである。本発明は、樹脂製の規制ブレードを樹脂製の現像枠体に接着するのに掛かる時間を短縮することにある。
上記目的を達成するために第一の発明の一態様に係る規制ブレードの取付方法は以下のような構成を備える。即ち、像担持体に形成された静電潜像を現像する位置に向けて現像剤を担持し搬送する現像回転体に非接触に対向して配置され、前記現像回転体に担持される現像剤の量を規制する樹脂製の規制ブレードを、前記規制ブレードを取り付けるための取付部を有する樹脂製の現像枠体の前記取付部に取り付けるための、規制ブレードの取付方法であって、接着剤を、前記取付部に塗布する第1塗布工程と、硬化促進剤を、前記規制ブレードに塗布する第2塗布工程と、前記第1塗布工程で前記取付部に塗布された前記接着剤、及び前記第2塗布工程で前記規制ブレードに塗布された前記硬化促進剤を介して、前記取付部に、前記規制ブレードを取り付ける取付工程と、を有することを特徴とする。
また、上記目的を達成するために第二の発明の一態様に係る規制ブレードの取付方法は以下のような構成を備える。即ち、像担持体に形成された静電潜像を現像する位置に向けて現像剤を担持し搬送する現像回転体に非接触に対向して配置され、前記現像回転体に担持される現像剤の量を規制する樹脂製の規制ブレードを、前記規制ブレードを取り付けるための取付部を有する樹脂製の現像枠体の前記取付部に取り付けるための、規制ブレードの取付方法であって、接着剤を、前記規制ブレードに塗布する第1塗布工程と、硬化促進剤を、前記取付部に塗布する第2塗布工程と、前記第1塗布工程で前記規制ブレードに塗布された前記接着剤、及び前記第2塗布工程で前記取付部に塗布された前記硬化促進剤を介して、前記取付部に、前記規制ブレードを取り付ける取付工程と、を有することを特徴とする。
また、上記目的を達成するために第三の発明の一態様に係る現像装置は以下のような構成を備える。即ち、像担持体に形成された静電潜像を現像する位置に向けて現像剤を担持し搬送する現像回転体と、前記現像回転体に非接触に対向して配置され、前記現像回転体に担持される現像剤の量を規制する樹脂製の規制ブレードと、前記規制ブレードを取り付けるための取付部を有する樹脂製の現像枠体と、を備え、前記規制ブレードは、接着剤、及び硬化促進剤を介して、前記取付部に接着されていることを特徴とする。
本発明によれば、樹脂製の規制ブレードを樹脂製の現像枠体に接着するのに掛かる時間を短縮することができる。
画像形成装置の構成を示す断面図である。 第1の実施形態に係る現像装置の構成を示す斜視図である。 第1の実施形態に係る現像装置の構成を示す斜視図である。 第1の実施形態に係る現像装置の構成を示す断面図である。 樹脂製のドクターブレード(単体)の構成を示す斜視図である。 樹脂製の現像枠体(単体)の構成を示す斜視図である。 樹脂製のドクターブレード(単体)の剛性を説明するための模式図である。 樹脂製の現像枠体(単体)の剛性を説明するための模式図である。 樹脂製のドクターブレード(単体)の真直度を説明するための模式図である。 温度変化に起因する樹脂製のドクターブレードの変形を説明するための斜視図である。 剤圧力に起因する樹脂製のドクターブレードの変形を説明するための断面図である。 接着剤の化学式を説明するための図である。 硬化促進剤の化学式を説明するための図である。 第1の実施形態に係る樹脂製のドクターブレードの接着方法の工程を説明するための模式図である。 第2の実施形態に係る樹脂製のドクターブレードの接着方法の工程を説明するための模式図である。 接着剤及び硬化促進剤のそれぞれを塗布する際の、現像枠体及びドクターブレードのそれぞれの姿勢を説明するための模式図である。 現像枠体とドクターブレードとを接着する際の、現像枠体及びドクターブレードのそれぞれの姿勢を説明するための模式図である。
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものではなく、また第1の実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。本発明は、プリンタ、各種印刷機、複写機、FAX、複合機等、種々の用途で実施できる。
[第1の実施形態]
(画像形成装置の構成)
まず、本発明の第1の実施形態に係る画像形成装置の構成について、図1の断面図を用いて説明する。図1に示すように、画像形成装置60は、中間転写体としての無端状の中間転写ベルト(ITB)61、及び、中間転写ベルト61の回転方向(図1の矢印C方向)に沿って上流側から下流側にかけて4つの画像形成部600を備える。画像形成部600のそれぞれは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、及びブラック(Bk)の各色のトナー像を形成する。
画像形成部600は、像担持体としての回転可能な感光体ドラム1を備える。また、画像形成部600は、感光体ドラム1の回転方向に沿って配設された、帯電手段としての帯電ローラ2、現像手段としての現像装置3、一次転写手段としての一次転写ローラ4、及び、感光体クリーニング手段としての感光体クリーナ5を備える。
現像装置3のそれぞれは、画像形成装置60に着脱可能である。現像装置3のそれぞれは、非磁性トナー(以降、単にトナーと呼ぶ)と磁性キャリアを含む二成分現像剤(以降、単に現像剤と呼ぶ)を収容する現像容器50を有する。また、Y、M、C、及びBkの各色のトナーが収容されたトナーカートリッジのそれぞれは、画像形成装置60に着脱可能である。Y、M、C、及びBkの各色のトナーは、トナー搬送経路を経て、現像容器50のそれぞれに供給される。尚、現像装置3の詳細については、図2~図4で後述し、現像容器50の詳細については、図5で後述する。
中間転写ベルト61は、テンションローラ6、従動ローラ7a、一次転写ローラ4、従動ローラ7b、及び、二次転写内ローラ66によって張架され、図1の矢印C方向へと搬送駆動される。二次転写内ローラ66は、中間転写ベルト61を駆動する駆動ローラも兼ねている。二次転写内ローラ66の回転に伴って、中間転写ベルト61が図1の矢印C方向に回転する。
中間転写ベルト61は、中間転写ベルト61の裏面側から一次転写ローラ4によって押圧されている。また、感光体ドラム1に中間転写ベルト61を当接させることにより、感光体ドラム1と中間転写ベルト61との間には一次転写部としての一次転写ニップ部が形成されている。
中間転写ベルト61を介してテンションローラ6と対向する位置には、ベルトクリーニング手段としての中間転写体クリーナ8が当接されている。また、中間転写ベルト61を介して二次転写内ローラ66と対向する位置には、二次転写手段としての二次転写外ローラ67が配設されている。中間転写ベルト61は、二次転写内ローラ66と二次転写外ローラ67との間で挟持されている。これにより、二次転写外ローラ67と中間転写ベルト61との間には、二次転写部としての二次転写ニップ部が形成されている。二次転写ニップ部では、所定の加圧力と転写バイアス(静電的負荷バイアス)を与えることによって、シートS(例えば、紙やフィルム等)の表面にトナー像を吸着させる。
シートSは、シート収納部62(例えば、給送カセットや給送デッキ等)に積載された状態で収納されている。給送手段63は、例えば、給送ローラ等による摩擦分離方式等を用いて、画像形成タイミングに合わせてシートSを給送する。給送手段63により送り出されたシートSは、搬送パス64の途中に配置されたレジストローラ65へと搬送される。レジストローラ65において斜行補正やタイミング補正を行った後、シートSは二次転写ニップ部へと搬送される。二次転写ニップ部においてシートSとトナー像のタイミングが一致し、二次転写が行われる。
二次転写ニップ部よりもシートSの搬送方向下流側には、定着装置9が配設されている。定着装置9へ搬送されたシートSに対して、所定の圧力と熱量が定着装置9から加えられることにより、シートSの表面上にトナー像が溶融固着される。このようにして画像が定着されたシートSは、排出ローラ69の順回転により、そのまま排出トレイ601に排出される。
両面画像形成を行う場合には、排出ローラ69の順回転によりシートSの後端が切り替えフラッパー602を通過するまで搬送された後、排出ローラ69を逆回転させる。これにより、シートSは、先後端が入れ替えられて、両面搬送パス603へと搬送される。その後、次の画像形成タイミングに合わせて、再給送ローラ604によって再び搬送パス64へと搬送される。
(画像形成プロセス)
画像形成時において、感光体ドラム1は、モータによって回転駆動される。帯電ローラ2は、回転駆動される感光体ドラム1の表面を予め一様に帯電する。露光装置68は、画像形成装置60に入力される画像情報の信号に基づいて、帯電ローラ2により帯電された感光体ドラム1の表面上に静電潜像を形成する。感光体ドラム1は、複数のサイズの静電潜像を形成可能である。
現像装置3は、現像剤を担持する現像剤担持体としての回転可能な現像スリーブ70(現像回転体)を有する。現像装置3は、現像スリーブ70の表面に担持されている現像剤を用いて、感光体ドラム1の表面上に形成された静電潜像を現像する。これにより、感光体ドラム1の表面上の露光部には、トナーが付着し、可視像化される。一次転写ローラ4には転写バイアス(静電的負荷バイアス)が印加され、感光体ドラム1の表面上に形成されたトナー像が、中間転写ベルト61上に転写される。一次転写後の感光体ドラム1の表面上に僅かに残ったトナー(転写残トナー)は、感光体クリーナ5によって回収されて、再び次の作像プロセスに備えられる。
Y、M、C、及びBkの各色の画像形成部600により並列処理される各色の作像プロセスは、中間転写ベルト61上に一次転写された上流色のトナー像の上に順次重ね合わせるタイミングで行われる。その結果、中間転写ベルト61上にはフルカラーのトナー像が形成され、トナー像が二次転写ニップ部へ搬送される。二次転写外ローラ67には転写バイアスが印加され、中間転写ベルト61上に形成されたトナー像が、二次転写ニップ部へ搬送されたシートSに転写される。シートSが二次転写ニップ部を通過した後の中間転写ベルト61上に僅かに残ったトナー(転写残トナー)は、中間転写体クリーナ8によって回収される。定着装置9は、シートS上に転写されたトナー像を定着する。定着装置9により定着処理を受けた記録材Sは、排出トレイ601に排出される。
以上説明したような一連の画像形成プロセスが終了し、次の画像形成動作に備えられる。
(現像装置の構成)
続いて、本発明の第1の実施形態に係る現像装置の構成について、図2の斜視図、図3の斜視図、及び図4の断面図を用いて説明する。図4は、図2の断面Hにおける現像装置3の断面図である。
現像装置3は、樹脂によって成形された樹脂製の現像枠体(以降、単に、現像枠体30と呼ぶ)と、現像枠体30と別体に形成され、樹脂によって成形された樹脂製のカバー枠体(以降、単に、カバー枠体40と呼ぶ)によって構成された現像容器50を備える。図2及び図4は、現像枠体30に対してカバー枠体40が取り付けられている状態を示したものであり、図3は、現像枠体30に対してカバー枠体40が取り付けられていない状態を示したものである。尚、現像枠体30(単体)の構成の詳細については図6で後述する。
現像容器50には、現像スリーブ70が感光体ドラム1と対向する現像領域に相当する位置に開口が設けられている。現像容器50の開口に現像スリーブ70の一部が露出するように、現像容器50に対して現像スリーブ70が回転可能に配置されている。現像スリーブ70の両端部のそれぞれには、軸受部材であるベアリング71が設けられている。
現像容器50の内部は、鉛直方向に延在する隔壁38によって、第一室としての現像室31と、第二室としての撹拌室32とに区画されている(仕切られている)。現像室31と撹拌室32は、隔壁38が有する2箇所の連通部39を介して、長手方向の両端で繋がっている。そのため、現像室31と撹拌室32の間で、連通部39を介して、現像剤が連通可能になっている。現像室31と撹拌室32は、水平方向に関して左右に並べて配設されている。
現像スリーブ70の内部には、現像スリーブ70の回転方向に沿って複数の磁極を有し、現像スリーブ70の表面に現像剤を担持させるための磁界を発生する磁界発生手段としてのマグネットロールが固定して配置されている。現像室31内の現像剤は、マグネットロールの磁極による磁場の影響で汲み上げられ、現像スリーブ70に供給される。このようにして現像室31から現像スリーブ70へ現像剤が供給されるので、現像室31のことを、供給室とも呼ぶ。
現像室31には、現像室31内の現像剤を撹拌し且つ搬送する搬送手段としての第一搬送スクリュー33が、現像スリーブ70に対向して配置されている。第一搬送スクリュー33は、回転可能な軸部としての回転軸33aと、回転軸33aの外周に沿って設けられた現像剤搬送部としての螺旋状の羽根部33bを備え、現像容器50に対して回転可能に支持されている。回転軸33aの両端部のそれぞれには、軸受部材が設けられている。
また、撹拌室32には、撹拌室32内の現像剤を撹拌し且つ第一搬送スクリュー33とは逆方向に搬送する搬送手段としての第二搬送スクリュー34が配置されている。第二搬送スクリュー34は、回転可能な軸部としての回転軸34aと、回転軸34aの外周に沿って設けられた現像剤搬送部としての螺旋状の羽根部34bを備え、現像容器50に対して回転可能に支持されている。回転軸34aの両端部のそれぞれには、軸受部材が設けられている。そして、第一搬送スクリュー33と第二搬送スクリュー34が回転駆動されることにより、現像室31と撹拌室32の間で、連通部39を介して、現像剤が循環する循環経路が形成される。
現像容器50には、現像スリーブ70の表面に担持される現像剤の量(現像剤コート量とも呼ぶ)を規制する現像剤規制部材としての規制ブレード(以降、ドクターブレード36と呼ぶ)が、現像スリーブ70の表面に対して非接触に対向して取付けられている。ドクターブレード36は、現像スリーブ70の表面に担持される現像剤の量を規制する規制部としてのコート量規制面36rを有する。ドクターブレード36は、樹脂によって成形された樹脂製のドクターブレードである。尚、ドクターブレード36(単体)の構成については、図5で後述する。
ドクターブレード36は、現像スリーブ70の長手方向(即ち、現像スリーブ70の回転軸線に平行な方向)に亘って現像スリーブ70との間に所定のギャップ(以降、SBギャップGと呼ぶ)を介して、現像スリーブ70に対向して配置される。本発明では、SBギャップGとは、現像スリーブ70の最大画像領域とドクターブレード36の最大画像領域との間の最短距離のことであるとする。尚、現像スリーブ70の最大画像領域とは、現像スリーブ70の回転軸線方向に関して、感光体ドラム1の表面上に画像を形成可能な画像領域のうちの最大画像領域に対応する現像スリーブ70の領域(所謂、現像スリーブ70の最大画像領域)のことである。また、ドクターブレード36の最大画像領域とは、現像スリーブ70の回転軸線に平行な方向に関して、感光体ドラム1の画像領域のうちの最大画像領域に対応するドクターブレード36の領域(所謂、ドクターブレード36の最大画像領域)のことである。第1の実施形態では、感光体ドラム1が複数のサイズの静電潜像を形成可能であるので、最大画像領域とは、感光体ドラム1に形成可能な複数のサイズの画像領域のうち最も大きいサイズ(例えば、A3サイズ)に対応する画像領域のことを示すものとする。一方、感光体ドラム1が1つのサイズのみの静電潜像を形成可能である変形例にあっては、最大画像領域とは、感光体ドラム1に形成可能なその1つのサイズの画像領域のことを示すものとして読み替えるものとする。
ドクターブレード36は、マグネットロールの磁極の磁束密度のピーク位置に略対向して配置される。現像スリーブ70に供給された現像剤は、マグネットロールの磁極による磁場の影響を受ける。また、ドクターブレード36によって規制されて掻き取られた現像剤は、SBギャップGの上流部で滞留しやすい傾向にある。その結果、ドクターブレード36よりも現像スリーブ70の回転方向上流側には現像剤溜まりが形成される。そして、現像剤溜まりの一部の現像剤は、現像スリーブ70の回転に伴ってSBギャップGを通過するように搬送される。このとき、SBギャップGを通過する現像剤の層厚がドクターブレード36のコート量規制面36rによって規制される。このようにして、現像スリーブ70の表面には、現像剤の薄層が形成される。
そして、現像スリーブ70の表面に担持された所定量の現像剤は、現像スリーブ70の回転に伴って現像領域に搬送される。故に、SBギャップGの大きさを調整することによって、現像領域に搬送される現像剤の量が調整されることになる。第1の実施形態では、SBギャップGの大きさを調整する際にターゲットとするSBギャップGの大きさ(所謂、SBギャップGのターゲット値)を約300μmに設定している。
現像領域に搬送された現像剤は、現像領域で磁気的に立ち上がることで磁気穂が形成される。この磁気穂が感光体ドラム1に接触することにより、現像剤中のトナーが感光体ドラム1に供給される。そして、感光体ドラム1の表面上に形成された静電潜像がトナー像として現像される。現像領域を通過し感光体ドラム1にトナーを供給した後の現像スリーブ70の表面上の現像剤(以降、現像工程後の現像剤と呼ぶ)は、マグネットロールの同極の磁極間で形成された反発磁界により現像スリーブ70の表面から剥ぎ取られる。現像スリーブ70の表面から剥ぎ取られた現像工程後の現像剤は、現像室31に落下することにより、現像室31へと回収される。
図4に示すように、現像枠体30には、SBギャップGに向かって現像剤が搬送されるようにガイドするための現像剤ガイド部35が設けられている。現像剤ガイド部35と現像枠体30は一体に形成された構成になっており、現像剤ガイド部35とドクターブレード36は別体に形成された構成になっている。現像剤ガイド部35は、現像枠体30の内部に形成され、ドクターブレード36のコート量規制面36rよりも現像スリーブ70の回転方向上流側に配置されている。現像剤ガイド部35によって現像剤の流れを安定化させて、所定の現像剤密度になるように整えることにより、ドクターブレード36のコート量規制面36rが現像スリーブ70の表面に最近接する位置での現像剤の重量を規定することができる。
また、図4に示すように、カバー枠体40は、現像枠体30と別体に形成され、現像枠体30に取り付けられる。また、カバー枠体40は、現像スリーブ70の長手方向の全域に亘って現像スリーブ70の外周面の一部がカバーされるように現像枠体30の開口の一部をカバーする。このとき、カバー枠体40は、現像スリーブ70の感光体ドラム1と対向する現像領域が露出するように現像枠体30の開口の一部をカバーしている。現像枠体30に対してカバー枠体40が超音波接着によって固定されているが、現像枠体30に対するカバー枠体40の固定方法は、ビス締結、スナップフィット、接着、溶着等のいずれかの方法であってもよい。
(樹脂製のドクターブレードの構成)
ドクターブレード36(単体)の構成について、図5の斜視図を用いて説明する。
画像形成動作(現像動作)中には、現像剤の流れから発生する現像剤の圧力(以降、剤圧力と呼ぶ)がドクターブレード36にかかる。ドクターブレード36の剛性が低いほど、画像形成動作中に剤圧力がドクターブレード36にかかったときに、ドクターブレード36が変形しやすく、SBギャップGの大きさが変動しやすくなる傾向にある。画像形成動作中には、剤圧力がドクターブレード36の短手方向(図5の矢印M方向)にかかる。そこで、画像形成動作中におけるSBギャップGの大きさの変動を抑制するためには、ドクターブレード36の短手方向の剛性を大きくすることにより、ドクターブレード36の短手方向の変形に対して強くすることが望ましい。
図5に示すように、ドクターブレード36の形状を、量産性及びコストの観点から板状にしている。また、図5に示すように、ドクターブレード36の側面36tの断面積を小さくしており、更に、ドクターブレード36の厚み方向の長さtは、ドクターブレード36の短手方向の長さtよりも小さくしている。これにより、ドクターブレード36(単体)は、ドクターブレード36の長手方向(図5の矢印N方向)と直交する方向(図5の矢印M方向)に対して変形しやすい構成になっている。そこで、コート量規制面36rの真直度を補正するために、ドクターブレード36の少なくとも一部を図5の矢印M方向に撓ませた状態で、ドクターブレード36を現像枠体30のブレード取付部41に固定するものである。尚、ドクターブレード36の真直度補正の詳細については、図9で後述する。
(樹脂製の現像枠体の構成)
現像枠体30(単体)の構成について、図6の斜視図を用いて説明する。図6は、現像枠体30に対してカバー枠体40が取り付けられていない状態を示している。
現像枠体30は、現像室31と、現像室31と隔壁38によって区画された撹拌室32を有する。隔壁38は、樹脂によって成形されており、現像枠体30と別体に形成された構成であってもよく、現像枠体30と一体に形成された構成であってもよい。
現像枠体30は、現像スリーブ70の両端部のそれぞれに設けられたベアリング71を支持することにより、現像スリーブ70を回転可能に支持するためのスリーブ支持部42を有する。また、現像枠体30は、スリーブ支持部42と一体に形成され、ドクターブレード36を取り付けるためのブレード取付部41を有する。図6は、ブレード取付部41からドクターブレード36を浮かせた仮想状態を示している。
ブレード取付部41にドクターブレード36が取り付けられた状態で、ブレード取付部41のブレード取付面41sに塗布された接着剤Aが硬化することにより、ブレード取付部41に対してドクターブレード36が固定されるものである。尚、第1の実施形態に係るドクターブレード36の接着方法の工程の詳細については、図14、図16及び図17で後述する。
(樹脂製のドクターブレードの剛性)
ドクターブレード36(単体)の剛性について、図7の模式図を用いて説明する。ドクターブレード36(単体)の剛性は、現像枠体30のブレード取付部41に対してドクターブレード36が固定されていない状態で測定される。
図7に示すように、ドクターブレード36の長手方向におけるドクターブレード36の中央部36zに対して、ドクターブレード36の短手方向に集中荷重F1をかける。このとき、ドクターブレード36の中央部36zにおける、ドクターブレード36の短手方向への撓み量に基づいて、ドクターブレード36(単体)の剛性を測定する。
例えば、ドクターブレード36の長手方向におけるドクターブレード36の中央部36zに対して、ドクターブレード36の短手方向に300gfの集中荷重F1をかけたとする。このとき、ドクターブレード36の中央部36zにおける、ドクターブレード36の短手方向への撓み量は700μm以上である。尚、このとき、断面上におけるドクターブレード36の中央部36zの変形量は5μm以下である。
(樹脂製の現像枠体の剛性)
現像枠体30(単体)の剛性について図8の模式図を用いて説明する。現像枠体30(単体)の剛性は、現像枠体30のブレード取付部41に対してドクターブレード36が固定されていない状態で測定される。
図8に示すように、ブレード取付部41の長手方向におけるブレード取付部41の中央部41zに対して、ブレード取付部41の短手方向に集中荷重F1をかける。このとき、ブレード取付部41の中央部41zにおける、ブレード取付部41の短手方向への撓み量に基づいて、現像枠体30(単体)の剛性を測定する。
例えば、ブレード取付部41の長手方向におけるブレード取付部41の中央部41zに対して、ブレード取付部41の短手方向に300gfの集中荷重F1をかけたとする。このとき、ブレード取付部41の中央部41zにおける、ブレード取付部41の短手方向への撓み量は60μm以下である。
ドクターブレード36の中央部36zと、現像枠体30のブレード取付部41の中央部41zのそれぞれに同じ大きさの集中荷重F1をかけたとする。このときの、ドクターブレード36の中央部36zの撓み量は、ブレード取付部41の中央部41zの撓み量の10倍以上になっている。故に、現像枠体30(単体)の剛性は、ドクターブレード36(単体)の剛性よりも10倍以上高い。そのため、ドクターブレード36が現像枠体30のブレード取付部41に取り付けられて、ドクターブレード36が現像枠体30のブレード取付部41に固定された状態では、ドクターブレード36の剛性に対して現像枠体30の剛性の方が支配的になる。また、現像枠体30に対して、ドクターブレード36の最大画像領域の全域に亘って固定した場合には、ドクターブレード36の長手方向における両端部のみを固定した場合と比べて、現像枠体30に固定された状態でのドクターブレード36の剛性が高くなる。
また、現像枠体30(単体)の剛性の大きさは、カバー枠体40(単体)の剛性の大きさよりも大きくなっている。そのため、カバー枠体40が現像枠体30に取り付けられて、カバー枠体40が現像枠体30に固定された状態では、カバー枠体40の剛性に対して現像枠体30の剛性の方が支配的になる。
(樹脂製のドクターブレードの真直度補正)
画像を形成するシートSの幅がA3サイズである等、シートSの幅が大きくなる事に対応して、現像スリーブ70の回転軸線に平行な方向に関して、感光体ドラム1の表面上に画像を形成可能な画像領域のうちの最大画像領域の長さが大きくなる。そのため、画像を形成するシートSの幅が大きくなる事に対応して、ドクターブレード36の最大画像領域の長さが大きくなる。長手方向の長さが大きいドクターブレードを樹脂によって成形した場合、樹脂によって成形された樹脂製のドクターブレードのコート量規制面の真直度を保証することが難しい。なぜなら、長手方向の長さが大きいドクターブレードを樹脂によって成形する場合には、熱膨張した樹脂が熱収縮する際に、ドクターブレードの長手方向の位置によって熱収縮の進行が進んでいる箇所と遅れている箇所が生じやすいからである。
そのため、樹脂製のドクターブレードでは、ドクターブレードの長手方向の長さが大きくなるほど、ドクターブレードのコート量規制面の真直度に起因して、現像剤担持体の長手方向においてSBギャップが異なりやすくなる傾向にある。現像剤担持体の長手方向においてSBギャップが異なると、現像剤担持体の長手方向において現像剤担持体の表面に担持される現像剤の量にムラが生じる虞がある。
例えば、長手方向の長さがA3サイズに対応する長さである樹脂製のドクターブレード(以降、A3サイズ対応の樹脂製のドクターブレードと呼ぶ)を、一般的な樹脂成形品の精度で製造した場合、コート量規制面の真直度は300μm~500μm程度である。また、仮に、A3サイズ対応の樹脂製のドクターブレードを、高精度な樹脂材料を用いて高精度で製造したとしても、コート量規制面の真直度は100μm~200μm程度である。
第1の実施形態では、SBギャップGの大きさを約300μmに設定し、且つSBギャップGの公差(即ち、SBギャップGのターゲット値に対する公差)を±10%以下に設定している。故に、第1の実施形態では、SBギャップGの調整範囲が300μm±30μmであって、SBギャップGの公差として許容されるのは最大で60μmまでであることを意味する。このため、A3サイズ対応の樹脂製のドクターブレードを、一般的な樹脂成形品の精度で製造したとしても、高精度な樹脂材料を用いて高精度で製造したとしても、コート量規制面の真直度の精度だけでSBギャップGの公差として許容される範囲を超えてしまう。
樹脂製のドクターブレードを備えた現像装置では、以下のことが望まれる。即ち、樹脂製のドクターブレードのコート量規制面の真直度に関わらず、現像枠体の取付部に対してドクターブレードが固定されている状態において、SBギャップGが現像剤担持体の回転軸線に平行な方向に亘って所定の範囲に収まるようにすることである。そこで、第1の実施形態では、コート量規制面の真直度が低い樹脂製のドクターブレードのコート量規制面の真直度を補正する。これにより、コート量規制面の真直度が低い樹脂製のドクターブレードを用いても、現像枠体の取付部に対してドクターブレードが固定されている状態では、SBギャップGが現像スリーブ70の回転軸線に平行な方向に亘って所定の範囲に収まるようにする。
ここで、ドクターブレード36のコート量規制面36rの真直度について、図9の模式図を用いて説明する。コート量規制面36rの真直度は、コート量規制面36rの長手方向におけるコート量規制面36rの所定の箇所を基準としたときの、コート量規制面36rの外形の最大値と最小値との差分の絶対値で表される。例えば、コート量規制面36rの長手方向におけるコート量規制面36rの中央部を直交座標系の原点とし、当該原点を通る所定の直線をX軸、当該原点からX軸に対して直角に引いた直線をY軸とする。この直交座標系において、コート量規制面36rの真直度は、コート量規制面36rの外形のY座標の最大値と最小値との差分の絶対値で表される。
図9に示すように、樹脂製のドクターブレード(単体)では、ドクターブレード36の長手方向においてドクターブレード36のコート量規制面36rの中央部が大きく撓んでいる形状になっている。そのため、図5に示したドクターブレード36の先端部36e(36e1~36e5)の位置の差異を小さくすることにより、ドクターブレード36rの真直度を補正する必要がある。SBギャップGの公差の許容値や、現像枠体30に対するドクターブレード36の取り付け精度等を鑑みて、ドクターブレード36のコート量規制面36rの真直度を50μm以下に補正する必要がある。尚、2次切削加工により金属製のドクターブレードの真直度の精度が20μm以下であることを鑑みて、より好ましくは、樹脂製のドクターブレード36のコート量規制面36rの真直度を20μm以下に補正することである。現実的な量産工程を鑑みて、ドクターブレード36のコート量規制面36rの真直度補正の設定値を20μm~50μm程度に設定している。
そこで、ドクターブレード36の最大画像領域の少なくとも一部を撓ませるための力(真直度補正力とも呼ぶ)をドクターブレード36に付与し、ドクターブレード36の最大画像領域の少なくとも一部を撓ませる。これにより、ドクターブレード36のコート量規制面36rの真直度を50μm以下に補正する。
図9の例では、ドクターブレード36の先端部36e1,36e5の外形を基準とし、当該基準に対して先端部36e2,36e3,36e4の外形を合わせ込む様に、先端部36e2,36e3,36e4に対して真直度補正力を図9の矢印I方向に付与する。その結果、ドクターブレード36のコート量規制面36rの形状が、コート量規制面36r1からコート量規制面36r2に補正されるので、ドクターブレード36のコート量規制面36rの真直度を50μm以下に補正することができる。尚、図9の例では、ドクターブレード36の先端部36eの外形を合わせ込む際の基準を先端部36e1,36e5(コート量規制面36rの長手方向の両端部)の外形としたが、先端部36e3(コート量規制面36rの長手方向の中央部)の外形としてもよい。その場合には、ドクターブレード36の先端部36e3の外形を基準とし、当該基準に対して先端部36e1,36e2,36e4,36e5の外形を合わせ込むように、ドクターブレード36に真直度補正力を付与する。
このように、ドクターブレード36の真直度補正を行うには、ドクターブレード36に真直度補正力を付与したときにコート量規制面36rの最大画像領域の少なくとも一部が撓むように、ドクターブレード(単体)の剛性を低くする必要がある。
(SBギャップの調整方法)
SBギャップGの調整は、スリーブ支持部42に支持された現像スリーブ70に対する、ブレード取付部41に取り付けられたドクターブレード36の相対位置を調整されるように、現像枠体30に対してドクターブレード36の位置を動かすことによって行う。SBギャップGの調整により決定したブレード取付部41の所定の位置で、ドクターブレード36の最大画像領域の少なくとも一部を撓ませたドクターブレード36を、予めブレード取付面41sの最大画像領域の全域に亘って塗布された接着剤Aにより固定する。
尚、ブレード取付面41sの最大画像領域とは、現像スリーブ70の回転軸線に平行な方向に関して、感光体ドラム1の表面上に画像を形成可能な画像領域のうちの最大画像領域に対応するブレード取付面41sの領域のことである。このとき、ドクターブレード36の最大画像領域のうち、コート量規制面36rの真直度を補正するために撓ませた領域に関しては、ブレード取付部41に固定されることになる。
尚、ドクターブレード36の最大画像領域の少なくとも一部を撓ませるための力を受けた領域が接着剤Aによりブレード取付部41に固定されるのであれば、ブレード取付面41sの一部に接着剤Aが塗布されてなくてもよいとする。そこで、ブレード取付面41sの最大画像領域の全域に亘って接着剤Aが塗布されているものとは、以下の条件を満たすことをいう。ブレード取付部41にドクターブレード36が取り付けられた際に、ブレード取付面41sの最大画像領域の95%以上の領域に接着剤Aが塗布されている状態になっていることである。ただし、ブレード取付面41sの最大画像領域の95%以上の領域には、ドクターブレード36の最大画像領域に対応する領域のうちコート量規制面36rの真直度を補正するために撓ませた領域が含まれるものとする。
これにより、ドクターブレード36の最大画像領域のうちコート量規制面36rの真直度を補正するために撓ませた領域が、撓んでいる状態から、撓む前の元の状態に戻ろうとすることを抑制することができる。このようにすることで、ドクターブレード36は、コート量規制面36rの真直度が50μm以下に補正された状態でブレード取付部41に固定される。
尚、以下に述べる方法によって、SBギャップGの大きさを測定(算出)する。SBギャップGの大きさの測定は、現像枠体30のスリーブ支持部42に現像スリーブ70が支持され、現像枠体30のブレード取付部41にドクターブレード36が取り付けられ、且つカバー枠体40が現像枠体30に固定された状態で行われる。
SBギャップGの大きさを測定するにあたって、現像室31の長手方向に亘って現像室31内に光源(例えば、LEDアレイやライトガイド等の光出射部)が挿入される。現像室31内に挿入された光源は、現像室31内からSBギャップGに向けて光を照射する。また、ドクターブレード36の先端部36e(36e1~36e5)に対応する5箇所のそれぞれに、SBギャップGから現像枠体30の外部に出射する光線を撮像するためのカメラ(受光部)が配置されている。
この5箇所に配置されたカメラは、ドクターブレード36の先端部36e(36e1~36e5)の位置をそれぞれ測定するために、SBギャップGから現像枠体30の外部に出射した光線を撮像する。このとき、カメラは、現像スリーブ70の表面において現像スリーブ70がドクターブレード36と最近接する位置と、ドクターブレード36の先端部36e(36e1~36e5)を読み取る。続いて、カメラで読み取って生成された画像データから画素値を距離に変換して、SBギャップGの大きさを算出する。算出されたSBギャップGの大きさが所定範囲内に入っていない場合、SBギャップGの調整を行う。そして、算出されたSBギャップGの大きさが所定範囲内に入ったら、ドクターブレード36の最大画像領域の少なくとも一部を撓ませたドクターブレード36を現像枠体30のブレード取付部41に固定する位置として決定する。
尚、以下に述べる方法によって、SBギャップGが現像スリーブ70の回転軸線に平行な方向に亘って所定の範囲に収まっているかを判断する。まず、ドクターブレード36の最大画像領域を等間隔に4分割以上し、ドクターブレード36の各分割箇所(但し、ドクターブレード36の最大画像領域の両端部と中央部を含む)の夫々で、SBギャップGを5箇所以上測定する。そして、5箇所以上測定されたSBギャップGの測定値のサンプルから、SBギャップGの最大値、SBギャップGの最小値、及びSBギャップGの中央値を抽出する。
このとき、SBギャップGの最大値とSBギャップGの中央値の差分の絶対値がSBギャップGの中央値の10%以下であり、且つSBギャップGの最小値とSBギャップGの中央値の差分の絶対値がSBギャップGの中央値の10%以下であればよい。この場合、SBギャップGの公差が±10%以下であるとして、SBギャップGが現像スリーブ70の回転軸線に平行な方向に亘って所定の範囲に収まっていることを満たすものとする。例えば、5箇所以上測定されたSBギャップGの測定値のサンプルから、SBギャップGの中央値が300μmであった場合、SBギャップGの最大値は330μm以下、及びSBギャップGの最小値は270μm以上であればよい。即ち、この場合、SBギャップGの調整範囲が300μm±30μmであって、SBギャップGの公差として最大で60μmまで許容される。
(線膨張係数)
続いて、画像形成動作中に発生した熱によって温度が変化することに起因するドクターブレード36と現像枠体30の変形について、図10の斜視図を用いて説明する。現像動作中に発生する熱として、例えば、現像スリーブ70の回転軸とベアリング71の回転時に発する熱や、第一搬送スクリュー33の回転軸33aとその軸受部材の回転時に発する熱や、SBギャップGを現像剤が通過する際に発生する熱などがある。画像形成動作中に発生したこれらの熱によって現像装置3の周囲の温度が変化し、ドクターブレード36や現像枠体30やカバー枠体40の温度も変化する。
図10に示すように、温度変化によるドクターブレード36の伸び量をH[μm]、温度変化による現像枠体30のブレード取付部41のブレード取付面41sの伸び量をI[μm]とする。また、ドクターブレード36を構成する樹脂の線膨張係数α1と、現像枠体30を構成する樹脂の線膨張係数α2が異なるとする。この場合、これらの線膨張係数の違いから温度変化による現像枠体30とドクターブレード36の変形量が異なり、H[μm]とI[μm]の差を埋めるために、ドクターブレード36は、図10の矢印J方向へ変形してしまう。図10の矢印J方向へのドクターブレード36の変形を、以降、ドクターブレード36の反り方向の変形と呼ぶ。そして、ドクターブレード36の反り方向の変形が、SBギャップGの大きさの変動に繋がってしまう。熱に起因するSBギャップGの大きさの変動を抑制するためには、現像枠体30(単体)のスリーブ支持部42とブレード取付部41を構成する樹脂の線膨張係数α2と、ドクターブレード36(単体)を構成する樹脂の線膨張係数α1のそれぞれが関係している。即ち、ドクターブレード36を構成する樹脂の線膨張係数α1と、現像枠体30を構成する樹脂の線膨張係数α2が異なる場合、これらの線膨張係数の違いから温度変化による変形量が異なってしまう。
一般的に、樹脂材料は、金属材料と比べて線膨張係数が大きい。ドクターブレード36が樹脂製である場合、画像形成動作中に発生する熱による温度変化に伴って、ドクターブレード36に反り変形が発生し、ドクターブレード36の長手方向の中央部が撓みやすい。その結果、樹脂製のドクターブレード36が樹脂製の現像枠体に固定される現像装置では、画像形成動作中の温度変化に伴ってSBギャップGの大きさが変動しやすい。
コート量規制面36rの真直度を50μm以下に補正するために、ドクターブレード36の最大画像領域の少なくとも一部を撓ませている。そして、ドクターブレード36の最大画像領域の少なくとも一部を撓ませたドクターブレード36を、現像枠体30のブレード取付部41に対して、ドクターブレード36の最大画像領域の全域に亘って接着剤Aにより固定する方法を採用している。
このとき、現像枠体30を構成する樹脂の熱線膨張係数α2と、ドクターブレード36を構成する樹脂の熱線膨張係数α1との間に大きな差異がある場合、温度変化が発生した時に以下の問題がある。即ち、温度変化が発生した時に、温度変化によるドクターブレード36の変形量(伸縮量)と、温度変化による現像枠体30の変形量(伸縮量)が異なってしまうことである。その結果、ドクターブレード36を現像枠体30のブレード取付面41sに取り付ける位置を決めるときにSBギャップGを高精度に調整したとしても、画像形成動作中の温度変化に起因してSBギャップGの大きさを変動させてしまうことになる。
ブレード取付面41sに対してドクターブレード36を最大画像領域の全域に亘って固定しているので、画像形成動作中の温度変化に起因するSBギャップGの大きさの変動を抑制する必要がある。熱に起因するSBギャップGの変動量としては、現像スリーブ70の長手方向において現像スリーブ70の表面に担持される現像剤量のムラを抑制するために、一般に±20μm以下に抑える必要がある。
ドクターブレード36を構成する樹脂の線膨張係数α1に対する、スリーブ支持部42とブレード取付部41を有する現像枠体30を構成する樹脂の線膨張係数α2の差を、以降、線膨張係数差α2-α1と呼ぶ。この線膨張係数差α2-α1による、ドクターブレード36の最大撓み量の変化について、表1を用いて説明する。現像枠体30のブレード取付部41に対して、ドクターブレード36の最大画像領域の全域に亘ってドクターブレード36が固定された状態において、常温(23℃)から高温(40℃)の温度変化を与えた時のドクターブレード36の最大撓み量の測定を行った。
スリーブ支持部42とブレード取付部41を有する現像枠体30を構成する樹脂の線膨張係数をα2[m/℃]、ドクターブレード36を構成する樹脂の線膨張係数をα1[m/℃]とする。そして、線膨張係数差α2-α1のパラメータを変化させて、ドクターブレード36の最大撓み量の測定を夫々行った結果を、表1に示す。表1では、ドクターブレード36の最大撓み量の絶対値が20μm以下である場合に、最大撓み量を「〇」とし、ドクターブレード36の最大撓み量の絶対値が20μmよりも大きい場合に、最大撓み量を「×」として示している。
Figure 0007254615000001
表1から分かるように、熱に起因するSBギャップGの変動量を±20μm以下に抑えるためには、線膨張係数差α2-α1について、以下の関係式(式1)を満たすようにする必要がある。
(式1)
-0.45×10-5[m/℃]≦α2-α1≦0.55×10-5[m/℃]
そこで、線膨張係数差α2-α1が、-0.45×10-5[m/℃]以上0.55×10-5[m/℃]以下になるように、現像枠体30を構成する樹脂、及び、ドクターブレード36を構成する樹脂を選択すればよい。尚、現像枠体30を構成する樹脂とドクターブレード36を構成する樹脂として同じものを選択した場合、線膨張係数差α2-α1がゼロとなる。
尚、現像枠体30に対して接着剤Aが塗布されると、接着剤Aが塗布された現像枠体30は、線膨張係数が変動することになる。しかしながら、現像枠体30に対して塗布される接着剤Aの体積そのものは非常に小さく、温度変化による接着剤Aの厚み方向に対する寸法変動への影響としては無視できるレベルである。そのため、現像枠体30に対して接着剤Aが塗布されたときに、線膨張係数差α2-α1が変動することに起因する、ドクターブレード36の反り方向の変形は無視できるレベルである。
同様に、カバー枠体40は、現像枠体30に固定されているため、温度変化による現像枠体30とカバー枠体40の変形量が異なると、カバー枠体40の反り方向の変形が、SBギャップGの大きさの変動に繋がってしまう。スリーブ支持部42とブレード取付部41を有する現像枠体30を構成する樹脂の線膨張係数をα2[m/℃]、カバー枠体40を構成する樹脂の線膨張係数をα3[m/℃]とする。そして、スリーブ支持部42とブレード取付部41を有する現像枠体30を構成する樹脂の線膨張係数α2に対する、カバー枠体40を構成する樹脂の線膨張係数α3の差を、以降、線膨張係数差α3-α2と呼ぶ。このとき、線膨張係数差α3-α2について、表1と同様にして、以下の関係式(式2)を満たすようにする必要がある。
(式2)
-0.45×10-5[m/℃]≦α3-α2≦0.55×10-5[m/℃]
そこで、線膨張係数差α3-α2が、-0.45×10-5[m/℃]以上0.55×10-5[m/℃]以下になるように、現像枠体30を構成する樹脂、及び、カバー枠体40を構成する樹脂を選択すればよい。尚、現像枠体30を構成する樹脂とカバー枠体40を構成する樹脂として同じものを選択した場合、線膨張係数差α3-α2がゼロとなる。
(剤圧力)
続いて、画像形成動作中に、現像剤の流れから発生する剤圧力がドクターブレード36にかかることに起因するドクターブレード36の変形について、図11の断面図を用いて説明する。図11は、現像スリーブ70の回転軸線に直交する断面(図2の断面H)における現像装置3の断面図である。また、図11は、現像枠体30のブレード取付部41に対して接着剤Aにより固定されたドクターブレード36の近傍の構成を示している。
図11に示すように、コート量規制面36rにおけるドクターブレード36の現像スリーブ70との最近接位置と、現像スリーブ70の回転中心とを結んだ線をX軸とする。このとき、ドクターブレード36は、X軸方向の長さが長く、X軸方向の断面における剛性が高くなっている。また、図11に示すように、現像剤ガイド部35の近傍に位置する現像枠体30の壁部30aの断面積T2に対して、ドクターブレード36の断面積T1が占める割合が小さくなっている。
前述したように、現像枠体30(単体)の剛性は、ドクターブレード36(単体)の剛性に対して10倍以上高くしている。したがって、現像枠体30のブレード取付部41に対してドクターブレード36が固定された状態では、ドクターブレード36に対して現像枠体30の剛性が支配的になる。その結果、画像形成動作中において、ドクターブレード36が剤圧力を受けたときのドクターブレード36のコート量規制面36rの変位量(最大撓み量)は、現像枠体30の変位量(最大撓み量)と実質的に等価になる。
画像形成動作中において、第一搬送スクリュー33から汲み上げられた現像剤は、現像剤ガイド部35を通り、現像スリーブ70の表面へ搬送される。その後、ドクターブレード36によりSBギャップGの大きさに現像剤の層厚が規定されるときにも、ドクターブレード36は、様々な方向から剤圧力を受けている。図11に示したように、X軸方向(SBギャップGを規定する方向)に直交する方向をY軸方向としたとき、Y軸方向の剤圧力は、現像枠体30のブレード取付面41sに対して垂直である。即ち、Y軸方向の剤圧力は、ブレード取付面41sからドクターブレード36を引き剥がす方向の力となっている。故に、接着剤Aによる結合力は、Y軸方向の剤圧力に対して十分に大きい必要がある。そこで、剤圧力によりブレード取付面41sからドクターブレード36を引き剥がそうとする力や、接着剤Aの接着力を考慮して、ブレード取付面41sに対する接着剤Aの接着面積や塗布厚さを最適化している。
(樹脂製のドクターブレードの接着方法)
前述したように、画像を形成するシートSの幅が大きくなることに対応して、ドクターブレード36の最大画像領域の長手方向の長さが大きくなる。長手方向の長さが大きいドクターブレード36を樹脂によって成形する場合、熱膨張した樹脂が熱収縮するときの割合がドクターブレード36の長手方向でバラツキが生じやすい。このため、長手方向の長さが大きいドクターブレード36を一般的な樹脂成形品の精度で樹脂成形した場合には、樹脂成形されたドクターブレード36のコート量規制面36rの真直度を保証することが難しくなる。
そこで、第1の実施形態では、長手方向の長さが大きいドクターブレード36のコート量規制面36rの真直度を50μm以下に補正するために、ドクターブレード36の最大画像領域の少なくとも一部を撓ませている。そして、ドクターブレード36の最大画像領域の少なくとも一部を撓ませたドクターブレード36を、ブレード取付部41に取り付けて接着剤Aにより固定する方法を採用している。これにより、ドクターブレード36の最大画像領域のうちコート量規制面36rの真直度を補正するために撓ませた領域が、撓んでいる状態から、撓む前の元の状態に戻ろうとすることを抑制することができる。ドクターブレード36の撓みが元に戻らないようにするために、ドクターブレード36を、ドクターブレード36の最大画像領域の全域に亘って接着剤Aによりブレード取付部41に固定することが望ましい。撓んだ状態のドクターブレード36を、ブレード取付部41の最大画像領域の全域に亘って接着剤Aにより固定するためには、ブレード取付面41sの最大画像領域の全域に亘って接着剤Aを塗布する必要がある。
第1の実施形態では、ブレード取付部41にドクターブレード36を取り付けて接着剤Aにより固定する構成において、所定の膜厚を有する接着剤Aを、ブレード取付面41sに塗布するものである。接着剤塗布部(例えば、ノズルを付けたディスペンサー)を長手方向に移動させることによりブレード取付面41sに接着剤Aを塗布する接着剤塗布装置がある。このような接着剤塗布装置を用いた場合、接着剤塗布装置の一般的な精度では、接着剤塗布装置によってブレード取付面41sに塗布された接着剤Aの膜厚の大きさが、ブレード取付面41sの長手方向でバラツキが生じる。
画像を形成するシートSの幅が大きくなる事に対応して、ドクターブレード36の最大画像領域の長手方向の長さが大きくなると、当該ドクターブレードが取り付けられるブレード取付面41sの最大画像領域の長手方向の長さも大きくなる。そして、ブレード取付面41sの最大画像領域の長手方向の長さが大きいほど、接着剤塗布装置によってブレード取付面41sに塗布された接着剤Aの膜厚の大きさがブレード取付面41sの長手方向でバラつく程度が大きくなりやすくなる。
ブレード取付面41sに対するドクターブレード36の接着強度が十分となる程度にまで接着剤Aが硬化するのにかかる時間(以降、単に、接着剤の硬化時間とも呼ぶ)は、接着剤Aの膜厚の大きさに比例するものである。即ち、接着剤Aの膜厚の大きさが大きいほど接着剤の硬化時間が長くなる関係にあり、接着剤Aの膜厚の大きさが小さいほど接着剤の硬化時間が短くなる関係にある。このため、ブレード取付面41sに塗布された接着剤Aの膜厚の大きさがブレード取付面41sの長手方向でバラツキがあると、ブレード取付面41sに塗布された接着剤の硬化時間がブレード取付面41sの長手方向でバラツキが生じることになる。長手方向の長さが大きいドクターブレード36が取り付けられるブレード取付面41sに対して、接着剤塗布装置がブレード取付面41sの最大画像領域の全域に亘って接着剤Aを塗布する場合について考える。とりわけ、この場合には、接着剤の硬化時間がブレード取付面41sの長手方向でバラつく程度が大きくなりやすい。
また、一般的な接着剤(例えば、シアノアクリレート系接着剤)を用いた場合には、接着強度が十分となる程度にまで接着剤が硬化するのに約1分を要する場合もあれば、約1秒しか要さない場合もあり、接着剤の材料の精度としてのバラツキの要因もある。
接着剤の硬化時間がブレード取付面41sの長手方向でバラツキが大きいと、接着剤Aを塗布してから所定時間が経過した時、ブレード取付面41sの長手方向において接着剤Aが十分に硬化している箇所と、接着剤Aが十分に硬化していない箇所とが混在する。装置は、接着剤Aが塗布されたブレード取付面41sに対してドクターブレード36を接着させる際に、ドクターブレード36に対して所定の圧力をかける。このとき、ブレード取付面41sの長手方向において、接着剤Aが十分に硬化している箇所と、接着剤Aが十分に硬化していない箇所とが混在する場合、接着剤Aが十分に硬化していない箇所に合わせて、接着工程にかける時間を費やさなければならない。即ち、装置は、接着剤Aが十分に硬化している箇所があっても、接着剤Aが十分に硬化していない箇所がある限り、接着剤Aが十分に硬化していない箇所で接着剤Aが十分に硬化するまで、ドクターブレード36に対して所定の圧力をかけ続ける。そこで、接着剤塗布装置によってブレード取付面41sに塗布される接着剤Aの膜厚の大きさのバラツキを予め見積もって、現像装置3の製造工程のうちの接着工程にかける時間を設定することになる。
量産性の観点から言えば、現像装置3の製造工程のうちの接着工程にかける時間は短ければ短いほど良く、接着工程において占める接着剤の硬化時間は短ければ短いほど良い。なぜなら、接着剤の硬化時間を短くすることができれば、タクトタイムを短縮することができるので、量産性の観点で有利だからである。前述したように、接着剤の硬化時間は、塗布された接着剤Aの膜厚の大きさ(即ち、接着剤Aの塗布量)に起因して決まるものである。
そこで、接着工程において、接着剤塗布装置がブレード取付面41sに塗布する接着剤の量を、以下のように設定する。即ち、前述したように、剤圧力によりブレード取付面41sからドクターブレード36を引き剥がそうとする力や、接着剤Aの接着力を考慮して、ブレード取付面41sに対する接着剤Aの接着面積や塗布厚さを最適化するものである。接着剤Aとして一般的な接着剤材料を用い、ブレード取付面41sに塗布する接着剤Aの量を適切な量に設定する限りにおいて、ブレード取付面41sに塗布された接着剤Aの膜厚の大きさのバラツキに起因する接着剤の硬化時間のバラツキを抑制する事を考える。接着剤の硬化時間のバラツキに関しては、接着剤の硬化時間そのものが長いほど接着剤の硬化時間のバラツキの程度が大きくなる関係にあり、接着剤の硬化時間そのものが短いほど接着剤の硬化時間のバラツキの程度が小さくなる関係にある。そこで、長手方向の長さが大きい樹脂製のドクターブレード36を接着剤Aによりブレード取付部41に固定する際に、接着剤の硬化時間のバラツキの程度を小さくする為に、接着剤の硬化を促進するための硬化促進剤により接着剤の硬化を早める事が考えられる。より具体的には、ドクターブレード36の接着面には硬化促進剤を塗布し、且つ、ブレード取付面41sには接着剤Aを塗布する。これにより、ドクターブレード36をブレード取付面41sに接着する際に、ブレード取付面41sに塗布された接着剤Aと、ドクターブレード36の接着面に塗布された硬化促進剤とを化学反応させて、接着剤の硬化を早めることである。
このような第1の実施形態において、長手方向の長さが大きい樹脂製のドクターブレードを樹脂製の現像枠体に接着する際の接着剤の硬化時間のバラツキを抑制しながら、SBギャップを現像剤担持体の長手方向に亘って所定範囲に収めるものである。以下に詳細を説明する。
(接着剤)
第1の実施形態では、撓んだ状態のドクターブレード36がブレード取付部41に取り付けられた状態で、ブレード取付面41sに塗布された接着剤Aが硬化することにより、ドクターブレード36が接着剤Aによりブレード取付部41に固定されるものである。接着剤Aの選定については、画像形成動作(現像動作)中にドクターブレード36が現像枠体30のブレード取付面41sから剥がれない程度の接着強度を有することが必要である。画像形成動作(現像動作)中にドクターブレード36にかかる荷重は、落下試験時において2kgf程度であり、その大きさの荷重において、ドクターブレード36が現像枠体30のブレード取付面41sから剥がれなければ問題がない。そのため、一般的な接着剤Aであれば十分に接着強度を確保できることが分かっており、量産性の確保の観点から言えば、接着剤の硬化時間は短ければ短いほど良い。
ここで、現像枠体30のブレード取付面41sに塗布する接着剤Aの膜厚について説明する。接着剤Aを用いてドクターブレード36と現像枠体30のブレード取付面41sとを結合するため、ドクターブレード36と現像枠体30のブレード取付面41sの間には接着剤Aが介在することとなる。そのため、ドクターブレード36と現像枠体30のブレード取付面41sの間に介在する接着剤AがSBギャップGの大きさに影響を与えないように、ブレード取付面41sに塗布する接着剤Aの膜厚を考慮する必要がある。
接着剤Aの膜厚と、接着剤Aにより接着された部分の破断荷重の大きさの関係については、接着剤Aの量が多くなればなるほど、接着剤Aによる接着強度が大きくなる関係にある。前述したとおり、画像形成動作(現像動作)中にドクターブレード36にかかる荷重の大きさは2kgf程度であり、裕度を持って、第1の実施形態では、接着剤Aの接着強度として要求する強度を10kgf以上に設定している。そこで、接着剤Aの接着強度として10kgf以上を確保するために、現像枠体30のブレード取付面41sに塗布する接着剤Aの膜厚を20μm以上にすればよい。
続いて、接着剤Aを塗布する厚さと、接着剤Aの厚み方向の寸法変動の大きさの関係について説明する。一般的に、接着剤Aの膜厚が大きくなればなるほど、接着剤Aが硬化する時の接着剤Aの収縮に起因する接着剤Aの厚み方向の寸法変動が発生する。一方、接着剤Aの膜厚が150μmであるときの接着剤Aの厚み方向の寸法変動の大きさは、接着剤Aの膜厚が30μmであるときの接着剤Aの厚み方向の寸法変動の大きさに対して、約8μm大きいだけである。接着剤Aの厚み方向の寸法変動の大きさとして約8μmの差異であれば、接着剤Aの厚み方向と直交する方向(即ち、SBギャップGを規定する方向)の寸法変動の影響として無視できるレベルである。したがって、現像枠体30のブレード取付面41sに塗布する接着剤Aの膜厚の上限は、接着剤Aの収縮の影響で決定するのではなく、接着剤の硬化時間やコストといった個別の生産要件で決定すればよい。
接着剤Aの選定については、ドクターブレード36が実使用において剥がれない接着強度を有すること必要である。ドクターブレード36に掛かる荷重は落下試験時において2kgf程度であり、その荷重で剥がれなければ問題は無く、一般的なシアノアクリレート系接着剤であれば、接着強度を十分に確保できることが分かっている。そこで、第1の実施形態では、接着剤Aとして、一般的なシアノアクリレート系接着剤を用いるものとして以降説明を進める。シアノアクリレート系接着剤は、アルカリ性物質を触媒として連鎖重合反応を起こし、ポリマー化することにより硬化するものである。ここで、シアノアクリレート系接着剤が硬化するまでのメカニズムについて説明する。
図12は、シアノアクリレート系接着剤の化学式を説明するための図である。図12に示すように、シアノアクリレート系接着剤は、通常、液体の状態ではモノマーの状態で存在している。シアノアクリレート系接着剤が硬化するということは、モノマーが連鎖重合反応を起こし、ポリマー化することを意味する。モノマーが連鎖重合反応を起こすには、連鎖重合反応を起こすための触媒が必要であり、アルカリ性物質が触媒となる。一般的には空気中の水分が触媒の役割を果たしている。より詳細に説明すると、純水(H0)は中性であるが、一般的に空気中の水分は不純物を含むために弱アルカリ性になっている。このため、空気中の水分は、シアノアクリレート系接着剤の触媒としての機能を果たす。故に、接着剤を使用する環境としての湿度は、接着剤の硬化時間に影響を与えるものである。そこで、接着剤を使用する環境の湿度差による接着剤の硬化時間のバラツキを抑制し、且つ接着剤の硬化時間を早める手段として、接着剤の硬化を促進するための硬化促進剤を使用する方法が一般的に知られている。
尚、瞬間接着剤として一般的に販売されている接着剤は、「シアノアクリレート100%」と成分表示されているものが多いが、保存状態で連鎖重合反応して固まらないように、シアノアクリレート系接着剤に微量の酸性物質が加えられたものも存在する。一般的な接着剤であるシアノアクリレート系接着剤を用いた場合には、接着強度が十分となる程度にまで接着剤が硬化するのに約1分を要する場合もあれば、約1秒しか要さない場合もあり、接着剤の材料の精度としてのバラツキがある。
(硬化促進剤)
第1の実施形態では、硬化促進剤として、アセトンやアルコールを溶媒としてアルカリ性であるアミン化合物を含有している溶剤としての、シアノアクリレート系接着剤用の硬化促進剤を用いるものとして以降説明を進める。図13は、シアノアクリレート系接着剤用の硬化促進剤の化学式を説明するための図である。硬化促進剤は、保存状態では液体として存在している。アミン化合物とは、アンモニア(NH)の水素原子を炭化水素基または芳香族原子団で置換された化合物の総称である。図13の例では、水素原子の1個が炭化水素基に置換されているが、置換数は2個でも3個でも良く、水素原子が1個のみ置換されたものは第一級アミン、水素原子が2個置換されたものは第二級アミン、水素原子が3個置換されたものは第三級アミンと呼ばれる。アミン化合物を含む硬化促進剤の溶媒(アセトンやアルコール)は揮発性である。
図13に示すように、シアノアクリレート系接着剤用の硬化促進剤が塗布されると、溶媒(アセトンやアルコール)が2~3秒で揮発することにより、シアノアクリレート系接着剤用の硬化促進剤が塗布された表面には含有物であるアミン化合物が残留する。そして、表面に残留したアミン化合物と、シアノアクリレート系接着剤とが接触することにより、連鎖重合反応が開始して接着剤の硬化が加速される。尚、シアノアクリレート系接着剤用の硬化促進剤がシアノアクリレート系接着剤の硬化を加速させる効果の強弱(即ち、シアノアクリレート系接着剤の硬化時間の速さ)は、硬化促進剤の溶媒に溶けているアミン化合物の量によってコントロールすることができる。
(接着工程)
続いて、第1の実施形態に係るドクターブレード36の接着工程の詳細について、図14の模式図を用いて説明する。第1の実施形態では、図14に示すように、現像枠体30のブレード取付面41sに、シアノアクリレート系接着剤(以降、単に、接着剤101とも呼ぶ)を塗布する。また、ドクターブレード36の接着面36sに、揮発性の硬化促進剤であるシアノアクリレート系接着剤用の硬化促進剤(以降、単に、硬化促進剤102とも呼ぶ)を塗布するものである。
尚、第1の実施形態では、SBギャップGが現像スリーブ70の長手方向に亘って所定の範囲に収まるようにドクターブレード36を撓ませて、撓んだ状態のドクターブレード36を、接着剤101によりブレード取付部41に固定する。このとき、ドクターブレード36の撓みが元に戻らないようにするために、撓んだ状態のドクターブレード36を、ブレード取付部41の最大画像領域の全域に亘って接着する必要がある。そこで、第1の実施形態では、現像枠体30のブレード取付面41sの最大画像領域の全域に亘って接着剤101を塗布し、ドクターブレード36の接着面36sの最大画像領域の全域に亘って硬化促進剤102を塗布するものである。
尚、前述したように、現像枠体30のブレード取付面41sの最大画像領域の全域に亘って接着剤101が塗布されているものとは、以下の条件を満たすことをいう。ブレード取付部41にドクターブレード36が取り付けられた際に、現像枠体30のブレード取付面41sの最大画像領域の95%以上の領域に接着剤101が塗布されている状態になっていることである。ただし、現像枠体30のブレード取付面41sの最大画像領域の95%以上の領域には、ドクターブレード36の最大画像領域に対応する領域のうちコート量規制面36rの真直度を補正するために撓ませた領域が含まれるものとする。
同様にして、ドクターブレード36の接着面36sの最大画像領域の全域に亘って硬化促進剤102が塗布されているものとは、以下の条件を満たすことをいう。ブレード取付部41にドクターブレード36が取り付けられた際に、ドクターブレード36の接着面36sの最大画像領域の95%以上の領域に硬化促進剤102が塗布されている事である。ただし、ドクターブレード36の接着面36sの最大画像領域の95%以上の領域には、ドクターブレード36の接着面36sの最大画像領域に対応する領域のうちコート量規制面36rの真直度を補正する為に撓ませた領域が含まれるものとする。
前述したように、アミン化合物を含む硬化促進剤102の溶媒は揮発性であり、溶媒が2~3秒で揮発した後、アミン化合物が塗布された表面にアミン化合物を残留させることにより、接着剤の硬化を促進させる効果を発揮する。即ち、ドクターブレード36に硬化促進剤102を塗布し、硬化促進剤102の溶剤の揮発後に、SBギャップGが現像スリーブ70の長手方向に亘って所定の範囲に収まるように、ドクターブレード36を撓ませるための力を、ドクターブレード36に付与する。このように、ドクターブレード36を撓ませるための力を、ドクターブレード36に付与しても、ドクターブレード36に塗布された硬化促進剤102がドクターブレード36から垂れてくる虞がない。なぜなら、ドクターブレード36に塗布された硬化促進剤102の溶媒は、揮発しているからである。同様に、ドクターブレード36に硬化促進剤102を塗布し、溶剤の揮発後に、ドクターブレード36をブレード取付部41に取り付けるためにドクターブレード36の姿勢を変える。このように、ドクターブレード36の姿勢を変えても、ドクターブレード36に塗布された硬化促進剤102の溶媒は揮発しているので、ドクターブレード36に塗布された硬化促進剤102がドクターブレード36から垂れてくる虞がない。
また、前述したように、一般的な接着剤であるシアノアクリレート系接着剤を用いた場合には、接着強度が十分となる程度にまで接着剤が硬化するのに数秒から約1分と時間にバラツキがあるものである。接着剤の硬化時間が長いということは生産性が低いということであり、生産性を上げるためには硬化促進剤102によって接着剤の硬化時間を短縮させる必要である。そこで、硬化促進剤102に含有されるアミン化合物の量で、接着剤101の硬化を促進させる程度をコントロールする。第1の実施形態では、ドクターブレード36の接着面36sに硬化促進剤102を塗布する量、及びアミン化合物の濃度を最適化して、適切な硬化時間を実現すべく、硬化促進剤102によって接着剤101が約5秒程度で硬化するように調整している。
ここで、現像枠体30のブレード取付面41sに接着剤101を塗布する方法、及び、ドクターブレード36の接着面36sに硬化促進剤102を塗布する方法について説明する。接着剤101及び硬化促進剤102のいずれも液体であるため、接着剤101及び硬化促進剤102のそれぞれは別々のタンクの中に貯蔵されている。
タンクに貯蔵された接着剤101をポンプで吸い上げ、先端に注射針のようなノズルを付けたディスペンサーを移動させることにより、略定量の接着剤101を、ブレード取付面41sの長手方向に亘って塗布する。このとき、ディスペンサーの移動スピードが接着剤塗布装置で管理されており、ディスペンサーを一定の速度で動かす。これにより、接着剤101の単位面積あたりの塗布量を安定させる。
同様にして、別のタンクに貯蔵された硬化促進剤102をポンプで吸い上げ、先端に注射針のようなノズルを付けたディスペンサーを移動させることにより、略定量の硬化促進剤102を、ドクターブレード36の接着面36sの長手方向に亘って塗布する。このとき、ディスペンサーの移動スピードが硬化促進剤塗布装置で管理されており、ディスペンサーを一定の速度で動かす。これにより、硬化促進剤102の単位面積あたりの塗布量を安定させる。
以上説明したように第1の実施形態では、現像枠体30のブレード取付部41の最大画像領域の全域に亘って接着剤101を塗布した。また、ドクターブレード36の接着面36sの最大画像領域の全域に亘って硬化促進剤102を塗布した。そして、SBギャップGが現像スリーブ70の長手方向に亘って所定の範囲に収まるように、ドクターブレード36を撓ませるための力を、ドクターブレード36に付与した。このとき、ドクターブレード36に付与された力によりドクターブレード36が撓み、且つSBギャップGが現像スリーブ70の長手方向に亘って所定の範囲に収まっている状態である。この状態で、硬化促進剤102が塗布されたドクターブレード36を、接着剤101が塗布されたブレード取付部41に接着した。これにより、長手方向の長さが大きい樹脂製のドクターブレード36を樹脂製の現像枠体30に接着する際の接着剤101の硬化時間のバラツキを抑制しながら、SBギャップGを現像スリーブ70の長手方向に亘って所定範囲に収めることができる。
[第2の実施形態]
前述した第1の実施形態では、現像枠体30のブレード取付面41sの最大画像領域の全域に亘って接着剤101を塗布し、ドクターブレード36の接着面36sの最大画像領域の全域に亘って硬化促進剤102を塗布する例について説明した。一方、第2の実施形態では、現像枠体30のブレード取付面41sの最大画像領域の全域に亘って硬化促進剤102を塗布し、ドクターブレード36の接着面36sの最大画像領域の全域に亘って接着剤101を塗布するものである。第2の実施形態に関して、第1の実施形態とは異なる点を中心に説明し、第1の実施形態と共通している点についてはその説明を省略するものとする。第2の実施形態に係るドクターブレード36の接着工程の詳細について、図15の模式図を用いて説明する。
尚、ブレード取付面41sの最大画像領域の全域に亘って硬化促進剤102が塗布されているものとは、以下の条件を満たすことをいう。ブレード取付部41にドクターブレード36が取り付けられた際に、ブレード取付面41sの最大画像領域の95%以上の領域に硬化促進剤102が塗布されている状態になっていることである。ただし、ブレード取付面41sの最大画像領域の95%以上の領域には、ドクターブレード36の最大画像領域に対応する領域のうちコート量規制面36rの真直度を補正するために撓ませた領域が含まれるものとする。
同様にして、ドクターブレード36の接着面36sの最大画像領域の全域に亘って接着剤101が塗布されているものとは、以下の条件を満たすことをいう。ブレード取付部41にドクターブレード36が取り付けられた際に、ドクターブレード36の接着面36sの最大画像領域の95%以上の領域に接着剤101が塗布されている状態になっていることである。ただし、ドクターブレード36の接着面36sの最大画像領域の95%以上の領域には、ドクターブレード36の最大画像領域に対応する領域のうちコート量規制面36rの真直度を補正するために撓ませた領域が含まれるものとする。
第2の実施形態の例では、第1の実施形態の例と比較して、長手方向の長さが大きい樹脂製のドクターブレード36を樹脂製の現像枠体30に接着する際の接着剤101の硬化時間のバラツキを抑制する効果は同等である。しかしながら、現像装置3は量産される工業製品であるために、量産工業製品としての生産性を考慮すると、第2の実施形態の例よりも、第1の実施形態の例の方が好ましい。その理由を以下に説明する。
現像装置3の製造工程としては、現像装置3の主たる部品である現像枠体30に対して、現像スリーブ70、ドクターブレード36、及びカバー枠体40等の各種の部品を順に組み付けて(結合させて)いき、現像装置3を完成させる製造工程となる。即ち、現像装置3の製造工程内で、現像枠体30の姿勢を変えるということは原則として行われない。現像装置3の製造工程内で、現像枠体30の姿勢を変えるということは、作業者や製造装置が現像枠体30の上下を逆さにしたり、現像枠体30を把持して振り回したりする動作を経ることとなる。このような動作は、現像枠体30に組み付けた部品が重力や遠心力で外れたりする虞があるため、一般的に避けられるものである。
また、部品の姿勢を変換する必要がある場合には、体積が小さく軽い部品の姿勢を変換する方が工程としてより簡単であり一般的である。このため、前述した第1の実施形態では、現像装置3の主たる部品である現像枠体30の姿勢を変換せずに、現像枠体30と比べて体積が小さく軽い部品であるドクターブレード36の姿勢を変換した。
ここで、第1の実施形態に戻って、接着剤101及び硬化促進剤102のそれぞれを塗布する際の、現像枠体30及びドクターブレード36のそれぞれの姿勢について、図16の模式図を用いて説明する。また、現像枠体30とドクターブレード36とを接着する際の、現像枠体30及びドクターブレード36のそれぞれの姿勢について、図17の模式図を用いて説明する。
図16に示すように、装置内で現像枠体30が略水平に置かれた状態において、接着剤塗布装置により、現像枠体30のブレード取付面41sに対して接着剤101が塗布される。同様に、図16に示すように、装置内でドクターブレード36が略水平に置かれた状態において、硬化促進剤塗布装置により、ドクターブレード36の接着面36sに対して硬化促進剤102が塗布される。
現像枠体30のブレード取付面41sに接着剤101(シアノアクリレート系接着剤)が塗布された状態では、粘性と表面張力によりカマボコ状の断面形状(カマボコ型)で維持される。しかしながら、シアノアクリレート系接着剤の粘性及び流動性においては、現像枠体30に振動を与えたり、現像枠体30を傾けたりすることで、カマボコ状の形状が崩れて重力に従って接着剤101がブレード取付面41sから垂れ流れてしまう。即ち、接着剤101が塗布された部品の姿勢を変換することは、塗布された接着剤101が垂れ流れてしまう虞がある。
一方、硬化促進剤102(シアノアクリレート系接着剤用の硬化促進剤)は液状で存在するが、塗布されると溶媒であるアセトンやアルコールは2~3秒で揮発する。このため、塗布されたドクターブレード36の接着面36sには乾燥した状態でアミン化合物103が残留する。乾燥した状態で残留したアミン化合物103は白化したものであるので、白っぽい変色があるとして、作業者が視認できるものである。そこで、検証のために、ドクターブレード36の接着面36sと現像枠体30のブレード取付面41sとが接着された状態から、ドクターブレード36をブレード取付部41から剥がしてみることを考える。接着された状態のドクターブレード36をブレード取付部41から剥がした結果、白っぽい変色(即ち、アミン化合物103)がドクターブレード36の接着面36sと現像枠体30のブレード取付面41sのいずれ側にあるかを確認する。これにより、ドクターブレード36の接着面36sと現像枠体30のブレード取付面41sのどちらに、接着剤101が塗布されたのか、また、そのどちらに、硬化促進剤102が塗布されたのかを検証することができる。
前述したように、硬化促進剤102(シアノアクリレート系接着剤用の硬化促進剤)は液状で存在するが、塗布されると溶媒であるアセトンやアルコールは2~3秒で揮発する。このため、硬化促進剤102を塗布された部品は、硬化促進剤102が塗布された直後から姿勢の変換が容易である。図17に示すように、硬化促進剤102の溶媒が揮発した後は、ドクターブレード36をブレード取付部41に接着するために、ドクターブレード36を180度上下逆さにして姿勢を変換したり、図17の矢印H方向へ移動させたりすることができる。図17の矢印H方向は、鉛直方向上方から鉛直方向下方に向かう方向である。
このように第1の実施形態では、接着面36sに硬化促進剤102が塗布されたドクターブレード36を鉛直方向上方から鉛直方向下方に移動させる。その後、接着剤101が塗布された現像枠体30のブレード取付面41sに対してドクターブレード36を取り付ける。これにより、ドクターブレード36が、接着剤101および硬化促進剤102を介して、現像枠体30のブレード取付面41sに接着される。
前述したように第1の実施形態では、ドクターブレード36を、接着剤101および硬化促進剤102を介して、現像枠体30のブレード取付面41sに接着する。このために、第1の実施形態は、接着剤101が塗布された現像枠体30のブレード取付面41sに対して、硬化促進剤102が塗布されたドクターブレード36を取り付けるものである。
図17の例では、ブレード取付面41sに接着剤101が塗布された現像枠体30の位置は固定して、接着面36sに硬化促進剤102が塗布されたドクターブレード36を鉛直方向上方から鉛直方向下方に移動させる例について説明したが、これに限られない。
接着面36sに硬化促進剤102が塗布されたドクターブレード36の位置は固定して、ブレード取付面41sに接着剤101が塗布された現像枠体30を鉛直方向下方から鉛直方向上方に移動させる変形例であってもよい。
また、接着面36sに硬化促進剤102が塗布されたドクターブレード36の位置を鉛直方向上方から鉛直方向下方に移動させる。これとともに、ブレード取付面41sに接着剤101が塗布された現像枠体30を鉛直方向下方から鉛直方向上方に移動させる変形例であってもよい。
一方、前述したように第2の実施形態では、ドクターブレード36を、接着剤101および硬化促進剤102を介して、現像枠体30のブレード取付面41sに接着する。このために、第2の実施形態は、硬化促進剤102が塗布された現像枠体30のブレード取付面41sに対して、接着剤101が塗布されたドクターブレード36を取り付けるものである。
例えば、接着面36sに接着剤101が塗布されたドクターブレード36の位置は固定して、ブレード取付面41sに硬化促進剤102が塗布された現像枠体30を鉛直方向上方から鉛直方向下方に移動させる。
また、ブレード取付面41sに硬化促進剤102が塗布された現像枠体30の位置は固定して、接着面36sに接着剤101が塗布されたドクターブレード36を鉛直方向下方から鉛直方向上方に移動させる変形例であってもよい。
また、ブレード取付面41sに硬化促進剤102が塗布された現像枠体30を鉛直方向上方から鉛直方向下方に移動させる。これとともに、接着面36sに接着剤101が塗布されたドクターブレード36を鉛直方向下方から鉛直方向上方に移動させる変形例であってもよい。
(その他の実施形態)
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形(各実施形態の有機的な組合せを含む)が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。
上記実施形態では、図1に示したように、中間転写ベルト61を中間転写体として用いる構成の画像形成装置60を例に説明したが、これに限られない。感光体ドラム1に順に記録材を直接接触させて転写を行う構成の画像形成装置に本発明を適用することも可能である。
また、上記実施形態では、現像装置3を1つのユニットとして説明したが、現像装置3を含む画像形成部600(図1参照)を一体的にユニット化し、画像形成装置60に着脱可能としたプロセスカートリッジの形態であっても同様の効果が得られる。さらに、これら現像装置3またはプロセスカートリッジを備えた画像形成装置60であれば、モノクロ機、カラー機を問わず本発明を適用することが可能である。
3 現像装置
30 現像枠体
36 ドクターブレード
41 ブレード取付部
70 現像スリーブ
101 接着剤
102 硬化促進剤

Claims (20)

  1. 像担持体に形成された静電潜像を現像する位置に向けて現像剤を担持し搬送する現像回転体に非接触に対向して配置され、前記現像回転体に担持される現像剤の量を規制する樹脂製の規制ブレードを、前記規制ブレードを取り付けるための取付部を有する樹脂製の現像枠体の前記取付部に取り付けるための、規制ブレードの取付方法であって、
    接着剤を、前記取付部に塗布する第1塗布工程と、
    硬化促進剤を、前記規制ブレードに塗布する第2塗布工程と、
    前記第1塗布工程で前記取付部に塗布された前記接着剤、及び前記第2塗布工程で前記規制ブレードに塗布された前記硬化促進剤を介して、前記取付部に、前記規制ブレードを取り付ける取付工程と、
    を有することを特徴とする規制ブレードの取付方法。
  2. 前記第2塗布工程で前記硬化促進剤が塗布された前記規制ブレードを、鉛直方向上方から鉛直方向下方に移動させる移動工程を更に有し、
    前記取付工程は、前記第1塗布工程で前記取付部に塗布された前記接着剤、及び前記第2塗布工程で前記規制ブレードに塗布された前記硬化促進剤を介して、前記取付部に、前記移動工程で鉛直方向上方から鉛直方向下方に移動させた前記規制ブレードを取り付ける
    ことを特徴とする請求項1に記載の規制ブレードの取付方法。
  3. 前記第1塗布工程で前記接着剤が塗布された前記取付部を、鉛直方向下方から鉛直方向上方に移動させる移動工程を更に有し、
    前記取付工程は、前記第1塗布工程で前記取付部に塗布された前記接着剤、及び前記第2塗布工程で前記規制ブレードに塗布された前記硬化促進剤を介して、前記移動工程で鉛直方向下方から鉛直方向上方に移動させた前記取付部に、前記規制ブレードを取り付ける
    ことを特徴とする請求項1に記載の規制ブレードの取付方法。
  4. 前記第1塗布工程で前記接着剤が塗布された前記取付部を、鉛直方向下方から鉛直方向上方に移動させる第1移動工程と、
    前記第2塗布工程で前記硬化促進剤が塗布された前記規制ブレードを、鉛直方向上方から鉛直方向下方に移動させる第2移動工程と、
    を更に有し、
    前記取付工程は、前記第1塗布工程で前記取付部に塗布された前記接着剤、及び前記第2塗布工程で前記規制ブレードに塗布された前記硬化促進剤を介して、前記第1移動工程で鉛直方向下方から鉛直方向上方に移動させた前記取付部に、前記第2移動工程で鉛直方向上方から鉛直方向下方に移動させた前記規制ブレードを取り付ける
    ことを特徴とする請求項1に記載の規制ブレードの取付方法。
  5. 前記規制ブレードを撓ませるための力を、前記規制ブレードに付与する付与工程を更に有し、
    前記取付工程は、前記付与工程で前記規制ブレードに付与された前記力により前記規制ブレードを撓ませた状態を維持した状態で、前記取付部に、前記規制ブレードを取り付ける
    ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の規制ブレードの取付方法。
  6. 前記付与工程は、前記規制ブレードを撓ませるための前記力を、前記第2塗布工程で前記硬化促進剤が塗布された前記規制ブレードに付与する
    ことを特徴とする請求項5に記載の規制ブレードの取付方法。
  7. 前記第1塗布工程は、前記像担持体に画像を形成可能な前記像担持体の最大画像領域に対応する前記取付部の領域の全域に亘って、前記接着剤を、前記取付部に塗布する
    ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の規制ブレードの取付方法。
  8. 前記第2塗布工程は、前記像担持体に画像を形成可能な前記像担持体の最大画像領域に対応する前記規制ブレードの領域の全域に亘って、前記硬化促進剤を、前記規制ブレードに塗布する
    ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の規制ブレードの取付方法。
  9. 像担持体に形成された静電潜像を現像する位置に向けて現像剤を担持し搬送する現像回転体に非接触に対向して配置され、前記現像回転体に担持される現像剤の量を規制する樹脂製の規制ブレードを、前記規制ブレードを取り付けるための取付部を有する樹脂製の現像枠体の前記取付部に取り付けるための、規制ブレードの取付方法であって、
    接着剤を、前記規制ブレードに塗布する第1塗布工程と、
    硬化促進剤を、前記取付部に塗布する第2塗布工程と、
    前記第1塗布工程で前記規制ブレードに塗布された前記接着剤、及び前記第2塗布工程で前記取付部に塗布された前記硬化促進剤を介して、前記取付部に、前記規制ブレードを取り付ける取付工程と、
    を有することを特徴とする規制ブレードの取付方法。
  10. 前記第2塗布工程で前記硬化促進剤が塗布された前記取付部を、鉛直方向上方から鉛直方向下方に移動させる移動工程を更に有し、
    前記取付工程は、前記第1塗布工程で前記取付部に塗布された前記接着剤、及び前記第2塗布工程で前記規制ブレードに塗布された前記硬化促進剤を介して、前記移動工程で鉛直方向上方から鉛直方向下方に移動させた前記取付部に、前記規制ブレードを取り付ける
    ことを特徴とする請求項9に記載の規制ブレードの取付方法。
  11. 前記第1塗布工程で前記接着剤が塗布された前記規制ブレードを、鉛直方向下方から鉛直方向上方に移動させる移動工程を更に有し、
    前記取付工程は、前記第1塗布工程で前記取付部に塗布された前記接着剤、及び前記第2塗布工程で前記規制ブレードに塗布された前記硬化促進剤を介して、前記取付部に、前記移動工程で鉛直方向下方から鉛直方向上方に移動させた前記規制ブレードを取り付ける
    ことを特徴とする請求項9に記載の規制ブレードの取付方法。
  12. 前記第1塗布工程で前記接着剤が塗布された前記規制ブレードを、鉛直方向下方から鉛直方向上方に移動させる第1移動工程と、
    前記第2塗布工程で前記硬化促進剤が塗布された前記取付部を、鉛直方向上方から鉛直方向下方に移動させる第2移動工程と、
    を更に有し、
    前記取付工程は、前記第1塗布工程で前記取付部に塗布された前記接着剤、及び前記第2塗布工程で前記規制ブレードに塗布された前記硬化促進剤を介して、前記第2移動工程で鉛直方向上方から鉛直方向下方に移動させた前記取付部に、前記第1移動工程で鉛直方向下方から鉛直方向上方に移動させた前記規制ブレードを取り付ける
    ことを特徴とする請求項9に記載の規制ブレードの取付方法。
  13. 前記規制ブレードを撓ませるための力を、前記規制ブレードに付与する付与工程を更に有し、
    前記取付工程は、前記付与工程で前記規制ブレードに付与された前記力により前記規制ブレードを撓ませた状態を維持した状態で、前記取付部に、前記規制ブレードを取り付ける
    ことを特徴とする請求項9乃至12のいずれか1項に記載の規制ブレードの取付方法。
  14. 前記付与工程は、前記規制ブレードを撓ませるための前記力を、前記第1塗布工程で前記接着剤が塗布された前記規制ブレードに付与する
    ことを特徴とする請求項13に記載の規制ブレードの取付方法。
  15. 前記第1塗布工程は、前記像担持体に画像を形成可能な前記像担持体の最大画像領域に対応する前記規制ブレードの領域の全域に亘って、前記接着剤を、前記規制ブレードに塗布する
    ことを特徴とする請求項9乃至14のいずれか1項に記載の規制ブレードの取付方法。
  16. 前記第2塗布工程は、前記像担持体に画像を形成可能な前記像担持体の最大画像領域に対応する前記取付部の領域の全域に亘って、前記硬化促進剤を、前記取付部に塗布する
    ことを特徴とする請求項9乃至15のいずれか1項に記載の規制ブレードの取付方法。
  17. 像担持体に形成された静電潜像を現像する位置に向けて現像剤を担持し搬送する現像回転体と、
    前記現像回転体に非接触に対向して配置され、前記現像回転体に担持される現像剤の量を規制する樹脂製の規制ブレードと、
    前記規制ブレードを取り付けるための取付部を有する樹脂製の現像枠体と、
    を備え、
    前記規制ブレードは、接着剤、及び硬化促進剤を介して、前記取付部に接着されている
    ことを特徴とする現像装置。
  18. 前記規制ブレードは、前記像担持体に画像を形成可能な前記像担持体の最大画像領域に対応する前記規制ブレードの領域の全域に亘って、前記取付部に接着されている
    ことを特徴とする請求項17に記載の現像装置。
  19. 前記規制ブレードは、前記取付部に設けられた前記接着剤、及び前記規制ブレードに設けられた前記硬化促進剤を介して、前記取付部に接着されている
    ことを特徴とする請求項17又は18に記載の現像装置。
  20. 前記規制ブレードは、前記規制ブレードに設けられた前記接着剤、及び前記取付部に設けられた前記硬化促進剤を介して、前記取付部に接着されている
    ことを特徴とする請求項17又は18に記載の現像装置。
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