現像装置、この現像装置を備えたプロセスカートリッジおよびこの現像装置を備えた画像形成装置
【課題】簡単な構成で現像ケース外部への現像剤の飛散や落下を防止できるようにする。
【解決手段】現像装置２の感光体ドラム３に対向する側に飛散防止部材２０１と２０２が設けられている。飛散防止部材（インナーブレード）２０２は現像ローラ１０１側に配置され、飛散防止部材（アウターブレード）２０１は感光体ドラム３側に配置されている。インナーブレード２０２は感光体ドラム３に非接触であり、アウターブレード２０１は感光体ドラム３に接触する構造である。インナーブレード２０２は、感光体ドラム３に接触しないため、現像剤飛散や現像剤落下を効果的に防止することができる。
【解決手段】現像装置２の感光体ドラム３に対向する側に飛散防止部材２０１と２０２が設けられている。飛散防止部材（インナーブレード）２０２は現像ローラ１０１側に配置され、飛散防止部材（アウターブレード）２０１は感光体ドラム３側に配置されている。インナーブレード２０２は感光体ドラム３に非接触であり、アウターブレード２０１は感光体ドラム３に接触する構造である。インナーブレード２０２は、感光体ドラム３に接触しないため、現像剤飛散や現像剤落下を効果的に防止することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電潜像を可視像化する現像装置、この現像装置を備えたプロセスカートリッジおよびこの現像装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現像剤が収納されている現像ケースを備え、現像ケース内に現像ローラを有する現像装置において、現像ケースにおける現像ローラの表面近傍から現像ケース外部へ現像剤が飛散したり、現像剤が落下したりすることがあった。それらによって、直接画像に影響を与えるばかりでなく、光学系や帯電極、転写分離極、各種センサ等を汚染することによる２次的な不具合を発生させる原因となる。
【０００３】
上記課題を解決するために、シール部材は、感光体ドラムの中心と現像ローラの中心とを結んだ線が現像ローラの表面と交差する位置Ａと、該シール部材の先端位置Ｂとの距離をＬとしたとき、Ｌ≧３ｍｍの条件を満足する現像装置が（特許文献１参照）、また、現像剤規制部材から現像ニップにかけての範囲内に現像剤規制部材により層厚を規制された現像剤と所定の間隔をおいて可撓性部材を設置し、可撓性部材は少なくとも現像剤担持体側の面が導電性を有している現像装置（特許文献２参照）が、開示されている。
【特許文献１】特開２００２−２９６９０２号公報
【特許文献２】特開２００５−２０１９４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された従来技術では、現像ローラへのトナー落ちへの対処であって、転写用紙へのトナー落ちなどは考慮されていない。また、感光体ドラムと現像ローラとの配置関係から、シール部材の配置に対しスペース的に余裕のある場合に限られる。
【０００５】
特許文献２に記載された従来技術では、トナー落下について対応しているものの、現像ローラの回転方向が上方から下方へとなっており、またアースを取るための構造が必要となり、部品点数が増加する。
【０００６】
本発明の目的は、簡単な構成で現像ケース外部への現像剤の飛散や落下を防止できる現像装置、この現像装置を備えたプロセスカートリッジおよびこの現像装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、現像剤汲み上げ部で現像剤を汲み上げ、下方から上方に回転することで現像剤を静電潜像作成するための感光体ドラムに担持搬送する現像ローラと、前記現像ローラを軸支し、現像剤を収容する樹脂製の現像ケースと、前記現像ローラの近傍で、現像剤の飛散を防止するために前記現像ケースに設けられた２つの飛散防止部材と、を備え、前記現像ローラ側の飛散防止部材は、前記感光体ドラムには非接触とし、前記感光体ドラム側の飛散防止部材は、前記感光体ドラムに接触させることを特徴とする現像装置である。
【０００８】
ここで、前記現像剤は２成分現像剤であってもよいし、前記飛散防止部材はウレタンブレードであってもよい。
【０００９】
また、前記感光体ドラムに非接触の前記飛散防止部材は、前記感光体ドラム表面より１．５ｍｍから２．５ｍｍ離間していることが望ましい。
【００１０】
また、本発明は、少なくとも前記現像装置と前記感光体ドラムとが一体に構成され、画像形成装置に対して着脱可能なことを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００１１】
また、本発明は、前記現像装置を備える画像形成装置である。この画像形成装置は、タンデム型カラー機である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、現像ローラの近傍で、現像剤の飛散を防止するために前記現像ケースに設けられた２つの飛散防止部材と、を備え、前記２つの飛散防止部材のうちの一方は、静電潜像を作成するための感光体ドラムには接触しない構造をとることで、製造が容易でありながら、現像剤の落下や飛散を簡単に防止することができる。
【００１３】
本発明によれば、２成分現像剤であるため、比重が小さくキャリアとの混合攪拌性に問題を起しやすいトナーに対して、トナーの飛散や落下防止を確実に行うことができる。
【００１４】
本発明によれば、前記飛散防止部材として、ウレタンブレードを用いるため、強度面でも強く可撓性も強い。このため、ウレタンブレードは飛散防止部材として適切な材料である。
【００１５】
本発明によれば、前記飛散や落下を防止する部材のうちの一方は、前記感光体ドラム表面より１．５ｍｍから２．５ｍｍ離間していることで、現像剤の落下や飛散を確実に抑えることができる。
【００１６】
本発明によれば、現像装置と感光体ドラムを一体構造とするプロセスカートリッジのため、プロセスカートリッジとして現像剤の飛散や落下を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の最良の実施形態に係る現像装置を備える画像形成装置を、図面を参照にしつつ詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係る現像装置が搭載される画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【００１９】
画像形成装置１００は、外部から伝達された画像データに応じて、所定のシート（記録用紙）に対して多色および単色の画像を形成可能とするタンデム型のカラー印刷機である。画像形成装置１００は、露光ユニット１、現像装置２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナユニット４、中間転写ベルトユニット８、定着ユニット１２と、用紙搬送路１１０、給紙トレイ１０および排紙トレイ１５等より構成されている。
【００２０】
なお、画像形成装置１００において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、現像装置２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナユニット４は各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローに設定され、４つの画像ステーションが構成されている。従って、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローごとに、現像装置２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナユニット４に対して、ａ，ｂ，ｃ，ｄと符号を付けている。
【００２１】
現像装置２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナユニット４は、画像形成装置１００の上部に配置されている。
感光体ドラム３は、画像情報に基づいて露光ユニット１により表面に静電潜像が形成される。
帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、図１に示すように接触型のローラ型やブラシ型の帯電器のほかチャージャー型の帯電器が用いられる事もある。
【００２２】
露光ユニット１は、図１に示すようにレーザ照射部および反射ミラーを備えた、レーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を用いる手法のほかに、発光素子をアレイ状に並べた例えばＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いる手法もある。そして帯電された感光体ドラム３を入力された画像データに応じて露光することにより、その表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有するものである。
【００２３】
現像装置２はそれぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像を（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）のトナーにより顕像化するものである。
クリーナユニット４は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを、除去・回収するものである。
【００２４】
感光体ドラム３の上方に配置されている中間転写ベルトユニット８は、中間転写ベルト７、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルトテンション機構７３、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ローラ６、および中間転写ベルトクリーニングユニット９を備えている。
【００２５】
中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルトテンション機構７３、中間転写ローラ６、中間転写ベルト従動ローラ７２等は、中間転写ベルト７を張架し、矢印方向（Ｂ）に回転駆動させるものである。
【００２６】
中間転写ローラ６は、中間転写ベルトユニット８の中間転写ベルトテンション機構７３の中間転写ローラ６取付部に回転可能に支持されており、感光体ドラム３のトナー像を、中間転写ベルト７上に転写するための転写バイアスを与えるものである。
【００２７】
中間転写ベルト７は、それぞれの感光体ドラム３に接触するように設けられている。そして、感光体ドラム３に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト７に順次的に重ねて転写することによって、中間転写ベルト７上にカラーのトナー像（多色トナー像）を形成する機能を有している。この中間転写ベルト７は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。
【００２８】
感光体ドラム３から中間転写ベルト７へのトナー像の転写は、中間転写ベルト７の裏側に接触している中間転写ローラ６によって行われる。中間転写ローラ６には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。中間転写ローラ６は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面は、導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、中間転写ベルト７に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施例では転写電極としてローラ形状を使用しているが、それ以外にブラシなども用いる事が可能である。
【００２９】
上述の様に各感光体ドラム３上で各色相に応じた顕像化された静電像は、中間転写ベルト７で積層され、装置に入力された画像情報となる。このように、積層された画像情報は、中間転写ベルト７の回転によって、後述の用紙と中間転写ベルト７の接触位置に配置される転写ローラ１１によって用紙上に転写される。
【００３０】
この時、中間転写ベルト７と転写ローラ１１は所定ニップで圧接されると共に、転写ローラ１１にはトナーを用紙に転写させるための電圧が印加される（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）。さらに、転写ローラ１１は上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１１もしくは中間転写ベルト駆動ローラ７１の何れか一方に硬質材料（金属等）が用いられ、他方に弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等々）が用いられる。
【００３１】
また、上記のように、感光体ドラム３との接触により中間転写ベルト７に付着したトナー、若しくは、転写ローラ１１によって用紙上に転写が行われず、中間転写ベルト７上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット９によって除去・回収されるように設定されている。中間転写ベルトクリーニングユニット９には、中間転写ベルト７に接触する例えばクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードが接触する中間転写ベルト７は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ７２で支持されている。
【００３２】
給紙トレイ１０は、画像形成に使用するシート（記録用紙）を蓄積しておくためのトレイであり、画像形成装置１００の画像形成部および露光ユニット１の下側に設けられている。また、画像形成装置１００の上部に設けられている排紙トレイ１５は、印刷済みのシートを反転した状態で（多色トナー像を下側に向けて）載置するためのトレイである。
【００３３】
また、画像形成装置１００には、給紙トレイ１０のシートを転写部１１や定着ユニット１２を経由させて排紙トレイ１５に送るための、略垂直形状の用紙搬送路１１０が設けられている。さらに、給紙トレイ１０から排紙トレイ１５までの用紙搬送路１１０の近傍には、ピックアップローラ１６１、レジストローラ１４、転写ローラ１１、定着ユニット１２、シートを搬送する搬送ローラ２５１、２５２、排紙ローラ２５３等が配されている。
【００３４】
搬送ローラ２５−１、２５−２は、シートの搬送を促進・補助するための、小型のローラであり、用紙搬送路１１０に沿って複数設けられている。ピックアップローラ１６−１は、給紙トレイ１０の端部に備えられ、給紙トレイ１０から、シートを１枚ずつ用紙搬送路１１０に供給する呼び込みローラである。
【００３５】
また、レジストローラ１４は、用紙搬送路１１０上に搬送されているシートをいったん保持するものである。そして、感光体ドラム３上のトナー像の先端とシートの先端を合わせるタイミングでシートを転写ローラ１１に搬送する機能を有している。
【００３６】
定着ユニット１２は、加熱ローラ３１、加圧ローラ３２、等を備えており、加熱ローラ３１および加圧ローラ３２は、シートを挟んで回転するようになっている。また、加熱ローラ３１は、図示しない温度検出器からの信号に基づいて制御部によって所定の定着温度となるように設定されており、加圧ローラ３２とともにシートを熱圧着することにより、シートに転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、シートに対して熱定着させる機能を有している。
【００３７】
次に、シート搬送経路を詳細に説明する。画像形成装置１００には予めシートを収納する給紙トレイ１０が配置されると共に、ユーザが少数枚の印字を行う時に給紙トレイ１０の開閉動作を行わなくても良い手差しトレイ２０が配置されている。
【００３８】
両給紙方法には、各々ピックアップローラ１６−１、１６−２が配置され、１枚ずつを搬送路に導くようになっている。
【００３９】
給紙トレイ１０から搬送されるシートは搬送路１１０中の搬送ローラ２５−１によってレジストローラ１４まで搬送され、シートの先端と中間転写ベルト７上の画像情報の先端を整合するタイミングで転写ローラ１１に搬送され、シート上に画像情報が書き込まれる。その後、シートは定着ユニット１２を通過する事によってシート上の未定着トナーが熱で溶融・固着され搬送ローラ２５−２を経て排紙ローラ２５−３から排紙トレイ１５上に排出される（片面印字要求の時）。
【００４０】
他方、手差しトレイ２０に積載されるシートはピックアップローラ１６２によって給紙され、搬送ローラ２５−４、２５−５、２５−６を経てレジストローラ１４に到達し、それ以降は給紙トレイ１０から給紙されるシートと同様の経過を経て廃止トレイ１５に排出される（片面印字要求の時）。
【００４１】
この時、印字要求内容が両面印字要求の時は、上記のように片面印字が終了し定着ユニット１２を通過したシートの後端が排紙ローラ２５−３でチャックされ、排紙ローラ２５−３が逆回転する事によって搬送ローラ２５−７、２５−８に導かれた後レジストローラ１４を経て裏面印字が行われた後に排紙トレイ１５に排出される。
【００４２】
次に、本実施形態に係る特徴的な現像装置の構成について、図面を参照して説明する。
【００４３】
図２は本実施形態の現像装置近傍を示す部分拡大図、図３は現像装置の現像ローラ軸に垂直な面での断面拡大図、図４は、図３における飛散防止部材の位置関係について模式的に示した図である。
【００４４】
現像装置２は、図２に示すように、直径１６ｍｍの現像ローラ１０１と、現像剤の穂立ちを規制する穂高規制部材１０２と、現像剤を攪拌し現像ローラに現像剤を供給する攪拌供給部材１０３，１０４とを備えており、直径３０ｍｍの感光体ドラム３に現像剤を供給する。現像ローラ１０１の回転方向と感光体ドラム３の回転方向は逆であるため、現像部においてはフォロー方式で接触現像される。
【００４５】
図２に示すように、現像装置２と感光体ドラム３は一体構成とされて、プロセスカートリッジ５０が形成される。プロセスカートリッジ５０は画像形成装置１００に着脱自在に設けられている。
【００４６】
ここで従来技術の欠点について説明する。図７に示すように、現像装置５００の感光体ドラム３に対向する側に飛散防止部材２０１と５０２が設けられている。飛散防止部材２０１は感光体ドラム側に配置され、飛散防止部材５０２は現像ローラ側に配置され、どちらの飛散防止部材である２０１も５０２も感光体ドラム３に接触する構造を取っている。
【００４７】
黒ベタ印刷などトナー消費の多い原稿を連続印刷した場合には、補給されたトナーの現像剤との攪拌が頻繁に行われるが、あまりにトナー量が多くなるとその対応ができなくなるため、トナーだけの塊（ＴＢ）が内側（現像ローラ１０１側）の飛散防止部材（インナーブレード）５０２のところに出来る。その後さらに連続してトナーが補給された場合には、ＴＢがますます大きくなり、さらに印刷を続けると、そのＴＢが押し出され、感光体ドラム３側にある飛散防止部材（アウターブレード）２０１を乗り越えて、現像ケース２１０の斜面２１０ｓをすべり落ちることがある。そうすると、転写用紙の上にトナー落ちとして現われ、印刷画質を劣化させることになる。
【００４８】
なお飛散防止部材としては、可撓性に優れ感光体ドラムを傷つけることがなく、トナーなどとの反応が少ないウレタンブレードが優れているが、特にこれに限定されるものではない。
【００４９】
そこで、図３に示すように、現像装置２の感光体ドラム３に対向する側に飛散防止部材２０１と２０２が設けられている。この配置は図７と同じであり、飛散防止部材（インナーブレード）２０２は現像ローラ１０１側に配置され、飛散防止部材（アウターブレード）２０１は感光体ドラム３側に配置されている。ここで、現像装置２は、図７の現像装置５００と、現像ローラ１０１側のインナーブレード２０２が感光体ドラム３に非接触である点で異なる。なお、アウターブレード２０１は、図７と同様に感光体ドラム３に接触する構造を取っている。
【００５０】
現像ローラ１０１側のインナーブレード２０２の突き出し長さ、すなわち感光体ドラム３の接触部からのカット長さに、ついて検討を加えた。その際、２つの飛散防止部材の先端位置関係について先端開口幅ｄを測定した（図４参照）。先端開口幅ｄは、アウターブレード２０１の感光体ドラム３への接触部分における接線方向で測定し、アウターブレード２０１とインナーブレード２０２との先端開口幅である。
【００５１】
評価方法として、黒ベタ印字率７０％のＡ４サイズ原稿を用いて、マゼンタトナーで５００枚連続印刷した後、イエロートナーの黒ベタ１００％のＡ３サイズ用紙１０枚に印刷を行い、噴出する（落下する）マゼンタトナーの個数を確認した。
【００５２】
テストでは、インナーブレード２０２の先端部よりカットする長さを測り、そのときのトナーの落下数を測定した。また、トナー飛散の状況も確認した。その結果、特定のインナーブレード２０２のカット長さにおいて、トナー落下を起さない範囲があることがわかる（図５参照）。より詳細に説明すると、１．５ｍｍから２．５ｍｍの範囲は、トナー落下が起さない良好な範囲である。これは、図５で得られた測定結果を示す図６のグラフからも明らかである。測定値をプロットした点を結んだ点線では、１．５ｍｍ〜２．０ｍｍの間では、発生個数がほぼ１個以下であり、実施の測定値では、１．５ｍｍから２．５ｍｍの範囲で発生個数は０であるので、１．５ｍｍから２．５ｍｍの範囲をトナー落下が起さない良好な範囲と考えることができる。
【００５３】
この結果をもたらす要因として、現像ローラ１０１における現像剤穂立ちがインナーブレード２０２に接触することが少なくなることに伴うトナー量の減少と、仮にトナー塊ができたとしても、インナーブレード２０２の現像ケースからの突き出し長さが少なくなったことに伴う剛性アップにより、トナー塊が乗り越えることを防止できるから、と考えられる。
【００５４】
最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施形態に係る現像装置が適用される画像形成装置の全体概略図である。
【図２】本実施形態の現像装置近傍を示す部分拡大図である。
【図３】現像装置の現像ローラ軸に垂直な面での断面拡大図である。
【図４】図３における飛散防止部材の位置関係について模式的に示した図である。
【図５】本発明の実施形態に係る効果を示す図である。
【図６】図５における効果を示す図である。
【図７】従来の現像装置近傍を示す部分拡大図である。
【符号の説明】
【００５６】
２ 現像装置
３ 感光体ドラム
４ クリーナユニット
５ 帯電器
１０１ 現像ローラ
１０２ 層厚規制部材
１０３ 攪拌部材
１０４ 攪拌部材
２０１ 飛散防止部材（アウターブレード）
２０２ 飛散防止部材（インナーブレード）
２１０ 現像ケース
５００ 現像装置
５０２ 飛散防止部材（インナーブレード）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電潜像を可視像化する現像装置、この現像装置を備えたプロセスカートリッジおよびこの現像装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現像剤が収納されている現像ケースを備え、現像ケース内に現像ローラを有する現像装置において、現像ケースにおける現像ローラの表面近傍から現像ケース外部へ現像剤が飛散したり、現像剤が落下したりすることがあった。それらによって、直接画像に影響を与えるばかりでなく、光学系や帯電極、転写分離極、各種センサ等を汚染することによる２次的な不具合を発生させる原因となる。
【０００３】
上記課題を解決するために、シール部材は、感光体ドラムの中心と現像ローラの中心とを結んだ線が現像ローラの表面と交差する位置Ａと、該シール部材の先端位置Ｂとの距離をＬとしたとき、Ｌ≧３ｍｍの条件を満足する現像装置が（特許文献１参照）、また、現像剤規制部材から現像ニップにかけての範囲内に現像剤規制部材により層厚を規制された現像剤と所定の間隔をおいて可撓性部材を設置し、可撓性部材は少なくとも現像剤担持体側の面が導電性を有している現像装置（特許文献２参照）が、開示されている。
【特許文献１】特開２００２−２９６９０２号公報
【特許文献２】特開２００５−２０１９４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された従来技術では、現像ローラへのトナー落ちへの対処であって、転写用紙へのトナー落ちなどは考慮されていない。また、感光体ドラムと現像ローラとの配置関係から、シール部材の配置に対しスペース的に余裕のある場合に限られる。
【０００５】
特許文献２に記載された従来技術では、トナー落下について対応しているものの、現像ローラの回転方向が上方から下方へとなっており、またアースを取るための構造が必要となり、部品点数が増加する。
【０００６】
本発明の目的は、簡単な構成で現像ケース外部への現像剤の飛散や落下を防止できる現像装置、この現像装置を備えたプロセスカートリッジおよびこの現像装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、現像剤汲み上げ部で現像剤を汲み上げ、下方から上方に回転することで現像剤を静電潜像作成するための感光体ドラムに担持搬送する現像ローラと、前記現像ローラを軸支し、現像剤を収容する樹脂製の現像ケースと、前記現像ローラの近傍で、現像剤の飛散を防止するために前記現像ケースに設けられた２つの飛散防止部材と、を備え、前記現像ローラ側の飛散防止部材は、前記感光体ドラムには非接触とし、前記感光体ドラム側の飛散防止部材は、前記感光体ドラムに接触させることを特徴とする現像装置である。
【０００８】
ここで、前記現像剤は２成分現像剤であってもよいし、前記飛散防止部材はウレタンブレードであってもよい。
【０００９】
また、前記感光体ドラムに非接触の前記飛散防止部材は、前記感光体ドラム表面より１．５ｍｍから２．５ｍｍ離間していることが望ましい。
【００１０】
また、本発明は、少なくとも前記現像装置と前記感光体ドラムとが一体に構成され、画像形成装置に対して着脱可能なことを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００１１】
また、本発明は、前記現像装置を備える画像形成装置である。この画像形成装置は、タンデム型カラー機である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、現像ローラの近傍で、現像剤の飛散を防止するために前記現像ケースに設けられた２つの飛散防止部材と、を備え、前記２つの飛散防止部材のうちの一方は、静電潜像を作成するための感光体ドラムには接触しない構造をとることで、製造が容易でありながら、現像剤の落下や飛散を簡単に防止することができる。
【００１３】
本発明によれば、２成分現像剤であるため、比重が小さくキャリアとの混合攪拌性に問題を起しやすいトナーに対して、トナーの飛散や落下防止を確実に行うことができる。
【００１４】
本発明によれば、前記飛散防止部材として、ウレタンブレードを用いるため、強度面でも強く可撓性も強い。このため、ウレタンブレードは飛散防止部材として適切な材料である。
【００１５】
本発明によれば、前記飛散や落下を防止する部材のうちの一方は、前記感光体ドラム表面より１．５ｍｍから２．５ｍｍ離間していることで、現像剤の落下や飛散を確実に抑えることができる。
【００１６】
本発明によれば、現像装置と感光体ドラムを一体構造とするプロセスカートリッジのため、プロセスカートリッジとして現像剤の飛散や落下を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の最良の実施形態に係る現像装置を備える画像形成装置を、図面を参照にしつつ詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係る現像装置が搭載される画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【００１９】
画像形成装置１００は、外部から伝達された画像データに応じて、所定のシート（記録用紙）に対して多色および単色の画像を形成可能とするタンデム型のカラー印刷機である。画像形成装置１００は、露光ユニット１、現像装置２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナユニット４、中間転写ベルトユニット８、定着ユニット１２と、用紙搬送路１１０、給紙トレイ１０および排紙トレイ１５等より構成されている。
【００２０】
なお、画像形成装置１００において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、現像装置２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナユニット４は各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローに設定され、４つの画像ステーションが構成されている。従って、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローごとに、現像装置２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナユニット４に対して、ａ，ｂ，ｃ，ｄと符号を付けている。
【００２１】
現像装置２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナユニット４は、画像形成装置１００の上部に配置されている。
感光体ドラム３は、画像情報に基づいて露光ユニット１により表面に静電潜像が形成される。
帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、図１に示すように接触型のローラ型やブラシ型の帯電器のほかチャージャー型の帯電器が用いられる事もある。
【００２２】
露光ユニット１は、図１に示すようにレーザ照射部および反射ミラーを備えた、レーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を用いる手法のほかに、発光素子をアレイ状に並べた例えばＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いる手法もある。そして帯電された感光体ドラム３を入力された画像データに応じて露光することにより、その表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有するものである。
【００２３】
現像装置２はそれぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像を（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）のトナーにより顕像化するものである。
クリーナユニット４は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを、除去・回収するものである。
【００２４】
感光体ドラム３の上方に配置されている中間転写ベルトユニット８は、中間転写ベルト７、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルトテンション機構７３、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ローラ６、および中間転写ベルトクリーニングユニット９を備えている。
【００２５】
中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルトテンション機構７３、中間転写ローラ６、中間転写ベルト従動ローラ７２等は、中間転写ベルト７を張架し、矢印方向（Ｂ）に回転駆動させるものである。
【００２６】
中間転写ローラ６は、中間転写ベルトユニット８の中間転写ベルトテンション機構７３の中間転写ローラ６取付部に回転可能に支持されており、感光体ドラム３のトナー像を、中間転写ベルト７上に転写するための転写バイアスを与えるものである。
【００２７】
中間転写ベルト７は、それぞれの感光体ドラム３に接触するように設けられている。そして、感光体ドラム３に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト７に順次的に重ねて転写することによって、中間転写ベルト７上にカラーのトナー像（多色トナー像）を形成する機能を有している。この中間転写ベルト７は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。
【００２８】
感光体ドラム３から中間転写ベルト７へのトナー像の転写は、中間転写ベルト７の裏側に接触している中間転写ローラ６によって行われる。中間転写ローラ６には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。中間転写ローラ６は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面は、導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、中間転写ベルト７に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施例では転写電極としてローラ形状を使用しているが、それ以外にブラシなども用いる事が可能である。
【００２９】
上述の様に各感光体ドラム３上で各色相に応じた顕像化された静電像は、中間転写ベルト７で積層され、装置に入力された画像情報となる。このように、積層された画像情報は、中間転写ベルト７の回転によって、後述の用紙と中間転写ベルト７の接触位置に配置される転写ローラ１１によって用紙上に転写される。
【００３０】
この時、中間転写ベルト７と転写ローラ１１は所定ニップで圧接されると共に、転写ローラ１１にはトナーを用紙に転写させるための電圧が印加される（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）。さらに、転写ローラ１１は上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１１もしくは中間転写ベルト駆動ローラ７１の何れか一方に硬質材料（金属等）が用いられ、他方に弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等々）が用いられる。
【００３１】
また、上記のように、感光体ドラム３との接触により中間転写ベルト７に付着したトナー、若しくは、転写ローラ１１によって用紙上に転写が行われず、中間転写ベルト７上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット９によって除去・回収されるように設定されている。中間転写ベルトクリーニングユニット９には、中間転写ベルト７に接触する例えばクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードが接触する中間転写ベルト７は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ７２で支持されている。
【００３２】
給紙トレイ１０は、画像形成に使用するシート（記録用紙）を蓄積しておくためのトレイであり、画像形成装置１００の画像形成部および露光ユニット１の下側に設けられている。また、画像形成装置１００の上部に設けられている排紙トレイ１５は、印刷済みのシートを反転した状態で（多色トナー像を下側に向けて）載置するためのトレイである。
【００３３】
また、画像形成装置１００には、給紙トレイ１０のシートを転写部１１や定着ユニット１２を経由させて排紙トレイ１５に送るための、略垂直形状の用紙搬送路１１０が設けられている。さらに、給紙トレイ１０から排紙トレイ１５までの用紙搬送路１１０の近傍には、ピックアップローラ１６１、レジストローラ１４、転写ローラ１１、定着ユニット１２、シートを搬送する搬送ローラ２５１、２５２、排紙ローラ２５３等が配されている。
【００３４】
搬送ローラ２５−１、２５−２は、シートの搬送を促進・補助するための、小型のローラであり、用紙搬送路１１０に沿って複数設けられている。ピックアップローラ１６−１は、給紙トレイ１０の端部に備えられ、給紙トレイ１０から、シートを１枚ずつ用紙搬送路１１０に供給する呼び込みローラである。
【００３５】
また、レジストローラ１４は、用紙搬送路１１０上に搬送されているシートをいったん保持するものである。そして、感光体ドラム３上のトナー像の先端とシートの先端を合わせるタイミングでシートを転写ローラ１１に搬送する機能を有している。
【００３６】
定着ユニット１２は、加熱ローラ３１、加圧ローラ３２、等を備えており、加熱ローラ３１および加圧ローラ３２は、シートを挟んで回転するようになっている。また、加熱ローラ３１は、図示しない温度検出器からの信号に基づいて制御部によって所定の定着温度となるように設定されており、加圧ローラ３２とともにシートを熱圧着することにより、シートに転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、シートに対して熱定着させる機能を有している。
【００３７】
次に、シート搬送経路を詳細に説明する。画像形成装置１００には予めシートを収納する給紙トレイ１０が配置されると共に、ユーザが少数枚の印字を行う時に給紙トレイ１０の開閉動作を行わなくても良い手差しトレイ２０が配置されている。
【００３８】
両給紙方法には、各々ピックアップローラ１６−１、１６−２が配置され、１枚ずつを搬送路に導くようになっている。
【００３９】
給紙トレイ１０から搬送されるシートは搬送路１１０中の搬送ローラ２５−１によってレジストローラ１４まで搬送され、シートの先端と中間転写ベルト７上の画像情報の先端を整合するタイミングで転写ローラ１１に搬送され、シート上に画像情報が書き込まれる。その後、シートは定着ユニット１２を通過する事によってシート上の未定着トナーが熱で溶融・固着され搬送ローラ２５−２を経て排紙ローラ２５−３から排紙トレイ１５上に排出される（片面印字要求の時）。
【００４０】
他方、手差しトレイ２０に積載されるシートはピックアップローラ１６２によって給紙され、搬送ローラ２５−４、２５−５、２５−６を経てレジストローラ１４に到達し、それ以降は給紙トレイ１０から給紙されるシートと同様の経過を経て廃止トレイ１５に排出される（片面印字要求の時）。
【００４１】
この時、印字要求内容が両面印字要求の時は、上記のように片面印字が終了し定着ユニット１２を通過したシートの後端が排紙ローラ２５−３でチャックされ、排紙ローラ２５−３が逆回転する事によって搬送ローラ２５−７、２５−８に導かれた後レジストローラ１４を経て裏面印字が行われた後に排紙トレイ１５に排出される。
【００４２】
次に、本実施形態に係る特徴的な現像装置の構成について、図面を参照して説明する。
【００４３】
図２は本実施形態の現像装置近傍を示す部分拡大図、図３は現像装置の現像ローラ軸に垂直な面での断面拡大図、図４は、図３における飛散防止部材の位置関係について模式的に示した図である。
【００４４】
現像装置２は、図２に示すように、直径１６ｍｍの現像ローラ１０１と、現像剤の穂立ちを規制する穂高規制部材１０２と、現像剤を攪拌し現像ローラに現像剤を供給する攪拌供給部材１０３，１０４とを備えており、直径３０ｍｍの感光体ドラム３に現像剤を供給する。現像ローラ１０１の回転方向と感光体ドラム３の回転方向は逆であるため、現像部においてはフォロー方式で接触現像される。
【００４５】
図２に示すように、現像装置２と感光体ドラム３は一体構成とされて、プロセスカートリッジ５０が形成される。プロセスカートリッジ５０は画像形成装置１００に着脱自在に設けられている。
【００４６】
ここで従来技術の欠点について説明する。図７に示すように、現像装置５００の感光体ドラム３に対向する側に飛散防止部材２０１と５０２が設けられている。飛散防止部材２０１は感光体ドラム側に配置され、飛散防止部材５０２は現像ローラ側に配置され、どちらの飛散防止部材である２０１も５０２も感光体ドラム３に接触する構造を取っている。
【００４７】
黒ベタ印刷などトナー消費の多い原稿を連続印刷した場合には、補給されたトナーの現像剤との攪拌が頻繁に行われるが、あまりにトナー量が多くなるとその対応ができなくなるため、トナーだけの塊（ＴＢ）が内側（現像ローラ１０１側）の飛散防止部材（インナーブレード）５０２のところに出来る。その後さらに連続してトナーが補給された場合には、ＴＢがますます大きくなり、さらに印刷を続けると、そのＴＢが押し出され、感光体ドラム３側にある飛散防止部材（アウターブレード）２０１を乗り越えて、現像ケース２１０の斜面２１０ｓをすべり落ちることがある。そうすると、転写用紙の上にトナー落ちとして現われ、印刷画質を劣化させることになる。
【００４８】
なお飛散防止部材としては、可撓性に優れ感光体ドラムを傷つけることがなく、トナーなどとの反応が少ないウレタンブレードが優れているが、特にこれに限定されるものではない。
【００４９】
そこで、図３に示すように、現像装置２の感光体ドラム３に対向する側に飛散防止部材２０１と２０２が設けられている。この配置は図７と同じであり、飛散防止部材（インナーブレード）２０２は現像ローラ１０１側に配置され、飛散防止部材（アウターブレード）２０１は感光体ドラム３側に配置されている。ここで、現像装置２は、図７の現像装置５００と、現像ローラ１０１側のインナーブレード２０２が感光体ドラム３に非接触である点で異なる。なお、アウターブレード２０１は、図７と同様に感光体ドラム３に接触する構造を取っている。
【００５０】
現像ローラ１０１側のインナーブレード２０２の突き出し長さ、すなわち感光体ドラム３の接触部からのカット長さに、ついて検討を加えた。その際、２つの飛散防止部材の先端位置関係について先端開口幅ｄを測定した（図４参照）。先端開口幅ｄは、アウターブレード２０１の感光体ドラム３への接触部分における接線方向で測定し、アウターブレード２０１とインナーブレード２０２との先端開口幅である。
【００５１】
評価方法として、黒ベタ印字率７０％のＡ４サイズ原稿を用いて、マゼンタトナーで５００枚連続印刷した後、イエロートナーの黒ベタ１００％のＡ３サイズ用紙１０枚に印刷を行い、噴出する（落下する）マゼンタトナーの個数を確認した。
【００５２】
テストでは、インナーブレード２０２の先端部よりカットする長さを測り、そのときのトナーの落下数を測定した。また、トナー飛散の状況も確認した。その結果、特定のインナーブレード２０２のカット長さにおいて、トナー落下を起さない範囲があることがわかる（図５参照）。より詳細に説明すると、１．５ｍｍから２．５ｍｍの範囲は、トナー落下が起さない良好な範囲である。これは、図５で得られた測定結果を示す図６のグラフからも明らかである。測定値をプロットした点を結んだ点線では、１．５ｍｍ〜２．０ｍｍの間では、発生個数がほぼ１個以下であり、実施の測定値では、１．５ｍｍから２．５ｍｍの範囲で発生個数は０であるので、１．５ｍｍから２．５ｍｍの範囲をトナー落下が起さない良好な範囲と考えることができる。
【００５３】
この結果をもたらす要因として、現像ローラ１０１における現像剤穂立ちがインナーブレード２０２に接触することが少なくなることに伴うトナー量の減少と、仮にトナー塊ができたとしても、インナーブレード２０２の現像ケースからの突き出し長さが少なくなったことに伴う剛性アップにより、トナー塊が乗り越えることを防止できるから、と考えられる。
【００５４】
最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施形態に係る現像装置が適用される画像形成装置の全体概略図である。
【図２】本実施形態の現像装置近傍を示す部分拡大図である。
【図３】現像装置の現像ローラ軸に垂直な面での断面拡大図である。
【図４】図３における飛散防止部材の位置関係について模式的に示した図である。
【図５】本発明の実施形態に係る効果を示す図である。
【図６】図５における効果を示す図である。
【図７】従来の現像装置近傍を示す部分拡大図である。
【符号の説明】
【００５６】
２ 現像装置
３ 感光体ドラム
４ クリーナユニット
５ 帯電器
１０１ 現像ローラ
１０２ 層厚規制部材
１０３ 攪拌部材
１０４ 攪拌部材
２０１ 飛散防止部材（アウターブレード）
２０２ 飛散防止部材（インナーブレード）
２１０ 現像ケース
５００ 現像装置
５０２ 飛散防止部材（インナーブレード）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤汲み上げ部で現像剤を汲み上げ、下方から上方に回転することで現像剤を静電潜像を作成するための感光体ドラムに担持搬送する現像ローラと、
前記現像ローラを軸支し、現像剤を収容する樹脂製の現像ケースと、
前記現像ローラの近傍で、現像剤の飛散を防止するために前記現像ケースに設けられた２つの飛散防止部材と、
を備え、
前記現像ローラ側の飛散防止部材は、前記感光体ドラムには非接触とし、前記感光体ドラム側の飛散防止部材は、前記感光体ドラムに接触させることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤は、２成分現像剤であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記飛散防止部材は、ウレタンブレードであることを請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記感光体ドラムに非接触の前記飛散防止部材は、前記感光体ドラム表面より１．５ｍｍから２．５ｍｍ離間していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
少なくとも請求項１〜４のいずれかに記載の現像装置と前記感光体ドラムとが一体に構成され、画像形成装置に対して着脱可能なことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の現像装置を備える画像形成装置。
【請求項７】
タンデム型カラー機である請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項１】
現像剤汲み上げ部で現像剤を汲み上げ、下方から上方に回転することで現像剤を静電潜像を作成するための感光体ドラムに担持搬送する現像ローラと、
前記現像ローラを軸支し、現像剤を収容する樹脂製の現像ケースと、
前記現像ローラの近傍で、現像剤の飛散を防止するために前記現像ケースに設けられた２つの飛散防止部材と、
を備え、
前記現像ローラ側の飛散防止部材は、前記感光体ドラムには非接触とし、前記感光体ドラム側の飛散防止部材は、前記感光体ドラムに接触させることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤は、２成分現像剤であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記飛散防止部材は、ウレタンブレードであることを請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記感光体ドラムに非接触の前記飛散防止部材は、前記感光体ドラム表面より１．５ｍｍから２．５ｍｍ離間していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
少なくとも請求項１〜４のいずれかに記載の現像装置と前記感光体ドラムとが一体に構成され、画像形成装置に対して着脱可能なことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の現像装置を備える画像形成装置。
【請求項７】
タンデム型カラー機である請求項６に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１４８６２（Ｐ２０１０−１４８６２Ａ）
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７３１９１（Ｐ２００８−１７３１９１）
【出願日】平成２０年７月２日（２００８．７．２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２日（２００８．７．２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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