現像装置および画像形成装置
【課題】現像装置が、高温高湿環境に長時間放置された場合においても、現像剤層厚規制部材への現像剤の融着を防止する手段を提供する。
【解決手段】現像剤と、現像剤を担持する現像剤担持体と、現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を所定層厚に規制する板状の現像剤層厚規制部材と、現像剤層厚規制部材の一端を曲折して形成された先端曲折部と、現像剤層厚規制部材の先端曲折部の反対側の端部を固定する固定部材とを備えた現像装置において、現像剤層厚規制部材を、先端曲折部と固定部材との間の中間部で現像剤担持体を押圧する初期位置と、先端曲折部で現像剤担持体を押圧する使用位置とに移動させる移動機構を設ける。
【解決手段】現像剤と、現像剤を担持する現像剤担持体と、現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を所定層厚に規制する板状の現像剤層厚規制部材と、現像剤層厚規制部材の一端を曲折して形成された先端曲折部と、現像剤層厚規制部材の先端曲折部の反対側の端部を固定する固定部材とを備えた現像装置において、現像剤層厚規制部材を、先端曲折部と固定部材との間の中間部で現像剤担持体を押圧する初期位置と、先端曲折部で現像剤担持体を押圧する使用位置とに移動させる移動機構を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等に用いられる現像装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式のプリンタによって用紙上に画像を形成する場合は、画像形成ユニットの感光体ドラム上に帯電および露光によって形成した静電潜像に、現像ローラ上に現像ブレードの先端曲折部による押圧により形成したトナー層を付着させてトナー像を形成し、このトナー像を転写ローラによって用紙上に転写し、用紙上に転写されたトナーを定着装置で加熱、加圧により溶融させて用紙に定着させている。
【０００３】
このような画像形成ユニットは、輸送条件等によっては、高温の環境下に放置される場合あり、高温の環境下で長期間保管されると、トナーが画像形成ユニット内の各部材に融着（トナーが融けて固まった状態をいう。）して印刷品質の低下が生ずる。
このため、従来のプリンタにおいては、トナーカプセルの最外層をガラス転位温度が７５℃以上の樹脂で形成したトナーを用いて、画像形成ユニット内の各部材へのトナーの融着を防止している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
一方、近年のプリンタの印刷速度の高速化の進展に伴い、トナーには低温定着化が求められ、トナーをより低融点化した低融点トナーが用いられるようになってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２４２３５５号公報（段落０００３、００１７、００５１−００５２、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の技術においては、トナーに高ガラス転移点の樹脂を用いて画像形成ユニット内の各部材へのトナーの融着を防止しているため、近年の印刷速度の高速化に対応できないという問題がある、
すなわち、低融点トナーを用いた画像形成ユニットは、工場出荷後の輸送状態等によって長期間高温高湿環境で保管された場合、現像ブレードの先端曲折部と現像ローラとの押圧部において、トナーが現像ブレードに融着し、それによって現像ローラ上へのトナー層の形成が不均一になり、用紙上に形成された画像に縦筋等の画像不良が発生し、印刷品質が低下するという問題が生ずる。
【０００７】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、現像装置としての画像形成ユニットが、高温高湿環境に長時間放置された場合においても、現像剤層厚規制部材としての現像ブレードへの現像剤としてのトナーの融着を防止する手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために、現像剤と、前記現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を所定層厚に規制する板状の現像剤層厚規制部材と、前記現像剤層厚規制部材の一端を曲折して形成された先端曲折部と、前記現像剤層厚規制部材の前記先端曲折部の反対側の端部を固定する固定部材とを備えた現像装置において、前記現像剤層厚規制部材を、前記先端曲折部と前記固定部材との間の中間部で前記現像剤担持体を押圧する初期位置と、前記先端曲折部で前記現像剤担持体を押圧する使用位置とに移動させる移動機構を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
これにより、本発明は、低融点現像剤を用いた現像装置の輸送時等の初期状態において、現像剤層厚規制部材を初期位置として高温高湿環境に長時間放置されたとしても現像剤の融着を防止することができると共に、印刷動作時に現像剤層厚規制部材を使用位置へ移動させて先端曲折部により現像剤担持体を所定の押圧力で押圧することができ、現像剤担持体上に所定層厚の均一な現像剤層の形成を可能として、低融点現像剤を用いた高速印刷においても良好な印刷品質の画像を得ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１の画像形成装置の構成を示す説明図
【図２】実施例１の現像ブレードの外観を示す説明図
【図３】実施例１の現像ブレードの側面を示す説明図
【図４】実施例１の移動機構の初期位置の状態を示す説明図
【図５】実施例１の初期位置における現像ローラの近傍を示す説明図
【図６】実施例１の移動機構の使用位置の状態を示す説明図
【図７】実施例１の使用位置における現像ローラの近傍を示す説明図
【図８】実施例１の画像形成ユニットの左側面を含む外観を示す説明図
【図９】実施例１の画像形成ユニットの右側面を含む外観を示す説明図
【図１０】実施例１の現像ブレードの初期位置における作用を示す説明図
【図１１】実施例１の現像ブレードの使用位置における作用を示す説明図
【図１２】実施例１の比較試験１における現像ブレードの作用を示す説明図
【図１３】実施例１の比較試験２における現像ブレードの作用を示す説明図
【図１４】実施例１の現像ブレードの他の形態を示す説明図
【図１５】実施例２の画像形成ユニットの構成を示す説明図
【図１６】実施例２の移動機構の作用を示す説明図
【図１７】実施例３の画像形成ユニットの構成を示す説明図
【図１８】実施例３の移動機構の作用を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、図面を参照して本発明による現像装置および画像形成装置の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１において、１は画像形成装置としてのカラー電子写真方式のプリンタであり、その装置下部には、内部に記録紙としての用紙Ｓを積層した状態で収納した用紙カセット２が着脱自在に装着されている。
【００１３】
用紙カセット２に収納されている用紙Ｓは、その最上部から一枚ずつ繰出されて用紙搬送路３によって画像形成部４に搬送され、その用紙Ｓには画像形成部４の各画像形成ユニット５により形成された各色の現像剤像としてのトナー像が転写部６によって転写され、用紙Ｓ上に転写されたトナー像は定着装置７により定着された後に、更に用紙搬送路３により搬送されて、装置上面に設けられたスタッカ８上へ排出される。
【００１４】
画像形成部４は、用紙搬送路３の用紙Ｓの搬送方向（用紙搬送方向という。）に沿ってトナー像を現像する順に搬送ベルト１１上に着脱自在に配置された４つの現像装置としての画像形成ユニット５ｃ、５ｙ、５ｍ、５ｋと、各画像形成ユニット５により形成されたトナー像を用紙Ｓの上面にクーロン力により転写する転写部６から構成される。
【００１５】
転写部６は、用紙Ｓを静電吸着して搬送する搬送ベルト１１、図示しない駆動部により回転駆動され搬送ベルト１１を駆動するドライブローラ１１ａ、ドライブローラ１１ａに対向配置されて搬送ベルト１１を張架するテンションローラ１１ｂ、各画像形成ユニット５の後述する各感光体ドラム２１に対向配置され、トナー像を用紙Ｓに転写するよう電圧を印加する転写ローラ１２、搬送ベルト１１上に付着したトナーを掻き取って除去するベルトクリーニングブレード１３、ベルトクリーニングブレード１３により掻き取られ回収された廃棄トナーを収容する廃棄トナータンク１４から構成される。
【００１６】
定着装置７は、図示しない温度制御手段によって制御されて所定の表面温度に保たれる発熱ローラ１６、発熱ローラ１６との間で用紙Ｓを押圧する加圧ローラ１７、加圧ベルト１８を備えている。
【００１７】
上記した４つの画像形成ユニット５ｃ、５ｙ、５ｍ、５ｋは全て同じ構成であり、使用される現像剤としてのトナーの色が、シアン（Ｃｙ）、イエロー（Ｙｅ）、マゼンタ（Ｍａ）、ブラック（Ｂｋ）であることのみが異なる。
【００１８】
本実施例の画像形成部４には、上記したように、シアン（Ｃｙ）、イエロー（Ｙｅ）、マゼンタ（Ｍａ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のトナーを収容した現像剤収容体としてのトナーカートリッジ２０が装着された４つの画像形成ユニット５ｃ、５ｙ、５ｍ、５ｋが設けられており、これら４つの画像形成ユニット５は、基本的に同一の構造であるので、その内の一つについて以下に説明する。
【００１９】
画像形成ユニット５は、感光体ドラム２１、およびその周囲に配置された帯電ローラ２２、現像ローラ２３、供給ローラ２４、現像ブレード２５、クリーニングブレード２６を有しており、感光体ドラム２１は、図１において時計方向に回転し（この回転方向を用紙搬送回転方向という。）、帯電ローラ２２と現像ローラ２３は、感光体ドラム２１の表面に接触して感光体ドラム２１と逆方向に回転し、供給ローラ２４は現像ローラ２３を押圧しながら現像ローラ２３と同方向に回転し（図７参照）、クリーニングブレード２６は感光体ドラム２１の外周面に摺接している。
【００２０】
２７は露光手段としての露光ヘッドであり、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子とレンズアレイを有してＬＥＤ素子から出力される照射光が感光体ドラム２１の表面に結像する位置に対向配置されており、画像信号に対応した光を感光体ドラム２１の表面に照射して感光体ドラム２１上に静電潜像を形成する機能を有している。
【００２１】
静電潜像担持体としての感光体ドラム２１は、導電性支持体と光導電層によって構成され、導電性支持体としてのアルミニウムの金属パイプに、光導電層としての電荷発生層および電荷輸送層を順次積層して形成された感光体である。
【００２２】
本実施例の感光体ドラム２１としては、アルミニウム等の導電性基体素管上に、セレン、非晶質シリコン等の感光層を設けた無機感光体ドラムや、バインダー樹脂中に電荷発生剤や電荷輸送剤を分散させた有機感光層を設けた有機感光体ドラム等が使用される。
【００２３】
帯電手段としての帯電ローラ２２は、金属製のシャフトに半導電性エピクロロヒドリンゴム等の半導電性ゴム層を被覆して形成された円柱状部材であって、感光体ドラム２１の表面を一様均一に帯電させる機能を有している。
【００２４】
現像剤担持体としての現像ローラ２３は、金属製のシャフトの外周面に半導電性ウレタンゴム層等の弾性体層を被覆して形成された円柱状部材であって、露光ヘッド２７により感光体ドラム２１上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する機能を有している。
【００２５】
転写手段としての転写ローラ１２は、搬送ベルト１１を介して感光体ドラム２１を押圧した状態で対向配置されており、感光体ドラム２１の表面に形成されたトナー像を用紙Ｓ上に転写する機能を有している。
【００２６】
現像剤供給体としての供給ローラ２４は、金属製のシャフトに半導電性発泡シリコンスポンジ層を被覆して形成された円柱状部材であって、トナーカートリッジ２０から補給されたトナーを現像ローラ２３に供給する機能を有している。
【００２７】
現像剤除去部材としてのクリーニングブレード２６は、感光体ドラム２１の長手方向に沿って平行に配置され、その先端部が感光体ドラム２１の表面を押圧するようにその根元部分が画像形成ユニット５のベースフレーム２８に取付けられて固定され、その先端部が感光体ドラム２１の外周面に摺接しており、感光体ドラム２１の回転に伴ってその表面上に残留したトナーを掻き取って除去する。
【００２８】
現像剤層厚規制部材としての現像ブレード２５は、図２、図３に示すように、現像ローラ２３の軸方向長さと同等の長手方向長さを有する矩形のステンレスやリン青銅等の板バネ材の短手方向の一端を、所定の曲げ角度θでＬ字状に曲折して形成された板状部材であって、その長手方向を現像ローラ２３の軸方向と平行にして、現像ローラ２３と供給ローラ２４との押圧部の現像ローラ２３の回転方向の下流側に配置されており、先端の曲げＲ部（先端曲折部３０という。）の半径方向外側の面で、現像ローラ２３の外周面を所定の押圧力で押圧して、現像ローラ２３の表面上のトナー厚を所定層厚に薄層化した現像剤層としてのトナー層を形成する機能を有している（図７参照）。
【００２９】
また、現像ブレード２５の先端曲折部３０の反対側の端部には、固定部材３１、３２を取付けるための固定領域（図２に示すハッチング部）が設定されている。
【００３０】
本実施例の現像ブレード２５は、厚さｔ＝０．０８ｍｍ、縦弾性係数Ｅ＝１９３ＧＰａのステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）からなる板バネを用いて成形され、固定部材３１、３２による固定端から先端曲折部３０までの長さである自由端長Ｌ１＝１６．０ｍｍ、先端曲折部３０の曲げＲ＝０．２０ｍｍ、先端曲折部３０からの曲げ部分の先端までの長さＬ２＝１．５ｍｍ、長手方向長さＬ３＝２２１ｍｍ、曲げ角度θ＝９０度に形成されている。
【００３１】
固定部材３１は、図３に示すように、現像ブレード２５の長手方向長さより長い長手方向長さを有するＶ字状断面形状の板状部材であって、固定部３１ａと、固定部３１ａから鋭角に曲折させて形成された係止部３１ｂとが設けられている。
【００３２】
固定部材３２は、固定部材３１の長手方向長さより長い長手方向長さを有するＬ字状断面形状の板状部材であって、固定部３２ａと、固定部３２ａから直角に曲折させて形成されたガイド部３２ｂとが設けられており、その長手方向の両端部には、それぞれ当接部３２ｃが形成されている（図４参照）。
【００３３】
本実施例の画像形成ユニット５には、現像ブレード２５の移動機構３３が設けられており、現像ブレード２５は固定領域を固定部材３１、３２のそれぞれの固定部３１ａ、３２ａとの間に挟まれ固定された状態で、画像形成ユニット５の内部で図４、図５に示す初期位置から、図６、図７に示す使用位置まで移動可能に構成されている。
【００３４】
図４、図５において、３４は移動機構３３のガイドレールであり、斜面３４ａが形成されたブロック部材であって、画像形成ユニット５のベースフレーム２８の長手方向の両端部に配置され、これらの間に固定部材３２のガイド部３２ｂが挿入される。
【００３５】
３６は移動機構３３の位置決め部材であり、ガイドレール３４の間に現像ブレード２５の長手方向と平行に配置された直方体状のブロック部材であって、固定部材３１の係止部３１ｂが当接して現像ブレード２５の使用位置における位置決めを行う機能を有している。
【００３６】
３７は移動機構３３のレバーであり、固定部材３２の当接部３２ｃの端部と画像形成ユニット５の側面３８との間に配置された回動軸３７ａを中心に回動し、その一端で当接部３２ｃを下方から押上げて現像ブレード２５を初期位置から使用位置へ移動させる機能を有しており、回動軸３７ａを挟んだ反対側の端部は、現像ブレード２５の初期位置において画像形成ユニット５の側面３８から外部に突出している。
【００３７】
なお、本実施例の初期位置は、工場出荷時、輸送時等の画像形成ユニット５の使用前の初期状態における現像ブレード２５の位置であって、図５に示すように、現像ブレード２５の先端曲折部３０と固定部部材３１、３２の固定部３１ａ、３２ａとの間の中間部で現像ローラ２３の外周面を押圧する位置のことをいう（この状態の現像ブレード２５をハラ当て状態という。）。
【００３８】
また、使用位置は、プリンタ１の印刷動作を行うときの現像ブレード２５の位置であって、図７に示すように、現像ブレード２５の先端曲折部３０で現像ローラ２３の外周面を所定の押圧力で押圧する位置のことをいう。
【００３９】
上記のレバー３７は、工場出荷時、輸送時等の初期状態における現像ブレード２５の初期位置においては、レバー３７の固定部材３２の当接部３２ｃと当接する側と回動軸３７ａを挟んだ反対側の端部が、図８に示すように、画像形成ユニット５長手方向の両側の側面３８から外部に突出しており（図４参照）、その端部を、図９に示すように、プリンタ１への装着前に画像形成ユニット５の内部へ押込むと、図６に示すように、レバー３７が回動軸３７ａを中心に回動して固定部材３２の当接部３２ｃを上方へ押上げ、ガイドレール３４の斜面３４ａに沿ってガイド部３２ｂに長手方向を案内されながら固定部材３２が上方へ移動し、固定部材３１の係止部３１ｂが位置決め部材３６に当接したときに現像ブレード２５が使用位置で停止してその先端曲折部３０で現像ローラ２３の外周面を所定の押圧力で押圧し、印刷動作におけるトナーの薄層化が可能になる。
【００４０】
以下に、トナーについて説明する。本実施例のトナーは、少なくとも結着樹脂を含有する母粒子に無機微粉体や有機微粉体等が適宜表面処理されたものである。
この結着樹脂としては、特に限定するものではないが、ポリエステル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、またはスチレン−ブタジエン系樹脂等公知のものが挙げられる。
トナーは、結着樹脂に対して以下のような着色剤、離型剤、帯電制御剤、処理剤等公知のものが適宜混合または表面処理される。
【００４１】
着色剤としては、特に限定するものではないが、従来のブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのトナー用着色剤として用いられている染料、顔料等を単独もしくは複数種併用して使用することができ、例えば、カーボンブラック、酸化鉄、パーマネントブラウンＦＧ、ピグメントグリーンＢ、ピグメントブルー１５：３、ソルベントブルー３５、ソルベントレッド４９、ソルベントレッド１４６、キナクリドン、カーミン６Ｂ、ジスアゾイエロー、イソインドリン等公知のものが挙げられる。この着色剤の含有量は、結着樹脂１００重量部に対して２〜２５重量部、好ましくは２〜１５重量部添加される。
【００４２】
離型剤としては、特に限定するものではないが、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、パラフィンワックス、カルナバワックス等公知のものが挙げられる。そして含有量は、結着樹脂１００重量部に対して０．１〜２０重量部、好ましくは０．５〜１２重量部添加されるのが効果的であり、また複数種のワックスを併用してもよい。
【００４３】
帯電制御剤としては、特に限定するものではないが、例えば、正帯電性トナーの場合には４級アンモニウム塩系帯電制御剤、負帯電性トナーの場合には、アゾ系錯体帯電制御剤、サリチル酸系錯体帯電制御剤、カリックスアレン系帯電制御剤等公知のものが挙げられる。この帯電制御剤の含有量は、結着樹脂１００重量部に対して０．０５〜１５重量部、好ましくは０．１〜１０重量部添加される。
【００４４】
処理剤は、環境安定性、帯電安定性、現像性、流動性、保管性向上のために添加され、シリカ、チタニア、アルミナ等公知のものを用いることができ、処理剤の含有量は、結着樹脂１００重量部に対して０．０１〜１０重量部、好ましくは０．０５〜８重量部添加される。
【００４５】
本実施例で用いたトナーは、結着樹脂（ポリエステル樹脂、軟化温度Ｔ１／２＝１１０℃）を１００重量部として、帯電制御剤としてボントロンＥ−８４（オリエント化学工業社製）を０．５重量部、着色剤として銅フタロシアニン（大日精化工業社製）４．０重量部、離型剤としてカルナウバワックス（加藤洋行社製、カルナウバワックス１号粉末）４．０重量部、をヘンシェルミキサーにて混合した後、二軸押出機により溶融混練し、冷却後、直径２ｍｍのスクリーンを有するカッターミルで粗砕化した後、衝突板式粉砕機を用いて粉砕し、更に風力分級機を用いて分級を行い、トナー母粒子を得た。次に外添工程として、得られたトナー母粒子を１００重量部に対し、疎水性シリカＲ９７２（日本アエロジル社製、平均粒径１６ｎｍ）を３．０重量部加え、ヘンシェルミキサーで３分間攪拌を行うことで、平均粒径５．９μｍのシアン色のトナーを得る。トナーの平均粒径は粒度分布測定装置（コールターマルチサイザー３、ベックマン・コールター株式会社製、アパチャー径１００μｍ）にて測定できる。
【００４６】
また、使用する着色剤の種類を変えることで、ブラック色、マゼンタ色、イエロー色のトナーを得ることができる。
以下に、上述した構成を有するプリンタ１の印刷動作について説明する。
【００４７】
感光体ドラム２１は、図示しない駆動手段により用紙搬送回転方向（図１において時計方向）に一定周速度で回転し、感光体ドラム２１の表面に接触して設けられた帯電ローラ２２は逆方向に回転しながら、図示しない帯電ローラ用高圧電源によって供給される直流電圧を感光体ドラム２１の表面に印加し、この表面を一様均一に帯電させる。
【００４８】
次に、感光体ドラム２１に対向して設けられた露光ヘッド２７によって、画像信号に対応した光が感光体ドラム２１の一様均一に帯電された表面に照射され、光照射部分の電位を光減衰して感光体ドラム２１上に静電潜像が形成される。
【００４９】
また、トナーは、図示しない供給ローラ用高圧電源によって電圧が印加された供給ローラ２４より、感光体ドラム２１に接触して配置されている現像ローラ２３に供給される。
【００５０】
この現像ローラ２３には、図示しない現像ローラ用高圧電源によって電圧が印加されており、現像ローラ２３は供給ローラ２４により供給されたトナーを吸着して図７に示す矢印方向（感光体ドラム２１と逆方向）に回転搬送する。
【００５１】
この回転搬送の過程で、供給ローラ２４の下流側に現像ローラ２３を押圧して配置された現像ブレード２５は、現像ローラ２３が回転することで現像ローラ２３の表面に付着したトナーから余分な部分を掻き取る。これにより現像ローラ２３上の、現像ブレード２５の先端曲折部３０による押圧部より現像ローラ２３の回転方向下流側では、現像ローラ２３の表面に均一に薄層化されたトナー層が形成され、そのトナー層は感光体ドラム２１へ搬送される。
【００５２】
感光体ドラム２１と現像ローラ２３間には高圧電源によってバイアス電圧が印加されているため、現像ローラ２３と感光体ドラム２１の間には、感光体ドラム２１に形成された静電潜像に伴う電気力線が発生する。このため、現像ローラ２３上の帯電したトナーは、静電気力により感光体ドラム２１上の静電潜像部分に付着し、この部分が現像されてトナー像が形成される。なお、感光体ドラム２１の回転開始で始まるこの現像プロセスは、後述する所定のタイミングで開始される。
【００５３】
一方、用紙カセット２に収容された用紙Ｓは、用紙カセット２から図示しない用紙ガイドに沿って一枚ずつ繰出されて用紙搬送路３により搬送され、ドライブローラ１１ａによって回転する搬送ベルト１１へ搬送される。なお、上述した現像プロセスは、用紙Ｓが搬送ベルト１１へ搬送される間の所定のタイミングで開始される。
【００５４】
シアン（Ｃｙ）の画像形成ユニット５ｃに、搬送ベルト１１に静電吸着されて搬送された用紙Ｓが達すると、その感光体ドラム２１に対向配置され、図示しない転写ローラ用高圧電源から電圧が印加された転写ローラ１２によって、用紙Ｓ上に上記した現像プロセスによって感光体ドラム２１上に形成されたシアンのトナー像が転写される転写プロセスが行われる。
【００５５】
その後、用紙Ｓは搬送ベルト１１上を用紙搬送方向に更に搬送され、画像形成ユニット５ｃおよび転写ローラ１２による現像プロセスおよび転写プロセスと同様にして、他の画像形成ユニット５と転写ローラ１２によってイエロー、マゼンダ、ブラックの各トナー像が、順次に用紙Ｓ上に転写される。
【００５６】
各色のトナー像が転写された用紙Ｓは定着装置７へ搬送され、その用紙Ｓが所定の表面温度に保たれて図１において時計方向に回転する発熱ローラ１６と、その逆方向に回転する加圧ローラ１７、加圧ベルト１８の間へ搬送されると、発熱ローラ１６の熱によって用紙Ｓ上のトナー像が溶融され、用紙Ｓ上で溶融したトナー像は発熱ローラ１６と加圧ローラ１７、加圧ベルト１８との押圧部で加圧されて用紙Ｓに定着される。
トナー像が定着された用紙Ｓは、用紙搬送路３を更に用紙搬送方向に搬送され、プリンタ１のスタッカ８上へ排出される。
【００５７】
上記した転写プロセスにおいて、転写後の感光体ドラム２１の表面には、若干のトナーが残留する場合がある。この残留したトナーは、感光体ドラム２１の回転によって、感光体ドラム２１の表面上に摺接するクリーニングブレード２６によって除去され、クリーニングされた感光体ドラム２１は繰り返し使用される。
【００５８】
また、連続通紙時の用紙Ｓ間等では、各画像形成ユニット５の感光体ドラム２１から一部の帯電不良のトナーが搬送ベルト１１に転写される場合がある。この搬送ベルト１１に転写されたこのトナーは、搬送ベルト１１が回転することによってベルトクリーニングブレード１３へ運ばれ、ベルトクリーニングブレード１３によって搬送ベルト１１から除去されて廃棄トナータンク１４に収容され、クリーニングされた搬送ベルト１１は繰り返し使用される。
【００５９】
次に、本実施例の現像ブレード２５の作用について説明する。
上記したように、画像形成ユニット５の出荷時等の初期状態では、現像ブレード２５は、図５に示す初期位置、つまり現像ブレード２５は、トナーを介して現像ブレード２５の中間部で現像ローラ２３を押圧するハラ当て状態になっている。
【００６０】
また、画像形成ユニット５の使用時においては、図７に示すように、移動機構３０によって現像ブレード２５を固定部材３１、３２とともに上部の使用位置へ移動させ、現像ブレード２５の先端の曲げＲ部である先端曲折部３０で現像ローラ２３の外周面をトナーを介して押圧した状態になっている。
上記のハラ当て状態におけるトナーの現像ブレード２５の中間部への融着についての評価を行うために、評価試験を実施した。
【００６１】
この評価試験は、現像ブレード２５と現像ローラ２３とを、図１０に示すように初期位置におけるハラ当て状態で配置し、ガラス転移温度５３℃のトナーと、弾性体層のアスカーＣ硬度７５度の現像ローラ２３を組込んだ画像形成ユニット５を、輸送時における最も高温高湿の環境を想定した環境温度５０℃、湿度５５％の恒温槽（タバイエスペック製、ＰＬ−３ＫＰＨ型）に３０日間放置し、３０日経過後に取出して更に環境温度２５℃、湿度５５％の環境で１日放置し、その放置試験後の印刷開始時に両側のレバー３７を押し込んで、図１１に示すように現像ブレード２５の先端曲折部３０で現像ローラ２３を押圧する使用位置に移動させ、Ａ４サイズ全面ベタ印刷およびハーフトーン印刷をすることによって行った。この評価試験の結果は、画像不良のない非常に良好な印刷画像であった。
【００６２】
なお、トナーのガラス転移温度は、ＳＩＩ製ＤＳＣ６２２０によってトナー５ｍｇ、開始温度−５０℃、リミット温度２００℃、昇温速度１０℃／分、ホールド時間２分、１回昇温時、の条件で測定した。また、現像ローラ２３の弾性体層のアスカーＣ硬度は、高分子計器株式会社製アスカーゴム硬度計Ｃ型によって長手方向に等間隔で１０箇所測定した硬度の平均値である。
【００６３】
一般に、現像ローラ２３と現像ブレード２５との押圧部における圧力Ｐは、
Ｐ ＝（Ｅ×ｔ３×δ）／（４Ｌ３×ｈ）（単位：Ｐａ） ・・・・・・・（１）
で算出される。
【００６４】
ここに、δは現像ブレード２５のたわみ量（単位：ｍｍ）、ｈは現像ローラ２３と現像ブレード２５の押圧部長さ（単位：ｍｍ、図１０参照）、Ｌは固定部材３１、３２による固定端から押圧部の中心までの長さである有効長（単位：ｍｍ、図１０参照）、Ｅは縦弾性係数（単位：ＧＰａ、本実施例ではＥ＝１９３ＧＰａ）、ｔは現像ブレード２５の厚さ（単位：ｍｍ、本実施例ではｔ＝０．０８ｍｍ）である。
【００６５】
本評価試験の初期位置（ハラ当て状態）での現像ローラ２３と現像ブレード２５との押圧部における圧力Ｐｈは、たわみ量δ＝２．９ｍｍ、有効長Ｌ＝１３．０ｍｍ、押圧部長さｈ＝４．０ｍｍに設定されているので、Ｐｈ＝８．２ｋＰａとなる。
【００６６】
また、使用位置（先端曲折部３０による押圧時）での現像ローラ２３と現像ブレード２５との押圧部における圧力Ｐｓは、たわみ量δ＝２．６ｍｍ、有効長Ｌ＝１６．０ｍｍ、押圧部長さｈ＝１．０ｍｍに設定されているので、Ｐｓ＝１５．７ｋＰａとなり、初期位置での圧力Ｐｈは、使用位置での圧力Ｐｓの約０．５２倍であったと考えられる。
【００６７】
上記した評価試験との比較のために、以下に示す比較試験１および比較試験２を実施した。
比較試験１は、現像ブレード２５と現像ローラ２３とを、使用位置での先端曲折部３０による押圧状態で配置し、他は評価試験と同様の試験条件にて放置試験を行い、その放置試験後に、Ａ４サイズ全面ベタ印刷およびハーフトーン印刷をすることによって行った。この比較試験１の結果は、ベタ画像、ハーフトーン画像ともに印刷画像上に白い縦筋が無数に発生し、画像不良であった。
【００６８】
この比較試験１に用いた画像形成ユニット５を分解したところ、現像ローラ２３の表面上のトナー層の多くの部分に現像ローラ２３の周方向にトナー層が形成されずに現像ローラ２３の表面が露出している様子が観察され、また、現像ブレード２５の先端曲折部３０について調べたところ、トナーが融着しているのが観察された。
【００６９】
これは、図１０に示すハラ当て状態で放置試験を行った評価試験では、広い押圧面積に圧力が分散されることで融着しないが、比較試験１では図１２に示すように現像ブレード２５の先端曲折部３０は現像ローラ２３との押圧面積が小さく圧力が高いため、高温高湿環境で長時間保管することでトナーが先端曲折部３０に融着し、その融着したトナーが現像ローラ２３上へのトナー層の形成を妨げ、その部分の静電潜像にトナーが付着せず、印刷画像にトナーが抜けた縦筋が発生したと考えられる。
【００７０】
比較試験２は、評価試験と同様の条件で放置試験を行った後に、現像ブレード２５を移動させずに初期位置のままとし、図１０に示すハラ当て状態で評価試験と同様の印刷を行った。
この比較試験２の結果は、比較試験１のような縦筋の発生はないが、ハーフトーン画像においてドット形成ができずに、感光体ドラム２１上の非潜像部にもトナーが現像し、用紙Ｓの紙面の大部分でトナー汚れが発生した。ハラ当て状態のままでは均一なトナー層の形成ができずにトナー層が厚くなりすぎたためと考えられる。
【００７１】
以上の３つの試験結果から、画像形成ユニット５を製造し、出荷検査では現像ブレード２５を使用位置に移動させ、現像ローラ２３を先端曲折部３０で押圧した状態でテスト印刷を行い、テスト印刷後に現像ブレード２５を初期位置に移動させ、現像ローラ２３に対してハラ当て状態にして出荷し、輸送等の後の使用時に現像ブレード２５を使用位置に移動させ、現像ローラ２３を先端曲折部３０で押圧した状態にすることで、良好な印刷画像を得ることができることが判った。
【００７２】
この場合のトナーのガラス転移温度は、５３℃以上、６３℃以下とすることが望ましい。５３℃未満ではハラ当て状態で保管したとしても環境温度５０℃、湿度５５％による３０日の放置試験において、図１３に示すようにトナーが現像ブレード２５の放置試験における押圧部に融着する現象が発生し、トナーのガラス転移温度が６３℃よ高いと、低温定着性が損なわれてしまうからである。
但し、例えハラ当て状態における押圧部に融着が発生したとしても、本実施例の現像ブレード２５は、使用時に使用位置へ移動させるので、使用時におけるトナー層の形成に影響を及ぼすことはない。
【００７３】
また、現像ローラ２３の弾性体層の硬度は、アスカーＣ硬度で６９度以上、８３度以下とすることが望ましい。６９度以下では環境温度５０℃、湿度５５％による３０日の放置試験において現像ローラ２３の外周面に凹みが発生し、硬度が８３度より大きいと、画像形成ユニット５使用時に十分なトナーの帯電が行われず、カブリ等の問題が発生するからである。
【００７４】
上記のように、本実施例の画像形成ユニット５は、輸送時等の初期状態において、現像ブレード２５を初期位置として先端曲折部３０から離れた中間部で現像ローラ２３を押圧するので、低融点トナーを用いた画像形成ユニット５が高温高湿環境に長時間放置されたとしてもトナーの融着を防止することができると共に、印刷動作時に現像ブレード２５を使用位置へ移動させて先端曲折部３０による押圧状態とするので、現像ローラ２３上に均一なトナー層を形成することができ、低融点トナーを用いた高速印刷においても良好な印刷画像を得ることができる。
【００７５】
なお、本実施例では、現像ブレード２５の初期位置においては、現像ブレード２５の金属材を現像ローラ２３の外周面に直接押付けるとして説明したが、現像ブレード２５の当該押圧部に、図１４に示すように、現像ブレード２３の金属表面よりも低摩擦係数の表面を備えるシート部材３９（例えばポリプロピレン等を表面にした粘着テープ）を現像ブレード２５の表面に貼付しても良い。これによってトナー融着の防止効果に加えて、現像ブレード２５の初期位置と使用位置との移動時における移動力をより小さくすることができる。
【００７６】
また、本実施例の画像形成ユニット５は、初期位置による保管時の方が、使用位置による使用時に比べより高温高湿環境での保管が可能であるため、画像形成ユニット５を含む梱包箱に、輸送時と使用時とで保管できる条件が異なる旨を明記するようにしてもよい。
【００７７】
以上説明したように、本実施例では、トナーを担持する現像ローラと、現像ローラ上に担持されたトナーの層厚を所定層厚に規制する板状の現像ブレードと、現像ブレードの一端を曲折して形成された先端曲折部と、現像ブレードの先端曲折部の反対側の端部を固定する固定部材とを備えた画像形成ユニットに、現像ブレードを、先端曲折部と固定部材との間の中間部で現像ローラを押圧する初期位置と、先端曲折部で現像ローラを押圧する使用位置とに移動させる移動機構を設けたことによって、低融点トナーを用いた画像形成ユニットの輸送時等の初期状態において、現像ブレードを初期位置として高温高湿環境に長時間放置されたとしてもトナーの融着を防止することができると共に、印刷動作時に現像ブレードを使用位置へ移動させて先端曲折部により現像ローラを押圧することができ、現像ローラ上に所定層厚の均一なトナー層の形成を可能として、低融点トナーを用いた高速印刷においても良好な印刷品質の画像を得ることができる。
【実施例２】
【００７８】
以下に、図１５、図１６を用いて本実施例の画像形成ユニットについて説明する。なお、上記実施例１と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施例の画像形成ユニット５には、図１５、図１６に示すように、トナーカートリッジ２０を着脱自在に装着する半円弧状のカートリッジ装着部４０が設けられている。
【００７９】
また、固定部材３２には、固定部３２ａを現像ローラ２３の反対側に伸張させた伸張部４１が設けられており、伸張部４１の端部には引張コイルスプリング等のバネ部材４２の一端が接続している。また、バネ部材４２の他端は、画像形成ユニット５のベースフレーム２８に固定されている。
【００８０】
図１５において、４３は回転体であり、大径部４３ａと小径部４３ｂとを同軸として一体に形成された軸芯を中心に回転する段付回転部材であって、カートリッジ装着部４０の下方に配置され、その大径部４３ａおよび小径部４３ｂの外周面はそれぞれ摩擦部材で被覆されている。
【００８１】
４５は係止バーであり、一端がベースフレーム２８に設けられた嵌合部４６に嵌合し、他端が回転体４３の小径部４３ｂの外周面に接触するように配置された角柱状部材であって、その嵌合部４６側の面で固定部材３２の伸張部４１の端面を係止する機能を有している。
４７は駆動バーであり、一端がカートリッジ装着部４０の内部に突出し、他端が回転体４３の大径部４３ａの外周面に接触するように配置された角柱状部材である。
【００８２】
図１６において、４９はトナーカートリッジ２０のシャッタであり、トナーカートリッジ２０の底部に形成された開口部をスライドにより開閉する機能を有している。
本実施例の移動機構３３は、ガイドレール３４、位置決め部材３６、バネ部材４２、回転体４３、係止バー４５、駆動バー４７等により構成される。
【００８３】
本実施例の画像形成ユニット５は、少量のトナーを画像形成ユニット５内に投入してテスト印刷を行った後にトナーカートリッジ２０を未装着としたままで出荷され、その出荷時および輸送時等の初期状態では、バネ部材４２の一端を接続した固定部材３２の伸張部４２の端面を、嵌合部４６に一端を嵌合させた係止バー４５に、バネ部材４２を伸ばした状態で係止させて現像ブレード２５をハラ当て状態とした初期位置に保持した状態で保管される。このとき駆動バー４７は、一端をカートリッジ装着部４０の内部に突出させた状態になっている。
【００８４】
そして、画像形成ユニット５の使用開始時に、図１５に示すように、トナーカートリッジ２０をカートリッジ装着部４０に装着する。
このとき、カートリッジ装着部４０の内部に突出している駆動バー４７の一端が、トナーカートリッジ２０の装着と同時に、トナーカートリッジ２０の底面によって下方に押し下げられ、駆動バー４７の他端に接続している回転体４３の大径部４３ａが駆動バー４７との摩擦力によって、図１５において時計方向に回転し、これに連動して一体に形成された小径部４３ｂも同方向に回転し、小径部４３ｂに接続された係止バー４５が図１５において右方向へ移動する。
【００８５】
この係止バー４５の移動に伴って、嵌合部４６に一端が嵌合していた係止バー４５による固定部材３２の伸張部４１の端面の係止が解除され、バネ部材４２が収縮して固定部材３２が、ガイドレール３４の斜面３４ａに沿ってガイド部３２ｂに長手方向を案内されながら上方へ引上げられ、固定部材３１の係止部３１ｂが位置決め部材３４に当接したときに現像ブレード２５が使用位置で停止してその先端曲折部３０で現像ローラ２３の外周面を所定の押圧力で押圧し、印刷動作におけるトナーの薄層化が可能になる。
【００８６】
その後に、トナーカートリッジ２０のシャッタ４９がスライドして開き、開口部からトナーが画像形成ユニット５内に補給され、印刷動作が可能な状態となる。
このように本実施例によれば、トナーを収容するトナーカートリッジ２０を画像形成ユニット５のカートリッジ装着部４０に装着する動作に連動して、現像ブレード２５を初期位置から使用位置へ移動させることができ、現像ブレード２５を移動させる手間を省いて、使用開始時における操作の簡便化を図ることができる。
【００８７】
以上説明したように、本実施例では、上記実施例１と同様の効果に加えて、トナーを収容するトナーカートリッジを画像形成ユニットに装着する動作に連動して、現像ブレードを初期位置から使用位置へ移動させるようにしたことによって、画像形成ユニットの使用開始時における操作の簡便化を図ることができる。
【実施例３】
【００８８】
以下に、図１７、図１８を用いて本実施例の画像形成ユニットについて説明する。なお、上記実施例１および実施例２と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施例の画像形成ユニット５には、図１７、図１８に示すように、カートリッジ装着部４０の底部に設けられた回動軸５１ａを中心に回動するレバー５１が設けられている。
【００８９】
このレバー５１の一端は、カートリッジ装着部４０の底部から内部に突出し、回動軸５１ａを挟んだ反対側の他端が固定部材３２の伸張部４１と接続部材５３によって接続されている。
本実施例の移動機構３３は、ガイドレール３４、位置決め部材３６、レバー５１、接続部材５３等により構成される。
【００９０】
本実施例の画像形成ユニット５は、少量のトナーを画像形成ユニット５内に投入してテスト印刷を行った後にトナーカートリッジ２０を未装着としたままで出荷され、その出荷時および輸送時等の初期状態では、レバー５１の一端をカートリッジ装着部４０の内部に突出させた状態で、現像ブレード２５をハラ当て状態とした初期位置に保持した状態で保管される。
そして、画像形成ユニット５の使用開始時に、図１７に示すように、トナーカートリッジ２０をカートリッジ装着部４０に装着する。
【００９１】
このとき、カートリッジ装着部４０の内部に突出しているレバー５１の一端が、トナーカートリッジ２０の装着と同時に、トナーカートリッジ２０の底面によって下方に押し下げられてレバー５１が回転軸５１ａを中心に、図１７において時計方向に回動し、レバー５１の他端に接続部材５３を介して接続している固定部材３２が、ガイドレール３４の斜面３４ａに沿ってガイド部３２ｂに長手方向を案内されながら上方へ引上げられ、固定部材３１の係止部３１ｂが位置決め部材３４に当接したときに現像ブレード２５が使用位置で停止してその先端曲折部３０で現像ローラ２３の外周面を所定の押圧力で押圧し、印刷動作におけるトナーの薄層化が可能になる。
【００９２】
その後に、トナーカートリッジ２０のシャッタ４９がスライドして開き、開口部からトナーが画像形成ユニット５内に補給され、印刷動作が可能な状態となる。
このように本実施例によれば、トナーを収容するトナーカートリッジ２０を画像形成ユニット５のカートリッジ装着部４０に装着する動作に連動して、現像ブレード２５を初期位置から使用位置へ移動させることができ、現像ブレード２５を移動させる手間を省いて、使用開始時における操作の簡便化を図ることができる。
【００９３】
以上説明したように、本実施例では、カートリッジ装着部の底部に設けられた回動軸を中心に回動するレバーの一端を、カートリッジ装着部の底部から内部に突出させ、回動軸を挟んだ反対側の他端を接続部材を介して固定部材の伸張部と接続するようにしたことによって、上記実施例２と同様の効果の得ることができる。
【００９４】
なお、上記各実施例においては、画像形成装置はプリンタであるとして説明したが、画像形成装置は前記に限らず、ファクシミリや複写装置、複合機（ＭＦＰ：Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌｓ）等であってもよい。
また、本発明は、上記各実施例の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００９５】
１ プリンタ
２ 用紙カセット
３ 用紙搬送路
４ 画像形成部
５、５ｃ、５ｍ、５ｙ、５ｋ 画像形成ユニット
６ 転写部
７ 定着装置
８ スタッカ
１１ 搬送ベルト
１１ａ ドライブローラ
１１ｂ テンションローラ
１２ 転写ローラ
１３ ベルトクリーニングブレード
１４ 廃棄トナータンク
１６ 発熱ローラ
１７ 加圧ローラ
１８ 加圧ベルト
２０ トナーカートリッジ
２１ 感光体ドラム
２２ 帯電ローラ
２３ 現像ローラ
２４ 供給ローラ
２５ 現像ブレード
２６ クリーニングブレード
２７ 露光ヘッド
２８ ベースフレーム
３０ 先端曲折部
３１、３２ 固定部材
３１ａ、３２ａ 固定部
３１ｂ 係止部
３２ｂ ガイド部
３２ｃ 当接部
３３ 移動機構
３４ ガイドレール
３６ 位置決め部材
３７、５１ レバー
３７ａ、５１ａ 回動軸
３８ 側面
３９ シート部材
４０ カートリッジ装着部
４１ 伸張部
４２ バネ部材
４３ 回転体
４３ａ 大径部
４３ｂ 小径部
４５ 係止バー
４６ 嵌合部
４７ 駆動バー
５３ 接続部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等に用いられる現像装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式のプリンタによって用紙上に画像を形成する場合は、画像形成ユニットの感光体ドラム上に帯電および露光によって形成した静電潜像に、現像ローラ上に現像ブレードの先端曲折部による押圧により形成したトナー層を付着させてトナー像を形成し、このトナー像を転写ローラによって用紙上に転写し、用紙上に転写されたトナーを定着装置で加熱、加圧により溶融させて用紙に定着させている。
【０００３】
このような画像形成ユニットは、輸送条件等によっては、高温の環境下に放置される場合あり、高温の環境下で長期間保管されると、トナーが画像形成ユニット内の各部材に融着（トナーが融けて固まった状態をいう。）して印刷品質の低下が生ずる。
このため、従来のプリンタにおいては、トナーカプセルの最外層をガラス転位温度が７５℃以上の樹脂で形成したトナーを用いて、画像形成ユニット内の各部材へのトナーの融着を防止している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
一方、近年のプリンタの印刷速度の高速化の進展に伴い、トナーには低温定着化が求められ、トナーをより低融点化した低融点トナーが用いられるようになってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２４２３５５号公報（段落０００３、００１７、００５１−００５２、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の技術においては、トナーに高ガラス転移点の樹脂を用いて画像形成ユニット内の各部材へのトナーの融着を防止しているため、近年の印刷速度の高速化に対応できないという問題がある、
すなわち、低融点トナーを用いた画像形成ユニットは、工場出荷後の輸送状態等によって長期間高温高湿環境で保管された場合、現像ブレードの先端曲折部と現像ローラとの押圧部において、トナーが現像ブレードに融着し、それによって現像ローラ上へのトナー層の形成が不均一になり、用紙上に形成された画像に縦筋等の画像不良が発生し、印刷品質が低下するという問題が生ずる。
【０００７】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、現像装置としての画像形成ユニットが、高温高湿環境に長時間放置された場合においても、現像剤層厚規制部材としての現像ブレードへの現像剤としてのトナーの融着を防止する手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために、現像剤と、前記現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を所定層厚に規制する板状の現像剤層厚規制部材と、前記現像剤層厚規制部材の一端を曲折して形成された先端曲折部と、前記現像剤層厚規制部材の前記先端曲折部の反対側の端部を固定する固定部材とを備えた現像装置において、前記現像剤層厚規制部材を、前記先端曲折部と前記固定部材との間の中間部で前記現像剤担持体を押圧する初期位置と、前記先端曲折部で前記現像剤担持体を押圧する使用位置とに移動させる移動機構を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
これにより、本発明は、低融点現像剤を用いた現像装置の輸送時等の初期状態において、現像剤層厚規制部材を初期位置として高温高湿環境に長時間放置されたとしても現像剤の融着を防止することができると共に、印刷動作時に現像剤層厚規制部材を使用位置へ移動させて先端曲折部により現像剤担持体を所定の押圧力で押圧することができ、現像剤担持体上に所定層厚の均一な現像剤層の形成を可能として、低融点現像剤を用いた高速印刷においても良好な印刷品質の画像を得ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１の画像形成装置の構成を示す説明図
【図２】実施例１の現像ブレードの外観を示す説明図
【図３】実施例１の現像ブレードの側面を示す説明図
【図４】実施例１の移動機構の初期位置の状態を示す説明図
【図５】実施例１の初期位置における現像ローラの近傍を示す説明図
【図６】実施例１の移動機構の使用位置の状態を示す説明図
【図７】実施例１の使用位置における現像ローラの近傍を示す説明図
【図８】実施例１の画像形成ユニットの左側面を含む外観を示す説明図
【図９】実施例１の画像形成ユニットの右側面を含む外観を示す説明図
【図１０】実施例１の現像ブレードの初期位置における作用を示す説明図
【図１１】実施例１の現像ブレードの使用位置における作用を示す説明図
【図１２】実施例１の比較試験１における現像ブレードの作用を示す説明図
【図１３】実施例１の比較試験２における現像ブレードの作用を示す説明図
【図１４】実施例１の現像ブレードの他の形態を示す説明図
【図１５】実施例２の画像形成ユニットの構成を示す説明図
【図１６】実施例２の移動機構の作用を示す説明図
【図１７】実施例３の画像形成ユニットの構成を示す説明図
【図１８】実施例３の移動機構の作用を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、図面を参照して本発明による現像装置および画像形成装置の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１において、１は画像形成装置としてのカラー電子写真方式のプリンタであり、その装置下部には、内部に記録紙としての用紙Ｓを積層した状態で収納した用紙カセット２が着脱自在に装着されている。
【００１３】
用紙カセット２に収納されている用紙Ｓは、その最上部から一枚ずつ繰出されて用紙搬送路３によって画像形成部４に搬送され、その用紙Ｓには画像形成部４の各画像形成ユニット５により形成された各色の現像剤像としてのトナー像が転写部６によって転写され、用紙Ｓ上に転写されたトナー像は定着装置７により定着された後に、更に用紙搬送路３により搬送されて、装置上面に設けられたスタッカ８上へ排出される。
【００１４】
画像形成部４は、用紙搬送路３の用紙Ｓの搬送方向（用紙搬送方向という。）に沿ってトナー像を現像する順に搬送ベルト１１上に着脱自在に配置された４つの現像装置としての画像形成ユニット５ｃ、５ｙ、５ｍ、５ｋと、各画像形成ユニット５により形成されたトナー像を用紙Ｓの上面にクーロン力により転写する転写部６から構成される。
【００１５】
転写部６は、用紙Ｓを静電吸着して搬送する搬送ベルト１１、図示しない駆動部により回転駆動され搬送ベルト１１を駆動するドライブローラ１１ａ、ドライブローラ１１ａに対向配置されて搬送ベルト１１を張架するテンションローラ１１ｂ、各画像形成ユニット５の後述する各感光体ドラム２１に対向配置され、トナー像を用紙Ｓに転写するよう電圧を印加する転写ローラ１２、搬送ベルト１１上に付着したトナーを掻き取って除去するベルトクリーニングブレード１３、ベルトクリーニングブレード１３により掻き取られ回収された廃棄トナーを収容する廃棄トナータンク１４から構成される。
【００１６】
定着装置７は、図示しない温度制御手段によって制御されて所定の表面温度に保たれる発熱ローラ１６、発熱ローラ１６との間で用紙Ｓを押圧する加圧ローラ１７、加圧ベルト１８を備えている。
【００１７】
上記した４つの画像形成ユニット５ｃ、５ｙ、５ｍ、５ｋは全て同じ構成であり、使用される現像剤としてのトナーの色が、シアン（Ｃｙ）、イエロー（Ｙｅ）、マゼンタ（Ｍａ）、ブラック（Ｂｋ）であることのみが異なる。
【００１８】
本実施例の画像形成部４には、上記したように、シアン（Ｃｙ）、イエロー（Ｙｅ）、マゼンタ（Ｍａ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のトナーを収容した現像剤収容体としてのトナーカートリッジ２０が装着された４つの画像形成ユニット５ｃ、５ｙ、５ｍ、５ｋが設けられており、これら４つの画像形成ユニット５は、基本的に同一の構造であるので、その内の一つについて以下に説明する。
【００１９】
画像形成ユニット５は、感光体ドラム２１、およびその周囲に配置された帯電ローラ２２、現像ローラ２３、供給ローラ２４、現像ブレード２５、クリーニングブレード２６を有しており、感光体ドラム２１は、図１において時計方向に回転し（この回転方向を用紙搬送回転方向という。）、帯電ローラ２２と現像ローラ２３は、感光体ドラム２１の表面に接触して感光体ドラム２１と逆方向に回転し、供給ローラ２４は現像ローラ２３を押圧しながら現像ローラ２３と同方向に回転し（図７参照）、クリーニングブレード２６は感光体ドラム２１の外周面に摺接している。
【００２０】
２７は露光手段としての露光ヘッドであり、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子とレンズアレイを有してＬＥＤ素子から出力される照射光が感光体ドラム２１の表面に結像する位置に対向配置されており、画像信号に対応した光を感光体ドラム２１の表面に照射して感光体ドラム２１上に静電潜像を形成する機能を有している。
【００２１】
静電潜像担持体としての感光体ドラム２１は、導電性支持体と光導電層によって構成され、導電性支持体としてのアルミニウムの金属パイプに、光導電層としての電荷発生層および電荷輸送層を順次積層して形成された感光体である。
【００２２】
本実施例の感光体ドラム２１としては、アルミニウム等の導電性基体素管上に、セレン、非晶質シリコン等の感光層を設けた無機感光体ドラムや、バインダー樹脂中に電荷発生剤や電荷輸送剤を分散させた有機感光層を設けた有機感光体ドラム等が使用される。
【００２３】
帯電手段としての帯電ローラ２２は、金属製のシャフトに半導電性エピクロロヒドリンゴム等の半導電性ゴム層を被覆して形成された円柱状部材であって、感光体ドラム２１の表面を一様均一に帯電させる機能を有している。
【００２４】
現像剤担持体としての現像ローラ２３は、金属製のシャフトの外周面に半導電性ウレタンゴム層等の弾性体層を被覆して形成された円柱状部材であって、露光ヘッド２７により感光体ドラム２１上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する機能を有している。
【００２５】
転写手段としての転写ローラ１２は、搬送ベルト１１を介して感光体ドラム２１を押圧した状態で対向配置されており、感光体ドラム２１の表面に形成されたトナー像を用紙Ｓ上に転写する機能を有している。
【００２６】
現像剤供給体としての供給ローラ２４は、金属製のシャフトに半導電性発泡シリコンスポンジ層を被覆して形成された円柱状部材であって、トナーカートリッジ２０から補給されたトナーを現像ローラ２３に供給する機能を有している。
【００２７】
現像剤除去部材としてのクリーニングブレード２６は、感光体ドラム２１の長手方向に沿って平行に配置され、その先端部が感光体ドラム２１の表面を押圧するようにその根元部分が画像形成ユニット５のベースフレーム２８に取付けられて固定され、その先端部が感光体ドラム２１の外周面に摺接しており、感光体ドラム２１の回転に伴ってその表面上に残留したトナーを掻き取って除去する。
【００２８】
現像剤層厚規制部材としての現像ブレード２５は、図２、図３に示すように、現像ローラ２３の軸方向長さと同等の長手方向長さを有する矩形のステンレスやリン青銅等の板バネ材の短手方向の一端を、所定の曲げ角度θでＬ字状に曲折して形成された板状部材であって、その長手方向を現像ローラ２３の軸方向と平行にして、現像ローラ２３と供給ローラ２４との押圧部の現像ローラ２３の回転方向の下流側に配置されており、先端の曲げＲ部（先端曲折部３０という。）の半径方向外側の面で、現像ローラ２３の外周面を所定の押圧力で押圧して、現像ローラ２３の表面上のトナー厚を所定層厚に薄層化した現像剤層としてのトナー層を形成する機能を有している（図７参照）。
【００２９】
また、現像ブレード２５の先端曲折部３０の反対側の端部には、固定部材３１、３２を取付けるための固定領域（図２に示すハッチング部）が設定されている。
【００３０】
本実施例の現像ブレード２５は、厚さｔ＝０．０８ｍｍ、縦弾性係数Ｅ＝１９３ＧＰａのステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）からなる板バネを用いて成形され、固定部材３１、３２による固定端から先端曲折部３０までの長さである自由端長Ｌ１＝１６．０ｍｍ、先端曲折部３０の曲げＲ＝０．２０ｍｍ、先端曲折部３０からの曲げ部分の先端までの長さＬ２＝１．５ｍｍ、長手方向長さＬ３＝２２１ｍｍ、曲げ角度θ＝９０度に形成されている。
【００３１】
固定部材３１は、図３に示すように、現像ブレード２５の長手方向長さより長い長手方向長さを有するＶ字状断面形状の板状部材であって、固定部３１ａと、固定部３１ａから鋭角に曲折させて形成された係止部３１ｂとが設けられている。
【００３２】
固定部材３２は、固定部材３１の長手方向長さより長い長手方向長さを有するＬ字状断面形状の板状部材であって、固定部３２ａと、固定部３２ａから直角に曲折させて形成されたガイド部３２ｂとが設けられており、その長手方向の両端部には、それぞれ当接部３２ｃが形成されている（図４参照）。
【００３３】
本実施例の画像形成ユニット５には、現像ブレード２５の移動機構３３が設けられており、現像ブレード２５は固定領域を固定部材３１、３２のそれぞれの固定部３１ａ、３２ａとの間に挟まれ固定された状態で、画像形成ユニット５の内部で図４、図５に示す初期位置から、図６、図７に示す使用位置まで移動可能に構成されている。
【００３４】
図４、図５において、３４は移動機構３３のガイドレールであり、斜面３４ａが形成されたブロック部材であって、画像形成ユニット５のベースフレーム２８の長手方向の両端部に配置され、これらの間に固定部材３２のガイド部３２ｂが挿入される。
【００３５】
３６は移動機構３３の位置決め部材であり、ガイドレール３４の間に現像ブレード２５の長手方向と平行に配置された直方体状のブロック部材であって、固定部材３１の係止部３１ｂが当接して現像ブレード２５の使用位置における位置決めを行う機能を有している。
【００３６】
３７は移動機構３３のレバーであり、固定部材３２の当接部３２ｃの端部と画像形成ユニット５の側面３８との間に配置された回動軸３７ａを中心に回動し、その一端で当接部３２ｃを下方から押上げて現像ブレード２５を初期位置から使用位置へ移動させる機能を有しており、回動軸３７ａを挟んだ反対側の端部は、現像ブレード２５の初期位置において画像形成ユニット５の側面３８から外部に突出している。
【００３７】
なお、本実施例の初期位置は、工場出荷時、輸送時等の画像形成ユニット５の使用前の初期状態における現像ブレード２５の位置であって、図５に示すように、現像ブレード２５の先端曲折部３０と固定部部材３１、３２の固定部３１ａ、３２ａとの間の中間部で現像ローラ２３の外周面を押圧する位置のことをいう（この状態の現像ブレード２５をハラ当て状態という。）。
【００３８】
また、使用位置は、プリンタ１の印刷動作を行うときの現像ブレード２５の位置であって、図７に示すように、現像ブレード２５の先端曲折部３０で現像ローラ２３の外周面を所定の押圧力で押圧する位置のことをいう。
【００３９】
上記のレバー３７は、工場出荷時、輸送時等の初期状態における現像ブレード２５の初期位置においては、レバー３７の固定部材３２の当接部３２ｃと当接する側と回動軸３７ａを挟んだ反対側の端部が、図８に示すように、画像形成ユニット５長手方向の両側の側面３８から外部に突出しており（図４参照）、その端部を、図９に示すように、プリンタ１への装着前に画像形成ユニット５の内部へ押込むと、図６に示すように、レバー３７が回動軸３７ａを中心に回動して固定部材３２の当接部３２ｃを上方へ押上げ、ガイドレール３４の斜面３４ａに沿ってガイド部３２ｂに長手方向を案内されながら固定部材３２が上方へ移動し、固定部材３１の係止部３１ｂが位置決め部材３６に当接したときに現像ブレード２５が使用位置で停止してその先端曲折部３０で現像ローラ２３の外周面を所定の押圧力で押圧し、印刷動作におけるトナーの薄層化が可能になる。
【００４０】
以下に、トナーについて説明する。本実施例のトナーは、少なくとも結着樹脂を含有する母粒子に無機微粉体や有機微粉体等が適宜表面処理されたものである。
この結着樹脂としては、特に限定するものではないが、ポリエステル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、またはスチレン−ブタジエン系樹脂等公知のものが挙げられる。
トナーは、結着樹脂に対して以下のような着色剤、離型剤、帯電制御剤、処理剤等公知のものが適宜混合または表面処理される。
【００４１】
着色剤としては、特に限定するものではないが、従来のブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのトナー用着色剤として用いられている染料、顔料等を単独もしくは複数種併用して使用することができ、例えば、カーボンブラック、酸化鉄、パーマネントブラウンＦＧ、ピグメントグリーンＢ、ピグメントブルー１５：３、ソルベントブルー３５、ソルベントレッド４９、ソルベントレッド１４６、キナクリドン、カーミン６Ｂ、ジスアゾイエロー、イソインドリン等公知のものが挙げられる。この着色剤の含有量は、結着樹脂１００重量部に対して２〜２５重量部、好ましくは２〜１５重量部添加される。
【００４２】
離型剤としては、特に限定するものではないが、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、パラフィンワックス、カルナバワックス等公知のものが挙げられる。そして含有量は、結着樹脂１００重量部に対して０．１〜２０重量部、好ましくは０．５〜１２重量部添加されるのが効果的であり、また複数種のワックスを併用してもよい。
【００４３】
帯電制御剤としては、特に限定するものではないが、例えば、正帯電性トナーの場合には４級アンモニウム塩系帯電制御剤、負帯電性トナーの場合には、アゾ系錯体帯電制御剤、サリチル酸系錯体帯電制御剤、カリックスアレン系帯電制御剤等公知のものが挙げられる。この帯電制御剤の含有量は、結着樹脂１００重量部に対して０．０５〜１５重量部、好ましくは０．１〜１０重量部添加される。
【００４４】
処理剤は、環境安定性、帯電安定性、現像性、流動性、保管性向上のために添加され、シリカ、チタニア、アルミナ等公知のものを用いることができ、処理剤の含有量は、結着樹脂１００重量部に対して０．０１〜１０重量部、好ましくは０．０５〜８重量部添加される。
【００４５】
本実施例で用いたトナーは、結着樹脂（ポリエステル樹脂、軟化温度Ｔ１／２＝１１０℃）を１００重量部として、帯電制御剤としてボントロンＥ−８４（オリエント化学工業社製）を０．５重量部、着色剤として銅フタロシアニン（大日精化工業社製）４．０重量部、離型剤としてカルナウバワックス（加藤洋行社製、カルナウバワックス１号粉末）４．０重量部、をヘンシェルミキサーにて混合した後、二軸押出機により溶融混練し、冷却後、直径２ｍｍのスクリーンを有するカッターミルで粗砕化した後、衝突板式粉砕機を用いて粉砕し、更に風力分級機を用いて分級を行い、トナー母粒子を得た。次に外添工程として、得られたトナー母粒子を１００重量部に対し、疎水性シリカＲ９７２（日本アエロジル社製、平均粒径１６ｎｍ）を３．０重量部加え、ヘンシェルミキサーで３分間攪拌を行うことで、平均粒径５．９μｍのシアン色のトナーを得る。トナーの平均粒径は粒度分布測定装置（コールターマルチサイザー３、ベックマン・コールター株式会社製、アパチャー径１００μｍ）にて測定できる。
【００４６】
また、使用する着色剤の種類を変えることで、ブラック色、マゼンタ色、イエロー色のトナーを得ることができる。
以下に、上述した構成を有するプリンタ１の印刷動作について説明する。
【００４７】
感光体ドラム２１は、図示しない駆動手段により用紙搬送回転方向（図１において時計方向）に一定周速度で回転し、感光体ドラム２１の表面に接触して設けられた帯電ローラ２２は逆方向に回転しながら、図示しない帯電ローラ用高圧電源によって供給される直流電圧を感光体ドラム２１の表面に印加し、この表面を一様均一に帯電させる。
【００４８】
次に、感光体ドラム２１に対向して設けられた露光ヘッド２７によって、画像信号に対応した光が感光体ドラム２１の一様均一に帯電された表面に照射され、光照射部分の電位を光減衰して感光体ドラム２１上に静電潜像が形成される。
【００４９】
また、トナーは、図示しない供給ローラ用高圧電源によって電圧が印加された供給ローラ２４より、感光体ドラム２１に接触して配置されている現像ローラ２３に供給される。
【００５０】
この現像ローラ２３には、図示しない現像ローラ用高圧電源によって電圧が印加されており、現像ローラ２３は供給ローラ２４により供給されたトナーを吸着して図７に示す矢印方向（感光体ドラム２１と逆方向）に回転搬送する。
【００５１】
この回転搬送の過程で、供給ローラ２４の下流側に現像ローラ２３を押圧して配置された現像ブレード２５は、現像ローラ２３が回転することで現像ローラ２３の表面に付着したトナーから余分な部分を掻き取る。これにより現像ローラ２３上の、現像ブレード２５の先端曲折部３０による押圧部より現像ローラ２３の回転方向下流側では、現像ローラ２３の表面に均一に薄層化されたトナー層が形成され、そのトナー層は感光体ドラム２１へ搬送される。
【００５２】
感光体ドラム２１と現像ローラ２３間には高圧電源によってバイアス電圧が印加されているため、現像ローラ２３と感光体ドラム２１の間には、感光体ドラム２１に形成された静電潜像に伴う電気力線が発生する。このため、現像ローラ２３上の帯電したトナーは、静電気力により感光体ドラム２１上の静電潜像部分に付着し、この部分が現像されてトナー像が形成される。なお、感光体ドラム２１の回転開始で始まるこの現像プロセスは、後述する所定のタイミングで開始される。
【００５３】
一方、用紙カセット２に収容された用紙Ｓは、用紙カセット２から図示しない用紙ガイドに沿って一枚ずつ繰出されて用紙搬送路３により搬送され、ドライブローラ１１ａによって回転する搬送ベルト１１へ搬送される。なお、上述した現像プロセスは、用紙Ｓが搬送ベルト１１へ搬送される間の所定のタイミングで開始される。
【００５４】
シアン（Ｃｙ）の画像形成ユニット５ｃに、搬送ベルト１１に静電吸着されて搬送された用紙Ｓが達すると、その感光体ドラム２１に対向配置され、図示しない転写ローラ用高圧電源から電圧が印加された転写ローラ１２によって、用紙Ｓ上に上記した現像プロセスによって感光体ドラム２１上に形成されたシアンのトナー像が転写される転写プロセスが行われる。
【００５５】
その後、用紙Ｓは搬送ベルト１１上を用紙搬送方向に更に搬送され、画像形成ユニット５ｃおよび転写ローラ１２による現像プロセスおよび転写プロセスと同様にして、他の画像形成ユニット５と転写ローラ１２によってイエロー、マゼンダ、ブラックの各トナー像が、順次に用紙Ｓ上に転写される。
【００５６】
各色のトナー像が転写された用紙Ｓは定着装置７へ搬送され、その用紙Ｓが所定の表面温度に保たれて図１において時計方向に回転する発熱ローラ１６と、その逆方向に回転する加圧ローラ１７、加圧ベルト１８の間へ搬送されると、発熱ローラ１６の熱によって用紙Ｓ上のトナー像が溶融され、用紙Ｓ上で溶融したトナー像は発熱ローラ１６と加圧ローラ１７、加圧ベルト１８との押圧部で加圧されて用紙Ｓに定着される。
トナー像が定着された用紙Ｓは、用紙搬送路３を更に用紙搬送方向に搬送され、プリンタ１のスタッカ８上へ排出される。
【００５７】
上記した転写プロセスにおいて、転写後の感光体ドラム２１の表面には、若干のトナーが残留する場合がある。この残留したトナーは、感光体ドラム２１の回転によって、感光体ドラム２１の表面上に摺接するクリーニングブレード２６によって除去され、クリーニングされた感光体ドラム２１は繰り返し使用される。
【００５８】
また、連続通紙時の用紙Ｓ間等では、各画像形成ユニット５の感光体ドラム２１から一部の帯電不良のトナーが搬送ベルト１１に転写される場合がある。この搬送ベルト１１に転写されたこのトナーは、搬送ベルト１１が回転することによってベルトクリーニングブレード１３へ運ばれ、ベルトクリーニングブレード１３によって搬送ベルト１１から除去されて廃棄トナータンク１４に収容され、クリーニングされた搬送ベルト１１は繰り返し使用される。
【００５９】
次に、本実施例の現像ブレード２５の作用について説明する。
上記したように、画像形成ユニット５の出荷時等の初期状態では、現像ブレード２５は、図５に示す初期位置、つまり現像ブレード２５は、トナーを介して現像ブレード２５の中間部で現像ローラ２３を押圧するハラ当て状態になっている。
【００６０】
また、画像形成ユニット５の使用時においては、図７に示すように、移動機構３０によって現像ブレード２５を固定部材３１、３２とともに上部の使用位置へ移動させ、現像ブレード２５の先端の曲げＲ部である先端曲折部３０で現像ローラ２３の外周面をトナーを介して押圧した状態になっている。
上記のハラ当て状態におけるトナーの現像ブレード２５の中間部への融着についての評価を行うために、評価試験を実施した。
【００６１】
この評価試験は、現像ブレード２５と現像ローラ２３とを、図１０に示すように初期位置におけるハラ当て状態で配置し、ガラス転移温度５３℃のトナーと、弾性体層のアスカーＣ硬度７５度の現像ローラ２３を組込んだ画像形成ユニット５を、輸送時における最も高温高湿の環境を想定した環境温度５０℃、湿度５５％の恒温槽（タバイエスペック製、ＰＬ−３ＫＰＨ型）に３０日間放置し、３０日経過後に取出して更に環境温度２５℃、湿度５５％の環境で１日放置し、その放置試験後の印刷開始時に両側のレバー３７を押し込んで、図１１に示すように現像ブレード２５の先端曲折部３０で現像ローラ２３を押圧する使用位置に移動させ、Ａ４サイズ全面ベタ印刷およびハーフトーン印刷をすることによって行った。この評価試験の結果は、画像不良のない非常に良好な印刷画像であった。
【００６２】
なお、トナーのガラス転移温度は、ＳＩＩ製ＤＳＣ６２２０によってトナー５ｍｇ、開始温度−５０℃、リミット温度２００℃、昇温速度１０℃／分、ホールド時間２分、１回昇温時、の条件で測定した。また、現像ローラ２３の弾性体層のアスカーＣ硬度は、高分子計器株式会社製アスカーゴム硬度計Ｃ型によって長手方向に等間隔で１０箇所測定した硬度の平均値である。
【００６３】
一般に、現像ローラ２３と現像ブレード２５との押圧部における圧力Ｐは、
Ｐ ＝（Ｅ×ｔ３×δ）／（４Ｌ３×ｈ）（単位：Ｐａ） ・・・・・・・（１）
で算出される。
【００６４】
ここに、δは現像ブレード２５のたわみ量（単位：ｍｍ）、ｈは現像ローラ２３と現像ブレード２５の押圧部長さ（単位：ｍｍ、図１０参照）、Ｌは固定部材３１、３２による固定端から押圧部の中心までの長さである有効長（単位：ｍｍ、図１０参照）、Ｅは縦弾性係数（単位：ＧＰａ、本実施例ではＥ＝１９３ＧＰａ）、ｔは現像ブレード２５の厚さ（単位：ｍｍ、本実施例ではｔ＝０．０８ｍｍ）である。
【００６５】
本評価試験の初期位置（ハラ当て状態）での現像ローラ２３と現像ブレード２５との押圧部における圧力Ｐｈは、たわみ量δ＝２．９ｍｍ、有効長Ｌ＝１３．０ｍｍ、押圧部長さｈ＝４．０ｍｍに設定されているので、Ｐｈ＝８．２ｋＰａとなる。
【００６６】
また、使用位置（先端曲折部３０による押圧時）での現像ローラ２３と現像ブレード２５との押圧部における圧力Ｐｓは、たわみ量δ＝２．６ｍｍ、有効長Ｌ＝１６．０ｍｍ、押圧部長さｈ＝１．０ｍｍに設定されているので、Ｐｓ＝１５．７ｋＰａとなり、初期位置での圧力Ｐｈは、使用位置での圧力Ｐｓの約０．５２倍であったと考えられる。
【００６７】
上記した評価試験との比較のために、以下に示す比較試験１および比較試験２を実施した。
比較試験１は、現像ブレード２５と現像ローラ２３とを、使用位置での先端曲折部３０による押圧状態で配置し、他は評価試験と同様の試験条件にて放置試験を行い、その放置試験後に、Ａ４サイズ全面ベタ印刷およびハーフトーン印刷をすることによって行った。この比較試験１の結果は、ベタ画像、ハーフトーン画像ともに印刷画像上に白い縦筋が無数に発生し、画像不良であった。
【００６８】
この比較試験１に用いた画像形成ユニット５を分解したところ、現像ローラ２３の表面上のトナー層の多くの部分に現像ローラ２３の周方向にトナー層が形成されずに現像ローラ２３の表面が露出している様子が観察され、また、現像ブレード２５の先端曲折部３０について調べたところ、トナーが融着しているのが観察された。
【００６９】
これは、図１０に示すハラ当て状態で放置試験を行った評価試験では、広い押圧面積に圧力が分散されることで融着しないが、比較試験１では図１２に示すように現像ブレード２５の先端曲折部３０は現像ローラ２３との押圧面積が小さく圧力が高いため、高温高湿環境で長時間保管することでトナーが先端曲折部３０に融着し、その融着したトナーが現像ローラ２３上へのトナー層の形成を妨げ、その部分の静電潜像にトナーが付着せず、印刷画像にトナーが抜けた縦筋が発生したと考えられる。
【００７０】
比較試験２は、評価試験と同様の条件で放置試験を行った後に、現像ブレード２５を移動させずに初期位置のままとし、図１０に示すハラ当て状態で評価試験と同様の印刷を行った。
この比較試験２の結果は、比較試験１のような縦筋の発生はないが、ハーフトーン画像においてドット形成ができずに、感光体ドラム２１上の非潜像部にもトナーが現像し、用紙Ｓの紙面の大部分でトナー汚れが発生した。ハラ当て状態のままでは均一なトナー層の形成ができずにトナー層が厚くなりすぎたためと考えられる。
【００７１】
以上の３つの試験結果から、画像形成ユニット５を製造し、出荷検査では現像ブレード２５を使用位置に移動させ、現像ローラ２３を先端曲折部３０で押圧した状態でテスト印刷を行い、テスト印刷後に現像ブレード２５を初期位置に移動させ、現像ローラ２３に対してハラ当て状態にして出荷し、輸送等の後の使用時に現像ブレード２５を使用位置に移動させ、現像ローラ２３を先端曲折部３０で押圧した状態にすることで、良好な印刷画像を得ることができることが判った。
【００７２】
この場合のトナーのガラス転移温度は、５３℃以上、６３℃以下とすることが望ましい。５３℃未満ではハラ当て状態で保管したとしても環境温度５０℃、湿度５５％による３０日の放置試験において、図１３に示すようにトナーが現像ブレード２５の放置試験における押圧部に融着する現象が発生し、トナーのガラス転移温度が６３℃よ高いと、低温定着性が損なわれてしまうからである。
但し、例えハラ当て状態における押圧部に融着が発生したとしても、本実施例の現像ブレード２５は、使用時に使用位置へ移動させるので、使用時におけるトナー層の形成に影響を及ぼすことはない。
【００７３】
また、現像ローラ２３の弾性体層の硬度は、アスカーＣ硬度で６９度以上、８３度以下とすることが望ましい。６９度以下では環境温度５０℃、湿度５５％による３０日の放置試験において現像ローラ２３の外周面に凹みが発生し、硬度が８３度より大きいと、画像形成ユニット５使用時に十分なトナーの帯電が行われず、カブリ等の問題が発生するからである。
【００７４】
上記のように、本実施例の画像形成ユニット５は、輸送時等の初期状態において、現像ブレード２５を初期位置として先端曲折部３０から離れた中間部で現像ローラ２３を押圧するので、低融点トナーを用いた画像形成ユニット５が高温高湿環境に長時間放置されたとしてもトナーの融着を防止することができると共に、印刷動作時に現像ブレード２５を使用位置へ移動させて先端曲折部３０による押圧状態とするので、現像ローラ２３上に均一なトナー層を形成することができ、低融点トナーを用いた高速印刷においても良好な印刷画像を得ることができる。
【００７５】
なお、本実施例では、現像ブレード２５の初期位置においては、現像ブレード２５の金属材を現像ローラ２３の外周面に直接押付けるとして説明したが、現像ブレード２５の当該押圧部に、図１４に示すように、現像ブレード２３の金属表面よりも低摩擦係数の表面を備えるシート部材３９（例えばポリプロピレン等を表面にした粘着テープ）を現像ブレード２５の表面に貼付しても良い。これによってトナー融着の防止効果に加えて、現像ブレード２５の初期位置と使用位置との移動時における移動力をより小さくすることができる。
【００７６】
また、本実施例の画像形成ユニット５は、初期位置による保管時の方が、使用位置による使用時に比べより高温高湿環境での保管が可能であるため、画像形成ユニット５を含む梱包箱に、輸送時と使用時とで保管できる条件が異なる旨を明記するようにしてもよい。
【００７７】
以上説明したように、本実施例では、トナーを担持する現像ローラと、現像ローラ上に担持されたトナーの層厚を所定層厚に規制する板状の現像ブレードと、現像ブレードの一端を曲折して形成された先端曲折部と、現像ブレードの先端曲折部の反対側の端部を固定する固定部材とを備えた画像形成ユニットに、現像ブレードを、先端曲折部と固定部材との間の中間部で現像ローラを押圧する初期位置と、先端曲折部で現像ローラを押圧する使用位置とに移動させる移動機構を設けたことによって、低融点トナーを用いた画像形成ユニットの輸送時等の初期状態において、現像ブレードを初期位置として高温高湿環境に長時間放置されたとしてもトナーの融着を防止することができると共に、印刷動作時に現像ブレードを使用位置へ移動させて先端曲折部により現像ローラを押圧することができ、現像ローラ上に所定層厚の均一なトナー層の形成を可能として、低融点トナーを用いた高速印刷においても良好な印刷品質の画像を得ることができる。
【実施例２】
【００７８】
以下に、図１５、図１６を用いて本実施例の画像形成ユニットについて説明する。なお、上記実施例１と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施例の画像形成ユニット５には、図１５、図１６に示すように、トナーカートリッジ２０を着脱自在に装着する半円弧状のカートリッジ装着部４０が設けられている。
【００７９】
また、固定部材３２には、固定部３２ａを現像ローラ２３の反対側に伸張させた伸張部４１が設けられており、伸張部４１の端部には引張コイルスプリング等のバネ部材４２の一端が接続している。また、バネ部材４２の他端は、画像形成ユニット５のベースフレーム２８に固定されている。
【００８０】
図１５において、４３は回転体であり、大径部４３ａと小径部４３ｂとを同軸として一体に形成された軸芯を中心に回転する段付回転部材であって、カートリッジ装着部４０の下方に配置され、その大径部４３ａおよび小径部４３ｂの外周面はそれぞれ摩擦部材で被覆されている。
【００８１】
４５は係止バーであり、一端がベースフレーム２８に設けられた嵌合部４６に嵌合し、他端が回転体４３の小径部４３ｂの外周面に接触するように配置された角柱状部材であって、その嵌合部４６側の面で固定部材３２の伸張部４１の端面を係止する機能を有している。
４７は駆動バーであり、一端がカートリッジ装着部４０の内部に突出し、他端が回転体４３の大径部４３ａの外周面に接触するように配置された角柱状部材である。
【００８２】
図１６において、４９はトナーカートリッジ２０のシャッタであり、トナーカートリッジ２０の底部に形成された開口部をスライドにより開閉する機能を有している。
本実施例の移動機構３３は、ガイドレール３４、位置決め部材３６、バネ部材４２、回転体４３、係止バー４５、駆動バー４７等により構成される。
【００８３】
本実施例の画像形成ユニット５は、少量のトナーを画像形成ユニット５内に投入してテスト印刷を行った後にトナーカートリッジ２０を未装着としたままで出荷され、その出荷時および輸送時等の初期状態では、バネ部材４２の一端を接続した固定部材３２の伸張部４２の端面を、嵌合部４６に一端を嵌合させた係止バー４５に、バネ部材４２を伸ばした状態で係止させて現像ブレード２５をハラ当て状態とした初期位置に保持した状態で保管される。このとき駆動バー４７は、一端をカートリッジ装着部４０の内部に突出させた状態になっている。
【００８４】
そして、画像形成ユニット５の使用開始時に、図１５に示すように、トナーカートリッジ２０をカートリッジ装着部４０に装着する。
このとき、カートリッジ装着部４０の内部に突出している駆動バー４７の一端が、トナーカートリッジ２０の装着と同時に、トナーカートリッジ２０の底面によって下方に押し下げられ、駆動バー４７の他端に接続している回転体４３の大径部４３ａが駆動バー４７との摩擦力によって、図１５において時計方向に回転し、これに連動して一体に形成された小径部４３ｂも同方向に回転し、小径部４３ｂに接続された係止バー４５が図１５において右方向へ移動する。
【００８５】
この係止バー４５の移動に伴って、嵌合部４６に一端が嵌合していた係止バー４５による固定部材３２の伸張部４１の端面の係止が解除され、バネ部材４２が収縮して固定部材３２が、ガイドレール３４の斜面３４ａに沿ってガイド部３２ｂに長手方向を案内されながら上方へ引上げられ、固定部材３１の係止部３１ｂが位置決め部材３４に当接したときに現像ブレード２５が使用位置で停止してその先端曲折部３０で現像ローラ２３の外周面を所定の押圧力で押圧し、印刷動作におけるトナーの薄層化が可能になる。
【００８６】
その後に、トナーカートリッジ２０のシャッタ４９がスライドして開き、開口部からトナーが画像形成ユニット５内に補給され、印刷動作が可能な状態となる。
このように本実施例によれば、トナーを収容するトナーカートリッジ２０を画像形成ユニット５のカートリッジ装着部４０に装着する動作に連動して、現像ブレード２５を初期位置から使用位置へ移動させることができ、現像ブレード２５を移動させる手間を省いて、使用開始時における操作の簡便化を図ることができる。
【００８７】
以上説明したように、本実施例では、上記実施例１と同様の効果に加えて、トナーを収容するトナーカートリッジを画像形成ユニットに装着する動作に連動して、現像ブレードを初期位置から使用位置へ移動させるようにしたことによって、画像形成ユニットの使用開始時における操作の簡便化を図ることができる。
【実施例３】
【００８８】
以下に、図１７、図１８を用いて本実施例の画像形成ユニットについて説明する。なお、上記実施例１および実施例２と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施例の画像形成ユニット５には、図１７、図１８に示すように、カートリッジ装着部４０の底部に設けられた回動軸５１ａを中心に回動するレバー５１が設けられている。
【００８９】
このレバー５１の一端は、カートリッジ装着部４０の底部から内部に突出し、回動軸５１ａを挟んだ反対側の他端が固定部材３２の伸張部４１と接続部材５３によって接続されている。
本実施例の移動機構３３は、ガイドレール３４、位置決め部材３６、レバー５１、接続部材５３等により構成される。
【００９０】
本実施例の画像形成ユニット５は、少量のトナーを画像形成ユニット５内に投入してテスト印刷を行った後にトナーカートリッジ２０を未装着としたままで出荷され、その出荷時および輸送時等の初期状態では、レバー５１の一端をカートリッジ装着部４０の内部に突出させた状態で、現像ブレード２５をハラ当て状態とした初期位置に保持した状態で保管される。
そして、画像形成ユニット５の使用開始時に、図１７に示すように、トナーカートリッジ２０をカートリッジ装着部４０に装着する。
【００９１】
このとき、カートリッジ装着部４０の内部に突出しているレバー５１の一端が、トナーカートリッジ２０の装着と同時に、トナーカートリッジ２０の底面によって下方に押し下げられてレバー５１が回転軸５１ａを中心に、図１７において時計方向に回動し、レバー５１の他端に接続部材５３を介して接続している固定部材３２が、ガイドレール３４の斜面３４ａに沿ってガイド部３２ｂに長手方向を案内されながら上方へ引上げられ、固定部材３１の係止部３１ｂが位置決め部材３４に当接したときに現像ブレード２５が使用位置で停止してその先端曲折部３０で現像ローラ２３の外周面を所定の押圧力で押圧し、印刷動作におけるトナーの薄層化が可能になる。
【００９２】
その後に、トナーカートリッジ２０のシャッタ４９がスライドして開き、開口部からトナーが画像形成ユニット５内に補給され、印刷動作が可能な状態となる。
このように本実施例によれば、トナーを収容するトナーカートリッジ２０を画像形成ユニット５のカートリッジ装着部４０に装着する動作に連動して、現像ブレード２５を初期位置から使用位置へ移動させることができ、現像ブレード２５を移動させる手間を省いて、使用開始時における操作の簡便化を図ることができる。
【００９３】
以上説明したように、本実施例では、カートリッジ装着部の底部に設けられた回動軸を中心に回動するレバーの一端を、カートリッジ装着部の底部から内部に突出させ、回動軸を挟んだ反対側の他端を接続部材を介して固定部材の伸張部と接続するようにしたことによって、上記実施例２と同様の効果の得ることができる。
【００９４】
なお、上記各実施例においては、画像形成装置はプリンタであるとして説明したが、画像形成装置は前記に限らず、ファクシミリや複写装置、複合機（ＭＦＰ：Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌｓ）等であってもよい。
また、本発明は、上記各実施例の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００９５】
１ プリンタ
２ 用紙カセット
３ 用紙搬送路
４ 画像形成部
５、５ｃ、５ｍ、５ｙ、５ｋ 画像形成ユニット
６ 転写部
７ 定着装置
８ スタッカ
１１ 搬送ベルト
１１ａ ドライブローラ
１１ｂ テンションローラ
１２ 転写ローラ
１３ ベルトクリーニングブレード
１４ 廃棄トナータンク
１６ 発熱ローラ
１７ 加圧ローラ
１８ 加圧ベルト
２０ トナーカートリッジ
２１ 感光体ドラム
２２ 帯電ローラ
２３ 現像ローラ
２４ 供給ローラ
２５ 現像ブレード
２６ クリーニングブレード
２７ 露光ヘッド
２８ ベースフレーム
３０ 先端曲折部
３１、３２ 固定部材
３１ａ、３２ａ 固定部
３１ｂ 係止部
３２ｂ ガイド部
３２ｃ 当接部
３３ 移動機構
３４ ガイドレール
３６ 位置決め部材
３７、５１ レバー
３７ａ、５１ａ 回動軸
３８ 側面
３９ シート部材
４０ カートリッジ装着部
４１ 伸張部
４２ バネ部材
４３ 回転体
４３ａ 大径部
４３ｂ 小径部
４５ 係止バー
４６ 嵌合部
４７ 駆動バー
５３ 接続部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤と、前記現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を所定層厚に規制する板状の現像剤層厚規制部材と、前記現像剤層厚規制部材の一端を曲折して形成された先端曲折部と、前記現像剤層厚規制部材の前記先端曲折部の反対側の端部を固定する固定部材とを備えた現像装置において、
前記現像剤層厚規制部材を、前記先端曲折部と前記固定部材との間の中間部で前記現像剤担持体を押圧する初期位置と、前記先端曲折部で前記現像剤担持体を押圧する使用位置とに移動させる移動機構を設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において、
前記移動機構は、前記固定部材の移動を案内するガイドレールと、前記先端曲折部を前記使用位置に停止させる位置決め部材と、前記固定部材を前記初期位置から前記使用位置へ移動させる回動可能なレバーとを有することを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１に記載の現像装置において、
前記現像剤規制部材の前記初期位置における前記現像剤担持体への押圧部に、前記現像剤規制部材よりも摩擦係数の低いシート部材を貼付したことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１に記載の現像装置において、
前記現像装置に前記現像剤を補給する現像剤収容体を設け、
前記現像剤収容体を前記現像装置に装着する動作に連動して、前記現像剤層厚規制部材を前記初期位置から前記使用位置へ移動させることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１に記載の現像装置において、
前記現像剤のガラス転移温度は、５３℃以上、６３℃以下であることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１に記載の現像装置において、
前記現像剤担持体のアスカーＣ硬度は、６９度以上、８３度以下であることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
現像剤と、前記現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を所定層厚に規制する板状の現像剤層厚規制部材と、前記現像剤層厚規制部材の一端を曲折して形成された先端曲折部と、前記現像剤層厚規制部材の前記先端曲折部の反対側の端部を固定する固定部材とを備えた現像装置において、
前記現像剤層厚規制部材を、前記先端曲折部と前記固定部材との間の中間部で前記現像剤担持体を押圧する初期位置と、前記先端曲折部で前記現像剤担持体を押圧する使用位置とに移動させる移動機構を設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において、
前記移動機構は、前記固定部材の移動を案内するガイドレールと、前記先端曲折部を前記使用位置に停止させる位置決め部材と、前記固定部材を前記初期位置から前記使用位置へ移動させる回動可能なレバーとを有することを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１に記載の現像装置において、
前記現像剤規制部材の前記初期位置における前記現像剤担持体への押圧部に、前記現像剤規制部材よりも摩擦係数の低いシート部材を貼付したことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１に記載の現像装置において、
前記現像装置に前記現像剤を補給する現像剤収容体を設け、
前記現像剤収容体を前記現像装置に装着する動作に連動して、前記現像剤層厚規制部材を前記初期位置から前記使用位置へ移動させることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１に記載の現像装置において、
前記現像剤のガラス転移温度は、５３℃以上、６３℃以下であることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１に記載の現像装置において、
前記現像剤担持体のアスカーＣ硬度は、６９度以上、８３度以下であることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−１１３００４（Ｐ２０１２−１１３００４Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５９６０８（Ｐ２０１０−２５９６０８）
【出願日】平成２２年１１月２０日（２０１０．１１．２０）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２０日（２０１０．１１．２０）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
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