現像装置及びこれを備える画像形成装置
【課題】 現像剤層の帯電量の経時的な低下という問題を改善し、現像剤層の帯電量を安定させることができる現像装置及びこれを備える画像形成装置を実現する。
【解決手段】 現像剤槽及び、感光体ドラムにトナーを供給する現像ローラ、トナー層規制ブレードを含む現像装置において、トナー層規制ブレードは、現像ローラと接する一端に弾性体を備え、もう一端にトナー層規制ブレードの水平方向に対する角度を調整することができるブレード角度調整機構が取り付けられ、トナー層規制ブレードの角度を変化させた前後で、現像ローラと接するトナー層規制ブレード上の接触位置が変わらず、トナー層規制ブレードの押圧力がかかる方向が、現像ローラの回転軸に対して変化しないことを特徴とする。
【解決手段】 現像剤槽及び、感光体ドラムにトナーを供給する現像ローラ、トナー層規制ブレードを含む現像装置において、トナー層規制ブレードは、現像ローラと接する一端に弾性体を備え、もう一端にトナー層規制ブレードの水平方向に対する角度を調整することができるブレード角度調整機構が取り付けられ、トナー層規制ブレードの角度を変化させた前後で、現像ローラと接するトナー層規制ブレード上の接触位置が変わらず、トナー層規制ブレードの押圧力がかかる方向が、現像ローラの回転軸に対して変化しないことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を採用する画像形成装置に搭載される現像装置に関し、詳しくは非磁性一成分現像装置、特に非接触現像を行う為の現像装置であり、さらに詳しくは金属等の剛体からなる現像剤担持体を用いる現像装置およびこれを備える画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用する画像形成装置においては、感光体の表面に形成される静電潜像に対して、現像装置から現像剤の成分であるトナーを供給して現像することによって可視像であるトナー像を形成し、さらにトナー像を転写媒体である記録紙などに転写し、記録紙上に転写されたトナー像を定着して堅牢な記録画像を形成する。
【０００３】
近年、カラーインクジェット方式の画像形成装置の普及により、電子写真方式を利用した画像形成装置においても、小型化・低価格化が求められている。このような状況から、電子写真の現像装置としては、構造が簡単で小型化が可能な、非磁性一成分現像方式が有用であり、現在も改良技術の開発が進められている。この非磁性一成分現像方式は、現像装置内において、現像剤を現像ローラに移動させて搬送し、現像剤規制部材によって現像剤を摩擦帯電すると同時に現像剤層の厚みを規制し、現像ローラ上の薄膜状態の現像剤を電気的な力により現像するものである。
【０００４】
ここで、画質の安定のためには、現像ローラ上の現像剤を安定して搬送し、帯電量と付着量が安定することが要求される。しかし、現像装置の使用経時において、様々な原因により現像ローラ上の現像剤の帯電量や付着量にバラつきが生じ、転写された画像品質が悪くなってしまうという問題があった。
【０００５】
例えば、特許文献１では、経時的に発生したトナー凝集や異物などの堆積を減少させる現像装置が開示されている。
【０００６】
図４は特許文献１の現像装置の断面図である。特許文献１の現像装置は、現像ローラ１０１、薄層形成器１０２とトナー層厚検知センサ１０３から構成されており、薄層形成器１０２は、ゴム等の弾性ブレード１０４、ブレード固定部材１０５と現像剤量調整機構１０６から構成されている。現像剤量調整機構１０６は、ブレード固定部材１０５の端に設けられた突起１０７が図示しないケースに設けられた長穴１０８に沿って移動することで現像ローラ１０１面に形成されるトナーの現像剤量を調整する。長穴１０８は、弾性ブレード１０４と現像ローラ１０１との接触点１１０を中心とした半径Ｒの円弧を描くように設けられている。
【０００７】
このとき、弾性ブレード１０４の自由長Ｌと撓み量αを一定に保ったまま、弾性ブレード１０４を移動させるため、弾性ブレード１０４の押圧力を一定のままにすることができる。その結果、印字動作時のトナー流動のみを変化させて経時的に発生したトナー凝集や異物などの堆積を減少させ、白スジなどの印字品質の悪化を防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２１５９１１号公報（平成１５年７月３０日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に示す技術は、接触点１１０を中心に弾性ブレード１０４が回転するため、自由長Ｌと撓み量αを一定に保ち、押圧力が一定のままだとしても、その押圧力のかかる方向が変化してしまう。その結果、弾性ブレード１０４が現像ローラ１０１の回転軸方向にかける押圧力に変化が生じてしまうため、トナーの帯電量や付着量にバラつきが生じ、転写された画像品質が悪くなってしまうという問題がある。さらに、弾性ブレード１０４と現像ローラ１０１の接触点１１０が変化しないように、弾性ブレード１０４を折り曲げた局所でトナー層の規制を行っているが、局所的に規制を行うとトナーの帯電量や付着量の安定度が悪くなってしまうという問題もある。
【００１０】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、現像剤の帯電量を安定させることができる現像装置及びこれを備える画像形成装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
現像剤槽及び、現像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体、現像剤規制部材を含む現像装置において、現像規制部材は、現像剤担持体と接する一端に弾性体を備え、もう一端に現像剤規制部材の水平方向に対する角度を調整することができる現像剤規制部材角度調整機構が取り付けられ、現像剤規制部材の角度を変化させた前後で、現像剤担持体と接する現像剤規制部材上の接触位置が変わらず、現像剤規制部材の押圧力がかかる方向が現像剤担持体の回転軸に対して変化しないことを特徴とする。
【００１２】
また現像剤規制部材角度調整機構は、突起及び角度調整穴からなり、突起は現像剤規制部材に固着され、角度調整穴は、現像剤担持体の回転軸を中心とした円弧を描くように現像剤槽に設けられても良い。また、現像剤規制部材は、現像剤層の帯電量、現像剤担持体の回転数、あるいは画像が形成された記録紙の枚数に応じて角度を複数の段階にわけて変化させても良い。また、現像剤規制部材の弾性体の面部分が、現像剤担持体と接していても良い。前記現像装置を備えた画像形成装置を構成しても良い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、現像剤層の帯電量の経時的な低下が生じても、現像剤担持体に対する現像剤規制部材の角度を調整し、現像剤規制部材の上流側の空間にできる現像剤溜まり量を調整することで、現像剤層の帯電量を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例を表す画像形成装置の断面図である。
【図２】本発明の一実施例を表す現像装置の断面図である。
【図３】本発明の現像剤規制部材の位置変化を表す現像装置の断面図である。
【図４】特許文献１に係る現像装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施の形態について図面に基づき説明する。
【００１６】
図１は、本発明の画像形成装置の構成を示す説明図である。図１の画像形成装置は、現像担持体である感光体ドラム１１、帯電装置１２、露光装置１３、現像装置１４、転写装置１５、クリーニング装置１６、除電装置１７と、定着装置１８を含んで構成される。
【００１７】
感光体ドラム１１は、図示しない画像形成装置本体に回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって矢印方向に回転駆動される。駆動手段は、例えば電動機と減速歯車とを含んで構成され、その駆動力を感光体ドラム１１の芯体を構成する導電性支持体に伝えることによって、感光体ドラム１１を所定の周速度で回転駆動させる。帯電装置１２、露光装置１３、現像装置１４、転写装置１５、クリーニング装置１６及び除電装置１７は、この順序で、感光体ドラム１１の外周面に沿って、矢印で示される感光体ドラム１１の回転方向上流側から下流側に向って設けられる。
【００１８】
帯電装置１２は、感光体ドラム１１の外周面の一部を、軸方向全体に渡って所定の電位に帯電させる帯電手段であり、感光体ドラム１１が回転することによってその周囲全体を帯電させることができる。具体的には、帯電装置１２は、例えばコロトロンやスコロトロンなどのチャージャーワイヤ機構やあるいは接触式の帯電ローラや帯電ブラシによって実現される。本実施例では、感光体ドラム１１の表面電位を約−６００Ｖに帯電させているが、感光体ドラム１１の材質や使用状況に応じて設定される。
【００１９】
露光装置１３は、例えば半導体レーザなどを光源として備える露光手段であり、光源から出力されるレーザビームなどの光を、感光体ドラム１１に照射することによって、帯電された感光体ドラム１１の外周面を約０Ｖにし、画像情報に応じた露光を施す。露光は、半導体レーザを主走査方向である感光体ドラム１１の回転軸線の延びる方向に繰返し走査することによって行い、これに伴って感光体ドラム１１の表面に静電潜像が順次形成される。
【００２０】
現像装置１４は、帯電、露光によって感光体ドラム１１の表面に形成される静電潜像を現像する現像手段であり、感光体ドラム１１に近接対峙して設けられ、感光体ドラム１１の外周面に現像剤であるトナーを供給し、感光体ドラム１１上の電位ギャップにより静電潜像に応じてトナーを付着させ、静電潜像を顕像化すなわち現像する。
【００２１】
さらに、感光体ドラム１１上の現像トナー像は、感光体ドラム１１と転写装置１５との間に搬送供給される記録媒体である記録紙１９上に転写装置１５によって転写されることになる。転写装置１５は、記録紙１９にトナーと逆極性の電荷を与えるコロトロンなどの帯電装置でもよいし、トナーと逆極性にバイアスされた導電性の接触転写ローラなどでもよい。
【００２２】
転写工程後、感光体ドラム１１上に未転写で残留したトナーは、クリーニング装置１６により感光体ドラム１１上から除去回収される。クリーニング装置１６は、感光体ドラム１１の外周面に残留するトナーを剥離させるクリーニングブレード２０と、クリーニングブレード２０によって剥離されたトナーを収容する回収用ケーシング２１とを備える。
【００２３】
クリーニング工程後、感光体ドラム１１は、例えば除電ランプ等の除電装置１７により全面光照射され、残留電位を除電された後、繰り返し帯電、露光、現像、転写、クリーニング、除電の工程が行われる。
【００２４】
一方、転写工程でトナー像が転写された記録紙１９は定着装置１８へと搬送され、定着装置１８によりトナー像が記録紙１９上に定着され、最終的に記録紙１９上に定着した画像が得られる。定着装置１８としては、内蔵したヒートランプにより高温に熱せられた加熱ローラと、加熱ローラに対向する加圧ローラとの間に記録紙１９を通すことで、熱と圧力により記録紙１９上のトナーを溶融し記録紙１９上に定着させる方法を用いることができる。
【００２５】
この画像形成装置による画像形成動作は、次のようにして行われる。まず、感光体ドラム１１が駆動手段によって矢符方向に回転駆動されると、帯電装置１２によって感光体ドラム１１の表面が正または負の所定電位に均一に帯電される。
【００２６】
次いで、露光装置１３から、感光体ドラム１１の表面に対して画像情報に応じた光が照射される。感光体ドラム１１は、この露光によって、光が照射された部分の表面電荷が露光光量に応じて除去され、光が照射された部分の表面電位と光が照射されなかった部分の表面電位との差異によって静電潜像が形成される。
【００２７】
次いで、現像装置１４から、静電潜像の形成された感光体ドラム１１の表面にトナーが供給されて静電潜像が現像され、トナー像が形成される。
【００２８】
感光体ドラム１１に対する露光と同期して、感光体ドラム１１と転写装置１５との間に、記録紙１９が搬送供給される。転写装置１５によって、供給された記録紙１９にトナーと逆極性の電荷が与えられ、感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像が、記録紙１９上に転写される。
【００２９】
トナー像の転写された記録紙１９は、搬送手段によって定着装置１８に搬送され、定着装置１８の加熱ローラと加圧ローラとの当接部を通過する際に加熱および加圧され、トナー像が記録紙１９に定着されて堅牢な画像となる。このようにして画像が形成された記録紙１９は、搬送手段によって画像形成装置の外部へ排紙される。
【００３０】
一方、転写装置１５によるトナー像の転写後も感光体ドラム１１の表面上に残留するトナーは、クリーニング装置１６によって感光体ドラム１１の表面から剥離されて回収される。このようにしてトナーが除去された感光体ドラム１１の表面の電荷は、除電手段１７からの光によって除去され、感光体ドラム１１の表面上の静電潜像が消失する。その後、感光体ドラム１１はさらに回転駆動され、再度帯電から始まる一連の操作が繰り返されて連続的に画像が形成される。
【００３１】
次に、本発明である現像剤規制部材を搭載した現像装置について説明する。
【００３２】
図２は、図１に示される現像装置１４の構成を示す断面図である。現像装置１４は、現像剤槽３０、現像ローラ３１、トナー供給ローラ３２、現像剤規制部材であるトナー層規制ブレード３３、トナー攪拌ローラ３４、トナー搬送ローラ３５を含んで構成される。
【００３３】
現像剤担持体である現像ローラ３１は、感光体ドラム１１を臨み、図示しない画像形成装置本体に回転自在に支持され、駆動手段によって矢印方向に回転駆動される。現像ローラ３１には、現像剤供給部材であるトナー供給ローラ３２が圧接されており、トナー供給ローラ３２は非磁性の一成分現像剤であるトナーを現像ローラ３１上に供給する。トナー供給ローラ３２の回転方向は、現像ローラ３１と同方向、すなわち、現像ローラ３１との対向部における両ローラの表面の移動方向が互いに逆方向になるように構成されている。トナー供給ローラ３２には、図示しないバイアス電源から電圧が印加されており、その電圧は、電気的にトナーを現像ローラ３１の方向へ押す方向に作用し、例えばトナーが負極性トナーであれば、より負極側に大きなバイアス電圧となる。
【００３４】
トナーは、トナー供給ローラ３２によって摩擦接触帯電されるとともに、バイアス電圧によって現像ローラ３１に供給され、現像ローラ３１の回転動作によってトナー層規制ブレード３３が当接する位置に搬送される。
【００３５】
現像剤規制部材であるトナー層規制ブレード３３は、薄く、ばね性を有した金属板金、弾性体であるウレタンゴム３７及びブレード固定部材３８から構成され、金属板金の先端には弾性体であるウレタンゴム３７が一体化されており、もう一方の端には板金１組からなるブレード固定部材３８によってブレードを挟み、ビスによって固定されている。トナー層規制ブレード３３は、金属板金のばね性によってウレタンゴム３７の面を現像ローラ３１に弾性的に押圧当接しており、所定の設定圧力や設定位置によって、現像ローラ３１上のトナーを所定の帯電量と付着量に規制し、現像剤層であるトナー層を形成する。ウレタンゴム３７の面部分Ｆを現像ローラ３１に押圧当接することで、トナー層の帯電量や付着量を安定させることができる。
【００３６】
所定の帯電量と付着量に規制されたトナー層は、静電潜像の形成された感光体ドラム１１との対向部に搬送されていく。現像ローラ３１上の未現像トナーは、現像ローラ３１の回転によって、現像ローラ３１の下部の漏れ防止シート３６をとおり、現像剤槽３０内へと戻っていく。
【００３７】
漏れ防止シート３６は、機械的に現像ローラ３１に接触するシートであるが、導電性のシートを使用し、現像ローラ３１に対して電気的にバイアスを印加し、未現像トナーを積極的に除電する効果を持たせることもできる。こうして現像装置に戻されたトナーはトナー供給ローラ３２により現像ローラ３１表面より掻き落とされ、現像剤槽３０内に回収される。
【００３８】
回収されたトナーは、トナー攪拌ローラ３４にて新しいトナーと攪拌され、トナー搬送ローラ３５によって現像ローラ３１近傍に再び供給搬送される。トナー攪拌ローラ３４及びトナー搬送ローラ３５は、回転軸の周囲に設けられた薄い樹脂製、例えばＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）製の羽を有している。
【００３９】
上記の現像装置１４の構成には、トナー層規制ブレード３３の位置及び角度を調整する現像剤規制部材角度調整機構であるブレード角度調整機構５０が設けられている。ブレード角度調整機構５０は、突起３９及び角度調整穴４０から構成され、突起３９はブレード固定部材３８に固着され、角度調整穴４０は現像剤槽３０に設けられている。角度調整穴４０は、現像ローラ３１の回転軸を中心とした円弧を描くように設けられており、突起３９は、角度調整穴４０に沿って動かすことができ、所定の複数の箇所で固定することができる。
【００４０】
図３は、ブレード角度調整機構５０を備えたトナー層規制ブレード３３の構成を示す断面図である。図３（ａ）は、トナー層規制ブレード３３の初期位置での構成を表し、図３（ｂ）は、経時でのトナー層規制ブレード３３の角度調整後の位置での構成を表している。ブレード角度調整機構５０の構成により、トナー層規制ブレード３３は一定の撓み量を維持したまま、現像ローラ３１に対する位置及び水平方向に対する角度を変化させることができる。さらに、トナー層規制ブレード３３の位置及び角度を調整する前後において、現像ローラ３１の表面に接するウレタンゴム３７の接触位置Ｐは変化しない。言い換えると、トナー層規制ブレード３３の支点であるブレード固定部材３８に突起３９で固定された位置から、現像ローラとの接触位置Ｐまでの距離は変化しない。一般的に、トナー層規制ブレード３３の押圧力は、トナー層規制ブレード３３の撓み量及び突起３９から現像ローラ３１との接触点までの距離によって定まるため、本実施の形態を用いれば、トナー層規制ブレード３３の角度調整前後でトナー層規制ブレード３３の押圧力は、変化しない。さらに、突起３９は現像ローラ３１の回転軸を中心とした円弧を描くように動くので、トナー層規制ブレード３３の押圧力がかかる方向も、現像ローラ３１の回転軸に対して変化しない。その結果、トナー層規制ブレード３３の位置を変えてしまったことによるトナー層の付着量の変化、白スジの発生、トナーのすり抜け等の問題が発生しない。
【００４１】
トナーを感光体ドラム１１に供給する初期段階では、トナー層規制ブレード３３は、図３（ａ）に示される位置で固定され、所望の帯電量及び付着量を形成する。しかし、現像に用いられなかった現像剤は現像装置内に回収され、トナー層規制ブレード３３と現像ローラ３１との間を何度もすり抜け、トナー層規制ブレード３３の押圧による負荷により、トナーの表面に付着させている外添剤が現像剤内部に埋没する、もしくは外添剤が現像剤表面から剥がれる、といった現象が起こる。その結果、時間が経過するにつれて、現像剤の帯電量が低下してしまうといった問題が起こる。トナー層の帯電量の低下は、地汚れや現像剤飛散等につながり、画像不良を引き起こしてしまう。
【００４２】
その問題点を改善するために、図３（ｂ）のようにブレード角度調整機構５０を用いてトナー層規制ブレード３３の位置を変化させることで、図３（ａ）及び（ｂ）に記載されている斜線領域のように、トナー層規制ブレード３３の上流側で現像ローラ３１の上方の空間を広げて、トナー溜まり量を多くする。トナーが多いと、トナー同士が押し合う形になり、トナーと現像ローラ３１との接触回数も増え、帯電量を増すことができる。また、トナー層規制ブレード３３の押圧力の大きさは、角度調整した後でも変化しないため、所望の付着量を得ることができる。その結果、従来、トナー層の帯電量の低下により引き起こされた画像不良を改善できるだけでなく、より長期的に所望の画像を形成できるようになり、さらにトナーを効率良く使用することができるようになる。
【００４３】
トナー層規制ブレード３３の位置は、トナー層規制ブレード３３の下流側に形成されたトナー層の帯電量、現像ローラ３１の回転数、あるいは画像が形成された記録紙１９の枚数等を検出することで、使用状況に応じて角度を変化させても良い。さらに、複数の段階にわけてトナー層規制ブレード３３の位置を変化させるようにすれば、トナー層の所望の帯電量をより安定して得ることができるようになる。
【００４４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、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。
【符号の説明】
【００４５】
１１ 感光体ドラム
１２ 帯電装置
１３ 露光装置
１４ 現像装置
１５ 転写装置
１６ クリーニング装置
１７ 除電装置
１８ 定着装置
１９ 記録紙
２０ クリーニングブレード
２１ 回収用ケーシング
３０ 現像剤槽
３１ 現像ローラ
３２ トナー供給ローラ
３３ トナー層規制ブレード
３４ トナー攪拌ローラ
３５ トナー搬送ローラ
３６ 漏れ防止シート
３７ ウレタンゴム
３８ ブレード固定部材
３９ 突起
４０ 角度調整穴
５０ ブレード角度調整機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を採用する画像形成装置に搭載される現像装置に関し、詳しくは非磁性一成分現像装置、特に非接触現像を行う為の現像装置であり、さらに詳しくは金属等の剛体からなる現像剤担持体を用いる現像装置およびこれを備える画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用する画像形成装置においては、感光体の表面に形成される静電潜像に対して、現像装置から現像剤の成分であるトナーを供給して現像することによって可視像であるトナー像を形成し、さらにトナー像を転写媒体である記録紙などに転写し、記録紙上に転写されたトナー像を定着して堅牢な記録画像を形成する。
【０００３】
近年、カラーインクジェット方式の画像形成装置の普及により、電子写真方式を利用した画像形成装置においても、小型化・低価格化が求められている。このような状況から、電子写真の現像装置としては、構造が簡単で小型化が可能な、非磁性一成分現像方式が有用であり、現在も改良技術の開発が進められている。この非磁性一成分現像方式は、現像装置内において、現像剤を現像ローラに移動させて搬送し、現像剤規制部材によって現像剤を摩擦帯電すると同時に現像剤層の厚みを規制し、現像ローラ上の薄膜状態の現像剤を電気的な力により現像するものである。
【０００４】
ここで、画質の安定のためには、現像ローラ上の現像剤を安定して搬送し、帯電量と付着量が安定することが要求される。しかし、現像装置の使用経時において、様々な原因により現像ローラ上の現像剤の帯電量や付着量にバラつきが生じ、転写された画像品質が悪くなってしまうという問題があった。
【０００５】
例えば、特許文献１では、経時的に発生したトナー凝集や異物などの堆積を減少させる現像装置が開示されている。
【０００６】
図４は特許文献１の現像装置の断面図である。特許文献１の現像装置は、現像ローラ１０１、薄層形成器１０２とトナー層厚検知センサ１０３から構成されており、薄層形成器１０２は、ゴム等の弾性ブレード１０４、ブレード固定部材１０５と現像剤量調整機構１０６から構成されている。現像剤量調整機構１０６は、ブレード固定部材１０５の端に設けられた突起１０７が図示しないケースに設けられた長穴１０８に沿って移動することで現像ローラ１０１面に形成されるトナーの現像剤量を調整する。長穴１０８は、弾性ブレード１０４と現像ローラ１０１との接触点１１０を中心とした半径Ｒの円弧を描くように設けられている。
【０００７】
このとき、弾性ブレード１０４の自由長Ｌと撓み量αを一定に保ったまま、弾性ブレード１０４を移動させるため、弾性ブレード１０４の押圧力を一定のままにすることができる。その結果、印字動作時のトナー流動のみを変化させて経時的に発生したトナー凝集や異物などの堆積を減少させ、白スジなどの印字品質の悪化を防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２１５９１１号公報（平成１５年７月３０日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に示す技術は、接触点１１０を中心に弾性ブレード１０４が回転するため、自由長Ｌと撓み量αを一定に保ち、押圧力が一定のままだとしても、その押圧力のかかる方向が変化してしまう。その結果、弾性ブレード１０４が現像ローラ１０１の回転軸方向にかける押圧力に変化が生じてしまうため、トナーの帯電量や付着量にバラつきが生じ、転写された画像品質が悪くなってしまうという問題がある。さらに、弾性ブレード１０４と現像ローラ１０１の接触点１１０が変化しないように、弾性ブレード１０４を折り曲げた局所でトナー層の規制を行っているが、局所的に規制を行うとトナーの帯電量や付着量の安定度が悪くなってしまうという問題もある。
【００１０】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、現像剤の帯電量を安定させることができる現像装置及びこれを備える画像形成装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
現像剤槽及び、現像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体、現像剤規制部材を含む現像装置において、現像規制部材は、現像剤担持体と接する一端に弾性体を備え、もう一端に現像剤規制部材の水平方向に対する角度を調整することができる現像剤規制部材角度調整機構が取り付けられ、現像剤規制部材の角度を変化させた前後で、現像剤担持体と接する現像剤規制部材上の接触位置が変わらず、現像剤規制部材の押圧力がかかる方向が現像剤担持体の回転軸に対して変化しないことを特徴とする。
【００１２】
また現像剤規制部材角度調整機構は、突起及び角度調整穴からなり、突起は現像剤規制部材に固着され、角度調整穴は、現像剤担持体の回転軸を中心とした円弧を描くように現像剤槽に設けられても良い。また、現像剤規制部材は、現像剤層の帯電量、現像剤担持体の回転数、あるいは画像が形成された記録紙の枚数に応じて角度を複数の段階にわけて変化させても良い。また、現像剤規制部材の弾性体の面部分が、現像剤担持体と接していても良い。前記現像装置を備えた画像形成装置を構成しても良い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、現像剤層の帯電量の経時的な低下が生じても、現像剤担持体に対する現像剤規制部材の角度を調整し、現像剤規制部材の上流側の空間にできる現像剤溜まり量を調整することで、現像剤層の帯電量を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例を表す画像形成装置の断面図である。
【図２】本発明の一実施例を表す現像装置の断面図である。
【図３】本発明の現像剤規制部材の位置変化を表す現像装置の断面図である。
【図４】特許文献１に係る現像装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施の形態について図面に基づき説明する。
【００１６】
図１は、本発明の画像形成装置の構成を示す説明図である。図１の画像形成装置は、現像担持体である感光体ドラム１１、帯電装置１２、露光装置１３、現像装置１４、転写装置１５、クリーニング装置１６、除電装置１７と、定着装置１８を含んで構成される。
【００１７】
感光体ドラム１１は、図示しない画像形成装置本体に回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって矢印方向に回転駆動される。駆動手段は、例えば電動機と減速歯車とを含んで構成され、その駆動力を感光体ドラム１１の芯体を構成する導電性支持体に伝えることによって、感光体ドラム１１を所定の周速度で回転駆動させる。帯電装置１２、露光装置１３、現像装置１４、転写装置１５、クリーニング装置１６及び除電装置１７は、この順序で、感光体ドラム１１の外周面に沿って、矢印で示される感光体ドラム１１の回転方向上流側から下流側に向って設けられる。
【００１８】
帯電装置１２は、感光体ドラム１１の外周面の一部を、軸方向全体に渡って所定の電位に帯電させる帯電手段であり、感光体ドラム１１が回転することによってその周囲全体を帯電させることができる。具体的には、帯電装置１２は、例えばコロトロンやスコロトロンなどのチャージャーワイヤ機構やあるいは接触式の帯電ローラや帯電ブラシによって実現される。本実施例では、感光体ドラム１１の表面電位を約−６００Ｖに帯電させているが、感光体ドラム１１の材質や使用状況に応じて設定される。
【００１９】
露光装置１３は、例えば半導体レーザなどを光源として備える露光手段であり、光源から出力されるレーザビームなどの光を、感光体ドラム１１に照射することによって、帯電された感光体ドラム１１の外周面を約０Ｖにし、画像情報に応じた露光を施す。露光は、半導体レーザを主走査方向である感光体ドラム１１の回転軸線の延びる方向に繰返し走査することによって行い、これに伴って感光体ドラム１１の表面に静電潜像が順次形成される。
【００２０】
現像装置１４は、帯電、露光によって感光体ドラム１１の表面に形成される静電潜像を現像する現像手段であり、感光体ドラム１１に近接対峙して設けられ、感光体ドラム１１の外周面に現像剤であるトナーを供給し、感光体ドラム１１上の電位ギャップにより静電潜像に応じてトナーを付着させ、静電潜像を顕像化すなわち現像する。
【００２１】
さらに、感光体ドラム１１上の現像トナー像は、感光体ドラム１１と転写装置１５との間に搬送供給される記録媒体である記録紙１９上に転写装置１５によって転写されることになる。転写装置１５は、記録紙１９にトナーと逆極性の電荷を与えるコロトロンなどの帯電装置でもよいし、トナーと逆極性にバイアスされた導電性の接触転写ローラなどでもよい。
【００２２】
転写工程後、感光体ドラム１１上に未転写で残留したトナーは、クリーニング装置１６により感光体ドラム１１上から除去回収される。クリーニング装置１６は、感光体ドラム１１の外周面に残留するトナーを剥離させるクリーニングブレード２０と、クリーニングブレード２０によって剥離されたトナーを収容する回収用ケーシング２１とを備える。
【００２３】
クリーニング工程後、感光体ドラム１１は、例えば除電ランプ等の除電装置１７により全面光照射され、残留電位を除電された後、繰り返し帯電、露光、現像、転写、クリーニング、除電の工程が行われる。
【００２４】
一方、転写工程でトナー像が転写された記録紙１９は定着装置１８へと搬送され、定着装置１８によりトナー像が記録紙１９上に定着され、最終的に記録紙１９上に定着した画像が得られる。定着装置１８としては、内蔵したヒートランプにより高温に熱せられた加熱ローラと、加熱ローラに対向する加圧ローラとの間に記録紙１９を通すことで、熱と圧力により記録紙１９上のトナーを溶融し記録紙１９上に定着させる方法を用いることができる。
【００２５】
この画像形成装置による画像形成動作は、次のようにして行われる。まず、感光体ドラム１１が駆動手段によって矢符方向に回転駆動されると、帯電装置１２によって感光体ドラム１１の表面が正または負の所定電位に均一に帯電される。
【００２６】
次いで、露光装置１３から、感光体ドラム１１の表面に対して画像情報に応じた光が照射される。感光体ドラム１１は、この露光によって、光が照射された部分の表面電荷が露光光量に応じて除去され、光が照射された部分の表面電位と光が照射されなかった部分の表面電位との差異によって静電潜像が形成される。
【００２７】
次いで、現像装置１４から、静電潜像の形成された感光体ドラム１１の表面にトナーが供給されて静電潜像が現像され、トナー像が形成される。
【００２８】
感光体ドラム１１に対する露光と同期して、感光体ドラム１１と転写装置１５との間に、記録紙１９が搬送供給される。転写装置１５によって、供給された記録紙１９にトナーと逆極性の電荷が与えられ、感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像が、記録紙１９上に転写される。
【００２９】
トナー像の転写された記録紙１９は、搬送手段によって定着装置１８に搬送され、定着装置１８の加熱ローラと加圧ローラとの当接部を通過する際に加熱および加圧され、トナー像が記録紙１９に定着されて堅牢な画像となる。このようにして画像が形成された記録紙１９は、搬送手段によって画像形成装置の外部へ排紙される。
【００３０】
一方、転写装置１５によるトナー像の転写後も感光体ドラム１１の表面上に残留するトナーは、クリーニング装置１６によって感光体ドラム１１の表面から剥離されて回収される。このようにしてトナーが除去された感光体ドラム１１の表面の電荷は、除電手段１７からの光によって除去され、感光体ドラム１１の表面上の静電潜像が消失する。その後、感光体ドラム１１はさらに回転駆動され、再度帯電から始まる一連の操作が繰り返されて連続的に画像が形成される。
【００３１】
次に、本発明である現像剤規制部材を搭載した現像装置について説明する。
【００３２】
図２は、図１に示される現像装置１４の構成を示す断面図である。現像装置１４は、現像剤槽３０、現像ローラ３１、トナー供給ローラ３２、現像剤規制部材であるトナー層規制ブレード３３、トナー攪拌ローラ３４、トナー搬送ローラ３５を含んで構成される。
【００３３】
現像剤担持体である現像ローラ３１は、感光体ドラム１１を臨み、図示しない画像形成装置本体に回転自在に支持され、駆動手段によって矢印方向に回転駆動される。現像ローラ３１には、現像剤供給部材であるトナー供給ローラ３２が圧接されており、トナー供給ローラ３２は非磁性の一成分現像剤であるトナーを現像ローラ３１上に供給する。トナー供給ローラ３２の回転方向は、現像ローラ３１と同方向、すなわち、現像ローラ３１との対向部における両ローラの表面の移動方向が互いに逆方向になるように構成されている。トナー供給ローラ３２には、図示しないバイアス電源から電圧が印加されており、その電圧は、電気的にトナーを現像ローラ３１の方向へ押す方向に作用し、例えばトナーが負極性トナーであれば、より負極側に大きなバイアス電圧となる。
【００３４】
トナーは、トナー供給ローラ３２によって摩擦接触帯電されるとともに、バイアス電圧によって現像ローラ３１に供給され、現像ローラ３１の回転動作によってトナー層規制ブレード３３が当接する位置に搬送される。
【００３５】
現像剤規制部材であるトナー層規制ブレード３３は、薄く、ばね性を有した金属板金、弾性体であるウレタンゴム３７及びブレード固定部材３８から構成され、金属板金の先端には弾性体であるウレタンゴム３７が一体化されており、もう一方の端には板金１組からなるブレード固定部材３８によってブレードを挟み、ビスによって固定されている。トナー層規制ブレード３３は、金属板金のばね性によってウレタンゴム３７の面を現像ローラ３１に弾性的に押圧当接しており、所定の設定圧力や設定位置によって、現像ローラ３１上のトナーを所定の帯電量と付着量に規制し、現像剤層であるトナー層を形成する。ウレタンゴム３７の面部分Ｆを現像ローラ３１に押圧当接することで、トナー層の帯電量や付着量を安定させることができる。
【００３６】
所定の帯電量と付着量に規制されたトナー層は、静電潜像の形成された感光体ドラム１１との対向部に搬送されていく。現像ローラ３１上の未現像トナーは、現像ローラ３１の回転によって、現像ローラ３１の下部の漏れ防止シート３６をとおり、現像剤槽３０内へと戻っていく。
【００３７】
漏れ防止シート３６は、機械的に現像ローラ３１に接触するシートであるが、導電性のシートを使用し、現像ローラ３１に対して電気的にバイアスを印加し、未現像トナーを積極的に除電する効果を持たせることもできる。こうして現像装置に戻されたトナーはトナー供給ローラ３２により現像ローラ３１表面より掻き落とされ、現像剤槽３０内に回収される。
【００３８】
回収されたトナーは、トナー攪拌ローラ３４にて新しいトナーと攪拌され、トナー搬送ローラ３５によって現像ローラ３１近傍に再び供給搬送される。トナー攪拌ローラ３４及びトナー搬送ローラ３５は、回転軸の周囲に設けられた薄い樹脂製、例えばＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）製の羽を有している。
【００３９】
上記の現像装置１４の構成には、トナー層規制ブレード３３の位置及び角度を調整する現像剤規制部材角度調整機構であるブレード角度調整機構５０が設けられている。ブレード角度調整機構５０は、突起３９及び角度調整穴４０から構成され、突起３９はブレード固定部材３８に固着され、角度調整穴４０は現像剤槽３０に設けられている。角度調整穴４０は、現像ローラ３１の回転軸を中心とした円弧を描くように設けられており、突起３９は、角度調整穴４０に沿って動かすことができ、所定の複数の箇所で固定することができる。
【００４０】
図３は、ブレード角度調整機構５０を備えたトナー層規制ブレード３３の構成を示す断面図である。図３（ａ）は、トナー層規制ブレード３３の初期位置での構成を表し、図３（ｂ）は、経時でのトナー層規制ブレード３３の角度調整後の位置での構成を表している。ブレード角度調整機構５０の構成により、トナー層規制ブレード３３は一定の撓み量を維持したまま、現像ローラ３１に対する位置及び水平方向に対する角度を変化させることができる。さらに、トナー層規制ブレード３３の位置及び角度を調整する前後において、現像ローラ３１の表面に接するウレタンゴム３７の接触位置Ｐは変化しない。言い換えると、トナー層規制ブレード３３の支点であるブレード固定部材３８に突起３９で固定された位置から、現像ローラとの接触位置Ｐまでの距離は変化しない。一般的に、トナー層規制ブレード３３の押圧力は、トナー層規制ブレード３３の撓み量及び突起３９から現像ローラ３１との接触点までの距離によって定まるため、本実施の形態を用いれば、トナー層規制ブレード３３の角度調整前後でトナー層規制ブレード３３の押圧力は、変化しない。さらに、突起３９は現像ローラ３１の回転軸を中心とした円弧を描くように動くので、トナー層規制ブレード３３の押圧力がかかる方向も、現像ローラ３１の回転軸に対して変化しない。その結果、トナー層規制ブレード３３の位置を変えてしまったことによるトナー層の付着量の変化、白スジの発生、トナーのすり抜け等の問題が発生しない。
【００４１】
トナーを感光体ドラム１１に供給する初期段階では、トナー層規制ブレード３３は、図３（ａ）に示される位置で固定され、所望の帯電量及び付着量を形成する。しかし、現像に用いられなかった現像剤は現像装置内に回収され、トナー層規制ブレード３３と現像ローラ３１との間を何度もすり抜け、トナー層規制ブレード３３の押圧による負荷により、トナーの表面に付着させている外添剤が現像剤内部に埋没する、もしくは外添剤が現像剤表面から剥がれる、といった現象が起こる。その結果、時間が経過するにつれて、現像剤の帯電量が低下してしまうといった問題が起こる。トナー層の帯電量の低下は、地汚れや現像剤飛散等につながり、画像不良を引き起こしてしまう。
【００４２】
その問題点を改善するために、図３（ｂ）のようにブレード角度調整機構５０を用いてトナー層規制ブレード３３の位置を変化させることで、図３（ａ）及び（ｂ）に記載されている斜線領域のように、トナー層規制ブレード３３の上流側で現像ローラ３１の上方の空間を広げて、トナー溜まり量を多くする。トナーが多いと、トナー同士が押し合う形になり、トナーと現像ローラ３１との接触回数も増え、帯電量を増すことができる。また、トナー層規制ブレード３３の押圧力の大きさは、角度調整した後でも変化しないため、所望の付着量を得ることができる。その結果、従来、トナー層の帯電量の低下により引き起こされた画像不良を改善できるだけでなく、より長期的に所望の画像を形成できるようになり、さらにトナーを効率良く使用することができるようになる。
【００４３】
トナー層規制ブレード３３の位置は、トナー層規制ブレード３３の下流側に形成されたトナー層の帯電量、現像ローラ３１の回転数、あるいは画像が形成された記録紙１９の枚数等を検出することで、使用状況に応じて角度を変化させても良い。さらに、複数の段階にわけてトナー層規制ブレード３３の位置を変化させるようにすれば、トナー層の所望の帯電量をより安定して得ることができるようになる。
【００４４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、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。
【符号の説明】
【００４５】
１１ 感光体ドラム
１２ 帯電装置
１３ 露光装置
１４ 現像装置
１５ 転写装置
１６ クリーニング装置
１７ 除電装置
１８ 定着装置
１９ 記録紙
２０ クリーニングブレード
２１ 回収用ケーシング
３０ 現像剤槽
３１ 現像ローラ
３２ トナー供給ローラ
３３ トナー層規制ブレード
３４ トナー攪拌ローラ
３５ トナー搬送ローラ
３６ 漏れ防止シート
３７ ウレタンゴム
３８ ブレード固定部材
３９ 突起
４０ 角度調整穴
５０ ブレード角度調整機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤槽及び、現像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体、現像剤規制部材を含む現像装置において、
前記現像剤規制部材は、前記現像剤担持体と接する一端に弾性体を備え、もう一端に前記現像剤規制部材の水平方向に対する角度を調整することができる現像剤規制部材角度調整機構が取り付けられ、
前記現像剤規制部材の角度を変化させた前後で、前記現像剤担持体と接する前記現像剤規制部材上の接触位置が変わらず、
前記現像剤規制部材の押圧力がかかる方向が、前記現像剤担持体の回転軸に対して変化しないことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤規制部材角度調整機構は、突起及び角度調整穴からなり、
前記突起は、前記現像剤規制部材に固着され、
前記角度調整穴は、前記現像剤担持体の回転軸を中心とした円弧を描くように前記現像剤槽に設けられてい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】
前記現像剤規制部材は、現像剤層の帯電量、前記現像剤担持体の回転数、あるいは画像が形成された記録紙の枚数に応じて角度を複数の段階にわけて変化させることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤規制部材の弾性体の面部分が、前記現像剤担持体と接していることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか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】
現像剤槽及び、現像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体、現像剤規制部材を含む現像装置において、
前記現像剤規制部材は、前記現像剤担持体と接する一端に弾性体を備え、もう一端に前記現像剤規制部材の水平方向に対する角度を調整することができる現像剤規制部材角度調整機構が取り付けられ、
前記現像剤規制部材の角度を変化させた前後で、前記現像剤担持体と接する前記現像剤規制部材上の接触位置が変わらず、
前記現像剤規制部材の押圧力がかかる方向が、前記現像剤担持体の回転軸に対して変化しないことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤規制部材角度調整機構は、突起及び角度調整穴からなり、
前記突起は、前記現像剤規制部材に固着され、
前記角度調整穴は、前記現像剤担持体の回転軸を中心とした円弧を描くように前記現像剤槽に設けられてい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】
前記現像剤規制部材は、現像剤層の帯電量、前記現像剤担持体の回転数、あるいは画像が形成された記録紙の枚数に応じて角度を複数の段階にわけて変化させることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤規制部材の弾性体の面部分が、前記現像剤担持体と接していることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか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２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−５７７９７（Ｐ２０１３−５７７９７Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９５９１４（Ｐ２０１１−１９５９１４）
【出願日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【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２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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