説明

現像装置

【課題】かすれた部分がないベタ印字を実現できつつ、ブレードに起因するゴーストの発生を抑制することができる現像装置を提供すること。
【解決手段】ブレード20では、現像ローラ16の外周面に接触する曲がり始めCから先端Bまでの折曲部36が、曲がり始めCから先端Bへ向かうに従って現像ローラ16の外周面から離間するように、0.2mm以上0.4mm以下の曲率半径で折り曲げられており、現像ローラ16の回転軸方向(幅方向)から見て、折曲部36における曲率中心Dと曲がり始めCとを結ぶ第1基準線分Eと、曲率中心Dと先端Bとを結ぶ第2基準線分Fとのなす角度θは、45°以上90°以下である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、レーザプリンタなどの画像形成装置に装備される現像装置に関する。
【背景技術】
【0002】
画像形成装置に装備され、感光体上の静電潜像を現像する現像装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載の現像装置は、トナーを収容するトナー収容室と、トナー収容室の下方に配置された供給ローラと、感光体および供給ローラの両方に接触した状態で所定方向へ回転自在な現像ローラと、現像ローラの軸方向に亘って現像ローラの表面(外周面)に接触している薄層化ブレードとを備えている。
【0003】
薄層化ブレードは、弾性を有する金属製の板状であり、現像装置の筐体によって支持される基端と、現像ローラの回転方向(上述した所定方向)において基端より上流側の先端とを含んでいる。薄層化ブレードの先端側には、薄層化ブレードの先端へ向かって現像ローラの表面から離れる方向へ所定の曲率半径で折り曲げられた曲げ部分が設けられている。薄層化ブレードは、曲げ部分において、現像ローラの表面に接触している。
【0004】
特許文献1に記載の現像装置において、トナー収容室のトナーは、供給ローラに落下し、その後、供給ローラによって現像ローラの表面に供給される。現像ローラは、上述した所定方向へ回転することによって、表面に供給されたトナーを、現像ローラと薄層化ブレードの曲げ部分との接触位置に搬送し、次いで、現像ローラと感光体との接触位置に搬送する。これにより、トナーが、現像ローラと感光体との接触位置において感光体上の静電潜像に供給され、静電潜像がトナー像になる。
【0005】
ここで、現像ローラの表面に供給されたトナーが現像ローラと薄層化ブレードの曲げ部分との接触位置を通過する際に、このトナーの層厚が薄層化ブレードによって規制され、このトナーは、薄層となって現像ローラの表面に担持される。また、トナーの層厚が薄層化ブレードによって規制されるのに伴い、現像ローラの回転方向(上述した所定方向)における曲げ部分の上流側(以下では、単に「曲げ部分の上流側」ということがある。)に、トナーが溜まる。
【0006】
曲げ部分の上流側にトナーが溜まっていることから、安定した量のトナーが、現像ローラと薄層化ブレードの曲げ部分との接触位置を通過することができる。そのため、現像ローラと薄層化ブレードの曲げ部分との接触位置を通過した後に現像ローラの表面に担持されるトナーの薄層において、層厚が極端に薄い部分が生じることを防止できる。これにより、かすれた部分がないベタ印字を実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2008−139552号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
特許文献1に記載の現像装置において、薄層化ブレードの曲げ部分は、所定の曲率半径で折り曲げられた後に、薄層化ブレードの先端へ向かって現像ローラの表面から離れるように直線状に延びている。
そのため、曲げ部分における直線状の部分が、多量のトナーを堰き止めてしまい、曲げ部分の上流側には、トナーが、必要な量(かすれた部分がないベタ印字を実現するために必要な量)以上に溜まってしまう。そして、曲げ部分の上流側において必要以上に溜まったトナー(以下では、「滞留トナー」ということがある。)の性質(たとえばトナーの帯電量)は、滞留トナーの滞留時間の経過に伴って、変化してしまう。
【0009】
このように性質が変化した滞留トナーが、現像ローラと薄層化ブレードの曲げ部分との接触位置を通過しようとするトナーを、部分的に押し退け、押し退けたトナーの代わりに、現像ローラと薄層化ブレードの曲げ部分との接触位置を通過してしまう場合がある。
この場合、現像ローラと薄層化ブレードの曲げ部分との接触位置を通過した後に現像ローラの表面に担持されるトナーの薄層の性質が、不均一となってしまう。この結果、このようなトナー層によって形成されたトナー像には、トナー濃度のばらつき(いわゆるゴースト)が発生するおそれがある。
【0010】
そこで、本発明の目的は、かすれた部分がないベタ印字を実現できつつ、ブレードに起因するゴーストの発生を抑制することができる現像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、現像装置であって、筐体と、前記筐体によって所定方向へ回転自在に支持され、粉砕トナーを外周面に担持し、感光体に形成された静電潜像にトナーを供給する現像ローラと、前記筐体によって支持される基端と、前記所定方向において前記基端より上流側の先端とを含む薄板状であり、前記基端と前記先端との間において前記現像ローラの外周面に接触することによって前記現像ローラの外周面上のトナーの層厚を規制するブレードとを備え、前記ブレードでは、前記現像ローラの外周面に接触する接触箇所から前記先端までの所定部分が、前記接触箇所から前記先端へ向かうに従って前記現像ローラの外周面から離間するように、前記接触箇所を曲がり始めとして、0.2mm以上0.4mm以下の曲率半径で折り曲げられており、前記現像ローラの回転軸方向から見て、前記所定部分における曲率中心と前記接触箇所とを結ぶ第1基準線分と、前記曲率中心と前記先端とを結ぶ第2基準線分とのなす角度は、45°以上90°以下であることを特徴としている。
【0012】
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記ブレードの板厚は、60μm以上150μm以下であることを特徴としている。
【発明の効果】
【0013】
請求項1に記載の発明によれば、この現像装置では、筐体によって所定方向へ回転自在に支持された現像ローラが、比較的粗い(円形度の低い)粉砕トナーを外周面に担持し、感光体に形成された静電潜像にトナーを供給する。
そして、現像装置は、ブレードを備えている。ブレードは、筐体によって支持される基端と、前記所定方向において基端より上流側の先端とを含む薄板状である。ブレードは、基端と先端との間において現像ローラの外周面に接触することによって現像ローラの外周面上のトナーの層厚を規制する。
【0014】
ここで、ブレードでは、現像ローラの外周面に接触する接触箇所から先端までの所定部分が、接触箇所から先端へ向かうに従って現像ローラの外周面から離間するように、接触箇所を曲がり始めとして、0.2mm以上0.4mm以下の曲率半径で折り曲げられている。
さらに、ブレードにおいて、現像ローラの回転軸方向から見て、前記所定部分における曲率中心と前記接触箇所とを結ぶ第1基準線分と、この曲率中心と先端とを結ぶ第2基準線分とのなす角度は、45°以上90°以下である。
【0015】
このような構成のブレードを用いることにより、かすれた部分がないベタ印字を実現できつつ、ブレードに起因するゴーストの発生を抑制することができる。
ここで、請求項2に記載の発明のように、ブレードの板厚は、60μm以上150μm以下であることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の現像装置の一例としての現像カートリッジの一実施形態を示す右側断面図である。
【図2】図2(a)は、図1においてブレードユニットを抜き出して示した図であり、図2(b)は、図2(a)においてブレードを抜き出して示した図である。
【図3】ブレードユニットの斜視図である。
【図4】ブレードユニットの分解斜視図である。
【図5】現像カートリッジの正面図である。
【図6】実験に用いる用紙を示している。
【発明を実施するための形態】
【0017】
図1は、本発明の現像装置の一例としての現像カートリッジの一実施形態を示す右側断面図である。図2(a)は、図1においてブレードユニットを抜き出して示した図であり、図2(b)は、図2(a)においてブレードを抜き出して示した図である。なお、図2(b)では、現像ローラの一部も図示されている。図3は、ブレードユニットの斜視図である。図4は、ブレードユニットの分解斜視図である。図5は、現像カートリッジの正面図である。なお、方向について言及する場合には、各図に図示した方向矢印を参照する。ここで、左右方向と幅方向とは同じであり、上下方向と垂直方向とは同じである。そして、水平方向は、幅方向および前後方向を含んでいる。
1.現像カートリッジの構成
図1に示す現像カートリッジ1は、電子写真方式等の画像形成装置(図示せず)に装備される。ここで、画像形成装置(図示せず)は、静電潜像が形成される感光ドラム等の感光体40を備えており、現像カートリッジ1は、感光体40に形成された静電潜像にトナーを供給して静電潜像を現像する。画像形成装置(図示せず)では、現像された静電潜像(トナー像)が感光体40から用紙に転写された後にこの用紙に定着することにより、用紙に画像が形成される。
【0018】
現像カートリッジ1は、中空のボックス形状の筐体2を備えている。筐体2は、たとえば、幅方向に長手であり(図5参照)、上下にやや扁平である。
筐体2の天壁3は、水平方向において略平坦である。天壁3の前端の幅方向両端部のそれぞれには、後下側へ延びる傾斜壁3Aが一体的に設けられている(図5も参照)。天壁3において、前後方向中央より前側にずれた部分には、天壁3の下面から下方へ略垂直に延びる垂直壁3Bが一体的に設けられている。
【0019】
筐体2の底壁4は、幅方向から見て、部分的に湾曲しつつ前後に延びている。詳しくは、底壁4は、前側の前底壁5と、後側の後底壁6とを一体的に備えている。
前底壁5は、幅方向から見て、その前端からやや後上側へ延び(この部分を第1部分5Aという。)、下方へ膨出するように円弧状に湾曲しながら後側へ延び(この部分を第2部分5Bという。)、その後、後上側へ延びている。前底壁5の後端と、天壁3の垂直壁3Bとは、前後方向においてほぼ位置にある。ここで、筐体2内において、前底壁5の後端と垂直壁3Bの下端との間には、所定の隙間が確保されており、連通口14とされる。
【0020】
後底壁6は、幅方向から見て、前底壁5の後端から連続し、下方へ膨出するように円弧状に大きく湾曲しながら後側へ延びている。
筐体2の前面には、天壁3の前端縁と底壁4(前底壁5)の前端縁と筐体2の左右の側壁7の前端縁とによって仕切られた供給口8が形成されている。供給口8は、幅方向において長手である。
【0021】
筐体2の後壁9は、天壁3の後端と底壁4(後底壁6)の後端とをつないでおり、底壁4の後端から天壁3の後端へ向かって後上側へ略直線状に延びている。ここで、後壁9には、把持部10が一体的に設けられている。把持部10は、後壁9の上端部から後側へ突出している。把持部10を掴むことで、現像カートリッジ1全体を移動させ、画像形成装置(図示せず)に対して着脱させることができる。
【0022】
筐体2の内部は、天壁3の垂直壁3Bによって、後側のトナー収容室11と、前側の現像室12とに仕切られている。トナー収容室11と、現像室12とは、連通口14を介して互いに連通している。
トナー収容室11は、天壁3において垂直壁3Bより後側の部分と後底壁6とによって上下方向において区画され、垂直壁3Bと後壁9とによって前後方向において区画されている。
【0023】
トナー収容室11内には、アジテータ13が設けられている。アジテータ13は、後底壁6の曲率中心とほぼ一致する部分を通って幅方向に延びる回転軸13Aと、この回転軸13Aから、回転軸13Aを中心とする径方向外側へ延びる攪拌羽根13Bとを含んでいる。アジテータ13は、回転軸13Aを中心として、トナー収容室11内において回転自在である。画像形成時には、画像形成装置(図示せず)からの駆動力が回転軸13Aに入力されることによって、アジテータ13は、右側から見て時計回りの方向へ回転する。
【0024】
トナー収容室11には、いわゆる粉砕法で製造された正帯電性の非磁性1成分の粉砕トナーが収容されている。
現像室12は、天壁3において垂直壁3Bより前側の部分と前底壁5とによって上下方向において区画され、現像室12の後端は、垂直壁3Bによって区画されている。上述した供給口8は、現像室12に対して前側から連通している。
【0025】
現像室12内には、供給ローラ15と、供給ローラ15より大径の現像ローラ16と、ブレードユニット17とが設けられている。
供給ローラ15は、幅方向に長手である。供給ローラ15は、外周面の下側部分が前底壁5の湾曲した第2部分5Bに上から沿うように、配置されている。供給ローラ15は、連通口14に対して前下側から臨んでいる。
【0026】
そして、供給ローラ15は、筐体2の左右の側壁7間に架設されており、左右の側壁7によって回転自在に支持されている。つまり、供給ローラ15の回転軸15Aは、幅方向に沿って延びている。この状態で、画像形成時には、画像形成装置(図示せず)からの駆動力が回転軸15Aに入力されることによって、供給ローラ15は、右側から見て反時計回りの方向X(太い実線矢印参照)へ回転する。
【0027】
ここで、供給ローラ15の回転軸15Aは、たとえば金属製であり、この回転軸15Aが導電性の発泡材料によって被覆されることで供給ローラ15が構成されている。
現像ローラ16は、幅方向に長手である。現像ローラ16は、外周面の下側部分が前底壁5の第1部分5Aに上から隣接するように、配置されている。現像ローラ16の外周面の前側部分は、上述した供給口8から筐体2の前側へ露出されており、感光体40の表面に後側から接触している。ここで、現像ローラ16の外周面の下側部分と第1部分5Aとの隙間は、たとえばフィルム状のシール18によって塞がれている。
【0028】
現像ローラ16は、前上側から供給ローラ15に接触しており、現像ローラ16の外周面において供給ローラ15に接触する部分、および、供給ローラ15の外周面において現像ローラ16に接触する部分は、互いに圧縮されている。
そして、現像ローラ16は、筐体2の左右の側壁7間に架設されており、左右の側壁7によって回転自在に支持されている。つまり、現像ローラ16の回転軸16Aは、幅方向に沿って延びており、現像ローラ16の回転軸方向は、幅方向である。この状態で、画像形成時には、画像形成装置(図示せず)からの駆動力が回転軸16Aに入力されることによって、現像ローラ16は、所定方向、詳しくは、右側から見て反時計回りの方向Y(太い破線矢印参照)へ回転する。
【0029】
ここで、現像ローラ16の回転軸16Aは、たとえば金属製であり、この回転軸16Aが導電性のゴム材料で被覆されることで現像ローラ16が構成されている。画像形成時において、現像ローラ16には、画像形成装置(図示せず)から現像バイアスが印加される。
ブレードユニット17は、現像ローラ16の上方に配置されており、筐体2の天壁3の前端における左右の傾斜壁3A(図5も参照)に取り付けられている。
【0030】
図2(a)に示すように、ブレードユニット17は、ブレード20と、一対のホルダ21と、ねじ22とを含んでいる。
図4に示すように、ブレード20は、幅方向に長手で矩形の板状であり、前後に薄い。ブレード20は、たとえばステンレス鋼といった金属の板ばね材で形成されており、ある程度の弾性を有している。ブレード20の板厚(肉厚)T(図2(b)参照)は、60μm以上150μm以下に設定されている。
【0031】
ブレード20の上端部において、幅方向両端部には、第1貫通穴23が1つずつ形成されており、左右の第1貫通穴23に挟まれる部分には、複数(ここでは7つ)の第2貫通穴24が幅方向に間隔を隔てて形成されている。第1貫通穴23および第2貫通穴24は、ブレード20を肉厚方向(前後方向)において貫通している。
ブレード20の下端部は、図4ではわかりづらいが、幅方向全域に亘って、後側へ円弧状に折り曲げられている(図2(b)参照)。なお、ブレード20の下端部周辺については、以降で詳説する。
【0032】
一対のホルダ21は、ブレード20を前後から挟むように、前後に並んで配置されている。ここで、一対のホルダ21のうち、前側のホルダ21を前ホルダ25といい、後側のホルダ21を後ホルダ26という。
前ホルダ25は、ブレード20と同様に、幅方向に長手で矩形の板状であるが、前ホルダ25の板厚は、ブレード20の板厚より厚い。
【0033】
前ホルダ25の幅方向両端部のそれぞれには、2つの第3貫通穴27が上下に並んで形成されている。前ホルダ25において、前ホルダ25の左端部における下側の第3貫通穴27と前ホルダ25の右端部における下側の第3貫通穴27とに挟まれる部分には、上述した第2貫通穴24と同じ数(7つ)の第4貫通穴28が幅方向に間隔を隔てて形成されている。第3貫通穴27および第4貫通穴28は、前ホルダ25を肉厚方向(前後方向)において貫通している。
【0034】
前ホルダ25の下端において左右の第3貫通穴27の間にある部分のほぼ全域には、延設部29が接続されている。延設部29は、図4では、前ホルダ25の下端から前上側へ延びている。そのため、延設部29を前ホルダ25の一部とすると、前ホルダ25全体を右側から見たときの形状は、略J字形状をなしている(図2(a)参照)。
後ホルダ26は、前ホルダ25(延設部29以外の部分)と同様に、幅方向に長手で矩形の板状であり、後ホルダ26の板厚は、前ホルダ25の板厚とほぼ同じである。
【0035】
後ホルダ26の幅方向両端部のそれぞれには、2つの第5貫通穴30が上下に並んで形成されている。後ホルダ26において、後ホルダ26の左端部における下側の第5貫通穴30と後ホルダ26の右端部における下側の第5貫通穴30とに挟まれる部分には、上述した第2貫通穴24と同じ数(7つ)の第6貫通穴31が幅方向に間隔を隔てて形成されている。第5貫通穴30および第6貫通穴31は、後ホルダ26を肉厚方向(前後方向)において貫通している。
【0036】
ねじ22は、第2貫通穴24と同じ数(7つ)だけ設けられている。
次に、ブレードユニット17の組み立ておよび筐体2に対する取り付けについて説明する。
まず、図4に示すように、前ホルダ25、ブレード20、後ホルダ26、ねじ22を、前からこの順番で配置する。
【0037】
そして、図3に示すように、ブレード20の上側部分を、前ホルダ25および後ホルダ26によって、前後から挟む。
このとき、ブレード20の各第1貫通穴23は、前ホルダ25において幅方向で同じ側にある2つの第3貫通穴27における下側の第3貫通穴27に一致(前後方向において対向)し、さらに、後ホルダ26において幅方向で同じ側にある2つの第5貫通穴30における下側の第5貫通穴30に一致する(図4も参照)。また、ブレード20の各第2貫通穴24は、前ホルダ25において幅方向で同じ位置にある第4貫通穴28と一致し、さらに、後ホルダ26において幅方向で同じ位置にある第6貫通穴31と一致する(図4も参照)。
【0038】
この後、各ねじ22を、幅方向において同じ位置にある(一致している)第6貫通穴31、第2貫通穴24、第4貫通穴28に対して、この順番で後側から挿通し、前ホルダ25に組み付ける(図2および図4も参照)。
これにより、前ホルダ25および後ホルダ26によってブレード20の上側部分が挟まれた状態が維持され、ブレードユニット17の組み立てが完了する。なお、この状態において、ブレード20の上側部分と前ホルダ25との隙間、および、ブレード20の上側部分と後ホルダ26との隙間は、シール(図示せず)によって塞がれていてもよい。
【0039】
図1を参照して、完成したブレードユニット17は、天壁3の前端における左右の傾斜壁3A(図5も参照)の間に架設され、各傾斜壁3Aに対して前側から取り付けられる。
詳しくは、各傾斜壁3Aの前面には、前側へ突出するボス32が設けられている。各ボス32は、幅方向において同じ位置にある2つの第5貫通穴30および第3貫通穴27における上側の第5貫通穴30および第3貫通穴27に対して、この順番で後側から挿通される(図3、図4および図5も参照)。これにより、ブレードユニット17が、左右の傾斜壁3Aに対して位置決めされる(図5も参照)。
【0040】
そして、この状態で、幅方向において同じ位置にある(一致している)第3貫通穴27(下側の第3貫通穴27)、第1貫通穴23、第5貫通穴30(下側の第5貫通穴30)に対して、前側からねじ33が挿通され、幅方向で同じ位置にある傾斜壁3Aに組み付けられる(図3、図4および図5も参照)。これにより、ブレードユニット17が、各傾斜壁3A(つまり筐体2)に対して取り付けられる(固定される)。
【0041】
ブレードユニット17が筐体2に取り付けられた状態において、ブレードユニット17では、ブレード20の下端部のみが現像ローラ16の外周面に接触している。詳しくは、この状態において、ブレード20は、傾斜壁3Aにほぼ沿って、後下側へ延びている。
ここで、ブレード20において、上端が、ホルダ21とともに筐体2(傾斜壁3A)によって支持される基端Aであり、下端が、ブレード20における先端Bである(図4も参照)。
【0042】
上述したように、ブレード20の下端部は、図2(b)に示すように、幅方向全域に亘って、後側へ円弧状に折り曲げられている。詳しくは、幅方向から見て、ブレード20は、基端Aから後下側へ直線状に延びる直線部35と、直線部35の下端を曲がり始めCとして曲がり始めCから先端Bへ向けて所定の曲率半径で後側へ円弧状に折り曲げられた所定部分の一例としての折曲部36とを含んでいる。ここで、直線部35の上端が、ブレード20の基端Aであり、折曲部36の後端が、ブレード20の先端Bである。
【0043】
折曲部36は、曲がり始めCから先端Bまでの部分であり、曲がり始めCから先端Bへ向かうに従って現像ローラ16の外周面から離間している。折曲部36の曲率半径は、0.2mm以上0.4mm以下に設定されている。
ここで、図2(b)では、幅方向から見て、折曲部36の曲率中心に、符号Dを付している。そして、幅方向から見て、曲がり始めCと曲率中心Dと結ぶ線分を、第1基準線分Eといい、先端Bと曲率中心Dと結ぶ線分を、第2基準線分Fという。第1基準線分Eおよび第2基準線分Fは、等しい長さであり、折曲部36の曲率半径に相当する。また、図2(b)では、幅方向から見て、第1基準線分Eと第2基準線分Fとのなす角度に、符号θを付している。角度θは、45°以上90°以下に設定されている。
【0044】
そして、ブレード20では、曲がり始めCが、接触箇所となって、現像ローラ16の外周面の周上1箇所の幅方向全域に対して、ブレード20の弾性力によって後上側から圧接している。換言すれば、ブレード20は、基端Aと先端Bとの間において現像ローラ16の外周面に接触している。これにより、現像室12内が、ブレード20より前側(供給口8側)の領域と、ブレード20より後側(連通口14側)の領域とに区画される(図1参照)。
【0045】
ここで、上述した現像ローラ16の所定の回転方向Y(右側から見て反時計回りの方向であり、太い破線矢印)を基準とすると、ブレード20では、先端Bが、回転方向Yにおいて基端Aより上流側に位置している。
2.画像形成時における現像カートリッジの動作
図1を参照して、画像形成時には、上述したように、画像形成装置(図示せず)からの駆動力が、アジテータ13の回転軸13A、供給ローラ15の回転軸15Aおよび現像ローラ16の回転軸16Aのそれぞれに対して入力されることにより、アジテータ13、供給ローラ15および現像ローラ16のそれぞれが回転する。
【0046】
これにより、まず、上述したようにアジテータ13が右側から見て時計回りの方向に回転することで、アジテータ13の攪拌羽根13Bが、回転軸13Aを中心として、トナー収容室11内で右側から見て時計回りの方向に周回移動する。これにより、トナー収容室11内のトナー(粉砕トナー)が、攪拌羽根13Bによって攪拌され、連通口14から、前側の現像室12に向かって放出される。
【0047】
連通口14から現像室12に向かって放出されたトナーは、供給ローラ15の外周面に供給され、供給ローラ15の回転方向Xへの回転により、現像バイアスが印加されている現像ローラ16の外周面に供給される。このとき、トナーは、供給ローラ15の外周面および現像ローラ16の外周面において互いに接触する部分で正極性に摩擦帯電される。
そして、図2(b)を参照して、現像ローラ16の外周面に供給されたトナーは、現像ローラ16の回転方向Yへの回転に伴い、ブレード20の曲がり始めCが現像ローラ16の外周面を圧接する部分(つまり曲がり始めC)に到達する。
【0048】
曲がり始めCに到達したトナーは、曲がり始めCと現像ローラ16の外周面との間を通過する際に、薄層となり、現像ローラ16の外周面に担持される。
曲がり始めCと現像ローラ16の外周面との間を通過できなかったトナーは、ブレード20の折曲部36によって掻き取られる。掻き取られたトナーは、現像ローラ16の回転方向Yにおける折曲部36の上流側領域45(幅方向から見て、折曲部36と現像ローラ16の外周面とに挟まれ、曲がり始めCに向けて次第に狭くなる領域)に溜まる。
【0049】
このように、ブレード20は、曲がり始めC(基端Aと先端Bとの間)において現像ローラ16の外周面に接触することによって現像ローラ16の外周面上のトナーの層厚を規制する。
そして、曲がり始めCと現像ローラ16の外周面との間を通過したトナーの薄層は、図1を参照して、現像ローラ16の回転方向Yへの回転に伴い、感光体40の表面に形成された静電潜像に供給される。
【0050】
詳しくは、感光体40の表面は、予め一様に正極性に帯電されており、この表面がレーザビーム等で露光されることにより、感光体40の表面に静電潜像が形成される。静電潜像は、一様に正極性に帯電されている感光体40の表面のうち、露光されることで電位が下がっている露光部分である。
そして、現像ローラ16の回転により、現像ローラ16の外周面上に担持されかつ正極性に帯電されているトナーが、感光体40の表面に対向して接触するときに、感光体40表面上の静電潜像(電位が下がっている露光部分)に供給される。これにより、感光体40の静電潜像は、現像され、感光体40の表面には、反転現像によるトナー像が担持される。
3.ブレードについて
図2(b)を参照して、本発明のブレード20を用いると、上述したように、曲がり始めCと現像ローラ16の外周面との間を通過できずにブレード20の折曲部36によって掻き取られたトナーは、現像ローラ16の回転方向Yにおける折曲部36の上流側領域45に適量分だけ溜まる。
【0051】
トナーが上流側領域45に適量分だけ溜まることによって、上流側領域45にトナーが溜まっていない場合に比べて、曲がり始めCと現像ローラ16の外周面との間を通過したトナーの薄層では、幅方向において層厚が極端に薄い部分が発生することがない。つまり、層厚が幅方向において均一なトナーの薄層を形成することができる。
これにより、感光体40(図1参照)の静電潜像は、幅方向における全域において、トナーの薄層によって確実に現像されるので、その後用紙に転写されたトナー像では、ベタ印字でもかすれた部分が存在せず、高品質の画像形成を達成することができる。
【0052】
そして、トナーが上流側領域45に適量分だけ溜まることによって、上流側領域45に適量分以上にトナーが溜まっている場合に比べて、用紙に転写されたトナー像にゴースト(トナー濃度のばらつき)が存在せず、高品質の画像形成を達成することができる。
ゴーストの発生に関し、まず、上流側領域45に適量分以上に溜まったトナー(滞留トナー)の性質(トナーの帯電量)が、上流側領域45での滞留時間の経過に伴って変化する。そして、このように性質が変化した滞留トナーが、曲がり始めCと現像ローラ16の外周面との間を通過することで、トナーの薄層では、滞留トナーと滞留トナー以外のトナーとの間に帯電量の差が生じてしまい、トナーの薄層の性質が不均一になってしまう。このように性質が不均一になったトナーの薄層によって静電潜像が現像されることでゴーストが発生するもとのと考えられる。
【0053】
つまり、本発明によれば、折曲部36の上流側領域45にトナーを適量分だけ過不足なく溜めることができることによって、かすれた部分がないベタ印字を実現できつつ、ブレード20に起因するゴーストの発生を抑制することができる。
ちなみに、本発明では、まず、ブレード20において、先端Bと折曲部36の曲がり終わりとが一致していることにより、トナーを上流側領域45に適量分だけ溜めることができる。
【0054】
しかし、本発明と異なり、ブレード20において、折曲部36の曲がり終わりから直線状に延びて先端Bにつながる部分が存在する場合には、この部分がトナーを堰き止めることで上流側領域45に適量分を大幅に超える量のトナーが溜まってしまうので、ゴーストの発生を抑制することは困難である。
次に、上述したように定めたブレード20の各寸法の意義について、下記の実験の結果を参照しながら説明する。
【0055】
この実験は、ブレード20の各寸法(詳しくは、折曲部36の曲率半径および上述した角度θ)を変化させた場合におけるゴーストの発生状況を調べるための実験である。
(1)実験条件
・実験に用いる画像形成装置:ブラザー工業株式会社製HL−2140(レーザプリンタ)
・トナー:正帯電性の非磁性1成分の粉砕トナーおよび重合トナー
上述したように、本発明の現像カートリッジ1では、粉砕トナーが用いられているが、比較のため、いわゆる重合法で製造された重合トナーを用いた実験も行った。粉砕トナーの円形度は、0.968より小さい一方で、重合トナーの円形度は0.9998である。つまり、重合トナーの形状は、真球に近い一方で、粉砕トナーの形状は粗い。そのため、粉砕トナーは、重合トナーよりも流動性において劣っており、上述した上流側領域45に溜まりやすいので、ゴーストを発生させやすい。
・折曲部36の曲率半径および角度θの測定機器:株式会社東京精密製SURFCOM5000DX
・ブレード20の自由長:8mm
ブレード20の自由長とは、図2(a)を参照して、ブレード20において一対のホルダ21に挟まれていない下側部分の、後下側へ延びる方向における長さである。
・ブレード20の撓み量:0.8mm
ブレード20の撓み量とは、ブレード20(ブレードユニット17)が筐体2に取付けられる前後(ブレード20の曲がり始めCが現像ローラ16の外周面に圧接する前後)での、ブレード20の先端Bのずれ量である。つまり、この実験で用いるどのブレード20においても、ブレード20(ブレードユニット17)を筐体2に取付けると、ブレード20を筐体2に取付ける前に比べて、ブレード20の先端Bが後上側へ0.8mmずれており、ブレード20において先端Bを元に戻そうとする力によって、ブレード20の曲がり始めCが現像ローラ16の外周面に圧接している(図2(b)参照)。そのため、どのブレード20においても、ブレード20の曲がり始めCが現像ローラ16の外周面に圧接する力は等しい。なお、この撓み量の誤差は、±0.2mmの範囲で存在し得るが、この誤差は、ブレード20の曲がり始めCが現像ローラ16の外周面に圧接する力の誤差にほとんど影響を与えない。もちろん、ブレード20の材料は、どのブレード20においても同じである。
・実験実施タイミング:朝一
朝一は、トナーが帯電しにくい時間帯であり、トナーが帯電しにくいことの影響を受けることで、朝一に画像形成するとゴーストが発生しやすい。そのため、ゴーストが発生しやすいシビアな状況で実験を行った。
(2)実験方法
図6は、実験に用いる用紙を示している。
【0056】
上述した寸法(折曲部36の曲率半径および角度θ)が異なるブレード20毎に、図6に示す1枚の用紙50を用いて実験を1回行う。
1枚の用紙50において、まず、任意の文字51(ここでは、「ABC」)を印字し、引き続いて、今度は、現像ローラ16(図1参照)が一回転以上する間、ハーフトーン(図6において符号52を付した部分を参照)のベタ印字をする。
【0057】
これにより、1枚の用紙50では、その長手方向(搬送方向)において、文字51とハーフトーン部分52とが並んで印字される。そして、ハーフトーン部分52において、文字51と同じ文字(ABC)がゴースト53(ハーフトーン部分52において点線で囲まれた部分を参照)として浮かび上がっているかどうかを目視で確認する。ゴーストが明らかに確認できる場合には、実験結果を「×(ゴーストが発生した)」とし、ゴーストが確認できない場合には、実験結果を「○(ゴーストが発生していない)」とした。さらに、実験結果「○」に関し、ゴーストのみならず、僅かなトナー濃度のばらつきも確認できない場合(ハーフトーン部分52の画質が極めて高い場合)には、評価結果を「◎」とした。また、実験結果が「○」である場合、ハーフトーン部分52には、ゴーストのみならず、かすれた部分も発生していない。
(3)実験結果
以下では、折曲部36の曲率半径(上述した第1基準線分Eまたは第2基準線分Fの長さであり、図2(b)参照)を変化させた場合における実験結果1と、角度θ(第1基準線分Eと第2基準線分Fとのなす角度であり、図2(b)参照)を変化させた場合における実験結果2とを、表1および表2を用いて示す。
(3−1)実験結果1
実験結果1を、表1に示す。なお、ここでは、折曲部36の曲率半径が異なるどのブレード20でも、角度θは、90°で一定である。
【0058】
【表1】

【0059】
表1に示すように、粉砕トナーでは、折曲部36の曲率半径が0.2mm以上0.4mm以下であれば、ゴーストが発生しないことがわかる。特に、折曲部36の曲率半径が0.28mm以上0.38mm以下であれば、僅かなトナー濃度のばらつきも確認できないような極めて高い画像形成を達成することができる。
一方、折曲部36の曲率半径が0.2mm未満の場合および0.4mmより大きい場合には、ゴーストが発生した。
【0060】
ちなみに、粉砕トナーよりも流動性に優れる重合トナーを用いると、粉砕トナーを用いればゴーストが発生する場合(折曲部36の曲率半径がたとえば0.2mm以下の場合)でも、ゴーストが発生しない極めて高い画像形成を達成することができる。
(3−2)実験結果2
実験結果2を、表2に示す。なお、ここでは、角度θが異なるどのブレード20でも、折曲部36の曲率半径は、0.3mmで一定である。
【0061】
【表2】

【0062】
表2に示すように、粉砕トナーでは、角度θが45°以上90°以下であれば、ゴーストが発生しないことがわかる。特に、角度θが47.2°以上90°以下であれば、上述した極めて高い画像形成を達成することができる。
一方、角度θが45°未満の場合には、上流側領域45(図2(b)参照)に溜まるトナーの量(換言すれば、曲がり始めCと現像ローラ16の外周面との間を通過するトナーの量)が不足することでハーフトーン部分52(図6)に、かすれた部分が生じた。そのため、ゴーストを確認すること自体ができなかった。ハーフトーン部分52にかすれた部分が生じることでゴーストを確認することができなかった場合には、実験結果を「−(不明)」としている。
【0063】
以上の表1および表2の実験結果より、本発明のように、ブレード20において、折曲部36の曲率半径が0.2mm以上0.4mm以下であり、かつ、角度θが45°以上90°以下であれば、円形度が0.968より低くて形状の粗い粉砕トナーを用いても、ゴーストの発生を抑制することができる(図2(b)も参照)。
また、上述したように、このような構成のブレード20であれば、ゴーストの発生を抑制するだけでなく、折曲部36の上流側領域45(図2(b)参照)にトナーが適量分だけ過不足なく溜まることによって、かすれた部分がないベタ印字も実現できる。
【0064】
ここで、板厚T(図2(b)参照)が比較的厚いブレード20を用いて、このブレード20の先端部(下端部)において現像ローラ16の外周面に対向する面を、研磨や成形によって、上述した折曲部36のように円弧状に湾曲させることでも、本発明と同じ効果を奏することができる。
しかし、本発明によれば、ブレード20を薄板状とすることで、曲げ加工によって、微小かつ繊細な形状を有する折曲部36(図2(b)参照)を容易に形成することができる。特に、ブレード20の板厚T(図2(b)参照)が60μm以上150μm以下であれば、必要最低限の強度を持たせつつ、容易に折曲部36を形成することができる。これにより、ブレード20の生産性の向上を図ることができる。
【0065】
以上のように、本発明は、かすれた部分のないベタ印字の実現、および、ブレード20に起因するゴーストの発生の抑制という点で、比較的円形度の低い(流動性に劣る)粉砕トナーを用いる場合に特に効果があるが、粉砕トナー以外の粉末現像剤(重合トナー等)を用いて画像形成を行うあらゆるタイプの現像装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【0066】
1 現像カートリッジ
2 筐体
16 現像ローラ
20 ブレード
36 折曲部
40 感光体
A 基端
B 先端
C 曲がり始め
D 曲率中心
E 第1基準線分
F 第2基準線分
T 板厚
Y 方向
θ 角度

【特許請求の範囲】
【請求項1】
筐体と、
前記筐体によって所定方向へ回転自在に支持され、粉砕トナーを外周面に担持し、感光体に形成された静電潜像にトナーを供給する現像ローラと、
前記筐体によって支持される基端と、前記所定方向において前記基端より上流側の先端とを含む薄板状であり、前記基端と前記先端との間において前記現像ローラの外周面に接触することによって前記現像ローラの外周面上のトナーの層厚を規制するブレードと
を備え、
前記ブレードでは、前記現像ローラの外周面に接触する接触箇所から前記先端までの所定部分が、前記接触箇所から前記先端へ向かうに従って前記現像ローラの外周面から離間するように、前記接触箇所を曲がり始めとして、0.2mm以上0.4mm以下の曲率半径で折り曲げられており、
前記現像ローラの回転軸方向から見て、前記所定部分における曲率中心と前記接触箇所とを結ぶ第1基準線分と、前記曲率中心と前記先端とを結ぶ第2基準線分とのなす角度は、45°以上90°以下であることを特徴とする、現像装置。
【請求項2】
前記ブレードの板厚は、60μm以上150μm以下であることを特徴とする、請求項1に記載の現像装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2010−170021(P2010−170021A)
【公開日】平成22年8月5日(2010.8.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−14251(P2009−14251)
【出願日】平成21年1月26日(2009.1.26)
【出願人】(000005267)ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Fターム(参考)】