(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性トナーを収容するハウジングと、回転自在に保持された現像スリーブと内部に固定配置された複数の磁極から構成される現像ローラと、現像スリーブ軸方向に設けられ現像スリーブへの近接端部が現像スリーブ内部の所定位置の磁極に対向しつつ現像スリーブ表面に所定の間隙をもって取りつけられたトナー層厚規制板とを有する現像装置であって、
前記現像ハウジング内部において、トナー搬送方向が互いに逆である複数のトナー搬送手段が前記現像スリーブと平行に延在し、この複数のトナー搬送手段の間には両端部の連通部を除いて隔壁が設けらており、
上記連通部に対向したスリーブ表面には、磁性トナーと現像スリーブの過剰な摩擦帯電を抑制するための金属石鹸を塗布した事を特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記金属石鹸がステアリン酸亜鉛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】
前記現像スリーブの金属石鹸の塗布領域よりも軸線方向外側にトナー飛散防止のためのシール部材を前記現像スリーブの表面に被覆したことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかの現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等に用いられる磁性１成分現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、磁性トナーを用いた１成分現像方式では、ブレードからなるトナー層厚規制板を現像スリーブ外周面に対して０．２〜０．３ｍｍの隙間を持たせた状態で、現像スリーブ内の固定磁極に対向配置させる方式が用いられる。この方式ではブレードによってスリーブ表面のトナー層厚を層厚０．１ｍｍ程度の薄層に規制して現像領域に搬送して、感光体に飛翔現像させている。現像スリーブ表面を搬送されてきたトナー粒子は、ブレードと現像スリーブの隙間をする抜ける際にブレード及びスリーブ表面と摩擦することによって、現像に必要な摩擦電荷を得ている。現像スリーブ表面のトナーにばらつきのない一定の摩擦電荷を与えるためには、ブレードへのトナーの搬送量、搬送圧のスリーブ長手方向のばらつきを無くし、一定に保つことが必要である。そこで、現像装置とトナーの設計において、現像スリーブ表面を粗面処理して、トナーの搬送効果と摩擦帯電付与効果を所望の範囲に調節する事が行われる。
【０００３】
この表面粗さはトナー層規制部材としてのブレードとスリーブの間に挟まれるトナーの帯電性や均一薄層性をほぼ決定しており、例えばブラスト処理によって、表面粗さを調整する事が可能である。なお表面粗さの計測方法としては、例えばＪＩＳ(日本工業規格)Ｂ０６０１表６に規定されている十点平均粗さＲｚ（μｍ）が用いられる。スリーブ材質には大別してアルミ製とステンレス製が用いられており、アルミ製は表面粗さＲｚが１０μｍ未満のものが加工可能であるのに対して、ステンレス製は７μｍ未満のものが加工可能である。アルミ製は現像を繰り返す事による表面粗さの変動が比較的大きくトナーの摩擦帯電が長期間には安定しないので、低速機や、少なくとも感光体、現像装置を一体化し、トナーを使い切った時点でユニット毎交換する方式に適している。これに対してステンレス製は表面粗さの変動が少ないので、現像装置自体を複写機寿命や高寿命の感光体並みにまで延長したり、トナーを随時追加補給させる方式に適している。
【０００４】
ところが、未使用の新品の現像装置にトナーコンテナから始めてトナーを補給した場合に現像スリーブ長手方向を基準とした画像領域の両端側が地肌かぶりを生ずることがあり、一端地肌かぶりが生ずるとかぶりは解消されず、特に低湿環境下ではその発生頻度が高く早期の解決が望まれている。原因を調査するために、スリーブ表面を搬送されてブレードの裏側から表側へとすり抜けるトナーの搬送、滞留状態を観察したところ、地肌かぶり発生部に対応したブレード両端側の裏側のトナーの滞留が大きく凝集傾向にあることが見出された。さらに、この箇所のスリーブ表面の薄層厚が正常部分の約０．１ｍｍに対して０．２〜０．３ｍｍと厚くなっており場合によっては感光体に接触する場合も確認できた。またスリーブ表面のトナー帯電量を吸引法で調べたところ、正常部分のトナーが７〜８μｃ／ｇ程度であるのに対して１５〜２０μｃ／ｇに上昇していることが確認された。これらのことから、不具合は下記のフローで発生するものと判断している。
【０００５】
最初に、新品の現像スリーブは通常の表面粗さでは計測できない微少な凹凸が存在しており、トナーとの摩擦帯電が初期において特に高いと思われる。
このような状況の元で、画像不具合部に対応したスリーブ両端側の表面トナーは、画像領域でのトナー現像量が少ないためにブレード裏側のトナーの残量が多く、ブレード先端とスリーブ表面との間をする抜ける際の搬送圧力が上昇する。
トナーの搬送圧力が上昇するとスリーブ両端部のトナーは摩擦帯電量が上昇し、スリーブとの静電引力が高いので、ブレードで薄層規制されるときにスリーブ側に吸引される割合が高く層厚が厚みを増してくる。
その結果、スリーブ両端部のトナーは感光体との隙間が正常部に比べて狭まるので、非画像部（未露光部）へトナーが飛翔しやすく、地肌カブリへとつながる。特に低湿環境では、トナー粒子中に摩擦電荷が蓄積しやすいので、画像両端部での地肌かぶり濃度がさらに高まり易い。
一旦初期かぶりが発生すると、スリーブ表面のクリーニングを特に行なわない限りかぶりは解消されないことから、現像スリーブ両端部の表面の高帯電量の凝集トナーが継続的に付着していると推定される。
【０００６】
以上述べた状況に鑑みて、スリーブ表面のトナー搬送効果を上げるために表面粗さＲｚを高めにブラスト処理させることが比較的有効であって、特にＲｚを８μｍ以上の粗さにすると、かぶりが抑制されることが確認できている。しかしながら、アルミ製スリーブは先に述べたように現像を繰り返す内に表面粗さ変動が大きいので使用し難い。またステンレス製スリーブは８μｍ以上の疎面化処理を均一に行なうことが困難であるために、スリーブ表面トナーの摩擦帯電が不ぞろいとなるので使用し難い。
【０００７】
その一方では、現像ハウジング内部に、現像スリーブと平行にスパイラルなどの搬送手段を延在させて、ブレード裏側のトナー滞留を軸方向に対して平均化させる対策が講じられている。しかしながら、このような対策はある程度の効果はあるものの、根本対策効果は得られていない。これは搬送方向の互いに異なる複数のトナー搬送手段を設けるために、トナー搬送方向がＵターンするトナー搬送手段の両端の連通部では軸方向のトナー搬送効果が比較的弱いのが原因である。トナーの搬送状態を観察したところ、両端の連通部とブレードの間でのトナーの滞留が少なからず残っていた。さらには、ブレード直裏側のトナーは、現像スリーブに磁力及び静電引力によって保持されているために、例えトナー搬送手段を設けても完全には入れ替わらないためである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
。
そこで本発明の第１の目的は、磁性１成分現像方式において画像領域両端での地肌かぶりを生じない現像装置や画像形成装置を提供することにある。
さらに本発明の第２の目的は特に低湿環境においても画像領域両端での地肌かぶりやを生じない現像装置や画像形成装置を提供することにある。
さらに本発明の第３の目的は、磁性１成分現像方式においてメンテサイクルの延長された現像装置や画像形成装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、請求項１の発明は、磁性トナーを収容するハウジングと、回転自在に保持された現像スリーブと内部に固定配置された複数の磁極から構成される現像ローラと、現像スリーブ軸方向に設けられ現像スリーブへの近接端部が現像スリーブ内部の所定位置の磁極に対向しつつ現像スリーブ表面に所定の間隙をもって取りつけられたトナー層厚規制板とを有する現像装置であって、前記現像ハウジング内部において、トナー搬送方向が互いに逆である複数のトナー搬送手段が前記現像スリーブと平行に延在し、この複数のトナー搬送手段の間には両端部の連通部を除いて隔壁が設けらており、上記連通部に対向したスリーブ表面には、磁性トナーと現像スリーブの過剰な摩擦帯電を抑制するための金属石鹸を塗布した事を特徴とする。請求項１の発明によれば、トナー消費量が少なくトナー搬送が不充分な連通部に対応した現像スリーブ表面に金属石鹸を塗布することによって、トナーとスリーブの過剰な摩擦帯電が抑制される。またこのその結果、現像領域両端部であってもスリーブとトナーの吸引力が高いことによるトナー薄層部の肥膜化が回避されるので地肌かぶりが防止できる。特に新品の現像装置に、トナーを始めて充填したときの初期のかぶりを防止する。
【００１０】
さらに請求項２の発明は請求項１に記載の現像装置であって、前記金属石鹸がステアリン酸亜鉛であることを特徴とする。請求項２の発明によって、特にスティック状に成形しやすいステアリン酸亜鉛を用いる事によって、現像スリーブへスティックを押し当てスリーブを回すだけで均一な塗布層が得られる。
【００１１】
さらに請求項３の発明は、請求項１に記載の現像装置であって、前記現像スリーブの金属石鹸の塗布領域よりも軸線方向外側にトナー飛散防止のためのシール部材を前記現像スリーブの表面に被覆したことを特徴とする。
【００１２】
さらに請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置を提供する。請求項３の発明によって、画像領域両端部の地肌かぶりを防止し、メンテサイクルの延長を可能とする画像形成装置が得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された装置本体の好適実施形態を添付図面を参照して更に説明する。図１はこの発明の第一の実施形態にかかる複写機１００の外観構成を示す斜視図である。図２は複写機１００の内部構成を示す正面図である。図３は原稿搬送部を不図示として、複写機１００の右側面から見た原稿カバーの開閉状態を示す模式図である。
図４は複写機１００に使用される現像装置２００の内部構成を示す断面図であり、図５は同じく現像装置２００の平面図である。
図６はこの発明に係る現像スリーブと通紙領域の位置関係を模式的に描いたものである。
図７はステアリン酸亜鉛をスリーブ表面に塗布する様子を模式的に描いたものである。
【００１４】
図１、図２に示すように、複写機１００は本体ハウジング１１とその上方の上ハウジング１１Ｕと、上ハウジングの上部に開平自在に載置された原稿搬送部１４で区画されている。本体ハウジング１１と上ハウジング１１Ｕの中間部には右側側面から略水平方向に内側に入り込んだシート材スタック空間部１２が形成されている。シート材スタック空間部１２には本体ハウジングから横方向に排出されるシート材を受け取り、積載する為の上シートトレイ１、下シートトレイ２が設けられている。このように、機械本体内部にシート排出部を設けたいわゆる胴内排紙方式の画像形成装置においては、シートスタック空間の占有空間を設ける必要から、画像形成部のコンパクト化が要求され現像装置においてもコンパクトかつ低コストの１成分現像方式が有利である。
【００１５】
上ハウジング１１Ｕは画像読取り位置において原稿を露光して画像を読取るための露光部１５を内蔵しておりその上面には操作パネル１３や透明なガラス板からなる原稿載置板２１が配設されている。上ハウジング１１Ｕの上方には原稿画像を読み取るために原稿を画像読取り位置Ｒに搬送するための原稿搬送部１４が載置されている。原稿カバー１４ｄは図３に示すように機械奥側のヒンジ部９によって上ハウジング上に開平自在に支持されている。原稿カバー１４ｄは実線で示す閉位置において通常載置されており、破線で示す開位置まで開放することが可能である。複写機１００はシートスルー方式と原稿固定方式の２方式の原稿画像読取りを行なうことが可能である。まずシートスルー方式は閉状態の原稿搬送部１４によって画像読取り位置Ｒを通過している原稿を、画像読取り位置に対向して固定配置された露光部１５で画像読取りする方式である。さらに原稿固定型方式は、原稿搬送部１４を開状態とし、原稿載置板２１上面に原稿を載置し、露光部１５を移動させつつ画像読取りする方式である。本実施形態は、シートスルー方式に基づいた実施例として説明を行なう。
【００１６】
本体ハウジング１１は、下ハウジング１１Ｄとその上方の連結ハウジング１１Ｃに区画できる。下ハウジング１１Ｄは用紙の給紙部と、用紙上にトナー画像を形成する画像形成部と、用紙上のトナー画像を定着するための定着部を内蔵している。連結ハウジング１１Ｃは定着後の用紙を搬送してシート材スタック空間のシートトレイに向けて排出するための用紙搬送路を内蔵している。
【００１７】
上ハウジング１１Ｕの構成を図１、図２を元に説明する。
上ハウジング１１Ｕの手前側には操作パネル１３が備えられている。原稿搬送部１４は原稿給紙トレイ１４ａと原稿搬送部本体１４ｂと原稿排紙トレイ１４ｃと原稿カバー１４ｄを備えている。原稿排紙トレイ１４ｃは原稿カバー１４ｄ上面の一部に直付けで形成している。原稿搬送路ｄの延長上の上流端に原稿給紙トレイ１４ａが配設され、原稿搬送路ｄの延長上の下流端には原稿排出トレイ１４ｃが配設されている。原稿読取り部本体１４ｂには原稿搬送路ｄに沿って原稿搬送方向の上流側から下流側にかけてピックアップローラ２２、搬送ローラ対２３とレジストローラ対２４、排出ローラ対２５が設けられている。搬送ローラ対２３は駆動ローラ２３ａと分離ローラ２３ｂから構成されている。分離ローラ２３ｂは回転負荷が所定トルクを下回る場合のみ駆動ローラ２３ａと逆方向に回転し、回転負荷が所定トルクを上回る場合には駆動ローラ２３ａと従動回転するようになっている。
【００１８】
レジストローラ対２４と排出ローラ対２５の間には画像読取り部Ｒが設けられている。画像読取り位置Ｒには原稿載置板２１への対向する向きにシェーディング補正用の白基準板２６と、白基準板２６の上方にあって白基準板２６を原稿載置板２１に押圧するための原稿押圧部２６ａとが設けられている。原稿搬送路ｄは搬送ローラ対２３から画像読取り位置Ｒに至る間において反転するように湾曲している。原稿搬送路ｄの上流側から下流側に向けて各センサが設けられている。つまり、原稿給紙トレイ１４ａ中央部に原稿検知センサＳ１が設けられ、搬送ローラ対２３の下流側に給紙センサＳ２が設けられ、排出ローラ対２５の下流側に排出センサＳ３が設けらている。
【００１９】
原稿搬送部で原稿を搬送移動させつつ固定した露光ランプで原稿露光させるいわゆるシートスルー原稿読取り方式に基づいて以下の説明を進める。原稿給送トレイ１４ａに画像面を上向きにセットされたＭ枚の原稿は、ばね部材６ａによって上向きに付勢されたセット原稿押さえ部材６ｂによって所定の圧力でピックアップローラ２２に押しつけられる。操作パネル１３のコピー開始ボタンがオンされると図示しない１次給紙駆動手段によりピックアップローラ２２と搬送ローラ２３が回転駆動される。原稿給紙トレイ１４ａにセットされた原稿はピックアップローラ２２によって上面側から通常複数枚が搬送ローラ対２３に送られる。搬送ローラ対２３に送られた複数枚の原稿は分離ローラ２３ｂにより最上部の１枚のみが分離されてレジストローラ対２４に向けて搬送される。原稿先端が給紙センサＳ２によって検出されてから所定の距離だけ搬送された後、給紙駆動手段の作動停止により搬送ローラ対２３の駆動ローラ２３ａとピックアップローラ２２の回転駆動が停止され一次給紙が終了する。原稿はその先端がレジストローラ対２４のニップ部に押圧されかつその先端にたわみが形成された状態で停止させられる。
【００２０】
一次給紙が終了してから所定時間経過後、２次給紙が開始される。つまり図示しない２次給紙駆動手段の作動によりレジストローラ対２４が回転駆動される。原稿はレジストローラ対２４により画像読取り位置Ｒ及び排出ローラ対２５に向けて搬送させられた後、最終的には排出ローラ対２５によって原稿排出トレイ１４ｃ上に排出される。排出ローラ対の下流側に設けられた排紙センサＳ３により原稿の後端通過を検知したことによって原稿１枚の画像読取りの完了を検出するようになっている。排紙センサＳ３は原稿の給紙搬送完了毎に原稿枚数を計数するカウント機能を有しており、原稿セット検知センサＳ１が後続の原稿を検知していれば、２枚目以降の原稿搬送が続行される。原稿は画像読取り位置Ｒを通過する際に白基準板２６と原稿押圧部２６ａによって原稿載置板２１の表面を軽く押圧されながら搬送され、原稿画像面が原稿載置板を挟んで対抗する露光ランプ２７によって光走査されるようになっている。
【００２１】
次に、露光部１５について説明する。図２において、露光ランプ２７及び反射板２８と第１ミラー２９と第２ミラー３０と第３ミラー３１と集光レンズ３２とイメージセンサ、例えばライン型のＣＣＤ３３を備えている。露光ランプ２７と第１ミラー２９は第１キャリッジ（図示せず）上に搭載され、第２ミラー３０、第３ミラー３１は第２キャリッジ（図示せず）上に搭載されている。シートスルー方式で原稿画像を読み取る設定では、第１キャリッジが前記画像読み取り位置Ｒの直下に移動し、露光ランプ２７からの光照射光が移動中の原稿を露光する。照射光は第１ミラー２９、第２ミラー３０、第３ミラー３１、集光レンズ３２を通じてＣＣＤ３３に到達して光電変換処理を経て電気信号となるように読み取られる。また、原稿固定方式で原稿画像を読み取る場合には、原稿載置板２１上の載置された原稿画像は露光部１５による読取走査を受けることにより、ＣＣＤ３３上に縮小結像され、光電変換処理を経て電気信号となるように読み取られる。
【００２２】
引き続き図２を参照して、本体ハウジング１１を形成する下ハウジング１１Ｄと連結ハウジング１１Ｃの内、下ハウジングの構造について説明する。下ハウジング１１Ｄの下方の給紙部にはシートカセット３４と、画像形成部３６と、定着装置３７とが内蔵さている。シートカセット３４に収容されたシート材Ｐは繰り出しコロ３４ａにより１枚ずつ送り出される。下ハウジング１１Ｄの左側下方部には開閉可能な手差し給紙トレイ３５が備えられていて、この手差し給紙トレイ３５にセットされたシート材Ｐも繰り出しコロ３５ａにより１枚ずつ送り出される。
【００２３】
次に画像形成部について説明する。画像形成部３６において、感光体ドラム３８は正帯電性のアモルファスシリコン感光体ドラムであって、駆動時には図示した方向に２００ｍｍ／秒の速度で回転する。感光体ドラム３８の表面は５ＫＶの高電圧が印加されたメインチャージャー３９から発生したコロナ放電によって＋２５０Ｖに一様帯電した後、レーザースキャニングユニット４０からのビーム光の照射によって明電位＋１０Ｖと暗電位＋２５０Ｖの部分からなる静電潜像が形成される。更に感光体の回転によって静電潜像は現像位置にまで回転移動する。現像装置２００内部の現像スリーブ２１４は表面粗さＲｚが約３μｍにブラスト処理された非磁性のステンレスＳＵＳ３０４製であって、内部に固定磁石を配している。現像スリーブ２１４は感光体ドラムと３００μｍの間隙をもって、回転自在に支持されており、駆動時には感光体ドラムと同一方向に３６０ｍｍ／秒の速度で回転する。現像部２００内は、体積平均粒径９μｍ（コールターカウンターによるメジアン径）の正帯電の磁性トナーが充填されており、図示しない磁性ブレードで現像スリーブ表面にトナー薄層が形成される。現像スリーブ２１４には＋１００Ｖの直流電圧と、周波数２ＫＨＺ、ピークツーピーク電圧２ＫＶの交流電界とが重畳した現像バイアス電圧が印可されている。現像領域まで搬送されたトナーはこの現像バイアスによってスリーブ表面から飛翔し感光体表面の露光部を現像する。
【００２４】
シートカセット３４或いは手差し給紙トレイ３５から１枚ずつ繰り出され搬送路３を通じて上方に搬送されてきた用紙は、感光体上のトナー画像がローラ転写部４２に接近するのに同期して、レジストローラ４で搬送タイミングが調整され、感光体ドラム３８と転写ローラ４２との間を搬送される。これによって、用紙先端とトナー画像部先端が一致してローラ転写部を通過することによってトナー画像中のトナーの大部分が用紙上に転移する。用紙上に転移せず感光体ドラム表面に残留した一部トナーは、最下流に設けられたクリーニング装置５０によって除去される。トナー像が転写された用紙は定着装置３７へ送られる。定着装置３７は熱ローラ３８ａ及び加圧ローラ３８ｂを有し、これらローラ対によってトナー像を用紙上に定着してコピー物が得られる。
【００２５】
定着ニップを通過した用紙はそのまま垂直方向の垂直搬送路４２に沿って上方に搬送される。垂直搬送路４２は連結ハウジング１１Ｃに入り搬送ローラ対４３を通過すると、右方向の水平搬送路４４と斜め上方の搬送路４５に分岐しており、その分岐箇所において用紙の搬送方向を振り分ける分岐爪４６が設けられている。２図においては用紙は水平搬送路４４へと進行方向を振り分けられ、下シートトレイ２上へと排出される。
【００２６】
次に、図４、図５によって現像装置の内部構造を詳述する。まず図５において、２点鎖線は、第１搬送路２０及び第２搬送路２２を含むハウジング２内に収容されているトナーの上面を示している。現像装置２００は現像剤を収容する現像ハウジング２０２を備えている。例えばＡＢＳ樹脂等の適宜の合成樹脂から一体に成形することができるハウジング２０２は底壁２０４と、底壁２０４の長手方向（図４において左右方向）前側縁から上方に延びる前側壁２０６と、底壁２０４の長手方向後側縁から上方に延びる後側壁２０８と、底壁２０４の幅方向（図４において上下方向）前端から上方に延びて前側壁２０６及び後壁２０８の前端に接続されている前側壁２１０と、底壁２０４の幅方向後端から上方に伸びて前側壁２０６及び後壁２０８の後端に接続されている後側壁２１２とを含んでいる。前側壁２０６はハウジング２０２の幅方向前側に形成された前側壁前部２０６ａと、ハウジング２０２の幅方向後側に形成された前側壁後部２０６ｂとからなり、前側壁前部２０６ａと前側壁後部２０６ｂとは、該長手方向に延びる連結壁２０６ｃにより接続されている。前側壁後部２０６ｂは前側壁前部２０６ａよりもハウジング２０２の長手方向前方に突出した位置に存在するように形成されている。したがって、前側壁後部２０６ｂと後側壁２０８との間の長手方向間隔は、２０６ａと後側壁２０８との間の長手方向間隔よりも長くなるように既定されている。なお、ハウジング２０２において長手方向前方とは図４において左方を、長手方向後方とは図４において右方を、幅方向前方とは図４において上方を、幅方向後方とは図４において下方を、それぞれ意味するものである。
【００２７】
ハウジング２０２の感光体ドラム側の開口部には実質上水平に長手方向に延在する円筒状のスリーブ部材２１４とスリーブ部材２１４内に固定的に設けられた磁石部材２１６とを含んでいる。スリーブ部材２１４は回転軸に固定されており図示しない駆動手段によって図５において反時計回り方向に回転駆動させられる。スリーブ部材２１４の外周面は感光体ドラム３８の外周面に対して０．３ｍｍの隙間をおいて対向するように配置され、その隙間をおいて相互に対向するスリーブ部材２１４の外周面と感光体ドラム３８の外周面とは、相互に協働して現像領域を規定する。ハウジング２０２の前側壁前部２０６ａと後側壁２０８との間には、トナー層厚を規制するための規制ブレード２１８がスリーブ部材２１４の外周面に対し、０．３ｍｍの隙間をおいて平行に延在する様に配設されている。この規制ブレード２１８は厚み２ｍｍの弱磁性のＳＵＳ４３０板であて、スリーブ部材２１４の外周面に保持されて現像領域に搬送されるトナーの量を所定の層厚に規制しかつスリーブ部材２１４の回転動作と協働して所定の電荷に帯電させる。
【００２８】
磁石部材２１６は、感光体ドラム２０１の外周面に最も近接した現像領域に配置された主極Ｎ１と、主極Ｎ１に対しスリーブ部材２１４の回転方向下流側の搬送極Ｓ１と、搬送極Ｓ１の下流側であってブレード２１８の上流側近傍に間隔をおいて配置された搬送極Ｓ２とを備えている。主極Ｎ１は、トナーをスリーブ部材２１４の外周面に保持してトナーによるジャンピング現像を安定して遂行するための磁極である。搬送極Ｓ１は、現像後のトナーを所要のとおりに現像ハウジング２１０内に引き込むための磁極である。また、ブレード２１８の上流側搬送極Ｓ２は、現像ハウジング２１０内のトナーを適切な量だけスリーブ部材２１４の外周面に保持させるための磁極である。
【００２９】
ハウジング２０２内には、現像スリーブ２１４と平行に第１搬送路２２０及び第２搬送路２２２が配設されている。トナーの搬送方向は、図４において第１搬送路２２０における右方が上流、左方が下流を規定し、第２搬送路２２２における左方が上流、右方が下流を規定する。第１搬送路２２０は、前側壁前部２０６ａと後側壁２０８との間を、スリーブ部材２１４の、上記幅方向の後部位置におけるほぼ下方位置を、スリーブ部材２１４に沿って平行にかつ水平に延在するよう配設されている。また第２搬送路２２２は、第１搬送路２２０の、上記幅方向の後方位置を、第１搬送路２２０に平行にかつ水平に延在するよう配設されている。第１搬送路２２０と第２搬送路２２２とは、隔壁２２３により仕切られて形成されている。隔壁２２３は、底壁２０４から上方に延び出しかつ所定の高さで長手方向に延びるよう、底壁２０４と一体に形成されている。隔壁２２３の長手方向の両端外側には、第１搬送路２２０及び第２搬送路２２２を相互に連通する連通路２２４及び２２５が配設されている。片方の連通路２２４は、隔壁２２３の長手方向の前端と、前側壁前部２０６ａとの間に形成されている。また、他方の連通路２２５は、隔壁２２３の長手方向の後端と後側壁２０８との間に形成されている。よって、上記片方の連通路２２４は、第１搬送路２２０の下流端部及び第２搬送路２２２の上流端部間を連通するよう配置され、他方の連通路２２５は、第２搬送路２２２の下流端部及び第１搬送路２２０の上流端部間を連通するよう配置されている。ハウジング２０２において、第２搬送路２２２の、片方の連通路２２４に対向する上流端部領域よりも下流側の近傍位置には、圧電方式のトナーセンサＳが配設されている。
【００３０】
第２搬送路２２２には、回転軸２４２とその周囲に設けられた回転羽根２４４とから形成された第２搬送手段２４０が設けられている。この第２搬送手段２４０は、図５において図示しない駆動手段によって時計回りに回転制御され、トナーを左方の上流側から右方の下流側に搬送する。トナーセンサＳの対向位置から下流側にかけて、また回転羽根２４４に搬送中のトナーをくみ上げるためのパドル２４６が設けられトナーの攪拌効率を維持している。第２撹拌搬送部材２４０のパドル本体部２４６の上流側端部には、トナーセンサＳの表面を清掃するためのシート部材Ｃが配設されトナーセンサＳの表面を常時清掃している。
【００３１】
第１搬送路２２０には、回転軸２３２とその周囲に設けられた回転羽根２３４とから形成された第１搬送手段２３０が設けられている。回転羽根２３４の外周部には回転軸２３２と平行にトナーをくみ上げるためのパドル２３６が設けられいる。第１搬送手段２３０は図５において図示しない駆動手段によって時計回りに回転制御され、トナーを右方の上流側から左方の下流側に搬送するしつつ、パドル２３６のくみ上げ効果によって現像スリーブ２１４側にも供給している。第２搬送手段２４０の上流端部（左方）と第１搬送手段２３０の下流端部（左方）は連通部２２４に対応しており、第２搬送手段２４０の下流端部（右方）と第１搬送手段２３０の上流端部（右方）は連通部２２４に対応している。
【００３２】
さらに、ハウジング２０２には、図示しないトナーコンテナからトナーを受け取る為の、トナー補給口２２６と、トナーの供給搬送路２２７とが配設されている。トナー補給口２２６内には、トナーコンテナから受け入れたトナーを供給搬送路２２７の上流端部に送給する為に回転自在に配設された羽根車２２８が設けられている。供給搬送路２２７は第２搬送路２２２の上流側に位置しており、その内側に設けられたトナー供給搬送手段２５０は、下流側の第２搬送手段２４０と回転軸２４２を共有しその周囲には回転羽根２４９を備えている。トナー供給搬送手段２５０は図示しない駆動手段によって第２搬送手段２２２と同時に回転することによって、羽根車２２８から掻き出されてきた補給トナーを上流側（左方）から下流側（右方）に搬送して、第２搬送手段２４０側にトナーを搬送している。
【００３３】
次に、画像形成を繰り返しているときのトナーの供給、搬送について説明する。トナーセンサＳで第２トナー搬送路内のトナーエンプティーを検知すると図示しないトナーコンテナからトナー補給口２２６にトナーが補給される。補給されたトナーは羽根車２２８によって供給搬送路２２７中に掻き出され、供給搬送手段２５０によって第２搬送路２２２へと繰り出される。そして第２搬送手段によって左方から右方へと搬送され連通部２２５を通じて第１搬送路２２２へと繰り出されて、第１搬送手段２３０によって左方から右方へと搬送されつつ、パドル２３６によって現像スリーブへ汲み上げられ現像に供される。残りのトナーは第１搬送手段２３０の左端にまで搬送され、連通部２２４を通じて第２搬送路へ復帰する。このようにトナーは第１搬送路２２２と、第２搬送路との間を連通部を通じて時計回りに循環し、トナーセンサで検知した現像によるトナー減量分を新たに図示しないトナーコンテナから補給する。
【００３４】
現像領域を通過したトナーは、磁石部材２１６のＳ１極によりスリーブ部材２１４の外周面に保持されてハウジング２内に引き込まれ、その一部は、Ｓ１極とＳ２極との間における磁力の及ばない領域を通過する過程において、自然落下によりスリーブ部材２１４の外周面から剥離され、新しいトナーの補給に備えられる。その結果、スリーブ部材１４の外周面に古いトナーが常時付着される現象が回避され、トナーの劣化が確実に防止される。
【００３５】
次に現像スリーブ２１４の表面粗さに付いて説明する。この表面粗さはトナー層規制部材としてのブレードとスリーブの間に挟まれるトナーの帯電性や均一薄層性をほぼ決定しており例えばブラスト処理によって、表面粗さを調整する事が可能である。なお表面粗さの計測方法としては、ＪＩＳ(日本工業規格)Ｂ０６０１表６に規定されている十点平均粗さＲｚによるものとする。また、トナーの帯電量は現像スリーブ表面に付着したトナーを減圧吸引して、フィルターにより捕集し、そのトナーが保有している電荷量をＱメータで測定し、吸引されたトナー重量との比を求めた。
以上説明した現像装置を用いて、本発明の特徴である現像スリーブの特定位置に金属石鹸を塗布したことによる効果を以下の実施例、比較例を用いて説明する。ここで、実施例、比較例では現像スリーブに塗布する金属石鹸として、ステアリン酸亜鉛を用いる。
【００３６】
実施例
図６によって現像スリーブと穂切板との画像領域の位置関係を模式的に説明する。現像スリーブ２１４は軸方向長が３２７ｍｍであって、その内中央寄りの軸方向長３０６ｍｍの領域がＲｚ＝３μｍにブラスト処理されている。このブラスト処理領域の内、両端部から内側に各々１０ｍｍ入り込んだ領域がステアリン酸亜鉛の塗布領域である。この両端側のステアリン酸亜鉛塗布領域のさらに外側にはトナー飛散防止のための幅４ｍｍのシール部材２６０がスリーブ表面を被覆しておりスリーブ表面にトナー薄層が形成されないようになっている。この部分を除いた軸方向長３０６ｍｍの領域が、ブラスト処理領域であり且つ、現像スリーブ２１４表面にトナー薄層が形成される穂立ち形成域となる。そして軸長２８６ｍｍのステアリン酸亜鉛の非塗布領域Ｂの通紙区域と、その両外側６ｍｍのステアリン酸亜鉛の塗布領域Ａ区域を合わせて２９８ｍｍ幅の最大通紙領域を形成している。
次に図７においてスリーブ表面へのステアリン酸亜鉛の塗布方法を説明する。断面形状が１０ｍｍ×１０ｍｍの正方形であって長さ４００ｍｍである棒状のスティック２３０を、重さが１００グラムであって、上下可動のアルミ製ホルダ２３１に保持してスリーブ面の所定の位置に垂直方向に直立させた状態で、スリーブ２１４を手動で１回転させる事によってステアリン酸亜鉛を均一にスリーブ２１４面に塗布している。
【００３７】
さらに、現像ハウジング２０２内部には、現像スリーブ２１４と平行に、スパイラル構造からなる２本のトナー搬送手段２３４と２４４とが設けられており、その中間を隔てる隔壁２２３の両端外側には２本のトナー搬送手段２３４、２４４を通じてトナーがスリーブ２１４に対して垂直方向に連通できるように、連通部２２４と２２５とが設けられている。左右の連通部２２４と２２５は対向するスリーブ表面のＡ領域に対向するように形成されており、隔壁２２３は対向するスリーブ表面のＢ領域に対向するように形成されている。
【００３８】
比較例
スリーブ２１４表面にステアリン酸亜鉛を塗布しない以外は実施例と同様に現像装置２００を準備した。
【００３９】
以上述べた本実施形態の画像形成装置を用いて、テスト環境は２０℃６０％に設定しＡ４サイズの画像出力を１０００枚連続的に行なった。１０℃２０％にテスト環境を変えて８時間放置後に、さらに１００枚画像出力を行なった。現像装置は、新規に組み上げた未使用の現像装置２００を複写機に装着して、図示しないトナーコンテナからトナー補給口２２６を通じて始めてトナーを現像装置２００内にトナーを行き渡らせてコピーテストを開始した。
画像評価は、２０℃６０％での１０００枚目の出力画像と、１０℃２０％に切り替えて更に１００目の出力画像について行なう。画像はその両端側の各々１０ｍｍの範囲においては画像が存在しない白紙とした。画像領域両端部としてＡ４サイズ幅の両端から内側に６ｍｍの個所の地肌かぶりと対応する位置の現像スリーブ表面のトナー帯電量を測定した。さらに画像領域中央部としてＡ４サイズ幅の中央部の個所の地肌かぶりと対応する位置の現像スリーブ表面のトナー帯電量を測定した。評価基準は、かぶり濃度が０．０１０未満を○、０．０１０以上を×として、○を使用基準に対して合格判定する。
【００４０】
実施例１では、テスト終了時の画像領域両端部のかぶり濃度は２０℃６０％で０．００３であって、対応する箇所のスリーブ表面トナーの帯電量は＋９．５μｃ／ｇであった。１０℃２０％に変更後のかぶり濃度は０．００５に上昇するも、０．０１０未満は維持されていた。また、ブレード裏側のトナー凝集が認められなかった。
次に画像領域中央部のかぶり濃度は２０℃６０％で０．００２であって、対応する箇所のスリーブ表面トナーの帯電量は＋９．１μｃ／ｇであった。１０℃２０％に変更後のかぶり濃度は０．００３に上昇するも、０．０１０未満は維持されていた。また、ブレード裏側のトナー凝集が認められなかった。さらに２０℃６０％に再度戻して、新たにステアリン酸亜鉛を塗布しない状態で連続的に５０万枚画像出力を行ったが、画像領域両端部と画像領域中央部の何れにおいても地肌かぶりが０．００８を上回る事はなく使用基準に対して合格であった。
【００４１】
次に、比較例では、テスト終了時の画像領域両端部のかぶり濃度は２０℃６０％で０．０１１であって、対応する箇所のスリーブ表面トナーの帯電量は＋１４．６μｃ／ｇであって使用基準０．０１０未満を満たすことができなかった。１０℃２０％に変更後のかぶり濃度はさらに０．０１６に上昇した。また、ブレード裏側のトナー凝集がかなり認められた。
次に画像領域中央部のかぶり濃度は２０℃６０％で０．００６であって、対応する箇所のスリーブ表面トナーの帯電量は＋１０．５μｃ／ｇであった。１０℃２０％に変更後のかぶり濃度は０．００８に上昇するも、使用基準０．０１０未満は維持されていた。また、ブレード裏側のトナー凝集が僅かに認められた。
以上説明したように、比較例において画像領域両端部のかぶりの為に使用基準を満たさないことが判明した。
【００４２】
本実施例においては、感光体ドラム３８と現像スリーブ２１４の隙間寸法を０．３ｍｍに規定したがそれに限定するものではなく、０．１５乃至１．０ｍｍｍｍの範囲が好適に使用される。また、磁性ブレード２１８と現像スリーブ２１４の隙間寸法を０．３ｍｍに規定しているがそれに限らず、０．１乃至０．９ｍｍの範囲が好適に使用される
【００４３】
本実施例において、層厚規制板としてステンレスＳＵＳ４３０板を使用したがこれに限定する物ではなく種々の磁性金属板を使用することができる。
【００４４】
本実施例において、最大通紙幅に対応した現像スリーブ面の内、両端側のステアリン酸亜鉛塗布領域を６ｍｍとしたがそれに限定するものではなくて、適宜設定することが可能である。また塗布する金属石鹸としてステアリン酸亜鉛を用いたがこれに限定するものではなくて、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸マグネシウム、ラウリン酸亜鉛、ラウリン酸カルシウムなどを始めとして種々のものが使用可能である。また用いる形状は、本実施例ではスティック状のものを用いたがそれに限定するものではなくて、粉末状のものを使用する事も可能である。
【００４５】
【発明の効果】
初めて画像出力を行う未使用現像装置において、トナー消費量の少ない画像領域両端に対応した現像スリーブ表面にステアリン酸亜鉛などの金属石鹸を塗布することによって、ブレードとスリーブ表面の隙間をすり抜ける際のトナーの過剰帯電を抑制してトナー凝集させずにトナー帯電量の過上昇を抑制する。その結果、現像領域両端部であってもスリーブとトナーの吸引力が高いことによるトナー薄層部の肥膜化が回避されるので使用開始直後の初期かぶりが防止できる。本発明においては、未使用状態の新規現像スリーブ両端部に金属石鹸を塗布することによって、初期かぶりが防止されるとともに、そのかぶり防止効果が長期間にわたって発揮されるのが特徴である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に係る複写機１００の外観構成を示す斜視図である。
【図２】この発明の実施形態に係る複写機１００の内部構成を示す正面図である。
【図３】この発明の実施形態に係る複写機１００の右側面から見た原稿搬送部の開閉状態を示す模式図である。
【図４】この発明に係る現像装置２００の内部構成を示す平面図である。
【図５】この発明に係る現像装置２００の内部構成を示す断面図である。同じく現像装置２００の平面図である。
【図６】この発明に係る現像スリーブと通紙領域の位置関係を模式的に描いたものである。
【図７】ステアリン酸亜鉛をスリーブ表面に塗布する様子を模式的に描いたものである。
【符号の説明】
１          上シートトレイ
２          下シートトレイ
６ａ        ばね部材
６ｂ        原稿押さえ部材
９          ヒンジ部
１１        本体ハウジング
１１Ｕ      上ハウジング
１１Ｃ      連結ハウジング
１１Ｄ      下ハウジング
１２        シート材スタック空間部
１３        走査パネル
１４        原稿搬送部
１４ａ      原稿給紙トレイ
１４ｂ      原稿搬送部本体
１４ｃ      原稿排紙トレイ
１４ｄ      原稿カバー
２１        原稿載置板
２２        ピックアップローラ
２３        搬送ローラ対
２３ａ      駆動ローラ
２３ｂ      分離ローラ
２４        レジストローラ対
２５        排出ローラ対
２６        白基準板
２６ａ      原稿押圧部
Ｒ          原稿読取り位置
Ｓ１        原稿検知センサ
Ｓ２        給紙センサ
Ｓ３        排出センサ
２７        露光ランプ
２８        反射板
２９        第１ミラー
３０        第２ミラー
３１        第３ミラー
３２        集光レンズ
３３        ＣＣＤ
３４        シートカセット
３４ａ      繰り出しコロ
３６        画像形成部
３７        定着装置
３７ａ      熱ローラ
３８ｂ      加圧ローラ
３８        感光体ドラム
３９        メインチャージャー
４０        レーザースキャニングユニット
４２        垂直搬送路
４３        搬送ローラ対
４４        水平搬送路
４５        搬送路
４６        分岐爪
５０        クリーニング装置
５１        ハウジング
５１ａ      側板
５１ｂ      上側板
５１ｃ      側板
５２        クリーニングローラ
５３        スパイラル
５３ａ      回転領域外周部
５４        クリーニングブレード
５５        トナー移動空間
５６        隔壁
５７        スクレーパ
５８        シールブレード
６０        取り付けステー
２００      現像装置
２０２      現像ハウジング
２０４      底壁
２０６      前側壁
２０６ａ    前側壁前部
２０６ｂ    前側壁後部
２０６ｃ    連結壁
２０８      後側壁
２１０      前側壁
２１２      後側壁
２１４      スリーブ部材
２１６      磁石部材
２１８      規制ブレード
２２０      第１搬送路
２２２      第２搬送路
２２３      隔壁
２２４      連通路
２２５      連通路
【図１】
0003643338.tif 000002
【図２】
0003643338.tif 000003
【図３】
0003643338.tif 000004
【図４】
0003643338.tif 000005
【図５】
0003643338.tif 000006
【図６】
0003643338.tif 000007
【図７】
0003643338.tif 000008