(57)【要約】【課題】現像ブレードと現像ローラの押圧を減少した構成でも、確実にトナー漏れを防ぐことができる現像装置を提供する。【解決手段】本発明の現像装置は、現像ローラ２８と、トナー収容ケース２４と、その開口部における現像ローラ２８の回転方向下流端に配され、現像ローラ２８の表面に押圧される現像剤規制部材２６と、トナー収容ケース２４の開口部における現像ローラ２８の軸方向両端部に固定された現像端部シール部材２７と、を備え、現像剤規制部材２６の両端部と現像端部シール部材２７と、の現像ローラ２８の軸方向位置が重なっており、現像剤規制部材２６は、板状体が折り曲げられて形成された凸部２６ａが、現像ローラ２４の表面に押圧されると共に、当該凸部２６ａの裏面側に形成される凹部２６ｂと現像端部シール部材２７と、の間には密閉材Ａが設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置において、
回転する現像ローラと、前記現像ローラに開口部からトナーを供給するトナー収容ケースと、前記トナー収容ケースの前記開口部における前記現像ローラの回転方向下流端に配され、前記現像ローラの表面に押圧される現像剤規制部材と、前記トナー収容ケースの前記開口部における前記現像ローラの軸方向両端部に固定された現像端部シール部材と、を備え、
前記現像剤規制部材の両端部と前記現像端部シール部材と、の前記現像ローラの軸方向位置が重なっており、
前記現像剤規制部材は、板状体が折り曲げられて形成された凸部が、前記現像ローラの表面に押圧されると共に、当該凸部の裏面側に形成される凹部と前記現像端部シール部材と、の間には密閉材が設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記凸部は、前記板状体を少なくとも９０度以上の曲げ角となるように折り曲げられて形成されており、前記凸部が前記現像ローラに押圧される押圧力は２０Ｎ／ｍ〜４０Ｎ／ｍであることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像端部シール部材は、前記現像ローラと摺擦する第１の層と、該第１の層に積層され、当該現像端部シール部材の反発力を調整する第２の層と、からなり、前記第１の層は、厚み０．２ｍｍ以下のシート部材が使用されていることを特徴とする請求項１または２記載の現像装置。
【請求項４】
前記第１の層の前記現像ローラと摺擦する面の摩擦係数が０．１以下であることを特徴とする請求項３記載の現像装置。
【請求項５】
前記シート部材は、フッ素樹脂からなることを特徴とする請求項３または４記載の現像装置。
【請求項６】
前記密閉材は、密度１〜１．５ｇ／ｃｍ3 の部材であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記密閉材は、シリコーン系硬化型シーラントであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の現像装置を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項９】
請求項１から７のいずれか１項に記載の現像装置または請求項８記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸなどの電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置、該現像装置を備えるプロセスカートリッジ及び該現像装置や該プロセスカートリッジを備える画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現像器内の現像ユニットは、現像ローラ上に当接させてトナー薄層を形成する現像ブレードと、現像ケースの両端部を現像ローラの両端周面の形状に対応した凹形状に形成し、その凹形状部分にそれぞれスポンジやフェルト等でできた現像端部シール部材を貼り付け、現像端部シール部材をそれぞれ現像ローラの両端周面に押し当てて外部へのトナー漏れを阻止する構成が一般的である。
【０００３】
昨今、このような構成のローエンドプリンタ、特にモノクロプリンタの価格競争が激しい。特にプロセスカートリッジ内の摺動部品である現像ローラやその摺擦を受けている現像ブレードなどの機能部材の耐久性が低いと、プロセスカートリッジの交換頻度が上がって印刷１回当たりのコストが増加してしまう。このような場合は、部材への低負荷化を行うことが多い。
【０００４】
しかし、今までの現像ブレードを当接させて現像ローラ上にトナー薄層を形成し、且つ現像ブレードの端部が現像ローラ上にある構成では、現像ブレードが現像ローラに押し付けられているため、長期間使用していると現像ブレードが現像ローラを削って損傷させてしまい、トナー漏れが発生して低負荷化ができないという問題があった。
【０００５】
また、単純に現像ブレードの押圧力を下げて現像ローラの損傷を抑止しても、従来の構成では現像端部シール部材の反発力で現像ローラが損傷したり、トナー漏れが発生したりしていた。
【０００６】
例えば、特許文献１で公開されている従来構成の現像剤担持体である現像ローラの周囲は、図５の断面図のようになっている。現像装置１のトナー収容ケース２４は開口部を有し、この開口部を覆うように現像ローラ２８が回転自在に取り付けられている。トナー収容ケース２４に収容されている現像前のトナーは、トナー補給部材であるトナー供給ローラによって現像ローラ２８に搬送される。搬送されたトナーは、現像ローラ２８の周面を押圧して現像ローラ２８上のトナー量を規制する現像剤規制部材である現像ブレード２６により適当な量に規制され薄層化される。
【０００７】
層厚が規制されたトナーは、現像ローラ２８から感光体へ移され、感光体の表面に形成された潜像に付着して現像される。この現像によって形成された可視像は、感光体より下方にある中間転写ベルトに転写される。
【０００８】
現像ブレード２６は、例えば、ステンレス合金板を用いて作製され、現像ブレード２６自身の弾性を利用し安定して現像ローラ２８に当接させる。そのため、現像ローラ２８と現像ブレード２６とのニップ部は、現像ブレード２６の刃先部の近傍に設定するのが通常であり、トナーの薄層を安定的に形成するのに特に重要となる刃先部近傍の平面度を確保するため、刃先部の先端に曲げ部を設けている。
【０００９】
トナー収容ケース２４には、現像入口シール部材２５と、現像ローラ２８の長手方向端部からのトナー漏れを防ぐための現像端部シール部材２７と、が設けられている。現像ローラ２８が組み付けられると、図５中の二点鎖線で示すように、所定の厚さまで現像端部シール部材２７が圧縮され、接触面にシール部材圧が発生し、トナー漏れが防止される。また、現像ブレード２６先端の曲げ部では押圧によって現像端部シール部材２７が潰され、曲げ部と現像端部シール部材２７が密着し、トナー漏れが防止される。
【００１０】
現像端部シール部材２７は、現像ローラ２８と接触する第一の層と、第一の層に重ねられた第二の層と、を含む複数の層で構成されているので、現像ローラ２８と接触する第一の層では、現像ローラ２８の表層との滑り性に優れた素材を、第二の層ではシール部材圧を調整するのに適した素材を選択すれば、シール部材性を向上させることができる。
【００１１】
一般的には、第一の層をフェルトで構成し、現像ローラ表層との滑り性を確保することによって、シール性を向上させつつ、第１の層との摺擦によって現像ローラに与えるダメージを抑えることができる。また、第二の層の材質としては、厚みを変化させることで現像ローラを組み付けた状態でのシール圧を調整することが容易なスポンジなどが適している。
【００１２】
第一の層にフェルトを第二の層にスポンジを用いた場合、現像ローラを組み付けた状態で現像端部シール部材２７が潰されたときに、第一の層であるフェルトはほとんど厚みが変化せず、第二の層であるスポンジが大きく潰される。そのため、第一の層より第二の層を厚くすることで、スポンジの潰し代を確保し、シール圧を安定させている。
【００１３】
図６は、図５における現像ブレードと現像端部シール部材とのラップ部分を示す説明図である。現像ブレード２６は、長手方向端部の刃先に切欠部２６が形成されている。この切欠部２６は、トナーシール部材を高める目的で、低圧でトナーシール部材をするためのものである。この切欠部２６により、現像ブレード２６の刃先部は、現像端部シール部材２７による現像ローラ２８への過剰な押圧力を受けずに済み、現像ブレード２６の押圧力を長手方向で均一に保つことが可能である。特に、現像ローラ２８をゴム製、例えばシリコーン製やウレタンゴム製のローラで構成する場合、現像端部シール部材２７と現像ローラ２８に挟まれる現像ブレード２６の端部で現像ローラ２８の表層にダメージを受け易く、切欠部２６ａは顕著な効果を示す。
【００１４】
また、現像端部シール部材２７と現像ブレード２６とのラップ幅が小さいため、現像ブレード２６が現像端部シール部材２７に押し込まれた状態での現像端部シール部材２７からの反発力が小さく、トナー漏れが防止されつつ現像ブレード２６の刃先が現像ローラ２８に与える損傷を抑止している。
【００１５】
しかし、現像ブレード２６の現像ローラ押圧力が７０Ｎ／ｍ〜４０Ｎ／ｍと高い状態で、例えば５万枚の印字を行うと、前述の切欠部２６ａを設けてもトナー漏れが発生する。これは、そもそもの現像ブレード２６の現像ローラ押圧力が高く、現像ブレード２６のニップ部で現像ローラ２８が耐えられなくなって損傷させてしまうためである。
【００１６】
現像端部シール部材２７の反発力も、現像ローラ２８の耐久性に大きく関与する。現像端部シール部材２７の第一の層にはフェルトを使用しているが、フェルトは、一般的にあまり伸び縮みをしない素材のため、現像ブレード２６に押し潰されたとしても現像ブレードの形状に追従しない。これらをトナー漏れが発生しないように密着させた場合、現像端部シール部材２７の反発力が現像ブレード２６を押してしまい、現像ブレード２６の現像ローラ押圧力が現像端部シール部材１７とのラップ部分で高くなり、現像ローラ２８が溝状に損傷してしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、特許文献１に記載のものでは、現像ブレード押圧力と現像端部シール部材の反発力を低減すると、現像ブレードと現像端部シール部材の間でトナー漏れが発生する懸念があるという問題があった。
【００１８】
本発明は、かかる問題を解決し、低負荷化による機能部材の長寿命化に対応するため、現像ブレードと現像剤規制部材の押圧力を減少した構成でも、トナー漏れの懸念を低減することができる現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置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】
【００１９】
上述した課題を解決するため、請求項１に係る発明は、
電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置において、
回転する現像ローラと、前記現像ローラに開口部からトナーを供給するトナー収容ケースと、前記トナー収容ケースの前記開口部における前記現像ローラの回転方向下流端に配され、前記現像ローラの表面に押圧される現像剤規制部材と、前記トナー収容ケースの前記開口部における前記現像ローラの軸方向両端部に固定された現像端部シール部材と、を備え、
前記現像剤規制部材の両端部と前記現像端部シール部材と、の前記現像ローラの軸方向位置が重なっており、
前記現像剤規制部材は、板状体が折り曲げられて形成された凸部が、前記現像ローラの表面に押圧されると共に、当該凸部の裏面側に形成される凹部と前記現像端部シール部材と、の間には密閉材が設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に記載された発明によれば、現像剤規制部材による現像ローラへの押圧力を減少させても、トナー漏れの懸念を低減することができる
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の現像装置における現像ローラ付近の断面図である。
【図３】図２における現像端部シール部材において第２の層がない場合を説明する断面図である。
【図４】図２における現像端部シール部材において第２の層がフェルトの場合を説明する断面図である。
【図５】従来の現像装置において、現像端部シール部材が現像ブレードで押圧されて圧縮した状態を示す説明図である。
【図６】従来の現像装置において、現像ブレードと現像端部シール部材とのラップ部分を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。電子写真方式の画像形成装置１００では、駆動ローラ８により搬送する転写ベルト１０、帯電された感光体２の表面を画像情報により変調された露光Ｌで露光してプロセスカートリッジ（ブラック用プロセスカートリッジ１ＢＫ、マゼンタ用プロセスカートリッジ１Ｍ、シアン用プロセスカートリッジ１Ｃ、イエロー用プロセスカートリッジ１Ｙ）内の各感光体２上に静電潜像を形成する。また、感光体２上の静電潜像をトナーで現像する現像装置４、一次転写ローラ１１（ブラック用一次転写ローラ１１ＢＫ、マゼンタ用一次転写ローラ１１Ｍ、シアン用一次転写ローラ１１Ｃ、イエロー用一次転写ローラ１１Ｙ）の印加電流により転写ベルト１０にトナー像を形成する。また、画像形成装置１００は、転写ベルト１０上のトナー像を用紙Ｒに転写する二次転写ローラ１２、用紙Ｒに転写されたトナー像を定着する定着装置１６、用紙Ｒを収納する用紙トレイ１３、転写ベルト１０の表面をクリーニングするクリーナー２１が備えられている。
【００２４】
次に、画像形成装置における画像形成動作について説明する。先ず、画像読取部（図示せず）で原稿から読み取られた原画像信号、あるいは外部のコンピュータ（図示せず）などで作成された原画像信号が画像処理部（図示せず）に入力され、適切な画像処理が行われる。こうして得られた入力画像信号がＬＳＵ（レーザ出力部）（図示せず）に入力され、レーザ光線を変調する。入力画像信号によって変調されたレーザ光線は、帯電装置３により一様帯電された感光体２の表面にラスタ照射される。感光体２表面にレーザ光線がラスタ照射されると、感光体２上には入力画像信号に対応した静電潜像が形成される。
【００２５】
感光体２上に形成された静電潜像は、現像装置４によりトナーで現像され、感光体２上にトナー像が形成される。感光体２上に形成されたトナー像は、感光体２に対向して配置された一次転写ローラにより駆動ローラ８の回転に伴って搬送される転写ベルト１０に転写され、二次転写ローラ１２に向かって搬送される。
【００２６】
一方、用紙トレイ１３に収納されていた用紙Ｒが、転写ベルト１０と二次転写ローラ１２との間のニップ部に向かって供給され、二次転写ローラ１２により転写ベルト１０上のトナー像が用紙Ｒ上に転写される。用紙Ｒ上に転写されたトナー像は、定着装置１６の定着ローラ１７と加圧ローラ１８のニップ部によって搬送されて未定着トナーが用紙Ｒに定着され、所望の画像が得られる。定着された用紙Ｒは、排紙ローラ対１９により排紙トレイ２０にスタックされる。トナー像の用紙Ｒ上への転写が終了した転写ベルト１０の表面に付着した残留トナーなどの付着物は、クリーナー２１によりクリーニングされ、１回の画像形成動作が終了する。
【００２７】
次に、本発明のプロセスカートリッジおよび現像装置について説明する。なお、以下の説明はプロセスカートリッジの形態で進めるが、感光体、クリーニング装置を別体として設け、現像装置を独立で構成した場合も同様の効果が得られる。
【００２８】
図２は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の現像装置における現像ローラ付近の断面図である。図２では、現像ブレード周辺を簡単化して図示している。現像装置は、現像ローラ２８と、現像ローラ２８に開口部からトナーを供給するトナー収容ケース２４と、を備えている。現像装置は、さらに、現像剤規制部材としての現像ブレード２６と、トナー収容ケース２４の開口部における現像ローラ２８の軸方向両端部に固定された現像端部シール部材２７も備えている。現像ブレード２６の両端部と現像端部シール部材２７と、の現像ローラの軸方向位置は重なっている。現像ローラ２８は、ゴム製、例えばシリコーン製やウレタンゴム製のローラで構成されている。現像ブレード２６は、トナー収容ケース２４の開口部における現像ローラ２８の回転方向下流端に配され、現像ローラ２８の表面に押圧される。現像ブレード２６は、板状体が折り曲げられて形成された凸部２６ａを有し、この凸部２６ａが、現像ローラ２８の表面に押圧される。凸部２６ａは、板状体を少なくとも９０度以上（好ましくは９０°〜１７５°）の曲げ角となるように折り曲げられて形成されている。凸部２６ｂは、２０Ｎ／ｍ〜４０Ｎ／ｍの低い線圧状態で現像ローラ２８に押圧される。
【００２９】
これにより、本発明では、上記構成の現像ブレード２６により、安定的なニップ部とトナー薄層を形成しつつ、低い線圧状態で現像ローラ２８に当接している。それにより、現像ブレード２６による現像ローラ２８の損傷を軽減し、従来構成では５万枚の印字までしか耐えられなかったところを本発明では１０万枚の印字に耐えうるような高耐久性を得ることが可能となった。
【００３０】
また、現像端部シール部材２７は、図２に示すように、反発力を調節するスポンジ等からなる第二の層２９と、該第二の層２９に積層され、現像ローラ２８と摺擦するテープ状のフッ素樹脂等からなる第一の層３０と、第２の層２９をトナー収容ケース２４に固定するための図示しない両面テープと、で構成される。現像端部シール部材２７は、現像ローラ２８と摺擦する部分は、第一の層３０と第二の層２９とで構成するが、現像ブレード２６に潰される部分は第一の層３０を設けず、第二の層２９であるスポンジのみで構成されている。これによって、従来構成では現像端部シール部材の必要反発力は７Ｎだったが、本発明では現像端部シール部材２７の反発力が１Ｎでも、現像ブレード２６の先端側の凸部２６ｂの形状にスポンジ（第２の層２９）が追従、密着してトナー漏れを防ぐことが可能である。
【００３１】
しかし、図３に示すように、現像端部シール部材２７の表面に第一の層としてのフェルトが無いと、第二の層２９であるスポンジが、現像ローラ２８と直接摺擦してしまう。これでは、スポンジの発泡目にトナーが入り込み、そのトナーを現像ローラ２８で摩擦して溶かしてしまい、現像ブレード２６に付着させてしまう。この付着したトナーは、現像ブレード２６で冷却されて固着し、現像ローラ２８と摺擦するまで大きくなると、現像ローラ２８を損傷させてしまう。
【００３２】
そこで、図４に示すように、現像ローラ２８との摺擦部分のみ第一の層としてフェルト３２を付けると、フェルト３２は厚みが厚いため現像ローラ２８との摺擦面で段差ができてしまい、この段差によって発生する隙間Ａ１からトナーが漏れてしまう。
【００３３】
そのため、本発明では、第一の層３０として、摩擦係数が低い（例えば、０．１以下の）フッ素樹脂を厚み０．２ｍｍ（または、０．２ｍｍ未満）のテープ状にしたシート部材を使用している。これにより、第一の層３０の現像ローラ２８と摺擦する面の摩擦係数は、０．１以下の低い値になるので、現像端部シール部材２７と、現像ローラ２８と、の摩擦を低減し、現像端部シール部材の摩擦による劣化を抑えることができる。また、第１の層の厚みを抑え、現像端部シール部材２７全体の反発力を増加させることなく、現像ローラ２８を損傷させてしまうこともない。なお、摩擦係数が０．１より高いと現像ローラと現像端部シール部材の第１の層との摩擦による劣化が抑えられない。また、厚みが０．２ｍｍを越えると、現像端部シール部材の第１の層の厚みによる現像端部シール部材全体の反発力が高くなってしまう。
【００３４】
次に、現像端部シール部材２７には、現像ブレード２６によって潰されている部分（または、凸部２６ａの裏面側の凹部２６ｂ）に密閉材としてシリコーン系硬化型シーラントＡを塗布する。これにより、現像端部シール部材２７と現像ブレード２６を接着して、この部分からトナーが漏れないようにしている。
【００３５】
例えば、プロセスカートリッジの場合、輸送時等に作業者やお客様が誤って落下させてしまうことがあるが、このときにトナーが勢いよく振られてしまい、使用時を大きく超えたトナーの粉圧がトナー収容ケース内にかかり、現像端部シール部材２７の反発力が低い場合はトナー粉圧に負けてしまう。特に、図２の現像ブレード２６の凸部２６ａの反対側の凹部と現像端部シール部材２７の間の部分が一番弱く、そこからトナーが噴出するためである。そこで、この部分に塗布する硬化型シーラントＡが、例えば、密度１〜１．５ｇ／ｃｍ3 のシリコーンゴムであれば、現像ブレード押圧力が大きく増加しない量でトナー噴出経路を埋めることが可能で、シリコーンゴムの伸縮によって安定したトナーシールを実現できる。密度が前記より高い場合、現像ブレードの押圧力が増加してしまい、低い場合は現像端部シール部材の第２の層であるスポンジの目に浸透してしまい、スポンジ全体が硬くなって押圧力の増加に繋がる。また、１液反応硬化型シーラントであれば塗布時は液状のため作業性が良い。また、シリコーンゴムは、硬化後伸縮するため、現像ブレードの動きに対して応答性がよく、塗布時は液体のため作業性もよい。
【００３６】
本実施形態では、以上のような構成をとることによって、既存の現像ローラや現像ブレードの耐久性を向上させ、安定した現像機能を長期間にわたって持続させることが可能になる。また、現像装置がプロセスカートリッジに含まれている場合は、プロセスカートリッジを長寿命化することが可能となる。また、かかる現像装置またはプロセスカートリッジが画像形成装置に含まれている場合は、画像形成装置を長寿命化することが可能となる。
【００３７】
以上の通り、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。かかる変形、応用によってもなお本考案の構成を具備する限り、勿論、本考案の範疇に含まれるものである。
【００３８】
例えば、上述の実施の形態では、現像端部シール部材２７の第１の層３０としてフッ素樹脂を用い、第２の層としてスポンジを用いているが、代わりに他の適宜な素材を用いてもよい。
【００３９】
また、本発明は、現像装置を備えたプロセスカートリッジやプロセスカートリッジを搭載した画像形成装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００４０】
２６  現像ブレード
２６ａ  凸部
２６ｃ  凹部
２７  現像端部シール部材
２８  現像ローラ
２９  第二の層
３０  第一の層
１００  画像形成装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４１】
【特許文献１】特開２００９−２６５３２５号公報
【図１】
2014174206.tif 000003
【図２】
2014174206.tif 000004
【図３】
2014174206.tif 000005
【図４】
2014174206.tif 000006
【図５】
2014174206.tif 000007
【図６】
2014174206.tif 000008