(57)【要約】【課題】  二成分現像装置を有する画像形成装置において、記録紙の搬送方向に縦線が長手方向で同じ位置に続く画像をプリントされたとき、用紙の後端になっても画像濃度が低下することなく、また連続した同じ画像でのプリント枚数が増えても画像濃度の低下が発生せず、安定した画像濃度の画像品質を得る事が可能な画像形成装置を提供する事を目的とする。【解決手段】  回転する静電潜像の像担持体と、帯電手段、露光手段、静電潜像の現像スリーブ回転型トナー現像手段とを備えた画像形成装置において、前記現像手段の現像スリーブが回転軸方向に揺動することを特徴とする。【選択図】        図１
2006023520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する静電潜像担持体と、帯電手段と、露光手段と、現像スリーブ回転型トナー現像手段と、を備えた画像形成装置において、前記現像手段の現像スリーブが回転軸方向に揺動することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
回転する静電潜像担持体と、帯電手段と、露光手段と、現像スリーブ回転型トナー現像手段とを備えた画像形成装置において、２枚以上の記録紙を連続して搬送するときの記録紙と記録紙の紙間において、および１枚通紙での記録紙搬送後に、前記現像装置の現像スリーブが回転軸方向に揺動することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記現像装置は、内部に磁界発生手段を有し、トナーと磁性キャリアで構成される二成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、現像剤担持体に担持されて搬送される現像剤の量を規制する第１の規制部材と、第１の規制部材により規制され残留した現像剤を収容する現像剤収容部とを備え、該現像剤収容部は、第１の規制部材よりも現像剤担持体上の現像剤の搬送方向上流側に配置されたトナー供給ホッパーからの現像剤の通過を規制する第２の規制部材を備え、第１の規制部材と第２の規制部材の間に形成された前記現像剤収容部には、現像剤搬送体上の現像剤を攪拌、搬送する現像剤攪拌部材を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
表面に潜像が形成される像担持体と、該像担持体の表面を一様に帯電するための帯電手段、該潜像を現像するための現像手段、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段とが、一体に支持され且つ画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカートリッジであって、前記現像手段が、請求項１、２又は３のいずれか一項に記載の画像形成装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真、静電記録、静電印刷等の電子写真現像装置に関し、さらに詳しくは、トナー濃度の好ましくない局部的な変化を防止するための現像スリーブの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成部を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等々の画像形成装置では、原稿反射光等の光学的な画像情報を予め一様に帯電した感光体上に照射することによって得た静電潜像に、現像装置からトナーを供給して可視像化し、このトナー像をレジストローラにより給紙された記録紙上に転写した後で定着装置に通紙して熱定着を行っている。
従来、電子写真方式の複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に用いられる現像装置としては、一成分現像方式といわれる現像ブレードと現像スリーブの当接部にトナーのみを供給させることによってトナーを帯電させる方法や、二成分現像方式といわれる像担持体上に形成された潜像を現像するトナー及びキャリアからなる二成分現像剤を現像器内の攪拌機構によって攪拌しトナーを帯電させる方法でトナー濃度センサーを用いてトナーと磁性粒子の混合比を制御する方法を備えた方式や、同じく二成分現像でトナー濃度を自己制御して、該現像剤のトナー濃度を所定濃度に維持する機能を備えたトナー濃度自己制御方式の現像装置が知られている（例えば特許文献１、２参照）。
近年、デジタル複写機能と、ファクシミリ機能を併有した複合機が開発されており、この複合機によれば不定形サイズ原稿のファクシミリ通信及びコピーのやり取りが可能となっている。特に、テレビ制作会社等で使用しているテレビ番組表や、パーティ、祝賀、葬儀用等の為に生花店等から出荷される生花（せいか）に付される名札の如き長尺原稿を用いた通信、コピーの需要が増大している。
生花の名札は、生花店によって紙サイズが異なり、しかもその種類は非常に多岐にわたっている。名札を作成する場合は、文字出力センター等により作成された毛筆原稿を、受信相手である生花店がファクシミリ機能を備えた複写機により受信した上で、様々なサイズを有した記録紙上に出力することによって作成することが多い。その出力される名札には黒枠をつけることが多い。
前記の特許文献１にあるような像担持体上に形成された潜像を現像するトナー及び磁性粒子からなる二成分現像剤のトナー濃度を自己制御して、該現像剤のトナー濃度を所定濃度に維持する機能を備えたトナー濃度自己制御方式の現像装置においては、現像剤担持体へ現像剤を供給する前に現像剤を帯電させるための現像剤担持体長手方向で攪拌する構造になっていないため、名札の黒枠にあるように記録紙の搬送方向に水平な、いわゆる縦線が長手方向で同じ位置に続くと、現像剤担持体上の現像剤は長手方向での移動が無いために、トナーとキャリアの混合比（以下、トナー比濃度）が下がり、いわゆるトナー比濃度の追従不良がおこり、プリント枚数が増えるごとに画像濃度が出なくなるという問題がある。
【特許文献１】特開平９−１９７８３３号公報
【特許文献２】特開２００２−１０８０８４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、上記のトナー濃度自己制御方式の二成分現像装置を有する画像形成装置及びプロセスカートリッジにおいて、記録紙の搬送方向に水平な、いわゆる縦線が長手方向で同じ位置に続く画像をプリントされたときでも、用紙の後端になっても画像濃度が低下することなく、また連続した同じ画像でのプリント枚数が増えても画像濃度の低下が発生せず、安定した画像濃度の画像品質を得る事が可能な画像形成装置、並びにプロセスカートリッジを提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、回転する静電潜像の像担持体と、帯電手段、露光手段、静電潜像の現像スリーブ回転型トナー現像手段とを備えた画像形成装置において、前記現像手段の現像スリーブが回転軸方向に揺動する画像形成装置を特徴とする。
また、請求項２の発明は、回転する静電潜像の像担持体と、帯電手段、露光手段、静電潜像の現像スリーブ回転型トナー現像手段とを備えた画像形成装置において、２枚以上の記録紙を連続して搬送するときの記録紙と記録紙の紙間において、および１枚通紙での記録紙搬送後に、前記現像装置の現像スリーブが回転軸方向に揺動することを特徴とする画像形成装置を特徴とする。
また、請求項３の発明は、前記現像装置は、内部に磁界発生手段を有し、トナーと磁性キャリアで構成される二成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、現像剤担持体に担持されて搬送される現像剤の量を規制する第１の規制部材と、第１の規制部材により規制され残留した現像剤を収容する現像剤収容部とを備え、該現像剤収容部は、第１の規制部材よりも現像剤担持体上の現像剤の搬送方向上流側に配置されたトナー供給ホッパーからの現像剤の通過を規制する第２の規制部材を備え、第１の規制部材と第２の規制部材の間に形成された前記現像剤収容部には、現像剤搬送体上の現像剤を攪拌、搬送する現像剤攪拌部材を有する現像装置を備えた請求項１または２記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項４の発明は、表面に潜像が形成される像担持体と、該像担持体の表面を一様に帯電するための帯電手段、該潜像を現像するための現像手段、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段とが、一体に支持され且つ画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカートリッジであって、前記現像手段が、請求項１、２又は３のいずれか一項に記載の画像形成装置であるプロセスカートリッジを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、回転する静電潜像の像担持体と、帯電手段、露光手段、静電潜像の現像スリーブ回転型トナー現像手段とを備えた画像形成装置において、前記現像手段の現像スリーブが回転軸方向に揺動することを特徴とする画像形成装置により、記録紙の搬送方向に水平な、いわゆる縦線が長手方向で同じ位置に続く画像をプリントされたときでも、トナーとキャリアの混合比低下、いわゆるトナー比濃度の追従不良が発生せず、用紙の後端になっても画像濃度が低下することなく、また連続した同じ画像でのプリント枚数が増えても画像濃度の低下防止に効果があり、安定した画像濃度の画像品質を得る事が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、本発明の一実施形態を示す画像形成装置の現像装置部分の概略図である。
潜像担持体である感光体ドラム１の側方に配設された現像装置１３は、支持ケース１４、現像剤担持体としての現像スリーブ１５、現像剤収容部材１６ａ、現像剤規制部材としての第１規制部材１７、第２規制部材２３等から主に構成されている。感光体ドラム１側に開口を有する支持ケース１４は、内部にトナー１８を収容するトナー収容部としてのトナーホッパー１９を形成している。トナーホッパー１９の感光体ドラム１側寄りには、トナー１８と磁性粒子であるキャリアとからなる現像剤２２を収容する現像剤収容部１６を形成する現像剤収容部材１６ａが、支持ケース１４と一体的に設けられている。また、現像剤収容部１６の下方に位置する支持ケース１４には、対向面１４ｂを有する突出部１４ａが形成されており、現像剤収容部１６の下部と対向面１４ｂとの間の空間によって、トナー１８を供給するためのトナー供給開口部２０が形成されている。
トナーホッパー１９の内部には、図示しない駆動手段によって回転するトナー供給手段としてのトナーアジテータ２１が配設されている。トナーアジテータ２１は、矢印Ｃ方向に回転し、トナーホッパー１９内のトナー１８をトナー供給開口部２０に向けて撹拌しながら送り出す。感光体ドラム１は図示しない駆動手段によって矢印Ａ方向に回転し、トナーホッパー１９との間の空間には、現像スリーブ１５が配設されている。図示しない駆動手段で矢印Ｂ方向に回転駆動される現像スリーブ１５は、その内部に磁界発生手段としての磁石を有している。現像剤収容部１６の、支持ケース１４に取り付けられた側と対向する側には、第１規制部材１７が一体的に取り付けられている。第１規制部材１７は、その先端と現像スリーブ１５の外周面との間に一定の隙間を保った状態で配設されている。現像剤収容部１６の、トナー供給開口部２０の近傍に位置する部位には、規制部材としての第２規制部材２３が配設されている。第２規制部材２３は、その自由端が現像スリーブ１５の外周面に対して一定の隙間を保つべく、現像スリーブ１５の表面に形成される現像剤２２の層の流れを妨げる方向、すなわち、自由端を現像スリーブ１５の中心に向けて、基端を現像剤収容部材１６に一体的に取り付けられている。像剤収容部１６の第１規制部材の上流側かつ、第２規制部材２３の下流側には棒状の現像剤搬送部材３０が現像スリーブ１５との間に一定の隙間を持った状態で配設されている。像剤搬送体３０は図示しない駆動手段により、現像スリーブ１５と同方向（矢印Ｄ方向）に回転する。
【０００７】
また、現像剤搬送部材３０は強磁性体で構成されており、現像スリーブ１５内の磁石による磁力で磁化しており、磁性の現像剤を引きつけて搬送することが出来る。像剤収容部１６は、現像スリーブ１５の磁力が及ぶ範囲で、現像剤２２を循環移動させるに十分な空間を有するように構成されている。上記構成により、トナーホッパー１９の内部からトナーアジテータ２１によって送り出されたトナー１８は、トナー供給開口部２０を通って現像スリーブ１５に担持された現像剤２２に供給され、現像剤収容部１６へ運ばれる。そして、現像剤収容部１６内の現像剤２２は、現像スリーブ１５と現像剤搬送部材３０間のギャップを通過するものと、現像剤搬送部材３０に引きつけられて現像剤搬送部材１６上を矢印Ｄ方向に搬送されるものとに分けられ、後者は第１規制部材１７まで到達するまでの間で攪拌が行われるので、補給されたトナーを十分分散することが出来る。
その後第１規制部材を通過して感光体ドラム１の外周面と対向する位置まで搬送され、トナー１８のみが感光体ドラム１上に形成された静電潜像と静電的に結合することにより、感光体ドラム１上にトナー像が形成されるものである。
図２は前に説明した生花店等において印刷される名札としての長尺記録紙のイメージである。紙サイズはさまざまであるが、本発明における実験において使用した長尺紙と画像濃度低下が発生しやすい黒枠のイメージである。黒枠の縦線は長さが８００ｍｍとしてある。
【０００８】
図３は図１の現像器を使用した画像形成装置において長尺紙の縦方向における１枚の紙中での画像濃度の変化を、連続して行ったプリント枚数別に表したものである。縦方向に行くに従い画像濃度が低くなっていくのがわかる。また、連続するプリント枚数が増えるに従い濃度が低下していくこともわかる。
前に述べたようにこの現像装置においては現像剤担持体へ現像剤を供給する前に現像剤を帯電させるための現像剤担持体長手方向で攪拌する構造になっていないため、名札の黒枠にあるように記録紙の搬送方向に水平な、いわゆる縦線が長手方向で同じ位置に続きトナーの消費が続くとトナー比濃度の追従不良を起こすためトナー比濃度が下がり、プリント枚数が増えるごとに画像濃度が低くなる現象となる。
図示していないが本実験における画像形成装置本体の定型カセットで設定可能な最大の紙サイズはレジャーサイズ（長さ４３１．８ｍｍ）であるが、レジャーサイズの長さであれば目標である画像濃度１．２５以下にはならないが、それ以上の長さになると目標画像濃度に対し低くなる事が問題となる。
図４は現像スリーブを長手の軸方向に揺動させたときに、長尺紙の縦方向における１枚の紙中での画像濃度の変化を、連続して行ったプリント枚数別に表したものである。現像スリーブを長手方向の軸方向に揺動させる事で、現像スリーブ上の現像剤は長手位置で見たときに、画像黒枠の縦線から常に場所を変えているためトナー比濃度の追従不良を起こさず、連続プリントでも画像濃度低下を大幅に落とさない事が可能となっている。
【０００９】
図５は現像スリーブ１５を長手の軸方向に揺動させる機構を示したものである。現像スリーブ１５は、その両端が図示しない軸受けによって支持されるとともに、図示しない付勢手段によって、矢印で示されるＡ方向に常にテンションがかけられている。そして現像スリーブの軸部１５ａの端部には、同軸状に現像スリーブと一体で回転する円カム３１が設けられている。円カム３１のカム面３１ａにはコロ３２が常時押し付けられている。カム面３１ａは、周方向に沿って軸方向位置が変化するように構成されている。したがって現像スリーブが回転している状態では円カム３１のカム面３１ａにならうように現像スリーブは矢印に示される左右方向に揺動することになる。
図６は現像スリーブを、決まったタイミングにて揺動させるための機構例を示したものである。現像スリーブはその両端が図示しない軸受けによって支持されるとともに、図示しない付勢手段によって、矢印で示されるＡ方向に常にテンションがかけられている。そして現像スリーブの軸方向端面にはソレノイド３３が設けられており、指定したタイミングでＯＮすることで矢印Ａに対抗する方向に現像スリーブは移動し、ソレノイドをＯＦＦすることで不勢手段のテンションのＡ方向に移動する事が出来る。
これにより、連続したプリントの紙間や、プリント終了時などの指定したタイミングで現像スリーブを矢印に示される左右方向で揺動することが出来るものである。
図７は図６の機構により、長尺紙を連続してプリントしたときの記録紙と記録紙の紙間において、現像スリーブを長手の軸方向に揺動させたときの用紙縦方向における１枚の紙中での画像濃度の変化を表したものである。縦方向での画像濃度低下は図４に示す現像スリーブ常時揺動での結果に比べると大きくなっているが、図３の現像スリーブ揺動無しに比べると効果がある事がわかる。
なお、本発明の現像手段は、表面に潜像が形成される像担持体と、該像担持体の表面を一様に帯電するための帯電手段、該潜像を現像するための現像手段、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段とが、一体に支持され且つ画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカートリッジについても適用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の画像形成装置の現像装置部分の概略断面図。
【図２】本発明の長尺原稿画像の一例のイメージ平面図。
【図３】本発明に繋る現像スリーブ揺動無しの場合の画像濃度推移の説明図。
【図４】本発明の現像スリーブ揺動有りの場合の画像濃度説明図。
【図５】本発明の現像スリーブを常時揺動さす機構の説明図。
【図６】本発明の現像スリーブのソレノイドによる揺動機構説明図。
【図７】本発明の現像スリーブの搬送紙間揺動での画像濃度推移の説明図。
【符号の説明】
【００１１】
１  感光体ドラム、１３  現像装置、１４  支持ケース、１４ａ  支持ケース突出部、１４ｂ  支持ケース対抗面、１５  現像スリーブ、１６  現像剤収容部、１６ａ  現像剤収容部材、１７  第１規制部材、１８  トナー、１９  トナーホッパー、２０  トナー供給開口部、２１  トナーアジテータ、２２  現像剤、２３  第２規制部材、３０  現像剤搬送部材、３１  円カム、３２  コロ、３３  ソレノイド
【図１】
2006023520.tif 000003
【図２】
2006023520.tif 000004
【図３】
2006023520.tif 000005
【図４】
2006023520.tif 000006
【図５】
2006023520.tif 000007
【図６】
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【図７】
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