(57)【要約】【課題】  自己トナー濃度制御を用いた現像装置において、第２規制部材と現像剤担持体の隙間を適宜調整することにより、現像剤担持体の端部における画像濃度低下を解消する。【解決手段】  第２規制部材２３を、支持ケース１４の現像剤収容部材１６ａに設けた長穴３２に対してギャップ調整部材であるネジ３１で位置可変に固定する。長穴３２に対するネジ３１の固定位置を可変とする。現像剤が現像スリーブ１５の軸方向に対して偏りが生じ、トナー濃度の差が生じた場合、第２規制部材２３を移動させ、画像濃度の薄い方の隙間Ｇｐｄを広く、画像濃度の濃い方の隙間Ｇｐｄを狭く調整する。地汚れが現像スリーブ１５の端部に発生した場合には、発生した側の隙間Ｇｐｄを狭くすることでトナー濃度を下げ、それにより地汚れを防止する。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーと磁性体キャリアからなる２成分現像剤を担持、搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持、搬送される現像剤の量を規制する第１の規制部材と、該現像剤収容部に隣接して前記現像剤担持体にトナーを供給するトナー収容部とを備え、前記現像剤担持体上の現像剤トナー濃度の変化に応じて前記現像剤担持体上の現像剤のトナー取り込み状態を変化させる現像装置であって、前記現像剤収容部に、前記第１規制部材よりも前記現像剤担持体表面上の現像剤の搬送方向上流側に第２の規制部材を有し、該第２の規制部材と前記現像剤担持体との間隙を可変としたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
内部に磁界発生手段を有し、トナーと磁性体キャリアからなる２成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持、搬送される現像剤の量を規制する第１の規制部材と、該第１規制部材により掻き落とされた現像剤を収容する現像剤収容部と、該現像剤収容部に隣接して前記現像剤担持体にトナーを供給するトナー収容部とを備え、前記現像剤担持体上の現像剤トナー濃度の変化により、現像剤とトナーとの接触状態を変化させて前記現像剤担持体上の現像剤のトナー取り込み状態を変化させる現像装置であって、前記現像剤収容部が、前記第１の規制部材よりも前記現像剤担持体上の現像剤の搬送方向上流側に配設された第２の規制部材を有する現像装置において、前記第２の規制部材と前記現像剤担持体との間隙を可変としたことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１または２の現像装置において、前記第２の規制部材を、前記現像剤担持体の軸方向両端側にそれぞれ設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかの現像装置において、前記第２の規制部材と前記現像剤担持体との前記間隙を前記現像剤担持体の軸方向両端側それぞれで可変としたことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項４の現像装置において、画像濃度が薄い方での前記間隙を広く、画像濃度が濃い方での前記隙間を狭く調整して前記現像剤担持体の軸方向におけるトナー濃度差を減少させ、画像濃度差を解消可能としたことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項４または５の現像装置において、地汚れが前記現像剤担持体の軸方向一側の端部で発生した場合には、該端部側の前記隙間を狭くすることでトナー濃度を下げ、地汚れを防止可能としたことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
感光体等の像担持体と、帯電手段、現像手段、クリーニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、前記現像手段が、請求項１ないし６のいずれかに記載の現像装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれかに記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項７のプロセスカートリッジを備える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、直接または間接電子写真現像方式を用いた複写機、レーザープリンタ、普通紙ファックス等の画像形成装置において、電子写真、静電記録、静電印刷等による静電荷像を現像するため現像装置に関し、さらにはこれを用いたプロセスカートリッジや画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真法は、一般には光導電性物質を利用し、種々の手段により静電潜像担持体上に電気的潜像を形成し、次いでこの潜像をトナーにより現像し、必要に応じて紙等の記録媒体にトナーを転写し、その後、加熱あるいは溶剤蒸気などによりトナー像を記録媒体に定着させ、コピー画像あるいはプリント画像を得るものである。感光体などの静電潜像の担持体上に形成された静電潜像を現像する手段としては、液体現像剤を用いる方法（湿式現像法）と、結着樹脂中に着色剤を分散させたトナーあるいはこのトナーをキャリアと混合した１成分型または２成分型乾式現像剤を用いる方法（乾式現像法）とがある。これらの方法にはそれぞれ長所、短所があるが、現在では乾式現像法が多く利用してある。
【０００３】
これらの方法のうちで、２箇所の現像剤規制部材ならびに現像剤担持体によりトナー濃度を自己制御する２成分現像方式では、１成分現像方法に比べて、比較的、高速化、高寿命化が可能であることから、中速から高速の複写機やプリンタを中心に広く普及している。またセンサならびにトナー供給制御装置等が不要であり、低コストを実現でき、現像装置としての小型化が実現できるため、小型プリンタに多く採用してある。
【０００４】
すなわち従来、この種の現像装置として、内部に磁界発生手段を有する現像剤担持体に担持されて搬送される２成分現像剤の量を規制部材で規制し、現像剤収容室内に収容された現像剤の嵩の増減により、トナー収容部からトナーが現像剤収容室に補給される現像装置が知られている。この現像装置では、現像剤担持体に担持されて搬送される現像剤移動層と現像剤収容室内で循環可能な現像剤循環層とを発生させ、現像剤の動きによってトナーを取り込むようになっている。このような現像装置は、トナー濃度検知手段を必要としないのであるが、現像剤収容室内で現像剤の活発な箇所と不活発な箇所、あるいは現像剤の多い箇所と少ない箇所とで、現像剤がトナーを取り込む量が異なり、部分的にトナー濃度が不安定になることがあり得る。
【０００５】
このため、現像剤の量を規制する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第２の規制部材を設け、現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度が上昇し、現像剤の層厚が増加した場合に、この第２の規制部材が現像剤の増加分の通過を規制するために、現像剤担持体との間隙が設定してある現像装置が提案してある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
この現像装置では、増加した現像剤の通過を第２の規制部材が規制し、規制された現像剤がトナーの取り込みを制御することにより、トナー供給を常時一定に自己制御できることで、トナー濃度の調整を行えるようになっている。ただし、強制的なトナー供給制御が行えない構造で、トナー濃度制御は規制部材と現像剤担持体間のギャップや現像剤搬送体と現像剤担持体のギャップ、現像剤担持体の磁場発生手段の磁束密度、現像剤担持体のピーク磁束密度や半値幅の位置（角度）等に依存している。
【０００７】
そして、第１規制部材ならびに第２規制部材の規制ギャップの組み付け偏差、製造上の部品精度の公差、現像剤保持体の磁場発生手段の磁束密度分布偏差等により、現像剤規制量に偏差が生じて現像剤が現像剤保持体の軸長手方向に対し偏りが生じる。
【０００８】
このため、現像剤が現像剤担持体の軸方向端部に片寄りやすく、現像剤量が増えた端部ではトナー供給不良が生じ、その部分において画像濃度低下を引き起こすという現象が生じる。その一方、現像剤量が減少した端部ではトナー供給過多となり、形成される画像に地肌汚れが引き起こされることがある。
【０００９】
また、既に述べたように、トナー濃度を自己制御する２成分現像装置では小型化が可能であるため、主に小型プリンタに採用されるが、小型プリンタは机上に置かれることが多く、床に設置する大型プリンタに比べて装置が傾いた状態で使用されやすい。すなわち装置の傾きにより上述のような現像剤の片寄りと、それに起因する問題が生じやすい。
【００１０】
そのため、この方式においては高い部品精度、組み付け精度が要求されると共に、装置を水平状態で使用することが必須となる。これらの条件が満たされない場合、画像濃度ムラ、地肌汚れ等の異常画像等が引き起こされる。
【００１１】
そこで、第１及び第２規制部材と現像剤担持体とのギャップ、及び現像剤の流動性を適正化し、現像剤担持体の長手方向における現像剤のトナー濃度を均一化できる現像装置を提供するため、現像剤の流動性を１０秒以上３０秒以下にし、第１間隙と第２間隙の値を規定し、両間隙の積の値を所定の範囲内に設定することにより、現像剤収容室内の現像剤に重力及び磁界が作用しても、現像剤の循環状態が部分的に変化しないようにし、現像剤の動きのムラを無くし、トナーの取り込み量の差を無くして現像剤のトナー濃度にムラが発生しないようにするという技術が提案してある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平９―１９７８３３号公報
【特許文献２】特開２０００−２５０３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら上記特許文献２に開示してある現像装置では、第２規制部材が固定であり、現像ユニットを製造する際の画像調整やユーザー先での修理時の画像調整ができないあるいはできにくいという問題があった。
【００１３】
本発明は上記従来のトナー濃度自己制御方式の２成分現像装置においての欠点を解決し、第２規制部材の位置調整がやりやすく、現像剤担持体端部での画像濃度低下が起きにくく、画像濃度ムラが無いかあるいは少ない安定した画像形成を可能とする現像装置と、これを用いた現像ユニットや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】
【００１４】
本発明に係る現像装置のうち請求項１に係るものは、トナーと磁性体キャリアからなる２成分現像剤を担持、搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持、搬送される現像剤の量を規制する第１の規制部材と、該現像剤収容部に隣接して前記現像剤担持体にトナーを供給するトナー収容部とを備え、前記現像剤担持体上の現像剤トナー濃度の変化に応じて前記現像剤担持体上の現像剤のトナー取り込み状態を変化させる現像装置であって、前記現像剤収容部に、前記第１規制部材よりも前記現像剤担持体表面上の現像剤の搬送方向上流側に第２の規制部材を有し、該第２の規制部材と前記現像剤担持体との間隙を可変としたことを特徴とする。
【００１５】
同請求項２に係るものは、内部に磁界発生手段を有し、トナーと磁性体キャリアからなる２成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持、搬送される現像剤の量を規制する第１の規制部材と、該第１規制部材により掻き落とされた現像剤を収容する現像剤収容部と、該現像剤収容部に隣接して前記現像剤担持体にトナーを供給するトナー収容部とを備え、前記現像剤担持体上の現像剤トナー濃度の変化により、現像剤とトナーとの接触状態を変化させて前記現像剤担持体上の現像剤のトナー取り込み状態を変化させる現像装置であって、前記現像剤収容部が、前記第１の規制部材よりも前記現像剤担持体上の現像剤の搬送方向上流側に配設された第２の規制部材を有する現像装置において、前記第２の規制部材と前記現像剤担持体との間隙を可変としたことを特徴とする。
【００１６】
同請求項３に係るものは、請求項１または２の現像装置において、前記第２の規制部材を、前記現像剤担持体の軸方向両端側にそれぞれ設けたことを特徴とする。
【００１７】
同請求項４に係るものは、請求項１ないし３のいずれかの現像装置において、前記第２の規制部材と前記現像剤担持体との前記間隙を前記現像剤担持体の軸方向両端側それぞれで可変としたことを特徴とする。
【００１８】
同請求項５に係るものは、請求項４の現像装置において、画像濃度が薄い方での前記間隙を広く、画像濃度が濃い方での前記隙間を狭く調整して前記現像剤担持体の軸方向におけるトナー濃度差を減少させ、画像濃度差を解消可能としたことを特徴とする。
【００１９】
同請求項６に係るものは、請求項４または５の現像装置において、地汚れが前記現像剤担持体の軸方向一側の端部で発生した場合には、該端部側の前記隙間を狭くすることでトナー濃度を下げ、地汚れを防止可能としたことを特徴とする。
【００２０】
本発明の請求項７に係るプロセスカートリッジは、感光体等の像担持体と、帯電手段、現像手段、クリーニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、前記現像手段が、請求項１ないし６のいずれかに記載の現像装置であることを特徴とする。
【００２１】
本発明の画像形成装置のうち請求項８に係るものは、請求項１ないし６のいずれかに記載の現像装置を備えることを特徴とする。
【００２２】
同請求項９に係るものは、請求項７のプロセスカートリッジを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、自己トナー濃度制御を用いた現像装置において、第２規制部材と現像剤担持体の隙間を適宜調整することにより、現像剤担持体の端部における画像濃度低下を解消し、濃度ムラが無いかあっても少ない安定した画像が得られ、現像剤担持体の軸方向での傾斜余裕度が向上するという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１は、本発明に係る現像装置を備える画像形成装置の一実施例の概略断面図である。図中１は潜像担持体である感光体ドラム、２は帯電手段、３はレーザ書き込みユニット、４は現像装置、５は転写ローラ、６はクリーニング装置である。また図中７は給紙部、８は給紙ローラ、９はレジストローラ対、１０は定着装置、１１は排紙部、１２は画像形成装置本体を示す。
【００２６】
感光体ドラム１は、図示しない駆動手段により図中矢印方向に回転駆動され、帯電手段２によりその表面を一様に帯電させ、次いでレーザ書き込みユニット３からの露光により表面に潜像を形成する。この潜像は、現像装置４によって可視像化し、給紙部７から給紙ローラ８やレジストローラ対９等を介して供給する紙等の転写材Ｐに転写装置５によってトナー像を転写する。トナー像転写後に感光体ドラム１表面上に残留するトナーはクリーニング装置６によって除去する。さらに感光体ドラム１の表面は除電された後に繰り返し画像形成に使用される。
【００２７】
そして、画像を転写させた転写材Ｐを定着装置１０へ導入し、加熱、加圧によってトナー像を転写材Ｐに定着させ、その後排紙部１１へと排紙する。なおもちろん、本発明は図示の画像装置に限定されず、種々のタイプのものに適用可能である。
【００２８】
なお詳細な図示及び説明は省略するが、本発明は、現像装置４等をプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジを複写機やプリンタ等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成するものにも適用できる。
【００２９】
図２は、本発明に係る現像装置の一実施例を示す概略断面図である。潜像担持体である感光体ドラム１の軸方向で図中右側方に配設した現像装置４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等から主に構成してある。
【００３０】
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寄りの部位には、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が設けてある。現像剤収容部材１６ａは、支持ケース１４と一体的に設けてあり、この現像剤収容部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が形成してあり、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を形成している。
【００３１】
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が配設してある。トナーアジテータ２１は、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。
【００３２】
感光体ドラム１とトナーホッパー１９との間の空間には、現像スリーブ１５が配設してある。図示しない駆動手段で回転駆動される現像スリーブ１５は、その内部に、現像装置４に対して磁極の相対位置が固定された、磁界発生手段としての図示しない磁石を有している。
【００３３】
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てある。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してある。
【００３４】
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が配設してある。第２規制部材２３は、自由端であるその先端が現像スリーブ１５の外周面に対して所望の隙間を保って位置するように構成するために、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、先端を現像スリーブ１５の軸中心に向けて、基端を現像剤収容部材１６ａに位置可変に取り付けてある。取付け態様の詳細については後述する。
【００３５】
現像剤収容部１６内でのトナーの移動方向で第１規制部材１７よりも上流側でかつ第２規制部材２３の下流側には、円筒形状の現像剤剥離部材（現像剤搬送体）３０が配設してある。現像剤剥離部材３０は、図示しない駆動手段により現像スリーブ１５と同方向に回転する。また現像剤剥離部材３０は、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してある。現像剤収容部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してある。
【００３６】
なお支持ケース１４の対向面１４ｂは、トナーホッパー１９側から現像スリーブ１５側に向けて下向きに傾斜するよう、所定の長さにわたって形成してある。これにより、振動、現像スリーブ１５の内部に設けられた図示しない磁石の磁力分布のむら、現像剤２２中の部分的なトナー濃度の上昇等が発生した際に、第２規制部材２３と現像スリーブ１５の周面との間から現像剤収容部１６内のキャリアが落下しても、落下したキャリアは対向面１４ｂで受け止められて現像スリーブ１５側に移動し、磁力で現像スリーブ１５に磁着されて再び現像剤収容部１６内に供給される。これにより現像剤収容部１６内のキャリア量の減少を防止することができ、画像形成時における、現像スリーブ１５の軸方向での画像濃度むらの発生を防止することができる。なお対向面１４ｂの傾斜角度αとしては例えば５°程度が、また長さとしては、好ましくは２〜２０ｍｍ、さらに好ましくは３〜１０ｍｍ程度が望ましい。
【００３７】
上述した構成により、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ならびに現像剤搬送体３０により搬送されて感光体ドラム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。
【００３８】
図３は、第２規制部材２３の位置を可変とする本発明の実施例における構造を示す斜視図、図４は同じく側面断面図である。第２規制部材２３は、支持ケース１４に対してギャップ調整部材であるネジ３１によって固定してある。具体的には現像剤収容部材１６ａに長穴３２を設け、この長穴３２を介してギャプ調整部材であるネジ３１を通し、第２規制部材２３の上端縁にねじ込んである。従って長穴３２に対するネジ３１の固定位置を変えれば、現像スリーブ１５と第２規制部材２３先端の隙間Ｇｐｄを、画像の濃さや地汚れの発生具合に応じて適宜調整可能となっている。なお図示は省略するが、この構成が現像スリーブ１５の軸方向両端各々に設けてあるので、現像スリーブ１５の軸端それぞれで独立に隙間Ｇｐｄを調整可能である。なお、長穴３２でなくても丸穴でその内側でネジ３１の固定位置を変えられれば、それを隙間Ｇｐｄの調整手段として採用できる。その他の種々の手段も採用でき、図示の例には限定されない。
【００３９】
隙間Ｇｐｄと画像濃度及び感光体ドラム１上の地汚れの関係を図５に示す。画像濃度の規格値は１．３以上、感光体ドラム１の地汚れの規格値は０．０１以下としてあるので、図中に示した矩形の枠内部分ＯＫが両者の規格を満足する隙間Ｇｐｄということになる。従って、装置の設置状態や構成部品の公差等が原因で画像濃度が低かったり、高かったりした場合には、隙間Ｇｐｄを１〜１．４ｍｍの範囲で調整することで、好みの画像を形成し得る。地汚れについても同様である。
【００４０】
また隙間Ｇｐｄを変化させると、その間を通過する現像剤の量が変化し、通過する現像剤の量が多くなるとトナー濃度は高くなるので、画像が濃くなる。また反対に隙間Ｇｐｄを狭くして通過する現像剤の量を少なくするとトナー濃度は低くなり、画像も薄くなる。
【００４１】
すなわち、第１規制部材１７と第２規制部材２３による規制ギャップの組み付け偏差、製造上の部品精度の公差、現像剤担持体である現像スリーブ１５の磁場発生手段の磁束密度分布偏差等により、現像剤規制量に偏差が生じ、現像剤が現像スリーブ１５の軸方向に対して偏りが生じ、その結果トナー濃度の差が生まれた場合には、第２規制部材２３をギャップ調整部材３１を利用して適宜移動させて位置を固定することにより、画像濃度の薄い方の隙間Ｇｐｄを広く、画像濃度の濃い方の隙間Ｇｐｄを狭く調整することで、現像スリーブ１５の軸方向におけるトナー濃度差を減少させ、画像濃度の差も解消でき、また地汚れが現像スリーブ１５の端部に発生した場合には、発生した側の隙間Ｇｐｄを狭くすることでトナー濃度を下げ、それにより地汚れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る現像装置を備える画像形成装置の一実施例の概略断面図
【図２】本発明に係る現像装置の一実施例を示す概略断面図
【図３】第２規制部材の位置を可変とする本発明の実施例における構造を示す斜視図
【図４】同じく側面断面図
【図５】隙間Ｇｐｄと画像濃度及び感光体ドラム上の地汚れの関係を示す図
【符号の説明】
【００４３】
１：感光体ドラム
２  帯電手段
３  レーザ書き込みユニット
４  現像装置
５  転写ローラ
６  クリーニング装置
７  給紙部
８  給紙ローラ
９  レジストローラ対
１０  定着装置
１１  排紙部
１２  画像形成装置本体
１４  支持ケース
１４ｂ  支持ケースの対向面
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  現像剤剥離部材（現像剤搬送体）
３１  ネジ（ギャプ調整部材）
３２  長穴
Ｐ  転写材
Ｇｐｄ  現像スリーブと第２規制部材先端の隙間
【図１】
2006098601.tif 000003
【図２】
2006098601.tif 000004
【図３】
2006098601.tif 000005
【図４】
2006098601.tif 000006
【図５】
2006098601.tif 000007