(57)【要約】【課題】  現像装置において、ドクターブレード付近でのトナーの変質及び凝集を防止し、均一なトナー層を形成することである。【解決手段】  トナーを担持して搬送する現像ローラ２３に担持されたトナーの厚さを規制するドクターブレード２６は、その先端をドクターブレード２６の表面に略密着させるまで曲げることで形成された曲げ部２６ａを有しており、その曲げ部２６ａを現像ローラ２３の搬送方向（回転方向）に対して逆方向に向け現像ローラ２３に当接させて設けられている。これにより、トナーがドクターブレード２６付近で滞留しないため、ドクターブレード２６付近でのトナーの変質及び凝集を防止し、均一なトナー層を形成することができる。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを担持して搬送するトナー担持体と、そのトナー担持体に担持されたトナーの厚さを規制するドクターブレードとを備える現像装置において、
前記ドクターブレードは、その先端を前記ドクターブレードの表面に略密着させるまで曲げることで形成された曲げ部を有しており、その曲げ部を前記トナー担持体の搬送方向に対して逆方向に向けて前記トナー担持体に当接させて設けられている、
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記ドクターブレードは、前記トナー担持体に担持されるトナーと接触するトナー接触面にそのドクターブレードより熱伝導率が低い断熱部材を具備している、
ことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記ドクターブレードの前記曲げ部は、前記ドクターブレードの先端を０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの曲げ半径で曲げることで形成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の現像装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３記載の現像装置と、
前記現像装置から供給されるトナーを担持する像担持体と、
前記現像装置及び前記像担持体を保持するカートリッジケースと、
を具備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、現像装置及びプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスの実現に不可欠な現像装置には、キャリアを含まない一成分トナーを用いる一成分現像方式の装置と、キャリアを含む二成分トナーを用いる二成分現像方式の装置とが存在している。また、一成分トナー及び二成分トナーのいずれにも、磁性を帯びた磁性トナー及び磁性を帯びない非磁性トナーが存在している。したがって、用いるトナーの種類等に応じて現像方式が決定されることになるが、いずれの現像方式にしても、感光体に形成された静電潜像に対して、現像容器に供給されたトナーを回転駆動される現像ローラによって転移させる、というのが基本的な現像の原理である。
【０００３】
このような現像装置のうち一成分トナーを用いる一成分現像方式の装置では、現像ローラに現像容器内のトナーを付着させるために、トナーを摩擦帯電させる構造が必要となる。そのため、現像ローラにドクターブレードを当接させることによりトナーを摩擦帯電させる構造の装置が従来から広く用いられている。ドクターブレードは、バネ性を有するステンレス製の板金の先端を折り曲げて形成され、その折曲げ部が現像ローラに当接するように配置されている。
【０００４】
このような構造の装置では、現像ローラが回転駆動されると、ドクターブレードの当接により現像ローラの外周面に静電力が働いてトナーが帯電され、帯電されたトナーが現像ローラの外周面に静電的に付着する。さらに、ドクターブレードは、現像ローラに静電的に付着したトナーを薄層化するという機能も有している。このとき、現像ローラ上に均一なトナー層を形成することは、現像装置を備える画像形成装置での画像品質の劣化を防止するため重要である。
【０００５】
特許文献１には、現像ローラをその軸方向に揺動させることでトナーの搬送ムラを防止する技術が提案されている。また、特許文献２には、ドクターブレードの先端を鋭角に曲げることで均一なトナー層を形成する技術が提案されている。
【０００６】
ここで、図４は従来のドクターブレード１０１を拡大して概略的に示す縦断側面図である。図４に示すように、現像ローラ１０２に担持されたトナーはドクターブレード１０１で規制されてその一部が削り取られ、ドクターブレード１０１をすり抜けて通過したトナーのみが均一なトナー層となって現像に寄与することになる。このとき、ドクターブレード１０１の先端の曲げ角度が９０°より大きい、つまり鈍角であると、トナーの圧力でドクターブレード１０１を押し上げようとする力が働き、均一なトナー層を形成することができない。そこで、図４に示すように、ドクターブレード１０１の先端を鋭角に曲げることで、均一なトナー層を形成するようにしている。
【０００７】
【特許文献１】特開平４−３４２２７３号公報
【特許文献２】特開２００１−９２２４８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１では、揺動動作する現像ローラは大きな負荷となるため、現像ローラを揺動させるために大きな駆動力が必要となって装置の大型化や消費電力の増大等の各種の不都合が生じてしまう。
【０００９】
また、特許文献２のように、現像ローラ１０２にドクターブレード１０１を当接させてトナーを帯電させる現像装置では、比較的高い押当力で現像ローラ１０２にドクターブレードを押し当てる必要がある。このため、現像ローラ１０２とドクターブレード１０１との当接部分では摩擦熱が生じ、トナーがドクターブレード１０１の表面で滞留していると熱により凝集してしまう。
【００１０】
図４に示すような従来のドクターブレード１０１は、現像ローラ１０２に対する当接部分の裏側にトナーが滞留しやすい形状になっている。また、現像装置内のトナーがドクターブレード１０１のトナー供給側の金属表面に直接触れているため、ドクターブレード１０１の熱でトナーが変質及び凝集しやすい。このような凝集トナーがドクターブレードと現像ローラとの当接部分に搬送されると、トナー層の厚さムラが発生し、現像装置を備える画像形成装置での画像品質の劣化を引き起こしてしまう。しかも、ドクターブレードに付着したトナーは大きく成長しやすく、トナーが大きく成長すればそれだけトナー層の厚さムラが顕著となって画像品質の劣化は深刻になってしまう。
【００１１】
本発明の目的は、ドクターブレード付近でのトナーの変質及び凝集を防止し、均一なトナー層を形成することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１記載の発明は、トナーを担持して搬送するトナー担持体と、そのトナー担持体に担持されたトナーの厚さを規制するドクターブレードとを備える現像装置において、前記ドクターブレードは、その先端を前記ドクターブレードの表面に略密着させるまで曲げることで形成された曲げ部を有しており、その曲げ部を前記トナー担持体の搬送方向に対して逆方向に向けて前記トナー担持体に当接させて設けられている、ことを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の現像装置において、前記ドクターブレードは、前記トナー担持体に担持されるトナーと接触するトナー接触面にそのドクターブレードより熱伝導率が低い断熱部材を具備している、ことを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の現像装置において、前記ドクターブレードは、その先端を０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの曲げ半径で曲げることで形成されている、ことを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の発明のプロセスカートリッジは、請求項１、２又は３記載の現像装置と、前記現像装置から供給されるトナーを担持する像担持体と、前記現像装置及び前記像担持体を保持するカートリッジケースと、を具備する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、トナーがドクターブレード付近で滞留しないため、ドクターブレード付近でのトナーの変質及び凝集を防止し、均一なトナー層を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明を実施するための最良の一形態を図１ないし図３に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、本実施の形態の画像形成装置の概略構成を示す縦断側面図、図２は画像形成装置の概略構成の一部を拡大して示す縦断側面図である。
【００１９】
図１に示すように、画像形成装置１は、記録媒体としての転写紙Ｐを収納する給紙装置２、その給紙装置２と排紙部３とを連絡する通紙経路４、及びこの通紙経路４中に設けられ定着装置５を含む画像プロセス部６等を備えている。
【００２０】
画像プロセス部６は、ドラム状に形成された像担持体である感光体７を主体として構成されている。この感光体７の周囲には、帯電装置８、現像装置９及び転写装置１０が順に配設されている。これらの帯電装置８と現像装置９との間が露光位置ＥＸであり、画像プロセス部６には、その露光位置ＥＸにレーザビームを照射することにより感光体７を露光するイメージ露光装置１１が設けられている。
【００２１】
このような画像プロセス部６では、帯電装置８は感光体７を一方の極性、例えば−７５０Ｖ程度に一様に帯電させる。これにより、感光体７は露光位置ＥＸにおいて一様に帯電されている。イメージ露光装置１１はその露光位置ＥＸにレーザビームを照射することによって感光体７に静電潜像を形成する。つまり、感光体７では、その帯電電位との電位差が露光部分に生じ、この部分が静電潜像となる。具体的には、−７５０Ｖの表面電位が−５０Ｖ程度になった部分が静電潜像である。
【００２２】
現像装置９は、露光位置ＥＸで感光体７に形成された静電潜像にこの静電潜像と電位差を持つトナーを付着させて顕像化する。転写装置１０は、顕像化された感光体７上のトナー像を電位差によって吸引し、そのトナー像を転写紙Ｐに転写させる構造であり、通紙経路４において転写紙Ｐを搬送する搬送機構としても機能する。定着装置５は、通紙経路４中において転写装置１０の下流側に配置されており、転写装置１０を通過した後の転写紙Ｐに付着する未定着トナーを加熱・加圧作用によって定着する。このようにして、画像が転写紙Ｐに形成され、その転写紙Ｐは通紙経路４を介して排紙部３に排紙される。
【００２３】
なお、感光体７の周囲には、クリーニング装置１２が転写装置１０と帯電装置８との間に位置付けられて設けられている。このクリーニング装置１２は、転写装置１０によって転写紙Ｐに転写しきれず感光体７に残留したトナーを感光体７の周囲から除去する。
【００２４】
また、感光体７、帯電装置８、現像装置９及びクリーニング装置１２等がカートリッジケース１３内に設けられて、プロセスカートリッジ１４が構成されている。このようなプロセスカートリッジ１４は装置本体に対して着脱可能に取付けられている。また、カートリッジケース１３には、イメージ露光装置１１から出射されたレーザビームを感光体７の表面に照射するためのスリット１５が感光体７の軸心方向に沿って細長く形成されている。
【００２５】
図２に示すように、現像装置９は、トナーボトル２１からトナーが供給される現像容器２２の内部に、トナー担持体である現像ローラ２３と、トナー供給ローラ２４と、アジテータ２５と、ドクターブレード２６とが配設されて形成されている。ドクターブレード２６は、現像容器２２に設けられたドクターブレード支持部材２７により支持されている。なお、本実施の形態においては、トナーボトル２１から現像容器２２の内部に供給されるトナーとして、例えば一成分非磁性トナーが用いられている。
【００２６】
現像ローラ２３は、その一部が現像容器２２に形成された開口部２３ａより外部に露出して感光体７に対向する位置に回転自在に取り付けられている。この現像ローラ２３は、駆動源（図示せず）から動力伝達機構（図示せず）を介して伝達される駆動力によって回転駆動されるように構成されている。このような現像ローラ２３は、その表面にトナーを担持して搬送する。これにより、トナーが感光体７に供給される。このとき、図２中に矢印で示すように、現像ローラ２３の回転方向は、感光体７の回転方向と逆方向である。なお、現像ローラ２３の回転方向は、トナーを搬送する搬送方向である。
【００２７】
トナー供給ローラ２４は、現像容器２２の内部で現像ローラ２３に接触配置され、図２中に矢印で示すように、現像ローラ２３と同方向に回転駆動される構造を有している。これにより、現像ローラ２３は摩擦力を受け、現像ローラ２３の外周面に摩擦帯電したトナーが静電吸着する。
【００２８】
アジテータ２５は、現像ローラ２３及びトナー供給ローラ２４と同方向に回転駆動され、パドル２８を叩く構造を有しており、トナーボトル２１から現像容器２２の内部に供給されたトナーを撹拌し、トナーの塊を解す。
【００２９】
ドクターブレード２６は、現像ローラ２３に所定の接触圧で弾性力をもって面接触する柔軟な誘電体によって形成されている。したがって、現像ローラ２３が回転駆動されると、現像ローラ２３上のトナーはドクターブレード２６との摩擦によっても静電力を帯びる。また、ドクターブレード２６は、現像ローラ２３の外周面に静電力によって付着するトナーを薄層化するという機能も有している。
【００３０】
このような現像装置９では、現像ローラ２３とトナー供給ローラ２４とドクターブレード２６とには、帯電バイアスがかけられている。これによって、現像ローラ２３は−４００Ｖ程度、トナー供給ローラ２４及びドクターブレード２６は−５５０Ｖ程度に帯電している。また、トナーは、アジテータ２５、トナー供給ローラ２４、現像ローラ２３、ドクターブレード２６、アジテータ２５というように循環して移動する。
【００３１】
ここで、従来の現像装置で印字動作を継続して行うと、ベタ画像の印字で時として画像進行方向に沿って白スジ状の画像欠損が発生する場合がある。白スジの発生原因を調査すると、白スジが発生した箇所に対応した部分のドクターブレードと現像ローラとの当接部分、つまりドクターブレードの先端の曲り部分（稜線部分）と現像ローラとの間に、凝集物（例えば凝集トナー）が挟まっており、この凝集物がドクターブレードを通過するトナーの流れを妨げていることが確認された。そして、その凝集物が存在する箇所では、トナーが現像ローラ上に搬送されない状態又は搬送量が極めて少ない状態が発生し、感光体上の静電潜像を現像できないために白スジ状の画像欠陥となることが判明した。このような凝集物は最初からドクターブレードに固着しているわけではない。現像装置の取り出し・再装着等の振動で容易にドクターブレードと現像ローラとの間より抜け出して、形成画像の白スジが消滅する場合もある。これは、トナーがドクターブレードと現像ローラとの間に引っ掛かって詰まっているトナー詰まり現象の状態といえる。この凝集物の内容を調べた結果、大部分がトナーに外添してある疎水性シリカの巨大凝集体であり、そのシリカ凝集体間の隙間を埋めるように微小トナーが入り込んで付着し、更に巨大化していることが判明した。
【００３２】
また、上述したような凝集物は、最初からトナー中に含まれているわけではなく、トナーが現像装置内を、アジテータ、トナー供給ローラ、現像ローラ、ドクターブレード、アジテータと、循環して移動して行く間に形成されることが判明した。これは、トナーが上記の各部材より受ける物理的負荷によって、トナー表面に付着するシリカが一部脱離し、それらがトナーの微粉の一部と組み合わさることで凝集し更に巨大粒子化するためである。また、微小トナーやシリカ凝集体が現像装置内の一部で滞留していると熱によっても巨大粒子化してしまう。現像装置の各部の温度を測定した結果、ドクターブレード表面の温度上昇が比較的大きく、ドクターブレードの表面付近のトナーに直接影響を与えている。さらに、現像ローラに搬送されたトナーの層厚の規制に関しては、ドクターブレードの先端の曲げ角度及び曲げ半径Ｒが大きな影響を及ぼすことが判明した。これらのことを考慮して、本実施の形態のようにドクターブレード２６が作成され、現像装置９に取り付けられている。
【００３３】
本実施の形態のドクターブレード２６について図３を参照して説明する。図３はドクターブレード２６を拡大して概略的に示し、（ａ）はドクターブレード２６の先端を現像ローラ２３から離反する方向に曲げた場合の縦断側面図であり、（ｂ）はドクターブレード２６の先端を現像ローラ２３に接近する方向に曲げた場合の縦断側面図である。
【００３４】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、ドクターブレード２６は、その先端を袋状にして形成されている。ドクターブレード２６の先端は、所定の曲げ半径Ｒでドクターブレード２６の表面に略密着するまで曲げられて袋状に形成されている。このとき、ドクターブレード２６の先端は、ドクターブレード支持部材２７に向かって曲げられてドクターブレード２６の表面に略密着している。
【００３５】
すなわち、ドクターブレード２６は、その先端をドクターブレード２６の表面に略密着させるまで所定の曲げ半径Ｒで曲げることによって形成された曲げ部２６ａを有している。このドクターブレード２６は、その曲げ部２６ａを現像ローラ２３の回転方向に対して逆方向に向けて現像ローラ２３に当接させて設けられている。
【００３６】
なお、図３（ａ）及び図３（ｂ）のどちらのドクターブレード２６の曲げ方向（現像ローラ２３から離反する方向又は現像ローラ２３に接近する方向）でも、同様な効果を得ることができる。
【００３７】
ここで、ドクターブレード２６の曲げ部２６ａの曲げ半径Ｒが小さい場合には、トナー層を規制しやすいが、ドクターブレード２６の曲げ部２６ａと現像ローラ２３との間に入り込むトナーに負荷がかかり過ぎ、連続使用時にトナーの固着等の問題が発生する。一方、ドクターブレード２６の曲げ部２６ａの曲げ半径Ｒが余りに大きい場合には、ドクターブレード２６のトナー規制力が極端に低下し、薄い均一なトナー層を形成することができなくなる。これらのことを考慮して、ドクターブレード２６の曲げ部２６ａの曲げ半径Ｒは適切に設定されている。本実施の形態では、ドクターブレード２６は、例えばその曲げ部２６ａの曲げ半径Ｒを０．２ｍｍ〜０．５ｍｍにして形成されている。これにより、薄い均一なトナー層を確実に形成することができる。
【００３８】
また、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すようなドクターブレード２６は、その曲げ部２６ａと現像ローラ２３との当接部において、現像ローラ２３の周面に形成される接線に対してθ＝１５°〜２０°の角度で配置されると、薄い均一なトナー層をより確実に形成することができる。したがって、本実施の形態では、ドクターブレード２６は、例えば、曲げ部２６ａと現像ローラ２３との当接部における配置角度θを、現像ローラ２３の周面に形成される接線に対して１５°〜２０°の角度として配置されている。
【００３９】
さらに、ドクターブレード２６のトナー供給側の表面のほぼ全面には、ドクターブレード２６よりも熱伝導率が低い断熱部材２９が設置されている。すなわち、ドクターブレード２６は、現像ローラ２３に担持されるトナーと接触するトナー接触面２６ｂにそのドクターブレード２６より熱伝導率が低い断熱部材２９を具備している。断熱部材２９としては、例えばポリエステル等の樹脂の板材が用いられる。このような断熱部材２９は、例えばドクターブレード２６の表面に接着されて設けられている。
【００４０】
このように本実施の形態によれば、ドクターブレード２６は、その先端を所定の曲げ半径、例えば０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの半径でドクターブレード支持部材２７に向かって曲げてドクターブレード２６の表面に略密着させ、袋形状に形成することで構成されている。これにより、不要なトナーがドクターブレード２６と現像ローラ２３との間に入り込んで必要以上に厚いトナー層を形成することがなくなる。また、トナーは、現像ローラ２３に対するドクターブレード２６の当接部分付近に滞留せずにスムーズに搬送される。すなわち、トナーがドクターブレード２６付近で滞留しないため、ドクターブレード２６付近でのトナーの変質及び凝集を防止し、均一なトナー層を形成することができる。
【００４１】
また、ドクターブレード２６の曲り部２６ａと現像ローラ２３との当接部分で摩擦熱が生じ、ドクターブレード２６の表面全体が温度上昇しても、ドクターブレード２６に設置された断熱部材２９により現像装置９内のトナーがドクターブレード２６に直接触れることがないので、トナーの凝集が解消され、常に均一で薄いトナー層がドクターブレード２６と現像ローラ２３との間に形成される。すなわち、断熱部材２９によりドクターブレード２６からトナーに伝導する熱が遮断されるため、ドクターブレード２６付近での熱によるトナーの変質及び凝集を防止し、均一なトナー層を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の一形態の画像形成装置の概略構成を示す縦断側面図である。
【図２】本発明の実施の一形態の画像形成装置の概略構成の一部を拡大して示す縦断側面図である。
【図３】本発明の実施の一形態のドクターブレードを拡大して概略的に示し、（ａ）はドクターブレードの先端を現像ローラから離反する方向に曲げた場合の縦断側面図であり、（ｂ）はドクターブレードの先端を現像ローラに接近する方向に曲げた場合の縦断側面図である。
【図４】従来のドクターブレードを拡大して概略的に示す縦断側面図である。
【符号の説明】
【００４３】
７        像担持体（感光体）
９        現像装置
１３      カートリッジケース
１４      プロセスカートリッジ
２３      トナー担持体（現像ローラ）
２６      ドクターブレード
２６ａ    曲げ部
２６ｂ    トナー接触面
２９      断熱部材
【図１】
2006003595.tif 000003
【図２】
2006003595.tif 000004
【図３】
2006003595.tif 000005
【図４】
2006003595.tif 000006