(57)【要約】【課題】現像剤中で作られたトナー凝集体やクリーニング装置から現像装置へ戻されたトナー中に混入した紙粉などの異物が、現像剤担持体と現像剤規制手段との間に詰まることを回避し、かかる異物に起因してトナー像にスジができる不具合を阻止できる現像装置を提供する。【解決手段】現像剤担持体上に担持する現像剤を非磁性の規制部材で規制し、その規制後の現像剤を付着させて像担持体上の潜像を現像する画像形成装置の二成分現像装置において、前記規制部材の現像剤担持体に対向する面を凹凸形状にした現像装置である。【選択図】      図１
2008203795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤担持体上に担持する現像剤を非磁性の規制部材で規制し、
その規制後の現像剤を付着させて像担持体上の潜像を現像する画像形成装置の二成分現像装置において、
前記規制部材の現像剤担持体に対向する面を凹凸形状にした
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
凹凸部の段差の距離Ｂと、現像剤担持体と前記制材部材凸部の距離Ｇと、凹凸の無い規制部材と現像剤担持体の距離を狙いの距離Ｇ’としたとき、
凹凸形状にした規制部材で狙いの距離Ｇ’と同じ現像剤の搬送量を得るための距離Ｇ＋（Ｂ／２）であり、
Ｇ’が０．３ｍｍから０．５ｍｍのとき、
Ｇは０．１ｍｍ以上、且つＢは０．１ｍｍ以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記規制部材の凹凸のピッチは、０．５ｍｍ以上２．０mm以内である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
転写材への未転写トナーを回収して前記現像装置に戻すトナーリサイクル装置を備えている
ことを特徴とする請求項１、２、３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
静電潜像を形成する像担持体と
静電潜像を可視像化するために現像する現像装置とを１つのカートリッジケース内に備え、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、
前記プロセスカートリッジは、請求項１、２、３、４のいずれかに記載の現像装置を備える
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項６】
静電潜像を形成する像担持体と
静電潜像を可視像化するために現像する現像装置とを備える画像形成装置において、
前記画像形成装置は、請求項１、２、３、４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７】
静電潜像を形成する像担持体と
静電潜像を可視像化するために現像する現像装置とを備える画像形成装置において、
前記画像形成装置は、請求項５に記載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、写機、ファクシミリ、プリンター等の静電複写プロセスにより画像を形成する現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ又はその複合機などとして構成される上記形式の画像形成装置においては、像担持体表面から除去されたトナーをトナー戻し装置によって現像装置へ搬送し、そのトナーを現像装置において再使用することができる。かかる画像形成装置によれば、像担持体表面から除去されたトナーを廃棄する形式の画像形成装置に比べ、ユーザの経済的負担を軽減でき、しかも廃棄物の量を減少できる利点が得られる。 
ところが、ここで問題となるのは、像担持体から除去されたトナー中に、紙粉や像担持体の表面層の剥離破断片などの異物が混入する点である。画像形成装置本体内には紙粉が浮遊しており、かかる紙粉が像担持体に付着したり、或いは、転写時にトナー像の転写される転写紙の紙粉が像担持体に付着すると、これがクリーニング装置によって像担持体から残留トナーと共に除去される。また、像担持体の表面層の一部が剥離すると、かかる剥離破断片も、クリーニング装置によって残留トナーと共に像担持体から除去される。 
このようにしてクリーニング装置によって回収されたトナー中に、紙粉や、像担持体の表面層の剥離破断片などが混入するのであるが、かかるトナーを現像装置に戻すと、現像剤担持体と現像剤規制手段との間に、紙粉や像担持体の剥離破断片なとの異物が詰まり、この異物の影響で、現像剤の搬送が遮られてしまうため、像担持体に形成されるトナー像にトナーの少なくなっている線状のスジができ、その画質が劣化する。
ところが、従来の画像形成装置においては、その現像装置における現像剤担持体とこれに対置された剤規制手段との間のギャップとの関係について特に考慮が払われていなかったため、上記異物が現像剤担持体と現像剤規制手段との間に詰まるおそれがあった。かかる詰まりが発生すれば、前述のように、その異物の影響によって像担持体に形成されたトナー像にトナーの欠けた線状のスジができ、その画質が劣化する。
【０００３】
そこで、特許文献１では、クリーニング装置から現像装置へ戻されたトナー中に混入した紙粉などの異物が、現像剤搬送部材と剤規制手段との間や、現像剤搬送部材と像担持体との間に詰まることを回避し、かかる異物に起因してトナー像にスジができる不具合を阻止できるように、現像剤担持体と現像剤規制部材とのギャップや像担持体と現像剤担持体とのギャップを規定する方法が行なわれている。
しかしながら、上記の方法では異物の詰りを軽減できるギャップの設定が出来ても、現像特性の適正化を行なったギャップ適正値においては、結局異物が詰ってしまうという問題が発生してしまうという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−４６２４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、上記従来の欠点を除去し、現像剤中で作られたトナー凝集体やクリーニング装置から現像装置へ戻されたトナー中に混入した紙粉などの異物が、現像剤担持体と現像剤規制手段との間に詰まることを回避し、かかる異物に起因してトナー像にスジができる不具合を阻止できる現像装置、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にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明は次の現像装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置を提供する。
（１）現像剤担持体上に担持する現像剤を非磁性の規制部材で規制し、その規制後の現像剤を付着させて像担持体上の潜像を現像する画像形成装置の二成分現像装置において、前記規制部材の現像剤担持体に対向する面を凹凸形状にした現像装置である。
（２）凹凸部の段差の距離Ｂ、現像剤担持体と前記制材部材凸部の距離Ｇ、凹凸の無い規制部材と現像剤担持体の距離を狙いの距離Ｇ’としたとき、凹凸形状にした規制部材で狙いの距離Ｇ’と同じ現像剤の搬送量を得るための距離Ｇ＋（Ｂ／２）であって、狙いの距離Ｇ’＝Ｇ＋（Ｂ／２）であり、Ｇ’が０．３ｍｍから０．５ｍｍのとき、Ｇは０．１ｍｍ以上、且つＢは０．１ｍｍ以上であることを特徴とする。
（３） 前記複数ある規制部材の凹凸のピッチは、０．５ｍｍ以上２．０mm以内であることを特徴とする。
（４）
上記（１）（２）（３）の内容に加え、転写材への未転写トナーを回収して前記現像装置に戻すトナーリサイクル装置を備えてなる。
（５）
上記（１）（２）（３）及び（４）の内容に加え、少なくとも前記像担持体とを１つのカートリッジケース内に備え、画像形成装置本体に対して着脱自在としてなるプロセスカートリッジである。
（６）
上記（１）（２）（３）及び（４）のいずれかに記載の現像装置を備えてなる画像形成装置である。
（７）
上記（５）に記載のプロセスカートリッジを備えてなる画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の現像装置では、現像剤担持体上に担持する現像剤を非磁性の規制部材で規制し、その規制後の現像剤を付着させて像担持体上の潜像を現像する画像形成装置の二成分現像装置において、前記規制部材の現像剤担持体に対向する面を凹凸形状にすることにより、現像剤内に混入している異物が現像剤担持体と現像剤規制部材との間に詰るのを防止でき、その詰りが原因で画質が劣化するのを防止できる。
本発明のプロセスカートリッジ及び画像形成装置によれば、上記同様に現像剤担持体上に担持する現像剤を非磁性の規制部材で規制し、その規制後の現像剤を付着させて像担持体上の潜像を現像する画像形成装置の二成分現像装置において、前記規制部材の現像剤担持体に対向する面を凹凸形状にすることにより、現像剤内に混入している異物が現像剤担持体と現像剤規制部材との間に詰るのを防止でき、その詰りが原因で画質が劣化するのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【０００９】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態について説明する。図１には、この発明によるレーザ複写機の要部の概略構成を示す概略図である。
図中符号１０は、像担持体であるドラム状の感光体である。図１から判るとおり、感光体１０のまわりには、その横に設けるローラ状の帯電装置１１から感光体１０の矢印Ａで示す回転方向に順に、下に現像装置１２、横に転写装置１３と用紙分離装置１４、上にクリーニング装置１５を備える。 
そして、コピーを取るときは、公知のとおり、不図示のコンタクトガラス上に原稿をセットしてから、コピースイッチを押し、図示しない光学読取装置で原稿の画像を読み取ると同時に、感光体１０と転写装置１３間に用紙（転写材）Ｐを送り込む。
一方、感光体１０は、所定の周速度で回転し、その回転にともない、クリーニングパッド１６で清掃する帯電装置１１で表面を一様に帯電し、その表面に不図示の光書込み装置からレーザ光Ｌを照射して書き込みを行い、感光体１０上に、上記読み取った原稿画像の静電潜像を形成し、続いて現像装置１２位置を通るときトナーを付着して同静電潜像を逐次可視像化する。そして、この可視像化して形成したトナー画像を、上述したとおり感光体１０と転写装置１３間に搬送した用紙Ｐ上に転写装置１３で転写する。
【００１０】
転写後、用紙Ｐは、用紙分離装置１４で放電して、静電的に付着する感光体１０から分離し、不図示の定着装置へ搬送してそこで転写画像を定着し、不図示の排紙部へと排出する。用紙分離装置１４に代えて分離爪を設け、感光体１０から機械的に分離するようにしてもよい。
他方、画像転写後の感光体１０は、表面に残った残留トナーを、クリーニング装置１５に備えるクリーニングブレード１７で掻き落として表面を清掃した後、不図示の除電ランプで除電して表面電位を初期化する。
【００１１】
ところで、図示例では、上述した感光体１０と帯電装置１１と現像装置１２とクリーニング装置１５とを１つのカートリッジケース１９内に備え、プロセスカートリッジ２０を構成する。図２は、プロセスカートリッジの着脱する状態を示す概略図である。そして、このプロセスカートリッジ２０を、図２に示すように、複写機装置本体１８に対して正面側から矢示方向に出し入れして着脱自在とする。
さて、このようなプロセスカートリッジ２０において、上述した現像装置１２は、図１に示すように、下部側に現像剤収容部２１を設け、上部側に現像剤担持部２２を設けて構成する。現像剤収容部２１には、キャリアとトナーとよりなる乾式二成分現像剤を収容し、その現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌部材２３を設ける。また、図示しないが、現像剤中のトナーとキャリアとの混合比を検知するトナー濃度センサを設けてなる。
一方、現像剤担持部２２には、現像窓２７を通して感光体１０と対向する位置に、内部に磁石を有する現像スリーブ（現像剤担持体）２８を設ける。また、感光体１０への現像剤の供給量を制御する現像ドクタ（現像剤規制部材）２９を設けてなる。
図３は、着脱自在なプロセスカートリッジの構成を示す概略図である。感光体１０の上に備えるクリーニング装置１５には、カートリッジケース１９のクリーニングケース部１９ａ内に、クリーニングブレード１７で掻き落した残留トナーを掻き上げる回収羽根３０と、その回収羽根３０により掻き上げた残留トナーを図３から判るように感光体１０の軸方向に搬送するコイル状のトナー搬送部材３１とを備える。
【００１２】
そして、プロセスカートリッジ２０に、クリーニング装置１５で回収したトナーを、さらにパイプ等で形成した搬送通路を通して、スクリュ・コイル・ベルト等の搬送部材を用いたり重力を利用したりして現像装置１２の現像剤収容部２１へと戻すトナーリサイクル装置３２を備える。
そして、現像装置１２では、コピー時、不図示の駆動モータを駆動し、その駆動を伝達して現像スリーブ２８を回転するとともに、撹拌部材２３を回転して現像剤を撹拌し、トナーとキャリアを摩擦帯電しながら現像スリーブ２８へ搬送する。一方、現像スリーブ２８に所定バイアスを印加して現像剤中のトナーを感光体１０の表面に静電的に付着し、その表面上の潜像を可視像化する。
一方、クリーニング装置１５では、感光体１０の回転をギヤを介して伝達してトナー搬送部材３０を回転駆動し、感光体１０から除去した残留トナーをトナー搬送部材３０で搬送してクリーニングケース部１９ａ内の手前側に集め、トナーリサイクル装置３２で現像装置１２に戻す。
図４は、プロセスカートリッジに備える現像装置の一部を拡大して示す図である。図４に示すように、図示レーザ複写機の現像装置１２では、像担持体である感光体１０はＡ方向（図中反時計まわり）に回転し、現像剤担持体である現像スリーブ２８はＢ方向（図中時計まわり）に回転する。
現像スリーブ２８には、現像剤規制部材である現像ドクタ２９の先端を対向する。現像ドクタ２９は、薄い金属板で基端を上向きに折り曲げて断面Ｌ形状につくり、現像スリーブ２８の軸方向に沿って水平に配置して、両端を不図示の支持板で支持する。
【００１３】
図５は、現像スリーブと現像ドクタの構成を示す簡略図である。図５に示すように、このように現像スリーブ２８と現像ドクタ２９には一定のギャップを持たせて現像剤を規制しているが、紙粉や感光層剥離破断片やトナー凝集体などの異物２１がその間に詰ったとすると、その異物の詰まった部分は現像剤の搬送される量が減ってしまい、感光体の表面に供給される現像剤量が不足するため、この部分にスジが出来てしまうものである。異物はトナーの凝集体や、紙粉による異物が多く、紙粉の場合は複数の紙粉同士が絡み合い大きな異物となってしまうことがわかっている。
【００１４】
図６は、本発明の現像装置が備える現像ドクタの構成を示す概略図である。ここで、本例の現像装置１２においては、図６に示すような現像ドクタ２９に凹凸面を設け、現像スリーブ２８側に配置させる構成とした。図７は、現像ドクタの一部を拡大した詳細な図である。これによって、現像スリーブ２８上に担持する現像剤を非磁性の現像ドクタ２９で規制し、その規制後の現像剤を付着させて感光体１０上の潜像を現像する画像形成装置の二成分現像装置１２において、現像ドクタ２９の現像スリーブ２８に対向する面を凹凸形状にすることにより、現像剤内に混入している異物が現像スリーブ２８と現像ドクタ２９との間に詰るのを防止でき、その詰りが原因で画質が劣化するのを防止できる。
従来の凹凸部の無い現像ドクタにおいて現像スリーブとのギャップをＧ‘とすると、このときと同じ現像剤の搬送量を得るための、凹凸部の有る現像ドクタの狙いのギャップを図７にて説明する。凹凸形状の凸部の現像スリーブに対し垂直方向のをＢとすると、現像スリーブから遠い凹部の距離がＧ＋Ｂという関係となる。 凹凸の無い現像ドクタと現像スリーブの距離を狙いの距離Ｇ‘としたとき、凹凸形状の現像ドクタで狙いの距離Ｇ’と同じ現像剤の搬送量を得るための距離は、Ｇ＋（Ｂ／２）であった。
このことにより、ギャップの最大値は従来の現像ドクタより、Ｂ／２広くなるので異物がすり抜けやすくなる事により、異物を詰まりにくくしているものである。
これによって、現像ドクタ２９の凹凸部の段差の距離を規定することで、現像剤内に混入している異物詰りと現像剤の搬送量ムラによる画像濃度ムラを両立する適正範囲を見出すことができ、現像剤内に異物が多く混入していても、現像剤規制部材に異物が詰ることなく良好な画像を得ることが可能となった。さらに、現像ドクタ２９の凹凸のピッチも規定する事で、同様に現像剤内に混入している異物が現像スリーブ２８と現像ドクタ２９との間、また凹部の隙間への詰りと現像剤の搬送量ムラによる画像濃度ムラを両立する適正範囲を見出すことができ、現像剤内に異物が多く混入していても、現像ドクタ２９に異物が詰ることなく良好な画像を得ることが可能となった。
【００１５】
本発明で使用した現像装置１２において、狙いの距離Ｇ’の設定範囲０．３ｍｍ〜０．５ｍｍのときの、Ｂの値の適正化を行なった結果を表１に示す。
【表１】
2008203795.tif 000003
【００１６】
狙いのギャップＧ’を０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５ｍｍで確認したところ、Ｇは０．１ｍｍより小さいと現像ドクタを通過し搬送される現像剤量の凹部と凸部でのムラによって、画像濃度ムラが発生した。この画像濃度ムラは、Ｇが０．１ｍｍ以上であれば発生しない事が確認できた。濃度ムラは、画像の副走査方向に縦スジとなって現れる濃度のムラであり、ハーフトーンの画像に顕著に発生するものである。また、Ｂが０．１ｍｍより小さいと、異物が詰ってしまい画像に白スジが発生した。この画像白スジは、Ｂが０．１ｍｍ以上であれば発生しない事が確認できた。
【００１７】
表２は、凹部と凸部の現像スリーブ軸方向の間隔による効果を確認した結果を示したものである。
【表２】
2008203795.tif 000004
【００１８】
図７に示すところのＡとＣの距離は等しいことが前程であり、同じ値にして評価を行なった。ＡとＣが０．５ｍｍより狭くなると、異物がすり抜けていかなくなり、現像ドクタに異物が詰ってしまい画像に白スジが発生した。２．０ｍｍより広くなると現像剤の搬送量にムラが出来てしまい、画像に濃度ムラが発生してしまった。これらの結果から、現像ドクタに異物が詰ることなく、すり抜けていくための現像ドクタの設定値を決定し確認すると、現像ドクタに異物が詰ることなく白スジ等の異常画像を無くす事が可能となった。この現象は、トナーリサイクル装置３２の無い画像形成装置においても発生する現象であり、この場合は現像ドクタに詰る異物はトナーの凝集体であることが多い。トナーリサイクル装置３２を設けた画像形成装置では、トナーの凝集体以外にも、紙粉が絡み合った異物がリサイクル装置により作られ、現像剤中に入り込むことによって現像ドクタ詰りが発生しやすくなることがわかっている。トナーリサイクル装置３２を設けた画像形成装置において、異物自体は取り除く訳ではなく、トナーリサイクル装置３２と現像装置１２内を循環する事となるが、現像ドクタからすり抜けるので問題を引き起こす事は無い。これによって、転写材への未転写トナーを回収して現像装置１２に戻すトナーリサイクル装置３２を備えた現像装置１２は、リサイクルされたトナーに紙粉が多く入り込んでいるが、その紙粉を多く含んだ現像剤内に紙粉が絡み合った異物が現像スリーブ２８と現像ドクタ２９との間に詰ることも防止でき、その詰りが原因で画質が劣化するのを防止できる。
図８は、本発明の現像装置が備える異なる形状の現像ドクタを示す概略図である。凹凸の形状が異なる現像ドクタであるが、形状が異なっても現像ドクタの形状に凹凸形状を設けることで同様の効果が得られることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明によるレーザ複写機の要部の概略構成を示す概略図である。
【図２】プロセスカートリッジの着脱する状態を示す概略図である。
【図３】着脱自在なプロセスカートリッジの構成を示す概略図である。
【図４】プロセスカートリッジに備える現像装置の一部を拡大して示す図である。
【図５】現像スリーブと現像ドクタの構成を示す簡略図である。
【図６】本発明の現像装置が備える現像ドクタの構成を示す概略図である。
【図７】現像ドクタの一部を拡大した詳細な図である。
【図８】本発明の現像装置が備える異なる形状の現像ドクタを示す概略図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０  像担持体（感光体）
１１  帯電装置
１２  現像装置
１３  転写装置
１４  用紙分離装置
１５  クリーニング装置
１６  クリーニングパッド
１７  クリーニングブレード
１９  カートリッジケース
２０  プロセスカートリッジ
２１  現像剤収容部
２２  現像剤収容部
２８  現像スリーブ（現像剤担持体）
２９  現像ドクタ（現像剤規制部材）
３０  回収羽根
３１  トナー搬送部材
３２  トナーリサイクル装置
【図１】
2008203795.tif 000005
【図２】
2008203795.tif 000006
【図３】
2008203795.tif 000007
【図４】
2008203795.tif 000008
【図５】
2008203795.tif 000009
【図６】
2008203795.tif 000010
【図７】
2008203795.tif 000011
【図８】
2008203795.tif 000012