(57)【要約】【課題】現像装置において、現像剤の経時劣化や環境の変化により現像剤担持体に付着する現像剤量が大きく変動することなく、供給ブラシ部材のブラシの毛倒れをなくし、常に良好な画像品質を維持する。【解決手段】現像ローラ（現像剤担持体）２４にブラシローラ（供給ブラシ部材）２３を接触して回転し、非磁性一成分現像剤を現像ローラに供給し、その現像ローラで現像剤を付着して感光体（像担持体）上の静電潜像を現像する。そのような現像装置において、ブラシローラを、現像ローラに接触する接触位置と現像剤担持体から離した離間位置とに移動自在とし、その離間位置に保持する保持手段を備える。保持手段としては、例えば、弦巻バネ（付勢手段）３０による付勢を規制してブラシローラを離間位置に保持する規制ピン３３などを用いる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤担持体に供給ブラシ部材を接触して回転し、非磁性一成分現像剤を前記現像剤担持体に供給し、その現像剤担持体で現像剤を付着して像担持体上の静電潜像を現像する現像装置において、
前記供給ブラシ部材を、前記現像剤担持体に接触する接触位置と前記現像剤担持体から離した離間位置とに移動自在とし、その離間位置に保持する保持手段を備えることを特徴とする、現像装置。
【請求項２】
前記供給ブラシ部材を前記接触位置へと付勢する付勢手段を備えるとともに、前記保持手段が、その付勢手段による付勢を規制して前記供給ブラシ部材を前記離間位置に保持するもの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】
非駆動時に前記保持手段を作動して前記供給ブラシ部材を前記離間位置に保持する駆動手段を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記保持手段として偏心カムを設け、前記駆動手段が、制御手段からの信号を受けてその偏心カムを回転するものであることを特徴とする、請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記供給ブラシ部材を前記現像剤担持体と逆向きに回転して接触領域における表面移動方向を同一とすることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１に記載の現像装置。
【請求項６】
前記供給ブラシ部材が、導電性繊維よりなるブラシを芯金ローラに植毛したブラシローラであることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１に記載の現像装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機などの画像形成装置に関する。そのうち特に、電子写真プロセスを繰り返して像担持体上に形成した画像を転写して、用紙・ＯＨＰフィルム等の記録媒体に画像を記録する電子写真式の画像形成装置に関する。および、そのような画像形成装置などにおいて、像担持体上に形成した静電潜像を可視像化する現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば電子写真式複写機では、現像装置の小型化や低コスト化を図り、また信頼性の向上を図る上から、非磁性のトナーのみからなる一成分現像剤を用いることが好ましい。特に、カラー複写機では、透明性が高いことから、非磁性一成分現像剤を用いることが一層望まれる。
【０００３】
従来、非磁性一成分現像剤を用いた現像装置では、現像剤担持体に供給ブラシ部材を接触して回転し、現像装置のホッパ部内に貯留するトナーを搬送して前記現像剤担持体に供給し、そのトナーを現像剤担持体でさらに搬送しながら薄層化部材で薄層化して後、像担持体に付着してその像担持体上の静電潜像を現像していた。
【０００４】
このような従来の現像装置では、現像剤担持体としては、ビーズまたはサンドを一定圧力にて吹き付けて表面に粗さＲｚ１０〜２０の凹凸を多数つくった、いわゆるブラストローラをよく用いる。また、供給ブラシ部材としては、繊維よりなるブラシを芯金ローラに植毛してつくったブラシローラを用いる。
【０００５】
そして、０．５〜１．０ｍｍ程度食い込ませて現像剤担持体に供給ブラシ部材を常時接触して設け、供給ブラシ部材を回転することによりトナーを帯電して搬送していた。
【０００６】
しかしながら、駆動しない時間が長く続くと、現像剤担持体に供給ブラシ部材を押し当てたままとするから、供給ブラシ部材のブラシに癖がつき、部分的に毛倒れ現象を生ずる。駆動を開始すると、徐々に毛倒れ状態は解消するものの、駆動開始直後は、部分的に毛倒れによるトナー供給不足を生じ、現像に必要なトナー付着量およびトナー帯電量が得られなくなり、地肌汚れを発生したり、トナー付着ムラを生じて濃度ムラを発生したり、例えば白抜けの画像を発生したりして、現像像品質を低下することとなる。
【０００７】
特に、現像装置の製造を完了してからその現像装置を組付けた例えば複写機をユーザーに納入するまでの間は、３週間以上非駆動状態で長時間放置されることとなるから、ブラシに毛倒れを生じやすく、納入直後の駆動開始時に、地肌汚れ、濃度ムラ等の上記不具合を発生して現像品質を低下することがあった。
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−１４２９１９号公報
従来の画像形成装置の中には、例えば特許文献１に記載されるように、供給ブラシ部材で非磁性トナーを搬送するとき、それに接触するトナー流れ制御部材でブラシ繊維を弾ませてトナーをクラウド状で放出し、電界によりクラウド状トナーのうち十分に帯電したトナーのみを現像剤担持体に付着するようにしたものがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来の現像装置では、現像剤の経時劣化や環境の変化により現像剤担持体に付着する現像剤量が大きく変動する問題があった。
【００１０】
そこで、この発明の第１の目的は、現像装置において、現像剤の経時劣化や環境の変化により現像剤担持体に付着する現像剤量が大きく変動することなく、供給ブラシ部材のブラシの毛倒れをなくし、常に良好な画像品質を維持することにある。
【００１１】
この発明の第２の目的は、簡単な構成により、供給ブラシ部材のブラシの毛倒れを防止することにある。
【００１２】
この発明の第３の目的は、現像装置の製造を完了してからそれを組み付けた例えば複写機をユーザーに納入するまでの間だけでなく、非駆動状態で長時間放置されるすべての場合に、供給ブラシ部材のブラシの毛倒れをなくし、常に良好な画像品質を維持することにある。
【００１３】
この発明の第４の目的は、供給ブラシ部材を簡単に離間位置へと移動してブラシの毛倒れを防止することにある。
【００１４】
ところで、供給ブラシ部材を現像剤担持体と同一向きに回転して両者の接触領域における表面移動方向を逆（いわゆるカウンタ当て）とすると、現像剤担持体に供給するトナー量を確保すべく供給ブラシ部材を高速で回転しなければならず、速すぎると、逆に供給したトナーを掻き落としてしまったり、反対に遅すぎると、帯電不良を引き起こすなどの不具合を生じ、非常に設計余裕度を低下してしまう問題があった。
【００１５】
そこで、この発明の第５の目的は、供給ブラシ部材の回転速度を比較的自由に設定可能として設計の余裕度を高め、開発効率を向上することにある。
【００１６】
また、供給ブラシ部材のブラシを絶縁性の繊維でつくると、トナーの帯電量が不十分となり、地肌汚れを発生した。
【００１７】
そこで、この発明の第６の目的は、現像剤を十分に帯電して、地肌汚れの発生をなくし、常に良好な現像品質を維持することにある。
【００１８】
この発明の第７の目的は、上記各目的を達成した現像装置を備える画像形成装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、
現像剤担持体に供給ブラシ部材を接触して回転し、非磁性一成分現像剤を現像剤担持体に供給し、その現像剤担持体で現像剤を付着して像担持体上の静電潜像を現像する現像装置において、
供給ブラシ部材を、現像剤担持体に接触する接触位置と現像剤担持体から離した離間位置とに移動自在とし、その離間位置に保持する保持手段を備える、ことを特徴とする。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、上述した第２の目的も達成すべく、請求項１に記載の現像装置において、供給ブラシ部材を接触位置へと付勢する付勢手段を備えるとともに、保持手段が、その付勢手段による付勢を規制して供給ブラシ部材を離間位置に保持するものである、ことを特徴とする。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、上述した第３の目的も達成すべく、請求項１または２に記載の現像装置において、非駆動時に保持手段を作動して供給ブラシ部材を離間位置に保持する駆動手段を備える、ことを特徴とする。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、上述した第４の目的も達成すべく、請求項３に記載の現像装置において、保持手段として偏心カムを設け、駆動手段が、制御手段からの信号を受けてその偏心カムを回転するものである、ことを特徴とする。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、上述した第５の目的も達成すべく、請求項１ないし４のいずれか１に記載の現像装置において、供給ブラシ部材を現像剤担持体と逆向きに回転して両者の接触領域における表面移動方向を同一とする、ことを特徴とする。
【００２４】
請求項６に記載の発明は、上述した第６の目的も達成すべく、請求項１ないし５のいずれか１に記載の現像装置において、供給ブラシ部材が、導電性繊維よりなるブラシを芯金ローラに植毛したブラシローラである、ことを特徴とする。
【００２５】
請求項７に記載の発明は、上述した第７の目的を達成すべく、請求項１ないし６のいずれか１に記載の現像装置を備えることを特徴とする、画像形成装置である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態を説明する。
図１には、この発明による現像装置を備える黒赤２色カラーレーザ複写機におけるその要部の概略構成を示す。
【００２７】
図中符号１０は、像担持体であるドラム状の感光体である。感光体１０の周囲には、その上に設ける第１帯電装置１１から該感光体１０の回転方向（図中矢印Ａで示す時計まわり）に順に、第１現像装置１２、第２帯電装置１３、第２現像装置１４、転写装置１５、クリーニング装置１６を設ける。
【００２８】
そして、コピーをとるときは、不図示のコンタクトガラス上に読取り原稿をセットして同じく不図示のスタートスイッチを押す。すると、その原稿上の画像を読み取ると同時に、感光体１０を例えば周速２００ｍｍ／ｓｅｃで回転する。また、その感光体１０の下方に向けて記録媒体である用紙を搬送する。そうして、感光体１０の回転にともない、まずその表面を第１帯電装置１１で一様に帯電する。次いで、不図示の第１レーザ書込み装置でレーザ光Ｌ１を照射して読取り内容に応じた書込みを行い、感光体１０上に黒色画像の静電潜像を形成する。それから、第１現像装置１２位置を通過するとき、黒色現像剤を付着してその静電潜像を可視像化する。
【００２９】
その後、感光体１０の表面を第２帯電装置１３で再び一様に帯電し、不図示の第２レーザ書込み装置でレーザ光Ｌ２を照射して読取り内容に応じた書込みを行い、感光体１０上に今度は赤色画像の静電潜像を形成する。それから、第２現像装置１４位置を通過するとき、赤色現像剤を付着してその静電潜像を可視像化する。
【００３０】
そして、そのように感光体１０上に形成した黒赤画像を、感光体１０の下方に搬送されてきた用紙に転写装置１５で転写し、読取り原稿上の画像を黒赤２色カラーで用紙上に記録する。画像記録後の用紙は不図示の定着装置へと搬送し、そこで熱と圧力を加えてその用紙上の記録画像を定着し、不図示の排紙スタック装置へと排出する。他方、黒赤画像転写後の感光体１０は、その表面をクリーニング装置１６でクリーニングして再使用に備える。
【００３１】
図２には、この発明による第２現像装置１４の概略構成を示す。
【００３２】
第２現像装置１４は、図２に示すとおり、ケーシング２０の内部に、第１アジテータ２１・第２アジテータ２２・供給ブラシ部材であるブラシローラ２３・現像剤担持体である現像ローラ２４・薄層化部材であるドクターブレード２５などを設ける。
【００３３】
ケーシング２０には、非磁性の一成分赤色現像剤ｔを収納するホッパ部２０ａを設け、感光体１０の表面に向けて開口２０ｂをあける。
【００３４】
第１アジテータ２１および第２アジテータ２２は、ホッパ部２０ａ内に貯留する現像剤ｔを攪拌しながらブラシローラ２３へと搬送する。このアジテータ２１・２２は、ホッパ部２０ａの形状により現像剤の流動性や重力を利用するようにして用いないようにすることもできる。
【００３５】
ブラシローラ２３は、径が１６ｍｍで、径９ｍｍの芯金ローラ２３ａに、導電性ナイロン繊維よりなる毛足３．５ｍｍのブラシ２３ｂを植毛したものである。ブラシ２３ｂは、抵抗値１０３〜１０８Ωｃｍ、糸の太さ２００ｄ／９６ｆ、密度１４４Ｋ本／ｉｎｃｈ２である。
【００３６】
そして、ブラシローラ２３は、現像ローラ２４にブラシ２３ｂを例えば１ｍｍ食い込ませて接触して設ける。回転方向は、図中矢印Ｂで示す時計まわりとし、現像ローラ２４と逆向きに回転して両者の接触領域における表面移動方向を同一とする。周速は、例えば現像ローラ２４の周速の約１．３倍とし、摺擦して、いずれでもよいが例えば負の極性に帯電するようにする。
【００３７】
現像ローラ２４は、径が２０ｍｍのアルミニウム製の芯金ローラで、１．５Ｋｇ／ｃｍ２のエア圧にてビーズブラスト粒子（♯６０）を吹き付け、表面をＲｚ１７程度に粗くしたものである。そして、ケーシング２０の開口２０ｂから一部を露出し、感光体１０と例えば０．１２５ｍｍの間隙を設けて対向して非接触で設ける。回転方向は、図中矢印Ｃで示す反時計まわりとし、感光体１０と逆向きに回転して現像領域における表面移動方向を同一とする。周速は、例えば２２０ｍｍ／ｓｅｃとして感光体１０の周速とほぼ同一とする。
【００３８】
ドクターブレード２５は、板厚２ｍｍのポリウレタンゴムで、１０〜２０ｇ／ｃｍ程度の軽い接触圧で先端を現像ローラ２４に当てている。
【００３９】
そうして、コピー時は、収納する赤色現像剤ｔを、第１アジテータ２１と第２アジテータ２２の回転で撹拌しながらブラシローラ２３へと搬送し、そのブラシローラ２３と現像ローラ２４とで擦って帯電しながら該ブラシローラ２３で現像ローラ２４へと供給し、ドクターブレード２５で薄層化して後、感光体１０に付着する。
【００４０】
これにより、現像ローラ２４上には、ドクターブレード２５で厚みを均一化して、トナー付着量１．２〜１．８ｍｇ／ｃｍ２、平均帯電量８〜２０μＣ／ｇのトナー層を形成する。現像領域では、非接触で最適な現像バイアスを印加した現像ローラ２４の表面と感光体１０の表面とがほぼ同速で移動しながら現像を行う。現像領域通過時に現像ローラ２４の表面に残ったトナーは、ブラシローラ２３により機械的に掻き取る。また、現像ローラ２４上の電荷も、ブラシローラ２３による摩擦帯電により均一化する。このようにして、現像ローラ２４の表面を初期化する。
【００４１】
図３には、図２に示す第２現像装置１４において、現像ローラ２４に対してブラシローラ２３を接離する接離機構を示す。
【００４２】
供給ブラシ部材であるブラシローラ２３は、図３に示すように、芯金ローラ２３ａの両端を、ケーシング２０内に対向して備える図示しない一対の側板の長孔２８内に挿入する。そして、その長孔２８で案内してブラシローラ２３を、図中矢印Ｄで示すように、ブラシ２３ｂを食い込ませて現像ローラ２４に接触する接触位置と現像ローラ２４から離した離間位置とに移動自在とする。
【００４３】
ところで、ブラシローラ２３の芯金ローラ２３ａには、付勢手段である弦巻バネ３０の一端側を当てる。弦巻バネ３０は、上記不図示の側板に立てた支点ボス３１に巻き付け、他端３０ａを同じく同側板に立てた掛止ボス３２に掛け止める。これにより、ブラシローラ２３を図中鎖線で示す接触位置へと付勢するようにする。
【００４４】
そして、この第２現像装置１４の製造を完了したときは、不図示の側板に保持手段である規制ピン３３を取り付け、それに弦巻バネ３０の一端３０ｂを掛け止めてたわませたままとし、弦巻バネ３０による付勢を規制して図中実線で示す状態とし、ブラシローラ２３を重力で長孔２８に沿って降下してその芯金ローラ２３ａを長孔２８の下方端に当て、例えばＳＵＳ製の規制ピン３３でブラシローラ２３を図中実線で示す離間位置に保持する。
【００４５】
この第２現像装置１４を組付けた複写機をユーザーの元に納入したときは、カスタマーエンジニア等が保持手段である規制ピン３３を取り外して付勢規制を解除し、弦巻バネ３０で重力に抗してブラシローラ２３を押し上げて芯金ローラ２３ａを長孔２８の上方端に当て、ブラシローラ２３を図中鎖線で示す接触位置とする。
【００４６】
図４には、現像ローラ２４に対してブラシローラ２３を接離する接離機構の他例を示す。
【００４７】
この図４に示す例でも、供給ブラシ部材であるブラシローラ２３は、芯金ローラ２３ａの両端を、ケーシング２０内に対向して備える図示しない一対の側板の長孔２８内に挿入し、その長孔２８で案内して図中矢印Ｄで示すように接触位置と離間位置とに移動自在とする。
【００４８】
そして、同様に、支点ボス３１に巻き付けて他端３０ａを掛止ボス３２に掛け止める弦巻バネ３０を備え、その弦巻バネ３０の一端側を芯金ローラ２３ａに当ててブラシローラ２３を図中鎖線で示す接触位置へと付勢する。
【００４９】
この例では、弦巻バネ３０に保持手段として偏芯カム３５を当てる。偏芯カム３５は、不図示の側板で偏芯軸３６を中心として回動自在に支持する。偏芯軸３６は、駆動手段であるステッピングモータ３７により回動する。ステッピングモータ３７には、規制手段であるＣＰＵ３８を接続する。
【００５０】
そして、この第２現像装置１４の製造を完了してから、それを組付けた複写機をユーザーの元に納入するまでを含め、その第２現像装置を用いて作像を行わないとき、すなわち第２現像装置１４の非駆動時には、ＣＰＵ３８からＩ／Ｏ部を介して信号を受けてステッピングモータ３７を駆動し、偏芯カム３５を作動して常に一方向または正もしくは逆方向に選択的に回転することにより弦巻バネ３０の付勢を規制して図中実線で示す状態とし、ブラシローラ２３を重力で降下して芯金ローラ２３ａを長孔２８の下方端に当て、ブラシローラ２３を図中実線で示す離間位置に保持する。
【００５１】
この第２現像装置１４を用いて作像を行う第２現像装置１４の駆動時には、ＣＰＵ３８からの信号を受けてステッピングモータ３７を駆動し、偏芯カム３５を回動することにより弦巻バネ３０の付勢規制を解除して図中鎖線で示す状態とし、弦巻バネ３０でブラシローラ２３を重力に抗して押し上げて芯金ローラ２３ａを長孔２８の上方端に当て、ブラシ２３ｂを現像ローラ２４に接触してブラシローラ２３を図中鎖線で示す接触位置とする。
【００５２】
なお、付勢手段の一例として用いた弦巻バネ３０は、もちろん例えばＳＵＳでつくった板バネなどに代えてもよい。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項１に記載の発明によれば、供給ブラシ部材を、現像剤担持体に接触する接触位置と現像剤担持体から離した離間位置とに移動自在とし、その離間位置に保持する保持手段を備えるので、例えば現像装置の製造を完了してからその現像装置を組み込んだ製品をユーザーに納入するまで、３週間以上非駆動状態で長時間放置されるようなことがあったとしても、保持手段で供給ブラシ部材を離間位置に保持することにより、現像剤担持体から離してブラシの毛倒れを防止し、納入直後の駆動開始時に、現像剤付着量や現像剤帯電量が不足するおそれをなくし、地肌汚れ、濃度ムラ等の不具合の発生をなくして、常に良好な現像品質を維持することができる。
【００５４】
また、従来の現像装置のように、現像剤の経時劣化や環境の変化により、現像剤担持体に付着する現像剤量が大きく変動するようなこともない。
【００５５】
請求項２に係る発明によれば、供給ブラシ部材を接触位置へと付勢する付勢手段を備えるとともに、保持手段が、その付勢手段による付勢を規制して供給ブラシ部材を離間位置に保持するので、付勢手段による付勢を保持手段で規制するだけの簡単な構成により、供給ブラシ部材を離間位置に保持することができる。
【００５６】
請求項３に係る発明によれば、非駆動時に保持手段を作動して供給ブラシ部材を離間位置に保持する駆動手段を備えるので、非駆動時には駆動手段で保持手段を作動するようにして供給ブラシ部材を離間位置に保持することにより、現像装置の製造を完了してからそれを組み付けた製品をユーザーに納入するまでの間だけでなく、非駆動状態で長時間放置されるすべての場合に、供給ブラシ部材のブラシの毛倒れをなくしてトナー付着量やトナー帯電量が不足するおそれをなくし、地肌汚れ、濃度ムラ等の不具合の発生をなくして、常に良好な現像品質を維持することができる。
【００５７】
請求項４に係る発明によれば、保持手段として偏心カムを設け、駆動手段が、制御手段からの信号を受けてその偏心カムを回転するものであるので、非駆動時には制御手段からの信号により駆動手段で偏心カムを回転することにより、供給ブラシ部材を簡単に離間位置へと移動し、毛倒れをなくして常に良好な現像品質を確保することができる。
【００５８】
請求項５に係る発明によれば、供給ブラシ部材を現像剤担持体と逆向きに回転して両者の接触領域における表面移動方向を同一とするので、供給ブラシ部材の回転速度を比較的自由に設定することができ、設計の余裕度を高めて開発効率を向上することができる。
【００５９】
請求項６に係る発明によれば、供給ブラシ部材が、導電性繊維よりなるブラシを芯金ローラに植毛したブラシローラであるので、導電性繊維よりなるブラシで現像剤を十分に帯電して地肌汚れの発生をなくし、常に良好な現像品質を維持することができる。
【００６０】
請求項７に係る発明によれば、画像形成装置において、請求項１ないし６のいずれか１に記載の現像装置を備えるので、上記各効果を有する画像形成装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による現像装置を備える黒赤２色カラーレーザ複写機におけるその要部の概略構成図である。
【図２】その複写機に備える、この発明による現像装置の一例である第２現像装置の概略構成図である。
【図３】図２に示す第２現像装置において、現像剤担持体である現像ローラに対して供給ブラシ部材であるブラシローラを接離する接離機構を示す機構説明図である。
【図４】現像ローラに対してブラシローラを接離する接離機構の他例を示す機構説明図である。
【符号の説明】
１０    感光体（像担持体）
１４    第２現像装置
２３    ブラシローラ（供給ブラシ部材）
２３ａ  芯金ローラ
２３ｂ  ブラシ
２４    現像ローラ（現像剤担持体）
２８    長孔
３０    弦巻バネ（付勢手段）
３３    規制ピン（保持手段）
３５    偏芯カム（保持手段）
３６    偏芯軸
３７    ステッピングモータ（駆動手段）
３８    ＣＰＵ（制御手段）
ｔ    非磁性一成分現像剤
【図１】
2004258078.tif 000003
【図２】
2004258078.tif 000004
【図３】
2004258078.tif 000005
【図４】
2004258078.tif 000006