(57)【要約】【課題】  現像ローラーの表面に現像剤の薄層を均一に形成することができ、且つ、小型化を図ることができる現像ブレードを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】  現像ブレード１０は、Ｌ字型になった先端部のコーナーが現像ローラー１１に位置Ｆで当接し、基端部が当接位置Ｆより現像ローラー１１の回転方向側にある板状の第一弾性板１０ａと、先端部が第一弾性板１０ａの基端部側にあり、基端部が第一弾性板１０ａの基端部より現像ローラー１１の反回転方向側にある板状の第二弾性板１０ｃと、第一弾性板１０ａの基端部と第二弾性板１０ｃの先端部を接合する厚板状の第一支持部材１０ｂと、第二弾性板１０ｃの基端部を現像ユニットに固定支持する厚板状の第二支持部材１０ｄとから構成される。一方、現像ローラー１１は、導電性を付与された円柱状の弾性体１１ａと、弾性体１１ａの中心軸を挿通する回転軸１１ｂとにより構成される。【選択図】      図２
2005134752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部が現像ローラーに当接し、基端部が当該当接位置より前記現像ローラーの回転方向側にある第一弾性板と、
先端部が当該第一弾性板の基端部に接合され、基端部が当該第一弾性板の基端部より前記現像ローラーの反回転方向側にあって固定支持されている第二弾性板とを有する現像ブレードを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像ブレードを構成する前記第一弾性板の基端部と前記第二弾性板の先端部とが支持部材を介して接合されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像ブレードを構成する前記第一弾性板と前記第二弾性板との間に弾性体が挿着されていることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像ブレードを構成する前記第一弾性板が導電性を有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記現像ローラーは、導電性を有する円柱状の弾性体と、当該弾性体の中心軸を挿通する回転軸を備えることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像ローラーおよび前記現像ブレードに、感光体ドラムに対する、現像剤と同極性のバイアス電圧が印加され、且つ、前記現像ブレードに印加される電圧値の絶対値が前記現像ローラーに印加される電圧値の絶対値以上であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式による画像形成装置に関し、特に、現像ローラー上に現像剤の薄層を形成する現像ブレードを備えてなる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンターやレーザーファックスあるいはデジタル複写機などの電子写真方式による画像形成装置では、感光体ドラム上をほぼ一様に帯電させ、当該感光体ドラムを露光して画像信号に応じた静電潜像を形成後、現像器により帯電された現像剤を前記感光体ドラム上に供給して顕像化し、その現像剤像を転写紙などの印字媒体に転写した後、定着器により定着して画像を形成している。
従来より、このような画像形成装置の現像器には、現像ローラーの表面に現像剤の薄層を均一に形成するために、基端部が固定され、先端部が現像ローラー表面に当接する現像ブレードが使用されている（例えば、特許文献１の従来の技術参照。）。
従来の現像ブレードは、図４（ａ）に示すように、現像ローラー１１の回転に力学的に抵抗する向きに現像ブレード３０の先端部を配置することにより、現像ローラー１１表面に現像剤の薄層を形成する。この方式では、現像ローラー１１の回転により、現像ローラー１１の接線方向に大きな分力Ｖｈが作用する。しかし、分力Ｖｈの作用方向は、現像ブレード３０を構成する弾性板３０ａを圧縮する方向であり、力学的に理にかなったものとなっている。また、現像ブレード３０が浮き上がる法線方向には、小さな分力Ｖｖしか作用しないため、現像ブレード３０と現像ローラー１１間の圧力は小さくてよい。
【特許文献１】特開平７−２１９３４０号公報  （第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の現像ブレード３０は、現像器の縦方向に配置されるため、現像器の縦方向のサイズが大きくなり、画像形成装置が大型化するという問題がある。一方、現像ブレード３０を水平にして、現像ローラー１１の回転に力学的に抵抗させる配置は、露光装置から発せられるレーザービームに干渉するため難しい。
そこで、図４（ｂ）に示すように、現像ローラー１１の回転に追従する向きに現像ブレード４０の先端部を配置する方式がある。この方式によれば、現像器の縦方向のサイズを小さくすることができるが、現像ブレード４０を構成する弾性板４０ａの先端部に、現像ブレード４０を現像ローラー１１から引き離す方向の大きな分力Ｖｖが作用する。そのため、現像ブレード４０に大きな圧力を付加して、現像ブレード４０の先端部を現像ローラー１１に当接させなければならない。その結果、現像剤が現像ブレード４０や現像ローラー１１に付着するという問題が生じる。
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、現像ローラーの表面に現像剤の薄層を均一に形成することができ、且つ、小型化を図ることができる現像ブレードを備えた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】
【０００４】
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置では、先端部が現像ローラーに当接し、基端部が当該当接位置より前記現像ローラーの回転方向側にある第一弾性板と、先端部が当該第一弾性板の基端部に接合され、基端部が当該第一弾性板の基端部より前記現像ローラーの反回転方向側にあって固定支持されている第二弾性板とを有する現像ブレードを備えることを特徴とする。
ここで、前記第一弾性板および前記第二弾性板の材質としては、ＳＵＳやリン青銅板などが好適である。
本発明では、先端部が現像ローラーの回転に抵抗する向きに当接された第一弾性板の基端部と、当該第一弾性板の基端部より前記現像ローラーの反回転方向側で基端部が固定支持された第二弾性板の先端部とを接合することにより、中間部で大きく折れ曲がった現像ブレードを実現した。これにより、現像ローラーの法線方向に作用する分力を小さくできるうえ、接線方向の大きな分力は現像ブレードに作用する圧縮力として処理することができる。加えて、現像ブレードが現像器の横方向に配置されるため、現像器のサイズを小さくすることが可能となる。
【０００５】
また、本発明に係る画像形成装置では、前記現像ブレードを構成する前記第一弾性板の基端部と前記第二弾性板の先端部とが支持部材を介して接合されていてもよい。
ここで、前記支持部材の材質としては、鉄にメッキを施した剛性の高い金属あるいは樹脂などが好適である。
製造上、前記第一弾性板と前記第二弾性板を直接接合することは難しいため、前記第一弾性板と前記第二弾性板は、剛性の高い支持部材を介してスポット溶接あるいは接着等により接合される。
【０００６】
また、本発明に係る画像形成装置では、前記現像ブレードを構成する前記第一弾性板と前記第二弾性板との間に弾性体が挿着されていてもよい。
ここで、前記弾性体の材質としては、前記第一弾性板と前記第二弾性板の間に現像剤が侵入して固着するのを防止できるものであればよく、例えば、ゴムやスポンジなどが挙げられる。
本発明では、前記第一弾性板と前記第二弾性板の間に弾性体を挿着することにより、前記第一弾性板と前記第二弾性板の間に現像剤が侵入して固着し現像ブレードの弾性が減ずるのを防止することができる。
【０００７】
また、本発明に係る画像形成装置では、前記現像ブレードを構成する前記第一弾性板が導電性を有していることが好ましい。前記第一弾性板に加えて、前記現像ブレードを構成する他の部材が導電性を有していてもよい。
また、本発明に係る画像形成装置では、前記現像ローラーは、導電性を有する円柱状の弾性体と、当該弾性体の中心軸を挿通する回転軸を備えていてもよい。例えば、カーボンを含有した弾性体を用いることにより、前記弾性体に導電性を付与することができる。
さらに、本発明に係る画像形成装置では、前記現像ローラーおよび前記現像ブレードに、感光体ドラムに対する、現像剤と同極性のバイアス電圧が印加され、且つ、前記現像ブレードに印加される電圧値の絶対値が前記現像ローラーに印加される電圧値の絶対値以上であることが好ましい。上記設定とすることにより反転現像が可能となる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、現像ローラーの表面に現像剤の薄層を均一に形成することができ、且つ、小型化を図ることができる現像ブレードを備えた画像形成装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係る画像形成装置の実施形態について、図面に基いて説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の実施形態の主要部の概略構成を示す模式図である。また、図２は、本発明に係る画像形成装置の第一の実施形態を説明するための現像ブレードと現像ローラーの部分拡大模式図である。
本実施形態による画像形成装置１は、画像信号に応じて変調されたレーザービーム７を走査露光して、乾式電子写真方式により紙やプラスチックシートなどの印字媒体へ印字を行うことができるもので、レーザープリンター、レーザーファクス、デジタル複写機など、あるいはその一部として用いることができるものである。
図１に示すように、画像形成装置１は、レーザー露光ユニット（図示省略）、作像部２、給紙搬送部（図示省略）、転写搬送ユニット４、および定着器（図示省略）を備えている。
【００１０】
レーザー露光ユニットは、微小スポットに結像されたレーザービーム７を、感光体ドラム５上の露光位置Ｂにおいて、感光体ドラム５の回転軸に平行な直線上を一定方向に走査するものである。
【００１１】
作像部２は、図１の矢印の方向に回転する感光体ドラム５の外周に沿って、現像ユニット３、感光体ドラムクリーニングユニット６、および帯電ローラー１４が配置されてなるものである。
以下、感光体ドラム５上の相対位置を表現する際、回転方向側を下流側、反回転方向側を上流側と称する。
【００１２】
現像ユニット３は、所定の色を有する粉体の現像剤Ｔを摩擦帯電させて、負電荷を帯びさせ、露光により非露光部分に対して相対的に正電位とされた感光体ドラム５の露光部分に現像剤Ｔを供給して、現像剤Ｔを感光体ドラム５表面に付着させるものである。
現像ユニット３内には、現像剤Ｔと、現像剤Ｔを攪拌して帯電させる攪拌器１３と、帯電した現像剤Ｔを現像ローラー１１側に搬送する供給ローラー１２と、供給ローラー１２で供給された現像剤Ｔをその帯電電化によるクーロン力で表面に付着させ、感光体ドラム５近傍に搬送する現像ローラー１１と、現像ローラー１１上で現像剤Ｔの層厚を一定厚さに規制するための現像ブレード１０とが設けられている。
【００１３】
本件発明に係る現像ブレード１０は、Ｌ字型になった先端部のコーナーが現像ローラー１１に位置Ｆで当接し、基端部が当接位置Ｆより現像ローラー１１の回転方向側にある板状の第一弾性板１０ａと、先端部が第一弾性板１０ａの基端部側にあり、基端部が第一弾性板１０ａの基端部より現像ローラー１１の反回転方向側にある板状の第二弾性板１０ｃと、第一弾性板１０ａの基端部と第二弾性板１０ｃの先端部を接合する厚板状の第一支持部材１０ｂと、第二弾性板１０ｃの基端部を現像ユニット３に固定支持する厚板状の第二支持部材１０ｄとから構成されるものである。
第一弾性板１０ａの基端部と第二弾性板１０ｃの先端部は、その間に第一支持部材１０ｂを挟んで、現像ローラー１１の回転軸方向に５ｍｍ〜１０ｍｍの離間間隔でスポット溶接されている。同様に、第二弾性板１０ｃの基端部も第二支持部材１０ｄによって現像ユニット３にスポット溶接されている。
ここで、第一弾性板１０ａおよび第二弾性板１０ｃの材質は、ＳＵＳあるいはリン青銅板などの導電性金属であり、第一支持部材１０ｂおよび第二支持部材１０ｄの材質は、鉄にメッキを施したものである。
一方、現像ローラー１１は、カーボンを含有することにより導電性を付与された円柱状の弾性体１１ａと、弾性体１１ａの中心軸を挿通する回転軸１１ｂとにより構成されている。
【００１４】
図２（ｂ）に示すように、現像ローラー１１が矢印の方向に回転すると、当接位置Ｆで現像ローラー１１に先端部が当接する第一弾性板１０ａには反力Ｖが作用する。この反力Ｖは、現像ローラー１１の法線方向の小さな分力Ｖｖと接線方向の大きな分力Ｖｈに分解される。現像ブレード１０を現像ローラー１１から引き離す方向の分力Ｖｖは小さく、小さな押圧力で現像ブレード１０の先端部を現像ローラー１１に当接させることができる。その結果、現像剤Ｔが現像ブレード１０や現像ローラー１１に付着することはない。一方、大きな分力Ｖｈの作用方向は、現像ブレード１０を構成する第一弾性板１０ａを圧縮する方向であり、力学的に理にかなったものとなっている。
【００１５】
現像ローラー１１および現像ブレード１０には、感光体ドラム５に対する負のバイアス電圧が印加され、且つ、現像ブレード１０に印加される電圧値の絶対値は現像ローラー１１に印加される電圧値の絶対値以上となっている。
【００１６】
転写搬送ユニット４は、内周部に配置された複数のローラー（図示省略）により一方向に循環駆動可能とされた転写ベルト９と、転写ベルト９を感光体ドラム５に転写位置Ｄで当接させるように保持する転写ローラー８と、転写ベルト９にクリーニングブレード（図示省略）を当接して転写ベルト９表面の付着物をかき落とし、かき落した付着物を回収するスペースを備える転写ベルトクリーニングユニット（図示省略）とを備える。
転写ベルト９の材質は、印字媒体を挟んで感光体ドラム５と対向したとき、裏面に当接する転写ローラー８に印加された転写電圧により感光体ドラム５上の現像剤Ｔを吸引できるようにした誘電体シートとされる。
転写ローラー８は、例えば、金属製の回転軸に導電性または半導電性の合成ゴムなどでローラー部が形成されてなり、回転軸には転写用高圧電源（図示省略）が接続され、ローラー部の表面電位を制御できるようになっている。
【００１７】
感光体ドラムクリーニングユニット６は、感光体ドラム５にクリーニングブレード６ａを当接して感光体ドラム５表面の現像剤Ｔをかき落とすとともに、かき落した現像剤Ｔを回収するスペース６ｂを備えたものである。
【００１８】
帯電ローラー１４は、画像形成時に感光体ドラム５の表面電位を所定電位とするためのもので、金属軸に導電性を付与した弾性体によりローラー部が構成され、感光体ドラムクリーニングユニット６の下流側の帯電位置Ａで感光体ドラム５と当接する。そして、図示しない軸受けをバネなどの付勢手段により押圧することにより、帯電ローラー１４が感光体ドラム５に対して所定圧力で押し当てられるものである。その結果、ローラー部が変形して感光体ドラム５に対して周方向に所定幅で当接するニップ部が形成され、帯電ローラー１４に直流電圧が印加されたとき、感光体ドラム５表面を所定電位に帯電できるようになっている。
【００１９】
次に、本実施形態による画像形成装置１の動作について説明する。
画像形成装置１の全般的な動作は、周知のプリンターなどの動作と共通なので適宜説明を省略し、感光体ドラム５の回転に伴う動作を中心に説明する。
感光体ドラム５が、駆動手段（図示省略）により、図１の矢印で示した方向に回転駆動すると、感光体ドラム５に位置Ａで当接する帯電ローラー１４は、感光体ドラム５と逆方向に従動回転する。この間、帯電ローラー１４と感光体ドラム５間の放電により、感光体ドラム５表面の位置Ａの近傍は、ほぼ一様に負帯電する。
感光体ドラム５が当接位置Ａから露光位置Ｂまで回転すると、レーザービーム７により、印字画像領域を露光され、当該露光部分は、電荷の放電によりその表面電位を失う。このことにより、感光体ドラム５表面には、露光部と非露光部による表面電位差が記録され、いわゆる静電潜像が形成される。
感光体ドラム５が露光位置Ｂから現像位置Ｃまで回転すると、感光体ドラム５表面上に形成された静電潜像に基づいて、現像ローラー１１から感光体ドラム５へ現像剤Ｔが選択的に移動し、感光体ドラム５表面上に、現像剤Ｔによる可視像が形成される。
さらに、感光体ドラム５が回転し、転写位置Ｄに移動すると同時に、印字媒体（図示省略）が転写ベルト９上を搬送され、感光体ドラム５表面上に形成された現像剤Ｔによる可視像は印字媒体に転写される。印字媒体上に転写された現像剤Ｔによる可視像は、定着器（図示省略）により、印字媒体上に溶融、定着されて、一連の印字動作が終了する。
転写されずに感光体ドラム５上に残留した現像剤Ｔは、感光体ドラム５上の位置Ｅにおいて、感光体ドラムクリーニングユニット６によって除去され、帯電ローラー１４によって再び帯電される前に清浄化される。
【００２０】
本実施形態による画像形成装置１では、先端部が現像ローラー１１の回転に抵抗する向きに当接された第一弾性板１０ａの基端部と、第一弾性板１０ａの基端部より現像ローラー１１の反回転方向側で基端部を第二支持部材１０ｄによって固定支持された第二弾性板１０ｃの先端部とを、第一支持部材１０ｂを介して接合することにより、中間部で大きく折れ曲がった現像ブレード１０を実現した。これにより、現像ローラー１１の法線方向に作用する分力Ｖｖを小さくできるうえ、接線方向の大きな分力Ｖｈは現像ブレード１０に作用する圧縮力として処理することができる。加えて、現像ブレード１０が現像ユニット３の横方向に配置されるため、現像ユニット３のサイズを小さくすることが可能となる。
【００２１】
図３は、本発明に係る画像形成装置の第二の実施形態を説明するための現像ブレードと現像ローラーの部分拡大模式図である。
図３に示すように、本発明に係る画像形成装置１の第二の実施形態では、第一の実施形態における現像ブレードに加えて、第一弾性板２０ａと第二弾性板２０ｃとの間に、ゴムあるいはスポンジなどの弾性体２１が挿着されている。
本実施形態による画像形成装置１では、第一弾性板２０ａと第二弾性板２０ｂの間に弾性体２１を挿着することにより、第一弾性板２０ａと第二弾性板２０ｂの間に現像剤Ｔが侵入して固着し現像ブレードの弾性が減ずるのを防止することができる。
【００２２】
以上、本発明に係る画像形成装置の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記の実施形態では、現像剤を負帯電させて感光体ドラムの露光部分に付着して現像する例で説明したが、正帯電現像剤で露光部を現像する方式であってもよいことは言うまでもない。また、上記の実施形態では、単色プリンターの例で説明したが、カラー画像形成装置にも同様に本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る画像形成装置の実施形態の主要部の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の第一の実施形態を説明するための現像ブレードと現像ローラーの部分拡大模式図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の第二の実施形態を説明するための現像ブレードと現像ローラーの部分拡大模式図である。
【図４】従来の現像ブレードを説明するための現像ブレードと現像ローラーの部分拡大模式図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  画像形成装置
２  作像部
３  現像ユニット
４  転写搬送ユニット
５  感光体ドラム
６  感光体ドラムクリーニングユニット
７  レーザービーム
８  転写ローラー
９  転写ベルト
１０、２０、３０、４０  現像ブレード
１１  現像ローラー
１２  供給ローラー
１３  攪拌器
１４  帯電ローラー
Ｔ  現像剤
【図１】
2005134752.tif 000003
【図２】
2005134752.tif 000004
【図３】
2005134752.tif 000005
【図４】
2005134752.tif 000006