(57)【要約】【課題】像担持体に対し現像装置が上に配置されても、複雑な現像剤圧力制御手段で高コスト化を招くことなく現像剤規制部材に加わる現像剤の圧力変化を防止することができ、現像剤担持体上の現像剤ムラによる画像ムラをなくした現像装置を提供する。【解決手段】現像剤担持体１０２と、現像剤収容部１０１と、現像剤供給手段１０４と、現像剤攪拌部材１０５と、現像剤担持体１０２上に供給された現像剤を所定量に規制する現像剤規制部材１０３とを備え、現像剤収容部１０１が現像剤担持体１０２の上方に配置され、現像剤収容部１０１と現像剤規制部材１０３との接触部が現像剤担持体１０２のほぼ真上に位置する現像装置１００において、前記現像装置１００は、前記現像剤規制部材１０３に加わる現像剤の圧力変化を防止する現像剤粉圧阻止部材１０９を備え、前記現像剤規制部材１０３の上部に前記現像剤粉圧阻止部材１０９を設ける。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体に対向して回転可能に設けられた現像剤担持体と、
現像剤を収容する現像剤収容部と、
現像剤担持体に接触して回転可能に設けられ、現像剤担持体上に現像剤を供給する現像剤供給手段と、
現像剤収容部に回転可能に設けられ、現像剤収容部内の現像剤を攪拌循環し、現像剤供給手段上に現像剤を供給する現像剤攪拌部材と、
現像剤担持体に接触して設けられ、現像剤担持体上に供給された現像剤を所定量に規制する現像剤規制部材とを備え、
現像剤収容部が現像剤担持体の上方に配置され、現像剤収容部と現像剤規制部材との接触部が現像剤担持体のほぼ真上に位置する現像装置において、
前記現像装置は、前記現像剤規制部材に加わる現像剤の圧力変化を防止する現像剤粉圧阻止部材を備え、前記現像剤規制部材の上部に前記現像剤粉圧阻止部材を設けた
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像装置は、前記現像剤規制部材が金属の薄板状である
ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像装置は、前記現像剤規制部材がゴムの薄板状である
ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像装置は、前記現像剤粉圧阻止部材の先端の位置を前記現像剤規制部材の先端の位置と同じにし、又は前記現像剤粉圧阻止部材の先端の位置を前記現像剤規制部材の先端の位置より手前にして、前記現像剤規制部材の先端から前記現像剤粉圧阻止部材までの距離を小さくする
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像装置は、前記現像剤粉圧阻止部材の先端が薄い形状をしている
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像装置は、前記現像剤粉圧阻止部材が前記現像剤収容部のケースと一体に構成されている
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
少なくとも請求項１ないし６のいずれかに記載の現像装置を備え、画像形成装置に着脱自在にする
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項８】
少なくとも請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に採用される一成分現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置の一つとして一成分現像装置が広く用いられている。これに用いられる現像装置は、像担持体に対し水平に設置して、現像装置内のホッパー室から攪拌羽根で現像剤を水平方向に搬送して現像担持体に供給する水平型構造をとるものが多い。一般に、この水平型構造の現像装置は現像剤移動方向が重力方向と異なるため分散性が良く画像均一性がよい。
３〜４色の画像を合成してカラー画像を形成する画像形成装置の場合には、潜像担持体を含む現像ユニットを３〜４台配置する必要があり、装置全体をコンパクトにし、かつ現像剤の容量を確保する為には、現像ユニットを垂直に重ねるのではなく水平に配置することが好ましい。また、このように現像ユニットを水平に配置し、画像形成装置全体をコンパクトにするには、ホッパーを現像部の上方に配置する、いわゆる縦型構造をとる必要がある。
【０００３】
しかしながら、一成分現像装置としてこのような縦型構造の現像装置を用いて現像すると、現像剤の残量や、放置による現像剤の締り、攪拌部材の回転により、現像担持体上に供給された現像剤を所定量に規制する規制部材に加わる圧力が変動し、現像画像に濃度変化や画像ムラが発生する。
このため、縦型構造をとる現像装置では、規制部材に加わる現像剤の圧力が変化しないように、ホッパー部と現像部を分割し、ホッパー部から現像部に現像剤を補給する装置を設け、現像部に現像剤センサーを設け、現像部の現像剤が減った場合、ホッパー部から現像剤を補給する手段が必要となり、高コスト化を招く原因となっていた。
【０００４】
上記問題点に鑑み、現像装置の改良が進められている従来技術としては、例えば、現像剤の層厚規制部材との圧接部上流側に対しトナーコアが滞留するのを阻止する滞留阻止剤を備え、層厚規制部材を現像ローラとのニップ幅が現像ローラの回転方向に対して点接触となる剛体部材とした一成分現像装置（例えば、特許文献１参照。）が開示されている。
また、像担持体に対し上方から下向きに配置される、一成分現像剤を収容した現像装置において、前記現像装置の現像剤担持体の上方の近接位置に、現像剤の重量圧を支持する支持部材を設置した現像装置（例えば、特許文献２参照。）が開示されている。また、従来のように複数の現像剤規制部材を設けることなく、磁力を用いて現像剤搬送し、かつ現像剤規制部材が現像ローラにギャップを持って設置されている現像装置（例えば、特許文献３参照。）が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−０３１３５８号公報
【特許文献２】特開２００２−２２１８５３号公報
【特許文献３】特開平０９−３２９９５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、特許文献１ないし３の従来技術の現像剤規制方法とは異なる構成にし、像担持体に対し現像装置が上に配置されても、複雑な現像剤圧力制御手段で高コスト化を招くことなく現像剤規制部材に加わる現像剤の圧力変化を防止することができ、現像剤担持体上の現像剤ムラによる画像ムラをなくした現像装置、これを備えた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を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の現像装置は、潜像担持体に対向して回転可能に設けられた現像剤担持体と、現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤担持体に接触して回転可能に設けられ、現像剤担持体上に現像剤を供給する現像剤供給手段と、現像剤収容部に回転可能に設けられ、現像剤収容部内の現像剤を攪拌循環し、現像剤供給手段上に現像剤を供給する現像剤攪拌部材と、現像剤担持体に接触して設けられ、現像剤担持体上に供給された現像剤を所定量に規制する現像剤規制部材とを備え、現像剤収容部が現像剤担持体の上方に配置され、現像剤収容部と現像剤規制部材との接触部が現像剤担持体のほぼ真上に位置する現像装置において、前記現像装置は、前記現像剤規制部材に加わる現像剤の圧力変化を防止する現像剤粉圧阻止部材を備え、前記現像剤規制部材の上部に前記現像剤粉圧阻止部材を設けたことを特徴とする。
また、本発明の現像装置は、前記現像剤規制部材が金属の薄板状であることを特徴とする。
また、本発明の現像装置は、前記現像剤規制部材がゴムの薄板状であることを特徴とする。
また、本発明の現像装置は、前記現像剤粉圧阻止部材の先端の位置を前記現像剤規制部材の先端の位置と同じにし、又は前記現像剤粉圧阻止部材の先端の位置を前記現像剤規制部材の先端の位置より手前にして、前記現像剤規制部材の先端から前記現像剤粉圧阻止部材までの距離を小さくすることを特徴とする。
また、本発明の現像装置は前記現像剤粉圧阻止部材の先端が薄い形状をしていることを特徴とする。
また、本発明の現像装置は、前記現像剤粉圧阻止部材が前記現像剤収容部のケースと一体に構成されていることを特徴とする。
また、本発明のプロセスカートリッジは、少なくとも上記のいずれかに記載の現像装置を備え、画像形成装置に着脱自在にすることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、少なくとも上記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。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように、本発明の現像装置によれば、規制部材の上方に現像剤の自重圧を支持する現像剤粉圧阻止部材を設けることで規制部材に加わる圧力の変化を少なくし、像担持体上の現像剤コートムラをなくし、画像ムラを防止することができる。また、規制部材先端から現像剤粉圧阻止部材までの距離を同じか小さくして規制部材に加わる現像剤の自重圧の面積を小さくすることで、規制部材の圧力を小さくすることができ、現像剤の劣化を抑制することができる。また、現像剤粉圧阻止部材の先端を薄くすることで、規制部材先端の現像剤の自重による滞留をなくし、滞留した現像剤の急激な劣化を抑制し、画像ムラをなくすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態に用いられる画像形成装置としての電子写真式複写装置を
示している。同図において画像形成装置１は、露光手段２、プロセスカートリッジ３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｂｋ、転写装置４、感光体ドラム５、帯電ローラ６、現像ローラ１２Ｙ等を有している。各プロセスカートリッジ３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｂｋの下方には、転写装置４が配設されている。転写装置４は、中間転写ベルト１９、一次転写ローラ２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋ、二次転写ローラ２１、転写ベルトクリーニング手段２２を有している。
露光手段２は、感光体ドラム５に対して画像情報を露光し、静電潜像を形成する。この露光手段２にはレーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナやＬＥＤなどが用いられる。露光手段２の下方には、各プロセスカートリッジ３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｂｋが配設されている。
各プロセスカートリッジ３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｂｋは、内部に貯容された非磁性の一成分現像剤（以下、トナーという）の色（３Ｙではイエロー、３Ｃではシアン、３Ｍではマゼンタ、３Ｂｋではブラック）を除いてそれぞれ同様に構成されており、図示しないストッパーによってそれぞれ画像形成装置１の装置本体に対して着脱自在に設けられている。
各プロセスカートリッジ３は中間転写ベルト１９の移動方向に並列に４個配設され、イエローＹ、シアンＣ、マゼンタＭ、ブラックＢｋの順で可視像を形成する。
【００１１】
中間転写ベルト１９は、駆動ローラ２３及び各従動ローラ２４，２５，２６に掛け渡さ
れており、図示しない駆動モータによって駆動ローラ２３が回転駆動されることにより、図１に矢印で示す方向に移動される。中間転写ベルト１９は、その表面が各感光体ドラム５Ｙ、５Ｃ，５Ｍ，５Ｂｋの表面にそれぞれ当接する態様で配設されている。
中間転写ベルト１９を介して各感光体ドラム５Ｙ、５Ｃ，５Ｍ，５Ｂｋと対向する位置
には、一次転写ローラ２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋが配設されている。各一次転写
ローラ２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋは、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｃ，５Ｍ，５Ｂｋ
に圧接してそれぞれ回転自在に支持されており、図示しない高圧電源から所定の一次転写バイアス電圧が各一次転写ローラ２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋに印加されることにより、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｃ，５Ｍ，５Ｂｋの表面に形成されたトナー像が中間転写ベルト１９の表面に順次重ね転写されることでフルカラー画像を形成する。
二次転写ローラ２１は画像形成装置１本体に回転自在に支持され、駆動ローラ２３に圧接配置されており、図示しない高圧電源から所定の二次転写バイアス電圧が二次転写ローラ２１に印加されることにより、二次転写ローラ２１と駆動ローラ２３との圧接部に向けて給送された転写材としての用紙２７に中間転写ベルト１９上に形成されたフルカラー画像が転写される。画像を転写された用紙２７は、図示しない定着装置において転写された画像を定着された後、図示しない所定の排紙トレイ上に排出される。また、二次転写ローラ２１で用紙２７上に転写できず中間転写ベルト１９上に残留したトナーは転写ベルトクリーニング手段２２に回収される。
【００１２】
以下に、本発明の特徴部分である現像剤規制部材の上部に現像剤粉圧阻止部材を設けた現像装置について、図２〜図４により説明する。
図２は、現像剤粉圧阻止部材を現像剤規制部材の上部に設けた現像装置を備えるプロセスカートリッジの断面図である。各プロセスカートリッジ３は、感光体ドラム５、帯電ローラ６、現像装置１００、及び感光体クリーニング手段７を一体に結合した構成になっている。各プロセスカートリッジ３はストッパーを解除することにより、画像形成装置１に着脱自在に交換できる構成になっている。
感光体ドラム５は、矢印方向に周速１５０ｍｍ／ｓｅｃで回転している。
帯電ローラ６は、感光体ドラム５の表面に圧接されており、感光体ドラム５の回転により従動回転している。帯電ローラ６には図示しない高圧電源により所定のバイアスが印加され、感光体ドラム５の表面を−５００Ｖに帯電している。
感光体クリーニング手段７は、感光体ドラム５表面の転写残トナーのクリーニングを行う。
現像装置１００は、一成分接触現像であり、感光体ドラム５上の静電潜像をトナー像として顕像化する。現像装置１００には図示しない高圧電源から所定の現像バイアスが供給される。
【００１３】
次に、本発明の現像装置について詳しく説明する。
現像装置１００は、現像剤収容部であるトナー収容室１０１と、現像剤担持体である現像ローラ１０２と、現像ローラ１０２に接触して設けられた現像剤規制部材１０３及び供給ローラ１０４によって構成される。本発明の現像装置１００は、トナー収容室１０１が現像ローラ１０２の上方に配置される縦型構造をとり、現像剤規制部材１０３の上方に現像剤の自重圧を支持する現像剤粉圧阻止部材１０９を配置したことを特徴とする。
現像ローラ１０２は感光体ドラム５の上方に接触して配置され、図示しない高圧電源から所定の現像バイアスが印加される。なお、本実施形態では現像ローラ１０２は感光体ドラム５に接触して配置されているが、非接触で配置されていてもかまわない。
トナー収容室１０１内にはトナー攪拌部材１０５が設けられ、反時計回りの方向で回転することによって収容されたトナーを流動させ、供給ローラ１０４の方向への落下を促進する。供給ローラ１０４の表面には空孔（セル）を有した構造の発泡材料が被覆されており、供給ローラ１０４上におけるトナー付着量を確保するとともに、現像ローラ１０２との接触部での圧力集中によるトナー劣化を防止している。また発泡材料にはカ−ボン微粒子を含有させた導電性のものが用いられ、１０３〜１０１３Ωの電気抵抗値に設定される。供給ローラ１０４には、現像バイアスに対してトナーの帯電極性と同方向にオフセットさせた値の供給バイアスが印加される。この供給バイアスは、現像ローラ１０２との接触部で予備帯電されたトナーを現像ローラ１０２に押し付ける方向に作用する。供給ローラ１０４は反時計回りの方向に回転し、表面に付着させたトナーを現像ローラ１０２の表面に塗布供給する。
現像ローラ１０２には、弾性ゴム層１０６を被覆したローラが用いられ、さらに表面にはトナーと逆の極性に帯電しやすい材料から成る表面コート層１０７が設けられる。弾性ゴム層１０６は、感光体ドラム５との接触状態を均一に保つために、ＪＩＳ−Ａで５０度以下の硬度に設定され、さらに現像バイアスを作用させるために１０３〜１０１０Ωの電気抵抗値に設定される。表面粗さはＲａで０．２〜２．０μｍに設定され、必要量のトナーが表面に保持される。現像ローラ１０２は反時計回りの方向に回転し、表面に保持したトナーを現像剤規制部材１０３及び感光体ドラム５との対向位置へと搬送する。
【００１４】
現像剤規制部材１０３は、ＳＵＳやリン青銅等の金属板バネ材料を用い、自由端側を現像ローラ１０２表面に１０〜７０Ｎ／ｍの押圧力で接触させたもので、その押圧下を通過したトナーを薄層化するとともに摩擦帯電によって電荷を付与する。さらに現像剤規制部材１０３には摩擦帯電を補助するために、現像バイアスに対してトナーの帯電極性と同方向にオフセットさせた値の規制バイアスが印加される。
【００１５】
感光体ドラム５は時計回りの方向に回転しており、従って現像ローラ１０２表面は感光体ドラム５との対向位置において感光体ドラム５の進行方向と同方向に移動する。
薄層化されたトナーは、現像ローラ１０２の回転によって感光体ドラム５との対向位置へ搬送され、現像ローラ１０２に印加された現像バイアスと感光体ドラム５上の静電潜像によって形成される潜像電界に応じて、感光体ドラム５表面に移動し現像される。
感光体ドラム５上に現像されずに現像ローラ１０２上に残されたトナーが再びトナー収容室１０１内へと戻る部分には、封止シール１０８が現像ローラ１０２に接触して設けられ、トナーは現像装置外部に漏れ出ないように封止される。
【００１６】
このような現像装置の構成にすることで、感光体ドラム５に対し現像装置１００が上方に配置されても、複雑な現像剤圧力制御手段で高コスト化を招くことなく、現像剤粉圧阻止部材１０９により現像剤規制部材１０３に加わる現像剤の圧力変化を防止することができ、現像ローラ１０２上の現像剤ムラをなくすことができる。
【００１７】
また、本発明の目的は、現像剤規制部材１０３に加わる現像剤の自重圧の面積を小さくすることにより、現像剤規制部材１０３を現像ローラ１０２に押し当てる圧力自体を小さくすることができ、現像剤の劣化を抑制し、現像剤ムラの発生をなくすことである。
そこで、本発明の現像装置１００は、現像剤粉圧阻止部材１０９の先端の位置を前記現像剤規制部材１０３の先端の位置と同じにし、又は現像剤粉圧阻止部材１０９の先端の位置を現像剤規制部材１０３の先端の位置より手前にして、現像剤規制部材１０３の先端から現像剤粉圧阻止部材１０９までの距離を小さくするようにした。
【００１８】
表１は、押圧力と現像剤規制部材１０３の先端から現像剤粉圧阻止部材１０９の先端までの距離の条件を変えて、筋状画像ムラと画像ムラの発生を確認した結果を示す。現像剤規制部材１０３は、自由端側を現像ローラ１０２表面に１２Ｎ／ｍ、２３Ｎ／ｍ、５３Ｎ／ｍ、１０６Ｎ／ｍの押圧力で接触させた。現像剤規制部材１０３の先端を起点に、現像剤規制部材１０３の先端から現像剤粉圧阻止部材１０９までの距離が、６ｍｍ、３ｍｍ、０ｍｍと小さくなるにつれ、画像ムラの発生が抑制される。しかしながら、現像剤粉圧阻止部材１０９の先端が現像剤規制部材１０３の先端を２ｍｍ越えた場合には、筋状画像ムラが発生した。
【表１】
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【００１９】
図３は、現像剤粉圧阻止部材をトナー収容室のケースと一体に構成した例を示す。簡易な構成で高コスト化を招くことなく、現像剤粉圧阻止部材１０９により現像剤規制部材１０３に加わる現像剤の圧力変化を防止することができ、現像ローラ１０２上の現像剤ムラをなくすことができる。
【００２０】
図４は、現像剤粉圧阻止部材の先端を薄い形状にした例を示す。
本発明の目的は、高湿環境で現像剤の流動性の低下によって生じる現像剤規制部材１０３先端部で現像剤の滞留により、現像ローラ１０２上の筋状現像剤コートムラによる画像ムラが発生するのを防ぐことである。
そこで、本発明の現像装置１００は、現像剤の自重による圧力を支持する現像剤粉圧阻止部材１０９の先端を薄くすることにより、現像剤規制部材１０３の先端での現像剤の滞留をなくし、滞留した現像剤の急激な劣化を抑制し、筋状画像ムラの発生を防止した。
【００２１】
表２は、３０℃／８０％の高温高湿環境で１００００枚のプリントを行い、筋状画像ムラの発生を確認した結果を示す。
【表２】
2007079322.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態を採用した画像形成装置としての電子写真複写装置の概    略正面図である。
【図２】現像剤粉圧阻止部材を現像剤規制部材の上部に設けた現像装置を備えるプロ    セスカートリッジの断面図である。
【図３】現像剤粉圧阻止部材をトナー収容室のケースと一体に構成した例を示す。
【図４】現像剤粉圧阻止部材の先端を薄い形状にした例を示す。
【符号の説明】
【００２３】
１  画像形成装置（電子写真複写装置）
２  露光手段
３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｂｋ  プロセスカートリッジ
４  転写装置
５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｂｋ  像担持体（感光体ドラム）
６Ｙ，６Ｃ，６Ｍ，６Ｂｋ  帯電ローラ
７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｂｋ  感光体クリーニング手段
８Ｙ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｂｋ  現像装置
１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｂｋ  現像剤担持体（現像ローラ）
１４Ｙ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｂｋ  現像剤供給部材（供給ローラ）
１９  中間転写ベルト
２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋ  一次転写ローラ
２１  二次転写ローラ
２２  転写ベルトクリーニング手段
２３  駆動ローラ
２４，２５，２６  従動ローラ
２７  用紙
１００  現像装置
１０１  トナー収容室（現像剤収容部）
１０２  現像ローラ（現像剤担持体）
１０３  現像剤規制部材
１０４  供給ローラ（現像剤供給手段）
１０５  トナー攪拌部材（現像剤攪拌部材）
１０６  弾性ゴム層
１０７  表面コ−ト層
１０８  封止シール
１０９  現像剤粉圧阻止部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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