(57)【要約】【課題】現像ローラと規制部材との当接圧を安定化させ、現像ローラに担持されるトナーの層厚を一定にすることを課題とする。【解決手段】トナーを収容する現像槽と、前記現像槽に収容されたトナーを担持して、感光体ドラムに供給する現像ローラと、前記現像ローラの表面に当接し、現像ローラに担持されたトナーの層厚を規制する規制部材とを備え、前記規制部材が、前記現像ローラの表面に当接する可撓性シートと、可撓性シートを移動可能に収容するシート保持部材とからなり、前記可撓性シートは、長方形状の弾性部材であり、前記シート保持部材は、凹部を有し、凹部の側面および底面に、前記可撓性シートの２つの長辺が接触するように、可撓性シートをＵ字形状に湾曲させた状態で保持し、可撓性シートの湾曲した頂点部分が前記現像ローラの表面と接触することを特徴とする現像装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを収容する現像槽と、
前記現像槽に収容されたトナーを担持して、感光体ドラムに供給する現像ローラと、
前記現像ローラの表面に当接し、現像ローラに担持されたトナーの層厚を規制する規制部材とを備え、
前記規制部材が、前記現像ローラの表面に当接する可撓性シートと、可撓性シートを移動可能に収容するシート保持部材とからなり、
前記可撓性シートは、長方形状の弾性部材であり、
前記シート保持部材は、凹部を有し、凹部の側面および底面に、前記可撓性シートの２つの長辺が接触するように、可撓性シートをＵ字形状に湾曲させた状態で保持し、可撓性シートの湾曲した頂点部分が前記現像ローラの表面と接触することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記シート保持部材の凹部の側面と底面とが、曲面で接続されてい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】
前記シート保持部材の凹部の底面が、水平方向に対して所定の角度を有する傾斜面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】
前記シート保持部材の凹部の一方の側面と底面とが曲面で接続され、凹部の前記曲面に接触する可撓性シートの長辺のみが移動可能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５】
前記請求項１から４のいずれかに記載された現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、
前記感光体ドラムの表面を帯電させる帯電装置と、
感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する露光装置と、
前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、
トナー補給装置から補給されたトナーを用いて前記現像装置が感光体ドラムの表面に形成したトナー像を、記録媒体に転写する転写装置と、
前記転写されたトナー像を前記記録媒体に定着させる定着装置とを備えた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】
この発明は、現像装置に関し、さらに、電子写真方式によりこの現像装置を用いて画像形成を行う静電複写機、レーザプリンタ及びファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現像装置は、現像剤担持体である現像ローラに形成されたトナーを、感光体ドラムに供給し、感光体ドラムの表面に形成された静電潜像を現像するものである。
従来の一成分トナーを用いた現像方式としては、現像ローラと感光体ドラムとの関係で、接触方式と非接触方式等の種々の方式が提案されており、いずれの方式でも、現像ローラの表面上に、一成分トナーを薄膜形成するために、現像剤の量を規制する現像剤量規制部材が現像ローラに当接するように備えられている。
【０００３】
また、この現像剤量規制部材の小型化や、濃度ムラの発生防止等の観点から、現像ローラに当接して押圧部を有する可撓性のシート状の現像剤量規制部材を用いた現像装置が提案されている（特許文献１参照）。
この特許文献１には、現像剤を担持し、像担持体に形成された静電像を現像剤で現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持された現像剤の量を規制するための現像剤量規制手段とを有し、現像剤量規制手段は、前記現像剤担持体に当接して押圧する押圧部を有する可撓性のシート状の現像剤量規制部材と、該現像剤量規制部材が前記現像剤担持体に当接していない状態において前記現像剤量規制部材が前記現像剤担持体に向けて凸となる曲率形状を有するように前記現像剤量規制部材を保持する保持部材とを備える現像装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４２３３４５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のようなシート状の現像剤量規制部材を用いた現像装置では、規制部材に対する押し込み量が増加すると、その規制部材が大きく変形し、さらに現像ローラが回動することにより、現像ローラと接触する規制部材の当接部が不安定となるので、現像ローラと規制部材との間の当接圧が安定せず、現像ローラの表面に対して、現像剤が均一な量となるように規制することができないという問題がある。
そこで、この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであり、規制部材の変形を抑制して安定した当接圧で、トナーを現像ローラに与えることのできる現像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】
【０００６】
この発明は、トナーを収容する現像槽と、前記現像槽に収容されたトナーを担持して、感光体ドラムに供給する現像ローラと、前記現像ローラの表面に当接し、現像ローラに担持されたトナーの層厚を規制する規制部材とを備え、前記規制部材が、前記現像ローラの表面に当接する可撓性シートと、可撓性シートを移動可能に収容するシート保持部材とからなり、前記可撓性シートは、長方形状の弾性部材であり、前記シート保持部材は、凹部を有し、凹部の側面および底面に、前記可撓性シートの２つの長辺が接触するように、可撓性シートをＵ字形状に湾曲させた状態で保持し、可撓性シートの湾曲した頂点部分が前記現像ローラの表面と接触することを特徴とする現像装置を提供するものである。
【０００７】
これによれば、現像ローラの表面に当接する可撓性シートをＵ字形状に湾曲させた状態で、シート保持部材に移動可能に収容するので、現像ローラに当接する可撓性シートの頂点部分の変形を抑制することができ、安定した当接圧により現像ローラに担持されたトナーの層厚をほぼ一定にすることができる。
【０００８】
また、可撓性シートを可動とするために、前記シート保持部材の凹部の側面と底面とが、曲面で接続されるようにしてもよい。
あるいは、前記シート保持部材の凹部の底面を、水平方向に対して所定の角度を有する傾斜面にしてもよい。
さらに、前記シート保持部材の凹部の一方の側面と底面とが曲面で接続され、凹部の前記曲面に接触する可撓性シートの長辺のみが移動可能であるようにしてもよい。
【０００９】
さらに、この発明は、表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、前記感光体ドラムの表面を帯電させる帯電装置と、感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する露光装置と、前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、トナー補給装置から補給されたトナーを用いて前記現像装置が感光体ドラムの表面に形成したトナー像を、記録媒体に転写する転写装置と、前記転写されたトナー像を前記記録媒体に定着させる定着装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、現像ローラの表面に当接する可撓性シートを、シート保持部材に移動可能に収容するので、現像ローラに当接する可撓性シートの頂点部分の変形を抑制することができ、安定した当接圧により、現像ローラに担持されたトナーの層厚をほぼ一定にすることができる。
また、現像ローラの表面に担持されるトナーの層厚がほぼ一定となるので、感光体に与えられるトナーの量のばらつきを少なくすることができ、現像されたトナー像の濃度ムラが防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の現像装置の一実施例の構成を示す概略断面図である。
【図２】この発明の規制部材と現像ローラとの接触部分の一実施例の概略説明図である。
【図３】この発明の可撓性シートとシート保持部材との接触部分の一実施例の概略断面図である。
【図４】この発明の可撓性シートの押し込み量と当接圧との関係グラフである。
【図５】この発明の可撓性シートの両端が上方向に移動した状態の一実施例の概略断面図である。
【図６】この発明のシート保持部材の凹部の形状が傾斜面で形成された規制部材の一実施例の概略断面図である。
【図７】この発明のシート保持部材の凹部の形状を、可撓性シートの端部の片側のみを可動できるようにした規制部材の一実施例の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の実施形態の現像装置について、図面を参照して説明する。
なお、これによって、この発明が限定されるものではない。
＜現像装置の構成＞
図１に、この発明の現像装置１の一実施例の構成についての概略断面図を示す。
以下には、本発明の現像装置の主要部分について説明する。ただし、その他の構成については、画像形成装置の一般的な技術が適用できることはいうまでもない。
【００１３】
図１に示すように、この発明の現像装置１は、主として、トナー２を担持する現像ローラ３と、トナー２を収容する現像槽４と、現像槽４の中でトナー２を撹拌搬送する撹拌搬送部材５と、トナー２を現像ローラ３に与える供給ローラ６と、現像ローラ３の表面上に均一な厚さのトナー層を形成するための可撓性シート７と、可撓性シート７をその内部に保持するシート保持部材８を備える。
可撓性シート７とシート保持部材８は、上記した規制部材に相当する。
【００１４】
現像槽４内は、収容されたトナーを、供給ローラ６の方へ導くための搬送路が形成され、その搬送路内に撹拌搬送部材５が備えられる。
撹拌搬送部材５は、不図示の回転軸部と、回転軸部から半径方向外方に突出する不図示の複数の羽根片を含んで構成され、搬送路内のトナーを撹拌しながら、供給ローラの方向へ搬送する部材である。撹拌搬送部材５は、現像槽４内に回転自在に設けられ、たとえば、矢印で示す反時計方向に回転している。各羽根片は、例えば、ＰＥＴ（Polyethylene  Terephthalate）等の樹脂を用いて薄板状に形成される。
【００１５】
供給ローラ６は、図１の紙面に垂直な方向に長い円筒形状の部材であり、発泡ウレタン等の多孔性弾性部材である。供給ローラ６は、現像ローラ３と接触している。撹拌搬送路部材５によって搬送されてきたトナー２が供給ローラ６の表面に導かれると、供給ローラ６が回転することにより、その表面の空孔に、トナー２を吸着しつつ、現像ローラ３を摺擦することで、トナー２を現像ローラ３に供給する。また、供給ローラ６は、現像後に現像ローラ３に残存した余分のトナー２をクリーニングする機能も有する。
【００１６】
供給ローラ６と現像ローラ３の接触部分の食い込み量は、たとえば０．５ｍｍ程度とすることが好ましい。また、この接触部分の長手方向、すなわち供給ローラ６の軸線方向の幅は、たとえば、３３０ｍｍに設定される。供給ローラ６としては、たとえば、直径は１６ｍｍ程度の円筒形状で、アスカーＣ硬度で５度のウレタンスポンジを用いることができる。
【００１７】
現像槽４は、例えば、ＡＢＳなどの硬質の合成樹脂等で形成され、外観が略直方体形状を有する容器部材である。なお、トナー２としては、たとえばポリエステル樹脂を主成分とし、粉砕法で作製され、体積平均粒子径が９μｍのトナーを用いることができる。
【００１８】
現像ローラ３は、現像槽４内に回転自在に設けられた円筒形状の部材であり、供給ローラ６から与えられたトナー２を担持して、感光体９に搬送する部材である。現像ローラ３は、所定の間隔をあけて感光体９を臨み、供給ローラ６とは接触するような位置に、軸線が感光体９および供給ローラ６の回転軸線と平行になるように配置され、現像槽４本体の不図示のフレーム部に支持されている。
現像ローラ３の回転方向は、供給ローラ６および感光体９の回転方向と逆方向である。現像ローラ３は、たとえば、アルミニウムなどの金属材料で形成され、直径１６ｍｍ、肉厚が１ｍｍ程度で、表面の算術平均粗さＲａが、０．３〜０．８μｍとなるようにサンドブラスト処理される。
【００１９】
また、現像ローラ３は、たとえば、周速度１４５ｍｍ／ｓｅｃで、軸線周りに回転駆動される。
この場合、感光体９の周速度は、１４５ｍｍ／ｓｅｃ、供給ローラ６の周速度は、１１６ｍｍ／ｓｅｃ、撹拌搬送部材５の回転数は、１５７ｒｐｍとすればよい。
感光体９は、帯電と露光によりその表面に静電潜像が形成される部材である。
感光体９の直径はたとえば３０ｍｍであり、所定の間隔をあけて現像ローラ３と対向して配置される。感光体９と現像ローラ３との間隔は、不図示の間隔保持部材により、たとえば、２００±２０μｍに設定される。
【００２０】
図１に示すように、現像ローラ３の上方近傍に、現像ローラ３の表面に当接しトナーの層厚を規制する規制部材が配置される。すなわち、表面に形成されたトナー２の層を一定の層厚にするための可撓性シート７と、保持部材８とが配置される。
可撓性シート７は、厚さが薄く一方向に細長い長方形状の弾性部材であり、たとえば、ウレタンゴムによって形成される。
【００２１】
図２に、規制部材と現像ローラ３と接触部分の一実施例の概略を示した図であり、現像ローラ３の軸方向からみた断面概略図を示す。
図２に示すように、可撓性シート７は、その端部（７−１、７−２）をシート保持部材８の凹部２１で受け、短辺側がＵ字形状に湾曲させられた状態で、シート保持部材８の中に収容される。すなわち、可撓性シート７の２つの長辺（端部７−１、７−２）が、シート保持部材８の凹部２１の内壁の側面（３１−１、３１−２）および底面２２に接触するように、保持される。
図２では、可撓性シート７が移動可能なように、凹部の側面（３１−１、３１−２）と底面２２とが、ゆるやかな曲面で接続されている。
【００２２】
図２に示すように、可撓性シート７のＵ字形状の湾曲した頂点部分（短辺のほぼ中央部分）が、現像ローラ３に接触することにより、現像ローラ３の表面上に、一定厚みを持つ帯電を有したトナー２の層が担持される。帯電した電荷を有するトナー２の層は、現像ローラ３と感光体９との電位差に応じて、現像ローラ３から感光体９に供給されて、感光体表面の静電潜像を現像し、トナー像を形成する。
【００２３】
また、可撓性シート７の硬度は、たとえば、ＪＩＳ−Ａ硬度で６５度〜８５度に設定されるものを用いればよいが、可撓性シート７の当接部が変形せずにその端部（７−１、７−２）が移動可能となり、かつ安定した当接幅を得るためには、７０度〜８０度に設定されたものを用いることが好ましい。
また、可撓性シート７は、たとえば、厚み０．３〜１．０ｍｍ、短辺の長さを１３ｍｍ、長辺の長さを３３０ｍｍに設定したものを用いればよい。
【００２４】
シート保持部材８は、一つの表面に凹部２１を有する直方体形状の部材であり、上記したように、その凹部２１に、Ｕ字形状に湾曲された可撓性シート７が収容される。
シート保持部材８は、例えば、ＡＢＳなどの硬質の合成樹脂等により形成され、上記寸法の可撓性シート７を用いる場合、たとえば、凹部の幅は５ｍｍ、凹部の深さは３ｍｍに設定すればよい。
また、シート保持部材８の凹部２１の底面部分２２は、平面ではなく、ゆるやかなＵ字形状の曲面で形成する。
さらに、凹部の側面（３１−１、３１−２）と底面２２とは、９０°で直交するのではなく、図２のようなゆるやかな曲面で接続する。
あるいは、後述するように、底面を図６のような傾斜面とし、側面と傾斜面とが９０°よりも大きい鈍角で交わるようにしてもよい。
この凹部２１の側面あるいは曲面に、可撓性シート７のＵ字形状の端部（長辺）７−１、７−２が接触することにより、可撓性シート７は、凹部の内壁面に沿って、図２の紙面の上下方向に移動する。すなわち、可撓性シート７のＵ字形状の端部（７−１、７−２）は、シート保持部材８の凹部２１に対して、移動可能に接触している。
【００２５】
図３に、可撓性シート７の端部とシート保持部材８との接続部分の構成を、現像ローラ３の軸方向から見た概略断面図を示す。
ここでは、シート保持部材の凹部の底面は傾斜面であり、可撓性シート７のＵ字形状の端部と、シート保持部材８の凹部の内壁の傾斜面との接触部分を示している。
Ｕ字形状に保持された可撓性シート７が、下方にある現像ローラ３によって上方に押し込まれた場合、可撓性シート７の端部（７−１、７−２）は、上方向の力（以下、力Ｆ−１、当接圧とも呼ぶ）を受ける。力Ｆ−１は、シート保持部材８の凹部の傾斜面に垂直な方向の力Ｆ−１ａと、傾斜面に水平な方向の力Ｆ−１ｂ（水平当接圧とも呼ぶ）に分解できる。
【００２６】
もし、現像ローラ３により上方への押し込み量が増えると、力Ｆ−１が大きくなり、力Ｆ−１ｂも大きくなる。しかし、力Ｆ−１ｂが所定の力を超えるような場合、つまり当接圧が所定の値を超えた場合、可撓性シート７の端部が上方向（図３では、右上方向）へ移動する。そのため、押し込み量が増えても、可撓性シート７に対する実際の押し込み量の当接圧の力（Ｆ−１）は変化せず、力Ｆ−１ｂも同一の所定の水平当接圧で保持される。
【００２７】
また逆に、可撓性シート７の端部が傾斜面の上方向に移動している状態で、現像ローラ３の円周振れ等により押し込み量が少なくなった場合、可撓性シート７の復元力Ｆ−２の傾斜面に水平な方向の力Ｆ−２ｂ（水平当接圧）により、可撓性シート７の端部が下方向（図３では左下方向）に移動する。したがって、シートが移動すると、可撓性シート７に対する実際の押し込み量は変化せず、力Ｆ−１も同一の所定の当接圧で保持される。これにより、図４に示すように、押し込み量の大きさに関わらず、ほぼ一定の安定した当接圧を得ることができる。
【００２８】
図４に、可撓性シート７の押し込み量と、上方向の力Ｆ−１の当接圧との関係グラフを示す。
横軸の押し込み量は、シートの端部の上方向への移動量（長さｍｍ）を示し、縦軸の当接圧は、傾斜面の上方向への力（圧力Ｎ）を示している。
図４のグラフにおいて、実線ａはこの発明のグラフを示し、点線ｂ１と破線ｂ２とは、従来用いられていた規制部材のグラフを示している。従来の規制部材は、現像ローラと接触しても、可動することなく、シートが固定された位置で変形するものである。
点線ｂ１は、比較的バネ定数の大きな部材の場合のグラフであり、破線ｂ２は、比較的バネ定数の小さな部材の場合のグラフである。
【００２９】
従来のどちらの場合も、現像ローラ３による上方への押し込み量が増加すると、ほぼ比例して、規制部材の内壁面への当接圧が増加している。
したがって、従来の規制部材のように可動しない場合は、当接圧が所定値以上に大きくなると、可撓性シートの変形が大きくなるので、現像ローラの表面上のトナーの層厚が均一とならない場合が生じやすい。
これは、上記したように、可撓性シート７が移動可能なように、シート保持部材８の凹部の内壁面に接触しているからである。
【００３０】
このように、可撓性シート７が現像ローラから受ける当接圧によって可動するので、当接圧を安定化することができ、可撓性シートの頂点部分の変形を抑制することができ、その安定した当接圧により、現像ローラに担持されたトナーの層厚をほぼ一定にすることができる。
したがって、トナーの層厚が一定となるので、感光体に与えられるトナーの量のばらつきを少なくすることができ、現像されたトナー像の濃度ムラも防止できる。
【００３１】
可撓性シート７と現像ローラ３との当接幅と、上記所定の当接圧とは、シート保持部材８の凹部の形状と可撓性シート７の厚さによって制御が可能である。
たとえば、シート保持部材８の凹部の形状を力F−１の傾斜面に水平な方向の力の成分F−１ｂが大きくなるような形状にすると、可撓性シート７の端部を移動させるための力F−１、つまり可撓性シート７の端部が移動を開始する当接圧を下げることができる。
ここで、傾斜面に水平方向の力の成分Ｆ−１ｂが大きくなるようなシート保持部材８の凹部形状とは、たとえば、シート保持部材８の凹部の側面（３１−１、３１−２）と底面２２がなす角が大きい形状である。
【００３２】
図５に、可撓性シート７の両端（７−１、７−２）が上方向に移動した状態の一実施例であって、現像ローラ３の軸方向から見た断面概略図を示す。
図５では、可撓性シート７の厚さを、図２よりも厚くした場合（たとえば、０．８ｍｍ）を示している。
可撓性シート７の厚さを厚くすると、弾性力が高くなるため、押し込み量を増やしても湾曲面の曲率がほとんど変化せずに可撓性シート７の両端（７−１、７−２）が上方向へ移動する。したがって、可撓性シートと現像ローラとの当接幅は拡がらない。よって、シートの変形が大きくなることはなく、トナーに与えるストレスを低減させるという効果がある。
【００３３】
図６に、シート保持部材８の凹部の形状が傾斜面で形成された規制部材の、現像ローラ３の軸方向からみた断面概略図を示す。
ここでは、シート保持部材８の凹部２１の底面が、水平方向に対して所定の傾斜角を有する２つの傾斜面（２３−１、２３−２）で形成されている。
たとえば、水平方向から上方向へ３０〜４５度程度の傾斜面とする。
このように、一定の傾斜角を有する傾斜面（２３−１、２３−２）とすると、当接している可撓性シート７が傾斜面に沿って上方ななめ方向に移動することにより、傾斜面の水平方向成分については、ほぼ一定で安定した水平当接圧がかかる。
したがって、押し込み量が増加しても、可撓性シート７の変形が大きくなることを抑制することができる。
すなわち、シート保持部材８の凹部形状を傾斜面にすることで、押し込み量が増えた時に受ける力に対する斜面に水平な方向の力の割合が変化しないので、斜面の傾斜角度を変化させるだけで、容易に安定した当接圧を制御できる。
【００３４】
図７に、シート保持部材８の凹部の形状を可撓性シート７の端部（長辺）の片側のみが可動できるようにした構成の、現像ローラ３の軸方向から見た断面概略図を示す。
図７において、シート保持部材８の凹部の一方の側面３１−１（図７の左側側面）と底面２４とが曲面で接続され、この曲面に接触する可撓性シート７の一方の長辺７−１（端部）が移動可能となっている。
図７では、シート保持部材８の凹部の右側の端部は、右側側面３１−２と底面２４とがほぼ直交しており、可撓性シート７の右側端部７−２は、移動できない。
一方、シート保持部材８の凹部の左側の端部は、図２および図５と同様に曲面を有しているので、可撓性シート７の左側端部７−１（長辺）は、移動可能となっている。
したがって、現像ローラ３により上方向の押し込み量が増加すると、可撓性シート７の左側端部７−１のみが上方向へ移動するが、右側端部７−２は移動しない。
このように、可撓性シートの片側のみを移動可能にすることによって、両端を移動可能にした場合に比べて、移動可能な可撓性シート７の端部（図７の左側）にかかる力は大きくなるため、小さな当接圧でも、可撓性シート７を可動させることができ、当接圧を安定させることが可能となる。
【符号の説明】
【００３５】
１  現像装置
２  トナー
３  現像ローラ
４  現像槽
５  撹拌搬送部材
６  供給ローラ
７  可撓性シート
７−１  左側端部（長辺）
７−２  右側端部（長辺）
８  シート保持部材
９  感光体
２１  凹部
２２  底面
２３−１、２３−２  傾斜面
２４  底面
３１−１、３１−２  側面
【図１】
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【図２】
2013186175.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2013186175.tif 000007
【図６】
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【図７】
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