(57)【要約】【課題】現像した画像の幅方向の中央部ほど画像濃度が高くなる濃度ムラが生じることことを抑制できる現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供する。【解決手段】現像剤担持体である現像ローラ３と、現像ローラ３の表面に対して規制ギャップを介して対向するように配設された規制部材であるドクタブレード４と、現像剤収容部である供給路２１内に配置され、現像ローラ３の表面移動方向に直交する幅方向に延在する回転軸部である供給軸部１ａに羽部である供給羽部１ｂが固定され、回転することで供給軸部１ａの軸方向に現像剤を搬送する現像剤搬送部材である供給スクリュ１とを有する現像装置１３において、供給軸部１ａの軸径は、軸方向における両端部よりも中央部の方が小さい構成とする。【選択図】図１
2017078744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の表面に対して規制ギャップを介して対向するように配設された規制部材と、
現像剤収容部内に配置され、前記現像剤担持体の表面移動方向に直交する幅方向に延在する回転軸部に羽部が固定され、回転することで前記回転軸の軸方向に現像剤を搬送する現像剤搬送部材とを有する現像装置において、
前記回転軸部の軸径は、前記軸方向における両端部よりも中央部の方が小さいことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
潜像を担持する潜像担持体と、
前記潜像担持体の表面上の潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像手段と、を少なくとも備えるプロセスカートリッジにおいて、
前記現像手段として、請求項１に記載の現像装置を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項３】
潜像担持体と、
前記潜像担持体に形成された潜像を現像剤で現像する現像手段とを備えた画像形成装置において、
前記現像手段として、請求項１に記載の現像装置を用い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、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】
従来、現像剤担持体の表面に対して所定の間隙（以下、規制ギャップという）を介して自らの先端を対向させるように配設され、現像剤担持体の表面上における現像剤の層厚を規制する規制部材を有する現像装置が知られている。
【０００３】
特許文献１に記載の現像装置も、規制部材としての規制ブレードを有しており、現像剤担持体としての現像ローラの表面に対して規制ギャップを介して規制ブレードの先端を対向させている。回転可能な現像ローラは、内部に非回転のマグネットローラを有している。磁性キャリアとトナーとを含有する現像剤を収容する現像剤収容部には、回転軸部と螺旋状の羽部とを有し、回転することで回転軸部の軸方向に現像剤を搬送する現像剤搬送部材が配置されている。現像剤収容部内の現像剤は、マグネットローラの汲み上げ磁極の磁力によって現像ローラ表面に汲み上げられる。現像ローラの表面上に汲み上げられた現像剤は、マグネットローラの磁力によって現像ローラの表面上に担持され、規制ブレードによってその層厚が規制された後、潜像担持体である感光体と対抗する現像領域で現像に寄与する。特許文献１に記載の現像装置は、規制ブレードにおける現像ローラの表面移動方向と直交する幅方向の両端部で装置本体のケーシングに固定されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
規制ブレードを幅方向の両端部でケーシングに固定する構成では、現像した画像の幅方向の中央部ほど画像濃度が高くなる濃度ムラが生じることがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、現像剤担持体と、前記現像剤担持体の表面に対して規制ギャップを介して対向するように配設された規制部材と、現像剤収容部内に配置され、前記現像剤担持体の表面移動方向に直交する幅方向に延在する回転軸部に羽部が固定され、回転することで前記回転軸の軸方向に現像剤を搬送する現像剤搬送部材とを有する現像装置において、前記回転軸部の軸径は、前記軸方向における両端部よりも中央部の方が小さいことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、現像した画像の幅方向の中央部ほど画像濃度が高くなる濃度ムラが生じることことを抑制できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】現像装置の中央部近傍と両端部近傍との断面説明図。
【図２】実施形態に係る複写機の概略構成図。
【図３】実施形態に係るプロセスカートリッジの断面説明図。
【図４】現像装置の断面説明図。
【図５】現像装置の下ケース内を模式的に示す上面図。
【図６】現像装置の中央部近傍と両端部近傍との現像剤の嵩を示す断面説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を画像形成装置としての複写機（以下、「複写機１００」という）に適用した、実施形態について説明する。
図２は、複写機１００の概略構成図である。複写機１００はプリンタ部２０、プリンタ部２０の下方に配置された給紙部６０、及びプリンタ部２０の上方に配置された画像読取部４０等を備える。
プリンタ部２０は、ドラム状の潜像担持体である感光体１１と現像手段である後述する現像装置１３とを一体に備えたプロセスカートリッジとしてのプロセスユニット１０、及び転写手段としての転写ローラ３１を備えた転写ユニット３０等を備える。
【０００９】
プロセスユニット１０の図２中の左側には潜像形成手段である書き込みユニット５０を備える。書き込みユニット５０の上方には、プロセスユニット１０の現像装置に供給するトナー（フレッシュトナー）を収容するためのトナーボトル９３が配置されている。書き込みユニット５０の下方には、プロセスユニット１０の回収手段で回収されたトナーを溜める廃トナーボトル９４が配置されている。感光体１１と転写ローラ３１とが対向する転写ニップの上方には、定着部８０が配置されている。
給紙部６０は、記録媒体としての用紙Ｐが積層して収容された給紙トレイ６１（ａ、ｂ）、給紙ローラ対７０（ａ、ｂ）及び搬送ローラ対７１（ａ、ｂ）等を備える。
【００１０】
画像形成時には、プリンタ部２０では、画像読取部４０によって読み取られた画像情報（画像データ）や外部装置から入力された画像情報に基づいて、書き込みユニット５０から照射される露光光によって感光体１１の表面上に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置１３によりトナー像として可視像化される。
【００１１】
一方、給紙部６０では、選択されたいずれかの給紙トレイ６１からピックアップローラによって用紙Ｐが一枚ずつ給紙される。そして、給紙ローラ対７０（ａ、ｂ）及び搬送ローラ対７１（ａ、ｂ）によってレジストローラ対７２に向けて搬送される。レジストローラ対７２に達した用紙Ｐは、斜めずれを修正された後、感光体１１上のトナー像に対する位置が一致するタイミングで、転写ニップに送られる。
【００１２】
転写ニップでは、転写ローラ３１に転写バイアスが印加され、感光体１１上のトナー像が用紙Ｐに静電力で転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは定着部８０に送られ、ここで熱と圧力とによりトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙Ｐは排紙ローラ対９１により画像読取部４０の下方に位置する排紙トレイ９２に排出されてスタックされる。
【００１３】
図３は、図２に示すプロセスユニット１０の構成を説明する断面図である。
図３に示すように、プロセスユニット１０には、感光体１１の他に、帯電部１２、現像装置１３、及びクリーニング部１４等を備える。帯電部１２は、図２に示す書き込みユニット５０による露光工程の前段で感光体１１の表面を一様に帯電し、クリーニング部１４は、図に示す転写ニップでの転写後の感光体１１の表面をクリーニングする。クリーニング部１４のクリーニングにより感光体１１の表面から除去されたトナーは、回収トナー搬送スクリュ１５で搬送され、回収トナーとして図２に示す廃トナーボトル９４へ搬送され、あるいはリサイクルトナーとして現像装置１３に供給される。
【００１４】
図４は、現像装置１３の断面説明図である。
図４に示すように、現像装置１３は、キャリアとトナーからなる二成分の現像剤を収容する現像剤容器であるケーシング５を備える。ケーシング５は、現像剤を収容する下ケース５ａと、下ケース５ａの開口側を覆う上ケース５ｂとから構成されている。下ケース５ａには、ケーシング５内の現像剤を撹拌しながら搬送する搬送部材としての供給スクリュ１及び攪拌スクリュ２が配置されている。
【００１５】
図４に示すように、上ケース５ｂには、現像剤担持体である現像ローラ３と、現像ローラ３上の現像剤の層厚（量）を規制する現像剤規制部材としての板状のドクタブレード４とが保持されている。
現像ローラ３は、現像剤を表面上に担持して図３中の矢印Ａで示す方向に回転し、対向配置され図３中の矢印Ｂ方向に回転する感光体１１に担持する現像剤中のトナーを供給する。ドクタブレード４は、現像ローラ３の表面との間にある一定の間隔の現像ギャップを形成するように、ケーシング５の上ケース５ｂに固定されている。
【００１６】
下ケース５ａの内部は、供給スクリュ１が配置された供給路２１と、攪拌スクリュ２が配置された攪拌路２２とに、仕切り板２３によって仕切られている。
図５は、下ケース５ａ内を模式的に示す上面図である。図４及び図５に示すように、供給スクリュ１は、供給軸部１ａと螺旋状の供給羽部１ｂとによって形成され、攪拌スクリュ２は、攪拌軸部２ａと螺旋状の攪拌羽部２ｂとによって形成される。
【００１７】
図５に示すように、供給スクリュ１及び攪拌スクリュ２は、それぞれ供給軸受１ｃ及び攪拌軸受２ｃによって下ケース５ａに回転自在に支持されている。仕切り板２３の長手方向の奥側端部及び手前側端部には、それぞれ奥側開口部２３ａ及び手前側開口部２３ｂが形成されており、これらの二つの開口部によって供給路２１と攪拌路２２とが連通している。
【００１８】
供給路２１内の現像剤は、供給スクリュ１が図３中の矢印Ｃで示す方向に回転することで、図４中の手前側から奥側に向かう方向（図５中の矢印Ｅ方向）に搬送される。供給路２１の下流端に到達した現像剤は、図５中の矢印Ｆに示すように、奥側開口部２３ａを通過して攪拌路２２に受け渡される。攪拌路２２内の現像剤は、攪拌スクリュ２が図３中の矢印Ｄで示す方向に回転することで、図４中の奥側から手前側に向かう方向（図５中の矢印Ｇ方向）に搬送される。攪拌路２２の下流端に到達した現像剤は、図５中の矢印Ｈに示すように、手前側開口部２３ｂを通過して供給路２１に受け渡される。このように、現像剤は現像装置１３内の供給路２１と攪拌路２２との間を循環する。
【００１９】
供給路２１内の現像剤は、供給スクリュ１の回転によって軸方向に搬送されつつ、現像ローラ３の内部のマグネットローラの磁力によって汲み上げられ、現像ローラ３の表面上に供給される。
現像ローラ３の表面上に汲み上げられた現像剤は、ドクタブレード４により一定の高さ（層厚）に規制され、現像領域において感光体１１の表面上の静電潜像の現像に用いられる。現像領域を通過した現像ローラ３の表面上の現像剤は、マグネットローラの磁力によって形成される分離極の作用によって現像ローラ３の表面上から分離し、供給路２１内に戻る。
【００２０】
図１は、現像装置１３の断面説明図である。図１（ａ）は、供給スクリュ１の軸方向（図４の紙面に直交する方向）中央部近傍の断面図であり、図１（ｂ）は、供給スクリュ１の軸方向（図４の紙面に直交する方向）両端部のうちの一端部近傍の断面図である。
図１及び図５に示すように、本実施形態の現像装置１３は、供給軸部１ａの中央部の軸径が両端部に比べて小さくなる供給スクリュ１を備えている。
【００２１】
図６は、図１に示す現像装置１３の供給路２１内の現像剤Ｊの嵩を示す説明図である。図６（ａ）は、供給スクリュ１の軸方向（図４の紙面に直交する方向）中央部近傍の断面図であり、図６（ｂ）は、供給スクリュ１の軸方向（図４の紙面に直交する方向）両端部のうちの一端部近傍の断面図である。
【００２２】
現像装置１３では、ドクタブレード４が幅方向の両端部でネジ止めすることによりケーシング５に取り付けられている。このような構成では、幅方向の中央部ほど現像領域に到達する現像剤の量が多くなり、画像濃度ムラが生じることがある。これは以下の理由によるものと考えられる。
【００２３】
すなわち、ドクタブレード４が堰きとめる現像剤の圧力によってドクタブレード４に対して現像ローラ３の回転方向下流側に向かう力が作用し、ネジによって固定されていないドクタブレード４の幅方向中央部が現像ローラ３の回転方向下流側に変位するように撓む。これにより、規制位置における幅方向の両端部の規制ギャップよりも中央部の規制ギャップの方が大きくなるように現像ギャップに偏差が生じてしまう。この現像ギャップの偏差により、規制位置における幅方向の中央部を通過する現像剤の量が、端部を通過する現像剤の量よりも多くなり、画像濃度ムラが生じる。
【００２４】
従来の現像装置は、供給スクリュの回転軸部の軸径が軸方向の全域に渡って均一であり、供給路内における高さ当たりの現像剤を収容し得る容量は軸方向の全域に渡って一様である。このため、供給路内の現像剤の嵩の高さは収容する現像剤の量に比例し、現像領域を通過した現像剤が供給路内に戻ってくる構成では、供給路内の現像剤の量は軸方向であまり変動せず、嵩の高さも略同じである。このような従来の現像装置では、現像ローラの表面上においては、供給スクリュの軸方向の端部と対向する幅方向の端部と、供給スクリュの軸方向の中央部と対向する幅方向の中央部とで、供給路から汲み上げる現像剤の量は略同じである。このため、現像ローラの表面上に汲み上げられた後、担持・搬送されて、規制位置まで到達する現像剤の量も幅方向で略同じとなる。よって、規制部材によって堰き止められる現像剤の量も幅方向で略同じとなり、規制部材を現像ローラの表面移動方向下流側に向けて現像剤が押圧する圧力も規制部材の幅方向の全域に略均一にかかる。
【００２５】
本実施形態の現像装置１３では、図１及び図５に示すように、軸方向の両端部よりも中央部における供給軸部１ａの軸径を小さくしている。これにより、図１に示すように、供給軸部１ａの軸方向に直交する断面における供給路２１に対する供給軸部１ａが占める割合は軸方向の両端部よりも中央部の方が小さくなる。供給路２１内の現像剤は、供給軸部１ａを含む供給スクリュ１を避けて収容されているため、供給路２１内における高さ当たりの現像剤を収容し得る容量は、軸径が小さいほど大きくなる。
【００２６】
現像装置１３では、軸方向の中央部では軸径が小さく、高さ当たりの現像剤を収容し得る容量が軸方向の端部よりも大きいため、中央部は端部と同じ量の現像剤を収容するために必要な高さが低くて済む。よって、一方の端部から軸方向に沿って搬送されてきた現像剤Ｊが中央部に到達すると、図６（ａ）に示すように中央部の現像剤Ｊの嵩は図６（ｂ）に示す端部の現像剤Ｊの嵩よりも低くなる。中央部の現像剤Ｊがさらに軸方向に搬送され他方の端部に到達すると、端部は中央部よりも軸径が大きいため現像剤Ｊの嵩は高くなる。
【００２７】
軸方向の中央部は端部よりも現像剤の嵩が低くなるため、供給路２１内において現像ローラ３の表面上の汲み上げ領域と対向し、現像ローラ３に汲み上げられる範囲に存在する現像剤Ｊの量が軸方向の中央部では両端部よりも少なくなる。よって、現像ローラ３の表面上においては、供給スクリュ１の軸方向の端部と対向する幅方向の端部に比べて、供給スクリュ１の軸方向の中央部と対向する幅方向の中央部の方が、マグネットローラの磁力によって供給路２１から汲み上げる現像剤の量が減少する。汲み上げる現像剤の量が減少する現像ローラ３上の幅方向の中央部では、担持して搬送する現像剤の量が少なくなり、規制ギャップを形成する規制位置に到達する現像剤の量も幅方向の両端部に比べて減少する。
【００２８】
このため、幅方向の中央部ではドクタブレード４によって堰き止められる現像剤の量が少なくなり、ドクタブレード４を現像ローラ３の表面移動方向下流側に向けて現像剤が押圧する圧力が小さくなる。よって、規制部材の幅方向の全域に略均一に圧力がかかる従来の構成に比べて、規制部材であるドクタブレード４の幅方向の中央部が現像ローラ３の表面移動方向下流側に変位するように撓むことを抑制できる。このため、中央部の現像ギャップが両端部に比べて広くなることを抑制できる。このように、現像ギャップの幅方向の偏差を抑制することができるため、幅方向の中央部の現像ギャップを通過する現像剤の量が、幅方向の端部の現像ギャップを通過する現像剤の量よりも多くなることを抑制できる。よって、現像領域に到達する現像剤の量が、軸方向の中央部ほど多くなることを抑制し、現像した画像の幅方向中央部ほど画像濃度高くなる濃度ムラが生じることを抑制できる。
【００２９】
特許文献１では、規制部材の中央部での撓み変形を抑制するため、規制部材の中央部に変形抑制部材を設ける構成が記載されている。しかし、この構成では、規制部材に変形抑制部材を設けるための開口を設ける必要があるため、規制部材のレイアウトによってはシール性を確保できなくなってしまう。
本実施形態の現像装置１３では、規制部材であるドクタブレード４の中央部に開口を設ける必要がないため、レイアウトに寄らずシール性を確保することができる。また、シール性を確保できる場合やシール性を確保できなくても問題が生じない場合は、現像装置１３のように供給軸部１ａの中央部の軸径を小さくする構成と、特許文献１のように規制部材の中央部に変形抑制部材を設ける構成とを組み合わせてもよい。
【００３０】
プロセスユニット１０は、図１等に示す現像装置１３を用いて感光体１１上の潜像を現像することで、ドクタブレード４の撓みに起因する汲み上げ偏差によって生じる画像濃度ムラを抑制することができる。よって、プロセスユニット１０が備える感光体１１の表面上に画像濃度ムラを抑制した良好なトナー像を形成することができる。
複写機１００は、作像を行うプリンタ部２０が図１等に示す現像装置１３を備えることで、用紙Ｐの表面上に、画像濃度ムラを抑制した良好な画像を形成することができる。
複写機１００では、プロセスユニット１０を一つ備えるモノクロの画像形成装置でありが、図１等の示す現像装置１３を有するプロセスユニット１０を複数備えるカラー画像形成装置でもよい。
【００３１】
以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
【００３２】
（態様Ａ）
現像ローラ３等の現像剤担持体と、現像剤担持体の表面に対して規制ギャップを介して対向するように配設されたドクタブレード４等の規制部材と、供給路２１等の現像剤収容部内に配置され、現像剤担持体の表面移動方向に直交する幅方向に延在する供給軸部１ａ等の回転軸部に供給羽部１ｂ等の羽部が固定され、回転することで前記回転軸の軸方向に現像剤を搬送する供給スクリュ１等の現像剤搬送部材とを有する現像装置１３等の現像装置において、回転軸部の軸径は、軸方向における両端部よりも中央部の方が小さい。
これによれば、上記実施形態について説明したように、軸方向における両端部よりも中央部の方が回転軸部の軸径が小さいことにより、軸方向に直交する断面における現像剤収容部に対する回転軸部が占める割合は軸方向の両端部よりも中央部の方が小さくなる。現像剤収容部内の現像剤は、回転軸部を含む現像剤搬送部材を避けて収容されているため、現像剤収容部内における高さ当たりの現像剤を収容し得る容量は、軸径が小さいほど大きくなる。軸方向の中央部では軸径が小さく、高さ当たりの現像剤を収容し得る容量が軸方向の端部よりも大きいため、中央部は端部と同じ量の現像剤を収容するために必要な高さが低くて済む。よって、軸方向の一方の端部から軸方向に沿って搬送されてきた現像剤が中央部に到達すると現像剤の嵩は端部よりも低くなる。中央部の現像剤がさらに軸方向に搬送され他方の端部に到達すると、端部は中央部よりも軸径が大きいため現像剤の嵩は中央部よりも高くなる。軸方向の中央部は現像剤の嵩が低くなるため、現像剤収容部内において現像剤担持体の表面上の汲み上げ領域と対向し、現像剤担持体の表面からの距離方向における現像剤担持体に汲み上げられる範囲に存在する現像剤の量が中央部では両端部よりも少なくなる。よって、現像剤担持体の表面上においては、現像剤搬送部材の軸方向の端部と対向する幅方向の端部に比べて、現像剤搬送部材の軸方向の中央部と対向する幅方向の中央部の方が、現像剤収容部から汲み上げる現像剤の量が少なくなる。汲み上げる現像剤の量が少ない現像剤担持体上の幅方向の中央部では、担持して搬送する現像剤の量が少なくなり、規制ギャップを形成する規制位置に到達する現像剤の量も幅方向の両端部に比べて少なくなる。このため、幅方向の中央部では規制部材によって堰き止められる現像剤の量が少なくなり、規制部材を現像剤担持体の表面移動方向下流側に向けて現像剤が押圧する圧力が小さくなる。
よって、前述のように、規制部材の幅方向の全域に略均一に圧力がかかる従来の構成の構成と異なり、上述したように現像ギャップの幅方向の偏差を抑制でき、現像した画像の幅方向の中央部ほど画像濃度が高くなる濃度ムラが生じることを抑制できる。
【００３３】
（態様Ｂ）
潜像を担持する感光体１１等の潜像担持体と、潜像担持体の表面上の潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像手段と、を少なくとも備えるプロセスユニット１０等のプロセスカートリッジにおいて、現像手段として、態様Ａに係る現像装置１３等の現像装置を用いる。
これによれば、上記実施形態について説明したように、画像濃度ムラの無い良好なトナー像を潜像担持体上に形成することができる。
【００３４】
（態様Ｃ）
感光体１１等の潜像担持体と、潜像担持体に形成された潜像を現像剤で現像する現像手段とを備えた複写機１００等の画像形成装置において、現像手段として、態様Ａに係る現像装置１３等の現像装置を用いる。
これによれば、上記実施形態について説明したように、画像濃度ムラの無い良好な画像を用紙Ｐ等の記録媒体に形成することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１  供給スクリュ
１ａ  供給軸部
１ｂ  供給羽部
１ｃ  供給軸受
２  攪拌スクリュ
２ａ  攪拌軸部
２ｂ  攪拌羽部
２ｃ  攪拌軸受
３  現像ローラ
４  ドクタブレード
５  ケーシング
５ａ  下ケース
５ｂ  上ケース
１０  プロセスユニット
１１  感光体
１２  帯電部
１３  現像装置
１４  クリーニング部
１５  回収トナー搬送スクリュ
２０  プリンタ部
２１  供給路
２２  攪拌路
２３  仕切り板
２３ａ  奥側開口部
２３ｂ  手前側開口部
３０  転写ユニット
３１  転写ローラ
４０  画像読取部
５０  書き込みユニット
６０  給紙部
６１  給紙トレイ
７０  給紙ローラ対
７１  搬送ローラ対
７２  レジストローラ対
８０  定着部
９１  排紙ローラ対
９２  排紙トレイ
９３  トナーボトル
９４  廃トナーボトル
１００  複写機
Ｊ  現像剤
Ｐ  用紙
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３６】
【特許文献１】特許５０４８５３１号
【図１】
2017078744.tif 000003
【図２】
2017078744.tif 000004
【図３】
2017078744.tif 000005
【図４】
2017078744.tif 000006
【図５】
2017078744.tif 000007
【図６】
2017078744.tif 000008