(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に対向する位置に開口を有し且つ現像剤を貯留しているケーシングと、前記開口の近傍に設けた回転可能な現像ローラと、この現像ローラ上に一定の厚みの現像剤層を形成させる規制部材とを有し、前記現像ローラの幅方向にわたって前記ケーシング内側から前記現像ローラの周面の一部を腹部分で押圧するように前記現像ローラの回転方向上流側および下流側で支持固定した弾性変形可能な薄厚の板部材を有し、この板部材の全面に複数の穴が設けられている現像装置において、前記板部材は、フォトエッチングされた金属板であって、前記現像ローラの周面に接触する腹部分に設けられた複数の第１の穴と、前記現像ローラに押圧していない部分に設けられた複数の第２の穴を有し、前記第２の穴は前記第１の穴より大きい面積を有しており、前記第１の穴が前記現像ローラに担持された現像剤層を掻き取って除去し、この掻き取った現像剤が前記上流側の第２の穴を通過して現像剤を貯留するケーシング内に移動し且つケーシング内に貯留する現像剤を前記下流側の第２の穴を通過して前記現像ローラに向かって移動することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像ローラはスリーブレスマグネットローラであることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記第１の穴が円形もしくは多角形状であり、前記第２の穴がスリット形状もしくは円形形状であることを特徴とする請求項１または２いずれか記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機、プリンター等の画像形成装置に備えた現像装置に関し、特には、スリーブレスマグネットローラを用いた現像ローラの表面に凝集したトナーを除去し、常時新しい現像剤を現像ローラに供給することが可能な現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現像装置のケーシング内には一成分現像剤あるいは二成分現像剤が貯留されており、このいずれかの現像剤を回転可能な現像ローラ表面に一定の厚みに規制した現像剤層を形成させ、静電潜像を担持した像担持体に接触あるいは非接触により現像して可視像化している。
可視像化された像担持体上のトナー画像は周知の方法により転写材に転写され、その後定着装置等により定着され、画像形成装置外部に排出される。
【０００３】
このような画像形成装置において現像動作を繰り返した場合に出力画像に筋状やまだら模様のムラが発生してしまう場合がある。画像形成によって消費された現像剤を現像ローラ表面に新たに供給して現像剤層を所定の厚みに形成する必要が生じるが、このときの現像ローラ表面は、現像に寄与しない部分と現像に寄与した部分とを有しており、新規に現像ローラに供給された現像剤中のトナーと、そのまま現像ローラ表面に残留したトナーの帯電量とは異なっている。このため、上述したトナーの帯電量の違いにより現像ムラが発生してしまう。
【０００４】
このような問題を解決するため本発明者らは、特願平９−２３６２６３号を提案した。即ち、一度現像された現像ローラの表面から現像剤層をいったん全て除去し、新たに現像剤層を形成するように弾性変形可能な板部材を設けたことによある。板部材は、現像ローラの幅方向にわたってケーシング内側から現像ローラの周面の一部を押圧するように設けられ、現像ローラの回転軸方向上流側および下流側のケーシングに支持固定され、板部材の全面に複数の穴が設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
現像剤を現像ローラ表面から除去するためには、板部材を均一な圧力でまんべんなく現像ローラ表面に摺擦させる必要があり、また、板部材に設けた穴についてはなるべく開口率を大きくさせ、多数の小さい穴で形成されていることが望ましい。例えば、穴の直径が２mmから４mmの範囲内であることが望ましい。
【０００６】
一方、除去した現像剤を現像装置のケーシング内に戻したりケーシング内部の現像剤を現像ローラ表面に移動させるためには、板部材の穴は、なるべく開口面積の大きい穴であることが望ましい。例えば、直径５mm以上の穴や現像ローラの軸方向に所定角度に傾斜したスリット形状であることが望ましい。
【０００７】
特に、現像ローラに接触しない部分の穴の面積が小さいと、板部材を挟んで現像ローラ周辺の現像剤とケーシング内の現像剤との間の移動がスムーズに行われなくなり、現像ローラの下流側に現像剤が偏って凝集してしまうという問題が生じる。
【０００８】
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、現像ローラ表面の現像剤層を現像ローラの１回転ごとに除去し、ケーシング内の現像剤を現像ローラ表面にスムーズに送り込んで常時新しい現像剤を供給することができる現像装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、像担持体に対向する位置に開口を有し且つ現像剤を貯留しているケーシングと、前記開口の近傍に設けた回転可能な現像ローラと、この現像ローラ上に一定の厚みの現像剤層を形成させる規制部材とを有し、前記現像ローラの幅方向にわたって前記ケーシング内側から前記現像ローラの周面の一部を腹部分で押圧するように前記現像ローラの回転方向上流側および下流側で支持固定した弾性変形可能な薄厚の板部材を有し、この板部材の全面に複数の穴が設けられている現像装置において、前記板部材は、フォトエッチングされた金属板であって、前記現像ローラの周面に接触する腹部分に設けられた複数の第１の穴と、前記現像ローラに押圧していない部分に設けられた複数の第２の穴を有し、前記第２の穴は前記第１の穴より大きい面積を有しており、前記第１の穴が前記現像ローラに担持された現像剤層を掻き取って除去し、この掻き取った現像剤が前記上流側の第２の穴を通過して現像剤を貯留するケーシング内に移動し且つケーシング内に貯留する現像剤を前記下流側の第２の穴を通過して前記現像ローラに向かって移動することを特徴とする。
【００１０】
また、前記現像ローラはスリーブレスマグネットローラであることを特徴とする。
【００１１】
更に、前記第１の穴が円形もしくは多角形状であり、前記第２の穴がスリット形状もしくは円形形状であることを特徴とする。
【００１２】
このように、板部材に現像ローラの周面の一部に接触する板部材の部分に設けられた複数の第１の穴と、現像ローラに押圧していない部分に設けられた複数の第２の穴とを有し、この穴の大きさを、第２の穴が第１の穴の面積より大きくすることにより、第１の穴が現像ローラに担持された現像剤層を確実に掻き取って除去し、この掻き取った現像剤を上流側の第２の穴を通過して現像剤が貯留するケーシング内に移動し且つケーシング内に貯留する現像剤が下流側の第２の穴を通過して現像ローラに向かってスムーズに移動する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の現像装置４を備えた画像形成装置の一例を示す概略断面図である。
周知の画像形成方法によって転写材上にトナー画像を形成する。例えば、感光ドラム等の像担持体１を中心に、像担持体１の表面を一様に帯電するコロナ帯電器２と、スキャナ等によって読み込まれた原稿データをＬＥＤ等により投射して像担持体１上に潜像をい形成させる光学投影装置３と、この潜像を現像する現像装置４と、不図示のサイズの異なる複数のカット紙（またはロール紙）を装填した給紙部から選択されて送られる転写材に像担持体上のトナー像を転写する転写コロナ放電器７と、転写材を像担持体１表面から剥離する分離コロナ放電器６と、転写後の像担持体１の表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置７と、像担持体１の表面の表面電位を均一に除電するイレーサランプ８とを有し、これらが順次に像担持体１に作用するように配置され、周知の如くに画像形成が行われる。
【００１４】
現像装置４は、現像剤を貯留するケーシング９と、像担持体１上の静電潜像を現像する現像ローラ１３と、板部材１５とを有する。ケーシング９は、像担持体１に対向する位置に開口１２を有しており、開口１２から一部周面を露出して像担持体１に近接するように現像ローラ１３が設けられている。現像ローラ１３は、永久磁石を所定の間隔に着磁したスリーブレスマグネットローラが好適に使用される。
【００１５】
ケーシング９内には現像剤１４が貯留されており、画像形成によって消費された現像剤を現像剤残量検知センサ３５からの信号に基づき現像装置４上部に設けたトナーカートリッジ１０の供給口１１から供給し、常時一定の現像剤量を維持して、攪拌装置３６によってケーシング９内の現像剤を後述する現像ローラ１３から除去された現像剤と共に攪拌している。この攪拌により現像装置４内部のトナーの均一な帯電が行われる。
符号１６は現像ローラ１３から所定の距離を隔てて配置された規制部材を示し、現像ローラ１３表面に所定の厚みの現像剤層を形成している。
【００１６】
図２に現像装置に設けた板部材１５および現像ローラ１３の要部の概略断面図を示す。板部材１５は、弾性変形可能な薄厚の金属板が好適に使用され、後述する第１の穴および第２の穴はフォトエッチングによって形成されている。板部材１５は、ケーシング９内部において現像ローラ１３の回転方向の下流側１７および上流側１８に現像ローラ１３の幅方向の複数箇所で例えばねじ等により固定され、現像ローラ１３の周面の一部を適度な圧力で均一な状態となるように押圧するように設けられている。
【００１７】
板部材１５について細述すると、0.05mm〜0.3mmの金属薄板が好適に使用され、具体的には、ステンレス鋼板（マルテンサイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼）、りんせい銅板等がある。板部材１５につては、金属薄板の他、合成樹脂製であっても良い。最も好ましい条件は、金属薄板で厚みが0.08mm〜0.2mmの範囲のものである。
【００１８】
板部材１５は、図３に示すように、Ｚ字状に形成されており、上部２０、下部２２は現像装置４本体に取り付けるための取り付け部材であり、本体２３には、板部材１５を現像ローラ１３の周面に押圧したときに接触する部分に設けた複数の第１の穴２５と、現像ローラ１３に接触していない部分に設けた複数の第２の穴２６とを有する。第１の穴２５および第２の穴２６はフォトエッチングにより形成されることが望ましいが、打ち抜きであっても良い。
【００１９】
穴の形状としては第２の穴は第１の穴より大きい面積を有しており、図示例では、第１の穴は3mmの直径の円形形状の穴であり、現像ローラ１３の１回転あたりに少なくとも１度第１の穴２５が位置するように交互に設けられている。更に開口率はなるべく大きくすることが望ましく、実施例では約60%の開口率である。第２の穴２６は直径5mmの円形形状であり、第２の穴２６を現像剤が通過しやすい大きさとなっている。
【００２０】
また、板部材の別の実施例を図４に示す。
第１の穴２５は六角形状であり、６辺の相対向した平行な一組の辺は、現像ローラ１３の回転方向に沿った位置に設けられており、回転方向に対して傾斜した辺のエッジ部で確実に現像ローラ１３が担持した現像剤層を除去することができる。
【００２１】
第２の穴２６としては、現像ローラ１３の軸方向に所定角度に傾斜したスリット形状、あるいは現像ローラ１３の軸方向と直交したスリット形状であり、第１の穴２５より大きい面積を有している。このスリットを通して第１の穴２５で除去した現像剤をケーシング内部に容易に移動させ、あるいはケーシング内部から現像ローラ近傍に容易に移動させている。
【００２２】
このような構成により、動作について説明する。
オペレータにより所望の複写画像を得るために画像形成装置を作動させる。像担持体１上に形成された静電潜像を現像するため、現像装置４が動作を開始し、現像ローラ１３が矢印方向に回転する。現像ローラ１３の周面には規制部材１６によって所定の厚みのトナーを含む現像剤層が形成されており、この現像剤層を像担持体１の周面に接触あるいは非接触により現像し、像担持体上にトナー画像を形成する。
【００２３】
現像ローラ１３の表面は、板部材１５が押圧されており、現像ローラ１３と板部材１５が接触している部分に設けた比較的小さい面積を有する第１の穴２５により、現像ローラ表面に担持された現像剤層を掻き落として除去している。このため、現像剤層の現像した場所と現像していない場所にかかわらず、全ての現像剤層を除去することができる。
【００２４】
掻き落とされた現像剤は、直接第１の穴２５を通過してケーシング９内に移動し、また、現像ローラ１３の上流側１８においては第１の穴２５より大きい面積を有する第２の穴２６を通過して現像剤が貯留しているケーシング９内に押し出されるように移動し、ケーシング９内の現像剤とともに攪拌混合され、均一化される。
【００２５】
一方、現像剤層を掻き落とされた状態の現像ローラ１３は、その下流側１７でケーシング９内の十分に攪拌された現像剤が第２の穴を通過して移動し、規制部材により新しい現像剤層を形成して次の現像に準備される。この動作を繰り返すことにより常時新しい現像剤層を現像ローラ表面に形成して現像するため、帯電むらがなくなって良好なトナー画像を像担持体１上に形成することができる。
【００２６】
尚、実施例において、現像ローラをスリーブレス現像ローラで説明したが、内部に永久磁石を配置し、その外周を中空の円筒のスリーブが回転する構成であっても同様の効果を得ることができる。また、第１の穴の形状は円形状、六角形状の他、菱形形状や三角形状であっても良く、第２の穴の形状も同様であり第１の穴の形状より大きい面積を有する穴であれば良い。
【００２７】
【発明の効果】
板部材の現像ローラへの押圧により比較的小さい面積の第１の穴が現像ローラ表面の現像剤層を現像ローラの１回転ごとに除去し、第１の穴より大きい面積を有する第２の穴によりケーシング内の現像剤を現像ローラ表面にスムーズに送り込んで常時新しい現像剤を供給することが可能となり、帯電むらのない良好なトナー画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による現像装置を備えた画像形成装置の一例を示す概略断面図。
【図２】  板部材の要部を示す概略断面図。
【図３】  板部材の形状を示す斜視図。
【図４】  板部材の別の形態を示す斜視図。
【符号の説明】
１  像担持体
２  コロナ放電器
３  光学投影装置
４  現像装置
５  転写コロナ放電器
６  分離コロナ放電器
７  クリーニング装置
８  イレーサランプ
９  ケーシング
１０  トナーカートリッジ
１１  供給口
１２  開口
１３  現像ローラ
１４  現像剤
１５  板部材
１６  規制部材
１７  下流側
１８  上流側
２０  上部
２２  下部
２３  本体
２５  第１の穴
２６  第２の穴
３５  現像剤残量検知センサ
３６  攪拌装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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