(57)【要約】  【課題】現像装置のハウジングの一部により現像剤層厚規制部材の変形を抑制することで、層厚を常に均一にして、安定した画像を得る。【解決手段】現像剤Ｇを収容する現像容器に固定支持された磁石と前記磁石の外周に回転可能に支持され、潜像が形成された潜像担持体１Ｙと対向する現像領域へ、表面に吸着した現像剤Ｇを搬送する現像スリーブとを有する現像剤担持体５１Ｙと、前記現像スリーブ表面の現像剤層の厚さを規制する板状の層厚規制部材５２Ｙ，５２Ｙ´と、前記層厚規制部材５２Ｙ，５２Ｙ´の厚みとほぼ同じ幅のスリット６１を有し、層厚規制部材５２Ｙ，５２Ｙ´をスリット６１に挿入して両端付近を固定可能なハウジングを具備する。【選択図】図４
2009204703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収容する現像容器に固定支持された磁石と前記磁石の外周に回転可能に支持され、潜像が形成された潜像担持体と対向する現像領域へ、表面に吸着した現像剤を搬送する現像スリーブとを有する現像剤担持体と、
前記現像スリーブ表面の現像剤層の厚さを規制する板状の層厚規制部材と、
前記層厚規制部材の厚みとほぼ同じ幅のスリットを有し、層厚規制部材をスリットに挿入して両端付近を固定可能なハウジングと、
を具備したことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において、
前記スリットの底部に前記層厚規制部材を突き当てることにより、前記層厚規制部材と前記現像スリーブとの間隙を所定の値に設定可能にしたことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１に記載の現像装置において、
前記スリットは長手方向の中央部のみに形成されたことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置において、
前記層厚規制部材を前記スリットへ挿入し、前記スリットの中央部付近のスリット外壁外側から締結部材により層厚規制部材をはさみ込み固定したことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項４に記載の現像装置において、
前記スリット外壁内側と前記層厚規制部材の間に弾性部材を配設したことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の現像装置と、
潜像担持体と、
該潜像担持体に作用するクリーニング手段と、
前記潜像担持体表面を帯電する帯電手段と、
を具備したことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項７】
請求項６に記載のプロセスカートリッジを具備したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項６に記載のプロセスカートリッジを複数個具備したことを特徴とするカラー画像形成装置。
【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、画像形成装置およびカラー画像形成装置に関し、詳しくは、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真画像形成装置に装備される現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置およびカラー画像形成装置におけるトナー回収・移送装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真画像形成装置におけるトナー回収・移送装置としては、特許文献１に記載の「層厚規制手段及びプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置」がある。これは、課題として、磁気ブラシ方式の接触帯電装置における磁性粒子層厚規制手段、現像装置における現像剤層厚規制手段、クリーニング手段について、撓みを防止して層厚規制やクリーニング性を安定・均一に行うことができ、層厚規制手段を高精度・高強度な形状とし、更には、層厚規制手段をコンパクトな形状として装置の省スペース化を行い、更には、組立工数をも低減できるような構成とすることである。その解決手段としては、層厚規制手段を絞り加工形状とし、長手方向に絞り加工し、少なくとも帯電領域に連続的に絞り加工し、絞り加工の両端２点で締結・支持するようにしたものである。すなわち、層厚規制部材を金属製の板金により形成し、絞り形状を付加することにより現像剤圧による変形量を低減する工夫がなされている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２１４８８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した現像剤圧による層厚規制部材の変形に対する従来の技術においては、層厚規制部材等の強度向上策が一般的であったが、規制部材に絞り形状を追加するなど部品コストの増加が避けられない状況であった。
そこで、請求項１〜５に記載した発明においては、ハウジングの一部が現像剤層厚規制部材の変形を抑制することで、常に均一な層厚を得ることが出来る、安定した現像装置を提供することを目的としている。
請求項６に記載した発明においては、現像装置をプロセスカートリッジ形態とすることにより、ユーザーによる操作性を向上させることを目的としている。
請求項７に記載した発明においては、安定して高画質の画像が出力できる画像形成装置の提供を目的としている。
請求項８に記載した発明においては、安定して高画質の画像が出力できるカラー画像形成装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１の現像装置は、現像剤を収容する現像容器に固定支持された磁石と前記磁石の外周に回転可能に支持され、潜像が形成された潜像担持体と対向する現像領域へ、表面に吸着した現像剤を搬送する現像スリーブとを有する現像剤担持体と、前記現像スリーブ表面の現像剤層の厚さを規制する板状の層厚規制部材と、前記層厚規制部材の厚みとほぼ同じ幅のスリットを有し、層厚規制部材をスリットに挿入して両端付近を固定可能なハウジングとを具備したことを特徴とする。
請求項２の現像装置は、請求項１に記載の現像装置において、前記スリットの底部に前記層厚規制部材を突き当てることにより、前記層厚規制部材と前記現像スリーブとの間隙を所定の値に設定可能にしたことを特徴とする。
請求項３の現像装置は、請求項１に記載の現像装置において、前記スリットは長手方向の中央部のみに形成されたことを特徴とする。
請求項４の現像装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置において、前記層厚規制部材を前記スリットへ挿入し、前記スリットの中央部付近のスリット外壁外側から締結部材により層厚規制部材をはさみ込み固定したことを特徴とする。
請求項５の現像装置は、請求項４に記載の現像装置において、前記スリット外壁内側と前記層厚規制部材の間に弾性部材を配設したことを特徴とする。
請求項６のプロセスカートリッジは、請求項１乃至５のいずれかに記載の現像装置と、潜像担持体と、該潜像担持体に作用するクリーニング手段と、前記潜像担持体表面を帯電する帯電手段とを具備したことを特徴とする。
請求項７の画像形成装置は、請求項６に記載のプロセスカートリッジを具備したことを特徴とする。
請求項８のカラー画像形成装置は、請求項６に記載のプロセスカートリッジを複数個具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の現像装置によれば、スリット外壁により現像剤圧による層厚規制部材の撓みが規制されるため、現像剤の層厚が長手方向にわたって一定となり、潜像担持体へ均一な現像剤を搬送することができる。その結果、濃度が均一な高品位の画像を提供することができる。
請求項２の現像装置によれば、層厚規制部材と現像スリーブとの間隙の調整が不要となるため、組立工数の削減によるコストダウン効果が期待できる。また、層厚規制部材の下方への変形も防止できるため、より良好な画像が提供可能となる。
請求項３の現像装置によれば、スリットを中央部のみに形成することにより、スリット幅の精度確保が容易になる。また、材料費が削減できるため、コストダウンが実現可能となる。
請求項４の現像装置によれば、規制部材を直接ねじなどで締結しようとすると、ねじの回転により規制部材の中央部付近が変形した状態で締結されてしまうが、本発明では、外壁を介在させて締結することにより、規制部材の変形が抑制できる。
請求項５の現像装置によれば、締結時のスリット外壁の変形が規制部材にまで及ぶことが無く、層厚規制部材の姿勢は維持しながら、より強固に位置固定することができる。
請求項６のプロセスカートリッジによれば、ユーザーによる交換作業性が向上する。また、交換作業の際に潜像担持体表面にキズを付けてしまうといった不具合も解消することが可能となる。
請求項７の画像形成装置によれば、層厚規制部材の撓みが無く、常に一定量の現像剤が潜像担持体に搬送されるため、良好な画像が出力できる。また、プロセスカートリッジ形態となっていることにより操作性の良好な画像形成装置を提供することができる。
請求項８のカラー画像形成装置によれば、層厚規制部材の撓みが無く、常に一定量の現像剤が潜像担持体に搬送されるため、良好な画像が出力できる。また、プロセスカートリッジ形態となっていることにより操作性の良好なカラー画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図に基づいて本発明の実施形態であるカラー画像形成装置について説明する。
(１)カラー画像形成プロセス
まず、図１〜図２にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１は画像形成装置としてのプリンタを示す全体構成図であり、図２はその作像部を示す拡大図である。図１に示すように、画像形成装置本体１００の上方にあるトナー容器収容部３１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。
トナー容器収容部３１の下方には中間転写ユニット１５が配設されている。その中間転写ユニット１５の中間転写ベルト８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが並設されている。
【０００８】
図２を参照して、イエローに対応した作像部６Ｙは、潜像担持体１Ｙと、潜像担持体１Ｙの周囲に配設された帯電部４Ｙ、現像装置５Ｙ（現像部）、クリーニング部２Ｙ、除電部（不図示）等で構成されている。そして、潜像担持体１Ｙ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）がおこなわれて、潜像担持体１Ｙ上にイエロー画像が形成されることになる。
【０００９】
なお、他の３つの作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋも、使用されるトナーの色が異なる以外は、イエローに対応した作像部６Ｙとほぼ同様の構成となっていて、それぞれのトナー色に対応した画像が形成される。以下、他の３つの作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの説明を適宜に省略して、イエローに対応した作像部６Ｙのみの説明をおこなうことにする。
図２を参照して、潜像担持体１Ｙは、不図示の駆動モータによって図２中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部４Ｙの位置で、潜像担持体１Ｙの表面が一様に帯電される（帯電工程）。
【００１０】
その後、潜像担持体１Ｙの表面は、露光装置７（図１を参照）から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される（露光工程）。
その後、潜像担持体１Ｙの表面は、現像装置５Ｙとの対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、イエローのトナー像が形成される（現像工程）。
その後、潜像担持体１Ｙの表面は、中間転写ベルト８及び第１転写バイアスローラ９Ｙとの対向位置に達して、この位置で潜像担持体１Ｙ上のトナー像が中間転写ベルト８上に転写される（１次転写工程）。このとき、潜像担持体１Ｙ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
【００１１】
その後、潜像担持体１Ｙの表面は、クリーニング部２Ｙとの対向位置に達して、この位置で潜像担持体１Ｙ上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード２ａによって機械的に回収される（クリーニング工程）。
最後に、潜像担持体１Ｙの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で潜像担持体１Ｙ上の残留電位が除去される。
【００１２】
こうして、潜像担持体１Ｙ上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。なお、上述した作像プロセスは、他の作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋでも、イエロー作像部６Ｙと同様におこなわれる。すなわち、作像部の下方に配設された露光部７から、画像情報に基づいたレーザ光Ｌが、各作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの潜像担持体上に向けて照射される。詳しくは、露光部７は、光源からレーザ光Ｌを発して、そのレーザ光Ｌを回転駆動されたポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学素子を介して潜像担持体上に照射する。
【００１３】
その後、現像工程を経て各潜像担持体上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト８上にカラー画像が形成される。
ここで、図１を参照して、中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ、２次転写バックアップローラ１２、クリーニングバックアップローラ１３、テンションローラ１４、中間転写クリーニング部１０等で構成される。中間転写ベルト８は、３つのローラ１２〜１４によって張架・支持されるとともに、１つのローラ１２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動される。
【００１４】
４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト８を潜像担持体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
そして、中間転写ベルト８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、潜像担持体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト８上に重ねて１次転写される。
【００１５】
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト８は、２次転写ローラ１９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ１２が、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された転写紙等の被転写材Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト８には、被転写材Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。
【００１６】
その後、中間転写ベルト８は、中間転写クリーニング部１０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト８上の未転写トナーが回収される。
こうして、中間転写ベルト８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
ここで、２次転写ニップの位置に搬送された被転写材Ｐは、装置本体１００の下方に配設された給紙部２６から、給紙ローラ２７やレジストローラ対２８等を経由して搬送されたものである。
【００１７】
詳しくは、給紙部２６には、転写紙等の被転写材Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ２７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の被転写材Ｐがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給送される。レジストローラ対２８に搬送された被転写材Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対２８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対２８が回転駆動されて、被転写材Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、被転写材Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。
【００１８】
その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された被転写材Ｐは、定着部２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ローラ及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が被転写材Ｐ上に定着される。
その後、被転写材Ｐは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対２９によって装置外に排出された被転写材Ｐは、出力画像として、スタック部３０上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００１９】
(２)現像部詳細 
次に、図２にて、作像部における現像装置の構成・動作について、さらに詳しく説明する。
現像装置５Ｙは、潜像担持体１Ｙに対向する現像剤担持体５１Ｙ、現像剤担持体５１Ｙに対向する層厚規制部材５２Ｙ、現像剤収容部５３Ｙ、５４Ｙ内に配設された２つの搬送スクリュ５５Ｙ、現像剤中のトナー濃度を検知する濃度検知センサ５６Ｙ等で構成される。現像剤担持体５１Ｙは、内部に固設された磁石や、磁石の周囲を回転するスリーブ等で構成される。また、入口シール固定部材５７Ｙが層厚規制部材と現像剤収容器の一部を挟み込むように設置固定されており、入口シール固定部材５７Ｙに固定された入口シール５７ａが潜像担持体１Ｙに当接している。現像剤収容部５３Ｙ、５４Ｙ内には、キャリアとトナーとからなる２成分現像剤Ｇが収容されている。現像剤収容部５４Ｙは、その上方に形成された開口を介してトナー受入口４３Ｙに連通している。
【００２０】
このように構成された現像装置５Ｙは、次のように動作する。
現像剤担持体５１Ｙのスリーブは、図２の矢印方向に回転している。そして、磁石により形成された磁界によって現像剤担持体５１Ｙ上に担持された現像剤Ｇは、スリーブの回転にともない現像剤担持体５１Ｙ上を移動する。
ここで、現像装置５Ｙ内の現像剤Ｇは、現像剤中のトナーの割合（トナー濃度）が所定の範囲内になるように調整される。詳しくは、現像装置５Ｙ内のトナー消費に応じて、トナー容器３２Ｙに収容されているトナーが、不図示のトナー補給装置を介して現像剤収容部５４Ｙ内に補給される。
【００２１】
その後、現像剤収容部５４Ｙ内に補給されたトナーは、２つの搬送スクリュ５５Ｙによって、現像剤Ｇとともに混合・撹拌されながら、２つの現像剤収容部５３Ｙ、５４Ｙを循環する。すなわち、図２の紙面垂直方向の移動である。そして、現像剤Ｇ中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、現像剤担持体５１Ｙ上に形成された磁力によりキャリアとともに現像剤担持体５１Ｙ上に担持される。
【００２２】
現像剤担持体５１Ｙ上に担持された現像剤Ｇは、図２中の矢印方向に搬送されて、層厚規制部材５２Ｙの位置に達する。そして、現像剤担持体５１Ｙ上の現像剤Ｇは、この位置で現像剤量が適量化された後に、潜像担持体１Ｙとの対向位置（現像領域）まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界によって、潜像担持体１Ｙ上に形成された潜像にトナーが吸着される。その後、現像剤担持体５１Ｙ上に残った現像剤Ｇはスリーブの回転にともない現像剤収容部５３Ｙの上方に達して、この位置で現像剤担持体５１Ｙから離脱される。
【００２３】
(３)現像剤層厚規制部材の取り付け
図３〜図５は本発明の現像装置の第１の実施形態を示し、図３は現像装置５Ｙの横断面図、図４は現像装置５Ｙの斜視図、図５は図３に層厚規制部材を挿着した状態を示す横断面図である。図３に示すスリット６１が現像剤収容部５３Ｙ´の一部に設けられている。このスリット６１は、両端部の締結部を除いて長手方向ほぼ全域にわたって形成されている(図４参照)。スリット６１の両端部はネジなどにより締結されている。
【００２４】
スリットの幅は、層厚規制部材よりも、０.０１〜０.０５ｍｍほど大きく設定されている。このスリット６１に対して、層厚規制部材５２Ｙ´図中Ａの方向に差し込まれ、スリット６１の底部６１ａまで突き当てられて位置が決まる構成となっている(図５参照)。層厚規制部材５２Ｙ´がスリット６１の底部６１ａまで突き当てられた状態では、図中に示す層厚規制ギャップ６２（現像剤担持体５１と層厚規制部材５２Ｙ´との間隙）が所望の値となっており、組立工程でのギャップ調整などが不要である。
【００２５】
図６は本発明の現像装置の第２の実施形態の斜視図であり、図６に示すようなスリット６６を中央部のみに形成することも可能である。この場合は、スリット６６の幅を精度良く作り込むことができるとともに、材料費や金型加工費などを抑制できるメリットがある。
【００２６】
図７は本発明の現像装置の第３の実施形態の斜視図であり、図７に示すように中央部を、スリット外壁を介してネジ６８などにより締結することも可能である。通常、直接層厚規制部材をネジなどで締結しようとすると、回転方向に力がかかり、変形してしまうことが懸念される。しかし、本実施例のようにスリット外壁６９を介しての締結であれば、スリット外壁６９の変形により、層厚規制部材５２Ｙ´の変形を抑制することができる。このことにより、締結部材などを使用してより強固に層厚規制部材５２Ｙ´を締結することができる。
【００２７】
図８は本発明の現像装置の第４の実施形態の横断面図である。この実施形態は、図７の第３の実施形態のスリット外壁６９の内側の位置、すなわち図８に示される位置に弾性部材７０を設置することにより、締結時の力が分散され、層厚規制部材５２Ｙ´の変形量がさらに抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】カラー画像形成装置としてのプリンタを示す全体構成図である。
【図２】図１の作像部を示す拡大図である。
【図３】本発明の現像装置の第１の実施形態の横断面図である。
【図４】本発明の現像装置の第１の実施形態の斜視図である。
【図５】図３に層厚規制部材を挿着した状態を示す横断面図である。
【図６】本発明の現像装置の第２の実施形態の斜視図である。
【図７】本発明の現像装置の第３の実施形態の斜視図である。
【図８】本発明の現像装置の第４の実施形態の横断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１Ｙ  潜像担持体
５Ｙ  現像装置
３２Ｙ  トナー容器
４３Ｙ  トナー受入口
５１Ｙ  現像剤担持体
５２Ｙ，５２Ｙ´  層厚規制部材
５３Ｙ，５３Ｙ´  現像剤収容部
５４Ｙ  現像剤収容部
５５Ｙ  搬送スクリュ
５６Ｙ  濃度検知センサ
５７ａ  入口シール
５７Ｙ  入口シール固定部材
６１  スリット
６１ａ  底部
６２  層厚規制ギャップ
６６  スリット
６８  ネジ
６９  スリット外壁  
７０  弾性部材
Ｇ  ２成分現像剤
【図１】
2009204703.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009204703.tif 000009
【図８】
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