(57)【要約】【課題】現像器内トナー供給に関し、高温環境長期放置後トナーでもパッキングを抑え濃度低下を防ぐ。【解決手段】現像器内トナー供給ハネへの駆動伝達に温度変化のある弾性体からなるベルト／プーリーを用い、高温環境長期放置によりプーリー外径が変化することで、トナー供給量を調整する。【選択図】  図２
2009157309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像像を担持する像担持体に対向して配置される回転可能な現像剤担持体と、該現像剤担持体に当接または、近接し現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、前記現像剤担持体に対向して回転可能に設けられ、現像容器内に収容された現像剤を攪拌しながら前記現像剤担持体側へ供給する供給手段とを有し、この供給手段への駆動伝達に弾性ベルトと弾性プーリーを用い、該弾性プーリーの外径形状を変化させることで、現像剤の供給量を調整することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記弾性プーリーの外径形状の変化によって、前記供給手段への駆動伝達効率を落とすことで、現像剤の供給量を調整することを特徴とする請求項1記載の現像装置。
【請求項３】
前記弾性プーリーは、高温圧縮永久歪をもつ弾性体からなることを特徴とする請求項1記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機等の画像形成装置に用いられる現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、トナーのみを現像剤として用いる一成分現像方法による現像装置がある。図1にこの種の現像装置の概略構成を示す。現像装置は現像容器1からなり、この現像容器内は、トナー収容部となるトナー室2と現像剤担持体である現像スリーブ5の収容部となる現像室3から形成されている。上述したトナー室2にはトナーを供給する供給ハネ4が回転可能に配置されており、これによりトナー室2に収容されている一成分絶縁性のトナーが、現像室3へ供給される。現像スリーブ5上方には感光ドラム7が配置されており、又現像室3には現像ブレード8が配置されており、トナー室2から供給されたトナーは、現像スリーブ5上を摺接する現像ブレード8によって摩擦帯電された後、感光ドラム7の周面に形成された静電潜像に付着されて現像される。    
【０００３】
【特許文献１】特開平０７−３１９２９０号公報
【特許文献２】特開２００６−８４７４４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、前述した現像装置では、高温・高湿環境下において放置された場合、トナー室のトナーが吸湿するので、トナー自体の帯電性が低下する。これに加え、この吸湿したトナーはパッキングしやすくなる為、トナー室の供給ハネによるトナー供給力が強いと現像室でさらにパッキングが促進され、通常の現像スリーブ5／現像ブレード8による摩擦帯電機構ではトナーに対する電荷付与量がさらに低下する。
【０００５】
従って、トナーの適正帯電量を確保することができず(トナーの帯電の立ち上がりが遅く)、画像濃度が低下するという欠点がある。この画像濃度低下問題は、トナー室から現像室へのトナー供給力を弱め、トナーパッキングを抑える事で改善できるが、高温・高湿環境以外の環境での最適トナー供給力設定と両立することは困難である。
【０００６】
従来技術では、通常環境使用時でも、高温・高湿環境放置後でも規定した濃度規格を満足するトナー供給力設定を行ってきたが、あくまで規定した濃度規格を満足するに過ぎず、高温・高湿環境放置後の濃度は低下していた。また、トナー室2と現像室3とが隔壁によって仕切られている現像器では、特開平7―319290のように隔壁に設けられたトナー供給用開口の面積や開口の位置を規定することで、トナー供給量を制限するものもあるが、通常環境使用時と高温・高湿環境放置後の両立に限界があった。さらに、特開平2006―84744のようにトナー供給手段にモーターを備え、かつタイマー及び温度センサー、供給手段モーターの回転履歴情報メモリーを備えることで、設定温度を検知した後の経過時間を検出し、トナー供給力を最適化するものもあるが、構成が複雑化しコストやリサイクル／リユース性に問題があった。
【０００７】
そこで、本発明では、トナー室のトナー供給ハネへの駆動伝達に、温度変化特性のある弾性体からなるベルト／プーリーを用い、環境放置時間によってプーリーの圧縮永久歪により外径が変化することで、トナー供給ハネへの駆動伝達効率を変化させる。そのことでトナー室からのトナー供給力が弱まり、トナーパッキングが抑制され、高温・高湿環境下で放置された場合でも比較的簡素な構成で十分な画像濃度を確保しつつ、一度、高温・高湿環境下で放置し熱履歴を受けると、通常環境に戻ってもトナー供給力の抑制力は維持しつつ、かつ通常環境使用時と両立できる現像装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による現像装置は、現像像を担持する像担持体に対向して配置される回転可能な現像剤担持体と、現像剤担持体に当接または、近接し現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、現像剤担持体に対向して回転可能に設けられ、現像容器内に収容された現像剤を攪拌しながら現像剤担持体側へ供給する供給手段とを有し、この供給手段への駆動伝達に弾性ベルトと弾性プーリーを用い、弾性プーリーの外径形状を変化させることで、現像剤の供給量を調整することを特徴とする。
【０００９】
また、弾性プーリーの外径形状の変化によって、供給手段への駆動伝達効率を落とすことで、現像剤の供給量を調整することを特徴とする
【００１０】
さらに、弾性プーリーは、高温圧縮永久歪をもつ弾性体からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡単な構成で現像器内トナー供給ハネへの駆動伝達に温度変化のある弾性体からなるベルト／プーリーを用い、高温環境長期放置によりプーリー外径が変化することで、トナー供給量を抑制し、高温環境長期放置後トナーでもパッキングを抑え濃度低下を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図1には、電子写真複写機に用いられる現像装置の概略構成が示されている。この図に示されるように、現像装置は、ABS製の現像容器1から形成されている。なお、現像容器1の材質はこれに限らずABS以外の樹脂製あるいは金属製であってもよい。現像装置は、トナー収容部となるトナー室2と現像スリーブ5収容部となる現像室3から形成されている。トナー室2には、一成分現像剤(以下トナーと略す)が収容されている。また、トナー室2内にはトナー供給手段としてトナー供給ハネ4が配置されている。
【００１４】
また、現像室には現像スリーブ5が配置されている。なお、現像スリーブ5の直上には、図示しない帯電部材により表面が均一帯電された後、図示しないレーザー露光により静電潜像が形成された感光ドラム7が配置されている。現像スリーブ5内には複数の磁極が周方向に交互に着磁(S1,N2,S2,N1の4極構成)されたマグネットローラー6が現像容器に固定されている。従って、マグネットローラー自体は回転しない。
【００１５】
ここで、図1に示すように、現像装置の駆動入力は、感光体ドラムギヤ14から現像スリーブギヤ15に入力される。さらに現像スリーブギヤ15を介して、現像室3内の攪拌ハネ9を駆動する攪拌ギア10に駆動が伝達される。また、攪拌ギアを介して、トナー室2内の供給ハネ4に駆動が伝達される。
【００１６】
この攪拌ハネ9とトナー供給ハネ4間の駆動伝達方法としてベルト／プーリーを用いて駆動伝達する。前述した現像室3内の攪拌ハネ9を駆動する攪拌ギア10の同軸上に、ABSをはじめとする樹脂製あるいは金属製の現像室側プーリー11が攪拌ギア10と同回転で配置される。一方、供給ハネ4に駆動を伝達するトナー室側プーリー12は、高温放置により圧縮永久歪が生じる一般EPDMゴム製とし、トナー室側プーリー12と現像駆動列カバー13との間、さらにトナー室側プーリー12と現像容器1との間にプーリー加圧バネ16を配置し、トナー室側プーリー12側面のプーリー加圧板17に200Nの側圧が加圧されている。
【００１７】
その為、高温・高湿環境に長時間放置された際、図2のようにトナー室側プーリー12の幅がt0からt1に変化する為、外径がL0からL1に大径化することで、現像室側プーリー11外径とトナー室側プーリー12外径比による減速比が変化する。
【００１８】
つまり、トナー室側プーリー12側面圧力により、長時間の高温・高湿放置で一般EPDMゴム製のプーリーに圧縮永久歪が生じることで、プーリーの形状が変化し、トナー供給量が抑制され供給量が調整される。また、一度、長時間高温・高湿放置すると、永久歪でトナー室側プーリー12外径が変化するので、熱履歴を受けると通常環境に戻っても、外径は大径化したままである。これは、トナーも一度、長時間高温・高湿放置の履歴を受けると、吸湿したままでトナー帯電量は低く、パッキングも起こりつづけるので、永久歪の特性が適切に対応する。
【００１９】
ここで、図3にトナー帯電量とトナー室からのトナー供給量の関係を示す。現像器の船舶輸送などを考慮すると温度40°/湿度95%の30日間放置で評価すれば概ね問題無い為、温度40°/湿度95%で30日間放置後トナーによるデータと、放置前通常環境トナーによるデータをしめした。この図から、温度40℃/湿度95%で30日間放置後ではトナー室からのトナー供給量が7.0g/minを越えると現像室でのトナーパッキングが起きることで、トナー帯電量が4.0(μc/g)以下になり、十分な濃度を出せなくなる。この事から、温度40℃/湿度95% 30日間放置での濃度低下を防げる供給量は6.0g/minとなり、適正トナー帯電量は5μc/gとなる。一方、放置前通常環境では、吸湿によるトナーパッキングはない為、トナー供給量の違いによるトナー帯電量変化は少なく適正トナー帯電量5μc/gとなる8.0g/minとなる。
【００２０】
次に、図4で、トナー供給量とトナー供給側プーリー外径の関係を示す。温度40℃/湿度95% 30日間放置で濃度低下を防げる適正トナー供給量6.0g/minとするには適正プーリー外径L1が50mmである。一方、放置前通常環境での適正トナー供給量8.0g/minとなる適正プーリー外径L0は45mmとなる。つまり、放置前ではプーリー外径L0=45mm、から放置後プーリー外径L1=50mmに変化すれば、放置前後を両立できると言える。
【００２１】
さらに、一般EPDMゴムは環境放置前後でも体積は一定である為、プーリー外径が放置前後でL0=45mmからL1=50mmに大径化するには、プーリー厚さが放置前でt0=10mmのものが放置後でt1=8mmに圧縮されれば良いことになる。
【００２２】
ここで、ゴムの特性として長時間による圧縮、さらに高温での長時間放置による永久歪(いわいるへたり)がある。通常ゴムは、圧力により変形させても圧力を取り除くと、元に戻る復元性をもっているが、長時間にわたり圧縮変形させると変形が戻らず、圧縮永久歪が残る。加硫ゴム物理試験方法としてJIS K 6301やJIS K6262で圧縮永久歪試験方法が規定されている。JIS K 6301では測定用治具を使用してゴム試験片を圧縮して、その状態で所定温度、時間で高温放置を行い、その後直ちに治具より試験片を取り出し、次式により圧縮永久歪(CS(%))を測定する。CS(%)=｛(t0−t1)/(t0−t2)×100｝圧縮永久歪率,t0=試験片の原厚(mm), t1;試験片を圧縮装置から取り出し30分経過した後の厚さ(mm), t2;スペーサーの厚さ(mm)となる。また、ゴムは熱により劣化し、弾性が失われると歪の値が大きくなる。
【００２３】
図5に一般EPDMゴムの環境放置時間と圧縮永久歪の関係を加圧力及び放置環境ごとに示す。プーリー外径がL0=45mmからL1=50mmに大径化するには、プーリー厚さが放置前でt0=10mmのものが放置後でt1=8mmに圧縮されれば良いことを考え、さらに、本実施例の構成では、t2=スペーサー厚さ(mm)は0mmであるので、圧縮永久歪(CS(%))＝20程度が必要である。尚、一般EPDMゴムは温度70℃ 、50%圧縮、22時間で70%である為、温度40℃、50％圧縮、30日=720時間で十分に圧縮永久歪(CS(%))＝20に達する。
【００２４】
なお、現像室側プーリー11からトナー室側プーリー12に駆動を伝達するベルトも高温放置により硬度が低下するゴム製とする事でベルト18外周が伸び、トナー室側プーリー12外径が大径化しても、ベルト18の張力は大きく変化せず、ベルト18が破断する事は無い。このことで、トナー室側プーリー12と同軸で回転するトナー供給ハネ4の回転が、高温・高湿環境放置前より減速される。そのことでトナー室2からのトナー供給力が弱まり、吸湿したトナーの現像室への供給量が少なくなり、トナーパッキングが抑制される。これにより、通常環境及び温度40℃/湿度95% 30日間放置後でも、現像スリーブ5と現像ブレード8とによって摩擦帯電されたトナーの電荷付与量が適正となる。
【００２５】
ここで、図6に本実施例を実施した場合と、実施しない場合の高温高湿環境放置後のプリント枚数と画像濃度の立ち上がりを示す。
【００２６】
このように、温度40℃/湿度95% 30日間放置された場合でも、本実施例を実施することにより十分な画像濃度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る実施例1に係る画像形成装置の概略を示す断面図である。
【図２】本発明に係る実施例1に係る画像形成装置の攪拌ハネ−供給ハネ間の駆動方法である。
【図３】トナー帯電量とトナー室からのトナー供給量の関係である。
【図４】トナー供給量とトナー室側プーリー外径の関係である。
【図５】一般EPDMゴムの高温放置時間と圧縮永久歪の関係である。
【図６】高温高湿環境放置後のプリント枚数と画像濃度の立ち上がりの関係である。
【符号の説明】
【００２８】
1  現像容器
2  トナー室
3  現像室
トナ―供給ハネ
現像スリーブ
6  マグネットローラー
7  感光ドラム
8  現像ブレード
9  攪拌ハネ
１０  攪拌ギア
１１  現像室側プーリー
１２  トナー室側プーリー
１３  現像駆動列カバー
１４  感光ドラムギア
１５  現像スリーブギヤ
１６  プーリー加圧バネ
１７  プーリー加圧板
１８  ベルト
【図１】
2009157309.tif 000003
【図２】
2009157309.tif 000004
【図３】
2009157309.tif 000005
【図４】
2009157309.tif 000006
【図５】
2009157309.tif 000007
【図６】
2009157309.tif 000008