JP2004085648A - 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【目的】トナー漏れを抑制してコンパクトで高画質、低コスト及びユーザビリティの向上を実現することができる現像装置を提供すること。
【構成】現像剤を収容する現像容器と、現像剤を担時する現像担持体と、短手方向の一端を該現像容器の枠対に取り付けられ、他端を該現像担持体に当接するように配置された現像剤規制部材とを有し、前記現像剤規制部材は、弾性ブレードがブレード支持部材に固定された部材であり、前記現像剤規制部材が取り付けられる前記現像枠体側には、前記現像担持体端部からの現像剤の漏れを規制するために前記現像担持体の長手方向両端部にオーバーラップする形で接触するシール部材が取り付けられた現像装置において、前記弾性ブレード長手両端における短手方向ブレード支持部材側に切り込みを入れ、前記切り込みは前記シール部材の内側まで切り込まれている。
【選択図】 図６
【構成】現像剤を収容する現像容器と、現像剤を担時する現像担持体と、短手方向の一端を該現像容器の枠対に取り付けられ、他端を該現像担持体に当接するように配置された現像剤規制部材とを有し、前記現像剤規制部材は、弾性ブレードがブレード支持部材に固定された部材であり、前記現像剤規制部材が取り付けられる前記現像枠体側には、前記現像担持体端部からの現像剤の漏れを規制するために前記現像担持体の長手方向両端部にオーバーラップする形で接触するシール部材が取り付けられた現像装置において、前記弾性ブレード長手両端における短手方向ブレード支持部材側に切り込みを入れ、前記切り込みは前記シール部材の内側まで切り込まれている。
【選択図】 図６
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を採用した複写機やプリンタ等に使用される現像剤規制部材を有した現像装置、プロセスカートリッジ及びこれらを用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置においては、像担持体及びこれに作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによらずにユーザー自身で行うことができ、格段に操作性を向上させることができる。そこで、このプロセスカートリッジ方式は、画像形成装置において広く採用されるに至っている。
【０００３】
又、例えば図１１に示すように、複数のプロセスカートリッジを一列に並べたインライン型の画像形成装置２００が提供されている。こうしたインライン型の画像形成装置に使用されるプロセスカートリッジにおいて、トナー漏れを防止する事は画像品質及びユーザビリティの向上において重要な課題の１つに挙げられる。この課題に対し例えば、特開平６−１１９５８号公報に示されるような対策が考案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、より低コスト、高画質、高速印刷及びコンパクト化に発展する画像形成装置において、更に従来技術を発展される必要がある。例えば、現像担時体の長手方向両端部にオーバーラップする形で接触するシール部材（端部シール）が取り付けられた現像装置において、前記端部シールとオーバーラップした領域での現像剤規制部材の現像担時体への当接圧は、前記端部シールのシール圧も付与された構成になり、結果として現像領域よりも高い当接圧となる。
【０００５】
このことにより、前記領域に差し込んだトナーが耐久において、前記当接圧及び現像担持体が回転することで生じる摩擦熱によりトナーの凝固体を形成し、この前記凝固体が現像剤規制部材を現像担持体から浮かす場合があり、このことにより前記凝固体内側近傍の現像剤担持量の増大を招き、現像剤担持力を失う程現像剤担時量が増した場合現像容器内への現像剤回収が困難になり、トナー漏れに至る場合がある。従って、シール部材とオーバーラップした領域の現像剤規制部材の当接圧を極力下げることが課題となる。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、トナー漏れを抑制してコンパクトで高画質、低コスト及びユーザビリティの向上を実現することができる現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、現像剤を収容する現像容器と、現像剤を担時する現像担持体と、短手方向の一端を該現像容器の枠対に取り付けられ、他端を該現像担持体に当接するように配置された現像剤規制部材とを有し、前記現像剤規制部材は、弾性ブレードがブレード支持部材に固定された部材であり、前記現像剤規制部材が取り付けられる前記現像枠体側には、前記現像担持体端部からの現像剤の漏れを規制するために前記現像担持体の長手方向両端部にオーバーラップする形で接触するシール部材が取り付けられた現像装置において、前記弾性ブレード長手両端における短手方向ブレード支持部材側に切り込みを入れ、前記切り込みは前記シール部材の内側まで切り込まれていることを特徴とする。
請求項２記載の発明は、プロセスカートリッジを、請求項１記載の現像装置を有し、画像形成装置に着脱自在なものとして構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の現像装置又は請求項２記載のプロセスカートリッジの少なくとも一方を含んで画像形成装置を構成したことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置の実施形態について、多色現像装置におけるプロセスカートリッジの実施の形態について図を用いて説明する。
【００１０】
図１は本実施形態に係る画像形成装置の全体構成図、図２はプロセスカートリッジの断面説明図、図３はプロセスカートリッジの分解斜視図、図４及び図５は装置本体における部分説明図、図６〜図１０は本発明における詳細説明図である。
【００１１】
（画像形成装置の全体構成）
先ず、画像形成装置の全体構成について図１を参照して概要説明する。
【００１２】
図１に示す画像形成装置１００は、垂直方向に並設された像担持体である４個の感光体ドラム１ａ〜１ｄを備えている。感光体ドラム１は、駆動手段（不図示）によって、同図中、反時計回りに回転駆動される。感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム１表面を均一に帯電する帯電装置２ａ〜２ｄ、画像情報に基づいてレーザービームを照射して感光体ドラム１上の静電潜像を形成するスキャナユニット３ａ〜３ｄ、静電潜像に現像剤であるトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置４ａ〜４ｄ、感光体ドラム１上のトナー像を転写材Ｓに転写させる静電転写装置５、転写後の感光体ドラム１表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング装置６ａ〜６ｄ等が配設されている。ここで、感光体ドラム１と帯電装置２、現像装置４、クリーニング装置６は一体的にカートリッジ化され、プロセスカートリッジ７を形成している。
【００１３】
感光体ドラム１は、例えば直径３０ｍｍのアルミシリンダの外周面に有機光導伝体層（ＯＰＣ感光体）を塗布して構成したものである。感光体ドラム１は、その両端部を支持部材によって回転自在に支持されており、一方の端部に不図示の駆動モータからの駆動力が伝達されることにより、反時計回りに回転駆動される。
【００１４】
帯電装置２としては、図２に示すような接触帯電方式のものを使用することができる。帯電部材は、ローラ状に形成された導電性ローラであり、このローラを感光体ドラム１表面に当接させるとともに、このローラに帯電バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１表面を一様に帯電させるものである。
【００１５】
スキャナユニット３は、感光体ドラム１の略水平方向に配置され、レーザーダイオード（不図示）によって画像信号に対応する画像光が、スキャナモーター（不図示）によって高速回転されるポリゴンミラー９ａ〜９ｄに照射される。ポリゴンミラー９に反射した画像光は、結像レンズ１０ａ〜１０ｄを介して帯電済みの感光体ドラム１表面を選択的に露光して静電潜像を形成するように構成している。
【００１６】
又、スキャナユニット３は、図５に示すように、長手方向において左右側板間ピッチより長く形成され、左右側板３２の開口穴３５ａ〜３５ｈから突起部３３が外側に飛び出すように取り付けられる。その際のスキャナユニットの押圧方法は、圧縮バネ３６によって矢印で示す約４５°下方に約９．８Ｎの力で押圧されている。これにより確実に突き当てに押し付け、位置決めがなされている。
【００１７】
図２に示すように、現像装置４はそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーをそれぞれ収納したトナー容器４１ａ〜４１ｄ及び現像枠体４５から構成され、トナー容器４１内のトナー搬送機構４２によってトナー供給ローラ４３へ送り込み、図示時計方向に回転するトナー供給ローラ４３及び現像ローラ４０の外周に圧接された現像剤規制部材４４によって図示時計方向に回転する現像ローラ４０の外周にトナーを塗布し、且つ、トナーに電荷を付与する。そして、潜像が形成された感光体ドラム１と対向した現像ローラ４０に現像バイアスを印加することにより、潜像に応じて感光体ドラム１上にトナー現像を行うものである。
【００１８】
一方、画像形成装置には、図１に示すように、全ての感光体ドラム１ａ〜１ｄに対向して接するように循環移動する静電転写ベルト１１が配設される。静電転写ベルト１１は１０×１１〜１０×１４Ω・ｃｍの体積固有抵抗を持たせた厚さ約１５
０μｍのフィルム状部材で構成される。この静電転写ベルト１１は、垂直方向に４軸でローラに支持され、図中左側の外周面に転写材Ｓを静電吸着して上記感光体ドラム１に転写材Ｓを接触させるべく循環移動する。これにより、転写材Ｓは静電転写ベルト１１により転写位置まで搬送され、感光体ドラム１上のトナー像を転写される。
【００１９】
この静電転写ベルト１１の内側に当接し、４個の感光体ドラム１ａ〜１ｄに対向した位置に転写ローラ１２ａ〜１２ｄが並設される。これら転写ローラ１２から正極性の電荷が静電転写ベルト１１を介して転写材Ｓに印加され、この電荷による電界により、感光体ドラム１に接触中の用紙に、感光体ドラム１上の負極性のトナー像が転写される。静電転写ベルト１１は周長約７００ｍｍ、厚み約１５０μｍのベルトであり、駆動ローラ１３、従動ローラ１４ａ，１４ｂ、テンションローラ１５の４本のローラにより掛け渡され、図１の矢印方向に回転する。これにより、上述した静電転写ベルト１１が循環移動して転写材Ｓが従動ローラ１４ａ側から駆動ローラ１３側へ搬送される間にトナー像を転写される。
【００２０】
給送部１６は、画像形成部に転写材Ｓを給送搬送するものであり、複数枚の転写材Ｓが給送カセット１７に収納されている。画像形成時には給送ローラ（半月ローラ）１８、レジストローラ対１９が画像形成動作に応じて駆動回転し、給送カセット１７内の転写材Ｓを１枚毎分離給送するとともに、転写材Ｓ先端はレジストローラ対１９に突き当たり一旦停止し、ループを形成した後静電転写ベルト１１の回転と画像書出し位置の同期を取ってレジストローラ対１９によって静電転写ベルト１１へと給送されていく。
【００２１】
定着部２０は、転写材Ｓに転写された複数色のトナー画像を定着させるものであり、回転する加熱ローラ２１ａと、これに圧接して転写材Ｓに熱及び圧力を与える加圧ローラ２１ｂとから成る。即ち、感光体ドラム１上のトナー像を転写した転写材Ｓは定着部２０を通過する際に定着ローラ対２１で搬送されるとともに、定着ローラ対２１によって熱及び圧力を与えられる。これによって複数色のトナー像が転写材Ｓ表面に定着される。
【００２２】
画像形成の動作としては、プロセスカートリッジ７ａ〜７ｄが、画像形成のタイミングに合わせて順次駆動され、その駆動に応じて感光体ドラム１ａ〜１ｄが反時計回り方向に回転駆動される。そして、各々のプロセスカートリッジ７に対応するスキャナユニット３が順次駆動される。この駆動により、帯電装置２は感光体ドラム１の周面に一様な電荷を付与し、スキャナユニット３は、その感光体ドラム１周面に画像信号に応じて露光を行って感光体ドラム１周面上に静電潜像を形成する。現像装置４内の現像ローラ４０は、静電潜像の低電位部にトナーを転移させて感光体ドラム１周面上にトナー像を形成（現像）する。
【００２３】
最上流の感光体ドラム１周面上のトナー像の先端が、静電転写ベルト１１との対向点に回転搬送されてくるタイミングで、その対向点に転写材Ｓの画像形成開始位置が一致するように、レジストローラ対１９が回転を開始して転写材Ｓを静電転写ベルト１１へ給送する。転写材Ｓは静電吸着ローラ２２と静電転写ベルト１１とによって挟み込むようにして静電転写ベルト１１の外周に圧接し、且つ、静電転写ベルト１１と静電吸着ローラ２２との間に電圧を印加することにより、誘電体である転写材Ｓと静電転写ベルト１１の誘電体層に電荷を誘起し、転写材を静電転写ベルト１１の外周に静電吸着するように構成している。これにより、転写材Ｓは静電転写ベルト１１に安定して吸着され、最下流の転写部まで搬送される。
【００２４】
このように搬送されながら転写材Ｓは、各感光体ドラム１と転写ローラ１２との間に形成される電界によって、各感光体ドラム１のトナー像を順次転写される。４色のトナー像を転写された転写材Ｓは、駆動ローラ１３の曲率により静電転写ベルト１１から曲率分離され、定着部２０に搬入される。転写材Ｓは、定着部２０で上記トナー像を熱定着された後、排出ローラ対２３によって、排出部２４から画像面を下にした状態で本体外に排出される。
【００２５】
（プロセスカートリッジ）
次に、本発明を実施したプロセスカートリッジについて図２及び図３により詳細に説明する。図２及び図３はトナーを収納したプロセスカートリッジ７の主断面及び斜視図を示している。尚、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各プロセスカートリッジ７ａ〜７ｄは同一構成である。
【００２６】
プロセスカートリッジ７は、像担持体であるドラム状の像担持体即ち感光体ドラム１と、帯電手段及びクリーニング手段を備えた像担持体ユニット５０及び感光体ドラム１上の静電潜像を現像する現像手段を有する現像装置４に分かれている。
【００２７】
像担持体ユニット５０は、感光体ドラム１が軸受３１ａ，３１ｂ（ベアリング）を介してクリーニング枠体５１に回転自在に取り付けてられている。感光体ドラム１の周上には、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させるための帯電装置２及び感光体ドラム１上に残った現像剤（トナー）を除去するためのクリーニングブレード６０が配置され、更にクリーニングブレード６０によって感光体ドラム１表面から除去された残留トナーは、トナー送り機構５２によってクリーニング枠体後方に設けられた廃トナー室５３に順次送られる。そして、図示後方の一方端に図示しない駆動モータの駆動力を伝達することにより、感光体ドラム１を画像形成動作に応じて図示反時計回りに回転駆動させるようにしている。
【００２８】
現像装置４は、感光体ドラム１と接触して矢印Ｙ方向に回転する現像ローラ４０及びトナーが収容されたトナー容器４１と現像枠体４５とから構成される。現像ローラ４０は、軸受部材を介して回転自在に現像枠体４５に支持され、又、現像ローラ４０の周上には、現像ローラ４０と接触して矢印Ｚ方向に回転するトナー供給ローラ４３と現像剤規制部材４４がそれぞれ配置されている。更に、トナー容器４１内には、収容されたトナーを撹拌するとともにトナー供給ローラ４３に搬送するためのトナー搬送機構４２が設けられている。
【００２９】
そして、現像装置４は、現像装置４の両端に取り付けられた軸受部材４７，４８にそれぞれ設けられた揺動中心である支持軸４９を中心に、ピン４９ａによって現像装置４全体が像担持体ユニット５０に対して揺動自在に支持された吊り構造となっており、プロセスカートリッジ７単体（プリンタ本体に装着しない）状態においては、支持軸４９を中心に回転モーメントにより現像ローラ４０が感光体ドラム１に接触するよう、付勢部材である加圧バネ５４によって現像装置４が常に付勢されている。
【００３０】
更に、現像装置４のトナー容器４１には、現像ローラ４０を感光体ドラム１から離間させる際に装置本体１００の離間手段（後述）が当接するための作用受け部４６が一体的に設けられている。ここで、支持軸４９は現像ローラ４０とトナー容器４１の後端部との間に配置されており、作用受け部４６を押し上げることにより現像ローラ４０は感光体ドラム１と所定間隙だけ離間された状態となる。
【００３１】
現像時、トナー搬送機構４２によって収納されたトナーがトナー供給ローラ４３へ搬送されると、矢印Ｙ方向に回転するトナー供給ローラ４３が、そのトナーを矢印Ｚ方向に回転する現像ローラ４０との摺擦によって現像ローラ４０に供給し、現像ローラ４０上に担持させる。現像ローラ４０上に担持されたトナーは、現像ローラ４０の回転に伴い現像剤規制部材４４の所に至り、現像剤規制部材４４がトナーを規制して所望の帯電電荷量を付与するとともに、所定のトナー薄層に形成する。
【００３２】
規制されたトナーは、現像ローラ４０の回転に連れて、感光体ドラム１と現像ローラ４０とが接触した現像部に搬送され、現像部において、図示しない電源から現像ローラ４０に印加した直流現像バイアスにより、感光体ドラム１の表面に形成されている静電潜像に付着して潜像を現像する。尚、現像に寄与せずに現像ローラ４０の表面に残留したトナーは、現像ローラ４０の回転に伴い現像枠体内に戻され、トナー供給ローラ４３との摺擦部で現像ローラ４０から剥離、回収される。そして、回収されたトナーは、トナー搬送機構４２により残りのトナーと撹拌混合される。
【００３３】
本発明のように感光体ドラム１と現像ローラ４０が接触して現像を行う接触現像方式においては、感光体ドラム１は剛体とし、現像ローラ４０は弾性体を有するローラとすることが好ましい。この弾性体としては、ソリッドゴム単層やトナーへの帯電付与性を考慮してソリッドゴム層上に樹脂コーティングを施したもの等が用いられる。
【００３４】
（現像剤規制部材）
次に、本発明の現像剤規制部材４４の詳細を図６、図７及び図１０を用いて説明する。
【００３５】
図において、支持部材４４ａは、弾性ブレード４４ｂ取り付けのための支持部材であり、例えば板金部材等の剛性を有するものが用いられる。又、弾性ブレード４４ｂは、支持部材４４ａに対し例えばＹＡＧレーザ溶接等の方法で強固に固定される。この弾性ブレード４４ｂについては、例えばリン青銅やＳＵＳの薄板等を用いて弾性を確保している。このとき、図６及び図１０に示すように、現像剤規制部材４４において前記端部シール５５とオーバーラップ４４ｃしている両端部のおける現像剤規制部材４４に対する当接圧Ｆは弾性ブレード４４ｂの弾性によって得られる現像剤規制部材４４に対する当接圧に、前記端部シール５５の現像剤規制部材４４に対する当接圧が付加された形となる。
【００３６】
このとき、本発明の弾性ブレード４４ｂの長手両端における短手方向ブレード支持部材４４ａ側に切り込み５６を入れ、前記切り込み５６は前記前記端部シール５５の内側まで切り込まれていることにより前記領域の弾性ブレード４４ｂは、支持部材４４ａから開放された形態を取ることになる。つまり、この領域においては支持部材４４ａを固定端としたばね形態から開放されることになる。このことにより前記領域の現像担持体４０への当接圧の低下が可能となる。
【００３７】
又、切り込み５６を入れても長手シール部材５７によりシール性は確保される。本発明における実際の効果検証として弾性ブレード４４ｂに対する端部シール５５のオーバーラップ量４４ｃを２ｍｍとし、切り込み５６の形状を幅１ｍｍ、長さを３．５ｍｍとした場合、約３０％の当接圧ダウンが確認されている。又、実際の耐久において、寿命末期までのトナー漏れを抑制することが可能となった。図７〜図９に本実施の形態と同様の効果を成す形状例を示す。
【００３８】
本発明の意図する処が弾性ブレード４４ｂにおいて、端部シール５５にオーバーラップ４４ｃした領域のやや内側まで切り込み５６を入れることで、ばね性を得る１つの要素である固定端に相当する支持部材４４ａから開放することにあるので同等の効果を得られることは言うまでもない。
【００３９】
【発明の効果】
上記の説明で明らかなように、本発明によれば、弾性ブレード長手両端における短手方向ブレード支持部材側に切り込みを入れ、前記切り込みは前記シール部材の内側まで切り込まれていることで、シール部材とオーバーラップした領域の現像剤規制部材の当接圧を極力下げることが可能となる。このことにより、前記端部シールとオーバーラップした領域での現像剤規制部の現像担持体への当接圧は、端部シールのシール圧も付与された構成にも拘らず、現像担持体への当接圧を下げることが可能になり、現像担持体が回転することで生じる摩擦熱によりトナーの凝固体を形成し、この凝固体が現像剤規制部材を現像担持体から浮かすことにより前記凝固体内側近傍の現像剤担時量の増大を招き、現像剤担時力を失う程現像剤担時量が増した場合、現像容器内への現像剤回収が困難になり、トナー漏れに至る現象の抑制が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の全体構成図である。
【図２】プロセスカートリッジの断面説明図である。
【図３】プロセスカートリッジの分解斜視図である。
【図４】装置本体における部分説明図である。
【図５】装置本体における部分説明図である。
【図６】本発明に関する現像剤規制部材を説明する図である。
【図７】本発明に関する現像剤規制部材を説明する図である。
【図８】本発明に関する現像剤規制部材を説明する図である。
【図９】本発明に関する現像剤規制部材を説明する図である。
【図１０】本発明に関する現像剤規制部材を説明する図である。
【図１１】従来の画像形成装置を説明する図である。
【符号の説明】
Ｓ 転写材
Ｆ 当接圧
１ 感光体ドラム
２ 帯電装置
３ スキャナユニット
４ 現像装置
５ 静電転写装置
６ クリーニング装置
７ プロセスカートリッジ
８ 離間手段
９ ポリゴンミラー
１０ 結像レンズ
１１ 静電転写ベルト
１２ 転写ローラ
１３ 駆動ローラ
１４ａ 従動ローラ
１４ｂ 従動ローラ
１５ テンションローラ
１６ 給送部
１７ 給送カセット
１８ 給送ローラ
１９ レジストローラ対
２０ 定着部
２１ 定着ローラ対
２１ａ 加熱ローラ
２１ｂ 加圧ローラ
２２ 静電吸着ローラ
２３ 排出ローラ対
２４ 排出部
３０ ねじりコイルバネ
３０ａ 端部
３１ 軸受
３１ａ 軸受
３１ｂ 軸受
３２ 左右側板
３３ 突起部
３４ ガイド溝
３５ 開口穴
３６ 圧縮バネ
３９ 軸
４０ 現像担持体
４１ トナー容器
４２ トナー搬送機構
４３ トナー供給ローラ
４４ 現像剤規制部材
４４ａ 支持部材
４４ｂ 弾性ブレード
４４ｃ オーバーラップ部
４５ 現像枠体
４６ リブ
４７ 軸受部材
４８ 軸受部材
４９ 支持軸
５０ 像担持体ユニット
５１ クリーニング枠体
５２ トナー送り機構
５３ 廃トナー室
５４ 加圧バネ
５５ 端部シール
５６ 切り込み
５７ 長手シール部材
６０ クリーニングブレード
８０ 作用部（離間板）
１００ 装置本体
２００ 画像形成装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を採用した複写機やプリンタ等に使用される現像剤規制部材を有した現像装置、プロセスカートリッジ及びこれらを用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置においては、像担持体及びこれに作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによらずにユーザー自身で行うことができ、格段に操作性を向上させることができる。そこで、このプロセスカートリッジ方式は、画像形成装置において広く採用されるに至っている。
【０００３】
又、例えば図１１に示すように、複数のプロセスカートリッジを一列に並べたインライン型の画像形成装置２００が提供されている。こうしたインライン型の画像形成装置に使用されるプロセスカートリッジにおいて、トナー漏れを防止する事は画像品質及びユーザビリティの向上において重要な課題の１つに挙げられる。この課題に対し例えば、特開平６−１１９５８号公報に示されるような対策が考案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、より低コスト、高画質、高速印刷及びコンパクト化に発展する画像形成装置において、更に従来技術を発展される必要がある。例えば、現像担時体の長手方向両端部にオーバーラップする形で接触するシール部材（端部シール）が取り付けられた現像装置において、前記端部シールとオーバーラップした領域での現像剤規制部材の現像担時体への当接圧は、前記端部シールのシール圧も付与された構成になり、結果として現像領域よりも高い当接圧となる。
【０００５】
このことにより、前記領域に差し込んだトナーが耐久において、前記当接圧及び現像担持体が回転することで生じる摩擦熱によりトナーの凝固体を形成し、この前記凝固体が現像剤規制部材を現像担持体から浮かす場合があり、このことにより前記凝固体内側近傍の現像剤担持量の増大を招き、現像剤担持力を失う程現像剤担時量が増した場合現像容器内への現像剤回収が困難になり、トナー漏れに至る場合がある。従って、シール部材とオーバーラップした領域の現像剤規制部材の当接圧を極力下げることが課題となる。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、トナー漏れを抑制してコンパクトで高画質、低コスト及びユーザビリティの向上を実現することができる現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、現像剤を収容する現像容器と、現像剤を担時する現像担持体と、短手方向の一端を該現像容器の枠対に取り付けられ、他端を該現像担持体に当接するように配置された現像剤規制部材とを有し、前記現像剤規制部材は、弾性ブレードがブレード支持部材に固定された部材であり、前記現像剤規制部材が取り付けられる前記現像枠体側には、前記現像担持体端部からの現像剤の漏れを規制するために前記現像担持体の長手方向両端部にオーバーラップする形で接触するシール部材が取り付けられた現像装置において、前記弾性ブレード長手両端における短手方向ブレード支持部材側に切り込みを入れ、前記切り込みは前記シール部材の内側まで切り込まれていることを特徴とする。
請求項２記載の発明は、プロセスカートリッジを、請求項１記載の現像装置を有し、画像形成装置に着脱自在なものとして構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の現像装置又は請求項２記載のプロセスカートリッジの少なくとも一方を含んで画像形成装置を構成したことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置の実施形態について、多色現像装置におけるプロセスカートリッジの実施の形態について図を用いて説明する。
【００１０】
図１は本実施形態に係る画像形成装置の全体構成図、図２はプロセスカートリッジの断面説明図、図３はプロセスカートリッジの分解斜視図、図４及び図５は装置本体における部分説明図、図６〜図１０は本発明における詳細説明図である。
【００１１】
（画像形成装置の全体構成）
先ず、画像形成装置の全体構成について図１を参照して概要説明する。
【００１２】
図１に示す画像形成装置１００は、垂直方向に並設された像担持体である４個の感光体ドラム１ａ〜１ｄを備えている。感光体ドラム１は、駆動手段（不図示）によって、同図中、反時計回りに回転駆動される。感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム１表面を均一に帯電する帯電装置２ａ〜２ｄ、画像情報に基づいてレーザービームを照射して感光体ドラム１上の静電潜像を形成するスキャナユニット３ａ〜３ｄ、静電潜像に現像剤であるトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置４ａ〜４ｄ、感光体ドラム１上のトナー像を転写材Ｓに転写させる静電転写装置５、転写後の感光体ドラム１表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング装置６ａ〜６ｄ等が配設されている。ここで、感光体ドラム１と帯電装置２、現像装置４、クリーニング装置６は一体的にカートリッジ化され、プロセスカートリッジ７を形成している。
【００１３】
感光体ドラム１は、例えば直径３０ｍｍのアルミシリンダの外周面に有機光導伝体層（ＯＰＣ感光体）を塗布して構成したものである。感光体ドラム１は、その両端部を支持部材によって回転自在に支持されており、一方の端部に不図示の駆動モータからの駆動力が伝達されることにより、反時計回りに回転駆動される。
【００１４】
帯電装置２としては、図２に示すような接触帯電方式のものを使用することができる。帯電部材は、ローラ状に形成された導電性ローラであり、このローラを感光体ドラム１表面に当接させるとともに、このローラに帯電バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１表面を一様に帯電させるものである。
【００１５】
スキャナユニット３は、感光体ドラム１の略水平方向に配置され、レーザーダイオード（不図示）によって画像信号に対応する画像光が、スキャナモーター（不図示）によって高速回転されるポリゴンミラー９ａ〜９ｄに照射される。ポリゴンミラー９に反射した画像光は、結像レンズ１０ａ〜１０ｄを介して帯電済みの感光体ドラム１表面を選択的に露光して静電潜像を形成するように構成している。
【００１６】
又、スキャナユニット３は、図５に示すように、長手方向において左右側板間ピッチより長く形成され、左右側板３２の開口穴３５ａ〜３５ｈから突起部３３が外側に飛び出すように取り付けられる。その際のスキャナユニットの押圧方法は、圧縮バネ３６によって矢印で示す約４５°下方に約９．８Ｎの力で押圧されている。これにより確実に突き当てに押し付け、位置決めがなされている。
【００１７】
図２に示すように、現像装置４はそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーをそれぞれ収納したトナー容器４１ａ〜４１ｄ及び現像枠体４５から構成され、トナー容器４１内のトナー搬送機構４２によってトナー供給ローラ４３へ送り込み、図示時計方向に回転するトナー供給ローラ４３及び現像ローラ４０の外周に圧接された現像剤規制部材４４によって図示時計方向に回転する現像ローラ４０の外周にトナーを塗布し、且つ、トナーに電荷を付与する。そして、潜像が形成された感光体ドラム１と対向した現像ローラ４０に現像バイアスを印加することにより、潜像に応じて感光体ドラム１上にトナー現像を行うものである。
【００１８】
一方、画像形成装置には、図１に示すように、全ての感光体ドラム１ａ〜１ｄに対向して接するように循環移動する静電転写ベルト１１が配設される。静電転写ベルト１１は１０×１１〜１０×１４Ω・ｃｍの体積固有抵抗を持たせた厚さ約１５
０μｍのフィルム状部材で構成される。この静電転写ベルト１１は、垂直方向に４軸でローラに支持され、図中左側の外周面に転写材Ｓを静電吸着して上記感光体ドラム１に転写材Ｓを接触させるべく循環移動する。これにより、転写材Ｓは静電転写ベルト１１により転写位置まで搬送され、感光体ドラム１上のトナー像を転写される。
【００１９】
この静電転写ベルト１１の内側に当接し、４個の感光体ドラム１ａ〜１ｄに対向した位置に転写ローラ１２ａ〜１２ｄが並設される。これら転写ローラ１２から正極性の電荷が静電転写ベルト１１を介して転写材Ｓに印加され、この電荷による電界により、感光体ドラム１に接触中の用紙に、感光体ドラム１上の負極性のトナー像が転写される。静電転写ベルト１１は周長約７００ｍｍ、厚み約１５０μｍのベルトであり、駆動ローラ１３、従動ローラ１４ａ，１４ｂ、テンションローラ１５の４本のローラにより掛け渡され、図１の矢印方向に回転する。これにより、上述した静電転写ベルト１１が循環移動して転写材Ｓが従動ローラ１４ａ側から駆動ローラ１３側へ搬送される間にトナー像を転写される。
【００２０】
給送部１６は、画像形成部に転写材Ｓを給送搬送するものであり、複数枚の転写材Ｓが給送カセット１７に収納されている。画像形成時には給送ローラ（半月ローラ）１８、レジストローラ対１９が画像形成動作に応じて駆動回転し、給送カセット１７内の転写材Ｓを１枚毎分離給送するとともに、転写材Ｓ先端はレジストローラ対１９に突き当たり一旦停止し、ループを形成した後静電転写ベルト１１の回転と画像書出し位置の同期を取ってレジストローラ対１９によって静電転写ベルト１１へと給送されていく。
【００２１】
定着部２０は、転写材Ｓに転写された複数色のトナー画像を定着させるものであり、回転する加熱ローラ２１ａと、これに圧接して転写材Ｓに熱及び圧力を与える加圧ローラ２１ｂとから成る。即ち、感光体ドラム１上のトナー像を転写した転写材Ｓは定着部２０を通過する際に定着ローラ対２１で搬送されるとともに、定着ローラ対２１によって熱及び圧力を与えられる。これによって複数色のトナー像が転写材Ｓ表面に定着される。
【００２２】
画像形成の動作としては、プロセスカートリッジ７ａ〜７ｄが、画像形成のタイミングに合わせて順次駆動され、その駆動に応じて感光体ドラム１ａ〜１ｄが反時計回り方向に回転駆動される。そして、各々のプロセスカートリッジ７に対応するスキャナユニット３が順次駆動される。この駆動により、帯電装置２は感光体ドラム１の周面に一様な電荷を付与し、スキャナユニット３は、その感光体ドラム１周面に画像信号に応じて露光を行って感光体ドラム１周面上に静電潜像を形成する。現像装置４内の現像ローラ４０は、静電潜像の低電位部にトナーを転移させて感光体ドラム１周面上にトナー像を形成（現像）する。
【００２３】
最上流の感光体ドラム１周面上のトナー像の先端が、静電転写ベルト１１との対向点に回転搬送されてくるタイミングで、その対向点に転写材Ｓの画像形成開始位置が一致するように、レジストローラ対１９が回転を開始して転写材Ｓを静電転写ベルト１１へ給送する。転写材Ｓは静電吸着ローラ２２と静電転写ベルト１１とによって挟み込むようにして静電転写ベルト１１の外周に圧接し、且つ、静電転写ベルト１１と静電吸着ローラ２２との間に電圧を印加することにより、誘電体である転写材Ｓと静電転写ベルト１１の誘電体層に電荷を誘起し、転写材を静電転写ベルト１１の外周に静電吸着するように構成している。これにより、転写材Ｓは静電転写ベルト１１に安定して吸着され、最下流の転写部まで搬送される。
【００２４】
このように搬送されながら転写材Ｓは、各感光体ドラム１と転写ローラ１２との間に形成される電界によって、各感光体ドラム１のトナー像を順次転写される。４色のトナー像を転写された転写材Ｓは、駆動ローラ１３の曲率により静電転写ベルト１１から曲率分離され、定着部２０に搬入される。転写材Ｓは、定着部２０で上記トナー像を熱定着された後、排出ローラ対２３によって、排出部２４から画像面を下にした状態で本体外に排出される。
【００２５】
（プロセスカートリッジ）
次に、本発明を実施したプロセスカートリッジについて図２及び図３により詳細に説明する。図２及び図３はトナーを収納したプロセスカートリッジ７の主断面及び斜視図を示している。尚、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各プロセスカートリッジ７ａ〜７ｄは同一構成である。
【００２６】
プロセスカートリッジ７は、像担持体であるドラム状の像担持体即ち感光体ドラム１と、帯電手段及びクリーニング手段を備えた像担持体ユニット５０及び感光体ドラム１上の静電潜像を現像する現像手段を有する現像装置４に分かれている。
【００２７】
像担持体ユニット５０は、感光体ドラム１が軸受３１ａ，３１ｂ（ベアリング）を介してクリーニング枠体５１に回転自在に取り付けてられている。感光体ドラム１の周上には、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させるための帯電装置２及び感光体ドラム１上に残った現像剤（トナー）を除去するためのクリーニングブレード６０が配置され、更にクリーニングブレード６０によって感光体ドラム１表面から除去された残留トナーは、トナー送り機構５２によってクリーニング枠体後方に設けられた廃トナー室５３に順次送られる。そして、図示後方の一方端に図示しない駆動モータの駆動力を伝達することにより、感光体ドラム１を画像形成動作に応じて図示反時計回りに回転駆動させるようにしている。
【００２８】
現像装置４は、感光体ドラム１と接触して矢印Ｙ方向に回転する現像ローラ４０及びトナーが収容されたトナー容器４１と現像枠体４５とから構成される。現像ローラ４０は、軸受部材を介して回転自在に現像枠体４５に支持され、又、現像ローラ４０の周上には、現像ローラ４０と接触して矢印Ｚ方向に回転するトナー供給ローラ４３と現像剤規制部材４４がそれぞれ配置されている。更に、トナー容器４１内には、収容されたトナーを撹拌するとともにトナー供給ローラ４３に搬送するためのトナー搬送機構４２が設けられている。
【００２９】
そして、現像装置４は、現像装置４の両端に取り付けられた軸受部材４７，４８にそれぞれ設けられた揺動中心である支持軸４９を中心に、ピン４９ａによって現像装置４全体が像担持体ユニット５０に対して揺動自在に支持された吊り構造となっており、プロセスカートリッジ７単体（プリンタ本体に装着しない）状態においては、支持軸４９を中心に回転モーメントにより現像ローラ４０が感光体ドラム１に接触するよう、付勢部材である加圧バネ５４によって現像装置４が常に付勢されている。
【００３０】
更に、現像装置４のトナー容器４１には、現像ローラ４０を感光体ドラム１から離間させる際に装置本体１００の離間手段（後述）が当接するための作用受け部４６が一体的に設けられている。ここで、支持軸４９は現像ローラ４０とトナー容器４１の後端部との間に配置されており、作用受け部４６を押し上げることにより現像ローラ４０は感光体ドラム１と所定間隙だけ離間された状態となる。
【００３１】
現像時、トナー搬送機構４２によって収納されたトナーがトナー供給ローラ４３へ搬送されると、矢印Ｙ方向に回転するトナー供給ローラ４３が、そのトナーを矢印Ｚ方向に回転する現像ローラ４０との摺擦によって現像ローラ４０に供給し、現像ローラ４０上に担持させる。現像ローラ４０上に担持されたトナーは、現像ローラ４０の回転に伴い現像剤規制部材４４の所に至り、現像剤規制部材４４がトナーを規制して所望の帯電電荷量を付与するとともに、所定のトナー薄層に形成する。
【００３２】
規制されたトナーは、現像ローラ４０の回転に連れて、感光体ドラム１と現像ローラ４０とが接触した現像部に搬送され、現像部において、図示しない電源から現像ローラ４０に印加した直流現像バイアスにより、感光体ドラム１の表面に形成されている静電潜像に付着して潜像を現像する。尚、現像に寄与せずに現像ローラ４０の表面に残留したトナーは、現像ローラ４０の回転に伴い現像枠体内に戻され、トナー供給ローラ４３との摺擦部で現像ローラ４０から剥離、回収される。そして、回収されたトナーは、トナー搬送機構４２により残りのトナーと撹拌混合される。
【００３３】
本発明のように感光体ドラム１と現像ローラ４０が接触して現像を行う接触現像方式においては、感光体ドラム１は剛体とし、現像ローラ４０は弾性体を有するローラとすることが好ましい。この弾性体としては、ソリッドゴム単層やトナーへの帯電付与性を考慮してソリッドゴム層上に樹脂コーティングを施したもの等が用いられる。
【００３４】
（現像剤規制部材）
次に、本発明の現像剤規制部材４４の詳細を図６、図７及び図１０を用いて説明する。
【００３５】
図において、支持部材４４ａは、弾性ブレード４４ｂ取り付けのための支持部材であり、例えば板金部材等の剛性を有するものが用いられる。又、弾性ブレード４４ｂは、支持部材４４ａに対し例えばＹＡＧレーザ溶接等の方法で強固に固定される。この弾性ブレード４４ｂについては、例えばリン青銅やＳＵＳの薄板等を用いて弾性を確保している。このとき、図６及び図１０に示すように、現像剤規制部材４４において前記端部シール５５とオーバーラップ４４ｃしている両端部のおける現像剤規制部材４４に対する当接圧Ｆは弾性ブレード４４ｂの弾性によって得られる現像剤規制部材４４に対する当接圧に、前記端部シール５５の現像剤規制部材４４に対する当接圧が付加された形となる。
【００３６】
このとき、本発明の弾性ブレード４４ｂの長手両端における短手方向ブレード支持部材４４ａ側に切り込み５６を入れ、前記切り込み５６は前記前記端部シール５５の内側まで切り込まれていることにより前記領域の弾性ブレード４４ｂは、支持部材４４ａから開放された形態を取ることになる。つまり、この領域においては支持部材４４ａを固定端としたばね形態から開放されることになる。このことにより前記領域の現像担持体４０への当接圧の低下が可能となる。
【００３７】
又、切り込み５６を入れても長手シール部材５７によりシール性は確保される。本発明における実際の効果検証として弾性ブレード４４ｂに対する端部シール５５のオーバーラップ量４４ｃを２ｍｍとし、切り込み５６の形状を幅１ｍｍ、長さを３．５ｍｍとした場合、約３０％の当接圧ダウンが確認されている。又、実際の耐久において、寿命末期までのトナー漏れを抑制することが可能となった。図７〜図９に本実施の形態と同様の効果を成す形状例を示す。
【００３８】
本発明の意図する処が弾性ブレード４４ｂにおいて、端部シール５５にオーバーラップ４４ｃした領域のやや内側まで切り込み５６を入れることで、ばね性を得る１つの要素である固定端に相当する支持部材４４ａから開放することにあるので同等の効果を得られることは言うまでもない。
【００３９】
【発明の効果】
上記の説明で明らかなように、本発明によれば、弾性ブレード長手両端における短手方向ブレード支持部材側に切り込みを入れ、前記切り込みは前記シール部材の内側まで切り込まれていることで、シール部材とオーバーラップした領域の現像剤規制部材の当接圧を極力下げることが可能となる。このことにより、前記端部シールとオーバーラップした領域での現像剤規制部の現像担持体への当接圧は、端部シールのシール圧も付与された構成にも拘らず、現像担持体への当接圧を下げることが可能になり、現像担持体が回転することで生じる摩擦熱によりトナーの凝固体を形成し、この凝固体が現像剤規制部材を現像担持体から浮かすことにより前記凝固体内側近傍の現像剤担時量の増大を招き、現像剤担時力を失う程現像剤担時量が増した場合、現像容器内への現像剤回収が困難になり、トナー漏れに至る現象の抑制が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の全体構成図である。
【図２】プロセスカートリッジの断面説明図である。
【図３】プロセスカートリッジの分解斜視図である。
【図４】装置本体における部分説明図である。
【図５】装置本体における部分説明図である。
【図６】本発明に関する現像剤規制部材を説明する図である。
【図７】本発明に関する現像剤規制部材を説明する図である。
【図８】本発明に関する現像剤規制部材を説明する図である。
【図９】本発明に関する現像剤規制部材を説明する図である。
【図１０】本発明に関する現像剤規制部材を説明する図である。
【図１１】従来の画像形成装置を説明する図である。
【符号の説明】
Ｓ 転写材
Ｆ 当接圧
１ 感光体ドラム
２ 帯電装置
３ スキャナユニット
４ 現像装置
５ 静電転写装置
６ クリーニング装置
７ プロセスカートリッジ
８ 離間手段
９ ポリゴンミラー
１０ 結像レンズ
１１ 静電転写ベルト
１２ 転写ローラ
１３ 駆動ローラ
１４ａ 従動ローラ
１４ｂ 従動ローラ
１５ テンションローラ
１６ 給送部
１７ 給送カセット
１８ 給送ローラ
１９ レジストローラ対
２０ 定着部
２１ 定着ローラ対
２１ａ 加熱ローラ
２１ｂ 加圧ローラ
２２ 静電吸着ローラ
２３ 排出ローラ対
２４ 排出部
３０ ねじりコイルバネ
３０ａ 端部
３１ 軸受
３１ａ 軸受
３１ｂ 軸受
３２ 左右側板
３３ 突起部
３４ ガイド溝
３５ 開口穴
３６ 圧縮バネ
３９ 軸
４０ 現像担持体
４１ トナー容器
４２ トナー搬送機構
４３ トナー供給ローラ
４４ 現像剤規制部材
４４ａ 支持部材
４４ｂ 弾性ブレード
４４ｃ オーバーラップ部
４５ 現像枠体
４６ リブ
４７ 軸受部材
４８ 軸受部材
４９ 支持軸
５０ 像担持体ユニット
５１ クリーニング枠体
５２ トナー送り機構
５３ 廃トナー室
５４ 加圧バネ
５５ 端部シール
５６ 切り込み
５７ 長手シール部材
６０ クリーニングブレード
８０ 作用部（離間板）
１００ 装置本体
２００ 画像形成装置
Claims (3)
- 現像剤を収容する現像容器と、現像剤を担時する現像担持体と、短手方向の一端を該現像容器の枠対に取り付けられ、他端を該現像担持体に当接するように配置された現像剤規制部材とを有し、前記現像剤規制部材は、弾性ブレードがブレード支持部材に固定された部材であり、前記現像剤規制部材が取り付けられる前記現像枠体側には、前記現像担持体端部からの現像剤の漏れを規制するために前記現像担持体の長手方向両端部にオーバーラップする形で接触するシール部材が取り付けられた現像装置において、
前記弾性ブレード長手両端における短手方向ブレード支持部材側に切り込みを入れ、前記切り込みは前記シール部材の内側まで切り込まれていることを特徴とする現像装置。 - 請求項１記載の現像装置を有し、画像形成装置に着脱自在なことを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 請求項１記載の現像装置又は請求項２記載のプロセスカートリッジの少なくとも一方を有することを特徴とする画像形成装置。
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| JP2002243015A JP2004085648A (ja) | 2002-08-23 | 2002-08-23 | 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 |
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-
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