JP4620900B2

JP4620900B2 - 現像装置

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Publication number: JP4620900B2
Application number: JP2001166189A
Authority: JP
Inventors: 正成白井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-06-09
Filing date: 2001-06-01
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2021-06-01
Also published as: JP2002062731A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いた画像形成装置及びこれに用いられる現像装置に関し、特に、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置及びこれに用いられる現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機等の画像形成装置における画像形成部では、像担持体である感光体を帯電装置により帯電し、露光光学系により原稿の画像を露光位置において露光して前記感光体の周面に静電潜像を形成し、この感光体の周面上に形成された静電潜像を現像装置で現像して現像剤（トナー）像を形成し、該トナー像を転写装置の電圧印加によって転写材に転写し、転写後の感光体をクリーニング装置でクリーニングした後、帯電前露光を行い、残留電荷を除去し、再び上記の工程を繰り返して画像形成を行う。
【０００３】
前述した現像装置は、単一の現像剤担持体（以下、現像スリーブ）を感光体に対して一定の空隙を設けて配置されている。この空隙を規制する手段は、現像スリーブの同軸上で回転する規制部材（突き当てコロ）の外径と、現像スリーブの外径との差により決定され、更に現像スリーブを感光体側に押圧することで前記空隙を保証する突き当てコロ方式が一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の画像形成部における単一の現像スリーブを有した現像装置では、高速化（コピースピードアップ）対応ができない。一般に現像スリーブの周速は、感光体の周速の150％程度の速度で回転し現像を行っているが、高速対応するには、現像スリーブの周速を感光体の周速の200％以上にしなければ現像剤の供給が不足し、コピー濃度が低下してしまう。しかしながら、現像スリーブの周速をアップすると、この周速アップによって、現像スリーブ端部の昇温による現像剤の融着等の問題が発生する。
【０００５】
そこで、複数の現像スリーブを設け、現像スリーブの周速を大幅に上げずに使用して高速対応可能にする現像装置が従来より提案されている。このような現像装置では、現像性を維持するために、感光体と各現像スリーブ間の空隙を一定となるように保障する位置決め手段を高精度に配置するのが好ましい。しかしながら、このような従来の現像装置では、現像スリーブ同士を近接させて配設するのが困難であった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決するものであり、その目的とするところは、複数の現像スリーブを可能な限り近接させて配置することを可能とし、該複数の現像スリーブを感光体に対して簡単な構成で高精度に位置決めすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の現像装置の構成は、像担持体上に形成された潜像を現像するために現像剤を担持搬送する第１現像剤担持体と、前記第１現像剤担持体の長手方向の両端部に回転可能に設けられ、前記像担持体の周面に当接することで前記像担持体と前記第１現像剤担持体との間隙を規制する第１円筒体と、前記第１現像剤担持体により現像した後、前記像担持体上に形成された同一の潜像を現像するために現像剤を担持搬送する第２現像剤担持体と、前記第２現像剤担持体の長手方向の両端部に回転可能に設けられ、前記像担持体の周面に当接することで前記像担持体と前記第２現像剤担持体との間隙を規制する第２円筒体と、を有し、前記第１円筒体が前記像担持体に当接する位置と、前記第２円筒体が前記像担持体に当接する位置とが前記長手方向において互いに重ならないように、前記第２円筒体の間の距離は、前記第１円筒体の間の距離よりも、短く、前記第２現像剤担持体上の現像剤は、前記第１現像剤担持体と前記第２現像剤担持体との間の間隙部において層厚規制されており、前記第１現像剤担持体と前記像担持体との第１の間隙と、前記第２現像剤担持体と前記像担持体との第２の間隙との和よりも、前記第１現像剤担持体と前記第２現像剤担持体との間隙の方が小さいことを特徴とする。
【００１０】
また、上記目的を達成するための本発明の現像装置の構成は、上記構成に加えて更に、前記第２現像剤担持体を回動可能に支持し、前記第１現像剤担持体の端部近傍を揺動支点として前記第２現像剤担持体を揺動させる揺動部材と、前記揺動部材に設けられた突起部と、前記現像装置に設けられ、前記突起部と係合することで前記揺動部材の揺動範囲を決める溝部と、を有することを特徴とする。
【００１１】
上記構成により、第１現像剤担持体と第２現像剤担持体を近接させて配置することが可能となる。また、第１現像剤担持体と第２現像剤担持体を像担持体に対して簡単な構成で高精度に位置決めすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明を適用した現像装置及びこれを備えた画像形成装置の一態様を例示して説明する。
【００１３】
まず、図４を用いて、本発明に係る画像形成装置における画像形成部の概略構成について簡単に説明する。本実施形態では画像形成装置として複写機を例にとって説明するが、所謂、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置にも本発明を適用することができる。なお、本発明が適用できる画像形成装置は図４に示す画像形成装置だけではなく、構成が種々変更された画像形成装置にも適用できる。
【００１４】
図に示す画像形成部では、像担持体である感光体１を帯電装置２により帯電し、露光光学系により原稿の画像を露光位置３において露光して前記感光体１の周面に静電潜像を形成する。この感光体１の周面上に形成された静電潜像を現像装置21で現像して現像剤（トナー）像を形成し、該トナー像を転写装置４に電圧を印加することによって転写材Ｐに転写し、定着装置にてトナー像を転写材Ｐ上に定着し、永久画像とする。
【００１５】
トナー像転写後の感光体１上に残留するトナーをクリーニング装置６でクリーニングした後、前露光器７により露光することで感光体１上の残留電荷を除去し初期化する。このような画像形成工程を繰り返して以降の転写材Ｐに対して画像形成を行う。
【００１６】
次に、図１〜図３を用いて、本発明を適用した現像装置について詳しく説明する。
【００１７】
図１は本発明を適用した現像装置の概略断面構成図である。図１において、21は現像装置、22は現像剤（本実施例では１成分現像剤（トナー））を収納する現像容器である。23は内部に固定された磁界を発生する第１磁界発生手段としての磁石を有し、現像容器22に回転支持された第１現像剤担持体としての第１現像スリーブであり、感光体１の長手方向に沿って設けられている。24は内部に固定された磁界を発生する第２磁界発生手段としての磁石を有し、後述する揺動部材によって回転支持された第２現像剤担持体としての第２現像スリーブであり、感光体１の長手方向に沿って設けられている。なお、第１現像スリーブ23及び第２現像スリーブ24は現像部において、感光体１の回転方向と同方向に回転するように構成されている（図１中に矢印で示す）。
【００１８】
次に、感光体１上に形成された同一の静電潜像を第１現像スリーブ23及び第２現像スリーブ24により現像する際の現像工程について説明する。
【００１９】
第１現像スリーブ23側では、第１磁界発生手段により現像容器22内の現像剤を第１現像スリーブ23上に供給し、ブレード25により第１現像スリーブ23上の現像剤の層厚を規制する。層厚規制された第１現像スリーブ23上の現像剤は第１現像スリーブ23の回転に伴って現像部へ搬送され、現像電界（交番電界）により静電潜像に付着する。この現像電界は、第１現像スリーブ23にＡＣ電圧とＤＣ電圧とを重畳した振動電圧を印加することで形成される。
【００２０】
一方、第２現像スリーブ24側では、第２磁界発生手段により現像容器22内の現像剤を第２現像スリーブ24上に供給し、この供給された現像剤は第１現像スリーブ23との間で所定の厚さに層厚規制される。層厚規制された第２現像スリーブ24上の現像剤は第２現像スリーブ24の回転に伴って現像部へ搬送され、現像電界（交番電界）により静電潜像に付着する。第１現像スリーブ23は、第２現像スリーブ24上の現像剤の層厚を規制する役割を担っているので、第１現像スリーブ23と第２現像スリーブ24間の距離を所望の値にするのが好ましい。現像電界は、第２現像スリーブ24にＡＣ電圧とＤＣ電圧とを重畳した振動電圧を印加することで形成される。
【００２１】
なお、現像時、第１現像スリーブ23、第２現像スリーブ24と感光体１間の空隙部（現像部）で現像剤を振動運動させるので、第１現像スリーブ23、第２現像スリーブ24と感光体１間の空隙部の距離を保障することが重要な要素となっている。
【００２２】
そこで、後述するように、第１現像スリーブ23と感光体１間の空隙部の距離を保障、規制するための感光体周面に当接する突き当てコロ29（円筒体）が第１現像スリーブ23の回転軸上に設けられている。第２現像スリーブ24の回転軸上にも同様に突き当てコロ30が設けられている。
【００２３】
なお、この突き当てコロ29，30は、第１現像スリーブ23及び第２現像スリーブ24の長手方向両端側にそれぞれ設けられており、第１現像スリーブ23及び第２現像スリーブ24の両端側に設けられた突き当てコロ29，30により、感光体周面と第１現像スリーブ周面、感光体周面と第２現像スリーブ周面が、現像スリーブの長手方向において、互いに平行となるように、かつ、上記空隙が一定となるように構成されている。従って、感光体１の長手方向と、第１現像スリーブ23及び第２現像スリーブ24の長手方向とは、実質的に同方向となっている。
【００２４】
以上のように、第１現像スリーブ23及び第２現像スリーブ24の周速を従来に比べて大幅にアップすることなく現像領域を大きくすることができるので、画像形成速度（現像剤像形成速度）を高速化しても、上述したような現像スリーブ端部の昇温による現像剤の融着現象が発生するという問題を克服することができる。
【００２５】
第１、第２現像スリーブ23，24は上記理由から互いに対向する空隙が0.4〜0.8mmとなるように、本実施形態では0.4mmとなるように近接配置してある。
【００２６】
第１現像スリーブ23の上方には、現像容器22に固定した保持部材26と、該保持部材26に保持され、第１現像スリーブ23に担持された現像剤の層厚を規制する現像剤規制手段としての現像剤規制ブレード25とを設けている。
【００２７】
また、現像容器22の内部には、容器内の現像剤を攪拌し、第１現像スリーブ23及び第２現像スリーブ24側に現像剤を搬送する攪拌部材27，28を設けている。
【００２８】
以上のように構成された現像装置21は、感光体１と第１現像スリーブ23、感光体１と第２現像スリーブ24とがそれぞれ所定の距離隔てて近接対向するように設けられている。
【００２９】
図２は現像スリーブ23，24の軸方向（感光体の長手方向と同方向）を断面にした図である。図２に示すように、第１現像スリーブ23は、両側をベアリング33によって現像容器22に回転支持され、更には、揺動部材31，32（図中ハッチング部）と、第１規制部材である突き当てコロ29とを回転可能に軸支している。
【００３０】
揺動部材31，32は第１現像スリーブ23と第２現像スリーブ24との空隙が所定の間隔になるように間隙規制部材としてのベアリング34を設け、第２現像スリーブ24を回転支持している。第２現像スリーブ24は第２規制部材である突き当てコロ30を回転可能に軸支している。
【００３１】
ここで、第１現像スリーブ23の突き当てコロ29と第２現像スリーブ24の突き当てコロ30は、現像スリーブ23，24の軸方向（長手方向）で互いが重ならないよう、図中ａの隙間を設けて回転支持している。このような構成とすることにより、第１現像スリーブ23と第２現像スリーブ24を可能な限り近接させることができるので、第１現像スリーブ23による第２現像スリーブ24上の現像剤の層厚規制を良好に行うことが可能となり、さらに、現像装置を小型化することができる。
【００３２】
また、第１、第２現像スリーブ23，24にそれぞれ設けた突き当てコロ29，30が互いに重ならないように配置したことによって、該突き当てコロ29，30が感光体１の同一周面上に当接しないようにすることができ、上記コロ29、30により感光体１の同一周面が過度に削れてしまうのを防止して感光体の長寿命化を図ることができる。さらに、上記コロ29、30により感光体１の同一周面が過度に削れてしまうのを防止することができるので、上記コロ29、30による感光体との空隙（距離）の規制を長期に亘って維持することができる。従って、長期に亘って現像装置により良好な現像剤像を形成することができる。
【００３３】
図２中、35は第１現像スリーブ23の軸に設けられ駆動源より回転駆動力が入力される回転駆動入力ギア35であり、これによって第１現像スリーブ23は回転駆動される。そして、第２現像スリーブ24は、第１現像スリーブ23の回転軸より駆動伝達されるギア36から揺動部材32に回転軸支されたアイドラギア38を介してギア37に伝達されることで回転駆動される。
【００３４】
図３は現像装置の側面図であり、現像装置21における揺動部材31，32の押圧手段を説明する図である。図３に示すように、第１現像スリーブ23の軸に支持された揺動部材31は、所定の距離に第２現像スリーブ24を軸支するとともに、押圧手段としての加圧部材39により、第１現像スリーブ23の軸を支点にして感光体１に向かって押圧されている。尚、前記加圧部材39は、揺動部材31の反対側にあたる揺動部材32側にも同様に設けてあり、それぞれ独立して揺動加圧を行う構成となっている。従って、第２現像スリーブ24の感光体１に対する平行度を良好に維持することができる。
【００３５】
また揺動部材31には、揺動範囲を決める突起42を設け、現像容器21の溝43と係合し、揺動角の上下限値を決めている。更に現像装置21は、現像装置（現像ユニット）支持部材41に支持され、加圧部材40によって感光体１側に押圧されている。
【００３６】
上述したように、突き当てコロの感光体への突き当て部は、現像スリーブ周面よりも突出した構成となっている。例えば、第１現像スリーブ23周面は突き当てコロ29との半径の差（本実施形態では0.23mm程度）だけ感光体１の周面から離間した位置となっている。一方、第２現像スリーブ24周面は、揺動部材31と加圧部材39とによって、第１現像スリーブ23と第２現像スリーブ24との間隔を一定に維持した状態で感光体１側へ押圧されることで、第１現像スリーブ23と同様に突き当てコロ30との半径の差だけ感光体１の周面から離間した位置となっている。
【００３７】
本実施形態によれば、第１現像スリーブ23と第２現像スリーブ24を近接させて、現像装置21に一体的に構成させることができることから、現像装置の小型化が可能となる。
【００３８】
更に、第１、第２現像スリーブ23，24にそれぞれ設けた突き当てコロ29，30が互いに重ならないように配置したことによって、該突き当てコロ29，30が感光体１の同一周面上に当接しないため、感光体１の長寿命化になる。
【００３９】
また、第１現像スリーブ23と第２現像スリーブ24との間の距離を一定に維持した状態で、一方の現像スリーブを独立揺動加圧することができることから、簡単な構成で高精度な位置決めが可能となる。
【００４０】
上記実施形態では、図４に示すような単色の現像剤像を形成する画像形成装置について説明したが、これに限らず次に説明するような画像形成装置に対しても本発明を適用することができる。
【００４１】
例えば、図４に示すような画像形成部をトナーの色毎（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に複数設け、それぞれの感光体上に形成されたトナー像を転写材Ｐに順次重ねて転写することで、フルカラー画像を形成するフルカラー画像形成装置にも本発明を適用することができる。この場合、感光体からトナー像が転写される媒体を、所謂、公知の中間転写体としても良い。即ち、各感光体上のトナー像を中間転写体に順次重ねて１次転写した後、中間転写体上のフルカラートナー像を転写材Ｐに一括して２次転写する構成となる。
【００４２】
また、感光体上に現像装置21をトナーの色毎（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に複数設け、感光体上に形成されたトナー像を転写材担持体としての転写ベルト等に担持された転写材Ｐに転写する工程を繰り返すことで転写材Ｐ上にフルカラー画像を形成する画像形成装置にも本発明を適用することができる。この場合、同様に、感光体からトナー像が転写される媒体を、所謂、公知の中間転写体としても良い。即ち、感光体上のトナー像を中間転写体に順次重ねて１次転写した後、中間転写体上のフルカラートナー像を転写材Ｐに一括して２次転写する構成となる。
【００４３】
さらに、感光体上に現像装置21をトナーの色毎（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に複数設け、感光体上で現像工程を繰り返し行うことにより、感光体上にフルカラートナー像を形成した後、転写材に一括して転写する画像形成装置にも本発明を適用することができる。
【００４４】
また、上記実施形態にて説明した現像装置をユニット化（プロセスカートリッジとする）し、画像形成装置本体に対して着脱可能な構成としても良い。なお、プロセスカートリッジとして、上記現像装置の他に、像担持体を少なくとも一体に有する構成としても良い。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第１現像剤担持体と第２現像剤担持体を近接させて配置することができる。そして、第１現像剤担持体と第２現像剤担持体を近接させて、現像装置に一体的に構成させることができることから、装置を小型化できる。更に、第１現像剤担持体、第２現像剤担持体にそれぞれ設けた第１円筒体、第２円筒体を互いに重ならないように配置したことにより、前記円筒体が像担持体の同一周面上に当接しないため、像担持体の長寿命化になる。
【００４６】
また、第１現像剤担持体と第２現像剤担持体を像担持体に対して簡単な構成で高精度に位置決めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した現像装置の概略断面構成図
【図２】本発明の現像装置における現像スリーブの軸方向の断面図
【図３】本発明の現像装置の側面図
【図４】画像形成装置における画像形成部の概略構成図
【符号の説明】
Ｐ …転写材
１ …感光体
２ …帯電装置
３ …露光位置
４ …転写装置
６ …クリーニング装置
７ …前露光器
21 …現像装置
22 …現像容器
23 …第１現像スリーブ
24 …第２現像スリーブ
25 …現像剤規制ブレード
26 …保持部材
27，28 …攪拌部材
29，30 …突き当てコロ
31，32 …揺動部材
33，34 …ベアリング
35 …回転駆動入力ギア
36 …ギア
37 …ギア
38 …アイドラギア
39 …加圧部材
40 …加圧部材
41 …現像レール部材
42 …突起
43 …溝

Claims

像担持体上に形成された潜像を現像するために現像剤を担持搬送する第１現像剤担持体と、
前記第１現像剤担持体の長手方向の両端部に回転可能に設けられ、前記像担持体の周面に当接することで前記像担持体と前記第１現像剤担持体との間隙を規制する第１円筒体と、
前記第１現像剤担持体により現像した後、前記像担持体上に形成された同一の潜像を現像するために現像剤を担持搬送する第２現像剤担持体と、
前記第２現像剤担持体の長手方向の両端部に回転可能に設けられ、前記像担持体の周面に当接することで前記像担持体と前記第２現像剤担持体との間隙を規制する第２円筒体と、を有し、
前記第１円筒体が前記像担持体に当接する位置と、前記第２円筒体が前記像担持体に当接する位置とが前記長手方向において互いに重ならないように、前記第２円筒体の間の距離は、前記第１円筒体の間の距離よりも、短く、
前記第２現像剤担持体上の現像剤は、前記第１現像剤担持体と前記第２現像剤担持体との間の間隙部において層厚規制されており、前記第１現像剤担持体と前記像担持体との第１の間隙と、前記第２現像剤担持体と前記像担持体との第２の間隙との和よりも、前記第１現像剤担持体と前記第２現像剤担持体との間隙の方が小さいことを特徴とする現像装置。
前記第２現像剤担持体を回動可能に支持し、前記第１現像剤担持体の端部近傍を揺動支点として前記第２現像剤担持体を揺動させる揺動部材と、前記揺動部材に設けられた突起部と、前記現像装置に設けられ、前記突起部と係合することで前記揺動部材の揺動範囲を決める溝部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
前記揺動部材を前記像担持体に向けて押圧する押圧手段を更に有することを特徴とする請求項２に記載の現像装置。