JP7500279B2 - 現像装置、カートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
像担持体と、
現像剤を収容する現像剤容器と、
前記現像剤容器から供給された前記現像剤を担持し、前記像担持体に前記現像剤を供給する回転可能な現像剤担持体と、
前記現像剤容器内に前記現像剤担持体に当接し供給部を形成し、前記供給部において前記現像剤担持体の表面に前記現像剤を供給する回転可能な現像剤供給部材と、
前記現像剤容器内に前記現像剤供給部材の表面に当接して当接部を形成し、基材と前記基材から延びる繊維状部材を有するブラシ部材と、
を備え、
画像形成後に前記像担持体に残存する前記現像剤を前記現像剤担持体に回収し、前記現像剤担持体に回収された前記現像剤を前記現像剤容器に回収することが可能な画像形成装置であって、
前記繊維状部材が、前記現像剤供給部材の表面のセル内に入り込むことができるように構成されて前記繊維状部材が、前記現像剤供給部材の表面のセル内に入り込むことができるように構成されており、
前記ブラシ部材は前記現像剤容器に固定配置されており、
前記現像剤供給部材の回転方向において、前記当接部より上流側で前記供給部より下流側の前記現像剤供給部材の表面と前記現像剤容器との距離は、前記繊維状部材の前記基材から前記当接部までの距離よりも小さくなるように構成されていることを特徴とする。
<画像形成装置>
図1は本実施例の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。本実施例では、非磁性一成分現像方式を用い、転写後の現像剤を現像と同時に回収するモノクロレーザービームプリンタを用いている。本実施例の画像形成装置は、デジタル複写機、LBP(レーザビームプリンタ)、LEDプリンタ等の種々の電子写真記録装置に適用可能である。
光ドラム1、帯電ローラ2、現像装置3等を有する。感光ドラム1は、φ20mmの負極性のOPC感光体である。感光ドラム1は、不図示の感光ドラム1の駆動源により図1の矢印R1方向に周速度(プロセススピード、印字速度)150mm/secで回転可能である。
現像する際、現像ローラ5には現像バイアス電圧である現像高圧電圧が印加される。現像高圧電圧は直流電圧である。現像高圧電圧値(Vdc)と最大トナー画像濃度が得られる画像部電位(Vl)との電位差分であるコントラスト電位|Vl-Vdc|(Vcont)は、50Vから400Vの範囲であることが好ましい。
次に、図3を用いて、本実施例に係る現像装置3の詳細について説明する。図3は、本実施例の現像装置3の一例を示す概略構成図である。本実施例の現像ローラ5は、Φ6mmの芯金と、芯金の周囲に形成された導電性弾性層とを有する多層構造ローラである。現像ローラ5の外径は、Φ10mmである。現像ローラ5の芯金は、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス等の金属で形成されている。
0が例えば負帯電性トナーである場合には、現像ローラ5の電位に対して現像ブレード9の電位が負極性側に大きくなるように設定される。本実施例では、現像ブレード9は、バネ弾性を有する厚さ0.1mmのステンレス薄板を用いている。また、本実施例では、現像ローラ5の電位に対して現像ブレード9の電位が-200Vとなるように、ブレードバイアスが印加されている。例えば、-350Vの現像バイアスが現像ローラ5に印加され、現像ローラ5の電位が-350Vである場合、現像ブレード9の電位は-550Vである。これにより、トナーの電荷付与性が向上する。
分散し導電性を持たせた弾性体を用いている。
、図3中の矢印R4方向に回転する。撹拌部材12を回転させるための駆動力は、例えば現像ローラ駆動手段からギヤ列で適当な回転速度に落とすことで利用している。
次に、図1を参照して、画像形成プロセスの概要について説明する。まず、プリント信号が画像形成装置本体のコントローラに入力されると、画像形成装置は画像形成動作を開始する。そして、所定のタイミングで各駆動部が動き出し、各部材及び各装置等に電圧が印加される。回転駆動された感光ドラム1は、帯電部cにて帯電ローラ2によって一様に帯電される。一様に帯電された感光ドラム1は、露光部dにてレーザスキャナ6からのレーザ光Lにより露光され、感光ドラム1の表面に静電潜像が形成される。その後、この静電潜像は、現像部aにて現像ローラ5によってトナー10が供給されて、トナー像として可視化され、感光ドラム1上に形成される。感光ドラム1上に可視化されて形成されたトナー像は、転写部bにて感光ドラム1と転写ローラ4とで挟持搬送された記録材P上に転写される。トナー像が形成された記録材Pは、定着装置16に搬送される。定着装置16において記録材P上のトナー像を加熱定着し、記録材Pが搬送トレー17上に搬送されることで、一連の画像形成プロセスが終了する。このようにして、画像形成装置は画像形成を行う。
次に、本実施例のクリーナレスシステムについて詳細に説明する。本実施例では、記録材Pに転写されずに感光ドラム1上に残留した転写残トナーを感光ドラム1上から除去するクリーニング部材を画像形成装置に設けない、いわゆるクリーナレスシステムを採用している。転写工程後に感光ドラム1上に残った転写残トナーは、感光ドラム1と帯電ローラ2との当接部(帯電部c)前の空隙部における放電によって感光ドラム1と同様に負極性に帯電される。具体的には帯電バイアスとして-1500Vの直流電圧が帯電ローラ2に印加されている。このとき、感光ドラム1の表面電位(Vd)は-900Vに一様に帯電されている。負極性に帯電した転写残トナーは、帯電部cにおける電位差の関係(感光ドラム1の表面電位=-900V、帯電ローラ2の電位=-1500V)から、帯電ローラ2には付着せずに帯電部cを通過する。本実施例では、転写残トナーを帯電ローラ2に付着させずに帯電部cを通過させるために、電位差の関係以外に以下の二つの構成を採用している。
ラム1の端部に設けられたドラムギアと係合している。よって、感光ドラム1が回転駆動するのに伴って、帯電ローラ2も回転駆動する。
0が塞き止められたりする場合がある。これらにより、現像ローラ5上のトナーコートが乱され、縦スジ等の画像不良として顕在化する。縦スジは、特にハーフトーン画像上で顕著に現れ、記録材Pの搬送方向に沿って画像上に発生するスジである。現像ブレード9と現像ローラ5の間の隙間からトナー10がすり抜けた場合は通常の濃度よりも濃い黒スジとして、紙粉自体によりトナー10が塞き止められた場合は通常の濃度よりも薄い白スジとして、それぞれ現れたり両者が同時に現れたりする。
次に、図2を用いて、上記のようなクリーナレスシステムを採用した場合に生じる課題を抑制するための、本実施例に係る当接ブラシ14の詳細を説明する。図2は、実施例1における当接ブラシ14の模式図(斜視図)である。
ル繊維以外にも、ポリエステル繊維、ナイロン繊維などを用いることができる。また、ブラシ繊維(織糸)の材料には、カーボンなどの導電材を含有させて導電性を付与することができる。また、本実施例の基材14Bの繊維には、非導電性のポリエステル繊維を用いているが、起毛部14Aを織布できるものであればアクリル繊維、ナイロン繊維などを用いてもよく、これらに限定されない。また、当接ブラシ14の基材14Bの裏にポリエステル製の樹脂シートなどを張り付けて、当接ブラシ14に剛性を持たせることで当接をより安定させる構成にすることもできる。当接ブラシ14の寸法や、トナー供給ローラ8に対する侵入量なども、使用される画像形成装置に合わせて変更することが可能であり、これらの寸法や侵入量に限定されない。
次に、本実施例と比較例1について比較検討を行った画像出力試験の結果について説明する。なお、比較例1は、現像装置3に当接ブラシ14が設けられていないことを除いて、本実施例と同じ構成を有する。画像出力試験は、次のような条件で行った。記録材Pとしてレターサイズ紙のVitality(Xerox社製、坪量75g/cm2)を用い、印字率2%のテキストパターンを25ppmで5000枚片面プリントした。また、プリント枚数1000枚ごとにハーフトーン画像を上下左右の余白5mmで用紙全面に印刷し、規制部eのトナーコート不良起因の縦スジが発生するか否かを評価した。評価基準は、ハーフトーン画像中で通紙方向(記録材Pの搬送方向)に沿って延びるスジ(縦スジ)が発生しない場合を良好(○)、縦スジが1本以上発生する場合を不良(×)とした。
ル内に溜まる。供給部fにてトナー10と共に紙粉が現像ローラ5に供給され、紙粉が規制部eに到達した際に紙粉の挟み込みが起こることで、トナー供給ローラ8の表面近くのセル内に紙粉が入り込んだと考えられる。そのため、比較例1では、3000枚以降の画像出力試験を継続すると、トナー供給ローラ8に溜まる紙粉の量が更に増えることにより、より多くの縦スジが発生し続けた。
次に、図5を参照して、実施例2について説明する。図5は、実施例2の現像装置3の構成を示す概略図である。実施例2のトナー容器11の構成が実施例1と異なることを除いて、実施例2に係る現像装置3の構成は実施例1と同様である。そのため、実施例1と同一の構成については同一の符号を用いてその説明は省略する。
化している昨今において、再生紙や端部の裁断が悪い紙といった粗悪な紙では、紙の裁断面や紙の表面に繊維状紙粉が多量に付着しており、通紙時に発生する紙粉も多くなる。紙粉が多く発生しうる記録材Pを用いた場合、当接ブラシ14に保持される量を超えて現像装置3内に紙粉が回収される可能性がある。その場合、当接ブラシ14に保持しきれない紙粉は、トナー供給ローラ8の回転方向(図5の矢印R3方向)におけるトナー供給ローラ8と当接ブラシ14との当接部の上流側で塞き止められ、掻き落される。その結果、トナー供給ローラ8の回転方向におけるトナー供給ローラ8と当接ブラシ14の当接部の上流側にオーバーフローする。
本実施例と比較例2について比較検討を行った画像出力試験の結果について説明する。なお、比較例2は、現像装置3に当接ブラシ14及び異物保持領域18が設けられていないことを除いて、本実施例と同じ構成を有する。画像出力試験は、次のような条件で行った。紙粉が大量に発生し得る記録材PとしてA4サイズのCentury Star紙(CenturyTextiles&Industries社製)を用い、印字率2%のテキストパターンを25ppmで5000枚片面プリントした。また、プリント枚数1000枚ごとにハーフトーン画像を上下左右の余白5mmで用紙全面に印刷し、規制部eのトナーコート不良起因の縦スジが発生するか否かを評価した。評価基準は、ハーフトーン画像中で通紙方向((記録材Pの搬送方向))に沿って延びるスジ(縦スジ)が発生しない場合を良好(○)、縦スジが1本以上発生する場合を不良(×)とした。
Claims (12)
- 像担持体と、
現像剤を収容する現像剤容器と、
前記現像剤容器から供給された前記現像剤を担持し、前記像担持体に前記現像剤を供給する回転可能な現像剤担持体と、
前記現像剤容器内に前記現像剤担持体に当接し供給部を形成し、前記供給部において前記現像剤担持体の表面に前記現像剤を供給する回転可能な現像剤供給部材と、
前記現像剤容器内に前記現像剤供給部材の表面に当接して当接部を形成し、基材と前記基材から延びる繊維状部材を有するブラシ部材と、
を備え、
画像形成後に前記像担持体に残存する前記現像剤を前記現像剤担持体に回収し、前記現像剤担持体に回収された前記現像剤を前記現像剤容器に回収することが可能な画像形成装置であって、
前記繊維状部材が、前記現像剤供給部材の表面のセル内に入り込むことができるように構成されており、
前記ブラシ部材は前記現像剤容器に固定配置されており、
前記現像剤供給部材の回転方向において、前記当接部より上流側で前記供給部より下流側の前記現像剤供給部材の表面と前記現像剤容器との距離は、前記繊維状部材の前記基材から前記当接部までの距離よりも小さくなるように構成されていることを特徴とする画像形成装置。 - 前記繊維状部材が前記現像剤供給部材の表面の異物を掻き取ることで、前記現像剤供給部材の表面の異物が除去されることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記ブラシ部材は、前記現像剤供給部材の表面と対向する対向面を有し、
前記対向面に設けられた前記繊維状部材が、前記対向面の垂直方向に延びていることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記ブラシ部材は、複数の前記繊維状部材を有することを特徴とする請求項2又は3に記載の画像形成装置。
- 複数の前記繊維状部材によって掻き取られた異物が複数の前記繊維状部材の間に保持されることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記現像剤容器は、前記現像剤供給部材の回転方向において、前記現像剤供給部材の前記表面と前記ブラシ部材との当接部の上流側に、前記ブラシ部材によって前記現像剤供給部材の前記表面から除去された異物を保持する保持領域を有することを特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載の画像形成装置。
- 前記現像剤供給部材は、回転軸部と、前記回転軸部の周囲に設けられた発泡弾性体とを有する特徴とする請求項1から6の何れか一項に記載の画像形成装置。
- 前記像担持体に前記現像剤が供給されることで前記像担持体に形成されたトナー像が記録材に直接転写されることを特徴とする請求項1から7の何れか一項に記載の画像形成装置。
- 前記繊維状部材の形状は、捲縮させた形状であることを特徴とする請求項1から8の何れか一項に記載の画像形成装置。
- 像担持体と、
現像剤を収容する現像剤容器と、
前記現像剤容器から供給された前記現像剤を担持し、前記像担持体に前記現像剤を供給する回転可能な現像剤担持体と、
前記現像剤容器内に前記現像剤担持体に当接し供給部を形成し、前記供給部において前記現像剤担持体の表面に前記現像剤を供給する回転可能な現像剤供給部材と、
前記現像剤容器内に前記現像剤供給部材の表面に当接して当接部を形成し、基材と前記基材から延びる繊維状部材を有するブラシ部材と、
を備え、
画像形成後に前記像担持体に残存する前記現像剤を前記現像剤担持体に回収し、前記現像剤担持体に回収された前記現像剤を前記現像剤容器に回収することが可能な画像形成装置であって、
前記現像剤容器は、前記現像剤供給部材の回転方向において、前記現像剤供給部材の前記表面と前記ブラシ部材との前記当接部の上流側に、前記ブラシ部材によって前記現像剤供給部材の前記表面から除去された異物を保持する保持領域を有し、
前記繊維状部材が、前記現像剤供給部材の表面のセル内に入り込むことができるように構成されており、
前記ブラシ部材は前記現像剤容器に固定配置されており、
前記現像剤供給部材の回転方向において、前記当接部より上流側で前記供給部より下流側の前記現像剤供給部材の表面と前記現像剤容器との距離は、前記繊維状部材の前記基材から前記当接部までの距離よりも小さくなるように構成されていることを特徴とする画像形成装置。 - 記録材に画像を形成する画像形成装置に着脱可能なカートリッジであって、
像担持体と、
現像剤を収容する現像剤容器と、
前記現像剤容器から供給された前記現像剤を担持し、前記像担持体に前記現像剤を供給する回転可能な現像剤担持体と、
前記現像剤容器内に前記現像剤担持体に当接し供給部を形成し、前記供給部において前
記現像剤担持体の表面に前記現像剤を供給する回転可能な現像剤供給部材と、
前記現像剤容器内に前記現像剤供給部材の表面に当接して当接部を形成し、基材と前記基材から延びる繊維状部材を有するブラシ部材と、
を備え、
画像形成後に前記像担持体に残存する前記現像剤を前記現像剤担持体に回収し、前記現像剤担持体に回収された前記現像剤を前記現像剤容器に回収することが可能なカートリッジであって、
前記繊維状部材が、前記現像剤供給部材の表面のセル内に入り込むことができるように構成されており、
前記ブラシ部材は前記現像剤容器に固定配置されており、
前記現像剤供給部材の回転方向において、前記当接部より上流側で前記供給部より下流側の前記現像剤供給部材の表面と前記現像剤容器との距離は、前記繊維状部材の前記基材から前記当接部までの距離よりも小さくなるように構成されていることを特徴とするカートリッジ。 - 定着装置と、
請求項11に記載のカートリッジと、
を有することを特徴とする画像形成装置。
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