JP2004029362A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像スリーブを感光ドラムにその長手方向において均一な加圧力で当接できるようにする。
【解決手段】現像容器１４を保持した現像容器ガイドステー４０をカム４１の可動によって、現像スリーブ１３を、現像スリーブ１３と感光ドラム５の回転中心を結ぶ直線方向に移動させて、現像スリーブ１３の長手方向の両端側をガイドしながら所定位置に位置決めすることにより、現像スリーブ１３がその長手方向に沿って感光ドラム５に均一に当接して加圧されることによって、濃度ムラの発生を防止して良好な現像を行うことができる。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式などによって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
装置の小型化や操作性の向上等を図るために、感光ドラム、帯電器、現像装置などを一体的に構成したプロセスカートリッジとして、感光ドラムに対して露光装置からの画像露光の光路を略水平にして感光ドラムに画像露光するように構成し、更に、感光ドラムの上方側に定着装置を配置した画像形成装置が、従来より提案されている。
【０００３】
また、従来の画像形成装置では、感光ドラム上に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像として可視像化する現像装置を、感光ドラム側に加圧手段で加圧して、現像装置の現像スリーブを感光ドラム当接させるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したプロセスカートリッジ構成で、感光ドラムに対して露光装置からの画像露光の光路を略水平にして感光ドラムに画像露光するように構成された従来の画像形成装置では、プロセスカートリッジに画像露光の光路の空間を、帯電器と現像装置の間に設ける構成のために、現像装置のトナーを収納する現像容器を大容量にすることが困難であった。
【０００５】
また、上記したように加圧手段で現像装置の現像スリーブを感光ドラムに加圧して当接させる際において、従来では現像容器の一方の長手側面から加圧手段で加圧したり、現像装置の現像スリーブと感光ドラムの回転中心を結ぶ直線方向以外の部分から加圧手段で加圧することにより、現像スリーブと感光ドラムとの当接部（現像部）では、その長手方向での加圧力が不均一になりやすかった。このため、この当接部（現像部）での長手方向において、現像スリーブが感光ドラムに不均一に当接することにより、濃度ムラが発生するおそれがあった。
【０００６】
そこで本発明は、画像露光の光路を略水平にして感光ドラムに画像露光するようにした構成においても、大容量のトナーを収納可能とした現像装置を有する画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、現像スリーブを感光ドラムにその長手方向において均一な加圧力で当接できるようにして、濃度ムラの発生を防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、回転自在な像担持体と、現像剤を担持する回転自在な現像剤担持体と、を有し、前記現像剤担持体上に担持した現像剤を前記像担持体に当接する現像部へ搬送して前記像担持体上に形成された静電像を現像する画像形成装置において、前記現像剤担持体を前記像担持体側に加圧すると共に加圧解除を行う加圧手段を有し、前記加圧手段は、前記現像剤担持体と前記像担持体の回転中心を結ぶ直線方向に前記現像剤担持体を加圧して前記現像剤担持体を前記像担持体に当接させることを特徴としている。
【０００９】
また、前記現像剤担持体の長手方向両端側に、前記現像剤担持体が前記現像剤担持体と前記像担持体の回転中心を結ぶ直線方向に移動するようにガイドするガイド手段を設けたことを特徴としている。
【００１０】
また、前記像担持体に画像露光して画像情報に応じた静電像を形成する露光手段を有し、前記露光手段から前記像担持体に照射される画像露光の光路は略水平であり、前記現像手段は、前記画像露光の光路の下方に配置されており、更に、前記画像露光の光路の上方に、前記現像手段の現像容器内に供給するトナーを収納したトナー補給容器を着脱可能に構成したことを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置（本実施の形態では電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリの機能を有する複合機）を示す概略構成図である。なお、図１に示した画像形成装置５０において、紙面に対して手前側がこの画像形成装置５０の前面側（手前側）であり、紙面に対して奥側がこの画像形成装置５０の背面側（奥側）である。本画像形成装置５０は、トナー像を形成する画像形成部（プリンタ部）１と、用紙などの転写材Ｐを収納して順次一枚ずつ画像形成部１に給送するための転写材搬送部２と、原稿の画像を読み取るリーダースキャナ部３を有している。
【００１３】
画像形成部１には、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）５と、この感光ドラム５の周囲に、帯電ローラ６、露光装置７、現像装置８、転写ローラ９、分離帯電器１０、クリーニングブレード１１等が配置されている。また、感光ドラム５と転写ローラ９間の転写ニップ部の転写材搬送方向下流側に位置する感光ドラム５の上方には定着装置１２が配置されている。
【００１４】
感光ドラム５は、本実施の形態では負帯電の有機感光ドラムで、アルミニウム製のドラム基体上にＯＰＣ感光層を有しており、駆動装置（不図示）により所定の周速（プロセススピード）で矢印方向（反時計方向）に回転駆動され、その回転過程において接触する帯電ローラ６により負極性の一様な帯電を受ける。
【００１５】
帯電ローラ６は、感光ドラム１表面に所定の押圧力で当接して従動回転し、帯電バイアス電源（不図示）から印加される帯電バイアスによって感光ドラム５を所定の極性、電位に均一に帯電する。
【００１６】
露光装置７は、リーダースキャナ部３などから入力される画像情報の時系列電気デジタル画像信号に対応して変調されたレーザ光（露光ビーム）をレーザ出力部（不図示）から出力し、帯電された感光ドラム５表面を画像露光（走査露光）することにより、画像情報に対応した静電潜像を形成する。本実施の形態における露光装置７は、感光ドラム５に対して画像露光Ｌの光路を略水平にして、感光ドラム５表面を画像露光Ｌするように構成されている。
【００１７】
現像装置８は、感光ドラム５表面に当接する回転自在な現像スリーブ１３を備えており、現像部にて感光ドラム５上の静電潜像にトナーを付着させてトナー像として可視像化する。本実施の形態における現像装置８は、露光装置７から感光ドラム５表面に照射される画像露光Ｌの光路の下方に配置されている（本発明の特徴である現像装置８の詳細については後述する）。
【００１８】
転写ローラ９は、感光ドラム５表面に所定の押圧力で接触して転写ニップ部を形成し、転写バイアス電源（不図示）から印加される転写バイアスにより、感光ドラム１と転写ローラ５間の転写ニップ部にて感光ドラム５表面のトナー像を、転写材搬送部２から搬送される用紙などの転写材Ｐに転写する。
【００１９】
クリーニングブレード１１は、転写後に感光ドラム５表面に残留している転写残トナー除去して回収する。
【００２０】
定着装置１２は、内部にハロゲンヒータ（不図示）を備えた加熱ローラ１２ｂと加圧ローラ１２ａを有しており、加熱ローラ１２ｂと加圧ローラ１２ａ間の定着ニップ部にて転写材Ｐを挟持搬送しながら、転写材Ｐの表面に転写されたトナー像を加熱、加圧して熱定着する。
【００２１】
次に、上記した画像形成装置５０による画像形成動作について説明する。
【００２２】
先ず、リーダースキャナ部３において、セットされた原稿（不図示）を露光ランプ（不図示）により露光走査し、この原稿の反射光（反射光像）を複数のミラー（不図示）と集光レンズ（不図示）を介してＣＣＤ（不図示）に集光して画像信号を得る。この画像信号は時系列電気デジタル画素信号に変換され、画像形成部１の露光装置７に送出される。
【００２３】
一方、画像形成部１においては、感光ドラム５は駆動手段（不図示）により矢印方向（反時計方向）に所定の周速で回転駆動され、帯電バイアス電源（不図示）から帯電バイアスが印加された帯電ローラ６により一様に負極性の所定電位に帯電される。そして、露光装置７は、入力される上記の時系列電気デジタル画素信号を変調し、変調されたレーザ光による画像露光Ｌを水平方向から帯電された感光ドラム５上に照射して、原稿画像に応じた静電潜像を形成する。
【００２４】
そして、現像スリーブ１３が当接する現像部にて感光ドラム５の帯電極性（負極性）と同極性の現像バイアスが印加された現像装置８の現像スリーブ１３により、感光ドラム５上に形成された静電潜像にトナーを付着させて、反転現像によりトナー像として可視像化する。
【００２５】
一方、転写材搬送部２の各カセット２１又２２内の用紙などの転写材Ｐは、ピックアップローラ２３により一枚ずつ給紙され、搬送分離ローラ２４と複数の搬送ローラ２５ａ、２５ｂ、２５ｃで、感光ドラム５上でのトナー像の形成と同期してレジストローラ対２６まで搬送される。そして、感光ドラム５上のトナー像が感光ドラム５と転写ローラ９間の転写ニップ部に到達すると、このタイミングに合わせて転写材Ｐがレジストローラ対２６によって転写ニップ部に搬送される。
【００２６】
そして、前記トナーと逆極性（正極性）の転写バイアスが印加された転写ローラ９により、転写ニップ部に搬送された転写材Ｐに感光ドラム５と転写ローラ９間に発生する静電力によって、感光ドラム５上のトナー像が転写される。そして、トナー像が転写された転写材Ｐを分離帯電器１０で感光ドラム５から分離して、搬送ガイド２７を介して定着装置１２に搬送する。そして、定着装置１２の加熱ローラ１２ｂと加圧ローラ１２ａ間の定着ニップ部にてトナー像を転写材Ｐに加熱、加圧して熱定着する。トナー像が定着された転写材Ｐは、搬送ローラ２５ｄと排出ローラ２８により感光ドラム５の上方に位置する排出部２９に排出され、一連の画像形成動作を終了する。
【００２７】
なお、上記転写後に感光ドラム５に残留している転写残トナーは、クリーニングブレード１１によって除去されて回収される。
【００２８】
また、上記した本実施の形態の画像形成装置５０では、不図示のコンピュータ等からの画像データや印字データ等を入力して、これらのデータに応じたレーザ光を露光装置７から感光ドラム５に照射することによりプリンタとして機能し、更に、電話回線等を介して不図示の他の端末機からのファクシミリ画像データを入力して、このデータに応じたレーザ光を露光装置７から感光ドラム５に照射することによりファクシミリとして機能することができる。
【００２９】
次に、本実施の形態における現像装置８について詳細に説明する。
【００３０】
本実施の形態における現像装置８は、現像容器１４の開口部に回転自在に配置した現像スリーブ１３、現像スリーブ１３内に固定配置された固定マグネットローラ（不図示）、現像スリーブ１３の表面に現像剤（トナー）を層厚規制してコートする層厚規制ブレード１５、現像剤を攪拌して現像スリーブ１３方向へ搬送する攪拌パドル１６、トナー供給容器３０から供給口３１を介して供給されるトナーｔを現像容器１４内の攪拌パドル１６側に搬送するトナー搬送スクリュー１７、現像容器１４内のトナー量を検知するトナー検知センサ１８を備えている。
【００３１】
本実施の形態における現像容器１４は、現像容器１４の中央部にその長手方向に沿って攪拌パドル１６が配置され、現像容器１４の上部の一方には、感光ドラム５側に現像スリーブ１３が、現像容器１４の上部の他方には、攪拌パドル１６を間に挟んで現像スリーブ１３と反対側にトナー搬送スクリュー１７がそれぞれ配置されている。攪拌パドル１６の回転中心は、現像スリーブ１３とトナー搬送スクリュー１７の回転中心よりも下方に位置しており、現像スリーブ１３とトナー搬送スクリュー１７は略同一水平面上に位置している。
【００３２】
現像容器１４の下部は、攪拌パドル１６の回転半径よりも少し小さい円弧状に形成されている。また、現像スリーブ１３、攪拌パドル１６、トナー搬送スクリュー１７は、それらの長手方向に沿って平行に配置されている。
【００３３】
また、攪拌パドル１６は可撓性シートを備えており、この可撓性シートの先端部を現像容器１４の内面に接触させながら現像スリーブ１３とトナー搬送スクリュー１７間で矢印方向（反時計方向）に回転させて、現像スリーブ１３側に現像剤を攪拌して搬送する。このとき、現像剤の一部は現像スリーブ１３内の固定マグネットローラ（不図示）の汲み上げ極（不図示）により汲み上げられ、汲み上げられた現像剤は、層厚規制ブレード１５によって所定の層厚に規制されて、現像スリーブ１３表面に付着される。
【００３４】
そして、現像スリーブ１３の回転にともなって、現像スリーブ１３表面の層厚規制された現像剤は感光ドラム５と対向する現像部近傍に搬送され、感光ドラム５上の静電潜像を現像して可視像化する。
【００３５】
図２に示すように、現像スリーブ１３の回転軸３５は、軸受け３６ａ、３６ｂ、３６ｃで回転自在に支持されており、ギア３７ａ、３７ｂを介して連結されている画像形成部１内に駆動装置（不図示）の駆動によって回転する。この駆動装置（不図示）の駆動力は、ギア３７ｂ、ギア３７ａ、ギア列３７ｃ、ギア３７ｄ、３７ｅを介して攪拌パドル１６とトナー搬送スクリュー１７にも伝達され、現像スリーブ１３の回転に合わせて攪拌パドル１６とトナー搬送スクリュー１７も回転する。
【００３６】
また、図２、図３に示すように、現像スリーブ１３内に配置した固定マグネットローラ（不図示）の非回転軸としてのローラ軸（不図示）の、画像形成装置５０の手前側（図２では紙面に対して左側）に位置する先端部には、感光ドラム５と対向する周面の一部を切欠いた位置決め部材３８が取り付けられている。この位置決め部材３８の感光ドラム５と対向する切欠き面には、現像スリーブ１３と感光ドラム５の回転中心を結ぶ直線上に位置するようにして位置決め突起３９が固着されている。また、感光ドラム５を回転自在に支持したドラムユニット（不図示）には、この位置決め突起３９の方向に合わせて、位置決め突起３９をガイドするための溝部を有するガイド部材４３が設けられている。
【００３７】
また、本実施の形態における現像容器１４は、感光ドラム５に対して移動自在に配置されている現像容器ガイドステー４０によって支持されている。現像容器ガイドステー４０の、現像スリーブ１３と感光ドラム５の回転中心を結ぶ直線上に位置する面には、現像スリーブ１３を感光ドラム５に加圧するカム４１が配置されている。カム４１は、現像容器ガイドステー４０の長手方向に沿って形成されている。また、カム４１内には、図４に示すように、付勢部材としてのバネ４２が設けられており、このバネ４２の付勢力は、現像容器ガイドステー４０の直線移動方向と同一線上に作用している。
【００３８】
また、本実施の形態では、図２、図４に示すように、画像形成装置５０の奥側（図２では紙面に対して右側）に位置する現像スリーブ１３の回転軸３５の軸受け３６ａと感光ドラム５の回転軸５ａの回転中心を結ぶ直線は、現像容器ガイドステー４０の移動方向と同一直線上に位置している。また、感光ドラム５を回転自在に支持したドラムユニット（不図示）には、この回転軸３５の軸受け３６ａの移動方向に合わせて、軸受け３６ａをガイドするためのガイド部材（不図示）が設けられている。
【００３９】
トナー供給容器３０は、画像露光Ｌの光路の上方でかつ露光装置７の上方に位置するようにして配置されており、供給口３１を介して現像容器１４に連結されている。トナー供給容器３０内のトナーｔは、トナー供給容器３０内の下部に設けたスクリュー３２の回転によってシャッタ蓋（不図示）を有する供給口３１を通して現像容器１４内に供給される。
【００４０】
スクリュー３２は、露光装置７から感光ドラム５に照射する画像露光Ｌの光路と略平行でかつトナー搬送スクリュー１７と直交するように配置されており、駆動伝達ギア３３を介して連結されている駆動装置３４の駆動によって回転する。駆動装置３４は、現像動作によって現像容器１４内の現像剤中のトナー濃度がトナー検知センサ１８の検知によって低下したと判断された場合に制御装置（不図示）からの制御信号によって駆動され、トナー濃度の低下に応じて適正量のトナーｔがスクリュー３２の回転によって供給口３１を通して現像容器１４内に供給される。現像容器１４内に供給されたトナーｔは、トナー搬送スクリュー１７の回転によって現像容器１４内の現像剤中に搬送され、現像剤のトナー材量が一定の範囲に保たれる。
【００４１】
本実施の形態に係る現像装置８は上記のように構成されており、非画像形成（メンテナンス）時には、図４に示すように、サービスマンによってカム４１を現像容器ガイドステー４０に対して非加圧位置に可動させ、バネ４２による付勢力によって現像容器ガイドステー４０上の現像容器１４を、現像スリーブ１３と感光ドラム５の回転中心を結ぶ直線上に沿って感光ドラム５と反対側に移動させる。これによりメンテナンス時には、現像スリーブ１３は感光ドラム５から離間している。
【００４２】
そして、メンテナンス終了後、カム４１を可動させて現像容器ガイドステー４０を加圧する。カム４１による現像容器ガイドステー４０の加圧により、バネ４２のバネ力に抗して現像容器ガイドステー４０は、現像スリーブ１３の長手端部の画像形成装置５０の手前（前面）側は、図３に示すように、位置決め突起３９がガイド部材４３にガイドされながら現像スリーブ１３と感光ドラム５の回転中心を結ぶ直線上に沿って直線移動し、現像スリーブ１３の長手端部の画像形成装置５０の奥（背面）側は、図４に示すように、回転軸３５の軸受け３６ａがガイド部材（不図示）にガイドされながら現像スリーブ１４の回転軸３５の軸受け３６ａと感光ドラム５の回転軸５ａとの回転中心を結ぶ直線上に沿って直線移動する。
【００４３】
そして、所定の位置で位置決め突起３９がガイド部材４３の停止位置で停止すると共に、現像スリーブ１４の回転軸３５の軸受け３６ａがガイド部材（不図示）の停止位置で停止する。これにより、現像スリーブ１３が感光ドラム５の長手方向に均一な所定の加圧力で当接して、上記した現像が行われる。
【００４４】
このように本実施の形態に係る画像形成装置５０では、現像装置８を露光装置７から感光ドラム５表面に照射される画像露光Ｌの光路の下方に配置している構成においても、トナーｔを収納したトナー供給容器３０を画像露光Ｌの光路の上方の空間に配置して現像装置８の現像容器１４にトナーを供給する構成により、画像形成装置５０の小型化を犠牲にすることなく、大容量のトナーを収納することが可能となり、かつ現像装置８の構成を複雑にすることもない。
【００４５】
また、本実施の形態では、現像容器１４を保持した現像容器ガイドステー４０をカム４１の可動によって、現像スリーブ１３の長手方向を、現像スリーブ１３と感光ドラム５の回転中心を結ぶ直線方向に移動させて、現像スリーブ１３の長手方向の両端側を所定位置に位置決めすることにより、現像スリーブ１３がその長手方向に沿って感光ドラム５に均一に当接して加圧されることにより、濃度ムラが発生することなく良好な現像を行うことができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、現像手段を像担持体側に加圧する加圧手段は、現像剤担持体と像担持体の回転中心を結ぶ直線方向に現像剤担持体を加圧して現像剤担持体を像担持体に当接させることにより、現像剤担持体をその長手方向に沿って像担持体に均一に当接して加圧することができるので、濃度ムラの発生を防止して良好な現像を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置における現像装置の現像スリーブを感光ドラムに加圧した状態を示す概略断面図。
【図２】本発明の実施の形態における現像装置を示す概略断面図。
【図３】本発明の実施の形態における現像装置の感光ドラム側への加圧状態を示す概略図。
【図４】本発明の実施の形態における現像装置の感光ドラム側への加圧状態を示す概略図。
【図５】本発明の実施の形態に係る画像形成装置における現像装置の現像スリーブを感光ドラムに対して加圧解除した状態を示す概略断面図。
【符号の説明】
１　　　　画像形成部
２　　　　転写材搬送部
３　　　　リーダースキャナ部
５　　　　感光ドラム（像担持体）
６　　　　帯電ローラ（帯電手段）
７　　　　露光装置（露光手段）
８　　　　現像装置（現像手段）
９　　　　転写ローラ
１０　　　分離帯電器
１１　　　クリーニングブレード
１２　　　定着装置
１３　　　現像スリーブ（現像剤担持体）
１４　　　現像容器
１５　　　層厚規制ブレード
１６　　　攪拌パドル
１７　　　トナー搬送スクリュー
１８　　　トナー検知センサ
３０　　　トナー供給容器
３１　　　供給口
３２　　　スクリュー
３３　　　駆動伝達ギア
３４　　　駆動装置
３８　　　位置決め部材
３９　　　位置決め突起（ガイド手段）
４０　　　現像容器ガイドステー
４１　　　カム（加圧手段）
４２　　　バネ
４３　　　ガイド部材（ガイド手段）
５０　　　画像形成装置

Claims (3)

1. 回転自在な像担持体と、現像剤を担持する回転自在な現像剤担持体と、を有し、前記現像剤担持体上に担持した現像剤を前記像担持体に当接する現像部へ搬送して前記像担持体上に形成された静電像を現像する画像形成装置において、
   前記現像剤担持体を前記像担持体側に加圧すると共に加圧解除を行う加圧手段を有し、前記加圧手段は、前記現像剤担持体と前記像担持体の回転中心を結ぶ直線方向に前記現像剤担持体を加圧して前記現像剤担持体を前記像担持体に当接させる、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像剤担持体の長手方向両端側に、前記現像剤担持体が前記現像剤担持体と前記像担持体の回転中心を結ぶ直線方向に移動するようにガイドするガイド手段を設けた、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記像担持体に画像露光して画像情報に応じた静電像を形成する露光手段を有し、前記露光手段から前記像担持体に照射される画像露光の光路は略水平であり、前記現像手段は、前記画像露光の光路の下方に配置されており、更に、前記画像露光の光路の上方に、前記現像手段の現像容器内に供給するトナーを収納したトナー補給容器を着脱可能に構成した、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。

Images