JP2006301481A - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 長期使用時においても、現像材担持部材に担持される現像剤の漏れを確実に防止することができる現像装置、および、そのような現像装置を備える画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 現像ローラ31表面に圧接してトナーの薄層を形成するための層厚規制ブレード32の押圧部40において、中央圧接部40Cはトナー帯電付与能力の高い弾性材料で形成するとともに、側端圧接部40Bは耐磨耗性の高い弾性材料で形成する。
【選択図】 図7
【解決手段】 現像ローラ31表面に圧接してトナーの薄層を形成するための層厚規制ブレード32の押圧部40において、中央圧接部40Cはトナー帯電付与能力の高い弾性材料で形成するとともに、側端圧接部40Bは耐磨耗性の高い弾性材料で形成する。
【選択図】 図7
Description
本発明は、レーザプリンタなどに適用される現像装置および画像形成装置に関する。
従来、レーザプリンタなどの画像形成装置では、トナーが収容されている現像カートリッジが、装置本体に着脱自在に装着されている。この現像カートリッジは、トナーを収容するトナー収容部と、そのトナー収容部内に収容されているトナーを供給する供給ローラと、供給ローラから供給されるトナーを担持する現像ローラと、現像ローラに圧接される層厚規制ブレードを備えている。
現像ローラに層厚規制ブレードが圧接されることによって、現像ローラ表面にはトナーの薄層が形成される。現像ローラの中央領域に担持されたトナーは、現像カートリッジが装置本体に装着されて感光ドラムと対向した時に、感光ドラムに形成されている静電潜像を現像するのに使用される。しかし、現像ローラの側端領域に担持されたトナーは滞留してトナー量が多くなるために現像ローラ端部からトナー漏れが発生しやすくなる。
このような問題を解決するため、例えば特許文献1では、板ばねにシリコーンゴムの押圧部を取り付けた層厚規制ブレードにおいて、現像ローラの側端領域に対応する両端部分を切り欠き、その部分のシリコーンゴムの断面形状を中央部分の断面形状とは不連続で異なるように形成することが提案されている。
具体的には、層厚規制ブレードの押圧部で現像ローラと接触する部分が曲面の場合は、押圧部の両端部分の曲率半径を中央部分よりも小さくし、現像ローラと接触する部分が平面の場合は、押圧部の両端部分の現像ローラとの接線との角度を中央部分よりも大きし、これによって押圧部の両端部分でより多くのトナーを掻き落とすことが可能となるように形成されている。
具体的には、層厚規制ブレードの押圧部で現像ローラと接触する部分が曲面の場合は、押圧部の両端部分の曲率半径を中央部分よりも小さくし、現像ローラと接触する部分が平面の場合は、押圧部の両端部分の現像ローラとの接線との角度を中央部分よりも大きし、これによって押圧部の両端部分でより多くのトナーを掻き落とすことが可能となるように形成されている。
しかしながら、上記層厚規制ブレードの押圧部はシリコーンゴムで形成されているため、印字を重ねると現像ローラとの摺擦によってシリコーンゴムが磨耗してくる。特に押圧部の両端部分は中央部分に比べてより多くのトナーを掻き落とすことができる形状に形成されているため、中央部分に比較して磨耗の程度が大きい。このように層厚規制ブレードの両端部分が長期使用によって磨耗してくると、現像ローラの側端領域のトナーを十分に掻き落とすことができないため、この部分でトナーが滞留し、現像ローラ端部からトナー漏れが発生するという問題がある。
本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、長期使用時においても層厚規制部材の押圧部における両端部分が磨耗することを防止して、現像剤担持部材の端部から現像剤が漏れることを確実に防止することができる現像装置、およびそのような現像装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
この目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、筐体に回転可能に支持され、現像剤を担持する現像剤担持部材を備えた現像装置において、前記現像剤担持部材の軸方向に沿って延びるとともに、前記現像剤担持部材の表面に圧接し、前記現像剤担持部材の表面に現像剤の薄層を形成するための押圧部を有する層厚規制部材を備え、前記押圧部の中央部分と両端部分とが材質の異なる弾性材料で形成されていることを特徴としている。
このような構成によると、層厚規制部材の押圧部の中央部分と両端部分とが材質の異なる弾性材料で形成されているので、層厚規制部材の押圧部における中央部分と両端部分とで各々求められる性能を満たし、その状態を長期にわたって維持することができる。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記押圧部の中央部分と両端部分とが耐磨耗性の異なる弾性材料で形成されていることを特徴としている。
このような構成によると、層厚規制部材で磨耗しやすい両端部分と、磨耗の程度が小さい中央部分とが耐磨耗性の異なる弾性材料で形成されているので、磨耗しやすい部分には耐磨耗性に優れた弾性材料を用いることで磨耗を少なくすることができる。
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、前記押圧部の中央部分と両端部分とが現像剤帯電付与能力の異なる弾性材料で形成されていることを特徴としている。
このような構成によると、層厚規制部材の押圧部において、高い現像剤帯電付与能力を要する中央部分と、その必要がない両端部分とが現像剤帯電付与能力の異なる弾性材料で形成されているので、中央部分に現像剤帯電付与能力に優れた弾性材料を用いることで現像剤担持部材の中央領域に担持された現像剤の帯電性を高めることができる。
また、請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の発明において、前記押圧部の中央部分は前記押圧部の両端部分に比べて現像剤帯電付与能力が高い弾性材料で形成されるとともに、前記押圧部の両端部分は前記押圧部の中央部分に比べて耐磨耗性が高い弾性材料で形成されていることを特徴としている。
このような構成によると、現像剤担持部材との摺擦によって磨耗しやすい両端部分は耐磨耗性の高い弾性材料で形成することで磨耗を少なくすることができるとともに、摩擦により現像剤を十分帯電させる必要がある中央部分は現像剤帯電付与能力の高い弾性材料で形成することで、現像剤の帯電性を高めることができる。
また、請求項5に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載の発明において、前記押圧部の中央部分はシリコーンゴムで形成されるとともに、前記押圧部の両端部分はウレタンゴムで形成されていることを特徴としている。
このような構成によると、押圧部の磨耗しやすい両端部分はウレタンゴムで形成することで磨耗を少なくすることができ、摩擦により現像剤を十分帯電させる必要がある押圧部の中央部分はシリコーンゴムで形成することで現像剤の帯電性を高めることができる。
また、請求項6に記載の発明は、請求項1ないし5のいずれかに記載の発明において、前記押圧部の中央部分と両端部分は、単一の層厚規制部材上に形成されていることを特徴としている。
このような構成によると、押圧部の中央部分と両端部分が単一の層厚規制部材上に形成されているので、新たな部材を追加することなく、押圧部の両端部分の磨耗を少なくして、現像剤担持部材における端部からの現像剤の漏れの発生を防止することができる。
また、請求項7に記載の発明は、筐体に回転可能に支持され、現像剤を担持する現像剤担持部材を備えた現像装置において、前記現像剤担持部材の軸方向に沿って延びるとともに、前記現像剤担持部材の長手方向における少なくとも中央領域表面に圧接し、現像剤の薄層を形成するための中央圧接部を有する中央層厚規制部材と、前記現像剤担持部材の長手方向における少なくとも側端領域表面に圧接し、現像剤の薄層を形成するための側端圧接部を有する端部層厚規制部材とを備え、前記端部層厚規制部材の側端圧接部は、前記中央層厚規制部材の中央圧接部とは材質の異なる弾性材料で形成されていることを特徴としている。
このような構成によると、現像装置が、現像剤担持部材の中央領域の薄層を形成するための中央層厚規制部材と、現像剤担持部材の側端領域の薄層を形成するための端部層厚規制部材を備え、端部層厚規制部材の側端圧接部が中央層厚規制部材の中央圧接部とは材質の異なる弾性材料で形成されているので、側端圧接部と中央圧接部で各々求められる性能を満たし、その状態を長期にわたって維持することができる。
また、請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の発明において、前記端部層厚規制部材の側端圧接部は、前記中央層厚規制部材の中央圧接部に比べて耐磨耗性が高い弾性材料で形成されていることを特徴としている。
このような構成によると、磨耗しやすい側端圧接部には耐磨耗性に優れた弾性材料を用いることで磨耗を少なくすることができる。
また、請求項9に記載の発明は、請求項7または8に記載の発明において、前記端部層厚規制部材の側端圧接部はウレタンゴムで形成されていることを特徴としている。
このような構成によると、押圧部で磨耗しやすい側端圧接部はウレタンゴムで形成することで磨耗を少なくすることができる。
また、請求項10に記載の発明は、請求項7ないし9のいずれかに記載の発明において、前記端部層厚規制部材は、前記中央層厚規制部材に対して、前記現像剤担持部材の回転方向上流側に位置することを特徴としている。
このような構成によると、端部層厚規制部材の側端圧接部が現像剤担持部材の回転方向上流側の側端領域に圧接してトナーを掻き取った後で、中央層厚規制部材が現像ローラ表面に圧接するので、中央層厚規制部材の押圧部における側端圧接部が削れてしまっても、上流側でトナーが掻き落とされているため、トナー漏れを防止することができる。
また、請求項11に記載の発明は、画像形成装置であって、請求項1ないし10のいずれかに記載の現像装置を備えていることを特徴としている。
このような構成によると、印刷を重ねて層厚規制部材の押圧部における側端圧接部が削れても、現像剤担持部材における端部からのトナー漏れが起きにくい画像形成装置を提供することができる。
以上説明したことから明らかなように、請求項1〜5に記載の発明によれば、層厚規制部材の両端部分と中央部分で求められる性能を長期使用にわたっても維持することができる。具体的には層厚規制部材の両端部分は耐磨耗性の優れた弾性材料で形成することによって磨耗を少なくし、現像剤担持部材における端部からの現像剤の漏れの発生を防止するとともに、層厚規制部材の中央部分は現像剤帯電付与能力の優れた弾性材料で形成することによって現像剤の帯電性を高めることができる。
また、請求項6に記載の発明によれば、単一の層厚規制部材の押圧部における両端部分と中央部分とを異なる弾性材料で形成することで、すでにある部材の押圧部の両端部分だけを耐磨耗性の優れた材料に変更するだけで、現像剤担持部材における端部からの現像剤の漏れを確実に防止することができる。
また、請求項7〜10に記載の発明によれば、中央層厚規制部材に加えて、少なくとも現像剤担持部材の側端領域に圧接する側端圧接部を有する端部層厚規制部材を備え、端部層厚規制部材の押圧部を耐磨耗性に優れた弾性材料で形成することによって、中央層厚規制部材の両端部分が長期使用によって磨耗しても、この端部層厚規制部材が上流側で現像剤担持部材における側端領域の現像剤を掻き落とすので、現像剤担持部材における端部からの現像剤の漏れを確実に防止することができる。
また、請求項11に記載の発明によれば、現像剤担持部材の端部からの現像剤の漏れが発生しにくい画像形成装置を得ることができる。
<レーザプリンタの全体構成> 図1は、本発明の画像形成装置としてのレーザプリンタの一実施形態を示す要部側断面図である。図1において、レーザプリンタ1は、本体ケーシング2内に、記録媒体としての用紙3を給紙するためのフィーダ部4や、給紙された用紙3に所定の画像を形成するための画像形成部5などを備えている。
フィーダ部4は、本体ケーシング2内の底部に、着脱可能に装着される給紙トレイ6と、給紙トレイ6内に設けられた用紙押圧板7と、給紙トレイ6の一端側端部の上方に設けられる給紙ローラ8および給紙パット9と、給紙ローラ8に対し用紙3の搬送方向の下流側に設けられる紙粉取りローラ10および11と、紙粉取りローラ10および11に対し用紙3の搬送方向の下流側に設けられるレジストローラ12とを備えている。
用紙押圧板7は、用紙3を積層状にスタック可能とされ、給紙ローラ8に対して遠い方の端部において揺動可能に支持されることによって、近い方の端部が上下方向に移動可能とされており、また、その裏側から図示しないばねによって上方向に付勢されている。そのため、用紙押圧板7は、用紙3の積層量が増えるに従って、給紙ローラ8に対して遠い方の端部を支点として、ばねの付勢力に抗して下向きに揺動される。給紙ローラ8および給紙パット9は、互いに対向状に配設され、給紙パット9の裏側に配設されるばね13によって、給紙パット9が給紙ローラ8に向かって押圧されている。用紙押圧板7上の最上位にある用紙3は、用紙押圧板7の裏側から図示しないばねによって給紙ローラ8に向かって押圧され、その給紙ローラ8の回転によって給紙ローラ8と給紙パット9とで挟まれた後、1枚毎に給紙される。給紙された用紙3は、紙粉取りローラ10および11によって、紙粉が取り除かれた後、レジストローラ12に送られる。レジストローラ12は、1対のローラから構成されており、用紙3を所定のレジスト後に、画像形成部5に送るようにしている。
なお、このフィーダ部4は、さらに、マルチパーパストレイ14と、マルチパーパストレイ14上に積層される用紙3を給紙するためのマルチパーパス側給紙ローラ15およびマルチパーパス側給紙パット25とを備えており、マルチパーパス側給紙ローラ15およびマルチパーパス側給紙パット25は、互いに対向状に配設され、マルチパーパス側給紙パット25の裏側に配設されるばね25aによって、マルチパーパス側給紙パット25がマルチパーパス側給紙ローラ15に向かって押圧されている。マルチパーパストレイ14上に積層される用紙3は、マルチパーパス側給紙ローラ15の回転によってマルチパーパス側給紙ローラ15とマルチパーパス側給紙パット25とで挟まれた後、1枚毎に給紙される。
フィーダ部4は、本体ケーシング2内の底部に、着脱可能に装着される給紙トレイ6と、給紙トレイ6内に設けられた用紙押圧板7と、給紙トレイ6の一端側端部の上方に設けられる給紙ローラ8および給紙パット9と、給紙ローラ8に対し用紙3の搬送方向の下流側に設けられる紙粉取りローラ10および11と、紙粉取りローラ10および11に対し用紙3の搬送方向の下流側に設けられるレジストローラ12とを備えている。
用紙押圧板7は、用紙3を積層状にスタック可能とされ、給紙ローラ8に対して遠い方の端部において揺動可能に支持されることによって、近い方の端部が上下方向に移動可能とされており、また、その裏側から図示しないばねによって上方向に付勢されている。そのため、用紙押圧板7は、用紙3の積層量が増えるに従って、給紙ローラ8に対して遠い方の端部を支点として、ばねの付勢力に抗して下向きに揺動される。給紙ローラ8および給紙パット9は、互いに対向状に配設され、給紙パット9の裏側に配設されるばね13によって、給紙パット9が給紙ローラ8に向かって押圧されている。用紙押圧板7上の最上位にある用紙3は、用紙押圧板7の裏側から図示しないばねによって給紙ローラ8に向かって押圧され、その給紙ローラ8の回転によって給紙ローラ8と給紙パット9とで挟まれた後、1枚毎に給紙される。給紙された用紙3は、紙粉取りローラ10および11によって、紙粉が取り除かれた後、レジストローラ12に送られる。レジストローラ12は、1対のローラから構成されており、用紙3を所定のレジスト後に、画像形成部5に送るようにしている。
なお、このフィーダ部4は、さらに、マルチパーパストレイ14と、マルチパーパストレイ14上に積層される用紙3を給紙するためのマルチパーパス側給紙ローラ15およびマルチパーパス側給紙パット25とを備えており、マルチパーパス側給紙ローラ15およびマルチパーパス側給紙パット25は、互いに対向状に配設され、マルチパーパス側給紙パット25の裏側に配設されるばね25aによって、マルチパーパス側給紙パット25がマルチパーパス側給紙ローラ15に向かって押圧されている。マルチパーパストレイ14上に積層される用紙3は、マルチパーパス側給紙ローラ15の回転によってマルチパーパス側給紙ローラ15とマルチパーパス側給紙パット25とで挟まれた後、1枚毎に給紙される。
画像形成部5は、スキャナユニット16、プロセスユニット17、定着部18などを備えている。
スキャナユニット16は、本体ケーシング2内の上部に設けられ、レーザ発光部(図示せず。)、回転駆動されるポリゴンミラー19、レンズ20および21、反射鏡22、23および24などを備えており、レーザ発光部からの発光される所定の画像データに基づくレーザビームを、鎖線で示すように、ポリゴンミラー19、レンズ20、反射鏡22および23、レンズ21、反射鏡24の順に通過あるいは反射させて、後述するプロセスユニット17の感光ドラム27の表面上に高速走査にて照射させている。
プロセスユニット17は、スキャナユニット16の下方に配設され、図2に示すように、本体ケーシング2に対して着脱自在に装着されるドラムカートリッジ26内に、感光体としての感光ドラム27、現像装置としての現像カートリッジ28、スコロトロン型帯電器29、転写ローラ30を備えている。
現像カートリッジ28は、図3にも示すように、ドラムカートリッジ26に対して着脱自在に装着されており、筐体52内に、現像剤担持部材としての現像ローラ31、層厚規制部材としての層厚規制ブレード32、供給ローラ33およびトナー収容部34などを備えている。
トナー収容部34内には、現像剤として、正帯電性の非磁性1成分のトナーが充填されている。このトナーとしては、重合性単量体、たとえば、スチレンなどのスチレン系単量体や、アクリル酸、アルキル(C1〜C4)アクリレート、アルキル(C1〜C4)メタアクリレートなどのアクリル系単量体を、懸濁重合などの公知の重合方法によって共重合させることにより得られる球形トナーとしての重合トナーが使用されている。このような重合トナーは、実質的に球状をなし、流動性が極めて良好であるため、良好な現像を達成することができ、その結果、高画質の画像を形成することができる。なお、このようなトナーには、カーボンブラックなどの着色剤やワックスなどが配合されるとともに、流動性を向上させるために、シリカなどの外添剤が添加されている。その平均粒径は、約6〜10μm程度である。
そして、トナー収容部34内のトナーは、トナー収容部34の中心に設けられる回転軸35に支持されるアジテータ36の矢印方向(時計方向)への回転により、攪拌されて、トナー収容部34の側部に開口されたトナー供給口37から放出される。なお、トナー収容部34の側壁には、トナーの残量検知用の窓38が設けられており、回転軸35に支持されたクリーナ39によって清掃される。
トナー供給口37の斜め下側側方位置には、供給ローラ33が矢印方向(反時計方向)に回転可能に配設されており、また、この供給ローラ33に対向して、現像ローラ31が矢印方向(反時計方向)、言い換えると、後述する層厚規制ブレード32の板ばね部材59の遊端部(他端部)から基端部(一端部)に向かう方向(図8参照)に回転可能に配設されている。そして、これら供給ローラ33と現像ローラ31とは、そのそれぞれがある程度圧縮するような状態で互いに当接されている。
そして、トナー収容部34内のトナーは、トナー収容部34の中心に設けられる回転軸35に支持されるアジテータ36の矢印方向(時計方向)への回転により、攪拌されて、トナー収容部34の側部に開口されたトナー供給口37から放出される。なお、トナー収容部34の側壁には、トナーの残量検知用の窓38が設けられており、回転軸35に支持されたクリーナ39によって清掃される。
トナー供給口37の斜め下側側方位置には、供給ローラ33が矢印方向(反時計方向)に回転可能に配設されており、また、この供給ローラ33に対向して、現像ローラ31が矢印方向(反時計方向)、言い換えると、後述する層厚規制ブレード32の板ばね部材59の遊端部(他端部)から基端部(一端部)に向かう方向(図8参照)に回転可能に配設されている。そして、これら供給ローラ33と現像ローラ31とは、そのそれぞれがある程度圧縮するような状態で互いに当接されている。
供給ローラ33は、金属製のローラ軸に、導電性のスポンジ部材からなるローラが被覆されている。
現像ローラ31は、後で詳述するが、図3に示すように、金属製のローラ軸68に、導電性のゴム材料である弾性体からなるローラ69が被覆されている。より具体的には、現像ローラ31のローラ69は、カーボン微粒子などを含む導電性のウレタンゴムまたはシリコーンゴムからなるローラ本体の表面に、フッ素が含有されているウレタンゴムまたはシリコーンゴムのコート層が被覆されている。なお、現像ローラ31には、感光ドラム27に対して、所定の現像バイアスが印加されている。
また、現像ローラ31の近傍には層厚規制ブレード32が配設されている。この層厚規制ブレード32は、後で詳述するが、現像ローラ31の上方において、その現像ローラ31の軸方向に沿って対向状に配置され、現像カートリッジ28の筐体52に取り付けられる取付部材58と、支持部材としての板ばね部材59と、押圧部40とを備えている。
そして、トナー供給口37から放出されるトナーは、供給ローラ33の回転により、現像ローラ31に供給され、この時、供給ローラ33と現像ローラ31との間で正に摩擦帯電され、さらに、現像ローラ31上に供給されたトナーは、現像ローラ31の回転に伴って、層厚規制ブレード32の押圧部40と現像ローラ31との間に対向方向から進入し、ここでさらに十分に摩擦帯電されて、後述する一定の厚さとして現像ローラ31上に担持される。
そして、トナー供給口37から放出されるトナーは、供給ローラ33の回転により、現像ローラ31に供給され、この時、供給ローラ33と現像ローラ31との間で正に摩擦帯電され、さらに、現像ローラ31上に供給されたトナーは、現像ローラ31の回転に伴って、層厚規制ブレード32の押圧部40と現像ローラ31との間に対向方向から進入し、ここでさらに十分に摩擦帯電されて、後述する一定の厚さとして現像ローラ31上に担持される。
感光ドラム27は、図2に示すように、現像ローラ31の側方位置において、その現像ローラ31と対向するような状態で矢印方向(時計方向)に回転可能に配設されている。この感光ドラム27は、ドラム本体が接地されるとともに、その表面部分がポリカーボネートなどから構成される正帯電性の感光層により形成されている。
スコロトロン型帯電器29は、感光ドラム27の上方に、感光ドラム27に接触しないように、所定の間隔を隔てて配設されている。このスコロトロン型帯電器29は、タングステンなどの帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させる正帯電用のスコロトロン型の帯電器であり、感光ドラム27の表面を一様に正極性に帯電させるように構成されている。
そして、感光ドラム27の表面は、その感光ドラム27の回転に伴って、まず、スコロトロン型帯電器29により一様に正帯電された後、スキャナユニット16からのレーザビームの高速走査により露光され、所定の画像データに基づく静電潜像が形成される。
そして、感光ドラム27の表面は、その感光ドラム27の回転に伴って、まず、スコロトロン型帯電器29により一様に正帯電された後、スキャナユニット16からのレーザビームの高速走査により露光され、所定の画像データに基づく静電潜像が形成される。
次いで、現像ローラ31の回転により、現像ローラ31上に担持されかつ正帯電されているトナーが、感光ドラム27に対向して接触する時に、感光ドラム27の表面上に形成される静電潜像、すなわち、一様に正帯電されている感光ドラム27の表面のうち、レーザビームによって露光され電位が下がっている露光部分に供給され、選択的に担持されることによって可視像化され、これによって反転現像が達成される。
転写ローラ30は、感光ドラム27の下方において、この感光ドラム27に対向するように配置され、ドラムカートリッジ26に矢印方向(反時計方向)に回転可能に支持されている。この転写ローラ30は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料からなるローラが被覆されており、転写時には、感光ドラム27に対して所定の転写バイアスが印加されるように構成されている。そのため、感光ドラム27の表面上に担持された可視像は、用紙3が感光ドラム27と転写ローラ30との間を通る間に用紙3に転写される。
定着部18は、図1に示すように、プロセスユニット17の側方下流側に配設され、加熱ローラ41、加熱ローラ41を押圧する押圧ローラ42、および、これら加熱ローラ41および押圧ローラ42の下流側に設けられる1対の搬送ローラ43を備えている。加熱ローラ41は、金属製で加熱のためのハロゲンランプを備えており、プロセスユニット17において用紙3上に転写されたトナーを、用紙3が加熱ローラ41と押圧ローラ42との間を通過する間に熱定着させ、その後、その用紙3を搬送ローラ43によって、排紙パス44に搬送するようにしている。排紙パス44に送られた用紙3は、排紙ローラ45に送られて、その排紙ローラ45によって排紙トレイ46上に排紙される。
また、このレーザプリンタ1には、用紙3の両面に画像を形成するために、反転搬送部47が設けられている。この反転搬送部47は、排紙ローラ45と、反転搬送パス48と、フラッパ49と、複数の反転搬送ローラ50とを備えている。
排紙ローラ45は、1対のローラからなり、正回転および逆回転の切り換えができるように構成されている。この排紙ローラ45は、上記したように、排紙トレイ46上に用紙3を排紙する場合には、正方向に回転するが、用紙3を反転させる場合には、逆方向に回転する。
反転搬送パス48は、排紙ローラ45から画像形成部5の下方に配設される複数の反転搬送ローラ50まで用紙3を搬送することができるように、上下方向に沿って設けられており、その上流側端部が、排紙ローラ45の近くに配置されるとともに、その下流側端部が、反転搬送ローラ50の近くに配置されている。
フラッパ49は、排紙パス44と反転搬送パス48との分岐部分に臨むように、揺動可能に設けられており、図示しないソレノイドの励磁または非励磁により、排紙ローラ45によって反転された用紙3の搬送方向を、排紙パス44に向かう方向から、反転搬送パス48に向かう方向に切り換えることができるように構成されている。
反転搬送ローラ50は、給紙トレイ6の上方において、略水平方向に複数設けられており、最も上流側の反転搬送ローラ50が、反転搬送パス48の後端部の近くに配置されるとともに、最も下流側の反転搬送ローラ50が、レジストローラ12の下方に配置されるように設けられている。
排紙ローラ45は、1対のローラからなり、正回転および逆回転の切り換えができるように構成されている。この排紙ローラ45は、上記したように、排紙トレイ46上に用紙3を排紙する場合には、正方向に回転するが、用紙3を反転させる場合には、逆方向に回転する。
反転搬送パス48は、排紙ローラ45から画像形成部5の下方に配設される複数の反転搬送ローラ50まで用紙3を搬送することができるように、上下方向に沿って設けられており、その上流側端部が、排紙ローラ45の近くに配置されるとともに、その下流側端部が、反転搬送ローラ50の近くに配置されている。
フラッパ49は、排紙パス44と反転搬送パス48との分岐部分に臨むように、揺動可能に設けられており、図示しないソレノイドの励磁または非励磁により、排紙ローラ45によって反転された用紙3の搬送方向を、排紙パス44に向かう方向から、反転搬送パス48に向かう方向に切り換えることができるように構成されている。
反転搬送ローラ50は、給紙トレイ6の上方において、略水平方向に複数設けられており、最も上流側の反転搬送ローラ50が、反転搬送パス48の後端部の近くに配置されるとともに、最も下流側の反転搬送ローラ50が、レジストローラ12の下方に配置されるように設けられている。
そして、用紙3の両面に画像を形成する場合には、この反転搬送部47が、次のように動作される。すなわち、一方の面に画像が形成された用紙3が搬送ローラ43によって排紙パス44から排紙ローラ45に送られてくると、排紙ローラ45は、用紙3を挟んだ状態で正回転して、この用紙3を一旦外側(排紙トレイ46側)に向けて搬送し、用紙3の大部分が外側に送られ、用紙3の後端が排紙ローラ45に挟まれた時に、正回転を停止する。次いで、排紙ローラ45は、逆回転するとともに、フラッパ49が、用紙3が反転搬送パス48に搬送されるように、搬送方向を切り換えて、用紙3を前後逆向きの状態で反転搬送パス48に搬送するようにする。なお、フラッパ49は、用紙3の搬送が終了すると、元の状態、すなわち、搬送ローラ43から送られる用紙3を排紙ローラ45に送る状態に切り換えられる。次いで、反転搬送パス48に逆向きに搬送された用紙3は、反転搬送ローラ50に搬送され、この反転搬送ローラ50から、上方向に反転されて、レジストローラ12に送られる。レジストローラ12に搬送された用紙3は、裏返しの状態で、再び、所定のレジスト後に、画像形成部5に向けて送られ、これによって、用紙3の両面に所定の画像が形成される。
また、このレーザプリンタ1では、転写ローラ30によって用紙3に転写された後に感光ドラム27の表面上に残存する残存トナーを、現像ローラ31によって回収する、いわゆるクリーナレス方式によって残存トナーを回収するようにしている。このようなクリーナレス方式によって感光ドラム27の表面上の残存トナーを回収すれば、ブレードなどのクリーナ装置や廃トナーの貯留手段を設ける必要がないため、装置構成の簡略化、小型化およびコストの低減化を図ることができる。
<現像カートリッジのシール部材の構成> このレーザプリンタ1の現像カートリッジ28では、現像ローラ31に担持されるトナーが、現像時において回転される現像ローラ31の軸方向両端部から筐体52の外へ漏れることを防止するためのシール部材としてのサイドシール51が、現像ローラ31の軸方向両端部にそれぞれ設けられている。以下、図4ないし図6を参照して、サイドシール51を、現像ローラ31の軸方向端部のシール構造とともに詳述する。なお、図4ないし図6では、現像ローラ31の軸方向一端部側のみを示し、以下、その軸方向一端部側のみを説明するが、現像ローラ31の軸方向他端部側も、同様の構成とされている。
図4に示すように、現像カートリッジ28における現像ローラ31の軸方向端部は、筐体52の前面が開放されるとともに、その側壁53には、現像ローラ31を装着させるための支持孔54が形成されており、その側壁53に隣接して、サイドシール51とともに、図5に示すように、アッパサイドシール55、ブレードサイドシール56、および、図4に示すように、ロアサイドシール部材としてのロアサイドシール57が設けられている。そして、これらサイドシール51、アッパサイドシール55、ブレードサイドシール56およびロアサイドシール57によって、現像ローラ31の軸方向端部におけるトナーの漏れを確実に防止するようにしている。なお、支持孔54は、その前方側端部が開口されており、その開口部75に沿って現像ローラ31のローラ軸68を受け入れることができるように形成されている。
アッパサイドシール55は、図5および図6に示すように、所定の厚みを有する略矩形板状をなし、ウレタンなどのスポンジ部材からなり、側壁53に隣接する筐体52の幅方向側端部上方において、層厚規制ブレード32の取付部材58の上方に対向配置され、両面テープなどによって貼着されている。
ブレードサイドシール56は、層厚規制ブレード32の板ばね部材59の幅方向側端部において、板ばね部材59の下部に設けられており、板ばね部材59の裏面(後面)に設けられるバックブレードシール63と、板ばね部材59の表面(前面)に設けられるフロントブレードシール64とを備えている。なお、層厚規制ブレード32の取付部材58は、現像ローラ31の軸方向に沿って延びる板状のバックサポート部材60と、そのバックサポート部材60に対向配置される断面略L字状のフロントサポート部材61とを備えており、バックサポート部材60とフロントサポート部材61との間において、板ばね部材59を挟んだ状態で、ねじ62によって筐体52の上部に固定されている。
バックブレードシール63は、所定の厚みを有する略矩形板状をなし、ウレタンなどのスポンジ部材からなり、バックサポート部材60の下端部にその上端部を接触した状態で板ばね部材59の裏面に、両面テープなどによって貼着されている。
また、フロントブレードシール64は、所定の厚みを有する略矩形板状をなし、ウレタンなどのスポンジ部材からなり、バックブレードシール63と対向する板ばね部材59の表面に、両面テープなどによって貼着されている。
また、図4に示すように、ロアサイドシール57は、所定の厚みを有する略矩形板状をなし、ウレタンなどのスポンジ部材からなり、筐体52の幅方向端部であって、次に述べるサイドシール51の内側に隣接配置され、筐体52の下部表面に両面テープなどによって貼着されている。サイドシール51およびロアシール部材としてのロアフィルム67(図2参照)に接触するロアサイドシール57を設けることにより、次に述べるサイドシール51とロアフィルム67(図2参照)とが取り付けられる境界部分におけるトナーの漏れを防止することができる。
そして、サイドシール51は、側壁53に隣接する筐体52の幅方向側端部において、現像ローラ31の外周面と摺接するように設けられている。このサイドシール51は、スポンジシール部材65と、そのスポンジシール部材65上に積層され、現像ローラ31との摺擦面とされる摺擦シール部材66とを備えている。
スポンジシール部材65は、ウレタンなどのスポンジ部材である弾性発泡体からなり、より具体的には、スポンジの中でも比較的剛性が高く永久変形の起こりにくい、高密度マイクロセルウレタンフォーム(商品名:ポロン、ロジャースイノアック社製)からなり、その硬度は、25%圧縮荷重において、0.001〜0.05MPaであり、より好ましくは、0.005〜0.025MPaとされている。そして、このスポンジシール部材65は、現像ローラ31を装着した時に圧縮されて所定の押圧力を発現するような、ある程度の厚みを有するシート状に形成されている。
また、このスポンジシール部材65は、図4に示すように、その上面に次に述べる摺擦シール部材66が貼着される略矩形状の基部81と、基部81から現像ローラ31の軸方向内側に向かって矩形状に突出形成される突出部82とを一体的に備えており、基部81には、突出部82が突出形成される側と反対側の対向位置に矩形状の凹部83が形成されている。そして、スポンジシール部材65は、凹部83が形成される側の側端部である凹部側側端部84が、筐体52の側壁53に接触する状態で配置されることにより、筐体52の幅方向での位置決めがなされている。
また、このスポンジシール部材65は、図5に示すように、その上端部が、ブレードサイドシール56のバックブレードシール63の下端部に圧接され、図4(a)に示すように、その下端部が、ロアサイドシール57と筐体52の幅方向においてオーバーラップする状態で、両面テープなどによって貼着されている。
また、このスポンジシール部材65は、図4に示すように、その上面に次に述べる摺擦シール部材66が貼着される略矩形状の基部81と、基部81から現像ローラ31の軸方向内側に向かって矩形状に突出形成される突出部82とを一体的に備えており、基部81には、突出部82が突出形成される側と反対側の対向位置に矩形状の凹部83が形成されている。そして、スポンジシール部材65は、凹部83が形成される側の側端部である凹部側側端部84が、筐体52の側壁53に接触する状態で配置されることにより、筐体52の幅方向での位置決めがなされている。
また、このスポンジシール部材65は、図5に示すように、その上端部が、ブレードサイドシール56のバックブレードシール63の下端部に圧接され、図4(a)に示すように、その下端部が、ロアサイドシール57と筐体52の幅方向においてオーバーラップする状態で、両面テープなどによって貼着されている。
摺擦シール部材66は、カシミヤ系の繊維部材からなる織物として構成されており、その織物が略矩形シート状に形成されたものが用いられている。この摺擦シール部材66は、図4(b)に示すように、側壁53に隣接する筐体52の幅方向側端部において、スポンジシール部材65の基部81上に積層され、図5に示すように、その上端部が、板ばね部材59の下端部およびフロントブレードシール64の上端部付近までを覆い、かつ、その下端部が、スポンジシール部材65の下端部から、さらに下方に延び、筐体52の下端部を巻回状に被覆するような状態で、両面テープなどによって貼着されている。
このように、摺擦シール部材66の上端部を、板ばね部材59の下端部に貼り付ければ、各サイドシール51の摺擦シール部材66と層厚規制ブレード32との間の隙間をなくすことができ、より一層、サイドシール51からのトナーの漏れを防止することができる。
また、さらに、摺擦シール部材66の上端部で、フロントブレードシール64をほぼ覆うようにすれば、層厚規制ブレード32の押圧部40の側方からのトナーの漏れを確実に防止することができる。また、摺擦シール部材66は、層厚規制ブレード32の板ばね部材59の動きに従って一緒に動くので、板ばね部材59の動きが規制されることなく、押圧部40による現像ローラ31の良好な圧接を確保することができる。さらに、摺擦シール部材66と板ばね部材59との間に介在されるフロントブレードシール64が、スポンジ部材によって形成されており、適度なつぶれ量を有しているので、摺擦シール部材66と現像ローラ31との間の押圧力の反力を良好に吸収して、これら摺擦シール部材66と現像ローラ31との間のシールを確実に確保することができる。
このように、摺擦シール部材66の上端部を、板ばね部材59の下端部に貼り付ければ、各サイドシール51の摺擦シール部材66と層厚規制ブレード32との間の隙間をなくすことができ、より一層、サイドシール51からのトナーの漏れを防止することができる。
また、さらに、摺擦シール部材66の上端部で、フロントブレードシール64をほぼ覆うようにすれば、層厚規制ブレード32の押圧部40の側方からのトナーの漏れを確実に防止することができる。また、摺擦シール部材66は、層厚規制ブレード32の板ばね部材59の動きに従って一緒に動くので、板ばね部材59の動きが規制されることなく、押圧部40による現像ローラ31の良好な圧接を確保することができる。さらに、摺擦シール部材66と板ばね部材59との間に介在されるフロントブレードシール64が、スポンジ部材によって形成されており、適度なつぶれ量を有しているので、摺擦シール部材66と現像ローラ31との間の押圧力の反力を良好に吸収して、これら摺擦シール部材66と現像ローラ31との間のシールを確実に確保することができる。
なお、このサイドシール51が設けられる筐体52の端部上面は、サイドシール51と現像ローラ31とを密着状に接触させるために、現像ローラ31の外周面に沿った湾曲形状に形成されている。そのため、スポンジシール部材65および摺擦シール部材66は、この湾曲形状に沿って積層されているため、摺擦シール部材66の表面が、現像ローラ31の外周面に沿う湾曲形状に形成され、現像ローラ31と密着状に接触されている。
そして、筐体52が開放される前面側から、現像ローラ31のローラ軸68を支持孔54に沿って挿入させることにより、現像ローラ31が筐体52に回転可能に装着支持されており、これによって、図6に示すように、現像ローラ31の軸方向端部の外周面が、摺擦シール部材66の表面と密着状に摺動可能に接触され、現像ローラ31の軸方向端部の外周面と摺擦シール部材66の表面との間において、現像時における現像ローラ31の回転駆動による軸方向端部からの筐体52の外側へのトナーの漏れが、シールされている。
また、筐体52の下端部の上面には、その幅方向全体にわたって、PET(ポリエチレンテレフタレート)シートやウレタンゴムフィルムなどからなるロアフィルム67(図2および図3参照)が両面テープによって貼着されており、現像ローラ31の軸方向にわたって接触するロアフィルム67によって、筐体52の長手方向にわたって下側からの漏れが確実に防止されている。
<現像ローラの構成> 次に、この現像カートリッジ28の現像ローラ31について詳述する。この現像ローラ31のローラ69の外周面は、図7に示すように、軸方向において、シール領域A、側端領域Bおよび中央領域Cを有している。
シール領域Aは、ローラ69の両側端部において、現像ローラ31が筐体52に装着された時に各サイドシール51の摺擦シール部材66と摺擦される部分に対応する部分であって、ローラ69の各側端縁からローラ69の軸方向内側に向かって、各サイドシール51の摺擦シール部材66の幅と同一幅で形成されている。そして、このシール領域Aは、その表面粗さが、後述する中央領域Cの表面粗さよりも小さく形成されており、より具体的には、その表面粗さ(RZ:十点平均粗さ)が、2μm以下とされている。また、その硬度が、後述する中央領域Cの硬度よりも大きく形成されており、より具体的には、その硬度(JIS A)が、50度以上とされている。
側端領域Bは、シール領域Aと現像ローラ31の軸方向(すなわち、長手方向)内側において隣接する部分であって、各シール領域Aからローラ69の軸方向内側に向かって、後述する押圧部40の両端部分としての各側端圧接部40Bの幅と同一幅で形成されている。この側端領域Bは、感光ドラム27の画像形成領域(静電潜像が形成される領域)に対応する現像ローラ31の第1領域M、さらには、このレーザプリンタ1に用いられる用紙3の最大幅に対応する現像ローラ31の第2領域Nに対して、これら第1領域Mおよび第2領域Nと重ならないように、現像ローラ31の軸方向外側に形成されている。そして、この側端領域Bは、その表面粗さが、後述する中央領域Cの表面粗さよりも小さく形成されており、より具体的には、その表面粗さ(RZ:十点平均粗さ)が、2μm以下とされている。また、その硬度が、後述する中央領域Cの硬度よりも大きく形成されており、より具体的には、その硬度(JIS A)が、50度以上とされている。
中央領域Cは、各側端領域Bに挟まれる部分であって、各側端領域Bからローラ69の軸方向内側に向かって、後述する押圧部40の中央部分としての中央圧接部40Cの幅と同一幅で形成されている。そして、この中央領域Cは、その表面粗さが、シール領域Aおよび側端領域Bの表面粗さよりも大きく形成されており、より具体的には、その表面粗さ(RZ:十点平均粗さ)が、3〜9μmとされている。また、その硬度が、シール領域Aおよび側端領域Bの硬度よりも小さく形成されており、より具体的には、その硬度(JIS A)が、30〜50度とされている。
このように、表面粗さおよび硬度が異なるシール領域Aおよび側端領域Bと中央領域Cとを備える現像ローラ31は、次のようにして製造することができる。すなわち、シール領域Aおよび側端領域Bと中央領域Cとにおいて表面粗さが異なる現像ローラ31は、たとえば、現像ローラ31のローラ69にコート層を形成する前に、まず、表面全体を1度研磨した後、さらに、表面粗さがより小さく形成される部分であるシール領域Aおよび側端領域Bに相当する部分のみをもう一度研磨し、その後に、ローラ69の表面全体にコート層を被覆することにより形成することができる。また、シール領域Aおよび側端領域Bと中央領域Cとにおいて硬度が異なる現像ローラ31は、たとえば、表面の硬度がより大きいシール領域Aおよび側端領域Bに相当するローラと、表面の硬度がより小さい中央部分Cに相当するローラとをそれぞれ別体として形成して、それらのローラを接続して、ローラ69として一体的に形成した後に、全体を研磨し、その後、コート層を被覆することにより形成することができる。
そして、この現像ローラ31では、各側端領域Bの表面粗さが、中央領域Cの表面粗さよりも小さいので、各側端領域Bの表面は、中央領域Cの表面よりも、より平滑に形成されるため、よりトナーが担持されにくくなっている。そのため、後述する層厚規制ブレード32によるトナー層の形成においては、簡易かつ確実に、各側端領域Bに担持されるトナー量を、中央領域Cに担持されるトナー量よりも少なくすることができる。
また、各シール領域Aの表面粗さも、中央領域Cの表面粗さよりも小さいので、各シール領域Aの表面は、中央領域Cの表面よりも、より平滑に形成される。そのため、各シール領域Aと各サイドシール51との密着性の向上により、トナーの漏れをより一層防止することができる。
また、この現像ローラ31では、各側端領域Bの硬度が、中央領域Cの硬度よりも大きいので、各側端領域Bの表面は、中央領域Cの表面よりも、より硬く形成されるため、後述する層厚規制ブレード32によるトナー層の形成においては、よりトナーが担持されにくくなる。そのため、簡易かつ確実に、現像ローラ31の層厚規制ブレード32通過後における、各側端領域Bに担持されるトナー量を、中央領域Cに担持されるトナー量よりも少なくすることができる。
また、各シール領域Aの硬度が、中央領域Cの硬度よりも大きいので、各シール領域Aの表面は、中央領域Cの表面よりも、より硬く形成される。そのため、各シール領域Aと各サイドシール51との密着性の向上により、トナーの漏れをより一層防止することができる。
<層厚規制ブレードの構成> 前述したように、現像ローラ31の上方において現像ローラ31の軸方向に沿って対向状に配置された層厚規制ブレード32は、現像カートリッジ28の筐体52に取り付けられる取付部材58と、支持部材としての板ばね部材59と、押圧部40とを備えている。
取付部材58は、後述するバックサポート部材60、フロントサポート部材61およびねじ62を備えており、現像カートリッジ28の筐体52に固定されている。
板ばね部材59は、金属の板ばね材からなり、その基端部が取付部材58によって筐体52に支持され、その遊端部が現像ローラ31に向かって延びるように、正面視略矩形状の板状として形成されている(図7参照)。
押圧部40は図7に示すように、細長い略矩形状として形成され、図3に示すように、板ばね部材59の遊端部において、現像ローラ31の軸方向に沿って弾性的に支持されている。
そして、押圧部40が板ばね部材59の弾性力によって現像ローラ31の表面に圧接されるように構成されている。
取付部材58は、後述するバックサポート部材60、フロントサポート部材61およびねじ62を備えており、現像カートリッジ28の筐体52に固定されている。
板ばね部材59は、金属の板ばね材からなり、その基端部が取付部材58によって筐体52に支持され、その遊端部が現像ローラ31に向かって延びるように、正面視略矩形状の板状として形成されている(図7参照)。
押圧部40は図7に示すように、細長い略矩形状として形成され、図3に示すように、板ばね部材59の遊端部において、現像ローラ31の軸方向に沿って弾性的に支持されている。
そして、押圧部40が板ばね部材59の弾性力によって現像ローラ31の表面に圧接されるように構成されている。
この現像カートリッジ28では、図7に示すように、板ばね部材59において、摺擦シール部材66が貼着されている部分と現像ローラ31の軸方向両内側において隣接する部分が、凹状に切り欠かれており、押圧部40も、これに対応して、その幅方向(現像ローラ31の軸方向)両端部が切り欠かれた形状として形成されている。そして、押圧部40は、この両端部において切り欠かれた部分が、現像ローラ31の側端領域Bをそれぞれ圧接する側端圧接部40Bとされ、また、その幅方向内側が、現像ローラ31の中央領域Cに圧接する中央圧接部40Cとされており、これら、各側端圧接部40Bと中央圧接部40Cとが、幅方向において、不連続で異なる形状に形成されている。
すなわち、たとえば、図9に示すように、側端圧接部40Bの現像ローラ31とのニップ部分(すなわち接触部分)よりも現像ローラ31の回転方向における上流側の側端部分である側端圧接部上流側側端部71と、中央圧接部40Cの現像ローラ31とのニップ部分よりも現像ローラ31の回転方向における上流側の側端部分である中央圧接部上流側側端部72とが、ともに平面として形成されている場合には、図9(a)に示す側端圧接部上流側側端部71の現像ローラ31とのニップ部分における現像ローラ31の接線Xとのなす角度θが、図9(b)に示す中央圧接部上流側側端部72の対応する角度θよりも大きくなるように形成される。なお、押圧部40が現像ローラ31を押圧して、現像ローラ31上に所望のトナー量とするには、角度θは90°以下が望ましい。
そして、このような角度θのより大きい側端圧接部上流側側端部71が形成されている側端圧接部40Bは、角度θのより小さい中央圧接部上流側側端部72が形成されている中央圧接部40Cよりも現像ローラ31の回転方向におけるニップ部分の幅が短くなるため、側端領域Bに対する側端圧接部40Bの圧接力が、中央領域Cに対する中央圧接部40Cの圧接力よりも大きくなる。
これによって、供給ローラ33によって供給されたトナーは、現像ローラ31の回転に伴って、対向方向から層厚規制ブレード32の押圧部40と接触する時に、現像ローラ31の側端領域Bにおいては、より大きな圧接力で圧接されている側端圧接部40Bによってより多く掻き取られ、現像ローラ31の中央領域Cにおいては、より小さな圧接力で圧接されている中央圧接部40Cによってより少なく掻き取られる。そのため、層厚規制ブレード32とのニップ後であって、感光ドラム27と対向する位置までの間においては、現像ローラ31の側端領域Bに担持されるトナー量は、中央領域Cに担持されるトナー量よりも少なくなる。
また、たとえば、図10に示すように、側端圧接部側側端部71と中央圧接部側側端部72とがともに曲面として形成されている場合には、図10(a)に示す側端圧接部40Bの現像ローラ31とのニップ部分に近接する部分における曲率半径rが、図10(b)に示す中央圧接部側側端部72の対応する曲率半径rよりも小さくなるように形成されている。
そして、このような曲率半径rのより小さい側端圧接部上流側側端部71が形成されている側端圧接部40Bは、中央圧接部上流側側端部72が形成されている中央圧接部40Cよりも現像ローラ31の回転方向におけるニップ部分の幅が短くなるため、側端領域Bに対する側端圧接部40Bの圧接力が、中央領域Cに対する中央圧接部40Cの圧接力よりも大きくなる。
これによって、供給ローラ33によって供給されたトナーは、現像ローラ31の回転に伴って、対向方向から層厚規制ブレード32の押圧部40と接触する時に、現像ローラ31の側端領域Bにおいては、より大きな圧接力で圧接されている側端圧接部40Bによってより多く掻き取られ、現像ローラ31の中央領域Cにおいては、より小さな圧接力で圧接されている中央圧接部40Cによってより少なく掻き取られる。そのため、層厚規制ブレード32とのニップ後であって、感光ドラム27と対向する位置までの間においては、現像ローラ31の側端領域Bに担持されるトナー量は、中央領域Cに担持されるトナー量よりも少なくなる。
そして、この現像カートリッジ28の層厚規制ブレード32において、実際には、側端圧接部40Bは、図8(a)に示すように、断面略矩形状に形成され、側端圧接部上流側側端部71が平面として形成されており、より具体的には、側端圧接部上流側側端部71の現像ローラ31とのニップ部分における現像ローラ31の接線Xとのなす角度θが、90°となるように形成されている。
また、中央圧接部40Cは、図8(b)に示すように、断面略矩形状に形成され、中央圧接部上流側側端部72が曲面として形成されており、現像ローラ31とのニップ部分に近接する部分の曲率半径rが1.5mmとなるように形成されている。
なお、これら側端圧接部40Bおよび中央圧接部40Cにおける現像ローラ31とのニップ部分は、現像ローラ31の軸方向において同一直線上に配置されるように構成されている。
このような場合においても、上記した、図9および図10と同様に、側端圧接部上流側側端部71が形成される側端圧接部40Bは、中央圧接部上流側側端部72が形成される中央圧接部40Cよりも、現像ローラ31の回転方向におけるニップ部分の幅が短くなるため、側端領域Bに対する側端圧接部40Bの圧接力が、中央領域Cに対する中央圧接部40Cの圧接力よりも大きくなる。
これによって、供給ローラ33によって供給されたトナーは、現像ローラ31の回転に伴って、対向方向から層厚規制ブレード32の押圧部40と接触する時に、現像ローラ31の側端領域Bにおいては、より大きな圧接力で圧接されている側端圧接部40Bによってより多く掻き取られ、現像ローラ31の中央領域Cにおいては、より小さな圧接力で圧接されている中央圧接部40Cによってより少なく掻き取られる。そのため、層厚規制ブレード32とのニップ後であって、感光ドラム27と対向する位置までの間においては、現像ローラ31の側端領域Bに担持されるトナー量は、中央領域Cに担持されるトナー量よりも少なくなる。
すなわち、上記した図8ないし図10のいずれにおいても、供給ローラ33から供給されるトナーが現像ローラ31と中央圧接部40Cとの間に進入する進入角度(中央圧接部上流側側端部72と現像ローラ31の表面との間の空間で略三角形を形成した時の角度)に対して、供給ローラ33から供給されるトナーが現像ローラ31と側端圧接部40Bとの間に進入する進入角度(側端圧接部上流側側端部71と現像ローラ31の表面との間の空間で略三角形を形成した時の角度)がより大きくなり、そのため、中央圧接部40Cに対する側端圧接部40Bのトナーの誘い込み量が少なくなるので、側端領域Bと側端圧接部40Bとの間には、中央領域Cと中央圧接部40Cとの間よりトナーがより進入しにくくなるため、層厚規制ブレード32とのニップ後であって、感光ドラム27と対向する位置までの間においては、現像ローラ31の側端領域Bに担持されるトナー量は、中央領域Cに担持されるトナー量よりも少なくなる。
なお、この層厚規制ブレード32は、押圧部40と板ばね部材59とによって構成されるため、側端圧接部40Bおよび中央圧接部40Cをこのように任意の形状にそれぞれ形成して、板ばね部材59によって任意の圧接力が加わるように設定できるため、上記のような、目的および用途に応じた任意の設計を実現することができる。
また、この現像ローラ31は、層厚規制ブレード32の板ばね部材59の遊端部から、取付部材58によって本体ケーシング2の筐体52に支持されている基端部に向かう方向に回転されるため、現像ローラ31に供給されるトナーが、押圧部40を弾性的に支持している板ばね部材59と対向方向から、現像ローラ31と押圧部40との間に進入される。そのため、トナーは、現像ローラ31の回転に伴って押圧部40と接触する時に、より物理的に掻き取られ易くなる。そのため、中央領域Cと各側端領域Bとの間のトナーの担持量の差をより明確かつ確実に生じさせることができる。その結果、簡易かつ確実に、層厚規制ブレード32通過後の現像ローラ31における各側端領域Bに担持されるトナー量を、中央領域Cに担持されるトナー量よりも少なくなるようにすることができる。
そして、この現像ローラ31では、層厚規制ブレード32とのニップ後であって、感光ドラム27と対向する位置までの間においては、上記したような、現像ローラ31における側端領域Bおよび中央領域Cの表面粗さや硬度の相違、および、層厚規制ブレード32の押圧部40の側端圧接部40Bと中央圧接部40Cとの形状の相違に起因して、側端領域Bでの単位面積あたりのトナー量(M/A)が、中央領域Cでの単位面積あたりのトナー量よりも少なく、つまり、各側端領域Bでのトナー層の厚さが、中央領域Cでのトナー層の厚さよりも薄く形成されており、より具体的には、各側端領域Bのトナー層が、図11(a)に示すように1層以内で形成されている。
たとえば、図11(b)に示すように、側端領域Bの表面においてトナー層が2層以上で形成されている場合には、現像ローラ31の表面から1層目にあたるトナーTにおいては、現像ローラ31表面に直接接触しているため、その表面に良好に担持されるが、2層目以上のトナーTにおいては、側端領域Bの表面とは直接接触されず、その界面がトナー層とトナー層との界面となるため、層厚規制ブレード32を通過した側端領域Bの表面から剥がれ易く、現像ローラ31の回転に伴って現像カートリッジ28内に戻るときに、サイドシール51やロアサイドシール57やロアフィルム67によって掻き落とされ易くなる。
しかし、この現像ローラ31では、層厚規制ブレード32通過後の各側端領域Bにおけるトナー層が、図11(a)に示すように、1層以内で形成されるので、トナーTが現像ローラ31の表面に良好に担持され、現像ローラ31の回転に伴って現像カートリッジ28内に戻るときに、サイドシール51やロアサイドシール57やロアフィルム67によって掻き落とされにくく、そのため、現像カートリッジ28からのトナーの漏れを良好に防止することができる。なお、上記したトナー層が1層以内で形成されている状態には、側端領域Bの表面に部分的にトナーが担持されていない状態も含まれる。
なお、上記した単位面積あたりのトナー量は、次のように求めることができる。すなわち、まず、現像ローラ31における層厚規制ブレード32とのニップ後であって、感光ドラム27と対向する位置までの間に担持されているトナーを、吸引器などによって採取し、その採取されたトナーの重量を測定し、そのトナーが吸引除去されたローラ69の表面に、メンディングテープ(3M製)を貼りつけた後はがし取る。次いで、メンディングテープの貼着面から、トナーが付着していない面、すなわち、吸引器によってトナーが吸引除去された部分の面積を測定する。そして、トナーの重量と、トナーが吸引除去された部分の面積から、単位面積あたりのトナー量を算出する。
このように、この現像ローラ31は、現像時において、層厚規制ブレード32とのニップ後であって、感光ドラム27と対向する位置までの間における、各側端領域Bの単位面積あたりのトナー量が、中央領域Cの単位面積あたりのトナー量よりも少なく、つまり、各側端領域Bのトナー層の厚さが、中央領域Cのトナー層の厚さよりも薄くなるように形成されるので、長期使用時において、現像ローラ31の回転に伴って、現像ローラ31上のトナーが現像カートリッジ28内に戻るときに、各サイドシール51やロアサイドシール57やロアフィルム67と各側端領域Bに担持されるトナーが摺擦しても、その側端領域Bに担持されるトナーが掻き落とされにくく、そのため、その現像カートリッジ28からのトナーの漏れを良好に防止することができる。
また、この層厚規制ブレード32は、各側端圧接部40Bの側端圧接部上流側側端部71と、中央圧接部40Cの中央圧接部上流側側端部72との境界が、押圧部40の幅方向において、段差のあるような不連続な互いに異なる断面形状として形成されているため、現像ローラ31の表面において、側端圧接部40Bによって圧接される領域と、中央圧接部40Cによって圧接される領域との境界が明確に画成される。そのため、各側端圧接部40Bによってより大きな圧接力で圧接される側端領域Bに担持されるトナー量と、中央圧接部40Cによってより小さな圧接力で圧接される中央領域Cに担持されるトナー量とが、明確に(不連続に)画成される。
すなわち、たとえば、側端圧接部40Bと中央圧接部40Cとの境界が、押圧部40の幅方向において連続的な傾斜形状で形成されていると、各側端領域Bに担持されるトナー量が、中央領域Cに担持されるトナー量から連続的に少なくなるので、トナー量が多い中央領域Cと少ない各側端領域Bとの境界が不明確となり、各側端領域Bに担持されるトナーが各サイドシール51やロアサイドシール57やロアフィルム67と摺擦して、現像カートリッジ28からのトナー漏れが生じるおそれがある。
しかし、この現像ローラ31では、上記したように、中央領域Cと各側端領域Bとの境界が明確に画成されているため、単位面積あたりのトナー量が多く、かつ、トナー層の厚い中央領域Cと、単位面積あたりのトナー量が少なく、かつ、トナー層の薄い各側端領域Bとの境界が明確となるため、確実に各側端領域Bに担持されるトナー量を少なく、かつ、トナー層の厚さを薄くすることができ、その結果、現像カートリッジ28からのトナーの漏れをより一層防止することができる。
<層厚規制ブレードに関わる第1の実施形態> さらに、この層厚規制ブレード32は、各側端圧接部40Bと中央圧接部40Cとが材質の異なる弾性材料で形成されている。前述したように、層厚規制ブレード32の押圧部40は、現像ローラ31の側端領域Bに圧接する側端圧接部40Bの圧接力が現像ローラ31の中央領域Cに圧接する中央圧接部40Cの圧接力よりも大きくなるような形状に形成されている。したがって、印字を重ねると、現像ローラ31との摺擦によって側端圧接部40Bが中央圧接部40Cに比べてより多く磨耗する。側端圧接部40Bがこのように磨耗して削れたまま使用を続けると、現像ローラ31の側端領域Bにおいてトナーの薄層が適切に形成されず、この領域でトナーが堆積して現像ローラ31の端部からトナー漏れを発生させることがあった。
しかし、各側端圧接部40Bと中央圧接部40Cを共通の弾性材料で形成するのではなく、材質の異なる弾性材料で形成することによって、各側端圧接部40Bと中央圧接部40Cで各々求められる性能を満たすとともに、その状態を長く維持することが可能になる。
つまり、各側端圧接部40Bと中央圧接部40Cとを耐磨耗性の異なる弾性材料で形成することによって、磨耗しやすい各側端圧接部40Bに求められる「耐磨耗性」に適した弾性材料で形成することができる。すなわち、各側端領域40Bを中央圧接部40Cよりも耐磨耗性が高い弾性材料、より具体的にはウレタンゴム等の弾性材料で形成することによって、長期使用にともなう各側端圧接部40Bの磨耗を少なくすることができるとともに、その状態を長く維持することができる。
これに対して中央圧接部40Cは、長期使用されても各側端圧接部40Bに比べて磨耗の程度は小さい。しかしこの中央圧接部40Cは現像ローラ31との間でトナーを摩擦帯電させる必要があるため、各側端圧接部40Bと中央圧接部40Cを現像剤帯電付与能力としてのトナー帯電付与能力の異なる弾性材料で形成することによって、中央圧接部40Cに求められる「トナーへの帯電性」に適した弾性材料で形成することができる。すなわち、中央圧接部40Cを各側端圧接部40Bよりもトナーへの帯電付与能力の高い弾性材料、より具体的にはシリコーンゴム等の弾性材料で形成することによって、現像ローラ31の中央領域Cに担持されたトナーを十分に帯電させることができる。中央圧接部40Cは各側端圧接部40Bに比べて磨耗の程度が小さいので、長期使用しても現像ローラ31との摺接によって各側端圧接部40Bほどは磨耗せず、トナーへの帯電付与能力を高いままで長く維持することができる。
このように、単一の層厚規制ブレード32の板ばね部材59上に、材質の異なる弾性材料からなる各側端圧接部40Bと中央圧接部40Cを形成する方法としては次のようなものが考えられる。
例えば、両面テープや接着剤を使い、板ばね部材59上に各側端圧接部40Bの弾性材料と中央圧接部40Cの弾性材料をそれぞれ取り付ける方法である。
また、射出成型による方法であってもよい。すなわち、金型の中に板ばね部材59を挿入し、そこに中央圧接部40Cの弾性材料を流し込んで成型した後に、再度、その板ばね部材59を金型に挿入し、各側端圧接部40Bの弾性材料を流し込むものである。この射出成型による方法によれば、材質の異なる弾性材料を1つの層厚規制ブレード32の板ばね部材59上に成型することができる。
例えば、両面テープや接着剤を使い、板ばね部材59上に各側端圧接部40Bの弾性材料と中央圧接部40Cの弾性材料をそれぞれ取り付ける方法である。
また、射出成型による方法であってもよい。すなわち、金型の中に板ばね部材59を挿入し、そこに中央圧接部40Cの弾性材料を流し込んで成型した後に、再度、その板ばね部材59を金型に挿入し、各側端圧接部40Bの弾性材料を流し込むものである。この射出成型による方法によれば、材質の異なる弾性材料を1つの層厚規制ブレード32の板ばね部材59上に成型することができる。
尚、図7では各側端圧接部40Bが中央圧接部40Cの外側にそれぞれ形成されている例が図示されているが、中央圧接部40Cの上端部に沿ってつながった形状に形成されていてもよい。図12はこのように成型された層厚規制ブレード32を示す図である。この図に示すように、左右の側端圧接部40Bをつなげて形成すれば、左右の各端圧接部40Bを形成するために2度の射出成型を行なわなくてもよく、1度の射出成型で形成することができる。この場合、中央圧接部40Cの上端部に沿う部分は、あくまでも1度の射出成型によって各側端圧接部40Bを形成するためだけのものであるので、中央圧接部40Cの長手方向上端部に沿って左右の各側端圧接部40Bとつながっていればよく、ごく薄い層で形成されていればよい。
<層厚規制ブレードに関わる第2の実施形態> 上記の実施形態1では単一の層厚規制ブレード32の押圧部40において、中央圧接部40Cと各側端圧接部40Bとが材質の異なる弾性材料で形成される例を説明したが、各側端圧接部40Bを別の層厚規制部材に形成してもよい。
次に第2の実施形態について図13を用いて説明する。図13は現像カートリッジ28を示す要部側断面図である。この現像カートリッジ28は、現像ローラ31の回転方向上流側に、端部層厚規制部材としての端部層厚規制ブレード320が配置され、現像ローラ31の回転方向下流側には中央層厚規制部材としての中央層厚規制ブレード321が配置されている。端部層厚規制ブレード320は、現像ローラ31の長手方向における少なくとも両端部分表面に圧接して、現像剤の薄層を形成するための側端圧接部400Bを備えている。
現像ローラ31上に担持されたトナーは、現像ローラ31の回転方向上流側に位置する端部層厚規制ブレード320によって、側端領域Bに担持されたトナーが掻き落とされる。その後で、現像ローラ31の回転方向に沿って下流側に位置する中央層厚規制ブレード321の中央圧接部401Cが現像ローラ31の中央領域Cのトナーを薄層化するとともに、摩擦によってトナーを帯電させる。また、中央層厚規制ブレード321の側端圧接部401Bでは現像ローラ31の側端領域Bのトナーを掻き落とす動作を行なう。
図14は、端部層厚規制ブレード320と中央層厚規制ブレード321を現像ローラ31の側から見た斜視図である。分かりやすさのため、現像ローラ31を含むその他の部材は省略して図示してある。
中央層厚規制ブレード321の押圧部400は全体が1つの材質からなる弾性材料で形成されている。具体的には、現像ローラ31の中央領域Cに担持されたトナーを帯電させるのに適したシリコーンゴムで形成されている。シリコーンゴムは長期使用にともなって現像ローラ31との摺擦で磨耗して削れてくる。特にこの各側端圧接部401Bは中央圧接部401Cに比べてトナーをより多く掻き落とせる形状に形成されているため、磨耗の程度が中央圧接部401Cよりも大きい。各側端圧接部401Bが磨耗によって削れたまま使用を続けると、現像ローラ31の側端領域Bに担持されるトナーを掻き落とすことができないので、トナーが滞留して現像ローラ31端部からトナー漏れが発生する可能性がある。
中央層厚規制ブレード321の押圧部400は全体が1つの材質からなる弾性材料で形成されている。具体的には、現像ローラ31の中央領域Cに担持されたトナーを帯電させるのに適したシリコーンゴムで形成されている。シリコーンゴムは長期使用にともなって現像ローラ31との摺擦で磨耗して削れてくる。特にこの各側端圧接部401Bは中央圧接部401Cに比べてトナーをより多く掻き落とせる形状に形成されているため、磨耗の程度が中央圧接部401Cよりも大きい。各側端圧接部401Bが磨耗によって削れたまま使用を続けると、現像ローラ31の側端領域Bに担持されるトナーを掻き落とすことができないので、トナーが滞留して現像ローラ31端部からトナー漏れが発生する可能性がある。
しかし、この現像カートリッジ28は、現像ローラ31の回転方向上流側にさらに別の端部層厚規制ブレード320が配置されており、この端部層厚規制ブレード320の板ばね部材590に形成された各側端圧接部400Bが現像ローラ31の側端領域Bのトナーを掻き落とす。そのため、中央層厚規制ブレード321の各側端圧接部401Bが磨耗して削れてしまっても、現像ローラ31の回転方向上流側に位置する層厚規制ブレード320の各側端圧接部400Bによって側端領域Bのトナーが掻き落とされているため、トナー漏れを発生させるという問題は起こらない。
さらに、この各側端圧接部400Bが耐磨耗性の高い弾性材料、より具体的にはウレタンゴム等で形成されているので、長期使用で現像ローラ31と摺擦しても磨耗が少なく、現像ローラ31の側端領域Bのトナーを掻き落としてトナー漏れを発生させることがないという状態を長く維持することができる。
尚、図14では中央層厚規制部材321が中央圧接部401Cと端部圧接部401Bを備えているが、中央圧接部401Cのみで構成されていてもよい。また、端部層厚規制ブレード320は少なくとも各側端圧接部400Bを備えるように構成されている。
第1の実施形態や第2の実施形態で説明したような現像カートリッジ28を備えたレーザプリンタ1は、現像ローラ31の端部からのトナー漏れが発生することが防止されて良好な現像が長期にわたって続けられるという効果がある。
また、この現像カートリッジ28では、各サイドシール51における現像ローラ31と摺擦される摺擦シール部材66の摺擦面が、繊維部材により構成されているので、各側端領域Bにおけるトナーがサイドシール51と摺擦しても、摺擦シール部材66とシール領域Aが良好に密着するため、サイドシール51からのトナーの漏れをより一層防止することができる。
また、各側端領域Bは、感光ドラム27の画像形成領域に対応する現像ローラ31の第1領域Mや、用紙3の最大幅に対応する現像ローラ31の第2領域Nに対して、これらと重ならないように、現像ローラ31の軸方向外側に形成されているため、側端領域Bと中央領域Cとのトナーの担持量の相違に起因する画像の形成の差異や、用紙3の端部に画像の形成不良を生じるおそれが少なく、良好な画像を形成することができる。
なお、この現像カートリッジ28においては、少なくとも、側端領域Bにおける現像ローラ31のシール領域Aに隣接する部分に担持されるトナー層が1層以内となるように構成されていれば,筐体52の外側へのトナーの漏れを防止することができるので、その目的および用途によっては、たとえば、中央領域Cに担持されるトナー層の厚さが、側端領域Bに担持されるトナー層の厚さと同じであってもよい。
したがって、このレーザプリンタ1では、このような現像ローラ31および層厚規制ブレード32を備える現像カートリッジ28を備えているので、トナーが本体ケーシング2内に飛散することが防止される。そのため、装置の確実な作動が確保され、また、長期使用時においても、トナーの漏れを確実に防止することができるので、装置内におけるトナーの飛散を有効に防止することができ、良好な画像形成を達成することができる。
なお、以上に述べた実施形態では、摺擦シール部材66をカシミヤ系の繊維部材からなる織物として構成したが、織物以外に、たとえば、フェルト、編物、植毛、不織布などとして構成してもよく、また、テフロン系(登録商標)やポリエステル系繊維部材を用いて構成してもよい。
1 レーザプリンタ
3 用紙
27 感光ドラム
28 現像カートリッジ
31 現像ローラ
32 層厚規制ブレード
40 押圧部
40B 側端圧接部
40C 中央圧接部
51 サイドシール
52 筐体
57 ロアサイドシール
59 板ばね部材
66 摺擦シール部材
67 ロアフィルム
71 側端圧接部上流側側端部
72 中央圧接部上流側側端部
A シール領域
B 側端領域
C 中央領域
M 第1領域
N 第2領域
320 端部層厚規制ブレード
321 中央層厚規制ブレード
400B 側端圧接部
401B 側端圧接部
401C 中央圧接部
590 板ばね部材
3 用紙
27 感光ドラム
28 現像カートリッジ
31 現像ローラ
32 層厚規制ブレード
40 押圧部
40B 側端圧接部
40C 中央圧接部
51 サイドシール
52 筐体
57 ロアサイドシール
59 板ばね部材
66 摺擦シール部材
67 ロアフィルム
71 側端圧接部上流側側端部
72 中央圧接部上流側側端部
A シール領域
B 側端領域
C 中央領域
M 第1領域
N 第2領域
320 端部層厚規制ブレード
321 中央層厚規制ブレード
400B 側端圧接部
401B 側端圧接部
401C 中央圧接部
590 板ばね部材
Claims (11)
- 筐体に回転可能に支持され、現像剤を担持する現像剤担持部材を備えた現像装置において、
前記現像剤担持部材の軸方向に沿って延びるとともに、前記現像剤担持部材の表面に圧接し、前記現像剤担持部材の表面に現像剤の薄層を形成するための押圧部を有する層厚規制部材を備え、
前記押圧部の中央部分と両端部分とが材質の異なる弾性材料で形成されていることを特徴とする、現像装置。 - 前記押圧部の中央部分と両端部分とが耐磨耗性の異なる弾性材料で形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の現像装置。
- 前記押圧部の中央部分と両端部分とが現像剤帯電付与能力の異なる弾性材料で形成されていることを特徴とする、請求項1または2に記載の現像装置。
- 前記押圧部の中央部分は前記押圧部の両端部分に比べて現像剤帯電付与能力が高い弾性材料で形成されるとともに、前記押圧部の両端部分は前記押圧部の中央部分に比べて耐磨耗性が高い弾性材料で形成されていることを特徴とする、請求項1ないし3のいずれかに記載の現像装置。
- 前記押圧部の中央部分はシリコーンゴムで形成されるとともに、前記押圧部の両端部分はウレタンゴムで形成されていることを特徴とする、請求項1ないし4のいずれかに記載の現像装置。
- 前記押圧部の中央部分と両端部分は、単一の層厚規制部材上に形成されていることを特徴とする、請求項1ないし5のいずれかに記載の現像装置。
- 筐体に回転可能に支持され、現像剤を担持する現像剤担持部材を備えた現像装置において、
前記現像剤担持部材の軸方向に沿って延びるとともに、前記現像剤担持部材の長手方向における少なくとも中央領域表面に圧接し、現像剤の薄層を形成するための中央圧接部を有する中央層厚規制部材と、
前記現像剤担持部材の長手方向における少なくとも側端領域表面に圧接し、現像剤の薄層を形成するための側端圧接部を有する端部層厚規制部材とを備え、
前記端部層厚規制部材の側端圧接部は、前記中央層厚規制部材の中央圧接部とは材質の異なる弾性材料で形成されていることを特徴とする、現像装置。 - 前記端部層厚規制部材の側端圧接部は、前記中央層厚規制部材の中央圧接部に比べて耐磨耗性が高い弾性材料で形成されていることを特徴とする、請求項7に記載の現像装置。
- 前記端部層厚規制部材の側端圧接部はウレタンゴムで形成されていることを特徴とする、請求項7または8に記載の現像装置。
- 前記端部層厚規制部材は、前記中央層厚規制部材に対して、前記現像剤担持部材の回転方向上流側に位置することを特徴とする、請求項7ないし9のいずれかに記載の現像装置。
- 請求項1ないし10のいずれかに記載の現像装置を備えていることを特徴とする、画像形成装置。
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