JP2006330239A

JP2006330239A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2006330239A
Application number: JP2005152081A
Authority: JP
Inventors: Toshinori Nishimura; 俊紀西村
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2005-05-25
Filing date: 2005-05-25
Publication date: 2006-12-07

Abstract

【課題】ギャップコロの回転表面にトナーが付着することを防止し、現像ローラ表面と像担持体表面との間隔を一定に保持し続けることが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像装置５０の現像ローラ５１の支軸５１ａ両端に、感光体ドラム２１に当接するギャップコロ６２を各々１個ずつ設け、現像ローラ５１と感光体ドラム２１とを、互いの表面が所定の間隔を保持するように対向させて配置する。現像容器５３の感光体ドラム２１近傍の端部であって、２個のギャップコロ６２の軸線方向内側の箇所には、シール部材６３を、各々１個ずつ、感光体ドラム２１に当接するように設ける。これにより、現像時に、現像ローラ５１表面から感光体ドラム２１の感光層２１ｂに向かって移動するトナーが、感光体ドラム２１の両端部方向に意図せず飛翔したとしても、ギャップコロ６２の箇所に到達するのを阻止することが可能である。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機やプリンタに代表される電子写真方式の画像形成装置に関する。

複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体として感光体ドラムが広く用いられている。感光体ドラムを用いた一般的な画像形成動作は以下のようである。感光体ドラムの表面は帯電装置により所定電位で一様に帯電せしめられ、そこに露光装置のＬＥＤ光等を照射することにより部分的に電位が光減衰して原稿画像の静電潜像が形成される。そして、この静電潜像を現像装置で現像することによってトナー像が形成される。用紙へのトナー像の転写後、感光体ドラムの表面においては、残留したトナーがクリーニング装置によりクリーニングされ、次回の画像形成動作に備えて除電装置により除電光が照射されて帯電電荷の除去が行われる。

上記のような画像形成動作の主要部である現像装置においては、一般的に、静電潜像の現像方法として、現像ローラ表面にトナーを付着させ、この現像ローラ表面から像担持体表面へと静電気力によりトナーを移動させるという手法がとられる。ここで、好適な画像品質を維持するためには、現像ローラの表面と像担持体の表面とが、所定の間隔を保持するように各々を対向させて配置する必要がある。そこで、現像ローラの両端部近傍にギャップコロを設け、このギャップコロを像担持体に当接させるようにして現像ローラを対向させることにより、各々の表面の間に所定の間隔を保持する手法が提案され、その例を特許文献１及び２に見ることができる。
特開平１０−４８９０４号公報（第２−４頁、図１−２）特開２００４−２６４５１９号公報（第３−５頁、図１−２）

現像ローラ表面から像担持体表面へと静電気力によりトナーを移動させて像担持体表面の静電潜像を現像する場合、幾らかのトナーが、像担持体表面の所定の箇所に移動せず、像担持体の両端部にまで飛翔してしまうことがある。また、用紙へのトナー像の転写後、像担持体表面に残留するトナーをクリーニングする際、幾らかのトナーが、クリーニングブレードにおける像担持体軸線方向端部、すなわち長手方向端部からこぼれて、像担持体の両端部にまで飛散してしまうこともあり得る。そして、これらの飛散トナーが、現像ローラの両端部近傍に設けられたギャップコロの回転表面に付着して堆積すると、コロの直径が変化し、現像ローラの表面と像担持体の表面との間隔を一定に保持できなくなる。これにより、静電潜像の現像に悪影響が及び、画像品質が低下してしまうという問題が生じる。しかしながら、特許文献１及び２に記載された画像形成装置では、このような飛散トナーへの対策が施されておらず、不具合の発生が予想される。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、現像ローラと像担持体との配置に対してギャップコロを用いた画像形成装置において、ギャップコロの回転表面に飛散トナーが付着、堆積することを防止し、現像ローラ表面と像担持体表面との間隔を一定に保持し続けることが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、像担持体と、この像担持体表面に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像に現像する現像ローラとを備えるとともに、前記現像ローラにギャップコロを設けて、現像ローラ表面と前記像担持体表面とが所定の間隔を保持するように各々を対向させて配置した画像形成装置において、前記ギャップコロは、前記像担持体表面に設けられた感光層の軸線方向外側の箇所において像担持体に当接するとともに、前記現像ローラのギャップコロの箇所より軸線方向内側に、像担持体に当接するシール部材を設けることとした。

また、前記シール部材は、前記像担持体の前記感光層の軸線方向外側に隣接して、または感光層の軸線方向端部を跨ぐようにして配置されていることとした。

また、前記像担持体表面に残留するトナーをクリーニングする、像担持体軸線方向に延びるクリーニングブレードを備え、前記シール部材は、像担持体との当接箇所の少なくとも一部が、前記クリーニングブレードにおける、像担持体軸線方向端部より外側に位置することとした。

本発明の構成によれば、現像ローラにギャップコロを設けて、現像ローラ表面と像担持体表面とが所定の間隔を保持するように各々を対向させて配置した画像形成装置において、ギャップコロは、像担持体表面に設けられた感光層の軸線方向外側の箇所において像担持体に当接するとともに、現像ローラのギャップコロの箇所より軸線方向内側に、像担持体に当接するシール部材を設けることとしたので、現像ローラ表面から像担持体表面の感光層に向かって移動するトナーが、像担持体の両端部方向に意図せず飛翔したとしても、ギャップコロの箇所に到達するのを阻止することが可能である。これにより、ギャップコロの回転表面にトナーが付着、堆積することを防止でき、現像ローラ表面と像担持体表面との間隔を一定に保持し続けることが可能となる。したがって、好適な画像品質を維持できる画像形成装置が得られる。

また、上記構成の画像形成装置において、シール部材は、像担持体の感光層の軸線方向外側に隣接して、または感光層の軸線方向端部を跨ぐようにして配置されていることとしたので、感光層の軸線方向端部において、像担持体の感光層表面と基体表面との間に生じる段差の箇所にシール部材を配置することができる。この段差の箇所にはトナーが堆積し易いので、シール部材の配置により、ギャップコロの箇所へ飛散トナーが到達するのを阻止できるのとともに、段差の箇所におけるトナーの堆積も防止できる。したがって、像担持体表面におけるトナーの移動が不必要な箇所へのトナーの付着、堆積を防止する作用が高められる。その結果、さらにギャップコロの回転表面にトナーが付着し難くなる。

また、上記構成の画像形成装置において、像担持体表面に残留するトナーをクリーニングする、像担持体軸線方向に延びるクリーニングブレードを備え、シール部材は、像担持体との当接箇所の少なくとも一部が、クリーニングブレードにおける、像担持体軸線方向端部より外側に位置することとしたので、クリーニング時にクリーニングブレードの長手方向端部からトナーがこぼれて、ギャップコロの箇所へ到達するのを阻止できる。これにより、現像時とクリーニング時との二つのプロセスにおけるトナーの飛散を阻止することが可能となる。したがって、ギャップコロの回転表面にトナーが付着するのを防止する作用がさらに高められ、現像ローラ表面と像担持体表面との間隔を一定に保持し続けることに対する安全性が増す。

以下、本発明の実施形態を図１〜図６に基づき説明する。

最初に、本発明の実施形態に係る画像形成装置について、図１を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像出力動作を説明する。図１は、画像形成装置の一例であるプリンタの概略構造を示す模型的垂直断面左側面図である。図１において右方がプリンタの前面側、左方が背面側である。

図１に示すように、プリンタ１の本体２の内部下方には、用紙収容部である用紙カセット３が配置されている。用紙カセット３の内部には、用紙Ｐが積まれて収容されている。用紙カセット３の用紙搬送方向下流部上方には、給紙装置４が配置されている。この給紙装置４により、用紙Ｐは図１において用紙カセット３の右上方に向けて送り出される。

給紙カセット３の用紙搬送方向下流には、用紙搬送路５、レジストローラ６、画像形成部２０、及び転写部３０が配置されている。用紙カセット３から送り出された用紙Ｐは、用紙搬送路５を通ってレジストローラ６に到達する。レジストローラ６は、用紙Ｐの斜め送りを矯正しつつ、画像形成部２０で形成されるトナー画像とのタイミングを計り、用紙Ｐを転写部３０へと送り出す。

外部コンピュータ（図示せず）からの文字や図形、模様等の画像データ信号がプリンタ１に送信され、この画像データに基づき、画像形成部２０上方に備えられた光学部７にて制御されるレーザ光Ｌ（図中一点鎖線）が照射される。これにより、画像形成部２０においては、像担持体である感光体ドラム２１上に原稿画像の静電潜像が形成され、この静電潜像からトナー像が現像される。トナー像は、前記レジストローラ６によって同期をとって送られてきた用紙Ｐに、感光体ドラム２１と転写部３０の転写ローラ３１とが圧接して形成される転写ニップ部にて転写される。

画像形成部２０、及び転写部３０の用紙搬送方向下流には、定着部８、用紙搬送路９、及び用紙排出部１０が配置されている。転写部３０にて未定着トナー像を担持した用紙Ｐは、定着部８へと送られ、熱ローラによりトナー像が定着される。定着部８から排出された用紙Ｐは、用紙搬送路９を通って上方へ送られ、本体２の上面に設けられた用紙排出部１０から機外に排出される。

続いて、本発明の第１の実施形態に係るプリンタ１の画像形成部２０周辺の詳細な構成について、図１に加えて、図２、及び図３を用いて説明する。図２は画像形成部周辺を示す模型的垂直断面部分拡大左側面図、図３は図２の画像形成部の感光体ドラム周辺を示す模型的部分拡大上面図である。

図１、及び図２に示すように、画像形成部２０には、その中心に像担持体である感光体ドラム２１が備えられている。そして、感光体ドラム２１の回転方向に沿って順に、帯電装置４０、現像装置５０、及びクリーニング装置７０が配置されている。転写部３０は、感光体ドラム２１の回転方向に沿って、現像装置５０とクリーニング装置７０との間に設けられている。

感光体ドラム２１は、プリンタ１内の用紙搬送方向と直角をなす用紙幅方向、すなわち図２の紙面奥行き方向に延び、その軸線方向を水平にして配置されている。感光体ドラム２１は、アルミニウム等により構成される導電性ローラ状基体２１ａの外側に、真空蒸着等によって無機光導電性材料であるアモルファスシリコンの感光層２１ｂを設けた無機感光体である（図３及び図５参照）。感光層２１ｂの厚さは約２０μｍである。感光体ドラム２１は、図示しない駆動装置によって、その周速度が用紙搬送速度と同じになるように回転せしめられている。

帯電装置４０は、コロナ放電帯電器を用いたスコロトロン帯電装置である。同じくコロナ放電帯電器を用いたコロトロン帯電装置や、ローラまたはブラシ等を用いた接触帯電装置であっても構わない。この帯電装置４０により、感光体ドラム２１の表面が所定の極性及び電位で一様に帯電せしめられる。

現像装置５０には、図２に示すように、感光体ドラム２１に当接する現像ローラ５１が設けられている。現像ローラ５１には、感光体ドラム２１の帯電極性と同極性のバイアスが印加される。この現像ローラ５１により、現像材であるトナーが帯電せしめられるとともに感光体ドラム２１の表面に供給され、静電潜像が現像される。図１に示すように、現像装置５０の上方に、現像装置５０にトナーを補うためのトナー供給容器５２が設けられ、図示しない搬送手段によりトナーが補給される。

転写部３０には、図２に示すように、転写部材である転写ローラ３１が設けられている。この転写ローラ３１が感光体ドラム２１に圧接し、用紙Ｐを挿通させる転写ニップ部を形成する。転写ローラ３１は、図示しない駆動装置によって、その周速度が感光体ドラム２１の周速度と同じになるように回転せしめられている。また、転写ローラ３１には、転写バイアスが必要に応じて印加される。なお、図２において、用紙Ｐの搬送経路を二点鎖線で示している。

クリーニング装置７０は、図２に示すように、感光体ドラム２１の回転方向に沿って、転写ニップ部のさらに下流側に配置されている。クリーニング装置７０は、クリーニングローラ７１、クリーニングブレード７２、及びハウジング７３を備えている。

クリーニングローラ７１、及びクリーニングブレード７２は、図示しないばね等の弾性部材により付勢され、感光体ドラム２１に押し付けられている。クリーニングローラ７１、及びクリーニングブレード７２は感光体ドラム２１の軸線方向に延び、感光体ドラム２１の感光層２１ｂとほぼ同じ軸線方向長さを有している（図３参照）。効率良くクリーニングを実施するために、クリーニングローラ７１は、図示しない駆動装置により、その周速度が感光体ドラム２１の周速度に対して１５〜２０％程度速くなるように、回転軸に関して感光体ドラム２１の回転方向と逆方向に回転せしめられている。このようなクリーニングローラ７１、及びクリーニングブレード７２によって、用紙Ｐへのトナー像の転写後、感光体ドラム２１表面に残留したトナーを除去してクリーニングする。感光体ドラム２１表面から除去されたトナーは、ハウジング７３内に回収される。

続いて、現像装置５０周辺の詳細な構成について、図２、及び図３に加えて、図４、及び図５を用いて説明する。図４は感光体ドラム周辺を示す模型的垂直断面部分拡大左側面図、図５は図３の感光体ドラムのシール部材当接箇所を示す模型的部分拡大上面図である。

図２に示すように、現像装置５０は、現像容器５３を備えている。現像容器５３は、感光体ドラム２１の軸線方向、すなわち図２の紙面奥行き方向に細長い形状を有し、その長手方向を水平にして配置されている。現像容器５３の内部は、現像容器５３の長手方向に延びる隔壁５４により、図２において左右２個の区画に仕切られている。右方の区画がトナー収容室５５、左方の区画が現像室５６となる。

現像容器５３は、現像剤として、磁性トナーからなる一成分系磁性現像剤を収容している。現像剤であるトナーは、トナー収容室５５から現像室５６へと供給されるものであり、これを可能にするため、隔壁５４の両端には開口部（図示せず）が設けられ、トナー収容室５５と現像室５６とがそこで連通する形になっている。トナー収容室５５にはトナーの攪拌を行うための攪拌スクリュー５７が、現像室５６にはトナーの搬送を行うための搬送スクリュー５８が、各々軸線を水平にして設けられている。

現像室５６は、感光体ドラム２１と隣接する箇所に開口部５９を備えている。開口部５９には現像剤担持体である現像ローラ５１が配置されている。現像ローラ５１の片側は現像室５６の内部に位置し、他の片側は現像室５６の外部に露出して像担持体である感光体ドラム２１に向き合っている。現像ローラ５１は、図示しない駆動手段により図２において反時計方向に回転せしめられるものである。現像ローラ５１の現像室５６内部側の箇所から回転方向下流側、すなわち図２において現像ローラ５１の上方には、規制板６０が設けられている。規制板６０は、その下端と現像ローラ５１表面との間に、所定の幅の隙間６１を設けて配置されている。

図３に示すように、現像ローラ５１の支軸５１ａの両端には、ギャップコロ６２が各々１個ずつ回転可能に設けられている。各々のギャップコロ６２は、現像容器５３の外側に位置する。そして、ギャップコロ６２は、感光体ドラム２１の表面に設けられた感光層２１ｂの軸線方向外側の箇所において、感光体ドラム２１の基体２１ａに当接している。このギャップコロ６２により、現像ローラ５１と感光体ドラム２１とは、互いの表面が所定の間隔を保持するように対向して配置されている。

図３、及び図４に示すように、現像容器５３の感光体ドラム２１近傍の端部には、シール部材６３が２箇所に備えられている。シール部材６３は、現像ローラ５１の現像スリーブ５１ｂの軸線方向両外側の箇所に１個ずつ設けられているので、２個のギャップコロ６２の軸線方向内側に位置することになる。シール部材６３は、フェルトやウレタン、スポンジ、不織布等で構成されて、現像容器５３に両面テープ等で貼付され、感光体ドラム２１に当接するように設けられている。

また、シール部材６３は、図５に示すように、感光体ドラム２１の感光層２１ｂの軸線方向外側に隣接して配置されている。そして、シール部材６３は、感光体ドラム２１との当接箇所の一部が、感光体ドラム２１に当接するクリーニングブレード７２における、感光体ドラム２１軸線方向端部、すなわち長手方向端部より外側（図５において下側）に位置している。したがって、感光体ドラム２１の感光層２１ｂ表面と基体２１ａ表面との間に生じる段差の箇所Ａに堆積したり、クリーニング時にクリーニングブレード７２の長手方向端部から外側にこぼれたりするトナーＴを、シール部材６３によって除去することができる。

このようにして、現像ローラ５１にギャップコロ６２を設けて、現像ローラ５１表面と像担持体である感光体ドラム２１表面とが所定の間隔を保持するように各々を対向させて配置したプリンタ１において、ギャップコロ６２は、感光体ドラム２１表面に設けられた感光層２１ｂの軸線方向外側の箇所において感光体ドラム２１に当接するとともに、現像ローラ５１のギャップコロ６２の箇所より軸線方向内側に、感光体ドラム２１に当接するシール部材６３を設けたので、現像ローラ５１表面から感光体ドラム２１表面の感光層２１ｂに向かって移動するトナーＴが、感光体ドラム２１の両端部方向に意図せず飛翔したとしても、ギャップコロ６２の箇所に到達するのを阻止することが可能である。これにより、ギャップコロ６２の回転表面にトナーＴが付着、堆積することを防止でき、現像ローラ５１表面と感光体ドラム２１表面との間隔を一定に保持し続けることが可能となる。したがって、好適な画像品質を維持できるプリンタ１が得られる。

また、上記構成のプリンタ１において、シール部材６３は、感光体ドラム２１の感光層２１ｂの軸線方向外側に隣接して配置されているので、感光層２１ｂの軸線方向端部において、感光体ドラム２１の感光層２１ｂ表面と基体２１ａ表面との間に生じる段差の箇所にシール部材を配置することができる。図５に示すように、この段差の箇所ＡにはトナーＴが堆積し易いので、シール部材６３の配置により、ギャップコロ６２の箇所へ飛散トナーＴが到達するのを阻止できるのとともに、段差の箇所ＡにおけるトナーＴの堆積も防止できる。したがって、感光体ドラム２１表面におけるトナーＴの移動が不必要な箇所へのトナーＴの付着、堆積を防止する作用が高められる。その結果、さらにギャップコロ６２の回転表面にトナーＴが付着し難くなる。

そして、上記構成のプリンタ１において、感光体ドラム２１表面に残留するトナーをクリーニングする、感光体ドラム２１の軸線方向に延びるクリーニングブレード７２を備え、シール部材６３は、感光体ドラム２１との当接箇所の少なくとも一部が、クリーニングブレード７２における、感光体ドラム２１軸線方向端部より外側に位置するので、クリーニング時にクリーニングブレード７２の長手方向端部より外側（図５において下側）にトナーＴがこぼれて、ギャップコロ６２の箇所へ到達するのを阻止できる。これにより、現像時とクリーニング時との二つのプロセスにおけるトナーＴの飛散を阻止することが可能となる。したがって、ギャップコロ６２の回転表面にトナーＴが付着するのを防止する作用がさらに高められ、現像ローラ５１表面と感光体ドラム２１表面との間隔を一定に保持し続けることに対する安全性が増す。

次に、本発明の第２の実施形態に係るプリンタ１の現像装置５０周辺の詳細な構成について、図６を用いて説明する。図６は感光体ドラムのシール部材当接箇所を示す模型的部分拡大上面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は、図１〜図５を用いて説明した前記第１の実施形態と同じであるので、第１の実施形態と共通する構成については図面の記載、及びその説明を省略するものとする。

図６に示す第２の実施形態に係る現像装置５０において、シール部材６３は、感光体ドラム２１の感光層２１ｂの軸線方向端部を跨ぐようにして配置されている。このような場合であっても、前記第１の実施形態と同様に、段差の箇所Ａに発生し易いトナーＴの堆積を防止することができる。したがって、感光体ドラム２１表面におけるトナーＴの移動が不必要な箇所へのトナーＴの付着、堆積を防止する作用が高められ、さらにギャップコロ６２の回転表面にトナーＴが付着し難くなる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は、現像ローラと像担持体とを、各々の表面が所定の間隔を保持するようにして対向させて配置させることが可能なギャップコロを備えた画像形成装置において利用可能である。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例であるプリンタの概略構造を示す模型的垂直断面左側面図である。本発明の第１の実施形態に係るプリンタの画像形成部周辺を示す模型的垂直断面部分拡大左側面図である。図２の感光体ドラム周辺を示す模型的部分拡大上面図である。図２の感光体ドラム周辺を示す模型的垂直断面部分拡大左側面図である。図３の感光体ドラムのシール部材当接箇所を示す模型的部分拡大上面図である。本発明の第２の実施形態に係るプリンタの感光体ドラムのシール部材当接箇所を示す模型的部分拡大上面図である。

符号の説明

１プリンタ（画像形成装置）
２０画像形成部
２１感光体ドラム（像担持体）
２１ａ基体
２１ｂ感光層
５０現像装置
５１現像ローラ
５１ａ支軸
５１ｂ現像スリーブ
５３現像容器
６２ギャップコロ
６３シール部材
７０クリーニング装置
７２クリーニングブレード

Claims

像担持体と、この像担持体表面に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像に現像する現像ローラとを備えるとともに、前記現像ローラにギャップコロを設けて、現像ローラ表面と前記像担持体表面とが所定の間隔を保持するように各々を対向させて配置した画像形成装置において、
前記ギャップコロは、前記像担持体表面に設けられた感光層の軸線方向外側の箇所において像担持体に当接するとともに、前記現像ローラのギャップコロの箇所より軸線方向内側に、像担持体に当接するシール部材を設けたことを特徴とする画像形成装置。
前記シール部材は、前記像担持体の前記感光層の軸線方向外側に隣接して、または感光層の軸線方向端部を跨ぐようにして配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記像担持体表面に残留するトナーをクリーニングする、像担持体軸線方向に延びるクリーニングブレードを備え、前記シール部材は、像担持体との当接箇所の少なくとも一部が、前記クリーニングブレードにおける、像担持体軸線方向端部より外側に位置することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。