JP2007034112A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】剥がれにくく、トナーの入り込みを防止し、高精度にギャップを維持でき、振動の発生を抑制した良好な画像が得られる現像ギャップ維持用スペーサを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】画像形成装置において、像担持体と、トナー搬送面が前記像担持体に所定の現像ギャップを置いて対向するように設けられ前記像担持体にトナーを搬送する現像ローラと、前記現像ローラの両端のトナー非搬送面に取り付けられるスペーサと、前記スペーサが現像ローラの軸中央側に小径段差部を備えることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子写真、静電複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置の技術分野に関し、特に、像担持体と現像ローラとの間に所定の現像ギャップを有する非接触ジャンピング現像方式の画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置として、非接触ジャンピング現像方式が知られている。この非接触ジャンピング現像方式の画像形成装置は、像担持体である感光体と現像ローラとの間に所定の現像ギャップを設けるとともに、現像ローラ上のトナーを感光体にジャンピングさせて感光体上に静電潜像を現像する方式である。この非接触ジャンピング現像方式では、感光体と現像ローラとの間の現像ギャップを高精度に維持することが良好な現像を行う上で重要である。

感光体と現像ローラとの間の現像ギャップを高精度に維持する従来技術として、特開平５−２７５７１号公報（従来例１）には、現像ギャップ調整材としてシート状部材を用い、このシート状部材を現像ローラの両端部外周面と感光体の両端部外周面との間に介在させることで、現像ローラと感光体との間に適正な現像ギャップを容易に確保する技術が開示されている。また、特開２００１−２９６７２３号公報（従来例２）には、帯電ローラの両端部の外周面にフィルム部材を巻き付けて固定し、これらのフィルム部材に像担持体を当接させて、帯電ローラと像担持体との間に所定の帯電ギャップを設けることにより、近接帯電を行う技術が開示されている。
特開平５−２７５７１号公報 特開２００１−２９６７２３号公報

しかしながら、従来例１のものは、現像ギャップ調整材が感光体及び現像ローラとは別の場所に設けているので、感光体、現像ローラ及び現像ギャップ調整材の組付けが面倒であるばかりでなく、組付け状態によっては高精度に現像ギャップを設定するのが困難となる。しかも、現像ギャップ調整材が固定されているのに対して、感光体と現像ローラは回転するため、現像ギャップ調整材と感光体との間、及び現像ギャップ調整材と現像ローラとの間が擦られて、感光体及び現像ローラに摩耗が発生し、高精度な現像ギャップの維持が困難となる。

また、従来例２の帯電ギャップ調整材を現像ギャップ調整材に適用して現像ギャップを高精度に維持することが考えられる。しかしながら、帯電ローラは高い駆動トルクを必要としないが、現像ローラは、供給ローラや規制ブレード等を当接摩擦させてトナーの帯電や供給を行うため、高い駆動トルクが必要であり、駆動による振動が生じやすい。さらに、帯電ギャップ調整材を現像ローラに適用した場合、コロ状のギャップ調整材よりも現像ギャップを高精度に確保することができるが、現像ローラの振動を直接感光体に伝えやすく、現像ローラの駆動振動や感光体の当接面の振動が、現像ギャップやトナー現像に影響を与え、画像面にバンディングの画像として現れやすいという問題が発生する。また、現像ローラと感光体の駆動が異なる場合、現像ギャップ調整材の周方向の伸びや振動が発生しやすいという問題が発生する。さらに、現像ギャップ調整材は、感光体との摩擦により剥がれやすく、現像ギャップ調整材を剥がれにくくするため、現像ローラへの取り付け面を粗面化すると、トナーが現像ギャップ調整材に入り込み精確な現像ギャップを維持できないという問題が発生する。

本発明は、前記従来技術の持つ課題を解決する、剥がれにくく、トナーの入り込みを防止し、高精度にギャップを維持でき、振動の発生を抑制した良好な画像が得られる現像ギャップ維持用スペーサを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

本第１発明は、前記課題を解決するために、画像形成装置において、像担持体と、トナー搬送面が前記像担持体に所定の現像ギャップを置いて対向するように設けられ前記像担持体にトナーを搬送する現像ローラと、前記現像ローラの両端のトナー非搬送面に取り付けられるスペーサと、前記スペーサが現像ローラの軸中央側に小径段差部を備えることを特徴とする。

本第２発明は、本第１発明の画像形成装置において、前記現像ローラのトナー搬送面とトナー非搬送面が粗面化されていることを特徴とする。

本第３発明は、本第１又は第２発明の画像形成装置において、前記スペーサの小径段差部を別部材として形成することを特徴とする。

本第４発明は、本第１〜第３発明のいずれかの画像形成装置において、前記スペーサの小径段差部に周面シールを配置することを特徴とする。

本第５発明は、本第４発明の画像形成装置において、前記周面シールが小径段差部とその内側のトナー搬送面に当接する形状とすることを特徴とする。

本第６発明は、本第１〜第５発明のいずれかの画像形成装置において、前記スペーサを粘着層兼制振層を下層とし基材層を上層とする二層構造とすることを特徴とする。

本第７発明は、本第６発明の画像形成装置において、前記スペーサの小径段差部には粘着層兼制振層を配置しないことを特徴とする。

本発明の像担持体と、トナー搬送面が前記像担持体に所定の現像ギャップを置いて対向するように設けられ前記像担持体にトナーを搬送する現像ローラと、前記現像ローラの両端のトナー非搬送面に取り付けられるスペーサと、前記スペーサが現像ローラの軸中央側に小径段差部を備える構成により、現像ローラのトナー搬送面からのトナーが現像ギャップを維持する大径のスペーサ部に入り込むのを防止でき、高精度に現像ギャップを維持することができる。
現像ローラのトナー搬送面とトナー非搬送面が粗面化する構成により、スペーサの感光体との摩擦による剥がれが防止されると共に、スペーサの大径部へのトナーの入り込みを防止でき、高精度に現像ギャップを維持できる。
スペーサの小径段差部を別部材として形成する構成により、段差付きスペーサの製造が容易となり、現像ローラへの取り付けも容易となる。
スペーサの小径段差部に周面シールを配置する構成により、一層スペーサの大径部へのトナーの入り込みを防止でき、高精度に現像ギャップを維持できる。
周面シールが小径段差部とその内側のトナー搬送面に当接する形状とする構成により、スペーサの大径部へのトナーの入り込みを防止でき、高精度に現像ギャップを維持できる。
スペーサを粘着層兼制振層を下層とし基材層を上層とする二層構造とする構成により、下層の粘着層兼制振層が現像ローラの振動を制振し、優れた接着性により現像ローラへの取り付けを容易とし、上層の基材層がギャップスペーサとしての硬さを確保するので、高精度な現像ギャップを確保できる。
スペーサの小径段差部には粘着層兼制振層を配置しない構成により、感光体と当接して現像ギャップを維持する部分のみに制振性を持たせることができる。

本発明の実施の形態を図により説明する。図１は、本発明にかかる画像形成装置の実施形態の一例に用いられる現像装置と感光体とが一体に形成した現像カートリッジの横断面図であり、図２は現像カートリッジの部分図である。

図１，図２に示すように、本発明の画像形成装置の現像カートリッジ１は、像担持体（この例では感光体２となるから、以下、「感光体２」という。）と現像装置３とが一体にされた感光体−現像装置一体カートリッジとして構成される。

現像装置３は、感光体２にトナーＴを搬送する現像ローラ５、現像ローラ５に圧接されてトナーＴを供給する供給ローラ６、現像ローラ５に圧接されて感光体２に搬送されるトナーＴを規制する規制ブレード７、トナーＴを攪拌して搬送するトナー攪拌搬送部材８、トナー攪拌搬送部材８によって搬送されたトナーＴを受けて供給ローラ６の方へ案内するトナー受け部材９、および現像ローラ５に現像後残ったトナーＴを回収する方向に当接しながらトナー漏れを防止するための上シール１０を備えている。そして、感光体２、現像ローラ５、供給ローラ６、規制ブレード７、トナー攪拌搬送部材８およびトナー受け部材９はいずれも感光体−現像装置一体ケース４内に配設される。

図３に示すように、感光体２は、その中央部に像担持面２ａが形成され、その両端部に像非担持面２ｂ、２ｃが形成される。また、現像ローラ５は、その中央部にトナー搬送面５ａが形成され、その両端部にトナー非搬送面５ｂ、５ｃが形成される。

現像ローラ５のトナー非搬送面５ｂ、５ｃの周面には、スペーサ１１、１２が巻かれて固定される。このスペーサ１１、１２が、感光体２の像非担持面２ｂ、２ｃに圧接されることで、現像ローラ５のトナー搬送面５ａと感光体２の像担持面２ａとの間に現像ギャップｇが形成される。

そして、この現像ギャップｇは、スペーサ１１、１２の厚みを適宜選択することで所望の大きさに設定できる。これにより、現像装置３は、非磁性一成分現像剤であるトナーＴを用いた非接触ジャンピング現像を行う。その場合、図１に示すように、感光体２が時計回りに回転し、現像ローラ５および供給ローラ６が共に反時計回りに回転する。そして、感光体２の周速と現像ローラ５上のスペーサ１１、１２の周速とが同一または略同一に設定される。

図４は、本発明の一方のスペーサ１１の概略斜視図であり、図５はその断面図である。他方のスペーサ１２の構成も同様であるので説明を省略する。現像ローラ５のトナー搬送面５ａとトナー非搬送面５ｂは粗面化されている。スペーサ１１は、現像ローラ５の粗面化されたトナー非搬送面５ｂに取り付けられるので、感光体２との摩擦により剥がれることがない。しかし、トナー非搬送面５ｂを粗面化すると、トナー搬送面５ａからのトナーがスペーサ１１側に入り込む。入り込むトナーによりスペーサ１１の現像ギャップ維持機能が阻害されないために、現像ローラ５の軸方向中央側に小径段差部１１ａが形成され、その反対側に現像ギャップｇを維持する大径部１１ｂが形成される。トナーは、小径段差部１１ａまで入り込むが、現像ギャップｇを維持する大径部１１ｂまでは入り込まない。入り込むトナーをさらに阻止するために、小径段差部１１ａには、周面シール１５を配置する。

スペーサ１１の材料としては、現像ギャップｇを精度良く保つために柔らかすぎず比較的硬度があるフッ素樹脂、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリイミド、エポキシ、アセテート、シリコーン、アクリル、ゴムのようなプラスチックやゴム等であり、かつ絶縁体であることが好ましい。

図６に示される実施形態では、スペーサ１１は、現像ローラ５の粗面化されたトナー非搬送面５ｂに取り付けられ、現像ローラ５の軸方向中央側に小径段差部１１ａが形成され、その反対側に現像ギャップｇを維持する大径部１１ｂが形成される。小径段差部１１ａに配置されるトナー阻止用の周面シール１５は、現像ローラ５のトナー搬送面側と当接する突起部を備え、トナー搬送面５ａからトナーがスペーサ１１側に入り込むのを阻止する。

図７に示される実施形態では、スペーサ１１は、現像ローラ５の粗面化されたトナー非搬送面５ｂに取り付けられ、現像ローラ５の軸方向中央側に小径段差部１１ａが形成され、その反対側に現像ギャップｇを維持する大径部１１ｂが形成される。小径段差部１１ａにトナー阻止用の周面シール１５が配置される。スペーサ１１は、粘着層兼制振層１３を下層とし、基材層１４を上層とする二層構造となっている。粘着層兼制振層１３の材料としては、制振性能が高く粘着性のあるブチルゴム系、エチレンアクリル系、ノルボネン系、シリコンゲル系、アクリル系が好ましい。基材層１４の材料としては、現像ギャップｇを精度良く保つために柔らかすぎず比較的硬度があるフッ素樹脂、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリイミド、エポキシ、アセテート、シリコーン、アクリル、ゴムのようなプラスチックやゴム等であり、かつ絶縁体であることが好ましい。スペーサ１１を二層構造とすることにより、下層の粘着層兼制振層１３が現像ローラ５の振動を制振し、優れた接着性により現像ローラ５への取り付けを容易とし、上層の基材層１４がギャップスペーサとしての硬さを確保するので、高精度な現像ギャップを確保できる。

図８に示される実施形態では、スペーサ１１は、現像ローラ５の粗面化されたトナー非搬送面５ｂに取り付けられ、現像ローラ５の軸方向中央側に小径段差部１１ａが形成され、その反対側に現像ギャップｇを維持する大径部１１ｂが形成される。小径段差部１１ａにトナー阻止用の周面シール１５が配置される。スペーサ１１は、粘着層兼制振層１３を下層とし、基材層１４を上層とする二層構造となっている。スペーサ１１の小径段差部１１ａと大径部１１ｂは別部材として形成される。大径部１１ｂの粘着層兼制振層１３ｂの厚みを小径段差部１１ａの粘着層兼制振層１３ａの厚みより厚くする。大径部１１ｂが感光体２と直接当接するので、大径部１１ｂの制振性能を高めるためである。

図９に示される実施形態では、スペーサ１１は、現像ローラ５の粗面化されたトナー非搬送面５ｂに取り付けられ、現像ローラ５の軸方向中央側に小径段差部１１ａが形成され、その反対側に現像ギャップｇを維持する大径部１１ｂが形成される。小径段差部１１ａにトナー阻止用の周面シール１５が配置される。スペーサ１１の大径部１１ｂのみに粘着層兼制振層１３を配置する。大径部１１ｂが感光体２と直接当接するので、大径部１１ｂの制振性能を高めるためである。基材層１４には薄い粘着層１６を配置する。

図１０は、本発明の画像形成装置を示す装置全体の断面図である。

図１０において、ドラム状の感光体１０１は、図示しないモータ等の駆動源により回転駆動される。感光体１０１の外周には帯電ブラシ等の帯電手段１０２が配置され、感光体１０１に当接回転しながら感光体１０１の表面が一様に帯電される。

表面が一様に帯電された感光体１０１は、ライン露光ヘッド走査光学系等の潜像形成手段１０３によって第１色目として例えばイエローの画像情報に応じて選択的に走査露光され、イエロー用の静電潜像が形成される。

静電潜像が記録された感光体１０１の回転方向下流側には、現像剤としてそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを貯蔵し、感光体１０１に対して離接自在な現像手段１０４、１０５、１０６、１０７が配置され、形成されたイエロー用の静電潜像はイエロー現像手段１０４のみが感光体１０１と当接して現像することでイエローのトナー像が形成される。

トナー像が形成された感光体１０１の回転方向下流側には、感光体１０１に隣接して中間転写ベルト１０８が配置される。中間転写ベルト１０８は、駆動ローラ１０９、テンションローラ１１１に掛け回され支持されており、感光体１０１の周速度に対して１０１％以内の若干速い速度で駆動されている。

また、一次転写ローラ１１３は中間転写ベルト１０８を介して感光体１０１側に付勢されており、中間転写ベルト１０８が感光体１０１と一次転写ローラ１１３によって挟持される一次転写位置において、図示しない高圧電源から一次転写ローラ１１３へ電圧が供給されることで前述の手順で形成されたイエローのトナー像が中間転写ベルト１０８の表面に転写される。

中間転写ベルト１０８にイエローのトナー像を転写した感光体１０１は更に回転し、クリーナーブレード等で構成された感光体クリーナによって感光体１０１の表面に残留するトナーが掻き取られ、再び画像形成が可能となる。

同様の手順を第２色目から第４色目の画像（マゼンタ、シアン、ブラック）に対して繰り返し行うことで中間転写ベルト１０８上に４色のトナー像が順次重ね合わせて記録される。

中間転写ベルト１０８へ４色のトナー像の重ね合わせが終了すると、給紙ローラ１２０、紙搬送ローラ対１１５および１１６によって記録シートが給送され、これと同期して二次転写ローラ１１８が中間転写ベルト１０８を介してバックアップローラと当接し、図示しない高圧電源から電圧が二次転写ローラ１１８へ印加されることで中間転写ベルト１０８上の４色のトナー像が記録シートへ一括して転写される。二次転写を終えた中間転写ベルト１０８にはクリーナーブレード等で構成されたクリーナ１２１が図示しないクラッチ機構とカム機構によって回動して当接し、中間転写ベルト１０８の表面に残留したトナーが掻き取られ、掻き取りが終了するとクリーナ１２１は逆方向に回動して退避する。

４色のトナー像が転写された記録シートは、ハロゲンランプ等の加熱手段を内蔵したヒートローラを有する定着手段１２２で加熱加圧しながら挟持搬送されてトナー像が定着される。トナー像が定着された記録シートは排紙ローラ対１２３および１２４によって装置外部へと排出され、カラー画像記録が完了する。

本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。

符号の説明

１：現像カートリッジ、２：感光体、２ａ：像担持面、２ｂ：像非担持面、２ｃ：像非担持面、３：現像装置、４：感光体−現像装置一体ケース、５：現像ローラ、５ａ：トナー搬送面、５ｂ：トナー非搬送面、５ｃ：トナー非搬送面、６：供給ローラ、７：規制ブレード、８：トナー攪拌搬送部材、９：トナー受け材、１０：上シール、１１：スペーサ、１１ａ：小径段差部、１１ｂ：大径部、１２：スペーサ、１３：粘着層兼制振層、１４：基材層、１５：周面シール、１６：粘着層

Claims (7)

1. 像担持体と、トナー搬送面が前記像担持体に所定の現像ギャップを置いて対向するように設けられ前記像担持体にトナーを搬送する現像ローラと、前記現像ローラの両端のトナー非搬送面に取り付けられるスペーサと、前記スペーサが現像ローラの軸中央側に小径段差部を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像ローラのトナー搬送面とトナー非搬送面が粗面化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。
3. 前記スペーサの小径段差部を別部材として形成する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。
4. 前記スペーサの小径段差部に周面シールを配置することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記周面シールが小径段差部とその内側のトナー搬送面に当接する形状とすることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記スペーサを粘着層兼制振層を下層とし基材層を上層とする二層構造とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記スペーサの小径段差部には粘着層兼制振層を配置しないことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
   
   

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