JP2007101707A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小径化したトナーや球形化したトナーを用いても端部シールのシール性が低下しないようにする。
【解決手段】現像ローラ７０の一部が感光体ドラム２側に露出するように現像ローラ７０の軸に沿って開口する開口部１６ａを備え、内部にトナーを収容するトナー収容容器７８と、トナー収容容器７８に設けられ、現像ローラ７０に供給するトナー量を規制する規制部材７１と、トナー収容容器７８開口部１６ａの長手方向両端部に配置され、現像ローラ７０に当接してトナーの漏れを防止する端部シール７４と、トナー収容容器７８開口部１６ａに規制部材７１に対向して配置され、現像ローラ７０に当接してトナーの漏れを防止するシート部材７５とを備え、規制部材７１が端部シール７４に接触する面積は、シート部材７５が端部シール７４に接触する面積よりも大きい。
【選択図】図６

Description

本発明は、現像装置、特に、画像形成部の像担持体にトナーを供給するための現像装置に関する。

現像装置は、像担持体（感光体ドラムや感光体ベルト等）に現像剤を供給する現像ローラと、現像ローラを開口部に備えた現像剤収容容器とを有する。現像剤収容容器の開口部には規制部材と端部シールとシート部材とが取り付けられ、像担持体に現像剤を供給するとともに開口部から現像剤が漏れるのを防止している。さらに、現像剤の外部への漏れを防止するために、端部シールと現像剤収容容器との接合面を覆い隠す位置に補助シールを密着させるとともに、補助シールをシート部材が押し潰しつつオーバーラップするように構成されている現像装置が存在する（特許文献１参照）。このような現像装置では、現像ローラに現像剤が供給され、現像ローラが回転するのとともに像担持体が回転することで現像ローラの現像剤が像担持体に供給される。
特開２０００−１０５５０１号公報

現像装置においては高画質化をするために現像剤として小径化されたトナーや球形化されたトナーを使用する場合がある。このような小径化あるいは球形化されたトナーを使用する場合には、特許文献１に記載の現像装置では、シート部材と端部シールとが重なる部分の圧力が低いためにこれらの間にトナーが入り込む場合がある。このため、トナーによって端部シールのシール性が低下しやすくなる。このように、端部シールのシール性が低下するとシート部材と端部シールとの間からトナー漏れが生じる可能性がある。

そこで本発明の課題は、小径化したトナーや球形化したトナーを用いても端部シールのシール性が低下しないようにすることにある。

請求項１に係る現像装置は、画像形成部の像担持体にトナーを供給するための現像装置であって、現像ローラと、トナー収容容器と、規制部材と、端部シールと、シート部材とを備えている。現像ローラは、像担持体にトナーを供給する。トナー収容容器は、現像ローラを回転自在に支持するとともに現像ローラの一部が像担持体側に露出するように現像ローラの軸に沿って開口する開口部を備え、内部にトナーを収納する。規制部材は、トナー収容部に設けられ、現像ローラに供給するトナー量を規制する。端部シールは、トナー収容容器開口部の長手方向両端部に配置され、現像ローラに当接してトナーの漏れを防止する。シート部材は、トナー収容容器開口部に規制部材に対向して配置され、現像ローラに当接してトナーの漏れを防止する。規制部材が端部シールに接触する面積は、シート部材が端部シールに接触する面積よりも大きい。

この現像装置では、先ずトナー収容容器内のトナーが現像ローラに供給される。その後、規制部材によって現像ローラに供給されたトナーの量が規制される。そして、現像ローラは像担持体とともに回転しながらトナーを像担持体に供給する。ここでは、開口部の長手方向両端からのトナー漏れを端部シールによって防止し、短手方向両端部からのトナー漏れをシート部材と規制部材とによって防止している。

ここで、端部シールに対する規制部材による圧力と端部シールに対するシート部材による圧力とでは、一般に端部シールに対するシート部材による圧力の方が低い。このために、現像ローラとシート部材が重なる部分にトナーが進入しやすい。そこで、本発明では、シート部材と端部シールとが接触する面積を、規制部材と端部シールとが接触する面積よりも小さくしている。そのために端部シールとシート部材との接触面積は比較的小さくなり、シート部材と端部シールの重なる部分の面圧が高くなる。このために端部シールとシート部材との間にトナーが進入しにくくなり、端部シールのシール性が低下しにくくなる。また、端部シールと規制部材及びシート部材との間にトナーが進入しても、これらの接触部分の圧力が高いために、進入したトナーは圧力が低い内側に移動することとなり、トナーが外部に漏れるのを抑えることができる。

請求項２に係る現像装置は、請求項１に記載の現像装置であって、トナー収納容器内部に、トナーを撹拌するためのトナー撹拌部材をさらに備えている。

請求項３に係る現像装置は、請求項１または２に記載の現像装置であって、トナー収容容器内部に配置されており現像ローラにトナーを供給するトナー供給部材をさらに備えている。

ここでは、トナー供給部材によって現像ローラにトナーを供給するためにトナーを供給しやすくなる。

請求項４に係る現像装置は、請求項３に記載の現像装置であって、トナー供給部材は現像ローラの内側で現像ローラと接触するように配置されている。

請求項５に係る現像装置は、請求項１から４のいずれかに記載の現像装置であって、トナーは非磁性一成分の現像剤としてのトナーである。

非磁性一成分の現像剤としてのトナーを用いた場合には、現像ローラの磁力でトナーを保持していない為にシール性が問題となるが、本発明は特にこのような場合に有効である。

請求項６に係る画像形成装置は、画像形成部と、定着部と、給紙部と、排出部とを備えている。画像形成部は表面に静電潜像が形成される像担持体と、請求項１から５のいずれかに記載の複数の現像装置を周方向に並べて支持するとともに前記複数の現像装置のそれぞれが前記像担持体に対向するように回転する回転枠とを有し、画像情報に基づいたトナー画像を用紙状に形成する。定着部は画像形成部で形成されたトナー画像を用紙に定着する。給紙部は、画像形成部に用紙を供給する。排出部は定着部で画像が定着された用紙を排出する。

この画像形成装置では、現像装置自体が回転するために現像ローラ端部のシール性が問題になるが、本発明は特にこのような画像形成装置に有効である。

本発明では、小径化したトナーや球形化したトナーを用いても端部シールのシール性が低下しにくくなる。

図１に本発明の一実施形態によるカラー画像形成装置としてのカラープリンタ１を示す。なお、この図１は各構成要素の配置を示すための模式図であり、各部の詳細は省略して示している。

このカラープリンタ１は、図示しないコンピュータ等に接続されており、コンピュータ等から送られてくる画像情報に基づいてカラー画像を用紙に印刷可能な装置である。また、このカラープリンタ１は、図１において右側がオペレータが操作する側であり、以下では、図１における装置の右側を手前側、左側を奥側とする。

カラープリンタ１は、感光体ドラム２と、回転現像装置３と、レーザユニット４と、トナー収容部５と、複数のトナー供給装置６と、中間転写ベルト７と、２次転写ローラ８と、定着装置９とを有している。

感光体ドラム２は、表面に静電潜像が形成されるものであり、装置のほぼ中央に回転自在に設けられ、その回転軸は装置の手前側から見て横方向に延びるように、すなわち図１の紙面に対して垂直に延びるように設けられている。感光体ドラム２の上部には、感光体ドラム２の表面を一様に帯電するための帯電ローラ１０が設けられている。また感光体ドラム２の側方には、感光体ドラム２の表面に残留したトナーや付着物を清掃するためのドラムクリーニング装置１１が設けられている。

回転現像装置３は、感光体ドラム２に形成された静電潜像を各色の非磁性一成分のトナーによって現像するものであり、感光体ドラム２に隣接して、中心が感光体ドラム２の中心とほぼ同じ高さ位置になるように設けられている。この回転現像装置３は、回転枠１５と、４色のトナーに対応して設けられ回転枠１５に支持された４つの現像器１６とを有している。回転枠１５は、感光体ドラム２の回転軸と平行な軸の回りに回転自在な円筒形状であり、図示しないモータやギアを含む駆動機構によって回転させられるようになっている。また、回転枠１５は、回転軸の中心から放射状に延びる仕切枠によって円周方向に４等分された４つの区画を有しており、各区画にイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つのトナー色に対応した現像器１６が配置されている。

各現像器１６は、それぞれほぼ同様の構成であって、現像器１６の断面図である図３及び現像ローラ７０側から開口１６ａを見た図６（一部省略）に示すように、現像ローラ７０と、現像ローラの軸方向に沿って開口する開口１６ａを有するトナー収容容器７８と、規制部材７１と、端部シール７４と、シート部材７５とを備える。

現像ローラ７０は、感光体ドラム２にトナーを供給するための部材である。トナー収容容器７８は、内部にトナーを収容するためのスペースを有しており、トナー撹拌部材７６とトナー供給ローラ７７とが配置されている。また、トナー収容容器７８の開口１６ａには現像ローラ７０が配置されており、図３に示すように現像ローラ７０の上側と下側にそれぞれ規制部材７１とシート部材７５とが配置されている。さらに、現像ローラ７０の両側端部には端部シール７４が配置されている。規制部材７１は、現像ローラ７０に供給するトナーが均一になるように規制する部材であって、現像ローラ７０の軸方向に延びる帯状に形成された部材である。端部シール７４は、現像器１６の開口１６ａの長手方向両端部に配置され現像ローラ７０に当接してトナーの漏れを防止する部材である。シート部材７５は、現像器１６の開口１６ａにおける規制部材７１に対向した位置に現像ローラ７０に当接してトナーの漏れを防止する部材であって、現像ローラ７０の軸方向に沿って延びる帯状に形成されたシート状の部材である。ここで、図６に示すように、端部シール７４は、現像ローラ７０に接触する規制部材７１とシート部材７５とを覆うように配置されている。トナー撹拌部材７６は、軸が現像器１６に回転自在に支持されており、軸にフィルム状の部材の一端を固定したものである。また、規制部材７１と端部シール７４とが接触する面積はシート部材７５と端部シール７４とが接触する面積よりも大きい。

レーザユニット４は、外部のコンピュータ等から送られてきた画像情報に基づいて、感光体ドラム２を走査露光するものであり、感光体ドラム２の上方で、かつ回転現像装置３の回転軸より装置奥側に配置されている。なお、レーザユニット４の内部の構成は、従来の構成と同様であり、レーザ光源、ポリゴンミラー、ポリゴンミラー駆動用モータ等を有している。また、レーザユニット４のレーザ光路の前方には、反射ミラー２０が設けられている。したがって、図１の一点鎖線で示すように、レーザユニット４から発射されたレーザ光は、この反射ミラー２０によって屈曲し、回転現像装置３の装置手前側上方を通過し、感光体ドラム２の表面に照射されるようになっている。

トナー収容部５は、回転現像装置３の各現像器１６に対して供給するトナーを収容する部分であり、感光体ドラム２の上方で、かつレーザユニット４と対向する側（装置手前側）に配置されている。このトナー収容部５は、横方向（図１の紙面垂直方向）に並べて配置されたイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのそれぞれの各色のトナーを収容する４つの収容部を有している。また、このトナー収容部５は、装置の手前側に取り出しが可能となっている。

トナー供給装置６は、トナー収容部５に収容された各色のトナーを、対応する現像器１６に供給するためのものであり、感光体ドラム２の上方において、レーザユニット４とトナー収容部５との間のスペースに配置されている。このトナー供給装置６は、図１の要部拡大図である図２に示すように、上下方向に移動可能な４つのトナー供給パイプ２５と、トナー収容部５の各色のトナーを収容している部分と対応するトナー供給パイプ２５とを連結する４つの搬送パイプ２６と、各トナー供給パイプ２５を上下動させるための駆動機構２７とを有している。

トナー供給パイプ２５は、上下方向に長く、上端が装置手前側に、下端が装置奥側に傾斜している。このトナー供給パイプ２５は、先端が先細形状となっており、下方に移動した際には、先端が現像器１６のトナー供給部に形成されたスリットを通って内部に進入可能である。また、トナー供給パイプ２５の内部には、トナーを搬送するためのスパイラル部材３０が回転可能に設けられている。

搬送パイプ２６は、トナー供給パイプ２５の上下動に追従して移動可能なように、可撓性を有するパイプである。そして、内部には、コイルスプリング３１が配置されており、図示しない駆動機構によって回転させられて、これによりトナーが搬送パイプ２６内を通ってトナー供給パイプ２５側に搬送される。

駆動機構２７は、トナー供給パイプ２５の外周部に、軸方向に沿って設けられたラック３２と、このラック３２に噛み合うピニオンギア３３とを有している。ピニオンギア３３は装置のフレームに回転自在に支持されており、図示しないモータ等によって駆動されるようになっている。そして、この駆動機構２７によって、トナー供給パイプ２５は、上方の待避位置と、下方で先端部が現像器１６の内部に進入した供給位置とを取り得る。

中間転写ベルト７は、感光体ドラム２に形成された各色のトナー画像が順次転写されるものであり、感光体ドラム２及びトナー収容部５の下方に配置されている。この中間転写ベルト７は、駆動ローラ３５とバネ３８によって駆動ローラ３５から離れる側に付勢された従動ローラ３６との間に掛け渡されている。また、中間転写ベルト７の感光体ドラム２と対向する部分は、１対の１次転写ローラ３７ａ，３７ｂによって感光体ドラム２に当接するように構成されている。

２次転写ローラ８は、中間転写ベルト７に転写された画像を、搬送されてきた用紙に転写するためのものであり、駆動ローラ３５の下方に駆動ローラ３５と対向するように配置されている。そして、この２次転写ローラ８には、図示しない電圧印加手段によって、用紙に対して、画像転写のためのバイアス電圧が印加されている。

定着装置９は、用紙上に転写されたトナーを溶融定着するためのものであり、回転現像装置３の下方で、かつ装置奥側に配置されている。この定着装置９は、ヒータを内蔵する加熱ローラ９ａと加熱ローラ９ａに圧接する加圧ローラ９ｂとを有しており、両ローラ間に用紙を挟持して搬送する。

このプリンタ１では、装置の上部表面、すなわち、レーザユニット４、トナー供給装置６及びトナー収容部５の上方に、画像が形成された用紙を載置するための排出部５０が形成されている。また、装置の底部には給紙トレイ５２が配置され、トナー収容部５の下方でかつ給紙カセット５２の上方には、装置の手前側の側壁を構成するように給紙トレイ６５が配置されている。この給紙トレイ６５は、下端が回動自在（開閉自在）であり、上端を装置手前側に倒すことが可能である。このようにして給紙トレイ６５を開いた状態では、給紙トレイ６５上に用紙を載置し、この用紙を装置内部に給紙することが可能である。

次に画像形成動作について簡単に説明する。まず、カラープリンタに電源が投入されると、各種パラメータが初期化され、定着部の温度設定を行うなどの初期設定が実行される。そして、このプリンタに接続されたコンピュータ等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。なお、この画像形成動作中においては、トナー供給パイプ２５は上方の待避位置に移動させられている。

まず、帯電ローラ１０によって感光体ドラム２が帯電される。その後、この感光体ドラム２に対して、レーザユニット４により画像データに対応した走査露光が行われ、感光体ドラム２には静電潜像が形成される。次に、回転現像装置３が回転されて、対応する色の現像器１６が感光体ドラム２に対向させられる。この状態で、感光体ドラム２の静電潜像が対応する色のトナーによって現像される。現像された画像は、中間転写ベルト７に転写される。以上の動作を各色毎に順次繰り返すことによって、中間転写ベルト７上にはフルカラー画像が形成される。なお、感光体ドラム２に残留した残留トナー等は、ドラムクリーニング装置１１により清掃されて、図示しない廃トナーコンテナに廃棄される。

一方で、給紙カセット５２から１枚の用紙が前送りコロ等によって取り出され、この用紙は、中間転写ベルト７上の画像形成にタイミングを合わせて搬送され、２次転写ローラ８に案内される。２次転写ローラ８は中間転写ベルト７に当接し、２次転写ローラ８に印加された転写バイアスにより、中間転写ベルト７上に形成されたフルカラーの画像が用紙に転写される。この用紙は搬送路を介して定着装置９に案内され、この定着装置９による加熱・加圧によって画像が用紙に定着されて、排出部５０に排出される。

現像器１６に対してトナーを供給する場合は、トナー供給パイプ２５を下方に移動させて供給位置に位置させる。すなわち、図示しないモータを駆動すると、ギアを介してピニオンギア３３が回転し、これによってラック３２が固定されたトナー供給パイプ２５が下方に移動する。一方、トナー収容部５からは、トナーが搬送パイプ２６を介してトナー供給パイプ２５側に供給されている。そして、トナー供給パイプ２５の先端はトナー供給口としてのスリットを通過して現像器１６の内部に進入する。このトナー供給パイプ２５の下方への移動に際して、トナー供給パイプ２５を構成する外筒部が内筒部に対して回転し、トナー供給パイプ２５の先端が現像器１６の内部に進入した時点では、外筒部の開口と内筒部の開口が一致する。すなわち、シャッタ機構が開き、トナー供給パイプ２５の内部のトナーは現像器１６の内部に供給される。

トナー供給ローラ７７のトナーを現像ローラ７０に供給する際には、トナー供給ローラ７７の表面にトナーが供給されており、トナー供給ローラ７７の回転と現像ローラ７０とが同じ方向に回転してトナー供給ローラ７７のトナーが現像ローラ７０に供給される。このとき、シート部材７５と規制部材７１とによってトナーが開口１６ａの図３の上端及び下端から外部に漏れるのが防止され、端部シール７４によって開口１６ａの現像ローラ７０の軸方向両端からトナーが外部に漏れるのが防止されている。

図４及び図５に現像ローラ７０と端部シール７４と規制部材７１とシート部材７５との位置関係を示す。ここでは、規制部材７１と端部シール７４とが接触する面積はシート部材７５と端部シール７４とが接触する面積よりも広くなるように配置されている。なお、図４及び図５では位置関係を明確にするために現像ローラ７０の位置を点線で示している。

また、図７に実験結果を示す。ここで、評価結果に示す○はトナー漏れがない状態、△はトナー漏れが起こる可能性があるが問題とならない状態、×はトナー漏れが起こる状態である。この実験では、端部シール７４とシート部材７５とが互いに重なり合う上下方向長さと端部シール７４と規制部材７１とが互いに重なり合う上下方向長さを同じにして、現像ローラの軸方向長さａの値とｂの値とをそれぞれ変更して実験している。この実験結果に示すように、端部シール７４と現像ローラ７０とシート部材７５と規制部材７１との上下方向位置が固定されている場合には、図４におけるａはｂよりも長い方が良い。これは以下の理由によるものである。すなわち、端部シール７４とシート部材７５との接触面積は端部シール７４と規制部材７１との接触面積よりも小さいために、シート部材７５の現像ローラ７０に作用する圧力は規制部材７１の現像ローラ７０に作用する圧力よりも高くなる。このため、シート部材７５と現像ローラ７０との間にトナーが進入しにくくなり端部シール７４のシール性が低下しにくくなる。また、端部シール７４と規制部材７１及びシート部材７５との間にトナーが進入しても、これらの接触部分の圧力が接触部分以外の部分に比べて高いので、進入したトナーは圧力の低い内側に移動することとなり、トナーが外部に漏れるのを抑えることができる。

［他の実施形態］
上記実施形態では、トナーを外部から供給する方式の画像形成装置を例として説明したが、トナーを外部から供給しない方式の画像形成装置であっても良い。

本発明の一実施形態によるカラープリンタ１の概略構成図。 トナー供給装置６の詳細断面図。 現像器１６の断面図。 現像ローラ７０と端部シール７４と規制部材７１とシート部材７５との位置関係を示す図。 図４の斜視図。 現像ローラ７０側から開口１６ａ側を見た図。 実験結果。

符号の説明

１ カラープリンタ
２ 感光体ドラム
３ 回転現像装置
４ レーザユニット
５ トナー収容部
６ トナー供給装置
７ 中間転写ベルト
８ ２次転写ローラ
９ 定着装置
１６ 現像器
７１ 規制部材
７４ 端部シール
７５ シート部材
７７ トナー供給ローラ

Claims (6)

1. 画像形成部の像担持体にトナーを供給するための現像装置であって、
   前記像担持体に前記トナーを供給する現像ローラと、
   前記現像ローラを回転自在に支持するとともに前記現像ローラの一部が前記像担持体側に露出するように前記現像ローラの軸に沿って開口する開口部を備え、内部に前記トナーを収容するトナー収容容器と、
   前記トナー収容容器に設けられ、前記現像ローラに供給する前記トナー量を規制する規制部材と、
   前記トナー収容容器開口部の長手方向両端部に配置され、前記現像ローラに当接して前記トナーの漏れを防止する端部シールと、
   前記トナー収容容器開口部に前記規制部材に対向して配置され、前記現像ローラに当接して前記トナーの漏れを防止するシート部材とを備え、
   前記規制部材が前記端部シールに接触する面積は、前記シート部材が前記端部シールに接触する面積よりも大きい、
   現像装置。
2. 前記トナー収容容器内部に、前記トナーを撹拌するためのトナー撹拌部材をさらに備えている、請求項１に記載の現像装置。
3. 前記トナー収容容器内部に配置されており前記現像ローラに前記トナーを供給するトナー供給部材をさらに備えている、請求項１または２に記載の現像装置。
4. 前記トナー供給部材は現像ローラの内側で現像ローラと接触するように配置されている、請求項３に記載の現像装置。
5. 前記トナーは非磁性一成分現像剤としてのトナーである、請求項１から４のいずれかに記載の現像装置
6. 表面に静電潜像が形成される像担持体と、請求項１から５のいずれかに記載の複数の現像装置を周方向に並べて支持するとともに前記複数の現像装置のそれぞれが前記像担持体に対向するように回転する回転枠とを有し、画像情報に基づいたトナー画像を用紙状に形成する画像形成部と、
   前記画像形成部で形成されたトナー画像を用紙に定着する定着部と、
   前記画像形成部に用紙を供給する給紙部と、
   前記定着部で画像が定着された用紙を排出する排出部とを備えた、
   画像形成装置。

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