JP2007298746A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像ローラに対して規制部材を精度良く位置決めする。
【解決手段】カラープリンタの感光体ドラムにトナーを供給する現像器１６であって、感光体ドラムに対向する位置に開口１６ａを有し、容器本体７８と、現像ローラ７０と、規制部材７１と、固定部材とを備えている。規制部材７１は、現像ローラ７０の軸方向に沿って、かつ先端が現像ローラ７０に対向する位置に配置され、現像ローラ７０上のトナー層の厚さを規制する。一対の固定部材は、現像ローラ７０の両端部及び規制部材７１を容器本体７８に支持するために設けられ、それぞれが、現像ローラ７０の端部を支持する現像ローラ支持部と、規制部材７１を現像ローラ７０との間隔が均一になるように容器本体７８に固定するための規制部材固定部とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、現像装置、特に、画像形成装置の静電潜像担持体にトナーを供給する現像装置に関する。

画像形成装置の静電潜像担持体にトナーを供給する現像装置では、静電潜像担持体に対向する位置に開口を有し、開口に現像ローラが配置されている。この画像形成装置では、現像ローラに対向するように現像ローラ上のトナー層の厚さを規制する規制部材が配置されているものがある。このような現像装置では、現像ローラ上にトナーが供給され、現像ローラの回転に伴って現像ローラと規制部材とによって現像ローラ上のトナー層の厚さが規制される。ここで、現像ローラと規制部材との位置関係によってトナー層の厚さが変わるために、現像ローラと規制部材とが精度良く位置決めされていることが必要である。

そこで、現像ローラと規制部材とを精度良く位置決めするようにした現像装置が存在する（特許文献１参照）。この現像装置では、現像ローラと規制部材とを精度良く位置決めするために、現像器に取り付ける取付部材に現像ローラと板状の部材とを取り付け、板状の部材に規制部材を固定している。
特開平５−８８５２７号公報

特許文献１に記載の現像装置では、規制部材が板状部材に固定されているために、規制部材と現像ローラとの間には、規制部材と板状部材との間の公差と、板状部材と取付部材との間の公差と、現像ローラと取付部材との間の公差との合計３つの公差が存在する。このように、３つの公差が累積するために現像ローラに対する規制部材の位置決め精度が悪くなり、現像ローラに対して規制部材が平行にならなかったり、また両者が平行であったとしても軸の方向がずれたり（捩れの関係）する場合がある。この場合には、現像ローラ上に形成されるトナー層が均一にならない場合がある。

本発明の課題は、現像ローラに対して規制部材を精度良く位置決めすることにある。

請求項１に係る現像装置は、画像形成装置の静電潜像担持体にトナーを供給する現像装置であって、静電潜像担持体に対向する位置に開口を有し、容器本体と、現像ローラと、規制部材と、固定部材とを備えている。容器本体は、静電潜像担持体に対向する位置に開口を有し、静電潜像担持体に供給するトナーを内部に収納する。現像ローラは、開口から一部が露出するようにかつ回転自在に設けられている。規制部材は、現像ローラの軸方向に沿って、かつ先端が現像ローラに対向する位置に配置され、現像ローラ上のトナー層の厚さを規制する。一対の固定部材は、現像ローラの両端部及び規制部材を容器本体に支持するために設けられ、それぞれが、現像ローラの端部を支持する現像ローラ支持部と、規制部材を現像ローラとの間隔が均一になるように容器本体に固定するための規制部材固定部とを有する。

この現像装置では、容器本体の内部に収納されるトナーが現像ローラに付着する。現像ローラにトナーが付着した状態で現像ローラが回転し、現像ローラと規制部材との間でトナー層の厚さが規制される。このとき、現像ローラと規制部材とは１対の固定部材によって固定されているために、規制部材と現像ローラとの間に、規制部材と固定部材との間の公差と、現像ローラと固定部材との間の公差との２つの公差しか存在しない。このために現像ローラと規制部材との間の位置決め精度が良い。

ここでは、現像ローラと規制部材との間の位置決め精度が良いために現像ローラ上に形成されるトナー層の厚さが均一になりやすくなる。

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、容器本体は、開口上部の壁から現像ローラの軸方向に沿って両側方に突出した取付部を有しており、規制部材は、容器本体の取付部の外側面に配置され、固定部材の規制部材固定部は取付部を挟んで規制部材とは逆側の内側面に配置されており、規制部材、取付部及び規制部材固定部を締結する締結具をさらに備えている。ここで、「取付部の外側面」とは、取付部の容器本体外側の面、すなわち、静電潜像担持体側の側面である。

ここでは、現像ローラが容器本体の現像ローラ支持部に支持され、規制部材が取付部によって位置決めされているために、現像ローラと規制部材とが精度良く位置決めされる。また、取付部を挟んで規制部材が固定されるために強度が保たれる。

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、現像ローラ支持部は、中央に孔を有する環状に形成されている。そして、孔に装着され、現像ローラを回転自在に支持するベアリングをさらに備えている。

請求項４に係る現像装置は、請求項１から３のいずれかに記載の現像装置であって、容器本体は内部に磁性一成分現像剤を収納している。

ここでは、磁性一成分現像剤を用いた現像装置では、一般的に現像ローラにマグローラが用いられることが多い。この場合には、規制部材が磁性を持っているために現像ローラと規制部材との間の距離が変化した場合、黒点や層ムラなどの画像不具合が発生しやすい。そのために特に有効である。

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、一対の固定部材は、現像ローラ支持部の外周側に形成され、規制部材の現像ローラ側先端を当接させることで現像ローラと規制部材との距離を規制する規制部材当接部をさらに有する。

ここでは、現像ローラに対して規制部材を精度良く位置決めすることができる。

請求項６に係る現像装置は、請求項１から５のいずれかに記載の現像装置であって、現像ローラと規制部材とのいずれか一方にマグネットを配し、他方に磁性体あるいはマグネットを用いている。

ここでは、部材締結前に磁力により双方の距離を一定に保つことができ、さらなる位置決め精度向上が可能になる。

本発明では、現像ローラに対して規制部材を精度良く位置決めすることができる。

１．全体構成
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。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。この現像器１６については、後述する。

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の回転軸より図１の左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の図１の右側上方を通過し、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（図１の右側）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、図１の右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、上下方向に移動可能な４つのトナー供給パイプと、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とを連結する４つの搬送パイプと、各トナー供給パイプを上下動させるための駆動機構とを有している。

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。また、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、中間転写ベルトが掛け渡された複数のローラのうちの最も下側に配置されたローラの下方に、このローラと対向するように配置されている。

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、かつ図１の左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の上部表面には、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６５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、図１の右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、上端を図１の右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。

２．現像器
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２に示すように、現像ローラ７０と、現像ローラ７０の軸方向に沿って開口する開口１６ａを有する容器本体７８と、規制部材７１と、現像ローラ７０と規制部材７１とを固定する固定部材７２（図３及び図４参照）と、補強板７３（図３及び図４参照）とを備える。ここで、図３は容器本体７８の一端を示した分解斜視図であって、図４は容器本体７８に現像ローラ７０及び規制部材７１が取り付けられている状態の図を示す。

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って、円柱状の部材である。この現像ローラ７０は、その一部が開口１６ａから露出するように配置されている。また、ブラックの現像器１６に関しては、磁性現像方式を採用しており、現像ローラ７０は、内部に配置されたマグネットと、マグネットの周囲に配置されマグネットの周囲で回転する現像スリーブとを有している。トナーがマグネットにより吸着され、現像スリーブの回転によって感光体ドラム２に対向する位置に搬送される。

容器本体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、内部にトナー撹拌部材７６とトナー供給ローラ７７とが配置されている。また、容器本体７８の回転軸方向両端部には、それぞれ、図３に示すように、容器本体７８の長手方向両側壁７８３において横方向外方（現像ローラ７０の軸方向両端で外方）に突出する取付部７８１と、現像ローラ７０を支持するための略Ｃ字状に形成された現像ローラ取付部７８２とが両側壁７８３に設けられている。なお、取付部７８１には、横方向外方に開放する固定用溝７８１ａが形成されている。

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の軸方向に沿って配置される部材である。また、規制部材７１は磁性を有する金属で形成されており、「く」の字状に形成されている。このために、平板状に形成するよりも強度が高くなっている。規制部材７１は、現像ローラ７０に先端が対向するように容器本体７８の開口１６ａに配置されており、両端に取付孔７１１を備えている。

固定部材７２は、図３に示すように、現像ローラ７０及び規制部材７１の両端部を容器本体７８に固定するための部材であって、現像ローラ７０及び規制部材７１の両端側に配置されている。固定部材７２は、現像ローラ７０の軸の端部に配置され中央に孔７２３ａを有する環状に形成された現像ローラ支持部７２３と、現像ローラ７０との間隔が均一になるように規制部材７１を容器本体７８に固定する規制部材固定部７２４とを有している。ここで、図３は固定部材７２と規制部材７１と現像ローラ７０と容器本体７８の端部とを示したものである。

現像ローラ支持部７２３の孔７２３ａにベアリング７２１（例えば、転がり軸受）が嵌合している。そして、このベアリング７２１は現像ローラ７０の回転軸が挿入可能な孔を有する環状の部材であって、現像ローラ支持部７２３よりも厚さが厚い。このために現像ローラ支持部７２３にベアリング７２１を挿入するとベアリング７２１の一部が現像ローラ支持部７２３から突出する。このベアリング７２１の現像ローラ支持部７２３から突出した部分を容器本体７８の現像ローラ取付部７８２に挿入し支持させることで、容器本体７８に現像ローラ７０が支持されることになる。

また、現像ローラ支持部７２３の外周部に、直線状の規制部材当接部７２６が設けられている。この規制部材当接部７２６に規制部材７１の端部が当接されることで、現像ローラ７０と規制部材７１との距離が所定の距離に規制される。

規制部材固定部７２４は、現像ローラ支持部７２３と直交する方向であって、容器本体に取り付けた状態で規制部材当接部と平行になるように折り曲げられて形成されており、規制部材７１の取付孔７１１よりも少し小さな固定部取付孔７２５がバーリング加工によって形成されている。この固定部取り付け孔７２５には内周がねじ切りされている。

補強板７３（図３参照）は、規制部材７１が延びる方向と同じ方向に帯状に延びる部材であって、規制部材７１を補強するための部材である。また、補強板７３は、規制部材７１の取付孔７１１に対応する位置に取付用孔７３１を有しており、規制部材７１の容器本体７８が配置されていない側の側面に当接するように配置されている。

３．規制部材７１及び現像ローラ７０の取付
ここで、規制部材７１及び現像ローラ７０の容器本体７８への取付方法について説明する。

容器本体７８に規制部材７１及び現像ローラ７０を取り付ける際には、先ず現像ローラ７０の両端にベアリング７２１を配置し、ベアリング７２１の一部を現像ローラ支持部７２３に挿入する。そして、規制部材固定部７２４を取付部７８１に取り付ける。具体的には、規制部材固定部７２４を固定用溝７８１ａから固定部取付孔７２５が見えるように取付部７８１の内側面（回転現像装置３の回転中心側の面）に当接させて図３の実線斜線部に挿入する。そして、規制部材７１の取付孔７１１と固定部取付孔７２５とが重なり合うように取付部７８１の外側面（回転現像装置３の外周側の面（図３の点線斜線部））に規制部材７１の側面を当接させる。このとき、規制部材７１の先端を現像ローラ支持部７２３の規制部材当接部７２６に当接させる。次に、規制部材７１に補強板７３を当接させ、補強板７３の取付用孔７３１と規制部材７１の取付孔７１１とを貫通するように図４の左側からボルト１００（締結具）を固定部取付孔７２５の内周側と螺合させる。

４．動作
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、定着装置９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。

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。このとき、現像器１６内ではトナー供給ローラを介して現像ローラ７０にトナーが供給され、現像ローラ７０の回転に伴って現像ローラ７０と規制部材７１との間でトナー層の厚さが規制される。このように現像ローラ７０上のトナー層から感光体ドラム２にトナーが供給される。このとき、規制部材７１と現像ローラ７０との間には、現像ローラ７０と固定部材７２との間に生じる公差と、規制部材７１と現像ローラ７０との間に生じる公差との２つの公差が生じる。このため、現像ローラ７０に対する規制部材７１の位置決めの精度が良くなる。また、容器本体７８に規制部材７１が取り付けられるとともに、現像ローラ７０が支持されている固定部材７２が容器本体７８に支持されるために容器本体７８に対する規制部材７１及び現像ローラ７０の位置決め精度が良くなる。現像ローラ７０が現像ローラ取付部７８２、規制部材７１が取付部７８１によって位置決めされているので、固定部材７２を介して取り付けるよりも現像ローラ７０と規制部材７１とが平行に保たれる。すなわち、現像ローラ７０に対して規制部材７１が捩れ（軸の方向がずれ）にくくなる。さらに、固定部材７２の現像ローラ支持部７２３が現像ローラ７０を支持し、規制部材７１は規制部材当接部７２６に当接させた状態で現像ローラ７０と規制部材７１との間の間隔、すなわちギャップが決まり、取付部７８１を挟んで固定されるため、固定部材７２によって強度が保たれ、ギャップを一定に保つことができる。従って、現像ローラ７０上に形成されるトナー層の厚さが均一になりやすい。また、磁性現像方式を用いた場合など、規制部材と現像ローラとの一方がマグネットで、他方を磁性体あるいはマグネットで構成するならば、部材締結する前に各々の間隔を小さくする方向に位置決めされ、間隔に対する精度向上を果たすことができ、磁性現像方式特有の規制部材と現像ローラとの間隔が変動した場合に発生する層ムラ・トナー付着・黒点などの画像不具合発生抑制に効果が高い。

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。

［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。

カラープリンタ１の概略断面図。 現像装置の概略断面図。 容器本体７８の端部を示す図。 容器本体７８に現像ローラ７０と規制部材７１とが取り付けられている状態を示す図。

符号の説明

１ カラープリンタ（画像形成装置）
２ 感光体ドラム（静電潜像担持体）
１６ 現像器（現像装置）
１６ａ 開口
７０ 現像ローラ
７１ 規制部材
７２ 固定部材
７８ 容器本体
１００ ボルト（締結具）
７２１ ベアリング
７２３ 現像ローラ支持部
７２４ 規制部材固定部
７２６ 規制部材当接部
７８１ 取付部

Claims (6)

1. 画像形成装置の静電潜像担持体に現像剤を供給する現像装置であって、
   前記静電潜像担持体に対向する位置に開口を有し、前記静電潜像担持体に供給する現像剤を内部に収納する容器本体と、
   前記開口から一部が露出するようにかつ回転自在に設けられた現像ローラと、
   前記現像ローラの軸方向に沿って、かつ先端が前記現像ローラに対向する位置に配置され、前記現像ローラ上の現像剤層の厚さを規制する規制部材と、
   前記現像ローラ及び前記規制部材を前記容器本体に支持するために設けられ、それぞれが、前記現像ローラの端部を支持する現像ローラ支持部と、前記規制部材を前記容器本体に固定するための規制部材固定部とを有する一対の固定部材と、
   を備えた現像装置。
2. 前記容器本体は、前記現像ローラの軸方向両側方に取付部を有しており、
   前記規制部材は、前記容器本体の取付部の外側面に配置され、
   前記固定部材の規制部材固定部は前記取付部を挟んで前記規制部材とは逆側の内側面に配置されており、
   前記規制部材、前記取付部及び前記規制部材固定部を締結する締結具をさらに備えた、請求項１に記載の現像装置。
3. 前記現像ローラ支持部は、中央に孔を有する環状に形成されており、
   前記孔に装着され、前記現像ローラを回転自在に支持するベアリングをさらに備えた、請求項１または２に記載の現像装置。
4. 前記容器本体は内部に磁性一成分現像剤を収納している、請求項１から３のいずれかに記載の現像装置。
5. 前記一対の固定部材は、前記現像ローラ支持部の外周側に形成され、前記規制部材の現像ローラ側先端を当接させることで前記現像ローラと前記規制部材との距離を規制する規制部材当接部をさらに有する、請求項１から４のいずれかに記載の現像装置。
6. 前記現像ローラと前記規制部材とのいずれか一方にマグネットを配し、他方に磁性体あるいはマグネットを用いた、請求項１から５のいずれかに記載の現像装置。

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