JP2008216636A - 現像装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像ローラの軸方向の両端部からのトナー漏れを防止する現像装置と画像形成装置を提供する。
【解決手段】シール部材３５が現像ローラ２５の軸方向両端部に摺接する端部シール部材３０と現像ローラ２５と供給ローラ２６とに当接する。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、プリンタ、又はファクシミリ装置等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置で用いられる現像装置に関し、特に、一成分現像剤を用いた現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。

一成分現像方式の現像装置においては、装置本体内に収容されたトナーを供給ローラにより現像ローラの表面に送り込み、この現像ローラに規制ブレードを当接させてトナー量を規制するとともに現像ローラを回転させてトナーを感光体と対向する現像領域に導いて、感光体上に形成された静電潜像を現像して、現像ローラの表面に残ったトナーを供給ローラによって現像ローラの表面から離脱させて新たなトナーを現像ローラに供給する現像装置が知られている。

このような非磁性トナーを用いた現像装置は、現像ローラの軸方向端部近傍からトナーが外部への漏れ出し、いわゆるトナー漏れが生じやすく、画像形成装置内をトナーで汚す不都合を招きやすかった。そこで従来では、現像ローラの軸方向端部近傍に端部シール部材を別途設けて、現像容器と現像ローラの軸方向の両端部間からのトナーの漏れ出しを防止している。

しかしながら、上記従来の現像装置を用いて、現像動作を多数回繰り返した場合、現像ローラの両端部のトナー層厚が徐々に増加していく現象が生じる。この結果、現像ローラの両端部分においてトナー層が厚すぎるが故にトナーが飛散する問題が生じ、さらにトナーが現像ローラの表面から外部にこぼれ落ち、画像形成装置内を著しく汚してしまう問題が生じた。

そこでこのような問題の発生を防止しようということで、特許文献１では、現像剤流量規制部材を、端部シール部材の両端部内壁に沿って規制ブレードの現像ローラへの当接部と現像ローラとに対向させて設け、かつ端部シール部材と現像ローラ及び供給ローラに非接触に配設することにより、この部分でトナーが飛散することやトナーが現像ローラの表面から外部にこぼれ落ちることを防止しようとしている。
特開平１１−１９０９３６号公報（段落［００２３］、図３、図４）

しかしながら、上述した従来技術では、現像剤流量規制部材が現像ローラと供給ローラに非接触に配設されているので、現像剤流量規制部材と現像ローラ、また現像剤流量規制部材と供給ローラに夫々隙間が生じ、その隙間からトナーが端部シール部材まで回り込んで、端部シール部材のトナー圧力が徐々に高くなっていきトナーが漏れるという問題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、現像ローラの端部からのトナー漏れを防止する現像装置と画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、現像剤を収容する現像容器と、静電潜像の形成された像担持体に対向配置され回動する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に対向配置され前記現像剤担持体上に形成される現像剤層厚を規制する規制ブレードと、前記現像剤担持体に当接して該現像剤を供給する前記現像剤担持体と同方向に回動可能な供給ローラと、前記現像剤担持体の軸方向両端部で前記現像剤担持体に摺接する端部シール部材とを備えた現像装置において、前記端部シール部材と前記供給ローラと前記現像剤担持体とに当接するシール部材を設けたことを特徴としている。

この構成によると、現像容器内に収容された現像剤を供給ローラにより現像剤担持体上に搬送する際に、供給ローラ、当接部及び現像剤担持体上において現像剤が端部シール部材に回り込むことを抑制され、現像剤担持体の担持領域に現像剤が供給される。

また、本発明は、上記の構成の現像装置において、前記シール部材は、前記供給ローラに当接する円弧部と、前記円弧部に延在して前記供給ローラに当接する第１平坦部と、前記現像ローラに圧接される第２平坦部と、前記第１及び第２平坦部が交差して前記現像ローラに圧接されるエッジ部とを備える板状であることを特徴としている。この構成によると、シール部材が供給ローラに均一に当接して端部シール材に現像剤が回り込むことを抑制し、現像ローラに圧接する第２平坦部とエッジ部が現像ローラ上の現像剤を掻き取る。

また、本発明は、上記の構成の現像装置において、前記供給ローラは前記シール部材に比べて軟質の材料で形成されており、前記シール部材は、前記供給ローラに１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲で入り込むように当接することを特徴としている。この構成によると、供給ローラへの現像剤の良好なシール性が得られるとともに供給ローラの回転トルクが大きくなることがない。

また、本発明は、上記の構成の現像装置が搭載された画像形成装置である。

本発明によると、シール部材が現像剤担持体の軸方向両端部に摺接する端部シール部材と供給ローラと現像剤担持体とに当接するので、現像剤が供給ローラ及び現像剤担持体上において端部シール部材に回り込むことを抑制されるために、現像剤担持体の端部から現像剤が漏れることを防止することができる。

また、本発明によると、板状のシール部材の第１平坦部と円弧部が供給ローラに当接し、第２平坦部とエッジ部が現像ローラを圧接するので、シール部材が供給ローラに均一に当接して端部シール材に現像剤が回り込むことを抑制し、またエッジ部と第２平坦部が現像ローラ上の現像剤を掻き取り、現像剤担持体の端部から現像剤が漏れることを防止することができる。

また、本発明によると、供給ローラがシール部材に比べて軟質の材料で形成され、シール部材が供給ローラに１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲で入り込むように当接するので、供給ローラへの現像剤の良好なシール性が得られるとともに、供給ローラの回転トルクが大きくなることがないために、供給ローラの回転に支障をおこすおそれがない。

以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。本発明の実施形態は発明の最も好ましい形態を示すものであり、また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。

図１は、本発明の画像形成装置の全体構成を示す概略図である。画像形成装置１００では、コピー動作を行う場合、装置本体内において、図中の反時計回りに回転する感光体ドラム１が帯電ユニット２により一様に帯電される。そして、パーソナルコンピュータ等から画像入力部（図示せず）に入力された原稿画像データに基づいて露光ユニット３から感光体ドラム１上にレーザビームが照射され、感光体ドラム１上に静電潜像が形成される。

感光体ドラム１は、例えばアルミドラムに感光層が積層されたものであり、帯電ユニット２により表面を帯電させるようになっている。そして、露光ユニット３からのレーザビームを受けた表面に帯電を減衰させた静電潜像を形成する。感光層を形成する感光材料としては、アモルファスシリコン感光体や有機感光体（ＯＰＣ感光体）が用いられる。

現像ユニット４は、トナーを感光体ドラム１上に供給するロータリー式であり、現像装置とトナー容器が一体化されたカートリッジ式のイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色の現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄを備えており、現像装置４ａ〜４ｄを感光体ドラム１に対向する位置に順次回転移動させることにより、感光体ドラム１上の静電潜像に正極性トナーが付着されて各色のトナー像が形成される。

中間転写ベルト５は、トナー像を転写するために、中間転写ローラ６ａ、６ｂ、ベルト駆動ローラ８及び従動ローラ９に掛け渡され、感光体ドラム１に当接しながら図示しない駆動手段により図中の時計回りに回転する。中間転写ベルト５には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。

ユーザにより画像形成開始が入力されると、所定のタイミングにより感光体ドラム１上にイエローのトナー像の形成を行う。そして、負極性の転写バイアスが印加された中間転写ローラ６ａ、６ｂにより感光体ドラム１上のイエローのトナー像が中間転写ベルト５上に転写される（一次転写）。その後、感光体ドラム１の表面に残留したトナーがクリーニングローラ７ａ及びクリーニングブレード７ｂにより除去され、現像ユニット４は所定量（ここでは９０°）回転して、上記と同様に今度はマゼンタのトナー像が感光体ドラム１上に形成され、中間転写ベルト５上に転写される。

以下、上述と同様の方法により、感光体ドラム１からシアン及びブラックのトナー像が中間転写ベルト５上に転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。転写ローラ１３が中間転写ベルト５の下部に配置され、ベルトクリーニングブレード１４が中間転写ベルト５表面の残留トナーを除去する。

上記のようにトナー像が形成された中間転写ベルト５に向けて、記録媒体としての用紙Ｐが給紙機構１０から給紙ローラ１１及びレジストローラ対１２を経由して搬送され、中間転写ベルト５の表面に順次形成されたフルカラーのトナー像が負極性の転写バイアスが印加された転写ローラ１３により用紙Ｐに一度に転写される（二次転写）。そして、転写された用紙Ｐは、定着ローラ４０により加熱及び加圧されてトナー像が用紙Ｐの表面に定着され、所定の画像が形成される。定着装置１５を通過した用紙Ｐは、用紙搬送路１６及び排出ローラ対１７を介して排出トレイ１８に排出される。

図２は、上述の画像形成装置に用いられる本発明の現像装置の側面断面図、図３は本発明の現像装置の現像ローラと供給ローラの側面断面図及び図４は本発明の現像装置の規制ブレードを外して上側から見た現像ローラと供給ローラの平面部分図である。なお、以下の説明では、図１の感光体ドラム１と相対する現像装置４ａの構成及び動作について説明するが、現像装置４ｂ〜４ｄの構成及び動作については基本的に同様であるので説明は省略する。また図２ではシール部材を外しているので、シール部材については図３で詳しく説明する。

図２に示すように、現像装置４ａは、樹脂製の現像容器２０内に、非磁性一成分現像剤としてのトナーが収納されるトナー攪拌部２１と、トナー攪拌部２１からトナーが供給されるトナー供給部２２とが設けられている。トナー供給部２２内には、潜像を担持する感光体ドラム１（図１参照）と現像ニップ部で対面し、その潜像を現像するための現像剤担持体としての現像ローラ２５、現像ローラ２５にトナーを供給するための供給ローラ２６、現像ローラ２５上のトナー層厚を規制する金属製の規制ブレード２７及び現像ローラ２５に摺動可能に当接する端部シール部材３０が設けられている。

供給ローラ２６は、その材質がスポンジ構造であり、矢印Ａ方向に回転可能に現像容器２０に支持され、矢印Ａ方向に回転することによりトナー供給部２２のトナーを現像ローラ２５に搬送する。

現像ローラ２５は、供給ローラ２６に当接部Ｎで当接して供給ローラ２６と同方向の矢印Ｂ方向に回転駆動され、当接部Ｎに対して現像ローラ２５の回転方向の下流側でその表面上に担持したトナー層が取り付け板３４に固設された規制ブレード２７によって層厚規制され、矢印Ｂ方向の回転によりトナーを現像ニップ部に搬送する。

端部シール部材３０は、現像容器２０の現像ローラ２５を支持した両端の壁に供給ローラ２６側に貼り付けられ、現像ローラ２５にその軸方向の両端部において摺接して（図４参照）、導電性の高分子量ポリエチレンフィルムを用いて、均一に現像ローラ２５に接触するようにウレタンスポンジでバックアップされ、現像ローラ２５の両端部からのトナー漏れを防止している。

図３に示すように、シール部材３５は、略平行四辺形の薄板状でその一辺の長さが現像ローラ２５の径方向における端部シール部材３０の厚みよりも大きくて、その材質が弾性を備えるウレタンフォームで構成される。また、シール部材３５は、当接部Ｎに対して供給ローラ２６の回転方向上流側において円弧部３５ｂとその両側に延在する第１平坦部３５ａが供給ローラ２６に当接し、さらに当接部Ｎに対して現像ローラ２５の回転方向下流側において第２平坦部３５ｄが現像ローラ２５に圧接して配置され、また第１平坦部３５ａと第２平坦部３５ｄが交差するエッジ部３５ｃを備え、エッジ部３５ｃが現像ローラ２５の当接部Ｎ付近で圧接している。円弧部３５ｂと第１平坦部３５ａとが供給ローラ２６に当接することにより、供給ローラ２６の端部でのトナーの供給を規制し、エッジ部３５ｃ及び第２平坦部３５ｄが現像ローラ２５に当接することにより、現像ローラ２５のトナーの搬送を規制する。このことにより、供給ローラ２６の端部でのトナーの搬送を規制し、また端部シール部材３０へのトナーの回りこみを抑制することができる。

なお、シール部材３５は、現像装置４ａに取り付けた状態では現像ローラ２５の表面と規制ブレード２７とに倣うように弾性変形して、当接し、規制ブレード２７で規制されたトナーが規制ブレード２７上に沿って端部シール部材３０に移動してトナー圧力が上昇することを防止する。現像装置４ａに取り付けていない状態では現像ローラ２４との当接部分が図３の破線で示す形状である。軸方向の配置については、図４に示すようにシール部材３５は、端部シール部材３０の内側面に当接するように配置され、両面粘着テープにより端部シール部材３０が貼り付けられた現像容器２０の両端壁の内側に固定され、端部シール部材３０にトナーが回り込むことを抑制している。

なおシール部材３５は、その形状が平行四辺形に替えて長方形、三角形でもよくて、当接部Ｎを挟んで供給ローラ２６と現像ローラ２５とに当接するように配置され、シール部材３５の供給ローラ２６に当接する面が第１平坦部３５ａと円弧部３５ｂを備え、現像ローラ２５に圧接する面が第２平坦部３５ｄとエッジ部３５ｃを備えていればよい。

またシール部材３５は、供給ローラ２６に１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲で入り込むように当接するのがよい。当接入り込み量が１ｍｍを下まわると、供給ローラ２６への良好なシール性が得られずにトナーが端部シール部材３０に回り込み、回り込んだトナーにより端部シール部材３０のトナー圧力が上昇してトナー漏れをおこす。一方当接入り込み量が２ｍｍを超えると、供給ローラ２６の回転トルクが増大して供給ローラ２６の回転に支障をきたすおそれがある。

またシール部材３５の材質は、ウレタンフォームが良いが、重合トナー等の粒径の小さいトナーを用いる場合には、ウレタンフォームの中でも高密度で極微細、且つ均一なセル構造であるもの、例えば高密度マイクロセルポリウレタンフォームがよく、またはシリコン等のゴム材料がよい。また供給ローラ２６はシール部材３５より軟質な材料で構成されるのがよい。

次に、本発明の現像装置による現像プロセスについて説明する。トナーは、トナー攪拌部２１から攪拌部材の回転に伴いトナー供給部２２側へ送られる。次にトナーは、供給ローラ２６が矢印Ａ方向に回転することにより現像ローラ２５側に搬送される。その際に現像ローラ２５の軸方向端部に流れるトナーは、シール部材３５によりシールされて、端部シール部材３０に回り込むことを抑制されて、現像ローラ２５にトナーが供給され、現像ローラ２５の矢印Ｂ方向の回転に伴い、規制ブレード２７で薄層規制されて現像ニップ部へと搬送され、感光体ドラム１上の静電潜像をトナー像として現像される。現像に用いられず現像ローラ２５上に残ったトナーは、現像ローラ２５がさらに回転して供給ローラ２６に掻きとられて、現像容器２０内に戻される。

尚、本実施形態は、複写機、プリンタ、又はファクシミリ装置等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置に適用することができる。

本実施形態によると、シール部材３５が現像ローラ２５の軸方向両端部に摺接する端部シール部材３０と現像ローラ２５と供給ローラ２６とに当接するので、供給ローラ２６、当接部Ｎ及び現像ローラ２５上においてトナーが端部シール部材３０に回り込むことを抑制されるために、現像ローラ２５の軸方向の両端部からトナーが漏れることを防止することができる。

また本実施形態によると、シール部材３５の第１平坦部３５ａと円弧部３５ｂが供給ローラ２６に当接し、エッジ部３５ｃと第２平坦部３５ｄが現像ローラに２５に圧接するので、シール部材３５が供給ローラ２６に均一に当接するために、端部シール材３０にトナーが回り込むことを抑制することができ、またエッジ部３５ｃと第２平坦部３５ｄが現像ローラ２５上の当接部Ｎ付近のトナーを掻き取り、現像ローラ２５の軸方向の両端部からトナーが漏れることを防止することができる。

また本実施形態によると、供給ローラ２６はシール部材３５に比べて軟質の材料で形成され、シール部材３５が供給ローラ２６に１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲で入り込むように当接するので、供給ローラ２５へのトナーの良好なシール性が得られるとともに、供給ローラ２６の回転トルクが大きくなることがないために、供給ローラ２６の回転に支障をおこすおそれがない。

また本実施形態では、１成分現像剤を用いた現像装置を示したが、２成分現像剤を用いた現像装置に使用することも出来る。

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に備えられる現像装置に利用することができる。

は、本発明の実施形態である画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 は、本発明の実施形態である現像装置を示す側面断面図である。 は、本発明の実施形態である現像装置の現像ローラ及び供給ローラを示す側面断面図である。 は、本発明の実施形態である現像装置の現像ローラ及び供給ローラを示す平面部分図である。

符号の説明

１ 感光体ドラム（像担持体）
４ 現像ユニット
４ａ〜４ｄ 現像装置
２０ 現像容器
２１ トナー攪拌部
２２ トナー供給部
２５ 現像ローラ（現像剤担持体）
２６ 供給ローラ
２７ 規制ブレード
３０ 端部シール部材
３５ シール部材
３５ａ 第１平坦部
３５ｂ 円弧部
３５ｃ エッジ部
３５ｄ 第２平坦部
１００ 画像形成装置
Ｉ 担持領域
Ｎ 当接部
Ｐ 用紙

Claims (4)

1. 現像剤を収容する現像容器と、静電潜像の形成された像担持体に対向配置され回動する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に対向配置され前記現像剤担持体上に形成される現像剤層厚を規制する規制ブレードと、前記現像剤担持体に当接して該現像剤を供給する前記現像剤担持体と同方向に回動可能な供給ローラと、前記現像剤担持体の軸方向両端部で前記現像剤担持体に摺接する端部シール部材とを備えた現像装置において、
   前記端部シール部材と前記供給ローラと前記現像剤担持体とに当接するシール部材を設けたことを特徴とする現像装置。
2. 前記シール部材は、前記供給ローラに当接する円弧部と、前記円弧部に延在して前記供給ローラに当接する第１平坦部と、前記現像ローラに圧接される第２平坦部と、前記第１及び第２平坦部が交差して前記現像ローラに圧接されるエッジ部とを備える板状であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記供給ローラは前記シール部材に比べて軟質の材料で形成されており、前記シール部材は、前記供給ローラに１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲で入り込むように当接することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の現像装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の現像装置が搭載された画像形成装置。

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