JP2009282226A - 現像装置、カートリッジ、および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 歩留まりの向上が図られた現像装置、この現像装置を備えたカートリッジ、および、この現像装置を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 静電潜像を保持する像保持体に周面が近接して配備され、トナーを少なくとも含有した現像剤を該周面上に保持して回転し該現像剤を前記像保持体に近接あるいは接触させることにより静電潜像をトナーで現像する現像ロールと、内部に現像剤が収容され、開口を有する、現像ロールの像保持体に面する側が該開口から外部に露出した状態に現像ロールを回転自在に保持する筐体と、開口の縁に設けられた、筐体の硬度よりも低い硬度を有する弾性部材と、シート状の形状を有し、一端が弾性部材に取り付けられこの一端に対する他端が現像ロールの方に延びた、現像ロールと筐体との隙間を封鎖する封鎖部材とを備えた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、トナーを含む現像剤を保持して回転する現像ロールを有し、像保持体に形成された静電潜像を現像剤中のトナーによって現像する現像装置、この現像装置を備えたカートリッジ、および、この現像装置を備えた画像形成装置に関する。

従来より、複写機やプリンタなどの画像形成装置には、静電潜像を保持する像保持体に周面が近接して配備され、トナーを含有した現像剤をその周面上に保持して回転し、現像剤を像保持体に近接あるいは接触させることにより像保持体上の静電潜像を現像剤に含まれるトナーで現像する現像ロールと、内部に現像剤が収容され、現像ロールの像保持体に面する側が開口から外部に露出した状態に現像ロールを回転自在に保持する筐体とを有する現像装置が知られている。

この様な現像装置では、筐体がこの現像ロールを回転自在に支持する必要があることから、現像ロールと筐体との間に隙間が設けられている。このため、この様な現像装置には、この隙間から現像剤が漏出しないように、一方の端部が筐体に固定され、もう一方の端部が現像ロール側に延びてこの隙間を封鎖する封鎖部材を備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。

ところで、この様な現像装置では、現像ロールの筐体への取り付け誤差等により、筐体と現像ロールの隙間が設計値からズレてしまう場合がある。このズレも、この設計値から僅かにズレただけの設計許容範囲内であれば、現像ロール側に対する封鎖部材の接触圧のマージンや封鎖部材の可撓性などにより問題はないが、このズレが設計許容範囲を超える、すなわち、この隙間が狭くなりすぎると現像ロールに対する封鎖部材の接触圧力が強くなりすぎて現像ロールに保持される現像剤に悪影響を与えるおそれがあり、また、この隙間が開きすぎると現像ロールに対する封鎖部材の接触圧力が弱すぎて封鎖性が低下するおそれがある。
特開２００２−１４５３７号公報

この様に、筐体と現像ロールの隙間が、現像ロールに対する封鎖部材の接触圧力が強くなりすぎる寸法、あるいは、現像ロールに対する封鎖部材の接触圧力が弱くなりすぎる寸法となった現像装置は検品段階で弾かれることとなるが、従来は、設計値に対する設計許容範囲が狭いことによる、生産上の歩留まりの低さが問題となっている。

本発明は、上記事情に鑑み、歩留まりの向上が図られた現像装置、この現像装置を備えたカートリッジ、および、この現像装置を備えた画像形成装置を提供すること目的とする。

上記目的を達成するための本発明の現像装置は、
静電潜像が表面に形成されてこの静電潜像を保持する像保持体に周面が近接して配備され、トナーを少なくとも含有した現像剤をこの周面上に保持して回転しこの現像剤を上記像保持体に近接あるいは接触させることにより上記像保持体上の静電潜像をこのトナーで現像する現像ロールと、
内部に上記現像剤が収容され、開口を有する、上記現像ロールの上記像保持体に面する側がこの開口から外部に露出した状態にこの現像ロールを回転自在に保持する筐体と、
上記開口の縁に設けられた、この筐体の硬度よりも低い硬度を有する弾性部材と、
シート状の形状を有し、一端が上記弾性部材に取り付けられこの一端に対する他端が上記現像ロールの方に延びた、この現像ロールと上記筐体との隙間を封鎖する封鎖部材とを備えたことを特徴とする。

本発明の現像装置では、現像ロールと筐体との隙間が、弾性部材を介して筐体に取り付けられた封鎖部材によって封鎖されており、現像ロールに対する封鎖部材の接触圧力が従来においては強くなり過ぎるような隙間であっても、弾性部材の変形によりこの接触圧力は弱められる。つまり、本発明の現像装置では、設計許容範囲が拡がることとなる。したがって、本発明の現像装置によれば、設計許容範囲から外れる製品の数は減少することから、歩留まりの向上を図ることができる。

ここで、上記弾性部材が、上記開口の縁のうち、上記現像ロールの回転における下流側の縁に設けられたものであることが好ましい。

開口の縁のうち、現像ロールの回転における下流側は回転する現像ロールと、その現像ロール上の現像剤とを共に抵抗なく迎え入れる必要があり、シート状の封鎖部材よる封鎖が適している。

また、上記弾性部材が、発泡構造を有するものであることも好ましい態様である。

この様にすると、経時劣化が抑えられるために長寿命化を図ることができる。

ここで、上記弾性部材が、発泡樹脂からなるものであってもよい。

上記目的を達成するための本発明のカートリッジは、
静電潜像が表面に形成されてこの静電潜像を保持する像保持体；および
上記像保持体に周面が近接して配備され、トナーを少なくとも含有した現像剤をこの周面上に保持して回転しこの現像剤を上記像保持体に近接あるいは接触させることによりこの像保持体上の静電潜像をこのトナーで現像する現像ロールと、内部にこの現像剤が収容され、開口を有する、この現像ロールのこの像保持体に面する側がこの開口から外部に露出した状態にこの現像ロールを回転自在に保持する筐体と、この開口の縁に設けられた、この筐体の硬度よりも低い硬度を有する弾性部材と、シート状の形状を有し、一端がこの弾性部材に取り付けられこの一端に対する他端がこの現像ロールの方に延びた、この現像ロールとこの筐体との隙間を封鎖する封鎖部材とを有する現像装置；
を備えたことを特徴とする。

本発明のカートリッジによれば、カートリッジの生産上の歩留まりの向上が図られる。

上記目的を達成するための本発明の画像形成装置は、
表面に像が形成されてこの像を保持する像保持体と、
上記像保持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成部と、
上記像保持体表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する、このトナーを含んだ現像剤を内部に収容した現像装置とを備え、
上記現像装置が、
上記像保持体に周面が近接して配備され、トナーを少なくとも含有した現像剤をこの周面上に保持して回転しこの現像剤を上記像保持体に近接あるいは接触させることによりこの像保持体上の静電潜像をこのトナーで現像する現像ロールと、内部にこの現像剤が収容され、開口を有する、この現像ロールのこの像保持体に面する側がこの開口から外部に露出した状態にこの現像ロールを回転自在に保持する筐体と、この開口の縁に設けられた、この筐体の硬度よりも低い硬度を有する弾性部材と、シート状の形状を有し、一端がこの弾性部材に取り付けられこの一端に対する他端がこの現像ロールの方に延びた、この現像ロールとこの筐体との隙間を封鎖する封鎖部材とを有するものであることを特徴とする。

本発明の画像形成装置によれば、現像ロールと筐体との隙間の変化に対する許容性の高い現像装置を備えていることで、経年による現像装置の寸法変化が生じても安定した画像形成が可能となる。

本発明によれば、歩留まりの向上が図られた現像装置、この現像装置を備えたカートリッジ、および、この現像装置を備えた画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は、画像形成装置の概略構成図である。

図１に示す画像形成装置１は、矢印Ａ方向に回転する、表面に像を保持する像保持体１０と、この像保持体１０の表面に電荷を付与する帯電ロール１１と、外部から送信されてきた画像データに基づいた露光光を生成する露光器１２と、像保持体１０に対向して矢印Ｃ方向に回転する現像ロール１３１を保持すると共にトナーを収容する現像器１３と、記録用紙を収容する用紙カセット１６と、用紙カセット１６から記録用紙を引き出して矢印Ｂ方向に搬送する用紙搬送装置１７と、像保持体１０の表面に保持されているトナー像を搬送されてきた記録用紙上に転写する転写ロール１４と、記録用紙上のトナー像を加熱することでその記録用紙上にトナー像を定着させる定着器１５とを有している。

図１に示す画像形成装置１では、矢印Ａ方向に回転する像保持体１０の表面に帯電器１１が所定の電荷を付与し、所定の電荷が付与された像保持体１０の表面に、外部から送信されてきた画像データに基づいた露光光を露光器１２が照射することで像保持体１０の表面に静電潜像が形成され、回転する現像ロール１３１の表面に現像剤を保持させて現像剤中のトナーを静電的に静電潜像に付着させることで静電潜像が現像され、この現像により得られたトナー像が、用紙カセット１６から用紙搬送装置１７によって引き出されて搬送されてきた記録用紙上に転写ロール１４により転写され、定着器１５が記録用紙上のトナー像を加熱および加圧することでその記録用紙上にこのトナー像が定着されて記録用紙上に画像形成が行われる。また、この画像形成装置１では、現像器１３と像保持体１０がカートリッジ２０に搭載され、この画像形成装置１の内部からの引出しが自在となるように装填されており、現像器１３あるいは像保持体１０に起因した画像欠陥が発生している場合などには、ユーザの手でカートリッジごと交換できるようになっている。画像形成装置１は、本発明の画像形成装置の一実施形態であり、カートリッジ２０は、本発明のカートリッジの一実施形態である。また、現像器１３は、本発明の現像装置の一実施形態である。尚、この画像形成装置１は、モノクロ画像専用機である。

図２は、現像器の一部の拡大断面図である。尚、図２では、現像ロール１３１の表面に実際には保持されている現像剤の図示は省略されている。

現像器１３は、現像ロール１３１と、トナーを含む現像剤が収容され、現像ロール１３１を回転自在に保持する筐体１３２と、筐体１３２の硬度よりも低い硬度を有する弾性部材１３３と、シート状の形状を有し、現像ロール１３１と筐体１３２の隙間を封鎖する封鎖部材１３４とを備えている。

筐体１３２には、現像ロール１３１を、現像ロール１３１の像保持体１０に面する側を外部に露出した状態に保持するための開口１３ａが設けられている。尚、この筐体１３２は、ポリエチレン樹脂等を用いることができる。

弾性部材１３３は、開口１３ａの縁のうち、現像ロール１３１の回転における下流側の縁１３２１に取り付けられている。この弾性部材１３３は、発泡ポリウレタン等を用いることができる。

封鎖部材１３４は、一端が弾性部材１３３に取り付けられ、他端が現像ロール１３１の方に延びた、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等を用いてシート状の形状を有するものである。この封鎖部材１３４は、開口１３ａの縁のうち、現像ロール１３１の回転における下流側の縁１３２１に弾性部材１３３を介して取り付けられており、矢印Ｃ方向に回転する現像ロール１３１に撓りながら接触して、現像ロール１３１と縁１３２の隙間を封鎖している。

図２（ａ）に示されている現像器１３では、現像ロール１３１と縁１３２１の隙間が寸法αとなっている。この寸法αは、弾性部材１３３を有しておらず筐体１３２の端部に封鎖部材１３４が貼り付けられている比較のための現像器における設計値と同じ寸法となっている。以下、現像器１３と比較したこの現像器を従来の現像器と称する。

図２（ａ）に示されている現像器１３では、これら現像ロール１３１と縁１３２１の隙間寸法αが、従来の現像器の設計値と同じとなっていることから、現像ロール１３１に対する封鎖部材１３４の接触圧力および現像ロール１３１と縁１３２１の隙間の封鎖性に問題はなく、図２（ａ）には、封鎖部材１３４が現像ロール１３１に接触して、これら現像ロール１３１と縁１３２１の隙間を封鎖している様子が示されている。

図２（ｂ）には、現像ロール１３１と縁１３２１の隙間寸法が、従来の現像器における、設計値（α）に対する設計許容範囲の下限である寸法βとなっている現像器１３の断面図が示されている。

これら現像ロール１３１と縁１３２１の隙間寸法βは、従来の現像器における設計許容範囲の下限であるが、弾性部材１３３が多少変形している分だけ、現像ロール１３１に対する封鎖部材１３４の接触圧力および現像ロール１３１と縁１３２１の隙間の封鎖性には余裕がある。

図２（ｃ）には、現像ロール１３１と縁１３２１の隙間寸法が、従来の現像器における設計許容範囲の下限を割り込んだ寸法γとなっている現像器１３の断面図が示されている。図２（ｃ）には、弾性部材１３３が大きく変形している様子が示されている。この大きな変形により、現像ロール１３１に対する封鎖部材１３４の接触圧力が吸収され、封鎖部材１３４の撓りは、従来の現像器における設計許容下限での撓りと同等に抑えられている。

この現像器１３では、封鎖部材１３４が弾性部材１３３を介して縁１３２１に取り付けられていることで、これら現像ロール１３１と縁１３２１の隙間寸法が、従来の現像器における設計許容範囲の下限を割り込んだ寸法γとなっても、現像ロール１３１に対する封鎖部材１３４の接触圧力の過度の上昇を抑えることができる。つまり、この現像器１３では、従来の現像器における設計許容範囲と比べて設計許容範囲が拡がることとなる。したがって、本実施形態の現像器１３によれば、検品段階で弾かれる現像器の数が減り、生産上の歩留まりが向上する。これにより、本実施形態のカートリッジ２０の生産上の歩留まりも向上する。

また、この現像器１３では、この封鎖部材１３４が、開口１３ａの縁のうち、回転する現像ロール１３１と、その現像ロール上の現像剤とを共に抵抗なく迎え入れる必要がある、現像ロール１３１の回転における下流側の縁１３２１に弾性部材１３３を介して取り付けられていることから、現像ロール１３１等を抵抗なく迎え入れるという点についても好適である。

さらに、この現像器１３では、発泡構造を有する弾性部材１３３を使用することで経時劣化が抑えられることから、弾性部材１３３の長寿命化が図られている。

また、本実施形態の画像形成装置１によれば、現像ロール１３１と筐体１３２の隙間の変化に対する許容性の高い現像器１３を備えていることで、経年による現像器１３の寸法変化が生じても安定した画像形成が可能となる。

以下、本発明の実施例および比較例について説明する。

これら実施例および比較例は、富士ゼロックス（株）製の複写機ＤｏｃｕＣｅｎｔｅｒ２８０を、これら実施例および比較例に示す条件が具現化された現像器との現像器の交換が可能なものに改造した改造機を使用して行った実験である。尚、ＤｏｃｕＣｅｎｔｅｒ２８０の現像器では、現像ロールの回転における下流側の縁と現像ロールの隙間の設計値を１．２ｍｍに設定し、各部材はこの設計値に合わせた寸法になっている。

この実験は、改造機をプロセススピード１１０ｍｍ／ｓｅｃで１０分間動作させた場合の現像器における‘トナー詰まり’および‘トナーもれ’を観察したものである。

硬度の測定方法は弾性部材に用いるのと同じ材料を厚み２０ｍｍに加工したものを用いたサンプルを、高分子計器社製、アスカーＦＰ型硬度計を用いて行った。

実施例は、ＤｏｃｕＣｅｎｔｅｒ２８０に元々備えられていた現像器の筐体の、現像ロールの回転における下流側の縁であって封鎖部材が貼り付けられている部分を、封鎖部材の貼り付け面に対して垂直に２ｍｍ削り、その削った部分に、厚み２ｍｍ、幅３ｍｍ、長さ３００ｍｍの弾性部材として発泡ポリウレタン製のカームフレックスＦ−１０００Ｇ（（株）イノアックコーポレーション社製）を両面テープ（日東５０００ＮＳ）を介して貼りつけ、その上に、封鎖部材として、ＤｏｃｕＣｅｎｔｅｒ２８０の現像器において使用されている、厚み３８μｍ、幅８．５ｍｍ、長さ３００ｍｍのＰＥＴフィルムを貼りつけた現像器について、現像ロールの回転における下流側の縁と現像ロールの隙間がそれぞれ１．５ｍｍ、０．８ｍｍ、０．６ｍｍ、および０．４ｍｍのバリエーションを用意してこれらを順次改造機に備えた場合である。なお、上記方法で求めた弾性部材の硬度は６５、筐体はポリエチレン樹脂製で、その硬度は７８であった。

比較例は、ＤｏｃｕＣｅｎｔｅｒ２８０の現像器の構成部品はそのまま使用し、現像ロールの回転における下流側の縁と現像ロールの隙間がそれぞれ１．５ｍｍ、０．８ｍｍ、０．６ｍｍ、および０．４ｍｍの現像器を用意してこれらを順次改造機に備えた場合である。

‘トナー詰まり’の評価については、‘○’は詰まり無し、‘△’はやや詰まり気味、‘×’は詰まり発生とした。

‘トナーもれ’の評価については、‘○’はもれ無し、‘△’はややもれ気味、‘×’はもれ有りとした。

図３は、実施例および比較例の実験内容および実験結果を示す図である。

図３には、上述の実施例と比較例とのそれぞれについて、‘隙間寸法’、‘トナー詰まり’、および‘トナーもれ’の内容が示されている。

比較例では、‘トナーもれ’については、全て‘○’であったものの、‘トナー詰まり’については、０．６ｍｍおよび０．４ｍｍで発生し、評価は双方共に‘×’となった。この結果、ＤｏｃｕＣｅｎｔｅｒ２８０の現像器の許容範囲は、設計値１．２ｍｍに対して＋０．３ｍｍ〜−０．４ｍｍであることが確認できた。

実施例では、１．５ｍｍ〜０．４ｍｍの各場合について‘トナー詰まり’および‘トナーもれ’の評価が‘△’〜‘○’であった。この結果、図２に示すタイプの現像器の許容範囲は、例えば、設計値を１．０ｍｍとすることで＋０．５ｍｍ〜−０．６ｍｍという広い範囲になることが確認できた。

これら実施例および比較例からは、図２に示す現像器を採用することで、設計許容範囲を広げることができる点が確認できた。

尚、以上に説明した実施形態では、本発明にいう発泡樹脂の一例として発泡ポリウレタンが示されているが、本発明いう発泡樹脂は、発泡ウレタンであってもよく、発泡メラミンあるいは発泡シリコンであってもよい。また、本発明にいう弾性部材は、発泡構造を有していれば発泡樹脂でなくてもよく、例えば発泡ゴムであってもよい。さらには、本発明にいう弾性部材は、現像装置の筐体の硬度よりも低い硬度を有していれば発泡構造を有するものでなくてよく、例えばバネ構造を有するものであってよい。

また、以上に説明した実施形態では、本発明にいう封鎖部材の一例としてＰＥＴのフィルム状のものが示されているが、本発明いう封鎖部材は、シート状の形状を有し、現像ロールと筐体の隙間を封鎖できるものであれば、ウレタン製のフィルム状のものであってもよい。

また、以上に説明した実施形態では、開口の縁のうち、現像ロールの回転における下流側の縁に弾性部材が設けられた例を挙げて説明したが、本発明では、開口の縁であれば、現像ロールの回転における上流側の縁に弾性部材を設けたとしても、本発明の基本的効果は減却されない。

本発明の画像形成装置の一実施形態の概略構成図である。 現像器の一部の拡大断面図である。 実施例および比較例の実験内容および実験結果を示す図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
１０ 像保持体
１１ 帯電器
１２ 露光器
１３ 現像器
１３１ 現像ロール
１３２ 筐体
１３３ 弾性部材
１３４ 封鎖部材
１４ 転写ロール
１５ 定着器
１６ 用紙カセット
１７ 用紙搬送装置

Claims (6)

1. 静電潜像が表面に形成されて該静電潜像を保持する像保持体に周面が近接して配備され、トナーを少なくとも含有した現像剤を該周面上に保持して回転し該現像剤を前記像保持体に近接あるいは接触させることにより前記像保持体上の静電潜像を該トナーで現像する現像ロールと、
   内部に前記現像剤が収容され、開口を有する、前記現像ロールの前記像保持体に面する側が該開口から外部に露出した状態に該現像ロールを回転自在に保持する筐体と、
   前記開口の縁に設けられた、該筐体の硬度よりも低い硬度を有する弾性部材と、
   シート状の形状を有し、一端が前記弾性部材に取り付けられ該一端に対する他端が前記現像ロールの方に延びた、該現像ロールと前記筐体との隙間を封鎖する封鎖部材とを備えたことを特徴とする現像装置。
2. 前記弾性部材が、前記開口の縁のうち、前記現像ロールの回転における下流側の縁に設けられたものであることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 前記弾性部材が発泡構造を有するものであることを特徴とする請求項１または２記載の現像装置。
4. 前記弾性部材が発泡樹脂からなるものであることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載の現像装置。
5. 静電潜像が表面に形成されて該静電潜像を保持する像保持体；および
   前記像保持体に周面が近接して配備され、トナーを少なくとも含有した現像剤を該周面上に保持して回転し該現像剤を前記像保持体に近接あるいは接触させることにより該像保持体上の静電潜像を該トナーで現像する現像ロールと、内部に該現像剤が収容され、開口を有する、該現像ロールの該像保持体に面する側が該開口から外部に露出した状態に該現像ロールを回転自在に保持する筐体と、該開口の縁に設けられた、該筐体の硬度よりも低い硬度を有する弾性部材と、シート状の形状を有し、一端が該弾性部材に取り付けられ該一端に対する他端が該現像ロールの方に延びた、該現像ロールと該筐体との隙間を封鎖する封鎖部材とを有する現像装置；
   を備えたことを特徴とするカートリッジ。
6. 表面に像が形成されて該像を保持する像保持体と、
   前記像保持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成部と、
   前記像保持体表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する、該トナーを含んだ現像剤を内部に収容した現像装置とを備え、
   前記現像装置が、
   前記像保持体に周面が近接して配備され、トナーを少なくとも含有した現像剤を該周面上に保持して回転し該現像剤を前記像保持体に近接あるいは接触させることにより該像保持体上の静電潜像を該トナーで現像する現像ロールと、内部に該現像剤が収容され、開口を有する、該現像ロールの該像保持体に面する側が該開口から外部に露出した状態に該現像ロールを回転自在に保持する筐体と、該開口の縁に設けられた、該筐体の硬度よりも低い硬度を有する弾性部材と、シート状の形状を有し、一端が該弾性部材に取り付けられ該一端に対する他端が該現像ロールの方に延びた、該現像ロールと該筐体との隙間を封鎖する封鎖部材とを有するものであることを特徴とする画像形成装置。

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