JP2014164227A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】繊維層を有する現像ローラを備えた現像装置において、現像ローラとシール部材とのシール性を向上させる。
【解決手段】現像装置は、現像剤を収容するための筐体１０と、現像剤を担持するように構成された現像ローラ２０と、筐体１０と現像ローラ２０の間から現像剤が漏れるのを抑制するため、筐体１０と現像ローラ２０との間に配置されるシール部材４０とを備える。現像ローラ２０は、ローラ本体２２と、ローラ本体２２の外周面に形成された繊維層２３と、繊維層２３の軸線方向両側でローラ本体２２の外周面が露出した露出部２６とを有する。シール部材４０は、筐体１０と露出部２６との間に配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、表面に繊維層を有する現像ローラを備えた現像装置に関する。

従来より、現像剤を収容する筐体や、表面にブラシ状の繊維層を有する現像ローラなどを備えた現像装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開昭５７−１０９９６５号公報

ところで、現像装置には、筐体と現像ローラの間から現像剤が漏れるのを抑制するためにシール部材を設ける必要があるが、繊維層を有する現像ローラを備えた従来の現像装置においては、現像ローラとシール部材とのシール性についてほとんど検討がなされていなかった。

本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、繊維層を有する現像ローラを備えた現像装置において、現像ローラとシール部材とのシール性を向上させることを目的とする。

前記した目的を達成するため、本発明の現像装置は、現像剤を収容するための筐体と、現像剤を担持するように構成された現像ローラと、筐体と現像ローラの間から現像剤が漏れるのを抑制するため、筐体と現像ローラとの間に配置されるシール部材と、を備える。
現像ローラは、ローラ本体と、ローラ本体の外周面に形成された繊維層と、繊維層の軸線方向両側でローラ本体の外周面が露出した露出部と、を有する。
シール部材は、筐体と露出部との間に配置されている。

このような構成によれば、繊維層が形成された現像ローラを備える現像装置において、シール部材を現像ローラ（露出部）に密着させることができるので、現像ローラとシール部材とのシール性を向上させることができる。

前記した現像装置において、シール部材は、現像ローラが摺接する摺接部材と、摺接部材と筐体との間に配置される弾性部材と、を有する構成とすることができる。

これによれば、摺接部材と弾性部材を異なる材質から形成可能となるので、弾性部材によりシール部材を現像ローラに密着させて現像ローラとシール部材とのシール性を向上させつつ、摺接部材により現像ローラを良好に回転可能とすることができる。

前記した現像装置において、摺接部材の厚さは、繊維層の厚さよりも小さい構成とすることができる。

前記した現像装置において、摺接部材の前記軸線方向の内側端部は、露出部の前記軸線方向の内側端部よりも外側に位置し、弾性部材の前記軸線方向の内側端部は、露出部の前記軸線方向の内側端部よりも内側に位置している構成とすることができる。

これによれば、繊維層の両端部付近で繊維層が弾性部材により圧縮されて繊維の密度が高くなるため、露出部と摺接部材との間に入り込もうとする現像剤が繊維にブロックされることで、現像剤が露出部と摺接部材との間に入り込みにくくなる。これにより、現像ローラとシール部材とのシール性をより向上させることができる。

また、前記した現像装置において、シール部材の前記軸線方向の内側端部は、露出部の前記軸線方向の内側端部よりも前記軸線方向内側に位置している構成とすることもできる。

また、前記した現像装置において、シール部材の前記軸線方向の内側端部は、露出部の前記軸線方向の内側端部と前記軸線方向において同じ位置に配置されている構成とすることもできる。

また、前記した現像装置において、シール部材の前記軸線方向の内側端部は、露出部の前記軸線方向の内側端部よりも前記軸線方向外側に位置している構成とすることもできる。

これによれば、シール部材と繊維層との摺接が抑制されるため、シール部材と繊維層との摺接による繊維層へのダメージ、例えば繊維抜けなどを低減することができる。

前記した現像装置は、現像ローラから現像剤が供給されることで現像剤像が形成されるように構成された感光体と、露出部の前記軸線方向外側に配置され、露出部よりも感光体側に突出して感光体の表面に接触する接触部材と、を備える構成とすることができる。

これによれば、現像ローラの外周面と感光体の間隔（繊維層に対する感光体の食い込み量）を一定に保つことができる。これにより、感光体に対して良好に現像剤を供給できるため、画質を向上させることが可能となる。

本発明によれば、繊維層を有する現像ローラを備えた現像装置において、現像ローラとシール部材とのシール性を向上させることができる。

現像装置の一例としてのプロセスカートリッジが使用される画像形成装置の概略構成を示す図である。 プロセスカートリッジを構成する現像ユニットの分解斜視図である。 現像ユニットのシール部材付近の構成を示す断面図である。 現像ローラの端部付近の構成を示す図３のＸ−Ｘ断面図である。 現像ローラに対する摺接部材と弾性部材の配置を説明する図である。 第１の変形例に係る現像ローラに対するシール部材の配置を説明する図である。 第２の変形例に係る現像ローラに対するシール部材の配置を説明する図である。 第３の変形例に係る現像ローラに対するシール部材の配置を説明する図である。

次に、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下においては、まず、本実施形態に係る現像装置の一例としてのプロセスカートリッジ５が使用される画像形成装置の概略構成について説明し、その後、プロセスカートリッジ５の詳細な構成について説明する。また、以下の説明において、方向は、画像形成装置を使用するユーザを基準にした方向で説明する。具体的には、ユーザから見て手前側である図１の右側を「前」とし、ユーザから見て奥側である図１の左側を「後」とし、図１の紙面手前側を「左」、紙面奥側を「右」とする。また、図１の上下方向を「上下」とする。

＜画像形成装置の概略構成＞
図１に示すように、画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ１は、本体筐体２内に、用紙Ｓを供給する給紙部３と、露光装置４と、用紙Ｓにトナー像（現像剤像）を転写するプロセスカートリッジ５と、用紙Ｓに転写されたトナー像を熱定着する定着装置８とを主に備えている。

給紙部３は、本体筐体２内の下部に設けられ、用紙Ｓを収容する給紙トレイ３Ａと、用紙Ｓを給紙トレイ３Ａからプロセスカートリッジ５に供給する給紙機構３Ｂとを主に備えている。給紙トレイ３Ａに収容された用紙Ｓは、給紙機構３Ｂによって１枚ずつ分離されてプロセスカートリッジ５に供給される。

露光装置４は、本体筐体２内の上部に配置され、図示しないレーザ光源やポリゴンミラー、レンズ、反射鏡などを備えている。露光装置４では、レーザ光源から出射される画像データに基づくレーザ光（鎖線参照）が、感光体ドラム６１の表面で高速走査されることで、感光体ドラム６１の表面を露光する。

プロセスカートリッジ５は、露光装置４の下方に配置され、本体筐体２に設けられたフロントカバー２Ａを開いたときにできる開口から本体筐体２に対して着脱可能に装着される構成となっている。このプロセスカートリッジ５は、現像剤の一例としてのトナーを収容する収容部１１と、現像ローラ２０と、規制ブレード３０と、感光体の一例としての感光体ドラム６１と、帯電器６２と、転写ローラ６３とを主に備えている。

プロセスカートリッジ５では、感光体ドラム６１の表面が、帯電器６２により一様に帯電された後、露光装置４からのレーザ光によって露光されることで、感光体ドラム６１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、収容部１１内のトナーは、回転駆動する現像ローラ２０の表面に担持され、その後、規制ブレード３０によって現像ローラ２０上に担持される量が規制される。そして、現像ローラ２０上のトナーが、感光体ドラム６１に供給されることで、静電潜像が可視像化され、感光体ドラム６１上にトナー像が形成される。その後、給紙部３から供給された用紙Ｓが、感光体ドラム６１と転写ローラ６３の間を通過することで、感光体ドラム６１上のトナー像が用紙Ｓ上に転写される。

定着装置８は、プロセスカートリッジ５の後方に配置され、加熱ローラ８Ａと、加熱ローラ８Ａと対向配置されて加熱ローラ８Ａを押圧する加圧ローラ８Ｂとを主に備えている。定着装置８では、トナー像が転写された用紙Ｓが、加熱ローラ８Ａと加圧ローラ８Ｂの間を通過することで、トナー像が用紙Ｓ上に熱定着される。トナー像が熱定着された用紙Ｓは、排紙ローラ２Ｃによって排紙トレイ２Ｂ上に排出される。

＜プロセスカートリッジの詳細構成＞
プロセスカートリッジ５は、感光体ユニット６と、感光体ユニット６に対して着脱可能に装着される現像ユニット７とから構成されている。なお、以下の説明において、軸線方向とは、現像ローラ２０の軸２１が延びる方向であり、本実施形態では左右方向に相当する。

感光体ユニット６は、感光体フレーム６０と、感光体ドラム６１と、帯電器６２と、転写ローラ６３とを主に備えている。感光体フレーム６０は、感光体ドラム６１や転写ローラ６３を回転可能に支持するフレームであり、現像ユニット７が着脱可能に装着されるように構成されている。また、感光体ドラム６１は、円筒状のドラム本体の外周面に感光層が形成された部材であり、現像ユニット７が感光体ユニット６に装着されているときに現像ローラ２０の後述する繊維層２３に接触した状態で配置され、前記したように現像ローラ２０からトナーが供給されることでトナー像が形成されるように構成されている。

図２および図３に示すように、現像ユニット７は、前記した現像ローラ２０や規制ブレード３０などの他、トナーを収容するための収容部１１を形成する筐体１０と、当該筐体１０と現像ローラ２０の両端部との間に配置される一対のシール部材４０と、接触部材の一例としてのコロ５０とをさらに備えている。

筐体１０は、現像ローラ２０を回転可能に支持する支持部１２と、収容部１１内から現像ローラ２０にトナーを供給するための軸線方向に長い開口１３と、シール部材４０が貼着される左右一対の貼着面１４と、規制ブレード３０を固定するための複数のネジ穴１５とを主に有している。支持部１２は、略後方が開放された側面視円弧状の凹部として筐体１０の左右の壁のそれぞれに形成されている。現像ローラ２０は、軸２１を支持部１２の後側に形成された開口に挿通した後、軸線方向外側から軸受２９を軸２１と支持部１２に係合させることで軸受２９を介して筐体１０に回転可能に組み付けられる。貼着面１４は、現像ローラ２０の周面に沿うような断面視略円弧状の面であり、開口１３の軸線方向両側であって現像ローラ２０の後述する露出部２６と対向する位置に形成されている。

図３に示すように、規制ブレード３０は、矢印の方向に回転駆動する現像ローラ２０の繊維層２３に接触して繊維層２３に付着した過剰なトナーを掻き落とすことで繊維層２３に担持されるトナーの量を規制するように構成された板状の部材である。この規制ブレード３０は、断面視略Ｌ字形状をなしており、現像ローラ２０に沿って軸線方向に長尺状に延びる本体部３１と、先端が繊維層２３に食い込むように接触する折曲部３２とを有している。規制ブレード３０は、本体部３１の一端側である上端側が一対の補強板３５，３６により前後から挟まれた状態で、一対の補強板３５，３６とともにネジ３９により筐体１０に組み付けられることで筐体１０に固定される。折曲部３２は、本体部３１の自由端である下端から後側の現像ローラ２０側に向けて延びるように形成されている。

図４に示すように、現像ローラ２０は、トナーを担持するように構成されたローラであり、軸２１と、ローラ本体２２と、ローラ本体２２の外周面に形成された繊維層２３と、繊維層２３の軸線方向両側に位置する露出部２６とを主に有している。なお、現像ローラ２０の端部付近の構成は略左右対称であるため、図４などでは現像ローラ２０の一方の端部付近の構成のみを示す。また、図２では、繊維層２３をハッチングを付して示し、繊維層２３を構成する１本１本の繊維の図示を省略している。

繊維層２３は、トナーを担持可能な無数の繊維がブラシ状に植設された層である。一方、露出部２６は、ローラ本体２２の外周面が露出した非植毛部分である。このような外周面の中央に繊維層２３を有し、両端部に露出部２６を有するローラ本体２２は、例えば、ローラ本体２２の両端部（露出部２６となる部分）をマスクで覆った後に、ローラ本体２２の外周面に接着剤を塗布し、繊維を静電植毛などによって植設した後、接着剤を乾燥させ、マスクを除去することによって形成することができる。ローラ本体２２の両端部は、マスクで覆われたことで、繊維層２３が形成されない露出部２６となる。なお、必要に応じて、繊維の長さを揃えたり、不要な繊維を除去したりしてもよい。また、露出部２６は、シール部材４０との摺動性を高めるなどの目的で必要に応じて樹脂層などでコートしてもよい。

図２に示すように、コロ５０は、左右の露出部２６の軸線方向外側、より詳しくはシール部材４０の軸線方向外側に１つずつ配置されており、現像ローラ２０の軸２１に回転可能に支持されている。各コロ５０は、図４（一方のみ図示）に示すように、ローラ本体２２の外周面（露出部２６）よりも後側の感光体ドラム６１側に突出しており、現像ユニット７が感光体ユニット６に装着された状態において感光体ドラム６１の表面に接触し、回転駆動する感光体ドラム６１に対し従動回転するように設けられている。

シール部材４０は、筐体１０（収容部１１）内のトナーが筐体１０と現像ローラ２０の間から漏れるのを抑制するための部材であり、筐体１０の貼着面１４と現像ローラ２０の露出部２６との間に配置されている。このシール部材４０は、回転駆動する現像ローラ２０の露出部２６が直接摺接する摺接部材４１と、摺接部材４１と筐体１０の貼着面１４との間に配置される弾性部材４２とを有して構成されている。摺接部材４１は、現像ローラ２０の回転をスムーズにするため、現像ローラ２０との摺動抵抗を小さくすることを目的として設けられており、例えば、フェルトや不織布などのシート状の繊維や、樹脂フィルムや樹脂テープなどのシート状の樹脂などから形成されている。一方、弾性部材４２は、押し潰されたときの復元力により摺接部材４１を露出部２６に密着させることを目的として設けられており、例えば、ウレタンスポンジなどの弾性変形可能な材料から形成されている。

図５に示すように、本実施形態において、摺接部材４１の厚さＣ１は、繊維層２３の厚さＡ１（繊維層２３を構成する繊維の長さ）よりも小さくなっている。さらに、摺接部材４１の軸線方向の内側端部４１Ｅは、露出部２６の軸線方向の内側端部２６Ａよりも外側に位置し、かつ、弾性部材４２の軸線方向の内側端部４２Ｅは、露出部２６の内側端部２６Ａよりも内側に位置している。言い換えれば、シール部材４０は、繊維層２３よりも薄い摺接部材４１の内側端部４１Ｅが繊維層２３の端から離れて配置され、弾性部材４２の内側端部４２Ｅが露出部２６上から繊維層２３側に飛び出すように配置されている。これにより、ローラ本体２２の端部付近で繊維層２３を構成する繊維が弾性部材４２により圧縮されて繊維同士の隙間が小さくなり、繊維の密度が高くなっている。

次に、以上のように構成されたプロセスカートリッジ５の作用効果について説明する。
図５などに示したように、プロセスカートリッジ５では、シール部材４０が筐体１０と繊維層２３が形成されていない露出部２６との間に配置されているので、シール部材４０を現像ローラ２０（露出部２６）に密着させることができる。これにより、プロセスカートリッジ５では、現像ローラ２０とシール部材４０とのシール性を向上させることができる。

また、特に本実施形態では、摺接部材４１の内側端部４１Ｅが露出部２６の内側端部２６Ａよりも外側に位置し、弾性部材４２の内側端部４２Ｅが内側端部２６Ａよりも内側に位置していることで、繊維層２３の両端部付近で繊維の密度が高くなっているため、露出部２６と摺接部材４１との間に入り込もうとするトナーが繊維にブロックされることで、露出部２６と摺接部材４１との間に入り込みにくくなっている。これにより、シール性をより向上させることができる。

また、本実施形態では、シール部材４０が摺接部材４１と弾性部材４２とを有して構成されているので、前記したとおり、摺接部材４１と弾性部材４２を異なる材質から形成可能である。これにより、弾性部材４２によりシール部材４０を現像ローラ２０に密着させてシール性を向上させつつ、摺接部材４１により現像ローラ２０を良好に回転させることができる。

さらに、本実施形態のプロセスカートリッジ５は、図４に示すように、感光体ドラム６１に接触するコロ５０を備えているので、現像ローラ２０の外周面と感光体ドラム６１の間隔（繊維層２３に対する感光体ドラム６１の食い込み量）を一定に保つことができる。これにより、感光体ドラム６１に対して良好にトナーを供給できるため、レーザプリンタ１において画質を向上させることができる。

また、本実施形態では、筐体１０に現像ローラ２０を組み付ける際には、図２に示したように、現像ローラ２０を筐体１０の支持部１２に向けて軸線方向に略直交する方向に沿って組み付けることが可能となっている。これにより、繊維層２３を構成する繊維が軸線方向に倒れることを抑制できるので、特に繊維層２３の端部において軸線方向外側に倒れた繊維が露出部２６とシール部材４０との間に深く入り込むようなことを抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、下記のように本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

前記実施形態では、摺接部材４１の内側端部４１Ｅが露出部２６の内側端部２６Ａよりも外側に位置し、弾性部材４２の内側端部４２Ｅが内側端部２６Ａよりも内側に位置していたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図６〜図８に示すように、摺接部材４１の内側端部と弾性部材４２の内側端部は略面一であってもよい。

なお、各図に示す構成について少し詳しく説明すると、図６に示す構成では、シール部材４０の内側端部４０Ｅが、露出部２６の内側端部２６Ａよりも軸線方向内側に位置している。また、図７に示す構成では、シール部材４０の内側端部４０Ｅが、露出部２６の内側端部２６Ａと軸線方向において同じ位置に配置されている。言い換えれば、図７に示す構成では、シール部材４０の内側端部４０Ｅと露出部２６の内側端部２６Ａとが略面一となっている。さらに、図８に示す構成では、シール部材４０の内側端部４０Ｅが、露出部２６の内側端部２６Ａよりも若干軸線方向外側に位置している。なお、図８に示す構成によれば、シール部材４０と繊維層２３との摺接が抑制されるため、シール部材４０と繊維層２３との摺接による繊維層２３へのダメージ、例えば、繊維層２３を構成する繊維の抜けなどを低減することができる。

前記実施形態では、摺接部材４１の厚さＣ１が繊維層２３の厚さＡ１よりも小さい構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、摺接部材の厚さは、繊維層の厚さと同じであってもよいし、繊維層の厚さよりも大きくてもよい。なお、図６に示すように、摺接部材４１の厚さＣ１が繊維層２３の厚さＡ１よりも小さい構成では、特に摺接部材４１がシート状の繊維から形成されている場合、摺接部材４１を構成する繊維の長さが比較的短くなるため、摺接部材４１を構成する繊維と繊維層２３を構成する繊維とが絡みにくくなる。これにより、現像ローラ２０を良好に回転させることができる。

前記実施形態では、シール部材４０が摺接部材４１と弾性部材４２を有する２層構造であったが、本発明はこれに限定されず、例えば、シール部材は、単層構造であってもよいし、３層以上の多層構造であってもよい。

前記実施形態では、接触部材としてコロ５０を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図４を参考にして説明すると、接触部材は、コロ５０の代わりに、筐体１０の左右の壁（左の壁のみ図示）から露出部２６よりも感光体ドラム６１側に突出する突出部として形成されていてもよい。この場合、突出部としての接触部材は、筐体１０と一体であってもよいし、別体であってもよい。

前記実施形態では、現像装置としてのプロセスカートリッジ５が感光体ドラム６１（感光体）を備えて構成されていたが、本発明はこれに限定されず、現像装置は、感光体を備えない構成であってもよい。具体的には、例えば、現像装置は、前記実施形態の現像ユニット７と同様の構成であってもよい。また、前記実施形態では、感光体が現像ローラの繊維層に接触した状態でトナーが供給される接触現像方式の現像装置を例示したが、本発明はこれに限定されず、感光体が現像ローラの繊維層に接触しない状態でトナーが供給される非接触現像方式の現像装置であってもよい。

前記実施形態では、本発明の現像装置が使用される画像形成装置として、モノクロ画像のみを形成可能なレーザプリンタ１を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、カラー画像を形成可能なプリンタであってもよい。また、画像形成装置は、プリンタに限定されず、例えば、フラットベッドスキャナなどの原稿読取装置を備える複写機や複合機などであってもよい。

５ プロセスカートリッジ
１０ 筐体
２０ 現像ローラ
２１ 軸
２２ ローラ本体
２３ 繊維層
２６ 露出部
２６Ａ 内側端部
４０ シール部材
４１ 摺接部材
４１Ｅ 内側端部
４２ 弾性部材
４２Ｅ 内側端部
５０ コロ
６１ 感光体ドラム

Claims (8)

1. 現像剤を収容するための筐体と、
   現像剤を担持するように構成された現像ローラと、
   前記筐体と前記現像ローラの間から現像剤が漏れるのを抑制するため、前記筐体と前記現像ローラとの間に配置されるシール部材と、を備え、
   前記現像ローラは、ローラ本体と、前記ローラ本体の外周面に形成された繊維層と、前記繊維層の軸線方向両側で前記ローラ本体の外周面が露出した露出部と、を有し、
   前記シール部材は、前記筐体と前記露出部との間に配置されていることを特徴とする現像装置。
2. 前記シール部材は、前記現像ローラが摺接する摺接部材と、前記摺接部材と前記筐体との間に配置される弾性部材と、を有することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記摺接部材の厚さは、前記繊維層の厚さよりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 前記摺接部材の前記軸線方向の内側端部は、前記露出部の前記軸線方向の内側端部よりも外側に位置し、
   前記弾性部材の前記軸線方向の内側端部は、前記露出部の前記軸線方向の内側端部よりも内側に位置していることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
5. 前記シール部材の前記軸線方向の内側端部は、前記露出部の前記軸線方向の内側端部よりも前記軸線方向内側に位置していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の現像装置。
6. 前記シール部材の前記軸線方向の内側端部は、前記露出部の前記軸線方向の内側端部と前記軸線方向において同じ位置に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の現像装置。
7. 前記シール部材の前記軸線方向の内側端部は、前記露出部の前記軸線方向の内側端部よりも前記軸線方向外側に位置していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の現像装置。
8. 前記現像ローラから現像剤が供給されることで現像剤像が形成されるように構成された感光体と、
   前記露出部の前記軸線方向外側に配置され、前記露出部よりも前記感光体側に突出して前記感光体の表面に接触する接触部材と、を備えることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の現像装置。

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