JP2015176022A - image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機やファクシミリ装置あるいはプリンタや印刷機などの画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, a printer, or a printing machine.
従来、複写機やファクシミリ装置あるいはプリンタや印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体として用いられる感光体上を帯電させる為、帯電工程にて帯電装置による放電現象にて感光体上を均一に帯電する。その後、露光工程において画像部のみをレーザー光等で露光して静電潜像を形成、次の現像工程において現像装置から供給されるトナーにより可視像処理する。そして、感光体上で可視像とされたトナー像を転写工程において紙などの記録紙に転写した後、定着装置によってトナー像を定着することで複写物や印刷出力とすることが知られている。なお、転写工程において紙上に転写されずに感光体上に残留したトナーは転写工程下流に配置されたクリーニング工程において感光体上から除去後回収され、再び帯電工程から次の画像形成を行っている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, or a printer or a printing machine, a photosensitive member used as a latent image carrier is charged. Charge uniformly. Thereafter, only an image portion is exposed with a laser beam or the like in an exposure process to form an electrostatic latent image, and a visible image is processed with toner supplied from a developing device in the next development process. It is known that after a toner image that has become a visible image on a photoreceptor is transferred to a recording paper such as paper in a transfer process, the toner image is fixed by a fixing device to obtain a copy or a printed output. Yes. The toner remaining on the photoreceptor without being transferred onto the paper in the transfer process is recovered after being removed from the photoreceptor in a cleaning process disposed downstream of the transfer process, and the next image formation is performed again from the charging process. .
現像装置は、金属製の芯材の周囲に導電性を有する弾性層を有する現像ローラと、同じく金属製の芯材の周囲に導電性の発泡弾性層を形成したものや導電性の繊維からなるブラシから形成される供給ローラとを備えている。また、現像ローラに一定量のトナー薄層を形成するために金属薄板から構成されるトナー規制部材が設けられている。そして、現像方式の一つとして、収納される現像剤がトナーを主たる構成とする接触一成分現像方式が用いられる。 The developing device includes a developing roller having a conductive elastic layer around a metal core, and a conductive foam elastic layer formed around the metal core and conductive fibers. And a supply roller formed from a brush. Further, a toner regulating member composed of a thin metal plate is provided to form a certain amount of toner thin layer on the developing roller. As one of the development methods, a contact one-component development method in which the contained developer mainly includes toner is used.
この接触一成分現像方式では以下のようにする。現像装置内に収納されたトナーを供給ローラが現像ローラに当接しつつ供給し、現像ローラ上に送られたトナーは、現像ローラ表面に長手方向に均等に当接されたトナー規制部材により一定量のトナー薄層に形成されると共に所定の電荷量を帯びさせられる。次に現像ローラ上に形成されたトナー薄層は、現像ローラと感光体表面とが当接する現像ニップ部に搬送され、予め感光体表面に形成された静電潜像上に接触することで静電的に付着し、感光体上にトナーによる可視画像を形成する。 In this contact one-component development system, the following is performed. The toner stored in the developing device is supplied while the supply roller is in contact with the developing roller, and the toner sent onto the developing roller is fixed in a certain amount by the toner regulating member that is uniformly in contact with the developing roller in the longitudinal direction. And a predetermined charge amount. Next, the toner thin layer formed on the developing roller is conveyed to a developing nip where the developing roller and the surface of the photosensitive member abut, and is brought into contact with an electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive member in advance to static The toner adheres electrically and forms a visible image with toner on the photoreceptor.
このように接触一成分現像方式は、従来から用いられてきた二成分現像方式に対して、現像剤中に磁性体からなるキャリアを用いないことから現像ローラ内部にマグネットローラを設ける必要がない。また、キャリア中にトナーを供給するホッパー部や供給したトナーとキャリアを均一に混合し荷電させる混合攪拌部を設ける必要がない。このため、シンプルな構成で安価、且つ小型化が可能であるという特徴がある。また、トナー薄層を感光体上の静電潜像に接触させる為、エッジ効果による画像異常を起こし難く、良好な画質が得易いと言う特徴も併せて見られることから、小型・低速機種を中心に広く採用されている。 In this way, the contact one-component development method does not require a magnet roller in the developing roller because a carrier made of a magnetic material is not used in the developer, compared to the conventional two-component development method. In addition, there is no need to provide a hopper that supplies toner into the carrier or a mixing and stirring unit that uniformly mixes and charges the supplied toner and the carrier. For this reason, there is a feature that it is possible to reduce the size and size with a simple configuration. In addition, since the toner thin layer is brought into contact with the electrostatic latent image on the photoconductor, it is difficult to cause image abnormality due to the edge effect, and it is easy to obtain good image quality. Widely adopted in the center.
しかしながら、トナーのみが現像剤として現像装置内に存在する為、二成分現像方式に比べてその挙動が非常に不安定であり、とりわけ環境変動や外部の影響を受け易く、トナーの持つ流動性が著しく変化し現像装置内部でのトナーの挙動が大きく変化する。このため、現像ローラ上でのトナー薄層量のバラツキや摩擦荷電による帯電のためにトナーの荷電量にバラツキが生じてしまうことで、濃度低下や地肌かぶりなどの画像異常を受け易い一面が見られる。 However, since only toner exists in the developing device as a developer, its behavior is very unstable compared to the two-component developing method, and it is particularly susceptible to environmental fluctuations and external influences, and the fluidity of the toner is low. It changes significantly and the behavior of the toner inside the developing device changes greatly. For this reason, variations in the toner charge amount due to variations in the toner thin layer amount on the developing roller and triboelectric charging cause a variation in the toner charge amount. It is done.
また、現像剤がトナーのみであるため非常に飛散し易く、また微小な隙間にも入り込み易い。このため、現像装置内では現像ローラや供給ローラの軸受部、特に現像装置の筐体(本体ケース)の開口部に設けられた現像ローラやトナー規制部材周辺からのトナー洩れが発生し易い。このため、本体内部の汚染や画像上への落下による異常画像などの問題を引き起こしやすいという課題を抱えている。この現像装置の筐体の開口部からのトナー洩れについては以下のような対策がある。例えば、現像装置の筐体とトナー規制部材、現像ローラとの間に生じる隙間に不織布やブラシ、スポンジ等の弾性体からなるシール部材を圧入することで隙間を埋め、現像装置からのトナー洩れを抑制するなどの対策が一般的に用いられ、広く活用されている。特に現像ローラ両端部と現像装置の筐体との隙間には、シール部材を圧入することでシール部材を現像ローラ表面と現像装置の筐体に密着させ、現像装置内や現像ローラ上のトナー薄層から現像ローラ端部にトナーが侵入することを抑制している。 Further, since the developer is only the toner, it is very easy to scatter and easily enter a minute gap. For this reason, toner leakage from the bearings of the developing roller and the supply roller in the developing device, particularly from the developing roller provided at the opening of the housing (main body case) of the developing device and the toner regulating member easily occurs. For this reason, it has the subject that it is easy to cause problems, such as a contamination inside a main body, or an abnormal image by the fall on an image. The following measures are taken for toner leakage from the opening of the housing of the developing device. For example, a seal member made of an elastic material such as a nonwoven fabric, a brush, or a sponge is pressed into the gap formed between the housing of the developing device and the toner regulating member and the developing roller, thereby filling the gap and preventing toner leakage from the developing device. Measures such as suppression are generally used and widely used. In particular, the seal member is pressed into the gap between the both ends of the developing roller and the housing of the developing device to bring the seal member into close contact with the surface of the developing roller and the housing of the developing device. The toner is prevented from entering the edge of the developing roller from the layer.
しかしながらシール部材を現像ローラに密着させようと圧を高めるほど、現像ローラの回転駆動時に生じるトルク負荷が上昇し易くなり、モータの出力向上に伴う大型化・高コスト化が課題となる。また、高圧下で摺動させるために当接部が劣化を起こし易く、製品の寿命にも大きく関わるなど、トナー洩れに対するシール性向上には大きな制約が発生し易い。 However, as the pressure is increased in order to bring the seal member into close contact with the developing roller, the torque load generated when the developing roller is driven to rotate increases more easily, and the increase in size and cost associated with the improvement of the motor output becomes a problem. In addition, since the abutting portion is liable to be deteriorated due to sliding under a high pressure and greatly affects the life of the product, a great restriction is likely to occur on the improvement in sealing performance against toner leakage.
これらの課題に対しては、シール部材にフッ素処理された繊維や低摩擦材料からなるシール部材や、シール部材中に潤滑性の高い材料を添加したものを用いたり、スキン層を有する低硬度な発泡性弾性体を用いるようにしている。これにより、現像ローラへの押圧力を低減させるなど、現像ローラとシール部材との間の摩擦力を低減し、現像ローラ駆動時に生じるトルク負荷を低減させるなどの対応がとられている。したがって、長時間の使用時においても異常画像のない製品を提供する事が可能となっている。 For these problems, a seal member made of a fiber or a low friction material treated with fluorine for the seal member, or a material with high lubricity added in the seal member, or a low hardness with a skin layer is used. A foaming elastic body is used. Accordingly, measures are taken such as reducing the frictional force between the developing roller and the seal member by reducing the pressing force to the developing roller and reducing the torque load generated when the developing roller is driven. Therefore, it is possible to provide a product having no abnormal image even when used for a long time.
このようにシール部材と現像ローラとの間の摩擦力低減効果により、トナー洩れの抑制と現像ローラの駆動トルクの低減化が図られてきた。しかし、省エネ・低環境負荷への対応要求が著しい昨今、トナーの低温定着化が進められ、より融点の低いトナーが採用されている。この融点の低いトナーを使用した場合、摩擦力を抑制したシール部材を用いた場合でも、シール部材と現像ローラ表面との摺擦部にトナーが侵入すると、その摩擦熱によって溶融してシール部材に固着してしまうことがある。この場合、現像ローラ表面を欠損させる現象が発生する懸念があり、現像装置端部からトナーの洩れが生じることも考えられる。 As described above, the effect of reducing the frictional force between the seal member and the developing roller has been used to suppress toner leakage and reduce the driving torque of the developing roller. However, in recent years when there are significant demands for energy saving and low environmental load, toners are being fixed at a low temperature, and toner having a lower melting point is used. When a toner having a low melting point is used, even when a seal member with a reduced frictional force is used, if the toner enters the rubbing portion between the seal member and the developing roller surface, the toner is melted by the frictional heat and becomes a seal member. It may stick. In this case, there is a concern that the surface of the developing roller may be lost, and toner leakage may occur from the end of the developing device.
本発明は、融点の低いトナーを使用した場合においても、現像ローラ端部のシール部材当接部においてトナーが固着せず、長期に渡って安定し且つ良好な画像出力を行う事を可能とする画像形成装置を提供することを目的とする。 According to the present invention, even when a toner having a low melting point is used, the toner does not adhere to the seal member contact portion at the end of the developing roller, and it is possible to perform stable and good image output over a long period of time. An object is to provide an image forming apparatus.
請求項1の画像形成装置は、像担持体上を一様に帯電させる帯電装置と、一様に帯電された前記像担持体の表面を露光し静電潜像を形成する露光装置と、該形成された静電潜像を現像剤にて現像し前記像担持体上に可視化された画像を形成する現像装置と、前記像担持体上に形成された前記画像を転写紙または転写ベルト上に転写する転写装置と、前記画像を転写させた後に前記像担持体に残留する現像剤を除去するクリーニング装置と、を備える画像形成装置において、前記現像装置は、芯金材を中心に周囲にローラ形状の導電性弾性層を有する現像ローラと、当該現像装置内に収納された現像剤による均一な薄層を、前記現像ローラ上の所定の領域に形成する現像剤規制ブレードと、前記現像剤を収容する筺体と、を少なくとも有しており、現像剤の薄層が形成された前記現像ローラを前記像担持体の表面に当接させることにより、前記像担持体上に形成された静電潜像に前記現像剤を供給することで可視化された画像を形成するものであり、前記現像ローラの両端部の前記現像剤による薄層が形成されない領域と、それに対向する前記現像装置の前記筐体との間には、前記現像ローラ表面と当接するシール部材が設けられるとともに、該シール部材と前記現像装置の前記筐体との間には伝熱シートが設けられており、該伝熱シートの一部が前記現像装置の前記筐体の外部に露出していることを特徴とする。 An image forming apparatus according to claim 1, a charging device that uniformly charges the image carrier, an exposure device that exposes the uniformly charged surface of the image carrier to form an electrostatic latent image, and A developing device that develops the formed electrostatic latent image with a developer to form an image visualized on the image carrier, and the image formed on the image carrier is transferred onto a transfer paper or a transfer belt. An image forming apparatus comprising: a transfer device for transferring; and a cleaning device for removing the developer remaining on the image carrier after transferring the image. The developing device is a roller around the core metal material. A developing roller having a conductive elastic layer having a shape, a developer regulating blade for forming a uniform thin layer of the developer contained in the developing device in a predetermined region on the developing roller, and the developer. A housing for housing at least Visualization by supplying the developer to the electrostatic latent image formed on the image carrier by bringing the developing roller on which the thin layer of developer is formed into contact with the surface of the image carrier. Between the region where the thin layer by the developer is not formed at both ends of the developing roller and the housing of the developing device facing the developing roller surface, A contact member is provided, and a heat transfer sheet is provided between the seal member and the housing of the developing device, and a part of the heat transfer sheet is provided on the housing of the developing device. It is exposed to the outside.
請求項1の画像形成装置によれば、現像ローラの両端部と現像装置の筐体との隙間には前記シール部材が当接するように設けられているので、現像装置内に収納されたトナーが現像ローラ両端部と現像装置の筐体との隙間から装置外へと洩れ出す事が抑制される。さらに、このシール部材と現像装置の筐体との間には熱伝導材を伝熱シートとして介在さるとともに、伝熱シートの一部を現像装置の筐体の外部に露出させている。したがって、現像ローラが回転するとシール部材との間に摩擦熱を生じさせるが、生じた摩擦熱はシール部材や現像装置の筐体に蓄えられず、伝熱シートへと移動し、伝熱シートの内部を伝わりながら装置外に放出される。このように現像ローラ端部に生じる摩擦熱による温度上昇を抑制することで、現像ローラの表面とシール部材との間に入り込んだトナーが溶融してシール部材に固着することを防ぐことができる。よって、固着したトナーによる現像ローラの欠損及びそれに伴う装置外へのトナー洩れを抑制することが可能となる。 According to the image forming apparatus of the first aspect, since the seal member is provided in contact with the gap between the both end portions of the developing roller and the housing of the developing device, the toner stored in the developing device is Leakage to the outside of the apparatus through the gap between both ends of the developing roller and the housing of the developing device is suppressed. Further, a heat conductive material is interposed as a heat transfer sheet between the seal member and the housing of the developing device, and a part of the heat transfer sheet is exposed to the outside of the housing of the developing device. Therefore, when the developing roller rotates, frictional heat is generated between the developing roller and the seal member. However, the generated frictional heat is not stored in the sealing member or the housing of the developing device, but moves to the heat transfer sheet, and the heat transfer sheet It is discharged outside the device while traveling inside. By suppressing the temperature rise due to frictional heat generated at the end of the developing roller in this way, it is possible to prevent the toner that has entered between the surface of the developing roller and the seal member from being melted and fixed to the seal member. Accordingly, it is possible to suppress the loss of the developing roller due to the stuck toner and the toner leakage to the outside of the apparatus accompanying the toner.
以下、本発明の一実施形態について、図1乃至図6を参照して説明する。図1は本発明の一実施形態の画像形成装置の要部構成図である。図2は実施形態の画像形成装置における感光体ドラムを中心とした作像ユニット全体の構成を示す図である。図3は実施形態の画像形成装置における感光体ドラムと現像装置のシステム構成の詳細を示す図である。図4は実施形態の画像形成装置における現像装置を感光体ドラム側から見た図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6. FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the entire image forming unit centering on the photosensitive drum in the image forming apparatus of the embodiment. FIG. 3 is a diagram showing details of the system configuration of the photosensitive drum and the developing device in the image forming apparatus of the embodiment. FIG. 4 is a view of the developing device in the image forming apparatus according to the embodiment as viewed from the photosensitive drum side.
この実施形態の画像形成装置は、多色対応の画像形成装置であり、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応する作像ユニット10Y,10M,10C,10BKが各色の順に並列に配置されている。また、各作像ユニット10Y,10M,10C,10BKに対向して転写装置5を備えるとともに、作像ユニット10Y,10M,10C,10BKの上部に露光装置6を備えている。
The image forming apparatus of this embodiment is a multi-color image forming apparatus, and
各作像ユニット10Y,10M,10C,10BKは、それぞれ、「像担持体」である感光体ドラム1と、感光体ドラム1の周囲に配置された帯電装置2と、現像装置3と、クリーニング装置4とを備えている。感光体ドラム1は、表面にOPC(organic photoconductor)等の有機材料からなる光導電性層を有し、正逆方向それぞれに回転可能となっている。そして、帯電装置2、露光装置6、現像装置3、クリーニング装置4は、感光体ドラム1の正回転方向に沿って、感光体ドラム1に対して画像形成プロセスを実行する。
Each of the
帯電装置2は帯電ローラ21を備えており、この帯電ローラ21は、その両端部に設けられた図示しない付勢手段により、感光体ドラム1の表面に当接される。そして、感光体ドラム1の表面と帯電ローラ21との押圧によって生じた摩擦力により、帯電ローラ21は感光体ドラム1の回転駆動に伴って従動回転を行なうように設定されている。同時に、帯電ローラ21に対して、本体側に装備された図示しない高圧電源より直流電圧あるいは直流と交流の重畳電圧を印加し、感光体ドラム1の表層に形成された光導電性層を一様に帯電するようになっている。なお、帯電ローラ21は、導電性の芯金材の周囲に、シリコーン系ゴム等を基材に中抵抗の材料からなる導電性弾性層を一体に接着したものが用いられる。更にはその表面に厚さが4μm・十数μmと非常に薄い高抵抗薄膜やトナー離型性を高めたコーティング層で覆ったものが用いられる。
The charging device 2 includes a charging
感光体ドラム1が帯電されると、露光装置6により一様に帯電された感光体ドラム1に向け、入力画像に対応して露光を開始し、感光体ドラム1上に目に見えない静電潜像を形成する。
When the photosensitive drum 1 is charged, exposure is started in response to the input image toward the photosensitive drum 1 that is uniformly charged by the
現像装置3においては、例えば金属製の芯材の周囲に導電性を有する弾性層を有する現像ローラ31の表面にトナー薄層を形成し感光体ドラム1の表面に接触させて現像を行う接触一成分現像装置が用いられる。すなわち、現像ローラ31上で薄層化され所定の電荷量に荷電された「現像剤」としてのトナーが、現像ローラ31と感光体ドラム1の表面とが当接して形成される現像ニップ部に搬送される。そして、予め感光体ドラム1の表面に形成された静電潜像上に接触することでトナーを静電的に付着させ、感光体ドラム1上にトナーによる可視画像を形成する。なおトナーについては、トナー母体に対し用いられる外添剤において、その外添剤の少なくとも一種類以上が表面にシリコーンオイル処理がなされた疎水性シリカを含んでいるもの(例えば、シリカ化合物)を使用している。
In the developing
転写装置5は、駆動ローラR1、R2に掛け回された転写ベルト51と、転写ベルト51内に設けられた一次転写ローラ52と、転写ベルト51の表面と当接配置される二次転写ローラ53と、転写クリーニング部54とから構成される。一次転写ローラ52は、転写ベルト51を介して各色の感光体ドラム1の表面に接離可能となっている。また、転写クリーニング部54は、二次転写ローラ53を通過した転写ベルト51上に残存するトナー(現像剤)を除去・回収するよう構成されている。
The
各色の作像ユニット10Y,10M,10C,10BKにて、感光体ドラム1上に形成された可視画像は順次、転写ベルト51に転写される。すなわち、感光体ドラム1と転写ベルト51との接触部において、一次転写ローラ52に高圧電源よりバイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム1上の可視化された画像(トナー像)が転写ベルト51上へと転写され、カラー画像の形成が行われる。
The visible images formed on the photosensitive drum 1 are sequentially transferred to the
転写ベルト51上で形成されたカラー画像は、図示しないレジストローラによってレジストタイミングを設定した上で給紙装置から繰り出される転写紙に転写される。すなわち、転写ベルト51内の駆動ローラR2と挟持するように配置されて回転可能に設定された二次転写ローラ53に対して、高圧電源よりバイアス電圧を印加するする。これにより、転写ベルト51上のカラー画像(トナー像)が転写紙上へと移動し転写紙上に転写される。転写装置5によりカラー画像が転写された転写紙は、定着装置7に搬送され、この定着装置7で加圧・加熱されることでカラー画像が転写紙上に定着され、図示されない排紙トレイに排出される。
The color image formed on the
一方、感光体ドラム1上の、転写ベルト51との接触部通過後の残留トナーは、感光体ドラム1の回転方向下流に設けられたクリーニング装置4へと移動する。クリーニング装置4はウレタンを基材とした弾性体からなるブレード41が感光体ドラム1と所定の角度と圧力で当接するよう配置されている。そして、このブレード41により上記残留トナーはその大半が感光体ドラム1の表面から掻き落とされることで感光体ドラム1の表面が清浄に保たれ、次の画像形成が可能となる。なお、掻き落とされたトナーはクリーニング装置4の内部に設けられたスクリュー形状をなす現像剤搬送手段42により、図示されない回収部に搬送される。クリーニング装置4を通過した感光体ドラム1の表面は再び帯電装置2に移動し、次工程の画像形成を行う。なお、この実施形態では転写ベルト51を介して転写紙に画像を形成するようにしているが、搬送ベルトで移動させる転写紙に直接に画像を形成するものでもよい。この場合は、転写紙を感光体ドラム1に当接させる搬送ベルトが「転写装置」となる。
On the other hand, the residual toner on the photosensitive drum 1 after passing through the contact portion with the
次に、現像装置3について説明する。現像装置3は、その本体ケースを構成する筐体3Aの下部に現像ローラ31と供給ローラ32とを備えている。筺体3A内には、当初所定量の「現像剤」としてのトナーT(図2参照)が収納、或いは外部に設けられたトナーカートリッジから随時供給される。筺体3A内のトナーTは、筺体3A内に設けられた攪拌パドル37により供給ローラ32に対して攪拌されつつ送られ、次いで供給ローラ32により現像ローラ31へと搬送・供給される。
Next, the developing
供給ローラ32には金属製の芯材の周囲に空孔(セル)を有した構造の発泡弾性層を形成したものが用いられる。この空孔(セル)はトナーを効率よく付着させて取り込むと共に、現像ローラ31との当接部での圧力集中によるトナーの劣化を防止している。なお発泡材料は3乗〜14乗Ωの電気抵抗値に設定されている。また、供給ローラ32には、現像ローラ31の電位に対してトナーの帯電極性と同極性となるようにオフセット電圧を供給バイアス電圧として印加される。この供給バイアス電圧は、現像ローラ31との当接部で予備帯電されたトナーを現像ローラ31に押し付ける方向に作用する。ただし、供給ローラ32に印加する電圧の極性はこれに限ったものではなく、現像剤の種類によっては現像ローラ31と同電位もしくは極性を反転させてもよい。
The
供給ローラ32は図において反時計回りの方向に回転し、表面に付着させたトナーを現像ローラ31の表面に塗布供給する。なお、供給ローラ32には発泡弾性層の代わりに導電性の繊維からなるブラシを用いることも可能であり、その目的やコストに応じて適宜選択することができる。
The
現像ローラ31には金属性の芯金材の周囲に導電性を有する弾性体をローラ形状に形成したものが用いられ、さらに表面にはトナーと逆の極性に帯電し易い材料からなる表面コート層が設けられる。現像ローラ31の弾性体材料としては、感光体ドラム1との接触状態を均一に保つ為に、JIS−Aで50度以下の硬度に設定されている。さらに、現像バイアス電圧を作用させるために3乗〜10乗Ωの電気抵抗値に設定され、その表面粗さをRaで0.2〜2.0μmとすることで、現像に必要なトナー量が現像ローラ31の表面に保持される。
The developing
現像ローラ31上に送られたトナーは、図2に示す「現像剤規制ブレード」としてのトナー規制部材33により一定量のトナー薄層に形成されると共に、摩擦荷電により所定の電荷量を帯びさせられる。トナー規制部材33は導電性を有する材料で構成されており、現像ローラ31の表面に長手方向に渡って均等に当接させている。
The toner sent onto the developing
本実施形態ではトナー規制部材33としてSUS304CSPやSUS301CSPまたはリン青銅等の金属板バネ材料を用い、その自由端側を現像ローラ31の表面に10〜100N/mの押圧力で当接させている。このトナー規制部材33の押圧力下を通過したトナーを薄層化すると共に現像ローラ31の表面との摩擦帯電によってトナーに対して所定の電荷を付与している。さらに、トナー規制部材33には、摩擦帯電を補助する為に、現像ローラ31に印加した電位に対してトナーの帯電極性と同極性にオフセットさせた電圧が規制バイアス電圧として印加される。
In this embodiment, a metal leaf spring material such as SUS304CSP, SUS301CSP, or phosphor bronze is used as the
現像ローラ31の表面は、感光体ドラム1に対して感光体ドラム1との対向位置において感光体ドラム1の移動方向と同方向に移動する。そして、トナー規制部材33との当接ニップを通過して薄層化したトナーは、現像ローラ31により現像ローラ31と感光体ドラム1の表面との当接によって形成される現像ニップ部へと搬送される。現像ローラ31には、図示しない本体側に設けられた電源部から現像ローラ31の軸端を経てトナーと同極性のバイアス電圧が印加され、電位ポテンシャルが形成される。そして、現像ニップ部に到達したトナーは、上記の電位ポテンシャルにより、予め感光体ドラム1の表面に形成された静電潜像に応じて感光体ドラム1の表面へと移動し、この感光体ドラム1上にトナーによる可視化された画像が形成される。
The surface of the developing
現像装置3の筺体3Aの一部には、トナー薄層が形成されない領域である現像ローラ31の両端部31a,31a(図4参照)と対向する位置において、現像ローラ31と筺体3Aとの接触を避けるためにギャップG(図3、図5参照)が形成されている。このギャップGは0.5〜数mm程度である。そして、このギャップGから現像装置3内のトナーが筐体3Aの外部部に洩れだすのを抑制する為に「シール部材」としてのトナーシール部材34を設ける。すなわち、図4、図5に示すように、トナーシール部材34が、現像ローラ31のトナー薄層が形成されない両端部31a,31aと筺体3Aとの間に設けられている。このトナーシール部材34はポリウレタン(PU)、ポリオレフィン・ポリエチレン(PE)、ゴム・EPDM(RS)やPTFEやフッ素系ゴムを主材料とする発泡弾性材から構成されている。また発泡弾性材の代わりにPTFE繊維からなる不織布や静電植毛ブラシを用いても構わない。
Part of the
図5のようにトナーシール部材34は、現像ローラ31が装着される際に、現像ローラ31の表面に押されて圧縮変形し、現像ローラ31の表面形状に沿って密着する。このように現像装置3の内部のトナーが現像ローラ31の両端部31a,31aから外部に移動しようとしても、このトナーシール部材34で侵入を阻止することができる。加えてこのトナーシール部材34と現像装置3の筺体3Aとの間には、トナーシール部材34よりも熱伝導率の高い材料のシート状の伝熱シート35を介在させている。すなわち、トナーシール部材34は熱伝導材であり、その熱伝導率をθ(W/m・K)、伝熱シート35の熱伝導率をθ′(W/m・K)とした時、θ<θ′となっている。伝熱シート35は、トナーシール部材34と密着するように、筺体3Aの形状に沿って配置され、さらに、伝熱シート35の「一部」であるシート端部35aを現像装置3の筺体3Aの外部に露出させている。この伝熱シート35は箔銅板からなっており、筺体3Aに固定される。
As shown in FIG. 5, when the developing
そして、回転する現像ローラ31とトナーシール部材34との摺擦により発生した摩擦熱は、トナーシール部材34の内部にとどまらず、より熱伝導率の高い銅製の伝熱シート35へと移動し、伝熱シート35の内部を伝わり現像装置3の外へと誘導される。この伝熱シート35のシート端部35a(露出部)は連続した矩形状に折り曲げられ、現像装置3の外壁に固定される。すなわち、現像装置3の筐体3Aの外部に露出した銅製の伝熱シート35のシート端部35aが連続した矩形形状に成型されている。このように矩形形状とすることで表面積が増大して、より放熱性を高め、より効率的に冷却を行うことができる。
The frictional heat generated by the rubbing between the rotating developing
また、図6に示すように、伝熱シート35の現像装置3の筐体3Aの外部に露出したシート端部35aをフィン形状に成型してもよい。さらに、伝熱シート35上に別部材の放熱用のフィンを装着してフィン形状としても良い。この伝熱シート35の材料としては熱伝導率の高い銅やアルミなどの金属が望ましいが、少なくともトナーシール部材34の熱伝導率より大きいものであれば樹脂材料等でも構わない。
Further, as shown in FIG. 6, the
また、画像形成装置の本体側には機内を冷却する為に「冷却装置」としての冷却用ファンが設けられており、現像装置3の周辺にも気流を発生させている。現像装置3の筐体3Aの外部に露出した伝熱シート35のシート端部35aは、この冷却用ファンが形成する気流上に置かれており、気流が伝熱シート35に当る事で伝熱シート35の熱を奪って冷却される効果が確認されている。特に伝熱シート35の連続した矩形形状をしたシート端部35aを気流経路上に配置することで更に冷却効率が向上する事が確認されている。
Further, a cooling fan as a “cooling device” is provided on the main body side of the image forming apparatus to cool the inside of the apparatus, and an air flow is also generated around the developing
なお、トナーシール部材34と伝熱シート35とはそのまま圧接して密着させる事が望ましいが、接着が必要となる場合は熱伝導率の高い材料の「接着材料」として両面テープか接着剤を用いている。このようにして、現像ローラ31と当接するトナーシール部材34とが圧接して摺動した際に発生する摩擦熱の一部を現像装置3の内部から装置外へと移動させる。これにより、摺擦部での温度上昇を抑制する事ができ、トナーシール部材34の摺擦部にトナーが侵入した際においても内部でトナーの固着を起こすことを抑制し、長期に渡ってトナー洩れの無い画像形成装置を提供する事が可能である。
It is desirable that the
以上のように、実施形態によれば、伝熱シート35に用いる材料の熱伝導率を、この伝熱シート35に接触させるトナーシール部材34に対して高いものを用いている。したがって、トナーシール部材34と現像ローラ31の表面との摺擦で発生した摩擦熱の一部はトナーシール部材34の内部からより熱伝導率の高い伝熱シート35へと移動する事が可能となる。これにより、現像ローラ31の両端部31a,31aに生じる摩擦熱による温度上昇を抑制することができ、現像ローラ31の表面とトナーシール部材34との間に入り込んだトナーが溶融しトナーシール部材に固着することを防ぐ。したがって、固着したトナーによる現像ローラ31の欠損及びそれに伴う装置外へのトナー洩れを抑制することが可能となる(請求項2)。
As described above, according to the embodiment, the material used for the
なお、伝熱シート35に用いるシート材料の熱伝導率を1.0(W/m・K)以上とする事で、現像ローラ31の両端部31a,31aに生じる摩擦熱による温度上昇が明確に抑えられることが確認されている。これにより、上記温度上昇を抑制することができる(請求項3)。
In addition, by setting the thermal conductivity of the sheet material used for the
また、伝熱シート35の現像装置3の外に露出したシート端部35aを放熱フィン形状とすることにより、伝熱シートの装置外での表面積が飛躍的に増大し、伝熱シート35内に移動した熱を効率的に装置外に放出する事が可能となる。これにより、現像ローラ31の両端部31a,31aに生じる摩擦熱が随時伝熱シートへと移動し易くなる。したがって、例えばより現像ローラ31の回転数が多くなり易い高速機においても、現像ローラ31の表面とトナーシール部材34との間のトナー固着が発生し難くなり、安定した画像の提供が可能となる(請求項4)。
Further, by forming the
また、伝熱シート35のシート端部35aが、画像形成装置の本体側に設けられた冷却ファンによる機内の気流と接触するように配置される。すなわち、霊薬装置と接続可能に配置される。これにより、伝熱シート35のシート端部35aが常に積極的に冷却されることによって現像ローラ31の両端部31a,31aに生じる摩擦熱が随時、伝熱シート35へと移動し易くなる。したがって、上記同様に現像ローラ31の回転数が多くなり易い高速機においても、トナー固着が発生し難くなり、安定した画像の提供が可能となる(請求項5)。
Further, the
また、トナーシール部材34と伝熱シート35との間を固定する場合、使用する接着剤及び両面テープが高い熱伝導性を有する材料を使用する。したがって、現像ローラ端部に生じる摩擦熱が随時伝熱シートへと移動しやすくなり、上記同様に現像ローラ31の回転数が多くなり易い高速機においても、トナー固着が発生し難くなり、安定した画像の提供が可能となる(請求項6)。
Further, when fixing between the
また、トナーとして、トナー母体に対し用いられる外添剤において、少なくとも表面にシリコーンオイル処理がなされた疎水性のシリカ化合物を含んでいるものを使用している。この外添剤に使用されているシリコーンオイルは現像ローラ31上においても徐々に抽出して現像ローラ31の表面を被覆拡大し、現像ローラ31の両端部31a,31aへと行き渡る。シリコーンオイルが被覆した現像ローラ31は摩擦係数が低減すると共に、トナーを含んだトナーシール部材34の摩擦係数も低下し、摺擦力が低下して摩擦熱も低減する。したがって、より温度が低く抑えられ、現像ローラ31の表面とトナーシール部材34との間のトナー固着が発生し難くなり、安定した画像の提供が可能となる(請求項7)。
Further, as the toner, an external additive used for the toner base is used which contains a hydrophobic silica compound treated with a silicone oil at least on the surface. The silicone oil used in the external additive is gradually extracted also on the developing
また、トナーシール部材34に用いられる材料としては低摩擦係数の繊維からなる不織布を用いてもよいので、特にフッ素樹脂等のフッ素処理がなされた繊維を用いることで現像ローラ表面との摺擦力が低減する。また、不織布を用いることにより通常の弾性体を用いる場合よりも現像ローラ31の接触面積を低減することができる為、より少ない摺擦力となり、温度上昇が低く抑えられ、実施形態の伝熱シート35と組み合わせることでより安定した画像の提供が可能となる。また、不織布の代わりに同様の繊維で編まれたブラシを用いても構わない(請求項8)。
Further, as the material used for the
また、トナーシール部材34にポリウレタン等を主成分とする発泡弾性体を用いることで圧縮変形がし易くなり、トナーシール部材34と現像ローラ31との密着性が向上し、摺動時においても摺擦部にトナーが侵入し難くなる。したがって、侵入したトナーの溶融固着が発生し難くなることで安定した画像の提供が可能となる(請求項9)。
Further, by using a foamed elastic body mainly composed of polyurethane or the like as the
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 The present invention is not limited to the above embodiment. That is, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 感光体ドラム(像担持体)
2 帯電装置
21 帯電ローラ
3 現像装置
3A 筐体
31 現像ローラ
31a 端部
32 供給ローラ
33 トナー規制部材(現像剤規制ブレード)
34 トナーシール部材(シール部材)
35 伝熱シート
35a シート端部(一部)
4 クリーニング装置
41 ブレード
42 現像剤搬送手段
5 転写装置
51 転写ベルト
52 一次転写ローラ
53 二次転写ローラ
54 転写クリーニング部
6 露光装置
7 定着装置
T トナー(現像剤)
G ギャップ
1 Photosensitive drum (image carrier)
2 Charging
34 Toner seal member (seal member)
35
4
G gap
Claims (9)
前記現像装置は、芯金材を中心に周囲にローラ形状の導電性弾性層を有する現像ローラと、当該現像装置内に収納された現像剤による均一な薄層を、前記現像ローラ上の所定の領域に形成する現像剤規制ブレードと、前記現像剤を収納する 筺体と、を少なくとも有しており、現像剤の薄層が形成された前記現像ローラを前記像担持体の表面に当接させることにより、前記像担持体上に形成された静電潜像に前記現像剤を供給することで可視化された画像を形成するものであり、
前記現像ローラの両端部の前記現像剤による薄層が形成されない領域と、それに対向する前記現像装置の前記筐体との間には、前記現像ローラ表面と当接するシール部材が設けられるとともに、該シール部材と前記現像装置の前記筐体との間には伝熱シートが設けられており、該伝熱シートの一部が前記現像装置の前記筐体の外部に露出していることを特徴とする画像形成装置。 A charging device for uniformly charging the image carrier, an exposure device for exposing the uniformly charged surface of the image carrier to form an electrostatic latent image, and developing the formed electrostatic latent image A developing device that forms an image visualized on the image carrier by developing with an agent, a transfer device that transfers the image formed on the image carrier onto a transfer paper or a transfer belt, and the image In an image forming apparatus comprising: a cleaning device that removes developer remaining on the image carrier after being transferred;
The developing device includes a developing roller having a roller-shaped conductive elastic layer around a cored bar material, and a uniform thin layer of a developer stored in the developing device. At least a developer regulating blade formed in the region and a housing for housing the developer, wherein the developing roller on which a thin layer of developer is formed is brought into contact with the surface of the image carrier To form an image visualized by supplying the developer to the electrostatic latent image formed on the image carrier,
A seal member that comes into contact with the surface of the developing roller is provided between a region where the thin layer by the developer is not formed at both ends of the developing roller and the housing of the developing device facing the developing roller. A heat transfer sheet is provided between the seal member and the housing of the developing device, and a part of the heat transfer sheet is exposed to the outside of the housing of the developing device. Image forming apparatus.
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