JP2018031862A - 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】現像装置の未使用時において、現像剤が外部に漏れ出すのを抑制することのできる現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供する。【解決手段】現像剤を内部に収容可能な現像ハウジングと、現像ハウジングに支持され、外表面に現像剤を保持して回転しながら静電潜像が形成された像担持体に現像剤を供給する現像剤保持体と、現像剤保持体の外周面と間隙を保持して現像ハウジングの上面を覆うカバー部材と、未使用時においては、カバー部材を押圧してカバー部材を現像剤保持体に向かって撓ませて間隙を狭める押圧部材と、を備えた。【選択図】図6

Description

本発明は、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
電子写真画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、静電潜像を形成する電子写真感光体と、電子写真感光体を支持するクリーニング枠体と、静電潜像を現像剤を用いて現像する現像剤担持体と、現像剤担持体を支持する現像枠体と、現像剤担持体と現像枠体の間から現像剤が漏れるのを防止するために、現像枠体に設けられた座面に一端側を固定され、他端側が現像剤担持体と接触する可撓性シート部材と、電子写真感光体を保護するためにクリーニング枠体に取り付けられ、電子写真画像形成装置に装着する際は取り外される保護部材であって、座面の変形を抑えるために座面の裏側に当接する押え部を有する保護部材と、を有するプロセスカートリッジが知られている(特許文献1)。
特開2012−003160号公報
本発明は、現像装置の未使用時において、現像剤が外部に漏れ出すのを抑制することのできる現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、請求項1に記載の現像装置は、
現像剤を内部に収容可能な現像ハウジングと、
前記現像ハウジングに支持され、外表面に現像剤を保持して回転しながら静電潜像が形成された像保持体に前記現像剤を供給する現像剤保持体と、
前記現像剤保持体の外周面と間隙を保持して前記現像ハウジングの上面を覆うカバー部材と、
未使用時においては、前記カバー部材を押圧して前記カバー部材を前記現像剤保持体に向かって撓ませて前記間隙を狭める押圧部材と、を備えた、
ことを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1に記載の現像装置において、
前記押圧部材は、前記現像剤保持体の回転軸に沿って複数の凸状部が形成され、前記凸状部が前記カバー部材の一端部を外面から押圧する、
ことを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項2に記載の現像装置において、
前記凸状部は、前記現像剤保持体の回転軸方向における中央部に形成された凸状部の凸高さが両端部に形成された凸状部の凸高さよりも高く形成されている、
ことを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の現像装置において、
前記カバー部材には、前記現像ハウジング内から前記現像ハウジング外へ空気を排出する排出路が形成されている、
ことを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項4に記載の現像装置において
前記カバー部材の、前記押圧部材により押圧されて前記現像剤保持体に対して前記間隙が最も狭められる狭窄部が、前記現像ハウジングの内部から外部に向かう方向における前記排出路の入口の上流側に位置する、
ことを特徴とする
請求項6記載の発明は、請求項1ないし5のいずれか1項に記載の現像装置において、
前記押圧部材は、未使用時には、前記像保持体の露出する表面を覆って保護する保護カバーであり、使用時においては、取り外される、
ことを特徴とする。
前記課題を解決するために、請求項7に記載のプロセスカートリッジは、
画像形成装置本体に対して一体的に着脱され、
表面に静電潜像が形成される像保持体と、
前記像保持体の表面に形成された前記静電潜像にトナーを供給して前記静電潜像を現像する請求項1ないし6のいずれか1項に記載の現像装置と、を含む、
ことを特徴とする。
前記課題を解決するために、請求項8に記載の画像形成装置は、
表面に静電潜像が形成される像保持体と、
前記像保持体の表面に形成された前記静電潜像にトナーを供給して前記静電潜像を現像する請求項1ないし7のいずれか1項に記載の現像装置と、を含む、
ことを特徴とする。
請求項1、7、8に記載の発明によれば、押圧部材により押圧しない場合に比較して、未使用時の現像剤の漏出を抑制することができる。
請求項2に記載の発明によれば、安価な構成で未使用時の現像剤の漏出を抑制することができる。
請求項3に記載の発明によれば、押圧部材による現像剤保持体の軸方向における押圧力が軸方向中央部で弱まってしまう場合でも、中央部の凸高さが高くない場合に比較して現像剤保持体の外周面とカバー部材との隙間をより均一に狭めることができる。
請求項4に記載の発明によれば、トナークラウドの噴出を抑制することができる。
請求項5に記載の発明によれば、狭窄部が現像ハウジングの内部から外部に向かう方向における排出路の入口の上流側に位置しない場合に比較して、未使用時の排出路への現像剤の流入が抑制できる。
請求項6に記載の発明によれば、安価な構成で未使用時の現像剤の漏出を抑制することができる。
画像形成装置の内部構成を示す断面模式図である。 保護カバーを取り外した状態のプロセスカートリッジを示す斜視図である。 (a)はプロセスカートリッジの現像装置側に視点をおいた正面図、(b)は保護カバーを取り外した状態のプロセスカートリッジの縦断面模式図、(c)は保護カバーを取り付けた状態のプロセスカートリッジの縦断面模式図である。 現像装置における現像剤の移動を示す断面模式図である。 (a)は保護カバーの内面側を示す斜視図、(b)は内面側を示す底面図である。 (a)は図3(b)におけるB領域を示し保護カバーが取り付けられていない状態のカバー部材と現像ローラとの間隙を示す現像装置の断面模式図、(b)は図3(c)におけるB領域を示し保護カバーが取り付けられた状態のカバー部材と現像ローラとの間隙を示す現像装置の断面模式図である。
次に図面を参照しながら、以下に実施形態及び具体例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態及び具体例に限定されるものではない。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
尚、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をX軸方向、左右方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とする。
(1)画像形成装置の全体構成及び動作
図1は本実施形態に係る画像形成装置1の内部構成を示す断面模式図である。
以下、図面を参照しながら、画像形成装置1の全体構成及び動作を説明する。
画像形成装置1は、制御装置10、給紙装置20、感光体ユニット30、現像装置40、転写装置50、定着装置60、電源装置70を備えて構成されている。画像形成装置1の上面(Z方向)には、画像が記録された用紙が排出・収容される排出トレイ1aが形成されている。
制御装置10は、画像形成装置1の動作を制御する画像形成装置制御部11と、印刷処理要求に応じた画像データを準備するコントローラ部12、露光ヘッドLHの点灯を制御する露光制御部13等を有する。
コントローラ部12は、外部の情報送信装置(例えばパーソナルコンピュータ等)から入力された印刷情報を潜像形成用の画像情報に変換して、予め設定されたタイミングで駆動信号を露光ヘッドLHに出力する。本実施形態の露光ヘッドLHは、複数の発光素子(LED:Light Emitting Diode)が主走査方向に沿って線状に配列されたLEDヘッドにより構成されている。
画像形成装置1の底部には、給紙装置20が設けられている。給紙装置20は、用紙積載板21を備え、用紙積載板21の上面には多数の記録媒体としての用紙Pが積載される。用紙積載板21に積載され、規制板(不図示)で幅方向位置が決められた用紙Pは、上側から1枚ずつ用紙引き出し部22により前方(X方向)に引き出された後、レジストローラ対23のニップ部まで搬送される。
感光体ユニット30は、給紙装置20の上方(Z方向)に、それぞれが並列して設けられ、回転駆動する像保持体としての感光体ドラム31を備えている。感光体ドラム31の回転方向にそって、帯電ローラ32、露光ヘッドLH、現像装置40、一次転写ローラ52、クリーニングブレード34が配置されている。帯電ローラ32には、帯電ローラ32の表面をクリーニングするクリーニングローラ33が対向、接触して配置されている。
現像装置40は、内部にトナーとキャリアからなる現像剤が収容される現像ハウジング41を有する。現像ハウジング41内には、感光体ドラム31に対向して配置された現像剤保持体としての現像ローラ42と、この現像ローラ42の背面側斜め下方には現像剤を現像ローラ42側へ撹拌搬送する一対の搬送オーガ44、45が配設されている。現像ローラ42には、現像剤の層厚を規制する層規制部材46が近接配置されている。
現像装置40各々は、現像ハウジング41に収容される現像剤を除いて同様に構成され、それぞれがイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)のトナー像を形成する。
回転する感光体ドラム31の表面は、帯電ローラ32により帯電され、露光ヘッドLHから出射する潜像形成光により静電潜像が形成される。感光体ドラム31上に形成された静電潜像は現像ローラ42によりトナー像として現像される。
転写装置50は、各感光体ユニット30の感光体ドラム31にて形成された各色トナー像が多重転写される中間転写ベルト51、各感光体ユニット30にて形成された各色トナー像を中間転写ベルト51に順次転写(一次転写)する一次転写ローラ52、中間転写ベルト51上に重畳して転写された各色トナー像を用紙Pに一括転写(二次転写)する二次転写ローラ53から構成されている。
各感光体ユニット30の感光体ドラム31に形成された各色トナー像は、画像形成装置制御部11により制御される電源装置70から所定の転写電圧が印加された一次転写ローラ52により中間転写ベルト51上に順次静電転写(一次転写)され、各色トナーが重畳された重畳トナー像が形成される。
中間転写ベルト51上の重畳トナー像は、中間転写ベルト51の移動に伴って二次転写ローラ53が配置された領域(二次転写部T)に搬送される。重畳トナー像が二次転写部Tに搬送されると、そのタイミングに合わせて給紙装置20から用紙Pが二次転写部Tに供給される。そして、二次転写ローラ53には、画像形成装置制御部11により制御される電源装置70から所定の転写電圧が印加され、レジストローラ対23から送り出され、搬送ガイドにより案内された用紙Pに中間転写ベルト51上の多重トナー像が一括転写される。
感光体ドラム31表面の残留トナーは、クリーニングブレード34により除去され、廃現像剤収容部に回収される。感光体ドラム31の表面は、帯電ローラ32により再帯電される。尚、クリーニングブレード34で除去しきれず帯電ローラ32に付着した残留物は、帯電ローラ32に接触して回転するクリーニングローラ33表面に捕捉され、蓄積される。
定着装置60は、加熱モジュール61と加圧モジュール62を有し、加熱モジュール61と加圧モジュール62の圧接領域によって定着ニップ部N(定着領域)が形成される。
転写装置50においてトナー像が転写された用紙Pは、トナー像が未定着の状態で搬送ガイドを経由して定着装置60に搬送される。定着装置60に搬送された用紙Pは、一対の加熱モジュール61と加圧モジュール62により、加熱と圧着の作用でトナー像が定着される。
定着トナー像が形成された用紙Pは、搬送ローラ対68を介して排出ローラ対69から画像形成装置1上面の排出トレイ1aに排出される。
(2)プロセスカートリッジ
図2は保護カバー200を取り外した状態のプロセスカートリッジ100を示す斜視図、図3(a)はプロセスカートリッジ100の現像装置40側に視点をおいた正面図、(b)は保護カバー200を取り外した状態のプロセスカートリッジ100の縦断面模式図、(c)は保護カバー200を取り付けた状態のプロセスカートリッジ100の縦断面模式図、図4は現像装置40における現像剤の移動を示す断面模式図、図5(a)は保護カバー200の内面側を示す斜視図、(b)は内面側を示す底面図、図6(a)は図3(b)におけるB領域を示し保護カバー200が取り付けられていない状態のカバー部材43と現像ローラ42との間隙を示す現像装置40の断面模式図、(b)は図3(c)におけるB領域を示し保護カバー200が取り付けられた状態のカバー部材43と現像ローラ42との間隙を示す現像装置40の断面模式図である。
以下、図面を参照しながらプロセスカートリッジ100の構成と動作について説明する。
(2.1)プロセスカートリッジの全体構成
プロセスカートリッジ100は、感光体ユニット30と現像装置40が一体として構成され、感光体ドラム31の外部に露出する表面を覆って保護する押圧部材の一例としての保護カバー200が着脱可能に取り付けられている。
保護カバー200は、プロセスカートリッジ100の未使用時の一例である輸送時の、落下や振動による感光体ドラム31の表面のキズの発生を抑制し、画像形成装置1に装着される際には、取り外される。
(2.2)感光体ユニットの構成
感光体ユニット30は、ユニットハウジング35に感光体ドラム31が回転自在に支持され、ユニットハウジング35内には、帯電ローラ32、クリーニングローラ33、クリーニングブレード34、感光体ドラム31の残留電位を均す除電バー36、クリーニングブレード34で除去されたトナーを廃トナー回収容器(不図示)に搬送する搬送オーガ37が配置されている。
(2.3)現像装置の構成と動作
現像装置40は、現像ハウジング41に現像ローラ42が回転自在に支持され、現像ハウジング41内には、搬送オーガ44、45、層規制部材46が配置されている。現像ハウジング41内の搬送オーガ44、45の周囲には、現像剤Dが充填されて、カバー部材43で塞がれている。
カバー部材43は、ABS等の合成樹脂から構成されており、現像ハウジング41に支持位置41a(図3(b) 参照)で支持されて現像剤Dの収容領域を塞ぐとともに、現像ローラ42の外周面42aと間隙Gを保って現像ローラ42の感光体ドラム31と対向しない領域を覆っている(図4 参照)。
また、カバー部材43には、現像ハウジング41内から現像ハウジング41外へ空気を排出する排出路47が形成されている。排出路47は、現像装置40の現像ハウジング41内の圧力の上昇を抑制してトナークラウドを低減している(図4 参照)。
図4に示すように、現像ローラ42は、現像ハウジング41とカバー部材43とにより形成された開口部41Cを通じて感光体ドラム31の外周面と対向配置されている。また、現像ローラ42は、現像ハウジング41に対して回転可能に支持された円筒状の現像スリーブ42Aと、現像スリーブ42Aの内部空間に設けられ現像ハウジング41に対して固定された円柱状の磁石部材としてのマグネット42Bと、を備えている。
現像スリーブ42Aは、マグネット42Bの磁力によって現像剤Dが外周面に保持され、現像スリーブ42Aの回転により現像剤Dを感光体ドラム31の静電潜像へ搬送供給するように構成されている。
マグネット42Bは、図4に示すように、現像スリーブ42Aの回転方向に沿って、S3、N2、S1、N1、S2の順で磁極が形成され、S3磁極で汲み上げられた現像剤Dは、層規制部材46で規制され層規制部材46と対向するN2磁極で保持して搬送される。
S1磁極は、感光体ドラム31に対向して配置されており、現像スリーブ42Aの回転によりN2磁極から搬送された現像剤Dを保持するようになっている。現像スリーブ42Aと感光体ドラム31の間には、画像形成装置1本体の電源装置70から現像バイアス電圧が印加されて電界が形成されており、現像剤D中のトナーTNが感光体ドラム31へ移動し、現像剤D中のキャリアは、S1磁極によって保持され、感光体ドラム31への付着が抑制されている。
N1磁極は、現像ローラ42の上部に配置されており、現像スリーブ42Aの回転によりS1磁極側から搬送された現像剤を保持する。
S2磁極は、搬送オーガ44の上方に配置されており、現像スリーブ42Aの回転によりN1磁極側から搬送された現像剤Dを現像スリーブ42Aから剥離させる。具体的には、同極であるS2磁極及びS3磁極の各々へ向かう磁界同士の反発力により、現像スリーブ42Aの磁力が略0とされ、現像でトナーが消費された現像スリーブ42A上の現像剤Dが剥離される。
このように構成される現像装置40においては、現像ハウジング41の感光体ドラム31に対向する開口部41Cは、現像位置(S1磁極が感光体ドラム31と対向する位置)の上流側は現像ローラ42と層規制部材46の接触でシールされている。
一方、現像位置の下流側は現像ローラ42のN1磁極からS2磁極の間において、現像ローラ42の外周面42aを覆うカバー部材43が、現像ローラ42で搬送される現像剤Dを通過させる所定の間隙Gを保持した状態で、現像ローラ42の磁力で現像剤Dを保持することによってシールされている。
そのために、輸送時の落下や振動によって、間隙Gから現像ハウジング41内に収容された現像剤Dが逆流して現像ハウジング41の外部に漏出する虞があった。
(2.4)保護カバー
図5に示すように、保護カバー200は、ポリプロピレン等の合成樹脂から構成されており、感光体ドラム31の軸方向に沿う長手方向に延び、感光体ドラム31の露出面に沿ったR形状を有する蓋部210と、蓋部210の両端にユニットハウジング35に取り付けるための脚部220、230とを有する。
蓋部210には、長手方向と交差(直交)する両側に内面側が互いに向き合った側壁240、250が立接されている。
一方の側壁240の内面側には長手方向に沿って複数のリブ241が形成され、他方の側壁250の内面側には長手方向に沿って複数の凸状部251、252、253が形成されている。
凸状部251、252、253はそれぞれ凸高さが異なって形成されている。具体的には、長手方向における中央部に形成された凸状部251の凸高さh1、両端側に形成された凸状部253の凸高さh3、中央部と両端側の間に形成された凸状部252の凸高さh2の関係は、h1>h2>h3とされ、中央部に形成された凸状部251の凸高さh1が両端部に形成された凸状部253の凸高さh3よりも高く形成されている。
(2.5)保護カバーの取り付け
保護カバー200は、感光体ユニット30のユニットハウジング35に脚部220、230を取り付けた状態で、一方の側壁240のリブ241が感光体ユニット30のユニットハウジング35の外側面と係合し、他方の側壁250の凸状部251、252、253が現像装置40のカバー部材43の外側面と係合することで、感光体ドラム31の露出面を覆うようにプロセスカートリッジ100に取り付けられる(図3(c) 参照)。
すなわち、保護カバー200は、互いに向かい合った側壁240、250が感光体ユニット30のユニットハウジング35と現像装置40のカバー部材43を押圧した状態で取り付けられる。
ここで、現像装置40のカバー部材43の先端側は自由端となっている。より詳細には、カバー部材43は支持位置41a(図3(b)に図示)で現像ハウジング41に支持されている一方、開口部41C側は自由端になっている。よって、保護カバー200が取り付けられたプロセスカートリッジ100は、カバー部材43の先端側が保護カバー200の凸状部251、252、253で押圧されて(図6(b)中 矢印参照)弾性変形して現像ローラ42側へ撓んだ状態になる。このとき、カバー部材43の内面が、現像剤Dを介して現像ローラ42の外周面42aに接触する状態にまでカバー部材43を変形させてもよい。
その結果、カバー部材43の内面と現像ローラ42の外周面42aとの間隙は、保護カバー200が取り付けられていない状態(図6(a) 参照)の間隙Gから、間隙G1へ狭くなる(図6(b) 参照)ために、現像ハウジング41内に収容された現像剤Dは狭まった間隙G1を通過できなくなり、輸送時の落下や振動による外部への漏出が抑制される。
ここで、カバー部材43の変形時、カバー部材43の内面における、現像ローラ42の外周面42aとの距離が最も短くなる狭窄部43aは、現像ハウジング41の内部から外部に向かう方向において、排出路47の入口47aの上流側に位置する(図4 参照)。そのため、輸送時の落下や振動による排出路47への現像剤の進入が抑制される。
また、保護カバー200は、カバー部材43における狭窄部43aに対し、支持位置41a側ではなく開口部41C側(先端側)でカバー部材43を押圧する。すなわち、保護カバー200の凸状部251、252、253がカバー部材43と接する位置は、支持位置41aからみて、43aよりも遠い位置にある。この位置関係により、カバー部材43における狭窄部43aを所望量変形させるのに必要な力は少なくて済む。
カバー部材43の外側面を押圧する保護カバー200の凸状部251、252、253は、中央部に形成された凸状部251の凸高さh1が両端部に形成された凸状部253の凸高さh3よりも高く形成されている。
そのために、保護カバー200の側壁250の中央部が押圧による反力で撓んだ場合にも、長手方向における現像ローラ42の外周面42aとカバー部材43との間隙Gを均一に狭めて、現像剤Dの漏出を抑制することができる。
プロセスカートリッジ100の使用時は、保護カバー200を取り外すことで、弾性変形して現像ローラ42側へ撓んだカバー部材43は元の状態に復元して、現像ローラ42で搬送される現像剤Dを通過させる所定の間隙Gを保持した状態になる(図6(a) 参照)。
本実施形態においては、押圧部材の一例としての保護カバー200を有する現像装置40、プロセスカートリッジ100、画像形成装置1について具体例を挙げて説明したが、押圧部材としては、保護カバー200に限らず、使用時に取り外される、または押圧が解除される部材であればよい。
また、保護カバー200に形成される凸状部は複数なくてもよく、凸状部の凸高さは同じであってもよい。さらに、凸状部は、中央に配置されたひとつの凸状部のなかで、中央部の凸状部の凸高さが高くなっていてもよく、排出路47は形成されていなくてもよい。
1・・・画像形成装置
10・・・制御装置
20・・・給紙装置
30・・・感光体ユニット
31・・・感光体ドラム
35・・・ユニットハウジング
40・・・現像装置
41・・・現像ハウジング
42・・・現像ローラ
43・・・カバー部材
100・・・プロセスカートリッジ
200・・・保護カバー
210・・・蓋部
240、250・・・側壁
251、252、253・・・凸状部

Claims (8)

  1. 現像剤を内部に収容可能な現像ハウジングと、
    前記現像ハウジングに支持され、外表面に現像剤を保持して回転しながら静電潜像が形成された像保持体に前記現像剤を供給する現像剤保持体と、
    前記現像剤保持体の外周面と間隙を保持して前記現像ハウジングの上面を覆うカバー部材と、
    未使用時においては、前記カバー部材を押圧して前記カバー部材を前記現像剤保持体に向かって撓ませて前記間隙を狭める押圧部材と、を備えた、
    ことを特徴とする現像装置。
  2. 前記押圧部材は、前記現像剤保持体の回転軸に沿って複数の凸状部が形成され、前記凸状部が前記カバー部材の一端部を外面から押圧する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
  3. 前記凸状部は、前記現像剤保持体の回転軸方向における中央部に形成された凸状部の凸高さが両端部に形成された凸状部の凸高さよりも高く形成されている、
    ことを特徴とする請求項2に記載の現像装置。
  4. 前記カバー部材には、前記現像ハウジング内から前記現像ハウジング外へ空気を排出する排出路が形成されている、
    ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の現像装置。
  5. 前記カバー部材の、前記押圧部材により押圧されて前記現像剤保持体に対して前記間隙が最も狭められる狭窄部が、前記現像ハウジングの内部から外部に向かう方向における前記排出路の入口の上流側に位置する、
    ことを特徴とする請求項4に記載の現像装置。
  6. 前記押圧部材は、未使用時には、前記像保持体の露出する表面を覆って保護する保護カバーであり、使用時においては、取り外される、
    ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の現像装置。
  7. 画像形成装置本体に対して一体的に着脱され、
    表面に静電潜像が形成される像保持体と、
    前記像保持体の表面に形成された前記静電潜像にトナーを供給して前記静電潜像を現像する請求項1ないし6のいずれか1項に記載の現像装置と、を含む、
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
  8. 表面に静電潜像が形成される像保持体と、
    前記像保持体の表面に形成された前記静電潜像にトナーを供給して前記静電潜像を現像する請求項1ないし7のいずれか1項に記載の現像装置と、を含む、
    ことを特徴とする画像形成装置。
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