JP3483091B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機やファクシ
ミリ、プリンタ等、電子式の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】感光体ドラムと、この感光体ドラムの周
面上の所定の現像領域にて感光体ドラムに対向して配置
される現像ローラと、これら感光体ドラム及び現像ロー
ラを支持するケース本体とを有し、現像ローラはその軸
長手方向の両端を支持する支持部材に支持された上で、
ケース本体に取付けられる構成の画像形成装置が知られ
ている。このような画像形成装置において、現像ローラ
と感光体ドラムとが対向している部分である現像領域で
の現像ローラの軸方向の端部における感光体ドラム周面
と該現像ローラの支持部材との間の空隙部からのトナー
飛散に対するシールが不完全であり、トナー飛散を防ぎ
きれていない。トナー飛散を防ぐための手段としては、
次の試みがなされている。

【０００３】従来例１ 図１０は画像形成装置を感光体ドラムの軸方向から見た
断面図であり、感光体ドラム１に対向して現像ローラ５
が対向配置されている。現像ローラ５は軸方向の両端部
を支持部材３５ａ（３５ｂ）により支持されており、本
体ケースの一部である下ケース２ａに取付けられてい
る。現像ローラの軸３４ａ、３４ｂは、図示しない本体
側板に支持されている。支持部材３５ａ、３５ｂ間には
ドクターブレード３５が架橋状に設けられている。ま
た、これらの支持部材３５ａ，３５ｂを利用して、トナ
ー飛散防止用の入り口シール３１１が、その先端を感光
体ドラム１の周面に近接させて設けられている。かかる
構成において、現像ローラの軸方向での現像領域の延長
部に相当する符号３７１で示す部分は、支持部材３５
ａ，３５ｂと感光体ドラム１との間で隙間となる。この
隙間３７１の部分からトナーが外部に飛散してしまう。

【０００４】従来例２ 図１１に符号３１２で示すように、ウレタンフォーム状
の弾力のあるシール部材３１２を、前記図１０における
隙間３７１を埋めるように、支持部材３５ａ，３５ｂに
沿って設ける。このようにすれば、隙間３７１の部位が
シール部材３１２により埋まるので、該部分からのトナ
ー飛散はなくなるが、シール部材３１２は支持部材３５
ａ，３５ｂにそって設けられるため、下ケーシング２ａ
の端部との間で、符号４７２で示すような隙間が残り、
該隙間４７２の部位からトナーが飛散してしまう。

【０００５】従来例３ そこで、図１２に示すように、シール部材３１２を下ま
で延ばし、図１１における隙間４７２が埋まるように下
ケーシング２ａの端部にまたがるように設ければ、隙間
４７２が生じる余地はないのであるが、そのようにする
と、シール部材３１２の下部が下ケーシング２ａと感光
体ドラム１との間に挾みこまれることとなるため、支持
部材３５ａ，３５ｂと一体的に構成された現像ローラユ
ニットのケース本体に対する着脱操作がやりにくいとの
問題を生ずる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上の各例において、
説明したように、シールを完全なものにしようとする
と、組み付け性や、分解性を犠牲にしてしまい、ユーザ
ー先でのメンテナンスが多い複写機などにとっては好ま
しくない。更に、今後急速に広がりつつあるリサイクル
を前提とすれば、現像ローラユニットを容易に分解でき
ることが重要であり、分解性や組み付け性をおろそかに
はできない。

【０００７】そこで本発明は、現像ローラユニットの組
み付け性、分解性を損なうことなく、現像ローラ軸端部
からのトナー飛散を防止することのできる画像形成装置
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、以下の構成とした。 （１） 本体ケースに支持された感光体ドラムと、この
感光体ドラムの周面上の所定の現像領域にて該感光体ド
ラムに対向して配置される現像ローラとを有し、この現
像ローラを支持する支持部材を前記本体ケースに着脱自
在とする画像形成装置において、前記支持部材につい
て、前記感光体ドラムとの対向面部及び前記本体ケース
との各対向面部にわたり第１のシール部材を設けるとと
もに、前記本体ケースについて、前記感光体ドラムとの
対向面部及び前記支持部材との各対向面部にわたり第２
のシール部材を設け、組立状態において、これら第１の
シール部材及び第２のシール部材とが密着するようにし
た（請求項１）。

【０００９】（２）（１）記載の画像形成装置におい
て、前記シール部材と前記感光体ドラムとの間に、前記
シール部材よりも摩擦係数の小さいシート部材を介在さ
せた（請求項２）。

【００１０】（３）（２）記載の画像形成装置におい
て、前記シート部材が、トナー飛散防止のために設けら
れる入り口シールの一部を延長した部分であることとし
た（請求項３）。

【００１１】

【発明の実施の形態】例１ この例は、請求項１記載の発明の例に相当する。図１に
おいて、支持部材３５ａと感光体ドラム１との対向面部
及び支持部材３５ａと下ケーシング２ａとの対向面部に
わたりウレタンフォーム状のシール部材５３１（第１の
シール部材）を設けた。同様に、下ケーシング２ａと感
光体ドラム１との対向面部及び下ケーシング２ａと支持
部材３５ａとの対向面部にわたりウレタンフォーム状の
シール部材５４１（第２のシール部材）を設けた。さら
に、組立て状態において、これらシール部材５３１とシ
ール部材５４１とは、感光体ドラム１、支持部材３５
ａ，下ケーシング２ａの三体が最も近づく符号Ｂで示す
部位にて密着させ、感光体ドラム１、支持部材３５ａ，
下ケーシング２ａの三体でシール部材５３１及びシール
部材５４１を挾み込むようにする。反対側の支持部材３
５ｂまわりについても、支持部材３５ａに準じて構成さ
れる。

【００１２】このようにすることにより、２つのシール
５３１、５４１は感光体ドラム１との対向面部では隙間
に倣い変形して隙間を埋めるので、トナー飛散を防止す
ることができる。また、２つのシール５３１、５４１は
対向接触部を境にして上下に分離可能であるので、現像
ローラユニットを容易に上方向に抜き出して分解するこ
とができるし、逆に、組み立てる場合には、現像ローラ
ユニットを下ケーシング２ａ上に置くだけで、２つのシ
ール５３１、５４１を密着状態におくことができる。従
って、現像ローラの軸方向のシールは完全となるし、現
像ローラユニットの組立て、分解も容易に行なうことが
できる。

【００１３】以上の例では、支持部材３５ａ、３５ｂ、
現像ローラ５、ドクターブレード３５等を一体的なカー
トリッジとして構成でて、画像形成装置に対して容易に
脱着自在の構成となし、該カートリッジを画像形成装置
に装着するだけで、該カートリッジの端部が完全にシー
ルされ、サイドが密封状態になる。よって、簡単に、サ
イドからのトナー飛散を防止することができ、該画像形
成装置内や、ユーザー環境をトナーで汚したり、他ユニ
ットや画像へのトナー飛散を防止することができる。

【００１４】例２ この例は請求項２記載の発明の例に相当する。図２によ
り説明する。本例では、基本的なシール構造は、前記図
１により説明した内容と同じである。本例で特徴的な点
は、図２（ａ）に示すように、シール部材５３１、５４
１と感光体ドラム１との間に、これらシール部材５３
１、５４１よりも摩擦係数の小さいシート部材６９１
ａ，６９１ｂをそれぞれ介在させたことである。あるい
は、図２（ｂ）に示すように図２（ａ）におけるシート
部材６９１ａとシート部材６９１ｂとを一枚のシートで
構成した如きシート部材６９１ａｂを設け、シール部材
５３１との接触部だけを接着材で固定してもよい。従っ
て、感光体ドラム１はシート部材６９１ａ、シート部材
６９１、あるいはシート部材６９１ａｂなどを介してシ
ール部材５３１、５４１と接触することとなる。図２
（ａ）に示す例では、シート部材６９１ａとシート部材
６９１ｂとは一体でないので、あるいは図２（ｂ）に示
すように一体とした場合にはシート部材６９１ｂはシー
ル部材５３１とのみ接着され、シール部材５４１とは接
着されていないので、分解に際して不都合はない。な
お、この例では、シート部材６９１は、シール部材５３
１、５４１の両者にわたり設けたが、何れか一方に設け
ることもできる。

【００１５】このようにすることにより、感光体ドラム
１の回転に際して、接触するのがシート部材６９１とな
るので、直接、シール部材５３１、５４１が感光体ドラ
ム１に接触する場合に比べて、摩擦抵抗が減少し、トル
ク負担が軽減される他、感光体ドラム１との摺接による
シール部材５３１、５４１の欠損、感光体ドラム表面の
感光層摩耗などを防止したり、遅らせることができ、感
光体ドラムの回転や表面状態を安定した良好な状態に維
持することができる。

【００１６】例３ この例は請求項３記載の発明の例に相当する。この例で
は、前記図２（ｂ）で説明したシート部材６９１ａｂと
して、トナー飛散防止のために設けられる入り口シール
の一部を延長して用いることとしたものである。入り口
シールは、現像ローラの軸端部でのキャリア落ちを防止
するため、該入り口シールの端部を延ばしているものが
多い。入り口シールは、現像領域からのトナー飛散防止
の目的で感光体ドラムに摺接して設けられるため、摩擦
係数が小さく、感光体ドラムを摩耗させないものであ
る。従って、従来使用されている入り口シールの材料は
そのままで、寸法を変えて、図２（ｂ）におけるシート
部材６９１ａｂに相当する部位まで延長して、入り口シ
ールの延長部分を以ってシート部材６９１ａｂの役目を
果たせるのである。

【００１７】図３は、その例を示したもので入り口シー
ルの延長部分であるシール３３の端部３３ｃが、支持部
材３５ａからシール部材５３１、５４１に及んでいる。
図４は、シール３３の全体を示したもので、端部３３ｃ
が最も下方に長く延びた部分であり、この端部３３ｃの
内側は段階的に短くなっていて、サイドシール３３ｂ、
入り口シール３３ａをそれぞれ形成している。図４に示
すように、端部３３ｃはシール部材５３１、５４１を完
全に覆う構成が理想であるが、部分的に覆う構成、例え
ばシール部材５３１と感光体ドラム１との摺擦域のみに
介在するようにして端部３３ｃをそこで終わらせるか、
又は端部３３ｃをシール部材５３１と感光体ドラム１と
の摺擦域を経て両シール部材５３１、５４１の合わせ面
に沿って現像ローラ側にのばすように構成するようにし
ても効果を得ることができる。

【００１８】例４ 感光体ドラム１、現像ローラ５、シール３３の相互の寸
法関係の一例を図５により説明する。図５において、入
り口シール３３ａの幅Ｗ２（＝３０２ｍｍ）は帯電幅Ｗ
１（＝２９９ｍｍ）よりも大きい。入り口シール３３ａ
の外側にそれぞれサイドシール３３ｂの領域があり、さ
らに、サイドシール３３ｂの外側に端部３３ｃがある。
サイドシール３３ｂの幅Ｂ１は１０ｍｍであり、端部３
３ｃの幅Ｂ２は５ｍｍである。現像スリーブ５ａは少な
くともサイドシール３３ｂをカバーしており、現像スリ
ーブ内にある磁石群ＭＧの長手方向端はサイドシール３
３ｂの内にある。磁石群ＭＧの幅Ｗ３は３０６ｍｍであ
り、入り口シール３３ａ側からサイドシール３３ｂ側へ
向けて該サイドシールの内側へ２ｍｍ入った位置に該磁
石群ＭＧの端部が位置するような寸法及び位置関係とな
る。感光体ドラム１の幅Ｗ４はシール３３の全体幅より
も大きい。

【００１９】ここで、サイドシール３３ｂの機能につい
て説明する。図６において、磁石群ＭＧに対応する現像
スリーブ５ａの端部を除く領域ではキャリアによる所謂
穂立ちがある程度の高さＨ１でなされるが、磁石群ＭＧ
の長手方向上の端部、つまり現像に寄与しない領域にお
いてはこのキャリアの付く層の厚さが薄くなってきて、
穂立ちの高さＨ２に減衰している。一方、キャリアから
離れたトナーは現像スリーブ５ａの回転により周辺に飛
散する。そこで、磁石群ＭＧの端部におけるキャリアの
穂立ち高さＨ２の位置にサイドシール３ｂを位置させ
る。このようにすると、キャリアによるシール部をサイ
ドシール３ｂが覆う形となるので、現像スリーブ５ａの
両サイドからのトナー漏れを防止できるのである。

【００２０】例５ 本発明の画像形成装置への適用例 図７（ａ）において、断面形状が略コの字型をしてい
て、現像ローラ５の軸長手方向に長尺な部材が、サイド
シール３３の被着部材３０である。被着部材３０の長手
方向両端部はそれぞれ側部材３０ａ（図７（ａ）におい
て、奥側の側部材は図示されず）により塞がれている。
側部材３０ａに挾まれた長手方向中間部は、略コの字状
をしているが、より詳しくは、開口側ほど対向板間距離
が開いた勾配が付されている。

【００２１】このコの字状をした部分の一方の板部をシ
ール取付け板３０ｂ、これに対向する板部を対向板３０
ｃと称する。シール取付け板３０ｂには合成樹脂性の薄
板からなるシール３３の一端側が接着固定されている。
一方、対向板３０ｃには、プレドクター３２が形成され
ている。図７（ａ）において、シール取付け板３０ｂの
側部材３０ａ近傍部には、図７（ｂ）に拡大して示すよ
うに、厚みを薄く形成された嵌合凸部３０ｂ−１が形成
されている。また、図７（ａ）に示すように、被着部材
３０の一端側には、フック３０ｄが突出している。

【００２２】一方、図７（ａ）に示すように、現像ロー
ラ５を構成する現像スリーブ５ａは、その軸長手方向の
一端側を軸３４ｂと一体的に構成されていて、該軸３４
ｂは支持部材３５ｂに軸支されている。現像スリーブ５
ａの他端側は支持部材３５ａに固定された軸３４ａに軸
支されている。この軸３４ａには、磁石群ＭＧが固定さ
れている。これにより、現像スリーブ５ａは、軸３４ｂ
を回転させることにより、磁石群ＭＧのまわりを回転で
きる。図７（ａ）において、支持部材３５ａには、嵌合
凸部３０ｂ−１と嵌合可能な凹部３５−１が形成されて
いる。

【００２３】これら支持部材３５ａ，３５ｂにはこれら
と一体に取付け部３５ａ−１，３５ｂ−１が突出してい
る。そして、ドクターブレード３５が取付け部３５ａ−
１，３５ｂ−１に重ねてねじ３６により取付けられてい
る。これら取付け部３５ａ−１や取付け部３５ｂ−１に
ドクターブレード３５を重ねたときの厚さ方向の形状大
きさは、被着部材３０のコの字形状と合致するように且
つ抜き勾配を付して形成されている。また、支持部材３
５ａ，３５ｂは、側部材３０ａ，３０ａの内側に嵌合し
得るように寸法が定められている。

【００２４】そこで、図７（ａ）に示すように互いに分
離している被着部材３０を取付け部３５ａ−１、３５ｂ
−１に嵌合させて一体化する。つまり、被着部材３０の
コの字部を取付け部３５ａ−１，３５ｂ−１部に嵌合さ
せ、さらに、嵌合凸部３０ｂ−１と凹部３５−１とを嵌
合させて奥部に付き当て、両者を一定の位置関係に安定
して組み合わせる。その際、ねじ３６の部分はドクター
ブレード３５の面より突出するので、該当するシール取
付け板３０の部位に逃げ用の穴を形成しておき、被着部
材の弾性を利用して前記ねじ３６の突出部を該穴に嵌合
するようにすれば、これを以って抜け止めし、一体化状
態を保持することができる。

【００２５】このようにして、被着部材３０とドクター
ブレード３５及び現像ローラ部などは一体化される。軸
３４ａ，３４ｂは、現像装置本体の側板（図示せず）に
軸支される。この状態で、被着部材３０は軸３４ａ，３
４ｂを支点として揺動自在である。そこで、被着部材３
０に密着して設けられたシール用のスポンジ材３０Ｓを
図８に示すように現像装置本体を構成する上ケーシング
２ｂに密着して設けられたシール用のスポンジ材に圧接
するまで揺動させ、圧接した状態で現像装置本体の突起
３８にフック３０ｄを掛けて位置決め装着する。このと
き、シール３３の中間部である入り口シール３３ａの先
端部が感光体ドラム１の周面に軽く摺接する状態に設定
される。

【００２６】なお、シール３３のうち、サイドシール部
３３ｂは現像ローラ５の両端部を部分的に覆い、磁石群
の端部において穂立ち状態が減衰している領域にて穂の
上部に接してトナー飛散を防止する。また、端部３３ｃ
は、支持部材３５ａ，３５ｂに密着して設けられたシー
ル部材５３１を覆い、感光体ドラム１と該シール部材５
３１との間に介在して、感光体ドラム１の回転抵抗を減
少させる。

【００２７】図８において、現像装置２２は感光体ドラ
ム１を支持する感光体ケース１３と一体的に構成され、
画像形成装置の一部としての感光体ユニット２２０を構
成している。時計まわりの向きに回転する感光体ドラム
１は、先ず帯電ローラ２により帯電されたところに、画
像情報を含む露光用の光１５により露光されて静電潜像
が担持され、さらに現像ローラ５により静電潜像が可視
像化され、この可視像が感光体ドラム１と転写ローラ１
６との間を通る転写紙に転写される。転写紙上のトナー
像は図示しない定着器によって転写紙上に定着されてト
レイに排出される。一方、トナー像転写後の感光体ドラ
ム１はクリーニングブレード１７により残トナーの除去
がなされ、除電光６により除電される。クリーニングブ
レード１７により掻き取れられた残留トナーは感光体ケ
ース１３にの一部に設けられた回収容器に落下し、搬送
スクリュー２０の回転により該搬送スクリューの軸方向
の端部側に送られた上、該端部側に設けられたリサイク
ルベルト２１により現像装置２２に送られる。現像装置
２２側に送り込まれたトナーはトナーボトル１８からの
新規トナーを混合されて現像ローラ５に送られるという
サイクルを繰り返す。

【００２８】感光体ユニット２２０を最初に使用すると
きには、初期現像剤タンク９０のヒートシール９を引き
抜くことにより、トナーとキャリアからなる現像剤を現
像装置２２内に落下させる。現像により、トナーが消費
されると、第２部材４の上方に形成された現像装置２２
の開口部から、トナーボトル１８内のトナーが矢印で示
す経路を経てトナーが補給され、現像により消費された
トナーを補うようにしている。符号１９はトナー濃度検
知センサを示し、このトナー濃度検知センサ１９の検知
情報に従い、トナーボトル１８から補給されるトナー量
が制御される。

【００２９】図９により現像剤の循環経路について説明
する。第１部材３よりも第２部材４は外側（手前側）に
長く、この長い部位にはスクリューが形成されている。
このスクリューが形成された部位よりも内側の部位には
楕円板を略半分に切断した如き形状の羽根４ｈが多数、
軸に対して斜めに設けられていて、第２部材４の回転に
応じて現像剤を撹拌すると同時に搬送する機能を有して
いる。この第２部材４の回転による搬送方向は矢印Ａ方
向である。同様に第１部材３についても第１部材３に形
成した羽根４ｈの配置領域に対応して同様の羽根３ｈが
形成されている。この第１部材３に形成した羽根３ｈの
傾きは第２部材４における羽根４ｈとは傾きが逆になっ
ており、回転に応じて矢印Ｂ方向に送られる。

【００３０】第１部材３と第２部材４との間には仕切り
板２４が設けられていてこれら第１部材３と第２部材４
とを仕切っている。第１部材３の回転に応じて矢印Ｂの
向きに送られる間に、現像剤は現像スリーブ５ａの磁気
的吸引力により現像スリーブ５ａに送られ、残りの現像
剤は仕切板２４から外れた手前側の隙間から第２部材４
側に移り、第２部材４により矢印Ａの向きに送られ、仕
切板２４の奥側の隙間から第１部材３に移る。このよう
に基本的には、現像剤は第１部材３と第２部材４によ
り、仕切板２４を間にしてループ状に循環している。

【００３１】トナーボトル１８からトナーが現像装置２
２へのトナーの補給位置は、仕切り板２４よりも外側の
スクリュー部４ａ上である。このスクリュー部４ａより
も軸方向外側のスクリュー部４ｂには感光体１から掻き
落された廃トナーがリサイクルベルト２１により再利用
のため送り込まれるようになっている。従って、第２部
材４のスクリュー部４ｂに廃トナーが送り込まれ、これ
にスクリー部４ａにて新規トナーが送り込まれ、これら
廃トナー及び新規トナーが、前記ループ状の循環経路の
現像剤中に送り込まれて、羽根４ｈにより撹拌搬送され
ることとなる。

【００３２】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、現像ロー
ラユニットの組み付け性、分解性を損なうことなく、現
像ローラ軸端部からのトナー飛散を防止することができ
る。

【００３３】請求項２記載の発明によれば、感光体ドラ
ムの駆動トルクを低減し、感光層の摩耗を防止し、感光
体ドラムを安定した良好な状態に保ちながらトナー飛散
防止を図ることができる。

【００３４】請求項３記載の発明によれば、入り口シー
ルの延長部でシート部材の役目を果たすので、新たにシ
ート部材を設ける必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明の例を説明した現像ローラ
の軸端部でのシール部分の断面図である。

【図２】図２（ａ）、図２（ｂ）とも、請求項２記載の
発明の例を説明した現像ローラの軸端部でのシール部分
の断面図である。

【図３】請求項３記載の発明の例を説明した現像ローラ
の軸端部でのシール部分の断面図である。

【図４】支持部材とシールとを抜き出して説明した斜視
図である。

【図５】感光体ドラム、現像ローラ、シールの相互の位
置関係を説明した図である。

【図６】サイドシールの機能を説明した図である。

【図７】図７（ａ）は現像ローラカートリッジの分解斜
視図、図７（ｂ）は被着部３０の部分斜視図である。

【図８】感光体ユニットの断面図である。

【図９】感光体ユニットの要部を説明した斜視図であ
る。

【図１０】従来技術を説明した現像ローラの軸端部での
シール部分の断面図である。

【図１１】従来技術を説明した現像ローラの軸端部での
シール部分の断面図である。

【図１２】従来技術を説明した現像ローラの軸端部での
シール部分の断面図である。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ２ａ 下ケース本体 ５ 現像ローラ ３５ａ，３５ｂ 支持部材 ３１２，５４１，５３１ シール部材

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】本体ケースに支持された感光体ドラムと、
   この感光体ドラムの周面上の所定の現像領域にて該感光
   体ドラムに対向して配置される現像ローラとを有し、こ
   の現像ローラを支持する支持部材を前記本体ケースに着
   脱自在とする画像形成装置において、 前記支持部材について、前記感光体ドラムとの対向面部
   及び前記本体ケースとの各対向面部にわたり第１のシー
   ル部材を設けるとともに、前記本体ケースについて、前記感光体ドラムとの対向面
   部及び前記支持部材との各対向面部にわたり第２のシー
   ル部材を設け、 組立状態において、これら第１のシール部材及び第２の
   シール部材とが密着するようにした ことを特徴とする画
   像形成装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の画像形成装置において、 前記シール部材と前記感光体ドラムとの間に、前記シー
   ル部材よりも摩擦係数の小さいシート部材を介在させた
   ことを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の画像形成装置において、 前記シート部材が、トナー飛散防止のために設けられる
   入り口シールの一部を延長した部分であることを特徴と
   する画像形成装置。