JP3837815B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像ローラと感光体とを少なくとも備え、帯電したトナーを用いて電子写真方式により画像を形成する画像形成装置における現像装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、現像ローラ、感光体としての感光ドラムを少なくとも備えた現像装置を用いていわゆる電子写真方式により記録用紙上への画像の形成及び記録を行うプリンタ等の画像形成装置が広く一般化している。
【０００３】
ここで、上記従来の画像形成装置内の現像装置においては、その代表的な現像方法として非磁性一成分トナーを用いた方式の現像装置が挙げられるが、当該方式においては、上記現像ローラはゴム等の弾性部材により形成されていると共に、上記感光ドラムは、例えばアルミニウム素材の円筒の表面に感光材料（光導電材料）を塗布して形成されるのが一般的であり、感光ドラム上の静電潜像を現像する際には、例えば、現像ローラを感光ドラムに接触させてその接触部分を変形させ、所定の面積をもって感光ドラムに接触させることにより現像を行っている。そして、この変形量（接触部分の面積）は一般に現像後の画像の鮮明さに大きな影響を及ぼすパラメータであり、この変形量は経時変化等により変化しないことが望ましい。
【０００４】
また、上記非磁性一成分トナーを用いた現像方式以外の方式を採用した現像装置（例えば、二成分トナーを用いた磁気ブラシ方式）であっても、一般に現像ローラと感光ドラムとの相対距離は現像の鮮明度に影響を及ぼす重要なパラメータである。
【０００５】
上述したように、従来の現像装置においては、現像ローラと感光ドラムとの相対距離を長時間一定に保つ必要があることから、現像ローラと同軸で同心円状に自由回転し、且つ所定の硬度を有する例えば樹脂製のコロ（以下、ピッチコロという。）を設け、これを感光ドラムに接触させて回転させることにより、現像ローラと感光ドラムとの相対距離を一定に保っていた。この場合には、当該ピッチコロの半径が現像ローラの中心軸と感光ドラムの表面との距離に等しくなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ピッチコロを用いて現像ローラと感光ドラムとの間の相対距離の規制する方式を用いた場合に、長期間現像を繰り返していると、ピッチコロにおける感光ドラムに接触する面に現像中に飛散したトナーや記録用紙の紙繊維などの不純物が堆積し、これによりピッチコロの外径が大きくなって結果的に現像ローラと感光ドラムとの相対距離が長くなってしまう場合があるという問題点があった。
【０００７】
そして、この相対距離が長くなると、上述のように現像における鮮明度に影響が現れ、場合によっては、現像ローラと感光ドラムが離れてしまって静電潜像の現像が全くなされなくなってしまい、従って装置の寿命が短くなってしまうという問題点に繋がるのである。
【０００８】
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、現像ローラと感光ドラムとの相対距離を規制するピッチコロにおける感光ドラムに接触する面を清浄に保ち、当該相対距離が長期間に渡って変化せず装置の寿命を長期間化することが可能な現像装置及び当該現像装置を用いた画像形成装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、感光体と当該感光体に対向して配置された現像ローラとを少なくとも備え、帯電したトナーを用い、前記現像ローラを前記感光体に押し付け、その接触部を変形させるようにしてその接触部において前記現像ローラを前記感光体に対して逆方向に回転させて、電子写真方式により現像を行う現像装置であって、前記感光体と前記現像ローラとの相対距離を、当該現像ローラと同心円状に回転可能であり前記感光体に接触するコロ部材により規制し、且つ該コロ部材が前記現像ローラとは逆方向に回転する現像装置において、前記コロ部材における前記感光体に接触する接触面を清浄化し、且つ前記コロ部材の回転方向に対して対向する方向に前記接触面に接触する板状部材からなる清浄化手段と、前記現像ローラに対してその回転方向に沿う方向に接触するように配置された板状部材からなるシール部材とを備え、前記清浄化手段と前記シール部材とは一体的に形成されている。
【００１０】
請求項１に記載の発明の作用によれば、清浄化手段は、感光体と現像ローラの相対距離を規制するコロ部材における感光体に接触する面を清浄化する。よって、感光体と現像ローラとの相対距離の経時変化を最小限に抑制することができる。
【００１１】
また、清浄化手段がコロ部材の回転方向に対して対向する方向に接触面に接触するコロクリーナ等の板状部材であるので、簡易に清浄化部材を構成できると共に、効果的に接触面を清浄化することができる。
【００１２】
上記の課題を解決するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の現像装置において、前記現像ローラが弾性部材により形成され、且つ前記感光体は前記現像ローラに接触していると共に、前記コロ部材は当該感光体と当該現像ローラとの接触量を規制するように構成される。
【００１３】
請求項２に記載の発明の作用によれば、請求項１に記載の発明の作用に加えて、現像ローラが弾性部材により形成され、且つ感光体が現像ローラに接触していると共に、コロ部材が当該感光体と当該現像ローラとの接触量を規制するので、感光体と現像ローラとの接触量の経時変化を最小限に抑制することができる。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
上記の課題を解決するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の現像装置と、記録すべき画像に対応した静電潜像を前記感光体上に形成するスキャナユニット等の形成手段と、前記形成された静電潜像に対応して前記感光体上に付着しているトナーを前記画像を記録すべき記録用紙上に転写する転写ローラ等の転写手段と、前記記録用紙上に転写された前記トナーを定着させる定着ユニット等の定着手段と、を備える。
【００２１】
請求項３に記載の発明の作用によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加えて、形成手段は、記録すべき画像に対応した静電潜像を感光体上に形成する。
【００２２】
そして、転写手段は、形成された静電潜像に対応して感光体上に付着しているトナーを記録用紙上に転写する。
【００２３】
最後に、定着手段は、記録用紙上に転写されたトナーを定着させる。
【００２４】
よって、現像ローラと感光体の相対距離の経時変化が最小限に抑制されるので、長時間に渡って鮮明な画像を記録することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に好適な実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、以下に示す実施の形態は、非磁性一成分トナーを用いてインプレッション現像方式により反転現像を行ういわゆるレーザプリンタについて本発明を適用した場合の実施の形態である。
【００２６】
（Ｉ）全体構成及び動作
始めに、実施形態に係るレーザプリンタの全体構成について、図１及び図２を用いて説明する。なお、図１は実施形態に係るレーザプリンタの外観斜視図であり、図２はその中央部の縦断面図である。
【００２７】
図１及び図２に示すように、実施形態のレーザプリンタ１は、本体ケース２と、当該本体ケース２の後部上面に設けられた第１給紙トレイユニット３及び第２給紙トレイユニット４と、本体ケース２内に設けられた用紙搬送機構５と、形成手段としてのスキャナユニット６と、現像装置としてのプロセスユニット７と、定着手段としての定着ユニット８と、第１給紙トレイユニット３、第２給紙トレイユニット４、用紙搬送機構５、プロセスユニット７及び定着ユニット８等を駆動するための本体ケース２の正面左端側部分に収容された駆動ユニット（図示を省略する。）等を含んで構成されている。
【００２８】
また、本体ケース２の前部上面部にはレーザプリンタ１の内部を開放可能なトップカバー１０と、排紙トレイ１１とが設けられている。このうち、排紙トレイ１１は、図２に実線で示す閉位置から鎖線で示す開位置へ切り換え自在であり、開位置のときには記録済の用紙を受けて蓄積するトレイとして機能する。
【００２９】
上述の構成のうち、スキャナユニット６とプロセスユニット７と定着ユニット８とが実際に記録を行うプリント機構部を構成する。
【００３０】
このうち、プロセスユニット７は、ケーシング２４内に、感光ドラム２５、帯電器２６、現像ローラ２７、転写手段としての転写ローラ２８、クリーニングローラ２９等を収容して本体ケース２内の所定部位に着脱可能なカートリッジ構造となっている。
【００３１】
更に、第１給紙トレイユニット３は、本体ケース２の後端付近部分の上面部に固定的に設けられており、第２給紙トレイユニット４は、本体ケース２のうちの第１給紙トレイユニット３の前面の上面部に着脱可能に設けられている。
【００３２】
一方、用紙搬送機構５は、第１給紙トレイユニット３又は第２給紙トレイユニット４から択一的に給紙された用紙をプロセスユニット７へ搬送するためのもので、第１給紙トレイユニット３の下端側に設けられた一対の送りローラ１２ａ及び１２ｂと、第２給紙トレイユニット４の下端前面に設けられたレジストローラ１３ａ及び１３ｂとを備える。これらのうち、送りローラ１２ａが駆動側ローラであり、送りローラ１２ｂが従動ローラである。また、レジストローラ１３ａが駆動側ローラであり、レジストローラ１３ｂが従動ローラである。
【００３３】
また、第１給紙トレイユニット３からレジストローラ１３ａ及び１３ｂに至る用紙搬送路１４は、第２給紙トレイユニット４の下面に沿って延びる下面側搬送路１４ａを含み、第２給紙トレイユニット４を本体ケース２から取り外した状態では、下面側搬送路１４ａが外部に開放状態となる。
【００３４】
更に、第１給紙トレイユニット３から給紙された用紙は、送りローラ１２ａ及び１２ｂで送り駆動されて下面側搬送路１４ａを通ってレジストローラ１３ａ及び１３ｂに到達し、レジスト後に送り駆動されてプロセスユニット７に搬送される。
【００３５】
一方、第２給紙トレイユニット４から給紙された用紙は、レジストローラ１３ａ及び１３ｂに到達し、レジスト後に送り駆動されてプロセスユニット７に搬送される。
【００３６】
次に、第１給紙トレイユニット３について詳細には、当該第１給紙トレイユニット３は、複数の用紙Ｐを後方上がり傾斜状に収容可能なトレイケース３６と、トレイケース３６の底部に設けられた用紙Ｐの下面側を受ける用紙受け板３７と、用紙受け板３７を前方に付勢する圧縮コイルスプリング３８と、用紙受け板３７の前側に対向し且つトレイケース３６の下端付近において回動可能に取り付けられて所定角度開閉可能なトレイカバー３９と、トレイカバー３９の開作動に連動する用紙受け板３７を圧縮コイルスプリング３８の付勢力に抗して後方へリリースさせるリリース機構４０と、給紙ローラ４１等により構成されている。
【００３７】
更に、第２給紙トレイユニット４は、複数の用紙Ｐを後方上がり傾斜状に収容可能なトレイケース５６と、トレイケース５６の底部に設けられた用紙Ｐの下面側を受ける用紙受け板５７と、用紙受け板５７を前方に付勢する圧縮コイルスプリング５８と、用紙受け板５７の前側に対向し且つトレイケース５６の下端付近において回動可能に取り付けられて所定角度開閉可能なトレイカバー５９と、トレイカバー５９の開作動に連動する用紙受け板５７を圧縮コイルスプリング５８の付勢力に抗して後方へリリースさせるリリース機構６０と、給紙ローラ６１等により構成されている。なお、第２給紙トレイユニット４の前面には、手差しにより用紙Ｐを供給するための手差し用給紙口８０が設けられている。
【００３８】
次に、プロセスユニット７についてより具体的に説明すると、当該プロセスユニット７は、スキャナユニット６に設けられた後述するレーザ光学系により記録すべき画像データに従って感光ドラム２５の表面に形成された静電潜像に対してトナーを供給することにより潜像のトナー現像を行うためのユニットである。
【００３９】
すなわち、プロセスユニット７は、感光ドラム２５とその上面に接触する転写ローラ２８、感光ドラム２５の下方に配置されたスコロトロン型等の帯電器２６、給紙方向において感光ドラム２５よりも上流側に配置された現像ローラ２７及びトナー供給ローラ３１を備える現像装置、更にその上流部に配置されたトナー貯留部としての着脱可能なトナーカートリッジ３０、感光ドラム２５よりも給紙方向において下流側に配置されたクリーニングローラ２９等から構成されている。なお、図２には図示していないが、プロセスユニット７は、現像ローラ２８と同軸で同心円状に自由回転し、現像ローラ２７と感光ドラム２５との接触量を規制する後述のピッチコロ５３を備えている。
【００４０】
また、現像装置の現像室（トナー供給ローラ３１、現像ローラ２７、後述の上オーガ４２及び下オーガ４３等を含む部分をいう。以下同じ。）内において、トナー供給ローラ３１の上方には、一対の下オーガ４３及び上オーガ４２が回転可能に配置されている。下オーガ４３は、トナーカートリッジ３０からトナー供給口３０ａ（トナーカートリッジ３０のほぼ中央位置に形成された孔とケーシング２４に形成された孔とにより構成される。）を経て現像室内に供給されたトナーを、トナー供給ローラ３１の上方でトナー供給ローラ３１の両端部方向に搬送する機能を担い、また、上オーガ４２は、トナー供給ローラ３１の両端側からトナー供給口３０ａに向かってトナーを搬送する機能を担う。このように、下オーガ４３及び上オーガ４２を介してトナー供給口３０ａから現像室側に供給されたトナーは、トナー供給ローラ３１の上方でその両側方向に搬送循環されるものであり、当該トナーは、搬送循環されている間にトナー供給ローラ３１に付着しつつ供給されていく。なお、本実施形態では、上記上オーガ４２の機能を促進するため、上オーガ４２と下オーガ４３との間に夫々のオーガの回転軸と平行な方向にオーガ仕切板４４を設けている。
【００４１】
一方、現像ローラ２７の上方側でケーシング２４の下面には、Ｌ字型のブレード固定部材３３ａによりブレード３３が固定されている。このブレード３３はトナー供給ローラ３１から現像ローラ２７に供給されたトナーを所定の極性に帯電させると共にトナー層の層厚を所定の厚さに規制するためのものである。
【００４２】
更に、感光ドラム２５の外周面には、帯電器２６にて形成された帯電層に対してスキャナユニット６からレーザビームを走査しつつ照射することにより記録すべき画像データに対応した静電潜像が形成される。このとき、トナーカートリッジ３０内のトナーは、撹拌体３２により撹拌されてトナー供給口３０ａから放出された後、トナー供給ローラ３１を介して現像ローラ２７の外周面に担持され、ブレード３３によってトナー層の厚さが規制される。これにより、感光ドラム２５に形成された静電潜像は、現像ローラ２７によってトナーが付着することにより顕像化され、転写ローラ２８と感光ドラム２５の間を通る用紙Ｐに転写される。その後、感光ドラム２５上に残った残トナーはクリーニングローラ２９上で電気的に一旦保持された後、用紙Ｐに対する画像の記録を行わない所定のタイミング（例えば、搬送されてくる用紙Ｐと次の用紙Ｐとの間等）にて感光ドラム２５上に電気的に戻され、更に現像ローラ２７に担持されて現像室内に回収される。
【００４３】
次に、スキャナユニット６について説明する。
【００４４】
図２に示すように、スキャナユニット６は公知のレーザ光学系を備えており、入力された記録すべき画像データに基づいてレーザ光学系のスキャニングを行って感光ドラム２５の表面に静電潜像を形成するユニットである。
【００４５】
より具体的には、スキャナユニット６は、上記プロセスユニット７の下方に配置されており、スキャナユニット６の上面には、スキャナカバー４５が取り付けられている。このスキャナカバー４５は本体ケース２における底板部４６の給紙方向上流側に開口部の殆どを被覆して固定されている。そして、露光ユニットとしてのスキャナユニット６は、スキャナカバー４５の下面側に、半導体レーザ等のレーザ発光部（図示せず。）、スキャナモータ４７、ポリゴンミラー２０、レンズ２２及び反射鏡２１、２３等が配置されてなり、レーザ光は、スキャナカバー４５によって感光ドラム２５の回転軸線に沿って延びるように形成された横長のスキャナ孔４８にはめ込まれたガラス板４９を通過して感光ドラム２５の外周面に照射される。これにより、画像データに従って感光ドラム２５の外周面に静電潜像が露光形成される。このようにしてスキャナユニット６のレーザ光学系により感光ドラム２５に形成された静電潜像に対して上記プロセスユニット７を介してトナーが供給され、静電潜像のトナー現像が行われる。
【００４６】
次に、プロセスユニット７に搬送された用紙Ｐに対しては、プロセスユニット７内で感光ドラム２５に形成された静電潜像に対応するトナー画像が転写され、この後、定着ユニット８に搬送される。この定着ユニット８は、用紙Ｐに転写されているトナーを当該用紙Ｐに加熱により定着させるもので、加熱ローラ３４と、当該加熱ローラ３４に押圧されている押圧ローラ３５と、加熱ローラ３４と押圧ローラ３５の下流側に設けられ、用紙Ｐを本体ケース２の外部に排出する一対の排出ローラ１５ａ及び１５ｂとを含んでいる。
【００４７】
なお、図２においては、レジストローラ１３ａ及び１３ｂより給紙方向下流側の排紙トレイ１１までの間における用紙Ｐの経路Ｒが破線で示されている。
【００４８】
（II）プロセスユニットの細部構成及び機能
次に、本発明に係るプロセスユニット７の細部構成について、図３乃至図６を用いて説明する。なお、図３はプロセスユニット７の縦断面拡大図であり、図４はプロセスユニット７における現像ローラ２７と感光ドラム２５の接触状態を説明する断面図であり、図５は本発明に係る後述のコロクリーナの拡大図であり、図６は後述の感光体クリーナの拡大図である。
【００４９】
上述のように画像形成時においては、トナーは撹拌体３２において撹拌されつつトナーカートリッジ３０のトナー供給口３０ａから排出され、下オーガ４３及び上オーガ４２並びにオーガ仕切板４４の作用によりトナー供給ローラ３１上の中心軸方向にほぼ均等に振り分けられ、弾性ゴムローラからなる現像ローラ２７に供給される。このとき、トナー供給ローラ３１と現像ローラ２７がそれらの接触部において相互に反対方向に回転し、且つブレード３３が接触することによりトナーが帯電されつつ現像ローラ２７に供給されることとなる。
【００５０】
次に、現像ローラ２７に供給されたトナーは、感光ドラム２５に付着する。このとき、感光ドラム２５上には、帯電器２６により帯電された感光ドラム２５の外周表面を走査したレーザ光により形成された画像データに対応する静電潜像（帯電器２６により所定のレベルに帯電されたときの感光ドラム２５の電位に対し、レーザ光が照射された部分だけ電位が低下することにより形成された静電潜像）があり、この静電潜像の部分に所定の極性に帯電したトナー（トナー供給ローラ３１と現像ローラ２７との摩擦等により静電潜像の電位と同極性に帯電している。）が電気的に付着することにより静電潜像が顕像化することとなる。
【００５１】
ここで、現像ローラ２７と感光ドラム２５との接触による静電潜像の現像について図４を用いて更に詳しく説明すると、プロセスユニット７における現像方式は上述のように非磁性一成分トナーを用いたインプレッション現像方式であるので、現像ローラ２７はその表面がゴム等の弾性材料により形成されており、また、感光ドラム２５は、例えば、アルミニウム製の円筒の表面に感光材料（光導電材料）を塗布して形成されている。そして、実際の現像においては、現像ローラ２７を感光ドラム２５に押し付け、その接触部を変形させるようにして双方を同じ方向に（図４の場合には時計方向）に回転させ、すなわち、それらの接触部においては互いに反対方向となるように回転させて現像を行う。このときの現像ローラ２７の表面の変形量については、図４に示すように、当該現像ローラ２７の半径方向の変形量を、ここではつぶし量と称し、現像ローラ２７の回転の接線方向の変形部分の幅をニップ幅と称することとする。そして、現像における鮮明度を長期間維持するためには、このつぶし量とニップ幅とを長期間に渡って一定に保つ必要があるのである。
【００５２】
そこで、実施形態のプロセスユニット７においては、図４に示すように、現像ローラ２７と同軸で同心円状に自由回転し、樹脂等の所定の硬度を有するコロ部材としてのピッチコロ５３を設け、この外周部を感光ドラム２５に接触させて回転させることにより上記つぶし量及びニップ量を一定に保つようにしている。このとき、ピッチコロ５３の半径は現像ローラ２７の半径から上記つぶし量を差し引いた長さとされている。また、ピッチコロ５３は感光ドラム２５に連動して回転するので、その回転方向は現像ローラ２７とは逆方向（図３及び図４においては、反時計方向）となっている。このピッチコロ５３の作用により、上記つぶし量及びニップ量が一定に保たれる。なお、本実施形態のプロセスユニット７においては、ピッチコロ５３は少なくとも現像ローラ２７における動力の伝達側（正面左端側部分）に配置されているが、動力の非伝達側（正面右端部分）において同じようなビッチコロを追加しても何等差し支えない。
【００５３】
そして、感光ドラム２５上でトナーが付着することにより顕像化した画像は転写ローラ２８によって搬送されてくる用紙Ｐに転写され、その後、当該用紙Ｐが定着ユニット８へと搬送される。
【００５４】
次に、感光ドラム２５上に残置している残トナーは、クリーニングローラ２９に電気的に吸着され一時的に保持される。このとき、感光ドラム２５とクリーニングローラ２９と間には、不織布等よりなるクリーナ５５が設けられ、転写の際に生じた用紙Ｐの紙繊維やゴミ等の不純物がクリーニングローラ２９に付着しないように構成されている。そして、用紙Ｐが搬送されてこないタイミングにおいて残トナーがクリーニングローラ２９に付着したときとは逆方向の電界を感光ドラム２５と当該クリーニングローラ２９との間にかけることにより、クリーニングローラ２９上に吸着している残トナーを感光ドラム２５上に戻す。
【００５５】
そして、感光ドラム２５上に担持されている残トナーがそのまま現像ローラ２７まで運ばれ、当該現像ローラ２７により現像室内に回収され再利用される。
【００５６】
以上の動作が繰り返されることにより、画像の形成が連続的に実行されるのである。
【００５７】
なお、本実施形態において、クリーニングローラ２９を設けて残トナーを一時的に回収しているのは、一枚の用紙Ｐに画像を記録する際、感光ドラム２５が繰り返し回転して連続的に使用されるためであり、もし感光ドラム２５上に付着した残トナーをそのまま現像ローラ２７により回収するものとすると、残トナーの部分においてはレーザ光が遮られてしまうこととなり、結果的に用紙Ｐの一部に記録すべき画像が用紙Ｐの後の方の部分に残像として残ってしまうからである。
【００５８】
ここで、本発明のプロセスユニット７においては、上述の構成に加えて、図３に示すように、一旦現像室内に回収されたトナーが現像室外部に洩れ出すのを防ぐため、現像ローラ２７に対してその回転の順方向（接触する方向と現像ローラ２７の回転が同じ方向となる方向）に接触するようにシール５０を備えており、当該シール５０は、基材５１を介してケーシング２４の下半分部分に固定されている。このシール５０は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）素材等により極めて平滑性よく形成されており、感光ドラム２５から現像ローラ２７に付着した残トナーが当該シール５０により削り落とされて回収されないことがないようになっている。このシール５０により現像室内に回収された残トナーが外部に洩れ出すことが防止される。
【００５９】
更に、これに加えて、プロセスユニット７は、上記ピッチコロ５３における感光ドラム２５に接触する面（外周面）に付着する余分なトナーやゴミ等を除去するための清浄化手段としてのコロクリーナ５２を備えている。
【００６０】
このコロクリーナ５２について、図５を用いて更に詳しく説明する。なお、図５において、図５（ａ）はコロクリーナ５２を含む部分の断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）に示される部分を図５（ａ）中「Ａ」方向から視た側面図である。
【００６１】
図５（ａ）又は（ｂ）に示すように、当該コロクリーナ５２はピッチコロ５３の回転に対して逆方向（接触する方向とピッチコロ５３の回転が逆方向となる方向）にピッチコロ５３の回転中心に向かって付勢されて接触している。このとき、上記シール５０は、現像ローラ２７の下部外周部にその回転に対して順方向に接触している。
【００６２】
このコロクリーナ５２は、図５（ｃ）に示すように、シール５０と一体的にＰＥＴ素材等により極めて平滑性よく形成されており、当該コロクリーナ５２がピッチコロ５３の回転方向に対して逆方向に付勢されて接触するように基材５１が固定されていることにより、ピッチコロ５３の感光ドラム２５に接触する接触面に付着したトナーやゴミ等がコロクリーナ５２の先端部で掻き落とされ、当該接触面が清浄な状態に保たれる。
【００６３】
更にまた、上記のコロクリーナ５２に加えて、プロセスユニット７は、図３に示すように、上記感光ドラム２５におけるピッチコロ５３に接触する面（外周面）に付着する余分なトナーやゴミ等を除去するための感光体クリーナ５４を備えている。
【００６４】
この感光体クリーナ５４について、図６を用いて更に詳しく説明する。なお、図６において、図６（ａ）は感光体クリーナ５４を含むクリーニングローラ２９周辺の断面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）に示される部分を図６（ａ）中「Ｂ」方向から視た側面図である。
【００６５】
図６（ａ）又は（ｂ）に示すように、当該感光体クリーナ５４は感光ドラム２５の回転に対して逆方向に感光ドラム２５の回転中心に向かって付勢され、感光ドラム２５におけるピッチコロ５３が接触する面に接触している。また、当該感光体クリーナ５４の幅は、少なくともピッチコロ５３の幅より広く形成されている。このとき、上記クリーナ５５は、感光ドラム２５とクリーニングローラ２９との間において感光ドラム２５の外周部にその回転に対して順方向に接触している。
【００６６】
この感光体クリーナ５４は、シール５０又はコロクリーナ５２と同様にＰＥＴ素材等により極めて平滑性よく形成されており、当該感光体クリーナ５４が感光ドラム２５の回転方向に対して逆方向に付勢されて、当該感光ドラムにおけるピッチコロ５３が接触する面に接触するようにケーシング２４に固定されていることにより、感光ドラム２５のピッチコロ５３に接触する接触面に付着したトナーやゴミ等が感光体クリーナ５４の先端部で掻き落とされ、当該接触面が清浄な状態に保たれることとなる。
【００６７】
以上説明したように、実施形態のコロクリーナ５２を備えたプロセスユニット７によれば、コロクリーナ５２がピッチコロ５３における感光ドラム２５に接触する面を清浄化するので、感光ドラム２５と現像ローラ２７との接触量（上記つぶし量又はニップ幅）の経時変化を最小限に抑制することができる。
【００６８】
また、コロクリーナ５２が現像ローラ２７の回転方向に対して逆方向に接触する板状フィルムであるので、簡易にコロクリーナ５２を構成できると共に、効果的に接触面を清浄化することができる。
【００６９】
さらに、現像ローラ２７と感光ドラム２５の接触量の経時変化が最小限に抑制されるので、長時間に渡って鮮明な画像を記録することができる。
【００７０】
（III）変形形態
次に、上記コロクリーナ５２の変形形態について、図７を用いて説明する。
【００７１】
上述の実施形態においては、コロクリーナ５２を現像ローラ２７の回転方向に対して逆方向に接触する板状フィルムにより構成したが、これに限らず、図７（ａ）に示すようにピッチコロ５３の外周面に接触するスポンジ５２ａによりコロクリーナを構成してもよい。この場合には、ピッチコロ５３に対して順方向に接触させてもよいし、逆方向に接触させてもよい。また、垂直に接触させてもよい。
【００７２】
図７（ａ）に示す変形形態によれば、コロクリーナがピッチコロ５３に接触するスポンジ５２ａであるので、簡易にコロクリーナを構成することができる。
【００７３】
また、他の変形形態としては、図７（ｂ）に示すようにピッチコロ５３の外周面に接触するブラシ５２ｂによりコロクリーナを構成してもよい。この場合にも、ピッチコロ５３に対して順方向に接触させてもよいし、逆方向に接触させてもよい。また、垂直に接触させてもよい。
【００７４】
図７（ｂ）に示す変形形態によれば、コロクリーナがピッチコロ５３に接触するブラシ５２ｂであるので、効果的に接触面を清浄化することができる。
【００７５】
なお、上述の実施形態又は変形形態においては、現像ローラ２７の正面左側にピッチコロ５３が配置されている場合について説明したが、これに限らず、現像ローラ２７の両側にピッチコロが配置されている現像装置について本発明を適用することができる。この場合には、夫々のピッチコロに対してコロクリーナ５２が設けられることとなる。
【００７６】
また、上述の実施形態又は変形形態においては、非磁性一成分トナーを用いた現像装置において、例えばインプレッション現像方式のように、現像ローラ２７と感光ドラム２５が接触している場合について説明したが、これに限らず、例えば、二成分トナーを用いた現像装置において、現像ローラと感光ドラムとの距離をピッチコロにより規制している現像装置に対して本発明を適用することもできる。
【００７７】
更に、現像ローラと感光ドラムとが、それらの接触部において互いに反対方向に回転する場合に限らず、その接触部において同一方向に回転する場合（例えば、図３において感光ドラムが時計方向、現像ローラが反時計方向に回転する場合）にも適用可能である。
【００７８】
更に、ドラム状の感光体ではなく、ベルト状の感光体を備えた現像装置であって、当該感光ベルトと現像ローラとの相対距離をピッチコロにより規制している現像装置に対して本発明を適用することもできる。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、清浄化手段が、感光体と現像ローラの相対距離を規制するコロ部材における感光体に接触する面を清浄化するので、感光体と現像ローラとの相対距離の経時変化を最小限に抑制することができる。従って、感光体の現像状態を長期間一定とすることができるので、寿命を延伸することができる。
【００８０】
また、清浄化手段がコロ部材の回転方向に対して対向する方向に接触面に接触する板状部材であるので、簡易に清浄化部材を構成できると共に、効果的に接触面を清浄化することができる。
【００８１】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、感光体が現像ローラに接触していると共に、コロ部材が当該感光体と当該現像ローラとの接触量を規制するので、感光体と現像ローラとの接触量の経時変化を最小限に抑制することができる。
【００８２】
【００８３】
【００８４】
【００８５】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加えて、現像ローラと感光体の相対距離の経時変化が最小限に抑制されるので、長時間に渡って鮮明な画像を記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 レーザプリンタの外観を示す斜視図である。
【図２】 レーザプリンタの構成を示す縦断面図である。
【図３】 プロセスユニットの構成を示す縦断面図である。
【図４】 現像における現像ローラと感光ドラムの接触状態を示す断面図である。
【図５】 コロクリーナの細部を示す拡大図であり、（ａ）はコロクリーナの細部を示す断面図であり、（ｂ）はコロクリーナの細部を示す側面図であり、（ｃ）はコロクリーナとシールの関係を示す平面図である。
【図６】 感光体クリーナの細部を示す拡大図であり、（ａ）は感光体クリーナの細部を示す断面図であり、（ｂ）は感光体クリーナの細部を示す側面図である。
【図７】 コロクリーナの変形形態を示す図であり、（ａ）は第１の変形形態を示す図であり、（ｂ）は第２の変形形態を示す図である。
【符号の説明】
１…レーザプリンタ
２…本体ケース
３…第１給紙トレイユニット
４…第２給紙トレイユニット
５…用紙搬送機構
６…スキャナユニット
７…プロセスユニット
８…定着ユニット
１０…トップカバー
１１…排紙トレイ
１２ａ、１２ｂ…送りローラ
１３ａ、１３ｂ…レジストローラ
１４…用紙搬送路
１４ａ…下面側搬送路
１５ａ、１５ｂ…排出ローラ
２０…ポリゴンミラー
２１、２３…反射鏡
２２…レンズ
２４…ケーシング
２５…感光ドラム
２６…帯電器
２７…現像ローラ
２８…転写ローラ
２９…クリーニングローラ
３０…トナーカートリッジ
３１…トナー供給ローラ
３２…撹拌体
３３…ブレード
３３ａ…ブレード固定部材
３４…加熱ローラ
３５…押圧ローラ
３６、５６…トレイケース
３７、５７…用紙受け板
３８、５８…圧縮コイルスプリング
３９、５９…トレイカバー
４０、６０…リリース機構
４１、６１…給紙ローラ
４２…上オーガ
４３…下オーガ
４４…オーガ仕切板
４５…スキャナカバー
４６…底板部
４７…スキャナモータ
４８…スキャナ孔
４９…ガラス板
５０…シール
５１…基材
５２、５２ａ、５２ｂ…コロクリーナ
５３…ピッチコロ
５４…感光体クリーナ
５５…クリーナ
８０…手差し給紙口
Ｐ…用紙
Ｒ…経路
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像ローラと感光体とを少なくとも備え、帯電したトナーを用いて電子写真方式により画像を形成する画像形成装置における現像装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、現像ローラ、感光体としての感光ドラムを少なくとも備えた現像装置を用いていわゆる電子写真方式により記録用紙上への画像の形成及び記録を行うプリンタ等の画像形成装置が広く一般化している。
【０００３】
ここで、上記従来の画像形成装置内の現像装置においては、その代表的な現像方法として非磁性一成分トナーを用いた方式の現像装置が挙げられるが、当該方式においては、上記現像ローラはゴム等の弾性部材により形成されていると共に、上記感光ドラムは、例えばアルミニウム素材の円筒の表面に感光材料（光導電材料）を塗布して形成されるのが一般的であり、感光ドラム上の静電潜像を現像する際には、例えば、現像ローラを感光ドラムに接触させてその接触部分を変形させ、所定の面積をもって感光ドラムに接触させることにより現像を行っている。そして、この変形量（接触部分の面積）は一般に現像後の画像の鮮明さに大きな影響を及ぼすパラメータであり、この変形量は経時変化等により変化しないことが望ましい。
【０００４】
また、上記非磁性一成分トナーを用いた現像方式以外の方式を採用した現像装置（例えば、二成分トナーを用いた磁気ブラシ方式）であっても、一般に現像ローラと感光ドラムとの相対距離は現像の鮮明度に影響を及ぼす重要なパラメータである。
【０００５】
上述したように、従来の現像装置においては、現像ローラと感光ドラムとの相対距離を長時間一定に保つ必要があることから、現像ローラと同軸で同心円状に自由回転し、且つ所定の硬度を有する例えば樹脂製のコロ（以下、ピッチコロという。）を設け、これを感光ドラムに接触させて回転させることにより、現像ローラと感光ドラムとの相対距離を一定に保っていた。この場合には、当該ピッチコロの半径が現像ローラの中心軸と感光ドラムの表面との距離に等しくなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ピッチコロを用いて現像ローラと感光ドラムとの間の相対距離の規制する方式を用いた場合に、長期間現像を繰り返していると、ピッチコロにおける感光ドラムに接触する面に現像中に飛散したトナーや記録用紙の紙繊維などの不純物が堆積し、これによりピッチコロの外径が大きくなって結果的に現像ローラと感光ドラムとの相対距離が長くなってしまう場合があるという問題点があった。
【０００７】
そして、この相対距離が長くなると、上述のように現像における鮮明度に影響が現れ、場合によっては、現像ローラと感光ドラムが離れてしまって静電潜像の現像が全くなされなくなってしまい、従って装置の寿命が短くなってしまうという問題点に繋がるのである。
【０００８】
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、現像ローラと感光ドラムとの相対距離を規制するピッチコロにおける感光ドラムに接触する面を清浄に保ち、当該相対距離が長期間に渡って変化せず装置の寿命を長期間化することが可能な現像装置及び当該現像装置を用いた画像形成装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、感光体と当該感光体に対向して配置された現像ローラとを少なくとも備え、帯電したトナーを用い、前記現像ローラを前記感光体に押し付け、その接触部を変形させるようにしてその接触部において前記現像ローラを前記感光体に対して逆方向に回転させて、電子写真方式により現像を行う現像装置であって、前記感光体と前記現像ローラとの相対距離を、当該現像ローラと同心円状に回転可能であり前記感光体に接触するコロ部材により規制し、且つ該コロ部材が前記現像ローラとは逆方向に回転する現像装置において、前記コロ部材における前記感光体に接触する接触面を清浄化し、且つ前記コロ部材の回転方向に対して対向する方向に前記接触面に接触する板状部材からなる清浄化手段と、前記現像ローラに対してその回転方向に沿う方向に接触するように配置された板状部材からなるシール部材とを備え、前記清浄化手段と前記シール部材とは一体的に形成されている。
【００１０】
請求項１に記載の発明の作用によれば、清浄化手段は、感光体と現像ローラの相対距離を規制するコロ部材における感光体に接触する面を清浄化する。よって、感光体と現像ローラとの相対距離の経時変化を最小限に抑制することができる。
【００１１】
また、清浄化手段がコロ部材の回転方向に対して対向する方向に接触面に接触するコロクリーナ等の板状部材であるので、簡易に清浄化部材を構成できると共に、効果的に接触面を清浄化することができる。
【００１２】
上記の課題を解決するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の現像装置において、前記現像ローラが弾性部材により形成され、且つ前記感光体は前記現像ローラに接触していると共に、前記コロ部材は当該感光体と当該現像ローラとの接触量を規制するように構成される。
【００１３】
請求項２に記載の発明の作用によれば、請求項１に記載の発明の作用に加えて、現像ローラが弾性部材により形成され、且つ感光体が現像ローラに接触していると共に、コロ部材が当該感光体と当該現像ローラとの接触量を規制するので、感光体と現像ローラとの接触量の経時変化を最小限に抑制することができる。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
上記の課題を解決するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の現像装置と、記録すべき画像に対応した静電潜像を前記感光体上に形成するスキャナユニット等の形成手段と、前記形成された静電潜像に対応して前記感光体上に付着しているトナーを前記画像を記録すべき記録用紙上に転写する転写ローラ等の転写手段と、前記記録用紙上に転写された前記トナーを定着させる定着ユニット等の定着手段と、を備える。
【００２１】
請求項３に記載の発明の作用によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加えて、形成手段は、記録すべき画像に対応した静電潜像を感光体上に形成する。
【００２２】
そして、転写手段は、形成された静電潜像に対応して感光体上に付着しているトナーを記録用紙上に転写する。
【００２３】
最後に、定着手段は、記録用紙上に転写されたトナーを定着させる。
【００２４】
よって、現像ローラと感光体の相対距離の経時変化が最小限に抑制されるので、長時間に渡って鮮明な画像を記録することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に好適な実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、以下に示す実施の形態は、非磁性一成分トナーを用いてインプレッション現像方式により反転現像を行ういわゆるレーザプリンタについて本発明を適用した場合の実施の形態である。
【００２６】
（Ｉ）全体構成及び動作
始めに、実施形態に係るレーザプリンタの全体構成について、図１及び図２を用いて説明する。なお、図１は実施形態に係るレーザプリンタの外観斜視図であり、図２はその中央部の縦断面図である。
【００２７】
図１及び図２に示すように、実施形態のレーザプリンタ１は、本体ケース２と、当該本体ケース２の後部上面に設けられた第１給紙トレイユニット３及び第２給紙トレイユニット４と、本体ケース２内に設けられた用紙搬送機構５と、形成手段としてのスキャナユニット６と、現像装置としてのプロセスユニット７と、定着手段としての定着ユニット８と、第１給紙トレイユニット３、第２給紙トレイユニット４、用紙搬送機構５、プロセスユニット７及び定着ユニット８等を駆動するための本体ケース２の正面左端側部分に収容された駆動ユニット（図示を省略する。）等を含んで構成されている。
【００２８】
また、本体ケース２の前部上面部にはレーザプリンタ１の内部を開放可能なトップカバー１０と、排紙トレイ１１とが設けられている。このうち、排紙トレイ１１は、図２に実線で示す閉位置から鎖線で示す開位置へ切り換え自在であり、開位置のときには記録済の用紙を受けて蓄積するトレイとして機能する。
【００２９】
上述の構成のうち、スキャナユニット６とプロセスユニット７と定着ユニット８とが実際に記録を行うプリント機構部を構成する。
【００３０】
このうち、プロセスユニット７は、ケーシング２４内に、感光ドラム２５、帯電器２６、現像ローラ２７、転写手段としての転写ローラ２８、クリーニングローラ２９等を収容して本体ケース２内の所定部位に着脱可能なカートリッジ構造となっている。
【００３１】
更に、第１給紙トレイユニット３は、本体ケース２の後端付近部分の上面部に固定的に設けられており、第２給紙トレイユニット４は、本体ケース２のうちの第１給紙トレイユニット３の前面の上面部に着脱可能に設けられている。
【００３２】
一方、用紙搬送機構５は、第１給紙トレイユニット３又は第２給紙トレイユニット４から択一的に給紙された用紙をプロセスユニット７へ搬送するためのもので、第１給紙トレイユニット３の下端側に設けられた一対の送りローラ１２ａ及び１２ｂと、第２給紙トレイユニット４の下端前面に設けられたレジストローラ１３ａ及び１３ｂとを備える。これらのうち、送りローラ１２ａが駆動側ローラであり、送りローラ１２ｂが従動ローラである。また、レジストローラ１３ａが駆動側ローラであり、レジストローラ１３ｂが従動ローラである。
【００３３】
また、第１給紙トレイユニット３からレジストローラ１３ａ及び１３ｂに至る用紙搬送路１４は、第２給紙トレイユニット４の下面に沿って延びる下面側搬送路１４ａを含み、第２給紙トレイユニット４を本体ケース２から取り外した状態では、下面側搬送路１４ａが外部に開放状態となる。
【００３４】
更に、第１給紙トレイユニット３から給紙された用紙は、送りローラ１２ａ及び１２ｂで送り駆動されて下面側搬送路１４ａを通ってレジストローラ１３ａ及び１３ｂに到達し、レジスト後に送り駆動されてプロセスユニット７に搬送される。
【００３５】
一方、第２給紙トレイユニット４から給紙された用紙は、レジストローラ１３ａ及び１３ｂに到達し、レジスト後に送り駆動されてプロセスユニット７に搬送される。
【００３６】
次に、第１給紙トレイユニット３について詳細には、当該第１給紙トレイユニット３は、複数の用紙Ｐを後方上がり傾斜状に収容可能なトレイケース３６と、トレイケース３６の底部に設けられた用紙Ｐの下面側を受ける用紙受け板３７と、用紙受け板３７を前方に付勢する圧縮コイルスプリング３８と、用紙受け板３７の前側に対向し且つトレイケース３６の下端付近において回動可能に取り付けられて所定角度開閉可能なトレイカバー３９と、トレイカバー３９の開作動に連動する用紙受け板３７を圧縮コイルスプリング３８の付勢力に抗して後方へリリースさせるリリース機構４０と、給紙ローラ４１等により構成されている。
【００３７】
更に、第２給紙トレイユニット４は、複数の用紙Ｐを後方上がり傾斜状に収容可能なトレイケース５６と、トレイケース５６の底部に設けられた用紙Ｐの下面側を受ける用紙受け板５７と、用紙受け板５７を前方に付勢する圧縮コイルスプリング５８と、用紙受け板５７の前側に対向し且つトレイケース５６の下端付近において回動可能に取り付けられて所定角度開閉可能なトレイカバー５９と、トレイカバー５９の開作動に連動する用紙受け板５７を圧縮コイルスプリング５８の付勢力に抗して後方へリリースさせるリリース機構６０と、給紙ローラ６１等により構成されている。なお、第２給紙トレイユニット４の前面には、手差しにより用紙Ｐを供給するための手差し用給紙口８０が設けられている。
【００３８】
次に、プロセスユニット７についてより具体的に説明すると、当該プロセスユニット７は、スキャナユニット６に設けられた後述するレーザ光学系により記録すべき画像データに従って感光ドラム２５の表面に形成された静電潜像に対してトナーを供給することにより潜像のトナー現像を行うためのユニットである。
【００３９】
すなわち、プロセスユニット７は、感光ドラム２５とその上面に接触する転写ローラ２８、感光ドラム２５の下方に配置されたスコロトロン型等の帯電器２６、給紙方向において感光ドラム２５よりも上流側に配置された現像ローラ２７及びトナー供給ローラ３１を備える現像装置、更にその上流部に配置されたトナー貯留部としての着脱可能なトナーカートリッジ３０、感光ドラム２５よりも給紙方向において下流側に配置されたクリーニングローラ２９等から構成されている。なお、図２には図示していないが、プロセスユニット７は、現像ローラ２８と同軸で同心円状に自由回転し、現像ローラ２７と感光ドラム２５との接触量を規制する後述のピッチコロ５３を備えている。
【００４０】
また、現像装置の現像室（トナー供給ローラ３１、現像ローラ２７、後述の上オーガ４２及び下オーガ４３等を含む部分をいう。以下同じ。）内において、トナー供給ローラ３１の上方には、一対の下オーガ４３及び上オーガ４２が回転可能に配置されている。下オーガ４３は、トナーカートリッジ３０からトナー供給口３０ａ（トナーカートリッジ３０のほぼ中央位置に形成された孔とケーシング２４に形成された孔とにより構成される。）を経て現像室内に供給されたトナーを、トナー供給ローラ３１の上方でトナー供給ローラ３１の両端部方向に搬送する機能を担い、また、上オーガ４２は、トナー供給ローラ３１の両端側からトナー供給口３０ａに向かってトナーを搬送する機能を担う。このように、下オーガ４３及び上オーガ４２を介してトナー供給口３０ａから現像室側に供給されたトナーは、トナー供給ローラ３１の上方でその両側方向に搬送循環されるものであり、当該トナーは、搬送循環されている間にトナー供給ローラ３１に付着しつつ供給されていく。なお、本実施形態では、上記上オーガ４２の機能を促進するため、上オーガ４２と下オーガ４３との間に夫々のオーガの回転軸と平行な方向にオーガ仕切板４４を設けている。
【００４１】
一方、現像ローラ２７の上方側でケーシング２４の下面には、Ｌ字型のブレード固定部材３３ａによりブレード３３が固定されている。このブレード３３はトナー供給ローラ３１から現像ローラ２７に供給されたトナーを所定の極性に帯電させると共にトナー層の層厚を所定の厚さに規制するためのものである。
【００４２】
更に、感光ドラム２５の外周面には、帯電器２６にて形成された帯電層に対してスキャナユニット６からレーザビームを走査しつつ照射することにより記録すべき画像データに対応した静電潜像が形成される。このとき、トナーカートリッジ３０内のトナーは、撹拌体３２により撹拌されてトナー供給口３０ａから放出された後、トナー供給ローラ３１を介して現像ローラ２７の外周面に担持され、ブレード３３によってトナー層の厚さが規制される。これにより、感光ドラム２５に形成された静電潜像は、現像ローラ２７によってトナーが付着することにより顕像化され、転写ローラ２８と感光ドラム２５の間を通る用紙Ｐに転写される。その後、感光ドラム２５上に残った残トナーはクリーニングローラ２９上で電気的に一旦保持された後、用紙Ｐに対する画像の記録を行わない所定のタイミング（例えば、搬送されてくる用紙Ｐと次の用紙Ｐとの間等）にて感光ドラム２５上に電気的に戻され、更に現像ローラ２７に担持されて現像室内に回収される。
【００４３】
次に、スキャナユニット６について説明する。
【００４４】
図２に示すように、スキャナユニット６は公知のレーザ光学系を備えており、入力された記録すべき画像データに基づいてレーザ光学系のスキャニングを行って感光ドラム２５の表面に静電潜像を形成するユニットである。
【００４５】
より具体的には、スキャナユニット６は、上記プロセスユニット７の下方に配置されており、スキャナユニット６の上面には、スキャナカバー４５が取り付けられている。このスキャナカバー４５は本体ケース２における底板部４６の給紙方向上流側に開口部の殆どを被覆して固定されている。そして、露光ユニットとしてのスキャナユニット６は、スキャナカバー４５の下面側に、半導体レーザ等のレーザ発光部（図示せず。）、スキャナモータ４７、ポリゴンミラー２０、レンズ２２及び反射鏡２１、２３等が配置されてなり、レーザ光は、スキャナカバー４５によって感光ドラム２５の回転軸線に沿って延びるように形成された横長のスキャナ孔４８にはめ込まれたガラス板４９を通過して感光ドラム２５の外周面に照射される。これにより、画像データに従って感光ドラム２５の外周面に静電潜像が露光形成される。このようにしてスキャナユニット６のレーザ光学系により感光ドラム２５に形成された静電潜像に対して上記プロセスユニット７を介してトナーが供給され、静電潜像のトナー現像が行われる。
【００４６】
次に、プロセスユニット７に搬送された用紙Ｐに対しては、プロセスユニット７内で感光ドラム２５に形成された静電潜像に対応するトナー画像が転写され、この後、定着ユニット８に搬送される。この定着ユニット８は、用紙Ｐに転写されているトナーを当該用紙Ｐに加熱により定着させるもので、加熱ローラ３４と、当該加熱ローラ３４に押圧されている押圧ローラ３５と、加熱ローラ３４と押圧ローラ３５の下流側に設けられ、用紙Ｐを本体ケース２の外部に排出する一対の排出ローラ１５ａ及び１５ｂとを含んでいる。
【００４７】
なお、図２においては、レジストローラ１３ａ及び１３ｂより給紙方向下流側の排紙トレイ１１までの間における用紙Ｐの経路Ｒが破線で示されている。
【００４８】
（II）プロセスユニットの細部構成及び機能
次に、本発明に係るプロセスユニット７の細部構成について、図３乃至図６を用いて説明する。なお、図３はプロセスユニット７の縦断面拡大図であり、図４はプロセスユニット７における現像ローラ２７と感光ドラム２５の接触状態を説明する断面図であり、図５は本発明に係る後述のコロクリーナの拡大図であり、図６は後述の感光体クリーナの拡大図である。
【００４９】
上述のように画像形成時においては、トナーは撹拌体３２において撹拌されつつトナーカートリッジ３０のトナー供給口３０ａから排出され、下オーガ４３及び上オーガ４２並びにオーガ仕切板４４の作用によりトナー供給ローラ３１上の中心軸方向にほぼ均等に振り分けられ、弾性ゴムローラからなる現像ローラ２７に供給される。このとき、トナー供給ローラ３１と現像ローラ２７がそれらの接触部において相互に反対方向に回転し、且つブレード３３が接触することによりトナーが帯電されつつ現像ローラ２７に供給されることとなる。
【００５０】
次に、現像ローラ２７に供給されたトナーは、感光ドラム２５に付着する。このとき、感光ドラム２５上には、帯電器２６により帯電された感光ドラム２５の外周表面を走査したレーザ光により形成された画像データに対応する静電潜像（帯電器２６により所定のレベルに帯電されたときの感光ドラム２５の電位に対し、レーザ光が照射された部分だけ電位が低下することにより形成された静電潜像）があり、この静電潜像の部分に所定の極性に帯電したトナー（トナー供給ローラ３１と現像ローラ２７との摩擦等により静電潜像の電位と同極性に帯電している。）が電気的に付着することにより静電潜像が顕像化することとなる。
【００５１】
ここで、現像ローラ２７と感光ドラム２５との接触による静電潜像の現像について図４を用いて更に詳しく説明すると、プロセスユニット７における現像方式は上述のように非磁性一成分トナーを用いたインプレッション現像方式であるので、現像ローラ２７はその表面がゴム等の弾性材料により形成されており、また、感光ドラム２５は、例えば、アルミニウム製の円筒の表面に感光材料（光導電材料）を塗布して形成されている。そして、実際の現像においては、現像ローラ２７を感光ドラム２５に押し付け、その接触部を変形させるようにして双方を同じ方向に（図４の場合には時計方向）に回転させ、すなわち、それらの接触部においては互いに反対方向となるように回転させて現像を行う。このときの現像ローラ２７の表面の変形量については、図４に示すように、当該現像ローラ２７の半径方向の変形量を、ここではつぶし量と称し、現像ローラ２７の回転の接線方向の変形部分の幅をニップ幅と称することとする。そして、現像における鮮明度を長期間維持するためには、このつぶし量とニップ幅とを長期間に渡って一定に保つ必要があるのである。
【００５２】
そこで、実施形態のプロセスユニット７においては、図４に示すように、現像ローラ２７と同軸で同心円状に自由回転し、樹脂等の所定の硬度を有するコロ部材としてのピッチコロ５３を設け、この外周部を感光ドラム２５に接触させて回転させることにより上記つぶし量及びニップ量を一定に保つようにしている。このとき、ピッチコロ５３の半径は現像ローラ２７の半径から上記つぶし量を差し引いた長さとされている。また、ピッチコロ５３は感光ドラム２５に連動して回転するので、その回転方向は現像ローラ２７とは逆方向（図３及び図４においては、反時計方向）となっている。このピッチコロ５３の作用により、上記つぶし量及びニップ量が一定に保たれる。なお、本実施形態のプロセスユニット７においては、ピッチコロ５３は少なくとも現像ローラ２７における動力の伝達側（正面左端側部分）に配置されているが、動力の非伝達側（正面右端部分）において同じようなビッチコロを追加しても何等差し支えない。
【００５３】
そして、感光ドラム２５上でトナーが付着することにより顕像化した画像は転写ローラ２８によって搬送されてくる用紙Ｐに転写され、その後、当該用紙Ｐが定着ユニット８へと搬送される。
【００５４】
次に、感光ドラム２５上に残置している残トナーは、クリーニングローラ２９に電気的に吸着され一時的に保持される。このとき、感光ドラム２５とクリーニングローラ２９と間には、不織布等よりなるクリーナ５５が設けられ、転写の際に生じた用紙Ｐの紙繊維やゴミ等の不純物がクリーニングローラ２９に付着しないように構成されている。そして、用紙Ｐが搬送されてこないタイミングにおいて残トナーがクリーニングローラ２９に付着したときとは逆方向の電界を感光ドラム２５と当該クリーニングローラ２９との間にかけることにより、クリーニングローラ２９上に吸着している残トナーを感光ドラム２５上に戻す。
【００５５】
そして、感光ドラム２５上に担持されている残トナーがそのまま現像ローラ２７まで運ばれ、当該現像ローラ２７により現像室内に回収され再利用される。
【００５６】
以上の動作が繰り返されることにより、画像の形成が連続的に実行されるのである。
【００５７】
なお、本実施形態において、クリーニングローラ２９を設けて残トナーを一時的に回収しているのは、一枚の用紙Ｐに画像を記録する際、感光ドラム２５が繰り返し回転して連続的に使用されるためであり、もし感光ドラム２５上に付着した残トナーをそのまま現像ローラ２７により回収するものとすると、残トナーの部分においてはレーザ光が遮られてしまうこととなり、結果的に用紙Ｐの一部に記録すべき画像が用紙Ｐの後の方の部分に残像として残ってしまうからである。
【００５８】
ここで、本発明のプロセスユニット７においては、上述の構成に加えて、図３に示すように、一旦現像室内に回収されたトナーが現像室外部に洩れ出すのを防ぐため、現像ローラ２７に対してその回転の順方向（接触する方向と現像ローラ２７の回転が同じ方向となる方向）に接触するようにシール５０を備えており、当該シール５０は、基材５１を介してケーシング２４の下半分部分に固定されている。このシール５０は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）素材等により極めて平滑性よく形成されており、感光ドラム２５から現像ローラ２７に付着した残トナーが当該シール５０により削り落とされて回収されないことがないようになっている。このシール５０により現像室内に回収された残トナーが外部に洩れ出すことが防止される。
【００５９】
更に、これに加えて、プロセスユニット７は、上記ピッチコロ５３における感光ドラム２５に接触する面（外周面）に付着する余分なトナーやゴミ等を除去するための清浄化手段としてのコロクリーナ５２を備えている。
【００６０】
このコロクリーナ５２について、図５を用いて更に詳しく説明する。なお、図５において、図５（ａ）はコロクリーナ５２を含む部分の断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）に示される部分を図５（ａ）中「Ａ」方向から視た側面図である。
【００６１】
図５（ａ）又は（ｂ）に示すように、当該コロクリーナ５２はピッチコロ５３の回転に対して逆方向（接触する方向とピッチコロ５３の回転が逆方向となる方向）にピッチコロ５３の回転中心に向かって付勢されて接触している。このとき、上記シール５０は、現像ローラ２７の下部外周部にその回転に対して順方向に接触している。
【００６２】
このコロクリーナ５２は、図５（ｃ）に示すように、シール５０と一体的にＰＥＴ素材等により極めて平滑性よく形成されており、当該コロクリーナ５２がピッチコロ５３の回転方向に対して逆方向に付勢されて接触するように基材５１が固定されていることにより、ピッチコロ５３の感光ドラム２５に接触する接触面に付着したトナーやゴミ等がコロクリーナ５２の先端部で掻き落とされ、当該接触面が清浄な状態に保たれる。
【００６３】
更にまた、上記のコロクリーナ５２に加えて、プロセスユニット７は、図３に示すように、上記感光ドラム２５におけるピッチコロ５３に接触する面（外周面）に付着する余分なトナーやゴミ等を除去するための感光体クリーナ５４を備えている。
【００６４】
この感光体クリーナ５４について、図６を用いて更に詳しく説明する。なお、図６において、図６（ａ）は感光体クリーナ５４を含むクリーニングローラ２９周辺の断面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）に示される部分を図６（ａ）中「Ｂ」方向から視た側面図である。
【００６５】
図６（ａ）又は（ｂ）に示すように、当該感光体クリーナ５４は感光ドラム２５の回転に対して逆方向に感光ドラム２５の回転中心に向かって付勢され、感光ドラム２５におけるピッチコロ５３が接触する面に接触している。また、当該感光体クリーナ５４の幅は、少なくともピッチコロ５３の幅より広く形成されている。このとき、上記クリーナ５５は、感光ドラム２５とクリーニングローラ２９との間において感光ドラム２５の外周部にその回転に対して順方向に接触している。
【００６６】
この感光体クリーナ５４は、シール５０又はコロクリーナ５２と同様にＰＥＴ素材等により極めて平滑性よく形成されており、当該感光体クリーナ５４が感光ドラム２５の回転方向に対して逆方向に付勢されて、当該感光ドラムにおけるピッチコロ５３が接触する面に接触するようにケーシング２４に固定されていることにより、感光ドラム２５のピッチコロ５３に接触する接触面に付着したトナーやゴミ等が感光体クリーナ５４の先端部で掻き落とされ、当該接触面が清浄な状態に保たれることとなる。
【００６７】
以上説明したように、実施形態のコロクリーナ５２を備えたプロセスユニット７によれば、コロクリーナ５２がピッチコロ５３における感光ドラム２５に接触する面を清浄化するので、感光ドラム２５と現像ローラ２７との接触量（上記つぶし量又はニップ幅）の経時変化を最小限に抑制することができる。
【００６８】
また、コロクリーナ５２が現像ローラ２７の回転方向に対して逆方向に接触する板状フィルムであるので、簡易にコロクリーナ５２を構成できると共に、効果的に接触面を清浄化することができる。
【００６９】
さらに、現像ローラ２７と感光ドラム２５の接触量の経時変化が最小限に抑制されるので、長時間に渡って鮮明な画像を記録することができる。
【００７０】
（III）変形形態
次に、上記コロクリーナ５２の変形形態について、図７を用いて説明する。
【００７１】
上述の実施形態においては、コロクリーナ５２を現像ローラ２７の回転方向に対して逆方向に接触する板状フィルムにより構成したが、これに限らず、図７（ａ）に示すようにピッチコロ５３の外周面に接触するスポンジ５２ａによりコロクリーナを構成してもよい。この場合には、ピッチコロ５３に対して順方向に接触させてもよいし、逆方向に接触させてもよい。また、垂直に接触させてもよい。
【００７２】
図７（ａ）に示す変形形態によれば、コロクリーナがピッチコロ５３に接触するスポンジ５２ａであるので、簡易にコロクリーナを構成することができる。
【００７３】
また、他の変形形態としては、図７（ｂ）に示すようにピッチコロ５３の外周面に接触するブラシ５２ｂによりコロクリーナを構成してもよい。この場合にも、ピッチコロ５３に対して順方向に接触させてもよいし、逆方向に接触させてもよい。また、垂直に接触させてもよい。
【００７４】
図７（ｂ）に示す変形形態によれば、コロクリーナがピッチコロ５３に接触するブラシ５２ｂであるので、効果的に接触面を清浄化することができる。
【００７５】
なお、上述の実施形態又は変形形態においては、現像ローラ２７の正面左側にピッチコロ５３が配置されている場合について説明したが、これに限らず、現像ローラ２７の両側にピッチコロが配置されている現像装置について本発明を適用することができる。この場合には、夫々のピッチコロに対してコロクリーナ５２が設けられることとなる。
【００７６】
また、上述の実施形態又は変形形態においては、非磁性一成分トナーを用いた現像装置において、例えばインプレッション現像方式のように、現像ローラ２７と感光ドラム２５が接触している場合について説明したが、これに限らず、例えば、二成分トナーを用いた現像装置において、現像ローラと感光ドラムとの距離をピッチコロにより規制している現像装置に対して本発明を適用することもできる。
【００７７】
更に、現像ローラと感光ドラムとが、それらの接触部において互いに反対方向に回転する場合に限らず、その接触部において同一方向に回転する場合（例えば、図３において感光ドラムが時計方向、現像ローラが反時計方向に回転する場合）にも適用可能である。
【００７８】
更に、ドラム状の感光体ではなく、ベルト状の感光体を備えた現像装置であって、当該感光ベルトと現像ローラとの相対距離をピッチコロにより規制している現像装置に対して本発明を適用することもできる。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、清浄化手段が、感光体と現像ローラの相対距離を規制するコロ部材における感光体に接触する面を清浄化するので、感光体と現像ローラとの相対距離の経時変化を最小限に抑制することができる。従って、感光体の現像状態を長期間一定とすることができるので、寿命を延伸することができる。
【００８０】
また、清浄化手段がコロ部材の回転方向に対して対向する方向に接触面に接触する板状部材であるので、簡易に清浄化部材を構成できると共に、効果的に接触面を清浄化することができる。
【００８１】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、感光体が現像ローラに接触していると共に、コロ部材が当該感光体と当該現像ローラとの接触量を規制するので、感光体と現像ローラとの接触量の経時変化を最小限に抑制することができる。
【００８２】
【００８３】
【００８４】
【００８５】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加えて、現像ローラと感光体の相対距離の経時変化が最小限に抑制されるので、長時間に渡って鮮明な画像を記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 レーザプリンタの外観を示す斜視図である。
【図２】 レーザプリンタの構成を示す縦断面図である。
【図３】 プロセスユニットの構成を示す縦断面図である。
【図４】 現像における現像ローラと感光ドラムの接触状態を示す断面図である。
【図５】 コロクリーナの細部を示す拡大図であり、（ａ）はコロクリーナの細部を示す断面図であり、（ｂ）はコロクリーナの細部を示す側面図であり、（ｃ）はコロクリーナとシールの関係を示す平面図である。
【図６】 感光体クリーナの細部を示す拡大図であり、（ａ）は感光体クリーナの細部を示す断面図であり、（ｂ）は感光体クリーナの細部を示す側面図である。
【図７】 コロクリーナの変形形態を示す図であり、（ａ）は第１の変形形態を示す図であり、（ｂ）は第２の変形形態を示す図である。
【符号の説明】
１…レーザプリンタ
２…本体ケース
３…第１給紙トレイユニット
４…第２給紙トレイユニット
５…用紙搬送機構
６…スキャナユニット
７…プロセスユニット
８…定着ユニット
１０…トップカバー
１１…排紙トレイ
１２ａ、１２ｂ…送りローラ
１３ａ、１３ｂ…レジストローラ
１４…用紙搬送路
１４ａ…下面側搬送路
１５ａ、１５ｂ…排出ローラ
２０…ポリゴンミラー
２１、２３…反射鏡
２２…レンズ
２４…ケーシング
２５…感光ドラム
２６…帯電器
２７…現像ローラ
２８…転写ローラ
２９…クリーニングローラ
３０…トナーカートリッジ
３１…トナー供給ローラ
３２…撹拌体
３３…ブレード
３３ａ…ブレード固定部材
３４…加熱ローラ
３５…押圧ローラ
３６、５６…トレイケース
３７、５７…用紙受け板
３８、５８…圧縮コイルスプリング
３９、５９…トレイカバー
４０、６０…リリース機構
４１、６１…給紙ローラ
４２…上オーガ
４３…下オーガ
４４…オーガ仕切板
４５…スキャナカバー
４６…底板部
４７…スキャナモータ
４８…スキャナ孔
４９…ガラス板
５０…シール
５１…基材
５２、５２ａ、５２ｂ…コロクリーナ
５３…ピッチコロ
５４…感光体クリーナ
５５…クリーナ
８０…手差し給紙口
Ｐ…用紙
Ｒ…経路
Claims (3)
- 感光体と当該感光体に対向して配置された現像ローラとを少なくとも備え、帯電したトナーを用い、前記現像ローラを前記感光体に押し付け、その接触部を変形させるようにしてその接触部において前記現像ローラを前記感光体に対して逆方向に回転させて、電子写真方式により現像を行う現像装置であって、
前記感光体と前記現像ローラとの相対距離を、当該現像ローラと同心円状に回転可能であり前記感光体に接触するコロ部材により規制し、且つ該コロ部材が前記現像ローラとは逆方向に回転する現像装置において、
前記コロ部材における前記感光体に接触する接触面を清浄化し、且つ前記コロ部材の回転方向に対して対向する方向に前記接触面に接触する板状部材からなる清浄化手段と、
前記現像ローラに対してその回転方向に沿う方向に接触するように配置された板状部材からなるシール部材とを備え、
前記清浄化手段と前記シール部材とは一体的に形成されていることを特徴とする現像装置。 - 請求項１に記載の現像装置において、
前記現像ローラが弾性部材により形成され、且つ前記感光体は前記現像ローラに接触していると共に、
前記コロ部材は当該感光体と当該現像ローラとの接触量を規制することを特徴とする現像装置。 - 請求項１又は２に記載の現像装置と、
記録すべき画像に対応した静電潜像を前記感光体上に形成する形成手段と、
前記形成された静電潜像に対応して前記感光体上に付着しているトナーを前記画像を記録すべき記録用紙上に転写する転写手段と、
前記記録用紙上に転写された前記トナーを定着させる定着手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
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| JP04446297A JP3837815B2 (ja) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | 現像装置及び画像形成装置 |
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| JP04446297A JP3837815B2 (ja) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | 現像装置及び画像形成装置 |
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Family Applications (1)
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- 1997-02-27 JP JP04446297A patent/JP3837815B2/ja not_active Expired - Fee Related
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