JP4011882B2 - 現像装置及びプロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置、及びこれを有するプロセスカートリッジ又は画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図13に従来の現像装置を用いたプロセスカートリッジの代表例を示す。図においてプロセスカートリッジの感光体ユニットＢには静電潜像を形成する感光体ドラム10、感光層表面を一様に帯電させるための帯電手段11、及び記録媒体に転写されずに感光体ドラム10上に付着している残留トナーを感光体ドラム10表面からかき落とし、廃トナー容器12に貯蔵するためのクリーニング手段14が配置されている。また、現像装置ユニットＡにはトナーを収容しているトナー容器21と、感光体ドラム10上に形成された静電潜像にトナーを供給して可視画像を形成させるための現像ローラ20、トナーに摩擦帯電電荷を付与し、現像ローラ20の表面上にトナー層を形成する現像ブレード22、現像ローラ20の半径方向のトナー漏洩を防止する噴出防止シート25などが配置されている。現像装置ユニットＡと感光体ユニットＢは係合ピン31で回動可能に結合されている。また、現像装置ユニットＡと感光体ユニットＢとの間には付勢バネ32が設けられている。
【０００３】
図13において、感光体ドラム10は時計回りに回転している。帯電手段11は一定の電圧が印加されており、感光体ドラム10が接触すると接触した感光体ドラム10の感光層表面は一様に帯電する。ついで光学手段１からの画像情報に応じたレーザー光Ｌを露光開口部２を介して感光体ドラム10上に照射することにより、感光体ドラム10上に静電潜像を形成する。その後現像手段によって感光体ドラム10上にトナー像が形成される。
【０００４】
前記現像手段は、トナー容器21内のトナーをトナー送り部材23の回転によって現像ローラ20に送り出す。そして、固定磁石29を内蔵した現像ローラ20を回転させるとともに、現像ブレード22によって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像ローラ20の表面に形成する。現像ローラ20はスペーサーコロ26を介して一定のクリアランスを保ちつつ、付勢バネ32により感光体ドラム10に押圧されており、表面に形成されたトナーを感光体ドラム10の現像領域に供給する。そのトナーを前記静電潜像に応じて感光体ドラム10へ転移させることによってトナー像を形成する。ここで、現像ブレード22は、現像ローラ20の周面のトナー量を規定するとともに摩擦帯電電荷を付与するものである。また、この現像ローラ20の近傍には現像室内のトナーを循環させるトナー攪拌部材24を回転可能に取り付けている。
【０００５】
画像形成装置本体に設けられた転写ローラ３に前記トナー像と逆極性の電圧を印加して、感光体ドラム10に形成されたトナー像を記録媒体４に転写した後、クリーニング手段14によって感光体ドラム10上の残留トナーを除去する。ここでクリーニング手段14は感光体ドラム10に当接して設けられた弾性クリーニングブレード14ａによって感光体ドラム10に残留したトナーをかき落として廃トナー容器12に集める。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例の現像装置では、現像ローラ20を感光体ドラム10に押圧している圧力にトナー容器21内のトナーの重量が重層されるため、画像形成中のトナー消費により現像ローラ20を感光体ドラム10に押圧する圧力が変動し、これに伴って現像装置の駆動トルクも変動する。そして、これらの変動が画像濃度の変動を引き起こす場合があった。
【０００７】
また大容量のトナーカートリッジを構築する際、さらに多量のトナーの重量が現像ローラ20を感光体ドラム10に押圧する圧力に印加されるため、さらに駆動トルクが増大する。また、現像ローラ20を支持する軸受とスペーサーコロに大きな荷重がかかることで、軸受とスペーサーコロの磨耗、変形が起こり寿命に影響を与える場合があった。
【０００８】
本発明は、上述の如き事情に鑑みてなされたもので、トナー収納部のトナー量が変動しても画像形成への悪影響が少なく、また大容量のトナーカートリッジでも駆動トルクが小さく、かつ画像形成への悪影響を少なくすることができる現像装置及びこれを有するプロセスカートリッジ又は画像形成装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本願発明の代表的な構成は、画像形成装置に用いられる現像装置であって、電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、前記現像ローラへ供給するトナーを収納するトナー収納部と、前記現像ローラを支持する第一枠体と、前記トナー収納部と結合する第二枠体であって、前記現像ローラの軸線方向の一端側と他端側において、前記第一枠体をスライド移動可能に支持する第二枠体と、前記現像ローラを前記電子写真感光体へ押圧するための付勢部材と、前記第一枠体の上側及び長手方向の両端側に設けられた、前記第一枠体からトナーが漏れるのを防ぐ弾性シール部材であって、前記第二枠体に対して、前記第一枠体が移動する方向と略直角方向に圧縮された弾性シール部材と、前記第二枠体の下側に設けられた、前記第一の枠体からトナーが漏れるのを防ぐシート部材であって、前記現像ローラに当接するように固定されたシート部材と、を有することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置の実施形態について、図を用いて説明する。
【００１１】
（画像形成装置の全体構成）
まず、図12を用いて画像形成装置の全体構成について説明する。図12は本実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。図に示すレーザービームプリンタＰは、電子写真画像形成プロセスによって記録媒体４（例えば、記録紙、ＯＨＰシート、布等）に画像を形成するものである。
【００１２】
ドラム形状の電子写真感光体である感光体ドラム10の表面は、帯電手段11によって一様に帯電されている。この感光体ドラム10に光学手段１から画像情報に応じたレーザー光Ｌを照射して感光体ドラム10に画像情報に応じた潜像を形成する。ここで形成された感光体ドラム10上の潜像を後述の現像手段によって現像することで、トナー像を形成する。
【００１３】
一方、トナー像の形成と同期して、給送カセット６ａにセットした記録媒体４はピックアップローラ６ｂ、搬送ガイド６ｃ、及びレジストローラ対６ｅで反転搬送される。次いで、感光体ドラム10と一定の電圧を印加された転写ローラ３とで形成されたニップ部を通る。このとき感光体ドラム10上に現像されたトナー像が記録媒体４に転写される。トナー像の転写を受けた記録媒体４は搬送ガイド６ｆで定着手段５へと搬送される。この定着手段５は駆動ローラ５ｃ及びヒータ５ａを内蔵する定着ローラ５ｂを有しており、そのニップ部を通過する記録媒体４に熱及び圧力を印加して転写されたトナー像を定着する。その後、記録媒体４は排出ローラ対６ｉで搬送され、排出トレイ７へと排出される。
【００１４】
（プロセスカートリッジ）
次に、プロセスカートリッジＣについて図１を用いて説明する。図において、カートリッジの感光体ユニットＢには静電潜像を形成する感光体ドラム10、感光層表面を一様に帯電させるための帯電手段11、及び記録媒体に転写されずに感光体ドラム10上に付着している残留トナーを感光体ドラム10表面からかき落とし、廃トナー容器12に貯蔵するためのクリーニング手段14が配置されている。
【００１５】
現像装置ユニットＡにはトナーを収容しているトナー容器21と、感光体ドラム10上に形成された静電潜像にトナーを供給して可視画像を形成させるための現像ローラ20、トナーに摩擦帯電電荷を付与し、現像ローラ20の表面上にトナー層を形成する現像ブレード22などが配置されている。また現像ローラ20と第一枠体40および第二枠体50との間の下部開口には、これをシールする噴出防止シート25が設けられており、現像ローラ20の半径方向のトナー漏洩を防止する機能を有している。
【００１６】
図１において、感光体ドラム10は時計回りに回転している。帯電手段11は一定の電圧が印加されており、感光体ドラム10が接触すると接触した感光体ドラム10の感光層表面は一様に帯電する。ついで光学手段１からの画像情報に応じたレーザー光Ｌを露光開口部２を介して感光体ドラム10上に照射することにより、感光体ドラム10上に静電潜像を形成する。その後現像手段によって感光体ドラム10上にトナー像が形成される。
【００１７】
前記現像手段は、トナー容器21内のトナーをトナー送り部材23の回転によって現像ローラ20に送り出す。そして、固定磁石29を内蔵した現像ローラ20を回転させるとともに、現像ブレード22によって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像ローラ20の表面に形成する。現像ローラ20はスペーサーコロ26を介して一定のクリアランスを保ちつつ、付勢バネ32（図４参照）により感光体ドラム10に押圧されており、表面に形成されたトナーを感光体ドラム10の現像領域に供給する。そして、そのトナーを前記静電潜像に応じて感光体ドラム10へ転移させることによってトナー像を形成する。ここで、現像ブレード22は、現像ローラ20の周面のトナー量を規定するとともに摩擦帯電電荷を付与するものである。また、この現像ローラ20の近傍には現像室内のトナーを循環させるトナー攪拌部材24を回転可能に取り付けている。
【００１８】
画像形成装置本体に設けられた転写ローラ３に前記トナー像と逆極性の電圧を印加して、感光体ドラム10に形成されたトナー像を記録媒体４に転写した後、クリーニング手段14によって感光体ドラム10上の残留トナーを除去する。ここでクリーニング手段14は感光体ドラム10に当接して設けられた弾性クリーニングブレード14ａによって感光体ドラム10に残留したトナーをかき落として廃トナー容器12に集める。
【００１９】
図１に示すように現像装置ユニットＡは第一枠体40と第二枠体50とから構成されている。図２及び図３に示すように、第一枠体40は、移動枠体41と、その両端に配置された揺動枠体42、スライド枠体43から構成されており、各部材は一体に固定されて現像ローラ20と現像ブレード22を保持している。現像ローラ20は軸受27を介してその両端をそれぞれ揺動枠体42、スライド枠体43に回動可能に支持されている。また現像ローラ20の両端には、現像ローラ20とほぼ同心で現像ローラ20の外径より規定ギャップ分外径の大きいスペーサ―コロ26が摺動可能に設けられている。現像ローラ20上のトナー層厚を規制する規制手段としての現像ブレード22は現像ブレード板金28に一体成形、または接着されている。現像ブレード板金28は移動枠体41に固定されており、現像ブレード22の先端は現像ローラ20に当接している。
【００２０】
図２に示すように、第一枠体40はスライド枠体41と右スライド枠体42、左スライド枠体43から構成されており、各部材は一体に固定されている。また図３に示すように円筒形の現像ローラ20は両端にフランジ部材20ａ、20ｂが圧入されており、軸受27を介してそれぞれ右スライド枠体42、左スライド枠体43に回動可能に支持されている。現像ローラ20の内径部には固定磁石29が設けられている。さらに、現像ローラ20の両端には、現像ローラ20とほぼ同心で現像ローラ20の外径より規定ギャップ分外径の大きいスペーサ―コロ26が摺動可能に設けられている。
【００２１】
図４に示すように、現像ローラ20上のトナー層厚を規制する現像ブレード22は現像ブレード板金28に一体成形、または接着されている。現像ブレード板金28はスライド枠体41に固定されており、現像ブレード22の先端は現像ローラ20に当接している。現像ローラ20と現像ブレード22を保持した第一枠体40は、第二枠体50内に設置されている。ここで第二枠体50はトナー容器21に固定されている。第一枠体40と第二枠体50の間には付勢バネ32が設けられており、第一枠体40に設けられた現像ローラ20をスペーサーコロ26により一定のクリアランスをもって感光体ドラム10に押圧している。この実施例では第二枠体50はトナー容器21に固定されているがトナー容器21と一体で形成されていてもよい。
【００２２】
図5(a)に示すように、右スライド枠体42の略上下面には第一枠体40のスライド方向を規定するスライド平面42ａ、42ｂが平行に設けられている。一方、第一枠体40が第二枠体50内に設置されたとき、右スライド枠体42のスライド平面42ａ、42ｂと対向する部位には、微小なクリアランスを設けて案内平面51ａ、51ｂが設けられている。また、左スライド枠体43の略上下面においても同様のスライド平面、及びこれに対向する案内平面を設けている。さらに、第二枠体50と第一枠体40の長手方向の位置決めをするため、第二枠体50には位置決めボス52を設け、スライド枠体41には長手方向のみを決める位置決め長穴41ａが設けられている。これらの構成により、第一枠体40は第二枠体50に対して直線スライドすることができる。
【００２３】
なお別の構成として、図5(b)に示すように、右スライド枠体42の略上下面に第一枠体40のスライド方向を規定するスライドレール凸部42ｃ、42ｄ、を設け、第二枠体50の対向する部位にスライドレール凹部51ｃ、51ｄを設けることでもよい。また、左スライド枠体43の略上下面にも同様のスライドレール凸部、及びこれに対向するスライドレール凹部を設ける。スライド当接部分は、右スライド枠体42においてはスライドレール凸部の先端部42ｅ、42ｆと、スライドレール凹部の底面部51ｅ、51ｆである（図８参照）。この様に構成することにより、スライド面と案内面の面積を小さくすることができ、精度の高い面を作り易くなる。なお右スライド枠体42、左スライド枠体43いずれかのレールの短手幅嵌合部を第一枠体40と第二枠体50の長手方向の位置決めとし、もう一方のレールの短手幅嵌合部は、プロセスカートリッジの長手方向にガタを持たせた構成にするとよい。
【００２４】
図６に第一枠体40と、第二枠体50とのトナーシール構成を示す。第一枠体40の両端短辺部に弾性シール部材44が、上側長辺部に弾性シール部材45が両面テープで固定されており、図７に示す第二枠体50の受け面57、58で圧縮されてシール効果を出している。図９において矢印ｓ、ｔはそれぞれ両端短辺部の弾性シール部材44、上側長辺部の弾性シール部材45の圧縮方向を示している。図において弾性シール部材45の圧縮方向が第一枠体40のスライド方向とほぼ直角になるように設定されている。こうすることで、圧縮面積が大きい弾性シール部材45の反発力が、現像ローラ20を感光体ドラム10に押圧する押圧力に与える影響を少なくし、押圧力を安定させることができる。
【００２５】
また、第二枠体50の下側長辺部分54には噴出防止シート25が現像ローラ20に当接するように両面テープで固定されており、現像ローラ20下部の半径方向トナー漏洩を防止している。こうすることで、第一枠体40の長手方向下面に弾性シール部材を介在させる構成をとらずに済むため、装置の小型化を実現することができる。
【００２６】
図10に現像ローラ20両端部のトナーシールについて示す。磁気シール60は現像ローラ20の表面に対向する面60ａに複数の磁極を備えており、現像ローラ20との間の磁気カーテンによりトナーを吸着するシール手段である。磁気シール60はスライド枠体41に設けられた凹部（不図示）に挿入位置決めされ、現像ブレード板金28により押圧固定されている。現像ローラ20と磁気シール60が同一の第一枠体40に固定されているため、現像ローラ20が感光体ドラム10外周に追従して第一枠体40が移動しても、現像ローラ20と磁気シール60間のクリアランスを精度よく一定に設定することができる。このため、磁気シール60による現像ローラ20両端部のトナーシールを良好に行なうことができる。
【００２７】
図11に現像ローラ20の駆動系の概略図を示す。感光体ドラム10の端部に設けられたドラムギア71は、不図示の画像形成装置から駆動ギア70を介して駆動力を伝達され、感光体ドラム10を回転駆動している。一方、ドラムギア71は現像ローラ20と同軸に設けられた現像ローラギア72を回転駆動している。図中矢印ａはドラムギア71から現像ローラギア72に駆動が伝達されるときに現像ローラギア72に働く、作用力の向きを示している。このとき、前述した右スライド枠体42、左スライド枠体43のスライド平面42ａ、42ｂ等の角度が、作用力の向きに対して直角、もしくは作用力がスライド平面に作用したとき、第一枠体40を感光体ドラム10方向に押圧する角度に設定されている。図においてＦは現像ローラギア72に働く作用力により発生する力、Ｆｙは反力Ｆの案内平面51ｂに対して垂直方向の分力、同様にＦｘは反力Ｆの案内平面51ｂに対して平行方向の分力である。このＦｘの向きが感光体ドラム10方向に向いている。こうすることで現像ローラ20を駆動する際のギアからの作用力の影響で現像ローラ20と感光体ドラム10間の押圧が減少することがなく、わずかな外力の作用でスペーサーコロ26が感光体ドラム10から離間してしまうことがない。
【００２８】
なお、上記構成においては右スライド枠体42、左スライド枠体43のスライド平面42ａ、42ｂ等の全ての角度が、作用力の向きに対して直角、もしくは作用力がスライド平面に作用したときに第一枠体40を感光体ドラム10方向に押圧する角度に設定されている。他の構成として、作用力の影響が比較的少ない非駆動側の左スライド枠体43のスライド方向を、感光体ドラム10方向に向かう構成としてもよい。
【００２９】
以上説明したように本実施例では、トナー担持体及び規制手段を保持する第一枠体と、トナー収納部と一体に又は固定され、かつトナー担持体を電子写真感光体に加圧する第二枠体とを有し、第一枠体を第二枠体に対して直線的にスライド移動可能に保持したことにより、第一枠体にトナー収納部の重量をかけずにすみ、トナー担持体軸受部と、トナー担持体と感光体の当接部分に過大な荷重がかかることを防止することができる。これによりトナー室のトナー量が変動しても画像形成への悪影響が少なく、また大容量のトナーカートリッジでも駆動トルクが小さく、かつ画像形成への悪影響を少なくすることができる。
【発明の効果】
本発明によれば、現像ローラを支持する第一枠体が、トナー収納部と結合する第二枠体に、前記現像ローラの軸線方向の一端側と他端側においてスライド移動可能に支持され、前記現像ローラを前記電子写真感光体へ押圧されている。よって、トナー収納部のトナー量が変動しても、前記現像ローラを前記電子写真感光体へ押圧する押圧力を安定させることができ、画像形成への影響を少なくすることができる。また、弾性シール部材の圧縮方向が第一枠体の移動方向とほぼ直角になるように設定されているので、現像ローラを電子写真感光体に押圧する押圧力に対する、弾性シール部材の影響を少なくでき、前記押圧力を安定させることができる。さらに、第二枠体の下側には現像ローラに当接するようにシート部材が固定されている為、弾性シール部材を用いる必要がなく、画像形成装置の小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プロセスカートリッジを説明する断面図である。
【図２】第一枠体を説明する斜視図である。
【図３】第一枠体を説明する断面図である。
【図４】プロセスカートリッジを説明する斜視図である。
【図５】スライド枠体を説明する要部拡大図である。
【図６】トナーシール構成を説明する第一枠体の図である。
【図７】トナーシール構成を説明する第二枠体の図である。
【図８】他のトナーシール構成を説明する第二枠体の図である。
【図９】トナーシールの圧縮方向を説明する断面図である。
【図１０】現像ローラ両端部のトナーシールの構成を説明する図である。
【図１１】現像ローラの駆動系の概略図である。
【図１２】本実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。
【図１３】従来の現像装置を用いたプロセスカートリッジの代表例を示す図である。
【符号の説明】
Ａ …現像装置ユニット
Ｂ …感光体ユニット
Ｃ …プロセスカートリッジ
Ｌ …レーザー光
１ …光学手段
２ …露光開口部
３ …転写ローラ
４ …記録媒体
５ …定着手段
５ａ …ヒータ
５ｂ …定着ローラ
５ｃ …駆動ローラ
６ａ …給送カセット
６ｂ …ピックアップローラ
６ｃ …搬送ガイド
６ｅ …レジストローラ対
６ｆ …搬送ガイド
６ｉ …排出ローラ対
７ …排出トレイ
10 …感光体ドラム
11 …帯電手段
12 …廃トナー容器
14 …クリーニング手段
14ａ …弾性クリーニングブレード
20 …現像ローラ
20ａ、20ｂ …フランジ部材
21 …トナー容器
22 …現像ブレード
23 …トナー送り部材
24 …トナー攪拌部材
25 …噴出防止シート
26 …スペーサーコロ
27 …軸受
28 …現像ブレード板金
29 …固定磁石
31 …係合ピン
32 …付勢バネ
40 …第一枠体
41 …スライド枠体
41ａ …長穴
42 …右スライド枠体
42ａ、42ｂ …スライド平面
42ｃ、42ｄ …スライドレール凸部
42ｅ、42ｆ …先端部
43 …左スライド枠体
44、45 …弾性シール部材
50 …第二枠体
51ａ、51ｂ …案内平面
51ｃ、51ｄ …スライドレール凹部
51ｅ、52ｆ …底面部
52 …位置決めボス
54 …下側長辺部分
57、58 …受け面
60 …磁気シール
60ａ …現像ローラに対向する面
70 …駆動ギア
71 …ドラムギア
72 …現像ローラギア
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置、及びこれを有するプロセスカートリッジ又は画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図13に従来の現像装置を用いたプロセスカートリッジの代表例を示す。図においてプロセスカートリッジの感光体ユニットＢには静電潜像を形成する感光体ドラム10、感光層表面を一様に帯電させるための帯電手段11、及び記録媒体に転写されずに感光体ドラム10上に付着している残留トナーを感光体ドラム10表面からかき落とし、廃トナー容器12に貯蔵するためのクリーニング手段14が配置されている。また、現像装置ユニットＡにはトナーを収容しているトナー容器21と、感光体ドラム10上に形成された静電潜像にトナーを供給して可視画像を形成させるための現像ローラ20、トナーに摩擦帯電電荷を付与し、現像ローラ20の表面上にトナー層を形成する現像ブレード22、現像ローラ20の半径方向のトナー漏洩を防止する噴出防止シート25などが配置されている。現像装置ユニットＡと感光体ユニットＢは係合ピン31で回動可能に結合されている。また、現像装置ユニットＡと感光体ユニットＢとの間には付勢バネ32が設けられている。
【０００３】
図13において、感光体ドラム10は時計回りに回転している。帯電手段11は一定の電圧が印加されており、感光体ドラム10が接触すると接触した感光体ドラム10の感光層表面は一様に帯電する。ついで光学手段１からの画像情報に応じたレーザー光Ｌを露光開口部２を介して感光体ドラム10上に照射することにより、感光体ドラム10上に静電潜像を形成する。その後現像手段によって感光体ドラム10上にトナー像が形成される。
【０００４】
前記現像手段は、トナー容器21内のトナーをトナー送り部材23の回転によって現像ローラ20に送り出す。そして、固定磁石29を内蔵した現像ローラ20を回転させるとともに、現像ブレード22によって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像ローラ20の表面に形成する。現像ローラ20はスペーサーコロ26を介して一定のクリアランスを保ちつつ、付勢バネ32により感光体ドラム10に押圧されており、表面に形成されたトナーを感光体ドラム10の現像領域に供給する。そのトナーを前記静電潜像に応じて感光体ドラム10へ転移させることによってトナー像を形成する。ここで、現像ブレード22は、現像ローラ20の周面のトナー量を規定するとともに摩擦帯電電荷を付与するものである。また、この現像ローラ20の近傍には現像室内のトナーを循環させるトナー攪拌部材24を回転可能に取り付けている。
【０００５】
画像形成装置本体に設けられた転写ローラ３に前記トナー像と逆極性の電圧を印加して、感光体ドラム10に形成されたトナー像を記録媒体４に転写した後、クリーニング手段14によって感光体ドラム10上の残留トナーを除去する。ここでクリーニング手段14は感光体ドラム10に当接して設けられた弾性クリーニングブレード14ａによって感光体ドラム10に残留したトナーをかき落として廃トナー容器12に集める。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例の現像装置では、現像ローラ20を感光体ドラム10に押圧している圧力にトナー容器21内のトナーの重量が重層されるため、画像形成中のトナー消費により現像ローラ20を感光体ドラム10に押圧する圧力が変動し、これに伴って現像装置の駆動トルクも変動する。そして、これらの変動が画像濃度の変動を引き起こす場合があった。
【０００７】
また大容量のトナーカートリッジを構築する際、さらに多量のトナーの重量が現像ローラ20を感光体ドラム10に押圧する圧力に印加されるため、さらに駆動トルクが増大する。また、現像ローラ20を支持する軸受とスペーサーコロに大きな荷重がかかることで、軸受とスペーサーコロの磨耗、変形が起こり寿命に影響を与える場合があった。
【０００８】
本発明は、上述の如き事情に鑑みてなされたもので、トナー収納部のトナー量が変動しても画像形成への悪影響が少なく、また大容量のトナーカートリッジでも駆動トルクが小さく、かつ画像形成への悪影響を少なくすることができる現像装置及びこれを有するプロセスカートリッジ又は画像形成装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本願発明の代表的な構成は、画像形成装置に用いられる現像装置であって、電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、前記現像ローラへ供給するトナーを収納するトナー収納部と、前記現像ローラを支持する第一枠体と、前記トナー収納部と結合する第二枠体であって、前記現像ローラの軸線方向の一端側と他端側において、前記第一枠体をスライド移動可能に支持する第二枠体と、前記現像ローラを前記電子写真感光体へ押圧するための付勢部材と、前記第一枠体の上側及び長手方向の両端側に設けられた、前記第一枠体からトナーが漏れるのを防ぐ弾性シール部材であって、前記第二枠体に対して、前記第一枠体が移動する方向と略直角方向に圧縮された弾性シール部材と、前記第二枠体の下側に設けられた、前記第一の枠体からトナーが漏れるのを防ぐシート部材であって、前記現像ローラに当接するように固定されたシート部材と、を有することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置の実施形態について、図を用いて説明する。
【００１１】
（画像形成装置の全体構成）
まず、図12を用いて画像形成装置の全体構成について説明する。図12は本実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。図に示すレーザービームプリンタＰは、電子写真画像形成プロセスによって記録媒体４（例えば、記録紙、ＯＨＰシート、布等）に画像を形成するものである。
【００１２】
ドラム形状の電子写真感光体である感光体ドラム10の表面は、帯電手段11によって一様に帯電されている。この感光体ドラム10に光学手段１から画像情報に応じたレーザー光Ｌを照射して感光体ドラム10に画像情報に応じた潜像を形成する。ここで形成された感光体ドラム10上の潜像を後述の現像手段によって現像することで、トナー像を形成する。
【００１３】
一方、トナー像の形成と同期して、給送カセット６ａにセットした記録媒体４はピックアップローラ６ｂ、搬送ガイド６ｃ、及びレジストローラ対６ｅで反転搬送される。次いで、感光体ドラム10と一定の電圧を印加された転写ローラ３とで形成されたニップ部を通る。このとき感光体ドラム10上に現像されたトナー像が記録媒体４に転写される。トナー像の転写を受けた記録媒体４は搬送ガイド６ｆで定着手段５へと搬送される。この定着手段５は駆動ローラ５ｃ及びヒータ５ａを内蔵する定着ローラ５ｂを有しており、そのニップ部を通過する記録媒体４に熱及び圧力を印加して転写されたトナー像を定着する。その後、記録媒体４は排出ローラ対６ｉで搬送され、排出トレイ７へと排出される。
【００１４】
（プロセスカートリッジ）
次に、プロセスカートリッジＣについて図１を用いて説明する。図において、カートリッジの感光体ユニットＢには静電潜像を形成する感光体ドラム10、感光層表面を一様に帯電させるための帯電手段11、及び記録媒体に転写されずに感光体ドラム10上に付着している残留トナーを感光体ドラム10表面からかき落とし、廃トナー容器12に貯蔵するためのクリーニング手段14が配置されている。
【００１５】
現像装置ユニットＡにはトナーを収容しているトナー容器21と、感光体ドラム10上に形成された静電潜像にトナーを供給して可視画像を形成させるための現像ローラ20、トナーに摩擦帯電電荷を付与し、現像ローラ20の表面上にトナー層を形成する現像ブレード22などが配置されている。また現像ローラ20と第一枠体40および第二枠体50との間の下部開口には、これをシールする噴出防止シート25が設けられており、現像ローラ20の半径方向のトナー漏洩を防止する機能を有している。
【００１６】
図１において、感光体ドラム10は時計回りに回転している。帯電手段11は一定の電圧が印加されており、感光体ドラム10が接触すると接触した感光体ドラム10の感光層表面は一様に帯電する。ついで光学手段１からの画像情報に応じたレーザー光Ｌを露光開口部２を介して感光体ドラム10上に照射することにより、感光体ドラム10上に静電潜像を形成する。その後現像手段によって感光体ドラム10上にトナー像が形成される。
【００１７】
前記現像手段は、トナー容器21内のトナーをトナー送り部材23の回転によって現像ローラ20に送り出す。そして、固定磁石29を内蔵した現像ローラ20を回転させるとともに、現像ブレード22によって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像ローラ20の表面に形成する。現像ローラ20はスペーサーコロ26を介して一定のクリアランスを保ちつつ、付勢バネ32（図４参照）により感光体ドラム10に押圧されており、表面に形成されたトナーを感光体ドラム10の現像領域に供給する。そして、そのトナーを前記静電潜像に応じて感光体ドラム10へ転移させることによってトナー像を形成する。ここで、現像ブレード22は、現像ローラ20の周面のトナー量を規定するとともに摩擦帯電電荷を付与するものである。また、この現像ローラ20の近傍には現像室内のトナーを循環させるトナー攪拌部材24を回転可能に取り付けている。
【００１８】
画像形成装置本体に設けられた転写ローラ３に前記トナー像と逆極性の電圧を印加して、感光体ドラム10に形成されたトナー像を記録媒体４に転写した後、クリーニング手段14によって感光体ドラム10上の残留トナーを除去する。ここでクリーニング手段14は感光体ドラム10に当接して設けられた弾性クリーニングブレード14ａによって感光体ドラム10に残留したトナーをかき落として廃トナー容器12に集める。
【００１９】
図１に示すように現像装置ユニットＡは第一枠体40と第二枠体50とから構成されている。図２及び図３に示すように、第一枠体40は、移動枠体41と、その両端に配置された揺動枠体42、スライド枠体43から構成されており、各部材は一体に固定されて現像ローラ20と現像ブレード22を保持している。現像ローラ20は軸受27を介してその両端をそれぞれ揺動枠体42、スライド枠体43に回動可能に支持されている。また現像ローラ20の両端には、現像ローラ20とほぼ同心で現像ローラ20の外径より規定ギャップ分外径の大きいスペーサ―コロ26が摺動可能に設けられている。現像ローラ20上のトナー層厚を規制する規制手段としての現像ブレード22は現像ブレード板金28に一体成形、または接着されている。現像ブレード板金28は移動枠体41に固定されており、現像ブレード22の先端は現像ローラ20に当接している。
【００２０】
図２に示すように、第一枠体40はスライド枠体41と右スライド枠体42、左スライド枠体43から構成されており、各部材は一体に固定されている。また図３に示すように円筒形の現像ローラ20は両端にフランジ部材20ａ、20ｂが圧入されており、軸受27を介してそれぞれ右スライド枠体42、左スライド枠体43に回動可能に支持されている。現像ローラ20の内径部には固定磁石29が設けられている。さらに、現像ローラ20の両端には、現像ローラ20とほぼ同心で現像ローラ20の外径より規定ギャップ分外径の大きいスペーサ―コロ26が摺動可能に設けられている。
【００２１】
図４に示すように、現像ローラ20上のトナー層厚を規制する現像ブレード22は現像ブレード板金28に一体成形、または接着されている。現像ブレード板金28はスライド枠体41に固定されており、現像ブレード22の先端は現像ローラ20に当接している。現像ローラ20と現像ブレード22を保持した第一枠体40は、第二枠体50内に設置されている。ここで第二枠体50はトナー容器21に固定されている。第一枠体40と第二枠体50の間には付勢バネ32が設けられており、第一枠体40に設けられた現像ローラ20をスペーサーコロ26により一定のクリアランスをもって感光体ドラム10に押圧している。この実施例では第二枠体50はトナー容器21に固定されているがトナー容器21と一体で形成されていてもよい。
【００２２】
図5(a)に示すように、右スライド枠体42の略上下面には第一枠体40のスライド方向を規定するスライド平面42ａ、42ｂが平行に設けられている。一方、第一枠体40が第二枠体50内に設置されたとき、右スライド枠体42のスライド平面42ａ、42ｂと対向する部位には、微小なクリアランスを設けて案内平面51ａ、51ｂが設けられている。また、左スライド枠体43の略上下面においても同様のスライド平面、及びこれに対向する案内平面を設けている。さらに、第二枠体50と第一枠体40の長手方向の位置決めをするため、第二枠体50には位置決めボス52を設け、スライド枠体41には長手方向のみを決める位置決め長穴41ａが設けられている。これらの構成により、第一枠体40は第二枠体50に対して直線スライドすることができる。
【００２３】
なお別の構成として、図5(b)に示すように、右スライド枠体42の略上下面に第一枠体40のスライド方向を規定するスライドレール凸部42ｃ、42ｄ、を設け、第二枠体50の対向する部位にスライドレール凹部51ｃ、51ｄを設けることでもよい。また、左スライド枠体43の略上下面にも同様のスライドレール凸部、及びこれに対向するスライドレール凹部を設ける。スライド当接部分は、右スライド枠体42においてはスライドレール凸部の先端部42ｅ、42ｆと、スライドレール凹部の底面部51ｅ、51ｆである（図８参照）。この様に構成することにより、スライド面と案内面の面積を小さくすることができ、精度の高い面を作り易くなる。なお右スライド枠体42、左スライド枠体43いずれかのレールの短手幅嵌合部を第一枠体40と第二枠体50の長手方向の位置決めとし、もう一方のレールの短手幅嵌合部は、プロセスカートリッジの長手方向にガタを持たせた構成にするとよい。
【００２４】
図６に第一枠体40と、第二枠体50とのトナーシール構成を示す。第一枠体40の両端短辺部に弾性シール部材44が、上側長辺部に弾性シール部材45が両面テープで固定されており、図７に示す第二枠体50の受け面57、58で圧縮されてシール効果を出している。図９において矢印ｓ、ｔはそれぞれ両端短辺部の弾性シール部材44、上側長辺部の弾性シール部材45の圧縮方向を示している。図において弾性シール部材45の圧縮方向が第一枠体40のスライド方向とほぼ直角になるように設定されている。こうすることで、圧縮面積が大きい弾性シール部材45の反発力が、現像ローラ20を感光体ドラム10に押圧する押圧力に与える影響を少なくし、押圧力を安定させることができる。
【００２５】
また、第二枠体50の下側長辺部分54には噴出防止シート25が現像ローラ20に当接するように両面テープで固定されており、現像ローラ20下部の半径方向トナー漏洩を防止している。こうすることで、第一枠体40の長手方向下面に弾性シール部材を介在させる構成をとらずに済むため、装置の小型化を実現することができる。
【００２６】
図10に現像ローラ20両端部のトナーシールについて示す。磁気シール60は現像ローラ20の表面に対向する面60ａに複数の磁極を備えており、現像ローラ20との間の磁気カーテンによりトナーを吸着するシール手段である。磁気シール60はスライド枠体41に設けられた凹部（不図示）に挿入位置決めされ、現像ブレード板金28により押圧固定されている。現像ローラ20と磁気シール60が同一の第一枠体40に固定されているため、現像ローラ20が感光体ドラム10外周に追従して第一枠体40が移動しても、現像ローラ20と磁気シール60間のクリアランスを精度よく一定に設定することができる。このため、磁気シール60による現像ローラ20両端部のトナーシールを良好に行なうことができる。
【００２７】
図11に現像ローラ20の駆動系の概略図を示す。感光体ドラム10の端部に設けられたドラムギア71は、不図示の画像形成装置から駆動ギア70を介して駆動力を伝達され、感光体ドラム10を回転駆動している。一方、ドラムギア71は現像ローラ20と同軸に設けられた現像ローラギア72を回転駆動している。図中矢印ａはドラムギア71から現像ローラギア72に駆動が伝達されるときに現像ローラギア72に働く、作用力の向きを示している。このとき、前述した右スライド枠体42、左スライド枠体43のスライド平面42ａ、42ｂ等の角度が、作用力の向きに対して直角、もしくは作用力がスライド平面に作用したとき、第一枠体40を感光体ドラム10方向に押圧する角度に設定されている。図においてＦは現像ローラギア72に働く作用力により発生する力、Ｆｙは反力Ｆの案内平面51ｂに対して垂直方向の分力、同様にＦｘは反力Ｆの案内平面51ｂに対して平行方向の分力である。このＦｘの向きが感光体ドラム10方向に向いている。こうすることで現像ローラ20を駆動する際のギアからの作用力の影響で現像ローラ20と感光体ドラム10間の押圧が減少することがなく、わずかな外力の作用でスペーサーコロ26が感光体ドラム10から離間してしまうことがない。
【００２８】
なお、上記構成においては右スライド枠体42、左スライド枠体43のスライド平面42ａ、42ｂ等の全ての角度が、作用力の向きに対して直角、もしくは作用力がスライド平面に作用したときに第一枠体40を感光体ドラム10方向に押圧する角度に設定されている。他の構成として、作用力の影響が比較的少ない非駆動側の左スライド枠体43のスライド方向を、感光体ドラム10方向に向かう構成としてもよい。
【００２９】
以上説明したように本実施例では、トナー担持体及び規制手段を保持する第一枠体と、トナー収納部と一体に又は固定され、かつトナー担持体を電子写真感光体に加圧する第二枠体とを有し、第一枠体を第二枠体に対して直線的にスライド移動可能に保持したことにより、第一枠体にトナー収納部の重量をかけずにすみ、トナー担持体軸受部と、トナー担持体と感光体の当接部分に過大な荷重がかかることを防止することができる。これによりトナー室のトナー量が変動しても画像形成への悪影響が少なく、また大容量のトナーカートリッジでも駆動トルクが小さく、かつ画像形成への悪影響を少なくすることができる。
【発明の効果】
本発明によれば、現像ローラを支持する第一枠体が、トナー収納部と結合する第二枠体に、前記現像ローラの軸線方向の一端側と他端側においてスライド移動可能に支持され、前記現像ローラを前記電子写真感光体へ押圧されている。よって、トナー収納部のトナー量が変動しても、前記現像ローラを前記電子写真感光体へ押圧する押圧力を安定させることができ、画像形成への影響を少なくすることができる。また、弾性シール部材の圧縮方向が第一枠体の移動方向とほぼ直角になるように設定されているので、現像ローラを電子写真感光体に押圧する押圧力に対する、弾性シール部材の影響を少なくでき、前記押圧力を安定させることができる。さらに、第二枠体の下側には現像ローラに当接するようにシート部材が固定されている為、弾性シール部材を用いる必要がなく、画像形成装置の小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プロセスカートリッジを説明する断面図である。
【図２】第一枠体を説明する斜視図である。
【図３】第一枠体を説明する断面図である。
【図４】プロセスカートリッジを説明する斜視図である。
【図５】スライド枠体を説明する要部拡大図である。
【図６】トナーシール構成を説明する第一枠体の図である。
【図７】トナーシール構成を説明する第二枠体の図である。
【図８】他のトナーシール構成を説明する第二枠体の図である。
【図９】トナーシールの圧縮方向を説明する断面図である。
【図１０】現像ローラ両端部のトナーシールの構成を説明する図である。
【図１１】現像ローラの駆動系の概略図である。
【図１２】本実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。
【図１３】従来の現像装置を用いたプロセスカートリッジの代表例を示す図である。
【符号の説明】
Ａ …現像装置ユニット
Ｂ …感光体ユニット
Ｃ …プロセスカートリッジ
Ｌ …レーザー光
１ …光学手段
２ …露光開口部
３ …転写ローラ
４ …記録媒体
５ …定着手段
５ａ …ヒータ
５ｂ …定着ローラ
５ｃ …駆動ローラ
６ａ …給送カセット
６ｂ …ピックアップローラ
６ｃ …搬送ガイド
６ｅ …レジストローラ対
６ｆ …搬送ガイド
６ｉ …排出ローラ対
７ …排出トレイ
10 …感光体ドラム
11 …帯電手段
12 …廃トナー容器
14 …クリーニング手段
14ａ …弾性クリーニングブレード
20 …現像ローラ
20ａ、20ｂ …フランジ部材
21 …トナー容器
22 …現像ブレード
23 …トナー送り部材
24 …トナー攪拌部材
25 …噴出防止シート
26 …スペーサーコロ
27 …軸受
28 …現像ブレード板金
29 …固定磁石
31 …係合ピン
32 …付勢バネ
40 …第一枠体
41 …スライド枠体
41ａ …長穴
42 …右スライド枠体
42ａ、42ｂ …スライド平面
42ｃ、42ｄ …スライドレール凸部
42ｅ、42ｆ …先端部
43 …左スライド枠体
44、45 …弾性シール部材
50 …第二枠体
51ａ、51ｂ …案内平面
51ｃ、51ｄ …スライドレール凹部
51ｅ、52ｆ …底面部
52 …位置決めボス
54 …下側長辺部分
57、58 …受け面
60 …磁気シール
60ａ …現像ローラに対向する面
70 …駆動ギア
71 …ドラムギア
72 …現像ローラギア
Claims (8)
- 画像形成装置に用いられる現像装置であって、
電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、
前記現像ローラへ供給するトナーを収納するトナー収納部と、
前記現像ローラを支持する第一枠体と、
前記トナー収納部と結合する第二枠体であって、前記現像ローラの軸線方向の一端側と他端側において、前記第一枠体をスライド移動可能に支持する第二枠体と、
前記現像ローラを前記電子写真感光体へ押圧するための付勢部材と、
前記第一枠体の上側及び長手方向の両端側に設けられた、前記第一枠体からトナーが漏れるのを防ぐ弾性シール部材であって、前記第二枠体に対して、前記第一枠体が移動する方向と略直角方向に圧縮された弾性シール部材と、
前記第二枠体の下側に設けられた、前記第一の枠体からトナーが漏れるのを防ぐシート部材であって、前記現像ローラに当接するように固定されたシート部材と、
を有することを特徴とする現像装置。 - 前記付勢部材は、前記第一枠体と、前記第二枠体との間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
- 前記現像ローラは、前記一端側において前記電子写真感光体に設けられた感光体ギアと係合して、前記現像ローラを回転するための回転駆動力を受ける現像ローラギアであって、前記感光体ギアから回転駆動力を伝達された際に、前記現像ローラを前記電子写真感光体に押圧する方向の力を受ける現像ローラギアを有することを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
- 画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、
（１）電子写真感光体と、
（２）前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、前記現像ローラへ供給するトナーを収納するトナー収納部と、前記現像ローラを支持する第一枠体と、前記トナー収納部と結合する第二枠体であって、前記現像ローラの軸線方向の一端側と他端側において、前記第一枠体をスライド移動可能に支持する第二枠体と、前記現像ローラを前記電子写真感光体へ押圧するための付勢部材と、前記第一の枠体の上側及び長手方向の両端側に設けられた、前記第一の枠体からトナーが漏れるのを防ぐ弾性シール部材であって、前記第二の枠体に対して、前記第一の枠体が移動する方向と略直角方向に圧縮された弾性シール部材と、前記第二の枠体の下側に設けられた、前記第一の枠体からトナーが漏れるのを防ぐシート部材であって、前記現像ローラに当接するように固定されたシート部材と、を有する現像装置と、
を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 前記付勢部材は、前記第一枠体と、前記第二枠体との間に設けられていることを特徴とする請求項４に記載のプロセスカートリッジ。
- 前記現像ローラは、前記一端側において前記電子写真感光体に設けられた感光体ギアと係合して、前記現像ローラを回転するための回転駆動力を受ける現像ローラギアであって、前記感光体ギアから回転駆動力を伝達された際に、前記現像ローラを前記電子写真感光体に押圧する方向の力を受ける現像ローラギアを有することを特徴とする請求項４または５に記載のプロセスカートリッジ。
- 記録媒体に画像を形成するための画像形成装置において、
（１）電子写真感光体と、
（２）前記電子写真感光体に作用する現像装置であって、前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、前記現像ローラへ供給するトナーを収納するトナー収納部と、前記現像ローラを支持する第一枠体と、前記トナー収納部と結合する第二枠体であって、前記現像ローラの軸線方向の一端側と他端側において、前記第一枠体をスライド移動可能に支持する第二枠体と、前記現像ローラを前記電子写真感光体へ押圧するための付勢部材と、前記第一の枠体の上側及び長手方向の両端側に設けられた、前記第一の枠体からトナーが漏れるのを防ぐ弾性シール部材であって、前記第二の枠体に対して、前記第一の枠体が移動する方向と略直角方向に圧縮された弾性シール部材と、
前記第二の枠体の下側に設けられた、前記第一の枠体からトナーが漏れるのを防ぐシート部材であって、前記現像ローラに当接するように固定されたシート部材と、を有する現像装置と、
（３）前記記録媒体を搬送する搬送手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 - 記録媒体に画像を形成するための画像形成装置において、
（１） 電子写真感光体と、前記電子写真感光体に作用する現像装置であって、前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、前記現像ローラへ供給するトナーを収納するトナー収納部と、前記現像ローラを支持する第一枠体と、前記トナー収納部と結合する第二枠体であって、前記現像ローラの軸線方向の一端側と他端側において、前記第一枠体をスライド移動可能に支持する第二枠体と、前記現像ローラを前記電子写真感光体へ押圧するための付勢部材と、前記第一の枠体の上側及び長手方向の両端側に設けられた、前記第一の枠体からトナーが漏れるのを防ぐ弾性シール部材であって、前記第二の枠体に対して、前記第一の枠体が移動する方向と略直角方向に圧縮された弾性シール部材と、前記第二の枠体の下側に設けられた、前記第一の枠体からトナーが漏れるのを防ぐシート部材であって、前記現像ローラに当接するように固定されたシート部材と、を有する現像装置と、を有するプロセスカートリッジと、
（２） 前記プロセスカートリッジを取り外し可能に装着する装着手段と、
（３）前記記録媒体を搬送する搬送手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
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