JP4174839B2 - 現像装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光体表面に形成された静電潜像に対してトナーを供給して静電潜像のトナー現像を行うとともに、感光体表面上でトナー現像された画像を用紙に転写して画像形成を行うレーザプリンタ等の画像形成装置における現像装置に関し、特に、供給ローラを単泡スポンジ材から構成される内側層と連泡スポンジ材から構成される外側層との二層構造にすることにより、経時変化によって供給ローラの外側層にトナーの詰まりが発生してもスポンジ部のやわらかさを維持することができ、良好な画質を有する画像を常に形成可能な現像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、レーザプリンタ等の画像形成装置における現像装置においては、経時変化しても現像ローラに安定してトナーを供給するための供給ローラが各種提案されている。
例えば、特開平7−36273号公報に記載された現像装置では、現像剤供給手段を連泡スポンジ材で構成し、且つ、現像剤供給手段を内側層と外側層の二層構造とし、該内側層を該外側層よりセル密度が大なる該連泡スポンジ材で構成するものである。これにより、セル密度が大きい該内側層にはトナーは侵入しにくく、セル密度が小さい該外側層の表面硬度をやわらかくすることができる。また、前記現像剤供給手段を構成する内側層と外側層との間に、前記トナーの該内側層への侵入を防止するためのバリア層が設けられ、これにより、前記トナーの該内側層へのトナーの侵入を防止できるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平7−36273号公報に記載された現像装置においては、前記現像剤供給手段を構成する内側層と外側層とは、ともに連泡スポンジ材で構成されているため、該外側層から内側層へのトナーの侵入を完全に防止できないという問題がある。このため、現像装置の度重なる使用によって、トナーが外側層から内側層に徐々に侵入して蓄積されることにより、供給ローラが徐々に硬化することが考えられる。また、前記トナーの侵入を防止するために、該外側層と内側層との間にバリア層を設けると、材料費がアップするとともに、該現像剤供給手段の製造工程が複雑となり製造コストアップになるという問題がある。
【0004】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、供給ローラは、単泡スポンジ材から構成される内側層と連泡スポンジ材から構成される外側層との二層構造を有し、該外側層と内側層との間にバリア層を設けなくても、該供給ローラの外側層から内側層へのトナーの侵入を確実に防止することが可能な現像装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため請求項1に係る現像装置は、電子写真プロセスによって画像の形成を行う画像形成装置における現像装置であって、感光体に対向配置され感光体に形成された静電潜像をトナーによって現像する現像ローラと、前記現像ローラに対向配置され現像ローラにトナーを供給する供給ローラとを有する現像装置において、前記供給ローラは、単泡スポンジ材から構成される内側層と、前記単泡スポンジ材の周囲に直接接して被覆する連泡スポンジ材から構成される外側層とを有し、前記単泡スポンジ材は、シリコンゴムスポンジから構成され、前記連泡スポンジ材は、ウレタン発泡スポンジから構成されることを特徴とする。
【0006】
このような特徴を有する請求項1に係る現像装置によれば、内側層の単泡スポンジ材は、シリコンゴムスポンジから構成され、この単泡スポンジ材の周囲に直接接して被覆する外側層の連泡スポンジ材は、ウレタン発泡スポンジから構成されるため、外側層と内側層との間にバリア層を設けなくても、経時変化によって外側層の連泡スポンジ材に詰まったトナーが、内側層の単泡スポンジ材へ侵入することを確実に防止することができるため、供給ローラの柔らかさを安定して維持することができ、良好な画質を有する画像を常に形成可能となる。
【0007】
また、請求項2に係る現像装置は、請求項1に記載の現像装置において、前記単泡スポンジ材及び連泡スポンジ材は、導電性を有することを特徴とする。
【0008】
このような特徴を有する請求項2に係る現像装置によれば、現像ローラに担持されたトナーの帯電量を安定化することができ、もって良好な画質を有する画像を常に形成することが可能となる。
【0009】
また、請求項3に係る現像装置は、請求項2に記載の現像装置において、前記現像ローラに現像バイアス電圧を印加する現像バイアス印加手段と、前記供給ローラのローラ軸に帯電したトナーが供給ローラから現像ローラへ向かうような供給バイアス電圧を印加する供給バイアス印加手段とを備えることを特徴とする。
【0010】
このような特徴を有する請求項3に係る現像装置によれば、供給ローラを構成する前記単泡スポンジ材及び連泡スポンジ材は、導電性を有するスポンジ材であるため、供給ローラの外側層に担持されたトナーに供給ローラから現像ローラへ向かうような供給バイアス電圧を印加することができ、供給ローラの連泡スポンジ材に担持された正規帯電トナーを確実に現像ローラに供給することが可能であり、もって良好な画質を有する画像を常に形成可能となる。
【0011】
【0012】
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置について、本発明をレーザプリンタにつき具体化した実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、本実施形態に係るレーザプリンタの概略構成について図1に基づき説明する。図1はレーザプリンタの側断面である。
図1において、レーザプリンタ1は、本体ケース2、本体ケース2の後部の上面側に設けられた第1給紙トレイ3、第2給紙トレイ4、本体ケース2内に設けられた用紙搬送機構5、スキャナユニット6、プロセスユニット7、定着ユニット8、その他各第1、第2給紙トレイ3、4、用紙搬送機構5等を駆動する駆動ユニット(図示せず。本体ケース2の左端側部分に収容される)等を有する。本体ケース2の前部上面側には、プリント機構部の上面側を開放可能なトップカバー10、及び、排紙トレイ11が設けられている。この排紙トレイ11は、閉位置と開位置へ切換自在であり、開位置にてプリント済の用紙を受けるトレイとして機能する。
ここで、スキャナユニット6、プロセスユニット7及び定着ユニット8等がプリント機構部に相当する。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になっている。
【0014】
第1給紙トレイ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4は、本体ケース2のうちの第1給紙トレイ3の前側の上面部に着脱可能に設けられている。前記用紙搬送機構5は、第1給紙トレイ3、第2給紙トレイ4から択一的に給紙された用紙Pをプロセスユニット7へ搬送するためのものであり、第1給紙トレイ3の下端側に設けられた一対の送りローラ12a、12bと、第2給紙トレイ4の下端側に設けられた一対のレジストローラ13a、13bとを有する。送りローラ12aは駆動側ローラ、送りローラ12bは従動ローラである。レジストローラ13aは駆動側ローラ、レジストローラ13bは従動ローラである。また、レジストローラ13aの略中央部の近傍位置には給紙センサ50が配設されている。第1給紙トレイ3からレジストローラ13a、13bに至る用紙搬送経路14は、第2給紙トレイ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が外部に開放状態になる。
第1給紙トレイ3からピックアップローラ36を介して給紙された用紙Pは、一対の送りローラ12a、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、13bに達し、給紙センサ50により給紙された用紙Pの通過検出を行い、レジスト後に送り駆動されてプロセスユニット7へ搬送される。第2給紙トレイ4からピックアップローラ36を介して給紙された用紙Pは、レジストローラ13a、13bに達し、給紙センサ50により給紙された用紙Pの通過検出を行い、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。
【0015】
前記スキャナユニット6は、プロセスユニット7の下側に配設され、レーザ発光部(図示せず)、ポリゴンミラー20、反射鏡21、23、レンズ22等を有し、レーザ発光部からのレーザビームを、鎖線で示すようにポリゴンミラー20、反射鏡21、レンズ22、反射鏡23を介してプロセスユニット7の帯電された回転中の感光ドラム25の外周部に高速走査にて照射し露光することにより感光ドラム25の表面に静電潜像が形成される。
【0016】
前記プロセスユニット7は、ケーシング24内に感光ドラム25、スコロトロン型帯電器26、現像ローラ27、転写ローラ28、クリーニングローラ29、トナーボックス30、トナー供給ローラ31等を内蔵したものであり、このプロセスユニット7を本体ケース2から取り外した状態でトナーボックス30にトナーカートリッジ54(図2参照)を挿着することにより、トナーを補給するようになっている。前記トナーカートリッジ54内のトナーは撹拌体32で撹拌されてトナーボックス30の開口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に供給され、ブレード33により一定厚さのトナー層として現像ローラ27に担持されて、感光ドラム25に供給される。尚、トナーボックス30の開口30Aの近傍位置には、2つのオーガ部材37、38が回転可能に配設されており、各オーガ部材37、38は、開口30Aから放出されたトナーをケーシング24内で均一に分散させる作用を行う。
【0017】
前記感光ドラム25の表面に形成された静電潜像は、現像ローラ27からトナーを付着させて顕像化され、用紙が感光ドラム25と転写ローラ28との間を通る間に用紙に転写され、その用紙は定着ユニット8内へ送られて定着される。尚、感光ドラム25の表面に残ったトナーは、クリーニングローラ29で一時的に回収された後、所定のタイミングで感光ドラム25を介して現像ローラ27に回収される。定着ユニット8は、用紙にトナーを熱定着させるものであり、加熱ローラ34、その加熱ローラ34に押圧された押圧ローラ35、これらの各ローラ34、35の下流側に設けられ用紙を本体ケース2の外部へ排出する一対の排出ローラ15a、15bを有する。また、排出ローラ15aの略中央部の近傍位置には排紙センサ51が配設されており、前記排紙センサ51により用紙Pの外部への排出検出を行う。
【0018】
尚、前記構成において、プロセスユニット7の感光ドラム25及び転写ローラ28を介して用紙Pが送り出される搬送速度は、定着ユニット8の加熱ローラ34、押圧ローラ35、各排出ローラ15a、15bを介して用紙Pが送り出される搬送速度と等しいか又はその搬送速度よりも大きくなるように設定されている。これは、加熱ローラ34、押圧ローラ35、各排出ローラ15a、15bを介して用紙Pが送り出される搬送速度が感光ドラム25及び転写ローラ28を介して用紙Pが送り出される搬送速度よりも大きい場合には、プロセスユニット7において用紙Pに形成される画像の形成位置にずれが生じてしまって画像が乱れてしまう虞があるからである。
【0019】
次に、プロセスユニット7の詳細な構成について図2及び図3に基づき説明する。図2はプロセスユニット7を拡大して示す側断面図である。図3は供給ローラの側断面の一部分拡大図であり、(a)は単泡スポンジ材の側断面の一部分拡大図、(b)は連泡スポンジ材の側断面の一部分拡大図である。
図2に示されるように、現像室40内の下方位置にはトナー供給ローラ31が回転可能に配置されており、また現像ローラ27がトナー供給ローラ31に対向して回転可能に配置されている。このトナー供給ローラ31はトナー供給口30Aから供給されたトナーを現像ローラ27に供給する。ここに、トナー供給ローラ31は、金属製(例えば、各種鋼材から形成されている)のローラ軸体31A、ローラ軸体31Aの周囲を被覆する導電性並びに弾性を有する発泡材からなる単泡スポンジ材(例えば、導電性シリコンゴムスポンジ材等)31B、及び、該単泡スポンジ材31Bの周囲を被覆する導電性並びに弾性を有する発泡材からなる連泡スポンジ材(例えば、導電性ウレタン発泡スポンジ材等)31Cとから構成されている。また、現像ローラ27は、金属製(例えば、各種鋼材から形成されている)のローラ軸体27Aと一般に導電性の連泡スポンジ材31Cよりも硬い導電性ゴム材27Bでローラ軸体27Aの周囲を被覆されている。従って、トナー供給ローラ31から現像ローラ27に対してトナーの供給が行われる際には、トナー供給ローラ31の各導電性スポンジ材31B、31Cがある程度圧縮された状態で現像ローラ27の導電性ゴム材27Bに当接されている。
【0020】
ここで、単泡スポンジ材31Bについて図3(a)に基づいて説明する。図3(a)に示すように、前記単泡スポンジ材31B内に形成される気泡は、互いに独立している独立気泡より構成されている。このため、単泡スポンジ材31Bの外側にトナーが付着しても該単泡スポンジ材31Bの内部へこのトナーは侵入できないため、長時間作動してもやわらかさが維持される。また、連泡スポンジ材31Cについて図3(b)に基づいて説明する。図3(b)に示すように、前記連泡スポンジ材31C内に形成される気泡は、互いに気泡同士がつながっており、連続した気泡を形成している。このため、長時間作動するとともに、該連泡スポンジ材31C内にトナーが侵入するが、トナーは連泡スポンジ材31Cの周面に均等に侵入するため、該連泡スポンジ材31Cの表面硬度の均一性を維持できる。したがって、供給ローラ31のやわらかさを安定して維持できる。
【0021】
また、トナーボックス30の略中央部の下方向(図2中、左下側)にはトナーカートリッジ54内のトナー量を検出するためのトナーセンサ52が回路基板に半田付け後、スキャナカバー53に螺設されている。トナーセンサ52はLEDとフォトセンサにより構成され、トナーカートリッジ54の下方の一部を挟持し、光の透過量を検出することにより、トナーの有無を検出している。
【0022】
次に、本実施形態のプロセスユニット7の制御構成について図4に基づき説明する。図4はレーザプリンタ1のプロセスユニット7の制御構成を示すブロック図である。
図4において、レーザプリンタ1は、各機器を制御するCPU61、制御プログラムを格納するROM62、処理データ等を格納するRAM62、印字枚数カウンタ値等を格納するEEPROM64、ASIC等により構成され、給紙センサ50、排紙センサ51、トナーセンサ52等のセンサが接続され、且つ、高圧電源回路部67等をコントロールするコントロール回路部66、感光ドラム25、帯電器26、現像ローラ27、転写ローラ28、クリーニングローラ29、及び、トナー供給ローラ31に高圧のバイアス電圧を印加する高圧電源回路部67を有している。
また、CPU61は各センサ値やROM62に格納されているプログラム等に基づいてコントロール回路部66を制御する。ここで、現像ローラ27のローラ軸体27Aにはコントロール回路部66を介して、高圧電源回路部67よりバイアス電圧(本実施形態の場合は約DC700V)が定電圧で印加されている。
また、本実施形態では正帯電特性のトナーを用いるので、現像ローラ27へトナーを向かわせる電圧(本実施形態の場合は約800V)がトナー供給ローラ31のローラ軸体31Aに印加され、前記導電性の単泡スポンジ材31B及び連泡スポンジ材31Cを介してトナーに印加されることになる。
【0023】
したがって、本実施形態のプロセスユニット7のトナー供給ローラ31においては、経時変化によって連泡スポンジ材31Cに詰まったトナーの単泡スポンジ材31Bへの侵入を確実に防止することができるとともに、トナー供給ローラ31の柔らかさを安定して維持することができるため、良好な画質を有する画像を常に形成可能となる。
また、トナー供給ローラ31を構成する前記単泡スポンジ材31B及び連泡スポンジ材31Cは、導電性を有するスポンジ材であるため、担持されたトナーの帯電量を安定化することができるとともに、トナー供給ローラ31の連泡スポンジ材31Cの表面部に担持されたトナーにトナー供給ローラ31から現像ローラ27へ向かうような供給バイアス電圧を印加することができ、トナー供給ローラ31の連泡スポンジ材31Cに担持された正規帯電トナーを確実に現像ローラ27に供給することが可能であり、もって良好な画質を有する画像を常に形成可能となる。
【0024】
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論であり、以下のようにしてもよい。
(a)前記実施形態では、感光ドラム25を採用しているが、感光ドラム25に代えて、例えば、無端状ベルト式の感光体を採用してもよい。
(b)前記実施形態では、正帯電タイプのトナーを採用しているが、負帯電タイプのトナーを採用してもよい。その場合には、トナー供給ローラ31にトナーを負帯電させるようなバイアス電圧を印加してもよい。
(c)前記実施形態では、連泡スポンジ材31Cの連泡方向を特に指定していないが、連泡スポンジ材31Cの連泡方向をトナー供給ローラ31の長手方向に一致する構成にしてもよい。
【0025】
【発明の効果】
以上説明した通り請求項1に係る現像装置においては、現像ローラにトナーを供給する供給ローラは、内側層の単泡スポンジ材は、シリコンゴムスポンジから構成され、この単 泡スポンジ材の周囲に直接接して被覆する外側層の連泡スポンジ材は、ウレタン発泡スポンジから構成されるため、外側層と内側層との間にバリア層を設けなくても、経時変化によって外側層の連泡スポンジ材に詰まったトナーが、内側層の単泡スポンジ材へ侵入することを確実に防止することができるため、供給ローラの柔らかさを安定して維持することができ、良好な画質を有する画像を常に形成可能な現像装置を提供することができる。
【0026】
また、請求項2に係わる現像装置は、請求項1に記載の現像装置において、前記単泡スポンジ材及び連泡スポンジ材が、導電性を有している。
これにより、現像ローラに担持されたトナーの帯電量を安定化することができ、もって良好な画質を有する画像を常に形成することが可能な現像装置を提供することができる。
【0027】
また、請求項3に係わる現像装置は、請求項2に記載の現像装置において、前記現像ローラに現像バイアス電圧を印加する現像バイアス印加手段と、前記供給ローラのローラ軸に帯電したトナーが供給ローラから現像ローラへ向かうような供給バイアス電圧を印加する供給バイアス印加手段とが設けられている。
これにより、供給ローラを構成する前記単泡スポンジ材及び連泡スポンジ材は、導電性を有するスポンジ材であるため、供給ローラの外側層に担持されたトナーに供給ローラから現像ローラへ向かうような供給バイアス電圧を印加することができ、供給ローラの連泡スポンジ材に担持された正規帯電トナーを確実に現像ローラに供給することが可能であり、もって良好な画質を有する画像を常に形成可能な現像装置を提供することができる。
【0028】
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態に係わるレーザプリンタの側断面図である。
【図2】 本実施形態に係わるレーザプリンタのプロセスユニットを拡大して示す側断面図である。
【図3】 本実施形態に係る供給ローラの側断面の一部分拡大図であり、(a)は単泡スポンジ材の側断面の一部分拡大図、(b)は連泡スポンジ材の側断面の一部分拡大図である。
【図4】 本実施形態に係わるレーザプリンタのプロセスユニットの制御構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 レーザプリンタ
7 プロセスユニット
25 感光ドラム
27 現像ローラ
27A、31A ローラ軸体
31 トナー供給ローラ
31B 単泡スポンジ材
31C 連泡スポンジ材
50 給紙センサ
54 トナーカートリッジ
67 高圧電源回路部
Claims (3)
- 電子写真プロセスによって画像の形成を行う画像形成装置における現像装置であって、感光体に対向配置され感光体に形成された静電潜像をトナーによって現像する現像ローラと、前記現像ローラに対向配置され現像ローラにトナーを供給する供給ローラとを有する現像装置において、
前記供給ローラは、単泡スポンジ材から構成される内側層と、前記単泡スポンジ材の周囲に直接接して被覆する連泡スポンジ材から構成される外側層とを有し、
前記単泡スポンジ材は、シリコンゴムスポンジから構成され、前記連泡スポンジ材は、ウレタン発泡スポンジから構成されることを特徴とする現像装置。 - 前記単泡スポンジ材及び連泡スポンジ材は、導電性を有することを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
- 前記現像ローラに現像バイアス電圧を印加する現像バイアス印加手段と、前記供給ローラのローラ軸に帯電したトナーが供給ローラから現像ローラへ向かうような供給バイアス電圧を印加する供給バイアス印加手段とを備えることを特徴とする請求項2に記載の現像装置。
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