JP5280815B2

JP5280815B2 - 現像装置及び画像形成装置

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Publication number: JP5280815B2
Application number: JP2008303187A
Authority: JP
Inventors: 徹也上橋
Original assignee: 株式会社沖データ
Priority date: 2008-11-27
Filing date: 2008-11-27
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2028-11-27
Also published as: JP2010128217A; US8244152B2; US20100129109A1

Description

本発明は、現像装置及び画像形成装置に関するものである。

従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置、例えば、プリンタにおいては、感光体ドラムの表面が、帯電ローラによって帯電させられ、ＬＥＤヘッドによって露光されて静電潜像が形成され、現像装置において、前記静電潜像に現像剤担持体としての現像ローラ上で薄層化された現像剤としてのトナーが静電的に付着させられてトナー像が形成されるようになっている。そして、該トナー像は、転写ローラによって用紙に転写され、定着器において定着させられて画像を形成する。

ところで、前記現像ローラにトナーを供給するために、ベルト式のトナー供給装置が提供されている。この種のトナー供給装置においては、駆動ローラと従動ローラとの間にトナー供給ベルトが張設され、駆動ローラ及び従動ローラには、それぞれ現像ローラにトナーを供給するのに必要な電界を形成するための電圧、及び現像に使用されなかった現像ローラ上のトナーをトナー供給ベルトに回収するのに必要な電界を形成するための電圧が印加される（例えば、特許文献１参照。）。
特開平６−３５３８１号公報

しかしながら、前記従来の現像装置においては、トナー供給ベルトの開口端面から駆動ローラ及び従動ローラとトナー供給ベルトとの間にトナーが入り込むことがあり、その場合、十分な電界を形成することができなくなってしまう。その結果、現像ローラに十分な量のトナーを供給することができなくなったり、現像に使用されなかった現像ローラ上のトナーをトナー供給ベルトに十分に回収することができなくなったりして、画像品位が低下してしまう。

本発明は、前記従来の現像装置の問題点を解決して、現像剤担持体に十分な量の現像剤を供給することができ、現像に使用されなかった現像剤担持体上の現像剤を十分に回収することができる現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

そのために、本発明の現像装置においては、像担持体と、現像剤を担持して、前記像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体に当接させて配設され、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤担持体及び現像剤供給部材の両端に配設され、現像剤をシールする現像剤シール部材とを有する。

そして、前記現像剤供給部材は、駆動ローラと従動ローラとによって張設されたベルト部材である。

また、前記現像剤シール部材は、少なくとも前記ベルト部材の外周面に当接させて配設される。
そして、前記像担持体の軸方向における前記ベルト部材の幅が現像剤担持体の幅より大きくされる。

本発明によれば、現像装置においては、像担持体と、現像剤を担持して、前記像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体に当接させて配設され、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤担持体及び現像剤供給部材の両端に配設され、現像剤をシールする現像剤シール部材とを有する。

この場合、前記現像剤担持体及び現像剤供給部材の両端において、現像剤シール部材が少なくともベルト部材の外周面に当接させて配設され、現像剤をシールするので、ベルト部材の開口端面から駆動ローラ及び従動ローラとベルト部材との間に現像剤、異物等が入り込むことがなくなる。したがって、駆動ローラ及び従動ローラによって十分な電界を形成することができるので、現像剤担持体に十分な量の現像剤を供給することができ、現像に使用されなかった現像剤担持体上の現像剤を現像剤供給部材に十分に回収することができる。その結果、画像品位を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この場合、画像形成装置としてのカラーのプリンタについて説明する。

図２は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概念図である。

図に示されるように、プリンタの本体、すなわち、装置本体の下部に、媒体としての図示されない用紙を収容する媒体収容部としての給紙カセット１１が配設され、該給紙カセット１１の前端に隣接させて、用紙を１枚ずつ分離させて給紙する媒体供給部としての給紙機構が配設される。該給紙機構は、給紙ローラ１２ａ、１２ｂ及び分離ローラ１３を備え、給紙用の駆動部としての図示されない給紙用モータを駆動することによって発生させられた回転が給紙ローラ１２ａ、１２ｂに伝達されると、用紙は、給紙されて上部に配設された印刷タイミング調整部としての搬送ローラ対１４に送られ、更に搬送ローラ対１５に送られた後、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の現像剤像としてのトナー像を形成する複数の画像形成部としての画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃと、ベルトユニットとしての、かつ、転写部としての転写ユニット６６との間を順次搬送される。

該転写ユニット６６は、第１のローラとしてのドライブローラ７５、第２のローラとしてのアイドルローラ７６、ドライブローラ７５とアイドルローラ７６とによって張設された、第１の転写部材としての、かつ、ベルトとしての転写ベルト１７、第２の転写部材としての転写ローラ５１Ｂｋ、５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、及び前記ドライブローラ７５を回転させるための搬送用の駆動部としての図示されないベルトモータを備え、前記各転写ローラ５１Ｂｋ、５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃは、前記転写ベルト１７を介して、前記画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃにおける像担持体としての感光体ドラム５２Ｂｋ、５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃと対向させて配設される。なお、前記転写ベルト１７は、用紙を搬送する搬送部材としても機能する。

前記転写ローラ５１Ｂｋ、５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃは、各画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃにおいて、前記各感光体ドラム５２Ｂｋ、５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃによって各色の現像剤としてのトナーに基づいて形成された各色のトナー像を、前記用紙に順次転写し、カラーのトナー像を形成する。

続いて、前記用紙は、定着装置としての定着器１８に送られ、該定着器１８においてカラーのトナー像が用紙に定着させられ、カラー画像が形成される。そのために、定着器１８は、第１のローラとしての加熱ローラ１８ａ、第２のローラとしての加圧ローラ１８ｂ、該加圧ローラ１８ｂを包囲して回動させられる定着ベルト１８ｃ、及び前記加熱ローラ１８ａ内に配設された加熱体としての図示されないハロゲンランプを備える。

そして、定着器１８から排出された用紙は、搬送ローラ対１９によって搬送された後、排出搬送ローラ対２０によって装置本体外に排出される。このようにして、カラー印刷を行うことができる。

なお、前記感光体ドラム５２Ｂｋ、５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃの表面を露光して潜像としての静電潜像を形成するための露光装置としての各ＬＥＤヘッド２１Ｂｋ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃが、前記各感光体ドラム５２Ｂｋ、５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃと対向させて配設される。

前記各画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃは、装置本体に対して着脱自在に配設され、そのために、装置本体の上部に本体カバー２３が開閉自在に配設される。なお、前記各ＬＥＤヘッド２１Ｂｋ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃは本体カバー２３によって保持される。

次に、前記画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃについて説明する。なお、各画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃの構造は等しいので、画像形成ユニット１６Ｂｋについてだけ説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態における画像形成ユニットの側面図である。

図に示されるように、画像形成ユニット１６Ｂｋは、矢印Ａ方向に回転させられる前記感光体ドラム５２Ｂｋ、矢印Ｂ方向に回転させられる現像剤担持体としての現像ローラ３５、該現像ローラ３５にトナー３１を供給する現像剤供給装置３０、前記現像ローラ３５の表面にトナー３１の薄層を形成する現像ブレード３６、未使用のトナー３１を保存する現像剤収容部としてのトナーカートリッジ５０等を備える。

前記現像ローラ３５は、感光体ドラム５２Ｂｋと当接させて配設され、当接部において感光体ドラム５２Ｂｋ及び現像ローラ３５の各表面が同方向に移動するように、感光体ドラム５２Ｂｋと逆方向（矢印Ｂ方向）に回転させられ、感光体ドラム５２Ｂｋの表面に形成された静電潜像を現像し、トナー像を形成する。前記現像ローラ３５は金属製のシャフトの周囲に弾性層を被覆することによって形成される。なお、該弾性層としては、１０⁸〜１０¹²〔Ωｃｍ〕の体積抵抗率を有するシリコーンゴムが使用される。

また、現像ブレード３６は、弾性を有する金属製の薄板によって形成され、先端が折り曲げられ、現像ローラ３５の表面に対して所定の圧力で押圧させられる。なお、画像形成ユニット１６Ｂｋの筐体５５内におけるトナーカートリッジ５０の下方に、トナー３１を収容する現像剤室５６が形成される。該現像剤室５６は上方において現像ブレード３６によって、下方において、感光体ドラム５２Ｂｋと筐体５５との間に配設された図示されないシール部材によって密封される。

そして、前記現像剤供給装置３０は、矢印Ｃ方向に回転させられる第１の回転体としての駆動ローラ３３、第２の回転体としての従動ローラ３４、及び駆動ローラ３３と従動ローラ３４とによって張設され、駆動ローラ３３の回転に伴って、矢印Ｄ方向に走行させられ、従動ローラ３４を回転させるとともに、現像ローラ３５に当接させられる現像剤供給部材としての、かつ、ベルト部材としてのトナー供給ベルト３２を備える。該トナー供給ベルト３２において、Ｓ１は現像ローラ３５との当接が開始される当接開始点、Ｓ２は現像ローラ３５との当接が終了される当接終了点である。

前記現像剤供給装置３０は、現像ローラ３５と当接させて配設され、当接部において現像ローラ３５及び現像剤供給装置３０の各表面が逆方向に移動するように、現像ローラ３５と同方向（矢印Ｄ方向）に走行させられる。

前記駆動ローラ３３及び従動ローラ３４は、金属等の導電材によって形成される。また、トナー供給ベルト３２は、１０⁴〜１０⁷〔Ωｃｍ〕の体積抵抗率を有するクロロプレンゴム、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、ウレタンゴム、シリコーンゴム等によって形成される。トナー供給ベルト３２の表面には、トナー３１の搬送性を高くするためにサンドブラスト処理、コーティング処理、ローレット加工等が施される。

次に、前記構成の画像形成ユニット１６Ｂｋの動作について説明する。

まず、画像形成の動作が開始されると、感光体ドラム５２Ｂｋ、現像ローラ３５及び駆動ローラ３３は、図示されない駆動装置によって回転させられ、トナー供給ベルト３２は矢印Ｄ方向に走行させられ、トナーカートリッジ５０から供給されたトナー３１を外周面に付着させて搬送する。このときの、トナー３１の付着力は、ワンデルワールス力、トナー供給ベルト３２の表面粗さによる微小クーロン力等によって形成される。また、トナー３１は、図示されない攪拌部材等によって攪拌され、摩擦帯電させられることによって付着力が発生させられることもある。

前記駆動ローラ３３には、当接開始点Ｓ１においてトナー供給ベルト３２から現像ローラ３５にトナー３１を供給するのに必要な電界を発生させるための電圧が印加される。したがって、当接開始点Ｓ１において、トナー供給ベルト３２に付着しているトナー３１は、現像ローラ３５に供給され、現像ローラ３５に供給されたトナー３１は、現像ローラ３５の回転に伴って現像ブレード３６を通過し、均一な厚さの薄層にされる。前記現像ブレード３６を通過したトナー３１は、感光体ドラム５２Ｂｋと接触して感光体ドラム５２Ｂｋ上の静電潜像を現像し、トナー像を形成する。

一方、トナー像を形成するのに使用されなかったトナー３１は、現像ローラ３５の回転に伴ってトナー供給ベルト３２の当接終了点Ｓ２に送られる。そして、前記従動ローラ３４には、当接終了点Ｓ２において現像ローラ３５からトナー供給ベルト３２にトナー３１が回収されるのに必要な電界を発生させるための電圧が印加される。したがって、当接終了点Ｓ２において現像ローラ３５に付着しているトナー３１はトナー供給ベルト３２に回収される。

このように、現像が行われている間、現像ローラ３５とトナー供給ベルト３２との間でトナー３１の供給と回収とが繰り返し行われる。

図３は本発明の第１の実施の形態における画像形成ユニットの斜視図である。

本実施の形態においては、感光体ドラム５２Ｂｋの軸方向におけるトナー供給ベルト３２の幅が、現像ローラ３５の幅より大きく（広く）される。

そして、現像ローラ３５、現像ブレード３６及びトナー供給ベルト３２の両端に、現像剤シール部材としてのトナーシール部材３７、３８が、現像ブレード３６及び現像ローラ３５の端面に当接させられるとともに、トナー供給ベルト３２の両端の近傍における外周面の全体に当接するように配設される。前記トナーシール部材３７、３８は、発泡ポリウレタン、発泡シリコーン等によって形成したり、基層とフェルト状又はブラシ状の表層とから成る二層構造によって形成したりすることができる。

なお、感光体ドラム５２Ｂｋ、トナー供給ベルト３２、現像ローラ３５及びトナーシール部材３７、３８によって現像装置が構成される。

このように、トナーシール部材３７、３８が、現像ブレード３６及び現像ローラ３５の端面に当接させられるとともに、トナー供給ベルト３２の両端の近傍における外周面に当接させられるので、トナー供給ベルト３２及び現像ローラ３５に付着したトナー３１、並びにトナー供給ベルト３２及び現像ローラ３５の近傍に存在するトナー３１は、トナーシール部材３７、３８によってシールされる。

したがって、トナー供給ベルト３２の開口端面から駆動ローラ３３及び従動ローラ３４とトナー供給ベルト３２との間にトナー３１、異物等が入り込むことがなくなる。その結果、駆動ローラ３３及び従動ローラ３４によって十分な電界を形成することができるので、現像ローラ３５に十分な量のトナーを供給することができ、現像に使用されなかった現像ローラ３５上のトナー３１をトナー供給ベルト３２に十分に回収することができる。そして、画像品位を向上させることができる。

なお、本実施の形態においては、トナー供給ベルト３２の両端面が開口している場合について説明しているが、両端面に接触させてフレーム、壁部材等を配設し、開口を塞ぐことによって、トナー供給ベルト３２の開口端面から駆動ローラ３３及び従動ローラ３４とトナー供給ベルト３２との間にトナー３１、異物等が入り込むのを防止することもできる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。

図４は本発明の第２の実施の形態における画像形成ユニットの斜視図である。

この場合、現像剤担持体としての現像ローラ３５、現像ブレード３６及びベルト部材としてのトナー供給ベルト３２の両端に、現像剤シール部材としてのトナーシール部材３９、４０が、現像ブレード３６の両端の近傍における外側面（現像剤としてのトナー３１が現像剤供給装置３０から供給される側の面）に当接させられるとともに、現像ローラ３５及びトナー供給ベルト３２の両端の近傍における外周面の全体に当接するように配設される。

したがって、トナー供給ベルト３２及び現像ローラ３５に付着したトナー３１、及びトナー供給ベルト３２及び現像ローラ３５の近傍に存在するトナー３１は、トナーシール部材３９、４０によってシールされる。

そして、トナー供給ベルト３２の開口端面から第１の回転体としての駆動ローラ３３及び第２の回転体としての従動ローラ３４とトナー供給ベルト３２との間にトナー３１、異物等が入り込むことがなくなる。したがって、駆動ローラ３３及び従動ローラ３４によって十分な電界を形成することができる。その結果、現像ローラ３５に十分な量のトナー３１を供給することができ、現像に使用されなかった現像ローラ３５上のトナー３１をトナー供給ベルト３２に十分に回収することができるので、画像品位を向上させることができる。

次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、前記第１、第２の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。

図５は本発明の第３の実施の形態における画像形成ユニットの側面図である。

図に示されるように、画像形成部としての画像形成ユニット１６Ｂｋは、矢印Ａ方向に回転させられる像担持体としての感光体ドラム５２Ｂｋ、現像剤担持装置６０、該現像剤担持装置６０に現像剤としてのトナー３１を供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ４４、前記現像剤担持装置６０の表面にトナー３１の薄層を形成する現像ブレード３６、未使用のトナー３１を保存する現像剤収容部としてのトナーカートリッジ５０等を備える。

前記現像剤担持装置６０は、感光体ドラム５２Ｂｋと当接させて配設され、当接部において感光体ドラム５２Ｂｋ及び現像剤担持装置６０の各表面が同方向に移動するように、感光体ドラム５２Ｂｋと逆方向（矢印Ｆ方向）に走行させられ、感光体ドラム５２Ｂｋの表面に形成された潜像としての静電潜像を現像し、現像剤像としてのトナー像を形成する。

そして、前記現像剤担持装置６０は、第１の回転体としての駆動ローラ４２、第２の回転体としての従動ローラ４３、及び駆動ローラ４２と従動ローラ４３とによって張設され、駆動ローラ４２の回転に伴って、矢印Ｆ方向に走行させられ、従動ローラ４３を回転させるとともに、感光体ドラム５２Ｂｋに当接させられる現像剤担持体としての、かつ、ベルト部材としての現像ベルト４１を備える。該現像ベルト４１において、Ｓ３は感光体ドラム５２Ｂｋとの当接が開始される当接開始点、Ｓ４は感光体ドラム５２Ｂｋとの当接が終了される当接終了点である。

前記駆動ローラ４２及び従動ローラ４３は、金属等の導電材によって形成される。また、現像ベルト４１は、１０⁴〜１０⁷〔Ωｃｍ〕の体積抵抗率を有するウレタンゴム等によって形成され、トナー供給ローラ４４は、金属製のシャフトにウレタン樹脂を被覆することによって形成され、１０⁷〜１０⁹〔Ωｃｍ〕の体積抵抗率を有する。また、トナー供給ローラ４４は、現像ベルト４１と当接させて配設され、当接部において現像ベルト４１及びトナー供給ローラ４４の各表面が異なる方向に移動するように、現像ベルト４１と同方向（矢印Ｇ方向）に回転させられる。

まず、画像形成の動作が開始されると、感光体ドラム５２Ｂｋ、駆動ローラ４２及びトナー供給ローラ４４は、前記駆動装置によって回転させられ、現像ベルト４１は矢印Ｆ方向に走行させられる。そして、トナー供給ローラ４４はトナーカートリッジ５０から供給されたトナー３１を現像ベルト４１に供給し、現像ベルト４１はトナー３１を外周面に付着させて搬送する。

前記駆動ローラ４２には、当接開始点Ｓ３においてトナー供給ローラ４４から現像ベルト４１にトナー３１を供給するのに必要な電界を発生させるための電圧が印加される。したがって、当接開始点Ｓ３において、トナー供給ローラ４４に付着しているトナー３１は、現像ベルト４１に供給され、現像ベルト４１に供給されたトナー３１は、現像ベルト４１の走行に伴って現像ブレード３６を通過し、均一な厚さの薄層にされる。前記現像ブレード３６を通過したトナー３１は、感光体ドラム５２Ｂｋと接触して感光体ドラム５２Ｂｋ上の静電潜像を現像し、トナー像を形成する。

一方、トナー像を形成するのに使用されなかったトナー３１は、現像ベルト４１の走行に伴って現像ベルト４１の当接終了点Ｓ４に送られる。そして、前記従動ローラ４３には、当接終了点Ｓ４において、現像ベルト４１からトナー供給ローラ４４にトナー３１が回収されるのに必要な電界を発生させるための電圧が印加される。したがって、当接終了点Ｓ４において現像ベルト４１に付着しているトナー３１はトナー供給ローラ４４に回収される。

このように、現像が行われている間、現像ベルト４１とトナー供給ローラ４４との間でトナー３１の供給と回収とが繰り返し行われる。

図６は本発明の第３の実施の形態における画像形成ユニットの斜視図である。

本実施の形態においては、感光体ドラム５２Ｂｋの軸方向における現像ベルト４１の幅が、トナー供給ローラ４４の幅より大きく（広く）される。

そして、現像ブレード３６及びトナー供給ローラ４４の両端に、現像剤シール部材としてのトナーシール部材４５、４６が、現像ブレード３６及びトナー供給ローラ４４の端面に当接させられるとともに、現像ベルト４１の両端の近傍における外周面の現像剤室５６側の部分に当接するように配設される。

このように、トナーシール部材４５、４６が、現像ブレード３６及びトナー供給ローラ４４の端面に当接させられるとともに、現像ベルト４１の両端の近傍における外周面に当接させられるので、現像ベルト４１及びトナー供給ローラ４４に付着したトナー３１、並びに現像ベルト４１及びトナー供給ローラ４４の近傍に存在するトナー３１は、トナーシール部材４５、４６によってシールされる。

したがって、現像ベルト４１の開口端面から駆動ローラ４２及び従動ローラ４３と現像ベルト４１との間にトナー３１、異物等が入り込むことがなくなる。その結果、駆動ローラ４２及び従動ローラ４３によって十分な電界を形成することができるので、現像ベルト４１に十分な量のトナー３１を供給することができ、現像に使用されなかった現像ベルト４１上のトナー３１をトナー供給ローラ４４に十分に回収することができる。そして、画像品位を向上させることができる。

前記各実施の形態においては、画像形成装置としてのカラーのプリンタに適用した例について説明したが、本発明を、感光体ドラムを利用したモノクロのプリンタ、ファクシミリ装置、複合機等に適用することができる。

なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の第１の実施の形態における画像形成ユニットの側面図である。本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概念図である。本発明の第１の実施の形態における画像形成ユニットの斜視図である。本発明の第２の実施の形態における画像形成ユニットの斜視図である。本発明の第３の実施の形態における画像形成ユニットの側面図である。本発明の第３の実施の形態における画像形成ユニットの斜視図である。

符号の説明

３２トナー供給ベルト
３３駆動ローラ
３４従動ローラ
３５現像ローラ
３７〜４０、４５、４６トナーシール部材
４１現像ベルト
４４トナー供給ローラ
５２Ｂｋ、５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ感光体ドラム

Claims

（ａ）像担持体と、
（ｂ）現像剤を担持して、前記像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体と、
（ｃ）該現像剤担持体に当接させて配設され、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、
（ｄ）前記現像剤担持体及び現像剤供給部材の両端に配設され、現像剤をシールする現像剤シール部材とを有するとともに、
（ｅ）前記現像剤供給部材は、駆動ローラと従動ローラとによって張設されたベルト部材であり、
（ｆ）前記現像剤シール部材は、少なくとも前記ベルト部材の外周面に当接させて配設され、
（ｇ）前記像担持体の軸方向における前記ベルト部材の幅が現像剤担持体の幅より大きくされることを特徴とする現像装置。
前記請求項１に記載の現像装置が搭載された画像形成装置。