JP5898987B2

JP5898987B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP5898987B2
Application number: JP2012025118A
Authority: JP
Inventors: 博嘉前原; 久保田　宏; 宏久保田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2012-02-08
Filing date: 2012-02-08
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2032-02-08
Also published as: JP2013161042A

Description

この発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。

二成分現像剤を用いる磁気ブラシ現像方法においては、感光体ドラムと現像ローラとの間隙が変わると、画像濃度や階調性が変化して、安定した画像品質が得られなくなる。これに対して、現像ローラの両端部にシート状のテープ又はチューブからなるスペーサを設け、感光体ドラムの感光層の外周面に押し当てることにより、感光体ドラムと現像ローラとの間隙を調整する画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１０６２６１号公報

しかしながら、従来のこのような画像形成装置においては、感光体ドラムの感光体層が現像ローラとの摩擦により摩耗し、感光体ドラムと現像ローラとの間隙が変化し易いという問題があった。この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、感光体ドラムが摩耗を生じることのない画像形成装置を提供するものである。

この発明は、画像データで変調された光によって静電潜像が形成される感光体ドラムと、感光体ドラムに現像剤を供給して静電潜像をトナー像に現像する現像ローラと、トナー像を記録媒体上に転写して定着する転写定着部とを備え、感光体ドラムが、現像ローラとの間に所定の間隙を形成するリング状のスペーサを備えることを特徴とする画像形成装置を提供するものである。

この発明によれば、リング状のスペーサが感光体ドラムに設けられるので、スペーサと感光体ドラムの感光体層とが摩擦することがなくなり、感光体ドラムと現像ローラとの間隙の変化を防止できる。

この発明に係る画像形成装置の構成を示す説明図である。図１の要部拡大図である。この発明の感光体ドラムの切欠き正面図である。この発明の変形例を示す図３対応図である。

以下、図面に示す実施形態に基づいてこの発明を詳述する。
図１はこの発明に係る画像形成装置の構成を示す説明図である。
この画像形成装置１００は、４つの現像装置２ａ〜２ｄを収容する現像装置収容部１００Ａと、定着装置１２を現像装置収容部１００Ａの上方に収容する定着装置収容部１００Ｂとを備え、外部から伝達される画像データに応じてシート状の記録媒体（記録用紙）に多色または単色の画像を形成することができるプリンターである。なお、現像装置収容部１００Ａの上面には排紙トレイ１５が設けられている。

現像装置収容部１００Ａには、図１に示すように、４つの感光体ドラム３ａ〜３ｄと、各感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面を帯電させる４つの帯電器５ａ〜５ｄと、各感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面に静電潜像を形成する露光ユニット１と、黒、シアン、マゼンタおよびイエローのトナーを個別に収容して各感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面の静電潜像を現像してトナー像を形成する４つの現像装置２ａ〜２ｄとが収容される。

さらに、現像装置収容部１００Ａには、現像および画像転写後の各感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面に残存する残留トナーを除去するクリーナユニット４ａ〜４ｄと、各現像装置２ａ〜２ｄに前記４色のトナーを個別に補給する４つのトナー補給装置２２ａ〜２２ｄと、各感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面のトナー像を記録媒体に転写する中間転写ベルトユニット８と、中間転写ベルトクリーニングユニット９が収容されている。

さらに、現像装置収容部１００Ａは、その最下部に配置された複数の記録媒体を収容する給紙トレイ１０と、一側面に配置されて不定形サイズの記録媒体がセットされる手差しトレイ２０と、給紙トレイ１０または手差しトレイ２０から記録媒体を中間転写ベルトユニット８に搬送するためのシート搬送路Ｓを備えている。

なお、ａ〜ｄを有する符号で示された各部材において、ａは黒画像形成用の部材、ｂはシアン画像形成用の部材、ｃはマゼンタ画像形成用の部材、ｄはイエロー画像形成用の部材である。

すなわち、この画像形成装置１００は、黒、シアン、マゼンタおよびイエローの色成分毎の画像データに基づいて、各感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面に、黒トナー画像、シアントナー画像、マゼンタトナー画像およびイエロートナー画像が選択的に形成され、形成された各トナー画像が中間転写ベルトユニット８上で重ねられ、記録媒体上にカラー画像が形成されるように構成されている。

感光体ドラム３ａ〜３ｄは、導電性基体およびその表面に形成される感光層から構成され、帯電と露光による潜像形成を担う円筒状部材であり、光の照射によって導電性を示し、その表面に静電潜像とよばれる電気的な画像を形成する。

感光体ドラム３ａ〜３ｄは、軸線回りに回転駆動が可能となるよう駆動手段により支持されている。帯電器５ａ〜５ｄは、感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面を所定の電位に均一に帯電させる。

露光ユニット１は、画像データによって変調された光を、帯電された感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面に照射して露光することにより、感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面に画像データに応じた静電潜像を形成する。
露光ユニット１として、レーザ照射部および反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を使用している。

図２は図１で示した現像装置２ａと感光体ドラム３ａの拡大図である。
図２に示すように、現像装置２ａは、トナーとキャリアとを含む現像剤が収容される現像槽１１１と、トナー補給装置２２ａ（図１）から現像槽１１１内にトナーを補給するためのトナー補給口１１５ａと、現像槽１１１内に設けられた現像ローラ１１４と、トナー補給口１１５ａと現像ローラ１１４との間に設けられたトナー搬送撹拌スクリュー１１２，１１３と、ドクターブレード１１６とを備える。

現像装置２ａでは、トナー補給口１１５ａから補給されるトナーを搬送撹拌スクリュー１１２，１１３が撹拌しながら現像ローラ１１４へ搬送し、ドクターブレード１１６は現像ローラ１１４の表面の現像剤の量を規制する。現像ローラ１１４はシャフト２０３を中心に回転しながら感光体ドラム３ａの表面にトナーを供給して、感光体ドラム３の表面に形成された静電潜像を顕像化する（現像する）。感光体ドラム３ａはその外周面に後述するリング状のスペーサ２００を備える。

現像ローラ１１４は、図示しない駆動手段によって軸心回りに回転駆動するマグネットローラであり、図示しない電源から現像バイアス電圧が印加されることにより、現像ローラ１１４の表面から感光体ドラム３の表面の静電潜像へトナーが供給される。

なお、現像装置２ｂ〜２ｄおよび感光体ドラム３ｂ〜３ｄは、現像装置２ａおよび感光体ドラム３ａと同等の構成を有するので、その説明を省略する。

図１に示すように、感光体ドラム３ａ〜３ｄの上方に配置された中間転写ベルトユニット８は、中間転写ベルト７と、中間転写ベルト７を張架して図１の矢印Ｂ方向に回転駆動させるための中間転写ローラ６ａ〜６ｄと、駆動ローラ７１と、従動ローラ７２と、駆動ローラ７１の横に近接して配置された転写ローラ１１とを備える。
さらに、中間転写ベルトユニット８の従動ローラ７２側には中間転写ベルトクリーニングユニット９が配置されている。

中間転写ベルト７が感光体ドラム３ａ〜３ｄに接触するよう、駆動ローラ７１と従動ローラ７２は４つの感光体ドラム３ａ〜３ｄのうちの両側の感光体ドラム３ａ，３ｄよりも外側に配置されている。

中間転写ベルト７は、無端状に形成されており、その外側の面上に、感光体ドラム３ａ〜３ｄで形成された各色成分のトナー像が順次重ねて転写されてカラートナー像（多色トナー像）が形成される。

感光体ドラム３ａ〜３ｄから中間転写ベルト７へのトナー像の転写は、中間転写ベルト７の内側の面に接触している中間転写ローラ６ａ〜６ｄによって行われる。

中間転写ローラ６は、金属軸と、その外周面を覆う導電性の弾性材層によって形成されている。
中間転写ローラ６の金属軸には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加され、これによって中間転写ローラ６ａ〜６ｄは中間転写ベルト７に対して均一に高電圧を印加することができる。

中間転写ベルト７の外側の面上に積層されたトナー像は、中間転写ベルト７が回転することによって転写ローラ１１の位置（転写部）に移動する。
一方、記録媒体もシート搬送路Ｓを通って転写部に搬送され、転写ローラ１１によって記録媒体が中間転写ベルト７側へ押し付けられることにより、中間転写ベルト７上のトナー像が記録媒体上に転写される。

この場合、中間転写ベルト７と転写ローラ１１とは所定ニップで互いに圧接されると共に、転写ローラ１１にはトナー像を記録媒体に転写させるためのトナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧が印加される。

中間転写ベルト７から記録媒体へ転写されずに中間転写ベルト７上に残存したトナーは、中間転写ベルトクリーニングユニット９によって除去され回収される。

シート搬送路Ｓは、給紙トレイ１０および手差しトレイ２０から定着装置１２を通って排紙トレイ１５に通じており、その周辺には、ピックアップローラ１６ａ，１６ｂ、搬送ローラ２５ａ〜２５ｆ、レジストローラ１４、転写ローラ１１、定着装置１２が配置されている。

ピックアップローラ１６ａは、給紙トレイ１０の端部に備えられ、給紙トレイ１０からシート状の記録媒体（記録用紙）を１枚ずつシート搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。ピックアップローラ１６ｂは、手差しトレイ２０の近傍に備えられ、手差しトレイ２０から記録媒体を１枚ずつシート搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。

レジストローラ１４は、シート搬送路Ｓを搬送されている記録媒体を一旦保持し、中間転写ベルト７上のトナー像の先端と記録媒体の先端とを合わせるタイミングで、記録媒体を転写部に搬送するものである。

定着装置収容部１００Ｂに収容された定着装置１２は、トナー画像が転写された記録媒体を挟んで相互に逆方向に回転するヒートローラ８１および加圧ローラ８２と、搬送ローラ２５ｂと、排紙ローラ２５ｃとを備えている。ヒートローラ８１は、所定の定着温度となるように制御される。

定着温度に昇温したヒートローラ８１と加圧ローラ８２は、記録媒体に圧接してトナーを溶融することにより、記録媒体上にトナー画像を定着させる。トナー像が定着された記録媒体は、搬送ローラ２５ｂと排紙ローラ２５ｃによって排紙トレイ１５上に排出される。

図３は図２に示す感光体ドラム３ａの切欠き正面図である。感光体ドラム３ａはアルミニュウム製の筒状の基体２０１と、基体２０１の表面に塗布された、バインダー樹脂中に有機材料を分散した塗膜からなる感光体層２０２と、筒状の基体２０１の両端にそれぞれ圧入されたステンレス鋼製の円盤状のフランジ２０４と、基体２０１を貫通してフランジ２０４に固着し基体２０１を支持するステンレス鋼製のシャフト２０３と、シャフト２０３の一端に結合され感光体ドラム３ａに回転力を与えるためのナイロン製ギア２０５とを備える。

そして、感光体ドラム３ａは、その両端の感光体層２０１の上に圧入されたリング状のスペーサ（以下、スペーサリングという）２００を備え、スペーサリング２００を介して現像ローラ１１４に接触するようになっている。スペーサリング２００は厚さが０．３〜０．５ｍｍ、幅が５〜１０ｍｍ、内径は感光体ドラム３ａの外径に対応し、３０〜１００ｍｍ程度である。

また、スペーサリング２００の材料としては、フッ素樹脂、例えばテフロン（登録商標）やナイロン、例えばポリスライダー（登録商標）などが好適に用いられる。これらの材料は潤滑性に優れ、圧力による変形が小さい。

図３に示すように、感光体ドラム３ａの両端の感光体層２０１の上に圧入したスペーサリング２００により、現像ローラ１１４と感光体ドラム３ａとの間に間隙Ｇがスペーサリング２００の厚さだけ確保される。

この構造によれば、感光体ドラム３ａと現像ローラ１１４の回転時に、スペーサリング２００が感光体層２０１に摩擦することが全くないので、感光体層の摩耗による間隙Ｇの変化が防止される。なお、図３は感光体ドラム３ａについて説明したが、他の３つの感光体ドラム３ｂ，３ｃ，３ｄについても同等であるので、その説明を省略する。

図４は図３に示す構成の変形例を示す構成説明図である。
図４に示すように感光体ドラム３ａは、その両側に同軸に回転自在に設けられた２つの円盤状の遊動回転部材２０６を備え、スペーサリング２００ａが各遊動回転部材２０６の外周に圧入されている。

遊動回転部材２０６には、ＡＢＳ樹脂、アルミニウム、ステンレス鋼など加工精度がよく、変形の少ない材料が用いられる。遊動回転部材２０６は軸受け（ラジアルベアリング）２０７を介してシャフト２０３に回転自在に支持されている。

また、遊動回転部材２０６は外周に凹凸部（段差部）を有し、スペーサリング２００ａの内周の凹凸部に対応して組合わせられる。その他の構造は図３と同等である。

このような構成によると、スペーサリング２００ａによって現像ローラ１１４と感光体ドラム１３ａとの間に図３と同等の間隙Ｇを確保することができる。その上、現像ローラ１１４が回転自在のスペーサリング２００ａの外周に接触するので、現像ローラ１１４とスペーサリング２００ａとの間に摩擦が生じることがない。つまり、現像ローラ１１４と感光体ドラム１３ａの周速の誤差が回転自在のスペーサリング１１４によって吸収される。

従って、図４に示す構成によれば、現像ローラ１１４の表面も感光体ドラム１３ａの表面もスペーサリング２００ａによる摩擦が生じることがなく、間隙Ｇが安定して保持される。

１露光ユニット
２ａ〜２ｄ現像装置
３ａ〜３ｄ感光体ドラム
５ａ〜５ｄ帯電器
８中間転写ベルトユニット
１２定着ユニット
１３ａ感光体ドラム
２２〜２２ｄトナー補給装置
１００画像形成装置
１００Ａ現像装置収容部
１００Ｂ定着装置収容部
１１１現像槽
１１２搬送撹拌スクリュー
１１３搬送撹拌スクリュー
１１４現像ローラ
１１５ａトナー補給口
１１６ドクターブレード
２００スペーサリング
２０１筒状基体
２０２感光体層
２０３シャフト
２０４フランジ
２０５ギア
２０６遊動回転部材
２０７軸受け

Claims

画像データで変調された光によって静電潜像が形成される感光体ドラムと、感光体ドラムに現像剤を供給して静電潜像をトナー像に現像する現像ローラと、トナー像を記録媒体上に転写して定着する転写定着部とを備え、感光体ドラムが、現像ローラとの間に一定の間隙を形成するリング状のスペーサを備え、感光体ドラムはその両側からそれぞれ離れて感光体ドラムと同軸に回転自在に設けられた２つの遊動回転部材を備え、前記リング状のスペーサが前記遊動回転部材の外周に設けられ、現像ローラは、感光体ドラムよりも軸方向に長い寸法を有して前記２つの遊動回転部材のリング状のスペーサの両方に渡って設置されることを特徴とする画像形成装置。
遊動回転部材が円盤状部材であり、前記リング状のスペーサが前記円盤状部材の外周に嵌め込まれる請求項１記載の画像形成装置。