JP6112298B2 - Developing device, process unit, and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、現像装置、現像装置を備えるプロセスユニット及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a developing device, a process unit including the developing device, and an image forming apparatus.
複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の電子写真式の画像形成装置においては、像担持体である感光体上に形成された潜像を可視化する現像装置が設けられている。 2. Description of the Related Art In electrophotographic image forming apparatuses such as copying machines, printers, facsimiles, and complex machines thereof, a developing device that visualizes a latent image formed on a photoconductor as an image carrier is provided.
図11に示すように、現像装置は、表面に現像剤であるトナーを担持する現像ローラ410と、その現像ローラ410にトナーを供給する供給ローラ420と、現像ローラ410上のトナーを均一な厚さに規制する規制ブレード430等を、基本的な構成要素としている。
As shown in FIG. 11, the developing device includes a developing
図12は、図11のA−A断面図である。
図12に示すように、供給ローラ420は、一般的に、芯材420aと、芯材420aの外周に接着層420bを介して配設された弾性層420cとを有する。弾性層420cは、発泡ポリウレタン等で形成されており、この弾性層420cで現像装置内のトナーを保持して現像ローラ401へ供給する。
12 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
As shown in FIG. 12, the
現像装置の基本動作について説明すると、まず、現像装置内に収容されているトナーが、供給ローラ420と現像ローラ410との接触部(ニップ部)で、両ローラの摺擦により摩擦帯電されて現像ロー410の表面に供給される。次に、現像ローラ410の表面に担持されたトナーが、規制ブレード430によって均一な厚さに規制されると共に電荷が付与される。そして、感光体200と現像ローラ410との間の現像領域において、現像ローラ410上のトナーが現像電界によって感光体200上の潜像に転移し、潜像がトナー画像として可視化される。このように、供給ローラ420から現像ローラ410へ、また、現像ローラ410から感光体200へ、トナーの受け渡しが良好に行われることで、所望の画像が得られる。
The basic operation of the developing device will be described. First, the toner contained in the developing device is frictionally charged by the sliding of both rollers at the contact portion (nip portion) between the
一方、感光体200上に転移することなく現像ローラ410上に残ったトナーは、再び供給ローラ420と現像ローラ410との接触部(ニップ部)に搬送されたときに、供給ローラ420によって掻き取られて回収される。
On the other hand, the toner remaining on the developing
また、図12に示すように、現像装置においては、現像ローラ410の軸方向両端部の位置でシールする端部シール500が設けられている。この端部シール500が、現像ローラ410と現像装置のケース(現像容器)400との間をシールすることで、現像ローラ410の端部からのトナー漏れを抑制している。
As shown in FIG. 12, the developing device is provided with
ここで、端部シール500と供給ローラ420との配置について着目すると、供給ローラ420は、端部シール500に対して軸方向に隙間Sを介して互いに非接触に配設されている。このように、供給ローラ420を端部シール500に対して非接触に配設することで、供給ローラ420(弾性層420c)の端部が端部シール500に接触することによる摩擦が生じないようにし、摩擦による回転トルクの上昇や発熱を防止している(例えば、特許文献1参照)。
Here, paying attention to the arrangement of the
しかしながら、図12に示すように、供給ローラ420を端部シール500に対して隙間Sを介して配設した場合、その隙間Sに対応する現像ローラ401上の端部領域Jにおいて、トナーの成分が現像ローラ上に膜状に付着する、いわゆるフィルミングが生じるといった問題がある。これは、前記端部領域Jでは、現像ローラ401に対して供給ローラ420が接触していないため、供給ローラ420による現像ローラ401上のトナー回収機能が得られないためである。すなわち、現像ローラ401上の端部領域Jに現像装置内のトナーが付着しても、供給ローラ420によってトナーが回収されないため、付着したトナーは現像ローラ410上に存在し続け、やがて膜状に固着してフィルミングが発生する。
However, as shown in FIG. 12, when the
そして、フィルミングが進行すると、現像ローラのトナー荷電機能が低下し、現像ローラへのトナーの静電付着力が弱まって、トナーが現像ローラから感光体へ移動しやすくなる。その結果、用紙の端部側の白紙部分(非画像形成部)にトナーが付着する地汚れと呼ばれる現象が発生してしまう。 As the filming progresses, the toner charging function of the developing roller decreases, the electrostatic adhesion force of the toner to the developing roller weakens, and the toner easily moves from the developing roller to the photoreceptor. As a result, a phenomenon called background smearing occurs in which toner adheres to a blank paper portion (non-image forming portion) on the edge side of the paper.
特に、現像ローラを軸方向に短くし、小型化を図った構成においては、上述のフィルミングが生じる虞のある端部領域Jと最大通紙領域との差が小さくなるため、用紙に僅かなスキュー(斜行)が生じるだけで、用紙の端部側に地汚れが発生しやすくなる。 In particular, in the configuration in which the developing roller is shortened in the axial direction and the size is reduced, the difference between the end region J where the filming may occur and the maximum sheet passing region is small. Only by causing skew (skew), background smearing is likely to occur on the edge side of the paper.
本発明は、斯かる事情に鑑み、現像剤担持体の端部側でのフィルミングを防止することが可能な現像装置、その現像装置を備えたプロセスユニット及び画像形成装置を提供しようとするものである。 In view of such circumstances, the present invention intends to provide a developing device capable of preventing filming on the end side of a developer carrying member, a process unit including the developing device, and an image forming apparatus. It is.
上記課題を解決するため、本発明は、表面に現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の表面に接触して当該現像剤担持体上に現像剤を供給する現像剤供給部材と、
前記現像剤担持体の端部側に接触する端部シールとを備え、前記現像剤供給部材が、芯材と、当該芯材の外周に接着された弾性層とを有する現像装置において、前記現像剤供給部材の弾性層の端部を、前記端部シールに接触させ、前記弾性層の前記端部シールと接触する端部から所定範囲に渡って、前記芯材に対して非接着な非接着領域を設けたことを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a developer carrying member that carries a developer on the surface, and a developer supply that supplies the developer onto the developer carrying member in contact with the surface of the developer carrying member. Members,
In the developing device, comprising: an end seal contacting the end side of the developer carrying member, wherein the developer supply member includes a core material and an elastic layer bonded to an outer periphery of the core material. Non-adhesive non-adhering to the core material over a predetermined range from the end of the elastic layer contacting the end seal with the end of the elastic layer of the agent supply member in contact with the end seal A region is provided.
本発明によれば、現像剤供給部材の端部を端部シールに対して接触させることにより、現像剤担持体の端部側におけるフィルミングの発生を防止することができるようになる。 According to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of filming on the end portion side of the developer carrying member by bringing the end portion of the developer supply member into contact with the end seal.
さらに、本発明によれば、現像剤供給部材における弾性層の端部シールと接触する端部から所定範囲に渡って非接着領域を設けることで、現像剤供給部材と端部シールとが接触することによって生じる応力を、弾性層の軸方向へ分散することができる。その結果、現像剤供給部材と端部シールとの間で生じる摩擦による負荷を低減することができるようになる。 Furthermore, according to the present invention, the developer supply member and the end seal come into contact with each other by providing the non-adhesive region over a predetermined range from the end of the developer supply member that contacts the end seal of the elastic layer. The stress generated by this can be dispersed in the axial direction of the elastic layer. As a result, it is possible to reduce a load caused by friction generated between the developer supply member and the end seal.
以下、添付の図面に基づき、本発明の実施形態について説明する。なお、各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In each drawing, components such as members and components having the same function or shape are denoted by the same reference numerals as much as possible, and once described, the description is omitted.
図1は、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置としてのプリンタの概略構成図である。まず、図1を参照して、プリンタの全体構成及び動作について説明する。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a printer as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. First, the overall configuration and operation of the printer will be described with reference to FIG.
図1に示すように、画像形成装置本体100には、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の異なる色の画像を形成する画像形成ユニットとしての4つのプロセスユニット1Y,1M,1C,1Bkが着脱可能に装着されている。各プロセスユニット1Y,1M,1C,1Bkは、表面に潜像を担持する潜像担持体としてのドラム状の感光体2と、感光体2の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ3と、感光体2上の潜像を可視画像化する現像手段としての現像装置4と、感光体2の表面をクリーニングするためのクリーニング手段としてのクリーニング装置5を備える。なお、図1では、イエロー画像用のプロセスユニット1Yが備える感光体2、帯電ローラ3、現像装置4、クリーニング装置5のみに符号を付しており、その他のプロセスユニット1M,1C,1Bkにおいては符号を省略している。
As shown in FIG. 1, images of different colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (Bk) corresponding to color separation components of a color image are formed on the image forming apparatus
各現像装置4の上部には、現像剤補給容器としてのトナーカートリッジ6Y,6M,6C,6Bkが着脱可能に装着されている。各トナーカートリッジ6Y,6M,6C,6Bkには、それぞれ、対応するプロセスユニット1Y,1M,1C,1Bkに用いられる色のトナー(現像剤)が収容されている。
At the top of each developing
画像形成装置本体100の上部には、各感光体2の表面に潜像を形成する潜像形成手段としての露光装置7が配設されている。露光装置7は、光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体2の表面へレーザー光を照射するようになっている。
An
また、各感光体2の下方には、転写装置8が配設されている。転写装置8は、転写体としての無端状のベルトから成る中間転写ベルト9と、中間転写ベルト9を張架する駆動ローラ10及び従動ローラ11と、一次転写手段としての4つの一次転写ローラ12と、二次転写手段としての二次転写ローラ13を備える。駆動ローラ10は、図示しない駆動源によって図の反時計回りに回転するようになっており、これにより、中間転写ベルト9が図の矢印に示す方向に周回走行(回転)するようになっている。
A
4つの一次転写ローラ12は、それぞれ中間転写ベルト9を介して感光体2に接触している。これにより、各感光体2と中間転写ベルト9とが互いに接触し、両者の間にトナー画像を転写するための一次転写ニップが形成されている。また、各一次転写ローラ12には、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧(DC)及び/又は交流電圧(AC)が一次転写ローラ12に印加されるようになっている。
The four
二次転写ローラ13は、中間転写ベルト9を介して駆動ローラ10に接触している。これにより、二次転写ローラ13と中間転写ベルト9との間にトナー画像を転写するための二次転写ニップが形成されている。また、二次転写ローラ13には、一次転写ローラ12と同様に、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧(DC)及び/又は交流電圧(AC)が二次転写ローラ13に印加されるようになっている。
The
また、転写装置8の図の右側の箇所には、中間転写ベルト9の表面をクリーニングするベルトクリーニング装置14が設けられている。ベルトクリーニング装置14は、中間転写ベルト9の外周面に接触するクリーニングブレード15と、クリーニングブレード15の先端を中間転写ベルト9の内周面側から支持するクリーニングバックアップローラ16と、中間転写ベルト9から除去されたトナーを搬送する搬送コイル17とを備える。また、転写装置8の下方に、廃トナー収容器18が設けられており、この廃トナー収容器18の入口部には、ベルトクリーニング装置14から延びた図示しない廃トナー移送ホースが接続されている。
Further, a
また、転写装置8の図の左側の箇所には、トナーマークセンサ19が設けられている。トナーマークセンサ19は、反射型の光学センサであり、中間転写ベルト9上のトナーの付着量や位置をトナーマークセンサ19で検知してトナー画像の濃度や位置を調整する。
A
画像形成装置本体100の下部には、記録媒体としての用紙Pを収容した給紙トレイ20や、給紙トレイ20から用紙Pを給送する給紙ローラ21等が設けてある。なお、記録媒体には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙(コート紙やアート紙等)、トレーシングペーパ、OHPシート等が含まれる。
A lower portion of the image forming apparatus
また、画像形成装置本体100内には、用紙Pを給紙トレイ20から二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路Rが配設されている。この搬送路Rにおいて、給紙ローラ21の位置と二次転写ローラ13の位置との間には、タイミングローラ対であるレジストローラ対22が設けられている。また、搬送路Rにおいて、二次転写ローラ13の位置よりも用紙搬送方向下流側には、用紙Pに転写された未定着画像を定着するための定着装置23が設けてある。さらに、搬送路Rの終端には、用紙Pを装置外へ排出するための排紙ローラ対24が設けられ、画像形成装置本体100の上面部に、装置外に排出された用紙Pをストックするための排紙トレイ25が設けられている。
In the image forming apparatus
上記画像形成装置は以下のように動作する。
作像動作が開始されると、各プロセスユニット1Y,1M,1C,1Bkの感光体2が図1の時計回りに回転駆動され、帯電ローラ3によって各感光体2の表面が所定の極性に一様に帯電される。次いで、図示しない読取装置やコンピュータ等からの画像情報に基づいて、露光装置7からの露光により、各感光体2の帯電面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体2に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体2上に形成された静電潜像に、各現像装置4によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化(可視像化)される。
The image forming apparatus operates as follows.
When the image forming operation is started, the
また、作像動作が開始されると、中間転写ベルト9を張架する駆動ローラ10が回転駆動することにより、中間転写ベルト9が図の矢印の方向に周回走行される。そして、各一次転写ローラ12に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加されることによって、各一次転写ローラ12と各感光体2との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。
When the image forming operation is started, the driving
その後、各感光体2の回転に伴い、感光体2上の各色のトナー画像が一次転写ニップに達したときに、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、各感光体2上のトナー画像が中間転写ベルト9上に順次重ね合わせて転写される。かくして、中間転写ベルト9の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。また、中間転写ベルト9に転写しきれなかった各感光体2上のトナーは、クリーニング装置5によって除去される。
Thereafter, when each color toner image on the
画像形成装置の下部では、給紙ローラ21が回転駆動を開始し、給紙トレイ20から用紙Pが搬送路Rに送り出される。搬送路Rに送り出された用紙Pは、レジストローラ対22によってタイミングを計られて、二次転写ローラ13と駆動ローラ10との間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ13には、中間転写ベルト9上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。
In the lower part of the image forming apparatus, the
その後、中間転写ベルト9の周回走行に伴って、中間転写ベルト9上のトナー画像が二次転写ニップに達したときに、上記二次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト9上のトナー画像が用紙P上に一括して転写される。また、このとき用紙Pに転写しきれなかった中間転写ベルト9上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置14のクリーニングブレード15によって除去され、除去されたトナーは搬送コイル17によって廃トナー収容器18へと搬送され回収される。
Thereafter, when the toner image on the
その後、用紙Pは定着装置23へと搬送され、定着装置23によって用紙P上のトナー画像が当該用紙Pに定着される。そして、用紙Pは、排紙ローラ対24によって装置外へ排出され、排紙トレイ25上にストックされる。
Thereafter, the paper P is conveyed to the fixing
以上の説明は、記録媒体にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、4つのプロセスユニット1Y,1M,1C,1Bkのいずれか1つを使用して単色画像を形成したり、2つ又は3つのプロセスユニットを使用して、2色又は3色の画像を形成したりすることも可能である。
The above description is an image forming operation when a full-color image is formed on a recording medium. A single color image is formed using any one of the four
以下、現像装置とトナーカートリッジの構成について詳しく説明する。
なお、上記各現像装置4及び各トナーカートリッジ6Y,6M,6C,6Bkは、異なる色のトナーを収容している以外はほぼ同様の構成となっているので、説明を簡略化するため、色の識別を示す符号(Y,M,C,Bk)を省略し、1つの現像装置及びトナーカートリッジの構成について説明する。
Hereinafter, the configuration of the developing device and the toner cartridge will be described in detail.
The developing
図2に、現像装置及びトナーカートリッジの概略断面図を示す。
図2に示すように、トナーカートリッジ6の容器本体30内には、トナーを撹拌する撹拌部材である撹拌パドル31と、トナーを搬送する搬送部材である搬送スクリュー32とが設けられている。また、容器本体30には、トナーカートリッジ6が現像装置4の上部に装着された状態で、現像装置4に設けられた補給口46に連結される排出口33が設けてある。搬送スクリュー32が回転すると、容器本体30内のトナーを軸方向に搬送して、前記排出口33から現像装置4内へトナーを補給するように構成されている。搬送スクリュー32は、トナーカートリッジ6が装着された状態で、画像形成装置本体に設けられた図示しない駆動部に対し、クラッチなどの公知の手段によって連結可能となっている。トナー補給量は、駆動部の駆動時間に基づいて制御することが可能である。例えば、トナーの色によって、あるいは温湿度環境によってトナーの流動性が変化することに対応させて、駆動時間を異ならせるようにしてよい。
FIG. 2 is a schematic sectional view of the developing device and the toner cartridge.
As shown in FIG. 2, a stirring
現像装置4は、内部にトナーを収容する現像剤収容部47が形成された現像容器40と、トナーを担持する現像剤担持体としての現像ローラ41と、現像ローラ41にトナーを供給する現像剤供給部材としての供給ローラ42と、現像ローラ41上に担持されたトナーの厚さを規制する規制部材としての規制ブレード43と、トナーを搬送する搬送部材としての搬送スクリュー44と、トナーを撹拌する撹拌部材としてのアジテータ45を備える。
The developing
作像動作が開始されると、回転するアジテータ45によって、現像剤収容部47内のトナーが攪拌され、さらに、回転する搬送スクリュー44によって、トナーが供給ローラ42に供給される。供給ローラ42に供給されたトナーは、供給ローラ42が回転するに伴い、供給ローラ42と現像ローラ41とが接触するニップ部に至ると、そのニップ部において現像ローラ41へと供給される。現像ローラ41上に供給されたトナーは、現像ローラ41の回転に伴って移動し、現像ローラ41に対して規制ブレード43が接触するニップ部を通過する際に、規制ブレード43によって均一な厚さに規制される。そして、現像ローラ41上のトナーが感光体2との対向位置(現像領域)に搬送されると、トナーが感光体2上の静電潜像へ転移してトナー画像が形成される。
When the image forming operation is started, the toner in the
また、感光体2上へ転移することなく現像ローラ41上に残ったトナーは、再び供給ローラ42と現像ローラ41とが接触するニップ部に搬送されたときに、供給ローラ42によって回収される。本実施形態では、供給ローラ42が、供給ニップにおいて、現像ローラ41の表面移動方向に対して逆方向に表面移動するように(カウンタ方向に)回転している。これにより、現像ローラ41上の残留トナーは、カウンタ方向に回転する供給ローラ42によって擦り落とされることで回収されるようになっている。
Further, the toner remaining on the developing
図3は、図2のB−B断面図である。
図3に示すように、供給ローラ42は、回転軸となる芯材42aと、芯材42aの外周に接着層42bを介して配設された弾性層42cとを有する。芯材42aは、金属材料等で形成され、弾性層42cは、発泡ポリウレタン、発泡シリコーン又は発泡EPDM(エチレン−プロピレン−ジエンゴム)等の発泡弾性部材で形成されている。接着層42bは、熱可塑性樹脂から成るホットメルト等の接着剤や、両面粘着テープなどである。供給ローラ42は、その芯材42aの両端部が現像容器40に保持されることにより、回転可能に支持されている。
3 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
As shown in FIG. 3, the
また、図3に示すように、現像容器40には、現像ローラ41の端部側の周面に接触する端部シール50が設けられている。端部シール50は、現像容器40の側壁内面40aから供給ローラ42の軸方向に突出するように設けられたシール取付部40bに取り付けられている。この端部シール50によって、現像ローラ41と現像容器40との間がシールされることで、現像ローラ41の端部からのトナー漏れを抑制している。なお、端部シール50は、図3に示す現像ローラ41の端部とは反対の端部側にも同様に設けられている。
Further, as shown in FIG. 3, the developing
以下、本発明の特徴部分の構成について説明する。
図3に示すように、本発明では、供給ローラ42の端部、詳しくは弾性層42cの軸方向端部が、端部シール50に接触し、軸方向に圧縮された状態となっている。
Hereinafter, the structure of the characteristic part of this invention is demonstrated.
As shown in FIG. 3, in the present invention, the end of the
具体的には、図4の二点鎖線で示すように、供給ローラ42の弾性層42cは、端部シール50に対して軸方向にオーバーラップするような長さに形成されており、供給ローラ42を組み付けた状態で、弾性層42cのオーバーラップする部分Uが軸方向に圧縮される。なお、本実施形態では、弾性層42cの端部シール50と接触しない部分(図の下側の部分)Qも、上記端部シール50との接触による軸方向の圧縮変形に伴って、図の右上方向に引っ張られて多少変形する。
Specifically, as shown by a two-dot chain line in FIG. 4, the
上記のように、本発明の場合、供給ローラ42の端部を端部シール50に対して隙間を介さずに接触させているので、図12に示す従来例のような、トナーは付着するが供給ローラが接触していない現像ローラ上の端部領域Jは生じなくなる。すなわち、本発明の場合、供給ローラ42が現像ローラ41のトナーが付着する領域全体に渡って接触した状態となるので、現像ローラ41の端部側に残留するトナーも供給ローラ42によって回収することができるようになる。その結果、現像ローラ41の端部側でのフィルミングの発生を防止することができ、用紙の地汚れ発生を回避することが可能となる。
As described above, in the present invention, the end of the
なお、供給ローラ42と端部シール50は、少なくとも接触していれば必ずしも密着していなくてもよいが、本実施形態のように、供給ローラ42の端部を軸方向に圧縮し、端部シール50に対して密着させることで、フィルミングの発生をより確実に防止することが可能となる。
The
上記のように、供給ローラ42の端部を端部シール50に接触させることでフィルミングの発生を防止することはできるようになる。しかし、他方で、供給ローラ42が端部シール50に接触することによって両者間に摩擦が発生する。特に、図3に示すように、供給ローラ42の端部が軸方向に圧縮された状態で接触している場合や、供給ローラ42の端部が現像容器40のシール取付部40bにも接触している場合は、摩擦による負荷が大きくなる傾向にある。この両者間における摩擦は、供給ローラ42の回転トルクの上昇や発熱、ローラ端部の破損等の原因となるため、摩擦を低減させる対策が必要である。
As described above, it is possible to prevent the occurrence of filming by bringing the end of the
そこで、本発明では、図3に示すように、供給ローラ42の端部から所定範囲に渡って、弾性層42cが芯材42aに対して非接着となった非接着領域Eを設けている。また、この非接着領域Eでは、弾性層42cは芯材42aに対して周方向全体に渡って非接着となっている。
Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 3, a non-adhesive region E in which the
このように、供給ローラ42に非接着領域Eを設けることで、非接着領域Eでは、弾性層42cの軸方向への変形が芯材42aによって拘束されなくなる。すなわち、供給ローラ42が端部シール50に接触した際の弾性層42cの変形が許容される範囲が長いため、圧縮による応力を軸方向へ分散することができる。その結果、供給ローラ42と端部シール50と間の接触圧が小さくなり、摩擦による負荷も低減することが可能となる。
Thus, by providing the non-adhesion area | region E in the
これに対し、図10に示す比較例のように、供給ローラ42に非接着領域Eを設けていない構成(弾性層42cを軸方向全体に渡って接着した構成)では、弾性層42cの端部の軸方向への変形が芯材42aによって拘束される。この場合、供給ローラ42が端部シール50に接触した際の弾性層42cの変形が許容される範囲が短いため、圧縮による応力集中が発生する。その結果、供給ローラ42と端部シール50と間の接触圧が大きくなり、摩擦による負荷も大きくなってしまう。
On the other hand, in the configuration in which the non-adhesive region E is not provided on the
このように、本発明は、上記比較例とは異なり、供給ローラ42と端部シール50とが接触した箇所での摩擦による負荷を低減することができるので、供給ローラ42の回転トルクの上昇や発熱、ローラ端部の破損等を抑制することが可能となる。
Thus, unlike the comparative example described above, the present invention can reduce the load caused by friction at the location where the
また、図4の二点鎖線で示す端部シール50が圧縮変形していない状態で、非接着領域の軸方向長さLは、供給ローラ42が端部シール50との接触により圧縮される部分の軸方向長さNよりも、長く設定されている。
Further, the axial length L of the non-bonded region is a portion where the
具体的に、(弾性層42cが軸方向に圧縮されていない状態での)非接着領域Eの軸方向長さLは、3mm以上30mm以下であることが好ましい。これは、非接着領域Eの軸方向長さLが3mm未満だと、供給ローラ42の端部に生じる圧力を効果的に分散することができず、ローラ端部の破損が生じる虞があるからである。また、非接着領域Eの軸方向長さLが30mmより長くなると、供給ローラ42の回転時における端部シール50との摩擦抵抗によって、非接着領域Eに周方向のねじれが生じ、トナー供給量にムラが発生する虞があるからである。
Specifically, the axial length L of the non-bonded region E (in a state where the
図5に、本発明の効果を確認するために行った試験結果を示す。
この試験では、非接着領域の軸方向長さと、端部シールの食い込み量(供給ローラが圧縮される部分の軸方向長さ)と、供給ローラの反発力を、それぞれ別個に設定した本発明の実施例1〜4について、供給ローラの端部破損と端部地汚れの有無について調べた。
FIG. 5 shows the results of tests conducted to confirm the effects of the present invention.
In this test, the axial length of the non-bonded region, the amount of biting of the end seal (the axial length of the portion where the supply roller is compressed), and the repulsive force of the supply roller are set separately. About Examples 1-4, the presence or absence of the edge part breakage of a supply roller and edge part soiling was investigated.
以下、本試験について詳しく説明する。
各実施例1〜6では、図2に示すプロセスユニットとトナーカートリッジを挿入できるようにカラープリンタ(Ricoh製 IPSiO SP C310)を改造したものを用いた。また、プロセスユニットの駆動は、作像駆動モーターと連結して構成し、トナーカートリッジの駆動については、プロセスカートリッジの駆動源をクラッチによりトナーカートリッジとの連結を可能にし、必要に応じて駆動源とトナーカートリッジの駆動ギアを連結することでトナー補給を可能とする構成にした。また、トナーは、平均粒径が6.3μmの黒トナーを使用した。
Hereinafter, this test will be described in detail.
In each of Examples 1 to 6, a color printer (Ricoh IPSiO SP C310) was used so that the process unit and toner cartridge shown in FIG. 2 could be inserted. The process unit is driven by an image forming drive motor, and the toner cartridge is driven by enabling the process cartridge drive source to be connected to the toner cartridge by a clutch. The toner cartridge can be replenished by connecting the drive gear of the toner cartridge. As the toner, black toner having an average particle diameter of 6.3 μm was used.
各実施例1〜6における供給ローラは、図4に示すような、弾性層が端部シールに対して軸方向にオーバーラップするような長さに形成されたものを用いた。供給ローラの詳細条件は、図5に示す通りである。供給ローラの反発力については、供給ローラの弾性層全面をSUS平板に当て、1.1mm押し込んだときの反発力をプッシュプルゲージにて測定した。また、1.1mmの押し込み量を確保するため、供給ローラの両端部に、供給ローラの外径よりも2.2mm小さい外径のコロを取り付けて、供給ローラを平板に当てた。 The supply roller in each Example 1-6 used what was formed in the length which an elastic layer overlaps with an end part seal in an axial direction as shown in FIG. Detailed conditions of the supply roller are as shown in FIG. As for the repulsive force of the supply roller, the entire elastic layer of the supply roller was applied to the SUS flat plate, and the repulsive force when pushed in by 1.1 mm was measured with a push-pull gauge. Further, in order to secure a pushing amount of 1.1 mm, rollers having an outer diameter 2.2 mm smaller than the outer diameter of the supply roller were attached to both ends of the supply roller, and the supply roller was applied to the flat plate.
そして、温度10℃、湿度15%の環境下で、印字率2%の画像の印刷を、1ジョブごとに3枚ずつ、感光体の走行距離が(表面移動距離)が5000mに達するまで行った。その後、供給ローラと感光体を観察し、供給ローラの端部破損と端部地汚れの有無について確認した。 Then, in an environment of a temperature of 10 ° C. and a humidity of 15%, printing of an image with a printing rate of 2% was performed three times for each job until the traveling distance of the photosensitive member (surface moving distance) reached 5000 m. . Thereafter, the supply roller and the photosensitive member were observed, and it was confirmed whether the end portion of the supply roller was damaged and the end portion was soiled.
その結果、図5に示すように、各実施例1〜6のいずれにおいても、供給ローラの端部破損と端部地汚れが発生しなかった。各実施例において、端部地汚れが発生しなかったのは、上述のように、供給ローラを端部シールに接触させることで、現像ローラの端部におけるフィルミングの発生を防止することができたからと考えられる。また、供給ローラの端部破損も生じなかったのは、非接着領域(実施例では、軸方向長さが5.3〜6.7mmの範囲)を設けたことで、供給ローラの圧縮による応力を軸方向へ効果的に分散することができ、摩擦による負荷を低減できたからと考えられる。また、供給ローラの反発力が小さい方が、供給ローラの端部にかかる圧力を低減することができるので、供給ローラの弾性層を1.1mm圧縮したときの反発力は25N以下であることが好ましい。 As a result, as shown in FIG. 5, in any of Examples 1 to 6, the supply roller end portion breakage and end portion soiling did not occur. In each of the examples, the edge soiling did not occur. As described above, the supply roller is brought into contact with the edge seal, so that the filming at the edge of the developing roller can be prevented. It is thought to be because. Further, the end portion of the supply roller was not damaged because the non-adhesive region (in the example, the axial length was in the range of 5.3 to 6.7 mm) was provided, and the stress due to the compression of the supply roller This is probably because the load due to friction could be reduced. Further, the smaller the repulsive force of the supply roller, the pressure applied to the end of the supply roller can be reduced. Therefore, the repulsive force when the elastic layer of the supply roller is compressed by 1.1 mm may be 25 N or less. preferable.
図6は、本発明の他の実施形態に係る現像装置の断面図である。
図6に示す実施形態では、供給ローラ42(弾性層42c)の端部と端部シール50との間に、低摩擦部材60を介在させている。それ以外は、上記実施形態と同様の構成である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a developing device according to another embodiment of the present invention.
In the embodiment shown in FIG. 6, a
このように、供給ローラ42の端部と端部シール50との間に、低摩擦部材60を介在させることで、供給ローラ42の端部に生じる摩擦負荷を一層低減することが可能となる。低摩擦部材60としては、例えば、表面をフッ素処理した部材や、ナイロン部材、表面スキン層をもったスポンジ等の、表面の摩擦抵抗が小さい部材が望ましい。さらに、低摩擦部材60の摩擦係数は、無潤滑下で0.5以下であることが望ましい。また、低摩擦部材60の厚み(軸方向の厚み)は、供給ローラ42の圧縮量を増加させないように、0.5mm以下がよい。
Thus, by interposing the
図7に示すように、本実施形態における低摩擦部材60は、供給ローラ42の弾性層42cの周方向全体に渡って配設されたリング状に形成されている。低摩擦部材60の中央には孔部60aが形成されており、この孔部60aに供給ローラ42の芯材42aを挿通させることで、低摩擦部材60は供給ローラ42に対して回転可能に保持されている。このように、リング状の低摩擦部材60が、弾性層42cの周方向全体に渡って配設されていることで、供給ローラ42が端部シール50に接触することによる軸方向の圧縮量を、周方向全体に渡って均一にすることができる。これにより、供給ローラ42の端部に生じる摩擦負荷をさらに低減することが可能となる。
As shown in FIG. 7, the
図8は、低摩擦部材60を設けた供給ローラ42を軸方向から見た図である。
図8において、点線Gは、供給ローラ42と現像ローラ41が現像装置に組み付けられ、互いに接触した状態で、現像ローラ41が供給ローラ42の弾性層42cの弾性層の外周に対して径方向に食い込む位置を示している。低摩擦部材60は、現像ローラ41の表面に当接しないように、点線Gで示す現像ローラ41の食い込み位置よりも内径側に配設されている。このように、低摩擦部材60を現像ローラ41に対して当接しない位置に配設することで、低摩擦部材60が現像ローラ41と供給ローラ42との接触の妨げとならないようにしている。
FIG. 8 is a view of the
In FIG. 8, the dotted line G indicates the radial direction with respect to the outer periphery of the elastic layer of the
上述のように、本発明によれば、現像ローラ41の端部側でのフィルミングの発生を防止することができるが、より高度にフィルミングの発生を防止するため、図9に示す実施形態のように、感光体2の両端部側を露光する端部露光手段70を設けてもよい。この端部露光手段70は、通常の作像動作で駆動する露光装置7(図1参照)とは別個の露光手段であってもよいし、同じ又は一体的に構成されたものであってもよい。
As described above, according to the present invention, the occurrence of filming on the end side of the developing
通常の作像動作では、図9の符号Xで示す範囲内で感光体2上に画像が形成される。しかし、本発明では、供給ローラ42を、これまでよりも軸方向に長くし、端部シール50に接触するようにしたので、画像が形成される領域Xよりも軸方向端部側の領域Vにおいても、現像ローラ41上に供給ローラ42からトナーが供給されるようになる。基本的に、この領域Vで現像ローラ41に供給されるトナーは、再び供給ローラ42によって回収されるため、現像ローラ41上のフィルミングとなることは少ない。ただ、供給ローラ42の経時的劣化などにより、トナー回収機能が低下することも考えられるため、端部露光手段70によって感光体2上の端部側(領域V)を露光し、現像ローラ41上の残留トナーを感光体2へ強制的に転移させるようにしてもよい。なお、現像ローラ41から感光体2へ転移されたトナーは、感光体2の周囲に設けられたクリーニング装置5(図1参照)によって除去される。このように、端部露光手段70は、現像ローラ41の端部側(領域V)に担持されたトナーを、感光体2へと転移させて除去する現像剤担持体クリーニング手段として機能する。これにより、現像ローラ41の端部側のフィルミングの発生をより高度に防止することができるようになる。また、端部露光手段70を駆動させるタイミングは、通常の作像動作時にかかわらず、画像形成装置の累積駆動時間などに応じて、適宜設定すればよい。
In a normal image forming operation, an image is formed on the
以上のように、本発明によれば、現像剤供給部材(供給ローラ)の端部を端部シールに対して接触させることにより、現像剤担持体(現像ローラ)の端部側におけるフィルミングの発生を防止することができるようになる。その結果、用紙の端部側での地汚れの発生を回避することができ、品質の向上を図れる。 As described above, according to the present invention, filming on the end side of the developer carrying member (developing roller) is achieved by bringing the end of the developer supplying member (supplying roller) into contact with the end seal. Occurrence can be prevented. As a result, it is possible to avoid the occurrence of background contamination on the edge side of the sheet, and to improve the quality.
また、本発明によれば、現像剤供給部材における弾性層の端部シールと接触する端部から所定範囲に渡って非接着領域を設けることで、現像剤供給部材が端部シールに対して接触することによって生じる応力を、弾性層の軸方向へ分散することができるようになる。その結果、摩擦による負荷を低減することができるので、現像剤供給部材の回転トルクの上昇や発熱、端部の破損等を抑制することが可能となる。 Further, according to the present invention, the developer supply member is in contact with the end seal by providing a non-adhesive region over a predetermined range from the end of the developer supply member that contacts the end seal of the elastic layer. It becomes possible to disperse the stress generated by doing in the axial direction of the elastic layer. As a result, it is possible to reduce the load due to friction, and thus it is possible to suppress an increase in rotational torque, heat generation, breakage of the end portion, and the like of the developer supply member.
なお、本発明は上述の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で種々の変更を加え得ることは勿論である。また、本発明を適用可能な画像形成装置は、図1に示すプリンタに限らず、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, Of course, a various change can be added in the range which does not deviate from the summary of this invention. The image forming apparatus to which the present invention can be applied is not limited to the printer shown in FIG. 1, but may be a copier, a facsimile, or a complex machine thereof.
1Y,1M,1C,1Bk プロセスユニット
2 感光体(潜像担持体)
4 現像装置
41 現像ローラ(現像剤担持体)
42 供給ローラ(現像剤供給部材)
42a 芯材
42b 接着層
42c 弾性層
50 端部シール
60 低摩擦部材
70 端部露光手段(現像剤担持体クリーニング手段)
100 画像形成装置本体
E 非接着領域
L 非接着領域の軸方向長さ
1Y, 1M, 1C,
4 Developing
42 Supply roller (developer supply member)
100 Image forming apparatus body E Non-adhesion area L Length of non-adhesion area in the axial direction
Claims (10)
前記現像剤担持体の表面に接触して当該現像剤担持体上に現像剤を供給する現像剤供給部材と、
前記現像剤担持体の端部側に接触する端部シールとを備え、
前記現像剤供給部材が、芯材と、当該芯材の外周に接着された弾性層とを有する現像装置において、
前記現像剤供給部材の弾性層の端部を、前記端部シールに接触させ、
前記弾性層の前記端部シールと接触する端部から所定範囲に渡って、前記芯材に対して非接着な非接着領域を設けたことを特徴とする現像装置。 A developer carrying member carrying a developer on the surface;
A developer supply member that contacts the surface of the developer carrier and supplies the developer onto the developer carrier;
An end seal contacting the end side of the developer carrier,
In the developing device, the developer supply member includes a core material and an elastic layer bonded to the outer periphery of the core material.
An end of the elastic layer of the developer supply member is brought into contact with the end seal;
A developing device comprising: a non-adhesive region that is non-adhering to the core member over a predetermined range from an end portion of the elastic layer that contacts the end seal.
前記潜像担持体上の潜像に現像剤を供給する現像装置とを少なくとも備え、
画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたプロセスユニットにおいて、
前記現像装置として、請求項1から7のいずれか1項に記載の現像装置を備えたことを特徴とするプロセスユニット。 A latent image carrier that carries a latent image on the surface;
A developing device for supplying a developer to the latent image on the latent image carrier,
In the process unit configured to be detachable from the image forming apparatus main body,
A process unit comprising the developing device according to claim 1 as the developing device.
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