JP6284023B2 - 現像装置、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
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
図1に示すように、画像形成装置本体100の中央には、中間転写ベルト装置15が設置されている。また、中間転写ベルト装置15の中間転写ベルト8(中間転写体)に対向するように、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応したプロセスカートリッジ6Y、6M、6C、6Kが並設されている。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、露光部7Y(光書込ヘッド)から発せられた露光光の照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される(露光工程である。)。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、中間転写ベルト8及び1次転写ローラ9Yとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上のトナー像が中間転写ベルト8(中間転写体)上に転写される(1次転写工程である。)。このとき、感光体ドラム1Y上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
最後に、感光体ドラム1Yの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム1Y上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト8上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト8上にカラー画像が形成される。
そして、中間転写ベルト8は、矢印方向に走行して、各1次転写ローラ(9Y)の1次転写ニップを順次通過する。こうして、各感光体ドラム(1Y)上の各色のトナー像が、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写される。
こうして、中間転写ベルト8上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
詳しくは、給紙部26には、転写紙等の記録媒体Pが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ27が図1中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Pがレジストローラ対28のローラ間に向けて給送される。
その後、記録媒体Pは、排紙ローラ対によって装置外へと排出される。排紙ローラ対によって装置外に排出された記録媒体Pは、出力画像として、スタック部(本体カバー110)上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
図2に示すように、プロセスカートリッジ6Yは、感光体ドラム1Y(像担持体)、帯電装置4Y(帯電ローラ)、現像装置5Y、クリーニング装置2Y、等で構成される。
像担持体としての感光体ドラム1Yは、負帯電の有機感光体であって、装置本体100側に設置されたモータ(不図示であって、後で図3にて説明する本体側駆動ギア90が設置された駆動モータとは別のモータである。)から駆動力を受けて図2の時計方向に回転駆動される。
クリーニング装置2Yは、感光体ドラム1Yに摺接するクリーニングブレード2aが設置されていて、感光体ドラム1Y上の未転写トナーを機械的に除去・回収する。クリーニングブレード2aは、ウレタンゴム等の弾性材料で形成された略板状部材であって、感光体ドラム1Yに対して所定の当接圧及び当接角で当接している。
図2を参照して、本実施の形態における現像装置5Yは、非接触1成分現像方式の現像装置であって、主として、感光体ドラム1Y上に形成される静電潜像を現像する現像装置主部50と、現像装置主部50に補給するためのトナー(1成分現像剤)が収容された現像剤容器としてのトナー容器60と、で構成されている。
現像装置5Yは、プロセスカートリッジ6Yとして他の作像部材1Y、2Y、4Yとともに装置本体100に対して着脱可能(交換可能)に設置されるが、現像装置主部50(プロセスカートリッジ6Y)に対してトナー容器60を別々に交換できるように構成されている。すなわち、トナー容器60は、装置本体100に装着された現像装置主部50(プロセスカートリッジ6Y)に対して上方の位置で着脱可能(交換可能)に設置されている。そして、本体カバー110(図1を参照できる。)を不図示のヒンジを中心に開閉することにより、現像装置主部50からトナー容器60を分離してトナー容器60のみを交換したり、トナー容器60が装着された状態の現像装置主部50(プロセスカートリッジ6Y)を交換したりする。
なお、トナー容器60の交換はその内部に収容されたトナーがなくなるタイミングでおこなわれ、現像装置主部50(プロセスカートリッジ6Y)の交換はその構成部品(例えば、現像ローラ51、感光体ドラム1Y等である。)が寿命に達するとともに内部のトナーがなくなるタイミングでおこなわれる。したがって、トナー容器60の交換は独立して単独でおこなわれることがあるが、現像装置主部50(プロセスカートリッジ6Y)の交換はトナー容器60とともに(トナー容器60が装着された状態で)おこなわれることになる。
供給ローラ53(現像剤供給部材)は、2つの搬送スクリュ54、55の下方に配設されていて、現像ローラ51に摺接して現像ローラ51にトナーを供給する。供給ローラ53は、芯金上に、導電性を有する発泡ポリウレタン層(電気抵抗値が103〜1014Ω程度のものである。)が積層されている。また、供給ローラ53は、感光体ドラム1Yとの現像領域において現像工程に供されなかった現像ローラ51上のトナーを、現像ローラ51から除去する機能も有している。
ドクターブレード52(現像剤規制部材)は、その先端部が現像ローラ51の外周面に10〜100N/m程度の圧力にて所定角度で当接するように配設されていて、現像ローラ51に担持された現像剤の量を規制する。ドクターブレード52としては、ステンレス鋼等の金属材料からなる薄い板状部材を用いることができる。
第1搬送部材としての第1搬送スクリュ54は、供給ローラ53に対向する位置(上方の位置である。)に配設されていて、トナーを軸方向(長手方向)に水平に搬送(図2の紙面垂直方向の手前側から奥側への搬送である。)しながら、供給ローラ53上にトナーを供給する。
2つの搬送スクリュ54、55は、現像ローラ51や感光体ドラム1Yと同様に、回転軸がほぼ水平になるように配設されている。また、2つの搬送スクリュ54、55は、いずれも、軸部にスクリュ部が螺旋状に巻装されたものである。
図示は省略するが、第2搬送スクリュ55による第2搬送経路B2の下流側と、第1搬送スクリュ54による第1搬送経路B1の上流側と、は第1中継部を介して連通している。第2搬送スクリュ55による第2搬送経路B2の下流側に達したトナーが、第1中継部にて自重落下して、第1搬送経路B1の上流側に達することになる。
また、第1搬送スクリュ54による第1搬送経路B1の下流側と、第2搬送スクリュ55による第2搬送経路B2の上流側と、は第2中継部を介して連通している。そして、第1搬送経路B1にて供給ローラ53上に供給されなかったトナーが、第2中継部の近傍に留まって盛り上がって、第2中継部を介して第2搬送経路B2の上流側に搬送(供給)されることになる。
なお、第2中継部におけるトナーの搬送性(第1搬送経路B1から第2搬送経路B2への重力方向に逆らったトナーの受け渡しである。)を向上させるために、第1搬送スクリュ54の下流側の位置(第2中継部に対応する位置である。)に、パドル形状部や、スクリュの巻き方向が逆方向に形成されたスクリュ部、を設けることもできる。
また、図示を省略するが、現像ローラ51、供給ローラ53、第1搬送スクリュ54、第2搬送スクリュ55の各軸部にはギアが設置されていて、アイドラギアをも含めたギア列が形成されている。そして、これらのギア列に不図示の駆動モータ(駆動手段)から駆動力が入力されて、現像ローラ51、供給ローラ53、第1搬送スクリュ54、第2搬送スクリュ55がそれぞれ図2の矢印方向に回転駆動される。
アジテータ61は、回転軸部に薄板状の可撓性部材が貼着されたものであって、図2の反時計方向に回転することで、トナー容器60の収容部C内に収容されたトナーを容器側搬送スクリュ62による搬送経路に向けて搬送する。
容器側搬送スクリュ62(容器側搬送部材)は、装置本体100に装着された状態で、容器内に収容されたトナーを容器側補給口63に向けて長手方向一端側に向けて搬送する。
容器側補給口63は、容器側搬送スクリュ62による搬送経路において長手方向一端側に形成されている。そして、容器側補給口63から排出されたトナーは、主部側補給口57を介して現像装置主部50の第2搬送経路B2の上流側に自重落下により補給される。
まず、トナー容器60から補給口57、63を介して第2搬送経路B2内に補給されたトナーは、現像装置主部50内を循環するトナーとともに、第2搬送スクリュ55によって撹拌・混合されながら、第1搬送経路B1に供給される。そして、第1搬送経路B1に搬送されたトナーは、第1搬送スクリュ54に搬送されながら、その一部が供給ローラ53に供給され担持される。供給ローラ53に担持されたトナーは、現像ローラ51との圧接部(当接位置)で摩擦帯電された後に、現像ローラ51上に移動して担持される。その後、現像ローラ51上に担持されたトナーは、ドクターブレード52との当接位置で、薄層化・均一化された後に、感光体ドラム1Yとの対向位置(現像領域)に達する。そして、この位置で、現像領域に形成された電界(現像電界)によって、感光体ドラム1Y上に形成された潜像にトナーが吸着される。
なお、本実施の形態では、定着装置20でおこなわれる定着工程において消費される熱エネルギーを低下させるために、比較的融点が低いトナーが用いられている。そのため、後述するシール貼着部58aでの摩擦熱によるトナーの固化(固着)が生じやすくなっている。
図3、図4等を参照して、本実施の形態における現像装置5Yには、現像ローラ51(現像剤担持体)の回転軸方向端部に対向するようにシール貼着部58a(壁部)が略円弧状に形成されている。このシール貼着部58aは、現像装置5Y(現像装置主部50)における現像ケース58(ケーシング)の一部として形成されたものである。そして、そのシール貼着部58aには、現像ローラ51の回転軸方向端部に食込んで摺接するように、シール部材72(端部シール)が貼着されている。
このような構成により、現像ローラ51の両端部と現像ケース58との隙間から現像装置5Y(現像装置主部50)の外部に向けてトナーが漏出する不具合が軽減されることになる。
このような材料でシール部材72を形成した場合には、現像ローラ51との摺動抵抗を低減することができたり、現像ローラ51との接触面積を低減することができたりするため、シール部材72と現像ローラ51との摺接による摩擦熱の発生を軽減することができる。
詳しくは、通気穴58a1は、シール部材72がシール貼着部58aから剥がれることがないように、シール貼着部58aにおいてシール部材72を貼着するための貼着面をある程度確保しつつ、離れた位置に略均等に複数形成されている。
そのため、シール部材72と現像ローラ51との摺接による摩擦熱の発生が軽減されて、シール部材72や現像ローラ51の熱劣化が抑止されることになる。また、シール部材72と現像ローラ51との間にトナーが入り込んでしまっても、入り込んだトナーが摩擦熱によって固化(固着)してしまう不具合も軽減されることになる。
このように、現像ローラ51の回転方向に対して上流側端部及び下流側端部に相当する貼着面の面積を大きく確保することで、現像ローラ51の回転によってシール部材72が剥がれる不具合を防止することができる。
このような構成により、シール部材72と現像ローラ51との摺接によって生じた摩擦熱がシール貼着部58aでこもることなく、上述した通気穴58a1による冷却効果が促進されることになる。
このような構成により、現像ローラ51上に担持されたトナーから徐々にシリコーンオイルが抽出されていって、やがて現像ローラ51の回転軸方向両端部の表面もシリコーンオイルによって被覆されることになる。そのため、シール部材72と現像ローラ51との摺接による摩擦抵抗が減ぜられて、摩擦熱の発生も軽減されることになる。
例えば、図6を参照して、通気穴58a1として、1つの大きな開口を形成して、その開口を覆うようにメッシュ部材74を設置することで構成することもできる。目がある程度細かくて、強度がある程度強い、メッシュ部材74を用いることで、通気穴58a1を介した通気によってシール部材72が変形する不具合を軽減することができる。
詳しくは、画像形成装置本体100の外部から空気を吸引できるようにファン76が設置されていて、ファン76によって吸引された外気がダクト77を介して通気穴58a1に向けて送入される(白矢印方向の送風である。)。
このような構成により、シール貼着部58aが積極的に空冷されることになり、上述した本願発明の効果がさらに確実に発揮されることになる。
なお、図7の例では、通気穴58a1に向けて空気を供給するファン76を設けたが、通気穴58a1から空気を吸引するファンを設けることもできる。その場合、図7の白矢印方向とは逆方向の気流が形成されることになる。そして、そのような場合、シール貼着部58aで生じた摩擦熱が積極的に外部に放出されて空冷されることになるため、同様に、上述した本願発明の効果がさらに確実に発揮されることになる。
ただし、前者の構成(図7の構成である。)の場合には、後者の構成の場合に比べて、シール部材72において通気穴58a1の部分が空気によって現像ローラ51側に付勢されることになりシール性が有利になる反面、シール部材72と現像ローラ51との摩擦力は大きくなることになる。
なお、本願において、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電装置(帯電部)と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置(現像部)と、像担持体上をクリーニングするクリーニング装置(クリーニング部)とのうち、少なくとも1つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されるユニットと定義する。
また、中間転写ベルトの下方にプロセスカートリッジが設置されている場合などであって、現像ローラ51に対して下方の位置でドクターブレード52が当接して、その当接位置から上方の現像領域に向かって現像ローラが回転するように構成された現像装置5Yに対しても、当然に本発明を適用することができる。
そして、これらのような場合にも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
さらには、トナーとキャリアとからなる現像剤(2成分現像剤)を用いた2成分現像方式の現像装置に対しても、本実施の形態のものと同様に現像剤担持体の回転軸方向端部にシール部材が設置されたものであれば、本発明を適用することができる。
そして、それらのような場合にも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。ただし、本実施の形態のもののように、接触式の1成分現像方式の現像装置5Yは、現像ローラ51がシール部材72との摺接に加えて感光体ドラム1Yとの摺接によっても摩擦熱を生じることになるため、本発明の適用が特に有用になる。
そして、そのような場合にも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
5Y 現像装置、
6Y、6M、6C、6K プロセスカートリッジ、
51 現像ローラ(現像剤担持体)
52 ドクターブレード(現像剤規制部材)、
53 供給ローラ(現像剤供給部材)、
58 現像ケース、
58a シール貼着部、
58a1 通気穴、
72 シール部材、
74 メッシュ部材、
76 ファン、
77 ダクト、
100 画像形成装置(画像形成装置本体)。
Claims (9)
- 現像剤が内部に収容されるとともに、像担持体上に形成された潜像を現像してトナー像を形成する現像装置であって、
前記像担持体に対して接触又は対向して、所定方向に回転する現像剤担持体と、
現像ケースの一部であって、前記現像剤担持体の回転軸方向端部に対向するように形成されたシール貼着部と、
前記シール貼着部に貼着されて、前記現像剤担持体の回転軸方向端部に摺接するシール部材と、
を備え、
前記シール貼着部は、外部に通じる通気穴が形成されたことを特徴とする現像装置。 - 前記通気穴は、前記シール貼着部と前記シール部材とが対向する貼着面において、前記現像剤担持体の回転方向に対して上流側端部及び下流側端部に相当する領域を除いて略均等に複数形成されたことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
- 前記通気穴に向けて空気を供給するファンを設けたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の現像装置。
- 前記通気穴から空気を吸引するファンを設けたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の現像装置。
- 前記シール部材は、熱伝導性接着剤又は熱伝導性両面テープを介して前記シール貼着部に貼着されたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の現像装置。
- 前記現像剤としてのトナーは、外添剤としてシリコーンオイルを含有するシリカ化合物を用いたことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の現像装置。
- 前記シール部材は、フッ素処理された繊維材料、低摩擦繊維を用いた不織布材料、低摩擦繊維を用いたブラシ材料、発泡弾性材料のうちのいずれかで形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の現像装置。
- 画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されるプロセスカートリッジであって、
請求項1〜請求項7のいずれかに記載の現像装置を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項1〜請求項7のいずれかに記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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