JP6326975B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
撹拌された現像剤は現像ローラ上に磁力でくみ上げられ、その層厚みをドクタブレードで一定に規制された後、感光体ドラムと対向する位置(現像領域)に搬送される。
現像ローラの回転によって現像領域に搬送されたトナーは現像バイアスの電界によって像担持体としての感光体ドラムの静電潜像の画像部位に付着し、トナー像が形成される。
現像剤は現像剤搬送部材による撹拌やドクタブレードの規制による摩擦で帯電し、自由な移動や飛散をコントロールされる。
また、この種の画像形成装置では、感光体ドラム上に形成されたトナー像は転写手段により用紙に転写され、転写後の感光体ドラムの表面は次の作像に備えてクリーニン手段にクリーニングされる。
近年においては、資源の有効利用の観点から、クリニーニングにより回収された転写残トナーはトナーリサイクル機構によって現像装置へ供給され、再使用されるようになっている。
リサイクルトナーの中には紙粉や異物が混ざっている場合があり、これらはトナーの適正な帯電を阻害するとともに、磁力や電界の影響を受けないために飛散しやすい。
飛散するトナーや紙粉等(以下、「飛散トナー」という)は経時的に現像ローラの近傍に位置する部材の表面に付着しやすい。
この配置関係を利用して、現像剤容器の外面の一部を転写部位に向けた用紙の搬送をガイドする搬送面として利用することが行われている(例えば、特許文献1)。
このようにすれば、別途独立した用紙の搬送構成を設ける必要がなく、装置のコンパクト化に寄与する。
現像剤容器は、現像剤を収容する下ケース100と、下ケース100の上面側を覆う上ケース102とから構成されている。
下ケース100には撹拌スクリュ104、106が設けられ、上ケース102にはドクタブレード108、現像ローラ110、感光体ドラム112との対向領域(現像領域)を通過した後の現像ローラ110との間に微小隙間を形成する隙間形成部114等が設けられている。
隙間形成部114は、現像ローラ110の回転による吸い込み気流を発生させ、現像領域で飛散するトナーを現像剤容器内に吸い込む作用を発現させるために設けられている。
上ケース102の外面は、用紙の搬送方向に沿う搬送面116となっている。
図示しない給紙装置から給紙されてレジストローラ対118に達した用紙120は、ここで斜めずれを修正された後、感光体ドラム112上の画像に対する位置が一致する所定のタイミングで転写ニップNに送られる。
このため、通紙時の衝撃により現像ローラの近傍に位置する部材の表面に付着したトナー等が剥がれ、感光体ドラム上の非画像部に付着する、いわゆるトナー落ちという異常画像が発生するという問題があった。
図11に示すように、飛散トナー122は、隙間形成部114の上面や現像ローラ110との対向面(隙間形成面)、あるいはドクタブレード108における現像ローラ110の回転方向下流側の表面に付着している。
隙間形成部114は上ケース102に一体に形成されているために、通紙時の衝撃がそのまま伝達され、この振動により付着したトナーは隙間形成部114から離脱する。
隙間形成部114から分離したトナーは感光体ドラム112に向かってその非画像部に付着したり、現像ローラ110に保持された現像剤や現像剤容器内の現像剤に混入する。
また、ドクタブレード108を支持する支持部も上ケース102と一体に形成されているため、通紙時の衝撃がそのままドクタブレード108にも伝達され、この振動により付着したトナーはドクタブレード108から分離して上記と同様の異常画像の要因となる。
上記異常画像の発生は、紙厚が大きくなると顕著となる。換言すると、紙厚の大きさによっては使用することができないという問題も潜在していた。
まず、図1に基づいて本実施形態に係る画像形成装置の構成の概要を説明する。
画像形成装置1は、像担持体としての感光体ドラム2を一体に備えたプロセスユニット4と、転写手段としての転写ローラ6を一体に備えた転写ユニット8等を有している。
画像形成装置本体の上部に配置された画像読み取り装置10によって読み取られた画像情報(画像データ)や入力された画像情報に基づいて、書き込みユニット12により感光体ドラム2に静電潜像が形成され、該静電潜像は後述する現像装置によりトナー像として可視像化される。
選択されたいずれかの給紙トレイから図示しない給紙コロを介して用紙14が1枚ずつ給紙され、複数の搬送ローラ対20、22によってレジストローラ対24に向けて搬送される。
レジストローラ対24に達した用紙14は、斜めずれを修正された後、感光体ドラム2上のトナー像に対する位置が一致するタイミングで、上方の感光体ドラム2と転写ローラ6間の転写ニップ(転写部位)に送られる。
トナー像を転写された用紙14は定着装置26に送られ、ここで熱と圧力によりトナー像を定着される。
トナー像を定着された用紙14は排紙ローラ対28により画像読み取り装置10の下方に位置する排紙トレイ30に排出されてスタックされる。
書き込みユニット12の上方には、プロセスユニット4の現像装置にトナー(フレッシュトナー)を供給するためのトナーボトル32が配置されている。
書き込みユニット12の下方には、プロセスユニット4の回収手段で回収されたトナーを溜める廃トナーボトル34が配置されている。
プロセスユニット4には、感光体ドラム2の他に、書き込みユニット12による露光工程の前段で感光体ドラム2の表面を一様に帯電する帯電手段36、現像装置38、転写後の感光体ドラム2の表面をクリーニングするクリーニング手段40、クリーニング手段40により除去されたトナーを回収する回収トナー搬送スクリュ42等が設けられている。
回収トナー搬送スクリュ42で回収された回収トナーは、図示しない搬送機構により廃トナーボトル34へ搬送され、あるいはリサイクルトナーとして現像装置38に直接供給される。
現像装置38は、現像剤容器44を有している。現像剤容器44は、キャリアとトナーからなる2成分の現像剤を収容する第1のケースとしての下ケース46と、下ケース46の開口側を覆うように下ケース46に係合する第2のケースとしての上ケース48とから構成されている。
下ケース46には、現像剤を撹拌しながら搬送する現像剤搬送部材としての搬送スクリュ50、52が配置されている。
上ケース48には、感光体ドラム2に対向配置される現像剤担持体としての現像ローラ54と、現像ローラ54上の現像剤の層厚みを規制する規制部材としてのドクタブレード56が保持されている。
現像剤は搬送スクリュ50により矢印A方向に搬送され、搬送スクリュ52により反対方向の矢印B方向に搬送される。
仕切り板58の長手方向両端部には現像剤の授受が可能な連通部が形成されており、現像剤は下ケース46内を循環搬送される。
また、図示しないが、トナー補給口60には、回収トナー(廃トナー又はリサイクルトナーという)を供給する供給口が連通している。
トナー補給口60から補給されたトナー(フレッシュトナー又はリサイクルトナー)は、現像剤と混ざって搬送スクリュ50で搬送される過程で帯電を高められる。
現像剤は下流側で搬送スクリュ52に受け渡され、搬送スクリュ52で搬送されながらさらに帯電が向上した状態で現像ローラ54の軸方向(長手方向)全域に供給される。
現像ローラ54と隙間形成部62との間の隙間(微小隙間)は0.8mm程度で、この隙間を通過した後に現像ローラ54上の現像剤は、現像ローラ54から現像剤が離れる領域で、現像剤容器の下ケース46内の搬送スクリュ52側に受け渡される。
ドクタブレード56は、上ケース48に一体に形成された規制部材支持部64にネジ等で固定されている。
レジストローラ対24は搬送ガイド面66aの記録媒体搬送方向上流側、下ケース46の下方に配置されている。
また、下ケース46には、搬送ガイド面66aに沿ってレジストローラ対24側(搬送ローラ対側)へ延びる上流搬送面68が固定されている。
搬送ガイド面66aと上流搬送面68は上下方向に連なる搬送面を構成している。
搬送ガイド面66aと上流搬送面68に対向して転写ユニットに搬送ガイド67が設けられ、これらによりレジストローラ対24から転写ニップNまでの搬送経路が構成されている。
凸部70と穴72は第1の位置決め部を構成し、これらは下ケース46と上ケース48との間で相対的に形成されるものである。
図3に示すように、隙間形成部62の上端62aは搬送面部66の上端面66bに上方から載置され、上端62a端部と搬送面部66の上端面66bとは上下方向に連なる搬送面を構成している。
これにより、下ケース46に対する上ケース48の第1の位置決め部による回転方向のうち、時計回り方向(一方向)の回転が規制されている。
上記載置構成は、第2の位置決め部を構成している。
これに対応して下ケース46の搬送面部66には凸部74が嵌合する嵌合凹部75が水平方向に窪んで形成されている。凸部74と嵌合凹部は第3の位置決め部を構成し、これらは下ケース46と上ケース48との間で相対的に形成されるものである。
なお、この嵌合凹部75は搬送面部66を貫通する穴形状でもよく、その場合は、搬送面部66の外面と凸部74の突出面とが連なる搬送面を構成させるか、突出面が窪むようにすることで搬送される用紙への影響をなくす。
また、現像能力が低下した現像剤を交換等するために、凸部74の突出面を押下することで上ケース48と下ケース46を分離しやすくしている。
第3の位置決め部により上ケース48の反時計回り方向(逆方向)の回転が規制されている。
図9は、プロセスユニット4のうち、上ケース48の上部を取り除いた斜視図である。
同様に、隙間形成部62の下端62cと搬送面部66との間には、凸部74の部分を除いて長手方向全体に亘って0.3mm程度の隙間g2が形成されて非接触なっている。
図4に示すように、搬送ガイド面66aに用紙14の先端が衝突した場合、上向きの力と水平の分力Fが生じるが、上向きの力に対しては搬送面部66は下ケース46に一体に形成されているので剛体となるが、水平の分力Fに対しては搬送面部66は薄肉の板部材であるので変位して振動する。
凸部74が嵌合する嵌合凹部75には水平方向に余裕があり、且つ、隙間形成部62の上端62aと搬送面部66の上端面66bとは水平方向に摺動する関係となっている。
これにより、隙間形成部62に付着していたトナーが離脱して飛散すること等を抑制することができる。
この抑制機能は、別体とした構成自体によって得られるものである。すなわち、別体構成とした場合、両部材間には衝撃を吸収し得る隙間や遊びが形成されるからである。
本実施形態では、上記のように、隙間形成部62と搬送面部66との間に隙間を形成する構成としたので、衝撃は緩和される。
また、嵌合凹部75が穴形状の場合は、現像剤容器44の外部にトナーが漏れることを防止することができる。
すなわち、ドクタブレード56の現像ローラ回転方向下流側の表面に付着したトナーが離脱して飛散する不具合も抑制することができる。
このため、用紙の当接時の衝撃による異常画像の発生を、本実施形態の如く、衝撃を緩和する構成とすることにより解消でき、廃トナーの積極的利用によるリサイクル性の向上、ひいては環境負荷の低減に寄与することができる。
また、薄紙よりも紙厚による現像装置への衝撃の大きさの方が異常画像の発生が促進されるが、上記のように衝撃を緩和する構成とすることによりこの問題にも対処でき、紙種の使用範囲の拡大にも寄与することができる。
例えば、隙間形成部62が上ケース48と一体構成の機種では、紙種としては220g/m2程度までが上限であったが、別体構成とした場合300g/m2程度の厚紙まで可能である。
換言すると、レジストローラ対24は、転写ニップNとの間の搬送経路で用紙が湾曲するような位置に配置されている。
このようなレイアウトにすることにより、平面状の搬送面部66に用紙が当接しても振動が少なく用紙の搬送が阻害されることがなくなる。
また転写ニップNの感光体の回転方向上流側で用紙14を感光体に当接させ転送ニップNへ搬送することができる。
すなわち、画像の位置ずれを高精度に防止することができる。なお、この位置で形成される用紙の曲面は、用紙の搬送方向上流にある給紙装置の複数の搬送ローラによって形成される用紙の曲面とは反対の曲面にしており、給紙装置の搬送時の用紙そりを戻し防止する機能を有している。
一方、下ケース46の近傍にレジストローラ対が存在する構成では、用紙の曲面がきつくなり、現像剤容器の搬送面部を湾曲等した搬送面を形成しても、搬送面部に用紙が当接するときの振動が大きくなってしまう。
レジストローラ対24で搬送される用紙14は、その先端の水平の分力Fが小さくなって上流搬送面68に当接し、用紙の搬送に伴い摺動しながら連なる搬送ガイド面66aを摺動して転写ニップN側へ搬送される。
さらに、用紙衝突時の衝撃の伝達をできるだけ緩和するために、搬送ガイド面66aと上流搬送面68との間は振動伝達性が異なる材質でできている。
さらに用紙の進入角度が搬送面部66より大きくなる上流搬送面68の一方に設けることが好ましい。
接触抵抗を低減する部材としては、例えば、バルフロン(登録商標:日本バルカー工業株式会社)を採用することができる。
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を例示したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
14 記録媒体としての用紙
24 搬送ローラ対としてのレジストローラ対
38 現像装置
44 現像剤容器
46 第1のケースとしての下ケース
48 第2のケースとしての上ケース
50、52 現像剤搬送部材としての搬送スクリュ
54 現像剤担持体としての現像ローラ
56 規制部材としてのドクタブレード
62 隙間形成部
64 規制部材支持部
66a 搬送ガイド面
68 上流搬送面
Claims (10)
- 現像剤を収容する現像剤容器と、
前記現像剤容器内の現像剤を撹拌しながら搬送する現像剤搬送部材と、
現像剤を表面上に担持して回転し、対向配置された像担持体にトナーを供給する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体との間に隙間を形成する隙間形成部と、
を備え、
前記現像剤容器の一部が記録媒体の搬送ガイド面としてなり、
前記隙間形成部が、前記現像剤容器の前記搬送ガイド面を有する部分とは別体部材として構成されており、
前記隙間形成部と、前記現像剤容器の前記搬送ガイド面を有する部分の内壁面との間には、隙間が形成されている現像装置。 - 現像剤を収容する現像剤容器と、
前記現像剤容器内の現像剤を撹拌しながら搬送する現像剤搬送部材と、
現像剤を表面上に担持して回転し、対向配置された像担持体にトナーを供給する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体との間に隙間を形成する隙間形成部と、
を備え、
前記現像剤容器の一部が記録媒体の搬送ガイド面としてなり、
前記隙間形成部が、前記現像剤容器の前記搬送ガイド面を有する部分とは別体部材として構成されており、
前記別体部材を構成する両部材間には、衝撃を吸収し得る隙間が形成されている現像装置。 - 請求項1または2に記載の現像装置において、
前記隙間形成部は、前記現像剤担持体における前記像担持体にトナーを供給する部位から、前記像担持体にトナーを供給する部位の前記現像剤担持体の回転方向における下流側の前記現像剤担持体から現像剤が離れる部位までの領域との間に隙間を形成する現像装置。 - 請求項3に記載の現像装置において、
前記隙間形成部が前記現像剤容器に対して非接触の部位を有している現像装置。 - 請求項4に記載の現像装置において、
前記非接触の部位の隙間に弾性部材を有する現像装置。 - 請求項3〜5のいずれか1つに記載の現像装置において、
前記現像剤容器が、現像剤を収容する第1のケースと、第1のケースに係合する第2のケースとを有し、
前記隙間形成部が第2のケースに形成され、
前記搬送ガイド面を有する部分が第1のケースに形成されている現像装置。 - 請求項6に記載の現像装置において、
前記現像剤担持体の回転軸方向の両端に配置され、第1のケースに対する第2のケースの前記回転軸回りの回転を許容する第1の位置決め部と、
前記隙間形成部の一部を第1のケースの端面に載置してなり、第2のケースの一方向の回転を規制する第2の位置決め部と、
前記隙間形成部と第1のケースとの間に設けられ、第2のケースの逆方向の回転を規制する第3の位置決め部とを有する現像装置。 - 画像情報に基づいて像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置によりトナー像として可視像化し、前記トナー像を転写手段により記録媒体に転写する画像形成装置において、
前記現像装置が、請求項1〜7のいずれか1つに記載の現像装置である画像形成装置。 - 請求項8に記載の画像形成装置において、
前記搬送ガイド面の記録媒体搬送方向上流側に配置され、前記像担持体と前記転写手段との転写ニップに向けて記録媒体を所定のタイミングで搬送する搬送ローラ対と、
前記搬送ガイド面に沿って前記搬送ローラ対側へ延びる上流搬送面と、
を有し、
前記搬送ローラ対は、前記転写ニップとの間の搬送経路で記録媒体に曲面を形成できる位置に配置されている画像形成装置。 - 請求項9に記載の画像形成装置において、
前記上流搬送面は記録媒体との接触抵抗を低減する表面層を有している画像形成装置。
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