JPH10293464A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像記録装置に配置する現像器ユニットにお
いて、ユニット内部に配置するローラ等の回転部材に対
する駆動伝導部材の構成を簡素化できるようにする。 【解決手段】 画像記録装置の画像形成部に配置する現
像器ユニット３０には、トナー攪拌用のパドル部材と、
供給ローラ、現像ローラ等の回転部材を設ける。前記ユ
ニット３０の駆動伝導部には、装置本体の出力ギヤに噛
合う入力ギヤ５１を配置し、前記入力ギヤを介してユニ
ットの回転部材に対する駆動伝達を行うギヤ伝導機構を
配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式画像記
録装置に用いられる現像器ユニットに対する駆動装置に
関し、特に、現像器ユニットに配置する回転部材を、装
置本体の出力ギヤに噛合う１つの伝導ギヤを介して駆動
する駆動伝達装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真方式を用いた画像記
録装置では、感光体ドラムおよび帯電器、現像器等を一
体に構成したプロセスユニットが用いられており、前記
ユニットを装置本体に対して着脱可能に設けている。そ
して、前記一体化したプロセスユニットにおいて、例え
ば、１万枚のコピー可能なユニットとして構成した場合
には、その画像形成装置に設けたカウンターの計数値を
用いてユニットの寿命を推定すること等により、ユニッ
トの交換を指令する等の情報を出力させるようにしてい
る。したがって、前述したようなユニットを使用する場
合には、感光体ドラムや現像器等の寿命に個別に注意を
払う必要がなく、装置本体の表示部にユニットの交換指
令が出力された時に、そのプロセスユニットの交換を行
うのみで、画像記録装置を使用することができる。

【０００３】ところが、前記プロセスユニットに配置さ
れる感光体ドラムや現像器は消耗品であり、これ等の各
部材が寿命に達すると、新しいユニットと交換される
が、前記感光体ドラムや現像器の寿命には大きな差があ
る。そして、これ等の寿命の異なる部材を一括して交換
すると、いずれかの部材には無駄が生じることになる。
そこで、感光体ドラムユニットと、現像器ユニットとを
別体に構成しておき、それ等のユニットの個々の寿命に
応じて、個別のユニット毎に交換するようにした装置も
使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記装置本体の画像形
成部に配置する現像器ユニットにおいては、トナーを収
容する容器部の内部に、トナー攪拌用のパドルと供給ロ
ーラとを配置し、感光体ドラムに対応させて設けた開口
部には現像ローラを設けている。そして、前記ローラ等
の各回転部材を、装置本体に設けた駆動装置に接続して
駆動する機構を用いて、現像器ユニットの構造を単純な
ものとして構成できる。ところが、一成分トナーを供給
ローラと現像ローラとを圧接させた状態で逆方向に回転
させ、トナーに帯電させる手段を用いる現像装置におい
ては、前記２つのローラを摺動させるために大きな駆動
力を与える必要がある。したがって、前記２つのローラ
に対する駆動を別個の伝導手段を介して行うことは、ユ
ニットに設ける軸支部材と、本体の駆動伝達機構に対し
て余分な反力が加えられることにもなり、各軸の支持機
構を強固に構成する必要がある。

【０００５】本発明は、前述したような従来の装置の問
題を解消するもので、現像器ユニットに配置するローラ
等の回転部材に対して、ユニットに設けた１つの伝導ギ
ヤを介して駆動伝達を行い、駆動伝達機構を簡素化でき
る装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、非磁性一成分
トナーを収容する容器内部に、供給ローラと現像ローラ
を設けてなる現像装置に関する。本発明の請求項１の発
明では、前記現像器ユニットの一端側外側面に、前記２
つのローラのギヤと、装置本体の駆動伝達部に設ける本
体出力ギヤに噛合う伝導ギヤとを設け、前記伝導ギヤを
２つのローラのギヤに噛合せることを特徴とする。そし
て、ユニットに設ける簡易な駆動伝達系により、供給ロ
ーラと現像ローラとの２つのローラを駆動するために、
装置の駆動伝達系統の構成を複雑にすることがなくな
る。

【０００７】また、請求項２の発明は、前記現像器ユニ
ットに配置する供給ローラと現像ローラは、容器内部で
互いに圧接する関係に配置することを特徴とする。そし
て、両ローラを圧接させる状態で、反対方向に摺動させ
ることにより発生する摩擦帯電により、現像ローラにト
ナーを付着保持させて、感光体ドラムに対するトナーの
供給の作用を良好に行うことができる。請求項３の発明
は、前記伝導ギヤを用いて、容器内部に配置するパドル
部材の駆動を行うように構成している。したがって、画
像記録装置本体の本体出力ギヤに噛合う伝導ギヤを介し
て、ユニットの回転部材をすべて駆動するために、ユニ
ットの駆動機構を簡素化できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明するが、まず、本発明の装置を適
用可能な画像記録装置を、図１にもとづいて説明する。
前記図１に示される画像記録装置１は、小型の画像形成
装置として構成しているもので、装置の本体部２には任
意のサイズの用紙を収容する給紙カセットを装着し、用
紙を用紙搬送路３に向けて送り出す手段を設けている。
前記用紙搬送路３は本体部２の上部フレーム４と、上ガ
イド板５の間に形成されているもので、レジストローラ
装置として作用を行う搬送ローラ装置６により用紙を画
像転写部に向けて搬送する。そして、感光体ドラム６５
に形成されたトナー画像を、転写ローラ７１の放電によ
り用紙に転写し、定着装置に向けて送り出すように構成
する。本実施例においては、前記画像記録装置の画像形
成部８に、現像器ユニット３０と感光体ユニット６０と
の２つのユニットを組み合わせて構成しているもので、
前記２つのユニットは、後述するように、装置の画像形
成部に設けた位置決め手段に対して装着される。

【０００９】前記２つのユニットは、装置本体の上部に
開閉可能に設けたトップカバー１０の部分を介して、着
脱可能に設けられているもので、前記トップカバー１０
の一端部は装置本体の上部フレームに設けたヒンジ部１
１を支点にして支持され、トップカバー１０の他端部に
はロック部材１２を支軸１３を介して設けている。前記
ロック部材１２は、支軸１３に支持されるレバー１４と
係合爪１５とから構成されるもので、装置本体の係合軸
１６に対して係合爪１５を係止し、トップカバー１０を
閉じた位置に固定する。また、前記トップカバー１０の
下面には、現像器ユニットの上面の角部に対応する位置
に押圧バネ１７……を配置しており、トップカバーを閉
じた位置に保持することにより、前記押圧バネ１７……
を介して現像器ユニットを押圧保持する作用を行わせ
る。

【００１０】前記装置本体の画像形成部８に配置する２
つのユニットのうち、現像器ユニット３０は、図２の平
面図に示されるような外観を有するものとして構成され
る。前記ユニットのフレーム部材の側部に配置する側フ
レーム３７、３７ａには、外側に向けて支持ピン３８…
…を突出させて設けており、前記支持ピンを介して画像
記録装置本体に対する取り付けと位置決め手段として用
いる。前記現像器ユニット３０には、画像記録装置に装
着した際の用紙の搬送方向の下流側に位置させて、一対
の支持板４０、４０ａを側フレームから延長する状態で
一体に設けている。また、前記支持板４０、４０ａは、
後述する感光体ユニット６０のドラム軸等を収容する凹
溝と、凹溝に装着した軸等を係止保持するためのフック
部材とを設けている。

【００１１】前記図２に示される現像器ユニット３０に
おいては、図１に示すように、容器部３２の内部に、ト
ナーを攪拌しながら供給ローラ３４に供給するための攪
拌部材（パドル部材）３３を設けている。また、前記容
器部３２からのトナー排出側には、供給ローラ３４と感
光体ドラム６５に接する現像ローラ３５、および前記現
像ローラ３５に接する層厚規制部材３６とを設けてい
る。前記供給ローラ３４は軸にスポンジ状の導電性を有
する弾性体、または導電性の繊維を有する植毛体を、所
定の厚さで設けた弾性体ローラとして構成することがで
きる。そして、前記供給ローラ３４には、軸を介して図
示を省略した給電部材から、−６００〜−７００Ｖ、望
ましくは−６５０Ｖ前後の値のバイアス電圧が印加され
る。

【００１２】前記現像ローラ３５はステンレス等の金属
製のローラ軸に、導電性のゴム（シリコンゴム、ウレタ
ンゴム、ＮＢＲ）を所定の厚さで被覆したもので構成さ
れており、そのローラ表面を平滑なものとして構成す
る。前記現像ローラ３５に対しては、−３００〜−４０
０Ｖ、望ましくは−３５０Ｖ前後の値のバイアス電圧が
印加される。また、前記現像ローラ３５に対して配置す
る層厚規制部材３６は、現像ローラ３５の表面に形成す
るトナーの薄層を均一な厚さに形成するための部材であ
り、ウレタン樹脂シートまたはステンレス製の板部材等
の弾性体で構成する。そして、前記層厚規制部材３６に
対しては、−６００Ｖ〜−７００Ｖの範囲で、望ましく
は−６５０Ｖ前後の値のバイアス電圧が印加される。

【００１３】前記供給ローラ３４と現像ローラ３５との
軸芯間距離は、２つのローラの半径の合計よりも若干小
さく設定されており、両ローラを同一方向（矢印Ｘ方
向）に回転させることにより、ローラの接触部では圧接
されながら反対方向に摺動される状態となる。つまり、
前記供給ローラ３４と現像ローラ３５との接触部では、
両ローラが圧接状態で摺動するために、ローラの摺動部
では大きな抵抗があるので、単純に２つのローラを圧接
しないで各々回転させる場合に比較して、両ローラに対
する駆動力を大きい値に設定する必要があるという特徴
を有している。前記現像器ユニットにおいては、両ロー
ラの摩擦作用と両ローラに印加されている電圧の差によ
り、両ローラ間でトナーが帯電されるとともに、現像ロ
ーラ３５の表面にトナーが付着される。そして、前記現
像ローラ３５の表面に付着されたトナーを層厚規制部材
３６により均一な厚さの薄層として形成し、感光体ドラ
ムに向けて露出させて、感光体ドラムに形成された静電
潜像にトナーを移転させてトナー画像を形成する。

【００１４】前記現像器ユニット３０に組み合わせて配
置する感光体ユニット６０には、感光体ドラム６５と、
表面が植毛部材等により構成されるブラシローラのよう
な帯電ローラ６７とを配置している。そして、感光体ド
ラム６５に対して配置する書き込みユニット７０により
画像の書き込みを行うとともに、感光体ドラムに形成し
たトナー画像を転写ローラ７１の放電により用紙に転写
する。また、前記書き込みユニット７０はＬＥＤヘッド
アレイより構成されるもので、画像情報出力装置からの
情報にもとづいてＬＥＤを発光させ、感光体ドラムに光
を照射する。前記感光体ドラム６５の表面はアースされ
た光導電体よりなり、帯電ローラ６７により−７５０Ｖ
の帯電が行われ、書き込みユニット７０より光が照射さ
れた部位、すなわち画像情報の黒に対する部分の電位が
−５０Ｖ程度となり、光の照射部位と非照射部位（画像
情報の白に対応する部分）とで電位差が生じ、画像情報
に対応する静電潜像が形成される。

【００１５】前記感光体ドラムに形成される静電潜像に
対して、現像ローラ３５の表面に付着しているトナー
が、略−６５０Ｖに帯電している状態で接すると、トナ
ーは感光体ドラム６５の表面の光照射部位に吸引され、
感光体ドラムの表面にはトナー画像が形成される（反転
現像）。このトナー画像の転写位置では、用紙の裏面に
対応させて配置し、５００Ｖ〜２ｋＶのバイアス電圧が
印加される転写ローラ７１の作用により、用紙にトナー
画像が転写される。前記トナー画像が転写された用紙
は、感光体ドラムの回転により定着器に向けて送られ、
定着器を通る際に加熱と押圧作用が付与されて定着され
て、コピーとして排出される。また、前記トナー画像を
用紙に転写した後で、感光体ドラムの表面に残留するト
ナーは、帯電ローラ６７により掻き乱されて感光体ドラ
ムの表面に分散されるとともに、感光体ドラムの表面と
同じ電位に帯電される。そして、感光体ドラムが現像ロ
ーラ３５に接する位置で、両者の間の電位差により現像
ローラ３５側に残留トナーが移転され、容器部から新た
に供給されるトナーに混合されて再使用される。

【００１６】前記現像器ユニット３０に組み合わせて、
画像記録装置の画像形成部に装着される感光体ユニット
６０は、プラスチック材料で構成された本体フレーム６
１と一体に側フレームを設けている。また、前記側フレ
ームには軸受け部材を介して金属製のドラム軸６６を支
持させ、前記ドラム軸に感光体ドラム６５を設けてい
る。また、前記側フレームの外側には、前記ドラム軸６
６の端部を突出させることの他に、その上部に所定の間
隔をおいてピン部材６３を突出させて設け、画像記録装
置と現像器ユニットに対する位置決め手段として構成す
る。さらに、前記本体フレーム６１の上部にはハンドル
部材６２を設けており、感光体ユニットを着脱する際の
取扱い部材として用いることができるようにする。

【００１７】前述したように、２つのユニットを画像記
録装置に対して装着し、各ユニットの相互の位置決めを
行うために、装置本体の画像形成部には、図３に示す板
金フレーム２０を本体フレームの内面に配置している。
前記板金フレーム２０は導電性を有する金属板で構成さ
れるもので、ピン受け溝２１とドラム軸受け溝２２と
の、２つの凹溝を上部に向けて開口させて設けるととも
に、現像器ユニット３０に対する駆動伝達のために使用
する本体出力ギヤ２３を、ユニット装着部に対応させて
突出配置している。図４には、前記板金フレーム２０に
対して２つのユニットを組み合わせて配置する場合を示
しているもので、最初に、板金フレーム２０のピン受け
溝２１に現像器ユニット３０の支持ピン３８を装着する
ことにより、現像器ユニット３０の画像形成部に対する
位置決めを行う。この状態で、現像器ユニット３０の支
持板４０に設けた凹溝４１と、板金フレーム２０のドラ
ム軸受け溝２２とが重なる状態となる。

【００１８】前記現像器ユニット３０に対して感光体ユ
ニット６０を装着する際には、前記支持板４０の凹溝４
１に感光体ユニット６０の側部に突出配置されているド
ラム軸６６の端部を挿入し、２つの凹溝４１、２２の底
部にドラム軸６６を位置決めする。その状態では、前記
ドラム軸６６の上部に配置されている上ピン６３が凹溝
４１の上部に位置するのであるから、前記上ピン６３は
フック部材４２の頭部が上から斜め下方に向けて押圧す
る状態となる。そして、感光体ユニットの２つの軸部材
６３、６６は、支持板４０の凹溝４１に対して移動不能
に固定保持されるので、感光体ユニット６０は現像器ユ
ニット３０と一体に着脱可能に、画像記録装置本体に装
着されることになる。

【００１９】前述したようにして、画像記録装置の画像
形成部に現像器ユニットを位置決めすることにより、図
４に示すように、板金フレーム２０に配置する本体出力
ギヤ２３に対して、現像器ユニットの駆動伝導部に設け
た伝導ギヤ５１が噛合うようにされる。そして、前記本
体出力ギヤ２３に噛合う伝導ギヤ５１を介して、現像器
ユニットに設けた攪拌部材３３、供給ローラ３４および
現像ローラ３５に対する駆動を行うように駆動伝導機構
を構成する。

【００２０】

【実施例】図５に示す例は、前記図４の背面側から見た
現像器ユニットの駆動伝導部５０の構成を示すもので、
現像器ユニット３０を装置本体の画像形成部に装着する
ことにより、本体出力ギヤ２３に対して、現像器ユニッ
トの入力ギヤ５１が噛合う状態とされる。前記ユニット
の駆動伝導部５０においては、前記入力ギヤ５１と同軸
の駆動ギヤ５２を介して、供給ローラギヤ５３と現像ロ
ーラギヤ５４とに対する駆動伝達が行われ、供給ローラ
と現像ローラとが同方向に駆動される。そして、このよ
うな駆動伝達方式を用いることにより、前記図１に説明
したように、供給ローラと現像ローラとを圧接する状態
で同方向に回転させ、２つのローラの接触部で摺動作用
を発揮させる作用を行うことができる。なお、この実施
例において、パドル部材に対する駆動伝導は、装置本体
に設ける他の任意の駆動伝達手段に接続して行うことが
可能である。

【００２１】図６に示す例は、現像器ユニット３０に配
置する全ての回転部材を、１つの入力ギヤ５１を介して
行う場合を示している。本実施例に示す駆動伝導部５０
ａにおいては、供給ローラと現像ローラに対する駆動伝
達機構に加えて、パドル部材に対しても、駆動ギヤ５２
を介して駆動伝達する機構を設けている。つまり、前記
駆動ギヤ５２にアイドラギヤ５５を噛合わせ、前記アイ
ドラギヤ５５と同軸のパドル駆動ギヤ５６を介してパド
ルギヤ５７を駆動するので、前記パドルギヤ５７を介し
て駆動されるパドル部材は、他のローラ部材に比較して
非常に低速で駆動が行われる状態とされる。

【００２２】前記図５、６に示される駆動伝導部におい
て、現像器ユニットに配置する２つのローラ、もしくは
前記２つのローラと１つの攪拌用のパドル部材との３つ
の回転部材は、装置本体に設けた本体出力ギヤ２３に噛
合う入力ギヤ５１を介して駆動される。したがって、前
記駆動ギヤ５２に噛合う他の被駆動ギヤにおいては、入
力ギヤに対する減速比または増速比を適宜設定すること
により、各回転部材の回転速度を適宜設定することが可
能である。例えば、供給ローラと現像ローラとの間での
摺動部で、２つのローラの表面が摺動しながら、トナー
に帯電させる際の速度の条件等は、前記２つのローラに
設けるギヤの速度比を所望の値に選択することにより、
容易に設定することができる。

【００２３】前記容器内部からトナーを供給ローラに向
けて送り出すためのパドル部材は、前記各ローラに比較
して非常に低速で回転させるものであり、３つのギヤ５
５、５６および５７の減速比を非常に大きい値に設定す
ることができる。また、容器内でトナーの攪拌を行うパ
ドル部材は、低速で回転するものであり、トナー中で棒
状の部材または巾の狭い板状の部材を回転させるのであ
るから、その駆動力は比較的小さな値となる。そして、
現像ローラ等とともに１つの駆動ギヤを介して駆動する
場合でも、現像ローラを感光体ドラムに対応させる速度
で回転させる作用に対して、容器内でのトナーの量が変
化したとしても、前記パドル部材を配置することによる
影響はない。

【００２４】

【発明の効果】前述したように、本発明の画像記録装置
においては、現像器ユニットに設ける簡易な駆動伝達系
により、供給ローラと現像ローラとの２つのローラを駆
動するために、装置の駆動伝達系統の構成を複雑にする
ことがなくなる。また、本発明において、前記現像器ユ
ニットに配置する供給ローラと現像ローラは、容器内部
で互いに圧接する関係に配置するので、両ローラを圧接
させる状態で、反対方向に摺動させることにより発生す
る摩擦帯電により、現像ローラにトナーを付着保持させ
て、感光体ドラムにトナーを供給する作用を良好に行う
ことができる。さらに、本発明では、供給ローラと現像
ローラとの２つのローラを駆動するための伝導ギヤは、
容器内部に配置するパドル部材の駆動を行うように構成
しているので、画像記録装置本体の本体出力ギヤに噛合
う伝導ギヤを介して、ユニットの回転部材を全て駆動す
るために、ユニットの駆動機構を簡素化することができ
る。そして、画像記録装置に設ける本体出力ギヤに噛合
う現像器ユニットの入力ギヤを介して、現像器ユニット
の回転部材の全部の駆動、またはローラ部材に対する駆
動を行うために、画像記録装置本体の駆動出力機構と、
現像器ユニットの駆動伝達機構とを容易に構成すること
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用可能な現像器ユニットと感光体
ユニットとを組み合わせた画像形成部の構成の説明図で
ある。

【図２】 本発明に用いる現像器ユニットの平面図であ
る。

【図３】 装置本体に配置する板金フレームの説明図で
ある。

【図４】 板金フレームを介して２つのユニットを組み
合わせた状態の説明図である。

【図５】 現像器ユニットに配置する駆動伝導部の説明
図である。

【図６】 現像器ユニットに配置する駆動伝導部の他の
実施例の説明図である。

【符号の説明】

１ 画像記録装置、 ２ 本体部、 １０ トッ
プカバー、２０ 板金フレーム、 ２１ ピン受け
溝、 ２２ ドラム軸受け溝、２３ 本体出力ギ
ヤ、 ３０ 現像器ユニット、 ３４ 供給ロー
ラ、３５ 現像ローラ、 ３８ 支持ピン、４０
支持板、 ４１ 凹溝、 ４２ フック部材、５
０ 駆動伝導部、 ５１ 入力ギヤ、 ５２ 駆
動ギヤ、５３ 供給ローラギヤ、 ５４ 現像ロー
ラギヤ、５５ アイドラギヤ、 ５６ パドル駆動
ギヤ、 ５７ パドルギヤ、６０ 感光体ユニッ
ト、 ６１ 本体フレーム、 ６３ 上ピン、６５
感光体ドラム、 ６６ ドラム軸、 ６７ 帯
電ローラ、７０ 書き込みユニット、 ７１ 転写
ローラ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性一成分トナーを収容する容器内部
   に、供給ローラと現像ローラを設けてなる現像装置にお
   いて、 前記現像器ユニットの一端側外側面に、前記２つのロー
   ラのギヤと、装置本体の駆動伝達部に設ける本体出力ギ
   ヤに噛合う伝導ギヤとを設け、 前記伝導ギヤを２つのローラのギヤに噛合せることを特
   徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記現像器ユニットに配置する供給ロー
   ラと現像ローラは、容器内部で互いに圧接する関係に配
   置することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 【請求項３】 前記伝導ギヤは、容器内部に配置するパ
   ドル部材の駆動を行うことを特徴とする請求項１または
   ２に記載の現像装置。