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発明の名称 現像剤供給剥ぎ取り部材、現像装置及びプロセスカートリッジ
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−25051(P2007−25051A)
公開日 平成19年2月1日(2007.2.1)
出願番号 特願2005−204382(P2005−204382)
出願日 平成17年7月13日(2005.7.13)
代理人 【識別番号】100090538
【弁理士】
【氏名又は名称】西山 恵三
発明者 河井 太刀夫 / 保井 功二郎 / 茶谷 一夫
要約 課題
現像剤担持体である現像ローラに回転しながら当接する現像剤供給剥ぎ取り部材(スポンジローラ)において、現像剤担持体に対してトナー供給機能とトナー剥ぎ取り機能という2つの機能を安価に達成すること。

解決手段
現像装置の現像剤担持体と当接し、回転することにより現像剤担持体上に残留した現像残りの現像剤の剥ぎ取り及び現像剤担持体への新たな現像剤の供給を行う現像剤供給剥ぎ取り部材であって、金属の回転軸及び回転軸を中心に設けられた発泡弾性体を配し、現像剤供給剥ぎ取り部材の表面に軸方向に沿って蛇行している凸部を、周方向に間隔をあけて複数設けたことを特徴とする。
特許請求の範囲
【請求項1】
現像装置の現像剤担持体と当接し、回転することにより現像剤担持体上に残留した現像残りの現像剤の剥ぎ取り及び現像剤担持体への新たな現像剤の供給を行う現像剤供給剥ぎ取り部材であって、
金属の回転軸及び回転軸を中心に設けられた発泡弾性体を配し、現像剤供給剥ぎ取り部材の表面に軸方向に沿って蛇行している凸部を、周方向に間隔をあけて複数設けたことを特徴とする画像形成装置の現像剤供給剥ぎ取り部材。
【請求項2】
前記凸部は蛇行の軌跡が交流波であることを特徴とする請求項1記載の現像剤供給剥ぎ取り部材。
【請求項3】
前記凸部は蛇行の軌跡が三角波であることを特徴とする請求項1記載の現像剤供給剥ぎ取り部材。
【請求項4】
前記凸部は蛇行の軌跡が直線と曲線を組み合わせた形状であることを特徴とする請求項1記載の現像剤供給剥ぎ取り部材。
【請求項5】
請求項1〜4記載の現像剤供給剥ぎ取り部材を具備することを特徴とする現像装置。
【請求項6】
請求項5記載の現像装置を具備することを特徴とするプロセスカートリッジ。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、記録媒体に画像を形成するレーザビームプリンタや複写機等の画像形成装置において、電子写真感光体や静電記録誘電体などから成る像担持体上に形成した静電潜像を現像して可視化するのに使用する画像形成装置に関し、特に一成分現像剤方式を用いて現像する現像剤供給剥ぎ取り部材と現像装置及びプロセスカートリッジに関するものである。
【0002】
ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて転写材に画像を形成するものである。そして、電子写真画像形成装置の例としては、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ(例えばレーザビームプリンタ、LEDプリンタ等)、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。
【背景技術】
【0003】
この種の現像装置は、現像剤(トナー)を担持した現像剤担持体としての現像ローラを回転することによって、現像ローラに対向して配置された像担持体としての感光体ドラム対向部へとトナーを搬送し、感光体ドラム上の静電潜像に対し現像を行うものである。
【0004】
画像の解像力、鮮明度等の向上が求められている現在、トナーの薄層形成方法及びその装置に関する開発は必須であり、又これに対して幾つかの方策が提案されている。
【0005】
例えば、現像ローラにゴム又は金属製の弾性ブレードを当接させ、この弾性ブレードと現像ローラとの当接部の間にトナーを通過させて規制することにより、現像ローラ上にトナーの薄層を形成し、且つ、当接部での摩擦でトナーに十分なトリボを付与させるものである(例えば特許文献1参照)。
【0006】
この場合、上記の弾性ブレードにより非磁性トナーを規制するときには、現像トナー上にトナーを供給するトナー供給部材が別途必要になる。これは磁性トナーの場合には、現像ローラ内に設けられた磁石の磁力により現像ローラ上にトナーを供給することができるが、非磁性トナーの場合には磁力によるトナー供給が行われないためである。
【0007】
そこで、現像ローラへのトナーの供給を行うために、従来から主として円柱状のソリッドゴム材及びブラシ繊維が円柱状の基体の表面に一定密度に植毛されているブラシ材等を用いたトナー供給ローラ材を回転させて現像ローラに当接させる現像装置が知られており、実用に供されている。
【0008】
しかしながら、ソリッドゴムローラを採用する現像装置にあっては、ソリッドゴムの特性からソリッドゴムの表面は平滑となってしまい、トナー供給ローラとしてのトナー供給性が十分に期待できない恐れがあった。
【0009】
又、ブラシローラを採用する現像装置にあっては、ソリッドゴムローラを採用する現像装置に比して、トナー供給ローラとしてのトナー供給性は向上するものの、ブラシローラを構成する基部材からのブラシ繊維の抜け、並びに切断等を十分に抑制するのが困難であった。
【0010】
そこで、近年にあっては、主として発泡弾性素材から成る円柱状の部材又は円柱状の基体の表面に発泡素材が被覆された部材(スポンジローラと総称する)をトナー供給ローラとして採用することにより、トナー供給ローラとしてのトナー供給性の向上を図る現像装置の提案がなされている(例えば特許文献2参照)。
【0011】
このローラ部材の機能として、前述した現像ローラへのトナー供給は無論必要であるが、それと共に、感光体ドラムへ現像されなかった現像ローラ上の未現像トナーを剥ぎ取る機能が要求される。これが、不十分になると、現像ローラ上に長時間現像されずに残ったトナーは前記ローラ部材や現像ブレードと何度なく摺接することでトナーが著しく劣化する、又は、未現像トナーと新たに供給されたトナーとが現像ローラ上で混在することになり、次に弾性ブレード規制部を通過し感光体ドラム対向部に送られた際に、これらのトナーで現像性の違いが生じるといった、いわゆる「ゴースト画像」の発生を招くこととなり、好ましくない。従って、ローラ部材としては、トナー供給機能とトナー剥ぎ取り機能の両者が要求される。
【0012】
先ず、1つ目のトナー供給機能に着目すると、前述した各種ローラのうちソリッドゴム材は、前述した通り表面が平滑であるために十分なトナー搬送性が得られ難く、現像スリーブへの供給の点で不十分である。ブラシ材も前述した通り、トナー供給性能は優れているが、ブラシ繊維の抜けや切断及び倒れ等の問題があり、好ましくない。これに対し、発泡弾性素材であるスポンジは、表面に形成された発泡孔により、トナー搬送性がソリッドゴム材に比べて大幅に向上し、現像スリーブへのトナー供給ローラとしては好適であり、広範に用いられている。
【0013】
次に、2つ目のトナー剥ぎ取り機能に着目すると、スポンジローラを被当接部材に当接させてトナーを力学的に掻き取る方法や、スポンジローラにバイアスを印加し被当接部材から静電気的な力でトナーを掻き取る方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。
【0014】
そして、現像装置における現像剤供給剥ぎ取り部材としてのスポンジローラは、更なる性能向上を目的として、図5及び図6に示すように、スポンジローラ100の表面に複数の凹部100B1及び凸部100B2を交互に形成された現像装置が開示されている(例えば、特許文献3参照)。尚、図6はスポンジローラ100の概略形状を説明する模式的斜視図である。
【0015】
即ち、本開示による現像装置にあっては、スポンジローラ100の表面にスポンジローラ100の回転軸方向における一端部から他端部に亘り直線状に連続した複数の凹部100B1及び凸部100B2を等間隔にて交互に形成し、スポンジローラ100表面の各凹部100Aに現像剤を積極的に取り込むことにより、現像剤供給剥ぎ取り部材としての更なる向上が図れる。
【0016】
しかしながら、図6のような現像剤供給剥ぎ取り部材を採用する現像装置にあっては、現像ローラ40とスポンジローラ100の当接する部分において、現像剤搬送性は向上するものの、現像ローラ40がスポンジローラ100の凸部100B2と対向した場合と凹部100B1と対向した場合とでスポンジ部の潰れ量が異なる。よって、現像剤搬送性の向上のため、前記凹部100B1及び凸部100B2の量を大きく設定すると、スポンジローラ100の回転中は、或る1つの凸部100B2が長手方向の全域において略同じタイミングで現像ローラ40と当接するので、スポンジローラ100とカウンター方向で摺接する現像ローラ40を回転させるギア等の駆動部(付図示)には、凸部100B2が主に現像ローラ40と対向した際には負荷トルクが重く、凹部100B1が主に現像ローラ40と対向する際には負荷トルクが軽くなるといった負荷トルク変動が発生する。この負荷トルク変動により、現像ローラ40は常に一定の角速度で回転することができなくなったり、現像ローラ40に振動が発生する恐れがある(図9参照)。
【0017】
そして、このように現像ローラが回転変動する状態で感光体ドラム上の静電潜像を現像すると、特に現像ローラを電子写真感光体ドラムに対して接触状態で現像を行う接触現像方式においては、感光体ドラムに対して現像剤の回転数が遅い際には薄くなり、速い際には濃くなり、転写材の搬送方向に交互にこの現像性の違いが生じるといった、いわゆる「ピッチムラ画像」の発生を招くこととなり、好ましくない。
【0018】
このため、現像剤供給剥ぎ取り部材(スポンジローラ)の凸部及び凹部の量は必要以上に大きくし過ぎることはできなく、逆に小さくするとトナーの剥ぎ取り性が悪化するため、前述したように、トナーが著しく劣化する、又は、「ゴースト画像」が発生する恐れがある。結果として、トナー劣化や「ゴースト画像」と「ピッチムラ画像」を抑制し、良好な現像剤搬送性が得られる凸部及び凹部の設定範囲は狭くなってしまう。
【0019】
そこで、このような諸問題が発生するのを防ぐために、図5及び図7に示すように、スポンジローラ200の表面にスポンジローラ200の回転軸方向でスパイラル状に延びるように複数の凹部200B1及び凸部200B2を交互に設ける方法が提案されている。(例えば、特許文献4参照)。
【0020】
即ち、本開示による現像装置にあっては、スポンジローラ200の表面にスポンジローラ200の回転軸方向における一端部から他端部に亘りスパイラル状に延びる複数の凹部200B1及び凸部200B2が交互に形成された構成としている。これにより、或る1つの凸部200B2が、現像ローラ40長手方向の全域において略同じタイミングで現像ローラ40と当接することはなくなる。
【0021】
よって、スポンジローラ200がどの角度にあっても、スパイラル量に応じて凸部200B2は現像ローラ40長手方向の何れかの位置で常に当接するので、スポンジローラ200とカウンター方向で摺接する現像ローラ40を回転させるギア等の駆動部(付図示)には略一定の負荷トルクが掛かる。つまり、図10に示すように、或る時間tから時間Δtが経過すると、スポンジローラ200の凸部200B2Aと現像ローラ40との当接ポイントはスポンジローラ200の回転に伴って、長手方向で断面A側から断面B側へとずれていくと(図中矢印G方向)、スポンジローラ200の凸部200B2Aから見て回転方向上流側にある凸部B2Bと現像ローラ40とが当接する。
【0022】
更に、スポンジローラ200の回転が進むと同様にして凸部200B2Bの上流にある凸部と現像ローラ40とが当接する動作が繰り返される。よって、現像ローラ40とスポンジローラ200とは常に当接するので、現像ローラ表面40の周速は略一定なので前述したような「ピッチムラ画像」の発生を抑制できる。尚、図10は時間t時点とΔt経過後の各断面での現像ローラ40とスポンジローラ200との当接状態とを示す説明平面図と断面図である。
【特許文献1】特開昭54−043038号公報(第3頁、図3(B))
【特許文献2】特開平2−191974号公報(第2−3頁、図8)
【特許文献3】特開平5−061350号公報(第2−3頁、図1)
【特許文献4】特開2000−056556号公報(第3−4頁、図3(a))
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0023】
しかしながら、前述した構成においては、スポンジローラ200が回転し、現像処理後における現像ローラ40の表面から残留トナーを剥ぎ取る際には、図11に示すように、スパイラル上に配された凹部200B1及び凸部200B2がスポンジローラ200の回転方向から見て先に現像ローラ40と当接する側に向かって軸方向のスラスト力Fが発生する。
【0024】
又、この時に現像ローラ40側には前述の向きとは逆向き側に向かってスラスト力F’が発生する。このため、現像ローラ40とスポンジローラ200の軸支持部にはそれぞれのスラスト力を受けるためのスラスト力受部が必要となり、部品点数の増加或は高価な軸受を使用するといったコストアップ要因となってしまう。
【0025】
本発明は上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とする処は、現像剤担持体である現像ローラに回転しながら当接する現像剤供給剥ぎ取り部材(スポンジローラ)において、現像剤担持体に対してトナー供給機能とトナー剥ぎ取り機能という2つの機能を安価に達成した現像剤供給剥ぎ取り部材、現像装置及びプロセスカートリッジを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0026】
上記課題を解決するため、本発明は、現像装置の現像剤担持体と当接し、回転することにより現像剤担持体上に残留した現像残りの現像剤の剥ぎ取り及び現像剤担持体への新たな現像剤の供給を行う現像剤供給剥ぎ取り部材であって、金属の回転軸及び回転軸を中心に設けられた発泡弾性体を配し、現像剤供給剥ぎ取り部材の表面に軸方向に沿って蛇行している凸部を、周方向に間隔をあけて複数設けたことを特徴とする画像形成装置の現像剤供給剥ぎ取り部材である。
【発明の効果】
【0027】
本発明によれば、現像剤担持体と当接し、回転することにより現像剤担持体上に残留した現像残りの現像剤の剥ぎ取り及び現像剤担持体への新たな現像剤の供給を行う現像剤供給剥ぎ取り部材が、回転軸及び回転軸の周囲に設けられた発泡弾性体を有し、回転時に現像剤供給剥ぎ取り部材の表面が現像剤担持体と常に接触するように現像剤供給剥ぎ取り部材の表面に軸方向に沿って蛇行している凸部を、周方向に間隔をあけて複数設けることによって、現像剤担持体に対してトナー供給機能とトナー剥ぎ取り機能という2つの機能を果たしながら、現像剤担持体を回転させる際には負荷トルクが変動しないことが可能となり、トナーの著しい劣化や、「ゴースト」や「ピッチムラ」のない画像を安定して得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0028】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0029】
<実施の形態1>
[多色画像形成装置の全体構成]
先ず、多色画像形成装置の全体構成について図1及び図2を参照して概要説明する。尚、図1は多色画像形成装置の一態様であるフルカラーレーザービームプリンタ100の全体構成を示す縦断面図である。
【0030】
図1に示す多色画像形成装置100は、垂直方向に並設された4個の電子写真感光体ドラム(以下、「感光体ドラム」と略す)1a,1b,1c,1dを備えている。感光体ドラム1は、駆動手段(不図示)によって、同図中、反時計回りに回転駆動される。感光体ドラム1の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム1表面を均一に帯電する帯電手段2(2a,2b,2c,2d)、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光体ドラム1上の静電潜像を形成するスキャナユニット3(3a,3b,3c,3d)、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像ユニット4(4a,4b,4c,4d)、感光体ドラム1上のトナー像を転写材Sに転写させる静電転写手段5、転写後の感光体ドラム1表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング手段6(6a,6b,6c,6d)等が配設されている。
【0031】
ここで、感光体ドラム1と帯電手段2、現像ユニット4、クリーニング手段6は一体的にカートリッジ化されプロセスカートリッジ7を形成している。
【0032】
以下、感光体ドラム1から順に詳述する。
【0033】
感光体ドラム1は、例えば直径30mmのアルミシリンダの外周面に有機光導伝体層(OPC感光体)を塗布して構成したものである。感光体ドラム1は、その両端部を支持部材によって回転自在に支持されている。一方の端部に駆動モータ(不図示)からの駆動力が伝達されることにより、反時計回りに回転駆動される。
【0034】
帯電手段2は、図2に示すような接触帯電方式のローラ状に形成された導電性ローラであり、このローラを感光体ドラム1表面に当接させる。そして、このローラに帯電バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム1表面を一様に帯電させる。
【0035】
スキャナユニット3は、感光体ドラム1の略水平方向に配置されている。レーザーダイオード(不図示)によって画像信号に対応する画像光が、スキャナモーター(不図示)によって回転されるポリゴンミラー9(9a,9b,9c,9d)に照射される。ポリゴンミラー9に反射した画像光は、結像レンズ10(10a,10b,10c,10d)を介して帯電済みの感光体ドラム1表面を選択的に露光する。これによって、画像信号に応じた静電潜像を形成する。
【0036】
図2に示すように、現像ユニット4はそれぞれイエロー色のトナーを収納したトナー容器 41a、マゼンタ色のトナーを収納したトナー容器41b、シアン色のトナーを収納したトナー容器41c、ブラック色のトナーを収納したトナー容器41d及び現像枠体45から構成される。そして、トナー容器41内のトナー搬送機構42によってトナー供給ローラ43へ送り込まれる。図示時計方向に回転するトナー供給剥ぎ取りローラ43及び現像ローラ40の外周に圧接された現像ブレード44によって、現像ローラ40の外周には電荷を付与されたトナー層が形成される。
【0037】
そして、潜像が形成された感光体ドラム1と対向した現像ローラ40に現像バイアスを印加することにより、潜像に応じて感光体ドラム1上にトナー現像を行うものである。
【0038】
一方、図1に示すように画像形成装置には、全ての感光体ドラム1a,1b,1c,1dに対向し、接するように循環移動する静電転写ベルト11が配設される。静電転写ベルト11は1011〜1014Ω・cmの体積固有抵抗を有する厚さ約150μmのフィルム状部材で構成される。この静電転写ベルト11は、垂直方向に4軸のローラで支持され、図中左側の外周面に転写材Sを静電吸着して上記感光体ドラム1に転写材Sを接触させるべく循環移動する。これにより、転写材Sは静電転写ベルト11により転写位置まで搬送され、感光体ドラム1上のトナー像を転写される。
【0039】
この静電転写ベルト11の内側に当接し、4個の感光体ドラム1a,1b,1c,1dに対向した位置に転写ローラ12(12a,12b,12c,12d)が並設される。これら転写ローラ12から適当な電荷が静電転写ベルト11を介して転写材Sに印加され、この電荷による電界により、感光体ドラム1に接触中の転写材Sに、感光体ドラム1上のトナー像が転写される。
【0040】
静電転写ベルト11は、駆動ローラ13、従動ローラ14a,14b、テンションローラ15の4本のローラにより掛け渡され、図1の矢印方向に回転する。これにより、上述した静電転写ベルト11が循環移動して転写材Sが従動ローラ14a側から駆動ローラ13側へ搬送される間にトナー像を転写される。
【0041】
給送部16は、画像形成部に転写材Sを給送搬送するものであり、複数枚の転写材Sが給送カセット17に収納されている。画像形成時には給送ローラ18(半月ローラ)、レジストローラ対19が画像形成動作に応じて駆動回転し、給送カセット17内の転写材Sを1枚毎分離給送するとともに、転写材S先端はレジストローラ対19に突き当たって一旦停止し、ループを形成した後静電転写ベルト11の回転と画像書出し位置の同期を取ってレジストローラ対19によって静電転写ベルト11へと給紙される。
【0042】
定着部20は、転写材Sに転写された複数色のトナー画像を定着させるものである。回転する加熱ローラ21aと、これに圧接して転写材Sに熱及び圧力を与える加圧ローラ21bとから成る。即ち、感光体ドラム1上のトナー像を転写した転写材Sは、定着部20を通過する際に定着ローラ対21で搬送されるとともに、定着ローラ対21によって熱及び圧力を与えられる。これによって複数色のトナー像が転写材S表面に定着される。
【0043】
画像形成の動作は次の通りである。
【0044】
先ず、プロセスカートリッジ7a,7b,7c,7dが、画像形成のタイミングに合わせて順次駆動される。そして、この駆動に応じて感光体ドラム1a,1b,1c,1dが、反時計回り方向に回転駆動される。この駆動により、帯電手段2は感光体ドラム1の周面に一様な電荷を付与する。そして、各々のプロセスカートリッジ7に対応するスキャナユニット3が順次駆動される。スキャナユニット3は、その感光体ドラム1周面に画像信号に応じて選択的に露光を行って感光体ドラム1周面上に静電潜像を形成する。現像手段4内の現像ローラ40は、静電潜像にトナーを転移させて感光体ドラム1周面上にトナー像を形成(現像)する。
【0045】
転写材Sの進行方向において、最上流の感光体ドラム1周面上のトナー像先端が、静電転写ベルト11との対向点に回転搬送されてくるタイミングで、その対向点に転写材Sの印字開始位置が一致するように、レジローラ対19が回転を開始して転写材Sを静電転写ベルト11へ給送する。
【0046】
転写材Sは、静電吸着ローラ22と静電転写ベルト11とによって挟み込むようにして静電転写ベルト11の外周に圧接し、且つ、静電転写ベルト11と静電吸着ローラ22との間に電圧を印加することにより、誘電体である転写材Sと静電転写ベルト11の誘電体層に電荷を誘起し、転写材を静電転写ベルト11の外周に静電吸着するように構成している。これにより、転写材Sは静電転写ベルト11に安定して吸着され、最下流の転写部12aまで順次搬送される。
【0047】
このように搬送されながら転写材Sは、各感光体ドラム1と転写ローラ12との間に形成される電界によって、各感光体ドラム1のトナー像を順次転写される。
【0048】
4色のトナー像を転写された転写材Sは、ベルト駆動ローラ13の曲率により静電転写ベルト11から曲率分離され、定着部20に搬入される。転写材Sは、定着部20で上記トナー像を熱定着された後、排紙ローラ対23によって、排紙部24から画像面を下にした状態で本体外に排出される。
(プロセスカートリッジ)
次に、本発明を実施したプロセスカートリッジについて図2〜図4により詳細に説明する。図2及び図3はそれぞれトナーを収納したプロセスカートリッジ7の主断面及び斜視図を示している。尚、イエロー色のトナーを収納したプロセスカートリッジ7a、マゼンタ色のトナーを収納したプロセスカートリッジ7b、シアン色のトナーを収納したプロセスカートリッジ7c、ブラック色のトナーを収納したプロセスカートリッジ7dは同一構成である。
【0049】
プロセスカートリッジ7(7a,7b,7c,7d)は、感光体ドラム1(1a,1b,1c,1d)と、帯電手段2(2a,2b,2c,2d)及びクリーニング手段6(6a,6b,6c,6d)を備えた感光体ドラムユニット50(50a,50b,50c,50d)及び現像手段を有する現像ユニット4(4a,4b,4c,4d)に分かれている。
【0050】
前記感光体ドラムユニット50は、感光体ドラム1が軸受31a,31b(ベアリング)を介してクリーニング枠体51に回転自在に取り付けられている。感光体ドラム1の周上には、前述した通り帯電手段である帯電ローラ2、感光体ドラム1上に残った現像剤(トナー)を除去するためのクリーニングブレード60が配置されている。
【0051】
帯電ローラ2は、両端の軸受(不図示)を介して、圧縮ばね126により所定の力で感光体ドラム1に接触するよう付勢され、感光体ドラム1に対して従動回転するようになっている。軸受の少なくとも片方は導電性の部材で構成され、帯電ローラ2に所定の帯電バイアスを印加することにより、感光ドラム1表面をー様に帯電させるようになっている。クリーニングブレード60は、感光体ドラム1上のトナー像を転写した後、感光体ドラム1上に残った残留トナーを掻き取るように構成されている。
【0052】
そして、クリーニングブレード60によって感光体ドラム1表面から除去された残留トナーは、トナー送り機構52によってクリーニング枠体後方に設けられた除去トナー室53に送られる。そして、感光体ドラムユニット50に駆動モータ (不図示) の駆動力を伝達することにより、感光体ドラム1を画像形成動作に応じて回転駆動させる。
【0053】
現像ユニット4は、感光体ドラム1と接触して矢印X方向に回転する現像ローラ40及びトナーが収容されたトナー容器41と現像枠体45等とから構成される。現像ローラ40及びトナー供給剥ぎ取り43は両端部から突出する軸部(不図示)が軸受部材47,48を介して回転自在に現像枠体45に支持されている。
【0054】
又、現像ローラ40の周上には、前述した通りトナー供給剥ぎ取りローラ43、現像ブレード44がそれぞれ配置されている。トナー容器41内には、収容されたトナーを撹拌するとともにトナー供給剥ぎ取りローラ43に搬送するためのトナー搬送機構42が設けられている。
【0055】
更に、現像ローラ40の両端部には、その外径を感光体ドラム1に当接させることにより現像ローラ40の感光体ドラム1への圧接量を所定の量に規制するためのスペーサ部材45a,45bが各々配置されている。
【0056】
そして、現像ユニット4は、現像ユニット4全体が感光体ドラムユニット50に対して揺動自在に支持された吊り構造となっている。即ち、現像ユニット4は、現像ユニット4の両端に取り付けられた軸受部材47,48にそれぞれ設けられた穴47a,48aとクリーニング枠体51に設けられた穴49を中心に、ピン49aによって現像ユニット4全体が感光体ドラムユニット50に対して回動自在に結合されている。現像ユニット4は、加圧バネ54(圧縮コイルバネ)と引張りバネ90(引張りバネ:図11参照)によって、穴49を中心にして、現像ローラ40が感光体ドラム1に接触するよう付勢されている。
【0057】
尚、帯電ローラ2及び現像ローラ40は金属製の芯金軸に弾性体を有するローラであり、この弾性体としてはソリッドゴム単層やトナーへの帯電付与性を考慮して数種類のゴムを積層化したもの、又はウレタンスポンジ上にゴムコーティングを施したもの等が用いられる。
(現像装置)
現像装置は、図2に示すように、トナーが貯蔵されるトナー貯蔵室4A及び現像処理が行われる現像処理室4Bに区分され、トナー貯蔵室4A及び現像処理室4Bを区分する隔壁4Cに形成された開口部4Dを介して、トナー貯蔵室4Aから現像処理室4Bへのトナー供給が行われるようになっている。
【0058】
トナー貯蔵室4Aには、一端部を回転軸として回転しながら他端部をトナー貯蔵室4A内部のトナーの攪拌及びトナー貯蔵室内壁底面に付着したトナーの前記トナー貯蔵室内壁底面からの掻き取りを行うトナー搬送機構42が設けられ、トナー貯蔵室4Aの内部のトナーは、トナー搬送部材42の攪拌により適度に解されながら開口部4Dを介して現像処理室4Bの内部に供給される。
【0059】
一方、現像処理室4Bには、トナー担持体たる円柱状の回転自在な現像ローラ40、現像ローラ表面に担持されたトナー層規制及び摩擦帯電化を行う現像ブレード44及びトナー搬送回転体たるトナー供給剥ぎ取り部材43が設けられ、現像ローラ40は、現像処理室4Bにおける感光体ドラム側に設けられた開口部4Eから露呈し、感光体ドラム1に対面するようになっている。
【0060】
現像ローラ40は、本実施の形態にあっては、金属製の芯金軸に弾性体から成る円柱状態に成形されており、回転しながら表面にトナーを端持した後、電気的相互作用を介して感光体ドラム表面に形成端持された静電潜像にトナーを転移させることにより、前記静電潜像の可視画像化が行われるようになっている。
【0061】
即ち、本実施の形態にあっては、トナーは、いわゆる、一成分トナーであり、現像ローラ40は、現像装置本体外部に設けられたバイアス電源(図示せず)から直流電圧のみ又は直流電圧及び交流電圧から成る重畳電圧が印加され、又、感光体ドラム1に対して所定のニップ幅を有して押圧されており、感光体ドラム表面に形成された静電潜像に現像ローラ表面に担持されたトナーが転移される現像領域が形成される。
【0062】
現像ブレード44は、一端部が現像ローラ表面に摺接するよう、他端部が金属板より成る基体を介して現像枠体45に固定されている。
【0063】
即ち、本実施の形態にあっては、現像ブレード44は、主としてリン青銅若しくはステンレス鋼等に代表される弾性金属素材、又はポリエチレンテレフタレート(PET)等に代表される弾性樹脂素材から成る薄板状の基板及びウレタンゴム若しくはシリコーンゴム若しくは樹脂に代表される弾性素材からなる弾性部材から構成され、前記基板の一端部を前記基体に固定し、前記基板の他端部に前記弾性部材を接着又は、成型又はラミネート加工等により固着して前記弾性部材を現像ローラ表面に摺接することにより現像ローラ表面に担持されたトナー層規制及び摩擦帯電化を行うようになっている。
【0064】
トナー供給剥ぎ取りローラ43は、時計回り方向に回転することにより、トナー搬送機構42に攪拌等されたトナーを現像ローラ40に向けて循環させることにより、トナーの現像ローラ40への搬送を行うようになっている。
【0065】
又、トナー供給剥ぎ取りローラ43は、本実施の形態にあっては、現像ローラ40に当接されており、現像ローラ40は反時計回り方向に回転することから、現像ローラ40及びトナー供給剥ぎ取りローラ43の間の当接領域において、現像ローラ40及びトナー供給剥ぎ取りローラの各表面が相反する方向に移動しながら摺接し合うこととなり、現像ローラ表面に担持された感光体ドラム1との現像領域を通過したトナーを現像ローラ表面から掻き取るようにもなっている。
(トナー供給剥ぎ取り部材)
次に、本発明の特徴であるトナー供給剥ぎ取り部材43の構成について図4、図5及び図12を用いて説明する。
【0066】
尚、図4及び図5はそれぞれトナー供給剥ぎ取り部材43の概略形状を説明する模式的斜視図及び断面図、図12は現像ローラ40とトナー供給剥ぎ取り部材43の正面図である。
【0067】
即ち、本実施の形態にあっては、図4、図5及び図12に示すように、トナー供給剥ぎ取り部材43は、円柱状に成形された軸部43Aの表面に、主としてウレタン等に代表される発泡素材から成る略円筒状の発泡部材43Bが外嵌固着されている。発泡部材43Bの表面には、トナー供給剥ぎ取り部材43の軸方向に沿って複数回蛇行する複数の凹部43B1及び凸部43B2が、トナー供給剥ぎ取り部材43の回転方向に沿って等間隔にて交互に形成された構成としている。
【0068】
従って、現像ローラ40との当接部において、或る1つの凸部43B2は、長手方向の全域において略同じタイミングで現像ローラ40と当接することがなく、最低でも1つ以上の凸部43B2が必ず現像ローラ40当接するように蛇行量を規定することによって、トナー供給剥ぎ取り部材43がどの角度にあっても、1つ以上の凸部43B2が現像ローラ40長手方向の何れかの位置で常に当接する。
【0069】
よって、トナー供給剥ぎ取り部材43とカウンター方向で摺接する現像ローラ40を回転させるギア等の駆動列(付図示)には略一定の負荷トルクが掛かる。このことにより、現像ローラ表面の周速は略一定となるので前述したような「ピッチムラ画像」の発生を抑制できる。
【0070】
又、凸部43Bが軸方向に蛇行して配されているので、現像処理後の現像ローラ40との摺接に際し、軸方向のスラスト力が殆ど発生しない。従って、トナー供給剥ぎ取り部材43及び現像ローラ40の軸支持部にはスラスト力受部を設ける必要がなく、部品点数の削減或は高価な軸受を用いる必要がないので、コストダウンが可能となる。
【0071】
<実施の形態2>
図5、図8及び図13に本発明の実施の形態1を示す。本実施の形態において、画像形成装置の概略構成は実施の形態1と同様である。
【0072】
前記実施の形態1と同様の構成であり、図8において、発泡部材300Bの表面には、トナー供給剥ぎ取り部材300の軸方向に沿って蛇行し、前記蛇行の軌跡が三角波で形成される複数の凹部300B1及び凸部300B2が、トナー供給剥ぎ取り部材300の回転方向に沿って等間隔にて交互に形成されている。尚、図5及び図8はそれぞれトナー供給剥ぎ取り部材300の概略形状を説明する模式的斜視図及び断面図、図13は現像ローラ40とトナー供給剥ぎ取り部材300の正面図である。
【0073】
上記構成においては、実施の形態1と同様に現像ローラ40との当接部において、或る1つの凸部300B2は、長手方向の全域において略同じタイミングで現像ローラ40と当接することがなく、最低でも1つ以上の凸部43B2が必ず現像ローラ40当接するように蛇行量を規定することによって、トナー供給剥ぎ取り部材300がどの角度にあっても、1つ以上の凸部300B2が現像ローラ40長手方向の何れかの位置で常に当接する。
【0074】
よって、トナー供給剥ぎ取り部材300とカウンター方向で摺接する現像ローラ40を回転させるギア等の駆動列(付図示)には略一定の負荷トルクが掛かる。このことにより、現像ローラ表面の周速は略一定となるので前述したような「ピッチムラ画像」の発生を抑制できる。
【0075】
又、凸部300Bが軸方向に蛇行して配されているので、現像処理後の現像ローラ40との摺接に際し、軸方向のスラスト力が殆ど発生しない。従って、トナー供給剥ぎ取り部材300及び現像ローラ40の軸支持部には、スラスト力受部を設ける必要がなく、部品点数の削減或は高価な軸受を用いる必要がないので、コストダウンが可能となる。
【0076】
上述した実施の形態1,2において、凸部43B2及び凸部300B2の蛇行の軌跡を曲線で構成される交流波や直線で形成される三角波で形成したが、これら曲線と直線を組み合わせた軌跡であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【0077】
【図1】本発明の実施の形態1に係るカラー電子写真画像形成装置の全体構成図である。
【図2】プロセスカートリッジの断面説明図である。
【図3】プロセスカートリッジの分解斜視図である。
【図4】本発明のトナー供給剥ぎ取り部材を示す外観斜視図である。
【図5】本発明のトナー供給剥ぎ取り部材を示す側面図である。
【図6】従来のトナー供給剥ぎ取り部材を示す外観斜視図である。
【図7】その他の従来のトナー供給剥ぎ取り部材を示す外観斜視図である。
【図8】本発明の実施の形態2に係るトナー供給剥ぎ取り部材を示す外観斜視図である。
【図9】従来の現像ローラ表面の周速の時間的変化を説明する図である。
【図10】従来のトナー供給剥ぎ取り部材と現像ローラの当接状態の時間的変化を説明する図である。
【図11】従来の現像ローラとトナー供給剥ぎ取り部材の側面図である。
【図12】本発明の現像ローラとトナー供給剥ぎ取り部材の側面図である。
【図13】本発明の実施の形態2に係る現像ローラとトナー供給剥ぎ取り部材の側面図である。
【符号の説明】
【0078】
S 転写材
1(1a,1b,1c,1d) 電子写真感光体ドラム、感光体ドラム
2(2a,2b,2c,2d) 帯電装置、帯電ローラ
3(3a,3b,3c,3d) スキャナユニット
4(4a,4b,4c,4d) 現像装置、現像ユニット
5 静電転写装置
6(6a,6b,6c,6d) クリーニング装置
7(7a,7b,7c,7d) プロセスカートリッジ
9(9a,9b,9c,9d) ポリゴンミラー
10(10a,10b,10c,10d) 結像レンズ
11 静電転写ベルト
12(12a,12b,12c,12d) 転写ローラ
13 駆動ローラ
14(14a,14b) 従動ローラ
15 テンションローラ
16 給送部
17 給送カセット
18 給送ローラ
19 レジストローラ対
20 定着部
21 定着ローラ対
21a 加熱ローラ
21b 加圧ローラ
22 静電吸着ローラ
23 排出ローラ対
24 排出部
31a,31b 軸受
40(40a,40b,40c,40d) 現像ローラ
41(41a,41b,41c,41d) トナー容器
42 トナー搬送機構
43 トナー供給剥ぎ取り部材
43A 軸部
43B 発泡部材
43B1 凹部
43B2 凸部
44 現像ブレード
45 現像枠体
45a,45b スペーサ部材
47,48 軸受部材
47a,48a 穴
49 穴
49a ピン
50(50a,50b,50c,50d) 感光体ドラムユニット
51 クリーニング枠体
52 トナー送り機構
53 除去トナー室
54 加圧バネ(圧縮コイルバネ)(弾性部材)
60 クリーニングブレード
90 加圧バネ(引張りバネ)(弾性部材)
100 トナー供給剥ぎ取り部材
100A 軸部
100B 発泡部材
100B1 凹部
100B2 凸部
200 トナー供給剥ぎ取り部材
200A 軸部
200B 発泡部材
200B1 凹部
200B2(200B2A,200B2B) 凸部
201 帯電ローラの軸部
300 トナー供給剥ぎ取り部材
300A 軸部
300B 発泡部材
300B1 凹部
300B2 凸部
401 現像ローラの軸部




 

 


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