JP4998158B2 - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザプリンタなどの画像形成装置およびこれに備えられる現像装置に関する。

レーザプリンタなどの画像形成装置では、感光ドラムの表面に静電潜像が形成されて、その静電潜像に現像装置からトナーが供給されることにより、感光ドラムの表面にトナー像が担持される。そして、そのトナー像が用紙に転写されることによって、用紙への画像の形成が達成される。
現像装置は、感光ドラムに向けて開口した開口部を有する筐体と、筐体の開口部において回転可能に支持される現像ローラとを備えている。筐体内には、トナーが収容されている。現像ローラは、金属製のローラ軸に、導電性の弾性体からなるローラ本体を被覆した構成を有している。現像ローラは、ローラ本体の周面の一部が筐体から露出し、その露出した部分が感光ドラムの表面に対向して接触している。筐体内のトナーが現像ローラのローラ本体の周面に担持され、現像ローラの回転に伴って、そのトナーが感光ドラムの表面に形成されている静電潜像に供給される。

このような現像装置には、現像ローラのローラ本体の両端部からトナーが漏れることを防止するためのサイドシールが設けられている。サイドシールは、ウレタンフォームからなるスポンジシール部材上に繊維からなる摺擦シール部材を貼着して構成され、筐体における現像ローラのローラ本体の両端部に対向する位置に固着されている。現像ローラを筐体に取り付けると、ローラ本体の周面の両端縁から内側の所定幅の部分に摺擦シール部材が接触し、現像ローラによりサイドシールが押圧される。スポンジシール部材は、適当な厚さを有しており、現像ローラを筐体に取り付けたときに、ローラ本体と筐体との間で圧縮されて適当な弾性力を生じる。この弾性力により、サイドシール（摺擦シール部材）がローラ本体の軸方向両端部に圧接し、ローラ本体の両端部と筐体との間がサイドシールによってシールされる（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００３−１９５６３０号公報

繊維からなる摺擦シール部材は、ウレタンフォームからなるスポンジシール部材よりも硬い。言い換えると、摺擦シール部材は、スポンジシール部材に比べて、弾性力が小さい。そのため、現像ローラのローラ本体によりサイドシールが押圧されたときに、摺擦シール部材がローラ本体の周面の両端縁に当接する部分で屈曲し、ローラ本体が摺擦シール部材から現像ローラの回転軸線方向における内側に向かう反力を受ける。その結果、サイドシールがローラ本体から受ける押圧力に回転軸線方向内側に向かう力成分が含まれ、スポンジシール部材が回転軸線方向内側へ倒れるように歪んで変形してしまう。スポンジシール部材が歪んで変形すると、ローラ本体の表面に対する摺擦シール部材の接触圧が部分的に弱くなり、その部分からトナー漏れを生じるおそれがある。

そこで、本発明の目的は、シール部材の基材の歪み変形を防止し、現像ローラのローラ本体の両端部からのトナー漏れを良好に防止することができる、現像装置および画像形成装置を提供することにある。

前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、現像装置において、現像剤を収容する筐体と、現像剤を周面に担持するローラ本体を有し、前記筐体に形成された開口部に回転可能に設けられる現像ローラと、前記ローラ本体の回転軸線方向の両端部に対向配置され、前記ローラ本体に押圧状態で接触し、前記開口部からの現像剤の漏れを防止するためのシール部材とを備え、前記シール部材は、弾性体からなる基材と、前記基材上に設けられ、繊維からなり、前記ローラ本体の周面に摺擦する摺擦部材とを備え、前記ローラ本体の前記回転軸線方向の両端縁は、それぞれ前記基材に接触し、前記摺擦部材は、前記回転軸線方向において、その外側の端縁が前記ローラ本体の端縁よりも内側に配置されていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記筐体内に回転可能に設けられ、前記現像ローラに現像剤を供給するための供給ローラを備え、前記基材は、前記ローラ本体の前記回転軸線方向の端縁が接触する本体部と、前記本体部から前記回転軸線方向内側に向かって突出する突出部とを備え、前記突出部は、前記供給ローラの端面に当接していることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記摺擦部材は、前記ローラ本体の周方向において、その両端縁が前記基材の端縁よりも内側（前記基材の端縁上を含む。）に配置されていることを特徴としている。
請求項４に記載の発明は、画像形成装置において、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の現像装置を備えることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、筐体に形成された開口部に、現像ローラが回転可能に設けられている。現像ローラは、筐体内に収容された現像剤を周面に担持するローラ本体を備えている。ローラ本体の両端部に対向して、弾性体からなる基材上に繊維からなる摺擦部材を設けた構成のシール部材が配置されている。ローラ本体の両端縁は、基材に接触している。したがって、摺擦部材は、現像ローラの回転軸線方向（以下、この項において単に「回転軸線方向」という。）における全幅にわたってローラ本体の周面に接触し、屈曲変形しない。また、ローラ本体の回転軸線方向の端部は、その加工上の理由から、端縁に近づくほど径が大きくなる、いわゆる逆クラウン形状をなすので、ローラ本体の両端縁が基材に接触することにより、基材は、摺擦部材と接触する部分よりもローラ本体と接触する部分が大きく圧縮され（ローラ本体の両端縁が食い込み）、ローラ本体と接触する部分において回転軸線方向外側へ向かう力を受ける。よって、シール部材が現像ローラから受ける押圧力には、回転軸線方向内側へ向かう力成分が含まれない。そのため、基材は、現像ローラから受ける押圧力によって、ローラ本体の径方向に圧縮されて変形し、回転軸線方向内側へ倒れるように歪んでは変形しない。その結果、ローラ本体（現像ローラ）の両端部からのトナー漏れを良好に防止することができる。

また、この発明によれば、回転軸線方向において、摺擦部材の外側端縁がローラ本体の端縁よりも内側に配置されている。そのため、ローラ本体の端縁を基材に確実に接触させることができる。
請求項２に記載の発明によれば、基材が本体部から回転軸線方向内側に向かって突出する突出部を備え、この突出部が供給ローラの端面に当接しているので、基材が回転軸線方向内側へ倒れるように歪んで変形するのを確実に防止することができる。

請求項３に記載の発明によれば、ローラ本体の周方向において、摺擦部材が基材からはみ出さないので、摺擦部材を基材上に配置した後、基材を筐体に取り付けることにより、シール部材の筐体への取り付けを達成することができる。そのため、シール部材の筐体への取り付けにかかる手間を軽減することができる。
請求項４に記載の発明によれば、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の現像装置を備えているので、請求項１ないし３に関連して述べた効果と同様の効果を奏することができる。

１．カラーレーザプリンタの全体構成
図１は、本発明の画像形成装置の一例としてのカラーレーザプリンタの一実施形態を示す側断面図である。
カラーレーザプリンタ１は、本体ケーシング２内に、用紙３を給紙するための給紙部４と、給紙された用紙３に画像を形成するための画像形成部５と、画像が形成された用紙３を排紙するための排紙部６とを備えている。

なお、以下の説明において、図１における右側を前側（正面側）とし、図１における左側を後側（背面側）とする。また、このカラーレーザプリンタ１を前側から見たときを左右の基準とする。後述するドラムユニット２５および現像カートリッジ２７に関しては、本体ケーシング２に対する装着状態での方向を基準として説明する。
（１）給紙部
給紙部４は、給紙トレイ１０、給紙ローラ１１、分離ローラ１２、分離パッド１３、ピンチローラ１４、紙粉取りローラ１５および１対のレジストローラ１６を備えている。

給紙ローラ１１の回転により、給紙トレイ１０から給紙パス１７に、用紙３が送り出される。その送り出された用紙３は、給紙パス１７に沿って、分離ローラ１２と分離パッド１３との間、ピンチローラ１４と紙粉取りローラ１５との間を順に通過し、レジストローラ１６へ搬送される。レジストローラ１６は、用紙３を、レジスト後に、後述する搬送ベルト５８上に向けて送り出す。
（２）画像形成部
画像形成部５は、スキャナ部２０、プロセス部２１、転写部２２および定着部２３を備えている。
（２−１）スキャナ部
スキャナ部２０は、本体ケーシング２の上部に配置されている。このスキャナ部２０は、レーザ、ミラーおよびレンズなどの光学部材を備えており、後述する４つの感光ドラム２９に向けて４本のレーザビームを出射する。各レーザビームは、図１に破線で示すように、感光ドラム２９の表面に照射される。
（２−２）プロセス部
プロセス部２１は、スキャナ部２０の下方であって、給紙部４の上方に配置されている。プロセス部２１は、ドラムユニット２５と、ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの各色に対応する４つの現像装置の一例としての現像カートリッジ２７とを備えている。

ドラムユニット２５には、各色に対応する４つの感光ドラム２９が前後方向に間隔を空けて並列に配置されている。また、各感光ドラム２９に対応づけて、スコロトロン型帯電器３０と、クリーニングブラシ３１とが設けられている。
現像カートリッジ２７は、筐体３６内に、アジテータ３７、供給ローラ３８、現像ローラ３９および層厚規制ブレード４０を備えている。

筐体３６は、下端部に開口部４１を有するボックス状に形成されている。筐体３６内には、トナー収容室４３と現像室４４とが上下に形成されている。トナー収容室４３と現像室４４とは、連通口４５により連通されている。
トナー収容室４３には、各現像カートリッジ２７に対応する色の現像剤としてのトナーが収容されている。各色のトナーとしては、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各着色剤が各色に対応して配合される、正帯電性の非磁性１成分の重合トナーが用いられている。

アジテータ３７は、トナー収容室４３内に設けられている。
供給ローラ３８は、現像室４４内において、連通口４５の下方に設けられている。
現像ローラ３９は、現像室４４内において、供給ローラ３８に対して斜め後側下方に設けられている。この現像ローラ３９は、金属製のローラ軸５１と、そのローラ軸５１を被覆する導電性のゴムからなるローラ本体５２とを備えている。ローラ本体５２の周面の一部は、現像室４４の開口部４１から下方に露出する。また、ローラ本体５２は、供給ローラ３８のスポンジローラ５０に対して圧接している。

層厚規制ブレード４０は、左右方向に延びる板状に形成され、その基端部が筐体３６に固定され、遊端部が現像ローラ３９のローラ本体５２に対して上方から圧接するように設けられている。
各現像カートリッジ２７では、トナー収容室４３に収容されている各色に対応するトナーが、アジテータ３７によって攪拌されながら連通口４５に移動し、連通口４５から現像室４４へ放出される。連通口４５から現像室４４へ放出されたトナーは、供給ローラ３８に供給される。供給ローラ３８に供給されたトナーは、供給ローラ３８の回転により、現像ローラ３９に供給される。このとき、トナーは、供給ローラ３８と現像バイアスが印加されている現像ローラ３９との間で正極性に摩擦帯電される。こうして現像ローラ３９に供給されたトナーは、現像ローラ３９の回転に伴って、層厚規制ブレード４０により厚さが規制され、一定厚さの薄層としてローラ本体５２の表面に担持される。

一方、各現像カートリッジ２７に対応する感光ドラム２９の表面が、感光ドラム２９の回転に伴って、スコロトロン型帯電器３０により一様に正帯電される。そして、その正帯電した感光ドラム２９の表面に、スキャナ部２０からのレーザビームが照射されることにより、用紙３に形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。
感光ドラム２９の回転により、感光ドラム２９の表面に形成されている静電潜像が現像ローラ３９と対向すると、現像ローラ３９の表面に担持されている正帯電トナーが、その静電潜像（つまり、一様に正帯電されている感光ドラム２９の表面のうち、レーザビームによって露光され電位が下がっている露光部分）に供給される。これにより、静電潜像が可視像化され、感光ドラム２９の表面には、各色に対応して、反転現像によるトナー像が担持される。
（２−３）転写部
転写部２２は、本体ケーシング２内において、給紙部４の上方であって、プロセス部２１の下方に配置されている。この転写部２２は、駆動ローラ５６、従動ローラ５７、搬送ベルト５８および転写ローラ５９を備えている。

駆動ローラ５６および従動ローラ５７は、前後方向に互いに間隔を隔てて対向配置されている。
搬送ベルト５８は、エンドレスベルトからなり、駆動ローラ５６と従動ローラ５７との間に巻回されている。
駆動ローラ５６、従動ローラ５７および搬送ベルト５８は、搬送ベルト５８の上側部分の表面が各感光ドラム２９と接触するように配置されている。駆動ローラ５６は、モータ（図示せず）からの駆動力により、感光ドラム２９と逆方向（図中反時計回り）に回転される。駆動ローラ５６が回転されると、搬送ベルト５８が駆動ローラ５６と同方向に周回走行し、従動ローラ５７が従動して回転する。

転写ローラ５９は、駆動ローラ５６および従動ローラ５７の間に巻回されている搬送ベルト５８内において、各感光ドラム２９と、搬送ベルト５８を挟んで対向するように、それぞれ設けられている。
給紙部４から搬送されてくる用紙３は、搬送ベルト５８上に供給され、搬送ベルト５８の周回走行により、各感光ドラム２９と搬送ベルト５８との間を順次通過するように搬送される。この搬送中に、転写ローラ５９に印加される転写バイアスによって、感光ドラム２９に担持されているトナー像が用紙３に転写される。これにより、各感光ドラム２９に担持されている各色のトナー像が順次に重ね合わせて転写され、用紙３にカラー像が形成される。
（２−４）定着部
定着部２３は、転写部２２の後方に配置されており、加熱ローラ６５と、その加熱ローラ６５を加圧する加圧ローラ６６とを備えている。

定着部２３において、用紙３に転写されたカラー像は、用紙３が加熱ローラ６５と加圧ローラ６６との間を通過する間に、加熱および加圧されることによって用紙３に熱定着される。
（３）排紙部
排紙部６は、排紙パス６７を備えている。この排紙パス６７上には、搬送ローラ６９、ピンチローラ７０および１対の排紙ローラ７１が配設されている。定着部２３から搬送される用紙３は、搬送ローラ６９およびピンチローラ７０により排紙パス６７に沿って搬送され、排紙ローラ７１によって、本体ケーシング２の上面に形成された排紙トレイ６８上に排紙される。
２．現像カートリッジの要部構成
図２は、現像ローラ３９および層厚規制ブレード４０が離脱された状態の現像カートリッジ２７を下方から見た図である。図３は、図２に示す現像カートリッジ２７の左側端部の拡大斜視図である。図４は、層厚規制ブレード４０が離脱された状態（現像ローラ３９が装着された状態）の現像カートリッジ２７を下方から見た図である。図５は、図４に示す現像ローラ３９の左側端部付近の拡大図（後述するサイドシール９１を切断して示す。）である。
（１）筐体
現像カートリッジ２７の筐体３６は、開口部４１を左右方向に挟む両側壁１０１を備えている。

各側壁１０１は、開口部４１において、現像ローラ３９を支持するための支持板部１０２と、後述するサイドシール９１が配置されるシール配置部１０３とを備えている。
支持板部１０２には、下方端縁から上方に向かって切り欠かれる軸支持溝１０４が形成されている。各軸支持溝１０４には、現像ローラ３９のローラ軸５１の各端部が受け入れられ、これによって、現像ローラ３９は、筐体３６の両側壁１０１に回転自在に支持される。

シール配置部１０３は、支持板部１０２に対して、開口部４１の長手方向内側に隣接して設けられている。シール配置部１０３は、図３に示すように、現像ローラ３９のローラ本体５２の端部に対向し、そのローラ本体５２の外周面に沿って湾曲状に延びる、ローラ対向面１０５を有している。
（２）サイドシール
ローラ対向面１０５には、ローラ本体５２の端部からのトナーの漏れを防止するためのシール部材の一例としてのサイドシール９１が配置されている。

サイドシール９１は、基材９２と、その基材９２上に積層される摺擦部材９３とを備えている。
基材９２は、ウレタンフォームなどの弾性体からなり、より具体的には、スポンジ材の中でも比較的剛性の高いウレタンフォームのスポンジ材（商品名：ポロン、ロジャースイノアック社製）からなる。基材９２は、現像ローラ３９が筐体３６に取り付けられた状態で、現像ローラ３９のローラ本体５２とローラ対向面１０５との間で圧縮されて、適当な弾性力を生じるような厚さに形成されている。また、基材９２は、略矩形状の本体部９４と、この本体部９４の側面中央部から現像ローラ３９の回転軸線方向（以下、この方向を単に「回転軸線方向」という。）における内側に向かって略矩形状に突出する突出部９５とを一体的に備えている。突出部９５は、図２に示すように、回転軸線方向の側面が供給ローラ３８の端面に当接している。

摺擦部材９３は、ポリエステル系の繊維であるフェルトからなる。摺擦部材９３は、図３に示すように、ローラ本体５２の周方向（以下、この方向を単に「周方向」という。）において、基材９２の本体部９４と同じ寸法に形成され、回転軸線方向において、本体部９４の幅よりも幅狭に形成されている。そして、摺擦部材９３は、その周方向の両端縁を本体部９４の周方向の両端縁に合わせ、回転軸線方向内側端縁を本体部９４の回転軸線方向内側端縁に沿わせて、本体部９４上に貼着されている。
３．効果
現像ローラ３９のローラ軸５１の両端部を両軸支持溝１０４に嵌め入れて、現像ローラ３９を筐体３６に取り付けると、現像ローラ３９のローラ本体５２の両端部によりサイドシール９１が押圧される。このとき、ローラ本体５２の周面の両端縁は、摺擦部材９３の回転軸線方向外側で露出する基材９２の表面に接触し、摺擦部材９３は、ローラ本体５２の周面に回転軸線方向における全幅にわたって接触する。したがって、ローラ本体５２によるサイドシール９１の押圧によって、摺擦部材９３が屈曲変形することがない。また、ローラ本体５２の回転軸線方向の端部は、その加工上の理由から、端縁に近づくほど径が大きくなる、いわゆる逆クラウン形状をなすので、ローラ本体５２の両端縁が基材９２に接触することにより、基材９２は、摺擦部材９３と接触する部分よりもローラ本体５２と接触する部分が大きく圧縮され（ローラ本体５２の両端縁が食い込み）、ローラ本体５２と接触する部分において回転軸線方向外側へ向かう力を受ける。よって、サイドシール９１がローラ本体５２から受ける押圧力は、回転軸線方向内側へ向かう力成分を含まない。そのため、図５に示すように、ローラ本体５２によるサイドシール９１の押圧によって、基材９２は、ローラ本体５２の径方向に圧縮されて変形し、回転軸線方向内側へ倒れるように歪んでは変形しない。その結果、ローラ本体５２の両端部からのトナー漏れを良好に防止することができる。

さらに、この現像カートリッジ２７では、基材９２の突出部９５が供給ローラ３８の端面に当接しているので、基材９２が回転軸線方向内側へ倒れるように歪んで変形するのを確実に防止することができる。
また、回転軸線方向において、摺擦部材９３の外側端縁がローラ本体５２の端縁よりも内側に配置されている。そのため、ローラ本体５２の端縁を基材９２に確実に接触させることができる。

また、周方向において、摺擦部材９３が基材９２からはみ出さないので、摺擦部材９３を基材９２上に配置した後、基材９２を筐体３６に取り付けることにより、サイドシール９１の筐体３６への取り付けを達成することができる。そのため、サイドシール９１の筐体３６への取り付けにかかる手間を軽減することができる。
４．他の実施形態
（１）摺擦部材
前述の実施形態では、摺擦部材９３は、ポリエステル系の繊維であるフェルトからなるとしたが、繊維を用いて形成されるとよく、たとえば、カシミヤ系の繊維を用いて形成されてもよい。

また、摺擦部材９３は、周方向において、基材９２の本体部９４と同じ寸法に形成されているとしたが、本体部９４よりも小さく形成されてもよい。この場合、摺擦部材９３は、周方向両端縁が本体部９４の周方向両端縁よりも周方向内側に配置されるように、本体部９４上に貼着されるとよい。
また、摺擦部材９３は、現像ローラ３９のローラ本体５２の周面の両端縁と接触しなければよく、たとえば、基材９２と同じ外形を有し、ローラ本体５２の周面の両端縁と対向する部分がくり抜かれた、平面視四角枠状に形成されていてもよい。
（２）画像形成装置
前述の実施形態では、画像形成装置として、直接転写型のカラーレーザプリンタを例示したが、画像形成装置は、これに限定されることなく、たとえば、各色の現像剤像を各像担持体から一旦中間転写体に転写し、その後、記録媒体に一括転写する中間転写型のカラーレーザプリンタであってもよい。また、カラーレーザプリンタに限らず、モノクロレーザプリンタであってもよい。

本発明の画像形成装置の一例としてのカラーレーザプリンタの一実施形態を示す側断面図である。 現像ローラおよび層厚規制ブレードが離脱された状態の現像カートリッジを下方から見た図である。 図２に示す現像カートリッジの左側端部の拡大斜視図である。 層厚規制ブレードが離脱された状態（現像ローラが装着された状態）の現像カートリッジを下方から見た図である。 図４に示す現像ローラの左側端部付近の拡大図である。

符号の説明

１ カラーレーザプリンタ
２７ 現像カートリッジ
３８ 供給ローラ
３９ 現像ローラ
４１ 開口部
５２ ローラ本体
９１ サイドシール
９２ 基材
９３ 摺擦部材
９４ 本体部
９５ 突出部

Claims (4)

1. 現像剤を収容する筐体と、
   現像剤を周面に担持するローラ本体を有し、前記筐体に形成された開口部に回転可能に設けられる現像ローラと、
   前記ローラ本体の回転軸線方向の両端部に対向配置され、前記ローラ本体に押圧状態で接触し、前記開口部からの現像剤の漏れを防止するためのシール部材とを備え、
   前記シール部材は、弾性体からなる基材と、前記基材上に設けられ、繊維からなり、前記ローラ本体の周面に摺擦する摺擦部材とを備え、
   前記ローラ本体の前記回転軸線方向の両端縁は、それぞれ前記基材に接触し、
   前記摺擦部材は、前記回転軸線方向において、その外側の端縁が前記ローラ本体の端縁よりも内側に配置されていることを特徴とする、現像装置。
2. 前記筐体内に回転可能に設けられ、前記現像ローラに現像剤を供給するための供給ローラを備え、
   前記基材は、前記ローラ本体の前記回転軸線方向の端縁が接触する本体部と、前記本体部から前記回転軸線方向内側に向かって突出する突出部とを備え、
   前記突出部は、前記供給ローラの端面に当接していることを特徴とする、請求項１に記載の現像装置。
3. 前記摺擦部材は、前記ローラ本体の周方向において、その両端縁が前記基材の端縁よりも内側に配置されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の現像装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか一項に記載の現像装置を備えることを特徴とする、画像形成装置。

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