JP2019105698A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低価格化及び小型化を図れる現像装置を備える画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、静電潜像が形成されて回転する像担持体１７と、前記静電潜像を現像剤像に現像する現像装置２１と、前記現像剤像を前記像担持体から用紙へ転写する転写装置と、を備える。前記現像装置２１は、表面に現像剤を担持して回転する現像ローラー３７と、前記現像ローラー３７に所定の間隔を開けて対向して、担持された現像剤の層厚を規制する規制部材７１と、前記像担持体１７と前記転写装置とが対向して前記現像剤像が前記像担持体から用紙へ転写される転写領域へ用紙を案内するガイド部材７３と、を有している。前記規制部材７１と前記ガイド部材７３とは一体に設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、像担持体に形成された静電潜像を現像剤で現像する現像装置を備える画像形成装置に関する。

プリンターや複合機等の電子写真方式の画像形成装置には、静電潜像が形成される像担持体と、静電潜像を現像剤像に現像する現像装置と、現像剤像を用紙に転写する転写装置と、が備えられている。画像形成装置の構造によっては、用紙が、現像装置の下側を通って、像担持体と転写装置とが対向する転写領域に搬送される場合がある。特許文献１や特許文献２には、転写領域に用紙を円滑に搬送するために、現像装置に搬送ガイドが設けられた画像形成装置が記載されている。

一方で、現像装置には、表面に現像剤を担持して回転する現像ローラーと、現像ローラーに担持された現像剤の層厚を規制する規制部材と、が備えられている。特許文献３に示されるように、像担持体と現像ローラーとが対向して静電潜像が現像剤像に現像される現像領域において像担持体の回転方向と現像ローラーの回転方向とが逆であるカウンター現像方式においても、現像ローラーの回転方向において現像領域よりも上流側に、現像剤の層厚を規制する規制ブレード（規制部材）が備えられている。

特開２０１４−４８３１４号公報 特開２０１５−９９２２４号公報 特開２０１６−４１６０号公報

近年の画像形成装置の低価格化や小型化に伴い、現像装置においても低価格化や小型化が進んでいる。前述の様に、現像装置に搬送ガイドや規制部材を設けると、現像装置が大型化するという問題がある。

本発明は上記事情を考慮し、低価格化及び小型化を図れる現像装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、静電潜像が形成されて回転する像担持体と、前記静電潜像を現像剤像に現像する現像装置と、前記現像剤像を前記像担持体から用紙へ転写する転写装置と、を備える画像形成装置であって、前記現像装置は、表面に現像剤を担持して回転する現像ローラーと、前記現像ローラーに所定の間隔を開けて対向して、担持された現像剤の層厚を規制する規制部材と、前記像担持体と前記転写装置とが対向して前記現像剤像が前記像担持体から用紙へ転写される転写領域へ用紙を案内するガイド部材と、を有し、前記規制部材と前記ガイド部材とは一体に設けられていることを特徴とする。

本発明の画像形成装置において、前記像担持体と前記現像装置とが対向して前記静電潜像が前記現像剤像に現像される現像領域において、前記像担持体の回転方向と前記現像ローラーの回転方向とが逆であることを特徴としても良い。

本発明の画像形成装置において、前記規制部材には、前記現像ローラーへのバイアス電圧と同極性のバイアス電圧が印加されることを特徴としても良い。

本発明の画像形成装置において、前記規制部材は、用紙の幅方向に沿って補助部材によって補強されていることを特徴としても良い。

本発明の画像形成装置において、前記現像ローラー側の前記規制部材の先端部は、前記現像ローラーの回転方向の下流側に折り曲げられていることを特徴としても良い。

本発明の画像形成装置において、前記現像装置は、前記現像ローラーが収容される現像ハウジングを有し、前記ガイド部材は、前記現像ハウジングの下面に支持されていることを特徴としても良い。

本発明によれば、現像剤層の層厚を規制する規制部材と用紙を転写領域へ案内するガイド部材とが一体化されているので、部品点数を少なくできると共に現像装置を小型化できる。

本発明の一実施形態に係るプリンターの内部構造を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態に係る現像装置を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る現像装置において、規制部材の第１の変形例を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る現像装置において、規制部材の第２の変形例を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る現像装置において、規制部材の第３の変形例を示す断面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の画像形成装置について説明する。

まず、図１を用いて、画像形成装置としてのプリンターの全体の構成について説明する。図１はプリンターの内部構成を模式的に示す正面図である。以下の説明において、図１の紙面左側をプリンターの前側とする。各図のＦｒ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｌｏは、それぞれプリンターの前側、後側、左側、右側、上側、下側を示す。

プリンター１の装置本体２には、用紙Ｓが収容される給紙カセット３と、給紙カセット３から用紙Ｓを送り出す給紙装置５と、用紙Ｓにトナー像を形成する画像形成部７と、トナー像を用紙Ｓに定着する定着装置９と、用紙Ｓを排紙する排紙装置１１と、排紙された用紙Ｓが受け止められる排紙トレイ１３と、が備えられている。

給紙カセット３は、装置本体２の下部に収容されて、前後方向に沿って着脱される。給紙装置５は、給紙カセット３の前端部の上方に配置されている。画像形成部７は、給紙装置５の後方で、給紙カセット３の上方に配置されている。定着装置９は、画像形成部７の後方に配置されている。排紙装置１１は、定着装置８の上方に配置されている。排紙トレイ１３は、装置本体２の上面に形成されている。

画像形成部７は、像担持体としての感光体ドラム１７と、帯電装置１９と、現像装置２１と、転写装置としての転写ローラー２３と、クリーニング装置２５と、露光装置２７と、トナーコンテナ２９と、を有している。感光体ドラム１７は、図１の時計回り方向に回転する。帯電装置１９、現像装置２１、転写ローラー２３及びクリーニング装置２５は、感光体ドラム１７の周囲に、感光体ドラム１７の回転方向に沿って順に配置されている。詳細には、帯電装置１９は感光体ドラム１７の上方に配置され、現像装置２１は感光体ドラム１７の前方に配置され、転写ローラー２３は感光体ドラム１７の下方に配置され、クリーニング装置２５は感光体ドラム１７の後方に配置されている。

装置本体２には、給紙装置５から、画像形成部７と定着装置９とを通って排紙装置１１に向かう用紙Ｓの搬送経路Ｐが形成されている。搬送経路Ｐは、給紙装置５から上向き後方に折り返され、画像形成部７を通って後方に延びて定着装置９を通った後、排紙装置１１に向かって上向きに湾曲している。画像形成部７においては、搬送経路Ｐは現像装置２１の下方を通って、感光体ドラム１７と転写ローラー２３とが対向する転写領域Ｎ１へほぼ水平に向かっている。

次に、画像形成動作について説明する。画像形成部７において、感光体ドラム１７が帯電装置１９によって帯電された後、画像データに基づいて露光装置２７によって感光体ドラム１７が露光される。これにより、感光体ドラム１７の表面に静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置２１によって現像されて、感光体ドラム１７の表面にトナー像が担持される。現像装置２１にはトナーコンテナ２９からトナーが補給される。

一方で、給紙カセット３に収容された用紙Ｓは給紙装置５によって搬送経路Ｐに送り出されて画像形成部７に搬送される。画像形成部７の転写領域Ｎ１において、感光体ドラム１７の表面に担持されたトナー像が転写ローラー２３によって用紙Ｓに転写される。トナー像が転写された用紙Ｓは、搬送経路Ｐを搬送されて定着装置９で用紙Ｓにトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙Ｓは、排紙装置１１から排紙トレイ１３に排出される。

次に、現像装置２１について、図２を参照して説明する。図２は現像装置の断面図である。現像装置２１は、現像ハウジング３１と、現像ハウジング３１に収容される第１撹拌スクリュー３３と第２撹拌スクリュー３５と現像ローラー３７と、現像ハウジング３１に支持される規制兼ガイド部材３９と、を備えている。

現像ハウジング３１は、感光体ドラム１７の回転軸方向（プリンター１の左右方向）に長く、扁平な中空部を有する部材であり、キャリアとトナーとを含む二成分現像剤が収容される。現像ハウジング３１には、感光体ドラム１７の回転軸方向に沿った第１撹拌室４１及び第２撹拌室４３が、前後方向に並んで形成されている。第１撹拌室４１と第２撹拌室４３との間は、仕切り壁４５で仕切られている。仕切り壁４５には、感光体ドラム１７の回転軸方向の両端部にそれぞれ通過口（図示省略）が形成されている。

第１撹拌室４１は、感光体ドラム１７から遠い側に配置されている。第１撹拌室４１の上面には、トナーの補給口４７が形成されている。この補給口４７を介して、トナーコンテナ２９から第１撹拌室４１にトナーが補給されるようになっている。第１撹拌室４１の底壁４１ａは、感光体ドラム１７の回転軸の軸方向から見て下に凸の半円状に湾曲している。

第２撹拌室４３は感光体ドラム１７に近い側に配置されている。第２撹拌室４３は、第１撹拌室４１よりも前後方向の長さが長く形成されており、感光体ドラム１７の回転軸方向に沿った撹拌スクリュー収容室５１及び現像ローラー収容室５３が、前後方向に並んで形成されている。撹拌スクリュー収容室５１は、仕切り壁４５を介して第１撹拌室４１に隣接している。現像ローラー収容室５３は、感光体ドラム１７側に配置されている。

撹拌スクリュー収容室５１の底壁５１ａは、感光体ドラム１７の回転軸の軸方向から見て下に凸の半円状に湾曲している。

現像ローラー収容室５３には、感光体ドラム１７に対向して斜め下後方に開口する開口部５５が形成されている。現像ローラー収容室５３の底壁５３ａは、感光体ドラム１７の回転軸の軸方向から見て下に凸の１／４円弧状に湾曲している。底壁５３ａの先端、すなわち、開口部５５の下端には、底壁５３ａから下方に屈曲する下縁部５７が形成されている。

第１撹拌スクリュー３３は第１撹拌室４１に収容されて、図２の反時計回り方向に回転する。第２撹拌スクリュー３５は、第２撹拌室４３の撹拌スクリュー収容室５１に収容されて、第１撹拌スクリュー３３とは反対の、図２の時計回り方向に回転する。第１撹拌スクリュー３３及び第２撹拌スクリュー３５が回転することで、現像剤が、第１撹拌室４１と第２撹拌室４３との間を、仕切り壁４５の通過口を通って搬送されながら撹拌されて、トナーが帯電する。各室に収容されているトナーの量が低下すると、トナーコンテナ２９から補給口４７を介してトナーが補給される。

現像ローラー３７は、円筒状のスリーブ６１と、スリーブ６１の内部に収容される円柱状のマグネットローラー６３と、を有している。スリーブ６１は、非磁性の材料で形成されている。マグネットローラー６３は、周方向に沿って複数の磁極を有し、各磁極の磁力によって、スリーブ６１の表面に現像剤が保持されるようになっている。

現像ローラー３７は、第２撹拌室４３の現像ローラー収容室５３に収容されて、開口部５５から一部が露出している。スリーブ６１は駆動源（図示省略）と接続して、図２の時計回り方向に回転する。すなわち、現像ローラー３７と感光体ドラムと１７が対向する現像領域Ｎ２において、感光体ドラム１７と現像ローラー３７とは反対方向に回転する。また、スリーブ６１には、直流電圧、又は直流電圧に交流電圧を重畳したバイアス電位が印加される。マグネットローラー６３は、スリーブ６１の内部に収容されて、各磁極が所定の位置に配置されるように現像ハウジング３１に固定されている。

規制兼ガイド部材３９は、感光体ドラム１７の回転軸方向に長い板状の部材である。規制兼ガイド部材３９は、規制部７１とガイド部７３とを有している。規制部７１は、現像ローラー３７に保持された現像剤の層厚を規制する規制部材であり、感光体ドラム１７の回転軸方向に長い長方形状を有している。ガイド部７３は、搬送経路Ｐに沿って搬送された用紙Ｓを転写領域Ｎ１に案内するガイド部材であり、規制部７１の下縁から前方に略直角に屈曲している。ガイド部７３は、規制部７１の下縁の側から順に、前方に略水平に延びる下水平部７３ａと、下水平部７３ａから前方斜め上方向に傾斜した傾斜部７３ｂと、傾斜部７３ｂから前方に屈曲して略水平に延びる上水平部７３ｃと、を有している。下水平部７３ａは転写領域Ｎ１に向かうように延びている。

規制兼ガイド部材３９は、例えば、厚さが０．１〜０．５ｍｍの板金材料で形成されている。厚さが０．１ｍｍ未満の場合は十分な強度が確保できない場合があり、０．５ｍｍを超えるとコストがアップする。規制兼ガイド部材３９は磁性材料で形成されることが好ましい。

規制部７１は、現像ハウジング３１の下縁部５７の外面（後側の面）に、感光体ドラム１７の回転軸方向に所定の間隔を開けてビスＢで固定されている。つまり、規制部７１は、現像ローラー３７の回転方向において現像領域Ｎ２の上流側に配置される。規制部７１の先端は、現像ローラー収容室５３の下縁部５７よりも現像ローラー収容室５３内にやや突き出ている。規制部７１の先端と現像ローラー３７との間には、感光体ドラム１７の回転軸方向に沿って一定の隙間Ｇが空いている。ガイド部７３は、現像ハウジング３１の底壁５３ａ、５１ａ、４１ａの下方を延びて、上水平部７３ｃが第１撹拌室４１と第２撹拌室４３の間で、底壁４１ａと底壁５１ａの間にビスＢで固定されている。規制部材７１には、スリーブ６１に印加されるバイアス電位と同等のバイアス電位が印加される。

上記構成を有する現像装置２１の現像動作について説明する。現像ハウジング３１の第１撹拌室４１及び第２撹拌室４３に収容された現像剤は、第１撹拌スクリュー３３及び第２撹拌スクリュー３５によって、第１撹拌室４１と第２撹拌室４３との間を搬送されながら撹拌されてトナーが帯電する。帯電したトナーを含む現像剤は、マグネットローラー６３の各磁極によってスリーブ６１上に保持されてスリーブ６１の回転によって搬送される。保持された現像剤の層厚は、規制兼ガイド部材３９の規制部７１の先端と現像ローラー３７との間の隙間Ｇを通る際に、一定の厚さに規制される。

このように層厚が規制された現像剤層は、スリーブ６１の回転によって現像領域Ｎ２に搬送される。現像領域Ｎ２では、スリーブ６１と感光体ドラム１７との電位差によってトナーが静電潜像に供給されて、静電潜像がトナー像に現像される。

一方で、画像形成部７に搬送された用紙Ｓは、現像装置２１の下方の搬送経路Ｐを搬送される際に、規制兼ガイド部材３９のガイド部７３に沿って転写領域Ｎ１に案内される。転写領域Ｎ１において、感光体ドラム１７の表面に形成されたトナー像が用紙Ｓに転写される。

なお、現像ローラー３７に保持されたトナーのうち、静電潜像に供給されなかったトナーは、第２撹拌室４３に戻され、第２撹拌スクリュー３５によって現像ローラー３７から離れる方向に搬送されて、再度キャリアと混合される。

上記説明したように、本発明によれば、規制兼ガイド部材３９には、現像剤層の層厚を規制する規制部７１と用紙Ｓを転写領域Ｎ１へ案内するガイド部７３とが一体化されているので、部品点数を少なくできると共に現像ハウジング３１を小型化できる。また、現像領域Ｎ２において、現像ローラー３７が感光体ドラム１７の回転方向とは逆方向に回転するカウンター現像方式に本発明を適用することで、上記の効果を有効に発揮できる。また、搬送方向に沿って現像装置２１と転写領域Ｎ１とが横方向に並んでおり、現像ローラー３７の回転方向における現像領域Ｎ２の上流側で規制部７１によって現像剤層の層厚を規制するので、現像ハウジング３１の下面にガイド部７３を支持すれば、転写領域Ｎ１に用紙Ｓを安定して搬送できる。

さらに、規制兼ガイド部材３９にはバイアス電位が印加されているので、搬送経路Ｐに沿って搬送される用紙Ｓがガイド部７３に接触すると、用紙Ｓの静電気が除去される。したがって、搬送ガイドがフロートの場合に比べて、用紙Ｓを安定に搬送することができる。また、規制兼ガイド部材３９を磁性材料で形成した場合は、マグネットローラー６３から発生する磁力線を規制部７１に集中させることができるので、現像ローラー３７に保持された現像剤の層厚を規制する力を高くできる。

次に、図３を参照して、規制兼ガイド部材３９の第１の変形例について説明する。図３は、現像装置の断面図である。

この例においては、規制兼ガイド部材３９の規制部７１に、補助板金８１が共締めされている。補助板金８１は、例えば、規制兼ガイド部材３９と同じ材料で形成される。補助板金８１は、規制部７１の外面（後側の面）に、感光体ドラム１７の回転軸方向に所定の間隔を開けてビスＢで締結されている。

このように補助板金８１を設けることで、コストを大幅にアップさせることなく規制部７１の強度を高めて撓みを低減できる。したがって、隙間Ｇの精度を高めることができると共に規制兼ガイド部材３９の耐久性を向上できる。

次に、図４及び図５を参照して、規制兼ガイド部材３９の第２の変形例及び第３の変形例について説明する。図４及び図５は、現像装置の断面図である。

図４に示される例では、規制部７１が下縁部５７の高さよりも高く形成されて、下縁部５７から突き出た先端部７１ａが下方に湾曲するように折り曲げられている。また、図５に示される例では、下縁部５７から突き出た先端部７１ａが後方に略直角に屈曲している。

これらのように規制部７１の先端部７１ａを折り曲げることで、規制部７１の強度を高めて撓みを低減できる。したがって、隙間Ｇの精度を高めることができると共に規制兼ガイド部材３９の耐久性を向上できる。

また、本実施形態では二成分現像方式の現像装置について説明したが、本発明は一成分現像方式の現像装置にも適用可能である。

さらに、上記した本発明の実施形態の説明は、本発明に係る画像形成装置における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記した本発明の実施の形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施の形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

１ プリンター（画像形成装置）
１７ 感光体ドラム（像担持体）
２１ 現像装置
２３ 転写ローラー（転写装置）
３１ 現像ハウジング
３７ 現像ローラー
３９ 規制兼ガイド部材
７１ 規制部（規制部材）
７１ａ 先端部
７３ ガイド部（ガイド部材）
８１ 補助部材

Claims (6)

1. 静電潜像が形成されて回転する像担持体と、前記静電潜像を現像剤像に現像する現像装置と、前記現像剤像を前記像担持体から用紙へ転写する転写装置と、を備える画像形成装置であって、
   前記現像装置は、
   表面に現像剤を担持して回転する現像ローラーと、
   前記現像ローラーに所定の間隔を開けて対向して、担持された現像剤の層厚を規制する規制部材と、
   前記像担持体と前記転写装置とが対向して前記現像剤像が前記像担持体から用紙へ転写される転写領域へ用紙を案内するガイド部材と、を有し、
   前記規制部材と前記ガイド部材とは一体に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記像担持体と前記現像装置とが対向して前記静電潜像が前記現像剤像に現像される現像領域において、前記像担持体の回転方向と前記現像ローラーの回転方向とが逆であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記規制部材には、前記現像ローラーへのバイアス電圧と同極性のバイアス電圧が印加されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記規制部材は、用紙の幅方向に沿って補助部材によって補強されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記現像ローラー側の前記規制部材の先端部は、前記現像ローラーの回転方向の下流側に折り曲げられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記現像装置は、
   前記現像ローラーが収容される現像ハウジングを有し、
   前記ガイド部材は、前記現像ハウジングの下面に支持されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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