JP2009288475A - Development apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、トナーを貯留するハウジングに回転自在に軸着されたトナー担持ローラおよびその表面に当接してトナーを規制する規制手段とを備える現像装置および画像形成装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE
この種の現像装置および画像形成装置では、略円筒または略円柱形状に形成されたトナー担持ローラの周面にブレード状の規制手段を当接させることで、所定量のトナーをその周面に担持させる。そして、トナー担持ローラの回転によりハウジング内に貯留されたトナーを外部へ搬送する。こうしてトナーを担持するトナー担持ローラを静電潜像を担持する像担持体に対向配置することで、該静電潜像をトナーにより現像してトナー画像を得る。この場合、一般的にはトナー担持ローラ周面のうち端部付近にはトナーを担持させず、この部分に端部シール手段を当接させることにより、ハウジングからのトナーの漏れ出しを防止している。 In this type of developing device and image forming apparatus, a predetermined amount of toner is carried on the circumferential surface of the toner carrying roller formed in a substantially cylindrical or substantially columnar shape by contacting a blade-like regulating means. Let Then, the toner stored in the housing is conveyed to the outside by the rotation of the toner carrying roller. In this way, the toner carrying roller carrying the toner is disposed opposite to the image carrier carrying the electrostatic latent image, whereby the electrostatic latent image is developed with toner to obtain a toner image. In this case, generally, toner is not carried near the end portion of the peripheral surface of the toner carrying roller, and the end seal means is brought into contact with this portion to prevent leakage of the toner from the housing. Yes.
例えば、特許文献１に記載の現像装置では、端部シール部材の一部を内側に向けて突出させ、この突出部とスリーブ（トナー担持ローラ）とでブレード（規制手段）の中ほどを挟み込むことにより、スリーブ端部付近からのトナーの漏れを防止するようにしている。
For example, in the developing device described in
しかしながら、実際の装置においては、ハウジングに対し回転自在にトナー担持ローラを取り付けることから、その構造上、トナー担持ローラが回転軸方向にある程度動く余地（遊び）を持っている。このようにトナー担持ローラが軸方向に動いてしまうと、これに摺接する端部シール手段も一緒に軸方向にずれ、規制手段との隙間が広がってその隙間からトナーが漏れ出すことがある。 However, in the actual apparatus, the toner carrying roller is rotatably attached to the housing, so that the toner carrying roller has a room (play) to move to some extent in the rotation axis direction due to its structure. When the toner carrying roller moves in the axial direction in this manner, the end seal means that slides on the roller also shifts in the axial direction, and a gap between the regulating means and the toner may leak from the gap.
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、トナーを貯留するハウジングに回転自在に軸着されたトナー担持ローラおよびその表面に当接してトナーを規制する規制手段とを備える現像装置および画像形成装置において、トナー担持ローラの端部付近からのトナーの漏れ出しを確実に防止することのできる技術を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and includes a developing device and an image forming apparatus including a toner carrying roller that is rotatably mounted on a housing for storing toner, and a regulating unit that abuts on the surface and regulates the toner. An object of the present invention is to provide a technique capable of reliably preventing the leakage of toner from the vicinity of the end portion of the toner carrying roller.
この発明にかかる現像装置は、上記目的を達成するため、内部にトナーを貯留するとともに、該トナーを外部に送出するための開口部を有するハウジングと、略円筒または略円柱形状に形成され、前記ハウジングの前記開口部に所定の回転軸中心に回転自在に軸着されて、その周面のうち前記回転軸方向における両端部を除いた中央部のトナー担持領域にトナーを担持するトナー担持ローラと、前記回転軸方向に延設され、該回転軸方向に直交する方向における一方端が前記ハウジングに固定されるとともに、他方端が前記トナー担持ローラ表面に当接して前記トナー担持ローラ表面に担持されるトナー量を規制する規制手段と、柔軟性を有し、前記トナー担持ローラ周面のうち前記回転軸方向における端部のトナーを担持しない非担持領域と前記ハウジング壁面との間に挟み込まれて、回転する前記トナー担持ローラの周面に摺接しながら前記ハウジングからのトナーの漏れ出しを防止する端部シール手段とを備え、前記端部シール手段のうち前記トナー担持ローラの前記トナー担持領域に臨む側部には、前記回転軸方向における前記規制手段の端部に設けられた嵌合部の形状に対応した切り欠き部が設けられるとともに、前記規制手段の前記嵌合部が前記切り欠き部に嵌合しており、しかも、前記規制手段の前記嵌合部は、前記回転軸に沿って前記トナー担持領域から離れる方向に向かって、前記回転軸に直交する断面の面積が増大する拡大部を有することを特徴としている。 In order to achieve the above object, the developing device according to the present invention is formed in a substantially cylindrical or substantially cylindrical shape, and a housing having an opening for storing the toner therein and delivering the toner to the outside. A toner-carrying roller that is rotatably attached to a center of a predetermined rotation axis in the opening of the housing and carries toner in a central toner-carrying region excluding both ends in the rotation axis direction of the peripheral surface thereof; And one end in a direction orthogonal to the rotation axis direction is fixed to the housing, and the other end abuts on the surface of the toner carrying roller and is carried on the surface of the toner carrying roller. And a non-carrying region that has flexibility and does not carry toner at the end in the rotation axis direction of the peripheral surface of the toner carrying roller. An end seal means sandwiched between the housing wall surface and preventing the leakage of toner from the housing while being in sliding contact with the peripheral surface of the rotating toner carrying roller, of the end seal means The side of the toner carrying roller that faces the toner carrying area is provided with a notch corresponding to the shape of the fitting portion provided at the end of the regulating means in the rotation axis direction, and the regulating means The fitting portion is fitted into the notch portion, and the fitting portion of the restricting means is attached to the rotating shaft in a direction away from the toner carrying region along the rotating shaft. It has the enlarged part which the area of the cross section orthogonal to increases.
また、この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、静電潜像を担持する像担持体と、内部にトナーを貯留するとともに、該トナーを外部に送出するための開口部を有するハウジングと、略円筒または略円柱形状に形成され、前記ハウジングの前記開口部に所定の回転軸中心に回転自在に軸着されて、その周面のうち前記回転軸方向における両端部を除いた中央部のトナー担持領域にトナーを担持して前記像担持体との対向位置に搬送するトナー担持ローラと、前記回転軸方向に延設され、該回転軸方向に直交する方向における一方端が前記ハウジングに固定されるとともに、他方端が前記トナー担持ローラ表面に当接して前記トナー担持ローラ表面に担持されるトナー量を規制する規制手段と、柔軟性を有し、前記トナー担持ローラ周面のうち前記回転軸方向における端部のトナーを担持しない非担持領域と前記ハウジング壁面との間に挟み込まれて、回転する前記トナー担持ローラの周面に摺接しながら前記ハウジングからのトナーの漏れ出しを防止する端部シール手段とを備え、前記端部シール手段のうち前記トナー担持ローラの前記トナー担持領域に臨む側部には、前記回転軸方向における前記規制手段の端部に設けられた嵌合部の形状に対応した切り欠き部が設けられるとともに、前記規制手段の前記嵌合部が前記切り欠き部に嵌合しており、しかも、前記規制手段の前記嵌合部は、前記回転軸に沿って前記トナー担持領域から離れる方向に向かって、前記回転軸に直交する断面の面積が増大する拡大部を有することを特徴としている。 In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention includes an image carrier that carries an electrostatic latent image, an opening that stores toner inside and sends the toner to the outside. A housing having a substantially cylindrical shape or a substantially columnar shape, which is rotatably attached to the opening of the housing about a predetermined rotation axis, and excluding both ends of the peripheral surface in the rotation axis direction. A toner carrying roller that carries toner in a central toner carrying region and conveys the toner to a position facing the image carrier; and one end in a direction perpendicular to the rotation axis direction that extends in the direction of the rotation axis. A regulating means for regulating the amount of toner carried on the surface of the toner carrying roller by being fixed to the housing and having the other end in contact with the surface of the toner carrying roller; The toner from the housing is slidably in contact with the peripheral surface of the rotating toner-carrying roller that is sandwiched between the non-carrying region that does not carry the toner at the end in the rotation axis direction of the roller peripheral surface and the wall surface of the housing End seal means for preventing leakage of the toner, and a side portion of the end seal means facing the toner carrying area of the toner carrying roller is provided at an end of the regulating means in the rotation axis direction. A cutout portion corresponding to the shape of the fitted portion is provided, and the fitting portion of the regulating means is fitted to the cutout portion, and the fitting portion of the regulating means is It has an enlarged portion in which the area of the cross section perpendicular to the rotation axis increases in the direction away from the toner carrying region along the rotation axis.
このように構成された発明では、トナー担持ローラの端部付近において、規制手段の端部と端部シール手段とが互いに嵌合しているため、単にこれらが当接している場合とは異なり、規制手段と端部シール手段とがトナー担持ローラ回転軸方向（以下、単に「軸方向」という）に相対的に移動したとしても両者の間に隙間ができない。さらにこの発明では、規制手段の嵌合部が、トナー担持領域から離れる方向に向かって、つまりトナー担持ローラ中央部から見て外側に向かって断面積が増大する拡大部を有している。一方、端部シール手段には、規制手段の嵌合部の形状に対応する切り欠き部が設けられている。そのため、規制手段の嵌合部が端部シール手段の軸方向への移動を規制する機能を有している。 In the invention thus configured, the end of the regulating means and the end seal means are fitted to each other in the vicinity of the end of the toner carrying roller. Even if the regulating means and the end seal means move relatively in the direction of the rotation axis of the toner carrying roller (hereinafter simply referred to as “axial direction”), there is no gap between them. Further, according to the present invention, the fitting portion of the regulating means has an enlarged portion whose cross-sectional area increases in the direction away from the toner carrying region, that is, toward the outside as viewed from the central portion of the toner carrying roller. On the other hand, the end seal means is provided with a notch corresponding to the shape of the fitting portion of the restricting means. Therefore, the fitting portion of the restricting means has a function of restricting the movement of the end seal means in the axial direction.
このような構成を採ることで、この発明では、トナー担持ローラが軸方向へ移動したとしてもこれに引きずられて端部シール手段も軸方向に動いてしまうことが防止され、トナー担持ローラの端部近傍からのトナーの漏れを確実に防止することができる。 By adopting such a configuration, in the present invention, even if the toner carrying roller moves in the axial direction, the end seal means is prevented from moving in the axial direction by being dragged by this, and the end of the toner carrying roller is prevented. It is possible to reliably prevent toner leakage from the vicinity of the portion.
この発明においては、前記規制手段の前記トナー担持ローラ回転方向上流側端面が、前記嵌合部において前記トナー担持ローラ回転方向上流側に向かってせり出していることがより好ましい。端部シール手段の軸方向の動きを抑制するためには、上記したように規制手段の嵌合部が外側に向かって断面積が拡大するように形成されれば足り、拡大の方向については任意である。しかしながら、トナーの漏れ出し防止効果をより高めるためには、規制手段の端面がトナー担持ローラ回転方向上流側に向かってせり出すような形状とすることが好ましい。その理由は以下の通りである。 In the present invention, it is more preferable that the upstream end surface of the regulating means on the upstream side in the rotation direction of the toner carrying roller protrudes toward the upstream side in the rotation direction of the toner carrying roller at the fitting portion. In order to suppress the axial movement of the end seal means, it is sufficient that the fitting portion of the restriction means is formed so that the cross-sectional area increases toward the outside as described above, and the direction of expansion is arbitrary. It is. However, in order to further enhance the effect of preventing the leakage of toner, it is preferable that the end surface of the regulating means has a shape protruding toward the upstream side in the rotation direction of the toner carrying roller. The reason is as follows.
軸方向へのトナー担持ローラの移動はトナーを軸方向に移動させ、結果的に本来トナーを担持させないトナー担持ローラ端部の非担持領域にまでトナーを送り込む原因となる。特にトナー担持ローラ回転方向上流側における規制手段の端面には、トナー担持ローラ表面から掻き取られたトナーが堆積し、これが規制手段の端面に沿って外側へ送られるとやがてトナー担持ローラ端部から漏れ出してしまう。ここで、規制手段の端面をトナー担持ローラ回転方向上流側に向かってせり出すようにしておけば、そのせり出した部分が外側へのトナーの流れを食い止めるように作用し、さらに外側にトナーが流れ出すのを防止することができる。 The movement of the toner carrying roller in the axial direction causes the toner to move in the axial direction, and as a result, the toner is fed to the non-carrying region at the end of the toner carrying roller that does not originally carry the toner. In particular, toner scraped off from the surface of the toner carrying roller accumulates on the end surface of the regulating means on the upstream side in the rotation direction of the toner carrying roller, and when the toner is sent to the outside along the end face of the regulating means, the toner carrying roller ends. Leaks out. Here, if the end surface of the restricting means protrudes toward the upstream side in the rotation direction of the toner carrying roller, the protruding portion acts to stop the toner flow to the outside, and the toner flows further to the outside. Can be prevented.
また、前記規制手段は、前記回転軸方向に沿って延設され、該回転軸方向に直交する方向における一方端が前記ハウジングに固着されたバネ性を有する板状部材と、前記板状部材の他方端の前記トナー担持ローラ表面に向け取り付けられた前記回転軸方向に沿って延びる弾性部材とを備えるように構成されてもよい。トナー担持ローラ表面に担持されたトナーに対する適度の当接圧と耐久性とを両立させるためには、規制手段をこのようにバネ性を有する板状部材と弾性部材とを組み合わせた構成とすることが望ましい。 Further, the restricting means includes a plate-like member having a spring property that extends along the rotation axis direction and has one end fixed to the housing in a direction orthogonal to the rotation axis direction, and the plate-like member. And an elastic member extending along the direction of the rotation axis attached to the surface of the toner carrying roller at the other end. In order to achieve both an appropriate contact pressure with the toner carried on the surface of the toner carrying roller and durability, the regulating means is configured by combining a plate-like member having spring properties and an elastic member. Is desirable.
この発明は、前記トナー担持ローラ周面のうち前記トナー担持領域には、転造加工により規則的な凹凸を設けている装置において顕著な効果を奏し、さらに前記トナー担持ローラ周面の前記非担持領域のうち前記端部シール手段と当接する領域には前記凹凸を設けていない装置において特に優れた効果を奏する。非担持領域のうち端部シール手段と当接する部分に関しては、トナーの漏れを防止するためにトナー担持ローラの表面はできるだけ平滑であることが望ましい。しかしながら、転造加工によってトナー担持ローラ周面に凹凸を設ける場合、その加工上の特質から、凹凸を設けた部分と設けていない部分との境界を明確に作ることが困難であり、その境界付近に不均一な凹凸が生じる。そのため、トナー担持領域の外側でトナーの漏れ出しが起こりやすい。このような構成の装置に本発明を適用すれば、トナーの漏れ出しを効果的に防止することができる。 The present invention has a remarkable effect in an apparatus in which the toner carrying region of the toner carrying roller peripheral surface is provided with regular irregularities by rolling, and further, the non-carrying of the toner carrying roller peripheral surface is performed. In the area | region which contact | abuts with the said edge part sealing means among area | regions, there exists an especially outstanding effect in the apparatus which does not provide the said unevenness | corrugation. Regarding the portion of the non-carrying region that contacts the end seal means, it is desirable that the surface of the toner carrying roller be as smooth as possible in order to prevent toner leakage. However, when unevenness is provided on the peripheral surface of the toner-carrying roller by rolling, it is difficult to clearly define the boundary between the part with the unevenness and the part without the unevenness due to the processing characteristics. Causes uneven unevenness. For this reason, the toner easily leaks outside the toner carrying area. If the present invention is applied to an apparatus having such a configuration, the leakage of toner can be effectively prevented.
図１はこの発明を適用した画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この装置は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー（現像剤）を重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する画像形成装置である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号がメインコントローラ１１に与えられると、このメインコントローラ１１からの指令に応じてエンジンコントローラ１０に設けられたＣＰＵ１０１がエンジン部ＥＧ各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、シートＳに画像信号に対応する画像を形成する。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an image forming apparatus to which the present invention is applied. FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the image forming apparatus of FIG. This apparatus forms a full color image by superposing four color toners (developers) of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K), or only black (K) toner. The image forming apparatus forms a monochrome image using In this image forming apparatus, when an image signal is given to the main controller 11 from an external device such as a host computer, the CPU 101 provided in the
このエンジン部ＥＧでは、感光体２２が図１の矢印方向Ｄ1に回転自在に設けられている。また、この感光体２２の周りにその回転方向Ｄ1に沿って、帯電ユニット２３、ロータリー現像ユニット４およびクリーニング部２５がそれぞれ配置されている。帯電ユニット２３は所定の帯電バイアスを印加されており、感光体２２の外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。クリーニング部２５は一次転写後に感光体２２の表面に残留付着したトナーを除去し、内部に設けられた廃トナータンクに回収する。これらの感光体２２、帯電ユニット２３およびクリーニング部２５は一体的に感光体カートリッジ２を構成しており、この感光体カートリッジ２は一体として装置本体に対し着脱自在となっている。
In the engine unit EG, the
そして、この帯電ユニット２３によって帯電された感光体２２の外周面に向けて露光ユニット６から光ビームＬが照射される。この露光ユニット６は、外部装置から与えられた画像信号に応じて光ビームＬを感光体２２上に露光して画像信号に対応する静電潜像を形成する。
Then, the light beam L is irradiated from the
こうして形成された静電潜像は現像ユニット４によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では、現像ユニット４は、図１紙面に直交する回転軸中心に回転自在に設けられた支持フレーム４０、支持フレーム４０に対して着脱自在のカートリッジとして構成されてそれぞれの色のトナーを内蔵するイエロー用の現像器４Ｙ、シアン用の現像器４Ｃ、マゼンタ用の現像器４Ｍ、およびブラック用の現像器４Ｋを備えている。この現像ユニット４は、エンジンコントローラ１０により制御されている。そして、このエンジンコントローラ１０からの制御指令に基づいて、現像ユニット４が回転駆動されるとともにこれらの現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋが選択的に感光体２２と所定のギャップを隔てて対向する所定の現像位置に位置決めされると、当該現像器に設けられて選択された色のトナーを担持する現像ローラ４４が感光体２２に対し対向配置され、その対向位置において現像ローラ４４から感光体２２の表面にトナーを付与する。これによって、感光体２２上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。
The electrostatic latent image thus formed is developed with toner by the developing
図３は現像器の外観を示す図である。また、図４は現像器の構造および現像バイアス波形を示す図である。より詳しくは、図４（ａ）は現像器の構造を示す断面図である。また、図４（ｂ）は現像バイアス波形と感光体表面電位との関係を示す図である。各現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋはいずれも同一構造を有している。したがって、ここでは、現像器４Ｋの構成について図３および図４（ａ）を参照しながらさらに詳しく説明するが、その他の現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍについてもその構造および機能は同じである。
FIG. 3 is a view showing the appearance of the developing device. FIG. 4 shows the structure of the developing device and the developing bias waveform. More specifically, FIG. 4A is a cross-sectional view showing the structure of the developing device. FIG. 4B shows the relationship between the developing bias waveform and the photoreceptor surface potential. Each of the developing
この現像器４Ｋでは、その内部に非磁性一成分トナーＴを収容するハウジング４１に供給ローラ４３および現像ローラ４４が回転自在に軸着されており、当該現像器４Ｋが上記現像位置に位置決めされると、現像ローラ４４が感光体２と現像ギャップＤＧを隔てて対向位置決めされるとともに、これらのローラ４３、４４が本体側に設けられた回転駆動部（図示省略）と係合されて所定の方向に回転する。供給ローラ４３は例えば発泡ウレタンゴム、シリコンゴムなどの弾性材料により円筒状に形成されている。また、現像ローラ４４は、銅、アルミニウム、ステンレス等の金属または合金により円筒状に形成されている。そして、２つのローラ４３、４４が接触しながら回転することでトナーが現像ローラ４４の表面に擦り付けられて所定厚みのトナー層が現像ローラ４４表面に形成される。この実施形態では負帯電トナーを用いるが、正帯電トナーであってもよい。
In the developing
ハウジング４１の内部空間は隔壁４１ａによって第１室４１１および第２室４１２に仕切られている。供給ローラ４３および現像ローラ４４はともに第２室４１２に設けられており、これらのローラの回転に伴って第２室４１２内のトナーが流動し攪拌されながら現像ローラ４４の表面に供給される。一方、第１室４１１に貯留されているトナーは、供給ローラ４３および現像ローラ４４とは隔離されているので、これらの回転によっては流動しない。このトナーは、現像ユニット４が現像器を保持したまま回転することによって、第２室４１２に貯留されたトナーと混合され攪拌される。
The internal space of the housing 41 is partitioned into a first chamber 411 and a
このように、この現像器では、ハウジング内部を２室に仕切り、供給ローラ４３および現像ローラ４４の周囲をハウジング４１の側壁および隔壁４１ａで囲み比較的容積の小さい第２室４１２を設けることにより、トナー残量が少なくなった場合でも、トナーが効率よく現像ローラ４４の近傍に供給されるようにしている。また、第１室４１１から第２室４１２へのトナー供給およびトナー全体の攪拌を現像ユニット４の回転によって行うようにすることで、現像器内部にトナー攪拌のための攪拌部材（オーガ）を省いたオーガレス構造を実現している。
As described above, in this developing device, the interior of the housing is divided into two chambers, and the
第２室４１２の壁面の一部には外部に向かって開口する開口部４１３が設けられている。開口部４１３は図４（ａ）紙面に垂直な方向に細長く延びており、この開口部を塞ぐように現像ローラ４４が取り付けられている。
An opening 413 that opens toward the outside is provided in a part of the wall surface of the
また、この現像器４Ｋでは、現像ローラ４４の表面に形成されるトナー層の厚みを所定厚みに規制するための規制ブレード４６が配置されている。この規制ブレード４６は、ステンレスやリン青銅などのバネ弾性を有する板状部材４６１と、板状部材４６１の先端部に取り付けられたシリコンゴムやウレタンゴムなどの樹脂部材からなる弾性部材４６２とで構成されている。この板状部材４６１の後端部はハウジング４１に取り付けられた支持ブロック４８に固着されており、図４の矢印に示す現像ローラ４４の回転方向Ｄ4において、板状部材４６１の先端部に取り付けられた弾性部材４６２が板状部材４６１の後端部よりも上流側に位置するように配設されている。そして、その弾性部材４６２が現像ローラ４４表面に弾性的に当接することで規制ニップを形成し、現像ローラ４４の表面に形成されるトナー層を最終的に所定の厚みに規制する。なお、規制ブレード４６を支持する支持ブロック４８の詳細な構造については後に説明する。
In the developing
このようにして現像ローラ４４の表面に形成されたトナー層は、現像ローラ４４の回転によって順次、その表面に静電潜像が形成されている感光体２との対向位置に搬送される。そして、エンジンコントローラ１０に制御されるバイアス用電源１４０からの現像バイアスが現像ローラ４４に印加される。図４（ｂ）に示すように、感光体２２の表面電位Ｖｓは、帯電ユニット２３により均一に帯電された後露光ユニット６からの光ビームＬの照射を受けた露光部では残留電位Ｖｒ程度にまで低下し、光ビームＬが照射されなかった非露光部ではほぼ均一の電位Ｖoとなっている。一方、現像ローラ４４に与えられる現像バイアスＶｂは直流電位Ｖaveを重畳した矩形波交流電圧であり、そのピーク間電圧を符号Ｖppにより表す。このような現像バイアスＶｂが印加されることにより、現像ローラ４４上に担持されたトナーは現像ギャップＤＧにおいて飛翔して感光体２２の表面各部にその表面電位Ｖｓに応じて部分的に付着し、こうして感光体２２上の静電潜像が当該トナー色のトナー像として顕像化される。
The toner layer thus formed on the surface of the developing
現像バイアス電圧Ｖｂとしては、例えば、ピーク間電圧Ｖppが１５００Ｖ、周波数が３ｋＨｚ程度の矩形波電圧を用いることができる。また、その直流成分Ｖaveは、感光体２２の残留電位Ｖｒとの電位差がいわゆる現像コントラストとなり画像濃度に影響を与えるので、所定の画像濃度を得るために必要な値とすることができる。
As the developing bias voltage Vb, for example, a rectangular wave voltage having a peak-to-peak voltage Vpp of 1500 V and a frequency of about 3 kHz can be used. The DC component Vave can be set to a value necessary for obtaining a predetermined image density because the potential difference from the residual potential Vr of the
さらに、ハウジング４１には、現像ローラ４４の回転方向において感光体２２との対向位置よりも下流側で現像ローラ４４表面に圧接されたシール部材４７が設けられている。シール部材４７は、ポリエチレン、ナイロンまたはフッ素樹脂などの柔軟性を有する樹脂材料により形成され、現像ローラ４４の回転軸に平行な方向Ｘに沿って延びる帯状のフィルムであり、長手方向Ｘに直交する短手方向（現像ローラ４４の回転方向に沿った方向）における一方端部がハウジング４１に固着されるとともに、他方端部が現像ローラ４４表面に当接されている。他方端部は現像ローラ４４の回転方向Ｄ4における下流側に向かうように、いわゆるトレイル方向に現像ローラ４４に当接されており、感光体２２との対向位置を通過した現像ローラ４４表面に残留しているトナーをハウジング４１内に案内するともに、ハウジング内のトナーが外部へ漏れ出すのを防止している。
Further, the housing 41 is provided with a
図５は現像ローラおよびその表面の部分拡大図を示す図である。現像ローラ４４は略円筒形のローラ状に形成されており、その長手方向の両端にはローラと同軸にシャフト４４０が設けられており、該シャフト４４０が現像器本体により軸支されて現像ローラ４４全体が回転自在となっている。現像ローラ４４表面のうちその中央部４４ａには、図５の部分拡大図（点線円内）に示すように、規則的に配置された複数の凸部４４１と、それらの凸部４４１を取り囲む凹部４４２とが設けられている。
FIG. 5 is a diagram showing a developing roller and a partially enlarged view of the surface thereof. The developing
複数の凸部４４１のそれぞれは、図５紙面の手前側に向けて突出しており、各凸部４４１の頂面は、現像ローラ４４の回転軸と同軸である単一の円筒面の一部をそれぞれ成している。また、凹部４４２は凸部４４１の周りを網目状に取り囲む連続した溝となっており、凹部４４２全体も現像ローラ４４の回転軸と同軸かつ凸部のなす円筒面とは異なる１つの円筒面をなす。そして、凸部４４１とそれを取り囲む凹部４４２との間は緩やかな側面４４３によって繋がれている。すなわち、該側面４４３の法線は現像ローラ４４の半径方向外向き（図において上方）、つまり現像ローラ４４の回転軸から遠ざかる方向の成分を有する。
Each of the plurality of convex portions 441 protrudes toward the front side of the paper surface of FIG. 5, and the top surface of each convex portion 441 is a part of a single cylindrical surface that is coaxial with the rotation axis of the developing
図１に戻って画像形成装置の説明を続ける。上記のようにして現像ユニット４で現像されたトナー像は、一次転写領域ＴＲ1で転写ユニット７の中間転写ベルト７１上に一次転写される。転写ユニット７は、複数のローラ７２〜７５に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７３を回転駆動することで中間転写ベルト７１を所定の回転方向Ｄ2に回転させる駆動部（図示省略）とを備えている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、感光体２２上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト７１上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、カセット８から１枚ずつ取り出され搬送経路Ｆに沿って二次転写領域ＴＲ2まで搬送されてくるシートＳ上にカラー画像を二次転写する。
Returning to FIG. 1, the description of the image forming apparatus will be continued. The toner image developed by the developing
このとき、中間転写ベルト７１上の画像をシートＳ上の所定位置に正しく転写するため、二次転写領域ＴＲ2にシートＳを送り込むタイミングが管理されている。具体的には、搬送経路Ｆ上において二次転写領域ＴＲ2の手前側にゲートローラ８１が設けられており、中間転写ベルト７１の周回移動のタイミングに合わせてゲートローラ８１が回転することにより、シートＳが所定のタイミングで二次転写領域ＴＲ2に送り込まれる。
At this time, in order to correctly transfer the image on the
また、こうしてカラー画像が形成されたシートＳは定着ユニット９によりトナー像を定着され、排出前ローラ８２および排出ローラ８３を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部８９に搬送される。また、シートＳの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートＳの後端部が排出前ローラ８２後方の反転位置ＰＲまで搬送されてきた時点で排出ローラ８３の回転方向を反転し、これによりシートＳは反転搬送経路ＦＲに沿って矢印Ｄ3方向に搬送される。そして、ゲートローラ８１の手前で再び搬送経路Ｆに乗せられるが、このとき、二次転写領域ＴＲ2において中間転写ベルト７１と当接し画像を転写されるシートＳの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートＳの両面に画像を形成することができる。
Further, the sheet S on which the color image is formed in this manner is fixed with the toner image by the fixing
また、図２に示すように、各現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍおよび４Ｋには該現像器の製造ロットや使用履歴、内蔵トナーの残量などに関するデータを記憶するメモリ９１〜９４がそれぞれ設けられている。さらに、各現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ、４Ｋには無線通信器４９Ｙ、４９Ｃ、４９Ｍ、４９Ｋがそれぞれ設けられている。そして、必要に応じて、これらが選択的に本体側に設けられた無線通信器１０９と非接触にてデータ通信を行い、インターフェース１０５を介してＣＰＵ１０１と各メモリ９１〜９４との間でデータの送受を行って該現像器に関する消耗品管理等の各種情報の管理を行っている。なお、この実施形態では、無線通信等の電磁的手段を用いて非接触にてデータ送受を行っているが、本体側および各現像器側にコネクタ等を設け、コネクタ等を機械的に嵌合させることで相互にデータ送受を行うようにしてもよい。
Further, as shown in FIG. 2, each of the developing
また、この装置では、図２に示すように、メインコントローラ１１のＣＰＵ１１１により制御される表示部１２を備えている。この表示部１２は、例えば液晶ディスプレイにより構成され、ＣＰＵ１１１からの制御指令に応じて、ユーザへの操作案内や画像形成動作の進行状況、さらに装置の異常発生やいずれかのユニットの交換時期などを知らせるための所定のメッセージを表示する。 Further, as shown in FIG. 2, this apparatus includes a display unit 12 that is controlled by the CPU 111 of the main controller 11. The display unit 12 is constituted by, for example, a liquid crystal display, and in accordance with a control command from the CPU 111, the operation guidance to the user, the progress of the image forming operation, the occurrence of an abnormality in the apparatus, the replacement timing of any unit, etc. A predetermined message for notification is displayed.
なお、図２において、符号１１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ１１に設けられた画像メモリである。また、符号１０６はＣＰＵ１０１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶するためのＲＯＭ、また符号１０７はＣＰＵ１０１における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するＲＡＭである。
In FIG. 2, reference numeral 113 denotes an image memory provided in the main controller 11 for storing an image given from an external device such as a host computer via the interface 112. Reference numeral 106 is a ROM for storing a calculation program executed by the CPU 101, control data for controlling the engine unit EG, and the like.
また、ローラ７５の近傍には、クリーナ７６が配置されている。このクリーナ７６は図示を省略する電磁クラッチによってローラ７５に対して近接・離間移動可能となっている。そして、ローラ７５側に移動した状態でクリーナ７６のブレードがローラ７５に掛け渡された中間転写ベルト７１の表面に当接し、二次転写後に中間転写ベルト７１の外周面に残留付着しているトナーを除去する。
A cleaner 76 is disposed in the vicinity of the roller 75. The cleaner 76 can be moved toward and away from the roller 75 by an electromagnetic clutch (not shown). Then, the blade of the cleaner 76 abuts on the surface of the
さらに、ローラ７５の近傍には、濃度センサ６０が配置されている。この濃度センサ６０は、中間転写ベルト７１の表面に対向して設けられており、必要に応じ、中間転写ベルト７１の外周面に形成されるトナー像の画像濃度を測定する。そして、その測定結果に基づき、この装置では、画像品質に影響を与える装置各部の動作条件、例えば各現像器に与える現像バイアスや、露光ビームＬの強度、さらには装置の階調補正特性などの調整を行っている。
Further, a
この濃度センサ６０は、例えば反射型フォトセンサを用いて、中間転写ベルト７１上の所定面積の領域の濃淡に対応した信号を出力するように構成されている。そして、ＣＰＵ１０１は、中間転写ベルト７１を周回移動させながらこの濃度センサ６０からの出力信号を定期的にサンプリングすることで、中間転写ベルト７１上のトナー像各部の画像濃度を検出することができる。
The
次に、上記のように構成された画像形成装置の現像器４Ｋ等における、現像ローラ４４上のトナー層規制の詳細について説明する。上記のようにトナーを担持する現像ローラ４４表面に凹凸を設けた構成においては、その凸部４４１および凹部４４２の双方にトナーを担持させることが可能であるが、この実施形態では、規制ブレード４６を直接現像ローラ４４表面の凸部４４１に当接することにより凸部４４１のトナーを除去するようにしている。このようにする理由は以下の通りである。
Next, details of the toner layer regulation on the developing
まず、凸部４４１に均一なトナー層を形成するためには規制ブレード４６と凸部４４１とのギャップの精密な管理が必要となるが、凹部４４２のみにトナーを担持させるためには規制ブレード４６と凸部４４２とを当接させて凸部４４１のトナーを全て除去すればよいので実現が比較的容易である。また、搬送されるトナーの量は規制ブレード４６と凹部４４２との隙間に生じる空間の容積によって決まるので、トナー搬送量を安定させることができる。
First, in order to form a uniform toner layer on the convex portion 441, it is necessary to precisely manage the gap between the regulating
また、搬送されるトナー層の良好さという点においても利点がある。すなわち、凸部４４１にトナーを担持させると規制ブレード４６との摺擦に起因するトナーの劣化が起こりやすい。具体的には、トナーの流動性や帯電性が低下したり、トナーが圧粉状態となり凝集したり現像ローラ４４に固着してフィルミングを生じさせるなどの問題がある。これに対し、規制ブレード４６からの押圧をあまり受けない凹部４４２にトナーを担持させるとこのような問題が起こりにくい。また、凸部４４１に担持されるトナーと凹部４４２に担持されるトナーとでは規制ブレード４６との摺接のされ方が大きく異なるため、トナーの帯電量のばらつきが大きくなることが予想されるが、凹部４４２のみにトナーを担持させることでこのようなばらつきも抑えられる。
There is also an advantage in terms of the good toner layer to be conveyed. That is, when toner is carried on the convex portion 441, the toner is likely to be deteriorated due to rubbing with the
特に近年では、画像の高精細化やトナー消費量および消費電力の削減を実現するためにトナーの小粒径化や定着温度の低温化が求められているが、本実施形態の構成はこのような要求にも対応することが可能なものである。小粒径トナーにおいては帯電の立ち上がりが鈍いにもかかわらず飽和帯電量が高いため、凸部４４１に担持されたトナーは凹部４４２に担持されたトナーよりも帯電量が著しく高く（過帯電）なる傾向にある。このような帯電量の差はいわゆる現像履歴として画像に現れる。また、低融点トナーでは摺擦によるトナー同士または現像ローラ４４等への固着が起きやすい。しかしながら、凹部４４２のみにトナーを担持する本実施形態の構成ではこのような問題は生じにくい。
Particularly in recent years, there has been a demand for a smaller toner particle size and a lower fixing temperature in order to achieve higher definition of images and reduction in toner consumption and power consumption. It is possible to respond to various requests. In a small particle size toner, the saturation charge amount is high despite the fact that the rise of charge is slow, so the toner carried on the convex portion 441 has a significantly higher charge amount (overcharge) than the toner carried on the concave portion 442. There is a tendency. Such a difference in charge amount appears in the image as a so-called development history. In addition, in the low melting point toner, the toner is easily fixed to the toner or the developing
図６はこの実施形態の現像ローラの製造方法の概要を示す図である。本実施形態の現像ローラ４４は、銅、アルミニウム、ステンレス等の金属または合金製の円筒または円柱形状を有するローラ素材４００に、互いに交わる二種類の溝を形成することによって製造することができる。より具体的には、図６（ａ）に示すように、互いに同一方向に回転する１対のダイス９０１，９０２をローラ素材４００の表面に押し当てながら所定方向に送る転造加工によって、ローラ素材４００の表面につるまき線状の溝を形成する。
FIG. 6 is a diagram showing an outline of the developing roller manufacturing method of this embodiment. The developing
ダイス９０１の回転軸Ａ1とローラ素材４００の中心軸Ａ4とは平行ではなくわずかに（例えば１度）傾けられる。また、ダイス９０２の回転軸Ａ2とローラ素材４００の中心軸Ａ4との間も、上記とは反対方向かつ同じ大きさ（例えば−１度）に傾けられる。こうすることにより、ローラ素材４００にはダイス９０１および９０２の回転に起因するスラスト力が作用することとなり、ダイス９０１および９０２を回転させるとローラ素材４００が軸方向に沿って送られることになる。図６（ａ）に示す例では、ダイス９０１および９０２の回転によってローラ素材４００は矢印方向Ｄ8に回転しながら図の矢印方向Ｄ9に沿って送られる。
The rotation axis A1 of the die 901 and the center axis A4 of the
詳細な図示を省略しているが、ダイス９０１，９０２それぞれの外周面には、螺旋状の突起が形成されている。これらの突起をローラ素材４００に押し当てることにより、ローラ素材４００の外周面には格子状に交わる２種類の溝が刻まれて、この溝が現像ローラ表面の凹部４４２として機能する。また、溝に囲まれた多数の突起部が現像ローラ表面の凸部４４１として機能することとなる。
Although not shown in detail, spiral protrusions are formed on the outer peripheral surfaces of the dies 901 and 902. By pressing these protrusions against the
また、ローラ素材４００の送り方向Ｄ9に沿って、ガイド９０３が延設されている。ガイド９０３は、ダイス９０１，９０２がそれぞれローラ素材４００と当接する当接位置とはローラ素材４００の中心軸Ａ4を挟んで反対側の第３の位置でローラ素材４００の表面に当接して、ダイス９０１，９０２の押圧に起因するローラ素材４００の位置ずれや撓みを防止するバックアップ手段として機能している。
A
ダイス９０１，９０２がローラ素材４００の表面に対し転がるように当接されているのに対して、ガイド９０３は固定されている。このため、ローラ素材４００はその表面をガイド９０３に摺擦されながら、矢印方向Ｄ8に回転するとともに矢印方向Ｄ9に送られることとなる。こうしてローラ素材４００の一方端から他方端に向けて溝が刻まれてゆく。
The
このように表面加工されてなる現像ローラ４４では、図６（ｂ）に示すように、その周面のうち回転軸方向Ｘにおける両端部近傍はダイス９０１，９０２による溝を形成されていない非加工領域ＵＲとなっている。この領域にはトナーを担持させないため凹凸を設ける必要がなく、むしろ後述する周面シール部材との摺接をスムーズにしトナー漏れを防ぐことができるという点において、この部分の表面を平滑に保つことが望ましい。そのため、ローラ素材４００の一方端から他方端まで全体にダイスを当てて加工するのではなく、端部から少し内側に入った位置から加工を始め、反対側端部の手前で加工を終了することが望ましい。
In the developing
このようにすると、現像ローラ４４周面のうち中央部ではダイス９０１，９０２により等ピッチで溝が彫り込まれて規則的な凹凸が形成されるが、加工の始めと終わり、つまり端部付近では、溝の幅や深さ、ピッチなどが乱れて不完全な溝となってしまうことが避けられない。以下では、現像ローラ４４周面のうち中央部の規則的な凹凸が形成された領域を規則的表面領域ＲＲ、その端部の不規則な領域を不規則領域ＩＲと称する。
In this way, in the central portion of the peripheral surface of the developing
図７は支持フレームの要部の構造を示す図である。より詳しくは、図３に符号Ａで示す部分を、現像ローラ４４（外形を破線で示す）を取り除いて拡大した図である。なお、ここでは現像ローラ４４の一方端部近傍における支持フレーム４８の構造について説明するが、もう一方の端部側も同様の構造である。支持フレーム４８の主要部は、それぞれプレス加工された鉄板からなるフレーム本体４８０とブレード支持板金４８２とがネジ等により結合されたものである。フレーム本体４８０には、図示しない軸受けを介して現像ローラ４４のシャフト４４０を挿通するための孔４８１が設けられている。
FIG. 7 is a view showing the structure of the main part of the support frame. More specifically, FIG. 3 is an enlarged view of the portion indicated by the symbol A in FIG. 3 by removing the developing roller 44 (the outer shape is indicated by a broken line). Here, the structure of the support frame 48 in the vicinity of one end of the developing
また、現像ローラ４４の周面端部に相当する位置に、開口部４１３からのトナーの漏れ出し、特に現像ローラ４４の端部近傍からのトナーの漏れ出しを防止するための周面シール部材４６７が設けられている。周面シール部材４６７は、不織布、モケット、フェルトなどの繊維製品またはポリウレタンフォーム、スポンジなどの樹脂製品からなる柔軟性および弾力性に富んだ帯状の部材である。支持フレーム４８に現像ローラ４４が装着された状態では、周面シール部材４６７の表面が現像ローラ４４の周面端部に巻き付くように摺接することにより、現像ローラ回転軸方向外側へのトナーの漏れ出しを防止している。
Further, a peripheral surface sealing member 467 for preventing toner from leaking from the opening 413, particularly from the vicinity of the end of the developing
現像ローラ回転軸方向Ｘにおける規制ブレード４６の弾性部材４６２の先端部４６２ａは、現像ローラ４４の回転方向上流側および下流側のそれぞれに向けて突出した略Ｔ字形状となっており、弾性部材４６２の幅が端部側に向けて増大している。一方、周面シール部材４６７には、弾性部材４６２の先端形状に対応した切り欠き部４６７ａが設けられている。そして、略Ｔ字形状に拡幅する弾性部材４６２の先端部４６２ａが、周面シール部材４６７の切り欠き部４６７ａにすっぽりと嵌合されている。この構造について図８を参照してさらに説明する。
The tip 462a of the
図８は規制ブレードおよび周面シール部材の分解斜視図である。規制ブレード４６の弾性部材４６２の両端部は上記したように略Ｔ字形状をしており、現像ローラ回転軸方向Ｘに沿って中央部４６２ｃから外側に向かって見たとき、その幅が先端部４６２ａ，４６２ｂで中央部４６２ｃよりも増大した形状となっている。このような形状とするために、例えば射出成型によって弾性部材４６２を形成することができる。弾性部材４６２は、バネ弾性を有し基材として機能する板状部材４６１の片面の一方端部４６１ａに接着されている。板状部材４６１の他方端部４６１ｂはブレード支持板金４８２に固定される。
FIG. 8 is an exploded perspective view of the regulating blade and the peripheral seal member. Both end portions of the
一方、現像ローラ４４の両端部近傍に設けられる一対の周面シール部材４６７，４６８は、略Ｔ字形状の弾性部材先端部４６２ａ，４６２ｂがちょうど嵌まり込む形状に打ち抜かれた切り欠き部４６７ａ，４６８ｂを有しており、この切り欠き部４６７ａ，４６８ｂと弾性部材４６２の先端部４６２ａ，４６２ｂとがそれぞれ嵌合する。つまり、弾性部材４６２の先端部４６２ａ，４６２ｂの側面部が周面シール部材４６７，４６８の切り欠き部４６７ａ，４６８ｂの端面によって取り囲まれた状態となる。
On the other hand, the pair of peripheral surface sealing members 467 and 468 provided in the vicinity of both ends of the developing
なお、弾性部材４６２の厚みｔ1は周面シール部材４６７，４６８の厚みｔ2よりも小さい。その一方、周面シール部材４６７，４６８は弾性部材４６２よりも柔らかい。このため、現像ローラ４４が取り外された状態では、図７に示すように弾性部材４６２の表面が周面シール部材４６７の表面よりも後退した状態となっているが、現像ローラ４４が取り付けられた状態では、周面シール部材４６７，４６８が現像ローラ４４表面に押圧されて撓み込むため、周面シール部材４６７，４６８の表面と弾性部材４６２の表面とはほぼ同一となる。この状態で、弾性部材４６２のエッジ部Ｅが現像ローラ４４表面に当接してトナー層の厚みを規制する。
The thickness t1 of the
図９および図１０は周面シール部材および規制ブレードと現像ローラとの当接状態を示す図である。より詳しくは、図９（ａ）は現像ローラ４４と規制ブレード４６との当接部位を横から見た図であり、図９（ｂ）はそれを現像ローラ４４の上方側から俯瞰した図である。また、図１０は現像ローラ４４の回転軸方向から見た図である。
9 and 10 are views showing a contact state between the peripheral surface sealing member and the regulating blade and the developing roller. More specifically, FIG. 9A is a side view of the contact portion between the developing
図９（ａ）に示すように、現像ローラ４４周面のうちトナーを担持させるトナー担持領域ＴＲについては、トナー搬送量や帯電量を安定させるために規則的な凹凸が形成された規則的表面領域ＲＲ内に設けることが好ましい。つまり、トナー担持領域ＴＲは現像ローラ４４周面のうち軸方向における中央部に設けられ、その幅は規則的表面領域ＲＲの幅以下である。そして、トナー担持領域ＴＲよりも外側の現像ローラ４４周面は、トナーを担持させない非担持領域ＮＲである。
As shown in FIG. 9A, the toner carrying region TR that carries toner on the peripheral surface of the developing
トナー担持領域ＴＲにおいては、規制ブレード４６に取り付けられた弾性部材４６２のエッジ部Ｅを当接させることにより、安定したトナー搬送量および帯電量を得ることができる。したがって、少なくともトナー担持領域ＴＲに対しては、弾性部材４６２を当接させる。これに対して、周面シール部材４６７，４６８については、現像ローラ４４表面との摺接によってトナーの漏れ出しを防止するものであることから、現像ローラ４４表面のうち平滑な非加工領域ＵＲと当接させることが望ましい。不規則領域ＩＲは、不完全ながら溝が形成されているので、周面シール部材４６７，４６８とは当接させないのが好ましい。
In the toner carrying region TR, a stable toner conveyance amount and charging amount can be obtained by bringing the edge E of the
トナー担持領域ＴＲよりも外側、かつ非加工領域ＵＲのうち周面シール部材４６７，４６８と摺接される領域よりも内側についても、規制ブレード４６の弾性部材４６２を当接させる。こうすることにより、この部分に余分なトナーが担持されるのを防止するとともに、この部分で現像ローラ４４表面と弾性部材４６２等との間に隙間ができてトナーが現像器外へ飛散するのを防止することができる。
The
弾性部材４６２の拡幅された先端部４６２ａ，４６２ｂについては、図９（ｂ）に示すように周面シール部材４６７，４６８の内部に入り込んでいるため、当然に現像ローラ４４表面の非加工領域ＵＲと当接することになる。
As shown in FIG. 9B, the widened tip portions 462a and 462b of the
また、図９（ａ）および図１０に示すように、周面シール部材４６７，４６８は現像ローラ４４の周面、より具体的にはそのうち非加工領域ＵＲに押し付けられて弾性的に変形しており、弾性部材４６２のエッジ部Ｅが現像ローラ４４表面を受け止める形となるため、エッジ部Ｅの近傍では弾性部材４６２の高さとほぼ同じとなっている。つまり、この実施形態では、より柔らかい周面シール部材４６７，４６８を弾性部材４６２よりも厚くして高低差（図７）を設けておくことにより、現像ローラ４４が実装された状態でのトナー漏れを防止している。
Further, as shown in FIGS. 9A and 10, the peripheral surface seal members 467 and 468 are elastically deformed by being pressed against the peripheral surface of the developing
次に、弾性部材４６２の両端部４６２ａ，４６２ｂの形状を上記のようにしている理由について、図１１を参照しながら説明する。このような形状とする主たる理由は、現像ローラ４４の軸方向への移動に起因してその端部付近で生じるトナー漏れを防止するためである。現像ローラ４４は現像器４Ｋ等に回転自在に取り付けられているが、構成部品の加工上の寸法公差および熱による収縮に対応するために、その取り付けには多少の遊びが許容される。したがって、現像ローラ４４は基準となる位置から周方向および軸方向に幾らか移動する余地がある。しかしながら、特に軸方向への移動は、現像ローラ４４の周面に摺接する周面シール部材４６７，４６８を軸方向に動かしてしまい、これが規制ブレード４６との間に隙間をもたらしてトナー漏れを引き起こすことがある。
Next, the reason why the shape of the both end portions 462a and 462b of the
図１１は弾性部材の端部形状の例を示す図である。例えば図１１（ａ）に示す比較例では、規制ブレードＡ４６の端面を周面シール部材Ａ４６７，Ａ４６８の内側端面に密着されている。このとき、現像ローラＡ４４が破線矢印で示すように軸方向（Ｘ方向）に揺れ動くと、周面シール部材Ａ４６７，Ａ４６８は柔らかく厚みがあるため現像ローラＡ４４に引っ張られて図において左右方向に揺れ動くことになる（点線）。これにより規制ブレードＡ４６の端面と周面シール部材Ａ４６７，Ａ４６８の内側端面との間に隙間ができてトナーが漏れ出してしまう。 FIG. 11 is a diagram showing an example of the end shape of the elastic member. For example, in the comparative example shown in FIG. 11A, the end surface of the regulating blade A46 is in close contact with the inner end surfaces of the peripheral surface seal members A467 and A468. At this time, when the developing roller A44 swings in the axial direction (X direction) as indicated by the broken line arrow, the peripheral surface seal members A467 and A468 are soft and thick, and thus are pulled by the developing roller A44 and swing left and right in the drawing. (Dotted line). As a result, a gap is formed between the end surface of the regulating blade A46 and the inner end surfaces of the peripheral surface sealing members A467 and A468, and the toner leaks out.
規制ブレードＡ４６と周面シール部材Ａ４６７，Ａ４６８とが当接する位置は本来トナーがない領域である。しかしながら、現像ローラ４４の軸方向への移動は、その回転によって上流側から下流側へ向けて送られてくるトナーＴに対し規制ブレードＡ４６のエッジ部ＡＥに沿った軸方向への流れ（実線矢印）を誘起するため、この領域にもトナーが回り込んでしまう。
The position where the regulating blade A46 and the peripheral surface sealing members A467, A468 are in contact with each other is an area where there is essentially no toner. However, the movement of the developing
また、図１１（ｂ）に示す比較例では、規制ブレードＢ４６の先端部Ｂ４６ａ，Ｂ４６ｂが周面シール部材Ｂ４６７，Ｂ４６８にそれぞれ設けられた切り欠き部Ｂ４６７ａ，Ｂ４６８ｂに入り込んでいるが、規制ブレードＢ４６の先端部Ｂ４６ａ，Ｂ４６ｂは拡幅していない。この状態では、現像ローラＢ４４の軸方向の動きに起因する周面シール部材Ｂ４６７，Ｂ４６８の動きを規制する作用はなく、この動きは規制ブレードＢ４６の先端部Ｂ４６ａ，Ｂ４６ｂと切り欠き部Ｂ４６７ａ，Ｂ４６８ｂとの間に隙間Ｗをもたらす。このため、規制ブレードＢ４６のエッジ部ＢＥに沿ってトナー担持領域ＴＲから回り込んできたトナーＴがこの隙間Ｗに入り込み、やがて漏れ出してしまう。また隙間に入り込んだトナーが継続的に現像ローラ４４表面に摺擦されることにより、現像ローラ４４表面に融着する場合もある。
Further, in the comparative example shown in FIG. 11B, the tip portions B46a and B46b of the regulation blade B46 are inserted into the notches B467a and B468b provided in the peripheral surface seal members B467 and B468, respectively. The front end portions B46a and B46b are not widened. In this state, there is no action to restrict the movement of the peripheral surface seal members B467 and B468 due to the axial movement of the developing roller B44, and this movement has the leading ends B46a and B46b and the notches B467a and B468b of the regulating blade B46. A gap W is provided between the two. For this reason, the toner T that has entered from the toner carrying region TR along the edge portion BE of the regulating blade B46 enters the gap W and eventually leaks out. Further, the toner that has entered the gap may be continuously rubbed against the surface of the developing
これらの比較例に対して、図１１（ｃ）に示す本実施形態では、弾性部材４６２の先端部４６２ａ，４６２ｂが外側に向けて拡幅しており、しかも、こうして拡幅した形状に合わせて周面シール部材４６７，４６８に設けられた切り欠き部４６７ａ，４６８ｂに嵌合しているため、特にその嵌合している部分の近傍で、周面シール部材４６７，４６８の軸方向（Ｘ方向）への動きが規制されている。そのため、この実施形態では、現像ローラ４４が軸方向へ動いたとしても周面シール部材４６７，４６８の動きは小さく抑えられており、弾性部材４６２との間に隙間ができることがない。その結果、この実施形態では、現像ローラ４４端部近傍からのトナーの漏れ出しを効果的に防止することができる。
In contrast to these comparative examples, in the present embodiment shown in FIG. 11C, the distal end portions 462a and 462b of the
特に、弾性部材４６２の端部を現像ローラ４４の回転方向上流側に向かってせり出す形状としているため、図１１（ｃ）に示すように、弾性部材４６２のエッジ部Ｅに沿って中央部から外側に流れてきたトナーＴは弾性部材４６２の先端部４６２ａ，４６２ｂにおいて幅の変化した部分でせき止められる。これによって、トナーの漏れ出し防止効果をさらに高めることができる。
In particular, since the end portion of the
なお、この発明では、弾性部材の両端部を、現像ローラ４４の回転軸方向（Ｘ方向）に直交する幅が増大するような形状とすることで、現像ローラ４４の軸方向の移動に起因する周面シール部材４６７，４６８の動きを規制しトナーの漏れ出しを防止する。この観点からは、上記したＴ字形状に限定されず、例えば以下のような端部形状としてもよい。
In the present invention, both ends of the elastic member are shaped so that the width orthogonal to the rotation axis direction (X direction) of the developing
図１２は弾性部材の端部形状の他の例を示す図である。図１２（ａ）の例では、弾性部材４６２１の両端部を現像ローラ回転方向上流側に向けて突出させた略Ｌ字形状としている。このような形状によっても、周面シール部材のＸ方向への移動を規制する作用があるので、トナーの漏れ出しを防止する効果が得られる。周面シール部材の移動を規制するという点からは下流側に向けて突出させるようにしても差異はないが、外側へのトナーの移動を抑える効果の点では図１２（ａ）のように上流側に突出させる方が好ましい。そして、周面シール部材の移動をより効果的に抑えるためには、上記実施形態のように現像ローラ回転方向の上流側、下流側の双方へ突出させた形状とするのが最も好ましい。 FIG. 12 is a diagram showing another example of the end shape of the elastic member. In the example of FIG. 12A, both ends of the elastic member 4621 have a substantially L shape that protrudes toward the upstream side in the developing roller rotation direction. Even with such a shape, there is an effect of restricting the movement of the peripheral surface sealing member in the X direction, so that an effect of preventing the leakage of the toner can be obtained. From the viewpoint of restricting the movement of the peripheral surface sealing member, there is no difference even if it is made to project toward the downstream side, but in terms of the effect of suppressing the movement of the toner to the outside, as shown in FIG. It is preferable to protrude to the side. In order to more effectively suppress the movement of the peripheral surface seal member, it is most preferable to have a shape that protrudes to both the upstream side and the downstream side in the developing roller rotation direction as in the above embodiment.
また、図１２（ｂ）に示すように、現像ローラ４４の回転軸方向（Ｘ方向）に直交する幅が端部に向けて漸増するような形状の弾性部材４６２２であってもよい。また、図１２（ｃ）に示すように、いったん幅が減少し、その外側で再び幅が増加するような形状の弾性部材４６２３であってもよい。いずれの形状であっても、周面シール部材のＸ方向への移動を規制する作用があり、またエッジ部に沿って流れてくるトナーが弾性部材の端部にまで到達するのを食い止める作用もある。
Further, as shown in FIG. 12B, an elastic member 4622 having a shape in which the width orthogonal to the rotation axis direction (X direction) of the developing
さらには次のような構造であってもよい。これまで述べてきた規制ブレード４６の弾性部材４６２（４６２１，４６２２，４６２３）の端部形状はいずれも、弾性部材の中央部から端部に向かう間で、現像ローラ４４の回転軸方向（Ｘ方向）に直交する幅が増大するように構成される一方、その厚みは一定であった。このような形状の部材は射出成型によって製造することが可能であるほか、板状の素材を打ち抜くことによっても製造可能である。一方、射出成型であればより任意の形状に形成することができるので、以下のように弾性部材の厚みが変化するようにしてもよい。
Furthermore, the following structure may be used. The end portions of the elastic member 462 (4621, 4622, 4623) of the
図１３は弾性部材の端部形状のさらに別の例を示す図である。この弾性部材４６２４は、Ｘ方向に直交する幅Ｗｂは全体において一定である。そして、その両端部近傍の一部に、厚みを周囲より小さくした肉薄部４６２４ａ，４６２４ｂが設けられている。したがって、この肉薄部４６２４ａ，４６２４ｂからさらに外側の先端部４６２４ｃ、４６２４ｄに向かって弾性部材４６２４の厚みが増大している。 FIG. 13 is a diagram showing still another example of the end shape of the elastic member. The elastic member 4624 has a constant width Wb perpendicular to the X direction. Thin portions 4624a and 4624b having thicknesses smaller than the surroundings are provided in a part near the both ends. Therefore, the thickness of the elastic member 4624 increases from the thin portions 4624a and 4624b toward the outer end portions 4624c and 4624d.
一方、一対の周面シール部材４６７４，４６８４には、それぞれ弾性部材４６２４の先端部４６２４ｃ、４６２４ｄに対応する位置に、これらに形状に対応する形状の孔４６７４ｃ，４６８４ｄが穿設されている。そして、板状部材４６１４、弾性部材４６２４および周面シール部材４６７４，４６８４が支持フレームに取り付けられた状態では、弾性部材４６２４の先端部４６２４ｃ、４６２４ｄがそれぞれ周面シール部材４６７４に設けられた孔４６７４ｃ、周面シール部材４６７４に設けられた孔４６７４ｄと嵌合する。 On the other hand, in the pair of peripheral surface sealing members 4684 and 4684, holes 4684c and 4684d having shapes corresponding to the shapes thereof are formed at positions corresponding to the tip portions 4624c and 4624d of the elastic member 4624, respectively. In a state where the plate-like member 4614, the elastic member 4624, and the peripheral surface seal members 4684 and 4684 are attached to the support frame, the distal end portions 4624c and 4624d of the elastic member 4624 are holes 4694c provided in the peripheral surface seal member 4694, respectively. , And fitted into a hole 4673d provided in the peripheral surface sealing member 4673.
このような構造では、孔４６７４ｃ，４６７４ｄに相通された弾性部材４６２４の先端部４６７４ｃ，４６７４ｄが、現像ローラ４４の移動に起因する周面シール部材４６７４，４６８４のＸ方向への動きを規制するため、弾性部材４６２４と周面シール４６７４との間に隙間ができにくい。また、トナーが弾性部材４６２４のエッジ部４６２４Ｅに沿ってＸ方向に移動したとしても、肉薄部４６２４ａ，４６２４ｂから先端部４６２４ｃ，４６２４ｄに向かって厚みが増大しているためトナーは肉薄部４６２４ａ，４６２４ｂにトラップされ、端部まで回り込んでくることが防止される。そのため、上記実施形態と同様に、現像ローラ４４端部トナーが漏れ出すのを効果的に防止することができる。
In such a structure, the distal ends 4673c and 4684d of the elastic member 4624 communicated with the holes 4673c and 4673d regulate the movement of the peripheral surface seal members 4673 and 4684 in the X direction due to the movement of the developing
すなわち、周面シール部材の切り欠き部に嵌合された弾性部材の先端部の少なくとも一部に、その断面積が外側（端面方向）に向かって拡大する部分があれば、それより外側へのトナーの回り込みを防止して外部へのトナーの漏れ出しを防止するという本発明の効果を得ることができる。この意味において、弾性部材の幅および厚みの一方のみが変化してもよく、両方が変化するようにしてもよい。 That is, if at least a part of the tip of the elastic member fitted in the cutout portion of the peripheral surface seal member has a portion whose cross-sectional area expands outward (in the end surface direction), it extends to the outside. It is possible to obtain the effect of the present invention that prevents the toner from flowing around and prevents the toner from leaking to the outside. In this sense, only one of the width and thickness of the elastic member may change, or both may change.
以上説明したように、この実施形態では、感光体２２、現像ローラ４４および規制ブレード４６がそれぞれ本発明の「像担持体」、「トナー担持ローラ」および「規制手段」として機能している。また、周面シール部材４６７，４６８が本発明の「端部シール手段」として機能している。また、上記実施形態においては、当該先端部の内側に隣接する領域と比べて拡幅されたあるいは厚みの増大された先端部４６２ａ，４６２ｂ、４６２４ｃおよび４６２４ｄが本発明の「嵌合部」に相当し、これらの先端部とその内側隣接領域との境界部が、外側に向けて断面積が拡大する本発明の「拡大部」に相当している。
As described above, in this embodiment, the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、弾性部材の端部形状に関しては、上記したもののほか、外側に向かって断面積の増大する拡大部を有する任意の形状とすることができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, regarding the end portion shape of the elastic member, in addition to the above, any shape having an enlarged portion whose cross-sectional area increases toward the outside can be used.
また、上記実施形態の現像ローラ４４は、転造加工によって表面に規則的な凹凸が設けられたものであるが、本発明の適用対象はこのような構造のトナー担持ローラを持つ装置に限定されるものではなく、例えばブラスト加工によって表面を荒らしたトナー担持ローラを使用する装置に対しても、本発明を適用することが可能である。このような構造のトナー担持ローラにおいても、その端部近傍は表面を平滑に保つとともに、上記した構成の規制ブレードおよび周面シール部材を組み合わせることで、トナー担持ローラ端部近傍からのトナーの漏れ出しを防止することが可能である。
Further, the developing
また、上記実施形態の画像形成装置は、ロータリー現像ユニット４に現像器４Ｋ等を装着したカラー画像形成装置であるが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではない。例えば、中間転写ベルトに沿って複数の現像器を並べたいわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置や、現像器を１個だけ備えてモノクロ画像を形成するモノクロ画像形成装置に対しても本発明を適用することが可能である。
The image forming apparatus of the above embodiment is a color image forming apparatus in which the developing
２２…感光体（像担持体）、 ４１…ハウジング、 ４４…現像ローラ（トナー担持ローラ）、 ４６…規制ブレード（規制手段）、 ４７…シール部材、 ４４１…凸部、 ４４２…凹部、 ４６１…板状部材、 ４６２…弾性部材、４６２ａ，４６２ｂ…先端部（嵌合部）、 ４６７ａ，４６８ｂ…切り欠き部、 ４６７，４６８…周面シール部材（端部シール手段）
DESCRIPTION OF
Claims (6)
略円筒または略円柱形状に形成され、前記ハウジングの前記開口部に所定の回転軸中心に回転自在に軸着されて、その周面のうち前記回転軸方向における両端部を除いた中央部のトナー担持領域にトナーを担持するトナー担持ローラと、
前記回転軸方向に延設され、該回転軸方向に直交する方向における一方端が前記ハウジングに固定されるとともに、他方端が前記トナー担持ローラ表面に当接して前記トナー担持ローラ表面に担持されるトナー量を規制する規制手段と、
柔軟性を有し、前記トナー担持ローラ周面のうち前記回転軸方向における端部のトナーを担持しない非担持領域と前記ハウジング壁面との間に挟み込まれて、回転する前記トナー担持ローラの周面に摺接しながら前記ハウジングからのトナーの漏れ出しを防止する端部シール手段と
を備え、
前記端部シール手段のうち前記トナー担持ローラの前記トナー担持領域に臨む側部には、前記回転軸方向における前記規制手段の端部に設けられた嵌合部の形状に対応した切り欠き部が設けられるとともに、前記規制手段の前記嵌合部が前記切り欠き部に嵌合しており、しかも、
前記規制手段の前記嵌合部は、前記回転軸に沿って前記トナー担持領域から離れる方向に向かって、前記回転軸に直交する断面の面積が増大する拡大部を有する
ことを特徴とする現像装置。 A housing that stores toner therein and has an opening for delivering the toner to the outside;
A toner at a central portion formed in a substantially cylindrical or substantially cylindrical shape, rotatably attached to the opening of the housing about a predetermined rotation axis, and excluding both ends in the rotation axis direction on the peripheral surface A toner carrying roller for carrying toner in the carrying area;
One end in a direction perpendicular to the rotation axis direction is fixed to the housing, and the other end abuts on the surface of the toner carrying roller and is carried on the surface of the toner carrying roller. Regulation means for regulating the amount of toner;
A peripheral surface of the toner carrying roller that is flexible and is sandwiched between a non-carrying region that does not carry toner at the end in the rotation axis direction of the circumferential surface of the toner carrying roller and rotates. End seal means for preventing leakage of toner from the housing while sliding on the housing,
A notch portion corresponding to the shape of the fitting portion provided at the end portion of the regulating means in the rotation axis direction is provided on the side portion of the end portion sealing means facing the toner carrying region of the toner carrying roller. Provided, the fitting portion of the restricting means is fitted to the notch, and
The developing device, wherein the fitting portion of the restricting means includes an enlarged portion in which an area of a cross section perpendicular to the rotation axis increases in a direction away from the toner carrying region along the rotation axis. .
内部にトナーを貯留するとともに、該トナーを外部に送出するための開口部を有するハウジングと、
略円筒または略円柱形状に形成され、前記ハウジングの前記開口部に所定の回転軸中心に回転自在に軸着されて、その周面のうち前記回転軸方向における両端部を除いた中央部のトナー担持領域にトナーを担持して前記像担持体との対向位置に搬送するトナー担持ローラと、
前記回転軸方向に延設され、該回転軸方向に直交する方向における一方端が前記ハウジングに固定されるとともに、他方端が前記トナー担持ローラ表面に当接して前記トナー担持ローラ表面に担持されるトナー量を規制する規制手段と、
柔軟性を有し、前記トナー担持ローラ周面のうち前記回転軸方向における端部のトナーを担持しない非担持領域と前記ハウジング壁面との間に挟み込まれて、回転する前記トナー担持ローラの周面に摺接しながら前記ハウジングからのトナーの漏れ出しを防止する端部シール手段と
を備え、
前記端部シール手段のうち前記トナー担持ローラの前記トナー担持領域に臨む側部には、前記回転軸方向における前記規制手段の端部に設けられた嵌合部の形状に対応した切り欠き部が設けられるとともに、前記規制手段の前記嵌合部が前記切り欠き部に嵌合しており、しかも、
前記規制手段の前記嵌合部は、前記回転軸に沿って前記トナー担持領域から離れる方向に向かって、前記回転軸に直交する断面の面積が増大する拡大部を有する
ことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier for carrying an electrostatic latent image;
A housing that stores toner therein and has an opening for delivering the toner to the outside;
A toner at a central portion formed in a substantially cylindrical or substantially cylindrical shape, rotatably attached to the opening of the housing about a predetermined rotation axis, and excluding both ends in the rotation axis direction on the peripheral surface A toner carrying roller that carries toner in a carrying region and conveys the toner to a position facing the image carrier;
One end in a direction perpendicular to the rotation axis direction is fixed to the housing, and the other end abuts on the surface of the toner carrying roller and is carried on the surface of the toner carrying roller. Regulation means for regulating the amount of toner;
A peripheral surface of the toner carrying roller that is flexible and is sandwiched between a non-carrying region that does not carry toner at the end in the rotation axis direction of the circumferential surface of the toner carrying roller and rotates. End seal means for preventing leakage of toner from the housing while sliding on the housing,
A notch portion corresponding to the shape of the fitting portion provided at the end portion of the regulating means in the rotation axis direction is provided on the side portion of the end portion sealing means facing the toner carrying region of the toner carrying roller. Provided, the fitting portion of the restricting means is fitted to the notch, and
The fitting portion of the regulating means has an enlarged portion in which an area of a cross section perpendicular to the rotation axis increases in a direction away from the toner carrying region along the rotation axis. apparatus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102736476A (en) * | 2011-03-31 | 2012-10-17 | 兄弟工业株式会社 | Developing device provided with developing roller and thickness regulating blade |
| JP2013029635A (en) * | 2011-07-28 | 2013-02-07 | Brother Ind Ltd | Developing device |
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2008
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