JP2014109668A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、現像剤の漏れを抑制した現像装置を提供することを目的とする。
【解決手段】筐体と、回転軸１１１と、ローラ本体１１２とを有する現像ローラ１１０と、ローラ本体１１２の軸線方向における端部において、筐体とローラ本体１１２との間に配置されるサイドシール部材１４０とを備えた現像カートリッジである。ローラ本体１１２は、端面１１２Ａから軸線方向内側に凹む凹部１１４を有し、凹部１１４は、軸線方向に延びる第１面１１４Ａと、第１面１１４Ａの内側端部から軸線方向と交差する方向に延びる第２面１１４Ｂとを有し、サイドシール部材１４０の軸線方向内側の端部１４２から第２面１１４Ｂまでの軸線方向における距離ｂは、軸線方向においてサイドシール部材１４０と第１面１１４Ａとが重なる部分の軸線方向における大きさａよりも大きい。
【選択図】図４

Description

本発明は、現像ローラと、サイドシールとを備えた現像装置に関する。

現像装置に用いる現像ローラとして、現像ローラの端面から回転軸方向内側に凹む凹部を設けた現像ローラが知られている（特許文献１参照）。この技術では、現像ローラの凹部が中空となっており、熱を逃がしやすくなるので、現像ローラの昇温を抑制することができる。

特開２００９−１４５７０５号公報

ところで、現像装置を小型化するために現像ローラを幅方向に小さくすると、現像ローラの凹部に対応する位置がサイドシールを配置した位置と対面する場合がある。この場合、現像ローラの凹部に対応する位置は撓みやすくなっているので、サイドシールとの接触圧が弱くなりやすく、現像剤が漏れる虞があった。

そこで、本発明は、現像剤の漏れを抑制した現像装置を提供することを目的とする。

前記した目的を達成するため、本発明の現像装置は、現像剤を収容するように構成される筐体と、回転軸と、ローラ本体とを有する現像ローラと、ローラ本体の軸線方向における端部において、筐体とローラ本体との間に配置されるシール部材とを備える。
ローラ本体は、端面から軸線方向内側に凹む凹部を有し、凹部は、軸線方向に延びる第１面と、第１面の軸線方向における内側端部から軸線方向と交差する方向に延びる第２面とを有し、第２面は、軸線方向において、シール部材が配置された範囲内に位置し、シール部材の軸線方向内側の端部から第２面までの軸線方向における距離は、軸線方向においてシール部材と第１面とが重なる部分の軸線方向における大きさよりも大きい。

このような構成によれば、シール部材の軸線方向内側の端部から第２面までの軸線方向における距離は、軸線方向においてシール部材と第１面とが重なる部分の軸線方向における大きさよりも大きいので、ローラ本体が撓む範囲よりも、ローラ本体のシール部材により確実にシールされている範囲を広くすることができる。そのため、現像剤の漏れを抑制することができる。

前記した構成において、シール部材は、軸線方向外側の端部がローラ本体の外側に位置する構成とすることができる。

前記した現像装置は、回転軸の一端には、外部から駆動力を受けることで回転軸を回転するように構成される駆動力入力部材を備えた構成とすることができる。
そして、凹部は、ローラ本体の両端部に設けられ、一端側における凹部の直径は、他端側の凹部の直径よりも大きい構成とすることができる。

このような構成によれば、一端側の凹部の直径が他端側の凹部の直径よりも大きいので、熱の発生しやすい駆動力入力部材側である一端側を放熱しやすい構成とすることができる。

前記した現像装置は、筐体に固定されて軸線方向に沿って延び、先端部が現像ローラの周面と摺接可能なフィルムを備えた構成とすることができる。
そして、筐体は、現像ローラが配置される開口部を有し、フィルムは、現像ローラと筐体との間において、開口部の縁に沿って配置され、フィルムの軸線方向の端部は、軸線方向において、凹部が配置された範囲内に位置する構成とすることができる。

このような構成によれば、ローラ本体の凹部が配置された部分は剛性が低いので、フィルムの端部とローラ本体の接触圧を低く抑えることができる。そのため、フィルムの端部によりローラ本体が削られることを抑制することができる。

前記した構成において、凹部の半径と回転軸との半径との差分は、前記現像ローラの半径と回転軸の半径との差分の半分以下である構成とすることができる。

このような構成によれば、現像ローラが撓み過ぎるのを低減することができる。

本発明によれば、シール部材の軸線方向内側の端部から第２面までの軸線方向における距離は、軸線方向においてシール部材と第１面とが重なる部分の軸線方向における大きさよりも大きいので、ローラ本体が撓む範囲よりも、ローラ本体のシール部材により確実にシールされている範囲を広くすることができる。そのため、現像剤の漏れを抑制することができる。

本発明の実施形態に係る現像カートリッジを備えたレーザプリンタの断面図である。 本発明の実施形態に係る現像カートリッジを示す拡大図である。 現像カートリッジの分解斜視図である。 図２の現像ローラ部分におけるＡ−Ａ断面図である。 変形例における図４に相当する図のローラ本体の右端部を示す図である。 図３に示した筐体の左端部付近を後側から見た部分拡大背面図である。 現像カートリッジ右側のサイドシール部材およびアッパーシール部材周辺の断面図である。

次に、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明においては、まず、本発明の一実施形態に係るレーザプリンタの全体構成を説明した後、本発明の特徴部分を詳細に説明する。

以下の説明において、方向は、レーザプリンタ使用時のユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１において、紙面に向かって左側を「前側」、紙面に向かって右側を「後側」とし、紙面に向かって奥側を「左側」、紙面に向かって手前側を「右側」とする。また、紙面に向かって上下方向を「上下方向」とする。

＜レーザプリンタの概略構成＞
図１に示すように、レーザプリンタ１は、装置本体２と、用紙Ｐを給紙するためのフィーダ部３と、スキャナユニット４と、用紙Ｐ上にトナー像を転写するプロセスカートリッジ５と、用紙Ｐ上のトナー像を熱定着する定着装置７とを主に備えている。

装置本体２は、トップカバー２２と、フロントカバー２３とを備えている。また、装置本体２は、その上部に後述するプロセスカートリッジ５の着脱のための開口２１Ａを有するとともに、その前部に用紙Ｐを差し込むための差込口２１Ｂを有している。

フロントカバー２３は、フロントカバー２３の回動軸２３Ａが装置本体２の前側下部に設けられており、この回動軸２３Ａを中心として前方に回動するようになっている。なお、図１において、２点鎖線で示すフロントカバー２３が、装置本体２の前側を閉じた状態であり、実線で示すフロントカバー２３が、装置本体２の前側を開放した状態である。

フィーダ部３は、装置本体２の下部に位置し、用紙Ｐを載置するための給紙トレイ３１と、給紙トレイ３１上の用紙Ｐを給紙する給紙機構３２とを備えている。
給紙トレイ３１は、装置本体２の下部に配置される載置台３１Ａと、前述したフロントカバー２３とによって構成されている。

給紙機構３２は、給紙ローラ３２Ａと、分離ローラ３２Ｂと、分離パッド３２Ｃとを主に備えている。給紙ローラ３２Ａは、分離ローラ３２Ｂよりも用紙Ｐの搬送方向上流側で、載置台３１Ａの後端の上に配置されている。分離ローラ３２Ｂは、分離パッド３２Ｃと対向して配置されている。

フィーダ部３では、フロントカバー２３を前側に倒して給紙トレイ３１を形成した後で、この給紙トレイ３１上に用紙Ｐを載せる。そして、給紙トレイ３１上に載置された用紙Ｐに給紙ローラ３２Ａが接触して回転することで、給紙トレイ３１上に載置された用紙Ｐが分離ローラ３２Ｂへ送り出され、送り出された用紙Ｐが、分離ローラ３２Ｂと分離パッド３２Ｃとの間で１枚ずつに分離され、プロセスカートリッジ５に向けて搬送される。

スキャナユニット４は、装置本体２内の前側に設けられ、図示しないレーザ発光部、ポリゴンミラー、レンズおよび反射鏡などを備えている。このスキャナユニット４では、レーザビームを、後述する感光ドラム６１の表面上に高速走査にて照射する。

プロセスカートリッジ５は、装置本体２の後側中央部付近に位置しており、給紙機構３２の上部に設けられている。プロセスカートリッジ５は、開口２１Ａを通して装置本体２に対して上側前方に向かって着脱可能な構成となっており、ドラムユニット６と、現像装置の一例としての現像カートリッジ１０とを備えている。

ドラムユニット６は、図２に示すように、ドラムフレーム６９と、ドラムフレーム６９に設けられた感光ドラム６１、帯電器６２および転写ローラ６３を備えている。
現像カートリッジ１０は、筐体１００と、現像ローラ１１０と、供給ローラ１２０と、層厚規制ブレード１３０とを備えており、ドラムユニット６に対して着脱可能となっている。筐体１００および層厚規制ブレード１３０の詳細については後述する。

現像ローラ１１０は、トナーを周面に担持するように構成された部材であり、筐体１００に回転可能に設けられている。現像ローラ１１０の詳細については後述する。
供給ローラ１２０は、その周面に付着させたトナーを現像ローラ１１０の周面に供給するように構成される部材であり、現像ローラ１１０の前斜め下方に配置されている。

この現像カートリッジ１０では、筐体１００内に形成されたトナー収容室１０１内に収容されているトナーが、アジテータ１０２で撹拌された後、供給ローラ１２０により現像ローラ１１０に供給される。このとき、供給ローラ１２０と現像ローラ１１０との間で正に摩擦帯電される。現像ローラ１１０上に供給されたトナーは、現像ローラ１１０の回転に伴って、層厚規制ブレード１３０と現像ローラ１１０との間に進入し、さらに摩擦帯電されつつ、一定厚さの薄層として現像ローラ１１０上に担持される。

ドラムユニット６内では、回転する感光ドラム６１の表面が、帯電器６２により一様に帯電された後、スキャナユニット４からのレーザビームの高速走査により露光される。これにより、露光された部分の電位が下がり、感光ドラム６１の表面に画像データに基づく静電潜像が形成される。

次いで、この静電潜像に現像カートリッジ１０からのトナーが供給され、感光ドラム６１の表面上にトナー像が形成される。その後、感光ドラム６１と転写ローラ６３の間で用紙Ｐが搬送されることで、感光ドラム６１の表面に担持されているトナー像が用紙Ｐ上に転写される。

図１に戻り、定着装置７は、装置本体２の上部後方に位置し、プロセスカートリッジ５の上方に配置されている。定着装置７は、主に、加熱ローラ７１と、加圧ローラ７２とを備えている。

加熱ローラ７１は、用紙Ｐを加熱する部材であり、その内部には、ハロゲンランプ等の図示しない熱源が設けられている。
加圧ローラ７２は、加熱ローラ７１との間で用紙Ｐを挟持して搬送する部材であり、加熱ローラ７１の後斜め上側に設けられている。

そして、このように構成される定着装置７では、用紙Ｐ上に転写されたトナーを、用紙Ｐが加熱ローラ７１と加圧ローラ７２との間を通過する間に熱定着している。なお、定着装置７で熱定着された用紙Ｐは、定着装置７の下流側に配設される排出ローラ８に搬送され、この排出ローラ８から排出トレイ９上に排出される。

＜現像カートリッジの詳細構成＞
次に、現像カートリッジ１０の構成について説明する。
図３に示すように、筐体１００は、後側の側壁に開口部１０３が形成されており、現像ローラ１１０と層厚規制ブレード１３０がこの開口部１０３を塞ぐような形で取り付けられる。開口部１０３の上下左右の四方には、筐体１００内のトナーが漏れるのを防止するため、シール部材の一例としてのサイドシール部材１４０、アッパーシール部材１５０およびフィルム１６０が設けられている。また、開口部１０３の上縁の両端部には、層厚規制ブレード１３０を固定するための支持面１０４が形成されている。サイドシール部材１４０の詳細については後述する。

支持面１０４は、開口部１０３の上縁の左右両端に設けられ、現像ローラ１１０側（つまり、後側）を向いている。支持面１０４は、筐体１００の前後方向において、アッパーシール部材１５０の取付面１０６より後方に突出している（図７参照）。この支持面１０４には、後述するネジ１３４を入れるための穴１０４Ｄが設けられている。穴１０４Ｄは、支持面１０４内において左右方向のやや中央寄りで、かつ、上寄りに配置されている。

支持面１０４は、図６に示すように、層厚規制ブレード１３０の左右方向の外側端部１０４Ａが、サイドシール部材１４０における現像ローラ１１０の左右方向内側となる内側端部１４２よりも外側に位置している。そして、支持面１０４の左右方向の内側端部１０４Ｂは、現像ローラ１１０の左右方向における画像形成範囲の外側において、サイドシール部材１４０の内側端部１４２よりも内側に位置している。

図３に戻り、層厚規制ブレード１３０は、ブレード本体１３１と、ブレードホルダ１３２と、補強板１３３とから構成されている。

ブレード本体１３１は、ステンレス綱などの金属板から構成されており、先端部１３１Ａが現像ローラ１１０とは反対側に向かって折れ曲がって形成されている（図２参照）。この先端部１３１Ａが現像ローラ１１０と接触することで現像ローラ１１０上のトナーの層厚を規制するようになっている。

ブレードホルダ１３２は、ブレード本体１３１を支持するためのブレード支持部１３２Ａと、補強板１３３を取り付けるための補強部１３２Ｂと、支持面１０４に取り付けるための取付部１３２Ｃとを有している。取付部１３２Ｃには、孔１３２Ｄが形成されている。ブレードホルダ１３２は、補強部１３２Ｂがブレード支持部１３２Ａの上端から前側に略直角に折れ曲がって形成されており、取付部１３２Ｃがブレード支持部１３２Ａの左右方向両端部から上方に突出している。

補強板１３３は、ブレードホルダ１３２との間でブレード本体１３１を挟持するための挟持部１３３Ａと、ブレードホルダ１３２に固定するための固定部１３３Ｂとを有している。補強板１３３は、挟持部１３３Ａが固定部１３３Ｂの後端から下側に略直角に折れ曲がって形成されている。

層厚規制ブレード１３０は、ブレード本体１３１をブレードホルダ１３２のブレード支持部１３２Ａと補強板１３３の挟持部１３３Ａで挟み、ブレードホルダ１３２の補強部１３２Ｂと補強板１３３の固定部１３３Ｂを図示しないネジで締結することで一体の組部品とされる。このように構成された層厚規制ブレード１３０は、ネジ１３４をブレードホルダ１３２の取付部１３２Ｃの孔１３２Ｄに通し、支持面１０４内に形成された穴１０４Ｄにねじ込むことにより筐体１００に固定される。

サイドシール部材１４０は、左右方向（ローラ本体１１２の軸線方向）における端部において、筐体１００とローラ本体１１２との間に配置されている。サイドシール部材１４０は、ローラ本体１１２の外周形状に倣った形状となっており、左右方向外側の端部１４１（図４参照）がローラ本体１１２の外側に位置している。サイドシール部材１４０は、図７に示すように、摺接部材１４０Ａと、基材１４０Ｂとを有している。

摺接部材１４０Ａは、現像ローラ１１０の周面と接触する部材であり、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、アクリル、ナイロン等の繊維が織り込まれていることで毛羽立った表面を有している。

基材１４０Ｂは、筐体１００と摺接部材１４０Ａとの間に配置されており、クッション性を有するウレタンフォーム、シリコンスポンジ等のスポンジ材から構成されている。

図３に戻り、アッパーシール部材１５０は、筐体１００と層厚規制ブレード１３０との間に配置されており、ウレタンフォーム、シリコンスポンジ等のスポンジ材から構成されている。アッパーシール部材１５０は、左右方向に長く延びる中央部１５１と、中央部１５１の左右両端部から斜め下に延び、サイドシール部材１４０に接続する接続部１５２とを有し、これらが一体に構成されている。

接続部１５２は、図６に示すように、サイドシール部材１４０と支持面１０４との間に配置されており、下縁部１５２Ａが、水平で直線的な輪郭を有している。この下縁部１５２Ａにおいてサイドシール部材１４０の端面１４０Ｃと接触することで、アッパーシール部材１５０とサイドシール部材１４０との間からトナーが漏れるのが防止されている。

図３に戻り、フィルム１６０は、現像ローラ１１０と筐体１００との間において、開口部１０３の下縁に沿って筐体１００に固定されており、ＰＥＴ、アクリル、フッ素樹脂等から構成されている。フィルム１６０は、左右方向に沿って延びて形成されており、先端部が現像ローラ１１０の周面に摺接可能となっている。また、フィルム１６０の左右方向における両端部１６１は、サイドシール部材１４０と重なる位置に配置されている。このフィルム１６０は、左右方向に延びて形成されたフィルム取付部１０５に取り付けられている（図７参照）。フィルム１６０の先端部は、フィルム取付部１０５から筐体１００の内部に向かうように配置されている。

＜現像ローラの詳細構成＞
次に、現像ローラ１１０の詳細について説明する。
現像ローラ１１０は、図４に示すように、回転軸１１１と、ローラ本体１１２とを有しており、回転軸１１１の右端（図示左端）には、外部から駆動力を受けることで回転軸１１１を回転する駆動入力部材の一例としての現像ローラギヤ１１３が設けられている。

ローラ本体１１２は、左右両端部において端面１１２Ａ，１１２Ｂから左右方向内側に凹む凹部１１４，１１５が設けられている。
右側（一端側）の凹部１１４は、直径ｄ１が左側（他端側）の凹部１１５の直径ｄ２よりも大きくなっている。なお、以下の説明では、右側の凹部１１４のみを代表して説明し、左側の凹部１１５については同様の構成であるので説明を省略する。

凹部１１４は、側面を形成する第１面１１４Ａと、底面を形成する第２面１１４Ｂとを有している。

第１面１１４Ａは、左右方向に延びており、左右方向においてサイドシール部材１４０と重なる位置に配置されている。第１面１１４Ａは、左右方向と交差する方向において、回転軸１１１と間隔を空けて設けられている。
第２面１１４Ｂは、第１面１１４Ａの左右方向内側の端部から左右方向と交差する方向において回転軸１１１に向かって延びており、サイドシール部材１４０が配置された範囲内に位置している。

より詳細に、第１面１１４Ａおよび第２面１１４Ｂは、サイドシール部材１４０の左右方向内側の端部１４２から第２面１１４Ｂまでの左右方向における距離ｂが、左右方向においてサイドシール部材１４０と第１面１１４Ａとが重なる部分の左右方向における距離ａよりも大きくなるような位置に配置されている。

また、凹部１１４は、凹部１１４の半径ｒ１と回転軸１１１の半径ｒ３との差分が現像ローラ１１０の半径ｒ２と回転軸１１１の半径ｒ３との差分の半分以下となるように形成されている。

以上のように構成された現像カートリッジ１０では、ローラ本体１１２が凹部１１４において撓む範囲（距離ａの範囲）よりも、ローラ本体１１２のサイドシール部材１４０により確実にシールされている範囲（距離ｂの範囲）を広くすることができる。そのため、ローラ本体１１２とサイドシール部材１４０の接触圧を十分に確保して、トナーの漏れを抑制することができる。

また、ローラ本体１１２において、右側の凹部１１４の直径ｄ１を左側の凹部１１５の直径ｄ２よりも大きくすることで、熱の発生しやすい現像ローラギヤ１１３側を放熱しやすい構成とすることができる。

また、凹部１１４において、凹部１１４の半径ｒ１と回転軸１１１の半径ｒ３との差分を現像ローラ１１０の半径ｒ２と回転軸１１１の半径ｒ３との差分の半分以下とすることで、現像ローラ１１０が撓み過ぎるのを低減することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

前記実施形態では、フィルム１６０の左右方向における両端部１６１がサイドシール部材１４０と重なる位置にあるので、図５に示すように、フィルム１６０の左右方向における端部１６１が、左右方向において、凹部１１４が配置された範囲内に位置するような構成としてもよい。

このような構成とすることで、剛性が低くなっているローラ本体１１２の凹部１１４が配置された部分において、フィルム１６０の端部１６１とローラ本体１１２の接触圧を低く抑えることができる。そのため、フィルム１６０の端部１６１によりローラ本体１１２が削られることを抑制することができる。

前記実施形態では、サイドシール部材１４０は、左右方向外側の端部１４１がローラ本体１１２の外側に位置していたが、本発明はこれに限定されず、距離ｂが距離ａよりも大きい限り、サイドシール部材１４０の左右方向外側の端部１４１の位置は任意に設定可能である。

前記実施形態では、本発明の現像装置として現像カートリッジ１０を例示したが、本発明はこれに限定されず、感光ドラム及び現像ローラを備えた、いわゆるプロセスカートリッジを現像装置としてもよい。

前記実施形態では、レーザプリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。

１０ 現像カートリッジ
１００ 筐体
１０３ 開口部
１１０ 現像ローラ
１１１ 回転軸
１１２ ローラ本体
１１２Ａ 端面
１１３ 現像ローラギヤ
１１４ 凹部
１１４Ａ 第１面
１１４Ｂ 第２面
１１５ 凹部
１４０ サイドシール部材
１４１ 端部
１４２ 端部
１６０ フィルム
１６１ 端部
ａ 距離
ｂ 距離
ｄ１ 直径
ｄ２ 直径
ｒ１ 半径
ｒ２ 半径
ｒ３ 半径

Claims (5)

1. 現像剤を収容するように構成される筐体と、
   回転軸と、ローラ本体とを有する現像ローラと、
   前記ローラ本体の軸線方向における端部において、前記筐体と前記ローラ本体との間に配置されるシール部材とを備え、
   前記ローラ本体は、端面から前記軸線方向内側に凹む凹部を有し、
   前記凹部は、
   前記軸線方向に延びる第１面と、
   前記第１面の前記軸線方向における内側端部から前記軸線方向と交差する方向に延びる第２面とを有し、
   前記第２面は、前記軸線方向において、前記シール部材が配置された範囲内に位置し、
   前記シール部材の前記軸線方向内側の端部から前記第２面までの前記軸線方向における距離は、前記軸線方向において前記シール部材と前記第１面とが重なる部分の前記軸線方向における大きさよりも大きいことを特徴とする現像装置。
2. 前記シール部材は、前記軸線方向外側の端部が前記ローラ本体の外側に位置することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記回転軸の一端には、外部から駆動力を受けることで前記回転軸を回転するように構成される駆動力入力部材を備え、
   前記凹部は、前記ローラ本体の両端部に設けられ、
   前記一端側における凹部の直径は、他端側の凹部の直径よりも大きいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の現像装置。
4. 前記筐体に固定されて前記軸線方向に沿って延び、先端部が前記現像ローラの周面に摺接可能なフィルムを備え、
   前記筐体は、前記現像ローラが配置される開口部を有し、
   前記フィルムは、前記現像ローラと前記筐体との間において、前記開口部の縁に沿って配置され、
   前記フィルムの前記軸線方向の端部は、前記軸線方向において、前記凹部が配置された範囲内に位置することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の現像装置。
5. 前記凹部の半径と前記回転軸の半径との差分は、前記現像ローラの半径と前記回転軸の半径との差分の半分以下であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の現像装置。

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