(57)【要約】【課題】現像ローラの外径が小さい場合でも、現像ローラとシール部材の摩擦による温度上昇を抑制し、トナーの漏れを防止できる現像装置を提供する。【解決手段】トナー層を表面に形成し静電潜像の形成された像担持体に接触もしくは近接して像担持体表面にトナーを付着させる現像ローラ２２と、現像ローラ２２を回転可能に支持する現像ケース２４と、現像ローラ長手方向端部の現像ローラ表層２２ａと当接するシール部材３１と、を有する現像装置であって、現像ケース２４にそれぞれ１個以上設けられた吸気口４２および排気口４３と、現像ローラ２２がシール部材３１と当接している部分の現像ローラ２２の円周上に、現像ローラ２２と接触して回転する少なくとも１個以上のローラ部材４１と、を有する。【選択図】図６
2014164157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー層を表面に形成し静電潜像の形成された像担持体に接触もしくは近接して像担持体表面にトナーを付着させる現像ローラと、該現像ローラを回転可能に支持する現像ケースと、現像ローラ長手方向端部の現像ローラ表層と当接するシール部材と、を有する現像装置であって、
前記現像ケースにそれぞれ１個以上設けられた吸気口および排気口と、
前記現像ローラが前記シール部材と当接している部分の前記現像ローラの円周上に、該現像ローラと接触して回転する少なくとも１個以上のローラ部材と、
を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記ローラ部材の中央側の端面は、前記現像ローラ上のトナー層よりも外側に位置することを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記ローラ部材は、内側に羽形状のリブを有しており、回転することで空気流を形成することを特徴とする請求項１または２記載の現像装置。
【請求項４】
前記ローラ部材の材質は、金属材料であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記ローラ部材の材質は、樹脂であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記トナーは、オイル含有シリカを外添剤として含んでいることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の現像装置を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像ローラを備えた現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、小型プリンタ市場では、装置本体が小型であることと低価格であることが強く望まれている。そのため、より小さくかつ安価に構成できる１成分現像方式が採用されているケースが多い。１成分現像方式の画像形成装置における現像ローラは、トナー収容部あるいは、トナー補給ローラからトナーを補給し、その表層に薄いトナー層を形成する。トナー層形成のために現像ローラ表面の所定の領域は、規制部材と接触しており、規制部材と現像ローラの間をすり抜けるトナー量を制御することによって所望の量のトナー層を形成する。
【０００３】
トナー層を形成する領域以外の部分で、トナーがもれると、プロセスカートリッジ表面や画像形成装置本体内部にトナーが落下あるいは飛散してしまい、ユーザの不利益となる。そのために、現像ローラと規制部材が当接している領域以外の領域は、トナー漏れを防止するシール部材を設ける必要がある。
【０００４】
通常このシール部材は、可堯性を有しているフィルム部材や、弾性を有するスポンジ、ゴム、樹脂などが用いられる。そして、それらを変形させることで現像ローラと所定の圧力で接触している。現像ローラの長手方向端部のシール部材はスポンジが使われることが多くなっている。
【０００５】
特許文献１には、現像ローラとトナー層を規制する規制ローラとの摩擦による温度上昇が原因で発生するトナー固着を防ぐ手段として、現像ローラの軸を中空構造として、表面積を増やして放熱することにより、現像ローラの温度上昇を抑える手段が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来技術では、このとき現像ローラ端部のシール部材と現像ローラとの摩擦により、シール部材表面およびそれに対抗する部分の現像ローラ表面の温度が上昇してしまう。この部分の温度上昇が大きいと、近傍のトナーが溶けて固まり、現像ローラの規制部材に堆積して、規制部材と現像ローラの間に隙間を発生させて、トナー漏れを引き起こしてしまうという問題があった。
【０００７】
また、特許文献１に開示されている技術では、現像ローラの外径がある程度大きければ、温度上昇を抑制する効果は期待できるが、外径の小さな現像ローラの場合、穴が小さくなってしまい効果が小さくなってしまう。さらに外径の小さな現像ローラの場合は、穴を開ける加工自体できず、小型プリンタのように、小さな現像ローラである場合には、効果が期待できないという問題があった。
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するためのものであり、その目的とするところは、現像ローラの外径が小さい場合でも、現像ローラとシール部材の摩擦による温度上昇を抑制し、トナーの漏れを防止できる現像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的を達成するために、本発明は、以下の特徴を有する。
【００１０】
本発明に係る現像装置は、トナー層を表面に形成し静電潜像の形成された像担持体に接触もしくは近接して像担持体表面にトナーを付着させる現像ローラと、該現像ローラを回転可能に支持する現像ケースと、現像ローラ長手方向端部の現像ローラ表層と当接するシール部材と、を有する現像装置であって、前記現像ケースにそれぞれ１個以上設けられた吸気口および排気口と、前記現像ローラが前記シール部材と当接している部分の前記現像ローラの円周上に、該現像ローラと接触して回転する少なくとも１個以上のローラ部材と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、現像ローラの外径が小さい場合でも、現像ローラとシール部材の摩擦による温度上昇を抑制し、トナーの漏れを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の概略図である。
【図２】本実施形態に係るプロセスカートリッジの断面図である。
【図３】現像ローラ近傍の斜視図である。
【図４】現像ローラを取り除いた場合の斜視図である。
【図５】現像ローラとシール部材の位置関係を示す斜視図である。
【図６】本実施形態に係る現像ローラ近傍の斜視図である。
【図７】本実施形態に係る現像ローラ近傍の斜視図である。
【図８】本実施形態に係るローラ部材の斜視図である。
【図９】本実施形態に係る現像ローラ端部の拡大図である。
【図１０】本実施形態に係る現像ローラとローラ部材との関係を示す断面図である。
【図１１】本実施形態に係る現像ローラとローラ部材との関係を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本実施形態について図面により詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る画像形成装置１の概略図である。画像形成装置１は、用紙搬送路２が形成され、用紙搬送路２に沿って、給紙ローラ３とレジストローラ４と定着ローラ５と排紙ローラ６等が配設されている。図中の用紙搬送路２のとおりに用紙が搬送され、排出される。
【００１５】
画像形成装置１は、光書込みユニット７、複数の感光体８などからなる作像ユニット９、転写ユニット１０、定着ユニット１１、用紙面反転ユニット１２、給紙ユニット１３とを備えている。
【００１６】
画像形成装置１は、光書込みユニット７によって作像ユニット９の感光体８に対して潜像を露光する。感光体上に露光された潜像は、作像ユニット９によって作像転写され、転写ユニット１０によって、給紙ユニット１３から搬送されてきた用紙に未定着トナー像が転写される。用紙上の未定着トナー像は定着ユニット１１で定着された後、装置本体外へ排紙される。
【００１７】
また、両面画像形成時には、一方面にトナー像が転写され、定着処理の終了した後の用紙は、用紙面反転ユニット１２で表裏面が反転され、再び転写ユニット１０へ搬送され、他方面にトナー像が転写されて、定着ユニット１１で定着処理がなされた後に、装置本体外へ排紙される。感光体８は、破線で囲まれたプロセスカートリッジ１４に一体的に構成されており、プロセスカートリッジ１４を取り出すことによって、本体から取り外される。
【００１８】
図２は、本実施形態に係るプロセスカートリッジ１４の断面図である。プロセスカートリッジ１４は、感光体８と現像入口シール部材２１と現像ローラ２２とトナー補給ローラ２３と現像ケース２４とトナー攪拌部材２５と現像規制部材２６と帯電ローラ２７とクリーニングブレード２８とを備えている。
【００１９】
現像ケース２４内の破線で囲まれた部分にトナーが収容されており、トナー攪拌部材２５により、常時攪拌されていると同時にトナー補給ローラ２３の方向にトナーを搬送している。トナー補給ローラ２３は現像ローラ２２と接触しており、現像ローラ表層にトナーを供給している。
【００２０】
現像ローラ表層に供給されたトナーは現像規制部材２６により、量が規制されて現像ローラ表層のトナーは薄層状態となる。現像規制部材２６は、現像ローラ２２と長手方向全域で均一に所定の圧力で当接している。本実施形態では、材質はステンレスである。そのトナーが感光体８に現像され、用紙に転写される。現像ローラに残ったトナーは再びトナー補給ローラ２３とのニップに搬送されてリセットされる。
【００２１】
図３は、現像ローラ２２近傍の斜視図である。図４は、現像ローラ２２を取り除いた場合の斜視図である。図５は、現像ローラ２２とシール部材３１の位置関係を示す図である。図は長手方向半分だけ示しているが、反対側も同様の形状である。現像ローラ２２は、現像ケース２４に取り付けられた軸受け３２により回転可能に支持されている。
【００２２】
現像ケース２４には、現像ローラ２２の長手方向端部からのトナー漏れを防ぐため、現像ローラの端部にシール部材３１が設けられている。シール部材３１は、表面が柔らかく摩擦力が少ない材料でできており、回転する現像ローラ２２とある程度の当接力であれば、現像ローラ２２にダメージを与えることもなく当接することができる構成になっている。
【００２３】
例えば、シール部材３１はスポンジや樹脂などの材料となるが、本実施形態では、母材のスポンジに表面のフェルトを貼り付けたものを用いている。トナーの漏れを防止するために、シール部材３１と現像ローラ２２とは所定の圧力で当接する必要がある。そのため、スポンジは自然状態より、つぶされた状態になっている。
【００２４】
現像規制部材２６と現像ローラニップ近傍の長手方向端部は、スポンジが長手方向にも変形することによりシールされる。したがって、このようなシール材料で端部のトナー漏れを防ぐ場合は、現像規制部材２６の長手方向端面の位置は現像ローラ表層２２ａの長手方向端面の位置よりも中央側にあることが必要である。また、現像ローラ２２は弾性体の表層２２ａと剛体の軸２２ｂとから構成される。
【００２５】
現像ローラ軸２２ｂは、通常金属であるが樹脂で構成することも可能である。現像ローラ表層２２ａの弾性体は通常ゴムが用いられ、本実施形態ではゴムを使用しているが、樹脂で構成することも可能である。シール部材３１と現像ローラ２２との摩擦発熱が起こり、シール部材３１およびそれに対抗する位置の現像ローラ２２表面の温度上昇が発生する。するとその周辺のトナーが溶けてシール部材３１や現像規制部材２６などに固着してしまう。
【００２６】
図４の黒丸３３で示した場所に、特にトナーの固着が発生しやすい。その固着物が成長して拡大すると、現像規制部材２６と現像ローラ２２の間に隙間ができ、その隙間から現像規制部材２６上方にトナーが漏れる。また、漏れたトナーが画像範囲内に広がれば、異常画像となり、プロセスカートリッジ１４の外側に落ちれば機内飛散となる。
【００２７】
次に、本実施形態のローラ部材４１について説明する。図６，７は、本実施形態に係る現像ローラ２２近傍の斜視図である。図８は、本実施形態に係るローラ部材４１の斜視図である。図９は、本実施形態に係る現像ローラ２２端部の拡大図である。図１０は、本実施形態に係る現像ローラ２２とローラ部材４１との関係を示す断面図である。図１１は、本実施形態に係る現像ローラ２２とローラ部材４１との関係を示す正面図である。
【００２８】
現像ローラ２２に対してローラ部材４１を当接させて、現像ローラ２２に対してローラ部材４１が従動回転する構成となっている。ローラ部材４１は、図８に示すように、中央に穴が開いており、図９の現像ケース２４に設けたローラ部材回転軸４４に回転可能に取り付けられている。
【００２９】
この回転軸４４は、現像ローラ２２の中心から所定の距離に設けられており、ローラ部材４１がわずかに現像ローラ２２に食い込む距離にして、ローラ部材４１が確実に現像ローラ２２に当接して従動回転するように構成されている。本実施形態では、０．１ｍｍ程度食い込ませる設定であるが、０〜０．５ｍｍ程度で設定することが望ましい。
【００３０】
本実施形態では、ローラ部材回転軸４４と現像ローラ軸２２ｂの間の距離を固定したが、ローラ部材回転軸４４を現像ローラ２２に対して所定の圧力で押し付けるように構成しても良い。本実施形態では、このローラ部材４１は、現像ローラ２２の両端部にそれぞれ１個ずつ設けた。
なお、ローラ部材４１は、現像ローラ２２の両端部にそれぞれ１個ずつに限定されず、２個以上設けても良い。
【００３１】
ローラ部材４１の長手方向位置は、現像ローラ２２が長手方向端部から５ｍｍの幅でシール部材３１と接触しているため、ローラ部材４１の中央側の端部は現像ローラ２２の端部から４ｍｍ程度の位置で、外側の端部は現像ローラ２２の端面よりも外側に位置するように構成した。
【００３２】
こうすることで、図９に示すように、現像ローラ２２上のトナー薄層とローラ部材４１が接触することがない。トナー薄層とローラ部材４１が接触するとトナーを飛散させて、機内あるいは画像を汚してしまう恐れがある。また、ローラ部材４１がトナーで汚れて、熱が伝わりにくくなったり、現像ローラ２２との接触が不均一で従動回転しないなどの不具合がある。
【００３３】
現像ローラ２２は端面までシール部材３１と接触しているので、ローラ部材４１は現像ローラ２２端面よりも外側にして、できるだけ広い面積で現像ローラ２２と接触するようにしている。
【００３４】
また、現像ケース２４のローラ部材４１近傍には、吸気口４２および排気口４３が設けられている。このように、ローラ部材４１が現像ローラ２２に当接することにより、現像ローラ２２表面の熱がローラ部材４１に伝わる。図６に示すように、吸気口４２および排気口４３からの矢印方向の空気流４５によって、ローラ部材４１が冷やされることにより、現像ローラ２２表面の温度上昇を抑制することができる。
なお、吸気口４２と排気口４３は１個ずつに限定されず、２個以上設けても良い。
【００３５】
さらに、図８に示すように、ローラ部材４１の内面に、羽形状のリブ４６を設けることで、ローラ部材４１が回転したときに空気流４５が発生するため、現像ローラ２２の放熱性が向上し、冷却性能が向上する。
【００３６】
ローラ部材４１の材質は放熱性を重視する場合は、熱伝導性の良い材料を用いるのが望ましい。比較的安価なアルミニウムやマグネシウム、ステンレスが適している。本実施形態ではアルミとしたが、より低コストな構成としたい場合は、樹脂で構成することも可能である。
【００３７】
使用するトナーは、粉砕トナーや重合トナーのいずれも対応可能であり、また、トナーの外添剤にシリカ系を添加する。シリカ系の外添剤は、オイルを含有していても良い。その際、粉砕トナーまたは重合トナー１００部に対して、疎水シリカＲＹ５０(アエロジル製)を２部添加し、２０Ｌヘンシェルミキサーで周速４０m/s、５分間、混合処理を行なった。その後、目開き７５ミクロンの篩でふるって、トナーを得た。
【００３８】
本実施形態によれば、現像ローラ２２と接触しながら従動回転するローラ部材４１を設けることにより、現像ローラ２２表面の熱がローラ部材４１に伝わり、ローラ部材４１が放熱することで、現像ローラ２２表面の温度を下げることができる。ローラ部材４１は、現像ケース２４にそれぞれ１個以上設けられた吸気口４２および排気口４３による空気流４５により冷却される。
【００３９】
なお、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１    画像形成装置
８    感光体
１４    プロセスカートリッジ
２２    現像ローラ
２３    トナー補給ローラ
２４    現像ケース
２６    現像規制部材
３１    シール部材
４１    ローラ部材
４２    吸気口
４３    排気口
４４    ローラ部材回転軸
４５    空気流
４６    リブ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４１】
【特許文献１】特開２００２−９１１５８号公報
【図１】
2014164157.tif 000003
【図２】
2014164157.tif 000004
【図３】
2014164157.tif 000005
【図４】
2014164157.tif 000006
【図５】
2014164157.tif 000007
【図６】
2014164157.tif 000008
【図７】
2014164157.tif 000009
【図８】
2014164157.tif 000010
【図９】
2014164157.tif 000011
【図１０】
2014164157.tif 000012
【図１１】
2014164157.tif 000013