(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真プロセスによって画像の形成を行う画像形成装置における現像装置であって、感光体に対向配置され感光体に形成された静電潜像をトナーによって現像する現像ローラと、前記現像ローラに対向配置され現像ローラにトナーを供給する供給ローラとを有する現像装置において、
前記供給ローラは、単泡スポンジ材から構成される内側層と、前記単泡スポンジ材の周囲に直接接して被覆する連泡スポンジ材から構成される外側層とを有し、
前記単泡スポンジ材は、シリコンゴムスポンジから構成され、前記連泡スポンジ材は、ウレタン発泡スポンジから構成されることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記単泡スポンジ材及び連泡スポンジ材は、導電性を有することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像ローラに現像バイアス電圧を印加する現像バイアス印加手段と、前記供給ローラのローラ軸に帯電したトナーが供給ローラから現像ローラへ向かうような供給バイアス電圧を印加する供給バイアス印加手段とを備えることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光体表面に形成された静電潜像に対してトナーを供給して静電潜像のトナー現像を行うとともに、感光体表面上でトナー現像された画像を用紙に転写して画像形成を行うレーザプリンタ等の画像形成装置における現像装置に関し、特に、供給ローラを単泡スポンジ材から構成される内側層と連泡スポンジ材から構成される外側層との二層構造にすることにより、経時変化によって供給ローラの外側層にトナーの詰まりが発生してもスポンジ部のやわらかさを維持することができ、良好な画質を有する画像を常に形成可能な現像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、レーザプリンタ等の画像形成装置における現像装置においては、経時変化しても現像ローラに安定してトナーを供給するための供給ローラが各種提案されている。
例えば、特開平７−３６２７３号公報に記載された現像装置では、現像剤供給手段を連泡スポンジ材で構成し、且つ、現像剤供給手段を内側層と外側層の二層構造とし、該内側層を該外側層よりセル密度が大なる該連泡スポンジ材で構成するものである。これにより、セル密度が大きい該内側層にはトナーは侵入しにくく、セル密度が小さい該外側層の表面硬度をやわらかくすることができる。また、前記現像剤供給手段を構成する内側層と外側層との間に、前記トナーの該内側層への侵入を防止するためのバリア層が設けられ、これにより、前記トナーの該内側層へのトナーの侵入を防止できるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平７−３６２７３号公報に記載された現像装置においては、前記現像剤供給手段を構成する内側層と外側層とは、ともに連泡スポンジ材で構成されているため、該外側層から内側層へのトナーの侵入を完全に防止できないという問題がある。このため、現像装置の度重なる使用によって、トナーが外側層から内側層に徐々に侵入して蓄積されることにより、供給ローラが徐々に硬化することが考えられる。また、前記トナーの侵入を防止するために、該外側層と内側層との間にバリア層を設けると、材料費がアップするとともに、該現像剤供給手段の製造工程が複雑となり製造コストアップになるという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、供給ローラは、単泡スポンジ材から構成される内側層と連泡スポンジ材から構成される外側層との二層構造を有し、該外側層と内側層との間にバリア層を設けなくても、該供給ローラの外側層から内側層へのトナーの侵入を確実に防止することが可能な現像装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため請求項１に係る現像装置は、電子写真プロセスによって画像の形成を行う画像形成装置における現像装置であって、感光体に対向配置され感光体に形成された静電潜像をトナーによって現像する現像ローラと、前記現像ローラに対向配置され現像ローラにトナーを供給する供給ローラとを有する現像装置において、前記供給ローラは、単泡スポンジ材から構成される内側層と、前記単泡スポンジ材の周囲に直接接して被覆する連泡スポンジ材から構成される外側層とを有し、前記単泡スポンジ材は、シリコンゴムスポンジから構成され、前記連泡スポンジ材は、ウレタン発泡スポンジから構成されることを特徴とする。
【０００６】
このような特徴を有する請求項１に係る現像装置によれば、内側層の単泡スポンジ材は、シリコンゴムスポンジから構成され、この単泡スポンジ材の周囲に直接接して被覆する外側層の連泡スポンジ材は、ウレタン発泡スポンジから構成されるため、外側層と内側層との間にバリア層を設けなくても、経時変化によって外側層の連泡スポンジ材に詰まったトナーが、内側層の単泡スポンジ材へ侵入することを確実に防止することができるため、供給ローラの柔らかさを安定して維持することができ、良好な画質を有する画像を常に形成可能となる。
【０００７】
また、請求項２に係る現像装置は、請求項１に記載の現像装置において、前記単泡スポンジ材及び連泡スポンジ材は、導電性を有することを特徴とする。
【０００８】
このような特徴を有する請求項２に係る現像装置によれば、現像ローラに担持されたトナーの帯電量を安定化することができ、もって良好な画質を有する画像を常に形成することが可能となる。
【０００９】
また、請求項３に係る現像装置は、請求項２に記載の現像装置において、前記現像ローラに現像バイアス電圧を印加する現像バイアス印加手段と、前記供給ローラのローラ軸に帯電したトナーが供給ローラから現像ローラへ向かうような供給バイアス電圧を印加する供給バイアス印加手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
このような特徴を有する請求項３に係る現像装置によれば、供給ローラを構成する前記単泡スポンジ材及び連泡スポンジ材は、導電性を有するスポンジ材であるため、供給ローラの外側層に担持されたトナーに供給ローラから現像ローラへ向かうような供給バイアス電圧を印加することができ、供給ローラの連泡スポンジ材に担持された正規帯電トナーを確実に現像ローラに供給することが可能であり、もって良好な画質を有する画像を常に形成可能となる。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置について、本発明をレーザプリンタにつき具体化した実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、本実施形態に係るレーザプリンタの概略構成について図１に基づき説明する。図１はレーザプリンタの側断面である。
図１において、レーザプリンタ１は、本体ケース２、本体ケース２の後部の上面側に設けられた第１給紙トレイ３、第２給紙トレイ４、本体ケース２内に設けられた用紙搬送機構５、スキャナユニット６、プロセスユニット７、定着ユニット８、その他各第１、第２給紙トレイ３、４、用紙搬送機構５等を駆動する駆動ユニット（図示せず。本体ケース２の左端側部分に収容される）等を有する。本体ケース２の前部上面側には、プリント機構部の上面側を開放可能なトップカバー１０、及び、排紙トレイ１１が設けられている。この排紙トレイ１１は、閉位置と開位置へ切換自在であり、開位置にてプリント済の用紙を受けるトレイとして機能する。
ここで、スキャナユニット６、プロセスユニット７及び定着ユニット８等がプリント機構部に相当する。プロセスユニット７は、ケーシング２４内に感光ドラム２５、帯電器２６、現像ローラ２７、転写ローラ２８、クリーニングローラ２９等を収容して本体ケース２内の所定部位に着脱可能なカートリッジ構造になっている。
【００１４】
第１給紙トレイ３は、本体ケース２の後端付近部分の上面部に固定的に設けられており、第２給紙トレイ４は、本体ケース２のうちの第１給紙トレイ３の前側の上面部に着脱可能に設けられている。前記用紙搬送機構５は、第１給紙トレイ３、第２給紙トレイ４から択一的に給紙された用紙Ｐをプロセスユニット７へ搬送するためのものであり、第１給紙トレイ３の下端側に設けられた一対の送りローラ１２ａ、１２ｂと、第２給紙トレイ４の下端側に設けられた一対のレジストローラ１３ａ、１３ｂとを有する。送りローラ１２ａは駆動側ローラ、送りローラ１２ｂは従動ローラである。レジストローラ１３ａは駆動側ローラ、レジストローラ１３ｂは従動ローラである。また、レジストローラ１３ａの略中央部の近傍位置には給紙センサ５０が配設されている。第１給紙トレイ３からレジストローラ１３ａ、１３ｂに至る用紙搬送経路１４は、第２給紙トレイ４の下面に沿って延びる下面側搬送路１４ａを含み、第２給紙トレイ４を本体ケース２から取り外した状態では、下面側搬送路１４ａが外部に開放状態になる。
第１給紙トレイ３からピックアップローラ３６を介して給紙された用紙Ｐは、一対の送りローラ１２ａ、１２ｂで送り駆動されて下面側搬送路１４ａを通ってレジストローラ１３ａ、１３ｂに達し、給紙センサ５０により給紙された用紙Ｐの通過検出を行い、レジスト後に送り駆動されてプロセスユニット７へ搬送される。第２給紙トレイ４からピックアップローラ３６を介して給紙された用紙Ｐは、レジストローラ１３ａ、１３ｂに達し、給紙センサ５０により給紙された用紙Ｐの通過検出を行い、レジスト後に送り駆動されてプロセスユニット７に搬送される。
【００１５】
前記スキャナユニット６は、プロセスユニット７の下側に配設され、レーザ発光部（図示せず）、ポリゴンミラー２０、反射鏡２１、２３、レンズ２２等を有し、レーザ発光部からのレーザビームを、鎖線で示すようにポリゴンミラー２０、反射鏡２１、レンズ２２、反射鏡２３を介してプロセスユニット７の帯電された回転中の感光ドラム２５の外周部に高速走査にて照射し露光することにより感光ドラム２５の表面に静電潜像が形成される。
【００１６】
前記プロセスユニット７は、ケーシング２４内に感光ドラム２５、スコロトロン型帯電器２６、現像ローラ２７、転写ローラ２８、クリーニングローラ２９、トナーボックス３０、トナー供給ローラ３１等を内蔵したものであり、このプロセスユニット７を本体ケース２から取り外した状態でトナーボックス３０にトナーカートリッジ５４（図２参照）を挿着することにより、トナーを補給するようになっている。前記トナーカートリッジ５４内のトナーは撹拌体３２で撹拌されてトナーボックス３０の開口３０Ａから放出された後、トナー供給ローラ３１を介して現像ローラ２７に供給され、ブレード３３により一定厚さのトナー層として現像ローラ２７に担持されて、感光ドラム２５に供給される。尚、トナーボックス３０の開口３０Ａの近傍位置には、２つのオーガ部材３７、３８が回転可能に配設されており、各オーガ部材３７、３８は、開口３０Ａから放出されたトナーをケーシング２４内で均一に分散させる作用を行う。
【００１７】
前記感光ドラム２５の表面に形成された静電潜像は、現像ローラ２７からトナーを付着させて顕像化され、用紙が感光ドラム２５と転写ローラ２８との間を通る間に用紙に転写され、その用紙は定着ユニット８内へ送られて定着される。尚、感光ドラム２５の表面に残ったトナーは、クリーニングローラ２９で一時的に回収された後、所定のタイミングで感光ドラム２５を介して現像ローラ２７に回収される。定着ユニット８は、用紙にトナーを熱定着させるものであり、加熱ローラ３４、その加熱ローラ３４に押圧された押圧ローラ３５、これらの各ローラ３４、３５の下流側に設けられ用紙を本体ケース２の外部へ排出する一対の排出ローラ１５ａ、１５ｂを有する。また、排出ローラ１５ａの略中央部の近傍位置には排紙センサ５１が配設されており、前記排紙センサ５１により用紙Ｐの外部への排出検出を行う。
【００１８】
尚、前記構成において、プロセスユニット７の感光ドラム２５及び転写ローラ２８を介して用紙Ｐが送り出される搬送速度は、定着ユニット８の加熱ローラ３４、押圧ローラ３５、各排出ローラ１５ａ、１５ｂを介して用紙Ｐが送り出される搬送速度と等しいか又はその搬送速度よりも大きくなるように設定されている。これは、加熱ローラ３４、押圧ローラ３５、各排出ローラ１５ａ、１５ｂを介して用紙Ｐが送り出される搬送速度が感光ドラム２５及び転写ローラ２８を介して用紙Ｐが送り出される搬送速度よりも大きい場合には、プロセスユニット７において用紙Ｐに形成される画像の形成位置にずれが生じてしまって画像が乱れてしまう虞があるからである。
【００１９】
次に、プロセスユニット７の詳細な構成について図２及び図３に基づき説明する。図２はプロセスユニット７を拡大して示す側断面図である。図３は供給ローラの側断面の一部分拡大図であり、（ａ）は単泡スポンジ材の側断面の一部分拡大図、（ｂ）は連泡スポンジ材の側断面の一部分拡大図である。
図２に示されるように、現像室４０内の下方位置にはトナー供給ローラ３１が回転可能に配置されており、また現像ローラ２７がトナー供給ローラ３１に対向して回転可能に配置されている。このトナー供給ローラ３１はトナー供給口３０Ａから供給されたトナーを現像ローラ２７に供給する。ここに、トナー供給ローラ３１は、金属製（例えば、各種鋼材から形成されている）のローラ軸体３１Ａ、ローラ軸体３１Ａの周囲を被覆する導電性並びに弾性を有する発泡材からなる単泡スポンジ材（例えば、導電性シリコンゴムスポンジ材等）３１Ｂ、及び、該単泡スポンジ材３１Ｂの周囲を被覆する導電性並びに弾性を有する発泡材からなる連泡スポンジ材（例えば、導電性ウレタン発泡スポンジ材等）３１Ｃとから構成されている。また、現像ローラ２７は、金属製（例えば、各種鋼材から形成されている）のローラ軸体２７Ａと一般に導電性の連泡スポンジ材３１Ｃよりも硬い導電性ゴム材２７Ｂでローラ軸体２７Ａの周囲を被覆されている。従って、トナー供給ローラ３１から現像ローラ２７に対してトナーの供給が行われる際には、トナー供給ローラ３１の各導電性スポンジ材３１Ｂ、３１Ｃがある程度圧縮された状態で現像ローラ２７の導電性ゴム材２７Ｂに当接されている。
【００２０】
ここで、単泡スポンジ材３１Ｂについて図３（ａ）に基づいて説明する。図３（ａ）に示すように、前記単泡スポンジ材３１Ｂ内に形成される気泡は、互いに独立している独立気泡より構成されている。このため、単泡スポンジ材３１Ｂの外側にトナーが付着しても該単泡スポンジ材３１Ｂの内部へこのトナーは侵入できないため、長時間作動してもやわらかさが維持される。また、連泡スポンジ材３１Ｃについて図３（ｂ）に基づいて説明する。図３（ｂ）に示すように、前記連泡スポンジ材３１Ｃ内に形成される気泡は、互いに気泡同士がつながっており、連続した気泡を形成している。このため、長時間作動するとともに、該連泡スポンジ材３１Ｃ内にトナーが侵入するが、トナーは連泡スポンジ材３１Ｃの周面に均等に侵入するため、該連泡スポンジ材３１Ｃの表面硬度の均一性を維持できる。したがって、供給ローラ３１のやわらかさを安定して維持できる。
【００２１】
また、トナーボックス３０の略中央部の下方向（図２中、左下側）にはトナーカートリッジ５４内のトナー量を検出するためのトナーセンサ５２が回路基板に半田付け後、スキャナカバー５３に螺設されている。トナーセンサ５２はＬＥＤとフォトセンサにより構成され、トナーカートリッジ５４の下方の一部を挟持し、光の透過量を検出することにより、トナーの有無を検出している。
【００２２】
次に、本実施形態のプロセスユニット７の制御構成について図４に基づき説明する。図４はレーザプリンタ１のプロセスユニット７の制御構成を示すブロック図である。
図４において、レーザプリンタ１は、各機器を制御するＣＰＵ６１、制御プログラムを格納するＲＯＭ６２、処理データ等を格納するＲＡＭ６２、印字枚数カウンタ値等を格納するＥＥＰＲＯＭ６４、ASIC等により構成され、給紙センサ５０、排紙センサ５１、トナーセンサ５２等のセンサが接続され、且つ、高圧電源回路部６７等をコントロールするコントロール回路部６６、感光ドラム２５、帯電器２６、現像ローラ２７、転写ローラ２８、クリーニングローラ２９、及び、トナー供給ローラ３１に高圧のバイアス電圧を印加する高圧電源回路部６７を有している。
また、ＣＰＵ６１は各センサ値やＲＯＭ６２に格納されているプログラム等に基づいてコントロール回路部６６を制御する。ここで、現像ローラ２７のローラ軸体２７Ａにはコントロール回路部６６を介して、高圧電源回路部６７よりバイアス電圧（本実施形態の場合は約ＤＣ７００Ｖ）が定電圧で印加されている。
また、本実施形態では正帯電特性のトナーを用いるので、現像ローラ２７へトナーを向かわせる電圧（本実施形態の場合は約８００Ｖ）がトナー供給ローラ３１のローラ軸体３１Ａに印加され、前記導電性の単泡スポンジ材３１Ｂ及び連泡スポンジ材３１Ｃを介してトナーに印加されることになる。
【００２３】
したがって、本実施形態のプロセスユニット７のトナー供給ローラ３１においては、経時変化によって連泡スポンジ材３１Ｃに詰まったトナーの単泡スポンジ材３１Ｂへの侵入を確実に防止することができるとともに、トナー供給ローラ３１の柔らかさを安定して維持することができるため、良好な画質を有する画像を常に形成可能となる。
また、トナー供給ローラ３１を構成する前記単泡スポンジ材３１Ｂ及び連泡スポンジ材３１Ｃは、導電性を有するスポンジ材であるため、担持されたトナーの帯電量を安定化することができるとともに、トナー供給ローラ３１の連泡スポンジ材３１Ｃの表面部に担持されたトナーにトナー供給ローラ３１から現像ローラ２７へ向かうような供給バイアス電圧を印加することができ、トナー供給ローラ３１の連泡スポンジ材３１Ｃに担持された正規帯電トナーを確実に現像ローラ２７に供給することが可能であり、もって良好な画質を有する画像を常に形成可能となる。
【００２４】
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論であり、以下のようにしてもよい。
（ａ）前記実施形態では、感光ドラム２５を採用しているが、感光ドラム２５に代えて、例えば、無端状ベルト式の感光体を採用してもよい。
（ｂ）前記実施形態では、正帯電タイプのトナーを採用しているが、負帯電タイプのトナーを採用してもよい。その場合には、トナー供給ローラ３１にトナーを負帯電させるようなバイアス電圧を印加してもよい。
（ｃ）前記実施形態では、連泡スポンジ材３１Ｃの連泡方向を特に指定していないが、連泡スポンジ材３１Ｃの連泡方向をトナー供給ローラ３１の長手方向に一致する構成にしてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明した通り請求項１に係る現像装置においては、現像ローラにトナーを供給する供給ローラは、内側層の単泡スポンジ材は、シリコンゴムスポンジから構成され、この単泡スポンジ材の周囲に直接接して被覆する外側層の連泡スポンジ材は、ウレタン発泡スポンジから構成されるため、外側層と内側層との間にバリア層を設けなくても、経時変化によって外側層の連泡スポンジ材に詰まったトナーが、内側層の単泡スポンジ材へ侵入することを確実に防止することができるため、供給ローラの柔らかさを安定して維持することができ、良好な画質を有する画像を常に形成可能な現像装置を提供することができる。
【００２６】
また、請求項２に係わる現像装置は、請求項１に記載の現像装置において、前記単泡スポンジ材及び連泡スポンジ材が、導電性を有している。
これにより、現像ローラに担持されたトナーの帯電量を安定化することができ、もって良好な画質を有する画像を常に形成することが可能な現像装置を提供することができる。
【００２７】
また、請求項３に係わる現像装置は、請求項２に記載の現像装置において、前記現像ローラに現像バイアス電圧を印加する現像バイアス印加手段と、前記供給ローラのローラ軸に帯電したトナーが供給ローラから現像ローラへ向かうような供給バイアス電圧を印加する供給バイアス印加手段とが設けられている。
これにより、供給ローラを構成する前記単泡スポンジ材及び連泡スポンジ材は、導電性を有するスポンジ材であるため、供給ローラの外側層に担持されたトナーに供給ローラから現像ローラへ向かうような供給バイアス電圧を印加することができ、供給ローラの連泡スポンジ材に担持された正規帯電トナーを確実に現像ローラに供給することが可能であり、もって良好な画質を有する画像を常に形成可能な現像装置を提供することができる。
【００２８】
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施形態に係わるレーザプリンタの側断面図である。
【図２】  本実施形態に係わるレーザプリンタのプロセスユニットを拡大して示す側断面図である。
【図３】  本実施形態に係る供給ローラの側断面の一部分拡大図であり、（ａ）は単泡スポンジ材の側断面の一部分拡大図、（ｂ）は連泡スポンジ材の側断面の一部分拡大図である。
【図４】  本実施形態に係わるレーザプリンタのプロセスユニットの制御構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１                  レーザプリンタ
７                  プロセスユニット
２５                感光ドラム
２７                現像ローラ
２７Ａ、３１Ａ      ローラ軸体
３１                トナー供給ローラ
３１Ｂ              単泡スポンジ材
３１Ｃ              連泡スポンジ材
５０                給紙センサ
５４                トナーカートリッジ
６７                高圧電源回路部
【図１】
0004174839.tif 000002
【図２】
0004174839.tif 000003
【図３】
0004174839.tif 000004
【図４】
0004174839.tif 000005