画像形成装置
【課題】感光ドラムと現像ローラとの間隔を保持し、現像による画像ムラを抑えた画像が得られる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１は、静電潜像が形成される感光体ドラム１１と、この感光体ドラム１１にトナーを供給する現像ローラ２０とを備え、感光体ドラム１１が回転し、感光体ドラム１１上の静電潜像が順次現像される。画像形成装置１は、感光体ドラム１１の周面と現像ローラ２０の周面とを所定の間隔にて対向させるのに、感光体ドラム１１に当接するプーリ部材６１を備え、このプーリ部材６１は現像時に停止している。
【解決手段】画像形成装置１は、静電潜像が形成される感光体ドラム１１と、この感光体ドラム１１にトナーを供給する現像ローラ２０とを備え、感光体ドラム１１が回転し、感光体ドラム１１上の静電潜像が順次現像される。画像形成装置１は、感光体ドラム１１の周面と現像ローラ２０の周面とを所定の間隔にて対向させるのに、感光体ドラム１１に当接するプーリ部材６１を備え、このプーリ部材６１は現像時に停止している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に関し、特に、トナー像が形成される像担持体とこの像担持体にトナーを供給する現像剤担持体とを所定の間隔にて対向させる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式を用いた画像形成装置では、トナー像が形成される像担持体である感光体ドラムの回転方向に沿って、帯電器、露光器、現像器、及び転写ローラ等が配置され、まず、帯電器で感光体ドラムの表面を均一に帯電させた後、画像データに応じて、露光器で感光体ドラムを露光し、感光体ドラム上に静電潜像を形成する。そして、現像器によって感光体ドラム上の静電潜像を現像して、トナー像とする。その後、感光体ドラム上のトナー像が転写ローラによって用紙に転写され、トナー像が転写された用紙は定着ユニットに搬送されて、ここで転写像が用紙に定着された後、排紙される。
【０００３】
上述の現像器には、現像剤担持体である現像ローラが備えられており、印字品質を所望の品質に維持するためには、現像ローラと感光体ドラム表面とを所定の間隔に精度よく保持する必要がある。
【０００４】
このため、例えば、特許文献１では、現像ローラの両端部には、現像ローラの中心軸線と同一の軸線でギャップコロが配設されて、現像器がバネ等の付勢部材に押圧されることにより、ギャップコロは感光体ドラム側に押圧されている。このギャップコロによって、感光体ドラムの周面と現像ローラとが所定の間隔に保持される。そして、現像ローラから感光体ドラムに現像剤が供給され、感光体ドラム上の静電潜像が現像され、感光体ドラム上にトナー像が形成される。
【０００５】
しかしながら、上述した先行技術では、ギャップコロの感光体ドラムに当接する外周面の真円度、またギャップコロの現像ローラ軸線との同軸度のバラツキがあり、更にギャップコロを長く繰り返し用いると、ギャップコロ外周面に汚れや傷等が発生する。これらのギャップコロの真円度や同軸度、またギャップコロ外周面の汚れや傷等によって、感光体ドラムの周面と現像ローラとの間隔の精度が低下する。例えば、感光体ドラムが回転し静電潜像を現像しているときに、ギャップコロの真円度、同軸度のバラツキによって、感光体ドラム周面とギャップコロとの当接位置によっては、感光体ドラム周面と現像ローラとの間隔が変化することになる。この間隔変化によって、間隔が変化した部分に対応する画像に画像ムラが発生する。また、ギャップコロ外周面に汚れや傷等があると、汚れや傷がある部分において、感光体ドラム周面と現像ローラとの間隔が変化し、この間隔変化によって、ピッチ状の画像ムラが発生するという不都合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２６４５１９号公報（段落［００２５］〜［００３０］、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、像担持体と現像剤担持体との間隔を保持し、現像による画像ムラを抑えた画像が得られる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体とを備え、前記像担持体が回転し、前記像担持体上の静電潜像が順次現像される画像形成装置において、前記像担持体の周面と前記現像剤担持体の周面とを所定の間隔にて対向させるのに、前記像担持体に当接するプーリ部材を備え、前記プーリ部材は現像時に停止していることを特徴としている。
【０００９】
この構成によれば、像担持体が回転し、現像剤が現像剤担持体から像担持体上に供給され、像担持体上の静電潜像が順次現像される。このとき、像担持体周面はプーリ部材の同じ周面に当接しながら回転することによって、現像時には、像担持体周面と前記現像剤担持体周面が常に所定の間隔にて対向している。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明では、前記像担持体の現像時の回転に対して前記プーリ部材を停止させ、前記像担持体の現像時の逆方向回転に対して前記プーリ部材を従動回転させる切り換え部材を備えることを特徴としている。この構成によれば、現像時に像担持体が回転しても、像担持体周面がプーリ部材の同じ周面に当接しながら回転する。そして、例えば現像終了後に像担持体が現像時の回転方向の逆方向に回転すると、プーリ部材が従動回転し、像担持体周面が先の現像時と異なるプーリ部材周面に当接することになり、次の現像時には、像担持体周面は新たなプーリ部材周面に当接しながら回転する。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明では、前記像担持体の逆方向回転時に、前記像担持体の周面距離が前記プーリ部材の周面長の非整数倍であることを特徴としている。この構成によれば、頻繁にプーリ部材を従動回転させて、プーリ部材の像担持体への当接面を変えても、以前に用いたプーリ部材周面が像担持体周面に当接することを回避させることが可能である。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明では、前記切り換え部材は、装置本体に固設される固定軸と前記プーリ部材との間に配設される一方向クラッチを有することを特徴としている。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明では、前記現像剤担持体は、現像剤を担持して前記像担持体に対向するとともに前記固定軸に回転自在に保持される現像スリーブと、前記現像スリーブの内側で前記固定軸に固設される磁極部材とを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、像担持体が回転し、現像剤が現像剤担持体から像担持体上に供給され、像担持体上の静電潜像が順次現像される。このときに、像担持体周面はプーリ部材の同じ周面に当接しながら回転することによって、像担持体周面と前記現像剤担持体周面が常に所定の間隔にて対向している。従って、プーリ部材の真円度や同軸度等の部品精度や部品組立のバラツキの影響を受けることなく、同じ間隔を保持して現像が行われ、画像ムラを抑えた画像を得ることができる。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明によれば、現像時に像担持体が回転しても、像担持体周面がプーリ部材の同じ周面に当接しながら回転する。そして、例えば現像終了後に像担持体が現像時の回転方向の逆方向に回転すると、プーリ部材が従動回転し、像担持体周面は先の現像時と異なるプーリ部材周面に当接することになり、次の現像時には、像担持体周面は新たなプーリ部材周面に当接しながら回転する。つまり、先の現像時にプーリ部材に汚れや傷等が発生していても、次の現像時にプーリ部材の汚れや傷等のない周面を用いて、像担持体と現像剤担持体との間隔が保持される。従って、繰り返し画像形成しても、安定して良好な画像が得られる。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明によれば、像担持体の逆方向回転時に、像担持体の周面距離がプーリ部材の周面長の非整数倍である。これによって、頻繁にプーリ部材を従動回転させて、プーリ部材の像担持体への当接面を変えても、以前に用いた汚れや傷のあるプーリ部材周面が像担持体周面に当接するおそれがない。従って、像担持体周面と前記現像剤担持体が常に所定の間隔を保持することができ、長期間に亘って繰り返し画像形成しても、安定して良好な画像が得られる。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明によれば、固定軸とプーリ部材との間に配設した一方向クラッチによって、現像時にはプーリ部材は停止状態にあって、例えば現像終了後には、像担持体を現像時と逆方向に回転させると、プーリ部材は従動回転する。従って、簡単な構成で、プーリ部材の停止または回転可能状態に切り換えることができる。
【００１８】
また、請求項５に記載の発明によれば、固定軸には、現像スリーブとプーリ部材とが取り付けられるので、簡単な構成で、像担持体と現像剤担持体との間隔を正確に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】は、本発明の実施形態である画像形成装置の全体構成を概略的に示す平面図である。
【図２】は、本発明の実施形態である現像装置を概略的に示す断面平面図である。
【図３】は、本発明の実施形態である像担持体と現像剤担持体の間隔を保持する構成を概略的に示す一部断面した側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の内部構成を概略的に示す平面図である。画像形成装置１はタンデム型のカラープリンタである。像担持体である感光体ドラム１１ａ〜１１ｄは、回転自在であり、感光層を形成する感光材料として、有機感光体（ＯＰＣ感光体）が用いられ、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）及びマゼンタ（Ｍ）の各色に対応させて配される。感光層はアモルファスシリコンでもよい。各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの周囲に、現像装置２ａ〜２ｄ、露光ユニット１２、帯電器１３ａ〜１３ｄ及び除電器１４ａ〜１４ｄが配設される。
【００２２】
現像装置２ａ〜２ｄは、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの右方に対向して配置され、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄにトナーを供給する。帯電器１３ａ〜１３ｄは、現像装置２ａ〜２ｄの感光体回転方向上流側であって感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に対向して配置され、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ表面を一様に帯電させる。また除電器１４ａ〜１４ｄは、現像装置２ａ〜２ｄの感光体回転方向下流側であって感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に対向して配置され、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ表面に現像後に残った電荷を除電する。
【００２３】
露光ユニット１２は、パーソナルコンピュータ等から画像入力部（図略）に入力された文字や絵柄などの画像データに基づいて、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄを走査露光するためのものであり、現像装置２ａ〜２ｄの下方に設けられる。露光ユニット１２には、レーザ光源、ポリゴンミラーが設けられ、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄに対応して反射ミラー及びレンズが設けられる。レーザ光源から出射されたレーザ光が、ポリゴンミラー、反射ミラー及びレンズを介して、帯電器１３ａ〜１３ｄの感光体回転方向下流側において、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に照射される。照射されたレーザ光により、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ表面には静電潜像が形成され、この静電潜像が各現像装置２ａ〜２ｄによりトナー像に現像される。
【００２４】
中間転写ベルト１７は、駆動ローラ２５、従動ローラ２７、及びテンションローラ６に張架されている。この中間転写ベルト１７に接触するように各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄが中間転写ベルト１７の下方で搬送方向（図１の矢印方向）に沿って隣り合うように配列されている。各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄは、中間転写ベルト１７を挟んで各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄと対向して中間転写ベルト１７に圧接し、１次転写ニップ部を形成する。この各１次転写ニップ部において、中間転写ベルト１７の回転とともに所定のタイミングで各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄのトナー像が中間転写ベルト１７に順次転写される。これによって、中間転写ベルト１７表面にはシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされ、カラートナー像が形成される。ベルトクリーニング３１が転写後に中間転写ベルト１７に残存するトナーを清掃する。
【００２５】
２次転写ローラ３４は、中間転写ベルト１７を挟んで駆動ローラ２５と対向し、中間転写ベルト１７に圧接して２次転写ニップ部を形成する。この２次転写ニップ部において、バイアス電位（トナーの帯電極性と逆極性）が印加された２次転写ローラ３４によって、中間転写ベルト１７上に形成されたトナー像が用紙に２次転写される。
【００２６】
画像形成装置１の下部には、用紙Ｐを収納する給紙カセット３２が配設され、給紙カセット３２の右方には、手差しの用紙を供給するスタックトレイ３５が配設される。給紙カセット３２の左方には、給紙カセット３２から繰り出された用紙Ｐを中間転写ベルト１７で形成される２次転写ニップ部に搬送する第１搬送路３３が配設される。またスタックトレイ３５の左方には、スタックトレイ３５から繰り出された用紙を２次転写ニップ部に搬送する第２搬送路３６が配設される。画像形成装置１の左上部には、トナー像が転写された用紙Ｐに対して定着処理を行う定着装置１８と、定着処理の行われた用紙を用紙排出部３７に搬送する第３搬送路３９とが配設される。
【００２７】
給紙カセット３２は、装置の外部（図１において手前側）に引き出すことにより用紙の補充を可能にしたもので、収納されている用紙Ｐがピックアップローラ３３ｂ及び捌きローラ３３ａにより１枚ずつ第１搬送路３３側に繰り出される。
【００２８】
第１搬送路３３と第２搬送路３６とはレジストローラ３３ｃの手前で合流しており、レジストローラ３３ｃにより、２次転写ニップ部における画像形成動作と給紙動作とのタイミングを取って、用紙Ｐが２次転写ニップ部に搬送される。２次転写ニップ部に搬送された用紙Ｐは、中間転写ベルト１７上のトナー像を転写され、定着装置１８に搬送される。
【００２９】
定着装置１８は、ヒータにより加熱される定着ベルトと、定着ベルトに圧接して配設された加圧ローラ等とを備え、トナー像が転写された用紙Ｐを加熱及び加圧することにより定着処理を行う。定着された用紙Ｐは、必要に応じて第４搬送路４０で反転されて用紙の裏面にも２次転写ニップ部でトナー像が転写されて、定着装置１８で再度定着され、排出ローラ１９ａにより用紙排出部３７に排出される。
【００３０】
図２は、上述の画像形成装置１に用いられる現像装置の構成を示す断面平面図である。なお、以下の説明では、図１に示す感光体ドラム１１ａに対応する現像装置２ａの構成及び動作について説明するが、現像装置２ｂ〜２ｄの構成及び動作については現像装置２ａと同様であり、説明を省略し、また各色の現像装置及び感光体ドラムを示すａ〜ｄの符号を省略する。
【００３１】
図２に示すように、現像装置２は、現像剤担持体である現像ローラ２０と、磁気ローラ２１と、現像容器２２と、撹拌部材２３及び規制ブレード２４等により構成されている。
【００３２】
現像容器２２は、現像装置２の外郭を構成し、その下部の現像剤収容部２２ｃにおいて磁性キャリアとトナーからなる現像剤を貯留し、また撹拌部材２３と磁気ローラ２１及び現像ローラ２０を回転可能に保持している。現像容器２２には、現像ローラ２０を感光体ドラム１１に向けて露出させる開口２２ａが形成されている。
【００３３】
現像ローラ２０は、感光体ドラム１１に対向し、一定の間隔を設けて感光体ドラム１１の図２の右方に配設される。また、現像ローラ２０は、感光体ドラム１１に接近した対向位置において、感光体ドラム１１にトナーを供給する現像領域Ｄを形成している。磁気ローラ２１は、一定の間隔を設けて現像ローラ２０に対向し、現像ローラ２０の右斜め下方に配設される。また、磁気ローラ２１は、現像ローラ２０に接近した対向位置において、現像ローラ２０にトナーを供給するトナー供給領域Ｔを形成している。撹拌部材２３は磁気ローラ２１の略下方に配設される。また、規制ブレード２４は磁気ローラ２１の左斜め下方にて現像容器２２に固定保持されている。
【００３４】
撹拌部材２３は、第１ミキサー２３ａと第２ミキサー２３ｂの２本で構成される。第２ミキサー２３ｂが磁気ローラ２１の下方に設けられ、第１ミキサー２３ａが第２ミキサー２３ｂの右方に隣接して設けられる。第１ミキサー２３ａは磁性キャリアとトナーからなる現像剤を撹拌して現像剤中のトナーを所定のレベルに帯電させる。これによりトナーは磁性キャリアに保持される。また、第１ミキサー２３ａと第２ミキサー２３ｂを仕切る現像容器２２の仕切り壁２２ｂの長手方向（図２の紙面奥行き方向）の両端部分には、穴（図略）が設けられ、第１ミキサー２３ａが回転すると、帯電した現像剤が仕切り壁２２ｂに設けた一方の穴から第２ミキサー２３ｂに搬送され、現像剤が第１ミキサー２３ａと第２ミキサー２３ｂとを循環する。第２ミキサー２３ｂが回転して、現像剤が磁気ローラ２１に供給される。
【００３５】
規制ブレード２４は、磁気ローラ２１の表面に対して所定の間隔を設けて、トナー供給領域Ｔの磁気ローラ２１の回転方向上流側に配設され、磁気ローラ２１表面に形成される磁気ブラシの層厚規制を行うためのものである。
【００３６】
磁気ローラ２１は、ローラ軸２１ａと磁極部材Ｍ及び磁気スリーブ２１ｂを備え、撹拌部材２３により撹拌された現像剤を担持し、担持した現像剤からトナーのみを現像ローラ２０に供給するものである。磁極部材Ｍは、断面扇形に形成された外周部の極性の異なる複数の磁石が交互に配設され、ローラ軸２１ａに接着等により固着される。ローラ軸２１ａは、磁気スリーブ２１ｂ内で、磁極部材Ｍと磁気スリーブ２１ｂの間に所定の間隔を設けて、現像容器２２に回転不能に支持される。磁気スリーブ２１ｂは、図示しないモータとギヤからなる駆動機構により、現像ローラ２０と同方向（図２の時計回り方向）に回転し、また直流電圧５６ａに交流電圧５６ｂを重畳したバイアス５６を印加される。磁気スリーブ２１ｂ表面において、帯電した現像剤は磁極部材Ｍの磁力によって磁気ブラシを形成して担持され、磁気ブラシは規制ブレード２４によって所定の高さに調節される。
【００３７】
ここで、磁気スリーブ２１ｂが回転すると、磁気ブラシは、磁極部材Ｍによって磁気スリーブ２１ｂ表面に担持されて搬送され、トナー供給領域Ｔで現像ローラ２０に接触すると、磁気ブラシのトナーのみが、磁気スリーブ２１ｂに印加されたバイアス５６に応じて、現像ローラ２０に供給される。尚、磁気スリーブ２１ｂは、現像ローラ２０と同方向に回転するので、トナー供給領域Ｔにおいて、現像ローラ２０に対して反対方向に回転駆動されることにより、現像ローラ２０にトナーのみを供給しやすくなる。
【００３８】
現像ローラ２０は、固定軸２０ａと、磁極部材２０ｂと、非磁性の金属材料で円筒状に形成される現像スリーブ２０ｃ等を備えて構成されている。
【００３９】
固定軸２０ａは現像容器２２に回転不能に支持される。この固定軸２０ａには、現像スリーブ２０ｃが回転自在に保持され、更に、磁石よりなる磁極部材２０ｂが現像スリーブ２０ｃと所定の間隔を設けて、接着等により固着される。磁極部材２０ｂの磁力によって、トナーが現像スリーブ２０ｃ表面に担持される。現像スリーブ２０ｃは、図示しないモータとギヤからなる駆動機構により、図２の矢印方向（時計回り方向）に回転させられる。また、現像スリーブ２０ｃには、直流電圧５５ａに交流電圧５５ｂを重畳した現像バイアス５５が印加される。
【００４０】
ここで、現像バイアス５５を印加された現像スリーブ２０ｃが図２の時計回り方向に回転すると、現像領域Ｄにおいて、現像バイアス電位と感光体ドラム１１の露光部位の電位との電位差により、現像スリーブ２０ｃ表面に担持されたトナーが感光体ドラム１１に飛翔する。飛翔したトナーは矢印Ａ方向（反時計回り方向）に回転する感光体ドラム１１上の露光部位に順次付着し、感光体ドラム１１上の静電潜像が現像される。
【００４１】
現像後に、感光体ドラム１１の潜像形成に供されなかった現像スリーブ２０ｃ表面の未現像トナーは、現像スリーブ２０ｃの時計回り方向の回転によって、現像領域Ｄからトナー供給領域Ｔまで搬送され、磁気スリーブ２１ｂ表面の磁気ブラシに接触すると、磁気ブラシによって現像スリーブ２０ｃ表面から掻き取られて、磁気ローラ２１側に回収される。
【００４２】
次に、図３に基づいて、現像領域Ｄの間隔の設定について説明する。図３（ａ）は、感光体ドラムと現像ローラの間隔を保持する構成を概略的に示す一部断面した側面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の感光体ドラム及び現像ローラの各軸方向から見た図である。
【００４３】
現像ローラ２０は、前述したように、固定軸２０ａに固設された磁極部材２０ｂと、固定軸２０ａに回転自在に保持される現像スリーブ２０ｃを備える。現像ローラ２０の軸方向の両端部側には、一対のプーリ部材６１が設けられる。
【００４４】
プーリ部材６１は、円筒形状をなし、現像領域Ｄでの現像スリーブ２０ｃ周面と感光体ドラム１１周面とを所定の間隔に設定するものである。プーリ部材６１は、後述する切り換え部材としての一方向クラッチ６２を介して固定軸２０ａに保持されるとともに、ポリアセタール樹脂またはポリーカーボネート樹脂で形成された外周面を感光体ドラム１１周面に当接させている。尚、現像ローラ２０は図示しないバネ等の付勢部材によって、常にプーリ部材６１が感光体ドラム１１周面に当接するように付勢されている。
【００４５】
感光体ドラム１１は、モータとギヤからなる駆動機構６３により正逆回転させられる。感光体ドラム１１が反時計回り方向（図３（ｂ）の矢印Ａ方向）に回転する時には、現像ローラ２０からトナーが供給されて、感光体ドラム１１上の静電潜像が順次現像される。逆に、感光体ドラム１１が時計回り方向（図３（ｂ）の矢印Ｂ方向）に回転する時には、現像領域Ｄの間隔を設定しなおすことになる。
【００４６】
一方向クラッチ６２は、プーリ部材６１の内周に固定され、固定軸２０ａの外周に設けられ、更に、プーリ部材６１と固定軸２０ａとの間で、一方向の回転を伝達し、他方向の回転を伝達しないクラッチを有する。つまり、一方向クラッチ６２は、プーリ部材６１の矢印Ｃ方向（図３（ｂ）参照、反時計回り方向）の回転に対して、プーリ部材６１と固定軸２０ａとの間でクラッチを解除する。これによって、プーリ部材６１は固定軸２０ａに対して矢印Ｃ方向に回転可能になる。逆に、一方向クラッチ６２は、プーリ部材６１の図３（ｂ）の時計回り方向の回転に対して、プーリ部材６１と固定軸２０ａとの間でクラッチを作用させる。これによって、プーリ部材６１に時計回り方向の回転を作用させても、プーリ部材６１は、固設された固定軸２０ａによって、回転することができない。
【００４７】
従って、プーリ部材６１に圧接する感光体ドラム１１が矢印Ａ方向に回転しても、プーリ部材６１は、一方向クラッチ６２によって、従動回転することがない。つまり、現像時には、感光体ドラム１１が回転しても、プーリ部材６１は停止しており、プーリ部材６１は常に同じ周面で感光体ドラム１１周面に当接し、現像領域Ｄの間隔が常に一定になっている。
【００４８】
一方、感光体ドラム１１が矢印Ｂ方向に回転するときには、一方向クラッチ６２のクラッチが解除されるために、プーリ部材６１は、矢印Ｃ方向に従動回転することができる。つまり、プーリ部材６１が矢印Ｃ方向に従動回転することによって、プーリ部材６１の感光体ドラム１１周面への当接面が変わり、現像領域Ｄの間隔を設定しなおすことができる。
【００４９】
画像形成を長期間繰り返すと、感光体ドラム１１に摺擦するプーリ部材６１周面が擦り減り、また摺擦による磨耗粉等の塵が発生し、更にプーリ部材６１周面が傷つくことがある。これらのプーリ部材６１の汚れや傷は、予め規定された現像領域Ｄの間隔を変えることになる。このように現像領域Ｄの所定間隔が変わると、現像時の画像特性を劣化させる。
【００５０】
そこで、本実施形態では、所定枚数、例えば１００枚の印刷を完了すると、駆動機構６３のモータを現像時の回転方向の逆方向に回転させる。所定枚数の印刷が連続印刷の工程にあるときには、連続印刷の完了後に、駆動機構６３のモータを逆方向に回転させる。
【００５１】
所定枚数の現像完了後に、駆動機構６３のモータを現像時の回転方向の逆方向に回転させると、感光体ドラム１１は図３（ｂ）の矢印Ｂ方向に回転し、感光体ドラム１１に圧接するプーリ部材６１は、一方向クラッチ６２のクラッチ解除によって、矢印Ｃ方向に従動回転し、プーリ部材６１の感光体ドラム１１への当接面が変化する。これによって、汚れや傷のないプーリ部材６１周面が感光体ドラム１１に当接し、予め規定された現像領域Ｄの間隔に戻ることになる。
【００５２】
ここで、感光体ドラム１１の周面距離がプーリ部材６１の周面長の非整数倍になるように、駆動機構６３のモータを回転制御するのがよい。このように制御すると、以前に用いた汚れや傷のあるプーリ部材６１周面が感光体ドラム１１に当接することを回避させることが可能である。
【００５３】
上記実施形態によれば、画像形成装置１は、静電潜像が形成される感光体ドラム１１と、この感光体ドラム１１にトナーを供給する現像ローラ２０とを備え、感光体ドラム１１が回転し、感光体ドラム１１上の静電潜像が順次現像される。画像形成装置１は、感光体ドラム１１の周面と現像ローラ２０の周面とを所定の間隔にて対向させるのに、感光体ドラム１１に当接するプーリ部材６１を備え、このプーリ部材６１は現像時に停止している。
【００５４】
この構成によると、感光体ドラム１１が回転し、トナーが現像ローラ２０から感光体ドラム１１上に供給され、感光体ドラム１１上の静電潜像が順次現像される。このとき、感光体ドラム１１周面はプーリ部材６１の同じ周面に当接しながら回転することによって、現像時には、感光体ドラム１１周面と現像ローラ２０周面が常に所定の間隔にて対向している。従って、プーリ部材６１の真円度や同軸度等の部品精度やプーリ部材６１の現像ローラ２０への組立バラツキの影響を受けることなく、同じ間隔を保持して現像が行われ、画像ムラを抑えた画像を得ることができる。
【００５５】
同じ間隔を保持して
また、上記実施形態によると、感光体ドラム１１の現像時の回転に対してプーリ部材６１を停止させ、感光体ドラム１１の現像時の逆方向回転に対してプーリ部材６１を従動回転させる一方向クラッチ６２（切り換え部材）を備える。これによって、現像時に感光体ドラム１１が回転しても、感光体ドラム１１周面がプーリ部材６１の同じ周面に当接しながら回転する。そして、例えば現像終了後に感光体ドラム１１が現像時の回転方向の逆方向に回転すると、プーリ部材６１が従動回転し、感光体ドラム１１周面は先の現像時と異なるプーリ部材６１周面に当接することになり、次の現像時には、感光体ドラム１１周面は新たなプーリ部材６１周面に当接しながら回転する。つまり、先の現像時にプーリ部材６１に汚れや傷等が発生していても、次の現像時にプーリ部材６１の汚れや傷等のない周面を用いて、感光体ドラム１１と現像ローラ２０との間隔が保持される。従って、繰り返し画像形成しても、安定して良好な画像が得られる。
【００５６】
また、上記実施形態によると、感光体ドラム１１の逆方向回転時に、感光体ドラム１１の周面距離がプーリ部材６１の周面長の非整数倍である。これによって、頻繁にプーリ部材６１を従動回転させて、プーリ部材６１の感光体ドラム１１への当接面を変えても、感光体ドラム１１周面は以前に用いたプーリ部材６１周面に当接するおそれがない。従って、感光体ドラム１１と現像ローラ２０が常に所定の間隔を保持することができ、長期間に亘って繰り返し画像形成しても、安定して良好な画像が得られる。
【００５７】
また、上記実施形態によると、一方向クラッチ６２は、現像容器２２（装置本体）に固設される固定軸２０ａとプーリ部材６１との間に配設される。これによって、現像時には、プーリ部材６１は停止状態にあって、現像終了後には、感光体ドラム１１を現像時と逆方向に回転させると、プーリ部材６１は従動回転する。従って、簡単な構成で、プーリ部材６１の停止または回転可能状態に切り換えることができる。
【００５８】
また、上記実施形態によると、現像ローラ２０は、トナー（現像剤）を担持して感光体ドラム１１に対向するとともに固定軸２０ａに回転自在に保持される現像スリーブ２０ｃと、この現像スリーブ２０ｃの内側で固定軸２０ａに固設される磁極部材２０ｂとを有する。これによって、固定軸２０ａに現像スリーブ２０ｃとプーリ部材６１とを取り付けるという簡単な構成で、感光体ドラム１１と現像ローラ２０との間隔を正確に保持することができる。
【００５９】
尚、上記実施形態では、固定軸２０ａは、一方向クラッチ６２を介してプーリ部材６１を保持するとともに、現像スリーブ２０ｃと磁極部材２０ｂを保持する構成を示したが、本発明はこれに限らない。現像容器２２に固設される固定軸２０ａと、固定軸２０ａと同心である別の軸部材とを備える構成として、固定軸２０ａには、プーリ部材６１が一方向クラッチ６２を介して保持され、別の軸部材には、現像スリーブ２０ｃと磁極部材２０ｂが保持されるようにしてもよい。
【００６０】
また、上記実施形態では、磁気ローラ２１及び現像ローラ２０とを備える現像装置に適用した例を示したが、本発明は、このような磁気ブラシによる現像に限らず、現像剤担持体と像担持体が所定間隔を保持することが必要である装置なら、別の磁気ブラシによる現像でも、また非磁性の現像においても適用させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に利用することができ、特に、トナー像が形成される像担持体とこの像担持体にトナーを供給する現像剤担持体とを所定の間隔にて対向させる画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１ 画像形成装置
２ａ〜２ｄ、２ 現像装置
１１ａ〜１１ｄ、１１ 感光体ドラム（像担持体）
２０ 現像ローラ（現像剤担持体）
２０ａ 固定軸
２０ｂ 磁極部材
２０ｃ 現像スリーブ
２１ 磁気ローラ
２２ 現像容器（装置本体）
６１ プーリ部材
６２ 一方向クラッチ（切り換え部材）
６３ 駆動機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に関し、特に、トナー像が形成される像担持体とこの像担持体にトナーを供給する現像剤担持体とを所定の間隔にて対向させる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式を用いた画像形成装置では、トナー像が形成される像担持体である感光体ドラムの回転方向に沿って、帯電器、露光器、現像器、及び転写ローラ等が配置され、まず、帯電器で感光体ドラムの表面を均一に帯電させた後、画像データに応じて、露光器で感光体ドラムを露光し、感光体ドラム上に静電潜像を形成する。そして、現像器によって感光体ドラム上の静電潜像を現像して、トナー像とする。その後、感光体ドラム上のトナー像が転写ローラによって用紙に転写され、トナー像が転写された用紙は定着ユニットに搬送されて、ここで転写像が用紙に定着された後、排紙される。
【０００３】
上述の現像器には、現像剤担持体である現像ローラが備えられており、印字品質を所望の品質に維持するためには、現像ローラと感光体ドラム表面とを所定の間隔に精度よく保持する必要がある。
【０００４】
このため、例えば、特許文献１では、現像ローラの両端部には、現像ローラの中心軸線と同一の軸線でギャップコロが配設されて、現像器がバネ等の付勢部材に押圧されることにより、ギャップコロは感光体ドラム側に押圧されている。このギャップコロによって、感光体ドラムの周面と現像ローラとが所定の間隔に保持される。そして、現像ローラから感光体ドラムに現像剤が供給され、感光体ドラム上の静電潜像が現像され、感光体ドラム上にトナー像が形成される。
【０００５】
しかしながら、上述した先行技術では、ギャップコロの感光体ドラムに当接する外周面の真円度、またギャップコロの現像ローラ軸線との同軸度のバラツキがあり、更にギャップコロを長く繰り返し用いると、ギャップコロ外周面に汚れや傷等が発生する。これらのギャップコロの真円度や同軸度、またギャップコロ外周面の汚れや傷等によって、感光体ドラムの周面と現像ローラとの間隔の精度が低下する。例えば、感光体ドラムが回転し静電潜像を現像しているときに、ギャップコロの真円度、同軸度のバラツキによって、感光体ドラム周面とギャップコロとの当接位置によっては、感光体ドラム周面と現像ローラとの間隔が変化することになる。この間隔変化によって、間隔が変化した部分に対応する画像に画像ムラが発生する。また、ギャップコロ外周面に汚れや傷等があると、汚れや傷がある部分において、感光体ドラム周面と現像ローラとの間隔が変化し、この間隔変化によって、ピッチ状の画像ムラが発生するという不都合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２６４５１９号公報（段落［００２５］〜［００３０］、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、像担持体と現像剤担持体との間隔を保持し、現像による画像ムラを抑えた画像が得られる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体とを備え、前記像担持体が回転し、前記像担持体上の静電潜像が順次現像される画像形成装置において、前記像担持体の周面と前記現像剤担持体の周面とを所定の間隔にて対向させるのに、前記像担持体に当接するプーリ部材を備え、前記プーリ部材は現像時に停止していることを特徴としている。
【０００９】
この構成によれば、像担持体が回転し、現像剤が現像剤担持体から像担持体上に供給され、像担持体上の静電潜像が順次現像される。このとき、像担持体周面はプーリ部材の同じ周面に当接しながら回転することによって、現像時には、像担持体周面と前記現像剤担持体周面が常に所定の間隔にて対向している。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明では、前記像担持体の現像時の回転に対して前記プーリ部材を停止させ、前記像担持体の現像時の逆方向回転に対して前記プーリ部材を従動回転させる切り換え部材を備えることを特徴としている。この構成によれば、現像時に像担持体が回転しても、像担持体周面がプーリ部材の同じ周面に当接しながら回転する。そして、例えば現像終了後に像担持体が現像時の回転方向の逆方向に回転すると、プーリ部材が従動回転し、像担持体周面が先の現像時と異なるプーリ部材周面に当接することになり、次の現像時には、像担持体周面は新たなプーリ部材周面に当接しながら回転する。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明では、前記像担持体の逆方向回転時に、前記像担持体の周面距離が前記プーリ部材の周面長の非整数倍であることを特徴としている。この構成によれば、頻繁にプーリ部材を従動回転させて、プーリ部材の像担持体への当接面を変えても、以前に用いたプーリ部材周面が像担持体周面に当接することを回避させることが可能である。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明では、前記切り換え部材は、装置本体に固設される固定軸と前記プーリ部材との間に配設される一方向クラッチを有することを特徴としている。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明では、前記現像剤担持体は、現像剤を担持して前記像担持体に対向するとともに前記固定軸に回転自在に保持される現像スリーブと、前記現像スリーブの内側で前記固定軸に固設される磁極部材とを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、像担持体が回転し、現像剤が現像剤担持体から像担持体上に供給され、像担持体上の静電潜像が順次現像される。このときに、像担持体周面はプーリ部材の同じ周面に当接しながら回転することによって、像担持体周面と前記現像剤担持体周面が常に所定の間隔にて対向している。従って、プーリ部材の真円度や同軸度等の部品精度や部品組立のバラツキの影響を受けることなく、同じ間隔を保持して現像が行われ、画像ムラを抑えた画像を得ることができる。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明によれば、現像時に像担持体が回転しても、像担持体周面がプーリ部材の同じ周面に当接しながら回転する。そして、例えば現像終了後に像担持体が現像時の回転方向の逆方向に回転すると、プーリ部材が従動回転し、像担持体周面は先の現像時と異なるプーリ部材周面に当接することになり、次の現像時には、像担持体周面は新たなプーリ部材周面に当接しながら回転する。つまり、先の現像時にプーリ部材に汚れや傷等が発生していても、次の現像時にプーリ部材の汚れや傷等のない周面を用いて、像担持体と現像剤担持体との間隔が保持される。従って、繰り返し画像形成しても、安定して良好な画像が得られる。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明によれば、像担持体の逆方向回転時に、像担持体の周面距離がプーリ部材の周面長の非整数倍である。これによって、頻繁にプーリ部材を従動回転させて、プーリ部材の像担持体への当接面を変えても、以前に用いた汚れや傷のあるプーリ部材周面が像担持体周面に当接するおそれがない。従って、像担持体周面と前記現像剤担持体が常に所定の間隔を保持することができ、長期間に亘って繰り返し画像形成しても、安定して良好な画像が得られる。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明によれば、固定軸とプーリ部材との間に配設した一方向クラッチによって、現像時にはプーリ部材は停止状態にあって、例えば現像終了後には、像担持体を現像時と逆方向に回転させると、プーリ部材は従動回転する。従って、簡単な構成で、プーリ部材の停止または回転可能状態に切り換えることができる。
【００１８】
また、請求項５に記載の発明によれば、固定軸には、現像スリーブとプーリ部材とが取り付けられるので、簡単な構成で、像担持体と現像剤担持体との間隔を正確に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】は、本発明の実施形態である画像形成装置の全体構成を概略的に示す平面図である。
【図２】は、本発明の実施形態である現像装置を概略的に示す断面平面図である。
【図３】は、本発明の実施形態である像担持体と現像剤担持体の間隔を保持する構成を概略的に示す一部断面した側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の内部構成を概略的に示す平面図である。画像形成装置１はタンデム型のカラープリンタである。像担持体である感光体ドラム１１ａ〜１１ｄは、回転自在であり、感光層を形成する感光材料として、有機感光体（ＯＰＣ感光体）が用いられ、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）及びマゼンタ（Ｍ）の各色に対応させて配される。感光層はアモルファスシリコンでもよい。各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの周囲に、現像装置２ａ〜２ｄ、露光ユニット１２、帯電器１３ａ〜１３ｄ及び除電器１４ａ〜１４ｄが配設される。
【００２２】
現像装置２ａ〜２ｄは、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの右方に対向して配置され、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄにトナーを供給する。帯電器１３ａ〜１３ｄは、現像装置２ａ〜２ｄの感光体回転方向上流側であって感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に対向して配置され、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ表面を一様に帯電させる。また除電器１４ａ〜１４ｄは、現像装置２ａ〜２ｄの感光体回転方向下流側であって感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に対向して配置され、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ表面に現像後に残った電荷を除電する。
【００２３】
露光ユニット１２は、パーソナルコンピュータ等から画像入力部（図略）に入力された文字や絵柄などの画像データに基づいて、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄを走査露光するためのものであり、現像装置２ａ〜２ｄの下方に設けられる。露光ユニット１２には、レーザ光源、ポリゴンミラーが設けられ、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄに対応して反射ミラー及びレンズが設けられる。レーザ光源から出射されたレーザ光が、ポリゴンミラー、反射ミラー及びレンズを介して、帯電器１３ａ〜１３ｄの感光体回転方向下流側において、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に照射される。照射されたレーザ光により、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ表面には静電潜像が形成され、この静電潜像が各現像装置２ａ〜２ｄによりトナー像に現像される。
【００２４】
中間転写ベルト１７は、駆動ローラ２５、従動ローラ２７、及びテンションローラ６に張架されている。この中間転写ベルト１７に接触するように各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄが中間転写ベルト１７の下方で搬送方向（図１の矢印方向）に沿って隣り合うように配列されている。各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄは、中間転写ベルト１７を挟んで各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄと対向して中間転写ベルト１７に圧接し、１次転写ニップ部を形成する。この各１次転写ニップ部において、中間転写ベルト１７の回転とともに所定のタイミングで各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄのトナー像が中間転写ベルト１７に順次転写される。これによって、中間転写ベルト１７表面にはシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされ、カラートナー像が形成される。ベルトクリーニング３１が転写後に中間転写ベルト１７に残存するトナーを清掃する。
【００２５】
２次転写ローラ３４は、中間転写ベルト１７を挟んで駆動ローラ２５と対向し、中間転写ベルト１７に圧接して２次転写ニップ部を形成する。この２次転写ニップ部において、バイアス電位（トナーの帯電極性と逆極性）が印加された２次転写ローラ３４によって、中間転写ベルト１７上に形成されたトナー像が用紙に２次転写される。
【００２６】
画像形成装置１の下部には、用紙Ｐを収納する給紙カセット３２が配設され、給紙カセット３２の右方には、手差しの用紙を供給するスタックトレイ３５が配設される。給紙カセット３２の左方には、給紙カセット３２から繰り出された用紙Ｐを中間転写ベルト１７で形成される２次転写ニップ部に搬送する第１搬送路３３が配設される。またスタックトレイ３５の左方には、スタックトレイ３５から繰り出された用紙を２次転写ニップ部に搬送する第２搬送路３６が配設される。画像形成装置１の左上部には、トナー像が転写された用紙Ｐに対して定着処理を行う定着装置１８と、定着処理の行われた用紙を用紙排出部３７に搬送する第３搬送路３９とが配設される。
【００２７】
給紙カセット３２は、装置の外部（図１において手前側）に引き出すことにより用紙の補充を可能にしたもので、収納されている用紙Ｐがピックアップローラ３３ｂ及び捌きローラ３３ａにより１枚ずつ第１搬送路３３側に繰り出される。
【００２８】
第１搬送路３３と第２搬送路３６とはレジストローラ３３ｃの手前で合流しており、レジストローラ３３ｃにより、２次転写ニップ部における画像形成動作と給紙動作とのタイミングを取って、用紙Ｐが２次転写ニップ部に搬送される。２次転写ニップ部に搬送された用紙Ｐは、中間転写ベルト１７上のトナー像を転写され、定着装置１８に搬送される。
【００２９】
定着装置１８は、ヒータにより加熱される定着ベルトと、定着ベルトに圧接して配設された加圧ローラ等とを備え、トナー像が転写された用紙Ｐを加熱及び加圧することにより定着処理を行う。定着された用紙Ｐは、必要に応じて第４搬送路４０で反転されて用紙の裏面にも２次転写ニップ部でトナー像が転写されて、定着装置１８で再度定着され、排出ローラ１９ａにより用紙排出部３７に排出される。
【００３０】
図２は、上述の画像形成装置１に用いられる現像装置の構成を示す断面平面図である。なお、以下の説明では、図１に示す感光体ドラム１１ａに対応する現像装置２ａの構成及び動作について説明するが、現像装置２ｂ〜２ｄの構成及び動作については現像装置２ａと同様であり、説明を省略し、また各色の現像装置及び感光体ドラムを示すａ〜ｄの符号を省略する。
【００３１】
図２に示すように、現像装置２は、現像剤担持体である現像ローラ２０と、磁気ローラ２１と、現像容器２２と、撹拌部材２３及び規制ブレード２４等により構成されている。
【００３２】
現像容器２２は、現像装置２の外郭を構成し、その下部の現像剤収容部２２ｃにおいて磁性キャリアとトナーからなる現像剤を貯留し、また撹拌部材２３と磁気ローラ２１及び現像ローラ２０を回転可能に保持している。現像容器２２には、現像ローラ２０を感光体ドラム１１に向けて露出させる開口２２ａが形成されている。
【００３３】
現像ローラ２０は、感光体ドラム１１に対向し、一定の間隔を設けて感光体ドラム１１の図２の右方に配設される。また、現像ローラ２０は、感光体ドラム１１に接近した対向位置において、感光体ドラム１１にトナーを供給する現像領域Ｄを形成している。磁気ローラ２１は、一定の間隔を設けて現像ローラ２０に対向し、現像ローラ２０の右斜め下方に配設される。また、磁気ローラ２１は、現像ローラ２０に接近した対向位置において、現像ローラ２０にトナーを供給するトナー供給領域Ｔを形成している。撹拌部材２３は磁気ローラ２１の略下方に配設される。また、規制ブレード２４は磁気ローラ２１の左斜め下方にて現像容器２２に固定保持されている。
【００３４】
撹拌部材２３は、第１ミキサー２３ａと第２ミキサー２３ｂの２本で構成される。第２ミキサー２３ｂが磁気ローラ２１の下方に設けられ、第１ミキサー２３ａが第２ミキサー２３ｂの右方に隣接して設けられる。第１ミキサー２３ａは磁性キャリアとトナーからなる現像剤を撹拌して現像剤中のトナーを所定のレベルに帯電させる。これによりトナーは磁性キャリアに保持される。また、第１ミキサー２３ａと第２ミキサー２３ｂを仕切る現像容器２２の仕切り壁２２ｂの長手方向（図２の紙面奥行き方向）の両端部分には、穴（図略）が設けられ、第１ミキサー２３ａが回転すると、帯電した現像剤が仕切り壁２２ｂに設けた一方の穴から第２ミキサー２３ｂに搬送され、現像剤が第１ミキサー２３ａと第２ミキサー２３ｂとを循環する。第２ミキサー２３ｂが回転して、現像剤が磁気ローラ２１に供給される。
【００３５】
規制ブレード２４は、磁気ローラ２１の表面に対して所定の間隔を設けて、トナー供給領域Ｔの磁気ローラ２１の回転方向上流側に配設され、磁気ローラ２１表面に形成される磁気ブラシの層厚規制を行うためのものである。
【００３６】
磁気ローラ２１は、ローラ軸２１ａと磁極部材Ｍ及び磁気スリーブ２１ｂを備え、撹拌部材２３により撹拌された現像剤を担持し、担持した現像剤からトナーのみを現像ローラ２０に供給するものである。磁極部材Ｍは、断面扇形に形成された外周部の極性の異なる複数の磁石が交互に配設され、ローラ軸２１ａに接着等により固着される。ローラ軸２１ａは、磁気スリーブ２１ｂ内で、磁極部材Ｍと磁気スリーブ２１ｂの間に所定の間隔を設けて、現像容器２２に回転不能に支持される。磁気スリーブ２１ｂは、図示しないモータとギヤからなる駆動機構により、現像ローラ２０と同方向（図２の時計回り方向）に回転し、また直流電圧５６ａに交流電圧５６ｂを重畳したバイアス５６を印加される。磁気スリーブ２１ｂ表面において、帯電した現像剤は磁極部材Ｍの磁力によって磁気ブラシを形成して担持され、磁気ブラシは規制ブレード２４によって所定の高さに調節される。
【００３７】
ここで、磁気スリーブ２１ｂが回転すると、磁気ブラシは、磁極部材Ｍによって磁気スリーブ２１ｂ表面に担持されて搬送され、トナー供給領域Ｔで現像ローラ２０に接触すると、磁気ブラシのトナーのみが、磁気スリーブ２１ｂに印加されたバイアス５６に応じて、現像ローラ２０に供給される。尚、磁気スリーブ２１ｂは、現像ローラ２０と同方向に回転するので、トナー供給領域Ｔにおいて、現像ローラ２０に対して反対方向に回転駆動されることにより、現像ローラ２０にトナーのみを供給しやすくなる。
【００３８】
現像ローラ２０は、固定軸２０ａと、磁極部材２０ｂと、非磁性の金属材料で円筒状に形成される現像スリーブ２０ｃ等を備えて構成されている。
【００３９】
固定軸２０ａは現像容器２２に回転不能に支持される。この固定軸２０ａには、現像スリーブ２０ｃが回転自在に保持され、更に、磁石よりなる磁極部材２０ｂが現像スリーブ２０ｃと所定の間隔を設けて、接着等により固着される。磁極部材２０ｂの磁力によって、トナーが現像スリーブ２０ｃ表面に担持される。現像スリーブ２０ｃは、図示しないモータとギヤからなる駆動機構により、図２の矢印方向（時計回り方向）に回転させられる。また、現像スリーブ２０ｃには、直流電圧５５ａに交流電圧５５ｂを重畳した現像バイアス５５が印加される。
【００４０】
ここで、現像バイアス５５を印加された現像スリーブ２０ｃが図２の時計回り方向に回転すると、現像領域Ｄにおいて、現像バイアス電位と感光体ドラム１１の露光部位の電位との電位差により、現像スリーブ２０ｃ表面に担持されたトナーが感光体ドラム１１に飛翔する。飛翔したトナーは矢印Ａ方向（反時計回り方向）に回転する感光体ドラム１１上の露光部位に順次付着し、感光体ドラム１１上の静電潜像が現像される。
【００４１】
現像後に、感光体ドラム１１の潜像形成に供されなかった現像スリーブ２０ｃ表面の未現像トナーは、現像スリーブ２０ｃの時計回り方向の回転によって、現像領域Ｄからトナー供給領域Ｔまで搬送され、磁気スリーブ２１ｂ表面の磁気ブラシに接触すると、磁気ブラシによって現像スリーブ２０ｃ表面から掻き取られて、磁気ローラ２１側に回収される。
【００４２】
次に、図３に基づいて、現像領域Ｄの間隔の設定について説明する。図３（ａ）は、感光体ドラムと現像ローラの間隔を保持する構成を概略的に示す一部断面した側面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の感光体ドラム及び現像ローラの各軸方向から見た図である。
【００４３】
現像ローラ２０は、前述したように、固定軸２０ａに固設された磁極部材２０ｂと、固定軸２０ａに回転自在に保持される現像スリーブ２０ｃを備える。現像ローラ２０の軸方向の両端部側には、一対のプーリ部材６１が設けられる。
【００４４】
プーリ部材６１は、円筒形状をなし、現像領域Ｄでの現像スリーブ２０ｃ周面と感光体ドラム１１周面とを所定の間隔に設定するものである。プーリ部材６１は、後述する切り換え部材としての一方向クラッチ６２を介して固定軸２０ａに保持されるとともに、ポリアセタール樹脂またはポリーカーボネート樹脂で形成された外周面を感光体ドラム１１周面に当接させている。尚、現像ローラ２０は図示しないバネ等の付勢部材によって、常にプーリ部材６１が感光体ドラム１１周面に当接するように付勢されている。
【００４５】
感光体ドラム１１は、モータとギヤからなる駆動機構６３により正逆回転させられる。感光体ドラム１１が反時計回り方向（図３（ｂ）の矢印Ａ方向）に回転する時には、現像ローラ２０からトナーが供給されて、感光体ドラム１１上の静電潜像が順次現像される。逆に、感光体ドラム１１が時計回り方向（図３（ｂ）の矢印Ｂ方向）に回転する時には、現像領域Ｄの間隔を設定しなおすことになる。
【００４６】
一方向クラッチ６２は、プーリ部材６１の内周に固定され、固定軸２０ａの外周に設けられ、更に、プーリ部材６１と固定軸２０ａとの間で、一方向の回転を伝達し、他方向の回転を伝達しないクラッチを有する。つまり、一方向クラッチ６２は、プーリ部材６１の矢印Ｃ方向（図３（ｂ）参照、反時計回り方向）の回転に対して、プーリ部材６１と固定軸２０ａとの間でクラッチを解除する。これによって、プーリ部材６１は固定軸２０ａに対して矢印Ｃ方向に回転可能になる。逆に、一方向クラッチ６２は、プーリ部材６１の図３（ｂ）の時計回り方向の回転に対して、プーリ部材６１と固定軸２０ａとの間でクラッチを作用させる。これによって、プーリ部材６１に時計回り方向の回転を作用させても、プーリ部材６１は、固設された固定軸２０ａによって、回転することができない。
【００４７】
従って、プーリ部材６１に圧接する感光体ドラム１１が矢印Ａ方向に回転しても、プーリ部材６１は、一方向クラッチ６２によって、従動回転することがない。つまり、現像時には、感光体ドラム１１が回転しても、プーリ部材６１は停止しており、プーリ部材６１は常に同じ周面で感光体ドラム１１周面に当接し、現像領域Ｄの間隔が常に一定になっている。
【００４８】
一方、感光体ドラム１１が矢印Ｂ方向に回転するときには、一方向クラッチ６２のクラッチが解除されるために、プーリ部材６１は、矢印Ｃ方向に従動回転することができる。つまり、プーリ部材６１が矢印Ｃ方向に従動回転することによって、プーリ部材６１の感光体ドラム１１周面への当接面が変わり、現像領域Ｄの間隔を設定しなおすことができる。
【００４９】
画像形成を長期間繰り返すと、感光体ドラム１１に摺擦するプーリ部材６１周面が擦り減り、また摺擦による磨耗粉等の塵が発生し、更にプーリ部材６１周面が傷つくことがある。これらのプーリ部材６１の汚れや傷は、予め規定された現像領域Ｄの間隔を変えることになる。このように現像領域Ｄの所定間隔が変わると、現像時の画像特性を劣化させる。
【００５０】
そこで、本実施形態では、所定枚数、例えば１００枚の印刷を完了すると、駆動機構６３のモータを現像時の回転方向の逆方向に回転させる。所定枚数の印刷が連続印刷の工程にあるときには、連続印刷の完了後に、駆動機構６３のモータを逆方向に回転させる。
【００５１】
所定枚数の現像完了後に、駆動機構６３のモータを現像時の回転方向の逆方向に回転させると、感光体ドラム１１は図３（ｂ）の矢印Ｂ方向に回転し、感光体ドラム１１に圧接するプーリ部材６１は、一方向クラッチ６２のクラッチ解除によって、矢印Ｃ方向に従動回転し、プーリ部材６１の感光体ドラム１１への当接面が変化する。これによって、汚れや傷のないプーリ部材６１周面が感光体ドラム１１に当接し、予め規定された現像領域Ｄの間隔に戻ることになる。
【００５２】
ここで、感光体ドラム１１の周面距離がプーリ部材６１の周面長の非整数倍になるように、駆動機構６３のモータを回転制御するのがよい。このように制御すると、以前に用いた汚れや傷のあるプーリ部材６１周面が感光体ドラム１１に当接することを回避させることが可能である。
【００５３】
上記実施形態によれば、画像形成装置１は、静電潜像が形成される感光体ドラム１１と、この感光体ドラム１１にトナーを供給する現像ローラ２０とを備え、感光体ドラム１１が回転し、感光体ドラム１１上の静電潜像が順次現像される。画像形成装置１は、感光体ドラム１１の周面と現像ローラ２０の周面とを所定の間隔にて対向させるのに、感光体ドラム１１に当接するプーリ部材６１を備え、このプーリ部材６１は現像時に停止している。
【００５４】
この構成によると、感光体ドラム１１が回転し、トナーが現像ローラ２０から感光体ドラム１１上に供給され、感光体ドラム１１上の静電潜像が順次現像される。このとき、感光体ドラム１１周面はプーリ部材６１の同じ周面に当接しながら回転することによって、現像時には、感光体ドラム１１周面と現像ローラ２０周面が常に所定の間隔にて対向している。従って、プーリ部材６１の真円度や同軸度等の部品精度やプーリ部材６１の現像ローラ２０への組立バラツキの影響を受けることなく、同じ間隔を保持して現像が行われ、画像ムラを抑えた画像を得ることができる。
【００５５】
同じ間隔を保持して
また、上記実施形態によると、感光体ドラム１１の現像時の回転に対してプーリ部材６１を停止させ、感光体ドラム１１の現像時の逆方向回転に対してプーリ部材６１を従動回転させる一方向クラッチ６２（切り換え部材）を備える。これによって、現像時に感光体ドラム１１が回転しても、感光体ドラム１１周面がプーリ部材６１の同じ周面に当接しながら回転する。そして、例えば現像終了後に感光体ドラム１１が現像時の回転方向の逆方向に回転すると、プーリ部材６１が従動回転し、感光体ドラム１１周面は先の現像時と異なるプーリ部材６１周面に当接することになり、次の現像時には、感光体ドラム１１周面は新たなプーリ部材６１周面に当接しながら回転する。つまり、先の現像時にプーリ部材６１に汚れや傷等が発生していても、次の現像時にプーリ部材６１の汚れや傷等のない周面を用いて、感光体ドラム１１と現像ローラ２０との間隔が保持される。従って、繰り返し画像形成しても、安定して良好な画像が得られる。
【００５６】
また、上記実施形態によると、感光体ドラム１１の逆方向回転時に、感光体ドラム１１の周面距離がプーリ部材６１の周面長の非整数倍である。これによって、頻繁にプーリ部材６１を従動回転させて、プーリ部材６１の感光体ドラム１１への当接面を変えても、感光体ドラム１１周面は以前に用いたプーリ部材６１周面に当接するおそれがない。従って、感光体ドラム１１と現像ローラ２０が常に所定の間隔を保持することができ、長期間に亘って繰り返し画像形成しても、安定して良好な画像が得られる。
【００５７】
また、上記実施形態によると、一方向クラッチ６２は、現像容器２２（装置本体）に固設される固定軸２０ａとプーリ部材６１との間に配設される。これによって、現像時には、プーリ部材６１は停止状態にあって、現像終了後には、感光体ドラム１１を現像時と逆方向に回転させると、プーリ部材６１は従動回転する。従って、簡単な構成で、プーリ部材６１の停止または回転可能状態に切り換えることができる。
【００５８】
また、上記実施形態によると、現像ローラ２０は、トナー（現像剤）を担持して感光体ドラム１１に対向するとともに固定軸２０ａに回転自在に保持される現像スリーブ２０ｃと、この現像スリーブ２０ｃの内側で固定軸２０ａに固設される磁極部材２０ｂとを有する。これによって、固定軸２０ａに現像スリーブ２０ｃとプーリ部材６１とを取り付けるという簡単な構成で、感光体ドラム１１と現像ローラ２０との間隔を正確に保持することができる。
【００５９】
尚、上記実施形態では、固定軸２０ａは、一方向クラッチ６２を介してプーリ部材６１を保持するとともに、現像スリーブ２０ｃと磁極部材２０ｂを保持する構成を示したが、本発明はこれに限らない。現像容器２２に固設される固定軸２０ａと、固定軸２０ａと同心である別の軸部材とを備える構成として、固定軸２０ａには、プーリ部材６１が一方向クラッチ６２を介して保持され、別の軸部材には、現像スリーブ２０ｃと磁極部材２０ｂが保持されるようにしてもよい。
【００６０】
また、上記実施形態では、磁気ローラ２１及び現像ローラ２０とを備える現像装置に適用した例を示したが、本発明は、このような磁気ブラシによる現像に限らず、現像剤担持体と像担持体が所定間隔を保持することが必要である装置なら、別の磁気ブラシによる現像でも、また非磁性の現像においても適用させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に利用することができ、特に、トナー像が形成される像担持体とこの像担持体にトナーを供給する現像剤担持体とを所定の間隔にて対向させる画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１ 画像形成装置
２ａ〜２ｄ、２ 現像装置
１１ａ〜１１ｄ、１１ 感光体ドラム（像担持体）
２０ 現像ローラ（現像剤担持体）
２０ａ 固定軸
２０ｂ 磁極部材
２０ｃ 現像スリーブ
２１ 磁気ローラ
２２ 現像容器（装置本体）
６１ プーリ部材
６２ 一方向クラッチ（切り換え部材）
６３ 駆動機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体とを備え、前記像担持体が回転し、前記像担持体上の静電潜像が順次現像される画像形成装置において、
前記像担持体の周面と前記現像剤担持体の周面とを所定の間隔にて対向させるのに、前記像担持体に当接するプーリ部材を備え、前記プーリ部材は現像時に停止していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体の現像時の回転に対して前記プーリ部材を停止させ、前記像担持体の現像時の逆方向回転に対して前記プーリ部材を従動回転させる切り換え部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記像担持体の逆方向回転時に、前記像担持体の周面距離が前記プーリ部材の周面長の非整数倍であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記切り換え部材は、装置本体に固設される固定軸と前記プーリ部材との間に配設される一方向クラッチを有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記現像剤担持体は、現像剤を担持して前記像担持体に対向するとともに前記固定軸に回転自在に保持される現像スリーブと、前記現像スリーブの内側で前記固定軸に固設される磁極部材とを有することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項１】
静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体とを備え、前記像担持体が回転し、前記像担持体上の静電潜像が順次現像される画像形成装置において、
前記像担持体の周面と前記現像剤担持体の周面とを所定の間隔にて対向させるのに、前記像担持体に当接するプーリ部材を備え、前記プーリ部材は現像時に停止していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体の現像時の回転に対して前記プーリ部材を停止させ、前記像担持体の現像時の逆方向回転に対して前記プーリ部材を従動回転させる切り換え部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記像担持体の逆方向回転時に、前記像担持体の周面距離が前記プーリ部材の周面長の非整数倍であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記切り換え部材は、装置本体に固設される固定軸と前記プーリ部材との間に配設される一方向クラッチを有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記現像剤担持体は、現像剤を担持して前記像担持体に対向するとともに前記固定軸に回転自在に保持される現像スリーブと、前記現像スリーブの内側で前記固定軸に固設される磁極部材とを有することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−１９７９２４（Ｐ２０１０−１９７９２４Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４５３２７（Ｐ２００９−４５３２７）
【出願日】平成２１年２月２７日（２００９．２．２７）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２７日（２００９．２．２７）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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