JP6204302B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、画像を形成する画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus that forms an image.
電子写真方式を利用した、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置では、感光体ドラム上に形成された静電潜像に現像装置がトナーを供給して該静電潜像を現像することにより、感光体ドラム上にトナー像を形成する。現像装置は、ハウジングに回転可能に支持される現像ローラー(現像剤担持体)を備える。現像ローラーは、感光体ドラムに所定のギャップをおいて配置され、周面に少なくともトナーを含む現像剤を担持する。特許文献1には、感光体ドラムに対向して配置された現像ローラーが開示されている。現像ローラーの軸部に配置されたギアが回転されることで、現像ローラーが所定の回転方向に回転される。また、現像ローラーの表面に樹脂層が備えられた技術が開示されている。現像ローラーの素管が、予め樹脂材料が溶解された樹脂液中に浸漬されることによって、現像ローラーが製造される浸漬法(ディップ法、ディッピング製法)が開示されている。 In an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile using an electrophotographic system, a developing device supplies toner to an electrostatic latent image formed on a photosensitive drum to develop the electrostatic latent image. Thus, a toner image is formed on the photosensitive drum. The developing device includes a developing roller (developer carrier) that is rotatably supported by a housing. The developing roller is disposed on the photosensitive drum with a predetermined gap, and carries a developer containing at least toner on the peripheral surface. Patent Document 1 discloses a developing roller disposed to face a photosensitive drum. The developing roller is rotated in a predetermined rotation direction by rotating the gear disposed on the shaft portion of the developing roller. Further, a technique in which a resin layer is provided on the surface of the developing roller is disclosed. A dipping method (a dipping method or a dipping method) is disclosed in which a developing roller is manufactured by dipping a base tube of a developing roller in a resin solution in which a resin material is previously dissolved.
上記のような技術では、現像ローラーから飛散したトナーがギアに付着すると、ギア歯のピッチに応じた画像欠陥や現像ローラーの回転不良が生じることがあった。 In the above technique, when the toner scattered from the developing roller adheres to the gear, an image defect corresponding to the gear tooth pitch or a rotation failure of the developing roller may occur.
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、現像剤担持体および像担持体に回転駆動力を伝達するギアの現像剤汚染を抑制した画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an image forming apparatus that suppresses developer contamination of a developer carrying body and a gear that transmits a rotational driving force to the image carrying body. With the goal.
本発明の一局面に係る画像形成装置は、第1軸部を備え、前記第1軸部回りに回転され、表面に静電潜像が形成される像担持体と、前記第1軸部の軸方向の一端側に配置され、前記像担持体に回転駆動力を伝達する第1回転ギアと、前記像担持体に対向して配置される現像装置と、を有し、前記現像装置は、開口部を備えるハウジングと、前記第1軸部と平行に配置される第2軸部を備え、前記ハウジングに前記第2軸部回りに回転可能に支持され、前記開口部から露出された周面の一部が前記像担持体に対して間隔をおいて配置され、前記周面に現像剤を担持する現像剤担持体と、前記第2軸部の軸方向の前記一端側に配置され、前記現像剤担持体に回転駆動力を伝達する第2回転ギアと、を備え、前記像担持体は、円筒状の第1基材と、前記第1基材上に形成された第1表面層とを備え、前記現像剤担持体は、円筒状の第2基材と、前記第2基材上に形成された第2表面層とを備え、前記現像剤担持体および前記像担持体の軸方向が鉛直方向に沿うように前記第1基材および第2基材が所定の浸漬槽に浸漬される浸漬法によって、前記第1表面層および前記第2表面層がそれぞれ形成され、前記現像剤担持体および前記像担持体の前記浸漬時の下端側が、前記軸方向の前記一端側において互いに対向するように、前記像担持体および前記現像剤担持体が配置されていることを特徴とする。 An image forming apparatus according to an aspect of the present invention includes an image carrier that includes a first shaft portion, is rotated about the first shaft portion, and forms an electrostatic latent image on a surface thereof, and the first shaft portion. A first rotating gear that is disposed on one end side in the axial direction and transmits a rotational driving force to the image carrier, and a developing device that is disposed to face the image carrier, the developing device comprising: A peripheral surface including a housing having an opening and a second shaft disposed in parallel with the first shaft, and supported by the housing so as to be rotatable around the second shaft, and exposed from the opening Is disposed at a distance from the image carrier, and is disposed on the one end side in the axial direction of the second shaft portion, a developer carrier that carries the developer on the peripheral surface, A second rotation gear that transmits a rotational driving force to the developer carrier, and the image carrier has a cylindrical first base material, A first surface layer formed on the first substrate, and the developer carrying member includes a cylindrical second substrate and a second surface layer formed on the second substrate. The first surface layer by an immersion method in which the first substrate and the second substrate are immersed in a predetermined immersion tank so that the axial direction of the developer carrier and the image carrier is along the vertical direction. And the second surface layer are formed, and the image bearing member and the developing member are formed such that lower end sides of the developer bearing member and the image bearing member at the time of immersion are opposed to each other on the one end side in the axial direction. An agent carrier is arranged.
本構成によれば、現像装置の現像剤担持体は、像担持体に対して間隔をおいて配置され、ハウジングに第2軸部回りに回転可能に支持される。現像剤担持体の周面には現像剤が担持される。像担持体および現像剤担持体が回転すると、両者の間には層流が形成される。このような層流は、現像剤担持体の周面から飛散した現像剤を現像装置の周辺に拡散させる。第1回転ギアや第2回転ギアに現像剤が付着し続けると、これらの回転ギアのトルク上昇や回転不良が生じやすくなる。また、回転ギアのギア歯のピッチに応じた横筋(ジッタ)が画像上に生じることがある。上記の構成によれば、現像剤担持体および像担持体の浸漬時の下端側が、軸方向の一端側において互いに対向するように、像担持体および現像剤担持体が配置されている。浸漬時の下端側では、第1表面層および第2表面層が部分的に厚くなる。このため、第1回転ギアおよび第2回転ギアに隣接する現像剤担持体および像担持体の一端部では、両者の間隔が部分的に狭くなる。この結果、層流の流れが遮られ、現像剤を含んだ空気流が第1回転ギアおよび第2回転ギアに向かって流れることが抑止される。したがって、第1回転ギアおよび第2回転ギアの現像剤汚染が低減され、ギアの回転不良や画像欠陥の発生が防止される。 According to this configuration, the developer carrying member of the developing device is disposed at a distance from the image carrying member and is supported by the housing so as to be rotatable around the second shaft portion. A developer is carried on the peripheral surface of the developer carrying member. When the image carrier and the developer carrier rotate, a laminar flow is formed between them. Such a laminar flow diffuses the developer scattered from the peripheral surface of the developer carrier around the developing device. If the developer continues to adhere to the first rotating gear and the second rotating gear, the torque of these rotating gears and rotation failure are likely to occur. In addition, lateral stripes (jitter) corresponding to the pitch of the gear teeth of the rotating gear may occur on the image. According to the above configuration, the image carrier and the developer carrier are arranged so that the lower ends when the developer carrier and the image carrier are immersed are opposed to each other at one end in the axial direction. On the lower end side during immersion, the first surface layer and the second surface layer are partially thickened. For this reason, the gap between the developer carrying member and the image carrying member adjacent to the first rotating gear and the second rotating gear is partially narrowed. As a result, the laminar flow is blocked, and the air flow including the developer is prevented from flowing toward the first rotating gear and the second rotating gear. Accordingly, developer contamination of the first rotating gear and the second rotating gear is reduced, and the occurrence of gear rotation failure and image defect is prevented.
上記の構成において、前記像担持体および前記現像剤担持体は、互いに対向する領域において、同じ方向に回転されることが望ましい。 In the above configuration, it is preferable that the image carrier and the developer carrier are rotated in the same direction in regions facing each other.
本構成によれば、像担持体および現像剤担持体の回転方向下流側に向かって層流が形成されやすい。この結果、現像剤を含んだ空気流が第1回転ギアおよび第2回転ギアに向かって流れることが更に抑止される。 According to this configuration, a laminar flow is easily formed toward the downstream side in the rotation direction of the image carrier and the developer carrier. As a result, the air flow containing the developer is further prevented from flowing toward the first rotating gear and the second rotating gear.
上記の構成において、前記像担持体および前記現像剤担持体が互いに対向する領域のうち、前記軸方向の前記一端側とは反対の他端側に連通する風路と、前記風路に接続され、前記風路を介して、前記像担持体および前記現像剤担持体が対向する領域から空気を吸気する空気流発生部と、を有することが望ましい。 In the above configuration, an air path communicating with the other end side opposite to the one end side in the axial direction in an area where the image carrier and the developer carrier face each other, and connected to the air path It is preferable that the air flow generation unit sucks air from a region where the image carrier and the developer carrier face each other through the air path.
本構成によれば、浸漬時の上端側では、第1表面層および第2表面層が部分的に薄くなる。このため、像担持体および現像剤担持体が互いに対向する領域のうち、軸方向の他端側では、現像剤担持体および像担持体の間隔が部分的に広くなる。上記の構成によれば、当該間隔が広い領域を介して、空気が吸気される。したがって、現像剤を含んだ空気流を現像剤担持体および像担持体が対向する領域から速やかに吸気することができる。この結果、第1回転ギアおよび第2回転ギアの現像剤汚染が更に低減される。 According to this configuration, the first surface layer and the second surface layer are partially thinned on the upper end side during immersion. Therefore, in the region where the image carrier and the developer carrier are opposed to each other, the distance between the developer carrier and the image carrier is partially widened on the other end side in the axial direction. According to said structure, air is inhaled through the area | region where the said space | interval is wide. Therefore, the air flow containing the developer can be quickly sucked from the area where the developer carrier and the image carrier face each other. As a result, the developer contamination of the first rotating gear and the second rotating gear is further reduced.
上記の構成において、前記第1基材は、アルミニウムからなり、前記像担持体は、前記第1基材の表面に形成された第1酸化層を更に備え、前記第1表面層は前記第1酸化層の表面に形成されていることが望ましい。 In the above configuration, the first base is made of aluminum, the image carrier further includes a first oxide layer formed on a surface of the first base, and the first surface layer is the first It is desirable that it be formed on the surface of the oxide layer.
本構成によれば、アルミニウムからなる第1基材の上に第1酸化層が形成されることで、第1表面層の第1基材に対する付着力が増大される。この結果、更に、第1表面層の剥離が抑制される。したがって、長期に亘って、第1回転ギアおよび第2回転ギアの現像剤汚染が低減される。 According to this configuration, the first oxide layer is formed on the first base material made of aluminum, whereby the adhesion force of the first surface layer to the first base material is increased. As a result, peeling of the first surface layer is further suppressed. Therefore, the developer contamination of the first rotating gear and the second rotating gear is reduced over a long period of time.
上記の構成において、前記第2基材は、アルミニウムからなり、前記現像剤担持体は、前記第2基材の表面に形成された第2酸化層を更に備え、前記第2表面層は前記第2酸化層の表面に形成されていることが望ましい。 In the above configuration, the second base material is made of aluminum, the developer carrier further includes a second oxide layer formed on a surface of the second base material, and the second surface layer is the first surface layer. It is desirable that it be formed on the surface of the two oxide layer.
本構成によれば、アルミニウムからなる第2基材の上に第2酸化層が形成されることで、第2表面層の第2基材に対する付着力が増大される。この結果、第2表面層の剥離が抑制される。したがって、長期に亘って、第1回転ギアおよび第2回転ギアの現像剤汚染が更に低減される。 According to this configuration, the adhesion of the second surface layer to the second substrate is increased by forming the second oxide layer on the second substrate made of aluminum. As a result, peeling of the second surface layer is suppressed. Therefore, the developer contamination of the first rotating gear and the second rotating gear is further reduced over a long period of time.
本発明によれば、現像剤担持体および像担持体に回転駆動力を伝達するギアの現像剤汚染を抑制した画像形成装置が提供される。 According to the present invention, there is provided an image forming apparatus that suppresses developer contamination of a gear that transmits a rotational driving force to a developer carrier and an image carrier.
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るプリンター100(画像形成装置)の内部構造を概略的に示す図である。図1に示されるプリンター100は、いわゆるモノクロプリンター機であるが、他の実施形態において、画像形成装置は、カラープリンター、ファクシミリ装置、これらの機能を備える複合機やトナー画像をシートに形成するための他の装置であってもよい。尚、以下の説明で用いられる「上」や「下」、「前」や「後」、「左」や「右」といった方向を表す用語は、単に、説明の明瞭化を目的とするものであり、画像形成装置の原理を何ら限定するものではない。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing an internal structure of a printer 100 (image forming apparatus) according to an embodiment of the present invention. The
プリンター100は、シートSに画像を形成するための様々な装置を収容する筐体200を備える。筐体200は、筐体200の上面を規定する上壁210と、筐体200の底面を規定する底壁220と、上壁210と底壁220との間で直立する背面壁230と、背面壁230とは反対側に取り付けられた手差トレイ240と、を含む。手差トレイ240は、下端を支点として、上下に回動可能である(図1の矢印D1)。図1に示されるように、手差トレイ240が下方に回動されると、筐体200に形成された本体開口部290が開放される。本体開口部290は、筐体200の内部空間260に連通する。したがって、使用者は、本体開口部290を介して、筐体200の内部空間260に収容された様々な装置にアクセスすることができる。手差トレイ240が上方に回動すると、本体開口部290は閉じられる。この結果、使用者の不必要な内部空間260へのアクセスは防止される。
The
プリンター100は、カセット110と、ピックアップローラー112と、第1給紙ローラー113と、第2給紙ローラー114と、搬送ローラー115と、レジストローラー対116と、画像形成部12とを備える。
The
カセット110は、内部にシートSを収容する。カセット110は、シートSを支持するリフト板111を備える。リフト板111は、シートSの先頭縁を押し上げるように傾斜する。
The
ピックアップローラー112は、リフト板111によって押し上げられたシートSの先頭縁上に配置される。ピックアップローラー112が回転すると、シートSはカセット110から引き出される。
The
第1給紙ローラー113は、ピックアップローラー112の下流に配設される。第1給紙ローラー113は、シートSを更に下流に送り出す。第2給紙ローラー114は、手差しトレイ240の支点付近に配設される。第2給紙ローラー114は、手差トレイ240上のシートSを筐体200内に引き込む。使用者は、カセット110に収容されたシートS、または手差トレイ240の上に載置されたシートSを選択的に使用することができる。
The first
搬送ローラー115は、第1給紙ローラー113、第2給紙ローラー114の下流に配設される。搬送ローラー115は、第1給紙ローラー113、第2給紙ローラー114によって送り出されたシートSを更に下流へ搬送する。
The
レジストローラー対116は、搬送方向と直交する方向のシートの位置を規定する。これにより、シートS上に形成される画像の位置が調整される。レジストローラー対116は、画像形成部12による画像形成のタイミングに合わせて、シートSを画像形成部12に供給する。
The
画像形成部12は、感光体ドラム121(像担持体)と、帯電器124と、露光装置123と、現像装置122と、トナーコンテナ125と、転写ローラー126と、クリーニング装置127とを備える。
The
感光体ドラム121は、略円筒体の形状を有する。感光体ドラム121は、表面に静電潜像が形成されるとともに、該静電潜像に応じたトナー画像を担持する。なお、感光体ドラム121は、不図示のドラムユニットに回転可能に支持されている。ドラムユニットは、筐体200に対して着脱可能とされる。
The
帯電器124は、所定の電圧が印加され、感光体ドラム121の周面を略一様に帯電させる。露光装置123は、帯電器124によって帯電された感光体ドラム121の周面に、レーザー光を照射する。該レーザー光は、プリンター100に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータといった外部装置(図示せず)から出力された画像データに従って、照射される。この結果、感光体ドラム121の周面には、画像データに対応する静電潜像が形成される。
The
現像装置122は、感光体ドラム121に対向して配置され、静電潜像が形成された感光体ドラム121の周面にトナーを供給する。トナーコンテナ125は、現像装置122へトナーを供給する。現像装置122がトナーを感光体ドラム121に供給すると、感光体ドラム121の周面に形成された静電潜像が現像(可視化)される。この結果、感光体ドラム121の周面に、トナー画像が形成されることとなる。
The developing
転写ローラー126は、感光体ドラム121の周面に当接するように、回転可能に配設される。レジストローラー対116から搬送されたシートSが、感光体ドラム121と転写ローラー126との間を通過するときに、感光体ドラム121の周面に形成されたトナー画像が、シートSに転写される。
The
クリーニング装置127は、シートSへトナー画像が転写された後に、感光体ドラム121の周面に残るトナーを除去する。クリーニング装置127によって、清浄化された感光体ドラム121の周面は、再度、帯電器124の下方を通過し、一様に帯電される。その後、上述のトナー画像の形成が新たに行われる。
The
プリンター100は、画像形成部12よりも搬送方向下流側に、シートS上のトナー画像を定着させる定着装置130を更に備える。定着装置130は、シートS上のトナーを溶融させる加熱ローラー131と、シートSを加熱ローラー131に密着させる圧力ローラー132と、を備える。シートSが加熱ローラー131と圧力ローラー132との間を通過すると、トナー画像は、シートSに定着される。
The
プリンター100は、定着装置130の下流に配設された複数の搬送ローラー対133と、搬送ローラー対133の下流に配設された排出ローラー対134と、を更に備える。シートSは、搬送ローラー対133によって上方に搬送され、最終的に、排出ローラー対134によって、筐体200から排出される。筐体200から排出されたシートSは、上壁210上に積み重ねられる。
The
次に、本実施形態に係る感光体ドラム121および現像装置122について、更に詳述する。図2は、本実施形態に係る感光体ドラム121および現像装置122の現像ローラー83の周辺を示す模式的な平面図(A)、および、感光体ドラム121および現像装置122の端部の膜厚の様子を示す模式的な断面図(B)である。
Next, the
感光体ドラム121は、ドラムシャフト121J(第1軸部)を備える。ドラムシャフト121Jは、感光体ドラム121の回転における回転軸となる。ドラムシャフト121Jは、前述のドラムユニットに備えられたベアリングに軸支されている。感光体ドラム121は、ドラムシャフト121J回りに回転される。更に、プリンター100は、ドラムギア121G(第1回転ギア)(図2(A))と、第1モーターM1と、第2モーターM2と、を備える。ドラムギア121Gは、ドラムシャフト121Jの軸方向の一端側(右端側)に配置され、感光体ドラム121に回転駆動力を伝達するギアである。第1モーターM1は、感光体ドラム121を回転させる回転駆動力を発生する。図2(A)に示すように、第1モーターM1は、ドラムギア121Gに連結されている。第2モーターM2は、現像装置122の現像ローラー83を回転させる回転駆動力を発生する。
The
現像装置122は、現像ハウジング80(図1)(ハウジング)と、現像ローラー83(現像剤担持体)と、を備える。現像ハウジング80は、現像装置122の筐体部分であり、内部にトナーを収容している。現像ハウジング80は、感光体ドラム121に対向する領域に開口部122H(図1)を備えている。現像ローラー83は、円筒形状からなる。現像ローラー83は、ローラーシャフト83J(第2軸部)を備える。ローラーシャフト83Jは、現像ローラー83の回転における回転軸となる。現像ローラー83は、ローラーシャフト83J回りに回転可能に現像ハウジング80に支持されている。なお、図2(A)に示すように、ローラーシャフト83Jは、感光体ドラム121のドラムシャフト121Jと平行に配置される。図1に示すように、現像ハウジング80の開口部122Hから露出された現像ローラー83の周面の一部が、感光体ドラム121に対して間隔をおいて配置されている。現像ローラー83は、周面にトナー(現像剤)を担持する。周面に担持されたトナーが感光体ドラム121に供給されるために、現像ローラー83には直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスが印加される。
The developing
更に、現像装置122は、ローラーギア83G(図2(A))(第2回転ギア)を備える。ローラーギア83Gは、ローラーシャフト83Jの軸方向の一端側(右端側)に配置され、現像ローラー83に回転駆動力を伝達する。図2(A)に示すように、前述の第2モーターM2は、ローラーギア83Gに連結されている。このように、本実施形態では、ローラーギア83Gおよびドラムギア121Gは、現像ローラー83および感光体ドラム121に対して、軸方向の同じ側に間隔をおいて配置されている。
Further, the developing
図2(A)を参照して、本実施形態では、感光体ドラム121の軸方向の長さが、現像ローラー83の軸方向の長さと略同じに設定されている。また、現像ローラー83は、不図示の一対のトラッキングローラーを備える。トラッキングローラーは、現像ローラー83のローラーシャフト83Jに軸支された円筒部材である。なお、トラッキングローラーは現像ローラー83の軸方向に僅かな厚さを備えた薄板状の部材である。トラッキングローラーの周面が感光体ドラム121の表面の両端部または前述のドラムユニットに当接することで、現像ローラー83と感光体ドラム121との間の間隔(ギャップ)が規制される。
With reference to FIG. 2A, in the present embodiment, the length of the
図2(B)を参照して、現像ローラー83は、円筒状のスリーブ830(第2基材)と、スリーブ830上に形成されたコート層83C(第2表面層)と、を備える。スリーブ830は、現像装置122の仕様に応じて、直径12〜20mmのものが主に用いられる。また、感光体ドラム121は、円筒状のドラム素管120(第1基材)と、ドラム素管120上に形成された機能層120C(第1表面層)とを備える。
Referring to FIG. 2B, the developing
現像ローラー83のスリーブ830は、アルミニウムからなる。現像ローラー83のコート層83Cは、以下の浸漬法によって形成される。まず、スリーブ830の外周面にアルマイト処理が施され、厚さ10μmのアルマイト層(第2酸化層)が形成される。アルミニウムからなるスリーブ830の上に酸化層が形成されることで、コート層83Cのスリーブ830に対する付着力が増大される。この結果、コート層83Cの剥離が抑制される。その後、スリーブ830の表面、すなわち、アルマイト層の表面が120℃で10分以上熱処理される。この熱処理は、コート層83Cの乾燥工程においてクラックが生じることを抑止するため、予めスリーブ830にクラックを意図的に生じさせるために行われる。前記熱処理の時間は予め定められており、例えば、前記乾燥工程に要する時間以上に定められている。前記熱処理は、常に一定の温度で一定の時間だけ行われる。これにより、前記熱処理が行われる全てのスリーブ830に対して概ね定量のクラックが生じる。前記熱処理の後にアルマイト層上にコート層83Cを形成する処理が行われる。具体的には、結着樹脂としてのアルコール可溶性のナイロン樹脂(100重量部)、顔料として酸化チタン(50〜125重量部)、および分散媒体としてのメタノール(800重量部)が、直径1.0mmのジルコニアビーズとともにボールミルで約48時間混合され混合液が準備される。その混合液にアルマイト処理されたスリーブ830を所定時間浸漬させた後に引き上げ、130℃の高温環境の下で10分間乾燥させる。なお、スリーブ830は、円筒形状の軸方向が鉛直方向に沿うように、混合液の中に浸漬され、引き上げられる。この際、ポリテトラフルオロエチレン製のブレードによって余分な混合液が剥離される。この結果、厚み2μm〜11μmのコート層83Cがコーティングされたスリーブ830が製作される。このように、コート層83Cがコーティングされる前に、予め熱処理によってアルマイト層にクラックが生成される。このため、コート層83Cに含有されている導電剤が、コート層83Cの乾燥時にコート層83Cの内部に発生する対流の影響で偏在することが防止される。この結果、導電材が均一に分散したコート層83Cを形成することが可能になる。
The
感光体ドラム121の機能層120Cも、上記のコート層83Cと同様に浸漬法によって形成される。機能層120Cは、感光体ドラム121の表面に静電潜像が形成されるための機能を備えた公知の電荷発生層や電荷輸送層を含む。なお、アルミニウムからなるドラム素管120の表面にも、予めアルマイト層(第1酸化層)が形成された上で、当該アルマイト層の上に機能層120Cが形成される。このため、機能層120Cのドラム素管120に対する付着力が増大される。この結果、機能層120Cの剥離が抑制される。
The
一方、上記のような浸漬法によってコート層83Cおよび機能層120Cが形成される場合、スリーブ830およびドラム素管120の表面に付着した混合液は、引き上げ時の重力の影響によって下方に垂れ下がりやすい。このため、浸漬時に下端側に位置するスリーブ830の表面には、軸方向の中央部と比較して部分的に厚いコート層83Cであるローラー厚層部83C1が形成される(図2(B))。また、浸漬時に上端側に位置するスリーブ830の表面には、軸方向の中央部と比較して部分的に薄いコート層83Cであるローラー薄層部83C2が形成される。同様に、浸漬時に下端側に位置するドラム素管120の表面には、軸方向の中央部と比較して部分的に厚い機能層120Cであるドラム厚層部120C1が形成される。また、浸漬時に上端側に位置するドラム素管120の表面には、軸方向の中央部と比較して部分的に薄い機能層120Cであるドラム薄層部120C2が形成される。
On the other hand, when the
図3(A)は、現像ローラー83のスリーブ830に形成されたコート層83Cの下端側の膜厚の分布を示している。一方、図3(B)は、スリーブ830に形成されたコート層83Cの上端側の膜厚の分布を示している。いずれも、横軸は、スリーブ830の端部からの距離を示し、縦軸は、軸方向におけるそれぞれの位置に応じた膜厚を、コート層83Cの平均膜厚に対する差分として示している。図3(A)、(B)に示すように、コート層83Cのうち上端部の薄い部分の長さは、下端部の厚い部分の長さよりも長い。また、コート層83Cの上端部の最大膜厚減少分(3μm)は、下端部の最大膜厚上昇分(3.5μm)に近似した値となっている。このように、引き上げ時の重力の影響から、ローラー薄層部83C2の軸方向の長さは、ローラー厚層部83C1の軸方向の長さよりも長くなりやすい。同様に、ドラム薄層部120C2の軸方向の長さは、ドラム厚層部120C1の軸方向の長さよりも長くなりやすい。
FIG. 3A shows the distribution of the film thickness on the lower end side of the
図2(A)、(B)を参照して、本実施形態では、現像ローラー83および感光体ドラム121の浸漬時の下端側が、ドラムシャフト121Jおよびローラーシャフト83Jの軸方向の一端側(右端側)において互いに対向するように、感光体ドラム121および現像ローラー83が配置されている。すなわち、図2(B)に示すように、ローラー厚層部83C1がドラム厚層部120C1に対向し、ドラム薄層部120C2がローラー薄層部83C2に対向して配置される。この際、ローラー厚層部83C1およびドラム厚層部120C1は、ドラムギア121Gおよびローラーギア83Gに近い位置に配置され、ドラム薄層部120C2およびローラー薄層部83C2は、ドラムギア121Gおよびローラーギア83Gから遠い位置に配置される。
2A and 2B, in the present embodiment, the lower end side when the developing
図2(A)の矢印で示すように、感光体ドラム121および現像ローラー83が回転すると、両者の間には層流が形成される。このような層流に加え、現像ローラー83の遠心力によって、開口部122H(図1)を介して露出された現像ローラー83の周面からトナーの一部が飛散する。飛散したトナーがドラムギア121Gやローラーギア83Gに付着し続けると、これらの回転ギアのトルク上昇や回転不良が生じやすくなる。また、ドラムギア121Gやローラーギア83Gのギア歯のピッチに応じた横筋(ジッタ)が画像上に生じることがある。
As indicated by the arrows in FIG. 2A, when the
一方、本実施形態では、前述のように、感光体ドラム121および現像ローラー83の浸漬時の下端側が、ドラムシャフト121Jおよびローラーシャフト83Jの軸方向の一端側(右端側)において互いに対向するように、感光体ドラム121および現像ローラー83が配置されている。このため、図2(A)、(B)に示すように、ドラムギア121Gおよびローラーギア83Gに隣接する感光体ドラム121および現像ローラー83の右端部では、両者の間隔が部分的に狭くなる。この結果、図2(B)の矢印DSで示されるように、空気流(層流)の一部が軸方向に進んだとしても、ドラム厚層部120C1およびローラー厚層部83C1によって当該空気流が遮られる。この結果、トナーを含んだ空気流がドラムギア121Gおよびローラーギア83Gに向かって流れることが抑止される。したがって、ドラムギア121Gおよびローラーギア83Gのトナー汚染が低減され、ギアの回転不良や画像欠陥の発生が防止される。また、感光体ドラム121や現像装置122の周辺を冷却するために、感光体ドラム121と現像ローラー83との間に空気流を流入させた場合でも、ドラムギア121Gやローラーギア83Gの汚れを防止することができる。このため、特に高温環境下において、プリンター100の印刷動作を頻繁に停止させ、冷却時間を設ける必要が低減される。したがって、プリンター100の生産性が高く維持される。
On the other hand, in the present embodiment, as described above, the lower end side when the
また、上記のように、ドラムギア121Gおよびローラーギア83Gに隣接する領域において、感光体ドラム121および現像ローラー83の間隔が部分的に狭い場合、当該領域での現像電界が部分的に強くなる。このため、空気流に含まれる帯電量の低いトナーでも、現像電界によって制御されやすくなる。したがって、このようなトナーがドラムギア121Gやローラーギア83Gに至る前に、トナーが感光体ドラム121の表面に現像される、または、現像ローラー83の周面に回収されることが可能となる。
Further, as described above, in the region adjacent to the drum gear 121G and the
更に、本実施形態では、図2(A)の矢印で示すように、感光体ドラム121および現像ローラー83は、互いに対向する領域において、同じ方向に(上から下に向かって、図1参照)回転される。したがって、感光体ドラム121および現像ローラー83の回転方向下流側(下方)に向かって層流が形成されやすい。この結果、トナーを含んだ空気流がドラムギア121Gおよびローラーギア83Gに向かって軸方向に流れることが更に抑止される。
Further, in the present embodiment, as indicated by the arrows in FIG. 2A, the
更に、本実施形態では、前述のように、感光体ドラム121では、ドラム素管120上に酸化層が形成され、当該酸化層の上に、機能層120Cが形成される。また、現像ローラー83では、スリーブ830上に酸化層が形成され、当該酸化層の上に、コート層83Cが形成される。このため、機能層120Cおよびコート層83Cの剥離が抑制される。したがって、長期に亘って、ドラム厚層部120C1およびローラー厚層部83C1が維持され、ドラムギア121Gおよびローラーギア83Gのトナー汚染が低減される。
Furthermore, in this embodiment, as described above, in the
以上、本発明の各実施形態に係る画像形成装置1について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を採用することができる。 The image forming apparatus 1 according to each embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this, and for example, the following modified embodiment can be adopted.
(1)上記の実施形態では、画像形成装置1としてモノクロ機を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。画像形成装置1は、カラー画像を印刷するフルカラー機などであってもよい。 (1) Although the above embodiment has been described using a monochrome machine as the image forming apparatus 1, the present invention is not limited to this. The image forming apparatus 1 may be a full-color machine that prints a color image.
(2)図4は、本発明の変形実施形態に係るプリンター100A(画像形成装置)において、感光体ドラム121(像担持体)および現像ローラー83(現像剤担持体)の模式的な断面図に、ファン85およびダクト86を示した図である。
(2) FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the photosensitive drum 121 (image carrier) and the developing roller 83 (developer carrier) in the
プリンター100Aは、ファン85(空気流発生部)と、ダクト86(風路)とを備える。ダクト86は、プリンター100A内に延設されている。ダクト86は、感光体ドラム121および現像ローラー83が互いに対向する領域のうち、ドラムシャフト121Jおよびローラーシャフト83J(図2(A))の軸方向の一端側(右端側)とは反対の他端側(左端側)に連通している。ファン85は、ダクト86を介して、感光体ドラム121および現像ローラー83が対向する領域から空気を吸気する。不図示の制御部によってファン85が回転されると、図4の矢印DFで示すように、空気流が発生する。
The
前述のように、浸漬時の上端側では、感光体ドラム121の機能層120Cおよび現像ローラー83のコート層83Cは部分的に薄くなる(ドラム薄層部120C2およびローラー薄層部83C2)。このため、感光体ドラム121および現像ローラー83が互いに対向する領域のうち、軸方向の他端側(左端側)では、感光体ドラム121および現像ローラー83の間隔が部分的に広くなっている。本変形実施形態によれば、当該間隔が広い領域を介して、ファン85によって空気が吸気される。したがって、トナーを含んだ空気流を感光体ドラム121および現像ローラー83が対向する領域から速やかに吸気することができる。特に、右端側のドラム厚層部120C1およびローラー厚層部83C1の周辺では、部分的に気圧が高くなっているため、比較的低圧の左端側に向かって空気流が一層流れやすくなる。この結果、ドラムギア121Gおよびローラーギア83Gのトナー汚染が更に低減される。
As described above, the
次に、プリンター100における感光体ドラム121および現像ローラー83の好ましい態様について、実施例をもとに説明する。なお、以後の各実施例は、下記の実験条件にて行った。
<実験条件について>
・プリント速度:45枚/分
・感光体ドラム121:OPCドラム
・感光体ドラム121の周速度:210mm/sec
・現像ローラー83:アルマイト表面処理+ナイロン樹脂コート
・現像ローラー83の周速度:感光体ドラム121に対して周速比1.6(ウィズ回転)
・感光体ドラム121と現像ローラー83とのギャップ:0.3mm
・感光体ドラム31の表面電位:+400V(背景部)、+50V(画像部)
・現像ローラー83に印加される現像バイアス:交流電圧の周波数2.7kHz、Duty45%、Vpp1600V、直流電圧290V
・トナーの平均粒径:7.8μm(正帯電性)
Next, preferable modes of the
<Experimental conditions>
Printing speed: 45 sheets / min Photoconductor drum 121: OPC drum Peripheral speed of photoconductor drum 121: 210 mm / sec
Developing roller 83: Anodized surface treatment + nylon resin coating Peripheral speed of developing roller 83: peripheral speed ratio 1.6 (with rotation) with respect to the
-Gap between the
-Surface potential of the photosensitive drum 31: +400 V (background portion), +50 V (image portion)
Developing bias applied to developing roller 83: AC voltage frequency 2.7 kHz, Duty 45%, Vpp 1600 V, DC voltage 290 V
-Average toner particle diameter: 7.8 μm (positive chargeability)
表1に、実施例および各比較例における感光体ドラム121および現像ローラー83の配置条件、ならびに、評価結果を示す。
Table 1 shows the arrangement conditions of the
実施例1では、上記の実施形態のように、軸方向においてドラムギア121Gおよびローラーギア83Gが配置される右端側(駆動側)に、感光体ドラム121および現像ローラー83の浸漬時の下端部(ドラム厚層部120C1、ローラー厚層部83C1)が配置される。比較例1では、軸方向の駆動側に、感光体ドラム121および現像ローラー83の浸漬時の上端部(ドラム薄層部120C2、ローラー薄層部83C2)が配置される。一方、比較例2では、軸方向の駆動側に、感光体ドラム121の浸漬時の下端部(ドラム厚層部120C1)および現像ローラー83の浸漬時の上端部(ローラー薄層部83C2)が配置される。更に、比較例3では、軸方向の駆動側に、感光体ドラム121の浸漬時の上端部(ドラム薄層部120C2)および現像ローラー83の浸漬時の下端部(ローラー厚層部83C1)が配置される。
In Example 1, as in the above-described embodiment, the lower end portion (drum) of the
また、各実験では、A4縦サイズの画像を室温環境において10万枚印刷した上で、ドラムギア121Gおよびローラーギア83Gのトナー汚れ(ギア汚れ)が評価された。更に、印刷前後におけるドラムギア121Gおよびローラーギア83Gのトルク上昇分のうち大きな値が表1に示されている(トルク変化量)。
In each experiment, 100,000 sheets of A4 vertical size images were printed in a room temperature environment, and toner contamination (gear contamination) of the drum gear 121G and the
表1に示すように、感光体ドラム121および現像ローラー83の浸漬時の下端側が、ドラムギア121Gおよびローラーギア83Gに近い位置に配置されることで、感光体ドラム121と現像ローラー83との間の封止効果が増大される。この結果、ドラムギア121Gおよびローラーギア83Gのトナー汚れが低減されるとともに、これらのギアの回転トルクの上昇が抑制される。一方、比較例1〜3では、トナーを含んだ空気流がドラムギア121Gおよびローラーギア83Gに向かって流入しやすい。この結果、ギア汚れの発生や回転トルクの上昇分が増大される結果となった。
As shown in Table 1, the lower end side when the
100、100A プリンター(画像形成装置)
120 ドラム素管(第1基材)
120C 機能層(第1表面層)
120C1 ドラム厚層部
120C2 ドラム薄層部
121 感光体ドラム(像担持体)
121G ドラムギア(第1回転ギア)
121J ドラムシャフト(第1軸部)
122 現像装置
80 現像ハウジング(ハウジング)
83 現像ローラー(現像剤担持体)
830 スリーブ(第2基材)
83C コート層(第2表面層)
83C1 ローラー厚層部
83C2 ローラー薄層部
83G ローラーギア(第2回転ギア)
83J ローラーシャフト(第2軸部)
85 ファン(空気流発生部)
86 ダクト(風路)
M1 第1モーター
M2 第2モーター
100, 100A printer (image forming apparatus)
120 drum base pipe (first base material)
120C functional layer (first surface layer)
120C1 Drum thick layer portion 120C2 Drum
121G drum gear (first rotating gear)
121J Drum shaft (first shaft)
122 Developing
83 Development roller (developer carrier)
830 Sleeve (second base material)
83C Coat layer (second surface layer)
83C1 Roller thick layer part 83C2 Roller
83J Roller shaft (second shaft part)
85 fans (air flow generator)
86 Duct (wind passage)
M1 1st motor M2 2nd motor
Claims (4)
前記第1軸部の軸方向の一端側に配置され、前記像担持体に回転駆動力を伝達する第1回転ギアと、
前記像担持体に対向して配置される現像装置と、を有し、
前記現像装置は、
開口部を備えるハウジングと、
前記第1軸部と平行に配置される第2軸部を備え、前記ハウジングに前記第2軸部回りに回転可能に支持され、前記開口部から露出された周面の一部が前記像担持体に対して間隔をおいて配置され、前記周面に現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記第2軸部の軸方向の前記一端側に配置され、前記現像剤担持体に回転駆動力を伝達する第2回転ギアと、
を備え、
前記像担持体は、円筒状の第1基材と、前記第1基材上に形成された第1表面層とを備え、
前記現像剤担持体は、円筒状の第2基材と、前記第2基材上に形成された第2表面層とを備え、
前記現像剤担持体および前記像担持体の軸方向が鉛直方向に沿うように前記第1基材および第2基材が所定の浸漬槽に浸漬される浸漬法によって、前記第1表面層および前記第2表面層がそれぞれ形成され、前記像担持体の前記浸漬時の下端側の前記第1表面層の膜厚が軸方向の中央部よりも厚く、前記像担持体の前記浸漬時の上端側の前記第1表面層の膜厚が軸方向の中央部よりも薄く、前記現像剤担持体の前記浸漬時の下端側の前記第2表面層の膜厚が軸方向の中央部よりも厚く、前記現像剤担持体の前記浸漬時の上端側の前記第2表面層の膜厚が軸方向の中央部よりも薄く、
前記現像剤担持体および前記像担持体の前記浸漬時の下端側が、前記軸方向の前記一端側において互いに対向するように、前記像担持体および前記現像剤担持体が配置され、
前記像担持体および前記現像剤担持体が互いに対向する領域のうち、前記軸方向の前記一端側とは反対の他端側に連通する風路と、
前記風路に接続され、前記風路を介して、前記像担持体および前記現像剤担持体が対向する領域から空気を吸気する空気流発生部と、
を更に備えることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier including a first shaft portion, rotated about the first shaft portion, and having an electrostatic latent image formed on a surface thereof;
A first rotation gear disposed on one end side in the axial direction of the first shaft portion and transmitting a rotational driving force to the image carrier;
A developing device disposed opposite to the image carrier,
The developing device includes:
A housing with an opening;
A second shaft portion disposed in parallel with the first shaft portion, supported by the housing so as to be rotatable around the second shaft portion, and a part of a peripheral surface exposed from the opening portion being the image bearing member; A developer carrying body disposed at a distance from the body and carrying a developer on the peripheral surface;
A second rotating gear disposed on the one end side in the axial direction of the second shaft portion and transmitting a rotational driving force to the developer carrier;
With
The image carrier comprises a cylindrical first substrate and a first surface layer formed on the first substrate,
The developer carrier includes a cylindrical second base material, and a second surface layer formed on the second base material,
By the immersion method in which the first base material and the second base material are immersed in a predetermined immersion tank so that the axial direction of the developer carrier and the image carrier is along the vertical direction, the first surface layer and the image carrier A second surface layer is formed, and the film thickness of the first surface layer on the lower end side when the image carrier is immersed is thicker than the central portion in the axial direction, and the upper end side when the image carrier is immersed The film thickness of the first surface layer is thinner than the central portion in the axial direction, and the film thickness of the second surface layer on the lower end side during the immersion of the developer carrier is thicker than the central portion in the axial direction. The film thickness of the second surface layer on the upper end side during the immersion of the developer carrier is thinner than the central portion in the axial direction,
The image carrier and the developer carrier are arranged so that the lower ends of the developer carrier and the image carrier when immersed are opposed to each other on the one end side in the axial direction ,
An air path communicating with the other end side opposite to the one end side in the axial direction in a region where the image carrier and the developer carrier face each other;
An air flow generating unit that is connected to the air path and sucks air from a region where the image carrier and the developer carrier face through the air path;
An image forming apparatus further comprising:
前記像担持体は、前記第1基材の表面に形成された第1酸化層を更に備え、
前記第1表面層は前記第1酸化層の表面に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。 The first substrate is made of aluminum,
The image carrier further comprises a first oxide layer formed on the surface of the first substrate,
Wherein the first surface layer is an image forming apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that it is formed on a surface of the first oxide layer.
前記現像剤担持体は、前記第2基材の表面に形成された第2酸化層を更に備え、
前記第2表面層は前記第2酸化層の表面に形成されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の画像形成装置。 The second substrate is made of aluminum,
The developer carrier further comprises a second oxide layer formed on the surface of the second substrate,
Wherein the second surface layer image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it is formed on a surface of the second oxide layer.
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