JP2019164268A - 画像形成装置及び現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像マグネットの磁極の位置決めと電源から現像マグネットへの給電とを両立しながらも、部品点数を減らす。【解決手段】装置本体に対して着脱可能に設けられると共に、感光ドラムに形成された静電潜像を現像する現像装置４と、マグネットローラ１３を介して現像スリーブ１０に電気的に接続され、現像スリーブ１０に現像バイアスを印加可能な高圧電源１１８と、高圧電源１１８に電気的に接続された接点部１２０と、を備える。現像装置４は、マグネットローラ１３の磁極を周方向に現像容器４１に固定する固定孔１９ａと、接点部１２０に当接して接点部１２０とマグネットローラ１３とを通電する通電部１９ｃと、を一体化した樹脂製の固定通電部材１９を有する。【選択図】図９

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いたプリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機などに用いられる画像形成装置及び現像装置に関する。

電子写真方式や静電記録方式を用いた画像形成装置は、現像剤により像担持体としての感光ドラム上に形成された静電像を現像する現像装置を有する。現像装置は、現像剤を担持して回転する現像剤担持体としての現像スリーブを有し、現像スリーブに印加した現像バイアスにより感光ドラムとの間に電界を形成し、現像スリーブに担持された現像剤を感光ドラムに供給して静電像を現像する。現像スリーブの内部には、現像マグネットが設けられており、この現像マグネットは金属製の極決め部材により磁極の位相、即ち周方向の位置を回転不能に固定して現像装置に支持されている。

このような現像装置として、現像スリーブへ安定した現像バイアスを印加するために、高圧電源を現像マグネットの極決め部材に接続し、極決め部材から現像マグネットを介して現像スリーブに現像バイアスを給電するものが知られている（特許文献１参照）。また、他の現像装置として、コストダウンを図るために、金属製の極決め部材の代わりに絶縁性の樹脂製の極決め部材を用い、電源と現像マグネットとを金属製のコイルばねにより接続して通電するものが知られている（特許文献２参照）。

特開平１１−１６０９７３号公報 特開２０１７−７２７５３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の現像装置は、装置本体側の電源の端子から現像マグネットまでの間に、給電経路の形成及び磁極の位置決めのために、形状や機能が異なる複数の金属製の部材を有している。また、特許文献２に記載の現像装置は、装置本体側の電源の端子から現像マグネットまでの間に、樹脂製の部品や金属製のコイルばね等、形状や機能が異なる複数の材質の部材を有している。このため、これらの現像装置では部品点数が多くなってしまうので、部品の配置に制限が生じて設計の自由度が小さいこと、組立性が悪いこと、コストが高いこと等の課題があった。

本発明は、現像マグネットの磁極の位置決めと電源から現像マグネットへの給電とを両立しながらも、部品点数を減らすことができる画像形成装置及び現像装置を提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、装置本体と、像担持体と、現像剤が収容される現像容器と、前記現像容器に収容された現像剤を担持して回転する現像スリーブと、前記現像スリーブの内部に設けられ、周方向に複数の磁極を有する現像マグネットと、を有し、前記装置本体に対して着脱可能に設けられると共に、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置と、前記現像マグネットを介して前記現像スリーブに電気的に接続され、前記現像スリーブに現像バイアスを印加可能な電源と、前記電源に電気的に接続された接点部と、を備え、前記現像装置は、前記現像マグネットの前記磁極を周方向に前記現像容器に固定する固定部と、前記接点部に当接して前記接点部と前記現像マグネットとを通電する通電部と、を一体化した樹脂製の固定通電部材を有することを特徴とする。

また、本発明の現像装置は、現像剤が収容される現像容器と、前記現像容器に収容された現像剤を担持して回転する現像スリーブと、前記現像スリーブの内部に設けられ、周方向に複数の磁極を有する現像マグネットと、前記現像マグネットの前記磁極を周方向に前記現像容器に固定する固定部と、電源の接点部に当接して前記接点部と前記現像マグネットとを通電する通電部と、を一体化した樹脂製の固定通電部材と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、現像マグネットの磁極の位置決めと電源から現像マグネットへの給電とを両立しながらも、部品点数を減らすことができる。

第１の実施形態に係る画像形成装置の断面図。 第１の実施形態に係る現像装置の断面図。 第１の実施形態に係る現像装置の縦断面図。 第１の実施形態に係る現像剤補給装置及び現像装置の断面図。 第１の実施形態に係る現像装置及び案内レールの斜視図であり、（ａ）は現像装置を装着する前の状態、（ｂ）は現像装置を装着する途中の状態。 第１の実施形態に係る現像装置及び案内レールの斜視図であり、（ａ）は現像装置を後方側まで挿入した状態、（ｂ）は現像装置をドラムカートリッジに押圧した状態。 第１の実施形態に係る現像装置及び案内レールの断面図であり、（ａ）は現像スリーブ及び感光ドラムが大きく離隔した状態、（ｂ）は現像スリーブ及び感光ドラムが所定間隔の隙間を有する状態。 第１の実施形態に係る画像形成装置の制御ブロック図。 第１の実施形態に係る現像装置の前方側の端部を拡大した縦断面図。 第２の実施形態に係る現像装置及び案内レールの断面図。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態を、図１〜図９を参照しながら詳細に説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図１を用いて説明する。

［画像形成装置］
本実施形態の画像形成装置１００は、それぞれ像担持体としての感光ドラム１を有する４つの画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを備えた電子写真方式のタンデム型のフルカラープリンタである。画像形成装置１００は、装置本体１１０に接続された原稿読み取り装置（図示せず）又は装置本体１１０に対し通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどのホスト機器からの画像信号に応じてトナー像（画像）を記録材に形成する。記録材としては、用紙、プラスチックフィルム、布などのシート材（以下、シートと略称する）が挙げられる。また、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成する。

なお、画像形成装置１００が備える４つの画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、現像色が異なることを除いて実質的に同一の構成を有する。したがって、代表して画像形成部ＰＹについて説明し、その他の画像形成部については説明を省略する。

［画像形成部］
画像形成部ＰＹは、感光ドラム１と、帯電ローラ２と、露光装置（本実施形態ではレーザースキャナ）３と、現像装置４と、一次転写ローラ５２と、クリーニングブレード７とを有している。感光ドラム１と帯電ローラ２とは、ドラム容器５１により回転可能に支持され、帯電ローラ２及びクリーニングブレード７は感光ドラム１に押圧した状態で支持されている。これら感光ドラム１と、帯電ローラ２と、クリーニングブレード７と、ドラム容器５１とは、ドラムカートリッジ５０を構成し、装置本体１１０に対して着脱可能になっている。感光ドラム１は、装置本体１１０に内蔵された不図示の駆動源に駆動連結され、駆動源の駆動力により回転する。帯電ローラ２は、感光ドラム１に押圧されているため感光ドラム１に従動して回転する。これらの感光ドラム１、帯電ローラ２、クリーニングブレード７は、画像形成を行うと劣化していくため、ドラムカートリッジ５０はプリント量に応じて交換する必要があるので、ドラムカートリッジ５０は装置本体１１０に対して着脱可能になっている。尚、装置本体１１０の各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫには、現像装置４を着脱可能（挿抜可能）に装着する装着部としての案内レール１１１が設けられている（図５（ａ）〜図６（ｂ）参照）。

各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの上方には、転写装置５が配置されている。転写装置５は、無端状の中間転写ベルト５６が複数のローラに張設されて、矢印方向に周回移動（回転）するように構成されている。そして、中間転写ベルト５６は、中間転写ベルト５６に一次転写されたトナー像を担持して搬送する。中間転写ベルト５６を張架するローラのうちの二次転写内ローラ５３と中間転写ベルト５６を挟んで対向する位置には、二次転写外ローラ５４が配置され、中間転写ベルト５６上のトナー像をシートＳに転写する二次転写部Ｔ２を構成している。二次転写部Ｔ２のシート搬送方向の下流には定着装置６が配置されている。転写装置５の上方には、現像装置４に補給用の現像剤を補給するための収容容器８が配置されている。

画像形成装置１００の下部には、シートＳが収容されたカセット９が配置されている。カセット９から給送されたシートＳは、搬送ローラ９１によりレジストレーションローラ９２に向けて搬送される。そして、停止状態のレジストレーションローラ９２にシートＳの先端が突き当たり、ループを形成することでシートＳの斜行を補正する。その後、中間転写ベルト５６上のトナー像と同期してレジストレーションローラ９２の回転を開始させ、シートＳを二次転写部Ｔ２に搬送する。

上述のように構成される画像形成装置１００により、例えば４色フルカラーの画像を形成するプロセスについて説明する。まず、画像形成動作が開始すると、回転する感光ドラム１の表面が帯電ローラ２によって一様に帯電される。次いで、感光ドラム１は、露光装置３から発せられる画像信号に対応したレーザ光により露光される。これにより、感光ドラム１上に画像信号に応じた静電像が形成される。感光ドラム１上の静電像は、現像装置４内に収容された現像剤としてのトナーによって顕像化され、可視像となる。

感光ドラム１上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト５６を挟んで配置される一次転写ローラ５２との間で構成される一次転写部Ｔ１（図２参照）にて、中間転写ベルト５６に一次転写される。この際、一次転写ローラ５２には一次転写バイアスが印加される。一次転写後に感光ドラム１の表面に残った転写残トナーは、クリーニングブレード７によって除去される。

このような動作をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各画像形成部で順次行い、中間転写ベルト５６上で４色のトナー像を重ね合わせる。その後、トナー像の形成タイミングに合わせて、カセット９に収容されたシートＳが二次転写部Ｔ２に搬送される。そして、二次転写外ローラ５４に二次転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト５６上の４色のトナー像を、シートＳ上に一括で二次転写する。二次転写部Ｔ２で転写しきれずに中間転写ベルト５６に残留したトナーは、中間転写ベルトクリーナ５５により除去される。

次いで、シートＳは定着装置６に搬送される。定着装置６は、内部にハロゲンヒータなどの熱源を有する定着ローラ６１及び加圧ローラ６２を備え、定着ローラ６１と加圧ローラ６２とで定着ニップ部を形成する。この定着装置６の定着ニップ部にトナー像が転写されたシートＳを通過させることで、シートＳが加熱及び加圧される。そして、シートＳ上のトナーは溶融及び混合されて、フルカラーの画像としてシートＳに定着される。その後、シートＳは、排出ローラ１０１により排出トレイ１０２に排出される。これにより、一連の画像形成プロセスが終了する。

なお、本実施形態の画像形成装置１００は、例えばブラック単色の画像など、所望の単色または４色のうちいくつかの色用の画像形成部を用いて、単色またはマルチカラーの画像を形成することも可能である。

［現像装置］
次に、現像装置４の詳しい構成について、図２〜図４を用いて説明する。本実施形態では、現像装置４はカートリッジ状で現像カートリッジを構成している。現像装置４は、装置本体１１０の案内レール１１１（図５（ａ）〜図６（ｂ）参照）に着脱可能に装着される。現像装置４は、非磁性トナーと磁性を有するキャリアを含む現像剤が収容される現像容器４１と、現像容器４１内の現像剤を担持して回転する現像剤担持体としての円筒形状の回転体である現像スリーブ１０とを有する。現像スリーブ１０は、感光ドラム１に対し隙間Ｇを空けて現像容器４１に収容され、現像容器４１に収容された現像剤を担持し、感光ドラム１に対向する対向領域（現像領域）Ａｒに現像剤を搬送して静電潜像を現像可能である。

図３に示すように、現像スリーブ１０は、中心軸１１を有し、中心軸１１を現像容器４１に対して回転可能に支持するスリーブ軸受１２により支持され、図２中矢印方向に回転駆動される。スリーブ軸受１２は、現像装置４に設けられている（図９参照）。尚、本明細書では、現像スリーブ１０の回転軸線方向を長手方向（幅方向）Ｘとして示す。また、図中、長手方向Ｘの装置本体１１０の手前側を前方向Ｆ、奥側を後方向Ｒとして示し、一方側端部は前方向Ｆ側の端部に相当し、他方側端部は後方向Ｒ側の端部に相当する。

図２に示すように、現像スリーブ１０の内部には、周方向に並んだ複数の磁極を有する現像マグネットとしてのマグネットローラ１３が、現像容器４１に対してマグネット支軸１４により非回転に配置されている（図９参照）。現像容器４１の内部は、その略中央部が現像スリーブ１０の回転軸線方向に延在する隔壁４１ｃによって現像室４１ａと攪拌室４１ｂに水平方向の左右に区画されており、現像剤は現像室４１ａ及び攪拌室４１ｂに収容されている。現像室４１ａ及び攪拌室４１ｂには、現像容器４１内の現像剤を攪拌及び搬送しつつ現像容器４１内を循環させる攪拌部材としての搬送スクリュ４３ａ、４３ｂがそれぞれ配置されている。隔壁４１ｃの長手方向Ｘの両端部（図３の左側部及び右側部）には、現像室４１ａと攪拌室４１ｂとの間での現像剤の通過を許す受渡し部４１ｄ、４１ｅが設けられている。

搬送スクリュ４３ａ、４３ｂは、それぞれ回転軸の周りに螺旋状の羽根を設けて形成されている。搬送スクリュ４３ａは、現像室４１ａの底部に現像スリーブ１０の長手方向Ｘに沿って配置されており、駆動源１１７（図８参照）によって回転軸を回すことで現像室４１ａ内の現像剤を回転軸線方向に沿って搬送しつつ、現像スリーブ１０に現像剤を供給する。現像スリーブ１０に担持され、現像工程でトナーが消費された現像剤は、現像室４１ａに回収される。また、搬送スクリュ４３ｂは、攪拌室４１ｂ内の底部に現像スリーブ１０の長手方向Ｘに沿って配置され、攪拌室４１ｂ内の現像剤を搬送スクリュ４３ａとは反対向きの回転軸線方向に沿って搬送する。現像剤は、このようにして、搬送スクリュ４３ａ、４３ｂによって搬送され、後方向Ｒの受渡し部４１ｄ、前方向Ｆの受渡し部４１ｅを通過して現像容器４１内を循環する。

攪拌室４１ｂの搬送スクリュ４３ｂの現像剤搬送方向の上流端部には、現像容器４１内にトナーを含む現像剤を補給するための現像剤補給口４６が設けられている。図４に示すように、現像剤補給口４６は、現像剤補給装置８０の補給搬送部８３に接続されている。したがって、補給用の現像剤は、現像剤補給装置８０から補給搬送部８３及び現像剤補給口４６を介して攪拌室４１ｂ内に供給される。搬送スクリュ４３ｂは、現像剤補給口４６から補給された現像剤と、既に攪拌室４１ｂ内にある現像剤とを攪拌しつつ搬送し、トナー濃度を均一化する。

したがって、図３に示すように、搬送スクリュ４３ａ、４３ｂの搬送力により、現像工程でトナーが消費されてトナー濃度が低下した現像室４１ａ内の現像剤が、後方向Ｒの受渡し部４１ｄ（図３の左側）を介して攪拌室４１ｂ内へ移動する。そして、攪拌室４１ｂ内に移動した現像剤は、補給された現像剤と攪拌されつつ搬送され、前方向Ｆの受渡し部４１ｅ（図３の右側）を介して現像室４１ａへ移動する。

図２に示すように、現像容器４１の現像室４１ａには、感光ドラム１に対向した対向領域Ａｒに相当する位置に開口部４１ｈがあり、この開口部４１ｈにおいて現像スリーブ１０が感光ドラム１の方向に一部露出するように回転自在に配設されている。このような現像スリーブ１０は、駆動源１１７（図８参照）によって回転駆動され、現像剤を対向領域Ａｒに搬送可能で、対向領域Ａｒにおいて現像剤を感光ドラム１に供給する。本実施形態では、現像スリーブ１０は、非磁性材料として例えばアルミニウムやステンレスにより円筒状に形成されている。また、現像スリーブ１０は、対向領域Ａｒにおいて重力方向下方から上方に向かって、即ち、図２において反時計回り方向に回転する。

開口部４１ｈの現像スリーブ１０の回転方向上流側には、現像スリーブ１０に担持された現像剤の量（層厚）を規制する現像ブレード４２が固定されている。現像ブレード４２は、現像スリーブ１０の表面に現像剤の薄層を形成する。本実施形態では、現像スリーブ１０が対向領域Ａｒにおいて重力方向下方から上方に向かって回転するため、現像ブレード４２は、対向領域Ａｒの重力方向下方に位置する。

マグネットローラ１３は、周方向に複数の磁極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｎ１、Ｎ２極の合計５極を有して、ローラ状に形成されている。このようなマグネットローラ１３は、現像スリーブ１０に現像剤を担持させる磁界を発生させると共に、剥離領域で現像スリーブ１０から現像剤を剥離させる磁界を発生させる。

現像スリーブ１０上の現像剤は、現像スリーブ１０が回転することによって、規制用磁極Ｎ１にて穂立ちして、規制用磁極Ｎ１と対向する現像ブレード４２によって層厚が規制される。そして、層厚が規制された現像剤は、感光ドラム１と対向する対向領域Ａｒへと搬送され、現像用磁極Ｓ１にて穂立ちして磁気穂を形成する。この磁気穂が、対向領域Ａｒにおいて現像スリーブ１０と同方向に回転する感光ドラム１に接触し、帯電したトナーによって静電像をトナー像として現像する。

その後、現像スリーブ１０上の現像剤は、搬送用磁極Ｎ２により、現像スリーブ１０の表面に対する現像剤の吸着を維持されつつ、現像スリーブ１０の回転により現像容器４１内へと搬送される。そして、現像スリーブ１０に担持された現像剤は、現像スリーブ１０の回転方向に順に配置された同極の剥離用磁極Ｓ３と吸着用磁極Ｓ２とにより形成された剥離領域で、現像スリーブ１０の表面から剥離される。剥離された現像剤は、現像容器４１の現像室４１ａに回収される。

なお、現像容器４１には、図３に示すように、現像容器４１内のトナー濃度を検知するトナー濃度センサとしてのインダクタンスセンサ４５が設けられている。本実施形態では、インダクタンスセンサ４５は、攪拌室４１ｂの現像剤搬送方向の下流側に設けられている。また、図２に示すように、現像容器４１の後方向Ｒ側の現像スリーブ１０の下方には、軸線方向を長手方向Ｘとし後方向Ｒを自由端にした中心軸４７が設けられている（図５（ｂ）参照）。更に、図５（ｂ）に示すように、現像容器４１の前方向Ｆ側の現像スリーブ１０の下方には、長手方向Ｘに貫通した係合孔４４が形成されている。これら中心軸４７及び係合孔４４は、軸線方向を長手方向Ｘとして、同一の中心線Ｃ上に配置されている。これら中心軸４７及び係合孔４４についての詳細は、後述する。

［現像剤補給装置］
図４に示すように、現像剤補給装置８０は、補給用の現像剤を収容する収容容器８と、補給機構８１と、補給搬送部８３とを有する。収容容器８は、円筒状の容器の内壁に螺旋状の溝を掘った構成となっており、収容容器８自体が回転することで長手方向Ｘへと現像剤の搬送力を発生させる。収容容器８の現像剤搬送方向の下流端部には、補給機構８１に接続されている。補給機構８１は、収容容器８から現像剤が搬送される排出口８２から現像剤を排出するポンプ部８１ａを有する。ポンプ部８１ａは、蛇腹状に形成され、回転駆動されることで容積が変化して空気圧を発生し、収容容器８から搬送された現像剤を排出口８２から排出する。排出口８２には、補給搬送部８３の上端部が接続されており、補給搬送部８３の下端部は、現像装置４の現像剤補給口４６に接続されている。ポンプ部８１ａにより排出口８２から排出された現像剤は、補給搬送部８３を通って現像装置４の現像容器４１内に補給される。

このような現像剤補給装置８０による補給は、自動トナー補給制御（ＡＴＲ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｏｎｅｒ Ｒｅｐｌｅｎｉｓｈｅｒ）制御）により行われる。このＡＴＲ制御は、画像形成時の画像比率、インダクタンスセンサ４５、トナー像の濃度を検知する濃度センサ１０３（図１参照）によるパッチ画像の濃度検知結果に応じて、現像剤補給装置８０の動作を制御して、現像剤を現像装置４に補給するものである。

濃度センサ１０３は、図１に示すように、中間転写ベルト５６の回転方向に関し、画像形成部ＰＫの下流で、二次転写部Ｔ２の上流に、中間転写ベルト５６の表面と対向して配置されている。濃度センサ１０３を用いる制御では、例えば、画像形成ジョブの開始時や所定枚数の画像形成毎などのタイミングで、制御用のトナー像（パッチ画像）を中間転写ベルト５６上に転写し、濃度センサ１０３によりパッチ画像の濃度を検知する。そして、この検知結果に基づいて、現像剤補給装置８０による現像剤の補給制御を行う。なお、現像装置４に現像剤を補給する構成は、このような構成に限らず、従来から知られている構成を用いても良い。

［現像装置の挿抜構成］
次に、現像装置４の装置本体１１０への挿抜構成について、図５（ａ）〜図７（ｂ）を用いて説明する。まず、図５（ａ）に示すように、装置本体１１０の案内レール１１１には、現像装置４をドラムカートリッジ５０に押圧可能な押圧機構３０と、前方向Ｆ側の中心軸１１２と、後方向Ｒ側の係合孔１１３とが設けられている。図７（ｂ）に示すように、押圧機構３０は、長手方向Ｘに沿った操作部材３１と、操作部材３１の長手方向Ｘの両端部近傍に設けられた押圧部材３２と、各押圧部材３２を上方向に付勢する付勢ばね３３とを有している。操作部材３１は、長手方向Ｘに移動可能であり、押圧部材３２と長手方向Ｘに連動する。このため、操作部材３１を前方向Ｆ側に引き出すことにより、押圧部材３２も同方向に同量だけ引き出しされる。押圧部材３２は、操作部材３１により前方向Ｆ側に引き出されて、押圧部材３２の上方に後述する現像装置４の支持部４１ｆが位置する際に支持部４１ｆを上方に押圧して現像装置４をドラムカートリッジ５０に向けて押圧可能である。付勢ばね３３は、例えば圧縮コイルばねからなり、操作部材３１と押圧部材３２との間に設けられ、操作部材３１に対して押圧部材３２を上方向に付勢している。

図５（ｂ）に示すように、中心軸１１２及び係合孔１１３は、軸線方向を長手方向Ｘとして、同一の中心線Ｃ上に配置されている。また、現像装置４に設けられた係合孔４４及び中心軸４７は、中心軸１１２及び係合孔１１３と同一の中心線Ｃ上に配置され、それぞれに係合可能であり、これらの軸線が現像装置４をドラムカートリッジ５０に向けて押圧する際の回転の中心線Ｃになる。中心軸１１２は、案内レール１１１の前方向Ｆ側に配置され、前方向Ｆを自由端にして設けられている。一方、図７（ｂ）に示すように、現像装置４の感光ドラム１とは反対側の下部には、下方に突出した支持部４１ｆが設けられている。この支持部４１ｆの下端面が押圧部材３２の上面に当接し、押し上げられることで、後述するように中心軸１１２及び係合孔１１３を中心に現像装置４が回転してドラムカートリッジ５０に押圧される。尚、本実施形態では、支持部４１ｆは、現像装置４の前方向Ｆ側の端部と後方向Ｒ側の端部との２箇所に設けられている。そして、現像装置４の前方向Ｆ側の支持部４１ｆは後述する固定通電部材１９に設けられ、後方向Ｒ側の支持部４１ｆは現像容器４１に設けられている。

現像装置４は、装置本体１１０に対して長手方向Ｘに挿抜することにより着脱される。本実施形態では、現像装置４を装置本体１１０に挿入する挿入方向の上流側が前方向Ｆ、現像装置４の挿入方向の下流側が後方向Ｒであるようにしている。図５（ｂ）に示すように、現像装置４を案内レール１１１に後方向Ｒへ摺動させながら挿入する。この時、押圧部材３２は操作部材３１によって押し上げられることなく、低い位置に設けられており、現像装置４の支持部４１ｆは押圧部材３２に当接せずに挿入される。

そして、図６（ａ）に示すように、現像装置４を案内レール１１１の後方向Ｒ側の最奥部まで挿入する。この時、案内レール１１１の前方向Ｆ側では、現像容器４１の係合孔４４が案内レール１１１の中心軸１１２に係合し、案内レール１１１の後方向Ｒ側では、現像容器４１の中心軸４７が案内レール１１１の係合孔１１３に係合して回転中心線となる。現像装置４は、この回転中心線を中心に感光ドラム１に向けて回転可能になる。但し、この時は、図７（ａ）に示すように、現像スリーブ１０と感光ドラム１とは、対向方向に広く離間しており、現像スリーブ１０と感光ドラム１との所定間隔の隙間Ｇは形成されていない。

図６（ｂ）に示すように、操作部材３１を前方向Ｆ側に引くことで、押圧部材３２が前方向Ｆ側に引き出されて、現像装置４の支持部４１ｆの真下に入り込む。この時、図７（ｂ）に示すように、押圧部材３２は付勢ばね３３の付勢力により支持部４１ｆを上方に押圧して、現像装置４をドラムカートリッジ５０に向けて押圧する。ここで、押圧部材３２は、固定通電部材１９の支持部４１ｆに対して長手方向Ｘに交差する交差方向として上方向Ｕに向けて当接する。また、付勢ばね３３は、押圧部材３２を上方向Ｕに付勢すると共に、固定通電部材１９を介して現像装置４を感光ドラム１に向けて付勢する。このため、現像装置４は、中心線Ｃを中心とする回転方向Ｒ１に付勢される。これにより、現像装置４及びドラムカートリッジ５０の例えば容器の一部同士を互いに対向方向に当接させて位置決めされ、対向領域Ａｒにおいて対向する現像スリーブ１０と感光ドラム１との間に所定間隔の隙間Ｇを形成する。本実施形態では、現像装置４及びドラムカートリッジ５０は、隙間Ｇの距離が例えば３００±３０μｍとなるように当接する。

図７（ａ）、（ｂ）に示すように、案内レール１１１は、上方が開放された断面略チャネル形状で、開放された上方に現像装置４が配置されている。そして、案内レール１１１と現像装置４との間の空間は、案内レール１１１の長手方向Ｘの両端部を連通する通気路１１５とされている。即ち、現像装置４は、案内レール１１１との間で長手方向Ｘに沿って空気が流通可能な通気路１１５を有するように装着される。このように、現像容器４１の下面とともに通気路１１５を形成し、装置本体１１０の前方向Ｆ側に設置された不図示のファンから空気を吸引し、後方向Ｒ側に向けて通気することで現像装置４の冷却を行っている。

［現像装置の駆動系］
図５（ｂ）に示すように、現像スリーブ１０の後方向Ｒ側の端部には、第１カップリング１５が設けられている。現像装置４を案内レール１１１に装着した際には、第１カップリング１５は、装置本体１１０に設けられた第２カップリング１１６（図８参照）に係合する。カップリング１１６は、例えばモータからなる駆動源１１７に連結されている（図８参照）。即ち、第１カップリング１５及び第２カップリング１１６は、現像スリーブ１０と駆動源１１７とを駆動連結する連結手段１１９を構成しており、連結手段１１９は、現像装置４の長手方向Ｘの後方向Ｒ側の端部の近傍に配置されている。駆動源１１７の回転駆動により、カップリング１１６、１５を介して現像スリーブ１０が回転される。現像スリーブ１０の回転は、ギヤ列１６を介して搬送スクリュ４３ａに伝達される。更に、搬送スクリュ４３ａの回転は、現像装置４の前方向Ｆ側に設けられたギヤ列１７により搬送スクリュ４３ｂに伝達される。本実施形態では、負荷トルクの大きい現像スリーブ１０を駆動列の上流側に配置することで、現像スリーブ１０と各搬送スクリュ４３ａ、４３ｂとの摺動部分で発生する摩耗や昇温を抑えることができる。

［制御部］
図８に示すように、制御部７０はコンピュータにより構成され、例えばＣＰＵ７１と、各部を制御するプログラムを記憶するＲＯＭ７２と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７３と、外部と信号を入出力する入出力回路（Ｉ／Ｆ）７４とを備えている。ＣＰＵ７１は、画像形成装置１００の制御全体を司るマイクロプロセッサであり、システムコントローラの主体である。ＣＰＵ７１は、入出力回路７４を介して、シート給送部、画像形成部、シート搬送部等に接続され、各部と信号をやり取りすると共に動作を制御する。制御部７０には、濃度センサ１０３、インダクタンスセンサ４５、現像装置４の駆動源１１７、現像バイアスを給電する高圧電源（電源）１１８等が接続されており、各センサ等の検知結果に基づいて駆動源１１７等を制御可能である。

［固定通電部材］
図９に示すように、現像容器４１は、スリーブ軸受１２を介して中心軸１１を回転可能に支持している。中心軸１１はスリーブ状であり、内部に軸受１８を介してマグネット支軸１４を相対回転可能に支持している。尚、マグネット支軸１４は、現像容器４１に対して後述する固定通電部材１９により非回転に支持されている。マグネット支軸１４は、マグネットローラ１３を保持する金属軸部材であり、マグネットローラ１３は複数の磁極が所定の順番で周方向に並んだ状態で、マグネット支軸１４に固定されている（図２参照）。マグネット支軸１４の前方向Ｆ側の端部は中心軸１１から突出しており、突出した部分には断面Ｄカット形状のカット面１４ａが形成されている。

現像装置４は、現像容器４１の前方向Ｆ側の外端部に固定通電部材１９を有している。固定通電部材１９は、導電性の樹脂製で、固定孔（固定部）１９ａと、軸受部（支持部）１９ｂと、通電部１９ｃとを一体化して有している。本実施形態では、固定通電部材１９は、例えば導電性ポリアセタール樹脂（例えば、体積抵抗率１×１０^２Ω・ｃｍ）で一体成形により形成されている。このため、安価でありながら、高い導電性及び形状自由度を実現することができる。尚、本実施形態では、固定通電部材１９を構成する導電性樹脂として体積抵抗率１×１０^２Ω・ｃｍの樹脂を適用しているが、これには限られない。例えば、体積抵抗率が１×１０^５Ω・ｃｍ以下であれば、導電性樹脂として適用することができる。導電性樹脂としては、例えば、体積抵抗率が１×１０^１Ω・ｃｍ以上、１×１０^３Ω・ｃｍ以下であることが好ましく、特に体積抵抗率１×１０^２Ω・ｃｍであることがより好ましい。また、適用される導電性樹脂としてはポリアセタール樹脂には限られず、例えば、導電性のＡＢＳ樹脂など、他の導電性樹脂を適用しても良い。

固定通電部材１９の固定孔１９ａは、マグネット支軸１４の前方向Ｆ側の端部が係合されて固定する透孔であり、マグネット支軸１４のカット面１４ａが当接する当接面１９ｄを有している。カット面１４ａと当接面１９ｄとが当接することにより、マグネット支軸１４は固定通電部材１９を介して現像容器４１に非回転に固定される。カット面１４ａ及び当接面１９ｄの周方向の形成位置は、マグネット支軸１４の周方向の向きが予め定められた向きに維持される向きであり、マグネットローラ１３の磁極が目標の位置になる向きとしている。これにより、マグネット支軸１４の前方向Ｆ側の端部を固定通電部材１９の固定孔１９ａに係合することで、マグネットローラ１３の磁極が目標の位置に位置決めされて保持される。

また、固定通電部材１９の軸受部１９ｂは、搬送スクリュ４３ａ、４３ｂの前方向Ｆ側の端部を回転可能に支持している。本実施形態では、固定通電部材１９として導電性ポリアセタール樹脂を用いているため、他の導電性樹脂よりも摺動性が高く、搬送スクリュ４３ａ、４３ｂの軸受としても機能することができる。これにより、構成部品点数を減らして、さらなるコストダウンを図ることができる。尚、本実施形態では、軸受部１９ｂには、シール２０を設けており、現像剤の漏出を防止している。

通電部１９ｃは、装置本体１１０の接点部１２０に当接する当接部１９ｅと、接点部１２０とマグネットローラ１３とを通電する本体部１９ｆとを有している。本体部１９ｆは、当接部１９ｅと固定孔１９ａとを導通している。ここで、案内レール１１１の前方向Ｆ側の端部の近傍には、高圧電源１１８に不図示の現像高圧基板を介して電気的に接続された接点部１２０が配置されている。接点部１２０は、接点端子１２１と付勢ばね（付勢手段）１２２とを有している。接点端子１２１は、高圧電源１１８に電気的に接続されると共に、現像装置４を装置本体１１０に装着した場合に固定通電部材１９の当接部１９ｅに当接する。接点端子１２１は、固定通電部材１９に対して長手方向Ｘに前方向Ｆに向けて当接する。付勢ばね１２２は、例えば、圧縮コイルばねからなり、接点端子１２１を固定通電部材１９の当接部１９ｅに向けて、即ち、長手方向Ｘの前方向Ｆに向けて付勢する。

従って、固定通電部材１９の通電部１９ｃは、当接部１９ｅにより接点部１２０に当接して、本体部１９ｆにより接点部１２０とマグネットローラ１３とを通電する。このため、高圧電源１１８は、接点部１２０から固定通電部材１９及びマグネットローラ１３を介して現像スリーブ１０に電気的に接続され、現像スリーブ１０に現像バイアスを印加可能になる。また、当接部１９ｅ及び接点部１２０は、現像装置４の装置本体１１０への挿抜時に現像容器４１に干渉しないように、現像容器４１の底部の移動軌跡よりも下側に突出した形状になっている。

また、導電性樹脂は金属に比べると電気抵抗が大きく、また熱伝達率も低くなってしまうため、高圧電圧を印加した時の発熱量が金属に通電した場合に比べて増えてしまう。特に、当接部１９ｅにおいて、温度上昇が大きくなる傾向にある。そこで、本実施形態では、接点部１２０を通気路１１５の内部に配置することで、接点部１２０及び当接部１９ｅを空冷するようにして、温度上昇を抑制している。また、高圧電源１１８から現像スリーブ１０に印加される現像バイアスは、直流電圧のみである。これにより、現像バイアスとして交流電圧を印加する場合に比べて、さらなる発熱の低下を図ることができる。

上述したように本実施形態の画像形成装置１００によれば、現像装置４が、固定孔１９ａ及び通電部１９ｃを一体化した樹脂製の固定通電部材１９を有している。このため、固定孔１９ａにより、マグネットローラ１３の磁極を周方向に現像容器４１に固定して極決めできると共に、当接部１９ｅに当接した接点部１２０から固定通電部材１９を介して高圧電源１１８とマグネットローラ１３とを通電することができる。しかも、固定通電部材１９は、樹脂製の一体化部品であるので、安価に部品点数を削減することができる。これにより、マグネットローラ１３の磁極の位置決めと高圧電源１１８からマグネットローラ１３への給電とを両立しながらも、部品点数を減らすことができる。その結果、部品点数が多いことに起因する各種の課題、例えば、部品の配置に制限が生じて設計の自由度が小さいこと、組立性が悪いこと、コストが高いこと等を解決することができる。特に、本実施形態では、固定通電部材１９を一体成形により形成しているので、より効果的である。

また、本実施形態の画像形成装置１００では、連結手段１１９が装置本体１１０の後方向Ｒ側に配置されているため、装置本体１１０の前方向Ｆ側において、マグネットローラ１３の極決めと現像バイアスの通電とを行う必要がある。そこで、本実施形態では、装置本体１１０の前方向Ｆ側に固定通電部材１９を設けることにより、連結手段１１９と干渉することなく、マグネットローラ１３の磁極の位置決めと高圧電源１１８からマグネットローラ１３への給電とを行うことができる。

また、本実施形態の画像形成装置１００では、接点部１２０は、固定通電部材１９に対して前方向Ｆに向けて当接する。このため、現像装置４の挿入動作に伴って、当接部１９ｅが後方向Ｒ側に移動して接点部１２０に当接して付勢力に抗して押し込むので、接点部１２０及び固定通電部材１９を接触させる特別な動作を行う必要が無く、良好な操作性を得ることができる。

また、本実施形態の画像形成装置１００では、固定通電部材１９に、搬送スクリュ４３ａ、４３ｂを回転可能に支持する軸受部１９ｂが一体化されている。固定通電部材１９としては導電性ポリアセタール樹脂が用いられているため、摺動性が高く、搬送スクリュ４３ａ、４３ｂの軸受としても機能することができる。これにより、構成部品点数を減らして、さらなるコストダウンを図ることができる。

また、本実施形態の画像形成装置１００では、現像バイアスは直流電圧のみとしている。これにより、現像バイアスとして交流電圧を印加する場合に比べて、さらなる発熱の低下を図ることができる。また、固定通電部材１９の体積抵抗率の大きさによっては、矩形波の交流電圧を印加した場合に矩形波の角部が鈍る虞があるが、本実施形態では直流電圧のみを使用しているのでそのような虞を回避することができる。尚、本実施形態では、現像バイアスは直流電圧のみとしているが、これには限られず、交流電圧のみとしてもよく、あるいは直流電圧に交流電圧を重畳したものとしてもよい。

また、本実施形態の画像形成装置１００では、接点部１２０を通気路１１５の内部に配置している。これにより、接点部１２０及び当接部１９ｅを空冷するようにして、これらの温度上昇を抑制することができる。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態を、図１０を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、専用の接点部１２０を設けずに、接点部として押圧機構３０を適用し、押圧機構３０から固定通電部材１９に現像バイアスを給電している点で、第１の実施形態と構成を異にしている。但し、それ以外の構成については、第１の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。

本実施形態では、図１０に示すように、固定通電部材１９は、導電性の樹脂製で、固定孔１９ａと、軸受部１９ｂと、通電部１９ｃとを一体化して有している。通電部１９ｃは、装置本体１１０の押圧部材３２に当接する支持部（当接部）４１ｆと、押圧部材３２とマグネットローラ１３とを通電する本体部１９ｆとを有している。本体部１９ｆは、支持部４１ｆと固定孔１９ａとを導通している。

また、本実施形態では、押圧機構３０の操作部材３１は、高圧電源１１８に電気的に接続されている。現像装置４の装着後、高圧電源１１８からの現像バイアスの印加時には、現像バイアスは、不図示の現像高圧基板から束線を介して操作部材３１に印加され、付勢ばね３３及び押圧部材３２を介して支持部４１ｆに印加される。即ち、本実施形態では、接点部としての押圧機構３０は、接点端子としての押圧部材３２と、付勢手段としての付勢ばね３３とを有している。押圧部材３２は、高圧電源１１８に電気的に接続されると共に、現像装置４を装置本体１１０に装着した場合に、固定通電部材１９の支持部４１ｆに当接する。付勢ばね３３は、押圧部材３２を固定通電部材１９の支持部４１ｆに向けて付勢する。尚、本実施形態でも押圧機構３０は現像装置４の長手方向Ｘの両端部に対応して設けられているが、前方向Ｆ側の押圧機構３０のみから現像バイアスの印加が行われる。

本実施形態においても、押圧部材３２は、固定通電部材１９の支持部４１ｆに対して長手方向Ｘに交差する交差方向として上方向Ｕに向けて当接する。また、付勢ばね３３は、押圧部材３２を上方向Ｕに付勢すると共に、固定通電部材１９を介して現像装置４を感光ドラム１に向けて付勢する。このため、現像装置４は、中心線Ｃを中心とする回転方向Ｒ１に付勢される。

本実施形態では、固定通電部材１９及び押圧部材３２の材質として、導電性ポリアセタール樹脂（体積抵抗率１×１０^２Ω・ｃｍ）が用いられている。これにより、現像装置４のドラムカートリッジ５０への押圧用の付勢ばね３３と現像バイアスを固定通電部材１９に給電する接点用の付勢ばねとを共通化することができるので、さらなるコストダウンを図ることができる。

上述したように本実施形態の画像形成装置１００によっても、現像装置４が、固定孔１９ａ及び通電部１９ｃを一体化した第１の実施形態と同様の樹脂製の固定通電部材１９を有している。これにより、マグネットローラ１３の磁極の位置決めと高圧電源１１８からマグネットローラ１３への給電とを両立しながらも、部品点数を減らすことができる。その結果、部品点数が多いことに起因する各種の課題、例えば、部品の配置に制限が生じて設計の自由度が小さいこと、組立性が悪いこと、コストが高いこと等を解決することができる。特に、本実施形態によれば、現像装置４のドラムカートリッジ５０への押圧用の付勢ばね３３と現像バイアスを固定通電部材１９に給電する接点用の付勢ばねとを共通化することができるので、さらなるコストダウンを図ることができる。

＜他の実施形態＞
上述した各実施形態では、樹脂製の固定通電部材１９を一体成形により形成した場合について説明したが、これには限られず、例えば複数の樹脂部材を接着や溶着により一体化してもよい。

また、上述した各実施形態では、現像装置４を感光ドラム１に押圧する際に、中心線Ｃを中心として回転方向Ｒ１に押圧する構成とした場合について説明したが、これには限られない。例えば、現像装置４を感光ドラム１に向けて直線的にスライドさせて押圧するような構成であってもよい。

また、上述した各実施形態では、装置本体１１０の後方向Ｒ側に連結手段１１９が設けられると共に、装置本体１１０の前方向Ｆ側に接点部１２０（あるいは押圧機構３０）が設けられる場合について説明したが、これには限られない。これとは逆に、装置本体１１０の前方向Ｆ側に連結手段１１９が設けられると共に、装置本体１１０の後方向Ｒ側に接点部１２０（あるいは押圧機構３０）が設けられるようにしてもよい。

また、上述の実施形態では、現像装置４とドラムカートリッジ５０とはそれぞれ別個に装置本体１１０に着脱可能である場合について説明したが、これには限られない。例えば、現像装置４とドラムカートリッジ５０とを一体化した状態で装置本体１１０から取り外し、装置本体１１０の外で現像装置４とドラムカートリッジとを分離する構成としてもよい。

また、上述の各実施形態では、画像形成装置１００としてプリンタを用いた場合について説明したが、本発明は、プリンタ以外に、複写機、ファクシミリ、複合機などの画像形成装置にも適用可能である。

１…感光ドラム（像担持体）、４…現像装置、１０…現像スリーブ、１３…マグネットローラ（現像マグネット）、１９…固定通電部材、１９ａ…固定孔（固定部）、１９ｂ…軸受部（支持部）、１９ｃ…通電部、３０…押圧機構（接点部）、３２…押圧部材（接点端子）、３３…付勢ばね（付勢手段）、４１…現像容器、４１ｆ…支持部（当接部）、４３ａ，４３ｂ…搬送スクリュ（攪拌部材）、１００…画像形成装置、１１０…装置本体、１１１…案内レール（装着部）、１１５…通気路、１１７…駆動源、１１８…高圧電源（電源）、１１９…連結手段、１２０…接点部、１２１…接点端子、１２２…付勢ばね（付勢手段）、Ｆ…前方向（一方）、Ｒ…後方向（他方）、Ｕ…上方向（交差方向）、Ｘ…長手方向（回転軸線方向）。

Claims (12)

1. 装置本体と、
   像担持体と、
   現像剤が収容される現像容器と、前記現像容器に収容された現像剤を担持して回転する現像スリーブと、前記現像スリーブの内部に設けられ、周方向に複数の磁極を有する現像マグネットと、を有し、前記装置本体に対して着脱可能に設けられると共に、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置と、
   前記現像マグネットを介して前記現像スリーブに電気的に接続され、前記現像スリーブに現像バイアスを印加可能な電源と、
   前記電源に電気的に接続された接点部と、を備え、
   前記現像装置は、前記現像マグネットの前記磁極を周方向に前記現像容器に固定する固定部と、前記接点部に当接して前記接点部と前記現像マグネットとを通電する通電部と、を一体化した樹脂製の固定通電部材を有する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像スリーブを回転駆動する駆動源と、
   前記現像スリーブと前記駆動源とを駆動連結する連結手段と、を備え、
   前記現像装置は、前記装置本体に対して前記現像スリーブの回転軸線方向に挿抜することにより着脱され、
   前記接点部は、前記現像装置の前記回転軸線方向の一方側端部の近傍に配置され、
   前記連結手段は、前記現像装置の前記回転軸線方向の他方側端部の近傍に配置される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記回転軸線方向の一方側は、前記現像装置を前記装置本体に挿入する挿入方向の上流側であり、前記回転軸線方向の他方側は、前記挿入方向の下流側である、
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記接点部は、前記電源に電気的に接続されると共に前記現像装置を前記装置本体に装着した場合に前記固定通電部材に当接する接点端子と、前記接点端子を前記固定通電部材に向けて付勢する付勢手段と、を有する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記接点端子は、前記固定通電部材に対して前記現像スリーブの回転軸線方向に当接し、
   前記付勢手段は、前記接点端子を前記回転軸線方向に付勢する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記接点端子は、前記固定通電部材に対して前記現像スリーブの回転軸線方向に交差する交差方向に当接し、
   前記付勢手段は、前記接点端子を前記交差方向に付勢すると共に、前記固定通電部材を介して前記現像装置を前記像担持体に向けて付勢する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
7. 前記装置本体は、前記現像装置が着脱可能に装着される装着部を有し、
   前記現像装置は、前記装着部との間で前記現像スリーブの回転軸線方向に沿って空気が流通可能な通気路を有するように装着される、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記接点部は、前記通気路の内部に配置される、
   ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記電源から前記現像スリーブに印加される現像バイアスは、直流電圧のみである、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記固定通電部材は、体積抵抗率が１×１０^５Ω・ｃｍ以下である、
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記現像容器に収容された現像剤を攪拌する攪拌部材を備え、
    前記固定通電部材は、前記攪拌部材を回転可能に支持する支持部が一体化されている、
    ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
12. 現像剤が収容される現像容器と、
    前記現像容器に収容された現像剤を担持して回転する現像スリーブと、
    前記現像スリーブの内部に設けられ、周方向に複数の磁極を有する現像マグネットと、
    前記現像マグネットの前記磁極を周方向に前記現像容器に固定する固定部と、電源の接点部に当接して前記接点部と前記現像マグネットとを通電する通電部と、を一体化した樹脂製の固定通電部材と、を備える、
    ことを特徴とする現像装置。

Images