JP2000338781A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、現像剤収容容器の底部の凹凸をな
くして現像剤を大容量化しても現像装置を小型化するこ
とが出来る現像装置及びこれを備えた画像形成装置を提
供することを可能にすることを目的としている。 【解決手段】 現像容器３の攪拌部材４のフィン部４ｂ
を現像容器３の下方部に位置した時に現像容器３の内面
に当接して変形するように構成し、現像容器３の底面３
ｅは略平面状に構成されたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、プリンタ
や複写機等の画像形成装置に用いられる現像装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】プリンタや複写機等の電子写真方式を用
いた画像形成装置では、その使用が長期間に及ぶと電子
写真感光体の交換、現像剤（トナー）の補給、或いは交
換や各種の調整等が必要であり、このような保守作業は
専門知識を持つサービスマンが行っていた。

【０００３】これ等の不便さや不具合を解消する手段と
しては電子写真感光体（潜像担持体）、現像装置、クリ
ーニング装置等の画像形成手段を一体化したカートリッ
ジ式のものが製品化され、このプロセスカートリッジを
取り換えることで一般ユーザが自ら交換保守を行えるよ
うになっている。

【０００４】しかしながら、上述のプロセスカートリッ
ジの使用可能期間が伸びるに伴い、該プロセスカートリ
ッジ内に収容し得る現像剤を増量する必要性があるが、
現像剤を増量した場合、プロセスカートリッジ内に収容
された現像剤（トナー）のタッピング（振動、衝撃）に
よる固化により攪拌トルクが増大したり、容器の大型化
に伴う使用済みのプロセスカートリッジにおけるトナー
残量が増加する等の不具合が発生するという問題があっ
た。

【０００５】上記問題を解決する手段として図７に示す
ように回転してトナーｔを攪拌搬送すると共に弾性変形
可能な攪拌部材51を有する現像装置が提案されている。
この現像装置では現像容器52が２室に分かれており、こ
こに収納されたトナーｔを２つの攪拌部材51により攪拌
搬送する。

【０００６】53は潜像担持体となる電子写真感光体ドラ
ムであり、54は現像容器52から攪拌部材51により搬送さ
れて開口部52ａから現像部55に送り出されたトナーｔを
感光体ドラム53の表面に供給する現像スリーブである。

【０００７】攪拌部材51は弾性変形可能なフィルム状の
フィン部51ａが回転中心軸51ｂに取り付けられており、
該フィン部51ａが回転中心軸51ｂを中心に回転する時、
該フィン部51ａが現像容器52の内面に接触しないように
該現像容器52の底部にフィン部51ａの先端部の回転軌跡
に応じて湾曲した湾曲部52ｂが形成されている。

【０００８】上記構成において現像装置の長寿命化に伴
ってトナーｔを増量する場合、現像容器52の深さを大き
くする（図７の上下方向に大きくする）か、現像容器52
を図７の左右方向に大きくして更に複数の室を重連して
構成される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来例において現像容器52の室を図７の左右方向に重連
して構成した場合、トナーｔを搬送する攪拌部材51が多
く必要となり、現像容器52の底部の形状は攪拌部材51の
回転軌跡に合わせて湾曲部52ｂを形成するため現像容器
52の底部が凹凸形状となり、現像装置の外形が大型化す
るという問題があった。

【００１０】本発明は前記課題を解決するものであり、
その目的とするところは、現像剤収容容器の底部の凹凸
をなくして現像剤を大容量化しても現像装置を小型化す
ることが出来る現像装置及びこれを備えた画像形成装置
を提供せんとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明に係る現像装置の構成は、現像剤を収容する現
像剤収容容器の内部で回転可能に支持され、該現像剤収
容容器内の現像剤を攪拌しながら該現像剤を現像部に搬
送する現像剤攪拌搬送手段を有する現像装置において、
前記現像剤攪拌搬送手段は前記現像剤収容容器の内面に
当接して変形可能に構成され、前記現像剤攪拌搬送手段
が前記現像剤収容容器の下方部に位置した時に前記現像
剤攪拌搬送手段が前記現像剤収容容器の内面に当接して
変形するように構成したことを特徴とする。

【００１２】本発明は、上述の如く構成したので、現像
剤攪拌搬送手段が現像剤収容容器の下方部に位置した時
に該現像剤攪拌搬送手段が現像剤収容容器の内面に当接
して変形することで現像剤収容容器の底部に現像剤攪拌
搬送手段の回転軌跡に合わせて湾曲部を形成する必要が
なく、現像剤収容容器の底部の凹凸をなくして現像剤の
増量化を図りつつ現像装置の小型化を図ることが出来
る。

【００１３】また、前記現像剤攪拌搬送手段が前記現像
剤収容容器の内面に当接する部分は前記現像剤収容容器
内の現像剤がその自重により自然落下を始める安息角以
下になった該現像剤収容容器の下方部分であり、これに
続く該現像剤収容容器の底面は略平面状に形成された場
合には、現像剤攪拌搬送手段を現像剤収容容器の内面に
徐々に当接して変形させ、また、徐々に解放することが
出来、現像剤攪拌搬送手段の変形、復元に伴う騒音や振
動を低減させることが出来る。

【００１４】また、前記現像剤攪拌搬送手段を長手方向
に分割して構成した場合には、該現像剤攪拌搬送手段を
回転させるトルクを小さくすることが出来、現像剤攪拌
搬送手段の変形、復元に伴う騒音や振動を低減させるこ
とが出来る。

【００１５】また、前記現像剤収容容器に前記現像剤攪
拌搬送手段の分割に対応して長手方向に段差が形成され
た場合には該現像剤攪拌搬送手段が回転して変形する際
のタイミングを現像剤収容容器に形成された段差に応じ
て徐々にずらすことが出来、該現像剤攪拌搬送手段を回
転させるトルクを更に小さくすることが出来る。

【００１６】

【発明の実施の形態】図により本発明に係る現像装置及
びこれを備えた画像形成装置の一例として電子写真プリ
ンタに適用した場合の一実施形態を具体的に説明する。
図１は本発明に係る現像装置を装備したプロセスカート
リッジの構成を示す断面説明図、図２は本発明に係る現
像装置の第１実施形態の構成を示す断面説明図である。

【００１７】図１に示すプロセスカートリッジＡは、図
６に示して後述する画像形成装置本体11に対して着脱可
能に構成されたものであり、１は画像形成手段であって
静電潜像を担持する電子写真感光体ドラムである。２は
一次帯電ローラであり、感光体ドラム１の表面を一様に
帯電させる。

【００１８】一次帯電ローラ２により一様に帯電された
感光体ドラム１の表面には図６に示して後述するレーザ
スキャナ17から出射されたレーザ光Ｌが露光走査され、
画像情報に応じた静電潜像が形成される。

【００１９】一方、プロセスカートリッジＡのケースを
兼ねる現像剤収容容器となる現像容器３の内部には現像
剤となるトナーｔが収容されており、該トナーｔは詳し
くは後述する現像剤攪拌搬送手段となる攪拌部材４が回
転することにより攪拌されながら搬送されて現像容器３
の開口部３ａから現像部５に送り出され、該現像部５に
設けられた現像スリーブ６により静電潜像が形成された
感光体ドラム１の表面に薄膜状に付着して供給され、ト
ナー画像が形成される。

【００２０】プロセスカートリッジＡの外部には図６に
示すように、感光体ドラム１に対向して転写ローラ18が
配置されており、該転写ローラ18と感光体ドラム１との
間に搬送された紙や合成樹脂等で構成された記録シート
Ｐに感光体ドラム１の表面上に形成されたトナー画像が
転写ローラ18の作用により転写される。

【００２１】感光体ドラム１の表面上に残留した残留ト
ナーはクリーニングブレード８により掻き取られて該感
光体ドラム１の表面が清掃され、掻き取られたトナーは
廃トナー容器９内に収容される。

【００２２】トナーｔを収容する現像容器３は図２に示
すように、トナーｔが搬送される方向最上流側に配置さ
れる鉛直方向に起立した垂直壁面３ｂと、該垂直壁面３
ｂに連続し、トナーｔがその自重により自然落下を始め
る安息角以上の傾斜角度を有する斜壁面３ｃと、該斜壁
面３ｃに連続し、前記安息角以下の角度を形成する楕円
形状壁面３ｄと、該楕円形状壁面３ｄに連続する略平面
状の底面３ｅと、該底面３ｅに連続する楕円形状壁面３
ｆと、該楕円形状壁面３ｆに連続し、トナーｔが搬送さ
れる方向最下流側に配置される鉛直方向に起立した垂直
壁面３ｇとを有して構成されている。

【００２３】尚、図２に示す二点鎖線は図７に示す従来
例の底面部に形成された湾曲部52ｂの形状であり、本発
明との差異を明瞭にするためのものである。

【００２４】一方、攪拌部材４は現像容器３の内部で回
転中心軸４ａを中心に回転可能に支持された弾性変形可
能なフィルム状のフィン部４ｂを有しており、本実施形
態では該フィン部４ｂは一体的な平面形状で構成されて
いる。また、本実施形態では２つの攪拌部材４が図２の
左右方向に並設されている。

【００２５】攪拌部材４のフィン部４ｂの回転中心軸４
ａを中心とした径方向の長さは図２の右側（トナーｔが
搬送される方向上流側）に配置された攪拌部材４のフィ
ン部４ｂが回転中心軸４ａを中心に回転する際に該フィ
ン部４ｂの先端部が現像容器３の下方部に位置する斜壁
面３ｃ上でトナーｔがその自重により自然落下を始める
安息角以下となる部分から楕円形状壁面３ｄ及び底面３
ｅに亘って現像容器３の内面に当接して変形し得る長さ
に設定されている。

【００２６】図２の左側（トナーｔが搬送される方向下
流側）に配置された攪拌部材４のフィン部４ｂも略同様
に回転中心軸４ａを中心に回転する際に該フィン部４ｂ
の先端部が底面３ｅから楕円形状壁面３ｆに亘って現像
容器３の内面に当接して変形し得る長さに設定されてい
る。

【００２７】図２の左右の攪拌部材４は略同期して回転
中心軸４ａを中心に回転するように構成されており、図
２の右側（以下、「後方」という）の攪拌部材４は斜壁
面３ｃの途中から当接し始める。斜壁面３ｃには楕円形
状壁面３ｄが連続しており、攪拌部材４のフィン部４ｂ
は楕円形状壁面３ｄに沿って徐々に撓むようになってい
る。

【００２８】後方の攪拌部材４のフィン部４ｂが底面３
ｅから離れる脱着点３ｈは攪拌部材４のフィン部４ｂの
先端が自由長時に描く図２の破線で示す円軌道の軌跡10
と底面３ｅとの交点となる。

【００２９】現像容器３の図２の左側（以下、「前方」
という）は前述した現像容器３の後方の形状と該現像容
器３の図示しない中心線を中心にして略線対称な形状と
なっている。即ち、前方の攪拌部材４は現像容器３の底
面３ｅの脱着点３ｈの近傍で底面３ｅに対して当接を始
め、徐々に撓んでいき、楕円形状壁面３ｆでその撓みが
徐々に解放される。

【００３０】現像容器３の前方の楕円形状壁面３ｆと垂
直壁面３ｇとの間には開口部３ａが形成されており、攪
拌部材４により攪拌しつつ搬送されたトナーｔは開口部
３ａから現像部５に送り出されて現像スリーブ６に移動
する。

【００３１】上述したような現像容器３の形状と攪拌部
材４とにより外形寸法を従来と略同じにして構成しても
現像容器３の底面３ｅを平面状に形成したことで従来例
の湾曲部52ｂと比較しても分かるように該現像容器３内
に収容出来るトナーｔの量を増量することが出来る。

【００３２】また、攪拌部材４を徐々に変形させること
が出来るため、攪拌部材４のフィン部４ｂが現像容器３
の壁面に当接或いは脱離する時の衝撃を少なくし、フィ
ン部４ｂが跳ねる音を低減することが出来る。

【００３３】また、衝撃を少なくすることが出来るため
振動も小さく出来、画像形成への影響も抑えることが出
来る。

【００３４】尚、前記実施形態では現像容器３の後方に
斜壁面３ｃを設けて構成したが、垂直壁面３ｂと楕円形
状壁面３ｄとを直接連結して構成しても良く、この場
合、現像容器３の容量を更に大きくすることが出来る。

【００３５】この場合、後方の攪拌部材４のフィン部４
ｂの先端は垂直壁面３ｂに接する程度の長さがあれば良
く、攪拌部材４は垂直壁面３ｂが隣接する楕円形状壁面
３ｄで徐々に撓んでいく様に構成すれば良い。

【００３６】次に図３を用いて本発明に係る現像装置の
第２実施形態について説明する。図３は本発明に係る現
像装置の第２実施形態における現像剤攪拌搬送手段の構
成を示す部分斜視図である。尚、前記第１実施形態と同
様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略す
る。

【００３７】前記第１実施形態では攪拌部材４のフィン
部４ｂを一体的な平面形状で構成したものであるが、本
実施形態では、図３に示すように、該フィン部４ｂの長
手方向に所定ピッチでスリット４ｃを穿設して該フィン
部４ｂを長手方向に分割して構成したものである。

【００３８】本実施形態の構成によれば、攪拌部材４が
現像容器３の内面に当接して撓む際の抵抗を小さくする
ことが出来、攪拌部材４の回転トルクを小さくすること
が出来る。また、攪拌部材４が現像容器３の内面に当接
或いは脱離する際の衝撃をより小さくすることが出来る
ため、振動や騒音をより低減することが出来、振動によ
り画像形成に及ぼす悪影響を抑制することが出来る。

【００３９】次に図４及び図５を用いて本発明に係る現
像装置の第３実施形態について説明する。図４は本発明
に係る現像装置の第３実施形態における現像剤攪拌搬送
手段及び現像剤収容容器の構成を示す部分斜視図、図５
は第３実施形態において形成された段差の構成を示す断
面説明図である。尚、前記各実施形態と同様に構成した
ものは同一の符号を付して説明を省略する。

【００４０】前記第２実施形態では攪拌部材４のフィン
部４ｂを長手方向に分割して構成したものであるが、本
実施形態ではフィン部４ｂの分割に対応して現像容器３
の長手方向に段差３ｉを形成したものである。

【００４１】段差３ｉの間隔は分割されたフィン部４ｂ
の幅に対応して形成されており、該段差３ｉは攪拌部材
４のフィン部４ｂの回転方向に沿って少なくともフィン
部４ｂが接触する現像容器３の内面に形成されている。

【００４２】本実施形態の構成によれば、現像容器３の
内面に段差３ｉを形成したことにより攪拌部材４のフィ
ン部４ｂを現像容器３の内面に一斉に当接させずに所定
のタイミングをずらして順次当接させることが出来るの
でフィン部４ｂを現像容器３の内面に少しずつ当接させ
て撓ませることが出来る。

【００４３】従って、前記第２実施形態と比較して、攪
拌部材４が現像容器３の内面に当接して撓む際の抵抗を
より小さくすることが出来、攪拌部材４の回転トルクを
より小さくすることが出来る。また、攪拌部材４が現像
容器３の内面に当接或いは脱離する際の衝撃を非常に小
さくすることが出来るため、振動や騒音を殆どなくすこ
とが出来、振動により画像形成に及ぼす悪影響を殆どな
くすことが出来る。

【００４４】段差３ｉを設ける場合、該段差３ｉの境界
面は垂直面ではなく、図５に示すように斜面で構成すれ
ば好ましい。図５は攪拌部材４によりトナーｔを搬送す
る方向に直交する断面図である。現像容器３に高さｈの
段差３ｉを設け、該段差３ｉを傾斜角度θの斜面で構成
している。

【００４５】この場合、フィン部４ｂのスリット４ｃの
幅ｗは｛ｗ＝ｈ／tanθ｝の近傍に設定すれば好まし
い。ここで、段差３ｉの傾斜角度θはトナーｔがその自
重により自然落下を始める安息角以上の大きな角度(急
勾配)で構成すればトナーｔの残量が低減出来るので好
ましい。

【００４６】次に図６を用いて本発明に係る現像装置を
装備したプロセスカートリッジを着脱可能に構成した画
像形成装置の一例として電子写真プリンタの構成につい
て説明する。図６は本発明に係る現像装置を備えた画像
形成装置の構成を示す断面説明図である。

【００４７】図６において、本発明に係る現像装置を装
備したプロセスカートリッジＡが画像形成装置本体11に
対して着脱可能に構成されており、搬送ユニット12を装
置本体11に対して開放することでプロセスカートリッジ
Ａの交換及び記録シートＰのジャム処理が出来るように
なっている。

【００４８】装置本体11の下部に設けられたシートカセ
ット13に収容された紙や合成樹脂等で構成される記録シ
ートＰは給送ローラ14により繰り出され、分離パッド15
との協働により一枚ずつ分離給送された後、レジストロ
ーラ対16に導かれる。

【００４９】一方、レーザスキャナ17から出射された画
像情報を含むレーザ光Ｌが一次帯電ローラ２により一様
に帯電された感光体ドラム１の表面に露光走査されるこ
とで、画像情報に応じた静電潜像が形成され、前述した
ように現像容器３から攪拌部材４により攪拌搬送された
トナーｔが開口部３ａから現像スリーブ６に供給され、
該現像スリーブ６によりトナーｔが感光体ドラム１の静
電潜像上に薄膜状に塗布されてトナー画像が形成され
る。

【００５０】レジストローラ対16により感光体ドラム１
の回転に同期して搬送された記録シートＰは感光体ドラ
ム１と該感光体ドラム１に対向して配置された転写ロー
ラ18との間に搬送され、転写ローラ18の作用によって感
光体ドラム１に形成されたトナー画像が記録シートＰに
転写される。

【００５１】トナー画像が形成された記録シートＰは定
着装置19に設けられた定着ローラ20と加圧ローラ21とに
より挟持されて加熱、加圧処理されてトナー画像が永久
定着された後、排出トレイ22上に排出される。

【００５２】尚、前記実施形態では本発明に係る現像装
置をプリンタに適用した場合について説明したが、他の
構成として複写機や印刷機等に本発明に係る現像装置を
適用しても同様な効果を得ることが出来る。

【００５３】

【発明の効果】本発明は、上述の如き構成と作用とを有
するので、現像剤収容容器の底部の凹凸をなくして現像
剤を大容量化しても現像装置を小型化することが出来る
現像装置及びこれを備えた画像形成装置を提供すること
が出来る。

【００５４】即ち、現像剤攪拌搬送手段が現像剤収容容
器の下方部に位置した時に該現像剤攪拌搬送手段が現像
剤収容容器の内面に当接して変形することで現像剤収容
容器の底部に現像剤攪拌搬送手段の回転軌跡に合わせて
湾曲部を形成する必要がなく、現像剤収容容器の底部の
凹凸をなくして現像剤の増量化を図りつつ現像装置の小
型化を図ることが出来る。

【００５５】また、現像剤攪拌搬送手段が現像剤収容容
器の内面に当接する部分は現像剤収容容器内の現像剤が
その自重により自然落下を始める安息角以下になった該
現像剤収容容器の下方部分であり、これに続く該現像剤
収容容器の底面は略平面状に形成された場合には、現像
剤攪拌搬送手段を現像剤収容容器の内面に徐々に当接し
て変形させ、また、徐々に解放することが出来、現像剤
攪拌搬送手段の変形、復元に伴う騒音や振動を低減させ
ることが出来る。

【００５６】また、現像剤攪拌搬送手段を長手方向に分
割して構成した場合には、該現像剤攪拌搬送手段を回転
させるトルクを小さくすることが出来、現像剤攪拌搬送
手段の変形、復元に伴う騒音や振動を低減させることが
出来る。

【００５７】また、現像剤収容容器に現像剤攪拌搬送手
段の分割に対応して長手方向に段差が形成された場合に
は該現像剤攪拌搬送手段が回転して変形する際のタイミ
ングを現像剤収容容器に形成された段差に応じて徐々に
ずらすことが出来、該現像剤攪拌搬送手段を回転させる
トルクを更に小さくすることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る現像装置を装備したプロセスカー
トリッジの構成を示す断面説明図である。

【図２】本発明に係る現像装置の第１実施形態の構成を
示す断面説明図である。

【図３】本発明に係る現像装置の第２実施形態の構成を
示す断面説明図である。

【図４】本発明に係る現像装置の第３実施形態の構成を
示す断面説明図である。

【図５】第３実施形態において現像剤収容容器に形成さ
れた段差と、現像剤攪拌搬送手段に形成されたスリット
の構成を示す図である。

【図６】本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置の
構成を示す断面説明図である。

【図７】従来例を説明する図である。

【符号の説明】

１…感光体ドラム、２…一次帯電ローラ、３…現像容
器、３ａ…開口部、３ｂ…垂直壁面、３ｃ…斜壁面、３
ｄ…楕円形状壁面、３ｅ…底面、３ｆ…楕円形状壁面、
３ｇ…垂直壁面、３ｈ…脱着点、３ｉ…段差、４…攪拌
部材、４ａ…回転中心軸、４ｂ…フィン部、５…現像
部、６…現像スリーブ、８…クリーニングブレード、９
…廃トナー容器、10…軌跡、11…装置本体、12…搬送ユ
ニット、13…シートカセット、14…給送ローラ、15…分
離パッド、16…レジストローラ対、17…レーザスキャ
ナ、18…転写ローラ、19…定着装置、20…定着ローラ、
21…加圧ローラ、22…排出トレイ、Ａ…プロセスカート
リッジ、Ｌ…レーザ光、ｔ…トナー、Ｐ…記録シート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藁 谷 強 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 深津 正義 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 緒方 敦史 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 荒木 友行 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H077 AA12 AB03 AB13 AB15 AB18 BA02 BA08 BA09 FA21

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤を収容する現像剤収容容器の内部
   で回転可能に支持され、該現像剤収容容器内の現像剤を
   攪拌しながら該現像剤を現像部に搬送する現像剤攪拌搬
   送手段を有する現像装置において、 前記現像剤攪拌搬送手段は前記現像剤収容容器の内面に
   当接して変形可能に構成され、前記現像剤攪拌搬送手段
   が前記現像剤収容容器の下方部に位置した時に前記現像
   剤攪拌搬送手段が前記現像剤収容容器の内面に当接して
   変形するように構成したことを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記現像剤攪拌搬送手段が前記現像剤収
   容容器の内面に当接する部分は前記現像剤収容容器内の
   現像剤がその自重により自然落下を始める安息角以下に
   なった該現像剤収容容器の下方部分であり、これに続く
   該現像剤収容容器の底面は略平面状に形成されたことを
   特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 【請求項３】 前記現像剤攪拌搬送手段は長手方向に分
   割されていることを特徴とする請求項１または請求項２
   に記載の現像装置。
4. 【請求項４】 前記現像剤収容容器は前記現像剤攪拌搬
   送手段の分割に対応して長手方向に段差を形成したこと
   を特徴とする請求項３に記載の現像装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項に記載の現
   像装置と、 前記現像装置から供給された現像剤を用いてシートに画
   像を形成する画像形成手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置。