JP2003202737A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナー容器斜面上のシート状部材の変異量を
大きくし、斜面上に残るトナーを少なくする。又、攪拌
の回転トルクを小さく抑える。 【解決手段】 電子写真感光体上に形成された静電潜像
を現像する為の現像部材と、前記現像部材によって前記
静電潜像を現像する為に用いられる現像剤７を収容する
現像剤収容部と、回転する事によって前記現像剤収容部
に収容されている現像剤７を攪拌する攪拌部材１６と、
前記現像装置３が画像形成装置本体１に装着された際に
底面となる、前記現像部材に向かって下方へ傾斜してい
る傾斜面に固定されたシート状部材１９と、を有し、前
記シート状部材１９は前記攪拌部材１６の回転領域に突
出して設けられ、前記攪拌部材１６の回転に間欠的に係
合して振動し、前記傾斜面上に前記シート状部材１９と
の間に挟まれた状態で弾性部材２０が配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真感光体上
に形成された静電潜像を現像する為の現像装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置は、一般的に、図９に示さ
れるような電子写真感光体たる感光ドラム１０１、感光
ドラム１０１上に電荷を一様に帯電するための帯電手段
１０２、一様に帯電された感光ドラム１０１に像露光す
ることによって静電潜像を形成する露光手段１０３、現
像剤たるトナー１０４ａを静電潜像に現像することによ
って顕像化する現像手段１０５、感光ドラム１０１上の
トナー像１０４ｂを紙等の記録媒体１０７に転写する転
写手段１０６、記録媒体１０７のトナー像１０４ｃを定
着する定着手段１０８、及び感光ドラム１０１上の残っ
た残トナー１０４ｄを掻き取るクリーニング手段１０９
とを有している。

【０００３】上記の手段を用い、帯電、露光、現像、転
写、定着、クリーニングのプロセスを繰り返し画像形成
が行われている。

【０００４】このような画像形成装置では、その使用が
長期に及ぶと、トナー１０４ａの補給や、感光ドラム１
０１を始めとする、各種プロセス手段の調製、清掃、交
換が必要になるが、このような保守作業を行うのは専門
知識を有するサービスマン以外では事実上困難であっ
た。

【０００５】そこで、従来電子写真画像形成プロセスを
用いた画像形成装置においては、電子写真感光体及び前
記電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカ
ートリッジ化して、このカートリッジ１１１を画像形成
装置本体１１０に着脱可能とするプロセスカートリッジ
方式が採用されている。このプロセスカートリッジ方式
によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによらず
にユーザー自身で行うことができるので、格段に操作性
を向上させることができた。そこでこのプロセスカート
リッジ方式は、画像形成装置において広く用いられてい
る。プロセスカートリッジが画像形成装置本体１１０に
装着された状態を図１０に示した。

【０００６】現像装置１０５としては、トナー１０４ａ
を内包したトナー収容室１１２と、トナー供給室１１３
と、トナー担持体（現像スリーブ）１１４と、トナー規
制部材１１５と、攪拌部材１１６とで構成される。

【０００７】トナー収容室１１２の底面は、攪拌部材１
１６に向かって下方に傾斜した傾斜面１１７を形成す
る。傾斜面１１７上のトナー１０４ａは自重によって傾
斜面１１７を滑り落ち、攪拌部材１１６に供給される。
攪拌部材１１６は図中時計回りの方向に回転駆動されて
おり、攪拌部材１１６近傍のトナー１０４ａは攪拌部材
１１６の回転とともにトナー供給開口１１８を通り、ト
ナー供給室１１３へと送られる。搬送されたトナー１０
４ａは、トナー担持体１１４に坦持され、トナー規制部
材１１５によって摩擦帯電及び層圧規制を受け現像に供
される。トナー担持体１１４には、不図示の電源から所
定の現像バイアスが印加され、感光ドラム１０１上に形
成された潜像を現像する。

【０００８】収容できる現像剤の量を多くするために
は、図に示したように、攪拌部材の通過領域よりもより
大きなトナー収容室を設けなければならない。このと
き、トナー収容室底面の傾斜面上のトナーは、直接には
攪拌部材によってトナー供給室へと搬送されない。特に
攪拌部材として、前述のような単純な回転運動をするも
のを用いた場合、攪拌されるのが攪拌部材近傍のトナー
に限られる為、トナー収容室底面の傾斜面上のトナーは
自重により滑り落ちる必要がある。その為には底面の傾
斜角αをトナーの安息角、即ちトナーが自重で滑り落ち
る角度以上に設定する必要がある。

【０００９】しかし、傾斜面の角度は小さい方がより多
くのトナーを収容できる為、底面の傾斜角αがトナーの
安息角よりも小さい場合には、例えば特開平１−２３７
５７６号公報に記載されているように、傾斜面にシート
状部材を配置し、攪拌部材と間欠的に係合してトナーに
振動を与えるようにしている。この振動により傾斜面上
のトナーを滑り落すようにしているのである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、傾斜面
にシート状部材を有する場合、シート状部材にはある程
度の剛性を持たせなければシート状部材に十分な変位を
与える事が出来ず、シート全体を振動させる事が出来な
い。特にトナーの充填量を多くするためにトナー収容室
を大きくした場合、トナー収容室の底面が長くなり、傾
斜面上部まで振動が伝わらなくなるので、シート状部材
に十分な剛性を持たせることが必須となる。

【００１１】シート状部材に剛性の高い材料を用いる
と、攪拌の回転に要するトルクが大きくなってしまう。
トルクが大きすぎると攪拌が回転しなくなったり、回転
駆動を与えているギアが歯飛びしてしまう。

【００１２】逆にシート状部材に剛性の低い材料を用い
れば、攪拌の回転トルクが上がる事はないが、シートの
攪拌に接触する部分、若しくは接触部近傍でしか変位せ
ず、斜面のシート全体に振動を与える事が出来ない。こ
の場合には斜面上に振動を与えられないトナーが存在
し、トナーが消費されていっても斜面上にトナーが残っ
てしまう。このような状態になってしまうと、まだ十分
に印字可能な量のトナーがトナー収容室に存在するにも
かかわらず、残った斜面上のトナーに関しては攪拌部材
によってトナー供給室に搬送されないため、現像領域に
供給されるトナーが不足し公称寿命よりも早く印字不可
能になってしまう。ユーザーがカートリッジに振動を与
え、トナーを落下させる方法も考えられるが、ユーザー
の手間やトナーの飛散などの懸念を考えると好ましくな
い。

【００１３】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、攪拌の駆動トルクを増加させることなく、現像装置
の斜面上のトナーを十分に振動させ、トナー供給室に搬
送出来る現像装置を提供する事を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
する為に以下（１）〜（３）の構成を備え、画像形成装
置本体に装着された際に底面となる、現像部材に向かっ
て下方へ傾斜している傾斜面に固定されたシート状部材
が前記攪拌部材の回転領域に突出して設けられ、前記攪
拌部材の回転に間欠的に係合して振動し、前記傾斜面上
に前記シート状部材との間に挟まれた状態で弾性部材が
配置されている事を特徴とする、現像装置が提供され
る。

【００１５】（１）像担持体たる電子写真感光体上に形
成された静電潜像を現像する為の現像装置において、電
子写真感光体上に形成された静電潜像を現像する為の現
像部材と、前記現像部材によって前記静電潜像を現像す
る為に用いられる現像剤を収容する現像剤収容部と、回
転する事によって前記現像剤収容部に収容されている現
像剤を攪拌する攪拌部材と、前記現像装置が画像形成装
置本体に装着された際に底面となる、前記現像部材に向
かって下方へ傾斜している傾斜面に固定されたシート状
部材と、を有し、前記シート状部材は前記攪拌部材の回
転領域に突出して設けられ、前記攪拌部材の回転に間欠
的に係合して振動し、前記傾斜面上に前記シート状部材
との間に挟まれた状態で弾性部材が配置されている事を
特徴とする現像装置。

【００１６】（２）前記傾斜面上において、前記シート
状部材が前記傾斜面の上流側で前記傾斜面と固定されて
いる事を特徴とする上記（１）に記載の現像装置。

【００１７】（３）前記傾斜面の傾斜方向と交差する方
向において、前記シート状部材が前記傾斜面の全域にわ
たって配置されている事を特徴とする上記（１）又は
（２）に記載の現像装置。

【００１８】

【作用】上述のように、画像形成装置本体に装着された
際に底面となる、現像部材に向かって下方へ傾斜してい
る傾斜面に固定されたシート状部材が前記攪拌部材の回
転領域に突出して設けられ、前記攪拌部材の回転に間欠
的に係合して振動し、斜面上のトナーに振動を与える。
斜面とシート状部材の間に弾性部材を配置する事でシー
ト状部材が十分に変位し、斜面上部まで振動する。

【００１９】又、斜面上部にまで振動を十分に伝える為
にシート状部材はある程度の剛性を持つことが望まし
い。その場合、攪拌部材とシート状部材が係合すると攪
拌の回転トルクが増加するが、弾性部材が配置されてい
る事によりトルクの増加を小さく抑えることが出来る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
細に説明する。

【００２１】

【実施例１】まず第１の実施例について述べる。図１は
本実施例の画像形成装置の断面図を示したものである。

【００２２】画像形成装置１は、電子写真技術を利用し
たレーザービームプリンターで、プロセスカートリッジ
２を着脱自在としている。プロセスカートリッジ２が画
像形成装置本体１に装着された時、プロセスカートリッ
ジ２の上部には露光装置（レーザースキャナユニット）
６が配置され、下部には画像形成対象となる記録媒体９
が配置される。記録媒体９は不図示の給紙手段によって
搬送され、転写装置８、定着装置１０を通って排紙され
る。

【００２３】プロセスカートリッジ２は、像担持体たる
感光ドラム４と、感光ドラム４を所望の電位に帯電する
為の帯電ローラ５と、感光ドラム４表面に残存した現像
剤をクリーニングするためのクリーニング手段（クリー
ニングブレード）１１と、現像装置３の中に現像手段た
る現像スリーブ１４、現像ブレード１５とを一体的に収
容している。感光ドラム４は駆動を受けて矢印の方向
（図中時計回り）に回転する。

【００２４】現像装置３は現像剤たるトナー７を収容す
る為のトナー収容室１２、トナー７を攪拌する為の攪拌
部材１６、現像スリーブ１４、現像ブレード１５、現像
スリーブ１４にトナー７を供給する為のトナー供給室１
３を備えている。トナー７はトナー収容室１２から、矢
印の方向（図中時計回り方向）に回転する攪拌部材１６
によって攪拌され、トナー収容室開口１８を経てトナー
供給室１３へと供給される。画像形成装置１に装着され
た際に底面となるトナー収容室斜面１７にはシート状部
材１９が取り付けられている。斜面１７にはシート状部
材１９との間に弾性部材２０が固定されている。シート
状部材１９は、攪拌部材１６が回転してくることで攪拌
部材１６と接触する。現像スリーブ１４の両端には不図
示の間隔保持部材が取り付けられ、感光ドラム４と所定
の間隔を持って保持され、矢印の方向（図中反時計回
り）に回転する。現像スリーブ１４の内部には不図示の
マグネットローラが配設されており、マグネットローラ
は回転動作を行わず、常に一定の位置に保持され、同じ
磁極の方向に保たれる。又、現像スリーブ１４には現像
バイアスとして、直流バイアスと交流バイアスを重畳し
て印加できる機構になっている。現像ブレード１５はト
ナー７に現像に必要な電荷を与え、現像スリーブ１４上
のトナー７の層厚規制をする。トナー７には１成分磁性
現像剤を用い、反転現像を行う。

【００２５】次に、画像形成の概略について説明する。
プリントスタート信号に基づいて、帯電ローラ５に帯電
バイアスが印加され、感光ドラム４の表面が一様に帯電
される。露光装置６からは目的画像情報の時系列的電気
デジタル画素信号に対応して変調されたレーザー光が出
力され、潜像担持体たる感光ドラム４の表面を走査露光
する。これにより感光ドラム４の表面に目的画像情報に
対応した静電潜像が形成される。

【００２６】トナー収容室１２のトナー７は、攪拌部材
１６によってトナー収容室開口１８を通ってトナー供給
室１３へと搬送される。トナー供給室１３からトナーは
現像スリーブ１４に取り込まれる。その際にトナー７は
現像ブレード１５によスリって層厚を規制され、同時に
摩擦によって帯電され現像領域に送られる。現像ーブ１
４に印加された現像バイアスにより、現像領域内に送ら
れたトナー７は感光ドラム４上に飛翔する。ここで、現
像に必要の十分な電荷を持たないトナー７は現像スリー
ブ１４に留まったままか、あるいは感光ドラム４上に飛
翔してもマグネットローラの磁力及び現像バイアスの交
流引き戻し成分によって現像スリーブ１４上に引き戻さ
れる。一方、十分な電荷を持ったトナー７は静電潜像を
可視トナー像化する。

【００２７】その後、可視トナー像は転写材９に転写装
置８によって転写され、定着装置１０を経て画像を得る
事が出来る。感光ドラム４上に転写されずに残留したト
ナー７はクリーニングブレード１１によってクリーニン
グされ、感光ドラム４は再度画像形成に供される。

【００２８】図２は画像形成装置本体１に着脱自在とし
たプロセスカートリッジ２の現像装置３部分の断面図で
ある。本体が稼働状態にあるとき、攪拌部材１６は前述
のように矢印方向（図中時計回り）に回転駆動される。
現像装置３の底面に当たる斜面１７には、シート固定手
段２１によってシート状部材１９が固定されている。斜
面１７は水平面に対して角度αであり、トナー７の安息
角よりも小さい角度となっている。斜面１７とシート状
部材１９の間には弾性部材２０が配置され、斜面１７に
固定されている。シート固定手段２１、及び弾性部材２
０の固定方法としては、両面テープ、接着剤、熱溶着等
の手段に依っている。シート状部材１９としてはポリエ
ステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセター
ル、ポリフェニレンサルファイド等の材料を用い、厚さ
は１０〜２００μｍ、好ましくは５０〜１５０μｍであ
る。又、弾性部材２０としてはスポンジ、ポリウレタン
フォーム等の材料を用い、好ましくは単泡の材質が好ま
しい。単泡でない材料を用いると、弾性部材２０内部に
トナー７が侵入し、十分な弾性を得られなくなる可能性
がある為である。

【００２９】図３に示したようにシート状部材１９は長
手全域に配置され、その先端は攪拌部材１６の回転領域
内に突出している為、攪拌部材１６と周期的に干渉す
る。シート状部材１９の先端が攪拌部材１６の回転領域
に突出している長さは１〜１０ｍｍが望ましい。ここ
で、シート状部材１９は弾性を有する為、攪拌部材１６
がシート状部材１９に干渉した際には、図４に示したよ
うにシート状部材１９がシート固定手段２１の下部まで
弾性変形して逃げる。この変位量はシート状部材１９の
剛性が高いほど大きい。シートの剛性は、材質、厚さに
よってコントロールする事ができる。剛性が十分にない
と、変形は攪拌部材１６の干渉する部分、若しくはその
近傍のみとなり、斜面上部にまで十分に変形させる事が
出来ない。但し、剛性を高くしすぎると攪拌部材１６の
回転トルクが大きくなり過ぎてしまうので、それよりも
剛性の小さいものを用いる。ここではシート状部材１９
として、厚さ１００μｍのポリエチレンを用いた。

【００３０】攪拌部材１６がシート状部材１９に干渉し
た際、弾性部材２０は押し付けられて変形する。弾性部
材２０斜面との間に介する事で、攪拌部材１６の回転ト
ルクを小さくする事が出来る。攪拌部材１６がシート状
部材１９の部分を通過した後は、シート状部材１９と弾
性部材２０は図２の状態に戻る為、シート状部材１９は
振動する。シート状部材１９だけの場合よりも、弾性部
材２０も弾性変形するので、振動は大きくなる。この振
動はシート状部材１９上のトナー７に伝達され、斜面１
７の角度αがトナー７の安息角以下の場合でも斜面１７
を滑り落ちる。

【００３１】トナー７がトナー収容室１２の中に多く存
在する場合には効果は小さいが、トナー７が消費され、
残りが少量となってきた場合に大きな効果を発揮する。
トナー７が多い場合には、シート状部材１９の上方への
変形量は、トナー７の重さによって小さい。しかし、ト
ナー７が少なくなり、重量が減少すれば変形量は大きく
なり、効果的に振動をさせることができる。

【００３２】このようにシート状部材１９を斜面１７上
に直接固定した場合に比べ、弾性部材２０を挟み込む事
によって、シート状部材１９の変位量を大きくし効果的
に振動をトナー７に伝える事が出来、回転トルクを軽減
する事が出来る。

【００３３】尚、本実施例中に示した数値、材質につい
ては、その効果が損なわれない限り特に本実施例中で述
べた構成に限られるものではない。

【００３４】

【実施例２】次に第２の実施例について説明する。本実
施例は、実施例１における、シート状部材１９のシート
固定手段２１を斜面１７上ではなく、トナー収容室１２
の側面の壁２２に配置した事を特徴とする。その実施形
態を図５に示す。

【００３５】実施例１においてはシート状部材１９を斜
面１７上にシート固定手段２１で固定していたが、この
構成ではシート固定手段２１の部分のシート状部材１９
は弾性変形せず、振動も殆どしない。その為、この部分
に乗ったトナー７は斜面１７を滑り落ちずに残ってしま
う。しかし、本実施例のようにシート固定手段２１をト
ナー収容室１２の側面の壁２２に配置する事で、シート
状部材１９で斜面１７上に変形、振動しない領域を作ら
ないようにしている。シート状部材１９は斜面１７から
トナー収容室１２の側面の壁２２に当たる位置で折り曲
げてある。それ以外は実施例１と共通である。

【００３６】攪拌部材１６とシート状部材１９が干渉し
た様子を図６に示した。干渉した際に実施例１では変形
していなかった斜面１７上の領域がなくなり、斜面１７
の略全域が撓み、変形している。また、全体が撓む事に
よってより変位量を大きくする事が出来る。これによっ
て、斜面１７上に残存するトナー量をより少なくするこ
とが出来るのである。

【００３７】

【実施例３】次に第３の実施例について説明する。本実
施例は、実施例１において、シート状部材１９をより厚
さが厚く、剛性の高い部材を用い、弾性部材２０を斜面
１７全域に配置し、シート固定手段２１も斜面１７全域
としている。その実施形態を図７に示す。

【００３８】攪拌部材１６とシート状部材１９が干渉し
た状態を図８に示した。この場合、シート状部材１９自
体は剛性が高いため殆ど変形しないが、弾性部材２０が
変形し、斜面全体が振動する。実施例１及び２では斜面
１７上のシート状部材１９が撓み変形する事で振動して
いたが、本実施例では斜面全体が振動するような構成と
なっている。

【００３９】弾性部材２０には、実施例１よりも弾性の
大きいものを選んだ方が攪拌部材１６の回転トルクも小
さくする事が出来るので望ましい。

【００４０】又、シート固定手段２１は斜面１７全体に
渡り、シート状部材１９と弾性部材２０を固定してい
る。全体を固定している為、シート状部材１９と弾性部
材２０の間にトナー７が入り込むことも防止できる。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、画像形成
装置本体に装着された際に底面となる、現像部材に向か
って下方へ傾斜している傾斜面に固定されたシート状部
材を攪拌部材の回転領域に突出して設け、前記攪拌部材
の回転に間欠的に係合して振動し、斜面上のトナーに振
動を与え、斜面とシート状部材の間に弾性部材を配置す
る事でシート状部材が十分に変位し、斜面上部まで振動
を伝える事が出来る。

【００４２】又、斜面上部にまで振動を十分に伝える為
にシート状部材にある程度の剛性を持たせることで、回
転トルクが増加するが、弾性部材が配置されている事に
よりトルクの増加を小さく抑えることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態における画像形成装置
の概略図

【図２】 本発明の第１実施形態における現像装置の概
略図

【図３】 本発明の第１実施形態における斜面と弾性部
材とシート状部材の概略図

【図４】 本発明の第１実施形態における攪拌部材とシ
ート状部材が干渉した場合の現像装置の概略図

【図５】 本発明の第２実施形態における現像装置の概
略図

【図６】 本発明の第２実施形態における攪拌部材とシ
ート状部材が干渉した場合の現像装置の概略図

【図７】 本発明の第３実施形態における現像装置の概
略図

【図８】 本発明の第３実施形態における攪拌部材とシ
ート状部材が干渉した場合の現像装置の概略図

【図９】 従来の画像形成装置の概略図

【図１０】 従来の画像形成装置及びプロセスカートリ
ッジの概略図

【符号の説明】

１ 画像形成装置本体 ２ プロセスカートリッジ ３ 現像装置 ４ 感光ドラム ５ 帯電ローラ ６ 露光装置 ７ 現像剤（トナー） ８ 転写装置 ９ 転写材（記録媒体） １０ 定着装置 １１ クリーニングブレード １２ トナー収容室 １３ トナー供給室 １４ 現像スリーブ １５ 現像ブレード １６ 攪拌部材 １７ トナー収容室斜面（斜面） １８ トナー収容室開口 １９ シート状部材 ２０ 弾性部材 ２１ シート固定手段 ２２ トナー収容室側面壁 １０１ 感光ドラム １０２ 帯電装置 １０３ 露光装置 １０４ 現像剤（トナー） １０４ａ現像容器内トナー １０４ｂ現像後の感光体上トナー １０４ｃ転写後の転写材上トナー １０４ｄ転写されず感光体上に残った転写残りトナー １０５ 現像装置 １０６ 転写装置 １０７ 転写材 １０８ 定着装置 １０９ クリーニング装置 １１０ 画像形成装置本体 １１１ プロセスカートリッジ １１２ 現像剤収容室 １１３ 現像剤供給室 １１４ 現像剤担持体 １１５ 現像剤規制部材 １１６ 攪拌部材 １１７ 傾斜面 １１８ 現像剤供給開口

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H077 AA12 AB04 AB06 AB13 AD06 AD13 AD17 AD23 BA08 CA03 CA05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体たる電子写真感光体上に形成さ
   れた静電潜像を現像する為の現像装置において、 電子写真感光体上に形成された静電潜像を現像する為の
   現像部材と、 前記現像部材によって前記静電潜像を現像する為に用い
   られる現像剤を収容する現像剤収容部と、 回転する事によって前記現像剤収容部に収容されている
   現像剤を攪拌する攪拌部材と、 前記現像装置が画像形成装置本体に装着された際に底面
   となる、前記現像部材に向かって下方へ傾斜している傾
   斜面に固定されたシート状部材と、を有し、 前記シート状部材は前記攪拌部材の回転領域に突出して
   設けられ、前記攪拌部材の回転に間欠的に係合して振動
   し、 前記傾斜面上に前記シート状部材との間に挟まれた状態
   で弾性部材が配置されている事を特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記傾斜面上において、前記シート状部
   材が前記傾斜面の上流側で前記傾斜面と固定されている
   事を特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 【請求項３】 前記傾斜面の傾斜方向と交差する方向に
   おいて、前記シート状部材が前記傾斜面の全域にわたっ
   て配置されている事を特徴とする請求項１又は２に記載
   の現像装置。