JP2004170557A

JP2004170557A - 現像剤収納容器、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置

Info

Publication number: JP2004170557A
Application number: JP2002334446A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Matsuda; 浩明松田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-11-19
Filing date: 2002-11-19
Publication date: 2004-06-17

Abstract

【課題】複数の現像剤収納部を有する大容量の現像剤収納容器であって残留トナーが少なく経済性の高い現像剤収納容器を提供する。
【解決手段】現像部４に現像剤を供給する現像剤収納容器６であって、現像剤が収納されるとともに壁面１８ａ、１８ｂによって仕切られた複数の現像剤収納部６ａ〜６ｃを備える。そして、複数の現像剤収納部６ａ〜６ｃは、隣接する現像剤収納部に連通するように形成されるとともに、回転自在に形成された撹拌部材１７ａ〜１７ｃを備える。さらに、撹拌部材１７ａ〜１７ｃは、回転軸方向に分割されるとともに回転方向に位相が異なる複数の羽根部を備える。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置における現像部に現像剤を供給する現像剤収納容器と、それを備えた現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置において、大容量の現像剤が充填できて、安定した現像量が得られる現像剤収納容器が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
詳しくは、現像剤収納容器は、壁面によって仕切られた複数の現像剤収納部が並設されたものである。これらの現像剤収納部には壁面の一部に開口部が設けられており、この開口部を介して隣接する現像剤収納部同士が連通する。また、各現像剤収納部には、現像剤としてのトナーが収納されているとともに、回転可能に形成された撹拌部材が設置されている。そして、この撹拌部材の回転によって連通する隣接の現像剤収納部に向けてトナーが搬送される。
なお、この撹拌部材は、回転軸上に弾性変形可能な１枚のシート材が設置されたものである。
【０００４】
さらに、現像剤収納容器は、感光体ドラム上に形成される静電潜像を現像する現像部に、設置されている。現像部と現像剤収納容器との境界壁面にも開口部が設けられており、この開口部を通じて現像剤収納容器から現像部へのトナー供給がおこなわれる。そして、トナーが供給された現像部で、所望の現像工程がおこなわれる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１８２４６２号公報（第３−４頁、第２−４図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の現像剤収納容器は、壁面近傍でトナーブリッジが発生して、トナー消費の効率が悪くなる場合があった。
【０００７】
詳しくは、従来の現像剤収納容器においては、撹拌部材によるトナー搬送力（又は、トナー撹拌力）が及ばずに、トナーの流動が停滞する領域が存在していた。
このような現象は、特に、容器内における長手方向（現像剤の搬送方向に対する直交方向である。）の両端部の壁面近傍で多く発生していた。具体的には、長手方向両端部の壁面と、搬送部材のシート材との間の隙間が大きい場合には、壁面近傍に撹拌部材によるトナー搬送力が直接的に及ばないためにトナーが停滞しやすくなっていた。
【０００８】
また、長手方向両端部の壁面と、搬送部材のシート材との間に隙間がほとんどない場合でも、壁面近傍に至ったトナーがその先の行き場を失い停滞していた。なお、トナーの搬送方向とは、トナーが現像部に向かう方向をいい、現像部との間に他の現像剤収納部を介在する場合にはその現像剤収納部に向かう方向をいう。
【０００９】
このようなトナーの停滞は、長手方向両端以外の領域でも発生していた。
従来の現像剤収納容器では、複数の現像剤収納部から一度に大量のトナーが現像部に向けて搬送されるのを防止するために、トナー搬送力があまり大きくならないような構成となっていた。具体的には、撹拌部材に１枚設置されたシート材を撓ませて回転させることで、回転周期と一致した小さなトナー搬送力をトナーに与えていた。そのため、長手方向両端以外の壁面近傍でも、トナーが停滞しやすくなっていた。
【００１０】
このように、トナーの流動が停滞する領域では、別の領域から流動してくるトナーの圧力によって、徐々にトナーが凝集して壁面に固着してしまっていた。このような現象をトナーブリッジという。そして、トナーブリッジとなったトナーは、現像部に向けて搬送されることなく、そのまま現像剤収納容器内の残留トナーとなっていた。
【００１１】
このように、従来の現像剤収納容器は、トナーブリッジによる残留トナーが多く発生するために、トナー消費の効率が悪かった。すなわち、現像剤収納容器に充填したトナーのすべてを、画像形成出力（複写機であれば、コピーである。）に用いることができなかった。
【００１２】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、複数の現像剤収納部を有する大容量の現像剤収納容器であって残留トナーが少なく経済性の高い現像剤収納容器と、それを備えた現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１記載の発明にかかる現像剤収納容器は、現像部に現像剤を供給する現像剤収納容器であって、現像剤が収納されるとともに壁面によって仕切られた複数の現像剤収納部を備え、前記複数の現像剤収納部は、隣接する現像剤収納部に連通するように形成されるとともに、回転自在に形成された撹拌部材を備え、前記撹拌部材は、回転軸方向に分割されるとともに回転方向に位相が異なる複数の羽根部を備えたものである。
【００１４】
また、請求項２記載の発明にかかる現像剤収納容器は、上記請求項１記載の発明において、前記撹拌部材は、前記回転軸方向の端部に、複数のフィンを回転方向に対して放射状に設けたものである。
【００１５】
また、請求項３記載の発明にかかる現像剤収納容器は、上記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記複数の羽根部は、可撓性材料からなり、前記複数の羽根部が前記壁面に当接しながら回転するように形成されたものである。
【００１６】
また、この発明の請求項４記載の発明にかかる現像装置は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の現像剤収納容器と、前記現像部とを備えたものである。
【００１７】
また、この発明の請求項５記載の発明にかかるプロセスカートリッジは、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の現像剤収納容器と、前記現像部とを備えたものである。
【００１８】
また、この発明の請求項６記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の現像剤収納容器と、前記現像部とを備えたものである。
【００１９】
また、本明細書において、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電装置と、像担持体をクリーニングするクリーニング装置とのうち、少なくとも１つの装置と、像担持体と像担持体に現像剤を供給する現像装置とが、一体的にカートリッジ化されて、画像形成装置本体に着脱自在に形成された集合体と定義する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００２１】
実施の形態１．
図１〜図３にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。図１は、実施の形態１における画像形成装置を示す構成図である。また、図２は、図１の画像形成装置に設置されるプロセスカートリッジを示す概略図である。さらに、図３は、図２のプロセスカートリッジの現像剤収納容器に設置される撹拌部材を示す概略斜視図である。
【００２２】
図１及び図２において、１は画像形成装置に着脱自在に設置されるプロセスカートリッジ、２は像担持体としての感光体ドラム、３は感光体ドラム２の表面を帯電する帯電装置、４は感光体ドラム２上に形成された静電潜像を現像する現像部、５は感光体ドラム２上の未転写トナーを回収するクリーニング装置、６は現像剤としてのトナーが収納された現像剤収納容器、６ａ〜６ｃは壁面によって仕切られた現像剤収納容器６の現像剤収納部、６Ａは現像部４と現像剤収納部６ａとの境界に設けられた壁面、７は画像情報に基づいた露光光Ｌを発する書込装置を示す。
【００２３】
また、８は被転写材が収納された給紙装置、９は給紙装置８内の被転写材を給送する給紙ローラ、１０は転写紙を転写装置１１の位置に搬送するレジストローラ対、１１は感光体ドラム２上で形成されたトナー像を被転写材に転写する転写装置、１２は転写工程後の被転写材上のトナー像を定着する定着装置、１３は定着工程後の被転写材を排紙トレイ上に排出する排紙ローラ、１４は被転写材が載置される排紙トレイ、１５は現像剤を担持して感光体ドラム２に供給するために現像部４に設置された現像ローラ、１６は現像ローラ１５上の現像剤の量を規制するために現像部４に設置されたドクターブレード、１７ａ〜１７ｃは各現像剤収納部６ａ〜６ｃに設置された撹拌部材、１８ａは第１の現像剤収納部６ａと第２の現像剤収納部６ｂとを仕切る壁面、１８ｂは第２の現像剤収納部６ｂと第３の現像剤収納部６ｃとを仕切る壁面、１９は壁面１８ａ、１８ｂに設けられた開口部を示す。
【００２４】
また、図３において、１７は現像剤収納容器に設置される撹拌部材、１７Ａは撹拌部材１７の回転中心となる軸部、１７Ｂ１〜１７Ｂ４は軸部１７Ａに設置された羽根部を示す。
なお、図３における撹拌部材１７は、図２の撹拌部材１７ａ〜１７ｃに相当するものである。
【００２５】
ここで、図２を参照して、現像剤収納容器６は、開口部１９を介して連通する３つの現像剤収納部６ａ〜６ｃからなる。各現像剤収納部６ａ〜６ｃには、現像剤が収納されている。
また、現像剤収納容器６は、壁面６Ａに設けられた不図示の開口部を介して現像部４に連通する。
【００２６】
そして、各現像剤収納部６ａ〜６ｃに設置された撹拌部材１７ａ〜１７ｃが回転して、現像部４に向けて現像剤を搬送するとともに、現像剤収納部６ａ〜６ｃ内の現像剤を撹拌する。
詳しくは、第３の現像剤収納部６ｃに設置された撹拌部材１７ｃによって、第３の現像剤収納部６ｃから開口部１９を介して、隣接する第２の現像剤収納部６ｂに向けて現像剤が搬送される。そして、第２の現像剤収納部６ｂに設置された撹拌部材１７ｂによって、第２の現像剤収納部６ｂから開口部１９を介して、隣接する第１の現像剤収納部６ａに向けて現像剤が搬送される。さらに、第１の現像剤収納部６ａに設置された撹拌部材１７ａによって、第１の現像剤収納部６ａから開口部を介して、隣接する現像部４に向けて現像剤が搬送される。
【００２７】
また、プロセスカートリッジ１は、現像部４、現像剤収納容器６、感光体ドラム２、帯電装置３、クリーニング装置５等が、一体的にカートリッジ化されたものである。
【００２８】
また、図３を参照して、撹拌部材１７は、主として、軸部１７Ａ、４つの羽根部１７Ｂ１〜１７Ｂ４からなる。
詳しくは、回転軸方向に４つに分割された羽根部１７Ｂ１〜１７Ｂ４は、回転方向に対して位相が異なるように配設されている。換言すれば、撹拌部材１７を回転軸に直交する断面でみたときに、４つの羽根部１７Ｂ１〜１７Ｂ４はそれぞれ重ならないように放射状に設けられている。
【００２９】
このような撹拌部材１７の構成により、現像剤収納部における長手方向（回転軸方向である。）の両端部の領域において、トナーの凝集によるトナーブリッジの発生を抑止することができる。
【００３０】
すなわち、４つの羽根部１７Ｂ１〜１７Ｂ４は、放射状に分割して設けられているために、個々のトナー搬送力（現像剤搬送力）が比較的小さくなる。ここで、トナーは、羽根部１７Ｂ１〜１７Ｂ４によって、搬送方向（現像部側又は隣接する現像収納部側である。）への直接的な搬送力の他に、搬送方向に直交する方向（回転軸方向である。）への間接的な搬送力を受ける。しかし、それらの搬送力は小さいので、長手方向両端の壁面近傍のトナーには、極めて弱い力の圧力しかかからないことになる。こうして、壁面方向に流動するトナーによって、壁面近傍にあるトナーが壁面に押しつけられて凝集することが抑止される。
【００３１】
さらに、４つの羽根部１７Ｂ１〜１７Ｂ４は、放射状に分割して設けられているために、個々のトナー搬送力は小さいものの、撹拌部材１７が１回転する間に短い周期で複雑に方向が変化するトナー搬送力をトナーに与えることができる。これによって、両端部に限らず現像剤収納部内の全領域において、トナーの流動が活性化されて、トナーブリッジの発生を抑止することができる。
【００３２】
また、撹拌部材１７の羽根部１７Ｂ１〜１７Ｂ４は、マイラー材料等の可撓性材料にて形成されている。
そして、図２を参照して、撹拌部材１７は、羽根部１７Ｂ１〜１７Ｂ４が現像剤収納部６ａ〜６ｃのそれぞれの壁面６Ａ、１８ａ、１８ｂと当接しながら回転する。
【００３３】
このように、本実施の形態１では、壁面６Ａ、１８ａ、１８ｂへのトナーの固着が発生しても、固着したトナーを羽根部１７Ｂ１〜１７Ｂ４が機械的に掻き落とす構成となっているので、残留トナーの発生を未然に防止することができる。なお、上述の効果を確実にするためには、壁面６Ａ、１８ａ、１８ｂの形状を、羽根部１７Ｂ１〜１７Ｂ４の回転軌跡に応じたものにすることが好ましい。
【００３４】
次に、図１及び図２にて、上述のように構成された画像形成装置全体の動作について説明する。
感光体ドラム２は、図中の時計方向に回転しており、まず、帯電装置３との対向位置でその表面が帯電される。その後、帯電装置３で帯電された感光体ドラム２表面は、露光光Ｌの照射位置に達する。この露光光Ｌは、画像情報に対応して書込装置７から感光体ドラム２に向けて照射されたものである。
そして、露光光Ｌの照射によって、画像情報に対応した静電潜像が、感光体ドラム２上に形成される。
【００３５】
その後、潜像が形成された感光体ドラム２表面は、現像部４との対向位置に達する。感光体ドラム２と対向する現像ローラ１５には、所定の電圧が印加されている。そして、現像ローラ１５上に担持された現像剤としてのトナーが、現像ローラ１５と感光体ドラム２表面の潜像との電位差により、潜像に付着してトナー像を形成する。
ここで、現像部４内の現像剤は、上述したように、現像剤収納容器６から壁面６Ａの開口部を介して供給されたものである。
【００３６】
その後、現像部４の位置で現像された感光体ドラム２表面は、転写装置１１との対向位置に達する。そして、この位置で、レジストローラ対１０によりタイミングを合わせて搬送された被転写材上に、感光体ドラム２上のトナー像が転写される。
このとき、感光体ドラム２上には、被転写材上に転写されない未転写トナーが僅かながら残存する。
【００３７】
その後、転写装置１１を通過した未転写トナーを有する感光体ドラム２表面は、クリーニング装置５との対向位置に達する。クリーニング装置５では、感光体ドラム２に当接するクリーニングブレードにより、ドラム表面に付着する未転写トナーがクリーニング装置５内に回収される。
その後、クリーニング装置５を通過した感光体ドラム２表面は、不図示の除電装置の対向位置に達する。そして、ここで感光体ドラム２表面の電位は除電されて、一連の作像プロセスを終了する。
【００３８】
他方、給紙装置８では、給紙ローラ９によって、被転写材が搬送経路に向けて給送される。その後、被転写材は、レジストローラ対１０の位置に達して、この位置で感光体ドラム２上に作成されたトナー像とタイミングを合わせて転写装置１１に搬送される。そして、上述したように、転写装置１１で、トナー像が被転写材上に転写される。
【００３９】
そして、転写装置１１の位置を通過した後の被転写材は、搬送経路を経て、定着装置１２の位置に達する。そして、この位置で、被転写材上の未定着トナー像が定着される。
その後、定着工程後の被転写材は、排紙ローラ１３によって、排紙トレイ１４上に排出される。
こうして、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００４０】
以上説明したように、本実施の形態１の構成においては、複数の現像剤収納部６ａ〜６ｃに、設置角度の異なる４つの羽根部１７Ｂ１〜１７Ｂ４からなる撹拌部材１７ａ〜１７ｃを備えているので、残留トナーがなく大容量の現像剤が無駄なく消費される経済性の高い装置を提供できる。
また、設置角度の異なる４つの羽根部１７Ｂ１〜１７Ｂ４からなる撹拌部材１７ａ〜１７ｃの構成により、一度に大量の現像剤が現像部４に向けて搬送されることも抑止される。
【００４１】
なお、本実施の形態１では、現像剤収納容器６をプロセスカートリッジ１の構成部材としたが、本発明の適用はこれ限定されることはない。
具体的には、現像剤収納容器６を、画像形成装置本体に対して独立して着脱できる構成としてもよい。さらには、現像剤収納容器６を現像部４と一体的に現像装置として構成し、その現像装置を画像形成装置本体に対して独立して着脱できる構成としてもよい。
【００４２】
また、本実施の形態１では、撹拌部材１７の羽根部１７Ｂ１〜１７Ｂ４を可撓性材料として壁面６Ａ、１８ａ、１８ｂに当接する構成としたが、羽根部１７Ｂ１〜１７Ｂ４が非可撓性材料であっても壁面６Ａ、１８ａ、１８ｂに近接する構成であれば、本実施の形態１とほぼ同等の効果が得られる。
【００４３】
実施の形態２．
図４にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図４は、実施の形態２における現像剤収納容器に設置される撹拌部材を示す概略斜視図であり、前記実施の形態１の図３に対応する図である。ここで、本実施の形態２の撹拌部材は、軸方向の両端に放射状に複数のフィンを設けている点が、前記実施の形態１の撹拌部材と相違する。
【００４４】
図４において、１７は現像剤収納容器に設置される撹拌部材、１７Ａは撹拌部材１７の回転中心となる軸部、１７Ｂ１〜１７Ｂ４は軸部１７Ａに設置された羽根部、１７Ｃは撹拌部材１７の両端部に設けられたフィンを示す。
【００４５】
ここで、図４を参照して、フィン１７Ｃは、軸部１７Ａの両端部に、それぞれ、放射状に複数個設けられたものである。また、フィン１７Ｃは、羽根部１７Ｂ１〜１７Ｂ４と同様に可撓性部材で形成してもよいし、非可撓性材料で形成してもよい。さらに、フィン１７Ｃの回転半径は、羽根部１７Ｂ１〜１７Ｂ４の回転半径と比べて小さくなるように形成されている。
【００４６】
このような構成により、現像剤収納容器における各現像剤収納部内の長手方向両端部において、現像剤は、フィン１７Ｃの搬送力によって、停滞することなく積極的に流動することになる。
【００４７】
また、本実施の形態２でも、前記実施の形態１と同様に、位相の異なる４つの羽根部１７Ｂ１〜１７Ｂ４からなる撹拌部材１７ａ〜１７ｃによって、残留トナーがなく大容量の現像剤が無駄なく消費される経済性の高い装置を提供できる。
【００４８】
なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態の中で示唆した以外にも、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されているので、複数の現像剤収納部を有する大容量の現像剤収納容器であって残留トナーが少なく経済性の高い現像剤収納容器と、それを備えた現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す構成図である。
【図２】図１の画像形成装置におけるプロセスカートリッジを示す概略図である。
【図３】図２の現像剤収納容器内に設置される撹拌部材を示す概略斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態２における現像剤収納容器に設置される撹拌部材を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１プロセスカートリッジ、２感光体ドラム（像担持体）、
３帯電装置、４現像部、５クリーニング装置、
６現像剤収納容器、６ａ〜６ｃ現像剤収納部、６Ａ壁面、
１５現像ローラ、１６ドクターブレード、
１７、１７ａ〜１７ｃ撹拌部材、１７Ａ軸部、
１７Ｂ１〜１７Ｂ４羽根部、１７Ｃフィン、
１８ａ、１８ｂ壁面、１９開口部。

Claims

現像部に現像剤を供給する現像剤収納容器であって、
現像剤が収納されるとともに壁面によって仕切られた複数の現像剤収納部を備え、
前記複数の現像剤収納部は、隣接する現像剤収納部に連通するように形成されるとともに、回転自在に形成された撹拌部材を備え、
前記撹拌部材は、回転軸方向に分割されるとともに回転方向に位相が異なる複数の羽根部を備えたことを特徴とする現像剤収納容器。
前記撹拌部材は、前記回転軸方向の端部に、複数のフィンを回転方向に対して放射状に設けたことを特徴とする請求項１に記載の現像剤収納容器。
前記複数の羽根部は、可撓性材料からなり、
前記複数の羽根部が前記壁面に当接しながら回転するように形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像剤収納容器。
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の現像剤収納容器と、前記現像部とを備えたことを特徴とする現像装置。
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の現像剤収納容器と、前記現像部とを備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の現像剤収納容器と、前記現像部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。