JP2007327982A - 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置を大型化、複雑化することなく、内壁の隅に現像剤を滞留させない現像装置、該現像装置を有するプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】第１の回転搬送体１２及び第２の回転搬送体１４の軸受が位置する内壁１９、２０と前記第１の回転搬送体１２及び前記第２の回転搬送体１４に平行な内壁２１、２２とが交わる４箇所のうち少なくともどれか一つが、曲面部を持っている現像装置、該現像装置を有するプロセスカートリッジ及び画像形成装置１０１である。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に搭載する現像装置、該現像装置を有するプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関するものである。

二本の回転搬送体により第一の部屋と第二の部屋の間で現像剤を還流搬送する現像装置において、回転搬送体が直接通過しない位置における現像剤の移動は、上流から運ばれてくる剤が下流の剤に対して進行方向に平行な力をかけ、それにより生じる圧力を解消するために下流の剤がより下流へと押し出されることでなされている。そして、回転搬送体の軸受付近では下流の現像剤が上流の現像剤から受ける圧力の方向と、下流の現像剤の移動方向はほぼ垂直であり、内壁の隅では他の位置に比べて極端に現像剤の流れが悪く、現像剤が滞留しやすい（図１３参照）。
そして、内壁の隅での現像剤の滞留には大きく以下の二つの問題がある。
（１）回転搬送体の軸受付近は摺動熱により周囲より高温になっていることや、滞留した現像剤は上流からくる現像剤から常に圧力を受け続けることなどから、現像剤凝集などの不具合を発生させる要因になる。
（２）仮に完全に滞留しなくても内壁の隅付近の現像剤は他の場所にある現像剤に比べて移動しにくいので攪拌が不足しており、現像剤全体でのトナー濃度や帯電量などの均一性を乱す。

そこで、特許文献１には、「筐体７１内を仕切板７２によって第１の部屋と第２の部屋に仕切り、第１の部屋に現像ローラ７０と第１の回転搬送体７４を設け、第２の部屋に第２の回転搬送体７５を設け、現像ローラ７０の軸方向の一方側の筐体７１の側部に、内部が仕切板７９によって仕切られた延伸部７３を設け、第１，第２の回転搬送体７４，７５を回転させることにより、第１の部屋、延伸部７３、第２の部屋の順で現像剤を循環させる構成であって、現像ローラ７０の軸方向の他方側端部近傍に現像剤供給口７７を、現像ローラ７０の軸方向の一方側端部近傍に第１の還流口７８を、延伸部７３に第２の還流口８０を設けることにより、第１の部屋と第２の部屋を連通させ、現像ローラ７０の軸方向の一方側端部付近の現像剤の一部を、第１の還流口７８を介して第２の部屋に戻す（図１４参照）。」が、開示されている。
しかしながら、現像剤担持体よりも第１、第２の回転搬送体を長くする必要があるので、現像装置が大型になり、また製造コストも高くなるという問題点があった。

特開２００６−００３５２４号公報

そこで、本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、装置を大型化、複雑化することなく、内壁の隅に現像剤を滞留させない現像装置、該現像装置を有する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である。

前記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明は、静電潜像を現像しトナー像化する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を供給する第１の回転搬送体を収納する第１の部屋と、回転しながら前記第１の回転搬送体とは逆方向に現像剤を搬送する第２の回転搬送体を収納する第２の部屋と、を備え、前記第１の部屋と前記第２の部屋とを両端に開口部のある仕切り部材で仕切り、前記開口部を通じて現像剤を循環移動させる現像装置において、前記第１の回転搬送体及び前記第２の回転搬送体の軸受が位置する内壁と前記第１の回転搬送体及び前記第２の回転搬送体に平行な内壁とが交わる４箇所のうち少なくともどれか一つが、曲面部を持っていることを特徴とする現像装置である。
本発明は、静電潜像を現像しトナー像化する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を供給する第１の回転搬送体を収納する第１の部屋と、回転しながら前記第１の回転搬送体とは逆方向に現像剤を搬送する第２の回転搬送体を収納する第２の部屋と、を備え、前記第１の部屋と前記第２の部屋とを両端に開口部のある仕切り部材で仕切り、前記開口部を通じて現像剤を循環移動させる現像装置において、当接部材が、前記第１の回転搬送体、前記第２の回転搬送体の軸受の少なくともどれか一つに設置され、設置された前記回転搬送体の軸受と共に回転し、設置された前記回転搬送体に平行な内壁に当接することを特徴とする現像装置である。
また、本発明は、静電潜像を現像しトナー像化する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を供給する第１の回転搬送体を収納する第１の部屋と、回転しながら前記第１の回転搬送体とは逆方向に現像剤を搬送する第２の回転搬送体を収納する第２の部屋と、を備え、前記第１の部屋と前記第２の部屋とを両端に開口部のある仕切り部材で仕切り、前記開口部を通じて現像剤を循環移動させる現像装置において、前記第１の回転搬送体及び前記第２の回転搬送体の軸受が位置する内壁と前記第１の回転搬送体及び前記第２の回転搬送体に平行な内壁とが交わる４箇所のうち少なくともどれか一つが、曲面部を持っており、当接部材が、前記第１の回転搬送体、前記第２の回転搬送体の軸受の少なくともどれか一つに設置され、設置された前記回転搬送体の軸受と共に回転し、設置された前記回転搬送体に平行な内壁に当接することを特徴とする。
本発明は、画像形成装置に使用するプロセスカートリッジにおいて、前記記載の現像装置と、静電潜像を担持させる像担持体と、を有し、前記画像形成装置本体に対し着脱が自在であることを特徴とするプロセスカートリッジである。
また、本発明は、前記像担持体を帯電させる帯電装置、及び／又は現像後のトナー像を転写材に転写した後に前記像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置、を有することを特徴とする。
本発明は、前記記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置である。
また、本発明は、前記記載のプロセスカートリッジを有することを特徴とする。

本発明は、前記解決するための手段によって、装置を大型化、複雑化することなく、内壁の隅に現像剤を滞留させない現像装置、該現像装置を有する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可能となった。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。

図１は、本実施形態における画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機を示す図である。
カラー複写機１０１は、装置本体中央部に位置する画像形成部１０１Ａと、該画像形成部１０１Ａの下方に位置する給紙部１０１Ｂと、画像形成部１０１Ａの上方に位置する原稿搬送部１０１Ｃと、スキャナ部とを有している。
画像形成部１０１Ａには、水平方向に延びる転写面を有する中間転写体としての中間転写ベルト１０２が配置されており、該中間転写ベルト１０２の上面には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。すなわち、補色関係にある色のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）による像を担持可能な像担持体としての感光体１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｂが中間転写ベルト１０２の転写面に沿って並置されている。
各感光体１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｂはそれぞれ同じ方向（反時計回り方向）に回転可能なドラムで構成されており、その周りには、回転過程において画像形成処理を実行する帯電装置１０４、光書き込み手段としての書き込み装置１０５、現像装置１０８、一次転写装置１０７、及びクリーニング装置１０６が配置されている。各符号に付記しているアルファベットは、感光体１０３と同様、トナーの色別に対応している。図１中にはイエローに対応する帯電装置１０４Ｙ、現像装置１０８Ｙ、一次転写装置１０７Ｙ、及びクリーニング装置１０６Ｙに記号が付記されているが他の色の装置も同様である。１０５Ｙはイエロートナー画像の書き込み光を示す。各現像装置１０８には、それぞれのカラートナーが収容されている。中間転写ベルト１０２は、駆動ローラ１０２Ｂと、従動ローラ１０２Ａに掛け回されて感光体１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｂとの対峙位置において同方向に移動可能な構成を有している。従動ローラ１０２Ａと対向する位置には、中間転写ベルト１０２の表面をクリーニングするクリーニング装置１１０が設けられている。

感光体１０３Ｙの表面が帯電装置１０４Ｙにより一様に帯電され、スキャナ部からの画像情報に基づいて感光体１０３Ｙ上に静電潜像が形成される。該静電潜像はイエローのトナーを収容した現像装置１０８Ｙによりトナー像として可視像化され、該トナー像は所定のバイアスが印加される一次転写装置１０７Ｙにより中間転写ベルト１０２上に一次転写される。他の感光体１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｂでもトナーの色が異なるだけで同様の画像形成がなされ、それぞれの色のトナー像が中間転写ベルト１０２上に順に転写されて重ね合わせられる。転写後感光体１０３上に残留したトナーはクリーニング装置１０６により除去され、また、転写後図示しない除電ランプにより感光体１０３の電位が初期化され、次の作像工程に備えられる。

給紙部１０１Ｂは、記録媒体としての用紙Ｐを積載収容する給紙トレイ１０１Ｂ１と、該給紙トレイ１０１Ｂ１内の用紙Ｐを最上のものから順に１枚ずつ分離して給紙する給紙コロと、給紙された用紙Ｐを搬送する搬送ローラ対１０１Ｂ２と、用紙Ｐが一旦停止され、斜めずれを修正された後、中間転写ベルト１０２上の画像の先端と搬送方向の所定位置とが一致するタイミングでニップＮに向けて送り出されるレジストローラ対１０１Ｂ３を有している。レジストローラ対１０１Ｂ３の近傍には紙表面の反射率を検知する図示しないセンサを持ち、前工程におけるセンサ出力と異なる値の場合は中間転写ベルト１０２、あるいは対向ローラ１０２Ｃの切り換えを行う。

感光体１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｂから中間転写ベルト１０２上に一次転写されたトナー像Ｔ（以下、単にトナーともいう）は、図示しない二次転写バイアス印加手段によりバイアス（ＡＣ、パルスなどの重畳を含む）が対向ローラ１０２Ｃに印加され、中間転写ベルト１０２を介して二次転写ローラ１０９Ｂとの間で電界の作用により用紙Ｐの上に二次転写される。
その後、表面にトナー像Ｔを二次転写された用紙Ｐは、定着装置１１１にて熱と圧力の作用に表面にトナー像を強固に定着される。

図２は、現像装置を示す図である。図のように静電潜像を現像しトナー像化する現像剤担持体１１と、現像剤を攪拌しながら現像剤担持体１１へ搬送する第１の回転搬送体１２、回転しながら第１の回転搬送体１２とは逆方向に現像剤を搬送する第２の回転搬送体１４を有する現像装置となっている。ここで、これを現像装置Ａとする。

図３は、本発明の現像装置である。１３は第１の回転搬送体１２を収納する第１の部屋、１５は第２の回転搬送体１４を収納する第２の部屋、１６は第１の部屋１３と第２の部屋１５とを両端に開口部のある仕切り部材、１７及び１８は開口部であり、開口部１７、１８通じて現像剤を循環移動させる構成である。本発明は、第１の回転搬送体１２、第２の回転搬送体１４の軸受が位置する内壁Ｐ１９、内壁Ｑ２０と回転搬送体１２、１４に平行な内壁Ｒ２１、内壁Ｓ２２とが交わる４箇所のうち少なくともどれか一つが、曲面部を持っている。
図４は、従来の現像装置を上から見た図であり、図５は、本発明の現像装置を上から見た図である。図５では、第１の回転搬送体１２、第２の回転搬送体１４の軸受が位置する内壁Ｐ１９、内壁Ｑ２０と回転搬送体１２、１４に平行な内壁Ｒ２１、内壁Ｓ２２とが交わる４箇所において、曲面部を持っている。
これにより、回転搬送体１２、１４の端部近くの位置にある現像剤が受ける上流の現像剤からの力を下流に向かうような力に変えるので、内壁の隅における現像剤の滞留を防ぐことができる。

図６は、内壁Ｐと内壁Ｒが交わる隅の図である。現像剤担持体１１、第１の回転搬送体１２、第２の回転搬送体１４については、軸受のみを図示している。表１は、内壁Ｐ１９、内壁Ｑ２０と回転搬送体１２、１４に平行な内壁Ｒ２１、内壁Ｓ２２の関係を示している。
ここで、現像装置Ａの内壁の四隅を図６、表１で示した形状にした現像装置を現像装置Ｂとする。

図７は、当接部材を有する現像装置である。当接部材は、第１の回転搬送体１２又は第２の回転搬送体１４の軸受の少なくともどれか一つに設置され、設置された前記回転搬送体１２、１４の軸受と共に回転し、設置された前記回転搬送体１２、１４に平行な内壁Ｒ２１又は内壁Ｓ２２に当接する。図７では、第２の回転搬送体１４の軸受と共に回転し、内壁Ｓ２２に当接する当接部材２６を示している。当接部材２６が、内壁Ｓ２２の隅にある現像剤を下流に掻き出すので、内壁Ｓ２２の隅における現像剤の滞留を防ぐことができる。
図８は、回転搬送体と当接部材を示す図である。表２は、当接部材２６（マイラー）の規格を示している。
ここで、現像装置Ａの第１の回転搬送体１２、第２の回転搬送体１４の端部（計４箇所）に図８、表２で位置・寸法を示した長方形のマイラーを取り付けた現像装置を現像装置Ｃとする。

前記現像装置Ａ、Ｂ、Ｃについて、内壁の四隅における剤の滞留性を調べ、本発明の効果を確認した。
前記現像装置Ａ、Ｂ、Ｃにそれぞれ、回転搬送体の軸受付近にはシアンの現像剤を片側に２０ｇずつ、他の部分にはマゼンタの現像剤を１２０ｇ入れた。図９は、剤溜まり確認実験の現像装置を示す図である。
現像装置をそれぞれ２時間連続で通常の使用で用いる線速で空回しさせた。空回し後、現像装置内壁の四隅についてそれぞれ現像剤（マゼンタとシアンが混合したもの）をゆっくり取り除き、その下にあるシアンの現像剤（マゼンタの現像剤と混ざっていないもの）の質量を調べた。ここで空回し後にマゼンタと混ざっていないシアンの現像剤は、空回し開始時から滞留している現像剤であるので、滞留の度合いを知る指標として用いることができる。
結果を図１０、表３に示す。
現像装置Ａを用いた場合に比べて、現像装置Ｂ、Ｃを用いた場合は四隅に現像剤がほとんど滞留しなかった。四隅の剤の滞留性が改善された。

また、本発明では、第１の回転搬送体１２及び第２の回転搬送体１４の軸受が位置する内壁１９、２０と前記第１の回転搬送体１２及び前記第２の回転搬送体１４に平行な内壁２１、２２とが交わる４箇所のうち少なくともどれか一つに、曲面部を持たせ、あわせて当接部材を有することにより、さらに効果をあげることができる。

図１１は、本発明のプロセスカートリッジを示す図である。また、図１２は、像担持体、帯電装置、クリーニング装置を示す図である。
図１１のプロセスカートリッジは、図１２に示す静電潜像を担持させる像担持体１０３と、像担持体１０３を帯電させる帯電装置１０４と、現像後のトナー像を転写材に転写した後に像担持体１０３上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置１０６と、前記現像装置Ｂもしくは現像装置Ｃを有するプロセスカートリッジである。
本発明のプロセスカートリッジは、前記現像装置を有することで、現像剤の凝集発生などの不具合が起こりにくく、トナー濃度や帯電量などの均一性も高くなり、安定した画像を形成することができる現像装置を画像形成装置本体に対し着脱が自在に構成することができる。

本発明の画像形成装置は、前記現像装置又はプロセスカートリッジを有している。これにより、現像剤の凝集発生などの不具合が起こりにくくなり、またトナー濃度や帯電量なども均一性が高くなるので、安定した画像を形成することができる。

本実施形態における画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機を示す図である。 本発明の現像装置である。 現像装置を示す図である。 従来の現像装置を上から見た図である。 本発明の現像装置を上から見た図である。 内壁Ｐと内壁Ｒが交わる隅の図である。 当接部材を有する現像装置である。 回転搬送体と当接部材を示す図である。 剤溜まり確認実験の現像装置を示す図である。 剤溜まり確認実験の結果を示す図である。 本発明のプロセスカートリッジを示す図である。 像担持体、帯電装置、クリーニング装置を示す図である。 内壁の隅での現像剤の滞留を示す図である。 従来の現像装置である。

符号の説明

１１ 現像剤担持体
１２ 第１の回転搬送体
１３ 第１の部屋
１４ 第２の回転搬送体
１５ 第２の部屋
１６ 仕切り部材
１７ 開口部
１８ 開口部
１９ 内壁Ｐ
２０ 内壁Ｑ
２１ 内壁Ｒ
２２ 内壁Ｓ
２６ 当接部材
１０１ カラー複写機
１０１Ａ 画像形成部
１０１Ｂ 給紙部
１０１Ｂ１ 給紙トレイ
１０１Ｂ２ 搬送ローラ対
１０１Ｂ３ レジストローラ対
１０１Ｃ 原稿搬送部
１０２ 中間転写ベルト
１０２Ａ 従動ローラ
１０２Ｂ 駆動ローラ
１０２Ｃ 対向ローラ
１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｂ 感光体（像担持体）
１０４ 帯電装置
１０５ 書き込み装置
１０６ クリーニング装置
１０７ 一次転写装置
１０８ 現像装置
１０９Ｂ 二次転写ローラ
１１０ クリーニング装置
１１１ 定着装置
Ｔ トナー像

Claims (7)

1. 静電潜像を現像しトナー像化する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に現像剤を供給する第１の回転搬送体を収納する第１の部屋と、
   回転しながら前記第１の回転搬送体とは逆方向に現像剤を搬送する第２の回転搬送体を収納する第２の部屋と、
   を備え、
   前記第１の部屋と前記第２の部屋とを両端に開口部のある仕切り部材で仕切り、前記開口部を通じて現像剤を循環移動させる現像装置において、
   前記現像装置は、
   前記第１の回転搬送体及び前記第２の回転搬送体の軸受が位置する内壁と前記第１の回転搬送体及び前記第２の回転搬送体に平行な内壁とが交わる４箇所のうち少なくともどれか一つが、曲面部を持っている
   ことを特徴とする現像装置。
2. 静電潜像を現像しトナー像化する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に現像剤を供給する第１の回転搬送体を収納する第１の部屋と、
   回転しながら前記第１の回転搬送体とは逆方向に現像剤を搬送する第２の回転搬送体を収納する第２の部屋と、
   を備え、
   前記第１の部屋と前記第２の部屋とを両端に開口部のある仕切り部材で仕切り、前記開口部を通じて現像剤を循環移動させる現像装置において、
   前記現像装置は、
   当接部材が、前記第１の回転搬送体、前記第２の回転搬送体の軸受の少なくともどれか一つに設置され、設置された前記回転搬送体の軸受と共に回転し、設置された前記回転搬送体に平行な内壁に当接する
   ことを特徴とする現像装置。
3. 静電潜像を現像しトナー像化する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に現像剤を供給する第１の回転搬送体を収納する第１の部屋と、
   回転しながら前記第１の回転搬送体とは逆方向に現像剤を搬送する第２の回転搬送体を収納する第２の部屋と、
   を備え、
   前記第１の部屋と前記第２の部屋とを両端に開口部のある仕切り部材で仕切り、前記開口部を通じて現像剤を循環移動させる現像装置において、
   前記現像装置は、
   前記第１の回転搬送体及び前記第２の回転搬送体の軸受が位置する内壁と前記第１の回転搬送体及び前記第２の回転搬送体に平行な内壁とが交わる４箇所のうち少なくともどれか一つが、曲面部を持っており、
   当接部材が、前記第１の回転搬送体、前記第２の回転搬送体の軸受の少なくともどれか一つに設置され、設置された前記回転搬送体の軸受と共に回転し、設置された前記回転搬送体に平行な内壁に当接する
   ことを特徴とする現像装置。
4. 画像形成装置に使用するプロセスカートリッジにおいて、
   前記プロセスカートリッジは、
   請求項１乃至３のいずれか一つに記載の現像装置と、
   静電潜像を担持させる像担持体と、
   を有し、
   前記画像形成装置本体に対し着脱が自在である
   ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
5. 請求項４に記載のプロセスカートリッジにおいて、
   前記プロセスカートリッジは、
   前記像担持体を帯電させる帯電装置、及び／又は現像後のトナー像を転写材に転写した後に前記像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置、を有する
   ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
6. 画像形成装置は、
   請求項１乃至３のいずれか一つに記載の現像装置を有する
   ことを特徴とする画像形成装置。
7. 画像形成装置は、
   請求項４又は５に記載のプロセスカートリッジを有する
   ことを特徴とする画像形成装置。

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