JP2008197321A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】画像形成装置に高速化を図る際に、供給ローラの周辺を回転する攪拌部材による供給ローラヘのトナーの供給が不足して、カスレが発生してしまう。また、高速化に伴って現像ローラと供給ロ−ラのニップによって生じる流動性低下によるトナー凝集も悪化し、これによる現像ローラへのトナーの供給不足も防ぎきれなかった。
【解決手段】現像ローラ6と供給ローラ8と撹拌機構とを備え、攪拌機構が、供給ローラ8と対面する位置に配置される攪拌部材12と、この攪拌部材12を、偏芯カム13及び付勢バネ15等によって供給ローラ8の対向する面と略垂直な方向で往復運動するように構成する。
【選択図】図2

Description

本発明は画像形成装置及び現像装置に関し、特に現像剤の攪拌機構を備えた現像装置の構成に関する。
従来、この種の装置は、感光ドラム上に形成された静電潜像にトナーを付着させて静電潜像を現像する現像ローラと、現像ローラにトナーを供給する表面が発泡体からなる供給ローラと、供給ローラにトナーを供給する撹拌部材を有している。撹拌部材は、供給ローラの近傍に位置し、供給ローラの上面と対向した位置で円形の回転軌跡を有して周期的に回転している。
撹拌部材は供給ローラに間欠的に接触しながら供給ローラ側にトナーを供給している。撹拌部材の回転により、供給ローラ近傍で発生する、現像ローラと供給ローラのニップによって生じる流動性低下によるトナー凝集やトナーの重力による凝集を防ぎ、画像にカスレが発生しないように防止していた(例えば、特許文献1参照)。
特開2005−172842号公報(第7頁〜第8頁、図1)
しかしながら、上記した従来の構成の装置では、画像形成装置に高速化を図る際に、供給ローラの周辺を回転する攪拌部材による供給ローラヘのトナーの供給が不足して、カスレが発生してしまう。また、高速化に伴って現像ローラと供給ロ−ラのニップによって生じる流動性低下によるトナー凝集も悪化し、これによる現像ローラへのトナーの供給不足も防ぎきれなかった。
本発明の目的は、これらの問題を解決し、現像ローラへのトナーの供給が不足するのを防止して、常に安定して高品位の印刷を可能とする現像装置及び画像形成装置を提供することにある。
本発明による現像装置は、静電潜像を担持する像担持体に対向して配置され、該像担持体上に形成された前記静電潜像を現像剤で現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部と、前記現像剤を攪拌する攪拌部とを備え、
前記攪拌部が、前記現像剤供給部と対面する位置に配置される攪拌部材と、前記攪拌部材を、前記現像剤供給部の対向する面と略垂直な方向で往復移動する駆動部とを備えたことを特徴とする。
本発明による別の現像装置は、静電潜像を担持する像担持体に対向して配置され、該像担持体上に形成された前記静電潜像を現像剤で現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部と、前記現像剤を攪拌する攪拌部とを備え、
前記攪拌部が、前記現像剤供給部と対面する位置に配置される攪拌部材と、前記攪拌部材を、前記現像剤供給部の対向する面と略平行な面に対して所定の角度範囲内で反復傾斜する駆動部とを備えたことを特徴とする。
本発明による更に別の現像装置は、静電潜像を担持する像担持体に対向して配置され、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部と、前記現像剤を攪拌する攪拌部とを備え、
前記攪拌部が、前記現像剤供給部と対面する位置に配置される攪拌部材と、前記攪拌部材を所定の軸回りに回転自在に保持し、且つ前記攪拌部材の軸を現像剤供給部に対して接近する方向と離間する方向とに往復移動する駆動部とを備えたことを特徴とする。
本発明による更に別の現像装置は、静電潜像を担持する像担持体に対向して配置され、該像担持体上に形成された前記静電潜像を現像剤で現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部と、前記現像剤を攪拌する攪拌部とを備え、
前記攪拌部が、前記現像剤供給部と対面する位置に配置される攪拌部材と、前記攪拌部材の一部又は全部を、前記現像剤供給部の鉛直方向の上方に移動させる駆動部とを備え、前記鉛直方向の上方に移動した前記攪拌部材の前記一部又は全部が、自重により前記現像材供給部に接近するようにしたことを特徴とする。
本発明によれば、トナーの凝集を防止し、供給ローラヘのトナーの供給が不足するのを解消して、安定して高品位な印刷が可能となる。
実施の形態1.
図1は、本発明に基づく実施の形態1の画像形成装置の要部構成を示す要部構成図である。
同図において、画像形成装置601は、ブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の4色を印刷可能なカラー電子写真プリンタとしての構成を備え、ロワーカバー602と、ロワーカバー602に対して支軸603を中心に回動して分割面604を境に開閉自在なアッパーカバー605とを有し、アッパーカバー605には、印刷済みの記録用紙が排出されるスタッカ606が設けてある。ロワーカバー602の内部には、給紙ローラ607〜610を有する概ねS字状の用紙搬送路611が形成されており、この用紙搬送路611の上流側端部には、記録用紙を収納する給紙カセット612が配置され、下流側端部には前記したスタッカ606が位置する。
用紙搬送路611には、給紙カセット612から記録用紙を繰り出す用紙繰り出し部613、繰り出された記録用紙を静電効果により転写ベルト614に付着させて搬送する転写ベルトユニット615、及び後述するように記録用紙に形成されたトナー画像を記録用紙に定着させる定着部616が設けられている。転写ベルトユニット615とによって、転写ベルト614の移動路上の用紙搬送路611を挟む位置に、記録用紙の搬送方向上流側より順にブラック(B)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の現像ユニット617〜620が一列に着脱自在に配列されている。各現像ユニット617〜620は、それぞれブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの色トナーを収容するトナーカートリッジ617a〜620aとこれを装着する現像装置617b〜620bとからなる。本実施の形態においては、各現像ユニット617〜620の構成は同一であり、収納されているトナーの色が異なる。
各現像装置617b〜620bの感光体ドラム2の周囲には、それぞれ回転方向の上流側から順に帯電ローラ3、LEDヘッド17、現像ローラ6、及び転写ローラ14等が配置されている。このうち、LEDヘッド17は、アッパーカバー605に配設され、転写ローラ14は、この現像ユニット617〜620を載置する装置本体側に配設されている。このように、各現像ユニット617〜620は、それぞれ一体的に形成され、画像形成装置601本体に対して着脱可能に構成されている。尚、上記したように、画像形成装置601の、用紙カセット612、現像装置617〜620、或いはアッパーカバー605のように、着脱可能な或いは可動な構成要素の個々に対して、その構成要素を除いた部分を画像形成装置本体と称す。
現像ユニット617〜620の構成は同一であるため、ここではブラック(B)用の現像装置617bを例にして各現像装置の構成について更に説明する。
感光体ドラム2は、所定の回転速度で矢印方向に回転可能に配設され、表面に電荷を蓄えることができ、露光によって表面の電荷を除去することができる。帯電ローラ3は、所定電圧が印加されて感光体ドラム2の表面に一定の圧力で回転可能に接触して感光体ドラム2の表面を所定の電圧に帯電し、LEDヘッド17は、帯電された感光体ドラム2の表面を選択的に露光して静電潜像を形成する。現像ローラ6は、後述するように、感光体ドラム2に一定の圧力で接触し、感光体ドラム2に形成された静電潜像に帯電トナーを付着させて現像する。
図1に示すように、上記した4つの現像ユニット617〜620の各感光体ドラム2に対向する位置には、それぞれ導電性のゴム等によって形成された転写ローラ14が、記録用紙を静電吸収して搬送する転写ベルト614を介して圧接された状態で配設されている。これらの転写ローラ14は、感光体ドラム2上のトナー現像を記録用紙に転写するが、この転写時に、各感光体ドラム2の表面電位とこれらの各感光体ドラムに対向して配置された各転写ローラ14の表面電位に所定の電位差を持たせるための電位が印加される。搬送ベルト614は、駆動ローラ621、従動ローラ622により張架され、駆動ローラ621の回転で走行する。
尚、図1中のXYZ座標は、記録用紙が各現像ユニット617〜620を通過する際の搬送方向にX軸をとり、感光体ドラム2の回転軸方向にY軸をとり、これら両軸と直交する方向にZ軸をとっている。また、後述する他の図においてXYZ座標が示される場合、これらの座標の軸方向は、共通する方向を示すものとする。即ち、各図のXYZ軸は、各図の描写部分が、図1に示す画像形成装置1を構成する際の配置方向を示している。
図2は現像装置617bの要部構成を示す要部構成図であり、図3は現像装置617bのトナーカートリッジ載置部101の端部近傍を斜め上方から見た部分斜視図であり、図4は攪拌部材12の平面図である。現像ユニット617〜620の構成は同一であるため、ここでは現像装置617bを例にして、各現像装置の構成について、図2〜図4を参照しながら更に説明する。
現像装置617bは、感光体ドラム2、帯電ローラ3、現像ローラ6、現像ローラ6のトナー量を規制する現像ブレード7、現像ローラ6ヘトナー5を供給する供給ローラ8、トナーを収容しておく現像室9、感光体ドラム2上に残ったトナーを掻き落とすクリーニングブレード11aを有するクリーニング部11、及びトナーカートリッジが載置されるトナーカートリッジ載置部101を備えている。
現像装置617bは、現像室9内における、供給ローラ8とトナー供給口16との間の供給ローラ8の近傍に攪拌部材12を配設している。この攪拌部材12は、図4に示すように、その長手方向の両端部の対向する位置に、後述するバネの一端を受けるバネ受けガイド31,32と凸状ガイド33,34が形成されている。尚、トナーカートリッジ載置部101は、回転体ドラム2の軸方向において、例えば記録用紙幅を超える回転体ドラム2の幅と同程度の幅を有するもので、攪拌部材12もトナーカートリッジ載置部101の長手方向の略全域にわたって延在可能な略長方形の外形を有する部材である。
図3に示すように、トナーカートリッジ載置部101の一方の長手方向端部の側壁部40には、バネ受けガイド31を受入れるバネ付きガイド溝41、及び凸状ガイド33を受入れるガイド長溝43が形成されている。またトナーカートリッジ載置部101の他方の長手方向端部(図示せず)にも、攪拌部材12のバネ受けガイド32を受入れるバネ付きガイド溝42(図示せず)と、凸状ガイド34を受入れるガイド長溝44(図示せず)とが形成されている。
これ等のガイド機構によって、攪拌部材12は、現像室9内の所定の移動領域にわたって上下方向(Z軸方向)にスライド可能に保持される。バネ付きガイド溝41内において、側壁部40とバネ受けガイド31の上面との間には圧縮された状態で付勢バネ15が架けられ、バネ受けガイド31を下方(Z軸マイナス方向)に付勢している。またトナーカートリッジ載置部101の他方の長手方向端部(図示せず)でも同様にして攪拌部材12のバネ受けガイド32が下方(Z軸マイナス方向)に付勢されている。
一方、バネ受けガイド31の下面側には、Y軸方向に配設された回転軸35を有して回転する偏芯カム13が設置され、バネ受けガイド31の下面が偏芯カム13の周面に当接した状態が保たれている。またトナーカートリッジ載置部101の他方の長手方向端部(図示せず)でも同様にして攪拌部材12のバネ受けガイド32が、偏芯カム13と同軸で対応して配置された偏芯カム(図示せず)の周面に当接している。
従って、攪拌部材12は、偏芯カム13が回転するのに同期して、現像室9内の後述する所定の移動領域内で上下方向(Z軸方向)にスライド移動する。攪拌部材12には、図4に示すように、幅d1の長孔12a,12bと幅d2の長孔12c,12dとが、それぞれ対称に形成されている。
以上の構成において、攪拌部材12の動作について説明する。供給ローラ8は、現像ローラ6と同じ方向に、各周速度に一定の差を維持しながら摺動して回転し、現像ローラ6との電位差に基づいて、トナー供給口16より供給されたトナー5を現像ローラ6に供給すると共に、現像ローラ6の外周面の余分なトナー5を掻き取ることが出来る。尚、供給ローラ8は、シリコーンゴム、ウレタンゴム等の発泡体としての発泡弾性体によって形成され、表面には複数の図示されないセルが形成されている。
供給ローラ8と現像ローラ6とが接触するニップ部Nおいて、各ローラ間の摺動によって生じる摩擦により、トナー5がわずかに帯電させられる。そして、現像ローラ6上のトナー5は、現像ローラ6の回転に伴って現像ブレード7まで搬送され、現像ブレード7によってトナー層の厚さが規定された後に感光体ドラム2に接し、感光体ドラム2上の静電潜像によって静電気力で引きつけられて感光体ドラム2に移動させられてトナー像を形成する。以上のように、トナー供給ローラ8が矢印C方向に回転するのに従って、トナー供給ローラ8の表面に形成された各セル(図示せず)は、トナー供給ローラ8の周囲のトナー5を描き取り、掻き取ったトナー5を現像ローラ6に供給するようになっている。
ここで、攪拌部材12が備えられていない場合の、現像室9内のトナー5の状態について説明する。
しかしながら、トナー5は、現像ローラ6と供給ローラ8とのニップ部分Nを通過する際に、現像ローラ6と供給ローラ8とによりこすられるために力学的なストレスを受けてトナー表面の流動化剤(外添剤)が埋没し或いは離脱し、更に印刷の際に発生する熱によるストレスを受けてトナー同士が融着する。このためトナー5の流動性が低下し、印刷が繰り返されるのに伴って供給ローラ8の近傍においてトナー5の凝集が発生する。このようにトナー5の凝集が発生すると、各トナー5の粒子が外部からの力に対して移動しにくくなる。
その場合、トナー供給ローラ8の表面に形成されたセルによって供給ローラ8の周囲のトナー5を掻きとる能力が低くなるため、結果的に現像ローラ6へのトナー5の供給量が少なくなってしまう。特に、供給ローラ8とトナー供給口16との間の供給ローラ8の近傍においては、重力によってトナー5に加わる力学的なストレスが大きくなり、更にトナー5の凝集が発生して下記するように供給ローラ5の周囲のトナー5を掻き取る能力が低くなると、新たなトナーが落下する量がその分少なくなり、現像ローラ6へのトナー5の供給量が一層少なくなってしまう。その結果、印刷を行った場合、画像にカスレが発生し、画像品質が低くなってしまう。
ここで、トナーの凝集が発生することによる、供給ローラ8によるトナー供給量への影響について更に説明する。トナーの凝集が起こるとトナーの粒径は見かけ上大きくなり、単位体積あたりの表面積が減ってしまうのでトナーの帯電量が少なくなってしまう。また、トナー間のファンデルワース力が低下するので外部の力に対して移動しにくくなる。そのため、供給ローラ8が表面にトナーを保持しにくくなるので、供給ローラの掻き取り能力が低下する。このように、供給ローラ8近傍のトナーを掻き取る能力が減少するため、供給ローラ近傍のトナーが消費されることなく滞留し、トナー供給口16から供給ローラ8に移動するトナー5の供給量が減ってしまう。
次に、本実施の形態のように、供給ローラ8とトナー供給口16との間の供給ローラ8の近傍に攪拌部材12を配設した場合の動作について説明する。図5は、攪拌部材12をその平面図である図4に示すB−B線で切る断面を、供給ローラ8と共に示す断面図である。
撹拌部材12は、所定の樹脂(本実施の形態においてはABS樹脂)からなり、供給ロ一ラ8の軸方向とほぼ同じ軸方向寸法と平らな形状を有している。そして、図4、5で示すように、撹拌部材12の断面外形は略長方形形状で、X−Y平面に対して略平行となる平板面22を有している。撹拌部材12は、その両端に前記したバネ受けガイド31,32、及び凸状ガイド33,34を有し、これ等が、前記したようにトナーカートリッジ載置部101の側壁部に形成されたバネ付きガイド溝41,42(41のみ図3に図示)、及びガイド長溝43,44(43のみ図3に図示)によってガイドされ、現像室9内の所定の移動領域にわたって上下方向(Z軸方向)にスライド可能に保持される。
図6、図7は、攪拌機構の動作を説明するための動作説明図であり、図8は、画像形成装置601(図1)に配設されたモータ25を駆動源として、現像装置617b内の感光体ドラム2、現像ローラ6、供給ローラ8、及び偏芯カム13に伝達される回転駆動力の伝達経路を概略的に示す動作説明図である。
前記したように偏芯カム13は、回転軸35を有して回転するが、この回転軸35には偏芯カム駆動ギヤ26が取付けられており、この偏芯カム駆動ギヤ26には以下のようにして回転駆動力が伝達される。即ち、画像形成装置601に配設されたモータ25を駆動源にして、減速ギヤ70と現像装置617bの感光体ドラム2を駆動する駆動ギヤ71とを介し、現像装置617b内で感光体ドラム2より現像ローラ6、アイドルギヤ72、供給ローラ8の順に駆動され、更にアイドルギヤ73を介して偏芯カム駆動ギヤ26に回転駆動力が伝達される。これにより、偏芯カム13の回転軸35は、一定の回転速度で回転することができる。
偏芯カム13の回転に伴って、撹拌部材12は現像室9内の所定の移動領域内で、図6に示すように平板面22が供給ローラ8と接触する移動位置と、図7に示すように平板面22が供給ローラ8から最も離れる位置との間で上下方向(Z軸方向)に往復移動し、撹拌部材12の平板面22が供給ローラ8と間欠的に接触する。撹拌部材12の移動距離及び移動領域は偏芯カムの偏芯量及び回転軸位置により調節でき、現像装置617bの寸法、特性等によって設定される。
攪拌部材12の往復運動によって、攪拌部材12が供給ローラ8に対して周期的に近接し、この接近時にトナー5を直線運動方向に押し出すので効率よく供給ローラ8にトナーが供給されるため、トナー5を供給ローラ8に押し付けることができる。また、凝集しようとするトナー5に対して攪拌部材12の直線運動が作用することで、トナー5に攪拌の力が加わるため、トナー5の凝集を防ぎ、常にほぐれた状態に保つことができる。以上のように、攪拌部材12の往復運動によって、トナー5を現像ローラ6に効率よく供給することが可能となる。
前記したように、攪拌部材12の平板面22には、幅d1の長孔12a,12bと幅d2の長孔12c,12dとが、それぞれ対称に形成されている。これらの長孔は、平板面22によって押出されるトナー5の量を調整するもので、幅d1、d2を適度に設定することにより、トナー5を安定的に供給ローラ8に供給できる。例えば、長孔がない場合、トナーが過度に攪拌され、その移動するスペースが無くなってしまい、長孔が大き過ぎる場合、攪拌効果が得られなくなるので、長孔12a,12bはトナーが凝集することなく安定的に攪拌移動できる大きさが好ましい。
発明者等による実験では、幅d1、d2は、2mm〜5mm程度が好ましく、2mm以下では長孔にトナーが詰まって塞がってしまい、5mm以上では、長孔の両端部分の攪拌効果が減少して、トナーを供給ローラ8に供給する能力が低下した。
尚、本実施の形態では、トナー供給口16を供給ローラ8の上方に配置したが、トナー供給口16を供給ローラ8に対して水平方向にずらして配置した場合でも、トナー供給口16と供給ロ一ラ8との間に撹拌部材12を配置することによって同様の効果が得られる。
次に、本実施の形態の変形例について説明する。
図9は、本実施の形態の変形例を示すクランクバーの部分構成図であり、図10はこのクランクバーを採用した際のトナーカートリッジ載置部107の端部近傍を斜め上方から見た部分斜視図である。
この変形例では図3に示す偏芯カム13に代え、図9に示すクランクバー19を採用している。この場合、クランクバー19の支点部23が図8に示す回転軸35に相当し、モータ25から伝達された回転力によって所定方向に回転しているものとする。一方支点部23から距離fの位置に形成された作動部24は、攪拌部材12のバネ受けガイド31の下面側に当接して攪拌部材12のスライド位置を決めている。従って、クランクバー19が回転することによって、作動部24が回転支点23を中心に距離fの軌跡で回転して撹拌部材12へ作用するので、撹拌部材12は、偏芯カム13(図3)の場合と同様に、現像室9内の所定の移動領域内で上下方向にスライド移動することができる。
図11は、本実施の形態の別の変形例を示す説明図である。この変形例では、撹拌部材12が供給ローラ8の上方で往復運動を行う際に、その平板面22が攪拌部材8に当接せず、再接近した際に隙間eが生じるように、攪拌部材の移動領域が設定されている。従って、撹拌部材12は、供給ローラ8と接触しないので、供給ローラ8の回転負荷になることが避けられ、その分、供給ローラ8を回転させるための駆動部としてのモータ25(図8)の容量を小さくすることが出来る。
ところで、撹拌部材12は供給ローラ8に向かって直線上に近づくので、攪拌部材12によって押し出されるトナー5は、直接供給ローラ8に向かって押し付けられ、撹拌部材12が供給ローラ8に接触する場合にはトナー5が確実に供給ローラ8に移動する。しかしながら、図11に示すように隙間eが形成される場合は、トナー5同士が玉突き状に撹拌部材12から供給ローラ8に移動するため、下記のように玉突き状に伝わるトナー5による移動力が低下する可能性がある。このため、隙間eをある程度以下に設定する必要がある。
このように、撹拌部材12と供給ローラ8との間に隙間eが形成される際のトナーの動きについて更に説明する。図12に示すように、攪拌部材12によって押し出されたトナー5は、押される方向の隣接するトナーを押すことにより、トナー同士が順次玉突き状に供給ローラ8に向って移動する。このとき、トナーを順次押すときの力は段階的に弱くなっていく。これは、次のトナーが前のトナーの移動方向と違う方向にも移動可能であるため、力が他方向に分散されてしまうためである。
撹拌部材12を配設しない場合、或いは撹拌部材12を配設して隙間eを0(供給ローラ8に当接する状態)、0.4mm、0.8mm、1.0mmとした場合で、以下の条件の基にそれぞれ印刷を行い、画像を比較した結果を表1に示す。
A4判の用紙を使用して所定の枚数(0枚、2500枚、5000枚、7500枚、10000枚、12500枚、15000枚)だけ縦送り(用紙の短い辺を先端と後端とする搬送方向)で白紙印刷を行い、所定の枚数の白紙印刷が終了した後に、ベタ印刷を行って、画像にカスレが発生しているか否かを判断した。尚、印刷結果を比較するにあたり、白紙印刷を行うことで、トナー5を消費することなく、トナー5の凝集が発生するかを確実に判断するようにした。また、ベタ印刷においては、用紙上の印刷可能領域の前面に100%の印刷デューティーを行った。
また、トナーの供給不足による画像の濃度低下が発生したときに、画像のカスレが発生したと判断した。表1において、画像のカスレが発生していない場合は○、わずかでも画像のカスレが発生した場合は×とした。
また、供給ローラ8の一回転に対して、攪拌部材12は2.5往復するように構成されており、供給ローラ8、現像ローラ6、及び感光体ドラムの各外径、及び所定の枚数の印刷が終了した段階での各ローラの回転数は、表1に示す通りである。
Figure 2008197321
表1から判るように、撹拌部材12が配設されていない場合は、印刷枚数が2500枚になるとカスレが発生し、撹拌部材12が配設され、撹拌部材12と供給ローラ8とが接触する間隔e=0の場合は、現像装置の交換寿命の上限である印刷枚数が15000枚になってもカスレは発生しなかった。
また、表1の実験結果から明らかなように、ここでの実験では、撹拌部材12と供給ローラ8との隙間eを0.4mm、0.8mm、1.0mmにして印刷を行ったが、隙間eが0.4mm、0.8mmまではカスレは発生しなかったが、1.0mmでは発生してしまった。以上の結果より、撹拌部材12を配設する場合、供給ローラ8との隙間eを0.8mm以下に設定することが望ましい。
以上のように、本実施の形態によれば、供給ローラ8近傍のトナー5の凝集を防止し、トナー5の供給を安定的に行なうことができるので、印刷におけるカスレの発生を防止することができ、画像品位を向上させることが出来る。
実施の形態2.
図13は、本発明に基づく実施の形態2の現像装置に採用される攪拌部材20の構成及び配置を示す構成図である。
この攪拌部材20を採用する現像装置が、前記した図2に示す実施の形態1の現像装置617bと主に異なる点は、攪拌部材20の形状のみである。従って、この攪拌部材20を採用する現像装置が、前記した実施の形態1の現像装置617b(図2)と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いてここでの説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。
図13において、攪拌部材20は、前記した実施の形態1の攪拌部材12(図2)と同様に供給ローラ8とトナー供給口16との間の供給ローラ8の近傍に配置され、同じ外形寸法を有して幅d1の長孔20bと幅d2の長孔20dとが形成されている。尚、この攪拌部材20に形成された長孔20b,20dは、前記した実施の形態1の攪拌部材12の長孔12b,12d(図4)と同様の位置に形成されるもので、この他に長孔12a,12cに対応する長孔20a,20c(図示せず)が形成されているものである。図13に示すように、攪拌部材20は、各長孔間に介在する桟21の、供給ローラ8と対向する下向部21aが楔状に形成されている。
図14は、攪拌部材20が、現像室9(図2参照)内の所定の移動領域内で上下方向にスライド移動する際の、攪拌部材20の動作を説明するための説明図である。
図14に示すように、撹拌部材20は、その往復運動によって供給ローラ8に近づくときにトナー5を押しのけて進むが、押しやられるトナー5は、直接的に撹拌部材20により押しつけられるか、或いは間接的にトナー5同士を伝わる力によって押されるかして供給ローラ8に供給される。この時、撹拌部材20の供給ローラ8と対向する下向部21aが楔状に形成されているため、供給ローラ8の近傍周辺で凝集しようとするトナー5を鋭く崩すことができる。
このような楔形状を有した撹拌部材20は、供給ローラ8の周辺でのトナー5の凝集を崩すようにトナー5を矢印f及びgの方向により多く動かすことが可能である。即ち、攪拌部材20が供給ローラ8の方向に移動するとき、楔面の法線方向に力が働き、トナーが玉突き状に同方向に移動しだすが、その周りのトナーの影響で法線方向のみでなく、法線方向以外の矢印f及びgの方向にも動くことになる。ここでは、法線方向及びその両側の方向に動く。またトナーが動く方向が広がることで、より多くのトナーを攪拌できる。このため、トナーの凝集を防いで流動性を向上することができ、結果として供給ローラ8により多くのトナーを供給することが可能となる。
また、撹拌部材20は、トナー供給口16(図2参照)と供給ローラ8との間に介在するため、トナー供給口16より供給されたトナー5が供給ローラ8に供給される際の妨げになる恐れがあるが、撹拌部材12の桟21が楔状に形成されているために、妨げにならずにより多くのトナーを供給することができる。例えば、桟21が四角柱のような形状であると、攪拌部材20の占有面積が大きくなり、トナー5がトナー供給口16より入ってきて供給ローラ8に供給されるときのスペースがその分小さくなるため、トナーが入ってき難くなる。この時、本実施の形態のように桟21を楔状に形成していると、トナーが入ってこられるスペースが確保できるため、トナー供給の妨げになるのを防ぐことが可能となる。
次に、本実施の形態の変形例について説明する。
図15は、本実施の形態の変形例を示す攪拌部材28の構成及び配置を示す構成図である。この攪拌部材28が、前記した図13に示す攪拌部材20と異なる点は、桟29(図13では桟21)の形状である。即ち、この変形例での桟29は、供給ローラ8と対向する下向部29aが楔状に形成され、更にその反対側の、トナー供給口16(図2)に対向する上向部29bも楔状に形成されている。
図16は、攪拌部材28が、現像室9(図2)内の所定の移動領域内で上下方向にスライド移動する際の、攪拌部材28の動作を説明するための説明図である。
攪拌部材28は、その往復運動によって供給ローラ8に近づくとき、前記した図13に示す攪拌部材20と同様の作用により、トナーの凝集を防いで流動性を向上することができる。また、図16に示すように、攪拌部材28は、供給ロ−ラ8から離れる際にも、トナー5を、その移動方向である矢印j方向だけでなく、矢印h,iの広い方向に押しやることができ、これによってトナー5の凝集の防止効果を更に向上することができる。
例えば、桟29の上向部29bが楔状でなく平面だけの場合には、面の法線方向の1方向にしかトナー移動する力が作用しないが、楔形状にすることで、攪拌の面は2面以上になる。そのため、トナーを移動させる力が2方向以上に作用してトナーが移動する方向(角度)が拡大してより多くのトナーが動くことができるので、多くのトナーが攪拌されてトナーの凝集を防ぐことができる。
以上のように、本実施の形態によれば、トナー供給口16と供給ローラ8との間で往復運動する撹拌部材の桟の、供給ローラ8に対向した下向部、更には反対側の上向部が楔形状を有しているため、トナーの動く方向を増やすことができ、トナー5の撹拌効率を上げることができる。これにより、供給ローラ8付近でのトナー5の凝集を防いで印刷に必要なトナーを安定して供給できるため、印刷におけるカスレが発生するのを防止することができ、画像品位をより向上させることが出来る。
実施の形態3.
図17は、本発明に基づく実施の形態3の現像装置627bの要部構成を示す要部構成図であり、図18は現像装置627bのトナーカートリッジ載置部101の端部近傍を斜め上方から見た部分斜視図であり、図19は攪拌部材50の平面図である。
現像装置627bは、図1に示す画像形成装置601の現像装置617b〜620bに相当して使用され、この現像装置627bが、前記した図2に示す実施の形態1の現像装置617bと主に異なる点は、攪拌部材50の形状、及びこれを攪拌駆動するための駆動方法である。従って、この現像装置627bを採用する画像形成装置が、前記した実施の形態1の画像形成装置601(図1)と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いてここでの説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。
現像装置627bは、現像室9内における、供給ローラ8とトナー供給口16との間の供給ローラ8の近傍に攪拌部材50を備えている。この攪拌部材50には、図19に示すように、その長手方向の両端部の対向する位置に、後述するバネの一端を受けるバネ受け凸部51,52と回転軸突起53,54が形成されている。
図18に示すように、トナーカートリッジ載置部101の一方の長手方向端部の側壁部40には、バネ受け凸部51を受入れるバネ付きガイド溝61、及び回転軸突起53を受入れて攪拌部材50を回転自在に保持する回転軸溝63が形成されている。またトナーカートリッジ載置部101の他方の長手方向端部(図示せず)にも、攪拌部材50のバネ受け凸部52を受入れるバネ付きガイド溝62(図示せず)と、回転軸突起54を受入れる回転軸溝64(図示せず)とが形成されている。
以上の構成により、攪拌部材50は、現像室9内の所定の動作位置おいて一対の回転軸突起53,54を軸として矢印M,L方向に回動可能に保持される。バネ付きガイド溝61内において、側壁部40とバネ受け凸部51の上面との間には圧縮された状態で付勢バネ15が架けられ、バネ受け凸部51を下方(矢印L方向)に付勢している。またトナーカートリッジ載置部101の他方の長手方向端部(図示せず)でも同様にして攪拌部材50のバネ受け凸部52が下方(矢印L方向)に付勢されている。
一方、バネ受け凸部51の下面側には、Y軸方向に配設された回転軸35を有して回転する偏芯カム13が設置され、バネ受け凸部51の下面が偏芯カム13の周面に当接した状態が保たれている。またトナーカートリッジ載置部101の他方の長手方向端部(図示せず)でも同様にして攪拌部材50のバネ受け凸部52が、偏芯カム13と同軸で対応して配置された偏芯カム(図示せず)の周面に当接している。
従って、攪拌部材50は、偏芯カム13が回転するのに同期して、現像室9内の後述する所定の動作位置で矢印M,L方向に周期的に回動する。攪拌部材50には、図19に示すように、枠55を残して形成された長方形の開孔50aが形成されている。
以上の構成において、攪拌部材50の動作について説明する。図20は、攪拌部材50をその平面図である図19に示すC−C線で切る断面を、供給ローラ8、及び偏芯カム13と共に示す断面図である。
撹拌部材50は、所定の樹脂(本実施の形態においてはABS樹脂)からなり、供給ロ一ラ8の軸方向とほぼ同じ軸方向寸法と平らな形状を有している。そして、図19、20で示すように、撹拌部材50の断面外形は長方形形状で、その両端に前記したバネ受け凸部51,52、及び回転軸突起53,54を有し、これ等が、前記したようにトナーカートリッジ載置部101の側壁部に形成されたバネ付きガイド溝61,62(61のみ図18に図示)、及び回転軸溝63,64(63のみ図18に図示)に嵌入し、現像室9内の所定の動作位置おいて矢印M,L方向に回動自在に保持される。
図21、図22は、攪拌機構の動作を説明するための動作説明図である。
前記したように偏芯カム13は、回転軸35を有して回転するが、図8に示すように、この回転軸35には偏芯カム駆動ギヤ26が取付けられており、この偏芯カム駆動ギヤ26には図8に示す前記した伝達経路を経て回転駆動力が伝達される。これにより、偏芯カム13の回転軸35は、一定の回転速度で回転することができる。
偏芯カム13の回転に伴って、撹拌部材50は現像室9内の所定の動作位置、即ち図21に示すように枠55の先端部55aが供給ローラ8と接触する回動位置と、図22に示すように枠55の先端部55aが供給ローラ8から最も離れる位置との間で回動し、枠55の先端部55aが供給ローラ8と間欠的に接触する。撹拌部材50の動作位置及び回動領域は偏芯カムの偏芯量及び回転軸位置により調節でき、現像装置627の寸法、特性等によって設定される。
攪拌部材50の、回転軸突起53,54を回転軸とした矢印L,M方向への回動の反復によって、トナー5を供給ローラ8に押し付けると同時に、供給ローラ8近傍で凝集したトナー5をほぐす。また、攪拌部材50は、回転軸を中心に回動するため、攪拌部材50の先端部55aと現像ブレード7との間に相当する供給ローラ8への入り口部65(図20)を大きく確保できるので、より多くのトナー5を受入れて供給ローラ8に供給することができる。
前記した実施の形態1では攪拌部材を上下方向に平行移動させたが、この場合上下の移動量があまり大きく取れないのに対し、本実施の形態では、攪拌部材を軸回転によって回動させているため、攪拌部材50の先端部55aの移動量を大きく確保できる。このため、現像室内で比較的小スペースを確保するのみで、攪拌部材を高効率で実装可能となる。また、攪拌部材50の先端部55aの移動距離を大きくすることで、多くのトナーを攪拌できるため、広範囲にわたってトナーの凝集を防ぎ、供給ローラ8にトナーを円滑に効率よく供給できる。
尚、本実施の形態では、トナー供給口16を供給ローラ8に対して上面に配置したが、トナー供給口16を供給ローラ8に対して水平方向にずらして配置した場合でも、トナー供給口16と供給ローラ8の間に攪拌部材50に配置することによって同様の効果が得られる。
また、本実施の形態では、撹拌部材50の動作の駆動源に偏芯カム13を用いているが、前記実施の形態の変形例で説明したように図9、図10に示すようなクランクバー19に代えることも可能である。この場合、クランクバー19の支点部23は所定のギヤ等の回転伝達系を介して図示されない駆動部としてのモータと連結され、モータを駆動することによって一定の回転速度で回転させられる。撹拌部材12に作用する作動部24は、回転支点23を中心に距離fの軌跡で回転して撹拌部材50に作用するので、撹拌部材50は偏芯カム13の場合と同様に、現像室9内の所定の動作位置で、回転軸突起53,54を回転軸として矢印L,M方向への回動を繰り返す。
また、供給ローラ8に対して、撹拌部材50の先端部55aが接触するときはトナー5を確実に供給ローラ8に押付けることができるが、供給ローラ8と撹拌部材50の先端部55aとの間に隙間を設定することで、供給ローラ8を回転動作する際の負荷を低減できる。この時、供給ローラ8へのトナー5の押し込みが低下する恐れがあるが、前記した実施の形態1の別の変形例で説明したように、隙間0.8mmまでは印刷にカスレは発生しない。更に、撹拌部材50の枠55の形状においても、平面形状の他に、実施の形態2で示したように、供給ローラ8に対向する側、更にはその反対側に、楔状部分を設けるように構成しても良く、この場合、実施の形態2の攪拌部材と同様の効果を得ることができる。
以上のように本実施の形態の現像装置によれば、供給ローラ近傍のトナー5の凝集を防止してトナー5の供給を安定的に行い、印刷におけるカスレが発生するのを防止することができ、画像品位を向上させることが出来る。また、攪拌部材の移動量(攪拌部材の先端部が供給ローラ8から離れる距離)を回動によって得ているため、平行移動によって得る(実施の形態1の場合)に比べて、実装スペースを小さく出来る。即ち、実施の形態1の現像装置に比べ、攪拌部材の同じ移動量を小さい空間で確保できる。
実施の形態4.
図23は、本発明に基づく実施の形態4の現像装置637bの要部構成を示す要部構成図であり、図24は現像装置637bのトナーカートリッジ載置部101の端部近傍を斜め上方から見た部分斜視図である。
現像装置637bは、図1に示す画像形成装置601の現像装置617b〜620bに相当して使用され、この現像装置637bが、前記した図2に示す実施の形態1の現像装置617bと主に異なる点は、攪拌部材80の形状、及びこれを攪拌駆動するための駆動方法である。従って、この現像装置637bを採用する画像形成装置が、前記した実施の形態1の画像形成装置601(図1)と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いてここでの説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。
現像装置637bは、現像室9内における、供給ローラ8とトナー供給口16との間の供給ローラ8の近傍に攪拌部材80を備えている。この攪拌部材80には、図24に示すように、その長手方向の両端部の対向する位置に、後述する回転軸孔81,82(81のみ図示)が形成されている。
図24に示すように、トナーカートリッジ載置部101の一方の長手方向端部の側壁部40には、図25に示すように支点部86と動作部87とが連結したクランクバー85が配設され、この支点部86が、図8に示す回転軸35に相当し、モータ25から伝達された回転力によって所定方向に回転可能に構成されている。動作部87の先端部には、突起軸87aが形成されている。この突起軸87aは、攪拌部材80に形成された回転軸孔81に嵌入し、後述するように所定の摩擦力を有して攪拌部材80を回転自在に保持している。
またトナーカートリッジ載置部101の他方の長手方向端部(図示せず)にも、クランクバー85と対称に構成されたクランクバー(図示せず)が配設され、その動作部に形成された突起軸が攪拌部材80に形成された回転軸孔82(図示せず)に嵌入して攪拌部材80を回転自在に保持している。
従って、支点部86が例えば矢印L方向に回転するとき、攪拌部材80の回転軸孔81,82が、支点部86を中心とする円周上を移動する。攪拌部材80には、図24に一部が示されるように、枠83を残して形成された長方形の開孔80aが形成されている。また、トナーカートリッジ載置部101の側壁部40には、後述するように攪拌部材80の回転を規制する上側ブロック88と下側ブロック89とが形成されている。
以上の構成において、攪拌部材80の動作について説明する。図26は、支点部86の回転軸方向からみた攪拌部材80の動作説明図であり、図27、図28は攪拌機構の動作を説明するための動作説明図である。
攪拌部材80は、所定の樹脂(本実施の形態においてはABS樹脂)からなり、供給ロ一ラ8の軸方向とほぼ同じ軸方向寸法と平らな形状を有している。そしてその両端の対向する位置に形成された、回転軸孔81,82(81のみ図示)に、回転軸孔81に対向するクランクバー85の突起軸87aが、また回転軸孔82(図示せず)に対向する図示しないクランクバーの突起軸がそれぞれ嵌入し、これらの一対のクランクバーによって所定の摩擦力を有して回転自在に保持されている。
図26(a)は、攪拌部材80が最上位位置に到達する直前の状態を示し、同図(b)は、攪拌部材80が最下位位置に到達する直前の様子を示している。同図(a)では、攪拌部材80が上側ブロック88に当接してその動きが制限されており、クランクバー85が更に矢印方向に回転して鉛直上方位置に達すると、図28に示すように攪拌部材80は、最上位位置の達すると同時に水平状態となる。
更にクランクバー85が同方向に回転すると、攪拌部材80は上側ブロック88から外れるため、前記した回転摩擦力によってクランクバー85と一体的に移動する。更にクランクバー85が同方向に回転すると、攪拌部材80の枠83の一端部83aが下側ブロック89に当接してその動きが制限さ始める。同図(b)は、クランクバー85が更に同方に回転し、攪拌部材80が最下位位置に到達する直前の様子を示している。このとき、攪拌部材80は、依然として下側ブロック89に当接してその動きが制限されており、クランクバー85が更に矢印方向に回転して鉛直下方位置に達すると、図27に示すように攪拌部材80は、最下位位置に達すると同時に水平状態となる。
更にクランクバー85が同方向に回転すると、攪拌部材80は下側ブロック89から外れるため、前記した回転摩擦力によってクランクバー85と一体的に移動する。更にクランクバー85が同方向に回転すると、攪拌部材80の枠83の他端部83bが上側ブロック88に当接してその動きが制限さ始める。クランクバー85が更に同方に回転すると、やがて前記した同図(a)に示す、攪拌部材80が最上位位置に到達する直前の状態となる。以下同様にして、クランクバー85の回転に伴う攪拌部材80の移動及び回転が繰り返される。
以上のようにして、撹拌部材80は回転の動作と同時に、トナー供給口16と供給ローラ8の間での往復移動運動を同時に行うことができる。この動き、即ち回転に往復運動が加わった動きによって移動量を大きくできるのでトナー攪拌を広範囲に行うことができる。更に、トナー供給口16から供給されたトナー5は、以上のようにして撹拌されるのに加え、供給ローラ近傍でその移動軌跡が確保できる撹拌部材80の往復移動運動によって供給ローラ8に押し付けられる。このため、より多くのトナー5を供給ローラ8に供給することが可能になり、且つトナー5の凝集を防ぐことができる。従って、トナー5を現像ローラ6に効率よく供給できる。
図29は、本実施の形態の変形例を示す説明図である。この変形例では、撹拌部材80が供給ローラ8の上方で回転及び往復運動を行う際に、その平板面22が攪拌部材8に当接せず、再接近した際に隙間eが生じるように、攪拌部材の移動領域が設定されている。従って、撹拌部材12は、供給ローラ8と接触しないので、供給ローラ8の回転負荷になることが避けられ、その分、供給ローラ8を回転させるための駆動部としてのモータ25(図8)の容量を小さくすることが出来る。
ところで、撹拌部材80によって押し出されるトナー5は、直接供給ローラ8に向かって押し付けられ、撹拌部材80が供給ローラ8に接触する場合にはトナー5が確実に供給ローラ8に移動する。しかしながら、図29に示すように隙間eが形成される場合は、トナー5同士が玉突き状に撹拌部材80から供給ローラ8に移動するため、玉突き状に伝わるトナー5による移動力が低下する可能性がある。このため、隙間eをある程度以下に設定する必要がある。
撹拌部材12を配設しない場合、或いは撹拌部材12を配設して隙間eを0(供給ローラ8に当接する状態)、0.4mm、0.8mm、1.0mmとした場合で、以下の条件の基にそれぞれ印刷を行い、画像を比較した結果を表2に示す。
A4判の用紙を使用して所定の枚数(0枚、2500枚、5000枚、7500枚、10000枚、12500枚、15000枚)だけ縦送り(用紙の短い辺を先端と後端とする搬送方向)で白紙印刷を行い、所定の枚数の白紙印刷か終了した後に、ベタ印刷を行って、画像にカスレが発生しているか否かを判断した。尚、印刷結果を比較するにあたり、白紙印刷を行うことで、トナー5を消費することなく、トナー5の凝集が発生するかを確実に判断するようにした。また、ベタ印刷においては、用紙上の印刷可能領域の前面に100%の印刷デューティーを行った。
また、トナーの供給不足による画像の濃度低下が発生したときに、画像のカスレが発生したと判断した。表2において、画像のカスレが発生していない場合は○、わずかでも画像のカスレが発生した場合は×とした。
また、供給ローラ8の一回転に対して、クランクバー85は2.5往復するように構成されており、供給ローラ8、現像ローラ6、及び感光体ドラムの各外径、及び所定の枚数の印刷が終了した段階での各ローラの回転数は、表2に示す通りである。
尚、本変形例での実験では、攪拌部材80として、開孔80aに代えて、実施の形態1で説明した図4に示す長孔12a〜12dと同形状の長孔が、同位置に形成された攪拌部材を使用した。
Figure 2008197321
表2から判るように、撹拌部材80が配設されていない場合は、印刷枚数が2500枚になるとカスレが発生し、撹拌部材80が配設され、撹拌部材80と供給ローラ8とが接触する間隔e=0の場合は、現像装置の交換寿命の上限である印刷枚数が15000枚になってもカスレは発生しなかった。
また、表1の実験結果から明らかなように、ここでの実験では、撹拌部材80と供給ローラ8との隙間eを0.4mm、0.8mm、1.0mm、1.2mmにして印刷を行ったが、隙間eが0.4mm、0.8mm、1.0mmまではカスレは発生しなかったが、1.2mmでは発生してしまった。以上の結果より、撹拌部材80を配設する場合、供給ローラ8との隙間eを1.0mm以下に設定することが望ましい。
本実施の形態では、攪拌部材が往復移動に加え回転運動するため、往復運動のみを行う場合に比べてトナーの供給効果が向上する。従って、前記した実施の形態1の変形例で行なった実験では、供給ローラ8との隙間eを0.8mm以下に設定することが望ましかったが、本実施の形態では、この望ましい隙間eを1.0mm以下まで拡大することができた。
尚、本実施の形態では、トナー供給口16を供給ローラ8の上方に配置したが、トナー供給口16を供給ロ−ラ8に対して水平方向にずらして配置した場合でも、トナー供給口16と供給ロ一ラ8との間に撹拌部材80を配置することによって同様の効果が得られる。
供給ローラ8に対して、撹拌部材60が接触するときはトナー5を確実に供給ローラ8に押付けることができるが、供給ローラ8と撹拌部材80との間に隙間を生ずることで、供給ローラ8を回転動作する負荷を低減できる。このとき、供給ローラ8へのトナー5の押し込みが低下する恐れがあるが、本実施の形態では、隙間1.0mmまでは印刷にカスレは発生しない。更に、撹拌部材80の形状においても、平面形状の他に、実施の形態2で示したように、供給ローラ8に対向する面側、更にはその反対側に、楔状部分を設けるように構成しても良く、この場合、実施の形態2の攪拌部材と同様の効果を得ることができる。
以上のように、本実施の形態の現像装置によれば、撹拌部材が回転運動と往復運動を行うので、より効率的に供給ローラ近傍のトナー5の凝集を防止してトナー5の供給を安定的に行い、印刷におけるカスレが発生するのを防止することができ、画像品位を向上させることが出来る。
実施の形態5.
図30は、本発明に基づく実施の形態5の現像装置647bの要部構成を示す要部構成図であり、図31は現像装置647bのトナーカートリッジ載置部101の端部近傍を斜め上方から見た部分斜視図であり、図33は、攪拌部材90の動作の説明に供する動作説明図である。
現像装置647bは、図1に示す画像形成装置601の現像装置617b〜620bに相当して使用され、この現像装置647bが、前記した図2に示す実施の形態1の現像装置617bと主に異なる点は、攪拌部材50の形状、及びこれを攪拌駆動するための駆動方法である。従って、この現像装置647bを採用する画像形成装置が、前記した実施の形態1の画像形成装置601(図1)と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いてここでの説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。
現像装置647bは、現像室9内における、供給ローラ8とトナー供給口16との間の供給ローラ8の近傍に攪拌部材90を備えている。この攪拌部材90は、前記した図19に示す攪拌部材50と略同形状の部材であるため、共通する部分には同符号を付して、ここでの説明を省略する。攪拌部材90の長手方向の両端部の対向する位置に、後述するクランクバー95の動作部97を受ける受動凸部91,92と回転軸突起53,54(図19)が形成されている。
図31に示すように、トナーカートリッジ載置部101の一方の長手方向端部の側壁部40には、受動凸部91を受入れる受入ガイド孔67、及び回転軸突起53を受入れて攪拌部材50を回転自在に保持する回転軸溝63が形成されている。またトナーカートリッジ載置部101の他方の長手方向端部(図示せず)にも、攪拌部材90の他端部に形成された受動凸部92(図示せず)を受入れる受入ガイド孔68(図示せず)と、回転軸突起54を受入れる回転軸溝64(図示せず)とが形成されている。
以上の構成により、攪拌部材90は、現像室9内の所定の動作位置おいて一対の回転軸突起53,54(図19)を軸として矢印M,L方向に回動可能に保持される。また、一対の回転軸突起53,54は、ここでは、攪拌部材90の重心がその回転軸(各回転軸突起53,54を結ぶ線上にある)より先端部55a側に位置するように設定されている。このため、図33に示すように、ここでは例えば、回転軸より先端部55a側の幅sとその反対側の幅rをそれぞれ10mm、4mmとしている。このため、自然状態では、攪拌部材90の先端部55aが下方に移動し、例えば供給ローラ8に当接した状態となる。
図31に示すように、トナーカートリッジ載置部101の一方の長手方向端部の側壁部40の受入ガイド孔67内には、図32に示すように支点部96と動作部97とが連結したクランクバー95が配設され、この支点部96が、図8に示す回転軸35に相当し、モータ25から伝達された回転力によって所定方向に回転可能に構成されている。動作部97は、図33に示すように、クランクバー95が矢印M方向に回転するとき、後述するように攪拌部材90の受動凸部91の上面に断続的に当接し、当接時には攪拌部材90に矢印L方向の回転力を与えて、攪拌部材90の枠55(図19)の先端部55aを上方へ押し上げる。
以上の構成において、攪拌部材90の動作について説明する。図34は供給ローラ8にトナー5が充分に供給されていないときの動きを示す動作説明図であり、図35は供給ローラ8にトナー5が充分に供給されているときの動きを示す動作説明図である。
撹拌部材90は、所定の樹脂(本実施の形態においてはABS樹脂)からなり、供給ロ一ラ8の軸方向とほぼ同じ軸方向寸法と平らな形状を有している。そして、図31、33で示すように、撹拌部材90の両端に前記した受動凸部91,92、及び回転軸突起53,54(図19)を有し、これ等が、前記したようにトナーカートリッジ載置部101の側壁部に形成された受入ガイド溝67,68(67のみ図31に図示)、及び回転軸溝63,64(63のみ図31に図示)に嵌入し、現像室9内の所定の動作位置おいて矢印M,L方向に回動自在に保持される。また前記したように、重心が回転中心より先端部55a側に設定されているため、自然状態では、先端部55aが供給ローラ8に当接した状態となる。以後、先端部55aが供給ローラ8に当接した状態の撹拌部材90の回転位置を復帰位置と称す。
図33において、クランクバー95が、支点部96を中心に矢印M方向に回転すると、その動作部97が攪拌部材90の受動凸部91に当接し、これを押下することにより攪拌部材90を矢印L方向に回動してその先端部55aを上方に押し上げる。クランクバー95が更に回転すると、やがて動作部97が受動凸部91から離れるため、攪拌部材90は自由状態となる。攪拌部材90は、自重により矢印M方向への回転力が生じて復帰位置に戻ろうとするが、この時に現像室9に存在するトナー5の量によって、戻り方が異なってくる。
即ち、攪拌部材90は、自重により復帰位置に戻るように構成しているため、自重落下の負荷となるトナー量に応じてその移動速度が変化する。このため、供給ローラ8付近に存在するトナー5の量によって、攪拌部材90の最上位位置から最下位位置(復帰位置)に移動する時間が変わる。
図34に示すように、現像室9のトナー5の量が少ないときは、撹拌部材90の自重によりトナー5を供給ローラ8側に移動させながら戻る。攪拌部材90の先端部55aは、クランクバー95及び重力作用による攪拌部材90の回動に応じて、押し上げられた最上位位置から復帰位置まで円弧状に自重落下するが、例えばその最上位位置よりもトナー5の最上面が下に位置するような、トナー量が少ない状態では、攪拌部材90の復帰の妨げになるトナーが少なくなるので自重落下が可能となる。従って、トナーが少ないときは攪拌部材の自重落下の力により、トナーが多きときと同様にトナー供給を安定的に行える。
一方、図35に示すように、現像室9にトナー5の量が多いとき、攪拌部材90は、供給ローラ8にトナー5を過剰に供給しないように戻る。即ち、攪拌部材90の先端部55aの最上位位置よりもトナー5の最上面が上に位置するような、トナーの量が多い状態では、攪拌部材90は、トナーに対して自重分の力で作用するので、過不足なく、適度に供給ローラ8にトナー5を供給するように作用する。
以上により撹拌部材90の重量と回転軸(各回転軸突起53,54を結ぶ線上にある)の設定によりトナー5の量に応じて、供給ローラ8に安定してトナー5を供給することが可能になる。
尚、本実施の形態では、トナー供給口16を供給ローラ8の上方に配置したが、トナー供給口16を供給ロ−ラ8に対して水平方向にずらして配置した場合でも、トナー供給口16と供給ロ一ラ8との間に撹拌部材80を配置することによって同様の効果が得られる。更に、撹拌部材90の形状においても、平面形状の他に、実施の形態2で示したように、供給ローラ8に対向する面側、更にはその反対側に、楔状部分を設けるように構成しても良く、この場合、実施の形態2の攪拌部材と同様の効果を得ることができる。
以上のように、本実施の形態の現像装置によれば、撹拌部材90が供給ローラ8に自重により近づくようにしたため、現像室9内のトナー5の量に応じて供給ローラにトナー5を供給することが可能となる。これにより、供給ローラ近傍のトナー5の凝集を防止し、トナー5の供給を安定的に行い。印刷におけるカスレが発生するのを防止することができ、画像品位を向上させることが出来る。
前記した各実施の形態では、本発明の現像装置を画像形成装置に適用した例を示したが、複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ、MFP等にも適用可能である。
本発明に基づく実施の形態1の画像形成装置の要部構成を示す要部構成図である。 実施の形態1の現像装置の要部構成を示す要部構成図である。 実施の形態1の現像装置のトナーカートリッジ載置部の端部近傍を斜め上方から見た部分斜視図である。 実施の形態1の現像装置の攪拌部材の平面図である。 攪拌部材を、その平面図である図4に示すB−B線で切る断面を、供給ローラと共に示す断面図である。 実施の形態1の攪拌機構の動作を説明するための動作説明図である。 実施の形態1の攪拌機構の動作を説明するための動作説明図である。 画像形成装置に配設されたモータを駆動源として、現像装置内の感光体ドラム、現像ローラ、供給ローラ、及び偏芯カムに伝達される回転駆動力の伝達経路を概略的に示す動作説明図である。 実施の形態1の変形例を示すクランクバーの部分構成図である。 クランクバーを採用した際のトナーカートリッジ載置部の端部近傍を斜め上方から見た部分斜視図である。 実施の形態1の別の変形例を示す説明図である。 実施の形態1の別の変形例の説明に供する説明図である。 本発明に基づく実施の形態2の現像装置に採用される攪拌部材の構成及び配置を示す構成図である。 実施の形態2の攪拌部材が、現像室内の所定の移動領域内で上下方向にスライド移動する際の、攪拌部材の動作を説明するための説明図である。 実施の形態2の変形例を示す攪拌部材の構成及び配置を示す構成図である。 実施の形態2の変形例を示す攪拌部材が、現像室内の所定の移動領域内で上下方向にスライド移動する際の、攪拌部材の動作を説明するための説明図である。 本発明に基づく実施の形態3の現像装置の要部構成を示す要部構成図である。 実施の形態3の現像装置のトナーカートリッジ載置部の端部近傍を斜め上方から見た部分斜視図である。 実施の形態3の現像装置の攪拌部材の平面図である。 攪拌部材を、その平面図である図19に示すC−C線で切る断面を、供給ローラ、及び偏芯カムと共に示す断面図である。 実施の形態3の攪拌機構の動作を説明するための動作説明図である。 実施の形態3の攪拌機構の動作を説明するための動作説明図である。 本発明に基づく実施の形態4の現像装置の要部構成を示す要部構成図である。 実施の形態4の現像装置のトナーカートリッジ載置部の端部近傍を斜め上方から見た部分斜視図である。 実施の形態4のクランクバーの部分構成図である。 実施の形態4の攪拌部材の動作を説明するための動作説明図である。 実施の形態4の攪拌機構の動作を説明するための動作説明図である。 実施の形態4の攪拌機構の動作を説明するための動作説明図である。 実施の形態4の変形例の説明に供する説明図である。 本発明に基づく実施の形態5の現像装置の要部構成を示す要部構成図である。 実施の形態5の現像装置のトナーカートリッジ載置部の端部近傍を斜め上方から見た部分斜視図である。 実施の形態5のクランクバーの部分構成図である。 実施の形態5の攪拌部材の動作の説明に供する動作説明図である。 供給ローラにトナーが充分に供給されていないときの動きを示す動作説明図である。 供給ローラにトナーが充分に供給されているときの動きを示す動作説明図である。
符号の説明
2 感光体ドラム、 3 帯電ローラ、 5 トナー、 6 現像ローラ、 7 現像ブレード、 8 供給ローラ、 9 現像室、 11 クリーニング部、 12 撹挿部材、 12a,12b,12c,12d 長孔、 13 偏芯カム、 14 転写ローラ、 15 付勢バネ、 16 トナー供給口、 17 LEDヘッド、 19 クランクバー、 20 撹挿部材、 21 桟、 21a 下向部、 22 平板面、 23 支点部、 24 動作部、 25 モータ、 26 偏芯カム駆動ギヤ、 28 攪拌部材、 29 桟、 29a 下向部、 29b 上向部、 31,32 バネ受けガイド、 33,34 凸状ガイド、 35 回転軸、 40 側壁部、 41 バネ付きカイド溝、 42 バネ付きカイド溝、 43 カイド長溝、 44 カイド長溝、 50 攪拌部材、 50a 開孔、 51,52 バネ受け凸部、 53,54 回転軸突起、 55 枠、 55a 先端部、 61 バネ付きガイド溝、 62 バネ付きガイド溝、 63 回転軸溝、 64 回転軸溝、 65 入り口部、 67 受入ガイド孔、 68 受入ガイド孔、 70 減速ギヤ、 71 駆動ギヤ、 72 アイドルギヤ、 73 アイドルギヤ、 80 攪拌部材、 80a 開孔、 81,82 回転軸孔、 83 枠、 85 クランクバー、 86 支点部、 87 動作部、 87a 突起軸、 88 上側ブロック、 89 下側ブロック、 90 攪拌部材、 91,92 受動凸部、 95 クランクバー、 96 支点部、 97 動作部、 101 トナーカートリッジ載置部、 601 画像形成装置、 602 ロワーカバー、 603 支軸、 604 分割面、 605 アッパーカバー、 606 スタッカ、 607 給紙ローラ、 608 給紙ローラ、 609 給紙ローラ、 610 給紙ローラ、 611 用紙搬送路、 612 給紙カセット、 613 用紙繰り出し部、 614 転写ベルト、 615 転写ベルトユニット、 616 定着部、 617〜620 現像ユニット、 617a〜620a トナーカートリッジ、 617b〜620b,627b,637b,647b 現像装置。

Claims (13)

  1. 静電潜像を担持する像担持体に対向して配置され、該像担持体上に形成された前記静電潜像を現像剤で現像する現像剤担持体と、
    前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部と、
    前記現像剤を攪拌する攪拌部と
    を備え、
    前記攪拌部が、
    前記現像剤供給部と対面する位置に配置される攪拌部材と、
    前記攪拌部材を、前記現像剤供給部の対向する面と略垂直な方向で往復移動する駆動部と
    を備えたことを特徴とする現像装置。
  2. 前記攪拌部材は、前記現像装置本体にスライド可能に保持されていることを特徴とする請求項1記載の現像装置。
  3. 前記攪拌部材が前記現像剤供給部に最接近する際の、前記現像剤供給部との隙間が0.8mm以下であることを特徴とする請求項1記載の現像装置。
  4. 静電潜像を担持する像担持体に対向して配置され、該像担持体上に形成された前記静電潜像を現像剤で現像する現像剤担持体と、
    前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部と、
    前記現像剤を攪拌する攪拌部と
    を備え、
    前記攪拌部が、
    前記現像剤供給部と対面する位置に配置される攪拌部材と、
    前記攪拌部材を、前記現像剤供給部の対向する面と略平行な面に対して所定の角度範囲内で反復傾斜する駆動部と
    を備えたことを特徴とする現像装置。
  5. 前記攪拌部材は、前記現像装置本体に回動自在に保持されていることを特徴とする請求項4記載の現像装置。
  6. 静電潜像を担持する像担持体に対向して配置され、該像担持体上に形成された前記静電潜像を現像剤で現像する現像剤担持体と、
    前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部と、
    前記現像剤を攪拌する攪拌部と
    を備え、
    前記攪拌部が、
    前記現像剤供給部と対面する位置に配置される攪拌部材と、
    前記攪拌部材を所定の軸回りに回転自在に保持し、且つ前記攪拌部材の軸を現像剤供給部に対して接近する方向と離間する方向とに往復移動する駆動部と
    を備えたことを特徴とする現像装置。
  7. 前記駆動部は、前記攪拌部材の軸を回転自在に保持するクランクバーを備えたことを特徴とする請求項6記載の現像装置。
  8. 静電潜像を担持する像担持体に対向して配置され、該像担持体上に形成された前記静電潜像を現像剤で現像する現像剤担持体と、
    前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部と、
    前記現像剤を攪拌する攪拌部と
    を備え、
    前記攪拌部が、
    前記現像剤供給部と対面する位置に配置される攪拌部材と、
    前記攪拌部材の一部又は全部を、前記現像剤供給部の鉛直方向の上方に移動させる駆動部とを備え、
    前記鉛直方向の上方に移動した前記攪拌部材の前記一部又は全部が、自重により前記現像材供給部に接近するようにしたことを特徴とする現像装置。
  9. 前記攪拌部材は、前記現像装置本体に回動自在に保持され、回動軸に対して前記現像材供給部に接近可能に配置された端部側に重心が位置するように保持されたことを特徴とする請求項8記載の現像装置。
  10. 前記攪拌部材の所定位置に、開孔が形成されたことを特徴とする請求項1乃至9の何れかに記載の現像装置。
  11. 前記攪拌部材の前記現像剤供給部に対向する側に楔状に形成された部分を有することを特徴とする請求項1乃至10の何れかに記載の現像装置。
  12. 前記攪拌部材の前記現像剤供給部に対向する側と反対側に楔状に形成された部分を有することを特徴とする請求項1乃至11の何れかに記載の現像装置。
  13. 請求項1乃至12の何れかに記載の現像装置を搭載することを特徴とする画像形成装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20100260510A1 (en) * 2009-04-08 2010-10-14 Takuya Goto Developing device and image forming apparatus
JP2012088403A (ja) * 2010-10-15 2012-05-10 Oki Data Corp 画像形成ユニット及び画像形成装置

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