JP2009025784A - 現像装置、画像形成装置、及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 現像ローラ5と、供給スクリュ8を備えて供給搬送路9を備えた現像剤搬送路と、現像剤搬送路に現像剤を補給するトナー補給制御装置と、現像剤を現像装置4の装置外部に搬送する排出搬送路2と、排出搬送路2中の現像剤に搬送力を付与する排出搬送部材である排出スクリュ2aと、排出搬送路2へ排出する現像剤排出手段である現像剤排出口94とを有する現像装置4で、排出搬送部材である排出スクリュ2aによる搬送力の付与を間欠的に行うことによって排出搬送路2中の排出現像剤に対して間欠的に衝撃を与える。
【選択図】 図2
Description
具体的には、流動性が低下した現像剤は凝集性が高く、現像剤を搬送する搬送路で現像剤に搬送力を付与する搬送部材が搬送スクリュである場合、搬送スクリュの羽部、軸などに付着して凝集した状態となる。
現像剤の流動性が高い場合は、現像剤が凝集してもバラバラになりやすく、搬送スクリュに付着した現像剤が凝集して固着することが生じ難い。一方、現像剤の流動性が低い場合は、現像剤が凝集するとバラバラになり難いので、搬送スクリュに付着した現像剤は凝集して固着することが生じ易い。搬送スクリュに付着した現像剤は搬送スクリュに連れ回りするのみであるので搬送スクリュに回転によって搬送力は付与されない。そして、搬送する現像剤の流動性が悪い場合は、搬送スクリュに固着した現像剤の凝集が成長していき、搬送スクリュによる搬送能力が低下する。
なお、流動性が低下した現像剤が固着する不具合は、搬送部材がスクリュである場合に限るものではなく、一定の搬送力を加えつづけるものであれば、搬送部材に現像剤が固着するおそれがある。
そして、排出搬送路の搬送スクリュに現像剤が固着して搬送路内での現像剤の搬送性能が低下すると、排出される現像剤量に対して排出搬送路の搬送能力が下回り排出搬送路が詰まるおそれがある。また、固着した現像剤によって搬送スクリュを回転させるトルクが上昇し、搬送部材が破損するおそれがある。
また、請求項2の発明は、請求項1の現像装置において、上記排出搬送部材による搬送力の付与を間欠的に行うことによって、上記排出搬送路中の排出現像剤に対して間欠的に衝撃を与えることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項2の現像装置において、上記排出搬送部材は上記現像剤排出手段に対向していることを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項2または3の現像装置において、上記排出搬送部材は回転軸と該回転軸に螺旋状に設けられた羽部とを備え、回転することにより該回転軸方向に現像剤を搬送する排出スクリュであり、該排出スクリュを間欠的に回転させる排出スクリュ間欠回転手段を備えることを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項4の現像装置において、駆動源から駆動力が伝達されて連続的に回転駆動する回転駆動部材を備え、上記排出スクリュ間欠回転手段は該回転駆動部材の連続的な回転の駆動力を間欠的な回転の駆動力に変換して該排出スクリュに伝達する間欠回転伝達手段を備えることを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項5の現像装置において、上記間欠回転伝達手段は、上記回転駆動部材が回転運動することによって、上記排出スクリュの回転軸を揺動中心として揺動する揺動部材と、該揺動部材と該排出スクリュとを接続するワンウェイクラッチとを備え、該ワンウェイクラッチは、該揺動部材の揺動運動の一方向の運動を該排出スクリュの回転軸に伝達して、逆方向に戻る運動は伝達しないことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項4の現像装置において、上記排出スクリュに駆動力を伝達する排出スクリュ駆動源と、該排出スクリュ駆動源の駆動を制御する排出駆動源制御手段とを備え、該排出駆動源制御手段は、該排出スクリュが間欠的に回転するように該排出スクリュ駆動源を制御することを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項1、2、3、4、5、6または7の現像装置において、上記排出搬送路は水平方向または上昇方向に現像剤を搬送することを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7または8の現像装置において、使用する現像剤が、キャリアとトナーとを含む2成分現像剤であることを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7、8または9の現像装置において、少なくとも上記現像剤担持体と上記現像剤搬送路とを設けた現像ケーシング内の上記排出搬送路中の現像剤に対して間欠的に衝撃を与えることを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9または10の現像装置において、少なくとも上記現像剤担持体と上記現像剤搬送路とを設けた現像ケーシングから排出され、排出現像剤を収容する排出現像剤収容部に到るまでの上記排出搬送路中の現像剤に対して間欠的に衝撃を与えることを特徴とするものである。
また、請求項12の発明は、少なくとも潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、該潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する画像形成装置において、該現像手段として、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10または11に記載の現像装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項13の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置における少なくとも該潜像担持体と該現像手段とを1つのユニットとして共通の保持体に保持させて画像形成装置本体に対して着脱可能にしたプロセスカートリッジにおいて、上記現像手段として、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10または11の何れかに記載の現像装置を用いたことを特徴とするものである。
図1は、本実施形態に係る複写機500の概略構成図である。複写機500はプリンタ部100、これを載せる給紙装置200、プリンタ部100の上に固定されたスキャナ300などを備えている。また、このスキャナ300の上に固定された原稿自動搬送装置400なども備えている。
プロセスカートリッジ18Y,M,C,Kは、ドラム状の感光体1、帯電器、現像装置4、ドラムクリーニング装置、除電器などを有している。
帯電手段たる帯電器によって、感光体1Yの表面は一様帯電される。帯電処理が施された感光体1Yの表面には、光書込ユニット21によって変調及び偏向されたレーザ光が照射される。これにより、照射部(露光部)の感光体1Yの表面の電位が減衰する。この表面の電位の減衰により、感光体1Y表面にY用の静電潜像が形成される。形成されたY用の静電潜像は現像手段たる現像装置4Yによって現像されてYトナー像となる。
Y用の感光体1Y上に形成されたYトナー像は、後述の中間転写ベルト110に一次転写される。一次転写後の感光体1Yの表面は、ドラムクリーニング装置によって転写残トナーがクリーニングされる。
Y用のプロセスカートリッジ18Yにおいて、ドラムクリーニング装置によってクリーニングされた感光体1Yは、除電器によって除電される。そして、帯電器によって一様帯電せしめられて、初期状態に戻る。以上のような一連のプロセスは、他のプロセスカートリッジ18M,C,Kについても同様である。
中間転写ユニット17は、中間転写ベルト110やベルトクリーニング装置90などを有している。また、張架ローラ14、駆動ローラ15、二次転写バックアップローラ16、4つの一次転写バイアスローラ62Y,M,C,Kなども有している。
中間転写ベルト110は、張架ローラ14を含む複数のローラによってテンション張架されている。そして、図示しないベルト駆動モータによって駆動される駆動ローラ15の回転によって図中時計回りに無端移動せしめられる。
4つの一次転写バイアスローラ62Y,M,C,Kは、それぞれ中間転写ベルト110の内周面側に接触するように配設され、図示しない電源から一次転写バイアスの印加を受ける。また、中間転写ベルト110をその内周面側から感光体1Y,M,C,Kに向けて押圧してそれぞれ一次転写ニップを形成する。各一次転写ニップには、一次転写バイアスの影響により、感光体1と一次転写バイアスローラ62との間に一次転写電界が形成される。
Y用の感光体1Y上に形成された上述のYトナー像は、この一次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト110上に一次転写される。このYトナー像の上には、M,C,K用の感光体1M,C,K上に形成されたM,C,Kトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト110上には多重トナー像たる4色重ね合わせトナー像(以下、4色トナー像という)が形成される。
中間転写ベルト110上に重ね合わせ転写された4色トナー像は、後述の二次転写ニップで図示しない記録体たる転写紙に二次転写される。二次転写ニップ通過後の中間転写ベルト110の表面に残留する転写残トナーは、図中左側の駆動ローラ15との間にベルトを挟み込むベルトクリーニング装置90によってクリーニングされる。
中間転写ユニット17の図中下方には、2本の張架ローラ23によって紙搬送ベルト24を張架している二次転写装置22が配設されている。紙搬送ベルト24は、少なくとも何れか一方の張架ローラ23の回転駆動に伴って、図中反時計回りに無端移動せしめられる。2本の張架ローラ23のうち、図中右側に配設された一方のローラは、中間転写ユニット17の二次転写バックアップローラ16との間に、中間転写ベルト110及び紙搬送ベルト24を挟み込んでいる。この挟み込みにより、中間転写ユニット17の中間転写ベルト110と、二次転写装置22の紙搬送ベルト24とが接触する二次転写ニップが形成されている。そして、この一方の張架ローラ23には、トナーと逆極性の二次転写バイアスが図示しない電源によって印加される。この二次転写バイアスの印加により、二次転写ニップには中間転写ユニット17の中間転写ベルト110上の4色トナー像をベルト側からこの一方の張架ローラ23側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。後述のレジストローラ対49によって中間転写ベルト110上の4色トナー像に同期するように二次転写ニップに送り込まれた転写紙には、この二次転写電界やニップ圧の影響を受けた4色トナー像が二次転写せしめられる。なお、このように一方の張架ローラ23に二次転写バイアスを印加する二次転写方式に代えて、転写紙を非接触でチャージさせるチャージャを設けてもよい。
図2に示すように感光体1は図中矢印G方向に回転しながら、その表面を不図示の帯電装置により帯電される。帯電された感光体1の表面は不図示の露光装置より照射されたレーザ光により静電潜像を形成された潜像に現像装置4からトナーを供給され、トナー像を形成する。
また、現像ローラ5に現像剤を供給しながら現像ローラ5の軸線方向に沿って図2の手前方向に現像剤を搬送する供給搬送部材としての供給スクリュ8を有している。
現像ローラ5の供給スクリュ8との対向部から表面移動方向下流側には、現像ローラ5に供給された現像剤を現像に適した厚さに規制する現像剤規制手段としてのドクタブレード12を備えている。
現像ローラ5の感光体1との対向部である現像領域よりも表面移動方向下流側では、現像領域を通過し、現像ローラ5の表面から離脱した現像済みの現像剤を回収する回収搬送路7が現像ローラ5と対向する。回収搬送路7は、回収した回収現像剤を現像ローラ5の軸線方向に沿って供給スクリュ8と同方向に搬送する回収搬送部材として、軸線方向に平行に配置されたらせん状の回収スクリュ6を備えている。供給スクリュ8を備えた供給搬送路9は現像ローラ5の横方向に、回収スクリュ6を備えた回収搬送路7は現像ローラ5の下方に並設されている。
なお、現像ローラ5からの現像剤の離脱は、先に述べた現像スリーブ内部にある磁性体を、離脱させたい箇所のみ磁極がない状態に設定することにより、現像剤の分離・離脱を可能としている。また、離脱させたい箇所に反発磁界が形成されるような磁極配置の磁性体を用いてもよい。
なお、供給搬送路9と回収搬送路7とも第一仕切り壁133によって仕切られているが、第一仕切り壁133の供給搬送路9と回収搬送路7とを仕切る箇所には開口部を設けていない。
また、攪拌搬送路10と回収搬送路7との2つの現像剤搬送路は仕切り部材としての第二仕切り壁134によって仕切られている。第二仕切り壁134は、図中手前側が開口部となっており、攪拌搬送路10と回収搬送路7とが連通している。
現像剤搬送部材である供給スクリュ8、回収スクリュ6及び攪拌スクリュ11は樹脂もしくは金属のスクリュからなっており各スクリュ径は全てφ22[mm]でスクリュピッチは供給スクリュが50[mm]の2条巻き、回収スクリュ6及び攪拌スクリュ11が25[mm]の1条巻き、回転数は全て約600[rpm]に設定している。
現像後の現像剤は回収搬送路7にて回収を行い、図2中の断面手前側に搬送され、非画像領域部に設けられた第一仕切り壁133の開口部で、攪拌搬送路10へ現像剤が移送される。なお、攪拌搬送路10における現像剤搬送方向上流側の第一仕切り壁133の開口部の付近で攪拌搬送路10の上側に設けられた、後述するトナー補給口95から攪拌搬送路10にトナーが供給される。
図3は現像剤搬送路内の現像剤の流れを説明する現像装置4の斜視断面図である。図中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。
また、図4は、現像装置4内の現像剤の流れの模式図であり、図3と同様、図中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。
一方、現像ローラ5に供給された現像剤は現像領域で現像に用いられた後、現像ローラ5から分離・離脱して、回収搬送路7に受け渡される。現像ローラ5から回収搬送路7に受け渡され、回収スクリュ6によって回収搬送路7の搬送方向下流端まで搬送された回収現像剤は第二仕切り壁134の回収開口部93より攪拌搬送路10に供給される(図4中矢印F)。
そして、攪拌搬送路10は、供給された余剰現像剤と回収現像剤とを攪拌し、攪拌スクリュ11の搬送方向下流側であり、供給スクリュ8の搬送方向上流側に搬送し、第一仕切り壁133の供給開口部91より供給搬送路9に供給される(図4中矢印D)。
攪拌搬送路10では攪拌スクリュ11によって、回収現像剤、余剰現像剤及び移送部で必要に応じて補給されるトナーを、回収搬送路7及び供給搬送路9の現像剤と逆方向に攪拌搬送する。そして、搬送方向下流側で供給開口部91によって連通している供給搬送路9の搬送方向上流側に攪拌された現像剤を移送する。なお、攪拌搬送路10の下方には、不図示の透磁率センサからなるトナー濃度センサが設けられ、センサ出力により不図示のトナー補給制御装置を作動し、不図示のトナー収容部からトナー補給を行っている。
このような現像剤の移動は、現像剤に対してストレスを与えることになり、現像剤の寿命低下の一因となる。
このような、現像剤を下方から上方に持ち上げる際に現像剤にストレスがかかり現像剤中のキャリアの膜削れやトナーのスペント化がその個所で発生し、それに伴い画像品質の安定性が保たれなくなってしまう。
よって、矢印Dで示す現像剤の移動における現像剤のストレスを軽減することで現像剤の長寿命化を図ることが出来る。現像剤の長寿命化を図ることにより、現像剤の劣化を防止して常に画像濃度ムラの無い画像品質の安定した現像装置を提供することができる。
さらに、現像装置4では、供給搬送路9と攪拌搬送路10とを斜めに配置することで、図2に示すように、攪拌搬送路10の上部壁面が供給搬送路9の下部壁面よりも高い位置となるように配置している。
供給搬送路9を攪拌搬送路10に対して垂直上方に持ち上げることは、重力に逆らって現像剤を攪拌スクリュ11の圧によって持ち上げるので現像剤にストレスがかかる。一方、攪拌搬送路10の上部壁面が供給搬送路9の下部壁面よりも高い位置となるように配置することで、攪拌搬送路10の最高点に存在する現像剤が供給搬送路9の最下点に重力に逆らわず流れ込むことができるので、現像剤にかかるストレスを低減することができる。
なお、攪拌搬送路10の現像剤搬送路下流側の、攪拌搬送路10と供給搬送路9とが連通している部分の攪拌スクリュ11の軸にフィン部材を設けても良い。このフィン部材は攪拌スクリュ11の軸方向に平行な辺と、攪拌スクリュの軸方向に直交する辺とから構成される板状の部材である。このフィン部材で現像剤を掻き上げることにより、攪拌搬送路10から供給搬送路9へ、より効率的な現像剤の受渡しを行うことができる。
また、攪拌スクリュ11は、図2中の手前側から見て反時計回り方向(図中矢印C方向)に回転しており、現像剤は攪拌スクリュ11の形状に沿って現像剤を持ち上げて供給搬送路9に移送させている。これにより、現像剤を効率良く持ち上げることが可能となり現像剤にかかるストレスもより低減することができる。
図5に示すように、現像装置4は攪拌搬送路10から供給搬送路9に現像剤を持ち上げる箇所である供給開口部91と、供給搬送路9から攪拌搬送路10に現像剤を落下させる余剰開口部92とがともに現像領域幅α内に設けられている。
図6に示す現像装置4は、供給開口部91と余剰開口部92とを現像領域幅αの外側に設けている。供給開口部91を現像領域幅αの外側に設けているため、供給搬送路9の搬送方向上流側は現像ローラ5よりも供給搬送路上流側領域β分長くなっている。また、余剰開口部92を現像領域幅αの外側に設けているため、供給搬送路9の搬送方向下流側は現像ローラ5よりも供給搬送路下流側領域γ分長くなっている。
このように、図4の現像装置4は供給開口部91と余剰開口部92とを現像領域幅α内に設けているため、図6に示す現像装置4に比べて、現像装置4の上部の省スペース化を図ることが出来る。
図7に示すように、トナーを補給するトナー補給口95を、攪拌スクリュ11を備える攪拌搬送路10の搬送方向上流端部の上方に設けている。このトナー補給口95は現像ローラ5の幅方向端部よりも外側に設けてあるので、現像領域幅αよりも外側となっている。
この、トナー補給口95を設けた箇所は供給搬送路9の搬送方向の延長線上であり、図6における供給搬送路下流側領域γの空いたスペースに該当する。余剰開口部92を現像領域幅α内に設けることで空いたスペースにトナー補給口95を設けることにより、現像装置4の小型化を図ることが出来る。
また、トナー補給口95としては、攪拌搬送路10の搬送方向上流端部の上方に限らず、回収搬送路7の下流端部の上方に設けても良い。
さらに、回収搬送路7から攪拌搬送路10へ現像剤の受渡しを行う箇所である回収開口部93の真上にトナー補給口95を設けるようにしても良い。回収開口部93の真上のスペースも余剰開口部92を現像領域幅α内に設けることで空いたスペースであるので、この位置にトナー補給口95を設けることにより、現像装置4の小型化を図ることができる。さらに、受渡し部である回収開口部93では現像剤が混ざりやすいため、この位置で補給を行うことによってより効率よく現像剤の攪拌を行うことができる。
また、余剰開口部92を現像領域幅α内に設けることで空いたスペースにトナー補給口95を設けることにより、現像装置4の小型化を図ることが出来る。
また、回収搬送路7から攪拌搬送路10への現像剤の受渡し部である回収開口部93の上方からトナー補給を行うことによってより効率よく現像剤の攪拌を行うことができる。
また、画像形成装置としての複写機500のプリンタ部100の現像手段として、現像装置4を備えることにより、装置全体の省スペース化を図ることが出来る。
本実施形態の現像装置4では、供給搬送路9の搬送方向下流端に到達した余剰現像剤を供給搬送路9の搬送方向上流端に搬送する循環搬送路は攪拌搬送路10である。また、循環搬送路である攪拌搬送路10内の現像剤に対して搬送力を付与する循環搬送部材は攪拌スクリュ11である。さらに、供給搬送路9の搬送方向下流端近傍に設けられ、通過した現像剤が循環搬送路である攪拌搬送路10に受け渡される循環開口部は余剰開口部92である。また、現像装置4は、通過した現像剤が現像装置4の装置外に排出される現像剤排出手段としての現像剤排出口94を供給搬送路9に備える。現像剤排出口94を通過した現像剤は排出現像剤として排出搬送路2に受け渡され、排出スクリュ2aが回転することによって供給搬送路9の搬送方向(図2及び図8中の手前側に向かう方向)とは逆方向(図2及び図8中の奥側に向かう方向)に搬送される。
排出搬送路2は、供給搬送路9の搬送方向下流側で排出仕切り壁135を挟んで供給搬送路9と隣り合うように配置され、現像剤排出口94は供給搬送路9と排出搬送路2とを連通するように排出仕切り壁135に設けられた開口である。
各現像装置4(Y,M,C,K)内の供給搬送路9から現像剤排出口94を通って各排出搬送路2(Y,M,C,K)よって現像剤排出口94とは逆側の現像装置4の端部まで搬送して現像装置4の現像ケーシングの外に排出現像剤を排出する。
各排出搬送路2(Y,M,C,K)の搬送方向下流端まで搬送され、現像装置4のケーシングから排出された現像剤は現像剤受入れ口604(Y,M,C,K)から排出現像剤移送パイプ601へ入る。排出現像剤移送パイプ601は排出現像剤移送パイプ601内の排出現像剤に搬送力を付与する排出収容搬送部材である排出収容スクリュ602を備える。排出現像剤移送パイプ601の一端には排出収容スクリュ駆動源603を備え、排出収容スクリュ602の回転によって、排出現像剤移送パイプ601内の現像剤は順次移送され、現像装置4の外部の排出現像剤収容部である排出現像剤タンク600に収容される。
なお、図9では、各排出搬送路2(Y,M,C,K)によって搬送された排出現像剤を一つの排出現像剤タンク600に搬送する構成を示しているが、各排出搬送路2(Y,M,C,K)のそれぞれに対応した各色の排出現像剤タンク600を個別に設けても良い。
また、排出スクリュ2aが一定の回転数で回転し続ける状態では、排出搬送路2内の排出現像剤に対して加えられる力の変動が生じない。このため、排出スクリュ2aが一定の回転数で回転している状態で、静止することが出来る箇所に位置する排出現像剤はその箇所から動くことなく凝集して、排出搬送路2内で固着するおそれがある。排出スクリュ2aが一定の回転数で回転している状態で、静止することが出来る箇所に位置する排出現像剤としては、排出スクリュ2aの軸部や羽部に付着し、排出スクリュ2aと共に連れまわる排出現像剤がある。排出スクリュ2aに付着して排出スクリュ2aと共に連れまわる排出現像剤は、排出スクリュ2aが回転しても搬送力の付与がなされず、排出スクリュ2aに付着した状態で静止する。
本実施形態の現像装置4は、画像形成動作を行っている間は、現像剤搬送部材である供給スクリュ8、回収スクリュ6及び攪拌スクリュ11、そして、現像剤担持体である現像ローラ5は連続的に回転している。一方、排出スクリュ2aは間欠的に回転する。
これにより、凝集した排出現像剤が排出搬送路2内で固着することを防止することができ、排出現像剤を現像装置4外に良好に搬送することができる。
また、本実施形態の現像装置4では、排出搬送路2は排出現像剤を水平方向に搬送する構成である。排出現像剤を水平方向、または、上昇方向に搬送する場合、特に排出現像剤の詰まりが発生しやすくなるが、排出スクリュ2aを間欠駆動することによって、排出現像剤を水平方向に搬送する現像装置4であっても排出現像剤の詰まりの発生を防止することが出来る。
また、画像形成のランニングコストを考えるとプレミックストナーに含まれるキャリアの量を少量であることが望ましい。プレミックストナーに含まれるキャリアの量を少量とすると、現像剤排出口94から排出される現像剤量も少量となり、現像装置4内のキャリアの入れ替わりが少なくなり、排出される現像剤に含まれるキャリアは、より劣化したものとなる。より劣化したキャリアは排出搬送路2での固着の危険性は高まるが、本実施形態の現像装置4のように、排出スクリュ2aを間欠駆動することによって、排出現像剤の固着を防止し、排出搬送路2の詰まりの発生を防止することが出来る。
このような問題に対して、本実施形態の現像装置4であれば、間欠駆動によって排出スクリュ2aが間欠回転であるので、排出スクリュ2aが現像剤を跳ね上げてしまい、現像剤が現像剤排出口94から逆流して滞留してしまうことを抑制することができる。
次に、排出スクリュ2aを間欠的に回転させる一つ目の実施例(以下、実施例1と呼ぶ)について説明する。
図10は、実施例1の現像装置4の排出搬送路2の搬送方向上流側の拡大斜視図である。
図10に示すように、供給スクリュ8の現像装置4のケーシングの軸方向外側には供給スクリュ8と同軸で、供給スクリュ8の駆動源から駆動が伝達されて、供給スクリュ8とともに連続的に回転駆動する偏心カム801を備えている。また、偏心カム801が回転運動することによって、排出スクリュ2aの回転軸を揺動中心として揺動する揺動レバー201を備える。
図11に示すように、偏心カム801は、供給スクリュ8の回転軸とに対して偏心した位置に突起部802を備えている。また、揺動レバー201は突起部802と嵌合するように溝部202を備えている。そして、供給スクリュ8が回転駆動して、偏心カム801が矢印M方向に回転すると、揺動レバー201は排出スクリュ2aの回転軸を中心にして矢印Nで示すように揺動する。
図12は、揺動レバー201と排出スクリュ2aとの接続の斜視説明図である。
図12に示すように、揺動レバー201はワンウェイクラッチ203を介して排出スクリュ2aの回転軸に接続している。そして、ワンウェイクラッチ203は、揺動レバー201の矢印Nで示す揺動運動の一方向の運動である下方向の運動(矢印N2)を排出スクリュ2aの回転軸に伝達して、逆方向に戻る運動である上方向の運動(矢印N1)は伝達しない。これにより、揺動レバー201が矢印Nで示すように揺動運動するときに、揺動レバー201の先端側が下方(矢印N2)に移動するときにはワンウェイクラッチ203が排出スクリュ2aの回転軸に対してロック状態となって、駆動の伝達がなされ、排出スクリュ2aは図中矢印Q方向に回転駆動する。一方、揺動レバー201の先端側が上方(矢印N1)に移動するときにはワンウェイクラッチ203が排出スクリュ2aの回転軸に対して非ロック状態となって、駆動の伝達が行われず、排出スクリュ2aは停止する。
実施例1の現像装置4では、間欠回転伝達手段としての揺動レバー201とワンウェイクラッチ203とによって回転駆動部材である偏心カム801の連続的な回転の駆動力を、間欠的な回転の駆動力に変換して排出スクリュ2aに伝達している。
このように、供給スクリュ8の連続的な回転を伝達して、排出スクリュ2aを間欠的に回転させるため、排出スクリュ2a用の駆動源を設ける必要が無く、省スペース化、低コスト化を図ることができる。排出スクリュ2a用の駆動源を設けて排出スクリュ2aを間欠駆動させようとすると、駆動源からの駆動力が間欠駆動となるように駆動の制御を行う必要がある。一方、実施例1では、間欠回転伝達手段である揺動レバー201とワンウェイクラッチ203とによって偏心カム801の連続的な回転の駆動力を、間欠的な回転の駆動力に変換して排出スクリュ2aに伝達しているため、駆動の制御が不要となる。
・偏心カムの回転数 688[rpm]
・揺動レバーの揺動角度 31[°]
・間欠周波数 11.5[Hz]
・排出スクリュ径 φ10[mm]
・排出スクリュ回転数 59[rpm]
次に、排出スクリュ2aを間欠的に回転させる2つ目の実施例(以下、実施例2と呼ぶ)について説明する。
図13は、実施例2の現像装置4の説明図である。
図13に示すように、実施例2の現像装置4は、他のスクリュ部材とは独立した排出スクリュ2a用の排出駆動源205を備えている。排出駆動源205は不図示のモータ及び電磁クラッチなどを備えており、制御部700が電磁クラッチによる駆動伝達のON−FF制御を行う。排出駆動源205のON−OFF制御を行うことにより、実施例1と同様に供給スクリュ8、攪拌スクリュ11及び回収スクリュ6などの現像装置4の他のスクリュ部材が定常回転であっても、排出スクリュ2aを間欠動作とすることが可能となる。
排出現像剤が搬送路の内壁に固着する不具合は、排出搬送路2だけでなく、排出搬送路2によって現像装置4の現像ケーシングから排出され、排出現像剤収容部である排出現像剤タンク600に到るまでの排出搬送路である排出現像剤移送パイプ601においても生じる不具合である。
よって、排出スクリュ2aと同様に排出収容搬送部材である排出収容スクリュ602を間欠的に駆動させてもよい。詳しくは、排出収容スクリュ駆動源603が不図示のモータ及び電磁クラッチなどを備えており、制御部700が電磁クラッチによる駆動伝達のON−FF制御を行う。排出収容スクリュ駆動源603のON−OFF制御を行うことにより、排出収容スクリュ602を間欠的に回転させることができ、排出現像剤移送パイプ601の内壁に排出現像剤が固着することを防止することができるので、排出現像剤を排出現像剤タンク600まで良好に搬送することが出来る。
また、排出搬送部材である排出スクリュ2aによる搬送力の付与を間欠的に行うことによって、排出搬送路2中の排出現像剤に対して間欠的に衝撃を与えることができ、凝集した排出現像剤が排出搬送路2内で固着することを防止することができ、排出現像剤を現像装置4外に良好に搬送することができる。
また、排出搬送部材である排出スクリュ2aは現像剤排出手段である現像剤排出口94と対向しているため、排出スクリュ2aを常時高速回転させていると、排出スクリュ2aが排出搬送路2内の排出現像剤を現像剤排出口94から逆流させてしまい、供給搬送路9内に滞留させてしまうおそれがあった。これに対して、現像装置4であれば、間欠駆動によって排出スクリュ2aが間欠回転であるので、排出スクリュ2aが現像剤を跳ね上げてしまい、現像剤が現像剤排出口94から逆流して供給搬送路9内で滞留してしまうことを低減可能である。
また、排出搬送部材は回転軸と回転軸に螺旋状に設けられた羽部とを備え、回転することにより回転軸方向に現像剤を搬送する排出スクリュで2aあり、供給スクリュ8の駆動源、供給スクリュ8、偏心カム801、揺動レバー201、及びワンウェイクラッチ203等から構成される排出スクリュ間欠回転手段によって排出スクリュ2aを間欠的に回転させることにより、搬送力の付与を間欠的に行うことによって、排出搬送路2中の排出現像剤に対して間欠的に衝撃を与えることができ、凝集した排出現像剤が排出搬送路2内で固着することを防止することができ、排出現像剤を現像装置4外に良好に搬送することができる。
また、供給スクリュ8の駆動源から駆動力が伝達されて連続的に回転駆動する回転駆動部材である偏心カム801を備え、排出スクリュ間欠回転手段は偏心カム801の連続的な回転の駆動力を間欠的な回転の駆動力に変換して排出スクリュ2aに伝達する間欠回転伝達手段を備えることにより、排出スクリュ2a用の駆動源を設ける必要が無くなり、省スペース化、低コスト化を図ることができる。
また、回転駆動部材である偏心カム801が回転運動することによって、排出スクリュ2aの回転軸を揺動中心として揺動する揺動部材である揺動レバー201と、揺動レバー201の揺動運動の一方向の運動を排出スクリュ2aに伝達して、逆方向に戻る運動は伝達しないワンウェイクラッチ203とを備えることにより、偏心カム801の連続的な回転の駆動力を間欠的な回転の駆動力に変換して排出スクリュ2aに伝達することが出来るようになる。
また、排出スクリュ2aに駆動力を伝達する排出スクリュ駆動源である排出駆動源205と、排出スクリュ駆動源の駆動を制御する排出駆動源制御手段である制御部700とを備え、制御部700が排出スクリュ2aを間欠的に回転させるように排出駆動源205を制御することによって、排出搬送部材である排出スクリュ2aによる搬送力の付与を間欠的に行うことが出来る。
また、排出搬送路2が水平方向または上昇方向に搬送する場合、特に排出現像剤の詰まりが発生しやすくなるが、排出スクリュ2aを間欠駆動することによって、排出現像剤を水平方向に搬送する現像装置4であっても排出現像剤の詰まりの発生を防止することが出来る。
また、使用する現像剤が、キャリアとトナーとを含む2成分現像剤である場合、現像で消費されないキャリアが劣化して画像不良の原因となるが、トナー補給口95からキャリアを含んだプレミックストナーの補給がなされ、現像剤排出口94から劣化したキャリアを含んだ現像剤を排出することができるので、現像装置4内のキャリアを入れ替えることができ、良好な画像形成を行うことが出来る。
また、少なくとも供給搬送路9、攪拌搬送路10及び回収搬送路7からなる現像剤搬送路と現像剤担持体である現像ローラ5を設けた現像装置4の現像ケーシング内の排出搬送路2中の現像剤に対して間欠的に衝撃を与えることにより、排出現像剤を良好に現像ケーシングの外に排出することが出来る。
また、少なくとも供給搬送路9、攪拌搬送路10及び回収搬送路7からなる現像剤搬送路と現像剤担持体である現像ローラ5を設けた現像装置4の現像ケーシングから排出され、排出現像剤を収容する排出現像剤収容部である排出現像剤タンク600に到るまでの排出搬送路である排出現像剤移送パイプ601中の現像剤に対して間欠的に衝撃を与えるにより、現像ケーシングから排出された排出現像剤を排出現像剤タンク600まで良好に搬送することが出来る。
また、少なくとも潜像担持体である感光体1と、感光体1表面を帯電させるための帯電手段である帯電器と、感光体1上に静電潜像を形成するための潜像形成手段である光書込ユニット21と、静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する画像形成装置である複写機500が、現像手段として、現像装置4を備えることにより、排出現像剤を現像装置4外に良好に搬送することができるため、現像装置4内のキャリアを入れ替えることができ、良好な画像形成を行うことが出来る。
また、潜像を担持する潜像担持体である感光体1と、感光体1上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置である複写機500における少なくとも感光体1と現像手段とを1つのユニットとして共通の保持体に保持させて複写機500本体に対して着脱可能にしたプロセスカートリッジ18が現像手段として現像装置4を備えることにより、排出現像剤を現像装置4外に良好に搬送することができるため、現像装置4内のキャリアを入れ替えることができ、良好な画像形成を行うことが出来る現像装置4の複写機500に対する着脱を容易にすることができる。
2 排出搬送路
2a 排出スクリュ
4 現像装置
5 現像ローラ
6 回収スクリュ
7 回収搬送路
8 供給スクリュ
9 供給搬送路
10 攪拌搬送路
11 攪拌スクリュ
12 ドクタブレード
14 張架ローラ
15 駆動ローラ
16 二次転写バックアップローラ
17 中間転写ユニット
18 プロセスカートリッジ
20 画像形成ユニット
21 光書込ユニット
22 二次転写装置
23 張架ローラ
24 紙搬送ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
80 下流端壁面
90 ベルトクリーニング装置
91 供給開口部
92 余剰開口部
93 回収開口部
94 現像剤排出口
95 トナー補給口
100 プリンタ部
110 中間転写ベルト
133 第一仕切り壁
134 第二仕切り壁
135 排出仕切り壁
201 揺動レバー
202 溝部
203 ワンウェイクラッチ
205 排出駆動源
500 複写機
600 排出現像剤タンク
601 排出現像剤移送パイプ
602 排出収容スクリュ
603 排出収容スクリュ駆動源
604 現像剤は現像剤受入れ口
700 制御部
801 偏心カム
802 突起部
Claims (13)
- 現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で該潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、
現像剤を搬送する現像剤搬送部材を備え、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給領域では該現像剤担持体に現像剤を供給しながら現像剤を搬送する現像剤搬送路と、
該現像剤搬送路に現像剤を補給する現像剤補給手段と、
現像剤を現像装置の装置外部に搬送する排出搬送路と、
該排出搬送路中の現像剤に搬送力を付与する排出搬送部材と、
該現像剤搬送路中の現像剤の少なくとも一部を排出現像剤として該排出搬送路へ排出する現像剤排出手段とを有する現像装置において、
該排出搬送路中の排出現像剤に対して間欠的に衝撃を与えることを特徴とする現像装置。 - 請求項1の現像装置において、
上記排出搬送部材による搬送力の付与を間欠的に行うことによって、上記排出搬送路中の排出現像剤に対して間欠的に衝撃を与えることを特徴とする現像装置。 - 請求項2の現像装置において、
上記排出搬送部材は上記現像剤排出手段に対向していることを特徴とする現像装置。 - 請求項2または3の現像装置において、
上記排出搬送部材は回転軸と該回転軸に螺旋状に設けられた羽部とを備え、回転することにより該回転軸方向に現像剤を搬送する排出スクリュであり、
該排出スクリュを間欠的に回転させる排出スクリュ間欠回転手段を備えることを特徴とする現像装置。 - 請求項4の現像装置において、
駆動源から駆動力が伝達されて連続的に回転駆動する回転駆動部材を備え、
上記排出スクリュ間欠回転手段は該回転駆動部材の連続的な回転の駆動力を間欠的な回転の駆動力に変換して該排出スクリュに伝達する間欠回転伝達手段を備えることを特徴とする現像装置。 - 請求項5の現像装置において、
上記間欠回転伝達手段は、上記回転駆動部材が回転運動することによって、上記排出スクリュの回転軸を揺動中心として揺動する揺動部材と、
該揺動部材と該排出スクリュとを接続するワンウェイクラッチとを備え、
該ワンウェイクラッチは、該揺動部材の揺動運動の一方向の運動を該排出スクリュの回転軸に伝達して、逆方向に戻る運動は伝達しないことを特徴とする現像装置。 - 請求項4の現像装置において、
上記排出スクリュに駆動力を伝達する排出スクリュ駆動源と、該排出スクリュ駆動源の駆動を制御する排出駆動源制御手段とを備え、
該排出駆動源制御手段は、該排出スクリュが間欠的に回転するように該排出スクリュ駆動源を制御することを特徴とする現像装置。 - 請求項1、2、3、4、5、6または7の現像装置において、
上記排出搬送路は水平方向または上昇方向に現像剤を搬送することを特徴とする現像装置。 - 請求項1、2、3、4、5、6、7または8の現像装置において、
使用する現像剤が、キャリアとトナーとを含む2成分現像剤であることを特徴とする現像装置。 - 請求項1、2、3、4、5、6、7、8または9の現像装置において、
少なくとも上記現像剤担持体と上記現像剤搬送路とを設けた現像ケーシング内の上記排出搬送路中の現像剤に対して間欠的に衝撃を与えることを特徴とする現像装置。 - 請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9または10の現像装置において、
少なくとも上記現像剤担持体と上記現像剤搬送路とを設けた現像ケーシングから排出され、排出現像剤を収容する排出現像剤収容部に到るまでの上記排出搬送路中の現像剤に対して間欠的に衝撃を与えることを特徴とする現像装置。 - 少なくとも潜像担持体と、
該潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、
該潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、
該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する画像形成装置において、
該現像手段として、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10または11に記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。 - 潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置における少なくとも該潜像担持体と該現像手段とを1つのユニットとして共通の保持体に保持させて画像形成装置本体に対して着脱可能にしたプロセスカートリッジにおいて、
上記現像手段として、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10または11の何れかに記載の現像装置を用いたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
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