JP2010060778A - 現像器および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】揺動しても現像材担持体上のトナーの層が途切れない現像器を提供する。
【解決手段】現像剤を収容し、揺動可能に支持されるハウジングと、ハウジングに部分的に露出するように配設され、現像剤を担持して回動し、現像剤をハウジングの外側に搬出する現像剤担持体とを有する現像器において、ハウジング内の容積を変更する容積調節手段を設け、現像器の揺動に応じてハウジング内の容積を変更し、現像剤の粉体面を一定に保つ。
【選択図】図２

Description

本発明は、現像器および画像形成装置に関する。

トナー（現像剤）によって画像を形成する電子写真方式の画像形成装置では、感光体（像担持体）と現像器とが一体となった現像ユニットを交換可能としたものが多い。しかしながら、現像器の寿命と感光体の寿命とが異なるため、例えば特許文献１に記載されているように、感光体と現像器とを別々に交換可能とした画像形成装置も提案されている。

感光体の周りには現像器の他にも帯電器やクリーナなどが配置され、感光体だけを取り出し可能とするスペースを確保するために、現像ローラ（現像剤担持体）を含む現像器を揺動可能とした画像形成装置が存在する。しかしながら、現像器を揺動させると、現像器内のトナーに偏りが生じ、現像ローラに対してトナーの粉体面が低下する場合がある。すると、現像ローラ上のトナーの層が途切れることになり、再起動した際に形成した画像の一部が白抜けする現象が発生する。
特開２００３−０１５３７８号公報

前記問題点に鑑みて、本発明は、現像器が揺動しても現像材担持体上のトナーの層が途切れない現像器および画像形成装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明による現像器は、現像剤を収容し、揺動可能に支持されるハウジングと、前記ハウジングに部分的に露出するように配設され、前記現像剤を担持して回動し、前記現像剤を前記ハウジングの外側に搬出する現像剤担持体と、前記ハウジング内の容積を変更する容積調節手段とを有するものとする。

この構成によれば、容積調節手段によって、ハウジングが揺動したときに、ハウジングの容積を調節することで、現像剤担持体に対する現像剤の粉体面が低下しないようにして、起動時の現像剤の供給不足を防止できる。

また、本発明の現像器において、前記容積調節手段は、前記ハウジングの揺動に応じて、前記現像剤の粉体面を前記現像材担持体に対して一定の高さに保つように前記ハウジング内の容積を変更してもよい。

この構成によれば、現像剤担持体上の現像剤の層の厚みが一定に保たれ、起動時にムラや白抜けがない高品質の画像を形成できる。

また、本発明の現像器において、前記容積調節手段は、前記ハウジングに揺動可能に配設され、前記ハウジング内の空間を区分する板状の部材を含んでもよい。

この構成によれば、板状の部材の揺動角度によって現像剤の粉体面の高さを調節できるので、粉体面の変動を容易に抑制できる。

また、本発明の現像器において、前記容積調節手段は、前記ハウジングの外壁の一部を構成する弾性部材と、前記ハウジングの揺動によって前記弾性部材に当接し、前記弾性部材を前記ハウジングの内側に突出するように変形させる固定部材とを含んでもよい。

この構成によれば、容積調節手段に摺動部分がなく、現像剤の噛み込みなどのトラブルがない。

また、本発明の現像器において、前記容積調節手段は、前記ハウジングの内部に配設された風船を含んでもよい。

この構成によれば、調節可能な容量にハウジング形状による制約が少なく、多様な現像器に適用できる。

また、本発明による画像形成装置は、前記現像器のいずれかを有するものとする。

以上のように、本発明によれば、現像器のハウジングの揺動に応じて、現像剤担持体に対する現像剤の粉体面の変化を抑制し、次に現像器を起動したときに現像剤の供給量がばらつくことを防止できる。

これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の１つの実施形態である画像形成装置１を示す。画像形成装置１は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーによって画像を形成する４つの現像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと、転写ベルト３と、各現像ユニット２が形成したトナー画像を静電力で転写ベルト３にそれぞれ転写する１次転写ローラ４と、転写ベルト３に転写されたトナー画像を記録紙Ｓに静電力で転写する２次転写ローラ５と、記録紙Ｓを加熱してトナー画像を定着させる定着装置６と、各現像ユニット２にそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを供給する４つのトナーカートリッジ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋとを有している。

各現像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、それぞれ、回転するドラム状の感光体８と、感光体８を帯電させる帯電器９と、帯電した感光体８を選択的に露光して静電潜像を形成する露光器１０と、静電潜像にトナーＴを供給してトナー画像を形成する本発明に係る現像器１１と、感光体９の表面のトナーを掻き落とすクリーナ１２とを有している。

転写ベルト３は、回転駆動される駆動ローラ１３と、従動ローラ１４と、張力を与えるテンションローラ１５とに掛け渡されて、駆動ローラ１３によって矢印方向に回動させられる。また、画像形成装置１は、転写ベルト３の表面に残留するトナーを除去するクリーナユニット１６を有している。

記録紙Ｓは、給紙部１７に供給され、供給ローラ１８で１枚ずつ送り出され、搬送ローラ１９で２次転写ローラ５に搬送され、定着装置６を通って排紙ローラ２０によって排紙部２１に排出される。

図２に、本実施形態の現像器１１を詳しく示す。現像器１１は、トナーとキャリアとからなる現像剤を収容するハウジング２２が、枢支軸２３に揺動可能に枢支されている。ハウジング２２の内部には、感光体８に対向する現像ローラ（現像剤担持体）２４と、現像ローラ２４に現像剤を供給する供給ローラ２５と、現像剤を撹拌する撹拌スクリュ２６とがそれぞれ回転駆動可能に設けられている。さらに、ハウジング２２の内部には、現像ローラ２４の側方の壁面に沿って配置され、ハウジングの両端面に摺接するように下端が枢支された板状の仕切り板（容積調節手段）２７が設けられている。

現像器１１は、キャリアが現像ローラ２４に磁力によって吸着され、現像ローラ２４に吸着されたキャリアがトナーを担持する。現像ローラ２４が回転することによって、キャリアおよびトナーはハウジング２２の外部に搬出される。搬出されたトナーは、感光体８に形成された静電潜像に近接すると、静電気力によってキャリアから脱離して静電潜像に吸着される。これにより、現像器１１からは、トナーのみが感光体８に供給される。

また、現像器１１には、不図示のトナー濃度センサが設けられており、ハウジング２２の内部の現像剤のトナーとキャリアとの比率が計測され、トナーの比率を一定に保つように、トナーカートリッジ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋからトナーが適宜補給される。

キャリアの総量は一定であるため、トナー濃度を一定に保つことで、ハウジング２２内での現像剤の粉体面が一定に保たれる。そして、現像剤の粉体面は、現像ローラ２４が現像剤を担持しやすいように、現像ローラ２４の下端よりやや高くなるように設定されている。

図３に示すように、現像器１１は、枢支軸２３を中心に揺動し、感光体８の矢印方向への取り外しを可能にするための空間を創設する。このとき、現像ローラ２４の側方で、感光体８の反対側のヘッドスペース（粉体面より上の空間）は、現像ローラ２４の下側に周り込むように移動する。このため、このヘッドスペースに現像剤が移動すると、現像ローラ２４に対する粉体面が低下し、現像ローラ２４が完全に現像剤の上に露出してしまう。

そこで、現像器１１では、図示するように、仕切り板２７が、ハウジング２２に対して、上端を現像ローラ２４に接近させる方向に揺動する。これにより、仕切り板２７は、ハウジング２２内の空間を区分し、実質的に現像剤を収容する空間の容積を減少させる。このようにして、現像器１１は、枢支軸２３を中心に揺動したときにも、現像ローラ２４に対する現像剤の粉体面の高さを一定に保つことができる。

このため、画像形成装置１において、現像器１１を揺動させて感光体８を交換するときも、現像ローラ２４に付着した現像剤の量を変えず、現像ローラ２４上の現像剤の層を途切れさせない。これにより、感光体８の交換直後にも、現像器１１からのトナーの供給量のばらつきがなく、感光体８上に形成するトナー画像にムラや白抜けを発生させない。

図４および図５に、仕切り板２７を揺動させるための駆動機構を示す。本実施形態では、ハウジング２２端面から露出する仕切り壁２７の揺動の軸２８に設けた従動歯車２９を、ハウジング２２の揺動によって、画像形成装置１の筐体の設けた第１駆動歯車３０または第２駆動歯車３１に咬合させるようになっている。

また、画像形成装置１は、従動歯車２９が第１駆動歯車３０に咬合するハウジング２２の揺動位置と、従動歯車２９が第２駆動歯車３１に咬合するハウジング２２の揺動位置とをそれぞれ検出する不図示のセンサを有し、ハウジング２２の揺動を検出したときに、仕切り板２７を適切に揺動させるように、第１駆動歯車３０および第２駆動歯車３１を所定の角度だけ回転させるようになっている。

図６に、本発明の第２実施形態の現像器１１ａを示す。尚、これ以降の説明において、先に説明した構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付して重複する説明を省略する。本実施形態の現像器１１ａは、ハウジング２２の一部、具体的には、現像ローラ２４側方で、感光体８の反対側の部分に開口３２が形成され、開口３２は、例えばウレタンゴム製の隔膜（弾性部材）３３によって封止されている。つまり、隔膜３３がハウジング２２の外壁の一部を構成している。また、開口３２の外側には、画像形成装置１の本体に支持される固定部材３４が配設されている。

本実施形態の現像器１１ａは、図７に示すように、ハウジング２２が現像ローラ２４を感光体８から離間するように揺動したとき、固定部材３４が開口３２の内部に進入し、隔膜３３をハウジング２２の内側に突出させるように変形させる。これによって、ハウジング２２の容積、具体的には、現像剤が流れ込む現像ローラ２４の側方の空間を小さくし、現像ローラ２４に対する現像剤の粉体面の高さを一定に保つ。

本実施形態の容積調節手段は、ハウジング２２の内部に可動部品を含んでいない。このため、現像剤の噛み込み等のトラブルが発生しない。

図８に、本発明の第３実施形態の現像器１１ｂを示す。本実施形態の現像器１１ｂは、ハウジング２２の内部に、例えば塩化ビニル系材料からなる風船３５が配設されている。風船３５には、フレキシブルチューブ３６が接続され、不図示のポンプから空気が供給できるようになっている。

現像器１１ｂは、ハウジング２２が現像ローラ２４を感光体８から離間するように揺動したとき、不図示のポンプが作動して、風船３５の内部に空気を送り込むことで、図９に示すように、風船３５を膨らませて、ハウジング２２の容積を小さくし、現像ローラ２４に対する粉体面の高さを一定に保つ。

風船３５は、その形状や配置に自由度が高いため、ハウジング２２の形状によって第１実施形態や第２実施形態のような容積調節手段を設けることが困難である場合にも、本実施形態の容量調節手段を設けることは比較的容易である。

尚、以上の説明は、トナーとキャリアとからなる二成分方式の現像剤を用いる現像器について行ったが、本発明は一成分方式の現像剤を用いる現像器および画像形成装置にも適用できる。

本発明の第１実施形態の画像形成装置の概略図。 図１の画像形成装置の現像器の断面図。 図２の現像器の揺動時を示す断面図。 図２の現像器の仕切り板の駆動機構を示す側面図。 図４の現像器の揺動時の仕切り板の駆動機構を示す側面図。 本発明の第２実施形態の現像器の断面図。 図６の現像器の揺動時を示す断面図。 本発明の第３実施形態の現像器の断面図。 図８の現像器の揺動時を示す断面図。

符号の説明

１…画像形成装置
８…感光体
１１，１１ａ，１１ｂ…現像器
２２…ハウジング
２３…枢支軸
２４…現像ローラ（現像剤担持体）
２７…仕切り板（容積調節手段）
２９…従動歯車
３０…第１駆動歯車
３１…第２駆動歯車
３２…開口
３３…隔膜（弾性部材）
３４…固定部材
３５…風船

Claims (6)

1. 現像剤を収容し、揺動可能に支持されるハウジングと、
   前記ハウジングに部分的に露出するように配設され、前記現像剤を担持して回動し、前記現像剤を前記ハウジングの外側に搬出する現像剤担持体と、
   前記ハウジング内の容積を変更する容積調節手段とを有することを特徴とする現像器。
2. 前記容積調節手段は、前記ハウジングの揺動に応じて、前記現像剤の粉体面を前記現像材担持体に対して一定の高さに保つように前記ハウジング内の容積を変更することを特徴とする請求項１に記載の現像器。
3. 前記容積調節手段は、前記ハウジングに揺動可能に配設され、前記ハウジング内の空間を区分する板状の部材を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の現像器。
4. 前記容積調節手段は、前記ハウジングの外壁の一部を構成する弾性部材と、
   前記ハウジングの揺動によって前記弾性部材に当接し、前記弾性部材を前記ハウジングの内側に突出するように変形させる固定部材とを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の現像器。
5. 前記容積調節手段は、前記ハウジングの内部に配設された風船を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の現像器。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の現像器を有する画像形成装置。

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