JP2010197972A - 現像装置及びそれを備えるプロセスカートリッジ - Google Patents

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Abstract

【課題】現像剤担持体の下方に現像剤収納室が配置されている現像装置において、現像剤担持体へ十分量の現像剤を供給して画像不良の発生を抑制し、小型化を図ることが可能な現像装置、それを備えるプロセスカートリッジを提供する。
【解決手段】トナー収納室18aの上方に形成された開口部18cを通過させて現像ローラ17にトナーを供給する現像ユニット4において、トナー収納室18aには、弾性を有するシート部22aが回転可能に支持されており、トナー収納室18aの内壁には、シート部22aを変形させる変形部18a2と、シート部22aの形状を復元する復元部18a4と、シート部22aの一部に当接する当接部26aと、が形成されており、シート部22aが復元することでトナーを開口部18cに飛翔させ、かつ、当接部26aが開口部18cよりも下方にあり、シート部22aが当接部26aに当接した状態で回転方向下流側へ変形可能である。
【選択図】図3

Description

本発明は、電子写真画像形成装置で用いられる現像装置、及びそれを備えるプロセスカートリッジに関する。
従来より、記録媒体として用いられるシート材に電子写真プロセスによって画像を形成する画像形成装置が知られている。このような画像形成装置は、静電潜像を担持する像担持体、像担持体上の静電潜像を現像剤像として現像する現像装置、現像剤像をシート材上に転写する転写部材、及び現像剤像をシート材上に熱定着させる定着装置等を備える構成が一般的である。
また、現像装置への現像剤の補給作業、メンテナンス作業を容易に行うために、像担持体、現像装置、像担持体の表面を帯電する帯電部材、クリーニング手段等をプロセスカートリッジとして一体化したプロセスカートリッジ方式を採用したものが知られている。プロセスカートリッジ方式によれば、ユーザビリティーに優れた画像形成装置を提供することができる。
また、近年、複数色の現像剤を用いてカラー画像を形成するカラー画像形成装置が普及している。カラー画像形成装置としては、複数色の現像剤を用いた画像形成動作のそれぞれに対応する像担持体を、 現像剤像が転写される被転写体の表面移動方向に沿って一列
に配置した、所謂、インライン方式の画像形成装置が知られている。インライン方式は、画像形成速度の高速化やマルチファンクションプリンタヘの展開などの要望に対応し易いなどの点で好ましい画像形成方式である。
また、複数の像担持体を鉛直方向と交差する方向に一列に配置したインライン方式の画像形成装置において、複数の像担持体を、被転写体としての中間転写体、又はシート材を搬送するシート材担持体の下方に配置したものがある(特許文献1、2参照)。このように像担持体を中間転写体やシート材担持体の下方に配置した場合、画像形成装置本体内において、中間転写体やシート材担持体を間に挟んだ状態で、定着装置と現像装置(或いは露
光装置)とを離れた位置に配置することができる。そのため、現像装置(或いは露光装置)
が定着装置で生じる熱の影響を受け難いなどの利点がある。
特開2003−173083号公報 特開2008−170951号公報
しかしながら上記従来の画像形成装置では、以下の課題がある。
現像装置は、一般的に、像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体や、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材などが設けられた現像室と、この現像室に供給する現像剤を収納する現像剤収納室とを有している。そして現像室と現像剤収納室の位置関係によっては、現像剤収納室から現像室へ重力に反して現像剤を搬送する場合がある。例えば、上述のように像担持体を中間転写体又はシート材担持体の下方に配置した場合、スペースの関係上、像担持体の下方に現像室、現像室の下方に現像剤収納室が配置されるパターン
が多い。つまりこの場合は、現像剤収納室から現像室へ重力に反して現像剤を供給する必要が生じる。
特許文献1には、現像剤収納室から、その上方に配置された現像室へと現像剤を搬送する手段として、現像剤収納室内の現像剤を撹拌する撹拌部材の先端に、可撓性のシート部材で形成された搬送部材を貼り付ける方法が開示されている。しかしながら、特許文献1に開示の方法では、撹拌部材の回転半径方向外側の端部に搬送部材を取り付けるため、撹拌部材の小型化が難しいといった課題がある。
また、特許文献1に開示の方法では、撹拌部材の回転半径方向外側の端部に取り付けられた搬送部材が現像剤を保持し、その状態のまま現像剤を現像剤収納室に搬送し、現像剤供給部材の下方に設けられた受け部材に送り込む。そのため、現像剤供給部材に対する現像剤の供給は、受け部材が設けられている現像剤供給部材の下方において行われる。
しかし、現像剤供給部材の下方から現像剤供給部材へ現像剤の供給を行う供給手段を特に有しない場合、現像剤供給部材近傍に運ばれた現像剤は自重等により嵩が低下するため、現像剤供給部材と現像剤表面との間に空間が発生してしまう。その結果、現像剤が現像剤供給部材の表面に十分に供給されず、ベタ画像を出力した場合は、画像先端は所望の濃度が得られたとしても、画像中央から後端にかけて濃度薄が発生するといった画像不良が発生する可能性が高い(所謂、画像濃度追従不良)。
このように、現像剤供給部材の下方から現像剤供給部材に対して現像剤を供給する構成において、特に供給手段を有しない場合には、画像濃度の追従性に対し、所望の濃度を得ることは困難である。
なお、特許文献1では、現像剤供給部材の下方に受け部材を設け、受け部材に、受けシートの一端を取り付けるとともに、この受けシートを現像剤供給部材の下方に適当な線圧で接触させる構成が開示されている。しかし、この場合は、現像剤供給部材に供給される現像剤は常に受けシートと現像剤供給部材との間にかかる線圧を受けることとなるので、現像剤の劣化を促進させてしまう。
そこで本発明は、現像剤担持体の下方に現像剤収納室が配置されている現像装置において、現像剤担持体へ十分量の現像剤を供給して画像不良の発生を抑制し、小型化を図ることが可能な現像装置、それを備えるプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明にあっては、
画像形成装置に用いられる現像装置であって、
現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体が設けられた現像室と、
前記現像室へ供給する現像剤を収納する現像剤収納室と、を備え、
前記現像剤収納室の上方に形成された開口部を通過させて前記現像剤収納室から前記現像室に現像剤を供給する現像装置において、
前記現像剤収納室には、
弾性を有するシート状の現像剤搬送部材が回転可能な支持軸に支持され、前記現像剤収納室の下方から前記開口部に向かう方向に回転するように設けられており、
前記現像剤収納室の内壁には、
前記現像剤収納室の下方から前記現像剤搬送部材の回転方向に沿って順に、
回転している前記現像剤搬送部材が当接することにより前記現像剤搬送部材を撓んだ状態に変形させる変形部と、
前記現像剤搬送部材と当接せず、前記変形部において撓んだ状態に変形した前記現像剤搬送部材を変形していない状態に復元し、前記開口部を有する復元部と、
前記復元部を移動する前記現像剤搬送部材の一部に当接する当接部と、
が形成されており、
前記現像剤搬送部材が回転して前記変形部から抜け出して前記復元部に移る際に、変形した状態の前記現像剤搬送部材と前記変形部との間に担持されていた現像剤を、前記現像剤搬送部材が復元することに伴い前記開口部に飛翔させることが可能であり、かつ、
前記当接部が前記開口部よりも下方に位置しており、前記現像剤搬送部材が前記当接部に当接した状態で、その当接部を支点として前記現像剤搬送部材が前記回転方向下流側へ変形可能であることを特徴とする。
また、本発明のプロセスカートリッジにあっては、
画像形成装置に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジであって、
電子写真感光体と、
前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像する現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体が設けられた現像室と、
前記現像室へ供給する現像剤を収納する現像剤収納室と、を備え、
前記現像剤収納室の上方に形成された開口部を通過させて前記現像剤収納室から前記現像室に現像剤を供給するように構成されているプロセスカートリッジにおいて、
前記現像剤収納室には、
弾性を有するシート状の現像剤搬送部材が回転可能な支持軸に支持され、前記現像剤収納室の下方から前記開口部に向かう方向に回転するように設けられており、
前記現像剤収納室の内壁には、
前記現像剤収納室の下方から前記現像剤搬送部材の回転方向に沿って順に、
回転している前記現像剤搬送部材が当接することにより前記現像剤搬送部材を撓んだ状態に変形させる変形部と、
前記現像剤搬送部材と当接せず、前記変形部において撓んだ状態に変形した前記現像剤搬送部材を変形していない状態に復元し、前記開口部を有する復元部と、
前記復元部を移動する前記現像剤搬送部材の一部に当接する当接部と、
が形成されており、
前記現像剤搬送部材が回転して前記変形部から抜け出して前記復元部に移る際に、変形した状態の前記現像剤搬送部材と前記変形部との間に担持されていた現像剤を、前記現像剤搬送部材が復元することに伴い前記開口部に飛翔させることが可能であり、かつ、
前記当接部が前記開口部よりも下方に位置しており、前記現像剤搬送部材が前記当接部に当接した状態で、その当接部を支点として前記現像剤搬送部材が前記回転方向下流側へ変形可能であることを特徴とする。
本発明によれば、現像剤担持体の下方に現像剤収納室が配置されている現像装置において、現像剤担持体へ十分量の現像剤を供給して画像不良の発生を抑制し、小型化を図ることが可能な現像装置、それを備えるプロセスカートリッジを提供することが可能になる。
第1の実施の形態における画像形成装置の概略断面図。 第1の実施の形態に係るプロセスカートリッジの概略断面図。 第1の実施の形態に係るプロセスカートリッジの概略断面図。 第1の実施の形態に係る現像装置の概略断面図。 第1の実施の形態に係る現像装置の概略断面図。 第1の実施の形態に係る現像装置の概略断面図。 第2の実施の形態に係る現像装置の概略断面図。 第3の実施の形態に係る現像装置の概略断面図。 第3の実施の形態に係る現像装置の概略断面図。 第1の実施の形態に係る現像装置の概略断面図。 比較例に用いた現像装置の概略断面図。
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施の形態に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
[第1の実施の形態]
図1〜図6を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る現像装置、及びそれを備えるプロセスカートリッジについて説明する。
(画像形成装置の説明)
まず、図1を参照して本実施の形態に係る現像装置、及びそれを備えるプロセスカートリッジを適用可能な画像形成装置について説明する。図1は、本実施の形態における画像形成装置100の概略断面図である。
画像形成装置100は、インライン方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザープリンタである。画像形成装置100は、画像情報に基づいてシート材S(例えば、記録用紙、プラスチックシート、布など)にフルカラー画像を形成することができる。画像情
報は、画像形成装置本体に接続された画像読み取り装置、或いは画像形成装置本体に通信可能に接続されたパーンナルコンピュータ等のホスト機器から、画像形成装置本体に入力される。
画像形成装置100は、複数の画像形成部として、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を形成するための第1、第2、第3、第4の画像形成部SY、SM、SC、SKを有している。本実施の形態では、第1〜第4の画像形成部SY、SM、SC、SKは、鉛直方向と交差する方向に一列に配置されている。
なお、本実施の形態では、第1〜第4の画像形成部の構成及び動作は、形成する画像の色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために符号に与えた添え字Y、M、C、Kは省略して、総括的に説明する。
本実施の形態では、画像形成装置100は、複数の像担持体として鉛直方向と交差する方向に並設された4個のドラム型の感光体ドラム1(電子写真感光体)を有している。感光体ドラム1は、図示矢印A方向(時計方向)に図示しない駆動手段(駆動源)により回転駆動されている。
感光体ドラム1の周囲には、感光体ドラム1の表面を均―に帯電する帯電部材としての帯電ローラ2、画像情報に基づきレーザー光Lを射出して感光体ドラム1上に静電潜像を形成する露光装置としてのスキャナユニット3が配置されている。また、静電潜像をトナー像(現像剤像)として現像する現像装置としての現像ユニット4、転写後の感光体ドラム1の表面に残ったトナー(転写残トナー)を除去するクリーニング手段としてのクリーニング部材6が配置されている。さらに、4個の感光体ドラム1に対向して、感光体ドラ
ム1上のトナー像をシート材Sに転写する中間転写ベルト5が配置されている。
また本実施の形態では、トナー(現像剤)として、非磁性一成分現像剤を用いている。このトナーを感光体ドラム1の帯電極性と同極性(本実施の形態では負極性)に帯電させ、後に説明する現像ユニット4から感光体ドラム1上において露光された部分(電荷が減衰した部分)にこのトナーを供給することで、静電潜像をトナー像として現像する。
本実施の形態では、感光体ドラム1、帯電ローラ2、現像ユニット4、及びクリーニング部材6は、プロセスカートリッジ7として一体的に収納されている。さらにプロセスカートリッジ7は、画像形成装置本体に設けられた不図示の装着ガイド、位置決め部材などの装着手段を介して、画像形成装置100に対して着脱可能に構成されている。本実施の形態では、各色用のプロセスカートリッジ7は全て同一形状を有しており、各色用のプロセスカートリッジ7内には、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナーが収納されている。
なお、かかる構成の他に、例えば感光体ドラム1と現像ユニット4とを一体にしたプロセスカートリッジを用いても構わない。つまり、プロセスカートリッジ7として一体化されるものは、上記の組み合わせに限られるものではない。
無端状のベルトで形成された中間転写ベルト5(中間転写体)は、各色ごとに設けられた全ての感光体ドラム1に当接し、図示矢印B方向(反時計方向)に循環移動(回転)する。中間転写ベルト5は、その回転を支持する複数の支持部材として、駆動ローラ51、二次転写対向ローラ52、従動ローラ53に掛け渡されている。
また、中間転写ベルト5の内周面側には、各感光体ドラム1に対向するように、一次転写部材としての4個の一次転写ローラ8が並設されている。一次転写ローラ8は、中間転写ベルト5を感光体ドラム1に向けて押圧し、中間転写ベルト5と感光体ドラム1とが当接する一次転写部N1を形成している。そして、一次転写ローラ8に、不図示の一次転写バイアス電源(高圧電源)から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加される。これにより、感光体ドラム1上のトナー像が中間転写ベルト5上に転写(一次転写)される。
また、中間転写ベルト5の外周面側において二次転写対向ローラ52に対向する位置には、二次転写部材としての二次転写ローラ9が配置されている。二次転写ローラ9は、中間転写ベルト5を介して二次転写対向ローラ52に圧接し、中間転写ベルト5と二次転写ローラ9とが当接する二次転写部N2を形成している。そして、二次転写ローラ9に、不図示の二次転写バイアス電源(高圧電源)から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加される。これによって、中間転写ベルト5上のトナー像がシート材Sに転写(二次転写)される。なお、一次転写ローラ8と二次転写ローラ9とは同様の構成を有している。
シート材Sに画像を形成する際は、まず、感光体ドラム1の表面が帯電ローラ2によって一様に帯電される。そして帯電した感光体ドラム1の表面に対して、スキャナユニット3から画像情報に応じたレーザー光が照射され、感光体ドラム1上には画像情報に基づいた静電潜像が形成される。その後、感光体ドラム1上に形成された静電潜像には、現像ユニット4からトナーが供給され、トナー像として現像される。感光体ドラム1上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ8の作用によって中間転写ベルト5上に転写(一次転写)される。
例えばフルカラー画像の形成時には、上述のプロセスが第1〜第4の画像形成部SY、
SM、SC、SKにおいて順次に行われ、中間転写ベルト5上に各色のトナー像が次々に重ね合わされて一次転写される。その後、中間転写ベルト5の移動と同期が取られてシート材Sが二次転写部N2へと搬送され、二次転写ローラ9の作用によって、中間転写ベルト5上の4色トナー像が、一括してシート材S上に二次転写される。
トナー像が転写されたシート材Sは、定着装置10に搬送され、定着装置10においてシート材Sに熱及び圧力が加えられることで、シート材Sにトナー像が定着される。なお、一次転写工程後に感光体ドラム1上に残留した一次転写残トナーは、クリーニング部材6によって除去、回収される。また、二次転写工程後に中間転写ベルト5上に残留した二次転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング装置11によって回収される。なお、画像形成装置100は、単独又は複数の(全てではない)の画像形成部のみを用いて、単色又はマルチカラーの画像を形成することも可能である。
(プロセスカートリッジの説明)
図2を参照して、本実施の形態に係るプロセスカートリッジ7について説明する。図2は、感光体ドラム1の長手方向(回転軸線方向)から見た場合の、本実施の形態に係るプロセスカートリッジ7の概略断面図である。なお、以下で現像ユニット4の構成や動作を説明する際に使用する、「上」、「下」、「垂直」、「水平」といった方向を表す用語は、特に断りのない場合は、画像形成装置の通常の設置状態(または使用状態)における方向を指すものとする。つまり、例えば「上方」と記載した場合は、図2、図3に示した状態における「上方」を意味する。また、本実施の形態では、収納しているトナーの種類(色)を除いて、各色用のプロセスカートリッジ7の構成及び動作は実質的に同一である。
プロセスカートリッジ7は、感光体ドラム1等を備えた感光体ユニット13と、現像ローラ17等を備えた現像ユニット4(現像装置)とを有している。
感光体ユニット13は、感光体ユニット13内の各種要素を支持する枠体としてのクリーニング枠体14を有している。クリーニング枠体14には、感光体ドラム1が不図示の軸受を介して回転可能に取り付けられている。感光体ドラム1には、不図示の駆動手段(駆動源)としての駆動モータから駆動力が伝達され、画像形成動作に応じて図示矢印A方向(時計方向)に回転駆動される。画像形成プロセスの中心となる感光体ドラム1には、アルミニウム製シリンダの外周面に機能性膜である下引き層、キャリア発生層、キャリア移送層を順にコーティングした有機感光体ドラムが用いられている。本実施の形態では、感光体ドラム1の回転速度を200mm/secに設定している。
また、感光体ユニット13には、感光体ドラム1の周面上に接触するように、クリーニング部材6、帯電ローラ2が配置されている。クリーニング部材6によって感光体ドラム1の表面から除去された転写残トナーは、クリーニング枠体14内に落下、収容される。帯電部材である帯電ローラ2は、導電性ゴムのローラ部を感光体ドラム1に加圧接触することで従動回転する。ここで帯電ローラ2の芯金には、感光体ドラム1に対して−1100Vの直流電圧が印加されており、これにより感光体ドラム1の表面に、約−550Vとなる一様な暗部電位(Vd)が形成される。
このようにして表面に一様な暗部電位(Vd)が形成された感光体ドラム1に対して、スキャナユニット3からレーザー光が射出される。これにより、感光体ドラム1の表面において露光された部位は、キャリア発生層からのキャリアにより電荷が消失し、電位が低下する。その結果、露光された部位は明部電位Vl=−100V、未露光部位は暗部電位Vd=−550Vとなることで、感光体ドラム1の表面には静電潜像が形成される。
一方、現像ユニット4は、現像ユニット4内の各種要素を支持する枠体としての現像枠
体18を有している。現像ユニット4には、感光体ドラム1と接触して図示矢印D方向(反時計方向)に回転する現像剤担持体としての現像ローラ17が設けられている。また、本実施の形態では、現像ローラ17と感光体ドラム1とは、対向部(接触部)において互いの表面が同じ方向(本実施の形態では図中下から上に向かう方向)に移動するようにそれぞれ回転している。
現像ローラ17は、その長手方向(回転軸線方向)の両端部において、現像側板19(19R、19L)を介して、回転可能に現像枠体18に支持されている。現像側板19(19R、19L)は、現像枠体18の両側部にそれぞれ取り付けられている。なお、本実施の形態では、現像ローラ17を感光体ドラム1に接触させて配置しているが、現像ローラ17は、感光体ドラム1に対して所定間隔を開けて近接配置される構成であってもよい。
また、本実施の形態では、現像ローラ17にDCバイアス=−350Vが印加されることで、感光体ドラム1に接触する現像部において、マイナスに帯電したトナーが明部電位部にのみ転移して静電潜像をトナー像として顕像化する。すなわち、被露光部にトナーを転移させる所謂反転現像系である。
現像ローラ17は、芯金上に弾性層を有するローラ部材である。本実施の形態では、φ6mmのステンレス製の芯金上に、シリコーンゴムにカーボンを分散したソリッドゴムからなる第1層(基層)を約3mm形成する。更に、第2層(表層)として、導電剤により抵抗調整されたウレタン層を約10μm形成する。現像ローラ17の回転速度は、感光体ドラム1の回転速度の約1.3倍となるように設定されている。
また、現像ユニット4には、現像ローラ17の周面上に接触するように、図示矢印E方向(反時計方向)に回転する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ20が配置されている。本実施の形態では、トナー供給ローラ20と現像ローラ17とは、対向部(接触部)において互いの表面が逆方向に移動するようにそれぞれ回転している。トナー供給ローラ20は、現像ローラ17上にトナーを供給すると共に、現像に供されずに現像ローラ17上に残留したトナーを現像ローラ17上から剥ぎ取る作用をなす。また、現像ユニット4には、現像ローラ17の周面上に接触するように、 トナー供給ローラ20によって現
像ローラ17上に供給されたトナーの層厚の規制、及び電荷の付与を行う現像剤規制部材として現像ブレード21が配置されている。
トナー供給ローラ20は、導電性芯金の外周に連泡性発泡体(以下、発泡層という)を形成したローラ部材である。トナー供給ローラ20の発泡層は、現像ローラ17にトナーを供給する、及び現像に寄与しなかったトナーを剥ぎ取るといった2つの役目を担う。トナーを剥ぎ取る際は、現像ローラ17上の発泡セルの縁の部分とトナー供給ローラ20とを摺擦させることで行われる。
また本実施の形態では、トナー供給ローラ20として、外径φ5mmの芯金上に発泡骨格構造で比較的低硬度のポリウレタンフォームを5.5mm(セル径300〜450μm)形成した外径φ16mmの弾性スポンジローラを用いた。トナー供給ローラ20を連泡性の発泡体で構成することにより、過大な圧を加えることなく現像ローラ17と当接し、発泡体表面の適度な凸凹で現像ローラ17上へのトナー供給および現像時に消費されずに残像したトナーの剥ぎ取りを行うことが可能になる。なお、このセル構造の掻き取り性は、ウレタンフォームに限定されるものでなく、発泡層の材料として、その他NBRゴム(NBR:ニトリルゴム)、シリコーンゴム、アクリルゴム、ヒドリンゴム、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、イソプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム及びこれらの複合混合物等、一般的に用いられるゴム
を使用することが可能である。また、発泡層の抵抗調整として適宜、公知のイオン導電剤、無機微粒子若しくはカーボンブラック等を分散可能である。
また、現像ローラ17へのトナー供給を補助するために、トナー供給ローラ20に対して、トナー供給ローラ20側から現像ローラ17側へ向かうバイアスを印加してもよい。このように現像ローラ17側に負帯電トナーを付勢するバイアスを印加することで、現像ブレード21と摺擦する前の状態で現像ローラ17に担持されているトナー量を増加させることが可能となる。さらに、バイアスを印加することにより、現像ローラ17上でのトナー密度が上がりやすくなり、現像ローラ17の表面粗さが低い場合においても均一なトナー濃度を得やすくなる。
なお、本実施の形態では、トナー供給ローラ20は、現像ローラ17との接する部分において逆方向に回転する(所謂、カウンター回転)し、その表面回転速度を現像ローラ17の表面回転速度の0.85倍に設定した。
現像ブレード21は金属薄板からなり、薄板のバネ弾性を利用して当接圧力を形成し、金属薄板の表面がトナー及び現像ローラ17の表面に接触当接している。金属薄板の材質は、ステンレス鋼、リン青銅等の薄板が使用可能であるが、本実施の形態においては、厚さ0.1mmのリン青銅薄板を用いている。現像ブレード21、現像ローラ17との摺擦により、トナーは摩擦帯電されて電荷が付与されると同時に層厚規制される。また、現像ブレード21には、不図示のブレードバイアス電源から所定電圧(−550V)が供給されている。
現像枠体18内に形成された現像剤収納室としてのトナー収納室18aには、非磁性一成分のトナーが収納されている。また、トナー収納室18a内には、現像枠体18に回転可能に支持されたトナー搬送部材22が設けられている。トナー搬送部材22は、後述するように、トナー収納室18a内に収納されたトナーを撹拌すると共に、現像ローラ17やトナー供給ローラ20が設けられた現像室18bへトナーを搬送するものである。なお、本実施の形態に係る構成は、トナー収納室18a及びトナー搬送部材22のみを有し、画像形成装置本体に着脱可能な現像剤容器(トナーカートリッジ)を備える現像装置にも適用できる。
本実施の形態では、トナー容量に対する寿命がA4用紙印字率5%換算で1万枚相当に設定されている現像ユニット4を使用している。現像ユニット4は、現像側板19(19R、19L)に設けられた穴部19a(19Ra、19La)に嵌合する結合軸23(23R、23L)を中心にして、感光体ユニット13に揺動可能に結合されている。画像形成時には、現像ユニット4は、付勢手段としての現像ユニット加圧バネ24により付勢されて、結合軸23を中心に図示矢印F方向(時計方向)に回動する。これによって、現像ローラ17を感光体ドラム1に当接させることができる。
(現像装置の説明)
図3〜図6を参照して、本実施の形態に係る現像ユニット4(現像装置)の構成、及び現像ユニット4内においてトナー供給ローラ20にトナーを供給するプロセスについて説明する。図3はプロセスカートリッジ7の概略断面図であり、図4〜図6は現像ユニット4の概略断面図であり、トナーが収納されている状態を示すものである。
現像ユニット4には、回転可能に構成されたトナー搬送部材22が設けられている。トナー搬送部材22は、その長手方向(回転軸線方向)の両端部において、トナー収納室18aを形成する現像枠体18に回転可能に支持されている。そして、トナー搬送部材22は、不図示の駆動手段(駆動源)により図示矢印G方向(時計方向)に回転駆動されてい
る。
トナー搬送部材22は、トナーを搬送する弾性を有したシート部22a(現像剤搬送部材)と、シート部22aが取り付けられると共に回転駆動力を受ける搬送支持軸(支持軸)22bとを有している。搬送支持軸22bは、感光体ドラム1、現像ローラ17及びトナー供給ローラ20の長手方向(回転軸線方向)と略平行に、トナー収納室18aの長手方向の全域にわたって配置されている。シート部22aは、搬送支持軸22bの長手方向(回転軸線方向)の略全域にわたって延在する連続したシート状部材(板状部材)である。そして、シート部22aは、搬送支持軸22bの長手方向と略直交する方向(回転半径方向,短手方向)の一端部において搬送支持軸22bに取り付けられており、他端は自由端である。なお、シート部22aは、例えば、ポリエステルフィルム、ポリフェニレンスルフィドフィルム、ポリカーボネートフィルムなどの可撓性を有する樹脂製シートを用いて好適に作製することができる。また、シート部22aの厚みは、50μm〜250μmが好適である。
次に、トナー収納室18aの構成について説明する。トナー収納室18aの内壁は、トナー搬送部材22のシート部22aが当接し、シート部22aを撓んだ状態に変形させる変形部18a2と、シート部22aの変形部18a2における変形状態を解放して、変形前の形状に復元する復元部18a4とを有している。また、変形部18a2と復元部18a4との境界である点pを境界部18a3とする。すなわち、トナー収納室18aは、トナー搬送部材22の回転方向上流側から順に、変形部18a2、境界部18a3、復元部18a4を有している。
また、現像室18bとトナー収納室18aとの間には隔壁26(トナー収納室18aの内壁を構成する)が設けられており、隔壁26の一部(トナー収納室18aの上方)にはトナーが通過する開口部18cが形成されている。さらに隔壁26には、シート部22aと当接する当接部26aが存在する。当接部26aは、開口部18cより下方に位置している。かつ、搬送支持軸22bの回転軌跡28に接し、開口部18cの下端18c1(回転方向下流側の端部)を通過する接線のうち回転方向下流側の接線29よりも、トナー搬送部材22の回転方向上流側に位置する(突出する)ように設定されている。
そのため、復元部18a4において変形状態から自然状態(元の形状)へと復元したシート部22aが復元部18a4から更に回転を進めると、シート部22aは当接部26aと最初に当接する(開口部18cの下端18c1には当接しない)。このように、シート部22aは境界部18a3を過ぎてから当接部26aに当接するまでは自然状態になっており、すなわち復元部18a4とは、トナー収納室18aの境界部18a3から当接部26aまでの領域を指している。そして開口部18cは、復元部18a4内に配置されている。また、復元部18a4はトナー搬送部材22の回転軸を含む水平面よりも上方に配置されている。言い換えると、境界部18a3は、トナー搬送部材22の回転中心を通る水平面と同じ高さか、その水平面よりも上方に設けられている。また、開口部18cは、トナー収納室18aの上方に設けられているため、トナー収納室18aから現像室18bへのトナー搬送は重力に反して行われることになる。
以下では、トナー収納室18aとトナー搬送部材22の寸法関係を説明し、トナー搬送部材22の回転に伴ってトナーが現像室18bへ搬送されるプロセスについて述べる。
まず、トナー搬送部材22の回転中心から各部分までの距離を以下のように定義する。
L1:トナー搬送部材22の回転中心からシート部22aの自由端までの距離。
(L1は、シート部22aが変形されていない自然状態におけるトナー搬送部材22の回転半径の最大値に相当する。)
L2:トナー搬送部材22の回転中心からシート部22aと接触するトナー収納室18aの内壁18a1までの直線距離の最大値。
L3:トナー搬送部材22の回転中心から開口部18cの下端18c1(即ち、開口部18cの最下点)までの直線距離。
L4:トナー搬送部材22の回転中心から変形部18a2までの直線距離。
L5:トナー搬送部材22の回転中心から当接部26aまでの直線距離。
本実施の形態では、上記距離L1、L2、L3、L4、L5が次の関係を満たしている。
L1>L2・・・(1)
L2>L4・・・(2)
L1>L3・・・(3)
L1>L5・・・(4)
以下、この(1)〜(4)の関係を満たすことによって得られる効果について説明する。
(1)の関係により、トナー収納室18aの下方においてシート部22aがトナー収納室18aの内壁18a1に当接することになる。シート部22aが、トナー収納室18aの内壁18a1に当接し、シート部22aの有する弾性により変形した状態で回転を進めることによって、トナー収納室18aのトナーを搬送することができる。また、変形部18a2においても同様に、シート部22aは変形部に18a2おける内壁と当接し、シート部22a有する弾性により変形した状態(撓んで湾曲した状態)で回転を進める。なお、内壁18a1を「変形部」として捉えることも可能である。
(2)の関係により、変形部18a2におけるシート部22aの変形量はより大きくなる。これにより、変形部18a2に当接して撓んだ状態のシート部22aと、変形部18a2とによって規定される楔形の領域27a(以下、楔形状部27aと称する)をより確実に形成することができる。この楔形状部27aに溜まったトナーをシート部22a表面の上に載せることによって、重力方向に反してトナーを搬送することが可能となる。
そしてトナー搬送部材22が変形部18a2から更に回転を進めると、シート部22aの自由端が境界部18a3を通過し、復元部18a4に到達する。図4に示すように、復元部18a4では、シート部22aの自由端側の先端はトナー収納室18aの内壁に接触しないため、変形部18a2によって変形していた状態から解放されて、それ自体の弾性復元力によって自然状態(元の形状)へと復元する。このように、シート部22aが復元することに伴い、トナー搬送部材22上に担持され搬送されていたトナーを開口部18cへ向けて飛翔させることができる。つまり(3)の関係により、重力に抗してより確実に開口部18c対してトナーを搬送することができる。
なお、開口部18cは境界部18a3より上方に設けられているため、トナーは重力方向と反対方向に飛翔することになる。その結果、開口部18cの下端18c1を上方に越えて現像室18bへと搬送されるトナーも存在すれば、重力の影響によって、開口部18cの下端18c1を越えられないトナーも存在する。
トナー搬送部材22が復元部18a4から更に回転を進めると、シート部22aの一部が当接部26aと当接する。これは、当接部26aが、開口部18cより下方に位置し、かつ、搬送支持軸22bの回転軌跡28に接し、開口部18cの下端18c1を通過する接線のうち回転方向下流側の接線29よりも回転方向上流側に位置するように設定されているからである。
(4)の関係により、シート部22aは自由端よりも回転中心側の一部において当接部26aと当接することになる。図5に示すように、シート部22aにおける自由端よりも回転中心側の一部と当接部26aとが当接すると、当接部26aからシート部22aの自由端側にかけて楔形状部が形成される。この楔形状部には、開口部18cの下端18c1を越えられなかったトナーの一部が溜まり、それ以上の落下を抑制する。さらに、図6に示すように、トナー搬送部材22が当接部26aに当接することにより、当接部26aからシート部22aの自由端側は、当接部26aを支点として回転方向下流側へと変形するため、楔形状部に溜まったトナーが開口部18cへと押し込まれていく。なお、本実施の形態では、トナーが無い状態においても当接部26aからシート部22aの自由端側には楔形状部が形成されるように設定されている。
また、本実施の形態では、当接部26aはトナー搬送部材22の回転中心を通る鉛直線と、境界部18a3を通る鉛直線との間に設定されている。また、開口部18cの下端18c1も同様に、トナー搬送部材22の回転中心を通る鉛直線と、境界部18a3を通る鉛直線との間に設定されている。
(本実施の形態に係る現像装置、及びプロセスカートリッジの作用効果)
上記で説明した現像ユニット4(現像装置)、及びそれを備えるプロセスカートリッジ7の作用効果について説明する。
効果(1)・・・変形部18a2において変形していたトナー搬送部材22が、その形状を復元部18a4において復元することにより、復元時の勢いを利用してトナーを重力に抗して開口部18cへ飛翔させることができる。これにより、飛翔したトナーは、開口部18cの下端を越え、現像室18bへと搬送されるとともに、一部のトナーはトナー供給ローラ20の上方へも搬送される。そのため、トナー供給ローラ20の下方だけでなく、上方においてもトナー供給ローラ20に対するトナーの供給が行われるため、ベタ濃度変化の少ない高品質な画像形成を行うことができる。つまりトナー供給ローラ20の上方からトナーを供給可能なので、特許文献1に開示の構成(従来技術)の課題として挙げられていた、画像濃度追従不良の発生、を解決することができる。
効果(2)・・・トナー搬送部材22の自由端より回転中心側の一部と当接部26aとが当接することにより、当接部26aからトナー搬送部材22の自由端にかけて楔形状部が形成される。この楔形状部において開口部18cの下端を越えられなかったトナーの一部が溜まり、それ以上の落下を抑制する(図10)。さらにトナー搬送部材22が当接部26aに当接することにより、当接部26aからトナー搬送部材22の自由端側は、当接部26aを支点として回転方向下流側へと変形するため、楔形状部に溜まったトナーが開口部18cへと押し込まれていく。このため、重力の影響によって、開口部18cの下端を越えられなかったトナーに対しても、部分的に現像室18bへと搬送することが可能になるために、効率よくトナーを搬送することができる。
効果(3)・・・トナー搬送部材22は弾性を有するシート部22aと、それを回転可能に支持する搬送支持軸22bとからなる簡易な構成である。そのため、トナー搬送部材22自体を簡易化かつ小型化することができる。また、トナー搬送部材22は弾性を有しており、トナー収納室18aの内壁に対して変形した状態で回転を進めることができる。そのため、トナー収納室18aを小型化することも可能である。つまり特許文献1に開示の構成(従来技術)の課題として挙げられていた、小型化に関する課題を解決することができる。
効果(4)・・・当接部26aは、搬送支持軸22bの回転軌跡28に接し、開口部18cの下端18c1を通過する接線のうち回転方向下流側の接線29よりも、トナー搬送
部材22の回転方向上流側に位置している。よって、当接部26aからシート部22aの自由端側において、より確実に楔形状部を形成することができる。
効果(5)・・・当接部26aは境界部18a3を通る鉛直線と、トナー搬送部材22の回転中心を通る鉛直線との間に設けられている。よって、飛翔したトナーが重力の影響によって落下する前に、当接部26aからトナー搬送部材22の自由端側にかけて形成される楔形状部にトナーを溜めることができる。これにより、トナーを現像室18bに、より効率的に搬送することができる。しかしながら当接部26aの位置がこのように規定されていない場合であっても、上記で説明した小型化、画像濃度追従不良の発生の課題を解決することは可能である。
効果(6)・・・開口部18cの下端18c1は、境界部18a3を通る鉛直線と、トナー搬送部材22の回転中心を通る鉛直線との間に設けられている。よって、飛翔したトナーが重力の影響によって落下する前に、開口部18cの下端18c1を越えていくことができ、トナーを現像室18bに、より効率的に搬送することができる。しかしながら開口部18cの下端18c1の位置がこのように規定されていない場合であっても、上記で説明した小型化、画像濃度追従不良の発生の課題を解決することは可能である。
[第2の実施の形態]
図7に、本発明の第2の実施の形態に係る現像装置の概略断面図を示す。本実施の形態に係る現像ユニットは、当接部26aと開口部18cの下端18c1が共に、トナー搬送部材22の回転中心を通る鉛直線よりも、トナー搬送部材22の回転方向下流側に設定されている。この点において、第1の実施の形態(当接部26aと開口部18cの下端18c1がトナー搬送部材22の回転方向上流側に設定されている)の構成と異なっている。しかしながら、その他の構成は第1の実施の形態と同一であるので説明は省略する。また、本実施の形態の作用効果については、下記の[第1、第2の実施の形態と比較例の評価
結果]で説明する。
[第1、第2の実施の形態と比較例の評価結果]
上記で説明した第1、第2の実施の形態に係る現像装置、それを備えるプロセスカートリッジの効果をよりわかりやすく説明するために、比較例を用いてその効果を比較検証した。
ここでは比較例として、図11に示す現像装置を用いた。図11に示す比較例に係る現像枠体180の構成は、基本的に第1、第2の実施の形態の現像枠体18の構成に準ずるが、当接部26aを有していない点において第1、第2の実施の形態と異なる。すなわち本比較例では、復元部180a4は、トナー収納室180aの境界部180a3から開口部180cまでの領域を指している。このため、復元部180a4において変形状態から自然状態(元の形状)へと復元したシート部220aが復元部180a4から更に回転を進めると、シート部220aは開口部180cの周辺に突き当たることになる。
第1、第2の実施の形態と比較例の評価方法は以下の通りである。画像評価はベタ黒画像を連続3枚出力し、3枚目のベタ黒画像の出力先端と後端の濃度差から評価をX-Ri
te製spectordensitometer500を用いて行った。印字テスト及び評価画像は単色で出力している。濃度追従性評価は、画像形成装置を評価環境25.0℃、50%Rhの環境下に1日放置して当該環境になじませた後、100枚印字後、および、9000枚印字後に行った。印字テストは、画像比率5%の横線の記録画像を連続的に通紙して行った。評価に用いた○、△、×の記号は次の状態を示す。
○:ベタ黒画像において、紙先端と紙後端での濃度差が0.2未満
△:ベタ黒画像において、紙先端と紙後端での濃度差が0.2以上0.3未満
×:ベタ黒画像において、紙先端と紙後端での濃度差が0.3以上
表1に評価結果を示す。
Figure 2010197972
[比較例に対する優位性]
上記評価結果に基づき、第1、第2の実施の形態の比較例に対する優位性について説明する。
まず、濃度追従性評価において、第1の実施の形態は、耐久を通して画像不良がなく良好であった。一方、第2の実施の形態は、トナー残量が少なくなった耐久後半(9000枚印字後)において、許容範囲ではあるが軽微の画像不良が発生し、比較例はトナー残量が少なくなった耐久後半において画像不良が発生した。この理由を以下に述べる。
第1の実施の形態では、シート部22aが変形部18a2おいて変形していた状態から解放されて、それ自体の弾性復元力によって自然状態(元の形状)へと復元することによって、トナーを開口部18cへ向けて飛翔させることができる。開口部18cは境界部18a3より上方に設けられているため、トナーは重力方向に抗して飛翔することになる。しかし全てのトナーが開口部18cの下端を越えるとは限らず、場合によっては重力の影響によって、開口部18cの下端18c1を越えられないトナーも存在する。
ここで、トナー搬送部材22が復元部18a4から更に回転を進めると、トナー搬送部材22のシート部22aは自由端よりも回転中心側の一部において当接部26aと当接する。シート部22aにおける自由端よりも回転中心側の一部と当接部26aとが当接すると、当接部26aからシート部22aの自由端側にかけて楔形状部が形成される。この楔形状部には、開口部18cの下端18c1を越えられなかったトナーの一部が溜まり、それ以上の落下を抑制する。さらに、シート部22aが当接部26aに当接することにより、当接部26aからシート部22aの自由端側は、当接部26aを支点として回転方向下流側へと変形するため、楔形状部に溜まったトナーが開口部18cへと押し込まれていく。このため、重力の影響によって、開口部18cの下端18c1を越えられなかったトナーに対しても、それらを部分的に現像室18bへと搬送することが可能となる。
また第1の実施の形態において、当接部26aはトナー搬送部材22の回転中心を通る鉛直線と、境界部18a3を通る鉛直線の間に設定されている。そのため、トナーが重力の影響によって落下する前に、当接部26aからシート部22aの自由端側にかけて形成される楔形状部にトナーを溜めることができ、トナーを現像室18bへと効率的に搬送することが出来る。さらに、開口部18cの下端18c1も同様に、トナー搬送部材22の回転中心を通る鉛直線と、境界部18a3を通る鉛直線の間に設定されている。そのため、飛翔したトナーが重力の影響によって落下する前に、開口部18cの下端18c1を越えていくことができ、同様にトナーを現像室18bへと効率的に搬送することが出来る。すなわち、第1の実施の形態は、耐久後半のトナー残量が少なくなった状態においても、トナーを現像室18bへと効率的に搬送することができ、ベタ濃度の追従性を確保することできる。
一方、比較例は、シート部220aが変形部180a2における変形状態から復元部1
80a4において自然状態へと復元することによってトナーを飛翔させる点において第1、第2の実施の形態と同様である。しかし、当接部26aに相当する部分を有しておらず、復元部180a4は、トナー収納室180aの境界部180a3から開口部180cまでの領域になる。そのため、復元部180a4において変形状態から自然状態(元の形状)へと復元したシート部220aが復元部180a4から更に回転を進めると、シート部220aは開口部180cの周辺に突き当たる。つまり、比較例の構成では、上記で述べたような当接部26aからシート部22aの自由端側にかけて形成される楔形状部が形成されない。そのため、重力の影響によって、開口部180cの下端180c1を越えられなかったトナーは、そのままトナー収納室180aへと落下することになる。結果として、耐久後半でのトナー残量が少なくなった状態において、現像室180bへのトナー搬送が不十分となり、ベタ画像濃度を維持することができない。
また、第2の実施の形態は、第1の実施の形態と同様に当接部26aを有しているが、当接部26aは、トナー搬送部材22の回転中心を通る鉛直線よりも、トナー搬送部材22の回転方向下流側に設定されている。そのため、シート部22aが境界部18a3を通過し、変形部18a2における変形状態から解放され、トナーを開口部18cへ向けて飛翔させた時点から、トナー搬送部材22が回転し、シート部22aが当接部26aと当接するまでの時間が長くなる。そのため、重力の影響によって落下するトナーの割合が第1の実施の形態と比較すると若干多くなる。
しかしながら、シート部22aが当接部26aと当接し、当接部26aからシート部22aの自由端側にかけて楔形状部が形成されると、楔形状部にはトナーが溜まり、それ以上の落下を抑制することができる。さらに、トナー搬送部材22が当接部26aに当接することにより、当接部26aからシート部22aの自由端側は、当接部26aを支点として回転方向下流側へと変形するため、楔形状部に溜まったトナーは開口部18cへと押し込まれていく。このため第1の実施の形態と同様に、重力の影響によって、開口部18cの下端18c1を越えられなかったトナーに対しても、このトナーを部分的に現像室18bへと搬送することが可能となる。
上記評価結果によると、耐久後半でのトナー残量が少なくなった状態において軽微ではあるが画像不良が発生していることがわかる。つまり、第1の実施の形態と比較すると、第2の実施の形態は、耐久後半において現像室18bへのトナー搬送が減少することを意味している。しかしながら、この軽微な画像不良は許容範囲内であり、従来の技術、比較例と比較すると、十分に良好な画像品質を得ることが出来る。
以上より、第1、第2の実施の形態によれば、現像剤担持体の下方に現像剤収納室が配置されている現像装置において、現像剤担持体へ十分量の現像剤を供給して画像不良の発生を抑制し、小型化を図ることが可能な現像装置を提供することが可能になる。また、それを備えるプロセスカートリッジを提供することが可能になる。
[第3の実施の形態]
図8、図9を参照して、本発明の第3の実施の形態について説明する。図8、図9は、本実施の形態に係る現像装置の概略断面図を示すものである。
本実施の形態では、トナー搬送部材22が、シート部22a、及び搬送支持軸22bに加え、シート部22aより搬送支持軸22bの回転方向下流側の位相において補助シート部22c(現像剤補助搬送部材)を備えている点が特徴である。これ以外の構成は第1の実施の形態と同様であるので、同一の部分に対しては同一の符号を付して説明を省略する。
補助シート部22cは、搬送支持軸22bの長手方向(回転軸線方向)の略全域にわたって延在する連続したシート(板状部材)である。そして、補助シート部22cはシート部22aと同様に、搬送支持軸22bの長手方向と略直交する方向(回転半径方向,短手方向)の一端部において搬送支持軸22bに取り付けられている。本実施の形態では、補助シート部22cとして100μmのポリエステルフィルムを使用しているが、特に変形可能な材料を用いる必要はない。また、本実施の形態では、シート部22aと補助シート部22cとがなす角度は、シート部22aを基準として回転方向に約90°である。しかし、両者がなす角度はこれに限られるものではなく、トナーをシート部22a上に留まらせることが可能な値であればよい。
(第1の実施の形態との比較)
本実施の形態に係る現像装置、それを備えるプロセスカートリッジの効果を検証するために、上記で説明した第1の実施の形態との比較を行った。ここでは画像形成の初期における濃度追従性評価をそれぞれ行った。
ここで行った濃度追従性評価は、画像形成装置を評価環境25.0℃、50%Rhの環境下に1日放置し、当該環境になじませた後、ベタ黒画像を連続3枚出力し、3枚目のベタ黒画像の出力先端と後端の濃度差を評価した。この評価に際しては、X-Rite製s
pectordensitometer500を用いた。なお、印字テスト及び評価画像は単色で出力している。また、本評価では、現像室18b内にトナーが搬送される前の状態から開始し、画像比率5%の横線の記録画像を所定枚数、連続的に通紙することによって、初期の濃度追従性を評価している。具体的には、初期印字枚数を2水準(10枚、30枚)設定して、それぞれについて比較している。評価に用いた○、△、×の記号は次の状態を示す。
○:ベタ黒画像において、紙先端と紙後端での濃度差が0.2未満
△:ベタ黒画像において、紙先端と紙後端での濃度差が0.2以上0.3未満
×:ベタ黒画像において、紙先端と紙後端での濃度差が0.3以上
表2に評価結果を示す。
Figure 2010197972
初期における濃度追従性評価において、本実施の形態は、初期印字枚数10枚においても、ベタ濃度の追従性を確保することできる。以下、この要因について説明する。
図9に示すように、本実施の形態では、トナー搬送部材22が、シート部22a、搬送支持軸22b、及び補助シート部22cによって構成されている。シート部22aは変形部18a2において内壁と当接し、シート部22aの有する弾性により変形した状態で回転を進める。そして、撓んだ状態のシート部22aと、変形部18a2とによって規定される楔形状部27aに溜まったトナーをシート部22a表面の上に載せた状態で、重力方向とは逆の方向にトナーを搬送することが可能となる。
その後、シート部22aの姿勢は、トナー搬送部材22の回転に伴って鉛直姿勢に近づく。このとき、シート部22aの自由端側における楔形状部27aから溢れたトナーは、シート部22a上から重力方向に滑り落ちようとする。しかしながら、本実施の形態では、シート部22aより搬送支持軸22bの回転方向下流側の位相において補助シート部2
2cが設けられているため、シート部22a上から滑り落ちるトナーを補助シート部22cが受けとめることができる。そのため、シート部22aの姿勢が鉛直姿勢に近づいても、トナーがシート部22a上から重力方向に滑り落ちることを抑制することが可能である。
これによって、変形部18a2においてシート部22aが変形した状態においても、シート部22a上に載っているトナー量を増加させることができる。結果として、初期におけるトナー収納室18aから現像室18bへのトナー搬送量を増加させることができ、初期印字枚数が10枚においても、ベタ濃度の追従性を確保することできる。
ここで、補助シート部22cによる効果は、トナー残量が多い状態において顕著であることがわかっている。補助シート部22cからシート部22a上に連続的にトナーが存在する場合は、補助シート部22cよって受けとめられたトナーがシート部22a上から重力方向に滑り落ちにくくなる。なお、シート部22aが変形状態から復元することによって、開口部18cへ向けて飛翔するトナーは、楔形状部27a付近にあるものである。そのため、トナー残量が多く、補助シート部22cからシート部22aの自由端側までトナーが連続的に存在する場合は、開口部18cへ向けて飛翔するトナー量を増加させることができる。
また、図10に示すように、第1の実施の形態では、補助シート部22cが設けられていない。そのため、変形部18a2に当接して撓んだ状態のシート部22aと、変形部18a2とによって規定される楔形状部27aに溜まったトナー以外は、シート部22a上から重力方向に滑り落ちてしまう。そのため、本実施の形態と比較すると、画像形成初期におけるトナー収納室18aから現像室18bへのトナー搬送量が少ない。結果として、初期印字枚数:10枚において、軽微ではあるが、ベタ濃度に対する画像不良が発生した。しかし、初期印字枚数:30枚においてはベタ濃度の追従性を確保することできる。
以上より、本実施の形態では、補助シート部22cがシート部22aよりもトナー搬送部材22の回転方向下流側の位相において搬送支持軸22bに取り付けられている。よって、トナー搬送部材22の姿勢が鉛直姿勢に近づいても、トナーがトナー搬送部材22から重力方向に滑り落ちることを抑制することができる。これにより、トナー搬送部材22上に載っているトナーを増やすことができ、トナーを現像室18bにより効率的に搬送することができる。つまり、現像剤担持体の下方に現像剤収納室が配置されている現像装置において、現像剤担持体へ十分量の現像剤を供給して画像不良の発生を抑制し、小型化を図ることが可能な現像装置、それを備えるプロセスカートリッジを提供することが可能になる。
1 感光体ドラム
4 現像ユニット
7 プロセスカートリッジ
17 現像ローラ
18a トナー収納室
18a1内壁
18a2変形部
18a3境界部
18a4復元部
18c 開口部
18c1開口部の下端
20 トナー供給ローラ
22 トナー搬送部材
22a シート部
22b 搬送支持軸
26 隔壁
26a 当接部

Claims (10)

  1. 画像形成装置に用いられる現像装置であって、
    現像剤を担持する現像剤担持体と、
    前記現像剤担持体が設けられた現像室と、
    前記現像室へ供給する現像剤を収納する現像剤収納室と、を備え、
    前記現像剤収納室の上方に形成された開口部を通過させて前記現像剤収納室から前記現像室に現像剤を供給する現像装置において、
    前記現像剤収納室には、
    弾性を有するシート状の現像剤搬送部材が回転可能な支持軸に支持され、前記現像剤収納室の下方から前記開口部に向かう方向に回転するように設けられており、
    前記現像剤収納室の内壁には、
    前記現像剤収納室の下方から前記現像剤搬送部材の回転方向に沿って順に、
    回転している前記現像剤搬送部材が当接することにより前記現像剤搬送部材を撓んだ状態に変形させる変形部と、
    前記現像剤搬送部材と当接せず、前記変形部において撓んだ状態に変形した前記現像剤搬送部材を変形していない状態に復元し、前記開口部を有する復元部と、
    前記復元部を移動する前記現像剤搬送部材の一部に当接する当接部と、
    が形成されており、
    前記現像剤搬送部材が回転して前記変形部から抜け出して前記復元部に移る際に、変形した状態の前記現像剤搬送部材と前記変形部との間に担持されていた現像剤を、前記現像剤搬送部材が復元することに伴い前記開口部に飛翔させることが可能であり、かつ、
    前記当接部が前記開口部よりも下方に位置しており、前記現像剤搬送部材が前記当接部に当接した状態で、その当接部を支点として前記現像剤搬送部材が前記回転方向下流側へ変形可能であることを特徴とする現像装置。
  2. 前記当接部は、
    前記支持軸の回転軌跡に接する接線であって、前記開口部の端部において前記現像剤搬送部材の回転方向下流側の端部を通過する接線のうち前記回転方向下流側にある接線よりも、前記回転方向上流側に位置していることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
  3. 前記当接部は、
    前記変形部と前記復元部との境界部を通る鉛直線と、
    前記現像剤搬送部材の回転中心を通る鉛直線との間に設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の現像装置。
  4. 前記開口部の下端は、
    前記変形部と前記復元部との境界部を通る鉛直線と、
    前記現像剤搬送部材の回転中心を通る鉛直線との間に設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の現像装置。
  5. 前記支持軸には、
    前記現像剤搬送部材よりも前記回転方向下流側に現像剤補助搬送部材が設けられていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の現像装置。
  6. 画像形成装置に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジであって、
    電子写真感光体と、
    前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像する現像剤を担持する現像剤担持体と、
    前記現像剤担持体が設けられた現像室と、
    前記現像室へ供給する現像剤を収納する現像剤収納室と、を備え、
    前記現像剤収納室の上方に形成された開口部を通過させて前記現像剤収納室から前記現像室に現像剤を供給するように構成されているプロセスカートリッジにおいて、
    前記現像剤収納室には、
    弾性を有するシート状の現像剤搬送部材が回転可能な支持軸に支持され、前記現像剤収納室の下方から前記開口部に向かう方向に回転するように設けられており、
    前記現像剤収納室の内壁には、
    前記現像剤収納室の下方から前記現像剤搬送部材の回転方向に沿って順に、
    回転している前記現像剤搬送部材が当接することにより前記現像剤搬送部材を撓んだ状態に変形させる変形部と、
    前記現像剤搬送部材と当接せず、前記変形部において撓んだ状態に変形した前記現像剤搬送部材を変形していない状態に復元し、前記開口部を有する復元部と、
    前記復元部を移動する前記現像剤搬送部材の一部に当接する当接部と、
    が形成されており、
    前記現像剤搬送部材が回転して前記変形部から抜け出して前記復元部に移る際に、変形した状態の前記現像剤搬送部材と前記変形部との間に担持されていた現像剤を、前記現像剤搬送部材が復元することに伴い前記開口部に飛翔させることが可能であり、かつ、
    前記当接部が前記開口部よりも下方に位置しており、前記現像剤搬送部材が前記当接部に当接した状態で、その当接部を支点として前記現像剤搬送部材が前記回転方向下流側へ変形可能であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
  7. 前記当接部は、
    前記支持軸の回転軌跡に接する接線であって、前記開口部の端部において前記現像剤搬送部材の回転方向下流側の端部を通過する接線のうち前記回転方向下流側にある接線よりも、前記回転方向上流側に位置していることを特徴とする請求項6に記載のプロセスカートリッジ。
  8. 前記当接部は、
    前記変形部と前記復元部との境界部を通る鉛直線と、
    前記現像剤搬送部材の回転中心を通る鉛直線との間に設けられていることを特徴とする請求項6または7に記載のプロセスカートリッジ。
  9. 前記開口部の下端は、
    前記変形部と前記復元部との境界部を通る鉛直線と、
    前記現像剤搬送部材の回転中心を通る鉛直線との間に設けられていることを特徴とする請求項6乃至8のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
  10. 前記支持軸には、
    前記現像剤搬送部材よりも前記回転方向下流側に現像剤補助搬送部材が設けられていることを特徴とする請求項6乃至9のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
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