JP2012008531A - 現像剤撹拌部材及び現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ並びに画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
現像剤を強く、かつ撹拌部材の長手方向で均一に撹拌するために、剛性の高い材質に変更したり、特別な部材を必要としない現像剤撹拌部材等を提供する。
【解決手段】
現像剤収容部１４に回転可能に支持された支持軸６１と、現像剤を撹拌するためのシート状部材６０を有する現像剤撹拌部材５５において、シート状部材６０の短手方向の一端側は支持軸に固定される固定端であり、シート状部材の短手方向の他端側は自由端であって、シート状部材の厚み方向における波打ちが、固定端より自由端の方が小さくなるよう構成したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、現像剤を用いて画像を形成する画像形成装置に用いられる現像剤撹拌部材、現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ並びに画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、現像剤を用いて像担持体にトナー像を形成し、そのトナー像を記録媒体に転写して画像を形成する。このような画像形成装置にあっては、現像剤収容容器内の現像剤が少ない場合でも、現像剤を現像剤担持体に供給するために、現像剤収容容器内に撹拌部材を回転可能に設けている。この撹拌部材は支持軸に弾性を有するシート部材を取付けたものが一般的であり、支持軸を回転させることによりシート部材を現像剤収容容器の内壁面に摺擦させ、現像剤を撹拌するとともに現像剤担持体に送り出すようにしている。

ここで撹拌シートを用いた撹拌部材において、現像剤を撹拌する力を増加させるために、櫛歯状の補助シート部材を撹拌シートに取付けた構成がある（特許文献１参照）。

また、現像剤を撹拌する力を維持したままで、撹拌シートの開放音を低減するために、短手方向の長さの異なる複数のシートを重ねることで、撹拌部材の短手方向固定端側の剛性より自由端側の剛性を小さくした構成がある（特許文献２参照）。

特開２００７−２６４２５３号公報 特開２００６−２７６６１５号公報

電子写真画像形成装置の高画質化を実現するためには、現像剤を強く、かつ、現像剤収容容器の長手方向で均一に撹拌する必要がある。現像剤を撹拌する力が弱かったり、現像剤が均一に撹拌されない場合には、長手方向において現像手段に送られる現像剤の量が偏ったり、現像剤の帯電量が一定にならなかったりするおそれがある。このとき、画像に白抜けが生じたり、画像の濃度が不均一になったりするおそれがある。

しかし、現像剤を撹拌する力を増加させるためには、撹拌を補助する部材を追加したり、撹拌部材を剛性の高い材質に変更したりする必要がある。この場合、いずれも撹拌部材のコストが上がってしまう懸念がある。

また、現像剤を撹拌する力を増加させるために、撹拌シートを厚み方向に波打たせることで曲げに対する強度を上げることが考えられる。しかしこの場合は、波打ちによって現像剤を撹拌する力が長手方向で不均一になり、それに起因して長手方向で画像の濃度が不均一になることが懸念される。

本発明は上記課題を解決するものであり、現像剤を強く、かつ現像剤を撹拌部材の長手方向で均一に撹拌するために、特別な部材を必要としない現像剤撹拌部材及び現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ並びに画像形成装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、現像剤収容部の現像剤を撹拌する現像剤撹拌部材において、前記現像剤収容部に回転可能に支持された支持軸と、前記現像剤を撹拌するためのシート状部材であって、前記シート状部材の短手方向の一端側は自由端となり、前記短手方向の他端側は前記支持軸に固定される固定端となって、前記シート状部材の厚み方向における波打ちが前記固定端より前記自由端の方が小さくなるように前記支持軸に固定されているシート状部材と、を有することを特徴とする現像剤撹拌部材である。

本発明では、シート状部材を、シート状部材の厚み方向の波打ちが、シート状部材の短手方向の固定端側より自由端側が小さいように構成する。

これにより、前記シートの曲げに対する強度を上げ、現像剤を撹拌する力を増加できるので、撹拌を補助する部材を追加したり、撹拌部材を剛性の高い材質に変更したりすることなく、画像の白抜けを防止できる。

また、現像剤を撹拌する力をシート状部材の長手方向で均一にすることができるので、画像の濃度不均一を防止できる。

本発明を適用できる第１実施形態における撹拌部材の組立後の斜視図である。 本発明を適用できる第１実施形態における画像形成装置の概略構成図である。 本発明を適用できる第１実施形態におけるプロセスカートリッジ断面図である。 本発明を適用できる第１実施形態における撹拌部材の組立前の図である。 本発明を適用できる第２実施形態における撹拌部材の組立前の図である。 本発明を適用できる第２実施形態における撹拌部材の組立前の、支持軸を変形させた状態の図である。

以下、本発明に係る電子写真画像形成装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。

〔第１実施形態〕
[電子写真画像形成装置全体の構成]
電子写真画像形成装置（画像形成装置）とは、電子写真画像形成プロセスを用いて、記録紙、ＯＨＰシート、布等の記録媒体に画像を形成するものである。電子写真画像形成装置の例としては、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばレーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置、及びワードプロセッサ等が含まれるが、本実施形態では、特に、レーザービームプリンタを例にとって説明する。

また、電気写真画像形成装置に使用されるプロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段、又はクリーニング手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。そして、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つ（画像形成手段）と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものである。

図２を用いて画像形成装置本体Ａについて説明する。

電子写真感光体（以下、感光体ドラムと言う）７は、帯電手段である帯電ローラ８によって一様に帯電される。次いで、レーザーダイオード、ポリゴンミラー、レンズ、反射ミラーを有する光学手段１から画像の情報に応じたレーザビーム光を照射することによって感光体ドラム７に画像の情報に応じた潜像が形成される。この潜像は、現像手段によって現像剤（以下、トナーと言う）を用いて現像され、可視像すなわちトナー像とされる。

一方、トナー像の形成と同期して、給紙カセット３ａにセットした記録媒体２をピックアップローラ３ｂ、搬送ローラ対３ｃ、３ｄ、３ｅで転写位置へと搬送する。転写位置には、転写手段としての転写ローラ４が配置されており、電圧を印加することによって、感光体ドラム７上のトナー像を、記録媒体２に転写する。

トナー像の転写を受けた記録媒体２は、搬送ガイド３ｆを介して定着手段５へと搬送される。定着手段５は、駆動ローラ５ｃおよびヒータ５ａを内蔵した定着ローラ５ｂを備え、通過する記録媒体２に熱および圧力を印加して転写されたトナー像を記録媒体２上に定着する。記録媒体２は、その後、排出ローラ対３ｇ、３ｈで搬送し、反転経路３ｉを経由して排出トレイ６へと排出される。この排出トレイ６は、画像形成装置本体Ａの上面に設けられている。なお、揺動可能なフラッパ３ｊを動作させ、反転経路３ｉを介することなく記録媒体２を排出することもできる。前記ピックアップローラ３ｂ、搬送ローラ対３ｃ、３ｄ、３ｅ、搬送ガイド３ｆ、および排出ローラ対３ｇ、３ｈ等が記録媒体２の搬送手段３を構成している。

[プロセスカートリッジの構成]
図３を用いてプロセスカートリッジＢについて説明する。図３に示すように、感光体ユニット２０は、感光体ドラム７、感光体ドラム７に接触して従動回転するように設けられた帯電ローラ８、弾性クリーニングブレード１７ａ、廃トナー溜め１７ｂを有すクリーニング手段１７で構成されている。そして、これらは、ドラム枠体１８に一体的に取付けられている。

一方、現像手段である現像装置１９は、マグネットローラ（固定磁石）１１を内蔵し、感光体ドラム７に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体（以下、現像ローラと言う）１０を有する。そして、さらに、現像装置１９は、トナー（現像剤）を収容する現像剤収容部としての現像剤収容容器１４を有する。現像剤収容容器１４には、現像ローラ１０へトナーを供給するための開口１４ａが設けられ、現像剤収容容器内のトナーを撹拌・搬送する現像剤撹拌部材５５が回転可能に設けられている。またさらに、現像装置１９は、現像ローラ１０の周面のトナー量を規定すると共に摩擦帯電電荷を付与する現像ブレード１２を有する。さらに、現像装置１９は、現像ローラ１０に接触して、現像装置１９の外部へトナーが漏出するのを防止する漏出防止シート（以下、吹き出し防止シートと言う）３５を有する。さらに、現像装置１９は、現像ローラ１０と現像ブレード１２とを支持する現像枠体１３を有する。

現像剤収容容器１４と現像枠体１３は、外周のフランジ部１４ｂ及び１３ｂを溶着等の手段により、一体に結合されている。

また、開口１４ａは輸送時のトナー漏れを確実に防止するために、現像剤シール部材（不図示）で封止されおり、ユーザーが除去操作をすることによって開封される。

感光体ドラム７等への駆動力伝達は、感光体ドラム７と一体に回転するドラムギア、現像ローラ１０と一体に回転するスリーブギア、撹拌部材５５と連結した撹拌ギアに駆動を伝達する駆動ギア列が順に噛合しており、各部材に駆動力が伝達される。

［撹拌部材の構成］
図１、図４を用いて撹拌部材５５の構成を説明する。図１、図４に示すように、支持軸６１には複数の固定軸（固定部）６１ａを、弾性シート（シート状部材）６０には複数の固定穴（被固定部）６０ａを設ける。ここで長手方向の両端の固定軸６１ａを結ぶ直線を直線（第１の直線）Ｅ、長手方向の両端の固定穴６０ａを結ぶ直線を直線（第２の直線）Ｄとする。なお、弾性シート６０の短手方向の一端側は、支持軸に固定するための固定端となっており、他端側は、自由端になっている。

複数の固定軸６１ａは、直線Ｅ上に配置する。また複数の固定穴６０ａは弓状の曲線Ｆ１上に配置し、直線Ｄと直線Ｅを一致させたとき、長手両端以外の固定軸６１ａが、それに対応する固定穴６０ａより、弾性シート６０の短手方向の自由端の側になるように設定する。さらに固定穴６０ａ間の間隔Ｌ１は、固定軸６１ａ間の間隔Ｌ２に対しＬ１＞Ｌ２に設定する。

続いて、弾性シート６０を変形させながら、固定軸６１ａと固定穴６０ａの位置合わせを行い、固定穴６０ａを固定軸６１ａに各々係合させる。その後、固定軸６１ａの先端を熱で溶かし、図１のように支持軸６１に弾性シート６０を固定する。

するとＬ１＞Ｌ２であるため、弾性シート６０には厚み方向の波打ちが発生する。

また直線Ｄと直線Ｅを一致させた場合に、長手両端以外の固定軸６１ａが、それに対応する固定穴６０ａより、弾性シート６０の短手方向自由端側になるように設定されている。このため、弾性シート６０の短手方向の自由端の側では長手方向に張力Ｔが発生し、厚み方向の波打ちが微小になる。

その結果、弾性シート６０は、厚み方向の波打ちによって曲げに対する強度が上がるため、トナーを撹拌する力が増加する。また、弾性シート６０の短手方向の自由端の側の厚み方向の波打ちが微小であるため、トナーを撹拌する力が長手で均一になる。

以上説明したように本実施形態では、トナーを撹拌する弾性シート６０と支持軸６１を有する撹拌部材５５において、弾性シート６０を、弾性シート６０の厚み方向の波打ちが、短手方向固定端側より自由端側が小さいように構成する。これにより弾性シート６０を、自由端側の張力が固定端側の張力よりも大きい状態で、支持軸６１に固定することができる。

これにより、弾性シート６０の曲げに対する強度を上げ、トナーを撹拌する力を増加させることができるので、撹拌を補助する部材を追加したり、撹拌部材５５を剛性の高い材質に変更したりすることなく、画像の白抜けを防止することを可能とした。

また、トナーを撹拌する力を長手で均一にできるので、画像の濃度不均一を防止することを可能とした。

〔第２実施形態〕
図５、図６を用いて本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態のものと同一若しくは相当する構成、作用を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。

第１実施形態は、固定軸６１ａが直線（第１の直線）Ｅ上に設けられ、固定穴６０ａが弓状の曲線上に設けられている構成であった。

これに対し本実施形態では図５のように、固定穴６０ａを直線Ｄ上に配置する。また固定軸６１ａは弓状の曲線Ｆ２上に配置し、直線Ｄと直線Ｅを一致させたとき、長手方向の両端以外の固定軸６１ａが、それに対応する固定穴６０ａより、弾性シート６０の短手方向の自由端の側になるように設定する。

続いて、図６のように支持軸６１を不図示の装置によって弓状に変形させる。変形によって固定軸６１ａが略直線上に並ぶように位置合わせして固定軸６１ａに固定穴６０ａを各々係合させる。その後、固定軸６１ａの先端を熱で溶かし、支持軸６１に弾性シート６０を固定する。最後に支持軸６１を装置から外すと、支持軸６１の復元力によって、弾性シート６０の短手方向自由端側に、長手方向の張力が発生する。

このように本実施例では、弾性シート６０の取り付けの際に、弾性シート６０の短手方向自由端側に長手方向の張力が発生しないので、組立が容易になる。

以上説明したように本実施形態では、第１実施形態と同様に、撹拌を補助する部材を追加したり、撹拌部材５５を剛性の高い材質に変更したりすることなく、画像の白抜けや濃度不均一といった画像不良を防止することを可能とする。さらに、弾性シート６０の取り付けの際に、弾性シート６０の短手方向自由端側に長手方向の張力が発生しないので、組立を容易にすることができる。

〔他の実施形態〕
前述した実施形態ではプロセスカートリッジに撹拌部材５５を設けた例を示したが、上記構成の撹拌部材は、画像形成装置本体に着脱可能であって感光体ドラムに現像剤を供給する現像剤カートリッジにも好適に用いることができる。また、上記撹拌部材５５は、装置本体に着脱可能なカートリッジのみならず、装置本体に固定された、現像手段、現像装置に用いてもよい。

Ａ 画像形成装置本体
Ｂ プロセスカートリッジ
１４ 現像剤収容容器
５５ 撹拌部材
６０ 弾性シート
６０ａ 固定穴
６１ 支持軸
６１ａ 固定軸

Claims (9)

1. 現像剤収容部の現像剤を撹拌する現像剤撹拌部材において、
   前記現像剤収容部に回転可能に支持された支持軸と、
   前記現像剤を撹拌するためのシート状部材であって、前記シート状部材の短手方向の一端側は自由端となり、前記短手方向の他端側は前記支持軸に固定される固定端となって、前記シート状部材の厚み方向における波打ちが前記固定端より前記自由端の方が小さくなるように前記支持軸に固定されているシート状部材と、
   を有することを特徴とする現像剤撹拌部材。
2. 前記支持軸には、前記シート状部材を固定するための複数の固定部が長手方向に並べて設けられており、
   前記シート状部材の前記固定端には前記複数の固定部にそれぞれ対応する複数の被固定部が長手方向に並べて設けられており、
   前記複数の被固定部のそれぞれの間隔は、前記複数の固定部のそれぞれの間隔よりも広いことを特徴とする請求項１に記載の現像剤撹拌部材。
3. 前記複数の固定部の両端の固定部を結ぶ第１の直線と、前記シート状部材を前記支持軸に固定する前の前記複数の被固定部のうち両端の被固定部を結ぶ第２の直線とが一致するように前記支持軸と前記シート状部材を重ねた場合に、前記複数の固定部の両端以外の各々の固定部が、対応する前記複数の被固定部の各々よりも前記シート状部材の自由端側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の現像剤撹拌部材。
4. 前記複数の固定部は直線上に並べて設けられており、前記シート状部材を前記支持軸に固定する前の前記複数の被固定部は弓状の曲線上に並べて設けられており、前記シート状部材を前記支持軸に固定することで前記複数の被固定部は、それぞれ、前記複数の固定部の対応する各固定部に固定されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の現像剤撹拌部材。
5. 前記複数の固定部は弓状の曲線上に並べて設けられており、前記シート状部材を前記支持軸に固定する前の前記複数の被固定部は直線上に並べて設けられており、前記シート状部材を前記支持軸に固定することで前記複数の被固定部は、それぞれ、前記複数の固定部の対応する各固定部に固定されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の現像剤撹拌部材。
6. 前記固定端より前記自由端の方が前記シート状部材の長手方向に強い張力が付されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の現像剤撹拌部材。
7. 画像形成装置に用いられ、感光体ドラムに現像剤を供給する現像剤カートリッジにおいて、
   現像剤を収容する現像剤収容部と、
   請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の現像剤撹拌部材と、
   を有することを特徴とする現像剤カートリッジ。
8. 画像形成装置の装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
   感光体ドラムと、
   前記感光体ドラムに形成された潜像を現像する現像剤担持体と、
   現像剤担持体が担持する現像剤を収容するための現像剤収容部と、
   請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の現像剤撹拌部材と、
   を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
9. 現像剤により記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
   感光体ドラムと、
   前記感光体ドラムに形成された潜像を現像する現像剤担持体と、
   現像剤担持体が担持する現像剤を収容するための現像剤収容部と、
   前記記録媒体を搬送する搬送手段と、
   請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の現像剤撹拌部材と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。

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