JP2013246369A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像部に十分な量の現像剤を供給することができる現像装置を提供する。
【解決手段】現像装置は、現像ローラ４２が設けられた現像部１１０と、現像部１１０の下方に設けられ、トナーＴ（現像剤）を収容するトナー収容部１２０と、現像部１１０とトナー収容部１２０とを区画する区画壁１０３と、現像部１１０とトナー収容部１２０とを連通する供給口１０５と、トナー収容部１２０に設けられ、先端が区画壁１０３に摺接しながら区画壁１０３および供給口１０５がこの順で並ぶ方向に回転し、先端が区画壁１０３から離間したときにトナーＴを飛ばして供給口１０５から現像部１１０へ供給するように構成されるトナー搬送部材４５と、を備えている。そして、区画壁１０３は、トナー搬送部材４５と接触する範囲に、現像部１１０とトナー収容部１２０とを連通させる循環口１０６を有している。
【選択図】図４

Description

本発明は、現像ローラが設けられた現像部と、現像部の下方に配置される現像剤収容部とを備える現像装置に関する。

従来、画像形成装置に備えられている現像装置として、現像部と、現像部の下方に配置され、現像剤を収容する現像剤収容部とを備え、現像剤収容部に設けられている搬送部材によって、現像剤収容部内の現像剤を現像部へ供給するように構成されているものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この現像装置は、現像部と現像剤収容部とを区画する区画壁と、現像部と現像剤収容部とを連通させる供給口とを有している。そして、搬送部材は、現像剤収容部の内壁と区画壁に摺接しながら、現像剤収容部内を回転し、現像剤収容部内の現像剤を持ち上げて、供給口を通して現像部へ供給している。

特開２００９−２６５５３７号公報

しかしながら、上述した技術では、搬送部材は、現像剤を持ち上げて現像部へ供給するので、持ち上げられた現像剤の一部は、供給口を通る前に現像剤収容室へ落下してしまうことがあった。そのため、現像部に十分な量の現像剤が供給されず、印字面積が大きい場合に、かすれが発生することがあった。

そこで、本発明は、現像部に十分な量の現像剤を供給することができる現像装置を提供することを目的とする。

前記した目的を達成するため、本発明の現像装置は、現像ローラが設けられた現像部と、現像部の下方に設けられ、現像剤を収容する現像剤収容部と、現像部と現像剤収容部とを連通する供給口と、現像剤収容部に設けられ、先端が区画壁に摺接しながら区画壁および供給口がこの順で並ぶ方向に回転し、先端が区画壁から離間したときに現像剤を飛ばして供給口から現像部へ供給するように構成される搬送部材と、を備えている。
そして、区画壁は、搬送部材と接触する範囲に、現像部と現像剤収容部とを連通させる循環口を有している。

このように構成された現像装置によれば、供給口から現像部へ現像剤を飛ばして供給するのとは別に、搬送部材が区画壁に摺接している間に、循環口からも現像剤を現像部内に押し込んで供給することができるので、現像部に十分な量の現像剤を供給することができる。また、現像部内の現像剤が循環口から現像剤収容部へ落下するので、現像部内に帯電量が低い現像剤が蓄積されるのを抑制することができる。

そして、前記した循環口は、区画壁の端部の現像ローラの軸方向における複数箇所を切り欠いた形に形成することができる。

また、前記した循環口は、区画壁に形成された貫通孔であってもよい。

そして、前記した現像装置は、現像部に設けられ、現像ローラに摺接して、現像ローラ上の現像剤の厚さを規制する層厚規制部材を備えていてもよい。
この場合、循環口は、層厚規制部材と現像ローラの接触部分の鉛直下方に配置されていることが望ましい。

このように構成された現像装置によれば、層厚規制部材で掻き取られた帯電量が低い現像剤を循環口を通して現像剤収容部へ戻すことができる。

本発明によれば、現像部と現像剤収容部とを区画する区画壁が、搬送部材と接触する範囲に、現像部と現像剤収容部とを連通させる循環口を有しているため、供給口から現像部へ現像剤を飛ばして供給するのとは別に、搬送部材が区画壁に摺接している間に、循環口からも現像剤を現像部内に押し込んで供給することができる。そのため、現像部に十分な量の現像剤を供給することができる。

本発明の一実施形態に係る現像カートリッジを備えたカラープリンタの概略構成を示す図である。 現像カートリッジを示す図である。 区画壁を示す図であって、図２のＩＩ−ＩＩ断面図である。 現像カートリッジの循環口から現像部へトナーが供給されている状態を示す図である。 現像カートリッジの供給口から現像部へトナーが供給されている状態を示す図である。 第１の変形例に係る現像カートリッジの区画壁を示す図である。 第２の変形例に係る現像カートリッジを示す図である。 第３の変形例に係る現像カートリッジを示す図である。

次に、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明においては、まず、現像装置の一例としての現像カートリッジ１００が備えられているカラープリンタ１の全体構成を説明した後、本発明の特徴部分の詳細を説明することとする。

以下の説明において、方向は、カラープリンタ１の使用時のユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１において、紙面に向かって右側を「前側（手前側）」、紙面に向かって左側を「後側（奥側）」とし、紙面に向かって手前側を「左側」、紙面に向かって奥側を「右側」とする。また、紙面に向かって上下方向を「上下方向」とする。

＜カラープリンタの全体構成＞
図１に示すように、カラープリンタ１は、装置本体２と、用紙Ｐを供給する給紙部３と、給紙された用紙Ｐに画像を形成する画像形成部４と、画像が形成された用紙Ｐを排出する排出ローラ９とを主に備えている。

装置本体２の上部には、装置本体２から排出された用紙Ｐが載置される排出トレイ２１が設けられている。

給紙部３は、装置本体２内の下部に設けられ、装置本体２に着脱可能に装着される給紙トレイ３１と、給紙トレイ３１から用紙Ｐを画像形成部４の転写位置（中間転写ベルト６３と２次転写ローラ６５との間）に搬送する給紙機構３２とを備えている。給紙トレイ３１内の用紙Ｐは、給紙機構３２によって１枚ずつ分離されて転写位置に搬送される。

画像形成部４は、４つの感光ドラム４１と、図示しない帯電器と、４つの現像カートリッジ１００と、４つのＬＥＤユニット５０と、転写ユニット６０と、定着ユニット７０とから主に構成されている。

感光ドラム４１は、後述する中間転写ベルト６３の下方で、中間転写ベルト６３に対向して前後方向に並列配置されている。感光ドラム４１は、その上部において中間転写ベルト６３を介して１次転写ローラ６４と接している。

現像カートリッジ１００は、図２に示すように、現像ローラ４２と、供給ローラ４３と、層厚規制部材の一例としての層厚規制ブレード４４と、搬送部材の一例としてのトナー搬送部材４５とを主に備えている。図１に戻り、４つの現像カートリッジ１００は、４つの感光ドラム４１の下方に配置され、４つの感光ドラム４１のそれぞれに対応して設けられている。なお、現像カートリッジ１００の詳細構成については後述する。

４つのＬＥＤユニット５０は、複数の感光ドラム４１にそれぞれ対応して設けられている。各ＬＥＤユニット５０は、対応する感光ドラム４１の下方に対向して配置され、画像データに基づいて発光部を明滅させることで、感光ドラム４１の表面を露光するようになっている。

転写ユニット６０は、４つの感光ドラム４１と排出トレイ２１との間に設けられ、駆動ローラ６１と、従動ローラ６２と、駆動ローラ６１および従動ローラ６２の間に張設された無端状の中間転写ベルト６３と、中間転写ベルト６３を介して感光ドラム４１と対向配置された４つの１次転写ローラ６４と、中間転写ベルト６３を介して駆動ローラ６１と対向配置された２次転写ローラ６５と、中間転写ベルト６３の上方に配置された中間転写ベルト６３上のトナーＴ（現像剤）を除去するクリーニング部６６とを備えている。

定着ユニット７０は、中間転写ベルト６３の後側上方に設けられ、加熱ローラ７１と、加熱ローラ７１と対向配置され加熱ローラ７１を押圧する加圧ローラ７２とを主に備えている。

このように構成される画像形成部４では、まず、各感光ドラム４１の表面が、帯電器により一様に帯電された後、ＬＥＤユニット５０により露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、各感光ドラム４１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、現像カートリッジ１００内のトナーＴは、トナー搬送部材４５によって流動性が付与された後、供給ローラ４３を介して現像ローラ４２に供給される。

現像ローラ４２上に担持されたトナーＴは、現像ローラ４２から感光ドラム４１上の静電潜像が供給される。これにより、静電潜像が可視像化されて感光ドラム４１上にトナー像が形成される。そして、各感光ドラム４１上に形成されたトナー像は、転写バイアスが印加された各１次転写ローラ６４の作用により中間転写ベルト６３上に順次重ね合わせて転写される。

中間転写ベルト６３に転写されたトナー像は、画像形成部４に供給された用紙Ｐが中間転写ベルト６３と２次転写ローラ６５の間を通過するときに、転写バイアスが印加された２次転写ローラ６５の作用により用紙Ｐ上に転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは、定着ユニット７０に搬送されて、加熱ローラ７１と加圧ローラ７２との間を通過することでトナー像が熱定着される。トナー像が熱定着された用紙Ｐは、排出ローラ９によって装置本体２の外部に排出されて排出トレイ２１に蓄積される。

＜現像カートリッジの詳細構成＞
次に、本発明の特徴部分である現像カートリッジ１００の詳細構成について説明する。

図２に示すように、現像カートリッジ１００は、現像部１１０と、現像部１１０の下方に配置され、トナーＴを収容する現像剤収容部の一例としてのトナー収容部１２０とが設けられた筐体１０１を備えている。

また、現像カートリッジ１００は、現像部１１０内に配置された現像ローラ４２、供給ローラ４３および層厚規制ブレード４４と、トナー収容部１２０内に配置されたトナー搬送部材４５とを主に備えている。

現像カートリッジ１００の筐体１０１には、前壁１０２から前方へ向けて延びる区画壁１０３が設けられている。これにより、筐体１０１内が区画されて、現像部１１０とトナー収容部１２０とが形成されている。

現像部１１０は、後部上方に開口を有しており、現像ローラ４２は、この開口を通して外側に露出するように配置されている。

供給ローラ４３は、現像ローラ４２の前斜め下方でかつ、区画壁１０３の上方において、現像ローラ４２に接触するように配置されている。

ここで、区画壁１０３は、供給ローラ４３の下方かつ後方の面と対向するように、前壁１０２から供給ローラ４３の下を通って後斜め上方へ延びている。これにより、供給ローラ４３の下側にトナーＴが貯留されるようになっている。また、区画壁１０３が前壁１０２から後斜め上方へ延びることにより、区画壁１０３の下面（トナー収容部１２０側の面）が、後方へ向かうにつれて、後述するトナー搬送部材４５の回転軸４５Ａから遠ざかっている。

そして、区画壁１０３の先端（後端）と、区画壁１０３の先端の延長線上に配置されている筐体１０１の後壁１０４との間が、現像部１１０とトナー収容部１２０を連通させる供給口１０５となっている。

また、区画壁１０３は、先端のトナー搬送部材４５のシート部材４５Ｂと接触する範囲に、図３に示すような、現像部１１０とトナー収容部１２０を連通させる循環口１０６を有している。循環口１０６は、区画壁１０３の先端の現像ローラ４２の軸線方向、つまり、左右方向における複数箇所を切り欠いた形に形成されている。具体的には、区画壁１０３の先端は、左右方向における複数箇所が前方へ突出した突出部１０３Ａを有し、櫛歯形状となっており、隣接する突出部１０３Ａの間が循環口１０６となっている。また、図４に示すように、循環口１０６の前端部の位置（突出部１０３Ａの根本の位置）は、区画壁１０３のうち、トナー搬送部材４５のシート部材４５Ｂが接触する範囲に配置されている。

図２に戻り、層厚規制ブレード４４は、現像ローラ４２の外周面に下方から接触するように設けられている。具体的に、層厚規制ブレード４４は、基端部が筐体１０１の後壁１０４に支持されており、先端部が現像ローラ４２の下方まで延び、現像ローラ４２と接触している。そして、この層厚規制ブレード４４の現像ローラ４２との接触部分は、供給口１０５の鉛直上方に配置されている。これにより、層厚規制ブレード４４で掻き取られたトナーＴが、供給口１０５からトナー収容部１２０に落下するようになっている。

トナー収容部１２０は、略中空円柱状に形成されており、上部の供給口１０５を介して現像部１１０と連通している。そして、トナー収容部１２０には、トナー搬送部材４５が設けられている。

トナー搬送部材４５は、筐体１０１に回転可能に支持される回転軸４５Ａと、回転軸４５Ａから径方向外側へ延び、可撓性を有するシート部材４５Ｂとから主に構成されている。トナー搬送部材４５は、シート部材４５Ｂの先端が、トナー収容部１２０の内面および区画壁１０３の下面に摺接しながら、区画壁１０３および供給口１０５がこの順で並ぶ方向、つまり、図示反時計回りの方向に回転するようになっている。これにより、トナー収容部１２０に収容されたトナーＴは、トナー搬送部材４５が回転することで撹拌されるようになっている。

また、シート部材４５Ｂは、トナー搬送部材４５の回転中心からシート部材４５Ｂの先端までの距離が、トナー搬送部材４５の回転中心から供給口１０５までの距離よりも小さく、トナー搬送部材４５の回転中心から区画壁１０３の先端までの距離およびトナー搬送部材４５の回転中心から後壁１０４の上部（供給口１０５近傍の部分）までの距離よりも大きくなるような大きさで形成されている。これにより、トナー搬送部材４５が回転しているときに、区画壁１０３に摺接していたシート部材４５Ｂの先端が区画壁１０３の先端で区画壁１０３から離れ、供給口１０５と対面しながら回転したあと、後壁１０４の上部へぶつかるようになっている。

このような構成の現像カートリッジ１００では、トナー搬送部材４５が回転すると、シート部材４５Ｂの先端がトナー収容部１２０の内面に摺接することで、シート部材４５Ｂが撓んだ状態で旋回する。これにより、トナー収容部１２０内のトナーＴが撹拌される。

そして、シート部材４５Ｂは、トナー収容部１２０の底に貯留されているトナーＴよりも上に移動すると、その上にトナーＴを載せた状態で、かつ、先端がトナー収容部１２０の内面に接触することで全体が撓みながら旋回する。

図４に示すように、シート部材４５Ｂの先端が循環口１０６付近へ到達すると、シート部材４５Ｂの上に載ったトナーＴが、シート部材４５Ｂによって、循環口１０６から現像部１１０へ押し込まれる。そして、シート部材４５Ｂの先端が区画壁１０３から離間すると、図５に示すように、シート部材４５Ｂの弾性力によりシート部材４５Ｂの先端がはね上がり、後壁１０４の上部へ衝突する。これにより、シート部材４５Ｂに載っていたトナーＴは、シート部材４５Ｂが発生させる気流にのって、供給口１０５へ向けて飛ばされ、現像部１１０へ供給される。

このように、本実施形態の現像カートリッジ１００では、供給口１０５から現像部１１０へトナーＴを飛ばして供給するのとは別に、トナー搬送部材４５が区画壁１０３に摺接している間に、循環口１０６からもトナーＴを現像部１１０内へ押し込んで供給することができるので、トナーＴの供給量を十分に確保することができる。

そして、現像部１１０へ供給されたトナーＴは、供給ローラ４３を介して現像ローラ４２へ供給される。この現像ローラ４２に供給されたトナーＴは、層厚規制ブレード４４によって掻き取られることで、一定の厚さになる。このとき、帯電量の高いトナーＴが選択的に現像ローラ４２に担持され、帯電量の低いトナーＴが層厚規制ブレード４４によって掻き取られる。この層厚規制ブレード４４によって掻き取られたトナーＴは、供給口１０５が、層厚規制ブレード４４と現像ローラ４２の接触部分の鉛直下方に配置されていることにより、供給口１０５を通ってトナー収容部１２０へ落下する。そして、トナー収容部１２０へ落下したトナーＴは、トナー搬送部材４５によって撹拌されて、トナー収容部１２０中のトナーＴ内に分散する。

また、区画壁１０３に循環口１０６が設けられているので、シート部材４５Ｂが区画壁１０３に摺接していないとき、現像部１１０内のトナーＴが循環口１０６からトナー収容部１２０へ落下する。これにより、現像部１１０内に供給ローラ４３や現像ローラ４２に供給されなかった帯電量が低いトナーＴがあっても、このトナーＴが現像部１１０内に蓄積されるのを抑制することができる。

以上に、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

前記実施形態では、循環口１０６は、区画壁１０３の先端の現像ローラ４２の軸線方向における複数箇所を切り欠いた形に形成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図６に示すように、循環口２０６は、区画壁１０３に形成された貫通孔であってもよい。具体的には、循環口２０６は、区画壁１０３の先端からやや内側へずれた位置に形成されている左右方向に延びる孔である。

そして、前記実施形態では、層厚規制ブレード４４と現像ローラ４２の接触部分の鉛直下方には、供給口１０５が配置されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図７に示すように、区画壁２０３の先端が、層厚規制ブレード４４と現像ローラ４２の接触部分の鉛直下方付近まで延び、層厚規制ブレード４４と現像ローラ４２の接触部分の鉛直下方には、循環口１０６が配置されていてもよい。このような場合であっても、層厚規制ブレード４４で掻き取られた帯電量の低いトナーＴをトナー収容部１２０へ戻すことができる。

また、前記実施形態では、区画壁１０３に設けられた突出部１０３Ａの先端の位置から突出部１０３Ａ（区画壁１０３）の先端と向かい合う後壁１０４の間が供給口１０５となっており、隣り合う２つの突出部１０３Ａの間が循環口１０６となっており、供給口１０５と循環口１０６が異なる開口として設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、供給口と循環口は連続した（共通の）開口であってもよい。

この例は、具体的には、図８に示すように、区画壁３０３の突出部３０３Ａが、後壁１０４と繋がっている。これにより、隣り合う２つの突出部３０３Ａ、当該隣り合う２つの突出部３０３Ａの根本を繋ぐ区画壁３０３の縁および後壁１０４で囲まれた開口３０７が形成されている。そして、この開口３０７のうち、区画壁３０３のトナー搬送部材４５のシート部材４５Ｂが接触する範囲に重なる部分が循環口３０６として機能し、循環口３０６以外の部分が供給口３０５として機能するようになっている。

４２ 現像ローラ
４４ 層厚規制ブレード
４５ トナー搬送部材
１００ 現像カートリッジ
１０３ 区画壁
１０５ 供給口
１０６ 循環口
１１０ 現像部
１２０ トナー収容部
Ｔ トナー

Claims (4)

1. 現像ローラが設けられた現像部と、
   前記現像部の下方に設けられ、現像剤を収容する現像剤収容部と、
   前記現像部と前記現像剤収容部とを区画する区画壁と、
   前記現像部と前記現像剤収容部とを連通する供給口と、
   前記現像剤収容部に設けられ、先端が前記区画壁に摺接しながら前記区画壁および前記供給口がこの順で並ぶ方向に回転し、先端が前記区画壁から離間したときに現像剤を飛ばして前記供給口から前記現像部へ供給するように構成される搬送部材と、を備え、
   前記区画壁は、前記搬送部材と接触する範囲に、前記現像部と前記現像剤収容部とを連通させる循環口を有していることを特徴とする現像装置。
2. 前記循環口は、前記区画壁の端部の前記現像ローラの軸方向における複数箇所を切り欠いた形に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記循環口は、前記区画壁に形成された貫通孔であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
4. 前記現像部に設けられ、前記現像ローラに摺接して、前記現像ローラ上の現像剤の厚さを規制する層厚規制部材を備え、
   前記循環口は、前記層厚規制部材と前記現像ローラの接触部分の鉛直下方に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の現像装置。

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