JP2014092619A - 現像装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 撹拌部材を小型化した際に、供給ローラへの現像剤の供給量が減少し、画像不良が生じる可能性がある。
【解決手段】 画像形成装置に用いられる現像装置４において、現像剤を担持する現像ローラ２５と、現像ローラ２５に現像剤を供給する回転可能な供給ローラ３４と、供給ローラ３４の下方に設けられ現像剤を収納する現像剤収納室３１ａと、現像剤収容室３１ａに設けられ、回転することによって現像剤を現像室３１ｂへ搬送する搬送部材３６と、現像剤収納室３１ａより上方に設けられ、供給ローラ３４へ現像剤を供給する攪拌部材６０を有し、撹拌部材６０の供給ローラと対向する対向部６１ａが供給ローラ３４の曲率よりも小さい曲率を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真画像形成装置に用いられる現像装置、及び電子写真画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジに関するものである。

ここで電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するものである。そして、電子写真画像形成装置の例としては、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ（レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置等が含まれる。

また、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段またはクリーニング手段と像担持体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。さらに、少なくとも現像手段と像担持体とを一体的にカートリッジ化して装置本体に着脱可能とするものをいう。

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きている。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感光体を、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。インライン方式のカラー画像形成装置には、複数の感光体が鉛直方向（重力方向）と交差する方向（例えば水平方向）に一列に配置されたものがある。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へ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。

複数の感光体ドラム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として、複数の感光体ドラムを被転写体としての中間転写体の下方に配置したものがある。

感光体ドラムを中間転写体の下方に配置する場合、画像形成装置本体内において中間転写体を間に挟む態様で、例えば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）が定着装置の熱の影響を受け難いなどの利点がある。

上述のように感光体ドラムを中間転写体の下方に配置するような場合に、現像装置において、重力に反して現像剤を搬送する必要がある。

現像装置は、感光体ドラムに現像剤を供給する現像ローラや、現像ローラに現像剤を供給する供給ローラ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する。

感光体ドラムを中間転写体の下方に配置するような場合には、現像室よりも下方に位置する現像剤収納室から、現像室へと重力に反して上方に現像剤を供給する。そして、現像室内に、現像剤を撹拌して供給ローラへ搬送するための搬送部材を有する。搬送部材は、供給ローラに対して、揺動する構成である。

ここで、特許文献１には、現像室内の現像剤を搬送部材により撹拌し、現像剤を供給ローラへ供給する方法が開示されている。図９に、特許文献１にある搬送部材の形状を示す。特許文献１に記載の搬送部材は、互いに交差する第１の面及び第２の面を有し、第１の面と第２の面とで構成された凹部が供給ローラと対向する形状である。

特開２０１１−３９５５４

本発明は上記従来技術を更に発展させたものであり、本発明の目的は、供給ローラへの良好な現像剤搬送性を有する搬送部材を備えた現像装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本出願に係る発明は、現像剤を担持する現像ローラと、前記現像ローラに前記現像剤を供給する回転可能な供給ローラと、前記供給ローラより下方に設けられ前記現像剤を収納する現像剤収納部と、前記現像剤を前記現像剤収納部から前記供給ローラへ搬送する第一搬送部材と、前記現像剤収納部より上方に設けられ、前記現像剤を前記供給ローラへ搬送する第二搬送部材と、を有する現像装置であって、前記第二搬送部材は、前記供給ローラの下側の周面に沿った曲面部を備え、前記曲面部により前記現像剤を前記供給ローラへ搬送し、前記曲面部の曲率は、前記供給ローラの周面の曲率よりも小さいことを特徴とする。

本発明によれば、搬送部材が供給ローラの周面よりも曲率の小さい曲面部により現像剤を供給ローラへ搬送することで、供給ローラへの良好な現像剤搬送を実現することが可能となる。

本実施例に関わるプロセスカートリッジの断面と撹拌部材の形状を示す断面図である。 本実施例に関わる画像形成装置の全体構成図である。 本実施例に関わる現像ユニットの斜視図である。 本実施例に関わる駆動伝達部材の配置を示した説明図である。 本実施例に関わる現像室内の撹拌部材の揺動動作を示す部分断面図である。 本実施例に関わる駆動伝達部材から撹拌部材への駆動伝達方法を示す説明図である。 本実施例に関わる撹拌部材の形状を示した部分省略図である。 本実施例に関わる供給ローラの同心円上に撹拌部材を配置した構成の部分断面図である。 従来の撹拌部材の形状を示す断面図である。

（実施例）
以下、この本発明の実施例について説明する。図２に画像形成装置の一例としてのフルカラーレーザービームプリンタの全体構成を示す。

図２に示すように、画像形成装置本体１００Ａは、水平方向に対して傾斜して併設された４個の像担持体としての感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）を備えている。感光体ドラム１は、駆動手段（図示せず）によって、図２において時計回りの方向に回転駆動される。感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従い、順に帯電装置２、スキャナユニット３、現像ユニット４、静電転写装置５及びクリーニング部材６などが配設されている。帯電装置２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）は、像担持体としての感光体ドラム１の外周面に設けられて感光層を均一に帯電する装置である。

帯電装置２は、ローラ状に形成された一次帯電手段としての導電性ローラである。そして、この導電性ローラを感光体ドラム１表面に当接させるとともに、導電性ローラに対して帯電バイアス電圧を印加することによって、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させる。

潜像形成手段としてのスキャナユニット３は、画像情報に基づいてレーザービームを照射して感光体ドラム１上に静電潜像を形成するユニットである。すなわち、スキャナユニット３は、例えばレーザーダイオード（図示せず）によって、帯電済みの感光体ドラム１表面に対して、画像信号に対応するレーザ光の画像光を選択的に露光して静電潜像を形成するユニットである。そして、感光体ドラム１の帯電面に静電潜像を形成する潜像形成手段としてのスキャナユニット３は、感光体ドラム１に対して重力方向下方に設けられている。現像ユニット４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）は、現像ローラ２５（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ）に供給された現像剤を感光体ドラム１表面上の静電潜像に付着させて現像し、可視像化させる装置である。

静電転写装置５は、感光体ドラム１上の現像剤像を転写材Ｍ（記録媒体）に転写させる装置である。クリーニング部材６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）は、転写後の感光体ドラム１の表面に残った転写残現像剤を除去する。なお、図２においては、静電転写装置５を、中間転写体及びそれに関連する筐体を具備した中間転写ユニットとして図示している。

以上の、像担持体としての感光体ドラム１、帯電手段としての帯電装置２、現像ユニット４及び、クリーニング部材６が一体的にカートリッジ化されて、プロセスカートリッジ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）が構成されている。そして、このプロセスカートリッジ７は、画像形成装置１００Ａの装置本体に対して、着脱可能に構成されている。

静電転写装置５には、すべての感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対向して接するように循環移動する中間転写ベルト９が配設される。感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上の現像剤像は、順次、中間転写ベルト９に一次転写される。中間転写ベルト９上に転写された現像剤像は図２中反時計回りに循環移動し、二次転写ローラ７０によって転写材Ｍに転写される。４つの一次転写ローラ５８（５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄ）は、それぞれ中間転写ベルト９の内側に当接しているとともに、それぞれ４個の感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対向した位置に並設されている。これらの一次転写ローラ５８には、転写時にプラス極性のバイアスが印加されて、プラス極性の電荷が中間転写ベルト９に印加される。このときに生じる電界によって、感光体ドラム１に接触している中間転写ベルト９上に感光体ドラム１上のマイナス極性の現像剤像が転写される。

ここで、給紙カセット１７には複数枚の転写材Ｍが収納されている。給紙カセット１７内の転写材Ｍは１枚毎分離給送され、二次転写ローラ７０へ搬送される。定着部７４は、回転する加熱ローラ７４ａと、これに圧接して転写材Ｍに熱及び圧力を与える加圧ローラ７４ｂとからなる。感光体ドラム１上の現像剤像を転写した転写材Ｍは定着部７４を通過する際に加圧ローラ７４ｂで搬送されるとともに、加熱ローラ７４ａによって熱及び圧力を与えられ、複数色の現像剤像が転写材Ｍ表面に定着される。転写材Ｍは、定着部７４で現像剤像を熱定着された後、排紙ローラ７２によって、本体外に排出される。

（プロセスカートリッジの構成）
次に、この発明の実施形態によるプロセスカートリッジについて説明する。図１に、プロセスカートリッジ７の主たる断面を示す。尚、イエロー色の現像剤を収納したプロセスカートリッジ７ａ、マゼンタ色の現像剤を収納したプロセスカートリッジ７ｂ、シアン色の現像剤を収納したプロセスカートリッジ７ｃ、ブラック色の現像剤を収納したプロセスカートリッジ７ｄは、基本構成が同一である。

図１に示すように、この第１の実施形態によるプロセスカートリッジ７は、ドラムユニット２６、及び現像ユニット４に分かれている。

ドラムユニット２６には、帯電ローラ２と、可撓性シート部材２８と、クリーニング部材６とが設けられている。帯電ローラ２は、感光体ドラム１の周上に設けられた一次帯電手段である。可撓性シート部材２８は、感光体ドラム１とクリーニング枠体２７の間からの転写残現像剤、いわゆる廃現像剤漏れを封止するために設けられている。クリーニング部材６は、感光体ドラム１表面に残った廃現像剤を除去するために設けられている。クリーニング部材６によって感光体ドラム１表面から除去された廃現像剤は、クリーニング枠体２７に設けられた廃現像剤室２７ａに収容される。

現像ユニット４の容器支持構成は、ドラムユニット２６に対して回動自在に支持された構造になっている。すなわち、現像ユニット４の両端に設けられた結合穴１２と、ドラムユニット２６のクリーニング枠体２７の両端に設けられた支持穴１３が合わせられて、ドラムユニット２６の両端からピンが差し込まれている。また、現像ユニット４においては、加圧バネ３８によって常に付勢されることで、支持穴１３を中心に回動して、現像ローラ２５が感光体ドラム１に接触している。

現像ユニット４には、現像枠体３１と、感光体ドラム１と接触して矢印Ａ方向に回転する現像ローラ２５と、現像剤収納部３１ａに収納された現像剤を現像室３１ｂへと搬送する現像剤搬送部材３６（第一搬送部材）と、回転可能な供給ローラ３４が設けられている。現像剤搬送部材３６は、搬送シート３６ａ、搬送部材回転軸３６ｂで構成される。現像剤搬送部材３６は、搬送部材回転軸３６ｂを回動軸として回転し、搬送シート３６ａが現像剤収納部３１ａから現像室３１ｂに現像剤を搬送する。このように、現像剤搬送部材３６は、供給ローラ３４よりも下方に設けられた現像剤収納部３１ａから供給ローラ３４へ現像剤を搬送する。

また、現像ローラ２５の周上には現像ローラ２５に接触して矢印Ｂ方向に回転する供給ローラ３４と、現像ローラ上の現像剤を薄層化するための現像ブレード３５が配置されている。

現像ローラ２５上に塗布された現像剤は現像ローラ２５の回転に伴って、感光体ドラム１と現像ローラ２５が対向している現像部に搬送される。この現像部においては、現像ローラ２５上の現像剤は、不図示の電源から印加された現像バイアスによって、感光体ドラム１の表面に形成されている静電潜像に付着される。これにより、静電潜像が現像され、可視像化される。ここで、静電潜像の現像化に寄与せずに現像ローラ２５の表面に残留した現像剤は、現像ローラ２５の回転にともなって現像室３１ｂ内に戻され、回収される。

次に、図３に示すように、現像ローラの長手方向奥側（図３のＥ方向）には、現像ローラ２５に係合するように現像ローラカップリング３３が取り付けられている。ここで、現像ローラカップリング３３は、現像ローラ２５に画像形成装置本体１００Ａからの駆動回転力を伝達するためのカップリング部材である。現像ローラカップリング３３が画像形成装置１００Ａからの駆動回転力を現像ローラ２５に伝達し、現像ローラ２５は回転する。現像ローラ２５の長手方向手前側（図３のＦ方向）には、図４に示すように、現像ローラ２５から供給ローラ３４、撹拌部材６０、及び搬送部材３６に駆動伝達をする駆動伝達部材４０が設けられる。

（現像室撹拌構成）
現像室３１ｂ内の現像剤撹拌構成について図１と図５を用いて説明する。現像室３１ｂ内には、現像ローラ２５、供給ローラ３４、現像ブレード３５、及び撹拌部材６０（第二搬送部材）を配置している。撹拌部材６０は、現像剤収納部３１ａよりも上方に設けられており、供給ローラ３４と壁３１ｄとの間に配置されている。撹拌部材６０は、撹拌板６１（搬送板）及び、撹拌軸６２により構成され、撹拌板６１は、撹拌軸６２に回動可能に連結されている。撹拌軸６２は図１のＣ方向に回転する。撹拌軸６２はクランク軸であり、図６に示したように、撹拌軸６２が攪拌軸駆動伝達部材４０ｂと係合し、駆動回転される。攪拌軸６２が回転することによって、撹拌部材６０は、図５（ａ）〜（ｄ）に示すように供給ローラ３４に近付く動作と遠ざかる動作とを行う。撹拌部材６０が動作することで、現像室３１ｂ内の現像剤を撹拌し、供給ローラ３４に現像剤を供給する。また、本実施例では撹拌軸６２は図１のＣ方向に回転するが、攪拌軸６２がＣ方向と逆回転に回転することでも供給ローラ３４へ現像剤を供給することが可能である。

本実施例の撹拌板６１は、供給ローラ３４に対向する対向部６１ａ（曲面部）を有し、対向部６１ａは、供給ローラ３４の下側の周面に沿った形状を有する。対向部６１ａは、供給ローラ３４の周面の曲率より小さい曲率を有している。供給ローラ３４と撹拌板６１との距離は、撹拌板６１の動作時に対向部６１ａの曲面に沿って変化するため、供給ローラ３４の周面より対向部６１ａの曲率が小さければその距離の変化量が小さくなる。従って、撹拌部材６０により現像剤を供給ローラに対して均一に押し付けることで、供給ローラ３４に均一に現像剤を供給することができるため、供給の効率が向上する。
ここで、図７に示すように、撹拌板６１の形状は、供給ローラ３４よりも小さな曲率を有する形状の対向部６１ａと、壁３１ｄにほぼ平行な面である腕部６１ｂとにより、構成されてもよい。小さい曲率を有する部分を有していれば、撹拌部材６０の供給ローラ３４への供給量を向上させることができる。
また、図８に示すように、撹拌部材６０が供給ローラ３４に最も近付いた際、撹拌板６１の対向部６１ａと供給ローラ３４の周面とが同心円６４上に位置することが望ましい。対向部６１ａと供給ローラ３４の周面とがこのように同心円上に位置することでで、対向部６１ａと供給ローラ３４とが最も近付いた際により均一に現像剤を供給ローラ３４に対して押し付けることができる。これにより、供給ローラ３４に対して均一に現像剤を供給することができ、供給の効率が向上する。従って、撹拌部材６０を小型化した場合でも現像剤の供給量を同等に保つことができるため、撹拌部材６０を小型化することができる。

以上説明したように、本実施例によれば、供給ローラ３４に現像剤を効率的に供給することができる。従って、撹拌部材６０を小型化した場合でも、供給ローラ３４へ十分に現像剤を供給することができ、現像剤の供給不足による画像不良の発生を抑制することができる。撹拌部材６０を小型化することで、現像装置を小型化することが可能となる。

Ｍ 記録媒体
１（１ａ〜１ｄ） 感光体ドラム
２（２ａ〜２ｄ） 帯電ローラ
３ スキャナユニット
４（４ａ〜４ｄ） 現像ユニット
５ 静電転写装置
６（６ａ〜６ｄ） クリーニング部材
７（７ａ〜７ｄ） プロセスカートリッジ
９ 中間転写ベルト
１２ 結合穴
１３ 支持穴
１７ カセット
２５（２５ａ〜２５ｄ） 現像ローラ
２６（２６ａ〜２６ｄ） ドラムユニット
２７ クリーニング枠体
２７ａ 廃現像剤室
２８ 可撓性シート部材
３１ 現像枠体
３１ａ 現像剤収納部
３１ｂ 現像室
３１ｃ 開口部
３１ｄ 壁
３３ 現像ローラカップリング
３４ 供給ローラ
３５ 現像ブレード
３６ 現像剤搬送部材
３６ａ 搬送シート
３６ｂ 搬送部材回転軸
３８ 加圧バネ
４０ 駆動伝達部材
４０ｂ 第２駆動伝達部材
５８（５８ａ〜５８ｄ） 一次転写ローラ
６０ 撹拌部材
６１ 撹拌板
６１ａ 対向部
６１ｂ 腕部
６２ 撹拌軸
６３ａ 第１面
６３ｂ 第２面
６４ 供給ローラの同心円
７０ 二次転写ローラ
７２ 排紙ローラ
７４ 定着部
７４ａ 加熱ローラ
７４ｂ 加圧ローラ
１００Ａ 画像形成装置

Claims (5)

1. 現像剤を担持する現像ローラと、
   前記現像ローラに前記現像剤を供給する回転可能な供給ローラと、
   前記供給ローラより下方に設けられ前記現像剤を収納する現像剤収納部と、
   前記現像剤を前記現像剤収納部から前記供給ローラへ搬送する第一搬送部材と、
   前記現像剤収納部より上方に設けられ、前記現像剤を前記供給ローラへ搬送する第二搬送部材と、
   を有する現像装置であって、
   前記第二搬送部材は、前記供給ローラの下側の周面に沿った曲面部を備え、前記曲面部により前記現像剤を前記供給ローラへ搬送し、
   前記曲面部の曲率は、前記供給ローラの周面の曲率よりも小さいことを特徴とする現像装置。
2. 前記第二搬送部材が前記供給ローラへ最も近付いた際に、前記曲面部と前記供給ローラの周面とが同心円上に位置することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記第二搬送部材は、クランク軸と、前記曲面部を備え前記クランク軸に連結された搬送板と、を有し、前記クランク軸が回転することで前記現像剤を前記供給ローラへ搬送することを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
4. 現像剤像を担持する像担持体と、請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置と、を備え、画像形成装置本体に着脱可能に構成されたプロセスカートリッジ。
5. 記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
   請求項４に記載のプロセスカートリッジと、
   記録媒体を搬送する搬送手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。

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