JP2015215369A - 現像装置、画像形成装置およびプロセスカートリッジ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】現像装置は、少なくともトナーを含む現像剤を収容する現像現像剤収容部と、現像剤収容部内の現像剤を担持して表面移動することにより、感光体などの潜像担持体の表面と対向する現像領域へ現像剤を搬送する現像ローラなどの現像剤担持体とを備えている。また、現像剤収容部の側壁に設けた連通穴に接続し、トナー搬送装置などのトナー補給手段から補給されたトナーを、連通穴へ搬送する補給トナー搬送路123を有し、連通穴の側壁内壁面側の開口を現像剤収容部内の現像剤で塞いだ。
【選択図】図19
Description
特許文献1に記載の画像形成装置では、クリーニングブラシで感光体表面から除去されたトナーが、メッシュ部材に運ばれる。再利用可能なトナーは、メッシュ部材を通過し、リサイクル搬送経路へ送られ、現像装置のトナー補給口から補給される。一方、紙粉や凝集トナーなどは、メッシュ部材を通過せずにメッシュ部材の表面を移動して、トナー収容部としての廃トナーボトルへと送られ貯められる。
画像形成装置たる複写機の装置本体100の上部には、画像読取装置200が取り付けられている。
図2(a)は、プロセスカートリッジの斜視図であり、図2(b)は、プロセスカートリッジの断面図である。
図2(b)に示すように、プロセスカートリッジ1は、潜像担持体たる感光体10と、感光体10の周囲に配置され、感光体10に作用するプロセス手段としての帯電装置11、現像装置12およびクリーニング装置14などを備えている。プロセスカートリッジ1は、装置本体100に着脱可能に装着されている。感光体10、帯電装置11、現像装置12及びクリーニング装置14がプロセスカートリッジ1としてユニット化されることにより、交換やメンテナンスの作業が容易になる。また、各部材間の位置精度を高精度の維持することができ、形成される画像品質の向上を図ることができる。
図3は、現像装置12の外観を示す斜視図である。
図4は、現像装置12の現像剤収容部内が視認できるように上部ケーシングと現像ローラ12aとを取り外した状態の斜視図である。
図5は、現像装置12内の現像剤の循環経路を模式的に示す図である。図5中の破線の矢印が現像剤の流れを示し、図5中の実線の矢印が、トナー補給口12eから補給されるトナーの流れを示している。
図6は、トナー搬送装置50の斜視図である。また、図7は、トナー搬送装置50の断面斜視図であり、図8は、トナー搬送装置50の要部拡大斜視図である。また、図9は、トナー搬送装置50の断面正面図であり、図10は、図9のA−A断面図である。
トナー補給手段たるトナー搬送装置50は、クリーニング装置14から回収したトナーを、現像装置12、或いは廃トナーボトル41(図1参照)のいずれか一方に選択的に搬送する回収トナー搬送部150を有している。回収トナー搬送部150は、クリーニング装置14から回収トナーを受け入れる回収トナー受け入れ口51を有している。この回収トナー受け入れ口51は、回収トナー搬送路55のトナー移動方向上流端部に連結している。回収トナー搬送路55内には、回収トナー搬送コイル53が設けられている。回収トナー搬送路55のトナー搬送方向下流端には、廃トナーボトル41へ回収トナーを落下させる廃トナー連通路56が接続されている。
感光体10上の転写残トナーは、クリーニングブレード14aにせき止められ、感光体から除去される。クリーニングブレード14aによりせき止められた転写残トナーは、後続の転写残トナーにより押されて、上側へ移動していく。そして、最終的に回収部Wへと移動し、回収される。回収部Wに回収された回収トナーは、トナー回収コイル14bによりプロセスカートリッジ1の奥側端部(軸方向一端)に向けて搬送される。
図13に示すように、トナー搬送装置50は、装置本体100のプロセスカートリッジ装着方向奥側の不図示の側面板に取り付けられている。プロセスカートリッジ1が図13(b)に示すように、装置本体100に装着されると、先の図9に示すように、回収トナー連結部14cがトナー搬送装置50の回収トナー受け入れ口51に接続される。また、図10に示すように、現像装置12のトナー補給口12eが、トナー搬送装置50の新品トナー連通路57と、回収トナー供給路52とに接続される。
先の図5に示したトナー濃度センサ124によって測定された値が、狙いの値(閾値)を超える場合は、図1に示したトナーボトル20から不図示のトナー搬送手段を経て、図14の矢印A2に示すように新品トナー連通路57へ新品トナーが搬送される。新品トナー連通路57へ搬送された新品トナーは、新品トナー連通路57内を自由落下し、図中矢印A3に示すように、現像装置12のトナー補給口12eから現像装置12に供給される。
図15(a)は、回収トナーを廃トナーボトル41へ搬送するときの回収トナー受け入れ口51周辺の断面斜視図である。図15(b)は、回収トナーを廃トナーボトル41へ搬送するときの断面正面図であり、図15(c)は、図15(b)のB−B断面図である。
回収トナーを廃トナーボトル41へ搬送するときは、開閉モータ54bを駆動して駆動シャフト54aを図15(c)の時計回りに所定角度回転させる。すると、駆動シャフト54aの一端に固定されているシャッター部材54が、駆動シャフト54aとの固定部を中心にして図15(c)の時計回りに所定角度回動する。その結果、図15(a)や図15(c)に示すように、シャッター部材54が、回収トナー搬送路55と回収トナー供給路52との連結部を閉じる。従って、この場合は、図15(b)に示すように、回収トナー連結部14cから回収トナー受け入れ口51へ供給された回収トナーは、回収トナー搬送コイル53により、回収トナー搬送路55内を搬送される。そして、回収トナーは、回収トナー搬送路55の下流端まで搬送された後、廃トナー連通路56内を自由落下して、廃トナーボトル41へ移動する。
図16(a)は、回収トナーを現像装置12への搬送するときの回収トナー受け入れ口51周辺の断面斜視図である。図16(b)は、回収トナーを現像装置12へ搬送するときの断面正面図であり、図16(c)は、図16(b)のC−C断面図である。
回収トナーを現像装置12へ搬送するときは、開閉モータ54bをシャッター部材54を閉じるときとは、逆方向に駆動して、駆動シャフト54aを図16(c)の反時計回りに所定角度回転させる。すると、駆動シャフト54aの一端に固定されているシャッター部材54が、駆動シャフト54aとの固定部を中心にして図16(c)の反時計回りに所定角度回動する。その結果、図16(a)や図16(c)に示すように、シャッター部材54が、回収トナー搬送路55と回収トナー供給路52との連通部から退避し、回収トナー搬送路55と回収トナー供給路52との間が連通する。これにより、回収トナー連結部14cから回収トナー受け入れ口51へ供給された回収トナーは、回収トナー搬送コイル53により廃トナー連通路56へ向かう途中で、回収トナー供給路52へと落下する。そして、現像装置のトナー補給口12eから現像装置12へ供給される。
図18に示すように、制御部60は、出力した画像の累計印字面積と、現像器の(現像ローラ)の走行距離をカウントしており、ある決まったページ枚数が出力されたら(S1のYes)、画像の累計印字面積と現像ローラの走行距離とから、単位距離当たりの画像面積率を計算する。単位距離当たりの画像面積率が閾値以上か否かをチェックする(S2)。本実施形態では、閾値を3%に設定している。
一方、単位距離当たりの画像面積率が閾値以上(S2のYes)のときは、「ある決まったページ枚数」の印刷動作で回収された回収トナーには、紙粉の混入が少ないと判断できる。従って、このときは、シャッター部材54を開けて、回収トナーを現像装置12へ供給する(S3)。
現像ローラ12aが回転することにより、現像装置内には気流が流入する。この気流によって、装置内における内圧が上昇する。装置内の内圧が上昇すると、その圧力が、連通穴123a、補給トナー搬送路123を介して、トナー搬送装置50の回収トナー搬送路55や新品トナー連通路57内の圧力を上昇させる。さらには、回収トナー搬送路55や新品トナー連通路57などを介して廃トナーボトル41やトナーボトル20の内圧を高める。回収トナー搬送路55の内圧や廃トナーボトル41の内圧が高まると、トナー搬送装置50との接合部から空気が漏れだす。具体的には、トナー補給口12eと回収トナー供給路52との接合部、廃トナーボトル41と廃トナー連通路56との接合部、回収トナー受け入れ口51と回収トナー連結部14cとの接合部である。また、トナー補給口12eと新品トナー連通路57との接合部、新品トナー連通路57と不図示の新品トナー搬送路との接合部である。
これら接合部から空気を漏れ出すと、トナー搬送装置内50や廃トナーボトル内のトナーが、漏れ出す空気とともにトナー搬送装置50外へ飛散し、画像形成装置内を汚してしまうという不具合があった。
図19,図20に示すように、第1の剤収容室V1に配置された第1搬送スクリュウ12bの受け渡し開口部121aと対向する箇所の補給トナー搬送路123側に滞留手段として羽無し部130を設けた。これにより、受け渡し開口部121aを介して第2の剤収容室V2から第1の剤収容室V1へ受け渡された現像剤のうち羽無し部130に受け渡された現像剤は第1搬送スクリュウ12bにより、搬送されずにその場に滞留する。これにより、第1の剤収容室V1の連通穴123aの開口を滞留する現像剤で埋めることができ、連通穴123aの開口を現像剤で塞ぐことができる。その結果、現像装置12の内圧が、補給トナー搬送路123を介して、トナー搬送装置50内に及ぶのを抑制することができる。よって、上記各接合部から空気が漏れ出すのを抑制することができ、その漏れ出す空気とともに、トナーが飛散するのを抑制することができる。これにより、画像形成装置内がトナーで汚れるのを抑制することができる。
まず、各搬送スクリュウ12b,12cの回転数を210rpmとし、羽無し部の長さが互いに異なる第1搬送スクリュウ12bを複数用意し、トナー補給口12eの内圧を微差圧計で観測した。その結果、受け渡し開口部121aの幅をa、羽無し部の長さをbとしたとき、D=(a/b)×100=45%以上のとき、差圧計の値がマイナスとなりトナー補給口12eが負圧となった。
図22の「内圧」は、トナー補給口12eの内圧であり、負圧のときを「○」、正圧のときを「×」とした。画像不具合は、718rpm、210rpmで全ベタ(全面黒)画像を出力し、「羽無し部長さ0mm」「磁石なし」の比較構成で出力した全ベタ画像と比較して判断した。画像ムラや画像欠損の度合いが、比較構成と同等以上のときは、「○」、画像ムラや画像欠損の度合いが、比較構成よりも劣位のときは、「×」と判定した。
(態様1)
少なくともトナーを含む現像剤を収容する現像現像剤収容部と、現像剤収容部内の現像剤を担持して表面移動することにより、感光体3などの潜像担持体の表面と対向する現像領域へ現像剤を搬送する現像ローラ12aなどの現像剤担持体とを備え、現像領域でトナーを潜像担持体の潜像に付着させてトナー像として現像する現像装置12であって、現像剤収容部の側壁に設けた連通穴123aに接続し、トナー搬送装置50などのトナー補給手段から補給されたトナーを、連通穴123aへ搬送する補給トナー搬送路123を有し、連通穴123aの側壁内壁面側の開口を現像剤収容部内の現像剤で塞ぐ。
(態様1)によれば、連通穴の側壁内壁面側の開口を現像剤収容部内の現像剤で塞ぐことにより、現像ローラ12aなどの現像剤担持体の回転により取り込まれた空気が、連通穴を介して、補給トナー搬送路に流れるのを抑制することができる。よって、現像装置内の内圧が、補給トナー搬送路を介して、トナー搬送装置50などのトナー補給手段へ及ぶのを抑制することができる。その結果、現像装置のトナー補給口12eの縁とトナー補給手段との接合部や、トナー補給手段と廃トナーボトル56との接合部や、トナー補給手段とトナーボトル20との接合部から空気とともにトナーが漏れ出るのを抑制することができる。これにより、画像形成装置内がトナーにより汚れるのを抑制することができる。
(態様1)において、現像剤収容部で現像剤は、循環搬送されており、循環搬送されている現像剤を滞留させ、滞留させた現像剤により連通穴123aの側壁内壁面側の開口を塞ぐ。
(態様2)によれば、循環搬送されている現像剤を滞留させることで、現像剤で連通穴123の側壁内壁面側の開口を埋めることができ、連通穴123aを塞ぐことができる。
(態様2)において、現像剤収容部内には、現像剤を攪拌搬送する搬送スクリュウ12bを備え、搬送スクリュウ12bの連通穴123aの側壁内壁面側の開口近傍部分に羽無し部130を設けた。
(態様3)によれば、搬送スクリュウの羽無し部1130に存在する現像剤は、搬送スクリュウにより搬送されることなくその場に滞留する。これにより、搬送スクリュウ12bの連通穴近傍で、現像剤を滞留させることができ、連結穴123aの側壁内壁面側の開口を塞ぐことができる。
(態様3)において、現像剤が、磁性キャリアを含んでおり、現像剤収容部の連通穴の側壁内壁面側の開口近傍に磁石131を配置した。
(態様3)によれば、実施形態で説明したように、磁石131の磁力により、現像剤を連通穴123aの側壁内壁面側の開口近傍に滞留させることができる。これにより、搬送スクリュの回転数が速い現像装置でも、現像剤で連通穴123aの側壁内壁面側の開口を塞ぐことができる。また、羽無し部のみで、現像剤で連通穴123aの側壁内壁面側の開口を塞ぐ場合に比べて、少ない滞留現像剤で、現像剤で連通穴123aの側壁内壁面側の開口を塞ぐことができ、循環搬送される現像剤量の減少を抑制できる。
(態様4)において、磁石131の磁束密度が、115mT以上である。
(態様5)によれば、検証実験で示したように、磁石131の磁力により滞留した現像剤で良好に連通穴123aの側壁内壁面側の開口を塞ぐことができる。
(態様5)において、現像収容部を仕切る仕切壁122と、現像剤搬送方向が互いに異なるように仕切壁122で仕切られた各部屋に配置された搬送スクリュウ12b,12cと、各搬送スクリュウ12b,12cの現像剤搬送方向下流側に仕切壁122で仕切れた一方の部屋から他方の部屋へ現像剤を受け渡すための受け渡し開口部121a,121bとを備え、連通穴123aは、いずれか一方の部屋の現像剤搬送方向上流端の側壁に設けられ、羽無し部130は、受け渡し開口部121aと対向するように設けられており、羽無し部130の現像剤搬送方向長さを、受け渡し開口部121bの開口幅の22.5%以上にした。
(態様5)によれば、検証実験で示したように、22.5%未満のときは、磁石131を設けた構成で、搬送スクリュウが低速回転(210rpm)のときでも、連通穴123aの側壁内壁面側の開口を塞げないおそれがある。
潜像を担持する感光体10などの潜像担持体と、潜像担持体上の潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像手段とを備えた画像形成装置において、現像手段として、(態様1)乃至(態様6)のいずれかの現像装置を用いる。
(態様7)によれば、画像形成装置内部がトナーで汚れるのを抑制することができる。
(態様7)において、感光体10などの潜像担持体上のトナー像を転写体に転写する転写装置17などの転写手段と、転写後の潜像担持体に付着した付着物を除去するクリーニング装置14などのクリーニング手段と、現像装置12にトナーを補給するトナー搬送装置50などのトナー補給手段とを有し、トナー補給手段は、上記クリーニング手段で除去した回収トナーを搬送する回収トナー搬送路55を有し、回収トナー搬送路55は、廃トナーボトル41に連通して、回収トナーを廃トナーボトル41へ搬送する廃トナー搬送経路と、現像装置の補給トナー搬送路123に連通して、現像装置に回収トナーを補給する回収トナー補給経路とに分岐しており、回収トナー搬送路内の回収トナーを、回収トナー搬送路および前記廃トナー搬送経路のいずれか一方に、選択的に導くシャッター部材54などの経路選択手段を備えた。
(態様8)によれば、実施形態で説明したように、クリーニング装置などのクリーニング手段により回収したトナーの中に紙粉などの異物が多く含まれると判断されるときは、廃トナーボトル41へ回収トナーを搬送することができる。これにより、現像装置内に紙粉が混入されるのを抑制することができる。また、回収したトナーの中に紙粉などの異物が少ないと判断されるときは、回収したトナーを現像装置に搬送して、再利用することで、トナーの消費を抑えることができる。
また、(態様8)は、現像装置と廃トナーボトルとが、回収トナー搬送路55を介して連通する構成となっているが、連通口123aが現像剤で塞がれているので、現像装置の内圧が、回収トナー搬送路55を介して、廃トナーボトル41に及ぶのを防止することができる。これにより、廃トナーボトル41の開口部の縁と、回収トナー搬送路55との接合部から、空気とともに廃トナーボトル内のトナーが漏れ出すのを防止することができる。これにより、画像形成装置内に廃トナーボトル内のトナーが飛散し、画像形成装置内を汚すのを抑制できる。
感光体10などの潜像担持体と、潜像担持体上の潜像を現像する現像装置12などの現像手段とを備える画像形成装置における少なくとも潜像担持体と現像手段とを1つのユニットとして共通の保持体に保持させて画像形成装置本体に対して一体的に着脱可能に構成したプロセスカートリッジにおいて、現像手段として、(態様1)乃至(態様6)のいずれかの現像装置を用いる。
(態様9)によれば、画像形成装置内がトナーで汚れるのを抑制することができるプロセスカートリッジを提供することができる。
10:感光体
12:現像装置
12a:現像ローラ
12b:第1搬送スクリュウ
12c :第2搬送スクリュウ
12e:トナー補給口
14:クリーニング装置
14b:トナー回収コイル
14c:回収トナー連結部
17:転写装置
20:トナーボトル
41:廃トナーボトル
50:トナー搬送装置
51:回収トナー受け入れ口
52:回収トナー供給路
53:回収トナー搬送コイル
54:シャッター部材
55:回収トナー搬送路55
56:廃トナー連通路
57:新品トナー連通路
60:制御部
121:現像ケーシング
121a,121b:現像剤受け渡し開口部
122:仕切壁
123:補給トナー搬送路
123a:連通穴
130:羽無し部
131:磁石
V1:第1の剤収容室
V2:第2の剤収容室
W:回収部
Claims (9)
- 少なくともトナーを含む現像剤を収容する現像現像剤収容部と、
前記現像剤収容部内の現像剤を担持して表面移動することにより、潜像担持体の表面と対向する現像領域へ現像剤を搬送する現像剤担持体とを備え、
前記現像領域で前記トナーを前記潜像担持体の潜像に付着させてトナー像として現像する現像装置であって、
前記現像剤収容部の側壁に設けた連通穴に接続し、トナー補給手段から補給されたトナーを、前記連通穴へ搬送する補給トナー搬送路を有し、
前記連通穴の側壁内壁面側の開口を現像剤収容部内の現像剤で塞ぐことを特徴とする現像装置。 - 請求項1に記載の現像装置であって、
前記現像剤収容部内の現像剤は、循環搬送されており、
循環搬送されている現像剤を滞留させ、滞留させた現像剤により前記連通穴の側壁内壁面側の開口を塞ぐことを特徴とする現像装置。 - 請求項2に記載の現像装置であって、
前記現像剤収容部内には、現像剤を攪拌搬送する搬送スクリュウを備え、
前記搬送スクリュウの前記連通穴の側壁内壁面側の開口近傍部分に羽無し部を設けたことを特徴とする現像装置。 - 請求項3に記載の現像装置であって、
前記現像剤が、磁性キャリアを含んでおり、
前記現像剤収容部内の前記連通穴の側壁内壁面側の開口近傍に磁石を配置したことを特徴とする現像装置。 - 請求項4に記載の現像装置であって、
前記磁石の磁束密度が、115mT以上であることを特徴とする現像装置。 - 請求項記載の現像装置において、
前記現像収容部を仕切る仕切壁と、
現像剤搬送方向が互いに異なるように該仕切壁で仕切られた各部屋に配置された搬送スクリュウと、
各搬送スクリュの現像剤搬送方向下流側に前記仕切壁で仕切れた一方の部屋から他方の部屋へ現像剤を受け渡すための受け渡し開口部とを備え、
前記連通穴は、いずれか一方の部屋の現像剤搬送方向上流端の側壁に設けられ、前記羽無し部は、前記受け渡し開口部と対向するように設けられており、
前記羽無し部の現像剤搬送方向長さを、前記受け渡し開口部の開口幅の22.5%以上にしたことを特徴とする現像装置。 - 潜像を担持する潜像担持体と、
前記潜像担持体上の潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置とを備えた画像形成装置において、
上記現像装置として、請求項1乃至6のいずれかに記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項7に記載の画像形成装置において、
前記潜像担持体上のトナー像を転写体に転写する転写手段と、
転写後の潜像担持体に付着した付着物を除去するクリーニング手段と、
前記現像装置にトナーを補給するトナー補給手段とを有し、
前記トナー補給手段は、上記クリーニング手段で除去した回収トナーを搬送する回収トナー搬送路を有し、
該回収トナー搬送路は、前記廃トナーボトルに連通して、回収トナーを前記廃トナーボトルへ搬送する廃トナー搬送経路と、前記現像装置の補給トナー搬送路に連通して、前記現像装置に回収トナーを補給する回収トナー補給経路とに分岐しており、
前記回収トナー搬送路内の回収トナーを、前記回収トナー補給経路および前記廃トナー搬送経路のいずれか一方に、選択的に導く経路選択手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置における少なくとも該潜像担持体と該現像手段とを1つのユニットとして共通の保持体に保持させて画像形成装置本体に対して一体的に着脱可能に構成したプロセスカートリッジにおいて、
上記現像手段として、請求項1乃至6のいずれかに記載の現像装置を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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