JP4346509B2 - 現像装置 - Google Patents

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Description

この発明は、補給用の現像剤を現像剤担持体に供給する前に攪拌して帯電させるための攪拌部材を備える現像装置に関する。
画像形成装置に用いられる現像装置として、現像剤補給容器から補給された現像剤を現像槽内で攪拌および搬送しながら補給された現像剤を所定の帯電量(飽和帯電量)に摩擦帯電し、帯電した現像剤を現像ローラによって感光体ドラム上に供給して静電潜像を現像するものがある。
このような現像装置では、新たに補給された現像剤は、現像槽内で先端部を現像槽の内壁に摺接しながら回転する攪拌スクリュによって攪拌および搬送されながら、先に現像槽内にあった現像剤と均一に攪拌され摩擦力によって帯電される。しかし、近年の現像装置のコンパクト化および印刷スピードの高速化にともなう攪拌性能の低下を防ぐため、補給された現像剤を現像ローラが配置される現像槽に直接供給するのではなく、プレミックス用のスペースを設けて、そのプレミックス用のスペースで新たに補給された現像剤の予備攪拌を行った後に現像ローラのある現像槽に供給する技術がある。
このようなプレミックス用のスペースを設けた技術では、現像剤補給容器の直下に攪拌部材が配置され、現像剤補給容器から補給された現像剤は、攪拌部材によって解された状態で次工程の搬送スクリュに送り込まれる。搬送スクリュに送り込まれた補給用の現像剤は、搬送スクリュによって搬送スクリュの軸方向の一端部に向けて搬送され、搬送スクリュの軸方向の一端部に設けられる開口部から現像槽に補給される。
上述のように構成される現像装置では、補給された現像剤に対する攪拌部材の攪拌性能は、現像剤の混合具合を左右する要因であり、攪拌不足の場合は補給された現像剤が凝集したような形状となり、未帯電現像剤の発生を招く。また、過攪拌の場合は、攪拌部材と外装部材の内壁との摩擦力で現像剤が粉砕され、小粒径化し、現像剤の機内飛散を招来する。
このような問題点を解決する技術として、攪拌部材の攪拌性能と現像剤を搬送する搬送性能とを両立させるために、攪拌部材にテーパを設け、外装部材の内壁面との当接距離を変化させる構成が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開平7−104572号公報
しかし、上述の従来の構成では、攪拌性能を追求する部分では現像剤が外装部材の内壁面に残留し、搬送性能を追求する部分では現像剤の破損が生じるため、攪拌性能および搬送性能の両方を満足する技術であるとは言いがたい。
この発明の目的は、現像剤に対する攪拌性能および搬送性能の両方に優れた現像装置を提供することにある。
この発明の現像装置は、上述の課題を解決するために以下のように構成される。
(1)静電潜像を担持する像担持体に対向するように現像槽内に配置され前記静電潜像を現像する現像剤を前記像担持体上に供給する現像剤担持体と、前記現像槽に開口し前記現像槽に供給される補給用の現像剤が通過する現像剤補給口と、搬送方向の一部に設けられる前記現像剤補給口に向けて前記補給用の現像剤を搬送する搬送部材と、前記搬送部材による前記現像剤の搬送方向と平行であって前記現像剤補給口に近づく方向または前記現像剤補給口から遠ざかる方向に前記補給用の現像剤を搬送しながら攪拌するとともに前記搬送部材に前記補給用の現像剤を供給する攪拌部材と、を備え、前記攪拌部材は、前記搬送部材による前記補給用の現像剤の搬送方向に沿って配置される回転軸と、一端を前記回転軸に支持される弾性部材であって、前記回転軸と平行な方向に向けて配置されるとともにコの字形に切り欠かれてなる舌片部を有する弾性部材と、を備えることを特徴とする。
この構成においては、弾性部材が回転軸の回転にともなって回転すると、舌片部が現像剤の重みで撓むとともに、弾性力によって現像剤を弾き飛ばす。または、撓むことで傾斜した舌片部に沿って現像剤が流れる。これによって、舌片部の切り欠かれず残された一方向と逆の方向へ向けて現像剤が搬送される。そして、現像剤は、回転軸と平行な一方の方向に寄せ集められ、搬送部材に供給される。搬送部材は、現像剤を、搬送部材による現像剤の搬送方向の一部に設けられる現像剤補給口に搬送する。そして、現像剤は、現像剤補給口を通過して現像槽に供給され、現像剤担持体によって像担持体上に供給される。このようにして、新たに補給された現像剤は、攪拌部材によってプレミックスされ帯電させられた後、搬送部材に供給され、現像剤補給口を通って現像槽に供給される。
また、この構成においては、舌片部を形成する切り欠きの部分が直線の組合せで構成される。
(2)前記攪拌部材を収容する外装部材を備え、前記舌片部は、前記弾性部材のうち前記弾性部材の回転時に前記外装部材の内壁面と摺接する部分以外の部分に設けられることを特徴とする。
この構成においては、弾性部材の回転時に舌片部と対向する現像剤の量が多くなる。
(4)前記舌片部は、前記現像剤補給口に遠い方向の部分を残して切り欠かれてなることを特徴とする。
この構成においては、舌片部は、現像剤補給口に遠い方向の部分を残して切り欠かれてなるので、現像剤は、舌片部の弾性力によって現像剤補給口に近付く方向に弾き飛ばされ又は流され搬送される。そして、現像剤は、攪拌部材によって搬送部材に供給されると、搬送部材によって迅速に現像剤補給口に搬送される。
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)現像剤は弾性部材によって攪拌されるので、弾性部材と外装部材の内壁面との摩擦力による現像剤の粉砕を抑制しながら現像剤を十分に攪拌し帯電させることができる。また、弾性部材が舌片部を有するので、弾性部材が回転することで、現像剤を所定の方向に搬送することができる。さらに、現像剤は攪拌部材によって一方の方向に寄せられるので、現像剤が少ない場合でも容易に攪拌部材から搬送部材に現像剤を供給することができる。
(2)弾性部材の回転時に舌片部と対向する現像剤の量が多くなるので、攪拌部材が回転することによって回転軸と平行な方向へ多くの現像剤を搬送することができる。
(3)舌片部を形成する切り欠きの部分が直線の組合せで構成されるので、舌片部を容易かつ高精度に形成することができる。
(4)攪拌部材によって搬送部材に供給した現像剤を、搬送部材によって迅速に現像剤補給口に搬送することができるので、現像剤を迅速に現像剤担持体に供給することができる。
以下に、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図1は、この発明の実施形態に係る現像装置を備える画像形成装置の概略の構成を示す断面図である。この実施形態に係る現像装置10a〜10dを備える画像形成装置1は、両面自動原稿送り装置
(RADF;Reversing Automatic Document Feeder)112、原稿台111、画像読取部1 10、画像形成部210および給紙機構211を備える。
両面自動原稿送り装置112は、原稿台111の上面を開閉可能な状態に配置される。両面自動原稿送り装置112は、まず、原稿の一方の面が画像読取部110に対向するように原稿台111上の所定位置に原稿を搬送し、この一方の面についての画像読取が終了した後に、原稿の他方の面が画像読取部110に対向するように原稿を反転させて原稿台111上の所定位置に搬送する。そして、両面自動原稿送り装置112は、1枚の原稿について両面の画像読取が終了した後にこの原稿を排出し、次の原稿についての両面搬送動作を実行する。以上の原稿の搬送および表裏反転の動作は、画像形成装置1全体の動作に関連して制御される。
画像読取部110は、原稿台111の下方に配置され、両面自動原稿送り装置112によって原稿台111上に搬送されてきた原稿の画像を読み取る。画像読取部110は、原稿台111の下面に沿って往復移動する第1の走査ユニット113および第2の走査ユニット114と、光学レンズ115と、光電変換素子であるCCDラインセンサ116と、を備える。
第1の走査ユニット114は、原稿の画像の表面を露光する露光ランプと、原稿からの反射光像を所定の方向に向かけて偏向する第1ミラーと、を有し、所定の走査速度で原稿台111に対して平行に往復移動する。第2の走査ユニット114は、第1の走査ユニット113の第1ミラーによって偏向された原稿からの反射光像をさらに所定の方向に向かって偏向する第2ミラーおよび第3ミラーを有し、第1の走査ユニット113と一定の速度関係を保って原稿台111に対して平行に往復移動する。
光学レンズ115は、第2の走査ユニットの第3ミラーによって偏向された原稿からの反射光像を縮小し、縮小された光像をCCDラインセンサ116上の所定位置に結像させる。
CCDラインセンサ116は、結像された光像を順次光電変換して電気信号として出力する。CCDラインセンサ116は、白黒画像またはカラー画像を読み取り、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色成分に色分解したラインデータを出力することのできる3ラインのカラーCCDである。このCCDラインセンサ116によって電気信号に変換された画像データは、さらに画像処理部に転送されて所定の画像処理が施される。
画像読取部110の下方に、画像形成部210および給紙機構211が配置される。給紙機構211は、画像形成部210の下方に配置され、用紙トレイ内に積載して収容されている用紙Pを1枚ずつ分離して画像形成部210に向けて供給する。1枚ずつ分離して供給された用紙Pは、画像形成部210の手前に配置された一対のレジストローラ212によってタイミングを制御されて画像形成部210に搬送される。また、片面に画像が形成された用紙Pは、必要に応じて、画像形成部210の画像形成処理にタイミングを合わせて画像形成部210に再搬送される。
画像形成部210と給紙機構211との間に、転写搬送ベルト機構213が配置される。転写搬送ベルト機構213は、駆動ローラ214と従動ローラ215との間に略平行に張架された転写搬送ベルト216に用紙Pを静電吸着させて搬送する。また、転写搬送ベルト216の下側に近接して、パターン画像検出ユニットが設けられる。
さらに、転写搬送ベルト機構213より用紙Pの搬送方向の下流側に、用紙P上に転写されたトナー像を用紙P上に定着させる定着装置217が配置される。定着装置217の一対の定着ローラ間を通過した用紙Pは、用紙Pの搬送方向を切り換える切り換えゲート218を経て、排出ローラ219によって画像形成装置1の外壁に取り付けられている排紙トレイ220上に排出される。
切り換えゲート218は、画像の定着後の用紙Pの搬送経路を、排出トレイ220へ用紙Pを排出する経路と、画像形成部210に向けて用紙Pを再供給する経路と、に選択的に切り換える。切り換えゲート218によって再び画像形成部210に向けて搬送された用紙Pは、スイッチバック搬送経路221を経由することで表裏を反転された後、画像形成部210へ再度供給される。
画像形成部210は、転写搬送ベルト216の上面に近接するように、第1の画像形成ステーションPa、第2の画像形成ステーションPb、第3の画像形成ステーションPc、および第4の画像形成ステーションPdを備え、各画像形成ステーションPa〜pdは、用紙Pの搬送方向の上流側からこの順で並設される。
転写搬送ベルト216は、駆動ローラ214によって、図1において矢印Zで示す方向に摩擦駆動され、給紙機構211によって給送される用紙Pを担持し、用紙Pを画像形成ステーションPa〜Pdへ順次搬送する。
各画像形成ステーションPa〜Pdは、実質的に同一の構成を有する。各画像形成ステーションPa〜Pdは、図1に示す矢印F方向に回転駆動される像担持体である感光体ドラム222a,222b,222c,222dをそれぞれ含む。
各感光体ドラム222a〜222dの周辺には、感光体ドラム222a〜222dをそれぞれ一様に帯電させる帯電器223a,223b,223c,223dと、感光体ドラム222a〜222d上に形成された静電潜像をそれぞれ現像してトナー像にする現像装置 10a,10b,10c,10dと、感光体ドラム222a〜222d上のトナー像を用 紙Pへ転写する転写用放電器225a,225b,225c,225dと、感光体ドラム222a〜222d上に残留するトナーを除去するクリーニング装置226a,226b ,226c,226dと、が感光体ドラム222a〜222dの回転方向に沿ってこの順 に配置される。
また、各感光体ドラム222a〜222dの上方に、レーザビームスキャナユニット2 27a,227b,227c,227dがそれぞれ設けられる。レーザビームスキャナユニット227a〜227dは、画像データに応じて変調されたドット光を発する半導体レ ーザ素子(図示せず)、半導体レーザ素子からのレーザビームを主走査方向に偏向させるためのポリゴンミラー240、ポリゴンミラー240によって偏向されたレーザビームを感光体ドラム222a〜222dの表面に結像させるためのfθレンズ241およびミラー 242,243等を備える。
レーザビームスキャナユニット227aにはカラー原稿画像の黒色成分像に対応する画素信号が、レーザビームスキャナユニット227bにはカラー原稿画像のシアン色成分像に対応する画素信号が、レーザビームスキャナユニット227cにはカラー原稿画像のマゼンタ色成分像に対応する画素信号が、そして、レーザビームスキャナユニット227dにはカラー原稿画像のイエロー色成分像に対応する画素信号が、それぞれ入力される。
これによって色変換された画像データに対応する静電潜像が各感光体ドラム222a〜 222d上に形成される。そして、現像装置10aには黒色のトナーが、現像装置10bにはシアン色のトナーが、現像装置10cにはマゼンタ色のトナーが、現像装置10dにはイエロー色のトナーが、それぞれ収容され、感光体ドラム222a〜222d上の静電 潜像は、これら各色のトナーによって現像される。これによって、色変換された画像データが各色のトナー像として再現される。
また、第1の画像形成ステーションPaと給紙機構211との間には用紙吸着用帯電器228が設けられ、吸着用帯電器228は、転写搬送ベルト216の表面を帯電させ、給紙機構211から供給された用紙Pを転写搬送ベルト216上に確実に吸着させた状態で第1の画像形成ステーションPaから第4の画像形成ステーションPdまでの間をずれることなく搬送する。
一方、第4の画像ステーションPdと定着装置217との間で駆動ローラ214の略真上部に除電器229が設けられる。除電器229には、搬送ベルト216に静電吸着されている用紙Pを転写搬送ベルト216から分離するための交流電圧が印加される。
上述のように構成される画像形成装置1では、用紙Pとして例えばカットシート状の紙が使用される。用紙Pは、給紙カセットから送り出されて給紙機構211の給紙搬送経路のガイド内に供給されると、その用紙Pの先端部分がセンサー(図示せず)によって検知され、このセンサから出力される検知信号に基づいて一対のレジストローラ212によって一旦停止される。
そして、用紙Pは各画像形成ステーションPa〜Pdとタイミングを計って図1の矢印Z方向に回転している転写搬送ベルト216上に送られる。このとき、転写搬送ベルト216には上述したように吸着用帯電器228によって所定の帯電が施されているので、用紙Pは、各画像形成ステーションPa〜Pdを通過する間、安定して搬送される。
各画像形成ステーションPa〜Pdでは、各色のトナー像がそれぞれ形成され、転写搬送ベルト216によって静電吸着されて搬送される用紙P上で重ね合わされる。第4の画像ステーションPdによるトナー像の転写が完了すると、用紙Pは、その先端部分から順次、除電器229によって転写搬送ベルト216から剥離され、定着装置217へ導かれる。トナー像を定着された用紙Pは、用紙排出口(図示せず)から排紙トレイ220上へ排出される。
なお、上述の実施形態ではレーザビームスキャナユニット227a〜227dによって レーザビームを走査して露光することで感光体ドラム222a〜222dへの光書き込み を行なう構成について説明したが、レーザビームスキャナユニット227a〜227dに 代えて、発光ダイオードアレイと結像レンズアレイとからなる書き込み光学系(LEDヘッド)を用いてもよい。LEDヘッドはレーザビームスキャナーユニット227a〜22 7dに比べて、サイズが小さく、また可動部分がないので無音である。したがって、複数個の光書き込みユニットを必要とするタンデム方式のデジタルカラー複写機などの画像形成装置では、好適に用いることができる。
図2は、現像装置10aの概略の構成を示す断面図である。なお、ここでは現像装置10aについてのみ説明するが、他の現像装置10b〜10dは、使用するトナーを除いて現像装置10aと実質的に同様に構成され、同様の効果を奏する。
現像装置10aは、補給用のトナーを収容するトナーボックス11、外装部材12、攪拌部材13、搬送部材である搬送スクリュ14、供給ローラ15、および現像剤担持体である現像スリーブ16を備える。攪拌部材13、搬送スクリュ14、供給ローラ15、および現像スリーブ16は、外装部材12に収容される。トナーボックス11を除く現像装置10aの内部は、外装部材12によって、攪拌部材13および搬送スクリュ14が配置されるプレミックス用スペースと、供給ローラ15および現像スリーブ16が配置される現像槽と、に大きく区分される。プレミックス用スペースと現像槽とは、この発明の現像剤補給口に該当するトナー補給口17によって連通される。
トナーボックス11から新たに補給されたトナーは、プレミックス用スペースで予め攪拌されることで、解されるとともに帯電され、その後、トナー補給口17を通過して現像槽に供給される。プレミックス用スペースから現像槽に供給されたトナーは、すでに所定電位に帯電されており、先に現像槽にあったトナーと供給ローラ15によって混合され、現像スリーブ16に供給される。現像スリーブ16は、感光体ドラム222aと対向するように配置され、トナーを担持して感光体ドラム222a上に供給し、感光体ドラム222a上の静電潜像を現像してトナー像にする。
攪拌部材13が配置される領域と搬送スクリュ14が配置される領域とは、外装部材12によって所定の高さまで仕切られ、それぞれ略半円形の断面を有する外装部材12の内壁面で囲まれる。この実施形態では、攪拌部材13のマイラーシート132(図3参照)は反時計方向に回転駆動し、搬送スクリュ14は時計方向に回転駆動する。
図3は、図2に示すX−X線における断面図である。搬送スクリュ14は、外装部材12に両端部を回転自在に支持されたシャフト141を有し、駆動源から供給される駆動力によってシャフト141を回転軸として回転することで、図3における上方に配置されるトナー補給口17に向けてトナーを搬送する。トナー補給口17は、搬送スクリュ14によるトナーの搬送方向の下流側に配置され、搬送スクリュ14によって搬送されたトナーは、トナー補給口17を通過して供給ローラ15に供給される。
攪拌部材13は、外装部材12に両端部を回転自在に支持された回転軸であるシャフト131、およびシャフト131に一端を支持された弾性部材であるマイラーシート132を含む。攪拌部材13のシャフト131と搬送スクリュ14のシャフト141とは略平行に配置される。駆動源から供給される駆動力によってシャフト131が回転することで、マイラーシート132は、他端を外装部材12の内壁面に摺接させながら回転する。
図4は、攪拌部材13を示す拡大図である。マイラーシート132は、シャフト131の方向に沿って、複数の舌片部134を備える。舌片部134は、マイラーシート132のうちマイラーシート132の回転時に外装部材12の内壁面と摺接する部分以外の部分に設けられる。
図5に示すように、舌片部134は、マイラーシート132にコの字を横向けた形状の切り欠き部133が設けられることで形成される。この実施形態では、舌片部134は、トナー補給口17に対して遠い方向の部分(図3において下方の部分)を残して切り欠かれることで形成される。
図6は、使用状態における舌片部の状態を示す図である。マイラーシート132がシャフト131を回転軸として回転すると、舌片部134はトナーの重みで後方に撓み、シャフト131に対して傾斜する。舌片部134が傾斜すると、マイラーシート132の回転にともなって、舌片部134に対向するトナーが舌片部134に沿って流れる。また、舌片部134の弾性力が大きい場合、舌片部134は対向するトナーの重みで撓み、弾性による復元力でトナーを弾き飛ばす。このようにして、トナーは、トナー補給口17に近付く方向に搬送される。
トナーは、攪拌部材13によってトナー補給口17に近付く方向に搬送されると、シャフト131に沿った搬送方向の最も下流側の外装部材12の壁面の近傍に寄せ集められ、マイラーシート132の回転力によって外装部材12による搬送スクリュ14との仕切りを乗り越えて搬送スクリュ14側へ供給される。また、一部のトナーは、搬送方向の最も下流側まで搬送される前に外装部材12による搬送スクリュ14との仕切りを乗り越えて搬送スクリュ14側へ搬送される。すなわち、攪拌部材13によれば、トナーは、シャフト131に平行な方向と、シャフト131に垂直な方向と、の2方向に同時に搬送される。
また、攪拌部材13によってトナーが一方方向に寄せ集められるので、攪拌部材13が配置される領域にあるトナーの量が少ない場合でも、攪拌部材13が配置される領域から搬送スクリュ14が配置される領域へトナーが容易に供給される。この実施形態では、トナーの搬送方向の下流側すなわちトナー補給口17に近付く方向にトナーが寄せ集められ、搬送スクリュ14側へ供給されるので、攪拌部材13によって解され帯電させられたトナーが迅速かつ円滑にトナー補給口17に搬送される。したがって、迅速に現像スリーブ16にトナーが補給される。
さらに、弾性を有するマイラーシート132によってトナーを攪拌するので、マイラーシート132と外装部材12の内壁面との間の摩擦力によるトナーの粉砕が抑制される。
したがって、現像装置10aによれば、トナーに対して優れた攪拌性能すなわち帯電性能および搬送性能を発揮することができる。
なお、舌片部134は、シャフト131に平行な一方向の部分を残して切り欠かれることで形成されればよく、トナー補給口17に近い方向の部分(図3において上方の部分)を残して切り欠かれることで形成されてもよい。この場合は、攪拌部材13が回転することでトナーはトナー補給口17から遠ざかる方向に搬送される。そして、トナーは、トナー補給口17から遠ざかる方向の端部に寄せ集められ、マイラーシート132の回転によって外装部材12による仕切りを乗り越えて搬送スクリュ14側へ供給される。
また、舌片部134を形成する切り欠き部133の形状は、コの字形であることに限定されず、C字形状やその他の形状であってもよい。
この発明の実施形態に係る現像装置を備える画像形成装置の概略の構成を示す断面図である。 現像装置の概略の構成を示す断面図である。 図2に示すX−X線における断面図である。 攪拌部材13を示す拡大図である。 舌片部を示す拡大図である。 使用状態における舌片部の状態を示す図である。
符号の説明
1 画像形成装置
10a〜10d 現像装置
11 トナーボックス
12 外装部材
13 攪拌部材
14 搬送スクリュ
16 現像スリーブ
17 トナー補給口
131 シャフト
132 マイラーシート
133 切り欠き部
134 舌片部
222a〜222d 感光体ドラム

Claims (3)

  1. 静電潜像を担持する像担持体に対向するように現像槽内に配置され前記静電潜像を現像する現像剤を前記像担持体上に供給する現像剤担持体と、
    前記現像槽に開口し前記現像槽に供給される補給用の現像剤が通過する現像剤補給口と、
    搬送方向の一部に設けられる前記現像剤補給口に向けて前記補給用の現像剤を搬送する搬送部材と、
    前記搬送部材による前記現像剤の搬送方向と平行であって前記現像剤補給口に近づく方向または前記現像剤補給口から遠ざかる方向に前記補給用の現像剤を搬送しながら攪拌するとともに前記搬送部材に前記補給用の現像剤を供給する攪拌部材と、を備え、
    前記攪拌部材は、前記搬送部材による前記補給用の現像剤の搬送方向に沿って配置される回転軸と、
    一端を前記回転軸に支持される弾性部材であって、前記回転軸と平行な方向に向けて配置されるとともにコの字形に切り欠かれてなる舌片部を有する弾性部材と、を備えることを特徴とする現像装置。
  2. 前記攪拌部材を収容する外装部材を備え、
    前記舌片部は、前記弾性部材のうち前記弾性部材の回転時に前記外装部材の内壁面と摺接する部分以外の部分に設けられることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
  3. 前記舌片部は、前記回転軸と平行であって自由端が前記現像剤補給口に近い方向に向けて配置され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。
JP2004176047A 2004-06-14 2004-06-14 現像装置 Expired - Fee Related JP4346509B2 (ja)

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