JP4676079B2 - 現像装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に用いる現像装置に関し、詳しくは、トナー及び磁性粒子からなる２成分現像剤を用いて像担持体に形成された潜像を現像する現像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、特開平９−１９７８３３号公報には、トナーとキャリアの混合からなる２成分系現像剤を現像剤担持体に担持させて潜像保持体面に適用し潜像保持体面の潜像を現像する方式の現像装置であって、現像スリーブに対する現像剤を収納させる現像剤収納部と、現像剤収納部に対してトナー補給開口部を介してトナー補給路にて連絡させたトナー収納部と、トナー収納部内のトナーをトナー補給開口部方向へ搬送するトナー搬送部材と、トナー補給開口部の現像剤収納部側の近傍に設けた現像剤滞留部とを有し、現像剤滞留部は現像剤収納部内の現像剤が適正範囲のトナー濃度に対応する体積量状態にあるときは現像剤が十分に入り込んで滞留してトナー補給開口部が滞留現像剤で閉塞化され、現像剤が適正範囲以下のトナー濃度に対応する体積量状態に減少したときは現像剤の滞留量が減少し或いは現像剤の滞留がなくなり、トナー収納部が現像剤収納部に対しトナー補給開口部を介して連絡する関係レベル位置に存在する技術が知られている。
【０００３】
上記特開平９−１９７８３３号公報に記載された現像装置は、現像剤のトナー濃度が適正範囲にある時は、現像剤滞留部に対するトナー補給のためのトナー補給開口部が滞留した現像剤によって閉鎖され、トナーが補給されない。一方、現像作用によりトナーが消費されると、トナー補給開口部に滞留していた現像剤はなくなり、トナーが入り込んで所定のトナー濃度に復帰しようとする。これにより、トナーと磁性粒子（キャリア）からなる現像剤のトナー濃度（磁性粒子とトナーの重量比で定義される）が一定の範囲内になるようにしている。
【０００４】
また従来より、トナーを小粒径化（通常のトナー粒径は９〜１０μｍ程度であるのに対し、小粒径トナーは６〜８μｍ程度）することで画像のざらつき感が向上したり、ドットの再現性が向上することで高画質化が達成されることがわかっている。しかしトナーを小粒径していくと、流動性が悪化するため、トナーが搬送されにくくなり、画像濃度ムラの不具合が発生してしまう。
【０００５】
小粒径化する前のアジテータ形状を図５に示す。アジテータ１１１にはシール部材４０１、４１１が貼りつけられており、一方のシール部材４０１が長く、他方のシール部材４１１が短い形状をしている。新品状態において現像剤とトナーはそれぞれＸとＹの位置に引き抜きシール３７０、３８０によって密封されている。またアジテータ１１１は図５のように配置されている。
【０００６】
使用時は現像剤側の引き抜きシール３８０を取り除いてからトナー収容部側のシール３７０を取り除く。そうすることによって現像スリーブ１２０に現像剤を供給してからトナーを補給することになるので、トナー濃度が適正に制御される。万一トナー収容部側のシール３７０を先に取り除いても長いマイラー４０１がトナー補給口出口をふさいでいる為にトナーが現像スリーブ１２０に供給されるのを防止している。つまり長いシール部材４０１は新品時のトナー出口をふさぐ役目をしており、短いシール部材４１１はトナーをトナー補給路に供給している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の技術では、トナーを小粒径化すると、トナーの流動性悪化によりトナー供給量が減少する。仮に短いシール部材４１１の厚さを増しても供給量は増加するが、トナー残量が少なくなってきた時に短いシール部材４１１のコシが強くなりすぎる為、トナーを供給しすぎてトナー濃度が上がりすぎてしまうという不具合が発生する。
【０００８】
そこで、本発明は、小粒径トナーを用いた場合であっても、安定したトナー供給を行える現像装置及びプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、内部に磁界発生手段を有しトナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に担持されて搬送される現像剤の量を規制する第１の規制部材と、第１の規制部材により掻き落とされた現像剤を収容する現像剤収容部と、第１の規制部材よりも前記現像剤担持体上の現像剤の搬送方向上流側に配設された第２の規制部材と、前記現像剤収容部に隣接したトナー収容部と、
前記トナー収容部内に設けられ、回転駆動されることによりトナーを前記現像剤担持体に供給するアジテータとを備え、第１の規制部材に通過を阻止された現像剤が第２の規制部材の現像剤搬送方向の上流側に現像剤の循環部を形成する現像装置において、前記アジテータは、その回転中心軸から半径方向に延びた第１の枠体と、第１の枠体に対し反対方向に延びた第２の枠体からなり、第１の枠体の先端部には第１のフィルム部材が、第２の枠体の先端部には第２のフィルム部材がそれぞれ半径方向に延びるように設けられており、
第１のフィルム部材は第２のフィルム部材よりも長く、第１のフィルム部材の基部には、第１のフィルム部材よりも短い補助フィルム部材が重なるように設けられていることを特徴とする。
【００１０】
この請求項１に記載の発明では、アジテータの第１の枠体に設けられた第１のフィルム部材の基部に、第１のフィルム部材よりも短い補助シールが重なるように設けられていることにより、小粒径トナーを用いた場合であっても、安定したトナー供給を行うことができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、補助フィルム部材は、第２の枠体に設けられた第２のフィルム部材と同一部品であることを特徴とする。
【００１２】
この請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明と同様な作用効果を奏するとともに、第２のフィルム部材と補助シールとを同一部品とし、これらの部品共通化をはかることで、組立時の間違い防止や部品管理の簡便化が可能になる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、補助フィルム部材は、第１のフィルム部材におけるアジテータの回転方向の下流側に設けられていることを特徴とする。
【００１４】
この請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明と同様な作用効果を奏するとともに、第１のフィルム部材におけるアジテータの回転方向の下流側に補助シールを設けることにより、トナーをより確実に供給することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、像担持体、帯電手段、クリ−ニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段と、現像装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジにおいて、現像装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の現像手段であることを特徴とする。
【００１６】
この請求項４に記載の発明では、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明と同様な作用効果を奏するとともに、画像濃度ムラのない高画質化を提供することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係る複写機のプロセスカートリッジを概略的に示した断面図である。像担持体である感光体ドラム１の側方に配設された現像装置２は、現像ハウジング３、現像剤担持体としての現像スリーブ４、現像剤収容部５ａ、５ｂ、現像剤規制部材としての第１ドクターブレード６等から主に構成されている。
【００１８】
感光体ドラム１側に開口を有する現像ハウジング３の内部には、トナー７を収容するトナー収容部としてのトナーホッパー８が形成され、トナーホッパー８に隣接して感光体ドラム１側寄りには、トナー７と磁性粒子であるキャリアとからなる２成分現像剤９を収容する現像剤収容部５ａが設けられている。
【００１９】
トナーホッパー８の内部には、図示しない駆動手段によって回動されるトナー供給手段としてのトナーアジテータ１１が配設されている。トナーアジテータ１１は、トナーホッパー８内のトナー７をトナー供給開口部１０に向けて撹拌しながら送り出すべく矢印の方向に回転している。
【００２０】
感光体ドラム１とトナーホッパー８との間の空間には、現像スリーブ４が配設されている。図示しない駆動手段で図の矢印方向に回転駆動される現像スリーブ４は、その内部に、現像装置２に対して相対位置不変に配設された、磁界発生手段としての磁石４ａを有している。
【００２１】
現像剤収容部５ａの現像ハウジング３に取り付けられた側と対向する側には、第１ドクターブレード（第１の規制部材）６が一体的に取り付けられている。第１ドクターブレード６は、その先端と現像スリーブ４の外周面との間に一定の隙間を保った状態で配設されている。現像剤収容部５ａのトナー供給口１０の近傍に位置する部位には、第２の規制部材としての第２現像剤規制部材１２が配設されている。
【００２２】
上記構成により、トナーホッパー８の内部からトナーアジテータ１１によって送り出されたトナー７は、トナー供給開口部１０を通って現像スリーブ４に担持され、この現像スリーブ４に担持されたトナー７は、現像剤９に供給され、現像剤収容部５ａへ運ばれる。そして、現像剤収容部５ａ内の現像剤９は、現像スリーブ４に担持されて感光体ドラム１の外周面と対向する位置まで搬送され、トナー１７のみが感光体ドラム１上に形成された静電潜像と静電的に結合することにより、感光体ドラム１上にトナー像が形成される。
【００２３】
現像スリーブ４に連れ回っている現像剤９は現像剤収容部５ａを通過するとき内部に滞留している現像剤によってブレーキをかけられるため搬送速度の低下が起き、これによって第２現像剤規制部材１２付近の現像スリーブ４上の現像剤９の層厚が増してくる。トナー濃度が上昇してくると現像剤９同士の摩擦力が低下し搬送速度を低下させることから更に層厚が増して第２現像剤規制部材１２に進行を阻止される。
【００２４】
このような状態に達すると開口部１４は進行を阻止された循環部１３にて滞留する滞留現像剤によって遮断されるためトナーの取込を停止する。逆にトナー濃度が低下してくると現像剤同士の摩擦力が増し循環部１３の滞留現像剤を現像剤収容部５ａの内部に取り込む為、第２現像剤規制部材１２の下方の循環部１３にて連れ回りしている現像剤とトナーが接触しトナーが取り込まれる。以上の様な作用によって現像剤のトナー濃度が自動的に制御可能になっている。
【００２５】
また、感光体ドラム１の周囲には、現像装置２以外に、帯電装置（帯電手段）３６、クリーニング装置（クリーニング手段）３５、廃トナー収容ケース３１、廃トナー３２、クリーニング装置３５でクリーニングされた廃トナーを廃トナー収容ケースへ送り込む廃トナー回収ローラ３３、感光体ドラム１や帯電装置３６やクリーニング装置３５を保持するドラムケース３４が配設されている。以上のドラムケース類や現像装置２が一体となってプロセスカートリッジ４３は構成されている。このプロセスカートリッジ４３は、複写機本体に着脱自在になっている。
【００２６】
プロセスカートリッジ４３は、大きく分けると図２のように３つに分けられるよう構成されている。図の左側から感光体ユニット、現像ユニット、トナー収容部となっている。尚、トナーホッパー８のトナー供給開口部には、引き抜きシール３７が、現像ユニット上部の現像剤収容部５ａの開口部にも引き抜きシール３８貼りつけられている。これは、新品時輸送保管時のトナー飛散を防止する為にあり、プロセスカートリッジ４３を使用し始める際にユーザーが取り去るものである。
【００２７】
図２に示すように、アジテータ１１は、その回転中心軸から半径方向に延びた第１の枠体と、第１の枠体に対し反対方向に延びた第２の枠体からなり、第１の枠体の先端部には第１のフィルム部材４０及び第１のフィルム部材４０よりも短い補助フィルム部材４１ａが両面テープにより貼り付けられ、第２の枠体には第１のフィルム部材４０よりも短い第２のフィルム部材４１が両面テープにより貼りつけられている。本実施の形態では、フィルム部材４０、４１、４１ａとして、ポリエステルフィルム（ＰＥＴフィルム）を用いているがこれに限定されるものではない。新品時は図２のようにアジテータ１１が配置されており、第１のフィルム部材４０がトナー補給口出口を塞いでいる。
【００２８】
図３は、アジテータを示す斜視図である。図３に示すように、アジテータ１１に、新品時のトナー出口をふさぐ役目をしている第１のフィルム部材４０、トナー補給路にトナーを供給する補助フィルム部材４１、更に、第１のフィルム部材４０の上（アジテータ１１の回転方向の下流側）に図４に示すように、補助フィルム部材４１ａが両面テープ４５で貼りつけられている。また、本実施の形態では、第２のフィルム部材４１と、補助フィルム部材４１ａとを同一部品とし、これらの部品共通化をはかることで、組立時の間違い防止や部品管理の簡便化を図っている。
【００２９】
各フィルム部材４０、４１、４１ａは、その厚さが０．０５ｍｍであり、それより厚いと第１のフィルム部材４０は補給出口を塞ぐのにコシが強すぎて塞ぎきれなくなる。また第２のフィルム部材４１もこれより厚すぎると、トナーが少なくなってきた時にトナーを送り込む力が強すぎて、トナー濃度が上昇してしまう。
【００３０】
図５は、現像スリーブを現像装置から外した状態でアジテータ２回転分のトナーが送り出される量を長手方向に３分割して測定した結果である。この図５の棒グラフのうち、左の２本の棒グラフについては、アジテータ１１に貼っているマイラーが、従来のときの結果であり、第１のフィルム部材の上に補助フィルム部材を貼っていない場合である。この時、粒径が９．５μｍのトナーでは約６ｇの送り量があり、トナー補給不良による濃度ムラが発生しなかったが、粒径が７．２μｍ（小粒径トナー）のトナーでは、流動性が悪い為にトナー送り量が５ｇに減少してしまい、トナー補給不良による濃度ムラが発生した。
【００３１】
一方、一番右の棒グラフは小粒径トナーを使用しつつ、本実施の形態のアジテータ１１を用いたときのトナー送り量であり、トナーの送り量が７．６ｇにアップした。その結果補給不良は発生せず、濃度ムラも未発生であった。
【００３２】
本発明は、上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形が可能である。例えば、本実施の形態では、アジテータ１１の第１、第２の枠体に第１の及び第２のフィルム部材４０、４１を両面テープで貼付け、第１のフィルム部材４０の上に補助フィルム４１ａを両面テープ４５で貼り付けたが、これに限定されず、接着剤により貼り付けても良い。
【００３３】
本実施の形態では、感光体ドラム１、帯電装置３６、クリーニング装置３５、及び現像装置２を１つのプロセスカートリッジ４３として構成したが、これに限定されず、感光体ドラム１、帯電装置３６、クリーニング装置３５の少なくとも１つと、現像装置２とで１つのプロセスカートリッジ４３を構成しても良い。
【００３４】
本発明は、複写機に適用したが、これに限定されず、例えば、プリンタ、ファクシミリ、或いはこれらの複合機に適用しても同様な作用効果を得る。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明では、アジテータの第１の枠体側シールに、第１のフィルム部材よりも短い補助シールが重なるように設けられていることにより、小粒径トナーを用いた場合であっても、安定したトナー供給を行うことができる。
【００３６】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明と同様な効果を奏するとともに、第２のフィルム部材と補助シールとを同一部品とし、これらの部品共通化をはかることで、組立時の間違い防止や部品管理の簡便化が可能になる。
【００３７】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明と同様な効果を奏するとともに、第１のフィルム部材におけるアジテータの回転方向の下流側に補助シールを設けることにより、トナーをより確実に供給することができる。
【００３８】
請求項４に記載の発明では、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明と同様な作用効果を奏するとともに、画像濃度ムラのない高画質化を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る複写機のプロセスカートリッジを概略的に示した断面図である。
【図２】図１のプロセスカートリッジを分解して示す断面図である。
【図３】アジテータの一部を示す斜視図である。
【図４】アジテータの第１の枠体の先端部を拡大して示す側面図である。
【図５】トナー粒径とトナー送り量との関係を示すグラフである。
【図６】従来に係る現像装置及びその周辺を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
１ 感光体ドラム（像担持体）
２ 現像装置
４ 現像スリーブ（現像剤担持体）
４ａ 磁石（磁力発生部材）
５ａ、５ｂ 現像剤収容部
６ 第１ドクターブレード（第１の規制部材）
１１ アジテータ
１２ 第２現像剤規制部材（第２の規制部材）
３５ クリーニング装置（クリーニング手段）
３６ 帯電装置（帯電手段）
４０第１のフィルム部材
４１第２のフィルム部材
４１ａ 補助フィルム部材
４３ プロセスカートリッジ

Claims (4)

1. 内部に磁界発生手段を有しトナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に担持されて搬送される現像剤の量を規制する第１の規制部材と、第１の規制部材により掻き落とされた現像剤を収容する現像剤収容部と、
   第１の規制部材よりも前記現像剤担持体上の現像剤の搬送方向上流側に配設された第２の規制部材と、
   前記現像剤収容部に隣接したトナー収容部と、
   前記トナー収容部内に設けられ、回転駆動されることによりトナーを前記現像剤担持体に供給するアジテータとを備え、
   第１の規制部材に通過を阻止された現像剤が第２の規制部材の現像剤搬送方向の上流側に現像剤の循環部を形成する現像装置において、
   前記アジテータは、その回転中心軸から半径方向に延びた第１の枠体と、第１の枠体に対し反対方向に延びた第２の枠体からなり、第１の枠体の先端部には第１のフィルム部材が、第２の枠体の先端部には第２のフィルム部材がそれぞれ半径方向に延びるように設けられており、
   第１のフィルム部材は第２のフィルム部材よりも長く、第１のフィルム部材の基部には、第１のフィルム部材よりも短い補助フィルム部材が重なるように設けられていることを特徴とする現像装置。
2. 補助フィルム部材は、第２のフィルム部材と同一部品であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 補助フィルム部材は、第１のフィルム部材における前記アジテータの回転方向の下流側に設けられてい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. 像担持体、帯電手段、クリ−ニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段と、現像装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジにおいて、前記現像装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置であることを特徴とするプロセスカ−トリッジ。

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