JP4892330B2 - 現像装置 - Google Patents

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Description

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採用される現像装置に関するものである。
上記現像装置として、補給現像剤を収容する大スペースの現像剤収容部を、現像ローラを備えた現像部の上方に配置する、所謂、縦型現像装置が知られている。この現像装置では、現像剤収容室と現像部とを仕切る仕切り部材に設けた開口部を介して現像剤収容室から現像部に現像剤を自然落下により適量補給する(特許文献1参照)。仕切り部材の上方の現像剤収容部内には、現像剤を攪拌する回転可能な攪拌部材を有しており、自然落下による現像剤補給を潤滑なものとしている。また、仕切り部材の下方の現像部内には、供給される現像剤を現像部内の現像剤とを攪拌する回転可能な攪拌部材を有している。
特開2001−194883号公報
上記構成の現像装置では、仕切り部材を現像部内の攪拌部材近接させて設けることで、攪拌部材による攪拌力が仕切り部材近傍の現像剤まで及ぶようにし、現像剤の攪拌性能を向上させている。また、仕切り部材は、現像剤収容部の現像剤の自重を受ける機能を有しており、大スペースの現像剤収容部に収容された現像剤の自重により現像部で現像剤の粉圧が大きくなって過充填の状態となり、画像に悪影響を与えてしまわないようにしている。
また、現像部では、供給ローラが回転しながら現像ローラに当接して現像剤を供給するとともに、現像ローラから余剰現像剤を回収している。回収された現像剤は、供給ローラ近傍に滞留することなく、供給ローラの回転よる現像剤の流れにより攪拌部材近傍へ移動させられ、攪拌部材により補給された現像剤と攪拌された後、再び供給ローラを介して現像ローラに供給されることが望まれる。このような現像剤の動きを作るためには、供給ローラによる搬送力が全ての回収現像剤に及ぶように、回収現像剤の貯留空間を供給ローラより一定距離内になるよう形成する回収現像剤貯留部形成部材を設けることが有効である。
このように、現像装置内部には、現像部と現像剤収容部との間を仕切る仕切り部材や、回収現像剤を貯留する空間を形成する回収現像剤貯留部形成部材が設けられている。通常、これらは現像ローラや供給ローラ等を収容保持する筐体と一体的に形成されるか、別部品として筺体に組みつけられるかであった。
また、筺体は、現像ローラ、供給ローラ、現像ブレード等の画質に直接影響を与える部品を精度よく保持する機能を要求される精密部品であり、通常は金型の射出成型により製造される。このような筺体に仕切り部材、回収現像剤貯留部形成部材、さらには攪拌部材の軸受部を一体的に成型しようとすると、金型構造が複雑になってしまう。金型構造が複雑になると、熱バランスが悪くなり、精度を要求される部品の保持精度も悪化させ、画質に悪影響を与える要因となってしまう。また、金型構造が複雑になることで生産性も悪くなり、コストアップを招いてしまう。また、別部品として筺体に組みつける方法では生産性が悪く、コストアップを招いてしまう。
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、筺体の金型構造が複雑化することを防止すると共に低コストで形成できる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に、請求項1の発明は、現像剤を担持して潜像担持体との対向部まで搬送する現像剤担持体と、回転しながら該現像剤担持体に当接して現像剤を供給するとともに該現像剤担持体から現像剤を回収する現像剤供給回収部材とを有する現像部と、該現像部の上方に設けられ該現像部に供給する現像剤を収容する現像剤収容部と、該現像部と該現像剤収容部との間に設けられ開口部を有する仕切り部材と、該仕切り部材の上方に配置され現像剤収容部の現像剤を攪拌する収容部現像剤攪拌部材と、該仕切り部材の下方に配置され現像部の現像剤を攪拌する現像部現像剤攪拌部材と、該現像剤供給回収部材により該現像剤担持体から回収された現像剤が該現像剤供給回収部材の回転よる現像剤の流れにより該現像部現像剤攪拌部材近傍へ移動するように、該回収現像剤の貯留空間を該現像剤供給回収部材より一定距離内になるよう形成する回収現像剤貯留部形成部と、これらを収容保持する筐体とを備えた現像装置において、上記仕切り部材と、上記現像部現像剤攪拌部材または上記収容部現像剤攪拌部材の駆動力を受けない側を支持する軸受部と、上記回収現像剤貯留部形成部とを一体的に形成した組付前部品を、上記筺体に組み付けて構成されたことを特徴とするものである
た、請求項の発明は、現像剤を担持して潜像担持体との対向部まで搬送する現像剤担持体と、回転しながら該現像剤担持体に当接して現像剤を供給するとともに該現像剤担持体から現像剤を回収する現像剤回収供給部材とを有する現像部と、該現像部の上方に設けられ該現像部に供給する現像剤を収容する現像剤収容室と、該現像部と該現像剤収容部との間に設けられ開口部を有する仕切り部材と、該仕切り部材の上方に配置され現像剤収容部の現像剤を攪拌する収容部現像剤攪拌部材と、該仕切り部材の下方に配置され現像部の現像剤を攪拌する現像部現像剤攪拌部材と、これらを収容保持する筐体とを備えた現像装置において、上記仕切り部材と、上記現像部現像剤攪拌部材または上記収容部現像剤攪拌部材の駆動力を受けない側を支持する軸受部とを一体的に形成した組付前部品を、上記筺体に組み付けて構成されたことを特徴とするものである。
また、請求項の発明は、請求項1または2の現像装置において、上記組付前部品は樹脂材料より成ることを特徴とするものである。
また、請求項の発明は、請求項1、2または3の現像装置において、上記組付前部品は上記筺体の成型材料よりも剛性の小さい成型材料からなることを特徴とするものである。
また、請求項の発明は、請求項1、2、3または4の現像装置において、上記組付前部品と上記筺体を嵌合により固定することを特徴とするものである。
また、請求項の発明は、請求項の現像装置において、上記組付前部品を上記筺体に嵌合するため嵌合部材が複数箇設けられていることを特徴とするものである。
本発明においては、仕切り部材と、攪拌部材の軸受部を一体的に形成した組付前部品を筺体に組み付けることにより、筺体を成型するための金型構造を複雑化することなく上記部品を保持することができる。筺体を成型する金型構造を複雑化することないので、筺体による部品の保持精度が維持できるとともに、組み付け部品の数を減らすことでコストアップを抑えることができる。なお、仕切り部材、現像部現像剤攪拌部材および収容部現像剤攪拌部材の軸受部は、現像剤担持体等に比較すると要求される保持精度が甘い部品であり、これらを一体的に組付前部品として形成し筺体に組み付けることで、充分な保持精度が得られる。
以上、本発明によれば、筺体の金型構造が複雑化することを防止すると共に低コストで形成できるという優れた効果がある。
以下、本発明を、カラー画像形成装置に採用される現像装置に適用した一実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係る現像装置を採用するカラー画像形成装置の概略構成図である。図1のカラー画像形成装置は、タンデム型間接転写方式の画像形成装置であり、機枠体のほぼ中央部に作像ユニット6(6Y,6M,6C,6K)を並べている。作像ユニット6(6Y,6M,6C,6K)は、それぞれトナー像を担持するドラム状の感光体を備えている。ここで、Y,M,C,Kはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色を表す添字である。作像ユニット6の上側には感光体に潜像を形成するための露光装置5を配置している。感光体の周囲には、それぞれ各色トナー像を形成する帯電装置、現像装置、クリーニング装置、除電装置等のトナー像形成手段が配置され、感光体と一体的に支持され、画像形成装置本体に脱着可能なプロセスカートリッジの形態をなしている。
また、作像ユニット6の下側には中間転写体である転写ベルト3を設置している。転写ベルト3の周囲に、第2転写装置11と中間転写体クリーニング装置14を配置している。また、作像ユニット6が転写ベルト3と接する位置に第一転写ローラ3aが設置されており、第一転写ローラ3aに高電位を印加することによって感光体と転写ベルト3に電位差を設けて感光体上に形成されたトナー像を転写ベルト3に転写する。
転写ベルト3の下側には、記録媒体7を積載・収容する給紙カセット8を配置している。供給装置9にて給紙された記録媒体7は転写ベルト3と第二転写装置11との間を通り、定着器12へ導かれて記録媒体7にトナー像を熱定着させる。
各作像ユニット6にて形成された色毎のトナー像が順次転写ベルト3に転写され、転写ベルト3上に単色トナー像を重ね合わせた複数色のカラートナー像が形成される。用紙やOHPシート等の記録媒体7はタイミングをとって給紙装置9と用紙搬送装置10から第二転写装置11との対向部に供給され、転写ベルト3の表面に形成されている単色あるいはカラートナー像は、第二転写装置11により高電位を印加することによって転写ベルト3と第二転写装置11に電位差を設けて転写ベルト3表面に形成されたトナー像を記録媒体7上に転写される。トナー像が転写された記録媒体7は、転写ベルト3から剥離され、定着器12によってトナー像を記録媒体7に溶融定着し、排紙装置13によりカラー電子写真装置1の上面の排紙トレーに排紙される。記録媒体7へトナー像を転写した後の転写ベルト3の表面に残っている余剰トナーは中間転写体クリーニング装置14により清掃され、トナー回収装置15に回収される。清掃された転写ベルト3は、次のトナー像の転写に備える。
ここで、記録媒体7の給紙から排紙までの搬送経路をできる限り簡略化し、搬送経路の曲率半径を大きくすることにより、搬送途中での紙詰まりを防止し、信頼性を向上させることができる。また、紙詰まり発生時の解消処理操作も簡単に行うことができ、更に、厚紙等も使用する多種記録媒体方式のカラー画像形成装置にも対応することもできる。
また、この実施形態のカラー画像形成装置では、記録媒体搬送経路を略円弧状に形成し、転写ベルト3と作像ユニット6と露光装置5を上記記録媒体搬送経路の内側に配置することにより、機枠体内の空間を有効利用して小型化すると共に搬送経路を簡略化し、画面を下向きにして記録媒体7を排出する構成とした。この構成により搬送経路を簡略化することができ、且つ、殆どの構成ユニットを搬送経路よりも内側に配置したことによって、搬送経路が機枠体に近くなり、搬送経路を開放し易くなるために、紙詰まり発生時の解消処理操作も簡単になる。また、記録媒体7が画像面を下向きにしてカラー画像形成装置1上に排出されることにより、カラー画像形成装置1上に積み重なった記録媒体7は、画像面側が上を向くように取り出すと、上側から下側に印刷順に並ぶように積み重なる利点がある。また、図1での右側が正面となるよう構成したため、紙詰まり発生時の解消処理操作もより簡単になる。
消耗品である作像ユニット6は、カラー電子写真装置1の上方が、左上の軸1aを中心に露光装置5を抱えて開くため、オペレータにより正面から交換される。一連の作業をすべて正面から行えるフロントアクセス構成により、設置場所を選ばないカラー電子写真装置を実現することができる。
次に、本発明の実施形態の係る現像装置について説明する。図2は、作像ユニットの概略構成図である。作像ユニット6は感光体6aと、帯電装置、現像装置6b、クリーニング装置とを一体的に備えたプロセスカートリッジである。現像装置6aは、現像剤担持体である現像ローラ601と、現像ローラ601に当接するよう配置された現像剤供給回収部材であるトナー補給ローラ602と、現像ローラ601に当接する現像ブレード620とを有する現像部630と、現像部630に補給するトナー6Tを収容するトナーホッパ640と、これらを保持する筺体としてのケーシング650とを備えている。また現像部630の上方でトナーホッパ640との間には開口部(不図示)を有する仕切り部材610Aを備えている。仕切り部材610A上方のトナーホッパ640内には、攪拌回転部材604を備えている。また、仕切り部材610A下方の現像部630内には、攪拌回転部材603を備えている。現像部630では、現像ローラ601は矢印601aの方向に、トナー補給ローラ602は矢印602a方向に回転している。また、攪拌回転部材603と攪拌回転部材604は、現像部630の上方から軸方向に均一にトナーを供給および循環させるため、トナーループ流を上下方向に形成する動きをしている。仕切リ部材610Aはこのトナーループ流の搬送ガイド的役割を果たしている。トナーホッパー640内のトナー6Tは、仕切り部材610Aの開口部(不図示)を介して現像部630に補給され、カラー画像形成時に順次消費されていく。
仕切り部材610Aはケーシング650をいわばトナーホッパ640となる上部と、現像部630となる下部に分割している。攪拌搬送部材604よりも上方にあるトナー6Tの自重による現像部周辺のトナー6Tの鮨詰め状態を緩和するための仕切り部材となり、上部のトナーが満杯状態のときと、枯渇状態のときとで下部の現像部630がトナー残量差による鮨詰め影響を受けないようになる。これらが、仕切り部材610Aの本来の機能である。
図3は、現像部の概略構成図である。現像ローラ601とトナー補給ローラ602が当接する箇所にて現像ローラ601の表面に付着していたトナーは、トナー補給ローラ602によって剥ぎ取られ、トナー補給ローラ回転方向矢印602aに搬送されるか重力方向に落下する。トナー補給ローラ602に搬送されるトナーはそのまま上方に搬送されていくが、自重落下したトナー6Gはケーシング650の底部に堆積していく。いずれケーシング650とトナー補給ローラ602間に隙間がなくなり、堆積したトナー6Gはトナー補給ローラ602の回転によって発生するトナー流に巻き込まれるように回収され始める。ケーシング650の表面のトナーは万年雪のように堆積し続けるが次々に剥ぎ取られて落下してくるトナー6GTはトナー流に回収されて上方に循環されていく。ここで、回収トナーがトナー補給ローラ602の回転によって発生するトナー流により効率よく上方に移動するようていくように回収トナーの貯留部を形成する回収トナー貯留部形成部610Bを設ける。回収トナー貯留部形成部610Bは、トナー補給ローラ602とケーシング650とのギャップ同等を形成している。この回収トナー貯留部形成部610Bは、上記仕切り部材610Aに一体的に、組付前部品610として形成する。
図4は、仕切り部材610Aと回収トナー貯留部形成部610Bとを一体的に形成した
組付前部品610に、さらに攪拌回転部材603と攪拌回転部材604の回転軸受部610C,610Dとを一体的に形成したものの概略構成図である。攪拌回転部材603と攪拌回転部材604の回転動力は図4に図示されていない右端部のケーシング650の外側から歯車などを用いて伝達されている。組付前部品610は軸受部610Cにて攪拌回転部材603を、610Dにて攪拌回転部材604を受けている。組付前部品610にこの形状を用いることで、図示されていないケーシング650はプラスチック成形の一般的な射出成形金型にて内スライドなどの金型が複雑になる構造を避けることができる。ここで、組付前部品610に軸受け機能を付加しなかった場合、ケーシング650に軸受機能を付加させるか、組付前部品610の代わりとなる軸受部材を追加する必要がある。前者の場合、内スライドを採用すると金型構造が複雑になり多数個成形が困難になり内スライド構造分金型費用が増大する。さらには、メンテナンス間隔など量産のハンドリングにも配慮が必要となる場合もある。また、ケーシング650は現像ローラ601、トナー補給ローラ602、現像ブレード620といった部品を精度よく配置する機能を要求される精密部品となるが、金型構造を複雑にすると熱バランスが悪くなり部品精度も悪化させ、画質に悪影響を与える要因となってしまう。内スライドを避け、より簡易な外スライドを用いると前記要因は避けられるが、トナーのシールをするために新たな部材、ここでは少なくとも2部品を追加する必要があり、安価で製品を提供する上で好ましくない。
以上のように、仕切り部材610Aと、回収トナー貯留部形成部610Bと、軸受部610C、610Dとの機能を一体化して組付前部品610として形成することで、ケーシング650を成型するための金型構造を複雑化することなく上記部品を保持することができる。また、ケーシング650を成型する金型構造を複雑化することないので、ケーシング650による部品の保持精度が維持できるとともに、組み付け部品の数を減らすことでコストアップを抑えることができる。なお、仕切り部材610Aと、回収トナー貯留部形成部610Bと、軸受部610C、610Dは、現像ローラ601等に比較すると要求される保持精度が甘い部品であり、これらを一体的に組付前部品610として形成しケーシング650に組み付けることで、充分な保持精度が得られる。このような組付前部品610を、特にトナー6Tが現像部に鮨詰め状態になりやすい縦型現像装置に適用し効果が期待できる。
図5は、組付前部品610をケーシング650に固定する方法の説明図である。図5では、反駆動側付近のケーシング650と組付前部品610との勘合固定方法を示している。組付前部品610には図示するような爪形状610Fが左右にそれぞれ1個以上、好ましくは中央に1つの併せて3個以上形成し、ケーシング650には図示するような凹形状650Wが組付前部品610の爪形状610Fに相当する位置に形成されている。図5中矢印aの方向に組付前部品610が挿入されて、爪形状610Fがケーシング650の壁に当接する。爪形状610Fは可撓性をもつ成形材料、例えばポリスチレン(HIPS)やABSといったノンフィラーのポリマーによるもので成形されており、ケーシング650は精度と剛性を要求する部品であることからフィラー入り、例えばガラスやマイカなどの材料で成形されている。この爪形状610Fが撓み、設置位置まで組付前部品610へ挿入されたときに、凹形状650Wにスナップフィットして上方への脱落を抑止する機能を発揮する。
さらに、組付前部品610にはリブ610R1とリブ610R2が形成されており、ケーシング650の溝Gに圧入される寸法関係となっている。具体的にはケーシングの溝Gに対し、リブ610R1は公差の最大条件で0.05以上、最小条件で0.35以下の圧入代を有し、リブB610R2は公差の最大条件で0.15以上、最小条件で0.45以下の圧入代を有している。リブ610R1とリブ610R2で圧入代が異なるのは、ケーシング650が金型成形の都合上、抜き勾配を設けており、リブ610R2の方がリブ610R1より広くなっているためである。また、挿入される矢印aにより先にリブ610R1がケーシング650の溝Gに入って溝Gをわずかながらでも広げる動作になるため溝幅が広がっていることも考えられるためである。
このような爪形状610Fとリブ610R1とリブ610R2により溶着や接着、またはねじ締めといった工法を採用せずに、組付前部品610をケーシング650に確実に固定化することができる。
以上、本実施形態によれば、現像部630とトナーホッパー640との間に設けられ開口部を有する仕切り部材610Aに、攪拌回転部材603、604の軸受け部610C,610D、および/または、回収トナー貯留部形成部610Bを一体的に形成した組付前部品610をケーシング650に組み付けることにより、ケーシング650を成型するための金型構造を複雑化することなく上記部品を保持できる。金型構造を複雑化することないのでケーシング650による部品の保持精度が維持できるとともに、組み付け部品の数を減らすことでコストアップを抑えることができる。
また、現像部の上方に現像剤収容部が配置された重力方向にトナーが堆積しやすい縦型現像装置に適用することで、大きな効果が得られる。
また、組付前部品610を成形可能なプラスチック材料で容易に実現できる。
また、組付前部品610は、ケーシング650の材料よりも剛性の小さい成形材料とする。ケーシング650は精度と剛性を要求する部品であることから合成の高い材料とし、仕切り部材を可撓性をもつ成形材料とすることで、良好に嵌合させるとができる。
また、組付前部品610をケーシング650にはめ込みのみで固定できるので、接着および溶着手段などが必要なく、コストダウンが可能となる。
また、組付前部品610をケーシング650に固定する形状が左右2箇所と中央に配されているので、安定して保持精度を良好にすることができる。
本実施形態に係る現像装置を採用するカラー画像形成装置の概略構成図。 作像ユニットの概略構成図。 現像部の構成断面図。 組付前部品に設けられた攪拌回転部材軸受部の概略構成図。 組付前部品をケーシングに固定する方法の説明図。
符号の説明
3 転写ベルト
6(6Y,6M,6C,6K) 作像ユニット
6a 感光体
6b 現像装置
601 現像ローラ
602 トナー補給ローラ
603,604 攪拌回転部材
610 組付前部品
610A 仕切り部材
610B 回収トナー貯留部形成部
610C,D 軸受部
610F 爪形状
610R1,R2 リブ
620 現像ブレード
630 現像部
640 トナーホッパー
650 ケーシング

Claims (6)

  1. 現像剤を担持して潜像担持体との対向部まで搬送する現像剤担持体と、回転しながら該現像剤担持体に当接して現像剤を供給するとともに該現像剤担持体から現像剤を回収する現像剤供給回収部材とを有する現像部と、該現像部の上方に設けられ該現像部に供給する現像剤を収容する現像剤収容部と、該現像部と該現像剤収容部との間に設けられ開口部を有する仕切り部材と、該仕切り部材の上方に配置され現像剤収容部の現像剤を攪拌する収容部現像剤攪拌部材と、該仕切り部材の下方に配置され現像部の現像剤を攪拌する現像部現像剤攪拌部材と、該現像剤供給回収部材により該現像剤担持体から回収された現像剤が該現像剤供給回収部材の回転よる現像剤の流れにより該現像部現像剤攪拌部材近傍へ移動するように、該回収現像剤の貯留空間を該現像剤供給回収部材より一定距離内になるよう形成する回収現像剤貯留部形成部と、これらを収容保持する筐体とを備えた現像装置において、
    上記仕切り部材と、上記現像部現像剤攪拌部材または上記収容部現像剤攪拌部材の駆動力を受けない側を支持する軸受部と、上記回収現像剤貯留部形成部とを一体的に形成した組付前部品を、上記筺体に組み付けて構成されたことを特徴とする現像装置
  2. 像剤を担持して潜像担持体との対向部まで搬送する現像剤担持体と、回転しながら該現像剤担持体に当接して現像剤を供給するとともに該現像剤担持体から現像剤を回収する現像剤回収供給部材とを有する現像部と、該現像部の上方に設けられ該現像部に供給する現像剤を収容する現像剤収容室と、該現像部と該現像剤収容部との間に設けられ開口部を有する仕切り部材と、該仕切り部材の上方に配置され現像剤収容部の現像剤を攪拌する収容部現像剤攪拌部材と、該仕切り部材の下方に配置され現像部の現像剤を攪拌する現像部現像剤攪拌部材と、これらを収容保持する筐体とを備えた現像装置において、
    上記仕切り部材と、上記現像部現像剤攪拌部材または上記収容部現像剤攪拌部材の駆動力を受けない側を支持する軸受部とを一体的に形成した組付前部品を、上記筺体に組み付けて構成されたことを特徴とする現像装置。
  3. 請求項1または2の現像装置において、上記組付前部品は樹脂材料より成ることを特徴とする現像装置。
  4. 請求項1、2または3の現像装置において、上記組付前部品は上記筺体の成型材料よりも剛性の小さい成型材料からなることを特徴とする現像載置。
  5. 請求項1、2、3または4の現像装置において、上記組付前部品と上記筺体を嵌合により固定することを特徴とする現像装置。
  6. 請求項の現像装置において、上記組付前部品を上記筺体に嵌合するため嵌合部材が複数箇設けられていることを特徴とする現像装置。
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