JP5472037B2

JP5472037B2 - 画像形成装置の二成分現像剤を用いる現像器の現像剤片寄り防止機構

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Publication number: JP5472037B2
Application number: JP2010237744A
Authority: JP
Inventors: 宏彰大坪
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2010-10-22
Filing date: 2010-10-22
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2030-10-22
Also published as: JP2012088666A

Description

本発明は、画像形成装置の二成分現像剤を用いる現像器が傾いたときなどに発生する現像剤の片寄りを防止する現像剤片寄り機構に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置には、一成分現像剤（トナー）を用いる方式のものと、二成分現像剤を用いる方式のものとがある。一成分現像剤を用いる方式は、取り扱いと制御が比較的容易であるため、現像剤としては一成分トナーが主流を占めていた。

しかし近年のように、印刷（以下、印字ともいう）処理の高速化に対する要望が強まってくると、印刷処理の高速化にはトナーとキャリアから成る二成分現像剤を用いる方式の方がよく対応できるため二成分現像剤を用いた現像器が種々提案されるようになった。

二成分現像剤（以下、単に現像剤という）を用いる現像器は、現像剤を攪拌混合しながら搬送する攪拌搬送部材を、現像器の二室に分割した現像槽内にそれぞれ備えている。これら２本の攪拌搬送部材は現像剤を攪拌し搬送しながら二室に分割した現像槽内を循環させて、現像剤を現像器の現像ローラへ供給している。（例えば、特許文献１参照。）

特開２００１−１９４９０８号公報

ところで、攪拌搬送部材と現像槽の内壁との間には隙間がある。親機の画像形成装置と共に工場から納入先へ搬送中、あるいは納入先で交換用の予備として現像器が親機外に単独であるときには現像器が傾きやすい。このとき現像器の現像槽内の現像剤が、現像器が傾いた下方に片寄ってしまう。

ところが、画像形成装置は納入先では水平に設置される。現像器も水平な状態で画像形成装置の装着部に現像装置と共に着脱自在に装着される。したがって、現像器の現像剤が上記のように現像槽内で片寄っている状態で現像装置に装着され、画像形成装置が駆動され、画像の形成が開始されると画像不良が発生するという解決すべき課題が生じる。

このような不具合の発生を防止するため、つまり親機外で単独にある現像器において現像器の現像槽内で現像剤が片寄るのを防止するため、梱包材の形状を特異な形状にして内部の現像器を傾け難くするというものがあったが、梱包材が特異形状のため現像器の輸送数量が少なくなってしまうという他の解決すべき課題が派生した。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであって、画像形成装置の二成分現像剤を用いる現像器において、現像器が画像形成装置外で単独にあるときに傾いても、現像槽内で現像剤が片寄ることのない現像剤片寄り防止機構を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の現像剤片寄り防止機構は、画像形成装置の二成分現像剤を用いる現像器の現像剤片寄り防止機構であって、上記現像器の現像槽の一方の端部外壁に一方の端部を支持され、上記現像槽の他方の端部に形成された二重外壁に他方の端部を支持されるシャフトと該シャフトに螺旋状に固設された螺旋状フィンとで成る攪拌搬送部材と、上記現像器の外壁と内部隔壁とで仕切られる現像槽の上記外壁と上記内部隔壁に上記攪拌搬送部材の螺旋状フィンと同一の螺旋周期で螺旋状に連続して固設された螺旋条と、を有し、上記螺旋条は、その内径が上記攪拌搬送部材の上記螺旋状フィンの外径に近接し且つ接触しない間隙を有するように形成されているように構成される。

上記攪拌搬送部材は、上記現像器が上記画像形成装置の装着部から脱抜されるとき、上記二重外壁の内側外壁と上記攪拌搬送部材を駆動する駆動伝達ギアとの間に介装されたバネ部材の押し付勢力により、上記シャフトの上記他方の端部が上記二重外壁の外側外壁に係合して、上記螺旋条の内径に上記螺旋状フィンの外径が対向する位置に位置決めされるように構成される。

上記攪拌搬送部材の上記位置決めは、上記バネ部材の押し付勢力により、上記二重外壁に支持される上記シャフトの上記他方の端部に形成されたＤカット軸部が上記二重外壁の外側外壁に形成されているＤカット孔に勘合することにより形成されるように構成される。

上記位置決めは、上記現像器が上記画像形成装置の装着部に装着されると同時に、上記画像形成装置側の駆動ギアが上記攪拌搬送部材を駆動する駆動伝達ギアに噛合して上記バネ部材の押し付勢力に抗して上記駆動伝達ギアを上記二重外壁の上記内側外壁方向に押し込むことにより解除されるように構成される。

本発明の現像剤片寄り防止機構は、二成分現像剤を用いる現像器の輸送時又は交換保守時における現像器の現像槽内の現像剤の片寄りを防止するという効果を奏する。

本発明の実施例１に係る二成分現像剤を用いる現像器に現像剤片寄り防止機構を備えた画像形成装置の内部構成を説明する断面図である。実施例１に係る現像器を感光体ドラムと共に示す拡大断面図である。 (a)は図２に示す実施例１に係る現像器の斜め上方の外壁を取り除いた図、(b)はその中央部の拡大図である。 (a)は実施例１に係る現像器が画像形成装置から離れて単体であるときの一部を切り欠いて示す図、(b) はその二重外壁の構造を一部切り欠いて示す斜視図、(c)は駆動伝達ギアの周辺の構造を示す図、(d)は(a)の中央部を拡大して示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。

図１は、実施例１に係る二成分現像剤を用いる現像器に現像剤片寄り防止機構を備えた画像形成装置の内部構成を説明する断面図である。

図１に示す画像形成装置１は、電子写真式で二次転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置であり、画像形成部２、転写ベルトユニット３、トナー供給部４、給紙部５、ベルト式定着ユニット６、で構成されている。

上記画像形成部２は、転写ベルトユニット３の転写ベルト８の下部走行部表面８ａに接して同図の右から左へ４個の現像装置９（９ｍ、９ｃ、９ｙ、９ｋ）を多段式に並設した構成からなる。この画像形成部２は、図１に示す印刷実行時位置から、それより下方の保守位置に、昇降可能に画像形成装置１本体のフレームに保持されている。

上記４個の現像装置９のうち下流側（図の右側）の３個の現像装置９ｍ、９ｃ及び９ｙは、それぞれ減法混色の三原色であるマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の色トナーによるモノカラー画像を形成し、現像装置９ｋは、主として文字や画像の暗黒部分等に用いられるブラック（Ｋ）トナーによるモノクロ画像を形成する。

上記の各現像装置９は、画像を現像するトナーの色を除き全て同じ構成である。したがって、以下ブラック（Ｋ）のトナー用の現像装置９ｋを例にしてその構成を説明する。

現像装置９は、最上部に感光体ドラム１０を備えている。この感光体ドラム１０は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成されている。この感光体ドラム１０の周面近傍を取り巻いて、クリーナ１１、帯電ローラ１２、光書込ヘッド１３、及び現像器１４の現像ローラ１５が配置されている。

現像器１４は、現像ローラ１５の下方に位置する２つの現像槽内に、第１の攪拌搬送部材１６、及び第２の攪拌搬送部材１７を備えている。第１及び第２の攪拌搬送部材１６及び１７については詳しくは後述する。

転写ベルトユニット３は、本体装置のほぼ中央で図の左右方向に扁平なループ状になって延在する無端状の上述した転写ベルト８と、この転写ベルト８を掛け渡されて転写ベルト８を図の矢印ａ及びｂで示す反時計回り方向に循環移動させる駆動ローラ１８と従動ローラ１９を備えている。

上記の転写ベルト８は、下方を循環移動するベルト表面に、ユニットと一体に組み込まれて転写ベルト８を介して感光体ドラム１０に圧接する一次転写ローラ２１によりトナー像を直接転写（一次転写）されて、そのトナー像を更に用紙に転写（二次転写）すべく用紙への二次転写部２３まで搬送する。

この転写ベルトユニット３には、駆動ローラ１８に掛け渡されている表面に、ベルトクリーナ２４のクリーニングブレード２５が当接して配置されている。ベルトクリーナ２４の下方には廃トナー回収容器２６が着脱自在に配置されている。

ベルトクリーナ２４は、クリーニングブレード２５が転写ベルト８の表面に当接して廃トナーを擦り取って除去し、その廃トナーを搬送部材により下方の廃トナー回収容器２６に送り込んでいる。

トナー供給部４は、転写ベルト８の上部走行部の上方に配置されている４個のトナーホッパー２７（２７ｍ、２７ｃ、２７ｙ、２７ｋ）で構成される。４個のトナーホッパー２７ｍ、２７ｃ、２７ｙ、２７ｋは、それぞれマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のトナーを収容している。

トナー供給部４は、同図にはＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋで示すようにマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のいずれかのトナーを、不図示のトナー供給路を介して現像装置９の現像器１４に供給する。

給紙部５は、１個の給紙カセット２９を備えている。給紙カセット２９の給紙口（図の右方）近傍には、用紙取出ローラ３１、給送ローラ３２、捌きローラ３３、待機搬送ローラ対３４が配置されている。

待機搬送ローラ対３４の用紙搬送方向（図の鉛直上方向）には、転写ベルト８を介して従動ローラ１９に圧接する二次転写ローラ３５が配設されて、前述した用紙への二次転写部２３を形成している。

この二次転写部２３と最下流の現像装置９ｍとの略中間位置で、転写ベルト８の下部走行部表面８ａに近接して、拡散反射型濃度センサ３６が配設されている。

また、二次転写部の下流（図では上方）側にはベルト式熱定着ユニット６が配置されている。ベルト式熱定着ユニット６の更に下流側には、定着後の用紙をベルト式熱定着ユニット６から搬出する不図示の搬出ローラ対及びその搬出される用紙を装置上面に形成されている排紙トレー３７に排紙する不図示の排紙ローラ対が配設されている。

図２は、上記現像器１４を感光体ドラム１０と共に示す拡大断面図である。図２に示すように、現像器１４は、外壁３８と内部隔壁３９とで仕切られる２つの現像槽４１（４１ａ、４１ｂ）を備えている。

上方の現像槽４１ａには、前述した現像ローラ１５と第１の攪拌搬送部材１６が配置されている。現像ローラ１５には、ドクターブレード４２が当接している。下方の現像槽４１ａには前述した第２の攪拌搬送部材１７が配置されている。この現像槽４１ａには槽内トナー濃度センサ４３が配置されている。

第１の攪拌搬送部材１６は、シャフト４４とこのシャフト４４に螺旋状に固設された螺旋状フィン４５とで構成されている。第２の攪拌搬送部材１７は、シャフト４６とこのシャフト４６に螺旋状に固設された螺旋状フィン４７とで構成されている。

第１の攪拌搬送部材１６は、矢印ｃで示すように図の反時計回り方向に回転し、現像槽４１ａ内の現像剤を螺旋状フィン４５で攪拌しながら矢印ｅで示すように図の紙面奥行き方向手前から向こう側へ搬送し、その現像剤を現像ローラ１５に供給する。

現像ローラ１５は、現像剤のトナーのみを感光体ドラム１０に供給して、感光体ドラム１０周面上の静電潜像をトナー像化（現像）する。トナーのみを感光体ドラム１０に引き取られた現像ローラ１５上の現像剤のキャリアは、現像槽４１ａ内の現像剤に混合され、図の紙面奥行き方向向こう側の後述する出口４８で、現像槽４１ｂに送り戻す。

現像槽４１ｂ内の第２の攪拌搬送部材１７は、矢印ｄで示すように図の反時計回り方向に回転し、現像槽４１ｂ内の現像剤を螺旋状フィン４７で攪拌しながら矢印ｆで示すように図の紙面奥行き方向向こう側から手前へ搬送する。

もし、現像剤のトナー濃度が規定以下に薄くなっていれば、槽内トナー濃度センサ４３がトナー濃度低下を検出する。トナー濃度低下が検出されると、トナー供給部４の当該現像器１４に対応するトナーホッパー２７から補給口を介してトナーが補給される。

第２の攪拌搬送部材１７は、現像剤を攪拌搬送しながら、図の紙面奥行き方向手前側の後述する供給口４９で、現像剤を現像槽４１ａに送り出す。このように、現像剤の還流とトナーの補給が繰り返されて、トナーによる現像が逐次進行する。

ところで、図２に示すように、第１の攪拌搬送部材１６の螺旋状フィン４５及び第２の攪拌搬送部材１７の螺旋状フィン４７と、現像器１４の外壁３８の内面及び内部隔壁３９の槽内面との間には間隔が開けられている。

ここで、図２の紙面奥行き方向につまり水平に延在する現像器１４を、画像形成装置１の現像装置９から脱抜して、例えば垂直に置いたとする。内部の現像剤は上記の間隔を通って、たちまち現像槽の下方に集積する。

その状態の現像器１４をもとの水平に戻して画像形成装置１内の現像装置９に装着しても、現像槽の一方の端部に集積した現像剤は元の位置には戻らない。本例ではこの問題を解決する。

図３(a)は、図２の現像器１４の斜め上方の外壁（カバー）３８を取り除いた図であり、図３(b)はその中央部の拡大図である。図３(a),(b)の右側が図２の紙面手前側となり、図３の左側が図２の紙面向う側となっている。

尚、図３(a),(b)には、図２と同一の構成部分には図２と同一の番号を付与して示している。また、図３(a),(b)には、図２で図示を省略した螺旋条を示している。また、図３(a)には、図２で説明した出口４８と供給口４９も示している。

先ず、図３(a)に示すように、第１の攪拌搬送部材１６は、その一方の端部（図３(a)では右側端部）を、現像槽４１ａの一方の端部外壁３８ａに支持されている。そして、第１の攪拌搬送部材１６の他方の端部（図３(a)では左側端部）は、現像槽４１ａの他方の端部に形成された二重外壁３８ｂに支持されている。

第２の攪拌搬送部材１７も同様に、一方の端部（図３(a)では右側端部）を、現像槽４１ｂの一方の端部外壁３８ａに支持されている。そして、第２の攪拌搬送部材１７の他方の端部（図３(a)では左側端部）も、現像槽４１ｂの他方の端部に形成された二重外壁３８ｂに支持されている。

第１及び第２の攪拌搬送部材１６及び１７の二重外壁３８ｂに支持されるシャフト４４及び４６の端部には、親機の駆動系終端の駆動ギア５１から駆動されて、その駆動力を各自のシャフトに伝達する駆動伝達ギア５２ａ及び５２ｂが固設されている。

そして、二重外壁３８ｂの内側外壁３８ｃと、第１及び第２の攪拌搬送部材１６及び１７を駆動する駆動伝達ギア５２ａ及び５２ｂとの間には、それぞれ押し付勢力を有するバネ部材５３ａ及び５３ｂが介装されている。

現像器１４が現像装置９と共に親機である画像形成装置１に装着されると、親機の駆動ギア５１が、現像器１４の二重外壁３８ｂの外側外壁３８ｄに形成されている係合口５４から相対的に二重外壁３８ｂ内に進入し、駆動伝達ギア５２ａ及び５２ｂに噛合する。駆動ギア５１、駆動伝達ギア５２ａ及び５２ｂは、それぞれ斜歯ギアからなる。

駆動ギア５１が駆動伝達ギア５２ａ及び５２ｂに噛合したのち、そのまま更に二重外壁３８ｂ内に進入すると、駆動伝達ギア５２ａ及び５２ｂは、それぞれバネ部材５３ａ及び５３ｂの押し付勢力に抗して、二重外壁３８ｂの内側外壁３８ｃ方向に押し込まれる。

これにより、後述する二重外壁３８ｂの外側外壁３８ｄと駆動伝達ギア５２ａ及び５２ｂのシャフト４４及び４６との係合が解除される。尚、駆動伝達ギア５２ａ及び５２ｂを内側外壁３８ｃ方向へ押し込む方法は、斜歯ギアの係合を利用するのではなく、他の方法、例えば、駆動ギア５１の軸の進退に連動する突き当て部材等を用いてもよい。

ところで、図３(b)に示すように、現像器１４の外壁３８の内面３８ｅと内部隔壁３９には、第１及び第２の攪拌搬送部材１６及び１７の螺旋状フィン４５及び４７と同一の螺旋周期の螺旋状の螺旋条５５が、連続して固設されている。

これらの螺旋条５５は、その内径が、それぞれ第１及び第２の攪拌搬送部材１６及び１７の螺旋状フィン４５及び４７の外径に、近接し且つ接触しない間隙を有するように形成されている。これにより、駆動時には、第１及び第２の攪拌搬送部材１６及び１７の螺旋状フィン４５及び４７は不都合なく回転して現像剤を攪拌搬送することができる。

次に、現像器１４が画像形成装置１から離れて単体であるときに機能する現像剤片寄り防止機構の動作について説明する。

図４(a)は、現像器１４が画像形成装置１から離れて単体であるときの一部を切り欠いて図３(a)の左方のみを示す図であり、図４(b) はその二重外壁３８ｂの構造を一部切り欠いて示す斜視図、図４(c)は駆動伝達ギア５２ａ及び５２ｂの周辺の構造を示す図、図４(d)は図４(a)の中央部を拡大して示す図である。

尚、図４(a),(b),(c),(d)には、図３(a),(b)と同一構成部分には図３(a),(b)と同一の番号を付与して示している。

現像器１４が画像形成装置１の装着部から脱抜されると、第１及び第２の攪拌搬送部材１６及び１７の駆動伝達ギア５２ａ及び５２ｂが図３(a)に示した駆動ギア５１との噛合を解除されて、駆動ギア５１からの押し込みから開放される。

これにより、図４(a)に示すように、バネ部材５３ａ及び５３ｂの押し付勢力が復活し、この押し付勢力が駆動伝達ギア５２ａ及び５２ｂを介して第１及び第２の攪拌搬送部材１６及び１７のシャフト４４及び４６を二重外壁３８ｂ方向へ移動させる。

この二重外壁３８ｂの外側外壁３８ｄには、図４(b)に示すように、駆動ギア５１との係合口５４の両側に、それぞれ第１及び第２の攪拌搬送部材１６及び１７のシャフト４４及び４６の端部に対応する位置にＤカット孔５６（５６ａ、５６ｂ）が穿設されている。

一方、第１及び第２の攪拌搬送部材１６及び１７のシャフト４４及び４６の端部先端はＤカットされている。このＤカット先端部５７（５７ａ、５７ｂ）が外側外壁３８ｄのＤカット孔５６（５６ａ、５６ｂ）に進入して、第１及び第２の攪拌搬送部材１６及び１７の回転停止位置を位置決めされる。

これと共に、シャフト４４及び４６の先端部のＤカット段差面５８（５８ａ、５８ｂ）が、外側外壁３８ｄの内面のＤカット孔５６（５６ａ、５６ｂ）の下方の面に当接してシャフト方向の移動停止位置を位置決めされる。

この回転停止位置の位置決めと、移動停止位置の位置決めにより、図４(a)及び図４(d)に示すように、外壁３８の内面３８ｅと内部隔壁３９に固設して形成されている螺旋条５５の内径に、螺旋状フィン４５及び４７の外径が対向する位置に第１及び第２の攪拌搬送部材１６及び１７が停止位置を位置決めされる。

螺旋条５５の内径と螺旋状フィン４５及び４７の外径との間には、前述したように近接してはいるが接触しない程度の間隙しかないので、現像剤が螺旋状フィン４５及び４７の外側を通って移動することはない。また、螺旋状フィン４５及び４７は停止しているので現像剤がフィンに沿って移動することもない。

このように、本実施例の二成分現像剤を用いる現像器１４によれば、現像器１４が輸送時又は交換保守時における親機の画像形成装置１から離れた単体の状態で、水平状態から傾いた状態になっても、現像器１４の現像槽４１内の現像剤の片寄りを防止することができる。

本発明は、二成分現像剤を用いる現像器が傾いたときなどに発生する現像剤の片寄りを防止する現像剤片寄り機構に利用することができる。

１フルカラー画像形成装置
２画像形成部
３転写ベルトユニット
４トナー供給部
５給紙部
６ベルト式定着ユニット
８転写ベルト
８ａ下部走行部表面
９（９ｍ、９ｃ、９ｙ、９ｋ）現像装置
１０感光体ドラム
１１クリーナ
１２帯電ローラ
１３光書込ヘッド
１４現像器
１５現像ローラ
１６第１の攪拌搬送部材
１７第２の攪拌搬送部材
１８駆動ローラ
１９従動ローラ
２１一次転写ローラ
２３二次転写部
２４ベルトクリーナ
２５クリーニングブレード
２６廃トナー回収容器
２７（２７ｍ、２７ｃ、２７ｙ、２７ｋ）トナーホッパー
２９給紙カセット
３１用紙取出ローラ
３２給送ローラ
３３捌きローラ
３４待機搬送ローラ対
３５二次転写ローラ
３６拡散反射型濃度センサ
３７排紙トレー
３８外壁
３８ａ端部外壁
３８ｂ端部二重外壁
３８ｃ二重外壁の内側外壁
３８ｄ二重外壁の外側外壁
３８ｅ外壁内面
３９内部隔壁
４１（４１ａ、４１ｂ）現像槽
４２ドクターブレード
４３槽内トナー濃度センサ
４４、４６シャフト
４５、４７螺旋状フィン
４８出口
４９供給口
５１駆動ギア
５２ａ、５２ｂ駆動伝達ギア
５３ａ、５３ｂバネ部材
５４係合口
５５螺旋条
５６（５６ａ、５６ｂ）Ｄカット孔
５７（５７ａ、５７ｂ）Ｄカット先端部
５８（５８ａ、５８ｂ）Ｄカット段差面

Claims

画像形成装置の二成分現像剤を用いる現像器の現像剤片寄り防止機構であって、
前記現像器の現像槽の一方の端部外壁に一方の端部を支持され、前記現像槽の他方の端部に形成された二重外壁に他方の端部を支持されるシャフトと該シャフトに螺旋状に固設された螺旋状フィンとで成る攪拌搬送部材と、
前記現像器の外壁と内部隔壁とで仕切られる現像槽の前記外壁と前記内部隔壁に前記攪拌搬送部材の螺旋状フィンと同一の螺旋周期で螺旋状に連続して固設された螺旋条と、
を有し、
前記螺旋条は、その内径が前記攪拌搬送部材の前記螺旋状フィンの外径に近接し且つ接触しない間隙を有するように形成されている、
ことを特徴とする現像剤片寄り防止機構。
前記攪拌搬送部材は、前記現像器が前記画像形成装置の装着部から脱抜されるとき、前記二重外壁の内側外壁と前記攪拌搬送部材を駆動する駆動伝達ギアとの間に介装されたバネ部材の押し付勢力により、前記シャフトの前記他方の端部が前記二重外壁の外側外壁に係合して、前記螺旋条の内径に前記螺旋状フィンの外径が対向する位置に位置決めされる、ことを特徴とする請求項１記載の現像剤片寄り防止機構。
前記攪拌搬送部材の前記位置決めは、前記バネ部材の押し付勢力により、前記二重外壁に支持される前記シャフトの前記他方の端部に形成されたＤカット軸部が前記二重外壁の外側外壁に形成されているＤカット孔に勘合することにより形成される、ことを特徴とする請求項２記載の現像剤片寄り防止機構。
前記位置決めは、前記現像器が前記画像形成装置の装着部に装着されると同時に、前記画像形成装置側の駆動ギアが前記攪拌搬送部材を駆動する前記駆動伝達ギアに噛合して前記バネ部材の押し付勢力に抗して前記駆動伝達ギアを前記二重外壁の前記内側外壁方向に押し込むことにより解除される、ことを特徴とする請求項２記載の現像剤片寄り防止機構。