JP5942475B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像剤収容室を備えた現像装置に関する。

従来より、画像形成装置の現像装置として、現像剤を担持する現像ローラや供給ローラが設けられる現像室の下方に現像剤を収容するための現像剤収容室が配置されたものが知られている（特許文献１参照）。

このような現像装置では、現像剤収容室内で現像剤を撹拌する機能を兼ねた弾性の搬送部材が、現像剤収容室の内面を摺接するように回転することで、下方の現像剤収容室内の現像剤を上方の現像室に搬送している。

特開２００８−１７０９５１号公報

しかしながら、前述したような技術だと、重力に反して現像剤を現像剤収容室から現像室に搬送しなければならないので、搬送部材に過度の負担がかかって、搬送部材が劣化する。これにより、搬送部材の搬送能力が落ちてしまい、現像室に安定して現像剤を供給できなくなるという問題があった。

そこで、本発明は、現像室の下方に現像剤収容室が配置された形態において、現像室に安定して現像剤を供給できる現像装置を提供することを目的とする。

前記した目的を達成するため、本発明の現像装置は、現像剤を担持する現像剤担持体が設けられる現像室と、前記現像室の下に配置され、現像剤を収容する第１現像剤収容室と、前記第１現像剤収容室の内面と摺接するように回転する弾性変形可能な第１回転部材とを備える。さらに、現像装置は、前記現像室と隣接するとともに前記第１現像剤収容室の上部に隣接し、前記第１回転部材の回転によって前記第１現像剤収容室の現像剤が供給される第２現像剤収容室と、前記第２現像剤収容室の内面と摺接するように回転して前記第２現像剤収容室の現像剤を前記現像室に向けて搬送する弾性変形可能な第２回転部材とを備える。

このような構成によれば、第１現像剤収容室とは別に第２現像剤収容室を設けたので、第１回転部材と第２回転部材の各々の搬送能力を小さくできるとともに、負担を軽減することができる。そのため、第１回転部材と第２回転部材の劣化を抑えることができ、現像室に比較的安定して所定量の現像剤を供給することができる。

また、前記した構成において、第２現像剤収容室の容量は、第１現像剤収容室の容量よりも小さいことが望ましい。

このような構成によれば、第２現像剤収容室に収容できる現像剤を少なくすることができるので、第２回転部材の負担を軽減することができる。そのため、第２回転部材の劣化を抑えることができ、現像室に比較的安定して所定量の現像剤を供給することができる。

また、前記した構成において、現像装置は、現像室、第２現像剤収容室、第１現像剤収容室は、この順に位置が低くなり、第１現像剤収容室の位置は、上下方向から見て第２現像剤収容室に対して、現像室と同じ側にあることが望ましい。

このような構成によれば、現像装置全体として小型化することができる。

また、前記した構成において、現像装置は、第２現像剤収容室の下壁に一端が支持され、他端が一端より上に位置する撓み変形可能な弾性板をさらに備えていることが望ましい。

このような構成によれば、第１回転部材が弾性板に接触すると、弾性板が第２現像剤収容室側に撓むので、第１現像剤収容室と第２現像剤収容室との連通口が広くなる。これにより、広くなった連通口から第２現像剤収容室により安定して現像剤を供給することができる。また、第２回転部材が弾性板に接触すると、弾性板が第１現像剤収容室側に撓んで、第２現像剤収容室の現像剤を第１現像剤収容室に戻すことができるので、第１現像剤収容室と第２現像剤収容室との間で現像剤を良好に循環させることができる。

また、前記した構成において、第１現像剤収容室は、現像室の下方に隣接していることが望ましい。

このような構成によれば、現像装置全体として小型化することができる。

本発明によれば、第１現像剤収容室とは別に第２現像剤収容室を設けたので、第１回転部材と第２回転部材の各々の搬送能力を小さくできるとともに、負担を軽減することができる。そのため、第１回転部材と第２回転部材の劣化を抑えることができ、現像室に比較的安定して所定量の現像剤を供給することができる。

本発明の現像装置が搭載された画像形成装置の一例としてのカラー複合機の概略構成を示す図である。 現像装置周辺の拡大図である。 第１回転部材が上方に現像剤を持ち上げた状態を示す図である。 第１回転部材によって、現像剤が第２現像剤収容室に供給されている状態を示す図である。 第２回転部材が現像部に向けて現像剤を供給している状態を示す図である。 第２回転部材が弾性板と接触した状態を示す図である。 第２回転部材が弾性板と接触して弾性板が下方に撓み変形して、現像剤が第１現像剤収容室にこぼれ落ちる状態を示す図である。 図７の状態から弾性板が元の位置に戻った状態を示す図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、まず、本実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置の一例としてカラー複合機１の概略構成について説明した後、本発明の特徴部分に係る構成について説明する。また、以下の説明において、方向は、カラー複合機１を使用するユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１における左側を「前」、右側を「後」とし、手前側を「右」、奥側を「左」とする。また、図１における上下方向を「上下」とする。

＜カラー複合機の概略構成＞
図１に示すように、本体筐体１０とフラットベッドスキャナ２０とを備えている。また、カラー複合機１は、本体筐体１０内に、用紙Ｐを供給する給紙部３０と、供給された用紙Ｐに画像を形成する画像形成部４０とを主に備えている。

フラットベッドスキャナ２０は、本体筐体１０の上方に設けられた公知の原稿読取装置である。このフラットベッドスキャナ２０は、複写などの際に、セットされた原稿に光を照射して画像を読み取ることで画像データを生成する。

給紙部３０は、本体筐体１０内の下部に設けられ、用紙Ｐを収容する給紙トレイ３１と、給紙トレイ３１から用紙Ｐを画像形成部４０に搬送する給紙機構３２とを主に備えている。給紙トレイ３１内の用紙Ｐは、給紙機構３２によって１枚ずつ分離されて画像形成部４０に搬送される。

画像形成部４０は、露光部５０と、プロセス部６０と、転写部７０と、定着部８０とから主に構成されている。

露光部５０は、給紙部３０の上方に設けられ、図示しないレーザ光源、ポリゴンミラー、レンズ、反射鏡などを備えている。レーザ光源から出射されたレーザ光は、ポリゴンミラーや反射鏡で反射され、レンズを通過して、各感光体ドラム６１Ａの表面で高速走査される。

プロセス部６０は、露光部５０の上方に配置され、前後方向に沿って配列された４つの現像装置の一例としてのプロセスカートリッジ６１と、プロセスカートリッジ６１を保持する保持ケース６２とを主に備えている。

図２に示すように、プロセスカートリッジ６１は、感光体ドラム６１Ａと、帯電器６１Ｂと、現像剤担持体の一例としての現像ローラ６１Ｃと、供給ローラ６１Ｄと、層厚規制ブレード６１Ｅとを、備えている。

感光体ドラム６１Ａは、導電性を有する円筒状のドラム本体の表面に感光層が形成されて構成されている。
帯電器６１Ｂは、感光体ドラム６１Ａの表面を一様に帯電させる部材であり、感光体ドラム６１Ａの下側後寄りに所定間隔を隔てて対向して配置されている。

現像ローラ６１Ｃは、トナー（現像剤）を担持して、感光体ドラム６１Ａ上に形成された静電潜像にトナーを供給する部材であり、感光体ドラム６１Ａの下側前寄りに配置されている。
供給ローラ６１Ｄは、現像ローラ６１Ｃにトナーを供給する部材であり、現像ローラ６１Ｃの下側前寄りに配置されている。
層厚規制ブレード６１Ｅは、現像ローラ６１Ｃ上に担持されるトナーの厚さを規制する部材であり、現像ローラ６１Ｃの後部に接触して配置されている。

図１に戻り、転写部７０は、プロセス部６０の上方に設けられ、駆動ローラ７１と、従動ローラ７２と、駆動ローラ７１および従動ローラ７２の間に張設され、各感光体ドラム６１Ａに対面して配置された無端状の中間転写ベルト７３と、中間転写ベルト７３を挟むように感光体ドラム６１Ａと対向配置された４つの１次転写ローラ７４と、中間転写ベルト７３を挟むように駆動ローラ７１と対向配置された２次転写ローラ７５とを主に備えている。

定着部８０は、転写部７０の後部上方に設けられ、加熱ローラ８１と、加熱ローラ８１と対向配置されて加熱ローラ８１を押圧する加圧ローラ８２とを主に備えている。

画像形成部４０では、感光体ドラム６１Ａの表面が、帯電器６１Ｂにより一様に帯電された後、露光部５０からのレーザ光の高速走査によって露光されることで、感光体ドラム６１Ａ上に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、プロセスカートリッジ６１内のトナーは、供給ローラ６１Ｄを介して現像ローラ６１Ｃに供給され、現像ローラ６１Ｃと層厚規制ブレード６１Ｅとの間に進入して一定の厚さの薄層として現像ローラ６１Ｃ上に担持される。

現像ローラ６１Ｃ上に担持されたトナーは、現像ローラ６１Ｃから感光体ドラム６１Ａ上の静電潜像に供給される。これにより、静電潜像が可視像化されて感光体ドラム６１Ａ上にトナー像（画像）が形成される。

各感光体ドラム６１Ａ上に形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト７３上に順次重ね合わせて転写される。そして、給紙部３０から搬送された用紙Ｐが、中間転写ベルト７３と２次転写ローラ７５との間を搬送されることで、中間転写ベルト７３上のトナー像が用紙Ｐに転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２の間を搬送されることでトナー像が熱定着され、排紙ローラ８３によって本体筐体１０の上部に設けられた排紙トレイ１２上に排出される。

＜プロセスカートリッジの詳細構成＞
次に、プロセスカートリッジ６１の詳細な構成について説明する。
図２に示すように、プロセスカートリッジ６１は、現像ローラ６１Ｃおよび供給ローラ６１Ｄが設けられる現像室１００と、現像室１００の下方に隣接する第１トナー収容室２００（第１現像剤収容室）と、現像室１００の前斜め下方に隣接するとともに、第１トナー収容室２００の前斜め上方に隣接する第２トナー収容室３００（第２現像剤収容室）とを備えている。第１トナー収容室２００の位置は、上下方向から見て第２トナー収容室３００に対して、現像室１００と同じ側（後側）に配置されており、現像室１００、第２トナー収容室３００、第１トナー収容室２００は、この順に位置が低くなるように構成されている。

［現像室の構成］
現像室１００は、供給ローラ６１Ｄの下方で供給ローラ６１Ｄに沿って設けられた断面視円弧状の円弧壁１０１と、現像ローラ６１Ｃの前方に配置され、略前後方向に延びる上壁１０２とを有している。この円弧壁１０１は、前側面１０１Ａで第２トナー収容室３００と対面し、前側面１０１Ａの上端と上壁１０２との間には、第２トナー収容室３００と現像室１００に連通する供給口１０３が形成されている。円弧壁１０１内には、トナーをためることが可能となっている。

［第１トナー収容室の構成］
第１トナー収容室２００は、略中空円柱状に形成されており、前斜め上方で第２トナー収容室３００と連通している。
第１トナー収容室２００の内部には、トナーが収容されるとともに、第１回転部材の一例としての第１アジテータ２１０が設けられている。

第１アジテータ２１０は、左右の側壁に回転可能に支持された第１回転軸２１１と、第１回転軸２１１から径方向外側に延びる第１支持部２１２と、第１支持部２１２に固定された弾性変形可能な第１撹拌翼２１３とから主に構成されている。このような第１アジテータ２１０は、第１トナー収容室２００内を回転する（図示反時計回り方向）。このとき、第１撹拌翼２１３が、第１トナー収容室２００の内壁を摺接するように回転することで、トナーを撹拌するとともに、後述の連通口３１３に向けてトナーを搬送する機能を果たす。

［第２トナー収容室の構成］
第２トナー収容室３００は、上壁部３０１と、前斜め下方に凹むような断面視円弧状の壁３０２と、フィルム３１０（弾性板）とで形成されており、上壁部３０１は、壁３０２から後斜め上方向に延びて現像室１００の上壁１０２につながっている。
第２トナー収容室３００の容量は、第１トナー収容室２００の容量と比較して小さくなっている。

フィルム３１０は、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂からなる撓み変形可能な弾性部材であり、第２トナー収容室３００の壁３０２の下部にその一端３１１が支持され、他端３１２が円弧壁１０１の前側面１０１Ａに向けて（後斜め上方向）延びるように形成されている。他端３１２と円弧壁１０１の前側面１０１Ａとの間には、第２トナー収容室３００と第１トナー収容室２００が連通する連通口３１３が形成されている。そして、第２トナー収容室３００の壁３０２とフィルム３１０とで、トナーをためることが可能となっている。

第２トナー収容室３００には、内部に第２回転部材の一例としての第２アジテータ３２０が設けられている。
第２アジテータ３２０は、左右の側壁に回転可能に支持された第２回転軸３２１と、第２回転軸３２１から径方向外側に延びる第２支持部３２２と、第２支持部３２２に固定された弾性変形可能な第２撹拌翼３２３とから主に構成されている。このような第２アジテータ３２０は、第２トナー収容室３００内を回転する（図示時計回り方向）。このとき、第２撹拌翼３２３が、第２トナー収容室３００の内壁を摺接するように回転することで、トナーを撹拌するとともに、供給口１０３に向けてトナーを搬送する機能を果たす。

［トナー搬送動作の詳細説明］
ここで、図３〜８を参照しつつ、第１アジテータ２１０と第２アジテータ３２０の動作について詳細に説明する。
まず、第１アジテータ２１０の動作について説明する。
図３に示すように、第１アジテータ２１０がトナーを上方向に持ち上げることにより、連通口３１３に向けてトナーが搬送される。この時点では、フィルム３１０は、撓み変形していない状態（通常状態）であり、フィルム３１０の他端３１２と円弧壁１０１の前側面１０１Ａとの間隔はＤ１である。

そして、図４に示すように第１アジテータ２１０が回転すると、フィルム３１０とトナーを挟んで接触し、フィルム３１０が第２トナー収容室３００側に撓む。これにより、フィルム３１０の他端３１２と円弧壁１０１の前側面１０１Ａとの間隔がＤ２に広がる。言い換えれば、第１アジテータ２１０がトナーを介してフィルム３１０を撓ませることにより、通常状態よりも連通口３１３の幅が広くなる。このようにして、幅が広くなった連通口３１３から、第１アジテータ２１０が搬送したトナーが第２トナー収容室３００に供給される。その後、図５に示すように第１アジテータ２１０とフィルム３１０とが接触しなくなり、フィルム３１０が通常状態に戻る。
第１アジテータ２１０は、さらに回転を続け、第１トナー収容室２００内のトナーを撹拌し（図６〜８参照）、図３からの動作が繰り返し行われる。

次に、第２アジテータ３２０の動作について説明する。
第２アジテータ３２０は、回転することにより第２トナー収容室３００内のトナーを持ち上げる（図３，４参照）。そして、図５に示すように、第２アジテータ３２０が上方向を向いた時に、トナーが供給口１０３に向けて放たれる。放たれたトナーは、供給口１０３に向かうように傾斜した第２トナー収容室３００の上壁部３０１に沿って飛び、現像室１００の円弧壁１０１内にトナーが供給される。現像室１００内において、保持しきれない過剰なトナーは、円弧壁１０１の前側面１０１Ａの上端からからこぼれ落ちて第２トナー収容室３００へ戻る。

第２アジテータ３２０は、さらに回転し、図６，７に示すように、フィルム３１０とトナーを介して接触して、フィルム３１０が第１トナー収容室２００側に撓む。これにより、第２トナー収容室３００内のトナーが、第１トナー収容室２００にこぼれ落ちる。そして、図８に示すように、第２アジテータ３２０がフィルム３１０から外れると、フィルム３１０が通常状態に戻る。
このようにして、図３〜８の動作が繰り返し行われることにより、第１トナー収容室２００と第２トナー収容室３００との間でトナーが循環される。

以上のように構成された本実施形態のプロセスカートリッジ６１では、第１トナー収容室２００とは別に第２トナー収容室３００を設けたので、第１アジテータ２１０は、現像室１００よりも低い位置にある第２トナー収容室３００にトナーを搬送すればよく、トナー搬送時の負担を軽減することができる。また、第２アジテータ３２０は、第２トナー収容室３００が第１トナー収容室２００よりも前斜め上方に配置されているので、現像室１００との位置が近くなり、トナー搬送時の負担を軽減することができる。以上によれば、第１アジテータ２１０と第２アジテータ３２０の各々の搬送能力を小さくできるとともに、負担を軽減することができるので、第１アジテータ２１０と第２アジテータ３２０の劣化を抑えることができる。これにより、現像室１００に比較的安定してトナーを供給することができる。

また、第２トナー収容室３００の容量は、第１トナー収容室２００の容量よりも小さいので、第２アジテータ３２０は、第１アジテータ２１０と比較して小さいものとすることができる。これによって、第２アジテータ３２０のトナー搬送量を少なくすることができるので、第２アジテータ３２０の負担を軽減することができる。そのため、第２アジテータ３２０の劣化を抑えることができ、現像室１００に比較的安定してトナーを供給することできる。

また、現像室１００、第２トナー収容室３００、第１トナー収容室２００は、この順に位置が低くなるように構成され、上下方向から見て第２トナー収容室３００に対して、第１トナー収容室２００の位置は、現像室１００と同じ側となっている。これによって、プロセスカートリッジ６１の無駄なスペースを省くことができるので全体として小型化することができる。
また、第１トナー収容室２００が、現像室１００の下方に隣接するよう配置されることで、さらにプロセスカートリッジ６１を全体として小型化することができる。

また、第２トナー収容室３００の壁３０２にフィルム３１０を設けたことにより、例えば、第１アジテータ２１０がフィルム３１０と接触すると、フィルム３１０が第２トナー収容室３００側に撓むので、連通口３１３の幅が広くなる。これによって、第１アジテータ２１０が搬送したトナーが第２トナー収容室３００内に供給されやすくなるので、比較的安定して第２トナー収容室３００にトナーを供給することができる。
一方、第２アジテータ３２０とフィルム３１０が接触すると、フィルム３１０が第１トナー収容室２００側に撓んで、第２トナー収容室３００内のトナーを第１トナー収容室２００に戻すことができ、第２アジテータ３２０が回転し続けることで、これらの動作が繰り返し行われる。これによって、第１トナー収容室２００と第２トナー収容室３００との間でトナーを良好に循環させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

例えば、前記実施形態では、フィルム３１０は、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂からなる弾性部材が用いられていたが、撓み変形可能なものであれば、別の弾性部材を用いてもよい。

前記実施形態では、第１トナー収容室２００および第２トナー収容室３００と２つの現像剤収容室で構成されていたが、本発明はこれに限定されず、例えば、３つの現像剤収容室で構成されていてもよい。

前記実施形態では、現像室１００、第１トナー収容室２００および第２トナー収容室３００が一体となって構成されていたが、本発明はこれに限定されず、第１トナー収容室２００及び第２トナー収容室３００が現像室１００から着脱可能な構成であってもよい。

前記実施形態では、本発明の現像装置としてプロセスカートリッジ６１を例示したが、これに限定されず、例えば、ドラムカートリッジに着脱可能な現像カートリッジを現像装置としてもよい。

前記実施形態では、本発明の現像装置を備えた画像形成装置として、カラー複合機１を例示したが、これに限定されず、例えば、複写機やプリンタなどであってもよい。

１ カラー複合機
６１ プロセスカートリッジ
６１Ｃ 現像ローラ
１００ 現像室
１０１ 円弧壁
１０１Ａ 前側面
１０３ 供給口
２００ 第１トナー収容室
２１０ 第１アジテータ
２１１ 第１回転軸
２１２ 第１支持部
２１３ 第１撹拌翼
３００ 第２トナー収容室
３０１ 上壁部
３０２ 壁
３１０ フィルム
３１１ 一端
３１２ 他端
３２０ 第２アジテータ
３２１ 第２回転軸
３２２ 第２支持部
３２３ 第２撹拌翼

Claims (5)

1. 現像剤を担持する現像剤担持体が設けられる現像室と、
   前記現像室の下に配置され、現像剤を収容する第１現像剤収容室と、
   前記第１現像剤収容室の内面と摺接するように回転する弾性変形可能な第１回転部材とを備えた現像装置であって、
   前記現像室と隣接するとともに前記第１現像剤収容室の上部に隣接し、前記第１回転部材の回転によって前記第１現像剤収容室の現像剤が供給される第２現像剤収容室と、
   前記第２現像剤収容室の内面と摺接するように回転して前記第２現像剤収容室の現像剤を前記現像室に向けて搬送する弾性変形可能な第２回転部材と、
   前記第１現像剤収容室と前記第２現像剤収容室との間に配置される撓み変形可能な弾性板であって、前記第２現像剤収容室の壁に支持される一端と、前記一端より上に位置する他端とを有する弾性板とをさらに備え、
   前記第１回転部材は、前記弾性板と接触すると前記弾性板を前記第２現像剤収容室側に撓み変形させるように構成されており、
   前記第２回転部材は、前記弾性板と接触すると前記弾性板を前記第１現像剤収容室側に撓み変形させるように構成されていることを特徴とする現像装置。
2. 前記第２現像剤収容室の容量は、前記第１現像剤収容室の容量よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記現像室、前記第２現像剤収容室、前記第１現像剤収容室は、この順に位置が低くなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の現像装置。
4. 前記第１現像剤収容室の位置は、上下方向から見て前記第２現像剤収容室に対して、前記現像室と同じ側にあることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の現像装置。
5. 前記第１現像剤収容室は、前記現像室の下方に隣接することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の現像装置。

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