JP6551357B2 - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像装置および画像形成装置に関する。

電子写真方式により画像を形成する画像形成装置では、現像装置内に収容された現像剤を撹拌しながら搬送する現像剤搬送装置が設けられている。この現像剤搬送装置として２本のスクリューを平行に並べて配置した構成が知られている。２本のスクリューの間には隔壁が設けられ、当該隔壁の両端部に形成された開口部を通じて現像剤が循環搬送される。

上記の一般的な構成において、隔壁に形成された開口部には現像剤を搬送する手段が設けられていないため、開口部の近傍位置において現像剤が滞留し、現像剤の循環搬送がスムーズに行われない場合があった。これに対して、下記の特許文献１には、隔壁の両端部の厚みを中央部よりも薄くすることで、隔壁の開口部を通る現像剤の流れを向上させる技術が開示されている。

特開２００７−２７１８３０号公報

しかしながら、上記の特許文献１に開示される技術では、現像剤の流動性が低い場合、例えば現像剤が劣化した場合や帯電量の高くなる環境などにおいては、開口部の近傍位置における現像剤の移動速度低下が大きいため、結局、スクリューの最下流から隔壁の開口部にかけて現像剤が滞留し、現像剤の循環搬送がスムーズに行われない場合があった。

本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであり、現像剤の流動性が低い場合であっても、現像剤を搬送するスクリュー間の現像剤の受け渡しをスムーズに行うことを可能にすることを目的とする。

本発明の一局面にかかる現像装置は、現像剤を収容する第１収容部と第２収容部とを有する筐体と、前記第１収容部内に回転可能に設けられ、前記現像剤を第１方向へ搬送する第１スクリュー、および、前記第２収容部内に回転可能に設けられ、前記現像剤を前記第１方向とは反対方向の第２方向へ搬送する第２スクリューを有し、前記第１収容部と前記第２収容部との間で前記現像剤を循環搬送する現像剤搬送装置と、前記循環搬送された現像剤を汲み上げて、当該現像剤を像担持体に供給する現像剤担持体と、を備え、前記第１収容部と第２収容部との間には、前記第１方向に延びた可撓性のフィルムであって、前記第１方向の両端部に開口部が設けられたフィルムが設けられて、前記第１収容部と前記第２収容部とが隔てられている、現像装置である。

また、本発明の別の一局面にかかる画像形成装置は、上記の現像装置と、前記現像剤担持体に対向して配置される像担持体と、前記像担持体に形成されたトナー像を記録紙に転写する転写装置と、を備える画像形成装置である。

本発明によれば、現像剤の流動性が低い場合であっても、現像剤を搬送するスクリュー間の現像剤の受け渡しをスムーズに行うことができる。

本発明の一実施形態にかかる現像装置を備える画像形成装置の構造を示す正面断面図である。 本発明の一実施形態にかかる現像装置の構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態にかかる現像装置に設けられたフィルムを示す平面図である。 本発明の一実施形態にかかる現像装置において、筐体の一部が開かれた状態を示す図である。 本発明の別の実施形態にかかる現像装置の構造を示す断面図である。

以下、本発明の一実施形態にかかる現像装置および画像形成装置について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる現像装置１２２を備える画像形成装置１の構造を示す正面断面図である。

画像形成装置１は、例えば、コピー機能、プリンター機能、スキャナー機能、及びファクシミリ機能のような複数の機能を兼ね備えた複合機である。画像形成装置１は、装置本体１１に、画像形成部１２、定着部１３、および給紙部１４などを備えて構成されている。

画像形成装置１が画像形成動作を行う場合は、原稿読取動作により生成された画像データまたは内蔵ＨＤＤに記憶されている画像データなどに基づいて、画像形成部１２が、給紙部１４から給紙される記録紙にトナー像を形成する。

画像形成部１２のマゼンタ用の画像形成ユニット１２Ｍ、シアン用の画像形成ユニット１２Ｃ、イエロー用の画像形成ユニット１２Ｙ及びブラック用の画像形成ユニット１２Ｂｋは、感光体ドラム（像担持体）１２１と、現像装置１２２と、帯電装置１２３と、露光装置１２４と、１次転写ローラー１２６とをそれぞれ備えている。

カラー印刷を行う場合、画像形成ユニット１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ及び１２Ｂｋは、画像データを構成するそれぞれの色成分からなる画像に基づいて、帯電、露光及び現像の工程により感光体ドラム１２１上にトナー画像を形成し、トナー画像を１次転写ローラー１２６により、駆動ローラー１２５Ａ及び従動ローラー１２５Ｂに張架されている中間転写ベルト１２５上に転写させる。

中間転写ベルト１２５上に転写される各色のトナー画像は、転写タイミングを調整して中間転写ベルト１２５上で重ね合わされ、カラーのトナー画像となる。２次転写ローラー２１０は、中間転写ベルト１２５の表面に形成されたカラーのトナー画像を、中間転写ベルト１２５を挟んで駆動ローラー１２５Ａとのニップ部において、給紙部１４から搬送されてきた記録紙に転写させる。この後、定着部１３が、記録紙上のトナー画像を熱定着により記録紙に定着させる。定着処理の完了したカラー画像形成済みの記録紙は、排出トレイ１５１に排出される。

図２は、本発明の一実施形態にかかる現像装置１２２の構造を示す断面図である。本図に示すように、現像装置１２２は、筐体５８内に、第１スクリュー５１と、第２スクリュー５２と、現像ローラー（現像剤担持体）５３と、規制ブレード５４とを備えている。

筐体５８は、現像剤を収容する収容部として、第１収容部５８２および第２収容部５８３を備えている。第１収容部５８２は、不図示の現像剤補給口が開設されている。当該現像剤補給口に設けられたシャッターが開閉することにより、不図示の現像剤コンテナーから第１収容部５８２に現像剤が補給される。

また、第１収容部５８２には、第１スクリュー５１が回転可能に軸支されている。第１スクリュー５１は、回転軸および当該回転軸に螺旋状に連続して巻きついた羽根から構成される。第１スクリュー５１は、モーターやギアなどから構成される不図示のスクリュー駆動部により図中の矢印方向に回転駆動される。これにより、現像剤コンテナーから第１収容部５８２に補給された現像剤が撹拌され、図中の奥行き方向（第１方向）へ搬送される。

第２収容部５８３には、第２スクリュー５２が回転可能に軸支されている。第２スクリュー５２は、回転軸および当該回転軸に螺旋状に連続して巻きついた羽根から構成される。第２スクリュー５２は、スクリュー駆動部により図中の矢印方向に回転駆動される。これにより、第２収容部５８３に収容された現像剤が図中の手前方向（第２方向）に搬送される。

現像ローラー５３は、非磁性材料からなるスリーブ５３１と、スリーブ５３１の内部に設けられた複数の磁極を有する固定マグネット５３２とを備え、その一部が筐体５８の連通口５７に露出するように筐体５８に回転可能に軸支されている。この状態で、現像ローラー５３は、感光体ドラム１２１と対向する。現像ローラー５３は、固定マグネット５３２の磁力により第１スクリュー５１および第２スクリュー５２により搬送されてきた現像剤を汲み上げる。

規制ブレード５４は、現像ローラー５３の周面に担持される現像剤を予め定められた層厚に規制するものであり、現像ローラー５３との間に予め定められた間隔を隔てて、筐体５８に支持されている。規制ブレード５４により層厚が規制された現像剤は、感光体ドラム１２１の周面に形成された静電潜像によって引き寄せられて、感光体ドラム１２１の周面における現像可能領域に向けて移動する。

ここで、筐体５８内の第１収容部５８２と第２収容部５８３との間には、フィルム６０が設けられている。当該フィルム６０によって前記第１収容部と前記第２収容部とが隔てられている。

図３は、フィルム６０を示す平面図である。フィルム６０は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：Polyethylene terephthalate）、ポリアセタール（ＰＯＭ：polyacetal）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ：Polyphenylenesulfide）、ポリイミド（ＰＩ：polyimide）、ポリカーボネイト（ＰＣ：polycarbonate）などを基材に用いた可撓性のフィルムである。フィルム６０には、平面視矩形の外形を有し、その厚みは５０〜２５０μｍである。詳細は後述するが、（１）第１スクリュー５１と第２スクリュー５２とをできるだけ近く配置するという観点と、（２）第１収容部５８２と第２収容部５８３とを隔て、搬送される現像剤の流れに対する十分な強度を備えるという観点から、フィルム６０の厚みは、７５〜１５０μｍであることが好ましい。

また、フィルム６０は、一定以上のコシの強さを有することが好ましく、例えば、ヤング率（縦弾性係数）が１ＧＰａ以上のものであることが好ましい。

図３に示すように、フィルム６０は、長手方向（図中のＺ方向）の両端部に、第１開口部６１Ａ、６１Ｂが形成されている。また、フィルム６０は、短手方向（図中のＹ方向）の他端部に、複数（図３に示す例では６つ）の第２開口部６２が長手方向（図中のＺ方向）に沿って並設されている。

詳細は後述するが、第１開口部６１Ａ、６１Ｂは、第１収容部５８２と第２収容部５８３との間を現像剤が循環する際の流入孔としての役割を果たす。一般的な現像装置では、現像剤を収容する第１収容部と第２収容部との間に隔壁を設けるが、この隔壁は一定の厚みがあり、また一定の硬さを備えている。このような隔壁に上記の流入孔を形成するには、専用の加工装置や高度な加工技術が必要となる。この点、フィルム６０は、その厚みが上記の隔壁などと比較して薄い。このため、比較的容易にフィルム６０に第１開口部６１Ａ、６１Ｂを形成することができる。

フィルム６０は、図２に示すように、第１スクリュー５１および第２スクリュー５２の軸方向（図中のＺ方向）に沿った状態で、第１収容部５８２と第２収容部５８３との間に配置される。第２収容部５８３の内壁の下部には、内壁の一部がフィルム６０の厚み以上の長さ窪んだ第１凹部５８４が形成されている。当該第１凹部５８４に、フィルム６０の短手方向の一端部（図３中のマイナスＹ方向の端部）が、接着剤５８８により接着されて固定される。

また、第２収容部５８３の内壁の上部には、内壁の一部がフィルム６０の厚み以上の長さ窪んだ第２凹部５８５が形成されている。当該第２凹部５８５に、フィルム６０の短手方向の他端部（図３中のＹ方向の端部）が配置される。

以上のようにフィルム６０を配置することで、フィルム６０は、フィルム６０の短手方向の一端部が第２収容部５８３の内壁の下部に固定され、当該一端部を支点としてフィルム６０が第１収容部５８２が配置された方向側（マイナスＸ方向側）に曲がった状態で、フィルム６０の短手方向の他端部が第２収容部５８３の内壁の上部に押し当てられている。

このように、フィルム６０は、その他端部を固定端とし、その一端部を自由端とした状態で、第１収容部５８２と第２収容部５８３との間に配置されている。仮に、フィルム６０の両端部を接着した場合、すなわちフィルム６０の両端部を固定端とした場合、第１収容部５８２内と第２収容部５８３内とを搬送される現像剤の流れにより、フィルム６０が破損するおそれがある。この点、本発明の一実施形態にかかる画像形成装置１および現像装置１２２によれば、フィルム６０が他端部を固定端とし一端部を自由端とした状態で筐体５８内に配置されているため、第１収容部５８２内と第２収容部５８３内とを搬送される現像剤の流れによりフィルム６０が撓む。これにより、フィルム６０が搬送される現像剤の流れにより破損されにくい。

また、第２収容部５８３の内壁の上部に形成された第２凹部５８５には、複数の突起５８６が形成されている。当該突起５８６は、フィルム６０に形成された第２開口部６２の数と同じ数だけ形成されており、第１スクリュー５１および第２スクリュー５２の軸方向（図中のＺ方向）に沿って並設している。フィルム６０の短手方向の他端部（図３中のＹ方向の端部）が第２凹部５８５に配置された状態で、当該複数の突起５８６のそれぞれが、フィルム６０の短手方向（図中のＹ方向）の他端部に形成された複数の第２開口部６２に嵌り込む。これにより、現像剤から受ける圧力により、フィルム６０の短手方向の他端部が第２凹部５８５から外れることを防止することができる。図３を参照するに、第２開口部６２は、フィルムの短手方向（Ｙ方向）の長さがフィルムの長手方向Ｚ方向の長さよりも長い長方形状になっている。第２開口部６２をこのような形状とすることで、第２開口部６２に嵌り込んだ突起５８６が、図２中のＹ方向に遊びをもった状態で固定される。これにより、フィルム６０が現像剤の流れに応じてある程度撓むことが可能な状態で、フィルム６０を筐体５８内に固定することができる。

また、フィルム６０の長手方向の両端部に形成された第１開口部６１Ａ、６１Ｂにより、第１収容部５８２と第２収容部５８３との間での現像剤の循環搬送が実現される。すなわち、第１収容部５８２内において第１スクリュー５１により図２中の奥行き方向（第１方向）へ搬送された現像剤は、第１開口部６１Ａを通じて、第２収容部５８３内に流入する。そして、第２収容部５８３内において第２スクリュー５２により図２中の手前方向（第２方向）に搬送された現像剤は、第１開口部６１Ｂを通じて、第１収容部５８２内に流入する。このように、現像剤が、第１収容部５８２と第２収容部５８３との間を循環搬送される。

ここで、一般的な現像装置では、現像剤を収容する第１収容部と第２収容部との間に隔壁が設けられ、当該隔壁により第１収容部と第２収容部とが隔たれている。このような構成では、隔壁に形成された開口部内を現像剤が隔壁の厚みの長さ移動する必要があるが、隔壁に形成された開口部には現像剤を搬送する手段が設けられていないため、開口部の近傍位置において現像剤が滞留し、現像剤の循環搬送がスムーズに行われない場合があった。この点、本発明の一実施形態にかかる画像形成装置１および現像装置１２２によれば、第１収容部と第２収容部とを隔てる部材としてフィルム６０を用いることで、現像剤が第１開口部６１Ａ、６１Ｂ内を移動する距離を短くすることができる。また、一般的な現像装置と比較して、第１スクリュー５１と第２スクリュー５２とをより近く配置することができる。これにより、現像剤の流動性が低い場合であっても、現像剤を搬送する第１スクリュー５１と第２スクリュー５２間の現像剤の受け渡しをスムーズに行うことができる。

ここで、現像装置１２２の筐体５８には、図４に示すように、筐体５８の一部、具体的には第１収容部５８２の上部が開閉可能な扉部５８７が設けられている。現像装置１２２の組み立て時において、当該扉部５８７を開いて筐体５８の内部に第１スクリュー５１、第２スクリュー５２、フィルム６０などの部材が配置される。また、現像装置１２２のメンテナンス時においても、扉部５８７を開いて作業が行われる。

フィルム６０を筐体５８内に設置する際には、まず、第２収容部５８３の内壁の下部に形成された第１凹部５８４に、フィルム６０の短手方向の一端部を、接着剤５８８により接着して固定する。この状態で扉部５８７を閉じることにより、フィルム６０の短手方向の他端部が扉部５８７に接触して押圧される。この結果、フィルム６０が一端部を支点として曲がり、他端部が扉部５８７に押し当てられた状態となる。

図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、本発明の別の実施形態にかかる現像装置の構造を示す断面図である。本発明において、フィルム６０を図５（Ａ）や図５（Ｂ）に示すように配置することもできる。図５（Ａ）では、図２に示す場合と比較して、フィルム６０の固定端と自由端とが逆になっている。すなわち、第２収容部５８３の内壁の下部に、第２凹部５９５が形成されており、当該第２凹部５９５に、フィルム６０の短手方向の他端部が配置される。第２凹部５９５には、複数の突起５９６が形成されており、そのそれぞれが、フィルム６０の短手方向の他端部に形成された複数の第２開口部６２に嵌り込む。また、第２収容部５８３の内壁の上部に、第１凹部５９４が形成されており、当該第１凹部５９４に、フィルム６０の短手方向の一端部が、接着剤５９８により接着されて固定されている。

また、図５（Ｂ）では、第１収容部５８２内にフィルム６０が配置されている。すなわち、第１収容部５８２の内壁の下部に、第１凹部５７４が形成されており、当該第１凹部５７４に、フィルム６０の短手方向の一端部が、接着剤５７８により接着されて固定されている。また、第１収容部５８２の内壁の上部に、第２凹部５７５が形成されており、当該第２凹部５７５に、フィルム６０の短手方向の他端部が配置される。第２凹部５７５には、複数の突起５７６が形成されており、そのそれぞれが、フィルム６０の短手方向の他端部に形成された複数の第２開口部６２に嵌り込む。

上記の図５（Ａ）や図５（Ｂ）に示すような配置でフィルム６０を筐体５８内に設けたとしても、図２に示した場合と同様の効果が得られる。ただし、本実施形態のように、第１収容部５８２の上部が開閉可能な現像装置の構成においては、図２に示すような配置でフィルム６０を筐体５８内に設けることにより、既述のように、扉部５８７を閉じることで、フィルム６０の短手方向の他端部が扉部５８７に接触して押圧されて、フィルム６０が一端部を支点として曲がり、他端部が扉部５８７に押し当てられた状態となり、現像装置１２２の組み立て性が向上する。

１ 画像形成装置
１２ 画像形成部
５１ 第１スクリュー
５２ 第２スクリュー
５３ 現像ローラー
５４ 規制ブレード
５８ 筐体
６０ フィルム
１２１ 感光体ドラム
１２２ 現像装置
５８２ 第１収容部
５８３ 第２収容部
５８４ 第１凹部
５８５ 第２凹部

Claims (5)

1. 現像剤を収容する第１収容部と第２収容部とを有する筐体と、
   前記第１収容部内に回転可能に設けられ、前記現像剤を第１方向へ搬送する第１スクリュー、および、前記第２収容部内に回転可能に設けられ、前記現像剤を前記第１方向とは反対方向の第２方向へ搬送する第２スクリューを有し、前記第１収容部と前記第２収容部との間で前記現像剤を循環搬送する現像剤搬送装置と、
   前記循環搬送された現像剤を汲み上げて、当該現像剤を像担持体に供給する現像剤担持体と、を備え、
   前記第１収容部と第２収容部との間には、前記第１方向に延びる可撓性のフィルムであって、前記第１方向の両端部に開口部が設けられたフィルムが設けられて、前記第１収容部と前記第２収容部とが隔てられ、
   前記フィルムは、前記第１方向に直行する方向の一端部が前記筐体の内壁に固定され、当該一端部が固定された状態で前記フィルムが曲がり、前記第１方向に直行する方向の他端部が固定されていない状態で前記筐体の内壁に押し当てられている、現像装置。
2. 前記筐体には、当該筐体の一部が開閉可能な扉部が設けられ、
   前記扉部が閉じられたときに、前記他端部が前記扉部に接触して押圧されて、前記フィルムが前記一端部が固定された状態で曲がり、前記他端部が前記扉部に押し当てられた状態となる、請求項１に記載の現像装置。
3. 前記フィルムは、接着により前記一端部が前記筐体の内壁に固定され、
   前記筐体の内壁には、当該内壁の一部が前記フィルムの厚み以上の長さ窪んだ凹部が設けられ、当該凹部に前記フィルムの一端部が接着されている、請求項１または請求項２に記載の現像装置。
4. 前記フィルムの他端部には、開口部が設けられ、
   前記筐体の内壁には、前記開口部に嵌り込む突起部が設けられている、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の現像装置。
5. 請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の現像装置と、
   前記現像剤担持体に対向して配置される像担持体と、
   前記像担持体に形成されたトナー像を記録紙に転写する転写装置と、を備える画像形成装置。