JP6669048B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。

複写機やプリンタなどといった電子写真方式の画像形成装置では、像担持体である感光体ドラムの表面に形成した静電潜像を現像装置で現像することで、後に用紙に転写されるトナー像を形成する装置が広く利用されている。現像装置には現像剤を攪拌しながら搬送する攪拌室及び攪拌部材を個別に２つ備えるものがある。そのような現像装置の一例が特許文献１に開示されている。

特許文献１に記載された従来の現像装置は現像容器の内部に、現像剤の搬送部材を各々有する現像室及び攪拌室を備える。攪拌室の搬送部材は、現像室の回転軸線が水平な攪拌部材に対して回転軸線が傾斜する。そして、現像室の現像剤搬送方向下流部から攪拌室の現像剤搬送方向上流部に向かって現像剤が落下する連絡路が設けられる。さらに、この連絡路の上方には、外部から現像容器の内部に現像剤を補給するための現像剤補給口が設けられる。これにより、この現像装置は、新たに補給される現像剤の、現像容器の内部の現像剤への取り込み性能及び分散性能を高めている。

特許第４２１７６７１号公報

しかしながら、特許文献１に記載された従来の現像装置は上記連絡路から落下する現像剤が下側の攪拌室の攪拌部材の上側に降り積もる形になるので、この領域における現像剤の攪拌が不十分になる虞があることが課題であった。さらに、上記連絡路の領域では上方から新たに補給される現像剤が落下するので、新たに補給される現像剤の、現像容器の内部の既存現像剤に対する混合、分散も不十分になる虞があった。これにより、現像剤の帯電不良が発生し、画像品質の低下を招くことが懸念された。

本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、現像容器の内部における現像剤の攪拌、搬送を効果的に実現することが可能な現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の現像装置は現像容器、上側攪拌室、下側攪拌室、上側攪拌部材、下側攪拌部材、第一連絡路及び第二連絡路を備える。現像容器は像担持体に供給するための現像剤を収容する。上側攪拌室及び下側攪拌室は現像容器の内部が隔壁部を介して区分され、上下方向の異なる高さに配置される。上側攪拌部材及び下側攪拌部材は上側攪拌室及び下側攪拌室各々の内部に回転可能に支持され、回転軸線方向に沿って互いに反対方向に現像剤を攪拌しながら搬送する。第一連絡路は隔壁部の軸線方向の一端側に設けられ、上側攪拌室から下側攪拌室に向かって現像剤が流通する。第二連絡路は隔壁部の軸線方向の他端側に設けられ、下側攪拌室から上側攪拌室に向かって現像剤が流通する。そして、第一連絡路が、軸線方向と直交する隔壁部の幅方向において、上側攪拌部材の回転方向下流側の端部に設けられる。

本発明の構成によれば、現像容器の内部が隔壁部を介して区分され、上下方向の異なる高さに配置された２つの攪拌室に関して、上側攪拌部材の回転方向に合わせて、現像容器の内壁に沿って、上側攪拌室から下側攪拌室に向けて現像剤を流通させることができる。これにより、当該現像容器の内部において、現像剤の攪拌、搬送を効果的に実現することが可能になる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の垂直断面正面図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成部の垂直断面正面図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の現像装置の垂直断面側面図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の現像装置の部分拡大垂直断面側面図である。

以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。なお、本発明は以下の内容に限定されるものではない。

＜第１実施形態＞
最初に、本発明の第１実施形態の画像形成装置について、その概略構成を図１及び図２を用いて説明する。図１は画像形成装置の概略構成を示す断面図の一例である。図２は画像形成装置の画像形成部の構成を示す断面図である。画像形成装置１は印刷（コピー）、スキャン（画像読取）、ファクシミリ送信等の機能を備えた所謂複合機であり、中間転写ベルトを用いてトナー像を用紙に転写するカラー印刷タイプのものである。

画像形成装置１は、図１に示すように本体２の上面に原稿搬送部３が載置され、その下方の本体２の内部に画像読取部４を備える。原稿搬送部３に積載した原稿の画像、或いは画像読取部４の上面の不図示のコンタクトガラス上に載置した原稿の画像が、画像読取部４によって読み取られる。

本体２の上部であって画像読取部４の正面側には操作パネル５が設けられる。操作パネル５は利用者による印刷（コピー）ジョブ、スキャン（画像読取）ジョブ、ファクシミリ送信ジョブ等を実行させる指令入力を受け付ける。さらに、操作パネル５は、例えば装置の状態や注意事項、エラーメッセージなどを表示部５ｗに表示する。

また、画像形成装置１は本体２の画像読取部４より下方の部分に印刷ジョブを実行するための印刷部６を備える。印刷部６は給紙部７、用紙搬送部８、露光部９、画像形成部２０、転写部１１及び定着部１２を含む。

給紙部７は複数枚の用紙Ｐを収容し、印刷時に用紙Ｐを１枚ずつ分離して送り出す。用紙搬送部８は給紙部７から送り出された用紙Ｐを二次転写部１１ｗ及び定着部１２へと搬送し、さらに定着後の用紙Ｐを用紙排出部１３に排出する。露光部９は画像データに基づき制御されたレーザー光Ｌを画像形成部２０に向かって照射する。

画像形成部２０はイエロー用の画像形成部２０Ｙ、マゼンタ用の画像形成部２０Ｍ、シアン用の画像形成部２０Ｃ及びブラック用の画像形成部２０Ｋの４台が設けられる。なお、以下の説明において、特に限定する必要がある場合を除き、各色を表す「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」、「Ｂ」の識別記号は省略する。

画像形成部２０は、図２に示すように所定の方向（図２における時計回り）に回転可能に支持された像担持体である感光体ドラム２１の周囲に、その回転方向に沿って帯電部２２、現像装置３０及びドラムクリーニング部２３を備える。なお、現像装置３０とドラムクリーニング部２３との間に一次転写部１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋが配置される。

転写部１１は中間転写ベルト１１ｚ、一次転写部１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、二次転写部１１ｗ及び中間転写クリーニング部１１ｘを備える。４台の画像形成部２０は中間転写ベルト１１ｚの回転方向上流側から下流側に向けて一列に並んだ所謂タンデム方式にして配置される。

帯電部２２は例えば帯電ローラーによって感光体ドラム２１の表面を所定電位に帯電させる。そして、露光部９から照射されたレーザー光Ｌによって感光体ドラム２１の表面に原稿画像の静電潜像が形成される。現像装置３０はこの静電潜像にトナーを供給して現像し、トナー像を形成する。

トナー像は各色の画像形成部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの上方に配置された一次転写部１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋで中間転写ベルト１１ｚの表面に一次転写される。そして、中間転写ベルト１１ｚの回転とともに所定のタイミングで各画像形成部２０のトナー像が中間転写ベルト１１ｚに転写されることにより、中間転写ベルト１１ｚの表面にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。ドラムクリーニング部２３は一次転写後に感光体ドラム２１の表面に残留するトナーを除去してクリーニングする。

中間転写ベルト１１ｚの表面のカラートナー像は用紙搬送部８によって同期をとって送られてきた用紙Ｐに、二次転写部１１ｗに形成される二次転写ニップ部で転写される。中間転写クリーニング部１１ｘは二次転写後に中間転写ベルト１１ｚの表面に残留するトナーを除去してクリーニングする。

定着部１２はトナー像が転写された用紙Ｐを加熱、加圧してトナー像を用紙Ｐに定着させる。このようにして、印刷部６は原稿画像の用紙Ｐへの印刷を実行する。

続いて、画像形成部２０の現像装置３０について、その全体構成を図２を用いて説明する。なお、各色の現像装置３０は基本的な構造が同じであるので、各色を表す識別記号は省略する。

現像装置３０は、図２に示すように現像容器３１、隔壁部３２、上側攪拌室３３、下側攪拌室３４、上側攪拌部材３５、下側攪拌部材３６、現像ローラー３７及び規制ブレード３８を備える。

現像容器３１は像担持体である感光体ドラム２１に供給するための現像剤として例えば二成分現像剤を収容する容器である。なお、この説明において、現像剤を単に「トナー」と呼ぶことがある。現像容器３１は例えば合成樹脂の成型品で構成される。現像容器３１は感光体ドラム２１の軸線方向に細長い形状を成し、その長手方向を水平にして配置される。

隔壁部３２は現像容器３１の内部に設けられる。隔壁部３２は略水平方向に延び、現像容器３１の上下方向の略中央部に設けられる。隔壁部３２は現像容器３１の内部を上下方向において区分する。

上側攪拌室３３及び下側攪拌室３４は現像容器３１の内部に設けられる。上側攪拌室３３及び下側攪拌室３４は現像容器３１の内部が隔壁部３２によって上下方向において区分されることで形成される。上側攪拌室３３及び下側攪拌室３４は上下方向の異なる高さに配置される。上側攪拌室３３及び下側攪拌室３４は水平に対して、４５°〜９０°の角度で上下方向に並べて配置される。上側攪拌室３３は現像容器３１の上側にであって、現像ローラー３７の配置領域に隣接して配置される。下側攪拌室３４は現像容器３１の下側であって、上側攪拌室３３よりも現像ローラー３７から離隔した領域に配置される。

上側攪拌部材３５は上側攪拌室３３の内部に配置される。上側攪拌部材３５は軸線方向の両端間に設けられた回転軸３５ａの外周面に軸線方向に沿って螺旋状に延びる搬送羽根３５ｂを設けた構成である。上側攪拌部材３５は水平方向に延びる軸線回りに回転可能にして現像容器３１に支持される。上側攪拌部材３５は図２において反時計回りに回転し、回転軸線方向に沿ってトナーを攪拌しながら搬送する。上側攪拌部材３５の回転により、上側攪拌室３３の内部のトナーは現像ローラー３７に供給され、また下側攪拌室３４に搬送される。

下側攪拌部材３６は下側攪拌室３４の内部に配置される。下側攪拌部材３６は軸線方向の両端間に設けられた回転軸３６ａの外周面に軸線方向に沿って螺旋状に延びる搬送羽根３６ｂを設けた構成である。下側攪拌部材３６は水平方向に延びる軸線回りに回転可能にして現像容器３１に支持される。下側攪拌部材３６は図２において時計回りに回転し、回転軸線方向に沿ってトナーを攪拌しながら搬送する。下側攪拌部材３６の回転により、下側攪拌室３４の内部のトナーは上側攪拌室３３に搬送される。

現像ローラー３７は上側攪拌室３３の、感光体ドラム２１との対向領域に配置される現像剤担持体である。現像容器３１は感光体ドラム２１と隣接する箇所に開口部３１ａを備える。現像ローラー３７はこの開口部３１ａに臨み、水平方向に延びる軸線回りに回転可能にして現像容器３１に支持される。現像ローラー３７は図２において反時計回りに回転する。現像ローラー３７は周面の一部が現像容器３１の内部に位置し、周面の他の一部が開口部３１ａから外部に露出して感光体ドラム２１と対向する。

現像ローラー３７は、例えばその内部に永久磁石から成る磁界発生部材（不図示）が固定されたマグネットローラーで構成される。この磁界発生部材の磁力によって、現像ローラー３７はその表面に感光体ドラム２１の表面に供給するトナーを担持し、トナー薄層を形成する。

現像ローラー３７、上側攪拌部材３５及び下側攪拌部材３６は互いに平行を成して現像容器３１に回転可能に支持される。現像ローラー３７、上側攪拌部材３５及び下側攪拌部材３６は不図示のモーターによって回転駆動される。上側攪拌部材３５及び下側攪拌部材３６は互いに反対方向にトナーを攪拌しながら搬送する。

規制ブレード３８は現像ローラー３７に近接し、その先端が現像ローラー３７の表面に対向するように設けられる。規制ブレード３８は現像ローラー３７が感光体ドラム２１と対向する領域に対して、現像ローラー３７の回転方向上流側に配置される。規制ブレード３８はその先端と現像ローラー３７の表面との間に所定の間隔を設けて配置される。規制ブレード３８は現像ローラー３７の表面に担持されるトナーの量を規制する規制部材である。

続いて、現像装置３０の詳細な構成について、図２に加えて図３及び図４を用いて説明する。図３及び図４は現像装置３０の垂直断面側面図及び部分拡大垂直断面側面図である。

隔壁部３２は、図２〜図４に示すように第一連絡路４１及び第二連絡路４２を備える。

第一連絡路４１は隔壁部３２の軸線方向の一端側に設けられる。第一連絡路４１は隔壁部３２を上下方向に貫通し、上側攪拌室３３から下側攪拌室３４に向かってトナーが流通する。

第二連絡路４２は隔壁部３２の軸線方向の、第一連絡路４１が設けられた一端側と反対側の他端側に設けられる。第二連絡路４２は隔壁部３２を上下方向に貫通し、下側攪拌室３４から上側攪拌室３３に向かってトナーが流通する。

上側攪拌部材３５及び下側攪拌部材３６の回転により、隔壁部３２の第一連絡路４１及び第二連絡路４２を介して、上側攪拌室３３と下側攪拌室３４との間でトナーが循環する。これにより、上側攪拌室３３及び下側攪拌室３４において、トナーが攪拌され、帯電される。

上側攪拌部材３５は隔壁部３２と対向する領域が、図２において左方から右方に向かって移動する。これに対して、第一連絡路４１は図２における隔壁部３２の右端の、現像容器３１の内壁に隣接して設けられる。すなわち、第一連絡路４１は、図２に示すように軸線方向と直交する隔壁部３２の幅方向（図２の左右方向）において、上側攪拌部材３５の回転方向下流側の端部に設けられる。

この構成によれば、上側攪拌部材３５の回転方向に合わせて、現像容器３１の内壁に沿って、上側攪拌室３３から下側攪拌室３４に向けてトナーを流通させることができる。これにより、上記構成の現像容器３１の内部において、トナーの攪拌、搬送を効果的に実現することが可能になる。

下側攪拌部材３６は第一連絡路４１からのトナーの落下方向と同一方向に回転する。すなわち、下側攪拌部材３６は第一連絡路４１からトナーが落下する領域が下側に向かって移動する方向に回転する。これにより、第一連絡路４１を通過して下側攪拌室３４に落下したトナーは留まることなくそのまま下側攪拌部材３６の回転によって生じる流れに乗る。したがって、現像容器３１の内部においてトナーを好適に搬送、循環させることができる。

また、現像装置３０は、図３及び図４に示すように補給口５１、補給部５２及び補給部材５３を備える。なお、図４に記した白抜き矢印はトナーの流通方向を表す。

補給口５１は下側攪拌室３４に設けられる。補給口５１は第一連絡路４１が隣接する下側攪拌室３４の軸線方向外側の側壁部に設けられ、開口する。この補給口５１を介して、現像装置３０の外部から下側攪拌室３４に新たなトナーが補給される。補給口５１を介して下側攪拌室３４に新たなトナーが補給されると、第一連絡路４１を通過して上側攪拌室３３から下側攪拌室３４に落下したトナーが、新たに補給されたトナーによって押し流される。したがって、現像容器３１の内部におけるトナーの搬送性能の向上を図ることができる。さらに、新たに補給されるトナーの、現像容器３１の内部の既存トナーに対する混合、分散を好適に実現することが可能になる。

補給部５２は現像容器３１の外側に隣接して設けられる。補給部５２は下側攪拌室３４の、補給口５１を隔てた軸線方向外側に配置される。補給部５２の内部には上方外部から新たなトナーが投入される。補給部５２の内部は補給口５１を介して下側攪拌室３４の内部と連通する。下側攪拌室３４は補給口５１を介して、補給部５２から新たに補給されるトナーを受け入れる。

補給部材５３は補給部５２の内部に配置される。補給部材５３は軸線方向の両端間に設けられた回転軸５３ａの外周面に軸線方向に沿って螺旋状に延びる搬送羽根５３ｂを設けた構成である。補給部材５３は水平方向に延びる軸線回りに回転可能にして補給部５２に支持される。補給部材５３は回転軸線方向に沿ってトナーを攪拌しながら搬送する。補給部材５３の回転により、補給部５２の内部のトナーは下側攪拌室３４に搬送される。補給部材５３を用いることで、新たに補給されるトナーの、現像容器３１の内部の既存トナーに対する混合、分散に係る性能を高めることが可能になる。

そして、補給部材５３の回転軸線は、下側攪拌部材３６の回転軸線に一致する。例えば、補給部材５３は下側攪拌部材３６と同一部材で構成される。これにより、下側攪拌部材３６によるトナーの搬送方向と、補給部材５３によるトナーの搬送方向とを一致させることができる。したがって、第一連絡路４１を通過して落下する既存トナーと、補給口５１を通過して下側攪拌室３４に補給される新たなトナーとの合流領域におけるトナーの搬送、攪拌、混合、分散に係る性能をより一層向上させることが可能になる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は現像装置及び画像形成装置において利用可能である。

１ 画像形成装置
２０ 画像形成部
２１ 感光体ドラム（像担持体）
３０ 現像装置
３１ 現像容器
３２ 隔壁部
３３ 上側攪拌室
３４ 下側攪拌室
３５ 上側攪拌部材
３６ 下側攪拌部材
３７ 現像ローラー
３８ 規制ブレード
４１ 第一連絡路
４２ 第二連絡路
５１ 補給口
５２ 補給部
５３ 補給部材

Claims (5)

1. 像担持体に供給するための現像剤を収容する現像容器と、
   前記像担持体の表面に供給する前記現像剤を担持する現像剤担持体と、
   前記現像容器の内部が隔壁部を介して区分され、上下方向の異なる高さに配置された上側攪拌室及び下側攪拌室と、
   前記上側攪拌室及び前記下側攪拌室各々の内部に回転可能に支持され、回転軸線方向に沿って互いに反対方向に現像剤を攪拌しながら搬送する上側攪拌部材及び下側攪拌部材と、
   前記隔壁部の軸線方向の一端側に設けられ、前記上側攪拌室から前記下側攪拌室に向かって現像剤が流通する第一連絡路と、
   前記隔壁部の軸線方向の他端側に設けられ、前記下側攪拌室から前記上側攪拌室に向かって現像剤が流通する第二連絡路と、
   外部から前記下側攪拌室に現像剤を補給するための補給口と、
   を備え、
   前記隔壁部は、前記軸線方向と直交する前記隔壁部の幅方向の両端部それぞれにおいて前記現像容器の内壁に接続し、前記現像容器の内部を上下方向において区分し、
   前記下側攪拌室は、前記現像容器の下側であって、前記上側攪拌室を間に挟んで前記現像剤担持体から離隔した領域に配置され、
   前記第一連絡路が、前記軸線方向と直交する前記隔壁部の前記幅方向において、前記上側攪拌部材の回転方向下流側の端部であって、前記現像容器の前記内壁に隣接して設けられ、
   前記補給口が、前記第一連絡路が隣接する前記下側攪拌室の軸線方向外側の側壁部に設けられることを特徴とする現像装置。
2. 前記下側攪拌部材は、前記第一連絡路からの現像剤の落下方向と同一方向に回転することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記下側攪拌室の前記補給口を隔てた軸線方向外側に配置された補給部と、
   前記補給部の内部に回転可能に支持され、前記下側攪拌部材の回転軸線方向に沿って前記補給口に向けて現像剤を搬送する補給部材と、
   を備え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. 前記補給部材の回転軸線が、前記下側攪拌部材の回転軸線に一致することを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

Images