JP7528459B2 - 現像カートリッジ - Google Patents

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Description

本開示は、筐体内のトナーを攪拌するアジテータを備える現像カートリッジに関する。
従来、トナーを収容可能な筐体と、筐体に回転可能に設けられた現像ローラと、現像ローラにトナーを供給する供給ローラと、筐体内のトナーを攪拌する複数のアジテータと、を備えた現像カートリッジが知られている(特許文献1参照)。第1アジテータは、攪拌用の羽根を有し、筐体に回転可能に設けられている。第2アジテータは、攪拌用の羽根を有し、第1アジテータと供給ローラの間で筐体に回転可能に設けられている。
特開平7-325452
しかしながら、単に筐体内に複数のアジテータを備えるだけでは、攪拌が不十分な場合があった。攪拌が不十分であると、例えば、供給ローラ上でトナーが凝集しやすくなり、トナーが凝集した状態で供給ローラから現像ローラに移動してしまうことがあった。そして、このように凝集した状態で現像ローラに移動したトナーが、ブレードによって現像ローラから掻き取られると、現像ローラ上のトナーの量が極端に少なくなってしまい、印字がかすれるおそれがあった。特に、現像ローラが下方に位置するように縦に装着する形式の現像カートリッジでは、重力の影響によって供給ローラ上でトナーが凝集しやすく、上述の傾向がより顕著になっていた。
そこで、本開示は、供給ローラ上でトナーが凝集することを抑制し、トナーが凝集した状態で現像ローラに移動することを抑制することができる現像カートリッジを提供することを目的とする。
前記課題を解決するため、本開示の現像カートリッジは、トナーを収容可能な筐体と、前記筐体に回転可能に支持された現像ローラと、前記現像ローラにトナーを供給する供給ローラであって、前記筐体に回転可能に支持された供給ローラと、前記筐体内のトナーを攪拌する第1アジテータであって、前記筐体に回転可能に支持された第1アジテータと、前記筐体内のトナーを攪拌する第2アジテータであって、前記第1アジテータと前記供給ローラの間に位置し、前記筐体に回転可能に支持された第2アジテータであり、羽根を有する第2アジテータと、を備える。前記第2アジテータの前記羽根の先端は、前記供給ローラの周面に接触する。
このような構成によれば、第2アジテータの羽根が供給ローラの周面を掻くことで供給ローラ上でトナーが凝集するのを抑制し、トナーが凝集した状態で現像ローラに移動するのを抑制することができる。
前記羽根の先端は、前記筐体の内面と接触しないことが望ましい。
これによれば、羽根の損傷を抑制することができる。
前記第2アジテータは、前記羽根を複数有し、前記第2アジテータの複数の前記羽根のそれぞれの先端は、前記供給ローラの周面に接触してもよい。
これによれば、1つの羽根が損傷した場合でも、他の羽根で供給ローラの周面を掻いて供給ローラ上でトナーが凝集するのを抑制することができる。
前記羽根は、フィルム状のシートであってもよい。
これによれば、供給ローラを傷つけることなく、供給ローラ上でトナーが凝集するのを抑制することができる。
前記シートは、第2アジテータのシャフトから前記第2アジテータの回転方向の上流側に向けて延びていてもよい。
これによれば、羽根が第2アジテータから外れるのを抑制することができる。
前記第2アジテータのシャフトは、前記第1アジテータの回転軌跡の外側に位置することが望ましい。
これによれば、第2アジテータのシャフトと第1アジテータとが干渉することを抑制することができる。
前記第2アジテータのシャフトは、前記第1アジテータの羽根の先端の回転軌跡の外側に位置することが望ましい。
これによれば、第2アジテータのシャフトと第1アジテータの羽根とが干渉することを抑制することができる。
前記第2アジテータは、前記供給ローラとは反対方向に回転してもよい。
前記現像ローラは、第1方向に延びる現像軸について回転可能であり、前記供給ローラは、前記第1方向に延びる供給軸について回転可能であり、前記第1アジテータは、前記第1方向に延びる第1アジテータ軸について回転可能であり、前記第2アジテータは、前記第1方向に延びる第2アジテータ軸について回転可能であってもよい。
前記現像ローラは、前記第1方向と直交する第2方向において、前記筐体の一端部に位置してもよい。
前記第2アジテータは、前記第2方向において、前記第1アジテータと前記供給ローラの間に位置することができる。
本開示の現像カートリッジによれば、供給ローラ上でトナーが凝集するのを抑制し、トナーが凝集した状態で現像ローラに移動するのを抑制することができる。
実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 現像カートリッジの斜視図である。 現像カートリッジの断面図である。 ギヤカバーを取り外した状態のギヤの配置を示す現像カートリッジの側面図である。 羽根がシャフトから第2アジテータの回転方向における上流側に向けて延びている他の実施形態の拡大断面図であって、断面が三角形のシャフトと3枚の羽根を有する第2アジテータの拡大断面図(a)と、断面が矩形のシャフトと1枚の羽根を有する第2アジテータの拡大断面図(b)と、断面が矩形のシャフトと2枚の羽根を有する第2アジテータの拡大断面図(c)と、断面が矩形のシャフトと4枚の羽根を有する第2アジテータの拡大断面図(d)である。 羽根がシャフトから第2アジテータの回転方向における下流側に向けて延びている、三角形のシャフトと3枚の羽根を有する第2アジテータの他の実施形態の拡大断面図である。 シャフトと羽根を一体に形成した第2アジテータの他の実施形態の断面図である。
次に、本開示の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明においては、まず、画像形成装置の全体構成を簡単に説明した後、本開示の特徴部分の詳細を説明する。
図1に示すように、画像形成装置1は、カラープリンタであり、筐体10と、カバー11と、シート供給部20と、画像形成部3と、制御部2とを主に備えている。なお、本明細書において、便宜上、前後等の方向は、シートトレイ21が引き出される図1の右を前として説明する。すなわち、図1の右側を前、左側を後、上下をそのまま上下とし、図1の紙面手前側を左、紙面奥側を右とする。
筐体10は、前側に、第1開口10Aを有する。カバー11は、実線で示した第1開口10Aを閉鎖する閉鎖位置と、仮想線で示した第1開口10Aを開放する開放位置との間で移動可能である。
シート供給部20は、筐体10内の下部に設けられ、シートSを収容するシートトレイ21と、シートトレイ21からシートSを画像形成部3に供給する供給機構22とを備えている。シートトレイ21は筐体10から図1の右側に引き出して取り外し可能に構成されている。供給機構22は、筐体10内の前部に設けられ、給紙ローラ23と、分離ローラ24と、分離パッド25と、レジストレーションローラ27とを備えている。
シート供給部20では、シートトレイ21内のシートSが給紙ローラ23により送り出された後、分離ローラ24と分離パッド25との間でシートSが1枚ずつに分離される。その後、シートSは、回転が停止した状態のレジストレーションローラ27によって先端位置が規制された後、レジストレーションローラ27が回転することで画像形成部3に供給される。
画像形成部3は、露光装置4と、複数の感光ドラム50と、複数の現像カートリッジ60と、搬送装置70と、定着器80とを備えている。
露光装置4は、図示しないレーザダイオード、偏向器、レンズおよびミラーを有している。露光装置4は、複数の感光ドラム50を露光する複数のレーザ光を発して、感光ドラム50の表面を走査するように構成されている。
現像カートリッジ60は、各感光ドラム50に対応して設けられている。
搬送装置70は、シートトレイ21と感光ドラム50との間に設けられている。搬送装置70は、駆動ローラ71と、従動ローラ72と、無端状のベルトからなる搬送ベルト73と、4つの転写ローラ74とを備えている。搬送ベルト73は、駆動ローラ71と従動ローラ72との間に張設され、外側の面が各感光ドラム50に対向配置されている。各転写ローラ74は、各感光ドラム50との間で搬送ベルト73を挟持するように搬送ベルト73の内側に配置されている。搬送装置70は、上側の外周面にシートSを載せた状態で搬送ベルト73を移動させることでシートSを搬送し、このときに、複数の感光ドラム50のトナー像をシートSに転写する。
定着器80は、感光ドラム50および搬送装置70の後方に設けられている。定着器80は、加熱ローラ81と、加熱ローラ81に対向して配置された加圧ローラ82とを備えている。定着器80の上方には搬送ローラ15が設けられ、搬送ローラ15の上方には排出ローラ16が設けられている。
このように構成される画像形成部3では、まず、各感光ドラム50の表面が、帯電器52により一様に帯電された後、露光装置4から照射される光により露光される。これにより、各感光ドラム50上に画像データに基づく静電潜像が形成される。
また、現像カートリッジ60内のトナーは現像ローラ61の表面に担持され、現像ローラ61が感光ドラム50に対向して接触するときに、感光ドラム50上に形成された静電潜像に供給される。これにより、感光ドラム50上でトナー像が形成される。
次に、搬送ベルト73上に供給されたシートSが各感光ドラム50と各転写ローラ74との間を通過することで、各感光ドラム50上に形成されたトナー像がシートS上に転写される。そして、シートSが加熱ローラ81と加圧ローラ82との間を通過することで、シートS上に転写されたトナー像がシートSに熱定着される。
定着器80から排出されたシートSは、搬送ローラ15および排出ローラ16によって筐体10の上面の排紙トレイ13に蓄積される。
続いて、現像カートリッジの構成について詳しく説明する。
なお、以下の説明においては、現像カートリッジ60の現像ローラ61の現像軸61Xが延びる方向を「第1方向」とし、第1方向に直交し、現像ローラ61の現像軸61Xと以下で説明する第1アジテータの第1アジテータ軸31Xを結ぶ方向を「第2方向」とする。
図2に示すように、現像カートリッジ60は、内部にトナーを収容可能な筐体62を有する。現像ローラ61は、第1方向に延びており、筐体62に回転可能に支持されている。筐体62の第1方向における一方の側面には、少なくとも1つのギヤを覆うギヤカバー69が取り付けられている。ギヤカバー69には、貫通孔69Aが設けられている。貫通孔69Aを通して、カップリング110が露出している。カップリング110は、現像ローラ12などを回転させるための部材であり、画像形成装置1の駆動シャフト(図示省略)が接続される。
図3に示すように、現像カートリッジ60は、上述した現像ローラ61と、供給ローラ63と、第1アジテータ30と、第2アジテータ40と、を備える。
現像ローラ61は、第2方向において、筐体62の一端部に位置している。現像ローラ61は、第1方向に延びる現像ローラシャフト61Aと、現像ローラシャフト61Aの周面を覆うローラ部61Bとを含む。現像ローラ61は、第1方向に延びる現像軸61Xについて回転可能となっている。現像ローラシャフト61Aは、金属などからなる。ローラ部12Bは、導電性のゴムなどからなる。
供給ローラ63は、筐体62に回転可能に支持されており、現像ローラ61にトナーを供給する。供給ローラ63は、第1方向に延びる供給ローラシャフト63Aと、供給ローラシャフト63Aの周面を覆うローラ部63Bとを含む。供給ローラ63は、第1方向に延びる供給軸63Xについて回転可能である。供給ローラシャフト13Aは、金属などからなる。ローラ部13Bは、スポンジなどからなる。
第1アジテータ30は、筐体62の略中央に回転可能に支持されており、筐体62内のトナーを攪拌する。第1アジテータ30は、第1方向に延びるシャフト31と、羽根32とを有する。第1アジテータ30は、第1方向に延びる第1アジテータ軸31Xについて回転可能である。
第1アジテータ30のシャフト31には、第1方向の他方の端部に突出した支持軸部31Aが設けられている。支持軸部31Aは、筐体62の内面62Dに設けられた凹部に支持されている。第1アジテータ30のシャフト31は、樹脂などからなる。
第1アジテータ30の羽根32は、第1アジテータ30のシャフト31から筐体62の内面62Dに向かって延びている。第1アジテータ30の羽根32の先端32Aは、筐体62の内面62Dに摺接する。すなわち、第1アジテータ30の羽根32の先端32Aの回転軌跡は、一部筐体62の内面62Dと重なる。第1アジテータ30の羽根32は、可撓性を有する板状のシートであり、筐体62の内面62Dに当たった際には撓む。第1アジテータ30の羽根32は、PET(ポリエチレンテレフタレート)などの樹脂からなる。
第2アジテータ40は、第2方向において第1アジテータ30と供給ローラ63の間に位置し、筐体62内のトナーを攪拌する。第2アジテータ40は、第1方向に延びるシャフト41と、羽根42とを有する。第2アジテータ40は、第1方向に延びる第2アジテータ軸41Xについて回転可能である。
シャフト41は、断面が略三角形であり、1つの面に羽根42が貼り付けられている。
羽根42は、シャフト41から筐体62の内面62Dに向かって延びている。羽根42は、可撓性を有するフィルム状のシートであり、ポリウレタンなどの樹脂からなる。羽根42の硬さは、羽根32の硬さよりも小さい。
シャフト41は、第1アジテータ30の回転軌跡の外側に位置する。より詳細には、シャフト41は、第1アジテータ30の羽根32の先端32Aの回転軌跡の外側に位置する。換言すると、第1アジテータ軸31Xとシャフト41との距離D1は、第1アジテータ30の回転軌跡の半径R1よりも大きい。
第1アジテータ30の回転軌跡と第2アジテータ40の回転軌跡は、重なっている。つまり、第1アジテータ30の羽根32と第2アジテータ40の羽根42は接触可能となっている。
羽根42の先端42Aは、供給ローラ63の周面に接触する。一方、羽根42の先端42Aは、筐体62の内面62Dと接触しない。すなわち、羽根42の先端42Aの回転軌跡は、筐体62の内面62Dから離れて位置する。換言すると、第2アジテータ軸41Xと筐体62の内面62Dとの最短距離は、第2アジテータ40の回転軌跡の半径R2よりも大きい。そのため、第2アジテータ40の回転に伴い、第2アジテータ40の羽根42の先端42Aは、供給ローラ63の周面に接触し、筐体62の内面62Dには接触しない。
図4に示すように、現像カートリッジ60は、筐体62の第1方向における一方の側面に、カップリング110と、現像ギヤ120と、供給ギヤ130と、第1アイドルギヤ140と、第1アジテータギヤ150と、第2アイドルギヤ160と、第3アイドルギヤ170と、第2アジテータギヤ180とを備えている。
現像ギヤ120は、現像ローラシャフト61Aに装着されている。供給ギヤ130は、供給ローラシャフト63Aに装着されている。第1アジテータギヤ150は、第1アジテータ30のシャフト31に装着されている。そして、第2アジテータギヤ180は、第2アジテータ40のシャフト41に装着されている。
カップリング110は、大径ギヤ111と小径ギヤ112を有する。大径ギヤ111は、現像ギヤ120と噛みあっている。小径ギヤ112は、供給ギヤ130および第1アイドルギヤ140と噛み合っている。
第1アイドルギヤ140は、大径ギヤ141と小径ギヤ142を有する。大径ギヤ141は、カップリング110の小径ギヤ112と噛み合っている。小径ギヤ142は、第1アジテータギヤ150および第2アイドルギヤ160と噛み合っている。
第2アイドルギヤ160は、第3アイドルギヤ170と噛み合っている。そして、第3アイドルギヤ170は、第2アジテータギヤ180と噛み合っている。第2アイドルギヤ160と第3アイドルギヤ170は、第1アイドルギヤ140の回転を第2アジテータギヤ180に伝達するためのギヤである。
画像形成装置1の駆動シャフトからの駆動力に応じてカップリング110が回転すると、カップリング110に噛み合う現像ギヤ120、供給ギヤ130、および第1アイドルギヤ140が回転する。また、第1アイドルギヤ140の回転に伴って、第1アイドルギヤ140と噛み合う第1アジテータギヤ150および第2アイドルギヤ160が回転する。第2アイドルギヤ160が回転すると、これと噛み合う第3アイドルギヤ170が回転する。さらに、第3アイドルギヤ170の回転に伴って、第2アジテータギヤ180が回転する。
本実施形態では、現像ローラ61および供給ローラ63は、反時計回りに回転する。第1アジテータ30および第2アジテータ40は、時計回りに回転する。すなわち、第2アジテータ40は、供給ローラ63とは反対方向に回転する。また、本実施形態では、各ギヤの歯数に応じて、第2アジテータギヤ180は、第1アジテータギヤ150よりも大きい回転数で回転する。
図3に戻ると、第2アジテータ40の羽根42は、シャフト41から第2アジテータ40の回転方向の上流側に向けて延びている。すなわち、第2アジテータ40の羽根42は、第2アジテータ40のシャフト41に取り付けられた基端から先端42Aへ向かう方向が反時計回り方向を向いている。また、羽根42は、先端42Aが基端よりも第2アジテータ40の回転方向の上流に位置している。
以上によれば、本実施形態において以下のような作用効果を得ることができる。
画像形成装置1の動作時には、現像カートリッジ60の筐体62内に収容されたトナーが、供給ローラ63から現像ローラ61に供給される。このとき、筐体62内でトナーが凝集しないように第1アジテータ30および第2アジテータ40によってトナーが攪拌される。供給ローラ63の周面上では、トナーが凝集しやすい。特に、現像ローラ61が下方に位置するように縦に装着する形式の現像カートリッジ60では、重力の影響によって供給ローラ63付近でトナーが圧縮されて供給ローラ63上で凝集するおそれがある。第2アジテータは、第1アジテータ30と供給ローラ63の間に位置し、羽根42の先端42Aが供給ローラ63の周面に接触するので、羽根42によって供給ローラ63の周面を掻いて供給ローラ63上でトナーが凝集することを抑制することができる。供給ローラ63上でトナーが凝集することが抑制されると、トナーが凝集した状態で現像ローラに移動するのを抑制することが可能となり、印字のかすれなどを抑制することができる。
羽根42の先端42Aは、筐体62の内面62Dと接触しないので、羽根の損傷を抑制することができる。
羽根42は、第2アジテータ40のシャフト41から第2アジテータ40の回転方向の上流側に向けて延びていることで、例えば、羽根42が第2アジテータ40のシャフト41から第2アジテータ40の回転方向の下流側に延びている場合に比べて、羽根42が第2アジテータ40から外れるのを抑制することができる。
羽根42は、フィルム状のシートとすることで、供給ローラ63を傷つけることなく、供給ローラ63上でトナーが凝集するのを抑制することができる。
シャフト41が、第1アジテータ30の回転軌跡の外側に位置することで、シャフト41と第1アジテータ30とが干渉することを抑制することができる。
シャフト41が、第1アジテータ30の羽根32の先端32Aの回転軌跡の外側に位置することで、シャフト41と第1アジテータ30の羽根32とが干渉することを抑制することができる。
なお、本開示は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記実施形態では、第2アジテータ40は、羽根42を1つのみ有しているが、第2アジテータは複数の羽根を有してもよい。例えば、図5(a)に示すように、第2アジテータ240は、シャフト41の各面にそれぞれ1つの羽根42、計3つの羽根を有してもよい。複数の羽根42は、シャフト41の第2アジテータ軸41Xから先端42Aまでの距離が互いに等しい。そのため、複数の羽根42のそれぞれの先端42Aは、供給ローラ63の周面に接触する。複数の羽根42を有することで、1つの羽根42が損傷した場合でも、他の羽根42で供給ローラ63の周面を掻いて供給ローラ63上でトナーが凝集するのを抑制することができる。
前記実施形態では、シャフト41の断面は略三角形であるが、他の形状とすることもできる。シャフトの断面は、円形であってもよい。また、図5(b)~図5(c)に示すように、シャフト241の断面は矩形とすることもできる。
図5(b)に示すように、第2アジテータ340は、1つの羽根42を有してもよい。
図5(c)に示すように、第2アジテータ440は、2つの羽根42を有してもよい。各羽根42は、シャフト241の互いに反対側に位置する一対の面にそれぞれ貼り付けられている。このように羽根42を反対側の面に貼り付けると、羽根42をシャフト241に貼り付ける際に他の羽根42との干渉を気にする必要がなくなる。
図5(d)に示すように、第2アジテータ540は、シャフト241の各面にそれぞれ1つの羽根42、計4つの羽根42を有してもよい。
前記実施形態では、羽根42は、シャフト41に貼り付けられているが、羽根42をネジなどによってシャフト41に固定することもできる。また、羽根42とシャフト41の一方に穴を設け、他方に突起を設け、穴と突起の係合によって羽根42をシャフト41に固定してもよい。さらに、シャフト41に溝を形成し、この溝に羽根42を挿入することによって羽根42をシャフト41に固定することもできる。
前記実施形態では、羽根42がシャフト41から第2アジテータ40の回転方向の上流側に向けて延びているが、図6に示すように、羽根42は、シャフト41から第2アジテータ640の回転方向の下流側に向けて延びていてもよい。この場合には、羽根42がシャフト41から第2アジテータ40の回転方向の上流側に向けて延びている場合に比べて、羽根42が剥がれ易くなるが、供給ローラ63の周面を掻きとる力は強くなる。
また、前記実施形態では、シャフト41に羽根42が貼り付けられているが、図7に示す第2アジテータ740のように、羽根742をシャフト741と一体に設けてもよい。第2アジテータ740は、三角形の断面を有し、三角形の角部が供給ローラ63を掻く羽根742として機能するようになっている。
現像カートリッジ60に本開示を適用したが、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、現像カートリッジとドラムユニットが一体に構成されたプロセスカートリッジや、トナーを収容するトナーカートリッジからトナーが供給される現像器などの他の現像装置に本開示を適用してもよい。
前記した実施形態および変形例で説明した各要素を、任意に組み合わせて実施してもよい。
61 現像ローラ
62 筐体
63 供給ローラ
30 第1アジテータ
40 第2アジテータ
42 羽根

Claims (11)

  1. トナーを収容可能な筐体と、
    前記筐体に回転可能に支持された現像ローラと、
    前記現像ローラにトナーを供給する供給ローラであって、前記筐体に回転可能に支持された供給ローラと、
    前記筐体内のトナーを攪拌する第1アジテータであって、前記筐体に回転可能に支持された第1アジテータと、
    前記筐体内のトナーを攪拌する第2アジテータであって、前記第1アジテータと前記供給ローラの間に位置し、前記筐体に回転可能に支持された第2アジテータであり、羽根を有する第2アジテータと、を備え、
    前記第2アジテータの前記羽根の先端は、前記供給ローラの周面に接触し、
    前記第2アジテータの回転数は、前記第1アジテータの回転数よりも大きく、
    前記第2アジテータは、前記第1アジテータと接触可能に配置されていることを特徴とする現像カートリッジ。
  2. 前記羽根の先端は、前記筐体の内面と接触しないことを特徴とする請求項1に記載の現像カートリッジ。
  3. 前記第2アジテータは、前記羽根を複数有し、
    前記第2アジテータの複数の前記羽根のそれぞれの先端は、前記供給ローラの周面に接触することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の現像カートリッジ。
  4. 前記羽根は、フィルム状のシートで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項に記載の現像カートリッジ。
  5. 前記シートは、前記第2アジテータのシャフトから前記第2アジテータの回転方向の上流側に向けて延びていることを特徴とする請求項4に記載の現像カートリッジ。
  6. 前記第2アジテータのシャフトは、前記第1アジテータの回転軌跡の外側に位置することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の現像カートリッジ。
  7. 前記第2アジテータのシャフトは、前記第1アジテータの羽根の先端の回転軌跡の外側に位置することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の現像カートリッジ。
  8. 前記第2アジテータは、前記供給ローラとは反対方向に回転することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の現像カートリッジ。
  9. 前記現像ローラは、第1方向に延びる現像軸について回転可能であり、
    前記供給ローラは、前記第1方向に延びる供給軸について回転可能であり、
    前記第1アジテータは、前記第1方向に延びる第1アジテータ軸について回転可能であり、
    前記第2アジテータは、前記第1方向に延びる第2アジテータ軸について回転可能であることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の現像カートリッジ。
  10. 前記現像ローラは、前記第1方向と直交する第2方向において、前記筐体の一端部に位置していることを特徴とする請求項9に記載の現像カートリッジ。
  11. 前記第2アジテータは、前記第2方向において、前記第1アジテータと前記供給ローラの間に位置することを特徴とする請求項10に記載の現像カートリッジ。
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