JPH11223986A - 現像剤カートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スパイラルアジテータの現像剤補給口側に大
きな回転負荷が加わったとしても、スパイラル部が偏心
するのを低減して、スパイラルアジテータの現像剤収容
筒の内壁への当接を大きく減らすことができる現像剤カ
ートリッジを提供することにある。 【解決手段】 スパイラルアジテータは、カップリング
２０２の駆動力を伝達するための回転軸２１２と、該回
転軸の端部に一方の端部が連結されて回転軸を軸中心に
巻回されたスパイラル部２１３とからなり、スパイラル
部２１３のカップリング２０２側の端部の一点２１４が
前記回転軸２１２と、溶接、半田付け等で固定されてい
る。このため、これらからなるスパイラルアジテータ全
体の剛性（機械的強度）が強くなり、スパイラルアジテ
ータに大きな回転負荷がかかっても、該スパイラルアジ
テータが現像剤収容筒の内壁に当接する可能性が低減さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プリンタ、複写
機、またはファクシミリ装置等の記録用紙上にトナー画
像を形成する画像形成装置の現像器に、着脱自在に装着
される現像剤カートリッジに関し、特に内部にスパイラ
ルアジテータを収容した現像剤カートリッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像形成装置においては、現像器
への現像剤の補給作業性を向上させるために、現像剤カ
ートリッジから該現像器に現像剤を補給する方式が開発
され、使用されている。この現像剤カートリッジは現像
器に対して着脱自在に装着され、該現像剤カートリッジ
内の現像剤が枯渇すると、新品の現像剤に交換される。

【０００３】図１０は、従来の現像剤カートリッジの主
要部の構成を模式的に示した断面図である。現像剤カー
トリッジ１０は、筒状の現像剤収容部２０１と、一端が
現像剤収容部の端面に軸支されたコイル状のスパイラル
アジテータ２２０と、スパイラルアジテータ２２０を外
部から回転駆動させるためのカップリング２０２とによ
って構成されている。このような構成において、カップ
リング２０２を介してスパイラルアジテータ２２０が回
転駆動されると、内部の現像剤５０が図中右側から左側
へ搬送され、供給口２０３から現像器（図示せず）へ供
給される。

【０００４】しかしながら、現像剤５０が現像剤カート
リッジ１０の供給口側へ搬送され続けると、供給口側の
端部に現像剤が多量に集積されて固まり、これがスパイ
ラルアジテータ２２０に対する回転負荷となってしま
う。スパイラルアジテータ２２０の端部に大きな回転負
荷が加わると、図１１に示したように、スパイラルアジ
テータ２２０が撓んで偏心するので、その縁部２２１が
現像剤収容部２０１の内壁へ当接し、当接部では現像剤
が凝集して凝集体を生成してしまう。

【０００５】この凝集体は、感光体ドラムに現像される
ので、転写工程において被転写体に転写されれば色点、
転写されなければ画像抜け等の画像欠陥を引き起こすの
みならず、凝集体の周囲には転写ムラが発生するので画
像品質の劣化を招いてしまうという問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記した従来の問題点
を軽減するために、本発明者等は、図１２に示されてい
るように、駆動力を伝達するための回転軸２１２と、該
回転軸の端部に一方の端部が連結されて回転軸２１２を
軸中心に巻回されたスパイラル部２１３とからなるスパ
イラルアジテータを用いてきた。このスパイラルアジテ
ータを収容した現像剤カートリッジによれば、スパイラ
ルアジテータに前記した回転負荷が加わった場合アジテ
ータの外径が小さくなる方向に波形するのでアジテータ
と筒状体内壁との当接を軽減できるが、該回転負荷が大
きくなると、図１３に示されているように、前記スパイ
ラル部２１３が偏心を起こして、その縁部２２１が現像
剤収容筒２０１の内壁に当接し、従来装置と同様の問題
が起きる恐れがあった。

【０００７】本発明の目的は、前記問題に鑑みてなされ
たものであり、スパイラルアジテータの現像剤補給口側
に大きな回転負荷が加わったとしても、スパイラル部が
偏心するのを大きく低減して、スパイラルアジテータの
現像剤収容筒の内壁への当接を大きく減らすことができ
る現像剤カートリッジを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ために、本発明は、少なくともトナーを含む現像剤を収
容する筒状体と、前記筒状体内に配設され、その一端を
筒状体の一端側で軸支されて該筒状体の中心軸近辺を軸
方向にその他端側近傍まで伸びる回転軸と、該回転軸の
他端に連結又は一体に形成されて該回転軸を軸中心に該
筒状体の一端側近傍まで巻回されるスパイラル部とから
なるスパイラルアジテータと、前記筒状体の他端側に開
口された現像剤供給口とを備え、前記回転軸の回動によ
り現像剤を前記供給口の方へ搬送するようにされた現像
剤カートリッジにおいて、前記スパイラル部の前記筒状
体の一端側近傍を、前記回転軸に固定した点に第１の特
徴がある。

【０００９】また、前記筒状体の他端側近傍において、
前記回転軸に現像剤崩し手段を設けた点に第２の特徴が
ある。さらに、前記筒状体に、前記スパイラルアジテー
タの放射方向に関する偏心を前記他端側において制限す
る手段を設けた点に第３の特徴がある。

【００１０】前記第１の特徴によれば、スパイラルアジ
テータ全体の剛性を大きくできるので、該スパイラルア
ジテータに大きな回転負荷が加わっても、変形が起きに
くくなる。このため、該スパイラルアジテータの現像剤
収容筒の内壁への当接は抑制されるようになる。また、
第２の特徴によれば、現像剤を収容する筒状体の供給口
側に集積される現像剤が現像剤崩し手段により崩される
ので、スパイラルアジテータに加わる回転負荷は低減さ
れ、その変形が起きにくくなる。さらに、第３の特徴に
よれば、該スパイラルアジテータに偏心が起きたとして
も、前記筒状体の内壁の当接は該筒状体の供給口側近傍
に限られ、該当接による凝集体の生成を抑制することが
できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を図面を参照して
詳細に説明する。図１は、本発明を適用したフルカラー
プリンタの主要部の構成を示した図である。本実施形態
のカラープリンタは、感光体ドラム１上に形成された未
定着トナー像をベルト状の中間転写体２に一次転写し、
この未定着トナー像を改めて中間転写体ベルト２から搬
送路９上の記録用紙へ二次転写するよう構成されてい
る。

【００１２】感光体ドラム１は、メインモータにより矢
印Ａ方向へ一定速度で回転駆動され、帯電器１７で表面
を一様に帯電された後、レーザ装置１６で露光されて静
電潜像が形成される。この静電潜像は回転式の多色現像
器５によって現像される。多色現像器５は、イエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック
（Ｋ）の各色に対応した４つの現像器５ａ〜５ｄを備
え、感光体ドラム１上に形成された静電潜像がイエロー
の画情報に対応したものであれば、この静電潜像はイエ
ロー（Ｙ）のトナーを内包する現像器５ａで現像され、
感光体ドラム１上にはイエローのトナー像が形成され
る。感光体ドラム１に形成されたイエローの未定着トナ
ー像は、感光体ドラム１と中間転写体ベルト２とが接す
る一次転写位置３１において中間転写体ベルト２の表面
に転写される。

【００１３】単色画像を形成する場合は、中間転写体ベ
ルト２に一次転写された未定着トナー像が直ちに用紙に
二次転写されるが、複数色のトナー像を重ね合わせるフ
ルカラー画像を形成する場合には、感光体ドラム１上へ
のトナー像の形成および当該トナー像の中間転写体ベル
ト２への一次転写が色数分だけ繰り返される。本実施形
態のように、４色のトナー像を重ね合わせてフルカラー
画像を形成する場合、感光体ドラム１上には、その一回
転毎にイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの未定
着トナー像が形成され、これらの未定着トナー像は順次
中間転写体ベルト２に一次転写される。

【００１４】一方、中間転写体ベルト２は、最初に一次
転写されたイエローの未定着トナー像を保持したまま感
光体ドラム１と同一周期で回動するので、中間転写体ベ
ルト２上には、一回転毎にマゼンタ、シアン及びブラッ
クの未定着トナー像がイエローの未定着トナー像に重ね
て転写される。

【００１５】このようにして中間転写体ベルト２に一次
転写された未定着トナー像は、ベルト２の回動に伴っ
て、搬送経路９に面した二次転写位置３２ヘ搬送され
る。二次転写位置３２では、二次転写ロール８が中間転
写体ベルト２に接しており、フィードローラ１３によっ
て所定のタイミングで用紙トレイ１４から搬出された用
紙３は、この二次転写ロール８と中間転写体ベルト２と
の間に挟み込まれる。

【００１６】この二次転写位置３２では、転写ロール８
と対向する位置にバックアップロール１５が配設されて
おり、転写ロール８と中間転写体ベルト２との間に、ト
ナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加すると、中間転写
体ベルト２に担持されていた４色分の未定着トナー像が
用紙に静電転写される。４色分のトナー像が形成された
用紙は定着装置１１まで搬送されてヒートロール２１と
加圧ロール２２との間に挟み込まれ、トナー像はヒート
ロール２１の発生する熱によって用紙に定着される。

【００１７】図２は、前記各現像器５ａ〜５ｄの断面図
である。以下、各現像器５ａ〜５ｄを符号１２で代表す
る。現像器１２では、マグネットロール１８が、その外
周部を一部露出させた状態で軸支されると共に、このマ
グネットロール１８と平行に、３本のスパイラルオーガ
ー２２、２４および６０が回転可能に軸支されている。
マグネットロール１８は、現像剤に含まれるキャリアを
磁力により吸着して磁気ブラシを形成し、キャリアに吸
着したトナーを感光体ドラムに供給する。これにより、
感光体ドラムに形成されていた静電潜像が顕像化され
る。

【００１８】現像剤カートリッジ１０内の現像剤はスパ
イラルオーガー６０によって現像器１２内に供給され、
現像器１２内の余剰現像剤は回収口７２から回収され、
現像剤カートリッジ１０の一端に連結された回収ボック
ス（図示せず）内に回収される。

【００１９】次いで、本発明を適用した現像剤カートリ
ッジの実施形態について説明する。図３は、前記現像剤
カートリッジ１０の第１実施形態の主要部の構成を示す
断面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分
を表している。

【００２０】図示されているように、現像剤収容容器２
０１の一側面には、スパイラルアジテータを外部から回
転駆動させるための回転駆動装置、例えばカップリング
２０２が設けられている。スパイラルアジテータは、図
示されているように、カップリング２０２の駆動力を伝
達するための回転軸２１２と、該回転軸の端部に一方の
端部が連結されて回転軸を軸中心に巻回されたスパイラ
ル部２１３とからなり、スパイラル部２１３のカップリ
ング２０２側の端部の一点２１４が前記回転軸２１２
と、溶接、半田付け等で固定されている。

【００２１】本実施形態によれば、上記のように、前記
点２１４でスパイラル部２１３を回転軸２１２に固定し
たので、これらからなるスパイラルアジテータ全体の剛
性（機械的強度）が強くなる。このため、大きな回転負
荷がかかって、スパイラル部２１３の最も供給口２０３
側の縁部が現像剤収容筒２０１の内壁に当接したとして
も、スパイラルアジテータはこの当接点を支点として支
えられ、該当接点以外の部位が現像剤収容筒２０１の内
壁に当接することがなくなる。したがって、該スパイラ
ル部２１３の縁部が現像剤収容筒２０１の内壁に当接
し、現像剤の凝集体を生成する可能性を低減できるよう
になる。

【００２２】次に、本発明の第２実施形態を、図４、図
５を参照して説明する。図４は現像剤カートリッジ１０
の本実施形態の主要部の構成を示した断面図であり、前
記と同一の符号は同一または同等部分を表している。ま
た、図５は図４のＡ−Ａ線断面図である。

【００２３】この実施形態は、図示されているように、
カップリング２０２の近傍において、スパイラル部２１
３を回転軸２１２に固定するための固定部材２１５を設
けた点に特徴がある。該固定部材２１５は、例えば合成
樹脂で形成され、スパイラル部２１３のばねによる弾性
で挟み込まれてスパイラル部２１３に固定され、その中
央部では、回転軸２１２をくわえ込んで固定されてい
る。なお、該固定部材２１５は、スパイラル部２１３と
回転軸２１２とを固定できれば良く、材質、形状、固定
方法は本実施形態に限定されるものではない。

【００２４】本実施形態によれば、第１実施形態と同様
に、スパイラル部２１３と直線の回転軸２１２とがカッ
プリング２０２の近くで固定されるため、スパイラルア
ジテータ全体の剛性が上がり、変形が起きにくくなる。
このため、該スパイラルアジテータが現像剤収容筒２０
１の内壁に当接する部位はスパイラルアジテータの供給
口２０３側の縁部でしかなくなる。また、スパイラル部
２１３の伸び縮みが抑制され、スパイラル部２１３の伸
縮による現像剤収容筒２０１内壁との摺擦が低減され
る。

【００２５】次に、本発明の第３、第４実施形態を、図
６、図７を参照して説明する。図６、図７は、現像剤カ
ートリッジ１０の本実施形態の主要部の構成の断面図で
あり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表して
いる。各実施形態では、筒状体の供給口側に、スパイラ
ルアジテータの放射方向に関する偏心を制限する手段を
設けた点に特徴がある。

【００２６】すなわち、図６に示した第３実施形態で
は、前記偏心を制限する手段として、筒状の現像剤収容
部２０１の供給口２０３側に、内径ｄ１が他の部分の内
径ｄ２よりも小径である小径領域２０４を設けている。
この小径領域２０４の軸方向に関する幅は、スパイラル
アジテータ２０２の回転位置にかかわらず各放射方向へ
の偏心を制限できるよう、スパイラルアジテータ２１３
の１周期分の長さ以上であればよい。

【００２７】本実施形態によれば、現像剤が現像剤収容
部２０１の供給口２０３側の端部に集積されて固まり、
これが回転負荷となってスパイラルアジテータの供給口
２０３側の端部が現像剤収容部２０１の内壁に当接して
も、該当接領域は小径領域２０４の内壁に規制される。
したがって、スパイラルアジテータの縁部と現像剤収容
部２０１とは小径領域２０４以外では当接しなくなるの
で、凝集体の発生を最小限に抑えることができる。

【００２８】一方、図７に示した第４実施形態では、前
記偏心を制限する手段として、現像剤収容部２０１の供
給口２０３側の内壁に、軸方向に沿って複数のリブ２０
５を設けた。このような構成によっても、供給口２０３
側の内径ｄ１を実質的に他の部分の内径ｄ２よりも小径
にすることができるので、第３実施形態と同様の作用効
果を得ることができる。

【００２９】次に、本発明の第５、６実施形態を、図
８、図９を参照して説明する。図８、図９は、それぞ
れ、各実施形態の現像剤カートリッジ１０の主要部の断
面図を示す。なお、前記と同一の符号は同一または同等
部分を表している。

【００３０】図８の実施形態は、前記第１実施形態のス
パイラルアジテータにおいて、回転軸２１２の供給口２
０３側にスパイラル部２１３とは逆巻のスパイラルで形
成された現像剤崩し部材２１６を設けた点に特徴があ
る。この構成によれば、現像剤カートリッジ１０内の現
像剤は、スパイラル部２１３により矢印ａ方向に搬送さ
れて供給口２０３の近くに現像剤が多量に集積される
と、前記現像剤崩し部材２１６がこれをｂ方向に搬送す
る作用をし、該集積により現像剤が凝集して凝集体を生
成するのを防止または軽減できるようになる。

【００３１】この結果、スパイラルアジテータの回転に
より補給口側に集積された現像剤の反力は軽減され、ス
パイラルアジテータが現像剤収容部２０１の内壁に摺擦
する力を軽減できるようになる。

【００３２】図９の実施形態は、図８のスパイラル状の
現像剤崩し部材２１６に代えて、スパイラル部２１３の
径の内側であって、該径に近い位置に、直線的に伸ばし
た棒状の現像剤崩し部材２１７を設けたものである。こ
の実施形態においても、該棒状の現像剤崩し部材２１７
は、スパイラル部２１３により矢印ａ方向に搬送されて
供給口２０３の近くで集積された現像剤を有効に攪拌で
き、該集積により現像剤が凝集して凝集体を生成するの
を防止または軽減できるようになる。

【００３３】なお、前記の実施形態では、図４の実施形
態の現像剤カートリッジに対してのみ、図６、図７の小
径領域２０４と複数のリブ２０５を設けるように説明し
たが、本発明はこれに限定されることなく、図５、図８
および図９の現像剤カートリッジに対しても、小径領域
２０４と複数のリブ２０５を設けるようにしても良い。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、スパイラルアジテータのスパイラル部の端部
をその回転軸に固定したので、該スパイラルアジテータ
の剛性が大きくなる。このため、該スパイラルアジテー
タに大きな回転負荷が加わっても、スパイラル部の縁部
が現像剤を収容する筒体の内壁に当接する可能性が低減
され、現像剤の凝集体の発生を抑制することができるよ
うになる。

【００３５】また、前記回転軸に現像剤崩し手段を設け
たので、前記筒体の端部に集積された現像剤を崩すこと
ができ、スパイラルアジテータにかかる回転負荷を低減
できるようになる。さらに、前記筒状体に、前記スパイ
ラルアジテータの放射方向に関する偏心を前記他端側に
おいて制限する手段を設けたので、たとえ、該回転負荷
によりスパイラルアジテータが偏心しても、スパイラル
部の縁部が筒体の内壁に当接する領域を制限でき、現像
剤の凝集体の発生を抑制することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用したフルカラープリンタの主要
部の構成を示した図である。

【図２】 現像器の断面図である。

【図３】 現像剤カートリッジの第１実施形態の断面図
である。

【図４】 現像剤カートリッジの第２実施形態の断面図
である。

【図５】 図４のＡ−Ａ線断面図である。

【図６】 現像剤カートリッジの第３実施形態の断面図
である。

【図７】 現像剤カートリッジの第４実施形態の断面図
である。

【図８】 現像剤カートリッジの第５実施形態の断面図
である。

【図９】 現像剤カートリッジの第６実施形態の断面図
である。

【図１０】 従来の現像剤カートリッジの主要部の構成
を模式的に示した断面図である。

【図１１】 従来技術の問題点を説明するための断面図
である。

【図１２】 本発明者等が提案した現像剤カートリッジ
の断面図である。

【図１３】 図１２の問題点を説明するための断面図で
ある。

【符号の説明】

１…感光体ドラム、２…中間転写体ベルト、５…多色現
像器、８…転写ロール、１０…現像剤カートリッジ、１
１…定着装置、１２…現像器、２０１…現像剤収容部、
２０２…カップリング、２０３…供給口、２１２…回転
軸、２１３…スパイラル部、２１４…固定点、２１５…
固定部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 春本 克美 埼玉県岩槻市府内３丁目７番１号 富士ゼ ロックス株式会社内 (72)発明者 名倉 英雄 埼玉県岩槻市府内３丁目７番１号 富士ゼ ロックス株式会社内 (72)発明者 北河 裕介 埼玉県岩槻市府内３丁目７番１号 富士ゼ ロックス株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともトナーを含む現像剤を収容す
   る筒状体と、 前記筒状体内に配設され、その一端を筒状体の一端側で
   軸支されて該筒状体の中心軸近辺を軸方向にその他端側
   近傍まで伸びる回転軸と、該回転軸の他端に連結又は一
   体に形成されて該回転軸を軸中心に該筒状体の前記一端
   側近傍まで巻回されるスパイラル部とからなるスパイラ
   ルアジテータと、 前記筒状体の他端側に開口された現像剤供給口とを備
   え、 前記回転軸の回動により現像剤を前記供給口の方へ搬送
   するようにされた現像剤カートリッジにおいて、 前記スパイラルアジテータの前記スパイラル部は前記筒
   状体の一端側近傍において、前記回転軸に固定されてい
   ることを特徴とする現像剤カートリッジ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の現像剤カートリッジにお
   いて、 前記スパイラル部は前記回転軸に溶接または半田付けに
   より固定されていることを特徴とする現像剤カートリッ
   ジ。
3. 【請求項３】 請求項１記載の現像剤カートリッジにお
   いて、 前記スパイラル部は前記回転軸とスパイラル部とを橋渡
   しする固定具により固定されていることを特徴とする現
   像剤カートリッジ。
4. 【請求項４】 請求項１または３のいずれかに記載の現
   像剤カートリッジにおいて、 前記筒状体の他端側近傍において、前記回転軸に現像剤
   崩し手段を設けたことを特徴とする現像剤カートリッ
   ジ。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の現像剤カートリッジに
   おいて、 前記現像剤崩し手段は、前記スパイラル部とは逆向きに
   巻回されたスパイラル部であることを特徴とする現像剤
   カートリッジ。
6. 【請求項６】 請求項４に記載の現像剤カートリッジに
   おいて、 前記現像剤崩し手段は、前記回転軸から偏心して延設さ
   れた棒状体であることを特徴とする現像剤カートリッ
   ジ。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載の現像剤
   カートリッジにおいて、 前記筒状体は、前記スパイラルアジテータの放射方向に
   関する偏心を前記他端側において制限する手段を備えた
   ことを特徴とする現像剤カートリッジ。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の現像剤カートリッジに
   おいて、 前記筒状体は、その他端側の内径が他端側以外より小径
   であることを特徴とする現像剤カートリッジ。
9. 【請求項９】 請求項７に記載の現像剤カートリッジに
   おいて、 前記筒状体の他端側の内壁には、軸方向に沿って複数の
   リブが延設されたことを特徴とする現像剤カートリッ
   ジ。