JP2000098717A - 現像装置およびプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナー現像容器内の撹拌部材の非駆動側での
トナー粗粒発生の防止による、画像上白スジの発生を防
止する。 【解決手段】 撹拌棒７，７ー１の非駆動側の回転支持
穴８を、入口径よりも穴底径の方が小さい穴（テーパ８
ａ付きの穴）によりおこなう。撹拌棒の先端角部７ｄで
テーパ８ａに接するので撹拌棒７，７ー２の支持部分が
狭い面積となるのでトナー粗粒の発生が激減した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録媒体にトナー
画像を形成する画像形成装置に用いられる現像装置およ
び、該現像装置を備えたプロセスカートリッジに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置において
は、感光体ドラム上に形成した潜像をトナーを用いて現
像する現像手段を備えている。この現像手段としては感
光体ドラムへ現像剤を付与する現像部材と、現像剤を貯
留しておく現像容器とを備えた現像装置があり、この現
像容器内には現像剤の撹拌及び搬送を行う撹拌部材を備
えている。これらの撹拌部材は一端を現像容器の駆動側
の側壁に回転自在に支持された駆動部材に支持され、他
端を現像容器の非駆動側の側壁に回転自在に支持されて
いる。

【０００３】このような現像装置にあっては画像形成装
置本体に組み込まれていて、現像容器内の現像剤が減少
すると現像剤を補給する形式のもの、画像形成装置本体
に着脱可能とするもの、又は、電子写真感光体及び前記
電子写真感光体に作用する少なくとも現像手段を含むプ
ロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカーシ
リッジを画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカ
ートリッジ方式が採用されている。このプロセスカート
リッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマ
ンによらずにユーザー自身で行うことができるので、格
段に操作性を向上させることができた。そこでこのプロ
セスカートリッジ方式は、画像形成装置において広く用
いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】撹拌棒の支持部分で
は、軸受け穴内壁と回転する撹拌部材とが支持幅範囲で
面当たりをし、こすれあっている。ここにトナーが入り
こむと、機械的におし固められたり、場合によっては熱
的にトナーが融着してしまい、２０〜２００μｍ程度の
トナー粗粒が発生してしまうことがある。このような大
きなトナー粗粒はトナーに混ざって現像容器の中を漂
い、現像剤規制部材と現像スリーブの間に詰まってしま
う。すると、その部分のトナーコートが細いスジ状に抜
けてしまい、画像上に白スジが発生する虞れがあった。

【０００５】本発明は従来の技術を更に発展させたもの
であり、本発明の目的とするところは、他に弊害のない
方法で、撹拌部材の支持部の面積を必要最小限にするこ
とによって、トナーの粗粒の発生を軽減させて、縦白ス
ジなどの画像不良を防止することができる現像装置及び
プロセスカートリッジを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】現像剤を回転することに
よって現像剤の撹拌及び搬送を行う撹拌部材を有する電
子写真方式の現像装置において、前記撹拌部材の非駆動
側のジャーナルの支持方法を、撹拌部材の非駆動側先端
部が軸受け穴内壁の斜面に当接し、回転する構成にした
ことにより、撹拌部材の先端エッジと斜面で形成された
軸受け穴内壁とが点当たりで支持回転することになり、
撹拌部材の支持部面積を最小限にすることが出来、トナ
ー粗粒の発生を軽減させて、縦白スジなどの画像不良を
防止することができる現像装置及びプロセスカートリッ
ジを提供することである。

【０００７】主要な本発明は請求項と対応する番号を付
して示せば以下のとおりである。

【０００８】本出願に係る第１の発明は電子写真画像形
成装置本体に着脱可能であり、現像手段と、現像装置内
で、回転することにより現像剤の撹拌及び搬送を行う撹
拌部材を有する電子写真方式の現像装置において、前記
撹拌部材の非駆動側の支持を、現像装置に設けた穴によ
り行い、該穴形状の一部又は全部が斜面により形成され
前記撹拌部材を回転自在に支持する構成にしたことを特
徴とした現像装置である。

【０００９】本出願に係る第６の発明は電子写真画像形
成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおい
て、電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラ
ムに形成された潜像を現像剤を用いて現像する現像装置
とを有し、現像装置内で、回転することにより現像剤の
撹拌及び搬送を行う撹拌部材を有し、前記撹拌部材の非
駆動側の支持を、現像装置に設けた穴により行い、該穴
形状の一部が斜面により形成され前記撹拌部材を回転自
在に支持する構成にしたことを特徴としたプロセスカー
トリッジである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って説明する。

【００１１】（実施の形態１）まず図１を参照して、一
般的な電子写真方式の画像形成装置例えばレーザービー
ムプリンタＡの構成について説明する。潜像担持体であ
る感光体ドラム２０の周囲には感光体ドラム２０を一様
に帯電するための帯電ローラ２１、感光体ドラム２０上
に静電潜像を形成するための光学装置２２、前記潜像を
トナーを用いて現像するための現像装置１、転写手段と
しての転写ローラ２７、クリーニング装置２９が配設さ
れている。

【００１２】このレーザービームプリンタＡは、図１に
示すように、電子写真画像形成プロセスによって記録媒
体（例えば、記録紙、ＯＨＰシート、布等）に画像を形
成するものである。そしてドラム形状の電子写真感光体
（以下、感光体ドラムと称す）にトナー像を形成する。
詳しくは、帯電手段によって感光体ドラムに帯電を行
い、次いでこの感光体ドラムに光学手段から画像情報に
応じたレーザ光を照射して前記感光体ドラムに画像情報
に応じた潜像を形成する。そしてこの潜像を現像手段に
よって現像してトナー像を形成する。そして前記トナー
像の形成と同期して、給紙カセット２５にセットした記
録媒体Ｐをピックアップローラ２６ａ，搬送ローラ２６
ｂ，２６ｃ、及びレジストローラ対２６ｄで反転搬送す
る。次いで、装置本体１６に有する前記感光体ドラム２
０に形成したトナー像を転写手段としての転写ローラ２
７に電圧を印加することによって記録媒体Ｐに転写す
る。その後トナー像の転写を受けた記録媒体Ｐを搬送ガ
イド２６ｅで定着手段２８へと搬送する。この定着手段
２８は駆動ローラ２８ｃ及びヒータ２８ａを内蔵する定
着ローラ２８ｂを有する。そして通過する記録媒体Ｐに
熱及び圧力を印加して転写されたトナー像を定着する。
そしてこの記録媒体Ｐを排出ローラ対２６ｆ，２６ｇ，
２６ｈで搬送し、反転経路２６ｉを通して排出トレイ３
５へと排出する。この排出トレイ３５は画像形成装置Ａ
の装置本体１６の上面に設けられている。なお、反転経
路２６ｉを経ることなくフラッパ２６ｊを切り換えて排
出ローラ対２６ｋでもって定着後の記録媒体Ｐを排出で
きる。

【００１３】図２に示すプロセスカートリッジＢにおい
ては、感光層を有する感光体ドラム２０を回転し、その
表面を帯電手段である帯電ローラ２１への電圧印加によ
って一様に帯電する。次いで光学装置２２からの画像情
報に応じたレーザービーム光を反射ミラー２２ａで反射
して露光開口部３６を通じて感光体ドラム２０へ照射し
て潜像を形成する。そしてこの潜像をトナーを用いて現
像装置１によって現像する。すなわち、帯電ローラ２１
は感光体ドラム２０に接触して設られており、感光体ド
ラム２０に帯電を行う。なお、この帯電ローラ２１は、
感光体ドラム２０に従動回転する。また、現像装置１
は、感光体ドラム２０の現像領域へトナーを供給して、
感光体ドラム２０に形成された潜像を現像する。なお光
学装置２２は、レーザーダイオード２２ｂ、ポリゴンミ
ラー２２ｃ、レンズ２２ｄ、反射ミラー２２ａを有す
る。一方、感光体ドラム２０上に形成された可視像を記
録媒体Ｐに転写された後に記録媒体Ｐに転写されなかっ
たトナーを感光体ドラム２０から取り除くためのクリー
ニング装置２９は、感光体ドラム２０に当接するクリー
ニングブレード３０と廃トナー容器３１とからなる。

【００１４】感光体ドラム２０上に形成された静電潜像
を可視像とするための現像装置１は現像剤規制部材４
と、現像剤担持体である現像スリーブ５と、現像剤であ
るトナー６の貯蔵を行う現像容器であるトナー収納容器
３と、トナー６を撹拌し搬送する撹拌部材である撹拌棒
７からなる。トナー収納容器３内のトナー６は磁性トナ
ー、あるいは磁性キャリアと磁性又は非磁性トナーの混
合体である。また、現像スリーブ５は中空の非磁性スリ
ーブで構成され、内部にマグネットローラ２３を有す
る。

【００１５】トナー６は現像スリーブ５内部のマグネッ
トローラ２３の磁力により現像スリーブ５表面に担持さ
れ、現像剤規制部材４により適量のトナーコートが形成
された状態で、感光体ドラム２０に対向する現像部に供
される。

【００１６】上述のように構成された現像装置１は画像
形成装置Ａに組み込まれている場合と、現像カートリッ
ジとして装置本体１６に取り外し可能に装着されるもの
である。

【００１７】画像形成装置Ａに組み込まれている場合
は、トナー収納容器３中のトナーが減少してくるとトナ
ーカートリッジによりトナーを補給する。

【００１８】現像カートリッジとは現像スリーブ５、現
像剤規制部材４、撹拌棒７をトナーカートリッジ枠体３
ａで一体のカートリッジとして装置本体１６に取り外し
可能に装着するものをいう。

【００１９】この現像カートリッジとされたカートリッ
ジ枠体３ａは現像手段を除く画像形成手段を有する装置
本体１６の開閉カバー１７をヒンジ１７ａを中心にして
上方へ回動すると装置本体１６内が見える。装置本体１
６内の左右の側壁には不図示のガイドレールが設けられ
ており、現像スリーブ５の軸線方向である長手方向の両
端において現像カートリッジに設けたガイド部材が前記
ガイドレールに案内されて着脱される。なお、プロセス
カートリッジＢは開閉カバー１７を開くと見える画像形
成装置本体１６内の左右の側壁のガイドレールに感光体
ドラム２０と同一中心線上の円筒形ダボが嵌入して案内
される。

【００２０】図４は、現像装置１を真上から見た模式図
である。現像装置１で用いられるトナーは、低融点トナ
ー、薄層現像のプロセス条件により、粗粒発生からスジ
ムラ、濃度ムラになりやすい。トナー収納容器３内にあ
るクランク状の撹拌棒７や、現像容器１１内にある撹拌
棒７ー２（図１、図２参照）は、トナー収納容器３外に
歯部１０ａがあり、トナー収納容器３駆動側の側壁３ｂ
に軸部１０ｂが回転自在に支持されている撹拌駆動ギア
１０に接続されており、回転する力を与えられる。な
お、歯部１０ａと軸部１０ｂは別体で嵌合固定され、又
は一体成形されている。もしくは歯部１０ａと軸部１０
ｂは別体で軸継手により回転を伝えるように結合されて
いる。この撹拌駆動ギア１０とトナー収納容器の嵌合部
３ｄにトナー侵入がないように嵌合部３ｄよりも長手方
向内側に撹拌駆動ギア又は軸継手とトナー収納容器との
間をシールするシール部材２０が設けられている。この
撹拌棒７，（７ー２）において、撹拌駆動ギア１０に接
続されている側を駆動側、その反対側を非駆動側と呼ぶ
ことにする。撹拌棒７はジャーナル７ａ、アーム７ｂ、
ピン部７ｃを持つ、撹拌棒７ー２はアームの半径が撹拌
棒７より小さい他は撹拌棒７と同様である。

【００２１】図５は、本発明の一実施の形態の特徴であ
る撹拌棒７，（７ー２）の非駆動側軸受の拡大図であ
る。トナー収納容器３の非駆動側の側壁３ｃには円筒形
に近い円錐形の軸受穴８が設けられている。軸受穴８
は、穴奥径ａ約１．７５ｍｍよりも穴入口径ｂ約２．０
５ｍｍの方が大きいため、斜面８ａが形成され、この斜
面８ａと撹拌棒７の先端エッジ７ｄが当接し、回転支持
される。尚、この数値は一例であって、数値は適宜選択
すれば良い。

【００２２】尚、エッジ７ｄ部分においても軸受穴８と
の間に軸受隙間があるため、図５に示すように、エッジ
７ｄと軸毛穴内壁との間は一点で当り、軸受穴８とジャ
ーナル７ａとは中心は一致しない。エッジ７ｄと軸受穴
内壁との上記接触点は、攪拌棒７に加わる静荷重及び撹
拌作用による動荷重で位置が変化すると考えられる。た
だし、軸受隙間が小さいので大きくジャーナル７ａの位
置が変動するするものではない。

【００２３】先述したトナー粗粒の発生場所を本発明者
らが検討した結果、撹拌棒７の非駆動側の状態を詳しく
追及すると、支持部分８ａにおける軸受穴内壁と撹拌棒
７のジャーナル７ａとの摺擦により発生していることが
判明した。さらに、支持部分８ａの摺擦面積を少なくす
ることによって、実質的な摺動機会が少なくなるためト
ナー粗粒の発生が少なくなることがわかった。

【００２４】上記の構成において、従来の構成よりも、
支持部分を小さくして、より狭い面積で撹拌棒７を支持
するようにしたため、トナー粗粒が発生する機会が激減
し、トナー粗粒が発生することはなくなった。

【００２５】上述のように構成された現像装置１は帯電
ローラ２１、クリーニング装置２９、感光体ドラム２０
をクリーニング枠体３８に取り付けた帯電クリーニング
ユニット（ドラムユニット）２とを結合ピン３２で回転
自在に結合して、現像装置１と帯電クリーニングユニッ
ト２との間に加圧ばね３３を縮設して感光体ドラム２０
と現像スリーブ５を圧接するようにして現像隙間を確保
している。なお、ドラムシャッタ３４は感光体ドラム２
０を転写ローラ２７に対設するための転写開口部を開閉
可能にカートリッジ枠体に取り付け、プロセスカートリ
ッジＢを装置本体１６外に取り外した際、転写開口部を
閉じて感光体ドラム２０を保護し、装置本体１６に装着
した際転写開口部を開いて転写ローラ２７と圧接するよ
うになっている。

【００２６】（実施の形態２）実施の形態１では現像装
置を形成する一つの容器であるホッパー３Ａに軸受穴８
を設けたがこの実施の形態では二つの容器でもって軸受
穴を構成している。

【００２７】図２に示すように現像装置１の枠体はホッ
パー３Ａの蓋部材取り付け面１３に蓋部材３Ｂを溶着
（本実施の形態では超音波溶着）し、これに現像容器１
１を溶着（超音波溶着）している。撹拌棒７はホッパー
３Ａに蓋部材３Ｂを溶着する前に組み付ける。本実施の
形態では図２、図６に示すように蓋部材３Ｂには垂下す
る突起１５を設け、トナー収納容器３に設けた上下方向
の溝１４を嵌合可能とし、ホッパー３Ａに蓋部材３Ｂを
かぶせることにより溝１４に突起１５が嵌合した状態
で、突起１５の先端は斜面８ａの一部となり、軸受穴８
を構成する。

【００２８】この軸受穴８の母線は上述各実施の形態で
は直線であって軸受穴８は円錐形となるがこれに限られ
るものではなく、軸受穴８の入り口から奥にかけて滑か
に撹拌棒７，７ー２の回転中心からの距離が小さくなっ
ていればよい。具体的には軸受穴８の母線は２次曲線で
あって、軸受穴８の中心に対して凸な曲線、又は凹な曲
線であればよい。この曲線としては例えば円、双曲線、
だ円等を採用できる。

【００２９】

【発明の効果】主要な本出願に係る発明の効果は以下の
とおりである。

【００３０】上記目的を達成するため、本出願に係る第
１から第５の何れか１つの発明は、現像容器内で回転す
ることによって現像剤の撹拌及び搬送を行う撹拌棒を有
する電子写真方式の現像装置において、前記撹拌棒の非
駆動側の支持を、現像装置に設けた穴により行い、該穴
形状の一部又は全部が斜面により形成され前記撹拌部材
を回転自在に支持する構成にしたことを特徴とすること
で、他に弊害のない方法で、撹拌棒の支持部の面積を必
要最小限にすることによって、又、攪拌棒と容器接触圧
を高くすることにより接触部へのトナー侵入を防げトナ
ー粗粒の発生を軽減させて、縦白スジなどの画像不良を
防止することができる。

【００３１】本出願に係る第６から第１０の何れか１つ
の発明は、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカー
トリッジにおいて、前記現像装置は、本出願に係る第１
の発明に記載の現像装置であることを特徴とすること
で、第１の発明による効果が得られると共に、電子写真
感光体ドラム及び現像手段の構成部品を一括して容易に
交換することが可能となり、メンテナンス性を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は何れも本発明の実施の形態を示し、

【図１】本発明が適用される画像形成装置の縦断面図で
ある。

【図２】本発明が適用されるプロセスカートリッジの縦
断面図である。

【図３】本発明が適用される現像装置の縦断面図であ
る。

【図４】現像装置の模式水平断面図である。

【図５】実施の形態１による非駆動側軸受の断面図であ
る。

【図６】実施の形態２による非駆動側軸受の縦断面図で
ある。

【符号の説明】 Ａ…画像形成装置（レーザービームブリンタ） Ｂ…プロセスカートリッジ Ｐ…記録媒体 １…現像装置 ２…帯電クリーニングユニット（ドラムユニット） ３…トナー収納容器 ３Ａ…ホッパー ３Ｂ…蓋部材
３ａ…トナーカートリッジ枠体 ３ｂ…駆動側の側壁
３ｃ…非駆動側の側壁 ３ｄ…嵌合部 ４…現像剤規制部材 ５…現像スリーブ ６…トナー ７、７ー２…撹拌棒 ７ａ…ジャーナル ７ｂ…アーム
７ｃ…ピン部 ７ｄ…エッジ ８…軸受穴 ８ａ…斜面 １０…撹拌駆動ギア １０ａ…歯部 １０ｂ…軸部 １１…現像容器 １３…蓋部材取り付け面 １４…溝 １５…突起 １６…装置本体 １７…開閉カバー １７ａ…ヒンジ ２０…感光体ドラム ２１…帯電ローラ ２２…光学装置 ２２ａ…反射ミラー ２２ｂ…レーザ
ーダイオード ２２ｃ…ポリゴンミラー ２２ｄ…レン
ズ ２３…マグネットローラ ２４…高圧発生回路 ２５…給紙カセット ２６…搬送手段 ２６ａ…ピックアップローラ ２６
ｂ，２６ｃ…搬送ローラ ２６ｄ…レジストローラ対 ２６ｅ…搬送ガイド ２６
ｆ…排出ローラ対 ２６ｉ…反転経路 ２６ｊ…フラッ
パ ２６ｋ…排出ローラ対 ２７…転写ローラ ２７ｇ，２７ｈ…排出ローラ対 ２８…定着手段 ２８ａ…ヒータ ２８ｂ…定着ローラ
２８ｃ…駆動ローラ ２９…クリーニング装置 ３０…クリーニングブレード ３１…廃トナー容器 ３２…結合ピン ３３…加圧ばね ３４…ドラムシャッタ ３５…排出トレイ ３６…露光開口部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 一史 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H071 BA16 CA05 DA08 DA26 2H077 AB01 BA02 BA08 BA09

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真画像形成装置本体に着脱可能で
   あり、現像手段と、現像装置内で、回転することにより
   現像剤の撹拌及び搬送を行なう撹拌部材を有する電子写
   真方式の現像装置において、前記撹拌部材の非駆動側の
   支持を、現像装置に設けた穴により行い、該穴形状の一
   部又は全部が斜面により形成され前記撹拌部材を回転自
   在に支持する構成にしたことを特徴とした現像装置。
2. 【請求項２】 前記穴の一部に設けた斜面は穴の入り口
   から奥にかけて滑らかに、前記撹拌部材の回転中心から
   の距離が小さくなっていることを特徴とした請求項１に
   記載の現像装置。
3. 【請求項３】 前記穴の一部に設けた斜面が穴の入り口
   から奥にかけて滑らかに、前記撹拌部材の回転中心から
   の距離が小さくなっている円錐形状であることを特徴と
   した請求項１に記載の現像装置。
4. 【請求項４】 前記穴が現像装置を形成する一つの容器
   に設けられていることを特徴とした請求項１に記載の現
   像装置。
5. 【請求項５】 前記穴が現像装置を形成する二つの容器
   を併せて構成されていることを特徴とした請求項１に記
   載の現像装置。
6. 【請求項６】 電子写真画像形成装置本体に着脱可能な
   プロセスカートリッジにおいて、電子写真感光体ドラム
   と、前記電子写真感光体ドラムに形成された潜像を現像
   剤を用いて現像する現像装置とを有し、現像装置内で、
   回転することにより現像剤の撹拌及び搬送を行う撹拌部
   材を有し、前記撹拌部材の非駆動側の支持を、現像装置
   に設けた穴により行い、該穴形状の一部が斜面により形
   成され前記撹拌部材を回転自在に支持する構成にしたこ
   とを特徴としたプロセスカートリッジ。
7. 【請求項７】 前記穴の一部に設けた斜面は前記穴の入
   り口から奥にかけて滑らかに、前記撹拌部材の回転中心
   からの距離が小さくなっていることを特徴とした請求項
   ６に記載のプロセスカートリッジ。
8. 【請求項８】 前記穴の一部に設けた斜面が前記穴の入
   り口から奥にかけて滑らかに、前記撹拌部材の回転中心
   からの距離が小さくなっている円錐形状であることを特
   徴とした請求項６に記載のプロセスカートリッジ。
9. 【請求項９】 前記現像装置に設けた穴が現像装置を形
   成する一つの容器に設けられている、ことを特徴とした
   請求項６に記載のプロセスカートリッジ。
10. 【請求項１０】 前記現像装置に設けた穴が現像装置を
    形成する二つの容器を併せて構成されている。ことを特
    徴とした請求項６に記載のプロセスカートリッジ。