JP2005309195A - 撹拌部材、プロセスカートリッジ、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像端部の濃度低下を防いで高画質の画像を安定して出力することができるようにした撹拌部材、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】 アジテータ９の基体９ｂにシート部材９ｃを貼付し、回転軸９ａの軸線方向両端部に切り込み９ｄ、９ｄをいれて剛性を中央部に対して弱くする。トナー中を回転するときに切り込み９ｄをいれた端部Ｓでシート部材９ｃが中央部Ｃより大きく撓む結果、トナーの動きが悪いためにパッキングしやすい端部Ｓでトナーの搬送量がさらに少なくなり、トナーの循環運動が妨げられることがなく、端部Ｓでトナーがパッキングしにくくなる。したがってトナーホッパ８内のトナーが多いときはトナー３ａが補給開口部の端部付近でもパッキングしないように搬送し、トナーが少ないときにはトナーを十分搬送して画像濃度低下を防ぎ、高品質な画像を安定出力できる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、電子写真画像形成に用いる現像剤を撹拌、搬送する撹拌部材とこれを備えるプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。

画像形成装置用の現像装置としては、現像剤であるトナーを収納したトナーホッパと、現像剤担持体としての現像ローラと、現像剤収納室と、現像剤層厚規制部材としてのドクタとで構成したものが実用化されている。このような構成の現像装置では、トナーホッパ内に収容したトナーの凝集を防ぐために撹拌部材としてのアジテータをトナーホッパ内に設けているが、このアジテータの回転によって現像ローラ側へトナーを送り込みすぎると、補給開口部でトナーがパッキングしてしまい、現像剤収納室へトナーが供給され難くなり、画像の濃度が薄くなる可能性がある。また、現像剤収納室へのトナーの供給が少なすぎても現像剤収納室内でトナーが不足してしまい、画像の濃度が薄くなる可能性がある。

すなわち、補給開口部の長手方向の端部においては側壁の影響でトナーの循環運動が妨げられるため、現像ローラ側へのトナーの供給が多いと該トナーがパッキングしやすい傾向があり、補給開口部の現像ローラ周りのトナーの取り込みが妨げられやすいためである。

本発明は上記問題にかんがみてなしたもので、画像端部の濃度低下を防いで高画質の画像を安定して出力することができるようにした撹拌部材、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る撹拌部材は、容器内の粉体を撹拌する撹拌部材であって、回転軸から径方向に突出する撹拌部材の前記回転軸の軸方向で少なくとも一方の端部に、前記径方向に沿う切り込みを設けたことを特徴とする。

同請求項２に係るものは、容器内の粉体を撹拌しつつ搬送する撹拌部材であって、回転軸から径方向に突出するブラシ状の撹拌部を設けて前記回転軸に直角な方向に前記粉体を搬送可能とするとともに、前記撹拌部による該搬送力を、前記回転軸の軸方向の端部を小さくなるように設定してなることを特徴とする。

同請求項３に係るものは、請求項２の撹拌部材において、前記撹拌部を構成するブラシ材の搬送力の設定を、ブラシ材の粗密、太さ、材質の変更により変えることを特徴とする。

同請求項４に係るものは、電子写真画像形成に用いる現像剤を撹拌する撹拌部材において、回転軸を備えた基体と該回転軸から径方向に突出する撹拌部を備え、該撹拌部の前記回転軸の軸方向で少なくとも一方の端部に、前記径方向に沿う切り込みを設けたことを特徴とする。

同請求項５に係るものは、電子写真画像形成に用いる現像剤を撹拌しつつ搬送する撹拌部材において、回転軸を備えた基体と該回転軸から径方向に突出するブラシ状の撹拌部を備え、該撹拌部により前記回転軸に直角な方向に前記現像材を搬送可能とするとともに、前記撹拌部による該搬送力を、前記回転軸の軸方向の端部を小さくなるように設定してなることを特徴とする。

同請求項６に係るものは、請求項５の撹拌部材において、前記撹拌部を構成するブラシ材の搬送力の設定を、ブラシ材の粗密、太さ、材質の変更により変えることを特徴とする。

本発明の請求項７に係るプロセスカートリッジは、電子写真感光体と、現像剤、該現像剤を収納するトナー容器及び該トナー容器内に回転可能に設けた撹拌部材を有する現像手段とを一体的に組み込んでなり、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、前記現像手段の前記撹拌部材が、回転軸を備えた基体と該回転軸から径方向に突出するブラシ状の撹拌部を備え、該撹拌部により前記回転軸に直角な方向に前記現像材を搬送可能とするとともに、前記撹拌部による該搬送力を、前記回転軸の軸方向の端部を小さくなるように設定してなることを特徴とする。

同請求項８に係るものは、電子写真感光体と、現像剤、該現像剤を収納するトナー容器及び該トナー容器内に回転可能に設けた撹拌部材を有する現像手段とを一体的に組み込んでなり、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、前記現像手段の前記撹拌部材が、回転軸を備えた基体と該回転軸から径方向に突出するブラシ状の撹拌部を備え、該撹拌部により前記回転軸に直角な方向に前記現像材を搬送可能とするとともに、前記撹拌部による該搬送力を、前記回転軸の軸方向の端部を小さくなるように設定してなることを特徴とする。

同請求項９に係るものは、請求項８のプロセスカートリッジにおいて、前記撹拌部を構成するブラシ材の搬送力の設定を、ブラシ材の粗密、太さ、材質の変更により変えることを特徴とする。

本発明の請求項１０に係る画像形成装置は、請求項７ないし９のいずれかのプロセスカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能としてなることを特徴とする。

本発明は、トナー等の粉体のパッキングを防いで撹拌、搬送でき、画像形成装置においては画像端部の濃度低下の防止が図れ、高画質画像の安定出力に貢献できるという効果がある。

以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。なお以下の実施例においては画像形成装置の現像装置におけるトナーの撹拌、搬送に用いる例のみ図示、説明しているが、本発明はこれに限定されず、種々の粉体の撹拌または撹拌・搬送に用いることが可能である。

図１は本発明に係るプロセスカートリッジとこれを備えた画像形成装置の一実施例全体構成を示す概略断面図、図２は同じくプロセスカートリッジの構成を示す断面図である。図１の画像形成装置の構成については公知であるので詳細な説明は省略するが、図中３０は画像形成装置本体、３１、３２は増設トレイ、３３は両面ユニット、３４は給紙トレイ、３５は４ビンプリントポスト、３６はマルチトレイであり、画像形成装置本体３０は、プロセスカートリッジ４０を着脱可能に備えている。

プロセスカートリッジ４０は、図２に示すように、静電潜像の担持体である感光体１と、少なくとも１つのプロセス手段を備えたものであって、本実施例の形態ではプロセス手段として、感光体１を帯電させる帯電ローラ１１と、感光体１に形成された潜像を現像する現像装置２及び感光体１の表面に残留するトナーをクリーニングするためのクリーニング装置２０を備えている。そして、感光層を有する感光体１を回転駆動し、その表面を帯電手段である帯電ローラ１１への電圧印加によって一様に帯電し、図示しない露光装置からの画像情報に応じたレーザー光を感光体１に露光して感光体１上に潜像を形成し、この潜像を現像手段としての現像装置２によってトナー像として現像し、給紙トレイ３４等から給紙する転写紙に対して図示しない転写手段により転写するものである。なお図中１２は感光体シャッター、１３は廃トナー回収ローラ、１４はクリーニングブレード、１５は帯電ローラクリーニング手段、１６は廃トナータンク、１７は拍車である。

図３及び図４に現像装置２の概略断面図を示す。現像装置２は、現像剤であるトナー３ａを収納したトナーホッパ８と、現像剤担持体としての現像スリーブ４と、現像剤収納室となる現像材滞留部Ａと、現像剤層厚規制部材としてのドクタ６とで構成してある。既に述べたように、トナーホッパ８内に収容したトナー３ａの凝集を防ぐために撹拌部材としてのアジテータ９がトナーホッパ８内に設けてあるが、このアジテータ９の回転によって現像スリーブ４側へトナー３ａを送り込みすぎると、補給開口部８ａでトナー３ａがパッキングしてしまい、現像材滞留部Ａへトナー３ａが供給され難くなり、画像の濃度が薄くなる可能性がある。また、現像材滞留部Ａへのトナー３ａの供給が少なすぎても現像材滞留部Ａ内でトナー３ａが不足してしまい、画像の濃度が薄くなる可能性がある。アジテータ９は、後述するように、撹拌軸とシートで構成してあり、矢印Ｂ方向に回転しながらトナーホッパ８内のトナー３ａを撹拌してこれを現像スリーブ４方向に搬送する。

詳細には、現像装置２は、トナーホッパ８内のトナー３ａをアジテータ９によって現像スリーブ４側に送り出し、固定磁石のマグネットローラ５を内蔵した現像スリーブ４を回転させるとともに、剥離部材１０及びドクタ６によって摩擦帯電した規定量の現像剤層を現像スリーブ４の表面に形成する。そして、その現像剤を感光体１の現像領域に供給して前述の潜像を現像してトナー像を形成する。このトナー像は、図示しない転写装置の転写ローラに該トナー像と逆極性の電圧を印加してトナー像を転写材に転写した後、感光体１に残留したトナーをクリーニングブレード１４によって掻き落とす。この掻き落としたトナーは、廃トナー回収ローラ１３により廃トナータンク１６に集める。

この現像装置２は像担持体である円筒状の感光体１の側方に配設し、感光体１に向けて開口部を形成し、該開口部から現像スリーブ４の一部が露出している。現像スリーブ４は、トナー及び磁性粒子（キャリア）からなる現像剤３を表面に担持する現像剤担持体としての非磁性材質からなるものであり、その内部にはマグネットローラ５が磁界発生手段として固定配置してある。また、既に述べたドクタ６が現像スリーブ４上に担持されて搬送されている現像剤３の量を規制する現像剤規制部材として配してあり、さらに、現像剤収納部材としての現像剤収納ケース７と、現像スリーブ４と対向する面にトナーの取り込みを規制した第２の規制部材７ａ等を備えている。

現像剤収納ケース７は、現像スリーブ４の上方に位置し、現像スリーブ４との間に、感光体ドラム１との対向部である現像位置への進行がドクタ６で阻止された現像剤が滞留する現像剤滞留部Ａを形成している。この現像剤滞留部Ａに磁界の磁力が及ぶように、上記現像位置に対向して形成される主極（Ｐ１）と第２の規制部材７ａとの間に同極の磁極が２つあるようにマグネットローラ５に磁極が形成されている。なお、このマグネットローラ５には一般的な現像装置と同様に、現像スリーブ４上に現像剤を担持し続けながら搬送できるように適宜位置に搬送磁極が形成されている。

また現像スリーブ４の図中右側方に位置する現像装置２の一部は、トナーを収容するトナー収容部としてのトナーホッパ８を形成している。このトナーホッパ８は、現像スリーブ４上の現像剤搬送方向における現像剤滞留部Ａの上流側に隣接して現像スリーブ４表面と対向する補給開口部８ａを有しトナー３ａを補給開口部８ａに向けて撹拌しながら送り出す撹拌部材としてのアジテータ９が配してある。

このような構成の現像装置２において、現像スリーブ４上の現像剤３は現像スリーブ４の図中矢印方向の回転に伴って搬送され、ドクタ６により規制されて薄層化される。薄層化された現像剤３は、図中矢印方向に回転している感光体１と対向する現像位置に搬送される。この現像位置で、感光体１上に形成されている静電潜像にトナーが供給され、該静電潜像の可視像化が行われる。現像スリーブ４の回転に伴ってさらに搬送され、この現像位置を通過した現像剤３は、補給開口部８ａを介してアジテータ９で送り出し、現像剤滞留部Ａの現像剤と接するように滞留しているトナー３ａと該現像剤滞留部Ａの現像剤との接触部Ｅで新しいトナー３ａを取り込んだ後、現像剤滞留部Ａに戻る。そして、新しいトナー３ａを含んだ現像剤３はドクタ６による規制部で内圧が増加する。この内圧の増加した現像剤中でキャリアによるトナーの帯電が行われる。

一方、上記現像位置に供給されずにドクタ６で進行が阻止された現像剤３の一部は、現像剤滞留部Ａ内で現像剤３自身の内圧及び重力によってトナーホッパ８の補給開口部８ａに向かって移動する。補給開口部８ａ付近まで移動してきた現像剤３は、現像スリーブ４の回転に伴ってドクタ６側に循環するように搬送される。

また、上記構成の現像装置２においては、現像剤３に補給されたトナーが多くなってトナー濃度が高まるとそれに伴って現像剤３の嵩が増加するため、現像剤３が補給開口部８ａまでダレてきて、補給開口部８ａの開口を覆ってしまう。このため、現像スリーブ４上の現像剤３へのトナー取り込み量が少なくなる。このトナー取り込み量の減少により、現像剤３のトナー濃度が常に一定濃度以下に保たれる。逆に、現像剤３のトナー濃度が低くなると現像剤の３の嵩が減少するため、現像剤３が補給開口部８ａを塞がなくなるので、現像スリーブ４上の現像剤３へ所定量のトナーが取り込まれ、現像剤３のトナー濃度が常に一定濃度以上に保たれる。このようにトナー濃度をほぼ一定範囲内にコントロールできるので、トナー濃度センサ、現像剤の現像能力を知るために感光体１上に形成した基準トナー像の画像濃度を検知する光学的画像濃度センサ、トナー補給部材などを用いた複雑なトナー濃度制御機構が不要となる。

アジテータ９は、図５に示すように、回転軸９ａを備えた基体９ｂを有するが、ここでは基体９ｂは断面が四角の部分を持ちその面にＰＥＴＰ等のシート部材９ｃを貼付してある。シート部材９ｃの貼付には、例えば接着、熱カシメ等の方法を用いればよい。このシート部材９ｃの回転軸９ａの軸線方向両端部には、切り込み９ｄ、９ｄをいれて剛性を中央部に対して弱くしている。もちろん、切り込み９ｄは、一方のみでも良い。

そのため、アジテータ９ａがトナー３ａ中を回転するときに切り込み９ｄをいれた端部Ｓでシート部材９ｃが中央部Ｃより大きく撓む。その結果、トナー３ａの動きが悪いためにパッキングしやすい端部Ｓで搬送力が小さくなり、トナー３ａの搬送量がさらに少なくなり、トナー３ａの循環運動が妨げられることがなく、端部Ｓでトナー３ａがパッキングしにくくなる。またトナーホッパ８内のトナー３ａの残量が少なくなってくると、撓んでいたシート部材９ｃが元に戻り、十分な撹拌及び搬送能力が確保され、トナーホッパ８内のトナー３ａが少ないことによる画像濃度が薄くなることを防ぐことができる。なおシート部材９ｃの端部Ｓは中央部Ｃより剛性が弱いために撓みが元に戻るまでの時間に差が生じてしまうが、端部Ｓが撓んでいるときのトナー３ａの量は十分多いため、トナー３ａを十分搬送することができる。

したがって、トナーホッパ８内のトナーが多いときにはトナー３ａが補給開口部の端部付近でもパッキングしないように搬送し、また、トナーホッパ８内のトナーが少ないときにはトナーを十分搬送して画像濃度低下を防ぐことができるため、高品質な画像を安定して出力することができる。

図６は、実施例１のアジテータ９ｂと同じ効果を得る他のアジテータ９ｃがある。これは、撹拌部材をブラシ９ｅで構成し、ブラシ材の密度の粗い部分９ｆ、９ｆを先の実施例の切り込み９ｄと対応する部位に設け、中央部Ｃに対して端部Ｓ、Ｓの剛性を弱くして上記アジテータ９と同等の効果を得られるようになっている。なお、ブラシ９ｅの剛性を変える手段としては、ブラシ材の粗密を変える手段だけでなく、ブラシ材の太さ、ブラシ材の材質を変える等の方法があり、適宜のものを採用すればよい。

本発明に係るプロセスカートリッジとこれを備えた画像形成装置の一実施例全体構成を示す概略断面図 同プロセスカートリッジの構成を示す断面図 現像装置の概略断面図 現像装置の概略断面拡大図 アジテータの構成を示す斜視図 アジテータの他の構成を示す斜視図

符号の説明

１：感光体
２：現像装置
３：現像剤
４：現像スリーブ
３ａ：トナー
５：マグネットローラ
６：ドクタ
７：現像剤収納ケース
７ａ：第２の規制部材
８：トナーホッパ
８ａ：補給開口部
９：アジテータ
９ａ：回転軸
９ｂ：基体
９ｃ：シート部材
９ｄ：切り込み
９ｅ：ブラシ
９ｆ：ブラシ材の密度の粗い部分
１０：剥離部材
１１：帯電ローラ
１２：感光体シャッター
１３：廃トナー回収ローラ
１４：クリーニングブレード
１５：帯電ローラクリーニング手段
１６：廃トナータンク
１７：拍車
２０：クリーニング装置
３０：画像形成装置本体
３１、３２：増設トレイ
３３：両面ユニット
３４：給紙トレイ
３５：４ビンプリントポスト
３６：マルチトレイ
４０：プロセスカートリッジ
Ａ：現像材滞留部

Claims (10)

1. 容器内の粉体を撹拌する撹拌部材であって、回転軸から径方向に突出する撹拌部材の前記回転軸の軸方向で少なくとも一方の端部に、前記径方向に沿う切り込みを設けたことを特徴とする撹拌部材。
2. 容器内の粉体を撹拌しつつ搬送する撹拌部材であって、回転軸から径方向に突出するブラシ状の撹拌部を設けて前記回転軸に直角な方向に前記粉体を搬送可能とするとともに、前記撹拌部による該搬送力を、前記回転軸の軸方向の端部を小さくなるように設定してなることを特徴とする撹拌部材。
3. 請求項２の撹拌部材において、前記撹拌部を構成するブラシ材の搬送力の設定を、ブラシ材の粗密、太さ、材質の変更により変えることを特徴とする撹拌部材。
4. 電子写真画像形成に用いる現像剤を撹拌する撹拌部材において、回転軸を備えた基体と該回転軸から径方向に突出する撹拌部を備え、該撹拌部の前記回転軸の軸方向で少なくとも一方の端部に、前記径方向に沿う切り込みを設けたことを特徴とする撹拌部材。
5. 電子写真画像形成に用いる現像剤を撹拌しつつ搬送する撹拌部材において、回転軸を備えた基体と該回転軸から径方向に突出するブラシ状の撹拌部を備え、該撹拌部により前記回転軸に直角な方向に前記現像材を搬送可能とするとともに、前記撹拌部による該搬送力を、前記回転軸の軸方向の端部を小さくなるように設定してなることを特徴とする撹拌部材。
6. 請求項５の撹拌部材において、前記撹拌部を構成するブラシ材の搬送力の設定を、ブラシ材の粗密、太さ、材質の変更により変えることを特徴とする撹拌部材。
7. 電子写真感光体と、現像剤、該現像剤を収納するトナー容器及び該トナー容器内に回転可能に設けた撹拌部材を有する現像手段とを一体的に組み込んでなり、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、前記現像手段の前記撹拌部材が、回転軸を備えた基体と該回転軸から径方向に突出するブラシ状の撹拌部を備え、該撹拌部により前記回転軸に直角な方向に前記現像材を搬送可能とするとともに、前記撹拌部による該搬送力を、前記回転軸の軸方向の端部を小さくなるように設定してなることを特徴とするプロセスカートリッジ。
8. 電子写真感光体と、現像剤、該現像剤を収納するトナー容器及び該トナー容器内に回転可能に設けた撹拌部材を有する現像手段とを一体的に組み込んでなり、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、前記現像手段の前記撹拌部材が、回転軸を備えた基体と該回転軸から径方向に突出するブラシ状の撹拌部を備え、該撹拌部により前記回転軸に直角な方向に前記現像材を搬送可能とするとともに、前記撹拌部による該搬送力を、前記回転軸の軸方向の端部を小さくなるように設定してなることを特徴とするプロセスカートリッジ。
9. 請求項８のプロセスカートリッジにおいて、前記撹拌部を構成するブラシ材の搬送力の設定を、ブラシ材の粗密、太さ、材質の変更により変えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
10. 請求項７ないし９のいずれかのプロセスカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能としてなることを特徴とする画像形成装置。
    

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