JP2006023619A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像剤の調整を容易にしつつ、現像ローラの耐久性を確保することができる現像装置、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。
【解決手段】 現像ローラ５１Ｙを収納する第１の部屋５３Ｙと、現像ローラ表面に現像剤を供給する搬送体５５Ｙを収納するとともに、トナー供給口５８Ｙ及び第１の部屋との連通口５９Ｙを有する第２の部屋５４Ｙと、を備えた現像装置において、トナー供給口を封止する第１の封止部材７４Ｙと、連通口を封止する第２の封止部材７３Ｙを、それぞれ取り外し可能に備え、第２の部屋内に現像剤を収納したことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

この発明は、複写機、ファクシミリ、レーザプリンタ等の現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。

従来、現像剤を現像器の中に入れたまま出荷する現像装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この現像器は、出荷時、工場でオートトナー調整を行い、このオートトナー調整で使用した現像剤を入れたまま、上部ユニットの底部開口部に貼り付けられるシールでトナー補給口を密封するとともに、下部ユニットの開口部に取り付けられるカバーで下部ユニットの開口部をカバーするようになっている。

特開昭６２−２２９１７０号公報（第９頁、図１）

ところで、特許文献１のような現像器では出荷の状態では各色現像ローラが常に現像剤と接触した状態にあるので、移送中に擦れ合って現像ローラの表面に傷が付き、劣化し易いという問題点があった。

そこでこの発明は、前記従来のものの問題点を解決し、現像ローラを収納し、トナー供給口を有する現像装置において、現像剤の調整を容易にしつつ、現像ローラの耐久性を確保することができる現像装置、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。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、現像ローラを収納する第１の部屋と、現像ローラ表面に現像剤を供給する搬送体を収納するとともに、トナー供給口及び前記第１の部屋との連通口を有する第２の部屋と、を備えた現像装置において、前記トナー供給口を封止する第１の封止部材と、前記連通口を封止する第２の封止部材を、それぞれ取り外し可能に備え、前記第２の部屋内に現像剤を収納したことを特徴とする現像装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、第２の封止部材は、連通口を形成した枠体と、該枠体に連通口を覆って接着された接着シートとからなっていることを特徴とする。請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、現像ローラは、磁界を発生するものであり、枠体は、非金属材料であることを特徴とする。請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかにおいて、第２の封止部材は、第２の部屋に収納される現像剤の上面よりも上に面するように配置されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の現像装置を装着したことを特徴とするプロセスカートリッジである。請求項６に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の現像装置を具備したことを特徴とする画像形成装置である。請求項７に記載の発明は、請求項５記載のプロセスカートリッジを具備したことを特徴とする画像形成装置である。

この発明は、前記のようであって、現像ローラを収納する第１の部屋と、現像ローラ表面に現像剤を供給する搬送体を収納するとともに、トナー供給口及び前記第１の部屋との連通口を有する第２の部屋と、を備えた現像装置において、前記トナー供給口を封止する第１の封止部材と、前記連通口を封止する第２の封止部材を、それぞれ取り外し可能に備え、前記第２の部屋内に現像剤を収納したので、第２の封止部材により、現像ローラが装置内の現像剤と接触することによって劣化するのを防止できる。すなわち、現像装置の移送中に現像装置内にプリセットした現像剤が流動し、現像ローラと擦れ合うことにより発生する傷を防止できる。また、第１の封止部材により装置内に現像剤を封止するため、現像剤がトナーとキャリアの二成分の場合には、使用時に現像剤の調整（トナーとキャリアの混合比率の最適化）が容易である。

以下、この発明を適用した画像形成装置の実施形態の一例として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）について説明する。なお、作像部に関してはプロセスカートリッジとして説明する。

まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。図１は、本プリンタの概略構成図である。図において、１００はプリンタ本体であり、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと記す）のトナー像を生成するための４つのプロセスカートリッジ６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。これらは、画像形成物質として、互いに異なる色のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。

Ｙトナー像を生成するためのプロセスカートリッジ６Ｙを例にすると、図２に示すようにドラム状の感光体１Ｙ、ドラムクリーニング装置２Ｙ、除電装置（不図示）、帯電装置４Ｙ、現像装置５Ｙ等を備えている。このプロセスカートリッジ６Ｙは、プリンタ本体１００に脱着可能であり、一度に消耗部品を交換できるようになっている。

帯電装置４Ｙは、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転される感光体１Ｙの表面を一様に帯電させる。一様に帯電された感光体１Ｙの表面は、レーザ光Ｌによって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。このＹの静電潜像は、Ｙトナーを用いる現像装置５ＹによってＹトナー像に現像される。そして、中間転写ベルト８上に中間転写される。ドラムクリーニング装置２Ｙは、中間転写工程を経た後の感光体１Ｙ表面に残留したトナーを除去する。また除電装置は、クリーニング後の感光体１Ｙの残留電荷を除電する。この除電により、感光体１Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。

他のプロセスカートリッジ６Ｍ，Ｃ，Ｋにおいても、同様にして感光体１Ｍ，Ｃ，Ｋ上にＭ，Ｃ，Ｋトナー像が形成され、中間転写ベルト８上に中間転写される。先に示した図１においてプロセスカートリッジ６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの図中下方には露光装置７が配設されている。潜像形成手段たる露光装置７は、画像情報に基づいて発したレーザ光Ｌを、プロセスカートリッジ６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにおけるそれぞれの感光体に照射して露光する。この露光により、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像が形成される。なお露光装置７は、光源から発したレーザ光Ｌを、モータによって回転駆動したポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体に照射するものである。

露光装置７の図中下側には、紙収容カセット２６、これらに組み込まれた給紙ローラ２７、レジストローラ対２８など有する給紙手段が配設されている。紙収容カセット２６は、記録体たる転写紙Ｐが複数枚重ねて収納しており、それぞれの一番上の転写紙Ｐには給紙ローラ２７が当接している。給紙ローラ２７が図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転せしめられると、一番上の転写紙Ｐがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給紙される。レジストローラ対２８は、転写紙Ｐを挟み込むべく両ローラを回転駆動するが、挟み込んですぐに回転を一旦停止させる。そして、転写紙Ｐを適切なタイミングで後述の２次転写ニップに向けて送り出す。かかる構成の給紙手段においては、給紙ローラ２７と、タイミングローラ対たるレジストローラ対２８との組合せによって搬送手段が構成されている。この搬送手段は、転写紙Ｐを収容手段たる紙収容カセット２６から後述の２次転写ニップまで搬送するものである。

プロセスカートリッジ６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの図中上方には、中間転写体たる中間転写ベルト８を張架しながら無端移動せしめる中間転写ユニット１５が配設されている。この中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８の他、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、クリーニング装置１０などを備えている。また２次転写バックアップローラ１２、クリーニングバックアップローラ１３、テンションローラ１４なども備えている。中間転写ベルト８は、これら３つのローラ１２，１３，１４に張架されながら、少なくとも何れか１つのローラの回転駆動によって図中反時計回りに無端移動される。１次転写バイアスローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト８を感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。これらは中間転写ベルト８の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する方式のものである。

１次転写バイアスローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを除くローラは、全て電気的に接地されている。中間転写ベルト８は、その無端移動に伴ってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップを順次通過していく過程で、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト８上に４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。２次転写バックアップローラ１２は、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。中間転写ベルト８上に形成された４色トナー像は、この２次転写ニップで転写紙Ｐに転写される。２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト８には、転写紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これはクリーニング装置１０によってクリーニングされる。２次転写ニップにおいては、転写紙Ｐが互いに順方向に表面移動する中間転写ベルト８と２次転写ローラ１９との間に挟まれて、レジストローラ対２８側とは反対方向に搬送される。２次転写ニップから送り出された転写紙Ｐは、定着装置２０のローラ間を通過する際に熱と圧力とにより、表面に転写された４色トナー像が定着される。

その後、転写紙Ｐは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て機外へと排出される。プリンタ本体１００の上面には、スタック部３０が形成されており、排紙ローラ対２９によって機外に排出された転写紙Ｐは、このスタック部３０に順次スタックされる。なお、このスタック部３０の下側には各色のトナーボトル３２Ｙ、Ｍ，Ｃ，Ｋが設けられている。３１はトナーボトル保持台である。

再び図２に戻り、プロセスカートリッジ６Ｙ内の現像装置５Ｙの構成について説明する。現像装置５Ｙは、内部に磁界発生手段を備え、磁性粒子とトナーを含む二成分系現像剤を表面担持して搬送する現像剤担持体としての現像ローラ５１Ｙと、現像ローラ５１Ｙ上に担持されて搬送される現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材としてのドクター５２Ｙとを備えている。ここで、現像ローラ５１Ｙを収容する場所を第１の部屋５３Ｙとする。また、現像剤を収容する場所を第２の部屋５４Ｙとし、第２の部屋５４Ｙには、トナーを撹拌搬送するためのトナー搬送スクリュ（搬送体）５５Ｙ、トナーを第２の部屋５４Ｙに取り込むためのトナー補給口５８Ｙと、第１の部屋５３Ｙとの連通口５９Ｙとを備えている。５６Ｙは現像剤のトナー濃度を検知するための濃度検知センサであり、この濃度検知センサ５６Ｙが第２の部屋５４Ｙ内でトナー濃度不足を検知すると、制御部５７Ｙからの補給信号により、駆動モータ４１Ｙが回転し、トナーボトル３２Ｙが回転することによりトナーが補給される。トナー補給口５８Ｙの上部にはトナー補給口５８Ｙを塞ぐためのシャッタ７１Ｙとそのシャッタ７１Ｙを保持し、トナー補給口５８Ｙを覆うように設けられたトナー補給口ケース７２Ｙが設けられている。

また、現像装置５Ｙは、第１の部屋５３Ｙの内壁を含む第１部材７５Ｙ（上ケース）と第２の部屋５４Ｙの内壁を含む第２部材７６Ｙ（下ケース）とで大きくは形成されている。後に説明するが、現像装置５Ｙには連通口５９Ｙを塞ぐための第２の封止部材７３Ｙと、トナー補給口５８Ｙを塞ぐための第１の封止部材７４Ｙが設けられており、第２の部屋５４Ｙに現像剤をプリセットすることが可能となっている。よって、出荷状態では現像ローラ５１Ｙに現像剤が付くことがないので、移送中に擦れ合って傷が付くようなことがない。

また、第１の封止部材７４Ｙおよび第２の封止部材７３Ｙは、第２の部屋５４Ｙに収納される現像剤の上面よりも上に面するように配置されるので、現像装置５Ｙの移送中に現像装置５Ｙ内にプリセットした現像剤（キャリア）に移送中に擦れ合って傷が付くようなことがない。

次に、図３において連通口５９Ｙを塞いだ時と開いた時の図を示す。図３（ａ）が第１の部屋５３Ｙと第２の部屋５４Ｙを結ぶ連通口５９Ｙを第２の封止部材７３Ｙで塞いだ図である。連通口５９Ｙを第２の封止部材７３Ｙで塞ぐことにより、現像剤をプリセットした際に現像ローラ５１Ｙ側に現像剤が移動することを防止できる。また図３（ｂ）が第２の封止部材７３Ｙを引き抜いた後の図である。この状態が現像装置５Ｙの使い始めの状態である。第２の封止部材７３Ｙが無くなり、連通口５９Ｙが開口して現像剤が現像ローラ５１Ｙに移動可能な状態となっている。第２の封止部材７３Ｙは、連通口５９Ｙを形成した枠体７３Ｙ−ｂと、該枠体に連通口５９Ｙを覆って接着されたシート７３Ｙ−ａから成っており、引き抜かれるのはシート７３Ｙ−ａである。なお、通常は上ケースである第１の部材７５Ｙがあるのだが、分り易くするために第１の部材７５Ｙを省いて説明している。

図４において第２の封止部材７３Ｙを詳細に説明する。前にも述べたが、第２の封止部材７３Ｙはシート７３Ｙ−ａと枠体７３Ｙ−ｂから成っている。シート７３Ｙ−ａは両面テープにより枠体７３Ｙ−ｂに中間部を折り返して二つ折り状態で接着されている。この構成はシンプルで、かつ第２の封止部材７３Ｙ、詳しくはシート７３Ｙ−ａを現像装置５Ｙから容易に取り外すことが可能となり、操作性が良好となる。

図５において第２の封止部材７３Ｙのセット状態を説明する。図５（ａ）が第２の封止部材７３Ｙを第２部材７６Ｙ（下ケース）に乗せた状態である。第２の封止部材７３Ｙの枠体７３Ｙ−ｂは断面形状がＬ字型であり、そのＬ字型部を第２部材７６Ｙ（下ケース）の仕切り壁に乗っけるようにセットする。その後、第１部材７５Ｙ（上ケース）を組付けると、第２の封止部材７３Ｙは第２部材７６Ｙ（下ケース）と第１部材７５Ｙ（上ケース）に挟み込まれる状態で固定される。図５（ｂ）が第１部材７５Ｙ（上ケース）、第２の封止部材７３Ｙ、第２部材７６Ｙ（下ケース）が組付けられた状態である。よって、第２の封止部材７３Ｙは容易にセットすることが可能である。

図６において現像装置５Ｙの組付け工程を説明する。図６−１（ａ）が第２部材７６Ｙ（下ケース）にトナー搬送スクリュ（搬送体）５５Ｙをセットした状態であり、この状態で第２の封止部材７３Ｙをセットすると、図６−１（ｂ）の状態となる。この状態から現像ローラ５１Ｙをセットすると、図６−１（ｃ）の状態となる。さらに、この状態で第１部材７５Ｙ（上ケース）をセットすると、図６−２（ｄ）の状態となり、最後に第１の封止部材７４Ｙをセットすると、図６−２（ｅ）の状態となる。このようにして第２の封止部材７３Ｙと第１の封止部材７４Ｙは、現像装置５Ｙの組付け工程の中で第２部材７６Ｙ（下ケース）、現像ローラ５１Ｙ、第１部材７５Ｙ（上ケース）のセットとともに順次セットされ、セットが容易なものとなる。

以上説明した中で、第２の封止部材７３Ｙの枠体７３Ｙ-ｂは、現像ローラ５１Ｙが発生させる磁界に影響を及ぼさないように、非金属材料、例えばＰＥＴ等の樹脂が望ましい。なお、プロセスカートリッジ６Ｙ及び、現像装置５Ｙまたはプロセスカートリッジ６Ｙを使用した画像形成装置に関しては、前記の説明で理解できると考えるので、特に詳細な説明はしない。

請求項２に記載の発明は、第２の封止部材は、連通口を形成した枠体と、該枠体に連通口を覆って接着された接着シートとからなっているので、シートの枠体からの取り外しが容易である。

請求項３に記載の発明は、現像ローラは磁界を発生するものであり、枠体は、非金属材料であるので、枠体が、現像ローラが発生させる磁界に影響を与えることがない。

請求項４に記載の発明は、第２の封止部材は、第２の部屋に収納される現像剤の上面よりも上に面するように配置されているので、現像装置の移送中に現像装置内にプリセットした現像剤が流動し、第２の封止部材と擦れ合うことにより発生する傷を防止できる。また、第２の封止部材は、プリセットした現像剤よりも上に配置されているため、現像剤による汚れが付き難く、取り外された時の汚れも少ない。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４の何れか記載の現像装置を装着することにより、請求項１ないし４の何れかの作用効果のあるプロセスカートリッジを提供することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし４の何れか記載の現像装置を具備することにより、請求項１ないし４の何れかの作用効果のある画像形成装置を提供することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項５記載のプロセスカートリッジを具備することにより、請求項１ないし５の何れかの作用効果のある画像形成装置を提供することができる。

この発明の一実施の形態に係るカラー画像形成装置を示す構成図である。 同上のイエロー（Ｙ）用プロセスカートリッジと感光体ドラム周りを示す概略構成図である。 （ａ），（ｂ）は連通口を塞いだ時と開いた時の斜視図である。 同上の連通口を塞いだ第２の封止部材を詳細に説明する拡大図である。 第２の封止部材のセット状態を説明する図面で、（ａ）は第１部材がない状態、（ｂ）は第１部材がある状態を示す。 （ａ）〜（ｃ）は同上の現像装置の組付け工程を説明する図面である。 （ｄ），（ｅ）は同上の現像装置の組付け工程を説明する図面である。

符号の説明

１００ プリンタ本体
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ 感光体
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ クリーニング装置
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ 帯電装置
５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ 現像装置
６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ プロセスカートリッジ
７ 露光装置
８ 中間転写ベルト
１５ 中間転写ユニット
５１Ｙ 現像ローラ
５２Ｙ ドクター
５３Ｙ 第１の部屋
５４Ｙ 第２の部屋
５５Ｙ トナー搬送スクリュ（搬送体）
５８Ｙ トナー補給口（トナー供給口）
５９Ｙ 連通口
７１Ｙ シャッタ
７２Ｙ トナー補給口ケース
７３Ｙ 第２の封止部材
７３Ｙ−ａ シート
７３Ｙ−ｂ 枠体
７４Ｙ 第１の封止部材
７５Ｙ 第１部材（上ケース）
７６Ｙ 第２部材（下ケース）

Claims (7)

1. 現像ローラを収納する第１の部屋と、現像ローラ表面に現像剤を供給する搬送体を収納するとともに、トナー供給口及び前記第１の部屋との連通口を有する第２の部屋と、を備えた現像装置において、前記トナー供給口を封止する第１の封止部材と、前記連通口を封止する第２の封止部材を、それぞれ取り外し可能に備え、前記第２の部屋内に現像剤を収納したことを特徴とする現像装置。
2. 第２の封止部材は、連通口を形成した枠体と、該枠体に連通口を覆って接着された接着シートとからなっている請求項１記載の現像装置。
3. 現像ローラは、磁界を発生するものであり、枠体は、非金属材料である請求項１又は２記載の現像装置。
4. 第２の封止部材は、第２の部屋に収納される現像剤の上面よりも上に面するように配置されている請求項１ないし３のいずれかに記載の現像装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の現像装置を装着したことを特徴とするプロセスカートリッジ。
6. 請求項１ないし４のいずれかに記載の現像装置を具備したことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項５記載のプロセスカートリッジを具備したことを特徴とする画像形成装置。

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