JP2006276810A - 粉体搬送部材及びこれを用いた粉体処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 簡単な構成で、粉体を所定方向に確実に搬送する。
【解決手段】 粉体供給口2を有する粉体収容ハウジング1内に配設される粉体搬送部材3であって、粉体収容ハウジング2内に回転可能に設けられる回転部材4と、この回転部材4に保持されて回転し且つ回転自由端側が粉体収容ハウジング1の内壁面に摺接する可撓性部材5とを備え、可撓性部材5の回転自由端縁には、粉体収容ハウジング1の粉体供給口2に向かう粉体搬送方向に傾斜し且つ切込み量が大きい大切れ込み6と、傾斜方向が同じで大切れ込み6より切れ込み量が小さい小切れ込み7とを形成する。
【選択図】 図1
【解決手段】 粉体供給口2を有する粉体収容ハウジング1内に配設される粉体搬送部材3であって、粉体収容ハウジング2内に回転可能に設けられる回転部材4と、この回転部材4に保持されて回転し且つ回転自由端側が粉体収容ハウジング1の内壁面に摺接する可撓性部材5とを備え、可撓性部材5の回転自由端縁には、粉体収容ハウジング1の粉体供給口2に向かう粉体搬送方向に傾斜し且つ切込み量が大きい大切れ込み6と、傾斜方向が同じで大切れ込み6より切れ込み量が小さい小切れ込み7とを形成する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、現像剤などの粉体を搬送する粉体搬送部材に係り、特に、粉体収容ハウジング内に収容された粉体を粉体供給口に向けて搬送する粉体搬送部材及びこれを用いた粉体処理装置の改良に関する。
従来における粉体搬送部材としては例えば現像剤補給装置で用いられるアジテータ(撹拌部材)などが挙げられる。この種のアジテータとしては、現像補給ハウジング内に回転可能に設けられる回転部材と、この回転部材に保持されて回転し且つ回転自由端側が現像補給ハウジングの内壁面に摺接する可撓性部材とを備えたものがある。
この種のアジテータは、現像補給ハウジングの内壁面に可撓性部材を摺接させることにより可撓性部材を弾性変形させ、この変形に伴って所定方向にスラスト力を発生させ、現像補給ハウジング内の現像剤を現像剤供給口へ向けて搬送し、現像剤供給口から現像剤を供給するものである(例えば特許文献1,2参照)。
この種のアジテータは、現像補給ハウジングの内壁面に可撓性部材を摺接させることにより可撓性部材を弾性変形させ、この変形に伴って所定方向にスラスト力を発生させ、現像補給ハウジング内の現像剤を現像剤供給口へ向けて搬送し、現像剤供給口から現像剤を供給するものである(例えば特許文献1,2参照)。
しかしながら、特許文献1,2記載のアジテータにあっては、いずれも可撓性部材の形状を工夫しているため、形状が複雑になる分加工コストが嵩むばかりか、加工工程において、打ち抜き部分が発生するため材料に無駄が発生するという技術的課題が見出された。
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、簡単な構成で、粉体を所定方向に確実に搬送することができる粉体搬送部材及びこれを用いた粉体処理装置を提供するものである。
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、簡単な構成で、粉体を所定方向に確実に搬送することができる粉体搬送部材及びこれを用いた粉体処理装置を提供するものである。
すなわち、本発明は、図1(a)(b)に示すように、粉体供給口2を有する粉体収容ハウジング1内に配設される粉体搬送部材3であって、粉体収容ハウジング1内に回転可能に設けられる回転部材4と、この回転部材4に保持されて回転し且つ回転自由端側が粉体収容ハウジング1の内壁面に摺接する可撓性部材5とを備え、可撓性部材5の回転自由端縁には、粉体収容ハウジング1の粉体供給口2に向かう粉体搬送方向に傾斜し且つ切込み量が大きい大切れ込み6と、傾斜方向が同じで大切れ込み6より切れ込み量が小さい小切れ込み7とを形成したことを特徴とする。尚、図1(a)中、符号8は粉体を示す。
このような技術的手段において、粉体搬送部材3は回転部材4と可撓性部材5とを備えていればよいが、この回転部材4には回転軸は勿論のこと、回転軸から偏倚したクランク軸のような態様であっても差し支えない。また、可撓性部材5としてはPET、ポリウレタン等の樹脂フィルムやシートが用いられ、可撓性部材5の弾性係数、厚さ、長さなどについては粉体収容ハウジング1の形状及び、搬送対象となる粉体の粒径、硬さ、Tg(ガラス転移点)、流動性等、に応じて適宜選定して差し支えない。
また、可撓性部材5には大切れ込み6が形成されるが、この大切れ込み6は粉体収容ハウジング1の壁面との接線を回転部材3と非平行とし、斜めに形成するものである。この斜めの接触により、回転と同時にスラスト力が生じ、粉体収容ハウジング1内の粉体を搬送する。
但し、大切れ込み6だけでは、可撓性部材5の回転自由端縁にスラスト力が発生する変形が起こらない虞れがある。そこで、小切れ込み7を適宜設け、小切れ込み7によりスラスト力を発生させることが可能である。
但し、大切れ込み6だけでは、可撓性部材5の回転自由端縁にスラスト力が発生する変形が起こらない虞れがある。そこで、小切れ込み7を適宜設け、小切れ込み7によりスラスト力を発生させることが可能である。
小切れ込み7の好ましいレイアウトとしては、可撓性部材5の回転自由端縁の長手方向端部と最外側に位置する大切れ込み6との間に形成されている態様が挙げられる。大切れ込み6だけでは、可撓性部材5の長手方向両端部でスラスト力が発生する変形が起こらない虞れがある。そこで、可撓性部材5の回転自由端縁の長手方向端部と大切れ込み6と間に小切れ込み7を形成すると、小切込み7によりスラスト力を発生させることが可能である。
この種の態様において、小切れ込み7の好ましい他のレイアウトとしては、可撓性部材5の回転自由端縁に連続的に配列されているのがよい。この場合、回転部材4が可撓性部材5の変形による反力で撓むと、スラスト力がキャンセルされてしまう。そこで、可撓性部材5の回転自由端縁に小切れ込み7を連続的に設けると、キャンセル作用を弱めることができ、その分、スラスト力を確保することができる。
また、隣接する小切れ込み7は粉体搬送方向に沿って順次小さな切れ込み量を有する態様が好ましい。小切れ込み7は一定でも差し支えないが、粉体搬送方向に沿って順次切れ込み量を小さくすると、粉体の搬送供給量を安定させることができる。
更に、隣接する小切れ込み7は大切れ込み6に近づくにつれて配列密度を高める態様が好ましい。この場合、大切れ込み6の近傍での小切れ込み7の配列密度を高め、スラスト力を確実に生じさせることができる。
また、隣接する小切れ込み7は粉体搬送方向に沿って順次小さな切れ込み量を有する態様が好ましい。小切れ込み7は一定でも差し支えないが、粉体搬送方向に沿って順次切れ込み量を小さくすると、粉体の搬送供給量を安定させることができる。
更に、隣接する小切れ込み7は大切れ込み6に近づくにつれて配列密度を高める態様が好ましい。この場合、大切れ込み6の近傍での小切れ込み7の配列密度を高め、スラスト力を確実に生じさせることができる。
また、粉体供給口2に対応した箇所の扱いについては適宜選定して差し支えないが、粉体供給口2への粉体の供給性を保証するという観点からすれば、可撓性部材5の回転自由端のうち粉体供給口2に対応した箇所には大切れ込み6、小切れ込み7を非形成とすることが好ましい。
更に、粉体収容ハウジング1の内壁面に段差が存在することがある。この段差はCRUM(Customer Replaceable Unit Memoryの略)の取付やレイアウト上の逃げ等に起因する。
粉体搬送部材3のうち粉体搬送部材3の回転自由端が前記段差に摺接する場合には、可撓性部材5の回転自由端のうち段差部境目を挟んだ部位には径方向に切り込まれた複数の補助切れ込みを形成するのがよい。仮に、段差近傍で細かい補助切れ込みを入れないと、可撓性部材5の段差に対する逃げ量が多くなり、掃き残しが増加する事態を生ずる。
更に、粉体収容ハウジング1の内壁面に段差が存在することがある。この段差はCRUM(Customer Replaceable Unit Memoryの略)の取付やレイアウト上の逃げ等に起因する。
粉体搬送部材3のうち粉体搬送部材3の回転自由端が前記段差に摺接する場合には、可撓性部材5の回転自由端のうち段差部境目を挟んだ部位には径方向に切り込まれた複数の補助切れ込みを形成するのがよい。仮に、段差近傍で細かい補助切れ込みを入れないと、可撓性部材5の段差に対する逃げ量が多くなり、掃き残しが増加する事態を生ずる。
また、本発明は、粉体搬送部材に限られるものではなく、上述した粉体搬送部材3を備えた粉体処理装置を広く含む。
ここで、粉体収容ハウジング1の好ましい形状としては、粉体収容ハウジング1の内壁面の一部は、可撓性部材5の回転自由端縁の回転軌跡に伴う仮想円筒面に摺接する形状を備えている態様が挙げられる。この場合、粉体収容ハウジング1内にデッドスペースがなくなり、粉体の搬送動作を確実にすることができる。
また、粉体収容ハウジング1内に粉体搬送部材3を複数(例えば3a,3b)配設した態様にあっては、各粉体搬送部材3がハウジング壁面に対して接触する領域の他に図中斜線部で示すような非接触領域が生ずる。このとき、各粉体搬送部材3がハウジング壁面に接触しているか否かによって駆動トルクに大きな差があるため、いずれの粉体搬送部材3もハウジング壁面に接触していない状況が生ずると、大きな駆動トルク差に起因して粉体収容ハウジングが振動源になり、これに伴って、粉体処理装置に振動による不具合が生ずる虞れがある。
このため、本件にあっては、少なくともいずれか一つの粉体搬送部材3が常にハウジング壁面に接触するように各粉体搬送部材3の回転位置関係を予め設定しておくのが好ましい。
ここで、粉体収容ハウジング1の好ましい形状としては、粉体収容ハウジング1の内壁面の一部は、可撓性部材5の回転自由端縁の回転軌跡に伴う仮想円筒面に摺接する形状を備えている態様が挙げられる。この場合、粉体収容ハウジング1内にデッドスペースがなくなり、粉体の搬送動作を確実にすることができる。
また、粉体収容ハウジング1内に粉体搬送部材3を複数(例えば3a,3b)配設した態様にあっては、各粉体搬送部材3がハウジング壁面に対して接触する領域の他に図中斜線部で示すような非接触領域が生ずる。このとき、各粉体搬送部材3がハウジング壁面に接触しているか否かによって駆動トルクに大きな差があるため、いずれの粉体搬送部材3もハウジング壁面に接触していない状況が生ずると、大きな駆動トルク差に起因して粉体収容ハウジングが振動源になり、これに伴って、粉体処理装置に振動による不具合が生ずる虞れがある。
このため、本件にあっては、少なくともいずれか一つの粉体搬送部材3が常にハウジング壁面に接触するように各粉体搬送部材3の回転位置関係を予め設定しておくのが好ましい。
更に、粉体搬送部材3の代表的態様としては、粉体が現像剤である態様が挙げられる。
また、粉体が現像剤である粉体処理装置も広く含まれる。ここでいう粉体処理装置には現像剤補給装置、現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置等が挙げられる。
例えばプロセスカートリッジにおいては、現像剤搬送部材そのものをプロセスカートリッジに組み込み、現像剤補給装置を構築することになるため、低コスト、故障時への対応性等の信頼性向上を図ることができる。更に、このプロセスカートリッジを備えた画像形成装置では、低コストのプロセスカートリッジが使用可能となり、その分、低ランニングコストを実現することができる。
また、粉体が現像剤である粉体処理装置も広く含まれる。ここでいう粉体処理装置には現像剤補給装置、現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置等が挙げられる。
例えばプロセスカートリッジにおいては、現像剤搬送部材そのものをプロセスカートリッジに組み込み、現像剤補給装置を構築することになるため、低コスト、故障時への対応性等の信頼性向上を図ることができる。更に、このプロセスカートリッジを備えた画像形成装置では、低コストのプロセスカートリッジが使用可能となり、その分、低ランニングコストを実現することができる。
本発明に係る粉体搬送部材によれば、可撓性部材の回転自由端には、粉体収容ハウジングの粉体供給口に向かう粉体搬送方向に傾斜し且つ切れ込み量が大きい大切れ込みと、傾斜方向が同じで大切れ込みより切れ込み量が小さい小切れ込みとを形成したので、可撓性部材の大切れ込みによりスラスト力を効果的に発生させることができ、しかも、可撓性部材の回転自由端縁でスラスト力が発生する変形が起こり難い箇所については小切れ込みにてスラスト力を補充的に発生させることができる。このため、スラスト力が発生しないことに伴う粉体の搬送不良を有効に回避することができ、可撓性部材を複雑な構成にすることなく、簡単な構成で、粉体を所定方向に確実に搬送することができる。
また、このような粉体搬送部材を備えた粉体処理装置によれば、粉体の搬送性が良好な粉体処理装置を簡単に構築することができる。
また、このような粉体搬送部材を備えた粉体処理装置によれば、粉体の搬送性が良好な粉体処理装置を簡単に構築することができる。
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
◎実施の形態1
<画像形成装置の全体構成>
図2は、本発明が適用された画像形成装置の実施の形態1を示す。
同図において、画像形成装置は所謂タンデム型のカラー画像形成装置であり、装置筐体21内に4つの色(本実施の形態ではイエロ、マゼンタ、シアン、ブラック)の画像形成ユニット22(具体的には22a〜22d)を縦方向に配列し、その下方には供給用の用紙24が収容される給紙カセット23を配設すると共に、各画像形成ユニット22に対応した箇所には給紙カセット23からの用紙24の搬送路となる用紙搬送路25を垂直方向に配置したものである。
◎実施の形態1
<画像形成装置の全体構成>
図2は、本発明が適用された画像形成装置の実施の形態1を示す。
同図において、画像形成装置は所謂タンデム型のカラー画像形成装置であり、装置筐体21内に4つの色(本実施の形態ではイエロ、マゼンタ、シアン、ブラック)の画像形成ユニット22(具体的には22a〜22d)を縦方向に配列し、その下方には供給用の用紙24が収容される給紙カセット23を配設すると共に、各画像形成ユニット22に対応した箇所には給紙カセット23からの用紙24の搬送路となる用紙搬送路25を垂直方向に配置したものである。
本実施の形態において、画像形成ユニット22(22a〜22d)は、用紙搬送路25の上流側から順に、イエロ用、マゼンタ用、シアン用、ブラック用のトナー像を形成するものであり、各種プロセスユニットを組み込んだプロセスカートリッジ30と、このプロセスカートリッジ30に対して作像用の走査光を照射する露光装置40とを備えている。
ここで、プロセスカートリッジ30は、例えば感光体ドラム31と、この感光体ドラム31を予め帯電する帯電ロール32と、帯電された感光体ドラム31上に前記露光装置40にて露光形成された静電潜像を対応する色トナー(本実施の形態では例えば負極性)で現像する現像装置33と、感光体ドラム31上の廃トナーを除去するクリーニング装置34と、帯電された感光体ドラム31の表面を除電するイレーズランプ35とを一体的にカートリッジ化したものである。
一方、露光装置40は、ケース41内に図示外の半導体レーザ、ポリゴンミラー42、結像レンズ43及びミラー44を格納し、半導体レーザからの光をポリゴンミラー42で偏向走査し、結像レンズ43、ミラー44を介して感光体ドラム31上の露光ポイントに光像を導くようにしたものである。
ここで、プロセスカートリッジ30は、例えば感光体ドラム31と、この感光体ドラム31を予め帯電する帯電ロール32と、帯電された感光体ドラム31上に前記露光装置40にて露光形成された静電潜像を対応する色トナー(本実施の形態では例えば負極性)で現像する現像装置33と、感光体ドラム31上の廃トナーを除去するクリーニング装置34と、帯電された感光体ドラム31の表面を除電するイレーズランプ35とを一体的にカートリッジ化したものである。
一方、露光装置40は、ケース41内に図示外の半導体レーザ、ポリゴンミラー42、結像レンズ43及びミラー44を格納し、半導体レーザからの光をポリゴンミラー42で偏向走査し、結像レンズ43、ミラー44を介して感光体ドラム31上の露光ポイントに光像を導くようにしたものである。
更に、本実施の形態では、各画像形成ユニット22の各感光体ドラム31に対応した箇所には用紙搬送路25に沿って循環移動する搬送ベルト53が配設されている。
この搬送ベルト53は用紙24を静電吸着し得るベルト素材(ゴム又は樹脂)にて構成され、一対の張架ロール51,52に掛け渡されており、本実施の形態では、上方側の張架ロール52が駆動ロール、下方側の張架ロール51が従動ロールになっている。
この搬送ベルト53は用紙24を静電吸着し得るベルト素材(ゴム又は樹脂)にて構成され、一対の張架ロール51,52に掛け渡されており、本実施の形態では、上方側の張架ロール52が駆動ロール、下方側の張架ロール51が従動ロールになっている。
更にまた、搬送ベルト53の入口部位(張架ロール51対向部位)には用紙吸着ロール54が配設されており、この用紙吸着ロール54に高電圧な吸着電圧を印加することにより、搬送ベルト53に用紙24が吸着されるようになっている。また、各画像形成ユニット22の感光体ドラム31に対応した搬送ベルト53の裏面側には転写ロール50が配設されており、この転写ロール50により感光体ドラム31と搬送ベルト53上の用紙24とを更に密着させるようになっている。そして、転写ロール50と感光体ドラム31との間には転写バイアス電源による所定の転写バイアスが適宜印加されるようになっている。
また、本実施の形態では、給紙カセット23の近傍には、用紙24を所定のタイミングで送出するピックアップロール61が設けられており、搬送ロール62及びレジストレーションロール63を介して転写位置へと送り込むようになっている。
更に、最下流画像形成ユニット22dの下流側に位置する用紙搬送路25には定着装置64が設けられると共に、この定着装置64の下流側には用紙排出用の排出ロール66が設けられており、装置筐体21の上部に形成された収容トレイ67に排出用紙が収容されるようになっている。
尚、図2中、符号80は高圧用の装置デバイスに高電圧を供給する高圧電源を示し、符号81は低圧用の装置デバイスに低電圧を供給する低圧電源を示す。
更に、最下流画像形成ユニット22dの下流側に位置する用紙搬送路25には定着装置64が設けられると共に、この定着装置64の下流側には用紙排出用の排出ロール66が設けられており、装置筐体21の上部に形成された収容トレイ67に排出用紙が収容されるようになっている。
尚、図2中、符号80は高圧用の装置デバイスに高電圧を供給する高圧電源を示し、符号81は低圧用の装置デバイスに低電圧を供給する低圧電源を示す。
このような、画像形成装置の作像プロセスは以下の通りである。
今、図2に示すように、各画像形成ユニット22(22a〜22d)では、感光体ドラム31が帯電ロール32により帯電され、露光装置40により感光体ドラム31上に潜像が形成された後に、現像装置33により可視像(トナー像)が形成される。
一方、給紙カセット23からの用紙24は、ピックアップロール61にて所定のタイミングで繰り出され、搬送ロール62及びレジストレーションロール63を介して搬送ベルト53の吸着位置へと送り込まれ、搬送ベルト53に吸着された状態で転写位置へと送り込まれるようになっている。
そして、各画像形成ユニット22における感光体ドラム31上のトナー像は転写ロール50により用紙24に夫々転写され、定着装置64にて用紙24上の各色成分未定着トナー像が定着された後、定着済みの用紙24は収容トレイ67へ排出される。
今、図2に示すように、各画像形成ユニット22(22a〜22d)では、感光体ドラム31が帯電ロール32により帯電され、露光装置40により感光体ドラム31上に潜像が形成された後に、現像装置33により可視像(トナー像)が形成される。
一方、給紙カセット23からの用紙24は、ピックアップロール61にて所定のタイミングで繰り出され、搬送ロール62及びレジストレーションロール63を介して搬送ベルト53の吸着位置へと送り込まれ、搬送ベルト53に吸着された状態で転写位置へと送り込まれるようになっている。
そして、各画像形成ユニット22における感光体ドラム31上のトナー像は転写ロール50により用紙24に夫々転写され、定着装置64にて用紙24上の各色成分未定着トナー像が定着された後、定着済みの用紙24は収容トレイ67へ排出される。
<プロセスカートリッジの概要>
また、本実施の形態で用いられるプロセスカートリッジ30の詳細を図3に示す。
同図において、プロセスカートリッジ30は、感光体ドラム31、帯電ロール32、現像装置33の一部、クリーニング装置34のほかに、クリーニング処理前に感光体ドラム31を除電するデバイスとしてのイレーズランプ35が含まれる感光体カートリッジ30aと、この感光体カートリッジ30aの下方側に前記感光体カートリッジ30aに対して揺動自在で且つ位置決めされた状態で設けられると共に現像装置33の主要部が含まれる現像カートリッジ30bとを備えている。
また、本実施の形態で用いられるプロセスカートリッジ30の詳細を図3に示す。
同図において、プロセスカートリッジ30は、感光体ドラム31、帯電ロール32、現像装置33の一部、クリーニング装置34のほかに、クリーニング処理前に感光体ドラム31を除電するデバイスとしてのイレーズランプ35が含まれる感光体カートリッジ30aと、この感光体カートリッジ30aの下方側に前記感光体カートリッジ30aに対して揺動自在で且つ位置決めされた状態で設けられると共に現像装置33の主要部が含まれる現像カートリッジ30bとを備えている。
特に、本実施の形態では、現像装置33は、感光体ドラム31に対向し且つ感光体ドラム31上の静電潜像をトナー及びキャリアからなる現像剤Gにて可視像化する現像ユニット100と、この現像ユニット100に対してトナーTを補給するトナー補給ユニット110,120(本実施の形態では、メイントナー補給ユニット110、サブトナー補給ユニット120との分離型を採用)とを備えている。
そして、感光体カートリッジ30aはクリーニング装置34をユニット化したクリーニングユニット200とサブトナー補給ユニット120とを横方向に一体化した構成になっており、また、現像カートリッジ30bは現像ユニット100とメイントナー補給ユニット110とを横方向に一体化した構成になっている。
そして、感光体カートリッジ30aはクリーニング装置34をユニット化したクリーニングユニット200とサブトナー補給ユニット120とを横方向に一体化した構成になっており、また、現像カートリッジ30bは現像ユニット100とメイントナー補給ユニット110とを横方向に一体化した構成になっている。
更に、本実施の形態では、現像カートリッジ30bは装置筐体21に位置決め固定された感光体カートリッジ30aに対し現像ユニット100部位にピボット軸30cにて揺動自在に設けられており、感光体カートリッジ30aと現像カートリッジ30bとの間には露光装置40からの走査光が通過可能な走査用通路135が確保され、この走査用通路135の入口付近の各パーツカートリッジ30a,30bの両側には弾性部材からなるスペーサ130が介在され、感光体カートリッジ30aに対して現像カートリッジ30bを加圧付勢するようになっている。尚、スペーサ130に代えて、あるいは、加えて付勢スプリング等の付勢要素を用いるようにしてもよいことは勿論である。
また、本実施の形態では、感光体カートリッジ30aのサブトナー補給ユニット120には、図3及び図4(a)(b)に示すように、感光体ドラム31の軸方向に直交する方向に延びる例えば一対の支持突起141が設けられている。
そして、装置筐体21のカートリッジ受部(図示せず)にプロセスカートリッジ30を装着した時に、感光体ドラム31を回転自在に支承する支持軸の両端が、カートリッジ受部に設けられた図示外の固定受け部材により所定の位置に固定されると共に、該支持軸に回転自在に配設された該感光体ドラム31の片端に配設された駆動伝達部材(例えば駆動伝達ギア)が、カートリッジ受部に設けられた図示外の駆動系に連結係合する。また、前記一対の支持突起141がカートリッジ受部の被係合部(凹部や孔等)に係合し、感光体カートリッジ30aが装置筐体21に位置決め固定されるようになっている。ここで、装置筐体21のカートリッジ受部はプロセスカートリッジ30を収容保持できるものであればよく、筐体フレーム自体を用いて構成してもよいし、筐体フレームに別部材を設けて構成してもよい。
特に、本実施の形態にあっては、前記支持突起141は、感光体ドラム31から離れたユニット外壁に設けられると共に、感光体ドラム31を駆動する駆動力による、該プロセスカートリッジ30の回転を抑える機能も有している。
尚、図4中、符号142はプロセスカートリッジ30を着脱操作する際の把持アームである。
そして、装置筐体21のカートリッジ受部(図示せず)にプロセスカートリッジ30を装着した時に、感光体ドラム31を回転自在に支承する支持軸の両端が、カートリッジ受部に設けられた図示外の固定受け部材により所定の位置に固定されると共に、該支持軸に回転自在に配設された該感光体ドラム31の片端に配設された駆動伝達部材(例えば駆動伝達ギア)が、カートリッジ受部に設けられた図示外の駆動系に連結係合する。また、前記一対の支持突起141がカートリッジ受部の被係合部(凹部や孔等)に係合し、感光体カートリッジ30aが装置筐体21に位置決め固定されるようになっている。ここで、装置筐体21のカートリッジ受部はプロセスカートリッジ30を収容保持できるものであればよく、筐体フレーム自体を用いて構成してもよいし、筐体フレームに別部材を設けて構成してもよい。
特に、本実施の形態にあっては、前記支持突起141は、感光体ドラム31から離れたユニット外壁に設けられると共に、感光体ドラム31を駆動する駆動力による、該プロセスカートリッジ30の回転を抑える機能も有している。
尚、図4中、符号142はプロセスカートリッジ30を着脱操作する際の把持アームである。
<現像装置>
本実施の形態で用いられる現像装置33を構成する各ユニット100,110,120について説明する。
−現像ユニット−
本実施の形態において、現像ユニット100は、図3、図5及び図6に示すように、所謂二成分現像方式を採用したものであって、感光体ドラム31の下方側には感光体ドラム31側に開口する現像ハウジング101を有し、この現像ハウジング101内をトナー及びキャリアからなる現像剤Gが収容可能な現像剤収容室102として構成すると共に、現像ハウジング101の開口に面した部位に現像剤担持用の現像ロール103を配設したものである。そして、この現像ユニット100は、現像ロール103の軸方向に沿って延びる仕切壁106にて現像剤収容室102を二分すると共に、この仕切壁106の長手方向両端に連通口107,108を開設することにより、現像剤収容室102に現像剤循環経路を構成し、この現像剤循環経路には現像ロール103の軸方向に沿って一対の撹拌搬送オーガー104,105を配設し、現像剤循環経路内の現像剤Gを撹拌しながら搬送するようになっている。
ここで、撹拌搬送オーガー104は既存の現像剤Gに専ら補給されたトナーTを撹拌混合することを主眼としたアドミックスオーガーであり、一方、撹拌搬送オーガー105は前記トナーの撹拌混合機能に加えて現像ロール103への現像剤供給機能を担ったサプライオーガーである。
尚、本実施の形態では、現像ロール103寄りの撹拌搬送オーガー105が現像ロール103への現像剤供給機能を兼用しているが、撹拌搬送オーガー105とは別に現像剤供給部材(ロールやパドル等)を付加してもよいことは勿論である。また、現像ロール103の周囲には現像剤層厚を規制するトリミング部材や未使用現像剤を回収する回収部材などが必要に応じて設けられる。
本実施の形態で用いられる現像装置33を構成する各ユニット100,110,120について説明する。
−現像ユニット−
本実施の形態において、現像ユニット100は、図3、図5及び図6に示すように、所謂二成分現像方式を採用したものであって、感光体ドラム31の下方側には感光体ドラム31側に開口する現像ハウジング101を有し、この現像ハウジング101内をトナー及びキャリアからなる現像剤Gが収容可能な現像剤収容室102として構成すると共に、現像ハウジング101の開口に面した部位に現像剤担持用の現像ロール103を配設したものである。そして、この現像ユニット100は、現像ロール103の軸方向に沿って延びる仕切壁106にて現像剤収容室102を二分すると共に、この仕切壁106の長手方向両端に連通口107,108を開設することにより、現像剤収容室102に現像剤循環経路を構成し、この現像剤循環経路には現像ロール103の軸方向に沿って一対の撹拌搬送オーガー104,105を配設し、現像剤循環経路内の現像剤Gを撹拌しながら搬送するようになっている。
ここで、撹拌搬送オーガー104は既存の現像剤Gに専ら補給されたトナーTを撹拌混合することを主眼としたアドミックスオーガーであり、一方、撹拌搬送オーガー105は前記トナーの撹拌混合機能に加えて現像ロール103への現像剤供給機能を担ったサプライオーガーである。
尚、本実施の形態では、現像ロール103寄りの撹拌搬送オーガー105が現像ロール103への現像剤供給機能を兼用しているが、撹拌搬送オーガー105とは別に現像剤供給部材(ロールやパドル等)を付加してもよいことは勿論である。また、現像ロール103の周囲には現像剤層厚を規制するトリミング部材や未使用現像剤を回収する回収部材などが必要に応じて設けられる。
−メイントナー補給ユニット−
また、メイントナー補給ユニット110は、図3、図5及び図6に示すように、現像ユニット100の現像ハウジング101の奥側隔壁を一部兼用するメイン補給ハウジング111を有し、このメイン補給ハウジング111内を補給用トナーTが補給可能に収容されるトナー補給室として構成するようになっている。
特に、本実施の形態では、トナー補給室は、補給用トナーTが収容されるトナー収容室112と、このトナー収容室112と連通し且つ現像ユニット100に対してトナーTを定量的に補給するディスペンス室113とに分かれている。ここで、ディスペンス室113は現像ハウジング101の奥側隔壁101aの下部寄りに厚肉部101bを設け、この厚肉部101b内に現像ロール103の軸方向に沿って延びる断面略円形の長尺通路(トンネル状通路)として構成されている。
そして、前記厚肉部101bの長手方向奥側のうちトナー収容室112に面した部位にはディスペンス入口開口114が開設される一方、厚肉部101bのうち現像剤収容室102に面した部位で前記ディスペンス入口開口114とは長手方向反対側にはトナー供給口115が開設されている。
また、メイントナー補給ユニット110は、図3、図5及び図6に示すように、現像ユニット100の現像ハウジング101の奥側隔壁を一部兼用するメイン補給ハウジング111を有し、このメイン補給ハウジング111内を補給用トナーTが補給可能に収容されるトナー補給室として構成するようになっている。
特に、本実施の形態では、トナー補給室は、補給用トナーTが収容されるトナー収容室112と、このトナー収容室112と連通し且つ現像ユニット100に対してトナーTを定量的に補給するディスペンス室113とに分かれている。ここで、ディスペンス室113は現像ハウジング101の奥側隔壁101aの下部寄りに厚肉部101bを設け、この厚肉部101b内に現像ロール103の軸方向に沿って延びる断面略円形の長尺通路(トンネル状通路)として構成されている。
そして、前記厚肉部101bの長手方向奥側のうちトナー収容室112に面した部位にはディスペンス入口開口114が開設される一方、厚肉部101bのうち現像剤収容室102に面した部位で前記ディスペンス入口開口114とは長手方向反対側にはトナー供給口115が開設されている。
更に、トナー収容室112内には補給用トナーTを撹拌搬送するためのアジテータ116と、このアジテータ116にて撹拌搬送されたトナーTをディスペンス室113のディスペンス入口開口114に向けて撹拌搬送するアジテータ117とが配設されている。
ここで、アジテータ116,117としては撹拌搬送コイルスプリング等を用いることができるが、本実施の形態では(図7参照)、アジテータ116,117は回転軸401にPETフィルム等からなるアジテートフィルム402の一端を固着し、このアジテートフィルム402にてトナーをトナー補給室壁面に沿って搬送するものである。尚、図6においては、アジテータ116,117の形態は模式的に示されている。
特に、本実施の形態にあっては、アジテータ116,117は夫々アジテートフィルム402がハウジング壁面に接触する領域と非接触である領域とを有するものであり、ハウジング壁面に非接触な領域ではアジテータ116,117の駆動トルクは最小となり、少なくとも一つのアジテータ116又は117のアジテートフィルム402がハウジング壁面に接触している時の駆動トルクとの間に大きな差が生ずる。このような駆動トルク差があると、トナー補給ユニット110が振動源となり、プロセスカートリッジ自体が振動し、バンディング等の画質欠陥を生ずる虞れがある。
そこで、本実施の形態では、少なくとも一つのアジテータ116又は117のアジテートフィルム402がハウジング壁面に常に接触するように、複数のアジテータ116,117の回転位置関係が予め調整されている。尚、3以上のアジテータを搭載する態様にあってもいずれか一つのアジテータのアジテートフィルムがハウジング壁面に常に接触するように調整されていればよい。
ここで、アジテータ116,117としては撹拌搬送コイルスプリング等を用いることができるが、本実施の形態では(図7参照)、アジテータ116,117は回転軸401にPETフィルム等からなるアジテートフィルム402の一端を固着し、このアジテートフィルム402にてトナーをトナー補給室壁面に沿って搬送するものである。尚、図6においては、アジテータ116,117の形態は模式的に示されている。
特に、本実施の形態にあっては、アジテータ116,117は夫々アジテートフィルム402がハウジング壁面に接触する領域と非接触である領域とを有するものであり、ハウジング壁面に非接触な領域ではアジテータ116,117の駆動トルクは最小となり、少なくとも一つのアジテータ116又は117のアジテートフィルム402がハウジング壁面に接触している時の駆動トルクとの間に大きな差が生ずる。このような駆動トルク差があると、トナー補給ユニット110が振動源となり、プロセスカートリッジ自体が振動し、バンディング等の画質欠陥を生ずる虞れがある。
そこで、本実施の形態では、少なくとも一つのアジテータ116又は117のアジテートフィルム402がハウジング壁面に常に接触するように、複数のアジテータ116,117の回転位置関係が予め調整されている。尚、3以上のアジテータを搭載する態様にあってもいずれか一つのアジテータのアジテートフィルムがハウジング壁面に常に接触するように調整されていればよい。
この場合において、アジテータ116は補給用トナーを隣接するアジテータ117の方に搬送すればよいため、アジテートフィルム402の回転自由端縁には切れ込みなどを形成していない。
これに対し、アジテータ117は、図6及び図7に示すように、ディスペンス入口開口114に向けて補給用トナーを搬送する必要があるため、アジテータフィルム402の回転自由端縁にはトナー搬送方向に向って傾斜する切れ込みが適宜数形成されている。
このアジテートフィルム402の回転自由端縁の切れ込みは、トナー補助ハウジング111のディスペンス入口開口114に向かうトナー搬送方向に傾斜し且つ切込み量が大きい大切れ込み411と、傾斜方向が同じで大切れ込み411より切れ込み量が小さい小切れ込み412とを備えている。
これに対し、アジテータ117は、図6及び図7に示すように、ディスペンス入口開口114に向けて補給用トナーを搬送する必要があるため、アジテータフィルム402の回転自由端縁にはトナー搬送方向に向って傾斜する切れ込みが適宜数形成されている。
このアジテートフィルム402の回転自由端縁の切れ込みは、トナー補助ハウジング111のディスペンス入口開口114に向かうトナー搬送方向に傾斜し且つ切込み量が大きい大切れ込み411と、傾斜方向が同じで大切れ込み411より切れ込み量が小さい小切れ込み412とを備えている。
本実施の形態では、大切れ込み411は回転軸401付近まで大きく切り込まれており、一方、小切れ込み412はアジテートフィルム402の回転自由端縁に所定ピッチ毎に連続的に配列されており、大切れ込み411間に複数配置されている。
本例では、アジテートフィルム402は厚さが25〜150μm程度のPET等の樹脂フィルムで構成され、ハウジング壁面との干渉量は1〜10mm、また、切れ込み角は10°〜80°、好ましくは30°〜60°である。更に、切れ込み幅は1mm以下、大切れ込みの量は幅の50%〜90%(図7のHに対するh)、間隔10mm〜50mm、一方、小切れ込みの量は幅の1%〜40%(図7のHに対するh′)、間隔1mm〜7mmである。本形態では、干渉量2mm、切れ込み角45°、幅=20mm、切れ込み幅0.01mm、H=25mm、h=20mm、h′=5mm、としている。
また、アジテートフィルム402のうちディスペンス入口開口114に対応した部分には何ら切れ込みは形成されておらず、このディスペンス入口開口114の開口幅に対応した箇所に径方向に延びる切れ込み415が形成され、この切れ込み415の存在によりディスペンス入口開口114へのトナー供給性が保証されるようになっている。
本例では、アジテートフィルム402は厚さが25〜150μm程度のPET等の樹脂フィルムで構成され、ハウジング壁面との干渉量は1〜10mm、また、切れ込み角は10°〜80°、好ましくは30°〜60°である。更に、切れ込み幅は1mm以下、大切れ込みの量は幅の50%〜90%(図7のHに対するh)、間隔10mm〜50mm、一方、小切れ込みの量は幅の1%〜40%(図7のHに対するh′)、間隔1mm〜7mmである。本形態では、干渉量2mm、切れ込み角45°、幅=20mm、切れ込み幅0.01mm、H=25mm、h=20mm、h′=5mm、としている。
また、アジテートフィルム402のうちディスペンス入口開口114に対応した部分には何ら切れ込みは形成されておらず、このディスペンス入口開口114の開口幅に対応した箇所に径方向に延びる切れ込み415が形成され、この切れ込み415の存在によりディスペンス入口開口114へのトナー供給性が保証されるようになっている。
更に、本実施の形態では、アジテータ116,117の回転軸401は、図8に示すように、メイン補給ハウジング111に軸受405を介して回転自在に支承されており、このメイン補給ハウジング111の両端内壁面はアジテートフィルム402の長手方向両端部形状の回転軌跡に沿った形状に形成されている。
更にまた、本実施の形態では、メイン補給ハウジング111の内壁面の一部は、アジテータ116,117のアジテートフィルム402の回転自由端縁が摺接する形状になっているため、トナー補給室112にデッドスペースがなくなり、最後までトナーを搬送することができる。
更にまた、本実施の形態では、メイン補給ハウジング111の内壁面の一部は、アジテータ116,117のアジテートフィルム402の回転自由端縁が摺接する形状になっているため、トナー補給室112にデッドスペースがなくなり、最後までトナーを搬送することができる。
次に、アジテータ117によるトナー搬送動作について説明する。
図9はアジテータ117の搬送メカニズムを模式的に示したものであり、アジテータ117の要部正面図、その右側面図及びその平面図の三面図を示したものである。
同図において、AとBの部位に着目すると、今同一変位をしたと仮定すると(壁面に接した場合を想定)、Aの部位のばね定数とBの部位のばね定数では、Aの方が大きいので、回転軸401を固定端と考えた板の曲げ変形では、Bのほうが大きく撓む。撓む方向は回転方向の下流側であり、この撓みによる変形と回転とにより、トナーは矢印C方向に力を受ける。そして、その分力方向である矢印トナー搬送方向に運ばれる。
つまり、ハウジング壁面に摺接するアジテートフィルム402の回転自由端縁には傾斜した切れ込み411が形成されているため、このアジテートフィルム402の回転自由端縁が弾性変形すると、前記傾斜切れ込み411より前記壁面との接線が回転軸401と平行にならず、やや斜めに形成される。この斜めの接触により回転と同時にスラスト力が発生し、トナーが搬送されるのである。
図9はアジテータ117の搬送メカニズムを模式的に示したものであり、アジテータ117の要部正面図、その右側面図及びその平面図の三面図を示したものである。
同図において、AとBの部位に着目すると、今同一変位をしたと仮定すると(壁面に接した場合を想定)、Aの部位のばね定数とBの部位のばね定数では、Aの方が大きいので、回転軸401を固定端と考えた板の曲げ変形では、Bのほうが大きく撓む。撓む方向は回転方向の下流側であり、この撓みによる変形と回転とにより、トナーは矢印C方向に力を受ける。そして、その分力方向である矢印トナー搬送方向に運ばれる。
つまり、ハウジング壁面に摺接するアジテートフィルム402の回転自由端縁には傾斜した切れ込み411が形成されているため、このアジテートフィルム402の回転自由端縁が弾性変形すると、前記傾斜切れ込み411より前記壁面との接線が回転軸401と平行にならず、やや斜めに形成される。この斜めの接触により回転と同時にスラスト力が発生し、トナーが搬送されるのである。
また、図10(a)は本実施の形態に係るアジテータ117の長手方向端部形状(図7のY部)の作用を示す説明図であり、同図(b)は比較の形態(小切れ込み無しのモデル)に係るアジテータの長手方向端部形状の作用を示す説明図である。
今、図10(b)の比較の形態において、AとBの部位に着目する。今同一変位をしたとすると(壁面に接した場合を想定)、Aの部位のばね定数とBの部位のばね定数では、略同一と考えられ、回転軸402を固定端と考えた板の曲げ変形では、その撓み量は略同じとなる。撓む方向は回転方向の下流側である。この撓みによる変形と回転では、トナーをただ単に前方へ押し出すだけとなる。
つまり、アジテートフィルム402の長手方向端部領域Yは、傾斜した切れ込み411と直線状の端部で囲まれているため、スラスト力を発生する所望の変形が起きないのである。
そこで、図10(a)に示すように、A−B間に小切れ込み412を入れると、B部のばね定数がA部に比較して小さくなり、ばね定数の関係が所望の関係となり正規の変形が起こるものと考えられる。
今、図10(b)の比較の形態において、AとBの部位に着目する。今同一変位をしたとすると(壁面に接した場合を想定)、Aの部位のばね定数とBの部位のばね定数では、略同一と考えられ、回転軸402を固定端と考えた板の曲げ変形では、その撓み量は略同じとなる。撓む方向は回転方向の下流側である。この撓みによる変形と回転では、トナーをただ単に前方へ押し出すだけとなる。
つまり、アジテートフィルム402の長手方向端部領域Yは、傾斜した切れ込み411と直線状の端部で囲まれているため、スラスト力を発生する所望の変形が起きないのである。
そこで、図10(a)に示すように、A−B間に小切れ込み412を入れると、B部のばね定数がA部に比較して小さくなり、ばね定数の関係が所望の関係となり正規の変形が起こるものと考えられる。
また、本実施の形態では、回転軸401がアジテートフィルム402の変形力による反力で撓むことが起こり得るので、この撓みの影響について検討する。
今、図11(b)に示す比較の形態(小切れ込み無しモデル)において、AとBの部位に着目する。回転軸401の撓みがないと想定し、今同一変位をしたとすると(壁面に接した場合を想定)、Aの部位のばね定数とBの部位のばね定数では、Aの方が大きいので、回転軸401を固定端と考えた板の曲げ変形では、Bのほうが大きく撓む。しかしながら、実際回転軸401が上記Bの撓みを緩和するように上に凸の形で変形すると、AとBの撓みの差異がなくなる。この状態ではトナー搬送はできない。
そこで、A−B間に小切れ込み412を入れると、B部のばね定数がA部に比較して小さくなり、ばね定数の関係が所望の関係となり正規の変形が起こるものと考えられる。
つまり、本実施の形態では、アジテートフィルム402の小切れ込み412が常時接する端部全辺に必要となるケースに対応したものである。それは、アジテータ117を保持し回転する回転軸401が前記アジテートフィルム402の変形力による反力で撓む場合である。この撓みが発生すると、アジテートフィルム402とハウジング壁面との間での上記した斜めの接触がキャンセルされるため、スラスト力が発生せず、トナーを送らなくなるのである。これを防止するために、前記したように、大切れ込み411の間に小切れ込み412を配設することにより、前記キャンセル作用が弱まり、再びスラスト力が発生するようになる。
今、図11(b)に示す比較の形態(小切れ込み無しモデル)において、AとBの部位に着目する。回転軸401の撓みがないと想定し、今同一変位をしたとすると(壁面に接した場合を想定)、Aの部位のばね定数とBの部位のばね定数では、Aの方が大きいので、回転軸401を固定端と考えた板の曲げ変形では、Bのほうが大きく撓む。しかしながら、実際回転軸401が上記Bの撓みを緩和するように上に凸の形で変形すると、AとBの撓みの差異がなくなる。この状態ではトナー搬送はできない。
そこで、A−B間に小切れ込み412を入れると、B部のばね定数がA部に比較して小さくなり、ばね定数の関係が所望の関係となり正規の変形が起こるものと考えられる。
つまり、本実施の形態では、アジテートフィルム402の小切れ込み412が常時接する端部全辺に必要となるケースに対応したものである。それは、アジテータ117を保持し回転する回転軸401が前記アジテートフィルム402の変形力による反力で撓む場合である。この撓みが発生すると、アジテートフィルム402とハウジング壁面との間での上記した斜めの接触がキャンセルされるため、スラスト力が発生せず、トナーを送らなくなるのである。これを防止するために、前記したように、大切れ込み411の間に小切れ込み412を配設することにより、前記キャンセル作用が弱まり、再びスラスト力が発生するようになる。
一方、ディスペンス室113には長手方向に沿ってディスペンスオーガー118が配設されている。特に、本実施の形態では、ディスペンスオーガー118は現像ユニット100内の撹拌搬送オーガー104,105と略同径かそれ以下の螺旋羽根を備えたものになっており、更に、ディスペンスオーガー118のピッチが撹拌搬送オーガー104,105のピッチ以下に設定されている。
また、本実施の形態では、トナー供給口115は、図12(a)(b)に示すように、その下端が現像剤収容室102に収容される現像剤Gの表面位置より下方に位置するように開口している。すなわち、トナー供給口115は現像剤収容室102の現像剤Gの表面位置から少なくとも埋もれていればよく、現像剤収容室102の現像剤堆積部に補給用トナーTを横から供給可能とし、現像剤G上に補給用トナーTを浮き上がらせることなく、補給用トナーTの現像剤への撹拌混合性を確保するようになっている。
特に、本実施の形態では、トナー補給ユニット110内の補給用トナーTがトナー供給口115から押し出される押圧力が現像剤収容室102の現像剤Gによる内圧よりも大きく設定されている。
具体的には、ディスペンス入口開口114がトナー供給口115よりも広く形成され、また、ディスペンス室113の長手方向長がディスペンス入口開口114よりも充分長く設定されている。更に、アジテータ117によるディスペンス入口開口114へのトナー供給量はディスペンスオーガー118によるトナー搬送量(トナー供給口115から排出されるトナー供給量に相当)より多く設定されている。
更にまた、ディスペンスオーガー118の径寸法や羽根ピッチ、回転数などについては、ディスペンスオーガー118によるトナーの搬送力に基づくトナー内圧がトナー供給口115にかかる現像剤収容室102内の現像剤Gの内圧(撹拌搬送オーガー104の搬送力に依存)に比べて大きくなるように選定されている。
特に、本実施の形態では、トナー補給ユニット110内の補給用トナーTがトナー供給口115から押し出される押圧力が現像剤収容室102の現像剤Gによる内圧よりも大きく設定されている。
具体的には、ディスペンス入口開口114がトナー供給口115よりも広く形成され、また、ディスペンス室113の長手方向長がディスペンス入口開口114よりも充分長く設定されている。更に、アジテータ117によるディスペンス入口開口114へのトナー供給量はディスペンスオーガー118によるトナー搬送量(トナー供給口115から排出されるトナー供給量に相当)より多く設定されている。
更にまた、ディスペンスオーガー118の径寸法や羽根ピッチ、回転数などについては、ディスペンスオーガー118によるトナーの搬送力に基づくトナー内圧がトナー供給口115にかかる現像剤収容室102内の現像剤Gの内圧(撹拌搬送オーガー104の搬送力に依存)に比べて大きくなるように選定されている。
また、本実施の形態では、図12(a)(b)に示すように、ディスペンスオーガー118は通常の撹拌搬送用のオーガー羽根118aのほかに、トナー供給口115に面した部位にせき止め用のオーガー羽根118bを有しており、このせき止め用のオーガー羽根118bが押出部PSとして働き、この押出部PSによりせき止められたトナーTがトナー供給口115から現像剤収容室102へと押し出されるようになっている。
尚、本実施の形態では、トナー供給口115は、現像剤収容室102の端部位置から離れた位置に開口しているが、前記せき止め用のオーガー羽根118bによる押し出し作用にてトナー供給口115から補給用トナーTが押し出される。
尚、本実施の形態では、トナー供給口115は、現像剤収容室102の端部位置から離れた位置に開口しているが、前記せき止め用のオーガー羽根118bによる押し出し作用にてトナー供給口115から補給用トナーTが押し出される。
更に、本実施の形態では、トナー供給口115の上端はアドミックスオーガー104の上端部よりも上方に位置するようになっているが、例えば下方に位置するように設定すれば、アドミックスオーガー104の上端部より下方からトナーが補給されることになり、その分、補給されたトナーがアドミックスオーガー104に巻き込まれ、速やかに撹拌混合されることに加えて、現像ユニット100の扁平化を図ることができる。
更にまた、トナー供給口115の下端がアドミックスオーガー104の回転中心より下方に設定されているため、アドミックスオーガー104の回転中心より下方からトナーTが補給されることになり、その分、補給されたトナーTがアドミックスオーガー104に巻き込まれ、速やかに現像剤と撹拌混合される。
また、ディスペンスオーガー118の中心はアドミックスオーガー104の回転中心よりも略同じか下方に位置するように設定されているため、アドミックスオーガー104の回転中心より下方からトナーが補給されることになり、その分、補給されたトナーがアドミックスオーガー104に巻き込まれ、速やかに撹拌混合される。
更にまた、トナー供給口115の下端がアドミックスオーガー104の回転中心より下方に設定されているため、アドミックスオーガー104の回転中心より下方からトナーTが補給されることになり、その分、補給されたトナーTがアドミックスオーガー104に巻き込まれ、速やかに現像剤と撹拌混合される。
また、ディスペンスオーガー118の中心はアドミックスオーガー104の回転中心よりも略同じか下方に位置するように設定されているため、アドミックスオーガー104の回転中心より下方からトナーが補給されることになり、その分、補給されたトナーがアドミックスオーガー104に巻き込まれ、速やかに撹拌混合される。
また、トナー収容室112の容量については、ディスペンス室113の容量、あるいは、ディスペンス室113と現像剤収容室102との合計容量よりもトナー収容室112の容量を大きくすれば、トナー供給口115からのトナーを継続的に安定補給することができる。尚、ここでいう容量は夫々トナーの収容量、現像剤の収容量を意味する。
更に、本実施の形態では、アジテータ116,117の回転中心はディスペンスオーガー118及び撹拌搬送オーガー104,105よりも上方に位置するように配置されている。
このため、トナー収容室112からディスペンス室113、現像剤収容室102までトナーTを持ち上げる必要がないため、ディスペンス室113でのトナー内圧を効果的に上げることができ、ディスペンス室113でのトナー内圧を損なうことなく、現像剤収容室102へのトナー補給をスムースに行うことができる。
更に、本実施の形態では、アジテータ116,117の回転中心はディスペンスオーガー118及び撹拌搬送オーガー104,105よりも上方に位置するように配置されている。
このため、トナー収容室112からディスペンス室113、現像剤収容室102までトナーTを持ち上げる必要がないため、ディスペンス室113でのトナー内圧を効果的に上げることができ、ディスペンス室113でのトナー内圧を損なうことなく、現像剤収容室102へのトナー補給をスムースに行うことができる。
−サブトナー補給ユニット−
また、本実施の形態において、サブトナー補給ユニット120は、図3に示すように、クリーニングユニット200の背面側に隣接するサブ補給ハウジング121を有し、このサブ補給ハウジング121内を補給用トナーTが補給可能に収容されるトナー補給室122として構成するようになっている。
そして、トナー補給室122内には補給用トナーTを撹拌搬送するための一対のアジテータ123,124が配設されている。
ここで、サブトナー補給ユニット120とメイントナー補給ユニット110との連通構造としては、図3及び図13に示すように、弾性部材からなるスペーサ130に連通路(トナー供給路)131を形成したものが用いられる。本実施の形態では、スペーサ130は各ユニット110,120間の両側二箇所に設けられ、夫々にトナー供給路131を形成しているが、例えばいずれか一方のスペーサ130にのみトナー供給路131を形成してもよいし、あるいは、片側一箇所にスペーサ130を設け、このスペーサ130にトナー供給路131を形成しても差し支えない。
尚、本実施の形態では、このサブトナー補給ユニット120は、図13に仮想線で示すように、未使用時にはトナー供給路131との連結部位を使用時に開放可能なシール部材125で塞ぐことが好ましい。この場合、プロセスカートリッジ30未使用時(例えば輸送時)にサブトナー補給ユニット120内のトナーがトナー供給路131に入り込み、目詰まりを起こす懸念がないばかりか、サブトナー補給ユニット120内のトナーがメイントナー補給ユニット110側に偏って充填され、メイントナー補給ユニット110内のトナーの充填密度が不必要に高くなってしまう事態を有効に回避することができる。
また、本実施の形態において、サブトナー補給ユニット120は、図3に示すように、クリーニングユニット200の背面側に隣接するサブ補給ハウジング121を有し、このサブ補給ハウジング121内を補給用トナーTが補給可能に収容されるトナー補給室122として構成するようになっている。
そして、トナー補給室122内には補給用トナーTを撹拌搬送するための一対のアジテータ123,124が配設されている。
ここで、サブトナー補給ユニット120とメイントナー補給ユニット110との連通構造としては、図3及び図13に示すように、弾性部材からなるスペーサ130に連通路(トナー供給路)131を形成したものが用いられる。本実施の形態では、スペーサ130は各ユニット110,120間の両側二箇所に設けられ、夫々にトナー供給路131を形成しているが、例えばいずれか一方のスペーサ130にのみトナー供給路131を形成してもよいし、あるいは、片側一箇所にスペーサ130を設け、このスペーサ130にトナー供給路131を形成しても差し支えない。
尚、本実施の形態では、このサブトナー補給ユニット120は、図13に仮想線で示すように、未使用時にはトナー供給路131との連結部位を使用時に開放可能なシール部材125で塞ぐことが好ましい。この場合、プロセスカートリッジ30未使用時(例えば輸送時)にサブトナー補給ユニット120内のトナーがトナー供給路131に入り込み、目詰まりを起こす懸念がないばかりか、サブトナー補給ユニット120内のトナーがメイントナー補給ユニット110側に偏って充填され、メイントナー補給ユニット110内のトナーの充填密度が不必要に高くなってしまう事態を有効に回避することができる。
そして、本実施の形態では、メイントナー補給ユニット110から現像ユニット100に所定量のトナーTが補給されると、これと同時に、サブトナー補給ユニット120内のトナーTがメイントナー補給ユニット110に補充されるようになっている。このため、メイントナー補充ユニット110内にはサブトナー補給ユニット120が空になるまで略一定のトナーTが充填されることになり、現像カートリッジ30bの重量変化は少なく抑えられる。
このとき、感光体カートリッジ30aは装置筐体21のカートリッジ受部に対して位置決め固定されているため、サブトナー補給ユニット120のトナー収容量変化は現像カートリッジ30bの重量変化には何等影響しない。
よって、サブトナー補給ユニット120が空に至るまでは感光体カートリッジ30aに対する現像カートリッジ30bの加圧付勢力の変動は抑えられ、その分、画像乱れを有効に防止することが可能である。
このとき、感光体カートリッジ30aは装置筐体21のカートリッジ受部に対して位置決め固定されているため、サブトナー補給ユニット120のトナー収容量変化は現像カートリッジ30bの重量変化には何等影響しない。
よって、サブトナー補給ユニット120が空に至るまでは感光体カートリッジ30aに対する現像カートリッジ30bの加圧付勢力の変動は抑えられ、その分、画像乱れを有効に防止することが可能である。
更に、感光体カートリッジ30aが装置筐体21に位置決め固定されていることから、少なくとも走査用通路135を形成する感光体カートリッジ30aの下側面位置が変化することはなく、その分、感光体カートリッジ30aに揺動支持されている現像カートリッジ30bの位置が変動したとしても、走査用通路135が遮られる虞れは少ない。
<クリーニング装置>
また、本実施の形態において、クリーニング装置34は、図14に示すように、感光体カートリッジ30aにクリーニングユニット200として組み込まれている。
このクリーニングユニット200は感光体ドラム31に対向して開口するクリーニングハウジング201を有し、このクリーニングハウジング201内を廃トナーが収容可能な廃トナー収容室203として構成すると共に、クリーニングハウジング201の上壁201aを感光体ドラム31側に向けて庇状に延ばしたものである。
そして、このクリーニングハウジング201の開口下縁部201bにはクリーニングブレード210が配設されており、このクリーニングブレード210はクリーニングハウジング201の開口下縁部201b及び上壁201a両側から垂下した側壁部(図示せず)に略L字状のブレードホルダ212を取付け、このブレードホルダ212の先端部外側にウレタンゴム等の弾性体からなるブレード本体211を取付け、このブレード本体211の先端を感光体ドラム31の回転方向(図14では反時計回り方向)に対向するように弾接させたものである。
一方、クリーニングハウジング201の開口上縁部(本実施の形態では上壁201a先端近傍)にはPETなどのフィルムシール215が設けられ、このフィルムシール215の先端部が感光体ドラム31の回転方向に沿って弾接し、クリーニングブレード210によって回収された廃トナーの飛散を防止するようになっている。
また、本実施の形態において、クリーニング装置34は、図14に示すように、感光体カートリッジ30aにクリーニングユニット200として組み込まれている。
このクリーニングユニット200は感光体ドラム31に対向して開口するクリーニングハウジング201を有し、このクリーニングハウジング201内を廃トナーが収容可能な廃トナー収容室203として構成すると共に、クリーニングハウジング201の上壁201aを感光体ドラム31側に向けて庇状に延ばしたものである。
そして、このクリーニングハウジング201の開口下縁部201bにはクリーニングブレード210が配設されており、このクリーニングブレード210はクリーニングハウジング201の開口下縁部201b及び上壁201a両側から垂下した側壁部(図示せず)に略L字状のブレードホルダ212を取付け、このブレードホルダ212の先端部外側にウレタンゴム等の弾性体からなるブレード本体211を取付け、このブレード本体211の先端を感光体ドラム31の回転方向(図14では反時計回り方向)に対向するように弾接させたものである。
一方、クリーニングハウジング201の開口上縁部(本実施の形態では上壁201a先端近傍)にはPETなどのフィルムシール215が設けられ、このフィルムシール215の先端部が感光体ドラム31の回転方向に沿って弾接し、クリーニングブレード210によって回収された廃トナーの飛散を防止するようになっている。
本実施の形態において、クリーニングブレード210のクリーニングハウジング201への取付部以外の部分はクリーニングハウジング201の上壁201aの庇状部分と略平行に配置されており、クリーニングブレード210で掻き取った廃トナーを一時的に溜める廃トナー溜まり部213(本例ではブレードホルダ212内面が相当)として構成される。特に、本例では、廃トナー溜まり部213は廃トナー収容室203に向かって下り勾配になっており、廃トナーTdの搬送性を向上させることが可能である。
尚、本実施の形態では、廃トナー溜まり部213はクリーニングブレード210のみで構成されているが、クリーニングブレード210のみならずクリーニングハウジング201の一部をも用いて構成するようにしてもよい。
また、このクリーニングハウジング201とクリーニングブレード210との間には感光体ドラム31に対して凹所となるスペースが確保されるため、この凹所を利用して帯電ロール32が配設されている。
尚、クリーニングハウジング201の上壁201aの先端にはイレーズランプ35の保持ブロック202が設けられている。
尚、本実施の形態では、廃トナー溜まり部213はクリーニングブレード210のみで構成されているが、クリーニングブレード210のみならずクリーニングハウジング201の一部をも用いて構成するようにしてもよい。
また、このクリーニングハウジング201とクリーニングブレード210との間には感光体ドラム31に対して凹所となるスペースが確保されるため、この凹所を利用して帯電ロール32が配設されている。
尚、クリーニングハウジング201の上壁201aの先端にはイレーズランプ35の保持ブロック202が設けられている。
更に、本実施の形態において、クリーニングハウジング201内には、クリーニングブレード210で掻き取った廃トナーTdを廃トナー収容室203側に搬送する廃トナー搬送部材220が設けられている。
この廃トナー搬送部材220は、廃トナー収容室203から廃トナー溜まり部213との間に跨る部材要素としての搬送プレート221を有し、この搬送プレート221の廃トナー収容室203側端部には外部からの駆動力が入力可能な駆動入力部222を設けると共に、搬送プレート221の感光体ドラム31側端部には廃トナー溜まり部213と接触可能な突出部223を設けたものである。
ここで、搬送プレート221は板状のままでも差し支えないが、軽量化及び上面部への廃トナーTdの堆積などを有効に回避するという観点からすれば、搬送プレート221の突出部223及び駆動入力部222以外の部位に開口224(図15参照)を形成することが好ましい。また、突出部223の形成箇所については搬送プレート221の端部である必要は必ずしもなく、端部から離れた部位でもよいし、また、突出部223の数についても少なくとも一つあればよいが、複数設けても差し支えない。更に、突出部223の形成法については、搬送プレート221の先端部を折り曲げて形成したり、あるいは、搬送プレート221の一部に突出部223を一体的若しくは別体にて形成する等適宜選定して差し支えない。
尚、廃トナー搬送部材220の部材要素としては、必ずしも搬送プレート221である必要はなく、例えば枠フレーム構造のものなどを用いてもよいことは勿論である。
この廃トナー搬送部材220は、廃トナー収容室203から廃トナー溜まり部213との間に跨る部材要素としての搬送プレート221を有し、この搬送プレート221の廃トナー収容室203側端部には外部からの駆動力が入力可能な駆動入力部222を設けると共に、搬送プレート221の感光体ドラム31側端部には廃トナー溜まり部213と接触可能な突出部223を設けたものである。
ここで、搬送プレート221は板状のままでも差し支えないが、軽量化及び上面部への廃トナーTdの堆積などを有効に回避するという観点からすれば、搬送プレート221の突出部223及び駆動入力部222以外の部位に開口224(図15参照)を形成することが好ましい。また、突出部223の形成箇所については搬送プレート221の端部である必要は必ずしもなく、端部から離れた部位でもよいし、また、突出部223の数についても少なくとも一つあればよいが、複数設けても差し支えない。更に、突出部223の形成法については、搬送プレート221の先端部を折り曲げて形成したり、あるいは、搬送プレート221の一部に突出部223を一体的若しくは別体にて形成する等適宜選定して差し支えない。
尚、廃トナー搬送部材220の部材要素としては、必ずしも搬送プレート221である必要はなく、例えば枠フレーム構造のものなどを用いてもよいことは勿論である。
そして、本実施の形態では、例えば図14に示すように、廃トナー搬送部材220の駆動入力部222には回転軌跡状の駆動力が入力されるようになっており、この回転軌跡状の駆動力は例えば回転駆動機構230の一種であるクランク軸231を回転中心を中心として回転駆動させることにより容易に得られるものである。
更に、本実施の形態では、廃トナー搬送部材220には廃トナー搬送部材220の移動姿勢を規制するための姿勢規制機構240が付設されている。
本実施の形態において、姿勢規制機構240は、廃トナー搬送部材220の突出部223側に一端が係合し且つ他端がクリーニングハウジング201の一部に係合する付勢スプリング241にて構成され、駆動入力部222から離間する方向に向かって廃トナー搬送部材220を付勢するものである。
更に、本実施の形態では、廃トナー搬送部材220には廃トナー搬送部材220の移動姿勢を規制するための姿勢規制機構240が付設されている。
本実施の形態において、姿勢規制機構240は、廃トナー搬送部材220の突出部223側に一端が係合し且つ他端がクリーニングハウジング201の一部に係合する付勢スプリング241にて構成され、駆動入力部222から離間する方向に向かって廃トナー搬送部材220を付勢するものである。
特に、本実施の形態では、付勢スプリング241は廃トナー搬送部材220の進退方向に対して斜め方向に向かって配設されている。
ここで、付勢スプリング241の取付構造としては、図14及び図15において、付勢スプリング241の両端に係止フック242,243を設け、クリーニングハウジング201側の係合突起204に一方の係止フック242を係合させ、廃トナー搬送部材220の突出部223側端部に設けられた係合片225に他方の係止フック243を係合させるものが用いられる。
尚、本実施の形態では、付勢スプリング241の取付構造として、クリーニングハウジング201内に係合突起204を設けているが、これに限られるものではなく、例えばクリーニングハウジング201に対し外部に連通する係止孔を開設するような態様にあっては、廃トナー漏れの虞れがあるが、このような場合には、係止孔をシール部材にてシールするようにすればよい。このシール部材としては、CRUに貼られるラベル等を兼用することが好ましい。
ここで、付勢スプリング241の取付構造としては、図14及び図15において、付勢スプリング241の両端に係止フック242,243を設け、クリーニングハウジング201側の係合突起204に一方の係止フック242を係合させ、廃トナー搬送部材220の突出部223側端部に設けられた係合片225に他方の係止フック243を係合させるものが用いられる。
尚、本実施の形態では、付勢スプリング241の取付構造として、クリーニングハウジング201内に係合突起204を設けているが、これに限られるものではなく、例えばクリーニングハウジング201に対し外部に連通する係止孔を開設するような態様にあっては、廃トナー漏れの虞れがあるが、このような場合には、係止孔をシール部材にてシールするようにすればよい。このシール部材としては、CRUに貼られるラベル等を兼用することが好ましい。
このように、廃トナー搬送部材220に付勢スプリング241を付設すると、図14及び図15に示すように、廃トナー搬送部材220の駆動入力部222に回転軌跡状の駆動力が入力されると、これに追従して、廃トナー搬送部材220の突出部223は廃トナー溜まり部213に沿って進退移動する。
このとき、付勢スプリング241は、廃トナー搬送部材220の駆動入力部222の位置変化に対する廃トナー搬送部材220の姿勢変化範囲を規制するようになっている。本例では、廃トナー搬送部材220は、後退移動時には突出部223が廃トナー溜まり部213に沿って廃トナーに対し接触移動し、進出移動時には突出部223が廃トナー溜まり部213上の廃トナーに対し非接触移動するものである。具体的挙動については後述する。
特に、本実施の形態では、付勢スプリング241は廃トナー搬送部材220の進退方向に対して斜め方向に配設されているため、配設スペースの省スペース化を図ることができるほか、廃トナー搬送部材220の移動量に対して付勢スプリング241の伸縮量を小さく設定することが可能になり、その分、廃トナー搬送部材への駆動力負荷変動を緩和することができる点で好ましい。
このとき、付勢スプリング241は、廃トナー搬送部材220の駆動入力部222の位置変化に対する廃トナー搬送部材220の姿勢変化範囲を規制するようになっている。本例では、廃トナー搬送部材220は、後退移動時には突出部223が廃トナー溜まり部213に沿って廃トナーに対し接触移動し、進出移動時には突出部223が廃トナー溜まり部213上の廃トナーに対し非接触移動するものである。具体的挙動については後述する。
特に、本実施の形態では、付勢スプリング241は廃トナー搬送部材220の進退方向に対して斜め方向に配設されているため、配設スペースの省スペース化を図ることができるほか、廃トナー搬送部材220の移動量に対して付勢スプリング241の伸縮量を小さく設定することが可能になり、その分、廃トナー搬送部材への駆動力負荷変動を緩和することができる点で好ましい。
次に、本実施の形態で用いられるクリーニング装置34の作動について説明する。
今、図14及び図16(a)に示すように、感光体ドラム31上の残留トナーがクリーニングブレード210で掻き取られると、掻き取られた廃トナーTdはクリーニングブレード210上及びその近傍に堆積するが、掻き取られたトナーによって次々に押し出された後、廃トナー溜まり部213(本例ではブレードホルダ212内面が相当)上に廃トナーTdが堆積する。
このような状態において、今、廃トナー搬送部材220の駆動入力部222が図16(a)の位置にあるとすると、廃トナー搬送部材220は最進出位置に配設されることになる。
このとき、付勢スプリング241は廃トナー搬送部材220を駆動入力部222から離間する方向に付勢することになるが、廃トナー搬送部材220の駆動入力部222位置と付勢スプリング241のクリーニングハウジング201側の係止点位置との関係を調整することにより、付勢スプリング241の付勢力成分の一部が廃トナー搬送部材220の突出部223を廃トナー溜まり部213上の廃トナーに接触させる方向に作用するようにしておけば、廃トナー搬送部材220の突出部223は廃トナー溜まり部213上の廃トナーに接触する。
今、図14及び図16(a)に示すように、感光体ドラム31上の残留トナーがクリーニングブレード210で掻き取られると、掻き取られた廃トナーTdはクリーニングブレード210上及びその近傍に堆積するが、掻き取られたトナーによって次々に押し出された後、廃トナー溜まり部213(本例ではブレードホルダ212内面が相当)上に廃トナーTdが堆積する。
このような状態において、今、廃トナー搬送部材220の駆動入力部222が図16(a)の位置にあるとすると、廃トナー搬送部材220は最進出位置に配設されることになる。
このとき、付勢スプリング241は廃トナー搬送部材220を駆動入力部222から離間する方向に付勢することになるが、廃トナー搬送部材220の駆動入力部222位置と付勢スプリング241のクリーニングハウジング201側の係止点位置との関係を調整することにより、付勢スプリング241の付勢力成分の一部が廃トナー搬送部材220の突出部223を廃トナー溜まり部213上の廃トナーに接触させる方向に作用するようにしておけば、廃トナー搬送部材220の突出部223は廃トナー溜まり部213上の廃トナーに接触する。
この状態から回転駆動機構230により駆動入力部222位置が下方へ回転することにより、図16(b)に示すように、廃トナー搬送部材220は次第に傾斜しながら後退移動するが、このとき、廃トナー搬送部材220の突出部223は廃トナー溜まり部213上の廃トナーを廃トナー収容室203側へ向けて搬送していく。
そして、廃トナー搬送部材220の駆動入力部222が最下点に達すると、廃トナー搬送部材220の姿勢は最も急傾斜状態になるが、廃トナー搬送部材220の突出部223と廃トナー溜まり部213との間の接触状態を保つという観点から、廃トナー搬送部材220のうち突出部223以外の部位が廃トナー溜まり部213と非接触にしておくことが効率的である。
この後、廃トナー搬送部材220の駆動入力部222が図16(c)の位置まで回転すると、廃トナー搬送部材220は次第に傾斜姿勢をゆるめながら更に後退移動する。このとき、付勢スプリング241は依然として廃トナー搬送部材220を廃トナー溜まり部213側に押し付けるように作用するため、廃トナー搬送部材220の突出部223は廃トナー溜まり部213に沿って廃トナーTdに対し接触移動し、廃トナーTdを廃トナー収容室203側に移動させる。
尚、本実施の形態では、図16(c)及び図17(a)に示すように、廃トナー搬送部材220が最後退位置に到達したとしても、廃トナー搬送部材220の突出部223は廃トナー溜まり部213の廃トナー収容室203寄り端部までは移動しないが、廃トナー溜まり部213の廃トナー収容室203寄り端部付近まで搬送された廃トナーは、後から搬送されてくる廃トナーによって押され、順次廃トナー収容室203へと収容されていく。
そして、廃トナー搬送部材220の駆動入力部222が最下点に達すると、廃トナー搬送部材220の姿勢は最も急傾斜状態になるが、廃トナー搬送部材220の突出部223と廃トナー溜まり部213との間の接触状態を保つという観点から、廃トナー搬送部材220のうち突出部223以外の部位が廃トナー溜まり部213と非接触にしておくことが効率的である。
この後、廃トナー搬送部材220の駆動入力部222が図16(c)の位置まで回転すると、廃トナー搬送部材220は次第に傾斜姿勢をゆるめながら更に後退移動する。このとき、付勢スプリング241は依然として廃トナー搬送部材220を廃トナー溜まり部213側に押し付けるように作用するため、廃トナー搬送部材220の突出部223は廃トナー溜まり部213に沿って廃トナーTdに対し接触移動し、廃トナーTdを廃トナー収容室203側に移動させる。
尚、本実施の形態では、図16(c)及び図17(a)に示すように、廃トナー搬送部材220が最後退位置に到達したとしても、廃トナー搬送部材220の突出部223は廃トナー溜まり部213の廃トナー収容室203寄り端部までは移動しないが、廃トナー溜まり部213の廃トナー収容室203寄り端部付近まで搬送された廃トナーは、後から搬送されてくる廃トナーによって押され、順次廃トナー収容室203へと収容されていく。
また、本実施の形態では、図17(a)に示すように、廃トナー搬送部材220が最後退位置に到達すると、廃トナー搬送部材220は付勢スプリング241による付勢力により引っ張られ、廃トナー搬送部材220の突出部223が廃トナー溜まり部213上の廃トナーから離間し、非接触配置される直前の状態に至る。
つまり、廃トナー搬送部材220は付勢スプリング241により所定方向に付勢されるため、廃トナー搬送部材220の駆動入力部222位置と付勢スプリング241のクリーニングハウジング201側係止点位置との関係に基づいて、廃トナー搬送部材220の配置姿勢が決定される。このとき、廃トナー搬送部材220が進出移動に移行する段階では、廃トナー搬送部材220の突出部223と廃トナー溜まり部213上の廃トナーとが非接触配置されるようなレイアウトにしておけばよい。
つまり、廃トナー搬送部材220は付勢スプリング241により所定方向に付勢されるため、廃トナー搬送部材220の駆動入力部222位置と付勢スプリング241のクリーニングハウジング201側係止点位置との関係に基づいて、廃トナー搬送部材220の配置姿勢が決定される。このとき、廃トナー搬送部材220が進出移動に移行する段階では、廃トナー搬送部材220の突出部223と廃トナー溜まり部213上の廃トナーとが非接触配置されるようなレイアウトにしておけばよい。
この後、図17(b)に示すように、廃トナー搬送部材220の駆動入力部222が上方に回転すると、廃トナー搬送部材220は駆動入力部222側が上昇するように傾斜姿勢を変えながら進出移動する。
このとき、廃トナー搬送部材220は付勢スプリング241により付勢されており、廃トナー搬送部材220の駆動入力部222位置が上昇すると、廃トナー搬送部材220の配設位置は更に上昇することになるため、廃トナー搬送部材220の突出部223と廃トナー溜まり部213上の廃トナーとは非接触配置されたままである。
この後、図17(c)に示すように、廃トナー搬送部材220の駆動入力部222が上死点位置から下がる方向に回転すると、廃トナー搬送部材220は再び傾斜姿勢を変えながら進出移動していき、次第に廃トナー溜まり部213側に接近していく。そして、廃トナー搬送部材220が最進出位置に到達した時点で、廃トナー搬送部材220の突出部223は再び廃トナー溜まり部213上の廃トナーに対し接触配置される。
このように、廃トナー搬送部材220進出移動時には、廃トナー搬送部材220の突出部223が廃トナー溜まり部213上の廃トナーに対し非接触移動するため、廃トナー搬送部材220の進出動作に伴って廃トナー溜まり部213上の廃トナーが押し戻される事態は有効に回避され、廃トナーの搬送性が良好に保たれる。
以降、図16(a)〜(c)及び図17(a)〜(c)の挙動を繰り返す。
尚、本実施の形態では、廃トナー搬送部材220は後退移動時に全て廃トナー溜まり部213に接触移動する態様になっているが、これに限られるものではなく、例えば廃トナー搬送部材220は、後退移動領域のうち最初は廃トナー溜まり部213と非接触移動し、途中から接触移動するようにしてもよいことは勿論である。
このとき、廃トナー搬送部材220は付勢スプリング241により付勢されており、廃トナー搬送部材220の駆動入力部222位置が上昇すると、廃トナー搬送部材220の配設位置は更に上昇することになるため、廃トナー搬送部材220の突出部223と廃トナー溜まり部213上の廃トナーとは非接触配置されたままである。
この後、図17(c)に示すように、廃トナー搬送部材220の駆動入力部222が上死点位置から下がる方向に回転すると、廃トナー搬送部材220は再び傾斜姿勢を変えながら進出移動していき、次第に廃トナー溜まり部213側に接近していく。そして、廃トナー搬送部材220が最進出位置に到達した時点で、廃トナー搬送部材220の突出部223は再び廃トナー溜まり部213上の廃トナーに対し接触配置される。
このように、廃トナー搬送部材220進出移動時には、廃トナー搬送部材220の突出部223が廃トナー溜まり部213上の廃トナーに対し非接触移動するため、廃トナー搬送部材220の進出動作に伴って廃トナー溜まり部213上の廃トナーが押し戻される事態は有効に回避され、廃トナーの搬送性が良好に保たれる。
以降、図16(a)〜(c)及び図17(a)〜(c)の挙動を繰り返す。
尚、本実施の形態では、廃トナー搬送部材220は後退移動時に全て廃トナー溜まり部213に接触移動する態様になっているが、これに限られるものではなく、例えば廃トナー搬送部材220は、後退移動領域のうち最初は廃トナー溜まり部213と非接触移動し、途中から接触移動するようにしてもよいことは勿論である。
特に、本実施の形態において、廃トナー搬送部材220は駆動入力部222が上死点位置にあるときに略水平な最上位姿勢を保ち、この最上位姿勢よりも上方に突出しない軌跡で移動し、しかも、略水平姿勢を保ったまま進出移動するため、廃トナー収容室の上部側空間及び廃トナー溜まり部213の上部空間を狭く設定することが可能になり、その分、クリーニング装置34を薄型にすることが可能である。
また、本実施の形態では、廃トナー搬送部材220は開口224を有しているため、廃トナー搬送部材220による廃トナー搬送時に廃トナーが廃トナー搬送部材220上に堆積してしまう懸念がなく、また、空気抵抗による風圧で廃トナーが飛散するという懸念もない。
更に、本実施の形態では、廃トナー搬送部材220は、後退移動時に廃トナー溜まり部213に沿って接触移動するが、これに限られるものではなく、廃トナー溜まり部213とは非接触であるものの、廃トナー溜まり部213上の廃トナーに対し接触移動させるようにしてもよい。この場合、廃トナー搬送部材220が後退移動時に廃トナー溜まり部213に直接接触しないようになっているため、廃トナー搬送部材220の移動に伴って感光体ドラム31側に振動が不必要に伝達される懸念が少なくなる点で好ましい。
また、本実施の形態では、廃トナー搬送部材220は開口224を有しているため、廃トナー搬送部材220による廃トナー搬送時に廃トナーが廃トナー搬送部材220上に堆積してしまう懸念がなく、また、空気抵抗による風圧で廃トナーが飛散するという懸念もない。
更に、本実施の形態では、廃トナー搬送部材220は、後退移動時に廃トナー溜まり部213に沿って接触移動するが、これに限られるものではなく、廃トナー溜まり部213とは非接触であるものの、廃トナー溜まり部213上の廃トナーに対し接触移動させるようにしてもよい。この場合、廃トナー搬送部材220が後退移動時に廃トナー溜まり部213に直接接触しないようになっているため、廃トナー搬送部材220の移動に伴って感光体ドラム31側に振動が不必要に伝達される懸念が少なくなる点で好ましい。
<現像装置、クリーニング装置の駆動系>
本実施の形態において、現像装置33、クリーニング装置34の駆動系300は適宜選定して差し支えないが、例えば以下のものが用いられる。
つまり、本実施の形態で用いられる駆動系300は、図18に示すように、現像装置33のうちトナー補給ユニット110、120の各被駆動要素と、クリーニング装置34としてのクリーニングユニット200の各駆動要素とを同一駆動源にて駆動する搬送駆動系301と、この搬送駆動系301とは別の駆動源を用いて現像装置33のうち現像ユニット100の各駆動要素を駆動する現像駆動系302とを備えている。
本実施の形態において、現像装置33、クリーニング装置34の駆動系300は適宜選定して差し支えないが、例えば以下のものが用いられる。
つまり、本実施の形態で用いられる駆動系300は、図18に示すように、現像装置33のうちトナー補給ユニット110、120の各被駆動要素と、クリーニング装置34としてのクリーニングユニット200の各駆動要素とを同一駆動源にて駆動する搬送駆動系301と、この搬送駆動系301とは別の駆動源を用いて現像装置33のうち現像ユニット100の各駆動要素を駆動する現像駆動系302とを備えている。
ここで、搬送駆動系301は、図示外の駆動源に駆動連結される駆動入力ギア311を有し、この駆動入力ギア311に一段目の駆動伝達ギア312を噛合させ、この駆動伝達ギア312と同軸に同軸伝達ギア313を設けると共に、この同軸伝達ギア313にはアイドラギア314を介してメイントナー補給ユニット110のアジテータ116,117へつながる駆動伝達ギア315,316を噛合させ、更に、一方の駆動伝達ギア316からはアイドラギア317を介してディスペンスオーガー118へつながるディスペンスギア318を噛合させるものである。
また、この搬送駆動系301は、同軸伝達ギア313にはサブトナー補給ユニット120のアジテータ123,124へつながる駆動伝達ギア319,320を噛合させるほか、クリーニングユニット200の回転駆動機構230の回転軸につながる駆動伝達ギア321をも噛合させるものである。
一方、現像駆動系302は、例えば感光体ドラム31と同軸に駆動伝達ギア331を設け、この駆動伝達ギア331には現像ロール103につながる駆動伝達ギア332を噛合させ、更に、この駆動伝達ギア332にはアイドラギア333を介して撹拌搬送オーガー105,104につながる駆動伝達ギア334,335を順次噛合させるものである。
尚、現像駆動系302の駆動源と搬送駆動系301の駆動源とは別である態様は勿論のこと、夫々が独立に駆動可能であれば同一駆動源を用いるようにしてもよい。
また、この搬送駆動系301は、同軸伝達ギア313にはサブトナー補給ユニット120のアジテータ123,124へつながる駆動伝達ギア319,320を噛合させるほか、クリーニングユニット200の回転駆動機構230の回転軸につながる駆動伝達ギア321をも噛合させるものである。
一方、現像駆動系302は、例えば感光体ドラム31と同軸に駆動伝達ギア331を設け、この駆動伝達ギア331には現像ロール103につながる駆動伝達ギア332を噛合させ、更に、この駆動伝達ギア332にはアイドラギア333を介して撹拌搬送オーガー105,104につながる駆動伝達ギア334,335を順次噛合させるものである。
尚、現像駆動系302の駆動源と搬送駆動系301の駆動源とは別である態様は勿論のこと、夫々が独立に駆動可能であれば同一駆動源を用いるようにしてもよい。
このように、実施の形態によれば、搬送駆動系301と現像駆動系302とを別系統にしたので、現像駆動系302と搬送駆動系301とを連動させる態様に比べて、トナー搬送部材(アジテータ116,117,ディスペンスオーガー118,アジテータ123,124)、廃トナー搬送部材220を現像動作時に常時駆動する必要がなくなり、その分、トナー搬送部材、廃トナー搬送部材220の摩耗劣化を抑え、プロセスカートリッジ30の寿命を改善することができる。
また、負荷変動の大きいトナー搬送部材や廃トナー搬送部材220と、回転精度の要求される感光体ドラム31や現像ロール103とを別駆動としたので、トナー搬送部材や廃トナー搬送部材220等の負荷変動に起因して生ずる振動が、感光体ドラム31や現像ロール103の回転に影響を与えることがなく、画像欠陥を未然に防止することができる。
更に、搬送駆動系301に、トナー補給ユニット110,120の各駆動要素への駆動が繋断可能な繋断要素(揺動ギアなど)を設けるようにすれば、トナー補給動作と切り離して廃トナー搬送動作のみを行うことができる。また、トナー補給ユニット110の駆動要素の一部、例えばディスペンスオーガー118への駆動が繋断可能な繋断要素を設けるようにすれば、ディスペンスオーガー118によるトナー補給動作を行わずに、トナー補給ユニット110,120内のアジテータ116,117,123,124によるトナーの撹拌搬送動作のみを行い、補給用トナーを定期的にほぐすようにすることも可能である。
また、負荷変動の大きいトナー搬送部材や廃トナー搬送部材220と、回転精度の要求される感光体ドラム31や現像ロール103とを別駆動としたので、トナー搬送部材や廃トナー搬送部材220等の負荷変動に起因して生ずる振動が、感光体ドラム31や現像ロール103の回転に影響を与えることがなく、画像欠陥を未然に防止することができる。
更に、搬送駆動系301に、トナー補給ユニット110,120の各駆動要素への駆動が繋断可能な繋断要素(揺動ギアなど)を設けるようにすれば、トナー補給動作と切り離して廃トナー搬送動作のみを行うことができる。また、トナー補給ユニット110の駆動要素の一部、例えばディスペンスオーガー118への駆動が繋断可能な繋断要素を設けるようにすれば、ディスペンスオーガー118によるトナー補給動作を行わずに、トナー補給ユニット110,120内のアジテータ116,117,123,124によるトナーの撹拌搬送動作のみを行い、補給用トナーを定期的にほぐすようにすることも可能である。
◎実施の形態2
図19はアジテータ117の実施の形態2を示す。
同図において、アジテータ117は、実施の形態1(小切れ込み412を一定の大きさに設定したモデル)と略同様であるが、実施の形態1と異なり、例えば図19に示すように、隣接する小切れ込み412がディスペンス入口開口114に向かうトナー搬送方向に沿って順次小さな切れ込み量を有するものになっている。
このため、本実施の形態によれば、トナー搬送方向に沿って順次切れ込み量を小さくすると、トナー搬送供給量を安定させることが可能である。
更に、小切れ込み412の変化のさせ方についても、例えば図20(a)に示すように、大切れ込み411間毎に小切れ込み412を段階的に変化させるようにしてもよいし、また、図20(b)に示すように、隣接する小切れ込み412は大切れ込み411に近づくにつれて配列密度を高めるようにしてもよく、この場合、大切れ込み411の近傍での小切れ込み412の配列密度を高めることで、スラスト力を確実に生じさせることが可能である。
このように、小切れ込み412の配列密度、切れ込み量の規定をすることにより、トナーの搬送を確実なものにすると共に、ディスペンス入口開口114への供給量を安定化することができる。このため、トナー補給ユニット110において、各々の搬送量を個別に制御できるので、偏った消費への対応や過渡の供給によるトナーの噴出し、ブロッキングを防止することができる。
図19はアジテータ117の実施の形態2を示す。
同図において、アジテータ117は、実施の形態1(小切れ込み412を一定の大きさに設定したモデル)と略同様であるが、実施の形態1と異なり、例えば図19に示すように、隣接する小切れ込み412がディスペンス入口開口114に向かうトナー搬送方向に沿って順次小さな切れ込み量を有するものになっている。
このため、本実施の形態によれば、トナー搬送方向に沿って順次切れ込み量を小さくすると、トナー搬送供給量を安定させることが可能である。
更に、小切れ込み412の変化のさせ方についても、例えば図20(a)に示すように、大切れ込み411間毎に小切れ込み412を段階的に変化させるようにしてもよいし、また、図20(b)に示すように、隣接する小切れ込み412は大切れ込み411に近づくにつれて配列密度を高めるようにしてもよく、この場合、大切れ込み411の近傍での小切れ込み412の配列密度を高めることで、スラスト力を確実に生じさせることが可能である。
このように、小切れ込み412の配列密度、切れ込み量の規定をすることにより、トナーの搬送を確実なものにすると共に、ディスペンス入口開口114への供給量を安定化することができる。このため、トナー補給ユニット110において、各々の搬送量を個別に制御できるので、偏った消費への対応や過渡の供給によるトナーの噴出し、ブロッキングを防止することができる。
また、本実施の形態においては、図21(a)に示すように、メイン補給ハウジング111の内壁面の一部にCRUMの取付などに起因して段差430が存在する場合がある。この場合、アジテータ117の好ましい態様としては、アジテートフィルム402の回転自由端縁のうち段差430の境目を挟んだ部位には径方向に切り込まれた複数の補助切れ込み416を形成するようにすればよい。
この補助切れ込み416は段差430境目を挟んで所定寸法k(例えば0.1〜3.0mm)の幅で径方向(垂直)に切り込まれている。このような補助切れ込み416が存在すれば、図21(b)に示すように、補助切れ込み416によって当該切れ込み片417が段差430の境目に溜まっているトナーTについての掃き残しを充分に少なくすることが可能である。
この点、補助切れ込み416を設けない場合には、図21(c)に示すように、アジテートフィルム402の段差430に対する逃げ量が多くなり、その分、トナーTの掃き残しが増加する傾向にある。
この補助切れ込み416は段差430境目を挟んで所定寸法k(例えば0.1〜3.0mm)の幅で径方向(垂直)に切り込まれている。このような補助切れ込み416が存在すれば、図21(b)に示すように、補助切れ込み416によって当該切れ込み片417が段差430の境目に溜まっているトナーTについての掃き残しを充分に少なくすることが可能である。
この点、補助切れ込み416を設けない場合には、図21(c)に示すように、アジテートフィルム402の段差430に対する逃げ量が多くなり、その分、トナーTの掃き残しが増加する傾向にある。
1…粉体収容ハウジング,2…粉体供給口,3…粉体搬送部材,4…回転部材,5…可撓性部材,6…大切れ込み,7…小切れ込み,8…粉体
Claims (12)
- 粉体供給口を有する粉体収容ハウジング内に配設される粉体搬送部材であって、
粉体収容ハウジング内に回転可能に設けられる回転部材と、この回転部材に保持されて回転し且つ回転自由端側が粉体収容ハウジングの内壁面に摺接する可撓性部材とを備え、
可撓性部材の回転自由端縁には、粉体収容ハウジングの粉体供給口に向かう粉体搬送方向に傾斜し且つ切れ込み量が大きい大切れ込みと、傾斜方向が同じで大切れ込みより切れ込み量が小さい小切れ込みとを形成したことを特徴とする粉体搬送部材。 - 請求項1記載の粉体搬送部材において、
小切れ込みは可撓性部材の回転自由端縁の長手方向端部と最外側に位置する大切れ込みとの間に形成されていることを特徴とする粉体搬送部材。 - 請求項1記載の粉体搬送部材において、
小切れ込みは可撓性部材の回転自由端縁に連続的に配列されていることを特徴とする粉体搬送部材。 - 請求項1記載の粉体搬送部材において、
隣接する小切れ込みは粉体搬送方向に沿って順次小さな切れ込み量を有することを特徴とする粉体搬送部材。 - 請求項1記載の粉体搬送部材において、
隣接する小切れ込みは大切れ込みに近づくにつれて配列密度を高めたものであることを特徴とする粉体搬送部材。 - 請求項1記載の粉体搬送部材において、
可撓性部材の回転自由端のうち粉体供給口に対応した箇所には大切れ込み、小切れ込みを非形成としたことを特徴とする粉体搬送部材。 - 粉体収容ハウジングの内壁の一部に段差部を有し、請求項1記載の粉体搬送部材のうち粉体搬送部材の回転自由端が前記段差部に摺接する態様において、
可撓性部材の回転自由端のうち段差部境目を挟んだ部位には径方向に切り込まれた複数の補助切れ込みを形成することを特徴とする粉体搬送部材。 - 請求項1乃至7いずれかに記載の粉体搬送部材を備えた粉体処理装置。
- 請求項8記載の粉体処理装置において、
粉体収容ハウジングの内壁面の一部は、可撓性部材の回転自由端縁の回転軌跡に伴う仮想円筒面に摺接する形状を備えていることを特徴とする粉体処理装置。 - 請求項8記載の粉体処理装置のうち、粉体収容ハウジング内に複数の粉体搬送部材を配設した態様において、
少なくとも一つの粉体搬送部材が粉体収容ハウジング壁面に常に接触するように各粉体搬送部材の回転位置関係を設定することを特徴とする粉体処理装置。 - 請求項1乃至7いずれかに記載の粉体搬送部材において、
粉体が現像剤であることを特徴とする粉体搬送部材。 - 請求項8記載の粉体処理装置において、
粉体が現像剤であることを特徴とする粉体処理装置。
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