JP2016161714A - 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤収容室から現像室へ現像剤搬送するシート部材が回転することによって発生する、シート部材と現像剤収容室側壁との衝突音を低減できる現像装置を提供する。
【解決手段】現像剤担持体を有する現像室１８ｂの下方に位置し、現像室１８ｂと繋がる開口１８ｃを有して現像剤を収容する現像剤収容室１８ａと、第１シート部材３２と第２シート部材３３とを有する現像剤の搬送部材３０と、搬送部材３０と接触するように現像剤収容室１８ａに設けられ、搬送部材３０の回転に伴って第１シート部材３２を弾性変形させるガイド部１８ａ２と、搬送部材３０上の現像剤を開口１８ｃに向けて飛翔させる、第１シート部材３２の弾性変形を解放する解放部Ｐを設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、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ものである。特に、カラー電子写真画像形成装置に適用して好適なものである。

ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するものである。そして、電子写真画像形成装置の例としては、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えば、レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ）、ファクシミリ装置及びワードプロセッサが含まれる。

また、プロセスカートリッジとは、少なくとも像担持体を有するカートリッジをいう。多くのプロセスカートリッジは、像担持体に作用するプロセス手段を有する。プロセス手段としては、帯電手段、現像手段、クリーニング手段などがある。プロセスカートリッジは、像担持体とプロセス手段とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置の装置本体に対して着脱可能にしたものである。

また、現像装置とは、少なくとも現像するための現像手段を有する装置をいう。多くの現像装置は、現像手段とそれを支持する現像枠体及び前記現像手段に関わる部品とを一体化し、画像形成装置の装置本体に着脱可能にしたものである。

また、現像剤容器とは、現像剤を収容するための容器であり、収容された現像剤を送り出すため撹拌手段等で構成されている。

電子写真画像形成方式（電子写真プロセス）を用いたプリンタ等の画像形成装置では、像担持体としての電子写真感光体（以下、「感光体ドラム」という）を一様に帯電させる。次いで、帯電した感光体ドラムを選択的に露光することによって、感光体ドラム上に静電像を形成する。次いで、感光体ドラム上に形成された静電像を、現像剤であるトナーでトナー像として顕像化する。そして、感光体ドラム上に形成されたトナー像を、記録用紙、プラスチックシート等の記録材に転写し、更に記録材上に転写されたトナー像に熱や圧力を加えることでトナー像を記録材に定着させることで画像記録を行う。

このような画像形成装置には、一般に、各種のプロセス手段のメンテナンスを必要とする。この各種のプロセス手段のメンテナンスを容易にするために、上述のような感光体ドラム、帯電手段、現像手段、クリーニング手段等を枠体内にまとめてカートリッジ化することが実用化されている。カートリッジ化されたプロセスカートリッジは、画像形成装置（装置本体）に着脱可能にして広く用いられている。このようなプロセスカートリッジ方式によれば、ユーザビリティーに優れた画像形成装置を提供することができる。

このようなプロセスカートリッジには、感光体ドラムを有するクリーニングユニット、現像手段を有する現像ユニット、現像剤を供給するトナーユニットなどのユニットを持つ構成が知られている（特許文献１、３）。

また、現像ユニットの中には、感光体ドラムに現像剤を供給するための現像担持体や、現像担持体に現像剤を供給するための現像剤供給部材が設けられた現像室と、現像室に供給する現像剤を収容するための現像剤収容室を有するものがある。さらに、現像剤収容室が、現像室より重力方向下方に位置し、重力に反して現像剤を供給する必要が生じる場合がある。

現像剤収容室から、上方に配置した現像室へ現像剤を搬送する方法としては、現像剤収容室内の現像剤を回転動作により撹拌する撹拌部材に、可撓性のシート部材を貼り付ける方法が提案されている。また、現像剤を現像剤収容室から現像室に搬送する際に、シート部材を現像剤収容室の側壁と当接させ、シート部材を弾性変形させるものが提案されている。このシート部材の弾性変形を解放する解放（復元）位置で、シート部材が変形状態から自然（復元）状態へ移行する際に発生する力により、現像剤を搬送する方法が提案されている（特許文献２）。

特許第５０６７９１３号公報 特開２０１１−２５３２０３号公報 特開２００８−１２９１５２号公報

しかし、先行技術では、シート部材が変形状態から自然（復元）状態へ移行する際の発生する力が大きい場合に、シート部材が側壁に衝突する際の衝突音が大きくなる恐れがある。

そこで、本発明は、
現像剤を担持するための現像剤担持体を有する現像室と、
前記現像室の下方に位置し、前記現像室と繋がる開口を有しかつ前記現像剤を収容する収容室と、
重ね合わせて組み付けられた第１シート部材と第２シート部材とを有し、前記現像剤を搬送する搬送部材と、
前記搬送部材と接触するように前記収容室に設けられ、前記搬送部材の回転に伴って前記第１シート部材を弾性変形させる変形部と、
前記収容室に設けられ、前記搬送部材上の前記現像剤を前記開口に向けて飛翔させるために、前記第１シート部材の弾性変形を解放する解放部を有する現像装置を提供するものである。

また、プロセスカートリッジや画像形成装置を提供するものである。

本発明によれば、シート部材と収容室の壁との衝突音の低減を図れる。

本発明の実施形態の一例であるプロセスカートリッジの現像剤搬送構成の説明図 本発明の実施形態の一例である画像形成装置の概略断面図 本発明の実施形態の一例であるプロセスカートリッジの概略斜視図 本発明の実施形態の一例であるプロセスカートリッジの概略断面図 本発明の実施形態の一例である搬送部材の概略斜視図 本発明の実施形態の一例である搬送部材の概略斜視図 本発明の実施形態の一例である搬送部材の概略斜視図

〔実施例１〕
以下に図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜選択されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施例に限定する趣旨のものではない。

［電子写真画像形成装置］
先ず、本発明に係る電子写真画像形成装置（画像形成装置）の実施形態の一例である全体構成について図２を用いて説明する。図２は、本実施例の画像形成装置１００の概略断面図である。

図面の左右を水平方向として、上下を垂直方向又は重力方向とする。

画像形成装置１００は、複数の画像形成部として、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。

本実施例では、第１〜第４の画像形成部の構成及び動作は、形成する画像の色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下、特に区別を要しない場合は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、総括的に説明する。ただし、これに限定されず、ブラックの画像形成部の大きさが他の画像形成部よりも大きくし、トナー容量を増やすような構成でもよい。このときは、画像形成条件などがブラックの画像形成部と他の画像形成部で異なる。

本実施例では、画像形成装置１００は、４個の像担持体としての感光体ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）を各画像形成部が有する。感光体ドラム１は、図示矢印Ａ方向に回転する（図１参照）。感光体ドラム１の周囲には帯電ローラ２及びスキャナユニット（露光装置）３が配置されている。

ここで、帯電ローラ２は、感光体ドラム１の表面を均一に帯電する帯電手段である。そして、スキャナユニット３は、画像情報に基づきレーザーを照射して感光体ドラム１上に静電像（静電潜像）を形成する露光手段である。また、感光体ドラム１の周囲には、現像装置（以下、現像ユニット）４（４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ）及びクリーニング手段としてのクリーニングブレード６（６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ）が配置されている。

さらに、４個の感光体ドラム１に対向して、感光体ドラム１上のトナー像を記録材１２に転写するための中間転写体としての中間転写ベルト５が配置されている。

また、本実施例では、現像ユニット４は、現像剤として非磁性一成分現像剤であるトナーＴ（ＴＹ、ＴＭ、ＴＣ、ＴＫ）を用いる。本実施例では、現像ユニット４は、現像剤担持体としての現像ローラ１７を感光体ドラム１に対して接触させて接触現像を行うものである。ただし、これに限定されるものではなく、構成によっては磁性でも二成分でもよい。また、非接触現像でもよい。

本実施例では、感光体ドラム１と、帯電ローラ２、および、クリーニングブレード６と、残留している転写残トナー（廃トナー）を収容する除去現像剤収容部（以下廃トナー収容部と称す）１４ａを有する、感光体ユニット１３を形成している。

さらに本実施例では、現像ユニット４および感光体ユニット１３を、一体的にカートリッジ化して、プロセスカートリッジ７を形成している。プロセスカートリッジ７は、画像形成装置１００に設けられた不図示の装着ガイド、位置決め部材などの装着手段を介して、画像形成装置１００に着脱可能となっている。

本実施例では、各色用のプロセスカートリッジ７は全て同一形状を有しており、各色用のプロセスカートリッジ７内には、それぞれイエロー（ＴＹ）、マゼンタ（ＴＭ）、シアン（ＴＣ）、ブラック（ＴＫ）の各色のトナーＴが収容されている。

中間転写ベルト５は、全ての感光体ドラム１に当接し、図示矢印Ｂ方向に回転する。中間転写ベルト５は、複数の支持部材（駆動ローラ５１、二次転写対向ローラ５２、従動ローラ５３）に掛け渡されている。

中間転写ベルト５の内周面側には、各感光体ドラム１に対向するように、一次転写手段としての、４個の一次転写ローラ８（８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ）が並設されている。又、中間転写ベルト５の外周面側において二次転写対向ローラ５２に対向する位置には、二次転写手段としての二次転写ローラ９が配置されている。

［画像形成プロセス］
画像形成時には、先ず、感光体ドラム１の表面が帯電ローラ２によって一様に帯電される。次いで、スキャナユニット３から発された画像情報に応じたレーザー光によって、帯電した感光体ドラム１の表面が走査露光され、感光体ドラム１上に画像情報に従った静電潜像が形成される。次いで、感光体ドラム１上に形成された静電潜像は、現像ユニット４によってトナー像として現像される。感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ８の作用によって中間転写ベルト５上に転写（一次転写）される。

例えば、フルカラー画像の形成時には、上述のプロセスが、第１〜第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫにおいて順次行われ、中間転写ベルト５上に各色のトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。その後、中間転写ベルト５の移動と同期して記録材１２が二次転写部へと搬送される。そして、記録材１２を介して中間転写ベルト５に当接している二次転写ローラ９の作用によって、中間転写ベルト５上の４色トナー像は、一括して記録材１２上に二次転写される。

トナー像が転写された記録材１２は、定着手段としての定着装置１０に搬送される。定着装置１０において記録材１２に熱及び圧力を加えられることで、記録材１２にトナー像が定着される。

一次転写工程後に感光体ドラム１上に残留した一次転写残トナーは、クリーニングブレード６によって除去される。また、二次転写工程後に中間転写ベルト５上に残留した二次転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング装置１１によって除去される。

除去された転写残トナー（廃トナー）は、画像形成装置１００の廃トナーボックス８０に排出される。

画像形成装置１００は、単独又はいくつか（全てではない）の画像形成部のみを用いて、単色又はマルチカラーの画像を形成することもできるようになっている。

［プロセスカートリッジ］
次に、本実施例の画像形成装置１００に装着されるプロセスカートリッジ７の全体構成について、図３、４を用いて説明する。

図３は、プロセスカートリッジ７の概略斜視図である。

図４は、プロセスカートリッジ７の概略断面図である。

感光体ユニット１３は、感光体ユニット１３内の各種要素を支持する枠体としてのクリーニング枠体１４を有する。クリーニング枠体１４には、軸受部材を介して感光体ドラム１が図３に示す矢印Ａ方向に、回転可能に取り付けられている。

また、クリーニング枠体１４には、帯電ローラ軸受１５が、帯電ローラ２の回転中心と感光体ドラム１の回転中心とを通る線に沿って、取り付けられている。ここで、帯電ローラ軸受１５は、図４に示す矢印Ｃ方向に移動可能に取り付けられている。帯電ローラ２は、帯電ローラ軸受１５に回転可能に取り付けられている。そして、帯電ローラ軸受１５は、付勢手段としての帯電ローラ加圧バネ１６により感光体ドラム１に向かって付勢される。

また、クリーニングブレード６は、一次転写後に感光体ドラム１の表面に残った転写残トナー（廃トナー）を除去するための弾性部材６ａと、弾性部材を支持するための支持部材６ｂとが一体に形成されている。

クリーニングブレード６によって感光体ドラム１の表面から除去された廃トナーは、クリーニングブレード６とクリーニング枠体１４により形成される空間を重力方向に落下し、廃トナー収容部１４ａ内に収容される。

現像ユニット４は、現像ユニット４内の各種要素を支持する現像枠体１８を有する。現像ユニット４には、感光体ドラム１と接触して図示矢印Ｄ方向（反時計方向）に回転する現像剤担持体としての現像ローラ１７が設けられている。現像ローラ１７は、その長手方向（回転軸線方向）の両端部において、軸受を介して回転可能に現像枠体１８に支持されている。

また、現像ユニット４は、現像剤収容室（以下、トナー収容室）１８ａと、現像剤担持体である現像ローラ１７が配設された現像室１８ｂと、を有する。

現像室１８ｂには、現像ローラ１７に接触して矢印Ｅ方向に回転する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ２０と現像ローラ１７のトナー層を規制するための現像剤規制部材としての現像ブレード２１が配置されている。

また、現像枠体１８のトナー収容室１８ａには、収容されたトナーＴを撹拌するとともに前記トナー供給ローラ２０へトナーを搬送するための搬送部材３０が設けられ、搬送部材上のトナーを搬送する。

そして現像ユニット４は、クリーニング枠体１４に固定支持された嵌合軸２２を中心にして、感光体ユニット１３に対して回動自在に結合されている。また、現像ユニット４は、加圧バネ（引っ張りバネ）２３により付勢されている。そのため、プロセスカートリッジ７の画像形成時においては、現像ユニット４は嵌合軸２２を中心に回転し、感光体ドラム１と現像ローラ１７は当接する。

［トナー搬送構成］
次に、本発明に係る実施例におけるプロセスカートリッジ７の現像ユニット４のトナー搬送構成について図１、図５、図６、図７を用いて詳しく説明する。

現像ユニット４は、現像室１８ｂとトナー収容室１８ａとを有する。現像室１８ｂには、現像ローラ１７、供給ローラ２０及び現像ブレード２１などが配置されている。トナー収容室１８ａには、現像室１８ｂに供給されるトナーが収納されると共に、現像室１８ｂにトナーを供給するトナー搬送部材３０が設けられている。そして、トナー収容室１８ａは、現像室１８ｂよりも鉛直方向下方に配置されている。従って、トナー収容室１８ａから現像室１８ｂへと重力に反してトナーを搬送する必要がある。

現像室１８ｂとトナー収容室１８ａとの間には、トナーが通過するための開口１８ｃを有する側壁１８ｄが設けられている。以下では便宜的にトナー収容室１８ａが開口を有するものとして説明する。ここで、開口１８ｃは、トナー収容室１８ａの上方に設けられている。また、トナー収容室１８ａ内には、現像室１８ｂにトナーを供給するために、トナー搬送部材３０は弾性を有する第１シート部材３２が搬送軸（攪拌軸）３１に矢印Ｋ方向に回転可能に支持される。トナー搬送部材３０は、長手方向（回転軸線方向）の両端部において、トナー収容室１８ａを形成する現像枠体１８に回転可能に支持されている。そして、トナー搬送部材３０は駆動手段（不図示）により矢印Ｋ方向に回転駆動される。

トナー収容室１８ａには、開口１８ｃの下方に、第１シート部材３２と当接する変形部としてのガイド部１８ａ２が設けられている。第１シート部材３２は、その回転に伴って、ガイド部１８ａ２に当接する。これによって、第１シート部材３２がガイド部１８ａ２から力を受ける。その結果、第１シート部材３２の有する弾性力に抗して第１シート部材３２が変形する。また、第１シート部材３２は、ガイド部１８ａ２に接触した状態で回転することで、その回転方向の下流側の表面上にトナーを担持した状態で搬送する。本実施例では、ガイド部１８ａ２は、図１で示すようにトナー収容室１８ａの内壁であって、第１シート部材３２が離れる点ｐまでの箇所を指す。また、トナー収容室１８ａには、第１シート部材３２の回転方向においてガイド部１８ａ２よりも下流側、且つ、開口１８ｃよりも上流側において、解放部を含む復元部１８ａ４が設けられている。ここで、解放部は、第１シート部材３２とトナー収容室１８ａの内壁との接触を解放するための部分であり、本実施例では点Ｐである。

第１シート部材３２の回転に伴って第１シート部材３２の自由端側（トナー収容室１８ａの内壁側）の先端がガイド部１８ａ２を通過した後に、第１シート部材３２のトナー収容室１８ａの内壁との当接が解放される。すると、第１シート部材３２は、ガイド部１８ａ２によって弾性変形していた状態から解放されて、それ自体の弾性復元力によって自然状態（元の形状）へと復元する。この第１シート部材３２の復元方向への形状変化によって、第１シート部材３２上に担持されて搬送されていたトナーは、開口１８ｃへ向けて重力に反して飛翔する。

本実施例では図５で示すように、トナー搬送部材３０に第１シート部材３２を固定する撹拌軸３１の面（３１ａ）と同一面に第２シート部材３３を重ね合わせて固定している。ただし、これに限定されず、第１シート部材３２と第２シート部材の間に薄いシート部材を挟み込んで重ね合わせて同一面に取り付けることも可能である。しかし、第１シート部材３２と第２シート部材３３とが接した状態で重ね合わさって搬送部材の一部である撹拌軸に取り付けられていることが好ましい。本実施例では、図５からも分かるように撹拌軸３１の回転軸線方向における長さが第１シート部材と第２シート部材で同じである。これにより取扱が容易になり製造工程が複雑化しない効果がある。

取り付けは、撹拌軸３１の複数の面（３１ａ、ｂ）のうちの一つの面３１ａに突起３１ｃを設け、穴を有するシート部材の穴と突起を係合させ、突起の先端を溶かして固定する方法が好ましい。しかし、これに限定されず、撹拌軸に引っ掛け構造を有し、シート部材の穴を引っ掛けて取り付けるものでもよい。また、第２シート部材３３は回転方向Ｋに対して第１シート部材３２よりも上流側に配置され、シート先端が短く形成される。つまり、撹拌軸３１、第２シート部材３３、第１シート部材３２の順番に取り付けられている。

本実施例では、第２シート部材３３と第１シート部材３２は、第２シート部材のシート面が第１シート部材３２の面に接触している。この第２シート部材３３が接する第１シート部材３２の部分を接触部とすると、接触部は、第２シート部材３３により補強されることで接触していない第１シート部材部分よりも撓みが小さくなる。これは、回転しながら第１シート部材上の現像剤を搬送する際に、第２シート部材の自由端が第１シート部材に接した状態で回転していることである。

これにより、図６で示すように、第２シート部材３３が第１シート部材３２に対してコシを付与でき、トナーＴの量が多い時において、第１シート部材３２が薄くても大きく撓みにくくなる。そのため、第１シート部材３２はガイド部１８ａと当接でき、点Ｐを通過すると弾性復元できるため、トナーの搬送性の向上をはかれる。

また、図１で示すように、トナー収容室１８ａのトナー量が少ない時において、第１シート部材３２は、第２シート部材３３の先端３３ａ又は第２シート部材の先端と接する第１シート部材の部分を中心に撓む。これにより、第１シート部材３２全体の撓み量を抑制でき、開口１８ｃを形成する側壁１８ｄと衝突する際に発生する衝突音を低減できる。

また、第２シート部材３３が側壁１８ｄに衝突しないように、図７で示すようにトナー搬送部材の回転中心から見た時に次のような関係にすることが好ましい。まず、開口１８ｃを形成する側壁１８ｄまでの距離をＬ１、変形部１８ａ２までの距離Ｌ２とする。この場合に、第２シート部材３３の組み付け位置から自由端までの長さｒ１は、開口１８ｃを形成する側壁を１８ｄまでの距離Ｌ１、変形部１８ａ２までの距離Ｌ２より短いことが望ましい。

本実施例では、図７からも分かるように、搬送部材を回転すると、第１シート部材が撓むことにより第１シートの自由端は、第２シートの自由端に対して回転方向の上流側に位置することになる。つまり、第２シートの自由端は下流側に位置することになる。撓んでいない状態であれば、第１シートが回転方向の下流で第２シートが回転方向の上流になるので、位置が逆転している。

第１シート部材３２、第２シート部材３３は、例えば、ポリエステルフィルム、ポリフェニレンスルフィドフィルム、ポリカーボネートフィルムなどの可撓性の樹脂製シートを用いて好適に作製することができる。第１シート部材３２、第２シート部材３３の厚みは、５０μｍ〜２５０μｍが好適である。また、同じ材料で形成されていることが好適である。

４ 現像ユニット
７ プロセスカートリッジ
１７ 現像ローラ（現像剤担持体）
１８ 現像枠体
１８ａ 収容室
１８ａ２ ガイド部（変形部）
１８ａ４ 解放部を含む復元部
１８ｂ 現像室
１８ｃ 開口
１８ｄ 側壁
３０ 搬送部材
３１ 攪拌軸
３２ 第１シート部材
３３ 第２シート部材
１００ 画像形成装置

Claims (10)

1. 現像剤を担持するための現像剤担持体を有する現像室と、
   前記現像室の下方に位置し、前記現像室と繋がる開口を有しかつ前記現像剤を収容する収容室と、
   重ね合わせて組み付けられた第１シート部材と第２シート部材とを有し、前記現像剤を搬送する搬送部材と、
   前記搬送部材と接触するように前記収容室に設けられ、前記搬送部材の回転に伴って前記第１シート部材を弾性変形させる変形部と、
   前記収容室に設けられ、前記搬送部材上の前記現像剤を前記開口に向けて飛翔させるために、前記第１シート部材の弾性変形を解放する解放部を有することを特徴とする現像装置。
2. 前記第１シート部材は、前記第２シート部材に対して前記搬送部材の回転方向の下流側に位置することを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 前記第１シート部材は、前記第２シート部材よりも組み付け位置から自由端までの長さが長いことを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
4. 前記第２シート部材の自由端が前記第１シート部材と接した状態で回転することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の現像装置。
5. 前記搬送部材が回転し現像剤を搬送する際に、
   前記第２シート部材の自由端は、前記第１シート部材の自由端に対して前記搬送部材の回転方向の下流側に位置することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の現像装置。
6. 前記第２シート部材の組み付け位置から自由端までの長さは、前記搬送部材の回転中心から前記変形部までの距離かつ前記回転中心から前記開口を有する壁までの距離よりも短いことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の現像装置。
7. 前記搬送部材の回転軸線方向における前記第１シート部材の長さは、前記第２シート部材の長さと同じであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の現像装置。
8. 前記第１シート部材と前記第２シート部材は、同じ材料で形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の現像装置。
9. 像担持体と、
   請求項１から８のいずれか１項に記載の現像装置と、を有するプロセスカートリッジ。
10. 請求項１から８のいずれか１項に記載の現像装置、請求項９に記載のプロセスカートリッジのうちの少なくとも１つを有し、記録材に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。

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