JP4151877B2 - 現像装置、および画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機やプリンタやファクシミリ、またはそれらの複合機など、用紙・ＯＨＰフィルム等のシートに画像を記録する画像形成装置に関する。特にそのうち、帯電・書込み・現像・転写・クリーニング等を繰り返して像担持体上に形成した画像を転写してシートに記録を行う電子写真式の画像形成装置に関する。および、そのような電子写真式の画像形成装置において、トナーのみからなる一成分現像剤またはトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を使用し、像担持体表面に形成した静電潜像を現像する現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真式画像形成装置では、帯電・書込みして像担持体上に静電潜像を形成し、現像装置でトナーを付着してその静電潜像を現像する。現像装置では、使用とともにトナーを消費するから、トナーボトル・トナーカートリッジ等の補給トナー容器を備え、その補給トナー容器から新たなトナーを補給する。
【０００３】
例えば図７に示すように、現像装置を現像器１と、補給トナー容器であるトナーカートリッジ２とで構成し、トナーカートリッジ２のトナー補給口３を現像器１のトナー補給口４に連結する。そして、トナーカートリッジ２内のトナー攪拌部材であるアジテータ５・６の回転により攪拌搬送し、それらのトナー補給口３・４を通してトナーカートリッジ２から現像器１にトナーを補給していた。
【０００４】
図７中符号７は、現像器１のトナー攪拌部材であるトナーパドルである。符号８は、トナーを付着してベルト状の像担持体９上の静電潜像を現像する現像剤担持体である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような現像装置にあっては、トナーカートリッジ２から現像器１へのトナー補給過剰により、現像器１でトナー吹出しやブロッキング等を発生するおそれがあった。
【０００６】
特に、現像器１内のトナー量に関係なく、画像記録時に常にトナーカートリッジ２から現像器１にトナーを定量的に補給する定量補給方式の現像装置にあっては、そのような問題を生ずるおそれが十分にあった。
【０００７】
そこで、この発明の第１の目的は、そのような画像形成装置の現像装置において、補給トナー容器から現像器へのトナー補給過剰による、現像器でのトナー吹出しやブロッキング等の発生を回避することにある。
【０００８】
この発明の第２の目的は、そのような現像装置において、現像器に対する補給トナー容器の連結を容易とするとともに、その連結部からのトナー漏れも簡単に防止することにある。
【０００９】
この発明の第３の目的は、またそのような現像装置において、トナー補給およびトナー戻しを確実に行うことにある。
【００１０】
この発明の第４の目的は、またそのような現像装置において、トナー補給とトナー戻しとを明確に区別してそれらを確実に行うことにある。
【００１１】
この発明の第５の目的は、トナーの流れをスムーズにしてトナー補給およびトナー戻しを安定化することにある。
【００１２】
この発明の第６の目的は、上記目的を達成した現像装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
【００１３】
そのため、請求項１に記載の発明は、上記第１〜４の目的を達成すべく、
補給トナー容器のトナー補給口を現像器のトナー補給口に連結し、それらのトナー補給口を通して補給トナー容器から現像器にトナーを補給する画像形成装置の現像装置において、
現像器および補給トナー容器に各々１つのトナー通過孔を形成し、それらのトナー通過孔をそれぞれ上下に分割する仕切板を設けて、それらの仕切板で各トナー通過孔にトナー補給口と、逆に前記現像器から前記補給トナー容器にトナーを戻すトナー戻し口とを形成し、トナー補給口が仕切板の下側となるようにする一方、
仕切板を各々内向きに突出して現像器および補給トナー容器のトナー攪拌部材の回転軌跡中に入り込ませるとともに、
現像器の仕切板の先端をトナー補給口側に下向きに折り曲げて、トナー補給口を通して現像器から補給トナー容器へとトナーが戻ることを阻止するトナー戻り阻止部を形成してなる、ことを特徴とする。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、上記第６の目的を達成すべく、画像形成装置において、請求項１に記載の現像装置を備えてなる、ことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。
図１には、画像形成装置の一例であるカラーレーザープリンタの全体概略構成を示す。
【００２０】
図示カラーレーザープリンタのプリンタ装置本体Ａ内には、ほぼ中央に像担持体ユニット１０を備える。像担持体ユニット１０には、複数のローラ１１に掛け回して、エンドレスベルト状の像担持体１２を設ける。像担持体１２の表面には、有機感光層を形成してなる。
【００２１】
像担持体ユニット１０のまわりには、帯電ユニット１４、書込みユニット１５、多段現像ユニット１６、中間転写ユニット１７、クリーニングユニット１８などを備える。
【００２２】
帯電ユニット１４は、高電圧を印加することにより像担持体１２の表面を一様に帯電する。
【００２３】
書込みユニット１５は、例えばコンピュータからのカラー画像信号に基づき不図示のレーザダイオードからレーザ光を発し、そのレーザ光をポリゴンミラー２０、ｆ／θレンズ２１、複数の反射ミラー２２などを介して出射してそれぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエロの画像信号に対応した書込みを行い、像担持体１２上に静電潜像を形成する。
【００２４】
多段現像ユニット１６は、図示例では図２にも示すように、下方から順にブラック、シアン、マゼンタ、またはイエロの現像剤を収納する各現像装置２４Ｋ、２４Ｃ、２４Ｍ、２４Ｙを、それぞれ着脱自在に多段に備える。そして、各現像装置２４を選択的に像担持体１２に近接し、各現像装置２４内に設けるローラ状の現像剤担持体２５Ｋ、２５Ｃ、２５Ｍ、２５Ｙを像担持体１２に接触するか近接する。
【００２５】
中間転写ユニット１７は、図１に示すように、複数のローラ２７に掛け回して、中間転写ベルト２８を有する。そして、そのまわりには、シート搬送路３０を挟んで中間転写ローラ３１を備え、また中間転写ベルト２８のクリーニング装置３２を備える。
【００２６】
像担持体１２のクリーニングユニット１８は、像担持体１２にクリーニングブレードを押し当てている。なお、図示省略するが、中間転写ベルト２８のクリーニング装置３２でも、同様に、中間転写ベルト２８にクリーニングブレードを押し当ててなる。
【００２７】
ところで、このレーザプリンタのプリンタ装置本体Ａには、底部に、出し入れ自在に給紙カセット３４を取り付ける。給紙カセット３４内のシートは、給紙コロ３５の回転で繰り出してシート搬送路３０に送り出し、搬送コロ３６で搬送し、レジストローラ３７でタイミングを取って中間転写ベルト２８と中間転写ローラ３１間に向けて送り込む。
【００２８】
シート搬送路３０の下流には、定着ユニット３８に続き、排出ローラ３９を設ける。また、プリンタ装置本体Ａ上には、記録済みのシートをフェイスダウンでスタックする排紙スタック部４０を設けてなる。
【００２９】
さて、このレーザプリンタで記録を行うときは、ローラ１１・２７を回転して像担持体１２および中間転写ベルト２８をそれぞれ図中矢示方向に回転搬送するとともに、給紙コロ３５を回転してシートをシート搬送路３０を通して中間転写ベルト２８と中間転写ローラ３１間に送り込む。
【００３０】
一方、帯電ユニット１４で像担持体１２の表面を帯電し、書込みユニット１５で書込みを行って像担持体１２上に逐次色ごとに静電潜像を形成する。次いで、多段現像ユニット１６でトナーを静電付着し、色別に可視像化する。その各色画像は、中間転写ベルト２８上に各色別に転写し、４色合成してカラー画像を形成する。
【００３１】
中間転写ベルト２８上に形成したカラー画像は、中間転写ローラ３１でシートに転写する。画像転写後のシートは、定着ユニット３８で転写画像を定着後、排出ローラ３９で排紙スタック部４０上に排出してそこにスタックする。
【００３２】
画像転写後の像担持体１２は、クリーニングユニット１８のクリーニングブレードで転写残トナーを除去して次の画像形成に備える。また、画像転写後の中間転写ベルト２８も、クリーニング装置３２のクリーニングブレードで転写残トナーを除去して次の画像形成に備える。
【００３３】
ところで、各現像装置２４は、詳しくは図３に示すように、現像器６０とトナーカートリッジ６２とで構成する。現像器６０は、耐久性を高め、トナーカートリッジ６２内のトナーがなくなったときにも、トナーカートリッジを新しいものと交換することにより繰り返し使用可能とする。
【００３４】
現像器６０は、現像ケース４２内に、現像室４１とトナーカートリッジ収納室４３とを形成する。現像室４１には、ローラ状の現像剤担持体２５を設ける。現像剤担持体２５は、現像ケース４２の現像開口４２ａを通して像担持体１２と対向し、対向位置で像担持体１２と同方向に回転する。現像剤担持体２５には、ローラ状の現像剤規制部材４４を押し当てる。
【００３５】
現像剤規制部材４４も、現像室４１に設け、図４に示すように、軸４５を軸受４６を介して現像ケース４２で支持し、その軸受４６を付勢部材４７で付勢して現像剤担持体２５に押し当ててなる。そして、押し当て位置で、現像剤担持体２５に対してカウンタ方向に回転する。
【００３６】
現像剤規制部材４４には、図３に示すように、掻き落とし部材４８の先端を押し当てる。掻き落とし部材４８は、現像剤規制部材４４の表面に付着した現像剤を掻き落とす。
【００３７】
現像剤担持体２５には、また、ローラ状の現像剤供給部材５０を所定のニップをもって接触する。現像剤供給部材５０も、現像室４１に設け、ポリウレタン・シリコン・ＥＰＤＭ・ポリカーボネイトなどの発泡材５１と、金属製の芯金５２とでつくる。そして、接触位置で、いずれの方向でもよいが、図示例では現像剤担持体２５に対して相対線速差をもってカウンタ方向に回転する。現像剤供給部材５０の下には、仕切り台５４を設ける。
【００３８】
また、現像室４１の奥側(図中左側)には、トナー攪拌部材としてトナーパドル５６を設け、現像剤を収納する。トナーパドル５６は、マイラ等よりなる複数枚の羽根５６ａを有し、図示例では図中反時計方向に回転する。
【００３９】
そして、現像ケース４２の、現像室４１とトナーカートリッジ収納室４３との間の境壁５７には、１つのトナー通過孔４２ｂをあける。
【００４０】
他方、トナーカートリッジ収納室４３内には、手前側から引き出し自在にトナーカートリッジ６２を収納する。トナーカートリッジ６２は、カートリッジケース６３内に、トナー攪拌部材として左右に２つのアジテータ６４を備え、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、またはイエロのトナーを収納する。アジテータ６４は、マイラ等よりなる複数枚の羽根６４ａを有し、いずれの方向に回転してもよいが、図示例ではともに図中反時計方向に回転する。
【００４１】
カートリッジケース６３には、１つのトナー通過孔６３ａを設ける。そして、トナーカートリッジ収納室４３内にトナーカートリッジ６２を取り付けたとき、そのトナー通過孔６３ａを上述した境壁５７のトナー通過孔４２ｂと対向する。なお、このときトナー通過孔６３ａおよびトナー通過孔４２ｂの周縁間にはシール部材６５を挟むようにする。
【００４２】
そして、画像記録時には、トナーパドル５６で現像剤を攪拌しながら搬送し、仕切り台５４上に汲み上げて現像剤供給部材５０に付着する。現像剤供給部材５０は、回転しながら、現像剤を擦り付けて予備摩擦帯電し、クーロン力で付着して現像剤担持体２５に供給する。
【００４３】
現像剤担持体２５は、回転しながら、トナーを担持し、その担持したトナーを現像剤規制部材４４との摩擦で本帯電するとともに、その現像剤規制部材４４で薄層化する。そして、薄層化したトナーを像担持体１２に付着してその像担持体１２上の潜像を可視像化する。
【００４４】
なお、図示例では、像担持体１２としてベルト状のものを用いるが、現像剤担持体２５の表面硬度を低く抑えれば、像担持体１２としてドラム状のものを用いることもできる。
【００４５】
さて、詳しくは図５に示すように、現像器６０のトナー通過孔４２ｂには、現像ケース４２と一体成形で、そのトナー通過孔４２ｂを上下に分割する仕切板ａ１を設け、仕切板ａ１の下側にトナー補給口ｂ１を、上側にトナー戻し口ｃ１を形成する。そして、仕切板ａ１は、内向きに突出してトナーパドル５６の回転軌跡中に入り込ませ、先端を下向きに折り曲げて先端にトナー戻り阻止部ｄを形成する。
【００４６】
他方、トナーカートリッジ６２のトナー通過孔６３ａには、カートリッジケース６３と一体成形で、そのトナー通過孔６３ａを上下に分割する仕切板ａ２を設け、仕切板ａ２の下側にトナー補給口ｂ２を、上側にトナー戻し口ｃ２を形成する。そして、仕切板ａ２は、内向きに突出してアジテータ６４の回転軌跡中に入り込ませる。
【００４７】
そして、画像記録時、アジテータ６４を回転してトナーを攪拌搬送し、トナー補給口ｂ２・ｂ１を通してトナーカートリッジ６２から現像器６０にトナーを補給する。このとき、アジテータ６４の羽根６４ａを仕切板ａ２に当てて、トナーを確実にトナー補給口ｂ２に導き入れるようにする。
【００４８】
現像室４１内がトナーで満杯になると、トナーパドル５６の回転によりトナー戻し口ｃ１・ｃ２を通して現像器６０からトナーカートリッジ６２にトナーを戻す。このとき、トナーパドル５６の羽根５６ａを仕切板ａ１に当てて、トナーを確実にトナー戻し口ｃ１に導き入れるようにする。
【００４９】
また、このときトナー戻り阻止部ｄにより遮ってトナー補給口ｂ１・ｂ２を通して現像器６０からトナーカートリッジ６２へとトナーが戻ることを阻止する。これにより、トナー補給とトナー戻しとを明確に区別してそれらをともに確実に行うことができる。
【００５０】
そして、このようにすることにより、トナーカートリッジ６２から現像器６０へのトナー補給過剰による、現像器６０でのトナー吹出しやブロッキング等の発生を回避する。
【００５１】
ところで、上述した例では、現像器６０に設けるトナー補給口ｂ１の開口面積とトナーカートリッジ６２に設けるトナー補給口ｂ２の開口面積をほぼ等しくし、また現像器６０に設けるトナー戻し口ｃ１の開口面積とトナーカートリッジ６２に設けるトナー戻し口ｃ２の開口面積をほぼ等しくした。
【００５２】
しかし、図６に示すように、トナーカートリッジ６２に設けるトナー補給口ｂ２の開口面積より現像器６０に設けるトナー補給口ｂ１の開口面積の方を大きく、現像器６０に設けるトナー戻し口ｃ１の開口面積よりトナーカートリッジ６２に設けるトナー戻し口ｃ２の開口面積の方を大きく形成してもよい。
【００５３】
このようにすると、トナーの流れをスムーズにしてトナー補給およびトナー戻しを安定化することができる。なお、図６では、図５の対応部分に使用した符号をそのまま使用する。
【００５４】
上述した例では、現像器６０およびトナーカートリッジ６２に各々１つのトナー通過孔４２ｂ・６３ａを形成し、それらのトナー通過孔４２ｂ・６３ａをそれぞれ上下に分割する仕切板ａ１・ａ２を設けて、それらの仕切板ａ１・ａ２で各トナー通過孔４２ｂ・６３ａにトナー補給口ｂ１・ｂ２とトナー戻し口ｃ１・ｃ２とを形成した。
【００５５】
これにより、現像器６０にトナーカートリッジ６２を連結するとき、各１つのトナー通過孔４２ｂ・６３ａを合わせるだけでよく、しかもそのまわりをシールするだけでよいから、その連結部からのトナー漏れも簡単に防止することができる。
【００５６】
もちろん、１つのトナー通過孔４２ｂを仕切ってトナー補給口ｂ１とトナー戻し口ｃ１とを形成するのではなく、また１つのトナー通過孔６３ａを仕切ってトナー補給口ｂ２とトナー戻し口ｃ２とを形成するのではなく、現像器６０にトナー補給口ｂ１とトナー戻し口ｃ１とを離して別個に設けるようにしてもよく、またトナーカートリッジ６２にトナー補給口ｂ２とトナー戻し口ｃ２とを離して別個に設けるようにしてもよい。
【００５７】
また、上述した例では、補給トナー容器として箱型タイプのトナーカートリッジ６２を用いた場合について説明した。しかし、補給トナー容器は、箱型に限るものではなく、例えばボトル形状のトナーボトルのようなものであってももちろんよい。
【００５８】
さらに、上述した例では、この発明を画像形成装置の一例であるカラーレーザプリンタに適用した場合について説明したが、カラーに限るものではないし、レーザプリンタに限るものではないし、プリンタに限るものでもなく、他の画像形成装置にも当然に適用することができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したとおり、この発明によれば、現像器から補給トナー容器にトナーを戻すトナー戻し口を現像器および補給トナー容器に形成するから、現像室がトナーで満杯となったときは、トナー戻し口を通して現像器から補給トナー容器にトナーを戻すことにより、補給トナー容器から現像器へのトナー補給過剰による、現像器でのトナー吹出しやブロッキング等の発生を回避することができる。
【００６０】
請求項１に係る発明によれば、現像器および補給トナー容器に各々１つのトナー通過孔を形成し、それらのトナー通過孔をそれぞれ上下に分割する仕切板を設けて、それらの仕切板で各トナー通過孔にトナー補給口とトナー戻し口とを形成するから、現像器に補給トナー容器を連結するとき、各１つのトナー通過孔を合わせるだけでよく、しかもそのまわりをシールするだけでよいので、その連結部からのトナー漏れも簡単に防止することができる。
【００６１】
また、請求項１に係る発明によれば、仕切板を各々内向きに突出して現像器および補給トナー容器のトナー攪拌部材の回転軌跡中に入り込ませるから、補給トナー容器のトナー攪拌部材を仕切板に当てて、トナーを確実にトナー補給口に導き入れ、また現像器のトナー攪拌部材を仕切板に当てて、トナーを確実にトナー戻し口に導き入れることができる。
【００６２】
さらに、請求項１に係る発明によれば、現像器の仕切板の先端を折り曲げて、トナー補給口を通して現像器から補給トナー容器へとトナーが戻ることを阻止するトナー戻り阻止部を形成するから、トナー戻り阻止部により遮ってトナー補給口を通して現像器から補給トナー容器へとトナーが戻ることを阻止し、トナー補給とトナー戻しとを明確に区別してそれらをともに確実に行うことができる。
【００６４】
請求項２に係る発明によれば、請求項１に記載の現像装置を備えるから、上記各効果を有する現像装置を備えた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の一例であるカラーレーザープリンタの全体概略構成図である。
【図２】そのカラーレーザープリンタに備える多段現像ユニットの概略構成図である。
【図３】その多段現像ユニットで用いる１の現像装置の概略構成図である。
【図４】その現像装置において、現像剤担持体に対する現像剤規制部材の押し当て状態を示す図である。
【図５】その現像装置のトナー通過孔付近の部分拡大図である。
【図６】他例のトナー通過孔付近の部分拡大図である。
【図７】従来の現像装置の概略縦断面図である。
【符号の説明】
１６ 多段現像ユニット
２４ 現像装置
４１ 現像室
４２ 現像ケース
４２ｂ 現像器のトナー通過孔
５６ トナーパドル（現像器のトナー攪拌部材）
５６ａ トナーパドルの羽根
６０ 現像器
６２ トナーカートリッジ（補給トナー容器）
６３ カートリッジケース
６３ａ トナーカートリッジのトナー通過孔
６４ アジテータ（トナーカートリッジのトナー攪拌部材）
６４ａ アジテータの羽根
ａ１ 現像器の仕切板
ａ２ トナーカートリッジの仕切板
ｂ１ 現像器のトナー補給口
ｂ２ トナーカートリッジのトナー補給口
ｃ１ 現像器のトナー戻し口
ｃ２ トナーカートリッジのトナー戻し口
ｄ トナー戻り阻止部

Claims (2)

1. 補給トナー容器のトナー補給口を現像器のトナー補給口に連結し、それらのトナー補給口を通して前記補給トナー容器から前記現像器にトナーを補給する画像形成装置の現像装置において、
   前記現像器および前記補給トナー容器に各々１つのトナー通過孔を形成し、それらのトナー通過孔をそれぞれ上下に分割する仕切板を設けて、それらの仕切板で各トナー通過孔に前記トナー補給口と、逆に前記現像器から前記補給トナー容器にトナーを戻すトナー戻し口とを形成し、前記トナー補給口が前記仕切板の下側となるようにする一方、
   前記仕切板を各々内向きに突出して前記現像器および前記補給トナー容器のトナー攪拌部材の回転軌跡中に入り込ませるとともに、
   前記現像器の前記仕切板の先端を前記トナー補給口側に下向きに折り曲げて、前記トナー補給口を通して前記現像器から前記補給トナー容器へとトナーが戻ることを阻止するトナー戻り阻止部を形成してなる、現像装置。
2. 請求項１に記載の現像装置を備えてなる、画像形成装置。

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