JP2004078004A - 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

【目的】現像幅外側のトナーを適切に搬送し供給することによってトナー容器の現像幅外部スペースを活用することができる現像装置を提供すること。
【構成】電子写真感光体に形成された潜像を現像するための現像装置において、現像剤を収納するための現像剤収納部と、前記現像剤収納容部は、現像剤を現像手段に供給するための開口部を有し、前記現像剤収納容部は、前記開口部に対抗した領域の長手方向外側に現像剤収容スペースを有し、前記開口部に対抗した領域の外側の現像剤収容スペースの現像剤を搬送する第１の搬送部材を有し、前記第１の搬送部材は、現像剤を前記開口部とは反対方向に現像剤を搬送し、前記開口部内側に対向した領域には現像剤を現像剤担持部材軸側に送る第２の搬送部材を有する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像装置とプロセスカートリッジ及びプロセスカートリッジを着脱可能な電子写真画像形成装置に関する。
【０００２】
ここで、電子写真画像形成装置は、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成するもので、例えば電子写真複写機、電子写真プリンター（例えば、ＬＥＤプリンター、レーザービームプリンター等）、電子写真ファクシミリ装置及び電子写真ワードプロセッサー等が含まれる。
【０００３】
又、プロセスカートリッジとしては、少なくとも現像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものを言う。
【０００４】
【従来の技術】
従来、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置においては、電子写真感光体及び前記電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセススカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによらずに使用者自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができる。そのため、このプロセスカートリッジ方式は画像形成装置において広く用いられている。
【０００５】
前記プロセスカートリッジでは、電子写真感光体と現像装置とを一体的に備えたものがある。この現像装置は、現像剤（以下「トナー」と言う）を担持する現像ローラ等のトナー担持体を保持する現像枠体とトナーを収納するトナー収容部であるトナー収納容器とを結合してある。
【０００６】
このトナー収納容器と現像枠体は同一寸法の開口部を有しており、各開口部を対面させ連結される構成となっている。ここで、トナー収納容器に充填されているトナーは、現像枠体の開口部を通過し、トナーをトナー担持体に付着させる構成となっている。従って、落下したトナーがトナー担持体に付着する構成であるために、前記開口部の長手方向幅はトナー担持体軸方向長さより短く、同時にトナー収納容器の長手方向幅は、現像枠体の開口部幅とほぼ同一寸法であることが一般的である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、収納するトナーの量を多くするとなると、トナー収納容器を大型化せざるを得なくなってしまう。又、トナー収納容器はトナー担持体にトナーを付着させるために、トナー担持体の軸方向幅程度の開口部を有している。従って、トナー収納容器の容量を増加させるためには以上のような制約から、トナー担持体の軸よりも大きな容器を設計した場合、トナー収納容器の開口部領域を超える領域から如何にしてトナー担持体へトナーを適切な量を送り出すかという課題が生ずることになる。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、現像幅外側のトナーを適切に搬送し供給することによってトナー容器の現像幅外部スペースを活用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にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、電子写真感光体に形成された潜像を現像するための現像装置において、現像剤を収納するための現像剤収納部と、前記現像剤収納容部は、現像剤を現像手段に供給するための開口部を有し、前記現像剤収納容部は、前記開口部に対抗した領域の長手方向外側に現像剤収容スペースを有し、前記開口部に対抗した領域の外側の現像剤収容スペースの現像剤を搬送する第１の搬送部材を有し、前記第１の搬送部材は、現像剤を前記開口部とは反対方向に現像剤を搬送し、前記開口部内側に対向した領域には現像剤を現像剤担持部材軸側に送る第２の搬送部材を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記第１の搬送部材は、回転により現像剤を搬送する搬送手段であり、前記第２の搬送部材は、往復運動で現像剤を搬送する搬送手段であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記開口部外側の現像剤収容スペース部の現像剤を送する部材は、回転自在な軸部分と、前記軸部分の両端の前記現像枠体外側の現像剤収容スペース部に羽根形状の搬送部材と、前記現像枠体内側の現像剤収容スペース部には軸から突起形状の現像剤攪拌部分と、を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、電子写真画像形成装置の装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、請求項１〜３の何れかに記載の現像装置を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、プロセスカートリッジを着脱可能な画像形成装置において、請求項４記載のプロセスカートリッジを有することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
＜実施の形態１＞
［プロセスカートリッジ及び装置本体の説明］
図１は本発明に係るプロセスカートリッジの主断面図、図２は本発明に係る画像形成装置の主断面図である。このプロセスカートリッジは、像担持体と、像胆持体に作用するプロセス手段を備えたものである。ここで、プロセス手段としては、例えば像担持体の表面を帯電させる帯電手段、像担持体にトナー像を形成する現像装置、像担持体表面に残留したトナーを除去するためのクリーニング手段がある。
【００１６】
本実施の形態に係るプロセスカートリッジ１５は、図１に示すように、像担持体である電子写真感光体ドラム１１の周囲に帯電手段である帯電ローラ１２、現像装置として、現像ローラ１８、現像ブレード、トナーを収納したトナー収納枠体１６、及びクリーニング手段としてクリーニングブレード１４を配置し、ハウジングで覆って一体的にカートリッジ１５とし、画像形成装置本体Ｃに対して着脱自在に構成している。
【００１７】
このプロセスカートリッジ１５は、図２に示すような画像形成装置Ｃに装着されて画像形成に用いられる。画像形成は装置下部に装着されたシートカセット６から搬送ローラ７によってシートＳを搬送し、このシート搬送と同期して、感光体ドラム１１に露光装置８から選択的な露光をして潜像を形成する。その後、トナー収納容器１６に収納したトナーを現像ブレードにより現像ローラ１８表面に薄層担持し、現像ローラ１８に現像バイアスを印加することによって、潜像に応じてトナーを供給する。このトナー像を転写ローラ９へのバイアス電圧印加によって搬送されるシートＳに転写し、そのシートＳを定着装置１へ搬送して画像定着し、排紙ローラ２によって装置上部の排出部３に排出する。
【００１８】
ここで、トナー収容部であるトナー収容枠体１６内のトナーの搬送構成について説明する。以下長手とは感光ドラム１１の軸方向とする。
【００１９】
トナー収容枠体１６は、図３に示すように、現像ローラ１８にトナーを供給するための開口部１９を有する。前記開口部１９の長手方向の幅は、現像枠体１７の開口部２０の長手方向の幅とほぼ同じ大きさである。又、図３に示すように、トナー収容枠体１６は開口部１９に対向した領域の長手方向外側に領域２１（斜線部分）を有している。前記領域２１の部分のトナーを直接開口部１９に向かって搬送すると現像枠体１７の開口部２０の長手方向両端にトナーの供給過多になってしまう。
【００２０】
そこで、図１及び図３〜図５に示すように、前記領域２１のトナーを先ず前記開口部１９とは反対側に搬送する第１の搬送手段２２を有する。前記第１の搬送手段２２は、トナー収容容器１６に回転可能に支持されており、図１、図４及び図５の矢印Ｄの方向に回転して、送り羽根２２ａによりトナー容器１６の開口部１９とは反対方向（矢印Ｅ）方向にトナーを搬送する。
【００２１】
ここで、前記搬送手段２２の回転駆動力は次のように入力伝達される（不図示）。先ず、画像形成装置本体より回転駆動がカップリング、ギア等の結合手段でカートリッジに入力される。次に、カートリッジ内でギアにより前記搬送手段へ駆動が伝達される。
【００２２】
前記搬送部材２２は、軸部２２ｂと可撓性を有する羽根部２２ａから構成され、前記領域２１の部分に羽根部２２ａが有り、又、軸２２ｂの長手中央部には図５に示すように突起２２ｅを有し、搬送手段２２の回転に伴い中央部のトナーを攪拌できる。大容量のトナーを収容する場合にはトナーの攪拌が重要である。本実施の形態では、部品点数を増やさずにトナー攪拌手段を得ることができ。又、前記攪拌部材２２は２連になっており、開口部１９外側の領域２１のトナーは、搬送部材２２ｃから搬送部材２２ｄへと矢印Ｅの方向にトナーは搬送されるのである。
【００２３】
そして、トナーが搬送部材２２ｄにより開口部１９と離れた側の壁２３まで搬送されてくると、斜面２４に沿ってトナーは矢印Ｆの方向へ落ちる。ここで斜面２４の傾斜の方向について図６（ａ），（ｂ）を用いて説明する。
【００２４】
斜面２４は、図６（ａ）に示すように、開口部１９（現像器側）とは反対側２３の隅に向かって下がる方向（プロセスカートリッジ１５を画像形成装置Ｃに装着状態で）に傾いている。又、図６（ｂ）に示すように、隅部のトナーは第２の搬送手段２５の方向に向かって下がる方向にも斜面は傾いている。その結果、搬送手段２２ｄにより斜面２４の上に運ばれたトナーは矢印Ｆの方向に落ちるのである。
【００２５】
そのようにして開口部対抗部の壁面２３に運ばれたトナーは、その後、すのこ形状の第２の搬送部材２５で開口部１９まで（矢印Ｈの方向に）運ばれるのである。前記第２の搬送手段２５の幅は長手方向で前記開口部１９のほぼ全域である。前第２の搬送手段２５は、トナー収容容器１６の底面に沿って設けられており、開口部１９に向かって（図３〜図５の矢印Ｊ方向）往復運動をする。
【００２６】
又、第２の搬送手段２５は、各断面が図１（ａ）に示すように開口部側が略垂直な面２５ａで、開口側と反対側が斜面２５ｂとなるような形状を有している。このような断面が三角形状を有することで前記第２の搬送手段２５は開口部から離れる方向に移動するときには、すのこの各断面の三角形状の斜面２５ｂにトナーが乗り上げ、開口部１９の方向に移動するときは三角形状の垂直面２５ａにトナーが押される。この往復運動（矢印Ｊ）によりトナーは開口部１９側に（矢印Ｈの方向に）搬送される。
【００２７】
そして、開口部１９付近まで第２の搬送手段２５で搬送されたトナーは、回転運動をする搬送手段２６により開口部１９より現像枠体１７を通り現像スリーブ１８へトナー収容容器内のトナーを供給することができる。又、前記第３の搬送手段２６と前記第２の搬送手段２５は、図２、　図４及び図５に示すように連結されている。つまり、前記第３の搬送手段２６の回転中心と前記第２の搬送手段２５を往復運動させる回転中心は同一である。よって、前記第３の搬送手段２６の回転に伴い前記第２の搬送手段２５は往復運動するのである。
【００２８】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２について説明する。尚、ここでは、前記実施の形態１で示すように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トナー収容容器１６内部のトナー搬送について述べる。
【００２９】
本実施の形態においても、図３に示すように、トナー収容枠体１６は開口部１９に対向した領域の長手方向外側に領域２１（斜線部分）を有しており、この領域２１の搬送については実施の形態１と同様に第１の搬送手段２２により矢印Ｅの方向にトナーは搬送される。そして、トナーが搬送部材２２ｄにより開口部１９と離れた側の壁２３まで搬送されてくると、斜面２４に沿ってトナーは矢印Ｆの方向へ落ちる。そして、トナー開口部１９に対抗した領域の開口部１９と離れた側の壁２３まで搬送されたトナーは、第４の搬送手段２７よりトナー開口部１９に搬送される。
【００３０】
ここで、第４の搬送手段２７について述べる。
【００３１】
搬送手段２７は軸２７ａと羽根２７ｂ、ギア２７ｃから構成され搬送手段２２と同軸に設けられ、又、第１に搬送手段２２とは逆に回転する。その構成は図７に示す。
【００３２】
軸２７は第１の搬送手段２２の軸２２ａの筒状の内部に貫通しており、その外部にギア部２７ｃがある。ここで、駆動系について述べると、　先ず、画像形成装置本体より入力された駆動力（図不示）がギア２８、ギア２９を介してギア２７ｃに伝達される。又、ギア２８からギア２２ｆにも駆動が伝達される。
【００３３】
以上よりギア２２ｆとギア２７ｃは回転方向が逆になる。つまり、第１の搬送手段２２と第４の搬送手段２７の回転方向は逆となる。つまり、第４の搬送手段２７は矢印Ｌの方向に回転する。よって、開口部１９に対向した領域のトナーは、第４の搬送手段２７は矢印Ｌの方向に回転することにより開口部１９に向かって搬送される。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、前記現像剤収納容部は、現像剤を現像手段に供給するための開口部を有し、前記現像剤収納容部は、前記開口部に対向した領域の外側に現像剤収容スペースを有し、前記開口部に対向した領域の外側の現像剤収容スペースの現像剤を搬送する第１の搬送部材を有し、前記第１の搬送部材は、現像剤を前記開口部とは反対方向に現像剤を搬送し、前記開口部内側に対向した領域には現像剤を現像剤担持部材軸側に送る第２の搬送部材を有するにより前記開口部に対向した領域の外側の現像剤収容スペースの現像剤を効率良く、又、過供給することなく適正量の現像剤を現像手段に供給することができることにより、カートリッジ全体を大きくすることなくコンパクトで大容量のトナーを収容できるカートリッジを実現することができる。
【００３５】
又、第２の搬送部材は、往復運動のすのこ形状の搬送手段で現像剤を搬送する搬送手段とすることにより前記開口部に対向した広い領域の現像剤収容容器底面を平らな底面とすることが可能となり、カートリッジ全体の大きさを大きくすることなくコンパクトで大容量のトナーを収容できユーザービリティーを向上させたカートリッジを実現することができる。
【００３６】
更に、前前記開口部外側の現像剤収容スペース部の現像剤を送する部材は、回転自在な軸部分と、前記軸部分の両端の前記現像枠体外側の現像剤収容スペース部に羽根形状の搬送部材と、前記現像枠体内側の現像剤収容スペース部には軸から突起形状の現像剤攪拌部分と、を有することにより、大容量のトナーを収容した場合でもトナーを十分に攪拌でき、現像性の向上が図れ、画質の向上に繋がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるプロセスカートリッジの主断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における装置本体の主断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１におけるトナー収容容器の概略上視図である。
【図４】本発明の実施の形態１におけるトナー収容枠体内部の概略説明図である。
【図５】本発明の実施の形態１におけるトナー収容枠体内部の概略説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１におけるトナー収容枠体内部の開口部側とは反対側の壁に設けられた斜面の概略説明図である。
【図７】本発明の実施の形態２の搬送手段の駆動系の断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２のトナー収容容器内部の概略説明図である。
【符号の説明】
１　　排出ローラ
２　　排出部
６　　シートカセット
７　　搬送ローラ
８　　露光装置
９　　転写ローラ
１０　　定着装置
１１　　感光ドラム
１３　　クリーニング枠体
１４　　クリーニングブレード
１４ａ　弾性ブレード
１４ｂ　板金
１４ｃ　コロ
１５　　プロセスカートリッジ
１６　　トナー収容容器
１７　　現像枠体
１８　　現像スリーブ
１９　　トナー収容枠体開口部
２０　　現像枠体開口部
２１　　トナー収容枠体の開口部外側領域
２２　　第１の搬送手段
２２ａ　搬送羽根
２２ｂ　軸
２２ｃ　第１の搬送手段１
２２ｄ　第１の搬送手段２
２２ｅ　突起
２２ｆ　ギア
２３　　開口部と離れた側の壁
２４　　斜面
２５　　第２の搬送手段
２５ａ　垂直面
２５ｂ　斜面
２６　　第３の搬送手段
２７　　第４の搬送手段
２７ａ　軸
２７ｂ　羽根
２７　　ギア
２８　　ギア
２９　　ギア
Ｃ　　画像形成装置
Ｄ　　搬送部材１の回転方向
Ｅ　　トナー収容枠体の開口部外側のトナー収容領域のトナー流れ方向
Ｆ　　トナー収容容器隅部のトナーの搬送方向
Ｇ　　トナー収容枠体の開口部外側のトナー収容領域のトナー搬送方向
Ｈ　　搬送部材２のトナー搬送方向
Ｊ　　搬送部材２の往復運動方向
Ｋ　　第３の搬送手段の回転方向
Ｌ　　第４の搬送手段の回転方向

Claims (5)

1. 電子写真感光体に形成された潜像を現像するための現像装置において、
   現像剤を収納するための現像剤収納部と、前記現像剤収納容部は、現像剤を現像手段に供給するための開口部を有し、前記現像剤収納容部は、前記開口部に対抗した領域の長手方向外側に現像剤収容スペースを有し、前記開口部に対抗した領域の外側の現像剤収容スペースの現像剤を搬送する第１の搬送部材を有し、前記第１の搬送部材は、現像剤を前記開口部とは反対方向に現像剤を搬送し、前記開口部内側に対向した領域には現像剤を現像剤担持部材軸側に送る第２の搬送部材を有することを特徴とする現像装置。
2. 前記第１の搬送部材は、回転により現像剤を搬送する搬送手段であり、前記第２の搬送部材は、往復運動で現像剤を搬送する搬送手段であることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 前記開口部外側の現像剤収容スペース部の現像剤を送する部材は、回転自在な軸部分と、前記軸部分の両端の前記現像枠体外側の現像剤収容スペース部に羽根形状の搬送部材と、前記現像枠体内側の現像剤収容スペース部には軸から突起形状の現像剤攪拌部分と、を有することを特徴とする請求項１又は２記載の現像装置。
4. 電子写真画像形成装置の装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
   請求項１〜３の何れかに記載の現像装置を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
5. プロセスカートリッジを着脱可能な画像形成装置において、請求項４記載のプロセスカートリッジを有することを特徴とする画像形成装置。

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