(57)【要約】【課題】部品点数の増大、構成の複雑化、コストアップの原因となる揺動機構による攪拌部材を用いずに、現像剤面を浮遊して剤面の上下により進退動作することでトナーパッキングを防止する攪拌部材を設けることにより、構成を単純化し、コストを抑える。【解決手段】現像ユニット２０と、現像ユニットに粉体の現像剤を補給する現像剤補給ユニット４０と、両ユニットとの連結部に設けた現像剤補給用の開口部５２と、を有し、現像ユニット内の現像剤Ｔ上に浮遊し、該現像剤の流動により現像ユニットと現像剤補給ユニットとの間を進退して開口部内の現像剤の滞留を解消する撹拌部材６０を開口部内に配置した。【選択図】図３
2013190581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像ユニットと、該現像ユニットに粉体の現像剤を補給する現像剤補給ユニットと、前記現像ユニットと前記現像剤補給ユニットとの連結部に設けた現像剤補給用の開口部と、を有した現像装置において、
前記現像ユニット内の現像剤の剤面の変動に応じて前記開口部内を進退する撹拌部材を該開口部内に配置したことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像ユニットは、前記開口部と対向配置され、且つ軸部材を中心として回転する第１搬送部材を備え、
前記開口部は、少なくとも前記第１搬送部材の軸方向両端部と対向する二箇所と、該搬送部材の軸方向中央部と対向する一箇所に配置されており、
前記攪拌部材は、前記軸方向両端部の開口部のうちの少なくとも一方に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記攪拌部材は、前記現像ユニット内の現像剤と接する浮遊片と、前記現像剤補給ユニット内に配置される開口部からの抜け止め片と、前記浮遊片と前記抜け止め片を連結し且つ前記開口部内を移動自在に貫通する連結片と、を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記連結片からほぐし部材を突設させたことを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載の現像装置を備えたことを特徴とするプロセスユニット。
【請求項６】
請求項５に記載のプロセスユニットを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真方式の画像形成装置に装備される現像装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ、或いはこれらの機能を備えたＭＦＣと呼ばれる複合機等の電子写真方式の画像形成装置にあっては、感光体ドラム等の像担持体の表面を帯電装置により均一に帯電させ、その帯電面に露光装置から記録すべき画像情報に基づいて変調したレーザ光等を投射して画像潜像を形成する。次に、この画像潜像を現像装置に装填されているトナーにより現像してトナー像を形成し、トナー像を記録媒体に転写する。さらに、トナー像が転写された記録媒体を定着処理して画像を固定し、画像の記録を行っている。
【０００３】
ところで、現像装置においては、現像装置内におけるトナーの搬送ムラやトナーの流動性の低下に基づく空洞の発生などの所謂トナーパッキング現象が問題となっている。
現像方式には１成分現像と２成分現像があるが、特に１成分現像方式においてトナーの滞留・凝集の原因となるトナーパッキングが多くの機種で問題となっている。
特許文献１（特開２００４−２１９７１８公報）には、トナーパッキング現象を抑制するために、現像装置本体内部の現像剤を保留するバッファ部に、現像剤供給部材（搬送スクリュー）とは非接触の状態で可撓性の板状（マイラ）の撹拌部材を揺動自在に配置している。この撹拌部材を揺動させることによりトナーを均一に混合し、また、搬送むらや現像剤の流動性の低下に基づく現像剤の凝集、空洞の発生などの所謂パッキング現象を抑制し、画像濃度の低下や画像かぶりに対する改善を図ることができ、長期間にわたり安定した画像を形成することができる、と開示されている。
しかし、トナーパッキングを防止する手段としてマイラ等の揺動する攪拌部材を使用しているため構成が複雑になり、コストが高くなるという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、部品点数の増大、構成の複雑化、コストアップの原因となる揺動機構による攪拌部材を用いずに、現像剤面を浮遊して剤面の上下により進退動作することでトナーパッキングを防止する攪拌部材を設けることにより、構成を単純化し、コストを抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明は、現像ユニットと、該現像ユニットに粉体の現像剤を補給する現像剤補給ユニットと、前記現像ユニットと前記現像剤補給ユニットとの連結部に設けた現像剤補給用の開口部と、を有した現像装置において、前記現像ユニット内の現像剤の剤面の変動に応じて前記開口部内を進退する撹拌部材を該開口部内に配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、格別な駆動源や、複雑な可動機構を用いることなく、現像部内のトナーの流れや上下動、第１搬送部材の回転力等によって攪拌部材が開口部内外で多様な動作を行うように構成したので、滞留しようとするトナーを確実にトナーカートリッジ側へ供給することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の現像装置、及びこの現像装置を備えたプロセスユニットの構成を示す断面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は第１搬送部材、仕切部材、及び第２搬送部材の位置関係を示す要部断面図、及び仕切部材の平面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は夫々実施形態に係る攪拌部材の構成を示す説明図である。
【図５】第１搬送部材、仕切部材、及び第２搬送部材の位置関係と攪拌部材の動作を示す要部断面図である。
【図６】攪拌部材による攪拌動作の一例を示す仕切部材要部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置の概略構成を示す断面図であり、図２は本発明の現像装置、及びこの現像装置を備えたプロセスユニットの構成を示す断面図であり、図３（ａ）及び（ｂ）は第１搬送部材、仕切部材、及び第２搬送部材の位置関係を示す要部断面図、及び仕切部材の平面図であり、図４（ａ）及び（ｂ）は夫々実施形態に係る攪拌部材の構成を示す説明図であり、図５は第１搬送部材、仕切部材、及び第２搬送部材の位置関係と攪拌部材の動作を示す要部断面図である。
画像形成装置１は、像担持体を構成する感光体２と、感光体２の周囲に配置されて感光体の表面を均一に帯電させる帯電装置（帯電ローラ）３と、感光体の帯電面に記録すべき画像情報に基づいて変調したレーザ光を投射する露光装置４と、露光装置４から投射されたレーザ光Ｌにより感光体表面に形成された画像潜像を現像する現像装置５と、転写後に感光体の表面に残留した現像剤（以下、トナーという）を清掃し回収するクリーニング装置６と、を備えている。
【０００９】
感光体２、帯電ローラ３、現像装置５、クリーニング装置６は、プロセスユニットを構成しており、一体として画像形成装置本体に対して着脱、交換される。
記録媒体の搬送経路を挟んで感光体２と対向する位置には転写装置（転写ローラ）１０が配置されており、給紙装置１１から給紙された記録媒体Ｐが、感光体２と転写装置１０との間の転写位置に搬送されるように構成されている。給紙装置１１は、給紙カセット１１ａ、給紙コロ１１ｂ等から構成されている。給紙装置１１の下流側にはレジストローラ１２が配置されており、感光体上のトナー像の移動とタイミングが合うように記録媒体Ｐを転写位置に供給する。
また、転写位置を通過した記録媒体Ｐの搬送方向下流側には、定着装置１３（加熱ローラ１３ａ、加圧ローラ１３ｂ）、排紙ローラ１４、排出トレイ１５が順次配置されている。
画像形成装置１の動作は図示しないコントローラにより制御される。
【００１０】
次に、画像形成装置の動作の概略を説明する。感光体２は、図示しない駆動装置により矢印ａ方向に一定速度で回転駆動される。帯電装置３により均一に帯電された感光体２の表面には、露光装置４から記録すべき画像情報に基づいて変調されたレーザ光Ｌが投射され画像潜像が形成される。感光体２上の画像潜像は現像装置５から供給されたトナーにより現像されてトナー像が形成される。
感光体２の矢印ａ方向への回転により、感光体２上のトナー像先端が転写位置に達するタイミングに合わせて給紙装置１１から記録媒体Ｐが給紙され、転写位置では転写装置１０の作用によりトナー像が記録媒体Ｐに転写される。
トナー像が転写された記録媒体Ｐは定着装置１３により定着処理され、排紙ローラ対１４によって排出トレイ１５に排出される。転写位置で転写されなかった感光体２上の残留トナーはクリーニング装置６により回収され、感光体２の表面が清掃されて次の画像形成に備える。
【００１１】
次に、本発明の実施形態に係る現像装置５の構成及び動作の詳細について説明する。
現像装置５は、現像部（現像ユニット）２０と、現像部に粉体の現像剤（以下、トナー、という）を補給するトナーカートリッジ（現像剤補給ユニット）４０と、現像部２０とトナーカートリッジ４０との連結部（連通部）に設けられて現像剤補給用の開口部５２を有した仕切部材５０と、を概略有している。更に、現像装置５は、現像部内の現像剤（トナー）Ｔ上に浮遊し、現像剤の流動（現像剤面の変動）に応じて現像部２０とトナーカートリッジ４０との間を進退して開口部内、開口部周辺での現像剤の滞留を解消する撹拌部材６０を開口部５２内に配置した構成を備えている。
現像部２０は、現像ケース２１内に、感光体２と対向配置されてトナーを感光体に付着させる現像ローラ２２、トナーを現像ローラに供給する為に現像ローラに摺接する供給ローラ２３、トナーを攪拌し供給ローラ２３に供給するスクリュー形状の第１搬送部材２４、現像ローラに当接して現像ローラ上のトナー層を一定の薄層とするトナー層規制部材（現像ブレード）２５を配置した構成を有する。
第１搬送部材２４と第２搬送部材４１は、開口部５２を間に挟んで対向配置されている。
【００１２】
図３（ａ）に示すように、第１搬送部材２４は、回転軸２４ａと、回転軸の外周に螺旋方向を逆にして形成された２つの螺旋羽根２４ｂ、２４ｃと、を備えている。即ち、方向が異なる２つの螺旋羽根２４ｂ、２４ｃが回転軸の中心部から反対方向へ延びている。このため、第１搬送部材２４周辺のトナーは各螺旋羽根によって異なった軸方向へ搬送される。本例では、２つの螺旋羽根２４ｂ、２４ｃは夫々トナーを回転軸２４ａの中心部から両端部へ向けて搬送するように構成されている。
トナーカートリッジ４０は、そのケーシング内に、仕切部材５０に形成した開口部５２を経由して現像部２０へトナーを供給するスクリュー形状の第２搬送部材４１と、トナーを攪拌させるアジテータ４２と、を有する。第２搬送部材４１は、第１搬送部材と同様に回転軸の外周に螺旋方向を逆にした２つの螺旋羽根が形成されている。即ち、図３（ａ）に示すように、第２搬送部材４１は、回転軸４１ａと、回転軸の外周に螺旋方向を逆にして形成された２つの螺旋羽根４１ｂ、４１ｃと、を備えている。即ち、方向が異なる２つの螺旋羽根４１ｂ、４１ｃが回転軸の中心部から反対方向へ延びている。このため、第２搬送部材４１周辺のトナーは各螺旋羽根によって異なった軸方向へ搬送される。本例では、２つの螺旋羽根４１ｂ、４１ｃは夫々トナーを回転軸４１ａの両端部から中心部へ向けて搬送するように構成されている。
【００１３】
仕切部材５０は、図３（ａ）（ｂ）に示すように現像部２０とトナーカートリッジ４０とを連通させる連結部を塞ぐように配置された仕切板５１と、仕切板５１に所定の配置で貫通形成された複数の開口部５２と、を有している。本例では、矩形の開口部５２（５２ａ、５２ｂ、５２ｃ）を仕切板５１の両端部と、中央部に合計３個配置した構成を示しているが、これは一例に過ぎず、開口部の形状、サイズ、個数、配置等は任意に選定可能である。現像部２０とトナーカートリッジ４０との間のトナーの行き来は、開口部５２を経由して行われると共に、任意の開口部に配置した攪拌部材６０がトナーからの力を受けて開口部内を進退移動してトナーを攪拌することにより、開口部内、及び開口部近傍において、搬送ムラやトナーの流動性の低下に起因して空洞、詰まりが発生する等のトナーパッキング現象を防止するように構成されている。
【００１４】
なお、仕切板５１は、現像装置の現像ケース２１と別部材である必要はなく、現像ケースの一部であってもよい。
要するに、本発明の現像装置の特徴的な構成は、現像ユニット２０と、現像ユニットに粉体の現像剤を補給する現像剤補給ユニット４０と、現像ユニットと現像剤補給ユニットとの連結部に設けた現像剤補給用の開口部５２（５２ａ、５２ｂ、５２ｃ）と、を有し、現像ユニット内の現像剤Ｔ上に浮遊し、該現像剤の流動（現像剤面の変動）により現像ユニットと現像剤補給ユニットとの間を進退して開口部内の現像剤の滞留を解消する撹拌部材６０を開口部内に配置した構成にある。
【００１５】
次に、本実施形態に係る現像装置内におけるトナーの流れについて説明する。
トナーカートリッジ４０内のトナーはアジテータ４２により攪拌され、攪拌されたトナーは第２搬送部材４１上に降下して第２搬送部材４１により軸方向中央部に搬送され、仕切部材５０の長手方向中央部に設けられたトナー投下穴としての開口部５２ａより、現像部２０内部へ供給される。
連結部の長手方向中央部に位置する開口部５２ａから現像部２０の中央部へ投下されたトナーは、第１搬送部材２４によりその軸方向両端方向へ搬送されつつ、供給ローラ２３の全長に渡って満遍なく搬送、供給される。
更に、トナーは供給ローラ２３から現像ローラ２２へ供給され、ブレード形状のトナー規制部材２５により適当な層厚に薄膜化されて対向する感光体２へと転移し、感光体上の静電潜像を可視像化する。
また、現像ローラ２２へ供給された後で現像に供されずに余剰となったトナーは、第１搬送部材２４により搬送され、仕切部材５０の両端に設けられた開口部５２ｂ、５２ｃを経由して、現像部からトナーカートリッジ部側へ持ち上げられて戻される。
【００１６】
ところで、第２搬送部材４１の回転によって中央の開口部５２ａを経由して現像部２０内へ投下供給されたトナーは、第１搬送部材２４によりその中央部から供給ローラ２３、及び現像ローラ２２の軸方向両端部へ向けて搬送供給されるが、コピー枚数や原稿濃度の変化により、現像ローラ２２側のトナー消費量とトナーカートリッジ側からのトナー供給量とのバランス不合致や、トナー自重による締まり（凝集）などにより、現像ローラ、供給ローラ、及び第１スクリューの各端部側で、トナーパッキングが生じて正常にトナー搬送ができなくなり、これが現像ローラ２２へのトナー供給異常を生じさせて画像ムラやスジ等の異常画像を発生させる原因となる。
本発明ではこのようなトナーパッキングの発生を防止するために、図４に示した如き攪拌部材６０を軸方向両端部寄りに位置する開口部５２ｂ、５２ｃのうちの少なくとも一方、本例では両開口部内に配置している。なお、中央部の開口部５２ａと両端の開口部５２ｂ、５２ｃとの間の他の開口部を形成する場合に、これらの開口部を経由して下方から上方にトナーが抜けて移動する可能性がある場合にはこれらの開口部内に攪拌部材を配置するのが好ましい。
【００１７】
図４（ａ）に示した攪拌部材６０は、現像部２０内の現像剤面に浮遊する（現像剤面の変動による影響により上下動する）浮遊片６１と、仕切部材５０の両端に設けた開口部５２ｂ、５２ｃからの抜け止め片６３と、浮遊片６１と抜け止め片６３を連結し且つ開口部５２ｂ、５２ｃ内を移動自在に貫通する連結片６５と、を有している。浮遊片６１と抜け止め片６３は、所要の面積を有した板状とすることにより、滞留しようとするトナーをその面で押圧して分散、攪拌することができる。
このように仕切部材５０の長手方向両端部に滞留して溜まろうとするトナーを、各開口部５２ｂ、５２ｃ内に可動な状態で配置した撹拌部材６０の浮遊片６１と抜け止め片６３による攪拌動作によって分解、分散させることにより、トナーの詰まりに起因したトナーパッキングを防止することができる。このため、仕切部材の両端部においてトナーを安定して搬送することができ、画像濃度を安定化させることができる。
【００１８】
図３（ｂ）に示したように攪拌部材６０の浮遊片６１、及び抜け止め片６３は、楕円形、或いは長円形を有した板状体であるが、開口部５２ｂ、５２ｃから抜け落ちない形状であれば、どのような形状であってもよい。
図５に示すように攪拌部材６０は、第１搬送部材２４の回転と、跳ねかけられるトナーＴによって不規則に上下動（軸方向移動）したり、左右動したり、連結片６５を中心として回転したり、傾倒したり、これらの動作を複合した動作をする。攪拌部材６０の浮遊片６１、及び抜け止め片６３は、楕円形等の細長い形状としたことにより、浮遊片６１、及び抜け止め片６３の短手方向長が開口部の短手方向長よりも短くなり、浮遊片６１、または抜け止め片６３を傾斜させた状態で開口部内に差し込むことが容易となる。つまり、浮遊片６１、及び抜け止め片６３の短手方向長を開口部の短手方向長よりも短くすることにより、開口部に対する攪拌部材の装着が容易となる。また、装着した後は、抜け落ちない範囲で種々の方向に動作することが可能となる。
次に、図４（ｂ）に示した他の実施形態に係る攪拌部材６０は、連結片６５の途中にほぐし部材６６を設けた点が特徴的である。ほぐし部材６６は、棒状であってもよいし、板状であってもよいが、開口部を自由に行き来できるように、開口部の短手方向寸法よりも短い短手寸法を有し、且つ開口部の長手方向寸法よりも短い長手方向寸法を有するように構成するのが好ましい。
【００１９】
次に、図６は攪拌部材による攪拌動作の一例を示す仕切部材要部の断面図である。
第１搬送部材２４の回転方向によっては現像部２０内のトナーＴは瞬間的に斜めの界面で攪拌部材を押上げ、攪拌部材はトナー量の変化により上下、又は左右に振れる。第１搬送部材２４の軸方向両端部ではトナーが仕切部材５０の幅方向両方向に配置された壁面２１ａ、２１ｂに向けて搬送され、各壁面にて押し返されて仕切部材５０上面のトナーの嵩が高くなる。このような状況において、攪拌部材６０が上下動、左右動、その他の攪拌動作をすることにより仕切部材上面のトナーが浮遊片６１、及び抜け止め片６３によって攪拌され、上方に押し上げられて第２搬送部材４１側に供給され、第２搬送部材によって軸方向中央部へ搬送される。
なお、図示した実施形態に係る現像装置では、第１搬送部材２４の軸方向両端部側にトナーが滞留し易い一方で、第２搬送部材４１の軸方向両端部周辺のトナー量は比較的少ない。この状態では、現像部側から各開口部５２ｂ、５２ｃを経てトナーが第２搬送部材４１の軸方向両端部に向けて移動し易くなり、第２搬送部材４１による搬送もスムーズになる。
【００２０】
攪拌部材６０を設けない場合には、第２搬送部材４１により中央の開口部５２ａから現像部２０内に投下供給されたトナーは、第１搬送部材２４により供給ローラ２３及び現像ローラ２２の端部に向けて供給されるが、コピー枚数や原稿濃度の変化により、現像ローラ側のトナー消費量とトナーカートリッジ側からのトナー供給量のバランス不合致やトナー自重によるしまりなどにより、現像ローラ２２や供給ローラ２３、及び第１搬送部材２４の端部側で、トナーパッキングが生じて第２搬送部材側へトナーを正常に搬送できなくなり、現像ローラへのトナー供給異常が生じて画像ムラやスジ等の異常画像の原因となる。
また、仕切部材に設けた開口部５２は、上下に配置した各搬送部材４１、２４の回転半径外であるが、攪拌部材６０を設けていない場合には、開口部内、開口部周辺に滞留し固化しようとするトナーを崩して分散させる手段は存在しない。各搬送部材が停止した状態で長期間画像形成装置が稼動されない場合（例えば、夏期等の長期休暇によって未使用状態が続いた場合）に、トナーが狭い開口部５２内に充満していると、凝集を起こしてパッキングする場合がある。一旦、開口部の外周縁部にトナーが付着すると、トナー同士の親和性（付着性）の良さからパッキングが進行し、開口部を徐々に狭め、現像部側からトナーカートリッジ側へのトナー搬送性能が低下する虞がある。
【００２１】
これに対して本発明によれば、格別な駆動源や、複雑な可動機構を用いることなく、現像部内のトナーの流れや上下動、第１搬送部材の回転力等によって攪拌部材が開口部５２ｂ、５２ｃ内外で多様な動作を行うように構成したので、滞留しようとするトナーを確実にトナーカートリッジ４０側へ供給することが可能となる。
即ち、攪拌部材６０は、現像ユニット内部に既にあるトナーと、新たに補給されたトナーとを迅速に均一に混合し、且つ、搬送ムラやトナーの流動性の低下に基づく空洞、詰まりの発生などの所謂パッキング現象を抑制することができる。
現像装置内にトナーパッキングを防止する機能を有する撹拌部材６０を可動、且つ脱落しない状態で配置し、撹拌部材は格別の可動機構を用いずに現像部内のトナーの剤面を浮遊することにより、剤面の上下により進退、回転、傾倒などの多様な動作を行い、トナー補給ユニットと現像ユニットの連通部にある開口部内、及び開口部周辺のトナーを攪拌、混合し、トナーパッキングを防ぐことができる。
【符号の説明】
【００２２】
１…画像形成装置、２…感光体、３…帯電装置、４…露光装置、５…現像装置、６…クリーニング装置、１０…転写装置、１１…給紙装置、１１ａ…給紙カセット、１１ｂ…給紙コロ、１２…レジストローラ、１３…定着装置、１３ａ…加熱ローラ、１３ｂ…加圧ローラ、１４…排紙ローラ対、１５…排出トレイ、２０…現像部（現像ユニット）、２１…現像ケース、２１ａ…壁面、２２…現像ローラ、２３…供給ローラ、２４…搬送部材、２４ａ…回転軸、２４ｂ…螺旋羽根、２５…トナー規制部材、４０…トナーカートリッジ（現像剤補給ユニット）、４１…搬送部材、４１ａ…回転軸、４１ｂ…螺旋羽根、４２…アジテータ、５０…仕切部材、５１…仕切板、５２（５２ａ、５２ｂ、５２ｃ）…開口部、６０…撹拌部材、６１…浮遊片、６３…抜け止め片、６５…連結片、６６…ほぐし部材。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特開２００４−２１９７１８公報
【図１】
2013190581.tif 000003
【図２】
2013190581.tif 000004
【図３】
2013190581.tif 000005
【図４】
2013190581.tif 000006
【図５】
2013190581.tif 000007
【図６】
2013190581.tif 000008