(57)【要約】【課題】現像剤充填装置から現像装置に現像剤を供給する際に、感光体ドラムやクリーニングブレードに現像剤の凝集物を付着させず、画像への白スジの発生を防止すること。【解決手段】現像ローラを有する現像装置と、感光体と、を備えたプロセスカートリッジに対し、２成分系の現像剤を充填する現像剤充填装置であって、前記感光体を回転させる第１の駆動手段と、前記現像ローラを回転させる第２の駆動手段と、を有し、前記プロセスカートリッジに対して現像剤を充填する際は、前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段により、前記感光体と前記現像ローラを回転させ、前記プロセスカートリッジに対して現像剤を充填する際の前記感光体の回転速度は、前記プロセスカートリッジが画像形成装置に装着され、当該画像形成装置が画像を形成する際の前記感光体の回転速度より遅いことを特徴とする現像剤充填装置。【選択図】図２
2009151148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像ローラを有する現像装置と、感光体と、を備えたプロセスカートリッジに対し、トナーとキャリアを含む２成分系の現像剤を充填する現像剤充填装置であって、
前記感光体を回転させる第１の駆動手段と、
前記現像ローラを回転させる第２の駆動手段と、を有し、
前記プロセスカートリッジに対して前記現像剤を充填する際は、前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段により、前記感光体と前記現像ローラを回転させ、
前記プロセスカートリッジに対して前記現像剤を充填する際の前記感光体の回転速度は、前記プロセスカートリッジが画像形成装置に装着され、当該画像形成装置が画像を形成する際の前記感光体の回転速度より遅いことを特徴とする現像剤充填装置。
【請求項２】
前記第１の駆動手段により回転する前記感光体の回転速度は可変であることを特徴とする請求項１に記載の現像剤充填装置。
【請求項３】
前記感光体及び前記現像ローラは、接地されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像剤充填装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の現像剤充填装置を用い、現像ローラを有する現像装置、及び感光体を一体的に構成するプロセスカートリッジに対して前記現像剤を充填することを特徴とする現像剤充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置及び感光体を一体的に構成するプロセスカートリッジに現像剤を充填するための現像剤充填装置、及び現像剤充填方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やレーザビームプリンタ等の電子写真方式を利用した画像形成装置には、感光体ドラムと現像装置、或いはそれに加えて、帯電装置、クリーニング装置等、複数のプロセス手段を一体的にユニット化したプロセスカートリッジを有するものがある。プロセスカートリッジは、画像形成装置本体に対して感光体ドラムや現像装置等の複数のプロセス手段を一体的に構成し、画像形成装置に対して着脱可能な構成としたもので、この構成により画像形成装置のメンテナンスが容易となるという特徴を有する。
【０００３】
画像形成装置は、プロセスカートリッジの他に、感光体上に静電潜像を形成するための露光手段、感光体上に形成されるトナー像を転写紙に転写するための転写手段、トナー像を搭載した転写紙を加熱定着するための定着装置、及び給紙装置等を有する。
【０００４】
一般に、プロセスカートリッジに含まれる現像装置は、現像剤を収納して現像ローラに供給するハウジングとしてのカートリッジ筐体を有しており、現像剤はこのカートリッジ筐体の開口部から充填される構成となっているものが多い。
【０００５】
開口部から供給された現像剤はカートリッジ筐体に内蔵される撹拌部材や搬送部材により撹拌され搬送されて現像ローラに供給される。
【０００６】
然るに、近年の画像形成装置の小型化により現像装置も小型化が要求されてきており、設計上、開口部周辺に十分なスペースを設けることが難しくなっている。
【０００７】
このため、現像装置に現像剤を充填する際に、時間がかかったり、現像剤を周囲にこぼしてしまうといった問題があった。これらの問題を解決するために現像剤の充填方法が種々検討され、その１つとして現像剤充填装置を用いる充填方法が開発されている。
【０００８】
現像剤充填装置を用いて現像装置に短時間に現像剤を供給する方法として、現像剤充填装置の供給口から現像剤を供給すると共に、排気口から排気しながら現像剤の充填を行うという方法が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−３４３６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
現像剤供給装置を用いて現像装置に現像剤を供給する場合でも、短時間に供給しようとすると開口部周辺に現像剤が集中して現像装置内の現像剤密度に偏りが生じ、現像ローラ上の現像剤密度の高いところで現像剤が現像ローラから離れ易くなるという問題がある。
【００１０】
現像ローラから離れた現像剤は感光体ドラム上に付着して現像剤の凝集物を形成する。
【００１１】
この凝集物は感光体ドラム上からクリーニングブレードによって掻き取られるが、クリーニングブレードに付着して食い込んだ後、凝集物が感光体ドラムの表面を削って画像に白スジを発生させてしまうという問題を引き起こすおそれがある。
【００１２】
特許文献１に示された現像剤充填方法では、現像剤充填装置からの現像剤供給時に、現像装置の開口部周辺に現像剤が集中して現像装置内に生じる現像剤密度の偏りに対する対策が無く、感光体ドラムへの凝集物の付着や白スジ発生の問題は解決されていない。
【００１３】
本発明の目的は、上記のような問題を解決し、現像剤充填装置から現像装置に現像剤を供給する際に、感光体ドラムやクリーニングブレードに現像剤の凝集物が付着しない現像剤の充填方法又は充填装置を提供することにある。即ち、感光体ドラムやクリーニングブレードへの現像剤凝集物の付着を防止することにより、画像に白スジが発生しない、高画質の画像形成を可能とする、現像剤の充填方法又は充填装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の目的は、下記の現像剤充填方法又は現像剤充填装置を用いることにより達成することが出来る。
【００１５】
１．現像ローラを有する現像装置と、感光体と、を備えたプロセスカートリッジに対し、トナーとキャリアを含む２成分系の現像剤を充填する現像剤充填装置であって、
前記感光体を回転させる第１の駆動手段と、
前記現像ローラを回転させる第２の駆動手段と、を有し、
前記プロセスカートリッジに対して前記現像剤を充填する際は、前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段により、前記感光体と前記現像ローラを回転させ、
前記プロセスカートリッジに対して前記現像剤を充填する際の前記感光体の回転速度は、前記プロセスカートリッジが画像形成装置に装着され、当該画像形成装置が画像を形成する際の前記感光体の回転速度より遅いことを特徴とする現像剤充填装置。
【００１６】
２．前記第１の駆動手段により回転する前記感光体の回転速度は可変であることを特徴とする１に記載の現像剤充填装置。
【００１７】
３．前記感光体及び前記現像ローラは、接地されていることを特徴とする１又は２に記載の現像剤充填装置。
【００１８】
４．１乃至３のいずれか１項に記載の現像剤充填装置を用い、現像ローラを有する現像装置、及び感光体を一体的に構成するプロセスカートリッジに対して前記現像剤を充填することを特徴とする現像剤充填方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る現像剤充填方法又は現像剤充填装置を用いることにより、現像剤充填装置から現像装置に現像剤を供給する際における、感光体ドラムへの現像剤凝集物付着に起因する画像白スジの発生を防止し、高画質の画像形成を可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は前記実施の形態に限定されない。
【００２１】
図１は、本発明に係るプロセスカートリッジの実施形態について、その構成を説明するための断面図である。実施形態におけるプロセスカートリッジ１００は２成分現像剤を用いた構成のプロセスカートリッジを示す。
【００２２】
プロセスカートリッジ１００は、感光体としての感光体ドラム１０、現像装置１３、及び感光体クリーナ１５等からなる。
【００２３】
プロセスカートリッジ１００の骨格は、感光体クリーナ１５のハウジングを兼ねたクリーナ・ドラム枠体１０１と、現像装置１３のハウジングである現像枠体１０２とからなる。
【００２４】
感光体ドラム１０は回転軸１０ａを介してクリーナ・ドラム枠体１０１に回転自在に保持される。
【００２５】
また、感光体クリーナ１５のクリーナ・ドラム枠体１０１にはクリーニングブレード１５１を保持するブレード保持部材１５２が配設される。
【００２６】
クリーニングブレード１５１は弾性を有するウレタン樹脂等からなり、感光体ドラム１０に圧接する位置に配設され、感光体ドラム１０上の転写後に残るトナーを除去する。クリーニングブレード１５１を保持するブレード保持部材１５２は、金属等の材料で形成され、クリーナ・ドラム枠体１０１に配設される。
【００２７】
クリーナ・ドラム枠体１０１と現像枠体１０２との取り付けは、例えば取付治具等を用いて正確に位置出しして行われる。本実施の形態では、クリーナ・ドラム枠体１０１と現像枠体１０２とを別体としたが、同一枠体による一体構成としても良い。
【００２８】
次に、現像装置１３について、図１を用いて説明する。本実施の形態における現像装置１３は、トナーとキャリアにより構成される二成分系現像剤を用い、感光体ドラム１０の表面にトナーを供給することにより現像を行う装置である。
【００２９】
現像装置１３は、ハウジングとしての現像枠体１０２、現像ローラ１３１、規制ブレード１３４、ブレード保持具１３５、２つの撹拌ローラ１３８、１３９、を有する。
【００３０】
現像ローラ１３１は、現像枠体１０２に保持され、例えば、固定磁極を配設した円柱状部材を内部に配し、円柱状部材の外周に非磁性の金属パイプからなるスリーブを配設する構成を有する。規制ブレード１３４は、規制ブレード１３４の先端と現像ローラ１３１表面との間が所定の間隔に保つ位置に配設され、現像ローラ１３１表面に担持される現像剤の層厚を規制する。
【００３１】
２つの撹拌ローラ１３８、１３９は、現像剤を撹拌、搬送して、現像ローラ１３１へと供給するもので、樹脂又は金属の材料により形成されるスクリュー状の形状を有している。
【００３２】
画像形成時において、感光体ドラム１０上には、図示しない帯電手段や露光手段により静電潜像が形成される。
【００３３】
また、現像ローラ１３１のスリーブ（不図示）が矢印方向に回転駆動するとともに撹拌ローラ１３８の回転により現像剤が現像ローラ１３１上に供給される。現像ローラ１３１のスリーブ上に供給された現像剤は、規制ブレード１３４により層厚を規制された後、感光体ドラム１０との対向領域に搬送され、感光体ドラム１０上の静電潜像をトナー像とする現像に供される。
【００３４】
現像に使用されなかったトナーは、現像ローラ１３１の回転に伴って、キャリアと共に現像ローラ１３１表面から除去され、撹拌ローラ１３８により回収される。回収された現像剤は撹拌ローラ１３８から撹拌ローラ１３９へと搬送され、現像枠体１０２に形成された供給口１０２ａから補給される新規トナーＴと混合されて２つの撹拌ローラ１３８、１３９を経て再び現像ローラ１３１に供給される。
【００３５】
感光体ドラム１０上に形成されたトナー像は図示しない転写手段により転写紙に転写され、感光体ドラム１０上に残った残留トナーは感光体クリーナ１５のクリーニングブレード１５１により掻き落とされる。
【００３６】
トナー像を転写された転写紙は、図示しない定着装置により定着され、画像形成装置の機外へと排出される。
【００３７】
図２は、本発明に係る現像剤充填装置にプロセスカートリッジを装着した状態を示す模式的概略図である。
【００３８】
図２において、現像剤充填装置ＪＧには、図示しない装着ガイド部材と、第１の駆動手段としての感光体駆動モータＭ１と、第２の駆動手段としての現像ローラ駆動モータＭ２とが備えられている。装着ガイド部材は現像剤充填装置ＪＧに装着するプロセスカートリッジ１００の位置を決めるための部材である。感光体駆動モータＭ１は感光体ドラム１０を駆動する速度可変のモータであり、現像ローラ駆動モータＭ２は現像ローラ１３１を駆動する速度可変のモータである。
【００３９】
感光体駆動モータＭ１の回転軸Ｍ１ａには歯車Ｍ１ｂが、現像ローラ駆動モータＭ２の回転軸Ｍ２ａには歯車Ｍ２ｂがそれぞれ備えられている。速度可変の感光体駆動モータＭ１及び現像ローラ駆動モータＭ２は、図示しないコントローラに接続され、それぞれ独立して速度可変に回転できる構成となっている。
【００４０】
現像剤充填装置ＪＧに装着するプロセスカートリッジ１００に配設される感光体ドラム１０の回転軸１０ａの先端には歯車Ｍ１ｂが固設され、現像ローラ１３１の回転軸１３１ａの先端には歯車Ｍ２ｂが固設されている。
【００４１】
プロセスカートリッジ１００を現像剤充填装置ＪＧに装着するときは、現像剤充填装置ＪＧに対し、プロセスカートリッジ１００を矢示Ａの方向から移動させ、装着ガイド部材に設定される停止位置に到達するまで押し込む。プロセスカートリッジ１００が装着ガイド部材の停止位置に到達したとき、感光体ドラム１０の歯車Ｍ１ｂが感光体駆動モータＭ１の歯車Ｍ１ａに、現像ローラ１３１の歯車Ｍ２ｂが現像ローラ駆動モータＭ２の歯車Ｍ２ａに噛み合う。歯車の噛み合いが合致しないときは、歯車Ｍ１ａ又はＭ１ｂのいずれか１つ、及び歯車Ｍ２ａ又はＭ２ｂのいずれか１つを１歯分以上回転させながらプロセスカートリッジ１００を押し込むことにより噛み合いを合致させることができる。
【００４２】
また、プロセスカートリッジ１００を現像剤充填装置ＪＧに装着するとき、接地部材Ｅ１、Ｅ２に接続された図示しない２つの接片が感光体ドラム１０及び現像ローラ１３１に接触し、感光体ドラム１０及び現像ローラ１３１が接地される構成となっている。
【００４３】
本発明に係る感光体駆動モータＭ１の回転速度を可変とすることにより、現像剤充填時における環境条件のバラツキや現像剤の性能のバラツキに応じて、感光体ドラム１０の回転速度を適正な値に調整することができる。
【００４４】
一方、本発明に係る現像剤充填装置又は現像剤充填方法において、現像剤の充填を現像装置１３単体でなく、プロセスカートリッジ１００に対して行う第１の理由は、感光体ドラム１０と現像ローラ１３１との間隔Ｄｓを現像剤の充填前に行うためである。
【００４５】
第２の理由は、感光体が無い状態で現像装置１３に現像剤を充填すると、発生するトナーの粉煙の回収が困難であるためである。
【００４６】
また、本発明に係る現像剤充填装置又は現像剤充填方法において、
現像剤充填時に感光体ドラム１０を回転させる第１の理由は、感光体ドラム１０を回転させないと特定部分に集中して現像ローラ１３１上の磁気ブラシが接触し、感光体にダメージを与えるからである。
【００４７】
第２の理由は、感光体ドラム１０を回転させないと、発生したトナー粉煙が帯電器等の周辺部材に付着して画像に影響を与えるためである。感光体ドラム１０を回転させれば、トナー粉煙は感光体ドラム１０に付着し易く、感光体ドラム１０はクリーニングブレード１５１によりクリーニングされるので問題が無い。
【００４８】
現像ローラ１３１を接地する理由は、現像装置１３内での撹拌等により電荷を持った現像剤凝集物の電荷を逃がし、静電的に現像ローラ１３１から離脱させずに現像ローラ１３１上に保持するためである。
【００４９】
更に、感光体ドラム１０を接地する理由は、感光体ドラム１０の駆動時に当接しているクリーニングブレード１５１等との摩擦帯電により発生する感光体表面上の電荷を逃がし、現像ローラ１３１上の現像剤凝集物を剥がれやすくするためである。
【００５０】
更にまた、感光体ドラム１０の回転速度を画像形成時の回転速度より遅い速度とする第１の理由は、感光体ドラム１０上に付着した現像剤凝集物の現像ローラ１３１上の磁気ブラシによる掻き取り効果を高めるためである。
【００５１】
第２の理由は、感光体ドラム１０の回転速度低減によりクリーニングブレード１５１の先端に受ける圧力が低下し、クリーニング性能が向上し、現像剤凝集物のクリーニングブレード１５１先端への食い込みを低減させることができるためである。
【００５２】
図３は、本発明に係る現像剤充填方法としての、プロセスカートリッジへの現像剤充填の手順を示すフローチャートである。
【００５３】
始めに、現像剤充填装置ＪＧにプロセスカートリッジ１００を装着する（ステップＳ１）。このとき、図２で説明したように、プロセスカートリッジ１００を矢示Ａの方向から装着ガイド部材沿って押し込み、歯車の噛み合いが合致しないときは、前述のように、いずれかの歯車を廻しながら装着する。
【００５４】
次いで、現像剤充填装置ＪＧのモータＭ１、Ｍ２を回転させながら、現像剤をプロセスカートリッジ１００の現像枠体１０２に形成された供給口１０２ａから投入して現像装置１３の現像枠体１０２内に充填させる（ステップＳ２）。このとき、感光体ドラム１０を回転させる駆動モータＭ１は、感光体ドラム１０の回転速度を画像形成時の回転速度より遅い速度で回転させる。
【００５５】
なお、本実施の形態では２成分現像剤を用いた構成のプロセスカートリッジについて説明したが、本発明は１成分現像剤を用いた構成のプロセスカートリッジについても適用可能であるが、構成が類似しているため説明は省略する。
【実施例】
【００５６】
本発明者らは、図１に示すプロセスカートリッジ１００と図２に示す現像剤充填装置ＪＧを用い、画像白スジの対策として、下記の実施例１、実施例２、及び比較例１の実験を行った。
【００５７】
なお、実験では、５０台のプロセスカートリッジに対し、トナー濃度７質量％の２成分系現像剤４００ｇを、現像装置１３の供給口１０２ａより投入し、印字率１０％の基準原稿を用いてＡ４サイズの転写紙１００枚に印字テストを行った。
（比較例１）
白スジ対策をしていないプロセスカートリッジを用いて実験を行った。
（実施例１）
白スジ対策として感光体ドラム１０の回転速度を画像形成時の回転速度より遅く設定したプロセスカートリッジ１００を用いて実験を行った（図２参照）。
（実施例２）
白スジ対策として感光体ドラム１０の回転速度を画像形成時の回転速度より遅く設定し、かつ、感光体ドラム１０と現像ローラ１３１に接地をしたプロセスカートリッジ１００を用いて実験を行った（図２参照）。
【００５８】
感光体ドラム１０の回転数：１５ｒ．ｐ．ｍ（画像形成時の回転数は１００ｒ．ｐ．ｍ）
実験の結果を表１に示す。
【００５９】
【表１】
2009151148.tif 000003
【００６０】
表１において、比較例１ではプロセスカートリッジ５０台の印字テスト中、５台に白スジの発生があり、発生率は１０％であった。これに対し、ドラム速度減対策を織り込んだ実施例１では白スジ発生が５０台中１台で発生率２％、接地対策とドラム速度減対策を織り込んだ実施例２では５０台中の白スジ発生は０となり、対策の効果が確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係るプロセスカートリッジの実施形態について、その構成を説明するための断面図である。
【図２】本発明に係る現像剤充填装置にプロセスカートリッジを装着した状態を示す模式的概略図である。
【図３】本発明に係る現像剤充填方法としての、プロセスカートリッジへの現像剤充填の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６２】
１０  感光体ドラム（感光体）
１０ａ  回転軸
１３  現像装置
１５  感光体クリーナ
１００  プロセスカートリッジ
１０１  クリーナ・ドラム枠体
１０２  現像枠体
１０２ａ  供給口
１３１  現像ローラ
１３１ａ  回転軸
１５１  クリーニングブレード
Ｅ１、Ｅ２  接地部材
ＪＧ  現像剤充填装置
Ｍ１  感光体駆動モータ（第１の駆動手段）
Ｍ２  現像ローラ駆動モータ（第２の駆動手段）
【図１】
2009151148.tif 000004
【図２】
2009151148.tif 000005
【図３】
2009151148.tif 000006