JP4643336B2

JP4643336B2 - 現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ

Info

Publication number: JP4643336B2
Application number: JP2005103764A
Authority: JP
Inventors: 雅人飯尾
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2011-03-02
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: JP2006284846A

Description

本発明は、一成分トナーを用いた現像装置を有するプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成に用いる現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。

一成分トナーを用いる現像装置では、トナーを貯蔵又は補給トナーを収納しておく第二収納室と現像スリーブ、現像スリーブにトナーを供給する供給ローラ等を収納する第一収納室から構成されている。このとき、第二収納室から供給されたトナーを供給ローラに送るため第一収納室には搬送パドルが設けられおり、搬送パドルは、ＰＥＴなどの弾性体を羽根に用いたものや、スクリュー状や金属棒を曲げて羽根に用いたものなど知られている。特に、ＰＥＴなどの弾性体を用いた羽根は、おおよそ前方への搬送量が多い。スクリュー状は、現像ローラの長手方向への搬送量が多い。金属棒を曲げて用いた羽根は、トナーをほぐす場合使用されることが多い。
また、一成分用現像装置は、二成分用現像装置に比べキャリアやトナー濃度センサを必要としないため安価に構成できるという長所を有する。

しかしながら、供給ローラ及び薄層規制部材は現像ローラに対し接触押圧され、さらに線速差をつけて回転しているために、経時でトナーの添加剤が剥ぎ取られたり、母体に埋め込まれたりするため帯電能力が低下したり、小粒径トナーが選択的に現像ローラから消費されるため、経時で第一収納室内のトナーと第二収納室内のトナーとの劣化（帯電能力）度合い及び粒径分布に差が生じる。そういう状況で第一収納室に前方（供給ローラ）への搬送量が多いＰＥＴなどの弾性体を用いた羽根では、供給ローラ及び現像ローラ上の帯電能力が落ち大粒径側にシフトしたトナーに第二収納室の帯電能力が落ちてなく小粒径の分布が多いトナーの混在量が多くなり帯電量分布が二極化し、地汚れが発生することや、前方への搬送量が多いため現像ローラ、薄層規制部材近傍で粉圧が上昇し、トナー噴出しなどが発生することがあった。
また、現像装置の小型化、長寿命化が進んでおり、交換可能な第二収納室は前方からの着脱が増加している。この場合、着脱時のトナー飛散を防止するため開口部にシャッター機構を設ける場合が多く、シャッター開閉スペースを設けると開口部は中央付近に設けられることとなり、上記地汚れの発生は中央付近で発生する場合が多くなっている。現像装置現像内に設けられるスクリュー形状では現像ローラの長手方向への攪拌性が強いため、直接供給ローラ及び現像ローラで劣化度合いの違うトナーが混在する量は少なく、第一収納室で混在し供給ローラ及び現像ローラに搬送されるため、地汚れの発生は少なくなるが、前方への搬送量が少ないため高画像面積が続く場合、追従不良となることがあった。

これらの不良等を抑えるために、例えば、特許文献１では、像担持体の静電潜像を現像する現像部と、現像部にトナーを供給するトナー供給容器とを備え、画像形成装置本体に対して着脱可能な現像装置において、トナー供給容器は現像部に対して着脱自在に設けられ、トナー供給容器のトナーはトナー補給口を通って現像部に供給されており、このトナー補給口には、現像部からトナー供給容器へのトナーの逆流を阻止する弾性体からなる逆止弁が設けられている現像装置が開示されている。特許文献２では、トナー補給口の上方にカートリッジ本体内へと突き出す突き出し部を設け、上記トナー補給部材と協働してトナー補給部材によって搬送されるトナーをトナー補給口から排出するように構成した現像装置が開示されている。

特開２００２−１６２８１７号公報特開２００２−２２９３１８号公報

しかし、これらの開示された技術では、前方への搬送量を多くして、高画像面積が続いた場合であっても画像濃度が低下することはなくなったが、現像ローラの長手方向への攪拌・混合性が低いために、地肌汚れは発生することがある。

そこで、本発明の課題は、上記事情に鑑みてなされたものであり、第二収納室から第一収納室へ現像剤が補給される場合に、現像ローラ等に達する前に、補給された現像剤と予め第一収納室に存在していた現像剤とを十分に攪拌することにより、地汚れの発生を防止する現像装置を提供する。また、横攪拌性を良くし、地汚れの発生を防止する現像装置を提供する。また、地汚れの発生を防止する現像装置を備える画像形成装置、プロセスカートリッジを提供する。

上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
１．本発明の現像装置は、像担持体へ現像剤を供給する現像剤担持体と、該現像剤担持体へ現像剤を供給する現像剤供給部材と、該現像剤担持体上の現像剤の厚みを規制する現像剤層規制部材と、前記現像剤供給部材に現像剤を供給する回転可能な第一搬送部材と、を有する第一収納室と、前記第一収納室へ供給するための現像剤を貯蔵する第二収納室とを備える現像装置において、前記第一収納室と前記第二収納室との間に開口部を有し、前記第二収納室の現像剤が、前記開口部を通って前記第一収納室に搬送され、前記第一収納室から前記第二収納室への現像剤の逆流を防止する逆止弁を設け、前記第一搬送部材は一方向に回転するパドルであって、前記開口部近傍に配置され、前記第一搬送部材が回転し、その先端が前記開口部から遠ざかった後に再び近づく時に、該第一搬送部材と当接する当接部材を設け、前記第一搬送部材は、前記当接部材との当接を解除した後に、前記開口部に向かう方向に弾かれることを特徴とする。
２．また、本発明の現像装置は、さらに、前記第一搬送部材の回転方向は、前記開口部にて上から下の方向であり、前記当接部材は、前記第一搬送部材の上方に設けられることを特徴とする。
３．また、本発明の現像装置は、さらに、前記当接部材は、前記第一搬送部材に当接可能な位置であって前記第一搬送部材の回転中心よりも前記現像剤担持体に近い位置に設けられることを特徴とする。
４．本発明の画像形成装置は、潜像を担持する像担持体と、像担持体に潜像を形成する露光装置と、像担持体の潜像を現像する現像装置と、を備える画像形成装置において、現像装置として、上記１ないし３のいずれかに記載の現像装置を用いたことを特徴とする。
５．本発明のプロセスカートリッジは、像担持体、帯電装置、露光装置又はクリーニング装置の中から選択される少なくとも一つの装置と現像装置とを一体に支持し、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、現像装置として、上記１ないし３のいずれかに記載の現像装置を用いたことを特徴とする。

本発明は、上記解決するための手段によって、本発明の現像装置は、第二収納室から補給された現像剤と、予め第一収納室に存在していた現像剤とを十分に攪拌することができるので、これまで補給トナーが使用されているトナーによく混ざらない状態で画像形成を行うことで画像上に表れていた地汚れの発生を抑えることができた。さらに、第一搬送部材と当接部材とによって現像剤が弾かれ拡散する空間を広げることで、さらに攪拌性を向上させることができる。
また、本発明の画像形成装置又はプロセスカートリッジは、補給されるトナーを十分攪拌させることでトナーの帯電立ち上がりが早く、地汚れのない高品位の画像を得ることができた。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。

図１は、本発明に係る現像装置を用いる画像形成装置の一例の概略構成図である。
この画像形成装置は、複数の支持ローラに掛け回された潜像担持体としての感光体１を備えている。感光体ベルト１００は図中の矢印Ａで示した時計方向に回転駆動され、その周りには、帯電器３、光書き込みユニット４、４組の現像装置２００Ｂｋ、２００Ｃ、２００Ｍ、２００Ｙ、中間転写体としての中間転写ベルト６、感光体クリーニング装置７などが配置されている。感光体ベルト１００の表面には有機感光層が形成されている。画像形成装置で画像形成動作（プリント動作）を実行するときは、帯電器３に高電圧が印加されることにより、感光体ベルト１００が一様に帯電される。そして、図示しない画像信号処理部では、カラー画像情報たとえば外部のコンピュータから送られてきたカラー４画像信号が光書き込み信号に変換されて光書き込みユニット４に送られる。光書き込みユニット４では、上記光書き込み信号に基づいて図示しない光源としてのレーザーが制御され、ポリゴンミラー８、ｆ／θレンズ９及び反射ミラー１０を介してＢｌａｃｋ（Ｂｋ）、Ｃｙａｎ（Ｃ）、Ｍａｇｅｎｔａ（Ｍ）、Ｙｅｌｌｏｗ（Ｙ）の画像信号に対応した光書き込みが行われ、感光体ベルト１００上に静電潜像が形成される。感光体ベルト１００上の静電潜像は、潜像とは逆極性の電荷にて帯電された現像剤としての各色トナーをそれぞれ有する各一成分現像装置２００ＢＫ、２００Ｃ、２００Ｍ、２００Ｙによって各色毎に現像される。これにより、感光体ベルト１００上には、各色ごとにトナー像が形成される。

感光体ベルト１００と中間転写ベルト６との接触部においては、中間転写ベルト６にトナーと逆極性の電荷を印加することにより、感光体ベルト１００上のトナー像が中間転写ベルト６上に転写される。このトナー像の形成及び転写動作を４回繰り返すことにより、中間転写ベルト６上に４色重ねのカラートナー像が形成される。この中間転写ベルト６上のカラートナー像は、給紙カセット４０または手差しトレイ４１から搬送ローラ対４２によって送られてきた記録材としての転写紙に、二次転写部材としての紙転写ローラ４３によって転写される。カラートナー像が転写された転写紙は、定着ローラ対４４からなる定着部に搬送され、トナー像が溶融定着される。

図２は、本発明の現像装置の構成を示す概略図である。この現像装置は、トナーが第一搬送パドル２４１から第三搬送パドル部２４３に充填されており各搬送パドルが矢印の方向に回転することによりトナーを前方に送り出す。
第一収納室２０１には第一搬送パドル２４１、第二収納室２０２には第二、第三搬送パドル２４２、２４３が設けられている。第二収納室は図２の手前側から着脱可能であり、トナーエンドにより交換できるようになっている。交換時、トナー飛散のないように開口部はシャッターを設けており、シャッター構成をとれるように開口部は中央に設定されている。また各搬送パドルはポリプロピレンのような柔らかい材質のもので形成され、弾性を持っており、その弾性を利用して現像装置の内壁と密着させ確実にトナーを搬送する。また、第二収納室２０２から第一収納室２０１へのトナーの供給口の第一収納室側には第二収納室にトナーが逆流しないように逆止弁２０５が設けられている。逆止弁２０５はＰＥＴのような弾性材で形成されており、複数枚からなる第一パドルにより押し下げることによりトナーを供給する。その後、第一搬送パドル２４１にてトナーは発泡ポリウレタンで構成されｎ次曲線の太鼓形状又は台形状の供給ローラ２２０に搬送され、続いて供給ローラ２２０から現像ローラ２1０に供給される。
第一搬送パドル２４１の上方には第一搬送パドル当接部材２５０が設けられ、第二収納室２０２から供給されたトナーを弾いて攪拌する。第一搬送パドル当接部材２５０は少なくとも開口部より幅は広く、開口部位置に設けられる。

図３には、第一搬送パドル当接部材２５０の有無で第一収納室にＹトナー、第二収納室にＣトナー（各収納室に違ったトナーを入れる）を入れ、横帯状の画像を出力し、一定枚数出力後の長手方向の相対色差を示すグラフである。グラフ中の符号Ｆはフロントで前側、符号Ｃはセンターで中央、符号Ｒはリアーで後側であることを示している。第一搬送パドル当接部材２５０有りの方が偏差の小さい結果となっている。

図４、５には、第一搬送パドル有無での経時での地汚れの推移を示したグラフである。図６は、第一搬送パドル２４１の回転中心より上流側に第一搬送パドル当接部材２５０を設けた構成図である。図７は、一定枚数出力後の長手方向の相対色差を示すグラフである。偏差は図３より小さくなっており、第一搬送パドル２４１の回転中心より上流側に第一搬送パドル当接部材２５０を設けることによりさらに横攪拌性が向上し、地汚れ余裕度も上がる。

さらに、現像ローラ２１０に供給されたトナーはｎ次曲線の太鼓形状のドクターローラ２３０にて、帯電、薄層化され、感光体１００上に形成された静電潜像を現像し可視化する。また、ドクターローラ２３０及び現像ローラ２１０は、環境変動により外径が変化するため、その変化を吸収するためにドクターローラ２３０は現像ローラ２１０に対して、スプリングにて押圧されている。ちなみに、ドクターローラ（トナー規制部材）２３０にて掻き落とされたトナーは、現像ケースの傾斜を伝って、第一搬送パドル２４１に戻される。
また、本現像装置２００は装置後方にある接離用カム５０の回転により感光体ベルト１００に対して接触し、図示せぬ離間スプリングにより離間させることにより現像装置を感光体１００に対して選択的に接触させる。

本発明に係る現像装置を用いる画像形成装置の一例の概略構成図である。本発明の現像装置の構成を示す概略図である。第一搬送パドル当接部材の有無による長手方向の相対色差を示すグラフである。第一搬送パドル有無での経時での地汚れの推移を示したグラフである。第一搬送パドル有無での経時での地汚れの推移を示したグラフである。第一搬送パドルの回転中心より上流側に第一搬送パドル当接部材を設けた構成図である。一定枚数出力後の長手方向の相対色差を示すグラフである。

符号の説明

３帯電器
４光書き込みユニット
６中間転写ベルト
７感光体クリーニング装置
１０反射ミラー
４０給紙カセット
４１手差しトレイ
４２搬送ローラ対
４３紙転写ローラ
４４定着ローラ対
５０カム
１００感光体ベルト
２００現像装置
２０１第一収納室
２０２第二収納室
２０３逆止弁
２１０現像ローラ
２２０供給ローラ
２３０ドクターローラ
２４１第一搬送パドル
２５０第一搬送パドル当接部材

Claims

像担持体へ現像剤を供給する現像剤担持体と、
該現像剤担持体へ現像剤を供給する現像剤供給部材と、
該現像剤担持体上の現像剤の厚みを規制する現像剤層規制部材と、
前記現像剤供給部材に現像剤を供給する回転可能な第一搬送部材と、を有する第一収納室と、
前記第一収納室へ供給するための現像剤を貯蔵する第二収納室とを備える現像装置において、
前記第一収納室と前記第二収納室との間に開口部を有し、
前記第二収納室の現像剤が、前記開口部を通って前記第一収納室に搬送され、
前記第一収納室から前記第二収納室への現像剤の逆流を防止する逆止弁を設け、
前記第一搬送部材は一方向に回転するパドルであって、前記開口部近傍に配置され、
前記第一搬送部材が回転し、その先端が前記開口部から遠ざかった後に再び近づく時に、該第一搬送部材と当接する当接部材を設け、
前記第一搬送部材は、前記当接部材との当接を解除した後に、前記開口部に向かう方向に弾かれる
ことを特徴とする現像装置。
請求項１に記載の現像装置において、
前記第一搬送部材の回転方向は、前記開口部にて上から下の方向であり、
前記当接部材は、前記第一搬送部材の上方に設けられる
ことを特徴とする現像装置。
請求項１及び２のいずれかに記載の現像装置において、
前記当接部材は、前記第一搬送部材に当接可能な位置であって前記第一搬送部材の回転中心よりも前記現像剤担持体に近い位置に設けられる
ことを特徴とする現像装置。
潜像を担持する像担持体と、
像担持体に潜像を形成する露光装置と、
像担持体の潜像を現像する現像装置と、を備える画像形成装置において、
現像装置として、請求項１ないし３のいずれかに記載の現像装置を用いた
ことを特徴とする画像形成装置。
像担持体、帯電装置、露光装置又はクリーニング装置の中から選択される少なくとも一つの装置と現像装置とを一体に支持し、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、
現像装置として、請求項１ないし３のいずれかに記載の現像装置を用いた
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。