KR101293000B1

KR101293000B1 - 현상 장치 및 이를 구비한 화상 형성 장치

Info

Publication number: KR101293000B1
Application number: KR1020120005227A
Authority: KR
Inventors: 마사히로 가시모토; 료지 니시무라; 히로아키 오하시; 고지 이즈미; 다케시 후지무라; 치사토 하타케야마
Original assignee: 교세라 도큐멘트 솔루션즈 가부시키가이샤
Priority date: 2011-02-04
Filing date: 2012-01-17
Publication date: 2013-08-02
Also published as: JP5538445B2; EP2485093A1; CN102636975A; JP2012208469A; KR20120090799A; CN102636975B; US8699925B2; EP2485093B1; US20120201575A1

Abstract

본 개시는, 현상 장치 및 이를 구비한 화상 형성 장치에 관한 것이다. 본 개시의 현상 장치는, 현상 롤러, 토너 공급 롤러, 및 토너 공급 롤러에 담지되는 현상제의 양을 규제하는 규제 블레이드를 수용하는 케이싱을 가지는 현상 장치로서, 케이싱은, 규제 블레이드와 상 담지체의 사이에 있어서 현상 롤러 또는 토너 공급 롤러와 대향하는 토너 받이 지지 부재를 가지고 있고, 토너 받이 지지 부재의 길이 방향을 따라 배치되어 현상 롤러로부터 낙하하는 토너를 받는 토너 받이 부재와, 토너 받이 부재를 진동시키는 진동 발생 수단을 설치한 현상 장치이다. 본 개시에 의하면, 케이싱 내의 규제 블레이드 주변에 있어서의 토너의 퇴적을 효과적으로 방지 가능한 현상 장치를 제공하는 것이 가능해진다.

Description

현상 장치 및 이를 구비한 화상 형성 장치{DEVELOPING APPARATUS AND IMAGE FORMING APPARATUS HAVING THE SAME}

본 개시는, 상 담지체에 현상제를 공급하는 현상 장치 및 이를 구비한 전자 사진 방식의 화상 형성 장치에 관한 것이다.

전자 사진 방식의 화상 형성 장치는, 원고 화상으로부터 판독된 화상 정보, 혹은 컴퓨터 등의 외부 기기로부터 전송된 화상 정보에 의거하는 광을 상 담지체(감광체 드럼)의 둘레면에 조사하여 정전 잠상을 형성하고, 이 정전 잠상에 현상 장치로부터 토너를 공급하여 토너상을 형성시킨 후, 당해 토너상을 용지에 전사한다. 전사 처리 후의 용지는, 토너상의 정착 처리가 실시된 후 외부로 배출된다.

그런데, 최근, 화상 형성 장치에 있어서, 컬러 인쇄화나 고속 처리화의 진행에 따라 장치 구성이 복잡해짐과 더불어, 고속 처리화에 대응하기 위해 현상 장치 내에서의 토너 교반 부재의 고속 회전이 어쩔 수 없이 행해진다. 특히, 자성 캐리어와 토너를 포함하는 2성분 현상제를 이용하여, 현상제를 담지하는 자기 롤러(토너 공급 롤러)와, 토너만을 담지하는 현상 롤러를 이용하는 현상 방식으로는, 현상 롤러와 자기 롤러의 대향 부분에 있어서는, 자기 롤러 상에 형성된 자기 브러쉬에 의해, 토너만이, 현상 롤러에 담지되고, 또한 현상 롤러로부터 현상에 사용되지 않은 토너가 벗겨진다. 이 때문에, 현상 롤러와 자기 롤러의 대향 부분의 근방에 있어서 토너의 부유가 발생하기 쉬워지고, 부유된 토너가 규제 블레이드 주변에서 퇴적하고, 퇴적한 토너가 응집하여 현상 롤러에 부착되면, 토너가 떨어져 화상 문제가 발생할 우려가 있다.

여기서, 예를 들면, 자성 캐리어와 토너를 포함하는 2성분 현상제를 이용하여, 현상제를 담지하는 자기 롤러와, 토너만을 담지하는 현상 롤러를 이용하는 현상 장치에 있어서, 현상 용기의 현상 롤러 및 자기 롤러와 대향하는 벽부에 현상 장치 외측으로부터 공기를 넣기 위한 공기 유입공을 형성함으로써, 규제 블레이드 주변에 있어서의 부유 토너를 상방을 향하게 하는 공기류를 발생시키는 현상 장치가 알려져 있다.

또한, 현상 롤러와 토너 공급·회수 롤러의 사이에 박판을 배치하고, 비도전 부재를 통하여 박판을 토너 공급·회수 롤러에 접촉시켜, 박판을 진동시킴과 더불어 교류를 인가함으로써, 박판 상에 포집된 토너를 토너 공급·회수 롤러에 회수하는 현상 장치가 알려져 있다.

또한, 현상 장치의 프레임체 중 현상 롤러의 상방 부분을 진동하는 진동 수단을 구비한 현상 장치가 알려져 있다. 또한, 자기 롤러로부터 현상 롤러로 현상제를 반송하는 가이드 부재를 진동시키는 진동 수단을 구비한 현상 장치가 알려져 있다.

본 개시는, 케이싱 내의 토너의 퇴적을 효과적으로 억제하는 현상 장치 및 이를 구비한 화상 형성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 개시의 일국면에 관련된 현상 장치는, 정전 잠상이 형성되는 상 담지체와 대향하여 배치되고, 상기 상 담지체와의 대향 영역에 있어서 상기 상 담지체에 토너를 공급하는 현상 롤러와, 그 현상 롤러와 대향하여 배치되고, 상기 현상 롤러와의 대향 영역에 있어서 토너를 공급하는 토너 공급 롤러와, 그 토너 공급 롤러에 담지되는 현상제의 양을 규제하는 규제 블레이드와, 상기 현상 롤러, 상기 토너 공급 롤러, 및 상기 규제 블레이드를 수용하는 케이싱을 가지는 현상 장치이며, 상기 케이싱은, 상기 규제 블레이드와 상기 상 담지체의 사이에 있어서 상기 현상 롤러 또는 상기 토너 공급 롤러와 대향하는 토너 받이 지지 부재를 가지고 있고, 상기 토너 받이 지지 부재의 길이 방향을 따라 배치되어 상기 현상 롤러로부터 낙하하는 토너를 받는 토너 받이 부재와, 그 토너 받이 부재를 진동시키는 진동 발생 수단을 설치한 현상 장치이다.

또한, 본 개시된 일국면에 관련된 화상 형성 장치는, 상기 현상 장치를 구비한다.

본 구성에 의하면, 현상 장치 내의 규제 블레이드 주변에 있어서의 토너의 퇴적을 효과적으로 억제할 수 있다.

본 개시의 또 다른 목적, 본 개시에 의해 얻어지는 구체적인 이점은, 이하에 설명되는 실시의 형태의 설명으로부터 한층 명확해진다.

도 1은 본 개시의 현상 장치(3a∼3d)를 구비한 화상 형성 장치(100)의 개략 구성도
도 2는 본 개시의 제1 실시 형태에 관련된 현상 장치(3a)의 측면 단면도
도 3은 토너 받이 지지 부재(35)를 현상 용기(20)의 측으로부터 본 사시도
도 4는 토너 받이 지지 부재(35)의 분해 사시도
도 5A는 토너 받이 부재(37)의 외관 사시도
도 5B는 토너 받이 부재(37)의 걸어맞춤부(37a) 부근의 확대 사시도
도 6은 토너 받이 지지 부재(35)의 내부 구성을 나타내는 측면도
도 7은 모터 부착 홀더(43)의 분해 사시도
도 8은 진동 모터(43)의 정면도
도 9는 진동 모터(43)를 가진(加振) 웨이트(50)측으로부터 본 측면도
도 10은 현상 장치(3a)의 구동 중에 있어서의 토너 받이 부재(37)의 동작을 나타내는 개략 측면도
도 11은 본 개시의 제1 실시 형태에 관련된 현상 장치(3a)에 이용되는 토너 받이 지지 부재(35)의 진동 모터(43) 부근의 측면 단면도
도 12는 본 개시의 제1 실시 형태에 관련된 현상 장치(3a)에 이용되는 토너 받이 지지 부재(35)의 코일 스프링(40) 부근의 측면 단면도
도 13은 본 개시의 제2 실시 형태에 관련된 현상 장치(3a)에 이용되는 토너 받이 지지 부재(35)의 내부 구성을 나타내는 측면 단면도
도 14는 토너 공급 롤러(30)와 현상 롤러(31)의 배치를 반대로 한 본 개시의 현상 장치(3a)를 나타내는 측면 단면도

이하, 도면을 참조하면서 본 개시의 실시 형태에 대해서 설명한다. 도 1은, 본 개시의 현상 장치(3a∼3d)가 탑재된 화상 형성 장치(100)의 개략 단면도이고, 여기서는 탠덤(tandem) 방식의 컬러 화상 형성 장치에 대해서 나타내고 있다. 컬러 프린터(100) 본체 내에는 4개의 화상 형성부(Pa, Pb, Pc 및 Pd)가, 반송 방향 상류측(도 1에서는 우측)으로부터 순서대로 배치되어 있다. 이들 화상 형성부(Pa∼Pd)는, 상이한 4색(시안, 마젠타, 옐로우, 및 블랙)의 화상에 대응하여 설치되어 있고, 각각 대전, 노광, 현상 및 전사의 각 공정에 의해 시안, 마젠타, 옐로우 및 블랙의 화상을 순차적으로 형성한다.

이들 화상 형성부(Pa∼Pd)에는, 각 색의 가시상(토너상)을 담지하는 감광체 드럼(1a, 1b, 1c 및 1d)이 설치되어 있고, 구동 수단(도시하지 않음)에 의해 도 1에 있어서 시계방향으로 회전하는 중간 전사 벨트(8)가 각 화상 형성부(Pa∼Pd)에 인접하여 더 설치되어 있다. 이들 감광체 드럼(1a∼1d) 상에 형성된 토너상이, 각 감광체 드럼(1a∼1d)에 맞닿으면서 이동하는 중간 전사 벨트(8) 상에 순차적으로 1차 전사되어 중첩된다. 그 후, 중간 전사 벨트(8) 상에 1차 전사된 토너상은, 2차 전사 롤러(9)의 작용에 의해 기록 매체의 일례로서의 전사지(P) 상에 2차 전사된다. 또한, 토너상이 2차 전사된 전사지(P)는, 정착부(13)에 있어서 토너상이 정착된 후, 컬러 프린터(100) 본체에서 배출된다. 감광체 드럼(1a∼1d)을 도 1에 있어서 반시계방향으로 회전시키면서, 각 감광체 드럼(1a∼1d)에 대한 화상 형성 프로세스가 실행된다.

토너상이 2차 전사되는 전사지(P)는, 컬러 프린터(100)의 본체 하부에 배치된 용지 카세트(16) 내에 수용되어 있고, 급지 롤러(12a) 및 레지스트 롤러쌍(12b)을 통하여 2차 전사 롤러(9)와 후술하는 중간 전사 벨트(8)의 구동 롤러(11)의 닙부로 반송된다. 중간 전사 벨트(8)에는 유전체 수지제의 시트가 이용되고, 이음매가 없는(심리스) 벨트가 주로 이용된다. 또한, 2차 전사 롤러(9)의 하류측에는 중간 전사 벨트(8) 표면에 잔존하는 토너 등을 제거하기 위한 블레이드형상의 벨트 클리너(19)가 배치되어 있다.

다음에, 화상 형성부(Pa∼Pd)에 대해서 설명한다. 회전가능하게 설치된 감광체 드럼(1a∼1d)의 주위 및 하방에는, 감광체 드럼(1a∼1d)을 대전시키는 대전기(2a, 2b, 2c 및 2d)와, 각 감광체 드럼(1a∼1d)에 화상 정보를 노광하는 노광 장치(5)와, 감광체 드럼(1a∼1d) 상에 토너상을 형성하는 현상 장치(3a, 3b, 3c 및 3d)와, 감광체 드럼(1a∼1d) 상에 잔류한 현상제(토너) 등을 제거하는 클리닝부(7a, 7b, 7c 및 7d)가 설치되어 있다.

퍼스널 컴퓨터 등의 상위 장치로부터 화상 데이터가 입력되면, 먼저, 대전기(2a∼2d)에 의해 감광체 드럼(1a∼1d)의 표면을 일정하게 대전시키고, 이어서 노광 장치(5)에 의해 화상 데이터에 따라 광 조사하고, 각 감광체 드럼(1a∼1d) 상에 화상 데이터에 따른 정전 잠상을 형성한다. 현상 장치(3a∼3d)에는, 각각 시안, 마젠타, 옐로우 및 블랙의 각 색의 토너를 포함한 2성분 현상제가 소정량 충전되어 있다. 또한, 후술의 토너상의 형성에 의해 각 현상 장치(3a∼3d) 내에 충전된 2성분 현상제 중의 토너의 비율이 규정치를 하회한 경우에는 토너 컨테이너(보급 수단)(4a∼4d)로부터 각 현상 장치(3a∼3d)에 토너가 보급된다. 이 현상제 중의 토너는, 현상 장치(3a∼3d)에 의해 감광체 드럼(1a∼1d) 상에 공급되어, 정전적으로 부착됨으로써, 노광 장치(5)로부터의 노광에 의해 형성된 정전 잠상에 따른 토너상이 형성된다.

그리고, 1차 전사 롤러(6a∼6d)에 의해 1차 전사 롤러(6a∼6d)와 감광체 드럼(1a∼1d)의 사이에 소정의 전사 전압으로 전계가 부여되고, 감광체 드럼(1a∼1d)상의 시안, 마젠타, 옐로우 및 블랙의 토너상이 중간 전사 벨트(8) 상에 1차 전사된다. 이들 4색의 화상은, 소정의 풀 컬러 화상 형성을 위해서 미리 정해진 소정의 위치 관계를 가지고 형성된다. 그 후, 계속하여 행해지는 새로운 정전 잠상의 형성에 대비하여, 1차 전사 후에 감광체 드럼(1a∼1d)의 표면에 잔류한 토너 등이 클리닝부(7a∼7d)에 의해 제거된다.

중간 전사 벨트(8)는, 상류측의 종동 롤러(10)와, 하류측의 구동 롤러(11)에 걸쳐진다. 구동 모터(도시하지 않음)에 의한 구동 롤러(11)의 회전에 따라 중간 전사 벨트(8)가 시계방향으로 회전을 개시하면, 전사지(P)가 레지스트 롤러(12b)로부터 소정의 타이밍에 구동 롤러(11)와 이에 인접하여 설치된 2차 전사 롤러(9)의 닙부(2차 전사 닙부)에 반송되고, 중간 전사 벨트(8) 상의 풀 컬러 화상이 전사지(P) 상에 2차 전사된다. 토너상이 2차 전사된 전사지(P)는 정착부(13)로 반송된다.

정착부(13)에 반송된 전사지(P)는, 정착 롤러쌍(13a)에 의해 가열 및 가압되어 토너상이 전사지(P)의 표면에 정착되어, 소정의 풀 컬러 화상이 형성된다. 풀 컬러 화상이 형성된 전사지(P)는, 복수 방향으로 분기한 분기부(14)에 의해 반송 방향이 나뉘어진다. 전사지(P)의 한쪽에만 화상을 형성하는 경우는, 그대로 배출 롤러(15)에 의해 배출 트레이(17)에 배출된다.

한편, 전사지(P)의 양면에 화상을 형성하는 경우는, 정착부(13)를 통과한 전사지(P)는 일단 배출 롤러(15) 방향으로 반송된다. 그리고, 전사지(P)의 후단이 분기부(14)를 통과한 후에 배출 롤러(15)를 역회전시킴과 더불어 분기부(14)의 반송 방향을 전환한다. 이에 따라, 전사지(P)는 후단으로부터 용지 반송로(18)로 갈라지고, 화상면을 반전시킨 상태에서 2차 전사 닙부에 재반송된다. 그리고, 중간 전사 벨트(8) 상에 형성된 다음의 토너상이, 2차 전사 롤러(9)에 의해 전사지(P)의 화상이 형성되지 않은 면에 2차 전사된다. 토너상이 2차 전사된 전사지(P)는, 정착부(13)에 반송되어 토너상이 정착된 후, 배출 트레이(17)로 배출된다.

또한, 장치 본체의 배면측에는, 배기 팬(90)이 설치되어 있고, 배기 팬(90)은, 장치 본체 내의 공기를 장치 본체 외로 배출한다.

도 2는, 본 개시의 제1 실시 형태에 관련된 현상 장치(3a)의 개략 측면 단면도이다. 또한, 도 2는 도 1의 배면측으로부터 본 상태를 나타내고 있고, 현상 장치(3a) 내의 각 부재의 배치는 도 1과 좌우가 반대로 되어 있다. 또한, 이하의 설명에서는 도 1의 화상 형성부(Pa)에 배치되는 현상 장치(3a)를 예시하는데, 화상 형성부(Pb∼Pd)에 배치되는 현상 장치(3b∼3d)의 구성에 대해서도 기본적으로 동일하므로 설명을 생략한다.

도 2에 나타내는 바와같이, 현상 장치(3a)는, 2성분 현상제(이하, 간단히 현상제라고 부른다)가 수납되는 현상 용기(케이싱)(20)를 구비하고 있고, 현상 용기(20)는 칸막이벽(20a)에 의해 교반 반송실(21), 공급 반송실(22)로 구획되어 있다. 교반 반송실(21) 및 공급 반송실(22)에는, 토너 컨테이너(4a)(도 1 참조)로부터 공급되는 토너(정대전 토너)를 캐리어와 혼합하여 교반하고, 대전시키기 위한 교반 반송 스크류(25a) 및 공급 반송 스크류(25b)가 각각 회전 가능하게 설치되어 있다.

그리고, 교반 반송 스크류(25a) 및 공급 반송 스크류(25b)에 의해 현상제가 교반되면서 축 방향(도 2의 지면과 수직인 방향)으로 반송되고, 칸막이벽(20a)의 양 단부에 형성된 도시하지 않은 현상제 통과로를 통하여 교반 반송실(21), 공급 반송실(22)간을 순환한다. 즉, 교반 반송실(21), 공급 반송실(22), 현상제 통과로에 의해 현상 용기(20) 내에 현상제의 순환 경로가 형성되어 있다.

현상 용기(20)는 도 2의 우측으로 비스듬히 윗쪽으로 연장되어 있고, 현상 용기(20) 내에 있어서 공급 반송 스크류(25b)의 상방에는 토너 공급 롤러(30)가 배치되고, 토너 공급 롤러(30)의 우측으로 비스듬히 윗쪽에는 현상 롤러(31)가 대향 배치되어 있다. 그리고, 현상 롤러(31)는 현상 용기(20)의 개구측(도 2의 우측)에 있어서 감광체 드럼(1a)(도 1 참조)에 대향해 있다. 토너 공급 롤러(30) 및 현상 롤러(31)는, 각각 회전축 둘레에 관하여 도면 중 반시계방향으로 회전한다.

교반 반송실(21)에는, 교반 반송 스크류(25a)와 대면하여 도시하지 않은 토너 농도 센서가 배치되어 있고, 토너 농도 센서의 검지 결과에 의거하여 토너 컨테이너(4a)로부터 도시하지 않은 토너 보급구를 통하여 교반 반송실(21)에 토너가 보급되도록 되어 있다. 토너 농도 센서로는, 예를 들면, 현상 용기(20) 내에 있어서의 토너와 자성 캐리어로 이루어지는 2성분 현상제의 투자율을 검출하는 투자율 센서가 이용된다.

토너 공급 롤러(30)는, 도 2에 있어서 반시계방향으로 회전하는 비자성의 회전 슬리브와, 회전 슬리브에 내포되는 복수의 자극을 가지는 고정 마그넷체로 구성되는 자기 롤러이다.

현상 롤러(31)는, 도 2에 있어서 반시계방향으로 회전하는 원통형상의 현상 슬리브와, 현상 슬리브 내에 고정된 현상 롤러측 자극으로 구성되어 있다. 토너 공급 롤러(30)와 현상 롤러(31)는 그 대면 위치(대향 위치)에 있어서 소정의 갭을 가지고 대향하고 있다. 현상 롤러측 자극은, 고정 마그넷체의 대향하는 자극(주극)과 이극성이다.

또한, 현상 용기(20)에는 규제 블레이드(33)가 토너 공급 롤러(30)의 길이 방향(도 2의 지면과는 수직 방향)을 따라 장착되어 있다. 규제 블레이드(33)는, 토너 공급 롤러(30)의 회전 방향(도면 중 반시계방향)에 있어서, 현상 롤러(31)와 토너 공급 롤러(30)의 대향 위치보다도 상류측에 위치되어 있다. 그리고, 규제 블레이드(33)의 선단부와 토너 공급 롤러(30) 표면의 사이에는 미소한 간극(갭)이 형성되어 있다.

현상 롤러(31)에는, 직류 전압(이하, Vslv(DC)라고 한다) 및 교류 전압(이하, Vslv(AC)라고 한다)이 인가되어 있다. 토너 공급 롤러(30)에는, 직류 전압(이하, Vmag(DC)라고 한다) 및 교류 전압(이하, Vmag(AC)라고 한다)이 인가되어 있다. 이들 직류 전압 및 교류 전압은, 현상 바이어스 전원으로부터 바이어스 제어 회로(모두 도시하지 않음)를 경유하여 현상 롤러(31) 및 토너 공급 롤러(30)에 인가된다.

전술과 같이, 교반 반송 스크류(25a) 및 공급 반송 스크류(25b)에 의해, 현상제가 교반되면서 현상 용기(20) 내의 교반 반송실(21) 및 공급 반송실(22)을 순환함으로써 현상제 중의 토너를 대전시킨다. 공급 반송실(22) 내의 현상제는, 공급 반송 스크류(25b)에 의해 토너 공급 롤러(30)에 공급된다. 그리고, 토너 공급 롤러(30) 상에 자기 브러쉬(도시하지 않음)를 형성한다. 토너 공급 롤러(30) 상의 자기 브러쉬는 규제 블레이드(33)에 의해 층 두께가 규제된 후, 토너 공급 롤러(30)의 회전에 의해 토너 공급 롤러(30)와 현상 롤러(31)의 대향 부분에 반송된다. 그리고, 토너 공급 롤러(30)에 인가되는 Vmag(DC)와 현상 롤러(31)에 인가되는 Vslv(DC)의 전위차 ΔV, 및 자계에 의해 현상 롤러(31) 상에 토너 박층이 형성된다.

현상 롤러(31) 상의 토너 층 두께는 현상제의 저항이나 토너 공급 롤러(30)와 현상 롤러(31)의 회전 속도차 등에 의해서도 변화하는데, ΔV에 의해 제어할 수 있다. ΔV를 크게 하면 현상 롤러(31) 상의 토너층은 두꺼워지고, ΔV를 작게 하면 얇아진다. 현상 시에 있어서의 ΔV의 범위는 일반적으로 100V∼350V 정도가 적절하다.

토너 공급 롤러(30) 상의 자기 브러쉬와의 접촉에 의해 현상 롤러(31) 상에 형성된 토너 박층은, 현상 롤러(31)의 회전에 의해 감광체 드럼(1a)과 현상 롤러(31)의 대향 부분(대향 영역)에 반송된다. 현상 롤러(31)에는 Vslv(DC) 및 Vslv(AC)가 인가되어 있으므로, 감광체 드럼(1a)과의 사이의 전위차에 의해 현상 롤러(31)로부터 감광체 드럼(1a)에 토너가 비상하여, 감광체 드럼(1a) 상의 정전 잠상이 현상된다.

현상에 이용되지 않고 남은 토너는, 다시 현상 롤러(31)와 토너 공급 롤러(30)의 대향 부분에 반송되고, 토너 공급 롤러(30) 상의 자기 브러쉬에 의해 회수된다. 그리고, 자기 브러쉬는 고정 마그넷체의 동극 부분에서 토너 공급 롤러(30)로부터 벗겨진 후, 공급 반송실(22) 내에 낙하한다.

그 후, 토너 농도 센서(도시하지 않음)의 검지 결과에 의거하여 토너 보급구(도시하지 않음)로부터 소정량의 토너가 보급되어, 공급 반송실(22) 및 교반 반송실(21)을 순환하는 동안에 다시 적정한 토너 농도로 균일하게 대전된 2성분 현상제가 된다. 이 현상제가 다시 공급 교반 스크류(25b)에 의해 토너 공급 롤러(30) 상에 공급되어 자기 브러쉬를 형성하고, 규제 블레이드(33)로 반송된다.

현상 용기(20)에 있어서의 도 2의 우측벽에 있어서 현상 롤러(31)의 근방에는, 현상 용기(20)의 내측으로 돌출하여, 단면 삼각형상의 토너 받이 지지 부재(35)가 설치되어 있다. 도 2에 나타내는 바와같이, 토너 받이 지지 부재(35)는 현상 용기(20)의 길이 방향(도 2의 지면 표리 방향)을 따라 배치되어 있다. 토너 받이 지지 부재(35)의 상면은 토너 공급 롤러(30) 및 현상 롤러(31)에 대향함과 더불어, 현상 롤러(31)로부터 토너 공급 롤러(30) 방향을 향해 하방으로 경사지는 벽부를 구성하고 있다. 토너 받이 지지 부재(35)의 상면에는 길이 방향을 따라, 현상 롤러(31)로부터 떨어져 낙하하는 토너를 받는 토너 받이 부재(37)가 부착되어 있다.

도 3은, 토너 받이 지지 부재(35)를 현상 용기(20)의 내측(도 2의 좌측)으로부터 본 사시도, 도 4는, 토너 받이 지지 부재(35)의 분해 사시도, 도 5A, 도 5B는, 토너 받이 부재(37)의 외관 사시도 및 확대 사시도, 도 6은, 토너 받이 지지 부재(35)의 내부 구성을 나타내는 측면 단면도이다. 또한, 도 4에서는 시트 부재(41a, 41b)의 기재를 생략하고 있다. 또한, 도 6에서는 토너 받이 지지 부재(35)의 진동 모터(43) 부근의 단면(도 4의 XX’화살표에서 본 단면), 및 토너 받이 지지 부재(35)의 코일 스프링(40) 부근의 단면(도 4의 YY’화살표에서 본 단면)의 양쪽을 겹쳐 도시하고 있다.

토너 받이 부재(37)는 판금제이며, 2개의 코일 스프링(40)을 통하여 수지제의 지지 부재 본체(36)에 지지되어 있다. 구체적으로는, 도 5A, 도 5B에 나타내는 바와같이, 토너 받이 부재(37)의 양 단부의 2개소에 코일 스프링(40)의 일단이 걸어맞춰지는 걸어맞춤부(37a)가 절곡 형성되어 있고, 코일 스프링(40)의 타단에는 스프링 대좌(39)가 장착되어 있다. 스프링 대좌(39)는 지지 부재 본체(36)의 스프링 대좌 유지부(36a)에 유지된다. 또한, 토너 받이 부재(37)의 대략 중앙부에는 모터 부착 홀더(42)를 지지하는 홀더 유지부(37b)가 절곡 형성되어 있다.

토너 받이 부재(37)의 이면에는 모터 부착 홀더(42)를 통하여 진동 모터(43)가 고정되어 있다. 모터 부착 홀더(42) 내에는 진동 모터(43)의 구동을 제어하기 위한 회로나 전자 부품(도시하지 않음)이 실장되어 있고, 진동 모터(43)에 전력을 공급하기 위한 리드선(45)이 접속되어 있다.

토너 받이 부재(37)의 표면에는 시트 부재(41a, 41b)가 맞붙여져 있다. 시트 부재(41a, 41b)는, 토너 받이 부재(37)에 대한 토너 부착을 억제하기 위해서, 토너 받이 부재(37)보다도 토너가 부착되기 어려운 재질로 형성되어 있다. 시트 부재(41a, 41b)의 재질로는, 예를 들면 불소 수지제 시트 등을 들 수 있다. 시트 부재(41a)는 규제 블레이드(33)측의 지지 부재 본체(36)와 토너 받이 부재(37)의 경계를 포함하는 토너 받이 부재(37) 표면을 덮도록 맞붙여져 있다. 또한, 시트 부재(41b)는 시일 부재(44)측의 지지 부재 본체(36)와 토너 받이 부재(37)의 경계, 걸어맞춤부(37a), 및 홀더 유지부(37b)를 포함하는 토너 받이 부재(37) 표면을 덮도록 맞붙여져 있다.

또한, 지지 부재 본체(36)의 상단에는 필름형상의 시일 부재(44)가 설치되어 있다. 시일 부재(44)는, 선단부가 감광체 드럼(1a)의 표면에 접촉하도록 지지 부재 본체(36)의 길이 방향(도 6의 지면과 수직인 방향)으로 연장되어 있고, 현상 용기(20)(도 2 참조) 내의 토너가 외부로 누출되지 않도록 차폐하는 기능을 가지고 있다.

도 7은, 도 4에 있어서의 모터 부착 홀더(42)의 분해 사시도이다. 모터 부착 홀더(42)는, 진동 모터(43)가 고정되는 모터 부착판(42a)과 커버 부재(42b)로 구성되고, 진동 모터(43)의 출력축(43a)에는 가진용(加振用) 웨이트(50)가 고정되어 있다. 또한, 진동 모터(43)는 출력축(43a)이 토너 받이 부재(37)의 길이 방향을 따르도록 고정되어 있다.

도 8은, 진동 모터(4)의 정면도이며, 도 9는, 진동 모터(43)를 가진 웨이트(50)측으로부터 본 측면도이다. 가진용 웨이트(50)는, 진동 모터(43)의 출력축(43a) 방향(도 8의 우측 방향)으로부터 보면, 도 9에 나타내는 바와같이 원판의 일부에 절결(50a)이 형성된 캠 형상을 이루고 있고, 출력축(43a)에 대하여 비대칭인 형상으로 되어 있다. 출력축(43a)이 소정 이상의 속도로 회전할 때, 절결부(50a)에 작용하는 원심력은 다른 부분에 비해 작기 때문에, 가진용 웨이트(50)에는 불균일한 원심력이 가해진다. 이 원심력이 출력축(43a)에 전달됨으로써, 진동 모터(43)가 진동한다. 또한, 가진용 웨이트(50)의 형상은 캠 형상에 한정되지 않고, 출력축(43a)에 대하여 무게 중심이 어긋나는 임의의 형상으로 할 수 있다.

도 10은, 현상 장치(3a)의 구동 중에 있어서의 토너 받이 부재(37)의 동작을 나타내는 개략 측면도이다. 현상 장치(3a)의 구동 중에 진동 모터(43)의 출력축(43a)을 고속 회전(예를 들면 10,000rpm 정도) 시킴으로써, 가진용 웨이트(50)도 출력축(43a)과 함께 고속 회전한다. 이 때, 가진용 웨이트(50)에는 불균일한 원심력이 가해지기 때문에, 출력축(43a)을 통하여 진동 모터(43) 및 모터 부착 홀더(42)가 진동한다. 그리고, 모터 부착 홀더(42)가 고정된 토너 받이 부재(37)도 진동한다.

토너 받이 부재(37)의 진동에 의해, 토너 받이 부재(37)에 퇴적된 토너는 분리되어 떨어진다.

이에 따라, 현상 장치(3a) 내의 토너 공급 롤러(30) 및 현상 롤러(31)가 고속으로 회전하고, 토너 부유량이 큰 경우에도, 토너 받이 부재(37) 상에서의 토너의 퇴적을 방지할 수 있다.

또한, 토너 받이 부재(37)의 표면에는 시트 부재(41a, 41b)가 맞붙여져 있으므로, 토너 받이 부재(37)에 대한 토너의 부착을 억제할 수 있다. 또한, 시트 부재(41a, 41b)는 토너 받이 지지 부재(35)와 토너 받이 부재(37)의 경계, 및 걸어맞춤부(37a), 홀더 유지부(37b)를 덮도록 맞붙여져 있기 때문에, 토너 받이 지지 부재(35)와 토너 받이 부재(37)의 경계로부터의 토너의 누출, 토너 받이 지지 부재(35)의 내부로의 토너의 진입이나, 토너의 진입에 기인하는 진동 모터(43)의 동작 불량도 방지할 수 있다.

도 11 및 도 12는, 현상 장치(3a)에 이용되는 토너 받이 지지 부재(35)의 내부 구성을 나타내는 측면 단면도이다. 또한, 도 11은 토너 받이 지지 부재(35)의 진동 모터(43) 부근의 단면(도 4의 XX’화살표에서 본 단면)을 나타내고, 도 12는 토너 받이 지지 부재(35)의 코일 스프링(40) 부근의 단면(도 4의 YY’화살표에서 본 단면)을 나타내고 있다.

도 11 및 도 12에 나타내는 바와같이, 토너 받이 부재(37)는 토너 공급 롤러(30)측의 끝 가장자리(37d)만이 지지 부재 본체(36)에 맞닿아 있고, 반대측(감광체 드럼(1a)측)의 끝 가장자리(37e)는 자유단으로 되어 있다. 그리고, 토너 받이면(38a)의 폭방향(도 12의 좌우 방향)의 대략 중앙부는 코일 스프링(40)을 통하여 지지 부재 본체(36)에 지지되어 있다. 이에 따라, 토너 받이 부재(37)는 끝 가장자리(37d)를 지점으로 하여 요동 가능하게 구성되어 있다. 또한, 진동 모터(43)는, 출력축(43a)이 토너 받이 부재(37)의 길이 방향과 대략 평행하게 되도록 배치되어 있다.

또한, 토너 받이 부재(37)는 현상 롤러(31)에 대향하는 토너 받이면(38a)이 토너 공급 롤러(30)측으로부터 감광체 드럼(1a)측을 향해 상승 구배가 되도록 경사지고, 토너 공급 롤러(30)에 대향하는 토너 낙하면(38b)이 대략 수직이 되도록 배치되어 있다.

비화상 형성 시에 출력축(43a)을 고속 회전(예를 들면 10,000rpm 정도)시킴으로써, 가진용 웨이트(50)도 출력축(43a)과 함께 고속 회전한다. 이 때, 가진용 웨이트(50)에는 불균일한 원심력이 가해지기 때문에, 출력축(43a)을 통하여 진동 모터(43) 및 모터 부착 홀더(42)가 진동한다. 그리고, 모터 부착 홀더(42)가 고정된 토너 받이 부재(37)도 진동한다. 구체적으로는, 토너 받이 부재(37)는 끝 가장자리(37d)를 지점으로 하여 끝 가장자리(37e)를 향함에 따라 진폭이 커지도록 진동한다.

토너 받이 부재(37)의 진동에 의해, 도 12에 나타내는 바와같이, 토너 받이 부재(37)의 토너 받이면(38a)에 퇴적된 토너는 토너 받이면(38a)의 경사를 따라 하방(도 12의 흰색 화살표 방향)으로 미끄러져 떨어져, 토너 낙하면(38b)과 토너 공급 롤러(30)의 사이에 끼워진 영역(R)에 낙하한다.

본 실시 형태에서는, 도 12에 나타내는 바와같이, 토너 받이 부재(37)는 토너 낙하면(38b)이 대략 수직이 되도록 배치되기 때문에, 영역(R)의 토너가 자유 낙하하기 쉬워진다.

여기서, 영역(R)에 낙하한 토너를 공급 반송실(22)로 되돌리기 위해서, 비화상 형성 시에 토너 공급 롤러(30)를 화상 형성 시와는 역방향(도 12의 시계회전 방향)으로 회전시킨다. 토너 공급 롤러(30)를 역방향으로 회전시킴으로써, 영역(R)에 낙하하여 퇴적한 토너는 토너 공급 롤러(30)의 표면에 따라 회전하여 토너 공급 롤러(30)와 규제 블레이드(33)의 간극을 통과하여, 공급 반송실(22)로 강제적으로 되돌려진다.

또한, 본 실시 형태에서는, 진동 모터(43)의 출력축(43a)을, 출력축(43a)의 토너 받이 부재(37)에 대향하는 측의 외주면이, 토너 받이 부재(37)의 자유단(끝 가장자리(37e))으로부터 지점(끝 가장자리(37d))을 향해 이동하는 방향(도 11의 반시계회전 방향)으로 회전시키고 있다. 출력축(43a)을 이 방향으로 회전시킴으로써, 토너 받이 부재(37)는 토너 받이면(38a)에 퇴적한 토너를 끝 가장자리(37e)측으로부터 끝 가장자리(37d)측으로 이동시키도록 진동한다.

한편, 출력축(43a)을 역방향(도 11의 시계 방향)으로 회전시킨 경우는, 토너 받이 부재(37)의 진동에 의해 토너를 끝 가장자리(37d)측으로부터 끝 가장자리(37e)측으로 밀어올리듯이 이동시켜 버리기 때문에, 토너 받이면(38a)에 퇴적한 토너가 미끄러져 떨어지지 않는다. 따라서, 상기 실시 형태와 같이 진동 모터(43)의 출력축(43a)을 회전시킴으로써, 토너 받이면(38a)에 퇴적한 토너를 하강 구배를 따라 영역(R)에 효과적으로 낙하시킬 수 있다.

또한, 코일 스프링(40)은 토너 받이면(38a)에 대해 대략 수직으로 배치되어 있기 때문에, 코일 스프링(40)의 신축 방향과 토너 받이 부재(37)의 진동 방향이 대략 일치하고, 코일 스프링(40)의 신축에 의한 진동이 토너 받이 부재(37)에 효율적으로 전달된다. 따라서, 토너 받이 부재(37)의 진동을 크게 할 수 있어, 토너 받이면(38a)에 퇴적한 토너를 떨어뜨리는 효과도 높아진다.

토너 받이 부재(37)를 진동시키는 타이밍이나 토너 공급 롤러(30)를 역방향으로 회전시키는 타이밍으로는, 인자(印字) 동작의 종료마다 행해도 되고, 인자 매수가 소정 매수에 도달한 시점이나 현상 장치(3a) 내의 온도가 소정 이상으로 된 시점 등, 소정의 타이밍에서 행하도록 해도 된다. 또한, 토너 받이 부재(37)를 진동시키는 타이밍과 토너 공급 롤러(30)를 역방향으로 회전시키는 타이밍은 같거나 달라도 된다. 또한, 소정의 인자 매수에 도달할 때마다 토너 받이 부재(37)를 진동시킴으로써, 인자 매수에 따라 토너 받이 부재의 진동이 자동적으로 실행된다. 따라서, 사용자 자신이 토너 받이 부재(37)의 진동을 수동으로 설정할 필요가 없어져, 설정 미스나 설정 잊어버림 혹은 불필요한 진동의 실행을 회피할 수 있다.

그런데, 단발 인자 시는 연속 인자 시에 비해 토너 받이 부재(37) 상에 토너가 퇴적하기 쉽다. 이는, 단발 인자 시는 토너 공급 롤러(30), 현상 롤러(31)의 회전이 단속적으로 정지하기 때문에, 연속 인자시보다도 현상 용기(20) 내의 공기의 흐름이 적기 때문이라고 생각된다. 마찬가지로, 고온 고습 환경 하에서는 토너의 유동성이 저하하기 때문에, 상온 상습 환경 하에 비해 토너 받이 부재(37) 상에 토너가 퇴적하기 쉽다.

여기서, 단발 인자 시는 연속 인자 시보다도 적은 매수마다, 고온 고습 환경하에서는 상온 상습 환경하보다도 적은 매수마다 진동 모터(43)를 작동시킴으로써, 토너 받이 부재(37) 상의 토너의 퇴적을 효과적으로 방지할 수 있다.

도 13은, 본 개시의 제2 실시 형태에 관련된 현상 장치(3a)에 이용되는 토너 받이 지지 부재(35)의 내부 구성을 나타내는 측면 단면도이다. 또한, 도 13은 토너 받이 지지 부재(35)의 코일 스프링(40) 부근의 단면(도 4의 YY’화살표로 부터 본 단면)을 나타내고 있다. 본 실시 형태에서는, 코일 스프링(40)의 일단은 하방으로 연장되고, 선단에 접점(40a)이 형성되어 있다. 접점(40a)은 도전판(51)에 접촉하고, 도전판(51)은 바이어스 전원(53)과 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 토너 받이 부재(37)는 코일 스프링(40)을 통하여 바이어스 전원(53)과 전기적으로 접속되어 있고, 토너 공급 롤러(30)와 동일 전위로 되어 있다. 다른 부분의 구성은 도 11 및 도 12에 나타낸 제1 실시 형태와 동일하므로 설명을 생략한다.

본 실시 형태의 구성에 의하면, 토너 공급 롤러(30)와 토너 받이 부재(37)를 동일 전위로 함으로써, 금속제의 토너 받이 부재(37)와 토너 공급 롤러(30)의 사이의 전류의 리크를 방지할 수 있다. 또한, 토너 공급 롤러(30)에는 토너와 동 극성(여기서는 정극성)의 바이어스가 인가되기 때문에, 토너 받이 부재(37)에도 토너와 동 극성의 바이어스가 인가되게 된다. 따라서, 토너가 토너 받이 부재(37)에 정전기 적으로 부착하지 않고, 토너 받이 부재(37)로의 토너의 퇴적을 억제할 수 있다. 또한, 토너 공급 롤러(30)와 토너 받이 부재(37)의 리크를 방지하는 것도 가능해진다.

그 외 본 개시는, 상기 각 실시 형태에 한정되지 않고, 본 개시의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다. 예를 들면, 상기 각 실시 형태에 나타낸 토너 받이 지지 부재(35)나 토너 받이 부재(37)의 형상이나 구성은 일예이며 상기 각 실시 형태에 특별히 한정되는 것은 아니고, 이들은 장치 구성 등에 따라 적절히 설정할 수 있다.

또한, 상기 각 실시 형태에서는, 본 개시를, 2성분 현상제를 이용하여, 토너 공급 롤러(30) 상에 자기 브러쉬를 형성하고, 토너 공급 롤러(30)로부터 현상 롤러(31)에 토너만을 이동시키고, 현상 롤러(31)로부터 감광체 드럼(1a∼1d)에 토너를 공급하는 현상 장치(3a∼3d)에 적용했는데, 그 외, 도 14에 나타내는 바와같이, 현상 롤러(31)와 토너 공급 롤러(30)의 배치를 상기 각 실시 형태와는 반대로 하여, 현상 롤러(31)(본 구성에 있어서는 상기 각 실시 형태의 토너 공급 롤러(30)와 동일한 구성의 자기 롤러가 된다) 표면에 유지된 2성분 현상제로 이루어지는 자기 브러쉬에 의해 감광체 드럼(1a∼1d)에 토너를 공급하고, 토너 공급 롤러(30)(본 구성에 있어서는 상기 각 실시 형태의 현상 롤러(31)와 동일한 구성이 된다)의 표면에 유지되어 있는 토너를 현상 롤러(31)에 공급함과 더불어, 토너 공급 롤러(30)를 이용하여 현상 롤러(31) 표면의 잉여 토너를 회수하는 현상 장치에도 적용할 수 있다. 이 구성에 있어서도, 현상 롤러(31)로부터 낙하한 토너가 토너 공급 롤러(30)에 대향하는 규제 블레이드 주변에 퇴적하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 상기 각 실시 형태에서는, 탠덤형 컬러 프린터(100)를 예로 들어 설명했는데, 본 개시는, 그 외, 예를 들면 흑백 및 컬러 복사기, 디지털 복합기, 흑백 프린터나 팩시밀리 등에도 적용할 수 있는 것은 말할 것도 없다.

본 개시된 이용에 의해, 현상 장치 내의 규제 블레이드 주변에 있어서의 토너의 퇴적을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 상기 현상 장치를 구비함으로써, 토너의 퇴적에 기인하는 토너 떨어짐 등의 화상 문제를 효과적으로 방지할 수 있는 화상 형성 장치가 된다.

Claims

정전 잠상이 형성되는 상(像) 담지체와 대향하여 배치되고, 상기 상 담지체와의 대향 영역에 있어서 상기 상 담지체에 토너를 공급하는 현상 롤러와, 상기 현상 롤러와 대향하여 배치되고, 상기 현상 롤러와의 대향 영역에 있어서 상기 현상 롤러에 토너를 공급하는 토너 공급 롤러와, 그 토너 공급 롤러에 담지되는 현상제의 양을 규제하는 규제 블레이드와, 상기 현상 롤러, 상기 토너 공급 롤러, 및 상기 규제 블레이드를 수용하는 케이싱을 구비하고,
상기 케이싱은, 상기 규제 블레이드와 상기 상 담지체의 사이에 있어서 상기 현상 롤러 또는 상기 토너 공급 롤러와 대향하는 토너 받이 지지 부재를 가지고 있고, 상기 토너 받이 지지 부재의 길이 방향을 따라 배치되어 상기 현상 롤러로부터 낙하하는 토너를 받는 토너 받이 부재와, 그 토너 받이 부재를 진동시키는 진동 발생 수단을 설치한 현상 장치에 있어서,
상기 진동 발생 수단은, 상기 토너 받이 부재의 이면에 고정되는 진동 모터와, 그 진동 모터의 출력 축에 대하여 무게 중심이 어긋나도록 고정되는 가진(加振)용 웨이트를 가지는 것을 특징으로 하는 현상 장치.
청구항 1에 있어서,
비화상 형성 시에 상기 진동 발생 수단에 의해 상기 토너 받이 부재를 진동시킴과 더불어, 상기 토너 공급 롤러를 화상 형성 시와 역방향으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 현상 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 진동 모터는, 상기 토너 받이 부재의 이면에 출력축이 상기 토너 받이 부재의 길이 방향과 대략 평행하게 되도록 고정되고,
상기 토너 받이 부재는, 상기 토너 공급 롤러측의 끝 가장자리를 지점으로 하고, 상기 상 담지체측의 끝 가장자리를 자유단으로 하여 요동가능하게 지지되어 있고, 상기 진동 모터의 출력축의 상기 토너 받이 부재에 대향하는 측의 외주면이, 상기 토너 받이 부재의 자유단측으로부터 지점측을 향해 이동하는 방향으로 상기 출력축을 회전시키는 것을 특징으로 하는 현상 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 토너 받이 부재의 토너 받이면을 상기 토너 받이 지지 부재에 대하여 대략 수직 방향으로 진동가능하게 지지하는 탄성 부재가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 현상 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 토너 받이 부재는, 길이 방향으로 평행한 굴곡부에 의해 단면에서 봐서 산형상으로 굴곡되고, 상기 굴곡부보다도 상방의 토너 받이면과, 상기 굴곡부보다도 하방의 토너 낙하면으로 구획되어 있고, 상기 토너 받이면이 상기 토너 공급 롤러측으로부터 상기 상 담지체측을 향해 상승 구배가 되고, 상기 굴곡부보다도 하방의 상기 토너 낙하면이 대략 수직이 되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 현상 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 토너 공급 롤러에 바이어스를 인가하는 바이어스 인가 수단을 구비하고, 상기 토너 받이 부재가 도전성을 가지고 있고, 상기 토너 받이 부재를 상기 토너 공급 롤러와 동일 전위로 하는 것을 특징으로 하는 현상 장치.
청구항 1 내지 청구항 6중 어느 한 항에 있어서,
상기 토너 공급 롤러는, 내부에 설치된 복수의 자극에 의해 토너와 캐리어를 포함하는 2성분 현상제를 담지하는 자기 롤러인 것을 특징으로 하는 현상 장치.
청구항 1 내지 청구항 6중 어느 한 항에 있어서,
상기 현상 롤러는, 내부에 설치된 복수의 자극에 의해 토너와 캐리어를 포함하는 2성분 현상제를 담지하는 자기 롤러인 것을 특징으로 하는 현상 장치.
청구항 1 내지 청구항 6중 어느 한 항에 기재된 현상 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
청구항 7에 기재된 현상 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
청구항 8에 기재된 현상 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
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