(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、現像剤搬送部材本体が、現像剤収容室の内面に接触した状態で停止し、この状態のまま長時間放置されると、現像剤搬送部材本体がクリープ変形し、弾性力が弱くなる。これにより、現像剤搬送部材の搬送能力が低下し、十分な量の現像剤を現像室に供給できなくなる。特に、現像剤収容室の上方に現像室が配置されている構成の場合には、現像剤搬送部材本体の弾性力が弱くなると、現像剤の搬送量が大幅に減少するという問題が発生する。
【0006】
そこで、本発明は、現像剤搬送部材の搬送能力低下を抑制し、十分な量の現像剤を供給でき
る現像剤搬送部材を備える現像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記した目的を達成するため、本発明の
現像装置の現像剤搬送部材は、
現像剤収容室と当該現像剤収容室の上部と繋がった現像室を構成する筐体と、現像室の上方に配置され現像剤を担持する現像剤担持体と、現像剤収容室内に設けられ、
現像剤収容室から現像室に現像剤を搬送するように構成された現像剤搬送部材
と、を備える。
そして、現像剤収容室は、内壁の上部に衝突部と摺動平面部が形成され、内壁の下部に摺動平面部と連続する摺動曲面部が形成されている。
そして、摺動平面部は、上部が衝突部に接近するように傾斜していて、現像剤搬送部材は、回転部材と、当該回転部材の回転に伴い回転することで現像剤を搬送するように構成された現像剤搬送部材本体と、当該現像剤搬送部材本体が前記現像剤収容室の内面に接触しながら回転するときに弾性変形し、現像剤搬送部材本体を回転方向上流側から下流側へ向けて付勢するように、
現像剤搬送部材本体の回転方向上流側に、現像剤搬送部材本体と重なって配置された金属部材とを備える。
そして、金属部材および現像剤搬送部材本体は、衝突部と摺動平面部と摺動曲面部に届く長さを有し、基端部がともに回転部材に固定されており、先端部が、互いに固着されていない。
【0008】
このような構成によれば、金属部材はクリープ変形しにくいので、現像剤搬送部材の停止時において金属部材が現像剤収容室内で撓められた状態で長時間放置されたとしても、現像剤搬送部材の搬送能力の低下を抑制することができる。そのため、十分な量の現像剤を安定して現像剤収容室外へ供給することができる。
【0009】
前記した現像剤搬送部材において、前記現像剤搬送部材本体は、基端部が前記回転部材に固定された撓み変形可能な樹脂製のシート状部材を有し、前記金属部材は、前記シート状部材の回転方向上流側に配置された少なくとも1つの付勢部を有する構成とすることができる。
【0010】
このような構成によれば、クリープ変形しにくい金属部材がシート状部材の回転方向上流側からシート部材を支えるので、シート部材の剛性や弾性力を小さくしたとしても、現像剤搬送部材の搬送能力の低下を抑制することができる。そのため、低コストな構成でも十分な量の現像剤を安定して現像剤収容室外へ供給することができる。
【0011】
また、前記した現像剤搬送部材において、
回転部材の回転軸に沿った方向の一端部に配置された第1付勢部と、他端部に配置された第2付勢部と、第1付勢部と第2付勢部の間に配置された第3付勢部とを含む。
そして、金属部材は
、各付勢部と、当該
各付勢部の
各基端部を連結する連結部と
、を有し、櫛歯状に形成されていてもよい。
【0012】
このような構成によれば、金属部材を一体部品とすることができるので、現像剤搬送部材の組み立てを容易にすることができる。
【0013】
また、前記した現像剤搬送部材において、前記金属部材および前記現像剤搬送部材本体は、基端部がともに前記回転部材に固定されており、先端部が、互いに固着されていないことが望ましい。
【0014】
このような構成によれば、金属部材の先端部が現像剤搬送部材本体に対して自由にずれることができるので、金属部材が弾性変形しやすくなる。そのため、現像剤搬送部材の弾性復元力が増大するので、現像剤搬送部材の搬送能力が向上する。
【0015】
また、前記した現像剤搬送部材において、前記金属部材の先端部は、前記現像剤搬送部材本体の先端部よりも前記回転部材側に位置することが望ましい。
【0016】
このような構成によれば、金属部材が現像剤収容室の内面に接することがなく、現像剤収容室の内面の傷付きを抑制できる。
【0017】
また、前記した現像剤搬送部材は、前記金属部材が、前記回転部材と前記現像剤搬送部材本体とを連結するバネであるような構成であってもよい。
【0018】
このような構成によれば、現像剤搬送部材本体の剛性が高い場合でも、現像剤を現像剤収容室外へ搬送することができる。
【0019】
また、前記金属部材は、板バネであってもよいし、線バネであってもよい。
【0020】
また、本発明の現像装置は、これらの現像剤搬送部材と、現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体が配置された現像室と前記現像剤収容室を構成する筐体とを備え、前記現像剤搬送部材は、前記現像剤収容室から前記現像室に向けて現像剤を搬送するように構成することができる。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、金属部材はクリープ変形しにくいので、現像剤搬送部材の停止時において金属部材が現像剤収容室内で撓められた状態で長時間放置されたとしても、搬送能力の低下を抑制することができる。そのため、十分な量の現像剤を安定して現像剤収容室外へ供給することができる。
【発明を実施するための形態】
【0023】
[第1実施形態]
次に、本発明の現像剤搬送部材の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、まず、一実施形態に係る現像装置を備えたレーザプリンタ1の概略構成について説明した後、本発明の特徴部分に係る構成について説明する。また、以下の説明において、方向は、レーザプリンタ1を使用するユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、
図1における右側を「前」、左側を「後」とし、手前側を「左」、奥側を「右」とする。また、
図1における上下方向を「上下」とする。
【0024】
<レーザプリンタの概略構成>
図1に示すように、レーザプリンタ1は、用紙Pを給紙するための給紙部20や、用紙Pに画像を形成するための画像形成部30などを本体ケーシング40内に備えるとともに、原稿を読み取って画像データを生成するフラットベッドスキャナ50を本体ケーシング40の上に備えている。ここで、画像形成部30は、プロセス部60、露光部70、転写部80、定着部90などで構成されている。
【0025】
給紙部20は、本体ケーシング40の下部に配置された給紙トレイ21と、給紙トレイ21の後側に配置された給紙機構22と、給紙トレイ21に収容された用紙Pを押し上げる用紙押圧板23とを備える。給紙トレイ21内の用紙Pは、用紙押圧板23によって上方に寄せられ、給紙機構22により1枚ずつ分離されて上方に搬送される。
【0026】
プロセス部60は、保持ケース61内に収容されて前後方向に所定間隔で配列された4つのプロセスカートリッジ62を備えている。各プロセスカートリッジ62は、表面に感光層が形成された感光体ドラム63と、感光体ドラム63の感光層を一様に帯電させる帯電器64と、感光体ドラム63の感光層に現像剤を供給する現像装置の一例としての現像カートリッジ10とで構成されている。感光体ドラム63はプロセスカートリッジ62の上部に配置され、帯電器64は感光体ドラム63の後側に配置され、現像カートリッジ10は感光体ドラム63の下側に配置されている。
【0027】
各プロセスカートリッジ62では、感光体ドラム63の表面の感光層が帯電器64により一様に帯電された後、露光部70から照射されるレーザ光の高速走査によって感光層が露光される。この感光層の露光により、画像データに基づく静電潜像が感光体ドラム63の表面に形成される。そして、この静電潜像に現像カートリッジ10から現像剤の一例としてのトナーが供給されることで、静電潜像が可視化されたトナー像が感光体ドラム63の表面に形成される。
【0028】
露光部70は、給紙部20の上方でプロセス部60の下方に配置されており、図示しないレーザ光源、ポリゴンミラー、レンズ、反射鏡などを備えている。この露光部70は、レーザ光源から出射されたレーザ光をポリゴンミラーや反射鏡で反射させて感光体ドラム63の表面に照射し、このレーザ光を高速走査することで感光体ドラム63の表面を露光する。
【0029】
転写部80は、プロセス部60の上方に配置されており、本体ケーシング40内の後側の給紙機構22の上方に配置された駆動ローラ81と、本体ケーシング40内の前側に配置された従動ローラ82と、これらの駆動ローラ81と従動ローラ82との間に巻回された中間転写ベルト83とを備えている。
【0030】
この転写部80は、中間転写ベルト83を4つのプロセスカートリッジ62の4つの感光体ドラム63に押圧するように、各感光体ドラム63に対向して中間転写ベルト83の下側パスラインの内側に配置された4つの1次転写ローラ84と、用紙Pを中間転写ベルト83に押圧するように、駆動ローラ81に対向して配置された2次転写ローラ85とを備えている。
【0031】
転写部80では、4つの各感光体ドラム63の表面の感光層に形成された各色のトナー像が中間転写ベルト83上に順次重ね合わせて転写される。そして、給紙機構22から上方に向けて搬送される用紙Pが2次転写ローラ85により中間転写ベルト83に押圧されることで、中間転写ベルト83上に重ね合わせて転写された各色のトナー像が用紙Pに転写される。
【0032】
定着部90は、転写部80の駆動ローラ81の上方に配置されており、2次転写ローラ85に押圧されて上方に搬送される用紙Pを加熱する加熱ローラ91と、この加熱ローラ91に用紙Pを押圧するように加熱ローラ91に対向して配置された加圧ローラ92とを備えている。この定着部90では、中間転写ベルト83から用紙Pに転写された各色のトナー像が加熱ローラ91により加熱されて熱定着される。そして、各色のトナー像が熱定着された用紙Pは、排紙ローラ93によって排紙トレイ41上に排出される。
【0033】
<現像カートリッジの詳細構成>
次に、現像カートリッジ10の詳細な構成について説明する。
図2に拡大して示すように、現像カートリッジ10の筐体13は、図示しないトナーが収容された現像剤収容室11とこの現像剤収容室11の上部に配設された現像室12を構成し、現像剤収容室11内には、現像剤搬送部材の一例としてのアジテータ100が設けられている。
【0034】
[現像剤収容室の構成]
現像剤収容室11は、上部に開口を有する例えば雨滴状の横断面形状に形成されており、その内壁の後側(左側)の上部には衝突部11Aが形成され、内壁の前側(右側)の上部には摺動平面部11Cが形成され、内壁の下部には衝突部11Aと摺動平面部11Cとに連続する摺動曲面部11Bが形成されている。そして、摺動平面部11Cと衝突部11Aとの間の空間に現像剤搬送部11Dが構成され、この現像剤搬送部11Dの上部に現像剤送出口11Eが開口している。
【0035】
衝突部11Aは、後述するアジテータ100のアジテータ本体130(現像剤搬送部材本体)が回転方向に衝突する壁面である。
また、摺動曲面部11Bは、アジテータ本体130が回転方向の上流側(移動方向の後側)に弾性変形した状態で弾性接触して摺動する曲面状の壁面である。
また、摺動平面部11Cは、アジテータ本体130が回転方向の上流側に弾性変形した状態でアジテータ本体130の先端部が弾性接触して摺動する平面状の壁面である。この摺動平面部11Cは、上部が衝突部11Aに接近するように傾斜している。
【0036】
現像剤搬送部11Dは、回転方向の上流側に弾性変形したアジテータ本体130が自由状態に弾性復帰しつつ衝突部11Aに向かって回転する空間である。
また、現像剤送出口11Eは、現像剤搬送部11Dから現像室12に向けてトナーを送出するための送出口であり、衝突部11Aよりアジテータ本体130の回転方向上流側で摺動平面部11Cの上部に開口している。
【0037】
[現像室の構成]
現像室12は、供給ローラ12Aと、現像剤担持体の一例としての現像ローラ12Bと、層厚規制ブレード12Cとが配置されており、現像剤送出口11Eにて現像剤収容室11と連通している。
【0038】
供給ローラ12Aは、その周面に付着させたトナーを現像ローラ12Bの周面に供給するための部材であり、現像ローラ12Bの下方に配置されている。供給ローラ12Aおよび現像ローラ12Bの回転方向は、
図2に示す例では時計回りであり、両者の対向する周面では、供給ローラ12Aが前向き(右向き)に移動し、現像ローラ12Bが反対の後向き(左向き)に移動する。これにより、トナーは、供給ローラ12Aの周面から現像ローラ12Bの周面に円滑に供給される。
【0039】
現像ローラ12Bは、供給ローラ12Aから供給されるトナーを周面に担持し、感光体ドラム63(
図1参照)の周面に形成された静電潜像にトナーを供給する部材であり、感光体ドラム63の下側前寄りに配置されている。
【0040】
層厚規制ブレード12Cは、供給ローラ12Aの周面から現像ローラ12Bの周面に供給されて担持されるトナーの層厚を一定に規制するための部材である。この層厚規制ブレード12Cは、現像剤収容室11の衝突部11Aが形成された後側(左側)部分の上部に基端部が固定され、この基端部から前方向(右方向)に突出する先端部が現像ローラ12Bの回転方向に対抗するように、現像ローラ12Bの後向き(左向き)に回転する下側の周面に接触している。
【0041】
[アジテータの構成]
アジテータ100は、現像剤収容室11内に収容された図示しないトナーを撹拌して現像剤送出口11Eに搬送するように回転する部品であり、現像剤収容室11の左右方向に沿って延びる回転部材110と、回転部材110のベース部111に基端部がそれぞれ固定された金属部材の一例としての板バネ120およびアジテータ本体130とを有する。
【0042】
ベース部111は、
図3(a)、(b)に示すように、断面視L字形状で、回転部材110の左右方向に沿って延びるように形成されており、回転方向下流側の面であって、板バネ120およびアジテータ本体130の基端部が固定される固定面111Aを有している。
【0043】
板バネ120は、弾性変形可能な板状の金属片として複数形成されており、アジテータ本体130を付勢する付勢部121を有している。板バネ120の基端部は、ベース部111の固定面111Aに両面テープ111Bで固定されている。また、板バネ120の基端から先端までの長さは、板バネ120の先端部が、アジテータ本体130の先端部よりもベース部111側(回転部材110側)に位置するような長さに設定されており、両者の先端部は互いに固着されていない。すなわち、板バネ120の先端部とアジテータ本体130の先端部は、その面方向に互いにずれることができるようになっている。
【0044】
アジテータ本体130は、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂からなる撓み変形可能なシート状部材として形成されている。その基端部は、ベース部111に固定された板バネ120が、アジテータ本体130の回転方向上流側に位置するように、ベース部111の固定面111Aおよびベース部111に固定された板バネ120に両面テープ111Cで固定されている。このアジテータ本体130の基端から先端までの長さは、
図2に示した現像剤送出口11Eと対面する衝突部11Aの上部に先端部が届く程度の長さに設定されている。
【0045】
[トナー搬送動作の詳細説明]
ここで、
図2、4を参照しつつ、アジテータ100の動作について詳細に説明する。
まず、
図2に示すように、アジテータ本体130が、現像剤収容室11の内面、特に摺動曲面部11Bに接触すると、アジテータ本体130の回転方向上流側に配置された板バネ120が弾性変形し、板バネ120の付勢部121が、アジテータ本体130を回転方向上流側から下流側(移動方向の後側から前側)へ向けて付勢するような状態になる。
【0046】
そして、
図4の矢印方向に回転するアジテータ本体130は、回転方向の上流側に撓み変形した状態で先端部が現像剤収容室11の摺動曲面部11Bおよび摺動平面部11Cに沿って回転摺動する。その後、
図4に示すように、このアジテータ本体130は、板バネ120の付勢部121の弾性復元力により、現像剤搬送部11D内を平板状の自由状態に弾性復帰しつつトナーを現像剤搬送部11Dへ放出し、さらに回転して衝突部11Aに衝突する。これにより、トナーの搬送気流Rが発生し、放出されたトナーがこの搬送気流Rに乗って現像剤送出口11Eに向けて搬送される。
【0047】
ところで、アジテータ100が停止した時に、板バネ120およびアジテータ本体130が現像剤収容室11内で撓められた姿勢にあって(
図2参照)、このまま長時間放置されることがある。この場合において、例えば、仮に板バネ120を有さない構成であると、アジテータ本体130がクリープ変形し、アジテータ本体130の弾性復元力が弱くなり、アジテータ100の搬送能力が低下する。
【0048】
しかし、本実施形態のアジテータ100では、金属で形成された板バネ120の弾性復元力によりトナーを現像剤搬送部11Dへ放出する。つまり、板バネ120はクリープ変形しにくいので、アジテータ100の停止状態において板バネ120が撓められた状態で長時間放置されたとしても、アジテータ100の搬送能力の低下を抑制することができる。そのため、十分な量のトナーを安定して現像室12へ供給することができる。
【0049】
また、クリープ変形しにくい板バネ120がアジテータ本体130の回転方向上流側からアジテータ本体130を支えるので、アジテータ本体130の剛性や弾性力を小さくしたとしても、アジテータ100の搬送能力の低下を抑制することができる。そのため、低コストな構成でも、十分な量のトナーを安定して現像室12へ供給することができる。
【0050】
また、板バネ120およびアジテータ本体130は、基端部がともに回転部材110に固定されており、先端部が、互いに固着されていないので、板バネ120の先端部がアジテータ本体130に対して自由にずれることができ、板バネ120が弾性変形しやすくなる。そのため、アジテータ100の弾性復元力が増大するので、アジテータ100の搬送能力が向上する。
【0051】
また、板バネ120の先端部は、アジテータ本体130の先端部よりも回転部材110側に位置しているので、板バネ120が現像室12の内面に接することがなく、現像室12の内面の傷付きを抑制することができる。
【0052】
以下、本発明の他の形態につき順次説明する。以下の各形態においては、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明し、第1実施形態と同様の部分については、同じ符号を付して説明を省略する。
【0053】
[第2実施形態]
図5(a)、(b)に示すように、第2実施形態のアジテータ100Aは、第1実施形態に係る板バネ120に代えて、複数の付勢部141と当該付勢部141の基端部を連結する連結部142とを有し、櫛歯状に形成された板バネ140を用いている。板バネ140は、連結部142が、ベース部111の固定面111Aに両面テープ111Dで固定されている。また、アジテータ本体130は、板バネ140の連結部142に両面テープ111Eで固定されている。
【0054】
これによれば、第1実施形態と同様に、低コストな構成でも、十分な量のトナーを安定して現像室12へ供給することができる。また、金属部材を一体部品とすることができるので、アジテータ100Aの組み立てを容易にすることができる。
【0055】
[第3実施形態]
図6に示すように、第3実施形態のアジテータ100Bは、第1実施形態に係る板バネ120に代えて、複数の線バネ150を用いている。線バネ150は、第1実施形態に係る板バネ120と同じ位置に配置されている。
【0056】
これによれば、第1実施形態と同様に、低コストな構成でも、十分な量のトナーを安定して現像室12へ供給することができる。
【0057】
[第4実施形態]
図7に示すように、第4実施形態のアジテータ200(現像剤搬送部材)は、回転部材210と、アジテータ本体220(現像剤搬送部材本体)と、回転部材210とアジテータ本体220とを連結するようなバネ230(金属部材)とで構成された他の形態の例を示すものである。第4実施形態では、アジテータ本体220は、撓み変形可能な部材ではなく、剛性が高い部材で構成されている。
【0058】
ここで、回転部材210は、略半円柱状に形成されており、バネ230が取り付けられる平面部211と、アジテータ本体220と接触する曲面部212とを有している。アジテータ本体220は、厚みのある板状の部材であり、バネ230が取り付けられ、トナーを搬送するための搬送平面部221と、アジテータ本体220の基端部側で、回転方向上流側の面から突出するように形成される変位制限部222とを有している。
【0059】
バネ230は、板バネや線バネのような弾性変形可能なバネであり、略V字状に形成された変形部231と、変形部231の両端に配置された固定部232、233とを有している。変形部231の両端のうち一端側の固定部232は、回転部材210の平面部211に固定され、他端側の固定部233には、アジテータ本体220の搬送平面部221の略中央から基端部側の面が固定される。
【0060】
このようなアジテータ200は、例えば、
図8、9に示すように、他の形態に係る現像カートリッジ16に採用される。現像カートリッジ16の筐体17は、略円筒状の現像剤収容室18とこの現像剤収容室18の左側に配設された現像室19とを構成し、アジテータ200は現像剤収容室18内に設けられている。現像剤収容室18は、図示左側略中央部に開口する供給口18Aで現像室19と連通している。供給口18Aの上側の壁には、アジテータ本体220の先端部が衝突する衝突部18Bが形成されている。
【0061】
[トナー搬送動作の詳細説明]
ここで、
図8、9を参照しつつ、アジテータ200の動作について詳細に説明する。
まず、
図8(a)に示すように、この現像剤収容室18の内面にアジテータ本体220の先端部が接触すると、アジテータ200は、バネ230の変形部231が変形することで自然状態(
図8(c)参照)に対し、アジテータ本体220が回転方向後方に変位した状態になる。なお、このとき、アジテータ本体220の変位制限部222が回転部材210の曲面部212に接触している。この状態を保ちつつ、アジテータ200は、現像剤収容室18内を回転する。
【0062】
アジテータ200が回転することで、アジテータ本体220の先端部が供給口18Aに達すると(
図8(b)参照)、アジテータ本体220の先端部が現像剤収容室18の内面から離れ、バネ230の変形部231の弾性復元力により、アジテータ本体220が回転部材210に対してはね上がるように衝突部18Bに向かって回転しながら移動する。この際、アジテータ本体220の搬送平面部221上のトナーの一部が供給口18Aから現像室19に供給される。
【0063】
そして、アジテータ本体220の先端部は、その回転方向において衝突部18Bと衝突する(
図8(c)参照)。これにより、アジテータ本体220の搬送平面部221上のトナーが衝突部18Bに衝突して、そのまま現像室19へ落下するように供給される。
【0064】
その後、アジテータ200はさらに回転を続け、再度、アジテータ本体220の先端部が、現像剤収容室18の内面と接触することで、バネ230の変形部231が変形する(
図9(a)参照)。そして、アジテータ本体220の搬送平面部221が下方を向くと(
図9(b)参照)、アジテータ本体220の搬送平面部221上に残ったトナーが現像剤収容室18内に戻される。このようにして、
図8、9の動作は繰り返し行われる。
【0065】
このように、金属のバネ230により、アジテータ本体220から現像室19へのトナーの搬送力を発生させることができるので、アジテータ本体220の剛性が高い場合でも、トナーを現像室19へ搬送することができる。
【0066】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、適宜変更して実施することが可能である。
例えば、第1、第2、第3実施形態では、アジテータ本体130は、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂からなるシート状部材が用いられていたが、撓み変形可能なものであれば、別の材料からなるシート状部材を用いてもよい。
【0067】
第1、第2、第3実施形態では、金属部材とアジテータ本体130の先端部が互いに固着されていない構成であったが、本発明はこれに限定されず、互いに固着されていてもよい。
【0068】
また、前記各実施形態の現像装置は、1つの現像剤収容室を有する現像装置であったが、本発明はこれに限定されず、複数の現像剤収容室を有する現像装置であってもよい。
【0069】
前記各実施形態の現像装置は、現像室および現像剤収容室が一体となった筐体として構成されていたが、本発明はこれに限定されず、現像剤収容室を含む部分が筐体とは別体のトナーカートリッジとして構成されていてもよい。
【0070】
前記各実施形態では、本発明の現像装置として現像カートリッジを例示したが、本発明はこれに限定されず、感光体ドラム及び現像剤担持体を備えた、いわゆるプロセスカートリッジを現像装置としてもよい。