JPH11305532A

JPH11305532A - 現像装置

Info

Publication number: JPH11305532A
Application number: JP10109398A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Iegaki; 雄一郎家垣; Takeo Hirono; 武男広野
Original assignee: Casio Computer Co Ltd; Casio Electronics Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd; Casio Electronics Co Ltd
Priority date: 1998-04-20
Filing date: 1998-04-20
Publication date: 1999-11-05

Abstract

(57)【要約】【課題】攪拌トナーの空洞部による画像不良が生じない
現像装置を提供する。【解決手段】現像器３４は内部にトナー４９を収容し、
現像ローラ３５、供給ローラ５１、振動板５２、攪拌器
５３等を備えている。攪拌器５３は回転軸５５に配設さ
れた攪拌部材５６とこの回転方向（矢印Ｄ方向）に対し
略９０度後方に位置して配設された振動板弾き部材５７
とを備えている。攪拌器５３の回転で攪拌部材５６が振
動板５２を通過した略その直後に振動板弾き部材５７が
振動板５２の先端の曲げ部に接離してこれを弾き、振動
板５２を振動させる。攪拌部材５６による攪拌・搬送に
より振動板５２近傍にトナー空洞部が形成されたとして
も、上記振動板５２の振動によって空洞部上方の振動板
５２に接しているトナー塊４９′が図の矢印Ｅで示すよ
うに下方に落下して空洞部を埋め、支障なく連続してト
ナーを供給ローラ３５を介して現像ローラ２８へ供給す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホッパー下方の現
像ローラに間断無く安定したトナーの供給を行う現像装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、図４(a) に示すような現像装
置がある。同図(a) は現像装置の側断面図を示してお
り、感光体ドラムも付加的に示している。同図(a) に示
すように、一般に現像装置１は、ホッパー２を備え、そ
のホッパー２内にトナー３を収容している。ホッパー２
は長手方向（図の紙面垂直方向）の後方（図の左方）下
部側面に開口部を有し、この開口部に現像ローラ４を回
転自在に支持している。現像ローラ４は、柔軟性のある
部材からなり周面のおよそ２／３が上記開口部より内側
に位置し、残り１／３が開口部より外側に露出するよう
に配置されている。この露出する現像ローラ４周面に対
向して感光体ドラム５が配置されている。

【０００３】現像ローラ４と感光体ドラム５との間には
約０．２ｍｍ程度の間隙が形成されており、この対向部
が現像部を形成している。現像ローラ４とホッパー２の
開口部との間には、開口上部全面に板バネ状のドクター
ブレード６が配設されている。ドクターブレード６は上
部を現像装置本体（ホッパー２）に固定され、下端は内
側に折り曲げられてブレード稜線部を形成し、このブレ
ード稜線部が、反時計回り方向に回転する現像ローラ４
に当接して、現像ローラ４に付着するトナー３の厚さを
一定の厚さに規制している。

【０００４】この現像ローラ４には、柔軟な部材からな
る供給ローラ７が当接しており、供給ローラ７は、トナ
ー３を擦りつけるようにして現像ローラ４に供給する。
その供給ローラ７には、回転部材８がトナー３を供給す
る。回転部材８は、回転する支持軸９と、この支持軸９
に配設された攪拌部材１１と、支持軸９の攪拌部材１１
とは丁度反対側に配設された弾き板１２とからなる。ま
た、ホッパー２内には、その前方（図の右方）内壁に近
接して振動板１３が配設されている。

【０００５】図４(b) は、上記の回転部材８がトナー３
を下方の供給ローラ７に供給する動作状態を示す図であ
る。回転部材８の攪拌部材１１は、図の矢印Ａに示すよ
うに時計回り方向に回転してトナー３を固まらないよう
に攪拌しながらトナー３を搬送する。攪拌部材１１と共
に回転する弾き板１２は、攪拌搬送されたトナー３をほ
ぐして供給ローラ７上に落とし込むように補給すると共
に、振動板１３先端の弾力性のある曲げ部分１３−１に
摺接して振動板１３全体を撓め、これを通過することに
よって弾いて振動板１３を振動させ、攪拌部材１１の回
転範囲１４外にある振動板１３上方の塊リ勝ちなトナー
３を、回転範囲１４内に落下せる役目を有している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、トナー３の
流動性あるいは種類によっては、上記の回転部材８によ
る供給ローラ７への補給が有効に働かないことがしばし
ば発生した。

【０００７】図５は、そのような供給ローラ７へのトナ
ー補給の不具合を示す図である。上述したように、弾き
板１２と振動板１３との当接により振動板１３が振動し
て上方のトナー３が一旦は回転範囲１４内に落とされる
が、振動板１３上にトナー３があると、弾き板１２を追
うように続いて回転してくる攪拌部材１１が、振動板１
３上に乗っているトナー３まで搬送してしまい、結果と
して攪拌部材１１の通過後の振動板１３の先端近傍にト
ナー３の無い空洞部１５が形成される。このため供給ロ
ーラ７にトナー３が補給されず、供給ローラ７から現像
ローラ４へのトナー供給不足となって、異常画像が形成
されるという問題がしばしば発生した。

【０００８】本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、
トナー空洞部が生じないようにトナーを攪拌・搬送する
現像装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以下に、本発明の現像装
置の構成を述べる。本発明の現像装置は、現像装置のホ
ッパー内に配設され、支持軸を中心にして回転しながら
トナーを攪拌するトナー攪拌部材と、該トナー攪拌部材
による攪拌後に滞留する上記トナーを下方へ振り落とす
べく上記ホッパー内壁に沿って配設された振動板と、上
記トナー攪拌部材の回転方向に対し１８０度よりも小さ
な角度で後方に位置して上記支持軸に配設され、この１
８０度よりも小さな角度で後方に位置した分だけ上記ト
ナー攪拌部材よりも遅れて回転し、該トナー攪拌部材が
通過後の上記振動板に接離して該振動板を弾いて振動さ
せる振動板弾き部材とを有して構成される。

【００１０】上記１８０度よりも小さな角度は、例えば
請求項２記載のように、９０度乃至４５度である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１は、一実施の形態におけ
るカラー画像形成装置の内部構成を模式的に示す側断面
図である。先ず、同図を用いて全体構成を説明する。同
図に示すように、このカラー画像形成装置（本体装置）
２０は、その後面（図の左方）に開閉トレー２１を備
え、下部には本体装置前方（図の右方）から着脱自在な
用紙カセット２２を備えている。用紙カセット２２には
多枚数の用紙が載置・収容されている。また、本体装置
２０の上面に上蓋２３を備えている。上蓋２３の前部側
方には図では見えないが電源スイッチ、液晶表示装置、
複数の入力キー等が配設されている。上蓋２３は、その
後部が本体装置２０の後部上面とともに排紙トレー２４
を形成している。

【００１２】本体装置２０の内部には、略中央に、偏平
なループ状の用紙搬送ベルト（以下、単にベルトとい
う）２５が前後に延在して配置され、そのループの水平
方向の両端部を駆動ローラ２６と従動ローラ２７に保持
されている。このベルト２５は、駆動ローラ２６により
駆動され、図の矢印Ｂで示す反時計回り方向に循環移動
する。このベルト２５の上循環部に、４個の感光体ドラ
ム２８（２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ）が用紙搬送
方向（図の右から左方向）に多段式に並設されている。

【００１３】これらの感光体ドラム２８を夫々取り囲む
ようにして（以下、代表的に感光体ドラム２８ｄの周囲
装置についてのみ符号を付して示す）、クリーナ３１、
帯電ローラ３２、書込ヘッド３３、及び現像器３４が配
置されている。また、特には図示していないが接触型の
転写器が、ベルト２５を介して感光体ドラム２８に圧接
して転写部を形成している。上記の書込ヘッド３３と転
写器とを除いて上述した感光体ドラム２８、クリーナ３
１、帯電ローラ３２、現像器３４等の他の諸装置はユニ
ットフレームに一体に組付けられていて画像形成ユニッ
トを形成している。

【００１４】上記の現像器３４は、その下部開口部に回
転可能に支持する現像ローラ３５を感光体ドラム２８周
面に当接させて現像部を形成している。書込ヘッド３３
は、上蓋２３の裏面に支持部材３６を介して配設されて
おり、上蓋２３の開閉に伴われて円弧を描いて昇降し、
上蓋２３の閉成により降下して帯電ローラ３２と現像ロ
ーラ３５との間に位置決めされて記録部を形成してい
る。

【００１５】ベルト２５の上循環部の上流側端部には、
吸着ローラ３７が、ベルト２５を介して従動ローラ２７
に圧接し、ここに用紙搬入部を形成している。吸着ロー
ラ３７は、用紙搬入部に搬入されてくる用紙に吸着バイ
アスを印加しながらベルト２５に押圧して、ベルト２５
に用紙を静電的に吸着させる。

【００１６】上記用紙搬送方向最上流の感光体ドラム２
８ａに対応する現像器３４から最下流の感光体ドラム２
８ｄに対応する現像器３４まで、各現像器３４には、減
法混色の三原色であるＭ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、
Ｙ（イエロー）の各色トナー及び文字や画像の黒色部の
印字に専用されるＢｋ（ブラック）トナーが夫々収容さ
れている。

【００１７】ベルト２５より更に搬送方向上流側（図の
右方）には、待機ローラ対３８、それから下方に給紙案
内路３９が配置され、その給紙案内路３９の下端部には
給送ローラ対４１が配設されている。給送ローラ対４１
の上流（下方）に、前述した用紙カセット２２の給紙端
が位置している。用紙カセット２２の給紙端上方に給紙
コロ４２が配設されている。給紙コロ４２は一回転毎
に、用紙カセット２２に収容されている最上部の用紙一
枚を取り出して給送ローラ対４１へ給紙する。

【００１８】一方、ベルト２５よりも用紙搬送方向下流
（図の左方）には、定着器４３、排紙ローラ対４４、切
り換えレバー４５が設けられる。定着器４３は、断熱性
の匡体内に組み付けられた圧接ローラ、定着ローラ、発
熱ローラ、用紙分離爪、周面清掃器、オイル塗布部材、
サーミスタ等から構成され、用紙上に転写されたトナー
像を紙面に熱定着させる。

【００１９】切り換えレバー４５は、同図に示すように
下の位置にあるときは、上方の排出路４６及び排紙ロー
ラ対４７を介して排紙トレー２４へ用紙を案内する。一
方、上に回動しているときは、本体装置後面に開成され
る開閉トレー２１へ用紙を案内する。

【００２０】ベルト２５と用紙カセット２２の間には回
路基板を装着可能な電装部４８が配設され、その回路基
板には複数の電子部品からなる制御装置が搭載されてい
る。制御装置はコントローラ部とエンジン部からなり、
コントローラ部はＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ
（読出し専用メモリ）、ＥＥＰＲＯＭ（再書込み可能な
読出し用メモリ）、フレームメモリ、イメージデータ転
送回路等を備えて、ホストコンピュータ等から入力され
る印刷データを解析し、印字用データを作成してエンジ
ン部に転送する。

【００２１】エンジン部は、ＣＰＵやＲＯＭ等を備え、
入力側にはコントローラ部からのデータや指令信号、温
度センサの出力、用紙検知センサの出力等が入力し、出
力側には不図示のモータを駆動するモータドライバ、そ
のモータの駆動を各部に伝達する駆動系を切り替えるク
ラッチドライバ、書込ヘッド３３を上記印字用データに
基づいて駆動する印字ドライバ、帯電ローラ３２、現像
ローラ３５、転写器、吸着ローラ３７、供給ローラ、ド
クターブレード、現像部掬いシート等に所定のバイアス
電圧を供給するバイアス電源ドライバ等が接続されてい
る。エンジン部はコントローラ部からのデータや指令信
号、温度センサの出力、用紙検知センサの出力等に基づ
いて各部を駆動制御する。

【００２２】図２は、上記の画像形成ユニットの主要部
の構成を示す拡大側断面図である。同図に示すように、
画像形成ユニット５０の現像器３４は、内部に上述した
トナー４９を収容し、現像ローラ３５の他に供給ローラ
５１、振動板５２、攪拌器５３及びドクターブレード５
４を備えている。これらのうち、攪拌器５３を除いて他
の現像ローラ３５、供給ローラ５１、振動板５２及びド
クターブレード５４の構成及び機能は、図４(a),(b) 及
び図５に示した現像ローラ４、供給ローラ７、振動板１
３及びドクターブレード６の構成及び機能と同様であ
る。

【００２３】本実施の形態において、上記の攪拌器５３
は、回転する支持軸５５と、この支持軸５５に配設され
た攪拌部材５６と、この攪拌部材５６の回転方向（図の
矢印Ｃで示す時計回り方向）に対し１８０度よりも小さ
な角度（本例では９０度）で後方に位置して配設されて
いる振動板弾き部材５７とを備えている。

【００２４】この構成において上記カラー画像形成装置
２０の基本的な動作を以下に説明する。先ず、電源が投
入され、使用する用紙の紙質、枚数、印字モード、その
他の指定がキー入力あるいは接続するホスト機器からの
信号として入力されると、不図示の駆動機構により給紙
コロ４２が一回転して、用紙カセット２２に載置収容さ
れている用紙を給送ローラ対４１を介して待機ローラ対
３８へ給送する。待機ローラ対３８は回転を一時停止し
て、一対のローラで形成される挟持部に用紙先端を当接
させた状態で搬送タイミングを待機する。

【００２５】続いて、駆動ローラ２６が反時計回り方向
に回転し、従動ローラ２７が従動して同じく反時計回り
方向に回転する。これによりベルト２５は、上循環部が
４個の感光体ドラム２８に当接して全体が反時計回り方
向へ循環移動する。

【００２６】これと共に各現像器３４及び感光体ドラム
２８が印字タイミングに合わせて順次駆動される。感光
体ドラム２８は時計回り方向に回転し、帯電ローラ３２
は、感光体ドラム２８周面に一様な高マイナス電荷を付
与し、書込ヘッド３３は、その感光体ドラム２８周面に
画像信号に応じて露光を行って低電位部を形成する。こ
れにより、上記初期化による高マイナス電位部と、露光
による低マイナス電位部からなる静電潜像が形成され
る。現像器３４の現像ローラ３５は、その静電潜像の低
電位部にトナーを転移させて感光体ドラム２８周面上に
トナー像を形成（反転現像）する。

【００２７】最上流の感光体ドラム２８ａ周面上のトナ
ー像の先端が、ベルト２５との対向部（転写部）に回転
搬送されてくるタイミングで、その転写部に用紙の印字
開始位置が一致するように、待機ローラ対３８が回転を
開始して用紙を用紙搬入部へ給送する。従動ローラ２７
と吸着ローラ３７は、給送された用紙をベルト２５と共
に挟持して搬送する。用紙は、ベルト２５に吸着され、
感光体ドラム２８ａと転写器により形成されている最初
の転写部へ搬送される。

【００２８】転写器は、転写バイアス電源から出力され
る転写電流をベルト２５を介して用紙に印加する。この
転写器から印加される転写電流により感光体ドラム２８
ａ上のＭ（マゼンタ）のトナー像が用紙に転写される。
続いて、感光体ドラム２８ｂと転写器により形成されて
いる上流から２番目の転写部においてＣ（シアン）のト
ナー像が転写され、更に感光体ドラム２８ｃと転写器に
より形成されている上流から３番目の転写部でＹ（イエ
ロー）のトナー像が転写される。そして、感光体ドラム
２８ｄと転写器により形成されている最下流の転写部で
Ｂｋ（ブラック）のトナー像が順次転写される。

【００２９】このようにして、４色のトナー像を転写さ
れた用紙は、ベルト２５から分離して定着器４３に搬入
される。定着器４３は、熱と圧とによりトナー像を用紙
に定着させる。この画像定着後、用紙は、排紙ローラ対
４４によって搬出される。すなわち、切り換えレバー４
５が下の位置にあるときは、上部の排紙トレー２４上に
トナー像を下にして排出され、後面の開閉トレー２１が
開成されて切り換えレバー４５が上に回動しているとき
は、その開閉トレー２１上にトナー像を上にして排出さ
れる。

【００３０】このように動作する上記構成のカラー画像
形成装置２０において、図２に示したように画像形成ユ
ニット５０の現像器３４内には、従来とは異なる構成の
攪拌器５３が配設されている。すなわち図２で説明した
ように、本実施の形態においては、攪拌器５３の振動板
弾き部材５７は、攪拌部材５６の矢印Ｃの回転方向に対
し９０度後方に位置して配設されるように工夫されてい
る。

【００３１】図３(a) は、その攪拌器５３の動作状態を
示す図であり、同図(b) は、その振動板弾き部材５７の
取り付け位置と、トナー供給状態との関係を示す図表で
ある。同図(a) に示すように、攪拌器５３が図の矢印Ｄ
で示すように時計回り方向に回転すると、攪拌部材５６
が振動板５２を通過した略その直後に、取り付け位置が
ずれている分だけ攪拌部材５６よりも遅れて回転してき
た振動板弾き部材５７が、振動板５２の先端の曲げ部に
接離してこれを弾き、これにより振動板５２が振動す
る。

【００３２】このように、攪拌部材５６が振動板５２を
通過した略その直後に、振動板５２が振動するので、た
とえ攪拌部材５６が振動板５２上のトナーまで搬送して
しまって攪拌部材５６の通過後の振動板５２の先端近傍
に図５に示したようなトナーの無い空洞部１５が形成さ
れたとしても、上記振動板５２の時間を置かない振動に
よって、空洞部上方の振動板５２に接しているトナー塊
４９′が図の矢印Ｅで示すように下方に落下して空洞部
を埋めてしまう。

【００３３】これにより、供給ローラ５１による現像ロ
ーラ３５への供給によって減少したトナーは、切れ目な
く上方から補給され、したがって、現像ローラ３５への
供給量、ひいては感光体ドラム２８への供給量に経時的
な変化を生ずることなく安定したトナーの供給が行われ
る。これにより、常に良質の画像形成を維持することが
できる。

【００３４】上記の振動板弾き部材５７の回転支持軸５
５への取り付け位置は、上記の例では攪拌部材５６より
も回転方向後方へ９０度ずれた位置となっているが、こ
のずれ角度はこれに限るものではなく、実験によれば、
同図(b) に示すように、４５度〜９０度の範囲のずれの
とき、形成された画像の見た目の評価は「○」であり最
も良好な形成画像が得られることが判明している。尚、
同図(b) は、９０度よりも大きくずれると、特に１３５
度以上１８０度では、画像評価は「△」であり、形成画
像に明らかな不具合が発生することを示している。

【００３５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、攪拌部材の回転位置よりも４５度〜９０度回転方
向後方へずれた位置に振動板弾き部材を配設するので、
振動板上のトナーが攪拌部材によって搬送されて空洞が
出来た場合でもその略直後に回転してくる振動板弾き部
材によって振動板が振動して上方のトナーが空洞部に落
下するので供給ローラ上方にトナー空洞部が発現するこ
とがなく、これにより、供給ローラに切れ目なくトナー
を供給することができ、したがって、トナー不足による
画像不良が発生せず、常に高画質の画像を形成すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施の形態におけるカラー画像形成装置の内
部構成を模式的に示す側断面図である。

【図２】一実施の形態におけるカラー画像形成装置の画
像形成ユニットの主要部の構成を示す拡大側断面図であ
る。

【図３】(a) は一実施の形態における画像形成ユニット
の攪拌器の動作状態を示す図、(b) はその振動板弾き部
材の取り付け位置とトナー供給状態との関係を示す図表
である。

【図４】(a) は従来の現像装置を感光体ドラムと共に示
す側断面図、(b) はその回転部材がトナーを供給ローラ
に供給する動作状態を示す図である。

【図５】従来の供給ローラへのトナー補給の不具合を示
す図である。

【符号の説明】

１現像装置２ホッパー３トナー４現像ローラ５感光体ドラム６ドクターブレード７供給ローラ８回転部材９支持軸１１攪拌部材１２弾き板１３振動板１４回転範囲１５トナー空洞部２０カラー画像形成装置（本体装置）２１開閉トレー２２用紙カセット２３上蓋２４排紙トレー２５ベルト（用紙搬送ベルト）２６駆動ローラ２７従動ローラ２８（２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ）感光体ドラ
ム３１クリーナ３２帯電ローラ３３書込ヘッド３４現像器３５現像ローラ３６支持部材３７吸着ローラ３８待機ローラ対３９給紙案内路４１給送ローラ対４２給紙コロ４３定着器４４排紙ローラ対４５切り換えレバー４６排出路４７排紙ローラ対４８電装部４９トナー５０画像形成ユニット５１供給ローラ５２振動板５３攪拌器５４ドクターブレード５５支持軸５６攪拌部材５７振動板弾き部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像装置のホッパー内に配設され、支持
軸を中心にして回転しながらトナーを攪拌するトナー攪
拌部材と、該トナー攪拌部材による攪拌後に滞留する前記トナーを
下方へ振り落とすべく前記ホッパー内壁に沿って配設さ
れた振動板と、前記トナー攪拌部材の回転方向に対し１８０度よりも小
さな角度で後方に位置して前記支持軸に配設され、この
１８０度よりも小さな角度で後方に位置した分だけ前記
トナー攪拌部材よりも遅れて回転し、該トナー攪拌部材
が通過後の前記振動板に接離して該振動板を弾いて振動
させる振動板弾き部材と、を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記１８０度よりも小さな角度は、９０
度乃至４５度であることを特徴とする請求項１記載の現
像装置。