JP2007212966A - トナーカートリッジとそれが装着される現像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の現像装置40は、筐体54と現像ローラ58とオーガ226を有する。筐体54は、トナーカートリッジ42を受け入れる空間212と、現像室220と、現像室220を画定している側壁222と、上記の空間212から現像室220に送られるトナーが通過する第1側壁孔222aと、現像室220から上記の空間212に戻るトナーが通過する第2側壁孔222bを有する。オーガ226は、第1側壁孔222aから第2側壁孔222bに向けてトナーを搬送する。第1側壁孔222aと第2側壁孔222bは、水平方向(図3の紙面垂直方向)にオフセットされている。第1側壁孔222aは、第2側壁孔222bより高く位置している。
【選択図】 図3
Description
現像ローラは、感光体に接触している。感光体の表面には、静電潜像が形成される。現像ローラは、トナーを感光体に供給する。感光体の静電潜像の部分にトナーが付着する。これにより、感光体の静電潜像が現像される。
トナーカートリッジが現像装置に装着された状態では、一方のケース孔と一方の側壁孔が対向するとともに、他方のケース孔と他方の側壁孔が対向する。これにより、トナーカートリッジと現像室が連通する。トナーカートリッジ内のトナーは、一方のケース孔と一方の側壁孔を経由して現像室に送られる。現像装置には、現像室内のトナーを一方の側壁孔から他方の側壁孔に向けて搬送するオーガが設けられている。現像室内のトナーは、他方の側壁孔と他方のケース孔を経由してトナーカートリッジに戻る。
この技術によると、現像装置とトナーカートリッジの間でトナーを循環させることができる。トナーを循環させることによって、現像に使用され難い品質の悪いトナーが現像室内に滞留して蓄積することを防止することができる。また、供給ローラの全体にわたって、新鮮なトナーを均一に付着させることができる。
現像室内のトナー密度を大きくするためには、現像室内に高い位置からトナーを送り込まなければならない。上記した従来の技術では、一方の側壁孔と他方の側壁孔が同じ高さに位置している。一方の側壁孔と他方の側壁孔の両者を高く配置すれば、現像室内のトナー密度を大きくすることができる。しかしながら、この場合、現像室からトナーを送り出すための他方の側壁孔も高位置におかれる。他方の側壁孔が高位置におかれると、現像室からトナーカートリッジにトナーが戻り難くなる。だからといって、一方の側壁孔と他方の側壁孔の両者を低く配置すると、現像室からトナーをスムーズに送り出すことができるが、現像室内のトナー密度が小さくなってしまう。
上記の従来技術では、現像ローラに対して適切な層厚で均一にトナーを付着させることと、トナーをスムーズに循環させることの両方を実現することができない。
筐体は、トナーカートリッジを受け入れる空間と、現像室と、現像室に開口しているとともに前記の空間から現像室に送られるトナーが通過する第1孔と、現像室に開口しているとともに現像室から前記の空間に戻るトナーが通過する第2孔を有する。現像ローラは、水平方向に伸びている回転軸を有するとともに、現像室に送られてきたトナーを担持する。現像室側搬送部材は、現像室内のトナーを第1孔から第2孔に向けて搬送する。
この現像装置では、第1孔と第2孔は、水平方向にオフセットされている。そして、第1孔は、第2孔より高く位置している。
上記の現像装置は、供給ローラを備えておらず、現像室内のトナーが現像ローラに直接的に供給されるものであってもよい。また、現像装置は、供給ローラを備えていてもよい。この場合、現像室内のトナーは、供給ローラを経由して現像ローラに間接的に供給される。
また、上記の「現像室」は、現像ローラ及び/又は供給ローラによって画定されている部屋を意味している。例えば、連通している2つの部屋が筐体に存在する場合、現像ローラ及び/又は供給ローラによって画定されている方の部屋が現像室であり、他方の部屋は現像室と言えない。
第1孔は、第2孔より高く位置している。第1孔が高く配置されているために、高い位置から現像室内にトナーを送り込むことができる。現像室内にトナーを密に詰め込むことができる。また、第2孔が低く配置されているために、現像室の低い位置からトナーを送り出すことができる。トナーの循環を促進することができる。
この現像装置を利用すると、現像ローラに対して適切な層厚で均一にトナーを付着させることと、トナーをスムーズに循環させることの両方を実現することができる。
一方において、上記の現像装置は、供給ローラを備えていてもよい。供給ローラは、現像室内に収容されており、現像ローラの回転軸と同方向に伸びている回転軸を有し、現像室内のトナーを現像ローラに供給する。この場合、第1孔は、供給ローラより高く位置していることが好ましい。
第1孔が供給ローラより高く位置すると、供給ローラの周辺のトナー密度を大きくすることができる。このために、供給ローラに対して適切な層厚で均一にトナーを付着させることができる。このことは、現像ローラに対して適切な層厚で均一にトナーを付着させることに寄与する。
これらの構成を採用すると、トナーを効率よく搬送することができる。
また、現像室内のトナーは、第1孔から第2孔まで搬送される過程で、重力によって下方に向かう。現像室側搬送部材よりも下方にあるトナーを第2孔から送り出すために、現像室側搬送部材は、第2孔より高く位置していることが好ましい。
このように構成すると、第2孔の周辺で下方に溜まるトナーを、第2孔から効率よく送り出すことができる。
一方において、第1孔又は第2孔は、側壁の水平方向の中央近傍に配置されていてもよい。
この構成によると、第2孔と第3孔を利用して、現像装置からトナーカートリッジにトナーを戻すことができる。トナーを効率よく循環させることができる。
上記の「水平方向にオフセットされている」及び「高く位置している」とは、トナーカートリッジが現像装置に装着されていて現像が行なわれている時の状態を意味している。
このトナーカートリッジを用いれば、トナーカートリッジと現像装置の間でトナーを循環させることができる。第1ケース孔が第2ケース孔より高く位置しているために、現像装置の現像室に高い位置からトナーを送り込むことができる。また、現像装置の現像室の低い位置からトナーを戻すことができる。
この構成のトナーカートリッジは、第2孔の「第1孔から遠い側の端部」が「第1孔に近い側の端部」より低く位置している現像装置に対して好適に利用することができる。即ち、このトナーカートリッジは、第2孔の周辺で下方に溜まるトナーを第2孔から効率よく送り出すことができる現像装置に対して好適に利用することができる。
この構成によると、現像装置に装着されていない状態の時に、第1ケース孔と第2ケース孔を閉じることができる。
一方において、第1ケース孔又は第2ケース孔は、前記した側面の水平方向の中央近傍に配置されてもよい。
この構成のトナーカートリッジは、3つの孔(上記の第1孔と第2孔と第3孔)を有する現像装置に対して好適に利用することができる。即ち、このトナーカートリッジは、第2孔と第3孔を利用することによってトナーを効率よく送り出すことができる現像装置に対して好適に利用することができる。
このトナーは、キャリアを利用しない。キャリアを補充しなくても、トナーカートリッジと現像装置の間でトナーを循環させることができる。
この現像装置は、トナーを収容する部屋が、それ以外の部分から着脱可能であるか否かを問わない。
この現像装置は、第1連通孔が高く配置されているために、高い位置から現像室内にトナーを送り込むことができる。現像室内にトナーを密に詰め込むことができる。また、第2連通孔が低く配置されているために、現像室の低い位置からトナーを送り出すことができる。トナーの循環を促進することができる。
この現像装置を利用すると、現像ローラに対して適切な層厚で均一にトナーを付着させることと、トナーをスムーズに循環させることの両方を実現することができる。
また、上記した現像装置と、その現像装置の現像ローラからトナーが供給される感光体と、その感光体から記録媒体にトナーを転写させる装置を備える画像形成装置も、本発明の創作物の1つである。
(形態1)現像室側搬送部材は、第1側壁孔(上記の第1孔)と第2側壁孔(上記の第2孔)が形成されている側壁に対向している。供給ローラも、側壁に対向している。供給ローラに現像ローラが接触している。
(形態2)現像室側搬送部材は、1本のオーガである。トナーは、現像装置内で往復移動しない。
(形態3)現像室は、現像ローラによって画定されている。現像室は、現像ローラに接触する層厚規制部材によって画定されている。現像室は、現像ローラの下面に接触するシール部材によって画定されている。
(形態4)トナーカートリッジは、ケース本体の内部に収容される円筒部材を有する。円筒部材は、第1円筒部材孔と第2円筒部材孔を有する。円筒部材は、ケース本体に対して回転移動する。第1ケース孔は、第1円筒部材孔と対向した時に開かれる。第2ケース孔は、第2円筒部材孔と対向した時に開かれる。円筒部材がケース本体に対して回転すると、第1ケース孔と第2ケース孔が開閉される。
(形態5)部屋側搬送部材は、アジテータである。アジテータは、第2ケース孔から第1ケース孔に向けてトナーを搬送する部分と、第1ケース孔の周辺のトナーを第1ケース孔に向けて押し込む部分を有する。
図面を参照して本発明の実施例を説明する。図1は、本実施例のレーザプリンタ10の概略断面図である。以下では、レーザプリンタ10のことを「プリンタ10」と簡単に記述することがある。
(レーザプリンタの全体構成)
まず、レーザプリンタ10の全体構成を簡単に説明しておく。
(ケーシングの構成)
プリンタ10は、ケーシング12を有する。ケーシング12は、複数の板状の部材によって構成されている。ケーシング12は、扉14を有する。図1では、扉14が開かれた状態を示している。この状態では、後述のトナーカートリッジ42を交換することができる。図1の状態から反時計回りに扉14が揺動すると、ケーシング12が閉じられる。
(給紙装置の構成)
給紙装置20は、底板22とバネ24と2つのローラ26,28等を備える。図示省略の複数の印刷用紙は、底板22に載置される。バネ24は、底板22の右端を上方に付勢している。これにより、底板22に載置されている印刷用紙が、ローラ26に接触する。ローラ26は、反時計回りに回転する。ローラ26が回転すると、底板22に載置されている最上位の印刷用紙が矢印D1方向に送られる。ローラ28は、ローラ26が回転すると、時計回りに従動する。ローラ26,28によって矢印D1方向に送られた印刷用紙は、ローラ30,32の間を通過する(矢印D2)。
(現像装置とトナーカートリッジの構成)
現像装置40には、トナーカートリッジ42が着脱される。トナーカートリッジ42は、ケース本体44を有する。ケース本体44は、トナーを収容する部屋46を有する。トナーカートリッジ42は、現像装置40に対して着脱可能に装着されている。扉部材14を開けると、トナーカートリッジ42を現像装置40から取り外すことができる。また、この状態では、新しいトナーカートリッジを現像装置40に装着することができる。
なお、ケーシング12内には、押圧ロック機構209が設けられている。押圧ロック機構209は、トナーカートリッジ42を左方向に付勢している。
現像装置40は、筐体54と供給ローラ56と現像ローラ58等を有する。供給ローラ56と現像ローラ58は、筐体54内に収容されている。供給ローラ56は、図1の紙面垂直方向に伸びる回転軸56aを有する。回転軸56aは、筐体54に回転可能に支持されている。供給ローラ56は、反時計回りに回転する。現像ローラ58は、図1の紙面垂直方向に伸びる回転軸58aを有する。回転軸58aは、筐体54に回転可能に支持されている。現像ローラ58は、供給ローラ56の左側で供給ローラ56に接触している。現像ローラ58は、反時計回りに回転する。
現像装置40とトナーカートリッジ42の詳しい構成は後で説明する。
感光体60は、フレーム62内に収容されている。現像装置40の筐体54とフレーム62は、別体に構成されている。現像装置40は、フレーム62に対して着脱可能に装着されている。
感光体60は、現像ローラ58の左側で現像ローラ58に接触している。感光体60は、時計回りに回転する。フレーム62は、貫通孔62aを有する。後述する露光装置80から発射されたレーザ光線は、貫通孔62aを通過して感光体60に到達する。
感光体60の左方には、スコロトロン帯電器64が配置されている。スコロトロン帯電器64は、コロナ放電することによって、感光体60の表面を正に帯電させる。
正に帯電している感光体60の表面は、露光装置80から発光されたレーザ光線を受光する。これにより、感光体60の表面の所定部分が露光される。どの部分が露光されるのかは、印刷内容によって変わる。感光体60の露光部分は電位が下がる。これにより、印刷内容に基づいた静電潜像が感光体60に形成される。
現像ローラ58と感光体60が接触しながら回転することによって、現像ローラ58が担持しているトナーが感光体60の露光部分に付着する。感光体60の非露光部分にはトナーが付着しない。これにより、感光体60に形成されている静電潜像が可視像化する。即ち、感光体60が現像装置40によって現像される。
転写装置70は、感光体60の下面に接触している。転写装置70は、導電性を有する弾性体からなる転写ローラで構成されている。転写装置70は、反時計回りに回転する。転写装置70は、図示省略の電圧供給回路に接続されている。転写時(感光体60に付着したトナーを印刷用紙に転写させる時)には、この電圧供給回路から転写装置70にバイアスが印加される。
矢印D2方向に送られた印刷装置は、感光体60と転写装置70の間を通過する(矢印D3)。このとき、転写装置70にバイアスが印加される。感光体60と転写装置70の間の電位差によって、感光体60から印刷用紙にトナーが転写する。
露光装置80は、現像装置40の上方に配置されている。露光装置40は、ケーシング12に固定されている。露光装置80は、図示省略の光源を有する。光源は、レーザ光線を発光する。発光されたレーザ光線は、ポリゴンミラー82で偏向する。ポリゴンミラー82で偏向したレーザ光線は、図1の破線の矢印に沿って進む。レーザ光線は、上述した貫通孔62aを通過して感光体60に到達する。これにより、感光体60が露光される。
トナー定着装置90は、感光体60や転写装置70の左方に配置されている。トナー定着装置90は、加熱ローラ92と加圧ローラ98等を有する。加熱ローラ92は、ハロゲンランプ94と金属管96を有する。ハロゲンランプ94は、金属管96を加熱する。加熱ローラ92は、時計回りに回転する。加圧ローラ98は、図示省略の機構によって加熱ローラ92側に付勢している。加圧ローラ98は、加熱ローラ92が時計回りに回転すると、従動して反時計回りに回転する。
感光体60と転写装置70の間を通過した印刷用紙は、加熱ローラ92と加圧ローラ98の間に入り込む。このとき、加熱ローラ92が印刷用紙を加熱する。これにより、印刷用紙に転写されたトナーが熱によって定着する。トナー定着装置90を通過した印刷用紙は、ローラ100a,100bによって左上方向に送られる(矢印D4)。
トナー定着装置90の上方には、一対のローラ102a,102bが配置されている。矢印D4方向に送られた印刷用紙は、一対のローラ102a,102bの間に入り込む。印刷用紙は、一対のローラ102a,102bによって、右方向に送られる(矢印D5)。印刷用紙は、ケーシング12の外部に送り出される。ケーシング12の上面には排紙トレイ106が形成されている。ケーシング12の外部に送り出された印刷用紙は、排紙トレイ106の上に排紙される。
(現像装置とトナーカートリッジの詳細な構成)
図2は、図1の紙面垂直方向に見た場合の現像装置40とトナーカートリッジ42を示す。図2の状態では、現像装置40にトナーカートリッジ42が装着されている。
図3は、現像装置40とトナーカートリッジ42の縦断面図を示す。最初に、図3を参照して、トナーカートリッジ42の構成を説明する。
トナーカートリッジ42は、ケース本体44とアジテータ116,118,120,126と円筒部材124等を有する。
(ケース本体内の構成)
ケース本体44は、水平面方向(図3の紙面垂直方向及び左右方向)に広がりを持つ略直方体形状を有する。即ち、ケース本体44は、扁平形状を有する。
ケース本体44は、トナーを収容する部屋46を有する。部屋46は、正帯電性の非磁性一成分系のトナーを収容する。例えば、スチレン系単量体やアクリル系単量体を懸濁重合によって共重合させることによって得られた重合トナーを利用する。アクリル系単量体としては、アクリル酸、アルキル(C1〜C4)アクリレート、アルキル(C1〜C4)メタアクリレート等を採用することができる。この重合トナーは、略球形を有し、流動性に優れている。重合トナーには、着色剤やワックスが配合されている。また、流動性を向上させるために、シリカ等の外添剤が添加されている。
部屋110の底面は、3つの湾曲面110a,110b,110cを有する。部屋110には、3つのアジテータ116,118,120が収容されている。アジテータ116は、湾曲面110aの上方に配置されている。アジテータ118は、湾曲面110bの上方に配置されている。アジテータ120は、湾曲面110cの上方に配置されている。各アジテータ116,118,120は、時計回りに回転する。これにより、部屋110内のトナーが部屋112の方向に送られる。
アジテータ126は、部屋112(円筒部材124)内に配置されている。アジテータ126は、時計回りに回転する。アジテータ126の構成は後で詳しく説明する。
円筒部材124は、3つの孔124a,124b,124cを有している。第1円筒部材孔124aと第2円筒部材孔124bは、図3の紙面垂直方向にオフセットされている。第1円筒部材孔124aは図3の紙面垂直手前側に配置されており、第2円筒部材孔124bは紙面垂直奥側に配置されている。図3の状態では、第1円筒部材孔124aは、第2円筒部材孔124bより高く位置している。第1円筒部材孔124aは、部屋112から現像装置40に送られるトナーが通過する。第2円筒部材孔124bは、現像装置40から部屋112に戻るトナーが通過する。
第3円筒部材孔124cは、部屋110と部屋112を連通するためのものである。部屋110のトナーは、第3円筒部材孔124cを通って部屋112に移動する。
図4は、図3のIV−IV線断面図を示す。図4を参照して、各アジテータ116,118,120,126を回転させるための機構について説明する。
右側の3つのアジテータ116,118,120のそれぞれは、ケース本体44に回転可能に支持されている。アジテータ116の下端(図4の下端)は、ギア130に接続されている。同様に、アジテータ118の下端は、ギア132に接続されている。アジテータ120の下端は、ギア134に接続されている。各ギア130,132,134は、ケース本体44に回転可能に支持されている。
最も左側のアジテータ126は、円筒部材124に回転可能に支持されている。アジテータ126の下端は、ギア136に接続されている。ギア136は、円筒部材124に固定されておらず、円筒部材124に対して空転する。
中間ギア140には、駆動軸162が接続されている。駆動軸162は、ケース本体44の側面に露出している。この様子は、図2によく示されている。プリンタ10は、駆動軸162を回転させる駆動源(図示省略)を有している。
上記の駆動軸162(図4等参照)に駆動力が入力されると、中間ギア140が反時計回りに回転する。中間ギア140が反時計回りに回転すると、ギア130,132が時計回りに回転する。これにより、アジテータ116,118が図3の時計回りに回転する。ギア132が時計回りに回転すると、中間ギア142が反時計回りに回転する。中間ギア142が反時計回りに回転すると、ギア134が時計回りに回転する。これにより、アジテータ120が図3の時計回りに回転する。ギア134が時計回りに回転すると、中間ギア144が反時計回りに回転する。中間ギア144が反時計回りに回転すると、ギア136が時計回りに回転する。これにより、アジテータ126が図3の時計回りに回転する。
続いて、ケース本体44に対して円筒部材124を回転させるための機構について説明する。
図4に示されるように、ケース本体44の外周には、レバー部材152が設けられている。レバー部材152は、ケース本体44の背面(図4の右面)に沿って上下方向に伸びている部分154と、ケース本体44の一方の側面(図4の下面)に沿って左右方向に伸びている部分156aと、ケース本体44の他方の側面(図4の上面)に沿って左右方向に伸びている部分156bを有する。図2を見ると、部分156aの形状を理解することができる。また、後述する図12や図13には、部分156aの形状がより詳しく示されている。
部分154の上端(図4の上端)は、部分156bの右端に固定されている。部分154の下端は、部分156aの右端に固定されている。
図6は、図5のVI方向に見た場合のケース本体44を示す。図6を見るとわかるように、部分154は、棒状の部材である。
図4に示されるように、部分156aは、揺動軸158aを有する。揺動軸158aは、ケース本体44に揺動可能に支持されている。図2にも、揺動軸158aが図示されている。また、部分156bも、揺動軸158bを有する。揺動軸158bは、ケース本体44に揺動可能に支持されている。
円筒部材124には、一対のギア150a,150bが固定されている。一方のギア150aは、円筒部材124の下側(図4の下側)の側面に固定されている。このギア150aは、レバー部材152の部分156aのギア160aと噛み合っている。他方のギア150bは、円筒部材124の上側の側面に固定されている。このギア150bは、レバー部材152の部分156bのギア160bと噛み合っている。
次に、ケース本体44の正面(図4の左面)の構成を説明する。図7は、図4のVII方向に見た場合のケース本体44を示す。
ケース本体44の正面180は、第1ケース孔44aと第2ケース孔44bを有する。第1ケース孔44aは、正面180の右端近傍に配置されている。第2ケース孔44bは、正面180の左端近傍に配置されている。第1ケース孔44aは、第2ケース孔44bより高く位置している。2つのケース孔44a,44bは、同じ形状(左右方向に伸びる長方形状)を有する。
他方のスポンジ182bは、第2ケース孔44bの周りに配置されている。スポンジ182bは、スポンジ182aと同様に、第2ケース孔44bと同じ形状の孔278b(図13に示されている)が形成されている。スポンジ182bの孔278bは、第2ケース孔44bに対向している。現像装置40内のトナーは、スポンジ182bの孔278bと第2ケース孔44bの両者を通過して、ケース本体44内に戻る。
円筒部材124には、一対の突出部186a,186bが形成されている。突出部186aは、ガイド孔184aを超えて、図7の紙面垂直手前側に伸びている。突出部186bは、ガイド孔184bを超えて、図7の紙面垂直手前側に伸びている。ケース本体44に対して円筒部材124が回転すると、各突出部186a,186bが各ガイド孔184a,184bに沿って案内される。
続いて、アジテータ126(図4参照)の構成を説明する。他の3つのアジテータ116,118,120は、図4の左方向にトナーを送るための構成を有している。この構成は周知であり、詳しい説明を省略する。アジテータ126は、他のアジテータ116等と異なる構成を有している。
図8は、アジテータ126の斜視図を示す。アジテータ126は、回転軸194を有する。アジテータ126は、回転軸194に沿ってトナーを搬送するための部分190(搬送部190と呼ぶ)と、回転軸194に直交する方向にトナーを送り出す部分192(送出部192と呼ぶ)に分けることができる。搬送部190は、三角柱部196と複数のフィルム198を有する。図8では、1つのフィルム198のみに符合を付けている。三角柱部196は、回転軸194と一体に形成されている。各フィルム198は、三角柱部196に貼り付けられている。
フィルム204aは、板状部材202の一端に貼り付けられている。フィルム204bは、板状部材202の他端に貼り付けられている。フィルム204a,204bは、フィルム198と異なり、略長方形状に形成されている。フィルム204a,204bは、円筒部材124の内面に接触している。
回転軸194が回転すると、送出部192のフィルム204a,204bも回転する。フィルム204a,204bは、円筒部材124の内面に接触しているために、回転方向に沿って撓みながら回転する。しかしながら、フィルム204a,204bは、フィルム198のように捩れない。フィルム204a,204bが回転することによって、トナーが矢印S2方向に送られる。即ち、送出部192は、第1ケース孔44a(第1円筒部材孔124a;図3等参照)に向けてトナーを押し出す。
トナーカートリッジ42の構成を詳しく説明した。次に、図3に戻って、現像装置40の構成を説明する。現像装置40は、筐体54と供給ローラ56と現像ローラ58とオーガ226等を有する。
(筐体の構成)
筐体54は、現像室220を有する。現像室220の図3の右側面は、側壁222によって画定されている。また、現像室220の左側面は、現像ローラ58と層厚規制部材228とシール部材230によって画定されている。層厚規制部材228は、現像ローラ58に接触している。層厚規制部材228は、現像ローラ58のトナー層の厚みを規制(調整)する。シール部材230は、現像ローラ58の下面と筐体54の間をシールしている。
第1側壁孔222aは、トナーカートリッジ42から現像室220に送られるトナーが通過する。第2側壁孔222bは、現像室220からトナーカートリッジ42に戻るトナーが通過する。
トナーカートリッジ42は、底板210の上に載置される。これにより、現像装置40にトナーカートリッジ42が装着される。
供給ローラ56は、側壁222に対向している状態で現像室220内に収容されている。供給ローラ56の上端は、第2側壁孔222bの上端と下端の間に配置されている。供給ローラ56の回転軸56aは、筐体54に回転可能に支持されている。
図10は、図3のX−X線断面図を示す。供給ローラ56の回転軸56aの左端部にはギア246aが接続されている。回転軸56aの右端部にはギア246bが接続されている。
図3に示されるように、現像ローラ58は、供給ローラ56に接触している。現像ローラ58は、筐体54の左側面から外部に露出している。現像ローラ58も、側壁222に対向していると言える。
図10に示されるように、現像ローラ58の回転軸58aは、筐体54に回転可能に支持されている。回転軸58aの左端部には、ギア(図示省略)が接続されている。
図3に示されるように、オーガ226は、側壁222に対向している状態で現像室220内に収容されている。オーガ226は、供給ローラ56の上方に配置されている。オーガ226は、第1側壁孔222aと第2側壁孔222bの両者に対向している。図3の上下方向(高さ方向)において、オーガ226は、第1側壁孔222aと第2側壁孔222bの間に配置されている。即ち、オーガ226は、第1側壁孔222aより低く、第2側壁孔222bより高く配置されている。
図10を見ると、オーガ226の形状をよく理解することができる。オーガ226は、回転軸240と螺旋状部材242を有する。回転軸240は、図10の左右方向(図3の紙面垂直方向)に伸びている。回転軸240は、筐体54に回転可能に支持されている。螺旋状部材242は、回転軸240に沿って形成されている。オーガ226は、図3の時計回りに回転する。
図10に示されるように、オーガ226の回転軸240の右端部には、ギア244が接続されている。
図2に示されるように、筐体54の側面には駆動軸250が露出している。プリンタ10の図示省略の駆動源は、駆動軸250に対して回転力を出力する。この駆動軸250は、図10に示される駆動ギア248に接続されている。駆動ギア248は、供給ローラ56の一方のギア246aと噛み合っている。また、駆動ギア248は、現像ローラ58のギア(図示省略)と噛み合っている。
一方において、供給ローラ56の他方のギア246bは、オーガ226のギア244と噛み合っている。
供給ローラ56が回転すると、ギア246bが回転する。ギア246bが回転すると、オーガ226のギア244が回転し、オーガ226が回転する。オーガ226が回転すると、現像室220内のトナーが図10のS3方向に搬送される。即ち、図3に示される第1側壁孔222aから第2側壁孔222bの方向(図3の紙面垂直奥方向)にトナーが搬送される。
図11は、図3のXI方向に見た場合の現像装置40を示す。図11では、トナーカートリッジ42が図示されていない。
図11の状態では、側壁222の表面(図3の右側の表面)がシャッタ262によって覆われている。この状態では、第1側壁孔222aと第2側壁孔222bがシャッタ262によって閉じられている。シャッタ262は、側壁222の表面の形状に沿って形成されている。即ち、シャッタ262は、断面視すると円弧形状(図12参照)を有する。
シャッタ262の左端(図11の左端)に案内部材266aが固定されている。シャッタ262の右端に案内部材266bが固定されている。各案内部材266a,266bは、シャッタ262の形状と同様の円弧形状を有する。
側壁222の表面には、各案内部材266a,266bを案内する溝(図示省略)が形成されている。この溝は、側壁222の表面に沿って図11の上下方向に伸びている。各案内部材266a,266bは、側壁222の表面の溝に沿ってスライド可能である。即ち、シャッタ262は、側壁222の表面に沿ってスライド可能である。
側壁222には、一対の有底溝260a,260bが形成されている。有底溝260aは、貫通孔262aに嵌り込んだ突出部186aを案内する。有底溝260bは、突出部186bを案内する。
第1側壁孔222aは、側壁222の左端近傍に配置されている。第2側壁孔222bは、側壁222の右端近傍に配置されている。第1側壁孔222aは、第2側壁孔222bより高く位置している。2つの側壁孔222a,222bは、同じ形状(左右方向に伸びる長方形状)を有する。
一方のスポンジ264aは、第1側壁孔222aの周りに配置されている。スポンジ264aは、第1側壁孔222aと同じ形状の孔280a(図11では図示省略しているが図12や図13に示されている)を有する。スポンジ264aの孔280aは、第1側壁孔222aに対向している。このため、トナーカートリッジ42から送り出されたトナーは、スポンジ264aと第1側壁孔222aの孔の両者を通過して、現像室220に到達する。
他方のスポンジ264bは、第2側壁孔222bの周りに配置されている。スポンジ264bは、スポンジ264aと同様に、第2側壁孔222bと同じ形状の孔280b(図12や図13に示されている)を有する。スポンジ264bの孔280bは、第2側壁孔222bに対向している。現像室220のトナーは、第2側壁孔222bとスポンジ264bの孔280bの両者を通過して、トナーカートリッジ42の方向に送り出される。
(現像装置の作用)
現像装置40にはトナーカートリッジ42が装着される。この状態では、図1に示す押圧ロック機構209によって、トナーカートリッジ42と現像装置40の両者が感光体60の側(図1の左方向)に付勢されている。これにより、感光体60に対して現像ローラ58を押圧することができる。
この状態では、レバー部材152の後端が上方に持ち上げられている。この状態では、トナーカートリッジ42の側面から突出した下側回り止め206にレバー部材152が接触している。これにより、レバー部材152が反時計回りにこれ以上回転することが禁止されている。また、この状態では、レバー部材152の背面側の部材154がレバーロック部材207を乗り越えている。レバー部材152は、レバーロック部材207によってロックされており、時計回りに容易に回転しないようになっている。
円筒部材124(図3等参照)の第1円筒部材孔124aと第2円筒部材孔124bは、第1ケース孔44aと第2ケース44bに対向しない位置にある。即ち、この状態では、第1ケース孔44aと第2ケース44bが、円筒部材124によって閉じられている。また、この状態では、第3円筒部材124c(図3参照)が、部屋110と部屋112を連通しない位置におかれている。
図12の状態では、円筒部材124の突出部186a,186b(図7参照)が、シャッタ262の貫通孔262a,262b(図11参照)に嵌りこんでいる。
レバー部材152の回転力は、ギア160a(160b)とギア150a(150b)を介して、円筒部材124に伝達される。これにより、円筒部材124が反時計回りに回転する。
また、この状態では、第3円筒部材孔124c(図3参照)が、部屋110と部屋112を連通する位置におかれる。
シャッタ262が下方にスライドすると、トナーカートリッジ42側のスポンジ182a,182bが膨張するととともに、現像装置40側のスポンジ264a,264bが膨張する。これにより、スポンジ182aとスポンジ264aが密着するとともに、スポンジ182bとスポンジ264bが密着する。
また、図13の状態では、第2円筒部材孔124bと第2ケース孔44bとスポンジ182bの孔278bとスポンジ264bの孔280bと第2側壁孔222bが連通している。このために、現像室220のトナーをトナーカートリッジ42に戻すことができる。
部屋112内のトナーは、アジテータ126の搬送部190(図4等参照)によって、第2ケース孔44bから第1ケース孔44aに向けて搬送される。また、アジテータ126の送出部192によって、第1ケース孔44aの付近のトナーが第1ケース孔44aから送り出される。これにより、トナーカートリッジ42のトナーが、第1円筒部材孔124aと第1ケース孔44aとスポンジ182aの孔278aとスポンジ264aの孔280aと第1側壁孔222aを経由して、現像室220に送り出される。
現像室220は、トナーで満たされている。オーガ226は、現像室220内のトナーを、供給ローラ56に沿って第1側壁孔222aから第2側壁孔222bまで搬送する。第2側壁孔222bの周辺のトナーは、第2側壁孔222bの方向に押される。これにより、現像室220のトナーが、第2側壁孔222bとスポンジ264bの孔280bとスポンジ182bの孔278bと第2ケース孔44bと第2円筒部材孔124bを経由して、トナーカートリッジ42の部屋112に戻る。
上記の説明から明らかなように、本実施例では、現像装置40とトナーカートリッジ42の間でトナーが循環する。
現像ローラ58のトナーは、感光体60(図1参照)に供給される。これにより、感光体60の静電潜像が顕像化し、感光体60が現像される。感光体60の可視像は、印刷用紙に転写される。
(実施例の効果)
本実施例によると、感光体60に現像している間に、トナーカートリッジ42と現像装置40の間でトナーが循環する。このため、新しいトナーと劣化したトナーがよく混ざり合う。新しいトナーと劣化したトナーが均一に混ざりあったものが供給ローラ56に付着する。均一に混ざりあったトナーが現像に利用されるために、均一に帯電したトナーで感光体60の全域を現像することができる。
第1側壁孔222aは、第2側壁孔222bより高く位置している。高い位置から現像室220にトナーを送り込むことができる。現像室220内のトナー密度を大きくすることができる。供給ローラ56の近傍のトナー密度が大きいために、供給ローラ56に対して適切な層厚で均一にトナーを供給することができる。このことは、現像ローラ58に対して適切な層厚で均一にトナーを付着することに寄与する。
また、第2側壁孔222bが低く配置されているために、現像室220の低い位置からトナーを送り出すことができる。現像室220のトナーをスムーズに送り出すことができる。本実施例によると、トナーをスムーズに循環させることができる。
また、オーガ226は、第1側壁孔222aより低く位置しているとともに第2側壁孔222bより高く位置している。このように構成すると、第1側壁孔222aから送り込まれたトナーを第2側壁孔222bまで効率よく搬送することができる。本実施例の技術を利用すると、トナーがスムーズに循環する。
ここでは、第1実施例と異なる点を説明する。図14は、本実施例のトナーカートリッジ342の正面図(第1実施例の図7と同じ方向に見た図)を示す。
ケース本体344の正面180には、第1実施例と同様に、一対のケース孔344a,344bが形成されている。第1ケース孔344aは、第1実施例と同様に構成されている。第2ケース孔344bは、左下方向に傾斜している。即ち、第2ケース孔344bの「第1ケース孔344aから遠い側の端部A1」は、第2ケース孔344bの「第1ケース孔344aに近い側の端部B1」よりも、低く位置している。
第2ケース孔344bの周りに配置されているスポンジ182bは、第2ケース孔344bと同じ形状の孔(符号省略)を有している。スポンジ182bの孔は、第2ケース孔344bに対向している。
現像装置340の側壁322には、第1実施例と同様に、一対の側壁孔322a,322bが形成されている。第1側壁孔322aは、第1実施例と同様に構成されている。第2側壁孔322bは、右下方向に傾斜している。即ち、第2側壁孔322bの「第1側壁孔322aから遠い側の端部A2」は、第2側壁孔322bの「第1側壁孔322aに近い側の端部B2」よりも、低く位置している。第2側壁孔322bは、第2ケース孔344bと同じ形状を有している。
第2側壁孔322bの周りに配置されているスポンジ264bは、第2側壁孔322bと同じ形状の孔(符号省略)を有している。スポンジ264bの孔は、第2側壁孔322bに対向している。
本実施例では、第2ケース孔344bと第2側壁孔322bがともに傾斜しているために、現像室220内のトナーをスムーズに送り出すことができる。
図16は、本実施例のトナーカートリッジ442の正面図(第1実施例の図7と同じ方向に見た図)を示す。
ケース本体444の正面180に形成されている第2ケース孔444bは、右半分444b−1が水平方向に伸びているとともに、左半分444b−2が左下方向に傾斜している。この場合も、第2ケース孔444bが左下方向に傾斜していると言える。第2ケース孔444bの「第1ケース孔444aから遠い側の端部A3」は、第2ケース孔444bの「第1ケース孔444aに近い側の端部B3」よりも、低く位置している。
側壁422に形成されている第2側壁孔422bは、左半分422b−1が水平方向に伸びているとともに、右半分422b−2が右下方向に傾斜している。この場合も、第2側壁孔422bが右下方向に傾斜していると言える。第2側壁孔422bの「第1側壁孔422aから遠い側の端部A4」は、第2側壁孔422bの「第1側壁孔422aに近い側の端部B4」よりも、低く位置している。第2側壁孔422bは、第2ケース孔444bと同じ形状を有している。
第2ケース孔444bと第2側壁孔422bを本実施例のように構成しても、現像室220内のトナーをスムーズに送り出すことができる。
ここでは、第1実施例と異なる点を説明する。図18は、本実施例のトナーカートリッジ542の正面図(第1実施例の図7と同じ方向に見た図)を示す。
ケース本体544の正面180には、3つの孔544a,544b,544cが形成されている。3つの孔544a,544b,544cは同じ形状(図18の左右方向に長い長方形状)を有する。
図18の左右方向において、第1ケース孔544aは、第2ケース孔544bと第3ケース孔544cの間に配置されている。左右方向において、第1ケース孔544aと第2ケース孔544bの間の距離は、第1ケース孔544aと第3ケース孔544cの間の距離に等しい。第1ケース孔544aは、第2ケース孔544bと第3ケース孔544cの両者よりも高く位置している。第2ケース孔544bと第3ケース孔544cは、同じ高さに位置している。
第1ケース孔544aは、ケース本体544から外部に送り出されるトナーが通過する。第2ケース孔544bと第3ケース孔544cは、現像装置540(図20参照)からケース本体544に戻るトナーが通過する。
同様に、第2ケース孔544bの周りに配置されているスポンジ580bは、第2ケース孔544bと同じ形状の孔(符号省略)を有している。スポンジ580bの孔は、第2ケース孔544bに対向している。
また、第3ケース孔544cの周りに配置されているスポンジ580cは、第3ケース孔544cと同じ形状の孔(符号省略)を有している。スポンジ580cの孔は、第3ケース孔544cに対向している。
本実施例の円筒部材624は、第1ケース孔544aに対向する第1円筒部材孔624aを有する。また、円筒部材624は、第2ケース孔544bに対向する第2円筒部材孔624bと、第3ケース孔544cに対向する第3円筒部材孔624cを有する。円筒部材624のその他の構成は、第1実施例の円筒部材124と同様である。
右側の3つのアジテータ116,118,120は、第1実施例と同様に構成されている。最も左側のアジテータ626は、第1搬送部690aと第2搬送部690bと送出部692を有する。第1搬送部690aは、送出部692の上方(図19の上方)に配置されている。第2搬送部690bは、送出部692の下方(図19の下方)に配置されている。第1搬送部690aと第2搬送部690bは、上下対称に構成されている。即ち、第1搬送部690aは矢印S4方向にトナーを搬送するととともに、第2搬送部690bは矢印S5方向にトナーを搬送する。送出部692は、矢印S4及びS5方向に搬送されたトナーを矢印S6方向に送り出す。
側壁522には、3つの孔522a,522b,522cが形成されている。3つの孔522a,522b,522cは、ケース孔544a等と同じ形状を有する。
図20の左右方向において、第1側壁孔522aは、第2側壁孔522bと第3側壁孔522cの間に配置されている。左右方向において、第1側壁孔522aと第2側壁孔522bの間の距離は、第1側壁孔522aと第3側壁孔522cの間の距離に等しい。第1側壁孔522aは、第2側壁孔522bと第3側壁孔522cの両者よりも高く位置している。第2側壁孔522bと第3側壁孔522cは、同じ高さに位置している。
第1側壁孔522aは、ケース本体544から送られてくるトナーが通過する。第2側壁孔522bと第3側壁孔522cは、現像室220(図3等参照)からトナーカートリッジ542に戻るトナーが通過する。
同様に、第2側壁孔522bの周りに配置されているスポンジ590bは、第2側壁孔522bと同じ形状の孔(符号省略)を有している。スポンジ590bの孔は、第2側壁孔522bに対向している。
また、第3側壁孔522cの周りに配置されているスポンジ590cは、第3側壁孔522cと同じ形状の孔(符号省略)を有している。スポンジ590cの孔は、第3側壁孔522cに対向している。
オーガ726は、回転軸740と螺旋状部材742a,742bを有する。一方の螺旋状部材742aは、回転軸740の右半分に形成されている。他方の螺旋状部材742bは、回転軸740の左半分に形成されている。螺旋状部材742aと螺旋状部材742bは、左右対称に構成されている。即ち、オーガ726が回転すると、オーガ726の右半分は矢印S7方向にトナーを搬送するとともに、オーガ726の左半分は矢印S8方向にトナーを搬送する。オーガ726は、その中央から両端方向に向けてトナーを搬送する。即ち、オーガ726は、第1側壁孔522aから第2側壁孔522bと第3側壁孔522cに向けてトナーを搬送する。
図19の矢印S6方向に送り出されたトナーは、第1円筒部材孔624aと第1ケース孔544aとスポンジ580aの孔(符号省略)とスポンジ590aの孔(符号省略)と第1側壁孔522aを経由して、現像室220に到達する。
現像室220内のトナーは、オーガ726によって搬送される。第1側壁孔522aから第2側壁孔522bに向かってトナーが搬送されるとともに、第1側壁孔522aから第3側壁孔522cに向かってトナーが搬送される。
現像室内220内の第2側壁孔522b付近のトナーは、第2側壁孔522bとスポンジ590bの孔(符号省略)とスポンジ580bの孔(符号省略)と第2ケース孔544bと第2円筒部材孔624bを経由して、トナーカートリッジ542内に到達する。また、現像室内220内の第3側壁孔522c付近のトナーは、第3側壁孔522cとスポンジ590cの孔(符号省略)とスポンジ580cの孔(符号省略)と第3ケース孔544cと第3円筒部材孔624cを経由して、トナーカートリッジ542内に到達する。
トナーカートリッジ542内に戻ったトナーは、アジテータ626によって搬送される。第2ケース孔544bから第1ケース孔544aに向かってトナーが搬送されるとともに、第3ケース孔544cから第1ケース孔544aに向かってトナーが搬送される。
この実施例によると、現像装置540からトナーカートリッジ542に向かってトナーを戻す経路が2つ存在するために、よりスムーズにトナーを循環させることができる。
この変形例の場合、第1側壁孔322bの端部B2(図15参照)は、第1側壁孔322aと同じ高さに配置される。第2側壁孔344bの端部A2は、端部B2より低い。この場合も、第1側壁孔322aが第2側壁孔322bより高く位置していると言える。
特に、第4実施例において、第1ケース孔544aの大きさ(図18の紙面垂直方向に見た場合の大きさ)は、第2ケース孔544b(又は第3ケース孔544c)より大きくてもよい。この場合、第1側壁孔522aの大きさ(図20の紙面垂直方向に見た場合の大きさ)は、第2側壁孔522b(又は第3側壁孔522c)より大きくてもよい。
例えば、第1実施例のトナーカートリッジ42は、現像装置40に対して着脱されるものではなく、現像装置40に固定されているものであってもよい。この場合、現像装置40とそれに固定されているトナーカートリッジ42をあわせて「現像装置」と呼ぶことができる。
この変形例の場合、トナーカートリッジ42と筐体54を一体の筐体として構成することができる。この場合、側壁222は、トナーカートリッジ42内の部屋46と現像室220を仕切る壁になる。この変形例の場合、トナーカートリッジ42には、トナーを補充する孔を設けることが好ましい。
20:給紙装置
40:現像装置
42:トナーカートリッジ
44:ケース本体
44a:第1ケース孔
44b:第2ケース孔
46:トナーを収容する部屋
54:筐体
56:供給ローラ
58:現像ローラ
60:感光体
70:転写装置
80:露光装置
90:トナー定着装置
116,118,120,126:アジテータ
220:現像室
222:側壁
222a:第1側壁孔
222b:第2側壁孔
226:オーガ
Claims (19)
- トナーカートリッジが装着される現像装置であり、
トナーカートリッジを受け入れる空間と、現像室と、現像室に開口しているとともに前記空間から現像室に送られるトナーが通過する第1孔と、現像室に開口しているとともに現像室から前記空間に戻るトナーが通過する第2孔を有する筐体と、
水平方向に伸びている回転軸を有するとともに、現像室に送られてきたトナーを担持する現像ローラと、
現像室内のトナーを第1孔から第2孔に向けて搬送する現像室側搬送部材を備え、
第1孔と第2孔は、水平方向にオフセットされており、
第1孔は、第2孔より高く位置していることを特徴とする現像装置。 - 現像室内に収容されており、現像ローラの回転軸と同方向に伸びている回転軸を有し、現像室内のトナーを現像ローラに供給する供給ローラをさらに備え、
第1孔は、供給ローラより高く位置していることを特徴とする請求項1の現像装置。 - 現像室側搬送部材は、現像室内に収容されており、現像ローラの回転軸と同方向に伸びている回転軸を有し、回転することによってトナーを搬送することを特徴とする請求項1又は2の現像装置。
- 現像室側搬送部材は、その回転軸に沿って螺旋状に形成されている螺旋状部材を有することを特徴とする請求項3の現像装置。
- 現像室側搬送部材は、第1孔より低く位置しているとともに第2孔より高く位置していることを特徴とする請求項3又は4の現像装置。
- 第2孔は、第1孔から遠い側の端部が第1孔に近い側の端部より低く位置していることを特徴とする請求項1から5のいずれかの現像装置。
- 筐体は、現像室を画定している側壁をさらに有し、
第1孔と第2孔は、その側壁に形成されており、
側壁を正面視した場合に、第1孔は、側壁の水平方向の一端近傍に配置されているとともに、第2孔は、側壁の水平方向の他端近傍に配置されていることを特徴とする請求項1から6のいずれかの現像装置。 - 筐体は、現像室に開口しているとともに現像室から前記空間に戻るトナーが通過する第3孔をさらに有し、
第1孔と第2孔と第3孔は、互いに水平方向にオフセットされており、
第1孔は、水平方向において、第2孔と第3孔の間に配置されており、
第1孔は、第3孔より高く位置しており、
現像室側搬送部材は、現像室内のトナーを第1孔から第2孔と第3孔に向けて搬送することを特徴とする請求項1から6のいずれかの現像装置。 - 請求項1から8のいずれかの現像装置と、その現像装置の現像ローラからトナーが供給される感光体と、その感光体から記録媒体にトナーを転写させる装置を備える画像形成装置。
- 現像装置に装着されるトナーカートリッジであり、
ケース本体とケース側搬送部材を備え、
ケース本体は、トナーを収容する部屋と、部屋からケース本体外に送られるトナーが通過する第1ケース孔と、ケース本体外から部屋に戻るトナーが通過する第2ケース孔を有し、
第1ケース孔と第2ケース孔は、水平方向にオフセットされており、
第1ケース孔は、第2ケース孔より高く位置しており、
ケース側搬送部材は、部屋内のトナーを第2ケース孔から第1ケース孔に向けて搬送することを特徴とするトナーカートリッジ。 - 第2ケース孔は、第1ケース孔から遠い側の端部が第1ケース孔に近い側の端部より低く位置していることを特徴とする請求項10のトナーカートリッジ。
- 第1ケース孔と第2ケース孔を開閉する部材をさらに備えることを特徴とする請求項10又は11のトナーカートリッジ。
- ケース本体は、略直方体形状を有しており、
第1ケース孔と第2ケース孔は、ケース本体の1つの側面に形成されていることを特徴とする請求項10から12のいずれかのトナーカートリッジ。 - 第1ケース孔は、前記側面の水平方向の一端近傍に配置されており、
第2ケース孔は、前記側面の水平方向の他端近傍に配置されていることを特徴とする請求項13のトナーカートリッジ。 - ケース本体は、ケース本体外から部屋に戻るトナーが通過する第3ケース孔をさらに有し、
第1ケース孔と第2ケース孔と第3ケース孔は、互いに水平方向にオフセットされており、
第1ケース孔は、水平方向において、第2ケース孔と第3ケース孔の間に配置されており、
第1ケース孔は、第3ケース孔より高く位置しており、
ケース側搬送部材は、部屋内のトナーを第2ケース孔と第3ケース孔から第1ケース孔に向けて搬送することを特徴とする請求項10から13のいずれかのトナーカートリッジ。 - 非磁性一成分トナーを収容することを特徴とする請求項10から15のいずれかのトナーカートリッジ。
- 現像装置であり、
トナーを収容する部屋と、現像室と、部屋と現像室を連通しているとともに部屋から現像室に送られるトナーが通過する第1連通孔と、部屋と現像室を連通しているとともに現像室から部屋に戻るトナーが通過する第2連通孔を有する筐体と、
部屋内のトナーを第2連通孔から第1連通孔に向けて搬送する部屋側搬送部材と、
水平方向に伸びている回転軸を有するとともに、現像室に送られてきたトナーを担持する現像ローラと、
現像室内のトナーを第1連通孔から第2連通孔に向かって搬送する現像室側搬送部材を備え、
第1連通孔と第2連通孔は、水平方向にオフセットされており、
第1連通孔は、第2連通孔より高く位置していることを特徴とする現像装置。 - 現像室内に収容されており、現像ローラの回転軸と同方向に伸びている回転軸を有し、現像室内のトナーを現像ローラに供給する供給ローラをさらに備え、
第1連通孔は、供給ローラより高く位置していることを特徴とする請求項17の現像装置。 - 請求項17又は18の現像装置と、その現像装置の現像ローラからトナーが供給される感光体と、その感光体から記録媒体にトナーを転写させる装置を備える画像形成装置。
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