JP2004240338A - 現像装置及びこれを備えたプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】現像装置の使用開始時に現像剤担持体の表面にトナーが直接付着することのない現像装置及びプロセスカートリッジを提供する。
【解決手段】未使用状態にあっては現像剤、トナーを密閉し、使用時に取り除いて使用するシール部材３８，３７を備え、未使用時にトナーホッパー８内部で回転可能に支持されたトナーアジテータ１１から延設された可撓性部材４０によってトナー供給口１０をトナーホッパー８の内面から密閉するように構成した現像装置２において、トナーを密閉するシール部材３７とトナーホッパー８内面から密閉する可撓性部材４０で囲まれたトナー供給口１０のスペースを埋めるための装填部材５０を備えた。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に用いる現像装置に係り、詳しくは、トナー及び磁性粒子からなる二成分現像剤を用いて像担持体に形成された潜像を現像する現像装置及びプロセスカートリッジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トナーと磁性粒子（以下、「キャリア」と言う。）を混合させてなる二成分系現像剤による現像装置においては、現像剤を現像剤担持体に供給する現像剤収納部を有し、現像剤収納部にトナー補給開口部を設けて、トナー収納部よりトナーを供給する装置が多く用いられている。例えば、現像剤のトナー濃度が適正範囲にある時は、現像剤滞留部に対するトナー補給のためのトナー補給開口部が滞留した現像剤によって閉鎖され、トナーが補給されない一方、現像作用によりトナーが消費されると、トナー補給開口部に滞留していた現像剤はなくなり、トナーが入り込んで所定のトナー濃度に復帰しようとし、これによりトナーと磁性粒子（キャリア）からなる現像剤のトナー濃度（磁性粒子とトナーの重量比で定義される）が一定の範囲内になるようにする技術が知られている（特許文献１参照）。
また、現像装置の使用開始時に、現像剤担持体上の現像剤が存在しない部分へのトナー付着を防止しつつ、現像剤担持体の回転に伴って順次トナー補給用開口に対向する現像剤担持体表面に現像剤が存在する状態になるまでは、トナー補給用開口を確実に塞ぐことのできる現像装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
ところで、このような現像装置の未使用状態（製造された現像装置がユーザに届き使用するまでの間）では、現像剤（磁性粒子）とトナーはそれぞれ密封されていることが望ましい。理由は、トナー飛散による汚れの防止、ならびに、予め所定の濃度に混合した現像剤（磁性粒子）とトナーが混ざり合うのを防止するためである。現像剤を現像剤密封シールで密封し、トナーをトナー密封シールで密封した現像装置を使用開始する際には、各密封シールを取り除くことになる。
ここで、現像剤担持体である現像スリーブの表面ははじめ現像剤（磁性粒子）で覆われていない部分が存在するので、トナー補給路から供給されてくるトナーが現像スリーブに直接付着することが懸念される。現像スリーブの表面に現像剤（磁性粒子）が行き渡った後に、トナー補給動作が開始されるのが望ましい。そのためには、現像剤密封シールを取り除いた後に現像スリーブを回転させて現像スリーブの表面に現像剤を行き渡らせ、その後にトナー密封シールを取り除くことになる。
【特許文献１】特開平９−１９７８３３号公報
【特許文献２】特開２００２−０２３４７７公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現像剤密封シール除去、現像スリーブ回転、トナー密封シール除去をこの順序で操作するのは、操作が煩わしい。また、先にトナー密封シールを取り除いた場合や現像スリーブの回転が不十分な状態でトナー密封シールを取り除いた場合に、現像スリーブにトナーが直接付着してしまうことがある。現像スリーブにトナーが直接付着すると、トナー濃度が適正でない状態がしばらく継続されることになり、望ましくない。また、トナー収容部にトナーを充填する際の流動圧、あるいは、輸送等の振動により、密閉シールとトナー供給口との間にトナーが入り込んでしまう事が分かった。これは、密閉シールの厚さが薄いこと、収納部と密閉シールの摺動抵抗が小さいことにより、端部より侵入しているためである。
現像剤密封シール除去、現像スリーブ回転、トナー密封シール除去をこの順序で自動的に行なうようにすることも考えられるが、現像装置の構成が複雑で高価となってしまう。また、現像剤密封シール除去とトナー密封シール除去の操作を２回に分けて行なうのもその操作が煩わしく、１回の操作で各シールを除去できるものが望まれている。
そこで、本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもので、現像装置の使用開始時に現像剤担持体の表面にトナーが直接付着することのない現像装置及びプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上述の問題点を解決するために、請求項１記載の発明では、内部に磁界発生手段を有し、トナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に担持されて搬送される前記現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、前記現像剤規制部材により掻き落とされた前記現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部に隣接し、前記現像剤担持体に前記トナーを供給するトナー収容部とを備え、前記現像剤担持体上の前記現像剤のトナー濃度の変化により、前記現像剤と前記トナーとの接触状態を変化させて、前記現像剤担持体上の前記現像剤の前記トナー取り込み状態を変化させる現像装置であって、未使用状態にあっては前記現像剤、前記トナーを密閉し、使用時に取り除いて使用するシール部材を備え、未使用時に前記トナー収容部内部で回転可能に支持されたトナー撹拌搬送手段から延設された可撓性部材によってトナー供給口を前記トナー収容部の内面から密閉するように構成した現像装置において、前記トナーを密閉する前記シール部材と前記トナー収容部内面から密閉する前記可撓性部材で囲まれたトナー供給口のスペースを埋めるための装填部材を備えた現像装置を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明では、前記装填部材を前記トナーを密閉する前記シール部材に取り付けた現像装置を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明では、前記トナーを密閉する前記シール部材に取り付けられている前記装填部材を弾性部材で構成した現像装置を主要な特徴とする。
請求項４記載の発明では、前記トナーを密閉する前記シール部材に取り付けられている前記装填部材の上に可撓性付設部材を付設し、少なくとも前記トナーを密閉する前記シール部材の引き抜き進行方向の前方については前記可撓性付設部材が延長され前記トナーを密閉する前記シール部材と貼り合わせた現像装置を主要な特徴とする。
請求項５記載の発明では、像担持体と、請求項１から４のいずれかに記載の現像装置を用いた現像手段と、帯電手段、クリーニング手段より選ばれる少なくとも１つの手段とを一体に支持し画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジを主要な特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は画像形成装置などに用いるプロセスカートリッジ６０の概略構成を示す断面図である。プロセスカートリッジ６０は現像装置２を備えている。現像装置２は像担持体である感光体ドラム１の側方に配設され、現像ハウジング３、現像剤担持体としての現像スリーブ４、現像剤収容部５ａ、５ｂ、現像剤規制部材としての第１ドクターブレード６、等から主に構成されている。
感光体ドラム１側に開口を有する現像ハウジング３と、内部にトナー７を収容するトナー収容部としてのトナーホッパー８を形成し、トナーホッパー８に隣接して感光体ドラム１側寄りには、トナー７と磁性粒子であるキャリアとからなる現像剤９を収容する現像剤収容部５ａが設けられている。トナーホッパー８の内部には、図示しない駆動手段によって回動されるトナー撹拌搬送手段としてのトナーアジテータ１１が配設されている。
トナーアジテータ１１は、トナーホッパー８内のトナー７をトナー供給口１０に向けて撹拌しながら送り出すべく矢印の方向に回転している。感光体ドラム１とトナーホッパー８との間の空間には、現像スリーブ４が配設されている。図示しない駆動手段で図の矢印方向に回転駆動される現像スリーブ４は、その内部に、現像装置２に対して相対位置不変に配設された、磁界発生手段としての磁石４ａを有している。現像剤収容部５ａの、現像ハウジング３に取り付けられた側と対向する側には、第１ドクターブレード６が取り付けられている。第１ドクターブレード６は、その先端と現像スリーブ４の外周面との間に一定の隙間を保った状態で配設されている。現像剤収容部５ａのトナー供給口１０の近傍に位置する部位には、規制部材としての第２現像剤規制部材１２が配設されている。
【０００６】
上記構成により、トナーホッパー８の内部からトナーアジテータ１１によって送り出されたトナー７は、トナー供給口１０を通って現像スリーブ４に担持された現像剤（磁性粒子、キャリア）９に供給され、現像剤収容部５ａへ運ばれる。そして、現像剤収容部５ａ内の現像剤９は、現像スリーブ４に担持されて感光体ドラム１の外周面と対向する位置まで搬送され、トナー７のみが感光体ドラム１上に形成された静電潜像と静電的に結合することにより、感光体ドラム１上にトナー像が形成される。
現像スリーブ４に連れ回っている現像剤９は現像剤収容部５ａを通過するとき内部に滞留している現像剤によってブレーキをかけられるため搬送速度の低下が起き、これによって第２現像剤規制部材１２付近の現像スリーブ４上の現像剤９の層厚が増してくる。トナー濃度が上昇してくると現像剤９同士の摩擦力が低下し搬送速度を低下させることから更に層厚が増して第２現像剤規制部材１２に進行を阻止される。このような状態に達すると開口部１４は進行を阻止された滞留現像剤１３によって遮断されるためトナーの取込を停止する。逆にトナー濃度が低下してくると現像剤同士の摩擦力が増し滞留現像剤１３を現像剤収容部５ａの内部に取り込む為連れ回りしている現像剤とトナーが接触しトナーが取り込まれる。以上の様な作用によって現像剤のトナー濃度が自動的に制御可能になっている。
像担持体である感光体ドラム１の周囲には、現像装置２以外に、帯電手段３６、クリーニング手段３５、廃トナー収容ケース３１、廃トナー３２、クリーニング手段３５でクリーニングされた廃トナーを廃トナー収容ケース３１へ送り込む廃トナー回収ローラ３３、感光体ドラム１や帯電手段３６やクリーニング手段３５を保持するドラムケース３４が配設されている。以上のドラムケース類や現像装置２が一体となってプロセスカートリッジ６０は構成されている。
プロセスカートリッジ６０は、大きく分けると図２のように３つの構成要素に分けられるよう構成されている。図の左側から感光体ユニット、現像ユニット、トナー収容部となっている。尚、トナーホッパー８のトナー供給口１０には、引き抜き可能なシール部材３７が、現像ユニット上部の現像剤収容部５ａの開口部にも引き抜き可能なシール部材３８が貼りつけられている。これは、新品時輸送保管時のトナー飛散を防止する為にあり、プロセスカートリッジ６０を使用し始める際にユーザーが取り去るものである。
【０００７】
図２の如くトナーアジテータ１１には可撓性部材（マイラー）４０、４１が貼りつけられている。新品時は図のようにトナーアジテータ１１が配置されており、長い可撓性部材４０がトナー供給口１０を塞いでいる。現像剤は現像剤収容部５ｂの内部にシール部材３８によって密封されている。トナー供給口１０も同様にシール部材３７によって密封され、更にトナーホッパー８の内面もトナーアジテータ１１に貼り付けられた可撓性部材４０がトナー供給口１０を塞ぐ位置に来るように組み立てられている。
シール部材３７、３８は熱溶着などの手段で完全に密封しており、使用時はユーザーが現像装置２の外側から引き抜くことが可能になっている。可撓性部材４０はＰＥＴフィルム等、可撓性の部材からなりその弾性によりトナーホッパー８の内壁面に押しつけられている。
使用開始にあたってシール部材３７、３８を引き抜くと現像剤は５ｂから５ａに落下するが、現像スリーブ４が回転するまでは現像スリーブ４表面はまだ現像剤に覆われていない為、可撓性部材４０がトナー供給口１０を塞いでいないと現像スリーブ４に直接トナーが接触しトナー濃度過多の状態になってしまい地汚れ等の不具合を発生してしまう。本発明の実施の形態である現像装置２では可撓性部材４０でトナー供給口１０を確実に塞ぐために次のように構成している。
図２の矢印ａに示す方向にトナーアジテータ１１を回転させていき可撓性部材４０の先端がトナーホッパー８の内壁面に設けられた突起１６を乗り越えた位置でトナーアジテータ１１を逆転させると、可撓性部材４０の先端は突起１６に引っかかり回転方向外側に膨らむように変形する。この状態でトナーアジテータ１１の角度を保っていれば可撓性部材４０はトナー供給口１０に押しつけられた状態でトナー供給口１０を塞ぐためトナーの進入を防ぐことが可能になる。
トナーアジテータ１１の角度を保つ手段としてはトナーアジテータ１１の駆動を現像スリーブ４からギヤ列を介して伝達するように構成し現像スリーブ４からトナーアジテータ１１への減速比を大きくとる（例えば１０：１）ことによりトナーアジテータ１１の角度を決めた後ギヤを連結すれば現像スリーブ４の摩擦負荷が大きく作用しトナーアジテータ１１の角度が固定される。
【０００８】
図３は図２で示したＡ−Ａ部分の断面図であり、トナー供給口１０の長手方向が横方向となるようにして見た場合である。同図に示すように、トナー供給口１０におけるシール部材３７と可撓性部材４０とで囲まれた空間にはこれを埋めるようにして装填部材５０が内設されている。装填部材５０はこの例では発泡ポリウレタンを材料とした弾性部材であり、装填部材５０には所定の可撓性を有するポリウレタンシートを用いた可撓性付設部材５１が付設されている。弾性部材や可撓性の部材を用いたのは、後述するように、除去時の変形に対応できるようにするためである。
図３（ａ）に示すように、シール部材３７はトナー供給口１０の長手方向を完全に塞ぐ分にトナー供給口１０の一方の端部から折り返されてトナー供給口１０の他方の端部側へ届く分の長さが加えられた長さに設定されている。トナー供給口１０の他方の端部側へ配設されたシール部材３７はトナーホッパー８の筐体の外側まで達しており、筐体のシール部材３７が貫通する部分にはＣの大きさの開口部５６が穿設されている。これにより、装置の使用時にはトナー供給口１０を塞いでいるシール部材３７を筐体外側（図３のＢ方向）へ引き抜き出すことができるようになっている。なお、開口部５６には、図３（ｂ）のようにシール材５７を設けてもよい。
【０００９】
図４（ａ）は可撓性付設部材５１の上面図であり、図４（ｂ）は可撓性付設部材５１、装填部材５０、シール部材３７の側面図である。図４（ｂ）に示すように、装填部材５０の一方の面にはシール部材３７が両面テープ５８によって貼着され、装填部材５０の他方の面には可撓性付設部材５１が両面テープ５９によって貼着されている。可撓性付設部材５１は装填部材５０及び両面テープ５８、５９の厚さ分とシール部材３７への貼着代の分だけ装填部材５０よりも長く設定され、シール材３７の引き抜き時にシール材３７が引っ張られる側であって、装填部材５０の端部から延長された可撓性付設部材５１の先端側は両面テープ５９によりシール部材３７に貼着されている。このように、シール部材３７に貼着された装填部材５０は弾性を有し、可撓性付設部材５１は可撓性を有しているので、屈曲や変形が容易で、狭い空間でも容易に通すことができため、装填部材５０の除去を確実に行うことができ、また、除去作業が容易になる。
したがって、現像装置２及びこれを備えたプロセスカートリッジ６０では、トナー供給口１０におけるシール部材３７と可撓性部材４０とで囲まれた空間に装填部材５０を内設したので、トナーホッパー８にトナーを充填する際の流動圧、あるいは、輸送等の振動により、可撓性部材４０とトナー供給口１０の間にトナーが入り込むことを防止し、現像装置２の使用開始時に現像スリーブ４の表面にトナーが直接付着することを防止することができる。
【００１０】
また、装填部材５０はシール部材３７に取り付けているので、現像装置２を使用する際にはシール部材３７と共に装填部材５０を除去することができる。例えば、トナーアジテータ１１から延設された可撓性部材４０に装填部材を設けた場合には回転時に剥がれてしまう恐れがあるが、現像装置２を備えたプロセスカートリッジ６０では、装置の使用時に装填部材５０が装置内に残留してしまうような不具合を未然に防止し、安定した性能を発揮することができる。
また、装填部材５０を弾性部材としたので、装填部材５０はシール部材３７の除去時にはつぶれてシール部材３７が通る隙間を通過することが可能となり、装填部材５０を確実に除去することができ、また、装填部材５０の除去作業が容易になる。
また、シール材３７の引き抜き時にシール材３７が引っ張られる側であって、装填部材５０の端部から延長された可撓性付設部材５１の先端側は両面テープ５９によりシール部材３７に貼着されているので、装填部材５０はシール部材３７を引き抜く隙間にスムーズに入っていくことが可能になり、シール部材３７を引き抜く際に装填部材５０がちぎれたりすることがなくなる。また、可撓性付設部材５１を装填部材５０の上に貼着することでシール部材３７の引き抜き時の摺動抵抗を減少できるので、ユーザーの取り扱い性が向上する。
また、プロセスカートリッジ６０は現像装置２を有し、現像装置２はトナー供給口１０におけるシール部材３７と可撓性部材４０とで囲まれた空間を埋めるための装填部材５０を備えているので、装置の使用開始時に現像スリーブ４の表面にトナーが直接付着することのないプロセスカートリッジを提供することができる。
なお、この実施の形態における説明では、弾性部材として発泡ポリウレタンを使用した例を示したが、弾性部材としては発泡ポリウレタンに限定されることはない。また、可撓性付設部材５１の材料としては可撓性を有する部材であればよく、ポリウレタンシートに限定されることはない。
【００１１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によれば、トナー供給口におけるシール部材と可撓性部材とで囲まれた空間に装填部材を内設したので、トナー収容部にトナーを充填する際の流動圧、あるいは、輸送等の振動により、可撓性部材とトナー供給口の間にトナーが入り込むことを防止し、現像装置の使用開始時に現像材担持体の表面にトナーが直接付着することを防止することができる。
請求項２によれば、装填部材はシール部材に取り付けているので、現像装置を使用する際にはシール部材と共に装填部材を除去することができる。例えば、トナー撹拌搬送手段から延設された可撓性部材に装填部材を設けた場合には回転時に剥がれてしまう恐れがあるが、本発明の現像装置及びこれを備えたプロセスカートリッジでは、装置の使用時に装填部材が装置内に残留してしまうような不具合を未然に防止し、安定した性能を発揮することができる。
請求項３によれば、装填部材を弾性部材としたので、装填部材はシール部材の除去時にはつぶれてシール部材が通る隙間を通過することが可能となり、装填部材を確実に除去することができ、また、装填部材の除去作業が容易になる。
請求項４によれば、シール材の引き抜き時にシール材が引っ張られる側であって、装填部材の端部から延長された可撓性付設部材の先端側は両面テープによりシール部材に貼着されているので、装填部材はシール部材を引き抜く隙間にスムーズに入っていくことが可能になり、シール部材を引き抜く際に装填部材がちぎれたりすることがなくなる。また、可撓性付設部材を装填部材の上に貼着することでシール部材の引き抜き時の摺動抵抗を減少できるので、ユーザーの取り扱い性が向上する。
請求項５によれば、本発明のプロセスカートリッジは現像装置を有し、該現像装置はトナー供給口におけるシール部材と可撓性部材とで囲まれた空間を埋めるための装填部材を備えているので、装置の使用開始時に現像スリーブの表面にトナーが直接付着することのないプロセスカートリッジを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プロセスカートリッジ６０の概略構成図である。
【図２】プロセスカートリッジ６０を３つに分けた状態を示す図である。
【図３】トナー供給口１０の長手方向が横方向となるようにして見た場合の図２で示したＡ−Ａ部分の断面図である。
【図４】可撓性付設部材５１の上面図及び可撓性付設部材５１、装填部材５０、シール部材３７の側面図である。
【符号の説明】
１ 感光体ドラム、２ 現像装置、３ 現像ハウジング、４ 現像スリーブ、４ａ 磁石、５ａ、５ｂ 現像剤収容部、６ 第１ドクターブレード、７ トナー、８ トナーホッパー、９ 現像剤、１０ トナー供給口、１１ トナーアジテータ、１２ 第２現像剤規制部材、１３ 滞留現像剤、１４、５６ 開口部、１６ 突起、１７、１７ａ ガイド部材、３１ 廃トナー収容ケース、３２ 廃トナー、３３ 廃トナー回収ローラ、３４ ドラムケース、３５ クリーニング手段、３６ 帯電手段、３７、３８ シール部材、４０、４１ 可撓性部材、５０ 装填部材、５１ 可撓性付設部材、５７ シール材、５８、５９ 両面テープ、６０ プロセスカートリッジ。

Claims (5)

1. 内部に磁界発生手段を有し、トナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に担持されて搬送される前記現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、前記現像剤規制部材により掻き落とされた前記現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部に隣接し、前記現像剤担持体に前記トナーを供給するトナー収容部とを備え、前記現像剤担持体上の前記現像剤のトナー濃度の変化により、前記現像剤と前記トナーとの接触状態を変化させて、前記現像剤担持体上の前記現像剤の前記トナー取り込み状態を変化させる現像装置であって、
   未使用状態にあっては前記現像剤、前記トナーを密閉し、使用時に取り除いて使用するシール部材を備え、未使用時に前記トナー収容部内部で回転可能に支持されたトナー撹拌搬送手段から延設された可撓性部材によってトナー供給口を前記トナー収容部の内面から密閉するように構成した現像装置において、
   前記トナーを密閉する前記シール部材と前記トナー収容部内面から密閉する前記可撓性部材で囲まれたトナー供給口のスペースを埋めるための装填部材を備えたことを特徴とする現像装置。
2. 請求項１に記載の現像装置において、前記装填部材を前記トナーを密閉する前記シール部材に取り付けたことを特徴とする現像装置。
3. 請求項１又は２に記載の現像装置において、前記トナーを密閉する前記シール部材に取り付けられている前記装填部材を弾性部材で構成したことを特徴とする現像装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の現像装置において、前記トナーを密閉する前記シール部材に取り付けられている前記装填部材の上に可撓性付設部材を付設し、少なくとも前記トナーを密閉する前記シール部材の引き抜き進行方向の前方については前記可撓性付設部材が延長され前記トナーを密閉する前記シール部材と貼り合わせたことを特徴とする現像装置。
5. 像担持体と、請求項１から４のいずれかに記載の現像装置を用いた現像手段と、帯電手段、クリーニング手段より選ばれる少なくとも１つの手段とを一体に支持し画像形成装置本体に着脱自在であることを特徴とするプロセスカートリッジ。

Images