JP2006221086A - 現像装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 二成分現像方式の現像装置において、現像剤貯蔵部における現像剤の攪拌搬送力を高めたり、攪拌搬送部材を長くしたりする必要なく、攪拌することにより補給トナーが現像剤貯蔵部中の現像剤と十分に混合するとともに適切に帯電し、現像剤中に速やかに均一に分散してトナー飛散を生ずるおそれをなくす。
【解決手段】 補給トナーを現像剤貯蔵部２５に補給する補給口３８を、現像剤貯蔵部２５にある現像剤３５中に潜らせて設ける。また、トナー補給装置４２のトナー搬送装置として粉体ポンプ５０、エアポンプ、トナー補給スクリュなどを使用する。そして、補給トナーを、現像剤貯蔵部２５にある現像剤３５中の内部に強制的に補給する。
【選択図】 図４

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリまたはそれらの複合機などの画像形成装置に関する。そのうち特に、像担持体の回転とともに、像担持体上に静電潜像を形成し、現像装置でトナーを付着してその静電潜像を可視像化し、その可視像化したトナー画像を直接または中間転写体を介して間接的に転写して、用紙、ＯＨＰフィルム等の記録媒体に画像を記録する電子写真式の画像形成装置に関する。および、そのような画像形成装置において、少なくとも像担持体と現像装置を一体化して構成し、画像形成装置本体に対して一括して着脱自在とするプロセスカートリッジに関する。および、トナーとキャリアとよりなる二成分現像剤を使用し、像担持体にトナーを付着して像担持体上の静電潜像を可視像化する現像装置に関する。

従来、複写機、プリンタなどの画像形成装置のうち、電子写真式のものでは、ドラム状やベルト状の像担持体まわりに、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置などを配置してなる。そして、像担持体の回転とともに、帯電装置で帯電して露光装置で書き込みを行うことにより像担持体表面に静電潜像を形成し、その静電潜像を現像装置でトナーを付着することにより可視像化し、その可視像化して形成したトナー画像を直接または中間転写体を介して間接的に転写して、用紙、ＯＨＰフィルム等の記録媒体に画像を記録していた。

現像装置には、トナーのみからなる一成分現像剤を使用する一成分現像方式のものと、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を使用する二成分現像方式のものとが知られている。二成分現像方式の現像装置は、例えば図7に示すような構成であった。

図中符号１は、細長な開口２を有する現像ケースである。現像ケース１内には、開口２を有する現像剤供給部ａと、開口２から離れた奥側の現像剤貯蔵部ｂとを設ける。現像剤供給部ａには、開口２から一部を露出して現像スリーブ３を回転自在に備える。現像スリーブ３内には、周面にＮＳの磁極を交互に有する固定磁石４を配置する。現像スリーブ３のまわりには、周面に先端を近接して規制部材５を現像ケース１で支持して設ける。

一方、現像剤貯蔵部ｂには、現像スリーブ３と平行に攪拌搬送部材として２本の攪拌搬送スクリュ６、７を回転自在に並置する。そして、現像剤貯蔵部ｂを区画する現像ケース１には、奥側の攪拌搬送スクリュ７の上に新しい補給トナーの補給口８をあけ、また奥側の攪拌搬送スクリュ７の下に現像ケース１内に向けてトナー濃度検知センサ９を取り付けていた。

現像時は、現像スリーブ３および２本の攪拌搬送スクリュ６、７を、ともに図中反時計まわりに回転する。そして、現像剤貯蔵部ｂでは、二成分現像剤を２本の攪拌搬送スクリュ６、７で攪拌しながら搬送するとともに現像剤供給部ａに送り、現像剤供給部ａで現像スリーブ３に付着し、その現像スリーブ３に付着した現像剤の量を規制部材５で規制して所定量の現像剤を現像領域へと導き、現像領域で、開口２を通して現像スリーブ３と対向して設ける不図示の像担持体にトナーを付着してその像担持体上の静電潜像を可視像化していた。

像担持体にトナーを供給して現像剤を消費するにともない、現像ケース１内のトナー濃度が一定量以下に低下すると、そのトナー濃度の低下をトナー濃度検知センサ９で検知して不図示のトナー補給装置のトナー搬送装置を駆動し、不図示のトナー容器からトナーを搬送して補給口８から現像剤貯蔵部ｂの現像剤上に自重により落下して現像剤貯蔵部ｂに所定のトナー量を補給していた。

そして、補給トナーは、２本の攪拌搬送スクリュ６、７で攪拌搬送しながら、現像剤貯蔵部ｂにある現像剤と混合して現像剤中に均一に分散するとともに帯電する。現像剤貯蔵部ｂの現像剤は、現像剤供給部ａに送って現像剤供給部ａで現像スリーブ３に付着する。その付着した現像剤の量を規制部材５で規制して所定量の現像剤を現像領域へと導き、現像領域で不図示の像担持体にトナーを付着してその像担持体上の静電潜像を可視像化していた。

特開２００２-０６６３１号公報 特開２００４-６９７８９号公報 特開２００４-６９９４０号公報

しかしながら、以上のような従来の現像装置では、
（１）画像面積率が高い画像を連続的に形成するときなど、消費されるトナーの量が多く、補給トナーの量が多い場合
（２）低温低湿環境のときなど、現像剤貯蔵部ｂにある現像剤中のトナーの帯電量が上昇し、キャリアとの拘束力が高まって補給トナーがキャリアと接触しにくくなった場合
（３）長期の使用によりキャリアが劣化したときなど、トナーを帯電する能力が低下した場合
などに、攪拌すれど、補給トナーが現像剤貯蔵部ｂにある現像剤と十分に混合せず、攪拌することなく適切に帯電しないまま現像剤供給部ａに送られる問題があった。

時には、補給トナーが現像剤貯蔵部ｂにある現像剤表面上を滑るように移動してほとんど混合することなく、また帯電することなく、現像剤中に均一に分散せず、トナー濃度にばらつきを生じた状態で現像スリーブ３へと移動することがあり、このような場合には、トナー飛散を生じ、地肌汚れを生じて画像品質を低下したり、現像装置から飛散して画像形成装置内を汚したりする問題があった。

このような問題を解決すべく、現像剤貯蔵部ｂにおける現像剤の攪拌搬送力を高めることが考えられるが、そのようにすると、現像剤の劣化を早めるという新たな問題を生じた。また、補給トナーが現像剤貯蔵部ｂ中の現像剤と混合するように、攪拌搬送スクリュ６、７などの攪拌搬送部材を長くすることも考えられるが、現像装置、ひいては画像形成装置が大型化する問題があった。

そこで、この発明の第１の目的は、二成分現像方式の現像装置において、新たなトナーを補給した場合における上述の問題点を解消し、現像剤貯蔵部における現像剤の攪拌搬送力を高めたり、攪拌搬送部材を長くしたりする必要なく、攪拌することにより補給トナーが現像剤貯蔵部中の現像剤と十分に混合するとともに適切に帯電し、現像剤中に速やかに均一に分散してトナー飛散を生ずるおそれをなくすことにある。

この発明の第２の目的は、簡単な構成で、現像剤貯蔵部における現像剤の攪拌搬送力を高めたり、攪拌搬送部材を長くしたりする必要なく、攪拌することにより補給トナーが現像剤貯蔵部中の現像剤と十分に混合するとともに適切に帯電し、現像剤中に速やかに均一に分散してトナー飛散を生ずるおそれをなくすことにある。

この発明の第３の目的は、簡単な構成で、しかも確実に、現像剤貯蔵部における現像剤の攪拌搬送力を高めたり、攪拌搬送部材を長くしたりする必要なく、攪拌することにより補給トナーが現像剤貯蔵部中の現像剤と十分に混合するとともに適切に帯電し、現像剤中に速やかに均一に分散してトナー飛散を生ずるおそれをなくすことにある。

この発明の第４の目的は、簡単な制御で、現像剤貯蔵部における現像剤の攪拌搬送力を高めたり、攪拌搬送部材を長くしたりする必要なく、攪拌することにより一層、補給トナーが現像剤貯蔵部中の現像剤と十分に混合するとともに適切に帯電し、現像剤中に速やかに均一に分散してトナー飛散を生ずるおそれをなくすことにある。

この発明の第５の目的は、トナー補給装置のトナー搬送装置として粉体ポンプを選択使用することにより、現像剤貯蔵部における現像剤の攪拌搬送力を高めたり、攪拌搬送部材を長くしたりする必要なく、攪拌することにより補給トナーが現像剤貯蔵部中の現像剤と十分に混合するとともに適切に帯電し、現像剤中に速やかに均一に分散してトナー飛散を生ずるおそれをなくすことにある。

この発明の第６の目的は、トナー補給装置のトナー搬送装置としてエアポンプを選択使用することにより、現像剤貯蔵部における現像剤の攪拌搬送力を高めたり、攪拌搬送部材を長くしたりする必要なく、攪拌することにより補給トナーが現像剤貯蔵部中の現像剤と十分に混合するとともに適切に帯電し、現像剤中に速やかに均一に分散してトナー飛散を生ずるおそれをなくすことにある。

この発明の第７の目的は、トナー補給装置のトナー搬送装置としてエアポンプを選択使用することにより過度の圧力上昇を招くことなく、現像剤貯蔵部における現像剤の攪拌搬送力を高めたり、攪拌搬送部材を長くしたりする必要なく、攪拌することにより補給トナーが現像剤貯蔵部中の現像剤と十分に混合するとともに適切に帯電し、現像剤中に速やかに均一に分散してトナー飛散を生ずるおそれをなくすことにある。

この発明の第８の目的は、トナー補給装置のトナー搬送装置としてトナー補給スクリュを選択使用することにより、現像剤貯蔵部における現像剤の攪拌搬送力を高めたり、攪拌搬送部材を長くしたりする必要なく、同様に攪拌することにより補給トナーが現像剤貯蔵部中の現像剤と十分に混合するとともに適切に帯電し、現像剤中に速やかに均一に分散してトナー飛散を生ずるおそれをなくすことにある。

この発明の第９の目的は、上述した目的を有する現像装置を備えたプロセスカートリッジを提供することにある。

この発明の第１０の目的は、上述した目的を有する現像装置を備えた画像形成装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、新たなトナーを収容するトナー容器などから、トナー補給装置を用いて新たな補給トナーを現像剤貯蔵部に補給し、その現像剤貯蔵部に設ける攪拌搬送部材でその中の二成分現像剤と攪拌しながら十分に混合かつ帯電して搬送するとともに一部を現像剤供給部に送り、その現像剤供給部の現像スリーブでトナーを付着して、ドラム状やベルト状の像担持体上の静電潜像を可視像化する現像装置において、新たに補給する前記補給トナーを、前記現像剤貯蔵部にある現像剤中の内部に強制的に送り込んで補給するものである。現像装置は、トナーとキャリアとよりなる二成分現像剤を使用し、感光体等の像担持体にトナーを付着して像担持体上の静電潜像を可視像化するものである。

そして、現像装置のトナー濃度が低下したことを、例えばトナー濃度検知センサなどで検知したときには、トナー補給装置のトナー搬送装置を駆動して新たな補給トナーを、トナー容器などから、現像剤貯蔵部にある現像剤中の内部に強制的に送り込んで補給する。

請求項２に記載の発明は、上述した第２の目的を達成すべく、請求項１に記載の現像装置において、前記補給トナーを前記現像剤貯蔵部に補給する補給口を、前記現像剤貯蔵部にある現像剤中に潜らせて設けるものである。補給口は、現像ケースで形成したり、現像ケースを貫通した外部部材の先端に形成したりする。

そして、現像装置のトナー濃度が低下したときには、トナー補給装置のトナー搬送装置を駆動して新たな補給トナーを、現像剤貯蔵部にある現像剤中に潜らせて設けた補給口から、現像剤中の内部に強制的に送り込んで補給する。

請求項３に記載の発明は、上述した第３の目的を達成すべく、請求項２に記載の現像装置において、補給トナーを補給する前記補給口を、前記現像剤貯蔵部に設けて現像剤を攪拌搬送する攪拌搬送部材である、例えば攪拌搬送スクリュの軸心に対してずらして備えるものである。

そして、現像剤貯蔵部にある現像剤中に潜らせて設けた補給口が、現像剤貯蔵部に設ける攪拌搬送部材の軸心に当たらないようにする。

請求項４に記載の発明は、上述した第４の目的を達成すべく、請求項１ないし３にいずれか１に記載の現像装置において、トナー補給装置を用いて新たな補給トナーを前記現像剤貯蔵部に補給するとき、その現像剤貯蔵部に設ける攪拌搬送スクリュ等の攪拌搬送部材を駆動するものである。

そして、トナー補給装置を用いて新たな補給トナーを、例えばトナー容器から現像剤貯蔵部に補給するとき、その現像剤貯蔵部に設ける攪拌搬送スクリュ等の攪拌搬送部材を駆動して現像剤貯蔵部にある現像剤をほぐす。

請求項５に記載の発明は、上述した第５の目的を達成すべく、請求項１ないし４にいずれか１に記載の現像装置において、前記トナー補給装置のトナー搬送装置として粉体ポンプを使用するものである。

そして、現像装置のトナー濃度が低下したときには、粉体ポンプを駆動して新たな補給トナーを、現像剤貯蔵部にある現像剤中の内部に強制的に送り込んで補給する。

請求項６に記載の発明は、上述した第６の目的を達成すべく、請求項１ないし４にいずれか１に記載の現像装置において、前記トナー補給装置のトナー搬送装置としてエアポンプを使用し、そのエアポンプを用いて、トナー容器内の補給トナーを前記現像剤貯蔵部に補給するものである。

そして、現像装置のトナー濃度が低下したときには、エアポンプを駆動して新たな補給トナーを、現像剤貯蔵部にある現像剤中の内部に強制的に送り込んで補給する。

請求項７に記載の発明は、上述した第７の目的を達成すべく、請求項６に記載の現像装置において、前記トナー容器に、一定以上の空気圧上昇を防止するフィルタを備えるものである。

そして、空気は通すがトナーは通さないフィルタを用いて、トナー容器内の一定以上の空気圧上昇を防止する。

請求項８に記載の発明は、上述した第８の目的を達成すべく、請求項１ないし４にいずれか１に記載の現像装置において、前記トナー補給装置のトナー搬送装置としてトナー補給スクリュを使用するものである。

そして、現像装置のトナー濃度が低下したときには、トナー補給スクリュを駆動して新たな補給トナーを、現像剤貯蔵部にある現像剤中の内部に強制的に送り込んで補給する。

請求項９に記載の発明は、上述した第９の目的を達成すべく、請求項１ないし８のいずれか１に記載の現像装置を備えることを特徴とする、プロセスカートリッジである。プロセスカートリッジは、少なくとも像担持体と現像装置を一体化して構成し、画像形成装置本体に対して一括して着脱自在とするものである。

請求項１０に記載の発明は、上述した第１０の目的を達成すべく、請求項１ないし８のいずれか１に記載の現像装置を備えることを特徴とする、複写機、プリンタ、ファクシミリまたはそれらの複合機などの画像形成装置である。

請求項１に記載の発明によれば、二成分現像方式の現像装置において、現像装置のトナー濃度が低下したことを、例えばトナー濃度検知センサなどで検知したときには、トナー補給装置のトナー搬送装置を駆動して新たな補給トナーをトナー容器などから、現像剤貯蔵部にある現像剤中の内部に強制的に送り込んで補給するので、攪拌することにより、現像剤中の内部に強制的に送り込んだ補給トナーを現像剤貯蔵部中の現像剤と十分に混合するとともに適切に帯電し、現像剤中に均一に分散して速やかにトナー濃度むらをなくし、トナー飛散を確実に防止することができる。現像剤貯蔵部における現像剤の攪拌搬送力を高めて、現像剤の劣化を早めたり、補給トナーが現像剤貯蔵部中の現像剤と混合するように攪拌搬送部材を長くして、現像装置、ひいては画像形成装置を大型化したりする必要もない。

請求項２に記載の発明によれば、現像装置のトナー濃度が低下したときには、トナー補給装置のトナー搬送装置を駆動して新たな補給トナーを、現像剤貯蔵部にある現像剤中に潜らせて設けた補給口から、現像剤中の内部に強制的に送り込んで補給するので、簡単な構成で、攪拌することにより、現像剤中の内部に強制的に送り込んだ補給トナーが現像剤貯蔵部中の現像剤と十分に混合するとともに適切に帯電し、現像剤中に均一に分散して速やかにトナー濃度むらをなくし、トナー飛散を確実に防止することができる。現像剤貯蔵部における現像剤の攪拌搬送力を高めたり、攪拌搬送部材を長くしたりする必要もない。

請求項３に記載の発明によれば、現像剤貯蔵部にある現像剤中に潜らせて設けた補給口が、現像剤貯蔵部に設ける攪拌搬送部材の軸心に当たらないようにするので、現像剤中に深く潜らせて補給口を設置し、簡単な構成で、しかも確実に攪拌性を向上することができ、攪拌することにより、現像剤中の内部深くに強制的に送り込んだ補給トナーが現像剤貯蔵部中の現像剤と十分に混合するとともに適切に帯電し、現像剤中に均一に分散して速やかにトナー濃度むらをなくし、トナー飛散を確実に防止することができる。現像剤貯蔵部における現像剤の攪拌搬送力を高めたり、攪拌搬送部材を長くしたりする必要もない。

請求項４に記載の発明によれば、トナー補給装置を用いて新たな補給トナーを現像剤貯蔵部に補給するとき、その現像剤貯蔵部に設ける攪拌搬送部材を駆動して現像剤貯蔵部にある現像剤をほぐすので、簡単な制御で、静止状態で自重により押し固められて、特に長期に停止している場合にかさ密度が高くなっている現像剤貯蔵部内の現像剤を動かし、補給トナーを混合しやすくすることができ、攪拌することにより一層、現像剤中の内部に強制的に送り込んだ補給トナーが現像剤貯蔵部中の現像剤と十分に混合するとともに適切に帯電し、現像剤中に均一に分散して速やかにトナー濃度むらをなくし、トナー飛散を確実に防止することができる。現像剤貯蔵部における現像剤の攪拌搬送力を高めたり、攪拌搬送部材を長くしたりする必要もない。

請求項５に記載の発明によれば、現像装置のトナー濃度が低下したときには、粉体ポンプを駆動して新たな補給トナーを、現像剤貯蔵部にある現像剤中の内部に強制的に送り込んで補給するので、トナー補給装置のトナー搬送装置として粉体ポンプを選択使用することにより、攪拌することにより、現像剤中の内部に強制的に送り込んだ補給トナーが現像剤貯蔵部中の現像剤と十分に混合するとともに適切に帯電し、現像剤中に均一に分散してトナー濃度むらをなくし、トナー飛散を確実に防止することができる。現像剤貯蔵部における現像剤の攪拌搬送力を高めたり、攪拌搬送部材を長くしたりする必要もない。

請求項６に記載の発明によれば、現像装置のトナー濃度が低下したときには、エアポンプを駆動して新たな補給トナーを、現像剤貯蔵部にある現像剤中の内部に強制的に送り込んで補給するので、トナー補給装置のトナー搬送装置としてエアポンプを選択使用することにより、攪拌することにより、現像剤中の内部に強制的に送り込んだ補給トナーが現像剤貯蔵部中の現像剤と十分に混合するとともに適切に帯電し、現像剤中に均一に分散してトナー濃度むらをなくし、トナー飛散を確実に防止することができる。現像剤貯蔵部における現像剤の攪拌搬送力を高めたり、攪拌搬送部材を長くしたりする必要もない。

請求項７に記載の発明によれば、同様にトナー補給装置のトナー搬送装置としてエアポンプを選択使用することにより、攪拌することにより、現像剤中の内部に強制的に送り込んだ補給トナーが現像剤貯蔵部中の現像剤と十分に混合するとともに適切に帯電し、現像剤中に均一に分散して速やかにトナー濃度むらをなくし、トナー飛散を確実に防止することができる。現像剤貯蔵部における現像剤の攪拌搬送力を高めたり、攪拌搬送部材を長くしたりする必要もない。

加えて、トナー補給装置のトナー搬送装置としてエアポンプを使用すると、補給トナー量が多くなったときエアポンプから送出するエア量も多くなり、トナー容器内の空気圧が上昇するが、その空気圧が過度に上昇すると、現像装置内の空気圧も上昇して現像装置からトナー飛散を生ずることとなる。そこで、トナー容器に空気は通すがトナーは通さないフィルタを設けることにより、トナー容器内の一定以上の空気圧上昇を防止して現像装置内の空気圧の上昇を防ぎ、現像装置からのトナー飛散を防止することができる。

請求項８に記載の発明によれば、現像装置のトナー濃度が低下したときには、トナー補給スクリュを駆動して新たな補給トナーを、現像剤貯蔵部にある現像剤中の内部に強制的に送り込んで補給するので、トナー補給装置のトナー搬送装置としてトナー補給スクリュを選択使用することにより、攪拌することにより、現像剤中の内部に強制的に送り込んだ補給トナーが現像剤貯蔵部中の現像剤と十分に混合するとともに適切に帯電し、現像剤中に均一に分散して速やかにトナー濃度むらをなくし、トナー飛散を確実に防止することができる。現像剤貯蔵部における現像剤の攪拌搬送力を高めたり、攪拌搬送部材を長くしたりする必要もない。

請求項９に記載の発明によれば、プロセスカートリッジにおいて、請求項１ないし８のいずれか１に記載の現像装置を備えるので、上述した効果を有する現像装置を備えたプロセスカートリッジを提供することができる。

請求項１０に記載の発明によれば、画像形成装置において、請求項１ないし８のいずれか１に記載の現像装置を備えるので、上述した効果を有する現像装置を備えた画像形成装置を提供することができる。

以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の最良形態につき説明する。
図１には、電子写真式画像形成装置の主要部の内部機構概略構成を示す。

図中符号１０は、ベルト状でもよいが、図示例ではドラム状の感光体である。像担持体の一例として示す感光体１０のまわりには、上に、非接触の帯電チャージャでもよいが、この例では接触型のローラ状帯電装置１１を備える。帯電装置１１から矢示する感光体１０の回転方向には、図中右に現像装置１２、下に転写装置１３、左にクリーニング装置１４を備える。転写装置１３も、非接触の転写チャージャでもよいが、この例では感光体１０に接触して回転するローラ状のものを用いる。

帯電装置１１の上には、レーザ光源などを用いて感光体１０に書込み光Ｌを照射する露光装置１５を設ける。また、転写装置１３の左には、例えば２つのローラ間にエンドレスの搬送ベルトを掛けまわして記録媒体搬送装置１６を配置し、さらにその左に加熱ローラと加圧ローラとを備える定着装置１７を設置する。

そして、感光体１０の時計まわりの回転とともに、その表面を帯電装置１１で一様に帯電し、画像信号に基づき露光装置１５により書込み光Ｌを照射して書込みを行い、感光体１０の表面に静電潜像を形成する。それから、感光体１０の表面に現像装置１２でトナーを付着してその静電潜像を可視像化し、感光体１０上にトナー画像を形成する。

一方、適宜のタイミングで、用紙やＯＨＰフィルム等の記録媒体１８を搬送し、感光体１０と転写装置１３間に送り込む。そして、感光体１０の回転とともに搬送しながら、転写装置１３で、上述したごとく感光体１０上に形成したトナー画像を記録媒体１８に転写する。画像転写後の記録媒体１８は、記録媒体搬送装置１６で図中左方向に搬送して定着装置１７に導き、転写画像を定着して後、画像形成装置本体外に排出して例えば不図示の排紙トレイ上にスタックする。

他方、画像転写後の感光体１０の表面は、クリーニング装置１４のクリーニングブレードやクリーニングブラシなどのクリーニング部材で残留トナーを掻き落とすことにより除去して清掃し、図示省略した除電装置で除電するなどして初期化し、再び帯電装置１１からはじまる再度の画像形成に備える。

ところで、図示するような画像形成装置では、少なくとも像担持体と現像装置を一体化してプロセスカートリッジを構成し、画像形成装置本体に対して一括して着脱自在とすると、寿命時や故障時や修理時やジャム時や清掃時などにおけるメンテナンスを容易とし、また全体を小さくまとめて小型化することができる。この例でも、感光体１０、帯電装置１１、現像装置１２、クリーニング装置１４などを一体化してプロセスカートリッジ２０を構成している。

図２には現像装置１２の縦断面構成を、図３には横断面構成を示す。
図中符号２２は、現像装置１２の現像ケースである。現像ケース２２には、感光体１０に向ける細長な開口２３を形成する。現像ケース２２内には、開口２３を有する上段の現像剤供給部２４と、開口２３から離れた奥側下段の現像剤貯蔵部２５とを設ける。現像剤供給部２４には、開口２３から一部を露出して現像スリーブ２６を回転自在に備える。現像スリーブ２６内には、周面にＮＳの磁極を交互に有する固定磁石２７を配置する。現像スリーブ２６のまわりには、周面に先端を近接して規制部材２８を現像ケース２２で支持して設ける。

一方、現像剤貯蔵部２５には、現像スリーブ２６と平行に、攪拌搬送部材として第１攪拌搬送スクリュ３０と第２攪拌搬送スクリュ３１をそれぞれ回転自在に並置する。それらの第１攪拌搬送スクリュ３０と第２攪拌搬送スクリュ３１間には、両端に連通路を残して仕切り壁３２を立て、現像剤貯蔵部２５内を第１搬送路３３と第２搬送路３４に区画し、それら第１搬送路３３と第２搬送路３４を両端の連通路を介して連通する。そして、それぞれの第１搬送路３３および第２搬送路３４内に、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤３５を入れる。

ところで、現像ケース２２には、一体に補給管３６を形成し、頂壁３７から現像剤貯蔵部２５の第１搬送路３３の上流位置に向けて垂下する。補給管３６は、先端の補給口３８を第１攪拌搬送スクリュ３０の軸心３９に対してずらし、第１搬送路３３に向けて垂下した先端が現像剤貯蔵部２５に設ける第１攪拌搬送スクリュ３０の軸心３９に当たらないようにし、補給管３６の先端を現像剤貯蔵部２５にある現像剤３５中に埋めて補給口３８を現像剤３５中に深く潜らせて設置する。

また、現像ケース２２には、奥側の第１攪拌搬送スクリュ３０の下に、第１搬送路３３内に向けてトナー濃度検知センサ４０を取り付けてなる。

そして、現像時は、現像スリーブ２６、第１攪拌搬送スクリュ３０、第２攪拌搬送スクリュ３１を、ともに図２中反時計まわりに回転する。そして、現像剤貯蔵部２５では、二成分現像剤３５を、第１攪拌搬送スクリュ３０により図３中右方向に攪拌しながら搬送する一方、第２攪拌搬送スクリュ３１によっては図３中左方向に攪拌しながら搬送し、両端の連通路を通して第１搬送路３３と第２搬送路３４を循環するようにする。

同時に、一部を現像剤供給部２４に送り、現像剤供給部２４で現像スリーブ２６に付着し、その現像スリーブ２６に付着した現像剤の量を規制部材２８で規制して所定量の現像剤３５を現像領域へと導き、現像領域で、開口２３を通して現像スリーブ２６と対向して設ける感光体１０にトナーを付着してその感光体１０上の静電潜像を可視像化する。

図４には、トナー補給装置の概略構成を示す。
図中符号４２で示すトナー補給装置には、トナー容器４３を備える。トナー容器４３は、新しいトナーを収容する袋状の容器本体４４と、その下部出口に取り付ける口金体４５とで構成する。口金体４５は、容器本体４４に溶着または接着する樹脂製等の口金部材４６と、その口金部材４６で保持して気密性を保つシール部材４７とからなる。

シール部材４７には、ノズル４８を突き刺して設ける。ノズル４８には、チューブ４９の一端を接続する。チューブ４９の他端には、トナー搬送装置の一例である粉体ポンプ５０を接続する。粉体ポンプ５０は、一軸偏芯スクリュポンプといわれるものであり、主要部品としてロータ５１とステータ５２を有する。ロータ５１は、固い材質で、円形断面のものを螺旋状にねじって形成する。一方、ステータ５２は、ゴム状の柔軟な材料で、長円形断面のロータ孔を螺旋状にねじって設ける。そして、ステータ５２の螺旋のピッチをロータ５１の螺旋のピッチの２倍とし、ステータ５２のロータ孔にロータ５１を挿入して組み立ててなる。

粉体ポンプ５０には、内部に排出通路５３を有する排出ケーシング５４を設ける。排出ケーシング５４は、現像ケース２２の補給管３６位置外側にはめ込み、排出通路５３を補給口３８に連通する。排出通路５３には、ローラ５１に一端を連結する駆動軸５５を横切るように設ける。駆動軸５５の他端には、不図示の駆動源からの駆動力を伝達する。

そして、不図示の駆動源を駆動することにより駆動軸５５を回して粉体ポンプ５０を作動し、駆動軸５５を介してロータ５１を回転すると、ロータ５１とステータ５２間にできるスペースに入ったトナーを移送し、チューブ４９内を負圧化してノズル４８を介してトナー容器４３の容器本体４４から新たなトナーを吸引する。吸引したトナーは、チューブ４９内を通して粉体ポンプ５０に入れてロータ５１とステータ５２間を通して排出通路５３に入れ、排出通路５３を通して補給口３８から現像剤貯蔵部２５の第１搬送部３３に送り込む。

このとき、排出通路５３は、正圧になっており、この正圧によって補給トナーを、現像剤貯蔵部２５にある現像剤３５中に潜らせて設けてある補給口３８から、現像剤貯蔵部２５にある現像剤３５中の内部に強制的に補給する。補給トナーは、現像剤３５よりも比重が軽いから、単に補給口３８を現像剤貯蔵部２５にある現像剤３５中に潜らせて設けるだけでは、現像剤貯蔵部２５の第１搬送部３３に送り込むことができず、排出通路５３に蓄積するおそれがある。しかし、正圧によって強制的に補給することにより、現像剤３５よりも比重が軽い補給トナーを確実に現像剤貯蔵部２５の第１搬送部３３の現像剤３５中に送り込むことができる。

いま、感光体１０にトナーを供給して現像剤３５を消費するにともない、現像ケース２２内のトナー濃度が一定量以下に低下すると、そのトナー濃度の低下をトナー濃度検知センサ４０で検知し、不図示の駆動源を駆動して粉体ポンプ５０を作動し、トナー容器４３からトナーを搬送して補給口３８から、現像剤貯蔵部２５にある現像剤３５中の内部に強制的に送り込む。

さて、このとき第１攪拌搬送スクリュ３０が停止していると、その停止時間が長ければ長いほど、現像剤貯蔵部２５内で現像剤３５が自重で押し固められてかさ密度が高くなり、その現像剤３５中に補給トナーを混合攪拌するのに、より多くの時間を必要とすることとなる。そこで、この例では、トナー補給装置４２を用いて新たな補給トナーを現像剤貯蔵部２５に補給するとき、その現像剤貯蔵部２５に設ける攪拌搬送スクリュ３０、３１を駆動する。これにより、現像剤貯蔵部２５にある現像剤３５をほぐし、簡単な制御で、かさ密度が高くなっている現像剤貯蔵部２５内の現像剤３５を動かし、補給トナーを混合しやすくすることができる。

そして、補給トナーは、２本の攪拌搬送スクリュ３０、３１で攪拌搬送しながら、現像剤貯蔵部２５にある現像剤３５と混合して現像剤３５中に均一に分散するとともに帯電する。現像剤貯蔵部２５の現像剤３５は、一部を現像剤供給部２４に送って現像剤供給部２４で現像スリーブ２６に付着する。その付着した現像剤の量を規制部材２８で規制して所定量の現像剤を現像領域へと導き、現像領域で感光体１０にトナーを付着してその感光体１０上の静電潜像を可視像化する。

２本の攪拌搬送スクリュ３０、３１で攪拌することにより、現像剤３５中の内部に強制的に送り込んだ補給トナーを現像剤貯蔵部２５中の現像剤３５と十分に混合するとともに適切に帯電する。これにより、現像剤３５中に均一に分散して速やかにトナー濃度むらをなくし、トナー飛散を確実に防止して地肌汚れを発生したり、画像形成装置内を汚したりする問題を解消することができる。また、補給トナーが現像剤３５の上面をすべり、現像スリーブ２６に混合されないまま現像剤供給部２４に移送されることもない。

現像剤貯蔵部２５における現像剤３５の攪拌搬送力を高めて、現像剤３５の劣化を早めたり、補給トナーが現像剤貯蔵部２５中の現像剤３５と混合するように２本の攪拌搬送スクリュ３０、３１を長くして、現像装置１２、ひいては画像形成装置を大型化したりする必要もない。

図５には、トナー補給装置４２のトナー搬送装置としてエアポンプを用いた場合の概略構成を示す。
図示するように、この例では、エアポンプ５７の吐出空気をチューブ５８を通してノズル４８からトナー容器４３中に送り込むようにエアポンプ５７を設ける。一端をノズル４８に接続するチューブ４９の他端は、現像ケース２２と一体の接続口５９に接続してチューブ４９内と補給口３８とを連通する。

そして、トナー濃度の低下をトナー濃度検知センサ４０で検知したとき、エアポンプ５７を作動してトナー容器４３内に空気を送り込み、トナー容器４３内のトナーを流動化するとともにトナー容器４３内の圧力を高めてそのトナー容器４３に収容するトナーをノズル４８を通して送り出し、チューブ４９を通して移送して現像ケース２２の補給口３８から、現像剤貯蔵部２５にある現像剤３５中の内部に強制的に送り込む。

なお、トナー補給装置としてエアポンプ５７を使用するとき、トナー容器４３内の空気圧が一定以上となると、現像装置１２内の空気圧も上昇し、現像装置１２からトナー飛散を生じて地肌汚れを生じたり、画像形成装置本体内を汚したりする問題があった。そこで、この例では、トナー容器４３の容器本体４４に空気は通すがトナーは通さないフィルタ６０を設け、トナー容器４３内の一定以上の空気圧上昇を防止して現像装置１２内の空気圧の上昇を防ぎ、現像装置１２からのトナー飛散を防止する。

図６には、トナー補給装置４２のトナー搬送装置としてトナー補給スクリュを用いた場合の概略構成を示す。
この例では、トナー濃度の低下をトナー濃度検知センサ４０で検知したとき、トナー補給スクリュ６２を回転してトナー容器４３内のトナーを機械的に移送し、現像ケース２２の補給口３８から、現像剤貯蔵部２５にある現像剤３５中の内部に強制的に送り込む。

電子写真式画像形成装置の主要部の内部機構概略構成図である。 その画像形成装置に備える現像装置の縦断面構成図である。 その現像装置の横断面構成図である。 その現像装置にトナーを補給するトナー補給装置の概略構成図である。 トナー補給装置のトナー搬送装置としてエアポンプを用いた場合の概略構成図である。 トナー補給装置のトナー搬送装置としてトナー補給スクリュを用いた場合の概略構成図である。 従来の現像装置の縦断面構成図である。

符号の説明

１０ 感光体（像担持体）
１２ 現像装置
２０ プロセスカートリッジ
２４ 現像剤供給部
２５ 現像剤貯蔵部
３０ 第１攪拌搬送スクリュ
３１ 第２攪拌搬送スクリュ
３５ 二成分現像剤
３８ 補給口
３９ 第１攪拌搬送スクリュの軸心
４２ トナー補給装置
４３ トナー容器
５０ 粉体ポンプ（トナー搬送装置）
５７ エアポンプ（トナー搬送装置）
６０ フィルタ
６２ トナー補給スクリュ（トナー搬送装置）

Claims (10)

1. トナー補給装置を用いて新たな補給トナーを現像剤貯蔵部に補給し、その現像剤貯蔵部でその中の二成分現像剤と攪拌しながら搬送するとともに現像剤供給部に送り、その現像剤供給部でトナーを付着して像担持体上の静電潜像を可視像化する現像装置において、
   前記補給トナーを、前記現像剤貯蔵部にある現像剤中の内部に強制的に補給することを特徴とする現像装置。
2. 前記補給トナーを前記現像剤貯蔵部に補給する補給口を、前記現像剤貯蔵部にある現像剤中に潜らせて設けることを特徴とする、請求項１に記載の現像装置。
3. 前記補給口を、前記現像剤貯蔵部に設ける攪拌搬送部材の軸心に対してずらして備えることを特徴とする、請求項２に記載の現像装置。
4. 前記補給トナーを前記現像剤貯蔵部に補給するとき、その現像剤貯蔵部に設ける攪拌搬送部材を駆動することを特徴とする、請求項１ないし３にいずれか１に記載の現像装置。
5. 前記トナー補給装置のトナー搬送装置として粉体ポンプを使用することを特徴とする、請求項１ないし４にいずれか１に記載の現像装置。
6. 前記トナー補給装置のトナー搬送装置としてエアポンプを使用し、そのエアポンプを用いてトナー容器内の補給トナーを前記現像剤貯蔵部に補給することを特徴とする、請求項１ないし４にいずれか１に記載の現像装置。
7. 前記トナー容器に、一定以上の空気圧上昇を防止するフィルタを備えることを特徴とする、請求項６に記載の現像装置。
8. 前記トナー補給装置のトナー搬送装置としてトナー補給スクリュを使用することを特徴とする、請求項１ないし４にいずれか１に記載の現像装置。
9. 請求項１ないし８のいずれか１に記載の現像装置を備えることを特徴とする、プロセスカートリッジ。
10. 請求項１ないし８のいずれか１に記載の現像装置を備えることを特徴とする、画像形成装置。

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