JP2009042518A

JP2009042518A - 現像装置、カートリッジ及びこれを用いた画像形成装置

Info

Publication number: JP2009042518A
Application number: JP2007207647A
Authority: JP
Inventors: Takuya Iwamura; 卓哉岩村
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2007-08-09
Filing date: 2007-08-09
Publication date: 2009-02-26

Abstract

【課題】画像形成装置に対して着脱が可能となった現像装置において、磁性キャリアとトナーとが所定の割合で混合された初期現像剤を所定の封入領域から簡易な方法で開放するとともに現像装置を小型化する。
【解決手段】現像剤収容室３２内に、円筒状の現像剤封入容器３５を軸線回りの回転が可能となるように設け、これを貫通する第２の撹拌搬送部材３７とは独立して回転可能とする。この現像剤封入容器の軸線方向における両端部には連通口３５ａ，３５ｂが設けられ、この現像剤封入容器の内外で現像剤を循環するように搬送可能とする。この現像装置３０を画像形成装置本体に装着して使用を開始するまでは、連通口が底板部４０ａと対向して閉鎖され、この現像剤封入容器内に初期現像剤を封入しておく。現像装置を画像形成装置本体に装着する動作にともない現像剤封入容器が回転し、連通口が開放されて初期現像剤が現像ロール３１に供給可能となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機やレーザープリンタ等に用いられ、静電電位の差による潜像を粉状のトナーの付着により可視化する現像装置、この現像装置を含むカートリッジ及びこの現像装置又はカートリッジを用いる画像形成装置に係り、特に、少なくともトナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を使用する現像装置、カートリッジ及び画像形成装置に関する。

粉状のトナーの付着により可視像を形成する複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの機能を兼ね備えた複合機等の画像形成装置として、トナーと磁性キャリアとを含むいわゆる二成分現像剤を使用するものが広く普及している。この画像形成装置では、二成分現像剤を収容した現像装置を像保持体と対向配置し、像保持体の表面にトナーを転移させて静電潜像を可視化する。また、このような画像形成装置では、現像装置を画像形成装置の本体に対して着脱可能とし、所定量の画像形成が行われると現像装置を含むユニット又はカートリッジを画像形成装置の本体から取り出して交換することが行われている。

このような画像形成装置に装着される現像装置には、使用前の初期段階で二成分現像剤が投入されている（以後、「初期現像剤」という）。この初期現像剤は、所定のトナー濃度つまりトナーと磁性キャリアとが所定の混合比となっており、現像装置内の所定の領域に封入されている。そして、画像形成の動作を始める前に、つまり現像装置を画像形成装置に装着する前又は装着直後に開封され、像保持体と対向する現像部材に初期現像剤が供給されて現像動作が可能となる。

初期現像剤を現像装置内の所定の領域に封入する方法としては、例えば特許文献１に記載されているように、現像剤を収容した封入領域の開口部をシール部材で閉塞する方法がある。つまり、現像装置が未使用のときは、初期現像剤が収容された封入領域をシール部材で閉塞しておき、使用を開始するときにこのシール部材を除去して封入領域を開放し、初期現像剤を現像装置内に供給するものである。
また、特許文献２には、シール部材を巻き取る駆動源を備えた現像剤収納容器が記載されている。上記駆動源として、バネ等の弾性部材が用いられており、弾性部材が復元力を蓄えた状態で保持される。そして、この現像剤収納容器を画像形成装置本体に装着するときに上記復元力の保持が解除されて、シール部材を開封するものとなっている。
特開平１１−６５２５０号公報特開２００１−３４０５５号公報

初期現像剤をあらかじめ現像装置内に収容しておくものでは、現像装置内に初期現像剤を収容する領域を設定し、現像剤が現像装置の使用開始までに漏出しないように封入しておく必要がある。特に輸送中等において現像装置が揺さぶられるような状態においても漏出が生じないようにしておかなければならない。
そして、使用開始時には簡単な操作で確実に現像剤の封鎖を解除できることが望まれる。

本願発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、二成分現像剤を現像装置内に封入し、これを開放する構造を改良することを目的とするものである。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、少なくとも磁性キャリアとトナーとが混合された二成分現像剤を保持することができる無端状の周面を有し、該周面が周回移動する現像部材と、前記現像部材の周面と対向する位置に設けられた現像剤収容室と、二成分現像剤を前記現像部材の軸線方向に搬送するとともに、前記現像部材に向かって二成分現像剤を供給する第１の撹拌搬送部材と、二成分現像剤を前記現像部材の軸線方向における前記第１の撹拌搬送部材と反対の方向に搬送する第２の撹拌搬送部材と、前記第１の撹拌搬送部材によって二成分現像剤が搬送される第１の搬送領域と第２の撹拌搬送部材によって二成分現像剤が搬送される第２の搬送領域とを隔離する隔壁と、を有し、前記隔壁には、前記第１の撹拌搬送部材及び第２の撹拌搬送部材の両端部と対応する位置に、前記第１の搬送領域と第２の搬送領域との間で二成分現像剤の移動を可能とする二つの連通口が設けられ、前記連通口は、二成分現像剤を前記第２の搬送領域に収容した状態で閉鎖され、前記連通口を開放して、第２の搬送領域に収容されていた二成分現像剤を第１の搬送領域及び現像部材に供給するものである現像装置を提供する。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の現像装置において、前記隔壁は、前記第２の撹拌搬送部材と同軸上に設けられて中心軸線回りに回転が可能に支持された円筒状の現像剤封入容器によって構成され、該現像剤封入容器内が前記第２の搬送領域となるものであり、前記現像剤封入容器の周面に形成された二つの前記連通口は、前記現像剤収容室を構成する筐体又は該筐体に固着された部材と対向することにより、二成分現像剤を収容した状態で閉鎖され、前記現像剤封入容器が中心軸線回りに回転駆動されることによって開放されるものとする。

請求項３に係る発明は、少なくとも磁性キャリアとトナーとが混合された二成分現像剤を保持することができる無端状の周面を有し、該周面が周回移動する現像部材と、前記現像部材の周面と対向する位置に設けられた現像剤収容室と、該現像剤収容室の一部を隔離するように設けられた円筒状の部材であって、中心軸線回りに回転が可能に支持された現像剤封入容器と、を備え、前記現像剤封入容器は、内蔵する二成分現像剤を該現像剤封入容器内から排出するための連通口を有し、該現像剤封入容器内に二成分現像剤が封入された状態で、前記連通口が、前記現像剤収容室を構成する筐体又は該筐体に固着された部材と対向することによって閉鎖されている現像装置を提供するものである。

請求項４に係る発明は、少なくとも磁性キャリアとトナーとが混合された二成分現像剤を保持することができる無端状の周面を有し、該周面が周回移動する現像部材と、前記現像部材の周面と対向する位置に設けられた現像剤収容室と、該現像剤収容室の一部を隔離するように設けられた円筒状の部材であって、中心軸線回りに回転が可能に支持され、内部に二成分現像剤が封入された現像剤封入容器と、を備え、前記現像剤封入容器は、内蔵する二成分現像剤を該現像剤封入容器内から排出するための連通口を有し、該連通口は、前記現像剤収容室を構成する筐体又は該筐体に固着された部材と対向することによって閉鎖されており、前記現像剤封入容器は、使用開始前に中心軸線回りに所定の角度の回転をすることによって、前記連通口が該現像剤封入容器外の前記現像剤収容室内に対して開放される現像装置を提供するものである。

請求項５に係る発明は、請求項３又は請求項４に記載の現像装置において、前記現像剤収容室内に、軸線回りに回転駆動されて軸線方向に二成分現像剤を搬送する第１の撹拌搬送部材と、前記第１の撹拌搬送部材と平行に設けられ、該第１の撹拌搬送部材とは反対方向に二成分現像剤を搬送する第２の撹拌搬送部材と、を有し、前記現像剤封入容器は、中心軸線が前記第２の撹拌搬送部材の軸線と一致し、該第２の撹拌搬送部材の周囲を取り囲むように設けられているものとする。

請求項６に係る発明は、請求項５に記載の現像装置において、前記連通口は、前記現像剤封入容器の軸線方向における一方の端部付近において、前記第１の撹拌搬送部材によって二成分現像剤が撹拌及び搬送される領域と連通するように設けられ、他方の端部付近には、前記連通口と同時に開放され、該現像剤封入容器内へ二成分現像剤を導入することができるもう一つの連通口が設けられており、前記第１の撹拌搬送部材及び第２の撹拌搬送部材の回転駆動により、二つの前記連通口を通って、二成分現像剤が前記現像剤封入容器内と該現像剤封入容器外とを循環移動するものとする。

請求項７に係る発明は、請求項２から請求項６までのいずれかに記載の現像装置において、前記現像剤封入容器は、該現像装置を画像形成装置に装着する動作によって、前記中心軸線回りに回転駆動されるものとする。

請求項８に係る発明は、請求項７に記載の現像装置において、該現像装置を前記画像形成装置に装着するときに該画像形成装置に固定されたラックと噛み合わされるギアを有し、該ギアが回転することによって前記現像剤封入容器が回転駆動されるものとする。

請求項９に係る発明は、請求項２から請求項８までのいずれかに記載の現像装置において、前記現像剤収容室を構成する筐体又は該筐体に固着された部材の、前記連通口を遮蔽する領域には、前記現像剤封入容器との間隙を埋め、現像剤の漏出を防止するシール部材が貼着されているものとする。

請求項１０に係る発明は、請求項２から請求項９までのいずれかに記載の現像装置において、前記現像剤収容室に補充するためのトナーが収容されたトナー収容室と、前記トナー収容室から前記現像剤収容室にトナーを補給するトナー供給口とを有し、前記現像剤封入容器は、前記連通口が閉鎖されているときに、外周面が前記トナー供給口と対向して該トナー供給口を閉鎖するものであり、前記連通口を開放する位置まで回転したときに該トナー供給口と対向する位置に開口を有し、前記連通口の開放にともなって、前記トナー供給口を開放するものものとする。

請求項１１に係る発明は、帯電電位の差による潜像が無端状の周面に形成される像保持体と、前記像保持体上に形成された静電潜像にトナーを転移して、トナー像を形成する現像装置と、前記トナー像を記録シートに又は中間転写体に転写する転写装置とを有し、前記現像装置は、少なくとも磁性キャリアとトナーとが混合された二成分現像剤を保持することができる無端状の周面を備え、該周面が前記像保持体と対向して周回移動する現像部材と、前記現像部材の周面と対向する位置に設けられた現像剤収容室と、該現像剤収容室の一部を隔離するように設けられた円筒状の部材であって、中心軸線回りに回転が可能に支持され、内部に二成分現像剤が封入された現像剤封入容器と、を備え、該現像装置を、前記記録シートを保持又は搬送する機構を備えた構成部分に対して装着する動作にともなって、前記現像剤封入容器が前記中心軸線回りに回転駆動され、該現像剤封入容器の周面に設けられ閉鎖されていた連通口が開放されて、該現像剤封入容器に内蔵する二成分現像剤を前記現像剤収容室内の該現像剤封入容器外に排出するものである画像形成装置を提供するものである。

請求項１２に係る発明は、帯電電位の差による潜像が無端状の周面に形成される像保持体と、前記像保持体上に形成された静電潜像にトナーを転移して、トナー像を形成する現像装置と、前記トナー像を記録シートに又は中間転写体に転写する転写装置とを有する画像形成装置で用いられ、少なくとも現像装置を含み、前記画像形成装置本体に対して着脱が可能となったカートリッジであって、前記現像装置は、少なくとも磁性キャリアとトナーとが混合された二成分現像剤を保持することができる無端状の周面を備え、該周面が前記像保持体と対向して周回移動する現像部材と、前記現像部材の周面と対向する位置に設けられた現像剤収容室と、該現像剤収容室の一部を隔離するように設けられた円筒状の部材であって、中心軸線回りに回転が可能に支持され、内部に二成分現像剤が封入された現像剤封入容器と、を備え、該カートリッジを、前記画像形成装置の本体に対して装着する動作にともなって、前記現像剤封入容器が前記中心軸線回りに回転駆動され、該現像剤封入容器の周面に設けられ閉鎖されていた連通口が開放されて、該現像剤封入容器に内蔵する二成分現像剤を前記現像剤収容室内の該現像剤封入容器外に排出するものであるカートリッジを提供するものである。

請求項１に係る発明の現像装置では、現像装置内に設けた専用の初期現像剤の収容領域をなくし、小型化が可能になるとともに、初期現像剤漏れを確実に防止する現像装置を提供することができる。

請求項２に係る発明の現像装置では、シール等の部材を現像装置内から引き出すことなく、装置内に設けられている現像剤封入容器を回転させる簡単な動作で初期現像剤を現像部材に供給することが可能となる。

請求項３に係る発明の現像装置では、画像形成装置とは分離された状態、例えば現像装置単体で輸送する場合等においても、初期現像剤の漏れを確実に防止することができる。

請求項４に係る発明の現像装置では、シール部材を用いて初期現像剤を封入する現像装置に比べて現像剤封入容器を回転させる簡単な動作で、現像剤封入容器を開放することができ、開放時に手を汚すこともない。

請求項５に係る発明の現像装置では、この現像装置を使用して現像動作を行うときには、初期現像剤が収容されていた現像剤封入容器内を、二成分現像剤の撹拌と搬送を行う領域として用いることができる。

請求項６に係る発明の現像装置では、現像剤封入容器内を利用して二成分現像剤を撹拌しながら循環するように搬送することができる。

請求項７に係る発明の現像装置では、現像装置を画像形成装置に装着する動作によって封入されていた初期現像剤が開放され、現像部材に供給することが可能となる。

請求項８に係る発明の現像装置では、現像装置を画像形成装置に装着する動作によって現像剤封入容器が所定の回転角度だけ正確に駆動され、初期現像剤を開放することができる。

請求項９に係る発明の現像装置では、現像装置の使用開始前に現像剤封入容器内に収容された初期現像剤が漏出するのが防止される。

請求項１０に係る発明の現像装置では、現像剤封入容器が回転して連通口が開放されるのと同時に、トナーの供給口を開放して二成分現像剤にトナーを補給することが可能となる。

請求項１１に係る発明の画像形成装置では、現像装置を画像形成装置に装着する動作によって現像剤封入容器内に収容されている初期現像剤が開放され、現像部材に供給することができる。

請求項１２に係る発明のカートリッジでは、画像形成装置の使用開始にともなうカートリッジの初期装着、又は交換するために新たなカートリッジを画像形成装置に装着するときに、この装着動作にともなって現像剤封入容器内に収容されている初期現像剤が開放され、現像部材に供給することが可能となる。

以下、本願に係る発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態である画像形成装置を示す概略構成図である。
この画像形成装置１は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成する４つの画像形成ユニット１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを備えており、これらの画像形成ユニット１０と対向してシート搬送ベルト１１が支持されている。このシート搬送ベルト１１は、記録シートを周面上に付着して周回移動するものであり、このシート搬送ベルト１１を介してそれぞれの画像形成ユニット１０と対向する位置に転写ロール１２が配置されている。シートトレイ１３から送り出された記録シートＰを搬送する搬送路１９は、記録シートをシート搬送ベルト１１上に付着するように供給するものとなっている。そして、シート搬送ベルト上に付着した記録シートが画像形成ユニット１０と転写ロール１２とが対向する転写部を通過し、各色のトナー像が記録シート上に転写されるものである。

シート搬送ベルト１１の周回移動方向における下流側には定着装置１５が配置されており、トナー像が転写されてシート搬送ベルト１１から剥離された記録シートを加熱及び加圧して、記録シート上にトナー像を定着するものとなっている。定着装置１５の下流側には、排紙ロール対１６及び排紙トレイ１７が設けられ、トナー像が定着された記録シートを収容するものとなっている。

なお、図２に示すように、本実施の形態では、画像形成装置１の側部が開閉部２となっており、この開閉部２に上記シート搬送ベルト１１、上記転写ロール１２及び両面搬送路１４が支持されている。この開閉部２は画像形成装置１の下端部分に設けられた支持軸１ｂを中心にして回動可能となっており、画像形成装ユニット１０に対してシート搬送ベルト１１を後退させ、記録シートの搬送経路を開放するものである。開閉部２が開放された状態では、画像形成ユニット１０と対向する領域で紙詰まりとなった記録シートを除去することができるとともに、この状態で画像形成ユニット１０を画像形成装置本体に装着すること及び取り外すことが可能となっている。

上記画像形成ユニット１０のそれぞれは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像のいずれかを形成することができるものであり、図１に示すように画像形成装置１内で上下方向に配列して装着され、それぞれが着脱可能となっている。これらの画像形成ユニット１０の両側端部には、図３に示すように把持部１８が備えられ、操作者はこの把持部１８を握って画像形成ユニット１０を脱着することができるものである。

画像形成ユニット１０は、図３に示すように、感光体ドラム２１を備えた感光体ユニット２０と、この感光体ユニット２０の下方に隙間２７を開けて連結された現像装置３０とが一体となって構成されている。
そして、画像形成装置本体の画像形成ユニット１０の背後となる位置には、図１に示すように、レーザービーム２５ａをポリゴンミラー２６を介して感光体ドラム２１に向けて照射する露光装置２５が設けられており、この露光装置２５から射出されるレーザービーム２５ａが上記感光体ユニット２０と上記現像装置３０の間に設けられた隙間２７を通過して、感光体ドラム２１に照射されるものとなっている。

上記感光体ユニット２０には、周面上でトナー像が形成される感光体ドラム２１と、この感光体ドラム２１の周囲に、該感光体ドラム２１の表面をほぼ一様に帯電する帯電装置２２と、形成されたトナー像を転写した後に感光体ドラム２１上に残留するトナーを回収するクリーニング装置２３と、現像装置に補給されるトナーの予備的な収容室であるサブトナー収容室２４とが備えられている。

上記感光体ドラム２１は、金属からなる円筒状部材の周面に有機感光体層を形成したものであり、金属部分は電気的に接地されている。この感光体ドラム２１は、上記帯電装置２２によって周面がほぼ一様に帯電された後、上記露光装置２５から像光が照射されることにより帯電電位の差による潜像が周面上に形成されるものである。
上記帯電装置２２は、ステンレス製の円筒状芯金に中抵抗のゴムを被覆したロール状の部材を備えており、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加して感光体ドラム２１の表面を所望の電圧に帯電するものである。

上記現像装置３０は、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を使用するものである。そして、感光体ドラム２１と近接する位置に現像ロール３１を備え、この現像ロール３１の周面上に二成分現像剤の薄層を形成して回転するものとなっている。これにより感光体ドラム２１との対向位置でトナーが感光体ドラム２１上の静電潜像に転移し、トナー像を形成するものである。画像形成にともない消費されたトナーは、消費量に応じて補充されるものとなっている。
この現像装置３０の詳細な構成は後述する。

図１に示すように、上記画像形成ユニット１０との対向位置に記録シートを搬送するシート搬送ベルト１１は、張架ロール１１ａ，１１ｂにより張架されており、張架ロール１１ａが回転駆動されることにより周回するものである。また、シート搬送ベルト１１を介して張架ロール１１ａに対向する位置には吸着ロール１１ｃが配置されており、この吸着ロール１１ｃに電圧が印加されることによりシート搬送ベルト１１に記録シートが静電的に吸着されるようになっている。

上記転写ロール１２は、各画像形成ユニット１０に備えられた感光体ドラム２１と対向する位置のシート搬送ベルト１１の裏側に配置されており、感光体ドラム２１との間に転写バイアス電圧が印加されている。これにより、転写ロール１２と感光体ドラム２１とが対向する位置を通過する記録シートに感光体ドラム２１上のトナー像を静電的に転写するものである。

上記定着装置１５は、加熱源を内蔵した加熱ロール１５ａと、この加熱ロール１５ａに圧接される加圧ロール１５ｂとを備えており、これらが平行に配置されて互いに圧接されるニップ部を形成している。トナー像が転写された記録シートは、上記ニップ部に送り込まれ、回転駆動される加熱ロール１５ａと加圧ロール１５ｂとの間で加熱されるとともに加圧され、溶融したトナーが記録シート上に圧着されるものとなっている。

このような画像形成装置１は、以下のように動作する。
画像形成動作を開始する信号が入力されると、感光体ドラム２１がそれぞれ帯電装置２２によりほぼ一様に帯電され、露光装置２５から画像信号に応じてオンオフされるレーザービーム２５ａが照射される。これにより光照射された部分の電荷が減衰し、感光体ドラム２１上に静電電位の差による潜像が形成される。

一方、現像ロール３１の周面上には二成分現像剤の薄層が形成され、感光体ドラム２１と近接対向する位置に搬送されるとともに、現像ロール３１と感光体ドラム２１との間には電源装置（図示せず）から現像バイアス電圧が印加される。これにより現像ロール３１と感光体ドラム２１との間に電界が生じ、現像ロール３１上に保持された二成分現像剤からトナーが画像部に転移され、トナー像が形成される。そして、このトナー像がシート搬送ベルト１１に付着して搬送される記録シートに転写される。
また、転写後に感光体ドラム２１上に残留するトナーはクリーニング装置２３により除去される。

トナー像が転写された記録シートは、シート搬送ベルト１１から剥離され、定着装置１５へ送られる。定着装置の加熱ロール１５ａは、トナー像を溶融するのに充分な温度に加熱されており、この加熱ロール１５ａと加圧ロール１５ｂとの間に記録シートが挟み込まれ、トナー像は溶融されて記録シート上に圧着される。定着装置１５を通過した記録シートは、下流側の排紙ロール対１６の間を通過して排紙トレイ１７に排出される。

次に、上記画像形成装置で用いられる現像装置の詳細な構成を、図３及び図４に基づいて説明する。なお、図４は上記現像装置の主要部の平断面図である。
この現像装置３０には、二成分現像剤を周面上に保持する現像ロール３１と、この現像ロール３１と対向する位置に設けられ、現像ロール３１に供給する二成分現像剤を収容する現像剤収容室３２と、現像剤収容室３２内の二成分現像剤に補充するトナーを収容するメイントナー収容室３３と、メイントナー収容室３３から現像剤収容室３２に供給されるトナーの搬送及び供給量の調整が行われるトナー搬送路３４と、が備えられている。そして、上記現像剤収容室３２内の最も後方部分つまり現像ロール３１が設けられた位置と離れた部分に、円筒状の現像剤封入容器３５が軸線を現像ロール３１と平行にして、この軸線回りに回転が可能に支持されている。この現像剤封入容器３５と現像ロール３１との間には第１の撹拌搬送部材３６が、現像ロール３１及び現像剤封入容器３５と平行に配置され、現像剤封入容器３５内には軸線方向に貫通するように第２の撹拌搬送部材３７が設けられている。

この現像装置のハウジング４０は、現像ロール３１が感光体ドラム２１と対向する位置に開口を有しており、現像ロール３１の一部分がこのハウジング４０から露出して感光体ドラム２１と近接・対向するように配設されている。

上記現像ロール３１は、周方向に複数の磁極を有して固定支持された磁石ロール３１ａと、その周囲で回転可能に支持された非磁性の中空円筒状のスリーブ３１ｂとからなり、スリーブ３１ｂの外周面に二成分現像剤を磁気的に吸着し、スリーブ３１ｂの回転によって搬送することができるようになっている。スリーブ３１ｂ上に吸着された二成分現像剤は、磁性キャリアが穂状に連なった状態で保持され、トナーがこの磁性キャリアに静電的に付着した状態となっている。そして、上記スリーブ３１ｂの周回方向における二成分現像剤が供給される領域の下流側には、スリーブ３１ｂ上に吸着した二成分現像剤の量を規制する層規制部材３９が設けられている。これにより、スリーブ３１ｂ上にほぼ均一な現像剤層が形成され、感光体ドラム２１と対向する現像領域に送り込まれる。
感光体ドラム２１との対向位置を通過した位置では、磁石ロール３１ａに設けられた磁極による反発磁界で二成分現像剤をスリーブ３１ｂ上から剥離し、現像剤収容室３２に戻される。

上記第１の撹拌搬送部材３６及び第２の撹拌搬送部材３７は、図４に示すように軸の周囲に螺旋状の羽根が所定のピッチで設けられており、これらの撹拌搬送部材３６、３７が回転することによって二成分現像剤を撹拌するととともに、これらの撹拌搬送部材３６、３７の軸線方向に搬送するものである。そして、第１の撹拌搬送部材３６に沿った領域が第１の搬送領域４１となり、第２の撹拌搬送部材３７が設けられた現像剤封入容器３５内が第２の搬送領域４２となっている。これらの撹拌搬送部材３６、３７による現像剤の搬送方向は、上記第１の撹拌搬送部材３６と第２の撹拌搬送部材３７とで互いに逆方向となっており、現像剤封入容器３５の円筒状の壁面が隔壁となり、この内外で現像剤が逆方向に搬送される。

上記現像剤封入容器３５には、これらの撹拌搬送部材３６、３７の軸線方向における両端部付近に連通口３５ａ、３５ｂが設けられており、現像剤封入容器３５内の第２の搬送領域４２と現像剤封入容器外の第１の搬送領域４１とが連通している。これにより、平行に配置された第１の撹拌搬送部材３６及び第２の撹拌搬送部材３７の駆動によって互いに逆方向に搬送される二成分現像剤は、第１の搬送領域４１と第２の搬送領域４２とを循環して移動する。そして、第１の搬送領域４１からは現像ロール３１に二成分現像剤が供給され、磁気的に吸着される。

上記現像剤封入容器３５は、図４に示すように、第２の撹拌搬送部材３７と同一の軸線上に支持されているが、この第２の撹拌搬送部材３７とは独立して回転駆動されるものとなっている。つまり第１の軸受け４３及び第２の軸受け４４によって第２の撹拌搬送部材３７とは相対的に回転が可能に支持されるとともに、第３の軸受け４５及び第２の撹拌搬送部材３７を支持する第４の軸受け４６を介して現像装置３０のハウジング４０に対して回転が可能に支持されている。そして、第２の撹拌搬送部材３７の駆動ギア４８が設けられた側の端部とは反対側の端部に、現像剤封入容器３５への回転駆動力を付与するギア４７が固着されている。

上記メイントナー収容室３３は現像剤収容室３２の後方側つまり現像ロール３１が支持された位置と反対側に設けられ、隔壁４９、５０で隔てられるとともに、このメイントナー収容室３３と現像剤収容室３２との間にトナー搬送路３４が設けられている。このトナー搬送路３４と現像剤収容室３２との間の隔壁４９には、図３及び図４に示されるように、現像剤封入容器３５内の二成分現像剤の搬送方向（図４中に矢印で示す）における上流側にトナー供給口４９ａが設けられている。そして、現像剤封入容器３５のトナー供給口４９ａと対向する位置には、開口３５ｃが設けられ、トナー搬送路３４から第２の搬送領域４２にトナーを供給することが可能となっている。

また、メイントナー収容室３３とトナー搬送路３４との間の隔壁５０にはトナー取り入れ口５０ａが設けられている。そして、トナー搬送路３４には、現像ロール３１と軸線がほぼ平行になるようにトナー搬送部材３８が支持されており、このトナー搬送部材３８の回転により、メイントナー収容室３３からトナー搬送路３４を経て現像剤収容室３２にトナーを供給するようになっている。また、トナー搬送部材３８の回転量を制御することにより、現像剤収容室３２内に供給するトナーの量を調整することができるものである。したがって、画像の形成によってトナーが消費されるのにともない、これに対応する量のトナーが現像剤収容室３２に補充され、二成分現像剤に含まれるトナー量は、常に適切な濃度の現像が可能となるように維持される。

なお、メイントナー収容室３３に収容されているトナーが現像剤収容室３２に供給されて残量が少なくなると、サブトナー収容室２４のトナーがメイントナー収容室３３に補給されるようになっている。これらトナー供給室２４、３３には現像ロール３１の軸線と平行に配置されて回転駆動されるトナー撹拌部材５１が備えられており、トナーの塊化を防止しながら搬送できるようになっている。

上記現像剤封入容器３５は、この現像装置３０が製造され画像形成装置１に装着されるまでの初期状態では、図５に示すように連通口３５ａ，３５ｂがこの現像装置３０のハウジングの底板部４０ａと対向し、トナーが供給される開口３５ｃが上部遮蔽板５２と対向するように軸線回りの配置角度が調整されている。上部遮蔽板５２は現像装置のハウジング４０に固定支持されたものであり、現像剤封入容器３５の外周面と対応した曲面を備えている。そして、底板部４０ａの連通口３５ａ，３５ｂと対向する部分及び上部遮蔽板５２の開口３５ｃと対向する部分にシール部材５３が貼り付けられており、連通口３５ａ，３５ｂ及び開口３５ｃを密閉した状態となっている。この現像剤封入容器３５内には、磁性キャリアとトナーとが所定の比率で混合された初期現像剤が収容され、連通口３５ａ，３５ｂとトナー供給口４９ａとが閉鎖された状態で画像形成装置に装着されるものとなっている。

上記現像剤封入容器３５に初期現像剤を充填して現像装置３０を組み立てる方法について、次に説明する。
現像装置のハウジング４０は、図５に示すように、底板部４０ａと上蓋部４０ｂとこれらの間に支持される中間隔壁部４０ｃとによって構成されている。そして、底板部４０ａの上に現像剤封入容器３５を第２の撹拌搬送部材３７が挿通された状態で載置し、初期現像剤を充填する。また、第１の撹拌搬送部材３６及びトナー搬送部材３８を配列する。これら撹拌搬送部材３６、３７及び現像剤封入容器の支持軸３５ｄ（図４参照）にはあらかじめ軸受けを装着しておく。そして、中間隔壁部４０ｃ及び上蓋部４０ｂを上方から組み合わせ、現像装置３０の組み立てを完了する。

上記現像剤封入容器３５は、図６に示すように、円筒状となった周面の一部を取りはずすことができるものとするのが望ましい。例えば、上記周面の一部である蓋部３５ｅを取りはずした開口を現像剤の充填口３５ｆとすることで、底板部４０ａの上に現像剤封入容器３５を配置して初期現像剤を充填する工程で、上記充填口３５ｆより容易に初期現像剤を充填することができる。そして、初期現像剤の充填後は蓋部３５ｅを嵌め合わせ、接着することによって、初期現像剤が現像剤封入容器３５内に封入される。なお、この蓋部３５ｅは、初期現像剤の良好な充填性を実現するために、現像剤封入容器３５の軸方向の端から端まで最大限開放するのが望ましく、また、初期現像剤を充填するときの漏れ防止や現像装置３０の組み立て性の観点から、連通口３５ａ、３５ｂもしくは開口３５ｃを含むように構成するのが望ましい。

上記のような構成の現像装置３０と感光体ユニット２０とで構成される画像形成ユニット１０は、カートリッジとして画像形成装置に対して容易に着脱が可能となっており、収容するトナーが消費される毎に新しいものと交換される。このカートリッジが画像形成装置に装着されるときに、現像装置３０内に備えられた現像剤封入容器３５が回転し、連通口３５ａ、３５ｂが開放されて現像剤封入容器３５内の初期現像剤が第１の搬送領域４１に開放され、現像ロール３１の周面上に供給することが可能となる。また同時にトナー供給口４９ａが開放され、現像剤収容室３２にトナーの補給が可能となる。

上記感光体ユニット２０と現像装置３０とが一体となった画像形成ユニット１０を画像形成装置１に装着するときに現像剤封入容器３５が回転して、連通口３５ａ、３５ｂ及びトナー供給口４９ａが開放される機構は、現像剤封入容器３５の端部に取り付けられたギア４７と、画像形成装置１の本体側に固定支持されたラック５５とによって構成される。

上記ラック５５は、図７及び図８に示すように画像形成装置本体のカートリッジが装着される部分の側部に、挿入方向に沿って設けられている。そして、ラック５５の歯数は、現像剤封入容器３５に取り付けられたギア４７と噛み合って、この現像剤封入容器３５を軸線回りに所定の角度だけ回転するように設定されている。したがって、カートリッジを画像形成装置本体に装着するときに、ギア４７とラック５５とが噛み合い、カートリッジを押し入れる力によってギア４７が回転し、現像剤封入容器３５が回転する。そして、所定の角度の回転が生じてギア４７がラック５５の歯を通り過ぎることで、ギア４７とラック５５との噛み合わせが解除され、現像剤封入容器３５の回転は停止する。この現像剤封入容器３５の所定の回転角度は、図５に示されるように現像剤封入容器３５の連通口３５ａ、３５ｂとトナー供給口４９ａとが閉鎖されている状態から、図３に示されているように連通口３５ａ、３５ｂとトナー供給口４９ａとが開放される状態まで回転する角度となっている。

上記ギア４７は、現像剤封入容器３５の支持軸３５ｄ（図４参照）が現像剤収容室３２から側方に突き出した部分に取り付けられ、現像装置３０の側部に設けられたブラケット５４で覆うように保護されている。このブラケット５４の底部は開放されており、カートリッジを画像形成装置１の本体に装着するときに、ブラケット５４の底部がラック５５と対向し、ブラケット５４で側部が覆われたギア４７がラック５５と噛み合うようになっている。このようにギア４７をブラケット５４で覆うことにより、現像装置３０が含まれるカートリッジを画像形成装置１の本体に装着する前にギア４７が回転して、初期現像剤が現像剤封入容器３５外に漏れるのを防止している。

上記のような構成のカートリッジを画像形成装置本体に装着する動作によって、初期現像剤が現像ロール３１に供給可能な状態となり、トナーの補給も可能となる。このため、従来の装置でシール部材を除去する等の作業が必要であったものに比べて、簡単に初期現像剤の開放が可能になるとともに、シールを除去する作業で手を汚したり、現像剤が漏出することがなくなる。また、現像装置３０の稼働時に二成分現像剤を撹拌しながら搬送する領域に初期現像剤を収容しているので、初期現像剤を収容する領域を別途に確保する必要がなく、現像装置３０を小型化することが可能となる。

なお、以上に説明した実施の形態では、現像剤封入容器３５の回転によってトナー供給口４９ａが開放されるものとなっているが、本願発明はトナー供給口が別途の手段によって開放され、トナーが供給される状態となるものをも含むものである。また、第１の撹拌搬送部材３６と第２の撹拌搬送部材３７とはほぼ同じ高さの位置に設けられ、現像ロール３１より低い位置となっているが、第１の撹拌搬送部材、第２の撹拌搬送部材及び現像ロールの位置関係については適宜に設計することができる。また、トナー収容室の位置も現像剤収容室の後方に限定されるものではなく、現像剤収容室にトナーを補給することができる適切な位置に設けることができる。

本願に係る発明の一実施形態である画像形成装置を示す概略構成図である。図１に示す画像形成装置の開閉部が開放された状態を示す概略構成図である。図１に示す画像形成装置で用いられる画像形成ユニットの概略断面図である。図３に示す画像形成ユニットに含まれる現像装置の平断面図である。図３に示す画像形成ユニットの、画像形成装置に装着される前の状態を示す断面図である。図３に示す画像形成ユニットの現像装置で用いられる現像剤封入容器の概略斜視図である。画像形成ユニットを画像形成装置へ装着する動作に連動して現像剤封入容器が回転する構造を示す概略平面図である。画像形成ユニットを画像形成装置へ装着する動作に連動して現像剤封入容器が回転する構造を示す概略側面図である。

符号の説明

１：画像形成装置、２：開閉部、
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ：画像形成ユニット、１１：シート搬送ベルト、１１ａ，１１ｂ：張架ロール、１２：転写ロール、１３：シートトレイ、１４：両面搬送路、１５：定着装置、１６：排紙ロール対、１７：排紙トレイ、１８：把持部、１９：記録シートの搬送路、
２０：感光体ユニット、２１：感光体ドラム、２２：帯電装置、２３：クリーニング装置、２４：サブトナー収容室、２５：露光装置、２６：ポリゴンミラー、２７：感光体ユニットと現像装置との隙間、
３０：現像装置、３１：現像ロール、３２：現像剤収容室、３３：メイントナー収容室、３４：トナー搬送路、３５：現像剤封入容器、３６：第１の撹拌搬送部材、３７：第２の撹拌搬送部材、３８：トナー搬送部材、３９：層規制部材、４０：現像装置のハウジング、４１：第１の搬送領域、４２：第２の搬送領域、４３：第１の軸受け、４４：第２の軸受け、４５：第３の軸受け、４６：第４の軸受け、４７：ギア、４８：駆動ギア、４９、５０：隔壁、５１：トナー撹拌部材、５２：上部遮蔽板、５３：シール部材、５４：ブラケット、５５：ラック

Claims

少なくとも磁性キャリアとトナーとが混合された二成分現像剤を保持することができる無端状の周面を有し、該周面が周回移動する現像部材と、
前記現像部材の周面と対向する位置に設けられた現像剤収容室と、
二成分現像剤を前記現像部材の軸線方向に搬送するとともに、前記現像部材に向かって二成分現像剤を供給する第１の撹拌搬送部材と、
二成分現像剤を前記現像部材の軸線方向における前記第１の撹拌搬送部材と反対の方向に搬送する第２の撹拌搬送部材と、
前記第１の撹拌搬送部材によって二成分現像剤が搬送される第１の搬送領域と第２の撹拌搬送部材によって二成分現像剤が搬送される第２の搬送領域とを隔離する隔壁と、を有し、
前記隔壁には、前記第１の撹拌搬送部材及び第２の撹拌搬送部材の両端部と対応する位置に、前記第１の搬送領域と第２の搬送領域との間で二成分現像剤の移動を可能とする二つの連通口が設けられ、
前記連通口は、二成分現像剤を前記第２の搬送領域に収容した状態で閉鎖され、
前記連通口を開放して、第２の搬送領域に収容されていた二成分現像剤を第１の搬送領域及び現像部材に供給するものであることを特徴とする現像装置。
前記隔壁は、前記第２の撹拌搬送部材と同軸上に設けられて中心軸線回りに回転が可能に支持された円筒状の現像剤封入容器によって構成され、該現像剤封入容器内が前記第２の搬送領域となるものであり、
前記現像剤封入容器の周面に形成された二つの前記連通口は、前記現像剤収容室を構成する筐体又は該筐体に固着された部材と対向することにより、二成分現像剤を収容した状態で閉鎖され、前記現像剤封入容器が中心軸線回りに回転駆動されることによって開放されるものであることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
少なくとも磁性キャリアとトナーとが混合された二成分現像剤を保持することができる無端状の周面を有し、該周面が周回移動する現像部材と、
前記現像部材の周面と対向する位置に設けられた現像剤収容室と、
該現像剤収容室の一部を隔離するように設けられた円筒状の部材であって、中心軸線回りに回転が可能に支持された現像剤封入容器と、を備え、
前記現像剤封入容器は、内蔵する二成分現像剤を該現像剤封入容器内から排出するための連通口を有し、
該現像剤封入容器内に二成分現像剤が封入された状態で、前記連通口が、前記現像剤収容室を構成する筐体又は該筐体に固着された部材と対向することによって閉鎖されていることを特徴とする現像装置。
少なくとも磁性キャリアとトナーとが混合された二成分現像剤を保持することができる無端状の周面を有し、該周面が周回移動する現像部材と、
前記現像部材の周面と対向する位置に設けられた現像剤収容室と、
該現像剤収容室の一部を隔離するように設けられた円筒状の部材であって、中心軸線回りに回転が可能に支持され、内部に二成分現像剤が封入された現像剤封入容器と、を備え、
前記現像剤封入容器は、内蔵する二成分現像剤を該現像剤封入容器内から排出するための連通口を有し、
該連通口は、前記現像剤収容室を構成する筐体又は該筐体に固着された部材と対向することによって閉鎖されており、
前記現像剤封入容器は、使用開始前に中心軸線回りに所定の角度の回転をすることによって、前記連通口が該現像剤封入容器外の前記現像剤収容室内に対して開放されるものであることを特徴とする現像装置。
前記現像剤収容室内に、軸線回りに回転駆動されて軸線方向に二成分現像剤を搬送する第１の撹拌搬送部材と、前記第１の撹拌搬送部材と平行に設けられ、該第１の撹拌搬送部材とは反対方向に二成分現像剤を搬送する第２の撹拌搬送部材と、を有し、
前記現像剤封入容器は、中心軸線が前記第２の撹拌搬送部材の軸線と一致し、該第２の撹拌搬送部材の周囲を取り囲むように設けられていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の現像装置。
前記連通口は、前記現像剤封入容器の軸線方向における一方の端部付近において、前記第１の撹拌搬送部材によって二成分現像剤が撹拌及び搬送される領域と連通するように設けられ、他方の端部付近には、前記連通口と同時に開放され、該現像剤封入容器内へ二成分現像剤を導入することができるもう一つの連通口が設けられており、
前記第１の撹拌搬送部材及び第２の撹拌搬送部材の回転駆動により、二つの前記連通口を通って、二成分現像剤が前記現像剤封入容器内と該現像剤封入容器外とを循環移動するものであることを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
前記現像剤封入容器は、該現像装置を画像形成装置に装着する動作によって、前記中心軸線回りに回転駆動されるものであることを特徴とする請求項２から請求項６までのいずれかに記載の現像装置。
該現像装置を前記画像形成装置に装着するときに該画像形成装置に固定されたラックと噛み合わされるギアを有し、
該ギアが回転することによって前記現像剤封入容器が回転駆動されるものであることを特徴とする請求項７に記載の現像装置。
前記現像剤収容室を構成する筐体又は該筐体に固着された部材の、前記連通口を遮蔽する領域には、前記現像剤封入容器との間隙を埋め、現像剤の漏出を防止するシール部材が貼着されていることを特徴とする請求項２から請求項８までのいずれかに記載の現像装置。
前記現像剤収容室に補充するためのトナーが収容されたトナー収容室と、
前記トナー収容室から前記現像剤収容室にトナーを補給するトナー供給口とを有し、
前記現像剤封入容器は、前記連通口が閉鎖されているときに、外周面が前記トナー供給口と対向して該トナー供給口を閉鎖するものであり、前記連通口を開放する位置まで回転したときに該トナー供給口と対向する位置に開口を有し、前記連通口の開放にともなって、前記トナー供給口を開放するものであることを特徴とする請求項２から請求項９までのいずれかに記載の現像装置。
帯電電位の差による潜像が無端状の周面に形成される像保持体と、
前記像保持体上に形成された静電潜像にトナーを転移して、トナー像を形成する現像装置と、
前記トナー像を記録シートに又は中間転写体に転写する転写装置とを有し、
前記現像装置は、
少なくとも磁性キャリアとトナーとが混合された二成分現像剤を保持することができる無端状の周面を備え、該周面が前記像保持体と対向して周回移動する現像部材と、
前記現像部材の周面と対向する位置に設けられた現像剤収容室と、
該現像剤収容室の一部を隔離するように設けられた円筒状の部材であって、中心軸線回りに回転が可能に支持され、内部に二成分現像剤が封入された現像剤封入容器と、を備え、
該現像装置を、前記記録シートを保持又は搬送する機構を備えた構成部分に対して装着する動作にともなって、前記現像剤封入容器が前記中心軸線回りに回転駆動され、該現像剤封入容器の周面に設けられ閉鎖されていた連通口が開放されて、該現像剤封入容器に内蔵する二成分現像剤を前記現像剤収容室内の該現像剤封入容器外に排出するものであることを特徴とする画像形成装置。
帯電電位の差による潜像が無端状の周面に形成される像保持体と、前記像保持体上に形成された静電潜像にトナーを転移して、トナー像を形成する現像装置と、前記トナー像を記録シートに又は中間転写体に転写する転写装置とを有する画像形成装置で用いられ、少なくとも現像装置を含み、前記画像形成装置本体に対して着脱が可能となったカートリッジであって、
前記現像装置は、
少なくとも磁性キャリアとトナーとが混合された二成分現像剤を保持することができる無端状の周面を備え、該周面が前記像保持体と対向して周回移動する現像部材と、
前記現像部材の周面と対向する位置に設けられた現像剤収容室と、
該現像剤収容室の一部を隔離するように設けられた円筒状の部材であって、中心軸線回りに回転が可能に支持され、内部に二成分現像剤が封入された現像剤封入容器と、を備え、
該カートリッジを、前記画像形成装置の本体に対して装着する動作にともなって、前記現像剤封入容器が前記中心軸線回りに回転駆動され、該現像剤封入容器の周面に設けられ閉鎖されていた連通口が開放されて、該現像剤封入容器に内蔵する二成分現像剤を前記現像剤収容室内の該現像剤封入容器外に排出するものであることを特徴とするカートリッジ。