JP2013190831A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】別途用意した現像剤を短時間で充填することが可能な現像剤充填容器及び該容器を使用する画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像剤Ｄの自重を利用して現像装置６内に充填する現像剤充填容器２０で、現像剤が貯留されている主貯留部２１と、その主貯留部２１と絞り通路２２を介して連通する中間充填通路２３と、その中間充填通路２３の最下部に設けられた現像装置６に接続する充填口２４とを有し、主貯留部２１と中間充填通路２３の間の絞り通路２２の通路断面をＡ、中間充填通路２３の通路断面をＢ、充填口２４の通路断面をＣとしたとき、通路断面Ａ，Ｂ，Ｃの面積を通路断面Ｂ＞通路断面Ａ＞通路断面Ｃに設定する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、現像剤充填容器及び該容器を使用する複写機やレーザプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に関するものである。

新品の画像形成装置は、運搬時の振動等によってトナー汚染が発生する恐れがあるため、現像装置には現像剤を充填しない状態で搬入先に設置し、その後に現像剤を充填するようにしているものが多い。そして、現像装置に現像剤を充填する際には特許文献１に記載されているように、現像装置を駆動させて現像装置内に現像剤を充填していく方法をとっている。また、充填する現像剤を予め機内に備えることは装置の小型化を阻害するため、近年では現像剤充填容器を別途用意し、該容器の現像剤を現像装置に充填している。

かかる現像剤の充填方法を採用している機器はその多くが感光体と現像装置を両方駆動させて現像剤を充填する方式を取っている。このとき、現像装置内に現像剤を充填する速度が遅いと、現像スリーブ上に現像剤が供給されない時間が長くなり、そのため現像スリーブから感光体にトナーを供給することができず、潤滑材としてのトナーが供給されないことで感光体クリーニングブレードの捲れが発生してしまうことがある。

この問題の発生を防ぐためには、現像剤を短時間で現像装置に充填させる必要がある。そして、短時間で現像剤を充填することは、感光体クリーニングブレードの捲れなどの不具合を未然に防ぐだけでなく、現像剤充填時間が短時間で済むことで、サービス性向上にもなる。

本発明は、上記した従来の事情に鑑み、別途用意した現像剤を短時間で充填することが可能な現像剤充填容器及び該容器を使用する画像形成装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するため、本発明は、現像剤の自重を利用して現像装置内に充填する現像剤充填容器において、現像剤が貯留されている主貯留部と、該主貯留部と絞り通路を介して連通する中間充填通路と、該中間充填通路の最下部に設けられた前記現像装置に接続する充填口とを有し、前記主貯留部と前記中間充填通路の間の絞り通路を前記現像剤の充填時において前記現像剤が流下する流下方向に対して垂直な面で切った通路断面をＡ、中間充填通路を前記現像剤の充填時において前記現像剤が流下する流下方向に対して垂直な面で切った通路断面をＢ、充填口を前記現像剤の充填時において前記現像剤が流下する流下方向に対して垂直な面で切った通路断面をＣとしたとき、通路断面Ａ，Ｂ，Ｃの面積を通路断面Ｂ＞通路断面Ａ＞通路断面Ｃと設定したことを特徴とする現像剤充填容器を提案する。

なお、本発明は、前記絞り部が重力方向に沿った傾斜部を持っており、前記中間充填通路には充填時において該傾斜部の重力方向反対側に空間が形成されると、効果的である。

さらに、本発明は、前記主貯留部の上壁に開放穴を設け、該主貯留部上に形成される空間部分が外気と直接繋がっていると、効果的である。
さらにまた、本発明は、前記中間充填通路に形成される空間と前記主貯留部上に形成される空間部分とが前記絞り部とは異なる充填経路で連結されていると、効果的である。

また、上記の目的を達成するため、本発明は、請求項１ないし４の何れかに記載の現像剤充填容器を使用し、充填された現像剤を現像装置内に搬送する手段を有することを特徴とする画像形成装置を提案する。

本発明によれば、現像剤充填容器に用意した現像剤を短時間で充填することが可能になり、充填時に感光体と現像装置を両方駆動させていてもクリーニングブレードの捲れ等の発生を防止することができる。

画像形成装置の一例を示す部分通路断面概略図である。 本発明に係る現像剤充填容器を示す斜視図である。 その現像剤充填容器を示す側面図である。 その現像剤充填容器を示す断面図である。 絞り通路の通路形状を示す図４のＡ−Ａ線断面図である。 中間充填通路の通路形状を示すＢ−Ｂ線断面図である。 充填口の通路形状を示すＣ−Ｃ線断面図である。 主貯留部に孔を設けた現像剤充填容器を示す断面図である。 本発明に係る他の実施形態の現像剤充填容器を示す断面図である。 従来の現像剤充填容器を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
本発明が適用される画像形成装置の基本構成を明らかにする。
図１は画像形成装置の一例を示す部分通路断面概略図である。ここに示した画像形成装置は、その本体内に設けられたドラム状の感光体として構成された像担持体１を有し、画像形成動作の開始に伴って、像担持体１は図１における時計方向（矢印方向）に回転駆動される。このとき像担持体表面には除電ランプ２からの光が照射されて該像担持体表面が除電作用を受け、その表面電位が初期化される。また、画像形成装置には像担持体１を帯電する帯電装置の一例である帯電ローラ３が設けられ、この帯電ローラ３は、像担持体１の表面に当接しながら矢印方向に回転し、このとき当該帯電ローラ３には、直流電圧、又は交流電圧に直流電圧を重畳した帯電電圧が印加され、これにより生じる放電により像担持体表面が所定の極性に帯電される。

このようにして帯電された像担持体表面には、潜像形成手段の一例であるレーザ書き込み装置５から出射する光変調されたレーザ光Ｌが照射され、これによって帯電された像担持体に画信号に対応した静電潜像が形成される。

静電潜像は、これが現像装置６を通るとき、その現像装置６によってトナー像として可視像化される。ここに一例として示した現像装置６は、トナーとキャリアを有する乾式の二成分系現像剤Ｄを収容した現像ケース７と、像担持体１に対向配置されて回転する現像ローラ８と、回転しながら現像剤Ｄを撹拌しながら搬送するスクリュー９，１０とを有している。トナーは、キャリアとの摩擦によって所定の極性、図の例ではマイナス極性に帯電され、かかるトナーを含む現像剤Ｄは現像ローラ８の周面に担持されて搬送され、現像ローラ８と像担持体１との間の現像領域に運ばれる。このとき、現像ローラ８には、所定の現像バイアスが印加され、これによって現像領域に運ばれて磁気ブラシ状となった現像剤中のトナーが像担持体１に形成された静電潜像、すなわち画像部に静電的に移行し、その静電潜像がトナー像として可視像化される。キャリアを含まない粉体状の一成分系の現像剤を用いる現像装置を採用することもできる。

また、画像形成装置には転写装置が設けられ、ここに例示した転写装置は、転写部材の一例である転写ローラ４と、この転写ローラ４に転写電圧を印加する図示していない電源とを有し、転写ローラ４は像担持体表面に当接しながら図１における反時計方向に回転駆動される。かかる転写ローラ４と、像担持体１との間に、図示していない給紙部から給送され、レジストローラ対１１の回転により所定のタイミングで矢印方向に送り出された転写材Ｐが通過する。このとき転写ローラ４には、像担持体上のトナー像のトナーと逆極性、本例ではプラスの転写電圧が印加されている。これにより像担持体表面に形成されたトナー像に整合できるタイミングで送り出された転写材Ｐ上に、そのトナー像が転写される。このように、図１に示した画像形成装置は、像担持体上に形成されたトナー像を直に転写材Ｐに転写して記録画像を得るように構成されている。

転写ローラ４と像担持体１の間を通った転写材Ｐは、像担持体１から分離されて図示していない定着装置を通過し、このとき、熱と圧力の作用によって、転写されたトナー像が転写材上に定着される。次いでこの転写材Ｐは画像形成装置本体外に排出される。転写材Ｐとしては、例えば紙、樹脂シートまたは樹脂フィルムなどが用いられる。

上述のようにトナー像の転写が行われる転写位置を通過した像担持体表面に付着している転写残トナーは、クリーニングブレード１３を備えたクリーニング装置１２により除去される。

ところで、新品の画像形成装置を設置して設置後の現像装置６に現像剤Ｄを充填する場合、現像装置６を駆動させつつに現像剤を充填する。すなわち、図２に示すように、スクリュー１０の一端部側に現像剤充填容器２０を接続し、像担持体１と現像装置６の現像ローラ８、スクリュー９，１０を駆動しながら、該現像剤充填容器２０から現像剤Ｄを充填していく。このとき、現像剤Ｄの充填速度が遅いと、感光体クリーニングブレード１３が捲れる等の問題が発生してしまうおそれがあることは先に説明した。

そこで、このような問題の発生を防ぐため、本発明では次のように措置を講じている。
本実施形態に係る現像剤充填容器２０は、図２ないし図４に示すように、現像剤Ｄの自重を利用して現像装置６内に充填する現像剤が貯留する主貯留部２１と、その主貯留部２１と絞り通路２２を介して連通する中間充填通路２３と、その中間充填通路２３の最下部に設けられた前記現像装置に接続する充填口２４とを有している。この場合、主貯留部２１は略長方体の箱型に形成された現像剤充填容器２０内の最大容積部分に形成されているとともに、その下部に設けられた絞り通路２２に向かって先細りの形状、すなわち、絞り通路２２に向かう程開口面積が小さくなる形状に形成されている。さらに、絞り通路２２は図４に示す壁面のうち、上壁面２２ａが大きくえぐられ、これによって絞り形状に形成され、上壁面２２ａの対向面は主貯留部２１の上部近くから中間充填通路２３までで一定の傾斜角度を保った傾斜部３１に形成されている。さらにまた、中間充填通路２３は重力方向において充填口２４の真上に位置しているが、中間充填通路２３の上面である絞り通路２２の接続口と、下面である充填口２４は重力方向において僅かな部分が重なるもの概ねずらされている。

このように形成された現像剤充填容器２０は、図５に示すように主貯留部２１と中間充填通路２３の間の絞り通路２２の通路断面をＡ、図６に示すように中間充填通路２３の通路断面をＢ、図７に示すように充填口２４の通路断面をＣとしたとき、通路断面Ａ，Ｂ，Ｃの面積が通路断面Ｂ＞通路断面Ａ＞通路断面Ｃとなるように設定している。

このように現像剤充填容器２０を構成にすると、図４に示すように、中間充填通路２３における絞り通路２２のえぐられ側の上部隅に空間３０が形成される。この空間３０は、絞り通路２２と充填口２４の間に、絞り通路２２の通路断面Ａ、充填口２４の通路断面Ｃより大きい通路断面Ｂの中間充填通路２３を設けたことと、この中間充填通路２３の上面である絞り通路２２の接続口と下面である充填口２４の開口位置は重力方向において概ねずらされ、主貯留部２１の現像剤の重量が充填口２４の現像剤に直接掛かりにくいことによって形成される。

かかる構成によって、現像剤充填容器２０は充填口２４での剤圧が分散し、現像装置充填部直上にかかる現像剤の加重が小さくなり、現像装置６内と容器内との間で空気と現像剤Ｄの入れ替わりがスムーズに行われる。よって、通路断面Ｃにあたる充填口２４部分で現像剤Ｄが加重で密集することによる詰まりが発生せず、速やかな剤充填が得られる。

さらに、絞り通路２２の通路断面Ａは重力方向に沿った傾斜部３１が形成されていることによって、中間充填通路２３には充填時において傾斜部３１の重力方向反対側に形成される空間が形成されることにより、傾斜上側が空間３０側を向いている。よって、空間３０内の空気が主貯留部２１上の空間３２へ移動しやすくなり、空気の移動により空間３０と空間３２の圧力差が小さくなる。すなわち、空間３０の圧力をＰ１（Ｐ１＞大気圧Ｐ０）、空間３２の圧力をＰ２（Ｐ２＜大気圧Ｐ０）とすると、Ｐ１−Ｐ２の圧力差δＰが小さくなる。

さらにまた、現像剤充填容器２０は図８に示すように、主貯留部２１の上部壁面に、容器上部であって現像剤が充填されていない空間に空間に連通する孔３３（例えば直径１ｍｍ程度）を開けており、この孔３３によって主貯留部２１上の空間３２が外気と直接繋がる。なお、開放孔３３には剤を通さないが空気を通すフィルター（図示せず）で覆ってもよい。

かく構成すると、空間３２の圧力Ｐ２＝大気圧Ｐ０となって充填時の抵抗となるＰ１−Ｐ２の圧力差δＰが小さくなり、現像装置６内と現像剤充填容器２０内との間で空気と現像剤の入れ替わりがスムーズに行われることで剤充填速度を速めることができる。

図９は、本発明の他の実施形態の現像剤充填容器４０を示し、本例では中間充填通路２３に形成される空間３０と主貯留部２１上に形成される空間３２とが連絡経路４１によって連結されている。

このように構成すことによって空間３０と空間３２が連絡経路４１によって連結しているため、Ｐ１−Ｐ２の圧力差δＰがほぼ０となり、剤充填速度をより速めることが可能となる。

つぎに、本発明者は複数の異なる形態の現像剤充填容器を用いて現像装置に現像剤を充填する実験を行った。
この実験に用いた現像装置６は、現像ローラ８の径が２５ｍｍ、スクリュー９，１０の径が２２ｍｍ、スクリューピッチが２５ｍｍ、スクリューの回転数が７３１ｒｐｍ、現像ローラ回転数が４３０ｒｐｍである。

現像剤充填容器は全てを下記の条件を適用した。
現像剤が重合トナーを用いたＴＣ７％の新品現像剤、
容器内の現像剤充填容量が６５０ｇ、

現像剤充填容器の種類は５種類、
容器アは図１０に示す主貯留部５１から絞り通路がなく直接的に充填口５２に通ずる従来の現像剤充填容器５０（ロート型）、

容器イは図２及び図３に示す第１の実施形態の現像剤充填容器２０、
容器ウは図９に示す第２の実施形態の現像剤充填容器４０、
容器エは容器アにおいて上部を大気開放にした現像剤充填容器、
容器オは容器イにおいて上部を大気開放にした現像剤充填容器である。

測定方法は、現像剤充填容器を現像装置６にセットし、現像装置駆動開始から現像剤充填容器内の現像剤が空になるまでの時間を測定する。

そして、結果は同一容器での実験を５回行った結果の平均とした。その結果、
容器アは２３秒（５測定データ中の２データは詰り発生により除外した。）
容器イは１８秒
容器ウは９秒
容器エは２２秒
容器オは１４秒

この実験結果を見て、容器アと容器イの比較、及び容器エと容器オの比較から図２及び図３に示す本発明の第１の実施形態の現像剤充填容器２０が従来の現像剤充填容器５０よりも詰まりが発生せず、空気の入れ替わりがスムーズで剤充填速度が速まることが確認できた。

さらに、容器イと容器ウの比較から連絡経路４１で空間３０と空間３２を連結することが有効であるが確認できた。
さらにまた、容器イと開放穴を設けた容器オの方が剤充填速度が速まることが確認できた。

６ 現像装置
２０，４０ 現像剤充填容器
２１ 主貯留部
２２ 絞り通路
２３ 中間充填通路
２４ 充填口

特開平９−１５９５８号公報

上記の目的を達成するため、本発明は、現像剤の自重を利用して現像装置内に充填する現像剤充填容器において、現像剤が貯留されている主貯留部と、該主貯留部と絞り通路を介して連通する中間充填通路と、該中間充填通路の最下部に設けられた前記現像装置に接続する充填口とを有し、前記主貯留部と前記中間充填通路の間の絞り通路を前記現像剤の充填時において前記現像剤が流下する流下方向に対して垂直な面で切った通路断面をＡ、中間充填通路を前記現像剤の充填時において前記現像剤が流下する流下方向に対して垂直な面で切った通路断面をＢ、充填口を前記現像剤の充填時において前記現像剤が流下する流下方向に対して垂直な面で切った通路断面をＣとしたとき、通路断面Ａ，Ｂ，Ｃの面積を通路断面Ｂ＞通路断面Ａ＞通路断面Ｃと設定したことと、前記絞り部が重力方向に沿う傾斜部を有することとを特徴とする現像剤充填容器を提案する。

なお、本発明は、前記傾斜部が一定の角度を保っていると、効果的である。

さらに、本発明は、前記主貯留部の上壁に開放穴を設け、該主貯留部上に形成される空間部分が外気と直接繋がっていると、効果的である。

Claims (5)

1. 現像剤の自重を利用して現像装置内に充填する現像剤充填容器において、
   現像剤が貯留されている主貯留部と、該主貯留部と絞り通路を介して連通する中間充填通路と、該中間充填通路の最下部に設けられた前記現像装置に接続する充填口とを有し、前記主貯留部と前記中間充填通路の間の絞り通路を前記現像剤の充填時において前記現像剤が流下する流下方向に対して垂直な面で切った通路断面をＡ、中間充填通路を前記現像剤の充填時において前記現像剤が流下する流下方向に対して垂直な面で切った通路断面をＢ、充填口を前記現像剤の充填時において前記現像剤が流下する流下方向に対して垂直な面で切った通路断面をＣとしたとき、
   通路断面Ａ，Ｂ，Ｃの面積を通路断面Ｂ＞通路断面Ａ＞通路断面Ｃと設定したことを特徴とする現像剤充填容器。
2. 請求項１の現像剤充填容器において、前記絞り部が重力方向に沿った傾斜部を持っており、前記中間充填通路には充填時において該傾斜部の重力方向反対側に空間が形成されることを特徴とする現像剤充填容器。
3. 請求項１の現像剤充填容器において、前記主貯留部の上壁に開放穴を設け、該主貯留部上に形成される空間部分が外気と直接繋がっていることを特徴とする現像剤充填容器。
4. 請求項２において、前記中間充填通路に形成される空間と前記主貯留部上に形成される空間部分とが前記絞り部とは異なる充填経路で連結されていることを特徴とする現像剤充填容器。
5. 請求項１ないし４の何れかに記載の現像剤充填容器を使用し、充填された現像剤を現像装置内に搬送する手段を有することを特徴とする画像形成装置。

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