JP3920901B2

JP3920901B2 - 現像装置および画像形成装置

Info

Publication number: JP3920901B2
Application number: JP2006014479A
Authority: JP
Inventors: 伸夫笠原; 信夫岩田; 智村松; 純一松本
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2006-01-23
Filing date: 2006-01-23
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2022-05-24
Also published as: JP2006184918A

Description

本発明は、現像装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、二成分系現像剤を用いる場合の現像剤交換構造に関する。

複写機やファクシミリあるいはプリンタさらには印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体である感光体上に担持されている静電潜像に対してトナーなどの現像剤を用いて可視像処理が行われる。

可視像処理に用いられる現像剤の一つとして、トナーとキャリアとからなる二成分系現像剤が知られている。
二成分系現像剤を用いる場合には、可視像処理に用いられることで消費されたトナーを補給して現像剤濃度を一定に保つことが必要であり、このための構成として次のようなものが提案されている。

新規トナーを収容しているトナーボトルやトナータンク等のハード容器からなるトナー収容容器を現像装置におけるトナー補給部に設置する構成、さらには、トナー補給部に設置されたトナー収容容器から吐出されるトナーを吸引負圧を生起させて現像槽内に導入する構成（例えば、特許文献１乃至３）、また、トナー収容容器として袋状の容器を用いてトナーを補給する構成（例えば、特許文献４乃至８）、そして、トナー収容容器からトナーを吐出させる構成としてはトナー収容容器に非対称往復動作を行わせることによる振動により容器下面に形成されている開口からトナーを流出させる構成（例えば、特許文献９）、現像槽と近接する位置にトナー貯蔵容器を配置し、主として重力によりトナーの流出により現像槽内に新たなトナーを補給する構成（例えば、特許文献１０乃至１２）がある。

二成分系現像剤はトナーが消費されると、現像剤濃度の変化を防止するために新規トナーが補給される一方、キャリアは概ね新規トナーの補給に拘わらす使用されることが多い。このため、キャリアの経時的な変化として、攪拌頻度の増加による劣化がある。キャリアの劣化には、キャリア自体の摩滅などによる疲労、帯電性を上げるために表面に形成されている被覆層の破損さらには、トナーが表面に融着してしまうトナーフィルミングなどがあり、これら劣化現象によりトナーの帯電能力を損ねることがある。
このようなキャリアの劣化によるトナーの帯電能力の低下を防止するために、トナーの補給とは別にキャリアを補給することにより過剰となった現像剤を現像層内から排出して劣化したキャリアを含む現像剤を新規な現像剤に置換するトリクル現像方式と称される現像剤交換システムが提案されている。

この方式においては、現像装置にトナーとキャリアとの混合剤（通称、プリミックス現像剤と称されている）を補給する方式（例えば、特許文献１３乃至１６）、また、現像装置にトナーとキャリアとを独立して補給し、現像槽内の余剰現像剤を回収する方式（例えば、特許文献１７乃至１９）、さらに、トナー消費量に対応したトナー補給、補給トナー量に対応したキャリアの補給及び現像剤の排出をそれぞれ制御する方式（例えば、特許文献２０、２１）、さらには、キャリア補給部を複数の現像装置に対して共通化した方式（例えば、特許文献２２，２３）、そして現像手段と異なる箇所に配置されているトナー及びキャリアを、その混合比を調合して現像槽内に供給する方式（例えば、特許文献２４，２５）がある。

特開平７−２１９３２４号公報特開平７−２１９３２９号公報特開平９−１５９５７号公報特開平１１−２８２２３８号公報特開平１２−４７４６４号公報特開平１２−１４７８９号公報特開平１２−３５１４４５号公報特開平１２−３５６８９８号公報特開平９−２４４３７２号公報特開平７−２０７０１号公報特開平７−２０７０３号公報特開平７−１１４２６０号公報特公平２−２１５９１号公報特開平９−１６６９１２号公報特開平９−２１８５７５号公報特開平９−２４４３７６号公報特開平９−２０４１０５号公報特開平９−２５１２３５号公報特開平９−２６９６４４号公報特開平１０−６３０７４号公報特開平１０−６３０７５号公報特開平７−２３４５７５号公報特開２００１−１９４８６０号公報特開平１１−１４３１９６号公報特開平１１−２７２０７５号公報

しかし、上記各公報に開示されている構成及び方式においては、次のような問題がある。
トナーの補給に関しては、トナー収容容器がハードボトルを用いることが多く、この廃棄処分に際してボトルの容量が嵩むことにより回収時での単位体積当たりの回収量が少なくなるために物流コストが上昇する。減容可能な袋状の構成を備えたトナー回収容器もあるが、内部のトナーを殆ど全て消費するための構成がないことにより残留トナーも多く、消費コストが高いものとなる。

補給トナーの移送構造として、近年多用されている構成にスクリューオーガを用いたオーガ方式があるが、オーガの敷設構造に関係して現像装置あるいはトナー収容容器と一体化若しくはきわめて近い位置に設ける必要があることから構造が複雑となることによるコスト上昇を招くばかりでなく、メンテナンスに際しても必要な箇所のみでなく一体化部分をも対象として取り外し作業が必要となることで、ユーザによる交換作業が難しくなるという問題がある。

従来行われていた補給現像剤の交換に際しては、現像装置の解体、収容容器の取り出しおよび再装填そして現像装置の再組み立てなどのきわめて専門的な知識を有する作業が必要となるために、ユーザ自身での作業は困難な場合が多く、サービスマンによる作業を依頼するのが現状である。このため、交換作業のための画像形成処理作業の中断、いわゆる機械のダウンタイムが生じたりユーザへの交換費用の負担が強いられるなどの不具合が生じていた。
このような不具合を軽減する現像方式であるトリクル現像方式においても、補給現像剤の交換に関しては上述した作業が必要であり、この作業に係る不具合は未だ解消されないままである。

請求項１記載の発明は、潜像担持体上に形成されている静電潜像に対してトナーとキャリアとを含む二成分系現像剤により可視画像処理するための現像装置において、
可視像処理により消費された現像剤の補給を行う現像剤を収容した現像剤収納手段と、
上記潜像担持体にむけて供給する上記二成分系現像剤を収容している現像槽と上記現像剤収納手段との間で上記現像剤収納手段からの補給現像剤を流動化して移送する移送手段と、
上記現像槽に設けられていて、過剰な二成分系現像剤を外部に排出可能な余剰現像剤排出部とを備え、
上記現像剤収納手段は、少なくとも一部が柔軟構造とされた袋体で構成されていると共に、
上記収納手段には現像剤を排出するための吐出部材が接着若しくは溶着されており、
上記吐出部材には吐出口が形成されている漏斗状の底面が形成され、
上記吐出口の下方に側方が開放されているパイプ部が設けられ、
上記パイプ部の内部に側方に移動可能であって、上記吐出口を閉鎖するキャップが装填され、
上記移送手段に連結されている吐出ノズルが上記パイプ部内に側方から挿入されることで上記キャップが吐出ノズルにより押し出され、上記吐出口が開放されると共に、上記吐出ノズルが上記吐出口と連通するように構成されていることを
特徴としている。

請求項１記載の発明は、潜像担持体上に形成されている静電潜像に対してトナーとキャリアとを含む二成分系現像剤により可視像処理するための現像装置において、可視像処理により消費された現像剤の補給を行う現像剤を収容した現像剤収納手段と、上記潜像担持体に向けて供給する上記二成分系現像剤を収容している現像槽と上記現像剤収納手段との間で上記現像剤収納手段からの補給現像剤を流動化して移送する移送手段と、上記現像槽に設けられていて、過剰な二成分系現像剤を外部に排出可能な余剰現像剤排出部とを備え、上記現像剤収納手段は、少なくとも一部が柔軟構造とされた袋体で構成されていることを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明に加えて、上記現像剤収納手段に用いられる袋体の一部には、内部に向けて谷折り部とされた折り目が設けられ、該折り目が減溶時に生じる収縮変形時での屈曲部として構成されていることを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の現像装置において、上記現像剤収納手段はこれの受け部に搭載可能であり、該受け部には、上記折り目に対向する位置に折り目を屈曲させる習性を有する凸部が設けられていることを特徴としている。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のうちの一つに記載の発明に加えて、上記移送手段は、吸引圧力を生起可能な一軸偏心スクリューポンプが用いられ、該吸引圧力により、現像剤収納手段が自らの柔軟性により変形可能であることを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のうちの一つに記載の現像装置を画像形成装置に用いることを特徴と

請求項１記載の発明によれば、移送手段を介して現像槽に向けて補給される現像剤を収容している現像剤収納手段が柔軟構造を有する袋体で構成されているので、収容している現像剤が内部から吐出されるのに伴い減容し、内部の現像剤がなくなったときには最少容積とすることができる。これにより、現像剤収納手段を廃棄処分する際の回収体積を小さくして物流コストを低減することが可能となる。

請求項２記載の発明によれば、現像剤収納手段に屈曲部を構成する折り目が設けられているので、屈曲部となる折り目を基準として折り畳まれることになり、減溶時での変形形状を最小体積が得られる形状に自動的に設定することが可能となる。

請求項３記載の発明によれば、現像剤収納手段の搭載部である受け部に現像剤収納手段の折り目を屈曲させる習性を有する凸部が設けられているので、減溶時での収縮変形を確実に行わせることが可能となる。

請求項４記載の発明によれば、移送手段からの吸引圧力を用いるだけで柔軟性を利用した減容が可能となる。

請求項５記載の発明によれば、補給用現像剤を収容している現像剤収納手段の廃棄処分時での嵩ばりをなくせることにより、物流コストの上昇や補給現像剤の位相効率を改善することが可能となる。

以下、図を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る現像装置を用いる画像形成装置の一例を示す模式図であり、同図に示す画像形成装置は、色分解に対応する色の補色現像剤による複数の色画像を形成可能なカラープリンタである。本発明では、カラープリンタに限らず、複写機、ファクシミリ装置あるいは印刷機などの画像形成装置に適用可能である。

図１において、カラープリンタ１は、色分解毎の画像を形成可能な画像形成ユニット２（便宜上、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを意味する頭文字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂを符号２に添えて表示する）が並置されており、これら各画造形性ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂの下方には、露光ユニット３が配置されている。

各画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂはいずれも同じ構成を備え手織り、今、イエロー画像を形成するユニットを代表してその構成を説明すると次の通りである。
画像形成ユニット２Ｙには、潜像担持体である感光体ドラム４Ｙが備えられており、感光体ドラム４Ｙの周囲には、図示矢印方向に沿って画像形成プロセスを実行するための帯電装置５Ｙ、露光ユニット３からの書き込み光の入射部６Ｙ、現像装置７Ｙ、転写装置８、クリーニング装置９Ｙがそれぞれ配置されている。

図１に示すカラープリンタにおける現像装置７Ｙは、トナーとキャリアとを含む二成分系現像剤が用いられ、トナーとキャリアとの混合比率が１．５から５．０トナー重量％に設定されて現像が行われる。現像により現像剤が消費されるのに伴い、現像剤の濃度を維持するための新たな現像剤が後述する補給部から補給されるようになっており、本実施形態では、予め、トナーとキャリアとの混合比率が設定されて両者が混合されているプリミックス現像剤が補給現像剤として用いられる。補給部の構成に関しては後で説明する。

図１において転写装置８は、各画像形成ユニットの感光体ドラムと対向当接しながら移動することができる転写ベルト８Ａを備えており、転写ベルト８Ａをはさんで感光体ドラム４Ｙと対向する位置に転写バイアスを印加可能な転写ローラ８Ｙが設けられている。

本実施形態における転写装置８は、各画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂにおいて感光体ドラム上に担持されている可視像を転写ベルト８Ａに順次重畳転写する１次転写行程と、重畳された画像を給紙装置１０から繰り出される記録紙などに対して一括転写する２次転写行程とを実施する構成とされている。このため、２次転写行程を実施できる位置には、転写バイアスを印加可能な転写ローラを備えた２次転写装置１１が配置されている。

給紙装置１０には、記録紙を収容している給紙カセット１０Ａ及び給送路中に配置されているレジストローラ１０Ｂとが備えられており、レジストローラ１０Ｂは、手差し給紙トレイ１０Ｃから導入される記録紙の搬送路が給紙カセット１０Ａからの搬送路と合流する位置に設けられている。
図１において符号１２は転写ベルト１０Ａのクリーニング装置を、符号１３は転写ベルト１０Ａの除電装置をそれぞれ示している。

図１に示すカラープリンタ１では、各画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂにおいて形成された色画像が転写装置８の転写ベルト８Ａに対して１次転写行程により順次重畳転写され、重畳画像が２次転写行程において記録紙に一括転写された記録紙が定着装置１４に移動することにより画像を定着されて排紙トレイ１Ａ上に排出されるようになっている。

カラープリンタ１の内部において各画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂの上方空間には、トリクル現像方式に用いられるトナーおよびキャリアが予め設定された混合比率によって混合されたプリミックス現像剤の補給部１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｂが配置されている。
現像剤の補給部は、感光体ドラムに供給されようとしているトナーとは別に新規なプリミックス現像剤を現像装置（便宜上、図１に示した符号７Ｙを用いる）に補給するための構成であり、その構成が図２および図３に示されている。
図２において、現像剤の補給部（便宜上、符号１５Ｙを用いて説明するが、他の色のトナー補給部に関しても同様な構成である）１５Ｙは、現像剤収納手段として、減容可能な柔軟性を有する袋体で構成されて内部にプリミックス現像剤を収容している収容部材１５Ｙ１と、収容部材１５Ｙ１を載置した状態で往復動可能な収容部材支持構造体１５Ｙ２とを備えている。本実施形態でのプリミックス現像剤は、トナーとキャリアとの混合比率が、現像槽内での混合比率として１．５〜５．０トナー重量％に設定されている場合に、７０〜９０トナー重量％に設定されている。

収容部材１５Ｙ１は、図２および図３に示すように、５０μｍ〜３００μｍ程度の厚さを有して一部に開口１５Ｙ１ａが形成されている樹脂フィルムなどの柔軟性材質が用いられた袋体であり、開口１５Ｙ１ａには、接着若しくは溶着されて一体化された吐出部材１５Ｙ３が設けられている。収容部材１５Ｙ１には底板１５Ｙ４が一体化されており、底板１５Ｙ４は、収容部材１５Ｙ１に比べて厚さが厚く剛性が高められる０．５ｍｍ程度の樹脂により構成されている。

収容部材１５Ｙ１および底板１５Ｙ４との組み合わせにより、収容部材１５Ｙ１の減容により内部に収容されているプリミックス現像剤が全消費されると丈が小さくなり廃棄処分時での回収の際に収容部材１５Ｙ１同士を比較的大量に積層することができるので回収効率を上げることが可能となり、また、底板１５Ｙ４が比較的剛性が高い構成であることにより収容部材支持構造体１５Ｙ２への装着を容易化できるとともに収容部材支持構造体１５Ｙ２の往復動時での変形を抑えてプリミックス現像剤の排出が阻害されるのを防止できるようになっている。

吐出部材１５Ｙ３には、漏斗状の底面が形成され、その底面の一部には吐出口１５Ｙ３Ａが形成されている。吐出開口１５Ｙ３Ａの下方には、長手方向一端が閉塞しているパイプ部１５Ｙ３Ｂが設けられている。
パイプ部１５Ｙ３Ｂの内部には、閉塞端側から順に、コイルバネなどの弾性体１７，キャップ１８，シールホルダ（図３参照）１９，シール２０および吐出ノズル２１が装填されるようになっている。パイプ部１５Ｙ３Ｂは、収容部材１５Ｙ３側に設けられており、上記各部材のうちで、弾性体１７，キャップ１８，シールホルダ１９及びシール２０が予め装填され、キャップ１８が弾性体１７の付勢により吐出開口１５Ｙ３Ａを閉鎖するようになっており、この状態はキャップ１８の頭部がシールホルダ１９に衝止されることにより保持される。これにより、底板１５Ｙ４と一体の収容部材１５Ｙ１が収容部材支持構造体１５Ｙ２に搭載されるまでの間、収容部材１５Ｙ１内部からのプリミックス現像剤の漏出を防ぐようになっている。
吐出ノズル２１は、吐出部材１５Ｙ３のパイプ部１５Ｙ３Ｂ内に挿入されると、図２に示すように、吐出部材１５Ｙ３の吐出開口１５Ｙ３Ａと連通することができ、吐出開口１５Ｙ３Ａと反対側の端部には、後述する吸引ポンプとの間に連結されるチューブ２２の一端が装着されている。

吐出ノズル２１は、収容部材支持構造体１５Ｙ２に一体化されて設けられている作動片２３に締結されて共に移動する構成を備えている。
作動片２３が一体化されている収容部材支持構造体１５Ｙ２は、図２に示すように、トナー補給部１５Ｙに設けられている支持台２４に対してコイルバネなどの弾性体２５により押圧付勢されており、押圧付勢による移動は作動片２３の一端が対向当接している作動カム２６によって規制されている。

作動カム２６は、収容部材支持構造体１５Ｙを符号Ｂ−Ｃで示す方向に往復動させる駆動部材であり、小径部が作動片２３に対向した場合には、符号Ｂで示す方向に収容部材支持構造体１５Ｙ２を移動させ、大径部が作動片２３に対向した場合には、符号Ｃで示す方向に収容部材支持構造体１５Ｙ２を移動させる。図２では、作動カム２６の小径部に作動片２３が対向した状態が示されており、この状態では、吐出部材１５Ｙ３の吐出開口１５Ｙ３Ａと吐出ノズル２１とが連通する。

収容部材支持構造体１５Ｙ２は、その底面に配置されている転動体２７を介して支持台２３上を往復動することができ、さらに、作動カム２６が配置されている側には作動片２３と平行する片部２４Ａが設けられている。片部２４Ａには、作動片２３を衝止するための緩衝部材２８が取り付けられている。
緩衝部材２８は、作動カム２５の大径部から小径部に当接状態が変化した場合に作動片２３が衝突するストッパであり、ゴムやスポンジ等の弾性部材が用いられる。

収容部材支持構造体１５Ｙ２は、作動片２３が作動カム２６の大径部から小径部に対向状態を変化させるときに弾性体２５の押圧付勢を介して緩衝部材２８に衝突する。このため、収容部材支持構造体１５Ｙ２は衝突により急激な加速度変化を来す。従って、収容部材支持構造体１５Ｙ２に搭載されている収容部材１５Ｙ１内のトナーには、大きな慣性力が発生し、一方向、つまり、図２において吐出部材１５Ｙ３側に向けて大きく移動することができ、この移動に際しても、突き崩された状態で流動性が高められて移動することになる。

図２において吐出ノズル２１に一端が装着されているチューブ２２を備えたトナー移送手段としての吸引ポンプ２９は、粉体ポンプを構成するものであり、一軸偏心スクリューポンプ（通称、モーノポンプ）が用いられている。吸引ポンプ２９の構成としては、金属または樹脂などの剛性部材を用いて偏心させたスクリュー形状のローラ２９Ａと、ゴム材料により内側が２条のスクリュー形状とされたステータ２９Ｂと、これら両部材を内包するホルダ２９Ｃとを備えている。吸引ポンプ２９では、ロータ１９Ａが回転すると、ポンプに自吸力（吸引圧力）が発生し、チューブ２２内を吸引負圧化傾向とすることにより収容部材１５Ｙ１内のプリミックス現像剤を吸引することができる。

吸引ポンプ２９の吸引吐出側には、図２に示すように現像装置（便宜上、図１において用いた符号７Ｙで示す）が連結されており、収容部材１５Ｙ１から吸引されたプリミックス現像剤を導入できるようになっている。
現像装置７Ｙには、図４および図５に示すように、吸引ポンプ２９側に対向する壁面に開口７Ｙ１が形成されており、プリミックス現像剤を導入できるようになっている。現像装置７Ｙには、感光体ドラム４Ｙと対向して二成分系現像剤を供給可能な現像ローラ７Ｙ２及び一対の攪拌供給ローラ７Ｙ３，７Ｙ４および現像ローラ７Ｙ２での現像剤層厚を規定するドクター部材７Ｙ５がそれぞれ配置され、現像ローラ７Ｙ２に供給される現像剤濃度は、現像槽７Ｙ６に設けられている現像剤濃度センサ３０により検出されるようになっている。本実施形態では、トナーとキャリアとの混合比率が１．５〜５．０重量％に設定された現像剤が用いられる。現像剤中のトナー量は現像剤濃度センサ３０による透磁率変化を検出することで行われ、不足した場合には吸引ポンプ２９側に設けられている駆動モータＭ１（図２参照）および作動カム２６の駆動モータ（図示されず）の回転量を制御することが行われる。

現像装置７Ｙおける現像槽７Ｙ６には、槽内に収容される現像剤の量を一定化するために過剰な現像剤を溢れ出さすための堰部７Ｙ７が設けられており、堰部７Ｙ７からオーバーフローした現像剤が図示しない回収部に排出されるようになっている。オーバーフローする現像剤の回収部は、現像槽内に設けることに限らず、図５に示すように、堰部７Ｙ７を現像装置７Ｙの外部に取り付けることも可能である。

図６は、収容部材１５Ｙ１内のプリミックス現像剤が吸引移送される際の挙動を示す図であり、同図では、プリミックス現像剤が吸引移送されるに従い減少するのに伴い、収容部材１５Ｙ１の減容状態が（Ａ）から（Ｄ）の順で示されている。
吸引ポンプ２９により吸引負圧化傾向とされた収容部材１５Ｙ１の内部からはプリミックス現像剤が順次吐出されることになるが、作動片２３と作動カム２６の小径部とが対向する際には作動片２３と一体の収容部材支持構造体１５Ｙ２に加速度変化が発生する。このため、プリミックス現像剤には、大きな衝撃慣性力が生起されることにより一方向、つまり、吐出部材１５Ｙ３側に向けて流動することになる。衝撃慣性力はプリミックス現像剤の残量に関係なく発生し、残量が多い場合でもその重量による慣性力が大きくなるので、プリミックス現像剤の流動は阻害されることなく安定した移送が行われることになる。

本実施形態では、衝撃慣性力の大きさについて検討したところ、剛体を対象とした場合に比べてプリミックス現像剤などの流動性がある物質においては大きな加速度が必要となることを考慮して、９００ｇ程度の収容量である場合には４０ｍ／ｓｅｃ^２（重力加速度の約４倍）以上の加速度が設定されている。これ以下の加速度である場合には安定した流動性が得られないことが実験により確認されており、逆に加速度が大き過ぎる場合には、衝撃力が強すぎて吐出開口付近でトナーの凝集固化による吐出開口の閉塞現象が発生し、プリミックス現像剤の補給量が不安定となる。このような結果から、実験により確認された加速度の上限値は、２００ｍ／ｓｅｃ^２であった。収容部材支持構造体１５Ｙ２の往復動の繰り返しにより内部からプリミックス現像剤が流出すると、収容部材１５Ｙ１は吸引ポンプ２９による負圧化傾向により内部が減容し、殆ど全てのプリミックス現像剤が排出された場合には、未補給時での容積の１／１０〜１／５程度に減少させることができ、使用後の廃棄処分時に減容した収容部材を重畳する数を増大させて回収効率の向上と保管スペースの低減化が図れる。

現像剤補給部では、吸引ポンプ２９でのロータとステータとの歯の位相が異なる噛み合い状態により間欠的に吸引力が発生するので、この発生時期に整合するように収容部材支持構造体１５Ｙ２の往復動サイクルが規定されており、吸引力が発生してチューブ２２内が負圧化傾向とされた時期に収容部材１５Ｙ１の内部からプリミックス現像剤が吐出される状態を設定されている。これにより、吐出開口が開放された際には補給される現像剤のみがチューブ２２内に導入されることになるので、外気の取り込みが防止され、空気の存在によるとプリミックス現像剤の吐出量に変化がない状態を維持できるようになっている。

本実施形態では、現像剤濃度センサ３０により現像槽内の現像剤のトナーとキャリアとの混合比率が変化し、いわゆる現像剤濃度が低下した場合には、吸引ポンプ２９が作動され、これにより生起される吸引圧力が現像剤収納手段を構成する収容部材１５Ｙ１内に作用するとプリミックス現像剤が吸引されて吸引ポンプ２９内に導入され、現像装置１５Ｙに向けて流動される。

収容部材１５Ｙ１内に収容されているプリミックス現像剤は、トナーとキャリアとの混合比率が７０〜９０トナー重量％に設定されているが、その理由は次の通りである。
補給されるプリミックス現像剤は、キャリアの混合比率を高める方が流動性がよくなり、移送時での流量変化などが抑制され経時的に安定した補給が可能となる反面、トナーの混合比率が低くなるためにトナーの補給量を増加する目的で現像剤収納手段としての容積を大きくしなければならなくなる。これにより、現像剤収納手段の体積が大きくなることにより装置内での設置スペースも大型化してしまう。しかも、キャリアを多くした場合には、移送手段として用いられる吸引ポンプ２９内に有する部材、特に耐摩耗性の低いゴム製のステータがキャリアによって摩耗しやすくなり、吸引ポンプ２９の耐久性が悪化したり現像剤の移送距離やキャリアの質量増加による揚程に悪影響を及ぼす。このような理由から、上記混合比率に設定することで移送の際の不具合を解消するようになっている。

現像剤収納手段を構成する収容部材１５Ｙ１は、減容可能な柔軟性を有する袋体で構成されているので、内部に収容されているプリミックス現像剤が減少するに従い収縮変形し、プリミックス現像剤が全消費された場合には殆ど容積を持たない状態に潰れる。この結果、補給部において現像剤収納手段を交換する際の取り出しおよび廃棄処分時での単位体積当たりでの重ね量も多くでき、回収効率を高めて丈が嵩張る場合のような物流コストの上昇を抑えることができる。

次に、本発明の別の実施形態について説明する。
図７は、本発明の別の実施形態による現像装置における現像剤の補給部を示す図２相当の図であり、同図における構成においては、現像剤収納手段の減容時での変形状態を促進することを特徴としている。なお、図７において、図２に示した構成部材と同じものに関しては同符号により示してある。
図７において、吸引ポンプ２９に連結されているチューブ２２における現像剤収納手段３１側の端部にはノズル（便宜上、符号２１’で示す）が連結されており、このノズル２１’は現像剤収納手段３１に挿入されるようになっている。本実施形態におけるノズル２１’は、現像剤収納手段３１が縦置きされる設置状態に合わせて後述する口金部材の下面から上方に向けて現像剤収納手段３１の内部に挿入される構成とされているので、その先端部に設けられている現像剤の導入口２１Ａ’が図２に示した構成と違って、周方向に複数箇所に設けられている。

図７に示す現像剤収納手段３１は、ポリエチレンやナイロンなどの柔軟性を有する６０〜２００μｍ程度の厚さの袋体からなる収容部材３１Ａを備えている。収容部材３１Ａは、上述した樹脂を用いたシートあるいはフィルムを単層あるいは複数の層を積層して形成されている。

図８は、収容部材３１Ａのみを示した斜視図であり、同図において、収容部材３１Ａは、４つのシートを組み合わせて重ね合わせ、各片縁を熱溶着することにより一体化されたガゼット容器と称される袋状の容器構造をなし、膨縮することができるようになっている。
収容部材３１Ａの外表面の一部には、図中、符号３１Ａ１で示すように、内側に向けた谷折り部で構成された折り目が形成されており、折り目３１Ａ１は、収縮時に屈曲部として内側に屈曲することにより収容部材３１Ａを折り畳まれた状態に変形させるようになっている。

図８は収容部材３１Ａが膨張した状態であり、この状態が内部にプリミックス現像剤を充満された状態であり、図９は内部が減溶されて収縮した状態であり、この状態が内部のプリミックス現像剤を全消費した状態である。

図７において、収容部材３１に設けられている開口部には口金部材３２が取り付けられている。
口金部材３２は、樹脂製のケース３２Ａと、スポンジなどで構成されたシール部材３２Ｂとを備え、ケース３２Ａが現像剤補給部に設けられている容器ホルダ３３に嵌合されることによりノズル２１’を挿入できる状態とし、ノズル２１’が挿入された場合にはシール３２Ｂがノズル２１’の外周面に密着して収容部材３１Ａの内部を密封するようになっている。

図１０は、図７中、符号（１０）で示す方向の断面図であり、同図において、
符号３３は現像剤収納手段３１を搭載可能な受け部をなす容器トレイであり、容器トレイ３３には、収容部材３１Ａの折り目に対向する内面に内側に向けて突出する凸部３３Ａが設けられている。
凸部３３Ａは、収容部材３１Ａに設けられている折り目３１Ａ１に対向しており、折り目３１Ａ１に対して、２〜１０ｍｍ程度食い込むことにより折り目の屈曲性を高めるようになっている。

本実施形態においては、吸引ポンプ２９の作動により現像剤収納手段３１からのプリミックス現像剤が現像装置に向けて補給され際には、図２に示した構成と同様に、プリミックス現像剤におけるトナーとキャリアとの混合比率によってトナーのみでの移送に比べて流動性を高めた状態で補給することができる。

現像剤収納手段３１の収容部材３１Ａの内部は、吸引ポンプ２９からの吸引圧力によって負圧化傾向とされることによりプリミックス現像剤が吸引されると、ノズル２１’が挿入されているシール３２によって密封されていることにより、減溶する。これに伴い、収容部材３１Ａは収縮変形するが、その変形時には折り目３１Ａ１が容器トレイ３３の凸部３３Ａに規制されて屈曲しやすい状態とされているので、減溶するに従い、折り畳まれた状態、つまり図９に示した状態に形状が近付いていく。このように、折り目３１Ａ１を屈曲部として用いることにより、減溶時での収容部材３１Ａの形状が通常の袋体の減溶時に見られるような、ねじれた形状となることがなく、対向する片部同士が折り重なるように畳まれた状態で収縮変形することができる。これにより、収容されているプリミックス現像剤が全消費された場合には、図９に示すように、収容部材３１Ａがきちんと折り畳まれた状態となり、廃棄処理時での積載高さを低くして単位体積当たりの回収数を多くすることができる。しかも、収容部材３１Ａが潰れる際の形状を監視する必要もなく、収容部材３１Ａ自体の収縮変形動作に応じて予め希望する形状である折り畳まれた形状に変形させることができる。この結果、ねじれた形状の場合と違って、ねじれによる残余空間にプリミックス現像剤が滞ることもなく殆ど全てを補給に費やすことができ、残留現像剤がないことによる補給コストを低減することができる。

図２および図９に示した実施形態によれば、収容部材に対してノズル２１あるいは２１’を介してチューブ２２を吸引ポンプ２９に連結するだけで補給態勢を採ることができるので、収容部材の設置箇所に制約を受けることがなく、しかも、粉塵の飛散なども殆ど起こらないことにより装置内部の汚損を防止することができる。また、従来現像剤の移送に用いられているスクリューオーガと比較して、気流搬送が可能な本実施形態では、移送途中でのスクリューによる押し固めによる凝集固化なども発生することがないので、ブロッキング現象の発生もなくこれに伴う駆動源での消費電力の増加や部材の破損なども未然に防止することができる。特に、移送距離が長くなると、スクリューオーガ方式の場合にはスクリューオーガを多段に連結することになり、移送過程での現像剤の摩擦熱による変質や部品点数の増加さらにはメンテナンスコストの増加をそれぞれ解消することができる。

本発明の実施形態に係る現像装置が用いられる画像形成装置の一例を示す模式図である。本発明の実施形態に係る現像装置に用いられる現像剤補給部の構成を示す図である。図２に示した現像剤補給部に用いられる現像剤収納手段の構成の一部を示す斜視図である。図１に示した現像装置の一つの構成を説明するための模式図である。図５に示した現像装置における補給現像剤の導入部を示す斜視図である。図２に示したトナー補給部に後いられる収容部材におけるトナーの挙動を説明するための図である。本発明の別の実施形態による現像装置に用いられる現像剤補給部の構成を示す図である。図７に示した現像剤補給部に用いられる現像剤収納手段の一態様を示す斜視図である。図７に示した現像剤収納手段の他の態様である収縮変形時の耐用を示す斜視図である。図７中、符号（１０）で示す方向の矢視断面図である。

符号の説明

１画像形成装置
７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂ現像装置
１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｂ現像剤補給部
１５Ｙ１，３１Ａ収容部材
１５Ｙ２収容部材支持構造体
２６作動カム
２９移送手段をなす吸引ポンプ
３０現像剤濃度検知センサ
３１現像剤収納手段
３１Ａ１折り目
３２口金部材
３３現像剤収納手段の搭載部をなす容器トレイ
３３Ａ凸部

Claims

潜像担持体上に形成されている静電潜像に対してトナーとキャリアとを含む二成分系現像剤により可視像処理するための現像装置において、
可視像処理により消費された現像剤の補給を行う現像剤を収容した現像剤収納手段と、
上記潜像担持体に向けて供給する上記二成分系現像剤を収容している現像槽と上記現像剤収納手段との間で上記現像剤収納手段からの補給現像剤を流動化して移送する移送手段と、
上記現像槽に設けられていて、過剰な二成分系現像剤を外部に排出可能な余剰現像剤排出部とを備え、
上記現像剤収納手段は、少なくとも一部が柔軟構造とされた袋体で構成されていると共に、
上記現像剤収納手段には現像剤を排出するための吐出部材が接着若しくは密着されており、
上記吐出部材には吐出口が形成されている漏斗状の底面が形成され、
上記吐出口の下方に側方が開放されているパイプ部が設けられ、
上記パイプ部の内部に側方に移動可能であって、上記吐出口を閉鎖するキャップが装填され、
上記移送手段に連結されている吐出ノズルが上記パイプ部内に側方から挿入されることで上記キャップが吐出ノズルより押し出され、上記吐出口が開放されると共に、上記吐出ノズルが上記吐出口と連通するように構成されていることを特徴とする現像装置。
請求項１記載の現像装置において、
上記現像剤収納手段に用いられる袋体の一部には、内部に向けて谷折り部とされた折り目が設けられ、該折り目が減溶時に生じる収縮変形時での屈曲部として構成されていることを特徴とする現像装置。
請求項１または２記載の現像装置において、
上記現像剤収納手段はこれの受け部に搭載可能であり、該受け部には、上記折り目に対向する位置に折り目を屈曲させる習性を有する凸部が設けられていることを特徴とする現像装置。
請求項１乃至３のうちの一つに記載の現像装置において、
上記移送手段は、吸引圧力を生起可能な一軸偏心スクリューポンプが用いられ、該吸引圧力により、現像剤収納手段が自らの柔軟性により変形可能であることを特徴とする現像装置。
請求項１乃至４のうちの一つに記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。