WO2016117068A1 - 画像形成装置 - Google Patents

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WO2016117068A1
WO2016117068A1 PCT/JP2015/051629 JP2015051629W WO2016117068A1 WO 2016117068 A1 WO2016117068 A1 WO 2016117068A1 JP 2015051629 W JP2015051629 W JP 2015051629W WO 2016117068 A1 WO2016117068 A1 WO 2016117068A1
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WO
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developer
developing device
chamber
sealing portion
opening
Prior art date
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PCT/JP2015/051629
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English (en)
French (fr)
Inventor
勝也 野瀬
文芳 齋藤
Original Assignee
キヤノン株式会社
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Publication date
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Priority to PCT/JP2015/051629 priority patent/WO2016117068A1/ja
Priority to JP2016570411A priority patent/JP6366740B2/ja
Priority to US15/003,049 priority patent/US9804527B2/en
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    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
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    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0822Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
    • G03G15/0877Arrangements for metering and dispensing developer from a developer cartridge into the development unit
    • G03G15/0881Sealing of developer cartridges
    • G03G15/0886Sealing of developer cartridges by mechanical means, e.g. shutter, plug
    • GPHYSICS
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    • G03G15/0887Arrangements for conveying and conditioning developer in the developing unit, e.g. agitating, removing impurities or humidity
    • G03G15/0891Arrangements for conveying and conditioning developer in the developing unit, e.g. agitating, removing impurities or humidity for conveying or circulating developer, e.g. augers
    • G03G15/0893Arrangements for conveying and conditioning developer in the developing unit, e.g. agitating, removing impurities or humidity for conveying or circulating developer, e.g. augers in a closed loop within the sump of the developing device

Definitions

  • the present invention relates to a developing device that uses a two-component developer in which a latent image formed on an image carrier is mixed with toner and a carrier, replenishes the developer, and discharges the excess developer.
  • a latent image formed on an image carrier is developed using a developer contained in a developing device and visualized as a toner image.
  • the two-component development method that uses a two-component developer that is mainly a mixture of a non-magnetic toner and a magnetic carrier as a developer has advantages such as long-term image quality stability compared to other currently proposed development methods. I have.
  • FIG. 19 is a schematic sectional view of the developing device 4 using the two-component developing method.
  • a developing device using a two-component developing method stores a two-component developer as a developer in the developing container 40.
  • the developing container 40 includes a developing sleeve 41 that is a developer carrying member and a first stirring screw 44, and a developing chamber that supplies the developer to the developing sleeve 41.
  • the developing container 40 is provided with a stirring chamber provided with a second stirring screw 45.
  • a partition wall 46 is provided between the developing chamber and the stirring chamber so as to separate them.
  • the partition 46 is provided with a delivery opening through which the developer passes between the developing chamber and the stirring chamber at the longitudinal end thereof, and the two-component developer is contained in the developing container 40 by the first stirring screw and the second stirring screw. Circulate.
  • a magnet roll 42 is disposed inside the developing sleeve 41 disposed in the developing chamber, and a magnetic spike is formed on the developing sleeve 41 on the two-component developer. Transport to the opposite part. The magnetic spike approaches or comes into contact with the photosensitive drum 1, and toner is developed by applying a developing bias to the developing sleeve 41 with respect to the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1. A toner image corresponding to the electrostatic latent image is formed.
  • the toner and the carrier of the two-component developer contained in the developing device 4 are agitated and frictionally charged. Thereafter, the charged toner is supplied to the photosensitive drum 1 by the developing sleeve 41 to develop the latent image on the photosensitive drum 1. At this time, the toner is consumed and supplied, whereas the carrier is not consumed or supplied and remains in the developing device 4. For this reason, the carrier is more frequently agitated in the developing device 4 than the toner, and the chargeability is likely to deteriorate due to accumulation of external additives, wax adhesion, toner spent, and the like. As a result, the developer conveyance amount is reduced, the charge amount due to physical rubbing of the developer is insufficient, and image defects such as density unevenness and white background fogging occur.
  • Patent Document 1 has been proposed as a developing method for replenishing toner that decreases due to consumption and at the same time replacing a deteriorated carrier in the developing device 4 with a new carrier to be replenished.
  • the supply and discharge of the two-component developer including the carrier is performed, so that the deterioration of the carrier is suppressed and the development characteristics of the two-component developer in the developer accommodating portion are kept constant. As a result, it is possible to suppress deterioration in image quality due to fluctuations in the development characteristics of the developer over the long term.
  • Patent Document 2 a technique for shipping an initial developer used in the developing device in a state where the initial developer is sealed so as not to be exposed to outside air is disclosed in Patent Document 2 or Patent Document 3 is proposed.
  • Patent Document 3 a technique for shipping an initial developer used in the developing device in a state where the initial developer is sealed so as not to be exposed to outside air.
  • Patent Document 2 a configuration in which a user or a service person opens a seal member for sealing a developer is proposed.
  • Patent Document 3 a configuration is proposed in which a seal member is wound and opened by being mounted on an image forming apparatus main body and driving a developing device.
  • the load torque when removing the seal member that seals the developer may cause the gear to break / jump and the stirring screw to break. .
  • this problem may occur remarkably when the initial developer in the developing device or process cartridge is segregated in the developing container due to the influence of physical distribution or the like.
  • the present invention has been made in view of the above background.
  • the object is to provide a developing device having a seal member for sealing the initial developer in the developing device, even if the developer is locally segregated in the developer container when the seal member is opened. The load torque due to the opening of the member is reduced.
  • a developing device comprising: The adhesive region of each sealing part is provided so that the sum in the width direction orthogonal to the removal direction of each sealing part is different with respect to the removal direction of each sealing part, The timing at which the position where the adhesive region in the width direction of each sealing portion becomes maximum is peeled off is set so that the opening start timing of each sealing portion is different so as not to overlap each sealing portion, The opening is started in the order of the first sealing portion, the third sealing portion, and the second sealing portion.
  • the seal member in a developing device including a seal member that seals the initial developer in the developing device, even when the developer is locally segregated in the developing container when the seal member is opened, the seal member It is possible to reduce the load torque due to the opening of.
  • Sectional drawing which shows Example 1 of the image forming apparatus which concerns on this invention 1 is a schematic configuration diagram showing a configuration of an image forming station in the image forming apparatus of FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a developing device as viewed from above the image forming apparatus of FIG. The figure explaining the developer discharge mechanism of the developing device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram illustrating a sealing configuration of the developing device according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a control system according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a control system according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart for performing initialization control of the developing device according to the first embodiment.
  • Time transition of driving torque load at the time of initialization of the developing device of Example 1 (provided that there is no agent and only the sealing seal 52 is thermally welded)
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the play
  • an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
  • a so-called tandem full-color two-component developer image forming apparatus in which photosensitive drums of respective colors are arranged in parallel will be described as an example.
  • the present invention only needs to be provided with the features of the developing devices of the embodiments described below.
  • an image formed on the photosensitive drum may be transferred to an intermediate transfer member, and the image transferred to the intermediate transfer member may be transferred to a recording material (intermediate transfer method).
  • the image formed on the photosensitive drum may be directly transferred to the recording material.
  • the image forming apparatus may be a single photosensitive drum. Also, it can be implemented without distinction between full color and monochrome.
  • FIG. 1 is a sectional view showing an example of a color image forming apparatus of a tandem type intermediate transfer system according to the present invention.
  • the image forming apparatus of this embodiment is an electrophotographic color copying machine that employs a contact charging system and a two-component development system.
  • FIG. 2 shows one Pa of a process cartridge for forming an image and its peripheral configuration. Since Pa and Pb, Pc, and Pd have the same configuration, detailed description is omitted.
  • each process cartridges Pa, Pb, Pc, and Pd are juxtaposed in series in the image feed direction, and each process is performed.
  • the cartridge is detachable from the image forming apparatus main body.
  • Each of the process cartridges Pa, Pb, Pc, and Pd includes photosensitive drums 1a, 1b, 1c, and 1d that are image carriers, charging devices 2a, 2b, 2c, and 2d, developing devices 4a, 4b, 4c, and 4d, and cleaning.
  • the apparatus 6a, 6b, 6c, 6d is provided, and the image forming apparatus main body is provided with exposure apparatuses 3a, 3b, 3c, 3d and primary transfer apparatuses 7a, 7b, 7c, 7d.
  • the intermediate transfer belt 11 as an intermediate transfer member passes between the photosensitive drums 1a, 1b, 1c, and 1d of the process cartridges Pa, Pb, Pc, and Pd and the primary transfer devices 7a, 7b, 7c, and 7d. Is arranged to be movable in the arrow direction Z.
  • the exposure devices 3a, 3b, 3c, and 3d include a light source device (not shown) and a polygon mirror that are arranged below the image forming apparatus.
  • the laser light emitted from the light source device is scanned by the rotation of the polygon mirror, and the light beam of the scanning light is deflected by a plurality of reflection mirrors. After that, the polarized light is condensed and exposed on the buses of the photosensitive drums 1a, 1b, 1c, and 1d by the f ⁇ lens, so that it corresponds to the image signal on the photosensitive drums 1a, 1b, 1c, and 1d.
  • An electrostatic latent image is formed.
  • the developing devices 4a, 4b, 4c, and 4d are filled with a predetermined amount of a two-component developer in which non-magnetic toners of yellow, magenta, cyan, and black and a magnetic carrier are mixed at a predetermined mixing ratio.
  • the developing devices 4a, 4b, 4c, and 4d sequentially develop the latent images on the photosensitive drum with toners of respective colors to form toner images.
  • the developed toner image is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 11. Further, the transfer material P accommodated in the transfer material cassette 14 is conveyed to the secondary transfer device 12, and the toner image carried on the intermediate transfer belt 11 is secondarily transferred to the transfer material P and heated by the fixing unit 9. Then, after fixing the toner image by pressurization, it is discharged out of the apparatus as a recorded image.
  • an intermediate transfer belt cleaning blade 13 for cleaning fog toner, secondary transfer residual toner and the like adhering to the surface of the intermediate transfer belt 11 is always provided downstream from the secondary transfer position to the transfer material P in the intermediate transfer belt traveling direction. It is contacted and cleaned.
  • the primary transfer residual toner and the like remaining on the photosensitive drums 1a, 1b, 1c, and 1d are collected by the cleaning devices 6a, 6b, 6c, and 6d.
  • the charging roller 2a is rotatably held at both ends of a cored bar by bearing members (not shown).
  • the spring 21a biases the photosensitive drum 1a toward the photosensitive drum 1a and presses it against the surface of the photosensitive drum 1a with a predetermined pressing force.
  • the charging roller 2a rotates following the rotation of the photosensitive drum 1a.
  • a charging bias voltage of a predetermined condition is applied to the core of the charging roller 2a by the high voltage power source 101a.
  • the surface of the rotating photosensitive drum 1a is contact-charged to a predetermined polarity / potential.
  • Vpp peak-to-peak voltage
  • the developing device 4a has a developing container 40a, and a two-component developer (developer) mainly including a non-magnetic toner (toner) and a magnetic carrier (carrier) is accommodated in the developing container 40a.
  • a two-component developer developer mainly including a non-magnetic toner (toner) and a magnetic carrier (carrier) is accommodated in the developing container 40a.
  • An opening is provided in a region facing the developing container 40a and the photosensitive drum 1a, and a developing sleeve 41a as a developer carrying member is rotatably disposed so as to be partially exposed to the opening.
  • the developing sleeve 41a is made of a non-magnetic material, and the surface thereof is roughened to carry and transport the developer.
  • a fixed magnet 42a which is a magnetic field generating means, is disposed inside.
  • the developing sleeve 41a rotates in the arrow X direction (counterclockwise) in FIG. 2, and the photosensitive drum 1a rotates in the arrow Y direction (clockwise).
  • the rotating developing sleeve 41a carries and conveys the two-component developer thinned on the developing sleeve by the regulating member 43a.
  • the carrier with the frictionally charged toner adhered to the surface is carried on the developing sleeve 41a by the magnetic field generated by the magnet 42a and conveyed.
  • a first agitating screw 44a disposed facing the developing sleeve 41a and a second agitating disposed facing the first agitating screw.
  • a screw 45a is provided in the developing container 40a. The two-component developer in the developing container 40a is circulated and conveyed in the developing container 40a while being stirred by the first and second stirring screws 44a and 45a.
  • a predetermined developing bias is applied to the developing sleeve 41a from the high voltage power source 102a.
  • the electrostatic latent image is reversely developed by the developing bias and the electric field of the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 1a.
  • a transfer bias voltage under a predetermined condition is applied to the primary transfer device 7a by a high voltage power source 103a.
  • the primary transfer bias voltage is a DC voltage. More specifically, the DC voltage is + 800V.
  • the toner image formed on the photosensitive drum 1 a by this primary transfer voltage is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 11.
  • the toner includes colored resin particles containing a binder resin, a colorant, and other additives as necessary, and colored particles to which an external additive such as colloidal silica fine powder is externally added.
  • the toner is a negatively chargeable polyester resin, and the volume average particle size is preferably 4 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less. More preferably, it is 8 ⁇ m or less.
  • the average particle size of the non-magnetic toner of this example was about 6.0 ⁇ m in consideration of image quality and handling properties.
  • a toner having a low melting point or a toner having a low glass transition point Tg (for example, Tg ⁇ 70 ° C.) is often used in order to improve the fixability. Further, in some cases, the toner contains a wax in order to improve the separability after fixing.
  • the developer of this example is a pulverized toner containing wax.
  • the carrier for example, surface-oxidized or non-oxidized iron, nickel, cobalt, manganese, chromium, rare earth and other metals and their alloys, or oxide ferrite can be preferably used.
  • the method for producing the particles is not particularly limited.
  • the carrier has a weight average particle diameter of 20 to 60 ⁇ m, preferably 30 to 50 ⁇ m, and a resistivity of 10 7 ⁇ cm or more, preferably 10 8 ⁇ cm or more. In this embodiment, a 10 ⁇ 8 ⁇ cm one was used.
  • the volume average particle diameter of the toner used in this example was measured by the following apparatus and method.
  • a measuring device an SD-2000 sheath flow electric resistance type particle size distribution measuring device (manufactured by Sysmex Corporation) was used.
  • the measuring method is as follows. That is, 0.1 ml of a surfactant, preferably alkyl benzene sulfonate, is added as a dispersant to 100 to 150 ml of an electrolytic aqueous solution of 1% NaCl aqueous solution prepared using primary sodium chloride, and 0.5 to 50 mg of a measurement sample is added. Add.
  • the electrolytic aqueous solution in which the sample is suspended is subjected to dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and the volume average distribution is obtained by the SD-2000 sheath flow electric resistance type particle size distribution measuring apparatus.
  • the volume average distribution was obtained by measuring the particle size distribution of particles of 2 to 40 ⁇ m using an aperture of 100 ⁇ m. The volume average particle diameter is obtained from the volume average distribution thus obtained.
  • the carrier resistivity used in this example was a sandwich type cell having a measurement electrode area of 4 cm and an interelectrode spacing of 0.4 cm. Measurement was performed by applying an applied voltage E (V / cm) between the two electrodes to one electrode under a pressure of 1 kg and obtaining the carrier resistivity from the current flowing in the circuit.
  • such toner and carrier are mixed at a weight ratio of about 8:92, and the toner concentration (ratio (ratio) of the toner weight in the total developer weight) is mixed.
  • TD ratio 240 g of 8% two-component developer is contained.
  • the replenishment developer is a mixture of toner and carrier at a weight ratio of about 90:10, and the toner concentration (ratio of toner weight to the total developer weight (ratio): TD ratio) is 90%.
  • the toner bottles Ta, Tb, Tc, and Td are accommodated.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the developing device 4a as viewed from above the image forming apparatus 100.
  • the developing container 40a is provided with a developing sleeve 41a as a developer carrier.
  • the developing container 40a is provided with an opening for exposing a part of the developing sleeve 41a.
  • a developing chamber for supplying a developing agent to the developing sleeve 41a is connected to the developing chamber at both ends.
  • a stirring chamber that forms a circulation path for circulating the developer.
  • the developing chamber is provided with a first stirring screw 44a as a first transport member, and the stirring chamber is provided with a second stirring screw 45a as a second transport member. Furthermore, a partition wall 46a that partitions the developing chamber and the stirring chamber is provided. Moreover, the 1st opening part 461 as a 1st communicating port and the 2nd opening part 462 as a 2nd communicating port are provided in the both ends of the longitudinal direction of the stirring screws 44a and 45a. The first opening 461 is positioned on the downstream side in the transport direction of the stirring chamber, and the second opening 462 is positioned on the upstream side in the transport direction of the stirring chamber.
  • the conveyance direction of a stirring chamber refers to the conveyance direction of the stirring screw 45a (The spiral blade-shaped fin 451 of FIG. 4).
  • the two-component developer accommodated in the developing chamber is indicated by the arrow A in the developing chamber and by the arrow in the stirring chamber by the helical blade member of the first stirring screw 44a and the helical blade member (screw portion) of the second stirring screw 45a. Agitated and conveyed in direction B.
  • the two-component developer is transferred from the stirring chamber to the developing chamber through the first opening 461, and the two-component developer is transferred from the developing chamber to the stirring chamber through the second opening 462, and the developer circulates. Be transported.
  • a replenishing port 49a is newly disposed above the developing container 40a upstream of the second stirring screw 45a in the developer conveying direction B to replenish toner and carrier.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view when the vicinity of the discharge port of the developing device 4 is viewed from the stirring chamber.
  • a developer discharge mechanism (ACR: Auto Carrier Refresh) is provided on the most downstream side of the stirring chamber provided with the second stirring screw 45a.
  • the second agitation screw 45 that is a developer conveying member of the agitation chamber is provided with a spiral blade-shaped fin 451 as a first screw part that conveys the developer in the conveying direction B.
  • the second stirring screw 45 rotates integrally with the fins 451 on the downstream side in the transport direction B from the fins 451, and a return screw 452 is provided.
  • the return screw 452 includes fins that are wound in the reverse direction to the spiral direction of the blades of the fins 451, and applies a force for transporting in the direction opposite to the developer transport direction B.
  • the return screw 452 applies a conveying force in the reverse C direction by making the pitch narrower than that of a normal fin, and develops the developer conveyed in the B direction through the first opening 461. Handed over to the room side.
  • the developing device having such a configuration, when the image forming operation proceeds and the replenishment developer including the carrier is replenished, only the toner is consumed in the image forming operation. It tends to increase gradually. As a result, the height of the developer surface in the developing container 40 increases as the developer amount increases. When a certain developer surface height is exceeded, the conveying capability of the return screw 452 is exceeded. Then, the developer gets over the return screw 452, and further downstream, a developer discharge mechanism having a small discharge screw 453 as a third screw portion having a transfer capability in the transfer direction B is arranged.
  • the discharge screw 453 includes a spiral blade in the same direction as the spiral direction of the blade of the fin 451 having a spiral blade shape.
  • the developer discharge port 50 is provided with a discharge port shutter 51 that can open and close the developer discharge port 50.
  • the developer discharge port 50 is discharged. The developer is blocked by the shutter 51 so that the developer does not leak from the developing device 4.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram when the developing device 4 is viewed from the stirring chamber.
  • FIG. 6 is a sectional view of the developing device 4.
  • the developing device 4 in the initial state (before the initialization operation described later is executed), the developing device 4 has a stirring chamber filled with an initial developer as shown in FIG.
  • the first opening 461 and the second opening 462 serving as a communication portion between the stirring chamber and the developing chamber are sealed as a sealing portion so that the initial developer is not leaked out of the developing device. Seals 52 and 53 are provided.
  • a discharge port sealing seal 54 is provided so that the initial developer does not leak from the developer discharge port 50.
  • the sealing seals 52 and 53 are inserted through a slit 57 provided on the upper cover of the developing device 4 so that the drum unit including the photosensitive drum 1 and the developing device 4 can be removed even if the developing device 4 is positioned. Yes.
  • an elastic urethane member 571 is provided on both sides of the slit 57 portion so that the developer does not leak from the slit 57, and the sealing seals 52 and 53 are sandwiched therebetween.
  • the sealing seal 52 is folded back upward from the lower end side while sealing the first opening 461 from the end face attached to the winding shaft 55, and is thermally welded to the partition wall 46.
  • the sealing seal 53 is folded back upward from the lower end side while sealing the second opening 462 from the end face affixed to the winding shaft 55, and is thermally welded to the partition wall 46.
  • the sealing seal 54 is folded back from the end surface attached to the winding shaft 55 while sealing the developer discharge port 54 and is thermally welded to the developing container 40. The reason why the sealing seal is folded and bonded is to reduce the driving torque applied to the winding shaft when the sealing seal is wound.
  • the developing device 4 is filled with an initial developer, and in this state, the developing device 4 is shipped in a state of being bundled with the image forming apparatus main body.
  • the initial developer is sealed by the sealing seals 52, 53, and 54, so that even if the developing device 4 is bundled with the image forming apparatus main body, the developer is transferred from the developing device 4 during transportation. Can be prevented from leaking out.
  • the initial developer can be prevented from being discharged from the developer discharge port 50.
  • the replenishing port 49a is provided in the stirring chamber. However, since the replenishing port 49a is connected to the replenishing path on the main body side at the time of packaging, there is no fear that the initial developer leaks from the replenishing port 49a. . For this reason, the supply port 49a is not sealed with a sealing seal.
  • a replenishing port shutter is provided for closing the replenishing port 49a when the developing device 4 is taken out from the apparatus main body.
  • the developing device 4 is connected to a drive motor 58 installed in the image forming apparatus main body 100 via a coupling 59 in which the developing sleeve 41 is detachable in the axial direction.
  • the rotation of the developing sleeve 41 is distributed to the first stirring screw 44, the second stirring screw 45, and the take-up shaft 55 by the opposite gear train 56 to which the drive motor 58 is connected.
  • the first stirring screw 44, the second stirring screw 45, and the take-up shaft 55 are connected by a gear train 56 so as to rotate together.
  • the gear 561 disposed at the end of the developing sleeve rotates, and the central gear 562 that meshes with the gear 561 rotates.
  • the gear 563 that meshes with the gear 562 rotates the first stirring screw 44, and the gear 564 rotates the second stirring screw 45.
  • the winding shaft 55 rotates through the meshing of the gears 562, 565, 566, and 567.
  • the gears 566 and 567 are configured to greatly decelerate using a worm gear so that the necessary torque can be secured when the take-up shaft 55 peels off the sealing sheets 52, 53 and 54. Therefore, the configuration of this embodiment is configured such that the drive sleeve 58 drives the developing sleeve 41, the first stirring screw 44, the second stirring screw 45, and the winding shaft 55 all together.
  • the developing sleeve 41 rotates at 300 rpm
  • the first stirring screw 44 rotates at 400 rpm
  • the second stirring screw 45 rotates at 450 rpm
  • the take-up shaft 55 rotates at 9.5 rpm.
  • the developing sleeve 41 of the developing device 4 of the present embodiment has an outer diameter of 20 mm
  • the first stirring screw 44 and the second stirring screw 45 have an outer diameter of 16 mm
  • the take-up shaft 55 has an outer diameter of 4 mm.
  • FIG. 8 is a control block diagram in this embodiment
  • FIG. 9 is a flowchart.
  • the image forming apparatus 100 includes a CPU 60, and a RAM 61 used as a working memory and a ROM 62 storing programs executed by the CPU and various data are connected to the CPU 60. Further, an old / new detection means for detecting whether or not the various sensors provided in the developing devices of each color, the I / O 63 for operating the developing motors 58 for driving the developing devices, and the mounted developing device 4 are new. 64 is connected.
  • the developing device 4 is normally initialized when the developing device 4 and the drum unit are replaced with new ones.
  • the new and old detection means 64 detects the new and old of the mounted developing device 4 (step S2), and whether the developing device 4 is new or durable. Is determined (step S3).
  • the developing device 4 of the present embodiment is provided with a fuse as the old and new detection means 64, and the substrate terminal of the fuse is in contact with the contact on the image forming apparatus 100 main body side. At this time, in the case of a new developing device 4, a predetermined current flows through the fuse and is cut, and the developing device 4 is determined to be new.
  • step S3 the driving of the developing motor 58 is started (step S4), and the idle rotation is performed for a predetermined time (step S5).
  • the idling time is 120 sec.
  • the developing sleeve 41, the first stirring screw 44, the second stirring screw 45, and the take-up rod 55 rotate, and the sealing sheets 52 and 53 and the discharge port sealing sheet 54 are opened. .
  • the charge amount of the toner is increased by the agitation while circulating the two-component developer contained in the agitation chamber throughout the developing device and accustoming the developer surface.
  • the image forming condition is set after the developing device 4 is idled for a predetermined time (step S6). Then, it is formed with a plurality of different exposure amounts (low density and intermediate density) according to predetermined image forming conditions (various conditions such as charging voltage and developing bias voltage, transfer voltage, and gradation correction table of the photosensitive drum 1). The toner test pattern thus formed is formed on the photosensitive drum 1. Thereafter, various sensor conditions are set (step S7). Then, an output value (optimum charging voltage and optimum development bias voltage, optimum transfer voltage, optimum gradation correction table) is estimated by a density sensor installed on the intermediate transfer belt 11. When these condition settings are completed, the driving of the developing motor 58 is stopped (step S8), and the initialization operation is completed (step S9).
  • the shape of the first opening 461 in this embodiment is substantially rectangular as shown in FIGS. It is thermally welded (bonded) with a substantially constant bonding width along the periphery of the first opening 461. Therefore, the total adhesion area in the width direction orthogonal to the removal direction of the sealing seal 52 differs in the removal direction (vertical direction) of the sealing seal 52. Specifically, with respect to the seal removal direction, the total adhesion area of the adhesion area upstream of the first opening 461 and the adhesion area downstream of the first opening 461 is larger than the remaining adhesion area. ing.
  • the driving torque load increases at the start of opening of the sealing seal 52 and at the completion of opening, and a driving torque peak appears.
  • the shapes of the second opening 461 and the developer discharge port 50 are also substantially rectangular, two peaks appear in the driving torque load. This will be specifically described below.
  • the driving torque load applied to the developing device during the initialization operation will be described. There are roughly two types of driving torque loads. One is a driving torque required when the sealing seals 52, 53, 54 are peeled off. The other is the driving torque required to transport the developer. Each is described in detail below.
  • FIG. 10 shows the time transition of the driving torque load when the initialization operation is performed in the state where there is no developer experimentally and only the sealing seal 52 is thermally welded.
  • the horizontal axis represents the time (seconds) from the start of idling of the initialization operation, and the vertical axis represents the driving torque load of the developing device.
  • the torque transition at this time is roughly divided into five states.
  • the take-up shaft 55 is driven to take up the extra length (play) of the sealing seal 52.
  • the extra length (play) of the sealing seal 52 has been wound up by the winding shaft 55. And it is a state in the middle of peeling off the heat welding of 30 mm in longitudinal width in the perpendicular downward direction of the 1st opening part 461 among the heat welding parts of the 1st opening part 461 and the sealing seal 52 (state 521). At this time, the driving torque load increases by peeling off the heat welding and reaches 0.6 kgf ⁇ cm.
  • the thermal seal between the sealing seal 52 and the first opening 461 is continuously peeled off (state 522).
  • the range where the heat welding is peeled is only at both end portions of the first opening 461 having a longitudinal width of 30 mm. Therefore, compared with the state 521, the driving torque load is reduced to 0.15 kgf ⁇ cm.
  • the state is the same as the state 520.
  • the driving torque load at the time of opening the sealing seal 54 is 0.35 kgf ⁇ cm, which is smaller than that of the sealing seals 52 and 53. This is because the longitudinal width of the developer discharge port is 10 mm, and the longitudinal width of the sealing seal that is thermally welded is smaller than that of the sealing seals 52 and 53.
  • FIG. 14 shows the time transition of the drive torque load when the initialization operation (opening operation) is performed in the state where there is no developer and all the sealing seals 52, 53, and 54 are thermally welded.
  • the horizontal axis represents the time (seconds) from the start of idling of the initialization operation
  • the vertical axis represents the driving torque load of the developing device.
  • the driving torque load necessary for removing the thermal welding of the respective sealing seals 52 to 54 is added. That is, the transition is the sum of the graphs of FIG. 10, FIG. 12, and FIG.
  • the opening of the sealing seal 52 starts 3 seconds after the idling rotation at the time of initialization of the developing device starts, and the opening of the sealing seal 54 starts 6 seconds later. Then, the opening of the sealing seal 54 is completed after 12 seconds, the opening of the sealing seal 52 is completed after 15 seconds, the opening of the sealing seal 53 starts after 16 seconds, and the opening of the sealing seal 53 is started after 28 seconds. Is completed. That is, the opening start timing can be shifted so that the positions at which the total of the adhesion areas in the width direction orthogonal to the seal removal direction of each seal seal is peeled off do not overlap each other. In this way, the total increase in drive torque load is suppressed.
  • the positions of the adhesive regions of the sealing seal 52 and the sealing seal 53 are about 4 mm below and about 4 mm above the first opening 461 and the second opening 462 having a height of 16 mm, respectively. It is heat welded.
  • the sealing seal 54 is thermally welded to a developer discharge port having an opening having a width of 4 mm in the winding direction in a width region of about 4 mm upstream in the winding direction and about 4 mm downstream.
  • the order is devised so that the timing at which the drive torque increases suddenly when the sealing sheets 52 to 54 are opened does not overlap.
  • it is a feature / point to start the opening by removing the thermal welding in the order of the sealing seal 52, the sealing seal 54, and the sealing seal 53.
  • an allowance length 541 is provided on the sealing seal 54, and the sealing seal 54 is wound up later than the sealing seal 52.
  • an allowance length 531 is provided in the sealing seal 53 so that the sealing seal 53 is wound up later than the sealing seal 54. More specifically, the sealing seal 54 has a 6 mm extra play length, and the sealing seal 53 has a 26 mm extra play length, compared to the play allowance length of the seal seal 52.
  • the method for controlling the winding order of the sealing seal is not limited to the extra play length.
  • the shaft diameter of the winding shaft 55 can be changed depending on the position where the sealing seal is attached. The effect of the invention can be exhibited.
  • the first opening 461, the second opening 462, and the developer discharge port 50 have been described as being substantially rectangular, but the present invention is not limited to this. Depending on the shape, it is only necessary that the timing at which the drive torque suddenly increases at the time of opening does not overlap.
  • the horizontal axis represents the time (seconds) from the start of idling of the initialization operation
  • the vertical axis represents the driving torque load of the developing device.
  • the solid line in the graph represents the total driving torque load
  • the dotted line in the graph represents the driving torque load due to the developer.
  • the sealing seal 54 continues to be opened and the discharge port 50 is completely opened (peak of (3)), the torque load due to the developer starts to decrease. Further, the first opening 461 is completely opened by opening the sealing seal 52 (peak of (4)), and the torque due to the developer is gradually reduced. Thereafter, the torque load due to the developer stably changes at about 0.5 kgf ⁇ cm, and during that period, the opening start ((5) peak) to the opening completion (peak (6)) of the sealing seal 53 proceeds. .
  • Example 1 the torque of the entire developing device at this time can be suppressed to about 1.4 kgf ⁇ cm at the maximum.
  • the time transition of the torque with respect to the idling time at this time is shown in FIG.
  • the horizontal axis represents the time (seconds) from the start of idling of the initialization operation
  • the vertical axis represents the driving torque load of the developing device.
  • the solid line in the graph represents the total driving torque load
  • the dotted line in the graph represents the driving torque load due to the developer.
  • the overall torque of the developing device tends to increase the load of the developer and increase the driving torque load. is there.
  • the following example is a developing device that does not have the characteristics of the present invention, and the winding start order of the sealing seal is the order of the sealing seal 52 ⁇ the sealing seal 53 ⁇ the sealing seal 54. It is the structure which winds up.
  • the time transition of torque will be described in detail.
  • the overall torque of the developing device is greatly increased.
  • the maximum was about 7.0 kgf ⁇ cm.
  • the stirring screw 45 may break due to the driving torque load.
  • the winding of the sealing seal is started in the order of the sealing seal 52 ⁇ the sealing seal 54 ⁇ the sealing seal 53, so that the escape path of the developer conveyed through the agitation chamber. Is to suppress an increase in torque due to the pushing of the conveyance.
  • Photosensitive drums 4a to 4d Developing device 40 Developing container 41 Developing sleeve 44 First stirring screw 45 Second stirring screw 46 Partition 49 Replenishment port 50 Developer discharge port 51 Discharge port shutter 52, 53 Sealing seal 54 Discharge port seal Stop seal 55 Winding shaft 58 Developing motor 461 First opening 462 Second opening

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Abstract

 初期現像剤を封入し、かつ、現像剤排出機構(トリクル機構、ACR機構)を備えた現像装置において、現像装置内の封止された現像剤の偏り状態に関わらず、現像装置の駆動トルク負荷を低減する。 封止シールによって開口部を開封スタートする順番を、まず、撹拌室の下流側の封止シールを開封スタートし、次に排出口の封止シールを開封し、最後に撹拌室の上流側の封止シールを開封スタートする、という順番とする。

Description

画像形成装置
 本発明は、像担持体上に形成した潜像をトナーとキャリアとを混合した二成分現像剤を用い、現像剤を補給するとともに過剰となった現像剤を排出可能な現像装置に関する。
 従来、電子写真方式の画像形成装置において、像担持体上に形成された潜像を、現像装置に含まれた現像剤を用いて現像し、トナー像として可視化することが知られている。現像剤として主に非磁性トナーと磁性キャリアとを混合した二成分現像剤を用いる二成分現像方式は、現在提案されている他の現像方式に比較して、画質の長期安定性などの長所を備えている。
 図19は二成分現像方式を用いた現像装置4の断面概略図である。従来、二成分現像方式を用いた現像装置は、現像容器40内部に現像剤として二成分現像剤を収容している。そして、現像容器内の二成分現像剤を搬送および撹拌するために、複数の現像剤搬送部材を用いることが提案され、実施されている。図19において、現像容器40には、現像剤担持体である現像スリーブ41と、第1撹拌スクリュー44が備えられ、現像スリーブ41に対して現像剤の供給を行う現像室が備えられている。また、現像容器40には、第2撹拌スクリュー45が備えられた撹拌室が備えられている。また、現像室と撹拌室の間には、両者を区切るように隔壁46が備えられている。そして、隔壁46の長手方向端部には現像室と撹拌室との間で現像剤が通過する受け渡し開口が備えられ、二成分現像剤は第1撹拌スクリューおよび第2撹拌スクリューにより現像容器40内を循環する。また、現像室に配設された現像スリーブ41の内部にはマグネットロール42が配置され、現像スリーブ41上に二成分現像剤に磁気穂を形成し、現像スリーブ41の回転により感光ドラム1との対向部まで搬送する。そして、磁気穂が感光ドラム1に近接もしくは接触し、感光ドラム1上に形成された静電潜像に対して現像スリーブ41に現像バイアスを印加することによりトナーが現像され、感光ドラム1上に静電潜像に応じたトナー像が形成される。
 上述のように、二成分現像剤を用いる現像装置4においては、その現像装置4に収容されている二成分現像剤のトナーとキャリアを攪拌して摩擦帯電させる。その後、現像スリーブ41により感光体ドラム1に帯電したトナーを供給することにより感光体ドラム1上の潜像を現像する。この際、トナーは消費・供給されるのに対し、キャリアは消費も供給もされず現像装置4内に残る。このため、キャリアはトナーに比べて現像装置4内での攪拌頻度が多くなり、外添剤蓄積・ワックス付着・トナースペントなどに起因する帯電能の劣化が起こり易い。これにより、現像剤搬送量が低下して現像剤の物理的な摺擦による帯電量が不足し、濃度ムラや白地部かぶりなどの画像不良が発生してしまう。
 そこで、従来、このキャリアの劣化を抑制するため、トナーのみではなくキャリアも現像装置4内に適宜、現像剤補給口49から補給する。これとともに、このキャリア補給により現像装置4内で徐々に過剰となる二成分現像剤を現像剤排出口により回収する。これにより、消費により減少するトナーを補充すると同時に、現像装置4内の劣化したキャリアを補給される新しいキャリアに置き換えるようにする現像方法として、特許文献1が提案されている。
 この現像方法によれば、キャリアを含む二成分現像剤の補給と排出が行われることにより、キャリアの劣化が抑制されて現像剤収容部内の二成分現像剤の現像特性が一定に維持される。これにより、長期的に現像剤の現像特性の変動による画質低下を抑えることが可能となる。
 また、画像形成装置や交換可能な現像装置またはプロセスカートリッジでは、現像装置内で最初に用いる初期現像剤を密封し、外気に触れさせないようにした状態で出荷する技術が、特許文献2または特許文献3で提案されている。これは、高温高湿の外気に触れさせた状態で放置すると現像剤が吸湿劣化し、初期立ち上げ時に現像剤が所望の性能を発揮できなくなるからである。また、出荷後の輸送時に現像装置またはプロセスカートリッジから現像剤が漏れるのを防止する効果もある。特許文献2の技術では、現像剤を封止するシール部材をユーザーまたはサービスマンが開封する構成が提案されている。特許文献3の技術では、画像形成装置本体に装着され、現像装置が駆動されることによりシール部材を巻き取り、開封する構成が提案されている。
特公平2-21591号公報 特開2006-201528号公報 特開2011-242639号公報
 しかしながら、特許文献1に示されるような、現像剤を排出する排出口を有する現像装置やプロセスカートリッジにおいて、特許文献2や特許文献3に示されるような初期現像剤を現像装置内に封止する構成を用いたときに、以下のような問題が発生した。
 即ち、現像装置やプロセスカートリッジの初期化時において、現像剤を封止しているシール部材を取り除く際の負荷トルクで、ギアの割れ/歯飛びや、攪拌スクリューの破断が発生する場合があった。特に、物流等の影響を受けて、現像装置やプロセスカートリッジ内の初期現像剤が、現像容器内に偏析した場合に本課題が顕著に発生する場合があった。
 本発明は、以上の背景を鑑みてなされたものである。その目的とするところは、初期現像剤を現像装置内で封止するシール部材を備えた現像装置において、シール部材を開封した時に現像剤が現像容器内に局所的に偏析していても、シール部材の開封による負荷トルクを軽減することになる。
 上記の目的は、本発明に従った以下の現像装置にて達成される。即ち、
 初期状態で現像剤が収容される第一室と、
 前記第一室と現像剤の循環経路を形成する第二室と、
 前記第一室と前記第二室とを仕切る隔壁と、
 前記第一室の現像剤を搬送する第一搬送部材と、
 前記第二室の現像剤を搬送する第二搬送部材と、
 前記第一室の搬送方向下流側に設けられ、前記第一室から前記第二室に現像剤を受け渡す第一連通口と、
 前記第一室の搬送方向上流側に設けられて前記第二室から前記第一室に現像剤を受け渡す第二連通口と、
 前記第一連通口の周囲に接着され、前記第一連通口を開封可能に封止する第一封止部と、
 前記第二連通口の周囲に接着され、前記第二連通口を開封可能に封止する第二封止部と、
 磁性キャリアと非磁性トナーが混合された現像剤が補給される補給口と、
 余剰現像剤を排出可能な排出口と、
 前記排出口の周囲に接着され、前記排出口を開封可能に封止する第三封止部と、
 前記第一封止部、前記第二封止部、及び、前記第三封止部の各封止部がそれぞれ取り付けられ、駆動入力されて前記各封止部を巻き取り可能な巻き取り軸と、
を備えた現像装置において、
 前記各封止部の接着領域は、各封止部の除去方向と直交する幅方向の総和が、各封止部の除去方向に関して、異なるように設けられており、
 各封止部の前記幅方向の接着領域が最大となる位置が剥がされるタイミングが、各封止部で重ならないように各封止部の開封開始タイミングが異なるように設定され、
 前記第一封止部、前記第三封止部、前記第二封止部の順に開封開始されることを特徴とする。
 本発明によれば、初期現像剤を現像装置内で封止するシール部材を備えた現像装置において、シール部材を開封した時に現像剤が現像容器内に局所的に偏析していても、シール部材の開封による負荷トルクを軽減可能である。
本発明に係る画像形成装置の実施例1を示す断面図 図1の画像形成装置における画像形成ステーションの構成を示す概略構成図 図1の画像形成装置の上方から見たときの現像装置の概略構成図 実施例1に係る現像装置の現像剤排出機構について説明した図 実施例1に係る現像装置を撹拌室のほうから見たときの概略構成図 実施例1に係る現像装置の封止構成を示した断面構成図 実施例1に係る現像装置のギア列の説明図 実施例1の制御系を示すブロック図 実施例1の現像装置のイニシャライズ制御を行うフローチャート図 実施例1の現像装置のイニシャライズ時の駆動トルク負荷の時間推移(但し、剤無し、封止シール52のみ熱溶着した条件) 実施例1の現像装置のイニシャライズ時において封止シール52の剥れる状態の推移を表した図 実施例1の現像装置のイニシャライズ時の駆動トルク負荷の時間推移(但し、剤無し、封止シール53のみ熱溶着した条件) 実施例1の現像装置のイニシャライズ時の駆動トルク負荷の時間推移(但し、剤無し、封止シール54のみ熱溶着した条件) 実施例1の現像装置のイニシャライズ時の駆動トルク負荷の時間推移(但し、剤無し、封止シール52、53、54、全て熱溶着あり条件) 実施例1の現像装置のイニシャライズ時の駆動トルク負荷の時間推移(但し、剤有り、撹拌室の現像剤が長手で略均一の場合) 実施例1の現像装置のイニシャライズ時の駆動トルク負荷の時間推移(但し、剤有り、第1開口部461側に剤が寄っている場合) 本実施例と比較される比較例における、イニシャライズ時の駆動トルク負荷の時間推移(但し、剤有り、第1開口部461側に剤が寄っている場合) 実施例1の現像装置の封止シールの遊び余長を説明する図 従来の二成分現像方式を用いた現像装置の断面概略図
 以下、図面を参照して本発明の第1の実施例となる画像形成装置について詳しく説明する。本実施例1では、各色の感光ドラムが並列された、いわゆるタンデム型フルカラー2成分現像剤の画像形成装置を例として説明する。但し、本発明は、以下で説明する実施例の現像装置の特徴を備えていればよい。例えば、感光ドラムに作像された像を、中間転写体に転写し、中間転写体に転写された像を記録材に転写する構成(中間転写方式)であってもよい。また、感光ドラムに作像された像を直接記録材に転写する構成であってもよい。また、感光ドラムが一つからなる画像形成装置であってもよい。また、フルカラー、モノクロの区別無く実施できる。
 <本実施例の画像形成装置の概要>図1参照
 図1は、本発明に係るタンデム型中間転写方式のカラー画像形成装置の例を示す断面図である。本実施例の画像形成装置は接触帯電方式、二成分現像方式を採用した電子写真方式のカラー複写機である。また、図2は、画像形成を行うプロセスカートリッジの1つのPaおよびその周辺の構成を示す。PaとPb、Pc、Pdは同様の構成であるので詳細の説明は省略する。
 本実施例の画像形成装置100には、図1および図2に示すように、4つの画像形成用のプロセスカートリッジPa、Pb、Pc、Pdが画像送り方向に直列に並置されており、各プロセスカートリッジは画像形成装置本体に対して、着脱可能になっている。各プロセスカートリッジPa、Pb、Pc、Pdには、それぞれ像担持体である感光ドラム1a、1b、1c、1d、帯電装置2a、2b、2c、2d、現像装置4a、4b、4c、4d、クリーニング装置6a、6b、6c、6dを備えており、また、画像形成装置本体には、露光装置3a、3b、3c、3d、および1次転写装置7a、7b、7c、7dが備えられている。また、各プロセスカートリッジPa、Pb、Pc、Pdの感光ドラム1a、1b、1c、1dと一次転写装置7a、7b、7c、7dとの間を通るように、中間転写体である中間転写ベルト11が矢印方向Zに移動可能に配置されている。
 露光装置3a、3b、3c、3dは画像形成装置の下方部に配置された図示しない光源装置およびポリゴンミラーからなる。光源装置から発せられたレーザー光は、ポリゴンミラーの回転によって走査され、その走査光の光束は複数の反射ミラーによって偏向される。その後、偏光された光は、fθレンズにより感光ドラム1a、1b、1c、1dの母線上に集光して露光されることにより、感光ドラム1a、1b、1c、1d上に画像信号に応じた静電潜像が形成される。
 現像装置4a、4b、4c、4dには、それぞれイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの非磁性トナーと磁性キャリアが所定の混合比で混合された二成分現像剤が所定量充填されている。現像装置4a、4b、4c、4dは、感光ドラム上の潜像を順次各色のトナーで現像してトナー像を形成する。現像されたトナー像は、中間転写ベルト11上にトナー像が一次転写される。さらに、転写材カセット14に収容された転写材Pが二次転写装置12へ搬送され、中間転写ベルト11上に担持されたトナー像は転写材Pへ二次転写され、定着部9にて加熱及び加圧によりトナー像を定着した後、記録画像として装置外に排出される。
 また、転写材Pへの二次転写位置から中間転写ベルト進行方向下流には中間転写ベルト11表面に付着したカブリトナーや二次転写残トナー等をクリーニングするための中間転写ベルトクリーニングブレード13が常時に当接され清掃される。一方、感光ドラム1a、1b、1c、1d上に残留した一次転写残トナー等は、クリーニング装置6a、6b、6c、6dにより回収される。
 <画像形成装置の画像形成ステーションの概要>図2参照
 図2に示すように、帯電ローラ2aは、芯金の両端部をそれぞれ軸受け部材(図示せず)により回転自在に保持されると共に、押圧ばね21aによって感光ドラム1aに向かって付勢して、感光ドラム1aの表面に対して所定の押圧力をもって圧接させている。これにより、帯電ローラ2aは、感光ドラム1aの回転に従動して回転する。帯電ローラ2aの芯金には、高圧電源101aにより所定の条件の帯電バイアス電圧が印加される。これにより、回転する感光ドラム1a表面は、所定の極性・電位に接触帯電処理される。本実施例において、帯電ローラ2aに対する帯電バイアス電圧は、直流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧である。より具体的には、-500Vの直流電圧と、周波数0.92kHz、ピーク間電圧Vpp=1.5kVの正弦波の交流電圧とを重畳した振動電圧である。この帯電バイアス電圧により、感光ドラム1a表面は帯電ローラ2aに印加した直流電圧と同じ-500V(暗電位Vd)に一様に帯電される。
 また、現像装置4aは、現像容器40a有し、現像容器40aに主に非磁性トナー(トナー)と磁性キャリア(キャリア)とを備える二成分現像剤(現像剤)が収容されている。現像容器40a、感光ドラム1aに対向した領域に開口部を有しており、この開口部に一部露出するようにして現像剤担持体としての現像スリーブ41aが回転可能に配置されている。
 現像スリーブ41aは、非磁性材料で構成され、その表面には現像剤を担持搬送するために粗し処理が施されている。また、その内部には磁界発生手段である固定のマグネット42aが配置されている。現像動作時には、現像スリーブ41aは、図2の矢印X方向(反時計方向)に回転し、感光ドラム1aは、矢印Y方向(時計方向)に回転する。回転する現像スリーブ41aは、規制部材43aにより現像スリーブ上で薄層化された二成分現像剤を担持して搬送する。即ち、摩擦帯電したトナーが表面に付着したキャリアが、マグネット42aの発生する磁界によって現像スリーブ41a上に担持されて搬送される。また、現像容器40a内には、現像剤攪拌及び搬送部材として、現像スリーブ41aに対向して配設された第1攪拌スクリュー44aと、第1撹拌スクリューに対向して配設された第2攪拌スクリュー45aが配設されている。現像容器40a内の二成分現像剤は、第1、第2攪拌スクリュー44a、45aによって攪拌されながら、現像容器40a内を循環搬送される。
 また、現像スリーブ41aには、高圧電源102aから所定の現像バイアスが印加される。本実施例において現像バイアス電圧は、直流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧である。より具体的には、-350Vの直流電圧と、周波数8.0kHz、ピーク間電圧Vpp=1.8kVの矩形波の交流電圧とを重畳した振動電圧である。この現像バイアスと、感光ドラム1a表面に形成された静電潜像の電界によって静電潜像が反転現像される。
 また、一次転写装置7aには、高圧電源103aにより所定の条件の転写バイアス電圧が印加される。本実施例において一次転写バイアス電圧は直流電圧である。より具体的には、+800Vの直流電圧である。この一次転写電圧により感光ドラム1a上に形成されたトナー像は中間転写ベルト11上に一次転写される。
 <本実施例の現像装置に収容されている現像剤の概要>
 ここで、本実施例の現像装置4aに収容されているトナーとキャリアからなる2成分現像剤について詳しく説明する。
 トナーは、結着樹脂、着色剤、そして、必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有している。トナーは、負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は4μm以上、10μm以下が好ましい。より好ましくは8μm以下であることが好ましい。本実施例の非磁性トナーの平均粒径は、画質とハンドリング性を考慮して約6.0μmとした。また、近年のトナーにおいては、定着性を良くするために低融点のトナー或いは低ガラス転移点Tg(例えばTg≦70℃)のトナーが用いられることが多い。さらに定着後の分離性を良くするためにトナーにワックスを含有させている場合もある。
 本実施例の現像剤は、ワックスを含有させた粉砕トナーである。
 また、キャリアは、例えば表面酸化或は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属、及びそれらの合金、或は酸化物フェライトなどが好適に使用可能であり、これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。キャリアは、重量平均粒径が20~60μm、好ましくは30~50μmであり、抵抗率が10^7Ωcm以上、好ましくは10^8Ωcm以上である。本実施例では10^8Ωcmのものを用いた。
 尚、本実施例にて用いられるトナーについて、体積平均粒径は、以下に示す装置及び方法にて測定した。測定装置としては、SD-2000シースフロー電気抵抗式粒度分布測定装置(シスメックス社製)を使用した。測定方法は以下に示す通りである。即ち、一級塩化ナトリウムを用いて調製した1%NaCl水溶液の電解水溶液100~150ml中に、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を0.1ml加え、測定試料を0.5~50mg加える。試料を懸濁した電解水溶液は、超音波分散器で約1~3分間分散処理を行ない、上記のSD-2000シースフロー電気抵抗式粒度分布測定装置により、体積平均分布を求める。測定条件として、アパーチャーは100μmアパーチャーを用いて2~40μmの粒子の粒度分布を測定することで体積平均分布を求めた。こうして求めた体積平均分布より、体積平均粒径を得る。
 又、本実施例にて用いられるキャリアの抵抗率は、測定電極面積4cm、電極間間隔0.4cmのサンドイッチタイプのセルを用いた。片方の電極に1kgの重量の加圧下で、両電極間の印加電圧E(V/cm)を印加して、回路に流れた電流から、キャリアの抵抗率を得る方法によって測定した。
 尚、本実施例では、現像容器40内において、このようなトナーとキャリアとを重量比で約8:92の割合で混合し、トナー濃度(全現像剤重量に占めるトナー重量の割合(比率):TD比)8%の二成分現像剤を240g収容している。また、補給用の現像剤は、トナーとキャリアとを重量比で約90:10の割合で混合し、トナー濃度(全現像剤重量に占めるトナー重量の割合(比率):TD比)90%をトナーボトルTa、Tb、Tc、Tdに収容している。
 <本実施例の現像装置における現像剤の循環の概要>図3参照
 図3は、現像装置4aを画像形成装置100の上方から見たときの概略構成図である。図2および図3に示すように、現像容器40aには、現像剤担持体としての現像スリーブ41aが設けられている。また、現像容器40aには、現像スリーブ41aを一部露出するための開口部が設けられ、現像スリーブ41aに現像剤を供給する現像室と、現像室と両端部で連絡して、現像室と現像剤を循環させる循環経路を形成する撹拌室と、を備える。現像室には、第一搬送部材としての第1撹拌スクリュー44aが備えられ、撹拌室には、第二搬送部材としての第2撹拌スクリュー45aが備えられている。更には、現像室及び撹拌室を仕切る隔壁46aが備えられている。また、撹拌スクリュー44a、45aの長手方向の両端部には、第一連通口としての第1開口部461および第二連通口としての第2開口部462が設けられている。第1開口部461は、撹拌室の搬送方向下流側に位置され、第2開口部462は、撹拌室の搬送方向上流側に位置する。尚、撹拌室の搬送方向とは、撹拌スクリュー45a(図4の螺旋羽根形状のフィン451)の搬送方向のことを指す。また第1撹拌スクリュー44aの螺旋形状の羽根部材および第2撹拌スクリュー45aの螺旋形状の羽根部材(スクリュー部)により、収容された二成分現像剤は現像室において矢印方向A、撹拌室においては矢印方向Bに撹拌搬送される。そして、撹拌室から現像室へは第1開口部461を通じて二成分現像剤が受け渡され、現像室から撹拌室へは第2開口部462を通じて二成分現像剤が受け渡され、現像剤が循環搬送される。また、第2撹拌スクリュー45aの現像剤搬送方向Bの上流の現像容器40aの上方には、新たにトナーおよびキャリアを補給するべく補給口49aが配設されている。
 <本実施例の現像装置における排出口近傍の概要>図4参照
 次に、図4に基づき、上述の現像装置4の現像剤排出機構について説明する。図4は現像装置4の排出口近傍を撹拌室の方から見たときの概略断面図である。第2攪拌スクリュー45aを備えた撹拌室の最下流に現像剤排出機構(ACR:Auto Carrier Refresh)が備えられている。攪拌室の現像剤搬送部材である第2撹拌スクリュー45は、搬送方向Bへ現像剤を搬送する第一スクリュー部としての螺旋羽根形状のフィン451が備えられている。更に、第2撹拌スクリュー45は、フィン451よりも搬送方向B下流側で、フィン451と一体となって回転して、返しスクリュー452が設けられている。返しスクリュー452は、フィン451の羽根の螺旋方向とは逆巻きのフィンを備え、現像剤の搬送方向Bとは逆方向に搬送する力を付与している。返しスクリュー452は、通常のフィンよりもピッチを狭くすることによって逆方向のC方向に搬送力を付与して、B方向に搬送されてきた現像剤を、第1開口部461を通過させて現像室側に受け渡している。
 このような構成の現像装置において、画像形成動作が進み、キャリアを含んだ補給用現像剤が補給されると、画像形成動作ではトナーのみが消費されるため、現像容器40内の現像剤量は徐々に増加する傾向にある。これによって、現像容器40内の現像剤面高さは現像剤量の増加と共に高くなっていく。そして、ある一定の現像剤面高さを超えると、返しスクリュー452の搬送能力をオーバーする。すると、返しスクリュー452を現像剤が乗り越え、更に下流には搬送方向Bの搬送能力を持った、第三スクリュー部としての小型の排出スクリュー453を設けた現像剤排出機構が配されている。排出スクリュー453は、螺旋羽根形状のフィン451の羽根の螺旋方向と同方向の螺旋状の羽根を備えている。この小型の排出スクリュー453によって、現像剤排出口50に搬送されて図示しない廃トナー容器に現像剤が落ちる。これによって、初期のキャリアと耐久に使用されたキャリアが入れ替わる構成となっている。また、現像剤排出口50には、現像剤排出口50を開閉可能な排出口シャッター51が備えられ、現像装置4を画像形成装置本体100から取り外した際に、現像剤排出口50を排出口シャッター51で塞ぎ、現像装置4から現像剤が漏れないようになっている。
 <本実施例の現像装置の初期現像剤の封止構成の概要>図5、6参照
 次に、本実施例における初期現像剤の封止構成について、図5および図6に基づいて説明する。図5は現像装置4を撹拌室のほうから見たときの概略構成図である。また、図6は現像装置4の断面構成図である。本実施例において、初期状態(後述するイニシャライズ動作が実行される前)現像装置4は、図6に示すように撹拌室に初期現像剤が充填されている。そして、初期現像剤を現像装置外に漏れないように撹拌室と現像室との連通部となる第1開口部461と第2開口部462を開封可能に封止する封止部としての封止シール52および53が備えられている。また、現像剤排出口50から初期現像剤が漏れないように排出口封止シール54が備えられている。封止シール52および53は、感光体ドラム1を含んだドラムユニットと現像装置4の位置決めが為されていても取り外しできるよう、現像装置4の上蓋に設けたスリット57から挿入される構成となっている。また、スリット57から現像剤が漏れないように、スリット57部分の両側には弾性のあるウレタン部材571を配し、封止シール52および53を挟み込んだ構成としている。そして、これらの封止シール52、53および54は巻き取り軸55に貼り付けられ、現像装置4のギア列56により巻き取り軸55が連結され、現像装置4に駆動入力されて回転することにより、封止シールが巻き上げられ、開封される。
 図6に示すように、封止シール52は巻き取り軸55に貼り付けられた端面から第1開口部461を封止しつつ下端側から上方へ折り返して隔壁46に熱溶着される。封止シール53も同様に、巻き取り軸55に貼り付けられた端面から第2開口部462を封止しつつ下端側から上方へ折り返して隔壁46に熱溶着される。また、封止シール54は巻き取り軸55に貼り付けられた端面から現像剤排出口54を封止しつつ折り返して現像容器40に熱溶着される。封止シールを折り返して接着するのは、封止シールの巻き取り時に巻き取り軸にかかる駆動トルクを低減するためである。尚、本実施例では、現像装置4に初期現像剤を充填しており、この状態で現像装置4を画像形成装置本体に同梱した状態で出荷する形態を採用している。本実施例のように、封止シール52、53および54によって、初期現像剤を封止することで、現像装置4を画像形成装置本体に同梱しても、輸送時に現像装置4から現像剤が漏れ出ることを抑制できる。また、初期現像剤が現像剤排出口50から排出されることを抑制できる。尚、本実施例では、補給口49aは撹拌室に設けられているが、同梱時に本体側の補給経路と接続されているため、補給口49aから初期現像剤が漏れ出てくる心配はない。このため、補給口49aには封止シールで封止はしていない。尚、本実施例では、現像装置4を装置本体から取出した際に、補給口49aを閉じる補給口シャッターが設けられている。
 <本実施例の現像装置の初期現像剤の封止シールの巻き取り構成の概要>図7参照
 次に、図7に基づいてギア列56について説明する。図7に示すように現像装置4は、現像スリーブ41が軸方向へ着脱自在なカップリング59を介して画像形成装置本体100に設置された駆動モータ58に接続される。現像スリーブ41の回転は、駆動モータ58が接続された反対側のギア列56によって、第1撹拌スクリュー44、第2撹拌スクリュー45、巻き取り軸55に分配される。第1撹拌スクリュー44、第2撹拌スクリュー45、巻き取り軸55は、それぞれが一体に回転させるようにギア列56により連結されている。現像スリーブ41が回転すると、現像スリーブ端部に配設されたギア561が回転し、ギア561と噛み合う中心のギア562が回転する。そして、ギア562に噛み合うギア563は第1撹拌スクリュー44を回転させ、ギア564は第2撹拌スクリュー45を回転させる。
 また、ギア562、565、566、567の噛み合いを経て、巻き取り軸55が回転する。巻き取り軸55が封止シート52、53、54を引き剥がす際に必要なトルクを確保できるように、ギア566、567はウォームギアを用いて大きく減速する構成となっている。従って本実施例の構成は、1つの駆動モータ58の駆動によって、現像スリーブ41、第1撹拌スクリュー44、第2撹拌スクリュー45、巻き取り軸55が全て連動して回転する構成となっている。
 これにより、現像スリーブ41は300rpm、第1撹拌スクリュー44は400rpm、第2撹拌スクリュー45は450rpm、巻き取り軸55は9.5rpmの回転数で回転する。また、本実施例の現像装置4の現像スリーブ41は外径φ20mmであり、第1撹拌スクリュー44および第2撹拌スクリュー45は外径φ16mmであり、巻き取り軸55は外径φ4mmである。
 <本実施例の現像装置のイニシャライズ時の動作制御について>図8、9参照
 次に、現像装置4を画像形成装置100に装着した際のイニシャライズ動作について図8および図9に基づいて説明する。図8は、本実施例における制御ブロック図であり、図9はフローチャートを示した図である。
 画像形成装置100はCPU60を有し、このCPU60には、作業用のメモリとして使われるRAM61、CPUが実行するプログラムや各種データが格納されたROM62が接続されている。更に、各色の現像装置に備えられた各種センサや現像装置を駆動させるための各色の現像モータ58などを動作させるI/O63や装着された現像装置4が新品であるかを検知する新旧検知手段64が接続されている。
 画像形成装置100は、通常、現像装置4及びドラムユニットを新品に交換した場合、現像装置4のイニシャライズ動作が行なわれる。イニシャライズ動作では、まず画像形成装置100の電源をオンすると(ステップS1)、装着されている現像装置4の新旧検知を新旧検知手段64で行い(ステップS2)、現像装置4が新品か耐久品かを判断する(ステップS3)。本実施例の現像装置4には、新旧検知手段64としてのヒューズが備えられており、画像形成装置100本体側の接点にヒューズの基板端子が接触するようになっている。このとき、新品の現像装置4の場合にはヒューズに所定の電流が流れて切断され、現像装置4を新品と判断する。新品でない耐久現像装置4の場合はヒューズが既に切断されているため電流が流れないため、耐久品と判断する。ステップS3にて、現像装置4が新品と判断されたときは、現像モータ58の駆動が開始され(ステップS4)、所定時間空回転させる(ステップS5)。本実施例において、この空回転時間は120secとした。この空回転時間の間に、現像スリーブ41、第1撹拌スクリュー44、第2撹拌スクリュー45、巻き取り棒55が回転し、封止シート52、53および排出口封止シート54の開封が行われる。そして、撹拌室に収納されていた二成分現像剤を現像装置全体に循環させて現像剤面を慣らしつつ、撹拌によりトナーの帯電量が高められる。
 現像装置4を所定時間空回転動作させた後、作像条件を設定する(ステップS6)。そして、予め決められた作像条件(感光体ドラム1の帯電電圧と現像バイアス電圧、転写電圧、階調補正テーブル等の各種条件)により、複数の異なる露光量(低濃度と中間濃度)で形成したトナーテストパターンを感光体ドラム1上に形成する。その後に、各種センサ条件を設定する(ステップS7)。そして、中間転写ベルト11に設置した濃度センサによって出力値(最適帯電電圧と最適現像バイアス電圧、最適転写電圧、最適階調補正テーブル)の推定を行う。これらの条件設定が終了すると現像モータ58の駆動が停止し(ステップS8)、イニシャライズ動作が終了する(ステップS9)。
 ここから、本発明の最も特徴的な部分を説明する。
 まず、現像装置のイニシャライズ動作の空回転120sec中の現像装置にかかる駆動トルク負荷について、現像剤が無い状態での実験結果を詳細に説明する。これが現像装置にかかる駆動トルク負荷のベースとなる。
 次に、本発明の特徴である、封止シールの巻き取り順番について説明する。
 さらに、現像剤が撹拌室に充填された状態での、駆動トルク負荷の時間推移について説明する。
 最後に、撹拌室に充填された現像剤の状態によって、現像装置にかかるトルク負荷がどのように増大する場合があるか?について説明し、本発明の実施例1によるトルク抑制効果を説明する。
 <現像装置にかかる駆動トルク負荷について(剤なし)>図10、11、12、13参照
 本実施例における第1開口部461の形状は、図4、図5に示すように、略四角形となっており、第1開口部461の周囲に沿って略一定の接着幅で熱溶着(接着)されている。そのため、封止シール52の除去方向と直交する幅方向の総和接着面積は、封止シール52の除去方向(鉛直方向)で異なっている。具体的には、シール除去方向に関して、第1開口部461よりも上流側の接着領域と、第1開口部461よりも下流側の接着領域は、残りの接着領域よりも総和接着面積が大きくなっている。このため、封止シール52の開封開始時と開封完了時で駆動トルク負荷が増大し、駆動トルクピークが出現する。同様に、第2開口部461、現像剤排出口50の形状も略四角形状のため、駆動トルク負荷に2箇所のピークが出現している。以下具体的に説明する。まず、イニシャライズ動作中に現像装置にかかる駆動トルク負荷について説明する。駆動トルク負荷としては大きく2種類に分けられる。1つは封止シール52、53、54を剥す時に必要な駆動トルクである。もう一つは現像剤を搬送するのに必要な駆動トルクである。それぞれに詳細に以下で説明する。
 まず、封止シール52、53、54を巻き取って剥す時にかかるトルク負荷について説明する。図10は、実験的に現像剤が無い状態で、かつ封止シール52のみを熱溶着した状態で、イニシャライズ動作をした時の駆動トルク負荷の時間推移である。横軸はイニシャライズ動作の空回転が開始してからの時間(秒)、縦軸は現像装置の駆動トルク負荷である。このときのトルクの推移としては大きく5つの状態に分けられる。
 まず、0~3秒までは、図11にも示したように、巻き取り軸55が駆動して封止シール52の余長(遊び)を巻き取っている状態である。このとき、封止シール52の熱溶着は駆動トルク負荷に殆ど影響を与えず、巻き取り軸55及び現像スリーブ41や第1第2撹拌スクリュー44と45を駆動するのに必要なトルク(=0.1kgf・cm)のみで現像装置は駆動する(状態520)。
 次に、3秒~4.8秒までは、図11にも示したように、封止シール52の余長(遊び)が巻き取り軸55によって巻き取り終わった状態である。そして、第1開口部461と封止シール52との熱溶着部分の内、第1開口部461の鉛直下方向で長手幅30mmの熱溶着を剥ぎ取る途中の状態である(状態521)。このとき駆動トルク負荷は熱溶着の剥ぎ取りで増大し0.6kgf・cmに達する。
 その後、5~13秒までは、図11にも示したように、封止シール52と第1開口部461の熱溶着を継続して剥して行く状態になる(状態522)。この状態522での熱溶着を剥す範囲は、第1開口部461の長手幅30mmの両端部のみとなるので、状態521と比較すると、駆動トルク負荷は小さくなり0.15kgf・cmとなる。
 さらに、13~14.8秒までは、図11にも示したように、第1開口部461と封止シール52との熱溶着部分の内、第1開口部461の鉛直上方向で長手幅30mmの熱溶着を剥ぎ取る途中の状態である(状態523)。このとき状態521と同等の熱溶着領域の剥ぎ取りが実施される為、駆動トルク負荷は状態521と略同等に増大し、0.6kgf・cmに達する。
 最後に、15~120秒では、第1開口部461と封止シール52との熱溶着が完全に剥れた状態なので、状態520と同様の状態である。巻き取り軸55及び現像スリーブ41や第1第2撹拌スクリュー44と45を駆動するのに必要なトルク(=0.1kgf・cm)のみで現像装置は駆動する(状態524)。
 以上が、現像剤が無い状態で、かつ封止シール52のみを熱溶着した状態で、イニシャライズ動作をした時の駆動トルク負荷の時間推移である。これと同様の実験を、封止シール53のみ、及び、封止シール54のみを熱溶着した状態で行った結果を、図12及び図13に示す。グラフの見方は図10と同じく、横軸はイニシャライズ動作の空回転が開始してからの時間(秒)、縦軸は現像装置の駆動トルク負荷を表す。それぞれ封止シール52の場合と同様に、状態530~534、及び、状態540~544の状態推移を経て、封止シールが除去される。尚、図13に示すように、封止シール54の開封時の駆動トルク負荷は0.35kgf・cmと、封止シール52及び53の場合よりも小さい。これは現像剤排出口の長手幅が10mmであり、封止シールの熱溶着されている長手幅が、封止シール52及び53と比較して、小さいからである。
 最後に図14にて、現像剤が無い状態で、かつ封止シール52、53、54全てを熱溶着した状態で、イニシャライズ動作(開封動作)をした時の駆動トルク負荷の時間推移を示す。グラフの見方は図10と同じく、横軸はイニシャライズ動作の空回転が開始してからの時間(秒)、縦軸は現像装置の駆動トルク負荷を表す。このときの駆動トルク推移は、巻き取り軸55及び現像スリーブ41や第1第2撹拌スクリュー44と45を駆動するのに必要なトルク(=0.1kgf・cm)をベースとしている。そして、それぞれの封止シール52~54の熱溶着を剥すのに必要な駆動トルク負荷を足し合わせた推移となる。即ち、図10、図12、図13のグラフを合計したような推移となる。
 <封止シールの巻き取り順番について>図14参照
 次に、本発明の特徴である封止シールの巻き取り順番について、本実施例1の構成を説明する。前述した図10~14で説明したように、本実施例1では、封止シール52、封止シール54、封止シール53の順番で、熱溶着を剥しての開封がスタートされる。
 詳細には図14に示すように、現像装置のイニシャライズ時の空回転がスタートしてから、3秒後に封止シール52の開封がスタートし、6秒後に封止シール54の開封がスタートする。そして、12秒後に封止シール54の開封が完了し、15秒後に封止シール52の開封が完了し、16秒後に封止シール53の開封がスタートし、28秒後に封止シール53の開封が完了する。即ち、各封止シールのシール除去方向と直交する幅方向の接着面積の総和が最大となる位置が剥がされるタイミングは、各封止シール同士で重ならないように開封開始タイミングをずらすことができる。こうして、駆動トルク負荷のトータルの増大を抑制している。
 また、封止シール52及び封止シール53の接着領域の位置は、それぞれ高さ16mmの第1開口部461及び第2開口部462に対して、下方に約4mm、上方に約4mmの幅領域で熱溶着されている。前記熱溶着の領域を、φ4の巻き取り軸55が9.5rpmで回転して巻き取ることにより、開封スタート~開封完了までに約12秒が必要となっている。また、封止シール54は、巻き取り方向に幅4mmの開口を持つ現像剤排出口に対して、巻き取り方向上流に約4mm、下流に約4mmの幅領域で熱溶着されている。前記熱溶着の領域を、φ4の巻き取り軸55が9.5rpmで回転して巻き取ることにより、開封スタート~開封完了までに約6秒が必要となっている。
 尚、本実施例1では図14に示すように、封止シート52~54の開封時に急激に駆動トルクが増大するタイミングが重ならない様に順番を工夫している。本発明においては、このように、封止シール52、封止シール54、封止シール53の順番で熱溶着を剥しての開封をスタートさせるのが特徴・ポイントであるが、この効果について以下で詳細に説明する。尚、本実施例1では、図18に示すように、具体的には、封止シール54に遊び余長541を設け、封止シール52よりも遅く封止シール54が巻き取られる構成にしている。また、封止シール53に遊び余長531を設けて、封止シール54よりも遅く封止シール53が巻き取られる構成にしている。具体的には封止シール52の遊び余長に対して、封止シール54は6mm遊び余長を長くし、封止シール53は26mm遊び余長を長くしている。
 尚、封止シールの巻き取り順番を制御する方法は、遊び余長だけでは無く、例えば、巻き取り軸55の軸径を、封止シールの貼り付け位置によって変更する等の方法でも問題なく本発明の効果を発揮できる。
 尚、本実施例では、第1開口部461、第2開口部462、現像剤排出口50は略四角形状を例に説明したが、これに限定されない。形状に応じて、開封時に急激に駆動トルクが増大するタイミングが重ならない様にしていればよい。
 <現像剤が撹拌室に充填された状態での駆動トルク負荷の時間推移>
 以下では、本実施例1において、撹拌室に現像剤が充填された状態でのイニシャライズ時の駆動トルク負荷の時間推移を詳細に説明する。
 まず、撹拌室に現像剤が長手で略均一に充填されている場合について考える。このときの空回転時間に対するトルクの時間推移を図15に示す。ここで、横軸はイニシャライズ動作の空回転が開始してからの時間(秒)、縦軸は現像装置の駆動トルク負荷を表す。グラフの実線は合計の駆動トルク負荷を表し、グラフの点線はその内の現像剤による駆動トルク負荷を表す。以下でトルクの時間推移について詳細に説明する。
 最初に、封止シール52が開封スタートされるまでは、撹拌スクリューによって搬送される現像剤は、撹拌室から排出する逃げ場が無いので、第1開口部461や排出口50の近傍に現像剤が押し込まれる。そのため、現像剤の影響によって駆動トルク負荷は増大し、封止シールの開封時にピークを迎える((1)のピーク)。次に、第1開口部461が徐々に開封されることで現像剤によるトルク増大の比率は少し低減される。しかし、撹拌スクリューの搬送の押し込みによるトルク増大は継続し、封止シール54の開封((2)のピーク)による排出口50の開放スタートによって、現像剤の押し込みによるトルク増大はようやく収まる。さらに封止シール54の開封が継続し、排出口50が完全に開いた時((3)のピーク)くらいと同時に、現像剤によるトルク負荷は低減し始める。さらに続けて、封止シール52の開封により第1開口部461が完全に開き((4)のピーク)、現像剤によるトルクはどんどん低減していく。その後、現像剤によるトルク負荷は安定して0.5kgf・cm程度で推移し、その間に封止シール53の開封スタート((5)のピーク)~開封完了((6)のピーク)が進行する。
 このように本発明に従った実施例1では、このときの現像装置の全体でのトルクを最大で1.4kgf・cm程度に抑えられる。
 次に、撹拌室の現像剤が長手で第1開口部461側に寄って充填されている場合について考える。これは例えば、物流の影響等で発生する場合が存在する条件である。このときの空回転時間に対するトルクの時間推移を図16に示す。ここで、横軸はイニシャライズ動作の空回転が開始してからの時間(秒)、縦軸は現像装置の駆動トルク負荷を表す。グラフの実線は合計の駆動トルク負荷を表し、グラフの点線はその内の現像剤による駆動トルク負荷を表す。以下でトルクの時間推移について詳細に説明する。
 最初に、封止シール52が開封スタートされるまでは、撹拌スクリューによって搬送される現像剤は、撹拌室から排出する逃げ場が無いので、第1開口部461や排出口50の近傍に現像剤が押し込まれる。そのため、現像剤の影響によって駆動トルク負荷は増大し、封止シールの開封時に一つのピークを迎える((7)のピーク)。また、このときの駆動トルク負荷は、現像剤が第1開口部461側に最初から寄っていた影響で非常に大きく、3.2kgf・cm程度になっていた。次に、第1開口部461が徐々に開封されることで現像剤によるトルク増大の比率は少し低減される。しかし、撹拌スクリューの搬送の押し込みによるトルク増大は継続し、封止シール54の開封((8)のピーク)による排出口50の開放スタートによって、現像剤の押し込みによるトルク増大はようやく収まる。さらに封止シール54の開封が継続し、排出口50が完全に開いた時((9)のピーク)くらいと同時に、現像剤によるトルク負荷は低減し始める。さらに続けて、封止シール52の開封により第1開口部461が完全に開き((10)のピーク)、現像剤によるトルクはどんどん低減していく。その後、現像剤によるトルク負荷は継続して低減し、約35秒後に0.5kgf・cm程度に飽和する。その間に封止シール53の開封スタート((11)のピーク)~開封完了((12)のピーク)が進行する。
 このように、撹拌室の現像剤が第1開口部461側に物流等の影響で寄っている場合、現像装置の全体トルクは、現像剤の負荷が大きく、駆動トルク負荷が増大し易い傾向がある。しかしながら、本発明に従った実施例1では、このような場合にも現像装置の全体でのトルクを低減し、最大で4.3kgf・cm程度に抑えることが可能である。
 最後に、比較例として、開封タイミングを封止シール52→封止シール53→封止シール54の順番に行う構成について説明する。比較例においても、同様に、撹拌室の現像剤が長手で第1開口部461側に寄って充填されている場合について考える。このときの空回転時間に対するトルクの時間推移を図17に示す。ここで、横軸はイニシャライズ動作の空回転が開始してからの時間(秒)、縦軸は現像装置の駆動トルク負荷を表す。グラフの実線は合計の駆動トルク負荷を表し、グラフの点線はその内の現像剤による駆動トルク負荷を表す。また、以下の例は、本発明の特徴を備えない現像装置であり、封止シールの巻き取り開始順番は、封止シール52→封止シール53→封止シール54の順番で、封止シールを巻き取る構成である。以下でトルクの時間推移について詳細に説明する。
 最初に、封止シール52が開封スタートされるまでは、撹拌スクリューによって搬送される現像剤は、撹拌室から排出する逃げ場が無いので、第1開口部461や排出口50の近傍に現像剤が押し込まれる。そのため、現像剤の影響によって駆動トルク負荷は増大し、封止シールの開封時に一つのピークを迎える((13)のピーク)。次に、第1開口部461が徐々に開封されることで現像剤によるトルク増大の比率は少し低減される。しかし、撹拌スクリューの搬送の押し込みによるトルク増大の影響は大きく継続し、封止シール53の開封がスタート((14)のピーク)しても、まだ駆動トルク負荷は増大し続ける。そして、第1開口部461が完全に開放される((15)のピークの直前)頃に、ようやく現像剤による駆動トルク負荷の増加が収まる。その後、封止シール53の開封が完了し((16)のピーク)、封止シール54の開封がスタートして排出口50が開き始めることで、ようやく現像剤による駆動トルク負荷が減少し始める。その後、封止シール54の開封が完了し、継続して現像剤によるトルク及び現像装置全体のトルクが低減し、約45秒後に0.5kgf・cm程度に飽和する。
 このように、本発明の特徴を備えない現像装置においては、撹拌室の現像剤が第1開口部461側に物流等の影響で寄っている場合に、現像装置の全体トルクが非常に増大し、最大で7.0kgf・cm程度になる場合があった。さらに、このような実験を複数回行った場合に、駆動トルク負荷重によって撹拌スクリュー45が破断する場合もあった。
 以上の結果より、本発明に従った実施例1のような構成では、現像装置のイニシャライズ時の駆動トルク負荷を有効に低減することが可能である。本発明の最も特徴的な部分は、封止シール52→封止シール54→封止シール53の順番で、封止シールの巻き取りを開始することで、撹拌室を搬送される現像剤の逃げ道を作り、搬送の押し込みによるトルク増大を抑制することにある。
 本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために以下の請求項を添付する。
1a~1d 感光ドラム
4a~4d 現像装置
40 現像容器
41 現像スリーブ
44 第1撹拌スクリュー
45 第2撹拌スクリュー
46 隔壁
49 補給口
50 現像剤排出口
51 排出口シャッター
52、53 封止シール
54 排出口封止シール
55 巻き取り軸
58 現像モータ
461 第1開口部
462 第2開口部

Claims (8)

  1.  初期状態で現像剤が収容される第一室と、
     前記第一室と現像剤の循環経路を形成する第二室と、
     前記第一室と前記第二室とを仕切る隔壁と、
     前記第一室の現像剤を搬送する第一搬送部材と、
     前記第二室の現像剤を搬送する第二搬送部材と、
     前記第一室の搬送方向下流側に設けられ、前記第一室から前記第二室に現像剤を受け渡す第一連通口と、
     前記第一室の搬送方向上流側に設けられて前記第二室から前記第一室に現像剤を受け渡す第二連通口と、
     前記第一連通口の周囲に接着され、前記第一連通口を開封可能に封止する第一封止部と、
     前記第二連通口の周囲に接着され、前記第二連通口を開封可能に封止する第二封止部と、
     磁性キャリアと非磁性トナーが混合された現像剤が補給される補給口と、
     余剰現像剤を排出可能な排出口と、
     前記排出口の周囲に接着され、前記排出口を開封可能に封止する第三封止部と、
     前記第一封止部、前記第二封止部、及び、前記第三封止部の各封止部がそれぞれ取り付けられ、駆動入力されて前記各封止部を巻き取り可能な巻き取り軸と、
    を備えた現像装置において、
     前記各封止部の接着領域は、各封止部の除去方向と直交する幅方向の総和が、各封止部の除去方向に関して、異なるように設けられており、
     各封止部の前記幅方向の接着領域が最大となる位置が剥がされるタイミングが、各封止部で重ならないように各封止部の開封開始タイミングが異なるように設定され、
     前記第一封止部、前記第三封止部、前記第二封止部の順に開封開始されることを特徴とする現像装置。
  2.  各封止部の除去方向に関して、前記第一連通口及び前記第二連通口、並びに前記排出口よりも上流側に接着された接着領域であって、各封止部の前記幅方向の接着領域が最大となる位置が剥がされるタイミングと、
     各封止部の除去方向に関して、前記第一連通口及び前記第二連通口、並びに前記排出口よりも下流側に接着された接着領域であって、各封止部の前記幅方向の接着領域が最大となる位置が剥がされるタイミングと、が、各封止部で重ならないように各封止部の開封開始タイミングが異なることを特徴とする請求項1記載の現像装置。
  3.  前記第一連通口及び前記第二連通口、並びに前記排出口の形状は、それぞれ略四角形であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の現像装置。
  4.  前記第一封止部の開封が開始されてから前記第一封止部の開封が完了する間に、前記第三封止部の開封の開始及び完了が行われるように設けられていることを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載の現像装置。
  5.  前記第一封止部の開封が完了した後に、前記第二封止部の開封が開始されるように設けられていることを特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載の現像装置。
  6.  現像剤を担持して像担持体に形成された潜像を現像する現像剤担持体を備え、前記第二室は、前記現像剤担持体に現像剤を供給する室であることを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載の現像装置。
  7.  前記第一搬送部材は、前記第一室の現像剤を前記第一室の搬送方向下流側に向けて搬送する螺旋状の第一スクリュー部と、前記第一スクリュー部よりも前記第一スクリュー部の搬送方向下流側に設けられ、前記第一スクリュー部と螺旋方向が逆方向である第二スクリュー部と、前記第二スクリュー部よりも前記第一スクリュー部の搬送方向下流側に設けられ、前記第一スクリュー部と螺旋方向が同方向である第三スクリュー部と、をそれぞれ備え、前記排出口は、前記第三スクリュー部から搬送された現像剤を排出することを特徴とする請求項1乃至6いずれかに記載の現像装置。
  8.  前記排出口を開閉可能なシャッターを備えていることを特徴とする請求項1乃至7いずれかに記載の現像装置。
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