(57)【要約】【課題】  現像剤搬送路の途中に現像装置に対して現像剤を補給するための排出口を持つ現像剤補給装置において、排出口が何らかの原因で閉塞した場合であっても、排出口付近での現像剤の凝集を防ぎ、駆動トルクの増大を低減できる現像剤補給装置を提供する。【解決手段】  画像形成装置に用いられる現像装置に対して現像剤を補給する現像剤補給装置において、現像剤を収納する現像剤収納部と、前記現像剤収納部に設けられ、第一端から他端に向けて現像剤を搬送する現像剤搬送部材と、前記現像剤搬送部材の一部を前記現像剤収納部との間で遮蔽する遮蔽部材と、前記遮蔽部材により遮蔽された領域内の鉛直方向下方に現像装置に対して現像剤を補給するための排出口とを有し、  前記遮蔽部材には、前記排出口に対して現像剤の送り方向上流、下流それぞれに前記現像剤収納部への連通口を有する。【選択図】  図４
2010020227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に用いられる現像装置に対して現像剤を補給する現像剤補給装置において、
現像剤を収納する現像剤収納部と、前記現像剤収納部に設けられ、一端から他端に向けて現像剤を搬送する現像剤搬送部材と、前記現像剤搬送部材の一部を前記現像剤収納部との間で遮蔽する遮蔽部材と、前記遮蔽部材により遮蔽された領域内の鉛直方向下方に現像装置に対して現像剤を補給するための排出口とを有し、
前記遮蔽部材は、前記排出口に対して現像剤の送り方向上流側に前記現像剤収納部との第一の連通口を有し、下流側に前記現像剤収納部との第二の連通口を有することを特徴とする現像剤補給装置。
【請求項２】
前記第一の連通口は前記現像剤搬送部材の軸方向に位置し、前記第二の連通口は前記現像剤搬送部材の軸に対し直角方向に位置することを特徴とする請求項１に記載の現像剤補給装置。
【請求項３】
前記現像剤搬送部材は、一端から前記排出口に向けて現像剤を搬送する第一のスクリュー部と、
前記排出口から前記第二の連通口へ向けて現像剤を搬送する第二のスクリュー部と、
他端から前記第二の連通口へ向けて現像剤を搬送する第三のスクリュー部とを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像剤補給装置。
【請求項４】
現像装置と前記現像装置に対して現像剤を補給する請求項１〜請求項３のいずれかに記載の現像剤補給装置を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真画像形成装置に用いる現像装置や、現像装置を含むこの電子写真画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジに対して現像剤を補給する現像剤補給装置及び電子写真画像形成装置に関するものである。
【０００２】
ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するものである。そして、画像形成装置の例としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばレーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）ファクシミリ装置およびワードプロセッサ、及び、これらの複合機（マルチファンクションプリンタ）等が含まれる。
【背景技術】
【０００３】
従来、複写機等の画像形成装置においては、その使用が長時間に及ぶと、電子写真感光体ドラムの交換、現像器の交換または現像剤であるトナーの補給、帯電器の清掃、廃トナーが溜まったクリーニング容器の交換、その他感光体ドラム周りの調整が必要であった。
【０００４】
そこで、電子写真画像形成プロセスを用いた電子写真画像形成装置においては、電子写真感光体及びそれに作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを電子写真画像形成装置に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。
【０００５】
また、このようなプロセスカートリッジに対して、現像剤を内包した現像剤補給装置を画像形成装置に対して着脱可能とし、プロセスカートリッジに現像剤を補給する方式が採用されている。この方式によれば、使用に伴って消費した現像剤を補給する現像剤補給装置と、プロセスカートリッジの寿命を各々独立に考慮することが出来るため、プロセスカートリッジや現像剤を、より効率的に使用することができる。
【０００６】
このような現像剤補給装置においては、プロセスカートリッジが画像形成によって消費する現像剤を、プロセスカートリッジに対して安定して補給する為に、スクリューで形成された搬送部材によって一定量の現像剤を排出口へ向かって搬送するとともに、排出口から排出させることで、排出する現像剤量を安定させるといった提案がなされている。（例えば、特許文献１参照）
また、現像剤収納部に分割されたスペースで現像剤を循環させるようにした現像剤循環経路を備え、現像剤循環経路から外れた位置に排出口を設けることで所望の量の現像剤を現像装置に補給できるようなものもあった。（例えば、特許文献２参照）
画像形成装置に用いられる現像剤補給装置においては、現像剤を現像装置に補給するための排出口に、ユーザーが使用するまでの間に現像剤が排出口より漏れ出ることを防ぐためのトナーシールが設けられている。
【特許文献１】特開2002-006601号公報
【特許文献２】特開2003-66706号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記トナーシールが何らかの理由（ユーザーのトナーシール引き忘れなど）により引かれなかった場合に、画像形成装置が作動し現像剤補給装置内の現像剤が搬送されると、排出口付近に現像剤が凝集し循環が良くなくなる事で、排出口が詰まるなどして現像剤補給装置の駆動トルクの負荷が増大する恐れがある。そのため、画像形成装置の過負荷を防止するために、現像剤補給装置の駆動トルクがある一定値を超えると、画像形成装置が停止するようなトルク過負荷検知機構を備え、画像形成装置本体に対して過剰な負荷がかかるのを防止している。
【０００８】
本発明の目的は、現像剤補給装置の排出口付近での現像剤の過度な凝集を防ぎ、駆動トルクの増大を低減する事で、特別な駆動トルク過負荷検知機構を画像形成装置本体に具備する事なく画像形成装置本体の駆動トルクの増大を回避する事が可能な現像剤補給装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本出願に係る第１の発明は、画像形成装置に用いられる現像装置に対して現像剤を補給する現像剤補給装置において、現像剤を収納する現像剤収納部と、前記現像剤収納部に設けられ、一端から他端に向けて現像剤を搬送する現像剤搬送部材と、前記現像剤搬送部材の一部を前記現像剤収納部との間で遮蔽する遮蔽部材と、前記遮蔽部材により遮蔽された領域内の鉛直方向下方に現像装置に対して現像剤を補給するための排出口と、を有し、前記遮蔽部材は、前記排出口に対して現像剤の送り方向上流側に前記現像剤収納部との第一の連通口を有し、下流側に前記現像剤収納部との第二の連通口を有することを特徴とする現像剤補給装置である。
【００１０】
本出願に係る第２の発明は、前記第一の連通口は前記現像剤搬送部材の軸方向に位置し、前記第二の連通口は前記現像剤搬送部材の軸に対し直角方向に位置することを特徴とする第１の発明に記載の現像剤補給装置である。
【００１１】
本出願に係る第３の発明は、前記現像剤搬送部材は、一端から前記排出口に向けて現像剤を搬送する第一のスクリュー部と、
前記排出口から前記第二の連通口へ向けて現像剤を搬送する第二のスクリュー部と、
他端から前記第二の連通口へ向けて現像剤を搬送する第三のスクリュー部と、を有することを特徴とする第１の発明に記載の現像剤補給装置である。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明の現像剤補給装置によれば、ユーザーがトナーシールを引き忘れるなどで、排出口が閉塞してしまった場合でも、トナー搬送部でのトナー循環を確実に行う事ができ、現像剤搬送部材の駆動トルクの増大を防止できる。そのため、トルク過負荷検知機構を設けることなく画像形成装置本体の過負荷を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００１４】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
〔画像形成装置本体の基本構成〕
画像形成装置本体１の基本構成について図１を用いて説明する。図１は本発明における、多色画像形成装置の概略図である。
【００１６】
画像形成装置本体１には、記録媒体２０を収納する収納部２１と記録媒体２０を搬送する搬送部２２、プロセスカートリッジ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）を収納する収納部２３が配置されている。そして、収納部２３に装着されたプロセスカートリッジ７の感光体ドラム６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）に潜像を記録する露光部２４（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ）、ドラム上に形成された画像を中間転写手段２６に一次転写するための一次転写手段２５（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ）が各色配置されている。また、ドラム上の画像が一括して転写される中間転写手段２６と中間転写手段２６に転写された現像剤を記録媒体２０に転写させる二次転写手段２７、記録媒体２０に現像された現像剤を定着させる定着器２８、記録媒体を排出する排出部２９が配置されている。
【００１７】
画像形成に際しては、画像出力信号が画像形成装置本体１に送られると、感光体ドラム６が回転される。次に、感光体ドラム６の周辺に配置された帯電手段４に電圧が印加され、感光体ドラム６が一様に帯電される。露光部２４は、画像信号に応じて選択的に感光体ドラム６に露光し、感光体ドラム６の表面に潜像を形成する。次に感光体ドラム６の表面に形成された潜像は現像手段８によって現像剤が現像されることにより顕像化される。次に感光体ドラム６の表面に現像された現像剤は、一次転写手段２５によって中間転写手段２６に転写される。ここで、収納部２１に収納された記録媒体２０は搬送部２２によって２次転写手段２７に搬送される。そして、中間転写手段２６上の現像剤が二次転写手段２７により記録媒体２０に転写される。さらに記録媒体２０が搬送部２２によって搬送され、定着器２８で熱と圧力によって現像剤が記録媒体２０に定着された後、排出部２９に排出される。
【００１８】
〔プロセスカートリッジの基本構成〕
プロセスカートリッジ７の基本構成について図２を用いて説明する。図２は本発明における、多色プロセスカートリッジの概略断面図であり、プロセスカートリッジ７とトナーカートリッジ２を別体とした構成としている。
【００１９】
プロセスカートリッジ７は、感光体ドラム６と、帯電部材４、及びクリーニング部材５を備えたクリーナユニット３と、現像手段８を有する現像ユニット９から構成され、画像形成装置本体１に着脱自在としているものである。
【００２０】
クリーナユニット３の枠体３ａには、感光体ドラム６が回転可能に支持されている。そして、感光体ドラム６の周囲には感光体ドラム６の表面を帯電させる帯電部材４、転写されずに感光体ドラム６に残存した現像剤を回収するクリーニング部材５が配置されている。
【００２１】
現像ユニット９は、感光体ドラム６上に形成された潜像を現像する現像手段８、現像手段へ現像剤を供給する為に一時的に現像剤を貯蔵する現像剤収納容器９ａから構成される。現像剤収納容器９ａには、トナーカートリッジ２内の現像剤を現像剤排出口１５から現像剤収納容器９ａに対して補給するための補給口１９、現像剤収納容器９ａ内の現像剤貯蔵量を検知する現像剤貯蔵量検知機構１８が配置されている。
【００２２】
〔プロセスカートリッジとトナーカートリッジの着脱〕
プロセスカートリッジとトナーカートリッジの着脱について図３を用いて説明する。図３は画像形成装置本体１からプロセスカートリッジ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）およびトナーカートリッジ２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）を着脱する為にカートリッジ交換用扉３０を開けた斜視図である。プロセスカートリッジ７とトナーカートリッジ２の着脱は、画像形成装置本体１に設けられたカートリッジ交換用扉３０を開け、本体開口３１に対し図中矢印Ｂ方向にプロセスカートリッジ７およびトナーカートリッジ２を装抜することにより行なわれる。
【００２３】
〔トナーカートリッジの基本構成〕
トナーカートリッジ２の基本構成について図６を用いて説明する。トナーカートリッジ２はプロセスカートリッジ７に対して供給するための現像剤を収納するための現像剤収納部１０と、現像剤を補給するための排出口１５と、排出口１５に現像剤を搬送するための搬送部材１１とが少なくとも配置されており、画像形成装置本体１に着脱自在としているものである。
【００２４】
〔トナーカートリッジの構成〕
本発明の実施例におけるトナーカートリッジ構成を図４、図５及び図６を用いて説明する。
【００２５】
図４（ａ）はトナーカートリッジ２の上面から見た断面図、図４（b）は図４（a）の斜視図、図５は側面から見た断面図、図６は長手方向から見た断面図である。トナーカートリッジ２は、プロセスカートリッジ７に対して供給するための現像剤を収納する現像剤収納部１０を枠体とし、前記現像剤収納部１０の内部には、現像剤を第一端１０ａから第二端１０ｂまで搬送する為のスクリュー形状をした搬送部材１１を現像剤収納部１０に回転自在に支持している。前記搬送部材１１には第一端１０ａから排出口１５に向けて現像剤を搬送するための第一搬送スクリュー１１ａと、排出口１５から連通口１６ｂまで現像剤を搬送するための第二搬送スクリュー１１ｂと、第二端１０ｂから連通口１６ｂに向けて現像剤を搬送するための第三搬送スクリュー１１ｃとを形成している。さらに、搬送部材１１の排出口１５の上方部には現像剤を排出口１５からプロセスカートリッジ７の補給口に現像剤を送り出すためのシート状の弾性部材１１ｄを設けている。
【００２６】
また、第二端１０ｂから第一端１０ａまで現像剤を搬送する攪拌部材１２を現像剤収納部１０に回転自在に支持している。前記攪拌部材１２は、第二端１０ｂから第一端１０ａまでの長さを有する攪拌軸１２aと、可撓性のシート部材１２ｂで形成されている。シート部材１２ｂは一定間隔で分割されており、それぞれの回転半径方向先端部は第一端１０ａ側  のシート自由長が長くなるように軸方向に傾斜している。よって、攪拌部材１２は図６（ａ）の矢印Ｊ方向へ回転すると、該先端が現像剤収納部１０底面と接触することにより図４（ｂ）の矢印Ｕ方向にねじれる。これによって、攪拌部材１２は現像剤を攪拌しながら図４（ａ）の矢印Ｔ方向へと搬送し、連通口１６a付近に現像剤を集める構成としている。
【００２７】
また、前記搬送部材１１と攪拌部材１２を画像形成装置本体の駆動力によって駆動する駆動入力部（搬送駆動入力部１１ｆ、攪拌駆動入力部１２ｃ）をそれぞれ現像剤収納部１０の長手方向端面に配置している。
【００２８】
次に、搬送部材１１の一部を現像剤収納部１０と仕切るための遮蔽部材１３を現像剤収納部１０に設置している。この遮蔽部材１３は、図６（ｂ）に示す様に撹拌部材１１のスクリュー外形を覆うトンネル部１３aと、遮蔽部材の上に乗った現像剤を搬送部材１１（図６（ｂ）矢印Ｋ方向）へと導く斜面１３ｂで構成している。
【００２９】
また、図５に示す様に遮蔽部材１３により遮蔽された現像剤搬送路１４において、搬送部材１１の鉛直方向下方に、プロセスカートリッジ7に対して現像剤を補給するための排出口１５を設置している。
【００３０】
そして、遮蔽部材１３は排出口１５に対して現像剤送り方向上流において形成される連通口１６ａによって現像剤搬送路１４と現像剤収納部１０とが連通しており、排出口１５に対して現像剤送り方向下流側においては連通口１６ｂによって現像剤搬送路１４と現像剤収納部１０とをそれぞれ連通させている。
【００３１】
短手断面での現像剤の搬送経路について図６を用いて説明する。図６（ａ）は遮蔽部材１３が設置されていない領域の断面図、図６（ｂ）は排出口１５付近の断面図、図６（ｃ）は連通口１６ｂ付近での断面図である。
【００３２】
図６（ａ）に示す領域においては、現像剤収納部１０内の現像剤が攪拌部材１２の回転によって搬送部材１１側に送られた後、搬送部材１１の回転により連通口１６ａに向けて搬送される。図６（ｂ）に示す領域においては、現像剤搬送路１４内に送られてきた現像剤を弾性部材１１ｄにより排出口に向けて一定量ずつ送り出す。図６（ｃ）に示す領域においては、現像剤搬送路１４内の余剰な現像剤が連通口１６から現像剤収納部１０に戻される。
【００３３】
また、排出口１５の外側にはユーザーが使用するまでの間に現像剤が排出口１５より漏れ出る事を防ぐために、排出口をシールするトナーシール１７を設けている。前記トナーシール１７は、枠体外側の溶着部１７aにおいて溶着され、トナーシール１７途中の折り返し部１７ｂで折り返し、トナーシール１７先端の引張り部１７ｃが引っ張られる事により、はじめて排出口１５がプロセスカートリッジ７の補給口１９と連通するようになる。
【００３４】
次に作用について説明する。
【００３５】
まず、現像剤搬送の基本動作について図４及び図５を用いて説明する。
【００３６】
図４に示す様に現像剤収納部１０に収納された現像剤は、前記攪拌部材１２の動作により攪拌しつつ連通口１６a方向（図４矢印Ｔ方向）に搬送される事で、連通口１６a付近は現像剤で満たされる。
【００３７】
図２に示す様にプロセスカートリッジ７の現像剤貯蔵量検知機構１８により、プロセスカートリッジ７の現像剤が減ったことを画像形成装置本体１が検知すると、トナーカートリッジ２の搬送駆動入力部１１ｆと攪拌駆動入力部１２ｃに駆動を伝達する。ここで駆動を受けて搬送部材１１が動作すると、図５に示す様に連通口１６ａ付近の現像剤が第一搬送スクリュー１１ａにより一定量ずつ矢印Ｃ方向に向けて搬送される。排出口１５付近まで搬送された現像剤は、弾性部材１１ｄにより矢印Ｄに示す様に所定の量ずつ排出口１５から排出され、プロセスカートリッジ７に補給される。
【００３８】
この時、
排出口１５から排出されず排出口付近に残留した余剰な現像剤は、図５の矢印Ｅに示す様に第二搬送スクリュー１１ｂによりさらに現像剤搬送路１４奥に搬送される。ここで、第二端１０ｂまで搬送された現像剤は、第三搬送スクリュー１１ｃによって図５の矢印Ｆ方向に戻されるため、第二搬送スクリュー１１ｂと第三搬送スクリュー１１ｃとの境目において、搬送方向に対し垂直方向（矢印Ｇ方向）に押し出され、連通口１６ｂから現像剤収納部１０に戻される。このように、攪拌部材１２と搬送部材１１の動作によって、現像剤を凝集させることなくプロセスカートリッジ７に対して安定して補給を行う事ができる。また、輸送時の振動やユーザーのシール引き忘れ等により排出口１５が閉塞してしまった場合でも、排出口１５付近で現像剤が過度に凝集するのを防ぎ、駆動トルクの増大を回避することができ、搬送部材１１を駆動するトルクが異常に上昇する事を防ぐ事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明における画像形成装置の全体図である。
【図２】本発明におけるトナーカートリッジとプロセスカートリッジの全体図である。
【図３】本発明における画像形成装置本体からプロセスカートリッジを着脱する為のカートリッジ交換扉を開けた概略斜視図である。
【図４】本発明に係るトナーカートリッジの一実施例の断面図及び断面斜視図である。
【図５】本発明に係るトナーカートリッジの一実施例の断面図である。
【図６】本発明に係るトナーカートリッジの一実施例の短手断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  画像形成装置本体
２  トナーカートリッジ
３  クリーナユニット
３ａ  枠体
４  帯電部材
５  クリーニングブレード
６  感光体ドラム
７  プロセスカートリッジ
８  現像手段
９  現像ユニット
９ａ  現像剤収納容器
１０  現像剤収納部
１１  搬送部材
１１ａ  第一搬送スクリュー
１１ｂ  第二搬送スクリュー
１１ｃ  第三搬送スクリュー
１１ｄ  弾性部材
１１ｆ  搬送駆動入力部
１２  攪拌部材
１２ａ  攪拌軸
１２ｂ  シート部材
１２ｃ  攪拌駆動入力部
１３  遮蔽部材
１３ａ  トンネル部
１３ｂ  斜面
１４  現像剤搬送路
１５  排出口
１６ａ，１６ｂ  連通口
１７  トナーシール
１７ａ  溶着部
１７ｂ  折り返し部
１７ｃ  引張り部
１８  現像剤貯蔵量検知機構
１９  補給口
２０  記録媒体
２１  収納部
２２  搬送部
２３  カートリッジ収納部
２４  露光部
２５  一次転写部
２６  中間転写手段
２７  二次転写手段
２８  定着部
２９  排出部
３０  画像形成装置本体のカートリッジ交換用扉
３１  本体開口部
【図１】
2010020227.tif 000003
【図２】
2010020227.tif 000004
【図３】
2010020227.tif 000005
【図４】
2010020227.tif 000006
【図５】
2010020227.tif 000007
【図６】
2010020227.tif 000008