(57)【要約】【課題】定量補給性能の向上及びこれを維持するための機構の簡易化を達成した現像剤補給装置を提供する。【解決手段】現像剤補給装置１０は、定量化された補給用現像剤を充填し密封した現像剤収納部９２を複数個連結した現像剤パッケージ帯９が装填される現像剤パッケージ帯収容部１５と、現像剤パッケージ帯収容部１５から現像剤パッケージ帯９を順送りする順送り手段８と、順送り手段８によって搬送されてきた現像剤収納部を開封する手段８Ａと、開封手段８Ａにより開封された現像剤収納部１５内の現像剤を現像装置４へと排出する排出手段８３と、開封後の現像剤収納部１５を収納する使用済み現像剤収納部収納手段１６と、を有する。【選択図】図４
2006276045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収容しており、像担持体上に形成された静電像を現像剤にて現像する現像装置に補給用現像剤を供給するための現像剤補給装置において、
定量化された補給用現像剤を充填し密封した現像剤収納部を複数個連結した現像剤パッケージ帯が装填される現像剤パッケージ帯収容部と、
前記現像剤パッケージ帯収容部から前記現像剤パッケージ帯を順送りする順送り手段と、
前記順送り手段によって搬送されてきた現像剤収納部を開封する手段と、
前記開封手段により開封された前記現像剤収納部内の現像剤を現像装置へと排出する排出手段と、
開封後の現像剤収納部を収納する使用済み現像剤収納部収納手段と、
を有することを特徴とする現像剤補給装置。
【請求項２】
前記現像剤収納部は包装フィルムで構成されており、前記包装フィルムは、ヒートシール層を有する積層フィルムであることを特徴とする請求項１記載の現像剤補給装置。
【請求項３】
前記現像剤収納部は現像剤分包袋であって、補給用現像剤を充填した前記現像剤分包袋の周囲の包袋フィルムのヒートシール層を加熱溶着してヒートシールすることにより密封して構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像剤補給装置。
【請求項４】
前記現像剤パッケージ帯の順送り方向に平行なヒートシールされた両縁部には、順送り用のパーフォレーションが設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の現像剤補給装置。
【請求項５】
前記順送り手段は、前記パーフォレーションに係合し、前記現像剤パッケージ帯の順送り駆動する駆動スプロケットローラー対と、前記駆動スプロケットローラー対にて順送り駆動される前記現像剤パッケージ帯に緊張力を付与する従動スプロケットローラー対と、を備えていることを特徴とする請求項４に記載の現像剤補給装置。
【請求項６】
前記現像剤パッケージ帯の順送り方向に平行な両縁部にはトナー色識別及び／又は残量検知用情報手段が形成され、現像剤補給装置の本体側にこれを検知するための検知手段を備えていることを特徴とする請求項４又は５に記載の現像剤補給装置。
【請求項７】
前記開封手段は、順送りされる前記現像剤パッケージ帯の順送り方向に平行なヒートシールされた両縁部、及び、各前記現像剤収納部のヒートシールされた連結部を切断し、ヒートシールされた包装フィルムを二つに分離する切断手段を備え、
前記排出手段は、前記分離された前記包装フィルムの間に位置して、前記現像剤収納部内の現像剤を現像装置へと排出するコア部材を備えていることを特徴とする請求項６の現像剤補給装置。
【請求項８】
開封後の前記包装フィルムを折り畳んで前記収納部へと順送する折り畳み手段を備えていることを特徴とする請求項７に記載の現像剤補給装置。
【請求項９】
記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
（ｉ）像担持体と、
（ii）前記像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
（iii）現像剤を収容しており、前記像担持体に形成された静電潜像を前記現像剤を用いて現像する現像装置と、
（iv）前記現像装置に補給用現像剤を供給するための現像剤補給装置であって、
定量化された補給用現像剤を充填し密封した現像剤収納部を複数個連結した現像剤パッケージ帯が装填される現像剤パッケージ帯収容部と、
前記現像剤パッケージ帯収容部から前記現像剤パッケージ帯を順送りする順送り手段と、
前記順送り手段によって搬送されてきた現像剤収納部を開封する手段と、
前記開封手段により開封された前記現像剤収納部内の現像剤を現像装置へと排出する排出手段と、
開封後の現像剤収納部を収納する使用済み現像剤収納部収納手段と、
を有する現像剤補給装置と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤補給装置及び前記現像剤補給装置を用いる画像形成装置に関する。ここで、前記画像形成装置は、例えば電子写真画像形成方式、静電記録方式などを用いて記録媒体（例えば、記録紙、ＯＨＰシート）に画像を形成するものである。即ち、像担持体に形成した潜像を現像剤を用いて現像し、その現像剤像を記録媒体（例えば、記録紙、ＯＨＰシート）に転写して、前記記録媒体に画像を形成するものである。前記画像形成装置としては、記録媒体（例えば、記録紙、ＯＨＰシート）に画像を形成する複写機、プリンタ（例えばレーザープリンタ等）、ファクシミリ装置、ワードプロセッサ等が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
例えば、次に説明するような構成が知られている。即ち、電子写真画像形成方式を用いて、像担持体としてのドラム形状の電子写真感光体（以下、「感光体ドラム」という。）に形成した静電潜像を現像剤によって現像する。そして、感光体ドラムの周面に形成した現像剤像を記録媒体に転写する。その後、前記現像剤像を記録媒体に定着する。そして、このような画像形成を繰り返すことによって、現像剤が消費される。そこで、現像剤を補給することが必要になる。
【０００３】
従来、図１０に示すように、現像剤補給系としては、現像装置４の上方に現像剤補給装置２００を設けた構成が知られている。
【０００４】
斯かる構成にて、現像剤補給装置２００は、その現像剤容器（カートリッジ）２０１に隣接して設けられた円筒形のチャンバー２０２と、これと同軸に配置されたスクリュー２０３を用いてスクリュー回転時の押しのけ容積分のトナーを軸方向に送る、即ち、軸流コンベア方式によるトナーの移送機構を用いてスクリュー２０３の回転数を制御することで現像剤の補給量を制御する構成が知られている。
【０００５】
また一方、センサーを設けて、現像剤濃度が低下した際に、トナー補給ロールを所定回回転させる。これによって、現像剤を現像装置へ所定量補給する構成が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平３−１３８６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した通り、前記従来技術では、スクリューの回転数を制御することで現像剤の補給量を制御する、或いは、トナー補給ロールを所定回回転させることで現像剤を現像装置へ所定量補給することが行われている。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来の技術を発展させたものであって、現像剤の定量補給性能の向上を実現した、また、これを維持するための機構の簡易化を実現した現像剤補給装置及び前記現像剤補給装置を用いる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は本発明に係る現像剤補給装置及び画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、現像剤を収容し、像担持体上に形成された静電像を現像剤にて現像像となす現像装置に補給用現像剤を供給するための現像剤補給装置において、
定量化された補給用現像剤を充填し密封した現像剤収納部を複数個連結した現像剤パッケージ帯が装填される現像剤パッケージ帯収容部と、
前記現像剤パッケージ帯収容部から前記現像剤パッケージ帯を順送りする順送り手段と、
前記順送り手段によって搬送されてきた現像剤収納部を開封する手段と、
前記開封手段により開封された前記現像剤収納部内の現像剤を現像装置へと排出する排出手段と、
開封後の現像剤収納部を収納する使用済み現像剤収納部収納手段と、
を有することを特徴とする現像剤補給装置である。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
（ｉ）像担持体と、
（ii）前記像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
（iii）現像剤を収容しており、前記像担持体に形成された静電潜像を前記現像剤を用いて現像する現像装置と、
（iv）前記現像装置に補給用現像剤を供給するための現像剤補給装置であって、
定量化された補給用現像剤を充填し密封した現像剤収納部を複数個連結した現像剤パッケージ帯が装填される現像剤パッケージ帯収容部と、
前記現像剤パッケージ帯収容部から前記現像剤パッケージ帯を順送りする順送り手段と、
前記順送り手段によって搬送されてきた現像剤収納部を開封する手段と、
前記開封手段により開封された前記現像剤収納部内の現像剤を現像装置へと排出する排出手段と、
開封後の現像剤収納部を収納する使用済み現像剤収納部収納手段と、
を有する現像剤補給装置と、
を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、現像剤を定量補給する現像剤定量補給性能の向上及びこれを維持するための機構の簡易化を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例に係る、現像剤補給装置及び前記現像剤補給装置を用いた画像形成装置を図面に則して説明する。
【００１２】
実施例１
先ず、本発明の現像剤補給装置が適用される画像形成装置の一実施例について説明する。
【００１３】
図１は、本発明を適用した画像形成装置の一実施例を示す側面図である。本実施例において、画像形成装置は、カラー電子写真画像形成装置１００である。本実施例では、画像形成装置本体１００Ａには、水平方向に４つの、即ち、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック色の現像剤を用いて画像を形成する画像形成部を構成するプロセスカートリッジ１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）が装着部１００Ｂに取り外し自在に装着されている。
【００１４】
各プロセスカートリッジ１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）は、それぞれ像担持体としてのドラム形状の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）を備えている。また、各感光体ドラム２は、駆動手段（図示せず）にて矢印方向に回転駆動される。
【００１５】
図２及び図３をも参照するとよりよく理解されるように、本実施例にて、感光体ドラム２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム２表面を均一に帯電する帯電手段としての帯電ローラー３（３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ）、露光手段としての、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光体ドラム２に静電潜像を形成するレーザースキャナ５１（５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｍ、５１Ｋ）、前記静電潜像を二成分現像剤を用いて現像し、現像剤像、即ち、トナー像を形成する現像手段としての現像装置４（４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ）、及び、感光体ドラム２周面上のトナー像を中間転写体としての中間転写ベルト５４ａに転写させる中間転写ユニット５４が配置されている。
【００１６】
ここで、本実施例では、上述のように、感光体ドラム１、帯電ローラー３、及び、現像装置４は一体的にカートリッジ化されプロセスカートリッジ１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）を構成している。そして、前記カートリッジ１は、前記装着部に１００Ｂに取り外し可能に装着されている。本実施例では、前記現像装置４は前記カートリッジ１に設けられているがこれに限定されるものではない。前記現像装置４は前記装置本体１００Ａに固定或いは取り外し可能に取り付けられていても良い。
【００１７】
ここで、前記像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段としては、帯電手段としての帯電ローラー３及び露光手段としてのレーザースキャナ５１が含まれる。
【００１８】
以下、上記画像形成装置１００における各構成部材について説明する。
【００１９】
（感光体ドラム）
感光体ドラム２は、直径約３０ｍｍ、肉厚０．７５ｍｍのアルミ製円筒の基体上に、感光層、電荷注入層、保護層を積層したものである。
【００２０】
図３に示すように、感光体ドラム２の１端にはドラムフランジ２ｂが固定され、他端には非駆動フランジ２ｄが固定されている。感光体ドラム２の軸線上にはドラム軸２ａが貫通している。そして、前記フランジ２ｂに設けられた回り止め（図示せず）により、ドラム軸２ａとフランジ２ｂは一体に回転する。
【００２１】
ドラム軸２ａの非駆動側フランジ２ｄの端部は軸受２ｅに回転可能に支持されている。前記軸受２ｅは軸受ケース２ｃを介してカートリッジ１のフレーム１ａに固定されている。
【００２２】
（帯電手段）
図２に示すように、本実施例にて帯電手段３は、帯電ローラー３ａを用いている。帯電ローラー３ａは、芯金３ｂの両端部をそれぞれ軸受（不図示）により回転自在に保持している。また、圧縮コイルバネ３ｄにより感光体ドラム２に対して所定の圧で圧接しており、感光体ドラム２に従動回転する。
【００２３】
帯電ローラー３ａをクリーニングするクリーニング部材３ｃは、支持部材３ｆに可撓性のクリーニングフィルム３ｅを取り付けたものである。このフィルム３ｅは帯電ローラー３ａの軸方向に平行に配置され、この方向に一定の振幅でオシレーションする支持部材３ｆに１端を固定され、自由端近傍が帯電ローラー３ａに接触してニップを形成している。支持部材３ｆのオシレーションにより、帯電ローラー３ａの表面がフィルム３ｅで摺擦され、これにより帯電ローラー３ａ表面の付着物（微粉トナー、外添剤など）が除去される。
【００２４】
（露光手段）
本実施例においては、画像形成装置本体１００Ａから画像信号が送出されると、この画像信号に対応して変調されたレーザー光が感光体ドラム２の一様に帯電された表面を走査する。これにより感光体ドラム２を露光する。
【００２５】
即ち、図１に示すように、前記レーザースキャナ５１は、固体レーザー素子（図示せず）、ポリゴンミラー５１ａ、結像レンズ５１ｂ、反射ミラー５１ｃ等から構成される。画像信号に基づき発光信号発生器（図示せず）により固体レーザー素子が所定のタイミングでＯＮ／ＯＦＦ発光制御される。固体レーザー素子から放出されたレーザー光は、コリメーターレンズ系（非図示）により光束を略平行に変換され、高速回転するポリゴンミラー５１ａにより走査される。そして、結像レンズ５１ｂ、反射ミラー５１ｃを介して感光体ドラム２の表面に結像する。
【００２６】
帯電ローラー３によって一様な表面電位に帯電した感光体ドラム２には、前述したレーザー光の露光を受けて、画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【００２７】
（現像装置）
本実施例にて、現像装置４は、２成分接触現像装置（２成分磁気ブラシ現像装置）である。図２に示すように、マグネットローラー４ｂを内包した現像剤担持体である現像ローラ４ａ周面上にキヤリアとトナーを含む二成分現像剤を保持している。この現像ローラ４ａの鉛直下部位には所定のクリアランスを保って規制ブレード４ｃが設けられている。そして、現像ローラ４ａの矢印方向への回転に伴い、現像ローラ４ａ上に現像剤の薄層を形成する。
【００２８】
図３に示すように、現像ローラ４ａは、その両端のジャーナル部４ａ１にスペーサー４ｋを回転可能に係合させている。そして、スペーサー４ｋが感光体ドラム２を付勢するように付勢手段（非図示）により支持されている。そのため、現像ローラ４ａと感光体ドラム２間のクリアランスは所定の値に維持されている。
【００２９】
また、本実施例における現像ローラ４ａの接線速度方向は、感光体ドラム２の接線速度方向と逆（カウンター現像）である。また、現像ローラ接線速度の大きさは感光体ドラム２のそれの約１．７倍（周速比）である。
【００３０】
本実施例にて、上記構成の現像装置４に使用した現像剤は、平均粒径６μｍの負帯電用トナーと平均粒径３５μｍの磁性キャリアの混合剤であり、現像剤中のトナーは質量比８％とした。
【００３１】
図２に示すように、現像剤収容部４ｈには、両端部（図３）の受渡し部を除いて隔壁４ｄが設けられている。そして、この隔壁４ｄの両側に攪拌スクリュー４ｅＡ、４ｅＢが配置されている。
【００３２】
本実施例を適用した現像剤補給装置１０から供給された補給用現像剤は、図３における攪拌スクリュー４ｅＢの図中右端部に落下する。そして、隔壁４ｄの攪拌スクリュー４ｅＢ側の溝に沿って図中左側へ攪拌されながら搬送される。そして図中左側の隔壁切りかき部で攪拌スクリュー４ｅＡに受け渡される。そして今度は、隔壁４ｄの攪拌スクリュー４ｅＡ側の溝に沿って図中右側へ攪拌されながら搬送される。そして、図中右側の隔壁切り欠き部で攪拌スクリュー４ｅＢに受け渡される。補給された現像剤はこのように循環を繰り返す。
【００３３】
ここで、図２を参照して、感光体ドラム２に形成された静電潜像を２成分磁気ブラシ法により現像する現像工程について説明する。
【００３４】
先ず、現像剤は、現像ローラ４ａの回転に伴い、現像剤収容部４ｈからマグネットローラー４ｂの現像極の作用により現像ローラ４ａの表面にくみ上げられる。次に、この現像ローラ４ａ周面上の現像剤は、現像ローラ４ａの外径部と規制ブレード４ｃ間の間隙部を通過する、これによって、前記現像剤の層厚が一様に薄層化される。さらに、この薄層化された現像剤が感光体ドラム２の表面と現像ローラ４ａの表面が最も接近する現像領域に入ってくると、マグネットローラー４ｂの現像極の作用により、現像剤の穂立ちが形成される。この現像領域において、前記静電潜像は、この穂状の現像剤においてトナーがキャリア表面から静電潜像の明電位部に移動する。これによって、現像剤像（トナー像）として現像される。
【００３５】
現像領域を通過した現像剤（キャリアおよび未現像トナー）は、現像ローラ４ａの回転に伴い現像剤収容部４ｈ内に入る。そして、前記現像剤は、マグネットローラー４ｂの搬送極と対向板金の磁界の作用により、現像ローラ４ａ周面から剥離される。そして、前記現像剤は、現像剤収容部４ｈの現像剤循環部に戻される。
【００３６】
現像ローラ４ａには、高圧電源（非図示）から直流（ＤＣ）成分を含む交流（ＡＣ）電圧が印加される。本実施例では感光体ドラム２の基体に対して、ＤＣ：−２００〜−６５０Ｖを振幅の中心としてＶｐ−ｐ：１．８ＫＶ、ｆ：２ＫＨｚのＡＣ電圧を現像バイアスとしている。
【００３７】
ここで、現像バイアスのＤＣ成分は画像形成装置本体１００Ａのコントローラー（図示せず）によって制御される。ここで、これを可変としている理由は、この電位を前記静電潜像の明電位と暗電位間の適切な電位に維持することによって、明電位との差（現像コントラスト  約２００Ｖ中心）と暗電位との差（バックコントラスト約１２０〜２００Ｖ）を適切な値とするためである。そして、これによって「かぶり」やキャリア現像を防止しつつ所望の現像濃度を得るためである。
【００３８】
そして、本実施例では、現像剤中のトナー濃度を８％±２％（質量％）としている。これを維持するために攪拌スクリュー４ｅＢの外周に近接した部位にトナー濃度センサー４ｇを設けている。このセンサー４ｇによって、現像剤循環部でのトナー濃度を検出している。これによって、下記（１）、（２）の問題が発生するのを抑制することができる。
（１）現像によりトナーが消費されると、現像剤中のトナー濃度（質量％）が低下する。
そして、トナー濃度が低い場合には、現像領域中のトナー量が不足して現像コントラストを上げても現像濃度が得られなくなる。そして、極端にトナー濃度が低下した際には、トナーが過剰に帯電してキャリアから剥離せずに現像不能となる（チャージアップ）ことを抑制することができる。
（２）トナー濃度が高くなると、帯電量の少ないトナーが発生し、かぶりやトナー飛散を
発生、このトナーが帯電部を汚染して帯電不良を引き起こすことを抑制することができる。
【００３９】
ここで、本実施例で使用したトナー濃度センサー４ｇは、キャリアが常磁性体であることを利用して、透磁率の変化を検出することにより単位体積中のキャリア量からトナー濃度を検知するものである。このセンサー４ｇは、透磁率の変化による２つのコイルのインダクタンスの変化を差動トランスを用いてトナー濃度を検出する。そこで、このセンサー４ｇは、インダクタンス型トナー濃度センサーと呼ばれる。
【００４０】
画像形成装置本体１００Ａに設けられたコントローラー（図示せず）がセンサー４ｇによってトナー濃度の低下を検知すると、前記コントローラーは現像剤補給装置１０にトナー補給動作要求を送出する。そして、現像剤補給装置１０より所定量のトナーが現像装置４に供給される。
【００４１】
現像剤補給装置１０については、後で説明する。
【００４２】
（転写手段）
図１に示す転写手段である中間転写ユニット５４は、感光体ドラム２から順にトナー像を１次転写して４つのトナー像を重ねた後、一括して記録媒体５２に２次転写するものである。
【００４３】
中間転写ユニット５４は、矢印方向に感光体ドラムの周速度と略同速度で走行する中間転写ベルト５４ａを具備している。前記転写ベルト５４ａはポリイミド樹脂を基体とする周長約９４０ｍｍのシームレスベルトであり、駆動ローラー５４ｂ、２次転写対向ローラー５４ｇ、従動ローラー５４ｃの３本のローラー間に張架される。
【００４４】
前記転写ベルト５４ａ内には転写帯電ローラー５４ｆ（５４ｆＹ、５４ｆＭ、５４ｆＣ、５４ｆＫ）が各色用の感光体ドラム２と対向する位置に配置され、転写ベルト５４ａを挟んで感光体ドラム２の中心方向へ加圧されている。
【００４５】
転写帯電ローラー５４ｆ（５４ｆＹ、５４ｆＭ、５４ｆＣ、５４ｆＫ）には高圧電源よりおのおの転写電圧が印加され、感光体ドラム２に形成されたトナー像（現像剤像）を順次前記転写ベルト５４ａ上に１次転写する。
【００４６】
２次転写部には２次転写ローラー５４ｄが２次転写対向ローラー５４ｇと転写ベルト５４ａを挟んで配置されている。転写ローラー５４ｄは転写ベルト５４ａとは別に駆動されている。そして、記録媒体５２が２次転写部に突入すると、所定の転写バイアスが２次転写ローラー５４ｄに印加される。これによって、転写ベルト５４ａ上のトナー像は記録媒体５２に２次転写される。
【００４７】
２次転写された記録媒体５２は、転写ローラー５４ｄと転写ベルト５４ａとの接線方向の駆動力により、搬送ガイドに沿って定着部５６にむけて搬送される。
【００４８】
一方、２次転写部での転写残トナーは、クリーニングユニット５５のブレード５５ａによって転写ベルト５４ａより剥離される。前記ユニット５５内に取り込まれたトナーは送りスクリュー５５ｂによって廃トナータンク（図示せず）へ送られ貯蔵される。
【００４９】
（給送手段）
給送手段５３は、複数枚の記録媒体５２を収納しているカセット５３ａ、ピックアップローラー５３ｂ、フィード／リタードローラー対５３ｃ、搬送ガイド５３ｄ、５３ｅ、５３ｆ、レジストローラー５３ｇが主構成部品である。給送手段５３は、画像形成時に画像形成部へ記録媒体５２を所定の時間間隔で供給する。
【００５０】
記録媒体５２は、前記転写ベルト５４ａの回転と現像剤画像（トナー画像）との同期をとって、レジストローラー５３ｇによって転写ベルト５４ａへ給送される。
【００５１】
（定着手段）
定着手段５６は、記録媒体５２に転写された複数色の現像剤画像を記録媒体５２に定着させる。
【００５２】
本実施例にて、定着手段５６では、ハロゲンランプ５６ｃを内包した加熱ローラー５６ａと、加圧ローラー５６ｂとを備えたローラー定着構成を用いている。そして、記録媒体５２に転写された現像剤画像を加熱溶融して記録媒体に固着させる。
【００５３】
（排出部）
定着後の記録媒体５２は、搬送ローラー５３ｈ、排出ローラー５３ｊによって搬送され、トレー５７に積載される。また、前記コントローラーがフラッパー５３ｋを切替ることにより記録媒体５２の搬送路を変更して定着部５６から略水平左方向へ排出することも可能である。
【００５４】
（画像形成動作）
先ず、プロセスカートリッジ１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）が、画像形成のタイミングに合わせて順次駆動される。その駆動に応じて感光体ドラム２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）が回転駆動される。そして、各々のカートリッジ１に対応するレーザースキャナ５１（５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋ）が順次駆動される。この駆動により、帯電ローラー３（３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ）は、感光体ドラム２の周面に一様な電荷を付与する。レーザースキャナ５１は、その感光体ドラム２の周面に画像信号に応じて露光を行って、感光体ドラム２に静電潜像を形成する。その後、現像装置４が、前記静電潜像を現像する。
【００５５】
前述した通り、転写ベルト５４ａは、各感光体ドラム２と転写ローラ５４ｆとの間に形成される電界によって、各感光体ドラム２の現像剤画像を順次転写される。４色の現像剤画像を転写された転写ベルト５４ａ上の現像剤画像は、記録媒体５２に転写ローラ５４ｄにより転写される。現像剤画像が転写された記録媒体５２は、転写ベルト５４ａから分離される。
【００５６】
定着後の記録媒体５２は、前記搬送ローラー５３ｈ、排出ローラー５３ｊによって搬送され、トレー５７に積載される。
【００５７】
（クリーナーレスシステム）
本実施例の画像形成装置は、クリーナーレスシステムとされる。
【００５８】
つまり、本実施例では、前記転写後が感光体ドラム２の周面に残留する現像剤（トナー）を均一化する均一化手段３ｇと帯電制御手段３ｈを備えている。そして、転写部ｄで感光体ドラム２周面に発生した残留現像剤を、感光体ドラムの回転に伴い、帯電部ａ、露光部ｂを通過させ、現像部ｃにて現像同時クリーニング（回収）を行うクリーナーレスシステムが採用されている。勿論、通常のクリーニングブレードを備えたクリーニング装置を設けた構成とすることも可能である。
【００５９】
次に、図４〜図９を参照して本発明に係る現像剤補給装置の一実施例について説明する。
【００６０】
（現像剤補給装置の全体構成）
図４は本発明の現像剤補給装置の一実施例の全体構成を斜視図である。図５は、図４の線Ｖ−Ｖに取った断面図である。
【００６１】
図４及び図５を参照すると理解されるように、現像剤補給装置１０は、現像装置４の上部に設けられたフック６１などを備えた装着部６０に着脱自在に、或いは、固定的に取り付けられる。又、図５にて、補給装置１０には外カバー７０が取り付けられている。しかしながら、これら部材は、本実施例の補給装置１０では、必須の構成部材ではないのでこれ以上の説明は省略する。
【００６２】
本実施例にて、補給装置１０では、現像剤パッケージ帯（以下、「トナーパッケージ帯」という。）９が使用される。トナーパッケージ帯９は、図６を参照して後述するように、定量化された補給用現像剤（以下、単に「トナー」という。）を充填、密封した、現像剤収納部としての現像剤分包袋（以下、単に「トナー分包袋」という。）９２を複数個直列に連結して構成されている。
【００６３】
そこで、本実施例では、補給装置１０は、このパッケージ帯９を収容するトナーパッケージ帯収容部（現像剤パッケージ帯収容部）１５と、トナーパッケージ帯９の順送りと開封とを行うトナーパッケージ帯順送り兼トナーパッケージ帯開封手段８と、開封後の使用済み包装フィルム９１を収納する包装フィルム収納部（現像剤収納部収納手段）１６と、を有する。
【００６４】
つまり、トナーパッケージ帯９は、各トナー分包袋９２の連結部９３（図６参照）で交互に折り畳まれた状態で、収容部１５に格納されている。現像装置４へのトナー供給時には、前記開封手段８における順送り機構により、１つ目のトナー分包袋９２から順に開封機構部８Ａへ送られる。そして、前記開封機構部８Ａで開封される。開封後の使用済み包装フィルム９１は、折り畳まれてフィルム収納部１６に収納される。
【００６５】
ここで、内容物の補給用現像剤、即ち、トナーは、補給装置１０のトナー吐出部８３ｇ（図５）より現像装置４へ排出される。
【００６６】
更に詳しく説明すれば、本実施例にて、補給装置１０は、断面が概略矩形の箱状とされる現像剤補給装置本体１２を有する。前記補給装置本体１２は、長手方向に延在した両側の側部枠１３（１３ａ、１３ｂ）と、両側部枠１３ａ、１３ｂを長手方向両端部で保持する支持枠１４（１４ａ、１４ｂ）とを一体に結合する。
【００６７】
前記補給装置本体１２の内部には、補給用トナーを分包したトナー分包袋９２が一連に形成された使用前のトナーパッケージ帯９を収容したトナーパッケージ帯収容部（現像剤パッケージ帯収容部）１５と、前記収容部１５に隣接して配置されたトナーパッケージ帯順送り・開封手段、即ち、開封ユニット８と、使用済トナーパッケージ帯収納部１６とが設けられている。
【００６８】
使用済トナーパッケージ帯収納部１６には、開封ユニット８から送られてくるトナー排出後の使用済パッケージ帯、即ち、包装フィルム９１（９１ａ、９１ｂ）（図６参照）を収納する。
【００６９】
（トナーパッケージ帯）
図６（ａ）、（ｂ）に、トナーパッケージ帯９の一実施例を示す。
【００７０】
トナーパッケージ帯（現像剤パッケージ帯）９は、２枚の包装フィルム９１（９１ａ、９１ｂ）間にトナーＴを充填している。そして、トナーパッケージ帯９は、４方密封して構成したトナー分包袋（現像剤分包袋）９２を、その長手方向に沿って複数個有している。そして、各トナー分包袋９２は、分包連結部９３において直列に連結されている。
【００７１】
本実施例にて包装フィルム９１ａ、９１ｂは、同じ構成の積層フィルム９４が使用される。積層フィルム９４は、本実施例では、２軸延伸されたポリエステルフィルムとされる基層９４ａと、充填物を外部の環境から保護するためのバリア層としての防湿性、ガス遮断性に優れたアルミ層を蒸着して形成された第２層９４ｂと、ヒートシール層として低密度ポリエチレンをラミネートした第３層９４ｃと、を有する。
【００７２】
本実施例においては、上述のように、一対の同じ仕様の積層フィルム９４を用いてトナーパッケーッジ帯９を構成している。しかしながら、上下異なるフィルムを用いて、例えばブリスターパックのようなパッケージの形態としてもよい。
【００７３】
本実施例においては、１つのトナー分包袋９２中のトナー内容量を６ｇとして、これを分包機によって定量分包して、分包袋９２の４辺を加熱圧着によりヒートシールした。トナーパッケージ帯９は、具体的には、このトナー分包袋９２を２７個直列につながった部分で切断して、一つのトナーパッケージ帯９とした。
【００７４】
本実施例では、この一つのトナーパッケージ帯（現像剤パッケージ帯）９を、現像剤補給装置１０のトナーパッケージ収納部１５に装填している。
【００７５】
トナーパッケージ帯９の順送方向（長手方向）の両端縁のヒートシール部９５には、４．７５ｍｍピッチ（Ｐ）にてパーフォレーション９６が設けられている。このパーフォレーション９６を利用して、後述するように、トナーパッケージ帯９の現像剤補給装置１０における順送を行う。
【００７６】
更に、トナーパッケージ帯９の順送方向（長手方向）の一方の端縁のヒートシール部９５には、詳しくは後述する検出用コード９７が設けられている。
【００７７】
（トナーパッケージ帯開封ユニット）
図７〜図９をも参照して、本実施例における開封ユニット８について説明する。
【００７８】
開封ユニット８は、図９に最も良く図示されるように、垂直板８０ａの上下に水平板８０ｂが一体に構成された概略コの字形状とされる開封ユニット枠体８０を有する。開封ユニット枠体８０は、現像剤補給装置本体１２に一体に固定されている。
【００７９】
開封ユニット枠体８０には、上記水平板８０ｂを利用して順送り手段としての従動スプロケットローラー対８１（８１ａ、８１ｂ）及び順送り手段としての駆動スプロケットローラー対８２（８２ａ、８２ｂ）が取り付けられている。図９に図示するように、従動スプロケットローラー８１ｂ及び駆動スプロケットローラー８２ｂは、水平板８０ｂにその回転軸が遊嵌されている。そして、前記ローラー８１ｂ、８２ｂは、バネ部材８１ｃ及び８２ｃにより、それぞれ、従動スプロケットローラー８１ａ及び駆動スプロケットローラー８２ａに所定の圧力にて押圧されている。即ち、順送り手段としてのローラー対８１、８２は、現像剤パッケージ帯収容部としてのトナーパッケージ帯収容部１５から現像剤パッケージ帯としてのトナーパッケージ帯９を順送りする。
【００８０】
前記ローラー８２ａは、開封ユニット枠体８０に一体に取り付けられた駆動部８４にて回転駆動される。本実施例にて、駆動部８４は、駆動軸８４ｂにて駆動されるウォーム８４ａを備えている。そして、このウォーム８４ａが、ローラー８２ａの、図８にて下方端部に一体に設けられたホイール８２ａ１に噛合している。
【００８１】
従って、駆動軸８４ｂが回転駆動されると、駆動部８４のウォーム８４ａとローラー８２ａのホイール８２ａ１とにて構成されるウォーム／ホイール減速機を経てローラー８２ａが回転する。
【００８２】
ローラー８２ａのスプロケットツース８２ａ２がトナーパッケージ帯９のパーフォレーション９６を駆動することによって、トナーパッケージ帯９は、矢印Ａ方向に順送される。
【００８３】
従動スプロケットローラー対８１（８１ａ、８１ｂ）は、そのスプロケットツース８１ａ１がトナーパッケージ帯９のパーフォレーション９６に係合している。従って、ローラー８２ａの駆動により順送されるトナーパッケージ帯９に引っ張られて従動する。
【００８４】
また、ローラー８１ａは、その軸端にラチェット機構８６が配置され、このラチエット機構８６により一定のトルク負荷を受けている。即ち、ラチエット機構８６は、ローラー８１ａの軸端に固定されたラチエットホイール８６ｂと、このラチエットホイール８６ｂの各歯に係合するバネ性の爪部材８６ａとを有する。
【００８５】
従って、トナーパッケージ帯９は、従動スプロケットローラー対８１（８１ａ、８１ｂ）がトナーパッケージ帯９に引っ張られて従動する際には、ラチェット機構８６により一定のトルク負荷を受けている。そのために、トナーパッケージ帯９は、ローラー対８２（８２ａ、８２ｂ）とローラー対８１（８１ａ、８１ｂ）の間で常に引張力を受けることとなる。
【００８６】
図５及び図８に示すように、開封ユニット８は、トナー排出手段（現像剤排出手段）を構成する開封コア８３を有している。また、開封ユニット８は、前記コア８３の上流部には、トナーパッケージ帯切断手段（開封手段）としての切断ブレード８３ａ、８３ｂを有している。即ち、開封手段としての切断ブレード８３ａ、８３ｂは、前記順送り手段としてのローラー対８１、８２によって搬送されてきた現像剤収納部としてのトナー分包袋９２を開封する。
【００８７】
従って、トナーパッケージ帯９は、前記ローラー対８２（８２ａ、８２ｂ）と前記ローラー対８１（８１ａ、８１ｂ）との間で引張力を付与されて、開封ユニット８内に引き込まれる。そして開封ユニット８内に引き込まれたトナーパッケージ帯９は、前記コア８３の上流部に設けられた切断ブレード（開封手段）８３ａ、８３ｂによって上下両端縁部のヒートシール部９５と、トナーパッケージ帯９の中央部とが切断される。
【００８８】
切断分離された包装フィルム９１ａ、９１ｂの前記ヒートシール部９５は、前記コア８３の上下のガイド部８３ｅ（８３ｅ１、８３ｅ２）、８３ｆ（８３ｆ１、８３ｆ２）内を通過する。このとき、中央のトナー分包袋９２の２枚のフィルム９１ａ、９１ｂは、中央の掻き取りコア部８３ｄをその間に挟んで通過する。この際、トナー分包袋９２内のトナーＴは、掻き取りコア部８３ｄの斜面部８３ｄ１により掻き取られる。そして、この掻き取られたトナーＴは、コア８３の下部開口部８３ｃを通って排出口８３ｇ（図５、図９参照）より現像装置４の補給口１ｂへと排出される。即ち、現像剤排出手段としてのコア８３（コア部８３ｄ、斜面部８３ｄ１、ガイド部８３ｅ、）は、開封手段としての切断ブレード８３ａ、８３ｂによって開封された現像剤収納部としてのトナー分包袋９２内の現像剤を現像装置４へ排出させる。
【００８９】
また、開封ユニット枠体８０には、上記水平板８０ｂを利用して揺動ヘッド８５が揺動自在に取り付けられている。
【００９０】
つまり、図７及び図９を参照すると理解されるように、揺動ヘッド８５は、水平板８０ｂに回転自在に取り付けられた揺動支持板８７及び支持板８８を備えている。そして、この両支持板８７、８８は、垂直方向に延在し、垂直方向に沿ってスリット８９ａが設けられた作動片８９にて連結されている。スリット８９には、前記開封ユニット８にてトナーが排出された使用済トナーパッケージ帯９、即ち、包装フィルム９１（９１ａ、９１ｂ）が通される。
【００９１】
図７にて、上部の揺動支持板８７は、長孔８７ａ１が設けられた突状部８７ａを備えている。この長孔８７ａ１には、水平板８０ｂに回転自在に取り付けられた歯車８５ａに植設されたピン８５ｂが遊嵌されている。
【００９２】
一方、上記ローラー８２ａの軸端には駆動歯車８４ｃが取り付けられており、この駆動歯車８４ｃに上記歯車８５ａが噛合している。
【００９３】
従って、ローラー８２ａが駆動されることにより、駆動歯車８４ｃが回転する。そして、この駆動歯車８４ｃにより上記歯車８５ａが回転駆動される。そのために、揺動支持板８７は揺動運動を行う。本実施例では、揺動支持板８７は、歯車８５ａの回転運動により約６０°の揺動運動を行うように設計した。
【００９４】
トナー排出後の使用済トナーパッケージ帯９は、ローラー対８２（８２ａ、８２ｂ）で厚み方向を揃えられた後揺動ヘッド８５のスリット８９ａを通過して使用済トナーパッケージ帯収納部（現像剤収納部収納手段）６へ送られる。即ち、トナーパッケージ帯収納部６は開封後の使用済み包装フィルム９１ａ、９１ｂを収納する。本実施例では、上記構成の揺動ヘッド８５を設けた。これにより、揺動ヘッド８５が、トナー分包袋９１の連結部９３の周期に同期して約６０度の範囲で首振り動作をおこなう。そのために、使用済パッケージ帯９を、図７に一点鎖線で示すように、折り畳んだ状態で収納することができる。
【００９５】
尚、前述した実施例においては、開封ユニット８が、トナーパッケージ帯９を順次取り込み、トナー分包袋９２を開封してパッケージ分包袋に内包されたトナーを現像剤補給装置１０現像装置４へと定量供給する例を示した。しかしながら、この実施例に限定されるもにおではなくて、前記各部材がユニット化されていなくても良い。
【００９６】
（トナー補給動作）
本実施例における現像剤補給装置１０のトナー（現像剤）補給動作について説明する。
【００９７】
現像装置４にてトナー濃度低下を検知すると画像形成装置本体コントローラーは、画像形成装置本体１００Ａに設けられたトナー補給駆動モーター（図示せず）を所定の回転数駆動する。
【００９８】
この回転駆動は、補給駆動カップリング７１（図４）から現像剤補給装置１０へ伝達され、駆動軸８４ｂ（図７）に入力される。その結果、開封ユニット８によってトナーパッケージ帯９が順送され、トナー分包袋９２中のトナーが開封されて、現像剤補給装置１０より現像装置４へ供給される。
【００９９】
上述したように、本実施例におけるトナー分包袋９２中のトナー量は６ｇである。
【０１００】
具体例としては、６０００枚プリント（５％印字率）仕様でトナー分包袋１個当たり６ｇｘ２７個で１トナーパッケージ帯とする。
【０１０１】
ここで、トナーパッケージ帯９を１パックの開封し終えた時点でのトナー供給量の積算量は定量できるが、開封途中でのパッケージの単位送り量当たりのトナー排出量が一定とならない。
【０１０２】
そこで、本実施例では、トナーパッケージ帯の順送り方向に平行な両縁部９５の一方にトナー色識別及び／又は残量検知用情報手段としてのマーキング或いはノッチ形状などとされる検知コード９７が設けられる。また、補給装置側にはこれを検知するための検知手段が設けられる。
【０１０３】
更に説明すれば、本実施例では前記のヒートシール部９５の検知コード９７を開封コア８３に設けられた、例えば反射型光学センサなどの検知手段（図示せず）で読み取る。これにより、トナー分包袋９２の先端位置を検知し、実験で求めた先端位置からの送り位置に対する単位送り量当たりのトナー排出量テーブルを画像形成装置本体コントローラー（不図示）のメモリに記憶しておく。そして、補給時にこのテーブルを参照することで必要トナー量に対する補給モーターの回転数を算出する。
【０１０４】
また、検知コード９７には、先端位置検知に加えて初期状態で現像剤補給装置１０に装填されたトナー分包袋９２の番号が降順に書き込まれている。そして、この部位が前記の反射型光学センサを通過した際に、前記コントローラーに対して現像剤補給装置１０に残っているトナー分包袋９２の数データを送出する。
【０１０５】
上記実施例では、補給用現像剤としてトナーを使用するものとしたが、補給用現像剤はこれに限定されるものではなく、補給用現像剤として、キャリアとトナーを含有した補給用現像剤を使用することもできる。
【０１０６】
上記構成の現像剤補給装置１０によれば、以下の効果を達成し得る。
【０１０７】
（１）定量補給性能及びこれを維持するための機構の簡易化
補給用現像剤、すなわち、補給用トナーは、トナー分包袋９２に充填密封された状態で現像剤補給装置１０に装填される。そして、トナー補給の必要に応じてトナー分包袋９２を開封し、現像装置４へと排出されるので機構が単純である。よって、従来用いられていたトナーパッキング防止のための攪拌部材とこれを駆動する機構、或いは、攪拌軸のシール部などが不要である。
【０１０８】
また、トナー定量化のための、軸流スクリュー機構も不要である。さらに、トナーはパッケージ化されている。そのために、従来トナー容器に直接トナーを充填する構成で用いていたトナーシール（開封シール）、充填口蓋或いは枠体接合部のシール部材などが不要となった。
【０１０９】
（２）トナーの経時劣化の防止
補給用トナーは防湿性、ガス遮断性に優れたトナー分包袋９２に充填密封された状態で現像剤補給装置１０に装填され、トナー補給の必要に応じて開封し、現像装置４へと排出される。よって、トナー容量の大きい高耐久型のカートリッジに適用しても、周囲の温度、湿度などの使用環境の影響を受けない。また、トナーへの攪拌などによる応力付与がないので、トナーの経時劣化が解消された。
【０１１０】
（３）残量検知の容易性、残留トナーの解消
トナーパッケージ帯９の順送、開封が可能であり、トナー分包袋９２の消費、或いは、残りトナー分包袋数の検知が可能である。この結果ユーザーは、トナーの残量を精度よく知ることができる。また、トナー分包袋内のトナーは、使用済フィルムに付着するもの以外は略完全に排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の現像剤補給装置が適用される画像形成装置の一実施例の概略構成断面図である。
【図２】画像形成装置の画像形成部及び本発明の現像剤補給装置を示す概略構成断面図である。
【図３】図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに取った断面図である。
【図４】本発明の現像剤補給装置の外観斜視図である。
【図５】図４の線Ｖ−Ｖに取った断面図である。
【図６】図６（ａ）は、現像剤パッケージ帯の外観図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）の線ＶＩ−ＶＩに取った断面図である。
【図７】本発明の現像剤補給装置のトナーパッケージ帯開封ユニットの一側より見た外観図である。
【図８】本発明の現像剤補給装置のトナーパッケージ帯開封ユニットの正面図である。
【図９】本発明の現像剤補給装置のトナーパッケージ帯開封ユニットの他側より見た外観図である。
【図１０】従来の現像剤補給装置を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）        プロセスカートリッジ（画像形成部）
２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）        感光体ドラム（像担持体）
３（３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ）        帯電ローラー（帯電手段）
４（４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ）        現像装置（現像手段）
８                    現像剤パッケージ帯順送り・開封手段
９                    現像剤パッケージ帯
１０                  現像剤補給装置
１２                  現像剤補給装置本体
１５                  現像剤パッケージ帯収容部
１６                  使用済現像剤パッケージ帯収納部
５１（５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋ）        レーザースキャナ（露光手段）
８１                  従動スプロケットローラー対
８２                  駆動スプロケットローラー対
８３                  現像剤トナーパッケージ帯開封コア（排出手段）
８３ａ、８３ｂ        切断ブレード（切断手段）
８３ｄ                掻き取りコア部
８４                  スプロケット駆動部
８５                  揺動ヘッド
８６                  ラチェット機構
９１（９１ａ、９１ｂ）        包装フィルム
９２                  現像剤分包袋（現像剤収納部）
９３、９５            ヒートシール部
９７                  トナー色識別及び／又は残量検知用情報手段
【図１】
2006276045.tif 000003
【図２】
2006276045.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006276045.tif 000006
【図５】
2006276045.tif 000007
【図６】
2006276045.tif 000008
【図７】
2006276045.tif 000009
【図８】
2006276045.tif 000010
【図９】
2006276045.tif 000011
【図１０】
2006276045.tif 000012