(57)【要約】【課題】  現像剤容器内に充填される現像剤量に適した容積を確保するとともに、現像剤容器から現像部への現像剤供給量を現像剤容器の容積によらずに一定となるようにする現像カートリッジを提供する。【解決手段】  現像部５２と、容器本体５３とこの容器本体５３を閉塞する蓋部材５５とで構成される現像剤を収納する現像剤容器５０と、現像剤容器５０内で現像剤を撹拌し現像部５２へ供給する現像剤撹拌部材５４とを有し、蓋部材５５の形状を変更することで現像剤容器５０の形状及び容積が変更される現像カートリッジ４６とする。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤坦持体を備えた現像部と、開口部及び現像剤供給口を有する容器本体と前記開口部を閉塞する蓋部材とが結合されて構成され現像剤を収納する現像剤容器と、この現像剤容器内部で現像剤を撹拌し前記現像剤坦持体に向けて現像剤を供給する現像剤撹拌部材とを有し、前記蓋部材の形状を変更することにより前記現像剤容器の形状及び容積が変更されることを特徴とする現像カートリッジ。
【請求項２】
前記現像剤撹拌部材の回転中心位置、回転半径、回転数、前記現像剤撹拌部材の長さ及び厚さの少なくとも１つが、前記現像剤容器の形状及び容積に応じて設定されていることを特徴とする現像カートリッジ。
【請求項３】
前記現像剤容器の形状及び容積に応じて選択使用される複数個の回転中心位置の異なる前記現像剤撹拌部材の回転軸が設けられていることを特徴とする請求項１記載の現像カートリッジ。
【請求項４】
前記現像剤容器内に前記現像剤撹拌部材へ駆動を伝えるギアが並んだギア列を有し、前記ギア列の前記ギアが多段化され、前記ギア列の少なくとも一部が共通化され且つ前記現像剤撹拌部材の回転中心位置に応じて前記ギア列の一部の前記ギアが組み替えられることを特徴とする請求項３記載の現像カートリッジ。
【請求項５】
現像剤坦持体を備えた現像部と、開口部及び現像剤供給口を有する容器本体と前記開口部を閉塞する蓋部材とが結合されて構成され現像剤を収納する現像剤容器と、この現像剤容器内部で現像剤を撹拌し前記現像剤担持体に向けて現像剤を供給する現像剤撹拌部材とを有し、前記現像部を共通とし、前記現像剤容器は所望の容積及び形状の他の現像剤容器に交換可能であることを特徴とする現像カートリッジ。
【請求項６】
前記現像剤撹拌部材の回転中心位置、回転半径、回転数、前記現像剤撹拌部材の長さ及び厚さの少なくとも１つが、前記現像剤容器の形状及び容積に応じて設定されていることを特徴とする請求項５記載の現像カートリッジ。
【請求項７】
前記現像剤容器は、前記現像カートリッジの本体に対して着脱自在であることを特徴とする請求項５又は６記載の現像カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機またはファクシミリなどの現像カートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
これまで画像形成装置においては、少量トナーのプロセスカートリッジ（現像カートリッジ）として、トナー容器（現像剤容器）内に仕切り板を設けることでトナー量に適した容積を有するトナー容器を形成するものが知られている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１８７００８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のプロセスカートリッジの場合、トナー容器の下方傾斜面角度が規定されており、トナー容器の撹拌部材上方の容積を変更する際には有効であるが、トナー容器の撹拌部材の水平方向あるいは下方の容積を変更することは困難であった。
更に、上記のプロセスカートリッジについて、トナー容器の撹拌部材の水平方向又は下方の容積を変更することを考えた場合、トナー撹拌部材の構成条件をトナー容器の容積が大きな場合を基準とするため、各容積間でトナー撹拌部材によるトナーの撹拌・供給能力が異なることにより画質差が生ずる恐れがある。また、電子写真装置の開発においては、複数の電子写真装置間でカートリッジの一部共通化をはかる際に、輪郭及び形状が固定されているため、電子写真装置の部品配置や小型化などの面で自由度が奪われることとなる。さらに、上記プロセスカートリッジの場合、トナー容器内に充填されるトナー量によらず、カートリッジ構成が共通であるためコストを下げることが困難となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的とするところは、所望の現像剤収容量に適した形状及び容積の現像剤容器が得られる現像カートリッジ及び画像形成装置を提供することにある。更に、必要に応じて複数の電子写真装置間で現像カートリッジの一部共通化をはかる際にも、電子写真装置にあわせて現像カートリッジの輪郭及び形状を自由に設定することが可能な現像カートリッジ及び画像形成装置を提供することにある。
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の特徴とするところは、現像剤坦持体を備えた現像部と、開口部及び現像剤供給口を有する容器本体と前記開口部を閉塞する蓋部材とが結合されて構成され現像剤を収納する現像剤容器と、この現像剤容器内部で現像剤を撹拌し前記現像剤坦持体に向けて現像剤を供給する現像剤撹拌部材とを有し、前記蓋部材の形状を変更することにより前記現像剤容器の形状及び容積が変更される現像カートリッジにある。これにより、所望の現像剤収容量に適した現像剤容器が得られる。また、必要に応じて複数の電子写真装置間で現像カートリッジの一部共通化をはかる際にも、電子写真装置にあわせて現像カートリッジの輪郭及び形状が自由に設定可能となる。
【０００７】
好ましくは、前記現像剤撹拌部材の回転中心位置、回転半径、回転数、前記現像剤撹拌部材の長さ及び厚さの少なくとも１つが、前記現像剤容器の形状及び容積に応じて設定されている現像カートリッジとする。これにより、前記現像剤撹拌部材により前記現像剤担持体へ現像剤を供給する際の前記供給口における供給力（押し込み力）および供給角度が、前記現像剤容器の形状及び容積によらずに一定となるため、現像剤担持体に向けて搬送される現像剤供給量が一定となり、現像剤容量に起因する画質差を発生させることがない。
【０００８】
好ましくは、前記現像剤容器の形状及び容積に応じて選択使用される複数個の回転中心位置の異なる前記現像剤撹拌部材の回転軸が設けられている現像カートリッジとする。これにより、前記現像剤撹拌部材により現像剤担持体に向けて現像剤を供給する際の前記供給口における供給力および供給角度が、前記現像剤容器の形状及び容積によらずに一定となるため、現像剤担持体に向けて搬送される現像剤供給量が一定となり、現像剤容量に起因する画質差を発生させることがない。また、現像剤撹拌部材の一部共通化をはかることができる。
【０００９】
好ましくは、前記現像剤容器内に前記現像剤撹拌部材へ駆動を伝えるギアが並んだギア列を有し、前記ギア列の前記ギアが多段化され、前記ギア列の少なくとも一部が共通化され且つ前記現像剤撹拌部材の回転中心位置に応じて前記ギア列の一部の前記ギアが組み替えられる現像カートリッジとする。これにより現像剤撹拌部材の少なくとも一部の共通化を図ることができる。
【００１０】
本発明の第２の特徴とするところは、現像剤坦持体を備えた現像部と、開口部及び現像剤供給口を有する容器本体と前記開口部を閉塞する蓋部材とが結合されて構成され現像剤を収納する現像剤容器と、この現像剤容器内部で現像剤を撹拌し前記現像剤担持体に向けて現像剤を供給する現像剤撹拌部材とを有し、前記現像部を共通とし、前記現像剤容器は所望の容積及び形状の他の現像剤容器に交換可能である現像カートリッジにある。これにより、現像部、現像剤容器のユニット化が可能となるため、現像カートリッジの組立ての際に優位となる。また、現像カートリッジを再利用する際にも需要にあわせた現像剤容器の交換が可能となる。
【００１１】
好ましくは、前記現像剤撹拌部材の回転中心位置、回転半径、回転数、前記現像剤撹拌部材の長さ及び厚さの少なくとも１つが、前記現像剤容器の形状及び容積に応じて設定されている現像カートリッジとする。これにより、前記現像剤撹拌部材により現像剤担持体に向けて現像剤を供給する際の前記供給口における供給力および供給角度が、前記現像剤容器の形状及び容積によらずに一定となるため、現像剤担持体に向けて搬送される現像剤供給量が一定となり、現像剤容量に起因する画質差を発生させることがない。
【００１２】
好ましくは、前記現像剤容器は、前記現像カートリッジの本体に対して着脱自在である現像カートリッジとする。これにより、ユーザによる現像剤容器の交換が可能となり、必要に応じて現像剤容器の容量を選択することが可能となる。また、多機種間での現像剤容器の共通化を測ることができる。さらに、現像カートリッジの再利用を行う際も、カラー及びモノクロなどの元々使用されていた現像剤の種類によらず多種の現像剤を利用することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、この画像形成装置本体１２内に像形成手段１４が搭載され、この画像形成装置本体１２の上部に排出部１６が設けられていると共に、この画像形成装置本体１２の下部に例えば２段の給紙ユニット１８、１８が配置されている。
【００１４】
それぞれの給紙ユニット１８は、用紙が収納される給紙カセット２０と給紙ロール２２ａ、２２ｂとを有し、この給紙ロール２２ａ、２２ｂの回転により給紙カセット２０に積載された用紙がレジストロール２４に搬送される。
【００１５】
さらにレジストロール２４の下流側には、後述するプロセスカートリッジ（現像カートリッジ）４６の像坦持体２８と転写装置３６とが対峙して設けられ、さらにその下流側には定着装置４０が設けられている。
【００１６】
したがって、給紙ユニット１８の給紙カセット２０から給紙ロール２２ａ及び２２ｂにより送り出された用紙は、レジストロール２４により一時停止され、タイミングをとって像坦持体２８と転写装置３６との間を通って現像剤像が転写され、この転写された現像剤像が定着装置４０により定着され、排出ロール２６により排出部１６へ排出される。
【００１７】
一方、画像形成装置本体１２の側面（図１の左側面）には、例えば手差しユニット４１が配置されている。この手差しユニット４１より送り出された用紙は給紙ユニット１８より送り出された用紙と同様に、レジストロール２４により一時停止され、タイミングをとって像坦持体２８と転写装置３６との間を通って現像剤像が転写され、この転写された現像剤像が定着装置４０により定着され、排出ロール２６により排出部１６へ排出される。
【００１８】
像形成手段１４は電子写真式のもので、感光体からなる像坦持体２８と、この像坦持体２８を一様帯電する例えば帯電ロールからなる帯電装置３０と、この帯電装置３０により帯電された像坦持体２８に、光により潜像を書き込む光書込み装置３２と、この光書込み装置３２により形成された像坦持体２８の潜像を現像剤により可視化する現像装置３４と、所定電圧が印加され、現像装置３４による現像剤像を用紙に転写する転写装置３６と、像坦持体２８に残存する現像剤をクリーニングするクリーニング装置３８と、転写装置３６により転写された用紙上の現像剤像を用紙に定着させる例えば加圧ロールと加熱ロールとからなる定着装置４０とから構成されている。光書込み装置３２は例えば走査型のレーザ露光装置からなり、後述するプロセスカートリッジ４６内を横切り、像坦持体２８に潜像を形成する。クリーニング装置３８は、像坦持体２８に接触するクリーニングブレード４２と、このクリーニングブレード４２で掻き落とされた現像剤を収納する現像剤回収部４４とを有する。
なお、光書込み装置３２は、他の実施形態としてＬＥＤや面発光レーザなどを用いることができる。
【００１９】
次に、本発明の一実施形態のプロセスカートリッジ（現像カートリッジ）４６を図面に基づいて説明する。
図２（ａ）及び（ｂ）において、本発明の一実施形態に係るプロセスカートリッジ４６の概要が示されている。
プロセスカートリッジ４６は、像坦持体２８、帯電装置３０、現像装置３４及びクリーニング装置３８を一体化したものであり、これらを一体として交換できるようになっている。なおプロセスカートリッジ４６には、像坦持体２８の外側に開閉蓋２９が設けられている。この開閉蓋２９は、プロセスカートリッジ４６が画像形成装置本体１２に装着されていない状態では像坦持体２８を覆う位置にあり、プロセスカートリッジ４６が画像形成装置本体１２に装着される際に像坦持体２８の上方に移動し、像坦持体２８がプロセスカートリッジ４６の外側面に現れ、プロセスカートリッジ４６が画像形成装置本体１２に装着された時点で図１に示すように像坦持体２８と転写装置３６とが対峙した状態となる。また、このプロセスカートリッジ４６にはクリーニング装置３８から斜め上に向かって伸び先端部が下側にカーブした取っ手部３９が設けられている。これによりプロセスカートリッジ４６を画像形成装置本体１２より取り出す際に取っ手部３９を握りプロセスカートリッジ４６を引き出すことでプロセスカートリッジ４６を画像形成装置本体１２より容易に取り出すことができる。
【００２０】
現像装置３４は、現像剤を収納する現像剤容器５０と現像部５２とに分かれている。現像剤容器５０は、像坦持体２８が配置されている側とは反対側の面に開口部５１が形成された容器本体５３と、この開口部５１を閉塞する蓋部材５５とを有しており、この蓋部材５５の形状を変更することで現像剤容器５０の形状及び容積を変更可能としている。即ち例えば図２（ａ）に示す蓋部材５５を、図２（ｂ）に示すような像坦持体２８が配置されている側とは反対側に膨らんだ形状を有する蓋部材５５に取り替えることで、現像剤容器５０の容積を大きくすることができる。
【００２１】
この現像剤容器５０は、内部にアジテータ（現像剤撹拌部材）５４が配置されている。このアジテータ５４は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの可撓性の撹拌板５６を有し、現像剤容器５０内のトナーの量が減少してくるとこの撹拌板５６の先端辺５７が現像剤容器５０の内壁に当接しながら回転し、現像剤容器５０と現像部５２が現像剤供給口６０を介して連通しており、この現像剤供給口６０から現像部５２へ現像剤が搬送される。
【００２２】
現像部５２には、内部にマグネットロールが配置された現像ロール（現像剤坦持体）５８が配置されている。この現像ロール５８は、像坦持体２８に、例えば像坦持体２８の下部で対峙し、この対峙された部分が現像位置となっている。なおこの現像ロール５８には所定電圧が印加されている。
【００２３】
ブレード装置６２は、現像ブレード６４と取付け部６６とから構成されている。現像ブレード６４は例えばポリウレタン、シリコンゴムなどの弾性樹脂からなり現像部５２に配置されている。この現像ブレード６４は、一端が取付け部６６を介して現像剤容器５０に固定されている。取付け部６６は板金からなり、この取付け部６６に現像ブレード６４の一端がホットメルトなどにより固定されている。また現像ブレード６４は、他端手前で現像ロール５８に弾性変形して接触しており、この現像ブレード６４により現像ロール５８の現像剤の層厚を規制し、この層厚が規制された現像剤を現像位置にて像坦持体２８上の潜像を現像するようにしている。
【００２４】
またプロセスカートリッジ４６は、画像形成装置本体１２に装着された際に像坦持体２８が転写装置３６に対峙する位置の用紙搬送方向上流側にフィルム状のシートで形成された導電性部材６８を有している。この導電性部材６８は、転写装置３６及び像坦持体２８の軸方向長さとほぼ同じ長さを有するシートで形成されている。この導電性部材６８には図示されていないが現像ロール５８に電圧を印加する回路より分岐した回路により現像ロール５８に印加する電圧と等しい電圧が印加されている。このように導電性部材６８を設けることで、現像時に発生する飛散トナーを導電性部材６８上へ電気的に付着させることができ、飛散トナーによる画像形成装置本体１２内の汚れを防止できる。なおこの導電性部材６８は、軸方向全長即ち長手方向全長にわたって転写装置３６側（導電性部材６８の外側）が絶縁性フィルム７０により覆われている。これは搬送される用紙が導電性部材６８に接触すると、用紙を介して導電性部材６８と転写装置３６との間でリークを起こすおそれがあるためである。
【００２５】
この実施形態のプロセスカートリッジ４６においては、上述したように、現像剤容器５０は、蓋部材５５の形状を変更することでその形状及び容積が変更される。このとき、アジテータ５４の回転中心位置、回転半径、回転数、アジテータ５４の撹拌板５６の長さ及び厚さの少なくとも１つが、現像剤容器５０の形状及び容積に応じて設定されている。例えば図２（ａ）に示すように現像剤容器５０の容積が小さい場合のアジテータ５４に比べて、図２（ｂ）に示すように現像剤容器５０の容積が大きい場合のアジテータ５４の方が、回転半径が大きくなるように撹拌板５６が長く形成されている。また同じ厚さの撹拌板５６では長さが長いほど弾性力が小さくなるので、弾性力を等しくするため図２（ａ）の撹拌板５６よりも図２（ｂ）の撹拌板５６の方が厚く形成されている。さらに、このプロセスカートリッジ４６では現像剤容器５０の形状及び容積に応じて選択される複数個の位置の異なるアジテータ５４の回転軸５９ａ、５９ｂを備えており、図２（ａ）においては回転軸５９ａが回転中心位置となり、図２（ｂ）においては回転軸５９ｂが回転中心位置となる。
【００２６】
このようにすることで、アジテータ５４の撹拌板５６により現像部５２へ現像剤を供給する際の現像剤供給口６０付近における供給力および供給角度を、現像剤容器５０の形状及び容積によらずに常に一定とすることができる。なおここで「供給力」及び「供給角度」を一定とするということは、図３に示すように、アジテータ５４の撹拌板５６の現像剤供給口６０に対する「当接力Ｆ」と「当接角θ」を一定とすることと同じといえる。
【００２７】
より具体的には、図２（ａ）及び（ｂ）に示すような小容量及び大容量の現像剤容器５０が配置されたプロセスカートリッジ４６は、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、現像剤容器５０内に、駆動ギア７２と、この駆動ギア７２からの駆動力を伝達する大小の歯車が軸方向に３列に並んだ伝達ギア７４ａ、７４ｂ、７４ｃと、アジテータ５４の撹拌板５６に取り付けられ撹拌板５６を回転させる撹拌ギア７６ａとが並んだ多段化されたギア列７８を有している。図２（ａ）の小容量のプロセスカートリッジ４６の場合、伝達ギア７４ａ〜７４ｃは、駆動ギア７２と噛み合う軸方向中央の大きな伝達ギア７４ｂと、その両端に撹拌ギア７６ａと噛み合う伝達ギア７４ａと、この場合には使用されない伝達ギア７４ｃとを有している。なお、図４（ａ）のギア列７８の右側には、現像剤容器５０の容器本体５３と蓋部材５５の側壁が示されており６１は覆蓋部材を示している。また図４（ａ）におけるギア列７８においては、回転中心位置即ち回転軸５９ａはＡの位置となる。
【００２８】
一方、図２（ｂ）に示すような大容量の現像剤容器５０が配置されたプロセスカートリッジ４６の場合、図４（ｂ）に示すように伝達ギア７４ａと７４ｃの位置が変えられ、さらに小容量の現像剤容器５０の場合に用いられる撹拌ギア７６ａよりも回転半径の大きい撹拌ギア７６ｂが用いられる。この場合の回転中心位置即ち回転軸５９ｂは図４（ｂ）のＢの位置となる。このとき、ギア列７８を伝達ギア７４ａ／撹拌ギア７６ａ＝伝達ギア７４ｃ／撹拌ギア７６ｂの関係が成立するように形成することで、現像剤容器５０が小容量の場合と大容量の場合で撹拌板５６の回転速度を一定に保つことができる。このようなギア列７８より駆動ギア７２で伝達ギア７４ａ〜７４ｃを介して撹拌ギア７６ａ及び７６ｂを回転させることができる。なお、図４（ａ）及び（ｂ）においてはギア列７８の一部である駆動ギア７２及び伝達ギア７４ａ〜７４ｃが共通化されている。
【００２９】
上記のように撹拌ギア７６ａと撹拌ギア７６ｂの半径を異ならせることで、現像剤容器５０が小容量の場合と大容量の場合で、アジテータ５４の撹拌板５６の回転半径を変更することができる。さらに上述したようにアジテータ５４の撹拌板５６の長さ及び厚さを変更することで、現像剤容器５０が小容量の場合と大容量の場合とでアジテータ５４の現像剤供給口６０における現像剤の供給力及び供給角度を等しくすることができる。このようにすることで、複数の電子写真装置間でプロセスカートリッジ４６の一部共通化をはかる際にも、電子写真装置にあわせて現像剤容器５０の輪郭及び形状が自由に設定可能となる。また現像部５２に対しての現像剤撹拌部材５４による現像剤供給量が現像剤容器５０の形状及び容積によらず一定となるため、現像剤容量に起因する画質差を発生させることがない。
【００３０】
次に第２の実施形態のプロセスカートリッジ４６について図面に基づいて説明する。
この実施形態のプロセスカートリッジ４６においては、現像部５２を共通とし、現像剤容器５０を所望の形状及び容積の他の現像剤容器５０に交換することができる。即ち、例えば図５（ａ）の小容量の現像剤容器５０ａを図５（ｂ）に示すように大容量の現像剤容器５０ｂに交換することができる。このようにすることで、現像部５２及び現像剤容器５０ａ、５０ｂのユニット化が可能となるため、プロセスカートリッジ４６の組立ての際に優位となる。また、プロセスカートリッジ４６を再利用する際にも需要にあわせた現像剤容器５０の交換が可能となる。
【００３１】
なおこの実施形態においては、現像剤容器５０がプロセスカートリッジ４６本体に対して着脱自在に構成されている。これにより、ユーザによる現像剤容器５０の交換が可能となり、所望の容積及び形状の現像剤容器５０を選択することが可能となる。また、多機種間での現像剤容器５０の共通化を測ることができ、さらに、プロセスカートリッジ４６の再利用を行う際も、カラー及びモノクロなどの元々使用されていた現像剤の種類によらず多種の現像剤に利用することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
所望の現像剤収容量に適した形状及び容積の現像剤容器が得られるとともに、複数の電子写真装置間で現像カートリッジの一部共通化をはかる際にも、電子写真装置にあわせて現像カートリッジの輪郭及び形状を自由に設定することが可能な現像カートリッジに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るプロセスカートリッジの概要を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るプロセスカートリッジの要部の状態を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るプロセスカートリッジの要部を示す概念図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るプロセスカートリッジの概要を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  画像形成装置
２８  像坦持体
２９  開閉蓋
３０  帯電装置
３４  現像装置
３６  転写装置
３８  クリーニング装置
４２  クリーニングブレード
４４  現像剤回収部
４６  プロセスカートリッジ
５０  現像剤容器
５１  開口部
５２  現像部
５３  容器本体
５４  アジテータ
５５  蓋部材
５６  撹拌板
５８  現像ロール
５９ａ、５９ｂ  回転軸
６０  現像剤供給口
６１  覆蓋部材
６２  ブレード装置
６４  現像ブレード
６６  取付け部
６８  導電性部材
７０  絶縁性フィルム
７２  駆動ギア
７４ａ、７４ｂ、７４ｃ  伝達ギア
７６ａ、７６ｂ  撹拌ギア
７８  ギア列
【図１】
2006251610.tif 000003
【図２】
2006251610.tif 000004
【図３】
2006251610.tif 000005
【図４】
2006251610.tif 000006
【図５】
2006251610.tif 000007