(57)【要約】【課題】  現像装置を傾けた状態で初期現像剤ケースシール部材を取り外す場合でも、現像スリーブの中心軸線方向について初期現像剤を均一に供給することが可能となる現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供する。【解決手段】  現像剤収容部Ｓに投入する未使用の初期現像剤３ｃを収容する初期現像剤ケース１０を備え自己トナー濃度制御を行う現像装置において、初期現像剤ケース１０の内部を現像スリーブ４の中心軸線Ｄ方向に沿って複数の仕切空間１０ｂに分割するように、初期現像剤ケース１０の内部に複数の仕切部１０ｃを形成し、各仕切部１０Ｃの仕切空間１０ｂに面している仕切面Ｆを、初期現像剤投入用開口１０ａ側を基準に、現像スリーブ４の中心軸線Ｄに垂直な仮想垂直面Ｇに対して中心軸線方向の一方の端部Ｈ側へ傾ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に磁界発生手段を有し、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を担持して搬送するように表面移動する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持され現像領域に向けて搬送される該現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、該現像剤規制部材で該現像領域に向けての搬送を規制された現像剤を収容する現像剤収容部と、該現像剤収容部に現像剤搬送方向上流側から隣接する位置で該現像剤担持体表面に臨むトナー補給口を有するトナー収容部と、該現像剤収容部に投入する未使用の初期現像剤を収容する初期現像剤収容部と、該初期現像剤収容部の該現像剤収容部側に設けられた初期現像剤投入用開口をシールし、現像装置の使用開始時に該現像剤担持体の中心軸線方向に取り外し可能に取り付けられたシール部材とを備え、該現像剤担持体上での現像剤搬送に伴う現像剤の移動により、該現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度に応じて該トナー収容部内のトナーを現像剤に取り込む現像装置において、
該初期現像剤収容部の内部を該現像剤担持体の中心軸線方向に沿って複数の仕切空間に分割するように、該初期現像剤収容部の内部に複数の仕切部を形成し、
各仕切部の該仕切空間に面している仕切面を、該初期現像剤投入用開口側を基準に、該現像剤担持体の中心軸線に垂直な仮想垂直面に対して該現像剤担持体の中心軸線方向の一方の端部側へ傾けたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、
上記仕切部が平板状に形成され、
各仕切部をそれぞれ上記仮想垂直面に対して傾けたことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項２の現像装置において、
上記初期現像剤収容部が、上記仕切部の仕切面に垂直な側壁部を有し、
該側壁部に、各仕切部の側端が露出するように開口を形成し、
該初期現像剤収容部の各仕切空間に初期現像剤を入れた後に、該初期現像剤収容部の側壁部に形成した開口を封止する封止部材を設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
潜像担持体と、該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像を現像しトナー像を形成する現像装置と、該潜像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写装置とを備えた画像形成装置において、
該現像装置が、画像形成装置本体に対して着脱可能な請求項１、２又は３の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像しトナー像を形成する現像装置とを備え、画像形成装置本体に対して着脱可能に一体構造物として構成されたプロセスカートリッジにおいて、
該現像装置が、請求項１、２又は３の現像装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンター、ＦＡＸなどの画像形成装置並びに該画像形成装置に用いる現像装置及びプロセスカートリッジに係り、詳しくは、トナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤を用い、複雑なトナー補給装置を用いることなく、現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度を一定範囲に制御することができる自己トナー濃度制御機構を有する現像装置、該装置を備えた画像形成装置現像装置およびプロセスカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の現像装置として、内部に磁界発生手段が配置された現像剤担持体に担持されて搬送される現像剤の量を現像剤規制部材で規制し、該現像剤規制部材で掻き取られた現像剤を現像剤収容部内に収容し、この現像剤収容部に現像剤搬送方向上流側から隣接し該現像剤担持体表面に対向するトナー補給口から、トナー収容部内に収容されたトナーを現像剤担持体上の現像剤に補給する現像装置が知られている（例えば、特開平９―２２１７８号公報参照）。この現像装置では、上記トナー補給口において現像剤担持体上に担持搬送されている搬送現像剤に接しているトナーが、該搬送現像剤と現像剤収容部に収容されている収容現像剤との界面から引き込まれるように現像剤に取り込まれる。そして、現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度が上昇すると、現像剤の嵩が増えることにより、現像剤収容部内に収容されている収容現像剤が上記トナー補給口を覆うように延びてきて、該トナー補給口におけるトナー収容部から現像剤担持体上の現像剤へのトナー取り込みを抑制する。これにより、現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度を一定範囲内に制御することができる。
また、上記現像剤収容部と上記トナー収容部のトナー補給口との間に、現像剤担持体表面に対して所定の間隙を有する第２現像剤規制部材を設けた現像装置が知られている（例えば、特開平９―１９７８３３号公報参照）。この現像装置では、現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度が上昇すると、該現像剤の層厚が増加し、該増加した現像剤の通過が該第２現像剤規制部材で規制される。この規制された現像剤が、該第２現像剤規制部材に対して現像剤搬送方向上流側から隣接する上記トナー補給口を覆い、トナー収容部から現像剤担持体上に担持搬送されている現像剤へのトナー取り込みを抑制する。これにより、現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度を一定範囲内に制御することができる。
【０００３】
このように現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度を一定範囲内に制御（以下「自己トナー濃度制御」という。）を行う現像装置によれば、トナー濃度センサが必要なくなると共に、パドル・スクリューなどの撹拌部材を省略することができるため、トナー補給装置を簡素化できる。更に、従来の二成分現像方式に比較して磁性キャリアが少なくて済み、装置のトルクを大幅に減少できる。これらのことから、装置の小型化、低コスト化を図ることができるというメリットがある。さらに、トナー収容部のトナーを、現像領域に通過してきた現像剤担持体上の現像剤に直接補給できるため、現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度が低下した部分に対して速やかにトナーを補給することができる。したがって、黒ベタ追従性が良いというメリットもある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の二成分現像方式に比較して少量の磁性キャリアで自己トナー濃度制御を行う現像装置では、初期の現像剤を均一に現像剤担持体上にセットする必要があるため、現像剤収容部の近傍に初期現像剤収容部を設けて、ユーザーが使用開始する際に現像剤収容部と初期現像剤収容部を隔てるシール部材を剥がして初期現像剤を現像剤収容部内にセットするようになっている。また、現像剤担持体側に上記トナー補給開口を有するトナー補給部内のトナーの凝集や上記トナー収容部からのトナー飛散を避けるために、トナー補給部とトナー収容部を隔てるシール部材も設けられており、これもユーザーが使用開始する際に剥がして取り外すようになっている。これらのシール部材を剥がした後、本体にセットして現像剤担持体やトナー収容部内に設けられたトナー供給部材がギヤを介して同時に回転し、初期現像剤の現像剤担持体へのセットや上記トナー補給部へのトナー補給が開始される。
【０００５】
ところが、上記シール部材を剥がして取り外す作業を行う場所で、現像装置の長手方向すなわち現像剤担持体の中心軸線方向にシール部材を引いて剥がすための作業スペースを確保するために、現像装置を傾けた状態で、上記シール部材を引いて取り外す場合があった。このように現像装置を傾けた状態で上記シール部材を取り外すと、初期現像剤収容部内の初期現像剤が、現像剤担持体の中心軸線方向の一方の端部側に移動し、初期現像剤が現像剤担持体の中心軸線方向について不均一に現像剤担持体上にセットされてしまう。そのため、現像剤が少ない現像剤不足領域にはトナーが過剰に供給されてトナー濃度が上昇し、地汚れの異常画像が発生するとともに、逆に現像剤が多い現像剤過剰領域では現像剤の飛散が発生してしまうおそれがあった。また、この種の現像装置では現像剤担持体の中心軸線方向に現像剤を循環させながら撹拌する機構を有していないため、初期現像剤が一旦不均一状態でセットされてしまうと、経時においても現像剤の不均一状態が解消されず、上記地汚れの異常画像や現像剤の飛散が発生し続ける傾向にあった。
【０００６】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、現像装置を傾けた状態で初期現像剤収容部の初期現像剤投入用開口に取り付けたシール部材を取り外す場合でも、現像剤担持体の中心軸線方向について初期現像剤を均一に供給することが可能となる現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、内部に磁界発生手段を有し、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を担持して搬送するように表面移動する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持され現像領域に向けて搬送される該現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、該現像剤規制部材で該現像領域に向けての搬送を規制された現像剤を収容する現像剤収容部と、該現像剤収容部に現像剤搬送方向上流側から隣接する位置で該現像剤担持体表面に臨むトナー補給口を有するトナー収容部と、該現像剤収容部に投入する未使用の初期現像剤を収容する初期現像剤収容部と、該初期現像剤収容部の該現像剤収容部側に設けられた初期現像剤投入用開口をシールし、現像装置の使用開始時に該現像剤担持体の中心軸線方向に取り外し可能に取り付けられたシール部材とを備え、該現像剤担持体上での現像剤搬送に伴う現像剤の移動により、該現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度に応じて該トナー収容部内のトナーを現像剤に取り込む現像装置において、該初期現像剤収容部の内部を該現像剤担持体の中心軸線方向に沿って複数の仕切空間に分割するように、該初期現像剤収容部の内部に複数の仕切部を形成し、各仕切部の該仕切空間に面している仕切面を、該初期現像剤投入用開口側を基準に、該現像剤担持体の中心軸線に垂直な仮想垂直面に対して該現像剤担持体の中心軸線方向の一方の端部側へ傾けたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項１の現像装置では、使用開始時に、現像装置の現像剤担持体中心軸線方向の両端部のうち上記仕切部の仕切面を傾けた方向の端部側が鉛直方向の下側に位置するように、現像装置を傾けた状態で、初期現像剤収容部の初期現像剤投入用開口をシールするシール部材を取り外す。このように現像装置を傾けると、シール部材を取り外す方向が水平方向から傾いた斜め方向になるので、シール部材を水平方向に引いて取り外す場合に比して、シール部材を取り外すための水平方向の作業スペースを確保しやすくなる。
しかも、現像装置を上記所定の向きに傾けたときに、初期現像剤収容部内の各仕切部空間に下側から面する仕切面の初期現像剤投入用開口側の端部と、その反対側の端部との鉛直方向の高さの差が、仕切面を傾けずに上記仮想垂直面に沿うように構成した従来装置に比して小さくなり、あるいは、該仕切面の初期現像剤投入用開口側の端部の鉛直方向の高さがその反対側端部よりも高くなる。これにより、上記従来装置に比して、各仕切空間内の初期現像剤が初期現像剤投入用開口側に移動しにくくなって初期現像剤が各仕切空間内に保持されやすくなる。よって、現像装置を上記所定の向きに傾けた状態でシール部材を取り外したとしても、各仕切空間内の初期現像剤が重力で現像剤収容部内に落下するのを抑制することができる。
そして、上記シール部材を取り外す作業が終わった後、現像装置を上記所定の向きに傾けた状態から通常使用時の傾きのない状態に戻すときには、初期現像剤収容部の各仕切空間内に存在する初期現像剤が、現像剤担持体の表面に沿って設けられている現像剤収容部内に徐々に投入されるため、現像剤担持体の中心軸線方向について初期現像剤を均一に供給することができる。
【０００９】
以上のように、現像剤担持体の中心軸線方向について初期現像剤が均一に供給され現像剤の偏りがない状態で、現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度を一定範囲内に制御する前述の自己トナー濃度制御が行われるため、現像剤不足領域におけるトナー濃度上昇による地汚れや、現像剤過剰領域における現像剤の飛散を防止することができる。
【００１０】
なお、上記請求項１の現像装置において、上記トナー収容部の上記現像剤担持体表面に臨むトナー補給口と上記現像剤収容部との間に位置し、該トナー収容部の該対向部から該現像剤収容部に向けて担持搬送されている該現像剤担持体上の該現像剤の量を規制する第２現像剤規制部材を備え、該現像剤担持体上の該現像剤のトナー濃度上昇に伴って該現像剤の規制量が増加するように、該第２現像剤規制部材と該現像剤担持体表面との間隙を設定するように構成してもよい。
この場合は、第２現像剤規制部材を用いることで現像剤担持体上の磁力ムラ等の影響を受けることなく安定したトナー濃度制御を行うことができる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記仕切部が平板状に形成され、各仕切部をそれぞれ上記仮想垂直面に対して傾けたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２の現像装置では、平板状に形成された仕切部を傾けることにより、上記仕切面の傾きを容易に設定できるとともに、各仕切部を設けることによる初期現像剤収容部内のデットスペースの発生を最小限に抑えることができる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項２の現像装置において、上記初期現像剤収容部が、上記仕切部の仕切面に垂直な側壁部を有し、該側壁部に、各仕切部の側端が露出するように開口を形成し、該初期現像剤収容部の各仕切空間に初期現像剤を入れた後に、該初期現像剤収容部の側壁部に形成した開口を封止する封止部材を設けたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３の現像装置では、上記初期現像剤収容部を型を用いて形成するときに、上記側壁部に形成した開口を介して、各仕切部の仕切面に沿って型をスライドさせて外すことができるので、上記傾いた仕切部を内部に有する初期現像剤収容部の形成に特殊な構造の型を用意する必要がない。
また、初期現像剤収容部の各仕切空間に初期現像剤を入れた後に、初期現像剤収容部の側壁部に形成した上記型の取り外しに用いた開口を封止部材で封止することにより、各仕切空間が密閉されるので、初期現像剤の漏れを防止することができる。
【００１５】
なお、上記封止部材としては、例えば現像装置などの分野で実績のある熱融着シート部材を用いることができる。この熱融着シート部材は、上記初期現像剤収容部の開口を覆った状態で、該開口の周囲や該開口に露出している仕切部の側端に加熱して融着させることにより、上記開口を封止することができる。
また、上記封止部材は、上記熱融着のほか、超音波融着や振動融着で取り付けたり、両面テープや接着剤で接着して取り付けたりしてもよい。
【００１６】
請求項４の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像を現像しトナー像を形成する現像装置と、該潜像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写装置とを備えた画像形成装置において、該現像装置が、画像形成装置本体に対して着脱可能な請求項１、２又は３の現像装置であることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項４の画像形成装置では、現像装置を画像形成装置本体に装着する前に、現像装置を上記所定の向きに傾けた状態で、上記シール部材を取り外すことにより、シール部材を取り外すための作業スペースを確保しやすくなり、しかも、初期現像剤収容部内の初期現像剤は、現像剤担持体の中心軸線方向について均一に供給することができる。このように初期現像剤が均一に供給された状態で現像装置を画像形成装置本体に装着して用いることにより、地汚れや現像剤の飛散を防止することができる。
【００１８】
請求項５の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像しトナー像を形成する現像装置とを備え、画像形成装置本体に対して着脱可能に一体構造物として構成されたプロセスカートリッジにおいて、該現像装置が、請求項１、２又は３の現像装置であることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項５のプロセスカートリッジでは、画像形成装置本体に装着する前に、現像装置を備えたプロセスカートリッジを上記所定の向きに傾けた状態で、上記シール部材を取り外すことにより、シール部材を取り外すための作業スペースを確保しやすくなり、しかも、初期現像剤収容部内の初期現像剤は、現像剤担持体の中心軸線方向について均一に供給することができる。このように初期現像剤が均一に供給された状態でプロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着して用いることにより、地汚れや現像剤の飛散を防止することができる。
【００２０】
なお、上記プロセスカートリッジは、上記潜像担持体及び現像装置とともに、潜像担持体を帯電する帯電手段や潜像担持体をクリーニングするクリーニング手段等の少なくとも一つを備えるように構成してもよい。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１乃至５の発明によれば、初期現像剤収容部の初期現像剤投入用開口に取り付けたシール部材を取り外す作業スペースを確保するために現像装置を傾けた状態で、シール部材を取り外す場合でも、初期現像剤収容部内の各仕切空間に初期現像剤が一旦保持され、現像装置を通常使用時の傾きのない状態に戻すときに各仕切空間内に存在する初期現像剤が現像剤収容部内に徐々に投入されるため、現像剤担持体の中心軸線方向について初期現像剤を均一に供給することが可能となるという効果がある。
【００２２】
特に、請求項２の発明によれば、上記仕切面の傾きを容易に設定できるともに、仕切部を設けることによる初期現像剤収容部内のデットスペースの発生を最小限に抑えることができるという
【００２３】
特に、請求項３の発明によれば、上記傾いた仕切部を内部に有する初期現像剤収容部を、特殊な構造の型を用意することなく形成することができるとともに、初期現像剤収容部からの初期現像剤の漏れを防止することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明を電子写真式の画像形成装置であるレーザプリンタ（以下、「プリンタ」という。）の現像装置に適用した実施形態について説明する。
まず、図２を用いて本実施形態に係るプリンタの概略について説明する。潜像担持体としての感光体ドラム１は、図中矢印Ａ方向に回転駆動されながら、感光体ドラム１に接触してその表面を帯電する帯電手段としての帯電ローラ５０により一様に帯電された後、露光手段としての光書き込みユニット５１により画像情報に基づき走査露光されて表面に静電潜像が形成される。本実施形態では、上記帯電ローラ５０及び光書き込みユニット５１により潜像形成手段が構成されているが、他の種類の帯電手段や露光手段を用いて構成してもよい。感光体ドラム１上に形成された静電潜像は、後述する現像装置２０により現像され、感光体ドラム１上にトナー像が形成される。感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、転写装置としての転写ローラ５３を備えた転写ユニットにより給紙カセット５４から給紙ローラ５５、レジストローラ対５６を経て搬送された被転写体（転写材）としての用紙５２上に転写される。転写終了後の用紙５２は、定着ユニット５７によりトナー像が定着され機外に排出される。なお、転写されなかった感光体ドラム１上の残留トナーは、クリーニング手段としてのクリーニングユニット５８により感光体ドラム１から除去される。感光体ドラム１上の残留電荷は除電ランプ５９で除去される。
【００２５】
また、本実施形態のプリンタは、少なくとも感光体ドラム１と現像装置２０とを備えたプロセスカートリッジが、プリンタ本体に対して着脱可能に構成されている。このプロセスカートリッジをプリンタ本体から取り外すことにより、感光体ドラム１や現像装置２０を交換することができる。このプロセスカートリッジには、感光体ドラム１及び現像装置２０のほか、上記帯電ローラ５０やクリーニングユニット５８等の少なくとも一つを一緒に備えるように構成してもよい。
【００２６】
次に、本実施形態に係る現像装置の全体構成について説明する。
図３は現像装置２０の全体の概略構成図である。この現像装置２０は感光体ドラム１の側方に配置され、この感光体ドラム１に向けて開口部が形成された現像ケーシング２の内部に、該開口部から一部が露出した、トナー及び磁性キャリアからなる現像剤３を表面に担持する現像剤担持体としての非磁性材質からなる現像スリーブ４、現像スリーブ４の内部に固定配置された磁界発生手段としてマグネットローラ５、現像スリーブ４上に担持されて搬送されている現像剤の量を規制する現像剤規制部材としてのドクタ６、現像剤収納ケース７、トナー収容部としてのトナーホッパ８、未使用の初期現像剤を収容する初期現像剤収容部としての初期現像剤ケース１０等を備えている。
なお、図中の符号Ｄは、紙面に垂直な方向に延在する現像スリーブ４の中心軸線である。
【００２７】
上記現像剤収納ケース７は、現像スリーブ４との間に、感光体ドラム１との対向部の現像領域に供給されずにドクタ６で進行が阻止された現像剤を収容する現像剤収容部Ｓを形成している。そして、現像剤スリーブ４の内部に固定配置されているマグネットローラ５のうち、現像剤収容部Ｓに対向する位置には、後述のように現像剤収容部Ｓ内の現像剤３を現像スリーブ４上に担持させるための磁極５ａを配置している。
また、上記現像剤収容ケース７の現像スリーブ４に近接する先端部（ひさし部）は、トナーホッパ８からトナーが補給され現像剤収容部Ｓ内に向かって進行しようとする現像剤３の量を規制する第２現像剤規制部材としてのプレドクタ７ａとして用いられている。
【００２８】
上記マグネットローラ５の表面部には、図４に示すように、マグネットローラ５の中心軸線方向に沿った方向に延在する磁極が複数形成されている。具体的には、現像領域に対向する位置に主極（Ｎ極：Ｎ１）が形成され、上記現像剤収容部Ｓに磁界の磁力が及ぶように、プレドクタ７ａに対向する位置から上記現像領域に至る間に磁極（Ｓ極：Ｓ２）が配置されている。また、上記マグネットローラ５の表面には、一般的な現像装置と同様に、現像スリーブ４上に現像剤を担持し続けながら搬送するための搬送磁極（Ｓ極：Ｓ１、Ｎ極：Ｎ２）が適宜配置されている。
なお、本実施形態では、基材に対して磁石片を嵌合固着した固定磁石体、いわゆるブロック型マグネットローラを用いたが、これに限定されるものではない。例えば、所定の形に成形されたプラスチック磁石材料を磁気配向と同時に着磁させて作製するいわゆるフェライト系一体型プラスチックマグネットローラを用いてもよいことはもちろんである。
【００２９】
上記トナーホッパ８は、現像剤搬送方向における現像剤収容部Ｓの上流側に隣接して現像スリーブ４表面と対向するトナー補給口８ａを有し、このトナー補給口８ａに隣り合ったスペース（トナー補給路）には、トナーホッパ８内の新しいトナー１１ａをトナー補給口８ａに向けて攪拌しながら送り出すトナー補給部材としてのトナー補給アジテータ９が配置されている。トナー補給アジテータ９は、回転軸の位置、羽の長さが調節され、図中破線で示すように、トナー補給アジテータの最外周軌道が現像剤に振れないように設定されている。また、このトナー補給アジテータ９は、駆動伝達部材としてのギヤ９０、９１を介して回転駆動される。
【００３０】
図５は、本実施形態に係るプリンタの制御手段としての制御部の一例を示すブロック図である。パソコン等の外部装置から送られてきた画像データは、画像データ処理部１１０で処理される。この画像データ処理部１１０から送られてきたデータに基づいて装置内の各部を制御するエンジン制御部１００は、エンジン制御用ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、Ｉ／Ｏインターフェース１０４などにより構成されている。このエンジン制御部１００には、感光体ドラム駆動部１０５、潜像形成部の駆動部１０６、現像装置２の駆動部１０７、トナー補給アジテータの駆動部１０８等が接続されている。エンジン制御用ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２から読み出した制御用のプログラムに従い、画像データ処理部１１０からの入力信号に応じ、また各種駆動部の作動時期を含む各種認識・判断を行いながら、各部へ動作指令を出力し、所定の動作を行わせるものである。
【００３１】
上記構成の現像装置２０において、現像スリーブ４上に担持された現像剤３は、図中矢印Ｂ方向に回転する現像スリーブ４の回転に伴ってスリーブ上をドクタ６側に搬送され、ドクタ６により規制されて薄層化される。薄層化された現像剤３は、図中矢印Ａ方向に回転している感光体ドラム１と対向する現像領域に搬送される。この現像領域で、感光体ドラム１上に形成されている静電潜像にトナーが接触あるいは非接触で供給され、該静電潜像の可視化が行われる。現像領域を通過した現像スリーブ４上の現像剤３は、現像スリーブ４の回転に伴って更に搬送され、トナー補給口８ａと対向する位置に到達する。このトナー補給口８ａには、トナーホッパ８内のトナー３ａがトナー補給アジテータ９で送り出され現像スリーブ４上の現像剤３と接するように滞留している。トナー補給口８ａで新しいトナー３ａを取り込んだ後、現像剤収容部Ｓに戻る。そして、新しいトナー３ａを含んだ現像剤３はドクタ６による規制部で内圧が増加する。この内圧の増加した現像剤中でキャリアとの摩擦帯電によってトナー帯電が行われる。このように現像剤収容部Ｓにおける現像剤３の内圧により、現像スリーブ４上の現像剤３中のトナーを帯電することができるので、現像剤を帯電あるいは攪拌するためのパドルやスクリュー等を用いた複雑な攪拌搬送機構が不要となる。
【００３２】
一方、上記現像領域に供給されずにドクタ６で進行が阻止された現像剤３の一部は、現像剤収容部Ｓ内で現像剤３自身の内圧及び重力によってトナーホッパ８のトナー補給口８ａに向かって移動する。トナー補給口８ａ付近まで移動してきた現像剤３は、ドクタ６の現像スリーブ回転方向上流側に配置された第二の現像剤規制部材であるプレドクタ７ａにより規制され、磁極５ａの磁力により現像スリーブ４側に引き寄せられ、再び現像スリーブ４の回転に伴ってドクタ６側に搬送されることにより、現像剤収容部Ｓ内を循環する。
【００３３】
また、上記構成の現像装置２０においては、現像剤３に補給されたトナーが多くなってトナー濃度が高まると、それに従って現像剤３の嵩が増加するため、現像剤３がプレドクタ７ａに向かって移動し、プレドクタ７ａにより規制されるが規制しきれない現像剤３が現像剤滞留部３ｂを形成して、トナー補給口８ａの開口をおおってしまう。このため、現像スリーブ４上の現像剤３上へのトナー取り込み量が少なくなる。このトナー取り込み量の減少により、現像剤３のトナー濃度が常に一定濃度以下に保たれる。逆に、現像剤３のトナー濃度が低くなると現像剤３の嵩が減少するため、現像剤滞留部３ｂがトナー補給口８ａを塞がなくなるので、現像スリーブ４上の現像剤３へ所定量のトナーが取り込まれ、現像剤３のトナー濃度が常に一定濃度以上に保たれる。
そして、トナー濃度を変化させたい場合は現像剤収容部Ｓ内に収容される磁性キャリアの量を変化させることで剤の嵩が変わりコントロールできる。例えば、磁性キャリア量をある一定量から減らすと剤の嵩が減少するためトナー補給口８ａからのトナーの取り込みが増加して現像剤３のトナー濃度は高くすることができる。
このようにトナー濃度をほぼ一定範囲内にコントロールできるので、トナー濃度センサやトナー補給部材などを用いた複雑なトナー濃度制御機構が不要である。
【００３４】
次に、本実施形態の現像装置の使用開始時における未使用の初期現像剤の投入方法、並びに初期現像剤ケース１０の構成及びその製造方法について説明する。
図６は、使用開始前の現像装置２０の概略図である。未使用の初期現像剤３ｃを収容した初期現像剤ケース１０は、現像装置２０の現像剤収容部Ｓの上方に装着されている。この初期現像剤ケース１０内の初期現像剤３ｃは、初期現像剤ケース１０の下側に形成されている初期現像剤投入用開口１０ａと、現像装置２０の現像剤収容部Ｓを形成する現像剤収納ケース７の上面に形成されている現像剤受け口７ｂとを通して、現像剤収容部Ｓ内に投入できるようになっている。
【００３５】
また、上記初期現像剤ケース１０には、初期現像剤投入用開口１０ａを内側からシールする現像剤シール部材１１が取り付けられている。この現像剤シール部材１１により、使用開始前の輸送時などにおいて現像剤収容部Ｓと初期現像剤ケース１０の内部とを隔てられ、初期現像剤ケース１０内の初期現像剤３ｃが現像剤収容部Ｓ内に漏れないようになっている。上記現像剤シール部材１１は、ユーザが現像スリーブ４の中心軸線Dの方向、すなわち図６の紙面に垂直な方向に引いて剥がしながら取り外すことができるように取り付けられている。
【００３６】
また、トナー補給口８ａに隣接するスペース（トナー補給路）に連通するトナーホッパ８の連通口には、その連通口をシールするトナーシール部材１２が取り付けれらている。このトナーシール部材１２により、使用開始前の輸送時などにおいてトナー補給口８ａとトナーホッパ８の内部とが隔てられ、トナー補給口８ａに隣接するスペース（トナー補給路）内のトナーの凝集やトナーホッパ８からのトナー飛散を防止することができる。
【００３７】
上記構成の現像装置２０に新しい初期現像剤３ｃをセットして使用開始するときは、初期現像剤３ｃを現像スリーブ上に均一にセットする必要があるため、上記初期現像剤ケース１０に取り付けられている現像剤シール部材１１を引いて剥がし、初期現像剤３ｃを現像剤収容部Ｓ内にセットするようになっている。また、トナー補給口８ａに隣接するスペース（トナー補給路）とトナーホッパ８の内部とを隔てるトナーシール部材１２もユーザーが使用する際に剥がすようになっている。このようにユーザーが使用する際には、まず各シール部材１１，１２を剥がした後、現像装置２０を含むプロセスカートリッジをプリンタ本体にセットし、現像スリーブ４や、トナーホッパ８内に設けられたトナー補給アジテータ９をギヤを介して同時に回転駆動し、初期現像剤３ｃの現像スリーブ４へのセットやトナー補給が開始される。
【００３８】
ここで、従来の現像装置では、初期現像剤３ｃの現像スリーブ４へのセットやトナー補給が同時に行われるため、各シール部材１１，１２を剥がす際に、現像装置を含むプロセスカートリッジを傾けて行うと初期現像剤３ｃが現像剤収容部Ｓ内を現像スリーブ４の長手方向（中心軸線方向）に移動し、初期現像剤３ｃが長手方向に対し不均一に現像スリーブ４上にセットされてしまう。その結果、現像剤が少ない部分にはトナーが過剰に供給されてトナー濃度が上昇し、地汚れの異常画像が発生するとともに、逆に現像剤が多い部分には現像剤の飛散が発生してしまうおそれがある。
【００３９】
そこで、本実施形態では、図１の側面図に示すように、初期現像剤ケース１０の内部を現像スリーブ４の中心軸線Ｄの方向に沿って複数の仕切空間１０ｂに分割するように、初期現像剤ケースの内部に複数の仕切部１０ｃを形成している。そして、各仕切部１０ｃの仕切空間１０ｂに面している仕切面Ｆを、初期現像剤投入用開口１０ａ側を基準に、現像スリーブ４の中心軸線Ｄに垂直な仮想垂直面Ｇに対して現像スリーブ４の中心軸線方向の一方の端部側Ｈ（図１では右方向）へ傾けている。
上記仮想垂直面Ｇに対する各仕切部１０ｃの仕切面Ｆの傾き角度θ１は、２０°〜４５°程度が望ましい。また、この傾き角度θ１は、現像剤シール部材１１を引き抜くためにプロセスカートリッジの端部を自然と持ち上げた時に、初期現像剤３ｃを仕切空間１０ｂで確実に保持できるように、すなわち、仕切部１０ｃの初期現像剤投入用開口１０ａ側が高く反対側の端部が低くなるように設定するのが好ましい。
また、各仕切部の仕切面Ｆの傾きの向きは、現像装置２０の長手方向の両端部のうち、現像剤シール部材１１を剥がすために現像装置を傾けたときに鉛直方向下側に位置する端部側に設定する。
【００４０】
図７は、現像剤シール部材１１を剥がさない状態で上記仕切部１０ｃを形成した初期現像剤ケース１０を備えた現像装置を傾けたときの初期現像剤ケース１０の内部を示した斜視図である。この図では、現像装置２０の長手方向の上記所定の端部側を下側にして現像装置２０を水平線からθ２＝７０°だけ傾けている。このように現像装置を傾けた状態で、初期現像剤投入用開口１０ａをシールしている現像剤シール部材１１を引いて剥がしても、初期現像剤ケース１０内の各仕切空間１０ｂ内に初期現像剤３ｃが保持され、現像剤が現像剤収容部Ｓ内に投入されて現像スリーブ長手方向の一方の端部に移動してしまうことを抑制することができる。そして、現像剤シール部材１１を引き抜いた現像装置２０を水平状態に戻せば、上記仕切空間１０ｂに留まっていた初期現像剤３ｃは、各仕切空間１０ｂの真下の現像スリーブ４上にセットすることができる。
【００４１】
以上、本実施形態によれば、現像装置を備えたプロセスカートリッジを傾けた状態で現像剤シール部材１１を引き抜いても、初期現像剤３ｃが現像スリーブ４の中心軸線Ｄ方向の一端側に集中することを防止できる。従って、部分的なトナー過補給を防止し、急激なトナー濃度上昇を抑えて地汚れの発生を防止することができるとともに、現像剤の飛散も抑制することができる。
【００４２】
上記初期現像剤ケース１０内の仕切部の仕切面が、現像スリーブ４の中心軸線Ｄと直交するように形成されている従来の現像装置では、現像剤シール部材１１の引き抜きの際にθ２＝４５°迄なら傾けても異常画像は発生しないが、それ以上に傾けると、現像剤の飛散や、地汚れが発生してしまう。
これに対し、本実施形態の現像装置では、θ２＝９０°に傾けて現像剤シール部材１１を引き抜いても、現像剤の飛散や地汚れの発生がないことを確認することができた。
【００４３】
なお、初期現像剤ケース１０’は安価で軽量とするため、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、従来より樹脂で成型されている。ここで、従来の現像装置に用いられていた初期現像剤ケース１０’のパーティングラインＰＬは、図９の断面図のように部品の横方向から見て垂直に設定されており、初期現像剤ケース１０’内の仕切部１０ｃ’もパーティングラインＰＬに対し自動的に垂直になるため、金型の構造上の問題もない。
【００４４】
しかしながら、本実施形態のように初期現像剤ケース１０内の仕切部１０が斜めになっているため、従来のように単純に初期現像剤ケース１０の横方向から見て垂直にパーティングラインＰＬを設定すると、仕切部１０ｃがパーティングラインＰＬに対し垂直にさせるためには、初期現像剤ケース１０自体を金型に対し斜めに配置する必要が生じ、現実的には困難である。
【００４５】
そこで、本実施形態では、図１０の斜視図及び図１１の断面図に示すように、初期現像剤ケース１０の仕切部１０ｃの仕切面Ｆに垂直な側壁部に、各仕切部１０ｃの側端が露出するように開口１０ｄを形成し、初期現像剤ケース１０の各仕切空間１０ｂに初期現像剤３ｃを入れた後に、初期現像剤ケース１０の側壁部に形成した開口１０ｄを封止する封止部材１３を設けている。上記開口１０ｄを形成することにより、初期現像剤ケース１０の成型の際に、金型が図１１の矢印Iで示す方向にスライドするように部品を外すことにより、特殊な金型構造にすることなく、初期現像剤ケース１０を簡単に製造することができる。
また、上記初期現像剤ケース１０の側壁部に開けた開口１０ｄは、初期現像剤３ｃをセットした後、封止部材１３で封止する。この封止部材１３としては、例えば、他のシール部材１１、１２としても使用可能な熱溶着シートを用いることができる。また、この熱溶着シートを熱融着で取り付けて封止する以外にも、他の材質の部材を、超音波融着や振動融着で取り付けたり、両面テープや接着剤で接着して取り付けたりしてもよい。
【００４６】
なお、上記実施形態では、感光体ドラム１と現像装置２０とを備えたプロセスカートリッジを、プリンタ本体に対して着脱可能に構成しているが、本発明は、現像装置２０単体をプリンタ本体に対して着脱可能に構成した場合も適用することができ、同様な作用効果が得られるものである。
【００４７】
また、上記実施形態では、現像スリーブ表面に所定の間隙で対向するように配設した第２現像剤規制部材としてのプレドクタを備えた現像装置の場合について説明したが、本発明は、上記プレドクタを備えていない場合についても適用することができ、同様な効果が得られるものである。
【００４８】
また、上記実施形態では、レーザプリンタ及び該プリンタに用いた現像装置の場合について説明したが、本発明は、複写機やＦＡＸ等の他の画像形成装置及び該画像形成装置に用いる現像装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施形態に係る現像装置の初期現像剤ケースの内部構造を示す断面図。
【図２】実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図３】同プリンタの現像装置の概略構成図。
【図４】同現像装置の現像スリーブ及びマグネットローラの拡大図。
【図５】同現像装置の制御部のブロック図。
【図６】使用開始前の現像装置の概略構成図。
【図７】シール部材の取り外しのために傾けた現像装置の初期現像剤ケースの内部の様子を示す透視図。
【図８】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、従来の初期現像剤ケースを互いに逆方向から見た斜視図。
【図９】同初期現像剤ケースの断面図。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、本実施形態に係る初期現像剤ケースを互いに逆方向から見た斜視図。
【図１１】同初期現像剤ケースの断面図。
【符号の説明】
【００５０】
１      感光体ドラム
２      
３      現像剤
３ａ    トナー
３ｂ    現像剤滞留部
３ｃ    初期現像剤
４      現像スリーブ
５      マグネットローラ
６      ドクタ
７      現像剤収納ケース
７ａ    プレドクタ
８      トナーホッパ
８ａ    トナー補給口
９      トナー補給アジテータ
１０    初期現像剤ケース
１０ａ  初期現像剤投入用開口
１０ｂ  仕切空間
１０ｃ  仕切部
１１    現像剤シール部材
１２    トナーシール部材
１３    封止部材
２０    現像装置
５０    帯電ローラ
５１    光書き込みユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2008158556.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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