(57)【要約】【課題】現像装置本体（４９）とこれに装着されるトナー搬送機構（１５６）を備えたトナーコンテナ（６）とから構成される現像装置（２）において、コンテナ内の収納されているトナー残量にかかわらず安定した補給されるように改良する。【解決手段】現像装置本体に配設されている現像室（１４）には現像剤の循環径路が規定されている。循環径路を通して現像剤を攪拌搬送するための現像剤攪拌手段（２８）が配設されている。循環径路中にトナーを補給するためにコンテナ内に設けたトナー供給手段に対して、該トナー供給手段のトナー排出開口を含む上流側での搬送能力をＡ、トナー排出開口を含まない下流側での搬送能力をＢとした場合に、Ａ＜Ｂとしたことで、トナー排出開口からの過補給を防止する。【選択図】図４
2004133191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤の循環径路を規定する現像室を有するハウジングと、現像剤を攪拌しながら該循環径路を通して搬送するための、該現像室内に配設された現像剤攪拌搬送手段と、該現像室内の現像剤を現像すべき静電潜像に適用するための現像剤適用手段とを備えた現像装置本体と、該現像室内にトナーを補給するための、該現像装置本体のハウジングに着脱自在に装着される内部にトナーを収納したトナーコンテナとを具備した現像装置において、
該現像室には、該循環径路中のトナー受入領域の上方に位置するトナー受入開口が形成されるとともに、該現像剤攪拌搬送手段の搬送能力は、該トナー受入領域の下流側において局部的に低減せしめられており、
該トナーコンテナは、該ハウジングに該トナーコンテナが装着されたときに、該トナー受入開口に対向してその上方に位置するよう形成されたトナー排出開口と、該トナー排出開口よりコンテナ内のトナーを供給するため、該開口を含む長手方向に亘ってトナー排出開口を含む上流側からトナー排出開口を含まない下流側に向かってトナーを搬送させることが可能なトナー供給手段を備え、該トナー供給手段のトナー排出開口を含む上流側での搬送能力をＡ、トナー排出開口を含まない下流側での搬送能力をＢとした場合に、Ａ＜Ｂとしたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
上記トナー供給手段は回転軸の周りに所定方向に螺旋羽根を有した回転螺旋羽根から構成されており、該螺旋羽根のピッチを変更することで搬送能力を調整している請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
上記現像剤攪拌搬送手段は該循環径路に沿って延在する回転螺旋羽根から構成されており、上記トナー受入領域の下流側においては螺旋羽根外径が局部的に低減せしめられている、請求項１記載の現像装置。
【請求項４】
上記現像剤攪拌搬送手段は上記循環径路に沿って延在する回転螺旋羽根から構成されており、上記トナー受入領域の下流においては螺旋羽根ピッチが局部的に低減せしめられている、請求項１記載の現像装置。
【請求項５】
上記現像剤攪拌搬送手段を駆動するための駆動源が配設されており、上記トナーコンテナに設けられたトナー供給手段も該駆動源に駆動連結されている、請求項１から４までのいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
上記現像剤適用手段も上記駆動源に駆動連結されている、請求項５記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電式プリンタ、複写機及びファクシミリの如き静電式画像形成機に使用される、静電潜像をトナー像に現像するための現像装置、更に詳しくは、現像室を規定しているハウジングに、現像室にトナーを補給するためのトナーコンテナが着脱自在に装着される形態の現像装置に関する。
【０００２】
現像装置内のトナー量の減少に応じて、特に現像装置内にトナー量検出センサを使用することなくトナー収納容器側からトナーが補給される現像装置が知られている（特許文献１参照）。この現像装置は、トナーの循環径路を規定する現像室を有するハウジングと、トナーを撹拌しながら循環径路を通して搬送するための、現像室内に配設された撹拌搬送手段と、現像室内のトナーを現像すべき静電潜像に適用するためのトナー適用手段と、現像室内にトナーを補給するための、ハウジングに離脱自在に装着されるトナーコンテナとを備えている。現像室には、循環径路中のトナー受入領域の上方に位置するトナー受入開口が形成されている。トナーコンテナはトナーを収容したトナーコンテナケースを含み、トナーコンテナケースには、ハウジングにトナーコンテナが装着された時に、トナー受入開口に対向してその上方に位置するトナー排出開口が形成されている。トナーコンテナは、トナーコンテナケース内に収容されたトナーをトナー排出開口に向けて搬送するトナー搬送手段を備えている。現像室に配設された上記撹拌搬送手段の搬送能力は、トナー受入領域の下流側において局部的に低減せしめられている。
【０００３】
上記現像装置においては、トナーを撹拌しながら現像室内に規定されている循環径路を通して搬送する撹拌搬送手段の搬送能力が、その上方にトナー受入開口が配設されているトナー受入領域の下流側において局部的に低減せしめられているので、トナー受入領域においてトナーの滞留（よどみ）が生成される。このようなトナーの滞留量は現像室内のトナー量に応じて変動する。そしてトナーコンテナから現像室へのトナーの補給は、トナーコンテナのトナー搬送手段の駆動制御に直接依存することなく、トナー受入領域におけるトナーの滞留量に応じて、つまり現像室内のトナー量に応じて自動的に制御される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２３５９３３号公報（請求項１〜３、図３、図４）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した形態の従来の現像装置においては、トナー補給を指示するためのトナー量検出センサを現像室内に配設する必要がなく、また現像装置とは独立して補給動作を実行する専用の駆動源が不要となる。したがって、ローコストで、現像室内のトナーの減少に応じてトナーコンテナから現像室に適宜にトナーを補給することができるという優れた効果が得られる。
【０００６】
しかしながらその反面、現像装置本体内部の現像剤攪拌搬送手段の回転に伴って回転するコンテナ内部のトナー供給手段により補給しているため、コンテナ内部のトナー量に関係することなく、安定したトナー供給をすることは該して難しいのが現状である。
【０００７】
具体的には、トナー供給手段により現像装置本体内の現像室に供給する場合には、既に現像室内に存在するトナーと均一に交じり合い十分な帯電が付与される必要があるが、補給されるトナーがコンテナ内のトナー量に応じて十分ほぐされることなく密度が高い状態で補給される場合が生じることもある。
【０００８】
その結果、補給されるトナー量は増加し、現像装置内のトナーと均一に混合されない状態や、補給量が増加し、現像室内のトナー量が過剰に供給された状態となってしまう。こうした過補給が継続して行われた場合、現像室内のトナー量が極端に増加し、現像剤攪拌搬送手段の回転を停止させ、更には、この攪拌搬送手段自体を破損させてしまうことにもなりかねない。
【０００９】
本発明の目的は、コンテナからトナー供給手段により補給されるトナーがコンテナ内部のトナー量にかかわらず十分ほぐされた状態で補給される現像装置を提供することにある。
【００１０】
また本発明の他の目的は、コンテナ内部のトナー残量にかかわらず現像室内へ過補給されることなく安定したトナー供給が実施できる現像装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、上記技術的課題を達成する現像装置として、現像剤の循環径路を規定する現像室を有するハウジングと、現像剤を攪拌しながら該循環径路を通して搬送するための、該現像室内に配設された現像剤攪拌搬送手段と、該現像室内の現像剤を現像すべき静電潜像に適用するための現像剤適用手段とを備えた現像装置本体と、該現像室内にトナーを補給するための、該現像装置本体のハウジングに着脱自在に装着される内部にトナーを収納したトナーコンテナとを具備した現像装置において、該現像室には該循環径路中のトナー受入領域の上方に位置するトナー受入開口が形成されるとともに、該現像剤攪拌搬送手段の搬送能力は、該トナー受入領域の下流側において局部的に低減せしめられており、該トナーコンテナは、該ハウジングに該トナーコンテナが装着されたときに、該トナー受入開口に対向してその上方に位置するよう形成されたトナー排出開口と、該トナー排出開口よりコンテナ内のトナーを供給するため、該開口を含む長手方向に亘ってトナー排出開口を含む上流側からトナー排出開口を含まない下流側に向かってトナーを搬送させることが可能なトナー供給手段を備え、該トナー供給手段のトナー排出開口を含む上流側での搬送能力をＡ、トナー排出開口を含まない下流側での搬送能力をＢとした場合に、Ａ＜Ｂとしたことを特徴とする現像装置が提供される。
【００１２】
また本発明の好適な態様によれば、上記トナー供給手段は回転軸の周りに所定方向に螺旋羽根を有した回転螺旋羽根から構成されており、該螺旋羽根のピッチを変更することで搬送能力を調整していることが望ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された現像装置の好適実施形態を図示している添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
【００１４】
図１乃至図３には、本発明に従って構成された現像装置の好適実施形態が図示されている。全体を番号２で示す図示の現像装置は、現像装置本体４とトナーコンテナ６とから構成されている。
【００１５】
現像装置本体４はハウジング８を含んでおり、このハウジング８はハウジング本体１０とこのハウジング本体１０に装着された上面壁部材１２とから構成されている。適宜の合成樹脂から成形することができるハウジング本体１０の、図２及び図３において左半部内には、上面（更に詳しくは左縁部を除く主要部）と左側面とが開放されている現像室１４が規定されている。ハウジング本体１０は底壁１６、両側壁１８及び２０並びに連結壁２２を有する。連結壁２２は、両側壁１８及び２０の、図２及び図３において左縁部上縁間を延びている。ハウジング本体１０の底壁１６は、並列配置された３個の、横断面形状が円弧状である弧状部１６ａ、１６ｂ及び１６ｃを有する。弧状部１６ａと弧状部１６ｂとの間には実質状鉛直に上方に延びる直立壁２４が形成されており、かかる直立壁２４の両側には直線状径路２６ａ及び２６ｂが規定されている。
【００１６】
図１と共に図４を参照することによって明確に理解できるように、直立壁２４の両端はハウジング本体１０の両側壁１８及び２０の内面から離隔されており、直立壁２４の両端と側壁１８及び２０の内面との間には所要間隙が存在する。従って、相互に平行に延在する上記２個の直線状径路２６ａ及び２６ｂは両端部において相互に連通せしめられており、かくして一方の直線状径路２６ａに沿って延び、次いで直線状径路２６ａの一端部から他方の直線状径路２６ｂの一端部に続き、直線状径路２６ｂに沿って延び、そして直線状径路２６の多端部から直線状径路２６ａの多端部に続く無端状の循環径路が規定されている（後に更に言及する如く、かかる循環径路を通して現像剤が循環せしめられる）。
【００１７】
上述した循環径路には、現像剤を攪拌しながら循環径路を通して搬送せしめるための現像剤攪拌搬送手段２８が配設されている。図示の実施形態における現像剤攪拌搬送手段２８は、第一の回転螺旋羽根部材３０ａと第二の回転螺旋羽根部材３０ｂとから構成されている。適宜の合成樹脂から成形することができる第一の回転螺旋羽根部材３０ａは中心軸部３２ａと螺旋羽根３４ａとを有する。同様に、適宜の合成樹脂から成形することができる第二の螺旋羽根部材３０ｂも中心軸部３２ｂと螺旋羽根３４ｂとを有する。第一の回転螺旋羽根部材３０ａはハウジング本体１０の両側壁１８及び２０間に回転自在に装着され、直線状径路２６ａに沿って直線状に延びている。第二の回転螺旋羽根部材３０ｂもハウジング本体１０の両側壁１８及び２０間に回転自在に装着され、直線状径路２６ｂに沿って直線状に延びている。第一の回転螺旋羽根部材３０ａの中心軸部３２ａの一端部（図４において右端部）及び第二の回転螺旋羽根部材３０ｂの中心軸部３２ｂの一端部（図４において右端部）は側壁２０を貫通して突出せしめられており、これらの突出端には入力歯車（図示していない）が固定されている。側壁２０にはカバー部材３４が固定されており、上記入力歯車はかかるカバー部材３６に覆われている。側壁２０には切欠（図示していない）が形成されていると共に、側壁２０の内面にはＬ字状の隔壁片３８（図４）が付設されている。第一の回転螺旋羽根部材３０ａの中心軸部３２ａは隔壁片３８を貫通し、そして更に側壁２０の主部を貫通して延びている。上記切欠には回転自在に装着された伝動歯車４０（図４）が位置せしめられている。伝動歯車４０の下半部は上記切欠を通してハウジング本体１０から下方に露出せしめられており、また伝動歯車３４の内側上半部は隔壁片３８と側壁２０との間にてハウジング本体１０内に露呈せしめられている。現像装置２が画像形成機の所定位置に装着されると、伝動歯車４０の下半部に噛み合わされる他の伝動歯車（図示していない）を介して、電動モータでよい駆動源４２（図４）が伝動歯車４０に駆動連結される。伝動歯車４０は第一の回転螺旋羽根部材３０ａの入力歯車（図示していない）に噛み合わされており、第一の回転螺旋羽根部材３０ａの入力歯車は伝動歯車（図示していない）を介して第二の回転螺旋羽根部材３０ｂの入力歯車（図示していない）に噛み合わされている。従って、駆動源４２が付勢されると、第一の回転螺旋羽根部材３０ａ及び第二の回転螺旋羽根部材３０ｂは図３及び図４に矢印４４で示す方向に実質上同一の回転速度で回転駆動される。第一の回転螺旋羽根部材３０ａの中心軸部３２ａの図４において右端部には、隔壁片３８の内面に密接せしめられるシール部材４６ａが装着されている。第二の回転螺旋羽根部材３０ｂの中心軸部３２ｂの図４において右端部には、側壁２０の内面に密接せしめられるシール部材４６ｂが装着されている。
【００１８】
図４を参照することによって明確に理解されるとおり、第一の回転螺旋羽根部材３０ａの螺旋羽根３４ａと第二の回転螺旋羽根部材３０ｂの螺旋羽根３４ｂとは所謂螺旋方向が逆に設定されており、第一の螺旋羽根部材３０ａが矢印４４で示す方向に回転せしめられることによって、直線状径路２６ａを通して現像剤が矢印４８で示す方向に搬送され、第二の回転螺旋羽根部材３０ｂが矢印４４で示す方向に回転せしめられることによって、直線状径路２６ｂを通して現像剤が矢印４８で示す方向に搬送される。図４を参照することによって明確に理解されるとおり、図示の実施形態においては、第一の回転螺旋羽根部材３０ａにおいては番号５０で示す特定領域においては、螺旋羽根３４ａのピッチＰ２が他の部分におけるピッチＰ１に比べて局部的に小さくせしめられ、そしてまた螺旋羽根３４ａの外径Ｄ２が他の部分における外径Ｄ１よりも小さくせしめられており、かかる特定領域５０において現像剤攪拌搬送手段２８の搬送能力が局部的に低減せしめられている。第一の回転螺旋羽根部材３０ａの上記特定領域５０以外の部分及び第二の回転螺旋羽根部材３０ｂの全体における螺旋羽根３４ａ及び３４ｂのピッチ及び外径は実質上同一に設定されており、従って現像剤攪拌搬送手段２８の上記特定領域５０以外の領域における搬送能力は実質上同一である。特定領域５０において搬送能力を局部的に低減せしめるためには、螺旋羽根のピッチ及び外径を低減せしめることに代えて、例えば螺旋羽根のピッチのみを小さく設定する、螺旋羽根の外径のみを小さく設定する、螺旋羽根に切欠を形成する、或いは螺旋羽根を省略することもできる。搬送能力が局部的に低減せしめられた上記特定領域５０は、後に詳述するトナー受入開口５２（図４においては二点鎖線で示している）を通して現像室１４内にトナーが導入せしめられるトナー受入領域の下流側であることが重要である。かような特定領域５０において搬送能力を局部的に低減せしめることによる作用効果については後に更に詳述する。
【００１９】
主として図３を参照して説明すると、ハウジング本体１０における底壁６の弧状部１６ｃの上方には現像剤適用手段５４が配設されている。この現像剤適用手段５４は、ハウジング本体１０の側壁１８及び２０間に回転自在に装着された現像スリーブ５６を含んでいる。この現像スリーブ５６内には静止永久磁石（図示していない）が配置されている。現像スリーブ５６が固定されている回転軸５８の一端部は側壁２０を貫通して突出せしめられており、かかる突出端には入力歯車（図示していない）が固定されている。この入力歯車は上記第二の回転螺旋羽根部材３０ｂの入力歯車に噛み合わされており、従って上記駆動源４２が付勢されると、現像スリーブ５６が矢印４４で示す方向に回転せしめられる。現像スリーブ５６に関連せしめて穂切手段６０が配設されている。後に更に言及する如く、現像室１４内にはトナーのみから成る一成分現像剤が収容され、かかる現像剤は矢印４４で示す方向に回転せしめられる第一の回転螺旋羽根部材３０ａ及び第二の回転螺旋羽根部材３０ｂの作用によって上記搬送径路を通して搬送される。現像剤適用手段５４は、矢印４４で示す方向に回転せしめられる現像スリーブ５６の周表面上に現像剤を保持し、かかる現像剤を現像域６２を通して搬送する。穂切手段５８は現像スリーブ５６の周表面に保持されて現像域６２に搬送される現像剤の層厚さを規制する。現像域６２においては現像剤中のトナーが現像すべき静電潜像に適用され、かくして静電潜像がトナー像に現像される。
【００２０】
図１と共に図５ａ及び図５ｂを参照して説明すると、ハウジング本体１０の側壁１８には操作レバー６４と連結部材６６とが装着されている。操作レバー６４は図１及び図５に示す第一の位置と図５ｂに示す第二の位置との間を回転自在に装着されている。連結部材６６も図１及び図５ａに示す第一の位置と図５ｂに示す第二の位置との間を回転自在に装着されている。操作レバー６４には、上方に突出するアーム６８が形成され、そしてまたその外周面には略９０度の角度範囲に渡って存在する噛合歯７０が形成されている。一方、連結部材６６の外側面には扇形状の突出部が形成され、かかる突出部の上面には略９０度の角度範囲に渡って存在する噛合歯７２が形成されている。かかる噛合歯７２は操作レバー６４の噛合歯７０と噛み合わされている。従って、操作レバー６４のアーム６８に指を掛けて、操作レバー６４を上記第一の位置から上記第二の位置に回転せしめると、これに応じて連結部材６６が上記第一の位置から上記第二の位置に回転せしめられ、操作レバー６４を上記第二の位置から上記第一の位置に回転せしめると、これに応じて連結部材６６が上記第二の位置から上記第二の位置に回転せしめられる。連結部材６６の内面には略Ｕ字形状の受入凹部７４が形成されている。受入凹部７４には弧状底面から上方に延びる係止突条７６が形成されている。更に、連結部材６６には係止突起７８も形成されている。受入凹部７４及び係止突条７６並びに係止突起７８の作用については後に言及する。
【００２１】
図１乃至図３を参照して説明を続けると、ハウジング本体１０には上記上面壁部材１２が装着される。上面壁部材１２は現像室１４の上面を覆う上面壁８０を有する。かかる上面壁８０には幅方向（図２及び図３において紙面に垂直な方向）に延びる細長い没入域８２が形成されている。没入域８２の横断面形状は弧状である。かかる没入域８２には長方形でよいトナー受入開口５２が形成されている。図２及び図３を参照することによって理解される如く、上面壁部材１２は、図２及び図３において没入域８２の左方を没入域８２に沿って延びる直立壁８４を有する。この直立壁８４には、実質上水平に突出する一対の支持棒８６が幅方向（図２及び図３において垂直な方向）に間隔をおいて形成されている（図２及び図３には一対の支持棒８６の一方のみを図示している）。
【００２２】
上面壁部材１２には現像室シャッタ８８が装着されている。現像室シャッタ８８は平板状のシャッタ壁９０を有する。シャッタ壁９０の上面には一対の突条９２が形成されている。突条９２の各々の先端には被当接手段を構成する傾斜面９４が形成されている。突条９２の各々は傾斜面９４から後方（図２及び図３において左方）に延びる延在部も含んでいる。図２及び図３から理解される如く、延在部は中空角柱形状である。シャッタ壁９０には、更に、その両端から前方に突出する一対の突起９８が形成されている。かような現像室シャッタ８８は図２に図示する閉位置と、図３に図示する開位置との間を上面壁８０の上面に沿って移動自在に上面壁部材１２上に装着される。上面壁部材１２における上記一対の支持棒８６の各々と現像室シャッタ８８における一対の突条９２の延在部の各々との間には、現像室シャッタ８８を閉位置に弾性的に偏倚するための、圧縮コイルばねでよい弾性偏倚手段１００が介在せしめられている。ハウジング本体１０に上面壁部材１２が装着され、そして上面壁部材１２に現像室シャッタ８８が装着されている状態において、弾性偏倚手段１００の弾性偏倚作用によって現像室シャッタ８８が図２に図示する閉位置に位置せしめられると、現像室シャッタ８８の一対の突起９８の先端がハウジング本体１０に形成されている直立壁１０２（図２及び図４）に当接せしめられ、かくして現像室シャッタ８８が図２において右方に閉位置を越えて移動することが阻止される。現像室シャッタ８８が上記閉位置に位置せしめられると、図２に明確に図示するとおり、シャッタ壁９０が上面壁部材１２に形成されているトナー受入開口５２を覆う。トナー受入開口５２は上面壁部材１２の上面壁８０における没入域８２に形成されている故に、没入域８２の存在に起因してトナー受入開口５２とシャッタ壁９０との間には幾分の間隙１０４が存在することが注目されるべきである。間隙１０４の機能については後に更に言及する。ハウジング本体１０にトナーコンテナ６も装着されると、後に更に詳述する如く、トナーコンテナ６が現像室シャッタ８８の傾斜面９４に作用して、現像室シャッタ８８を弾性偏倚手段１００の弾性偏倚作用に抗して図３に図示する開位置に移動せしめる。現像室シャッタ８８が開位置に移動せしめられると、シャッタ壁９０がトナー受入開口５２の上方から後退せしめられ、トナー受入開口５２が露呈せしめられる。
【００２３】
図１に図示する如く、上面壁部材１２における上面壁８０の片端縁には上方に突出する直立壁１０６が形成されており、この直立壁１０６にはその上端から下方に延びる案内溝１０８が形成されている。上面壁８０には、更に、幅方向に延びる収納壁部１１０が配設されている。そして、この収納壁部１１０にはロック手段１１２が収納されている。図１乃至図３と共に図５ａ及び図５ｂを参照して説明すると、ロック手段１１２は幅方向（図１及び図２において紙面に垂直な方向）に細長く延びる主部１１４を有する。かかる主部１１４には上方に突出する操作アーム１１６が形成されている。主部１１４にはその長さ方向に間隔をおいて一対のロック溝１１８が形成されている。ロック溝１１８の各々は略Ｌ字状であり、その上部片縁は傾斜面１２０によって規定されている。図５ａ及び図５ｂに明確に図示する如く、ロック手段１１２の片端には主部１１４に対して垂直に突出する係止片１２２が形成されている。係止片１２２の内面には２個の突条１１３が形成されている。かようなロック手段１１２は、図１及び図５ａに示すロック位置と図５ｂに示す非ロック位置との間を移動自在に、上記収納壁部１１０に装着されている。収納壁部１１０とロック手段１１２の他端との間には、ロック手段１１２をロック位置に弾性的に偏倚するための、圧縮コイルばねでよい弾性偏倚手段１２４（図５ａ及び図５ｂ）が配設されている。
【００２４】
図１乃至図３と共に図６及び図７を参照して説明すると、図示の実施形態におけるトナーコンテナ６はコンテナケース１２６を含んでいる。コンテナケース１２６は上面が開口した箱状ケース本体１２８とこのケース本体１２８に超音波溶接の如き適宜の手段によって固定される蓋体１３０とから構成されている。ケース本体１２８の底壁は横断面形状が弧状である２個の弧状部１３２ａ及び１３２ｂを有する。弧状部１３２ａの曲率半径は比較的大きく、弧状部１３２ｂの曲率半径は比較的小さい。図６を参照することによって理解される如く、弧状部１３２ｂには下方に突出せしめられた突出域１３４が配設されている。突出域１３４の横断面形状も弧状であり、非突出域と同心状である。突出域１３４の幅方向長さ及び曲率半径は、上述した上面壁部材１２の上面壁８０に規定されている没入域８２の軸方向長さ及び曲率半径に対応せしめられている。突出域１３４には長方形でよいトナー排出開口１３６が形成されている。後に更に詳述する如く、ハウジング８にトナーコンテナ６が所要とおりに装着されると、上面壁部材１２の上面壁８０に規定されている没入域８２に対向して、ケース本体１２８の突出域１３４が位置せしめられ、トナー受入開口５２に開口してトナー排出開口１３６が位置せしめられる。トナー排出開口１３６及び／又はトナー受入開口５２近傍にてトナーの所謂ブロッキングが発生するのを回避するために、トナー排出開口１３６の幅及び長さは、トナー受入開口５２の幅及び長さと実質上同一或いはこれらより幾分小さくせしめられているのが好適である。
【００２５】
図６及び図７に図示する如く、ケース本体１２８は両側壁１３８及び１４０を有する。側壁１３８には円形開口１５０が形成されており、かかる開口１５０を通してコンテナケース１２６内にトナーが充填される。コンテナケース１２６内にトナーを充填した後に、開口１５０に閉鎖部材１５２が固着されて開口１５０が閉鎖される。図２及び図３と共に図７を参照して説明を続けると、ケース本体１２８の両側壁１３８及び１４０間には、弧状部１３２ａに沿って延在する第１のトナー搬送手段１５４と、弧状部１３２ｂに沿って延在する第２のトナー搬送手段１５６とが配設されている。第１のトナー搬送手段１５４は両側壁１３０及び１４０間に回転自在に装着された回転支持軸１５８と、この回転支持軸１５８に固定された複数個の矩形搬送片１６０とから構成されている。搬送片１６０の各々は適宜の合成樹脂フィルム又はシートから形成することができる。回転支持軸１５８の片端部は側壁１４０を貫通して突出せしめられており、かかる片端部には入力歯車１６２（図１及び図６）が固定されている。第２のトナー搬送手段１５６は、中心軸部１６４と螺旋羽根１６６とを有する回転螺旋羽根部材から構成されている。中心軸部１６４の片端部は側壁１４０を貫通して突出せしめられており、かかる片端部には入力歯車１６８（図１及び図６）が固定されている。この入力歯車１６８は上記入力歯車１６２に噛み合わされている。ハウジング８にトナーコンテナ６が所要とおりに装着されると、入力歯車１６２がハウジング本体１０の片側部に装着されている伝動歯車４０に噛み合わされる。従って、上述した駆動源４２が付勢されると、上述したとおり現像室１４に配設されている第一の回転螺旋羽根部材３０ａ、第二の回転螺旋羽根部材３０ｂ及び現像スリーブ５６が矢印４４で示す方向に回転せしめられることに加えて、トナーコンテナ６の第１及び第２のトナー搬送手段１５４及び１５６も図７に矢印１７０で示す方向に回転せしめられる。第１のトナー搬送手段１５４が矢印１７０で示す方向に回転せしめられることによって、搬送片１６０の作用によって弧状部１３２ａ上に存在するトナーが弧状部１３２ｂ上に搬送され、第２のトナー搬送手段１５６が矢印１７０で示す方向に回転せしめられることによって、弧状部１３２ｂ上のトナーがトナー排出開口１３６に向けて搬送せしめられる。本発明に従って構成された図示の実施形態においては、トナーコンテナ６の第１及び第２のトナー搬送手段１５４、１５６を回転せしめるための専用駆動源を必要としないことが注目されるべきである。
【００２６】
そして、この第２のトナー搬送手段１５６は、上述した螺旋羽根１６６が所定方向に回転して形成されており、この図に示した態様では、トナーが図中左から右方向へ搬送される構造となっており、第２のトナー搬送手段１５６の回転により搬送されてきたときコンテナ内のトナーはトナー排出開口１７２より現像装置内へ排出されることとなる。このとき、トナーコンテナ６内に十分トナーが収納されている場合、このトナー排出開口１７２にもトナーの荷重がかかることとなる。そしてこの荷重はコンテナ６内のトナー量によって相違する。
【００２７】
そのため本発明では、図７に示したように、トナー排出開口１７２を含む上流側領域Ａをトナー搬送能力Ａ（図７では開口１７２に対応する位置のみ螺旋羽根１８６のピッチを小さくして搬送能力を高めているが、螺旋羽根１８６図中左側端部から開口１７２の下流側端部までを搬送能力を高めるようにしても同様の効果が得られる）とし、トナー排出開口を含まない下流側領域Ｂのトナー搬送能力をＢとしたときに上流側領域の搬送能力Ａを下流側の搬送能力Ｂに対して小さくしている。ここで搬送能力というのは、単位時間あたりに搬送されるトナー量のことを意味している。
【００２８】
このようにトナー排出開口を含む上流側の搬送能力を下げることで、トナーはゆっくり時間をかけてほぐすことができるため、新しいコンテナと交換し、コンテナ内にトナーが十分収納されている場合でも、あるいはコンテナ内のトナーが消費されて残量が少ない場合でも、現像室に供給されるトナー量は一定に維持できる。
【００２９】
図２及び図３と共に図７及び図８を参照して説明すると、コンテナケース１２６内にはコンテナシャッタ１７２が配設されている。図８に明確に図示する如く、コンテナシャッタ１７２はシャッタ部材１７４と連結部材１７６とから構成されている。シャッタ部材１７４は円筒形状である両端部１７８及び１８０を有する、片端部１７８には略三角形状の突出部を有する２個のフランジ１８２が形成されている。シャッタ部材１７４の主部１８４は横断面形状が略２００度の角度範囲に渡る弧状である。シャッタ部材１７４の主部１８４には、長方形でよいトナー通過開口１８６が形成されている。このトナー通過開口１８６の大きさはケース本体１２８に形成されている上記トナー排出開口１３６と実質上同一でよい。シャッタ部材１７４の主部１８４の外周面には、トナー通過開口１８６に沿って延びる長方形状でよいシール部材１８８が貼着されている。スポンジの如き柔軟な材料から形成することができるシール部材１８８（図２）の寸法は、上記トナー排出開口１３６よりも幾分大きいのが好都合である。連結部材１７６の一端部は比較的小径にせしめられており、その外周面には複数個の係止片１９０が形成されている。連結部材１７６の他端部には直径状に延びる係止溝１９２が形成されている。図７を参照することによって理解される如く、シャッタ部材１７４はケース本体１２８の弧状部１３２ｂにおける上述した突出域１３４に配置され、上記トナー搬送手段１５６はシャッタ部材１７４の両端部を貫通して延びる。連結部材１７６は、その一端部がケース本体１２８の側壁１３８に形成されている貫通穴を通してシャッタ部材１７４の片端部１７８内に進入せしめられる。シャッタ部材１７４の片端部１７８内には、連結部材１７６の係止片１９０に対応した係止片（図示していない）が形成されており、シャッタ部材１７４の片端部１７８内に連結部材１７６の一端部が挿入されると、連結部材１７６の係止片１９０とシャッタ部材１７４の係止片とが弾性的に変形せしめられて相互に連結せしめられ、かくしてシャッタ部材１７４に連結部材１７６が固定される。連結部材１７６の他端部、即ち係止溝１９２が形成されている端部は、ケース本体１２８の側壁１３８から外方に突出する。
【００３０】
図６に明確に図示する如く、ケース本体１２８の後壁（図２及び図３において左側に位置する壁）には幅方向に間隔をおいて一対の被ロック手段１９４が配設されている。被ロック手段１９４の各々はフック形状であり、傾斜面１９６と水平面１９８とを有する。
【００３１】および図３に明確に図示する如く、トナーコンテナ６は現像装置本体４のハウジング８に着脱自在に装着される。ハウジング８の所定位置にトナーコンテナ６を装着する際には、図２と図３を比較参照することによって理解される如く、ケース本体１２８の底壁の弧状部１３２ｂにおける突出域１３４が、ハウジング８の現像室シャッタ８８の一対の突条９２に形成されている傾斜面９４（かかる傾斜面９４は上述したとおり被当接手段を構成する）に当接し、現像室シャッタ８８を図２に示す閉位置から図３に示す開位置に移動せしめ、かくして現像室１４のトナー受入開口５２が露呈される。従って、トナーコンテナ６における上記突出域１３４は現像室シャッタ８８の傾斜面９４に作用する当接手段を構成する。
【００３２】
図５と共に図６を参照することによって理解される如く、現像装置本体４のハウジング８にトナーコンテナ６を装着する際には、トナーコンテナ６の一対の被ロック手段１９４の傾斜面１９６の各々がハウジング８のロック手段１１２に形成されている一対のロック溝１１８の傾斜面１２０に作用し、ロック手段１１２を図５ａに示すロック位置から図５ｂに示す非ロック位置に移動せしめる。トナーコンテナ６が所定位置に装着されると、被ロック手段１９４の傾斜面１９６がロック手段１９４の傾斜面１２０を通過し、従ってロック手段１９４は弾性偏倚手段１２４の弾性偏倚作用によって図５ａに示すロック位置に戻される。かくすると、被ロック手段１９４の水平面１９８がロック手段１１２のロック溝１１８の最深部に進入せしめられ、これによってトナーコンテナ６が所要装着位置にロックされる。
【００３３】
現像装置本体４のハウジング８にトナーコンテナ６が装着される際には、トナーコンテナ６におけるコンテナシャッタ１７２は図２に示す閉位置に位置せしめられており、シール部材１８８がトナーコンテナ６のトナー排出開口１３６を覆ってトナー排出開口１３６を閉じている。かかる状態でハウジング８にトナーコンテナ６を装着すると、コンテナシャッタ１７２における連結部材１７４の上記他端部、即ち係止溝１９２が形成されている端部は、ハウジング８における上面壁部材１２の片端縁に形成されている直立壁１０６の案内溝１０８に案内されて下降せしめられ、ハウジング本体１０の片端に配設されている連結部材６６の受入凹部７４内に進入せしめられる。そして、連結部材６６の受入凹部７４に形成されている係止突条７６が、コンテナシャッタ１７２の連結部材１７４に形成されている係止溝１９２内に挿入される。トナーコンテナ６をハウジング８の所要位置に装着した後に、操作レバー６４を図５ａに示す位置から図５ｂに示す位置に回転せしめると、操作レバー６４のかかる回転が連結部材６６を介してコンテナシャッタ１７２に伝動され、コンテナシャッタ１７２は図２に示す閉位置から図３に示す開位置に回転せしめられる。コンテナシャッタ１７２が開位置に回転せしめられると、トナー通過開口１８６がトナー排出開口１３６と整合せしめられ、かくしてトナー排出開口１３６が開放される。従って、コンテナケース１２６内のトナーがトナー通過開口１８６、トナー排出開口１３６及びトナー受入開口５２を通して現像室１４内に供給される。かかるトナーの供給については後に更に言及する。
【００３４】
操作レバー６４を図５ｂに示す位置に回転せしめると、連結部材１７４に形成されている係止突起７８がロック手段１１２の片端に形成されている係止片１２２の２個の突条１１３の内側に位置せしめられ、これによってロック手段１１２がロック位置から非ロック位置に移動することが阻止される。操作レバー６４を図５ａに示す位置に回転せしめる（従って、コンテナシャッタ１７２を閉位置に回転せしめてトナー排出開口１３６を閉じる）と、係止突起７８が係止片１２２から離隔し、従ってロック手段１１２を非ロック位置に移動せしめてトナーコンテナ６を現像装置本体４から離脱せしめることが可能になる。
【００３５】
上述したとおりの形態の図示の現像装置においては、現像室１４内にはトナーのみから成る所謂一成分現像剤（又はトナーとキャリア粒子とから成る所謂二成分現像剤）が充填される。現像が遂行されると、現像剤適用手段５４によってトナーが静電潜像に適用され、従って現像の遂行に応じてトナーが消費される。従って、トナーの消費に応じて現像室１４内にトナーを適宜に補給することが重要である。而して、後述する実施例からも明確に理解されるとおり、本発明に従って構成された図示の現像装置においては、トナーコンテナ６に配設されているトナー搬送手段１５４及び１５６を必要に応じて選択的に回転せしめるための専用駆動源を必要とすることなく、トナーコンテナ６から現像室１４へのトナーの補給が適切に制御される。更に詳述すると、本発明に従って構成された図示の現像装置においては、現像を遂行するために駆動源４２を付勢して現像剤適用手段５４と共に現像剤攪拌搬送手段２８（即ち第一の回転螺旋羽根部材３０ａ及び第二の回転螺旋羽根部材３０ｂ）を回転せしめると、トナーコンテナ６のトナー搬送手段１５４及び１５６も駆動源４２に連結されている故に、トナーコンテナ６のトナー搬送手段１５４及び１５６も駆動され、従ってコンテナケース１２６内においてトナーがトナー排出開口１３６に向けて搬送される。一方、現像室１４内においては、現像剤攪拌搬送手段２８を構成する第一の回転螺旋羽根部材３０ａの搬送能力が、上述した如くトナー受入開口５２を通して現像室１４にトナーが導入せしめられるトナー受入領域の下流側に位置する特定領域５０において局部的に低減せしめられている。それ故に、特定領域５０の上流側、即ちトナー受入領域において現像剤が滞留せしめられる。かかる現像剤の滞留は、トナー受入開口５２を通してトナーが現像室１４内に進入するのを抑制する。トナー受入領域における現像剤の滞留量は、現像室１４内の現像剤量、従って現像剤中のトナー量に応じて変動する。従って、現像室１４内へのトナーの進入に対する抑制度合いが現像室１４内の現像剤中のトナー量によって変動せしめられ、トナー量が低減すると現像室１４内へのトナーの導入が増大し、トナー量が増大すると現像室１４内へのトナーの導入が減少する。かくして、トナーコンテナ６のトナー搬送手段１５４及び１５６の駆動制御に直接依存することなく、現像室１４へのトナーの補給が適切に制御される。
【００３６】
コンテナケース１２６内のトナーが消尽された場合には、トナーコンテナ６を交換することが必要である。この場合には、先ず、操作レバー６４を図５ｂに示す位置から図５ａに示す位置に回転せしめる。かくすると、コンテナシャッタ１７２が閉位置に回転せしめられてコンテナケース１２６のトナー排出開口１３６が閉じられる。そしてまた、連結部材１７４に形成されている係止突起７８がロック手段１１２の係止片１２２から後退せしめられる。従って、ロック手段１１２をロック位置から非ロック位置に移動せしめて、トナーコンテナ６のロックを解除し、トナーコンテナ６をハウジング４から離脱せしめることができる。操作レバー６４を図５ａに示す位置に回転せしめない限り、従ってコンテナシャッタ１７２を閉位置に回転せしめてトナー排出開口１３６を閉じない限り、トナーコンテナ６をハウジング４から離脱することができず、それ故に、誤ってトナー排出開口１３６を閉じることなくトナーコンテナ６をハウジング４から離脱せしめてトナー排出開口１３６６からトナーを周囲に飛散せしめてしまうことが確実に防止される。
【００３７】
トナーコンテナ６をハウジング４から離脱せしめると、弾性偏倚手段１００の弾性偏倚作用によって、現像室シャッタ８８が図３に図示する開位置から図２に図示する閉位置に戻され、現像室１４のトナー受入開口５２が現像室シャッタ８８によって覆われる。図２及び図３から明確に理解されるとおり、トナー受入開口５２は上面壁８０の没入域８２に形成されており、トナー受入開口５２と現像室シャッタ８８との間には幾分かの間隙１０４が存在する。それ故に、現像室シャッタ８８が閉位置に移動せしめられる際に、トナー受入開口５２の近傍にて上面壁８０上に幾分かのトナーが溢出せしめられていても、かかるトナーに現像室シャッタ８８が作用して周囲に飛散せしめることがなく、かかるトナーも現像室シャッタ８８によって覆われる。トナーコンテナ６をハウジング４から離脱せしめた後においては、上述したとおりの手順にて新しいトナーコンテナ６をハウジング４に装着し、そして操作レバー６４を図５ａに示す位置から図５ｂに示す位置に回転せしめて、コンテナシャッタ８８を開位置に回転せしめ、トナー排出開口１３６を開放する。かくして、新しいトナーコンテナ６から現像室１４内にトナーを適宜に補給することが再び可能になる。そしてこの場合、新しいトナーコンテナ６内に十分な量のトナーが収納されている場合にも、仕切り壁の作用でトナー排出開口１７２には余計な荷重が作用しないため、安定したトナー供給が可能となる。
【００３８】
実験装置
図１乃至図８に図示するとおりの形態の現像装置を作成し、かかる現像装置を京セラ株式会社から商品名「ＦＳ−１７００」として販売されているプリンタと実質上同一の構成であるレーザプリンタに装備して実験装置とした。作成した現像装置において、第一の回転螺旋羽根部材における、特定領域以外での螺旋羽根の外径Ｄ１は１８ｍｍで、螺旋ピッチＰ１は２０ｍｍで、特定領域での螺旋羽根の外径Ｄ２は１０ｍｍで、ピッチＰ２は１０ｍｍであった。第二の回転螺旋羽根における螺旋羽根の外径Ｄ１は１８ｍｍで、ピッチＰ１は２０ｍｍであった。　そして、トナーコンテナ内部の第２のトナー搬送手段に関して、トナー排出開口を含む上流側の螺旋羽根のピッチと、トナー排出開口を含まない下流側の螺旋羽根のピッチとを変更したものを準備し、それぞれのコンテナについてトナー供給実験を行った。
【００３９】
実験１
上記現像室内に適正トナー量（この現像装置では１２０ｇ）が入った状態に対して、ピッチの異なる第２のトナー搬送手段を備えた以下の５つのコンテナを準備した。
コンテナ１：
Ａ領域（上流側）のピッチ：１６ｍｍ
Ｂ領域（下流側）のピッチ：１０ｍｍ
コンテナ２：
Ａ領域（上流側）のピッチ：１３ｍｍ
Ｂ領域（下流側）のピッチ：１０ｍｍ
コンテナ３：
Ａ領域（上流側）のピッチ：１０ｍｍ
Ｂ領域（下流側）のピッチ：１０ｍｍ
コンテナ４：
Ａ領域（上流側）のピッチ：１０ｍｍ
Ｂ領域（下流側）のピッチ：１３ｍｍ
コンテナ５：
Ａ領域（上流側）のピッチ：１０ｍｍ
Ｂ領域（下流側）のピッチ：１６ｍｍ
【００４０】
これらのコンテナを使用して、プリンタに対して白紙出力（トナー印字なし）を指令し、連続６０分間の現像駆動動作を行った。この場合、白紙出力であるため、現像装置のトナー消費量は基本的にはなく、トナーコンテナからトナーの供給は起こらないものである。
実験結果を第９図に示す。
これらの実験事実から、トナー排出開口を含む上流側のトナー搬送能力を低下させたものについては現像室内のトナー量は適正量に制御されており、逆にトナー排出開口を含む上流側のトナー搬送能力を高めたコンテナでは過剰補給されていることがわかった。
次に、上記コンテナ１から５に示したものと同じコンテナを準備し、再度連続１万枚の画像出力を行った。結果は以下のとおりであった。
コンテナ１：現像室１４への送り量が多く、現像装置内のトナー量が制御できていなかった。また、補給過多によってトナーの帯電が不安定になり、ハーフ画像にムラを生じた。また非画像部にはカブリが発生していた。
コンテナ２：現像室１４への送り量がやや多く、現像装置内のトナー量が制御できていなかった。また、補給過多によってトナーの帯電が不安定になり、ハーフ画像にムラを生じた。
コンテナ３：現像室へのトナー送り量はほとんどなく、送り込み量は制御されていた。しかし、ハーフ画像に軽微なムラが生じた。
コンテナ４，５：現像室へのトナー送り量はほとんどなく、送り込み量は十分制御されていた。また、ハーフ画像でのムラは発生しなかった。
このように、トナー適正量に対して過剰補給される場合には現像室内のトナーの循環が悪くなり、現像スリーブ５６と第２の回転螺旋羽根３０ｂとの間でトナーの入れ替わりが悪くなり、トナーの帯電安定性が悪くなり、トナーの凝集が生じるため、上述したプリント画像に対してハーフ画像部でのムラや非画像部でのカブリが発生したものと考えられる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の現像装置においては、トナーコンテナのトナー供給手段について、トナー排出開口を含む上流側領域とトナー排出開口を含まない下流側領域とで、トナーの搬送能力を変えることで、トナーコンテナ内に収納されたトナー量にかかわらず、トナー排出開口より安定したトナーを供給することができ、現像室内に設計通りのトナー量を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された現像装置の好適実施形態を示す分解斜視図。
【図２】図１に示す現像装置の分解断面図。
【図３】図１に示す現像装置の断面図。
【図４】図１に示す現像装置における現像装置本体の平面図。
【図５】（ａ）は図１に示す現像装置における操作レバー、連結部材及びロック手段を、操作レバー及び連結部材が第一の位置にある状態で示す斜視図で、（ｂ）図１に示す現像装置における操作レバー、連結部材及びロック手段を、操作レバー及び連結部材が第二の位置にある状態で示す斜視図。
【図６】図１に示す現像装置におけるトナーコンテナの斜視図。
【図７】図１に示す現像装置におけるトナーコンテナの断面図。
【図８】図１に示す現像装置におけるトナーコンテナに配設されているカートリジシャッタの斜視図。
【図９】実験例における現像室内のトナー量の推移を示したグラフ図。
【符号の説明】
２：現像装置
４：現像装置本体
６：トナーコンテナ
８：ハウジング
１０：ハウジング本体
１２：上面壁部材
１４：現像室
２８：現像剤攪拌搬送手段
３０ａ：第一の回転螺旋羽根部材
３０ｂ：第二の回転螺旋羽根部材
３４ａ：螺旋羽根
３４ｂ：螺旋羽根
４２：駆動源
５０：特定領域
５２：トナー受入開口
５４：現像剤適用手段
６４：操作レバー
６６：連結部材
７８：係止突起
８０：上面壁
８２：没入域
８８：現像室シャッタ
９０：シャッタ壁
９４：傾斜面（被当接手段）
１００：弾性偏倚手段
１０４：間隙
１１２：ロック手段
１２２：係止片
１２４：弾性偏倚手段
１２６：コンテナケース
１３４：突出域
１３６：トナー排出開口
１５４：第１のトナー搬送手段
１５６：第２のトナー搬送手段
１７２：コンテナシャッタ
１７４：シャッタ部材
１７６：連結部材
１９４：被ロック手段
Ａ：上流側領域
Ｂ：下流側領域
【図１】
2004133191.tif 000003
【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】
2004133191.tif 000009
【図８】
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【図９】
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