(57)【要約】【目的】ランニングコストの低減を図ることができる現像装置を提供すること。【構成】像担持に担持されている静電潜像を可視像化するための現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に供給する前記現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、前記現像剤担持体に供給する前記現像剤を収納する現像剤収納部と、を有する現像装置において、前記現像剤収納部は前記現像剤担持体と対向する現像剤担持体に現像剤を供給するための開口部を有し、前記現像剤収納部は、前記開口部を形成している面と同一平面に対して現像剤担持体側である領域を有し、前記領域から前記開口部へ現像剤を搬送する第１の搬送部材を有する。【選択図】　　　図１
2004085650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持に担持されている静電潜像を可視像化するための現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に供給する前記現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、前記現像剤担持体に供給する前記現像剤を収納する現像剤収納部と、を有する現像装置において、
前記現像剤収納部は前記現像剤担持体と対向する現像剤担持体に現像剤を供給するための開口部を有し、前記現像剤収納部は、前記開口部を形成している面と同一平面に対して現像剤担持体側である領域を有し、前記領域から前記開口部へ現像剤を搬送する第１の搬送部材を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記第１の搬送手段は往復運動することにより現像剤を搬送する搬送手段であることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の現像装置を有し、画像形成装置に対して着脱自在であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項４】
像担持体表面の現像剤を回収するクリーニング手段と、回収されたトナーを収納する現像剤回収室と、回収された現像剤を現像剤回収室へと搬送する第２の搬送手段と、前記第１の搬送手段を駆動するための第１の駆動手段と、前記第２の搬送手段を駆動するための第２の駆動手段と、前記第１の駆動手段と、前記第２の駆動手段の駆動伝達における上流側において、前記画像形成装置から駆動を供給される駆動入力手段と、を有することを特徴とする請求項３記載のプロセスカートリッジ。
【請求項５】
前記駆動入力手段から、前記第１の駆動手段、前記第２の駆動手段の順で駆動を伝達することを特徴とする請求項４記載のプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機，レーザビームプリンター等の電子写真画像形成装置に使用する現像装置及びプロセスカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ここで、電子写真画像形成装置は、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成するもので、例えば電子写真複写機、電子写真プリンター、電子写真ファクシミリ装置及び電子写真ワードプロセッサー等が含まれる。
【０００３】
従来、電子写真画像形成装置においては、電子写真感光体及び前記電子写真感光体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画像形成装置本体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。このプロセススカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによらずにユーザー自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができた。そこで、このプロセスカートリッジ方式は画像形成装置において広く用いられている。
【０００４】
このプロセスカートリッジとしては、帯電装置、現像装置、クリーニング装置の少なくとも１つと電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものである。
【０００５】
一般に現像装置は、像担持体である感光ドラムの静電潜像を可視像化するために現像領域に現像剤（以下トナー）を担持搬送するための現像剤担持体である現像ローラと、現像ローラへ供給するトナーを収納するトナー収納室と、現像ローラに供給されたトナーの層厚を規制する現像剤規制部材である現像ブレードより構成されている。
【０００６】
現像剤収納部は現像ローラと対向する位置に現像ローラの長手方向における現像領域に亘ってトナー供給用の開口部を有している。又、現像剤収納部内には、その内部のトナーを開口部方向に搬送するための搬送部材を有している。通常、トナー収納室は開口部を形成する平面より現像ローラとは反対側の領域で形成されており、上記搬送部材により開口部から現像ローラへ向かう方向に搬送される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
近年、市場からはプロセスカートリッジのランニングコストの低減が求められている。ランニングコスト低減を達成するには、プロセスカートリッジを大容量化しなけらばならない。
【０００８】
しかし、大容量化するとプロセスカートリッジの大型化、延ては装置の大型化に繋がり、コストが増大することになる。従って、ランニングコスト低減のためにはコストをそれ程上げず、トナーの大容量化を達成しなければならない。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、ランニングコストの低減を図ることができる現像装置及びプロセスカートリッジを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、像担持に担持されている静電潜像を可視像化するための現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に供給する前記現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、前記現像剤担持体に供給する前記現像剤を収納する現像剤収納部と、を有する現像装置において、前記現像剤収納部は前記現像剤担持体と対向する現像剤担持体に現像剤を供給するための開口部を有し、前記現像剤収納部は、前記開口部を形成している面と同一平面に対して現像剤担持体側である領域を有し、前記領域から前記開口部へ現像剤を搬送する第１の搬送部材を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記第１の搬送手段は往復運動することにより現像剤を搬送する搬送手段であることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、プロセスカートリッジを、請求項１又は２記載の現像装置を有し、画像形成装置に対して着脱自在であるものとして構成したことを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、像担持体表面の現像剤を回収するクリーニング手段と、回収されたトナーを収納する現像剤回収室と、回収された現像剤を現像剤回収室へと搬送する第２の搬送手段と、前記第１の搬送手段を駆動するための第１の駆動手段と、前記第２の搬送手段を駆動するための第２の駆動手段と、前記第１の駆動手段と、前記第２の駆動手段の駆動伝達における上流側において、前記画像形成装置から駆動を供給される駆動入力手段と、を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記駆動入力手段から、前記第１の駆動手段、前記第２の駆動手段の順で駆動を伝達することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
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。
【００１６】
本発明の実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。
【００１７】
（プロセスカートリッジ及び装置本体構成）
図１は本発明に係るプロセスカートリッジの主断面図、図２は本発明に係る画像形成装置の主断面図である。このプロセスカートリッジは、像担持体と、該像担持体に作用するプロセス手段を備えたものである。ここで、プロセス手段としては、例えば像担持体の表面を帯電させる帯電手段、像担持体にトナー像を形成する現像装置、像担持体表面に残留したトナーを除去するためのクリーニング手段がある。
【００１８】
本実施の形態に係るプロセスカートリッジ１５は、図１に示すように、像担持体である電子写真感光体ドラム１１の周囲に帯電手段である帯電ローラ１２、現像装置として、現像ローラ１８、現像ブレード４０、トナーＴを収納したトナー収納枠体１６、及びクリーニング手段として、クリーニングブレード１４を配置し、ハウジングで覆って一体的にカートリッジ１５とし、画像形成装置本体Ｃに対して着脱自在に構成している。
【００１９】
このプロセスカートリッジ１５は図２に示すような画像形成装置Ｃに装着されて画像形成に用いられる。画像形成は装置下部に装着されたシートカセット６から搬送ローラ７によってシートＳを搬送し、このシート搬送と同期して、感光体ドラム１１に露光装置８から選択的な露光をして潜像を形成する。その後、トナー収納枠体１６に収納したトナーＴを現像ブレード４０により現像ローラ１８表面に薄層担持し、現像ローラ１８に現像バイアスを印加することによって、潜像に応じてトナーを供給する。このトナー像を転写ローラ９へのバイアス電圧印加によって搬送されるシートＳに転写し、そのシートＳを定着装置１へ搬送して画像定着し、排紙ローラ２によって装置上部の排出部３に排出する。
【００２０】
（現像装置の構成）
次に現像装置について　　図１、図３及び図４を用いて詳細に説明する。
【００２１】
現像装置は現像枠体ユニットとトナー収納枠体ユニットにより構成されている。図１はプロセスカートリッジの断面図、図３はプロセスカートリッジの断面の領域Ｄ部を拡大した詳細図、図４はトナー搬送部材と金属棒及びその駆動ギアの斜視図である。
【００２２】
現像枠体１７は、現像ローラ１８、現像ブレード４０等が支持され、トナー収納枠体より送られたトナーを現像ローラ１８の担持して、現像ブレード４０により層厚を規制して、感光ドラム１上の潜像を現像している。
【００２３】
トナー収納枠体１６は、トナーの大容量化に対応するために横長形状になっており、蓋状の上枠体１６ａと、比較的深い容器である下枠体１６ｂにより構成されている。上枠体１６ａと下枠体１６ｂは超音波溶着等で結合され、トナーが漏れないようにしてある。結合されたトナー収納枠体１６は、現像ローラ１８と対向する面に開口部１６ｃを持ち、後述するトナー搬送部材によりトナー収納枠体１６内部のトナーを現像ローラ１８の方に送っている。この開口部１６ｃは新品の状態ではトナーシール部材２０により塞がれている。ユーザは使用時にこのトナーシール２０を長手方向に引き抜くことにより、開口部１６ｃが現れ使用可能な状態となる。
【００２４】
現像枠体１７とトナー収納枠体１６は、トナー収納枠体１６の開口部１６ｃの縁部に沿って超音波溶着等で固定され、現像装置として成り立っている。
【００２５】
更に、トナー収納枠体について詳細に説明する。トナー収納枠体１６のトナー収納部は４つの領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから成り立っており、それぞれの領域から搬送部材によりトナーが運ばれる。領域Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ下枠１６ｂの底面が凹形状になることにより構成されている。
【００２６】
後述する駆動源によって駆動する３つの攪拌部材６０，６１，６２は、トナー収納枠体の凹部に対応しており、攪拌部材に設けられた攪拌翼部材６０ａ，６１ａ，６２ａによってトナーＴを現像枠体１７へ搬送する。トナー収納枠体１６を横長形状にすることによって現像剤Ｔの自重が緩和できるため、フェーディングや現像剤の劣化、攪拌トルクの増加等を軽減することが可能となる。
【００２７】
攪拌翼部材６０ａ〜６２ａにはポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド等の樹脂製シート部材を用いており、現像剤Ｔの攪拌と搬送を行う。攪拌翼部材６０ａ〜６２ａの先端の回転半径はトナー収納枠体１６の底面１６ｇの半径よりも大きくなっており、先端はトナー収納枠体１６の底面に擦っている。それによって、トナー収納枠体１６の底面にトナーＴを残すことなく、トナーＴの横搬送を行っている。
【００２８】
次に、領域Ｄは、開口部１６ｃを形成している面と同一平面に対して現像剤担持体側である領域である。下枠１６ｂは、現像枠体１７との溶着部１６ｈの上辺部の上部付近で屈曲し、露光装置から発せられるレーザ光Ｌの光路近傍まで延びている。上枠１６ａも下枠と対向するように延び、上枠１６ａと下枠１６ｂが光路Ｌに沿って超音波溶着されている。この領域Ｄは従来デットスペースとなっており、枠体の補強程度に使用された領域であった。
【００２９】
本発明では、この領域Ｄをトナー収納室として活用することにより、プロセスカーカートリッジの大きさを変えずに大容量化を果たしてる。又、開口部１６ｃとほぼ同一平面上に上枠１６ａから延出した仕切り部１６ｄが下枠と隙間１６ｆを開け、形成されている。これにより、後述する搬送部材５１によりトナーが一度に多量に開口部１６ｃに運ばれるのを防いでいる。
【００３０】
又、領域Ｄの下面１６ｅはプロセスカートリッジが画像形成装置内に装着された状態において、領域Ｃ方向に向けて水平からやや下方向に向いている。この角度では現像剤は自然落下しないため、領域Ｄには、トナーを搬送するための樹脂性のトナー搬送板部材５１を備え、金属棒５２の回転によりトナー搬送板部材５１を往復運動させトナーを搬送している。この金属棒５２は現像剤収納容器内において一方を後述する駆動源により駆動伝達されるための駆動伝達部材５３と連結しており、他方をトナー収納枠体内の側壁に現像ローラ１８と略平行になるように回転支持されている。
【００３１】
又、トナー搬送部材５１は、クランク状に曲げられている金属製棒５２によって現像剤撹拌板部材５１に設けてある長穴５１ａを介して支持されている。又、搬送面５１ｂには搬送能力を調整するためにスリット状の穴５１ｃが金属棒５２と平行に複数箇所設けてある。更に、現像剤撹拌板部材先端には現像剤を開口部に向かって掻き寄せるために掻き寄せ方向に対して垂直に近い角度で適度な厚みを有する板部５１ｄを一体的に有している。
【００３２】
図３には金属棒５２の回転に従って搬送部材５１により領域Ｄからトナーが搬送される様子を（ａ）〜（ｄ）において示す。ここで、前記金属棒５２が駆動伝達ギア５３により、時計回りに回転することによって（図３参照）、搬送面５１ｂが現像剤収納容器底部と平行に滑りながら容器底部１６ｅにあるトナーを開口部１６ｃに向かって搬送した後（（ａ）→（ｂ）→（ｃ））に、金属棒の回転中心を中心とした円運動を伴い底面から離れ上昇し、開口部から離れる軌跡を描く（（ｃ）→（ｄ））。
【００３３】
このように、ギア５３がＡ方向に１回転すると搬送部材がＢ方向に１往復する。この一連の撹拌運動において、斜面上方の現像剤を残すことなく下方（開口部１６ｃ方向）に搬送するとともに、金属棒５２の周囲に搬送された現像剤を金属棒５２で攪拌することにより、現像剤の現像性を増して現像ローラ８方向に送っている。又、現像剤の残量が多い場合には、現像剤撹拌板部材後端部が暴れることがあるが、先に説明した上枠に形成された仕切り部１６ｄにより後端部がガイドされ、終始安定した往復運動を繰り返している。
【００３４】
又、金属棒５２の回転中心は領域Ｃに設けられている。これは、領域Ｄに回転中心を設けると、トナー搬送の妨げになったり、その回転によるトナーのチャージＵＰ（領域Ｄが比較的狭い空間であるから）されるのを防いでいる。又、図４に示す金属棒５２の曲げ高さｌを変えることにより、金属棒５２の回転中心を変えることができる。それにより駆動伝達ギアの回転中心を自由に選択でき、設計の自由度が増し、延てはプロセスカートリッジの小型化に繋がる。
【００３５】
（駆動系の説明）
次に、プロセスカートリッジの駆動系について図５を用いて説明する。尚、図５はプロセスカートリッジの駆動系を模式的に表した図である。
【００３６】
感光体ドラム１１の一端部には、ギアフランジ１０５が固定されている。又、現像ローラ１８の一端部には、ギアフランジ１０７が固定されている。そして、ギアフランジ１０５は、ギア１０５ｂとフランジ１０５ａと装置から駆動を受ける披カップリング部１０５ｃを一体成形したものである。同様に、ギアフランジ１０７は、ギア１０７ｂとフランジを一体成形したものである。
【００３７】
又、感光体ドラム１１の他端側には、軸受フランジ１１９が固定されている。又、現像ローラ１８の他端側には、軸受フランジ１２０が固定されている。そして、感光体ドラム１１及び現像ローラ１８は各々ユニットである。そして、ギア１０５ｂとスリーブギア１０７ｂとが噛み合っている。
【００３８】
そして、装置本体に設けられた駆動源１０１の駆動力によってカップリング１０３が回転すると、披カップリング部１０５ｃが駆動を受け、感光体ドラム１１と、現像ローラ１８が回転する。ここで、感光体ドラムユニットは、軸受１１６ｂ，１１７ｂによって回転自在に支持されている。又、現像ローラ１８は、現像枠体に軸受１１６ｃ，１１７ｃによって回転自在に支持されている。そして、現像ローラ１８は、不図示の突き当てコロを介して、感光体ドラム１１の表面と最適なギャップを保ちながら回転する。尚、軸受１１６ｂ，１１７ｂは不図示のクリーニング枠体に直接設けた穴又はクリーニング枠体に固定された軸受部材である。
【００３９】
次に、トナー攪拌部材６０，６１の駆動について説明する。尚、トナー攪拌部材６２についてはトナー攪拌部材６１同一駆動方式なので説明を省略する。
【００４０】
トナー攪拌部材６０には、入力部材１０６から駆動力が伝達される。入力部材は披カップリング部１０６ａとギア部１０６ｂが一体で成形されている。攪拌部材６０は、入力部材１０６の軸と直結している。
【００４１】
又、ギア部１０６ｂと噛み合うアイドラギア１０８、アイドラギア１０８と噛み合う攪拌ギア１０９を介して攪拌部材６１へと駆動力が伝えられる。このように、装置本体に設けられた駆動源１０２の駆動力によってカップリング１０４が回転すると、被カップリング部１０６ａが駆動を受け、トナー攪拌部材６０，６１が回転する。尚、アイドラギア１０８は不図示のフレームに回転自在に支持されている。故に、装置本体に設けられた駆動源１０２の駆動力によってカップリング１０４が回転すると、それと係合する入力ギア１０６ｂが回転し、攪拌部材６０，６１は、そのジャーナル部が軸受１１６ｃ，１１６ｄ，１１７ｃ，１１７ｄに回転自在に支持されているので、連動して回転する。
【００４２】
更に、トナー搬送部材、廃トナー搬送部材の駆動について説明する。
【００４３】
図１に示すように、クリーニング枠体１３に設けられた除去トナー溜め１３ａには、感光体ドラム１１から除去された除去トナーを搬送する羽根状の廃トナー送り部材１１５が収容されている。この廃トナー送り部材１１５は、クリーニング枠体１３に軸受１１６ａ，１１７ａによって回転可能に軸支されている。廃トナー送り部材１１５の他端側には、送りギア１１２が固定されている。このギア１１２は、ギア１１１ｃ，１１１ｂ，１１１ａを介して出力ギア１１０と噛み合っている。
【００４４】
ここで、トナー攪拌部材６０には、その他端（入力ギア部１０６ｂとは逆側）に出力ギア１１０が固定されている。ギア５３，１１１ｂ，１１１ｃは、不図示のフレームによって回転可能に支持されている。従って、トナー攪拌部材１１４が回転すると、連動して除去トナー送り部材１１５も回転する。即ち、ギア１０６ｂが受けた駆動力は、トナー攪拌部材１１４を介して、トナー攪拌部材の他端側に伝達される。そして、その駆動力は、他端側（非駆動側）でもって、ギア５３，１１１ｂ，１１１ｃ，１１２を介して送り部材１１５に伝達される。これによって、駆動側と非駆動側とに、駆動系を効率的に配置することができる。
【００４５】
又、先に説明したトナー搬送部材の金属軸５２は、トナー収納枠体に軸受１１６ｆ，１１７ｆによって回転可能に軸支されている。更に、金属軸５２の他端側には駆動伝達ギア５３が固定されている。ギア１１１ａは、先に説明したように、出力ギア１１０と噛合っており、一続きのギア列で廃トナー搬送部材１１５とトナー搬送部材５２の駆動を行うことができる。
【００４６】
以上のよう、現像ブレードに対して現像ローラの反対側の領域にトナー収納部の一部を設けることによって、通常開口部に向かい落下することのできない領域にある現像剤を現像剤収納容器中央部に向かい搬送することができ、通常、現像剤の収納部として活用していないデットスペースでも活用することができ、現像剤収納容器の現像剤収納能力を大幅に向上させことができる。そのため、ユーザに従来よりランニングコストの低いプロセスカートリッジを提供することができる。
【００４７】
又、上記構成はそのトナー搬送部材の駆動列を新たに配置してもその効果は発揮できるが、更に、その攪拌の駆動をこれまでのギア駆動列を活用することにより部品を大幅に増やすことがなく、それ程のコストアップに繋がらずに達成できる。
【００４８】
又、その具体的な駆動列として廃トナーの搬送部材の駆動列のアイドラギアの１つを搬送部材に駆動連結することにより、トナー搬送という、同一な機能を同じ駆動列に置くことにより、ギアの回転数等を合わせ易くギア配置等が容易になる。
【００４９】
更に、上記構成におけるトナー搬送方法は上記方法に限らずとも、その効果を発揮できるが、トナー搬送方法を往復運動にて行うことにより、その駆動ギアの中心の位置を比較的自由に取ることにより、設計の自由度が増す。
【００５０】
又、本実施の形態で述べたように、空間Ｄを仕切り、隙間を設けたリブをトナーシール面と同一面に設けずとも、その効果を発揮できるが、トナーシールと同一面にリブを設けることにより、搬送部材によりトナーが一度に多量に開口部１６ｃに運ばれるのを防いでいる。
【００５１】
又、本構成は現像装置として、装置本体に括り付けでも良く、上記構成により、デットスペースを活用して装置本体の小型化に繋げることができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、コストアップを招くことなくトナー容量を増やすことができ、ユーザにランニングコストの低いプロセスカートリッジを提供することができる。又、プロセスカートリッジの大きさも大きくなっていないので、ユーザの取り扱いに支障を来すこともない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプロセスカートリッジの断面構成説明図である
【図２】本発明に係るプロセスカートリッジが装着された画像形成装置本体の断面図である。
【図３】本発明に係るプロセスカートリッジのトナー搬送部材付近を拡大した断面図である。
【図４】本発明に係るトナー搬送部材、金属棒及びその駆動ギアの斜視図である。
【図５】本発明に係るプロセスカートリッジの駆動系統を示した模式図である。
【符号の説明】
１　　　　排出ローラ
２　　　　排出部
６　　　　シートカセット
７　　　　搬送ローラ
８　　　　露光装置
９　　　　転写ローラ
１０　　　定着装置
１１　　　感光体ドラム
１２　　　帯電ローラ
１３　　　クリーニング枠体
１４　　　クリーニングブレード
１５　　　プロセスカートリッジ
１６　　　トナー収納容器
１７　　　現像枠体
１８　　　現像ローラ
２０　　　トナーシール部材
５１　　　トナー搬送部材
５２　　　金属棒
５３　　　駆動伝達部材
６０　　　第１攪拌部材
６１　　　第２攪拌部材
６２　　　第３攪拌部材
１０５　　ギアフランジ
１０６　　入力部材
１０７　　フランジ
１０８　　アイドラギア
１０９　　攪拌ギア
１１２　　送りギア
１１５　　廃トナー搬送部材
１１９　　軸受
１２０　　軸受
Ｃ　　　　　画像形成装置
Ｓ　　　　　シート
Ｌ　　　　　レーザ光路
【図１】
2004085650.tif 000003
【図２】
2004085650.tif 000004
【図３】
2004085650.tif 000005
【図４】
2004085650.tif 000006
【図５】
2004085650.tif 000007