(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤担持体と、供給ローラと、現像剤槽と、現像剤槽内壁と摺擦するフィンを有する複数のアジテータを有する現像カートリッヂを備えた現像装置において、前記現像剤槽における隣接状の第１、第２のメインホッパを半円筒状とすると共に、前記アジテータのフィンとの摺擦開始点となる両メインホッパ間のパーティションウォールを波頭状の高い位置に配置し、その平行状の第１、第２の稜線部と、これに直交する第３の稜線部とを曲率状の面取り形状となすと共に、前記波頭状の頂部を現像剤供給方向上流側に偏った形状となしたことを特徴とする現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真技術によって画像を形成するレーザープリンター、レーザーファクシミリ等の画像形成装置に用いられる現像装置の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の技術として、例えば脱着可能なトナーカートリッヂを有する複数の現像カートリッヂを有する画像形成装置において、現像剤担持体と供給ローラと現像剤薄層化手段と脱着可能なトナーカートリッヂとを有する現像カートリッヂはトナーカートリッヂを交換可能とし、黒のトナーカートリッヂの容量を他のトナーカートリッヂの容量より多くしたものがある。
【０００３】
この従来技術によれば、現像カートリッヂに現像剤担持体、供給ローラ、トナー薄層手段の寿命分のトナーを一度に入れた場合に比してトナーの劣化が少なく、最後まで均一で安定した画像が得られるものであり、又現像カートリッヂごと交換するのに比してコストの低減を図ることが出来るものである。
【０００４】
更に、特開昭６３−１３９３７９号公報（公知例１）にはトナーを攪拌し、現像ローラへ搬送する弾性材からなるファーブラシ３１を設けたものが記載されており、同様に特開平４−３４０５７１号公報（公知例２）には現像器３内に複数のトナー攪拌部材７を併設したものが記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来技術や公知例のものによっても容易にトナーの補給をなしうるものであるが、尚改善の余地があった。
【０００６】
即ち、従来技術のものはトナーカートリッヂの交換技術に係るものであり、又公知例１及び２のものにおけるトナーの攪拌、搬送手段は単にトナーを凝固させることなく現像ローラに供給するに止まるものであって、必ずしも攪拌、搬送手段自体が所要のトルクによって所要の定速回転を維持し、ムラなくトナーを搬送させることが出来ることが保証されるものではなかった。
【０００７】
この発明が解決しようとする第１の課題点は、アジテータにおけるトルク変動による画像の劣化を防止しうるものを提供することである。
【０００８】
この発明が解決しようとする第２の課題点は、アジテータが停止するのを防止し、良質の画像を得ることが出来るものを提供することである。
【０００９】
この発明が解決しようとする第３の課題点は、フィンがパーティションウォール摺接して撓み、現像カートリッヂの振動を防止して画像の濃淡ムラの発生を未然防止しうるものを提供することである。
【００１０】
この発明が解決しようとする第４の課題点は、構造が単純であって、しかもトナーを円滑に供給しうるものを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の各課題点を解決するためのこの発明における対応手段としては次の如くである。
【００１２】
(1)  現像剤担持体と、供給ローラと、現像剤槽と、現像剤槽内壁と摺擦するフィンを有する複数のアジテータを有する現像カートリッヂを備えた現像装置において、前記現像剤槽における隣接状の第１、第２のメインホッパを半円筒状とすると共に、前記アジテータのフィンとの摺擦開始点となる両メインホッパ間のパーティションウォールを波頭状の高い位置に配置し、その平行状の第１、第２の稜線部と、これに直交する第３の稜線部とを曲率状の面取り形状となすと共に、前記波頭状の頂部を現像剤供給方向上流側に偏った形状となしたことを特徴とする現像装置。
【００１３】
前記の対応手段によれば、旋回されるアジテータのフィンはパーティションウォールに衝撃を与えることなくソフトに当接し、摺擦しつつトナーを効果的に搬送出来るものであり、その間アジテータの回転に支障が発生することがなく、更には現像カートリッヂに振動を引き起こすこともないものであって高品質の画像を提供出来るものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図２はこの発明に係る現像ユニット４００を用いた画像形成装置１０００の一例を示す模式図である。
【００１６】
以下、この画像形成装置１０００のの概要について説明し、次いで現像カートリッヂ４１０について詳しく説明する。
【００１７】
この画像形成装置１０００は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色の現像剤（一例としてトナーが挙げられるので以下トナーＴと称す）による現像器を用いてフルカラー画像を形成することの出来る装置である。
【００１８】
図２において１１００は装置の外箱であり、この外箱１１００内に露光ユニット１００、給紙ユニット２００、感光体カートリッヂ３００、現像ユニット４００、中間転写ユニット５００、定着ユニット６００等が設けられている。
【００１９】
感光体カートリッヂ３００は潜像担持体３１０と、この潜像担持体３１０の外周面に当接して外周面を一様に帯電させる帯電手段としての帯電ローラ３２０と、クリーナー部３３０とを有している。
【００２０】
現像ユニット４００はイエロー用の現像カートリッヂ４１０Ｙ、シアン用の現像カートリッヂ４１０Ｃ、マゼンタ用の現像カートリッヂ４１０Ｍ、ブラック用の現像カートリッヂ４１０Ｋを備えている。
【００２１】
これらの各現像カートリッヂ４１０Ｙ、４１０Ｃ、４１０Ｍ、４１０Ｋは、それぞれ内部にイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナーを内蔵している。
【００２２】
又、それぞれ現像剤担持体４３０Ｙ、４３０Ｃ、４３０Ｍ、４３０Ｋを備えており、いずれか１つの現像カートリッヂの現像剤担持体のみが潜像担持体３１０に当接し得るようになっている。
【００２３】
中間転写ユニット５００は中媒駆動ローラ５１０と、皺取りローラ５２０と、テンションローラ５３０と、二次転写ローラ５４０と、これら各ローラの回りに張られた中間転写ベルト５５０と、この中間転写ベルト５５０に対して接離可能な中媒クリーナ５６０とを有している。
【００２４】
二次転写ローラ５４０にはバックアップローラ５７０が対向配置されている。
【００２５】
中媒駆動ローラ５１０は伝動手段（図示せず）により潜像担持体３１０と略同一の周速で回転駆動され、従って中間転写ベルト５５０が潜像担持体３１０と略同一の周速で循環駆動されるようになっている。
【００２６】
中間転写ベルト５５０が循環駆動される過程で潜像担持体３１０上のトナー像が中間転写ベルト５５０上に転写され、中間転写ベルト５５０上に転写されたトナー像は２次転写ローラ５４０との間に給紙ユニット２００から供給される用紙等の記録シートＳに転写される。
【００２７】
給紙ユニット２００は記録シートＳが積層状態で載置されるトレイ２１０と、ピックアップローラ２２０と、ピックアップローラ２２０により給送される用紙を確実に１枚ずつに分離する分離ローラ２３０とを有している。
【００２８】
給紙ユニット２００により給送された記録シートＳは搬送ローラ２４０により中間転写ベルト５５０と二次転写ローラ５４０との間に供給されて転写処理され、定着ユニット６００により定着処理され、紙搬送ローラ２５０より排出される。
【００２９】
定着ユニット６００は、熱源を有する定着ローラ６１０と、これに圧接されている加圧ローラ６２０とを有している。
【００３０】
以上のような画像形成装置１０００の作動は次の通りである。
【００３１】
▲１▼  図示しないホストコンピュータからの印字指令信号（画像形成信号）が入力されると、潜像担持体３１０、中間転写ベルト５５０が回転駆動される。
【００３２】
▲２▼  潜像担持体３１０の外周面が帯電ローラ３２０によって一様に帯電される。
【００３３】
▲３▼  一様に帯電した潜像担持体３１０の外周面に露光ユニット１００によって第１色目（例えばイエロー）の画像情報に応じた露光がなされ、イエロー用の静電潜像が形成される。
【００３４】
▲４▼  第１色目（例えばイエロー）用の現像カートリッヂ４１０Ｙの現像剤担持体４３０Ｙは回転し始めると同時に潜像担持体３１０に接触し、これによって静電潜像が現像され、第１色目（例えばイエロー）のトナー像が潜像担持体３１０上に形成され、第１色目用の現像カートリッヂ４１０Ｙの現像剤担持体４３０Ｙは、潜像担持体３１０から離間し、回転を停止する。
【００３５】
▲５▼  潜像担持体３１０上に形成されたトナー像が、潜像担持体３１０から中間転写ベルト５５０上に転写される。
【００３６】
▲６▼  潜像担持体３１０上に残留しているトナーがクリーナ部３３０のクリーナーブレード３３１によって除去された後、廃トナースクリュー３３２によって回収される。
【００３７】
▲７▼  前記印字指令信号の内容に応じて、第２色目、第３色目、第４色目と繰り返され、前記印字指令信号の内容に応じたトナー像が中間転写ベルト５５０上において重ね合わされて形成される等の前記▲２▼〜▲６▼の動作が繰り返される。
【００３８】
▲８▼  所定のタイミングで給紙ユニット２００から記録シートＳが供給され、記録シートＳの先端が二次転写ローラ５４０に達すると中間転写ベルト５５０上のトナー像が記録シートＳ上に転写される。
【００３９】
▲９▼  記録シートＳが定着ユニット６００を通過することによって記録シートＳ上にトナー像が定着し、その紙搬送ローラ２５０を経て記録シートＳがケース１１００外に排出される。
【００４０】
以上、画像形成装置１０００の概要について説明したが、次に現像ユニット４００及び現像カートリッヂ４１０について説明する。
【００４１】
現像ユニット４００は着脱可能に組み込まれた４つの現像カートリッヂ４１０（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）を備えている。
【００４２】
尚、外箱１１００内の任意の現像カートリッヂ４１０を着脱することが出来、又感光体カートリッヂ３００も着脱することが出来る。
【００４３】
図３は、現像カートリッヂ４１０Ｍ部分の拡大図である。
【００４４】
４個の現像カートリッヂ４１０（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）は、その形状等が多少異なってはいるが、基本的構造は共通しているので、マゼンタ用の現像カートリッヂ４１０Ｍを代表させ、実施の形態を説明する。
【００４５】
現像カートリッヂ４１０は、ケース４２０と、このケース４２０に収納されたトナーＴを潜像担持体３１０の表面に供給する現像剤担持体４３０と、この現像剤担持体４３０にトナーＴを供給する供給ローラ４４０と、更にこの供給ローラ４４０に向けてトナーＴを移送する２つの移送フィン４６１、４６２を備えたアジテータ４５１、４５２とトナーＴを補給しうるトナーカートリッヂ４７０と前記現像剤担持体４３０に圧接され、現像剤担持体４３０上のトナー量を規制する薄層化手段４８０とを備えている。
【００４６】
前記のトナーカートリッヂ４７０は弾性部材４７１を介装して相対的に変位可能に嵌合させた内・外ケース４７２、４７３を備えた円筒形状を呈しており、内・外ケース４７２、４７３の透孔４７４、４７５を整列させてトナーＴを供給しうるように構成されている。
【００４７】
尚、４７６は内ケース４７２に突設した把手であって内ケース４７２を旋回させるものである。
【００４８】
又、４７７はアジテータであってフィン４７８を備えており、トナーＴの凝固を防止し、供給を支援するものである。
【００４９】
現像剤担持体４３０はケース４２０に回転可能に支持されており、現像剤担持体４３０に対して平行状で互いにその表面を圧接状とした供給ローラ４４０もケース４２０に回転可能に支持されている。
【００５０】
トナーＴの薄層化手段４８０は受け部材４８１上に片持ち状に担持され、ブレード４８２を現像剤担持体４３０に当接させている。
【００５１】
ケース４２０には略半円筒列状のトナー槽４２１が設けられており、回転するアジテータ４５１、４５２のフィン４６１、４６２がトナー槽４２１の内面４２１ａと摺接することにより形成される楔状空間に抱き込まれるようにしてトナーＴが移送されるようになっている。
【００５２】
フィン４６１、４６２は可撓性を有する薄板状に構成し、供給ローラ４４０付近においてトナー槽４２１から急峻に変位開放される際にトナーＴは前記楔状空間に抱き込まれるようにして移送され、フィン４６１、４６２の弾性による復元力によって弾かれるようにして機械的搬送力により、供給ローラ表面にトナー移送するものである。
【００５３】
アジテータ４５１、４５２、４７７についてはその回転位相を各々異ならせることによって回転負荷の均等化を図っており、トナー移送手段をｎ個連設した場合（この場合ｎ＝３）、ｎ個の移送手段のフィン４６１、４６２、４７８の角度を３６０°／ｎずらすことにより、フィン４６１、４６２、４７８が内面４２１ａと摺接して回転する摺接長をアジテータ４５１、４５２、４７７の角度によらず略一定とする。
【００５４】
トナーＴがアジテータ４５１、４５２、４７７により弾かれる前後での負荷変動は分散されるので流動性の悪い高濃度トナーにおいても、アジテータ４５１、４５２、４７７による負荷が均等化されて装置のトルク変動は低減出来る。
【００５５】
ケース４２０は載置台１２００上に着脱可能に取り付けられている。
【００５６】
以上のように構成した現像カートリッヂ４１０にあってはトナーカートリッヂ４７０を装填し、把手４７６によって内ケース４７２を旋回させて開口させ、トナーＴを旋回されるアジテータ４７７によりアジテータ４５２、４５１方向に移送し、旋回駆動される供給ローラ４４０を経て現像剤担持体４３０上に供給し、潜像担持体３１０上に付着させるものである。
【００５７】
ところで、前記トナー槽４２１は図１及び図３に示すように現像剤担持体４３０並びに供給ローラ４４０を配置したサブホッパ４２１Ａと、アジテータ４５１及び４５２を配設した第１、第２のメインホッパ４２１Ｂ、４２１Ｃを設けており、前記トナー槽４２１の縦断面形状についてはサブホッパ４２１Ａが潜像担持体３１０方向に平坦状であって、第１のメインホッパ４２１Ｂ方向に向かっては円弧状に起立させた形状であり、第１のメインホッパ４２１Ｂと第２のメインホッパ４２１Ｃとはいずれも半円筒状となし、概ね波形状を呈したものである。
【００５８】
更に、第１、第２のメインホッパ４２１Ｂ、４２１Ｃの間の第１のパーティションウォール４２２Ｂは言わば波頭状の高い位置に配置されており、しかも、その外観形状については図４及び図５に示すように平行状の第１の稜線部Ｌ1 及び第２の稜線部Ｌ2 並びにこれらと直交する第３の稜線部Ｌ3 がいずれも、例えば曲率を０．５ｍｍ〜５ｍｍ、好ましくは２ｍｍ程度の面取り形状となしたものである。
【００５９】
従って、矢印方向に旋回されるアジテータ４５１によるトナーＴの搬送の際には、フィン４６１は面取り形状とした前記突部４２１Ｄの表面に急激なインパクトが与えられない状態でソフトに当接し、トナーＴを抱え込むように摺接して搬送することが出来るものであるから、アジテータ４５１の駆動トルクが徐々に増加し、急激なトルクの変動を抑え、モーターへの影響を最小限に止めることによって画像が劣化するのを防止することが出来るものである。
【００６０】
又、フィン４６１がトナー槽４２１の内面４２１ａと摺擦して撓むときの衝撃を和らげて現像カートリッヂ４１０が振動して濃淡ムラ等画像が劣化することを防止することも出来る。
【００６１】
更に、フィン４６１が前記内面４２１ａとの摺擦開始点にひっかかってトルクが急増し、アジテータ４５１の回転が停止されることを防止出来る。
【００６２】
又、フィン４６１が前記内面４２１ａとの摺擦開始点に拘束されてフィン４６１の弾性反力によりアジテータ４５１が逆方向に回転することも防止出来るものである。
【００６３】
尚、面取り形状の曲率は１．０ｍｍ以上であれば摩擦が少なく駆動トルクの変動や増加が少なく、又曲率が十分に大きいのでトナーＴが押圧摩擦されることによる劣化も少なくなり、又３ｍｍ以下とするとトナーＴがパーティションウォール４２２Ｂが溜まること無く円滑に搬送され好ましい結果が得られている。
【００６４】
以上の面取り形状はメインホッパ４２１Ｂ、４２１Ｃとトナーカートリッヂ４７０及びメインホッパ４２１Ｂ、４２１Ｃの間のパーティションウォール４２２Ｂにも施し、アジテータ４５２の回転をアジテータ４５１の回転と同様スムーズにしている。
【００６５】
以上のような現像カートリッヂ４１０は同様にイエロー用のもの４１０Ｙ、シアン用のもの４１０Ｃ、マゼンタ用のもの４１０Ｍ、ブラック用のもの４１０Ｋとして計４個を外箱１１００に着脱可能に取り付けられるものであって、その機能は前記したマゼンタ用のもの４１０Ｍと共通しているので重ねての説明は省略する。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したこの発明による特有の効果は次の如くである。
【００６７】
▲１▼  アジテータの突然の停止や不均一な回転によるトナー供給不良に起因する画像劣化の発生を防止出来る。
【００６８】
▲２▼  フィンがトナー槽の内面上を滑るように摺擦し、現像カートリッヂに振動が生ずるおそれがなく、トナーが効果的に供給されて画像ムラのない優れた画像を得ることが出来る。
【００６９】
▲３▼  構造が単純で故障のおそれのないものを得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態における要部の拡大断面図。
【図２】この発明の現像カートリッヂを装着した画像形成装置の模式図。
【図３】この発明の現像カートリッヂの一部断面図。
【図４】図３のパーティションウォールの一部斜視図。
【図５】図４の平面図。
【符号の説明】
３１０            潜像担持体
４１０            現像カートリッヂ
４２０            トナーカートリッヂ
４２１            トナー槽
４２１Ａ          サブタンク
４２１（Ｂ、Ｃ）  メインタンク（第１、第２）
４２２Ｂ          パーティションウォール
４３０            現像剤担持体
４４０            供給ローラ
【図１】
0004019490.tif 000002
【図２】
0004019490.tif 000003
【図３】
0004019490.tif 000004
【図４】
0004019490.tif 000005
【図５】
0004019490.tif 000006