(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
補給用現像剤を充填する第１空間室と回収現像剤のための第２空間室とを有した円筒状容器を着脱自在に備え、且つ画像形成装置における回転軸回りに全体的に回転して作像状態から着脱可能状態になるように構成された画像形成装置用２成分現像装置であって、上記第１空間室と第２空間室とが円筒状容器の軸線方向で相前後するように並んで配設されており、更に現像剤貯留室を現像装置内の現像剤循環経路に隣接して設け、作像動作時の現像剤表面高さ近傍に、上記現像剤貯留室と上記現像剤循環経路とを連結する小開口を配し、この小開口を介して上記現像剤貯留室内にオーバーフローした現像剤が、現像装置全体の回転に伴う現像装置本体と容器の相対位置関係に対する重力作用方向の変化により、重力作用の下で上記容器へ移動し回収されることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
上記容器から、補給用現像剤が少量ずつ現像装置に供給されるようになったことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置の現像装置、さらに詳しく言えば、補給用現像剤を収納した容器を着脱可能に備えた画像形成装置の２成分現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２成分現像剤は、寿命枚数程度の現像を行うと、キャリアとトナーとの間で摩擦帯電が行われなくなり、それによってトナーが帯電されなくなると画質の悪化、トナー飛散による装置本体内の汚染等が生ずる。このため、寿命のきた現像剤は回収し新しい現像剤と交換する必要がある。このような現像剤を回収する装置は、既にいくつか提案されている。
【０００３】
実開昭５７−２０５１６１号公報には、現像装置底部に開閉可能な開口部を設け、現像剤を自重により落下させ回収する機構が開示されている。
【０００４】
この機構は、誤開閉により大量の現像剤を機外に放出する危険性があり、ユーザによる交換には不適な方法である。また、自然落下させたままで開口部を開放すると、開口部周辺に堆積している粉体がわずかな振動でも落下してしまうので、装置内の該開口部周辺の汚損が避けられない。
【０００５】
また、特開昭６４−２１４６９号公報には、開閉可能な現像剤供給口と現像剤回収口とを具備するカートリッジに現像剤循環経路の１部を形成し、現像剤の補給と回収を行う現像装置が記載されている。
【０００６】
この装置では、上記供給口と回収口とが現像剤循環を妨げないような充分な大きさであることが必要であり、しかも上記２つの開口部にそれぞれ開閉装置が必要なので、開閉の故障が発生し易い。そして、一旦故障が発生すると、現像剤の溢れ等の致命的な故障になりかねない。また、カートリッジの誤セット等により大量の現像剤が装置外に放出される危険性があるので、この方式はユーザによる交換には不適である。
【０００７】
さらに、実開平３−６２３６３号公報には、現像剤カートリッジに補給現像剤の収納室と回収現像剤の収納室とを一体的に構成し、そして補給および回収のための開口部を現像装置内の撹拌パドルと同軸上の同心円に構成した現像装置が記載されている。
【０００８】
この現像装置は、現像剤の交換が手軽にできる特長があるが、しかし現像剤カートリッジの誤セット等により大量の現像剤が装置外に放出される危険性があり、この方式もユーザによる交換には不適である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、現像剤の回収に際し生ずる前述の従来の問題点を解消した現像装置を提案することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、本発明により、補給用現像剤を充填する第１空間室と回収現像剤のための第２空間室とを有した円筒状容器を着脱自在に備え、且つ画像形成装置における回転軸回りに全体的に回転して作像状態から着脱可能状態になるように構成された画像形成装置用２成分現像装置であって、上記第１空間室と第２空間室とが円筒状容器の軸線方向で相前後するように並んで配設されており、更に現像剤貯留室を現像装置内の現像剤循環経路に隣接して設け、作像動作時の現像剤表面高さ近傍に、上記現像剤貯留室と上記現像剤循環経路とを連結する小開口を配し、この小開口を介して上記現像剤貯留室内にオーバーフローした現像剤が、現像装置全体の回転に伴う現像装置本体と容器の相対位置関係に対する重力作用方向の変化により、重力作用の下で上記容器へ移動し回収されることにより解決される。
【００１１】
また、本発明は、上記の課題を有利に解決するために、現像装置内の現像剤循環経路に隣接して現像剤貯留室を設け、作像動作時の現像剤表面高さ近傍に、上記現像剤貯留室と上記現像剤循環経路とを連結する小開口を配し、この小開口を介して上記現像剤貯留室内にオーバーフローした現像剤が、上記回転に伴う現像装置内の重力作用方向の変化により、重力作用の下に上記容器へ移動することを提案する。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１の発明では、現像装置全体を回転することにより、この回転に伴い現像装置内の重力の作用方向が変化することを利用し、補給現像剤用容器へ現像剤を移動させ、このように現像剤の溜った上記容器を交換するように現像装置を構成したので、収納した補給用現像剤を使い終わり、当該容器を交換する際に、自動的に現像装置内の使用済み現像剤を回収でき、また使用済み現像剤を容器に回収する際に重力を利用しているので、複雑な構成を用いる必要がなく、ユーザが簡単に現像剤の交換を行うことができる。
【００１５】
請求項２の発明では、現像装置内の現像剤性能を一定に維持することが可能である。
【００１６】
請求項３の発明では、現像装置内の現像剤循環経路とこれに隣接して設けた現像剤貯留室とを連結する小開口を作像動作時の現像剤表面高さ近傍に設け、この小開口を介して上記現像剤貯留室内にオーバーフローした現像剤が、上記回転に伴う現像装置内の重力作用方向の変化により、重力作用の下に補給現像剤用容器へ移動する。これにより、補給による現像剤量の変動に見合った現像剤回収を精度よく容易に行うことができ、現像剤表面高さを維持することができるので、現像剤溢れや回収し過ぎによる現像剤不足等の補給トラブル発生を防止することができる。
【００２３】
【実施例】
以下に、本発明を適用したレーザビームプリンタを図面により説明する。
【００２４】
図１に示すレーザビームプリンタ１は、画像形成部２、この画像形成部２に給紙する給紙部３、排紙トレイ４等を備えている。画像形成部２には、光書き込みレーザユニット５、現像装置６、定着装置７等が設けられ、給紙部３には給紙トレイ３ａ、３ｂが装着されている。
【００２５】
上記画像形成部２のうち、ポリゴンミラー８等を有する光書き込みレーザユニット５、感光体ドラム９、トナー・現像剤ボトル１０等を有する現像装置６、帯電ローラ１１、クリーニングローラ１２等を含むトナー像作成プロセス部は、実線で示す作像状態から二点鎖線で示す着脱可能状態へ、軸芯１３の周りに一体的に回転可能に構成されている。トナー像作成プロセス部がほぼ１８０°回転した二点鎖線で示す着脱可能状態では、作像状態の底部を上面に開口した状態となり、トナー・現像剤ボトル１０および感光体ドラム９は着脱可能となり、その動作位置より取り出すことがてきるので、容易に交換することができる。
【００２７】
図２に示す実施例では、トナー・現像剤ボトル２０がトナー・現像剤補給ボトル２０ａとトナー・現像剤回収ボトル２０ｂとに分割して構成されている。トナー・現像剤回収ボトル２０ｂは、現像装置６内の現像剤を一定量ずつ回収する回収容量を備えている。この場合、新しい現像剤をトナー補給と同様に少量ずつ補給するように構成し、これに見合った量の現像剤回収を行えば、キャリアの性能を現像剤の部分的交換量に応じて維持することができる。このような回収容量を一定化するために、現像装置６の端部に現像剤循環経路に隣接して現像剤貯留室１５を設けている。
【００３３】
次に、図２に示す分割型のトナー・現像剤ボトル２０の操作例を、図３ないし図７により説明する。
【００３４】
トナー像作成プロセス部が作像状態に装着されているとき、現像装置６内に溜められている現像剤１８は、図３に示すように、現像装置６内に位置している。現像装置６内の現像剤１８は、現像剤表面高さ近傍に配置された小開口２１を経由して、現像装置６の端部で現像剤循環経路に隣接して設けた現像剤貯留室１５（図２）へオーバーフローするようになっている。図示しない手段により、新しい現像剤が少量ずつ補給されると、混合された現像剤の１部がオーバーフローして現像剤貯留室１５内に徐々に溜る。
【００３５】
このように、オーバーフローにより現像剤貯留室１５に溜った現像剤は、トナー像作成プロセス部の着脱可能状態への回転に伴い、図４に示すように、トナー・現像剤回収ボトル２０ｂ内に落下し移動する。図５に示すように、トナー像作成プロセス部が着脱可能状態へ完全に回転すると、オーバーフローしたほぼ全量の現像剤がボトル２０ｂ内に移動し、ボトルの取り出しにより現像剤の回収を行うことができる。
【００３６】
本実施例の場合は、現像剤貯留室１５へオーバーフローした現像剤のみの回収を行うので、簡単な構成で現像装置６内の現像剤の量をほぼ一定に保ことができる。従って本実施例は、新しい現像剤を少量ずつ補給することにより現像剤の性能を保とうとする方式に利用すると、大いに有効である。
【００３７】
本実施例においても、トナー・現像剤回収ボトル２０ｂの開口部２２には、シャッタ部材２３が設けられ、図６に示すように、トナー・現像剤ボトル１０を現像装置６より取り外すときは、シャッタ部材２３が閉じ、現像剤の飛散を防止する。さらに、図６に示す状態にて、該開口部２２はほぼ水平方向に向いているので、シャッタ部材２３の開閉に伴う現像剤の落下、移動は起こらない。また、小開口２１からの現像剤の落下があっても、この現像剤が直接ボトル２０ｂの開口部２２に落下することはないので、この点でも現像剤の飛散とそれによる汚染は、従来のものに比べ著しく少ない。
【００３８】
トナー像作成プロセス部を着脱可能状態への回転操作を行ったのみで現像剤回収を行わず、そのまま再度作像状態へ戻すと、図７に示すように、トナー・現像剤回収ボトル２０ｂの形状により同ボトル２０ｂ内の現像剤はトラップされ、現像装置６内に戻ることがない。
【００３９】
従って、上記の回転操作を行うたびにオーバーフローした現像剤は次々にボトル２０ｂ内に移動し、その結果現像剤貯留室１５の容量以上の現像剤の回収が可能となり、効果的である。
【００４０】
本実施例では、図７に示すように、ボトル２０ｂ内に回収された現像剤を幾何学的形状によりトラップするように構成したが、その他にキャリアを吸着する磁石をボトル２０ｂ内に配置し、または逆流を阻止する弁機構を設けることも可能である。
【００４９】
現像装置の内圧は、外気と接している現像スリーブの回転に伴う吸気流により上昇する傾向がある。この内圧の上昇を回避するために、通常、通気可能なフイルタ部材を現像装置のケースの１部に取付けることが行われている。しかし、現像剤貯留室と上記現像剤循環経路とを連結する小開口を設ける図３ないし図７の実施例では、現像剤回収ボトル周辺で通気経路が存在すると、気圧差に基づく小開口からの異常な現像剤の噴出が生ずる場合がある。
【００５０】
前述のような現像剤の噴出を避けるためには、小開口において気圧差が生じないようにすればよいとの認識の下に、最も通気経路を形成し易い現像剤回収ボトル４０の現像剤回収室４０ａと現像剤貯留室１５との接合面に、Ｏリング状の弾性変形可能な気密部材を設ける。
【００５１】
気密の方法はこの例に限定されるものではなく、各種の形状の弾性部材あるいは粘弾性部材、テープ等の粘着性材料、磁性流体等によって気密を行ってもよい。
【００５２】
前述した気密を実施した場合、小開口より現像剤が出入りしようとすると、現像装置内と現像剤貯留室との間に気圧差が生じ、現像剤のスムーズな移動が阻害される事態が生ずる。これに対し、通気口を現像剤により開口を阻害されない現像剤表面以上の位置に設け、現像装置内と現像剤貯留室との間に気圧差の生ずることを防止し、現像剤のスムーズな移動を保証する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を適用したレーザビームプリンタの図式説明図である。
【図２】  本発明によるトナー・現像剤ボトルの斜視図である。
【図３】  現像剤表面高さ近傍に小開口を配置した図２に示すトナー・現像剤ボトルの横断面図である。
【図４】  トナー像作成プロセス部がほぼ９０°回転したときの図３のトナー・現像剤ボトルである。
【図５】  トナー像作成プロセス部が１８０°の回転により着脱可能状態となったときの図２のトナー・現像剤ボトルである。
【図６】  図５の状態からトナー・現像剤ボトルを取り出すのを示す図である。
【図７】  図５の状態から再装着したトナー・現像剤ボトルの図である。
【符号の説明】
１                        レーザビームプリンタ
６                        現像装置
９                        感光体ドラム
１０、２０、３０、４０    トナー・現像剤ボトル
１０ａ                    現像剤回収室
１５                      現像剤貯留室
１８                      現像剤
２０ａ                    トナー・現像剤補給ボトル
２０ｂ                    トナー・現像剤回収ボトル
２１                小開口
２２                      開口部
２３                      シャッタ部材
【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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