(57)【要約】【課題】  二成分現像剤を用いる現像装置を着脱可能に備えた画像形成装置において、初期現像剤を現像装置内へ簡易な方法で開放するとともに現像装置を小型化する。【解決手段】  初期現像剤を封入した現像剤封入容器５０を現像剤収容室３２、３３の上方であって露光装置２５の照射経路２５ｂを遮蔽する位置に設ける。現像剤封入容器の外殻は異なる径の円筒曲面を有した二つの周面部材５２、５３で筒状に形成され、内部に初期現像剤が封入されている。これら周面部材を支持する支持軸５１には、ギア５６が固着されており、画像形成装置１にはラック５８が設けられている。現像装置３０を画像形成装置に装着する動作に伴ってギアがラックと噛み合い周面部材５２を回転させる。これにより現像剤封入容器の封が解除され初期現像剤が開放される。その後、周面部材は露光装置２５の照射経路２５ｂを開放する位置まで回転して支持される。【選択図】  図３
2009175510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも磁性キャリアとトナーとが混合された二成分現像剤を保持することができる無端状の周面を有し、該周面が周回移動する現像剤保持体と、
前記現像剤保持体の周面と対向する位置に設けられた現像剤収容室と、
前記現像剤収容室の上方に支持され、二成分現像剤が封入された現像剤封入容器とを備え、
前記現像剤封入容器は、前記二成分現像剤を収容する外殻部材の少なくとも一部が、支持軸回りに回転が可能となっており、
使用開始前に、回転が可能な前記外殻部材を前記支持軸回りに回転駆動することにより、前記二成分現像剤を前記現像剤収容室に開放するものであることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤封入容器を構成する前記外殻部材の少なくとも一部は、該現像装置が使用される画像形成装置に装着する動作によって、前記支持軸回りに回転駆動されるものであることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
該現像装置が使用される画像形成装置の該現像装置が装着される方向に沿って設けられたラックと噛み合うギアを有し、該現像装置の装着に伴って前記ギアが回転駆動され、前記外殻部材の少なくとも一部に回転駆動力を伝達するものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤封入容器を構成する前記外殻部材は、同一の支持軸回りに回転が可能に支持され、該支持軸を中心軸線とする円筒曲面を有する複数の周面部材が周方向に配列されて筒状に形成されたものであり、
一の周面部材の円筒曲面の径は、他の周面部材の円筒曲面の径より小さく、他の周面部材の支持軸側に重ねることができるものであり、
これらの周面部材が相対的に回転移動することによって、これらの周面部材間が開放されて現像剤封入容器に収容されている二成分現像剤を前記現像剤収容室に落とし込むものとなっており、
前記二成分現像剤を前記現像剤収容室に開放した後は、前記支持軸より最も外側にある前記周面部材の外周面が、前記現像剤収容室内に面し、該現像剤収容室を囲う内壁面の一部を構成し、
他の周面部材が最も外側にある周面部材の内側に重ね合わされることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
複数の前記周面部材のいずれか一つが回転駆動されるものであり、回転駆動される周面部材と他の周面部材とのいずれか一方は、双方の周面部材が所定の相対位置となったときに回転駆動力を伝達する係止部を備えることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
無端状の周面を一様に帯電した後、像光の照射によって静電電位の差による潜像が前記周面上に形成される像保持体と、
前記像保持体に像光を照射する露光装置と、
前記像保持体上に形成された潜像に、トナーを転移してトナー像を形成する現像装置と、
前記像保持体上のトナー像を記録シート又は中間転写体に転写する転写装置とを有し、
前記現像装置は、  少なくとも磁性キャリアとトナーとが混合された二成分現像剤を保持することができる無端状の周面を有し、該周面が周回移動する現像剤保持体と、  前記現像剤保持体の周面と対向する位置に設けられた現像剤収容室と、  前記現像剤収容室の上方に支持され、二成分現像剤が封入された現像剤封入容器とを備え、
前記現像剤封入容器は、前記二成分現像剤を収容する外殻部材の少なくとも一部が、支持軸回りに回転が可能となっており、
前記現像装置を内部に装着する動作に伴って、前記外殻部材が前記支持軸回りに回転駆動され、前記現像剤封入容器を開放して該現像剤封入容器に封入された二成分現像剤を前記現像剤収容室内に開放するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記現像剤封入容器を構成する前記外殻部材は、同一の支持軸回りに回転が可能に支持され、該支持軸を中心軸線とする円筒曲面を有する複数の周面部材が周方向に配列されて筒状に形成されたものであり、
一の周面部材の円筒曲面の径は、他の周面部材の円筒曲面の径より小さく、他の周面部材の支持軸側に重ねることができるものであり、
前記現像剤封入容器は、二成分現像剤が封入されている状態で、前記露光装置から前記像保持体への像光の照射経路を塞ぐように設けられ、
前記現像剤封入容器内に収容されている二成分現像剤を前記現像剤収容室に開放した後は、前記像光の照射経路を開放するものであることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やレーザープリンタ等に用いられ、静電電位の差による潜像を粉状のトナーの付着により可視化する現像装置及びこの現像装置を用いた画像形成装置に係り、特に、少なくともトナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を使用する現像装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉状のトナーの付着により可視像を形成する複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの機能を兼ね備えた複合機等の画像形成装置として、トナーと磁性キャリアとを含む、いわゆる二成分現像剤を使用するものが広く普及している。この画像形成装置では、二成分現像剤を収容した現像装置を像保持体と対向配置し、像保持体の表面にトナーを転移させて静電潜像を可視化する。また、このような画像形成装置では、現像装置を画像形成装置の本体に対して着脱可能とし、所定量の画像形成が行われると現像装置を含むユニット又はカートリッジを画像形成装置の本体から取り出して交換することが行われている。
【０００３】
このような画像形成装置に装着される現像装置には使用前の初期段階で、所定のトナー濃度の二成分現像剤つまりトナーと磁性キャリアとが所定の混合比とされた二成分現像剤（以後、「初期現像剤」という）が収容され、現像装置内の所定の領域に封入されている。そして、画像形成の動作を始める前に、つまり現像装置を画像形成装置に装着する前又は装着直後に開封され、像保持体と対向する現像部材に初期現像剤Ｔが供給されて現像動作が可能となる。
【０００４】
初期現像剤を現像装置内の所定の領域に封入する方法としては、例えば特許文献１に記載されているように、現像剤を収容した封入領域の開口部をシール部材で閉塞する方法がある。つまり、現像装置が未使用のときは、初期現像剤Ｔが収容された封入領域をシール部材で閉塞しておき、使用を開始するときにこのシール部材を除去する。これにより封入領域を開放して初期現像剤を現像装置内に充填するものである。
このように初期現像剤の封入領域をシールで密閉しておくことで、製造された現像装置の輸送時等においても初期現像剤が装置外に漏出するのを防止することができる。また、製造から使用開始までに、二成分現像剤が湿気を帯びるのを防止することもできる。
一方、特許文献２には、シール部材を巻き取る駆動源を備えた現像剤収納容器が記載されている。上記駆動源として、バネ等の弾性部材が用いられており、弾性部材が復元力を蓄えた状態で保持される。そして、この現像剤収納容器を画像形成装置本体に装着するときに上記復元力の保持が解除されて、シール部材を開封する構造が記載されている。
【特許文献１】特開平１１−６５２５０号公報
【特許文献２】特開２００１−３４０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように初期現像剤を現像装置内に封入しておく構造については、いくつかの提案がなされているが、より簡単に初期現像剤の密閉状態を開放し、現像装置を使用可能な状態とする手段が求められている。そして、封入状態を開放するときに、封入領域に初期現像剤が残留したり、初期現像剤の現像装置外への漏出が生じない構造とする必要がある。  また、操作者が使用開始時に初期現像剤の開放を忘れたりすることがない構造が望まれる。
一方、初期現像剤を開放して現像装置を使用可能な状態としたとき、初期現像剤を収容していた封入領域が空となって画像形成動作の開始以後は不要なスペースとして放置されるような構造では、現像装置の小型化を阻害する要因となる。
【０００６】
本願発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、現像装置の使用開始前に封入された初期現像剤の現像装置内への開放を簡易な方法で行うことができるとともに、小型化が可能な現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、  少なくとも磁性キャリアとトナーとが混合された二成分現像剤を保持することができる無端状の周面を有し、該周面が周回移動する現像剤保持体と、  前記現像剤保持体の周面と対向する位置に設けられた現像剤収容室と、  前記現像剤収容室の上方に支持され、二成分現像剤が封入された現像剤封入容器とを備え、  前記現像剤封入容器は、前記二成分現像剤を収容する外殻部材の少なくとも一部が、支持軸回りに回転が可能となっており、  使用開始前に、回転が可能な前記外殻部材を前記支持軸回りに回転駆動することにより、前記二成分現像剤を前記現像剤収容室に開放するものである現像装置を提供する。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の現像装置において、  前記現像剤封入容器を構成する前記外殻部材の少なくとも一部は、該現像装置が使用される画像形成装置に装着する動作によって、前記支持軸回りに回転駆動されるものとする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の現像装置において、  該現像装置が使用される画像形成装置の該現像装置が装着される方向に沿って設けられたラックと噛み合うギアを有し、該現像装置の装着に伴って前記ギアが回転駆動され、前記外殻部材の少なくとも一部に回転駆動力を伝達するものとする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の現像装置において、  前記現像剤封入容器を構成する前記外殻部材は、同一の支持軸回りに回転が可能に支持され、該支持軸を中心軸線とする円筒曲面を有する複数の周面部材が周方向に配列されて筒状に形成されたものであり、  一の周面部材の円筒曲面の径は、他の周面部材の円筒曲面の径より小さく、他の周面部材の支持軸側に重ねることができるものであり、  これらの周面部材が相対的に回転移動することによって、これらの周面部材間が開放されて現像剤封入容器に収容されている二成分現像剤を前記現像剤収容室に落とし込むものとなっており、  前記二成分現像剤を前記現像剤収容室に開放した後は、前記支持軸より最も外側にある前記周面部材の外周面が、前記現像剤収容室内に面し、該現像剤収容室を囲う内壁面の一部を構成し、  他の周面部材が最も外側にある周面部材の内側に重ね合わされるものとする。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の現像装置において、  複数の前記周面部材のいずれか一つが回転駆動されるものであり、回転駆動される周面部材と他の周面部材とのいずれか一方は、双方の周面部材が所定の相対位置となったときに回転駆動力を伝達する係止部を備えるものとする。
【００１２】
請求項６に係る発明は、  無端状の周面を一様に帯電した後、像光の照射によって静電電位の差による潜像が前記周面上に形成される像保持体と、  前記像保持体に像光を照射する露光装置と、  前記像保持体上に形成された潜像に、トナーを転移してトナー像を形成する現像装置と、  前記像保持体上のトナー像を記録シート又は中間転写体に転写する転写装置とを有し、  前記現像装置は、  少なくとも磁性キャリアとトナーとが混合された二成分現像剤を保持することができる無端状の周面を有し、該周面が周回移動する現像剤保持体と、  前記現像剤保持体の周面と対向する位置に設けられた現像剤収容室と、  前記現像剤収容室の上方に支持され、二成分現像剤が封入された現像剤封入容器とを備え、  前記現像剤封入容器は、前記二成分現像剤を収容する外殻部材の少なくとも一部が、支持軸回りに回転が可能となっており、  前記現像装置を内部に装着する動作に伴って、前記外殻部材が前記支持軸回りに回転駆動され、前記現像剤封入容器を開放して該現像剤封入容器に封入された二成分現像剤を前記現像剤収容室内に開放するものである画像形成装置を提供する。
【００１３】
請求項７に係る発明は、請求項６に記載の画像形成装置において、  前記現像剤封入容器を構成する前記外殻部材は、同一の支持軸回りに回転が可能に支持され、該支持軸を中心軸線とする円筒曲面を有する複数の周面部材が周方向に配列されて筒状に形成されたものであり、  一の周面部材の円筒曲面の径は、他の周面部材の円筒曲面の径より小さく、他の周面部材の支持軸側に重ねることができるものであり、  前記現像剤封入容器は、二成分現像剤が封入されている状態で、前記露光装置から前記像保持体への像光の照射経路を塞ぐように設けられ、  前記現像剤封入容器内に収容されている二成分現像剤を前記現像剤収容室に開放した後は、前記像光の照射経路を開放するものとする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明の現像装置では、上記外殻部材の一部を回転駆動させることにより現像剤封入容器の閉塞を解除し、現像剤封入容器に封入されている二成分現像剤を現像剤収容室内に放出することができる。つまり、現像装置に組み込まれた部材の駆動のみによって初期現像剤の容易な密閉解除を可能としつつ、現像剤の現像装置外への漏出防止および異物の現像剤への混入防止を図ることができる。
【００１５】
請求項２に係る発明の現像装置では、現像装置を画像形成装置に装着することによって、現像剤封入容器が開封され、操作性を向上させることができる。また、操作者が開封動作を忘れたり、現像装置の使用開始前に誤って初期現像剤が開封される等の誤操作を防止することができる。
【００１６】
請求項３に係る発明の現像装置では、現像装置の画像形成装置への装着にともなうギアの回転で外殻部材が確実に駆動され、現像剤封入容器の密閉を解除することができる。
【００１７】
請求項４に係る発明の現像装置では、現像剤封入容器を形成する周面部材（外殻部材）の一部を回転駆動することによって簡単に初期現像剤を現像剤収容室に落とし込むことができる。そして、初期現像剤の排出後は、支持軸に対して最も外側に配置されている周面部材によって現像剤収容室を閉鎖するとともに、他の周面部材を最大径の周面部材と重ね合わせて配置し、初期現像剤排出後の現像剤封入容器が大きな領域を占めないように収容することができる。
【００１８】
請求項５に係る発明の現像装置では、一つの周面部材を回転駆動することによって、現像剤封入容器内の初期現像剤を現像剤収容室に落とし込むことができるとともに、他の周面部材を所定の相対位置で駆動することができる。例えば駆動される周面部材と他の周面部材とを重ね合わせた状態とし、この状態でさらに駆動することができる。したがって、簡単な構造で、初期現像剤を開放し、初期現像剤を開放した後の周面部材をコンパクトに収容することができる。
【００１９】
請求項６に係る発明の画像形成装置では、現像装置を画像形成装置へ装着する動作に連動して、現像剤封入容器を開封し、二成分現像剤を現像剤保持体に供給可能な状態とすることができる。したがって、現像装置の使用を開始する時の操作が簡単となる。
【００２０】
請求項７に係る発明の画像形成装置では、現像装置が画像形成装置に装着される前は、像光の照射経路から進入してくる光に対して像保持体を保護することができ、二成分現像剤を現像剤収容室に開放した後は、露光装置の像保持体への照射経路を確保することができる。したがって、現像装置内又は周辺部のスペースを効率よく使用して初期現像剤の収容領域を確保することができ、現像装置の小型化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本願に係る発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態である画像形成装置を示す概略構成図である。
この画像形成装置１は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成する４つの画像形成ユニット１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを備えており、これらの画像形成ユニット１０と対向してシート搬送ベルト１１が支持されている。このシート搬送ベルト１１は、記録シートＰを周面上に付着して周回移動するものであり、このシート搬送ベルト１１を介してそれぞれの画像形成ユニット１０と対向する位置に転写ローラ１２が配置されている。シートトレイ１３から送り出された記録シートＰを搬送する搬送路１９は、記録シートＰをシート搬送ベルト１１上に付着するように供給するものとなっている。そして、シート搬送ベルト１１上に付着した記録シートＰは画像形成ユニット１０と転写ローラ１２とが対向する転写部を通過してトナー像が記録シートＰ上に転写されるようになっている。
【００２２】
シート搬送ベルト１１の記録シート搬送方向における下流側には定着装置１５が配置されており、トナー像が転写されてシート搬送ベルト１１から剥離された記録シートＰを加熱及び加圧して、記録シートＰ上に転写されたトナー像を定着するものとなっている。定着装置１５の下流側には、排紙ローラ対１６及び排紙トレイ１７が備えられ、トナー像が定着された記録シートＰを収容するものとなっている。
【００２３】
なお、図２に示すように、本実施の形態では、画像形成装置１の側部が開閉部２となっており、この開閉部２に上記シート搬送ベルト１１、上記転写ローラ１２及び両面搬送路１４が備えられている。この開閉部２は画像形成装置１の下部に設けられた支持軸１ｂを中心にして回転が可能に支持されたものであり、画像形成ユニット１０に対してシート搬送ベルト１１を後退させ、記録シートＰの搬送経路を開放できるものとなっている。開閉部２が開放された状態では、画像形成ユニット１０と対向する領域で紙詰まりが生じたときの記録シートＰの除去を可能にするとともに、この状態で画像形成ユニット１０を画像形成装置本体に装着及び取り外すことが可能となっている。
【００２４】
上記画像形成ユニット１０のそれぞれは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像のいずれかを形成することができるものであり、図1に示すように画像形成装置1に上下方向に配列して装着され、それぞれが着脱可能となっている。これらの画像形成ユニット１０の両側端部には図３に示すように把持部１８が備えられ、操作者はこの把持部１８を握って画像形成ユニット１０を脱着することができるものである。
【００２５】
図３に示すように、画像形成ユニット１０は、感光体ドラム２１を備えた感光体ユニット２０と、この感光体ユニット２０の下方に間隔をあけて配置された現像装置３０とが一体となって構成されている。
そして、画像形成装置本体の画像形成ユニット１０の背後となる位置には、図１に示すように、ポリゴンミラー２６を介してレーザービーム２５ａを感光体ドラム２１に向けて照射する露光装置２５が設けられており、この露光装置２５から射出されるレーザービーム２５ａが上記感光体ユニット２０に備えられた感光体ドラム２１を走査するものとなっている。
なお、現像装置３０の使用開始前には、図３に示すように現像装置３０に設けられた現像剤封入容器５０が上記レーザービーム２５ａの感光体ドラムへ２１の照射経路２５ｂを塞ぐように備えられており、感光体ドラム２１に背後から光が照射されないように構成されている。
【００２６】
上記感光体ユニット２０には、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム２１と、この感光体ドラム２１の周囲に該感光体ドラム２１の表面をほぼ一様に帯電する帯電装置２２と、転写後の感光体ドラム２１に残留したトナーを回収するクリーニング装置２３と、補給されるトナーの予備的な収容室であるサブトナー収容室２４とが備えられている。  
【００２７】
上記感光体ドラム２１は、金属からなる円筒状部材の周面に有機感光体層を形成したものであり、金属部分は電気的に接地されている。
上記帯電装置２２は、ステンレス製の円筒状芯金に中抵抗のゴムを被覆したローラ状の部材を備えており、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加して感光体ドラム２１の表面を所望の電圧に帯電するものである。
【００２８】
上記現像装置３０は、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を使用するものであり、画像形成によるトナーの消費に応じてトナーが補充されるものである。
この現像装置３０は、感光体ドラム２１と近接する位置に現像ローラ３１を備えており、この現像ローラ３１は周面上に二成分現像剤の薄層を形成して回転するものとなっている。これにより感光体ドラム２１との対向位置でトナーが感光体ドラム２１上の静電潜像に転移し、トナー像を形成するものとなっている。
この現像装置３０の詳細な構成は後述する。
【００２９】
図１に示すように、上記画像形成ユニット１０との対向位置に記録シートＰを搬送するシート搬送ベルト１１は、張架ローラ対１１ａ，１１ｂにより張架されており、モータ（図示せず）によって張架ローラ１１ａが回転駆動されることにより周回するものである。また、シート搬送ベルト１１を介して張架ローラ１１ａに対向する位置には吸着ローラ１１ｃが配置されており、この吸着ローラ１１ｃに電圧が印加されることによりシート搬送ベルト１１に記録シートＰが静電的に吸着されるようになっている。
【００３０】
上記転写ローラ１２は、各画像形成ユニット１０に備えられた感光体ドラム２１と対向する位置のシート搬送ベルト１１の裏側に配置されており、感光体ドラム２１との間に転写バイアス電圧が印加されている。これにより、転写ローラ１２と感光体ドラム２１とが対向する位置を通過する記録シートＰに感光体ドラム２１上のトナー像を静電的に転写するものである。
【００３１】
上記定着装置１５は、加熱源を内蔵した加熱ローラ１５ａと、この加熱ローラ１５ａに圧接される加圧ローラ１５ｂとを備えており、これらが平行に配置されて互いに圧接されるニップ部を形成している。トナー像が転写された記録シートＰは、上記ニップ部に送り込まれ、回転駆動される加熱ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとの間で加熱されるとともに加圧され、溶融したトナーが記録シートＰ上に圧着されるものとなっている。
【００３２】
このような画像形成装置１は、以下のように動作する。
画像形成動作を開始する信号が入力されると、感光体ドラム２１がそれぞれ帯電装置２２によりほぼ一様に帯電され、露光装置２５から画像信号に応じてオンオフされるレーザービーム２５ａが照射される。これにより光照射された部分の電荷が減衰し、感光体ドラム２１上に静電電位の差による潜像が形成される。
【００３３】
一方、現像ローラ３１の周面上には二成分現像剤の薄層が形成され感光体ドラム２１と近接対向する位置に搬送されるとともに、現像ローラ３１と感光体ドラム２１との間には電源装置（図示せず）から現像バイアス電圧が印加される。これにより現像ローラ３１と感光体ドラム２１との間に電界が生じ、現像ローラ３１の周面上に保持された二成分現像剤からトナーが画像部に転移され、トナー像が形成される。そして、このトナー像がシート搬送ベルト１１上に保持搬送された記録シートＰに転写される。
また、転写後に感光体ドラム２１上に残留するトナーはクリーニング装置２３により除去される。
【００３４】
トナー像が転写された記録シートＰは、シート搬送ベルト１１から剥離され、定着装置１５へ送られる。定着装置１５の加熱ローラ１５ａは、トナー像を溶融するのに充分な温度に加熱されており、この加熱ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとの間に記録シートＰが挟み込まれ、トナー像は溶融されて記録シートＰ上に圧着される。定着装置１５を通過した記録シートＰは、下流側の排紙ローラ対１６の間を通過して排紙トレイ１７に排出される。
【００３５】
次に、上記画像形成装置１で用いられる現像装置３０の詳細な構成について説明する。
この現像装置３０には、図３に示すように二成分現像剤を周面上に保持する現像ローラ３１と、二成分現像剤を収容し、撹拌するとともに上記現像ローラ３１に供給する現像剤収容室３２、３３とが備えられ、この現像剤収容室３２、３３の後方つまり現像ローラ３１が設けられた位置と反対側には補充されるトナーを収容するメイントナー収容室３４が備えられている。そして、現像剤収容室３２，３３の上方に、現像装置３０の使用が開始されるまで初期現像剤Ｔを封入しておく現像剤封入容器５０が設けられている。
この現像装置３０のハウジング３０ａは現像ローラ３１が感光体ドラム２１と対向する位置で開口を有しており、現像ローラ３１の一部分がこのハウジング３０ａから露出して感光体ドラム２１と近接・対向するように配設されている。
【００３６】
上記現像ローラ３１は、周方向に複数の磁極を有して固定支持された磁石ロール３１ａと、その周囲で回転可能に支持された非磁性の中空円筒状のスリーブ３１ｂとからなり、スリーブ３１ｂの外周面に二成分現像剤を磁気的に吸着し、スリーブ３１ｂの回転によって搬送することができるようになっている。スリーブ３１ｂ上に吸着された二成分現像剤は、磁性キャリアが穂状に連なった状態で保持され、電荷を有するトナーがこの磁性キャリアに電気的に付着した状態となっている。
二成分現像剤が現像ローラ３１に供給される領域の下流には、スリーブ３１ｂ上に吸着した二成分現像剤の量を規制する層規制部材３９が設けられている。これにより、二成分現像剤は、ほぼ均一な現像剤層となって感光体ドラム２１と対向する現像領域に送り込まれる。
【００３７】
現像領域では、形成されている電界内でトナーのみが感光体ドラム２１に転移し、磁性キャリアは磁石ロール３１ａの磁力によってスリーブ３１ｂ上に保持される。そして、感光体ドラム２１と対向する現像領域を通過した位置では、反発磁界で二成分現像剤をスリーブ３１ｂ上から剥離し、第２の現像剤収容室３３に戻すようになっている。
【００３８】
上記現像剤収容室３２、３３は、上記現像ローラ３１の背後に設けられ、仕切り板３６により第１の現像剤収容室３２と第２の現像剤収容室３３とに仕切られている。また、現像ローラ３１と軸線が平行になるように支持された第１のオーガ３７と第２のオーガ３８とがそれぞれ第１の現像剤収容室３２及び第２の現像剤収容室３３に配置されている。
【００３９】
図５は、二つの現像剤収容室３２，３３及びこれらの現像剤収容室内に配置されるオーガ３７、３８を示す平断面図である。
これらのオーガは、軸３７ａ、３８ａの周囲に螺旋状の羽根３７ｂ、３８ｂが所定のピッチで設けられており、これらのオーガ３７、３８が回転することによって二成分現像剤を撹拌しながらオーガ３７，３８の軸線方向に搬送するものである。これらの搬送方向は上記第１のオーガ３７と第２のオーガ３８とで互いに逆方向に搬送するものとなっている。
【００４０】
上記仕切り板３６には、これらのオーガ３７、３８の軸線方向の両端部付近に連通口３６ａ、３６ｂが設けられており、第１の現像剤収容室３２と第２の現像剤収容室３３が連通している。これにより、オーガ３７、３８の駆動によって搬送される二成分現像剤は第１の現像剤収容室３２と第２の現像剤収容室３３とを循環して移動するものとなっている。そして、第２の現像剤収容室３３から現像ローラ３１に二成分現像剤が供給され、磁気的に吸着される。
【００４１】
上記メイントナー収容室３４と第１の現像剤収容室３２は内壁４０で隔てられており、その下部にはメイントナー収容室３４から第１の現像剤収容室３２に通じるトナー搬送路３５が設けられている。このトナー搬送室３５は、現像ローラ３１と平行に設けられた断面が円形の通路となっており、第１の現像剤収容室３２内の二成分現像剤の搬送方向における上流側にトナー供給口３５ａが設けられており、メイントナー収容室３４からトナー取り入れ口３５ｂを経て取り込んだトナーを第１の現像剤収容室３２に供給するようになっている。
【００４２】
トナー搬送路３５には現像ローラ３１と軸線がほぼ平行になるように支持された第３のオーガ４１が備えられており、その軸線回りに回転駆動される。そして、このオーガ４１の回転を制御することにより、第１の現像剤収容室３２内に供給するトナーの量を調整するものである。したがって、画像の形成によってトナーが消費されるのにともない、これに対応する量のトナーが第１の現像剤収容室３２に補充され、二成分現像剤に含まれるトナー量は、常に適切な画像濃度の現像が可能となるように維持される。
なお、メイントナー収容室３４に収容されているトナーが第１の現像剤収容室３２に供給されるに伴って、サブトナー収容室２４のトナーがメイントナー収容室３４に補給されるようになっている。これらトナー供給室２４、３４には現像ローラ３１の軸線と平行に配置され、回転軸により支持されたトナー撹拌部材４２が備えられており、トナーの塊化を防止しながら搬送できるようになっている。
【００４３】
上記現像剤封入容器５０は、図３に示すように、円筒曲面の径が異なる二つの周面部材５２、５３が周方向に組み合わされて外殻を形成した略円筒状の部材である。現像装置３０の使用前の状態では、この円筒状となった内部に、所定の割合で磁性キャリアとトナーとが混合された二成分現像剤つまり初期現像剤Ｔが収容されている。そして、現像装置３０の使用を開始するときには、周面部材５２，５３を回転駆動して初期現像剤Ｔを現像剤収容室３２、３３に落とし込み、二成分現像剤を現像ローラ３１に供給できる状態とするものである。また、初期現像剤Ｔを開放した後は、図４に示すように、外側にある第２の周面部材５３の外周面が現像剤収容室３２、３３に面する位置で停止し、現像剤収容室３２、３３から現像装置３０外へ二成分現像剤が漏出しないように閉鎖するものである。そして内側にある第１の周面部材５２は外側の第２の周面部材５３と重ね合わされた位置で停止するものとなっている。
【００４４】
二つの周面部材５２、５３は、双方がほぼ１８０度の開角の円筒曲面を有する部材であり、現像ローラ３１と平行に配置された一つの支持軸５１に支持されている。そして、図６に示すように径の小さい第１の周面部材５２は駆動力が伝達される支持軸５１に固着され、支持軸５１とともに回転するものであり、現像装置３０が使用前の状態では支持軸５１の下方にあって、上方に向かって開口する位置に支持されている。一方、径の大きい第２の周面部材５３は、支持軸５１に対して軸受け５１ｂを介して支持され、該支持軸５１に対して回転可能に支持されている。そして、現像装置３０が使用前の状態では、第１の周面部材５２の上方を覆うように支持軸５１より上方に支持される。第１の周面部材５２と第２の周面部材５３とは周方向の両端部が互いに重なり合い、これらの間には図４に示すように第１の周面部材５２の外周面に貼り付けられた第１のシール部材５５が介挿されている。これにより、二つの周面部材５２，５３で筒状となった現像剤封入容器内に収容された二成分現像剤が漏出しないようになっている。
【００４５】
第２の周面部材５３の周方向における両端部は、外周面が現像装置３０のハウジング３０ａに設けられた開口部の端縁と対向し、ハウジング側に取り付けられた第２のシール部材５４と圧接されている。この第２のシール部材５４は、第２の周面部材５３に圧接されることによる摩擦力で第２の周面部材５３の回転に制動を与えるものとなっており、この制動力で第２の周面部材５３が安定した状態で支持される。そして、この制動力は第１の周面部材５２と第２の周面部材５３との間に介挿される第１のシール部材５５が双方の相対的な回転に対して付与する制動力より大きくなっている。したがって、第１の周面部材５２が支持軸５１とともに回転駆動されたときに、第２の周面部材５３は第２のシール部材５４との間に作用する制動力によって回転されず、第１の周面部材５２だけを回転させることができるものとなっている。
なお、本実施の形態では、上記第１のシール部材５５及び第２のシール部材５４として不織布を使用しているが、二成分現像剤の漏出を防止することができ、所定の摩擦係数を有する部材であれば、合成樹脂の発泡剤やゴム等の弾性部材等を使用することもできる。
【００４６】
また、この第２の周面部材５３は、現像装置３０のハウジング３０ａに設けられた上記開口部から上方に突き出し、この現像装置３０と一体に接合されている感光体ユニット２０と近接している。そして、この突出した外周面は、露光装置２５から感光体ドラム２１に照射されるレーザービーム２５ａの照射経路２５ｂを塞ぐものとなっている。これにより、照射経路２５ｂを経て感光体ドラム２１に進入してくる光を遮るようになっている。
【００４７】
一方、径の小さい第１の周面部材５２の外面には、周方向の一方の端部付近に、第２の周面部材５３の周方向の端縁と係止される突出部５２ａが設けられている。この突出部５２ａは、図３で示すような現像装置３０の未使用状態では第２の周面部材５３の端縁に突き当てられて第２の周面部材５３の位置を規制するストッパーとして機能するものである。一方、上記突出部５２ａの第２の周面部材５３が突き当てられた面と反対側へ第１の周面部材５２が回転駆動されたとき（図３における反時計回りに回転駆動されたとき）には、第２の周面部材５３の反対側の端縁に突き当てられ、第２の周面部材５３に駆動力を伝達してともに回転するものとなっている。
【００４８】
上記第１の周面部材５２及び第２の周面部材を支持する支持軸５１は、図６に示すように、現像装置３０のハウジング３０ａに軸受け５１ａを介して支持されて側方に突き出しており、突き出した部分に駆動力が伝達されるギア５６が取り付けられている。このギア５６は、現像装置３０の側部に設けられたブラケット５７によって覆うように保護されており、この現像装置３０が画像形成装置に装着される前にユーザーが触れるなどしてギア５６が回転しないようになっている。
【００４９】
上記のような構成の現像装置３０と感光体ユニット２０とで構成される画像形成ユニット１０は、カートリッジとして画像形成装置１に対して容易に着脱が可能となっており、収容するトナーが消費される毎に新しいものと交換される。このカートリッジが画像形成装置１に装着されるときに、現像装置３０内に備えられた現像剤封入容器５０を形成する周面部材５２、５３が回転し、封入された初期現像剤Ｔを現像剤収容室３２、３３に開放するとともに露光装置２５の照射経路２５ｂを開放する。カートリッジ装着時に周面部材５２，５３を駆動する機構及び周面部材の動作について次に説明する。
【００５０】
図７は、上記現像装置３０を備えた画像形成ユニット１０を画像形成装置１へ装着する動作に連動して上記周面部材５２、５３を駆動する構造を示す概略側面図であり、図８は概略平面図である。
これらの図が示すように、画像形成装置１には、現像装置３０を備えた画像形成ユニット１０であるカートリッジを装着するための挿入部１ａが設けられている。そして、挿入部１ａには、現像装置３０が装着される方向に沿って、上記ギア５６と噛み合わされるラック５８が設けられている。上記ギア５６を覆うブラケット５７の底部は開放されており、画像形成ユニット１０を画像形成装置１の本体に装着すると、ブラケット５７内のギア５６が挿入部１ａの底部に設けられたラック５８と対向し、噛み合される。そして、画像形成ユニット１０を挿入部１ａへ押し入れる力によってギア５６が回転駆動される。このギア５６の回転により支持軸５１に固定支持された第１の周面部材５２が回転する。
【００５１】
上記ラック５８の歯は、ギア５６が有する歯と同数が刻まれており、ギア５６が１回転するとギア５６とラック５８との噛み合わせが解除され、ギア５６の回転が停止するようになっている。これにより、支持軸５１に固定支持された第１の周面部材５２が正確に１回転して停止するように設定されている。
【００５２】
図９は、上記ギア５６の回転にともなう現像剤封入容器５０の動作を示す概略断面図である。
図９（ａ）は、現像装置３０の使用開始前の状態、つまり画像形成装置１に画像形成ユニット１０が装着される前の状態であり、初期現像剤Ｔが現像剤封入容器５０に封入されている状態を示している。
【００５３】
画像形成ユニット１０が画像形成装置１の挿入部１ａに挿入され、ギア５６が回転駆動されるのに伴って第１の周面部材５２は、図９（ｂ）に示すように突起部５２ａが第２の周面部材５３の端面５３ａに当接されている側と反対の方向（図９中における反時計回り）に回転する。このとき第２の周面部材５３は第２のシール部材５４との摩擦によって回転することなく保持され、第１の周面部材５２のみが回転する。これにより、現像剤封入容器５０の第１の周面部材５２と第２の周面部材５３との間が開放されて初期現像剤Ｔが重力により下方の現像剤収容室３２、３３に落下する。
【００５４】
また、第１のシール部材５５は第１の周面部材５２の外周面に貼着されているので、第１の周面部材５２の回転とともに第２の周面部材５３の内周面に摺擦される。したがって、第２の周面部材５３の内周面に付着している初期現像剤が掃き落とされるとともに、初期現像剤Ｔが第１の周面部材５２と第２の周面部材５３との間に入り込むのが防止される。
【００５５】
画像形成ユニット１０がさらに押し込まれ、ギア５６がほぼ１８０度回転すると、図９（ｃ）に示すように第１の周面部材５２は第２の周面部材５３の内側に重ね合わされるとともに、第１の周面部材５２に設けられた突出部５２ａが第２の周面部材５３の周方向の端面５３ｂに接触する。
このように、第１の周面部材５２が第２の周面部材５３の内側で下方に開口した状態となることにより、封入されていた初期現像剤Ｔのすべてが現像収容室３２、３３に放出される。
【００５６】
さらにギア５６が回転駆動されると、図９（ｄ）に示すように、第１の周面部材５２の突出部５２ａは第２の周面部材５３の周方向の端縁に係止された状態で回転駆動力を伝達し、第２の周面部材５３も第１の周面部材５２とともに回転を始める。そして、図９（ｅ）に示すように第１の周面部材５２が一回転した状態でギア５６とラック５８の噛み合わせが解除され、回転を停止する。
このように回転することにより、第１の周面部材５２及び第２の周面部材５３は支持軸５１の下方で重ね合わされて配置される。そして、外側つまり下側にある第２の周面部材５３の周方向における両端部は、図４に示すようにハウジング３０ａの開口部に設けられた第２のシール部材５４に圧接されて現像剤収容室３２，３３を閉鎖した状態となり、二成分現像剤の現像装置３０外への漏出が防止される。
【００５７】
また、二つの周面部材５２，５３は互いに重ね合わされるので、現像装置３０の未使用時に現像装置３０のハウジング３０ａから上方に突出していた現像剤封入容器５０は、支持軸５１の下方に収容され、露光装置２５から感光体ドラム２１へレーザービーム２５ａを照射する経路２５ｂが開放される。
【００５８】
上記のように、この現像装置３０では像光の照射経路２５ｂとして確保されている空間を利用して初期現像剤Ｔを封入する現像剤封入容器５０を配置するとともに初期現像剤Ｔが開放された後は像光の照射経路２５ｂを開放している。したがって、像光の照射経路２５ｂを有効に利用することができ、現像装置３０を小型化することができる。
【００５９】
なお、上記周面部材５２、５３を回転駆動する機構は、支持軸に固着されたギアと画像形成装置の本体側に設けられたラックとが直接に噛み合わされるものに限定されるものではなく、１又は２以上の伝達ギアを介して駆動力が伝達される機構等を採用することもできる。また、その他の駆動伝達機構を採用しても良い。
一方、第１の周面部材が駆動されるときに第２の周面部材を停止した状態で維持する機構として、上記現像装置３０ではシール部材を圧接することによる摩擦力を利用しているが、第２の周面部材の回転移動に制動を付与する他の機構を採用することもできる。
さらに、本発明は、現像剤封入容器の外殻を構成する部材は、上記のような複数の周面部材がそれぞれ回転移動するものに限定されるものではなく、回転することによって収容されている初期現像剤が開放される他の構成を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本願に係る発明の一実施形態である画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す画像形成装置に備えられた開閉部が開放された状態を示す概略構成図である。
【図３】図１に示す画像形成装置で用いられる画像形成ユニットの概略断面図である。
【図４】図３に示す画像形成ユニットが画像形成装置に装着されて現像装置の現像剤封入容器が開放された状態を示す概略断面図である。
【図５】図３に示す画像形成ユニットに備えられた現像剤収容室及びトナー搬送路を示す平断面図である。
【図６】本願に係る発明の現像装置で用いられる現像剤封入容器の支持機構を示す概略側面図である。
【図７】画像形成ユニットを画像形成装置へ装着する動作に連動して現像剤封入容器を開放する構造を示す概略側面図である。
【図８】画像形成ユニットを画像形成装置へ装着する動作に連動して現像剤封入容器を開放する構造を示す概略平面図である。
【図９】現像剤封入容器を開放して初期現像剤を現像剤収容室に落とし込む動作を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
1：画像形成装置、    ２：開閉部、    
1０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ：画像形成ユニット、    １１：シート搬送ベルト、  １２：転写ローラ、    １３：シートトレイ、  １４：両面搬送路、    １５：定着装置、      １６：排紙ローラ対、      １７：排紙トレイ、      １８：把持部、
２０：感光体ユニット、    ２１：感光体ドラム、    ２２：帯電装置、    ２３：クリーニング装置、    ２４：サブトナー収容室、    ２５：露光装置、      
３０：現像装置、        ３０ａ：現像装置のハウジング、    ３１：現像ローラ、    ３２：第１の現像剤収容室、    ３３：第２の現像剤収容室、    ３４：メイントナー収容室、    ３５：トナー搬送路、    ３５ａ：トナー供給口、    ３５ｂ：トナー取り入れ口、    ３６：仕切り板、    ３６ａ、３６ｂ：仕切り板の連通口、    ３７：第１のオーガ、    ３８：第２のオーガ、    ３９：層規制部材、    
４０：現像剤収容室の内壁、    ４１：第３のオーガ、    ４２：トナー撹拌部材、    
５０：現像剤封入容器、        ５１：現像剤封入容器の支持軸、      ５２：第１の周面部材、      ５２ａ：突出部、      ５３：第２の周面部材、    ５４：第２のシール部材、    ５５：第１のシール部材、    ５６：ギア、    ５７：ブラケット、    ５８：ラック
【図１】
2009175510.tif 000003
【図２】
2009175510.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2009175510.tif 000008
【図７】
2009175510.tif 000009
【図８】
2009175510.tif 000010
【図９】
2009175510.tif 000011