現像カートリッジ、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置

トップ :: G 物理学 :: G03 写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ

【発明の名称】	現像カートリッジ、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置
【発明者】	【氏名】永井健一郎【住所又は居所】東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内
【要約】	【課題】画像形成装置本体への着脱可能な現像カートリッジやプロセスカートリッジにおいて、現像剤担持体の軸方向に均一に初期現像剤やトナーを供給することができるようにする。【解決手段】新しいプロセスカートリッジ９０を使用するために初期現像剤ケース１０と現像剤収容部Ｓとの連通部１０ａを開けるとき、現像剤シール部材１１の引き剥がし操作を次のようにして行う。操作者は、両手のうち一方でシール部材保持部１１ａを持ち、他方を規制部材のスイッチ１５ｄの上部に添える。そして、スイッチを押圧したままシール部材保持部を持って現像剤シール部材を引き出す。この引き出し操作を行っている間は常にスイッチを押圧し続ける。

【特許請求の範囲】
【請求項１】表面に、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤、又はトナーを担持する現像剤担持体と、初期現像剤を内部に収容する初期現像剤収容部とトナーを内部に収容するトナー収容部の少なくとも一方と、該初期現像剤収容部と該現像剤担持体表面に連通する領域との間を閉塞するシール部材と、該トナー収容部と該現像剤担持体表面に連通する領域との間を閉塞するシール部材の少なくとも一方のシール部材と、該シール部材による閉塞状態を解除する閉塞解除手段とを有する現像装置を、画像形成装置本体に対して着脱可能な一体構造物として構成した現像カートリッジにおいて、上記閉塞解除手段を、上記シール部材を引き剥がすために上記現像カートリッジ外部から該シール部材を引くためのシール部材保持部と、該シール部材を引いても該シール部材が引き剥がされないよう引き剥がしを規制する規制部材と、該規制部材による規制状態を解除するための規制解除操作部とを設け、該規制解除操作部を、該現像カートリッジを持ち上げるために保持するカートリッジ保持部から離して設け、かつ、該規制部材を、該規制解除操作部を操作している間のみ、該規制状態が解除されるよう構成したことを特徴とする現像カートリッジ。
【請求項２】請求項１の現像カートリッジにおいて、上記規制解除操作部を上記現像カートリッジ上部に設け、上記規制状態を解除するときには該規制解除操作部を上から押圧するよう構成したことを特徴とする画像カートリッジ。
【請求項３】請求項１又は２の現像カートリッジにおいて、上記規制部材を、該シール部材を担持する担持部に形成したＶ溝と、該Ｖ溝に該シール部材を介して上方からくい込む形状の先端を有するくい込み部材と、該くい込み部材を規制中には落下させ、規制解除中には上昇させるくい込み部材移動手段とから構成したことを特徴とする現像カートリッジ。
【請求項４】請求項１、２、又は３の現像カートリッジにおいて、上記現像装置が、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を担持して搬送するための現像剤担持体及び該現像剤坦持体の内部に配置した磁界発生手段と、該現像剤坦持体に坦持されて搬送される現像剤の量を規制する第一の現像剤規制部材と、該第一の現像剤規制部材で阻止された現像剤が収容される現像剤収容部と、該現像剤収容部に該現像剤担持体上の現像剤搬送方向の上流から隣接し、該現像剤担持体にトナーを供給するトナー収容部と、該現像剤収容部と該トナー収容部との間に設けられ、該現像剤担持体と所定の間隔を隔て配置された第二の現像剤規制部材とを有し、かつ、該現像剤を該現像剤担持体軸方向へ撹拌するための撹拌部材を有さない構成であって、該現像剤担持体上のトナー濃度の変化により、現像剤とトナーの接触状態を変化させて、該現像剤担持体上の現像剤のトナー取り込み状態を変化させる現像装置であることを特徴とする現像カートリッジ。
【請求項５】潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像しトナー像を形成する現像装置とを有し、画像形成装置本体に対して着脱可能に一体構造物として構成したプロセスカートリッジにおいて、請求項１、２、３、又は４の現像カートリッジを、上記プロセスカートリッジによって構成したことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項６】潜像担持体と、該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像を現像しトナー像を形成する現像装置と、該潜像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写装置とを備えた画像形成装置において、請求項１、２、３、又は４の現像カートリッジ又は請求項５のプロセスカートリッジを着脱可能に構成したことを特徴とする画像形成装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンター、ＦＡＸなどの画像形成装置に対して着脱可能に一体的に構成された現像カートリッジ及びプロセスカートリッジ、並びにこれらのカートリッジが着脱可能な画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、画像形成装置に対する着脱式のカートリッジとして、現像カートリッジやプロセスカートリッジがある。これらのうち、現像カートリッジは、初期現像剤収容部とトナー収容部のうち少なくとも一方と、現像剤担持体とが一体的に構成されて画像形成装置本体から着脱可能となったものである。また、プロセスカートリッジは、上記現像カートリッジに設けられている各部材に加えて潜像担持体などの画像形成プロセスに用いる部材の少なくとも一つが一体的に構成されて画像形成装置本体から着脱可能となったものである。潜像担持体などの画像形成プロセスに用いる部材とは、潜像担持体、帯電、転写、クリーニング、除電等のための部材などである。これらの現像カートリッジやプロセスカートリッジにおいて、出荷時には初期現像剤収容部やトナー収容部が密閉状態となっており、画像形成装置本体への装着直前に密閉状態を解除するものが知られている。
【０００３】図９は、従来用いられていたプロセスカートリッジ９０の斜視図である。このプロセスカートリッジ９０は初期現像剤収容部と現像剤担持体としての現像スリーブ４との間に現像剤収容部が設けられており、初期現像剤収容部と現像剤収容部とは共に現像スリーブ４の軸方向に長く延在した形状となっている。初期現像剤収容部と現像剤収容部との間を密閉するために、互いの連通部が現像スリーブ４の軸方向に延在した形状に長く形成され、シール部材１１で塞がれている。そして、シール部材１１の一端がカートリッジ側壁外部にまで延在されている。初期現像剤収容部の密閉状態を解除するときには、ユーザーなどがシール部材端部１１ａを持ってカートリッジ内部から引き出すことができるようになっている。これにより、初期現像剤収容部と現像剤収容部との連通部を塞いでいるシール部材１１を引き剥がすことができるのである。そして、シール部材１１を剥がした後、このカートリッジ９０を画像形成装置本体に装着する。この画像形成装置は、カートリッジ９０を装着後に現像スリーブ４の駆動を開始し、初期現像剤の現像スリーブ４表面への装着を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来、ユーザー等がプロセスカートリッジ９０の装置本体への装着に先行してシール部材を剥がす際に、カートリッジ９０を持ち上げた状態でシール部材１１を引き剥がす場合があった。この場合、片手をシール部材引き剥がし操作のために使用しているのでカートリッジ９０を持ち上げるのはの残る一方の手のみとなってしまう。例えば、図９に示したプロセスカートリッジ９０の場合、図中Ｈの部分をつかんで持ち上げると共にシール部材１１端部の１１ａ部分を矢印方向に引く。このようなシール部材の引き剥がし操作を行うと、プロセスカートリッジ９０自体が重いこともあって、カートリッジの水平状態を維持できず傾けた状態で引き剥がしが行われてしまうことがある。このため、現像スリーブ４の軸方向で一方に偏った量の初期現像剤が現像剤収容部に供給されてしまう。
【０００５】図１０は、現像スリーブ４の軸方向で一方に偏った量の初期現像剤３ｃが現像剤収容部Ｓに供給されたときの現像剤の状態を示した説明図である。図１０に示すように初期現像剤３ｃが現像スリーブ４の軸方向一端側に偏って供給された場合、現像スリーブ４表面への現像剤汲み上げ量が軸方向で偏り、画像のトナー濃度に偏りが生じたり、地肌汚れやトナー飛散が生じたりする。
【０００６】ここで、初期現像剤３ｃの供給ムラに起因する上記不具合の発生メカニズムを説明するために、先ずプロセスカートリッジ９０のトナー濃度制御方法の一例について説明する。図４は、プロセスカートリッジ９０の一例を現像スリーブ４軸方向に直交した方向に切断した内部断面図である。この図は、プロセスカートリッジ９０の現像装置部分のみを示しており、画像形成装置本体への装着時に潜像担持体側に向けて開口している開口部が形成された現像ケーシング２の内部に、次のものを設けている。即ち、開口部から一部が露出した現像スリーブ４、現像スリーブ４上に担持搬送される現像剤の量を規制する第１の現像剤規制部材６、現像剤収容部７、トナー収容部８、第２現像剤規制部材８ａ、初期現像剤収容部１０である。更に、現像スリーブ４の内部には固定配置されたマグネットローラ５も設けている。また、トナー収容部８は現像剤収容部７の現像スリーブ４表面移動方向上流側に隣接する位置にトナーを攪拌しながら送り出すためのトナー供給部材９も内部に有している。この現像装置では、トナー収容部８内のトナーが、現像スリーブ４上に担持搬送されている搬送現像剤と現像剤収容部に収容されている収容現像剤との界面から引き込まれるように現像剤に取り込まれる。そして、現像スリーブ４上の現像剤のトナー濃度が上昇すると、現像剤の層厚が増加し、増加した現像剤の通過が第２現像剤規制部材８ａで規制される。規制された現像剤が、第２現像剤規制部材８ａに対して現像剤搬送方向上流側から隣接する領域に滞留して現像剤溜りＡを形成する。現像剤溜りＡが大きくなると、トナー収容部から現像スリーブ４上に担持搬送されている現像剤へのトナー取り込みが抑制される。これにより、現像スリーブ４上の現像剤のトナー濃度を一定範囲内に制御することができる。このようなトナー濃度制御を自己トナー濃度制御という。
【０００７】上記自己トナー濃度制御を行う現像装置を有するプロセスカートリッジ９０において、初期現像剤３ｃが図１０に示すように現像スリーブ４の軸方向一端側に偏って供給された場合の不具合について説明する。現像剤へのトナーの取り込みは、現像剤溜りＡの大きさで決定される。そして現像剤溜りＡの大きさを決定する要素は次の３つがある。それは、現像スリーブ表面に形成される磁束密度、現像スリーブ表面と第１の現像剤規制部材６との間の第１規制ギャップ、現像スリーブ表面と第２現像剤規制部材８ａとの間の第２規制ギャップである。これらは、ユニットの向上出荷時に調整や組立てがなされてユーザーの手に渡るものである。更に前提として、現像剤の現像スリーブ表面への供給量が現像剤溜りＡを必要に応じて形成できる程度の量に設定されている。このような構成の現像装置において、上記のように初期現像剤３ｃが現像スリーブ４の軸方向一端側に偏って供給された状態でカートリッジが装置本体に装着されると、次のような現象が生じる。現像スリーブ４が回転すると、図１０の現像スリーブ軸方向の現像剤供給量が多い部分（以下、供給量過多領域という）Ｃでは、現像剤収容部側の現像剤量が多いため、第２規制ギャップから取り込める現像剤量が減少する。よって、現像剤溜りＡが大きくなって、現像剤へのトナーの取り込み量が減少する。現像剤中のトナー濃度が所定濃度に達していないにも関わらず、トナーの取り込みが行われにくくなってしまうのである。よって、トナー濃度が低下してしまう。一方、図１０の現像スリーブ軸方向の現像剤供給量が少ない部分（以下、供給量過少領域という）Ｅでは、現像剤収容部側の現像剤量が少ないため、第２規制ギャップから取り込める現像剤量が増加する。よって、現像剤溜りＡが小さくなって、トナーの取り込み量が増加する。現像剤中のトナー濃度を所定濃度にするために必要な量以上のトナーが現像剤中に取り込まれてしまうのである。よって、トナー濃度が上昇してしまう。また、トナー濃度が上昇し過ぎることによって、画像上地肌汚れが発生したり機内へのトナー飛散が発生したりもしてしまう。以上より、現像スリーブ４の軸方向一端に偏って初期現像剤を供給してしまうと、現像スリーブ軸方向でのトナー濃度ムラや、画像上地汚れ、トナー飛散等の不具合が発生してしまうのである。また、このような自己トナー濃度制御を行う現像装置では、現像スリーブ４の軸方向への撹拌部材を省略している場合がある。このような場合には、上記現像スリーブ４の軸方向一端に偏った現像剤を均一に均すことは難しい。このため、一度生じたトナー濃度ムラ、画像上地汚れ、トナー飛散等の不具合を解消することは難しい。
【０００８】尚、上記不具合は、自己トナー濃度制御を行う現像装置を用いた場合だけでなく、他の画像形成装置にも発生する期間の差はあるものの発生することには変わりない。例えば、現像剤を現像スリーブの軸方向へ攪拌するための撹拌部材を有する画像形成装置の場合、攪拌部材によって現像剤を均し終えるまでは現像スリーブ上での現像剤汲み上げ量に軸方向でムラが生じる。よって、現像剤汲み上げ量に軸方向でムラが生じている間は軸方向での画像濃度ムラや画像上地汚れ、トナー飛散等の不具合が発生する恐れがある。
【０００９】以上は初期現像剤収容部と現像剤収容部との間を密閉しているシール部材を剥がすときに生じる現像剤収容部への初期現像剤供給ムラに起因する不具合について説明した。しかし、トナー収容部と現像スリーブとの間の連通部が密閉され、この密閉状態を解除した後にユニットを画像形成装置本体へ装着する構成でも、軸方向へのトナー供給ムラに起因して同様の不具合が発生する恐れがある。また、２成分現像剤を用いた現像装置に限らず、１成分現像剤を用いた現像装置にも同様の不具合が発生する恐れがある。
【００１０】本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その第１の目的とするところは、現像剤担持体の軸方向に均一に初期現像剤やトナーを供給することができる現像カートリッジやプロセスカートリッジを提供することである。また、その第２の目的とするところは、これらのカートリッジが着脱可能な構成であって、かつ画像濃度ムラや画像上地汚れ、トナー飛散等の不具合を防止できる画像形成装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成するために、請求項１の現像カートリッジは、表面に、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤、又はトナーを担持する現像剤担持体と、初期現像剤を内部に収容する初期現像剤収容部とトナーを内部に収容するトナー収容部の少なくとも一方と、該初期現像剤収容部と該現像剤担持体表面に連通する領域との間を閉塞するシール部材と、該トナー収容部と該現像剤担持体表面に連通する領域との間を閉塞するシール部材の少なくとも一方のシール部材と、該シール部材による閉塞状態を解除する閉塞解除手段とを有する現像装置を、画像形成装置本体に対して着脱可能な一体構造物として構成した現像カートリッジにおいて、上記閉塞解除手段を、上記シール部材を引き剥がすために上記現像カートリッジ外部から該シール部材を引くためのシール部材保持部と、該シール部材を引いても該シール部材が引き剥がされないよう引き剥がしを規制する規制部材と、該規制部材による規制状態を解除するための規制解除操作部とを設け、該規制解除操作部を、該現像カートリッジを持ち上げるために保持するカートリッジ保持部から離して設け、かつ、該規制部材を、該規制解除操作部を操作している間のみ、該規制状態が解除されるよう構成したことを特徴とするものである。また、請求項２の現像カートリッジは、請求項１の現像カートリッジにおいて、上記規制解除操作部を上記現像カートリッジ上部に設け、上記規制状態を解除するときには該規制解除操作部を上から押圧するよう構成したことを特徴とするものである。請求項３の現像カートリッジは、請求項１又は２の現像カートリッジにおいて、上記規制部材を、該シール部材を担持する担持部に形成したＶ溝と、該Ｖ溝に該シール部材を介して上方からくい込む形状の先端を有するくい込み部材と、該くい込み部材を規制中には落下させ、規制解除中には上昇させるくい込み部材移動手段とから構成したことを特徴とするものである。請求項４の現像カートリッジは、請求項１、２、又は３の現像カートリッジにおいて、上記現像装置が、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を担持して搬送するための現像剤担持体及び該現像剤坦持体の内部に配置した磁界発生手段と、該現像剤坦持体に坦持されて搬送される現像剤の量を規制する第一の現像剤規制部材と、該第一の現像剤規制部材で阻止された現像剤が収容される現像剤収容部と、該現像剤収容部に該現像剤担持体上の現像剤搬送方向の上流から隣接し、該現像剤担持体にトナーを供給するトナー収容部と、該現像剤収容部と該トナー収容部との間に設けられ、該現像剤担持体と所定の間隔を隔て配置された第二の現像剤規制部材とを有し、かつ、該現像剤を該現像剤担持体軸方向へ撹拌するための撹拌部材を有さない構成であって、該現像剤担持体上のトナー濃度の変化により、現像剤とトナーの接触状態を変化させて、該現像剤担持体上の現像剤のトナー取り込み状態を変化させる現像装置であることを特徴とするものである。請求項１の現像カートリッジにおいては、画像形成装置本体から離脱した状態の現像カートリッジを使用可能にするために行うシール部材の引き剥がし操作を、現像カートリッジを傾けずに行うことが可能となる。これは、シール部材を引き剥がすためには、操作者がシール保持部を保持して引くと共に、この操作を行っている間は常に規制解除操作部を操作し続ける必要があるためである。規制解除操作部は、現像カートリッジを持ち上げるためのカートリッジ保持部から離れた位置に設けており、規制解除操作を行う側の手で現像カートリッジをつかんで持ち上げにくくなる。従って、シール部材の引き剥がしを行う操作者は、両手のうち一方をシール保持部に他方を規制解除操作部に取られ、現像カートリッジを持ち上げずに載置した状態で行うようになる。以上の構成によって、操作者が無意識にシール部材の引き剥がし操作を行ったとしても、現像カートリッジを傾けたままシール部材を引き剥がすことがないようにすることができる。この結果、シール部材の引き剥がし操作中に現像カートリッジを傾けて持ってしまったために生じる現像剤坦持体長手方向における初期現像剤やトナーの不均一な供給を回避することができる。尚、規制解除操作部を設ける位置としては、カートリッジ保持部から片手では届かない位置とするのが望ましい。また、上記第１の目的を達成するために、請求項５のプロセスカートリッジは、潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像しトナー像を形成する現像装置とを有し、画像形成装置本体に対して着脱可能に一体構造物として構成したプロセスカートリッジにおいて、請求項１、２、３、又は４の現像カートリッジを、上記プロセスカートリッジによって構成したことを特徴とするものである。請求項５のプロセスカートリッジにおいては、画像形成装置本体から離脱した状態のプロセスカートリッジを使用可能にするために行うシール部材の引き剥がし操作を、プロセスカートリッジを傾けずに行うことが可能となる。これは、シール部材を引き剥がすためには、操作者がシール保持部を保持して引くと共に、この操作を行っている間は常に規制解除操作部を操作し続ける必要があるためである。規制解除操作部は、プロセスカートリッジを持ち上げるためのカートリッジ保持部から離れた位置として片手では届かない位置に設けており、規制解除操作を行う側の手でプロセスカートリッジを持ち上げることはできない。従って、シール部材の引き剥がしを行う操作者は、両手のうち一方をシール保持部に他方を規制解除操作部に取られることとなる。よって、シール部材の引き剥がし操作を行うときには、必然的にプロセスカートリッジを持ち上げずに載置した状態で行うことになる。以上の構成によって、操作者が無意識にシール部材の引き剥がし操作を行ったとしても、プロセスカートリッジを傾けて持ったままシール部材が引き剥がされることがないようにすることができる。この結果、シール部材の引き剥がし操作中にプロセスカートリッジを傾けて持ってしまったために生じる現像剤坦持体長手方向における初期現像剤やトナーの不均一な供給を回避することができる。なお、上記プロセスカートリッジは、上記潜像担持体及び現像装置とともに、潜像担持体を帯電する帯電手段、潜像担持体をクリーニングするクリーニング手段、除電手段等のうち少なくとも一つを備えるように構成してもよい。上記第２の目的を達成するために、請求項６の画像形成装置は、潜像担持体と、該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像を現像しトナー像を形成する現像装置と、該潜像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写装置とを備えた画像形成装置において、請求項１、２、３、又は４の現像カートリッジ又は請求項５のプロセスカートリッジを着脱可能に構成したことを特徴とするものである。請求項６の画像形成装置においては、画像形成装置本体に装着する現像カートリッジやプロセスカートリッジが、装着前に傾けた状態でシール部材が引き剥がされることがない。よって、初期現像剤やトナーが現像剤坦持体長手方向に均一に供給された状態の現像カートリッジやプロセスカートリッジが装置本体に装着されることとなる。これによって、画像形成装置本体に装着する前に、現像カートリッジやプロセスカートリッジを傾けた状態でシール部材を引き剥がすことにより生じる画像濃度ムラや地汚れ、トナー飛散等を防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明を電子写真式の画像形成装置であるレーザプリンタ（以下、「プリンタ」という。）の現像装置２０に適用した実施形態について説明する。まず、図２を用いて本実施形態に係るプリンタの概略について説明する。潜像担持体としての感光体ドラム１は、図中矢印Ａ方向に回転駆動されながら、感光体ドラム１に接触してその表面を帯電する帯電手段としての帯電ローラ５０により一様に帯電される。その後、露光手段としての光書き込みユニット５１により画像情報に基づき走査露光されて表面に静電潜像が形成される。本実施形態では、上記帯電ローラ５０及び光書き込みユニット５１により潜像形成手段が構成されているが、他の種類の帯電手段や露光手段を用いて構成してもよい。感光体ドラム１上に形成された静電潜像は、後述する現像装置２０により現像され、感光体ドラム１上にトナー像が形成される。感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、転写ローラ５３を備えた転写ユニットにより給紙カセット５４から給紙ローラ５５、レジストローラ対５６を経て搬送された被転写体（転写材）としての用紙５２上に転写される。転写終了後の用紙５２は、定着ユニット５７によりトナー像が定着され機外に排出される。なお、転写されなかった感光体ドラム１上の残留トナーは、クリーニング手段としてのクリーニングユニット５８により感光体ドラム１から除去される。感光体ドラム１上の残留電荷は除電ランプ５９で除去される。
【００１３】また、本実施形態のプリンタは、少なくとも感光体ドラム１と現像装置２０とを備えたプロセスカートリッジ９０が、プリンタ本体に対して着脱可能に構成されている。図３は、プロセスカートリッジ９０の断面図である。このプロセスカートリッジ９０をプリンタ本体から取り外すことにより、感光体ドラム１や現像装置２０を交換することができる。このプロセスカートリッジ９０は、感光体ドラム１及び現像装置２０のほか、上記帯電ローラ５０やクリーニングブレード５８、廃トナー回収ローラ５９、廃トナータンク６０等を有している。
【００１４】次に、本実施形態に係る現像装置の全体構成について説明する。図４は現像装置２０の全体の概略構成図である。この現像装置２０は感光体ドラム１の側方に配置されている。そして、この感光体ドラム１に向けて開口部が形成された現像ケーシング２の内部に、次のものを備えている。先ず、開口部から一部が露出し、現像剤担持体としての非磁性材質からなる現像スリーブ４、現像スリーブ４の内部に固定配置された磁界発生手段としてマグネットローラ５がある。そして、現像スリーブ４上に担持されて搬送されている現像剤の量を規制する現像剤規制部材としてのドクタ６、現像剤収納ケース７、トナー収容部としてのトナーホッパ８がある。更に、未使用の初期現像剤３ｃを収容する初期現像剤収容部としての初期現像剤ケース１０等を備えている。上記現像スリーブ４は、トナー及び磁性キャリアからなる現像剤３を表面に担持するものである。なお、図中の符号Ｄは、紙面に垂直な方向に延在する現像スリーブ４の中心軸線である。
【００１５】上記現像剤収納ケース７は、現像スリーブ４との間に、感光体ドラム１との対向部の現像領域に供給されずにドクタ６で進行が阻止された現像剤を収容する現像剤収容部Ｓを形成している。そして、現像剤スリーブ４の内部に固定配置されているマグネットローラ５のうち、現像剤収容部Ｓに対向する位置には、後述のように現像剤収容部Ｓ内の現像剤３を現像スリーブ４上に担持させるための磁極５ａを配置している。また、上記現像剤収容ケース７の現像スリーブ４に近接する先端部（ひさし部）は、以下のように用いられる。即ち、トナーホッパ８からトナーが補給され現像剤収容部Ｓ内に向かって進行しようとする現像剤３の量を規制する第２現像剤規制部材としてのプレドクタ７ａとして用いられている。
【００１６】上記マグネットローラ５の表面部には、マグネットローラ５の中心軸線方向に沿った方向に延在する磁極が複数形成されている。具体的には、現像領域に対向する位置に主極（Ｎ極：Ｎ１）が形成され、上記現像剤収容部Ｓに磁界の磁力が及ぶように、プレドクタ７ａに対向する位置から上記現像領域に至る間に磁極（Ｓ極：Ｓ２）が配置されている。また、上記マグネットローラ５の表面には、一般的な現像装置と同様に、現像スリーブ４上に現像剤を担持し続けながら搬送するための搬送磁極（Ｓ極：Ｓ１、Ｎ極：Ｎ２）が適宜配置されている。なお、本実施形態では、基材に対して磁石片を嵌合固着した固定磁石体、いわゆるブロック型マグネットローラを用いたが、これに限定されるものではない。例えば、所定の形に成形されたプラスチック磁石材料を磁気配向と同時に着磁させて作製するいわゆるフェライト系一体型プラスチックマグネットローラを用いてもよいことはもちろんである。
【００１７】上記トナーホッパ８は、現像剤搬送方向における現像剤収容部Ｓの上流側に隣接して現像スリーブ４表面と対向するトナー補給口８ａを有している。このトナー補給口８ａに隣り合ったスペース（トナー補給路）には、トナーホッパ８内の新しいトナー３ａをトナー補給口８ａに向けて攪拌しながら送り出すトナー補給部材としてのトナー補給アジテータ９が配置されている。
【００１８】図５は、本実施形態に係るプリンタの制御手段としての制御部の一例を示すブロック図である。パソコン等の外部装置から送られてきた画像データは、画像データ処理部１１０で処理される。この画像データ処理部１１０から送られてきたデータに基づいて装置内の各部を制御するエンジン制御部１００は、エンジン制御用ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、Ｉ／Ｏインターフェース１０４などにより構成されている。このエンジン制御部１００には、感光体ドラム駆動部１０５、潜像形成部の駆動部１０６、現像装置２の駆動部１０７、トナー補給アジテータの駆動部１０８等が接続されている。エンジン制御用ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２から読み出した制御用のプログラムに従い、画像データ処理部１１０からの入力信号に応じるものである。また各種駆動部の作動時期を含む各種認識・判断を行いながら、各部へ動作指令を出力し、所定の動作を行わせるものである。
【００１９】上記構成の現像装置２０において、現像スリーブ４上に担持された現像剤３は、図４中矢印Ｂ方向に回転する現像スリーブ４の回転に伴ってスリーブ上をドクタ６側に搬送され、ドクタ６により規制されて薄層化される。薄層化された現像剤３は、図２中矢印Ａ方向に回転している感光体ドラム１と対向する現像領域に搬送される。この現像領域で、感光体ドラム１上に形成されている静電潜像にトナーが接触あるいは非接触で供給され、該静電潜像の可視化が行われる。現像領域を通過した現像スリーブ４上の現像剤３は、現像スリーブ４の回転に伴って更に搬送され、トナー補給口８ａと対向する位置に到達する。このトナー補給口８ａには、トナーホッパ８内のトナー３ａがトナー補給アジテータ９で送り出され現像スリーブ４上の現像剤３と接している。そして、この位置に現像剤が滞留している現像剤滞留部Ａが形成される。トナー補給口８ａで新しいトナー３ａを取り込んだ現像剤は、現像剤収容部Ｓに戻る。現像剤収容部Ｓに戻った現像剤は、新しいトナー３ａを含んでおりドクタ６による規制部で内圧が増加する。この内圧の増加した現像剤中でキャリアとの摩擦帯電によってトナー帯電が行われる。このように現像剤収容部Ｓにおける現像剤３の内圧により、現像スリーブ４上の現像剤３中のトナーを帯電することができるので、現像剤を帯電あるいは攪拌するためのパドルやスクリュー等を用いた複雑な攪拌搬送機構が不要となる。
【００２０】一方、上記現像領域に供給されずにドクタ６で進行が阻止された現像剤３の一部は、現像剤収容部Ｓ内で現像剤３自身の内圧及び重力によってトナーホッパ８のトナー補給口８ａに向かって移動する。トナー補給口８ａの手前まで移動してきた現像剤３は、ドクタ６の現像スリーブ回転方向上流側に配置された第二の現像剤規制部材であるプレドクタ７ａにより規制される。そして、磁極５ａの磁力により現像スリーブ４側に引き寄せられ、再び現像スリーブ４の回転に伴ってドクタ６側に搬送されることにより、現像剤収容部Ｓ内を循環する。
【００２１】また、上記構成の現像装置２０においては、現像剤３に補給されたトナーが多くなってトナー濃度が高まると、それに従って現像剤３の嵩が増加する。そして、現像剤３がプレドクタ７ａに向かって移動し、プレドクタ７ａにより規制されるが規制しきれない現像剤３が現像剤滞留部Ａを形成して、トナー補給口８ａの開口をおおってしまう。このため、現像スリーブ４上の現像剤３上へのトナー取り込み量が少なくなる。このトナー取り込み量の減少により、現像剤３のトナー濃度が常に一定濃度以下に保たれる。逆に、現像剤３のトナー濃度が低くなると現像剤３の嵩が減少する。このため、現像剤滞留部Ａがトナー補給口８ａを塞がなくなるので、現像スリーブ４上の現像剤３へ所定量のトナーが取り込まれ、現像剤３のトナー濃度が常に一定濃度以上に保たれる。そして、トナー濃度を変化させたい場合は現像剤収容部Ｓ内に収容される磁性キャリアの量を変化させることで剤の嵩が変わりコントロールできる。例えば、磁性キャリア量をある一定量から減らすと剤の嵩が減少するためトナー補給口８ａからのトナーの取り込みが増加して現像剤３のトナー濃度は高くすることができる。このようにトナー濃度をほぼ一定範囲内にコントロールできる自己トナー濃度制御方法を採用しているので、トナー濃度センサやトナー補給部材などを用いた複雑なトナー濃度制御機構が不要である。
【００２２】次に、本実施形態の現像装置の使用開始時における未使用の初期現像剤３ｃの投入方法、並びに初期現像剤ケース１０の構成及びその製造方法について説明する。図６は、使用開始前の現像装置２０の概略図である。未使用の初期現像剤３ｃを収容した初期現像剤収容部としての初期現像剤ケース１０は、現像装置２０の現像剤収容部Ｓの上方に装着されている。この初期現像剤ケース１０内の初期現像剤３ｃは、初期現像剤ケース１０の下側に位置する現像剤収容部Ｓとの連通部１０ａを介して現像剤収容部Ｓ内に投入できるようになっている。また、初期現像剤３ｃは、トナーとキャリアとからなっている。
【００２３】また、上記初期現像剤ケース１０には、連通部１０ａを閉塞するシール部材としての現像剤シール部材１１が初期現像剤ケース１０の内側から取り付けられている。図７は、シール部材によって閉塞状態にあるときの初期現像剤ケース１０と上記連通部１０ａ近傍を示した図である。この現像剤シール部材１１により、使用開始前の輸送時などにおいて現像剤収容部Ｓと初期現像剤ケース１０の内部とを隔てられ、初期現像剤ケース１０内の初期現像剤３ｃが現像剤収容部Ｓ内に漏れないようになっている。上記現像剤シール部材１１は、ユーザが現像スリーブ４の中心軸線Ｄの方向、すなわち図６の紙面に垂直な方向に引いて剥がしながら取り外すことができるように取り付けられている。このシール部材の引き剥がし方法は、本発明の特徴部に関わることなので、後に詳説する。
【００２４】また、トナー補給口８ａに隣接するスペース（トナー補給路）に連通するトナーホッパ８の連通部には、その連通部をシールするシール部材としてのトナーシール部材１２が取り付けれらている。このトナーシール部材１２により、使用開始前の輸送時などにおいてトナー補給口８ａとトナーホッパ８の内部とが隔てられる。これにより、トナー補給口８ａに隣接するスペース（トナー補給路）内のトナーの凝集やトナーホッパ８からのトナー飛散を防止することができる。
【００２５】上記構成の現像装置２０に新しい初期現像剤３ｃをセットして使用開始するときは、初期現像剤３ｃを現像スリーブ上に均一にセットする必要がある。このため、上記初期現像剤ケース１０に取り付けられている現像剤シール部材１１を引いて剥がし、初期現像剤３ｃを現像剤収容部Ｓ内にセットするようになっている。また、トナー補給口８ａに隣接するスペース（トナー補給路）とトナーホッパ８の内部とを隔てるトナーシール部材１２もユーザーが使用する際に剥がすようになっている。このようにユーザーが使用する際には、まず各シール部材１１，１２を剥がした後、現像装置２０を含むプロセスカートリッジ９０をプリンタ本体に装着する。そして、現像スリーブ４や、トナーホッパ８内に設けられたトナー補給アジテータ９をギヤを介して同時に回転駆動し、初期現像剤３ｃの現像スリーブ４へのセットやトナー補給が開始される。
【００２６】ここで、従来の現像装置では、初期現像剤３ｃの現像スリーブ４へのセットやトナー補給が同時に行われる。このため、各シール部材１１，１２を剥がす際に、現像装置を含むプロセスカートリッジ９０を傾けて行うと初期現像剤３ｃが現像剤収容部Ｓ内を現像スリーブ４の長手方向（中心軸線方向）に移動してしまう。これにより、初期現像剤３ｃが長手方向に対し不均一に現像スリーブ４上にセットされてしまう。その結果、現像剤が少ない部分にはトナーが過剰に供給されてトナー濃度が上昇し、地汚れやトナー飛散が発生するとともに、逆に現像剤が多い部分にはトナー濃度が低下し、現像剤の飛散が発生してしまうおそれがある。
【００２７】図１は、本発明にかかるプロセスカートリッジ９０の斜視図であり、図３に示したプロセスカートリッジ９０の平面図の背面が図１では手前側に位置する向きとなっている。本実施形態のプロセスカートリッジ９０においては、シール部材の引き剥がし操作を行う際に、意識しなくてもプロセスカートリッジ９０を持ち上げずに行うことができるよう、引き剥がし機構を構成している。これについて、現像剤シール部材１１の引き剥がし方法に着目して説明する。先ず、現像剤シール部材１１を引き剥がすための直接手で引くシール部材保持部１１ａをプロセスカートリッジ９０側面に露出させている。そして、このシール部材保持部１１ａを引いただけでは現像剤シール部材１１が引き剥がされないよう引き剥がしを規制する規制部材１５を設けている。ここで、規制部材について説明をする。図８は、本実施形態にかかる規制部材１５の構造を示した説明図である。規制部材１５は、通常、現像剤シール部材１１が引っ張られても剥がされないよう、現像剤シール部材１１の上方から押圧するよう構成している。そのため、くい込み部材としてのリンク部材１５ａ、リンク部部材の上下動の支軸となるリンク軸１５ｂ、リンク部材の現像シールにくい込む側とは逆側端部を上下動可能に支持する支持部材１５ｃを設けている。更に、この規制部材には、支持部材１５ｃを上方から押圧するためのスイッチ１５ｄ、支持部材１５ｃの下部を支持する弾性部材としてのスプリング１５ｅも設けている。上記スイッチ１５は、図１に示すようにプロセスカートリッジ９０外部に露出させている。この構成によって、スイッチを押さずにいると、リンク部材１５ａの支持部材１５ｃに支持されている側の一端がスプリング１５ｅの弾力によって上方に押し上げられた状態となる。そして、リンク軸１５ｂを介して逆側端部が下方に押し下げられる。このとき下方に押し下げられているリンク部材１５ａ先端は９０°下方に向いて曲がっており、先端が山型に形成されたくい込み部を形成している。このくい込み部を有するリンク部材がくい込み部材である。一方、現像剤シール部材１１を担持している担持部には、図７に示すようにＶ溝が形成されている。そして、スイッチを押さない状態で下方に押し下げられるリンク部材１５ａ先端の食い込み部が、現像剤シール部材１１を上方からＶ溝に食い込むようになっている。そして、スイッチ１５ｄを上から押圧すると、リンク部材１５ａの一端が下降し、リンク軸１５ｂを介して食い込み部が上昇する。これらリンク軸１５ｂ、支持部材１５ｃ、スイッチ１５ｄ、スプリング１５ｅがくい込み部材移動手段を構成している。そして、食い込み部が上昇することにより、現像剤シール部材１１を引き剥がすことが可能となる。このスイッチ１５ｄが規制部材操作部である。このように規制部材を構成することによって、スイッチ１５ｄを押圧している間のみ、現像剤シール部材１１の引き剥がしを規制する規制状態が解除される。
【００２８】そして、本実施形態においては、上記スイッチ１５ｄをプロセスカートリッジ９０を持ち上げるために保持するカートリッジ保持部Ｈから片手では届かない位置でかつカートリッジ上部に設けている。カートリッジ保持部Ｈは、図１において、プロセスカートリッジ９０の１側面に保持しやすいよう凹部を形成してなるものである。この保持部を操作者が持った状態では、スイッチには指が届かないような位置にスイッチを設けているのである。
【００２９】上記構成によって、新しいプロセスカートリッジ９０を使用するために初期現像剤ケース１０と現像剤収容部Ｓとの連通部１０ａを開けるとき、次のようにして現像剤シール部材１１の引き剥がし操作を行う。操作者は、両手のうち一方でシール部材保持部１１ａを持ち、他方をスイッチ１５ｄの上部に添える。そして、現像剤シール部材１１の引き剥がし操作を開始するために、スイッチ１５ｄを押圧したままシール部材保持部１１ａを持って現像剤シール部材１１を引き出す。この引き出し操作を行っている間は常にスイッチ１５ｄを押圧し続ける。そして、シール部材の後端部がプロセスカートリッジ９０から出たら、上記連通部１０ａを閉じていた現像剤シール部材１１の引き剥がしが終了したことになるので、スイッチ１５ｄを押圧を終える。但し、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、規制部材の構造、スイッチの位置及び形状、スイッチ１５ｄを押圧を終えるタイミング、その他各構成はこれに限るものではない。また、弾性部材としてスプリングを用いたが、これに限らず、ゴム部材等の弾力のあるものであれば良い。更に、上記リンク部材１５ａ先端の食い込み部は、現像剤シール部材１１に対して摩擦係数が高くなるような処理を施したり、摩擦係数が高い部材で形成したりしても良い。この用にすることによって、くい込み部の形状を種々変えることも可能となる。
【００３０】尚、トナーシール部材１２引き剥がしのための機構についても、上記現像シール引き剥がしの場合と同様に構成することができる。トナーシール引き剥がしを規制するための規制部材を設けることによって、操作者が引き剥がし操作うを行う間は常にトナーシール部材１２とスイッチ押圧との両方を行い続けなければならないよう構成すればよい。
【００３１】尚、本実施形態は、プリンタ本体に対して着脱可能なカートリッジとしてプロセスカートリッジ９０に関する説明をしたが、現像装置のみで感光体ドラムを有しない現像カートリッジを同様に形成することもできる。この場合、図４に示した現像装置部分を、プリンタ本体に対して着脱可能に構成することになる。
【００３２】以上本実施形態の構成によれば、現像剤シール部材１１又はトナーシール部材１２を引き剥がすときには、スイッチ１５ｄを押圧したままシール部材保持部１１ａを持って現像剤シール部材１１を引き出す必要がある。このため、これらのシール部材１１，１２の引き出し操作を行っている間は常にスイッチ１５ｄを押圧し続ける必要がある。更に、このスイッチがカートリッジの保持部Ｈから片手では届かない位置にあるため、操作者は、両手のうち一方をシールの引き出しに他方をスイッチの押圧に使わなければならない。このため、現像剤シール部材１１又はトナーシール部材１２を引き剥がす操作中にカートリッジをつかんで傾けてしまったために生じる現像スリーブ長手方向における初期現像剤３ｃやトナーの不均一な供給を回避することができる。また、本実施形態の構成においては、スイッチ１５ｄをプロセスカートリッジ９０上部に設け、スイッチを上から押圧して規制解除を行うようにしている。この構成によって、現像剤シール部材１１又はトナーシール部材１２の引き剥がし操作中は、カートリッジを上から押さえることになる。このため、操作者がカートリッジを無意識に置いて引き剥がし操作を行うようになりやすく、カートリッジを持ち上げたままの引き剥がし操作を行いにくくすることができる。また、本実施形態の構成においては、規制部材を、リンク部材１５ａ先端の食い込み部が現像剤シール部材１１を上方から担持部のＶ溝に食い込むよう構成している。これによって、シール部材は、担持部のＶ溝とくい込み部との間にＶ字型に屈折して挾持され、引き剥がしを規制する作用を得ることができる。従って、シール部材の担持部にＶ溝を形成し、このＶ溝に食い込むくい込み部を設けるという容易な構成で、引き剥がしの規制効果を得ることができる。また、本実施形態のプロセスカートリッジ９０に設けた現像装置２０は、自己トナー濃度制御方法を採用している。このため、トナー濃度センサやトナー補給部材などを用いた複雑なトナー濃度制御機構が不要である。しかし、現像剤を現像スリーブ軸方向へ撹拌するための撹拌部材を設けていないため、現像スリーブの軸方向一端に現像剤が偏ると、均一に均すことは難しい。このような自己トナー濃度制御方法を採用した現像装置２０において、現像スリーブの軸方向一端に現像剤が偏ることを未然に防止できる本実施形態の構成は有用性が高い。また、プリンタ本体から着脱可能なプロセスカートリッジ９０において、初期現像剤ケース１０内の初期現像剤３ｃを現像スリーブの軸方向について均一に供給することができるように構成している。通常、プロセスカートリッジ９０は、現像カートリッジの構成部材に加えて感光体ドラム等が加わるため更に重い。このように思いプロセスカートリッジ９０において、シール部材の引き剥がし操作をカートリッジを持ち上げたまま行うと、カートリッジを傾けた状態で引き剥がし操作を行ってしまうことが発生しやすい。カートリッジを持ち上げた状態でのシール部材引き剥がし操作を回避できる本実施形態の構成は、プロセスカートリッジ９０に対して有用性が高い。また、本実施形態においては、プリンタ本体に装着するプロセスカートリッジ９０が、装着前に傾けた状態で現像剤シール部材１１やトナーシール部材１２が引き剥がされることがない。よって、初期現像剤３ｃやトナーが現像スリーブ長手方向に均一に供給された状態のプロセスカートリッジ９０が装置本体に装着されることとなる。これによって、プリンタ本体に装着する前に、プロセスカートリッジ９０を傾けた状態でシール部材を引き剥がすことにより生じる画像濃度ムラや地汚れ、トナー飛散等を防止することができる。
【００３３】
【発明の効果】請求項１の現像カートリッジ及び請求項５のプロセスカートリッジによれば、操作者が無意識にシール部材の引き剥がし操作を行ったとしても、現像カートリッジを傾けて持ったままシール部材が引き剥がされることがない。よって、現像剤坦持体の長手方向において均一に初期現像剤やトナーを供給することができるという優れた効果がある。請求項６の画像形成装置によれば、画像形成装置本体に装着する前に、現像カートリッジやプロセスカートリッジを傾けた状態でシール部材を引き剥がすことがない。よって、これらのカートリッジが着脱可能な構成であって、かつ画像濃度ムラや地汚れ、トナー飛散等を防止することができるできるという優れた効果がある。

【出願人】	【識別番号】０００００６７４７【氏名又は名称】株式会社リコー【住所又は居所】東京都大田区中馬込１丁目３番６号
【出願日】	平成１４年２月２２日（２００２．２．２２）
【代理人】	【識別番号】１０００９８６２６【弁理士】【氏名又は名称】黒田壽
【公開番号】	特開２００３－２４１５０８（Ｐ２００３－２４１５０８Ａ）
【公開日】	平成１５年８月２９日（２００３．８．２９）
【出願番号】	特願２００２－４６３８３（Ｐ２００２－４６３８３）