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JP2002296884A - 現像剤搬送部材、現像剤補給容器及び画像形成装置 - Google Patents

現像剤搬送部材、現像剤補給容器及び画像形成装置

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Publication number
JP2002296884A
JP2002296884A JP2001100580A JP2001100580A JP2002296884A JP 2002296884 A JP2002296884 A JP 2002296884A JP 2001100580 A JP2001100580 A JP 2001100580A JP 2001100580 A JP2001100580 A JP 2001100580A JP 2002296884 A JP2002296884 A JP 2002296884A
Authority
JP
Japan
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developer
toner
transport
container
conveying
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001100580A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Matsuda
健司 松田
Akira Fujita
明良 藤田
Nobuharu Hoshi
信晴 星
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2001100580A priority Critical patent/JP2002296884A/ja
Priority to US10/106,333 priority patent/US6701113B2/en
Publication of JP2002296884A publication Critical patent/JP2002296884A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0822Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/08Details of powder developing device not concerning the development directly
    • G03G2215/0802Arrangements for agitating or circulating developer material
    • G03G2215/0816Agitator type
    • G03G2215/0819Agitator type two or more agitators
    • G03G2215/0822Agitator type two or more agitators with wall or blade between agitators
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/08Details of powder developing device not concerning the development directly
    • G03G2215/0802Arrangements for agitating or circulating developer material
    • G03G2215/0816Agitator type
    • G03G2215/0827Augers
    • G03G2215/083Augers with two opposed pitches on one shaft

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像剤の定量排出性と残トナーの低減を安価
に両立させることができる現像剤搬送部材を提供するこ
と。 【構成】 少なくとも現像剤を収容するトナー補給容器
(現像剤収容器)5内の現像剤を搬送する現像剤搬送部
材5bを、前記トナー補給容器5の内壁と当接するシー
ト状の第1の搬送翼5b1,5b1’と、該第1の搬送
翼5b1,5b1’より剛性が高くてトナー補給容器5
の内壁と当接しない第2の搬送翼5b2を含んで構成
し、第1及び第2の搬送翼5b1,5b1’,5b2の
回転によって現像剤を回転軸方向に搬送する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、現像剤搬送部材と
現像剤補給容器及びこれらを備える画像形成装置に関す
る。
【0002】ここで、写真画像形成装置とは、電子写真
画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するもので
あって、これには電子写真複写機、レーザービームプリ
ンタ、LEDプリンタ等の電子写真プリンタ、ファクシ
ミリ装置、ワードプロセッサ等が含まれる。
【0003】
【従来の技術】従来、電子写真複写機やプリンタ等の電
子写真画像形成装置には現像剤としてトナーが使用され
ているが、このトナーは、トナー収容部とトナー排出部
を有するトナー補給容器内に収容され、ユーザーはトナ
ー補給容器を電子写真画像形成装置に装着してこれを使
用する。
【0004】又、前記トナー補給容器内のトナーが消費
されたときには、このトナー補給容器をトナーが充填さ
れた他のトナー補給容器又は新品のトナー補給容器に交
換することによってトナーの補給作業を簡便化してい
る。
【0005】一方、電子写真感光体及び帯電手段、現像
手段、クリーニング手段等を一体にまとめてカートリッ
ジ化し、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。
【0006】このプロセ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ないでユーザ
ー自身で行うことができるため、操作性を格段に向上さ
せることができる。そのため、このプロセスカートリッ
ジ方式は、電子写真画像形成装置において広く用いられ
ている。
【0007】又、プロセス手段を寿命が長いものと短い
ものに分け、それぞれのプロセス手段をカートリッジ化
し、主要プロセス手段の寿命に則して使用することがで
きるカートリッジ構成も実現されている。例えば、トナ
ー収容部と現像手段を一体的に構成した現像カートリッ
ジ、電子写真感光体と帯電手段及びクリーニング手段を
一体的に構成したドラムカートリッジ等が採用されてい
る。
【0008】ところで、トナーは極めて微細な粉末であ
るため、トナー補給作業時にはトナーが飛散しないよう
トナー供給容器を画像形成装置本体の内部に据え置き、
小さな開口部であるトナー排出口から少量ずつトナーを
供給先のトナー供給口に排出する方式が知られている。
【0009】このような方式にあっては、トナーは重力
等の作用で自然に排出されるのは困難であり、何らかの
トナー搬送手段が必要となる。
【0010】又、このような方式は、現像剤を過不足な
く補給し、現像装置内の現像剤量及び2成分現像剤の場
合にキャリア成分とトナー成分の混合比を常に一定レベ
ルに維持するために有効である。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところが、2成分現像
剤のキャリア成分とトナー成分の混合比のレベルの安定
化に対して所謂据え置き型のトナー補給容器は有効であ
るが、近年の電子写真画像形成装置の高画質化に伴い、
前記混合比のレベルの安定化への要求は益々厳しいもの
となっている。
【0012】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、現像剤の定量排出性と残トナ
ーの低減を安価に両立させることができる現像剤搬送部
材、現像剤補給容器及び画像形成装置を提供することに
ある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、少なくとも現像剤を収容する現像剤収容
器内の現像剤を搬送する現像剤搬送部材を、前記現像剤
収容器の内壁と当接するシート状の第1の搬送翼と、該
第1の搬送翼より剛性が高くて現像剤収容器の内壁と当
接しない第2の搬送翼を含んで構成し、第1及び第2の
搬送翼の回転によって現像剤を回転軸方向に搬送するよ
うにしたことを特徴とする。
【0014】又、本発明は、前記現像剤搬送部材を含ん
で現像剤補給容器及び画像形成装置を構成したことを特
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】尚、以下の説明で長手方向とは記録媒体の
搬送方向に直交する方向であって、電子写真感光ドラム
の軸線方向と同一の方向を言う。又、電子写真画像形成
装置にカートリッジを挿入する方向を基準にして、挿入
方向を奥側、抜き出す方向を手前側と呼ぶ。更に、上下
とはプロセスカートリッジの装着状態における上下を言
う。 [画像形成装置全体の説明]図1はカラー電子写真画像
形成装置の一形態としてのカラーレーザービームプリン
タの全体構成を示す縦断面図、図2はプロセスカートリ
ッジ及びトナー補給容器の縦断面図、図3は画像形成装
置本体の前ドアを開けた状態を示す斜視図、図4はプロ
セスカートリッジの長手方向横断面図、図5は本発明に
係るトナー補給容器及びプロセスカートリッジの長手方
向縦断面図、図6は本発明に係る搬送部材の斜視図であ
る。
【0017】先ず、カラーレーザービームプリンタの全
体構成を図1に基づいて説明する。
【0018】図1に示すカラーレーザービームプリンタ
の画像形成部は、像担持体である感光ドラム2を備えた
4つのプロセスカートリッジ1Y(イエロー),1M
(マゼンタ),1C(シアン),1K(ブラック)と、
これらのプロセスカートリッジ1(1Y,1M,1C,
1K)の上方に各色に対応して並列配置された露光手段
(レーザービーム光学走査系)51Y,51M,51
C,51Kを備えている。
【0019】又、上記画像形成部の下方には、記録媒体
52を送り出す給送手段、感光ドラム2上に形成された
トナー像を転写する中間転写ベルト54a、該中間転写
ベルト54a上のトナー像を記録媒体52に転写する2
次転写ローラ54d、トナー像が転写された記録媒体5
2にトナー画像を定着する定着器56、記録媒体52を
装置外へ排出して積載する排出ローラ53h,53jが
配置されている。
【0020】ここで、記録媒体52としては、例えば用
紙、OHPシート、布等が使用される。
【0021】ところで、本実施の形態に係るカラーレー
ザービームプリンタはクリーナレスシステムを採用する
装置であり、感光ドラム2上に残存する転写残トナーは
現像装置4に取り込み、転写残トナーを回収貯蔵する専
用のクリーナーはプロセスカートリッジ1(1Y,1
M,1C,1K)内には配置されていない。
【0022】次に、上記各部の構成について順次詳細に
説明する。
【0023】[給送手段]前記給送手段は、画像形成部
へ記録媒体52を給送するものであり、複数枚の記録媒
体52を積載収納した給送カセット53aと、給送ロー
ラ53bと、重送防止のためのリタードローラ53c
と、給送ガイド53d及びレジストローラ53gから主
に構成されている。
【0024】上記給送ローラ53bは、画像形成動作に
応じて駆動回転し、給送カセット53a内の記録媒体5
2を1枚ずつ分離給送する。記録媒体52は、リタード
ローラ53cによって重送が防止され、給送ガイド53
dによってガイドされて搬送ローラ53e,53fを経
由してレジストローラ53gに搬送される。
【0025】レジストローラ53gは、画像形成動作中
に記録媒体52を静止待機させる非回転の動作と、記録
媒体52を中間転写ベルト54aに向けて搬送する回転
の動作とを所定のシーケンスで行い、次工程である転写
工程時のトナー像と記録媒体52との位置合わせを行
う。
【0026】尚、記録媒体52が搬送された直後はレジ
ストローラ53gは回転を停止しており、記録媒体52
はレジストローラ53gのニップ部に突き当たることに
よって斜行が矯正される。
【0027】[プロセスカートリッジ]プロセスカート
リッジ1(1Y,1M,1C,1K)は、像担持体であ
る感光ドラム2の周囲に帯電装置3と現像装置4を配置
して一体的に構成されており、これらのプロセスカート
リッジ1(1Y,1M,1C,1K)は装置本体100
に対してユーザーが容易に取り外しすることができ、感
光ドラム2が寿命に至った場合には新しいものと交換さ
れる。
【0028】本実施の形態においては、例えば感光ドラ
ム2の回転回数をカウントし、所定カウント数を超えた
場合にプロセスカートリッジ1(1Y,1M,1C,1
K)が寿命に至ったことを報知するようにしている。
【0029】本実施の形態に係る感光ドラム2は負帯電
の有機感光体であって、これは直径約30mmの中空円
筒形のアルミニウム製のドラム基体上に通常用いられる
感光体層を形成して構成されており、最表層には電荷注
入層が設けられている。そして、この感光ドラム2は所
定のプロセススピード(本実施例では、約117mm/
sec)で回転駆動される。尚、電荷注入層は、絶縁性
樹脂のバインダーに導電性微粒子として例えばSnO2
超微粒子を分散した材料の塗工層を用いている。
【0030】図4に示すように、感光ドラム2のドラム
基体2hの長手方向奥側端部(図4の右側端部)にはド
ラムフランジ2bが固定され、手前端部(図4の左側端
部)には被駆動フランジ2dが固定されている。ドラム
フランジ2bと被駆動フランジ2dの中心にはドラム軸
2aが貫通しており、ドラム軸2aと被駆動フランジ2
dは一体回転するように係合している。そして、ドラム
基体2h、ドラム軸2a、ドラムフランジ2b及び非駆
動フランジ2dは一体となって回転される。即ち、感光
ドラム2はドラム軸2aの軸心を中心として回転され
る。
【0031】又、ドラム軸2aの手前側端部は軸受2e
に回転自在に支持され、軸受2eは軸受ケース2cに対
して固定されている。そして、軸受ケース2cはプロセ
スカートリッジ1(1Y,1M,1C,1K)のフレー
ム1aに対して固定されている。
【0032】[帯電手段]帯電手段としての前記帯電装
置3は接触帯電方法を採用するものであって、本実施の
形態においては、図2に示すように帯電部材として帯電
ローラ3aを用いている。
【0033】図2に示すように、帯電ローラ3aは、芯
金3bの両端部をそれぞれ不図示の軸受部材によって回
転自在に保持されるとともに、圧縮コイルばね3dによ
って感光ドラム2の方向に付勢して感光ドラム2の表面
に対して所定の押圧力をもって圧接されて感光ドラム2
の回転に従動して回転する。
【0034】3cは帯電ローラクリーニング部材であ
り、これは支持部材3fに可撓性を有するクリーニング
フィルム3eを取り付けて構成されている。ここで、ク
リーニングフィルム3eは、帯電ローラ3aの長手方向
に並行に配置され、同長手方向に対して一定量の往復運
動を行う支持部材3fにその一端が固定され、自由端側
近傍の面が帯電ローラ3aと接触ニップを形成するよう
配置されている。そして、支持部材3fが不図示の駆動
手段によって長手方向に一定量往復駆動されて帯電ロー
ラ3aの表面がクリーニングフィルム3eで摺擦され
る。これにより帯電ローラ3a表面の微粉トナーや外添
剤等の付着物が除去される。
【0035】ところで、本実施の形態に係るカラーレー
ザービームプリンタは以下に説明するクリーナレスシス
テムを採用している。
【0036】[クリーナレスシステム]本実施の形態に
採用されたクリーナレスシステムは、転写後の感光ドラ
ム2上の転写残トナーを引き続く感光ドラム2の回転に
伴って帯電部a及び露光部bを通過させて現像部cに持
ち運び、現像装置4により現像同時クリーニング(回
収)するものである。
【0037】感光ドラム2表面上の転写残トナーは露光
部bを通るので露光工程はその転写残トナー上からなさ
れるが、転写残トナーの量は少ないために大きな影響は
現れない。但し、転写残トナーには正規極性のもの、逆
極性のもの(反転トナー)、帯電量が少ないものが混在
しており、その内の反転トナーや帯電量が少ないトナー
が帯電部aを通過する際に帯電ローラ3aに付着するこ
とによって帯電ローラ3aが許容以上にトナー汚染され
た場合には帯電不良を生じることも考えられる。
【0038】又、感光ドラム2表面上の転写残トナーの
現像装置4による現像同時クリーニングを効果的に行う
ためには、現像部cに持ち運ばれる感光ドラム2上の転
写残トナーの帯電極性が正規極性であり、且つ、その帯
電量が現像装置4によって感光ドラム2の静電潜像を現
像できる帯電量であることが必要である。反転トナーや
帯電量が適切でないトナーについては感光ドラム2上か
ら現像装置4に除去・回収できず、不良画像の原因とな
ってしまう。
【0039】又、近年のユーザーニーズの多様化に伴
い、写真画像等の高印字率の画像の連続印字動作等によ
って一度に多量の転写残トナーが発生し、このために前
述のような問題を更に助長させてしまう結果となる。
【0040】そこで、本実施の形態においては、転写部
dよりも感光ドラム回転方向下流側の位置に、感光ドラ
ム2の転写残トナーを均一化するための転写残トナー
(残留現像剤像)均一化手段3gを設け、この転写残ト
ナー均一化手段3gよりも感光ドラム回転方向下流側で
且つ帯電部aよりも感光ドラム回転方向上流側の位置
に、転写残トナーの帯電極性を正規極性である負極性に
揃えるためのトナー(現像剤)帯電制御手段3hを設け
ている。
【0041】上記転写残トナー均一化手段3gを設ける
ことにより、転写部dからトナー帯電制御手段3hへ持
ち運ばれる感光ドラム2上のパターン状の転写残トナー
が多くても、その転写残トナーが感光ドラム2面に分散
分布化されて非パターン化されるため、トナー帯電制御
手段3hの一部にトナーが集中することがなくなり、該
トナー帯電制御手段3hによる転写残トナーの全体的な
正規極性帯電化処理が常に十分になされ、転写残トナー
の帯電ローラ3aへの付着が効果的に防がれるととも
に、転写残トナー像パターンのゴースト像の発生も防が
れる。
【0042】本実施の形態では、転写残トナー均一化手
段3gとトナー帯電制御手段3hは、適度の導電性を有
するブラシ状部材で構成されており、そのブラシ部を感
光ドラム2面上に接触させて配置されている。
【0043】又、転写残トナー均一化手段3gとトナー
帯電制御手段3hは、不図示の駆動源によって感光ドラ
ム2の長手方向に沿って移動(往復運動)するよう構成
されており、このようにすることによって転写残トナー
均一化手段3gとトナー帯電制御手段3hが感光ドラム
2上で同一箇所に位置し続けることがなくなり、例えば
トナー帯電制御手段3hの抵抗ムラによる過帯電部や帯
電不足部が存在したとしても、これらは常に同じ感光ド
ラム2面部分で起こる訳ではないため、局所的な転写残
トナーの過帯電によって感光ドラム2上に融着が発生し
たり、帯電不足によって帯電ローラ3aに転写残トナー
が付着することが防がれ或は緩和される。
【0044】[露光手段]本実施の形態においては、感
光ドラム2への露光はレーザー露光手段51(51Y,
51M,51C,51K)を用いて行っている。即ち、
装置本体100から画像信号が送られてくると、この信
号に対応して変調されたレーザー光Lによって感光ドラ
ム2の一様帯電面が走査露光される。そして、感光ドラ
ム2面には画像情報に対応した静電潜像が選択的に形成
される。
【0045】図1に示すように、レーザー露光手段51
(51Y,51M,51C,51K)は、不図示の固体
レーザー素子、ポリゴンミラー51a、結像レンズ51
b、反射ミラー51c等から構成されている。入力され
た画像信号に基づいて不図示の発光信号発生器により固
体レーザー素子が所定タイミングでON/OFF発光制
御される。固体レーザー素子から放射されたレーザー光
Lは、不図示のコリメーターレンズ系により略平行な光
束に変換され、高速回転するポリゴンミラー51aによ
り走査される。そして、結像レンズ51bと反射ミラー
51cを介して感光ドラム2にスポット状に結像され
る。
【0046】このように感光ドラム2面上には、レーザ
ー光走査による主走査方向の露光と感光ドラム2が回転
することによる副走査方向の露光がなされ、画像信号に
応じた露光分布が得られる。即ち、レーザー光Lの照射
及び非照射によって各感光ドラム2上には表面電位が落
ちた明部電位とそうでない暗部電位が形成され、明部電
位と暗部電位間のコントラストによって各感光ドラム2
上に画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【0047】[現像手段]現像手段である現像装置4
は、2成分接触現像装置(2成分磁気ブラシ現像装置)
であり、図2に示すように、マグネットローラ4bを内
包した現像剤担持体である現像スリーブ4a上にキャリ
アとトナーから成る現像剤を保持している。この現像ス
リーブ4aが現像手段を構成しており、この現像スリー
ブ4aには所定間隙を設けて規制ブレード4cが設けら
れ、現像スリーブ4aの矢印方向への回転に伴って該現
像スリーブ4a上に薄層の現像剤が形成される。尚、本
実施の形態においては、現像装置4として2成分磁気ブ
ラシ現像装置を用いているが、現像装置はこれに限定さ
れるものではない。
【0048】図4に示すように、現像スリーブ4aは、
その両側の縮径されたジャーナル部4a1にコロ状のス
ペーサ4kを回転可能に嵌合することによって感光ドラ
ム2との間に所定間隙を形成するよう配置され、現像時
においては現像スリーブ4a上に形成された現像剤が感
光ドラム2に対して接触する状態で現像できるように設
定されている。そして、図2に示すように、現像スリー
ブ4aはその周面が現像部c(図2参照)において感光
ドラム2の周面の移動方向に対してカウンター方向に移
動するように図2の矢印方向(反時計方向)に所定の周
速度で回転駆動される。
【0049】本実施の形態においては、トナーとして平
均粒径6μmのネガ帯電トナーを用い、磁性キャリアと
しては飽和磁化が205emu/cm3 の平均粒径35
μmの磁性キャリアを用いた。又、トナーとキャリアを
重量比6:94で混合したものを現像剤として用いてい
る。尚、現像剤としては、トナーと磁性キャリアを混合
したものに限らず、磁性トナーを用いることもできる。
【0050】図2に示すように、現像剤が循環している
現像剤収納部4hは、両端部を除いて長手方向に亘って
設けられた隔壁4dで2つに仕切られており、撹拌スク
リュー4eA,4eBが隔壁4dを挟んでその両側にそ
れぞれ配置されている。
【0051】トナー補給容器5(5Y,5M,5C,5
K)から補給されたトナーは、図4に示すように、撹拌
スクリュー4eBの奥側(図4の右側)に落下し、長手
方向の手前側(図4の左側)に送られながら撹拌され、
手前側端の隔壁4dの無い部分を通過する。そして、撹
拌スクリュー4eAで更に長手方向の奥側(図4の右
側)に送られ、奥側の隔壁4dの無い部分を通り、再度
撹拌スクリュー4eBで送られながら撹拌されて循環を
繰り返す。
【0052】ここで、感光ドラム2に形成された静電潜
像を現像装置4を用いて2成分磁気ブラシ法により顕像
化する現像工程と現像剤の循環系を図2に基づいて説明
する。
【0053】現像スリーブ4aの回転に伴って現像剤収
納部4h内の現像剤がマグネットローラ4bの汲み上げ
極で現像スリーブ4a面に汲み上げられて搬送される。
この現像剤が搬送される過程において、現像剤は現像ス
リーブ4aに対して垂直に配置された規制ブレード4c
によって層厚が規制され、現像スリーブ4a上に薄層現
像剤が形成される。そして、薄層現像剤が現像部cに対
応する現像極に搬送されると、磁気力によって現像剤の
穂立ちが形成される。感光ドラム2面の静電潜像は、こ
の穂状に形成された現像剤中のトナーによってトナー像
として現像される。尚、本実施の形態においては、静電
潜像は反転現像される。
【0054】現像部を通過した現像スリーブ4a上の薄
層現像剤は、引き続き現像スリーブ4aの回転に伴って
現像剤収納部4h内に入り、搬送極の反発磁界によって
現像スリーブ4a上から離脱して現像剤収納部4hに戻
される。
【0055】現像スリーブ4aには、不図示の電源から
直流(DC)電圧及び交流(AC)電圧が印加される。
本実施の形態では、−500Vの直流電圧と周波数20
00Hzでピーク間電圧1500Vの交流電圧が印加さ
れ、感光ドラム2の露光部のみを選択的に現像する。
【0056】一般に2成分現像法においては交流電圧を
印加すると現像効率が増して画像は高品位になるが、逆
にかぶりが発生し易くなるという不具合を生じる。この
ため、通常、現像スリーブ4aに印加する直流電圧と感
光ドラム2の表面電位間に電位差を設けることによって
かぶりを防止するようにしている。より具体的には、感
光ドラム2の露光部の電位と非露光部の電位との間の電
位のバイアス電圧を印加している。
【0057】而して、現像によりトナーが消費される
と、現像剤中のトナー濃度が低下する。本実施の形態で
は、図2に示すように撹拌スクリュー4eBの外周面に
近接した位置にトナー濃度を検知するセンサー4gを配
置している。現像剤内のトナー濃度が所定の濃度レベル
よりも低下したことをセンサー4gで検知すると、各ト
ナー補給容器5(5Y,5M,5C,5K)から現像装
置4の現像剤収納部4h内にトナーを補給する命令が出
力される。このトナー補給動作により現像剤のトナー濃
度が常に所定のレベルに維持管理される。
【0058】[トナー補給容器]トナー補給容器5(5
Y,5M,5C,5K)は、プロセスカートリッジ1
(1Y,1M,1C,1K)の上方に並列配置されてお
り、装置本体100の正面から装着される。
【0059】図2に示すように、トナー補給容器5(5
Y,5M,5C,5K)は、トナー収容部(現像剤収容
部)である枠体5gの内部にトナー又はトナーと磁性キ
ャリアの混合物を収容し、搬送軸5b3に固定された搬
送翼5b1,5b1’,5b2から成る第1の搬送部材
5b(図6参照)と第2の搬送部材であるスクリュー5
aが配置され、容器底面にはトナーをトナー補給容器5
Y,5M,5C,5K外へ排出する第2の排出口である
排出開口部5fが形成されている。スクリュー5aと搬
送軸5b3は、図5に示すように、その両端を軸受5d
で回転可能に支持され、奥側(図5の右側)最端部には
駆動カップリング(凹)5eが配置されている。
【0060】上記駆動カップリング(凹)5eは、装置
本体100の駆動カップリング(凸)62bから駆動伝
達を受けて回転駆動される。スクリュー5aの外形部は
螺旋リブ形状となっており、排出開口部5fを中心に螺
旋の捩れ方向を反転させている。駆動カップリング
(凸)62bの回転によってスクリュー5aが所定の回
転方向に回転され、トナーは排出開口部5fに向かって
搬送され、排出開口部5fより自由落下されてプロセス
カートリッジ1Y,1M,1C,1Kにトナーが補給さ
れる。
【0061】第1の搬送部材5bの第1翼搬送翼5b
1,5b1’はシート状の部材で構成されており、第1
搬送翼5b1,5b1’の回転半径方向の先端部は傾斜
しており、トナー補給容器5の壁面と摺接する際には、
第1搬送翼5b1,5b1’の先端部は或る角度をもっ
て当接される。具体的には、第1搬送翼5b1,5b
1’の先端側は捩られて螺旋状態になる。このように、
第1搬送翼5b1,5b1’の先端側が捩れ傾斜するこ
とによって軸方向への搬送力が発生してトナーが長手方
向に送られる。
【0062】一方、第2搬送翼5b2は搬送軸5b3の
回転中心軸に対して予め所定の角度をもって捩れた状態
で形成されている。そして、搬送軸5b3がトナー補給
容器5Y,5M,5C,5Kの壁面と摺接することなく
回転することにより、軸方向への搬送力が発生してトナ
ーが長手方向に送られて第1の排出口5c(図5参照)
から前記スクリュー5aを有するトナー搬送部に搬送さ
れる。
【0063】尚、本実施の形態に係るトナー補給容器5
(5Y,5M,5C,5K)は、2成分現像法に限ら
ず、1成分現像法を用いるプロセスカートリッジ又は現
像カートリッジにおいても補給可能であり、又、トナー
補給容器5(5Y,5M,5C,5K)内に収納される
粉体はトナーだけに限らず、トナーと磁性キャリアが混
合された現像剤であっても良い。
【0064】又、本実施の形態においては、第2の搬送
部材であるスクリュー5aはトナー補給容器5(5Y,
5M,5C,5K)に設けたが、装置全体での性能、ス
ペースやコスト、ユーザビリティ等の観点から最適な構
成を採れば、装置本体やプロセスカートリッジに設ける
ことも可能である。
【0065】[転写手段]図1に示す転写手段である中
間転写ユニット54は、感光ドラム2から順次1次転写
されて重ねられた複数のトナー像を一括して記録媒体5
2に2次転写するものである。
【0066】この中間転写ユニット54は、図示矢印方
向に走行する前記中間転写ベルト54aを備えており、
中間転写ベルト54aは図示矢印方向(時計方向)に感
光ドラム2の外周速度と略同じ周速度で走行している。
この中間転写ベルト54aは、周長約940mmの無端
状ベルトであり、駆動ローラ54bと2次転写対向ロー
ラ54g及び従動ローラ54cの3本のローラによ掛け
渡されている。
【0067】又、中間転写ベルト54a内には、転写帯
電ローラ54fY,54fM,54fC,54fKがそ
れぞれ感光ドラム2と対向する位置に回転可能に配置さ
れ、これらは感光ドラム2の中心方向に加圧されてい
る。
【0068】上記転写帯電ローラ54fY,54fM,
54fC,54fKは、不図示の高圧電源より給電され
て中間転写ベルト54aの裏側からトナーと逆極性の帯
電を行い、感光ドラム2上のトナー像を順次中間転写ベ
ルト54aの上面に1次転写する。
【0069】2次転写部には転写部材として前記2次転
写ローラ54dが2次転写対向ローラ54gに対向した
位置で中間転写ベルト54aに圧接されている。2次転
写ローラ54dは、図1の上下方向に揺動可能で且つ回
転する。そして、中間転写ベルト54a上に逐次画像が
重ねて転写され、多色画像が完成されるまでは2次転写
ローラ54dは中間転写ベルト54a上の画像を害さな
いように中間転写ベルト54aから離れている。
【0070】ここで、中間転写ベルト54aと2次転写
ローラ54dは各々駆動されており、記録媒体52が2
次転写部に突入すると所定のバイアスが2次転写ローラ
54dに印加され、中間転写ベルト54a上のトナー像
は記録媒体52に2次転写される。このとき、両者に挟
まれた状態の記録媒体52は転写工程が行われると同時
に図1の左方向に所定の速度で搬送され、次工程である
定着処理のために定着器56に向かって搬送される。
【0071】転写工程の最下流側である中間転写ベルト
54aの所定位置には、中間転写ベルト54aの表面に
接離可能なクリーニングユニット55が設けられてお
り、2次転写後に残った転写残トナーはクリーニングユ
ニット55によって除去される。
【0072】図1に示すように、クリーニングユニット
55内には、転写残トナーを除去するためのクリーニン
グブレード55aが配置されている。クリーニングユニ
ット55は不図示の回転中心で揺動可能に取り付けられ
ており、クリーニングブレード55aは中間転写ベルト
54aに食い込む方向に圧接されている。クリーニング
ユニット55内に取り込まれた転写残トナーは、送りス
クリュー55bにより不図示の廃トナータンクへ搬送さ
れて貯蔵される。
【0073】ここで、中間転写ベルト54aとしてはポ
リイミド樹脂から成るものを用いることができる。この
中間転写ベルト54aの材質としては、ポリイミド樹脂
に限定されるものではなく、ポリカーボネイト樹脂、ポ
リエチレンテレフタレート樹脂、ポリフッ化ビニリデン
樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエーテルエ
ーテルケトン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリ
ウレタン樹脂等のプラスチックやフッ素系、シリコン系
のゴムを好適に用いることができる。
【0074】[定着部]前述のように現像装置4によっ
て感光ドラム2に形成されたトナー像は、中間転写ベル
ト54aを介して記録媒体52上に転写される。そし
て、定着器56は、記録媒体52に転写されたトナー像
を熱を用いて記録媒体52に定着させる。
【0075】図1に示すように、定着器56は、記録媒
体52に熱を加えるための定着ローラ56aと記録媒体
52を定着ローラ56aに圧接させるための加圧ローラ
56bを備えており、各ローラ56a,56bは中空ロ
ーラで構成されている。そして、定着ローラ56aと加
圧ローラ56bの内部にはそれぞれ不図示のヒータが設
けられており、これらの定着ローラ56aと加圧ローラ
56bが回転駆動されることによって同時に記録媒体5
2が搬送される。
【0076】即ち、トナー像を保持した記録媒体52は
定着ローラ56aと加圧ローラ56bによって搬送され
るとともに、熱及び圧力を加えられることによってトナ
ー像の定着を受ける。そして、定着後の記録媒体52
は、前記排出ローラ53h,53jによって排出されて
装置本体100上のトレー57に積載される。
【0077】[プロセスカートリッジ及びトナー補給容
器の装着]次に、プロセスカートリッジ1Y,1M,1
C,1K及びトナー補給容器5Y,5M,5C,5Kを
装置本体100に装着する手順を図2〜図5に基づいて
説明する。
【0078】図3は装置本体100の外観を模式的に示
す斜視図であり、同図に示すように、装置本体100の
正面には開閉自在な前ドア58が配置されており、この
前ドア58を手前に開くと、プロセスカートリッジ1Y
〜1K及びトナー補給容器5Y〜5Kを挿入する開口部
が露出される。
【0079】プロセスカートリッジ1Y〜1Kを挿入す
る開口部には、回動可能に支持された芯決め板59が配
置されており、プロセスカートリッジ1Y〜1Kを挿抜
する場合には、芯決め板59を開放した後に行う。図2
に示すように、装置置本体100内には、プロセスカー
トリッジ1Y〜1Kの装着を案内するガイドレール60
とトナー補給容器5Y〜5Kの装着を案内するガイドレ
ール61が設けられている。
【0080】プロセスカートリッジ1Y〜1K及びトナ
ー補給容器5Y〜5Kの装着方向は感光ドラム2の軸線
方向に平行な方向であり、ガイドレール60,61も同
様な方向に配置されている。プロセスカートリッジ1Y
〜1K及びトナー補給容器5Y〜5Kは、ガイドレール
60,61に沿って装置本体100内の手前側から奥側
にスライドされて挿入される。
【0081】プロセスカートリッジ1Y〜1Kが最奥部
まで挿入されると、図4に示すように、ドラムフランジ
2bの中心穴2fに装置本体100の芯決め軸66が挿
入され、感光ドラム2の奥側の回転中心位置が装置本体
100に対して決められる。又、これと同時にドラムフ
ランジ2bに形成された駆動伝達部2gと装置本体10
0の駆動カップリング(凹)62aが連結され、感光ド
ラム2の回転駆動が可能となる。
【0082】本実施の形態において用いた駆動伝達部2
gは捩れた三角柱形状を成しており、装置本体100か
らの駆動力が加わることによって感光ドラム2に駆動力
が伝達されるとともに、感光ドラム2を奥側に引き込む
力が発生する。
【0083】又、図4に示すように、後側板65にはプ
ロセスカートリッジ1Y〜1Kを位置決めする支持ピン
63が配置されており、この支持ピン63がプロセスカ
ートリッジ1Y〜1Kのフレーム1aに挿入され、プロ
セスカートリッジ1Y〜1Kのフレーム1aの位置が固
定される。
【0084】更に、図4に示すように、装置本体100
の手前側(図4の左側)には回動可能な芯決め板59が
配置されており、この芯決め板59に対してプロセスカ
ートリッジ1Y〜1Kの軸受ケース2cが嵌合して支持
固定される。これら一連の挿入動作によって、感光ドラ
ム2とプロセスカートリッジ1Y〜1Kが装置本体10
0に対して位置決めされる。
【0085】一方、図5に示すように、トナー補給容器
5Y〜5Kもプロセスカートリッジ1Y〜1Kと同様に
最奥部まで挿入されると、これらは後側板65から突出
した支持ピン63に対して固定される。又、これと同時
に駆動カップリング(凹)5eと駆動カップリング
(凸)62b(図5参照)が連結され、スクリュー5a
と撹拌軸5b3の回転駆動が可能となる。
【0086】尚、プロセスカートリッジ1Y〜1K又は
トナー補給容器5Y〜5Kを装置本体100から抜き出
すには、前記とは逆の手順で作業を行えば良い。
【0087】本実施の形態においては、プロセスカート
リッジ1Y〜1K及びトナー補給容器5Y〜5Kを順不
同に装置本体100に着脱することができる。即ち、プ
ロセスカートリッジ1Y〜1Kを先に装置本体100に
装着してからトナー補給容器5Y〜5Kを装置本体10
0に装着することも、トナー補給容器5Y〜5Kを先に
装置本体100に装着してからプロセスカートリッジ1
Y〜1Kを装置本体100に装着することもできる。
又、プロセスカートリッジ1Y〜1Kを先に装置本体1
00から抜き出し、次にトナー補給容器5Y〜5Kを装
置本体100から抜き出すことも、トナー補給容器5Y
〜5Kを先に装置本体100から抜き出し、次にプロセ
スカートリッジ1Y〜1Kを装置本体100から抜き出
すことも可能である。
【0088】次に、本発明の要旨を図5〜図7に基づい
て説明する。尚、図7(a)〜(c)は搬送部材の構成
による寿命と残トナー量の推移都の関係を示す図であ
る。
【0089】前述のように、トナー補給容器5(5Y,
5M,5C,5K)は、トナー収容部である枠体5gの
内部にトナー又はトナーと磁性キャリアの混合物を収容
するとともに、搬送軸5b3に固定された搬送翼5b
1,5b1’,5b2から成る第1の搬送部材5bを回
転可能に配設している。第1の搬送部材5bは、前述の
ようにに駆動カップリング5eからの駆動力によって回
転し、第1搬送翼5b1,5b1’と第2搬送翼5b2
は内部のトナーを第1排出口である5cに向かって搬送
する。
【0090】第1の排出口5cから排出されたトナー
は、トナー搬送部のスクリュー5aによって排出開口部
5fに搬送され、該排出開口部5fより自由落下してプ
ロセスカートリッジ1(1Y,1M,1C,1K)に補
給される。
【0091】図6に示すように、第1搬送翼5b1,5
b1’は共にシート部材であり、トナー補給容器5(5
Y〜5K)の内壁との当接若しくはトナーの紛圧によっ
て変形し、捩れを生じることによってトナーの搬送力を
発生させる。尚、第1搬送翼5b1,5b1’を構成す
るシートの材質としてはポリエチレンテレフタレートや
ウレタンゴム等が選択可能であり、トナーの搬送能力や
トルク等のバランスから適切なものを選択することが可
能である。又、第1搬送翼5b1,5b1’はシート部
材であるため、トナー補給容器5(5Y〜5K)の内壁
と当接しても破壊や削れ等の発生がないため、トナー補
給容器5(5Y〜5K)内のトナーをくまなく掻き出す
ことが可能である。
【0092】一方、第2搬送翼5b2は第1搬送翼5b
1,5b1’よりも剛性の高い部材で構成されており、
これは予め所定の捩れ角をもって、且つ、トナー補給容
器5(5Y〜5K)の内壁と当接しないように内壁との
間に若干の隙間をもって配置される。尚、本実施の形態
では、第2搬送翼5b2は搬送軸5b3と一体成型され
た樹脂成型品を使用しているが、これはコストの観点か
ら搬送軸に翼を固定するより有利なためである。
【0093】第2搬送翼5b2は剛性があり、且つ、予
め捩れ角をもっているため、搬送軸5b3が回転したと
きの搬送力は第1搬送翼5b1,5b1’に比べて安定
した搬送力を発生し、この第2搬送翼5b2を第1排出
口5cの近傍に配設することによって、第1排出口5c
から排出されるトナーの量が安定する。
【0094】又、図6に示すように、第2搬送翼5b2
はそれぞれ分割された複数の翼によって構成されている
が、同図に示すような形状は部品を製作するに当たり、
例えば射出成型のような方法において型構造が単純化さ
れ、製造コストを低く抑えることができるメリットがあ
る。
【0095】更に、図5に示すように、本実施の形態に
おいては第1の排出口5cをトナー補給容器5(5Y〜
5K)のほぼ中央に設けているが、これはトナー補給容
器5(5Y〜5K)の端から端までトナーを搬送するの
に比べて中央まで搬送する方が効率が良いためである。
【0096】又、本実施の形態では、トナー搬送部をト
ナー補給容器5(5Y〜5K)と一体的に構成している
が、トナー搬送部はプロセスカートリッジや装置本体に
設けていても同様の効果が得られる。
【0097】しかしながら、本実施の形態のようにトナ
ー搬送部をトナー補給容器5(5Y〜5K)と一体的に
構成することによって、トナー排出口と供給部とのイン
ターフェース部を少なくしたり、スペースの有効活用と
いう観点からトナー搬送部はトナー補給容器と一体的に
構成することが望ましい。
【0098】次に、第1の搬送部材5bの搬送翼5b
1,5b2の効果について図7を用いて説明する。
【0099】図7は搬送翼の構成とその時々の寿命(こ
こでは、スクリュー5aの総回転数)とトナー収容部内
の残トナー量の推移を高印字率(画像1枚当たりにトナ
ーを多く消費する)モードと低印字率(画像1枚当たり
にトナーを少量消費する)モードについてグラフ化した
ものである。又、図示のΔ1〜Δ3はそれぞれの印字率
モードにおけるばらつきの積算値(詳細には、低印字率
モード時のグラフの傾きと高印字率モード時のグラフの
傾きの差がばらつきとなる)を示しており、R1〜R3
は排出不可能な残トナーの量を示している。
【0100】図7(a)は第1の搬送部材5bが第1搬
送翼5b1で構成されたときのグラフであり、ばらつき
はΔ1、残トナーはR1で示されている。図7(b)は
全域が第2搬送翼5b2で構成されたときのグラフであ
り、ばらつきはΔ2、残トナーはR2で示されている。
図7(c)は本発明の実施の形態に係る第1の搬送部材
5bを用いた場合のグラフであり、ばらつきはΔ3、残
トナーはR3で示されている。
【0101】図7(a)に示す構成では、残トナーR1
は図7(b),(c)に示す他の2つの構成のものR
2,R3に比べて少ないものの、ばらつきΔ1が他の2
つの構成のものΔ2,Δ3よりも大きいことが分かる。
このような構成ではプロセスカートリッジ内のトナー量
を安定させることが困難であるため、高品位な画像を得
ることが困難となり易い。詳細に説明すると、トナー濃
度センサー4g(図2参照)の検知レベルによって一度
に多量のトナーが必要になったときと少量のトナーが必
要になったときでスクリュー5aの回転量が比例関係に
ならないため、プロセスカートリッジ内のトナー濃度を
一定に保つことが困難となり、高品位の画像を得にくい
ということになる。
【0102】図7(b)に示す構成では、ばらつきΔ2
は少ないものの、残トナーR2が多いことが分かる。こ
れは、第1の搬送部材5bを搬送翼5b2で構成したた
め、該搬送翼5b2の削れや破壊、トルクアップ防止等
の観点から搬送翼5b2とトナー補給容器の内壁との間
に隙間を設ける必要があり、この隙間に残ったトナーを
掻き出すことができないためである。
【0103】図7(c)に示す構成では、図7(b)に
示す構成と同様にばらつきΔ3は少なく、残トナーR3
もR2と比べると少ない。これは、搬送翼5b2を排出
口近傍に設けたことによってばらつきR3が小さく抑え
られ、容器内壁と当接する搬送翼5b1をそれ以外の部
分に設けたことによって残トナーR3が軽減できるため
である。
【0104】
【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、少なくとも現像剤を収容する現像剤収容器内の
現像剤を搬送する現像剤搬送部材を、前記現像剤収容器
の内壁と当接するシート状の第1の搬送翼と、該第1の
搬送翼よりも剛性が高くて現像剤収容器の内壁と当接し
ない第2の搬送翼を含んで構成し、第1及び第2の搬送
翼の回転によって現像剤を回転軸方向に搬送するように
したため、現像剤の定量排出性と残トナーの低減を安価
に両立させることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像形成装置(カラーレーザービ
ームプリンタ)の縦断面図である。
【図2】プロセスカートリッジ及びトナー補給容器の縦
断面図である。
【図3】本発明に係る画像形成装置本体の前ドアを開け
た状態を示す斜視図である。
【図4】プロセスカートリッジの長手方向横断面図であ
る。
【図5】本発明に係るトナー補給容器及びプロセスカー
トリッジの長手方向縦断面図である。
【図6】本発明に係る搬送部材の斜視図である。
【図7】搬送部材の構成による寿命と残トナー量の推移
の関係を示す図である。
【符号の説明】
2 感光ドラム(電子写真感光体) 5(5Y,5M,5C,5K) トナー補給容器(現像
剤補給容器) 5a スクリュー(第2の搬送部材) 5b 第1の搬送部材(現像剤搬送部材) 5b1,5b1’ 第1搬送翼 5b2 第2搬送翼 5b3 搬送軸(回転軸) 5f 排出開口部(排出口) 100 画像形成装置本体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星 信晴 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 Fターム(参考) 2H077 AA02 AB02 AB03 AB12 AB15 AC02 AC03

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも現像剤を収容する現像剤収容
    器内の現像剤を搬送する現像剤搬送部材であって、 前記現像剤収容器の内壁と当接するシート状の第1の搬
    送翼と、該第1の搬送翼より剛性が高くて現像剤収容器
    の内壁と当接しない第2の搬送翼を有し、第1及び第2
    の搬送翼の回転によって現像剤を回転軸方向に搬送する
    ことを特徴とする現像剤搬送部材。
  2. 【請求項2】 前記第1の搬送翼は、前記現像剤収容器
    の内壁に当接していない状態においては回転軸に対して
    略平行に設定されており、現像剤収容器の内壁への当接
    又は現像剤の搬送抵抗によって所定の捩れを発生し、前
    記第2の搬送翼は、回転軸に対して予め所定の捩れ角を
    有していることを特徴とする請求項1記載の現像剤搬送
    部材。
  3. 【請求項3】 前記第2の搬送翼を現像剤が前記現像剤
    収容器から排出される排出口の近傍に設けたことを特徴
    とする請求項1又は2記載の現像剤搬送部材。
  4. 【請求項4】 前記第2の搬送翼を回転軸と一体に形成
    したことを特徴とする請求項1,2又は3記載の現像剤
    搬送部材。
  5. 【請求項5】 少なくとも前記第1の搬送翼を分割した
    ことを特徴とする請求項4記載の現像剤搬送部材。
  6. 【請求項6】 少なくとも現像剤を収容する現像剤収容
    器と、現像剤を前記現像剤収容器から排出する排出口
    と、前記現像剤収容器内の現像剤を前記排出口へ搬送す
    る現像剤搬送部材を有する現像剤補給容器において、 前記現像剤搬送部材を請求項1〜5の何れかに記載の現
    像剤搬送部材で構成したことを特徴とする現像剤補給容
    器。
  7. 【請求項7】 前記排出口を前記現像剤収容器の長手方
    向略中央部に設けたことを特徴とする請求項6記載の現
    像剤補給容器。
  8. 【請求項8】 少なくとも現像剤を収容する現像剤収容
    部と、現像剤を前記現像剤収容部から排出する第1の排
    出口と、前記現像剤収容部内の現像剤を前記第1の排出
    口へ搬送する第1の搬送部材と、前記第1の排出口より
    排出された現像剤を搬送する搬送部と、該搬送部に排出
    された現像剤を搬送する第2の搬送部材と、該第2の搬
    送部材によって搬送された現像剤を外部へ排出する第2
    の排出口を有する現像剤補給容器において、 前記第1の搬送部材を請求項1〜5の何れかに記載の現
    像剤搬送部材で構成したことを特徴とする現像剤補給容
    器。
  9. 【請求項9】 少なくとも電子写真感光体の静電潜像を
    現像剤を用いて現像する現像装置を備え、前記現像剤を
    収容する現像剤収容部と、該現像剤収容部の現像剤を排
    出する排出口と、前記現像剤収容部の現像剤を前記排出
    口に搬送する現像剤搬送部材を有して成る画像形成装置
    において、 前記現像剤搬送部材を請求項1〜5の何れかに記載の現
    像剤搬送部材で構成したことを特徴とする画像形成装
    置。
  10. 【請求項10】 請求項6,7又は8記載の現像剤補給
    容器が着脱可能であることを特徴とする請求項9記載の
    画像形成装置。
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