JP2001100501A

JP2001100501A - 現像装置及び現像器カートリッジ及びプロセスカートリッジ及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2001100501A
Application number: JP27391499A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ishii; 昌宏石井; Tsutomu Suzuki; 務鈴木
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1999-09-28
Filing date: 1999-09-28
Publication date: 2001-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で、現像ローラへの現像剤の供給
量を減少させることなく、且つ大きな音を発生させるこ
となく、現像剤の現像室幅方向における循環を良好にす
ることのできる現像装置を提供すること。【解決手段】開口部Ａの長手方向全域に亘るトナーの
搬送部を備えた第１アジテータ９０を設けると共に、該
第１アジテータ９０の長手方向における中央部に第２ア
ジテータ９１を取り付ける。そして、第１アジテータ９
０の可撓性シートで形成された摺接部９０ｂに切り込み
を設け、両端部搬送部材９０ｂ−１と中央部搬送部材９
０ｂ−２に分割する。更に、両端部搬送部材９０ｂ−１
の端縁を斜め形状にし、その半径方向の最大幅が中央部
搬送部材９０ｂ−２の幅よりも広くなるように構成す
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、現像剤収容室内の
現像剤を現像剤搬送手段により現像室に搬送して現像を
行う現像装置、及びこの現像装置を備えたプロセスカー
トリッジ、並びにこの現像装置またはプロセスカートリ
ッジを備えた画像形成装置の技術分野に属するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】非磁性１成分方式の現像装置を備えた画
像形成装置においては、現像剤を担持搬送する現像ロー
ラに層厚規制ブレードを押圧接触させ、この層厚規制ブ
レードによって現像ローラ上に現像剤の薄層を形成して
いる。そして、このように薄層化された現像剤により、
感光体上の静電潜像を現像剤像として可視化し、更にこ
の可視化された現像剤像を印字用紙に転写することによ
り、印字を行っている。

【０００３】従って、このような画像形成装置における
印字可能幅は、前記現像ローラの長手方向における前記
現像剤の薄層の幅、即ち層厚規制ブレードと現像ローラ
との押圧部の幅によって定まり、通常はその画像形成装
置において使用可能なプリント用紙として定められた最
大のプリント用紙の幅よりも前記押圧部の幅が広くなる
ように構成されている。つまり、層厚規制ブレードの幅
を前記最大のプリント用紙の幅よりも広くし、更にこの
層厚規制ブレードの幅を超える長さの現像ローラを用い
て現像装置が構成されている。

【０００４】しかしながら、この印字可能幅を最大限に
使用した印字は通常行われることがないので、現像ロー
ラ上に薄層化された現像剤のうち、現像ローラの両端部
側の現像剤は殆ど使用されることがなく、何度も層厚規
制ブレードと現像ローラの押圧部を通過することにな
る。

【０００５】一般に、非磁性１成分方式の現像に用いら
れる現像剤は、流動性を向上させるための外添剤と呼ば
れるシリカ、アルミナ、及び酸化チタン等からなる微粉
末がトナー母粒子に外添されているため、以上のように
層厚規制ブレードと現像ローラの押圧部を何度も通過す
ることにより、外添剤がトナー母粒子に埋まり込んでし
まう。その結果、現像剤の流動性が低下し、劣化した現
像剤が現像ローラを収容する現像器の両端部側に滞留し
てしまい、現像ローラの長手方向両端部側の方から順に
印字の画質が劣化してしまうという問題があった。

【０００６】現像ローラが設けられた現像室と、現像剤
を収容する現像剤収容室との間には、開口部が設けられ
ており、現像剤収容室から現像室への現像剤の供給は、
現像剤収容室に設けられたトナー搬送部材（アジテータ
ー）を回転させ、更にはトナー搬送部材の一部を前記開
口部から突出させることにより行われている。

【０００７】そこで、このような構成において前記のよ
うな現像ローラの両端部側における現像剤の滞留を防ぐ
ために、前記開口部の幅を、印字幅と同程度かそれより
も広くして現像室の幅と同程度にすると共に、トナー搬
送部材の幅も開口幅と同程度まで広くした現像装置が提
案された。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の現像装置によれば、現像剤は、現像室と現像剤収容
室とを往復する方向に循環することはあっても、現像ロ
ーラの長手方向、即ち現像室また現像剤収容室の幅方向
へ移動することは少なく、現像室また現像剤収容室の両
端部における現像剤の劣化を防止することはできなかっ
た。

【０００９】また、前記現像装置のように開口部の幅を
印字幅と同程度にした場合に、現像剤の供給にムラが生
じると、供給が不十分となった箇所の現像ローラ上のト
ナーが不足気味となり、印字に縦筋状に画像濃度ムラが
生じるという問題が発生することもあった。

【００１０】そこで、以上のような問題を解決するため
に、現像室に攪拌部材を設けるという方法が考えられ
た。この方法によれば、現像室内の現像剤の循環、特に
現像室の幅方向の循環が良好になり、現像剤の現像室両
端部における滞留を防止することができた。

【００１１】しかしながら、このような構成では、現像
室の攪拌部材用の駆動系が必要になるため、構成が複雑
になり、製造コストも上昇するという問題があった。

【００１２】そこで、前記開口部の下端部の位置、即ち
現像剤収容室から現像室への仕切壁となっている部分の
高さを低くすることによって、現像剤収容室から現像室
へ供給された現像剤が、重力で再び現像剤収容室に戻る
ように構成し、現像室と現像剤収容室との現像剤の循環
を良好にするという方法が考えられた。

【００１３】しかしながら、この方法では、確かに現像
剤の循環は促されるが、現像ローラへの現像剤の供給量
が低下し、印字面積率の高い画像で印字がかすれ易くな
るという問題が発生した。

【００１４】更に、別の方法として、トナー搬送部材に
厚手のＰＥＴシートを用いると共に、このＰＥＴシート
の撓み量を大きくすることにより、現像室内への現像剤
供給能力を高め、現像剤を無理に押し込めて、トナー搬
送部材が開口部位置を通過した後に現像剤が現像剤収容
室に戻り易くするという方法が考えられた。

【００１５】しかしながら、この方法においては、トナ
ー搬送部材のＰＥＴシートの撓みが解除される時に、大
きな音が発生してしまうという問題が発生した。

【００１６】本発明は、以上のような問題を解決し、簡
単な構成で、現像ローラへの現像剤の供給量を減少させ
ることなく、且つ大きな音を発生させることなく、現像
剤の現像室幅方向における循環を良好にすることのでき
る現像装置及びプロセスカートリッジ並びに画像形成装
置を提供することを課題としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の現像装置
は、前記課題を解決するために、現像剤を内部に収納す
る現像剤収容室と、現像剤担持体及び該現像剤担持体に
現像剤を供給する現像剤供給手段が設けられた現像室
と、前記現像剤供給手段の長手方向の略全域に亘って開
口され、前記現像剤収容室と前記現像室とを連通せしめ
る開口部と、前記現像剤収容室の内部で回転軸周りに回
転自在に支持された支持部材と、前記支持部材に支持さ
れ、該支持部材に対する支持端部から自由端部までの幅
が、該自由端部を前記現像剤収容室の内壁に摺擦させる
広さの可撓性シートからなる回転搬送部材とを有する現
像剤搬送手段と、を備え、前記回転搬送部材は、切り込
みによって少なくとも中央部搬送部材と両端部搬送部材
とに分割されており、前記自由端部の端縁の前記回転軸
方向に沿った形状が、両端から前記切り込みにかけて前
記幅を増大させる斜めの形状に形成されており、前記両
端部搬送部材は、前記中央部搬送部材の幅よりも広い最
大幅を有していることを特徴とする。

【００１８】請求項１記載の現像装置によれば、現像剤
搬送手段の支持部材が回転すると、可撓性シートからな
る回転搬送部材の自由端部は現像剤収容室の内壁に摺擦
しながら回転し、現像剤収容室のトナーを搬送する。こ
こで、前記回転搬送部材は、切り込みによって少なくと
も中央部搬送部材と両端部搬送部材とに分割されてお
り、前記自由端部の端縁の前記回転軸方向に沿った形状
は、前記自由端部の両端から、前記切り込みにかけて、
前記支持部材に対する回転搬送部材の支持端部から自由
端部までの幅を増大させる斜めの形状に形成されてい
る。また、前記両端部搬送部材は、前記中央部搬送部材
の幅よりも広い最大幅を有している。従って、回転搬送
部材の自由端部が現像剤収容室の内壁に摺擦しながら進
む際には、前記前記両端部搬送部材の最大幅を有する部
分の方が、これよりも狭い幅の部分よりも前記内壁に対
する接触面積が大きいため、それぞれの部分の進行速度
に差が生ずることになる。その結果、前記中央部搬送部
材が直進するのに対して、前記両端部搬送部材は両端部
側を略中心部として回動することになる。従って、前記
中央部搬送部材の両端部付近に存在する現像剤が、前記
中央部搬送部材によって現像剤収容室の側壁側に押し出
されたとしても、前記前記両端部搬送部材が前記中央部
搬送部材よりも遅れて上述のような回動を行い、前記側
壁側に押し出された現像剤を再び中央部側へ押し戻す。
また、前記進行速度の差によって前記両端部搬送部材と
前記中央部搬送部材との間には隙間が生ずることにな
り、当該隙間からも前記回動によって前記側壁側の現像
剤が前記中央部側に搬送される。以上のように本発明に
よれば、現像剤収容室の中央部側から側壁側へ、及び側
壁側から中央部側の循環が行われるので、現像剤の劣化
が確実に防止される。

【００１９】請求項２記載の現像装置は、前記課題を解
決するために、請求項１記載の現像装置において、前記
現像剤搬送手段は、回転軸を共通にする少なくとも一つ
の他の回転搬送部材を備え、当該他の回転搬送部材の軸
方向長さは、前記回転軸方向における前記中央部搬送部
材の長さ以下に設定されていることを特徴とする。

【００２０】請求項２記載の現像装置によれば、前記現
像剤搬送手段が、回転軸を共通にする少なくとも一つの
他の回転搬送部材を備えており、当該他の回転搬送部材
の軸方向長さが、前記回転軸方向における前記中央部搬
送部材の長さ以下に設定されているので、前記回転軸方
向における中央部、即ち現像剤収容室の中央部の現像剤
は、前記中央部搬送部材だけでなく前記他の回転搬送部
材によっても搬送されるので、現像剤供給手段及び現像
剤担持体に対して十分な現像剤の供給が行われることに
なる。しかも、現像剤収容室から現像室への現像剤搬送
性能は、現像室の幅方向における両端部よりも中央部の
方が高くなり、現像室における現像剤の押し込み圧は、
現像室の両端部側よりも中央部の方が高くなる。その結
果、現像室内で中央部から両端部方向に押された現像剤
は、現像室の両端部側の方から現像剤収容室に戻される
ようになる。更に、前記中央部搬送部材及び前記他の回
転搬送部材によって現像剤収容室の側壁側に押し出され
た現像剤は、上述したように、両端部搬送部材によって
再び中央部側に押し戻されるので、現像剤の循環が発生
し、現像剤の劣化を確実に防止する。

【００２１】請求項３記載の現像装置は、前記課題を解
決するために、請求項１または２記載の現像装置におい
て、前記現像剤搬送手段は、前記回転搬送部材の自由端
部の端縁が前記開口部から前記現像室に進入するように
設定されていることを特徴する。

【００２２】請求項３記載の現像装置によれば、前記現
像剤搬送手段が回転駆動され、前記回転搬送部材の自由
端部の端縁が前記開口部位置に達すると、当該自由端部
は、前記開口部から前記現像室に進入する。その結果、
現像剤は現像室に好適に押し込められ、上述した回転軸
方向における現像剤の循環性能をより向上させる。

【００２３】請求項４記載の現像装置は、前記課題を解
決するために、請求項１ないし３のいずれか１記載の現
像装置において、前記現像剤収容室には、重合法により
作製された重合トナーが収納されていることを特徴とす
る。

【００２４】請求項４記載の現像装置によれば、前記現
像剤収容室に収納された現像剤は、重合法により作製さ
れた重合トナーなので、流動性が極めて高く、前記の循
環動作を良好に行うことになる。その結果、現像剤の劣
化が確実に防止される。

【００２５】請求項５記載の現像器カートリッジは、請
求項１ないし４のいずれか１記載の現像装置を、画像形
成装置またはプロセスカートリッジに対して着脱自在に
形成したことを特徴とする。

【００２６】請求項５記載の現像器カートリッジによれ
ば、現像装置がカートリッジとして形成され、画像形成
装置またはプロセスカートリッジに対して着脱自在なの
で、現像剤量の低下に応じて交換可能であるが、このカ
ートリッジ化された現像装置内においては、上述したよ
うな良好な現像剤の循環が発生するので、現像剤劣化が
なく、交換の間際に至るまで良好な現像動作が行われ
る。また、カートリッジ化された現像装置の交換寿命が
長くなる。

【００２７】請求項６記載のプロセスカートリッジは、
前記課題を解決するために、画像形成装置に対して着脱
自在に形成されたプロセスカートリッジであって、前記
静電潜像の担持体と、請求項１ないし４のいずれか１記
載の現像装置とを備えたことを特徴とする。

【００２８】請求項６記載のプロセスカートリッジによ
れば、静電潜像の担持体の他、請求項１ないし４のいず
れか１記載の現像装置が備えられているので、前記回転
軸方向における現像剤の良好な循環が発生し、現像剤劣
化のない良好な現像動作が行われることになる。また、
プロセスカートリッジの交換寿命が長くなる。

【００２９】請求項７記載の画像形成装置は、前記課題
を解決するために、請求項１ないし４のいずれか１記載
の現像装置、または請求項５記載の現像器カートリッ
ジ、もしくは請求項６記載のプロセスカートリッジを備
えたことを特徴とする。

【００３０】請求項７記載の画像形成装置には、請求項
１ないし４のいずれか１記載の現像装置、または請求項
５記載の現像器カートリッジ、もしくは請求項６記載の
プロセスカートリッジが備えられているので、前記回転
軸方向における現像剤の良好な循環が発生し、トナー劣
化のない良好な現像動作により、高品質の画像が形成さ
れることになる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて説明する。以下の説明は、現像装
置を含む画像形成装置に対して本発明を適用した場合の
実施形態である。まず、本実施形態における画像形成装
置全体の概要について説明する。

【００３２】（画像形成装置全体の概要）図１は、本発
明を適用した画像形成装置としてのレーザビームプリン
タ１の概略構成を示す断面図である。図１において、レ
ーザビームプリンタ１は、本体ケース２の底部に、図示
しない用紙を給紙するフィーダユニットを備えている。
フィーダユニットは、図示しないバネによって押圧され
る用紙押圧板１０と、給紙ローラ１１と、摩擦分離部材
１４とを備え、用紙押圧板１０により用紙を給紙ローラ
１１に押圧し、給紙ローラ１１の回転により給紙ローラ
１１と摩擦分離部材１４との間で最上位の用紙を分離し
て所定のタイミングで用紙の供給を行う。

【００３３】図１の矢印方向に回転する前記給紙ローラ
１１の回転による用紙搬送方向の下流側には、１対のレ
ジストローラ１２及び１３が回転可能に枢支され、後述
する感光ドラム２０と転写ローラ２１によって形成され
る転写位置へ所定のタイミングで用紙を搬送する。

【００３４】感光ドラム２０は、正帯電性の材料、例え
ば、正帯電性のポリカーボネイトを主成分とする有機感
光体からなる。具体的には、感光ドラム２０は、例え
ば、円筒状でアルミニウム製の円筒スリーブを本体とし
て、その外周部に、ポリカーボネートに光導電性樹脂を
分散させた所定厚さ（例えば、約２０μｍ）の光導電層
を形成した中空状のドラムから構成され、円筒スリーブ
を接地した状態で、本体ケース２に回転自在に枢支され
る。更に、感光ドラム２０は、図示しない駆動手段によ
り矢印方向に回転駆動される。

【００３５】帯電器３０は、例えば、タングステンなど
からなる帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させる正帯
電用のスコロトロン型の帯電器から構成される。

【００３６】レーザスキャナユニット４０は、感光ドラ
ム２０上に静電潜像を形成する為のレーザ光Ｌを発生す
るレーザ発生器（図示せず）、回転駆動されるポリゴン
ミラー（５面体ミラー）４１、一対のレンズ４２及び４
５、並びに反射ミラー４３，４４及び４６を含んで構成
されている。

【００３７】現像器カートリッジ５０は、ケース５１内
に現像剤収容室としてのトナー収容室５２が形成され、
トナー収容室５２内には、現像剤搬送手段としての第１
アジテータ９０及び第２アジテータ９１と、清掃部材５
４と、これらの間に設けられた遮光部材８０が回転軸５
５の周りに回転自在に設けられている。なお、このトナ
ー収容室５２内には、電気絶縁性を有する正帯電性の非
磁性１成分現像剤としてのトナーが収容される。また、
トナー収容室５２の前記回転軸５５の両端側に位置する
側壁には光透過窓５６が設けられている。また、トナー
収容室５２の感光ドラム２０側には、開口部Ａによって
トナー収容室５２と連通し現像を行う現像室５７が形成
され、供給ローラ５８と現像ローラ５９が回転可能に枢
支される。現像ローラ５９上のトナーは、薄い板状の弾
性を有する層厚規制ブレード６４により所定の層厚に規
制され、現像に供される。

【００３８】転写ローラ２１は、回転自在に枢支され、
シリコーンゴムやウレタンゴムなどからなる導電性を有
する発泡弾性体から構成される。転写ローラ２１は、印
加される電圧により、感光ドラム２０上のトナー画像を
用紙に確実に転写するように構成されている。

【００３９】定着ユニット７０は、レジストローラ１２
及び１３から感光ドラム２０と転写ローラ２１との圧接
部に至る用紙の搬送方向の更に下流側に設けられ、加熱
用ローラ７１と押圧ローラ７２を備える。用紙に転写さ
れたトナー画像は加熱用ローラ７１と押圧ローラ７２と
によって搬送される間に加熱されつつ押圧されて用紙に
定着される。

【００４０】用紙搬送用の１対の搬送ローラ７３及び排
紙ローラ７４は、定着ユニット７０の搬送方向下流側に
夫々設けられており、排紙ローラ７４の下流側には排紙
トレイ７５が設けられている。

【００４１】なお、上述した感光ドラム２０、転写ロー
ラ２１、帯電器３０、及び現像器カートリッジ５０は、
プロセスカートリッジ２ａ内に収容されており、該プロ
セスカートリッジ２ａはレーザビームプリンタ１に対し
て着脱自在に設けられている。更に、現像器カートリッ
ジ５０は、プロセスカートリッジ２ａに対して着脱自在
に設けられている。

【００４２】以上のような本実施形態のレーザビームプ
リンタ１において、感光ドラム２０の表面が帯電器３０
により一様に帯電され、レーザスキャナユニット４０か
ら画像情報に従って変調されたレーザ光Ｌが照射される
と、感光ドラム２０の表面には静電潜像が形成される。
この静電潜像は、現像器カートリッジ５０によってトナ
ーで可視像化され、感光ドラム２０上に形成された可視
像は感光ドラム２０によって転写位置へと搬送される。
転写位置においては、給紙ローラ１１及びレジストロー
ラ１２及び１３を介して用紙が供給され、前記可視像は
転写ローラ２１によって印加される転写バイアスによ
り、用紙に転写される。なお、転写後に感光ドラム２０
上に残ったトナーは、現像ローラ５９によって現像室５
７に回収される。

【００４３】次に、用紙は定着ユニット７０に搬送さ
れ、定着ユニット７０の加熱用ローラ７１と押圧ローラ
７２によって挟持搬送され、用紙上の可視像は加圧及び
加熱され、用紙上に定着される。そして、用紙は一対の
搬送ローラ７３及び排紙ローラ７４によりレーザビーム
プリンタ１上部の排紙トレイ７５に排出され、画像形成
動作が終了する。

【００４４】（現像器カートリッジの構成）次に、上述
した従来の問題を解決した本実施形態における現像器カ
ートリッジ５０の詳細な構成を図２乃至図８に基づいて
説明する。

【００４５】図２は本実施形態における現像器カートリ
ッジ５０の一部破断斜視図、図３は図２のＸ−Ｘ線断面
図、図４は現像器カートリッジ５０をプロセスカートリ
ッジ２ａに装着した状態において図２のＹ−Ｙ線の位置
で切断した断面図である。

【００４６】本実施形態における現像器カートリッジ５
０は、図２に示すケース５１内にその他の各構成要素を
備えた状態で図１に示すプロセスカートリッジ２ａから
取り外され、またはプロセスカートリッジ２ａに装着さ
れる。従って、ケース５１は、トナー収容室５２と現像
室５７を形成すると共に、各構成要素を支持する枠体と
しても機能している。

【００４７】次に、ケース５１以外の各構成要素につい
て説明する。まず、図４に示すように、現像剤担持体と
しての現像ローラ５９は、ステンレス鋼等で形成された
芯金５９ａ上に、導電性を有するカーボンの微粒子を含
む導電性のシリコーンゴムで形成された円筒状の基材５
９ｂが設けられており、更にこの基材５９ｂ上にはフッ
素を含有した樹脂またはゴム材のコート層５９ｃが形成
されている。なお、現像ローラ５９は、必ずしも基材を
導電性のシリコーンゴムで構成しなくてもよく、導電性
のウレタンゴムで構成しても良い。また、現像ローラ５
９には図示しない電源により所定の電圧が印加されてお
り、感光ドラム２０との間に所定の電位差を有するよう
に構成されている。

【００４８】層厚規制部材としての層厚規制ブレード６
４は、ステンレス鋼等で形成され、基端が現像器カート
リッジ５０のケース５１に固定された支持部６４ｂと、
その支持部６４ｂの先端に設けられ、絶縁性または導電
性のシリコーンゴム、絶縁性または導電性のフッ素含有
ゴム、あるいは絶縁性または導電性のウレタンゴムで形
成された接触部６４ａとを備えている。接触部６４ａは
支持部６４ｂの弾性力により現像ローラ５９に圧接され
る。本実施形態では接触部６４ａを、図２に示すように
断面が蒲鉾月状の凸形状となるように形成しているが、
板状に形成しても良い。

【００４９】現像剤供給手段としての供給ローラ５８
は、ステンレス鋼等で形成された芯金５８ａ上に導電性
のスポンジで形成された円筒状の基材５８ｂが形成され
たローラであり、現像ローラ５９に対してスポンジの弾
性力によって押圧接触するように配置されている。な
お、供給ローラ５８としては、この他にも、導電性シリ
コーンゴムあるいはウレタンゴム等の適宜の部材を使用
することができる。

【００５０】なお、前記トナー収容室５２に収容される
トナーは、正帯電性の非磁性１成分現像剤であり、懸濁
重合法によって球状に形成したスチレン−アクリル系樹
脂に、カーボンブラック等の周知の着色剤、及びニグロ
シン、トリフェニルメタン、４級アンモニウム塩等の荷
電制御剤を添加してなる粒径６μｍ〜１０μｍ、平均粒
径８μｍのトナー母粒子を有している。そして、トナー
は、そのトナー母粒子の表面にシリカを外添剤として添
加して構成されている。また、前記外添剤としてのシリ
カには、シランカップリング剤等による周知の疎水化処
理が施され、平均粒径が１０ｎｍで、その添加量はトナ
ー母粒子の０．６重量（ｗｔ）％である。このように、
トナーは極めて球状に近い懸濁重合トナーであり、しか
も、平均粒径が１０ｎｍの疎水性処理したシリカを０．
６重量（ｗｔ）％、外添剤として添加しているため、極
めて流動性に優れている。そのため、摩擦帯電により充
分な帯電量が得られるので、転写効率が良く極めて高画
質な画像が形成できる。

【００５１】現像剤搬送手段としての第１アジテータ９
０は、図４及び図５（Ａ）〜（Ｄ）に示すようにＡＢＳ
（アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン）樹脂等の
樹脂で形成された支持部材９０ａの先端部に、回転搬送
部材としてのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）で
形成された厚さ１００μｍのシート状の摺接部９０ｂが
取り付けられている。支持部材９０ａは、図３に示すよ
うに、ケース５１の両側壁５１ａ，５１ｂに軸支された
回転軸５５と一体に成形されており、該回転軸５５の軸
端には図示しないギアが取り付けられている。また、摺
接部９０ｂは、図４に示すように少なくともトナー収容
室５２の円筒形状の底面部５２ａに摺接する際には、撓
みを有して摺接するような幅（回転半径方向の長さ）を
有している。従って、図示しないモータからの回転駆動
力が図示しないギアに伝達されると、支持部材９０ａ及
び摺接部９０ｂからなる第１アジテータ９０は図４に示
す矢印方向に回転し、摺接部９０ｂは撓んだ状態でトナ
ー収容室５２の底面部５２ａを摺接し、搬送面によって
トナーを開口部Ａへと搬送する。なお、図３において
は、開口部Ａを点線で示している。

【００５２】但し、本実施形態の摺接部９０ｂは、図６
（Ａ）に示すように開口部Ａの両端部位置に対応して切
り込み９０ｄを有しており、両端部側の両端部搬送部材
９０ｂ−１と、該両端部搬送部材９０ｂ−１によって挟
まれる中央部搬送部材９０ｂ−２とに分割されているた
め、単にトナーを開口部Ａへと搬送するのではなく、ト
ナーを支持部材９０ａの軸方向、即ち、トナー収容室５
２の側壁側から中央部側へ、更には中央部側から側壁側
へと循環させる。このトナーの循環機構についての詳細
は後述する。

【００５３】次に、清掃部材５４は、図２、図３、図
４、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、前記第１アジテ
ータ９０の支持部材９０ａと一体に成形された支持部材
５４ａと、該支持部材５４ａの両端に取り付けられたワ
イパー５４ｂとから構成される。ワイパー５４ｂは、ウ
レタンゴムから形成されており、支持部材５４ａの回転
に伴って光透過窓５６の表面を摺擦して当該表面のトナ
ーを拭き取り可能な位置に取り付けられている。また支
持部材５４ａは、一例として、第１アジテータ９０の支
持部材９０ａと逆向きで平行になるように、即ち、第１
アジテータ９０の支持部材９０ａとの位相角が１８０度
になるように設定される。

【００５４】光透過窓５６は、アクリル、ポリカーボネ
ートまたはポリプロピレン等で形成された透明もしくは
半透明な部材であり、図４に示すようにケース５１の一
方のの側壁に取り付けられた光透過窓５６と、他方の側
壁に取り付けられた図示しない光透過窓とから構成され
る。これらの光透過窓は、トナー収容室５２の内部側に
突出するように設けられており、前記清掃部材５４のワ
イパー５４ｂが確実に光透過窓５６の表面を拭き取り可
能なように構成されている。

【００５５】以上のような光透過窓５６が設けられた位
置に対応して、現像装置５０の両側には、図示しない発
光手段及び受光手段が設けられている。

【００５６】発光手段は、例えば、フレームに取り付け
られるホルダと、該ホルダに支持される基板と、該基板
上に設けられた発光素子とから構成されている。また、
ホルダはプラスチックから形成されており、ホルダの光
透過窓に対向する側には、一体成形によりプラスチック
レンズが形成されている。

【００５７】また、受光手段も同様に、一例として、フ
レームに取り付けられるホルダと、該ホルダに支持され
る基板と、該基板上に設けられた受光素子とから構成さ
れている。また、ホルダはプラスチックから形成されて
おり、ホルダの光透過窓に対向する側には、一体成形に
よりプラスチックレンズが形成されている。なお、受光
素子には一例としてフォトトランジスタを用いている。

【００５８】上述した発光素子、プラスチックレンズ、
光透過窓、プラスチックレンズ、及び受光素子は、ほぼ
一直線上に並ぶように設定されており、発光素子から照
射された光は、プラスチックレンズによって略平行光化
され、光透過窓に入射する。従って、両方の光透過窓の
間にトナーが存在しない状態においては、一方の光透過
窓を透過した光は、反対側の光透過窓に入射し、この光
透過窓を透過してプラスチックレンズに入射する。そし
て、入射した光はこのプラスチックレンズによって集光
され、受光素子にて受光される。

【００５９】受光素子は、図８に示すように、受光した
光量に応じて出力電圧値が変化する素子であり、本実施
形態では受光量が最小の際には電圧値がほぼ５Ｖに近い
値をとり、受光量が最大の際には電圧値がほぼ０Ｖに近
い値となる。そして、この範囲で受光量に応じて電圧値
が変化する。本実施形態では、このような受光素子６１
ｃの出力をマイクロプロセッサ等からなる図示しない制
御部によって読み取り、所定の電圧値をしきい値として
設定し、しきい値よりも高い出力電圧値についてはハイ
レベルと判定し、しきい値よりも低い出力電圧値をロー
レベルと判定すると共に、このローレベルとなる期間
（以下、ローレベル期間とする）Ｔ１の測定単位期間Ｔ
２内における合計が、当該測定単位期間Ｔ２に占める割
合を算出することにより、トナー残量の検出を行ってい
る。

【００６０】次に、遮光部材８０について説明する。遮
光部材８０は、図４に示すように、第１アジテータ９０
の支持部材９０ａと、清掃部材５４の支持部材５４ａと
の間に設けられＡＢＳ樹脂等の樹脂で形成された板状部
材であり、第１アジテータ９０及び清掃部材５４と共に
回転軸５５と一体に成形され回転軸５５の周りに回転す
るように構成されている。また、回転軸５５の軸線方向
においては、図３に示すように、発光手段側にのみ設け
られている。

【００６１】遮光部材８０は、第１アジテータ９０が光
透過窓５６の位置を通過した直後から、図４に示すよう
に光透過窓５６への光を遮り、清掃部材５４による光透
過窓５６の清掃開始直前に前記光の遮りを解除する大き
さの遮光面を有している。

【００６２】このように構成することにより、遮光部材
８０が光路を塞いでいる間は、第１アジテータ９０によ
る掻き取り動作によって光透過窓５６周辺のトナーが掻
き取られてしまった場合でも、受光素子からの出力が得
られないので、環境条件あるいは使用期間に拘わらず、
正確な現像剤残量検出を行うことができる。また、遮光
部材８０は、清掃部材５４及び第１アジテータ９０と共
通の回転軸５５周りに回転するようにしたので、構成を
簡単化することができる。

【００６３】（トナー循環機構）次に、本実施形態にお
ける第１アジテータ９０と第２アジテータ９１によるト
ナー循環機構について説明する。なお、以下の説明に用
いる図７（Ａ）、（Ｂ）は共に両端部搬送部材９０ｂ−
１と中央部搬送部材９０ｂ−２（Ｂ）との動きの違いを
説明するための図であり、図７（Ａ）は切り込み９０ｄ
付近を拡大して示す斜視図、図７（Ｂ）は、両端部搬送
部材９０ｂ−１と中央部搬送部材９０ｂ−２のトナー収
容室５２の底面に対する摺接部位置を二点鎖線及び実線
で示した図であり、該摺接部位置が時間の経過と共に二
点鎖線で示す位置から実線で示す位置に移動することを
示している。

【００６４】まず、中央部搬送部材９０ｂ−２は、図７
（Ａ）、（Ｂ）に矢印Ｂで示すように開口部Ａ側に直進
する。従って、トナー収容室５２内のトナーは、矢印Ｂ
方向の開口部Ａ側へと搬送されると共に、中央部搬送部
材９０ｂ−２の両端部側のトナーは図７（Ｂ）に矢印Ｃ
で示すように両端部搬送部材９０ｂ−１側へと押し出さ
れる。そして、更に支持部材９０ａの回転が進むと、中
央部搬送部材９０ｂ−２は、図４に点線で示すように開
口部Ａ内に弾性的に弾かれるように侵入し、トナーを現
像室５７側に弾き飛ばす。

【００６５】なお、この一連の動作においては、摺接部
９０ｂだけでなく、支持部材９０ａの面もトナーを押し
上げることになるので、支持部材９０ａには、図５に示
すように開口部９０ｃが形成されており、支持部材９０
ａの面が回転時にトナーから受ける抵抗を減少させるよ
うに構成されている。

【００６６】また、本実施形態においては、前記第１ア
ジテータ９０と共に現像剤搬送手段を構成する第２アジ
テータ９１が設けられている。第２アジテータ９１は、
図４、図５（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、第１アジテー
タ９０の支持部材９０ａと一体に形成されたＡＢＳ樹脂
等の樹脂製の支持部材９１ａと、該支持部材９１ａに取
り付けられた回転搬送部材としてのＰＥＴ製シート状の
搬送部９１ｂとから構成されている。この支持部材９１
ａは、図５（Ｃ）から明らかなように、支持部材９０ａ
の長手方向の中央部のみに取り付けられている。支持部
材９１ａは、前記支持部材９０ａの回転に伴って回転
し、搬送部９１ｂがトナー収容室５２内のトナーを前記
中央部搬送部材９０ｂ−２に先立って開口部Ａ側に移動
させ、開口部Ａを介してトナーを現像室５７側に供給す
る。このように、本実施形態においては、トナー収容室
５２から現像室５７へのトナー搬送能力は、前記長手方
向における両端部よりも中央部の方が強くなるように構
成されている。また、この搬送部９１ｂにおいても、搬
送部９１ｂの両端部側のトナーは、前記中央部搬送部材
９０ｂ−２の場合と同様にトナー収容室５２の側壁側
（図７（Ｂ）における矢印Ｃ方向）に押し出される。

【００６７】以上のように、本実施形態においては、第
１アジテータ９０の中央部搬送部材９０ｂ−２と、第２
アジテータ９１の搬送部９１ｂとの双方によって、トナ
ーが開口部Ａ側に搬送されると共に、その他のトナーは
トナー収容室５２の側壁側に押し出されることになる。

【００６８】一方、第１アジテータ９０における両端部
搬送部材９０ｂ−１の端縁９０ｅは、図６（Ａ）に示す
ように斜めの形状を有しており、支持部材９０ａに対す
る支持端部９０ｆから端縁９０ｅまでの幅Ｗが、両端部
から中央部にかけて広くなるように形成されている。ま
た、両端部搬送部材９０ｂ−１の最大幅Ｗ１は、中央部
搬送部材９０ｂ−２の幅Ｗ２よりも広くなるように形成
されている。また、この摺接部９０ｂは図６（Ｂ）に示
すように薄いシート状部材であり、本実施形態では厚さ
が０．１ｍｍに設定されている。従って、両端部搬送部
材９０ｂ−１と中央部搬送部材９０ｂ−２が、撓んだ状
態でトナー収容室５２内の底面に摺接しながら進む時、
両端部搬送部材９０ｂ−１の幅の広い部分の方が、狭い
部分よりも前記底面に対する接触面積が多く、進行速度
及び進行の仕方に差が生ずる。つまり、幅の狭い部分が
先に動き出し、幅の広い部分は後から追従することにな
る。その結果、両端部搬送部材９０ｂ−１は、軸方向に
対して斜めの角度を持って摺接すると共に、図７（Ｂ）
に示すように矢印Ｄ方向に回動することになる。また、
上述したような差によって、両端部搬送部材９０ｂ−１
と中央部搬送部材９０ｂ−２との間には図７（Ａ）に示
すような隙間が生ずる。

【００６９】従って、前記中央部搬送部材９０ｂ−２に
よって、図７（Ｂ）に矢印Ｃで示す方向に押し出された
トナーは、前記両端部搬送部材９０ｂ−１による矢印Ｄ
方向の回動動作により、矢印Ｅで示す方向に押し戻され
る。また、前記隙間を通して、矢印Ｆで示す方向に、即
ちトナー収容室５２の側壁側から中央部側へと搬送され
る。また、第１、第２アジテータ９０，９１によって現
像室５７に供給されたトナーは、現像室５７の中央部か
ら両端部に流れる。そして、現像室５７に過剰に供給さ
れたトナーは、開口部Ａの中央部及び両端部からトナー
収容室５２に戻る。トナー収容室５２の両端部に戻った
トナーは、上述したように、両端部搬送部材９０ｂ−１
によってトナー収容室５２の中央部側に搬送され、トナ
ーの循環が行われる。

【００７０】以上のように、本実施形態の構成によれ
ば、トナー収容室５２の中央部に存在するトナーは、第
１アジテータ９０の中央部搬送部材９０ｂ−２と、第２
アジテータ９１によって、開口部Ａ側に搬送されると共
に、トナー収容室５２の側壁側へと移動し、当該トナー
収容室５２の側壁側のトナーは、第１アジテータ９０の
両端部搬送部材９０ｂ−１によって、中央部側へと移動
させられる。更に、上述したように、本実施形態におい
ては、トナー搬送能力がアジテータの長手方向両端部よ
りも中央部側で高くなるように構成されているため、現
像室に対するトナーの押し込み圧は両端部側よりも中央
部側が高くなり、現像室に押し込まれたトナーは現像室
の両端部側からトナー収容室に戻される。このように、
現像室とトナー収容室との間でもトナーの前記長手方向
における循環が形成されている。

【００７１】このように、本実施形態によれば、アジテ
ータの長手方向におけるトナーの循環が良好に行われる
ため、トナーの流動性の低下を防ぎ、トナー収容室の両
端部側に滞留することによるトナーの劣化を防止するこ
とができる。従って、現像ローラの長手方向全域に亘っ
て印字の画質劣化の発生を防止することができる。しか
も、本実施形態においては、開口部Ａは供給ローラの長
手方向の略全域に亘って開口しているため、トナー不足
を生じさせることもない。

【００７２】なお、上述した説明においては、第１アジ
テータ９０の摺接部９０ｂに切り込み９０ｄを両端部の
二カ所にのみ設けた例について説明したが、本発明はこ
のような構成に限定されるものではなく、より多くの箇
所に切り込み９０ｄを設けるようにしても良い。また、
前記の説明においては、両端部搬送部材９０ｂ−１の端
縁のみを斜め形状に構成したが、より多くの箇所に切り
込み９０ｄを設ける場合には、端縁を斜め形状にする部
分が、より多くの箇所に設けられていても良い。

【００７３】また、アジテータは複数である必要はな
く、第１アジテータ９０に相当する単一のアジテータを
備えた場合であっても、摺接部を上述したように構成す
ることにより、トナーの循環機構を実現することができ
る。

【００７４】また、前記の説明においては、現像装置を
現像器カートリッジとして構成した例について説明した
が、本発明はこのような構成に限定されるものではな
く、プロセスカートリッジあるいはプリンタ本体に固定
的に取り付けられる現像装置にも適用可能である。

【００７５】以上、実施形態に基づき本発明を説明した
が、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではな
く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形
が可能であることは容易に推察できるものである。

【００７６】

【発明の効果】請求項１記載の現像装置によれば、支持
部材に対する支持端部から自由端部までの幅が、該自由
端部を現像剤収容室の内壁に摺擦させる広さの可撓性シ
ートからなる回転搬送部材を現像剤搬送手段として備
え、該回転搬送部材を、切り込みによって少なくとも中
央部搬送部材と両端部搬送部材とに分割し、且つ、前記
自由端部の端縁の前記回転軸方向に沿った形状を、両端
から前記切り込みにかけて前記幅を増大させる斜めの形
状とし、前記両端部搬送部材の最大幅を、前記中央部搬
送部材の幅よりも広くしたので、前記両端部搬送部材に
前記中央部搬送部材よりも遅れて回動動作を行わせるこ
とができ、また、前記前記両端部搬送部材と前記中央部
搬送部材との間に隙間を生じさせることができるので、
現像剤収容室の中央部側から側壁側へ、及び側壁側から
中央部側の現像剤の循環を良好に行わせることができ、
現像剤の劣化を確実に防止することができる。

【００７７】請求項２記載の現像装置によれば、現像剤
搬送手段として、回転軸を共通にする少なくとも一つの
他の回転搬送部材を備え、当該他の回転搬送部材の軸方
向長さを、前記回転軸方向における前記中央部搬送部材
の長さ以下に設定したので、現像室における現像剤の押
し込み圧は、現像室の両端部側よりも中央部の方を高く
することができ、現像室に押し込んだ現像剤を現像室の
両端部側から現像剤収容室に戻すことができる。従っ
て、現像剤の循環をより一層良好に発生させ、現像剤の
劣化をより一層確実に防止することができる。

【００７８】請求項３記載の現像装置によれば、現像剤
搬送手段の前記回転搬送部材の自由端部の端縁を、開口
部から前記現像室に進入するように設定したので、現像
剤を現像室に好適に押し込めることができ、現像剤の循
環性能をより向上させることができる。

【００７９】請求項４記載の現像装置によれば、前記現
像剤収容室に、重合法により作製された重合トナーを収
納したので、流動性が極めて高く、前記の循環動作を良
好に行うことができる。その結果、現像剤の劣化をより
一層確実に防止することができる。

【００８０】請求項５記載の現像器カートリッジによれ
ば、現像装置がカートリッジとして形成され、画像形成
装置またはプロセスカートリッジに対して着脱自在なの
で、現像剤量の低下に応じて交換可能であるが、このカ
ートリッジ化された現像装置内においては、上述したよ
うな良好な現像剤の循環を発生させ、現像剤劣化を確実
に防止することができ、交換の間際に至るまで良好な現
像動作を行うことができる。また、カートリッジ化され
た現像装置の交換寿命を長くすることができる。

【００８１】請求項６記載のプロセスカートリッジによ
れば、静電潜像の担持体の他、請求項１ないし４のいず
れか１記載の現像装置が備えられているので、前記回転
軸方向における現像剤の良好な循環を発生させることが
でき、現像剤劣化のない良好な現像動作を行うことがで
きる。また、プロセスカートリッジの交換寿命を長くす
ることができる。

【００８２】請求項７記載の画像形成装置によれば、請
求項１ないし４のいずれか１記載の現像装置、または請
求項５記載の現像器カートリッジ、もしくは請求項６記
載のプロセスカートリッジが備えられているので、前記
回転軸方向における現像剤の良好な循環を発生させるこ
とができ、トナー劣化のない良好な現像動作により、高
品質の画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における画像形成装置の概
略構成を示す断面図である。

【図２】図１の画像形成装置における現像器カートリッ
ジの概略構成を示す断面図である。

【図３】図２におけるＸ−Ｘ線断面を示す図である。

【図４】図１の画像形成装置における現像器カートリッ
ジをプロセスカートリッジに装着した状態において、図
２に示すＹ−Ｙ線で切断した断面を示す図である。

【図５】図２の現像器カートリッジに用いられる現像剤
搬送手段を示す図であり、（Ａ）は（Ｄ）に示す矢印Ｇ
方向から現像剤搬送手段を見た平面図、（Ｂ）は（Ｄ）
に示す矢印Ｈ方向から現像剤搬送手段を見た平面図、
（Ｃ）は（Ｄ）に示す矢印Ｉ方向から現像剤搬送手段を
見た平面図、（Ｄ）は（Ｃ）に示す矢印Ｊ方向から現像
剤搬送手段を見た側面図である。

【図６】（Ａ）は図５の現像剤搬送手段の摺接部を示す
平面図、（Ｂ）は（Ａ）の摺接部の側面図である。

【図７】（Ａ）は図５の現像剤搬送手段の切り込み部周
辺を示す斜視図、（Ｂ）は現像剤搬送手段の摺接部の動
きを説明するための図である。

【図８】図１の画像形成装置における受光素子の出力電
圧波形と現像剤残量検出の方法を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１レーザビームプリンタ２ａプロセスカートリッジ５０現像器カートリッジ５１ケース５２トナー収容室５４清掃部材５４ａ支持部材５４ｂワイパー５５回転軸５６光透過窓５７現像室５８供給ローラ５９現像ローラ８０遮光部材９０第１アジテータ９０ａ支持部材９０ｂ摺接部９０ｂ−１両端部搬送部材９０ｂ−２中央部搬送部材９０ｄ切り込み９１第２アジテータ９１ａ支持部材９１ｂ搬送部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H005 AB06 2H077 AA12 AA16 AA20 AA26 AB04 AB06 AB13 AB15 AB18 AC04 AD06 AD13 AD17 BA09 DA15 DA62 EA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤を内部に収納する現像剤収容室
と、現像剤担持体及び該現像剤担持体に現像剤を供給する現
像剤供給手段が設けられた現像室と、前記現像剤供給手段の長手方向の略全域に亘って開口さ
れ、前記現像剤収容室と前記現像室とを連通せしめる開
口部と、前記現像剤収容室の内部で回転軸周りに回転自在に支持
された支持部材と、前記支持部材に支持され、該支持部
材に対する支持端部から自由端部までの幅が、該自由端
部を前記現像剤収容室の内壁に摺擦させる広さの可撓性
シートからなる回転搬送部材とを有する現像剤搬送手段
と、を備え、前記回転搬送部材は、切り込みによって少なくとも中央
部搬送部材と両端部搬送部材とに分割されており、前記
自由端部の端縁の前記回転軸方向に沿った形状が、両端
から前記切り込みにかけて前記幅を増大させる斜めの形
状に形成されており、前記両端部搬送部材は、前記中央
部搬送部材の幅よりも広い最大幅を有している、ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記現像剤搬送手段は、回転軸を共通に
する少なくとも一つの他の回転搬送部材を備え、当該他
の回転搬送部材の軸方向長さは、前記回転軸方向におけ
る前記中央部搬送部材の長さ以下に設定されていること
を特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】前記現像剤搬送手段は、前記回転搬送部
材の自由端部の端縁が前記開口部から前記現像室に進入
するように設定されていることを特徴する請求項１また
は２記載の現像装置。
【請求項４】前記現像剤収容室には、重合法により作
製された重合トナーが収納されていることを特徴とする
請求項１ないし３のいずれか１記載の現像装置。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれか１記載の現
像装置を、画像形成装置またはプロセスカートリッジに
対して着脱自在に形成したことを特徴とする現像器カー
トリッジ。
【請求項６】画像形成装置に対して着脱自在に形成さ
れたプロセスカートリッジであって、前記静電潜像の担
持体と、請求項１ないし４のいずれか１記載の現像装置
とを備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項７】請求項１ないし４のいずれか１記載の現
像装置、または請求項５記載の現像器カートリッジ、も
しくは請求項６記載のプロセスカートリッジを備えたこ
とを特徴とする画像形成装置。