JP2003029532A - 現像装置及びプロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】トナーの搬送および供給を行う方向が上下方向
の現像装置であっても、長期にわたってトナーが劣化し
にくい現像を行なうこと。 【解決手段】トナーを収納する現像容器18と、トナーを
感光体ドラム14上に供給する現像ローラ43と、トナーを
現像容器18から現像ローラ43へと回転中心を中心として
回転しつつ供給するトナー攪拌部材53と、現像ローラ43
に当接し供給するトナーを均一に塗布する現像ブレード
46とを有し、現像ブレード46が現像ローラ43に当接する
位置がトナー攪拌部材53の前記回転中心よりも上方であ
る現像装置であって、トナー攪拌部材53により上方に搬
送されたトナーを、現像ブレード46と現像ローラ43の当
接位置の近傍に溜めるトナー溜め板部材52を、トナー攪
拌部材53の回転中心より上方に設けたことを特徴とす
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、トナーの搬送およ
び供給を行う方向が上下方向の現像装置及びこれを備え
たプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の画像形成装置は、高速化、小型
化、高画質化、高寿命化が求められている。加えて、情
報技術の発展にともない、カラー画像を出力する要求も
増えつつある。

【０００３】高速化の要求に応える技術として、４色の
現像装置を配列するタンデム方式の画像形成装置があげ
られる。複数の現像装置を並べても装置が大型化しない
ために、一つの現像ユニットは鉛直方向に薄いものにな
る。その一例の画像現像装置概略を図１４に示す。

【０００４】（画像形成装置全体の説明）図１４は従来
の画像形成装置の内部の構成を示す側断面図である。同
図に示すように、画像形成装置の内部には、略中央にシ
ート搬送用のベルト111が配置される。ベルト111は、そ
の両端部を駆動ローラ112と従動ローラ113に保持され図
の矢印Ａで示す反時計回り方向に循環移動する。ベルト
111の上循環部に４個の感光体ドラム114（114ａ、114
ｂ、114ｃ、114ｄ）がシート搬送方向（図の右から左方
向）に多段式に並設されている。

【０００５】ベルト111より搬送方向上流側には、給送
されるシートの斜行を矯正するレジローラ対124及びそ
の上流側に給送案内路125、その上流側に給送ローラ126
が配設されている。その給送ローラ126の上流側に、シ
ートカセット104の給送端が位置している。

【０００６】（画像形成装置のプロセスカートリッジの
説明）図１５は従来のプロセスカートリッジ134の拡大
断面図である。プロセスカートリッジ134は、ドラムユ
ニット135と現像ユニット136の２つの副ユニットから構
成されている。一方のドラムユニット135は、上述した
感光体ドラム114と、その左方に配置されたクリーナ115
及び斜め左上に配置された帯電ローラ116を備え、スキ
ャナー117から露光される光学系露光部137を形成されて
いる。

【０００７】また、上記の感光体ドラム114は、導電性
の金属ローラの表面に光導電体を一様に被着して成り、
金属ローラ部が接地され、図の矢印ｃで示すように時計
回り方向に回転する。感光体ドラム114を露光するスキ
ャナー117は、光学系露光部137に露光される。

【０００８】帯電ローラ116は、高圧電源に接続され、
白印字状態の帯電電位（一様に印加する初期化電位、プ
ラス極性で印加する方式とマイナス極性で印加する方式
がある）を感光体ドラム114に印加する。これにより感
光体ドラム114の周表面の感光層が例えばマイナス高電
位に一様に帯電して初期化される。

【０００９】スキャナー117は、レーザー光源又はＬＥ
Ｄ光源を備えており、感光体ドラム114のマイナス高電
位に帯電した周表面を画像情報に応じて選択的に露光す
る。この露光により感光体ドラム114の表面には電位が
減衰したマイナス低電位部が形成され、その低電位部と
上記初期化による高電位部とで構成される静電潜像が形
成される。

【００１０】他方の現像ユニット136は、現像容器118の
内部ほぼ全体に、非磁性のトナーが収容され、このトナ
ーに埋没するようにトナー撹拌部材144が配設され、最
下部にスポンジ体から成るトナー供給ローラ145が現像
ローラ143に圧接して配置されている。現像ローラ143に
は、その斜め右上周面に圧接して板バネ状の現像ブレー
ド146が配設されている。

【００１１】（画像形成装置動作の説明）上記構成の画
像形成装置の動作を上述の図１４及び図１５を再び用い
て簡単に説明する。まず、電源が投入され、使用するシ
ートの紙質、枚数、印字モード、その他の指定がキー入
力あるいは接続するホスト機器からの信号として入力さ
れると、シートカセット104に載置収容されているシー
トを給送ローラ126を介してレジローラ対124へ給送す
る。レジローラ対124は回転を一時停止して、一対のロ
ーラで形成される挟持部にシート先端を当接させた状態
で搬送タイミングを待機する。

【００１２】続いて、駆動ローラ112が反時計回り方向
に回転し、従動ローラ113が従動して同じく反時計回り
方向に回転する。これによりベルト111は、上循環部が
４個の感光体ドラム114に当接して全体が反時計回り方
向へ循環移動する。

【００１３】これと共に各現像容器118及び感光体ドラ
ム114が印字タイミングに合わせて順次駆動される。感
光体ドラム114は時計回り方向に回転し、帯電ローラ116
は、感光体ドラム114周面に一様な高マイナス電荷を付
与し、スキャナー117は感光体ドラム114周面に画像信号
に応じて露光を行って低電位部を形成して初期化による
高マイナス電位部と露光による低マイナス電位部からな
る静電潜像を形成する。現像容器118の現像ローラ143
は、上記静電潜像の低電位部にトナーを転移させて感光
体ドラム114周面上にトナー像を形成（反転現像）す
る。

【００１４】最上流の感光体ドラム114ａ周面上のトナ
ー像の先端が、ベルト111との対向部に回転搬送されて
くるタイミングで、その対向部にシートの印字開始位置
が一致するように、レジローラ対124が回転を開始して
シートをシート搬入部へ給送する。

【００１５】従動ローラ113と吸着ローラは、給送され
たシートをベルト111と共に挟持して搬送する。シート
は、ベルト111に吸着され、感光体ドラム114ａと転写ロ
ーラ119により形成されている最初の転写部へ搬送され
る。

【００１６】転写ローラ119ａ、119ｂ、119ｃ、119ｄ
は、不図示の転写バイアス電源から出力される転写電流
をベルト111を介してシートに印加する。この各転写ロ
ーラ119から印加される転写電流により感光体ドラム114
上のトナー像がシートに転写される。

【００１７】このように４色のトナー像を順次転写され
たシートは、ベルト111から分離されて定着装置128に搬
入される。定着装置128は、熱と圧とによりトナー像を
シートに定着させる。この画像定着後、シートは、排出
ローラ対132によって排出トレイ106上にトナー像を下に
して排出される。

【００１８】しかし、図１５のプロセスカートリッジ13
4に着目すると、トナー供給ローラ145が現像装置の鉛直
下方部に設置されるため、トナーの搬送および供給を行
う方向が上から下になって現像部のストレスが大きくな
り、トナーが劣化しやすい構造となっている。

【００１９】この現像ユニット136は、感光体ドラム114
に対向するように配置された現像ローラ143が備えら
れ、現像ローラ143は表面にトナーを担持して搬送す
る。

【００２０】現像ローラ143に対向している現像ブレー
ド146が備えられている。現像ローラ143上に供給され、
現像ローラ143によって搬送されたトナーは現像ブレー
ド146にぶつかってトナー層に形成される。

【００２１】このため、現像ブレード146近傍のトナー
は、トナー層を形成することによる圧力が掛かるが、そ
れに加え、トナーが重力方向に圧縮されることによる圧
力が大きく掛かる。そのため、この現像ブレード146近
傍のトナーは循環されず、ブレード146やトナー供給ロ
ーラ145との摩擦によってストレスをうけてトナーが劣
化しやすいという問題がある。

【００２２】そこで、現像ユニット136の上方にシート
の通過するパスがある構成で、現像ユニット136は、ト
ナーを重力に逆らって下から上に汲み上げのものがあ
る。これは、現像ブレード近傍のトナーストレスがなく
なり、トナー劣化をなくす構成となっている。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、重力に
反してトナーを汲み上げる現像ユニット136において
は、現像ブレード146近傍にトナーが搬送することが困
難であった。そのため、ベタ等の画像を高速で画像形成
をすると、トナー搬送不良となってしまう。

【００２４】そこで本発明は、トナーの搬送および供給
を行う方向が上下方向の現像装置であっても、長期にわ
たってトナーが劣化しにくい現像を行なうことを目的と
する。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の、本発明の代表的な構成は、トナーを収納する現像容
器と、トナーを像担持体上に供給するトナー担持体と、
トナーを前記現像容器から前記トナー担持体へと回転中
心を中心として回転しつつ供給するトナー搬送手段と、
前記トナー担持体に当接し供給するトナーを均一に塗布
するトナー規制部材とを有し、前記トナー規制部材がト
ナー担持体に当接する位置が前記トナー搬送手段の前記
回転中心よりも上方である現像装置であって、前記トナ
ー搬送手段により上方に搬送されたトナーを、前記トナ
ー規制部材と前記トナー担持体の当接位置の近傍に溜め
るトナー溜め部材を、前記トナー搬送手段の回転中心よ
り上方に設けたことを特徴とする。

【００２６】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）本発明の第１実
施形態を図を用いて説明する。図１は画像形成装置の概
略説明図であり、図２は第１実施形態の現像ユニットの
説明図であり、図３は第１実施形態のトナー容器内残量
と画像濃度の関係を示した図表である。

【００２７】（画像形成装置）まず電子写真プロセスを
利用したレーザービームプリンタで、現像装置を含んだ
画像形成装置の一例について図１を用いて説明する。

【００２８】図１に示すように、画像形成装置の内部に
は、略中央にシート搬送用のベルト11が配置される。ベ
ルト11は、その両端部を駆動ローラ12と従動ローラ13に
保持されて、図の矢印Ａで示す反時計回り方向に循環移
動する。ベルト11の上循環部に４個の感光体ドラム14
（14ａ、14ｂ、14ｃ、14ｄ）がシート搬送方向（図の右
から左方向）に多段式に並設されている。

【００２９】ベルト11より搬送方向上流側には、レジロ
ーラ対24、その下方に給送案内路25、その下端部に給送
ローラ26が配設されている。その給送ローラ26の下方
に、シートカセット４の給送端が位置している。

【００３０】（画像形成プロセスカートリッジの説明）
図１における画像形成装置に並設された４つの画像形成
を行なうプロセスカートリッジ34は、各々が画像形成装
置本体に対して着脱できるようになっている。図２には
その画像形成プロセスカートリッジ34の拡大側断面を示
す。同図に示すプロセスカートリッジ34は、ドラムユニ
ット35と、該ドラムユニット35の感光体ドラム14に作用
するプロセス手段となる現像ユニット36との２つの副ユ
ニットから構成されている。

【００３１】一方のドラムユニット35は、感光体ドラム
14と、その左方に配置されたクリーナ15及び斜め左上に
配置された帯電ローラ16を備え、光学系露光部37が形成
されている。

【００３２】また、感光体ドラム14は、導電性の金属ロ
ーラの表面に光導電体を一様に被着して成り、金属ロー
ラ部が接地され、図の矢印Ｃで示すように時計回り方向
に回転する。感光体ドラム14を露光する図１のスキャナ
ー17は、上記感光体ドラム14の露光部37に露光される。

【００３３】帯電ローラ16は、高圧電源に接続され、白
印字状態の帯電電位（一様に印加する初期化電位、プラ
ス極性で印加する方式とマイナス極性で印加する方式が
ある）を感光体ドラム14に印加する。これにより感光体
ドラム14の周表面の感光層が例えばマイナス高電位に一
様に帯電して初期化される。

【００３４】スキャナー17は、レーザー光源又はＬＥＤ
光源を備えており、感光体ドラム14のマイナス高電位に
帯電した周表面を画像情報に応じて選択的に露光する。
この露光により感光体ドラム14の表面には電位が減衰し
たマイナス低電位部が形成され、その低電位部と上記初
期化による高電位部とで構成される静電潜像が形成され
る。

【００３５】他方の現像ユニット36は、現像容器18の内
部ほぼ全体に、非磁性のトナーが収容され、このトナー
に埋没するようにトナー搬送手段としてのトナー攪拌部
材53が配設されている。トナー担持体としての現像ロー
ラ43には、その斜め右上周面に圧接して板バネ状のトナ
ー規制部材としての現像ブレード46が配設されている。

【００３６】（画像形成装置動作の説明）上記構成の画
像形成装置の動作を上述の図１及び図２を用いて説明す
る。まず、電源が投入され、使用するシートの紙質、枚
数、印字モード、その他の指定がキー入力あるいは接続
するホスト機器からの信号として入力されると、シート
カセット４に載置収容されているシートを給送ローラ26
により給送案内路25を介してレジローラ対24へ給送す
る。レジローラ対24は回転を一時停止して、一対のロー
ラで形成される挟持部にシート先端を当接させた状態で
搬送タイミングを待機する。

【００３７】続いて、駆動ローラ12が反時計回り方向に
回転し、従動ローラ13が従動して同じく反時計回り方向
に回転する。これによりベルト11は、上循環部が４個の
感光体ドラム14に当接して全体が反時計回り方向へ循環
移動する。

【００３８】これと共に各現像容器18及び感光体ドラム
14が印字タイミングに合わせて順次駆動される。感光体
ドラム14は時計回り方向に回転し、帯電ローラ16は、感
光体ドラム14周面に一様な高マイナス電荷を付与する。
スキャナー17は感光体ドラム14周面に画像信号に応じて
露光を行い、低電位部を形成して初期化による高マイナ
ス電位部と露光による低マイナス電位部からなる静電潜
像を形成する。現像容器18の現像ローラ43は、上記静電
潜像の低電位部にトナーを転移させて感光体ドラム14周
面上にトナー像を形成（反転現像）する。

【００３９】最上流の感光体ドラム14ａ周面上のトナー
像の先端が、ベルト11との対向部に回転搬送されてくる
タイミングで、その対向部にシートの印字開始位置が一
致するように、レジローラ対24が回転を開始してシート
をシート搬入部へ給送する。給送されたシートは、ベル
ト11に吸着され、感光体ドラム14ａと転写ローラ19ａに
より形成されている最初の転写部へ搬送される。

【００４０】転写ローラ19ａ、19ｂ、19ｃ、19ｄは、不
図示の転写バイアス電源から出力される転写電流をベル
ト11を介してシートに印加する。この各転写ローラ19か
ら印加される転写電流により感光体ドラム14上のトナー
像がシートに転写される。

【００４１】このように４色のトナー像を順次転写され
たシートは、ベルト11から分離されて定着器28に搬入さ
れる。定着器28は、熱と圧力とによりトナー像をシート
に定着させる。この画像定着後、シートは、排出ローラ
対32によって排出トレイ６上にトナー像を下にして排出
される。

【００４２】（現像ユニットの説明）次に第１実施形態
の現像ユニット36ａの説明を図２及び図３を用いて説明
する。尚、本実施形態では現像ユニット36をプロセスカ
ートリッジ34の副ユニットとしたが、これに限るもので
はなく、現像ユニット36ａを独立した現像手段としての
現像装置としてもよい。この現像ユニット36ａ及び感光
体ドラム14は、シートが通過する上パス方式に適した構
成になっている。

【００４３】図２において、現像容器18下部にはトナー
槽54があり、このトナー槽54内には現像剤としての非磁
性一成分トナー57が収納されているとともに、供給手段
としてのパドル53ａが回転自在に設けられている。パド
ル53ａにはマイラなどの薄板弾性体53ｂが貼付られてい
る。また現像ローラ43にはトナー溜め部材としてのトナ
ー溜め板部材52が現像ブレード46の下側に設けられてい
る。

【００４４】このようにして、トナー57を供給する場合
には、パドル53ａが回転され、これにより、薄板弾性体
53ｂが湾曲されながら回転されてトナー槽54内のトナー
57を掻き上げる。この薄板弾性体53ｂは上方部で開放さ
れ、その回転力との相乗によってトナー溜め部58へトナ
ー57を飛ばして供給する。また、トナー溜め板部材52の
位置はおよそ図２の通りで、現像ローラ43と現像ブレー
ド46の当接位置より下方で、かつ撹拌パドル53の回転中
心より上方に位置している。この位置は、現像ローラ43
付近のトナーがトナー溜め板部材52と現像ブレード46と
に挟まれる位置のトナー溜め部58内に、トナーが撹拌パ
ドル53ａによって搬送された後、現像ローラ43方向に供
給できる位置である。

【００４５】このように構成することで、現像ブレード
46近傍にトナーが供給されて圧力が過剰になるのを回避
し、かつトナーの供給と圧力印加不良を安定化してい
る。尚、現像ローラ43上に供給されるトナーの量は、現
像に必要な量より多くなっており、トナーの帯電もほと
んど与えられていないが、この余剰トナーは現像ブレー
ド46により規制されて帯電され、必要なトナーだけ現像
ローラ43上に層形成される。 こうして現像ローラ43上
に搬送されたトナーは感光体ドラム14との現像領域に送
られ、その現像電界中で現像が行なわれる。また、現像
ブレード46によって規制され、余ったトナーはトナー槽
と回収槽とを一体化しトナー槽54戻し、余剰トナーを再
使用するようになっている。

【００４６】次に具体的に第１実施形態による効果をし
めす。図３は、上記実施例１と、トナー溜め板部材52が
ない構成との比較例１において、Ａ４サイズを縦方向
（Ａ４サイズのシートの長辺方向）に通過させ、シート
全面にベタ黒印字したときの現像ローラ周と濃度との関
係を示す。

【００４７】現像ローラ43は、感光体ドラム14のスピー
ドの１５０％で回している。感光体ドラム14はφ３０、
現像ローラ43はφ１６の装置で行った。装置のシート搬
送スピードは、１２０（ｍｍ／ｓｅｃ）である。

【００４８】グラフに示したように、ベタ黒を印字した
場合、現像ローラ２周目以降は濃度が極端に落ちている
ことがわかる。このように濃度が極端に落ちてしまう理
由は、ベタ黒印字がされると、現像ローラ43上のトナー
が感光体ドラム14に現像されることで現像ローラ上のト
ナーがなくなり、パドル53ａの撹拌による現像ブレード
46近傍へのトナー搬送が行なわれるまでは現像ローラ43
上にトナーがない状態になるためである。

【００４９】一方、実施例１では、トナー溜め板部材52
上にトナーが溜められているため、現像ローラ43上のト
ナーが消費されても、ブレード近傍には、常にトナーが
ある状態を保つことができる。そのため、ベタ黒を印字
して現像ローラ上のトナーが消費された直後にもトナー
を現像ローラ43上に供給することができる。従ってシー
ト先端からシート後端まで現像ローラ43上にトナー搬送
することができるので、シート内で濃度が薄くなること
もなく、良好なベタ画像を得ることができる。

【００５０】このため、トナーの搬送および供給を行う
方向が上下方向の現像装置であっても、長期にわたって
トナーが劣化しにくい現像を行なうことができる。

【００５１】（第２実施形態）次に本発明の第２実施形
態について比較例を用いて詳しく説明する。尚、前述の
実施形態と同様の構成については、同様の符号を付し、
説明を省略する。図４は第２実施形態又は第３実施形態
の現像ユニットの説明図であり、図５は第２実施形態の
トナー容器内残量と画像濃度の関係を示した図表であ
る。

【００５２】（現像ユニットの説明）第２実施形態の現
像ユニット36ｂの説明を図４を用いて説明する。尚、本
実施形態では現像ユニット36ｂをプロセスカートリッジ
34の副ユニットとしたが、これに限るものではなく、現
像ユニット36ｂを独立した現像手段としての現像装置と
してもよい。この現像ユニット36ｂ及び感光体ドラム14
は、シートが通過する上パス方式に適した構成になって
いる。

【００５３】第２実施形態では、トナー溜め板部材52に
溜まったトナーを現像ローラ43に供給する部材（ここで
トナー供給部材55とよぶ）を設けたことを特徴としてい
る。

【００５４】これにより、トナー溜め板部材52に溜まっ
たトナーを現像ローラ43に効率よくトナー57を供給する
ことができる。この略断面図を図４に示す。

【００５５】図５に第２実施形態と第１実施形態とを比
較した実験結果を示す。新たに設けたトナーを現像ロー
ラ43に供給するトナー供給部材55は、弾性のスポンジロ
ーラで形成されていて、φ１２のものが取り付けられて
いる。現像ローラ43とは非接触で、現像ローラ43とトナ
ー供給部材55である供給ローラとの隙間は０．５（ｍ
ｍ）である。

【００５６】第２実施形態によれば、トナー供給部材55
により、現像ローラ43に良好にトナーを搬送できるの
で、第１実施形態と比べて、安定して良好な画像を得る
ことができる。ここでいう安定した良好な画像とは、現
像ユニット36の寿命の初期からライフエンドまで、良好
な画像濃度を維持できることを言う。

【００５７】図５に示すように、初期トナー充填量は５
００gである。第１実施形態では、トナー残量が約１０
０ｇになると画像濃度が低下することがわかる。一方、
第２実施形態では、第１実施形態と比較してトナーが少
なくなっても良好な画像濃度を得ることができる。これ
は、第２実施形態で、トナー供給部材55が、溜め板部材
52に溜まったトナーを現像ローラ43に積極的に供給して
いるからである。

【００５８】（第３実施形態）次に本発明のに係る第３
実施形態について比較例を用いて詳しく説明する。尚、
前述の実施形態と同様の構成については、同様の符号を
付し、説明を省略する。図４は第２実施形態又は第３実
施形態の現像ユニットの説明図であり、図６は第３実施
形態の耐久枚数とカブリとの関係を示した図表である。

【００５９】（現像ユニットの説明）第３実施形態の現
像ユニット36ｃの説明を図４及び図６を用いて説明す
る。尚、本実施形態では現像ユニット36ｃをプロセスカ
ートリッジ34の副ユニットとしたが、これに限るもので
はなく、現像ユニット36ｃを独立した現像手段としての
現像装置としてもよい。この現像ユニット36ｃ及び感光
体ドラム14は、シートが通過する上パス方式に適した構
成になっている。

【００６０】第３実施形態は、第２実施形態におけるト
ナー供給部材55が現像ローラ43に接触していることを特
徴としている。このため、第２実施形態におけるトナー
供給部材55は、現像ローラ43にトナーを供給するだけで
なく、現像ニップを通過し感光体ドラム14に現像されず
に残った現像ローラ43上のトナーをはぎとるように作用
し、現像ローラ43上のトナーを剥ぎ取って、現像ローラ
43をリフレッシュすることができる。

【００６１】画像装置が低印字率で多く画像形成する場
合で、ブレードを通過した現像ローラ43上のトナーのう
ち感光体ドラム14に現像されるトナーが少量であって
も、現像されなかった多くの現像ローラ43上のトナーを
剥ぎ取ってリフレッシュすることができる。また、長期
にわたって、トナーが現像ブレードや感光体と接触・擦
擦してストレスを受けるのを低減できる。

【００６２】図６に第３実施形態の現像ユニット36ｃと
第２実施形態の現像ユニット36ｂとを使用し、比較した
実験結果を示す。実験は、２％の低印字率であるテキス
ト画像を連続印字したときの、感光体ドラム14上のカブ
リを測定した結果である。

【００６３】感光体ドラム14上のカブリは、ベタ白印字
中に強制的にドラム回転をとめ、そのときのドラム14上
をテーピングしたものである。そしてテーピング前後の
反射率差を求めた。テーピングに用いたテープは、住友
スリーエム（株）社製のメンディングテープを用いた。
反射率の測定器としては、東京電色（株）社製のDENSIT
OMETERを用いて測定した。

【００６４】第２実施形態では、耐久試験を通じて感光
体ドラム14上のカブリが増えている。一方、第３実施形
態では、耐久を通じてカブリが良好である。感光体ドラ
ム14上のカブリは、２％以内であれば、シート上の画像
を汚すことなく問題ないレベルである。第３実施形態に
よれば、現像ユニット36ｃにとって苛酷な使用状況、す
なわち低印字率での画像形成が繰り返されても、カブリ
のない良好な画像を得ることができる。

【００６５】これは、現像ローラ43に接触したトナー供
給部材55が、現像ローラ43にトナーを供給しつつ、現像
ローラ43上に残ったトナーを剥ぎ取るので、低印字率の
画像形成が繰り返されても、現像ローラ43上のトナーが
現像ブレード46や感光体ドラム14に擦擦され続けてスト
レスがかかるのを防ぐことができるからである。

【００６６】第２実施形態で、耐久試験後半にカブリが
増えてしまう理由は、トナーがストレスを長期に渡り受
ける場合に、トナー表面の外添剤が剥離したり、トナー
内部に埋め込まれてしまい、トナーの帯電性能や流動性
が変わるからである。

【００６７】（第４実施形態）次に本発明のに係る第４
実施形態について比較例を用いて詳しく説明する。尚、
前述の実施形態と同様の構成については、同様の符号を
付し、説明を省略する。図７は第４実施形態の現像ユニ
ットの説明図であり、図８は第４実施形態の環境とカブ
リとの関係を示した図表である。

【００６８】（現像ユニットの説明）第４実施形態の現
像ユニット36ｄの説明を図７及び図８を用いて説明す
る。尚、本実施形態では現像ユニット36ｄをプロセスカ
ートリッジ34の副ユニットとしたが、これに限るもので
はなく、現像ユニット36ｄを独立した現像手段としての
現像装置としてもよい。この現像ユニット36ｄ及び感光
体ドラム14は、シートが通過する上パス方式に適した構
成になっている。

【００６９】第４実施形態は、図７に示すように、第３
実施形態において、トナー溜め板部材52に開口部52ａを
設けたことを特徴としている。これによって、トナー溜
め板部材52に溜まったトナーが、開口部52ａを通過し、
溜め板部材52に必要以上にトナーが溜まるのを防ぐこと
ができるため、トナーが必要量に達したとき、開口部52
ａを通じてトナーをトナー槽54に戻すことができる。こ
れにより現像ブレード46、現像ローラ43及び溜め板部材
52で囲まれた溜め部58に溜まる適正なトナー量をコント
ロールすることができる。

【００７０】溜め板部材52にトナーが溜まると、溜め部
58のトナー圧がしだいに高くなっていく。このトナー圧
によって、現像ブレード46部が現像ローラに当接する圧
力が変化してしまう場合がある。トナーは、現像ブレー
ド46と現像ローラ43との間を擦擦されながら通過して摩
擦帯電される。このため、現像ブレード46に対する前記
トナー圧が不安定であると、トナー帯電も不安定になり
やすい。

【００７１】特に高温高湿（３２．５℃８０％ＲＨ：以
下ＨＨと示す）や低温低湿（１０℃２０％ＲＨ：以下Ｌ
Ｌと示す）の環境では、常温常湿（２３℃５０％ＲＨ）
の環境と比べて、トナーの帯電が不安定になりやすく、
このような環境において、現像ブレード46に対するトナ
ー圧が不安定だと、トナー帯電が更に不安定になってし
まう。

【００７２】図８に、第３実施形態と第４実施形態の環
境ＮＮ、環境ＨＨ、環境ＬＬの感光体ドラム14上のカブ
リを比較した結果を示す。カブリ測定は、第３実施形態
の説明で述べた方法と同様である。

【００７３】図８に示すように、第３実施形態の現像ユ
ニット36ｃよりも第４実施形態の現像ユニット36ｄの方
が、カブリが環境ＮＮ、環境ＨＨ、環境ＬＬのいかなる
環境においても、少なくなっており、第４実施形態の現
像ユニット36ｄが安定して画像形成できることがわか
る。 （第５実施形態）次に本発明のに係る第５実施形態につ
いて比較例を用いて詳しく説明する。尚、前述の実施形
態と同様の構成については、同様の符号を付し、説明を
省略する。図９は第５実施形態の現像ユニット36ｅの説
明図であり、図１０は第５実施形態のベタ白耐久枚数と
スジとの関係を示した図表である。

【００７４】（現像ユニットの説明）第５実施形態の現
像ユニット36ｅの説明を図９及び図１０を用いて説明す
る。尚、本実施形態では現像ユニット36ｅをプロセスカ
ートリッジ34の副ユニットとしたが、これに限るもので
はなく、現像ユニット36ｄを独立した現像手段としての
現像装置としてもよい。この現像ユニット36ｄ及び感光
体ドラム14は、シートが通過する上パス方式に適した構
成になっている。

【００７５】第５実施形態は、図９に示すように、前記
第３実施形態において、トナー溜め板部材52が可撓性で
あることを特徴としている。溜め板部材52が、可撓する
ことにより、溜め部58に溜まったトナーのブロッキング
を防ぐことができる。

【００７６】溜め板部材52は、現像ローラ43及び感光体
ドラム14の回転振動や、撹拌するためのパドル53ａが直
接溜め板部材52に接触することによって、振動する。こ
れにより、溜め部58に溜まった余ったトナーが解放され
る。そのため、環境ＨＨで、トナーの流動性が落ちて
も、溜め部58に溜まったトナーがブロッキングするのを
防ぐことができる。

【００７７】溜め部58でブロッキングが発生すると、現
像ブレード46先端からトナーが融着してしまう。現像ブ
レード46にトナーが融着すると、良好な層形成ができ
ず、ハーフトーン画像でスジが発生してしまうおそれが
ある。

【００７８】このスジは、現像ブレード46にトナーが融
着した部分では、トナー層を薄く均一にすることができ
ない。このためハーフトーン画像において、濃度ムラが
発生し、これがスジとして見えるものである。このスジ
は、文字画像においては特に酷い融着が発生した場合に
のみ発生する。

【００７９】図１０に第５実施形態と第３実施形態の環
境ＨＨでのハーフトーンと文字画像のスジを評価した結
果を示す。評価は溜め部58がブロッキングしやすい状態
をつくるために、まず、ＨＨ環境でベタ白印字耐久を行
った後に、ハーフトーン画像と文字画像を形成してスジ
のレベルを官能評価した。図１０内で、○はスジ発生な
し、△は若干スジがあるが問題ないレベル、×はスジが
酷く問題のあるレベルを示す。

【００８０】図１０より、第３実施形態では環境ＨＨで
のベタ白印字が多くなると、ハーフトーン画像において
スジが発生しやすくなる。一方第５実施形態によれば、
ベタ白印字耐久を行なっても、スジが発生しないことが
わかる。例えば、溜め板部材52をマイラー部材のような
ものにしておき、溜め部58に一定以上の圧がかかると、
マイラーが撓みしなって、トナーが落ちるような機構に
する。

【００８１】このため、溜め板部材52の近傍に溜まった
トナーが、必要量に達したとき、仕切部材が可撓してト
ナーがトナー槽54にもどる。これにより現像ブレード4
6、現像ローラ43及び溜め板部材52で囲われた溜め部58
に溜まるトナー量をコントロールすることができる。

【００８２】（第６実施形態）次に本発明のに係る第６
実施形態について比較例を用いて詳しく説明する。尚、
前述の実施形態と同様の構成については、同様の符号を
付し、説明を省略する。図１１は第６実施形態の現像ユ
ニット36ｆの説明図であり、図１２は第６実施形態のト
ナー凝集度と画像濃度との関係を示す図表であり、図１
３は凝集度を測定するための図である。

【００８３】（現像ユニットの説明）第６実施形態の現
像ユニット36ｆの説明を図１１乃至図１３を用いて説明
する。尚、本実施形態では現像ユニット36ｆをプロセス
カートリッジ34の副ユニットとしたが、これに限るもの
ではなく、現像ユニット36ｆを独立した現像手段として
の現像装置としてもよい。この現像ユニット36ｆ及び感
光体ドラム14は、シートが通過する上パス方式に適した
構成になっている。

【００８４】第６実施形態は、図１１に示すように、ト
ナー溜め板部材52のに開閉する開口部52ｂを有すること
を特徴としている。これにより流動性が良いトナーを用
いた場合でも、トナーを溜め板部材52に溜めることがで
き、かつ、溜め部58のトナー圧を適正に保つことができ
る。

【００８５】図１２に、第６実施形態と第４実施形態と
の構成において、流動性の違うトナーを用いて画像濃度
を比較した結果を示す。尚、ここではトナーの流動性の
指標として、凝集度を用いる。凝集度の値は小さいほど
トナーの流動性がよいことを示す。凝集度は、以下の方
法により測定した。

【００８６】まずトナーを２００ｍｅｓｈのフルイを通
過させたものを２ｇ秤取する。そしてパウダーテスター
（細川ミクロン（株）製）に上から６０ｍｅｓｈ、１０
０ｍｅｓｈ、２００ｍｅｓｈの順でフルイを３段重ねて
セットし、秤取した試料２ｇを静かにフルイ上に乗せ、
振幅１ｍｍの振動を６５秒間与え、各フルイ上に残った
磁性酸化鉄の重さを測定、図１３中の式に従って凝集度
を算出する。

【００８７】図１２より、第４実施形態においては、凝
集度の値が小さい、すなわち流動性のよいトナーでは、
画像濃度が低下している。これは、流動性のよいトナー
は重力に従って開口部から現像容器18の下部のトナー槽
54に落下してしまうために、トナー溜め板部材52にトナ
ーが溜まりにくくなっているからである。

【００８８】一方第６実施形態によれば、凝集度の値が
小さい、すなわち流動性のよいトナーにおいても、良好
な画像濃度を得ることができる。これは、必要なトナー
量が溜まるまでは、溜め板の開口部が閉まった状態にな
っており、必要以上にトナーが溜まろうとした場合は、
溜め部58のトナー圧により、自動的にマイラーが下部方
向に撓み、開口部52ｂが開いて、トナーが落下するよう
になっている。従って流動性の良いトナーであっても常
に現像に必要なトナー量がトナー溜め板部材52上に確保
することができるため、流動性のよいトナーでも良好な
画像濃度が得られる。

【００８９】（他の実施形態）前述した実施形態におい
ては、画像形成装置として４色カラープリンタを例示し
て説明したが、これに限るものではなく、画像形成装置
として、ファクシミリ装置や複写機を用いてもよく、ま
たカラーに限らず、単色のものでも４色以外の複数色の
ものとしてもよい。

【００９０】

【発明の効果】以上のように、本発明においては、トナ
ー搬送手段により上方に搬送されたトナーを、トナー規
制部材とトナー担持体の当接位置の近傍に溜めるトナー
溜め部材を、前記トナー搬送手段の回転中心より上方に
設けたため、トナーの搬送および供給を行う方向が上下
方向の現像装置であっても、長期にわたってトナーが劣
化しにくい現像を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の概略説明図である。

【図２】第１実施形態の現像ユニットの説明図である。

【図３】第１実施形態のトナー容器内残量と画像濃度の
関係を示した図表である。

【図４】第２実施形態又は第３実施形態の現像ユニット
の説明図であ

【図５】第２実施形態のトナー容器内残量と画像濃度の
関係を示した図表である。

【図６】第３実施形態の耐久枚数とカブリとの関係を示
した図表である。

【図７】第４実施形態の現像ユニットの説明図である。

【図８】第４実施形態の環境とカブリとの関係を示した
図表である。

【図９】第５実施形態の現像ユニットの説明図である。

【図１０】第５実施形態のベタ白耐久枚数とスジとの関
係を示した図表である。

【図１１】第６実施形態の現像ユニットの説明図であ
る。

【図１２】第６実施形態のトナー凝集度と画像濃度との
関係を示す図表である。

【図１３】凝集度を測定するための図である。

【図１４】従来の画像形成装置の内部の構成を示す側断
面図である。

【図１５】従来のプロセスカートリッジの拡大断面図で
ある。

【符号の説明】

４ …シートカセット ６ …排出トレイ 11 …ベルト 12 …駆動ローラ 13 …従動ローラ 14 …感光体ドラム 15 …クリーナ 16 …帯電ローラ 17 …スキャナー 18 …現像容器 24 …レジローラ対 25 …給送案内路 26 …給送ローラ 28 …定着器 34 …プロセスカートリッジ 35 …ドラムユニット 36 …現像ユニット 36ａ …現像ユニット 36ｂ …現像ユニット 36ｃ …現像ユニット 36ｄ …現像ユニット 36ｅ …現像ユニット 36ｆ …現像ユニット 37 …光学系露光部 43 …現像ローラ 46 …現像ブレード 52 …溜め板部材 52ａ …開口部 52ｂ …開口部 53 …トナー攪拌部材 53ａ …パドル 53ｂ …薄板弾性体 54 …トナー槽 55 …トナー供給部材 57 …トナー 58 …溜め部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 健 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 (72)発明者 鶴見 譲 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 AA12 AA20 AB03 AB06 AB07 AB13 AB15 AC04 AD06 BA08 FA16 GA03

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナーを収納する現像容器と、トナーを
   像担持体上に供給するトナー担持体と、トナーを前記現
   像容器から前記トナー担持体へと回転中心を中心として
   回転しつつ供給するトナー搬送手段と、前記トナー担持
   体に当接し供給するトナーを均一に塗布するトナー規制
   部材とを有し、前記トナー規制部材がトナー担持体に当
   接する位置が前記トナー搬送手段の前記回転中心よりも
   上方である現像装置であって、 前記トナー搬送手段により上方に搬送されたトナーを、
   前記トナー規制部材と前記トナー担持体の当接位置の近
   傍に溜めるトナー溜め部材を、前記トナー搬送手段の回
   転中心より上方に設けたことを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の現像装置であって、 前記トナー溜め部材に溜まったトナーを、前記トナー担
   持体に供給するトナー供給部材を設けたことを特徴とす
   る現像装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の現像装置であって、 前記トナー供給部材は前記トナー担持体に接触すること
   を特徴とする現像装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３記載の現像装置で
   あって、 前記トナー溜め部材は、余剰のトナーを排出する開口部
   を有することを特徴とする現像装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の現像装置であって、 前記トナー溜め部材の開口部が開閉することを特徴とす
   る現像装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項３記載の現像装置で
   あって、 前記トナー溜め部材は、シート状の可撓性のある部材で
   あることを特徴とする現像装置。
7. 【請求項７】 像担持体と、前記像担持体に作用するプ
   ロセス手段とを一体的に有し、画像形成装置に着脱可能
   に構成されたプロセスカートリッジであって、 前記プロセス手段として、請求項１乃至請求項６記載の
   現像装置を有することを特徴とするプロセスカートリッ
   ジ。
8. 【請求項８】 像担持体と、前記像担持体上にトナーを
   供給し現像を行なう現像手段を有する画像形成装置にお
   いて、 前記現像手段として、請求項１乃至請求項６記載の現像
   装置を有することを特徴とする画像形成装置。