JP2004361463A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】トナー収納部の傾斜面、特に上部に残留するトナーを極力減らすことにより、画像白抜け発生時のトナー残量を減らすことを目的とする。
【解決手段】構成としては、攪拌部材にシートを用い、現像器底部に侵入する長さを持つ。また、トナー収納部の傾斜面には弾性部材（加振マイラ）を設け、その上端にダボを設け、弾性部材が可動自在になるように配設する。攪拌部材が回転することによって弾性部材と接触する際、斜面下方に弾性部材を移動させ、さらに攪拌部材と弾性部材が相互に撓むことによって生ずる力によって、弾性部材が傾斜面上方に移動することを特徴とする。
【選択図】 図３
【解決手段】構成としては、攪拌部材にシートを用い、現像器底部に侵入する長さを持つ。また、トナー収納部の傾斜面には弾性部材（加振マイラ）を設け、その上端にダボを設け、弾性部材が可動自在になるように配設する。攪拌部材が回転することによって弾性部材と接触する際、斜面下方に弾性部材を移動させ、さらに攪拌部材と弾性部材が相互に撓むことによって生ずる力によって、弾性部材が傾斜面上方に移動することを特徴とする。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，電子写真画像形成装置等に使用可能な現像装置、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置に関するものである。
【０００２】
ここで、電子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る。電子写真画像形成装置の例として、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばレーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。
【０００３】
なお前述のプロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段、またはクリーニング手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものであり、また帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つと電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものである。更に少なくとも現像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものをいう。
【０００４】
【従来の技術】
電子写真を用いた画像形成装置では、その使用が長時間に及ぶと感光体ドラムの交換、現像剤の補給や交換、その他（帯電器、クリーナー容器等）の調整・清掃・交換が必要となるが、このような保守作業は専門知識を有するサービスマン以外は事実上困難であった。
【０００５】
そこで、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置においては、電子写真感光体及び前記電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、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。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ずユーザー自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができた。そこでこのプロセスカートリッジ方式は、画像形成装置において現在広く用いられている。
【０００６】
図８〜１０に基づいて従来の技術の説明を行う。図８はプロセスカートリッジを装着したレーザービームプリンタ、図９はプロセスカートリッジ、図１０は現像装置を示す。
【０００７】
レーザープリンタの構成、動作については発明の実施の形態と同様であり、ここではその説明を省略する。
【０００８】
現像ローラ４１へのトナーの供給は次のように行われる。
【０００９】
トナー室４５内において、トナー供給開口４５ａ近傍には、攪拌部材８０が配置される。トナー室４５の底面は、前記攪拌部材８０に向かって下方へ傾斜した傾斜面９０を形成する。傾斜面９０は、プロセスカートリッジ２を装置本体１へ装着した状態でトナーが自重で滑り落ちる角度（安息角）となる６５度以上に設定される。傾斜面９０上のトナーは自重によって該傾斜面９０を滑り落ち、攪拌部材８０に供給される。攪拌部材８０近傍のトナーは攪拌部材８０の回転に伴ってトナー供給開口４５ａ方向へ送られる。
【００１０】
ここで、トナー室４５内に残留するトナーを最小とするため、攪拌部材８０近傍ではトナー室底面を凹部９１とし、かつ、傾斜面９０の延長線が攪拌部材８０の回転領域と接するあるいは交差するようにした構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
しかし、傾斜面を６５度以上にすると、トナー室の容量が減り印字可能枚数が少なくなってしまう問題が生じる。そこで傾斜面を６５度以上に保ち印字枚数を増すためには、トナー室の外形を大きくする必要が生じてくる。よって、画像形成装置内のスペース効率を向上するためには、該傾斜面の傾斜角度は小さいほうが望ましい。
【００１２】
しかし傾斜面の傾斜角度を小さくした場合、攪拌部材が届かない傾斜面後方部分にトナーが残存し所定の印字枚数を得られないという問題が生じる。
【００１３】
そのため、傾斜面が安息角以下の場合においても、傾斜面に弾性部材を配し、その弾性部材を攪拌部材で振動させることにより、傾斜面上のトナーを叩き落とすといった構成が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【００１４】
【特許文献１】
特開平０５−３５０９５号公報
【特許文献２】
特開２００２−２５８５９８号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
傾斜面の傾斜角度を小さくした場合においても、前述したように傾斜面に弾性部材を設け攪拌部材によって弾性部材に振動を加えることにより、傾斜面上のトナーを叩き落とす構成で解決しようとした。しかし、印字可能枚数の増加に伴いプロセスカートリッジ内のトナー量とトナー室の容量の増大によって、弾性部材の振動をより大きくさせて傾斜面上のトナー、特に傾斜面上部のトナーを落としトナー供給開口方向に送る必要が生じてきた。特に高温高湿環境のようなトナーの流動性が低い環境においては、傾斜面上部において残留トナーが多くなる傾向にあり、より弾性部材に振動を生じさせる必要がある。
【００１６】
これまでトナー供給不足による画像かすれが発生した時点でトナー残留が生じてしまう際には、ユーザーがプロセスカートリッジを画像形成装置本体から取り出して振るといった行為によって解決してきた。
【００１７】
しかし残留トナーが多くなれば、一度画像かすれが発生してユーザーがプロセスカートリッジを振ってから、次の画像かすれが発生するまでの印字可能枚数が多くなってしまう。このときトナー残量検知機能を用いない構成においては、いつプロセスカートリッジ内のトナーがなくなるのかユーザーは判断しにくくなる。そのため、一度画像かすれが発生した時点でトナーがあとわずかでなくなることを判断させるためには、その時点でのトナー残量、特に現像に関与していないトナー室内のトナー量をできるだけ減らす必要がある。
【００１８】
そこで本発明では上記課題を解決するために、簡単かつ安価な構成で達成する現像装置、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
前記目的は以下の本発明の構成によって達成される。
【００２０】
本出願に係る発明は、像担持体に形成された静電潜像を現像するための現像剤担持体と、現像剤担持体によって、静電潜像を現像するために用いられる現像剤を収納するための現像剤収納部と、回転することによって、現像剤収納部に収納されている現像剤を攪拌する可撓性の攪拌部材と、現像装置が電子写真画像形成装置本体に装着された際に底面となる、現像剤担持体に向かって下方へ傾斜している傾斜面と、傾斜面の傾斜方向下流側において、傾斜面は前記攪拌部材の回転経路に沿って設けられた凹部と、傾斜面の傾斜方向に沿って可動自在に前記傾斜面に取り付けられた可撓性の弾性部材と、を有する現像装置において、
攪拌部材の回転軌跡は凹部に侵入している攪拌部材であって、かつ弾性部材は凹部の上方かつ攪拌部材の回転領域に突出して設けられていることを特徴とする現像装置である。
【００２１】
更に、攪拌部材の回転に連動して弾性部材が振動することと、攪拌部材が弾性部材に接触する際に、弾性部材が傾斜面に沿って傾斜面下方に移動し、攪拌部材が回転することによって凹部に侵入する際に攪拌部材と弾性部材が相互に撓むことによって生ずる力により、弾性部材が傾斜面上方に移動することを特徴とする現像装置である。
【００２２】
本発明によれば、傾斜面の傾斜角度を小さくしてもトナー収納部内、特に傾斜面上部でのトナー残量を極少量に抑えることができ、簡単かつ安価な構成で画像形成装置内のスペース効率を向上させることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図５に沿って、本出願に係る画像形成装置について説明する。
【００２４】
〔全体構成〕
この画像形成装置は、プロセスカートリッジ２を装置本体１に着脱自在とした、電子写真技術を利用したレーザービームプリンタである。プロセスカートリッジ２が装置本体１に装着されたとき、プロセスカートリッジ２の上側には露光装置（レーザースキャナユニット）３が配置され、前記プロセスカートリッジ２の下側には画像形成対象となる記録媒体（シート材）Ｐを収容したシートトレイ４が配置されている。更に、前記画像形成装置本体１には、シート材Ｐの搬送方向に沿って、ピックアップローラ５、給紙ローラ（不図示）、搬送ローラ（不図示）、転写ガイド６、転写用帯電ローラ７、搬送ガイド８、定着装置９、排紙ローラ対１０、排紙トレイ１１等が配置されている。
【００２５】
〔プロセスカートリッジの構成〕
プロセスカートリッジ２は、像担持体（感光ドラム）２０と、帯電装置３０と、現像装置４０と、クリーニング装置５０との４種のプロセス装置を一体的に収容している。感光ドラム２０と帯電装置３０はクリーニング装置５０の枠体５１に取り付けられている。一方、現像装置４０はその両端部付近に結合アーム４８を有する。
【００２６】
現像装置４０は、その結合アーム４８先端領域において不図示の手段によって、枠体５１に回転自在に取り付けられている。更に、現像装置４０と枠体５１との間にはコイルバネである付勢手段６０が配置され、現像装置４０は図の時計周り方向に付勢される。
【００２７】
ここで、現像ローラ４１の両端部には間隔保持部材（不図示）が取り付けられ、現像ローラ４１は感光ドラム２０から所定の間隔をもって保持される。
【００２８】
〔画像形成プロセスの説明〕
次に、画像形成の概略を説明する。プリントスタート信号に基づいて、感光ドラム２０は矢印Ｒ１方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。感光ドラム２０の外周面にはバイアス電圧が印加された帯電装置３０が接触していて、この帯電装置３０によって前記感光ドラム２０の外周面は、一様均一に帯電される。
【００２９】
レーザースキャナーユニット３からは、目的画像情報の時系列的電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザー光Ｌが出力され、プロセスカートリッジ２の上面の露光窓部５３からプロセスカートリッジ２内部に入光して感光ドラム２０の外周面を走査露光する。これにより、感光ドラム２０の外周面には目的画像情報に対応した静電潜像が形成されていく。この静電潜像は、現像装置４０の現像剤規制部材（現像ブレード）４２によってトリボ付与と層厚規制を受けた、現像剤担持体（現像ローラ）４１上の現像剤（トナー）Ｔによってトナー像として現像される。
【００３０】
一方、レーザー光Ｌの出力するタイミングと合わせて、ピックアップローラ５、給紙ローラ（不図示）、搬送ローラ対（不図示）によってシート材Ｐがシートトレイ４から給紙されて、転写ガイド６を経由して、感光ドラム２０と転写用帯電ローラ７との間の転写位置へタイミング供給される。この転写位置において、トナー像は感光ドラム２０からシート材Ｐに順次転写されていく。
【００３１】
トナー像が転写されたシート材Ｐは、感光ドラム２０から分離されて搬送ガイド８に沿って定着装置９に搬送され、定着装置９を構成する定着ローラ９ａと加圧ローラ９ｂとのニップ部で加圧・加熱定着処理が行われて前記トナー像はシート材Ｐに定着される。トナー像の定着処理を受けたシート材Ｐは排紙ローラ対１０まで搬送され、排紙トレイ１１に排紙される。
【００３２】
一方、転写後の感光ドラム２０は、クリーニング装置５０のクリーニングブレード５２により外周面との残留トナーが除去されて、再び、帯電から始まる作像に供される。
【００３３】
〔現像装置の構成〕
トナー室４５のトナーＴは、後述するトナー送り機構によって、トナー供給開口４５ａを通じて現像剤供給室４４へ搬送される。現像剤供給室４４に搬送されたトナーＴは、現像ローラ４１に内包されたマグネット４１ａによって現像ローラ４１に引き寄せられ、現像ローラ４１のＲ２方向への回転に伴って現像ブレード４２方向に搬送され、現像ブレード４２によってトリボ付与と層厚規制を受けて感光ドラム２０方向に搬送される。
【００３４】
ここで、現像ローラ４１には直流電圧に交流電圧を重畳した所定の現像バイアスが印加され、感光ドラム２０は接地されている。感光ドラム２０と現像ローラ４１との対向領域では電界が発生するため、前述の帯電されたトナーＴによって感光ドラム２０表面の前記潜像が現像される。
【００３５】
本発明は、感光体の外周面上に目的画像情報に対応して形成されて静電潜像が、現像装置の現像剤規制部材（現像ブレード）によってトリボ付与と層厚規制を受けた現像剤担持体（現像ローラ）上の現像剤（トナー）によってトナー像として現像されるまでの一連の画像形成プロセスにおける、トナー収納部から現像ローラ上にトナーを送るまでのトナー搬送に関するものである。
【００３６】
続いて本発明に係るトナー搬送手段の詳細な説明をおこなう。
【００３７】
〔トナー搬送手段の説明〕
攪拌部材４３はトナー室４５のトナー供給開口４５ａ近傍に配置され、不図示の駆動手段によって矢印Ｒ３方向に回転駆動される。攪拌部材４３はトナー室４５を構成する枠体に回転自在に支持された取付軸４３ａに厚み５０μｍ、材質ポリフェニルサルファイドの攪拌シート４３ｂを設けたものである。なお、攪拌シート４３ｂの長さ５３は６．０ｍｍで配設した。攪拌部材４３の極近傍におけるトナー室底面は攪拌部材４３の回転半径に沿った凹部４５ｅを形成している。また、攪拌部材はこの現像剤収納部底部の凹部４５ｅに侵入量２．０ｍｍで配設した。ここで攪拌シートの凹部４５ｅへの侵入量は攪拌部材４３が弾性部材４７を確実に振動させること、かつ、トナー攪拌時のトルク、騒音を考慮する必要があり、１．０〜４．０ｍｍ程度、好ましくは２．０〜３．０ｍｍ程度に設定することが望ましい。また、この凹部４５ｅに向かって下る傾斜面４５ｂと凹部４５ｅの間にエッジ４５ｆが形成されている。
【００３８】
トナー室４５の底面の現像ローラ４１と攪拌部材４３方向に向かって下方へ傾斜した傾斜角度２０度以上６５度未満の傾斜面４５ｂ上に、材質ポリエチレンテレフタレート、厚み７０μｍの弾性部材４７を攪拌部材４３の回転領域に突出量４．０ｍｍとなる様突出させ配設した。ここで突出量は、弾性部材４７の先端からエッジ４５ｆまでの距離４７ｂのことである。
【００３９】
弾性部材４７は傾斜面４５ｂの傾斜上流側に位置するダボ４５ｃに対応して図４に示すように長細形状の嵌合穴４７ａが開いており、ダボ４５ｃに穴４７ａを嵌合させた状態で傾斜面４５ｂ上にダボ４５ｃを固定し、ダボ４５ｃの先端を熱溶着等で拡径して固定されている。なお、嵌合穴４７ａとダボ４５ｃの傾斜方向に沿ったガタは、本実施例では２ｍｍに設定している。ここで、熱溶着等で溶かされたダボ４５ｃの先端側首下〜ダボ４５ｃ根元までの距離は弾性部材４７の厚み以上で、本実施例では２ｍｍのガタを持った状態に設定されている。また、嵌合穴４７ａは弾性部材４７が全方位へ変位できるように幅方向もダボ４５ｃに対してガタ、本実施例では１ｍｍのガタを持った状態に設定されている。ダボ４５ｃはトナー室４５の長手方向全幅にわたり弾性部材４７が配設されている場合は一箇所でもよく、通常は２箇所以上に配設する。ダボ４５ｃは本例では３箇所である。
【００４０】
また、弾性部材４７は傾斜面４５ｂの傾斜方向並びに傾斜方向と交差する方向の略全域に渡って配設されていると共に、前述の熱溶着等で固定された固定部と反対側の可動部先端は、傾斜面４５ｂの傾斜方向下流側に位置する攪拌部材４３の回転経路に沿って設けられた凹部４５ｅの上方に突出する様、図３の符号４７ｂの如く配設されている。ここで、傾斜方向下流側とはトナーの移動方向に関するものであり、傾斜面４５ｂの低い側のことである。
【００４１】
ここで、突出部４７ｂの突出量は弾性部材４７が攪拌部材４３との離接により確実に振動し、かつ、振動が画像、騒音に影響しないことを考慮する必要があり、１．０ｍｍ〜６．０ｍｍ程度、好ましくは２．０ｍｍ〜５．０ｍｍ程度に設定することが望ましい。
【００４２】
なお、弾性部材の傾斜面方向に沿った長さ（ダボ４５ｃの中心から傾斜面下流側の弾性部材先端までの長さ）５４は６０ｍｍで配設した。
【００４３】
上記の様に、弾性部材４７は可動部先端が傾斜面４５ｂの傾斜方向下流側に位置する攪拌部材４３の回転経路に沿って設けられた凹部４５ｅの上方、かつ、攪拌部材４３の回転領域に突出する様に配設されているため、攪拌部材４３のＲ３方向への回転駆動に連動して攪拌部材当接時に前記凹部側へ撓み、離間時に弾性力により戻る動作を繰り返すことで周期的に振動しトナーＴに振動を与える。この振動を与える動作はプロセスカートリッジ２が動作し攪拌部材４３が回転している間継続する。
【００４４】
更に、弾性部材４７は前述の様に長細穴４７ａをダボ４５ｃに嵌合して、ある程度ガタをもった状態に固定されているため、弾性部材４７の傾斜方向並びに傾斜方向と交差する方向共に略全域に渡って振動する。そして、振動が与えられたトナーＴは傾斜面４５ｂ上に配設された弾性部材４７の上面を略全域に渡って落下し、落下したトナーＴは傾斜面４５ｂの傾斜方向下流側に位置する攪拌部材４３の回転経路に沿って設けられた凹部４５ｅ並びに攪拌部材４３に至り、そのトナーは攪拌部材４３の回転に伴ってトナー供給開口４５ａへ送られる。
【００４５】
この様に、トナー室の傾斜面の傾斜角度が安息角以下（２０度〜６５度未満）であっても、弾性部材を傾斜面上に熱溶着等である程度ガタをもった状態で固定し、かつ、攪拌部材４３の回転領域に突出して配設することで、攪拌部材４３が回転することにより生ずる弾性部材４７の略全域に渡っての振動に伴い、安定したトナー落下及びトナー供給が可能となる。
【００４６】
本実施例で記載した構成で実際にトナー供給不足による画像かすれが発生した時点での、弾性部材４７上のトナー残量の結果を表１に示す。条件は温度３２．５℃、湿度８０％の高温高湿環境で行った。攪拌部材のシート厚さは５０μｍ、凹部への侵入量２．０ｍｍ、攪拌シート長６．０ｍｍ、弾性部材のシート厚さは７０μｍ、突出量４．０ｍｍ、弾性部材長６０ｍｍ、傾斜面を画像形成装置本体に入れた時の底部とのなす角を４０°とした。比較対象として、（ａ）攪拌部材４３を可撓性のない板状のもの（弾性部材に振動を与える力が強い）と、（ｂ）攪拌シートの凹部底部への侵入量をなくした攪拌部材（攪拌シート長が凹部に侵入することの必要性）、との比較検討を行った。このとき、弾性部材上に殆どトナーが残らない場合を○、多少トナーが残った場合を△、大量にトナーが残った場合を×として相対比較により評価した。
【００４７】
【表１】
【００４８】
表１に示すように、板状の攪拌部材で弾性部材を振動させたものよりも、可撓性の攪拌部材で振動させたほうがトナー残量を少なくすることができた。また、攪拌部材の攪拌シート長を凹部に侵入させたものとそうでないものとは、侵入させたものの方がトナー残量を減らすことができた。
【００４９】
そこで以下では本発明の構成における弾性部材の振動運動を詳細に説明することにより、本実施例の有意性を述べる。
【００５０】
本実施例における弾性部材の振動運動に関して図６―▲１▼〜▲５▼を用いて時系列を追って詳細に説明する。
【００５１】
▲１▼ まず、攪拌部材４３がＲ３の方向に回転駆動し始める。
【００５２】
▲２▼ 攪拌部材４３が回転して弾性部材４７に接触する際、凹部４５ｅに対して先端が侵入しているため、攪拌部材先端はエッジ４５ｆよりも上部の傾斜面に接触する。攪拌部材４３の攪拌シート部分と弾性部材４７の接触により摩擦力が発生し、弾性部材４３は攪拌部材４７に従動するように傾斜面下部の方向に力（Ｆ１）が加わる。このとき、弾性部材の上部ではダボ４５ｃによって傾斜面方向にガタが生じるように配設されているため、傾斜面下方に攪拌部材４３に引っ張られるように移動する。そのため弾性部材上部に積載されたトナーの山は弾性部材の傾斜面下部への運動により、崩れるように傾斜面下部の方向に移動する。
【００５３】
▲３▼ 攪拌部材４３の先端がエッジ４５ｆを通過して凹部４５ｅに侵入すると、攪拌部材４５は凹部に沿って回転しようとするため、弾性部材４７を凹部に沿って撓ませようとする下向きの力（Ｆ２）を弾性部材に加える。このときの下向きの力を傾斜面方向と傾斜面に垂直な方向の成分に分解したものを▲３▼図中矢印で示す（Ｆ２ａ、Ｆ２ｂ）。この下向きの力の傾斜面に沿う成分の力Ｆ２ａによって弾性部材は更に傾斜面下部の方に引っ張られる。また傾斜面に垂直な成分の力Ｆ２ｂによって、弾性部材４７はエッジ４５ｆを支点として凹部に沿って撓む。
【００５４】
▲４▼ 攪拌部材４３が更に回転し、先端が凹部４５ｅに侵入してくると弾性部材４７は凹部に対して突出しているため、エッジ４５ｆを支点として弾性部材４７は弾性変形し、傾斜面から浮くようにして撓む。このとき当然ながら攪拌部材４３は可撓性の材質で出来ているため、同時に撓むこととなる。攪拌部材が撓むことにより、弾性部材と攪拌部材の接触する時間が延びることで弾性部材が撓む量が大きくなることができる。更に攪拌部材のシートが凹部に侵入した長さをもっているため、凹部に垂直な方向に力（Ｆ３）を加えることになる。このとき傾斜面方向に沿った成分の力と傾斜面に垂直な方向成分の力を▲４▼図中矢印で示す（Ｆ３ａ、Ｆ３ｂ）。
【００５５】
▲５▼ 攪拌部材４３と弾性部材４７の両方が撓むことによって生じる力（Ｆ２、Ｆ３）によって弾性部材４７が弾性変形を起こし、弾性エネルギーを保持すると緩和作用が働く。そのため、弾性部材４７は変形した状態から元に戻ろうとする。このとき、弾性部材４７の傾斜面方向上部においてダボ４５ｃによって傾斜面方向にガタが生ずるように配設されているため、傾斜面下方に移動した弾性部材４７は弾性エネルギーの傾斜面方向に沿った成分の力（Ｆ４）によって傾斜面上部に移動する。更にダボ４５ｃによって傾斜面に垂直な方向にガタが生ずるように配設されているため、弾性エネルギーの傾斜面に垂直な成分の力（Ｆ５）によってダボ４５ｃ部で上方への振動が同時に生じる。つまり、攪拌部材と弾性部材の両方が接触、撓むことにより生じる力によって弾性部材の変形による弾性エネルギーの保持を介して、ダボ４５ｃ付近における傾斜面上部方向への運動と傾斜面に垂直な方向の運動が生じることになる。このため、傾斜面上部において、傾斜面方向の振動と傾斜面に垂直な方向の振動によってトナーに振動を加えることができる。
【００５６】
▲６▼ 攪拌部材が凹部４５ｅにおいて弾性部材４７と離れる瞬間に弾性部材４７はエッジ４５ｆによって撓んでいたものが元に戻ろうとするため、傾斜面に対して垂直な振動を開始し（▲５▼図中矢印ａ）弾性部材上部に堆積したトナーを弾き落とし、落下したトナーは凹部４５ｅ並びに攪拌部材４３に至り、そのトナーは攪拌部材４３の回転に伴ってトナー供給開口４５ａ方向に送られる。
【００５７】
▲７▼ ▲１▼〜▲６▼の一連の振動運動が、攪拌部材４３が回転を続ける間繰り返される。
【００５８】
以上、一連の弾性部材の振動運動により弾性部材４７上、特に弾性部材の傾斜面上部の残留トナーを減らすことが可能となる。
【００５９】
実際、トナー量が多い場合トナーの重みによって弾性部材の振動はトナーがない場合に比べて当然小さくなる。しかし、図６に見られるように、振動が一番大きい傾斜面に対して垂直方向の振動が起こる部分（Ａ）がはじめにトナー落下を開始し、トナーが減少した時点では図７（Ｂ）のように弾性部材４７の傾斜面上部に残留トナーが生じることになる。トナー量が少なくなったことによって、弾性部材の振動運動は大きくなることができ、このとき傾斜面方向に沿った、かつ傾斜面に垂直な振動運動により、弾性部材４７の傾斜面上部に残ったトナーの山を崩すことができ、弾性部材４７上からトナーを落下させることができるようになる。
【００６０】
攪拌部材４３を従来例の一つとして板状の物にした場合は、弾性部材の傾斜面に垂直方向の振動は大きくなることが確認されたが、Ｆ４の力によって生じる弾性部材が傾斜面上部に戻るような運動はみられなかった。このため、Ｆ１のような力で一度傾斜面下方に弾性部材が移動した場合傾斜面上部に戻ることはなく、弾性部材の傾斜面方向の運動がなくなってしまう。そのため弾性部材の振動が上部まで伝わらず、傾斜面上部に残留トナーが多くなってしまった。また、攪拌部材の攪拌シート長の凹部侵入量がない場合Ｆ３の力は非常に小さいため、Ｆ４の力によって生じる傾斜面に沿った運動が見られなかった。そのため傾斜面上部に残留トナーが生じることになる。
【００６１】
本実施例において弾性部材の材質はポリエチレンテレフタレート、攪拌部材の攪拌シート部材はポリフェニレンサルファイドを用いたが、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレートのうちのどれかであれば良い。
【００６２】
また、本実施例において、弾性部材の厚み７０μｍのものを用いたが、振動付与と攪拌部材との摺擦時騒音の観点から５０μｍ〜２００μｍ程度、好ましくは５０μｍ〜１００μｍ程度に設定することが望ましい。
【００６３】
攪拌部材の厚みに関しては、本実施例において５０μｍの攪拌シートを用いたが、弾性部材への振動付与、攪拌時のトルクと摺擦する騒音の観点から２０μｍ〜２００μｍ程度、好ましくは２０μｍ〜１００μｍ程度に設定することが望ましい。
【００６４】
以上説明した様に、本発明の実施の形態は可撓性の攪拌部材を、攪拌部材の回転軌跡に沿って設けられた凹部に侵入させ、トナー室の傾斜面上に弾性部材を攪拌部材の回転領域に突出し、かつ凹部上方に配設することで、傾斜面の傾斜角度が安息角以下（２０度〜６５度未満）であっても攪拌部材の回転に連動して生ずる弾性部材の傾斜面に垂直方向の振動に加え、攪拌部材と弾性部材の両者が撓むことにより傾斜面に沿った方向の弾性部材の運動を生じさせることで、より安定したトナー落下及びトナー供給が出来、トナー室内のトナー残量を少量に抑えることができる。
【００６５】
そして、簡単かつ安価な構成で画像形成装置内のスペース効率を向上させることも可能である。
【００６６】
【発明の効果】
トナー室の底面の傾斜角度を安息角以下にしても、トナーを現像部材へ供給できて、かつ残留する現像剤の量を極力減らすことができる。また、トナー室の底面の傾斜角度を安息角以下にすることで現像剤収容部を大きくすることができ、トナー収容量を大きくすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の縦断面図
【図２】プロセスカートリッジの縦断面図
【図３】現像装置の縦断面図
【図４】現像装置の部分断面図
【図５】攪拌部材と弾性部材の長さに関する概略図
【図６】弾性部材の振動運動概略図
【図７】トナー残留状態概略図
【図８】従来例の画像形成装置の縦断面図
【図９】従来例のプロセスカートリッジの縦断面図
【図１０】従来例の現像装置の縦断面図
【符号の説明】
１・・・画像形成装置本体（装置本体）
２・・・プロセスカートリッジ
３・・・露光装置（レーザースキャナユニット）
４・・・シートトレイ
５ａ・・・ピックアップローラ ５ｂ・・・給紙ローラ ５ｃ・・・搬送ローラ対
６・・・転写ガイド
７・・・転写用帯電ローラ
８・・・搬送ガイド
９・・・定着装置
１０・・・排紙ローラ
１１・・・排紙トレイ
２０・・・感光ドラム
３０・・・帯電装置
４０・・・現像装置
４１・・・現像剤担持体（現像ローラ）
４２・・・現像剤規制部材（現像ブレード）
４３・・・攪拌部材 ４３ａ・・・取付軸 ４３ｂ・・・攪拌シート
４４・・・現像剤供給室
４５・・・トナー室 ４５ａ・・・トナー供給開口 ４５ｂ・・・傾斜面 ４５ｃ・・・ダボ ４５ｅ・・・凹部
４７・・・弾性部材 ４７ａ・・・穴 ４７ｂ・・・突出部
４８・・・結合アーム
５０・・・クリーニング装置
５１・・・枠体
５２・・・クリーニングブレード
５３・・・攪拌シート長
５４・・・弾性部材長
６０・・・コイルバネ
Ｌ・・・レーザー光
Ｐ・・・記録媒体（シート材）
Ｔ・・・現像剤（トナー）
【発明の属する技術分野】
本発明は，電子写真画像形成装置等に使用可能な現像装置、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置に関するものである。
【０００２】
ここで、電子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る。電子写真画像形成装置の例として、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばレーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。
【０００３】
なお前述のプロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段、またはクリーニング手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものであり、また帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つと電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものである。更に少なくとも現像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものをいう。
【０００４】
【従来の技術】
電子写真を用いた画像形成装置では、その使用が長時間に及ぶと感光体ドラムの交換、現像剤の補給や交換、その他（帯電器、クリーナー容器等）の調整・清掃・交換が必要となるが、このような保守作業は専門知識を有するサービスマン以外は事実上困難であった。
【０００５】
そこで、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置においては、電子写真感光体及び前記電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、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。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ずユーザー自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができた。そこでこのプロセスカートリッジ方式は、画像形成装置において現在広く用いられている。
【０００６】
図８〜１０に基づいて従来の技術の説明を行う。図８はプロセスカートリッジを装着したレーザービームプリンタ、図９はプロセスカートリッジ、図１０は現像装置を示す。
【０００７】
レーザープリンタの構成、動作については発明の実施の形態と同様であり、ここではその説明を省略する。
【０００８】
現像ローラ４１へのトナーの供給は次のように行われる。
【０００９】
トナー室４５内において、トナー供給開口４５ａ近傍には、攪拌部材８０が配置される。トナー室４５の底面は、前記攪拌部材８０に向かって下方へ傾斜した傾斜面９０を形成する。傾斜面９０は、プロセスカートリッジ２を装置本体１へ装着した状態でトナーが自重で滑り落ちる角度（安息角）となる６５度以上に設定される。傾斜面９０上のトナーは自重によって該傾斜面９０を滑り落ち、攪拌部材８０に供給される。攪拌部材８０近傍のトナーは攪拌部材８０の回転に伴ってトナー供給開口４５ａ方向へ送られる。
【００１０】
ここで、トナー室４５内に残留するトナーを最小とするため、攪拌部材８０近傍ではトナー室底面を凹部９１とし、かつ、傾斜面９０の延長線が攪拌部材８０の回転領域と接するあるいは交差するようにした構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
しかし、傾斜面を６５度以上にすると、トナー室の容量が減り印字可能枚数が少なくなってしまう問題が生じる。そこで傾斜面を６５度以上に保ち印字枚数を増すためには、トナー室の外形を大きくする必要が生じてくる。よって、画像形成装置内のスペース効率を向上するためには、該傾斜面の傾斜角度は小さいほうが望ましい。
【００１２】
しかし傾斜面の傾斜角度を小さくした場合、攪拌部材が届かない傾斜面後方部分にトナーが残存し所定の印字枚数を得られないという問題が生じる。
【００１３】
そのため、傾斜面が安息角以下の場合においても、傾斜面に弾性部材を配し、その弾性部材を攪拌部材で振動させることにより、傾斜面上のトナーを叩き落とすといった構成が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【００１４】
【特許文献１】
特開平０５−３５０９５号公報
【特許文献２】
特開２００２−２５８５９８号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
傾斜面の傾斜角度を小さくした場合においても、前述したように傾斜面に弾性部材を設け攪拌部材によって弾性部材に振動を加えることにより、傾斜面上のトナーを叩き落とす構成で解決しようとした。しかし、印字可能枚数の増加に伴いプロセスカートリッジ内のトナー量とトナー室の容量の増大によって、弾性部材の振動をより大きくさせて傾斜面上のトナー、特に傾斜面上部のトナーを落としトナー供給開口方向に送る必要が生じてきた。特に高温高湿環境のようなトナーの流動性が低い環境においては、傾斜面上部において残留トナーが多くなる傾向にあり、より弾性部材に振動を生じさせる必要がある。
【００１６】
これまでトナー供給不足による画像かすれが発生した時点でトナー残留が生じてしまう際には、ユーザーがプロセスカートリッジを画像形成装置本体から取り出して振るといった行為によって解決してきた。
【００１７】
しかし残留トナーが多くなれば、一度画像かすれが発生してユーザーがプロセスカートリッジを振ってから、次の画像かすれが発生するまでの印字可能枚数が多くなってしまう。このときトナー残量検知機能を用いない構成においては、いつプロセスカートリッジ内のトナーがなくなるのかユーザーは判断しにくくなる。そのため、一度画像かすれが発生した時点でトナーがあとわずかでなくなることを判断させるためには、その時点でのトナー残量、特に現像に関与していないトナー室内のトナー量をできるだけ減らす必要がある。
【００１８】
そこで本発明では上記課題を解決するために、簡単かつ安価な構成で達成する現像装置、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
前記目的は以下の本発明の構成によって達成される。
【００２０】
本出願に係る発明は、像担持体に形成された静電潜像を現像するための現像剤担持体と、現像剤担持体によって、静電潜像を現像するために用いられる現像剤を収納するための現像剤収納部と、回転することによって、現像剤収納部に収納されている現像剤を攪拌する可撓性の攪拌部材と、現像装置が電子写真画像形成装置本体に装着された際に底面となる、現像剤担持体に向かって下方へ傾斜している傾斜面と、傾斜面の傾斜方向下流側において、傾斜面は前記攪拌部材の回転経路に沿って設けられた凹部と、傾斜面の傾斜方向に沿って可動自在に前記傾斜面に取り付けられた可撓性の弾性部材と、を有する現像装置において、
攪拌部材の回転軌跡は凹部に侵入している攪拌部材であって、かつ弾性部材は凹部の上方かつ攪拌部材の回転領域に突出して設けられていることを特徴とする現像装置である。
【００２１】
更に、攪拌部材の回転に連動して弾性部材が振動することと、攪拌部材が弾性部材に接触する際に、弾性部材が傾斜面に沿って傾斜面下方に移動し、攪拌部材が回転することによって凹部に侵入する際に攪拌部材と弾性部材が相互に撓むことによって生ずる力により、弾性部材が傾斜面上方に移動することを特徴とする現像装置である。
【００２２】
本発明によれば、傾斜面の傾斜角度を小さくしてもトナー収納部内、特に傾斜面上部でのトナー残量を極少量に抑えることができ、簡単かつ安価な構成で画像形成装置内のスペース効率を向上させることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図５に沿って、本出願に係る画像形成装置について説明する。
【００２４】
〔全体構成〕
この画像形成装置は、プロセスカートリッジ２を装置本体１に着脱自在とした、電子写真技術を利用したレーザービームプリンタである。プロセスカートリッジ２が装置本体１に装着されたとき、プロセスカートリッジ２の上側には露光装置（レーザースキャナユニット）３が配置され、前記プロセスカートリッジ２の下側には画像形成対象となる記録媒体（シート材）Ｐを収容したシートトレイ４が配置されている。更に、前記画像形成装置本体１には、シート材Ｐの搬送方向に沿って、ピックアップローラ５、給紙ローラ（不図示）、搬送ローラ（不図示）、転写ガイド６、転写用帯電ローラ７、搬送ガイド８、定着装置９、排紙ローラ対１０、排紙トレイ１１等が配置されている。
【００２５】
〔プロセスカートリッジの構成〕
プロセスカートリッジ２は、像担持体（感光ドラム）２０と、帯電装置３０と、現像装置４０と、クリーニング装置５０との４種のプロセス装置を一体的に収容している。感光ドラム２０と帯電装置３０はクリーニング装置５０の枠体５１に取り付けられている。一方、現像装置４０はその両端部付近に結合アーム４８を有する。
【００２６】
現像装置４０は、その結合アーム４８先端領域において不図示の手段によって、枠体５１に回転自在に取り付けられている。更に、現像装置４０と枠体５１との間にはコイルバネである付勢手段６０が配置され、現像装置４０は図の時計周り方向に付勢される。
【００２７】
ここで、現像ローラ４１の両端部には間隔保持部材（不図示）が取り付けられ、現像ローラ４１は感光ドラム２０から所定の間隔をもって保持される。
【００２８】
〔画像形成プロセスの説明〕
次に、画像形成の概略を説明する。プリントスタート信号に基づいて、感光ドラム２０は矢印Ｒ１方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。感光ドラム２０の外周面にはバイアス電圧が印加された帯電装置３０が接触していて、この帯電装置３０によって前記感光ドラム２０の外周面は、一様均一に帯電される。
【００２９】
レーザースキャナーユニット３からは、目的画像情報の時系列的電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザー光Ｌが出力され、プロセスカートリッジ２の上面の露光窓部５３からプロセスカートリッジ２内部に入光して感光ドラム２０の外周面を走査露光する。これにより、感光ドラム２０の外周面には目的画像情報に対応した静電潜像が形成されていく。この静電潜像は、現像装置４０の現像剤規制部材（現像ブレード）４２によってトリボ付与と層厚規制を受けた、現像剤担持体（現像ローラ）４１上の現像剤（トナー）Ｔによってトナー像として現像される。
【００３０】
一方、レーザー光Ｌの出力するタイミングと合わせて、ピックアップローラ５、給紙ローラ（不図示）、搬送ローラ対（不図示）によってシート材Ｐがシートトレイ４から給紙されて、転写ガイド６を経由して、感光ドラム２０と転写用帯電ローラ７との間の転写位置へタイミング供給される。この転写位置において、トナー像は感光ドラム２０からシート材Ｐに順次転写されていく。
【００３１】
トナー像が転写されたシート材Ｐは、感光ドラム２０から分離されて搬送ガイド８に沿って定着装置９に搬送され、定着装置９を構成する定着ローラ９ａと加圧ローラ９ｂとのニップ部で加圧・加熱定着処理が行われて前記トナー像はシート材Ｐに定着される。トナー像の定着処理を受けたシート材Ｐは排紙ローラ対１０まで搬送され、排紙トレイ１１に排紙される。
【００３２】
一方、転写後の感光ドラム２０は、クリーニング装置５０のクリーニングブレード５２により外周面との残留トナーが除去されて、再び、帯電から始まる作像に供される。
【００３３】
〔現像装置の構成〕
トナー室４５のトナーＴは、後述するトナー送り機構によって、トナー供給開口４５ａを通じて現像剤供給室４４へ搬送される。現像剤供給室４４に搬送されたトナーＴは、現像ローラ４１に内包されたマグネット４１ａによって現像ローラ４１に引き寄せられ、現像ローラ４１のＲ２方向への回転に伴って現像ブレード４２方向に搬送され、現像ブレード４２によってトリボ付与と層厚規制を受けて感光ドラム２０方向に搬送される。
【００３４】
ここで、現像ローラ４１には直流電圧に交流電圧を重畳した所定の現像バイアスが印加され、感光ドラム２０は接地されている。感光ドラム２０と現像ローラ４１との対向領域では電界が発生するため、前述の帯電されたトナーＴによって感光ドラム２０表面の前記潜像が現像される。
【００３５】
本発明は、感光体の外周面上に目的画像情報に対応して形成されて静電潜像が、現像装置の現像剤規制部材（現像ブレード）によってトリボ付与と層厚規制を受けた現像剤担持体（現像ローラ）上の現像剤（トナー）によってトナー像として現像されるまでの一連の画像形成プロセスにおける、トナー収納部から現像ローラ上にトナーを送るまでのトナー搬送に関するものである。
【００３６】
続いて本発明に係るトナー搬送手段の詳細な説明をおこなう。
【００３７】
〔トナー搬送手段の説明〕
攪拌部材４３はトナー室４５のトナー供給開口４５ａ近傍に配置され、不図示の駆動手段によって矢印Ｒ３方向に回転駆動される。攪拌部材４３はトナー室４５を構成する枠体に回転自在に支持された取付軸４３ａに厚み５０μｍ、材質ポリフェニルサルファイドの攪拌シート４３ｂを設けたものである。なお、攪拌シート４３ｂの長さ５３は６．０ｍｍで配設した。攪拌部材４３の極近傍におけるトナー室底面は攪拌部材４３の回転半径に沿った凹部４５ｅを形成している。また、攪拌部材はこの現像剤収納部底部の凹部４５ｅに侵入量２．０ｍｍで配設した。ここで攪拌シートの凹部４５ｅへの侵入量は攪拌部材４３が弾性部材４７を確実に振動させること、かつ、トナー攪拌時のトルク、騒音を考慮する必要があり、１．０〜４．０ｍｍ程度、好ましくは２．０〜３．０ｍｍ程度に設定することが望ましい。また、この凹部４５ｅに向かって下る傾斜面４５ｂと凹部４５ｅの間にエッジ４５ｆが形成されている。
【００３８】
トナー室４５の底面の現像ローラ４１と攪拌部材４３方向に向かって下方へ傾斜した傾斜角度２０度以上６５度未満の傾斜面４５ｂ上に、材質ポリエチレンテレフタレート、厚み７０μｍの弾性部材４７を攪拌部材４３の回転領域に突出量４．０ｍｍとなる様突出させ配設した。ここで突出量は、弾性部材４７の先端からエッジ４５ｆまでの距離４７ｂのことである。
【００３９】
弾性部材４７は傾斜面４５ｂの傾斜上流側に位置するダボ４５ｃに対応して図４に示すように長細形状の嵌合穴４７ａが開いており、ダボ４５ｃに穴４７ａを嵌合させた状態で傾斜面４５ｂ上にダボ４５ｃを固定し、ダボ４５ｃの先端を熱溶着等で拡径して固定されている。なお、嵌合穴４７ａとダボ４５ｃの傾斜方向に沿ったガタは、本実施例では２ｍｍに設定している。ここで、熱溶着等で溶かされたダボ４５ｃの先端側首下〜ダボ４５ｃ根元までの距離は弾性部材４７の厚み以上で、本実施例では２ｍｍのガタを持った状態に設定されている。また、嵌合穴４７ａは弾性部材４７が全方位へ変位できるように幅方向もダボ４５ｃに対してガタ、本実施例では１ｍｍのガタを持った状態に設定されている。ダボ４５ｃはトナー室４５の長手方向全幅にわたり弾性部材４７が配設されている場合は一箇所でもよく、通常は２箇所以上に配設する。ダボ４５ｃは本例では３箇所である。
【００４０】
また、弾性部材４７は傾斜面４５ｂの傾斜方向並びに傾斜方向と交差する方向の略全域に渡って配設されていると共に、前述の熱溶着等で固定された固定部と反対側の可動部先端は、傾斜面４５ｂの傾斜方向下流側に位置する攪拌部材４３の回転経路に沿って設けられた凹部４５ｅの上方に突出する様、図３の符号４７ｂの如く配設されている。ここで、傾斜方向下流側とはトナーの移動方向に関するものであり、傾斜面４５ｂの低い側のことである。
【００４１】
ここで、突出部４７ｂの突出量は弾性部材４７が攪拌部材４３との離接により確実に振動し、かつ、振動が画像、騒音に影響しないことを考慮する必要があり、１．０ｍｍ〜６．０ｍｍ程度、好ましくは２．０ｍｍ〜５．０ｍｍ程度に設定することが望ましい。
【００４２】
なお、弾性部材の傾斜面方向に沿った長さ（ダボ４５ｃの中心から傾斜面下流側の弾性部材先端までの長さ）５４は６０ｍｍで配設した。
【００４３】
上記の様に、弾性部材４７は可動部先端が傾斜面４５ｂの傾斜方向下流側に位置する攪拌部材４３の回転経路に沿って設けられた凹部４５ｅの上方、かつ、攪拌部材４３の回転領域に突出する様に配設されているため、攪拌部材４３のＲ３方向への回転駆動に連動して攪拌部材当接時に前記凹部側へ撓み、離間時に弾性力により戻る動作を繰り返すことで周期的に振動しトナーＴに振動を与える。この振動を与える動作はプロセスカートリッジ２が動作し攪拌部材４３が回転している間継続する。
【００４４】
更に、弾性部材４７は前述の様に長細穴４７ａをダボ４５ｃに嵌合して、ある程度ガタをもった状態に固定されているため、弾性部材４７の傾斜方向並びに傾斜方向と交差する方向共に略全域に渡って振動する。そして、振動が与えられたトナーＴは傾斜面４５ｂ上に配設された弾性部材４７の上面を略全域に渡って落下し、落下したトナーＴは傾斜面４５ｂの傾斜方向下流側に位置する攪拌部材４３の回転経路に沿って設けられた凹部４５ｅ並びに攪拌部材４３に至り、そのトナーは攪拌部材４３の回転に伴ってトナー供給開口４５ａへ送られる。
【００４５】
この様に、トナー室の傾斜面の傾斜角度が安息角以下（２０度〜６５度未満）であっても、弾性部材を傾斜面上に熱溶着等である程度ガタをもった状態で固定し、かつ、攪拌部材４３の回転領域に突出して配設することで、攪拌部材４３が回転することにより生ずる弾性部材４７の略全域に渡っての振動に伴い、安定したトナー落下及びトナー供給が可能となる。
【００４６】
本実施例で記載した構成で実際にトナー供給不足による画像かすれが発生した時点での、弾性部材４７上のトナー残量の結果を表１に示す。条件は温度３２．５℃、湿度８０％の高温高湿環境で行った。攪拌部材のシート厚さは５０μｍ、凹部への侵入量２．０ｍｍ、攪拌シート長６．０ｍｍ、弾性部材のシート厚さは７０μｍ、突出量４．０ｍｍ、弾性部材長６０ｍｍ、傾斜面を画像形成装置本体に入れた時の底部とのなす角を４０°とした。比較対象として、（ａ）攪拌部材４３を可撓性のない板状のもの（弾性部材に振動を与える力が強い）と、（ｂ）攪拌シートの凹部底部への侵入量をなくした攪拌部材（攪拌シート長が凹部に侵入することの必要性）、との比較検討を行った。このとき、弾性部材上に殆どトナーが残らない場合を○、多少トナーが残った場合を△、大量にトナーが残った場合を×として相対比較により評価した。
【００４７】
【表１】
表１に示すように、板状の攪拌部材で弾性部材を振動させたものよりも、可撓性の攪拌部材で振動させたほうがトナー残量を少なくすることができた。また、攪拌部材の攪拌シート長を凹部に侵入させたものとそうでないものとは、侵入させたものの方がトナー残量を減らすことができた。
【００４９】
そこで以下では本発明の構成における弾性部材の振動運動を詳細に説明することにより、本実施例の有意性を述べる。
【００５０】
本実施例における弾性部材の振動運動に関して図６―▲１▼〜▲５▼を用いて時系列を追って詳細に説明する。
【００５１】
▲１▼ まず、攪拌部材４３がＲ３の方向に回転駆動し始める。
【００５２】
▲２▼ 攪拌部材４３が回転して弾性部材４７に接触する際、凹部４５ｅに対して先端が侵入しているため、攪拌部材先端はエッジ４５ｆよりも上部の傾斜面に接触する。攪拌部材４３の攪拌シート部分と弾性部材４７の接触により摩擦力が発生し、弾性部材４３は攪拌部材４７に従動するように傾斜面下部の方向に力（Ｆ１）が加わる。このとき、弾性部材の上部ではダボ４５ｃによって傾斜面方向にガタが生じるように配設されているため、傾斜面下方に攪拌部材４３に引っ張られるように移動する。そのため弾性部材上部に積載されたトナーの山は弾性部材の傾斜面下部への運動により、崩れるように傾斜面下部の方向に移動する。
【００５３】
▲３▼ 攪拌部材４３の先端がエッジ４５ｆを通過して凹部４５ｅに侵入すると、攪拌部材４５は凹部に沿って回転しようとするため、弾性部材４７を凹部に沿って撓ませようとする下向きの力（Ｆ２）を弾性部材に加える。このときの下向きの力を傾斜面方向と傾斜面に垂直な方向の成分に分解したものを▲３▼図中矢印で示す（Ｆ２ａ、Ｆ２ｂ）。この下向きの力の傾斜面に沿う成分の力Ｆ２ａによって弾性部材は更に傾斜面下部の方に引っ張られる。また傾斜面に垂直な成分の力Ｆ２ｂによって、弾性部材４７はエッジ４５ｆを支点として凹部に沿って撓む。
【００５４】
▲４▼ 攪拌部材４３が更に回転し、先端が凹部４５ｅに侵入してくると弾性部材４７は凹部に対して突出しているため、エッジ４５ｆを支点として弾性部材４７は弾性変形し、傾斜面から浮くようにして撓む。このとき当然ながら攪拌部材４３は可撓性の材質で出来ているため、同時に撓むこととなる。攪拌部材が撓むことにより、弾性部材と攪拌部材の接触する時間が延びることで弾性部材が撓む量が大きくなることができる。更に攪拌部材のシートが凹部に侵入した長さをもっているため、凹部に垂直な方向に力（Ｆ３）を加えることになる。このとき傾斜面方向に沿った成分の力と傾斜面に垂直な方向成分の力を▲４▼図中矢印で示す（Ｆ３ａ、Ｆ３ｂ）。
【００５５】
▲５▼ 攪拌部材４３と弾性部材４７の両方が撓むことによって生じる力（Ｆ２、Ｆ３）によって弾性部材４７が弾性変形を起こし、弾性エネルギーを保持すると緩和作用が働く。そのため、弾性部材４７は変形した状態から元に戻ろうとする。このとき、弾性部材４７の傾斜面方向上部においてダボ４５ｃによって傾斜面方向にガタが生ずるように配設されているため、傾斜面下方に移動した弾性部材４７は弾性エネルギーの傾斜面方向に沿った成分の力（Ｆ４）によって傾斜面上部に移動する。更にダボ４５ｃによって傾斜面に垂直な方向にガタが生ずるように配設されているため、弾性エネルギーの傾斜面に垂直な成分の力（Ｆ５）によってダボ４５ｃ部で上方への振動が同時に生じる。つまり、攪拌部材と弾性部材の両方が接触、撓むことにより生じる力によって弾性部材の変形による弾性エネルギーの保持を介して、ダボ４５ｃ付近における傾斜面上部方向への運動と傾斜面に垂直な方向の運動が生じることになる。このため、傾斜面上部において、傾斜面方向の振動と傾斜面に垂直な方向の振動によってトナーに振動を加えることができる。
【００５６】
▲６▼ 攪拌部材が凹部４５ｅにおいて弾性部材４７と離れる瞬間に弾性部材４７はエッジ４５ｆによって撓んでいたものが元に戻ろうとするため、傾斜面に対して垂直な振動を開始し（▲５▼図中矢印ａ）弾性部材上部に堆積したトナーを弾き落とし、落下したトナーは凹部４５ｅ並びに攪拌部材４３に至り、そのトナーは攪拌部材４３の回転に伴ってトナー供給開口４５ａ方向に送られる。
【００５７】
▲７▼ ▲１▼〜▲６▼の一連の振動運動が、攪拌部材４３が回転を続ける間繰り返される。
【００５８】
以上、一連の弾性部材の振動運動により弾性部材４７上、特に弾性部材の傾斜面上部の残留トナーを減らすことが可能となる。
【００５９】
実際、トナー量が多い場合トナーの重みによって弾性部材の振動はトナーがない場合に比べて当然小さくなる。しかし、図６に見られるように、振動が一番大きい傾斜面に対して垂直方向の振動が起こる部分（Ａ）がはじめにトナー落下を開始し、トナーが減少した時点では図７（Ｂ）のように弾性部材４７の傾斜面上部に残留トナーが生じることになる。トナー量が少なくなったことによって、弾性部材の振動運動は大きくなることができ、このとき傾斜面方向に沿った、かつ傾斜面に垂直な振動運動により、弾性部材４７の傾斜面上部に残ったトナーの山を崩すことができ、弾性部材４７上からトナーを落下させることができるようになる。
【００６０】
攪拌部材４３を従来例の一つとして板状の物にした場合は、弾性部材の傾斜面に垂直方向の振動は大きくなることが確認されたが、Ｆ４の力によって生じる弾性部材が傾斜面上部に戻るような運動はみられなかった。このため、Ｆ１のような力で一度傾斜面下方に弾性部材が移動した場合傾斜面上部に戻ることはなく、弾性部材の傾斜面方向の運動がなくなってしまう。そのため弾性部材の振動が上部まで伝わらず、傾斜面上部に残留トナーが多くなってしまった。また、攪拌部材の攪拌シート長の凹部侵入量がない場合Ｆ３の力は非常に小さいため、Ｆ４の力によって生じる傾斜面に沿った運動が見られなかった。そのため傾斜面上部に残留トナーが生じることになる。
【００６１】
本実施例において弾性部材の材質はポリエチレンテレフタレート、攪拌部材の攪拌シート部材はポリフェニレンサルファイドを用いたが、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレートのうちのどれかであれば良い。
【００６２】
また、本実施例において、弾性部材の厚み７０μｍのものを用いたが、振動付与と攪拌部材との摺擦時騒音の観点から５０μｍ〜２００μｍ程度、好ましくは５０μｍ〜１００μｍ程度に設定することが望ましい。
【００６３】
攪拌部材の厚みに関しては、本実施例において５０μｍの攪拌シートを用いたが、弾性部材への振動付与、攪拌時のトルクと摺擦する騒音の観点から２０μｍ〜２００μｍ程度、好ましくは２０μｍ〜１００μｍ程度に設定することが望ましい。
【００６４】
以上説明した様に、本発明の実施の形態は可撓性の攪拌部材を、攪拌部材の回転軌跡に沿って設けられた凹部に侵入させ、トナー室の傾斜面上に弾性部材を攪拌部材の回転領域に突出し、かつ凹部上方に配設することで、傾斜面の傾斜角度が安息角以下（２０度〜６５度未満）であっても攪拌部材の回転に連動して生ずる弾性部材の傾斜面に垂直方向の振動に加え、攪拌部材と弾性部材の両者が撓むことにより傾斜面に沿った方向の弾性部材の運動を生じさせることで、より安定したトナー落下及びトナー供給が出来、トナー室内のトナー残量を少量に抑えることができる。
【００６５】
そして、簡単かつ安価な構成で画像形成装置内のスペース効率を向上させることも可能である。
【００６６】
【発明の効果】
トナー室の底面の傾斜角度を安息角以下にしても、トナーを現像部材へ供給できて、かつ残留する現像剤の量を極力減らすことができる。また、トナー室の底面の傾斜角度を安息角以下にすることで現像剤収容部を大きくすることができ、トナー収容量を大きくすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の縦断面図
【図２】プロセスカートリッジの縦断面図
【図３】現像装置の縦断面図
【図４】現像装置の部分断面図
【図５】攪拌部材と弾性部材の長さに関する概略図
【図６】弾性部材の振動運動概略図
【図７】トナー残留状態概略図
【図８】従来例の画像形成装置の縦断面図
【図９】従来例のプロセスカートリッジの縦断面図
【図１０】従来例の現像装置の縦断面図
【符号の説明】
１・・・画像形成装置本体（装置本体）
２・・・プロセスカートリッジ
３・・・露光装置（レーザースキャナユニット）
４・・・シートトレイ
５ａ・・・ピックアップローラ ５ｂ・・・給紙ローラ ５ｃ・・・搬送ローラ対
６・・・転写ガイド
７・・・転写用帯電ローラ
８・・・搬送ガイド
９・・・定着装置
１０・・・排紙ローラ
１１・・・排紙トレイ
２０・・・感光ドラム
３０・・・帯電装置
４０・・・現像装置
４１・・・現像剤担持体（現像ローラ）
４２・・・現像剤規制部材（現像ブレード）
４３・・・攪拌部材 ４３ａ・・・取付軸 ４３ｂ・・・攪拌シート
４４・・・現像剤供給室
４５・・・トナー室 ４５ａ・・・トナー供給開口 ４５ｂ・・・傾斜面 ４５ｃ・・・ダボ ４５ｅ・・・凹部
４７・・・弾性部材 ４７ａ・・・穴 ４７ｂ・・・突出部
４８・・・結合アーム
５０・・・クリーニング装置
５１・・・枠体
５２・・・クリーニングブレード
５３・・・攪拌シート長
５４・・・弾性部材長
６０・・・コイルバネ
Ｌ・・・レーザー光
Ｐ・・・記録媒体（シート材）
Ｔ・・・現像剤（トナー）
Claims (13)
- 像担持体に形成された静電潜像を現像するための現像剤担持体と、
前記現像剤担持体によって、前記静電潜像を現像するために用いられる現像剤を収納するための現像剤収納部と、
回転することによって、前記現像剤収納部に収納されている現像剤を攪拌する可撓性の攪拌部材と、
現像装置が電子写真画像形成装置本体に装着された際に底面となる、前記現像剤担持体に向かって下方へ傾斜している傾斜面と、
前記傾斜面の傾斜方向下流側において、前記傾斜面は前記攪拌部材の回転経路に沿って設けられた凹部と、
前記傾斜面の傾斜方向に沿って可動自在に前記傾斜面に取り付けられた可撓性の弾性部材と、
を有する現像装置において、
前記攪拌部材の回転軌跡は前記凹部に侵入している攪拌部材であって、かつ前記弾性部材は前記凹部の上方かつ前記攪拌部材の回転領域に突出して設けられていることを特徴とする現像装置。 - 像担持体に形成された静電潜像を現像するための現像剤担持体と、
前記現像剤担持体によって、前記静電潜像を現像するために用いられる現像剤を収納するための現像剤収納部と、
回転することによって、前記現像剤収納部に収納されている現像剤を攪拌する可撓性の攪拌部材と、
現像装置が電子写真画像形成装置本体に装着された際に底面となる、前記現像剤担持体に向かって下方へ傾斜している傾斜面と、
前記傾斜面の傾斜方向下流側において、前記傾斜面は前記攪拌部材の回転経路に沿って設けられた凹部と、
前記傾斜面の傾斜方向に沿って可動自在に前記傾斜面に取り付けられた可撓性の弾性部材と、
前記攪拌部材の回転軌跡は前記凹部に侵入している攪拌部材であって、かつ前記弾性部材は前記凹部の上方かつ前記攪拌部材の回転領域に突出して設けられている、
を有する現像装置において、
前記攪拌部材の回転に連動して前記弾性部材が振動することと、
前記攪拌部材が前記弾性部材に接触する際に弾性部材が前記傾斜面に沿って傾斜面下方に移動し、前記攪拌部材が回転することによって前記凹部に侵入する際に、前記攪拌部材と前記弾性部材が相互に撓むことによって生ずる力により、前記弾性部材が前記傾斜面上方に移動することを特徴とする現像装置。 - 前記弾性部材は、前記傾斜面の傾斜方向に沿って長細形状の穴を有し、また、前記傾斜面にはダボが設けられており、前記弾性部材は前記ダボに前記穴が嵌合することによって、前記弾性部材が前記傾斜面の傾斜方向に沿って可動自在に前記傾斜面に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至２記載の現像装置。
- 前記傾斜面の傾斜方向において、前記弾性部材は現像剤移動方向に関し上流側でもって前記傾斜面に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至３記載の現像装置。
- 前記傾斜面の傾斜方向と交差し傾斜面に沿う方向において、前記弾性部材は、前記傾斜面の略全幅にわたって配置されていることを特徴とする請求項１乃至４記載の現像装置。
- 前記傾斜面の傾斜方向において、前記弾性部材は前記傾斜面の略全域にわたって配置されていることを特徴とする請求項１乃至５記載の現像装置。
- 前記現像剤攪拌部材の前記凹部への侵入量は１．０ｍｍ以上４．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至６記載の現像装置。
- 前記現像剤攪拌部材の材質は、可撓性の樹脂であり、厚さは、２０μｍ以上２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至７記載の現像装置。
- 前記弾性部材の前記凹部への突出量は１．０ｍｍ以上６．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至８記載の現像装置。
- 前記弾性部材の材質は可撓性の樹脂であり、厚さは、５０μｍ以上２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至９記載の現像装置。
- 前記現像装置が前記画像形成装置本体に装着された際に、下方へ向かって傾斜している前記傾斜面の傾斜角度は、水平方向に対して２０度〜６５度未満であることを特徴とする請求項１乃至１０記載の現像装置。
- 請求項１乃至１１記載の現像装置は電子写真画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであることを特徴とする現像装置。
- 潜像を担持する像担持体と、前記潜像を現像剤にて現像する請求項１乃至１２記載の現像装置と、記録媒体に前記現像剤を転写する転写手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003156478A JP2004361463A (ja) | 2003-06-02 | 2003-06-02 | 現像装置及び画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003156478A JP2004361463A (ja) | 2003-06-02 | 2003-06-02 | 現像装置及び画像形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004361463A true JP2004361463A (ja) | 2004-12-24 |
Family
ID=34050551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003156478A Pending JP2004361463A (ja) | 2003-06-02 | 2003-06-02 | 現像装置及び画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004361463A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7433632B2 (en) * | 2005-04-18 | 2008-10-07 | Lexmark International, Inc. | Flexible toner feed member |
| US8543040B2 (en) | 2010-03-24 | 2013-09-24 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Powder storage container, developing device using powder storage container, image forming unit, and image forming apparatus |
| JP2014006411A (ja) * | 2012-06-26 | 2014-01-16 | Kyocera Document Solutions Inc | 現像装置及びそれを備えた画像形成装置 |
| EP2853953A1 (en) * | 2013-09-27 | 2015-04-01 | Kyocera Document Solutions Inc. | Toner container, and image forming apparatus including the same |
| CN107102524A (zh) * | 2016-02-22 | 2017-08-29 | 佳能株式会社 | 显影剂容器、显影设备、处理盒和图像形成装置 |
-
2003
- 2003-06-02 JP JP2003156478A patent/JP2004361463A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2015068878A (ja) * | 2013-09-27 | 2015-04-13 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | トナー容器、及び画像形成装置 |
| US9164426B2 (en) | 2013-09-27 | 2015-10-20 | Kyocera Document Solutions Inc. | Toner container, and image forming apparatus including the same |
| CN107102524A (zh) * | 2016-02-22 | 2017-08-29 | 佳能株式会社 | 显影剂容器、显影设备、处理盒和图像形成装置 |
| CN107102524B (zh) * | 2016-02-22 | 2021-07-02 | 佳能株式会社 | 显影剂容器、显影设备、处理盒和图像形成装置 |
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