JP2006053322A - トナー撹拌部材、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 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品点数を低減し、製造コストを抑える。
【解決手段】 アジテータ６４は、トナーの撹拌及び供給を行う撹拌板８０と、撹拌板８０を軸部７４に連結する連結部７７とを備え、これらが同一材料によって一体に形成されている。撹拌板８０には、先端側に行くほど次第に回転方向の上流側に行くように傾斜した傾斜面８０Ａが形成されており、撹拌板８０がトナー供給口６３の近傍を通過するときには、傾斜面８０Ａによって掻き上げられたトナーが傾斜面８０Ａ上を滑り落ちるようにして、トナー供給口６３側へ運搬される。
【選択図】 図８

Description

本発明は、トナー撹拌部材、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に関する。

レーザプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、現像ローラに層厚規制ブレードを押圧接触させることで、現像ローラ上にトナーの薄層を形成する。そして、このように薄層化されたトナーにより感光体上の静電潜像をトナー像として可視化し、さらにこの可視化されたトナー像を用紙に転写するようにしている。

例えば、下記の特許文献１に記載された画像形成装置では、現像ローラが設けられた現像室に隣接してトナーを収容するトナー収容室が設けられ、このトナー収容室内には、トナーを撹拌するとともに、現像室に連通した開口部にトナーを供給するアジテータ（トナー撹拌部材）が回転駆動可能に設けられている。このアジテータは、回転軸周りに一体に形成されたＡＢＳ樹脂等からなる支持部材を備え、さらにその支持部材の先端部にＰＥＴ等で形成された厚さ１００μｍの可撓性のフィルムを取り付けた構成となっている。支持部材が回転駆動されると、フィルムが撓み変形を伴いつつトナー収容室の内壁面に摺接し、フィルムが前記開口部に至ったときに、フィルムが復元変形するとともに、トナーをその開口部から現像室側へ弾き出すようになっている。
特開２００１−１００５０１公報

しかしながら、上記のアジテータは、支持部材にフィルムを取り付ける構成であるために、部品点数が多くなり、組み付けの手間や部品費等による製造コストの高騰を招くという問題があった。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、部品点数を低減し、製造コストを抑えることが可能なトナー撹拌部材、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を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明に係るトナー撹拌部材は、トナー収容室内に回転軸を中心に回転駆動可能に設けられ、前記回転軸からその径方向外側へ延びる連結部と、前記連結部の先端に設けられ、回転駆動に伴って、前記トナー収容部の底部に堆積したトナーを掻き上げるとともに前記トナー収容室に設けられたトナー供給口へ供給する撹拌板とを備え、前記連結部と前記撹拌板とが互いに同一材料によって一体に形成されているところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記撹拌板における回転方向下流側の面は、先端側へ行くほど次第に前記回転方向の上流側に行くように傾斜した傾斜面となっているところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項２に記載のものにおいて、前記傾斜面は、前記撹拌板の先端が前記トナー供給口の下側開口縁部と同じ高さ位置に到達したときに、先端側へ行くほど次第に下るように傾斜しているところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項３に記載のものにおいて、前記撹拌板の先端が前記トナー供給口の下側開口縁部と同じ高さ位置に到達したときに、前記傾斜面の水平線に対する傾斜角度が２０°〜８０°になるように設定されているところに特徴を有する。

請求項５の発明は、請求項２に記載のものにおいて、前記傾斜面は、その延長上に前記トナー供給口の下側開口縁部が到達したときに、先端側へ行くほど下るように傾斜しているところに特徴を有する。

請求項６の発明は、請求項５に記載のものにおいて、前記傾斜面の延長上に前記トナー供給口の下側開口縁部が到達したときに、前記傾斜面の水平線に対する傾斜角度が２０°〜８０°になるように設定されているところに特徴を有する。

請求項７の発明は、請求項２から請求項６のいずれかに記載のものにおいて、前記傾斜面の内側端部が前記トナー供給口の上側開口縁部と同じ高さ位置のときに、前記傾斜面の外側端部が前記トナー供給口の下側開口縁部よりも高い位置になるように設定されているところに特徴を有する。

請求項８の発明は、請求項２から請求項７のいずれかに記載のものにおいて、前記傾斜面の外側端部から内側端部までの長さ寸法は、前記傾斜面の内側端部から前記回転軸までの長さ寸法よりも大きくなるように設定されているところに特徴を有する。

請求項９の発明は、請求項１から請求項８のいずれかに記載のものにおいて、前記連結部には、回転接線方向に貫通した貫通孔が形成されているところに特徴を有する。

請求項１０の発明は、請求項９に記載のものにおいて、前記連結部には、複数の前記貫通孔が前記回動軸方向に並んで設けられているところに特徴を有する。

請求項１１の発明は、請求項９または請求項１０に記載のものにおいて、前記複数の貫通孔は、前記連結部における前記回転軸寄り位置にのみ設けられているところに特徴を有する。

請求項１２の発明は、請求項１から請求項１１のいずれかに記載のものにおいて、前記撹拌板は、前記トナー収容室の内壁面に対し非接触の状態で回転駆動されるところに特徴を有する。

請求項１３の発明は、請求項１から請求項１２のいずれかに記載のものにおいて、当該トナー撹拌部材は、全体が、少なくとも回転駆動時にトナーから受ける圧力によりほぼ変形しない程度の剛性を有するように形成されているところに特徴を有する。

請求項１４の発明に係る現像カートリッジは、請求項１から請求項１３のいずれかに記載のトナー撹拌部材と、前記トナー供給口が設けられた前記トナー収容室と、像担持体に形成された静電潜像を前記トナー収容口から供給されたトナーにより現像する現像手段とを備えたところに特徴を有する。

請求項１５の発明は、請求項１４に記載のものにおいて、前記トナー収容室に収容されるトナーは、非磁性一成分重合トナーであるところに特徴を有する。

請求項１６の発明に係るプロセスカートリッジは、請求項１から請求項１３のいずれかに記載のトナー撹拌部材と、前記トナー供給口が設けられた前記トナー収容室と、静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像を前記トナー供給口から供給されたトナーにより現像する現像手段とを備えたところに特徴を有する。

請求項１７の発明に係る画像形成装置は、請求項１から請求項１３のいずれかに記載のトナー撹拌部材と、前記トナー供給口が設けられた前記トナー収容室と、静電潜像が形成される像担持体と、帯電された前記像担持体に対して、レーザ光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体に形成された静電潜像を前記トナー供給口から供給されたトナーによりトナー像として現像する現像手段と、前記像担持体上に担持されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段とを備えたところに特徴を有する。

＜請求項１、請求項１４、請求項１６及び請求項１７の発明＞
トナー撹拌部材は、トナーの撹拌及び供給を行う撹拌板と、撹拌板を回転軸に連結する連結部とを備え、これらが同一材料によって一体に形成されているため、部品点数を低減でき、組み付けや部品に要する製造コストを抑えることができる。

＜請求項２の発明＞
撹拌板の回転方向下流側の面が、先端側に行くほど次第に回転方向の上流側に行くように傾斜した傾斜面となっているため、トナー撹拌部材の回転駆動時には傾斜面によりトナーが径方向外側へ誘導される。これにより、トナー収容室内のトナーをトナー供給口へ効率良く運搬することができる。

＜請求項３の発明＞
傾斜面は、撹拌板の先端がトナー供給口の下側開口縁部と同じ高さ位置に到達したときに、先端側へ行くほど次第に下るように傾斜しているため、トナーの残量が少ない状態でも、傾斜面によって掻き上げられたトナーが傾斜面上を滑り落ちるようにして、トナー供給口側へ運搬される。

＜請求項４の発明＞
撹拌板の先端がトナー供給口の下側開口縁部と同じ高さ位置に到達したときに、傾斜面の水平線に対する傾斜角度が２０°〜８０°になるように設定されている。ここで、傾斜面の傾斜角度がきつい場合には、トナーをトナー供給口側へ運ぶ力が大きくなるが、運搬されるトナーの量が少なくなる。また傾斜面の傾斜角度がゆるい場合には、その反対になる。そのため本構成のように傾斜面の傾斜角度を２０°〜８０°とすることで、最も効率良くトナーをトナー供給口へ運搬することができる。

＜請求項５の発明＞
傾斜面は、その延長上にトナー供給口の下側開口縁部が到達したときに、先端側へ行くほど次第に下るように傾斜しているため、トナーの残量が少ない状態でも、傾斜面によって掻き上げられたトナーが傾斜面上を滑り落ちるようにして、トナー供給口側へ運搬される。

＜請求項６の発明＞
傾斜面の延長上にトナー供給口の下側開口縁部が到達したときに撹拌板の先端がトナー供給口の下側開口縁部と同じ高さ位置に到達したときに、傾斜面の水平線に対する傾斜角度が２０°〜８０°になるように設定されている。ここで、傾斜面の傾斜角度がきつい場合には、トナーをトナー供給口側へ運ぶ力が大きくなるが、運搬されるトナーの量が少なくなる。また傾斜面の傾斜角度がゆるい場合には、その反対になる。そのため本構成のように傾斜面の傾斜角度を２０°〜８０°とすることで、最も効率良くトナーをトナー供給口へ運搬することができる。

＜請求項７の発明＞
傾斜面の内側端部がトナー供給口の上側開口縁部と同じ高さ位置のときに、傾斜面の外側端部がトナー供給口の下側開口縁部よりも高い位置になるように設定されている。即ち、トナー供給口の高さ寸法が傾斜面の高さ寸法よりも大きく設定されているため、傾斜面によって運搬されたトナーが円滑にトナー供給口内に流入する。

＜請求項８の発明＞
傾斜面の外側端部から内側端部までの長さ寸法が傾斜面の内側端部から回転軸までの長さ寸法よりも大きくなるように設定されていることにより、傾斜面の長さ寸法（面積）が確保され、トナーの撹拌と供給とを効率良く行うことができる。

＜請求項９の発明＞
連結部には、回転接線方向に貫通した貫通孔が設けられているため、回転駆動時にトナーから受ける圧力が低減され、トナー撹拌部材の駆動手段にかかる負荷を軽減できる。

＜請求項１０の発明＞
連結部には、複数の貫通孔が軸方向に並んで設けられているため、軸方向に大きく延びた貫通孔を一つのみ設ける場合と比較すると、各貫通孔間に先端側と回動軸側とを連結する部位が設けられる分強度が向上する。

＜請求項１１の発明＞
複数の貫通孔が連結部における回転軸寄り位置にのみ設けられているため、トナー撹拌部材の駆動手段にかかる負荷を軽減するとともに、連結部の先端側でもトナーを効果的に撹拌することができる。即ち、仮に貫通孔を連結部の先端寄り位置のみに設けた場合には、駆動手段の負荷の軽減の効果こそ期待できるものの、軸部寄りの部位でトナーの撹拌を行うことになるため、特にトナーの残量が少ない場合に、その軸部寄りの部位にトナーが載りにくくなり、トナーの効果的な撹拌が見込めなくなる。しかし、本構成によれば、その両方の効果が期待できる。

＜請求項１２の発明＞
撹拌板がトナー収容室の内壁面に対し非接触の状態で回転駆動されるため、撹拌板とトナー収容室の内壁面との摩擦により駆動手段に負荷がかかることを防止できる。

＜請求項１３の発明＞
トナー撹拌部材は、全体が少なくとも回転駆動時にトナーから受ける圧力によりほぼ変形しない程度の剛性を有するように形成されているため、本構成と同様の形状のトナー撹拌部材を可撓性のフィルムを用いて形成した場合に比べると、トナーをより効果的に撹拌し、供給することができる。

＜請求項１５の発明＞
トナー収容室に収容されるトナーは、非磁性一成分重合トナーであるため、流動性が極めて高く、トナー撹拌部材による撹拌を良好に行うことができる。

＜第１実施形態＞
次に本発明の第１実施形態を図１から図８を参照して説明する。
図１および図２は、本発明の画像形成装置としてのレーザプリンタを示す要部側断面図である。このレーザプリンタ１は、本体ケーシング２と、その本体ケーシング２内に収容される、記録媒体としての用紙３を給紙するためのフィーダ部４や、給紙された用紙３に画像を形成するための画像形成部５などを備えている。

本体ケーシング２の一方側の側壁には、後述するプロセスカートリッジ２０を着脱するための着脱口６が形成されており、その着脱口６を開閉するためのフロントカバー７が設けられている。このフロントカバー７は、その下端部に挿通されたカバー軸（図示せず）に回動自在に支持されている。これによって、フロントカバー７をカバー軸を中心として閉じると、図１に示すように、フロントカバー７によって着脱口６が閉鎖され、フロントカバー７をカバー軸を支点として開くと（傾倒させると）、図２に示すように、着脱口６が開放され、この着脱口６を介して、プロセスカートリッジ２０を本体ケーシング２に対して着脱させることができる。

フィーダ部４は、本体ケーシング２内の底部に、着脱可能に装着される給紙トレイ９と、給紙トレイ９の前端部の上方に設けられる給紙ローラ１０および分離パッド１１と、給紙ローラ１０の後側に設けられるピックアップローラ１２と、給紙ローラ１０の前側下方において対向配置されるピンチローラ１３と、給紙ローラ１０の前側上方において対向配置される紙粉取りローラ８と、給紙ローラ１０の後側上方に設けられるレジストローラ１４とを備えている。

給紙トレイ９の内部には、用紙３を積層状に載置可能な用紙押圧板１５が備えられている。この用紙押圧板１５は、後端部において揺動可能に支持されることによって、前側端部が下方に配置され、給紙トレイ９の底板１６に沿う載置位置と、前端部が上方に配置され、傾斜する搬送位置とに揺動可能とされている。

また、給紙トレイ９の前端部には、用紙押圧板１５の前端部を上方に持ち上げるためのレバー１７が設けられている。このレバー１７は、用紙押圧板１５の前側から下側へ回り込むように断面略Ｌ字状に形成されており、その上端部が、給紙トレイ９の前端部に設けられたレバー軸１８に取り付けられ、その後端部が、用紙押圧板１５の下面の前端部に当接している。これによって、レバー軸１８に図中時計回りの回転駆動力が入力されると、レバー１７がレバー軸１８を支点として回転し、レバー１７の後端部が用紙押圧板１５の前端部を持ち上げ、用紙押圧板１５を搬送位置に位置させる。

用紙押圧板１５が搬送位置に位置されると、用紙押圧板１５上の用紙３は、ピックアップローラ１２に押圧され、ピックアップローラ１２の回転によって、給紙ローラ１０と分離パッド１１との間に向けて搬送開始される。

一方、給紙トレイ９を本体ケーシング２から離脱させると、用紙押圧板１５は、その自重によって、前側端部が下方に移動し、用紙押圧板１５が載置位置に位置される。用紙押圧板１５が載置位置に位置されると、用紙押圧板１５上に用紙３を積層状に載置することができる。

ピックアップローラ１２によって給紙ローラ１０と分離パッド１１との間に向けて送り出された用紙３は、給紙ローラ１０の回転によって、給紙ローラ１０と分離パッド１１との間に挟まれたときに、確実に１枚ごとに捌かれて給紙される。給紙された用紙３は、給紙ローラ１０とピンチローラ１３との間を通り、紙粉取りローラ８によって、紙粉が取り除かれた後、レジストローラ１４に搬送される。

レジストローラ１４は、一対のローラから構成され、用紙３を、レジスト後に、後述する感光ドラム２９と転写ローラ３２との間であって、感光ドラム２９上のトナー像を用紙３に転写する転写位置に搬送する。

画像形成部５は、露光手段としてのスキャナ部１９、プロセスカートリッジ２０、定着部２１などを備えている。

スキャナ部１９は、本体ケーシング２内の上部に設けられ、図示しないレーザ光源、回転駆動されるポリゴンミラー２２、ｆθレンズ２３、反射鏡２４、レンズ２５および反射鏡２６などを備えている。レーザ光源から発光される画像データに基づくレーザビームは、鎖線で示すように、ポリゴンミラー２２で偏向されて、ｆθレンズ２３を通過した後、反射鏡２４によって光路が折り返され、さらにレンズ２５を通過した後、反射鏡２６によってさらに光路が下方に屈曲されることにより、プロセスカートリッジ２０の後述する感光ドラム２９の表面上に照射される。

図３はプロセスカートリッジ２０の側断面図である。このプロセスカートリッジ２０は、スキャナ部１９の下方において、本体ケーシング２に対して着脱自在に装着されている。プロセスカートリッジ２０は、図３に示すように、筐体として、第１フレームとしての上フレーム２７と、上フレーム２７と別体に形成されて、上フレーム２７と組み合わされる第２フレームとしての下フレーム２８とを備えている。また、プロセスカートリッジ２０は、筐体内に、像担持体としての感光ドラム２９、帯電手段としてのスコロトロン型帯電器３０、現像カートリッジ３１、転写手段としての転写ローラ３２、およびクリーニングブラシ３３を備えている。

感光ドラム２９は、円筒形状をなし、最表層がポリカーボネートなどからなる正帯電性の感光層により形成されるドラム本体３４と、このドラム本体３４の軸心において、ドラム本体３４の長手方向に沿って延びる軸としての金属製のドラム軸３５とを備えている。ドラム軸３５が上フレーム２７に支持され、このドラム軸３５に対してドラム本体３４が回転自在に支持されることにより、感光ドラム２９は、上フレーム２７において、ドラム軸３５を中心に回転自在に設けられている。

スコロトロン型帯電器３０は、上フレーム２７に支持されており、感光ドラム２９の後側斜め上方において、感光ドラム２９と接触しないように所定間隔を隔てて、感光ドラム２９と対向配置されている。このスコロトロン型帯電器３０は、感光ドラム２９と所定間隔を隔てて対向配置された放電ワイヤ３７と、放電ワイヤ３７と感光ドラム２９との間に設けられ、放電ワイヤ３７から感光ドラム２９への放電量を制御するためのグリッド３８とを備えている。このスコロトロン型帯電器３０では、グリッド３８にバイアス電圧を印加すると同時に、放電ワイヤ３７に高電圧を印加して、放電ワイヤ３７をコロナ放電させることにより、感光ドラム２９の表面を一様に正極性に帯電させることができる。

なお、このスコロトロン型帯電器３０には、放電ワイヤ３７をクリーニングするためのクリーニング部材３６が、放電ワイヤ３７を挟持するように設けられている。

現像カートリッジ３１は、下フレーム２８に対して着脱自在に装着されている。現像カートリッジ３１は、後側が開放される略箱形の収容ケース６０を備えており、その内部には、前側にトナー収容室６１、後側に現像室６２が形成され、両者がトナー供給口６３を介して連通している。

トナー収容室６１内には、現像剤として、正帯電性の非磁性一成分のトナーが充填されている。このトナーとしては、重合性単量体、たとえば、スチレンなどのスチレン系単量体や、アクリル酸、アルキル（Ｃ１〜Ｃ４）アクリレート、アルキル（Ｃ１〜Ｃ４）メタアクリレートなどのアクリル系単量体を、懸濁重合などによって共重合させることにより得られる重合トナーが用いられている。このような重合トナーは、略球状をなし、流動性が極めて良好であり、高画質の画像形成を達成することができる。

なお、このようなトナーには、カーボンブラックなどの着色剤やワックスなどが配合され、また、流動性を向上させるために、シリカなどの外添剤が添加されている。トナーの平均粒径は、約６〜１０μｍである。

また、トナー収容室６１内には、トナー撹拌部材としてのアジテータ６４が設けられている。このアジテータ６４は、図示しないモータからの動力の入力により回転駆動され、それに伴ってトナー収容室６１内のトナーが攪拌されて、トナー供給口６３から現像室６２に向かって放出される。なお、収容ケース６０のトナー収容室６１及びトナー供給口６３と、アジテータ６４とは、トナー撹拌装置６５を構成している。トナー撹拌装置６５の構成については後に詳述する。

現像室６２内には、供給ローラ４０、現像手段としての現像ローラ４１および層厚規制ブレード４２が設けられている。
供給ローラ４０は、トナー供給口６３の後側下部に配置されて、現像カートリッジ３１の収容ケース６０に回転可能に支持されている。この供給ローラ４０は、金属製のローラ軸４３を、導電性の発泡材料からなるローラで被覆することにより構成されている。この供給ローラ４０は、図示しないモータからの動力の入力により回転駆動される。

現像ローラ４１は、供給ローラ４０の後側において、供給ローラ４０と互いに圧縮されるように接触した状態で、現像カートリッジ３１の収容ケース６０に回転可能に支持されている。また、現像ローラ４１は、現像カートリッジ３１が下フレーム２８に装着された状態で、感光ドラム２９に対向して接触する。この現像ローラ４１は、金属製のローラ軸４４を、導電性のゴム材料からなるローラで被覆することにより構成されている。現像ローラ４１のローラは、カーボン微粒子などを含む導電性のウレタンゴムまたはシリコーンゴムからなるローラ本体の表面に、フッ素が含有されているウレタンゴムまたはシリコーンゴムのコート層が被覆されている。現像ローラ４１には、現像時に現像バイアスが印加される。また、現像ローラ４１は、図示しないモータからの動力の入力により、供給ローラ４０と同じ方向に回転駆動される。

層厚規制ブレード４２は、金属の板ばね材からなるブレード本体４６の先端部に、絶縁性のシリコーンゴムからなる断面半円形状の押圧部４７を備えている。この層厚規制ブレード４２は、現像ローラ４１の上方において現像カートリッジ３１の収容ケース６０に支持されて、押圧部４７がブレード本体４６の弾性力によって現像ローラ４１上に圧接されている。

トナー供給口６３から現像室６２内に放出されたトナーは、供給ローラ４０の回転により、現像ローラ４１に供給され、このとき、供給ローラ４０と現像ローラ４１との間で正に摩擦帯電される。現像ローラ４１上に供給されたトナーは、現像ローラ４１の回転に伴って、層厚規制ブレード４２の押圧部４７と現像ローラ４１との間に進入し、一定厚さの薄層として現像ローラ４１上に担持される。

転写ローラ３２は、下フレーム２８に回転自在に支持されており、上フレーム２７と下フレーム２８とが組み合わされた状態において、感光ドラム２９と上下方向において対向して接触し、感光ドラム２９との間にニップを形成するように配置されている。この転写ローラ３２は、金属製のローラ軸４５を、導電性のゴム材料からなるローラで被覆することにより構成されている。転写ローラ３２には、転写時に転写バイアスが印加される。また、転写ローラ３２は、図示しないモータからの動力の入力により、感光ドラム２９と反対方向に回転駆動される。

クリーニングブラシ３３は、下フレーム２８に取り付けられており、上フレーム２７と下フレーム２８とが組み合わされた状態において、感光ドラム２９の後側において、感光ドラム２９と対向して接触するように配置されている。

感光ドラム２９の表面は、その感光ドラム２９の回転に伴って、まず、スコロトロン型帯電器３０により一様に正帯電された後、スキャナ部１９からのレーザビームの高速走査により露光され、用紙３に形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。

次いで、現像ローラ４１の回転により、現像ローラ４１上に担持されかつ正帯電されているトナーが、感光ドラム２９に対向して接触するときに、感光ドラム２９の表面上に形成されている静電潜像、すなわち、一様に正帯電されている感光ドラム２９の表面のうち、レーザビームによって露光され電位が下がっている露光部分に供給される。これにより、感光ドラム２９の静電潜像は、可視像化され、感光ドラム２９の表面には、反転現像によるトナー像が担持される。

その後、感光ドラム２９の表面上に担持されたトナー像は、図１に示すように、レジストローラ１４によって搬送されてくる用紙３が、感光ドラム２９と転写ローラ３２との間の転写位置を通る間に、転写ローラ３２に印加される転写バイアスによって、用紙３に転写される。トナー像が転写された用紙３は、定着部２１に搬送される。

なお、転写後に感光ドラム２９上に残存する転写残トナーは、現像ローラ４１に回収される。また、転写後に感光ドラム２９上に付着する用紙３からの紙粉は、クリーニングブラシ３３によって回収される。

定着部２１は、プロセスカートリッジ２０の後側に設けられ、定着フレーム４８と、その定着フレーム４８内に、加熱ローラ４９および加圧ローラ５０とを備えている。

加熱ローラ４９は、表面がフッ素樹脂によってコーティングされた金属管と、その金属管内に加熱のためのハロゲンランプとを備え、図示しないモータからの動力の入力により回転駆動される。

加圧ローラ５０は、加熱ローラ４９の下方において、加熱ローラ４９を押圧するように対向配置されている。この加圧ローラ５０は、金属製のローラ軸を、ゴム材料からなるローラで被覆することにより構成されており、加熱ローラ４９の回転駆動に従って従動される。

定着部２１では、転写位置において用紙３上に転写されたトナーを、用紙３が加熱ローラ４９と加圧ローラ５０との間を通過する間に熱定着させる。トナーが定着した用紙３は、本体ケーシング２の上面に向かって上下方向に延びた排紙パス５１に搬送される。排紙パス５１に搬送された用紙３は、その上側に設けられる排紙ローラ５２によって、本体ケーシング２の上面に形成された排紙トレイ５３上に排紙される。

次にトナー撹拌装置６５の構成についてより詳細に説明する。図４及び図６〜図８は、トナー撹拌装置６５を構成する収容ケース６０及びアジテータ６４の側断面図であり、図５はアジテータ６４の斜視図である。
収容ケース６０は、図４に示すように、ＡＢＳ等の合成樹脂材によって左右方向に細長い略箱形状に形成され、後面と上面の一部が開放したケース本体部６６と、ケース本体部６６に対しその上面の開口を覆うように組み付けられた蓋部６７とから構成されている。ケース本体部６６は、収容ケース６０の内部空間の下面を覆う底壁６８を備えている。収容ケース６０の内部空間のうち前側に形成されたトナー収容室６１内には後述するアジテータ６４の軸部７４が左右方向に沿って支持されており、底壁６８のうちトナー収容室６１側には、軸部７４を中心とした断面円弧状の弧状壁６８Ａが軸部７４の略前方から軸部７４の斜め下後方までの範囲にわたって形成されている。なお、トナー収容室６１は、全体としては、軸部７４を中心としてこの軸部７４から弧状壁６８Ａまでの長さを半径とした円柱状の空間よりも後方及び斜め上前方に若干拡大した形態である。また、弧状壁６８Ａの後方には、上側へ断面山形状に突出した下仕切壁６９が連なって形成されており、この下仕切壁６９の頂点部（トナー供給口６３の下側開口縁部６９Ａ）から弧状壁６８Ａの後端に至る領域の上面が軸部７４を中心とした円の接線方向にほぼ沿うように傾斜した平坦な送給面６９Ｂとなっている。

下仕切壁６９の上方には、蓋部６７の下面から板状の上仕切壁７０が下向きに突出して設けられており、この上仕切壁７０と下仕切壁６９とによりトナー収容室６１と現像室６２とが前後に仕切られている。また、下仕切壁６９の上端の下側開口縁部６９Ａと、上仕切壁７０の下端の上側開口縁部７０Ａとの間にはトナー供給口６３が形成され、このトナー供給口６３を介してトナー収容室６１と現像室６２とが連通している。トナー供給口６３は、軸部７４の後方位置に配されており、トナー収容室６１の底部を覆う弧状壁６８Ａに対してアジテータ６４の回転方向（図４の時計回り方向）下流側に配置されている。また、トナー供給口６３の下側開口縁部６９Ａは軸部７４よりも低く、上側開口縁部７０Ａは軸部７４よりも高い位置に設けられている。なお、トナー収容室６１、現像室６２及びトナー供給口６３の左右方向の内幅寸法は、互いにほぼ等しくされている。

ケース本体部６６の左右両側壁には、それぞれトナー収容室６１における下仕切壁６９の前方でかつ軸部７４の斜め下後方位置にトナーの残量検知用の窓孔７１（図６参照）が設けられ、各窓孔７１には光透過性の窓部材７２が装着されて閉塞されている。なお、本体ケーシング２には、一方の窓孔７１の外側に発光素子（図示せず）、他方の窓孔７１の外側に受光素子（図示せず）が設けられており、発光素子から出射され収容ケース６０内を通過した検知光を受光素子にて検出し、その出力値に応じてトナーの有無を判別する。

アジテータ６４は、例えばＡＢＳ樹脂等の合成樹脂材により一体に形成されており、全体として、回転駆動時にトナーから受ける圧力によりほぼ変形しない程度の剛性を有している。このアジテータ６４は、図４及び図５に示すように、回転軸としての丸棒状の軸部７４を備えており、この軸部７４の両端部がトナー収容室６１の左右両側壁に設けられた軸受孔（図示せず）に嵌め込まれることで、軸部７４が左右方向に沿った水平姿勢で軸部７４を中心として回転自在に支持されている。収容ケース６０の左外側面にはギア機構（図示せず）が設けられており、このギア機構により図示しないモータからの動力が軸部７４に伝達されることで、アジテータ６４が図４の時計回り方向に回転駆動される。

軸部７４の左右両端部付近における外周面には、それぞれ略板状のワイパ取付部７５が径方向の外側へ向けて互いに同一方向に延出して設けられている。各ワイパ取付部７５には、それぞれ回転方向下流側の面に取付ピン７５Ａが突設されており、各取付ピン７５Ａにウレタンゴム等からなる長方形状のワイパ７６が一端を軸部７４方向の外側に張り出すようにして取り付けられている。各ワイパ７６は軸部７４の回転に伴って、窓部材７２の表面に摺接してその表面に付着したトナーを拭き取る。

また、軸部７４の外周面には、ワイパ取付部７５とは反対側に連結部７７が径方向の外側へ延出して設けられている。この連結部７７は、軸部７４に対し垂直な複数の板片７８を備えるとともに、これらの板片７８がトナー収容室６１のほぼ全幅にわたって軸部７４方向に概ね等間隔で並べて配置されており、各板片７８の先端に次述の撹拌板８０が支持されている。また、隣り合う各板片７８の間には、回転接線方向に貫通した長方形の貫通孔７９が形成されており、各貫通孔７９は軸部７４方向についてほぼ均一に並んで設けられている。

撹拌板８０は、トナー収容室６１のほぼ全幅にわたる幅寸法を有した長方形の平板状をなしており、連結部７７の先端から軸部７４の径方向外側に向けて延設されている。この撹拌板８０は、回転方向下流側の面が外向きの傾斜面８０Ａとなっており、この傾斜面８０Ａは先端側に行くほど次第に回転方向の上流側に行くように傾斜している。この傾斜面８０Ａと連結部７７の延長方向とのなす角度α（図４参照）は、１３０．５°とされており、９０°＜α＜１８０°の範囲に設定されている。また、傾斜面８０Ａの外側端部（軸部７４と反対側の端部）から内側端部（軸部７４側の端部）までの長さ寸法Ｌ１（図８参照）は１１．５mmで、傾斜面８０Ａの内側端部から軸部７４までの長さ寸法Ｌ２は１０．５mmとされ、前者Ｌ１が後者Ｌ２よりも大きくなるように設定されている。

さらに、図４に示すように、軸部７４の中心から撹拌板８０の先端までの長さ寸法Ｌ３は１９．０mmで、軸部７４の中心から弧状壁６８Ａの内面までの長さ寸法Ｌ４は２０．０mmとされ、前者Ｌ３が後者Ｌ４よりも僅かに小さくなるように設定されている。このため、アジテータ６４は、トナー収容室６１の内壁面とは常に非接触の状態で回転駆動され、それにより撹拌板８０の先端が弧状壁６８Ａのごく近傍を通過することになる。
また、図６に示すように、撹拌板８０の先端がトナー供給口６３の下側開口縁部６９Ａと同じ高さ位置に到達したときに、傾斜面８０Ａの水平線に対する傾斜角度βは５５．７°とされ、２０°〜８０°の範囲内になるように設定されている。

さらに、図７に示すように、トナー供給口６３の高さ寸法Ｌ５は１１．８mmで、また、傾斜面８０Ａの内側端部がトナー供給口６３の上側開口縁部７０Ａと同じ高さ位置のときの傾斜面８０Ａの高さ寸法Ｌ６は８．７mmとされている。換言すれば、傾斜面８０Ａの内側端部がトナー供給口６３の上側開口縁部７０Ａと同じ高さ位置のときに、傾斜面８０Ａの外側端部がトナー供給口６３の下側開口縁部６９Ａよりも高い位置になるように設定されている。
また、図８に示すように、傾斜面８０Ａの延長上にトナー供給口６３の下側開口縁部６９Ａが到達したときに、傾斜面８０Ａの水平線に対する傾斜角度γは４４．０°とされ、２０°〜８０°の範囲内になるように設定されている。

次に、トナー撹拌装置６５によるトナーの撹拌及び供給動作について説明する。
アジテータ６４は、図示しないモータからの動力により、例えば毎秒一回転の速度で回転駆動される。撹拌板８０の先端が弧状壁６８Ａの前端位置から後端側へと移動すると、それに伴って、トナー収容室６１の底部に堆積したトナーが傾斜面８０Ａにより回転方向下流側へ押圧され、図４に白抜き矢印で示すように、送給面６９Ｂ上からトナー供給口６３側へ掻き出される。なお、アジテータ６４の回転に伴って、軸部７４近傍のトナーの大部分は、連結部７７に設けられた貫通孔７９を回転方向下流側から上流側に通過する。

図４の状態からアジテータ６４がさらに回転し、撹拌板８０の先端がトナー供給口６３の近傍に至ったとき、具体的には、撹拌板８０の先端がトナー供給口６３の下側開口縁部６９Ａと同じ高さ位置に到達したとき（図６参照）、あるいはさらに傾斜面８０Ａの延長上に下側開口縁部６９Ａが到達する位置まで至ったとき（図８参照）には、傾斜面８０Ａがトナー供給口６３側へ下るように傾斜した状態であるため、傾斜面８０Ａにより掻き上げられたトナーが傾斜面８０Ａ上を滑り落ちるようにしてトナー供給口６３側へと運搬される（図６または図８の白抜き矢印参照）。撹拌板８０がトナー供給口６３の近傍を通過する際には、トナー供給口６３の高さ寸法が傾斜面８０Ａの高さ寸法よりも大きいため（図７参照）、傾斜面８０Ａによって運搬されたトナーが円滑にトナー供給口６３内に流入する。
撹拌板８０がトナー供給口６３の近傍を通過する間に、傾斜面８０Ａ上からトナー供給口６３側へ落ちずに残ったトナーがあった場合には、そのトナーは撹拌板８０の上昇とともに持ち上げられ、やがて傾斜面８０Ａから落下して底部に堆積したトナーと混ざり合う。

以上のように本実施形態によれば、アジテータ６４は、トナーの撹拌及び供給を行う撹拌板８０と、撹拌板８０を軸部７４に連結する連結部７７とを備え、これらが同一材料によって一体に形成されているため、部品点数を低減でき、組み付けや部品に要する製造コストを抑えることができる。

また、撹拌板８０の回転方向下流側の面が、先端側に行くほど次第に回転方向の上流側に行くように傾斜した傾斜面８０Ａとなっているため、アジテータ６４の回転駆動時には傾斜面８０Ａによりトナーが径方向外側へ誘導される。これにより、トナー収容室６１内のトナーをトナー供給口６３へ効率良く運搬することができる。

また、傾斜面８０Ａは、撹拌板８０の先端がトナー供給口６３の下側開口縁部６９Ａと同じ高さ位置に到達したとき（図６参照）に、先端側へ行くほど次第に下るように傾斜しているため、トナーの残量が少ない状態でも、傾斜面８０Ａによって掻き上げられたトナーが傾斜面８０Ａ上を滑り落ちるようにして、トナー供給口６３側へ運搬される。

また、撹拌板８０の先端がトナー供給口６３の下側開口縁部６９Ａと同じ高さ位置に到達したとき（図６参照）に、傾斜面８０Ａの水平線に対する傾斜角度が２０°〜８０°になるように設定されている。ここで、傾斜面８０Ａの傾斜角度がきつい場合には、トナーをトナー供給口６３側へ運ぶ力が大きくなるが、運搬されるトナーの量が少なくなる。また傾斜面８０Ａの傾斜角度がゆるい場合には、その反対になる。そのため本実施形態のように傾斜面８０Ａの傾斜角度を２０°〜８０°とすることで、最も効率良くトナーをトナー供給口６３へ運搬することができる。

また、傾斜面８０Ａは、その延長上にトナー供給口６３の下側開口縁部６９Ａが到達したとき（図８参照）に、先端側へ行くほど次第に下るように傾斜しているため、トナーの残量が少ない状態でも、傾斜面８０Ａによって掻き上げられたトナーが傾斜面８０Ａ上を滑り落ちるようにして、トナー供給口６３側へ運搬される。

また、傾斜面８０Ａの延長上にトナー供給口６３の下側開口縁部６９Ａが到達したとき（図８参照）に、傾斜面８０Ａの水平線に対する傾斜角度が２０°〜８０°になるように設定されている。ここで、傾斜面８０Ａの傾斜角度がきつい場合には、トナーをトナー供給口６３側へ運ぶ力が大きくなるが、運搬されるトナーの量が少なくなる。また傾斜面８０Ａの傾斜角度がゆるい場合には、その反対になる。そのため本実施形態のように傾斜面８０Ａの傾斜角度を２０°〜８０°とすることで、最も効率良くトナーをトナー供給口６３へ運搬することができる。

また、傾斜面８０Ａの内側端部がトナー供給口６３の上側開口縁部７０Ａと同じ高さ位置のときに、傾斜面８０Ａの外側端部がトナー供給口６３の下側開口縁部６９Ａよりも高い位置になるように設定されている。即ち、トナー供給口６３の高さ寸法が傾斜面８０Ａの高さ寸法よりも大きく設定されているため、傾斜面８０Ａによって運搬されたトナーが円滑にトナー供給口６３内に流入する。

また、傾斜面８０Ａの外側端部から内側端部までの長さ寸法Ｌ１が傾斜面８０Ａの内側端部から軸部７４までの長さ寸法よりも大きくなるように設定されていることにより、傾斜面８０Ａの長さ寸法（面積）が確保され、トナーの撹拌と供給とを効率良く行うことができる。

また、連結部７７には、回転接線方向に貫通した貫通孔７９が設けられているため、回転駆動時にトナーから受ける圧力が低減され、アジテータ６４の駆動手段にかかる負荷を軽減できる。

また、連結部７７には、複数の貫通孔７９が軸方向に並んで設けられているため、軸方向に大きく延びた貫通孔を一つのみ設ける場合と比較すると、各貫通孔７９間に先端側と回動軸４５側とを連結する部位（板片７８）が設けられる分強度が向上する。特に本実施形態では、複数の貫通孔７９は軸方向にほぼ均一に設けられているため、回転駆動時にアジテータ６４に対してかかる負荷が軸方向に偏ることを防止できる。

また、アジテータ６４の撹拌板８０がトナー収容室６１の内壁面に対し非接触の状態で回転駆動されるため、撹拌板８０とトナー収容室６１の内壁面との摩擦により駆動手段に負荷がかかることを防止できる。

また、アジテータは、全体が少なくとも回転駆動時にトナーから受ける圧力によりほぼ変形しない程度の剛性を有するように形成されているため、本構成と同様の形状のアジテータを可撓性のフィルムを用いて形成した場合に比べると、トナーをより効果的に撹拌し、供給することができる。

また、トナー収容室６１に収容されるトナーは、非磁性一成分重合トナーであるため、流動性が極めて高く、アジテータ６４による撹拌を良好に行うことができる。

＜第２実施形態＞
次に本発明の第２実施形態について図９及び図１０を参照して説明する。図９は、本実施形態のトナー撹拌装置８５を構成する収容ケース６０及びアジテータ８６の側断面図であり、図１０はアジテータ８６の斜視図である。

本実施形態のアジテータ８６は、複数の貫通孔８７が連結部８８における軸部７４寄り位置のみに設けられている。各貫通孔８７は、同じく回転接線方向に貫通して設けられ、また軸部７４方向にほぼ均一に配設されている。また、連結部８８の先端側には、回転接線方向に対して垂直な撹拌面８９が傾斜面８０Ａの内側端部に連なって形成されている。なお、上記以外の構成は第１実施形態のものと同様であるので、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

このアジテータ８６が回転駆動されると、軸部７４近傍のトナーは、連結部８８の各貫通孔８７を回転方向下流側から上流側に通過する。また、連結部８８の撹拌面８９によりトナー収容室６１の底部に堆積したトナーが回転方向下流側へ押圧され、その一部が撹拌面８９上に載って上方へ持ち上げられてから、撹拌面８９から落下し底部に堆積したトナーと混ざり合う。

以上のように本実施形態によれば、複数の貫通孔８７が連結部における軸部７４寄り位置にのみ設けられているため、アジテータ８６の駆動手段にかかる負荷を軽減するとともに、連結部８８の先端側でもトナーを効果的に撹拌することができる。即ち、仮に貫通孔を連結部８８の先端寄り位置のみに設けた場合には、駆動手段の負荷の軽減の効果は期待できるものの、軸部７４寄りの部位でトナーの撹拌を行うことになるため、特にトナーの残量が少ない場合に、その軸部７４寄りの部位にトナーが載りにくくなり、トナーの効果的な撹拌が見込めなくなる。しかし、本実施形態によれば、その両方の効果が期待できる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１） 上記実施形態ではアジテータを合成樹脂材により形成したものを示したが、本発明によれば、アジテータは金属材料により形成しても良い。

本発明の第１実施形態における画像形成装置としてのレーザプリンタを示す要部側断面図であり、フロントカバーを閉じた状態を示す。 図１に示すレーザプリンタの要部側断面図であり、フロントカバーを開いた状態を示す。 プロセスカートリッジの側断面図である。 撹拌板の先端が弧状壁の後端付近にあるときのアジテータ及び収容ケースの側断面図である。 アジテータの斜視図である。 撹拌板の先端がトナー供給口の下側開口縁部と同じ高さ位置にあるときのアジテータ及び収容ケースの側断面図である。 傾斜面の内側端部がトナー供給口の上側開口縁部と同じ高さ位置にあるときのアジテータ及び収容ケースの側断面図である。 傾斜面の延長上にトナー供給口の下側開口縁部があるときのアジテータ及び収容ケースの側断面図である。 第２実施形態におけるアジテータ及び収容ケースの側断面図である。 アジテータの斜視図である。

符号の説明

１…レーザプリンタ（画像形成装置）
３…用紙（記録媒体）
１９…スキャナ部（露光手段）
２０…プロセスカートリッジ
２９…感光ドラム（像担持体）
３１…現像カートリッジ
３２…転写ローラ（転写手段）
４１…現像ローラ（現像手段）
６１…トナー収容室
６３…トナー供給口
６４，８６…アジテータ（トナー撹拌部材）
６９Ａ…トナー供給口の下側開口縁部
７０Ａ…トナー供給口の上側開口縁部
７４…軸部（回転軸）
７７，８８…連結部
７９，８７…貫通孔
８０…撹拌板
８０Ａ…傾斜面

Claims (17)

1. トナー収容室内に回転軸を中心に回転駆動可能に設けられ、前記回転軸からその径方向外側へ延びる連結部と、
   前記連結部の先端に設けられ、回転駆動に伴って、前記トナー収容部の底部に堆積したトナーを掻き上げるとともに前記トナー収容室に設けられたトナー供給口へ供給する撹拌板とを備え、
   前記連結部と前記撹拌板とが互いに同一材料によって一体に形成されていることを特徴とするトナー撹拌部材。
2. 前記撹拌板における回転方向下流側の面は、先端側へ行くほど次第に前記回転方向の上流側に行くように傾斜した傾斜面となっていることを特徴とする請求項１に記載のトナー撹拌部材。
3. 前記傾斜面は、前記撹拌板の先端が前記トナー供給口の下側開口縁部と同じ高さ位置に到達したときに、先端側へ行くほど次第に下るように傾斜していることを特徴とする請求項２に記載のトナー撹拌部材。
4. 前記撹拌板の先端が前記トナー供給口の下側開口縁部と同じ高さ位置に到達したときに、前記傾斜面の水平線に対する傾斜角度が２０°〜８０°になるように設定されていることを特徴とする請求項３に記載のトナー撹拌部材。
5. 前記傾斜面は、その延長上に前記トナー供給口の下側開口縁部が到達したときに、先端側へ行くほど下るように傾斜していることを特徴とする請求項２に記載のトナー撹拌部材。
6. 前記傾斜面の延長上に前記トナー供給口の下側開口縁部が到達したときに、前記傾斜面の水平線に対する傾斜角度が２０°〜８０°になるように設定されていることを特徴とする請求項５に記載のトナー撹拌部材。
7. 前記傾斜面の内側端部が前記トナー供給口の上側開口縁部と同じ高さ位置のときに、前記傾斜面の外側端部が前記トナー供給口の下側開口縁部よりも高い位置になるように設定されていることを特徴とする請求項２から請求項６のいずれかに記載のトナー撹拌部材。
8. 前記傾斜面の外側端部から内側端部までの長さ寸法は、前記傾斜面の内側端部から前記回転軸までの長さ寸法よりも大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項２から請求項７のいずれかに記載のトナー撹拌部材。
9. 前記連結部には、回転接線方向に貫通した貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載のトナー撹拌部材。
10. 前記連結部には、複数の前記貫通孔が前記回動軸方向に並んで設けられていることを特徴とする請求項９に記載のトナー撹拌部材。
11. 前記複数の貫通孔は、前記連結部における前記回転軸寄り位置にのみ設けられていることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のトナー撹拌部材。
12. 前記撹拌板は、前記トナー収容室の内壁面に対し非接触の状態で回転駆動されることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載のトナー撹拌部材。
13. 当該トナー撹拌部材は、全体が、少なくとも回転駆動時にトナーから受ける圧力によりほぼ変形しない程度の剛性を有するように形成されていることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれかに記載のトナー撹拌部材。
14. 請求項１から請求項１３のいずれかに記載のトナー撹拌部材と、
    前記トナー供給口が設けられた前記トナー収容室と、
    像担持体に形成された静電潜像を前記トナー収容口から供給されたトナーにより現像する現像手段とを備えたことを特徴とする現像カートリッジ。
15. 前記トナー収容室に収容されるトナーは、非磁性一成分重合トナーであることを特徴とする請求項１４に記載の現像カートリッジ。
16. 請求項１から請求項１３のいずれかに記載のトナー撹拌部材と、
    前記トナー供給口が設けられた前記トナー収容室と、
    静電潜像が形成される像担持体と、
    前記像担持体に形成された静電潜像を前記トナー供給口から供給されたトナーにより現像する現像手段とを備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
17. 請求項１から請求項１３のいずれかに記載のトナー撹拌部材と、
    前記トナー供給口が設けられた前記トナー収容室と、
    静電潜像が形成される像担持体と、
    帯電された前記像担持体に対して、レーザ光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、
    前記像担持体に形成された静電潜像を前記トナー供給口から供給されたトナーによりトナー像として現像する現像手段と、
    前記像担持体上に担持されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。

Images