JP2008089844A - 現像装置及びこれを搭載した画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像容器の局所にトナーが補給された場合でも、容器内の長手方向に十分に均一にトナーを分散させ、高品質な画像形成を遂行することが可能な現像装置を提供する。
【解決手段】現像装置３０は、その現像容器３４に、トナーの攪拌と搬送とを行うための攪拌搬送部材５０を備える。攪拌搬送部材５０は、回転中心となる軸部５１と、この軸部５１から径方向外側に延びる形で軸部５１に固定されたシート状の複数の攪拌羽根５２を備えるとともに、これら複数の攪拌羽根５２が、固定端側から自由端側に向かって所定角度で傾斜した複数の開口５３を有し、各々の攪拌羽根５２は、開口５３の傾斜方向が異なるパターンで構成されている。これにより、各攪拌羽根５２の開口５３の傾斜方向、及びその角度に対応した、現像容器３４内の長手方向両端側、或いは中央側等の様々な方向に、トナーを十分に移動させることができる。
【選択図】図８

Description

本発明は、複写機やプリンタに代表される電子写真方式の画像形成装置に適用可能な現像装置に関する。また、この現像装置を搭載した画像形成装置に関する。

複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体として感光体ドラムが広く用いられている。感光体ドラムを用いた一般的な画像形成動作は以下のようである。感光体ドラムの表面は帯電装置により所定電位で一様に帯電せしめられ、そこに露光装置のＬＥＤ光等を照射することにより部分的に電位が光減衰して原稿画像の静電潜像が形成される。そして、この静電潜像を現像装置で現像することによってトナー像が形成される。用紙へのトナー像の転写後、感光体ドラムの表面においては、残留したトナーがクリーニング装置によりクリーニングされ、次回の画像形成動作に備えて除電装置により除電光が照射されて帯電電荷の除去が行われる。

上記のような画像形成動作の主要部である現像装置において、トナーは、現像容器内に常時所定量が収容されるようになっており、現像に使用され残量が少なくなると、追加補給される。この時、一般的には、現像装置の上方に配置されたトナー補給容器から、重力の作用や搬送部材により現像容器内にトナーが投入される。

ここで、現像容器は、現像ローラを収容するため、通常現像ローラの形状に合わせて細長い形状をなしている。そして、高品質な画像の形成を遂行するためには、現像容器内に収容されたトナーが、現像容器内の現像ローラの長手方向に沿って均一に分散されている必要がある。そのため、現像装置では、軸線中心に回転する攪拌（搬送）部材を備え、その回転動作によりトナーを現像容器内の長手方向に均一に分散させる方法が広く採用されている。

このような現像装置の例を、特許文献１、及び２に見ることができる。特許文献１、及び２に記載された現像装置は、ともに、開口を有するシート部材（攪拌羽根）が設けられた攪拌（搬送）部材を備え、これによりトナーを攪拌しつつ現像ローラに向けて搬送するようにしている。
特開２００１−１００５００号公報（第５頁、図２） 特開平１１−３１１８９５号公報（第３頁、図２）

特許文献１に記載された現像装置では、複数の開口を千鳥状に配置した２枚のシート部材により、攪拌搬送部材の回転とともに、大きな抵抗を受けることなく、安定して現像ローラにトナーを供給できるとしている。千鳥状に配置した開口により、現像容器内の長手方向にトナーが移動すると考えられるが、しかしながら、このような攪拌搬送部材では、シート部材とその開口に、トナーを移動させるに十分な構成が施されていない。したがって、現像容器内の長手方向の全域にわたって、十分均一にトナーを分散させることは困難である。その結果、現像容器のトナー補給口などといった補給箇所の近傍に多くのトナーが集中し、これに対向する箇所などに長く使用されることのないトナーが滞留する恐れがある。これにより、その滞留したトナーが劣化して現像ローラに供給されると、画像不良が発生する可能性がある。

また、特許文献２に記載された現像装置では、複数の平行四辺形形状の開口を配置したシート部材により、攪拌搬送部材の回転とともに、現像ローラの軸線方向中央部にトナーが集まるようにしている。しかしながら、このような攪拌搬送部材では、現像ローラの軸線方向中央部に多くのトナーが集中し、両端部に長く使用されることのないトナーが滞留する恐れがある。これにより、その滞留したトナーが劣化して現像ローラに供給されると、現像ローラの両端部において画像不良が発生する可能性がある。

そして、特許文献２に記載された現像装置では、平行四辺形形状の開口の構成を、傾斜角や面積、隣の開口との間隔等により設定しているが、これらの条件のみでは、現像容器内の長手方向の全域にわたって均一にトナーを分散させるには不十分である。

例えば、図１１に、複数の平行四辺形形状の開口を有する従来の攪拌羽根の部分拡大正面図を示す。この攪拌羽根１００の開口１０１の構成では、図中に一点鎖線で示した軸線を中心として回転させた場合、領域Ｓ１の開口１０１内に存在するトナーは、斜線を描画した箇所のように開口１０１の傾斜した辺に掛かることがなく、周方向において、回転する攪拌羽根１００の影響を受けないので混ざることがない。また、攪拌羽根１００の、領域Ｓ２の隣り合う開口１０１間では、同様に斜線を描画した箇所のように開口１０１の傾斜した辺に掛かることがないので、トナーを径方向に移動させる作用が小さく、或いは移動させことがないので、回転による高負荷を受け続けることになる。したがって、図１１に示した構成の開口１０１を有する従来の攪拌羽根１００は、現像容器内の長手方向の全域にわたってトナーを移動させるに十分な構成であるとは言えず、また高負荷が掛かることにより破損し易い。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、軸線中心に回転して、現像容器内のトナーを攪拌しつつ現像ローラに向けて搬送する攪拌搬送部材を備えた現像装置において、現像容器の局所にトナーが補給された場合であっても、現像容器内の長手方向に十分に均一にトナーを分散させることができ、高品質な画像の形成を遂行することが可能な現像装置を提供することを目的とする。また、このような現像装置を搭載した高性能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、トナーを収容する現像容器と、静電潜像が形成された像担持体にトナーを供給する現像ローラと、軸線中心に回転して、現像容器内のトナーを攪拌しつつ現像ローラに向けて搬送する攪拌搬送部材とを備えた現像装置において、前記攪拌搬送部材は、回転中心となる軸部と、この軸部から径方向外側に延びる形で軸部に固定され、複数が組み合わせて設けられたシート状の攪拌羽根とを備えるとともに、これら複数の攪拌羽根が、固定端側から自由端側に向かって傾斜した複数の開口を有し、各々の攪拌羽根は、開口の傾斜方向が異なるパターンで構成されていることとした。

また、上記構成の現像装置において、前記攪拌羽根の前記開口は、隣り合う他の開口と、径方向に投影して互いに重なる領域を有することとした。

また、上記構成の現像装置において、前記攪拌羽根の前記開口は、攪拌羽根の固定端側から自由端側に向かって傾斜した平行四辺形形状をなすとともに、この平行四辺形の前記軸部軸線方向に延びる一組の対辺は、径方向に投影しても互いに重なることはなく、その一組の対辺のうち、自由端側の一辺は両隣の一方の開口の固定端側の一辺と、固定端側の一辺は両隣の他方の開口の自由端側の一辺と、径方向に投影して互いに重なることとした。

また、上記構成の現像装置において、前記攪拌搬送部材は、前記複数の攪拌羽根を重ねた形で備えることとした。

また、上記構成の現像装置において、前記攪拌搬送部材は、回転方向最上流に配置された前記攪拌羽根の開口の前記軸部軸線方向に対する傾斜角θ１と、そのすぐ次に下流に配置された攪拌羽根の開口の傾斜角θ２とが、θ１＜θ２なる関係を有することとした。

また、上記構成の現像装置において、前記複数の攪拌羽根は、各々、全ての前記開口が、固定端側から、前記軸部の一方の端部側、或いは他方の端部側のいずれかに向かって傾斜した開口で構成され、これら２種類の攪拌羽根を、前記攪拌搬送部材は少なくとも１枚ずつ備えることとした。

また、上記構成の現像装置において、前記複数の攪拌羽根は、各々、固定端側から、前記軸部の軸線方向中央部に対して両端部側に向かう、或いは軸部の両端部側に対して中央部に向かういずれかの傾斜をなす開口で構成され、これら２種類の攪拌羽根を、前記攪拌搬送部材は少なくとも１枚ずつ備えることとした。

また、上記構成の現像装置において、前記現像容器は、前記現像ローラが配置された現像部と、前記攪拌搬送部材が配置されたホッパー部との間に、開口を有する隔壁を備えることとした。

また本発明では、上記現像装置を画像形成装置に搭載することとした。

本発明の構成によれば、軸線中心に回転して、現像容器内のトナーを攪拌しつつ現像ローラに向けて搬送する攪拌搬送部材を備えた現像装置において、攪拌搬送部材は、回転中心となる軸部と、この軸部から径方向外側に延びる形で軸部に固定され、複数が組み合わせて設けられたシート状の複数の攪拌羽根とを備えるとともに、これら複数の攪拌羽根が、固定端側から自由端側に向かって傾斜した複数の開口を有し、各々の攪拌羽根は、開口の傾斜方向が異なるパターンで構成されていることとしたので、各攪拌羽根の開口の傾斜方向、及びその角度に対応した、現像容器内の長手方向両端側、或いは中央側等の様々な方向に、トナーを十分に移動させることができる。そして、そのような攪拌羽根を複数組み合わせることにより、現像容器内の長手方向両端側、または中央側等にトナーが滞留するのを防止して、全体として均一に攪拌することが可能である。これにより、現像容器の局所にトナーが補給された場合であっても、現像容器内の長手方向に十分に均一にトナーを分散させることができる。したがって、滞留し、劣化したトナーに起因する画像不良の発生を防止して、高品質な画像の形成を遂行することが可能な現像装置を得ることができる。

また、前記攪拌羽根の前記開口は、隣り合う他の開口と、径方向に投影して互いに重なる領域を有することとしたので、開口内に、周方向において、回転する攪拌羽根の影響を受けない領域が形成されるのを防止したり、隣り合う開口間に、トナーを径方向に移動させる作用が小さくなるような領域が形成されるのを防止したりすることができる。これにより、攪拌羽根を高負荷が掛かることなく回転させ、トナーを開口の傾斜に沿って移動させることが可能である。したがって、攪拌羽根の破損を防止しながら、現像容器内の長手方向に均一にトナーを分散させることができる。

また、前記攪拌羽根の前記開口は、攪拌羽根の固定端側から自由端側に向かって傾斜した平行四辺形形状をなすとともに、この平行四辺形の軸部軸線方向に延びる一組の対辺は、径方向に投影しても互いに重なることはないこととしたので、開口内に、周方向において、回転する攪拌羽根の影響を受けない領域が形成されるのを防止することができる。これにより、平行四辺形形状の開口の傾斜に沿ってトナーを移動させることが可能である。また、平行四辺形の軸部軸線方向に延びる一組の対辺のうち、自由端側の一辺は両隣の一方の開口の固定端側の一辺と、固定端側の一辺は両隣の他方の開口の自由端側の一辺と、径方向に投影して互いに重なることとしたので、隣り合う開口間に、トナーを径方向に移動させる作用が小さくなるような領域が形成されるのを防止することができる。これにより、攪拌羽根を、高負荷が掛かることなく回転させることが可能である。このようにして、攪拌羽根の破損を防止しながら、現像容器内の長手方向に均一にトナーを分散させる作用を高めることが可能となる。

また、前記攪拌搬送部材は、複数の攪拌羽根を重ねた形で備えることとしたので、複数の攪拌羽根が、短い時間間隔で連続して回転移動してトナーを攪拌する。これにより、攪拌羽根を重ねない場合と比較して攪拌する力が増加し、現像容器内の長手方向に沿って、トナーを移動し易くなる。したがって、現像容器内の長手方向に均一にトナーを分散させる作用をさらに高めることが可能となる。

またここで、複数の攪拌羽根を重ねると、トナーに先に接触する回転方向下流側の攪拌羽根の方が攪拌する力が強く、トナーの移動量も多くなる。これに対して、本発明において、攪拌羽根を重ねた形で備えた前記攪拌搬送部材の、回転方向最上流に配置された攪拌羽根の開口の軸部軸線方向に対する傾斜角θ１と、そのすぐ次に下流に配置された攪拌羽根の開口の傾斜角θ２とが、θ１＜θ２なる関係を有することとしたので、上流側の攪拌羽根の開口は、下流側の攪拌羽根の開口より長手方向に長く延びた形となり、長手方向へのトナーの搬送力が増加する。その結果、重ねられた２枚の攪拌羽根が移動させるトナー量が双方略等しくなり、効果的にトナーを攪拌する能力が向上して、さらにトナーが移動し易くなる。したがって、現像容器内の長手方向に均一にトナーを分散させる作用を、一層高めることが可能となる。

また、前記複数の攪拌羽根は、各々、全ての開口が、固定端側から、軸部の一方の端部側、或いは他方の端部側のいずれかに向かって傾斜した開口で構成され、これら２種類の攪拌羽根を、前記攪拌搬送部材は少なくとも１枚ずつ備えることとしたので、１枚の攪拌羽根で現像容器内の長手方向の一方の端部側へトナーを移動させ、もう１枚の攪拌羽根で他方の端部側へトナーを移動させることができる。これにより、現像容器内の長手方向の端部から端部へと、トナーを行き来させることができ、効率よくトナーを攪拌することが可能である。したがって、現像容器内の長手方向に均一にトナーを分散させる作用を向上させることができる。

また、前記複数の攪拌羽根は、各々、固定端側から、軸部の軸線方向中央部に対して両端部側に向かう、或いは軸部の両端部側に対して中央部に向かういずれかの傾斜をなす開口で構成され、これら２種類の攪拌羽根を、前記攪拌搬送部材は少なくとも１枚ずつ備えることとしたので、１枚の攪拌羽根で現像容器内の長手方向の両端部側へトナーを移動させ、もう１枚の攪拌羽根で中央部へトナーを移動させることができる。これにより、現像容器内の両端部側から中央部へ、中央部から両端部側へと、トナーを行き来させることができ、効率よくトナーを攪拌することが可能である。したがって、現像容器内の長手方向に均一にトナーを分散させる作用を向上させることができる。

またここで、上記構成の攪拌羽根を備えた攪拌搬送部材により現像容器内のトナーの移動が円滑になると、現像部とホッパー部との間でトナーの出入りが激しくなる場合がある。これに対して、本発明において、前記現像容器は、現像ローラが配置された現像部と、攪拌搬送部材が配置されたホッパー部との間に、開口を有する隔壁を備えることとしたので、現像部とホッパー部との間で移動するトナーの量を制限することができる。したがって、現像容器内の長手方向に十分に均一にトナーを分散できることに加えて、現像部に好適にトナーを搬送することができ、より一層高品質な画像の形成を遂行することが可能になる。

また本発明では、上記現像装置を画像形成装置に搭載することとしたので、現像装置の、現像容器の局所にトナーが補給された場合であっても、現像容器内の長手方向に十分に均一にトナーを分散させることができ、高品質な画像の形成を遂行することが可能な高性能な画像形成装置を得ることができる。

以下、本発明の実施形態を図１〜図１０に基づき説明する。

最初に、本発明の第１の実施形態に係る現像装置を搭載した画像形成装置について、図１を用いてその構造の概略を説明する。図１は、画像形成装置の一例であるカラープリンタの概略構造を示す模型的垂直断面左側面図である。このカラープリンタは、中間転写ベルトを用いたタイプである。図１において、右方がプリンタの前面側、左方が背面側である。

図１に示すように、プリンタ１の本体２の内部下方には、用紙カセット３が配置されている。用紙カセット３の内部には、用紙Ｐが積まれて収容されている。そして、この用紙Ｐは、図１において用紙カセット３の右上方に向けて送り出される。用紙カセット３は、本体２の前面側、すなわち図１において右方から水平に引き出すことが可能である。

用紙カセット３の用紙搬送方向下流には、給紙用用紙搬送路４、給紙用搬送ローラ５、レジストローラ６、及び画像形成部２０が配置されている。画像形成部２０には、その中心に、回転体の像担持体である感光体ドラム２１が備えられている。感光体ドラム２１は、図１において反時計方向に回転する。感光体ドラム２１の周囲には、その回転方向に沿って順に帯電装置２２、現像装置３０、及びドラム用のクリーニング装置６０が配置されている。

現像装置３０は、その主たるところが図１において時計方向に回転するロータリーラック３１で構成され、このロータリーラック３１に計４台の現像器３２が周方向に等間隔に配置されている。４台の現像器３２とは、ブラック用の現像器３２Ｂ、イエロー用の現像器３２Ｙ、マゼンタ用の現像器３２Ｍ、及びシアン用の現像器３２Ｃである。ロータリーラック３１は、図示しない駆動手段により回転せしめられ、４台の現像器３２を順次感光体ドラム２１と対向する位置に移動させて、感光体ドラム２１表面に各色の現像剤であるトナーを供給し、トナー像を形成させるものである。画像形成部２０の上方には、この現像装置３０にトナーを補給するためのトナー補給容器７、及び補給パイプ８が備えられている。トナー補給容器７、及び補給パイプ８は、各色用のものが、ロータリーラック３１軸線方向に並べて配置されている。

画像形成部２０の上方には光学部９が備えられ、ここからレーザ光Ｌが感光体ドラム２１に向かって照射される。図中の点線がレーザ光Ｌを示す。

感光体ドラム２１のすぐ下方には、中間転写体を無端ベルトの形で用いた中間転写ベルト１０が配置されている。中間転写ベルト１０は、複数のローラに巻き掛けられて支持され、図１において時計方向に回転する。中間転写ベルト１０は、感光体ドラム２１に下方から圧接し、一次転写部７０を形成している。

中間転写ベルト１０が用紙搬送路に懸かる箇所には、二次転写部１１が配置されている。用紙Ｐは、この二次転写部１１に形成された二次転写ニップ部に挿通されることにより、中間転写ベルト１０に圧接せしめられ、トナー像が転写される。二次転写部１１の用紙搬送方向下流には、ベルト用クリーニング手段１２が備えられている。

画像形成部２０、及び二次転写部１１の用紙搬送方向下流には、定着部１３、排出用用紙搬送路１４、及び用紙排出部１５が配置されている。用紙排出部１５は、本体２の上面に、印刷済みの用紙Ｐを外部から取り出し可能な位置に設けられている。

定着部１３、及び二次転写部１１の下方であって、用紙カセット３との間には、両面印刷用用紙搬送路１６が配置されている。両面印刷用用紙搬送路１６は、排出用用紙搬送路１４の途中から分岐し、定着部１３の下方、及び二次転写部１１の下方を通り、レジストローラ６のすぐ上流で給紙用用紙搬送路４に合流している。

続いて、上記プリンタ１の画像形成部２０周辺の詳細な構成について、図２を用いて説明する。図２は、画像形成部周辺を示す垂直断面部分拡大図である。

図２に示すように、画像形成部２０には、その中心に像担持体である感光体ドラム２１が備えられている。そして、前述のように、感光体ドラム２１の近傍には、その回転方向に沿って順に、帯電装置２２、現像装置３０、及びドラム用クリーニング装置６０が配置されている。感光体ドラム２１と中間転写ベルト１０とが圧接する一次転写部７０は、感光体ドラム２１の回転方向に沿って、現像装置３０とドラム用クリーニング装置６０との間に設けられている。

感光体ドラム２１は、プリンタ１内の用紙搬送方向と直角をなす用紙幅方向、すなわち図２の紙面奥行き方向に延び、その軸線方向を水平にして配置されている。感光体ドラム２１は、アルミニウム等により構成される導電性ローラ状基体の外側に、真空蒸着等によって無機光導電性材料であるアモルファスシリコンの感光層を設けた無機感光体のドラムで、直径が３０ｍｍである。感光体ドラム２１は、図示しない駆動装置によって、その周速度が用紙搬送速度（例えば２１０ｍｍ／ｓｅｃ）とほぼ同じになるように回転せしめられている。

帯電装置２２は、その内側に、感光体ドラム２１に接触する帯電ローラ２２ａを備えている。帯電ローラ２２ａは、所定の圧力で感光体ドラム２１に圧接し、感光体ドラム２１の回転に従って回転する。この帯電ローラ２２ａにより、感光体ドラム２１の表面が所定の極性及び電位で一様に帯電せしめられる。

現像装置３０は、先に説明したように、その主たるところがロータリーラック３１で構成され、このロータリーラック３１に計４台の現像器３２が周方向に等間隔に配置されている。各現像器３２には、感光体ドラム２１の近傍に、現像ローラ３３が設けられている。現像ローラ３３には、感光体ドラム２１の帯電極性と同極性のバイアスが印加される。この現像ローラ３３により、現像剤であるトナーが帯電せしめられるとともに、感光体ドラム２１の表面の静電潜像に移動せしめられ、静電潜像が現像される。トナーは、トナー補給容器７（図１参照）に収容され、現像装置３０の箇所まで補給パイプ８により搬送されて、補給される。トナーを補給する際、補給パイプ８は、図２に示す二点鎖線の箇所まで伸びる。なお、この現像装置３０の詳細な構成は後述する。

現像装置３０にて使用されるトナーとしては、一成分現像剤であるトナーが使用される。トナー粒子は、攪拌、搬送時の高い流動性を確保するために、高い円形度の形状を有するものが望ましい。トナーの平均円形度は、シスメックス（株）製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡによって計測し、０．９３０〜０．９９５になるのが好ましい。トナーの外添剤としては、時が経過しても流動性に変化が少ない、比較的大径のシリカを多く配合するのが良い。

一次転写部７０には、中間転写ベルト１０を介して感光体ドラム２１に接触する一次転写ローラ７１が設けられている。この一次転写ローラ７１が設けられた箇所に、感光体ドラム２１と中間転写ベルト１０とが接触する一次転写ニップ部が形成される。一次転写ローラ７１は、駆動装置を有することなく、中間転写ベルト１０に接触することによって、中間転写ベルト１０の回転に従って回転する。また、一次転写ローラ７１には、感光体ドラム２１やトナーの帯電電荷とは逆極性である一次転写バイアスが必要に応じて印加される。

なお、中間転写ベルト１０は、ポリイミド等の合成樹脂のみで形成した単層の樹脂ベルト、またはそのような合成樹脂表面にゴム層を積層した弾性ベルトで構成され、複数のローラに巻き掛けられて支持されている。

ドラム用クリーニング装置６０は、図２に示すように、感光体ドラム２１の回転方向に沿って、一次転写部７０のさらに下流側に配置されている。ドラム用クリーニング装置６０は、そのハウジング６１の内側に、クリーニングローラ６２と、排出スクリュー６３とを、またハウジング６１と感光体ドラム２１との間に、クリーニングブレード６４を備えている。

クリーニングローラ６２、及びクリーニングブレード６４は、図示しないばね等の弾性部材により付勢され、感光体ドラム２１に押し付けられている。クリーニングローラ６２、及びクリーニングブレード６４は感光体ドラム２１の軸線方向に延び、感光体ドラム２１の感光層とほぼ同じ軸線方向長さを有している。効率よくクリーニングを実施するために、クリーニングローラ６２は、図示しない駆動装置により、その周速度が感光体ドラム２１の周速度に対して１５〜２０％程度速くなるように、回転軸に関して感光体ドラム２１の回転方向と逆方向に回転せしめられている。このようなクリーニングローラ６２、及びクリーニングブレード６４によって、中間転写ベルト１０へのトナー像の転写後、感光体ドラム２１表面に残留したトナーを除去してクリーニングする。感光体ドラム２１表面から除去されたトナーは、一旦ハウジング６１内に回収され、排出スクリュー６３により外部に排出される。

続いて、現像装置３０の詳細な構成について、図２に加えて、図３、及び図４を用いて説明する。図３は現像装置に備えられた現像器の斜視図、図４は現像器の垂直断面左側面図である。なお、４色の各現像器３２は基本的な構造が共通するので、「Ｙ」「Ｍ」「Ｃ」「Ｂ」といった各色の識別記号は省略するものとする。

図２に示す現像装置３０は、図３に示す現像器３２を備えている。そして、現像器３２は、現像容器３４を備えている。現像容器３４は、感光体ドラム２１の軸線方向、すなわち図２の紙面奥行き方向に細長い形状を有し、その長手方向を水平にして配置されている。補給パイプ８（図２参照）によりこの現像容器３４にトナーを補給する場合、長手方向の所定の局所から補給される。

現像容器３４の内部には、図４に示すように、ホッパー部３５と現像部３６とが設けられている。ホッパー部３５にはトナーの攪拌と搬送とを行うための攪拌搬送部材５０が、現像部３６には現像ローラ３３にトナーを供給するための供給ローラ３７が、各々軸線を水平にして設けられている。なお、攪拌搬送部材５０の詳細な構成は後述する。

ホッパー部３５と現像部３６とは、現像容器３４内において隔壁３８により区分されている。隔壁３８は、金属製の薄い板状部材で構成され、現像容器３４の長手方向に沿って延び、供給ローラ３７の上方の箇所に開口３８ａを備えている。開口３８ａは、現像容器３４の長手方向に複数個設けられ、図４の白抜き矢印が示すようにホッパー部３５と現像部３６との間でトナーを行き来させることができる。このような隔壁３８により、ホッパー部３５と現像部３６との間で移動するトナーの量を制限することができる。現像容器３４内において、トナーは、通常図４に示す二点鎖線の箇所まで収容されている。

現像部３６は、感光体ドラム２１と隣接する箇所に開口部３９を備えている。開口部３９には現像剤担持体である現像ローラ３３が配置されている。現像ローラ３３の片側は現像部３６の内部に位置し、他の片側は現像部３６の外部に露出して像担持体である感光体ドラム２１に向き合っている（図２参照）。現像ローラ３３は、図示しない駆動手段により図４において時計方向に回転せしめられる。

現像ローラ３３の、現像部３６内部側の箇所から回転方向下流側、すなわち図４において現像ローラ３３の上方には、規制板４０が設けられている。規制板４０は、合成樹脂製や金属製の薄いフィルム状の部材で構成され、その一方の平面が現像ローラ３３に当接するように設けられている（図４参照）。これにより、規制板４０は、現像ローラ３３の表面にトナー薄層を形成し、感光体ドラム２１に定量的にトナーを供給することができる。

現像ローラ３３の軸線方向両端部の、現像部３６内部側には、シール部材４１が設けられている。シール部材４１は、現像ローラ３３の軸線方向両端の箇所に各１個ずつ設けられている。シール部材４１は、フェルトやウレタン、スポンジ、不織布等で構成され、現像ローラ３３の周面に沿って、半周程度の長さにわたって現像ローラ３３表面に当接するように設けられている。このシール部材４１は、現像ローラ３３の軸線方向両端部と現像容器３４との隙間から外側へのトナーの漏洩を防止する役目を果たす。

続いて、ホッパー部３５に配置された攪拌搬送部材５０の詳細な構成について、図４に加えて、図５〜図８を用いて説明する。図５は攪拌搬送部材の垂直断面左側面図、図６は攪拌搬送部材の正面図、図７は図６と同様の攪拌搬送部材の正面図にして、図６とは攪拌羽根の開口のパターンが異なるもの、図８は攪拌羽根の開口の拡大正面図である。

攪拌搬送部材５０は、図５に示すように、軸部５１と、攪拌羽根５２とを備えている。

軸部５１は、現像容器３４の長手方向、すなわち図４及び図５の紙面奥行き方向に向かって延びる直方体形状をなし、その断面形状が略正方形をなしている。攪拌搬送部材５０は、この軸部５１の長手方向に延びる中心軸線を中心として回転する。

攪拌羽根５２は、図５に示すように、軸部５１を構成する直方体の、現像容器３４の長手方向に延びる一平面に取り付けられている。攪拌羽根５２は、厚さ１２５μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムをシート状にして構成され、軸部５１から径方向外側に延びる形で、軸部５１に固定されている。図４に示すように、攪拌搬送部材５０と現像容器３４内壁との間隔が一部比較的狭いので、攪拌搬送部材５０が回転すると、攪拌羽根５２は、その箇所の現像容器３４内壁に接触し、内壁を擦るようにして回転移動する。

また、攪拌羽根５２は、２枚の攪拌羽根、５２Ａと５２Ｂとを重ねた形にして組み合わせて軸部５１に設けられている。２枚の攪拌羽根５２Ａと５２Ｂには、図６及び図７に示すように、各々、異なるパターンの開口５３が設けられている。攪拌羽根５２の開口５３は、攪拌羽根５２の固定端側から自由端側、すなわち図６及び図７の下側から上側に向かって傾斜した四角形形状をなし、長手方向に複数設けられている。

攪拌羽根５２Ａの複数の開口５３ａは、全て、図６に示すように、固定端側（図６下側）から、軸部５１の軸線方向中央部に対して両端部側に向かって傾斜している。軸部５１の回転に伴って攪拌羽根５２Ａが回転すると、トナーは、開口５３ａの傾斜に沿って、軸線方向中央部から両端部側に向かって移動する。一方、攪拌羽根５２Ｂの複数の開口５３ｂは、全て、図７に示すように、固定端側（図７下側）から、軸部５１の両端部側に対して中央部に向かって傾斜している。軸部５１の回転に伴って攪拌羽根５２Ｂが回転すると、トナーは、開口５３ｂの傾斜に沿って、軸線方向両端部側から中央部に向かって移動する。攪拌搬送部材５０は、これら２種類の開口５３のパターンで構成された攪拌羽根５２を１枚ずつ備えている。

ここで、２枚の攪拌羽根５２Ａ、５２Ｂに設けられた開口５３ａ、５３ｂは、攪拌羽根５２の固定端側から自由端側に向かって傾斜した四角形形状であるが、詳細には図８に示すように、隣り合う他の開口と、径方向に投影して互いに重なる領域を有する平行四辺形形状である。なお、図８では開口５３ａを描画しているが、開口５３ｂも、傾斜の方向が異なる同様の平行四辺形形状である。

開口５３ａにおいて、平行四辺形の軸部軸線方向、すなわち図８において左右方向に延びる一組の対辺５４、５５は、径方向、すなわち図８において上下方向に投影しても互いに重なることはない。つまり、図８中央の開口５３ａにおいて、上側の一辺５４は右側の領域Ｓ２内に、下側の一辺５５は左側の領域Ｓ２内に位置しているので、径方向に投影しても互いに重ならない。これにより、一組の対辺５４、５５の間に存在する領域Ｓ１には、開口５３ａの傾斜した辺が延びているので、攪拌羽根５２Ａを回転させると、トナーを円滑に移動させ、攪拌することができる。

そして、それら対辺５４、５５のうち、自由端側、すなわち図８において上側の一辺５４は右隣の開口５３ａの固定端側、すなわち図８において下側の一辺と、径方向に投影して互いに重なる。つまり、これら二辺は、互いに図８の右側の領域Ｓ２内に存在する。一方、対辺５４、５５のうち、固定端側、すなわち図８において下側の一辺５５は左隣の開口５３ａの自由端側、すなわち図８において上側の一辺と、径方向に投影して互いに重なる。つまり、これら二辺は、互いに図８の左側の領域Ｓ２内に存在する。これにより、図８中央の開口５３ａに対して左右の領域Ｓ２には、開口５３ａの傾斜した辺が延びているので、攪拌羽根５２Ａを回転させると、トナーを円滑に移動させることができ、この箇所における回転負荷の発生を防止できる。

上記のようにして、軸線中心に回転して、現像容器３４内のトナーを攪拌しつつ現像ローラ３３に向けて搬送する攪拌搬送部材５０を備えた現像装置３０において、攪拌搬送部材５０は、回転中心となる軸部５１と、この軸部５１から径方向外側に延びる形で軸部５１に固定され、複数が組み合わせて設けられたシート状の攪拌羽根５２とを備えるとともに、これら複数の攪拌羽根５２が、固定端側から自由端側に向かって傾斜した複数の開口５３を有し、各々の攪拌羽根５２は、開口５３の傾斜方向が異なるパターンで構成されているので、各攪拌羽根５２の開口５３の傾斜方向、及びその角度に対応した、現像容器３４内の長手方向両端側、或いは中央側等の様々な方向に、トナーを十分に移動させることができる。そして、そのような攪拌羽根５２を複数組み合わせることにより、現像容器３４内の長手方向両端側、または中央側等にトナーが滞留するのを防止して、全体として均一に攪拌することが可能である。これにより、現像容器３４の局所にトナーが補給された場合であっても、現像容器３４内の長手方向に十分に均一にトナーを分散させることができる。したがって、滞留し、劣化したトナーに起因する画像不良の発生を防止して、高品質な画像の形成を遂行することが可能な現像装置３０を得ることができる。

また、攪拌羽根５２の開口５３は、隣り合う他の開口５３と、径方向に投影して互いに重なる領域を有するので、開口５３内に、周方向において、回転する攪拌羽根５２の影響を受けない領域が形成されるのを防止したり、隣り合う開口５３間に、トナーを径方向に移動させる作用が小さくなるような領域が形成されるのを防止したりすることができる。これにより、攪拌羽根５２を高負荷が掛かることなく回転させ、トナーを開口５３の傾斜に沿って移動させることが可能である。したがって、攪拌羽根５２の破損を防止しながら、現像容器３４内の長手方向に均一にトナーを分散させることができる。

また、攪拌羽根５２の開口５３は、攪拌羽根５２の固定端側から自由端側に向かって傾斜した平行四辺形形状をなすとともに、この平行四辺形の軸部軸線方向に延びる一組の対辺５４、５５は、径方向に投影しても互いに重なることはないので、開口５３内に、周方向において、回転する攪拌羽根５２の影響を受けない領域が形成されるのを防止することができる。これにより、平行四辺形形状の開口５３の傾斜に沿ってトナーを移動させることが可能である。また、平行四辺形の軸部軸線方向に延びる一組の対辺５４、５５のうち、自由端側の一辺５４は両隣の一方の開口５３の固定端側の一辺と、固定端側の一辺５５は両隣の他方の開口５３の自由端側の一辺と、径方向に投影して互いに重なるので、隣り合う開口５３間に、トナーを径方向に移動させる作用が小さくなるような領域が形成されるのを防止することができる。これにより、攪拌羽根５２を、高負荷が掛かることなく回転させることが可能である。このようにして、攪拌羽根５２の破損を防止しながら、現像容器３４内の長手方向に均一にトナーを分散させる作用を高めることが可能となる。

そして、攪拌搬送部材５０は、２枚の攪拌羽根５２Ａ、５２Ｂを重ねた形で備えているので、２枚の攪拌羽根５２Ａ、５２Ｂが、短い時間間隔で連続して回転移動してトナーを攪拌する。これにより、攪拌羽根５２を重ねない場合と比較して攪拌する力が増加し、現像容器３４内の長手方向に沿って、トナーを移動し易くなる。したがって、現像容器３４内の長手方向に均一にトナーを分散させる作用をさらに高めることが可能となる。

さらに、２枚の攪拌羽根５２Ａ、５２Ｂは、各々、固定端側から、軸部５１の軸線方向中央部に対して両端部側に向かって傾斜をなす開口５３ａと、或いは軸部５１の両端部側に対して中央部に向かって傾斜をなす開口５３ｂとで構成され、これら２種類の攪拌羽根５２Ａ、５２Ｂを、攪拌搬送部材５０は少なくとも１枚ずつ備えているので、１枚の攪拌羽根５２Ａで現像容器３４内の長手方向の両端部側へトナーを移動させ、もう１枚の攪拌羽根５２Ｂで中央部へトナーを移動させることができる。これにより、現像容器３４内の両端部側から中央部へ、中央部から両端部側へと、トナーを行き来させることができ、効率よくトナーを攪拌することが可能である。したがって、現像容器３４内の長手方向に均一にトナーを分散させる作用を向上させることができる。

また、上記構成の攪拌羽根５２を備えた攪拌搬送部材５０により現像容器３４内のトナーの移動が円滑になると、現像部３６とホッパー部３５との間でトナーの出入りが激しくなる場合がある。これに対して、本発明において、現像容器３４は、現像ローラ３３が配置された現像部３６と、攪拌搬送部材５０が配置されたホッパー部３５との間に、開口３８ａを有する隔壁３８を備えているので、現像部３６とホッパー部３５との間で移動するトナーの量を制限することができる。したがって、現像容器３４内の長手方向に十分に均一にトナーを分散できることに加えて、現像部３６に好適にトナーを搬送することができ、より一層高品質な画像の形成を遂行することが可能になる。

また本発明では、上記現像装置３０をプリンタ１に搭載したので、現像装置３０の、現像容器３４の局所にトナーが補給された場合であっても、現像容器３４内の長手方向に十分に均一にトナーを分散させることができ、高品質な画像の形成を遂行することが可能な高性能なプリンタ１を得ることができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る現像装置の詳細な構成について、図９及び図１０を用いて説明する。図９は現像装置の攪拌搬送部材の正面図、図１０は図９と同様の攪拌搬送部材の正面図にして、図９とは攪拌羽根の開口のパターンが異なるものである。なお、この実施形態の基本的な構成は、図１〜図８を用いて説明した前記第１の実施形態と同じであるので、第１の実施形態と共通する構成については図面の記載、及びその説明を省略するものとする。

第２の実施形態に係る現像装置において、攪拌搬送部材５０は、図９及び図１０に示すような、各々、異なるパターンで開口５３ｃ、５３ｄが構成された、２枚の攪拌羽根、５２Ｃと５２Ｄとを重ねた形にして軸部５１に備えている。

攪拌羽根５２Ｃの複数の開口５３ｃは、全て、図９に示すように、固定端側（図９下側）から、軸部５１の一方の端部、すなわち右方に向かって傾斜している。軸部５１の回転に伴って攪拌羽根５２Ｃが回転すると、トナーは、開口５３ｃの傾斜に沿って左方から右方に向かって移動する。攪拌羽根５２Ｄの複数の開口５３ｄは、全て、図１０に示すように、固定端側（図１０下側）から、軸部５１の他方の端部、すなわち左方に向かって傾斜している。軸部５１の回転に伴って攪拌羽根５２Ｄが回転すると、トナーは、開口５３ｄの傾斜に沿って右方から左方に向かって移動する。攪拌搬送部材５０は、これら２種類の開口５３のパターンで構成された攪拌羽根５２を１枚ずつ備えている。

一方、２枚の攪拌羽根５２は、図９及び図１０に示すように、各々、四角形形状の開口５３の軸部軸線方向に対する傾斜角θが異なっている。すなわち、攪拌搬送部材５０の回転方向最上流に配置された攪拌羽根５２Ｃの開口５３ｃの傾斜角θ１と、下流側に配置された攪拌羽根５２Ｄの開口５３ｄの傾斜角θ２とが、θ１＜θ２なる関係を有する。なお、攪拌羽根５２Ｃと５２Ｄとは、回転方向下流側より上流側の方が、開口５３の軸部軸線方向に対する傾斜角が小さくなるように構成しさえすれば、これらの配置場所を入れ替えても構わない。

上記のようにして、２枚の攪拌羽根５２Ｃ、５２Ｄは、各々、全ての開口５３ｃ、５３ｄが、固定端側から、軸部５１の一方の端部側、或いは他方の端部側のいずれかに向かって傾斜した開口５３ｃ、５３ｄで構成され、これら２種類の攪拌羽根５２Ｃ、５２Ｄを、攪拌搬送部材５０は１枚ずつ備えているので、１枚の攪拌羽根５２Ｃで現像容器３４内の長手方向の一方の端部側へトナーを移動させ、もう１枚の攪拌羽根５２Ｄで他方の端部側へトナーを移動させることができる。これにより、現像容器３４内の長手方向の端部から端部へと、トナーを行き来させることができ、効率よくトナーを攪拌することが可能である。したがって、現像容器３４内の長手方向に均一にトナーを分散させる作用を向上させることができる。

またここで、２枚の攪拌羽根５２Ｃ、５２Ｄを重ねると、トナーに先に接触する回転方向下流側の攪拌羽根５２Ｄの方が攪拌する力が強く、トナーの移動量も多くなる。これに対して、本発明において、攪拌羽根５２を重ねた形で備えた前記攪拌搬送部材５０の、回転方向最上流に配置された攪拌羽根５２Ｃの開口５３ｃの軸部軸線方向に対する傾斜角θ１と、そのすぐ次に下流に配置された攪拌羽根５２Ｄの開口５３ｄの傾斜角θ２とが、θ１＜θ２なる関係を有することとしたので、上流側の攪拌羽根５２Ｃの開口５３ｃは、下流側の攪拌羽根５２Ｄの開口５３ｄより長手方向に長く延びた形となり、長手方向へのトナーの搬送力が増加する。その結果、重ねられた２枚の攪拌羽根５２Ｃ、５２Ｄが移動させるトナー量が双方略等しくなり、効果的にトナーを攪拌する能力が向上して、さらにトナーが移動し易くなる。したがって、現像容器３４内の長手方向に均一にトナーを分散させる作用を、一層高めることが可能となる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

例えば、上記実施形態に係る攪拌羽根の開口の傾斜角度に関して、第１の実施形態では請求項３について、第２の実施形態では請求項５について詳細に説明したが、これらは排他的なものではなく、組み合わせて使用しても構わない。そして、第１の実施形態では請求項３に係る傾斜角度の開口を請求項７に係る開口パターンに適用し、第２の実施形態では請求項５に係る傾斜角度の開口を請求項６に係る開口パターンに適用したが、開口の詳細構成と、攪拌羽根全体の開口パターンとの関係はこれらに限定されるわけではなく、入れ替えても構わない。

また、上記実施形態では、開口５３の形状を平行四辺形形状であることとしたが、開口５３の形状はこれに限定されるわけではなく、台形形状などを含めた四角形形状や、それらの角部を丸めたもの、長円形形状や楕円形形状、卵型などの所謂オーバル形状であっても構わない。

また、上記実施形態では、プリンタ１は、現像装置３０に４台の現像器３２が周方向に等間隔に配置されたロータリーラック３１を、また中間転写体として無端状の中間転写ベルト１０を備えるカラー印刷用の画像形成装置であるが、タンデム方式のカラー印刷用画像形成装置、或いは中間転写体を用いることのない、ブラックトナーのみを使用したモノクロ印刷用の画像形成装置であっても構わない。

本発明は、画像形成装置に適用可能な現像装置全般において利用可能である。

本発明の第１の実施形態に係る現像装置を搭載したプリンタの模型的垂直断面左側面図である。 図１の画像形成部周辺を示す垂直断面部分拡大図である。 図２の現像装置に備えられた現像器の斜視図である。 図３に示す現像器の垂直断面左側面図である。 図４に示す現像器の攪拌搬送部材の垂直断面左側面図である。 図５に示す攪拌搬送部材の正面図である。 図６と同様の攪拌搬送部材の正面図にして、図６とは攪拌羽根の開口のパターンが異なるものである。 図６に示す攪拌羽根の開口の拡大正面図である。 本発明の第２の実施形態に係る現像装置の攪拌搬送部材の正面図である。 図８と同様の攪拌搬送部材の正面図にして、図８とは攪拌羽根の開口のパターンが異なるものである。 従来の攪拌羽根の開口の拡大正面図である。

符号の説明

１ プリンタ（画像形成装置）
２０ 画像形成部
２１ 感光体ドラム
３０ 現像装置
３１ ロータリーラック
３２ 現像器
３３ 現像ローラ
３４ 現像容器
３５ ホッパー部
３６ 現像部
３８ 隔壁
３８ａ 開口
５０ 攪拌搬送部材
５１ 軸部
５２Ａ〜５２Ｄ 攪拌羽根
５３ａ〜５３ｄ 開口
５４ 開口の自由端側の一辺
５５ 開口の固定端側の一辺

Claims (9)

1. トナーを収容する現像容器と、静電潜像が形成された像担持体にトナーを供給する現像ローラと、軸線中心に回転して、現像容器内のトナーを攪拌しつつ現像ローラに向けて搬送する攪拌搬送部材とを備えた現像装置において、
   前記攪拌搬送部材は、回転中心となる軸部と、この軸部から径方向外側に延びる形で軸部に固定され、複数が組み合わせて設けられたシート状の攪拌羽根とを備えるとともに、これら複数の攪拌羽根が、固定端側から自由端側に向かって傾斜した複数の開口を有し、各々の攪拌羽根は、開口の傾斜方向が異なるパターンで構成されていることを特徴とする現像装置。
2. 前記攪拌羽根の前記開口は、隣り合う他の開口と、径方向に投影して互いに重なる領域を有することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記攪拌羽根の前記開口は、攪拌羽根の固定端側から自由端側に向かって傾斜した平行四辺形形状をなすとともに、この平行四辺形の前記軸部軸線方向に延びる一組の対辺は、径方向に投影しても互いに重なることはなく、その一組の対辺のうち、自由端側の一辺は両隣の一方の開口の固定端側の一辺と、固定端側の一辺は両隣の他方の開口の自由端側の一辺と、径方向に投影して互いに重なることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 前記攪拌搬送部材は、前記複数の攪拌羽根を重ねた形で備えることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の現像装置。
5. 前記攪拌搬送部材は、回転方向最上流に配置された前記攪拌羽根の開口の前記軸部軸線方向に対する傾斜角θ１と、そのすぐ次に下流に配置された攪拌羽根の開口の傾斜角θ２とが、θ１＜θ２なる関係を有することを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
6. 前記複数の攪拌羽根は、各々、全ての前記開口が、固定端側から、前記軸部の一方の端部側、或いは他方の端部側のいずれかに向かって傾斜した開口で構成され、これら２種類の攪拌羽根を、前記攪拌搬送部材は少なくとも１枚ずつ備えることを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれか１項に記載の現像装置。
7. 前記複数の攪拌羽根は、各々、固定端側から、前記軸部の軸線方向中央部に対して両端部側に向かう、或いは軸部の両端部側に対して中央部に向かういずれかの傾斜をなす開口で構成され、これら２種類の攪拌羽根を、前記攪拌搬送部材は少なくとも１枚ずつ備えることを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれか１項に記載の現像装置。
8. 前記現像容器は、前記現像ローラが配置された現像部と、前記攪拌搬送部材が配置されたホッパー部との間に、開口を有する隔壁を備えることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の現像装置。
9. 請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の現像装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。

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