JP2008216459A - 現像装置、それを備えた現像ユニット及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤を補給して使用する小型の現像装置においても筋状ムラやカブリが発生せず良好な画像が得られる現像装置を提供することである。
【解決手段】現像装置１６は、現像装置１６内を現像ローラ５３及び供給部材が配される現像剤収容供給部と、現像剤補給口５８が配される第１ホッパ室６０ａとに仕切る第１仕切り５２と、現像剤収容供給部と第１ホッパ室６０ａとの間を現像剤が移動するように第１仕切り５２に形成され、現像剤補給口５８から離れるにしたがって開口面積が大きくなっている１以上の第１開口部５２ａと、第１ホッパ室６０ａ内に設けられ、現像剤を撹拌するとともに、第１開口部５２ａを通じて現像剤収容供給部へ現像剤を供給する第１撹拌部材５６とを備えた構成とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、詳しくは画像形成装置に備えられる現像装置及び現像ユニットに関する。

一般に、電子写真方式の画像形成装置では、像担持体上に静電潜像が形成され、その像担持体にトナーが供給され、このトナーにより現像されたトナー像を用紙等に転写し定着させて画像形成が行われる。ここで、像担持体に対しトナーを供給する役割を果たすのが、現像装置である。一般に、現像装置は、像担持体に対向するように設けられた現像ローラ上でトナーの薄層を形成するために現像ローラに圧接される規制部材等によりトナーを所定の電位に帯電させ、帯電したトナーを像担持体上の静電潜像に向けて供給し、静電潜像の現像を行う。

そして、一般に現像装置には、１成分現像方式によるものと２成分現像方式によるものとが存在する。１成分現像方式は、主としてトナーからなる現像剤を用いる方式であり、２成分現像方式は、主としてトナーとキャリア（磁性体）からなる現像剤を用いる方式である。１成分現像方式の現像装置は、２成分現像方式のものに比べ、一般に低コストで小型であるため従来使い捨てられていたが、近年の環境意識の高まりや資源の有効利用の観点から現像装置の方式を問わず、長寿命の現像装置が求められるようになっている。

一般に、１成分現像剤を用いる現像装置においては、現像容器内における現像剤（トナー）残量に応じてトナー補給を行っており、例えば、現像容器内のトナー残量をトナー残量検知センサで検知して、トナー残量が予め設定された残留閾値になると、トナーコンテナから現像容器にトナーを補給するようにしている。

しかし、現像装置が小型化され、現像容器に収容されるトナー量も少なくなっている状況下では、上述のような残量検知によってトナー補給を行うと、現像容器内の残留トナー量が著しく少なくなるまでトナー補給が行われないことになり、現像容器内にトナーが補給されると、この補給トナーが直ちに現像ローラに達し、現像ローラ上に筋状のムラが生じることがある。さらに、現像ローラ近傍において補給トナーの比率が高くなると、現像容器内に残留するトナーに帯電不良が生じて、画像形成の際にカブリ等の画像不良が発生する。

そこで、特許文献１には、トナー残量が第１のレベルに達するまで現像容器にトナーを補給して、現像容器中のトナー残量が第１のレベルよりも低い第２のレベルになると現像容器にトナーを補給するようにし、現像の際に消費されるトナー消費量に応じて現像容器中のトナー残量を求めるようにした現像装置が提案されている。

また構造的な改良として、特許文献２には、トナー補給口を境に巻き方向が逆になったスクリューを備え、トナー室内のトナーをスクリューで軸方向に振り分ける回転型多色現像装置が開示されている。
特開２００６−２４３０５６号公報 特開昭６２−１８２７６８号公報

上記の特許文献１はトナーの補給制御を最適に行うことによって上記の問題点を解決しようとするものである。したがって、現像装置を構造的な面から改良する余地がまだ残されている。

そして特許文献２では、特殊なスクリューを用いることで効率よくトナーが撹拌されるが、撹拌されたトナーはスクリューの両端付近に寄ってしまい、その両端付近にトナーが滞留して劣化してしまうおそれがある。

本発明は、現像剤を補給して使用する小型の現像装置においても筋状ムラやカブリが発生せず良好な画像が得られる現像装置を提供することを目的とする。また、その現像装置を複数備えた現像ユニット、その現像装置又は現像ユニットを備えた画像形成装置を提供することも目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、外部に設けられた補給部から現像剤の補給を受けるための現像剤補給口と、像担持体上に形成される静電潜像を現像するため前記像担持体に現像剤を供給し前記像担持体に対向して配置される現像ローラと、前記現像ローラに現像剤を供給する供給部材とを備えた現像装置において、前記現像装置内を前記現像ローラ及び前記供給部材が配される現像剤収容供給部と、前記現像剤補給口が配される第１ホッパ室とに仕切る第１仕切りと、前記現像剤収容供給部と前記第１ホッパ室との間を現像剤が移動するように前記第１仕切りに形成され、前記現像剤補給口から離れるにしたがって開口面積が大きくなっている１以上の第１開口部と、前記第１ホッパ室内に設けられ、現像剤を撹拌するとともに、前記第１開口部を通じて前記現像剤収容供給部へ現像剤を供給する第１撹拌部材とを備えたことを特徴とする。

上記の現像装置において、供給部材で現像剤を十分に撹拌するため、第１開口部は、前記現像ローラからなるべく離れた位置に設けることが望ましい。

また上記の現像装置において、効率よく撹拌するため、第１撹拌部材は、可撓性材料からなる撹拌羽根を有することが望ましい。

また上記の現像装置において、現像剤補給口から補給された現像剤を効率よく均一に撹拌するため、現像剤を現像剤補給口から離れる方向又は近づく方向に撹拌するように、第１撹拌部材は、前記現像剤補給口の両側で撹拌方向が逆になっていることが望ましい。

また上記の現像装置において、前記現像剤補給口は、前記第１撹拌部材の長い方の撹拌方向寄りに位置していることが望ましい。この構成によれば、長い方の撹拌方向へより多くの現像剤を搬送することになり、現像剤の撹拌を一層均一にすることができる。

また上記の現像装置をより具体化すると、前記現像剤収容供給部内を前記第１開口部が配される第２ホッパ室と、前記現像ローラが配される現像剤供給部とに仕切る第２仕切りと、前記現像剤供給部と前記第２ホッパ室との間を現像剤が移動するように前記第２仕切りに形成された１以上の第２開口部と、を備え、前記供給部材は、前記現像剤供給部側に設けられ前記現像ローラに現像剤を供給する供給ローラと、前記第２ホッパ室側に設けられ現像剤を撹拌するとともに前記第２開口部を通じて前記現像剤供給部へ現像剤を供給する第２撹拌部材とからなる構成となる。

また本発明は、複数の現像装置を支持し、それらの現像装置を回転駆動するための回転枠を有する現像ユニットにおいて、複数の現像装置のうち、一部又は全てが上記の何れかに記載の現像装置であって、前記回転枠が回転することで前記像担持体に各現像装置の現像ローラが対向するようになっていることを特徴とする。

この構成によれば、現像ユニットは所謂ロータリ式の現像ユニットであるから、現像ユニットが回転することで各開口部を通じて現像剤が逆に戻ることがある。これにより、第２ホッパ室及び現像剤供給部の現像剤量が必要以上に増えることを防止し、現像装置内の現像剤量のバランスを保ちつつ、良好な撹拌性を得ることができる。

また本発明の画像形成装置は、上記の現像装置又は現像ユニットを備えることを特徴とする。

本発明によると、現像剤補給口から離れるにしたがって開口面積が大きくなっている１以上の第１開口部により、現像剤を第１のホッパ室内で効率よく均一に撹拌して、第１の開口部から均等に供給することができるので、現像剤を補給して使用する小型の現像装置においても筋状ムラやカブリが発生せず良好な画像を得ることができる。

本発明は、１成分現像方式と２成分現像方式を問わず適用でき、またタンデム式、ロータリ式の現像装置を問わず適用できるが、以下では１成分現像方式のロータリ式現像ユニットを備えた画像形成装置について説明する。図１は、本発明の画像形成装置の概略構成を説明するための模式断面図である。

画像形成装置１は、画像形成部１０、補給部２０、中間転写部２４、給紙部３０、用紙搬送部３５、２次転写部４５、定着装置４７等から構成される。

そして画像形成部１０は、ロータリ式現像ユニット２、感光体ドラム１１、帯電ローラ１２、ドラムクリーニング装置１３、レーザユニット１４等からなる。

感光体ドラム１１は、像担持体として表面に静電潜像が形成されるものであり、画像形成装置１のほぼ中央で回転駆動される（回転方向を矢印で図示）。その回転軸（不図示）は、図１の紙面に対して垂直に延びて設けられる。また、感光体ドラム１１は、アモルファスシリコンやＯＰＣ感光体等の感光層を有するように形成されている。

帯電ローラ１２は、感光体ドラム１１の上部に設けられる。また、帯電ローラ１２は、感光体ドラム１１の表面を一様に帯電させるため感光体ドラム１１と接しており、回転可能に支持される。なお、帯電ローラ１２の上部に設けられているのは、帯電ローラ１２に付着している付着物をクリーニングするためのクリーナー１２ａである。

ドラムクリーニング装置１３は、図１における感光体ドラム１１の右側方に設けられていて、感光体ドラム１１の表面に残留したトナーや付着物を清掃するためのものである。

ロータリ式現像ユニット２は、感光体ドラム１１に形成された静電潜像を各色のトナーによって現像するためのものであり、図１における感光体ドラム１１の左側方に隣接して設けられる。また、ロータリ式現像ユニット２は、回転枠１５と、回転枠１５に支持された４つの現像装置１６Ｂ（ブラック）、１６Ｙ（イエロー）、１６Ｃ（シアン）、１６Ｍ（マゼンタ）とを有し、図示しないモータやギアを含む駆動機構によって回転させられる。したがって、ロータリ式現像ユニット２は、回転軸１５ａを中心として回転自在な円筒形状である。ロータリ式現像ユニット２の回転軸１５ａは、回転枠１５の中心を通り、その軸線方向は、感光体ドラム１１の回転軸の軸線方向と平行である。

回転枠１５は、回転軸１５ａの中心から放射状に延びる仕切枠１５ｂによって円周方向に４等分された４つの区画を有している。各区画には、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの４つのトナー色に対応した現像装置１６Ｂ、１６Ｙ、１６Ｃ、１６Ｍが配置され、各現像装置１６Ｂ、１６Ｙ、１６Ｃ、１６Ｍは、それぞれ同様の構成である。そして、ロータリ式現像ユニット２が回転すると、各現像装置１６Ｂ、１６Ｙ、１６Ｃ、１６Ｍの現像ローラ５３が、感光体ドラム１１に所定の隙間を有しつつ対向する。なお、各現像装置１６Ｂ、１６Ｙ、１６Ｃ、１６Ｍの詳細な構成については後述する。

レーザユニット１４は、外部のコンピュータ等からの画像情報に基づいて、感光体ドラム１１を走査露光するためのものであり、ロータリ式現像ユニット２の上方に設けられる。レーザユニット１４にレーザ光１４Ｌを出力させるためのデータは、画像情報を受け付けるデータ処理部１７により作成される。そして、レーザユニット１４からはレーザ光１４Ｌが発射される。レーザ光１４Ｌの光路上には反射ミラー１８が設けられ、レーザ光１４Ｌはこの反射ミラー１８により感光体ドラム１１の表面に照射される（２点鎖線にてレーザ光１４Ｌを図示）。なお、レーザユニット１４は、その内部の構成として、レーザ光源、ポリゴンミラー、ポリゴンミラー駆動用モータ等を有している（不図示）。

次に、補給部２０は、トナー収納容器２１及びトナー補給装置２２等から構成される。トナー収納容器２１は、感光体ドラム１１及び中間転写ベルト２５の上方に設けられ、各色のトナーに対応して、図１の紙面垂直方向に並べて４つ配置されている。各トナー収納容器２１はロータリ式現像ユニット２の各現像装置１６Ｂ、１６Ｙ、１６Ｃ、１６Ｍに対して補給するトナーを収納する部分である。即ち、各トナー収納容器２１は、それぞれ、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタのいずれかの色のトナーを収容する。なお、トナー収納容器２１は、図１では、１つのトナー収納容器２１以外は不可視となっている。

トナー補給装置２２は、感光体ドラム１１の上方であって、レーザユニット１４とトナー収納容器２１との間のスペースに配置されていて、上下動可能に構成され、各色に対応して４本設けられる。各トナー補給装置２２は、対応するトナー収納容器２１とパイプやホース等で接続され、トナー収納容器２１に収容された各色のトナーを対応する現像装置１６Ｂ、１６Ｙ、１６Ｃ、１６Ｍに供給する。

具体的に、トナー補給装置２２は、先端が細い形状の差込部２２ａを有していて、下方に移動した際に、先端が現像装置１６Ｂ、１６Ｙ、１６Ｃ、１６Ｍに差し込まれトナーを供給する。また、補給が完了すると上方に移動し、ロータリ式現像ユニット２が回転可能な状態となる。なお、図１では、１本のトナー補給装置２２以外は不可視となっている。また、トナー補給装置２２の移動方向を破線にて図示する。

中間転写部２４は、感光体ドラム１１に形成された各色のトナー像が順次転写される中間転写ベルト２５、中間転写ベルト２５を張架し回転駆動させるための駆動ローラ２６、テンションローラ２７、感光体ドラム１１と中間転写ベルト２５を介して隣接する１次転写ローラ２８、１次転写ローラ２８の近傍であって駆動ローラ２６と１次転写ローラの間に設けられた従動ローラ２８ａ、中間転写ベルト２５を清掃するためのベルトクリーニング装置２９等から構成されている。各ローラに張架された中間転写ベルト２５は、回転して感光体ドラム１１と１次転写ローラ２８のニップを通過し、各色のトナー像が重ねて１次転写され、この重ねられたトナー像は後に２次転写部４５で、用紙Ｐに転写される。

給紙部３０は、給紙カセット３１、手差しトレイ３２等から構成される。画像形成装置１の底部には、用紙Ｐが載置される載置板３１ａを有する給紙カセット３１が設けられる。また、給紙部３０は、載置板３１ａ上の用紙Ｐを１枚ずつ用紙搬送路に送り出すために給紙カセット３１の右上部にピックアップローラ３３と、ピックアップローラ３３の右方に重送防止ローラ対３４を有する。さらに、装置右側面には、別途給紙できるように手差しトレイ３２が設けられる。そして、手差しトレイ３２にも用紙Ｐを１枚ずつ用紙搬送路に送り出すためのピックアップローラ３３が設けられる。

用紙搬送部３５は、画像形成装置１内で用紙Ｐを搬送するためのものである。用紙搬送部３５は、給紙部３０から後述する２次転写ローラ４６に至る第１搬送路３６と、２次転写ローラ４６から定着装置４７を経て画像形成済みの用紙Ｐを排出するための用紙排出口４２に至る第２搬送路３７と、定着装置４７よりもシート搬送方向下流側における第２搬送路３７の途中から第１搬送路３６の途中をつなぐように設けられる反転搬送路３８等から構成される。なお、用紙搬送方向は矢印で図示している。

また、湾曲部３９が、給紙カセット３１から送り出された用紙Ｐの搬送方向を逆にするため第１搬送路３６に設けられる。湾曲部３９上部では、手差しトレイ３２からの搬送路が合流する。２次転写ローラ４６の手前には、用紙Ｐの搬送タイミングを制御するためのレジストローラ対４０が配置される。これら要素が設けられる搬送路には、搬送ローラ対４１が複数設けられ、用紙Ｐを案内するガイド板（不図示）も適宜設けられる。

第２搬送路３７には、搬送ローラ対４１が複数設けられる。また、用紙Ｐを案内するガイド板（不図示）も適宜設けられる。なお、第２搬送路３７の最後端には、用紙排出口４２が設けられ、また、排出された用紙Ｐを受け止めるための排出トレイ４３が設けられる。

反転搬送路３８は、両面印刷のための搬送路である。反転搬送路３８は、第２搬送路３７の途中であって定着装置４７の用紙搬送方向下流に位置する分岐爪４４から、レジストローラ対４０の用紙搬送方向上流側に合流するように設けられる。この反転搬送路３８は、給紙カセット３１の上方を通るように設けられる。この反転搬送路３８にも、搬送ローラ対４１が複数設けられ、用紙Ｐを案内するガイド板（不図示）も適宜設けられる。

２次転写部４５は、２次転写ローラ４６及び駆動ローラ２６から構成される。２次転写ローラ４６は、中間転写ベルト２５に転写されたトナー像を、２次転写ローラ４６と中間転写ベルト２５の間に挟まれるように搬送される用紙Ｐに転写するためのものである。そのため、２次転写ローラ４６は、駆動ローラ２６と中間転写ベルト２５を介してニップを形成するように、回転可能かつ中間転写ベルト２５と接離自在に支持される。又、この２次転写ローラ４６には、電圧印加手段（不図示）によって、所定のタイミングで用紙Ｐにトナーが転写されるようにするための電圧が印加される。

定着装置４７は、用紙Ｐに転写されたトナーを溶融定着させるためのものであり、第２搬送路３７の途中であって、ロータリ式現像ユニット２の下方に設けられる。この定着装置４７は、ヒータを内蔵する加熱ローラ４８とこれに圧接する加圧ローラ４９とを有し、両ローラ間に用紙Ｐを挟持して搬送する。トナーは加熱・加圧され用紙Ｐに定着する。

次に、画像形成動作について簡単に説明する。この画像形成装置１は、入力された画像データに基づき、以下のように画像形成動作を実行する。

まず、帯電ローラ１２により感光体ドラム１１が帯電される。この感光体ドラム１１に対して、画像データが入力されたデータ処理部１７からのデータに従い、レーザユニット１４が感光体ドラム１１の表面の走査露光を行い、感光体ドラム１１には静電潜像が形成される。次に、ロータリ式現像ユニット２が回転され、対応する色の現像装置１６の何れかが感光体ドラム１１に対向する。この状態で、感光体ドラム１１の静電潜像が対応する色のトナー供給によって現像される。現像されたトナー像は、中間転写ベルト２５に転写される。以上の動作を各色順次繰り返し、中間転写ベルト２５上にはフルカラーのトナー像が形成される（フルカラーならば中間転写ベルト２５は４回転する）。なお、黒色の単色画像を形成する場合は、以上の動作を１度行えばよい。感光体ドラム１１上に転写後に残留したトナー等は、ドラムクリーニング装置１３により清掃される。

一方で、給紙部３０において、給紙カセット３１又は手差しトレイ３２から１枚の用紙Ｐがピックアップローラ３３により取り出され、レジストローラ対４０まで搬送される。その後、用紙Ｐは、レジストローラ対４０から中間転写ベルト２５上のトナー像にタイミングを合わせて搬送され、２次転写部４５に案内される。２次転写ローラ４６は、中間転写ベルト２５に当接しつつ所定の電圧が印加され、中間転写ベルト２５上のトナー像が用紙Ｐに転写される。この用紙Ｐは第２搬送路３７により定着装置４７に案内され、この定着装置４７により用紙Ｐにトナー像が定着する。そして、片面印刷の場合は、分岐爪４４を経て、用紙排出口４２から順次排出され、用紙Ｐを排出トレイ４３が受け止める。

一方、両面印刷の場合、定着装置４７を通過した用紙Ｐは、用紙搬送方向において、分岐爪４４よりも下流側の第２搬送路３７でスイッチバックされ、分岐爪４４の案内で反転搬送路３８に導入される。その後、表裏反転した用紙Ｐは、再び第１搬送路３６のレジストローラ対４０の上流側に戻される。そして、用紙Ｐの裏面側にタイミングを合わせて２次転写ローラ４６からトナー像が転写される。その後は上記と同様である。

次に、ロータリ式現像ユニット２に支持されている本発明の第１の実施形態の現像装置１６Ｂ、１６Ｙ、１６Ｃ、１６Ｍについて説明する。ここで、各現像装置１６Ｂ、１６Ｙ、１６Ｃ、１６Ｍの有する構成は同様であるから、以下の説明及び図面の符号については、特に示さない限り、Ｂ、Ｙ、Ｃ、Ｍの符号を省略し現像装置１６と統一して説明する。

図２は、本発明の第１の実施形態の現像装置１６の概略構成を示す断面図である。なお、図２における現像装置１６は、その現像ローラ５３が感光体ドラム１１と対向している位置で静止している状態を示している。

現像装置１６は、枠体５０、第１仕切り５２、第２仕切り５１、現像ローラ５３、供給ローラ５４、規制部材５５、第１撹拌部材５６、第２撹拌部材５７、トナー補給口５８等から構成されている。なお、供給ローラ５４と第２撹拌部材５７とを合わせて供給部材と呼ぶ。

枠体５０は、現像装置１６の外殻を構成するものである。そして、この内部にトナーを収容し、他の部材が備え付けられることになる。

第１仕切り５２は、例えば金属や樹脂の板状部材により形成され、内壁部分５０ｂを空間を有して覆っている。これにより、現像装置１６内が現像ローラ５３及び供給部材が配されるトナー収容供給部と、トナー補給口５８が配される第１ホッパ室６０ａとに仕切られる。

第２仕切り５１は、例えば金属や樹脂の板状部材により形成され、現像ローラ５３及び供給ローラ５４に近接する枠体５０の内壁部分５０ａから、対向する内壁部分５０ｂに向けて設けられる。これにより、トナー収容供給部内は、後述する第１開口部５２ａ及び第２撹拌部材５７が配される第２ホッパ室６０ｂと、現像ローラ５３及び供給ローラ５４が配されるトナー供給部５９とに仕切られる。

そして、第１仕切り５２には、第１ホッパ室６０ａと第２ホッパ室６０ｂとの間をトナーが移動するように、１以上の第１開口部５２ａが形成されている。また、第２仕切り５１には、トナー供給部５９と第２ホッパ室６０ｂとの間をトナーが移動するように、１以上の第２開口部５１ａが形成されている。

図３に、第１仕切り５２を図２の矢印Ａ方向から見た図を示す。図３では、トナー補給口５８にトナー補給装置２２の差込部２２ａが差し込まれた状態を示している。図３に示すように、第１開口部５２ａは、トナー補給口５８から離れるにしたがって開口面積が大きくなっている。これは、トナーの補給によってトナー補給口５８の周辺のトナー量が多くなることを考慮し、第２ホッパ室６０ｂへ供給されるトナー量を第１撹拌部材５６の軸方向に均等にするためである。それぞれの開口面積の大きさは、設計時に実際にトナーを補給してそれぞれの開口を通過するトナー量が均等になるような大きさに調整すればよい。なお、図３において第１開口部５２ａは矩形状であるが、円形や楕円形など、様々な形状を採用することができる。また、図４に示すように、トナー補給口５８から離れるにしたがって開口面積が大きくなる１つの第１開口部５２ａ’としてもよい。

そして、第１開口部５２ａは現像ローラ５３からなるべく離れた位置に設けることが望ましい。図２では、第１開口部５２ａは第１仕切り５２の現像ローラ５３とは反対側部分に設けられているので、第１ホッパ室６０ａから第１開口部５２ａを通じて第２ホッパ室６０ｂへ供給されたトナーはトナー供給部５９へ供給される前に第２撹拌部材で十分に撹拌される。なお、図２のように第１仕切り５２に底頂部分が存在する場合は、その底頂部分を避けて第１開口部５２ａを設けることが望ましい。底頂部分に第１開口部５２ａを配設すると、トナーが第１ホッパ室５２ａで十分に撹拌されないまま第１開口部５２ａから落下してしまうからである。さらに、第１ホッパ室６０ａ内のトナー量が多くても十分にトナーを撹拌させるためには、第１開口部５２ａは第１ホッパ室６０ａのなるべく上の位置であって第１撹拌部材５６が届く位置に設けることが望ましい。

トナー補給口５８は、補給部２０から、トナーの補給を受けるためのものであり、枠体部分５０ｂに設けられている（図２において上方の位置）。トナー補給口５８には、トナー補給装置２２の先端部２２ａが差し込まれ、トナーが現像装置１６に補給される。そのため、トナー補給口５８は、トナー補給装置２２と対応する位置に設けられる。

第１撹拌部材５６は、第１ホッパ室６０ａ内のトナーを撹拌するためのものであり、供給ローラ５４、現像ローラ５３と軸線が略平行かつ並列して設けられ、回転可能な軸部５６ａ及び撹拌羽根５６ｂ等により構成される。軸部５６ａは、長手方向の端部がギア、モータ（不図示）と接続され回転される。また、軸部５６ａはトナー検知センサ（不図示）の表面を清掃する清掃部材（不図示）の軸部と共用すれば、部品点数を減らすことができる。軸部５６ａに、例えば、ＰＥＴのような樹脂で構成される可撓性のフィルム状又はシート状の撹拌羽根５６ｂが取り付けられ、撹拌部材５６が構成される。この撹拌羽根５６ｂは、第１仕切り５２まで延びており第１ホッパ室６０ａ内のトナーを軸部５６ａの回転方向及び軸方向に十分に撹拌することができる。また、撹拌羽根５６ｂが撓みながら第１開口部５２ａ上を掻き上げることにより、トナーが第１開口部５２ａを通じて第２ホッパ室６０ｂに供給される。

また、第１撹拌部材は、トナーをトナー補給口５８から離れる方向又は近づく方向に撹拌するように、トナー補給口５８の両側で撹拌方向が逆になるような以下のような形態としてもよい。図５は他の形態の第１撹拌部材６６の側断面図であり、図６は図５の第１撹拌部材６６の正面図、図７は図６と同様の第１撹拌部材６６の正面図にして、図６とは撹拌羽根の開口パターンが異なるものである。

第１撹拌部材６６は、図５に示すように、軸部６７と、撹拌羽根６８とを備えている。軸部６７は、第１ホッパ室６０ａの長手方向、すなわち図５の紙面奥行き方向に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。第１撹拌部材６６はこの軸部６７の長手方向に延びる中心軸線を中心として回転する。

撹拌羽根６８は、図５に示すように、軸部６７を構成する直方体の一平面に取り付けられている。撹拌羽根６８は、例えば厚さ１２５μｍのＰＥＴフィルム等の可撓性材料で構成され、軸部６７から径方向外側に延びる形で軸部６７に固定されている。

また、撹拌羽根６８は、２枚の撹拌羽根、６８ａと６８ｂとを重ねた形にして組み合わせて軸部６７に設けられている。２枚の撹拌羽根６８ａ、６８ｂ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６９が形成されている。この撹拌羽根６８ａの開口６９ａ、６９ｂは、図６に示すように、固定端側（図６下側）から、軸部６７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６７の回転に伴って撹拌羽根６８が回転すると、トナーは開口６９ａ、６９ｂ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、撹拌羽根６８ｂの複数の開口６９ｃ、６９ｄは、図７に示すように、固定端側（図７下側）から、軸部６７の軸線方向中央部に対して中央部側に向かって傾斜している。軸部６７の回転に伴って撹拌羽根６８が回転すると、トナーは開口６９ｃ、６９ｄの傾斜に沿って、軸線方向両端部から中央部に向かって移動する。

また、２枚の撹拌羽根６８ａ、６８ｂは、図５に示すように、各々、径方向長さが異なっている。すなわち、撹拌羽根６８ａは撹拌羽根６８ｂより径方向長さが長い。

このような２枚の撹拌羽根６８ａ、６８ｂによって、１枚の撹拌羽根６８ａで両端部側へトナーを移動させ、もう１枚の撹拌羽根６８ｂで中央部へトナーを移動させることができる。したがって、第１ホッパ室６０ａ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、均一にトナーを撹拌することができる。

さらに、２枚の撹拌羽根６８ａ、６８ｂを重ねているので、２枚の撹拌羽根６８ａ、６８ｂが短い時間間隔で連続して回転移動してトナーを撹拌する。これにより、撹拌羽根を重ねない場合と比較して撹拌する能力が増し、トナーの撹拌効率が向上する。

またここで、２枚の撹拌羽根６８ａ、６８ｂを重ねると、通常はトナーに先に接触する回転方向下流側の撹拌羽根６８ｂの方が撹拌する力が強く、トナーの移動量も多くなる。これに対して本発明では、回転方向上流側の撹拌羽根６８ａが下流側の撹拌羽根６８ｂよりも径方向長さが長いので、それぞれの撹拌羽根６８ａ、６８ｂに掛かる負荷に違いが生じ、連続して撹拌する２枚の撹拌羽根６８ａ、６８ｂの通過時間の間隔が長くなる。その結果、２枚の撹拌羽根６８ａ、６８ｂが移動させるトナー量が双方略等しくなる。したがって、トナーを撹拌させる能力が一層向上する。

また、上記の２枚の撹拌羽根６８ａ、６８ｂはトナー補給口５８の位置に合わせて開口６９ａ〜６９ｄの配置を変えてもよい。図８は、開口位置をずらした第１撹拌部材６６’の正面図、図９は図８と同様の第１撹拌部材６６’の正面図にして、図８とは撹拌羽根の開口パターンが異なるものである。以下、図５〜図７で説明した第１撹拌部材６６と異なる部分について説明する。

第１撹拌部材６６’の撹拌羽根６８ａ’においては、開口の傾斜方向が変わる点、つまり開口６９ａ’と開口６９ｂ’とが切り替わる位置が図８の紙面右方向に寄っている。そして、トナー補給口５８の中心は、開口６９ａ’と開口６９ｂ’とが切り替わる位置よりも撹拌羽根６８’の長い方の撹拌方向寄り（開口６９ａ’寄り）に位置し、トナー補給口５８の中心をずらす割合は撹拌羽根６８’の撹拌方向の長い方と短い方の比に比例している。一方、撹拌羽根６８ｂ’の開口６９ｃ’、６９ｄ’の位置も同様に図９の紙面右方向に寄っている。

このように、開口６９ａ’〜６９ｄ’の割合をトナー補給口５８の位置に応じて変えることにより、トナー補給口５８から補給されたトナーを効率よく均一に撹拌することができる。さらに、トナー補給口５８の中心を長い方の撹拌方向寄りに位置させることにより、長い方の撹拌方向へより多くのトナーを搬送することになり、トナーの撹拌を一層均一にすることができる。

なお、上記で撹拌羽根６８や６８’は、２枚重ねる構成としたが、１枚であってもよい。その場合の撹拌羽根は、トナーをトナー補給口５８から離れる方向に撹拌するように、撹拌羽根６８ａや６８ａ’を用いればよい。

図２に戻り、第２撹拌部材５７は、第２ホッパ室６０ｂ内のトナーを撹拌するためのものであり、供給ローラ５４、現像ローラ５３と軸線が略平行かつ並列して設けられ、回転可能な軸部５７ａ及び撹拌羽根５７ｂ等により構成される。軸部５７ａは、断面が略Ｔ字状であり、その長手方向の端部がギア、モータ（不図示）と接続され回転される。軸部５７ａに、例えば、ＰＥＴのような樹脂で構成される可撓性のフィルム状又はシート状の撹拌羽根５７ｂが取り付けられ、撹拌部材５７が構成される。この撹拌羽根５７ｂは第２ホッパ室６０ｂ内のトナーを十分に撹拌することができる長さになっている。また、撹拌羽根５７ｂが可撓性を生かして第２開口部５１ａに向かってトナーを掻き上げることにより、トナーが第２開口部５１ａを通じてトナー供給部５９に供給される。したがって、第２開口部５１ａは第２ホッパ室６０ｂのなるべく上の位置であって、撹拌羽根５７ｂによって撹拌されたトナーが届く位置に設けることが望ましい。

現像ローラ５３は、一部が枠体５０から露出し、感光体ドラム１１（図２において一部を破線で図示）に一定の隙間を有しつつ、対向配置され回転可能に支持される。そして、ロータリ式現像ユニット２が回転し、各色のトナーの薄層が形成された現像ローラ５３が、感光体ドラム１１に対向させられ、感光体ドラム１１に対しトナーを供給する。なお、現像ローラ５３と枠体５０の間には、トナーの漏れ出し防止のためシール部材５３ａが設けられる。

供給ローラ５４は、現像ローラ５３にトナーを供給・搬送するため、現像ローラ５３と第２仕切り５１との間に現像ローラ５３に接するように設けられる。供給ローラ５４は回転可能かつ供給ローラ５４の軸線と現像ローラ５３の軸線が平行になるように支持される。また、供給ローラ５４は、ギア、モータ等から構成される駆動機構（不図示）により、現像ローラ５３と同方向に回転される（図２の時計方向）。そして、供給ローラ５４は、現像ローラ５３と供給ローラ５４との接触部分において、図２の上方の接触部分では（規制部材５５の近傍）、現像ローラ５３にトナーを供給し、図２の下方の接触部分では（内壁部分５０ａの近傍）、現像に使用されなかったトナーを掻き取るという機能を果たす。

規制部材５５は、樹脂、金属等でフィルム状又はブレード状に形成される。また、規制部材５５は、一平面が現像ローラ５３の軸線方向に沿って当接するように支持される。このように、規制部材５５は、現像ローラ５３上にトナーの薄層を形成するためのものであり、さらに、摩擦や所定の電圧印加手段（不図示）により、トナーを帯電させる機能も有する。

ここで、図２を参照して、現像装置１６の具体的な実施例について述べるとともに、実際のトナーの動きについて述べる。なお、本発明がこの実施例に限定されるものではないことを付言しておく。

現像装置１６の一例として、現像ローラ５３には、ＪＩＳ−Ａ硬度４５度、表面粗さＲａ 算術平均高さ（ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１）１．０μｍの弾性ローラを用いる。供給ローラ５４はウレタンスポンジローラを用いて現像ローラ５３とのニップ幅が３ｍｍとなるように調整する。規制部材５５には、厚さ０．０８ｍｍのＳＵＳを用い、現像ローラ５３に当接する規制圧を２５Ｎ／ｍに設定する。シール部材５３ａとしては、導電性の高分子量ＰＥフィルムを用い、現像ローラ５３に均一に接触するようにウレタンスポンジでバックアップするようにしている。また、撹拌羽根５６ｂ、５７ｂには、厚さ４０μｍのＰＥＴフィルムを用いる。また、第１及び第２仕切り５１、５２には、厚さ０．５ｍｍのＳＵＳを用いる。

このように形成される現像装置１６においては、図２に示すように、第１撹拌部材５６が回転すると、第１ホッパ室６０ａ内のトナーが撹拌され、掻き上げられたトナーは第１開口部５２ａを通じて第２ホッパ室６０ｂに供給される。ここで、第１開口部５２ａの開口面積がトナー補給口５８から離れるにしたがって大きくなっているので、第２ホッパ室６０ｂへ供給されるトナー量を第１開口部５２ａ方向に均一にすることができる。第２ホッパ室６０ｂに供給されたトナーは、第２撹拌部材５７によって撹拌され、掻き上げられて第２開口部５１ａを通じてトナー供給部５９に供給される。

なお、現像装置１６はロータリ式現像ユニット２に支持されるので、ロータリ式現像ユニット２が回転することで、トナー供給部５９のトナーの一部が第２開口部５１ａを通って第２ホッパ室６０ｂに戻り、第２ホッパ室６０ｂのトナーの一部が第１開口部５２ａを通って第１ホッパ室６０ａに戻る。これにより少量ずつではあるが、トナーの入れ替えがなされ、トナーを十分撹拌させることができる。

以上、第１の実施形態によれば、補給されたトナーは現像装置１６内で均一に十分撹拌されるので、筋状ムラやカブリが発生せず良好な画像を得ることができる。

次に、第２の実施形態の現像装置について説明する。第２の実施形態の基本的な構成は、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、図面の記載及び説明を省略する。即ち、特に述べる差異以外の点については、第１の実施形態と同様である。

図１０は、第２の実施形態の現像装置１６の概略構成を示す断面図である。第１ホッパ室６０ａと第２ホッパ室６０ｂとの間の第１仕切り５２部分に、１以上の第３開口部５２ｂを形成し、第３開口部５２ｂには、第２ホッパ室６０ｂ側から第１ホッパ室６０ａ側方向にのみトナーが移動するように第１弁６２が設けられている。第３開口部５２ｂは、第２撹拌部材５７の撹拌羽根５７が届く位置に設けることが望ましい。第１弁６２は、第３開口部５２ｂより一回り大きな、例えばＰＥＴのような樹脂からなるシート状部材からなり、第１ホッパ室６０ａ側から第３開口部５２ｂに覆い被さるようにその一辺が両面テープや接着剤で貼着される。

これにより、第１撹拌部材５６の撹拌羽根５６ｂが第１弁６２を押さえつけていない場合に、第２撹拌部材５７の撹拌羽根５７ｂが回転してトナーを第３開口部５２ｂへ押しつけることによって第１弁６２が開き、トナーが第２ホッパ室６０ｂから第１ホッパ室６０ａに戻される。また、第１撹拌部材５６の撹拌羽根５６ｂが第１弁６２を押さえつけていない場合に、ロータリ式現像ユニット２が回転することで、第２ホッパ室６０ｂの下に第１ホッパ室６０ａが位置する状態（図５が上下逆になった状態）になったときに、第１弁６３がその自重で開き、トナーが第２ホッパ室６０ｂから第１ホッパ室６０ａに戻される。一方、第２撹拌部材５７の撹拌羽根５７ｂが回転していない場合は、第１ホッパ室６０ａ内のトナーの重量によって第１弁６２が開くことはない。

このように、第２ホッパ室６０ｂ内のトナーを第１ホッパ室６０ａに戻すことにより、第２ホッパ室６０ｂ及びトナー供給部５９のトナー量が必要以上に増えることを防止し、現像装置１６内のトナー量のバランスを保ちつつ、良好な撹拌性を得ることができる。

次に、第３の実施形態の現像装置について説明する。第３の実施形態の基本的な構成は、第２の実施形態と同じであるので、第２の実施形態と共通する構成については、図面の記載及び説明を省略する。即ち、特に述べる差異以外の点については、第２の実施形態と同様である。

図１１は、第３の実施形態の現像装置１６の概略構成を示す断面図である。第１仕切り５２は、内壁部分５０ｂから、第２仕切り５１に向けて設けられる。そして、トナー供給部５９と第１ホッパ室６０ａとの間の第２仕切り５１部分に、１以上の第４開口部５１ｂを形成し、第４開口部５１ｂには、第１ホッパ室６０ａ側からトナー供給部５９側方向にのみトナーが移動するように第２弁６３が設けられている。第１弁６２は、第４開口部５１ｂより一回り大きな、例えばＰＥＴのような樹脂からなるシート状部材からなり、第１ホッパ室６０ａ側から第４開口部５１ｂに覆い被さるようにその一辺が両面テープや接着剤で貼着される。

これにより、第１撹拌部材５６の撹拌羽根５６ｂが第２弁６３を押さえつけていない場合に、ロータリ式現像ユニット２が回転することで、トナー供給部５９の下に第１ホッパ室６０ａが位置する状態（図１１が上下逆になった状態）になったときに、第２弁６３がその自重で開き、トナーがトナー供給部５９から第１ホッパ室６０ａに戻される。一方、ロータリ式現像ユニット２が図６の状態の場合は、第１ホッパ室６０ａ内のトナーの重量によって第２弁６３が開くことはない。

このように、トナー供給部５９内のトナーを第１ホッパ室６０ａに戻すことにより、第２ホッパ室６０ｂ及びトナー供給部５９のトナー量が必要以上に増えることを防止し、現像装置１６内のトナー量のバランスを保ちつつ、良好な撹拌性を得ることができる。

本発明は、１成分現像方式と２成分現像方式を問わず適用でき、またタンデム式、ロータリ式の現像装置を問わず適用でき、その現像装置は複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に利用することができる。

本発明の画像形成装置の概略構成を説明するための模式断面図である。 本発明の第１の実施形態の現像装置の概略構成を示す断面図である。 第２仕切りを図２の矢印Ａ方向から見た図である。 他の形状の第１開口部を説明する図である。 他の形態の第１撹拌部材の側断面図である。 図５の第１撹拌部材の正面図である。 図６と同様の第１撹拌部材の正面図にして、図６とは撹拌羽根の開口パターンが異なるものである。 開口位置をずらした第１撹拌部材の正面図である。 図８と同様の第１撹拌部材の正面図にして、図８とは撹拌羽根の開口パターンが異なるものである。 本発明の第２の実施形態の現像装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態の現像装置の概略構成を示す断面図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 現像ユニット
１１ 感光体ドラム（像担持体）
１６ 現像装置
２０ 補給部
５１ 第２仕切り
５１ａ 第２開口部
５１ｂ 第４開口部
５２ 第１仕切り
５２ａ、５２ａ’ 第１開口部
５２ｂ 第３開口部
５３ 現像ローラ
５４ 供給ローラ
５６ 第１撹拌部材
５７ 第２撹拌部材
５８ トナー補給口（現像剤補給口）
５９ トナー供給部（現像剤供給部）
６０ａ 第１ホッパ室
６０ｂ 第２ホッパ室
６２ 第１弁
６３ 第２弁

Claims (8)

1. 外部に設けられた補給部から現像剤の補給を受けるための現像剤補給口と、像担持体上に形成される静電潜像を現像するため前記像担持体に現像剤を供給し前記像担持体に対向して配置される現像ローラと、前記現像ローラに現像剤を供給する供給部材とを備えた現像装置において、
   前記現像装置内を前記現像ローラ及び前記供給部材が配される現像剤収容供給部と、前記現像剤補給口が配される第１ホッパ室とに仕切る第１仕切りと、
   前記現像剤収容供給部と前記第１ホッパ室との間を現像剤が移動するように前記第１仕切りに形成され、前記現像剤補給口から離れるにしたがって開口面積が大きくなっている１以上の第１開口部と、
   前記第１ホッパ室内に設けられ、現像剤を撹拌するとともに、前記第１開口部を通じて前記現像剤収容供給部へ現像剤を供給する第１撹拌部材とを備えたことを特徴とする現像装置。
2. 前記第１開口部は、前記現像ローラからなるべく離れた位置に設けることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 前記第１撹拌部材は、可撓性材料からなる撹拌羽根を有することを特徴とする請求項１又は２記載の現像装置。
4. 前記第１撹拌部材は、前記現像剤補給口の両側で撹拌方向が逆になっていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の現像装置。
5. 前記現像剤補給口は、前記第１撹拌部材の長い方の撹拌方向寄りに位置していることを特徴とする請求項４記載の現像装置。
6. 前記現像剤収容供給部内を、前記第１開口部が配される第２ホッパ室と、前記現像ローラが配される現像剤供給部とに仕切る第２仕切りと、
   前記現像剤供給部と前記第２ホッパ室との間を現像剤が移動するように前記第２仕切りに形成された１以上の第２開口部と、を備え、
   前記供給部材は、前記現像剤供給部側に設けられ前記現像ローラに現像剤を供給する供給ローラと、前記第２ホッパ室側に設けられ現像剤を撹拌するとともに前記第２開口部を通じて前記現像剤供給部へ現像剤を供給する第２撹拌部材とからなることを特徴とする請求項２〜５の何れかに記載の現像装置。
7. 複数の現像装置を支持し、それらの現像装置を回転駆動するための回転枠を有する現像ユニットにおいて、
   複数の現像装置のうち、一部又は全てが請求項１〜６の何れかに記載の現像装置であって、前記回転枠が回転することで前記像担持体に各現像装置の現像ローラが対向するようになっていることを特徴とする現像ユニット。
8. 請求項１〜６の何れかに記載の現像装置又は請求項７記載の現像ユニットを備えることを特徴とする画像形成装置。

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