JP2008310273A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】両端部においてもトナー入れ替わり性能を確保し、全画像域において長期間にわたりトナー性能を維持して、安定した画像を形成できる現像装置を提供すること。
【解決手段】現像装置は、現像剤収納室１５ａと現像剤供給室１５ｂとを有し、第１開口部１５ｄと第２開口部１５ｅを備え、第１開口部を覆うとともに現像剤収納室と現像剤供給室を仕切る境界壁１５ｃの現像剤収納室側に位置する過充填防止弁１５ｆを備える。過充填防止弁１５ｆは、端部開口部を覆う端部過充填防止弁と、中央開口部を覆う中央過充填防止弁からなる。第１開口部から現像剤が排出される時に、過充填防止弁１５ｆに加わる現像剤排出力が、端部過充填防止弁と中央過充填防止弁とで等しい時に、端部過充填防止弁と境界壁との間に形成される角度が、中央過充填防止弁と境界壁との間に形成される角度よりも大きい。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ、又はファクシミリ装置等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置で用いられる現像装置に関し、特に、一成分現像剤を用いた現像装置に関するものである。

一般に、一成分現像剤（トナー）を用いる現像装置においては、トナー供給ローラ等の供給部材によって、現像剤担持体（例えば、現像ローラ）に供給されたトナーを規制部材（層厚規制部材）によって層厚規制するとともにトナーを荷電させて、現像ローラ上にトナー薄層を形成し、トナー薄層を、感光体ドラム等の像担持体に近接又は接触させて、像担持体上の静電潜像を現像している。

上述のように、現像ローラの表面に層厚規制部材を圧接させて、現像ローラに担持されるトナー薄層を規制するようにすると、粒径の大きなトナーが現像ローラから離脱されて、粒径の小さなトナーが先に現像に使用されるようになってしまう。さらに、現像後現像ローラに残留するトナーを離脱させる際、粒径の大きなトナーが現像ローラから離脱されるようになって、次第に粒径の大きなトナーの割合が増加して画質が低下してしまう。

このため、現像容器を、トナーを収容するトナー収容部とトナーを現像ローラに供給するトナー供給部とに分割して（つまり、２室に分割して）、トナー収納部からトナー供給部にトナーを追加補給して、トナー供給部内において粒径の大きなトナーの割合が増加しないようにすることが行われている。

このような現像装置では、トナー収納部とトナー供給部との境界壁に１つの開口部を形成するとともに、この開口部の開閉を行う開閉部材を境界壁に取り付けて、トナー収容部からトナーをトナー供給部に導く際にのみ開閉部材によって開口部が開口されて、トナー供給部内において粒径の大きなトナーの割合が増加しないようにしている。

ところが、開閉部材によってトナー収納部からトナー供給部に一方向にトナーを供給するようにすると、トナー収納部からトナー供給部に多量のトナーが供給されてしまい、トナー供給部内におけるトナー循環が良好に行われなくなって、トナーがトナー供給部内で滞留してしまうという現象が生じる。このような状態となると、トナー供給ローラの回転負荷が大きくなって、現像ローラにトナーを安定して供給することができなくなるばかりでなく、トナーが十分に帯電されない状態で現像に用いられ、画像かぶり等の画質不良が生じることがある。

このような不具合に対処するため、特許文献１には、開閉部材の上端部を開口部の上部側に固定して、自由端側にトナー供給部側に突出した突起部を設けて、この突起部によってトナー供給部のトナー量が多くなると、開閉部材の開状態を抑止して、トナー収納部からトナー供給部へのトナーの補給を抑止する現像装置が開示されている。

ところが、特許文献１に記載された現像装置においては、突起部とトナー供給ローラとの間に十分なギャップを確保しておかないと、開閉部材が開状態となってトナーがトナー収納部からトナー供給部に供給される際、突起部がトナー供給ローラに当ってしまうばかりでなく、開口部が十分に開かず、トナー補給が良好に行われなくなってしまうという問題が生じる。特に、現像装置自体を小型化しようとする際、突起部（つまり、開閉部材）とトナー供給ローラとの間に十分なギャップを設けることは難しく、小型化することが難しいという問題を有している。

これら問題を回避するため、特許文献２には、トナー収納部とトナー供給部の間に２つの開口部を設け、第２の開口部を介してトナー収納部からトナー供給部へトナーを供給し、トナー供給部内のトナー量に応じて第１の開口部が有している過充填防止弁が第１の開口部を開閉し、トナー収納部へトナーの通過を許すことによって、トナー供給部内のトナー過充填を防止する現像装置が開示されている。この現像装置においては、過充填防止弁がトナー収納部側に配置された弾性部材であるため、供給ローラと過充填防止弁の間にギャップを設ける必要がなく、現像装置自体を小型化することができる。
特開２００３−２５５６８７号公報 特開２００６−２６８０１３号公報

しかしながら、一般的な原稿では両端部に余白があること、また小サイズ用紙や縦方向通紙の場合があること等から、両端部におけるトナー消費は、中央部に比べて一般的に少ない。従って、特許文献２に記載された現像装置では、両端部においてトナーが入れ替わりにくく、粒径の偏りや長時間のストレスにおける荷電不良や凝集などトナー品質の劣化が進み、画像かぶりや黒点など画像不良が生じることがあるという課題を有している。

上記の課題を解決するため、本発明は、両端部においてもトナー入れ替わり性能を確保し、全画像域において長期間にわたりトナー性能を維持して、安定した画像を形成できる現像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、請求項１に係る本発明は、一成分現像剤が収納される現像剤収納室と、該現像剤収納室から前記現像剤が供給される現像剤供給室と、該現像剤供給室に配置され像担持体上の静電潜像を前記現像剤で現像して可視像とする現像手段とを備える現像部を有する現像装置において、第１開口部と該第1開口部の下方に配される第２開口部を備えるとともに、前記現像剤収納室と前記現像剤供給室とを仕切る境界壁と、該境界壁の面のうち前記現像剤収納室側の面に取り付けられるとともに前記第１開口部を覆う過充填防止弁を備え、前記過充填防止弁は、前記第１開口部の上縁より上方に位置する固定端と、前記第１開口部の下縁よりも下方に位置する自由端を備え、前記第１開口部は、前記境界壁幅方向に一直線上に複数配列される開口部からなり、該開口部は前記境界壁両端縁近傍に形成される端部開口部と、該端部開口部の間に形成される中央開口部とからなり、前記過充填防止弁は、前記端部開口部を覆う端部過充填防止弁と、前記中央開口部を覆う中央過充填防止弁からなり、前記第１開口部から前記現像剤が排出される時に、前記過充填防止弁に加わる現像剤排出力が、前記端部過充填防止弁と中央過充填防止弁とで等しい時に、前記端部過充填防止弁と前記境界壁との間に形成される角度が、前記中央過充填防止弁と前記境界壁との間に形成される角度よりも大きいことを特徴とする現像装置に関する。

請求項２に係る本発明は、前記端部過充填防止弁の曲げ剛性が前記中央過充填防止弁の曲げ剛性よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の現像装置に関する。

請求項３に係る本発明は、前記端部過充填防止弁が前記中央過充填防止弁よりも薄いことを特徴とする請求項２記載の現像装置に関する。

請求項４に係る本発明は、前記端部過充填防止弁の弾性率が前記中央過充填防止弁の弾性率よりも小さいことを特徴とする請求項２記載の現像装置に関する。

請求項５に係る本発明は、前記端部過充填防止弁の自由端と前記中央部過充填防止弁の自由端の高さ位置が同じであり、前記端部過充填防止弁の固定端から自由端までの長さ寸法が、前記中央過充填防止弁の固定端から自由端までの長さ寸法より大きいことを特徴とする請求項１記載の現像装置に関する。

請求項６に係る本発明は、前記端部過充填防止弁の固定端が、前記中央過充填防止弁の固定端よりも上方に形成されることを特徴とする請求項１記載の現像装置に関する。

請求項１記載の現像装置は、第１開口部の境界壁両端縁近傍に形成される端部開口部からトナーが排出される時に端部過充填防止弁にかかるトナー排出力と、それら端部開口部の間に形成される中央開口部からトナーが排出される時に中央過充填防止弁にかかるトナー排出力が等しい時に、端部過充填防止弁と境界壁との間に形成される角度が、中央過充填防止弁と境界壁との間に形成される角度よりも大きいから、端部開口部から優先的にトナーが現像剤収納室へ排出され、両端部におけるトナーの入れ替わりを促進できるという効果がある。
一般的に、原稿両端部に存在する余白部分、原稿のサイズや縦方向通紙等により、両端部におけるトナー消費は中央部に比べて少ないが、上述のような構成をとると、両端部においてもトナーの入れ替わり性能を確保できる。その結果、粒径の偏りや長時間のストレスを受けることによる荷電不良や凝集などが起こりにくく、トナー品質の劣化による画像かぶりや黒点などの画像不良を回避し、全画像域において長期間にわたり安定した画像を形成できる。

請求項２記載の現像装置は、端部過充填防止弁の曲げ剛性が中央過充填防止弁の曲げ剛性よりも小さく、曲げ剛性が小さい過充填防止弁は、曲げ剛性が大きい過充填防止弁と比較すると少ないトナーの排出力で回動し、トナーの排出力が同等である場合は大きく回動するから、現像剤供給室のトナー粉圧が上昇した時に、端部開口部から優先的にトナーが現像剤収納室へ排出され、両端部におけるトナーの入れ替わりを促進できる。

請求項３記載の現像装置は、端部過充填防止弁が中央過充填防止弁よりも薄く、薄い過充填防止弁は厚い過充填防止弁と比較すると少ないトナーの排出力で回動し、トナーの排出力が同等である場合は大きく回動するから、現像剤供給室のトナー粉圧が上昇した時に、端部開口部から優先的にトナーが現像剤収納室へ排出され、両端部におけるトナーの入れ替わりを促進できる。

請求項４記載の現像装置は、端部過充填防止弁の弾性率が中央過充填防止弁の弾性率よりも小さく、弾性率が小さい過充填防止弁は、弾性率が大きい過充填防止弁と比較すると少ないトナーの排出力で回動し、トナーの排出力が同等である場合は大きく回動するから、現像剤供給室のトナー粉圧が上昇した時に、端部開口部から優先的にトナーが現像剤収納室へ排出され、両端部におけるトナーの入れ替わりを促進できる。

請求項５記載の現像装置は、端部過充填防止弁の自由端と中央部過充填防止弁の自由端の高さ位置が同じであり、端部過充填防止弁の固定端から自由端までの長さ寸法が、中央過充填防止弁の固定端から自由端までの長さ寸法より大きく、過充填防止弁の固定端から自由端までの長さ寸法が長い方が、少ないトナーの排出力で回動し、トナーの排出力が同等である場合は大きく回動するから、現像剤供給室のトナー粉圧が上昇した時に、端部開口部から優先的にトナーが現像剤収納室へ排出され、両端部におけるトナーの入れ替わりを促進できる。

請求項６記載の現像装置は、前記端部過充填防止弁の固定端が、前記中央過充填防止弁の固定端よりも上方に形成され、固定端が上方にある方が、少ないトナーの排出力で回動し、トナーの排出力が同等である場合は大きく回動するから、現像剤供給室のトナー粉圧が上昇した時に、端部開口部から優先的にトナーが現像剤収納室へ排出され、両端部におけるトナーの入れ替わりを促進できる。

以下、図面を参照して本発明の好適な形態を例示的に詳しく説明する。但し以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１は本発明による現像装置を備えたカラー画像形成装置の一例を概略的に示す図であり、図示の画像形成装置１０は、像担持体（感光体ドラム）１１、レーザスキャニングユニット１２、帯電部材１３、及びロータリ型現像装置１４を有しており、現像装置１４は各色現像部１４ａ〜１４ｄを備えている。

例えば、現像装置１４は、ブラック（ＢＫ）現像部１４ａ、マゼンタ（Ｍ）現像部１４ｂ、シアン（Ｃ）現像部１４ｃ、及びイエロー（Ｙ）現像部１４ｄを備えており、各色現像部１４ａ〜１４ｄは現像容器１５、トナー供給ローラ１６（例えば、抵抗値１Ｅ＋８Ωのウレタンスポンジローラ）、及び現像ローラ１７（例えば、ＪＩＳ−Ａ硬度４５度、抵抗値１Ｅ＋６Ω、表面粗さＲａ（算術平均粗さＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１）１．０μｍの弾性ローラ）を有している（供給ローラ１６と現像ローラ１７との接触ニップは、例えば、３ｍｍである）。現像装置１４には駆動部（図示せず）がクラッチを介して接続されて回転駆動されて、各色現像部１４ａ〜１４ｄの現像ローラ１７を順次感光体ドラム１１に対向した現像位置とさせて、感光体ドラム１１上の静電潜像を現像して、感光体ドラム１１上にトナー像を形成する。

感光体ドラム１１の周囲にはクリーニング用摺擦部材１８及びクリーニング装置１９が配置され、感光体ドラム１１に当接して中間転写ベルト２０が配置され、中間転写ベルト２０を挟んで感光体ドラム１１と１次転写ローラ２１が対向している。この中間転写ベルト２０は駆動ローラ２２及び従動ローラ２３に張架され、中間転写ベルト２０は実線矢印で示す方向に回転駆動される。また、中間転写ベルト２０を挟んで駆動ローラ２２と対向して２次転写ローラ２４が配設されている。

感光体ドラム１１上のトナー像は一次転写ローラ２１によって中間転写ベルト２０上に転写される（１次転写）。給紙カセット２５から給紙経路２６を介して記録用紙（以下単に用紙と呼ぶ）が、駆動ローラ２２と２次転写ローラ２４とのニップ部である２次転写位置に搬送され、２次転写位置で中間転写ベルト２０上のトナー像が用紙に転写される（２次転写）。その後、用紙は定着装置２７に搬送されて、ここで用紙上のトナー像が定着され、用紙は排紙経路２８を通って排紙トレイ２９に排紙される。

図２は、ＢＫ現像部１４ａを詳細に示す断面図であり（なお、現像部１４ｂ〜１４ｄも現像部１４ａと同様に構成されている）。前述したように、現像容器１５はトナーが収納されるトナー収納室１５ａと供給ローラ１６及び現像ローラ１７が配置されるトナー供給室１５ｂ（ローラ収納室）とに分割され、トナー収納室１５ａ及びローラ収納室１５ｂは境界壁１５ｃによって仕切られている。そして、境界壁１５ｃには第１及び第２の開口部１５ｄ及び１５ｅが形成され、第１の開口部１５ｄは第２の開口部１５ｅよりも図中上側に位置付けられている。

現像ローラ１７は現像位置で感光体ドラム１１と対面し、トナー収納部１５ａ内には一成分現像剤（トナー）が収納され、トナー収納部１５ａ内のトナーは攪拌部材３０（回転軸３０ａに、例えば、厚さ４０μｍのＰＥＴフィルム（ポリエチレンテレフタレート）を貼り付けたもの）によって攪拌されつつ、第２の開口部１５ｅからローラ収納室１５ｂにトナーが供給され、供給ローラ１６によってトナーが現像ローラ１７に供給される。

現像ローラ１７上のトナー層は層厚規制部材３１（例えば、厚さ０．０８ｍｍのＳＵＳ箔で、規制圧＝２５Ｎ／ｍに設定される）によって層厚規制されるとともに摩擦帯電されて、現像ローラ１７によって感光体ドラム１１上の静電潜像が現像される。なお、現像ローラ１７と現像容器１５との間にはシール部材３２（例えば、導電性の高分子量ＰＥフィルムを用いて、均一に現像ローラ１７に接触するようにウレタンスポンジでバックアップされている）が配設され、このシール部材３２によってトナー漏れを防止している。

現像部１４ａにトナーを補給する際には、現像装置１４を回転駆動して現像部１４ａをトナー補給位置に位置付ける。そして、図１に示すように、補給パイプ３３が現像部１４ａ（つまり、トナー収納部１５ａ）に挿入されて、トナーコンテナ３４からトナーがトナー収納部１５ａに補給される。図２に示すように、現像容器１５には連結部３５が形成され、図１に示すように、この連結部３５を介して補給パイプ３３がトナー収納部１５ａに連結される。

また、第１の開口部１５ｄには、トナー収納部１５ａ側に過充填防止弁１５ｆが配設されて、後述するようにして、過充填防止弁１５ｆの開閉によってローラ収納室１５ｂ内におけるトナーの過充填を防止している。

さらに、供給ローラ１６及び現像ローラ１７が、図２に実線矢印で示す方向に回転するとすると、第１の開口部１５ｄは第２の開口部１５ｅよりも供給ローラ１６の回転方向下流側に形成され、第１の開口部１５ｄは供給ローラ１６の上端よりも上側に位置している。そして、第２の開口部１５ｅは回転軸３０ａよりも下側に位置付けられている。

図３も参照して、前述の境界壁１５ｃは、例えば、その一部分が厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム４１で構成されている。具体的には、供給ローラ１６の外周面に沿って、ＰＥＴフィルム４１が配置され、このＰＥＴフィルム４１に前述の第２の開口部１５ｅが形成されている。そして、ＰＥＴフィルム４１の上端にはリブ部４１ａが形成され、このリブ部４１ａのトナー収納室１５ａ側には弁座部４２（例えば、ＳＵＳ製）が両面テープ等によって固定されている。

弁座部４２と所定の間隔をおいて、取付部材４３（例えば、厚さ０．５ｍｍのＳＵＳ板）が配置され、この取付部材４３の一端側は現像容器１５に固定されている。そして、この取付部材４３と弁座部４２とによって第１の開口部１５ｄが規定される（つまり、ＰＥＴフィルム４１及び取付部材４３によって境界壁１５ｃが構成されている）。図３に示すように、取付部材４３には、トナー収納室１５ａ側において前述の過充填防止弁１５ｆの上端側が両面テープ等によって固定され、過充填防止弁１５ｆの下端は自由端として、過充填防止弁１５ｆが閉じた状態で弁座部４２に当接している。

過充填防止弁１５ｆは、例えば、厚さ５０μｍのＰＥＴフィルムであり、前述のようにして、第２の開口部１５ｅからローラ収納室１５ｂにトナーが供給（充填）されて、ローラ収納室１５ｂ内のトナー量が多くなると、トナー粉圧によって、過充填防止弁１５ｆがトナーによって押し開けられて（つまり、第１の開口部１５ｄが開いて）、余分なトナーがローラ収納室１５ｂ側からトナー収納室１５ａに戻される。

これによって、ローラ収納室１５ｂ内におけるトナー過充填が防止されることになって、トナー過充填によるトナー循環の不良が解消される。つまり、ローラ収納室内でトナーが滞留することがなく、その結果、供給ローラ１６の回転負荷が大きくなることがなくなって、現像ローラにトナーを安定して供給することができるばかりでなく、トナーに帯電不良が生じることがなく、画像かぶり等の画質不良を回避できることになる。

さらに、第２の開口部１５ｅは、供給ローラ１６の回転方向において、第１の開口部１５ｄよりも上流側に形成されているから、つまり、第２の開口部１５ｅは供給ローラ１６の回転軸よりも下側に形成されているから、第２の開口部１５ｅを通ってローラ収納室１５ｂに供給されたトナーが直ちに層厚規制部材３１に至ることがなく、この点においても、画像かぶり等の画質不良が生じることがない。

また、前述したように、ＰＥＴフィルム４１は供給ローラ１６の外周面に沿って配置されており、第２の開口部１５ｅを通ってトナー収納室１５ａからローラ収納室１５ｂに補給されるトナーは、第２の開口部１５ｅの大きさ（開口面積）及びＰＥＴフィルム４１と供給ローラ１６とのギャップによって規制されることになって、多量のトナーが一度にローラ収納室１５ｂに補給されることはない。

このようにして、第２の開口部１５ｅの大きさ（開口面積）及びＰＥＴフィルム４１と供給ローラ１６とのギャップが、トナー供給室１５ａとローラ収納室１５ｂとの間におけるトナー循環を抑制するから、トナー選別（粒径の小さいトナーがまず消費されること）を抑制できて、画像不良を防止できることになる。そして、過充填防止弁１５ｆはトナー収納室１５ａ側に配置されているから、供給ローラ１６と過充填防止弁１５ｆとの間にギャップを設ける必要はなく、しかもトナーは第２の開口部１５ｅを介してローラ収納室１５ｂに補給されるから、現像装置自体を小型化して、長期間にわたって画像不良を生じることがない。

上述の例では、過充填防止弁１５ｆとして、ＰＥＴフィルムを用いたが、可撓性を有する材料であれば、他の材質のフィルムを用いることができる。例えば、ポリエチレンフィルム、ナイロンフィルム、ポリウレタンフィルム、又はＰＴＦＥフィルム等の樹脂フィルム、シリコンゴムシート又は弗素ゴムシート等の薄肉ゴムシートを用いるようにしてもよい。そして、過充填防止弁１５ｆの厚さはローラ収納室１５ｂにおけるトナー粉圧とのバランスで決定されるが、実験の結果、約０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲であることが好ましいことが分かった。

さらには、過充填防止弁１５ｆは、第１の開口部１５ｄを開閉して、ローラ収納室１５ｂ側からトナー収納室１５ａ側にのみトナーが流れるようにすればよいのであるから、スポンジ又はコイルバネの弾性力を用いて弁部材を開閉するようにしてもよい。

また、図３に示す例では、境界壁１５ｃの一部分（供給ローラ１６の外周面に沿った部分）をＰＥＴフィルム４１で形成するようにしたが、図４に示すように、ＳＵＳ板４４（例えば、厚さ０．３ｍｍ）を折り曲げて形成するようにしてもよい。さらに、上述の例では、現像部１４ａ〜１４ｄを同一の構成として説明したが、ＢＫ現像部１４ａのみを磁性一成分トナーを用いる構成とするようにしてもよい。加えて、上述の例では、ＰＥＴフィルム４１及び取付部材４３によって境界壁１５ｃを構成するようにしたが、境界壁１５ｃを同一の部材で一体に成形するようにしてもよい。そして、一体成形された境界壁１５ｃに第１及び第２の開口部１５ｄ及び１５ｅを設ける。

以上、本発明の好適な実施形態の前提要素について説明した。これらの前提要素を元に、以下、異なる要素を含んだ３つの実施形態を、図を参照しつつ説明する。

第１の実施形態と第２の実施形態として、図５を共通して参照する。
図５は、現像剤収納室１５ａと現像剤供給室１５ｂとを仕切る境界壁１５ｃの面を示し、第１の開口部１５ｄは、幅方向に一直線上に配列した８つの開口部からなり、両端から２つの開口部は端部開口部５０であり、端部開口部５０の間にある４つの開口部は中央開口部１００である。端部開口部５０は、図の左端に配される２つの開口部（左から５１、５２）と、図の右端に配される２つの開口部（左から５３、５４）を備え、中央開口部１００は、４つの開口部（左から１０１、１０２、１０３、１０４）を備える。

過充填防止弁１５ｆは、開口部を覆う４つの過充填防止弁からなり、両端の過充填防止弁は端部過充填防止弁６０であり、端部過充填防止弁６０の間にある２つの過充填防止弁は中央過充填防止弁１１０である。端部過充填防止弁６０は、図の左端に配される過充填防止弁６１と、図の右端に配される過充填防止弁６２を備え、中央過充填防止弁１１０は、２つの過充填防止弁（左から１１１、１１２）を備える。
過充填防止弁６１は開口部５１と開口部５２を覆い、過充填防止弁１１１は開口部１０１と開口部１０２を覆い、過充填防止弁１１２は開口部１０３と開口部１０４を覆い、過充填防止弁６２は開口部５３と開口部５４を覆う。

８つの開口部は、それぞれ同じ大きさの四角形状をなし、幅方向一直線上に等間隔に配される。全ての開口部は同じ高さ位置に配される。

４つの過充填防止弁は、同じ大きさの四角形状をなし、それぞれ上述した開口部を覆い、幅方向一直線上に等間隔に配される。全ての過充填防止弁は同じ高さ位置に配される。

第１と第２の実施形態は、既に説明した開口部および過充填防止弁の配置、大きさ、位置関係等は全て同様であるが、曲げ剛性が異なるようにされている。
曲げ剛性とは、材料に荷重をかけた際の変形抵抗を表す値である。この値は、厚さの３乗に比例し、弾性率に比例する。よって、同じ弾性率の材料を用いて薄い材料と厚い材料の曲げ剛性を比較すると、薄い材料の方が曲げ剛性が小さい。同じ厚さの材料を用いて弾性率が小さい材料と弾性率が大きい材料の曲げ剛性を比較すると、弾性率が小さい材料の方が曲げ剛性は小さい。
第１の実施形態は、端部過充填防止弁６０と中央過充填防止弁１１０は、弾性率は同じであるが、厚さは異なる。
第２の実施形態は、端部過充填防止弁６０と中央過充填防止弁１１０は、厚さは同じであるが弾性率は異なる。

第１の実施形態では、端部過充填防止弁６０は中央過充填防止弁１１０と比較して薄い材料を用いる。例えば、端部過充填防止弁６０は厚さ５０μｍのPETフィルムで構成され、中央過充填防止弁１１０は厚さ１００μｍのPETフィルムで構成される。

次に、図６を用いて、トナー排出力と、過充填防止弁１５ｆの回動に伴って形成される角度について説明する。
図６は、境界壁１５ｃの断面図である。トナー排出力とは、トナーが開口部１５ｄから排出され、過充填防止弁１５ｆにかかる力のことである。そのトナー排出力によって過充填防止弁１５ｆが回動した時に、過充填防止弁１５ｆと境界壁１５ｃとの間に形成される角度を角度θとする。

過充填防止弁１５ｆが厚い時の角度θと過充填防止弁１５ｆが薄い時の角度θを比較する。過充填防止弁１５ｆが厚い時と過充填防止弁１５ｆが薄い時のトナー排出力は同じとする。
薄い過充填防止弁の方が過充填防止弁は軽く、固定端を軸とした過充填防止弁の回転に要する力が小さいから、同じトナー排出力であれば、薄い過充填防止弁の方が大きく回動し、角度θは大きくなる。

図５を再度参照すると、端部過充填防止弁６０は中央過充填防止弁１１０よりも薄く構成されている。従って、トナー排出力が同じである時は、端部過充填防止弁６０は中央過充填防止弁１１０よりも容易に回動でき、角度θが大きくなるから、端部開口部５０からトナーが優先的に排出されるようになる。また、少ないトナー排出力であっても端部過充填防止弁６０の方が容易に回動できる。よって、両端部においても、粒径の偏りや長時間のストレスを受けることによる荷電不良や凝集などトナー品質の劣化を回避し、全画像域において長期間にわたり安定した画像を形成できる。

第２の実施形態では、端部過充填防止弁６０の弾性率は中央過充填防止弁１１０の弾性率と比較して小さい。例えば、端部過充填防止弁６０はPPフィルム（ポリプロピレン）で構成され、中央過充填防止弁１１０はPETフィルムで構成される（PPフィルムの曲げ弾性率は１４００MPａ、PETフィルムの曲げ弾性率は２２００MPａ）。端部過充填防止弁６０と中央過充填防止弁１１０のフィルムは、どちらも厚さ１００μｍとする。

図６を参照し、過充填防止弁１５ｆの弾性率が大きい時の角度θと、過充填防止弁１５ｆの弾性率が小さい時の角度θを比較する。過充填防止弁１５ｆの弾性率が大きい時と過充填防止弁１５ｆの弾性率が小さい時のトナー排出力は同じとする。
弾性率が小さい過充填防止弁の方が、トナー排出力によって過充填防止弁がたわみやすく、固定端を軸とした過充填防止弁の回転に要する力が小さくなるから、同じ排出力であっても大きく回動し、角度θは大きくなる。

図５を再度参照すると、端部過充填防止弁６０は中央過充填防止弁１１０よりも弾性率が小さい材質で構成されている。従って、トナー排出力が同じである時は、端部過充填防止弁６０は中央過充填防止弁１１０よりも容易に回動でき、角度θが大きくなるから、端部開口部５０から優先的にトナーが排出される。また、少ないトナー排出力であっても端部過充填防止弁６０の方が容易に回動できる。よって、両端部においても、粒径の偏りや長時間のストレスを受けることによる荷電不良や凝集などトナー品質の劣化を回避し、全画像域において長期間にわたり安定した画像を形成できる。

第１の実施形態では、端部過充填防止弁６０は中央過充填防止弁１１０よりも薄く、第２の実施形態では、端部過充填防止弁６０は中央過充填防止弁１１０よりも弾性率が小さい。従って、トナー排出力が同じである時は、曲げ剛性の小さい端部過充填防止弁６０は曲げ剛性の大きい中央過充填防止弁１１０よりも容易に回動でき、角度θが大きくなるから、端部開口部５０から優先的にトナーが排出される。また、少ないトナー排出力であっても端部過充填防止弁６０の方が容易に回動できる。よって、両端部においても、粒径の偏りや長時間のストレスを受けることによる荷電不良や凝集などトナー品質の劣化を回避し、全画像域において長期間にわたり安定した画像を形成できる。

第３の実施形態として、図７を参照する。
図７は、現像剤収納室１５ａと現像剤供給室１５ｂとを仕切る境界壁１５ｃの面を示し、第１の開口部１５ｄは、幅方向に一直線上に配列した８つの開口部からなり、両端から２つの開口部は端部開口部５０であり、端部開口部５０の間にある４つの開口部は中央開口部１００である。端部開口部５０は、図の左端に配される２つの開口部（左から５１、５２）と、図の右端に配される２つの開口部（左から５３、５４）を備え、中央開口部１００は、４つの開口部（左から１０１、１０２、１０３、１０４）を備える。

過充填防止弁１５ｆは、開口部を覆う３つの過充填防止弁からなり、両端の過充填防止弁は端部過充填防止弁６０であり、端部過充填防止弁６０の間にある１つの過充填防止弁は中央過充填防止弁１１０である。端部過充填防止弁６０は、図の左端に配される過充填防止弁６１と、図の右端に配される過充填防止弁６２を備える。
過充填防止弁６１は開口部５１と開口部５２を覆い、過充填防止弁１１０は開口部１０１と開口部１０２、開口部１０３、開口部１０４を覆い、過充填防止弁６２は開口部５３と開口部５４を覆う。

８つの開口部は、それぞれ同じ大きさの四角形状をなし、幅方向一直線上に等間隔に配される。高さ位置については、全ての開口部が同じ高さ位置に配される。

３つの過充填防止弁は、それぞれ四角形状をなし、上述した開口部を覆い、幅方向に等間隔に配される。
過充填防止弁の固定端の高さ位置については、端部過充填防止弁６０より中央過充填防止弁１１０は高く、中央過充填防止弁１１０より端部過充填防止弁６２は低い。
過充填防止弁の自由端の高さ位置は、全て同じである。
従って、端部過充填防止弁６０の固定端から自由端までの長さ寸法が、中央過充填防止弁１１０の固定端から自由端までの長さ寸法より大きくなる。
端部過充填防止弁６０と端部過充填防止弁６２は左右対称の位置に配される。

図６を参照し、開口部１５ｄの中心位置を点Ｍとし、固定端から点Ｍまでの長さ寸法Ａが長い時の角度θと、固定端から点Ｍまでの長さ寸法Ａが短い時の角度θを比較する。長さ寸法Ａが長い時と長さ寸法Ａが短い時のトナー排出力は同じであるとする。
例えば、長さ寸法Ａが５ｍｍである時の点Ｍにおける固定端を軸とした回転に要する力と、長さ寸法Ａが１０ｍｍである時の点Ｍにおける固定端を軸とした回転に要する力を比較すると、長さ寸法Ａが１０ｍｍである時に要する力は、長さ寸法Ａが５ｍｍである時に要する力の１／２である。トナー排出力が同じである時は、回転軸から遠い点に力が与えられる方が、過充填防止弁は回転しやすくなるから、長さ寸法Ａが長い方が、過充填防止弁は回動しやすく、角度θは大きくなる。

図７を再度参照すると、全ての過充填防止弁の自由端の高さ位置は同じであり、全ての開口部の高さ位置も同じである。さらに、端部過充填防止弁６０の固定端から自由端までの長さ寸法は、中央過充填防止弁１１０の固定端から自由端までの長さ寸法よりも大きい。従って、端部過充填防止弁６０の方が固定端から遠い位置にトナー排出力が与えられることになる。よって、トナー排出力が同じである場合は、端部過充填防止弁６０は中央過充填防止弁１１０よりも容易に回動でき、角度θが大きくなるから、端部開口部６０から優先的にトナーが排出される。また、少ないトナー排出力であっても端部過充填防止弁６０の方が容易に回動できる。従って、両端部においても、粒径の偏りや長時間のストレスを受けることによる荷電不良や凝集などトナー品質の劣化を回避し、全画像域において長期間にわたり安定した画像を形成できる。

以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。

＜トナー作製＞
トナーは懸濁重合法により作製され、体積平均粒子径は６．８μmであった。このトナー体積平均粒子径は、マルチサイザーIII（ベックマン・コールター社製（アパチャー径は１００μｍ（測定範囲２．０〜６０μｍ））を使用）により、測定されたものである。

＜ドラム／ローラの周速条件＞
感光体ドラム１１の周速は１５１ｍｍ／秒、現像ローラ１７の周速は１５８．５５ｍｍ／秒、供給ローラ１６の周速は１２６．８４ｍｍ／秒（現像ローラ１７の周速／感光体ドラム１１の周速＝１．０５）、（供給ローラ１６の周速／現像ローラ１７の周速＝０．８）とし、現像ローラ１７の直径は１４ｍｍ、供給ローラ１６の直径は１３．６ｍｍ、現像ローラ１７と供給ローラ１６とのニップ幅は３ｍｍのものを用いた。

＜各実施例と比較例＞
第１〜第３の実施形態を備えた現像装置による実施例を、それぞれ実施例１、２、３とし、図８（詳細は後述）の構成を備えた現像装置による比較例を、比較例１とした。

図８の詳細な説明として、図８は、現像剤収納室１５ａと現像剤供給室１５ｂとを仕切る境界壁１５ｃの面を示し、第１の開口部１５ｄは、幅方向に配列した８つの開口部からなる。また、開口部は１つの過充填防止弁１５ｆにより覆われている。８つの開口部は、それぞれ同じ大きさの四角形状をなし、幅方向に一直線に等間隔に配されている。
８つの開口部のうち、左から1つ目の開口部は開口部Ｃ１であり、左から4つ目の開口は開口部Ｃ２である。開口部Ｃ１は、第１乃至第３の実施形態の開口部５１の位置に対応し、開口部Ｃ２は、第１乃至第３の実施形態の開口部１０２の位置に対応する。

＜過充填防止弁のフィルム＞
過充填防止弁のフィルムの厚さは、実施例１の端部過充填防止弁のみ５０μｍの薄いフィルムを用い、その他の過充填防止弁は１００μｍのフィルムを用いた。
過充填防止弁のフィルムの材料は、実施例２の端部過充填防止弁のみＰＰフィルム（ポリプロピレン）、曲げ弾性率１４００ＭＰaのフィルムを用い、その他の過充填防止弁はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、曲げ弾性率が２２００ＭＰaのフィルムを用いた。

＜画像評価＞
前記条件下で、左右余白３５ｍｍのＡ４横原稿を１０００枚、２０００枚、５０００枚、１００００枚連続出力した時の画像評価を行った。実施例１〜３において、開口部のう
ち、左端に配される開口部５１近傍における原稿領域Ａと、中央に配される開口部１０２
近傍における原稿領域Ｂのカブリ濃度を測定した。同様に、比較例１において、開口部の
うち、左端に配される開口部Ｃ１近傍における原稿領域Ａと、中央に配される開口部Ｃ２近傍における原稿領域Ｂのカブリ濃度を測定した。結果を表１に表す。

＜カブリ濃度＞
画像評価の方法としてカブリ濃度（ＦＤ）を測定した。カブリ濃度とは、現像操作により本来白抜けとなるべき地肌部分にトナーが付着して黒くなる黒化濃度のことである。カブリ濃度（ＦＤ）０．００５以上を評価基準とした。

表１から明らかなように、実施例１〜３は、原稿領域Ａ（両端）のカブリ濃度、原稿領域Ｂ（中央）のカブリ濃度ともに、評価基準を満たしていた。これに対し、比較例１は、５０００枚以上の出力をした際の原稿領域Ａにおいて、カブリ濃度の評価基準を満たさなかった。１００００枚出力した際の原稿領域Ａにおいて、実施例１〜３と比較例１のカブリ濃度を比較すると、実施例１、２、３は０．００２〜０．００３、比較例は０．０１であり、比較例のカブリ濃度は評価基準を大きく上回った。

上記の結果より、実施例の１〜３において、原稿の両端部においてもトナーの入れ替わりが促進され、全画像域において安定した画像を形成できることが示された。

本発明は、複写機、プリンタ、又はファクシミリ装置等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置で用いられる現像装置に関し、特に、一成分現像剤を用いた現像装置に好適に適用される。

本発明の現像装置を含む画像形成装置の断面図である。 本発明の現像装置の現像容器の断面図である。 本発明の現像装置の過充填防止弁の一例の断面図である。 本発明の現像装置の過充填防止弁の他の例の断面図である。 本発明の現像装置の境界壁の正面図である。 本発明の現像装置の境界壁の断面図である。 本発明の現像装置の境界壁の正面図である。 従来の現像装置の境界壁の正面図である。

符号の説明

１１・・・・・・・像担持体（感光体ドラム）
１５ａ・・・・・・トナー収納室
１５ｂ・・・・・・トナー供給室（ローラ収納室）
１５ｃ・・・・・・境界壁
１５ｄ・・・・・・第１の開口部
１５ｅ・・・・・・第２の開口部
１５ｆ・・・・・・過充填防止弁
５０・・・・・・・端部開口部
５１・・・・・・・端部開口部各部分
５２・・・・・・・端部開口部各部分
５３・・・・・・・端部開口部各部分
５４・・・・・・・端部開口部各部分
６０・・・・・・・端部過充填防止弁
６１・・・・・・・端部過充填防止弁各部分
６２・・・・・・・端部過充填防止弁各部分
１００・・・・・・中央開口部
１０１・・・・・・中央開口部各部分
１０２・・・・・・中央開口部各部分
１０３・・・・・・中央開口部各部分
１０４・・・・・・中央開口部各部分
１１０・・・・・・中央過充填防止弁
１１１・・・・・・中央過充填防止弁各部分
１１２・・・・・・中央過充填防止弁各部分

Claims (6)

1. 一成分現像剤が収納される現像剤収納室と、該現像剤収納室から前記現像剤が供給される現像剤供給室と、該現像剤供給室に配置され像担持体上の静電潜像を前記現像剤で現像して可視像とする現像手段とを備える現像部を有する現像装置において、
   第１開口部と該第1開口部の下方に配される第２開口部を備えるとともに、前記現像剤収納室と前記現像剤供給室とを仕切る境界壁と、
   該境界壁の面のうち前記現像剤収納室側の面に取り付けられるとともに前記第１開口部を覆う過充填防止弁を備え、
   前記過充填防止弁は、前記第１開口部の上縁より上方に位置する固定端と、前記第１開口部の下縁よりも下方に位置する自由端を備え、
   前記第１開口部は、前記境界壁幅方向に一直線上に複数配列される開口部からなり、該開口部は前記境界壁両端縁近傍に形成される端部開口部と、該端部開口部の間に形成される中央開口部とからなり、
   前記過充填防止弁は、前記端部開口部を覆う端部過充填防止弁と、前記中央開口部を覆う中央過充填防止弁からなり、
   前記第１開口部から前記現像剤が排出される時に、前記過充填防止弁に加わる現像剤排出力が、前記端部過充填防止弁と中央過充填防止弁とで等しい時に、前記端部過充填防止弁と前記境界壁との間に形成される角度が、前記中央過充填防止弁と前記境界壁との間に形成される角度よりも大きいことを特徴とする現像装置。
2. 前記端部過充填防止弁の曲げ剛性が前記中央過充填防止弁の曲げ剛性よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 前記端部過充填防止弁が前記中央過充填防止弁よりも薄いことを特徴とする請求項２記載の現像装置。
4. 前記端部過充填防止弁の弾性率が前記中央過充填防止弁の弾性率よりも小さいことを特徴とする請求項２記載の現像装置。
5. 前記端部過充填防止弁の自由端と前記中央部過充填防止弁の自由端の高さ位置が同じであり、
   前記端部過充填防止弁の固定端から自由端までの長さ寸法が、前記中央過充填防止弁の固定端から自由端までの長さ寸法より大きいことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
6. 前記端部過充填防止弁の固定端が、前記中央過充填防止弁の固定端よりも上方に形成されることを特徴とする請求項１記載の現像装置。

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