JP2009020354A - 現像装置、画像形成方法、画像形成装置およびプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】装置の大型化、装置のコストアップ、消費電力の増大を抑えて、トナー攪拌搬送部材を振動させることのできる現像装置、画像形成方法、画像形成装置、および、プロセスカートリッジを提供する。
【解決手段】供給室スクリュ羽根部材１０８回転時に、供給室スクリュ羽根部材１０８と衝突する衝突部材１１２を設ける。このような構成とすることで、供給室スクリュ羽根部材１０８が衝突部材１１２と衝突すると、供給室スクリュ羽根部材１０８が振動する。これにより、供給室スクリュウ部材１０８に劣化したトナーが付着するのを抑制し、長期にわたり供給室スクリュウ部材１０８の攪拌・搬送機能を長期に亘り維持することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、現像剤供給体から供給された現像剤を担持する現像剤担持体により、潜像担持体上の潜像を現像する現像装置、画像形成方法、画像形成装置およびプロセスカートリッジに関するものである。

電子写真方式を利用した画像形成装置、例えば複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置において、潜像担持体の潜像を現像する現像装置が知られている。この種の現像装置では、現像装置内の攪拌搬送部材によって攪拌・搬送された現像剤を、現像ローラや現像スリーブ等の現像剤担持体の表面に担持し、薄層化ブレード等の現像剤層規制部材によって均一に薄層化した後、潜像担持体である感光体に対向する現像領域まで搬送して、感光体上の潜像を現像している。また、現像終了後、感光体に転移されなかった現像剤は現像装置内に戻り、攪拌搬送部材によって攪拌されて、再び現像領域に搬送される。

この現像装置では、攪拌搬送部材に劣化したトナーが付着して、経時で攪拌搬送部材の攪拌・搬送機能を低下させてしまう。その結果、トナーのみからなる一成分現像剤を用いた現像装置においては、現像装置内のトナーの循環が滞ってしまい、現像剤担持体近傍で局所的にトナーの劣化が進行し、現像剤が正規に帯電しにくくなり、トナー飛散やカブリ画像が発生し、良好な画像を長期にわたり維持できなくなる。また、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いた現像装置においては、現像装置内の現像剤を攪拌によって帯電させることができなくなったり、現像剤担持体に十分な現像剤を搬送できなくなったりして、良好な画像を長期にわたり維持できなくなる。

特許文献１には、トナーの摩擦帯電効率を上昇させる目的で、加振手段を設けて攪拌搬送部材を振動させる現像装置が記載されている。具体的には、加振モータの駆動軸に偏心部材を固定した加振機構を攪拌搬送部材に接触させる。加振モータを駆動すると偏心部材が回転して加振機構が振動する。この振動が加振機構に接触する攪拌搬送部材に伝達されて、攪拌搬送部材が振動する。また、特許文献１には、加振手段としてピエゾ素子を用いて、攪拌搬送部材を振動させる構成も例示されている。

特許文献１に記載のように攪拌搬送部材を振動させれば、攪拌搬送部材に劣化したトナーが付着するのを抑制でき、長期にわたり攪拌搬送部材の攪拌・搬送機能を維持することができる。

特開２００４−２４６２５１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の現像装置においては、加振モータを駆動させるための電源装置などが必要となり、装置が大型化してしまう。また、電源装置の分、装置のコストが上昇してしまう。また、装置の消費電力が増大してしまう。加振手段として、ピエゾ素子を用いた場合においても、ピエゾ素子を振動させるための電源装置が必要であり、上述同様、装置の大型化、装置のコストアップ、消費電力が増大するという問題があった。

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、装置の大型化、装置のコストアップ、消費電力の増大を抑えて、トナー攪拌搬送部材を振動させることのできる現像装置、画像形成方法、画像形成装置、および、プロセスカートリッジを提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、像担持体に供給する現像剤を表面に担持して表面移動する現像剤担持体と、現像剤を収容した現像剤収容室内に設けられ、回転軸に羽根を有し、回転軸を回転させることで、該現像剤収容室内の現像剤を搬送しながら、該現像剤収容室内の現像剤を攪拌する攪拌搬送部材と、を備える現像装置において、前記攪拌搬送部材回転時に、前記攪拌搬送部材が衝突する衝突部材を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記現像剤として、非磁性一成分現像剤を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の現像装置において、前記攪拌搬送部材の羽根は、前記回転軸に対して螺旋状に設けられたスクリュウ部を有することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の現像装置において、前記攪拌搬送部材の羽根は、軸方向に平行に延びる板状の攪拌部を有することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の現像装置において、前記衝突部材は、前記攪拌部と衝突することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項３または４の現像装置において、前記衝突部材を、前記スクリュウ部と衝突させる構成において、前記衝突部材の前記攪拌搬送部材の軸方向における長さを、前記スクリュウ部の最大ピッチよりも狭くしたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６の現像装置において、前記攪拌搬送部材の前記衝突部材と衝突する羽根の部分の径方向長さを他の部分よりも長くしたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７いずれかの現像装置において、前記攪拌搬送部材の回転軸は、前記現像剤収容室内に支持される第１支持部と、前記現像剤収容室内に支持される第２支持部と、前記衝突部材が衝突する衝突部とに分割されており、前記第１支持部と前記衝突部および前記第２支持部と前記衝突部とを弾性部材で連結したことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１乃至８いずれかの現像装置において、前記攪拌搬送部材の軸方向中央部を、前記衝突部材と衝突させるよう構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１乃至９いずれかの現像装置において、少なくとも画像形成時において、前記攪拌搬送部材が、前記現像剤担持体と非接触となるように配置したことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１乃至１０いずれかの現像装置において、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材を備え、少なくとも画像形成時において、前記攪拌搬送部材が、前記現像剤供給部材と非接触となるように配置したことを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、潜像担持体に形成された潜像を現像装置に用いて現像することで、画像を形成する画像形成方法において、前記現像装置が、１乃至１１いずれの現像装置であることを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置において、上記現像手段として、請求項１乃至１１のいずれかの現像装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置における少なくとも該潜像担持体と該現像手段とを１つのユニットとして保持体に保持させて画像形成装置本体に対して着脱可能にしたプロセスカートリッジにおいて、上記現像手段として、請求項１乃至１１いずれかの現像装置を用いたことを特徴とするものである。

請求項１乃至１４の発明によれば、攪拌搬送部材が衝突部材と衝突することによって攪拌搬送部材を振動させる。攪拌搬送部材が振動することによって、攪拌搬送部材に劣化したトナーが付着するのを抑制することができ、長期にわたりトナー攪拌搬送部材の攪拌・搬送機能を維持することができる。
また、攪拌搬送部材の羽根を衝突部材と衝突させることによって攪拌搬送部材を振動させるので、加振モータやピエゾ素子などの振動部材を振動させるための電源装置を不要にできる。よって電源装置の分、装置の大型化、装置のコストアップを抑えることができる。また、振動部材を振動させるための電力が必要なくなるため、消費電力の増大を抑えることができる。

以下、本発明を画像形成装置に適用した一実施形態について説明する。まず、本実施形態に係る画像形成装置の構成及び動作について説明する。
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置は、タンデム型間接転写方式の画像形成装置であり、図中矢印方向に無端表面移動する中間転写体としての中間転写ベルト７を備えている。この中間転写ベルト７の上方には、中間転写ベルト７の回転方向上流側からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋと記す）のトナー像を担持するドラム状の感光体２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋを備えている。感光体１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの周囲には、それぞれ各色トナー像を形成する現像装置等のトナー像形成手段が配置され、感光体２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋと一体的に支持され、画像形成装置本体に脱着可能なプロセスカートリッジ１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの形態をなしている。各プロセスカートリッジユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋは、各々のストッパー（図示せず）を解除することにより交換可能である。また、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの上方には、光書込装置６が配設されており、画像情報に基づいて発したレーザー光を、それぞれの感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋに向けて発射して感光体表面を露光走査する。これにより、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の静電潜像が形成される。本実施例では、レーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナ方式の光書込装置６を用いているがＬＥＤアレイなどを用いる構成でも良い。また、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋに対向する中間転写ベルト７の内側には、各感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト７に転写するための１次転写手段としての１次転写ローラ８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋを備えている。また、プロセスカートリッジ１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋよりも中間転写ベルト７の回転方向下流部には、中間転写ベルト７上の画像を記録体１０に転写するための２次転写手段としての２次転写ローラ９を備えている。また、２次転写ローラ９よりも記録体１０の搬送方向下流部には、記録体１０上の未定着トナーを定着する定着装置１２を備えている。

各色のプロセスカートリッジ１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋは、画像形成物質として、互いに異なる色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）のトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。このため、以下、添字のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋを省略して構成・動作を説明する。
図２は、プロセスカートリッジ１の概略構成図である。感光体２の周りに、帯電部材３、現像装置４、クリーニングブレード５等が配設されている。帯電部材３は、感光体２の表面に圧接されており、感光体２の回転により従動回転している。帯電部材３には図示しない高圧電源により所定のバイアスが印加されており、感光体２の表面を一様に帯電させる。ここでは、帯電部材としてローラ状のものを用い、接触帯電方式の例を示したが、非接触の状態で帯電させる非接触帯電方式を用いても良い。現像装置４は、一成分接触現像方式を用いており、感光体２上の静電潜像をトナー像として顕像化する。現像装置４については、後で詳しく説明する。クリーニングブレード５は感光体２表面に当接して、感光体２上より転写残トナーを除去する。

図２において、矢印方向に回転駆動される感光体２は、帯電部材３により表面を一様帯電せしめられ、光書き込み装置６によってレーザー光を露光走査されて静電潜像を担持する。この静電潜像は現像装置４によってトナー像に現像される。そして、図示しない高圧電源により一次転写バイアスが印加された１次転写ローラ８により中間転写ベルト７上に１次中間転写される。１次転写後の感光体２は、表面に残留したトナーをクリーニングブレード５により除去され、次の画像形成に備える。各プロセスカートリッジ１においても、同様にして感光体２上にトナー像が形成されて、表面移動する中間転写ベルト７上に順次１次転写される。これにより、中間転写ベルト７上に４色重ね合わせ像（以下、４色トナー像という）が形成される。

中間転写ベルト７上の４色トナー像は、中間転写ベルト７の表面移動に伴って２次転写ローラ９との対向部に搬送され、所定の電圧を印加された２次転写ローラ９との間に送り込まれた記録体１０の表面に２次転写される。２次転写された４色トナー像は、定着装置１２により熱と圧力を加えられ、記録体１０上に定着され、フルカラー画像が形成される。二次転写ローラ９で転写されずに中間転写ベルト７上に残留した現像剤は、転写ベルトクリーニング手段１１により中間転写ベルト７上より除去される。

次に、本発明の特徴部である現像装置４について詳しく説明する。現像装置４は、非磁性トナーからなる非磁性一成分現像剤を用い、接触現像方式をおこなうものである。現像装置４は、現像剤収容室１２０内に、現像剤担持体としての現像ローラ１０３と、現像ローラ１０３に現像剤を供給する供給部材としての供給ローラ１０５と、現像ローラ１０３上の現像剤層厚を規制する現像剤層厚規制部材１０４とを備えている。また、現像剤収容室１２０内には、現像剤収容室１２０を現像ローラ１０３と、供給ローラ１０５と、現像剤層厚規制部材１０４とを備えた現像剤供給室１０２と、現像剤供給室１０２の上方に配置され現像剤を収容する現像ホッパ１０１とに仕切る仕切り部材１１０が設けられている。仕切り部材は、現像ホッパ１０１から現像剤供給室１０２へ現像剤を供給する供給口１１１と、現像供給室１０２から現像ホッパ１０１へ現像剤を戻す返送口１０７とを有している。

また、仕切り部材１１０の上方の現像ホッパ１０１内には、回転軸に羽根が形成された収容室現像剤攪拌搬送部材としての現像ホッパスクリュウ羽根部材１０６を設けている。この現像ホッパスクリュウ羽根部材１０６は、現像剤を攪拌しながら回転軸と平行かつ略水平方向に搬送できるような構成となっている。現像ホッパスクリュウ羽根部材１０６としては、図示のように、回転軸の中央部に板状部材のパドル部と、その両側に螺旋状のスクリュ部とを有する羽根からなるものに限ったものでなく、羽根をスクリュウ部のみで構成したものでもよい。また、パドル部は、板状のものに限定されるものではなく、針金を曲げて構成したものでも良い。

返送口１０７は、現像剤供給室１０２へ過剰に供給された現像剤を現像ホッパ１０１へ送り戻す口としての機能を有している。また、仕切り部材１１０の下方の現像剤供給室１０２内には、供給室現像剤攪拌搬送部材としての供給室スクリュウ羽根部材１０８が返送口１０７の真下を通るように設けられている。この供給室スクリュウ羽根部材１０８は、現像剤供給室１０２内の現像剤を攪拌し搬送するための羽根が回転軸１０８ａに形成されている。回転軸１０８ａに形成される羽根としては、軸方向に延びる板状の羽根からなるパドル部１０８ｂと、螺旋状の羽根からなるスクリュウ部１０８ｃとで構成されている。パドル部１０８ｂは、回転軸の軸方向中央部の供給口１１１と対向する位置に形成されており、回転方向１８０°の間隔を開けて２個設けられている。スクリュウ部１０８ｃは、パドル部１０８ｂの軸方向両側に設けられており、この供給室スクリュウ羽根部材１０８の返送口１０７の真下にあたる位置では、返送口１０７の直下に向けて両側から現像剤を搬送するようにスクリュウ部１０８の羽根の傾斜向きを反転させている。

また、本実施形態の現像装置４には、供給室スクリュウ羽根部材１０８の羽根と衝突する衝突部材１１２が設けられている。この衝突部材１１２は、供給室スクリュウ羽根部材１０８のパドル部１０８ｃと衝突して、供給室スクリュウ羽根部材１０８を振動させる。
また、供給室スクリュ羽根部材１０８の羽根の形状は、図３に示したものに限られず、図４に示すように、回転軸１０８ａの端部へ向かうにつれてピッチが狭くなるようにスクリュウ部１０８ｂを形成してもよい。また、図５に示すように、供給室スクリュ羽根部材１０８の羽根をスクリュウ部１０８ｃのみで形成してもよい。この場合、衝突部材１１２を、スクリュウ部１０８ｃと衝突させて供給室スクリュ羽根部材１０８を振動させるため、衝突部材の軸方向長さＬｔを、スクリュウ部１０８ｃの最大ピッチＬｓよりも短くする。

また、供給室スクリュウ羽根部材１０８は、現像ローラ１０３と非接触となるように配置している。供給室スクリュウ羽根部材１０８を、現像ローラ１０３と接触させた場合、現像ローラ表面に担持されたトナー層に供給室スクリュウ羽根部材１０８の接触痕が形成される。この接触痕は現像剤層厚規制部材１０４通過後も残ってしまう場合があり、現像剤層厚規制部材１０４通過後の現像ローラ上のトナー層が均一でなくなってしまう場合がある。一方、供給室スクリュウ羽根部材１０８を、現像ローラ１０３と非接触となるように配置することで、上述のような問題が起こることがないので、現像ローラに均一なトナー層を形成することができ、濃度ムラを抑制することができる。

また、供給スクリュウ羽根部材１０８は、供給ローラ１０５とも非接触となるように配置する。供給室スクリュウ羽根部材１０８を、供給ローラ１０３と接触させた場合、供給室スクリュウ羽根部材１０８の回転によって、供給ローラ１０３表面に付着したトナーが掻き落とされて、供給ローラ１０３表面に均一なトナー層を形成できなくなり、現像ローラ１０５に均一なトナー層を形成できない。一方、供給室スクリュウ羽根部材１０８を、現像ローラ１０３と非接触となるように配置することで、上述のような問題が起こることがないので、現像ローラに均一なトナー層を形成することができ、濃度ムラを抑制することができる。

供給ローラ１０５は、表面には空孔(セル)を有した構造の発泡材料が被覆されており、現像剤供給室１０２内で運ばれてきた現像剤を効率よく付着させて取り込むと共に、現像ローラ１０３との当接部での圧力集中によるトナー劣化を防止している。発泡材料は１０^３〜１０^１４［Ω・ｃｍ］の電気抵抗値のものを用いる。供給ローラ１０５には、現像ローラ１０３の電位に対して現像剤の帯電極性と同極性にオフセット電圧を供給バイアスとして印加する。この供給バイアスは、現像ローラ１０３との当接部で予備帯電された現像剤を現像ローラ１０３に押し付ける方向に作用する。ただし、供給ローラ１０５に印加する電圧の極性は、これに限ったものではなく、現像剤の種類によっては現像ローラ１０３と同電位もしくは極性を反転させてもよい。このような供給ローラ１０５は反時計回りの方向に回転し、表面に付着させた現像剤を現像ローラ１０３の表面に塗布供給する。

現像ローラ１０３は、弾性ゴム層を被覆したローラが用いられ、さらに表面には現像剤と逆の極性に帯電し易い材料からなる表面コート層が設けられる。弾性ゴム層は、感光体ドラム２との接触状態を均一に保つ為に、ＪＩＳ−Ａで５０度以下の硬度に設定される。また、現像バイアスを作用させるために１０^３〜１０^１０［Ω・ｃｍ］の電気抵抗値のものを用いる。表面粗さはＲａで０．２〜２．９［μｍ］のものを用い、必要量の現像剤を表面に保持する。このような現像ローラ１０３は反時計回りの方向に回転し、表面に保持した現像剤を、現像剤層厚規制部材１０４を経て感光体２との対向位置へ搬送する。現像ローラ１０３は感光体２に接触して配置されている。

現像剤層厚規制部材１０４は、ＳＵＳ３０４ＣＳＰ、ＳＵＳ３０１ＣＳＰ、リン青銅等の金属板バネ材料を用い、自由端側を現像ローラ１０３表面に１０〜１００［Ｎ／ｍ］の押圧力で当接させたものであり、その押圧力下を通過した現像剤を薄層化すると共に摩擦帯電によって電荷を付与する。さらに、現像剤層厚規制部材１０４には、摩擦帯電を補助する為に、現像ローラ１０３に印加した電位に対して現像剤の帯電極性と同極性にオフセットさせた電圧を規制バイアスとして印加する。

この現像装置４では、感光体２は時計回りの方向に回転しており、現像ローラ１０３表面は感光体２との対向位置において、感光体２の進行方向と同方向に移動することになる。現像ローラ１０３上の薄層化された現像剤は、現像ローラ１０３の回転によって感光体２との対向位置へ搬送され、現像ローラ１０３に印加された現像バイアスと感光体２上の静電潜像によって形成される潜像電界に応じて、感光体２表面に移動し現像される。

感光体２に現像されずに現像ローラ１０３上に残された現像剤が再び現像剤供給室１０２内へと戻る部分には、封止シール１０９が現像ローラ１０３に当接して設けられ、現像剤が現像装置外部に漏れ出ないように封止される。

このように、現像剤供給室１０２内には底部から順に供給ローラ１０５、供給室スクリュウ羽根部材１０８があり、その上部に返送口１０７を有する仕切り部材１１０をはさんで現像ホッパ１０１が配置されている。また、現像ホッパ１０１には、仕切り部材１１０の上方に現像ホッパスクリュウ羽根部材１０６がある。上述のように、供給室スクリュウ羽根部材１０８の返送口１０７の真下にあたる位置では、返送口１０７の直下でスクリュウ羽根の傾斜向きを反転させて、返送口１０７の直下に向けて両側から現像剤を搬送している。両側から搬送されてきた現像剤は、返送口１０７の直下で連続的に衝突することにより、軸方向の搬送力が上下方向の搬送力へと変換される。これにより、現像剤は集積して山状に盛り上がり、時間の経過とともにその高さを増し略円錐形状になり返送口１０７介して現像ホッパ１０１へ送り出される。返送口１０７より現像ホッパ１０１内へ送り返された現像剤は、供給室スクリュウ羽根部材１０８より返送口１０７上部より供給口１１１上部へと順次搬送される。なお、図２で矢印は現像剤の搬送方向をしめすものである。

また、返送口１０７の真下では、供給室スクリュウ羽根部材１０８により両側より搬送される現像剤により、常時、現像剤の山が形成されるため現像ホッパ１０１の現像剤が現像剤供給室１０２へ流れ込むのを防止する。これにより、現像剤供給室１０１内の現像剤量を常に適正に保持することができる。

また、上記現像装置４では、現像ホッパ１０１と現像剤供給室１０２との間で現像剤を循環させることになるので、現像剤供給室１０２内の現像剤の劣化が抑制され、安定した現像剤特性が得られる。

なお、空の現像装置４にトナーを充填した直後や、寿命付近でトナーの総量が少なくなって現像剤供給室１０２内のトナー量が少なく供給室スクリュウ羽根部材１０８の回転運動でトナーの山を形成できない場合は、現像ホッパ１０１内の現像剤が返送口１０７を介して現像剤供給室１０２へ流れ込むこともある。しかしながら、この状態においての流れ込みは、問題とはならない。

また、供給室スクリュウ羽根部材１０８により現像剤を攪拌搬送するために、供給室スクリュ羽根部材１０８を回転させると、パドル部１０８ｂが、衝突部材１１２と衝突する。この衝突時の衝撃により供給室スクリュウ部材１０８が振動する。この振動により、供給室スクリュウ羽根部材１０８に付着した劣化したトナーなどを振るい落とすことができ、経時にわたり供給室スクリュウ羽根部材１０８の攪拌搬送性能を維持することができる。衝突部材１１２を、供給室スクリュウ羽根部材１０８の回転軸１０８ａに形成された羽根のパドル部１０８ｂと衝突させているが、スクリュウ部１０８ａに衝突させてもよい。しかし、パドル部１０８ｂに衝突させた方が、供給室スクリュウ羽根部材１０８を効果的に振動させることができ好ましい。これは、スクリュウ部１０８ｃは、羽根が回転方向に対して傾斜しているため、衝突部材１１２と羽根とが接触する接触時間が長くなる。このように接触時間が長いと、羽根が衝突部材１１２と衝突することで発生した振動を、衝突部材１１２が抑えるような働きをしてしまい、振動がすぐに減衰してしまう。一方、パドル部１０８ｂは、回転方向に対して羽根が直交しているため、スクリュウ部１０８ｃに比べて羽根が衝突部材１１２と接触する接触時間が短い。このため、スクリュウ部１０８ｃに比べて、羽根が衝突部材１１２と衝突することで発生した振動を、衝突部材１１２が妨げないようになるため、衝突部材１１２をスクリュウ部１０８ｃに衝突させたもの比べて、長期に亘り供給室スクリュウ羽根部材１０８の良好な振動状態を維持することができる。

また、供給室スクリュウ羽根部材１０８の衝突部材１１２を衝突させる部位は、軸方向どこでもよいが、供給室スクリュウ羽根部材１０８の軸方向中央部に衝突部材１１２を衝突させるのが最も好ましい。これは、供給室スクリュウ羽根部材１０８の軸方向中央部に衝突部材を衝突させることで、供給室スクリュウ羽根部材１０８を軸方向に偏りなく振動させることができるからである。また、衝突部材１１２を複数設けて、軸方向複数箇所で、供給室スクリュウ羽根部材１０８を振動させてもよい。

また、図６に示すように、軸方向断面において、スクリュウ部１０８ｃが楕円形状になるように供給室スクリュウ羽根部材１０８を形成してもよい。スクリュウ部１０８ｃが衝突部材１１２と衝突した後、回転軸１０８ａが撓んで、スクリュウ部１０８ｃが衝突部材１１２を乗り越えることによって、供給室スクリュウ羽根部材１０８が回転し続ける。このような回転軸の撓みによっても供給室スクリュウ羽根部材１０８は振動する。よって、スクリュウ部１０８ｃを軸方向断面において楕円形状とすることで、スクリュウ部の長軸部分（スクリュウ部の先端が回転軸から最も遠い部分）が衝突部材と衝突して、スクリュウ部の長軸部分が衝突部材１１２を乗り越えるときに、回転軸１０８ａが大きく撓む。これにより、供給室スクリュウ羽根部材１０８の回転軸１０８ａの撓みによる振動が大きくなり、供給室スクリュウ羽根部材１０８を効果的に振動させることができる。

また、供給室スクリュウ羽根部材１０８の両端部は、不図示の軸受を介して現像剤供給室１０２の側壁に回転自在に支持されているが、上述のように、供給室スクリュウ羽根部材１０８の回転軸が撓むことで、供給室スクリュ羽根部材と軸受との当接部分で過剰なストレスが発生し、供給室スクリュ羽根部材の回転軸が変形してしまったり、破損してしまったりするおそれがある。

そこで、図７に示すように、供給室スクリュウ羽根部材１０８の回転軸を３個に分割して、それぞれをゴムなどの弾性部材で連結するように構成してもよい。具体的には、図７に示すように、供給室スクリュウ羽根部材１０８の回転軸を、現像剤供給室１０２の側壁４０２の一方に軸受を介して支持される第１支持部１０８ａ−１と、現像剤供給室１０２の側壁４０２の他方に軸受を介して支持される第２支持部１０８ａ−３と、羽根が衝突部材と衝突する衝突部１０８ａ−２とに分割される。そして、衝突部１０８ａ−２の一端を、弾性部材１０８ｄを用いて第１支持部１０８ａ−１と連結し、衝突部１０８ａ−２の他端を、弾性部材１０８ｄを用いて第２支持部１０８ａ−２と連結する。

このように、連結することによって、弾性部材１０８ｄが、回転軸１０８ａの撓みを吸収することができ、供給室スクリュ羽根部材と軸受との当接部分のストレスを抑制し、回転軸が変形したり、破損したりするのを抑制することができる。

また、現像ホッパスクリュウ羽根部材１０６の羽根と衝突する衝突部材を設けてもよい。このように構成することで、現像ホッパスクリュウ羽根部材１０６を振動させることができ、現像ホッパスクリュウ羽根部材に劣化したトナーが付着するのを抑制することができる。よって、長期にわたり現像ホッパスクリュウ羽根部材１０６の攪拌搬送性を維持することができる。

なお、上述では、非磁性一成分現像剤を用いた現像装置に本発明を適用した実施形態について説明したが、磁性一成分現像剤を用いた現像装置、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いた現像装置にも本発明を適用することができる。

以上、本実施形態の現像装置によれば、像担持体たる感光体２に供給する現像剤を表面に担持して表面移動する現像剤担持体たる現像ローラ１０３と、現像剤を収容した現像剤収容室１２０内に設けられ、回転軸１０８ａに羽根を有し、回転軸１０ａを回転させることで、現像剤収容室１２０内の現像剤を搬送しながら、現像剤収容室１２０内の現像剤を攪拌する攪拌搬送部材たる供給室スクリュ羽根部材１０８と有している。また、本実施形態にかかる現像装置は、供給室スクリュ羽根部材１０８回転時に、供給室スクリュ羽根部材１０８と衝突する衝突部材１１２を備えている。このような構成とすることで、供給室スクリュ羽根部材１０８が衝突部材１１２と衝突すると、供給室スクリュ羽根部材１０８が振動する。これにより、供給室スクリュウ部材１０８に劣化したトナーが付着するのを抑制し、長期にわたり供給室スクリュウ部材１０８の攪拌・搬送機能を維持することができる。
また、加振モータやピエゾ素子などの振動部材を設けることなく、供給室スクリュウ部材１０８を振動させるので、振動部材を用いて供給室スクリュウ部材１０８を振動させるものに比べて、振動部材を振動させるための電源装置の分、装置の大型化、装置のコストアップを抑えることができる。また、振動部材を振動させるための電力が必要なくなるため、消費電力の増大を抑えることができる。

また、本実施形態の現像装置は、現像剤として、非磁性一成分現像剤を用いることで、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いたものに比べて、現像剤中のトナー濃度を検知、制御する機構などが必要なくなり、現像装置を安価にすることができる。また、非磁性一成分現像剤を用いることで、現像ローラ内にマグネット等の磁界発生手段を用いる必要がないので、磁性一成分現像方式に比べて軽量化、低コスト化を容易に図ることができる。また、非磁性一成分現像剤は、供給スクリュウ羽根部材に劣化したトナーが付着しやすいが、上述の構成を採用することで、効果的に供給スクリュウ羽根部材へのトナー付着を抑制することができる。

また、供給室スクリュウ部材１０８の羽根は、回転軸１０８ａに対して螺旋状に設けられたスクリュウ部１０８ｃ有することによって、回転軸１０８ａを回転させるだけで、現像剤を攪拌搬送することができる。

また、供給室スクリュウ部材１０８の羽根は、軸方向に平行に延びる板状の攪拌部たるパドル部１０８ｂを有することで、供給室スクリュウ部材１０８の羽根をスクリュウ部のみで構成したものに比べて、現像剤収容室１２０内の現像剤を攪拌することができる。よって、供給室スクリュウ部材１０８の羽根をスクリュウ部のみで構成したものに比べて、現像剤の凝集などを抑制することができる。

また、衝突部材１１２を、パドル部１０８ｂと衝突させることで、スクリュウ部１０８ｃに衝突させるものに比べて、羽根が衝突部材１１２と接触する接触時間を短くできる。これにより、衝突部材１１２が、羽根と衝突部材とが衝突したときに発生した振動を妨げることが抑制され、効果的に供給室スクリュウ部材１０８を振動させることができる。

また、衝突部材１１２を、スクリュウ部１０８ｃと衝突させる構成においては、衝突部材１１２の軸方向における長さを、スクリュウ部１０８ｃの最大ピッチよりも狭くする。このように構成することで、羽根と衝突部材１１２とを衝突させることができ、供給室スクリュウ部材１０８を振動させることができる。

また、衝突部材１１２を、スクリュウ部１０８ｃと衝突させる構成においては、衝突部材１１２と衝突する羽根の部分の径方向長さを他の部分よりも長くする。このように構成することで、スクリュウ部１０８ｃが衝突部材と衝突後、衝突部材を乗り越えるときに、回転軸を大きく撓ませることができる。これにより、回転軸の撓みによる供給室スクリュウ部材１０８の振動を大きくすることができ、効果的に供給室スクリュウ部材１０８を振動させることができる。

また、供給室スクリュウ部材１０８の回転軸１０８ａを、前記現像剤収容室１２０に支持される第１支持部１０８ａ−１と、現像剤収容室１２０に支持される第２支持部１０８ａ−３と、衝突部材１１２が衝突する衝突部１０８ａ−２とに分割し、第１支持部１０８ａ−１と衝突部１０８ａ−２および第２支持部１０８ａ−３の衝突部１０８ａ−２とを弾性部材１０８ｄで連結する。このように構成することで、供給室スクリュウ部材１０８の羽根が衝突部材１１２を乗り越えるときの回転軸１０８ａの撓みを弾性部材１０８ｄで吸収することができ、回転軸１０８ａが変形したり、破損したりするのを抑制することができる。

また、供給室スクリュウ部材１０８の軸方向中央部を、衝突部材１１２と衝突させるよう構成することで、供給室スクリュ部材１０８を偏りなく振動させることができ、供給室スクリュ部材１０８に劣化したトナーの付着を良好に抑制することができる。

また、少なくとも画像形成時において、供給室スクリュウ部材１０８が、現像ローラ１０３と非接触となるように配置することで、現像ローラに均一な現像剤層を形成することができ、濃度ムラを抑制することができる。

また、少なくとも画像形成時において、供給室スクリュウ部材１０８が、現像剤供給部材たる供給ローラ１０５と非接触となるように配置することで、供給ローラの現像剤を現像ローラ１０３に均一に供給することができ、現像ローラに均一な現像剤層を形成することができる。

また、潜像担持体たる感光体に形成された潜像を上述の現像装置に用いて現像することで、長期にわたり良好な画像を形成することができる。

また、潜像を担持する潜像担持体たる感光体と、潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置において、現像手段として、上述の現像装置を用いることで、長期にわたって良好な画像を維持することができる。

また、潜像を担持する潜像担持体たる感光体と、感光体上の潜像を現像する現像手段たる現像装置とを備える画像形成装置における少なくとも感光体と現像装置とを１つのユニットとして保持体に保持させて画像形成装置本体に対して着脱可能にしたプロセスカートリッジとすることで、現像装置を容易に交換することができる。

本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。 プロセスカートリッジの概略構成図。 現像装置内部の構造をしめす正面図。 供給室スクリュウ部材の他の例を示す斜視図。 供給室スクリュウ部材のさらに他の例を示す斜視図。 供給室スクリュウ羽根部材を軸方向断面で見たとき、スクリュ部を楕円形状にした例を示す図。 供給室スクリュウ羽根部材の回転軸を３つに分割して弾性部材で連結した例を示す図。

符号の説明

１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ プロセスカートリッジ
２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ 感光体
３ 帯電部材
４ 現像装置
５ クリーニングブレード
６ 光書込装置
７ 中間転写ベルト
８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ １次転写ローラ
９ ２次転写ローラ
１０ 記録体
１１ 転写ベルトクリーニング手段
１２ 定着装置
１０１ 現像剤収容室
１０２ 現像剤供給室
１０３ 現像ローラ
１０４ 現像剤層厚規制部材
１０５ 供給ローラ
１０６ 収容室スクリュウ羽根部材
１０７ 返送口
１０８ 供給室スクリュウ羽根部材
１１０ 仕切り部材
１１２ 衝突部材

Claims (14)

1. 像担持体に供給する現像剤を表面に担持して表面移動する現像剤担持体と、
   現像剤を収容した現像剤収容室内に設けられ、回転軸に羽根を有し、回転軸を回転させることで、該現像剤収容室内の現像剤を搬送しながら、該現像剤収容室内の現像剤を攪拌する攪拌搬送部材と、を備える現像装置において、
   前記攪拌搬送部材回転時に、前記攪拌搬送部材が衝突する衝突部材を備えたことを特徴とする現像装置。
2. 請求項１の現像装置において、
   上記現像剤として、非磁性一成分現像剤を用いたことを特徴とする現像装置。
3. 請求項１または２の現像装置において、
   前記攪拌搬送部材の羽根は、前記回転軸に対して螺旋状に設けられたスクリュウ部を有することを特徴とする現像装置。
4. 請求項３の現像装置において、
   前記攪拌搬送部材の羽根は、軸方向に平行に延びる板状の攪拌部を有することを特徴とする現像装置。
5. 請求項４の現像装置において、
   前記衝突部材は、前記攪拌部と衝突することを特徴とする現像装置。
6. 請求項３または４の現像装置において、
   前記衝突部材を、前記スクリュウ部と衝突させる構成において、
   前記衝突部材の前記攪拌搬送部材の軸方向における長さを、前記スクリュウ部の最大ピッチよりも狭くしたことを特徴とする現像装置。
7. 請求項６の現像装置において、
   前記攪拌搬送部材の前記衝突部材と衝突する羽根の部分の径方向長さを他の部分よりも長くしたことを特徴とする現像装置。
8. 請求項１乃至７いずれかの現像装置において、
   前記攪拌搬送部材の回転軸は、前記現像剤収容室内に支持される第１支持部と、前記現像剤収容室内に支持される第２支持部と、前記衝突部材が衝突する衝突部とに分割されており、前記第１支持部と前記衝突部および前記第２支持部と前記衝突部とを弾性部材で連結したことを特徴とする現像装置。
9. 請求項１乃至８いずれかの現像装置において、
   前記攪拌搬送部材の軸方向中央部を、前記衝突部材と衝突させるよう構成したことを特徴とする現像装置。
10. 請求項１乃至９いずれかの現像装置において、
    少なくとも画像形成時において、前記攪拌搬送部材が、前記現像剤担持体と非接触となるように配置したことを特徴とする現像装置。
11. 請求項１乃至１０いずれかの現像装置において、
    前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材を備え、
    少なくとも画像形成時において、前記攪拌搬送部材が、前記現像剤供給部材と非接触となるように配置したことを特徴とする現像装置。
12. 潜像担持体に形成された潜像を現像装置に用いて現像することで、画像を形成する画像形成方法において、
    前記現像装置が、１乃至１１いずれの現像装置であることを特徴とする画像形成方法。
13. 潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置において、
    上記現像手段として、請求項１乃至１１のいずれかの現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
14. 潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置における少なくとも該潜像担持体と該現像手段とを１つのユニットとして保持体に保持させて画像形成装置本体に対して着脱可能にしたプロセスカートリッジにおいて、
    上記現像手段として、請求項１乃至１１いずれかの現像装置を用いたことを特徴とするプロセスカートリッジ。

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