JP2010066488A - 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤の漏れを防止しつつも、画像ノイズやフィルミング等の発生を抑制する現像装置及びプロセスカートリッジを提供する。
【解決手段】本発明にかかる現像装置４は、現像剤担持体１０３、現像剤担持体上に粉体である現像剤を供給する現像剤供給部材１０５、現像剤供給部材の上方に設けられた現像剤攪拌部材１０６を備えた現像剤供給室１０２と、現像剤供給室１０２の上方に配置されて現像剤Ｔを攪拌するアジテータ１１５を有する現像剤収容室１０１との間に、現像剤収容室内の現像剤Ｔの搬送量を調整する現像剤搬送補助室１１０を設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、現像剤を用いて潜像を現像する現像装置、プロセスカートリッジおよびこれらを備えた画像形成装置に関する。

複写機、ファクシミリ、プリンタやこれら複合機などの画像形成装置には、モノクロ画像とカラー画像を形成するものがある。カラー画像を形成する画像形成装置での代表的な画像形成方法として、複数のプロセスカートリッジで色が異なる現像剤像を形成し、それらを順次中間転写体上に重ねながら転写させ、しかる後に転写紙に一括して転写させるタンデム方式がある。このプロセスカートリッジは、静電潜像が形成される像担持体と、像担持体を帯電させる帯電部材と、静電潜像パターンに従って粉体である現像剤を像担持体表面に供給して現像剤像を形成する現像装置と、転写後に感光体ドラム上に残った現像剤を清掃するクリーニング装置を備えていることが多い。

現像装置は、像担持体に接触対向して配置され一成分の現像剤を像担持体表面に供給する現像剤担持体と、現像剤担持体に当接して設けられた現像剤供給部材および層規制部材と、現像剤を収容する現像剤収容室を備えている。中間転写体はベルトで構成され、各色のプロセスカートリッジは中間転写ベルトに対向させて並べて配置されている。

現像装置において、数千枚の印刷枚数に対応させるためには、一般に百数十ｇの現像剤を現像剤収容室に充填する必要がある。タンデム方式のカラー画像形成装置において、像担持体を水平方向に並べて配置した場合、画像形成装置を小型でコンパクトに設計するためには現像剤担持体と現像剤供給部材と層規制部材とからなる現像ヘッド部の上方に現像剤収容室を配置する必要がある。しかし、現像剤収容室を現像ヘッド部の上方に設けた場合、現像剤の自重がすべて現像剤担持体と現像剤供給部材および層規制部材に加わることになる。その結果、現像剤担持体および現像剤供給部材の周辺において現像剤が圧密・凝集され、現像剤の循環性や現像剤担持体への現像剤の供給性が低下するという欠点があった。

このため、現像剤担持体および現像剤供給部材の近傍に現像剤を攪拌し、循環性および圧密状態を解消するための現像剤攪拌部材を設けている現像装置もある。しかし、現像剤攪拌部材を設けても、上部からの現像剤の自重による加圧に対して、必ずしも十分な対策にはなっておらず、採用する現像剤の粉体特性によっては、圧密・凝集等による循環不良や供給不良による画像不良が発生してしまう。

そこで、特許文献１では、上カバーとケーシングからなる現像剤収容室と、非磁性一成分の現像剤、現像剤供給部材、現像剤収容室部のアジテータ、現像剤供給部材、層規制部材、現像剤攪拌部材及び仕切り金板等を備える現像装置が記載されている。この現像装置では、仕切り金板が現像剤収容室の幅に合う幅に形成され、現像装置を上下に区切るとともに複数の供給口が形成されていて、上方の現像剤収容室の現像剤が仕切り金板で区切られた下方の現像剤供給室に適量に移動し、下方の現像剤供給室の現像剤が常時３０〜８０ｇ程度の容量になるように構成している。

特開２００１−１９４８８３号公報

しかしながら、特許文献１のように、現像剤担持体と現像剤供給部材と層規制部材と現像剤攪拌部材を備えた現像剤供給室と現像剤収容室との境界に仕切り金板で壁を設け、この壁に現像剤収容室から現像剤供給室に対して現像剤を供給するための供給口を設け、さらに、この供給口の上部に攪拌部材を設ける場合、現像剤供給室と現像剤収容室との間に供給口の設けられた壁が一枚挿入されているだけなので、装置が停止している状態など、現像剤供給室の現像剤の嵩密度が下がった場合などに現像剤供給室へ現像剤が過剰に供給されてしまい、現像剤担持体および現像剤供給部材の周辺の現像剤密度が上昇し、現像剤の循環性や供給性の低下などの問題が生じることがある。

本発明は、現像剤収容室から現像剤供給室へ現像剤が適量供給されるようにして、現像剤の循環性や供給性を向上可能な現像装置及びプロセスカートリッジを提供することを目的としている。
本発明は、上記の現像装置及びプロセスカートリッジを備えることで、現像剤の供給不良による画像欠陥が発生するのを防止して良好な画像を得られる画像形成装置を提供することを、その目的とする。

前記目的を達成するため、本発明では、現像剤供給室と現像剤収容室の間に２枚以上の壁を設けた現像剤搬送補助室を設け、さらに現像剤供給室と現像剤搬送補助室および現像剤搬送補助室と現像剤収容室との間の壁に設けた現像剤の供給口の開口位置を規定することで現像剤収容室から現像剤供給室へ現像剤が過剰に供給されるのを防止するようにしている。

すなわち、請求項１に係る発明は、像担持体に近接または接触して回転可能に設けられた現像剤担持体、現像剤担持体上に粉体である現像剤を供給するために回転可能に設けられた現像剤供給部材、現像剤供給部材の上方に現像剤担持体および現像剤供給部材と非接触でかつ回転可能に設けられた現像剤攪拌部材を有する現像剤供給室と、現像剤供給室の上方に配置されて現像剤を収容し、現像剤を攪拌する回転可能に設けられたアジテータを有する現像剤収容室と、現像剤担持体に接触して同現像剤担持体上の現像剤を薄層化する層規制部材とを有し、像担持体上に形成された静電潜像を現像剤担持体に所定の電圧を印加することで現像する現像装置において、現像剤収容室と現像剤供給室との間に、現像剤の搬送量を調整する現像剤搬送補助室を１つ以上設け、現像剤収容室と現像剤搬送補助室および現像剤搬送補助室と現像剤供給室とのそれぞれの境界壁が、現像剤を搬送可能な供給口をそれぞれ有することを特徴としている。

請求項２に係る発明は、上記現像剤搬送補助室と現像剤供給室とを隔てる境界壁が柔軟性のあるシート状部材で形成され、且つ、現像剤供給室に配置されている現像剤攪拌部材と定期的に接触するように配置されていることを特徴としている。

請求項３に係る発明は、現像剤搬送補助室と現像剤供給室とを隔てる境界壁の供給口が、現像剤搬送補助室の下部に、鉛直方向に設けられていることを特徴としている。

請求項４に係る発明は、上記現像剤搬送補助室と現像剤供給室とを隔てる境界壁の供給口が、現像剤攪拌部材の回転により加えられる力の方向となる現像剤搬送補助室の側面側に設けられていることを特徴としている。

請求項５に係る発明は、測定機器で測定した現像剤の安息角をθ、現像剤搬送補助室の長手方向と直交する断面の最大幅をｗと、最大幅ｗを成す位置から現像剤搬送補助室の底部までの高さをｈとしたとき、ｗ×tanθ＝４ｈを満たすことを特徴としている。

請求項６に係る発明は、上記現像剤収容室と現像剤搬送補助室とを隔てる境界壁の供給口が、現像剤搬送補助室の最上部に設けないことを特徴とし、請求項７に係る発明は、上記現像剤収容室と現像剤搬送補助室とを隔てる境界壁の供給口が、アジテータの回転中心よりも下方に設けられていることを特徴とし、請求項８にかかる発明は、現像剤収容室と現像剤搬送補助室とを隔てる境界壁の供給口が、アジテータの最下位置よりも上方に設けられていることを特徴としている。

請求項９に係る発明は、上記現像剤搬送補助室の内部に現像剤を攪拌する補助室現像剤攪拌部材を回転自在に配設したことを特徴とし、請求項１０記載の発明は、補助室現像剤攪拌部材が、現像剤搬送補助室と現像剤供給室とを隔てる境界壁と定期的に接触・押圧するように現像剤搬送補助室内に配置されていることを特徴としている。

請求項１１に係る発明は、少なくとも像担持体と現像装置を備え、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジであって、現像装置として請求項１ないし１０の何れかに記載の現像装置を有することを特徴としている。

請求項１２に係る発明は、請求項１１記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴としている。

本発明によれば、現像剤収容室から現像剤供給室に現像剤を供給する経路に現像剤搬送補助室を設けることにより、現像剤が一度に現像剤供給室に供給されることを防止する効果が得られる。また、現像剤が一度に現像剤供給室へ供給されるのを防止することで、現像剤担持体、現像剤供給部材および層規制部材に加わる現像剤の負荷が軽減され、現像剤の供給不良による画像欠陥が発生するのを防止して良好な画像を得られる。

本発明によれば、現像剤搬送補助室の下側となる現像剤搬送補助室と現像剤供給室とを隔てる境界壁を柔軟性のあるシート状部材で形成し、シート状部材を現像剤攪拌部材と接触させるため、柔軟性のあるシート状部材が現像剤攪拌部材と定期的に接触する際に振動もしくは変形し、現像剤が現像剤搬送補助室の下部で凝集するのを防止する効果がある。このようにすると、現像剤収容室から現像剤供給室への現像剤の供給が滞ることなく行われ、画像欠損のない良好な画像を得られる。

本発明によれば、現像剤搬送補助室と該現像剤供給室とを隔てる境界壁が有する供給口を、該現像剤搬送補助室の下部に鉛直方向に設けることで、現像剤攪拌部材による振動により現像剤を効率良く現像剤供給室へ供給する効果が期待できる。

本発明によれば、現像剤搬送補助室と該現像剤供給室とを隔てる境界壁が有する供給口を、現像剤攪拌部材の回転により加えられる力の方向に設けたことで、該現像剤攪拌部材が変形する力を現像剤が現像剤供給室へ供給されるのに活用し、且つ、現像装置が停止した場合などに現像剤が該現像剤供給室に過剰に供給されるのを防止する効果を期待できる。

本発明によれば、現像剤搬送補助室の下部に設ける現像剤の供給口を、現像剤の安息角θ、現像剤搬送補助室の長手方向と直交する断面の最大幅ｗ、最大幅ｗを成す位置から現像剤搬送補助室の底部までの高さｈが、ｗ×tanθ＝４ｈの式を満たす条件とすることで、現像剤が現像剤搬送補助室内の境界壁面に山積状態となって残留した場合においても、現像剤搬送補助室と現像剤供給室との間の境界壁が振動・変形する際の力を受けて山積み状態の現像剤を崩すことが可能となり、現像剤搬送補助室内に残る現像剤の量を低減する効果が期待できる。

本発明によれば、現像剤搬送補助室の最上部と現像剤収容室との供給口の間に空間を設けることで、現像剤搬送補助室の現像剤充填率を低くすることが可能となり、現像剤補充補助室内で現像剤が圧密状態になることを防止する効果が期待でき、現像剤収容室から現像剤供給室への現像剤の供給が滞ることなく行われ、画像欠損のない良好な画像を得られる。

本発明によれば、現像財収容室と該現像剤搬送補助室に設けた現像剤の供給口をアジテータの回転中心より下方に設けることで、アジテータの搬送力を利用して現像剤収容室から現像剤搬送補助室へ現像剤を効率良く供給でき、且つ、該現像剤収容室に残留する現像剤量を低減させる効果が期待できる。

本発明によれば、第二の現像剤補充制御部材に設けた現像剤が補充される供給口を該アジテータの最下位置よりも上方（アジテータの羽の最も下になる位置よりも上方）に設けることで、現像剤が該現像剤補充補助室に一度に流れ込むことを防止するとともにアジテータの回転により現像剤が該現像剤収容室に残留するのを防止する効果が期待できる。

本発明によれば、補助室現像剤攪拌部材を該現像剤搬送補助室内に回転自在に設けることで、現像剤搬送補助室内の現像剤の嵩密度を下げ、現像剤の流動性を向上し、該現像剤搬送補助室内に現像剤が圧密・凝集し、該現像剤供給室への供給不良を低減する効果が期待できる。

本発明によれば、現像剤搬送補助室と現像剤供給室とを隔てる境界壁と定期的に接触・押圧するように補助室現像剤攪拌部材を現像剤搬送補助室内に配置したので、補助室現像剤攪拌部材が回転することで、境界壁面が変形および振動し、現像剤搬送補助室内の現像剤を攪拌しつつ現像剤供給室へ効率的に供給する効果が期待できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１は本発明に係る現像装置４を備えたプロセスカートリッジ１を複数備えた画像形成装置１００の概略構成を示す。本形態では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成すべく、４つのプロセスカートリッジ１を横一列に配置して画像形成部が構成としている。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックに係る構成要素には、それぞれＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの符号を付して識別するものとする。例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのプロセスカートリッジは、それぞれプロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと示し、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの現像装置はそれぞれ現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと示す。各プロセスカートリッジ及び現像装置の構成は、使用するトナーの色が異なる以外は、基本的に同一構成を採る。このため、特にカラー画像形成に関する場合を除き、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの符号は省略して説明する。

各プロセスカートリッジ１は、それぞれ像担持体となる感光体ドラム２、帯電部材となる帯電ローラ３、現像装置４およびクリーニング手段５を一体に結合した構成になっている。各プロセスカートリッジ１は画像形成装置本体１００ａに対して着脱自在とされていて、図示しない各々のストッパーを解除することにより画像形成装置本体１００ａから取り外して交換可能とされている。

各感光体ドラム２は、図示しない駆動手段で反時計回りに回転される。各帯電ローラ３は、各感光体ドラム２の表面に圧接されており、感光体ドラム２の回転によりそれぞれ従動回転する。

各帯電ローラ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、感光体ドラム２の表面をそれぞれ帯電している。本形態では、帯電部材として帯電ローラ３を接触させて帯電させる接触帯電方式を用いているが、各帯電部材と各感光体ドラム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。

各プロセスカートリッジ１の上方に配置された露光手段６は、各感光体ドラム２に対して画像情報に基づいて露光し、各感光体ドラム２の表面に静電潜像を形成する。本形態においては、露光手段６に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を用いているがＬＥＤアレイなどを用いる構成でも良い。

現像装置４は一成分接触現像方式を用いるもので、感光体ドラム２上の静電潜像をそれぞれの色のトナー像として顕像化する。現像装置４には図示しない高圧電源から所定の現像バイアスが供給されるように構成されている。各クリーニング手段５は、それぞれ感光体ドラム２の表面の転写残トナーのクリーニングを行なう周知のものである。

イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの色毎のプロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋは、中間転写体となる中間転写ベルト７の上方で、中間転写ベルト７の移動方向に並列配設され、順に中間転写ベルト７上に可視像を形成する。中間転写ベルト７の内側には、各感光体ドラム２と対応するように、一次転写ローラ８がそれぞれ配設されている。中間転写ベルト７と各感光体ドラム２の間では図示しない高圧電源により一次転写バイアスが一次転写ローラ８より印加され、各感光体ドラム２の表面の現像剤の画像を中間転写ベルト７の表面に転写する。中間転写ベルト７は、図示されていない駆動モータによって図中の時計回りに回転駆動されるように構成されていて、各色の可視像をベルト表面に順次重ねて転写することでフルカラー画像を形成する。

中間転写ベルト７の移動方向下流側に配置された二次転写ローラ９と中間転写ベルト７の間には、２次転写部が形成されている。ここでは、所定の電圧が図示しない２次転写バイアス印加手段により二次転写ローラ９を介して印加することで、転写材である用紙１０に中間転写ベルト７上に形成されたフルカラー画像が転写される。フルカラー画像が転写された用紙１０は、用紙１０上に転写された現像剤の画像が定着装置１２により熱と圧力で定着され、画像形成装置本体１００ａ上部の排紙部１２に排出される。二次転写ローラ９で用紙１０に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によって回収される。

次に、本発明の主要部となる現像装置４を備えたプロセスカートリッジ１の構成について説明する。各プロセスカートリッジ１の構成は、現像装置が備える現像剤であるトナーの色が異なる以外は同一であるので、図２では１つの現像装置を用いて説明する。
(第１の実施形態)
現像装置４は、現像剤となるトナーＴを収容する現像剤収容室１０１と、現像剤収容室１０１の下方に設けられた現像剤供給室１０２と、現像剤収容室１０１と現像剤供給室１０２との間に形成された現像剤搬送補助室１００を備えている。現像剤供給室１０２の下部には、現像剤担持体となる回転可能な現像ローラ１０３と、現像ローラ１０３に当接して設けられた層規制部材１０４および現像剤供給部材となる回転可能な供給ローラ１０５が設けられている。現像ローラ１０３は感光体ドラム２の表面に接触して配置され、図示しない高圧電源から所定の現像バイアスが印加される。

現像剤収容室１０１内には、現像剤攪拌部材１０６が設けられている。現像剤収容室１０１と現像剤搬送補助室１１０との間には、両者を隔てる境界壁１１１が設けられていて、この境界壁１１１にはトナーＴを搬送可能な、すなわち通過可能な第１の供給口１１３が設けられている。このため、現像剤収容室１０１に収納されているトナーＴは、第１の供給口１１３から現像剤搬送補助室１１０へと供給されるとともに、現像剤搬送補助室１１０へ過剰に供給されるのを防止されている。

現像剤搬送補助室１１０と現像剤供給室１０２との間には、両者を隔てる境界壁１１２が設けられていて、この境界壁１１２にはトナーＴを搬送可能な、すなわち通過可能な第２の供給口１１４が設けられている。このため、現像剤搬送補助室１１０に供給されたトナーＴは、第２の供給口１１４から現像剤供給室１０２へと供給されるとともに、現像剤供給室１０２へ過剰に供給されるのを防止されている。

現像剤収容室１０１内の中央部には、トナーＴの凝集を防止するためのアジテータ１１５が回転自在に配設されている。アジテータ１１５は、図示しない駆動手段によって図２において反時計回り方向に回転するように構成されている。

供給ローラ１０５の表面には、複数の空孔(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内に運ばれてきたトナーＴ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現像剤劣化を防止している。発泡材料は３乗〜１４乗Ωの電気抵抗値に設定されている。供給ローラ１０５には、現像ローラ１０３の電位に対してトナーＴ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される。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トナーＴ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、トナーＴ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。

供給ローラ１０５は図示しない駆動手段により図２において反時計回り方向に回転され、その表面に付着させたトナーを現像ローラ１０３の表面に塗布供給する機能を備えている。

現像ローラ１０３には、弾性ゴム層を被覆したローラが用いられ、さらにその表面にはトナーＴ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、さらに現像バイアスを作用させるために３乗〜１０乗Ωの電気抵抗値に設定されている。現像ローラ１０３の表面粗さはＲａで０．２〜２．０μｍに設定され、必要量のトナーＴが表面に保持される。現像ローラ１０３は、図示しない駆動手段によって反時計回り方向に回転され、表面に保持したトナーＴを層規制部材１０４および感光体ドラム２との対向位置へと搬送する。

層規制部材１０４は、ＳＵＳ３０４ＣＳＰやＳＵＳ３０１ＣＳＰ又はリン青銅等の金属板バネ材料を用い、その自由端側を現像ローラ１０３の表面に１０〜１００Ｎ／ｍの押圧力で当接させたもので、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。さらに層規制部材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トナーＴ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される。

感光体ドラム２は、図示しない駆動手段により図２より時計回り方向に回転駆動される。従って現像ローラ１０３の表面は、感光体ドラム２との対向位置において感光体ドラム２の進行方向と同方向に移動する。

現像ローラ１０３上の薄層化されたトナーＴは、現像ローラ１０３の回転によって感光体ドラム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ドラム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ドラム２の表面に移動し現像される。感光体ドラム２上で現像されずに現像ローラ１０３上に残されたトナーＴ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の表面に当接して設けられ、トナーＴが現像装置４の外部に漏れ出ないように封止されている。

図３に示すように、現像剤収容室１０１と該現像剤搬送補助室１１０との間に設けられた境界壁１１１(第１の壁面)に形成された第一の供給口１１３は、現像装置４の長手方向（幅方向）Ｗに対して一つ以上設けられ、現像剤収容室１０１から現像剤搬送補助室１１０へトナーＴを供給するとともに、現像剤収容室１０１にトナーＴが残留することなく且つ現像剤搬送補助室１１０にトナーＴ過剰に供給されるのを防止している。現像剤収容室１０１から現像剤搬送補助室１１０へのトナー供給量は、第一の供給口１１３の個数や大きさで調整することができる。

現像剤搬送補助室１１０と、その下方に位置する現像剤供給室１０２との間に設けられた境界壁１１２(第２の壁面)に形成された第二の供給口１１４は、現像装置４の長手方向（幅方向）Ｗに対して一つ以上設けられ、現像剤搬送補助室１１０から現像剤供給室１０２へトナーＴを供給するとともに、現像剤搬送補助室１１０にトナーＴが残留することなく且つ現像剤供給室１０２にトナーＴが過剰に供給されるのを防止している。現像剤搬送補助室１１０から現像剤供給室１０２へのトナー供給量は、第二の供給口１１４の個数や大きさで調整することができる。

また、図示していないが、第三の壁面を現像剤搬送補助室１１０内に現像装置(４の長手方向（幅方向）Ｗに一つ以上に分割あるいは現像装置４の長手方向に対して垂直方向に一つ以上に分割するように配置し、現像剤搬送補助室１１０を２室以上に分割して設けても良い。

このように、現像剤収容室１０１から現像剤供給室１０２にトナーＴを供給する経路に現像剤搬送補助室１１０を設けることにより、トナーＴが一度に現像剤供給室１０２に供給されることを防止することができる。また、トナーＴが一度に現像剤供給室１０２へ供給されるのを防止することで、現像ローラ１０３、供給ローラ１０５および層規制部材１０４に加わるトナーＴの負荷が軽減され、トナーの供給不良による画像欠陥が発生するのを防止して良好な画像を得ることができる。
(第２の実施形態)
図４を用いて本形態に係るプロセスカートリッジ１と現像装置４の構成について説明する。図４(ａ)は現像剤攪拌部材１０６と境界壁１１２が非接触の状態を示し、図４（ｂ）は現像剤攪拌部材１０６が回転運動をして境界壁１１２と接触している状態をそれぞれ示している。

本形態では、境界壁１１２を柔軟性のあるシート状部材で形成するとともに、現像剤供給室１０２に配置された現像剤攪拌部材１０６と定期的に、あるいはその一部分が常時接触する状態であり、現像剤攪拌部材１０６の回転運動により境界壁１１２の形状が変形もしくは振動するように配置、構成している。

このような構成とすると、境界壁１１２が変形もしくは振動することで、現像剤搬送補助室１１０内のトナーＴが現像剤供給室１０２へ供給されるとともに、トナーＴが現像剤搬送補助室１１０の内部の下部１１０ａに凝集もしくは境界壁１１２の壁面に付着して残留するのを防止することができる。また、現像剤収容室１０１から現像剤供給室１０２へのトナーＴの供給が滞ることなく行われるので、画像欠損のない良好な画像を得られる。

本形態において、第二の供給口１１４は、図４（ａ），図４（ｂ）に示すように、境界壁１１２の最下部１１２ａの位置で重力方向（鉛直方向）に対し開口することで形成されている。このため、境界壁１１２の変形もしくは振動により流動性の増したトナーＴが重力作用により現像剤供給室１０２へ効率良く供給され易くなる。

本形態において、現像剤攪拌部材１０６は平板状のパドル形状を示しているが、スクリュー形状もしくはスクリュー形状と平板形状の複合した形態でも良い。
(第３の実施形態)
図５を用いて本形態に係るプロセスカートリッジ１と現像装置４の構成について説明する。図５(ａ)は現像剤攪拌部材１０６と境界壁１１２が非接触の状態を示し、図５（ｂ）は現像剤攪拌部材１０６が回転運動をして境界壁１１２と接触している状態をそれぞれ示している。

本形態では、第二の供給口１１４を、現像剤搬送補助室１１０の側面１１０ｂを開口することで境界壁１１２に設けている。第二の供給口１１４の開口方向は、現像剤攪拌部材１０６が回転した際に境界壁１１２が力を受けて変形する方向に向いており、現像剤攪拌部材１０６の回転運動によって境界壁１１２が変形する動きによって現像剤搬送補助室１１０内のトナーＴを現像剤供給室１０２へ供給する。このため、現像装置４が停止した場合などにトナーが現像剤供給室１０２に過剰に供給されるのを防止することができる。
(第４の実施形態)
本形態に係る現像剤となるトナーＴは、図６（ａ）に示すように、図示しない測定装置により符号θで示す安息角を測定した。測定装置は、ホソカワミクロン製のパウダーテスターである。安息角θは、このパウダーテスターでトナーＴを水平な基板１１７の上に投下した際に形成されるトナーＴの山１１６の断面において、基板水平面１１７ａとトナーＴの山１１６の壁面１１６ａとで成す角である。

本形態にかかる現像装置４は、安息角θの特性を持つトナーＴを用いた際に、現像剤搬送補助室１１０の長手方向（幅方向）と直角をなす断面が最大となる幅Ｗと、現像剤搬送補助室１１０が最大幅Ｗを成す位置から底部１１０ａまでの高さｈが、次の条件式「ｗ × tanθ ＝ 4ｈ」を満たしている。このような条件にすることで、境界壁１１２が変形もしくは振動することで、トナーＴの流動性が増した際に、トナーＴが現像剤搬送補助室１１０内に残留することなく現像剤供給室１０２へ供給することができる。すなわち、トナーＴが現像剤搬送補助室１１０内の下部１１０ａに山積状態となって残留した場合でも、現像剤搬送補助室１１０と現像剤供給室１０２との間の境界壁１１２が振動・変形する際の力を受けて山積み状態のトナーＴを崩すことが可能となり、現像剤搬送補助室１１０内に残るトナーＴの量を低減することができる。
(第５の実施形態)
図７を用いて本形態に係るプロセスカートリッジ１と現像装置４の構成について説明する。本形態では、第１の供給口１１３の配置場所を規定している。すなわち、第１の供給口１１３は現像剤搬送補助室１１０の最上部１１０ｃより高さＨａ分、下げられた位置に設けられており、Ｈａ＞０の条件を満たしている。つまり、現像剤搬送補助室１１０にトナーＴが供給された際に、必ず高さＨａ分の空間が現像剤搬送補助室１１０内に設けられることになる。このため、現像剤搬送補助室１１０内にトナーＴが完全に満たされることがなくなる。

このように第１の供給口１１３を現像剤搬送補助室１１０の最上部１１０ｃに設けないことで、現像装置４が停止した際に現像剤搬送補助室１１０内のトナーＴの嵩密度が低下し、トナーＴが停止中に現像剤収容室１０１から過剰に現像剤搬送補助室１１０へ供給された場合でも、再度現像装置４が動作した際にトナーＴが動く空間を維持することができる。このため、トナーＴの圧密および凝集を抑制することができ、現像剤収容室１０１から現像剤供給室１０２へのトナーＴの供給が滞ることなく行なえ、画像欠損のない良好な画像を得られる防止することができる。
(第６の実施形態)
図８を用いて本形態に係るプロセスカートリッジ１と現像装置４の構成について説明する。本形態において、第１の供給口１１３は、現像剤収容室１０１の内部に設けられた回転自在のアジテータ１１５の回転中心Ｐより高さＨｂ分、下げた位置に設けられており、Ｈｂ≧０の条件を満たしている。つまり、アジテータ１１５の回転中心より下側に第１の供給口１１３を設けることにより、アジテータ１１５の回転運動で現像剤収容室１０１内のトナーＴがアジテータ１１５の回転方向に押し出され、その力によってトナーＴを現像剤搬送補助室１１０へ送り出すことが可能となる。つまり、アジテータ１１５の搬送力を利用して現像剤収容室１０１から現像剤搬送補助室１１０へトナーＴを効率良く供給でき、且つ、現像剤収容室１０１に残留する現像剤量を低減させることができる。
(第７の実施形態)
図９を用いて本形態に係るプロセスカートリッジ１と現像装置４の構成について説明する。本形態において、第１の供給口１１３は、現像剤収容室１０１の内部に設けられた回転自在のアジテータ１１５の羽が回転した際の最下部より高さＨｃ分、上げられた位置に設けられており、Ｈｃ≧０の条件を満たしている。つまり、アジテータ１１５が回転した際の先端１１５ａの最下部が、例えば現像剤収容室１０１の底部１０１ａとすると、この底部１０１ａよりも上側に第１の供給口１１３を設けることにより、アジテータ１１５の回転運動で現像剤収容室１０１内のトナーＴを搬送し、第１の供給口１１３よりトナーＴを現像剤搬送補助室１１０へ供給することができる。このため、トナーＴが現像剤補充補助室１１０に一度に流れ込むことを防止するとともに、アジテータ１１５の回転によりトナーＴが現像剤収容室１０１に残留するのを防止することができる。
(第８の実施形態)
図１０を用いて本形態に係るプロセスカートリッジ１と現像装置４の構成について説明する。本形態は、現像剤搬送補助室１１０の内部に、平板状もしくはスクリュー形状もしくは棒状もしくはその複合形状の補助室現像剤攪拌部材１１８を回転可能に設けたものである。補助室現像剤攪拌部材１１８は、図示しない駆動手段によって回転されるように構成されている。このため、補助室現像剤攪拌部材１１８が回転すると、現像剤搬送補助室１１０内のトナーＴが攪拌され、トナーＴの嵩密度が低下して流動性が向上する。このようにトナーＴの流動性が向上すると、現像剤搬送補助室１１０内にトナーＴが残留することが極めて少なくなり、現像剤供給室１０２へ供給することが可能となる。このため、現像剤搬送補助室１１０内にトナーＴが圧密・凝集し、現像剤供給室１０２への供給不良を低減することができる。
(第９の実施形態)
図１１を用いて本形態に係るプロセスカートリッジ１と現像装置４の構成について説明する。図１１(ａ)は補助室現像剤攪拌部材１１８と境界壁１１２が非接触の状態を示し、図１１（ｂ）は補助室現像剤攪拌部材１１８が回転運動をして境界壁１１２と接触している状態をそれぞれ示している。

本形態では、境界壁１１２と定期的に接触するように、補助室現像剤攪拌部材１１８が現像剤搬送補助室１１０内の境界壁１１２寄りに配置されている。このように、補助室現像剤攪拌部材１１８を現像剤搬送補助室１１０内の境界壁１１２寄りに配置すると、補助室現像剤攪拌部材１１８が回転すると、境界壁１１２と定期的に接触し、柔軟性のあるシート材で形成された境界壁１１２を変形させるとともに、現像剤搬送補助室１１０の内部のトナーＴを攪拌しつつ現像剤供給室１０２へ効率よく供給することができる。

本発明に係る現像装置を備えたプロセスカートリッジが着脱自在な画像形成装置の一構成例を示す概略構成図である。 本発明の第１の実施形態に係る現像装置及びプロセスカートリッジの構成を示す拡大図である。 第１の実施形態に係る現像装置及びプロセスカートリッジの部分構成を示す拡大斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る現像装置及びプロセスカートリッジの構成を示す拡大図であり、（ａ）現像剤攪拌部材と境界壁が非接触の状態を示し、（ｂ）は現像剤攪拌部材が回転運動をして境界壁と接触している状態を示す。 本発明の第３の実施形態に係る現像装置及びプロセスカートリッジの構成を示す拡大図であり、（ａ）現像剤攪拌部材と境界壁が非接触の状態を示し、（ｂ）は現像剤攪拌部材が回転運動をして境界壁と接触している状態を示す。 （ａ）は現像剤の安息角を説明するための拡大図、（ｂ）は本発明の第４の実施形態に係る現像装置及びプロセスカートリッジの構成を示す拡大図である。 本発明の第５の実施形態に係る現像装置及びプロセスカートリッジの構成を示す拡大図である。 本発明の第６の実施形態に係る現像装置及びプロセスカートリッジの構成を示す拡大図である。 本発明の第７の実施形態に係る現像装置及びプロセスカートリッジの構成を示す拡大図である。 本発明の第８の実施形態に係る現像装置及びプロセスカートリッジの構成を示す拡大図である。 本発明の第９の実施形態に係る現像装置及びプロセスカートリッジの構成を示す拡大図であり、（ａ）補助室現像剤攪拌部材と境界壁が非接触の状態を示し、（ｂ）は補助室現像剤攪拌部材が回転運動をして境界壁と接触している状態を示す。

符号の説明

１（Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ） プロセスカートリッジ
２（Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ） 像担持体
４（Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ） 現像装置
１００ 画像形成装置
１００ａ 画像形成装置本体
１０１ 現像剤収容室
１０２ 現像剤供給室
１０３ 現像剤担持体
１０４ 層規制部材
１０５ 現像剤供給部材
１０６ 現像剤攪拌部材
１１５ アジテータ
１１０ 現像剤搬送補助室
１１０ａ 現像剤搬送補助室の底部
１１０ｂ 現像剤搬送補助室の側面
１１０ｃ 現像剤搬送補助室の最上部
１１１，１１２ 境界壁
１１３，１１４ 供給口
１１８ 補助室現像剤攪拌部材
ｈ 高さ
Ｐ 回転中心
Ｔ 現像剤
Ｗ 最大幅
θ 現像剤の安息角

Claims (12)

1. 像担持体に近接または接触して回転可能に設けられた現像剤担持体、前記現像剤担持体上に粉体である現像剤を供給するために回転可能に設けられた現像剤供給部材、前記現像剤供給部材の上方に前記現像剤担持体および現像剤供給部材と非接触でかつ回転可能に設けられた現像剤攪拌部材を有する現像剤供給室と、
   前記現像剤供給室の上方に配置されて現像剤を収容し、前記現像剤を攪拌する回転可能に設けられたアジテータを有する現像剤収容室と、
   前記現像剤担持体に接触して同現像剤担持体上の現像剤を薄層化する層規制部材を有し、
   前記像担持体上に形成された静電潜像を、前記現像剤担持体に所定の電圧を印加することで現像する現像装置において、
   前記現像剤収容室と前記現像剤供給室との間に、前記現像剤の搬送量を調整する現像剤搬送補助室を１つ以上設け、
   前記現像剤収容室と前記現像剤搬送補助室および前記現像剤搬送補助室と前記現像剤供給室との境界壁は、現像剤が搬送可能な供給口をそれぞれ有することを特徴とする現像装置。
2. 前記現像剤搬送補助室と前記現像剤供給室とを隔てる境界壁は、柔軟性のあるシート状部材で形成され、且つ、前記現像剤供給室に配置されている現像剤攪拌部材と定期的に接触するように配置されていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 前記現像剤搬送補助室と前記現像剤供給室とを隔てる境界壁の供給口は、前記現像剤搬送補助室の下部に、鉛直方向に設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の現像装置。
4. 前記現像剤搬送補助室と前記現像剤供給室とを隔てる境界壁の供給口は、前記現像剤攪拌部材の回転により加えられる力の方向となる現像剤搬送補助室の側面側に設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の現像装置。
5. 測定機器で測定した現像剤の安息角をθ、前記現像剤搬送補助室の長手方向と直交する断面の最大幅をｗと、前記最大幅ｗを成す位置から前記現像剤搬送補助室の底部までの高さをｈとしたとき、ｗ×tanθ＝４ｈを満たすことを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の現像装置。
6. 前記現像剤収容室と前記現像剤搬送補助室とを隔てる境界壁の供給口は、前記現像剤搬送補助室の最上部に設けないことを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の現像装置。
7. 前記現像剤収容室と前記現像剤搬送補助室とを隔てる境界壁の供給口は、前記アジテータの回転中心よりも下方に設けられていることを特徴とする請求項１ないし６の何れかに記載の現像装置。
8. 前記現像剤収容室と前記現像剤搬送補助室とを隔てる境界壁の供給口は、前記アジテータの最下位置よりも上方に設けられていることを特徴とする請求項１ないし７の何れかに記載の現像装置。
9. 前記現像剤搬送補助室の内部に現像剤を攪拌する補助室現像剤攪拌部材を回転自在に配設したことを特徴とする請求項１ないし８の何れかに記載の現像装置。
10. 補助室現像剤攪拌部材は、前記現像剤搬送補助室と前記現像剤供給室とを隔てる境界壁と定期的に接触・押圧するように前記現像剤搬送補助室内に配置されていることを特徴とする請求項９記載の現像装置。
11. 少なくとも像担持体と現像装置を備え、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジであって、
    前記現像装置として請求項１ないし１０の何れかに記載の現像装置を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
12. 請求項１１記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。

Images