JP2011186198A - 現像剤収容器、現像装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ケーシングの内部壁面に付着する現像剤を効率よく掻き落とすことができて現像剤の充填量を削減でき、また、摺擦音や弾き音を小さくすることができ、しかも小型化を達成できる現像剤収容器、現像装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像剤収容器は、現像剤が収容されるケーシング４０と、ケーシング内の現像剤を攪拌する攪拌部材３１とを備える。攪拌部材３１が、回転軸３１ａと、回転軸３１ａにその軸心方向に沿って配設される平板状の羽根３１ｂとを有する。ケーシング４０の側壁４０ａの少なくとも一部に内方膨出部４１ａを有する。ケーシング４０の内方膨出部４１ａを有する幅狭空間部４２Ａに対応する羽根における幅狭空間部対応部位を、この内部空間部の底壁内面４０ｃを摺擦可能な幅寸法とするとともに、幅狭空間部対応部位に可撓性を付与する窓部４３を設けて内方膨出部４１ａの内面の摺擦を可能とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成用に用いられる現像剤収容器、現像装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置に関する。

従来、現像装置内のトナーホッパやトナーコンテナ内にはトナーを撹拌する攪拌部材が設けられている。これは容器内のトナー物性を均一化すると共にトナーの凝集やパッキングを防止する働きがある。さらには，前記攪拌部材と容器内面を摺擦させることで容器内壁面に付着したトナーを掻き取る効果や攪拌部材の形状により現像剤の移動を促進させる効果を付加させた技術がすでに知られている。

すなわち、従来には、攪拌部材の羽根の塑性変形やクラックの発生を防止するために，撹拌部外周側端面から切込みが入った形状のスリットが複数形成されたものがある（特許文献１）。

この特許文献１に記載の攪拌部材７０は図１９に示すように、回転軸部７１と、この回転軸部７１に付設される平板状の羽根（攪拌部）７２とを備えたものである。この場合の羽根７２は、その長さ方向中央部には幅狭部７３が設けられている。そして、長さ方向両端部の幅広部７４、７４には、窓部７６が形成され、幅狭部７３には、長さ方向に沿って所定ピッチで配設されるスリット（切れ込み）７７が形成されている。

ところで、このような攪拌部材７０が収容されるケーシング６０には、図１８に示すように、取り扱い性向上のために、凹み部６１が形成されている。このため、ケーシング６０の内部には幅狭部６０ａが形成され、羽根の幅狭部７３をこの部位に対応させている。

また、従来には、羽根を、ケーシング（容器）の内部底面を摺擦する爪部を有する主翼と、主翼と１８０度反対位置に配設される補助翼とを備えたものがある（特許文献２）。すなわち、主翼の爪部によって、ケーシングの内部底面を摺擦させ、補助翼によって、ケーシングの内部側面を摺擦させるものであり、残トナー量の削減を達成している。

さらに、従来には、回転軸と、この回転軸にその軸線に沿って配設されるアーム部材と、このアーム部材の先端に断面円弧状の攪拌フィンとを備えたものがある（特許文献３）。

前記特許文献１に記載のものは、攪拌部材の羽根の幅狭部に、スリットが設けられたものである。このため、トナー（現像剤）の残量が少なくなったときに、羽根が内部側面に摺擦した後、羽根が弾性回復する時に、スリットを挟んで隣り合うフィン同士の弾き音，摺擦音が異常音として発生する。

また、特許文献１に記載のものでは、攪拌部材７０の羽根７２の幅広部７４においては、図２０に示すように、幅狭部６０ａ以外のケーシング６０の側壁６５の側面６５ａ及び底面６５ｂの摺擦が可能である。しかしながら、異常音を低減させるために、羽根７２と内壁との干渉量を少なくするために，ケーシング６０に合わせた羽根形状とした（すなわち、幅狭部７３を形成した）ことから、図２１に示すように、幅狭部６０ａにおいては、その側面６６ａは摺擦するが，底面６６ｂは摺擦できない。このため、掻き取り能力にムラが発生していた。また、現像容器内のトナー残量が多いとき，攪拌部材７０の回転により羽根７２がトナーを押しつぶし攪拌能力が低く，トナーの負荷によりユニットトルクも高かった。

前記特許文献２に記載のものでは、トナー供給容器の底部を摺擦する主翼と内面を摺擦する補助翼が回転軸の両側に設けられているため、容器が大型化することになる。しかも、主翼と補助翼とが非対称形であるため、弾き音や摺擦音の問題を解消することができない。また翼の形状も複雑で、材料取りも悪いため加工費、材料費が高くなる。

特許文献３に記載のものでは、攪拌部材は、大型化するとともに、その形状も複雑化しており、コスト高となっていた。

本発明は、斯かる事情に鑑み、ケーシングの内部壁面に付着する現像剤を効率よく掻き落とすことができて現像剤の充填量を削減でき、また、摺擦音や弾き音を小さくすることができ、しかも小型化を達成できる現像剤収容器、現像装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置を提供しようとするものである。

本発明の現像剤収容器は、現像剤が収容されるケーシングと、このケーシング内の現像剤を攪拌する攪拌部材とを備え、攪拌部材が、回転軸と、この回転軸にその軸心方向に沿って配設される平板状の羽根とを有し、かつ前記ケーシングの側壁の少なくとも一部に内方膨出部を有する現像剤収容器であって、ケーシングの内方膨出部を有する幅狭空間部に対応する羽根における幅狭空間部対応部位を、この内部空間部の底壁内面を摺擦可能な幅寸法とするとともに、幅狭空間部対応部位に可撓性を付与する窓部を設けて前記内方膨出部の内面の摺擦を可能としたものである。

本発明の現像剤収容器は、羽根における幅狭空間部対応部位は、内部空間部の底壁内面を摺擦可能であり、しかも、幅狭空間部対応部位に可撓性を付与する窓部を設けて前記内方膨出部の内面の摺擦を可能としたのである。このため、ケーシング内部の壁面に付着する現像剤を効率よく掻き落とすことができる。また、幅狭空間部対応部位には窓部が設けられ、この窓部を現像剤が通り抜けることができる。

羽根の幅狭空間部対応部位に、複数の窓部を設けるとともに、任意の窓部間に、羽根外端縁に達するスリットを設けるようにするのが好ましい。このようにスリットを設けることによって、この幅狭空間部対応部位の変形性の向上を図ることができる。

現像剤搬部材を有し、羽根による現像剤の弾き飛ばし方向を前記搬送部材による現像剤の搬送方向とするのが好ましい。また、幅狭空間部対応部位以外の部位において窓部を設けるのが好ましい。

開口量が相違する窓部を備えたものとできる。幅狭空間部対応部位以外の部位において任意の窓部間に、羽根外端縁に達するスリットを設けることも可能である。

前記スリットを回転軸の軸線方向に対して９０度から４５度を成すように形成するとともに、ケーシングの内面との干渉幅よりも、前記スリットの基端から外端縁までの寸法を大きくすることができる。これにより、羽根の剛性を小さくできる。

ケーシングの内面との干渉幅をａとし、スリットの切り込み幅をｃとし、切り込み角度をθとしたときに、Ｃ＝ｔａｎθ・ａとすることができる。このように設定することによって、スリット形成による拭き残しを防止できる。

ケーシングの内部には補強用リブが設けられ、前記スリットがこの補強用リブに対応して設けられるようにするのが好ましい。このように、スリットが補強用リブに対応する位置に設けることによって、補強用リブに沿ってスリットが通過することになる。切り込み長さが相違するスリットを備えたものであってもよい。

また、ケーシングの内面への摺擦直後において羽根の幅狭空間部対応部位が接触する弾き音低減部材を備えたものであってもよい。しかも、弾き音低減部材に、この種の現像剤収容器に通常用いることができる現像剤搬送部材であるスクリュ部材にて構成することができる。このように、弾き音低減部材をスクリュ部材にて構成した場合、別途弾き音低減部材を設ける必要がない。

現像剤搬送部材がスクリュ部材にて構成されるとともに、前記羽根に、スクリュ部材のスパイラル羽根間隔に嵌入する爪部を有するものであってもよい。このような爪部を有するものであれば、このスパイラル羽根間に付着する現像剤を掻き落とすことができる。

本発明の現像装置は、少なくとも、現像剤担持体と、前記現像剤収容器とを備えたものである。

本発明のプロセスカートリッジは、少なくとも、像担持体と、前記現像装置とを備えたものである。

本発明の画像形成装置は、前記プロセスカートリッジを備えたものである。

本発明の現像剤収容器では、ケーシング内部の壁面に付着する現像剤を効率よく掻き落とすことができ、現像剤充填量を削減することができ、コスト低減を図ることができる。しかも、窓部を設けることによって、現像剤も攪拌抵抗を小さくでき、安定した攪拌および現像剤による羽根への負荷を低減できる。

羽根の幅狭空間部対応部位にスリットを設けることによって、この幅狭空間部対応部位の変形性の向上を図ることができ、現像剤の攪拌機能を安定して発揮することができる。

弾き飛ばし方向を搬送部材による搬送方向とすることによって、効率のよい搬送が可能となる。また、幅狭空間部対応部位以外の部位において窓部を設けることによって、羽根全体として、安定した攪拌および現像剤による羽根への負荷を低減できる。

開口量が相違する窓部を備えたものでは、このように、開口量が相違する窓部を備えたものでは、現像剤が集まる部位に開口量の大きな窓部を配設することによって、より安定した攪拌および現像剤による羽根への負荷を低減できる。

幅狭空間部対応部位以外の部位において任意の窓部間に、羽根外端縁に達するスリットを設けた場合、幅狭空間部対応部位以外の変形性の向上を図ることができ、現像剤の攪拌機能をより安定して発揮することができる。

ケーシングの内面との干渉幅よりも、スリットの基端から外端縁までの寸法を大きくすることによって、羽根の剛性を小さくでき、摺擦音と弾き音を低減できる。

Ｃ＝ｔａｎθ・ａとすることによって、スリット形成による拭き残しを防止でき、掻き落とし効率の向上を図ることができる。

スリットが補強用リブに対応して設けられる場合、補強用リブに沿ってスリットが通過することになって、補強用リブ周りに付着する現像剤を安定して掻き落とすことができる。

切り込み長さが相違するスリットを備えたものであれば、スリット間の残部における摺擦音や弾き音を分散させることができる。

弾き音低減部材を備えたものであれば、弾き音を低減させることができ、弾き音の小さな現像剤収容器を構成することができる。しかも、弾き音低減部材に、スクリュ部材にて構成すれば、別途弾き音低減部材を設ける必要がなく、構成の簡略化及び低コスト化を図ることができる。

羽根に、スクリュ部材のスパイラル羽根間隔に嵌入する爪部を有するものであれば、このスパイラル羽根間に付着する現像剤を掻き落とすことができ、現像剤充填量の削減効率の向上を図ることができる。

本発明の現像装置は、現像剤収容器を用いることによって、現像剤充填量を削減でき、しかも安定した現像剤の攪拌を可能となる。このため、高精度の現像が可能となる。

本発明のプロセスカートリッジは、前記現像装置を備えたものであり、本発明の画像形成装置は、前記プロセスカートリッジを備えたものであるので、これらを用いれば、高精度の画像形成が可能となる。

本発明の実施形態を示す画像形成装置の簡略断面図である。 前記画像形成装置に用いられる本発明に係る現像装置の断面図である。 前記図２に示す現像装置に用いられる現像剤収容器の簡略断面図である。 前記図３に示す現像剤収容器に用いられる攪拌部材の斜視図である。 前記図４に示す攪拌部材の平面図である。 図３のＸ−Ｘ線断面図である。 図３のＹ−Ｙ線断面図である。 前記図２に示す現像剤収容器において攪拌部材にてケーシングの内方膨出部を摺擦している状態の簡略断面図である。 前記図３に示す攪拌部材の要部拡大図である。 スリットが軸線方向に対して直交する方向に配置された羽根の簡略図である。 スリットが軸線方向に対して所定角度に傾斜するように配置された羽根の簡略図である。 攪拌部材の第１変形例を示す簡略平面図である。 攪拌部材の第２変形例を示す簡略平面図である。 攪拌部材の第３変形例を示す簡略平面図である。 攪拌部材の第４変形例を示す簡略平面図である。 攪拌部材の第５変形例を示す簡略平面図である。 前記図１６の攪拌部材と搬送部材との関係を示す簡略斜視図である。 従来の現像装置に用いられる現像剤収容器の簡略断面図である。 前記図１８に示す現像剤収容器に用いられる従来の攪拌部材の平面図である。 図１８におけるＸ１−Ｘ１線断面図である。 図１８におけるＹ１−Ｙ１線断面図である。

以下、図に示す実施例による本発明を実施するための形態を説明する。

図１は本発明の一実施形態における画像形成装置の概略構成図である。図１は、本発明に係る電子写真方式のカラー画像形成装置を示す概略構成図である。図１に示す画像形成装置は、４つのプロセスユニット（プロセスカートリッジ）１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋを備えている。各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋは、画像形成装置本体１００に対して着脱可能に構成してある。

各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの異なる色のトナー（現像剤）を収容している以外は同様の構成となっている。そこで、１つのプロセスユニット１Ｙを例にその構成を説明する。

プロセスユニット１Ｙは、静電潜像担持体としての感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ３と、感光体２の表面にトナー像を形成する現像手段としての現像装置４と、感光体２の表面をクリーニングするクリーニング手段としての感光体クリーニングブレード５を備えている。また、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの上方には、感光体２の表面を露光する露光手段としての露光装置７が配設されている。

図１に示す画像形成装置は、中間転写方式の画像形成装置である。詳しくは、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの下方に、無端状の中間転写ベルト１０を有する中間転写ユニット６が配設されている。中間転写ベルト１０は、駆動ローラ８及び従動ローラ９に張架され、図の矢印の方向に周回走行可能に構成されている。また、従動ローラ９は中間転写ベルト１０に所定の張力を付与するためのテンションローラとして機能している。

中間転写ベルト１０の内周面には、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ（一次転写部材）１１が、４つの感光体２に対向して配設されている。４つの感光体２は、中間転写ベルト１０の外周面に圧接しており、各圧接部において一次転写ニップを形成している。

中間転写ベルト１０を張架する駆動ローラ８に対向した位置に、二次転写手段としての二次転写ローラ（二次転写部材）１２が配設されている。二次転写ローラ１２は、中間転写ベルト１０の外周面に圧接しており、その圧接部において二次転写ニップを形成している。また、駆動ローラ８は、二次転写ローラ１２に対向して二次転写ローラ１２の接触圧を受ける二次転写対向ローラとしても機能している。

また、駆動ローラ８の近傍には、転写ベルト１０上に残った未転写のトナー像をクリーニングするためのクリーニングユニットＵが配置されている。

画像形成装置本体１００の下部には、紙やＯＨＰシート等の記録材Ｐを収容した記録材収容部１３が配設されている。記録材収容部１３には、記録材Ｐを搬出する供給ローラ１４等が設けてある。

画像形成装置本体１００内には、記録材Ｐを記録材収容部１３から上方へ案内するための搬送路Ｒが配設されている。駆動ローラ８と二次転写ローラ１２によって形成された二次転写ニップよりも、搬送路Ｒの搬送方向上流側（図の下方）に、一対のレジストローラ１５ａ，１５ｂが配設されている。また、二次転写ニップよりも、搬送路Ｒの搬送方向下流側（図の上方）に、定着装置１６が配設されている。定着装置１６は、加熱ローラ１７と加圧ローラ１８を有する。加熱ローラ１７と加圧ローラ１８は互いに圧接しており、その圧接部において定着ニップを形成している。

搬送路Ｒの搬送方向下流端部には、一対の排出ローラ１９ａ，１９ｂが配設されている。また、記録材Ｐを積載するためのストック部２０が、画像形成装置本体１００の上面を内方へ凹ませて形成されている。

以下、図１を参照して上記画像形成装置の通常の印刷動作について説明する。
プロセスユニット１Ｙにおいて、感光体２を図の矢印の方向に回転させ、その感光体２の表面を帯電ローラ３によって均一な高電位に帯電させる。次いで、画像データに基づいて露光装置７から感光体２の表面にレーザビームが照射され、照射された部分の電位が低下して静電潜像が形成される。この感光体２の表面に形成された静電潜像の部分に、現像装置４によって帯電させたトナーを静電的に転移させ、イエローのトナー画像を形成（可視画像化）する。

一次転写ローラ１１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、一次転写ローラ１１と感光体２との間の一次転写ニップにおいて転写電界を形成する。そして、一次転写ニップにおいて、回転する感光体２上のトナー画像を、図の矢印方向に走行する中間転写ベルト１０に一次転写する。

その他の各プロセスユニット１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋにおいても、同様にして感光体２上にトナー画像を形成し、４色のトナー画像を互いに重なり合うように中間転写ベルト１０に一次転写する。

また、一次転写行程を経た後の感光体２の表面を、感光体クリーニングブレード５によってクリーニングし、残留トナーを除去する。さらに、感光体２の表面に残る残留電荷を図示しない除電ランプによって除電する。

一方、記録材収容部１３に収容されている記録材Ｐを、供給ローラ１４を回転させて搬送路Ｒへ送り出す。送り出された記録材Ｐは、レジストローラ１５ａ，１５ｂによって一旦停止される。

また、二次転写ローラ１２にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加して二次転写ニップに転写電界を形成する。あるいは、二次転写ローラ１２に対向する駆動ローラ８にトナーの帯電極性と同極性の電圧を印加して、同様の転写電界を形成してもよい。その後、レジストローラ１５ａ，１５ｂの駆動を再開し、中間転写ベルト１０上のトナー画像とタイミング（同期）をとって記録材Ｐを二次転写ニップへ送る。そして、二次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト１０上のトナー画像を記録材Ｐ上に一括して二次転写する。

二次転写後、中間転写ベルト１０の表面に残留するトナーは、クリーニングユニットＵによって除去され、除去されたトナーは廃トナー収容器３０へ回収される。

トナー画像を転写された記録材Ｐは、定着装置１６へと搬送される。定着装置１６に送り込まれた記録材Ｐは、加熱ローラ１７と加圧ローラ１８間に挟まれて加熱・加圧され、トナー画像が記録材Ｐ上に定着される。その後、記録材Ｐは排出ローラ１９ａ，１９ｂによってストック部２０に排出される。

ところで、プロセスカートリッジは、感光体（感光ドラム）と、感光クリーニング手段、現像装置４等を一体に結合したものである。そして、現像装置４は、図２に示すように、現像剤収容室３８ａを構成する現像剤収容器３８と現像剤供給室３９ａを構成する現像剤供給器３９とを有するケーシング（現像装置ケーシング）４０を備える。ケーシング４０は、仕切り壁３３を介して仕切られている。

現像剤供給室３９には、現像剤担持体３、現像剤供給体（供給ローラ）３４、規制部材３７等が設けられている。供給ローラ３４には、現像バイアスに対して現像剤の帯電極性と同方向にオフセットさせた値の供給バイアスが印加される。現像剤供給室内に設けられた供給ローラ３４は、一定の力で現像剤担持体３に当接して配置される。

また、上方の現像剤収容器３８には、搬送部材２８を構成する上スクリュ３２が配設されるとともに、現像剤供給器３９には、搬送部材２８を構成する下スクリュ３５が配設されている。このため、現像剤は、現像剤収容器３８と現像剤供給器３９とを循環することになる。循環する現像剤は、現像剤供給体３４により現像剤担持体３に供給し、規制部材３７により現像剤担持体３上に薄膜を形成する。また、この場合、現像剤は搬送部材２８（スクリュ３２、３５）によって、ケーシング４０の長手方向中央部に搬送される。

上方の現像剤収容器３８には攪拌部材３１が配置される。攪拌部材３１は、図３から図５に示すように、回転軸３１ａと、この回転軸３１ａにその軸心方向に沿って配設される平板状の羽根３１ｂとを有するものである。羽根３１ｂは、例えば、可撓性を有するポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂シート等で構成される。

ところで、現像剤収容器３８は、図３と図７に示すように、対向する側壁４０ａ，４０ｂと、底壁４０ｃとを備え、一方の側壁４０ａの長手方向方向中央部に凹み部４１が設けられている。このため、現像剤収容器３８の内部において、幅狭空間部４２Ａが形成され、長手方向端部側に幅広空間部４２Ｂが形成される。

攪拌部材３１の羽根３１ｂには、図３〜図５に示すように、複数個の開口部からなる窓部４３が設けられている。この場合、窓部４３には、現像剤収容器３８の幅狭空間部４２Ａに対応する幅狭空間部対応部位の窓部４３ａ１、４３ａ２と、現像剤収容器３８の幅広空間部４２Ｂに対応する幅広空間部対応部位の窓部４３ｂ１、４３ｂ２、４３ｂ３、４３ｂ４とがある。ところで、この実施例では、攪拌部材３１の羽根３１ｂは、幅狭空間部対応部位の幅寸法と、幅広空間部対応部位の幅寸法とが同一とされる。

また、任意の窓部４３間に、羽根外端縁３６ａに達するスリット４４が設けられている。スリット４４も、現像剤収容器３８の幅狭空間部４２Ａに対応するスリット４４ａと、現像剤収容器３８の幅広空間部４２Ｂに対応するスリット４４ｂ、４４ｃとがある。

スリット４４ａは、幅狭空間部４２Ａの長手方向方向中央に配設され、回転軸３１ａの軸線に直交する方向に延びる。また、現像剤収容器３８の幅広空間部４２Ｂに設けられるスリット４４ｂ１，４４ｂ２、４４ｃ１、４４ｃ２は、回転軸３１ａ側から羽根外端縁３６ａ側に向かって長手方向中央に接近するように傾斜している。各スリット４４の基端（回転軸３１ａ側の端部）には貫通孔４５が設けられている。このような貫通孔４５を設けることによって、現像剤攪拌時のこの貫通孔４５を通り抜け、現像剤の攪拌抵抗を小さくすることができる。また、貫通孔４５を円孔とすることによって、スリット端部付近での応力集中を防止できる利点がある。なお、貫通孔４５として円孔に限るものではない。

そして、中央のスリット４４ａの両側の窓部４３ａ１、４３ａ１は夫々台形状とされ、これより長手方向端部側の窓部４３ａ２、４３ａ２は平行四辺形状とされる。すなわち、窓部４３ａ１は、そのスリット４４ａに対応する辺４６ａがスリット４４ａと平行に配設され、この辺４６ａに対向する辺４６ｂが回転軸３１ａ側から羽根外端縁３６ａ側に向かって長手方向中央に接近する傾斜面とされる。

また、平行四辺形の窓部４３ａ２は、窓部４３ａ１の辺４６ｂに対向する辺４７ａがこの辺４６ｂに平行に配設され、また、辺４７ａに対向する辺４７ｂは辺４７ａに平行に配設されている。

スリット４４ｂ１とスリット４４ｃ１との間の窓部４３ｂ１，４３ｂ２は、その辺４８ａ、４８ｂ、４９ａ、４９ｂがスリット４４ｂ１、４４ｃ１と平行に配設された平行四辺形である。また、スリット４４ｂ２とスリット４４ｃ２との間の窓部４３ｂ１，４３ｂ２、及びスリット４４ｃ２よりも長手方向外側の窓部４３ｂ３は、その辺４８ａ、４８ｂ、４９ａ、４９ｂ、５０ａ、５０ｂがスリット４４ｂ２、４４ｃ２と平行に配設された平行四辺形である。

スリット４４ｃ１よりも長手方向外方の窓部４３ｂ３は、辺５０ａがスリット４４ｃ１に平行に配設され、この辺５０ａに対向する辺５０ｂが端面３６ｂと平行に配設されている。また、スリット４４ｃ２よりも長手方向外方の窓部４３ｂ３は、辺５０ａがスリット４４ｃ２に平行に配設され、この辺５０ａに対向する辺５０ｂがスリット４４ｃ２に平行に配設されている。スリット４４ｃ２側における窓部４３ｂ４は、窓部４３ｂ３の辺５０ｂに対向する辺５１ａがこの辺５０ｂに平行に配設され、辺５１ａに対向する辺５１ｂは、端面３６ｃと平行に配設されている。

また、各窓部４３の羽根外端縁３６ａ側の辺４６ｃ、４７ｃ、４８ｃ、４９ｃ、５０ｃ、５１ｃは、羽根外端縁３６ａと平行の同一直線上に配設される。また、これに対向する辺４６ｄ、４７ｄ、４８ｄ、４９ｄ、５０ｄ、５１も、羽根外端縁３６ａと平行の同一直線上に配設される。

この場合、図５に示すように、回転軸３１ａの軸心から羽根外端縁３６ａまでの寸法（距離）をｍ２とし、軸心からの窓部４３の辺４６ｃ、４７ｃ、４８ｃ、４９ｃ、５０ｃ、５１ｃまでの寸法（距離）をｍ１とし、図３に示すように、回転軸３１ａの軸心から、ケーシング４０における幅広空間部４２Ｂの側壁４０ａ１までの寸法をＬ１としたときに、ｍ１＜Ｌ１＜ｍ２に設定される。また、回転軸３１ａの軸心からケーシング４０の底壁までの寸法Ｌ２をｍ２よりも僅かに小さい程度に設定する。

このように設定することによって、攪拌部材３１が回転駆動すると、ケーシング４０における幅広空間部４２Ｂにおいて、図６に示すように、側壁４０ａ１の内面および底壁４０ｃの内面を羽根３１ｂによって摺擦することができる。また、窓部４３の辺４６ｃ、４７ｃ、４８ｃ、４９ｃ、５０ｃ、５１ｃが、側壁４０ａの内面および底壁４０ｃの内面に架かっていない。このため、この辺４６ｃ、４７ｃ、４８ｃ、４９ｃ、５０ｃ、５１ｃと羽根外端縁３６ａとの間の部位である可撓性部位が安定して摺擦することができる。

また、幅狭空間部４２Ａにおいても、図７に示すように、側壁４０ａ２の内面および底壁４０ｃの内面を羽根３１ｂによって摺擦することができる。この際、羽根３１ｂが側壁４０ａ２の内面を通過する際、大きく撓むことになるが、窓部４３を有することによって、通過可能な可撓性を具備する。

ところで、羽根３１ｂの羽根外端縁３６ａが描く軌跡Ｋ２（障害物が無い場合の軌跡）は、図６と図７に示すような円形となる。このため、羽根外端縁３６ａは搬送部材（上スクリュ）３２に接触することになる。すなわち、側壁４０ａ１、４０ａ２と通過した直後に上スクリュ３２に接触することになる。

この羽根３１ｂが側壁４０ａ１、４０ａ２の内面及び底壁４０ｃの内面を摺擦した後、羽根３１ｂが底壁４０ｃから離間する際には、現像剤が弾き飛ばされる。この際、スリット４４ｂ１、４４ｃ１、４４ｂ２、４４ｃ２を、回転軸３１ａ側から羽根外端縁３６ａ側に向かって長手方向中央に接近するように傾斜させているので、現像剤は長手方向中央に向かって弾き飛ばされる。すなわち、羽根３１ｂによる現像剤の弾き飛ばし方向を搬送部材２８による搬送方向としている。

また、羽根３１ｂとして、図９に示す関係に設定するのが好ましい。すなわち、羽根３１ｂの側壁４０ａ１の内面や底壁４０ｃの内面との干渉部（摺擦部）Ｖの幅寸法をａとし、羽根外端縁３６ａから窓部４３の辺４７ｄ、４８ｄ等までの寸法をｄとし、羽根外端縁３６ａからスリットエンド（貫通孔４５）までの寸法をｂとしたときに、ａ＞＞ｂ、ｄ＞ｂとするのが好ましい。

ところで、図１０に示すように、スリット４４が回転軸３１ａの軸線に対して直交する方向に配設される場合、このスリット４４のスリット幅をＣとすれば、その開口部ではそのスリット幅Ｃ分の現像剤Ｗを残すことになる。そして、摺擦後においても拭き残しＷ´として残すことになる。

このめ、スリット４４として、図１１に示すように、回転軸３１ａの軸線に対して所定角度だけ傾斜させるのが好ましい。すなわち、スリット４４の傾斜角度をθとし、干渉部（摺擦部）Ｖの幅寸法をａとし、羽根外端縁３６ａから窓部４３の辺４７ｄ、４８ｄ等までの寸法をｄとし、羽根外端縁３６ａからスリットエンド（貫通孔４５）までの寸法をｂとしたときに、ｃ＝ｔａｎθ・ａもしくはθ＝ｔａｎ^-1（ａ／ｃ）となるように設定する。このように設定することによって、前記図１０で残すことになる拭き残しＷ´を拭き取ることができる。

本発明の現像剤容器では、羽根３１ｂにおける幅狭空間部対応部位は、内部空間部の底壁４０ｃ内面を摺擦可能であり、しかも、幅狭空間部対応部位に可撓性を付与する窓部４３を設けて前記内方膨出部４１ａの内面の摺擦を可能としている。このため、ケーシング内部の壁面に付着する現像剤を効率よく掻き落とすことができ、現像剤充填量を削減することができ、コスト低減を図ることができる。窓部を設けることによって、現像剤も攪拌抵抗を小さくでき、安定した攪拌および現像剤による羽根３１ｂへの負荷を低減できる。

羽根３１ｂの幅狭空間部対応部位にスリット４４を設けることによって、この幅狭空間部対応部位の変形性の向上を図ることができ、現像剤の攪拌機能を安定して発揮することができる。

弾き飛ばし方向を搬送部材２８による搬送方向とすることによって、効率のよい搬送が可能となる。また、幅狭空間部対応部位以外の部位において窓部４３を設けることによって、羽根全体として、安定した攪拌および現像剤による羽根３１ｂへの負荷を低減できる。

開口量が相違する窓部４３を備えたものでは、より安定した攪拌および現像剤による羽根３１ｂへの負荷を低減できる。

幅狭空間部対応部位以外の部位において任意の窓部４３間に、羽根外端縁３６ａに達するスリット４４を設けた場合、幅狭空間部対応部位以外の変形性の向上を図ることができ、現像剤の攪拌機能をより安定して発揮することができる。

ケーシング４０の内面との干渉幅よりも、スリット４４の外端縁からの寸法を大きくすることによって、羽根３１ｂの剛性を小さくでき、摺擦音と弾き音を低減できる。すなわち、ａ＞＞ｂとすることによって、羽根の剛性を小さくでき、摺擦音と弾き音を低減でき、ｄ＞ｂとすることによって、窓部にかかる羽根の応力集中を回転軸付近にすることができ、羽根３１ｂの破れや塑性変形を防止できる。

Ｃ＝ｔａｎθ・ａとすることによって、スリット形成による拭き残しを防止でき、掻き落とし効率の向上を図ることができる。

次に、図１２から図１５は攪拌部材の比較例を示し、図１２と図１３では、４３ｂ１、４３ｂ２、４３ｂ３、４３ｂ４の窓部の幅寸法を小としている。図１２では、羽根外端縁３６ａ側の各辺４８ｃ、４９ｃ、５０ｃ、５１ｃが回転軸側に後退している。図１３では、反羽根外端縁側の各辺４８ｄ、４９ｄ、５０ｄ、５１ｄが反回転軸側に前進している。すなわち、図１２と図１３では、窓部４３（４３ａ１，４３ｂ１）の幅寸法をｎ１とし、幅寸法が小である窓部４３ｂ３、４３ｂ４の幅寸法をｎ２とし、窓部４３ｂ１、４３ｂ２の幅寸法をｎ３としたときに、ｎ１＞ｎ３＞ｎ２である。

ところで、前記実施形態や図１２及び図１３に示す比較例では、各スリット４４の貫通孔４５から羽根外端縁３６ａまでの距離を同一に設定していたが、図１４や図１５に示すように、相違するものであってもよい。

図１４では、スリット４４ａの貫通孔４５から羽根外端縁３６ａまでの距離をｐ１とし、スリット４４ｃ１、４４ｃ２の貫通孔４５から羽根外端縁３６ａまでの距離をｐ２とし、スリット４４ｂ１、４４ｂ２の貫通孔４５から羽根外端縁３６ａまでの距離をｐ３としたときに、ｐ１＞ｐ３＞ｐ２である。

図１５では、スリット４４ａの貫通孔４５から羽根外端縁３６ａまでの距離を
ｐ１とし、スリット４４ｃ１、４４ｃ２の貫通孔４５から羽根外端縁３６ａまでの距離をｐ２とし、スリット４４ｂ１、４４ｂ２の貫通孔４５から羽根外端縁３６ａまでの距離をｐ３としたときに、ｐ１＞ｐ２＞ｐ３である。

開口量が相違する窓部４３を備えたものでは、現像剤が集まる部位に開口量の大きな窓部４３を配設することによって、より安定した攪拌および現像剤による羽根への負荷を低減できる。また、切り込み長さが相違するスリット４４を備えたものであれば、スリット４４間の残部における摺擦音や弾き音を分散させることができる。

図１６では、羽根３１ｂの羽根外端縁３６ａに小矩形状の爪部５５が設けられている。この爪部５５は、上スクリュ３２のスパイラル羽根３２ｂの隙間５６に嵌入する。上スクリュ３２は軸部３２ａと、この軸部３２ａの外周面に配設される前記スパイラル羽根３２ｂとを備える。すなわち、攪拌部材３１は、上スクリュ３２の回転中に、爪部５５がスパイラル羽根３２ｂの隙間５６に嵌入するような回転を行う。このため、爪部５５の突出量ｔ及び突出幅ｈとしては、

このため、羽根３１ｂの爪部５５が上スクリュ３２のスパイラル羽根３２ｂ乃至軸部３２ａの外周面に摺擦することになる。従って、上スクリュ３２に付着する現像剤を掻き落とすことができる。しかも、ケーシング４０の内面への摺擦直後において羽根３１ｂの爪部５５が上スクリュ３２に接触することによって、この上スクリュ３２が接触する弾き音低減部材を構成することになる。このため、爪部５５の突出量ｔ及び突出幅ｈとしては、爪部５５がスパイラル羽根３２ｂの隙間５６に入って、スパイラル羽根３２ｂ乃至軸部３２ａの外周面に摺擦するような範囲で設定される。

スリット４４の傾斜角度（切込み角度θ）と弾き音との関係を調べてその結果を次の表１に示した。この際、ケーシング４０に付着した現像剤の残り量（残トナー量）についても調べた。なお、表１におけるＳ部とは、図８に示した部位（幅狭空間部４２Ａと幅広空間部４２Ｂとの間のテーパ壁内面部である。

弾き音に関して切込み角度θの影響は少ないが，トナー掻き取り能力に差が生じる。実験の結果では３０°を越えて６０°以下の角度が最も良好であることがわかる。角度θが３０°以下になると，羽根の切込み部で大きくなり変形し，塑性変形してしまう。６０°超えて９０°以下の角度では，３０°から６０°に比べると残トナー量が多くなったが，３０°以下の角度に比べると残トナー量は減少した。なお、本発明の実施例では角度θを４５°としている。表１の弾き音の欄で○は良好（小さい弾き音）であることを示し、△は弾き音が比較的大ききことを示している。残トナー量の欄で×は羽根の塑性変形が大であることを示し、○は良好（残トナーがないか又は僅かであって、羽根には塑性変形ない場合を示し、△は羽根には塑性変形ないが残トナーがある場合を示している。このため、θが３０°以下の場合、弾き音が○で残トナー量が×であるので、判定として△、つまり良好ということができない。また、６０°超えて９０°以下の角度では，弾き音が△で残トナー量が△であるので、判定として○、つまり製品として使用できる程度とした。これに対して、３０°を越えて６０°以下の角度の場合、判定として、◎、つまり良好であるとした。

本発明の現像装置は、現像剤収容器を用いることによって、現像剤充填量を削減でき、しかも安定した現像剤の攪拌を可能となる。このため、高精度の現像が可能となる。

本発明のプロセスカートリッジは、前記現像装置を備えたものであり、本発明の画像形成装置は、前記プロセスカートリッジを備えたものであるので、これらを用いれば、高精度の画像形成が可能となる。

なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。本発明に係る画像形成装置は、電子写真複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ装置等がある。羽根３１ｂとしては、適度な弾性と耐クリープ性の有るものが好ましく、現像剤収容器内の環境下においても劣化や損傷しないものを種々の材質から選択できる。また、羽根３１ｂの肉厚、窓部の大きさ、形状、数等は、使用する材質等に応じて種々変更すことができる。

スリット４４の数、幅寸法、長さ寸法、傾斜角度等は、ケーシングの側壁内面、底壁内面の掃き残しが残らない範囲で、しかも羽根３１ｂの強度を低下させない範囲で種々変更できる。なお、前記実施例では、ケーシングのリブ（補強用リブ）に対応した位置にスリット４４を設けていたが、リブに対応した位置に設けなくてもよい。

前記実施例では、搬送部材（スクリュ３２，３５）による現像剤の搬送方向は、ケーシングの長手方向方向中央に向かうものであったが、どちらか一方のケーシング端部に向かうものであってもよい。このような場合、スリット４４の傾斜方向を変更して、搬送方向と羽根による現像剤の弾き飛ばし方向とを同一方向とするのが好ましい。

前記実施例では、攪拌部材３１の羽根３１ｂは、幅狭空間部対応部位の幅寸法と、幅広空間部対応部位の幅寸法とが同一とされるが、同一とすることなく、相違させてもよい。すなわち、幅狭空間部対応部位をこの内部空間部の底壁内面を摺擦可能な幅寸法とするとともに、幅狭空間部対応部位にて前記内方膨出部の内面の摺擦を可能である範囲で、種々変更でき、幅狭空間部対応部位の幅寸法が幅広空間部対応部位の幅寸法よりも大きくても小さくてもよい。

３１ 攪拌部材
３１ａ 回転軸
３１ｂ 羽根
３２ 上スクリュ
３２ａ 軸部
３２ｂ スパイラル羽根
３５ 下スクリュ
３６ａ 羽根外端縁
４０ ケーシング
４０ａ 側壁
４０ｃ 底壁
４１ａ 内方膨出部
４２Ａ 幅狭部
４２Ｂ 幅広部
４３ 窓部
４４ スリット

特開２００９−１６９３９２号公報 特許第３５７１８７３号公報 特許第４１３１１２１号公報

Claims (16)

1. 現像剤が収容されるケーシングと、このケーシング内の現像剤を攪拌する攪拌部材とを備え、攪拌部材が、回転軸と、この回転軸にその軸心方向に沿って配設される平板状の羽根とを有し、かつ前記ケーシングの側壁の少なくとも一部に内方膨出部を有する現像剤収容器であって、
   ケーシングの内方膨出部を有する幅狭空間部に対応する羽根における幅狭空間部対応部位を、この内部空間部の底壁内面を摺擦可能な幅寸法とするとともに、幅狭空間部対応部位に可撓性を付与する窓部を設けて前記内方膨出部の内面の摺擦を可能としたことを特徴とする現像剤収容器。
2. 羽根の幅狭空間部対応部位に、複数の窓部を設けるとともに、任意の窓部間に、羽根外端縁に達するスリットを設けたことを特徴とする請求項１に記載の現像剤収容器。
3. 現像剤搬部材を有し、羽根による現像剤の弾き飛ばし方向を前記搬送部材による現像剤の搬送方向としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像剤収容器。
4. 幅狭空間部対応部位以外の部位において窓部を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の現像剤収容器。
5. 開口量が相違する窓部を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の現像剤収容器。
6. 幅狭空間部対応部位以外の部位において任意の窓部間に、羽根外端縁に達するスリットを設けたことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の現像剤収容器。
7. 前記スリットを回転軸の軸線方向に対して９０度から４５度を成すように形成するとともに、ケーシングの内面との干渉幅よりも、前記スリットの基端から外端縁までの寸法を大きくしたことを特徴とする請求項６に記載の像剤収容器。
8. ケーシングの内面との干渉幅をａとし、スリットの切り込み幅をｃとし、切り込み角度をθとしたときに、Ｃ＝ｔａｎθ・ａとしたことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の現像剤収容器。
9. ケーシングの内部には補強用リブが設けられ、前記スリットがこの補強用リブに対応して設けられていることを特徴とする請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載の現像剤収容器。
10. 切り込み長さが相違するスリットを備えたことを特徴とする請求項６〜請求項９のいずれか１項に記載の現像剤収容器。
11. ケーシングの内面への摺擦直後において羽根の幅狭空間部対応部位が接触する弾き音低減部材を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の現像剤収容器。
12. 弾き音低減部材が現像剤搬送部材であることを特徴とする請求項１１に記載の現像剤収容器。
13. 現像剤搬送部材がスクリュ部材にて構成されるとともに、前記羽根に、スクリュ部材のスパイラル羽根間隔に嵌入する爪部を設けたことを特徴とする請求項１２に記載の現像剤収容器。
14. 少なくとも、現像剤担持体と、前記請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の現像剤収容器とを備えたことを特徴とする現像装置。
15. 少なくとも、像担持体と、前記請求項１４に記載の現像装置とを備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
16. 前記請求項１５に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。

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