JP2015114427A - 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】 現像剤供給ローラ周りの現像剤の循環を良好に保ち、現像剤供給ローラによる現像剤担持体への現像剤の供給の安定化を図る。【解決手段】 現像剤供給ローラの弾性層での弾性変形する領域が、撹拌手段側にあり、撹拌手段が所定領域を撹拌するか、又は撹拌手段が現像剤供給ローラと接触するかの状態で、撹拌手段を現像剤供給ローラと同一の方向に回転させる。【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタ等の画像形成装置に着脱可能な現像装置及びプロセスカートリッジ等に関するものである。特に、現像装置における現像剤の撹拌に関するものである。

従来、現像装置は、現像剤を担持し像担持体に現像剤像を形成する現像剤担持体を少なくとも備える。さらに、その現像剤担持体に接触して現像剤を供給する現像剤供給ローラと、現像剤担持体上の現像剤層を規制する規制部材と、現像剤を収容する現像枠体、などから構成されている。

現像枠体には現像剤の凝集や劣化を防止するため現像剤撹拌手段が回転可能に設けられているものがある（特許文献１、２）。

特開２００８−２３３４１９号公報 特開２０１０−２４３９１３号公報

しかしながら、現像剤撹拌手段は現像剤担持体及び現像剤供給ローラから離れて配置されるため、現像剤供給ローラの近傍の凝集した現像剤あるいは劣化した現像剤を撹拌しきれない。このため、現像剤の供給が不安定になり画像の濃度にムラが発生する恐れがあった（特許文献１参照）。

そこで、本発明は、現像剤供給ローラの近傍の現像剤の循環を良好にする現像剤撹拌手段を備えた現像装置を提供することにある。

そこで、本発明は、現像剤を担持するための現像剤担持体と、回転可能に支持され、前記現像剤担持体と接触するとともに、前記現像剤担持体に現像剤を供給する連続発泡体の弾性層を有する現像剤供給ローラと、前記現像剤供給ローラと同一方向に回転し、かつ前記現像剤供給ローラよりも重力方向の上方の所定領域の少なくとも一部を撹拌する撹拌手段と、を有し、前記所定領域の重力方向の長さは、前記現像剤供給ローラの上方から前記現像剤供給ローラの半径分までの長さであり、前記現像剤供給ローラの回転方向において、前記弾性層が前記現像剤担持体と接触することで自然状態から弾性変形する領域は、前記現像剤供給ローラの中心と前記現像剤担持体の中心を結んだ直線よりも前記撹拌手段側に位置する現像装置を提供するものである。

また、本発明は、現像剤を担持するための現像剤担持体と、回転可能に支持され、前記現像剤担持体と接触するとともに、前記現像剤担持体に現像剤を供給する連続発泡体の弾性層を有する現像剤供給ローラと、現像剤を撹拌するための可撓性部材を有し、前記現像剤供給ローラと同一方向に回転し、かつ前記現像剤供給ローラよりも重力方向の上方に設けられている撹拌手段と、を有し、前記現像剤供給ローラの回転方向において、前記弾性層が前記現像剤担持体と接触することで自然状態から弾性変形する領域は、前記現像剤供給ローラの中心と前記現像剤担持体の中心を結んだ直線よりも前記撹拌手段側に位置し、前記撹拌手段が回転することにより前記可撓性部材が前記現像剤供給ローラと接触するように配置されている現像装置を提供するものである。

さらに、本発明は、プロセスカートリッジや画像形成装置を提供するものである。

以上、説明したように、本発明によれば、現像剤供給ローラの近傍の現像剤の循環を良好に保ち、現像剤を現像剤担持体に安定して供給することが可能であり、高品位の画像を提供することができる。

本発明の第１の実施例に係る、現像装置の断面図 本発明の第１の実施例に係る、プロセスカートリッジの断面図 本発明の第１の実施例に係る、画像形成装置の断面図 本発明の第１の実施例に係る、現像装置の分解斜視図 本発明の第１の実施例に係る、現像剤供給ローラ周辺の詳細図 本発明の第１の実施例に係る、現像装置の断面図 本発明の第１の実施例に係る、現像装置の断面図 本発明の第１の実施例に係る、現像装置の断面図 本発明の第１の実施例に係る、現像装置の断面図 本発明の第２の実施例に係わる、現像装置の断面図

以下に、図面および実施例を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の機能、材質、形状、機能、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状などは、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものである。

以下、本発明に係る現像装置及びプロセスカートリッジを図面に則して説明する。

図４は、現像装置３８の外観斜視図を示した図である。図４（ａ）は、組み立てられた状態の現像装置３８の外観斜視図であり、図４（ｂ）は現像装置３８の分解斜視図である。

以下の説明において、長手方向Ｆとは図４に示すように、現像装置３８の長辺の方向と一致している。また、長手方向Ｆにおいて、駆動ギア（現像ローラギア６９、供給ローラギア７０、現像入力ギア６８、撹拌ギア７１）が設けられている一端側を駆動側、他端側を非駆動側と称する。

図２は、本発明を適用できるプロセスカートリッジＡの断面図である。また、図３は、本発明を適用できる画像形成装置Ｂの断面図を図示する。

［プロセスカートリッジの構成概要］
プロセスカートリッジＡは、像担持体としての感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１に作用するプロセス手段を備えたものである。ここでプロセス手段としては、例えば感光体ドラム１１の表面を帯電させる帯電手段、感光体ドラム１１に現像剤像を形成する現像装置３８、感光体ドラム１１表面に残留した現像剤Ｔ（トナー、キャリア等を含む）を除去するためのクリーニング手段がある。

本実施形態のプロセスカートリッジＡは、図２に示すように感光体ドラム１１の周囲に帯電手段である帯電ローラ１２、そしてクリーニング手段として弾性を有するクリーニングブレード１４を有するクリーナユニット２４を備えている。また、プロセスカートリッジＡは、現像装置３８を備えている。プロセスカートリッジＡは、クリーナユニット２４と現像装置３８とを一体とし、図３に示すように画像形成装置Ｂに対して、着脱可能に構成されている。現像装置３８は、現像手段である現像剤担持体としての現像ローラ１３と現像ブレード１５、現像ローラ１３へ現像剤Ｔを供給する現像剤供給ローラ２３（以下、供給ローラとする）、撹拌手段２１を有する。

［画像形成装置の構成概要］
このプロセスカートリッジＡは図３に示すような画像形成装置Ｂに装着されて画像形成に用いられる。画像形成は画像形成装置Ｂの下部に装着されたシートカセット６から搬送ローラ７によってシートＳを搬送し、このシートＳの搬送と同期して、感光体ドラム１１に露光装置８から選択的な露光をして潜像を形成する。現像剤Ｔは、供給ローラ２３によって現像ローラ１３に供給され、現像ブレード１５により現像ローラ１３表面に薄層が形成される。現像ローラ１３に画像形成装置Ｂから供給される現像バイアスを印加する事によって、潜像に応じて現像剤Ｔを供給し、潜像を現像し現像剤像を形成する。この現像剤像を転写ローラ９へのバイアス電圧印加によって搬送されるシートＳに転写する。シートＳは定着装置１０へ搬送され画像定着し、排紙ローラ１によって画像形成装置Ｂの上部の排紙部３に排出される。

本実施例においては、画像形成装置Ｂに対して１つのプロセスカートリッジＡを装着する構成を示している。しかし、これに限らず、フルカラー画像に対応したイエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色の現像剤を収容した複数のプロセスカートリッジＡを装着できる構成でも良い。

［現像装置の構成概要］
次に、現像装置３８の構成について図２、図４を用いて説明する。図２はプロセスカートリッジＡの断面図であり、図４は現像装置３８の外観斜視図である。現像装置３８は、現像ローラ１３、供給ローラ２３、現像ブレード１５、現像枠体４０、駆動側軸受４４、
非駆動側軸受４５、現像カバー３２、撹拌手段２１などで構成されている。現像ローラ１３は弾性層１３ａと芯金１３ｊから成り、供給ローラ２３は弾性層２３ａと芯金２３ｊから成る。

ここで、供給ローラの径は、１１ｍｍであり、半径は５．５ｍｍになる。芯金２３ｊの径は、４ｍｍであり、半径は２ｍｍになる。供給ローラ２３の弾性層２３ａはウレタン材質の発泡スポンジ層であり、発泡スポンジ層内の隣り合うセル各々が所望の割合で連なった連続発泡体構造である。また、弾性層２３ａの厚みｔは３．５ｍｍである。さらに、発泡スポンジ層の外部と内部の気圧が平衡状態となる時に発泡スポンジ層を通過する空気の量としての表面通気量は、１．５リットル／ｍｉｎである。

本実施例では、現像ローラ１３の芯金１３ｊの中心と供給ローラ２３の芯金２３ｊの中心との距離（以下、中心間距離）を９．５ｍｍとする。そして、現像ローラ１３の表面が供給ローラ２３の発泡スポンジ層２３ａを、１．０ｍｍほどの侵入量で押し込むように設置する。ここで侵入量とは、芯金１３ｊの中心と芯金２３ｊの中心間を結ぶ線分上で、供給ローラ２３の発泡スポンジ層２３ａの外径と現像ローラ１３の弾性層１３ａの外径の和を２で割って上記中心間距離を差し引いた長さである。

撹拌手段２１は、撹拌軸部材２０と可撓性部材としてのシート部材１９から成り、シート部材１９は一端側を撹拌軸部材２０に結合され、他端側は自由端１９ｓを有する。また、撹拌軸部材２０の中心からシート部材１９の自由端側の端面までの距離Ｌ１は、撹拌軸部材２０の中心から供給ローラ２３の弾性層２３ａの表面までの距離Ｌ２よりも長い。さらに、シート部材１９の材質はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で、厚みは３８μｍである。但し、供給ローラ２３の弾性層２３ａ、及びシート部材１９の材質、厚みに関しては、これに限ったものでは無く適宜選択可能である。現像枠体４０は、供給ローラ２３に供給する現像剤Ｔを収納する現像剤収納室４６及び現像ローラ１３の弾性層１３ａの表面に形成された現像剤Ｔの層厚を一定に規制する現像ブレード１５を有する。

また、図４に示すように、現像ローラ１３は、芯金１３ｊが駆動側軸受４４の穴部４４ｈ及び非駆動側軸受４５の穴部４５ｈと嵌合して回転可能に支持されている。さらに、供給ローラ２３は、芯金２３ｊが駆動側軸受４４の穴部４４ｉ及び非駆動側軸受４５の穴部４５ｉと嵌合して、回転可能に支持されている。さらに、撹拌手段２１は、撹拌軸部材２０と駆動側軸受４４の穴部４４ｋ及び非駆動側軸受４５の穴部４５ｋと嵌合して、回転可能に支持されている。

そして、長手方向Ｆにおいて、現像ローラ１３の駆動側端部には、現像ローラ１３に回転駆動力を伝達する為の現像ローラギア６９が回転可能に設けられている。長手方向Ｆにおいて、供給ローラ２３の駆動側端部には、供給ローラ２３に回転駆動力を伝達する為の供給ローラギア７０が回転可能に設けられている。長手方向Ｆにおいて撹拌軸部材２０の駆動側端部には、撹拌手段２１に回転駆動力を伝達する為の撹拌ギア７１が回転可能に設けられている。さらに、駆動側軸受４４の長手方向Ｆにおける外側には、現像ローラギア６９、供給ローラギア７０、撹拌ギア７１に回転駆動力を伝達する現像入力ギア６８が設けられている。そして、現像カバー部材３２が、現像ローラギア６９や供給ローラギア７０、撹拌ギア７１、現像入力ギア６８を覆うように、駆動側軸受４４の長手方向Ｆにおける外側に固定されている。

さらに、図４に示すように、長手方向Ｆにおける駆動側の現像カバー部材３２には円筒部３２ｂが設けられている。そして、円筒部３２ｂの内側の開口３２ｃからは、現像入力ギア６８の駆動伝達部６８ａが露出する。ここで、現像入力ギア６８の駆動伝達部６８ａは、プロセスカートリッジＡが画像形成装置Ｂに装着された際に、不図示の本体駆動伝達部材と係合する。そして、画像形成装置Ｂに設けられた駆動モータ（不図示）からの矢印Ｏの方向の回転駆動力が伝達される構成となっている。画像形成装置Ｂから現像入力ギア６８へ入力された回転駆動力は、現像ローラギア６９を介して現像ローラ１３へ、供給ローラギア７０を介して供給ローラ２３へ、撹拌ギア７１を介して撹拌手段２１へ伝達される構成となっている。その結果、図２に示すように、現像ローラ１３は矢印Ｄ方向、供給ローラ２３は矢印Ｃ方向、撹拌手段は矢印Ｅ方向に回転する。

［現像装置内の現像剤循環について］
図５は、画像形成動作中の現像ローラ１３、供給ローラ２３付近の拡大模式図である。ここで、図５（ａ）を用いて、供給ローラ２３による現像ローラ１３への現像剤の供給について説明をする。前述した通り、現像ローラ１３は矢印Ｄ方向、供給ローラ２３は矢印Ｃ方向の同一方向に回転する。さらに、供給ローラ２３は、現像ローラ１３に一定の侵入量（本実施例ではδ＝１ｍｍ）で侵入し、弾性変形した状態で回転している。このとき、現像ローラ１３に対する供給ローラ２３の周速比は０．８程度に設定されている。

そして、現像剤収納室４６に収容された現像剤Ｔに覆われた供給ローラ２３は、矢印Ｃ方向に回転することによって、現像ローラ１３との接触部２３ｄにおいて弾性変形していた弾性層２３ａが解放される。その弾性層２３ａが解放される直後の領域Ｕにおいて、現像ローラ１３と接触して弾性変形（または圧縮変形）していた弾性層２３ａが自然状態に復元する。自然状態に復元することによって、弾性層２３ａ内のセルが開く作用がある為、セルの内部に吸気が行われると共に現像剤Ｔが矢印Ｔ１の方向に吸い込まれる。さらに、供給ローラ２３の回転方向（矢印Ｃ方向）において、現像ローラ１３に接触する直前の領域Ｗでは、自然状態であった弾性層２３ａが弾性変形（または圧縮変形）する為、弾性層２３ａのセルが閉じる作用がある。さらに、領域Ｗは、供給ローラ２３の中心と現像剤担持体の中心を結んだ直線Ｊ５よりも撹拌手段側に設けられている。その為、領域Ｗにおいては、弾性層２３ａのセルに保持していた現像剤Ｔを矢印Ｔ２方向に吐き出す。即ち、供給ローラ２３は、領域Ｕにおいて現像剤Ｔを吸い込み、現像剤Ｔを弾性層２３ａのセルに保持した状態で回転し、領域Ｗにおいて保持していた現像剤Ｔを吐き出すことによって、現像ローラ１３に現像剤Ｔを供給する作用がある。従って、現像ローラ１３に連続的に現像剤Ｔを供給する為に供給ローラ２３に現像剤Ｔを保持させるには、領域Ｕに現像剤Ｔを搬送することが最も効率が良い。

次に、図５（ｂ）（ｃ）を用いて、供給ローラ２３付近の現像剤Ｔの循環（流れ）について説明する。

図５（ｂ）に示すように、領域Ｗにおいて、供給ローラ２３から現像剤が矢印Ｔ２の方向に吐き出される。それに伴い、供給ローラ２３の上方で弾性層２３ａから一定距離離れた領域Ｚに既にあった現像剤Ｔは供給ローラ２３から吐き出された現像剤Ｔによって押しだされる為、矢印Ｚ１方向に移動する。ここで、画像形成時において供給ローラ２３は常に回転しており、領域Ｗにおける供給ローラ２３から現像剤Ｔが吐き出される現象は連続的に発生している為、矢印Ｚ１方向への現像剤Ｔの移動が連続的に発生する。その結果、供給ローラ２３付近においては矢印Ｚ１方向の現像剤Ｔの循環が発生する。この矢印Ｚ１方向の現像剤Ｔの循環により、現像剤Ｔは連続的に供給ローラ２３が現像剤Ｔを吸い込む領域Ｕに供給される。即ち、矢印Ｚ１方向の現像剤Ｔの循環により、供給ローラ２３の現像剤Ｔの吸い込み部である領域Ｕに現像剤Ｔを移動させる。その為には、供給ローラ２３まわりの現像剤Ｔはある一定以上の流動性を保つ必要があり、現像剤Ｔの密度は必要以上に高くない方が望ましい。

一方、図５（ｃ）に示すように、供給ローラ２３の表面の薄層領域εにおいては、現像剤Ｔと供給ローラ２３との摩擦によって、供給ローラ２３の回転方向（矢印Ｃ方向）に現像剤Ｔが搬送される。その結果、供給ローラ２３の表面の薄層領域εにおいては、供給ローラ２３の回転方向（矢印Ｃ方向）の現像剤Ｔの循環が発生する。

［撹拌手段の回転と作用］
図６は現像装置３８の断面図である。現像剤収納室４６と、撹拌軸部材２０とシート部材１９で構成された撹拌手段２１とは、供給ローラ２３よりも重力方向Ｇの上方に設けられ、供給ローラ２３と同一回転方向に回転する（矢印Ｅ方向）。供給ローラ２３の回転数に対する撹拌手段の回転数比は約０．０９に設定されている。ここで、供給ローラ２３よりも重力方向Ｇの上方とは、供給ローラ２３の中心を通る水平線Ｊ２３よりも上方であることを意味する。ここで、撹拌手段２１の回転中心２１ｃを通り重力方向Ｇの直線Ｊ４で分割される２つの領域において、シート部材１９の自由端１９ｓが重力方向Ｇとは抗する方向に回転する領域を領域Ｊ１、もう一方を領域Ｊ２とする。

ここで、現像剤収納室４６は供給ローラ２３の重力方向Ｇの上方に設けられており、現像剤Ｔの供給ローラ２３への供給方向は重力方向Ｇとなる。その為、領域Ｚにおいて、供給ローラ２３よりも重力方向Ｇの上方にある現像剤Ｔの自重による圧力が作用する為、供給ローラ２３の上方の領域Ｚの現像剤Ｔが高密度になりやすい。ここで、図６は、撹拌手段２１のシート部材１９の自由端１９ｓが領域Ｊ１の領域側（又は領域内）にあるときの現像装置３８の断面図である。このとき、撹拌手段２１のシート部材１９が現像剤Ｔを搬送する方向は、重力方向Ｇに抗する方向（矢印Ｖ方向）である。その結果、撹拌手段２１は、現像剤Ｔの自重による圧力を軽減する方向に現像剤Ｔを搬送する為、領域Ｚにおける現像剤Ｔの密度が必要以上に高くなることを防止できる。従って、供給ローラ２３周辺（領域Ｚ）の現像剤Ｔの良好な循環を保つことができる。

次に領域Ｊ２における撹拌手段２１の動作と作用について説明する。図７は図６に対して撹拌手段２１が一定位相回転した状態の現像装置３８の断面図である。図７に示すように、領域Ｊ２における現像枠体４０の内壁４０ｂには、撹拌手段２１が回転する過程において、シート部材１９の自由端１９ｓと接するシート部材規制部２（以下、規制部とする）が設けられている。規制部２は長手方向に連続的に伸びており、シート部材１９と接触することでシート部材１９を弾性変形させる規制面２ａを有する。さらに、規制面２ａは、撹拌手段２１の回転方向（矢印Ｅ方向）における下流側にシート部材１９の弾性変形を開放する解放点２ｂを有する。尚、本実施例のおいては、現像枠体４０と一体形状であるが、別体で現像枠体４０に接着などで結合された構成でも良い。本実施例においては、規制面２ａに、規制面２ａと直交方向から見て、切り欠き形状や開口は無いが、規制面の一部に開口や切り欠きがある構成でもよい。ここで、解放点２ｂと供給ローラ２３の中心を結ぶ直線を直線Ｒする。また、解放点２ｂを通り、撹拌手段２１の回転中心２１ｃと同心の円Ｋにおける解放点上２ｂの接線を直線Ｑとする。また、撹拌手段２１の回転中心２１ｃと解放点２ｂを結ぶ直線を直線Ｊ３とする。この時、直線Ｑと供給ローラ２３の弾性層２３ａの表面との交点Ｍは、直線Ｒと供給ローラ２３の弾性層２３ａとの交点Ｎよりも供給ローラ２３の回転方向（矢印Ｃ方向）において、上流側にある。

図７に示すように、撹拌手段２１の回転方向（矢印Ｅ方向）において、撹拌手段２１のシート部材１９の自由端１９ｓは、領域Ｊ２における直線Ｊ４から直線Ｊ３までの範囲（図７中の範囲Ｊ４３）にある。この場合は、撹拌手段２１が矢印Ｅ方向に回転することによる矢印Ｘ方向への現像剤Ｔの移動を主に規制部２の規制面２ａが受ける。従って、撹拌手段２１の回転方向（矢印Ｅ方向）において、撹拌手段２１のシート部材１９の自由端１９ｓが、図７中の領域Ｊ４３にある時は、供給ローラ２３から現像剤Ｔが吐き出される領域Ｗ（図５参照）に、撹拌手段２１による搬送力は直接作用しない。その結果、供給ローラ２３から現像剤Ｔが吐き出される領域Ｗの現像剤Ｔの密度が必要以上に高くならない為、供給ローラ２３から現像剤Ｔが吐き出されることによる現像剤Ｔの循環が損なわれない。

次に、図１を用いて撹拌手段２１のシート部材１９が解放点２ｂから解放されるときの撹拌手段２１の作用について説明する。図１は図７に対して、撹拌手段２１が一定位相回転した状態の現像装置３８の断面図である。撹拌手段２１のシート部材１９の自由端１９ｓが解放されたときの撹拌手段２１による現像剤Ｔの搬送方向は直線Ｑ上の矢印Ｐの方向（円Ｋにおける解放点上２ｂの接線の方向）である。前述した通り、直線Ｑと供給ローラ２３の弾性層２３ａの表面との交点Ｍは、直線Ｒと供給ローラ２３の弾性層２３ａとの交点Ｎよりも供給ローラ２３の回転方向（矢印Ｃ方向）において、上流側にある。その為、撹拌手段２１のシート部材１９が解放点２ｂから解放されて搬送される現像剤Ｔは、先に説明した通り供給ローラ２３からの現像剤Ｔの吹き出しによる現像剤Ｔの矢印Ｚ１方向の循環と略同一方向に移動する。このため、供給ローラ２３の吹き出しによる現像剤Ｔの矢印Ｚ１方向の循環を促進できる。

撹拌手段で撹拌する領域は、図１に示す領域の少なくとも一部であることが好ましい。撹拌する領域は、供給ローラ２３の近傍であり、現像剤Ｔが必要以上に高密度になることを低減できる。ここで、供給ローラ２３の近傍に位置する領域を次のように定義する。まず、重力方向の長さ（高さ）は、供給ローラ２３の表面から上方で供給ローラの半径分Ｒｓの長さまでの長さＲｓｄとする。一方、水平方向の長さ（幅）は、供給ローラの断面の直径とする。この所定領域の少なくとも一部を撹拌することにより、領域Ｚにおいて現像剤Ｔが必要以上に高密度にならない。好ましくは、図９に示すように、より供給ローラ近傍の領域を所定領域として、少なくもその一部を撹拌するとよい。この場合の所定領域としては、重力方向の長さは、供給ローラの表面から上方で供給ローラの芯金の半径分Ｒｓｃの長さまでの長さＲｓｄ２が好ましい。

撹拌は、撹拌手段が所定領域を通過することにより撹拌される。特に、可撓性部材であるシート部材の自由端が通過することによる撹拌で、効率よく現像剤Ｔが搬送される。

以上説明した通り、供給ローラ２３の回転方向（矢印Ｃ方向）と撹拌手段２１の回転方向（矢印Ｅ方向）を同一方向にすることで、領域Ｚのある現像剤Ｔが必要以上に高密度になることを防止できる。更に、領域Ｊ２において、規制部２を設けることで、領域Ｗの現像剤Ｔが必要以上に高密度になることを防止するとともに、供給ローラ２３からの現像剤Ｔの吹き出しによる現像剤Ｔの矢印Ｚ１方向の循環を促進できる。即ち、供給ローラ２３まわりの循環を良好に保ち、供給ローラ２３が現像剤Ｔを吸い込む領域Ｕに常に現像剤Ｔを送り込むことができる為、安定して現像ローラ１３に現像剤Ｔを供給することができる。その結果、現像ローラ１３の弾性層１３ａの表面に安定した現像剤Ｔの層厚を形成することができる為、高品位な画像を現像できる現像装置３８を提供することができる。

［撹拌手段と供給ローラの接触作用について］
次に、撹拌手段２１と供給ローラ２３の接触作用について説明する。図８は撹拌手段２１が供給ローラ２３に接触している状態である。図８に示すように、撹拌手段２１のシート部材１９は解放点２ｂから解放された後、図７の状態から撹拌手段２１が矢印Ｅ方向に回転し、供給ローラ２３に接触領域Ｈで接触する。シート部材１９が供給ローラ２３に接触する事により供給ローラ２３の表面の薄層領域εの供給ローラ２３の回転方向（矢印Ｃ方向）の現像剤Ｔの循環を遮る事が出来る。つまり供給ローラ２３から現像剤Ｔが吐き出される領域Ｗに過剰に現像剤Ｔが搬送される事を防止し、領域Ｗの現像剤Ｔの密度は必要以上に高くならず供給ローラ２３から現像剤Ｔが吐き出されることによる現像剤Ｔの循環が損なわれない。

さらに、撹拌手段２１が回転方向（矢印Ｅ方向）で回転している為、遮られた現像剤Ｔは領域Ｗで供給ローラ２３からの現像剤Ｔの吐き出しによって形成される循環（矢印Ｚ１方向）と同方向に搬送される。この結果、現像剤Ｔはシート部材１９と供給ローラ２３が接触している場合には、より効率的に領域Ｕに送り込まれる。

ここで撹拌手段２１のシート部材１９が供給ローラ２３に接触している間に、供給ローラ２３が１回転未満の回転である場合について説明する。この場合、供給ローラ２３の１周期内においてシート部材１９によって供給ローラ２３の表面の薄層領域εの現像剤Ｔが剥ぎ取られない領域が発生する。薄層領域εの剥ぎ取られなかった現像剤Ｔは現像ローラ１３との接触部で摩擦により帯電し、供給ローラ２３表面にさらに強固に付着する。これが繰り返されることにより供給ローラ２３の１周期内で現像剤Ｔの付着ムラが発生する。供給ローラ２３の表面に強固に付着した現像剤Ｔは供給ローラ２３のセルを塞ぎ、領域Ｗでの供給ローラ２３内部からの現像剤Ｔの吐き出しを阻害し、さらに領域Ｕにおいては現像剤Ｔの吸い込みを阻害する恐れがある。この結果、画像濃度ムラが発生する恐れもある。このため、接触している間に供給ローラ２３が１回転以上していることが好ましい。

前述した撹拌部材２１、及び供給ローラ２３の周速比によると、本実施例では撹拌手段２１のシート部材１９が供給ローラ２３に接触している間に、供給ローラ２３は約２回転する。シート部材１９が供給ローラ２３と接触した状態で供給ローラが１回転以上することで供給ローラ２３の１周期内での現像剤Ｔの付着ムラは発生しない。

ここで、本実施例では撹拌手段２１のシート部材１９が供給ローラ２３に接触している間に、供給ローラは約２回転としたが、少なくとも１周以上回転すればよい。以上説明した通り、撹拌手段２１のシート部材１９が供給ローラ２３に接触しながら回転することで、現像剤Ｔは領域Ｗに過剰に搬送されない。このため、スムーズに現像剤Ｔを吸い込む領域Ｕに送り込む事が出来る。撹拌手段２１のシート部材１９が供給ローラ２３と接触している間に、供給ローラ２３が少なくとも１周以上回転することで供給ローラ２３の表面の薄層領域εの現像剤Ｔを供給ローラ２３周方向で均一にすることができる。これにより、画像濃度ムラをさらに改善する事ができる。

ここで、撹拌手段２１のシート部材１９は現像剤Ｔの量に応じて供給ローラ２３に接触させてもよい。現像剤Ｔが消費されて量が少なくなった場合、領域Ｊ１において現像剤Ｔの自重が小さくなり領域Ｕまで現像剤Ｔが搬送されない事がある。シート部材１９と供給ローラ２３を接触させることで供給ローラ２３の表面の現像剤Ｔを前述の作用により領域Ｕに送り込む事が出来る。この結果、現像剤Ｔが少なくなった場合においても供給ローラ２３に現像剤Ｔを含ませる事が出来る。このような設計をするためには、シート部材１９の厚みや材質等を適切な条件になるように調整すればよい。つまり、現像剤Ｔが撹拌軸部材２０付近まで満たされている場合は周囲の現像剤Ｔの圧によりシート部材１９が撹拌軸部材２０に巻き付いた状態に設計する。また、現像剤Ｔが消費され現像剤Ｔの圧が小さくなった場合に、シート部材が供給ローラ２３に接触するように設計すればよい。ただし、これに限られず、最初からシート部材が供給ローラと接触するように構成してもよい。

次に実施例２について、図１０を用いて説明する。なお、本実施例おいて、実施例１と同一である部分は説明を省略する。また、前述した実施例１と同一機能を有する部材には同一符号を付す。

図１０に示すように、本実施例では、供給ローラ２３、現像ローラ１３、撹拌手段５２を収容している現像室４７と、現像剤収納室５０とが仕切り５１ｆと仕切り５１ｄで仕切られた別室構成である。本実施例では、現像剤収納室５０が撹拌手段５２よりも重力方向Ｇの上方にある構成である。

ここで、現像室４７にある現像剤Ｔは、供給ローラ２３や撹拌手段５２によって循環することで、隣り合う現像剤同士、現像枠体５４の内壁５４ａ、撹拌手段５２と相互摺動している。その為、現像剤Ｔの表面の電荷量が上昇し易く、また、劣化し易い。しかし、現像剤収納室５０にある現像剤Ｔは現像室４７にある現像剤Ｔよりも相互摺動が少ない為、現像剤Ｔの表面の電荷が上昇し難く、また、劣化し難い。従って、現像装置３８内全体の現像剤Ｔの状態（電荷量、劣化度合いなど）を常に均一に保つ為に、現像室４７にある現像剤Ｔと現像剤収納室５０にある現像剤Ｔとが常に入れ替わるように現像剤Ｔが循環することが望ましい。

尚、本実施例においては、現像枠体５４内を現像枠体５４と一体で形成された仕切り５１ｄと仕切り５１ｆで現像室４７と現像剤収納室５０を分割した構成である。しかし、現像室４７と現像剤収納室５０を別体の枠体で各々構成し、互いに溶着等で結合した構成、或いは現像枠体５４の中に可撓性の現像剤収納容器を設けた構成でも良い。例えば、特開２０１３−０３７３４５号の明細書に記載されている可撓性容器を現像剤収納容器として用いる構成も可能である。

現像剤収納室５０から現像室４７に現像剤Ｔを供給する為の開口としての供給開口５１ｈは、領域Ｊ１の領域内に設けられる。即ち、現像剤は現像剤収納室５０から供給開口５１ｈを通じて、矢印Ｇ方向に現像室４７に供給される。自重で落ちてくる現像剤Ｔがより効率的に供給ローラに取り込まれるように、領域Ｊ１の領域内に、現像剤担持体から一番離れた供給ローラの部分が位置する構成が好ましい。これにより、現像剤Ｔが供給ローラの下方に効率的に供給することができる。現像剤Ｔをよく取り込む供給ローラの部分は、現像剤担持体との接触から解放された部分であり、上部が供給ローラと現像剤担持体に覆われている。このため現像剤Ｔを供給ローラの取り込み部分に供給する経路が少ないため、供給できる経路に積極的に現像剤Ｔを供給できる構成が好ましい。

また、撹拌手段５２のシート部材５３の自由端５３ｓは矢印Ｅ方向に回転している過程で、供給開口５１ｈに侵入する。つまり、現像室４７内における領域Ｊ１で、且つ供給ローラ２３の弾性層２３ａよりも水平方向上方である領域Ｚ５において、撹拌手段５２のシート部材５３は、現像剤収納室５０から現像剤Ｔが供給される矢印Ｇ方向に抗する矢印Ｖ方向に現像剤Ｔを搬送する。そして、撹拌手段５２のシート部材５３に搬送された現像剤Ｔは、シート部材５３の自由端５３ｓが現像剤収納室５０の供給開口５１ｈに侵入するときに、現像剤収納室５０に送り込まれる。その時、現像剤収納室５０の現像剤Ｔと現像室４７から撹拌手段２１によって現像剤収納室５０に搬送された現像剤Ｔが混ざり合い、混ざり合った現像剤Ｔが現像室４７に再度、自重により供給される。故に、現像室４７にある現像剤Ｔと現像剤収納室５０の間で現像剤Ｔが循環する為、現像装置３８内全体の現像剤Ｔの状態が常に均一に保たれる。その結果、均一な状態（電荷量、劣化度合いなど）の現像剤Ｔが供給ローラ２３によって現像ローラ１３に供給される為、高品位な画像を現像できる現像装置３８を提供することができる。

その他の構成は実施例１と同様であり、実施例１と同様の効果が得られる。

２ 規制部
１３ 現像ローラ
１９ シート部材
２０ 撹拌軸部材
２１ 撹拌手段
２３ 現像剤供給ローラ
３８ 現像装置
４０ 現像枠体
４６ 現像剤収納室
Ａ プロセスカートリッジ
Ｂ 画像形成装置
Ｃ 供給ローラ回転方向
Ｄ 現像ローラ回転方向
Ｅ 撹拌手段回転方向
Ｆ 長手方向
Ｇ 重力方向

Claims (15)

1. 現像剤を担持するための現像剤担持体と、
   回転可能に支持され、前記現像剤担持体と接触するとともに、前記現像剤担持体に現像剤を供給する連続発泡体の弾性層を有する現像剤供給ローラと、
   前記現像剤供給ローラと同一方向に回転し、かつ前記現像剤供給ローラよりも重力方向の上方の所定領域の少なくとも一部を撹拌する撹拌手段と、を有し、
   前記所定領域の重力方向の長さは、前記現像剤供給ローラの上方から前記現像剤供給ローラの半径分までの長さであり、
   前記現像剤供給ローラの回転方向において、前記弾性層が前記現像剤担持体と接触することで自然状態から弾性変形する領域は、前記現像剤供給ローラの中心と前記現像剤担持体の中心を結んだ直線よりも前記撹拌手段側に位置することを特徴とする現像装置。
2. 現像剤を担持するための現像剤担持体と、
   回転可能に支持され、前記現像剤担持体と接触するとともに、前記現像剤担持体に現像剤を供給する連続発泡体の弾性層を有する現像剤供給ローラと、
   現像剤を撹拌するための可撓性部材を有し、前記現像剤供給ローラと同一方向に回転し、かつ前記現像剤供給ローラよりも重力方向の上方に設けられている撹拌手段と、を有し、
   前記現像剤供給ローラの回転方向において、前記弾性層が前記現像剤担持体と接触することで自然状態から弾性変形する領域は、前記現像剤供給ローラの中心と前記現像剤担持体の中心を結んだ直線よりも前記撹拌手段側に位置し、
   前記撹拌手段が回転することにより前記可撓性部材が前記現像剤供給ローラと接触するように配置されていることを特徴とする現像装置。
3. 前記撹拌手段は、回転可能に支持された撹拌軸部材と、前記撹拌軸部材に一端側を結合された可撓性部材で構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
4. 現像剤を収納するための現像枠体を有し、
   前記現像枠体は、前記可撓性部材で搬送される現像剤の移動を規制する規制部を有し、前記規制部は、重力方向で前記撹拌手段の回転中心を通る直線で分割される２つの領域のうち、前記可撓性部材が重力方向に回転する領域に、設けられていることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
5. 前記規制部から前記可撓性部材が解放される解放点を通り、前記撹拌手段の回転中心と同心の円における前記解放点上の接線と前記現像剤供給ローラの表面との交点は、前記現像剤供給ローラの回転方向において、前記解放点と前記現像剤供給ローラの中心とを結んだ直線と前記現像剤供給ローラの表面との交点よりも上流側にあることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
6. 現像剤収納室は、前記撹拌手段よりも重力方向の上方に設けられ、
   前記現像剤収納室は、重力方向で前記撹拌手段の回転中心を通る直線で分割される２つの領域のうち前記可撓性部材が重力方向と抗する方向に回転する領域に、前記現像剤供給ローラに現像剤を供給する開口を有することを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の現像装置。
7. 前記撹拌手段の前記可撓性部材は、回転の過程で前記開口に侵入することを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
8. 前記撹拌軸部材の中心から前記可撓性部材の自由端側の端面までの距離（Ｌ１）は、前記撹拌軸部材の中心から前記現像剤供給ローラの表面までの距離（Ｌ２）よりも長いことを特徴とする請求項３から７のいずれか１項に記載の現像装置。
9. 重力方向で前記撹拌手段の回転中心を通る直線で分割される２つの領域のうち、前記可撓性部材が重力方向と抗する方向に回転する領域に、前記現像剤供給ローラの前記現像剤担持体から一番離れる部分が位置することと特徴とする請求項３から８のいずれか１項に記載の現像装置。
10. 前記所定領域の重力方向の長さは、前記現像剤供給ローラの上方から前記現像剤供給ローラの芯金の半径分までの長さであることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の現像装置。
11. 前記所定領域を前記撹拌手段が通過することにより、前記現像剤を撹拌することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の現像装置。
12. 前記現像剤担持体と前記現像剤供給ローラとが同一方向に回転することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の現像装置。
13. 前記現像剤供給ローラと前記可撓性部材が接触している状態において、前記現像剤供給ローラが少なくとも１周以上回転することを特徴とする請求項２記載の現像装置。
14. 請求項１から１３のいずれか１項に記載の現像装置と、
    現像剤像を担持する像担持体と、を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
15. 請求項１から１３のいずれか１項に記載の現像装置、または請求項１４に記載のプロセスカートリッジのいずれか１つを有し、シートに画像形成することを特徴とする画像形成装置。

Images