JP2020095188A - 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】 供給部材における現像剤の充填効果を高めることができる現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】 現像装置は、現像枠体と、現像室に回転可能に配置される現像剤担持体と、現像室に回転可能に配置され、且つ、現像剤担持体と当接して当接部を形成し、発泡体構造を持つ、供給部材と、を有する。供給部材の重力方向における最下部は、開口の下端よりも下方に位置するように配置されており、現像室には、開口の下端と同じ位置もしくは下端の位置よりも下方となる位置において、供給部材の表面に当接して供給部材を弾性変形させる当接部材を有する。【選択図】 図１

Description

本発明は、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。特に、電子写真画像形成装置に使用される現像装置、プロセスカートリッジ、または、電子写真画像形成装置に関する。

従来では、電子写真画像形成装置に使用される現像剤担持体の表面に当接して配置され、弾性変形可能な発泡体構造を有する現像剤供給部材が知られている（特許文献１を参照する）。

特許文献１の現像剤供給部材は、現像剤担持体と当接してニップ部を形成している。また、現像剤供給部材の回転方向において、ニップ部の上流側では、現像剤供給部材（発泡体構造）が現像剤担持体の表面との当接により圧縮（弾性）変形され、発泡体構造内に含まれた現像剤は、吐き出しされて現像剤担持体の表面に塗布（供給）される。

一方、ニップ部の下流側では、圧縮変形された発泡体構造が元の形状に復元するため、周囲の現像剤が現像剤供給部材に吸い込まれる（充填される）。なお、充填された現像剤は、現像剤供給部材の回転に伴って、再びニップ部の上流側に移動されたとき、現像剤供給部材から吐き出されて現像剤担持体に供給される。

特開２０１０−２１１０５２号公報

特許文献１の構成では、現像剤供給部材の回転方向においてニップ部の下流側（即ち、現像剤が充填される「充填部位」）は、現像剤担持体と現像剤供給部材からなるニップ部の上方に位置されている。このため、現像剤供給部材の回転動作に連れて、現像剤をニップ部の上方に多く溜め込むことができず、「充填部位」における充填効果が低下する場合がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、供給部材における現像剤の充填効果を高めることができる現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の現像装置は、
現像室と、前記現像室へ供給する現像剤を収容する現像剤収容室と、前記現像室と前記現像剤収容室とを仕切ると共に前記現像室と前記現像剤収容室を連通する開口が設けられる仕切り部と、を備え、使用時の姿勢において前記現像剤収容室は前記現像室の下方に位置する、現像枠体と、
前記現像室に回転可能に配置される現像剤担持体と、
前記現像室に回転可能に配置され、且つ、前記現像剤担持体と当接して当接部を形成し、発泡体構造を持つ、供給部材と、
を有する現像装置であって、
前記供給部材の重力方向における最下部は、前記開口の下端よりも下方に位置するように配置されており、
前記現像室には、前記開口の前記下端と同じ位置もしくは前記下端の位置よりも下方となる位置において、前記供給部材の表面に当接して前記供給部材を弾性変形させる当接部材を有する、ことを特徴とする。

本発明のプロセスカートリッジは、現像剤像を担持する像担持体と、前記現像装置と、を有する、ことを特徴とする。

本発明の画像形成装置は、転写部材と、前記現像装置、または、前記プロセスカートリッジと、を有する、ことを特徴とする。

本発明によれば、供給部材における現像剤の充填効果を高めることができる。

本発明の第１実施例に係る現像装置が使用される画像形成装置の断面概念図 本発明の第１実施例に係る現像装置を含むプロセスカートリッジの断面概念図 本発明の第１実施例に係る現像装置の現像室の断面概念図 本発明の第１実施例と比較する比較例における現像室の断面図 本発明の第２実施例に係る現像装置の現像室の断面概念図 （ａ、ｂ）は、本発明の第２実施例に係る現像装置の当接シートとトナー供給ローラの当接部にトナーを取り込むくさび形状の概念図；（ｃ）は、第２実施例におけるくさび形状と対比するための対比構成の概念図 本発明の第３実施例に係る現像装置の現像室の断面概念図

本発明は、現像装置、プロセスカートリッジまたは画像形成装置のいずれかの形態としても実施可能である。

以下、本実施例に関わる現像装置が使用される電子写真画像形成装置１００（以下、単に「画像形成装置１００」と称する場合がある）を図面に則して説明する。なお、本実施例の現像装置をプロセスカートリッジの一部として構成し、画像形成装置に使用することもできる。

以下に説明する実施例は、例示的に本発明を説明するものであって、以下に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置関係などは、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれに限定するものではない。

ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体（記録材）に画像を形成するものである。そして、電子写真画像形成装置の例としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンター（例えば、レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンター等）、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。

また、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段またはクリーニング手段などのプロセス手段の少なくとも一つと、感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化し、電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。

また、現像装置とは、感光体ドラム上の静電潜像を現像するための現像手段をカートリッジ化し、画像形成装置本体に着脱可能にしたものである。

（第１実施例）
以下、本発明に係る現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

本発明の第１の実施例について図１〜図４により説明する。

（１）画像形成装置
先ず、本発明に係る電子写真画像形成装置（画像形成装置）の全体構成について説明する。

図１は、本発明の第１実施例に係る現像装置が使用される画像形成装置の断面概念図である。

図２は、本発明の第１実施例に係る現像装置を含むプロセスカートリッジの断面概念図である。なお、図２は、感光体ドラム１の長手方向（回転軸線方向）に沿って見た本実施例のプロセスカートリッジ７の概略断面（主断面）を示している。

図１に示すように、本実施例では、プロセスカートリッジ７が画像形成装置本体１００Ａに対して装着可能である。また、プロセスカートリッジが装置本体１００Ａに挿入されることによって画像形成装置１００が構成される。

また、図２に示すように、プロセスカートリッジ７は、像担持体としての感光体ドラム１（像担持体）と、帯電ローラ２と、現像装置（現像ユニット４）と、クリーニング装置で構成されたものであり、これらが一体化されたものとなっている。

図１に示すように、本実施例の画像形成装置１００は、インライン方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザープリンタである。画像形成装置１００は、画像情報に従って、記録材（例えば、記録用紙、プラスチックシート、布など）にフルカラー画像を形成することができる。画像情報は、画像形成装置本体１００Ａに接続された画像読み取り装置、或いは、画像形成装置本体１００Ａに通信可能に接続されたパーンナルコンピュータ等のホスト機器から、画像形成装置本体１００Ａに入力される。

画像形成装置１００は、複数の画像形成部として、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。本実施例では、第１〜第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、鉛直方向と交差する方向に一列に配置されている。

なお、本実施例では、第１〜第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの構成及び動作は、形成する画像の色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために符号に与えた添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、総括的に説明する。

即ち、本実施例では、画像形成装置１００は、複数の像担持体として、鉛直方向と交差する方向に並設された４個のドラム型の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム１を有する。感光体ドラム１は、図示方向Ａに図示しない駆動手段（駆動源）により回転駆動される。感光体ドラム１の周囲には、感光体ドラム１の表面を均―に帯電する帯電手段としての帯電ローラ２、画像情報に基づきレーザーを照射して感光体ドラム１上に静電像（静電潜像）を形成する露光手段としてのスキャナユニット（露光装置）３が配置されている。また、感光体ドラム１の周囲には、静電像をトナー像として現像する現像手段としての現像ユニット（現像装置）４、転写後の感光体ドラム１の表面に残ったトナー（転写残トナー）を除去するクリーニング手段としてのクリーニング部材６が配置されている。更に、４個の感光体ドラム１に対向して、感光体ドラム１上のトナー像を記録材１２に転写するための中間転写体としての中間転写ベルト５（転写部材）が配置されている。

なお、本実施例では、現像ユニット４は、現像剤として非磁性一成分現像剤のトナーを用いる。また、本実施例では、現像ユニット４は、現像剤担持体としての現像ローラ１７（後述）を感光体ドラム１に対して接触させて反転現像を行うものである。即ち、本実施例では、現像ユニット４は、感光体ドラム１の帯電極性と同極性（本実施例では負極性）に帯電したトナーを、感光体ドラム１上の露光により電荷が減衰した部分（画像部、露光部）に付着させることで静電像を現像する。

本実施例では、感光体ドラム１と、感光体ドラム１に作用するプロセス手段としての帯電ローラ２、現像ユニット４及びクリーニング部材６とは、一体化され、即ち、一体的にカートリッジ化されて、プロセスカートリッジ７を形成している。プロセスカートリッジ７は、画像形成装置本体１００Ａに設けられた装着ガイド、位置決め部材などの装着手段を介して、画像形成装置１００に着脱可能となっている。本実施例では、各色用のプロセスカートリッジ７は、全て同一形状を有しており、各色用のプロセスカートリッジ７内には、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブランク（Ｋ）の各色のトナーが収容されている。

中間転写体としての無端状のベルトで形成された中間転写ベルト５は、全ての感光体ドラム１に当接し、方向Ｂに循環移動（回転）する。中間転写ベルト５は、複数の支持部材として、駆動ローラ５１、二次転写対向ローラ５２に掛け渡されている。

中間転写ベルト５の内周面側には、各感光体ドラム１に対向するように、一次転写手段としての、４個の一次転写ローラ８が並設されている。一次転写ローラ８は、中間転写ベルト５を感光体ドラム１に向けて押圧し、中間転写ベルト５と感光体ドラム１とが当接する一次転写部を形成する。そして、一次転写ローラ８に、図示しない一次転写バイアス印加手段としての一次転写バイアス電源（高圧電源）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加される。これによって、感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト５上に転写（一次転写）される。

また、中間転写ベルト５の外周面側において二次転写対向ローラ５２に対向する位置には、二次転写手段としての二次転写ローラ９が配置されている。二次転写ローラ９は、中間転写ベルト５を介して二次転写対向ローラ５２に圧接し、中間転写ベルト５と二次転写ローラ９とが当接する二次転写部を形成する。そして、二次転写ローラ９に、図示しない二次転写バイアス印加手段としての二次転写バイアス電源（高圧電源）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加される。これによって、中間転写ベルト５上のトナー像が記録材１２に転写（二次転写）される。

更に説明すれば、画像形成時には、先ず、感光体ドラム１の表面が帯電ローラ２によって一様に帯電される。次いで、スキャナユニット３から発された画像情報に応じたレーザー光によって、帯電した感光体ドラム１の表面が走査露光され、感光体ドラム１上に画像情報に従った静電像が形成される。次いで、感光体ドラム１上に形成された静電像は、現像ユニット４によってトナー像として現像される。感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ８の作用によって中間転写ベルト５上に転写（一次転写）される。

例えば、フルカラー画像の形成時には、上述のプロセスが、第１〜第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫにおいて順次に行われ、中間転写ベルト５上に各色のトナー像が次に重ね合わせて一次転写される。

その後、中間転写ベルト５の移動と同期が取られて記録材１２が二次転写部へと搬送される。中間転写ベルト５上の４色トナー像は、記録材１２を介して中間転写ベルト５に当接している二次転写ローラ９の作用によって、一括して記録材１２上に二次転写される。

トナー像が転写された記録材１２は、定着手段としての定着装置１０に搬送される。定着装置１０において記録材１２に熱及び圧力を加えられることで、記録材１２にトナー像が定着される。

なお、画像形成装置１００は、所望の一つの画像形成部のみを用いて、または、幾つか（全てではない）の画像形成部を用いて、単色またはマルチカラーの画像を形成することができる。

（２）プロセスカートリッジ
次に、図２に沿って、本実施例の画像形成装置１００に装着されるプロセスカートリッジ７の全体構成について説明する。

なお、本実施例では、収容している現像剤の種類（色）を除いて、各色用のプロセスカートリッジ７の構成及び動作は実質的に同一である。

図２に示すように、プロセスカートリッジ７は、感光体ドラム１等を備えた感光体ユニット１３と、現像ローラ１７（現像剤担持体）等を備えた現像ユニット４とを一体化して構成される。

感光体ユニット１３は、感光体ユニット１３内の各種要素を支持する枠体としてのクリーニング枠体１４を有する。クリーニング枠体１４には、感光体ドラム１が図示しない軸受を介して回転可能に取り付けられている。感光体ドラム１は、図示しない駆動手段（駆動源）としての駆動モータの駆動力が感光体ユニット１３に伝達されることで、画像形成動作に応じてＡ方向に回転駆動される。本実施例にて、画像形成プロセスの中心となる感光体ドラム１は、アルミニウム製シリンダの外周面に機能性膜である下引き層、キャリア発生層、キャリア移送層を順にコーティングした有機感光体ドラム１を用いている。

また、感光体ユニット１３には、感光体ドラム１の周面上に接触するように、クリーニング部材６、帯電ローラ２が配置されている。クリーニング部材６によって感光体ドラム１の表面から除去された転写残トナーは、クリーニング枠体１４内に落下、収容される。

帯電手段である帯電ローラ２は、導電性ゴムのローラ部を感光体ドラム１に加圧接触することで従動回転する。

ここで、帯電ローラ２の芯金には、帯電工程として、感光体ドラム１に対して所定の直流電圧が印加されており、これにより感光体ドラム１の表面には、一様な暗部電位（Ｖｄ）が形成される。前述のスキャナユニット３からのレーザー光によって画像データに対応して発光されるレーザー光のスポットパターンは、感光体ドラム１を露光し、露光された部位は、キャリア発生層からのキャリアにより表面の電荷が消失し、電位が低下する。この結果、露光部位は所定の明部電位（Ｖｌ）、未露光部位は所定の暗部電位（Ｖｄ）の静電像が、感光体ドラム１上に形成される。

（３）現像ユニット
現像ユニット４は、感光体ドラム１へトナーを供給して現像を行う目的で設けられた現像室１５と、現像に寄与するトナーを格納する現像剤収容室としてのトナー収容室１８（現像剤収容室）と、を有する。本実施例では、現像室１５を形成する現像枠体部６１と、トナー収容室１８を形成する現像枠体部６２と、が一体的に接合された現像枠体６０に、現像工程に係る各種要素が設けられて、現像ユニット４が構成されている。現像枠体部６１と現像枠体部６２との間には、詳しくは後述する現像室１５内の現像剤貯留部を構成するトナー貯留槽１９を形成する隔壁２３（仕切り部）が形成されている。即ち、現像室１５は、隔壁２３によってトナー収容室１８と区画され、トナー収容室１８が現像室１５の下方に配置された構成になっている。

現像ユニット４内に形成されたトナー収容室１８には、現像剤として非磁性一成分現像剤、即ち、トナーが収容されている。また、トナー収容室１８内には、攪拌部材２２が設けられている。攪拌部材２２は、トナー収容室１８内に収容されたトナーを攪拌すると共に、トナー収容室１８内に収容されたトナーを重力に反して跳ね上げて現像室１５へ供給している。

本実施例の構成では、トナー収容室１８内に収容されたトナーを重力に反して跳ね上げて（方向Ｇ）現像室１５へ供給する必要がある。供給動作を容易にするために、隔壁２３の先端２４（開口２４Ａの下端）を通る水平線Ｈ２が、第１吸い込み部Ｍ１を通る水平線Ｈ１より下方になるように配置している。

現像室１５は、現像剤担持体としての現像ローラ１７、現像ローラ１７にトナーを供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ２０（供給部材）を有する。また、現像室１５は、トナー供給ローラ２０の下方にトナーを貯めるトナー貯留槽１９を有する。

本実施例では、トナー供給ローラ２０は、芯金２０１と、表層２０２を備える。表層（２０２）には、発泡体構造（２０２Ａ）が備えられており、弾性変形可能なように構成されている。なお、表層（２０２）は、芯金２０１の表面に形成され、表面２０２Ｂを備えている。

次に現像室１５の詳細について図３を用いて説明する。図３は、本発明の第１実施例に係る現像装置の現像室１５の断面概念図である。

図３に示すように、本実施例では、現像ブレード２１が現像ローラ１７にカウンタ（現像ブレード２１の自由端が現像ローラ１７の回転方向Ｄの上流側に向けて延びるように配置）で当接している。これによって、トナー供給ローラ２０によって供給されたトナーのコート量規制及び電荷付与が実現されている。現像ブレード２１は薄い板状部材からなり、薄板のバネ弾性を利用して当接圧力を形成し、その表面がトナー及び現像ローラ１７に当接される。トナーは、現像ブレード２１と現像ローラ１７との摺擦により摩擦帯電されて電荷を付与されると同時に層厚規制される。

現像ローラ１７と感光体ドラム１とは、接触部（ニップ部）Ｎ１において互いの表面が同方向（本実施例では下から上に向かう方向）に移動するようにそれぞれ回転する。即ち、感光体ドラム１は、方向Ａに回転駆動され、現像ローラ１７は、方向Ｄに回転駆動されている。

なお、本実施例では、現像ローラ１７は、感光体ドラム１に接触して配置されているが、現像ローラ１７は、感光体ドラム１に対して所定間隔を開けて近接配置される構成であってもよい。

本実施例では、現像ローラに印加された所定のＤＣバイアスに対して、摩擦帯電によりマイナスに帯電したトナーが、感光体ドラム１に接触する現像部（ニップ部Ｎ１）において、電位差に応じて、明部電位が形成された部位にのみ転移して静電像を顕像化する。

トナー供給ローラ２０と現像ローラ１７は、ニップ部Ｎ２（当接部）において互いに逆方向に移動するよう回転している。これにより、トナー供給ローラ２０による現像ローラ１７へのトナー供給及び現像残（現像後の残留トナー）として残った現像ローラ１７上のトナーの剥ぎ取りを実現している。なお、トナー供給ローラ２０は、当接部Ｎ２における表面Ｎ２Ａが重力方向ｇの下方から上方へ移動するように、回転駆動されている（回転方向Ｅ）。

トナー供給ローラ２０の最下端２０４は、開口２４Ａの下端２４よりも下方に位置するように配置されている。

次に、トナー供給ローラ２０のニップ部Ｎ２前後での動作について説明する。
トナー供給ローラ２０の表面（２０２Ｂ）は、回転によりニップ部Ｎ２に向けて移動する。

トナー供給ローラ２０は、その表層に発泡体層（発泡体構造）を有するため、発泡体層はニップ部Ｎ２へ突入する直前の第１吐き出し部Ｌ１（供給部材の当接部における方向Ｅの上流側の端部）において圧縮変形する。そして、圧縮変形によってトナー供給ローラ２０の表面及び内部に留まっていたトナーが吐き出される。トナー供給ローラ２０は、内部からトナーが吐き出された状態でニップ部Ｎ２に突入する。

トナー供給ローラ２０は、ニップ部Ｎ２を通過した瞬間の第１吸い込み部Ｍ１（供給部材の当接部における方向Ｅの下流側の端部）で、現像ローラ１７との圧接状態から解放される。この時、トナー供給ローラ２０の発泡体層が圧接状態から解放された際に第１吸い込み部Ｍ１に存在するトナーをその内部に吸い込むことが可能である。

トナー供給ローラ２０によってトナーを搬送するには、トナーをスポンジセル内に多く含ませることが重要である。このため、トナー供給ローラ２０の第１吸い込み部Ｍ１に十分な量のトナーを供給することと、トナー供給ローラ２０の発泡体層をニップ部Ｎ２で十分に圧縮変形させることが重要である。

（４）トナー供給ローラ２０の第１吸い込み部Ｍ１への供給について
まず、最初に第１吸い込み部Ｍ１に十分な量のトナーを送り込むには、攪拌搬送部材２２によってトナー収容室１８から第１吸い込み部Ｍ１にトナーを直接供給する構成が望ましい。

攪拌搬送部材２２は、撹拌軸と、攪拌シート及び撹拌シートを押える板金と、を含んで構成されている。

本実施例では、図３に示す方向Ｇの軌道を描いて、攪拌搬送部材２２によってトナー収容室１８から第１吸い込み部Ｍ１にトナーを直接供給される構成を取っている。

次に、トナー供給ローラの発泡体層を、ニップ部Ｎ２で圧縮変形させることについて説明する。

前述したように、トナー供給ローラ２０の発泡体層をニップ部Ｎ２で十分な量を圧縮させることが必要である。本実施例においては、現像ローラ１７、トナー供給ローラ２０は、共に外径２０ｍｍであり、トナー供給ローラ２０の現像ローラ１７への侵入量（トナー供給ローラ２０が現像ローラ１７により凹状とされるその凹み量）△Ｅ１を０．８ｍｍに設定した。侵入量ΔＥ１は大きいほど発泡体層が圧縮されるため、第１吸い込み部Ｍ１でトナー供給ローラ２０の発泡体層に吸い込まれるトナー量は大きくなるものの、ニップ部Ｎ２でのトナーの摺擦による劣化が大きくなるため△Ｅ１を０．８ｍｍに設定している。

次に、攪拌搬送部材２２によって現像室１５に供給されるトナーの流れについて図３を用いて説明する。攪拌搬送部材２２によって方向Ｇの軌道をもってトナー吸い込み部近傍に搬送されたトナーは、第１吸い込み部Ｍ１に取り込まれる。一方、トナー供給ローラ２０内部に吸い込まれなかったトナーの多くは、トナー供給ローラ２０の回転と重力により方向Ｆ１に搬送され、現像室１５のトナー貯留槽１９部に収容（貯留）される。

方向Ｇの軌道をもってトナー吸い込み部近傍に搬送されたトナーの多くはトナー供給ローラ２０内部に吸い込まれずにトナー貯留槽１９に収容される。そのため、トナー貯留槽１９は隔壁２３の先端２４までトナーが満たされた状態になる。

前述した攪拌搬送部材２２によるトナー吸い込み部へ搬送されるトナー量は、長手方向の中央部と端部で異なる。回転に伴う攪拌搬送部材２２の攪拌シートの撓み量が長手端部は、中央部よりも大きくなるためである。

そのため、第１吸い込み部Ｍ１を通過した直後ではトナー供給ローラ２０内部に吸い込まれるトナー量は、長手の端部において中央部よりも少なくなる。

トナー供給ローラ２０内部に吸い込まれるトナー量を長手で均一化するために、本発明の特徴である当接部材（ＡＰ）を設けている。図３を参照して当接部材について説明する。

本実施例では当接部材として、ステンレスなどの金属からなる直径５ｍｍの円柱部材２５（ローラ部材）を用いた。

円柱部材２５はトナーで満たされているトナー貯留槽１９でトナー供給ローラ２０と当接し固定配置されている。具体的に、円柱部材２５は、トナー供給ローラ２０とほぼ同じ長さで、トナー供給ローラ２０と平行となるように、互いの周面どうしが当接して配置されている。このように、円柱部材２５と供給ローラ２０の間、当接するニップ部Ｎ３が形成されている。

トナー供給ローラ２０は方向Ｅに回転することによって、第１吸い込み部Ｍ１でトナーを吸い込んだ後、当接部材ＡＰとのニップ部Ｎ３直前までトナーが搬送される。トナー供給ローラ２０は当接部材ＡＰとのニップ部Ｎ３の直前において圧縮変形し、その変形によってトナー供給ローラ２０の表面及び内部（発泡体構造）に留まっていたトナーが吐き出される（第２吐き出し部Ｌ２）。トナー供給ローラ２０は、圧縮変形された部分の内部からトナーが吐き出された状態でその部分の周面がニップ部Ｎ３に突入する。

トナー供給ローラ２０は、ニップ部Ｎ３を通過した直後の第２吸い込み部Ｍ２において、現像ローラ１７との圧接状態から解放される。そのため、トナー供給ローラ２０はトナー貯留槽１９に存在するトナーをその内部（発泡体構造）に吸い込まれる。

本実施例においては、第２吸い込み部Ｍ２でトナー供給ローラ２０内部に十分トナーを吸い込ませるために、トナー供給ローラ２０の当接部材ＡＰに対する侵入量ΔＥ２を、現像ローラ１７に対する侵入量Ｅ１と同様に０．８ｍｍとして設定している。

トナー貯留槽１９はトナーで満たされているため、第２吸い込み部Ｍ２は、第１吸い込み部Ｍ１よりも長手方向に対して均一にトナーを吸い込むことができる。よって、トナー供給ローラ２０は、円柱部材２５より長手方向において均一にトナーを吸い込んだ状態で、現像ローラ１７のニップ部Ｎ２の第１吐出し部Ｌ１まで搬送される。その結果、トナー供給ローラ２０は現像ローラ１７に対し、均一にトナーを供給することが可能となり、均一なプリント画像を出力することが可能となる。

また、本実施形態では、円柱部材２５を固定配置しているが、これに限定されるのもではない。例えば、円柱部材２５を回転駆動してもよい。本実施例では、当接部材ＡＰとしてローラ部材を用いたが、ブロック形状でもよい。

（５）評価
次に、第１実施例の構成における実験例１、及び、下記構成の比較実験例１、２を用いて評価を行った。

まず、比較実験例１は、図３に示した第１実施例の構成に対して、円柱部材２５が配設されていない構成となる。それ以外の構成は、図３に示した第１実施例の構成と同様である。

一方、比較実験例２は、図４に示すように、円柱部材９０１をトナー貯留槽１９よりも上方でトナー供給ローラ２０に当接させている（ニップ部Ｎ３’）。それ以外の構成は、図３に示した第１実施例の構成と同様である。なお、図４は、第１実施例と比較する比較例（比較実験例２）における現像室の断面図である。

（５−１）評価実験／評価方法
本発明の上記実施例、及び、比較例１、２の構成について、以下のハーフトーン画像濃度均一性評価を行なった。

評価方法として、濃度が４０％のハーフトーン画像を連続で５枚出力し５枚目で画像濃度均一性の測定を行なった。通紙方向×通紙方向に対して直角方向に９．４ｍｍの長方形の領域を設定し、反射濃度を等間隔に３点ずつ、３列、９点測定した。反射濃度計はＲＤ−９１８反射濃度計（クレタクマクベス社製）を使用した。計９点の反射濃度の最大と最小を画像濃度均一性とした。最大と最小の差分が小さいほど画像濃度均一性が良好である。

画像濃度均一性について、以下の基準で評価した。
○：最大と最小の差分が０．０５未満。
△：最大と最小の差分が０．０５以上、且つ、０．１未満。
×：最大と最小の差分が０．１以上

（５−２）評価実験の結果
以下、第１実施例の実験例１〜４と、比較実験例１、２の設定及びその評価結果を表１に示す。

比較実験例１は、第１実施例の各実験例（１〜４）に比べて、ハーフトーンの均一性が悪い結果が見られた。

これは、攪拌搬送部材２２によって下方のトナー収容室１８から上方のトナー供給ローラ２０のニップ部Ｎ２に供給されるトナー量が長手方向で異なり、端部に供給されるトナー量が中央部よりも少ないことが原因と考えられる。即ち、比較実験例１のような構成では、トナー供給ローラ２０へのトナー充填不足が考えられる。この結果、比較実験例１では、ハーフトーン画像の中央部よりも端部で濃度が低下しやすくなり、最大濃度と最小濃度の差分が０．１以上になっている。

一方、第１実施例の実験例（１〜４）では、円柱部材２５によって、トナーの剤面下でトナー供給ローラ２０の内部に均一にトナーを吸い込むことができる（充填性が向上する）ので、中央部と端部での画像濃度差が小さくなる。このため、実施例１〜４では、ハーフトーン画像濃度の均一性も向上している。

また、比較実験例２では、円柱部材９０１をトナーが存在しないトナー貯留槽１９よりも上方（トナーの剤面上）でトナー供給ローラ２０に当接している。この場合、第２吐き出し部Ｌ２’でのトナーの吐き出しでトナーの吐き出しは行なえるものの、第２吸い込み部Ｍ２’でトナーを吸い込むことが出来ないため、べた濃度（印刷領域の全領域に画像が存在する場合の画像濃度）が低下する結果となった。

また、第１実施例の実験例１〜４から理解できるように、円柱部材２５がトナー供給ローラ２０の表面に当接することにより、トナー供給ローラ２０へのトナーの充填効果が得られる。なお、円柱部材２５がトナー供給ローラ２０の表面に侵入する侵入量ΔＥが０．８ｍｍ以上であれば、より十分に充填効果が発揮できることが分かった。

なお、前述した第１実施例では、カラー画像形成が可能な画像形成装置を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、モノクロ画像形成が可能な画像形成装置であっても良い。斯かる画像形成装置における現像装置に本発明の原理を適用することにより同様の効果を得ることができる。

（第２実施例）
本発明の第２実施例は、第１実施例と基本的に同様な構成であり、以下に異なる点について図５を用いて説明する。なお、図５は、本発明の第２実施例に係る現像装置の現像室１５の断面概念図である。

本実施の形態に係る当接部材ＡＰは、当接シート２６（シート状の部材）から構成される。なお、当接シート２６は、トナー供給ローラ２０の長手方向（軸方向）に対し平行に配置されている。また、当接シート２６は、支持部材１２１を介して現像枠体６０に取り付けられている。

当接シート２６は、可撓性を持つフィルム状部材であり、支持部材に一端（固定端２６１）を固定され、他端が自由端２６２となる。また、自由端側の一方の表面２６２１がトナー供給ローラ２０の表面２０２Ｂと接触（当接）し、（接触）ニップ部Ｎ４を形成している。

当接シート２６の当接方向としては、ニップ部Ｎ４に対して２６の先端がトナー供給ローラ２０の回転方向上流側に位置する、いわゆるカウンタ（逆）方向になっている。

当接条件として、ニップ部Ｎ４のトナー供給ローラ２０の回転方向上流端から当接シート２６の先端までの距離ｄを０．３ｍｍ、トナー供給ローラ２０に対して侵入量ΔＥ３を０．６ｍｍになるようにトナー供給ローラ２０に当接している。

トナー供給ローラ２０の表面（２０２Ｂ）が現像ローラ１７のニップ部Ｎ２を通過し、トナー貯留槽１９に突入すると、トナー供給ローラ２０の表面は、トナー貯留槽１９内のトナーと接触する。トナー貯留槽１９内のトナー供給ローラ２０表面近傍のトナーは、トナー供給ローラ２０の表面の回転に伴い、方向Ｆ１に示す方向に移動しニップ部Ｎ４に取り込まれる。

この当接部材によるトナーの取り込み量（充填効果）は、図６を用いて説明する。

なお、図６（ａ）、（ｂ）は、第２実施例に係る現像装置の当接シート２６とトナー供給ローラ２０の当接部にトナーを取り込むくさび形状の概念図である。図６（ｃ）は、第２実施例におけるくさび形状と対比するための対比構成の概念図である。

より具体的には、図６（ａ）には、「距離ｄ」が２ｍｍである。また、図６（ｂ）には、「距離ｄ」が０ｍｍであり、即ち、当接部材を構成する当接シート２６の先端エッジ部分（エッジ２６２２）がトナー供給ローラ２０の表面（２０２Ｂ）に当接する場合を示している。

なお、図６（ｃ）は、対比例として、円柱部材からなる当接部材を用いた場合において、侵入量が０．６ｍｍであるときの状態を示している。

また、図６（ａ〜ｃ）に示す領域「Ｊ」は、当接部材とトナー供給ローラ２０の当接部にトナーを取り込む「くさび」形状部（領域）である。

図６に示すように、当接シート２６で当接部材を構成した場合は、当接ローラ２５のような曲率を持っている円柱部材２５で当接部材を構成した場合に比べ、「くさび」形状部（領域Ｊ）を小さくすることが出来る。

また、当接シートの「くさび」形状部（領域Ｊ）は、距離ｄに大きく影響される。例えば、図６（ｂ）の距離ｄが０ｍｍの場合、図６（ａ）の距離ｄが２ｍｍの場合よりも、「くさび」形状部（領域Ｊ）が小さくなっている。

なお、「くさび」形状部（領域Ｊ）が大きい場合では、ニップ部Ｎ４に取り込まれるトナー量が大きくなるため、トナー供給ローラ２０がニップ部Ｎ４での圧縮幅が小さくなる。このため、トナー供給ローラ２０に対する当接部材の当接状態について、より大きな侵入量（当接圧）が必要と考えられる。逆に言えば、「くさび」形状部（領域Ｊ）を小さくできれば、当接部材の侵入量を小さくすることが可能となる。

本実施例では、「距離ｄ」は、２ｍｍ以下とすることが好ましい。また、「距離ｄ」を０ｍｍとすることがより好ましい。

以下、本実施例の構成における実験例５〜９を用いて評価を行った。なお、第２実施例の実験例５〜９の設定及びその評価結果を表２に示す。

実験例５〜８から理解できるように、「距離ｄ」に係らず、当接部材ＡＰがトナー供給ローラ２０の表面に当接していれば、トナー供給ローラ２０に対するトナーの充填効果の向上が見られ、ハーフトーン濃度の均一性の向上が見られた。

なお、実験例６、７に示すように、「距離ｄ」がハーフトーン画像濃度の均一性に一定の影響が見られるものの、実施例５に示すように侵入量ΔＥ２を調整することで、ハーフトーン画像濃度の均一性を向上させることができた。つまり、「距離ｄ」が０ｍｍより大きい場合には、ハーフトーン画像濃度の均一性をより高めるために、侵入量ΔＥ２を０．６ｍｍ以上とすることが望ましい。

一方、実験例７、８から理解できるように、「距離ｄ」が０ｍｍの場合には、侵入量ΔＥ２を０．５ｍｍ以上とすることが好ましい。

このように、「くさび」形状（領域Ｊ）の形成に係る「距離ｄ」を小さくすれば、侵入量ΔＥ２を小さく設定することができる。逆に言えば、「距離ｄ」を大きくすれば、侵入量ΔＥ２を大きく設定することが望ましい。

また、「距離ｄ」が大きければ、トナーの供給（取り込み）能力が大きくなるので、侵入量ΔＥ２と正比例関係を持って「距離ｄ」と「侵入量ΔＥ２」を設定することにより、画像形成時のトナーの供給効率を向上させることもできる。

（第３実施例）
本発明の第３実施例は、第１実施例と基本的に同様な構成であり、以下に異なる点について図７を用いて説明する。なお、図７は、本発明の第３実施例に係る現像装置の現像室の断面概念図である。

図７に示すように、本実施例は、トナー供給ローラ２０の回転方向のみ実施例１の構成と異なる以外は、基本的に同じ構成である。

具体的には、トナー供給ローラ２０は、図７の方向Ｆに回転している。本実施例のトナー供給ローラ２０の回転方向（方向Ｆ）が、第１実施例におけるトナー供給ローラ２０の回転方向（方向Ｅ）とは逆方向である。このため、第１、第２吐き出し部と第１、第２吸い込み部の位置が実施例１と逆になっている。

本実施例では、第１吸い込み部Ｍ１は、水平線Ｈ２より重力方向の上方に配置されているものの、この領域にはトナーが存在している。その理由として、現像ローラ１７と現像ブレード２１との間のニップ部Ｎ５において、現像ブレ−ド２１により規制されると共に、ニップ部Ｎ５を通過できなかったトナーが現像ローラ１７から剥ぎ取られ、水平線Ｈ２より上部の空間で循環されるためである。

しかしながら、第１吸い込み部Ｍ１（領域）の近傍では、水平線Ｈ２の下部よりもトナー密度が低く、長手方向でトナー密度差が生じているため、トナー供給ローラ２０内部に長手方向で均一に吸い込むことが難しいと考えられる。

本実施例では、トナー供給ローラ２０内部に吸い込まれるトナー量を長手で均一化するために、当接部材ＡＰとして円柱部材２５を設けている。

トナーで満たされ、トナー密度が第１吸い込み部Ｍ１よりも高いトナー貯留槽１９内（剤面下）で、円柱部材２５をトナー供給ローラ２０の表面に当接させることで、トナー供給ローラ２０に対するトナーの充填効率を向上させている。これにより、トナー供給ローラ２０内部に吸い込まれるトナー量を長手で均一化することが可能になる。

なお、本実施例では、当接部材として円柱部材２５を用いたが、これに限定されるものでなく、当接部材として、第２実施例のようなシート部材を用いてもよい。また、第２実施例と同様に、当接部材としてシート部材を用いた場合には、侵入量ΔＥ２を小さくしても、ハーフトーン画像濃度の均一性を向上させることができる。

本発明によれば、供給部材における現像剤の充填効果を高めることにより、現像剤供給部材の内部に吸い込まれるトナー量を均一化することができ、現像剤担持体へのトナー供給ムラによる濃度ムラ等の画像品質の悪化を軽減することができる。これにより、高品位な画像を供給することができる。

本発明の構成を以下のように纏めることができる。

本発明の現像装置（４）は、現像枠体６０と、現像室に回転可能に配置される現像剤担持体（１７）と、現像室に回転可能に配置され且つ現像剤担持体と当接して当接部（Ｎ２）を形成し発泡体構造（２０２Ａ）を持つ供給部材（２０）と、を有する。

なお、現像枠体（６０）は、現像室（１５）と、現像室へ供給する現像剤を収容する現像剤収容室（１８）と、現像室と現像剤収容室とを仕切ると共に現像室と現像剤収容室を連通する開口（２４Ａ）が設けられる仕切り部（２３）と、を備える。使用時の姿勢において、現像剤収容室は現像室の下方に位置する。

供給部材の重力方向（ｇ）における最下部（２０４）は、開口の下端（２４）よりも下方に位置するように配置されている。現像室には、開口の下端と同じ位置もしくは下端の位置よりも下方となる位置において、供給部材の表面（２０２Ｂ）に当接して供給部材を弾性変形させる当接部材（ＡＰ）を有する。

また、本発明の現像装置は、供給部材は、当接部における表面（Ｎ２Ａ）が重力方向の下方から上方へ移動するように回転駆動されることができる。

また、本発明の現像装置は、現像剤担持体は、供給部材とは、同じ回転方向（Ｄ）に回転駆動されていることができる。

また、本発明の現像装置は、供給部材の回転方向（Ｅ）において、当接部の上流側の端部（Ｌ１）は、開口の下端よりも、上方に位置することができる。

また、本発明の現像装置は、供給部材の回転方向において、当接部の下流側の端部（Ｍ１）は、開口の下端よりも、上方に位置することができる。

また、本発明の現像装置は、当接部材は、一端が固定端（２６１）として現像枠体に固定され、他端が自由端（２６２）となるシート状の部材（２６）から構成され、シート状の部材の自由端側が供給部材に当接していることができる。

また、本発明の現像装置は、シート状の部材は、自由端におけるエッジ部（２６２２）が供給部材に当接するように、現像枠体に取り付けられていることができる。

また、本発明の現像装置は、当接部材は、回転可能なローラ部材（２５）で構成されることができる。

本発明のプロセスカートリッジ（７）は、現像剤像を担持する像担持体（１）と、本発明の現像装置と、を有する。

本発明の画像形成装置（１００）は、転写部材（５）と、本発明の現像装置、または、本発明のプロセスカートリッジと、を有する。

４ 現像ユニット（現像装置）
１５ 現像室
１７ 現像ローラ（現像剤担持体）
１８ トナー収容室（現像剤収容室）
２０ トナー供給ローラ（供給部材）
２０２Ａ 発泡体構造
２０２Ｂ 表面
２０４ 最下部
２３ 隔壁（仕切部）
２４Ａ 開口
２４ 開口の下端
２５ 円柱部材（当接部材）
２６ 当接シート（当接部材）
６０ 現像枠体
Ｎ３、Ｎ４ ニップ部（当接部）
ＡＰ 当接部材
ｇ 重力方向

Claims (10)

1. 現像室と、前記現像室へ供給する現像剤を収容する現像剤収容室と、前記現像室と前記現像剤収容室とを仕切ると共に前記現像室と前記現像剤収容室を連通する開口が設けられる仕切り部と、を備え、使用時の姿勢において前記現像剤収容室は前記現像室の下方に位置する、現像枠体と、
   前記現像室に回転可能に配置される現像剤担持体と、
   前記現像室に回転可能に配置され、且つ、前記現像剤担持体と当接して当接部を形成し、発泡体構造を持つ、供給部材と、
   を有する現像装置であって、
   前記供給部材の重力方向における最下部は、前記開口の下端よりも下方に位置するように配置されており、
   前記現像室には、前記開口の前記下端と同じ位置もしくは前記下端の位置よりも下方となる位置において、前記供給部材の表面に当接して前記供給部材を弾性変形させる当接部材を有する、ことを特徴とする現像装置。
2. 前記供給部材は、前記当接部における表面が重力方向の下方から上方へ移動するように回転駆動される、ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記現像剤担持体は、前記供給部材とは、同じ回転方向に回転駆動されている、ことを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 前記供給部材の回転方向において、前記当接部の上流側の端部は、前記開口の前記下端よりも、上方に位置する、ことを特徴とする請求項２または３に記載の現像装置。
5. 前記供給部材の回転方向において、前記当接部の下流側の端部は、前記開口の前記下端よりも、上方に位置する、ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の現像装置。
6. 前記当接部材は、一端が固定端として前記現像枠体に固定され、他端が自由端となるシート状の部材から構成され、
   前記シート状の部材の前記自由端側が前記供給部材に当接している、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置。
7. 前記シート状の部材は、前記自由端におけるエッジ部が前記供給部材に当接するように、前記現像枠体に取り付けられている、ことを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
8. 前記当接部材は、回転可能なローラ部材で構成される、ことを特徴とする請求項１〜５のいずか１項に記載の現像装置。
9. 現像剤像を担持する像担持体と、
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の現像装置と、を有する、ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
10. 転写部材と、
    請求項１〜８のいずれか１項に記載の現像装置、または、請求項９に記載のプロセスカートリッジと、を有する、ことを特徴とする画像形成装置。

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