JP2020166094A - 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】現像室内の現像剤の流動性を改善することができる現像装置を提供する。【解決手段】トナー収容室１０ａに配置され、開口部１７を介してトナー収容室１０ａの内部のトナーＴを現像室１０ｉに搬送するための搬送部材と、を有する現像装置１０であって、搬送部材は、板状の部材１０ｂと、板状の部材１０ｂを面方向に往復移動するように駆動させる揺動回転部材と、を備え、揺動回転部材によって駆動された板状の部材１０ｂは、トナー収容室１０ａの内部のトナーＴを開口部１７側へ向かわせる第１方向における最大加速度が、前記第１方向とは反対方向である第２方向における最大加速度よりも小さく、現像室１０ｉには、現像ローラ１３に非接触で配置された回転可能な回転体１６をさらに有する。【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に使用される現像装置及びプロセスカートリッジに関するものである。

特許文献１では、板状の部材に付与するトナー搬送方向の最大加速度を、トナー搬送方向とは反対方向の最大加速度よりも小さくする。これによりトナーを搬送方向に搬送することができる。このような搬送装置によれば、トナー搬送経路のデッドスペースを従来よりも低減させることができ、トナーを余すことなく使用することが可能となる。

また、特許文献２では、未使用状態の現像装置において、現像室とトナー収容室との連結部にある開口部を封止部材で封止する。封止部材で開口部を封止することにより現像装置を運搬する際の振動や現像装置を落下した際における衝撃により現像装置外へトナーが吹き出すことを防止することが可能である。

特開２０１５−９２２２６号公報 特開昭５７−８９７７９号公報

図１２及び図１３を用いて、特許文献１、２の課題について説明する。図１２（ａ）は、現像装置１０が未使用時の状態において、現像室１０ｉとトナー収容室１０ａとの連結部に設けられた開口部１７を封止部材２３により封止している様子を示す。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示す封止部材２３を除去した状態を示す。図１２に示すような現像装置１０を用いて画像形成を行った場合、感光ドラム７の表面上に形成された静電潜像をトナーＴで現像するための現像ローラ１３の表面上のトナー層が薄くなってしまい、結果として画像濃度が薄くなってしまうことがあった。

図１２（ｂ）に示すように、トナー収容室１０ａの内部のトナーＴが板状の部材１０ｂにより現像室１０ｉへ向かって矢印Ｊ１方向に搬送される。これにより図１３に示すように、現像室１０ｉの内部のトナーＴの密度Ｔｐｉが、トナー収容室１０ａの内部のトナーＴの密度Ｔｐａよりも高くなる。

また、現像装置１０を画像形成装置の画像形成位置に装着したとき、容器本体１４ａの底板１４ａ１の上面１４ａ４からなるトナー収容室１０ａの床面が水平方向に対して図１３の反時計回り方向に所定の角度を有する場合を考慮する。このとき、現像室１０ｉの内部のトナーＴが重力によりトナー収容室１０ａに向かって移動しない。この場合には、現像室１０ｉの内部のトナーＴの密度Ｔｐｉが、トナー収容室１０ａの内部のトナーＴの密度Ｔｐａよりも更に高くなり易い。

現像室１０ｉの内部のトナーＴの密度Ｔｐｉが高まると、トナーＴの粒子同士の接触面積が増加する。このためトナーＴの粒子間の摩擦抵抗が高まる。これにより現像室１０ｉの内部のトナーＴの流動性が低下していまう。トナーＴの流動性の低下に伴いトナーＴの搬送性も低下してしまう。このため現像ローラ１３の表面に対するトナーＴの供給量が減少してしまう。その結果として、現像ローラ１３の表面上のトナーコート層が薄くなってしまい、画像濃度が薄くなってしまう。

図１２（ａ）に示すように、現像装置１０が未使用時の状態では、現像室１０ｉとトナー収容室１０ａとの連結部に設けられた開口部１７を封止部材２３により封止している。そのため板状の部材１０ｂを現像室１０ｉの内部まで延長して配置することができない。このため板状の部材１０ｂの往復動作による粉圧や機械的な解し作用により現像室１０ｉの内部にあるトナーＴを解して流動性を改善させることはできなかった。

本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、現像室内の現像剤の流動性を改善することができる現像装置を提供するものである。

前記目的を達成するための本発明に係る現像装置の代表的な構成は、現像剤を担持する回転可能な現像剤担持体と、前記現像剤担持体を回転可能に支持し現像剤を収容するための枠体と、前記枠体の内部を、前記現像剤担持体が配置された現像室と、現像剤が収容される現像剤収容室とに仕切ると共に、前記現像室と前記現像剤収容室とを連通する開口部を備える隔壁と、前記現像剤収容室に配置され、前記開口部を介して前記現像剤収容室の内部の現像剤を前記現像室に搬送するための搬送部材と、を有する現像装置であって、前記搬送部材は、板状の部材と、前記板状の部材を面方向に往復移動するように駆動させる駆動部材と、を備え、前記駆動部材によって駆動された前記板状の部材は、前記現像剤収容室の内部の現像剤を前記開口部側へ向かわせる第１方向における最大加速度が、前記第１方向とは反対方向である第２方向における最大加速度よりも小さく、前記現像室には、前記現像剤担持体に非接触で配置された回転可能な回転体をさらに有することを特徴とする。

本発明によれば、現像室内の現像剤の流動性を改善することができる。

画像形成装置の構成を示す断面図である。 （ａ）は、第１実施形態の現像装置が未使用の状態で現像室とトナー収容室との連結部に設けられた開口部を封止部材より封止している様子を示す断面図である。（ｂ）は、第１実施形態の現像装置の現像室とトナー収容室との連結部に設けられた開口部を封止する封止部材を除去した様子を示す断面図である。 第１実施形態の現像装置の現像室の構成を示す部分拡大図である。 （ａ）は、現像装置が未使用の状態で現像室とトナー収容室との連結部に設けられた開口部を封止する封止部材の構成を示す斜視図である。（ｂ）は、現像装置の現像室とトナー収容室との連結部に設けられた開口部を封止する封止部材を除去した様子を示す斜視図である。 （ａ），（ｂ）は、搬送部材と回転体への駆動伝達構成を説明する図である。 （ａ）〜（ｃ）は、揺動回転部材の揺動と板状の部材の移動動作を説明する図である。 （ａ）〜（ｃ）は、板状の部材の動きを説明する図である。 第１実施形態の現像装置の評価試験結果を示す図である。 （ａ）は、第２実施形態の現像装置が未使用の状態で現像室とトナー収容室との連結部に設けられた開口部を封止部材より封止している様子を示す断面図である。（ｂ）は、第２実施形態の現像装置の現像室とトナー収容室との連結部に設けられた開口部を封止する封止部材を除去した様子を示す断面図である。 第２実施形態の現像装置の現像室の構成を示す部分拡大図である。 第２実施形態の現像装置の評価試験結果を示す図である。 （ａ），（ｂ）は、比較例の課題を説明する断面図である。 比較例の課題を説明する断面図である。

図により本発明に係る現像装置、プロセスカートリッジを備えた画像形成装置の一実施形態を具体的に説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは、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、形状等は、特に改めて記載しない限り後の説明においても初めの説明と同様のものである。

〔第１実施形態〕
先ず、図１〜図８を用いて本発明に係る現像装置、プロセスカートリッジを備えた画像形成装置の第１実施形態の構成について説明する。

＜画像形成装置＞
図１及び図２（ｂ）を用いて画像形成装置１００の構成について説明する。図１は、画像形成装置１００の構成を示す断面図である。図２（ｂ）は、プロセスカートリッジＢの構成を示す断面図である。図１に示す画像形成装置１００は、電子写真方式を用いたレーザビームプリンタの一例である。尚、以下の説明において、装置本体Ａとは、画像形成装置１００のうちでプロセスカートリッジＢを除いた部分をいう。現像装置１０を有するプロセスカートリッジＢは、画像形成装置１００の装置本体Ａに対して着脱可能である。

プロセスカートリッジＢの長手方向とは、現像剤像を担持する像担持体としての感光ドラム７の回転軸線方向である。また、装置本体Ａの左右とは、搬送方向に向う紙等の記録材２を上から見たときの左又は右である。また、プロセスカートリッジＢの上面とは、プロセスカートリッジＢを装置本体Ａの画像形成位置に装着した状態で、プロセスカートリッジＢの上方に位置する面である。また、プロセスカートリッジＢの下面とは、プロセスカートリッジＢを装置本体Ａの画像形成位置に装着した状態で、プロセスカートリッジＢの下方に位置する面である。

図１は、画像形成装置１００の装置本体Ａの画像形成位置にプロセスカートリッジＢを装着した状態を示す。図１に示すように、画像形成装置１００は、装置本体Ａと、装置本体Ａに着脱可能なプロセスカートリッジＢとを備える。プロセスカートリッジＢの内部には、像担持体としての感光ドラム７が設けられている。

感光ドラム７は、図１及び図２（ｂ）の時計回り方向に回転する。図２（ｂ）の時計回り方向に回転する感光ドラム７の表面は、帯電手段としての帯電ローラ８により一様に帯電される。一様に帯電された感光ドラム７の表面に対して装置本体Ａに設けられた光学手段としてのレーザスキャナ１から画像情報に基づいたレーザ光１ａがプロセスカートリッジＢの露光開口部９ｂを介して照射されて、感光ドラム７の表面上に静電潜像が形成される。

感光ドラム７の表面上に形成された静電潜像に対して、現像手段としての現像装置１０から現像剤としてのトナーＴが供給されてトナー像として現像される。前記トナー像の形成と同期して、給送カセット３ａ内に収容された記録材２が給送される。記録材２は、紙、ＯＨＰ（OverHead Projector）に使用される透明なシートからなるＯＨＴ（OverHead Transparency）シート、布等が適用できる。給送カセット３ａ内に収容された記録材２は、ピックアップローラ３ｂにより繰り出され、ピックアップローラ３ｂに圧接する圧接部材３ｃにより一枚ずつ分離給送される。

一枚ずつ給送された記録材２は、搬送ローラ１２，２８により搬送されて一旦停止しているレジストレーションローラ２９のニップ部に記録材２の先端部が突き当てられて斜行が補正される。その後、レジストレーションローラ２９により記録材２が感光ドラム７と転写部材としての転写ローラ４とにより形成される転写ニップ部Ｎに搬送される。レジストレーションローラ２９により搬送される記録材２は、感光ドラム７の表面上に形成されたトナー像の画先が到達するタイミングに合わせて記録材２の先端部が転写ニップ部Ｎに到達するように搬送される。

レジストレーションローラ２９により搬送される記録材２は、搬送ガイド３ｆ１に沿って転写ニップ部Ｎに搬送される。転写ニップ部Ｎに搬送された記録材２は、図示しない転写電源により転写バイアス電圧が印加された転写ローラ４により感光ドラム７の表面上に形成されたトナー像が転写される。その後、記録材２は、搬送ガイド３ｆ２に沿って定着手段としての定着装置５へと搬送される。

定着装置５は、加圧ローラ５ａと、ヒータ５ｂを内蔵する支持体５ｃにより回転可能に支持された筒状シートで構成された定着回転体５ｄとを有して構成される。加圧ローラ５ａと定着回転体５ｄとにより形成される定着ニップ部を通過する記録材２に熱及び圧力を印加してトナー像を記録材２に定着する。

定着装置５によりトナー像が定着された記録材２は、排出ローラ３０、排出ローラ３ｄにより搬送されて排出トレイ６上に排出される。ピックアップローラ３ｂ、圧接部材３ｃ、搬送ローラ１２，２８、レジストレーションローラ２９、排出ローラ３０，３ｄ等により搬送装置を構成している。尚、制御部としてのコントローラ５０は、画像形成装置１００の内部機器の駆動を制御する。

＜プロセスカートリッジ＞
次に、図２を用いてプロセスカートリッジＢの構成について説明する。図２（ａ）は、本実施形態の現像装置１０が未使用の状態で現像室１０ｉとトナー収容室１０ａとの連結部に設けられた開口部１７を封止部材２３より封止している様子を示す断面図である。図２（ｂ）は、本実施形態の現像装置１０の現像室１０ｉとトナー収容室１０ａとの連結部に設けられた開口部１７を封止する封止部材２３を除去した様子を示す断面図である。

図２（ａ）に示すように、プロセスカートリッジＢは、ドラムユニット１１と、現像装置１０とを有して構成される。ドラムユニット１１は、ドラム枠体１１ｄにより構成される。ドラム枠体１１ｄには、感光ドラム７が回転可能に支持される。更に、ドラム枠体１１ｄには、帯電ローラ８が回転可能に支持される。更に、ドラム枠体１１ｄには、クリーニングブレード１１ａが設けられている。

現像装置１０は、容器本体１４ａと容器蓋体１４ｂとにより枠体としての現像容器１４が構成される。現像装置１０は、現像室１０ｉとトナーＴを収容したトナー収容室１０ａとを有して構成される。現像室１０ｉの内部には、現像剤としてのトナーＴを担持搬送し感光ドラム７の表面に形成された静電潜像を現像する回転可能な現像剤担持体としての現像ローラ１３と、現像室１０ｉの内部のトナーＴを解す回転体１６とが設けられている。トナー収容室１０ａの内部には、板状の部材１０ｂと付勢部材２０とが設けられている。

ドラムユニット１１は、表面に感光層を有する感光ドラム７を回転し、帯電手段としての帯電ローラ８に帯電バイアス電圧を印加して感光ドラム７の表面を一様に帯電して−５００Ｖの暗部電位Ｖｄを形成する。一様に帯電した感光ドラム７の表面に対して図１に示すレーザスキャナ１から画像情報に基づいたレーザ光１ａが露光開口部９ｂを介して露光される。

このとき、感光ドラム７の表面は、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することにより−１００Ｖの明部電位Ｖｌが形成される。このようにして感光ドラム７の表面上に暗部電位Ｖｄと明部電位Ｖｌとからなる静電潜像を形成し、現像装置１０により明部電位Ｖｌの部分にトナーＴを供給してトナー像として現像することにより静電潜像を可視像化する。

そして、図示しない転写電源から転写ローラ４にトナー像と逆極性の転写バイアス電圧を印加して転写ニップ部Ｎにおいて、感光ドラム７の表面上のトナー像を記録材２に転写する。転写後に感光ドラム７の表面上に残留した残トナーは、ドラム枠体１１ｄに固定されたクリーニングブレード１１ａにより掻き落とされる。一方、感光ドラム７の表面から掻き落とされた残トナーは、掬（すく）いシート１１ｂにより掬い取られて除去トナー収容室１１ｃ内に集められる。これらのクリーニング手段により感光ドラム７の表面上に残留した残トナーを除去する。

＜現像装置＞
次に、図２〜図７を用いて、本実施形態の現像装置１０の構成について説明する。図３は、本実施形態の現像装置１０の現像室１０ｉの構成を示す部分拡大図である。図４（ａ）は、現像装置１０が未使用の状態で現像室１０ｉとトナー収容室１０ａとの連結部に設けられた開口部１７を封止する封止部材２３の構成を示す斜視図である。図４（ｂ）は、現像装置１０の現像室１０ｉとトナー収容室１０ａとの連結部に設けられた開口部１７を封止する封止部材２３を除去した様子を示す斜視図である。

図５（ａ），（ｂ）は、板状の部材１０ｂと回転体１６への駆動伝達構成を説明する図である。図６（ａ）〜（ｃ）は、揺動回転部材１９の揺動と板状の部材１０ｂの移動動作を説明する図である。図７（ａ）〜（ｃ）は、板状の部材１０ｂの動きを説明する図である。

図２（ｂ）に示すように、現像装置１０は、容器本体１４ａと容器蓋体１４ｂとにより構成される現像容器１４の内部にトナーＴを収容するトナー収容室１０ａと、現像ローラ１３と回転体１６とが回転可能に設けられた現像室１０ｉとが設けられている。現像容器１４は、現像ローラ１３を回転可能に支持し現像剤としてのトナーＴを収容するための枠体として構成される。

トナー収容室１０ａの内部で、容器本体１４ａの底板１４ａ１上には、トナーＴを搬送する板状の部材１０ｂが図７（ａ）に示す矢印Ｊ１，Ｊ２方向に交互に移動可能に設けられている。図２（ｂ）に示すように、現像装置１０の現像室１０ｉとトナー収容室１０ａとの連結部に設けられた開口部１７は、トナー収容室１０ａの内部に収容されたトナーＴを現像室１０ｉに向けて供給するために形成したものである。

プロセスカートリッジＢが画像形成装置１００の装置本体Ａの画像形成位置に装着された現像装置１０が使用時の姿勢を考慮する。このとき、開口部１７の下端位置１７ｂは、現像剤収容室としてのトナー収容室１０ａの底面となる容器本体１４ａの底板１４ａ１の上面１４ａ４と同じ高さ位置に配置されている。これによりトナー収容室１０ａの内部に収容されたトナーＴを余すことなく開口部１７から現像室１０ｉに向けて供給することができる。トナーＴは、一成分現像剤としての負帯電の略球形非磁性トナーである。トナーＴの中心粒径は、７μｍである。トナー収容室１０ａの内部に２００ｇのトナーＴが充填されている。

尚、図１に示すように、プロセスカートリッジＢが画像形成装置１００の装置本体Ａの画像形成位置に装着されると、現像装置１０の容器本体１４ａの底板１４ａ１の上面１４ａ４からなるトナー収容室１０ａの床面は、略水平方向になるように設定されている。このとき、現像装置１０が使用時の姿勢において、現像室１０ｉの底面１４ａ２は、略水平方向に配置される。このように現像室１０ｉの底面１４ａ２を略水平方向に配置することで現像装置１０の高さを低減することができるため現像装置１０の小型化が可能となる。

＜封止部材＞
また、図２（ａ）に示すように、未使用状態の現像装置１０では、トナー収容室１０ａと現像室１０ｉとの連結部にある開口部１７を封止部材２３により封止している。これにより現像装置１０の運搬による振動や落下による衝撃等によりトナー収容室１０ａの内部に収容されたトナーＴが現像装置１０の外へ吹き出さないようにしている。封止部材２３は、容易に開封できる特殊シーラント層を持つラミネート材を用いることができる。

図４（ａ）に示すように、トナー収容室１０ａと現像室１０ｉとの間に隔壁１８が設けられており、隔壁１８を貫通して開口部１７が形成されている。隔壁１８は、枠体としての現像容器１４の内部を、現像剤担持体としての現像ローラ１３が配置された現像室１０ｉと、現像剤としてのトナーＴが収容される現像剤収容室としてのトナー収容室１０ａとに仕切る。隔壁１８は、現像室１０ｉとトナー収容室１０ａとを連通する開口部１７を備える。封止部材２３は、開口部１７の周囲の隔壁１８の一部からなる接合部Ｍに熱溶着することで剥離可能に固定されている。

未使用状態の現像装置１０を使用する際には、画像形成装置１００に装着する前に、封止部材２３の端部２３ａを図４（ａ）の矢印Ｆ方向に引っ張ることにより現像装置１０から封止部材２３を除去する。これにより図４（ｂ）に示すように、トナー収容室１０ａの開口部１７を露出させることができる。これにより図２（ｂ）に示すように、開口部１７を介してトナー収容室１０ａと現像室１０ｉとを連通させることができる。

＜搬送部材＞
現像剤収容室としてのトナー収容室１０ａの内部の現像剤としてのトナーＴの下側には、搬送部材３１を構成する板状の部材１０ｂが配置されている。搬送部材３１は、隔壁１８に設けられた開口部１７を介してトナー収容室１０ａの内部のトナーＴを現像室１０ｉに搬送する。搬送部材３１は、図５及び図６に示す板状の部材１０ｂと、板状の部材１０ｂを面方向に往復移動するように駆動させる駆動部材としての揺動回転部材１９とを備える。

揺動回転部材１９によって駆動された板状の部材１０ｂは、現像剤収容室としてのトナー収容室１０ａの内部の現像剤としてのトナーＴを開口部１７の方向（開口部側）へ向かわせる第１方向としての矢印Ｊ１方向に移動する。このときの最大加速度ａ１は、前記第１方向とは反対方向である第２方向としての矢印Ｊ２方向における最大加速度ａ２よりも小さい。

板状の部材１０ｂは、厚みが７ｍｍのポリスチレン（ＰＳ；Polystyrene）を使用した。他に、板状の部材１０ｂは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ；Polyethylene Terephthalate）を使用することができる。他に、板状の部材１０ｂは、ポリエチレン（ＰＥ；polyethylene）、ポリプロピレン（ＰＰ；Polypropylene）を使用することができる。他に、板状の部材１０ｂは、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体（ＡＢＳ；Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer）樹脂を使用することができる。

他に、板状の部材１０ｂは、ポリカーボネート（ＰＣ；polycarbonate）、ポリアセタール（ＰＯＭ；Polyacetal, Polyoxymethylene）等の一般的なプラスチック材料でも適宜構成可能である。トナーＴを搬送する方向は、トナー収容室１０ａから現像室１０ｉに向かう矢印Ｊ１方向で示す搬送方向となる。

板状の部材１０ｂには、図７（ａ）に示すように、トナーＴの搬送方向である矢印Ｊ１方向とは反対方向である矢印Ｊ２方向に付勢力が発生するように付勢部材２０が配置されている。付勢部材２０は、コイルバネで構成される。付勢部材２０の一端部は、トナー収容室１０ａの壁を構成する容器本体１４ａの側板１４ａ３の内面に設けられた支持部２１に係合され、付勢部材２０の他端部は、板状の部材１０ｂに設けられた被付勢部２２に係合されている。

図５（ａ）に示すように、板状の部材１０ｂの側面部には、板状の部材１０ｂへ揺動回転部材１９の加速度を付与するための被加速度付与部２４を設けている。揺動回転部材１９の軸１９ｂには、トナー収容室１０ａからトナーＴが漏れ出すのを防止するための図示しないトナー封止リングが装着される。揺動回転部材１９の軸１９ｂは、図５（ａ）に示すように、トナー収容室１０ａの外壁としての容器本体１４ａの側板に設けた連通口２７を通じて、板状の部材１０ｂの被加速度付与部２４に係合される。

＜揺動回転部材への駆動伝達構成＞
次に、図５及び図６を用いて、揺動回転部材１９への駆動伝達構成について説明する。現像室１０ｉの内部に回転可能に支持される回転体１６の軸端部には、現像室１０ｉの壁としての容器本体１４ａの側板に設けた図示しない連通口を介して、斜歯ギア２６が係合されている。現像室１０ｉの壁としての容器本体１４ａの側板と、斜歯ギア２６との間で回転体１６の軸端部には、図示しない連通口を介して現像室１０ｉからトナーＴが漏れ出すのを防止するための図示しないトナー封止リングが装着されている。

斜歯ギア２６と揺動回転部材１９との間には、斜歯ギア２６に噛合する斜歯ギア２５ａと、２歯の欠け歯ギア２５ｂとからなる段ギア２５が配置されている。これにより図５（ｂ）に示すように、回転体１６の軸端部に係合された斜歯ギア２６から段ギア２５の斜歯ギア２５ａへ回転駆動力が伝達されて段ギア２５が回転する。

こにより段ギア２５の欠け歯ギア２５ｂが回転し、欠け歯ギア２５ｂの２歯からなる作用部２５ｃが揺動回転部材１９の被作用部１９ａに接触して揺動回転部材１９が回転する。これにより回転体１６から揺動回転部材１９に回転駆動力が伝達される。揺動回転部材１９の軸１９ｂには、図示しないねじりコイルバネが装着されている。欠け歯ギア２５ｂの作用部２５ｃから被作用部１９ａが解放された揺動回転部材１９は、ねじりコイルバネにより図５（ｂ）に示す定位置に戻される。尚、回転体１６の斜歯ギア２６には、画像形成装置１００に設けられた駆動源から図示しない駆動伝達手段により回転駆動力が伝達される。

上記の駆動動作により欠け歯ギア２５ｂの２歯からなる作用部２５ｃが揺動回転部材１９の被作用部１９ａに接触して図示しないねじりコイルバネの付勢力と付勢部材２０の引っ張り力に抗して揺動回転部材１９が図６（ｂ）の時計回り方向に回転する。揺動回転部材１９の軸１９ｂには、クランク状に屈曲したリンク部材１９ｃが設けられており、リンク部材１９ｃの軸１９ｄが被加速度付与部２４の上下方向に配置された長穴２４ａ内に移動可能に挿入されている。

揺動回転部材１９が図６（ｂ）の時計回り方向に回転すると、リンク部材１９ｃも一体的に軸１９ｂを中心に図６（ｂ）の時計回り方向に回転し、軸１９ｄが長穴２４ａの壁面を図６（ｂ）の矢印Ｊ１方向に押しながら長穴２４ａに沿って上方向に移動する。これにより板状の部材１０ｂを図７（ｂ）で示す中立位置としての第１の位置から図７（ｃ）の矢印Ｊ１方向で示すトナーＴの搬送方向に最も離れた第２の位置に移動させる。

その後、欠け歯ギア２５ｂの作用部２５ｃが揺動回転部材１９の被作用部１９ａから離脱することにより揺動回転部材１９は作用部２５ｃから解放される。それにより図示しないねじりコイルバネの復元力と、付勢部材２０の引っ張り力とにより板状の部材１０ｂは、矢印Ｊ１方向で示す現像剤搬送方向とは反対方向である矢印Ｊ２方向に加速度が付与される。このとき、リンク部材１９ｃの軸１９ｄが長穴２４ａの壁面を図６（ｃ）の矢印Ｊ２方向に押しながら長穴２４ａに沿って下方向に移動する。欠け歯ギア２５ｂの作用部２５ｃから被作用部１９ａが解放された揺動回転部材１９は、ねじりコイルバネの付勢力により図６（ａ）に示す定位置に戻される。

この動作により板状の部材１０ｂは図７（ｃ）で示す第２の位置から図７（ｂ）で示す第１の位置に移動する。ここで、板状の部材１０ｂの図７（ｂ）で示す第１の位置の先端部１０ｂ１の位置と、図７（ｃ）で示す第２の位置の先端部１０ｂ１の位置との差となる先端部１０ｂ１の移動距離Ｌは、０．６ｍｍ程度である。

図６（ｂ）に示す欠け歯ギア２５ｂの作用部２５ｃが揺動回転部材１９の被作用部１９ａを押し回す。これにより板状の部材１０ｂは、付勢部材２０の引っ張り力と、揺動回転部材１９の軸１９ｂに装着された図示しないねじりコイルバネの付勢力に抗して、図７（ａ）の矢印Ｊ１方向で示す搬送方向に最大加速度ａ１で移動する。

欠け歯ギア２５ｂが所定角度だけ回転すると、図６（ｃ）に示すように、欠け歯ギア２５ｂの作用部２５ｃが揺動回転部材１９の被作用部１９ａから脱離する。すると、揺動回転部材１９の軸１９ｂに装着された図示しないねじりコイルバネの付勢力と付勢部材２０の引っ張り力とにより板状の部材１０ｂは、図７（ａ）の矢印Ｊ１方向で示す現像剤搬送方向とは反対方向である矢印Ｊ２方向に最大加速度ａ２で移動する。

板状の部材１０ｂの矢印Ｊ１方向の最大加速度ａ１の設定は、揺動回転部材１９の回転数により調整可能である。また、板状の部材１０ｂの矢印Ｊ２方向の最大加速度ａ２の設定は、付勢部材２０の付勢力を調整することで調整可能である。本実施形態では、トナーＴが板状の部材１０ｂ上を滑る加速度にするために最大加速度ａ１は、最大加速度ａ２よりも小さく設定している（ａ１＜ａ２）。

図７（ａ）の矢印Ｊ１方向で示す現像剤搬送方向の最大加速度ａ１を矢印Ｊ２方向で示す最大加速度ａ２よりも小さく設定する。これにより板状の部材１０ｂ上をトナーＴが滑る距離は、矢印Ｊ１方向で示す現像剤搬送方向の移動時に比べて、矢印Ｊ２方向の移動時の方が長くなる。

また、板状の部材１０ｂが矢印Ｊ２方向に移動したときに、板状の部材１０ｂ上を滑るトナーＴは、相対的に板状の部材１０ｂ上を矢印Ｊ１方向で示す現像剤搬送方向に移動する。この原理により板状の部材１０ｂが上述した動作を繰り返すことで、板状の部材１０ｂ上のトナーＴは、徐々に矢印Ｊ１方向で示す現像剤搬送方向へと一方向に搬送される。

現像室１０ｉには、トナーＴを担持する現像剤担持体としての現像ローラ１３が回転可能に支持されている。現像ローラ１３はステンレス（ＳＵＳ）製の芯金の外周面上に外径が１５ｍｍとなるように導電性の弾性体を設けている。本実施形態の現像ローラ１３の弾性体としてはポリウレタンゴムを採用している。

図示しない現像電源から現像ローラ１３に−５０Ｖの現像バイアス電圧を印加した時の現像ローラ１３の弾性体の体積抵抗は、現像性、画質の観点から１×１０^５Ω〜１×１０^６Ω程度とした。現像ローラ１３の弾性体の硬度は、ＡｓｋｅｒＣ硬度で４５°、ＪＩＳＡ硬度で２５°である。現像ローラ１３の弾性体の表面粗さは、Ｒｚｊｉｓ＝７．０μｍである。また、現像ローラ１３は、図９（ｂ）の矢印Ｒ１方向に１００ｒｐｍで回転する。

＜規制部材＞
現像剤担持体としての現像ローラ１３の表面には、現像ローラ１３の矢印Ｒ１方向の回転方向に対して規制部材としての現像ブレード１５がカウンタ方向に当接している。現像ブレード１５は、現像ローラ１３の表面に担持される現像剤としてのトナーＴの厚みを規制する。現像ブレード１５は、ステンレス（ＳＵＳ）製の板金からなる薄い板状部材で構成される。現像ブレード１５は、薄板のバネ弾性を利用して現像ローラ１３の表面に対して当接圧力を付与する。現像ブレード１５の表面がトナーＴ及び現像ローラ１３の表面に接触当接することで、トナーＴのコート量規制及び摩擦帯電による電荷付与を行っている。

また、本実施形態では、図示しない現像電源により現像ローラ１３に対して、感光ドラム７の表面上の静電潜像をトナーＴにて可視像化するための現像バイアスとしてＶｄｃ＝―３００Ｖを印加している。また、現像ブレード１５には、トナーコート安定化を目的としてＶｂｌ＝−４００Ｖを印加している。

＜回転体＞
図２及び図３に示すように、現像室１０ｉの内部には、現像剤担持体としての現像ローラ１３に対して非接触で配置された回転可能な回転体１６が設けられている。現像剤担持体としての現像ローラ１３の回転軸方向から見たとき、回転体１６は、現像ローラ１３と開口部１７との間に位置するように配置されている。これによりトナー収容室１０ａから開口部１７を介して現像ローラ１３に向かって矢印Ｊ１方向に搬送された現像室１０ｉの内部のトナーＴを回転体１６の回転作用により解すことができる。

また、プロセスカートリッジＢが画像形成装置１００の装置本体Ａの画像形成位置に装着され、現像装置１０が使用時の姿勢において、回転体１６の上端位置１６ａは、開口部１７の上端位置１７ａよりも下方となるように配置されている。これによりトナー収容室１０ａから開口部１７を介して矢印Ｊ１方向に搬送された現像室１０ｉの内部のトナーＴを回転体１６の回転作用により解すことができる。

また、現像装置１０が使用時の姿勢において、回転体１６の下端位置１６ｂは、現像ローラ１３の下端位置１３ｂよりも上方となるように配置されている。これによりトナー収容室１０ａから開口部１７を介して現像ローラ１３に向かって矢印Ｊ１方向に搬送された現像室１０ｉの内部のトナーＴを回転体１６の回転作用により解すことができる。

回転体１６の回転方向は、現像ローラ１３の回転方向とは反対方向に回転する。これにより図３に示すように、板状の部材１０ｂの矢印Ｊ１方向で示す搬送方向とは反対方向である矢印Ｊ３方向のトナーＴの流れを作り出すことができる。これにより板状の部材１０ｂによるトナー収容室１０ａから現像室１０ｉへのトナーＴの一方向の搬送により生じる現像室１０ｉの内部のトナーＴの密度上昇を抑制することができる。

現像装置１０が使用時の姿勢において、回転体１６の上端位置１６ａは、規制部材としての現像ブレード１５と現像剤担持体としての現像ローラ１３との当接部３２の高さ位置よりも下方となるように配置されている。これによりトナー収容室１０ａから開口部１７を介して現像ローラ１３に向かって矢印Ｊ１方向に搬送された現像室１０ｉの内部の当接部３２の高さ位置よりも下方のトナーＴを回転体１６の回転作用により解すことができる。

現像装置１０が使用時の姿勢において、回転体１６の回転中心１６ｃの位置は、現像剤担持体としての現像ローラ１３の回転中心１３ｃの位置よりも上方となるように配置されている。回転体１６を上記のような位置関係に配置することにより、トナー取り込み部である現像ブレード１５の先端部近傍のトナーＴを回転体１６の回転作用により効率よく解すことができるため、現像ローラ１３へ安定したトナー供給が可能となる。

回転体１６は、外径が６ｍｍのステンレス（ＳＵＳ）製の芯金である。現像ローラ１３の表面と回転体１６の表面と間の最近接距離は１０ｍｍとした。回転体１６は、現像ローラ１３の回転方向とは反対方向である矢印Ｒ２方向に５０ｒｐｍで回転する。

現像室１０ｉの内部に回転体１６を設けることにより回転体１６の回転作用により現像室１０ｉの内部のトナーＴの個々の粒子を運動させる力を付与することができる。これによりトナーＴの個々の粒子間に空隙を持たせることができ、トナーＴの個々の粒子同士が密接することによるトナーＴの流動性の低下を抑制することができる。

現像ローラ１３と回転体１６とを非接触にした。これにより揺動回転部材１９の被作用部１９ａに対する欠け歯ギア２５ｂの作用部２５ｃの接触作用と、離脱作用とによる周期的な振動が現像ローラ１３へ伝達されることがない。これにより現像ローラ１３の表面上のトナーコート層に周期的なムラが生じない。これにより現像ローラ１３の表面上のトナーコート層を安定化させることができる。

＜評価試験＞
次に、図８を用いて本実施形態の現像装置１０の評価試験結果について説明する。図８は、本実施形態の現像装置１０の評価試験結果を示す図である。図８は、本実施形態の現像装置１０において、Ａ４サイズの記録材２に印字率が２％の画像を連続出力しながら耐久性を評価し、画像濃度の低下の発生状況を確認したものである。また、評価実験は、２５℃／５０％ＲＨの環境で行った。

画像濃度の評価については、現像装置１０の使用初期としての１枚後、１００枚後、２５０枚後、５００枚後に印字率が１００％、印字濃度が１００％の画像であるベタ黒画像を画像形成装置１００により出力し、画像濃度を測定した。画像濃度は、マクベス社製のマクベス濃度計（商品名ＲＤ−９１４）を用いた。尚、記録材２としては、坪量が７０ｇ／ｍ^２のＡ４サイズの紙を用いた。また、比較例としては、図１２及び図１３に示すように、現像室１０ｉの内部に回転体１６が無い現像装置１０における結果も併せて図８に示す。

図８に示すように、比較例の現像装置１０では、印字枚数が増えるに従い画像濃度が初期の１．４（Ｏ．Ｄ．）から、５００枚印字で１．０（Ｏ．Ｄ．）になり、０．４（Ｏ．Ｄ．）の濃度低下が生じた。尚、Ｏ．Ｄ．は光学濃度である。これは、板状の部材１０ｂによりトナー収容室１０ａから現像室１０ｉへトナーＴを一方向に搬送することにより現像室１０ｉの内部のトナーＴの密度が上昇したことによる。これにより現像室１０ｉの内部のトナーＴの流動性が低下してしまい、現像ローラ１３の表面上へのトナーＴの供給性が低下した。これにより現像ローラ１３の表面上のトナーコート層が薄くなり、画像濃度薄が生じてしまった。

一方、本実施形態の現像装置１０では、初期の画像濃度が１．４（Ｏ．Ｄ．）から、５００枚印字で１．３（Ｏ．Ｄ．）となり、０．１（Ｏ．Ｄ．）の濃度低下にとどまった。これは、現像室１０ｉの内部の回転体１６の回転作用によりトナーＴの個々の粒子間に空隙を持たせることができたため現像室１０ｉの内部のトナーＴの流動性の低下を抑制できたことによる。また、板状の部材１０ｂの矢印Ｊ１方向のトナーＴの搬送方向とは反対方向の矢印Ｊ３方向の流れを作り出したことにより現像室１０ｉの内部のトナーＴの密度上昇を抑制することができた。これにより画像濃度低下を抑制できた。

画像形成装置１００の画像形成位置にプロセスカートリッジＢを装着して使用時の姿勢の現像装置１０を考慮する。更に、容器本体１４ａの底板１４ａ１の上面１４ａ４からなるトナー収容室１０ａの床面の角度が重力により現像室１０ｉからトナー収容室１０ａに向けてトナーＴが移動するような角度設定の場合を考慮する。このときは、現像室１０ｉの内部のトナーＴの密度が高くなることは無いため画像濃度薄は生じない。

画像形成装置１００の画像形成位置にプロセスカートリッジＢを装着して使用時の姿勢の現像装置１０を考慮する。更に、トナー収容室１０ａの床面の角度が図２（ｂ）の反時計回り方向に略水平方向以上の角度を有する場合を考慮する。このとき、重力により現像室１０ｉからトナー収容室１０ａに向けてのトナーＴの移動が無い。このような場合に、回転体１６の回転が有効的に作用する。

現像装置１０は、トナー収容室１０ａから現像室１０ｉへトナーＴを一方向に搬送する板状の部材１０ｂをトナー収容室１０ａに有する。現像装置１０が未使用の時にトナー収容室１０ａと現像室１０ｉとの連結部にある開口部１７が封止部材２３で封止されている場合を考慮する。このような場合においても現像室１０ｉの内部に設けた回転体１６の回転作用により現像室１０ｉの内部のトナーＴの流動性を改善することができ、画像濃度薄の無い、安定した画像形成が可能となる。

〔第２実施形態〕
次に、図９〜図１１を用いて本発明に係る現像装置、プロセスカートリッジを備えた画像形成装置の第２実施形態の構成について説明する。尚、前記第１実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。

図９（ａ）は、本実施形態の現像装置１０が未使用の状態で現像室１０ｉとトナー収容室１０ａとの連結部に設けられた開口部１７を封止部材２３より封止している様子を示す断面図である。図９（ｂ）は、本実施形態の現像装置１０の現像室１０ｉとトナー収容室１０ａとの連結部に設けられた開口部１７を封止する封止部材２３を除去した様子を示す断面図である。図１０は、本実施形態の現像装置１０の現像室１０ｉの構成を示す部分拡大図である。

本実施形態の回転体１６は、現像室１０ｉの内部において、第１実施形態の回転体１６より低い位置に配置することにより第１実施形態よりも更に画像濃度を安定化させたものである。尚、第１実施形態と重複する画像形成装置１００、プロセスカートリッジＢ、現像装置１０の説明は省略する。

現像装置１０の開口部１７を封止部材２３により封止する場合、図４（ａ）に示すように、開口部１７の周囲の隔壁１８の接合部Ｍに封止部材２３を剥離可能に固定する。図４（ｂ）及び図９（ｂ）に示すように、隔壁１８の開口部１７の上部を隔壁上部１８ｕとする。更に、隔壁１８の開口部１７の下部を隔壁下部１８ｄとする。本実施形態の回転体１６は、図１０に示すように、回転体１６の上端位置１６ａが開口部１７の下端位置１７ｂの高さＣ以下になるように配置したものである。

図９（ｂ）に示すように、封止部材２３を除去した後、画像形成装置１００の画像形成位置に現像装置１０を装着する。画像形成装置１００に設けられた駆動源からの回転駆動力が図示しない駆動伝達手段を介して図５に示す斜歯ギア２６に伝達され、斜歯ギア２６に連結された回転体１６が回転する。また、斜歯ギア２６から斜歯ギア２５ａを介して欠け歯ギア２５ｂに回転駆動力が伝達され、欠け歯ギア２５ｂが図６（ａ）の反時計回り方向に回転する。

欠け歯ギア２５ｂに設けられた作用部２５ｃが揺動回転部材１９の被作用部１９ａに接触する。そして、図示しないねじりコイルバネの付勢力と、板状の部材１０ｂの被付勢部２２に設けられた付勢部材２０の引っ張り力とに抗して揺動回転部材１９を図６（ｂ）の時計回り方向に回転させる。揺動回転部材１９の軸１９ｂに設けられたリンク部材１９ｃの軸１９ｄが板状の部材１０ｂの被加速度付与部２４の長穴２４ａの壁面を図６（ｂ）の矢印Ｊ１方向に押すことで板状の部材１０ｂが図６（ｂ）の矢印Ｊ１方向に移動する。

更に、欠け歯ギア２５ｂが図６（ｃ）の反時計回り方向に回転すると、欠け歯ギア２５ｂに設けられた作用部２５ｃが揺動回転部材１９の被作用部１９ａを通過して離れる。すると、板状の部材１０ｂの被付勢部２２に設けられた付勢部材２０の引っ張り力により板状の部材１０ｂが図６（ｃ）の矢印Ｊ２方向に移動する。このとき、板状の部材１０ｂの被加速度付与部２４の長穴２４ａの壁面によりリンク部材１９ｃの軸１９ｄが図６（ｃ）の矢印Ｊ２方向に押され、図示しないねじりコイルバネの付勢力も加わって、揺動回転部材１９が図６（ａ）に示す定位置に戻る。図６（ａ）〜（ｃ）の動作を繰り返す揺動回転部材１９の揺動回転により板状の部材１０ｂが矢印Ｊ１，Ｊ２方向に交互に移動する。

板状の部材１０ｂが矢印Ｊ１方向に移動することよりトナー収容室１０ａから現像室１０ｉに向かってトナーＴが一方向に搬送される。現像室１０ｉの内部に搬送されたトナーＴは、重力方向の下側から積層していく。そのため現像室１０ｉの内部において開口部１７の下端位置１７ｂの高さＣよりも低い位置のトナーＴの密度から高くなっていく。そのため開口部１７の下端位置１７ｂの高さＣ以下の位置のトナーＴの密度が上がらない限り、現像室１０ｉの内部のトナーＴの密度は高くなることはない。

また、図３に示す第１実施形態のように、開口部１７の高さ位置に回転体１６の全部または一部がさしかかった配置にすると、板状の部材１０ｂによる矢印Ｊ１方向で示す現像ローラ１３へ向かうトナーＴの流れを回転体１６により阻害することになる。これにより現像ローラ１３へのトナーＴの供給性が低下してしまう。

更には、図１０に示す現像室１０ｉの内部のトナーＴが無い領域Ｅに回転体１６を配置した場合を考慮する。このときは、回転体１６とトナーＴが接しないため回転体１６の回転作用により現像室１０ｉの内部のトナーＴの個々の粒子間に空隙を持たせることができず、現像室１０ｉの内部のトナーＴの流動性の低下を抑制できない。このため回転体１６の上端位置１６ａが開口部１７の下端位置１７ｂの高さＣ以下になるように配置することで現像ローラ１３のトナーコート層を安定化させることができる。

＜評価試験＞
次に、図１１を用いて、本実施形態の現像装置１０の評価試験結果について説明する。図１１は、本実施形態の現像装置１０の評価試験結果を示す図である。本実施形態の現像装置１０において、画像形成装置１００を用いて耐久性の評価を行い、画像濃度の低下の発生状況を確認した。各種評価条件や比較例の構成は、第１実施形態と同様である。

図１１に示すように、本実施形態の現像装置１０では、初期の１枚から５００枚まで評価を行ったところ、画像濃度の低下はなく、初期と同等の画像濃度を維持した。これは、回転体１６の回転作用により現像室１０ｉの内部のトナーＴの個々の粒子間に空隙を持たせることができ、現像室１０ｉの内部のトナーＴの流動性の低下を抑制でき、トナーＴの密度上昇を抑えることができたものである。

更に、回転体１６の上端位置１６ａを開口部１７の下端位置１７ｂの高さＣ以下になるように配置することで、板状の部材１０ｂによる矢印Ｊ１方向で示す現像ローラ１３へ向かうトナーＴの流れを回転体１６により阻害することがない。このため現像ローラ１３のトナーコート層を安定化させることができたものである。他の構成は前記第１実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。

ａ１…矢印Ｊ１方向（第１方向）における最大加速度
ａ２…矢印Ｊ２方向（第２方向）におけるの最大加速度
Ｔ…トナー（現像剤）
１０…現像装置
１０ａ…トナー収容室（現像剤収容室）
１０ｂ…板状の部材
１０ｉ…現像室
１３…現像ローラ（現像剤担持体）
１６…回転体
１７…開口部
１９…揺動回転部材（駆動部材）
３１…搬送部材

Claims (13)

1. 現像剤を担持する回転可能な現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体を回転可能に支持し現像剤を収容するための枠体と、
   前記枠体の内部を、前記現像剤担持体が配置された現像室と、現像剤が収容される現像剤収容室とに仕切ると共に、前記現像室と前記現像剤収容室とを連通する開口部を備える隔壁と、
   前記現像剤収容室に配置され、前記開口部を介して前記現像剤収容室の内部の現像剤を前記現像室に搬送するための搬送部材と、
   を有する現像装置であって、
   前記搬送部材は、板状の部材と、前記板状の部材を面方向に往復移動するように駆動させる駆動部材と、を備え、前記駆動部材によって駆動された前記板状の部材は、前記現像剤収容室の内部の現像剤を前記開口部側へ向かわせる第１方向における最大加速度が、前記第１方向とは反対方向である第２方向における最大加速度よりも小さく、
   前記現像室には、前記現像剤担持体に非接触で配置された回転可能な回転体をさらに有することを特徴とする現像装置。
2. 前記現像剤担持体の回転軸方向から見たとき、前記回転体は、前記現像剤担持体と前記開口部との間に位置するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記回転体の回転方向は、前記現像剤担持体の回転方向とは反対方向に回転することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の現像装置。
4. 使用時の姿勢において、前記現像室の底面は、略水平方向に配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置。
5. 使用時の姿勢において、前記回転体の上端位置は、前記開口部の上端位置よりも下方となるように配置されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置。
6. 使用時の姿勢において、前記回転体の下端位置は、前記現像剤担持体の下端位置よりも上方となるように配置され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. 使用時の姿勢において、前記開口部の下端位置は、前記現像剤収容室の底面と同じ高さ位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の現像装置。
8. 前記現像剤担持体に当接し、前記現像剤担持体に担持される現像剤の厚みを規制する規制部材を備え、
   使用時の姿勢において、前記回転体の上端位置は、前記規制部材と前記現像剤担持体との当接部の高さ位置よりも下方となるように配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の現像装置。
9. 使用時の姿勢において、前記回転体の回転中心の位置は、前記現像剤担持体の回転中心の位置よりも上方となるように配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の現像装置。
10. 前記現像装置が未使用状態のときに前記開口部を封止する封止部材を有し、
    前記現像装置を使用する際に前記封止部材を除去して前記開口部を介して前記現像剤収容室と前記現像室とを連通することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の現像装置。
11. 前記現像装置は、画像形成装置の装置本体に対して着脱可能であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の現像装置。
12. 請求項１〜１１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。
13. 請求項１〜１１のいずれか１つの現像装置、または、請求項１２のプロセスカートリッジと、
    転写部材と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。

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