JP4055437B2 - 現像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機やプリンター等の画像形成装置において、像担持体に形成された静電潜像を現像するのに使用する現像装置に係り、特に、装置本体内に開口部を有する仕切り部材を設けて、装置本体内をトナーを収容するトナー収容部と、像担持体にトナーを搬送するトナー担持体にトナーを供給するトナー供給部とに分離させると共に、トナー収容部からトナーをトナー供給部に導く場合にだけ開口部を開口させる開閉部材を設け、トナー収容部内におけるトナーをトナー送り部材により開口部を通してトナー供給部に導くと共に、トナー供給部に供給されたトナーをトナー供給部材によりトナー担持体に供給するようにした現像装置において、トナーがトナー供給部内で詰まるのを抑制するようにした点に特徴を有するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機やプリンター等の画像形成装置において使用される現像装置においては、現像剤にトナーとキャリアとを使用した２成分現像方式のものの他に、キャリアを使用せずにトナーのみを使用した１成分現像方式のものが知られている。
【０００３】
ここで、上記のように現像剤にトナーのみを使用した１成分現像方式の現像装置においては、一般に、図１に示すように、装置本体１内に収容されたトナーｔをトナー送り部材２によりローラ状になったトナー供給部材３に送り、このトナー供給部材３を回転させて、トナーｔをローラ状になったトナー担持体４に供給し、このように供給されたトナーｔをこのトナー担持体４の回転によって搬送させると共に、このトナー担持体４の表面に規制部材５を圧接させ、この規制部材５によりトナー担持体４によって搬送されるトナーｔの量を規制すると共にこのトナーｔを摩擦帯電させるようにしていた。
【０００４】
そして、このように規制されて帯電されたトナーｔをトナー担持体４により像担持体Ｐと対向する現像領域に導いて、像担持体Ｐに形成された静電潜像を現像するようにしていた。
【０００５】
また、このようにして現像を行った後、このトナー担持体４の表面に残っているトナーｔを装置本体１内に戻して、このトナーｔを上記のトナー供給部材３によってトナー担持体４の表面から離脱させると共に、新たなトナーｔをトナー担持体４に供給するようにしていた。
【０００６】
しかし、上記のようにトナー担持体４の表面に規制部材５を圧接させて、トナー担持体４によって搬送されるトナーｔの量を規制するようにした場合、粒径の大きなトナーｔがトナー担持体４から離脱されて、粒径の小さなトナーｔが先に現像に使用されるようになり、また現像後のトナー担持体４に残っているトナーｔを離脱させる場合においても、粒径の大きなトナーｔがトナー担持体４から離脱されるようになり、次第に装置本体１内において粒径の大きなトナーｔの割合が増加し、形成される画像の画質が低下するという問題があった。
【０００７】
このため、近年においては、図２に示すように、装置本体１内に開口部６ａを有する仕切り部材６を設けて、装置本体１内をトナーｔを収容するトナー収容部１ａとトナーｔをトナー担持体４に供給するトナー供給部１ｂとに分離させ、上記のようにトナー担持体４から離脱された粒径の大きなトナーｔがトナー収容部１ａに戻るのを抑制するようにした現像装置が用いられるようになった。
【０００８】
一方、近年においては、複数の現像装置にそれぞれ色彩の異なったトナーを収容させてカラー画像を形成するようにしたカラー画像形成装置が利用されるようになった。
【０００９】
そして、このようなカラー画像形成装置の１つとして、図３に示すように、色彩の異なるトナーを収容させた４つの現像装置１Ａ〜１Ｄを回転支持体７に保持させ、この回転支持体７を回転させて、各現像装置１Ａ〜１Ｄを順々に像担持体Ｐと対向する位置に導いて現像を行うようにしたものが用いられていた。
【００１０】
ここで、このようなカラー画像形成装置における各現像装置１Ａ〜１Ｄに、上記の図２に示す現像装置を使用した場合、各現像装置１Ａ〜１Ｄを保持する上記の回転支持体１０が回転すると、トナー供給部１ｂにおける粒径の大きなトナーｔがトナー収容部１ａに戻されてしまい、開口部６ａを有する仕切り部材６を設ける効果がなくなり、粒径の小さなトナーｔだけが先に現像に使用されて、粒径の大きなトナーｔが残り、次第に形成される画像の画質が低下するという問題が依然として存在した。
【００１１】
このため、本出願人は、特開平２００１−３３１０２８号公報、特開平２００１−３３１０３８号公報に示すように、上記の仕切り部材に開口部の開閉を行う開閉部材を取り付け、トナー収容部からトナーをトナー供給部に導く場合にだけ開口部を開口させるようにし、トナー供給部における粒径の大きなトナーがトナー収容部に戻されるのを防止するようにした現像装置を開発した。
【００１２】
しかし、このように仕切り部材に開口部の開閉を行う開閉部材を取り付け、トナー収容部からトナーをトナー供給部に導く場合にだけ開口部を開口させるようにした場合、トナー供給部にトナーが多く供給されたり、トナーがトナー供給部内でうまく循環されずに滞留して、トナーがトナー供給部内で詰まり、トナーをトナー担持体に供給するトナー供給部材の回転に大きな負荷が加わって、トナー担持体にトナーを安定して供給することができなくなったり、トナーが十分に帯電されない状態で現像に使用されて、形成される画像にかぶりが発生する等の問題が生じた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、装置本体内に開口部を有する仕切り部材を設けて、装置本体内をトナーを収容するトナー収容部と、像担持体にトナーを搬送するトナー担持体にトナーを供給するトナー供給部とに分離させると共に、トナー収容部からトナーをトナー供給部に導く場合にだけ開口部を開口させる開閉部材を設け、トナー収容部内におけるトナーをトナー送り部材により開口部を通してトナー供給部に導くと共に、トナー供給部内におけるトナーをトナー供給部材によりトナー担持体に供給するようにした現像装置における上記のような問題を解決することを課題とするものである。
【００１４】
すなわち、この発明は、上記のような現像装置において、トナー収容部からトナーがトナー供給部に多く供給されたり、トナーがトナー供給部内で滞留したりするのを抑制して、トナーがトナー供給部に詰まるのを防止し、トナー供給部材に大きな負荷が加わるのを抑制して、トナー担持体にトナーが安定して供給されるようにすることを課題とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明における第１の現像装置においては、上記のような課題を解決するため、装置本体内に開口部を有する仕切り部材を設けて、装置本体内をトナーを収容するトナー収容部と、像担持体にトナーを搬送するトナー担持体にトナーを供給するトナー供給部とに分離させると共に、トナー収容部からトナーをトナー供給部に導く場合にだけ上記の開口部を開口させる開閉部材を設け、上記のトナー収容部内におけるトナーを上記の開口部を通してトナー供給部に導くトナー送り部材を設けると共に、トナー供給部内におけるトナーをトナー担持体に供給するトナー供給部材を設けた現像装置において、上記の開閉部材の上端部を上記の開口部の上部側に固定させると共に、固定されていない開閉部材の下部にトナー供給部側に突出した突起を設けるようにした。
【００１６】
そして、この発明における第１の現像装置のように、トナー収容部からトナーをトナー供給部に導く場合にだけ開口部を開口させる開閉部材の上端部を開口部の上部側に固定させると共に、固定されていない開閉部材の下部にトナー供給部側に突出した突起を設けると、トナー収容部からトナー供給部にトナーがある程度供給されると、トナー供給部におけるトナーによって開閉部材及びその下部に設けられた突起が仕切り部材側に押されると共に、この突起の上からもトナーの圧力が加わるようになる。
【００１７】
このため、トナー供給部にトナーがある程度蓄積されると、開閉部材が仕切り部材側に強く押されるようになり、トナー収容部内におけるトナーがトナー送り部材によって開口部に導かれたとしても、この開閉部材により開口部が閉塞された状態で維持され、トナー供給部にトナーが過剰に供給されて、トナーがトナー供給部に詰まるのが抑制され、トナー供給部材に大きな負荷が加わるということがなく、トナー担持体にトナーが安定して供給されるようになる。
【００１８】
また、この第１の現像装置において、上記のトナー供給部材として回転するトナー供給ローラを用い、上記の開閉部材と対向する部分において、このトナー供給ローラを開閉部材の固定された上端側から突起が設けられた下部側に向かって回転させるようにすると、このトナー供給ローラの回転に伴って、トナーが開閉部材と対向する部分では開閉部材の固定された上端側から突起が設けられた下部側に向かって搬送され、このように搬送されるトナーの力が上記の突起に加わって、開閉部材が仕切り部材側にさらに強く押されるようになる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態に係る現像装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００２６】
（実施形態１）
この実施形態における現像装置においては、図４に示すように、トナーｔを表面に保持させて像担持体Ｐと対向する現像領域に導くトナー担持体１１を、像担持体Ｐと所要間隔を介して対向するように設けると共に、その装置本体１０内に開口部１３を有する仕切り部材１２を設けて、トナーｔを収容するトナー収容部１４と、トナーｔをトナー担持体１１に供給するトナー供給部１５とに分離させている。
【００２７】
そして、上記の仕切り部材１２のトナー供給部１５側における開口部１３の上部側に、この開口部１３の開閉を行うシート状になった開閉部材１６の上端部を固定させると共に、この開閉部材１６の下端部にトナー供給部１５側に突出した突起１６ａを設け、このように突起１６ａが設けられた開閉部材１６の下端部が回動して、開口部１３の開閉を行うようになっている。
【００２８】
また、上記のトナー収容部１４内において、先端部に可撓性の羽根部材１７ａを有するトナー送り部材１７を回転可能に設け、このトナー送り部材１７を回転させて、上記の羽根部材１７ａによりトナー収容部１４内に収容されたトナーｔを開閉部材１６によって閉塞された上記の開口部１３に導くようにしている。
【００２９】
ここで、トナー供給部１５内におけるトナーｔの量が少ない場合には、図４に示すように、上記のようにトナー送り部材１７によって開口部１３に導かれたトナーｔにより開閉部材１６が押され、この開閉部材１６の下端部がトナー供給部１５側に折れ曲がって開口部１３が開口され、このように開口された開口部１３を通してトナーｔがトナー供給部１５に供給されるようになる。
【００３０】
また、このようにトナーｔが供給されたトナー供給部１５においては、上記のトナー担持体１１と接触するようにしてトナー供給ローラ１８が設けられており、このトナー供給ローラ１８をトナー担持体１１と同方向に回転させて、トナー供給ローラ１８とトナー担持体１１とが接触する部分においては、このトナー供給ローラ１８が、トナー担持体１１とは逆方向の下方から上方に移動するようにし、このトナー供給ローラ１８からトナーｔをトナー担持体１１の表面に供給するようにしている。
【００３１】
そして、このようにトナーｔが供給されたトナー担持体１１を回転させて、このトナー担持体１１によりトナーｔを搬送させると共に、このトナー担持体１１の表面にＶ字状になった規制部材１９のそれぞれの端部を圧接させ、トナー担持体１１によって搬送されるトナーｔの量をこの規制部材１９によって規制すると共に、トナーｔをこの規制部材１９によって帯電させるようにしている。
【００３２】
そして、このように規制部材１９により規制されて帯電されたトナーｔをトナー担持体１１によって像担持体Ｐと対向する現像領域に搬送し、このトナー担持体１１に現像バイアス電源（図示せず）から現像バイアス電圧を印加させて、像担持体Ｐに形成された静電潜像部分にトナー担持体１１からトナーｔを供給して現像を行うようにしている。
【００３３】
ここで、この実施形態における現像装置において、前記のようにしてトナー収容部１４内に収容されたトナーｔが開口部１３を通してトナー供給部１５に供給され、図５に示すように、トナー供給部１５内にある程度の量のトナーｔが蓄積されると、この蓄積されたトナーｔによって上記の開閉部材１６及びその下部に設けられた突起１６ａが仕切り部材１２側に押されると共に、上記のように回転するトナー供給ローラ１８の回転に伴ってトナーｔが、開閉部材１６と対向する部分では開閉部材１６の固定された上端側から突起１６ａが設けられた下部側に向かって搬送され、このように搬送されるトナーｔの力が上記の突起１６ａに加わって、開閉部材１６が仕切り部材１２側に強く押されるようになる。
【００３４】
このため、前記のように回転するトナー送り部材１７によってトナーｔが開口部１３に導かれで開閉部材１６が押されたとしても、開閉部材１６によって開口部１３が閉塞された状態で維持され、トナー供給部１５にトナーｔが過剰に供給されて、トナーｔがトナー供給部１５に詰まるのが抑制され、上記のトナー供給ローラ１８の回転に大きな負荷が加わるということがなく、このトナー供給ローラ１８が適切に回転してトナー担持体１１にトナーが安定して供給されるようになる。
【００３５】
ここで、この実施形態における現像装置においては、仕切り部材１２における開口部１３として、図６に示すように、長方形状になった小さな開口部１３を所要間隔を介して複数設けるようにし、このような複数の開口部１３をシート状になった１枚の開閉部材１６で開閉させるようにしているが、仕切り部材１２に対して１つの長い長方形状になった開口部１３を設けることも可能である。
【００３６】
また、図７に示すように、上記の長方形状になった小さな開口部１３に対応させて、小さな開閉部材１６を複数設けるようにしたり、図８に示すように、上記の長方形状になった小さな開口部１３を仕切り部材１２の両側にだけ設け、それぞれの開口部１３に対して上記の小さな開閉部材１６を設けるようにすることも可能である。なお、図８に示すように、長方形状になった小さな開口部１３を仕切り部材１２の両側にだけ設けるようにすると、仕切り部材１２の両側においてだけトナー収容部１４からトナーｔがトナー供給部１５に供給されるようになり、このようにトナー供給部１５の両側に供給されたトナーｔがトナー供給部１５の中央部に順次送られて、トナー供給部１５内におけるトナーｔの量が均一化される。
【００３７】
また、この実施形態における現像装置においては、上記の開閉部材１６を仕切り部材１２に直線状になるようにして取り付けたが、開閉部材１６を仕切り部材１２側に押し付ける力を高めるため、図９に示すように、開閉部材１６の上端部を固定させる仕切り部材１２の部分に傾斜した凸部１２ａを設け、開閉部材１６の上端部が折り曲がるようにしたり、図１０に示すように、開閉部材１６のトナー供給部１５側に抑え部材１６ｂを取り付けることも可能である。
【００３８】
（実験１）
この実験においては、上記の実施形態１に示す現像装置のように開閉部材１６に突起１６ａを設けた実施例の現像装置と、開閉部材１６に突起１６ａを設けていない比較例の現像装置とにおいて、それぞれ現像装置全体の駆動系に加わる駆動トルクの変化を調べた。
【００３９】
ここで、この実験においては、上記の仕切り部材１２に開口部１３として、高さが６ｍｍ，幅が５５ｍｍになった小さな開口部１３を２ｍｍの間隔を介して６つ設ける一方、開閉部材１６としては、高さが１２ｍｍ，幅が３４２ｍｍ，厚みが５０μｍになった１枚のポリエチレンテレフタレートフィルムを用い、上記の開口部１３の上部側における仕切り部材１２に、この開閉部材１６の上端から６ｍｍの部分まで固定させて、この開閉部材１６の下端が開口部１３の下端より下方に１ｍｍ突出するようにした。なお、ポリエチレンテレフタレートフィルムで構成された開閉部材１６のヤング率は４Ｍｐａであった。
【００４０】
そして、実施例の現像装置においては、この開閉部材１６の下端に沿って、厚みが１ｍｍ，高さが２ｍｍ，幅が３４２ｍｍになったＡＢＳ樹脂製の突起１６ａを取り付け、突起１６ａの下端を開口部１３の下端より１ｍｍ下方に位置させるした。一方、比較例の現像装置においては、このような突起１６ａを取り付けないようにした。
【００４１】
ここで、この実験においては、上記のような現像装置において、トナー送り部材１７を６０ｒｐｍで回転させて、トナーｔを開口部１３に導くようにすると共に、直径が１４ｍｍのトナー担持体１１を２００ｒｐｍで回転させると共に、トナー供給ローラ１８をトナー担持体１１と同方向に３００ｒｐｍで回転させ、トナー担持体１１とトナー供給ローラ１８が接触する部分において、このトナー供給ローラ１８がトナー担持体１１とは逆方向の下方から上方に移動するようにして、このトナー供給ローラ１８からトナーｔをトナー担持体１１の表面に供給するようにした。
【００４２】
そして、トナー供給部１５にトナーｔが存在しない状態で、上記の条件によって、上記の実施例及び比較例の各現像装置をそれぞれ９分間駆動させ、各現像装置全体の駆動系に加わる駆動トルク（Ｎ・ｍ）の変化を調べ、その結果を下記の表１に示した。
【００４３】
【表１】
【００４４】
この結果から明らかなように、下端部に突起１６ａが取り付けられた開閉部材１６を用いた実施例の現像装置においては、突起１６ａを取り付けていない開閉部材１６を用いた比較例の現像装置のように、次第に駆動トルクが上昇するということがなかった。
【００４５】
（実験２）
この実験においては、上記の実験１において用いた開閉部材１６の高さを２ｍｍ伸ばし、この開閉部材１６の下端が開口部１３の下端より下方に３ｍｍ突出するようにした。
【００４６】
そして、この開閉部材１６に取り付ける上記の突起１６ａの位置を、下記の表２に示すように変更し、上記の場合と同様にして、トナー供給部１５にトナーｔが存在しない状態で、それぞれ９分間駆動させ、トナー供給部１５内に存在しているトナーｔの量を求め、その結果を同表に示した。
【００４７】
なお、開閉部材１６に取り付ける突起１６ａの位置については、突起１６ａの下端が開口部１３の下端より下方に位置する場合を−にして、突起１６ａの下端と開口部１３の下端との高さの差を示した。また、上記のトナー供給部１５においては、トナーｔの量が２８ｇで満杯の状態になっていた。
【００４８】
【表２】
【００４９】
この結果、突起１６ａの下端が開口部１３の下端より３ｍｍ下方に位置する場合には、トナー供給部１５にトナーｔが殆ど供給されなくなる一方、突起１６ａの下端が開口部１３の下端より１．５ｍｍ上方に位置する場合には、トナー供給部１５にトナーｔが過剰に充填された状態になった。
【００５０】
このため、開閉部材１６に突起１６ａを取り付ける場合、この突起１６ａの下端が開口部１３の下端に対して−２ｍｍ〜１ｍｍの位置になるように取り付けることが好ましく、さらに−１ｍｍ〜０ｍｍの位置になるように取り付けることがより好ましいかった。
【００５１】
（実験３）
この実験においては、上記の実験１において使用した開閉部材１６の厚みと突起１６ａの厚みとを下記の表３に示すように変更し、それ以外は、上記の実験１の場合と同様にして、トナー供給部１５にトナーｔが存在しない状態で、それぞれ９分間駆動させ、トナー供給部１５内に存在しているトナーｔの量を求め、その結果を同表に示した。
【００５２】
【表３】
【００５３】
この結果、開閉部材１６の厚みや突起１６ａの厚みが大きくなるに従って、トナー供給部１５に存在しているトナーｔの量が減少した。
【００５４】
また、この実験においては示していないが、開閉部材１６のヤング率が高くなるほど、開閉部材１６が変形しにくくなり、トナー供給部１５に存在しているトナーｔの量が減少する。
【００５５】
そして、この実験において、トナー供給部１５に存在しているトナーｔの量が９ｇ以下になると、トナー担持体１１にトナーｔが適切に供給されなくなり、ヤング率４Ｍｐａの開閉部材１６の厚みを１００μｍ、上記の突起１６ａの厚みを２ｍｍにした場合には、トナー供給部１５に存在しているトナーｔの量が５ｇであって、トナー担持体１１にトナーｔが十分に供給されなくなっていた。
【００５６】
この結果、開閉部材１６のヤング率Ａ（ｐａ）、開閉部材１６の厚みＢ（ｍ）、突起１６ａの厚みＣ（ｍ）とした、Ａ×Ｂ×Ｃ＜０．８（Ｐａ・ｍ2 ）の関係を満たしていることが好ましいと考えられる。
【００５７】
（参考形態１）
この参考形態における現像装置においては、図１１に示すように、前記の実施形態１の現像装置とほぼ同様に構成されているため、実施形態１の現像装置と同じ構成の部分については説明を省略し、この参考形態における現像装置の特徴となる部分について説明する。
【００５８】
ここで、この参考形態の現像装置においては、図１１及び図１２に示すように、上記の仕切り部材１２に設けられた開口部１３を開閉させる開閉部材１６の下端部に突起１６ａを設けないようにし、また上記のトナー供給ローラ１８をトナー担持体１１の表面に押し付けて、トナー供給ローラ１８とトナー担持体１１とが周方向において適当なニップ幅ｘ（ｍｍ）で接触するようにしている。
【００５９】
そして、この参考形態の現像装置においては、上記の実施形態１の現像装置と同様に、上記のトナー供給ローラ１８をトナー担持体１１と同方向に回転させ、このトナー供給ローラ１８の回転により、トナー供給ローラ１８と仕切り部１２材との間においてトナーｔが重力方向に搬送されるようにしている。
【００６０】
ここで、この参考形態の現像装置においては、トナー供給ローラ１８とトナー担持体１１とが接触する周方向のニップ幅ｘ（ｍｍ）と、仕切り部材１２側とトナー供給ローラ１８との間においてトナーｔが通過する最近接部分の長さｙ（ｍｍ）とを調整して、このニップ幅ｘ（ｍｍ）と最近接部分の長さｙ（ｍｍ）とが１．１ｘ−ｙ＞０．５の条件を満たすようにしている。
【００６１】
そして、上記のような条件を満たすようにすると、上記のトナー供給ローラ１８の回転に伴って、このトナー供給ローラ１８と上記の仕切り部材１２との間におけるトナーｔが重力方向に適切に搬送され、トナーｔが仕切り部材１２の下方に導かれるようになる。また、このように仕切り部材１２の下方に導かれたトナーｔは回転するトナー供給ローラ１８によりトナー担持体１１と接触するニップ部分に導かれ、このニップ部分においてトナーｔがトナー担持体１１に供給される一方、トナー担持体１１に供給されなかったトナーｔはこのトナー供給ローラ１８の回転に伴いさらに搬送されて、仕切り部材１２とトナー供給ローラ１８とが対向する部分に導かれ、このように仕切り部材１２とトナー供給ローラ１８とが対向する部分に導かれたトナーｔが、上記のようにトナー供給ローラ１８の回転によりトナー供給ローラ１８と仕切り部材１２との間において重力方向に搬送され、トナー供給部１５内においてトナーｔが適切に循環されるようになる。
【００６２】
この結果、トナーｔがトナー供給部１５内で滞留して詰まるのが抑制され、トナー供給ローラ１８に大きな負荷が加わるということがない。
【００６３】
（実験４）
この実験においては、上記の参考形態１に示す現像装置において、上記のトナー供給ローラ１８として発泡ウレタンローラを用い、下記の表４及び図１３に示すように、このトナー供給ローラ１８の外径等を変更させて、トナー供給ローラ１８とトナー担持体１１とが接触する周方向のニップ幅ｘ（ｍｍ）と、仕切り部材１２側とトナー供給ローラ１８との間においてトナーｔが通過する最近接部分の長さｙ（ｍｍ）とを変更させ、１．１ｘ−ｙの値を表４に示した。
【００６４】
そして、表４及び図１３に示す各条件で現像装置を駆動させ、現像装置全体の駆動系に加わる駆動トルクの変化を調べ、駆動トルクが平均しており変化が殆どない場合を○、駆動トルクが周期的に変動する場合を△、駆動トルクが上昇して初期の１．４倍以上の状態が続く場合を×で、表４及び図１３に示した。
【００６５】
【表４】
【００６６】
この結果、トナー供給ローラ１８とトナー担持体１１とが接触する周方向のニップ幅ｘ（ｍｍ）と、仕切り部材１２側とトナー供給ローラ１８との間における最近接部分の長さｙ（ｍｍ）とが１．１ｘ−ｙ＞０．５、ｙ＜１．１ｘ−０５の条件を満たす場合には、駆動トルクが大きく上昇した状態が続くということがなく、特に１．１ｘ−ｙ＞２、ｙ＜１．１ｘ−２の条件を満たす場合には、駆動トルクの変化が非常に少なくなっていた。
【００６７】
（参考形態２）
この参考形態における現像装置においても、図１４に示すように、前記の実施形態１の現像装置とほぼ同様に構成されているため、実施形態１の現像装置と同じ構成の部分については説明を省略し、この参考形態における現像装置の特徴となる部分について説明する。
【００６８】
ここで、この参考形態の現像装置においては、図１４及び図１５に示すように、上記の実施形態２の現像装置と同様に、仕切り部材１２に設けられた開口部１３を開閉させる開閉部材１６の下端部に突起１６ａを設けないようにし、また上記のトナー供給ローラ１８をトナー担持体１１の表面に押し付けて、トナー供給ローラ１８とトナー担持体１１とが周方向において適当なニップ幅ｘ（ｍｍ）で接触するようにしている。
【００６９】
また、この参考形態の現像装置においては、上記の実施形態１及び参考形態１の現像装置とは異なり、上記のトナー供給ローラ１８が逆方向に回転するようにし、このトナー供給ローラ１８の回転により、トナー供給ローラ１８と仕切り部１２材との間においてトナーｔが重力方向と逆方向に搬送されるようにしている。
【００７０】
そして、この参考形態の現像装置においては、トナー供給ローラ１８とトナー担持体１１とが接触する周方向のニップ幅ｘ（ｍｍ）と、仕切り部材１２側とトナー供給ローラ１８との間においてトナーｔが通過する最近接部分の長さｙ（ｍｍ）とを調整して、このニップ幅ｘ（ｍｍ）と最近接部分の長さｙ（ｍｍ）とが０．８ｘ−ｙ＜１．５の条件を満たすようにしている。
【００７１】
そして、上記のような条件を満たすようにすると、上記のトナー供給ローラ１８の回転に伴って、このトナー供給ローラ１８と仕切り部材１２との間におけるトナーｔが重力方向と逆方向に適切に搬送され、このトナーｔがさらにトナー供給ローラ１８の回転に伴ってトナー供給ローラ１８とトナー担持体１１とが接触するニップ部分に導かれ、このニップ部分においてトナーｔがトナー担持体１１に供給される一方、トナー担持体１１に供給されなかったトナーｔはこのトナー供給ローラ１８の回転に伴いさらに搬送されて、トナー供給ローラ１８と仕切り部材１２との間に導かれるようになり、トナー供給部１５内においてトナーｔが適切に循環されるようになる。
【００７２】
この結果、トナーｔがトナー供給部１５内で滞留して詰まるのが抑制され、トナー供給ローラ１８に大きな負荷が加わるということがない。
【００７３】
（実験５）
この実験においては、上記の参考形態２に示す現像装置において、上記のトナー供給ローラ１８として発泡ウレタンローラを用い、下記の表５及び図１６に示すように、このトナー供給ローラ１８の外径等を変更させて、トナー供給ローラ１８とトナー担持体１１とが接触する周方向のニップ幅ｘ（ｍｍ）と、仕切り部材１２側とトナー供給ローラ１８との間においてトナーｔが通過する最近接部分の長さｙ（ｍｍ）とを変更させ、０．８ｘ−ｙの値を表５に示した。
【００７４】
そして、表５及び図１６に示す各条件で現像装置を駆動させ、現像装置全体の駆動系に加わる駆動トルクの変化を調べ、駆動トルクが平均しており変化が殆どない場合を○、駆動トルクが周期的に変動する場合を△、駆動トルクが上昇して初期の１．４倍以上の状態が続く場合を×で、表５及び図１６に示した。
【００７５】
【表５】
【００７６】
この結果、トナー供給ローラ１８とトナー担持体１１とが接触する周方向のニップ幅ｘ（ｍｍ）と、仕切り部材１２側とトナー供給ローラ１８との間における最近接部分の長さｙ（ｍｍ）とが０．８ｘ−ｙ＜１．５、ｙ＞０．８ｘ−１．５の条件を満たす場合には、駆動トルクが大きく上昇した状態が続くということがなく、特に０．８ｘ−ｙ＜０、ｙ＞０．８ｘの条件を満たす場合には、駆動トルクの変化が非常に少なくなっていた。
【００７７】
なお、上記の参考形態１，２の現像装置においては、開閉部材１６の下端部に突起１６ａを設けないようにしたが、上記の実施形態１における現像装置と同様に、開閉部材１６の下端部に突起１６ａを設けることも可能であり、この場合においては、仕切り部材１２側とトナー供給ローラ１８との間における最近接部分の長さｙ（ｍｍ）が、トナー供給ローラ１８と突起１６ａの間の長さになることがある。
【００７８】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明における第１の現像装置においては、トナー収容部からトナーをトナー供給部に導く場合にだけ開口部を開口させる開閉部材の上端部を開口部の上部側に固定させると共に、固定されていない開閉部材の下部にトナー供給部側に突出した突起を設けるようにしたため、トナー供給部内にトナーがある程度蓄積されると、トナー供給部内のトナーによって開閉部材及びその下部に設けられた突起が仕切り部材側に押されると共に、この突起の上からもトナーの圧力が加わり、開閉部材が仕切り部材側に強く押されるようになる。
【００７９】
この結果、この発明における第１の現像装置においては、トナー供給部内にトナーがある程度蓄積された場合には、トナー収容部内におけるトナーがトナー送り部材によって開口部に導かれたとしても、この開閉部材により開口部が閉塞された状態で維持され、トナー供給部にトナーが過剰に供給されてトナー供給部内で詰まるのが抑制され、トナー供給部材に大きな負荷が加わるということがなく、トナー担持体にトナーが安定して供給されるようになった。
【００８０】
また、この第１の現像装置において、上記のトナー供給部材として回転するトナー供給ローラを用い、開閉部材と対向する部分において、このトナー供給ローラを開閉部材の固定された上端側から突起が設けられた下部側に向かうように回転させると、このトナー供給ローラの回転に伴ってトナーが、開閉部材と対向する部分では開閉部材の固定された上端側から突起が設けられた下部側に向かって搬送され、このように搬送されるトナーの力が突起に加わって、開閉部材が仕切り部材側にさらに強く押されるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の現像装置の概略説明図である。
【図２】 装置本体内に開口部を有する仕切り部材を設けた従来の現像装置の概略説明図である。
【図３】 色彩の異なるトナーを収容させた４つの現像装置を回転支持体に保持させ、この回転支持体を回転させて、各現像装置を順々に像担持体と対向する位置に導いて現像を行うようにしたカラー画像形成装置の概略説明図である。
【図４】 この発明の実施形態１に係る現像装置において、トナーがトナー供給部内に供給される状態を示した概略説明図である。
【図５】 上記の実施形態１の現像装置において、トナーがトナー供給部内にある程度蓄積されて、トナーがトナー供給部内に供給されなくなる状態を示した概略説明図である。
【図６】 上記の実施形態１の現像装置において、開口部の開閉を行う開閉部材を仕切り部材に取り付ける状態を示した部分説明図である。
【図７】 上記の実施形態１の現像装置において、開口部の開閉を行う開閉部材を仕切り部材に取り付ける第１の変更例を示した部分説明図である。
【図８】 上記の実施形態１の現像装置において、開口部の開閉を行う開閉部材を仕切り部材に取り付ける第２の変更例を示した部分説明図である。
【図９】 上記の実施形態１の現像装置において、開口部の開閉を行う開閉部材を仕切り部材に取り付ける第３の変更例を示した部分説明図である。
【図１０】 上記の実施形態１の現像装置において、開口部の開閉を行う開閉部材を仕切り部材に取り付ける第４の変更例を示した部分説明図である。
【図１１】 参考形態１に係る現像装置の概略説明図である。
【図１２】 上記の参考形態１の現像装置において、トナー供給部の部分を示した概略説明図である。
【図１３】 上記の参考形態１の現像装置を用いた実験４の結果を示した図である。
【図１４】 参考形態２に係る現像装置の概略説明図である。
【図１５】 上記の参考形態２の現像装置において、トナー供給部の部分を示した概略説明図である。
【図１６】 上記の参考形態２の現像装置を用いた実験５の結果を示した図である。
【符号の説明】
１０ 装置本体
１１ トナー担持体
１２ 仕切り部材
１３ 開口部
１４ トナー収容部
１５ トナー供給部
１６ 開閉部材
１６ａ 突起
１７ トナー送り部材
１８ トナー供給部材（トナー供給ローラ）
１９ 規制部材
Ｐ 像担持体
ｔ トナー
ｘ トナー供給ローラとトナー担持体とが接触する周方向のニップ幅
ｙ 仕切り部材側とトナー供給ローラとの間における最近接部分の長さ
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機やプリンター等の画像形成装置において、像担持体に形成された静電潜像を現像するのに使用する現像装置に係り、特に、装置本体内に開口部を有する仕切り部材を設けて、装置本体内をトナーを収容するトナー収容部と、像担持体にトナーを搬送するトナー担持体にトナーを供給するトナー供給部とに分離させると共に、トナー収容部からトナーをトナー供給部に導く場合にだけ開口部を開口させる開閉部材を設け、トナー収容部内におけるトナーをトナー送り部材により開口部を通してトナー供給部に導くと共に、トナー供給部に供給されたトナーをトナー供給部材によりトナー担持体に供給するようにした現像装置において、トナーがトナー供給部内で詰まるのを抑制するようにした点に特徴を有するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機やプリンター等の画像形成装置において使用される現像装置においては、現像剤にトナーとキャリアとを使用した２成分現像方式のものの他に、キャリアを使用せずにトナーのみを使用した１成分現像方式のものが知られている。
【０００３】
ここで、上記のように現像剤にトナーのみを使用した１成分現像方式の現像装置においては、一般に、図１に示すように、装置本体１内に収容されたトナーｔをトナー送り部材２によりローラ状になったトナー供給部材３に送り、このトナー供給部材３を回転させて、トナーｔをローラ状になったトナー担持体４に供給し、このように供給されたトナーｔをこのトナー担持体４の回転によって搬送させると共に、このトナー担持体４の表面に規制部材５を圧接させ、この規制部材５によりトナー担持体４によって搬送されるトナーｔの量を規制すると共にこのトナーｔを摩擦帯電させるようにしていた。
【０００４】
そして、このように規制されて帯電されたトナーｔをトナー担持体４により像担持体Ｐと対向する現像領域に導いて、像担持体Ｐに形成された静電潜像を現像するようにしていた。
【０００５】
また、このようにして現像を行った後、このトナー担持体４の表面に残っているトナーｔを装置本体１内に戻して、このトナーｔを上記のトナー供給部材３によってトナー担持体４の表面から離脱させると共に、新たなトナーｔをトナー担持体４に供給するようにしていた。
【０００６】
しかし、上記のようにトナー担持体４の表面に規制部材５を圧接させて、トナー担持体４によって搬送されるトナーｔの量を規制するようにした場合、粒径の大きなトナーｔがトナー担持体４から離脱されて、粒径の小さなトナーｔが先に現像に使用されるようになり、また現像後のトナー担持体４に残っているトナーｔを離脱させる場合においても、粒径の大きなトナーｔがトナー担持体４から離脱されるようになり、次第に装置本体１内において粒径の大きなトナーｔの割合が増加し、形成される画像の画質が低下するという問題があった。
【０００７】
このため、近年においては、図２に示すように、装置本体１内に開口部６ａを有する仕切り部材６を設けて、装置本体１内をトナーｔを収容するトナー収容部１ａとトナーｔをトナー担持体４に供給するトナー供給部１ｂとに分離させ、上記のようにトナー担持体４から離脱された粒径の大きなトナーｔがトナー収容部１ａに戻るのを抑制するようにした現像装置が用いられるようになった。
【０００８】
一方、近年においては、複数の現像装置にそれぞれ色彩の異なったトナーを収容させてカラー画像を形成するようにしたカラー画像形成装置が利用されるようになった。
【０００９】
そして、このようなカラー画像形成装置の１つとして、図３に示すように、色彩の異なるトナーを収容させた４つの現像装置１Ａ〜１Ｄを回転支持体７に保持させ、この回転支持体７を回転させて、各現像装置１Ａ〜１Ｄを順々に像担持体Ｐと対向する位置に導いて現像を行うようにしたものが用いられていた。
【００１０】
ここで、このようなカラー画像形成装置における各現像装置１Ａ〜１Ｄに、上記の図２に示す現像装置を使用した場合、各現像装置１Ａ〜１Ｄを保持する上記の回転支持体１０が回転すると、トナー供給部１ｂにおける粒径の大きなトナーｔがトナー収容部１ａに戻されてしまい、開口部６ａを有する仕切り部材６を設ける効果がなくなり、粒径の小さなトナーｔだけが先に現像に使用されて、粒径の大きなトナーｔが残り、次第に形成される画像の画質が低下するという問題が依然として存在した。
【００１１】
このため、本出願人は、特開平２００１−３３１０２８号公報、特開平２００１−３３１０３８号公報に示すように、上記の仕切り部材に開口部の開閉を行う開閉部材を取り付け、トナー収容部からトナーをトナー供給部に導く場合にだけ開口部を開口させるようにし、トナー供給部における粒径の大きなトナーがトナー収容部に戻されるのを防止するようにした現像装置を開発した。
【００１２】
しかし、このように仕切り部材に開口部の開閉を行う開閉部材を取り付け、トナー収容部からトナーをトナー供給部に導く場合にだけ開口部を開口させるようにした場合、トナー供給部にトナーが多く供給されたり、トナーがトナー供給部内でうまく循環されずに滞留して、トナーがトナー供給部内で詰まり、トナーをトナー担持体に供給するトナー供給部材の回転に大きな負荷が加わって、トナー担持体にトナーを安定して供給することができなくなったり、トナーが十分に帯電されない状態で現像に使用されて、形成される画像にかぶりが発生する等の問題が生じた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、装置本体内に開口部を有する仕切り部材を設けて、装置本体内をトナーを収容するトナー収容部と、像担持体にトナーを搬送するトナー担持体にトナーを供給するトナー供給部とに分離させると共に、トナー収容部からトナーをトナー供給部に導く場合にだけ開口部を開口させる開閉部材を設け、トナー収容部内におけるトナーをトナー送り部材により開口部を通してトナー供給部に導くと共に、トナー供給部内におけるトナーをトナー供給部材によりトナー担持体に供給するようにした現像装置における上記のような問題を解決することを課題とするものである。
【００１４】
すなわち、この発明は、上記のような現像装置において、トナー収容部からトナーがトナー供給部に多く供給されたり、トナーがトナー供給部内で滞留したりするのを抑制して、トナーがトナー供給部に詰まるのを防止し、トナー供給部材に大きな負荷が加わるのを抑制して、トナー担持体にトナーが安定して供給されるようにすることを課題とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明における第１の現像装置においては、上記のような課題を解決するため、装置本体内に開口部を有する仕切り部材を設けて、装置本体内をトナーを収容するトナー収容部と、像担持体にトナーを搬送するトナー担持体にトナーを供給するトナー供給部とに分離させると共に、トナー収容部からトナーをトナー供給部に導く場合にだけ上記の開口部を開口させる開閉部材を設け、上記のトナー収容部内におけるトナーを上記の開口部を通してトナー供給部に導くトナー送り部材を設けると共に、トナー供給部内におけるトナーをトナー担持体に供給するトナー供給部材を設けた現像装置において、上記の開閉部材の上端部を上記の開口部の上部側に固定させると共に、固定されていない開閉部材の下部にトナー供給部側に突出した突起を設けるようにした。
【００１６】
そして、この発明における第１の現像装置のように、トナー収容部からトナーをトナー供給部に導く場合にだけ開口部を開口させる開閉部材の上端部を開口部の上部側に固定させると共に、固定されていない開閉部材の下部にトナー供給部側に突出した突起を設けると、トナー収容部からトナー供給部にトナーがある程度供給されると、トナー供給部におけるトナーによって開閉部材及びその下部に設けられた突起が仕切り部材側に押されると共に、この突起の上からもトナーの圧力が加わるようになる。
【００１７】
このため、トナー供給部にトナーがある程度蓄積されると、開閉部材が仕切り部材側に強く押されるようになり、トナー収容部内におけるトナーがトナー送り部材によって開口部に導かれたとしても、この開閉部材により開口部が閉塞された状態で維持され、トナー供給部にトナーが過剰に供給されて、トナーがトナー供給部に詰まるのが抑制され、トナー供給部材に大きな負荷が加わるということがなく、トナー担持体にトナーが安定して供給されるようになる。
【００１８】
また、この第１の現像装置において、上記のトナー供給部材として回転するトナー供給ローラを用い、上記の開閉部材と対向する部分において、このトナー供給ローラを開閉部材の固定された上端側から突起が設けられた下部側に向かって回転させるようにすると、このトナー供給ローラの回転に伴って、トナーが開閉部材と対向する部分では開閉部材の固定された上端側から突起が設けられた下部側に向かって搬送され、このように搬送されるトナーの力が上記の突起に加わって、開閉部材が仕切り部材側にさらに強く押されるようになる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態に係る現像装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００２６】
（実施形態１）
この実施形態における現像装置においては、図４に示すように、トナーｔを表面に保持させて像担持体Ｐと対向する現像領域に導くトナー担持体１１を、像担持体Ｐと所要間隔を介して対向するように設けると共に、その装置本体１０内に開口部１３を有する仕切り部材１２を設けて、トナーｔを収容するトナー収容部１４と、トナーｔをトナー担持体１１に供給するトナー供給部１５とに分離させている。
【００２７】
そして、上記の仕切り部材１２のトナー供給部１５側における開口部１３の上部側に、この開口部１３の開閉を行うシート状になった開閉部材１６の上端部を固定させると共に、この開閉部材１６の下端部にトナー供給部１５側に突出した突起１６ａを設け、このように突起１６ａが設けられた開閉部材１６の下端部が回動して、開口部１３の開閉を行うようになっている。
【００２８】
また、上記のトナー収容部１４内において、先端部に可撓性の羽根部材１７ａを有するトナー送り部材１７を回転可能に設け、このトナー送り部材１７を回転させて、上記の羽根部材１７ａによりトナー収容部１４内に収容されたトナーｔを開閉部材１６によって閉塞された上記の開口部１３に導くようにしている。
【００２９】
ここで、トナー供給部１５内におけるトナーｔの量が少ない場合には、図４に示すように、上記のようにトナー送り部材１７によって開口部１３に導かれたトナーｔにより開閉部材１６が押され、この開閉部材１６の下端部がトナー供給部１５側に折れ曲がって開口部１３が開口され、このように開口された開口部１３を通してトナーｔがトナー供給部１５に供給されるようになる。
【００３０】
また、このようにトナーｔが供給されたトナー供給部１５においては、上記のトナー担持体１１と接触するようにしてトナー供給ローラ１８が設けられており、このトナー供給ローラ１８をトナー担持体１１と同方向に回転させて、トナー供給ローラ１８とトナー担持体１１とが接触する部分においては、このトナー供給ローラ１８が、トナー担持体１１とは逆方向の下方から上方に移動するようにし、このトナー供給ローラ１８からトナーｔをトナー担持体１１の表面に供給するようにしている。
【００３１】
そして、このようにトナーｔが供給されたトナー担持体１１を回転させて、このトナー担持体１１によりトナーｔを搬送させると共に、このトナー担持体１１の表面にＶ字状になった規制部材１９のそれぞれの端部を圧接させ、トナー担持体１１によって搬送されるトナーｔの量をこの規制部材１９によって規制すると共に、トナーｔをこの規制部材１９によって帯電させるようにしている。
【００３２】
そして、このように規制部材１９により規制されて帯電されたトナーｔをトナー担持体１１によって像担持体Ｐと対向する現像領域に搬送し、このトナー担持体１１に現像バイアス電源（図示せず）から現像バイアス電圧を印加させて、像担持体Ｐに形成された静電潜像部分にトナー担持体１１からトナーｔを供給して現像を行うようにしている。
【００３３】
ここで、この実施形態における現像装置において、前記のようにしてトナー収容部１４内に収容されたトナーｔが開口部１３を通してトナー供給部１５に供給され、図５に示すように、トナー供給部１５内にある程度の量のトナーｔが蓄積されると、この蓄積されたトナーｔによって上記の開閉部材１６及びその下部に設けられた突起１６ａが仕切り部材１２側に押されると共に、上記のように回転するトナー供給ローラ１８の回転に伴ってトナーｔが、開閉部材１６と対向する部分では開閉部材１６の固定された上端側から突起１６ａが設けられた下部側に向かって搬送され、このように搬送されるトナーｔの力が上記の突起１６ａに加わって、開閉部材１６が仕切り部材１２側に強く押されるようになる。
【００３４】
このため、前記のように回転するトナー送り部材１７によってトナーｔが開口部１３に導かれで開閉部材１６が押されたとしても、開閉部材１６によって開口部１３が閉塞された状態で維持され、トナー供給部１５にトナーｔが過剰に供給されて、トナーｔがトナー供給部１５に詰まるのが抑制され、上記のトナー供給ローラ１８の回転に大きな負荷が加わるということがなく、このトナー供給ローラ１８が適切に回転してトナー担持体１１にトナーが安定して供給されるようになる。
【００３５】
ここで、この実施形態における現像装置においては、仕切り部材１２における開口部１３として、図６に示すように、長方形状になった小さな開口部１３を所要間隔を介して複数設けるようにし、このような複数の開口部１３をシート状になった１枚の開閉部材１６で開閉させるようにしているが、仕切り部材１２に対して１つの長い長方形状になった開口部１３を設けることも可能である。
【００３６】
また、図７に示すように、上記の長方形状になった小さな開口部１３に対応させて、小さな開閉部材１６を複数設けるようにしたり、図８に示すように、上記の長方形状になった小さな開口部１３を仕切り部材１２の両側にだけ設け、それぞれの開口部１３に対して上記の小さな開閉部材１６を設けるようにすることも可能である。なお、図８に示すように、長方形状になった小さな開口部１３を仕切り部材１２の両側にだけ設けるようにすると、仕切り部材１２の両側においてだけトナー収容部１４からトナーｔがトナー供給部１５に供給されるようになり、このようにトナー供給部１５の両側に供給されたトナーｔがトナー供給部１５の中央部に順次送られて、トナー供給部１５内におけるトナーｔの量が均一化される。
【００３７】
また、この実施形態における現像装置においては、上記の開閉部材１６を仕切り部材１２に直線状になるようにして取り付けたが、開閉部材１６を仕切り部材１２側に押し付ける力を高めるため、図９に示すように、開閉部材１６の上端部を固定させる仕切り部材１２の部分に傾斜した凸部１２ａを設け、開閉部材１６の上端部が折り曲がるようにしたり、図１０に示すように、開閉部材１６のトナー供給部１５側に抑え部材１６ｂを取り付けることも可能である。
【００３８】
（実験１）
この実験においては、上記の実施形態１に示す現像装置のように開閉部材１６に突起１６ａを設けた実施例の現像装置と、開閉部材１６に突起１６ａを設けていない比較例の現像装置とにおいて、それぞれ現像装置全体の駆動系に加わる駆動トルクの変化を調べた。
【００３９】
ここで、この実験においては、上記の仕切り部材１２に開口部１３として、高さが６ｍｍ，幅が５５ｍｍになった小さな開口部１３を２ｍｍの間隔を介して６つ設ける一方、開閉部材１６としては、高さが１２ｍｍ，幅が３４２ｍｍ，厚みが５０μｍになった１枚のポリエチレンテレフタレートフィルムを用い、上記の開口部１３の上部側における仕切り部材１２に、この開閉部材１６の上端から６ｍｍの部分まで固定させて、この開閉部材１６の下端が開口部１３の下端より下方に１ｍｍ突出するようにした。なお、ポリエチレンテレフタレートフィルムで構成された開閉部材１６のヤング率は４Ｍｐａであった。
【００４０】
そして、実施例の現像装置においては、この開閉部材１６の下端に沿って、厚みが１ｍｍ，高さが２ｍｍ，幅が３４２ｍｍになったＡＢＳ樹脂製の突起１６ａを取り付け、突起１６ａの下端を開口部１３の下端より１ｍｍ下方に位置させるした。一方、比較例の現像装置においては、このような突起１６ａを取り付けないようにした。
【００４１】
ここで、この実験においては、上記のような現像装置において、トナー送り部材１７を６０ｒｐｍで回転させて、トナーｔを開口部１３に導くようにすると共に、直径が１４ｍｍのトナー担持体１１を２００ｒｐｍで回転させると共に、トナー供給ローラ１８をトナー担持体１１と同方向に３００ｒｐｍで回転させ、トナー担持体１１とトナー供給ローラ１８が接触する部分において、このトナー供給ローラ１８がトナー担持体１１とは逆方向の下方から上方に移動するようにして、このトナー供給ローラ１８からトナーｔをトナー担持体１１の表面に供給するようにした。
【００４２】
そして、トナー供給部１５にトナーｔが存在しない状態で、上記の条件によって、上記の実施例及び比較例の各現像装置をそれぞれ９分間駆動させ、各現像装置全体の駆動系に加わる駆動トルク（Ｎ・ｍ）の変化を調べ、その結果を下記の表１に示した。
【００４３】
【表１】
この結果から明らかなように、下端部に突起１６ａが取り付けられた開閉部材１６を用いた実施例の現像装置においては、突起１６ａを取り付けていない開閉部材１６を用いた比較例の現像装置のように、次第に駆動トルクが上昇するということがなかった。
【００４５】
（実験２）
この実験においては、上記の実験１において用いた開閉部材１６の高さを２ｍｍ伸ばし、この開閉部材１６の下端が開口部１３の下端より下方に３ｍｍ突出するようにした。
【００４６】
そして、この開閉部材１６に取り付ける上記の突起１６ａの位置を、下記の表２に示すように変更し、上記の場合と同様にして、トナー供給部１５にトナーｔが存在しない状態で、それぞれ９分間駆動させ、トナー供給部１５内に存在しているトナーｔの量を求め、その結果を同表に示した。
【００４７】
なお、開閉部材１６に取り付ける突起１６ａの位置については、突起１６ａの下端が開口部１３の下端より下方に位置する場合を−にして、突起１６ａの下端と開口部１３の下端との高さの差を示した。また、上記のトナー供給部１５においては、トナーｔの量が２８ｇで満杯の状態になっていた。
【００４８】
【表２】
この結果、突起１６ａの下端が開口部１３の下端より３ｍｍ下方に位置する場合には、トナー供給部１５にトナーｔが殆ど供給されなくなる一方、突起１６ａの下端が開口部１３の下端より１．５ｍｍ上方に位置する場合には、トナー供給部１５にトナーｔが過剰に充填された状態になった。
【００５０】
このため、開閉部材１６に突起１６ａを取り付ける場合、この突起１６ａの下端が開口部１３の下端に対して−２ｍｍ〜１ｍｍの位置になるように取り付けることが好ましく、さらに−１ｍｍ〜０ｍｍの位置になるように取り付けることがより好ましいかった。
【００５１】
（実験３）
この実験においては、上記の実験１において使用した開閉部材１６の厚みと突起１６ａの厚みとを下記の表３に示すように変更し、それ以外は、上記の実験１の場合と同様にして、トナー供給部１５にトナーｔが存在しない状態で、それぞれ９分間駆動させ、トナー供給部１５内に存在しているトナーｔの量を求め、その結果を同表に示した。
【００５２】
【表３】
この結果、開閉部材１６の厚みや突起１６ａの厚みが大きくなるに従って、トナー供給部１５に存在しているトナーｔの量が減少した。
【００５４】
また、この実験においては示していないが、開閉部材１６のヤング率が高くなるほど、開閉部材１６が変形しにくくなり、トナー供給部１５に存在しているトナーｔの量が減少する。
【００５５】
そして、この実験において、トナー供給部１５に存在しているトナーｔの量が９ｇ以下になると、トナー担持体１１にトナーｔが適切に供給されなくなり、ヤング率４Ｍｐａの開閉部材１６の厚みを１００μｍ、上記の突起１６ａの厚みを２ｍｍにした場合には、トナー供給部１５に存在しているトナーｔの量が５ｇであって、トナー担持体１１にトナーｔが十分に供給されなくなっていた。
【００５６】
この結果、開閉部材１６のヤング率Ａ（ｐａ）、開閉部材１６の厚みＢ（ｍ）、突起１６ａの厚みＣ（ｍ）とした、Ａ×Ｂ×Ｃ＜０．８（Ｐａ・ｍ2 ）の関係を満たしていることが好ましいと考えられる。
【００５７】
（参考形態１）
この参考形態における現像装置においては、図１１に示すように、前記の実施形態１の現像装置とほぼ同様に構成されているため、実施形態１の現像装置と同じ構成の部分については説明を省略し、この参考形態における現像装置の特徴となる部分について説明する。
【００５８】
ここで、この参考形態の現像装置においては、図１１及び図１２に示すように、上記の仕切り部材１２に設けられた開口部１３を開閉させる開閉部材１６の下端部に突起１６ａを設けないようにし、また上記のトナー供給ローラ１８をトナー担持体１１の表面に押し付けて、トナー供給ローラ１８とトナー担持体１１とが周方向において適当なニップ幅ｘ（ｍｍ）で接触するようにしている。
【００５９】
そして、この参考形態の現像装置においては、上記の実施形態１の現像装置と同様に、上記のトナー供給ローラ１８をトナー担持体１１と同方向に回転させ、このトナー供給ローラ１８の回転により、トナー供給ローラ１８と仕切り部１２材との間においてトナーｔが重力方向に搬送されるようにしている。
【００６０】
ここで、この参考形態の現像装置においては、トナー供給ローラ１８とトナー担持体１１とが接触する周方向のニップ幅ｘ（ｍｍ）と、仕切り部材１２側とトナー供給ローラ１８との間においてトナーｔが通過する最近接部分の長さｙ（ｍｍ）とを調整して、このニップ幅ｘ（ｍｍ）と最近接部分の長さｙ（ｍｍ）とが１．１ｘ−ｙ＞０．５の条件を満たすようにしている。
【００６１】
そして、上記のような条件を満たすようにすると、上記のトナー供給ローラ１８の回転に伴って、このトナー供給ローラ１８と上記の仕切り部材１２との間におけるトナーｔが重力方向に適切に搬送され、トナーｔが仕切り部材１２の下方に導かれるようになる。また、このように仕切り部材１２の下方に導かれたトナーｔは回転するトナー供給ローラ１８によりトナー担持体１１と接触するニップ部分に導かれ、このニップ部分においてトナーｔがトナー担持体１１に供給される一方、トナー担持体１１に供給されなかったトナーｔはこのトナー供給ローラ１８の回転に伴いさらに搬送されて、仕切り部材１２とトナー供給ローラ１８とが対向する部分に導かれ、このように仕切り部材１２とトナー供給ローラ１８とが対向する部分に導かれたトナーｔが、上記のようにトナー供給ローラ１８の回転によりトナー供給ローラ１８と仕切り部材１２との間において重力方向に搬送され、トナー供給部１５内においてトナーｔが適切に循環されるようになる。
【００６２】
この結果、トナーｔがトナー供給部１５内で滞留して詰まるのが抑制され、トナー供給ローラ１８に大きな負荷が加わるということがない。
【００６３】
（実験４）
この実験においては、上記の参考形態１に示す現像装置において、上記のトナー供給ローラ１８として発泡ウレタンローラを用い、下記の表４及び図１３に示すように、このトナー供給ローラ１８の外径等を変更させて、トナー供給ローラ１８とトナー担持体１１とが接触する周方向のニップ幅ｘ（ｍｍ）と、仕切り部材１２側とトナー供給ローラ１８との間においてトナーｔが通過する最近接部分の長さｙ（ｍｍ）とを変更させ、１．１ｘ−ｙの値を表４に示した。
【００６４】
そして、表４及び図１３に示す各条件で現像装置を駆動させ、現像装置全体の駆動系に加わる駆動トルクの変化を調べ、駆動トルクが平均しており変化が殆どない場合を○、駆動トルクが周期的に変動する場合を△、駆動トルクが上昇して初期の１．４倍以上の状態が続く場合を×で、表４及び図１３に示した。
【００６５】
【表４】
この結果、トナー供給ローラ１８とトナー担持体１１とが接触する周方向のニップ幅ｘ（ｍｍ）と、仕切り部材１２側とトナー供給ローラ１８との間における最近接部分の長さｙ（ｍｍ）とが１．１ｘ−ｙ＞０．５、ｙ＜１．１ｘ−０５の条件を満たす場合には、駆動トルクが大きく上昇した状態が続くということがなく、特に１．１ｘ−ｙ＞２、ｙ＜１．１ｘ−２の条件を満たす場合には、駆動トルクの変化が非常に少なくなっていた。
【００６７】
（参考形態２）
この参考形態における現像装置においても、図１４に示すように、前記の実施形態１の現像装置とほぼ同様に構成されているため、実施形態１の現像装置と同じ構成の部分については説明を省略し、この参考形態における現像装置の特徴となる部分について説明する。
【００６８】
ここで、この参考形態の現像装置においては、図１４及び図１５に示すように、上記の実施形態２の現像装置と同様に、仕切り部材１２に設けられた開口部１３を開閉させる開閉部材１６の下端部に突起１６ａを設けないようにし、また上記のトナー供給ローラ１８をトナー担持体１１の表面に押し付けて、トナー供給ローラ１８とトナー担持体１１とが周方向において適当なニップ幅ｘ（ｍｍ）で接触するようにしている。
【００６９】
また、この参考形態の現像装置においては、上記の実施形態１及び参考形態１の現像装置とは異なり、上記のトナー供給ローラ１８が逆方向に回転するようにし、このトナー供給ローラ１８の回転により、トナー供給ローラ１８と仕切り部１２材との間においてトナーｔが重力方向と逆方向に搬送されるようにしている。
【００７０】
そして、この参考形態の現像装置においては、トナー供給ローラ１８とトナー担持体１１とが接触する周方向のニップ幅ｘ（ｍｍ）と、仕切り部材１２側とトナー供給ローラ１８との間においてトナーｔが通過する最近接部分の長さｙ（ｍｍ）とを調整して、このニップ幅ｘ（ｍｍ）と最近接部分の長さｙ（ｍｍ）とが０．８ｘ−ｙ＜１．５の条件を満たすようにしている。
【００７１】
そして、上記のような条件を満たすようにすると、上記のトナー供給ローラ１８の回転に伴って、このトナー供給ローラ１８と仕切り部材１２との間におけるトナーｔが重力方向と逆方向に適切に搬送され、このトナーｔがさらにトナー供給ローラ１８の回転に伴ってトナー供給ローラ１８とトナー担持体１１とが接触するニップ部分に導かれ、このニップ部分においてトナーｔがトナー担持体１１に供給される一方、トナー担持体１１に供給されなかったトナーｔはこのトナー供給ローラ１８の回転に伴いさらに搬送されて、トナー供給ローラ１８と仕切り部材１２との間に導かれるようになり、トナー供給部１５内においてトナーｔが適切に循環されるようになる。
【００７２】
この結果、トナーｔがトナー供給部１５内で滞留して詰まるのが抑制され、トナー供給ローラ１８に大きな負荷が加わるということがない。
【００７３】
（実験５）
この実験においては、上記の参考形態２に示す現像装置において、上記のトナー供給ローラ１８として発泡ウレタンローラを用い、下記の表５及び図１６に示すように、このトナー供給ローラ１８の外径等を変更させて、トナー供給ローラ１８とトナー担持体１１とが接触する周方向のニップ幅ｘ（ｍｍ）と、仕切り部材１２側とトナー供給ローラ１８との間においてトナーｔが通過する最近接部分の長さｙ（ｍｍ）とを変更させ、０．８ｘ−ｙの値を表５に示した。
【００７４】
そして、表５及び図１６に示す各条件で現像装置を駆動させ、現像装置全体の駆動系に加わる駆動トルクの変化を調べ、駆動トルクが平均しており変化が殆どない場合を○、駆動トルクが周期的に変動する場合を△、駆動トルクが上昇して初期の１．４倍以上の状態が続く場合を×で、表５及び図１６に示した。
【００７５】
【表５】
この結果、トナー供給ローラ１８とトナー担持体１１とが接触する周方向のニップ幅ｘ（ｍｍ）と、仕切り部材１２側とトナー供給ローラ１８との間における最近接部分の長さｙ（ｍｍ）とが０．８ｘ−ｙ＜１．５、ｙ＞０．８ｘ−１．５の条件を満たす場合には、駆動トルクが大きく上昇した状態が続くということがなく、特に０．８ｘ−ｙ＜０、ｙ＞０．８ｘの条件を満たす場合には、駆動トルクの変化が非常に少なくなっていた。
【００７７】
なお、上記の参考形態１，２の現像装置においては、開閉部材１６の下端部に突起１６ａを設けないようにしたが、上記の実施形態１における現像装置と同様に、開閉部材１６の下端部に突起１６ａを設けることも可能であり、この場合においては、仕切り部材１２側とトナー供給ローラ１８との間における最近接部分の長さｙ（ｍｍ）が、トナー供給ローラ１８と突起１６ａの間の長さになることがある。
【００７８】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明における第１の現像装置においては、トナー収容部からトナーをトナー供給部に導く場合にだけ開口部を開口させる開閉部材の上端部を開口部の上部側に固定させると共に、固定されていない開閉部材の下部にトナー供給部側に突出した突起を設けるようにしたため、トナー供給部内にトナーがある程度蓄積されると、トナー供給部内のトナーによって開閉部材及びその下部に設けられた突起が仕切り部材側に押されると共に、この突起の上からもトナーの圧力が加わり、開閉部材が仕切り部材側に強く押されるようになる。
【００７９】
この結果、この発明における第１の現像装置においては、トナー供給部内にトナーがある程度蓄積された場合には、トナー収容部内におけるトナーがトナー送り部材によって開口部に導かれたとしても、この開閉部材により開口部が閉塞された状態で維持され、トナー供給部にトナーが過剰に供給されてトナー供給部内で詰まるのが抑制され、トナー供給部材に大きな負荷が加わるということがなく、トナー担持体にトナーが安定して供給されるようになった。
【００８０】
また、この第１の現像装置において、上記のトナー供給部材として回転するトナー供給ローラを用い、開閉部材と対向する部分において、このトナー供給ローラを開閉部材の固定された上端側から突起が設けられた下部側に向かうように回転させると、このトナー供給ローラの回転に伴ってトナーが、開閉部材と対向する部分では開閉部材の固定された上端側から突起が設けられた下部側に向かって搬送され、このように搬送されるトナーの力が突起に加わって、開閉部材が仕切り部材側にさらに強く押されるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の現像装置の概略説明図である。
【図２】 装置本体内に開口部を有する仕切り部材を設けた従来の現像装置の概略説明図である。
【図３】 色彩の異なるトナーを収容させた４つの現像装置を回転支持体に保持させ、この回転支持体を回転させて、各現像装置を順々に像担持体と対向する位置に導いて現像を行うようにしたカラー画像形成装置の概略説明図である。
【図４】 この発明の実施形態１に係る現像装置において、トナーがトナー供給部内に供給される状態を示した概略説明図である。
【図５】 上記の実施形態１の現像装置において、トナーがトナー供給部内にある程度蓄積されて、トナーがトナー供給部内に供給されなくなる状態を示した概略説明図である。
【図６】 上記の実施形態１の現像装置において、開口部の開閉を行う開閉部材を仕切り部材に取り付ける状態を示した部分説明図である。
【図７】 上記の実施形態１の現像装置において、開口部の開閉を行う開閉部材を仕切り部材に取り付ける第１の変更例を示した部分説明図である。
【図８】 上記の実施形態１の現像装置において、開口部の開閉を行う開閉部材を仕切り部材に取り付ける第２の変更例を示した部分説明図である。
【図９】 上記の実施形態１の現像装置において、開口部の開閉を行う開閉部材を仕切り部材に取り付ける第３の変更例を示した部分説明図である。
【図１０】 上記の実施形態１の現像装置において、開口部の開閉を行う開閉部材を仕切り部材に取り付ける第４の変更例を示した部分説明図である。
【図１１】 参考形態１に係る現像装置の概略説明図である。
【図１２】 上記の参考形態１の現像装置において、トナー供給部の部分を示した概略説明図である。
【図１３】 上記の参考形態１の現像装置を用いた実験４の結果を示した図である。
【図１４】 参考形態２に係る現像装置の概略説明図である。
【図１５】 上記の参考形態２の現像装置において、トナー供給部の部分を示した概略説明図である。
【図１６】 上記の参考形態２の現像装置を用いた実験５の結果を示した図である。
【符号の説明】
１０ 装置本体
１１ トナー担持体
１２ 仕切り部材
１３ 開口部
１４ トナー収容部
１５ トナー供給部
１６ 開閉部材
１６ａ 突起
１７ トナー送り部材
１８ トナー供給部材（トナー供給ローラ）
１９ 規制部材
Ｐ 像担持体
ｔ トナー
ｘ トナー供給ローラとトナー担持体とが接触する周方向のニップ幅
ｙ 仕切り部材側とトナー供給ローラとの間における最近接部分の長さ
Claims (2)
- 装置本体内に開口部を有する仕切り部材を設けて、装置本体内をトナーを収容するトナー収容部と、像担持体にトナーを搬送するトナー担持体にトナーを供給するトナー供給部とに分離させると共に、トナー収容部からトナーをトナー供給部に導く場合にだけ上記の開口部を開口させる開閉部材を設け、上記のトナー収容部内におけるトナーを上記の開口部を通してトナー供給部に導くトナー送り部材を設けると共に、上記のトナー供給部内におけるトナーをトナー担持体に供給するトナー供給部材を設けた現像装置において、上記の開閉部材の上端部を上記の開口部の上部側に固定させると共に、固定されていない開閉部材の下部にトナー供給部側に突出した突起を設けたことを特徴とする現像装置。
- 請求項１に記載した現像装置において、上記のトナー供給部材が回転するトナー供給ローラからなり、上記の開閉部材と対向する部分において、このトナー供給ローラが開閉部材の固定された上端側から突起が設けられた下部側に向かって回転していることを特徴とする現像装置。
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