JP4789553B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

上記目的は本発明に係る現像装置及び画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、現像剤を収容した現像容器と、前記現像容器に設けられた、現像容器へと現像剤を補給するための開口部及び／又は現像容器から現像剤を排出するための開口部と、前記開口部に設けられた、前記開口部を開閉するべく移動可能な弁と、前記弁が開の状態の時に前記弁に当接して弁の動作範囲を規制するストッパ壁と、を有し、現像すべき静電像を有する像担持体に対して相対移動可能な現像装置において、
前記弁と前記ストッパ壁が当接する表面であって、少なくともいずれか一方の表面に対して、所定方向に凹部と凸部が交互に繰り返し形成されることによって凹凸表面が形成されていることを特徴とする現像装置である。

従来、画像形成装置において、その中でも特に有彩色の画像形成を行う電子写真方式のカラー画像形成装置において、トナーとキャリアを混合して現像剤として使用する二成分現像方式が広く利用されている。

一方、近年のフルカラー複写機、プリンタなどでは、ランニングコスト削減のために、現像剤の交換作業を行わずに高画質を維持する方法として、以下のような技術の導入が進んでいる。

例えば特許文献１は、キヤリアとトナーを撹拌する撹拌手段の上方にキヤリア補給装置とトナー補給装置とを分離しまたは一体化して設けた画像形成装置を開示している。この画像形成装置では、現像装置ハウジングの側壁に現像剤溢出部を設け、新しい現像剤を補給装置により少しづつ補給するとともに現像剤溢出部より排出する構成とされる。

つまり、上記構成の画像形成装置は、現像剤中の劣化したキャリアを新しいものと徐々に入れ替えていくことで、見かけ上のキャリアの劣化進行が止まり、現像剤全体としては特性が安定する。これによって現像剤交換という作業を不要にし、メンテナンス性を向上させている。

以上のように、長期の画像安定性を考慮した現像装置には、現像装置に現像剤の補給口と現像剤溢出部（以下、「現像剤排出口」という。）を設けるのが一般的である。

しかし、このような現像装置を、現像装置自体が動く系、例えば、回転自在に担持された現像ロータリーに設けた、所謂、回転現像装置では、不具合が生じる。

つまり、現像装置が感光体に対向する、現像装置が略水平位置に維持された以外の他の位置では、現像剤が上記補給口及び排出口から不用意に漏れ出す虞がある。このような場合、現像装置内の現像剤が極端に少なくなる結果、現像剤担持体上の現像剤コート均一性が損なわれたり、まったくコートしなくなったりする。従って、濃度均一性が不良となったり、濃度が全くでない、という不具合が生じる。

そのために、現像剤補給口或いは排出口に弁を設け、現像装置が略水平位置以外では、現像剤が補給口或いは排出口から不用意に漏れ出ないようにし、そして、補給及び排出をコントロールすることが考えられる。
特公平２−２１５９１号公報

しかしながら、上記弁は、現像剤により汚れやすい位置にあるため、その動作が不安定になることがしばしばあった。特に、低湿度環境においては、トナーの単位質量当たりの帯電量が増大する。そのために、弁の動作範囲を規制するストッパー壁や弁にクーロン力で付着するトナーが取れにくくなる。このようなトナーがストッパー壁や弁の間に長期に渡って挟まった状態では、トナーがバインダー的に両者を固めて、弁の機能を阻害する虞があった。

そこで、本発明の目的は、現像剤の補給口或いは排出口などの開口部に設けた弁の動きをスムーズにし、現像剤の補給及び排出を確実にできる現像装置及び画像形成装置を提供することである。

本発明の他の目的は、現像剤の補給口或いは排出口などの開口部に弁を設けた構成にて、現像装置略水平位置以外での現像剤の開口部からの不用意な漏れを防止すると共に、開口部の詰まりを防止することのできる現像装置及び画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係る現像装置及び画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、現像剤を収容した現像容器と、前記現像容器に設けられた、現像容器へと現像剤を補給するための開口部及び／又は現像容器から現像剤を排出するための開口部と、前記開口部に設けられた、前記開口部を開閉するべく移動可能な弁と、前記弁が開の状態の時に前記弁に当接して弁の動作範囲を規制するストッパ壁と、を有し、現像すべき静電像を有する像担持体に対して相対移動可能な現像装置において、
前記弁と前記ストッパ壁が当接する表面であって少なくともいずれか一方の表面に凹凸部を形成することを特徴とする現像装置である。

本発明の他の態様によれば、静電像が形成される像担持体と、前記構成の現像装置を複数搭載する回転体を有し、前記回転体を回転することにより、所定の前記現像装置を前記像担持体と対向した現像部へと移動させ、前記像担持体に形成された静電像を現像することを特徴とする画像形成装置が提供される。

本発明によれば、現像容器における現像剤の補給口及び排出口近傍にて現像剤による詰りが発生することを防止し、現像容器に対する現像剤の補給、排出を確実に行うことができる。また、本発明によれば、現像剤の補給口或いは排出口などの開口部に設けた弁の動きをスムーズにし、しかも、現像装置略水平位置以外での現像剤の開口部からの不用意な漏れを防止することができる。

以下、本発明に係る現像装置及び画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施例である電子写真方式のカラー画像形成装置の概略構成図である。又、本実施例によれば、カラー画像形成装置は、回転現像装置を備えている。

先ず、画像形成装置全体の構成及び動作について説明する。

本実施例では、図１に示すように、矢印方向に回転可能に軸支されたドラム状の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」という。）２０に対向して回転現像装置１０が配置される。

回転現像装置１０は、回転自在に担持された回転体、即ち、現像ロータリー１１を備え、現像ロータリー１１には複数の現像装置１を搭載している。本実施例では、６色、即ち、ＬＭ（淡色マゼンタ）、ＬＣ（淡色シアン）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（濃色マゼンタ）、Ｃ（濃色シアン）、Ｋ（ブラック）の現像装置１ＬＭ、１ＬＣ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋが搭載されている。現像装置１ＬＭ（淡色マゼンタ）、１ＬＣ（淡色シアン）、１Ｙ（イエロー）、１Ｍ（濃色マゼンタ）、１Ｃ（濃色シアン）、１Ｋ（ブラック）は同じ構成とされ、ただ、収容された現像剤の色が異なるだけである。

また、感光ドラム２０の周りには、一次帯電手段としての帯電器２１と、中間転写体としての中間転写ベルト２４と、クリーニング手段としてのクリーニング装置２６が配置されている。中間転写ベルト２４は、複数の支持ローラ２５、２６、２７、２８に懸架され、矢印方向に回転移動される。

先ず、感光ドラム２０の表面は帯電器２１によって一様に帯電される。帯電された感光ドラム２０表面は、露光手段としてのレーザースキャナ装置２２からのレーザー光Ｅによって露光することで感光ドラム２０上に静電潜像を形成する。

この静電潜像を現像するために、回転現像装置１０は、現像ロータリー１１を矢印方向に回転させ、所定の現像装置１ＬＭ、１ＬＣ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを感光ドラム２０と対向した現像部に移動させる。現像部では、各現像装置１は略水平位置とされる。略水平位置にある現像装置１を作動させて、感光ドラム２０上の静電潜像を現像することで感光ドラム２０上に可視画像、即ち、トナー像を形成する。

この感光ドラム２０上に形成されたトナー像は、その都度一次転写手段である一次転写ローラ２３による転写バイアスによって、順次中間転写ベルト２４上に転写され、各色のトナー像が重ね合わせられる。その結果、中間転写ベルト２４上にそれぞれのトナー像が順次重ねられてフルカラートナー像が形成される。

中間転写ベルト２４上に形成された６色のトナー像は、二次転写手段としての転写ローラ２９によって記録紙Ｐに転写された後、定着器３０によって加圧／加熱され、永久画像を得る。また、転写後に感光ドラム２０上に残った残トナーはクリーナー２６により除去されることになる。

次に、図２を参照して、現像装置１について詳しく説明する。

現像装置１は、現像容器２を有し、本実施例では、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が収容されている。

更に、現像容器２は、現像剤担持体としての現像スリーブ３が回転自在に担持されており、現像スリーブ３は、磁界発生手段である固定のマグネット３ａを内包している。現像装置１が現像部へと移動されたとき、現像スリーブ３は、感光ドラム２０に対向した現像領域Ａを形成する。

現像スリーブ３は、非磁性材料で構成され、現像動作時には図２の矢印方向に回転し、現像容器２内の二成分現像剤を層状に保持して現像領域Ａに担持搬送する。現像スリーブ３上の現像剤層厚は、規制ブレード４にて所定の層厚に規制される。現像スリーブ３は、感光ドラム２０と対向する現像領域Ａに二成分現像剤を供給して、感光ドラム２０に形成されている静電潜像を現像する。静電潜像を現像した後の現像剤は、現像スリーブ３の回転にしたがって搬送され、現像容器２内に回収される。

現像スリーブ３には直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスが不図示の現像バイアス発生手段から印加される。交流成分の波形は矩形波であり、周波数２ｋＨｚ、Ｖｐｐ２ｋＶである。この現像バイアスによって現像スリーブ３と感光ドラム２０間に交番電界を形成し、トナーをキャリアから電気的に剥離してトナーミストを形成することで、現像効率が向上する。

次に、二成分現像剤について詳しく説明する。

トナーは、ポリエステルを主体とした樹脂バインダーに顔料を混錬したものを粉砕分級して、更に流動性、トナーの帯電性、環境安定性を付与するための超微粒子外添剤が外添されて得られる、体積平均粒径が８μｍ程度のものを用いる。キャリアは、フェライトを主とするコアにシリコン樹脂をコートしたものを用い、５０％粒径（Ｄ₅₀）は４０μｍのものを用いる。このようなトナーとキャリアを重量比で約８：９２の割合で混合し、トナー濃度（ＴＤ比）８％の二成分現像剤として用いる。

更に、淡色及び濃色トナーは、転写材上でのトナー量が０．５ｍｇ／ｃｍ²につき光学濃度がそれぞれ０．８、１．６になるように顔料部数を調整したトナーを用いた。具体的に本実施例では、淡色トナーは、濃色トナーの顔料部数を１／５にして作製した。

次に、本実施例における課題発生につながる主要な部分について説明する。

本実施例では、画像形成によってトナーが消費されると、その分のトナーは、不図示の現像剤補給槽から補給パイプ１２（図１参照）を経由して補給される。

ところで、図２に示すように、本実施例では現像容器２は、隔壁５により現像スリーブ３に近い側の現像室である第１室６と、攪拌室である第２室７とに区画されている。第１室６と第２室７にはそれぞれ、第一の搬送部材、第二の搬送部材である第一搬送スクリュー８、第二搬送スクリュー９が配置されている。現像剤は、第一搬送スクリュー８、第二搬送スクリュー９により現像容器２内を循環し、混合攪拌する。現像剤循環の方向は、本実施例では、図３（現像容器２の下部図）に矢印で示すように、第一搬送スクリュー８側で図２の奥側から手前側に向かう方向、第二搬送スクリュー９側では図２の手前側から奥側に向かう方向である。

図２及び図３、更には、図４に示す現像容器の上部図（即ち、現像容器２の蓋部）を参照すると理解されるように、本実施例の現像装置１は、現像容器２に、撹拌室である第２室７に連通して開口部４０設けられている。現像容器２の開口部４０ａは、現像剤の補給口であり、開口部４０ｂは、現像剤の排出口である。

また、開口部４０には、開口部４０を開閉するための弁５０が配置されている。つまり、補給口４０ａには、補給口４０ａを開閉するための弁５０ａが配置され、排出口４０ｂには、排出口４０ｂを開閉するための弁５０ｂが配置されている。

弁５０（５０ａ、５０ｂ）は、図２に示すように、開口部４０（４０ａ、４０ｂ）から僅かな距離を置いて隣接して配置された弁板５１（５１ａ、５１ｂ）を有する。この弁板５１（５１ａ、５１ｂ）は、現像容器２に枢軸５２（５２ａ、５２ｂ）により揺動自在に取り付けられている。弁板５１は、自重により重力方向下流側に（即ち、鉛直方向に）垂下する構成とされる。

また、弁板５１（５１ａ、５１ｂ）に隣り合って、開口部４０（４０ａ、４０ｂ）とは反対方向への弁板５１（５１ａ、５１ｂ）の揺動を制限し、弁５０の動作範囲を規制するストッパ壁５３（５３ａ、５３ｂ）が配置されている。

図１及び図５を参照して、回転体、即ち現像ロータリー１１の回転によってもたらされる弁５０の開閉動作について説明する。

現像装置１が現像部（図１、図５にて現像装置１ＬＭが位置している位置）へと移動され、図２に示すように、略水平位置に維持されているときは、弁５０（５０ａ、５０ｂ）即ち、弁板５１（５１ａ、５１ｂ）は、自重により略鉛直状態に垂下している。従って、弁板５１（５１ａ、５１ｂ）は、それぞれ開口部４０（４０ａ、４０ｂ）を開の状態に維持しており、現像容器２への補給現像剤の補給、及び、現像容器２からの現像剤の排出を可能とする。一方、回転体、即ち、現像ロータリー１１が回転し、現像装置１が現像部から、図１にて矢印方向に移動するにつれて、開口部４０（４０ａ、４０ｂ）は弁板５１（５１ａ、５１ｂ）により閉鎖されることとなる。従って、現像装置１が、図１、図５にて現像装置１Ｋ、１Ｃの位置へと移動された時は、開口部４０（４０ａ、４０ｂ）は、弁板５１（５１ａ、５１ｂ）にて閉鎖された状態なる。更に、現像装置１が、図１にて現像装置１Ｍの位置から矢印方向に移動するにつれて、弁板５１（５１ａ、５１ｂ）は、自重により開口部４０（４０ａ、４０ｂ）から離れる方向へと移動する。弁板５１（５１ａ、５１ｂ）は、ストッパ壁５３（５３ａ、５３ｂ）に当接することにより、それ以上の揺動が阻止され、開口部４０（４０ａ、４０ｂ）は、開放状態となる。

ここで、この補給現像剤のトナー及びキャリアの混合比は、重量比で７：１程度であるが、特にこの数値に限定されるものではない。即ち、現像容器２内の二成分現像剤の比に対してトナー量が圧倒的に多く、体積比を考えればトナー中にキャリアが微量混合されているものと考えることもできる。つまり、画像形成によって消費されたトナーを補う際に、微量のキャリアを徐々に補給していくことになる。場合によっては、補給現像剤は、キャリアのみ、或いは、トナーのみとすることもある。

補給される現像剤のキャリアの比が多くなれば同じ量のトナー補給でキャリアの入れ替わり量が多くなり、現像装置１内の二成分現像剤はフレッシュな状態に近づくが、その分キャリアの消費量が多くなる。このためそれぞれの装置において適当な混合比を別途定めるのが好ましい。

画像形成によるトナー消費とトナー補給量制御手段による補給を繰り返すと、現像容器２内にはトナー補給時に共に補給されたキャリアが増加する。二成分現像剤のトナー濃度はトナー補給量制御手段によって略一定に保たれているので、現像容器２中の現像剤量が増加することになる。過剰になった二成分現像剤は、図３に示す現像容器２の下部図に示される現像剤排出口４０ｂの開口部を超えた分が回収パイプ１３に回収される。

ここで、現像容器２の現像剤補給口４０ａと排出口４０ｂは、攪拌室である第２室７内で最も離れた場所、即ち、補給口４０ａは現像剤の流れに対して上流側、排出口４０ｂは現像剤の流れに対して下流側、に位置している。従って、現像剤補給口４０ａから補給されたフレッシュなキャリアは現像容器２内に収容され、攪拌室７に循環されてきた二成分現像剤と少なくとも攪拌室７内で混合攪拌される。また、現像剤排出口４０ｂから排出され回収パイプ１３に回収される現像剤は、大半が現像装置１内で画像形成を繰り返した古い、即ち、劣化した現像剤である。このようにして二成分現像剤の入れ替えが徐々に行われる。

本実施例のように、回転自在に担持された現像ロータリー１１に現像装置１が配設された系、即ち、現像装置自体が動く系では、現像装置１が感光ドラム２０に対向する現像装置略水平位置以外では、現像剤が補給口或いは排出口から不用意に漏れ出す虞がある。このような場合、現像装置内の現像剤が極端に少なくなる結果、現像剤担持体上の現像剤コート均一性が損なわれたり、全くコートしなくなったりするので、濃度の面内均一性不良や濃度が全くでないという不具合が生じる。

従って、本実施例では、上述したように、補給口４０ａ及び排出口４０ｂにそれぞれ弁５０（５０ａ、５０ｂ）を設ける。そして現像装置略水平位置以外では、現像剤が補給口４０ａ或いは排出口４０ｂから不用意に漏れ出ないようにしつつ、補給或いは排出をコントロールしている。

しかしながら、弁５０（５０ａ、５０ｂ）、即ち、弁板５１（５１ａ、５１ｂ）は、現像剤により汚れやすい位置にあるため、その動作が不安定になることがしばしばあった。特に、低湿度環境においては、トナーの単位質量当たりの帯電量が増大するため、弁板５１（５１ａ、５１ｂ）の動作範囲を規制するストッパ壁５３（５３ａ、５３ｂ）の壁面や、弁板５１（５１ａ、５１ｂ）にクーロン力で付着するトナーが取れにくくなる。そのトナーがストッパ壁５３（５３ａ、５３ｂ）と弁板５１（５１ａ、５１ｂ）との間に長期に渡って挟まった状態では、それがバインダー的に両者を固めて、弁５０の機能を阻害する虞があった。

そこで、図６に示すように、本実施例においては、弁板５１（５１ａ、５１ｂ）が当接するそれぞれのストッパ壁５３（５３ａ、５３ｂ）の壁表面５４（５４ａ、５４ｂ）を凹凸形状とする。これによって、両者の接触面積を減らし、現像剤がバインダーとして働く効果を低減することで、弁の機能を確保することを試みた。

図６に示す本実施例では、ストッパ壁５３（５３ａ、５３ｂ）の壁表面は、縦横方向（直交方向）に凸部５５と凹部５６とを交互に形成することによって凹凸表面とされる。凸部５５（５５ａ、５５ｂ）の形状は、本実施例では、図６（ａ）に示すように、短軸の四角柱形状とされるが、これに限定されるものではなく、その他の多角形状とすることができる。また、図６（ｂ）に示すように、円柱状（ｗ１＝ｗ２）とすることも可能であり、又、円形断面以外の、長円系或いは楕円形（ｗ１≠ｗ２）などの柱状体とすることもできる。

また、図６（ａ）、（ｂ）に示す本実施例にて凸部５５は互いに離間して配置されているが、即ち、凹部５６が互いに連通しているが、各凸部５５が互いに連結された形状とすることも可能である。

なお、凸部５５は、表面全体に亘って均等に分布して配置される必要はなく、下記に示す寸法形状の範囲内で不均等に配置されたものであっても良い。

図６に示す本実施例の凸部５５（５５ａ、５５ｂ）の具体的形状、寸法を示すと次の通りである。

例えば、図６（ａ）に示すように、凸部が四角柱形状とされる場合には、凸部５５の高さ（即ち、凹部５６の深さ）（ｈ）、凸部５５の縦、横の幅（ｗ１、ｗ２）、及び、各凸部５５間の間隔（Ｐ１、Ｐ２）は、０．５ｍｍ〜５ｍｍが好ましい。その理由を以下に説明する。

現像剤中のキャリアとトナーは、一般的にキャリアの周りにトナーが単層コートしている状態である。この状態での粒径は、一般的なキャリアとトナーを用いた場合、３０μｍ〜１００μｍである。

なお、本実施例では３５μｍのキャリアと６μｍのトナーを使用したので、キャリアとトナーの複合体の粒径は４７μｍである。従って、５００μｍ（０．５ｍｍ）の凹部５６の深さ（凸部５５の高さ（ｈ）に相当する）と幅（各凸部５５間の間隔Ｐ１、Ｐ２に相当する）があれば、キャリアとトナーの複合体が凹部５６の中に完全に入り込むことができる。また、ストッパ壁５３の表面５４を凹凸表面とすることにより、弁５１とストッパ壁５３の両者の接触面積を減らすことができる。逆に、凹部５６の深さ（ｈ）と幅（Ｐ１、Ｐ２）が５０μｍ以下だった場合は、キャリアとトナーの複合体が凹部に挟み込まれてしまう確立が増大するため、表面を凹凸としたことによる接触面積の低減効果が得られなくなる。

又、凹部５６の深さ（ｈ）及び幅（Ｐ１、Ｐ２）が、５ｍｍ以上であると、キャリアとトナーの複合体の２次凝集体（キャリアとトナーの複合体が１００個程度集まった凝集体）が該凹部５６に容易に入る確立が増大する。よって、該凹部５６の深さ（ｈ）及び幅（Ｐ１、Ｐ２）は５ｍｍ以下にするのが好ましい。

又、この凹凸表面とされる場所は、弁５０と対向するストッパ壁５３の壁面５４に限定されるものではなく、ストッパ壁５３と対向する弁板５１の表面に設けてもよい。所望により、弁板５１のみに設けても良い。

表１は、画像形成装置周辺の環境（温度／湿度）を変えながら、ストッパ壁面５４に凹凸を設け、両者の接触面積を減らしたときの弁詰りの有無を確認した結果である。

本実施例にて、接触面積は次の通りに定義する。

つまり、図７に示すように、弁５０とストッパ壁５３が接触した状態で、図７に示すように、即ち、ストッパ壁５４の表面に対して弁５０のある側に光源Ｌを配置する。弁５０がストッパ壁５４の平面（ストッパ壁５４に凹凸がある場合は凸部５５の頂部を結んだ平面）５４Ａ（図６をも参照）への投影した面積を、弁５０及びストッパ壁５４の両者が対向する２面に凹凸が無い場合の接触面積（接触面積１００％）と定義する。

そして、本実施例ではストッパ壁５４を凹凸表面としたことにより弁５０とストッパ壁面５４Ａの両者の接触面積の低減度合いを接触面積比として百分率で表現した。

尚、接触面積の調整は、凸部５５の数を変えることにより、即ち、凹部５６の幅（Ｐ１、Ｐ２）を変えることで行った。又、本検討にて、凹凸パターンは、図６（ａ）に示すものとして、寸法は上記寸法範囲内のものとした。本検討は、Ａ４サイズの紙１ｋ枚分の耐久試験で確認した。表１に挙げられた環境は、それぞれ、２５℃／５％が低湿度環境、２５℃／５０％が通常環境、３０°／８０％が高温高湿度環境を代表したものである。

この結果から、弁詰りを起こしやすい環境は、温度：２５℃、湿度：５％の低湿度環境であることが分かる。これは、低湿度環境下ではトナーの単位質量当たりの電荷量が増大することに起因している。低湿度環境下では弁５０の動作範囲を規定するストッパ壁５３や、弁５０にクーロン力で付着しているトナーが取れにくくなる。そのために、トナーがストッパ壁５３や弁５０に長期に渡って挟まった状態では、それがバインダー的に両者を固めて、弁５０の機能を阻害するからである。

ただし、弁詰りを起こしやすい低湿度環境（２５℃／５％）であっても、接触面積比が６０％以下では、トナーがバインダー的に弁５０と壁５３の両者を固める作用を回避できるため、弁詰まりを防止できることが確認できた。

以上の結果より、接触面積比を５０％以下にした構成を採用すれば、湿度５％程度の低湿度環境でも十分に弁詰まりを防止できる。従って、湿度５％以下の超低湿度環境にもある程度対応可能なため、本実施例では接触面積比が５０％になるように凹凸表面を設けた。

以上の検討結果が示すことを総合すると、画像形成装置が置かれる環境によらず（特に低湿度の場合であっても）、接触面積比を５０％以下に抑えれば、弁詰まりを起こさない。よって、現像装置の動きによる、現像剤の不要な漏れを防ぎながら、現像剤の補給及び排出性を維持することができ、本発明の目的を達成できる。

実施例２
本実施例では、現像装置の基本構成は、実施例１と同様とされ、画像形成装置の耐久能力向上を考慮した構成とされる。従って、現像装置及び画像形成装置の構成については、実施例１の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。

実施例１では、ストッパ壁５３の表面５４に設けた凹凸部（凸部５５及び溝部５６）に現像剤やトナーが詰まった際、詰りが取れない虞があった。

そもそも、実施例１の構成の現像装置１では、ストッパ壁面５４Ａが弁５０とストッパ壁面５４の間への現像剤の極端な流入を防ぐ。よって、１ｋ枚ぐらいの耐久では、溝部５６に現像剤やトナーが詰まったまま取れないという状況には陥らず、弁詰りも発生しなかった。

しかし、それ以上の耐久検討では、現像剤中のトナーの外添剤が抜け出す確立が高くなり、現像剤としての流動性が悪化する。その結果、ストッパ壁面５４に設けた凹凸部の凹部５６に現像剤やトナーが詰まりやすい状態になり、弁詰りが発生する虞があった。

そこで、本実施例では耐久により万が一現像剤が凹部５６に詰まりかけても、それが抜けやすい構成を考えた。

本実施例２に示す現像器構成は、上述のように、実施例１と略同一である。但し図８に示すように、ストッパ壁面５４（５４ａ、５４ｂ）の表面に凸部５５（５５ａ、５５ｂ）が、即ち、凹部５６（５６ａ、５６ｂ）が所定の間隔で重力方向下流側に連なる構成とされる。

図８に示す本実施例の凸部５５（５５ａ、５５ｂ）及び凹部５６（５６ａ、５６ｂ）の具体的形状、寸法を示すと次の通りである。

例えば、凸部５５（５５ａ、５５ｂ）の高さ（即ち、凹部５６（５６ａ、５６ｂ）の深さ）（ｈ）、凸部５５（５５ａ、５５ｂ）の幅（ｗ１）、及び、各凸部５５の間隔Ｐ１（即ち、凹部５６（５６ａ、５６ｂ）の幅に相当する）は、いずれも０．５ｍｍ〜５ｍｍが好ましい。その理由を以下に説明する。なお、凸部５５（５５ａ、５５ｂ）の幅（ｗ１）、或いは、凹部５６（５６ａ、５６ｂ）の幅（Ｐ１）は、表面全体に亘って同じである必要はなく、上記範囲内で異なったものであっても良い。

表２は、ストッパ壁表面５４に設ける凹凸による接触面積比を５０％に固定して、Ａ４サイズの紙５００ｋ枚分の耐久試験にて弁詰り状態を確認した。表２で検証した環境は、２５℃／５％の低湿度環境で、実施例１の検討で実証されている弁詰りしやすい環境である。

上記の条件下、凹凸のパターンを、実施例１の図６（ａ）に示す凹凸例１と、実施例２に示す図８の凹凸例２で比較検討した結果を表２に示す。凹凸部は、上記範囲内の寸法とし、接合面積比は５０％とした。

この表２より、ストッパ壁面表面に設けた凹凸部の凹部が重力方向下流側に連なる構成を採用した本実施例の現像装置においては、弁部詰りが発生しないことが確認できた。

これは、溝部が重力方向下流に連なっていれば、万が一現像剤或いはトナーが埋まりかけても現像装置がドラム対向位置（現像位置）である略水平状態にあるときに、重力の作用によって詰りかけた現像剤或いはトナーが溝から排出されるからである。

以上の検討結果が示すことを総合すると、実施例１で示したように、画像形成装置が置かれる環境が弁詰りを起こしやすい低湿度の場合でも、弁５０とストッパ壁５３の接触面積比を５０％以下に抑えれば、耐久初期では、弁詰まりを起こさない。そのために、現像装置の動きによる、現像剤の不要な漏れを防ぎながら、現像剤の補給及び排出性を維持することができ、本発明の目的を達成できる。

しかし、長期耐久時では、現像剤の流動性が悪化するため、凹凸面に工夫をしない場合は凹部に現像剤やトナーが詰り、接触面積低減の効果がなくなるため、弁詰りを回避することが困難であった。

そこで、本実施例では凹凸部の凹部（溝部）が重力方向下流に連なる構成をとることで、重力の作用によって詰りかけた現像剤或いはトナーが溝から排出されるので、現像剤の流動性が悪くなった場合でも、弁詰りを回避でき、目的を達成できる。

尚、上記各実施例では、本発明の現像装置は、開口部として現像剤補給口と排出口とを有するものとして説明した。しかし、この構成に限定されるものではなく、補給口だけ、或いは、排出口だけを備えた現像装置にも、本発明の上記構成は適用し、同様の作用効果を達成し得る。

また、上記実施例では、中間転写ベルト２４を使用した中間転写方式の画像形成装置について説明した。しかし本発明の画像形成装置は、中間転写ベルト２４の代わりに記録紙Ｐを担持搬送する搬送ベルトを設け、この記録紙Ｐに各色のトナー像を重ね合わせる、当業者には周知の搬送ベルト方式の画像形成装置とすることができる。

本発明の画像形成装置の一実施例示す概略構成断面図である。 本発明の現像装置を説明する図である。 現像装置の下部図で補給口及び排出口を説明する図である。 現像装置の上部図で補給口及び排出口に設けられた弁を説明する図である。 本発明の現像装置における弁の開閉動作を説明する図である。 本発明に従ってストッパ壁面に形成された凹凸表面の一実施例を説明する図である。 接触面積比の定義を説明する図である。 本発明に従ってストッパ壁面に形成された凹凸表面の他の実施例を説明する図である。

符号の説明

１ 現像装置
２ 現像容器
２０ 感光ドラム（像担持体）
４０ 開口部
４０ａ 現像剤補給口
４０ｂ 現像剤排出口
５０（５０ａ、５０ｂ） 弁
５１（５１ａ、５１ｂ） 弁板
５３（５３ａ、５３ｂ） ストッパ壁
５５（５５ａ、５５ｂ） 凸部
５６（５６ａ、５６ｂ） 凹部

Claims (7)

1. 現像剤を収容した現像容器と、前記現像容器に設けられた、現像容器へと現像剤を補給するための開口部及び／又は現像容器から現像剤を排出するための開口部と、前記開口部に設けられた、前記開口部を開閉するべく移動可能な弁と、前記弁が開の状態の時に前記弁に当接して弁の動作範囲を規制するストッパ壁と、を有し、現像すべき静電像を有する像担持体に対して相対移動可能な現像装置において、
   前記弁と前記ストッパ壁が当接する表面であって、少なくともいずれか一方の表面に対して、所定方向に凹部と凸部が交互に繰り返し形成されることによって凹凸表面が形成されていることを特徴とする現像装置。
2. 前記ストッパ壁の壁面に対して前記開の状態の弁を投影した面積のうち前記凸部が形成されている割合が５０％以下であることを特徴とする請求項１の現像装置。
3. 前記弁又は前記ストッパ壁の少なくともいずれかの表面に、直交する２つの方向に凸部と凹部とを交互に形成することによって凹凸表面を形成することを特徴とする請求項１又は２の現像装置。
4. 前記現像装置が前記像担持体の静電像を現像可能な現像位置にあるときにおいて、前記弁又は前記ストッパ壁の少なくともいずれかの表面に、凸部を所定の間隔で重力方向下流側方向に連続して形成することによって凹凸表面を形成することを特徴とする請求項１又は２の現像装置。
5. 前記現像容器に収容された現像剤はトナー及びキャリアを含み、前記現像容器に補給される現像剤はトナーとキャリアの少なくともいずれか一方を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の現像装置。
6. 前記凸部の高さ及び前記凸部の間隔は、０．５〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の現像装置。
7. 静電像が形成される像担持体と、前記請求項１〜６のいずれかの項に記載の現像装置を複数搭載する回転体を有し、前記回転体を回転することにより、所定の前記現像装置を前記像担持体と対向した現像部へと移動させ、前記像担持体に形成された静電像を現像することを特徴とする画像形成装置。

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