JP4799287B2 - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置およびその現像装置を備える画像形成装置に関する。

電子写真方式を採用した画像形成装置に使用される現像剤は、トナーのみからなる１成分現像剤と、トナーおよびキャリアからなる２成分現像剤とが知られている。

２成分現像剤を用いる場合は、トナーおよびキャリアからなる現像剤を現像剤槽内で攪拌して、トナーを帯電させ、キャリアの表面にトナーを付着させた状態にする。この状態の現像剤は、現像ローラ外周に付着し、静電潜像を担持した感光体ドラムと現像ローラとの対向位置にある現像領域へと搬送される。これにより十分なトナーの搬送量が得られ、高濃度の画像を得ることができる。

しかし、２成分現像剤を用いた場合は、現像濃度を一定に維持するためにトナーとキャリアとの混合比を一定に維持する必要があり、現像剤槽等を備える現像装置全体の構成が複雑になるという問題がある。

また、１成分現像剤を用いる場合は、２成分現像剤を用いる場合に対して取り扱いが簡便である。１成分現像剤としては、非磁性トナーが知られており、この非磁性トナーが現像ローラとトナーの層厚を規制するブレード板との間のニップ領域に搬送される。これにより、現像ローラの周面には、一定膜厚のトナー層が付着し、このトナー層が感光体ドラムと現像ローラとの対向位置にある現像領域に搬送される。

一方、近年、カラー電子写真方式を採用した画像形成装置が普及してきている。この画像形成装置においては、例えば感光体ドラムに対して帯電、露光、現像の各工程を行うトナー画像形成部を横方向に複数配置すると共に、各トナー画像形成部の感光体ドラムの対向位置に記録媒体を順次転送する転写搬送ベルトを設けている。

各トナー画像形成部では、相互に異なる色、つまりブラック、シアン、マゼンタおよびイエローのトナー画像を感光体ドラム上に形成し、これらのトナー画像を、転写搬送ベルトを介して、普通紙やＯＨＰシート等の最終的な記録媒体上に順次転写させるか、又は転写搬送ベルト上で搬送されている記録媒体上に直接順次転写させる。

この様な各トナー画像形成部を並設した画像形成装置をタンデム方式と称している。このタンデム方式の画像形成装置は、一つの感光体ドラムを用いて、転写ドラムに巻き付けられた紙にトナー画像を重ね合わせるという他の方式と比較すると、画像形成速度が速いという利点を有している。また、前述した１成分現像剤である非磁性トナーを用いる場合は、高画質化およびカラー対応等の点で、優れていると言われている。

また、近年の環境問題への配慮等から、記録媒体上のトナーを定着する定着装置に使用されていたシリコーンオイル等の代わりに、定着装置との離形性を上げるためのワックス等の各種添加物をトナー自身に添加するという技術が採用されている。
さらに、カラー電子写真方式の画像形成装置においては、２色以上のトナーを重ねた状態で定着が行われることから、より定着性の高いトナーが求められている。

また、省エネのため、より低い温度での定着を可能とする平均分子量の低いトナーを用いる傾向にある。
さらに、高解像度を目的として、トナー粒径がより小さくなる傾向にある。

この様な近年のトナーは、それ以前のトナーと比較すると、現像剤槽内で凝集し易い。これを防止するために、現像剤槽には撹拌機構が設けられているが、内部構造が複雑な現像剤槽では、十分に撹拌されないデッドスペースが存在する。

例えば、図１０に示す様な従来の現像剤装置では、攪拌ブレード１０２が現像剤槽１０１内で回転されて、トナーが攪拌されるものの、攪拌ブレード１０２上方に、トナーが攪拌されないデッドスペース１０３が存在し、このデッドスペース１０３のトナーが凝集して、トナーの補給が満足に行われないという現象が生じた。

そこで、従来は、現像剤槽の外壁面に衝撃を与えたり、新たな撹拌機構を現像剤槽内に付設したりする等の方法によって、デッドスペースのトナーの凝集を解すようにしていた。
しかしながら、これらの方法では、振動音が発生したり、新たな駆動装置が必要となったりするという問題があった。

このため、特許文献１では、図１１および図１２に示すように現像剤槽１１１内に攪拌用ブレード１１２およびコイル状スプリング１１３を設けておき、攪拌用ブレード１１２を回転させて、トナーを攪拌し、かつ攪拌用ブレード１１２をコイル状スプリング１１３に接触させて、コイル状スプリング１１３を現像剤槽１１１内の攪拌用ブレード１１２が届かないスペースに移動させつつ変形させて、コイル状スプリング１１３により該スペースのトナーを撹拌している。
特許第２９３５６６７号公報

ところで、特許文献１のように攪拌用ブレード１１２の接触によりコイル状スプリング１１３を弾性変形させるには、コイル状スプリング１１３を非常に薄くもしくは細くするか、または柔軟な材質で構成する必要がある。

しかしながら、コイル状スプリング１１３を非常に薄くもしくは細くするか、柔軟な材質で構成すると、コイル状スプリング１１３によるトナーの撹拌能力が低下して、凝集したトナーを解すことができなくなる。
また、攪拌用ブレード１１２がコイル状スプリング１１３にからみ易くなり、攪拌用ブレード１１２を回転駆動するモーターにロックが生じてしまう。

また、コイル状スプリング１１３として、十分な弾性力を有するものを適用した上で、攪拌用ブレード１１２の接触によりコイル状スプリング１１３を弾性変形させるには、攪拌用ブレード１１２の回転力を非常に大きくする必要がある。この場合は、攪拌用ブレード１１２を回転駆動するモーターのトルクを高くせねばならず、モーターの消費電力が大きくなる。しかも、モーターの消費電力の殆どが、トナーの攪拌に直接かかわらず、コイル状スプリング１１３の変形のために用いられることから、非常に効率が悪くなる。

また、スプリング形状にすることにより、スプリングのピッチが細かな場合やトナーが現像層内に十分みたされている場合にはその効果は著しく低下し、最悪の場合にはスプリングそのものがトナーの移動を阻害する要因になる。

そこで、本発明は、上記の実情を考慮してなされたものであって、現像剤槽内の現像剤を効率的にかつ確実に解し、現像剤の凝集を防止すると共に、現像部に安定的にトナーが移動することが可能な現像装置およびそ画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明を次のように構成する。
本発明の現像装置は、現像剤を現像剤槽に収容しておき、攪拌部材を現像剤槽内で回転させて、現像剤を攪拌しつつ、現像剤を現像剤槽から現像部へと供給する現像装置において、該現像装置は、該攪拌部材の上方に位置する攪拌連動部材を備えており、該攪拌連動部材は、複数の回転体の周縁部を複数の棒状部材で連結して構成され、該攪拌連動部材の移動領域を規制する規制支軸が、前記攪拌連動部材の両端に挿入されたものであり、前記攪拌部材と前記回転体が接触することによって前記回転体が上下動する現像装置を特徴とする。

攪拌連動部材は、その移動領域が攪拌部材の回転移動領域に干渉するため、攪拌部材に接触して移動すると同時に回転し、現像剤槽内の撹拌部材が届かないスペースのトナーの凝集を解し、現像剤槽からの現像剤の補給をスムーズにすることができる。
また、攪拌連動部材を弾性変形させる必要性はなく、このために攪拌部材が攪拌連動部材にからまず、攪拌部材の回転力が攪拌連動部材の弾性変形のために費やされずに済み、攪拌部材の回転力を格別に大きくする必要がない。
さらに、攪拌連動部材は、その移動領域が規制部材により規制されるため、攪拌部材の回転を阻害したり、その移動領域が攪拌部材の回転移動領域から全く外れたりすることがなく、移動や回転が停止せず、トナーの凝集を常に解すことができる。

また、本発明の現像装置においては、前記攪拌連動部材の下方に位置する攪拌部材側に、該攪拌連動部材を付勢する付勢手段を、該攪拌連動部材の上方の位置に備え、該攪拌連動部材が該攪拌部材に接触し回転・振動動作をするようにしている。

この様な付勢手段が設けられると、常にかつ確実に、攪拌連動部材の移動領域と攪拌部材の回転移動領域が相互干渉し、攪拌連動部材が攪拌部材に接触して移動回転し、攪拌連動部材は継続的に回転・振動動作を行い、それにより現像剤槽内のトナーの凝集がほぐされ、現像剤槽からの現像剤補給がスムーズに行われることになる。

さらに、本発明の現像装置においては、前記攪拌連動部材の回転体間を連結し、現像剤を解す役割をする棒状部材の断面積比率が、該回転体の断面の外周内全面積に対して１０％以下であり、現像剤槽から現像部への現像剤の移動を妨げることなく補給がスムーズに行われることになる。

また、前記攪拌連動部材は、前記攪拌部材の回転移動領域において該攪拌部材と接触し回転移動を行うために、該攪拌連動部材の回転体の外周が凹凸形状に形成されており、それにより回転移動がスムーズに行われることになる。

さらに、前記攪拌連動部材は、前記攪拌部材の上方の位置に、少なくとも一つ以上の攪拌連動部材を配列しており、二つ以上の攪拌連動部材からなる場合には、同一あるいは異なる形状を有するようにした。

一方、本発明の画像形成装置は、上記本発明の現像装置を備えている。
この様な本発明の画像形成装置においても、上記本発明の現像装置と同様の作用および効果を達成することができる。

本発明によれば、攪拌連動部材は、その移動領域が攪拌部材の回転移動領域に干渉するように設定され、攪拌部材と攪拌部材側に付勢する付勢手段に接触して、上下に振動すると同時に回転し、現像剤槽内の撹拌部材が届かないスペースのトナーの凝集を解し、現像剤槽からの現像剤の補給をスムーズにする。

また、連動部材を弾性変形させる必要性はなく、このために攪拌部材が連動部材にからまず、攪拌部材の回転力が攪拌連動部材の弾性変形のために費やされずに済み、攪拌部材の回転力を格別に大きくする必要がない。

さらに、攪拌連動部材は、その移動領域が規制部材により規制されるため、攪拌部材の回転を阻害したり、その移動領域が攪拌部材の回転移動領域から全く外れたりすることがなく、移動や回転が停止せず、トナーの凝集を常に解すことができ、現像剤槽からの現像剤補給がスムーズに行われる。

以下、図面を参照して本発明の現像装置およびその現像装置を備える画像形成装置に係る好適な実施形態を説明する。
図１は、本実施形態の画像形成装置１００の構成を示す縦断面図であり、同図において、画像形成装置１００は、記録用紙Ｐ上にトナー画像を形成する第１乃至第４画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄと、第１乃至第４画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの感光体ドラム２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを露光するための各レーザービームスキャナユニット２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄとを備える。

転写搬送ベルト１６に近接して、第１画像形成ステーションＰａ、第２画像形成ステーションＰｂ、第３画像形成ステーションＰｃ、および第４画像形成ステーションＰｄが、転写搬送ベルト１６の上流側から順に並設されている。これらの画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、実質的に同一の構成とされており、また、レーザービームスキャナユニット２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄも、実質的に同一の構成とされている。このため、以下の説明において、同一構成の説明の符号は、第１画像形成ステーションＰａおよびレーザービームスキャナユニット２７ａのものを代表して記載し、第２、第３、および第４画像形成ステーションＰｂ、Ｐｃ、Ｐｄ並びにレーザービームスキャナユニット２７ｂ、２７ｃ、２７ｄのものに対応する符号は省略する。

第１画像形成ステーションＰａは、図１に示す矢印Ｆ方向に回転駆動され、静電潜像が形成される感光体ドラム２２ａと、感光体ドラム２２ａを一様に帯電する帯電器２３ａと、感光体ドラム２２ａ上に形成された静電潜像を現像する現像装置２４ａと、現像された感光体ドラム２２ａ上のトナー画像を記録用紙Ｐへ転写する転写用放電器２５ａと、感光体ドラム２２ａ上に残留するトナーを除去するクリーニング装置２６ａとを備える。これらの帯電器２３ａ、現像装置２４ａ、転写用放電器２５ａおよびクリーニング装置２６ａは、感光体ドラム２２ａの回転方向Ｆに沿って周辺に順次配設されている。

レーザービームスキャナユニット２７ａは、感光体ドラム２２ａの上側に配設されており、画像データに応じて変調されたドット光を発する半導体レーザー素子（図示せず）と、半導体レーザー素子からのレーザービームを主走査方向に偏向させるためのポリゴンミラー２７１と、ポリゴンミラー２７１により偏向されたレーザービームを感光体ドラム２２ａの表面に結像させるための非軸対称非球面レンズ（ｆθレンズ）２７２と、ミラー２７３、２７４とを備える。

レーザービームスキャナユニット２７ａにはカラー原稿画像の黒色成分像に対応する画素信号が、レーザービームスキャナユニット２７ｂにはカラー原稿画像のシアン色成分像に対応する画素信号が、レーザービームスキャナユニット２７ｃにはカラー原稿画像のマゼンタ色成分像に対応する画素信号が、そして、レーザービームスキャナユニット２７ｄにはカラー原稿画像のイエロー色成分像に対応する画素信号がそれぞれ入力される。

これにより色変換された原稿画像情報に対応する静電潜像が各感光体ドラム２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ上に形成される。現像装置２４ａには黒色のトナーが、現像装置２４ｂにはシアン色のトナーが、現像装置２４ｃにはマゼンタ色のトナーが、現像装置２４ｄにはイエロー色のトナーが、それぞれ収容されており、各感光体ドラム２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ上の静電潜像は、これら各色のトナーにより現像される。これにより、画像読み取り部にて色変換された原稿画像情報が各色のトナー画像として再現される。

前述した第１画像形成ステーションＰａと給紙機構１１との間には用紙吸着用帯電器２８が配設されており、この用紙吸着用帯電器２８は、転写搬送ベルト１６の表面を帯電させることにより、給紙機構１１から供給された記録用紙Ｐを転写搬送ベルト１６上に確実に吸着させた状態にして第１画像形成ステーションＰａから第４画像形成ステーションＰｄの間をずれることなく搬送させるものである。

また、第４画像形成ステーションＰｄと定着装置１７との間、かつ、駆動ローラ１４の略真上には除電器２９が配設されている。この除電器２９には、転写搬送ベルト１６に静電吸着されている記録用紙Ｐを転写搬送ベルト１６から分離するための交流電流が印加されている。

本実施形態の画像形成装置では、記録用紙Ｐとしてカットシート状の紙が使用される。この記録用紙Ｐは、給紙カセットから送り出されて給紙機構１１の給紙搬送経路のガイド内に供給されると、その先端部分がセンサ（図示せず）にて検知され、このセンサから出力される検知信号に基づいて一対のレジストローラ１２により一旦停止される。

この記録用紙Ｐは、各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄとタイミングをとって図１の矢印Ｚ方向に回転している転写搬送ベルト１６上に送られる。このとき、転写搬送ベルト１６には、前述したように用紙吸着用帯電器２８によって所定の帯電が施されていることから、記録用紙Ｐが各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの通過中に安定して搬送される。

各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄにおいては、各色のトナー画像がそれぞれ形成され、各トナー画像は、転写搬送ベルト１６により静電吸着されて搬送される記録用紙Ｐ上に重ね合わされる。第４画像形成ステーションＰｄによる画像の転写が完了すると、記録用紙Ｐは、その先端部分から順次、除電器２９により転写搬送ベルト１６上から剥離され、定着装置１７へと導かれる。最後に、トナー画像が定着された記録用紙Ｐは、用紙排出口（図示せず）から排紙トレイ２０上へと排出される。

尚、本実施形態の画像形成装置では、レーザービームスキャナユニット２７ａによってレーザービームを走査して感光体ドラム２２ａを露光することにより、光書き込みを行っているが、このレーザービームスキャナユニット２７ａの代わりに、発光ダイオードアレイと結像レンズアレイからなる書き込み光学系（ＬＥＤヘッド）を用いてもよい。ＬＥＤヘッドは、レーザービームスキャナユニット２７ａに比べてサイズも小さく、また可動部分がなく無音である。よって、複数の光書き込みユニットを必要とするタンデム方式の画像形成装置には好適である。

図２は、本発明の画像形成装置における第１画像形成ステーションＰａを示す模式図である。尚、その他の第２乃至第４画像形成ステーションＰｂ、Ｐｃ、Ｐｄについては、同一構成のため説明を省略する。

感光体ドラム２２ａの周辺には、感光体ドラム２２ａの表面電位を−５００Ｖ一定になるように帯電させる帯電器２３ａと、感光体ドラム２２ａを露光し、静電潜像を感光体ドラム２２ａの表面上に形成するレーザービームスキャナユニット２７ａ（図示せず）と、感光体ドラム２２ａとニップ領域で接触して、トナーを感光体ドラム２２ａに供給することにより感光体ドラム２２ａの表面上に形成された静電潜像を現像するトナー担持体である現像ローラ３４ａと、感光体ドラム２２ａの表面上に残留するトナーを除去するクリーニング装置２６ａとが、感光体ドラム２２ａの回転方向Ｆに沿って周辺に順次配設されている。

感光体ドラム２２ａは、金属又は合成樹脂材料製の導電性基体と、導電性基体の表面に形成される下引き層と、下引き層の表面に形成される感光層とを備え、図に示すＦの方向に回転するように構成されている。

現像ローラ３４ａは、図に示すＥの方向に回転するように構成されている。この回転は、モーター等の動力源と、歯車等により構成される動力伝達機構とを備える回転駆動部３８ａによって実現されている。
現像ローラ３４ａは、導電性支持体を中心とし、その周りを弾性体によって覆ったものである。弾性体は、カーボンブラックなどの導電化剤を添加することによって導電性と弾性とを有するゴム材料から形成される。例えば、ウレタン系ゴム、シリコーン系ゴム、ＮＢＲ（Ｎｉｔｒｉｌｅ−Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ Ｒｕｂｂｅｒ）系ゴムを挙げることができる。尚、本実施形態の弾性体は、体積抵抗が例えば５×１０^６Ωｃｍのポリウレタンゴムにて形成されているものとする。

この弾性体の表面には、現像ローラ３４ａの表層をなすコート層を設けてある。このコート層は、トナーを担持する層であるため、トナーの搬送性、トナーフィルミングの防止性、耐摩性、トナーの所定極性への帯電性、弾性体との接着性、および弾性体の機械的変形への追従性等が良好となるような材料が選択される。例えば、ナイロンあるいはビニール、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、含フッ素樹脂などの材料が好適であり、コート層は、これらの合成樹脂をベース材料とし、トナーとの帯電を促進する材料と、導電性を確保するためのカーボンとを分散するなどの処理を行い、弾性体上にコーティングされたものである。

現像ローラ３４ａの硬度は、アスカーＣにおいて５０〜９０度が好ましく、体積抵抗率は、１０^４〜１０^８Ωｃｍが好ましく、１０^６〜１０^７Ωｃｍのとき、現像ローラ３４ａの特性が最も良くなる。

現像ローラ３４ａには、トナーを現像ローラ３４ａに供給するためのスポンジローラ３５ａを接触させて配設してあり、また、現像ローラ３４ａの表面上のトナー層厚を規制すると共に、トナーを帯電させる規制部材であるドクターブレード３６ａも接触させて配設してある。

スポンジローラ３５ａは、体積抵抗率約１０^５Ωｃｍ、セル密度８０〜１４０個／インチ、アスカーＣ硬度６０度〜アスカーＣ硬度３０度の導電性ウレタンフォームからなる直径２０ｍｍの導電性弾性発泡体ローラである。

ドクターブレード３６ａは、ステンレスやリン青銅等の薄板状バネ部材を用い、所要の圧接力を付与するように現像ローラ３４ａに当接させている。当接方法としては、自由端の方が固定端よりも現像ローラ３４ａの回転方向上流側に位置するカウンター当接方式を採用している。

前述したような画像形成装置に使用されるトナーは、平均粒子径が４〜９μｍとされた微粒子である。このような微粒子の製造方法としては、樹脂や着色剤等を溶融混練後、粉砕、分級するいわゆる粉砕法が一般的である。また、湿式法と呼ばれるトナーの製造方法が提案されており、この湿式法は、着色剤や添加剤などを分散させた単量体（モノマー）を分散安定剤の存在下に、水性媒体中において重合させる懸濁重合法、乳化重合法または転相乳化法等がある。

トナーに使用する結着樹脂材料には、例えば、ポリスチレンまたはポリスチレン−アクリル酸エステル共重合体などのスチレン系樹脂、塩化ビニール樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルポリオール樹脂、ポリウレタン樹脂またはポリビニルブチラール樹脂等の群から選ばれる１種または２種以上が用いられてもよい。
また、結着樹脂材料は、合成段階から結晶性ワックス類または非相溶性物質が予め微分散されたものであってもよい。
しかしながら、前述した結着樹脂材料の中でも、ポリエステル樹脂またはポリエーテルポリオール樹脂が、樹脂弾性などの熱的性質に優れていることから、これらを結着樹脂材料に用いることが望ましい。

ポリエステル樹脂またはポリエーテルポリオール樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ）は、トナーの熱定着性、保存安定性などの点から、５０〜９０℃なる範囲内が適切である。また、ポリエステル樹脂またはポリエーテルポリオール樹脂の数平均分子量（Ｍｎ）としては、３，０００〜１００，０００なる範囲内が適切である。３，０００未満である場合には粒子化が困難であり、１００，０００以上の場合には、転相乳化の際に高粘度となり、粒子径や分布の制御などに影響を与えるために好ましくない。

トナーに用いられる着色剤としては、これまでに、トナー用材料として用いられているような各種の染料類や顔料類等であれば特別の制限は無く、以下に示されるような有機または無機の各種、各色の染料や顔料が使用可能である。すなわち、黒色の着色剤としては、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリン・ブラック、活性炭、非磁性フェライト、磁性フェライトまたはマグネタイト等が挙げられる。

また、黄色の着色剤としては、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルーイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧまたはタートラジンレーキ等の化合物が挙げられる。

また、橙色の着色剤としては、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジＲＫ、べンジジンオレンジＧまたはインダスレンブリリアントオレンジＧＫ等の化合物が挙げられる。

また、赤色の着色剤としては、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ビラゾロンレッド、ウオッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドＣ、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキまたはブリリアントカーミン３Ｂ等の化合物が挙げられる。

また、紫色の着色剤としては、マンガン紫、ファストバイオレットＢまたはメチルバイオレットレーキ等の化合物が挙げられる。

また、青色の着色剤としては、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルーまたはインダスレンブルーＢＣ等の化合物が挙げられる。

また、緑色の着色剤としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピクメントグリーンＢ、マイカライトグリーンレーキまたはファイナルイエローグリーンＧ等の化合物が挙げられる。

さらに、白色の着色剤としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白または硫化亜鉛等の化合物が挙げられる。

静電潜像を現像するトナー中には、上記のような材料以外にも、マグネタイト、ヘマタイト若しくは各種フェライト等の磁性粉、オフセット防止剤または帯電制御剤等の成分も必要に応じて配合できる。

トナーの定着性の改良などの目的で用いられるオフセット防止剤は、これまでにトナー用材料として用いられていれば特別の制限は無く、以下に示されるようなものが使用可能である。
例えば、パラフィンワックス、酸化パラフィンワックス若しくはマイクロクリスタリンワックス等のような石油ワックス、モンタンワックス等のような鉱物ワックス、みつろう若しくはカルナバワックス等のような動植物ワックス、または、ポリオレフィンワックス（ポリエチレン若しくはポリプロピレン等）、酸化ポリオレフィンワックス若しくはフィッシャートロプシュワックス等のような合成ワックス等が挙げられる。これらオフセット防止剤は単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

帯電制御剤は、低分子化合物から高分子化合物まで種々の物質が使用できるが、例えば、４級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、有機金属錯体、キレート化合物、アミノ基を有するモノマーを、単独重合、あるいは、共重合させた高分子化合物等が挙げられる。

また、帯電調整および表面抵抗調整などの目的で添加される外添剤または流動化剤には、シリカ微粉体、酸化チタン微粉体またはアルミナ微粉体等の無機微粉体が好適に用いられる。これらの無機微粉体は、疎水化および帯電性コントロールのために、シリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、シリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シランカップリング剤、官能基を有するシランカップリング剤、その他有機ケイ素化合物のような処理剤で処理されているものであってもよい。また、前述した処理剤から選ばれる１種または２種以上が用いられてもよい。

さらに、他の添加剤として、例えばポリテトラフルオロニチレン、ステアリン酸亜鉛、ポリフッソ化ビニリデンまたはシリコーンオイル粒子（約４０％のシリカ含有）等の滑剤が好適に用いられる。また、トナー粒子と逆極性の白色微粒子を現像性向上剤として少量用いてもよい。

ところで、各現像装置２４ａ〜２４ｄに多量のトナーを収容しておけば、現像装置の交換周期を長くすることが可能になる。

前述したようなタンデム方式の画像形成装置においては、各現像装置２４ａ〜２４ｄを近接配列していることから、各現像装置２４ａ〜２４ｄに多量のトナーを収容するには、各現像装置２４ａ〜２４ｄのトナー槽３９を縦長にする必要がある。また、通常、トナー槽３９内の攪拌ブレードは、回転することによってトナーを撹拌している。しかしながら、１つの攪拌ブレードのみでは、攪拌ブレードが届かず、トナーが十分に攪拌されないデッドスペースが縦長のトナー槽３９内に生じる。

これを解消するには、例えば複数の撹拌ブレードを縦長のトナー槽３９内に配列して設け、デッドスペースを生じないようにすることが考えられる。ところが、各撹拌ブレードをトナー槽３９外部からの駆動力により回転させるには、各撹拌ブレード別に、外部の駆動力をトナー槽３９内に伝達する駆動力伝達機構を設ける必要がある。そして、トナーが前述したように非常に微細な粒子であり、トナーがトナー槽３９の僅かな隙間から漏れ出す可能性があることから、そのような駆動力伝達機構として、密閉性を有するものが要求される。しかしながら、このような密閉性を有する駆動力伝達機構をそれぞれの攪拌ブレードに付設すると、現像装置のコストが上昇してしまう。

そこで、本実施形態では、１つの攪拌ブレードおよび樹脂にて構成された攪拌連動部材をトナー槽３９内に設け、１つの攪拌ブレードを外部の駆動力により回転させると共に、コイル状連動部材を攪拌ブレードに追従運動させ、攪拌ブレードおよびコイル状連動部材によりトナー槽３９内のトナーを攪拌し、これによりトナーが攪拌されないデッドスペースを生じないようにしている。

図３は、各現像装置２４ａ〜２４ｄの内部構造を示す断面図である。
前述したように現像ローラ３４ａには、トナーを現像ローラ３４ａに供給するためのスポンジローラ３５ａを接触させている。また、現像ローラ３４ａには、現像ローラ３４ａの表面上のトナー層厚を規制すると共に、トナーを帯電させる規制部材であるドクターブレード３６ａも接触させている。

トナー槽３９には、トナーを撹拌するために、攪拌ブレード４０を設けている。攪拌ブレード４０は、図示しない外部の動力源から駆動力伝達機構を介して回転力を付与されて回転し、トナー槽３９内のトナーを攪拌して、トナーの凝集を防ぐと共に、現像ローラ３４ａやスポンジローラ３５ａへとトナーを供給する。

また、攪拌ブレード４０の上方に攪拌連動部材４１を設け、攪拌連動部材４１の上方に弾性板材４３を設けている。攪拌連動部材４１は、樹脂にて構成されている。また、弾性板材４３は、５０から３００μｍ程度のＰＥＴフイルムにより形成され、トナー槽３９の壁面に両面テープ等で貼り付けられている。

図４は、図３のｂ−ｂに沿う断面図を示している。図４は、攪拌連動部材４１が、複数の攪拌連動部材４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄに分割された場合を示しており、各攪拌連動部材４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄが配列してなる。

規制支軸４４は、複数の規制支軸４４ａ〜４４ｈに分割されたものであり、両側の規制支軸４４ａ、４４ｈをトナー槽３９の各側壁３９ａ，３９ｂに突設し、他の各規制支軸４４ｂ〜４４ｇをトナー槽３９の側壁３９ｃに突設された各アーム３９ｄにより支持している。各規制支軸４４ａ、４４ｂを攪拌連動部材４１ａの両端に挿入して、攪拌連動部材４１ａを支持している。同様に、規制支軸４４ｃ、４４ｄを攪拌連動部材４１ｂの両端に挿入して、攪拌連動部材４１ｂを支持し、また規制支軸４４ｅ、４４ｆを攪拌連動部材４１ｃの両端に挿入して、攪拌連動部材４１ｃを支持し、さらに、規制支軸４４ｇ、４４ｈを攪拌連動部材４１ｄの両端に挿入して、攪拌連動部材４１ｄを支持している。

図５では、攪拌連動部材片の回転体の断面形状において、回転体と回転体を連結し現像剤を解す役割をする棒状部材が２本あり、その断面積比率が、回転体の断面の外周内全面積に対して４％の攪拌連動部材４１ｂ、４１ｃを示す。攪拌連動部材片は、攪拌部材と接触し回転移動を行うために、攪拌連動部材片の回転体の外周が凹凸形状に形成されている。

図６では、回転体と回転体を連結し現像剤を解す役割をする棒状部材が３本あり、その断面積比率が、回転体の断面の外周内全面積に対して６％である攪拌連動部材４１ａ、４１ｄを示す。
ここで、上記の棒状部材の断面積比率は、回転体の断面の外周内全面積に対して少なくとも１０％以下であればよい、このような割合で棒状部材を設けるようにすれば、現像剤槽から現像部への現像剤の移動を妨げることなく補給がスムーズに行われることになる。

攪拌連動部材４１を複数の攪拌連動部材４１ａ〜４１ｄに分割していることから、複数の攪拌連動部材４１ａ〜４１ｄの形状をそれぞれ異なるものにして組み付けることができる。もちろん、攪拌連動部材４１を両端の部分のみに組み付けることも可能であり、また、攪拌連動部材が分割されていない一つの攪拌連動部材４１であってもよい。

ここで、図３に示すように攪拌連動部材４１は、規制支軸４４を通されて支持されているので、一定の領域内で移動自在である。そして、攪拌連動部材４１の移動領域は、攪拌ブレード４０の回転移動領域Ｓと干渉する。また、攪拌連動部材４１は、弾性板材４３により下方に押されて、攪拌ブレード４０側に常に付勢されている。

攪拌ブレード４０は、外部からの回転力を付与されて回転し、トナー槽３９内のトナーを攪拌する。攪拌ブレード４０が図３および図４に示すように回転移動領域Ｓの下側で回転移動している限り、攪拌連動部材４１は、攪拌ブレード４０に接触することがなく弾性板材４３により押されて下方に移動する。

次に、攪拌ブレード４０が図７および図８に示すように回転移動領域Ｓの上側で回転移動しているときに、攪拌連動部材４１は、攪拌ブレード４０に接触し攪拌ブレード４０により上方に押し上げられ、かつ攪拌ブレード４０との摺接により一方向に回転させられる。

さらに、攪拌ブレード４０が再び回転移動領域Ｓの下側へと回転移動すると、攪拌連動部材４１が弾性板材４３により押されて下方に移動する。

以降同様に、攪拌ブレード４０の回転移動に伴って、図３および図４の状態と図７および図８の状態とが繰り返され、攪拌連動部材４１が上下に振動しつつ一方向に回転する。

このため、縦長のトナー槽３９において、攪拌ブレード４０が届かない上方のスペースであっても、攪拌連動部材４１により該スペースのトナーが攪拌され、トナーの擬集が解される。これにより、トナー槽３９内のトナー全体が攪拌され、トナー全体の擬集が解され、延いては画像形成装置により記録される画像の品質が向上しかつ安定化する。

さらに、攪拌連動部材４１は、前述した特許文献１のコイル状スプリング１１３（図１１および図１２参照）のように弾性変形する必要がないので、攪拌ブレード４０の回転トルクを大きくする必要がない。
また、攪拌連動部材４１は、その移動領域を規制支軸４４ｂにより制限されていることから、攪拌ブレード４０に接近し過ぎて、攪拌ブレード４０の回転を阻害したり、攪拌ブレード４０の回転移動領域Ｓから遠ざかって、攪拌ブレード４０に接触しなくなったりすることがなく、トナーの攪拌不良を招くことがない。

図９は、現像装置の変形例を示す断面図である。尚、図９において、図３の装置と同様の作用を果たす部位には同じ符号を付し、その説明を省略する。
ここでは、トナー槽３９の上側に、トナー補給容器５０を着脱自在に設けている。トナー補給容器５０では、攪拌ブレード５２を設けて、攪拌ブレード５２を回転させ、内部のトナーを撹拌している。トナー補給容器５０の下部には、トナーを該トナー補給容器５０から現像装置２４ａのトナー槽３９へと補給するための補給口５１を設けている。

補給口５１から補給されたトナーは、この補給口５１付近で圧縮されパッキングしやすくなる。ところが、攪拌連動部材４１の上下振動および回転によって、補給口５１付近のトナーが解されるので、トナーが擬集せず、トナーがトナー補給容器５０からトナー槽３９へとスムーズに補給される。

また、トナー補給容器５０には、トナーの残量検知部（図示せず）を設けている。残量検知部は、トナー補給容器５０内のトナーの残量が少なくなると、この旨をユーザに通報して、トナー補給容器５０の交換を促す。これにより、トナーが無くなる前に、トナーを補給することが可能となる。

尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、多様に変形することができる。例えば、カラー画像を形成する画像形成装置だけではなく、白黒画像のみを形成する画像形成装置に対しても、本発明を適用することができる。
また、現像剤槽内の現像剤を攪拌する攪拌部材を備えていれば、如何なる構造の現像装置であっても、本発明を適用することができる。

本発明の画像形成装置の一実施形態の構成を示す縦断面図である。 図１の画像形成装置における画像形成ステーションを示す模式図である。 図２の画像形成ステーションにおける現像装置の内部構造を示す断面図である。 樹脂連動部材を示す正面図である。 攪拌連動部材の構成図（下視図、側面図）および断面図である。 攪拌連動部材の他の構成図（下視図、側面図）および断面図である。 図３の現像装置におけるトナー槽の作動状態を示す断面図である。 図４の樹脂連動部材の作動状態を示す正面図である。 現像装置の変形例を示す断面図である。 従来の現像装置を示す断面図である。 従来の他の現像装置を示す断面図である。 図１１の現像装置の作動状態を示す断面図である。

符号の説明

Ｅ…現像ローラの回転方向、Ｆ…感光体ドラムの回転方向、Ｐ…記録用紙、Ｐａ〜Ｐｄ…第１〜第４画像形成ステーション、Ｓ…攪拌ブレードの回転移動領域、Ｚ…転写搬送ベルトの搬送方向、１１…給紙機構、１２…レジストローラ、１４，１５…駆動ローラ、１６…転写搬送ベルト、１７…定着装置、２０…排紙トレイ、２２ａ〜２２ｄ…感光体ドラム、２３ａ〜２３ｄ…帯電器、２４ａ〜２４ｄ…現像装置、２５ａ〜２５ｄ…転写用放電器、２６ａ〜２６ｄ…クリーニング装置、２７ａ〜２７ｄ…レーザービームスキャナユニット、２７１…ポリゴンミラー、２７２…非軸対称非球面レンズ（ｆθレンズ）、２７３，２７４…ミラー、２８…用紙吸着用帯電器、２９…除電器、３４ａ〜３４ｄ…現像ローラ、３５ａ〜３５ｄ…スポンジローラ、３６ａ〜３６ｄ…ドクターブレード、３８ａ〜３８ｄ…回転駆動部、３９…トナー槽、３９ａ〜３９ｃ…トナー槽の側壁、３９ｄ…トナー槽の側壁に突設されたアーム、４０…攪拌ブレード、４１，４１ａ〜４１ｄ…攪拌連動部材、４３…弾性板材、４４，４４ａ〜４４ｈ…規制支軸、５０…トナー補給容器、５１…補給口、５２…攪拌ブレード、１００…画像形成装置、１０１…現像剤槽、１０２…攪拌ブレード、１０３…デッドスペース、１１１…現像剤槽、１１２…攪拌用ブレード、１１３…コイル状スプリング。

Claims (6)

1. 現像剤を現像剤槽に収容しておき、攪拌部材を現像剤槽内で回転させて、現像剤を攪拌しつつ、現像剤を現像剤槽から現像部へと供給する現像装置において、
   該現像装置は、該攪拌部材の上方に位置する攪拌連動部材を備えており、
   該攪拌連動部材は、複数の回転体の周縁部を複数の棒状部材で連結して構成され、
   該攪拌連動部材の移動領域を規制する規制支軸が、前記攪拌連動部材の両端に挿入されたものであり、
   前記攪拌部材と前記回転体が接触することによって前記回転体が上下動することを特徴とする現像装置。
2. 請求項１に記載の現像装置において、
   前記攪拌連動部材を、前記攪拌部材側に付勢する付勢手段を、前記攪拌連動部材の上方の位置に備えることを特徴とする現像装置。
3. 請求項１または２に記載の現像装置において、
   前記攪拌連動部材における前記回転体を連結する棒状部材の断面積比率が、該回転体の断面の外周内全面積に対して１０％以下であることを特徴とする現像装置。
4. 請求項１、２または３に記載の現像装置において、
   前記回転体は、外周が凹凸形状に形成されていることを特徴とする現像装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置において、
   前記攪拌連動部材は、複数の攪拌連動部材に分割されており、
   それぞれの攪拌連動部材は、同一あるいは異なる形状を有することを特徴とする現像装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の現像装置を備える画像形成装置。

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