JP4852391B2 - 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真技術を用いた画像形成装置における現像装置、プロセスカートリッジ及びこれを使用する画像形成装置に関するものである。

電子写真方式を利用した画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置において、現像剤として１成分現像剤を用いる現像装置（以下、「１成分現像装置」という）は周知である。
従来の１成分現像装置では、現像装置内で攪拌された現像剤を、現像ローラや現像スリーブ等の現像剤担持体の表面に担持し、薄層化ブレード等の現像剤層規制部材によって均一に薄層化した後、潜像担持体である感光体に対向する現像領域まで搬送して、感光体上の潜像を現像している。また、現像終了後、感光体に転移されなかったトナーは１成分現像装置内に戻り、攪拌・帯電されて再び現像領域に搬送される（例えば、特許文献１及び２参照）。

例えば、特許文献１には、トナーを収容するトナーカートリッジが現像ローラやドクターローラ等を備える現像部に対して着脱自在に設けられ、トナーカートリッジに設けられたトナー補給口を経由してトナーが現像部に供給される１成分現像装置が開示されている。
この１成分現像装置のトナー補給口には、現像部からトナーカートリッジへトナーが逆流することを阻止する弾性体からなる逆止弁が設けられている。これにより、逆流による現像器内のトナーの減少を防止できるとともに、安定した画像をトナーエンドまで保つことができるとしている。
また、特許文献２には、トナーを収容するトナーカートリッジ内に設けられたトナー補給部材を回転駆動することにより、トナーカートリッジ内に収納されたトナーをトナー補給口から現像部へ補給するトナーカートリッジが開示されている。
このトナーカートリッジは、トナー補給口の上部にカートリッジ本体内へと突き出す補助部材を有し、このトナー補給部材と補助部材が摺接し協働することにより、トナー補給部材上のトナーをトナー補給口から排出するようになっている。これにより、現像部に入り込むトナーの量を安定的に確保することができるとしている。

一般に、１成分現像装置では、トナーカートリッジ（現像剤収納器）から供給されたトナーを現像部内に存在するトナーと攪拌しつつ供給ローラ（現像剤供給部材）に送るために、その現像部に搬送パドル（攪拌搬送部材）が設けられている。
この搬送パドルには、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のごとき弾性体からなる羽根の先端が現像部の内壁の一部に当接しながら回転駆動するもの、金属棒を曲げて羽根として用いたもの、その他樹脂をスクリュー状にしたものなどが用いられている。
ＰＥＴ等の弾性体からなる羽根を有する搬送パドルは、供給ローラ側へ向かって移動する現像剤の量が多いという特徴がある。また、金属棒を曲げた羽根を有する搬送パドルは、トナーをほぐす効果が高いという特徴がある。
また、スクリュー状の搬送パドルは、搬送パドルの軸方向に向かって移動する現像剤の量が多いという特徴がある。これらの搬送パドルの中でも、ＰＥＴなどの弾性体からなる羽根を用いたものは、他の搬送パドルに比べて、供給ローラ側へ向かって移動する現像剤の量が多いので、高画像面積の画像を連続して形成する場合でも画像濃度が低下しにくい点で有利である。
特開２００２−１６２８１７公報 特開２００２−２２９３１８公報

しかしながら、１成分現像装置においては、一般に、現像動作を行う際、供給ローラ及び薄層化ブレードが現像ローラに対して接触押圧され、かつ、線速差をつけて回転する。このため、トナーは、供給ローラ及び薄層化ブレードと現像ローラとの間で添加剤が剥ぎ取られたり母体に埋め込まれたりするので、経時的にトナーの帯電能力が低下し易い。
その結果、経時で、現像部内のトナーとトナーカートリッジ内のトナーとの間に、劣化（帯電能力の低下）度合いの差が生じる。このような１成分現像装置において、その搬送パドルとして、ＰＥＴなどの弾性体からなる羽根を用いたものを利用すると、次のような問題が生じる。
すなわち、現像部内のトナーよりも、トナーカートリッジ内のトナーの方が、帯電能力が良好なものが多い。そのため、供給ローラ側へ向かって移動する現像剤の量が多い上記搬送パドルを使用すると、トナーカートリッジからのトナーが現像部に入り込んで直ぐに、その新しいトナーが供給ローラに供給されることになる。

これにより、供給ローラ上や現像ローラ上においては、局部的に、帯電能力が劣化した古いトナーに対する、帯電能力が良好な新しいトナーの比率が高まってしまう。このように古いトナーに対して多くの新しいトナーが接触すると、その古いトナーの帯電量は極度に低下し、新しいトナーの帯電量は極度に高まるという、帯電量の２極化が進行する。
このような状況下で現像が行われると、その古いトナーにより地汚れを生じるという問題が発生する。また、このように帯電量が極度に高まった新しいトナーが現像ローラ上に局部的に多く存在すると、その現像ローラ部分における見かけ上の現像バイアスが低下し、その部分の画像濃度が低下する。その結果、画像濃度ムラが生じるという問題も発生する。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、１成分現像装置において、弾性体からなる羽根の先端が現像剤収容室の内壁の一部に当接しながら回転駆動するような搬送パドルを用いる場合でも、画像濃度ムラや地汚れの発生を抑制することが可能な現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、像担持体に供給する現像剤供給部材からの１成分現像剤を表面に担持して表面移動する現像剤担持体と、この現像剤担持体の表面に担持された現像剤層規制部材と、前記１成分現像剤を収容した現像剤収容室内に設けられ、かつ前記現像剤担持体表面移動方向に対して直交する方向に前記１成分現像剤を搬送しながら、前記現像剤供給部材に供給する、回転軸を中心に回動自在に設けられた攪拌搬送部材と、開口部を経由して前記現像剤収容室に連通する前記１成分現像剤を収納する現像剤収納器を備える現像装置において、前記攪拌搬送部材は、前記回転軸からその先端部までの距離が中央部で最短となるように連続的な曲線の形状を有する第１の攪拌羽根と、この第１の攪拌羽根とは対称的に、前記回転軸からその先端部までの距離が中央部で最長となるように連続的な曲線の形状を有する第２の攪拌羽根とからなる、少なくとも１対以上の複数枚の弾性を有する薄板状部材で形成されるとともに、前記攪拌搬送部材の先端部は、該攪拌搬送部材の移動時に少なくとも一部で前記現像剤収容室の壁面に摺接移動することを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、像担持体に供給する現像剤供給部材からの１成分現像剤を表面に担持して表面移動する現像剤担持体と、この現像剤担持体の表面に担持された現像剤層規制部材と、前記１成分現像剤を収容した現像剤収容室内に設けられ、かつ前記現像剤担持体表面移動方向に対して直交する方向に前記１成分現像剤を搬送しながら、前記現像剤供給部材に供給する、回転軸を中心に回動自在に設けられた攪拌搬送部材と、開口部を経由して前記現像剤収容室に連通する前記１成分現像剤を収納する現像剤収納器を備える現像装置において、前記攪拌搬送部材は、前記回転軸からその先端部までの距離が中央部で最短となるように直線部と、連続的なテーパ形状部分とを有する第１の攪拌羽根と、この第１の攪拌羽根とは対称的に、前記回転軸からその先端部までの距離が中央部で最長となるように直線部と、連続的なテーパ形状部分とを有する第２の攪拌羽根とからなる、少なくとも１対以上の複数枚の弾性を有する薄板状部材で形成されるとともに、前記攪拌搬送部材の先端部は、該攪拌搬送部材の移動時に少なくとも一部で前記現像剤収容室の壁面に摺接移動することを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、前記第１及び第２の攪拌羽根が、軸長手方向に複数の穴形状部分を有することを特徴とする請求項１乃至２のいずれか１項記載の現像装置を特徴とする。また、請求項４に記載の発明は、前記第１の攪拌羽根に設けられた穴形状部分に対し、前記第２の攪拌羽根に設けられた穴形状部分が前記軸長手方向に対し、相対変位した位置に設けられる請求項３記載の現像装置を特徴とする。また、請求項５に記載の発明は、感光体、帯電手段、現像手段、クリーニング手段から選ばれる少なくとも１つの手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、前記現像手段は請求項１乃至４のいずれか１項記載の現像装置であるプロセスカートリッジを特徴とする。また、請求項６に記載の発明は、請求項５記載のプロセスカートリッジを搭載する画像形成装置を特徴とする。

本発明によれば、１成分現像装置において、弾性体からなる羽根の先端が現像剤収容室の内壁の一部に当接しながら回転駆動するような搬送パドルを用いる場合でも、画像濃度ムラや地汚れの発生を抑制することが可能な現像装置、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が可能となる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明が適用される画像形成装置の１例である電子写真式カラープリンタの概略構成図である。まず、図１を参照して、電子写真式カラープリンタ（以下、カラープリンタ）全体の構成と動作について簡単に説明する。
このカラープリンタ１は、感光体ユニット、書き込み光学ユニット、現像ユニット、中間転写ユニット、２次転写ユニット、給紙ユニット、紙転写ユニット、定着ユニットによって構成されている。
感光体ユニットは感光体ベルト２を有し、矢印Ａの方向に回転し、その周りには、帯電装置３、現像ユニット６、感光体クリーニング装置４等が配置されている。この感光体ベルト２の表面には有機感光層が形成されており、帯電装置３に所定の電圧を印加することで感光体ベルト２を一様に帯電させる。

また、書き込み光学ユニット５は、カラー画像情報、例えば、コンピュータからのカラー画像データを光信号に変換して、ブラック（以下、Ｂｋと記す）、シアン（同、Ｃ）、マゼンタ（同、Ｍ）、イエロー（同、Ｙ）の画像信号に対応した光書き込みを行い、感光体ベルト２上に静電潜像を形成する。この書き込み光学ユニット５は、光源としての半導体レーザ、レーザ発光駆動制御部、ポリゴンミラー、反射ミラーなどで構成されている。
また、現像ユニット６は、１成分現像装置であるＢｋ現像器、Ｃ現像器、Ｍ現像器及びＹ現像器と、各現像器６ａを図中左右方向に移動させ、感光体ベルト２に対して接離動作を行う図示しない接離機構などで構成されている。

図示の好適実施の形態では、装置本体下側から順に、１成分現像剤としての黒トナーを収容したＢｋ現像器、１成分現像剤としてのシアントナーを収容したＣ現像器、１成分現像剤としてのマゼンタトナーを収容したＭ現像器、１成分現像剤としてのイエロートナーを収容したＹ現像器となっている。
カラープリンタ本体の待機状態では、現像ユニット６はいずれの現像器６ａも感光体ベルト２から離間した位置にセットされている。プリント動作が開始されると、カラー画像データに基づきレーザ光による光書き込み、静電潜像形成が開始される（以下、Ｂｋ画像データによる静電潜像をＢｋ静電潜像という。Ｃ、Ｍ、Ｙについても同様である）。
このＢｋ静電潜像の先端部から現像可能とすべく、Ｂｋ現像位置に静電潜像先端部が到達する前にＢｋ現像ローラを回転開始して、Ｂｋ静電潜像をＢｋトナーで現像する。
そして、以後、Ｂｋ静電潜像領域の現像動作が続行されるが、Ｂｋ静電潜像後端部がＢｋ現像位置を通過した時点で、Ｂｋ現像器６ａが感光体ベルト２から離間し、次の色の現像に備えて該当する色の現像器６ａが感光体ベルト２に当接する。これは少なくとも、次の画像データによる静電潜像先端部が現像位置に到達する前に完了される。

また、中間転写ユニットは、中間転写ベルト７、ベルトクリーニング装置８、図示しない位置検出用センサなどで構成されている。中間転写ベルト７は、駆動ローラ、１次転写ローラ、２次転写対向ローラ、クリーニング対向ローラ及びテンションローラに張架されており、図示しない駆動モータにより矢印Ｂ方向に駆動制御される。
中間転写ベルト７の端部の非画像形成領域には複数の位置検出用マーク（図示せず）が設けられており、これらの位置検出用マークのうちのいずれか１つ（画像形成動作開始時に位置検出用センサを最初に通過した位置検出用マーク）を位置出用センサで検出し、この検出タイミングで画像形成を開始する。
また、ベルトクリーニング装置８は、クリーニングブラシ、接離機構（図示せず）等で構成されており、１色目のＢｋ画像を中間転写ベルト７に転写している間、及び、２、３、４色目の画像を中間転写ベルト７に転写している間は接離機構によって中間転写ベルト７面からクリーニングブラシを離間させておく。
また、カラープリンタ１の給紙ユニット１２内には、転写紙が収納されており、給紙コロによってレジストローラ対９へ給紙かつ搬送される。なお、カラープリンタ１の右側面には、ＯＨＰ用紙や厚紙などの手差し給紙用の手差しトレイが設けられている。

さらに、２次転写ユニットは、２次転写ローラ１０、この２次転写ローラ１０を中間転写ベルト７に対して接離するためのクラッチを含む揺動機構（図示せず）などで構成されている。転写紙が転写位置に到達するタイミングに合致させて２次転写ローラ１０が揺動機構の回転軸を中心に揺動する。
この２次転写ローラ１０と上記２次転写対向ローラとにより転写紙と中間転写ベルト７とを一定の圧力で接触させる。２次転写ローラ１０は中間転写ユニットに設けられた図示しない位置決め部材により２次転写対向ローラとの平行度の位置精度が保たれている。
また、２次転写ローラ１０に設けた図示しない位置決めコロにより中間転写ベルト７に対する２次転写ローラ１０の接触圧を一定にしている。２次転写ローラ１０を中間転写ベルト７に接触させると同時に、２次転写ローラ１０はトナーと逆極性の転写バイアスが印加され、中間転写ベルト７上の重ねトナー像を転写紙に一括転写する。

なお、上記各ユニットは装置から容易に脱着できるようになっている。例えば、図１において、中間転写ユニットを外す場合には、図示しない前面カバーを開け、紙面の奥側から手前側にユニットをスライドさせることで、容易に外すことができる。
また、本実施の形態のカラープリンタ１は、感光体ユニットと少なくとも現像ユニットとを一体化してプロセスカートリッジとし、プリンタ本体に対して着脱可能に構成されている。
また、本カラープリンタ１では、４色全ての各潜像について１つの潜像担持体で現像するものであるが、４色それぞれに対応した潜像担持体を設けてもよい。この場合、プロセスカートリッジとしては、各色の潜像担持体と現像器とを一体とし、各色に対応したプロセスカートリッジとして、それぞれプリンタ本体に対して着脱可能とする。

図２は本発明の現像装置を有するプロセスカートリッジの構成を示す概略断面図である。本発明においては、感光体３１、帯電手段３２、現像器３３及びクリーニング手段３４等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカートリッジ３０として一体に結合して構成する。
このプロセスカートリッジ３０を、複写機、プリンタ等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成する。これにより、画像濃度ムラやトナー汚れを発生させない保守交換性の良好なプロセスカートリッジが提供できる。
このように、潜像担持体（感光体）３１と現像器（現像手段）３３とを一体としたプロセスカートリッジ３０としてプリンタ本体に対して着脱可能とすることで、プロセスカートリッジ３０内で潜像担持体３１と現像ローラ３３ａの位置が決まるので、潜像担持体３１と現像ローラ３３ａとの間に微少なギャップを容易に形成することができる。

また、潜像担持体と同時に交換すれば、装着の度にギャップの調整を行う必要はないのでユーザでも交換が容易である。また、潜像担持体と現像器と一体としたプロセスカートリッジについて説明したが、これに限るものではなく、感光体クリーニング装置、帯電器等も一体としてプロセスカートリッジ化することもできる。
さらに、本実施の形態では、４つの現像器を備えたフルカラーのプリンタを例示しているが、本実施の形態の特徴部を有する現像装置は、現像装置を１つだけ備えた単色のプリンタにおいても適用可能である。単色のプリンタにおいても、潜像担持体と現像装置とを一体としたプロセスカートリッジとすることで、交換が容易になる。
このように、本実施の形態によれば、良好なトナー攪拌・搬送性能を有した、安定した画像が得られるとともに、作像手段の保守、交換を容易にするプロセスカートリッジを提供することができる。

図１の構成のカラープリンタ１において、画像形成サイクルが開始されると、まず、感光体ベルト２は矢印Ａの時計回りに、中間転写ベルト７は矢印Ｂの反時計回りに図示しない駆動モータによって回転させられる。
中間転写ベルト７上に設けられた図示しない位置検出用マークを位置検出用センサで検出し、位置検出用マークの検知タイミングに応じて感光体ベルト２上にＢｋトナー像形成、Ｃトナー像形成、Ｍトナー像形成、Ｙトナー像形成が行われる。
最終的に、これらのトナー像はＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順に重ねて中間転写ベルト７上にトナー像が形成される。この時、１次転写ローラに印加するバイアスは順次電圧を高くすることが一般的であるが、中間転写ベルト７の抵抗特性に応じて異なる。

上記Ｂｋトナー像形成は次のように行なわれる。図示しない電源の印加電圧により帯電装置（帯電ローラ）３は感光体ベルト２を一様帯電する。そして、書き込みのためのレーザ光ＬＤはＢｋカラー画像信号に基づいて露光を行う。この露光が行われた時、当初一様荷電された感光体ベルト２の露光された部分は、露光光量に比例する電荷が消失し、Ｂｋ静電潜像が形成される。
そして、このＢｋ静電潜像にＢｋ現像ローラ上のＢｋトナーが接触することにより、感光体ベルト２の電荷が残っている部分にはトナーが付着せず、電荷の無い部分、つまり、露光された部分にはＢｋトナーが吸着され、静電潜像と相似のＢｋトナー像が形成される。
次いで、感光体ベルト２上に形成されたＢｋトナー像は、１次転写位置において中間転写ベルト７に接する。この１次転写位置では、１次転写ローラと１次転写対向ローラとにより中間転写ベルト７と感光体ベルト２との間にニップが形成されており、１次転写ローラにＢｋトナー像と逆極性のバイアスを印加することによりＢｋトナー像を中間転写ベルト７に転写する。

感光体ベルト２上の若干の未転写残留トナーは、感光体ベルト２の再使用に備えて感光体クリーニング装置４で清掃される。ここで回収されたトナーは回収パイプを経由して図示しない廃トナータンクに蓄えられる。
感光体ベルト２側ではＢｋ画像形成工程の次にＣ画像形成工程に進み、上記位置検出用センサの検出タイミングに応じてＣ画像データによるレーザ光ＬＤによる書き込みが行われ、Ｃ静電潜像が形成される。
そして、先のＢｋ静電潜像の後端部が通過した後で、かつＣ静電潜像の先端部が到達する前にＢｋ現像器６ａが現像位置から退避し、Ｃ現像器６ａが現像位置にセットされてＣ静電潜像がＣトナーで現像される。
以後、Ｃ静電潜像領域の現像が続行されるが、Ｃ静電潜像の後端部が通過した時点で、先のＢｋ現像器６ａの場合と同様にＣ現像器６ａが現像位置から退避し、次のＭ現像器６ａを現像位置に移動させる。
このことも同様に次のＭ静電潜像の先端部が現像位置に到達する前に完了させる。なお、Ｍ及びＹの画像形成工程については、それぞれの静電潜像形成、現像の動作が上述のＢｋ、Ｃの工程と同様であるので説明は省略する。

中間転写ベルト７には、感光体ベルト２に順次形成するＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナー像が、同一面に順次位置合わせされて、４色重ねのトナー像が形成され、次の２次転写工程において、この４色のトナー像が転写紙に一括転写される。
上記画像形成動作が開始される時期に、転写紙は転写紙カセット又は手差しトレイのいずれかから給送され、レジストローラ対９のニップで待機している。そして、２次転写ローラ１０に中間転写ベルト７上の４色重ねのトナー像先端が差し掛かる時に、ちょうど転写紙の先端がこのトナー像の先端に一致するようにレジストローラ対９が駆動され、転写紙とトナー像との位置合わせが行われる。
そして、転写紙が中間転写ベルト７上のトナー像と重ねられて２次転写位置を通過する。この時、２次転写ローラ１０による転写バイアスで転写紙が荷電され、トナー画像のほとんどが転写紙上に転写される。

中間転写ベルト７から４色重ねトナー像を一括転写された転写紙は、定着ユニット１１に搬送される。ここで所定温度に制御された定着ベルトと加圧ローラのニップ部でトナー像が溶融定着され、装置本体外に送り出され（矢印Ｃ方向）、排紙トレイに裏向きにスタックされ、フルカラーコピーを得る。
一方、１次転写後の感光体ベルト２の表面は、感光体クリーニング装置４でクリーニングされ、除電ランプ（図示せず）で均一に除電される。また、転写紙にトナー像を転写した後の中間転写ベルト７の表面は、ベルトクリーニング装置８のクリーニングブラシを接離機構で押圧することによってクリーニングされる。中間転写ベルト７からクリーングされたトナーは廃トナータンク（図示せず）に蓄えられる。

図３は図１に示した現像ユニットに設けられる現像器の１つを示す拡大説明図である。次に、本発明の要旨である現像剤収納器としてのトナーカートリッジを含む現像ユニットの実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
既述の通り、カラープリンタ本体の待機状態では、現像ユニットはいずれの現像器も感光体ベルトと離間した位置にセットされており、プリント動作が開始されると、カラー画像データに基づきレーザ光による光書き込み、静電潜像形成が始まる。なお、各現像器は互いに同様の構成を有するので、以下の説明では、そのうちの１つを例に挙げて説明する。
現像装置は感光体ベルト２（図１）に供給する１成分現像剤を表面に担持して表面移動する現像ローラ１３と、１成分現像剤を感光体ベルト２表面に供給する供給ローラ２０と、現像ローラ１３の表面に担持された１成分現像剤を薄層化するドクターローラ２１と、現像剤収容室１５内に回転軸を中心に回動自在に設けられた第１の搬送パドル１４と、前記現像剤収容室に連通する開口部１９を有している。

第１の搬送パドル１４は、１成分現像剤を収容した現像剤収容室１５内に設けられ、現像ローラ１３の表面に平行でかつこの現像ローラ１３表面移動方向に対して直交する方向に現像剤収容室１５内の１成分現像剤を搬送しながら、供給ローラ２０に１成分現像剤を供給する。現像装置は、さらに、開口部１９を経由して現像剤収容室１５に供給される１成分現像剤を収納する現像剤収納器１６を備えている。
現像ユニット６の現像器６ａは、感光体ベルト２表面の静電潜像を現像するためにトナーを表面に担持して回転する現像剤担持体としての現像ローラ１３と、トナーを汲み上げて撹拌するために回転する攪拌搬送部材としての第１搬送パドル１４とを含む現像剤収容室としての現像第１ユニット１５と、トナーを収容する現像剤収納器としてのトナーカートリッジである現像第２ユニット１６の２つのユニットで構成されている。
このように２つのユニットに分割されている理由は、現像第１ユニット１５は、現像第２ユニット１６を数回交換して使用しても耐えうる耐久性を有しているからである。

現像器６ａ内のトナーは所定の極性に帯電される。また、各現像ローラ１３には、図示してない現像バイアス電源によって現像バイアスが印加され、現像ローラ１３が感光体ベルト２に対して所定電位にバイアスされる。
また、接離機構は、図示しないモータから現像器６ａに駆動を伝達するための図示しない電磁クラッチがオンになると、その駆動力で現像器６ａを感光体ベルト２側（図中右側）に移動させるようになっている。
現像時には現像器６ａのうち選択されたいずれか１つが移動し、感光体ベルト２に当接する。一方、電磁クラッチをオフにして駆動伝達を解除すると、感光体ベルト２に当接していた現像器６ａが感光体ベルト２から離間する方向（図中左側）に移動する。

次に、現像動作について説明する。現像器６ａには、トナーが第１搬送パドル１４から第３搬送パドル１８に至るまで充填されており、各搬送パドル１４、１７、１８はその羽根の先端を現像第１ユニット１５又は現像第２ユニット１６の内壁の一部に当接させながらそれぞれ矢印の方向に回転する。
この回転により、トナーを、現像ローラ１３の回転軸方向（以下、「長手方向」という）に対して平行な方向に攪拌・搬送しながら、現像ローラ１３に向かう方向へ送り出す。
上述したように、現像剤収容器としての現像部である現像第１ユニット１５には第１搬送パドル１４が、そして現像剤収納器としてのトナーカートリッジである現像第２ユニット１６には、第２、第３搬送パドル１７、１８が、それぞれ設けられている。

現像第２ユニット１６は、図２の手前側から現像第１ユニット１５に対して着脱可能であり、トナーエンドとなった場合は交換できるようになっている。交換時には、トナー飛散が発生しないように、開口部であるトナー補給口１９にはシャッタが設けられている。このトナー補給口１９は、シャッタ構成を採れるだけのスペースを確保するため、現像第２ユニット１６の長手方向中央部に設けられている。
各搬送パドル１４、１７、１８の羽根は、ポリプロピレンやＰＥＴのような弾性を有する材質で形成されているので、その弾性により現像第１ユニット１５及び現像第２ユニット１６の内壁と密着する。
このように、各搬送パドル１４、１７、１８の羽根は、少なくとも１対以上の複数枚の弾性を有する薄板状部材で形成されるとともに、攪拌搬送部材である各搬送パドル（先端）が、その移動時に少なくとも一部で現像剤収容室又は現像剤収納室を形成する現像第１ユニット１５及び現像第２ユニット１６の壁面に摺接移動する。
そして、各搬送パドル１４、１７、１８が回転することにより、その羽根で確実にトナーが搬送される。その後、第１搬送パドル１４にてトナーはゴムなどの弾性体からなるｎ次曲線の太鼓形状若しくは凸形状の供給ローラ２０に搬送され、続いて供給ローラ２０から現像ローラ１３に供給される。

現像ローラ１３に供給されたトナーは、ゴムなどの弾性体よりなるｎ次曲線の太鼓形状若しくは凸形状の現像剤層規制部材としてのドクターローラ２１にて帯電されると同時に、所定の厚さに規制され、感光体ベルト２上に形成された静電潜像を現像して可視化する。
また、ドクターローラ２１及び現像ローラ１３は、温湿度等の環境変動によってその外径が変化するため、その変化を吸収すべく、その軸の両端で現像ローラ１３に対して弾性体としてのスプリング２２により付勢されている。
このように軸の両端で付勢すると、ドクターローラ２１の長手方向中央部の現像ローラ１３に対する当接圧が長手方向端部に比べて小さくなり、その当接圧が現像ローラ１３の長手方向にわたって不均一になる。
この当接圧の不均一を是正すべく、本実施の形態では、これらのドクターローラ２１及び現像ローラ１３を太鼓形状とし、軸の両端で付勢しても当接圧が現像ローラ１３の長手方向にわたって均一になるようにしている。
なお、ドクターローラ２１にて掻き落とされたトナーは、現像第１ユニット１５の内壁の傾斜を伝って、第１搬送パドル１４が設けられた現像第１ユニット１５の収容部内に戻される。

図４は図３の第１搬送パドルを示す正面図である。図５は第１搬送パドルを示す概略断面図である。図６は第１搬送パドルの移動方向と現像剤の移動方向の関係を示す概略図である。
ここで、攪拌搬送部材を第１搬送パドル１４として説明すれば、回転軸１４（０）からその先端までの距離（自由長）が長手方向での位置によって変位する形状を有する第１の攪拌羽根１４（１）と、この第１の攪拌羽根１４（１）の回転軸１４（０）からその先端までの距離（自由長）とは、その長手方向動位置において逆側に変位する形状を有する第２の攪拌羽根１４（２）からなる、少なくとも１対以上の複数枚の弾性を有する薄板状部材で形成される。第１搬送パドル１４（先端）は、その移動時に少なくとも一部で現像剤収容室１５の壁面に摺接移動する。

図３乃至図６に示すように、現像第１ユニット１５内に設けられた第１搬送パドル１４には、中心軸１４（０）を中心として、回転対称に、例えば、ＰＥＴである弾性シート状の２枚の、第１及び第２の攪拌・搬送羽根（以下、単に第１及び第２の羽根と称する）１４（１）、１４（２）が設けられている。第１の羽根１４（１）は、現像第１ユニット１５及び現像第２ユニット１６の長手方向中央部に設けられたトナー補給口（開口部）１９を中心に、中心軸１４（０）の中心から先端部までの距離が中央部で最短となるように連続的な曲線形状で形成されている。また、第２の羽根１４（２）は、第１の羽根１４（１）とは対称的に、中心軸１４（０）の中心から先端部までの距離が中央部で最長となるように連続的な曲線形状で形成されている。なお、２枚の羽根１４（１）、１４（２）における中心軸１４（０）の中心から先端までの距離は、中心軸１４（０）とケースの内壁との距離よりも大きく設定されている。２枚の羽根１４（１）、１４（２）の先端は、その回転動作中に少なくとも一部分で、全幅においてケースに喰い込み、変形した状態で移動する。

中心軸１４（０）の中心から先端までの距離が大きいほど、回転方向下流側への撓み量が大きくなるため、図５及び図６に示したように、羽根１４（１）、１４（２）の先端部分でのトナー搬送面は湾曲面を形成し、各々、図６の矢印で示したように、軸長手方向でのトナー移動を発生させることができる。攪拌搬送部材である第１の搬送パドル１４は、回転（中心）軸１４（０）からその先端までの距離（自由長）が長手方向での位置によって変位する形状を有する第１の羽根１４（１）と、この第１の羽根１４（１）の回転軸１４（０）からその先端までの距離（自由長）とは、その長手方向での位置において逆側に変位する形状を有する第２の羽根１４（２）からなる、弾性を有する薄板状部材で形成される。このように、第１及び第２の羽根１４（１）、１４（２）は、回転軸の中心１４（０）から先端までの距離が中央部で最短あるいは最長となるように連続的な曲線形状で形成され、対称的に形成されているので、連続的な曲線による変位によって、軸長手方向へのトナー搬送を連続かつ均一に行うことのできる現像装置を提供することができる。

図７は本発明における搬送パドルの他の実施の形態を示す正面図である。図８は図７の搬送パドルの変形例を示す正面図である。図７において、羽根１４（１）は、トナー補給口１９を中心に、中心軸１４（０）の中心から先端までの距離が中央部で最短となるように、直線部と、連続的なテーパ形状で形成されている。羽根１４（２）は、羽根１４（１）とは対称的に、中心軸１４（０）の中心から先端までの距離が中央部で最長となるように直線部と、連続的なテーパ形状で形成されている。このように、中心軸１４（０）の中心から先端までの距離・形状を変化させることで、トナー補給口の位置やトナーの循環性に応じて、軸長手方向へのトナー搬送力を変化させることができる。また、図８に示したように、軸長手方向における中心軸１４（０）の中心から先端までの距離・形状を変化させることで、例えば、トナー補給口の位置やトナーの循環性に応じて、軸長手方向へのトナー搬送方向、搬送力を場所によって変化させることができる。

図９は本発明における搬送パドルのさらに他の実施の形態を示す正面図である。図９において、２枚羽根１４（１）、１４（２）には、軸長手方向に段違いになるように穴２３が設けられる。
搬送パドル（搬送部材）１４の回転により、トナーは２枚の羽根１４（１）、１４（２）により、上述のように一部で軸長手方向に移動するとともに、回転方向に搬送される。
しかし、その一部は穴２３を通過し、回転方向側へのトナー循環も行われることになり、弾性体からなる羽根の先端が現像剤収容室の内壁の一部に当接しながら回転駆動するような搬送パドルを用いる場合でも、画像濃度ムラや地汚れの発生を抑制することが可能となる。
また、穴２３を設けることで、軸長手方向にトナーを移動・攪拌するとともに、回転方向にも攪拌・移動される、攪拌効率の高い現像装置を提供するとともに各羽根の変形による負荷が低減でき、トルクの低減も図られる。さらに、回転方向での攪拌・移動中にも軸方向変位を生み出すので、さらに攪拌効率の高い現像装置を提供することができる。

なお、上述のように、２枚の羽根１４（１）、１４（２）は、各々１枚の弾性体シート状の部材から構成されているため、複数の断片的に傾斜を持つ羽根部材が同軸上に配置されたものにおける、部品内での軸長手方向での部分的なムラ（画像上での縦帯状ムラ）を防止できる。
また、本実施の形態では、中心軸１４（０）を中心として、回転対称にＰＥＴ等の弾性シート状の２枚羽根１４（１）、１４（２）を有するものに付いて説明したが、例えば、羽根１４（１）、１４（２）が９０度の回転対称に配置されたものを、２組配置することもできる。

本発明が適用される画像形成装置の１例である電子写真式カラープリンタの概略構成図である。 本発明の現像装置を有するプロセスカートリッジの構成を示す概略断面図である。 図１に示した現像ユニットに設けられる現像器の１つを示す拡大説明図である。 図３の第１搬送パドルを示す正面図である。 第１搬送パドルを示す概略断面図である。 第１搬送パドルの移動方向と現像剤の移動方向の関係を示す概略図である。 本発明における搬送パドルの他の実施の形態を示す正面図である。 図７の搬送パドルの変形例を示す正面図である。 本発明における搬送パドルのさらに他の実施の形態を示す正面図である。

符号の説明

１ 画像形成装置（電子写真式カラープリンタ）
２ 像担持体（感光体ユニット、感光体ベルト）
６ 現像ユニット
６ａ 現像器
１３ 現像剤担持体（現像ローラ）
１４ 攪拌搬送部材（第１搬送パドル）
１４（０） 回転軸（中心軸）
１４（１） 薄板状部材（第１の羽根、第１の攪拌・搬送羽根）
１４（２） 薄板状部材（第２の羽根、第２の攪拌・搬送羽根）
１５ 現像第１ユニット（現像部、現像剤収容室）
１６ 現像第２ユニット（現像剤収納器、トナーカートリッジ）
１７ 第２搬送パドル
１８ 第３搬送パドル
１９ 開口部（トナー補給口）
２０ 現像剤供給部材（供給ローラ）
２１ 現像剤層規制部材（ドクターローラ）
３０ プロセスカートリッジ
３１ 感光体（潜像担持体）
３２ 帯電手段
３３ 現像器（現像手段）
３３ａ 現像ローラ
３４ クリーニング手段

Claims (6)

1. 像担持体に供給する現像剤供給部材からの１成分現像剤を表面に担持して表面移動する現像剤担持体と、この現像剤担持体の表面に担持された現像剤層規制部材と、前記１成分現像剤を収容した現像剤収容室内に設けられ、かつ前記現像剤担持体表面移動方向に対して直交する方向に前記１成分現像剤を搬送しながら、前記現像剤供給部材に供給する、回転軸を中心に回動自在に設けられた攪拌搬送部材と、開口部を経由して前記現像剤収容室に連通する前記１成分現像剤を収納する現像剤収納器を備える現像装置において、前記攪拌搬送部材は、前記回転軸からその先端部までの距離が中央部で最短となるように連続的な曲線の形状を有する第１の攪拌羽根と、この第１の攪拌羽根とは対称的に、前記回転軸からその先端部までの距離が中央部で最長となるように連続的な曲線の形状を有する第２の攪拌羽根とからなる、少なくとも１対以上の複数枚の弾性を有する薄板状部材で形成されるとともに、前記攪拌搬送部材の先端部は、該攪拌搬送部材の移動時に少なくとも一部で前記現像剤収容室の壁面に摺接移動することを特徴とする現像装置。
2. 像担持体に供給する現像剤供給部材からの１成分現像剤を表面に担持して表面移動する現像剤担持体と、この現像剤担持体の表面に担持された現像剤層規制部材と、前記１成分現像剤を収容した現像剤収容室内に設けられ、かつ前記現像剤担持体表面移動方向に対して直交する方向に前記１成分現像剤を搬送しながら、前記現像剤供給部材に供給する、回転軸を中心に回動自在に設けられた攪拌搬送部材と、開口部を経由して前記現像剤収容室に連通する前記１成分現像剤を収納する現像剤収納器を備える現像装置において、前記攪拌搬送部材は、前記回転軸からその先端部までの距離が中央部で最短となるように直線部と、連続的なテーパ形状部分とを有する第１の攪拌羽根と、この第１の攪拌羽根とは対称的に、前記回転軸からその先端部までの距離が中央部で最長となるように直線部と、連続的なテーパ形状部分とを有する第２の攪拌羽根とからなる、少なくとも１対以上の複数枚の弾性を有する薄板状部材で形成されるとともに、前記攪拌搬送部材の先端部は、該攪拌搬送部材の移動時に少なくとも一部で前記現像剤収容室の壁面に摺接移動することを特徴とする現像装置。
3. 前記第１及び第２の攪拌羽根は、軸長手方向に複数の穴形状部分を有することを特徴とする請求項１乃至２のいずれか１項記載の現像装置。
4. 前記第１の攪拌羽根に設けられた穴形状部分に対し、前記第２の攪拌羽根に設けられた穴形状部分が前記軸長手方向に対し、相対変位した位置に設けられることを特徴とする請求項３記載の現像装置。
5. 感光体、帯電手段、現像手段、クリーニング手段から選ばれる少なくとも１つの手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、前記現像手段は供給ローラを使用している請求項１乃至４のいずれか１項記載の現像装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
6. 請求項５記載のプロセスカートリッジを搭載することを特徴とする画像形成装置。

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