JP5582299B2 - 混合攪拌構造、現像装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、混合攪拌構造、現像装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置内の現像剤（以下、トナーと呼ぶ場合がある）は、攪拌搬送させることで現像装置の局所に溜まることなく循環させる必要がある。局所にトナーが溜まれば、現像装置内のトナーの劣化具合が不均一になる。また、現像装置内のトナーの粒径差等が原因で地汚れ等の品質低下に繋がる。特にトナー追加補給方式を採用する現像装置では、劣化具合の異なるトナーが追加補給されるため補給されたトナーと現像装置に残っているトナーが混合されずに凝集し、局所に溜まり易くなる。そこで、トナーが溜まり易い場所にアジテータやパドル等の混合攪拌部材を設け混合攪拌する技術が考えられ既に知られている。

図１９はパドルを用いた現像装置を示し、図２０はアジテータを用いた現像装置を示している。これらの現像装置は、現像剤が収容される現像ハウジング６０に、現像剤を担持して像担持体に現像を行う現像剤担持体としての現像ローラ６１と、現像ローラ６１に現像剤を供給するための供給ローラ６４等が組み付けられたものである。現像ローラ６１に供給された現像剤層の厚みを規制する規制ブレード６５ａを有する規制部材６５を備える。そして、図１９に示す現像装置では、現像ハウジング６０に混合攪拌部材としてのパドル６６が収容され、図２０の現像装置では、現像ハウジング６０に混合攪拌部材としてのアジテータ６７が収容されている。なお、現像ローラ６１と供給ローラ６４と混合攪拌部材とはそれぞれ矢印の方向に回転する。

パドル６６を混合攪拌部材として用いれば、トナーのほぐし効果を得ることができるが、トナーを搬送する効果が得られない。このため、トナーは、図１９に示す２点鎖線で示す範囲（トナーがほぐされる範囲）のみほぐされ続ける。このように、同じ範囲（領域）でほぐされ続けると、パドル６６の回転領域外（現像剤がほぐされる範囲外）でトナーが凝集し溜まるおそれがある。

アジテータ６７を混合攪拌部材として用いれば、トナーを搬送する効果が得られるが、このアジテータ６７の軸心６７ａ近傍の現像剤が移動しにくく、図２０に示す２点鎖線で示す範囲である軸心部にトナーが堆積するという問題がある。

このため、従来には、トナーの凝集を防止するように構成したものがある（特許文献１）。この場合、攪拌機構が、供給ローラと対面する位置に配置される平板状の攪拌部材と、攪拌部材の平板面を、供給ローラと接触する位置と、供給ローラに対して所定間隔で離間する位置との間へ往復動させる往復動機構とを備えたものである。なお、往復動機構は、偏芯カムおよび付勢バネ等で構成される。

前記特許文献１に記載のものでは、攪拌部材近傍でのトナーの凝集が防止されるが、攪拌部材の往復動範囲外においてはトナーが凝集し溜まるという問題点が解決されていない。しかも、往復動機構は、偏芯カムおよび付勢バネ等で構成されるため、構成の複雑化を招くことになる。また、トナーが充填された状態で攪拌部材が往復動機構を介して動作（往復動）すると、トナーがこの往復動機構内に侵入して動きを妨げるおそれがある。

本発明は、斯かる事情に鑑み、局所的な粉体（現像剤等）の凝集を防止できる混合攪拌構造、現像装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置を提供しようとするものである。

本発明の混合攪拌構造は、回転軸心と所定間隔をもって平行に配設されて回転軸心を中心に回転する攪拌部と、この攪拌部に沿って配設されて攪拌部とともに回転して粉体を攪拌搬送する羽根部とを備え、粉体を外径方向へ押し出す機能を具備する複数の外径側平坦面部を、攪拌部側端縁の回転軌跡の接線方向に対する角度が相違するように、前記回転軸心に沿って前記羽根部に設けるとともに、複数の外径側平坦面部が連続一体化しているものである。

本発明の混合攪拌構造によれば、攪拌部が回転軸心と所定間隔をもって平行に配設されているので、回転軸付近の粉体が移動し易くなり回転軸付近の粉体溜りを防止できる。しかも、羽根部にて粉体を搬送することができる。また、粉体は攪拌部によってほぐされる。そして、外径側平坦面部に衝突した粉体は外径側平坦面部によって跳ね返される。そのとき、粉体の入射角と反射角は等しくなる。したがって、粉体は攪拌部の回転半径外側（外径側）へ押し出される。その結果、この混合攪拌構造の回転に伴い、回転領域の外側へ押し出され、混合攪拌構造の回転領域外より大きな領域にトナーの循環領域が形成される。 攪拌部側端縁の回転軌跡の接線方向に対する角度が相違する複数の外径側平坦面部を回転軸心に沿って配設することによって、外径方向への押し出し効果が相違する外径側平坦面部を配設することができる。このため、粉体が溜り易い部位（例えば、壁側）に押し出し効果が大である外径側平坦面部を配設するようにすることによって、粉体の凝集をより効果的に防止できる。

攪拌部と羽根部とが一体成形品であってもよい。一体成形品とすることによって、強度的に優れたものとなる。また、羽根部が可撓性を有するものであってもよい。このように、羽根部が可撓性を有するものであれば、この羽根部をこの羽根部近傍の壁面等に摺接させることが可能となり、摺接する壁面等の粉体を掻き落とすことができる。

外径側平坦面部の攪拌部側端縁の回転軌跡の接線方向と外径側平坦面部とが成す角度をθとしたときに、−４５°＜θ＜＋９０°とすることができる。外径側平坦面部の角度をこの範囲に設定することによって、粉体の外径方向への押し出しを安定して行うことが可能となる。

外径側平坦面部は、攪拌部側端縁を除く部位がこの攪拌部側端縁の回転軌跡よりも外径側に位置するのが好ましい。このように設定することによって、粉体の循環領域を安定して大きくすることができる。

本発明の現像装置は、現像剤担持体と、現像剤担持体に現像剤を供給するための現像剤供給部材と、現像剤を攪拌しつつその現像剤を現像剤供給部材へ搬送する搬送部材と、現像剤担持体に供給された現像剤層の厚みを規制する規制部材を備えた現像装置であって、前記搬送部材を前記現像剤供給部材の上方近傍に配置するとともに、この搬送部材に前記混合攪拌構造体を用いたものである。

本発明の現像装置によれば、粉体である現像剤の循環領域を大きくすることができる。

また、外径側平坦面部の反攪拌部側の端縁と、現像剤供給部材との間の寸法を４ｍｍ以下とするのが好ましい。このように設定することによって、現像剤供給部材による現像剤を送る効果と、羽根部による現像剤を送る効果との相乗効果によって、より大きな循環領域を得ることができる。

外径側平坦面部の反攪拌部側の端縁と、規制部材との間の寸法を２ｍｍ以下とするのが好ましい。このように設定することによって、外径側平坦面部の反攪拌部側の端縁と規制部材との間に現像剤が溜まるのを防止できる。

外径側平坦面部による現像剤の押し出される方向と、現像剤供給部材によって形成される現像剤循環方向とがほぼ一致することも可能である。このように設定することによって、現像剤の循環が促進される。

本発明のプロセスカートリッジは、画像形成装置本体に着脱可能に装着されるプロセスカートリッジであって、少なくとも、前記現像装置と、静電潜像が形成される像担持体とが一体に構成されたものである。

本発明のプロセスカートリッジによれば、大きな循環領域を得ることができる現像装置を備えたものであり、しかも、画像形成装置本体に着脱可能に装着される。

本発明の画像形成装置は、前記プロセスカートリッジを用いたものである。この画像形成装置によれば、現像装置が大きな循環領域を得ることができるものである。

本発明の混合攪拌構造では、粉体の循環領域を大きくすることができ、局所的な粉体の凝集を防止できて、粉体攪拌および粉体搬送を安定して行うことがきる。

攪拌部と羽根部とが一体成形品であれば、強度的に優れたものとなって、長期にわたって安定して攪拌・搬送機能を発揮することができる。羽根部が可撓性を有するものであれば、壁面等の粉体を掻き落とすことができて、粉体がこの壁面の近傍等において粉体が溜まるのを有効に防止できる。

外径側平坦面部の角度を、−４５°＜θ＜＋９０°とすることによって、粉体の外径方向への押し出しが安定し、局所的な粉体の凝集を一層防止できる。

攪拌部側端縁を除く部位が攪拌部側端縁の回転軌跡よりも外径側に位置するものでは、粉体の循環領域を安定して大きくすることができて、局所的な粉体の凝集を安定して防止できる。

角度が相違する外径側平坦面部を配置することによって、粉体が溜り易い部位と溜りにくい部位とにそれぞれ対応して配置することができる。このため、効率よい攪拌・搬送機能を発揮させることができ、局所的な粉体の凝集を効率よく防止できる。

本発明の現像装置では、局所的な現像剤の凝集を防止でき、高品質な画像形成が可能となる。外径側平坦面部の反攪拌部側の端縁と、現像剤供給部材との間の寸法を４ｍｍ以下としたり、外径側平坦面部の反攪拌部側の端縁と、規制部材との間の寸法を２ｍｍ以下としたりすることによって、現像剤が溜まるのを防止でき、画像形成が安定する。

外径側平坦面部による現像剤押し出される方向と、現像剤供給部材によって形成される現像剤循環方向とを同一方向とすることによって、現像剤の溜まる防止効果を高めることができる。

本発明のプロセスカートリッジや画像形成装置では、現像装置において、大きな循環領域を得ることができ、高品質の画像形成が可能である。

本発明の混合攪拌構造を用いた現像装置の断面図である。 本発明の現像装置を用いた画像形成装置の全体構成図である。 本発明の混合攪拌構造の斜視図である。 前記図３に示す混合攪拌構造の動作を示す要部正面図である。 前記図３に示す混合攪拌構造の動作を示す要部正面図である。 本発明の混合攪拌構造の第１変形例を示す要部正面図である。 本発明の混合攪拌構造の第２変形例を示す要部正面図である。 他の配置位置に混合攪拌構造が配置された状態の現像装置の断面図である。 別の配置位置に混合攪拌構造が配置された状態の現像装置の断面図である。 前記図９に示す現像装置の要部断面図である。 本発明の混合攪拌構造の第３変形例を示す要部正面図である。 本発明の混合攪拌構造を用いた他の現像装置の断面図である。 本発明の混合攪拌構造の第４変形例を示す斜視図である。 本発明の混合攪拌構造の第５変形例を示す斜視図である。 本発明の混合攪拌構造の第６変形例を示す斜視図である。 前記図１５に示す混合攪拌構造であって、（ａ）は図１５のア部の断面図であり、（ｂ）は図１５のイ部の断面図である。 本発明の混合攪拌構造の第７変形例を示す斜視図である。 前記図１７に示す混合攪拌構造の断面図である。 従来の現像装置の要部断面図である。 従来の他の現像装置の要部断面図である。

以下、図に示す実施例による本発明を実施するための形態を説明する。

図２は、本発明に係る画像形成装置の実施の一形態を示す概略構成図である。図２に示す本発明の画像形成装置は、４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１ＢＫを備えている。各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１ＢＫは、画像形成装置本体１００に対して着脱可能に構成してある。

各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１ＢＫは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの異なる色のトナーを収容している以外は同様の構成となっている。そこで、１つのプロセスユニット１Ｙを例にその構成を説明する。

プロセスユニット１Ｙは、像担持体としての感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ３と、感光体２の表面にトナー像を形成する現像手段としての現像装置４と、感光体２の表面をクリーニングするクリーニング手段としての感光体クリーニングブレード５を備えている。

各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１ＢＫの上方には、感光体２の表面を露光する露光手段としての露光装置７が配設されている。また、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１ＢＫの下方には、中間転写ユニット６が配設されている。中間転写ユニット６は、無端状のベルトから構成される中間転写ベルト１０を有する。中間転写ベルト１０は、駆動ローラ８及び従動ローラ９に張架され、図の矢印の方向に周回走行可能に構成されている。

中間転写ベルト１０の内周面には、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１ＢＫが配設されている。各一次転写ローラ１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１ＢＫは、それぞれ感光体２に対向した位置で中間転写ベルト１０の内周面に圧接しており、この圧接により、各感光体２は中間転写ベルト１０の外周面に圧接して一次転写ニップを形成している。

中間転写ベルト１０を張架する駆動ローラ８に対向した位置に、二次転写手段としての二次転写ローラ１２が配設されている。この二次転写ローラ１２は、中間転写ベルト１０の外周面に圧接しており、その圧接部において二次転写ニップを形成している。

中間転写ユニット６は、中間転写ベルト１０の表面をクリーニングするためのベルトクリーニング装置２１を備える。また、中間転写ユニット６の下方には、廃トナーを収容するための廃トナー収容器２２が配設されている。廃トナー収容器２２の入口部にはベルトクリーニング装置２１から伸びた図示しない廃トナー移送ホースが接続されている。

画像形成装置本体１００の下部には、紙やＯＨＰシート等の記録媒体Ｐを収容した記録媒体収容部１３が配設されている。記録媒体収容部１３には、記録媒体Ｐを搬出する供給ローラ１４等が設けてある。

画像形成装置本体１００内には、記録媒体Ｐを記録媒体収容部１３から上方へ案内するための搬送路Ｒ１が配設されている。駆動ローラ８と二次転写ローラ１２によって形成された二次転写ニップよりも、搬送路Ｒ１の搬送方向上流側（図の下方）に、一対のレジストローラ１５ａ，１５ｂが配設されている。また、二次転写ニップよりも、搬送路Ｒ１の搬送方向下流側（図の上方）に、定着装置１６が配設されている。定着装置１６は、加熱ローラ１７と加圧ローラ１８を有する。加熱ローラ１７と加圧ローラ１８は互いに圧接しており、その圧接部において定着ニップを形成している。

搬送路Ｒ１の搬送方向下流端部には、一対の排出ローラ１９ａ，１９ｂが配設されている。また、記録媒体Ｐを積載するためのストック部２０が、画像形成装置本体１００の上面を内方へ凹ませて形成されている。

以下、図２を参照して上記画像形成装置の基本的動作について説明する。
プロセスユニット１Ｙにおいて、感光体２を図の矢印の方向に回転させ、その感光体２の表面を帯電ローラ３によって均一な高電位に帯電させる。次いで、画像データに基づいて露光装置７から感光体２の表面にレーザビームが照射され、照射された部分の電位が低下して静電潜像が形成される。この感光体２の表面に形成された静電潜像の部分に、現像装置４によって帯電させたトナーを静電的に転移させ、イエローのトナー画像を形成（可視画像化）する。

一次転写ローラ１１Ｙに、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、一次転写ローラ１１Ｙと感光体２との間の一次転写ニップにおいて転写電界を形成する。そして、一次転写ニップにおいて、回転する感光体２上のトナー画像を、図の矢印方向に走行する中間転写ベルト１０に一次転写する。

その他の各プロセスユニット１Ｃ，１Ｍ，１ＢＫにおいても、同様にして感光体２上にトナー画像を形成し、４色のトナー画像を互いに重なり合うように中間転写ベルト１０に一次転写する。

また、一次転写行程を経た後の感光体２の表面を、感光体クリーニングブレード５によってクリーニングし、残留トナーを除去する。さらに、感光体２の表面に残る残留電荷を図示しない除電ランプによって除電する。

一方、記録媒体収容部１３に収容されている記録媒体Ｐを、供給ローラ１４を回転させて搬送路Ｒ１へ送り出す。送り出された記録媒体Ｐは、レジストローラ１５ａ，１５ｂによって一旦停止される。

また、二次転写ローラ１２にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加して二次転写ニップに転写電界を形成する。あるいは、二次転写ローラ１２に対向する駆動ローラ８にトナーの帯電極性と同極性の電圧を印加して、同様の転写電界を形成してもよい。その後、レジストローラ１５ａ，１５ｂの駆動を再開し、中間転写ベルト１０上のトナー画像とタイミング（同期）をとって記録媒体Ｐを二次転写ニップへ送る。そして、二次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト１０上のトナー画像を記録媒体Ｐ上に一括して二次転写する。また、二次転写後、中間転写ベルト１０の表面に残留するトナーは、ベルトクリーニング装置２１によって除去され、除去されたトナーは廃トナー収容器２２へ回収される。

トナー画像を転写された記録媒体Ｐは、定着装置１６へと搬送される。定着装置１６に送り込まれた記録媒体Ｐは、加熱ローラ１７と加圧ローラ１８間に挟まれて加熱・加圧され、トナー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。その後、記録媒体Ｐは排出ローラ１９ａ，１９ｂによってストック部２０に排出される。

ところで、プロセスカートリッジは、図１に示すように、感光体（感光ドラム）２と、現像装置（現像手段）４等を一体ユニット化したものである。現像装置４は、現像ハウジング３０に、現像剤担持体としての現像ローラ３１と、現像ローラ３１に現像剤を供給するための現像剤供給部材としての供給ローラ３４と、現像剤を攪拌しつつその現像剤を供給ローラ３４へ搬送する混合攪拌構造（混合攪拌部材）３３等を組み付けたものである。また、現像ローラ３１に供給された現像剤層の厚みを規制する規制部材３５を備える。そして、この現像ハウジング３０の上部にトナー容器（図示省略）が着脱可能に配置され、このトナー容器から現像剤であるトナーが現像ハウジング３０に補給される。

供給ローラ３４は金属製の芯金の外周にカーボンを混合させることで半導電化させた発泡ポリウレタンを付着させたスポンジローラ等で構成される。本発明の実施例では芯金としてその径を６ｍｍ程度とし、スポンジ部の外径を１２ｍｍ程度としている。また、現像ローラ３１との間のニップを2ｍｍ、回転数比を１に設定している。現像ローラ３１は、金属製の芯金を有し、外周は体積抵抗値を約１０⁵〜１０⁷Ω程度に調整した導電性ゴム（例えば導電性ウレタンゴムやシリコーンゴムを使用することが可能）で構成されている。本発明の実施例では、ゴム硬度Ｈｓ７５、芯金径を６ｍｍ、ゴム外径を１２ｍｍのものを使用した。規制部材３５は、例えば板厚が０．１ｍｍ程度のＳＵＳなどの金属板からなる規制ブレード３５ａを有し、この規制ブレード３５ａを現像ローラ３１に当接させることで、現像ローラ３１上のトナー量を調整する構成となっている。

なお、現像ローラ３１上のトナー量の制御は、現像特性を安定させる上できわめて重要であり、通常の製品においても現像ローラ３１に対するブレード３５ａの当接圧（通常線圧２０〜６０Ｎ／ｍ）、当接ニップ位置（通常ブレード先端から０．５±０．５ｍｍ程度）などが厳しく管理されるべき項目であるが、使用するトナー５５、現像ローラ３１、供給ローラ３４などの特性に合わせて適宜決定される。

本発明の実施例では板厚が０．１ｍｍのＳＵＳ材で現像ブレード３５ａを構成し、線圧４５Ｎ、ニップ位置を先端から０．２ｍｍ、現像ブレードの支持端部から自由端までの長さ（自由長）を１４ｍｍに設定することで、現像ローラ３１上に安定したトナー層を形成させてある。

混合攪拌構造３３は、図３に示すように、回転軸心Ｌと所定間隔をもって平行に配設されて回転軸心Ｌを中心に回転する攪拌部４０と、この攪拌部４０に沿って配設されて攪拌部４０とともに回転して粉体（トナー）を攪拌搬送する羽根部４１とを備える。

すなわち、混合攪拌構造３３は、軸方向両端部に配設される短軸状の端部軸部４３，４３と、この端部軸部４３にクランク部４４を介して連設される軸状の前記攪拌部４０とを備え、図４に示すように、攪拌部４０にクランク部４４の軸心と直交するように平板状の羽根部４１が連設される。

なお、この実施例では、図４に示すように、羽根部４１の肉厚ｔを、０．５ｍｍ程度とし、外径側平坦面部５０の自由端（反攪拌部側端縁）４６から固定端（攪拌部側端縁）４５までの寸法Ｘを３ｍｍ程度としている。また、回転軸心Ｌから攪拌部４０の軸心までの寸法を４．２ｍｍ程度としている。そして、攪拌部４０の外径面には切欠部が設けられ、この切欠部に羽根部４１の一方の長辺側が嵌合される。この際、例えば、両面テープを介して攪拌部４０に羽根部４１が一体的に接着される。

このように構成された混合攪拌構造３３において、端部軸部４３，４３を中心として回転駆動すれば、攪拌部４０が回転軸心Ｌと所定間隔をもって平行に配設されているので、回転軸付近のトナーが移動し易くなり回転軸付近のトナー溜りを防止できる。しかも、羽根部４１にてトナーを搬送することができる。また、トナーは攪拌部４０によってほぐされる。攪拌部４０の回転軌跡Ｃと羽根部４１の自由端４６の軌跡Ｄの間に存在するトナー５５は、図４に示されるように、羽根部４１の外径側平坦面部５０に衝突し跳ね返る。そのとき、トナー５５の入射角θ１と反射角θ２は等しくなる。したがって、トナー５５は攪拌部４０の回転半径外側（白抜き矢印Ｇ方向）へ押し出される。その結果、この混合攪拌構造の回転に伴い、回転領域の外側へ押し出され、混合攪拌構造の回転領域外より大きな領域にトナーの循環領域が形成される。このように、混合攪拌構造３３が回転駆動することによって、混合攪拌構造３３の回転領域外より大きな領域にトナーの循環領域が形成されトナー溜まり（凝集）の発生を防止する効果が得られる。

前記実施例では、羽根部４１の外径側平坦面部５０は、羽根部４１の攪拌部側の端縁の回転軌跡の接線Ｓ（図６参照）と平行に配設されていたが、この図６に示すように、接線Ｓに対して外径側平坦面部５０が所定角度をなすようにしてもよい。この角度をθとすれば、−４５°＜θ＜＋９０°とすることができる。

また、図７に示すように、羽根部４１の外径側平坦面部５０が曲率半径Ｒである凹曲面であってもよい。このように凹曲面とすることで、回転領域の外側（外径側）への押し出し効果を高めることができる。

ところで、供給ローラ３４の回転方向に対して、図２に示すように、混合攪拌構造３３を逆方向に回転することで、両者の間にあるトナーは混合攪拌構造３３の回転による押し出し効果により、混合攪拌部材の回転する範囲より外側のトナーに対してトナーの移動がなされる。この時、混合攪拌部材の形状や回転数に依っても異なるが、回転範囲0〜2ｍｍまで移動の効果があることが確認された。

この実施例では、図１に示すように、混合攪拌構造３３は供給ローラ３４の近傍（上側）に位置している。供給ローラ３４は一般にその表面の材質はスポンジであり凹凸を持っている。そのため、供給ローラ３４は表面の凹凸部分にトナーを取り込みながら回転するので、供給ローラ表面近くのトナーも同時に運ばれて対流が発生する。この時、供給ローラ３４の材質や回転速度およびトナーに依っても異なるが、一般に供給ローラ３４の表面０〜２ｍｍまでがトナーが動く範囲である。したがって、この2つを組み合わせれば、混合攪拌構造３３の羽根部４１の自由端４６と供給ローラ表面との最接近距離をＬ１(図８参照)とするとＬ１≦４ｍｍとする位置で、供給ローラ３４によってトナーを送る効果と本発明の混合攪拌部材によってトナーを送る効果の相乗効果により、より大きなトナーの循環領域が形成される。

また、混合攪拌構造３３と規制ブレード３５ａとの位置関係については、規制ブレード先端３５ｂと混合攪拌構造３３の羽根部４１の自由端４６との最接近距離をＬ２（図９参照）とすると、Ｌ２≦２ｍｍが好ましい。現像ローラ３１上のトナーが規制ブレード３５ａによって現像ローラ３１上で薄層にならず、削り落とされたトナーが規制ブレード先端3５ｂで溜まり易くなるため、規制ブレード先端３５ｂと混合攪拌構造３３の羽根部４１の自由端４６との最接近距離を2mm以内とすることで、図１０に示すように、規制ブレード先端３５ｂでトナーが溜まる（凝集）することを防止することができる。

羽根部４１の材質は、可撓性の材質であることが望ましい。図１１のように羽根部４１を可撓性の材質にすることで、羽根部４１を現像装置４の壁３０ａに押し当てることが可能になり、トナーの溜まり易い壁付近のトナーを掻き取るという効果が得られる。羽根部４１の材質を肉厚が０．５ｍｍのＰＥＴシートを可撓性の材料として用いることができる。なお、この場合、掻き取り性を考慮して、混合攪拌構造３３の回転方向が図１１に示すように、前記各実施例とは相違する方向とされる。

前記各実施例では、混合攪拌構造３３は現像ハウジング３０に１個であったが、図１２に示すように、複数個（図例では２個）であってもよい。このように、混合攪拌部材１２を複数設置した現像器において、それぞれの混合攪拌部材によって得られるトナーの送る効果の相乗効果によって、矢印Ｔのトナー循環がそれぞれの混合攪拌部材により促進される。その結果、トナーの溜まり（凝集）を防ぐ効果を高めることができる。

現像装置４内のトナーの循環方向は供給ローラ３４の回転方向によって決まる。したがって、本発明の混合攪拌構造３３を複数設置した場合、図７に示されるように本発明の混合攪拌構造３３によってトナー５５が押し出される方向と供給ローラ３４によって形成されるトナー５５の循環方向（矢印Ｔの方向）とが下流の混合攪拌構造３３でも一致するように本発明の混合攪拌構造３３の回転方向を決めた場合、さらにトナー５５の循環が促進される。その結果、トナー５５の溜まり（凝集）を防ぐ効果を高めることができる。

図１３では、混合攪拌構造３３の攪拌部（支持部）４０と羽根部４１とが一体成形品にて構成されている。このように、一体にすることで部品点数を削減することができ、コストの上昇を抑えることができる。本発明の実施例では、樹脂成型により、回転軸心Ｌから攪拌部先端４０ａまでの長さ５ｍｍ、羽根部４１の厚さｔを０．５ｍｍ、羽根部４１の固定端４５から自由端４６までの長さＸを３ｍｍとしている。

次に、図１４は攪拌部４０と羽根部４１とをそれぞれ分割したものである。すなわち、攪拌部４０を、一対の端部部位４０ａ，４０ｂと、中間部４０ｃとに分割し、これに対応して、羽根部４１を、一対の端部部位４１ａ，４１ｂと、中間部４１ｃとに分割している。すなわち、端部部位４１ａは端部部位４０ａに付設され、端部部位４１ｂは端部部位４０ｂに付設され、中間部４１ｃは中間部４０ｃに付設される。

この場合、端部部位４０ａ，４０ｂと、中間部４０ｃとは、回転軸心Ｌに関して１８０度反対側に配置される。このため、端部部位４０ａ，４０ｂと、中間部４０ｃとは、連結部４４ｂ、４４ｃにて連結される。このように、分割することで羽根部４１にかかる力を分散させ、部材の劣化を緩和させることができる。

図１５では、攪拌部側端縁の回転軌跡の接線方向に対する角度が相違する複数の外径側平坦面部５０ａ、５０ｃ、５０ｂを回転軸心に沿って配設したものである。すなわち、羽根部４１において、外径側平坦面部５０ａ、５０ｂを有する端部部位４１ｄ、４１ｅと、外径側平坦面部５０ｃを有する中央部位４１ｆとを有するものである。この場合、図１６（ａ）に示すように、角度θが０°であるアの部位（５０ｃ）と、図１６（ｂ）に示すように、θが約４５°であるイの部位（５０ａ、５０ｂ）とを備える。なお、端部部位４１ｄと中央部位４１ｆとの間、中央部位４１ｆと端部部位４１ｅとの間には傾斜部５１、５１が設けられている。

現像装置４の長手方向端部では、壁３０ａに近づくほどトナーが溜まり易い。そこで、混合攪拌構造３３の固定端４５の回転軌跡の接線と羽根の面とのなす角度θを長手方向端部に向かうに従い大きくした羽根部４１を取り付けることによって、特に羽根端部での回転領域外側へトナーの押し出す効果が高まり、長手方向壁近傍においてもトナーの溜まり（凝集）を防止することができる。

次に図１７は、回転軸心と直交する方向である幅寸法が相違する外径側平坦面部５０ｄ、５０ｆ、５０ｅを回転軸心に沿って配設したものである。この場合、羽根部４１において、外径側平坦面部５０ｄ、５０ｅを有する端部部位４１ｇ、４１ｈと、外径側平坦面部５０ｆを有する中央部位４１ｉとを有するものである。中央部の外径側平坦面部５０ｆは角度θが０°であり、端部の外径側平坦面部５０ｄ、５０ｅは角度θが約４５°である。そして、図１８に示すように、中央部の外径側平坦面部５０ｆの幅寸法をＬ３とし、端部の外径側平坦面部５０ｄ、５０ｅの幅寸法をＬ４とした場合、Ｌ３＜Ｌ４となる。なお、端部部位４１ｇと中央部位４１ｉとの間、中央部位４１ｉと端部部位４１ｈとの間には傾斜部５２、５２が設けられている。

このように設定することによって、端部における外径側平坦面部５０とトナー５５の接触面積が大きくなり、特に羽根端部での回転領域外側へトナー５５を送る効果を高めることができ、トナー５５の溜まり（凝集）を防止することができる。

本発明のプロセスカートリッジによれば、大きな循環領域を得ることができる現像装置４を備えたものであり、しかも、画像形成装置本体１００に着脱可能に装着される。

また、本発明の画像形成装置は、前記プロセスカートリッジを用いたものであるので、現像装置が大きな循環領域を得ることができるものである。

このため、本発明のプロセスカートリッジや画像形成装置では、現像装置において、大きな循環領域を得ることができ、高品質の画像形成が可能である。

なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。本発明に係る画像形成装置は、電子写真複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ装置等がある。
回転軸心Ｌと攪拌部との間の間隔（所定間隔）としては、この混合攪拌構造３３が収納される現像ハウジング３０の大きさ等に基づいて種々変更できる。なお、実施例では、混合攪拌構造３３を画像形成装置の現像装置に用いたものであったが、混合攪拌構造３３の用途として、画像形成装置の現像装置に限るものではなく、トナー等の粉体を混合攪拌する各種の装置に用いることができる。

２ 像担持体
４ 現像装置
３１ 現像ローラ(現像剤担持体)
３３ 混合攪拌構造（混合攪拌部材）
３４ 供給ローラ（現像剤供給部材）
３５ 規制部材
４５ 攪拌部側端縁（固定端）
４６ 反攪拌部側端縁（自由端）
５０ 外径側平坦面部
１００ 画像形成装置本体
Ｌ 回転軸心

特開２００８−１９７３２１号公報

Claims (11)

1. 回転軸心と所定間隔をもって平行に配設されて回転軸心を中心に回転する攪拌部と、この攪拌部に沿って配設されて攪拌部とともに回転して粉体を攪拌搬送する羽根部とを備え、粉体を外径方向へ押し出す機能を具備する複数の外径側平坦面部を、攪拌部側端縁の回転軌跡の接線方向に対する角度が相違するように、前記回転軸心に沿って前記羽根部に設けるとともに、複数の外径側平坦面部が連続一体化していることを特徴とする混合攪拌構造体。
2. 攪拌部と羽根部とが一体成形品であることを特徴とする請求項１に記載の混合攪拌構造体。
3. 羽根部が可撓性を有することを特徴とする請求項１に記載の混合攪拌構造体。
4. 外径側平坦面部の攪拌部側端縁の回転軌跡の接線方向と外径側平坦面部とが成す角度をθとしたときに、−４５°＜θ＜＋９０°としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の混合攪拌構造体。
5. 外径側平坦面部は、攪拌部側端縁を除く部位がこの攪拌部側端縁の回転軌跡よりも外径側に位置することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の混合攪拌構造体。
6. 現像剤担持体と、現像剤担持体に現像剤を供給するための現像剤供給部材と、現像剤を攪拌しつつその現像剤を現像剤供給部材へ搬送する搬送部材と、現像剤担持体に供給された現像剤層の厚みを規制する規制部材を備えた現像装置であって、
   前記搬送部材を前記現像剤供給部材の上方近傍に配置するとともに、この搬送部材に前記請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の混合攪拌構造体を用いたことを特徴とする現像装置。
7. 外径側平坦面部の反攪拌部側の端縁と、現像剤供給部材との間の寸法を４ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
8. 外径側平坦面部の反攪拌部側の端縁と、規制部材との間の寸法を２ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の現像装置。
9. 外径側平坦面部による現像剤が押し出される方向と、現像剤供給部材によって形成される現像剤循環方向とがほぼ一致することを特徴とする請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載の現像装置。
10. 画像形成装置本体に着脱可能に装着されるプロセスカートリッジであって、少なくとも、前記請求項６〜請求項９のいずれか１項に記載の現像装置と、静電潜像が形成される像担持体とが一体に構成されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
11. 前記請求項１０に記載のプロセスカートリッジを用いることを特徴とする画像形成装置。

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