JP7443003B2 - 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、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。特に、電子写真方式を採用する電子写真画像形成装置および電子写真画像形成装置に使用される現像装置並びにプロセスカートリッジに関する。

従来では、電子写真画像形成装置の装置本体に対して、現像カートリッジ（現像手段を含む）や、プロセスカートリッジ（現像手段および感光体ドラムを含む）などのような着脱（交換）可能な構成が広く知られている。

その中、特許文献１のような、攪拌シートの弾性変形（弾性復元力）によって現像剤を下方の現像剤収容室から、連通口を介して、上方の現像室へ飛翔させて搬送するカートリッジも存在している。

一方、画像形成効率を向上させるために、特許文献１のようなカートリッジの現像剤収容室に補給口を設けて、補給口を介して外部から現像剤収容室に現像剤を直接補給する技術も検討されている。

特開２０１１－２５３２０３

しかしながら、特許文献１に記載のカートリッジにおいて、現像剤収容室に補給口を設けた場合、補給口より現像剤収容室へ新たに補給された現像剤は、既存するトナーと十分に混合されずに、連通口を介して上方の現像室へ搬送される可能性がある。これにより、形成された画像の安定性が低下する可能性がある。

本発明は、下方から上方へ現像剤を供給可能な構成を実現すると共に、補給口より現像剤収容室に新たに補給された現像剤と既存する現像剤の混合性を向上させた現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の現像装置は、
現像剤を担持する現像剤担持体が収容される現像室と、使用時の姿勢における前記現像室の下方に位置し現像剤を収容する現像剤収容室と、前記現像室と前記現像剤収容室を連通する連通口と、を備える、現像枠体と、
前記現像剤収容室に設けられ、前記現像剤収容室に収容される現像剤を前記現像室へ搬送する搬送部材であって、回転可能な回転軸部と、前記回転軸部に一端が固定され他端が自由端となり弾性変形可能なシート部と、を備える搬送部材と、
前記現像剤収容室に設けられ、前記回転軸部の回転動作に伴って回転する前記シート部の前記自由端と当接することにより、該シート部を撓ませて弾性変形させる変形部と、
前記回転軸部の回転方向において、前記連通口より上流側かつ前記変形部より下流側の位置で前記現像剤収容室に設けられ、且つ、前記変形部によって弾性変形された状態の前記シート部を解放して復元させることにより前記シート部に担持された現像剤を前記連通
口へ向けて飛翔させる復元部と、を有し、
前記現像剤収容室には、外部から前記現像剤収容室へ現像剤を補給するための補給口が設けられており、
使用時の姿勢において、前記回転軸部の回転軸線方向に沿ってみた場合、前記回転軸部の回転中心を通り、重力方向に平行な仮想線を基準としたとき、
前記連通口の少なくとも一部と、前記補給口の少なくとも一部は、共に前記仮想線に対して一方側に位置し、
前記復元部は、前記仮想線に対して他方側に位置し、
前記姿勢において、前記補給口の最も高い位置は、現像装置が未使用の状態における前記現像剤収容室に収容される現像剤の剤面よりも上方に位置する、
ことを特徴とする。

また、本発明のプロセスカートリッジは、現像剤像を担持する像担持体と、前記現像装置と、を備え、画像形成装置に対して着脱可能である、ことを特徴とする。

また、本発明の画像形成装置は、前記現像装置、もしくは、前記プロセスカートリッジ、のうちの少なくとも一つと、転写部材と、を備える、ことを特徴とする。

本発明によれば、下方に位置する現像剤収容室から上方に位置する現像室へ現像剤を供給可能な構成を実現すると共に、補給口より現像剤収容室に新たに補給された現像剤と既存する現像剤の混合性を向上できる。

本発明の実施例に係る画像形成装置の断面概念図 本発明の実施例に係る画像形成装置に使用されるプロセスカートリッジの断面概念図 本発明の実施例のプロセスカートリッジの駆動側上方からみた斜視概念図 本発明の実施例に係る画像形成装置に使用される現像ユニットの駆動側上方からみた斜視概念図 （ａ）本発明の実施例の現像ユニット内のトナーの攪拌状態を示す概念図；（ｂ）攪拌部材のシート部材の自由長Ｌ（自由状態）を示す概念図 本発明の実施例の現像ユニット内の領域Ａと領域Ｂを示す概念図 （ａ）本発明の実施例の現像ユニットの姿勢および補給口の位置を示す概念図；（ｂ～ｄ）本発明の実施例に対する比較例における現像ユニットの姿勢および補給口の位置を示す概念図 本発明の実施例の現像ユニット内のトナーの循環を示す概念図

本発明は、電子写真画像形成装置（以下、単に「画像形成装置」と称する場合がある）、若しくは、画像形成装置の一部を構成するプロセスカートリッジ、現像装置のいずれかの形態としても実施可能である。

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して説明する。

なお、以下に説明する実施例は、例示的に本発明を説明するものであって、以下に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置関係などは、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれに限定するものではない。

ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するものである。そして、電子写真画像形成装置の例としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えば、レーザビームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。

また、画像形成装置に使用される現像装置は、少なくとも現像手段を有するものである。また、現像装置をカートリッジ化して電子写真画像形成装置の本体に着脱可能である。また、現像装置は、現像装置の枠体に対して着脱可能であり現像装置へトナーを補給可能なトナーカートリッジを備えてもよい。

また、画像形成装置の一部を構成するプロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段またはクリーニング手段と電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを電子写真画像形成装置の本体に対して着脱可能とするものである。また、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも１つと電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置の本体に着脱可能とするものである。更に、少なくとも現像手段と電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置の本体に着脱可能とするものである。なお、プロセスカートリッジを画像形成装置に固定して使用することも可能である。

以下、本発明に係る画像形成装置、及びプロセスカートリッジを図面に則して説明する。

＜画像形成装置の全体構成＞
まず、電子写真画像形成装置１００（以下、単に画像形成装置という）の全体構成について、図１を用いて説明する。

図１は、本発明の実施例に係る画像形成装置の断面概念図である。

図１に示すように、着脱可能な４個のプロセスカートリッジ７０（７０Ｙ，７０Ｍ，７０Ｃ，７０Ｋ）が装着部材（不図示）によって装着されている。またプロセスカートリッジ７０の画像形成装置１００の装着方向上流側を前側面側、装着方向下流側を奥側面側と定義する。

各プロセスカートリッジ７０には、感光体ドラム１（１ａ～１ｄ）と、感光体ドラム１（像担持体）の周囲に帯電ローラ２（２ａ～２ｄ）と、現像ローラ２５（２５ａ～２５ｄ）と、クリーニング部材６（６ａ～６ｄ）等のプロセス手段が一体的に配置されている。

帯電ローラ２は、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させるものであり、現像ローラ２５（現像剤担持体）は、感光体ドラム１に形成した潜像をトナー（以下、現像剤と称する場合がある）によって現像して可視像化するものである。そして、クリーニング部材６は、感光体ドラム１に形成したトナー像を記録媒体に転写した後に、感光体ドラム１に残留した現像剤を除去するものである。

また、プロセスカートリッジ７０の下方には画像情報に基づいて感光体ドラム１に選択的な露光を行い、感光体ドラム１に潜像を形成するためのスキャナユニット３が設けられている。

画像形成装置１００の装置本体１００Ａの下部には記録媒体Ｓを収納したカセット１７が装着されている。そして、記録媒体Ｓが２次転写ローラ６９、定着部７４を通過して装置本体１００Ａの上方へ搬送されるように記録媒体搬送手段が設けられている。

即ち、カセット１７内の記録媒体Ｓを１枚ずつ分離給送する給送ローラ５４、給送された記録媒体Ｓを搬送する搬送ローラ対７６、感光体ドラム１に形成される潜像と記録媒体Ｓとの同期を取るためのレジストローラ対５５が設けられている。

また、プロセスカートリッジ７０（７０Ｙ，７０Ｍ，７０Ｃ，７０Ｋ）の上方には各感光体ドラム１（１ａ～１ｄ）上に形成したトナー画像を転写させるための中間転写手段としての中間転写ユニット５が設けられている。

中間転写ユニット５には駆動ローラ５６、従動ローラ５７、各色の感光体ドラム１に対向する位置に１次転写ローラ５８（５８ａ～５８ｄ）、２次転写ローラ６９に対向する位置に対向ローラ５９を有し、転写ベルト５０が掛け渡されている。

そして、転写ベルト５０はすべての感光体ドラム１に対向し、且つ接するように循環移動し、１次転写ローラ５８（転写部材）に電圧を印加することにより、感光体ドラム１から転写ベルト５０上に一次転写を行う。転写ベルト５０内に配置された対向５９ローラと２次転写ローラ６９への電圧印加により、転写ベルト５０のトナーを記録媒体Ｓに転写する。

画像形成に際しては、各感光体ドラム１を回転させ、帯電ローラ２によって一様に帯電させた感光体ドラム１にスキャナユニット３から選択的な露光を行う。これによって、感光体ドラム１に静電潜像を形成する。

さらに静電潜像を現像ローラ２５によって現像することによって、各感光体ドラム１に各色トナー像を形成する。この画像形成と同期して、レジストローラ対５５が、記録媒体Ｓを対向ローラ５９と２次転写ローラ６９とが転写ベルト５０を介在させて当接している２次転写位置に搬送する。

そして、２次転写ローラ６９へ転写バイアス電圧を印加することで、転写ベルト５０上の各色トナー像を記録媒体Ｓに２次転写する。これによって、記録媒体Ｓにカラー画像を形成する。

カラー画像が形成された記録媒体Ｓは、定着部７４によって加熱、加圧されてトナー像が定着される。その後、記録媒体Ｓは、排出ローラ７２によって排出部７５に排出される。なお、定着部７４は、装置本体１００Ａの上部に配置されている。

第１～第４のトナーカートリッジ９は、各プロセスカートリッジ７０に収容されるトナーの色と対応した順序で、プロセスカートリッジ７０の下方にそれぞれ水平方向に並んで配置されている。

即ち、第１のトナーカートリッジ９Ｙはイエロー（Ｙ）のトナーを収容しており、同様に、第２のトナーカートリッジ９Ｍはマゼンタ（Ｍ）、第３のトナーカートリッジ９Ｃはシアン（Ｃ）、第４のトナーカートリッジ９Ｋはブラック（Ｋ）のトナーを収納している。そして、各トナーカートリッジ９は、同色のトナーを収容したプロセスカートリッジ７０にトナーを補給する。

トナーカートリッジ９の補給動作は、画像形成装置１００の装置本体１００Ａに設けられた残量検知部（不図示）が、プロセスカートリッジ７０内のトナー残量不足を検知した際に行われる。トナーカートリッジ９は、画像形成装置１００に設けられた装着ガイド（不図示）、位置決め部材（不図示）などの装着手段を介して、画像形成装置１００に着脱可能になっている。なお、プロセスカートリッジ７０、トナーカートリッジ９の詳細説明は後述する。

トナーカートリッジ９の下方には、第１～第４のトナー搬送装置１８が各トナーカートリッジ９に対応して配置される。各トナー搬送装置１８は各トナーカートリッジ９から受け取ったトナーを上方に搬送し、各現像ユニット４（現像装置）にトナーを供給する。

＜プロセスカートリッジ＞
次に本発明を実施したプロセスカートリッジ７０について、図２を用いて説明する。

図２は、本発明の実施例に係る画像形成装置に使用されるプロセスカートリッジの断面概念図である。

具体的には、図２には、トナーを収納したプロセスカートリッジ７０の主断面が示されている。なお、イエロー色のトナーを収納したカートリッジ７０Ｙ、マゼンタ色のトナーを収納したカートリッジ７０Ｍ、シアン色のトナーを収納したカートリッジ７０Ｃ、ブラック色のトナーを収納したカートリッジ７０Ｋは同一構成である。

プロセスカートリッジ７０（７０Ｙ，７０Ｍ，７０Ｃ，７０Ｋ）は、クリーニングユニット２６（２６ａ～２６ｄ）と、現像ユニット４（４ａ～４ｄ）と、を有する。クリーニングユニット２６は、感光体ドラム１（１ａ～１ｄ）と、帯電ローラ２（２ａ～２ｄ）、及びクリーニング部材６（６ａ～６ｄ）を備えている。そして、現像ユニット４（現像装置）は、現像ローラ２５を備えている。

感光体ドラム１の周上には、前述した通り帯電ローラ２、クリーニング部材６が配置されている。クリーニング部材６はゴムブレードで形成された弾性部材７とクリーニング支持部材８から構成されている。

ゴムブレード７の先端部７ａは感光体ドラム１の回転方向に対してカウンター方向に当接させて配設してある。そしてクリーニング部材６によって感光体ドラム１表面から除去された残留トナーは除去トナー室２７ａに落下する。

また、除去トナー室２７ａの除去トナーが漏れることを防止するスクイシート２１が感光体ドラム１に当接している。そしてクリーニングユニット２６に駆動源である本体駆動モータ（不図示）の駆動力を伝達することにより、感光体ドラム１を画像形成動作に応じて回転駆動させる。

帯電ローラ２は、帯電ローラ軸受２８を介し、クリーニングユニット２６に回転可能に取り付けられており、帯電ローラ加圧部材４６により感光体ドラム１に向かって加圧され、感光体ドラム１に従動回転する。

＜現像ユニットとトナー搬送手段＞
次に、現像ユニットとトナー搬送手段について、図２～図５を用いて説明する。

図３は、本発明の実施例のプロセスカートリッジの駆動側上方からみた斜視概念図である。

図４は、本発明の実施例に係る画像形成装置に使用される現像ユニットの駆動側上方からみた斜視概念図である。

図５（ａ）は、本発明の実施例の現像ユニット内のトナーの攪拌状態を示す概念図である。図５（ｂ）は、攪拌部材のシート部材の自由長Ｌ（自由状態）を示す概念図である。

図２および図３に示すように、現像ユニット４は、感光体ドラム１と接触して回転する現像ローラ２５と、現像ローラ２５を支持する現像枠体３１とから構成される。

現像ローラ２５は、現像枠体３１の両側にそれぞれ取り付けられた現像前軸受１２、現像奥軸受１３を介して、回転自在に現像枠体３１に支持されている（図４を参照する）。また現像ローラ２５の周上には、現像ローラ２５に接触して矢印Ｃ方向に回転するトナー供給ローラ３４（供給部材）と現像ローラ２５上のトナー層を規制するための現像ブレード３５がそれぞれ配置されている。

トナー供給ローラ３４から現像ローラ２５に供給されたトナーは現像ブレード３５を通過するときに現像ローラ２５上のトナーコート量を規制するとともにトナーが帯電する。これによって、感光体ドラム上に作られた潜像を現像するのに最適なトナーコートを形成する。

現像ローラ４と感光体ドラム１とは、対向部（接触部）において互いの表面が同方向（本実施例では下から上に向かう方向）に移動するようにそれぞれ回転する。本実施例においては、現像ローラ１７に印加された所定のＤＣバイアスに対して、摩擦帯電によりマイナスに帯電したトナーが、感光体ドラム１に接触する現像部において、その電位差から、明部電位部にのみ転移して静電潜像を顕像化する。

また現像ローラ２５に当接した現像枠体３１からトナーがもれることを防止するための現像当接シートとしての吹き出し防止シート２０が配置されている。さらに現像枠体３１のトナー収納室３１ａ（現像剤収容室）には、収納されたトナーを撹拌するとともにトナー供給ローラ３４へトナーを搬送するためのトナー搬送部材３６（搬送部材）が設けられている。

図５（ａ）に示すように、トナー搬送部材３６は、外部からの駆動力によって回転可能な撹拌軸３６ａ（回転軸部）と、撹拌軸３６ａに取り付けられ、撹拌軸３６ａと共に回転するシート部材３６ｂ（シート部）から構成されている。

次に、現像ユニットのトナー搬送について説明する。トナー収容室３１ａには、開口部３１ｃ（連通口）の下方にシート部材３６ｂと当接する変形部３１ａ１が設けられている。シート部材３６ｂは、その回転に伴って、変形部３１ａ１に当接する。

これによって、シート部材３６ｂが変形部３１ａ１から力を受ける。その結果、シート部材３６ｂの有する弾性力に抗してシート部材３６ｂが変形する。また、シート部材３６ｂが変形部３１ａ１に接触した状態で回転することで、その回転下流側の表面上にトナーを担持した状態で搬送する。本実施例において変形部３１ａ１は、図５（ａ）に示すようにトナー収容室の内壁のうち、シート部材３６ｂが離れるまでの箇所を指す。

また、トナー収容室３１ａは、シート部材３６ｂの回転において変形部３１ａ１よりも下流側、かつ、開口部３１ｃよりも上流側において、復元部３１ａ２が設けられている。ここで、復元部３１ａ２は、シート部材３６ｂとトナー収容室３１ａの内壁との接触を解放するための部分である。本実施例では、復元部３１ａ２は、撹拌部材の回転軸を含む水平面よりも上方に配置されている。

従って、シート部材３６ｂの回転に伴ってシート部材３６ｂの自由端側の先端が変形部３１ａ１を通過した後に、復元部３１ａ２においてシート部材３６ｂの内壁との当接が開放される。すると、シート部材３６ｂは変形部３１ａ１によって変形していた状態から開放されて、それ自体の弾性復元力によって自然状態（元の形状）へと復元する。

このシート部材３６ｂの復元方向への形状変化によって、シート部材３６ｂ上に担持され搬送されていたトナーは、開口部３１ｃへ向けて重力に反して飛翔する。この開口部３１ｃは復元部３１ａ２よりもシート部材３６ｂの回転方向下流側に位置する。

開口部３１ｃへ向け飛翔したトナーのうち一部は現像室３１ｂ内へと搬送される。一方、現像室３１ｂ内に到達しなかったトナーは、トナー収容室３１ａ内部に落下してトナー収容室３１ａの底部に留まり、再び元の状態へ戻る。このサイクルを繰り返すことによってトナーの撹拌、および搬送が行われる。

＜トナー補給動作＞
次に本実施例におけるトナー補給動作について説明する。

図４に示すように現像ユニット４には、着脱方向下流側の一端に受入口４０が設けられる。トナー受入口４０に連通して受入搬送路４１が設けられ、内部には受入搬送スクリュー（不図示）が配置されている。受入搬送路４１は現像ローラ２５や供給ローラ３４の回転軸線方向と平行に延びている。

さらに、現像ユニット４の長手中央付近にはトナー収納室３１ａへトナーを供給するための収容室連通口４３（補給口）が設けられ、受入搬送路４１とトナー収納室１６ｂを連通している。トナーカートリッジ９から排出されたトナーは、装置本体１００Ａに備え付けられたトナー搬送装置１８によってトナー受入口４０に到達する。トナー受入口４０から受け入れられたトナーは、収容室連通口４３を介してトナー収納室１６ｂ内部に搬送、補給される。

より具体的には、前述したように、本実施例の現像ユニット４は、現像枠体３１を備えている。

現像枠体３１は、トナーを担持する現像ローラ２５が収容される現像室３１ｂと、使用時の姿勢における現像室の下方に位置しトナーを収容するトナー収容室３１ａと、現像室とトナー収容室を連通する開口部３１ｃと、を備えている。

トナー収容室３１ａには、トナー収容室に収容されるトナーを現像室３１ｂへ搬送するトナー搬送部材３６が設けられている。

トナー搬送部材３６は、回転可能な攪拌軸３６ａと、弾性変形可能なシート部材３６ｂを備えている。なお、シート部材３６ｂの一端３６ｂ１は、攪拌軸３６ａに固定され、他端３６ｂ２は自由端となる。

トナー収容室３１ａには、変形部３１ａ１が設けられている。

攪拌軸３６ａの回転動作に伴って回転するシート部材３６ｂの自由端（３６ｂ２）が変形部３１ａ１に当接したとき、シート部材が撓ませられて、弾性変形される。

トナー収容室３１ａには、攪拌軸３６ａの回転方向Ｘ２において、開口部３１ｃより上流側、かつ、変形部３１ａ１より下流側の位置で、復元部３１ａ２が設けられている。

変形部３１ａ１によって弾性変形された状態のシート部材３６ｂ（の自由端）は、復元部３１ａ２で解放されて、弾性復元される。これにより、シート部材３６ｂの上面に担持されたトナーが開口部３１ｃへ向けて飛翔させられ、現像室３１ｂへ供給される。

トナー収容室３１ａには、外部からトナー収容室３１ａへトナーを補給するための収容室連通口４３が設けられている。

＜トナー収容室内部でのトナーの混合＞
トナー搬送装置１８及び収容室連通口４３を介してトナーカートリッジ９からトナー収容室３１ａ内にトナーが補給される。補給されたトナー（以下、『新トナー』という）は、補給前に既にトナー収容室３１ａ存在していたトナー（以下、『旧トナー』という）とともに、シート部材３６ｂの回転によってトナー収容室３１ａ内部で撹拌（混合）、搬送される。

ここで、現像ユニット４の使用が進み現像ユニット４内でトナー循環が繰り返されると、トナー収容室３１ａの旧トナーの劣化が進んでいく。ここでの劣化とは、機械的摺擦によってトナー樹脂が摩耗、変形したり、表面に添加されている外添剤が遊離したり樹脂内に埋め込まれたりして、トナー補給容器から補給された新品のトナーに対して帯電特性等の挙動が変わってしまう、といった現象を指す。

つまり、現像ユニット４の使用が進み、旧トナーが劣化した状態においては、新トナーと帯電特性の違いが発生する。トナーの帯電特性が違ってくると、感光体ドラム１上に形成された静電潜像を顕像化する際に、静電潜像を埋めるトナー量が変わったり、明部電位だけではなく、暗部電位にトナーが飛んだりする可能性がある。その結果、「濃度ムラ」や後述する「かぶり」といった画像不良が発生することになる。

このような課題の発生を抑制するためには、新トナーと旧トナーとの間に帯電特性の差が生じた場合でも、新トナーと旧トナーとをトナー収容室３１ａ内で十分に撹拌し、旧トナーの中に、新トナーが偏在した状態を減らすようにすることが重要である。

本発明では、開口部３１ｃと復元部３１ａ２の位置と収容室連通口４３の位置とを以下に説明するように規定することにより追加部材や複雑な構成を設けることなく、簡易な構成で解決した。

次に、開口部３１ｃと復元部３１ａ２の位置と収容室連通口４３の位置と課題発生の関係について詳細に説明する。

図６は、本発明の実施例の現像ユニット内の領域Ａと領域Ｂを示す概念図である。

図７（ａ）は、本発明の実施例の現像ユニットの姿勢および補給口の位置を示す概念図である。図７（ｂ～ｄ）は、本発明の実施例に対する比較例における現像ユニットの姿勢および補給口の位置を示す概念図である。

まず、図６に示すように、使用時の姿勢において、撹拌軸３６ａの中心を通る垂線を引き左右に２分割したとき、復元部３１ａ２を含む領域を領域Ａ、含まない側を領域Ｂと呼ぶこととする。

この時、開口部３１ｃと収容室連通口４３の位置との組み合わせは、表１及び図７の（ａ）～（ｄ）に示す４つのパターンに区別できる。なお、開口部３１ｃ及び収容室連通口４３が領域ＡとＢの間に跨って存在する場合には、一部でも領域Ｂに入っていれば領域Ｂとする。

まず、本実施例は、図７（ａ）に示すように開口部３１ｃと収容室連通口４３がともに領域Ｂにある。

より具体的には、本実施例では、使用時の姿勢において、攪拌軸３６ａの回転軸線方向Ｘ１に沿ってみた場合、攪拌軸３６ａの回転中心Ｘ０を通る垂線Ｇ１を基準とすることができる。このとき、開口部３１ｃの少なくとも一部と、収容室連通口４３の少なくとも一部は、共に垂線Ｇ１に対して一方側Ｇ１１に位置している。また、復元部３１ａ２は、垂線Ｇ１に対して一方側Ｇ１１とは異なる側である他方側Ｇ１２に位置するようになっている。

一方、比較例１は、図７（ｂ）に示すように、開口部３１ｃは領域Ｂにあり、収容室連通口４３は領域Ａにある。

比較例２は、図７（ｃ）に示すように、開口部３１ｃは領域Ａにあり、収容室連通口４３は領域Ｂにある。

比較例３は、図７（ｄ）に示すように、開口部３１ｃと収容室連通口４３がともに領域Ａにある。

まず、収容室連通口４３の位置とトナー収容室３１ａ内での新トナーと旧トナーの混合状態の違いについて説明する。

本実施例の構成のように、収容室連通口４３が領域Ｂにある場合、収容室連通口４３から補給される新トナーはトナー収容室３１ａの底部に滞留する旧トナーの中、もしくは旧トナーより撹拌シート３６ｂの回転上流側に補給されることになる。すると、撹拌シート３６ｂがその回転により復元部３１ａに到達するまでにトナー収容室３１ａの底部に滞留する旧トナーの中を通り、その間に、旧トナーとの混合が活発に行われたのちに現像室３１ｂへ搬送される。

一方、比較例１及び３で示す構成のように収容室連通口４３が領域Ａにある場合、補給される新トナーはトナー収容室３１ａの底部に滞留する旧トナーの中、もしくは旧トナーより撹拌シート３６ｂの回転下流側に補給されることになる。

つまり、収容室連通口４３から復元部３１ａ２までの距離が短い、かつ、旧トナーと新トナーが混合する機会が少ない。すると、新トナーは旧トナーと十分に混ざらない状態で復元部３１ａ２に到達し、現像室へ搬送されることになる。

次に、開口部３１ｃの位置とトナー収容室３１ａでの新トナーと旧トナーの混合状態の違いについて説明する。

図８は、本発明の実施例の現像ユニット内のトナーの循環を示す概念図である。

具体的には、図８には、撹拌シート３６ｂのうちの一方が復元部３１ａを過ぎ、トナーを現像室３１ｂへ搬送した後の状態が示めされている。現像室３１ｂへ搬送されなかったトナーがトナー収容室３１ａ内部に落下している様子を示している。

まず、本実施例や比較例１で示す構成のように、開口部３１ｃが領域Ｂにある場合、開口部３１ｃに向けて飛翔したトナーのうち現像室３１ｂに到達せずトナー収容室３１ａに落下するトナーのうち大部分が領域Ｂに落下することとなる（図８を参照する）。そして、落下したトナーは、トナー収容室３１ａの底部に滞留する旧トナーと撹拌混合されてから現像室へ搬送されることになる。

一方、比較例２及び３で示す構成のように、開口部３１ｃが領域Ａにある場合、開口部３１ｃに向けて飛翔したトナーのうち現像室３１ｂに到達せずトナー収容室３１ａに落下するトナーのうち大部分が領域Ａに落下することとなる。落下したトナーは撹拌シートの回転によって持ち上げられ、復元部に到達し、飛翔する。つまり、トナー収容室の底部に溜まるトナーと撹拌混合されることが少ない状態で現像室に搬送されることとなる。

このように、本実施例では、使用時の姿勢において、撹拌軸の中心を通るように垂線を引いたとき、本実施例の構成のように開口部３１ｃと収容室連通口４３を復元部３１ａ２と異なる側（領域Ｂ）に配置する。これによって、トナー収容室３１ａ内で新トナーと旧トナーとが十分に撹拌、混合されてから現像室３１ｂへ搬送することができる。

したがって、現像ローラ上のコートにおいて帯電性の違うトナーの偏在を少なくすることができ、後述する「かぶり」、トナー飛散や濃度ムラなどの画像不良の発生を抑制できる。

なお、本実施例では、撹拌軸３６ａ上の取り付け位置をずらして、２組のシート部材３６ｂを取り付けてある。これにより、シート部材３６ｂが１組の場合に対して、トナー収容室３１ａにおけるトナーの撹拌、および現像室３１ｂへのトナーの搬送を効率よく行える。

また、本実施例において、シート部材３６ｂの長さ（自由長Ｌ）は、撹拌軸３６ａから収容室連通口４３までの最短距離（Ｌ１）よりも長くしてある。

言い換えれば、シート部材３６ｂが収容室連通口４３と重なる位相において、シート部材３６ａが収容室連通口４３に接触するようになっている。これによって、収容室連通口４３から補給された新トナーに対する搬送力を高めることができ、旧トナーとの混合を効率よく行うことが可能となる。

＜効果検証実験＞
本実施例の効果を検証するために、比較例１、２、３を併せて以下に記す実験を行った。

常温常湿条件の環境下（温度２３℃、湿度６０％）にて２枚間欠印字耐久試験を行った。この印字耐久では画像比率１％の横線を印字している。

また、本実験では、プロセスカートリッジ７０の中にトナーを２００ｇ充填した状態でスタートし、トナーが１０ｇ減少する毎にトナーカートリッジ９から１０ｇトナーを補給する制御を行った。そして、印字耐久をプロセスカートリッジ７０の使用量が１００％になるまで行い、かぶりの発生を以下に示す基準で判断した。

次に、「かぶり」による画像不良について評価実験を行う。

なお、「かぶり」とは、本来印字しない未露光部においてトナーがわずかに現像され、地汚れのように現れる画像不良のことである。

ベタ白画像を印字中に、画像形成装置を停止する。現像後、かつ、転写前の感光体ドラム上のトナーを一旦透明性のテープに転写し、トナーが付着したテープを記録紙などに貼り付ける。また、同一の記録紙上に、トナー付着していないテープも同時に貼り付ける。その記録紙に貼り付けられたテープの上から、光学反射率測定機（東京電飾社製ＴＣ－６ＤＳ）によりグリーンフィルタによる光学反射率を測定し、トナー付着していないテープの反射率から差し引いてカブリ分の反射率量を求めカブリ量として評価した。カブリ量はテープ上を３点以上測定しその平均値を求めた。

Ａ：カブリ量が１．０％未満である。
Ｂ：カブリ量が１．０～３．０％未満である。
Ｃ：カブリ量が３．０～５．０％未満である。
Ｄ：カブリ量が５．０％以上である。

評価結果を表２に記す。

本実施例の構成では、トナー収容室３１ａ内での新トナーと旧トナーの混合が十分に行われた結果、プロセスカートリッジの使用が進み、旧トナーが劣化した状態で新トナーの補給が行われた場合にもかぶりの発生を抑制できた。

一方、比較例１の構成では、収容室連通口４３が領域Ａにあることで、収容室連通口４３から補給された新トナーが十分に旧トナーと混合されないまま現像室３１ｂに搬送されてしまう。これによりプロセスカートリッジの使用量が１００％に近くなったときに「かぶり」が発生した。

また、比較例２の構成では、開口部３１ｃが領域Ａにあることで、現像室３１ｂに搬送されずトナー収容室３１ａに落下したトナーの大部分が復元部３１ａ２付近に落下することになり、トナー収容室３１ａの底部に滞留するトナーと混合しにくい状態になる。その結果、比較例１同様にプロセスカートリッジの使用量が進んだ場合において「かぶり」が発生した。

また、比較例３の構成では、収容室連通口４３と開口部３１ｃとがともに領域Ａにあることで、比較例１および比較例２の構成よりもトナー収容室３１ａ内でのトナーの混合が不十分になる。これにより、プロセスカートリッジの使用量が比較的進んでいない状態においても「かぶり」が発生した。

このように収容室連通口４３と開口部３１ｃの配置と、トナー収容室３１ａ内でのトナー混合状態には関係があり、本実施例の構成を採用することによって、追加部材や複雑な構成を設けることなく、「かぶり」の発生を抑制することができた。

本発明によれば、簡易な構成でトナー補給を行った時の、トナーの帯電能力の違いに起因する「かぶり」の発生を抑制することができる。

本発明の構成を以下のように纏めることができる。

（１）本発明の現像装置（４）は、
現像剤を担持する現像剤担持体（２５）が収容される現像室（３１ｂ）と、使用時の姿勢における現像室の下方に位置し現像剤を収容する現像剤収容室（３１ａ）と、現像室と現像剤収容室を連通する連通口（３１ｃ）と、を備える、現像枠体（３１）と、
現像剤収容室（３１ａ）に設けられ、現像剤収容室に収容される現像剤を現像室（３１ｂ）へ搬送する搬送部材と、を有する。

なお、搬送部材（３６）は、回転可能な回転軸部（３６ａ）と、回転軸部に一端（３６ｂ１）が固定され他端（３６ｂ２）が自由端となり弾性変形可能なシート部（３６ｂ）と、を備える。

また、現像装置（４）は、
現像剤収容室（３１ａ）に設けられ、回転軸部（３６ａ）の回転動作に伴って回転するシート部（３６ｂ）の自由端（３６ｂ２）と当接することにより、該シート部を撓ませて弾性変形させる変形部（３１ａ１）と、
回転軸部（３６ａ）の回転方向（Ｘ２）において、連通口（３１ｃ）より上流側かつ変形部（３１ａ１）より下流側の位置で現像剤収容室（３１ａ）に設けられる復元部（３１ａ２）と、を更に有する。

なお、復元部（３１ａ２）は、変形部（３１Ａａ１）によって弾性変形された状態のシート部（３６ｂ）を解放して復元させることによりシート部に担持された現像剤を連通口（３１ｃ）へ向けて飛翔させるように構成されている。

また、現像剤収容室（３１ａ）には、外部から現像剤収容室へ現像剤を補給するための補給口（４３）が設けられており、
使用時の姿勢において、回転軸部（３６ａ）の回転軸線方向（Ｘ１）に沿ってみた場合、回転軸部（３６ａ）の回転中心（Ｘ０）を通る垂線（Ｇ１）を基準としたとき、
連通口（３１ｃ）の少なくとも一部と、補給口（４３）の少なくとも一部は、共に垂線（Ｇ１）に対して一方側（Ｇ１１）に位置し、
復元部（３１ａ２）は、垂線（Ｇ１）に対して他方側（Ｇ１２）に位置する。

（２）本発明の現像装置では、
シート部（３６ｂ）を、回転軸部（３６ａ）の回転中心（Ｘ０）から、補給口（４３）までの最短距離（Ｌ１）よりも長い自由長（Ｌ）を有するようにしてもよい。

（３）本発明の現像装置では、
使用時の姿勢において、補給口（４３）の最も高い位置（Ｐ１１）を、復元部（３１ａ２）の最も低い位置（Ｐ２１）よりも下方に位置するようにしてもよい。なお、本発明では、復元部（３１ａ２）の最も低い位置は、回転する際にシート部（３６ｂ）の自由端（３６ｂ２）が復元部（３１ａ２）を構成する現像枠体の内壁面と接触する状態から離間する状態へ変化し始まる位置である。

（４）本発明の現像装置では、
使用時の姿勢において、補給口（４３）の最も高い位置（Ｐ１１）を、変形部（３１ａ１）の最も高い位置（Ｐ３１）よりも下方に位置するようにしてもよい。なお、変形部（３１ａ１）の最も高い位置は、変形部（３１ａ１）を構成する現像枠体の内壁面のうち、回転軸部（３６ａ）の回転中心Ｘ０までの距離が最も短くなる位置である。

（５）本発明の現像装置では、
シート部（３６ｂ）は、第１のシート部（３６ｂ３）と、第２のシート部（３６ｂ４）を備え、
第１のシート部（３６ｂ３）と、第２のシート部（３６ｂ４）を、回転方向（Ｘ２）における異なる位置（Ｘ２１、Ｘ２２）で回転軸部（３６ａ）に取り付けてもよい。

（６）本発明の現像装置では、
第１のシート部（３６ｂ３）と第２のシート部（３６ｂ４）を、回転中心（Ｘ０）を挟んで、回転軸部（３６ａ）の両側（３６ａ１、３６ａ２）に固定してもよく、
第１のシート部（３６ｂ３）と第２のシート部（３６ｂ４）を、互いの自由端（３６ｂ２）が逆方向（Ｄ１、Ｄ２）に延びるように配置してもよい。

（７）本発明の現像装置では、
使用時の姿勢において、補給口（４３）の最も高い位置（Ｐ１１）を、未使用の状態における現像剤収容室（３１ａ）に収容される現像剤の剤面（ＬＶ）よりも上方に位置するようにしてもよい。

（８）本発明の現像装置では、
現像室（３１ｂ）に、現像剤担持体（２５）と当接し、該現像剤担持体へ現像剤を供給する供給部材（３４）を備えてもよい。

（９）本発明の現像装置では、
現像剤は、一成分の非磁性現像剤であってもよい。

（１０）本発明の現像装置では、
現像装置（４）を、画像を形成する画像形成装置（１００）に対して着脱可能とするようにしてもよい。

（１１）本発明のプロセスカートリッジ（７０）は、
現像剤像を担持する像担持体（１）と、
前記現像装置（４）と、を備え、画像形成装置（１００）に対して着脱可能である。

（１２）本発明のプロセスカートリッジでは、
像担持体（１）から現像剤像が転写された後の、前担持体（１）に残留する現像剤を現像剤担持体（２５）が回収するようにしてもよい。

（１３）本発明の画像形成装置（１００）は、
前記現像装置（４）、もしくは、前記プロセスカートリッジ（７０）、のうちの少なくとも一つと、
転写部材（５８）と、を備える。

４ 現像ユニット（現像装置）
２５ 現像ローラ（現像剤担持体）
３１ 現像枠体
３１ａ トナー収容室（現像剤収容室）
３１ａ１ 変形部
３１ａ２ 復元部
３１ｂ 現像室
３１ｃ 開口部（連通口）
３６ トナー搬送部材（搬送部材）
３６ａ 撹拌軸（回転軸部）
３６ｂ シート部材（シート部）
３６ｂ１ 一端（固定端）
３６ｂ２ 他端（自由端）
４３ 収容室連通口（補給口）
Ｇ１ 垂線
Ｇ１１ （垂線に対する）一方側
Ｇ１２ （垂線に対する）他方側
Ｘ０ 回転中心
Ｘ１ 回転軸線方向

Claims (12)

1. 現像剤を担持する現像剤担持体が収容される現像室と、使用時の姿勢における前記現像室の下方に位置し現像剤を収容する現像剤収容室と、前記現像室と前記現像剤収容室を連通する連通口と、を備える、現像枠体と、
   前記現像剤収容室に設けられ、前記現像剤収容室に収容される現像剤を前記現像室へ搬送する搬送部材であって、回転可能な回転軸部と、前記回転軸部に一端が固定され他端が自由端となり弾性変形可能なシート部と、を備える搬送部材と、
   前記現像剤収容室に設けられ、前記回転軸部の回転動作に伴って回転する前記シート部の前記自由端と当接することにより、該シート部を撓ませて弾性変形させる変形部と、
   前記回転軸部の回転方向において、前記連通口より上流側かつ前記変形部より下流側の位置で前記現像剤収容室に設けられ、且つ、前記変形部によって弾性変形された状態の前記シート部を解放して復元させることにより前記シート部に担持された現像剤を前記連通
   口へ向けて飛翔させる復元部と、を有し、
   前記現像剤収容室には、外部から前記現像剤収容室へ現像剤を補給するための補給口が設けられており、
   使用時の姿勢において、前記回転軸部の回転軸線方向に沿ってみた場合、前記回転軸部の回転中心を通り、重力方向に平行な仮想線を基準としたとき、
   前記連通口の少なくとも一部と、前記補給口の少なくとも一部は、共に前記仮想線に対して一方側に位置し、
   前記復元部は、前記仮想線に対して他方側に位置し、
   前記姿勢において、前記補給口の最も高い位置は、現像装置が未使用の状態における前記現像剤収容室に収容される現像剤の剤面よりも上方に位置する、
   ことを特徴とする現像装置。
2. 前記シート部は、前記回転軸部の回転中心から、前記補給口までの最短距離よりも長い自由長を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 使用時の姿勢において、前記補給口の最も高い位置は、前記復元部の最も低い位置よりも下方に位置する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
4. 使用時の姿勢において、前記補給口の最も高い位置は、前記変形部の最も高い位置よりも下方に位置する、ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の現像装置。
5. 前記シート部は、第１のシート部と、第２のシート部を備え、
   前記第１のシート部と、前記第２のシート部は、前記回転方向における異なる位置で前記回転軸部に取り付けられている、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の現像装置。
6. 前記第１のシート部と前記第２のシート部は、前記回転中心を挟んで、前記回転軸部の両側に固定され、
   前記第１のシート部と前記第２のシート部は、互いの自由端が逆方向に延びるように配置されている、ことを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
7. 前記現像室には、前記現像剤担持体と当接し、前記現像剤担持体へ現像剤を供給する供給部材が備えられる、ことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の現像装置。
8. 前記現像剤は、一成分の非磁性現像剤である、ことを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の現像装置。
9. 前記現像装置は、画像を形成する画像形成装置に対して着脱可能である、ことを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の現像装置。
10. 現像剤像を担持する像担持体と、
    請求項１～９のいずれか１項に記載の現像装置と、を備え、画像形成装置に対して着脱可能である、ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
11. 前記像担持体から前記現像剤像が転写された後の、前記像担持体に残留する現像剤を前記現像剤担持体が回収する、ことを特徴とする請求項１０に記載のプロセスカートリッジ。
12. 請求項１～９のいずれか１項に記載の現像装置、もしくは、請求項１０または１１に記載のプロセスカートリッジ、のうちの少なくとも一つと、
    転写部材と、
    を備える、ことを特徴とする画像形成装置。

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