JPH086393A

JPH086393A - 現像装置と像形成ユニット

Info

Publication number: JPH086393A
Application number: JP6132971A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Aizawa; 昌宏相澤; Toshiharu Etsuno; 俊治越野; Toichi Matsumura; 東一松村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-06-15
Filing date: 1994-06-15
Publication date: 1996-01-12

Abstract

(57)【要約】【目的】収納部内のトナーの充填量が多い場合でも回
転負荷が小さく、また、トナー供給異常の発生しない現
像装置及び像形成ユニットを提供するものである。【構成】収納部内で回転可能に支持された回転部材が
回転してトナーを現像部側に供給する。回転部材の先端
部には回転部材の回転方向に対して垂直になるように弾
性体の供給シートを取り付けている。供給シートにより
搬送された現像剤を供給補助部材で掻き取りながら下流
側の収納部材へ供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンタやファクシミ
リ等に応用できるカールソンプロセスを用いた電子写真
装置の現像装置及び像形成ユニットに関するものであ
る。さらに詳しくは、粉体現像剤を用いた現像装置及び
像形成ユニットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１に従来の電子写真装置の現像装置
を含んだ像形成ユニットの構成を示す。

【０００３】図１１において、１０１は像形成ユニット
である。１０２はドラム状の感光体、１０３は感光体１
０２と同軸で軸支された磁石である。１０４は感光体１
０２を一様に帯電するスコロトロン型の帯電器、１０５
は露光光である。１０６は現像剤である磁性一成分のト
ナー、１０７は現像剤溜めでこの部分に溜められたトナ
ー１０６により現像が行われる。１０９は内部に磁石１
１０を内包するアルミニウム製の電極ローラ、１１２は
電極ローラ１０９に電圧を印加する交流高圧電源、１１
４は電極ローラ１０９上のトナー１０６を掻き落とすた
めのポリエステルフィルム製のスクレーパである。１１
６、１１８はそれぞれトナー１０６を収納する第１収納
部、第２収納部である。１２０は第１収納部１１６内の
トナー１０６を現像剤溜め１０７に供給するために開け
られた第１開口部、１２２は第２収納部１１８内のトナ
ー１０６を第１収納部１１６へ供給するために開けられ
た第２開口部である。１２３、１２４はそれぞれ第１収
納部１１６、第２収納部１１８内のトナー１０６を撹拌
する第１回転部材、第２回転部材であり、先端部にはポ
リエステルフィルム製の第１供給部材１２５、第２供給
部材１２６が取り付けられている。１３２は、第１収納
部１１６の底面に設けられた磁気抵抗式のトナー残量セ
ンサで、第１収納部１１６内のトナーの量に応じた電圧
を出力し、第１収納部１１６内のトナー１０６の残量を
検知する。１３３は感光体１０２上のトナー画像を用紙
１３４に転写する転写ローラである。１３６は感光体１
０２上のトナー画像を用紙１３４に転写した後の転写残
りのトナーをクリーニングするクリーナである。

【０００４】以上のように構成された電子写真装置につ
いて、その動作を説明する。感光体１０２を矢印ａ方向
に一定速度で回転し、帯電器１０４（ワイヤー印加電
圧：−５ｋＶ、グリッド印加電圧：−５００Ｖ）で、感
光体１０２の表面を−５００Ｖに一様に帯電した。この
感光体１０２に露光光１０５を照射し静電潜像を形成し
た。このとき感光体１０２の露光部の表面電位は−１０
０Ｖであった。この感光体１０２表面上に、現像剤溜め
１０７内でトナー１０６を感光体１０２内部の磁石１０
３の磁力により付着させた。トナー１０６は、磁気ブラ
シ状のトナー層を形成され、感光体１０２の回転によっ
て搬送され、電極ローラ１０９との対向部分を通過する
ようにした。電極ローラ１０９は、矢印ｂ方向に感光体
１０２とほぼ等しい周速で回転され、交流高圧電源１１
２により、−３００Ｖの直流電圧を重畳した１５００Ｖ
ｐｐ（ピーク・ツー・ピーク電圧）の交流電圧（周波数
２ｋＨｚの矩形波）を印加した。感光体１０２上のトナ
ー層は感光体１０２と電極ローラ１０９の間を電界の力
によって運動し、次第に非画像部のトナーは電極ローラ
１０９側に移り、感光体１０２上には画像部のみにネガ
ポジ反転したトナー画像が形成された。電極ローラ１０
９上に移ったトナーは、磁石１１０による磁気吸着力で
磁気ブラシを形成し、電極ローラ１０９の回転に伴って
搬送され、スクレーパ１１４によって掻き落とされ、再
び、現像剤溜め１０７内へ戻された。表面のトナーを掻
き落とされた電極ローラ１０９は再び次の像形成に用い
た。こうして感光体１０２上に得られたトナー像を、紙
１３４に、転写ローラ１３３によって転写した後、定着
器（図示せず）により熱定着した。また、感光体１０２
表面に転写されずに残ったトナーは、クリーナ１３６で
クリーニングし、感光体１０２を再び次の像形成に用い
た。

【０００５】また、この作像動作中、第１収納部１１
６、第２収納部１１８内では連続的に第１回転部材１２
３、第２回転部材１２４が同位相を保ちながらそれぞれ
矢印ｃ、ｄ方向に一定速度で回転し、作像動作で少なく
なったトナーを各開口部を通じて現像剤溜め１０７に順
次供給した。

【０００６】このような作像動作によって、第１収納部
１１６内及び第２収納部１１８内のトナー１０６が徐々
に消費されるため、トナー残量センサ１３２の出力をモ
ニターし、トナー１０６の残量が少なくなったときに
は、電子写真装置本体に設けた表示部にトナー・エンプ
ティー・サインを表示するようにしている。

【０００７】また、図１１に示すように、第２収納部１
１８から第１収納部１１６へ、また第１収納部１１６か
ら現像剤溜め１０７へと、重力に逆らってトナー１０６
を供給するように像形成ユニットを構成すると、電子写
真装置本体の構成上用紙の搬送路、定着器の配置、電源
の配置など、省スペース及び小型化を実現することがで
きる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな像形成ユニットを用いて、多量の現像剤を収納部内
に充填して画像出力すると、重力に逆らったトナー供給
系に負担がかかり、回転部材を回転するためのトルクが
大きくなり、駆動モータからの駆動伝達系を構成する歯
車、軸などの破損が発生し易い。また、放置、加振等に
より片方の収納部内のトナーの充填密度が極端に大きく
なり、供給部材を起動するためにさらに大きな起動トル
クが必要となった。

【０００９】また、特に第２収納部内のトナーを残さず
第１収納部へ供給することができないため、第２収納部
に未だトナーが存在するにも関わらず、第１収納部内に
はトナーが存在しなくなり、画像濃度低下ないしトナー
・エンプティー・サイン表示等の異常現象が多発した。

【００１０】本発明の目的は、上記のような課題に鑑
み、現像剤の収納部内のトナーの充填量が多い場合、充
填密度が高まった場合等でも回転部材のトルクが小さ
く、また、現像剤の収納部内の現像剤が残りなく消費さ
れるように設定することのできる電子写真装置の現像装
置および像形成ユニットを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の現像装置は、上
記のような課題を解決するために、現像剤を収納する第
１収納部と、現像剤が往復移動できるような開口部を隔
てて第１収納部と隣接配置され、第１収納部内へ供給す
る現像剤を収納する第２収納部と、第２収納部の内壁に
端部が摺接されながら回動可能に保持された第２供給部
材と、第２収納部内にあって、第２供給部材の回動によ
り搬送された現像剤が開口部を通じて、第１収納部へ供
給されるのを補助すると共に、その供給された現像剤が
第２収納部内へ逆流するのを防止する供給補助部材とを
備えたことを特徴とする。

【００１２】本発明の現像装置は、上記のような課題を
解決するために、第２供給部材は、第２収納部内で回動
可能に軸支された回転部材と、回転部材に一端が持着さ
れ、回転部材の回動により、他端が第２収納部の内壁に
摺擦され、第２収納部内の現像剤を搬送する供給シート
で構成され、回転部材の回転により、供給シートで搬送
された現像剤を供給補助部材で掻き取り、開口部を通じ
て第１収納部へ供給する構成であることを特徴とする。

【００１３】本発明の現像装置は、上記のような課題を
解決するために、第２供給部材が、その回動動作により
第２収納部内の現像剤を搬送する際に、回転部材は、現
像剤の搬送負荷により塑性変形しない程度の機械的強度
を有すると共に、供給シートは、現像剤の搬送負荷によ
り弾性変形する程の機械的強度を有することを特徴とす
る。

【００１４】本発明の現像装置は、上記のような課題を
解決するために、供給シートは、回転部材に持着された
側の機械的強度が第２収納部の内壁に摺接される側の機
械的強度よりも強度が低いことを特徴とする。

【００１５】本発明の現像装置は、上記のような課題を
解決するために、供給シートは、回転部材に持着された
側に現像剤が通過できるような複数の開孔を有すること
を特徴とする。

【００１６】本発明の現像装置は、上記のような課題を
解決するために、供給シートは、回転部材の回動方向に
抗する方向に折り曲げ部または湾曲部を有することを特
徴とする。

【００１７】本発明の現像装置は、上記のような課題を
解決するために、供給シートは、第２収納部の内壁に摺
接される側の先端部の角部を面取りされて成ることを特
徴とする。

【００１８】本発明の現像装置は、上記のような課題を
解決するために、現像剤を収納する第１収納部と、第１
収納部の内壁に端部が摺接されながら回動可能に保持さ
れた第１供給部材と、現像剤が往復移動できるような開
口部を隔てて第１収納部と隣接配置され、第１収納部内
へ供給する現像剤を収納する第２収納部と、第２収納部
の内壁に端部が摺接されながら回動可能に保持された第
２供給部材と、第２収納部内にあって、第２供給部材の
回動により搬送された現像剤が開口部を通じて、第１収
納部へ供給されるのを補助すると共に、その供給された
現像剤が第２収納部内へ逆流するのを防止する供給補助
部材とを具備する現像装置であって、第１供給部材の先
端が開口部を通過後にタイミングを合わせ第２供給部材
によって現像剤を第２収納部から第１収納部へ供給する
ように構成したことを特徴とする。

【００１９】本発明の現像装置は、上記のような課題を
解決するために、第１供給部材は、第１収納部内で回動
可能に軸支された第１回転部材と、第１回転部材に一端
が持着され、第１回転部材の回動により、他端が第１収
納部の内壁に摺擦されながら第１収納部内の現像剤を搬
送する第１供給シートで構成され、第２供給部材は、第
２収納部内で回動可能に軸支された第２回転部材と、第
２回転部材に一端が持着され、第２回転部材の回動によ
り、他端が第２収納部の内壁に摺擦されながら第２収納
部内の現像剤を搬送する第２供給シートで構成されると
共に、第１供給シートの先端が開口部を通過後にタイミ
ングを合わせ第２供給シートによって搬送された現像剤
を供給補助部材で掻き取りながら第２収納部から第１収
納部へ供給するように構成したことを特徴とする。

【００２０】本発明の像形成ユニットは、上記のような
課題を解決するために、現像剤を収納する第１収納部
と、現像剤が往復移動できるような開口部を隔てて第１
収納部と隣接配置され、第１収納部内へ供給する現像剤
を収納する第２収納部と、第１収納部の内壁に端部が摺
接されながら回動可能に保持された第１供給部材と、開
口部を通じて現像剤が第１収納部と第２収納部の間を移
動できないように、開口部を塞ぐように第１供給部材を
位置することを特徴とする。

【００２１】本発明の像形成ユニットは、上記のような
課題を解決するために、現像剤を収納する第１収納部
と、現像剤が往復移動できるような開口部を隔てて第１
収納部と隣接配置され、第１収納部内へ供給する現像剤
を収納する第２収納部と、第２収納部の内壁に端部が摺
接されながら回動可能に保持された第２供給部材と、開
口部を通じて現像剤が第１収納部と第２収納部間を自由
に移動できないように、開口部を塞ぐように第２供給部
材を位置し、第２供給部材の回転を固定する回転止め部
材とを備えたことを特徴とする。

【００２２】

【作用】本発明の第１の特徴の上記構成によれば、現像
剤を収納する収納部から重力に逆らって現像剤を供給す
るときに、収納部内の供給部材の回転により搬送された
現像剤を供給補助部材で掻き取り、現像剤の移動方向を
変換しながら、開口部を介して下流側の収納部へと供給
することができる。また、供給補助部材は下流側の収納
部からの現像剤の逆流を防止することができるため、各
収納部間の現像剤の充填比率を適正に保つことができ
る。

【００２３】本発明の第２の特徴の上記構成によれば、
第２供給部材を回転部材と供給シートで構成すること
で、収納部内の現像剤の容量が多いときには、収納部内
の現像剤の流動特性を変化させ、供給部材の回転負荷を
増大させずに駆動させることができると共に、現像剤の
容量が低下したときには、流動特性を復帰させ、現像剤
の供給を回転負荷の増大なく速やかに行うことができ
る。

【００２４】本発明の第３の特徴の上記構成によれば、
供給シートの機械的強度に変化を持たせることで、さら
に、収納部内の現像剤の容量変化に応じて、現像剤の流
動特性を変化させ、供給部材の回転負荷を増大させず
に、さらに、速やかに行うことができる。

【００２５】本発明の第４の特徴の上記構成によれば、
供給シートの回転部材に持着された側の機械的強度が収
納部の内壁に摺擦される側の機械的強度に比べ弱いこと
で、さらに、収納部内の現像剤の容量変化に応じて、現
像剤の流動特性を変化させ、供給部材の回転負荷を増大
させずに、さらに、速やかに行うことができる。

【００２６】本発明の第５の特徴の上記構成によれば、
供給シートに、折り曲げ部または湾曲部を設けること
で、収納部間のトナー供給の効率を上げると共に、供給
補助部材による供給シートの抑制にも関わらず、収納部
内に供給できずに残る現像剤を低減させることができ
る。

【００２７】本発明の第６の特徴の上記構成によれば、
供給シートの先端部の角部に面取りを設けることで、現
像剤の搬送方向を制御でき、現像剤の詰まりなどを防止
することができる。

【００２８】本発明の第７の特徴の上記構成によれば、
それぞれの供給部材の回転の位相を同期させることで、
開口部を介した現像剤の供給を速やかに、効率よく行う
ことができる。

【００２９】本発明の第８の特徴の上記構成によれば、
開口部をそれぞれの供給部材で塞いだ状態に保つこと
で、それぞれの収納部間の現像剤の移動を防止すること
ができ、それぞれの収納部内の現像剤の充填比率を適正
に保ち、粉体状態を良好に保つことができる。

【００３０】

【実施例】以下本発明の現像装置及び像形成ユニットに
ついて、図面を参照しながら説明する。

【００３１】図１は本発明による現像装置を内包する像
形成ユニットの一実施例である。図１において、１は像
形成ユニットである。２はドラム状の感光体、３は感光
体２と同軸で軸支された磁石である。４は感光体２の表
面を帯電するスコロトロン型の帯電器、５は露光光であ
る。６は現像剤である磁性１成分のトナーで、７は現像
剤溜めでこの部分に溜められたトナー６により現像が行
われる。９は内部に磁石１０を有するステンレス製の電
極ローラ、１２は電極ローラ９に交流電圧を印加する交
流高圧電源、１４は電極ローラ９上のトナー６を掻き落
とすリン青銅製のスクレーパである。

【００３２】１６は現像剤溜め７に供給するトナー６を
収納する第１収納部、１８は第１収納部１６に供給する
トナー６を収納する第２収納部である。２０は第１収納
部１６内のトナーを現像剤溜め７に供給するために開け
られた第１開口部、２２は第２収納部１８内のトナー６
を第１収納部１６に供給するために開けられた第２開口
部である。２３は回転しながら第１収納部１６内のトナ
ー６を撹拌・供給する第１回転部材であり、厚さ１ｍｍ
の亜鉛メッキ鋼板製で、矢印ｃ方向に回転する。２４は
回転しながら第２収納部１８内のトナー６を撹拌・供給
する第２回転部材であり、厚さ１ｍｍの同じく亜鉛メッ
キ鋼板製で、矢印ｄ方向に第１回転部材２３と等速度で
回転する。第１回転部材２３の両端部には、直角の曲げ
が施され、その一端の曲げ方向（回転の接線方向）に第
１供給シート２５が取り付けられている。第２回転部材
２４の両端部にも、第１回転部材２３と同様に直角の曲
げが施され、その一端の曲げ方向に第２供給シート２６
が取り付けられている。第１供給シート２５、第２供給
シート２６共、回転部材の直角曲げ部分に取り付けられ
ているため、トナー６を搬送するときの負荷によって、
弾性変形し易い。２７、２８はそれぞれ第１供給シート
２５、第２供給シート２６の先端に取り付けられた第１
消音シート、第２消音シートである。第１回転部材２
３、第１供給シート２５、第１消音シート２７で第１供
給部材を構成し、第２回転部材２４、第２供給シート２
６、第２消音シート２８で第２供給部材を構成してい
る。

【００３３】第１消音シート２７及び第２消音シート２
８は、それぞれ、供給シートが収納部の内壁と接触する
面に取り付けられており、厚さ１００μｍで、幅がそれ
ぞれ１０ｍｍ、１５ｍｍのウレタン樹脂製のシートであ
る。この消音シートによって、それぞれの回転部材の回
転によって収納部の内壁を摺擦したり、叩いたりすると
きに発生する音を消音する効果がある。

【００３４】ここで、図２に第２回転部材２４の概略形
状を示す。図２のＺの部分が現像剤撹拌部分で、回転中
心を挟んで第２供給シート２６を取り付けた先端部とは
対角の位置に設けられている。また、第２供給シート２
６には、Ｙ部分のようにトナー６が充分に通過できるよ
うな開孔が複数開けてある。また、この第２回転部材２
４の形状は第１回転部材２３ともほぼ共通であるが、第
１回転部材２３にはＹ部分のような開孔が開いていな
い。

【００３５】２９は第２開口部２２近辺に設けられた先
端にＲ部を有する突起部で、第２回転部材２４の回転に
伴って第２供給シート２６により運ばれてきたトナー６
を掻き落としながら第１収納部１６側にトナー６を供給
する。

【００３６】３２は、第１収納部１６の底面部分に設け
られた磁気抵抗方式のトナー残量センサで、第１収納部
１６内のトナー６の量に応じた電圧を出力し、第１収納
部１６内のトナー残量を検知する。

【００３７】３３は感光体上のトナー像を用紙３４に転
写する転写ローラである。３６は感光体２表面に転写後
に残ったトナーをクリーニングするクリーナである。

【００３８】ここで、上述の内、高圧電源１２、トナー
残量センサ３２、転写ローラ３３、用紙３４は、像形成
ユニット１には含まれない。

【００３９】以上のように構成された電子写真装置につ
いて、その動作を説明する。感光体２を帯電器４（ワイ
ヤー印加電圧−５kV、グリッド印加電圧−５００Ｖ）
で、表面を一様に−５００Ｖに帯電させた。この感光体
２に露光光５を照射し静電潜像を形成した。このとき感
光体２の露光部分の表面電位は−１００Ｖであった。こ
の感光体２表面上に、トナー６を現像剤溜め７内で磁石
３の磁力により付着させる。次に感光体２上に付着した
トナー６は、磁石３による磁界によって磁気ブラシ状の
トナー層を形成され、感光体２の回転に従って電極ロー
ラ９との対向部分へと搬送された。電極ローラ９には高
圧電源１２により、−３００Ｖの直流電圧を重畳した１
５００Ｖｐｐ（ピーク・ツー・ピーク）の交流電圧（矩
形波、周波数１．８ｋＨｚ）を印加した。感光体２上の
トナー層は感光体２と電極ローラ９の間を往復運動し、
次第に非画像部のトナー６が電極ローラ９側に移り、感
光体２上には画像部のみにネガポジ反転したトナー画像
が残った。電極ローラ９上に付着したトナー６は、電極
ローラ９内部の磁石１０による磁界に沿って磁気ブラシ
状のトナー層を形成し、電極ローラ９の回転により搬送
され、スクレーパ１４によって掻き取られ現像剤溜め７
内に戻された。電極ローラ９は再び次の像形成に用い
た。こうして感光体２上に得られたトナー画像を、用紙
３４に、転写ローラ３３によって転写した後、定着器
（図示せず）により熱定着した。感光体２表面に残った
転写残りトナーは、クリーナ３６でクリーニングし、感
光体２は再び次の像形成に使用した。

【００４０】ここで、まず、第２収納部１８から第１収
納部１６へのトナー６の供給について、実際の観察結果
を踏まえ説明する。図３は、像形成ユニット１の使い始
め時点で、収納部内のトナー６の総容量の多い状態を示
す。図４は、作像動作によっていくらかのトナー６を消
費した後で、トナー６の総容量の低くなった状態を示
す。

【００４１】図３に示すように、収納部内のトナー６の
総容量の多い場合には、第１供給シート２５と第２供給
シート２６が大きく弾性変形し、回転負荷が大きくなら
ないようになっている。特に、第２収納部１８内では、
第２供給シート２６によって撹拌・搬送されている一部
のトナー６を除いて、第２回転部材２４と第２供給シー
ト２６によって、第２回転部材２４の回転半径外にトナ
ー６が押し固められ、密度が高くなった状態で、第２収
納部１８の内壁にこびり着くように存在する。したがっ
て、第２回転部材２４の回転半径内にはトナー６がほと
んど存在せず、トナー空白部３８ができあがり、トナー
６を撹拌・搬送する負荷がほとんど要らなくなる。

【００４２】しかし、現像剤溜め７内のトナー６は作像
動作によって順次消費され、第１収納部１６から現像剤
溜め７へは順次トナー６を供給する必要があるため、第
１収納部１６内のトナー６は、流動特性の良好な状態が
保たれている。したがって、第１回転部材２３の回転負
荷は、ある程度必要となる。

【００４３】第２開口部２２付近のトナー６は、第２供
給シート２６によって撹拌・搬送されている一部のトナ
ー６が、突起部２９により掻き取られ第２開口部２２か
ら第１収納部１６へ効率良く供給される。つまり、突起
部２９は、第２供給シート２６により回転撹拌されてい
たトナー６をせき止める共に、その進行方向を第２開口
部２２方向へ転換することで、重力に反してトナー６を
第１収納部１６へ供給することができる。

【００４４】しかし、第１収納部１６内には流動特性の
良好な状態でトナー６を存在させるため、第１回転部材
２３の回転に伴って、第１収納部１６から第２収納部１
８へ第２開口部２２を通って、トナー６が溢れ出るよう
に逆流する。ここで、突起部２９がない場合には、トナ
ー空白部３８を埋めてしまうほどのトナー６が逆流する
が、突起部２９によって、トナー６の逆流を制限するこ
とができ、第１収納部１６と第２収納部１８内のトナー
６の充填比率を適度に保つことができる。つまり、第２
開口部２２付近のトナー６は、第１回転部材２３、第２
回転部材２４の回転に同期して、第２開口部２２を通っ
て、第１収納部１６と第２収納部１８の間を往復移動し
ている。

【００４５】ここで、突起部２９を高くし過ぎると、第
２収納部１８から第１収納部１６へのトナー供給を積極
的に行うため、第１収納部１６内のトナー６の容量の分
配比率が高まる。したがって、第１収納部１６のトナー
６が多く成り、第１回転部材２３の回転負荷が大きく成
りすぎる。また、突起部２９を低くし過ぎると、第２収
納部１８内のトナー６の容量の分配比率が高く成りすぎ
て、第１収納部１６へのトナー６の供給性能が低下した
り、第２収納部１８の内壁に固められたトナー６の密度
が高く成りすぎる。本実施例では、突起部２９の高さは
１から５ｍｍの範囲で良好な結果を得られたため、その
範囲の中心値を取り、３ｍｍとした。この突起部２９の
高さは、各収納部、各回転部材、各供給シートの形状、
トナー６の粉体特性等の各種条件によって適当な高さを
決定すればよい。

【００４６】また、供給シートの材質、厚さ、形状等の
機械的強度などによって、トナー６の固められ方、密度
の状態も変化する。本実施例では、第１供給シート２
５、第２供給シート２６共、塑性変形し難い、ポリフェ
ニレンサルファイド製フィルムを用い、第１供給シート
２５は、厚さ７５μｍ、長さ３０ｍｍ、第２供給シート
２６は、厚さ１２５μｍ、長さ４０ｍｍとした。

【００４７】次に、図４を用いて、作像動作が進み、ト
ナー６が消費され、収納部内のトナー６の総容量が少な
くなったときについて説明する。

【００４８】作像動作によって、現像剤溜め７のトナー
６が消費されると、第１収納部１６からトナー６が現像
剤溜め７へ順次供給される。したがって、第１収納部１
６内のトナー６は徐々に減少する。

【００４９】この場合、第１回転部材２３、第２回転部
材２４の回転に同期して、第２開口部２２を通って、第
１収納部１６と第２収納部１８を往復移動していたトナ
ー６が、第１収納部１６へ供給された後、第２収納部１
８へ逆流しなくなる。さらに、第２供給シート２６が撹
拌・搬送してトナー６が第１収納部１６へ供給されてし
まうと、第２回転部材２４の回転によって動かされてい
るトナー６が極端に少なくなってしまうため、トナー６
の容量が多かったときには、トナー６を押し固める作用
をしていた第２供給シート２６が、今度は、第２収納部
１８の内壁に押し固められていたトナー６を解し始め、
流動特性の良好な状態へと戻し始める。

【００５０】この解し作用によって、第２収納部１８内
のトナー６の流動性がどんどん良くなると、第２回転部
材２４の回転に伴い第２供給シート２６によって撹拌・
搬送されるトナー６の量が増加し、突起部２９によって
掻き取られ、第２開口部２２を介して第１収納部１６へ
と順次供給されるようになる。

【００５１】ここで、第１供給シート２５が第２開口部
２２近辺を通過し、第２開口部２２上部のトナー６を動
かした直後に、第２供給シート２６によってトナー６を
供給するようにすると良い。これは、第２開口部２２上
に存在するトナー６によって、第２収納部１８からのト
ナー６の供給が邪魔されていたものがなくなり、第２開
口部２２からのトナー供給を容易に行うことができるか
らである。したがって、このように、第１供給シート２
５と第２供給シート２６の回転の位相を合わせると、効
率よくトナー６の供給を行うことができる。

【００５２】トナー６の容量の多い場合と、少ない場合
とで、第２供給シート２６の働きが全く反対の作用を行
うのであるが、特に、第２供給シート２６に特別な構成
は必要ではない様である。強いて理由を考えると、第２
供給シート２６によってトナー６を押し固めたり、解し
たりする場合に、第２供給シート２６の別々の部分でそ
の相反する作用を行っているようである。つまり、トナ
ー６を押し固める場合には、第２回転部材２４が回転す
ることで、第２供給シート２６がトナー６に対して最も
強く圧力を印加する部分である、第２供給シート２６の
第２回転部材２４に取り付けられた付け根部分が作用
し、この部分の剛性によって、トナー６への圧力がほと
んど決定される。また、トナー６を解す場合には、押し
固められたトナー層の表面を第２供給シート２６の先端
部分が徐々に掻き取るように作用するため、この部分の
剛性、形状によって、トナー６の解し効果が決定される
ようである。この両者の作用は、トナー６の容量が多い
場合でも、少ない場合でも常に、平行して作用している
と考えられる。したがって、トナー６の容量によって、
どちらかの作用の効果が顕著に現れることで、全体とし
て、トナー６を押し固めているか、解しているかが決定
されるようである。

【００５３】本実施例の場合、第２供給シート２６の形
状は、図２にも示したように、第２回転部材２４に取り
付けられた付け根部分には、トナー６が通過することの
できる複数の開孔を設けていると共に、先端部には第２
消音シート２８を貼り付けた。したがって、トナー６の
押し固め力は小さく、逆に解し力は大きくなるように成
っている。このように、第２供給シート２６に設けた複
数の開孔は、第２供給シート２６の付け根部分の機械的
強度を弱める働きを有すると共に、第２供給シート２６
で撹拌・搬送されるトナー６の一部がこの開孔を通って
逃れることで、第２回転部材２４の回転負荷をさらに小
さくする効果も持っている。

【００５４】トナー６の押し固め力と、解し力のバラン
スは、第２回転部材２４の回転負荷をできるだけ小さく
し、かつ、第１収納部１６内にトナー６がなくなり現像
剤溜め７へトナー６を供給できなくなったり、トナー残
量センサ３２によってトナー・エンプティー・サインが
表示される前に、充分なトナー６を第２収納部１８から
第１収納部１６へ供給できるような条件に設定すれば良
い。バランスを取る方法としては、本実施例のような方
法もあるし、他には、第２供給シート２６自体に厚みの
変化を設けて、剛性を変化させることもできる。また、
第２供給シート２６の先端にフックを設けトナー６の解
し力を増強させることもできる。

【００５５】また、第２供給シート２６を大きく変形さ
せながらトナー６の供給を行う場合には、どうしても、
第２供給シート２６の先端部の両端がトナー６の負荷
で、内側に曲がる傾向にある。すると、トナー６を第２
回転部材２４の回転軸の外側方向へ押し出すことにな
る。回転軸の外側方向へトナー６が押し出されると、第
２収納部１８の側壁側へトナー６が押し固められ、図に
は示していないが、第２回転部材２４の軸受などにトナ
ー６が詰まり、第２回転部材２４の回転負荷の増大等の
問題となることがある。したがって、図５に示すよう
に、第２供給シート２６の先端部の角部に面取り等を施
すと良い。このような形状は、第１供給シート２５にも
同様に適用できる。

【００５６】さらに、第２供給シート２６の形状につい
て図６から図８を用いて詳しく説明する。

【００５７】図６は第２収納部１８、第２開口部２２部
分の拡大図である。図７は第２供給シート２６の断面形
状である。図８は下壁喰い込み量Ｘと残トナーの量の関
係を示すグラフである。

【００５８】図６の中で、第２開口部２２の下壁４０に
対する第２供給シート２６の先端の喰い込み量をＸ（第
２収納部１８内にトナー６のない場合）とする。

【００５９】図７中のＡからＤまでの供給シートを第２
供給シート２６として使用した場合、図７中のＡの供給
シートは、第２収納部１８の内壁およびトナー６によっ
て応力を受けクリープ変形（塑性変形）し、図７中のＢ
の様に曲率を持った形状に変形してしまう。したがっ
て、初期的には、Ａの形状であってもＢの形状として動
作することとなる。特に、本実施例においては、供給シ
ートの材質をポリフェニレンサルファイド製フィルムと
しているため、比較的クリープ変形の度合いは小さい
が、例えば、ポリエステルフィルム製の供給シートを使
用したとすると、そのクリープ変形量は大きく、トナー
６の供給に支障をきたす程度となることもしばしばであ
る。したがって、ポリエステルフィルムは供給シートの
材料として余り好ましくはない。また、Ｃの形状は第２
回転部材２４の回転方向（矢印ｄ方向）に抗する方向
に、湾曲状の曲率を有する形状であり、Ｄの形状は、同
じく第２回転部材２４の回転方向（矢印ｄ方向）に抗す
る方向に、折れ曲がり部分（図中の矢印部分）を２ヶ所
設けた形状である。

【００６０】ここで、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄなる供給シートを
用いて、トナー供給の実験を行うと、Ａ、Ｂに比べＣお
よびＤは、第２収納部１８内のトナー６の解し効果が高
いことが解った。また、ＡおよびＢの場合、突起部２９
によって第２供給シート２６が押さえつけられること
で、第２供給シート２６の先端が下壁４０に充分接触せ
ず、下壁４０部分に第２供給シート２６では搬送するこ
とのできない残トナーが発生することが解った。この残
トナーは、第２収納部１８内に最後まで残り、作像動作
に使用することができないトナーとなってしまう。

【００６１】第２供給シート２６の形状をＡ、Ｂ、Ｃ、
Ｄ以外にも種々変化させ、下壁喰い込み量Ｘと残トナー
量の関係を実験的に求めた結果が図８である。下壁喰い
込み量Ｘが正（Ｘ＞０）の場合には、第２供給シート２
６の先端は下壁４０部分に充分接触し、下壁４０部分に
残トナーが発生し難い。また、逆に、下壁喰い込み量Ｘ
が負（Ｘ＜０）の場合には、第２供給シート２６の先端
が下壁４０に接触せず、下壁４０部分に残トナー（図中
の斜線部分）が発生する。ここで、図７の中のＣないし
Ｄのように、第２供給シート２６の形状を第２回転部材
２４の回転方向に抗する方向に湾曲部ないし折り曲げ部
分を有するようにすると、突起部２９によって第２供給
シート２６が押さえつけられても、その先端部は下壁４
０に沿った軌跡を描き、下壁３０部分の残トナーがほと
んどなくなることが解った。

【００６２】次に、図９は、本発明の一実施例における
像形成ユニット１の輸送時の梱包形態を示した図であ
る。

【００６３】本発明の像形成ユニット１は、ファック
ス、プリンタ等の電子写真装置本体の作像部分として、
電子写真装置本体の使用者が容易に交換が可能であり、
像形成ユニット１内のトナー６が無くなり、作像ができ
なくなった場合には、トナーで手を汚すことなく新しい
像形成ユニット１と交換するようにしている。したがっ
て、使用者は、図９で示す形態で、像形成ユニット１を
入手することが可能である。

【００６４】図９において、４２は段ボールなどででき
た像形成ユニット１の梱包材、４４、４６はそれぞれ像
形成ユニット１を支える緩衝材Ａと緩衝材Ｂである。４
８は第１開口部２０からのトナー６の漏れを防止するト
ナーシャッタ４８である。

【００６５】像形成ユニット１内の第１収納部１６と第
２収納部１８内にはトナー６が充填されている。しか
し、輸送中に感光体２と電極ローラ９との対向部分など
からトナー６が漏れないように、第１開口部２０を塞ぐ
ようにトナーシャッタ４８が現像剤溜め７側に融着され
ているため、現像剤溜め７内にはトナー６が入らないよ
うになっている。像形成ユニット１を電子写真装置本体
へ装着する前に、このトナーシャッタ４８を引き抜き、
現像剤溜め７内へトナー６が供給できるようになってい
る。

【００６６】また、図でも解るように、この梱包状態で
は、第１供給シート２５が第２開口部２２を塞ぎ、像形
成ユニット１を開梱し、電子写真装置本体に装着し、動
作させない限り、第２開口部２２を介してトナー６が第
１収納部１６と第２収納部１８の間を移動できないよう
になっている。

【００６７】第１収納部１６と第２収納部１８の内容積
は、それぞれ、約２６０ｃｃと約３５０ｃｃである。そ
こへ、約３４０ｇのトナー６を投入してある。第１収納
部１６と第２収納部１８の容積比率とトナー６容量比率
は、それぞれ０．４３：０．５７と０．３８：０．６２
である。つまり、第１収納部１６内のトナー６の充填密
度は第２収納部１８よりも低く設定されている。それ
は、上述したように、第１収納部１６内のトナー６の流
動特性を常に良好な状態に保つために、第２収納部１８
内のトナー充填率よりも低く設定している。

【００６８】また、図のように、常に、第１収納部１６
に比べ第２収納部１８を重力下方に位置させることで、
万が一、第１供給シート２５と第２開口部２２に隙間が
生じていたとしても、第２収納部１８から第１収納部１
６へトナー６が侵入するのを防止している。

【００６９】つまり、第１収納部１６と第２収納部１８
のトナー充填率は、常に第１収納部１６を小さくするこ
と。さらに、万が一、第２開口部２２を介してトナー６
が移動できるような場合でも、第２収納部１８から第１
収納部１６へトナー６が移動されないようにすることが
肝要である。

【００７０】図１０は、本発明の別の実施例における像
形成ユニット１の輸送時の梱包形態を示した図である。

【００７１】図１０の梱包状態で、図９における実施例
と異なる部分について説明する。図１０において、５０
は第２収納部１８内で第２供給シート２６の一端の回転
を固定する止め部材である図９と図１０の違いは、第２
開口部２２を塞ぐ方法である。図１０では、第２供給シ
ート２６を用いて第２開口部２２を塞いでいる。ここ
で、ただ単に、第２供給シート２６を第２開口部２２部
分に押し当てたとしても、第１収納部１６内のトナー６
の重量によって、また、加振などによって、第２供給シ
ート２６が変形し、第２開口部２２からトナー６が第２
収納部１８へ侵入することとなる。したがって、第２供
給シート２６に張力を持たせるために、止め部材５０を
設けて第２供給シート２６の一端を固定すると共に、図
には示していないが矢印ｅ方向に第２回転部材２４を付
勢することで、第２供給シート２６に架張力を持たせ、
トナー６の重量、加振などに耐えることができるように
している。

【００７２】本発明は上記した構成により、多量のトナ
ー６を収納部内に充填して低温低湿・高温高湿環境条件
下で連続して画像を出力したときでも、各収納部、現像
剤溜め７間のトナー６供給不良による画像濃度の低下等
はなく、連続して良好な画像を出力できる。

【００７３】また、本発明の構成では、トナー残量セン
サ３２周辺のトナー量は安定するため、トナー残量検知
時に誤動作することがない。

【００７４】なお、本実施例では供給シートとしてポリ
フェニレンサルファイド製フィルムを用いたが、この材
料としては、トナー６の反力に対して弾性を持つような
材料、例えばポリエステルフィルムのような樹脂、もし
くはリン青銅のような薄い金属板でも厚み、形状を選択
することで充分使用することができる。

【００７５】また、本実施例の電子写真現像法として、
感光体２内部と電極ローラ９内部の両方に磁極を配置
し、交流電界を形成した磁性１成分現像法を用いたが、
例えばトナー層を担持した現像ローラを用いて現像する
現像法や、非磁性１成分トナーを用いる現像法、２成分
現像剤を用いる現像法、および直流電界のみを用いる現
像法などを用いても、粉体の現像剤を用いる現像法であ
れば、本発明の本質と作用効果は変わることはない。

【００７６】なお、突起部２９の先端部にはＲ形状を設
けたが、これは第２供給シート２６や、第２消音シート
２８の貼り付け部分が剥がれないようにするためであ
り、そのような心配のない場合には、Ｒ形状を設ける必
要はない。

【００７７】像形成ユニット１の輸送時の梱包状態は、
第２開口部２２を塞ぐ方法として、第１供給シート２５
および第２供給シート２６を用いているが、第１開口部
２０を塞いでいるトナーシャッタ４８と同様のシャッタ
部材を設けても良い。如何なるシャッタ部材であって
も、梱包状態で、第２開口部２２を塞ぎ、第２開口部２
２を介したトナー６の移動を防止できるものならば何で
も良い。

【００７８】

【発明の効果】以上のように本発明は、重力に逆らった
現像剤の供給を行う像形成ユニットを用いた場合でも、
多量の現像剤を収納部内に充填して画像出力しても、回
転部材を回転するための回転負荷トルクが大きくならな
い。したがって、駆動モータからの駆動伝達系を構成す
る歯車、軸などの破損も起こすことがない。また、放
置、加振等により片方の収納部内の現像剤の充填密度が
極端に大きくなり、供給部材を起動するためにさらに大
きな起動負荷トルクが必要となることがない。

【００７９】また、収納部内に供給できずに残る現像剤
の量を極力少なくすることができるため、省資源化を実
現することができる。また、収納部内に未だ現像剤が存
在するにも関わらず、画像濃度が低下したり、トナー・
エンプティー・サイン表示等の異常現象が発生すること
がない。

【００８０】また、像形成ユニットの輸送時にも、現像
剤がある一方の収納部内に片寄ることがなく、極めて安
定な現像剤の状態を保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における現像装置および像形成
ユニットの構成図

【図２】本発明の実施例の現像装置に用いられる回転部
材の形状を示す図

【図３】本発明の現像装置を収納部内の状態を示す図

【図４】本発明の現像装置を収納部内の状態を示す図

【図５】本発明の他の実施例の現像装置に用いられる回
転部材の形状を示す図

【図６】本発明の実施例における収納部の部分拡大図

【図７】本発明の他の実施例における供給シートの断面
形状を示す図

【図８】本発明の実施例の現像装置における下壁喰い込
み量Ｘと残トナー量の関係を示す図

【図９】本発明の実施例における像形成ユニットの輸送
時の梱包形態図

【図１０】本発明の実施例における像形成ユニットの輸
送時の梱包形態図

【図１１】従来の現像装置および像形成ユニットの構成
図

【符号の説明】１像形成ユニット２感光体４帯電器６トナー７現像剤溜め１０電極ローラ１６第１収納部１８第２収納部２３第１回転部材２４第２回転部材２５第１供給シート２６第２供給シート２７第１消音シート２８第２消音シート２９突起部３２トナー残量センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤を収納する第１収納部と、現像剤が
往復移動できるような開口部を隔てて前記第１収納部と
隣接配置され、前記第１収納部内へ供給する現像剤を収
納する第２収納部と、前記第２収納部の内壁に端部が摺
接されながら回動可能に保持された第２供給部材と、前
記第２収納部内にあって、前記第２供給部材の回動によ
り搬送された現像剤が前記開口部を通じて、前記第１収
納部へ供給されるのを補助すると共に、その供給された
現像剤が前記第２収納部内へ逆流するのを防止する供給
補助部材とを備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】第２供給部材は、第２収納部内で回動可能
に軸支された回転部材と、前記回転部材に一端が持着さ
れ、前記回転部材の回動により、他端が前記第２収納部
の内壁に摺擦され、前記第２収納部内の現像剤を搬送す
る供給シートで構成され、前記回転部材の回転により、
前記供給シートで搬送された現像剤を供給補助部材で掻
き取り、開口部を通じて第１収納部へ供給する構成であ
ることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】第２供給部材が、その回動動作により第２
収納部内の現像剤を搬送する際に、回転部材は、現像剤
の搬送負荷により塑性変形しない程度の機械的強度を有
すると共に、供給シートは、現像剤の搬送負荷により弾
性変形する程の機械的強度を有することを特徴とする請
求項２に記載の現像装置。
【請求項４】供給シートは、回転部材に持着された側の
機械的強度が第２収納部の内壁に摺接される側の機械的
強度よりも強度が低いことを特徴とする請求項２または
請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】供給シートは、回転部材に持着された側に
現像剤が通過できるような複数の開孔を有することを特
徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の現像
装置。
【請求項６】供給シートは、回転部材の回動方向に抗す
る方向に折り曲げ部または湾曲部を有することを特徴と
する請求項２から請求項５のいずれかに記載の現像装
置。
【請求項７】供給シートは、第２収納部の内壁に摺接さ
れる側の先端部の角部を面取りされて成ることを特徴と
する請求項２から請求項６のいずれかに記載の現像装
置。
【請求項８】現像剤を収納する第１収納部と、前記第１
収納部の内壁に端部が摺接されながら回動可能に保持さ
れた第１供給部材と、現像剤が往復移動できるような開
口部を隔てて前記第１収納部と隣接配置され、前記第１
収納部内へ供給する現像剤を収納する第２収納部と、前
記第２収納部の内壁に端部が摺接されながら回動可能に
保持された第２供給部材と、前記第２収納部内にあっ
て、前記第２供給部材の回動により搬送された現像剤が
前記開口部を通じて、前記第１収納部へ供給されるのを
補助すると共に、その供給された現像剤が前記第２収納
部内へ逆流するのを防止する供給補助部材とを具備する
現像装置であって、第１供給部材の先端が前記開口部を
通過後にタイミングを合わせ第２供給部材によって現像
剤を第２収納部から第１収納部へ供給するように構成し
たことを特徴とする現像装置。
【請求項９】第１供給部材は、第１収納部内で回動可能
に軸支された第１回転部材と、前記第１回転部材に一端
が持着され、前記第１回転部材の回動により、他端が前
記第１収納部の内壁に摺擦されながら第１収納部内の現
像剤を搬送する第１供給シートで構成され、かつ、第２
供給部材は、第２収納部内で回動可能に軸支された第２
回転部材と、前記第２回転部材に一端が持着され、前記
第２回転部材の回動により、他端が前記第２収納部の内
壁に摺擦されながら第２収納部内の現像剤を搬送する第
２供給シートで構成されると共に、前記第１供給シート
の先端が前記開口部を通過後にタイミングを合わせ第２
供給シートによって搬送された現像剤を供給補助部材で
掻き取りながら第２収納部から第１収納部へ供給するよ
うに構成したことを特徴とする請求項８に記載の現像装
置。
【請求項１０】現像剤を収納する第１収納部と、現像剤
が往復移動できるような開口部を隔てて前記第１収納部
と隣接配置され、前記第１収納部内へ供給する現像剤を
収納する第２収納部と、前記第１収納部の内壁に端部が
摺接されながら回動可能に保持された第１供給部材と、
前記開口部を通じて現像剤が第１収納部と第２収納部の
間を移動できないように、前記開口部を塞ぐように前記
第１供給部材を位置することを特徴とする像形成ユニッ
ト。
【請求項１１】現像剤を収納する第１収納部と、現像剤
が往復移動できるような開口部を隔てて前記第１収納部
と隣接配置され、前記第１収納部内へ供給する現像剤を
収納する第２収納部と、前記第２収納部の内壁に端部が
摺接されながら回動可能に保持された第２供給部材と、
前記開口部を通じて現像剤が第１収納部と第２収納部間
を自由に移動できないように、前記開口部を塞ぐように
前記第２供給部材を位置し、前記第２供給部材の回転を
固定する回転止め部材とを備えたことを特徴とする像形
成ユニット。