(57)【要約】      （修正有）【課題】現像装置のなかで摩擦や熱により現像剤は凝集し、流動性は低下し、トナー粒子は移動しにくくなる。そのため、現像剤担持手段へ供給できる現像剤量が少なくなり、結果として現像剤供給不足によるかすれといった印刷不良が発生する。【解決手段】像担持体上に現像剤を供給する現像剤担持手段と、前記現像剤担持手段と対向して設けられ、回転することにより前記現像剤担持手段に現像剤を供給する第１の現像剤供給手段と、前記第１の現像剤供給手段の近傍に設けられ、回転することにより前記第１の現像剤供給手段に現像剤を供給する第２の現像剤供給手段とを備え、前記第２の現像剤供給手段は前記第１の現像剤供給手段とほぼ平行に延在した１または複数の現像剤押出し部材からなり、該現像剤押出し部材は少なくとも１つの面が前記第１の現像剤供給手段方向に現像剤を押出す現像剤押出し面である複数の面を有することを特徴とする現像装置である。【選択図】図４
2006323016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に現像剤を供給する現像剤担持手段と、
前記現像剤担持手段と対向して設けられ、回転することにより前記現像剤担持手段に現像剤を供給する第１の現像剤供給手段と、
前記第１の現像剤供給手段の近傍に設けられ、回転することにより前記第１の現像剤供給手段に現像剤を供給する第２の現像剤供給手段とを備え、
前記第２の現像剤供給手段は前記第１の現像剤供給手段とほぼ平行に延在した１または複数の現像剤押出し部材からなり、
該現像剤押出し部材は少なくとも１つの面が前記第１の現像剤供給手段方向に現像剤を押出す現像剤押出し面である複数の面を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記複数の面は、前記第１の現像剤供給手段方向に現像剤を押出す第１の面と、該第１の面と異なる形状の第２の面からなることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記第１の面は、前記第１の現像剤供給手段方向に現像剤を押出す略平面状または略凹面状の現像剤押出し面であることを特徴とする請求項２記載の現像装置。
【請求項４】
前記第２の現像剤供給手段は回転軸周辺に現像剤が入り込む空間部を有する第２の現像剤供給手段であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の現像装置。
【請求項５】
前記空間部は
前記第２の現像剤供給手段の回転軸の外側に位置する前記現像剤押出し部材と、
前記回転軸に位置するシャフトと前記現像剤押出し部材を接続する接続部材とで囲まれる空間部であることを特徴とする請求項４記載の現像装置。
【請求項６】
前記第２の現像剤供給手段の回転軸と前記第１の現像剤供給手段の回転軸を含む面と前記第１の現像剤供給手段の外周との交線に接する面を接面としたとき、
前記現像剤押出し面が平面であり、前記現像剤押出し部材の軸方向と垂直である第１の方向に該平面を延長した延長面と、
前記第１の方向での前記平面の中心が前記第１の現像剤供給手段に最接近したときの前記延長面と前記接面がなす角が３０°以上９０°以下である第２の現像剤供給手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像剤押出し面について、前記現像剤押出し部材の軸方向と垂直方向の長さが１ｍｍ以上でかつ前記第２の現像剤供給手段の回転に伴ない移動する前記現像剤押出し部材の軌跡の内側と外側の間隔が前記第２の現像剤供給手段の回転半径の７０％以下の長さである第２の現像剤供給手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の現像装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の現像装置を使用することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写装置、画像記録装置、プリンタ、ファクシミリ等の潜像担持体に形成された潜像を現像して可視化する現像装置及びその現像装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の現像装置８１５の概略構成を図１３に示す。図１３において、トナー８０３は交換可能な現像剤収納容器８０６からトナーホッパ８１２へ供給される。矢印８８３に回転する第１の現像剤供給手段８０４はトナーホッパ８１２にあるトナー８０３を矢印８８２方向に回転する現像剤担持手段８０２へ供給する。現像剤担持手段８０２上のトナー８０３は現像ブレード８０７によりトナー薄層を形成する。像担持体８０１は矢印８８１方向に回転し、帯電ローラ８０８は矢印８８４方向に回転し、像担持体８０１の表面を一様に帯電する。画像形成装置に設けられる露光装置８１１は一様に帯電した像担持体８０１表面に選択的に光を照射して静電潜像を形成する。トナー薄層を形成した現像剤担持手段８０２により像担持体８０１上の静電潜像が現像され、像担持体８０１上にトナー像を形成する。画像形成装置に設けられた８３０は転写ローラ、８２６は搬送ベルトであり、搬送ベルト８２６は記録媒体８２１を搬送し、矢印８８５方向に回転する転写ローラ８３０は像担持体８０１上のトナー像を記録媒体８２１へ転写する。トナー像が転写された後の像担持体８０１上には転写されずに転写残トナーがあるため、クリーニングブレード８０９は該転写残トナーを掻き取って除去し、除去された該転写残トナーは廃トナー収納部８１０に格納される。
【０００３】
図１３のような従来の現像装置の中ではトナーは摩擦による力学的ストレスや熱によるストレスを受ける。力学的ストレスをトナーが受けると、トナー粒子表面の流動化剤がトナー粒子内へ埋没したり、トナー粒子から脱離する。そのため、流動化剤に覆われていたトナー粒子の地肌があらわれ、トナー粒子同士の付着力が増大しトナーは凝集しやすくなる。また、熱によるストレスをトナーが受けると、トナー粒子同士が融着するため、トナーは凝集しやすくなる。このように力学的ストレスおよび熱的ストレスを受けてトナーの凝集が起こるとトナーの流動性は低下し、トナー粒子は重力などの外部からの力に対して移動しにくくなる。この場合、第１の現像剤供給手段８０４による現像剤供給量も低下してしまう。
【０００４】
よって第１の現像剤供給手段８０４が供給できるトナー量が必要量より少なくなり、第１の現像剤供給手段８０４から現像剤担持手段８０２へ供給されるトナーの量も減少する。そのため、現像剤担持手段８０２から像担持体８０１に形成された潜像を現像し可視化するためのトナーの供給量が減るので、画像を記録する媒体上へのトナーの供給不足が発生する。このようなトナーの流動性の低下が起こっても第１の現像剤供給手段に必要量のトナーを搬送するために、第１の現像剤供給手段近傍にスパイラル形状の部材を配置し、流動性の低下したトナーを攪拌し第１の現像剤供給手段へトナーを搬送する現像装置が提案されている。
【特許文献１】特開平８−１３７２２４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、スパイラル形状の部材は軸の長手方向にトナーを搬送する力は大きいが、周方向である第１の現像剤供給手段表面への方向にトナーを搬送する力は少ない。そのため、十分なトナーを第１の現像剤供給手段に搬送できず、第１の現像剤供給手段から現像剤担持手段へ供給できるトナー量が少なくなるため、結果としてトナー供給不足によりかすれといった印刷不良が発生する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために以下の構成を採用する。すなわち像担持体上に現像剤を供給する現像剤担持手段と、前記現像剤担持手段と対向して設けられ、回転することにより前記現像剤担持手段に現像剤を供給する第１の現像剤供給手段と、前記第１の現像剤供給手段の近傍に設けられ、回転することにより前記第１の現像剤供給手段に現像剤を供給する第２の現像剤供給手段とを備え、前記第２の現像剤供給手段は前記第１の現像剤供給手段とほぼ平行に延在した１または複数の現像剤押出し部材からなり、該現像剤押出し部材は少なくとも１つの面が前記第１の現像剤供給手段方向に現像剤を押出す現像剤押出し面である複数の面を有することを特徴とする現像装置である。
【発明の効果】
【０００７】
上記構成を有する本発明によれば、第１の現像剤供給手段への現像剤搬送性が高い第２の現像剤供給手段を現像装置に備えることにより、現像剤搬送不足を防ぐことができ、印刷不良という不具合を解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明に係る実施の形態例を、図面を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【０００９】
実施例１の現像装置では半円形状の現像剤押出し部材を有する第２の現像剤供給手段を設けた。
【００１０】
（構成）
図１は本実施例の形態の画像形成装置の概略構成図である。図１において、画像形成装置は画像形成手段としてそれぞれ独立した現像装置を４個備えており、１５ｋ、１５ｙ、１５ｍ、１５ｃはそれぞれブラック（ｋ）の現像装置、イエロー（ｙ）の現像装置、マゼンタ（ｍ）の現像装置、シアン（ｃ）の現像装置、３０ｋ、３０ｙ、３０ｍ、３０ｃはそれぞれの現像装置に対応した転写手段である転写ローラ、１１ｋ、１１ｙ、１１ｍ、１１ｃはそれぞれの現像装置に対応した露光装置であるＬＥＤヘッドである。他は、２６は搬送ベルト、２１は記録媒体、２２はトレイ、２３はホッピングローラ、２５はレジストローラ、２４はピンチローラ、２７は搬送ベルト２６に張力を与えて搬送ベルト２６を円滑に回転させるためのアイドルローラ、２８は図示しない駆動源からの駆動力により搬送ベルト２６を回転させるドライブローラ、２９は定着装置である。
【００１１】
図２は本発明の第２の現像剤供給手段を備えた現像装置の概略構成を示す断面図である。
１は像担持体である感光体、２は現像剤担持手段である現像ローラ、３は現像剤であるトナー、４は第１の現像剤供給手段であるトナー供給ローラ、５は第２の現像剤供給手段であるトナー搬送部材、６は現像剤収納容器であるトナーカートリッジ、１２はトナーホッパ、７は現像ブレード、８は帯電ローラ、９はクリーニングブレード、１０は廃トナー収納部１０であり、１５は現像装置である。１１は露光装置であるＬＥＤヘッド、２６は搬送ベルト、３０は転写ローラであり、画像形成装置に備えられている。２１は記録媒体である。
【００１２】
トナー３は平均粒径５．５μｍの樹脂からなる負帯電性の粉砕トナーであり、トナー供給ローラ４はシリコーンゴムのスポンジからなり、外径１５．３ｍｍのトナー供給ローラである。現像ローラ２はウレタンゴムからなり、外径１６ｍｍの現像ローラである。現像ブレード７は板厚が０．０８ｍｍで現像ローラ２との接触部分はＲ２．０に曲げ加工されているステンレスからなる現像ブレードである。
【００１３】
図３はトナー搬送部材の駆動方法図である。５０１は画像形成装置に取り付けられ、図示しない駆動源から動力を得て回転する駆動用ギアであり、５０２は感光体１に備えられ、駆動用ギア５０１から駆動をもらう感光体用ギア、５０３は現像ローラ２に備えられ、感光体用ギア５０２から駆動をもらう現像ローラ用ギア、５０５はトナー供給ローラ４に備えられるトナー供給ローラ用ギア、５０４は現像ローラ用ギア５０３の駆動をトナー供給ローラ用ギア５０５に伝えるアイドルギア、５０６はトナー搬送部材５に備えられ、トナー供給ローラ用ギア５０５から駆動をもらうトナー搬送部材用ギアである。
【００１４】
図４および図５にトナー搬送部材５の構成を示す。トナー搬送部材５はガラス繊維を含むＡＢＳ樹脂からなり、１００は現像剤押出し部材である半円形状部材、５３、５４は接続部材である端部板状部である。シャフト５３、５４を除いたトナー搬送部材５の長さは２３０ｍｍである。トナー搬送部材５は回転半径が５ｍｍであり、トナー搬送部材５の回転軸の両端部にシャフト５３、５４を備え、該回転軸の外側に半円形状部１００が位置し、シャフト５３、５４と半円形状部１００は端部板状部５１、５３で接続される構造である。したがって、端部板状部５３、５４と半円形状部材１００で囲まれる範囲でのトナー搬送部材５の回転軸周辺は中空形状となる。また、トナー搬送部材５は現像剤押出し面の断面となる弦１０２の長さが３ｍｍである半円形状部材１００を３本の備える。図６は半円形状部材１００が４本備えられた場合のトナー搬送部材５の断面図である。本実施例ではトナー搬送部材は３本の半円形状部材１００を備えている。
【００１５】
（動作）
図１は本実施例の形態の画像形成装置の概略構成図である。トレイ２２に積載された記録媒体２１はホッピングローラ２３により１枚づつ分離され下流側へ搬送される。レジストローラ２５とピンチローラ２４では記録媒体２１の斜行を修正して下流側へ搬送する。該記録媒体２１は搬送ベルト２６の表面に保持され、現像装置１５ｋ、１５ｙ、１５ｍ、１５ｃと転写ローラ３０ｋ、３０ｙ、３０ｍ、３０ｃの間を通過する。その際に各色の現像装置で形成されたトナー像がそれぞれの色に対応した転写ローラ（３０ｋ、３０ｙ、３０ｍ、３０ｃ）により記録媒体２１上に転写される。現像装置でのトナー像形成については後述する。トナー像が転写された記録媒体２１は定着装置２９に送られ、定着装置２９により加熱・加圧されてトナー像が該記録媒体２１に定着する。
【００１６】
図２は本発明の第２の現像剤供給手段を備えた現像装置の概略構成を示す断面図であり、トナー像形成は次のようにして形成される。トナーカートリッジ６が収納するトナー３はトナーカートリッジ６からトナーホッパ１２に補給される。トナーホッパ１２のトナー３は矢印２０１方向に線速７３ｍｍ／ｓｅｃで回転するトナー搬送部材５により、図示しない電源から−３００Ｖの直流電圧が印加され矢印８３方向に線速７１ｍｍ／ｓｅｃで回転するトナー供給ローラ４へと搬送される。トナー搬送部材５はトナー供給ローラ４とトナー搬送部材５の外周との最接近時にギャップが０になるようにトナー供給ローラ４の近傍に配置される。現像ローラ２は矢印８２方向に線速１１１ｍｍ／ｓｅｃで回転し、図示しない電源から−２００Ｖの直流電圧が印加される。トナー供給ローラ４は現像ローラ２にトナー３を供給し、現像ローラ２上にトナー３が付着する。現像ブレード７は現像ローラ２に接し、図示しない電源から−３００Ｖの直流電圧を印加される。現像ローラ２上に付着したトナーは現像ブレード７によりトナー薄層を形成する。感光体１は矢印８１方向に回転し、矢印８４方向に回転する帯電ローラ８は感光体１の表面を一様に帯電する。ＬＥＤヘッド１１は一様に帯電した感光体１表面に選択的に光を照射して静電潜像を形成する。トナー薄層を形成した現像ローラ２により感光体１上の静電潜像が現像され、感光体１上にトナー像を形成する。搬送ベルト２６は記録媒体２１を保持し、搬送する。感光体１と転写ローラ３０との対向部では感光体１上のトナー像を転写ローラ３０が記録媒体２１上に転写する。トナー像が転写された後の感光体１上には転写されずに残留した転写残トナーがあるため、クリーニングブレード９は該転写残トナーを掻き取って除去し、除去された該転写残トナーは廃トナー収納部１０に格納される。
【００１７】
図３は実施例１のトナー搬送部材の駆動方法図であり、トナー搬送部材５の回転は図３に示すように画像形成装置から駆動を得ている。図示しない駆動源より動力を得て回転する駆動用ギア５０１から感光体用ギア５０２は動力を得る。さらに現像ローラ用ギア５０３、アイドルギア５０４を経て、トナー供給ローラ用ギア５０５に動力が伝わる。トナー供給ローラ用ギア５０５と接するトナー搬送部材用ギヤ５０６はトナー供給ローラ用ギア５０５から動力を得て、トナー搬送部材５は回転運動を行う。
【００１８】
図７は実施例１の半円形状部材の弦とトナー供給ローラの接線とのなす角度の説明図であり、図７のような断面図において、トナー搬送部材５の半円形状部材１００の１つに着目する。該半円形状部材１００の弦１０２の中点１０４がトナー供給ローラ４に最接近したときに、トナー搬送部材５の回転中心１０６とトナー供給ローラの回転中心１０７を結ぶ線分を１４１、線分１４１とトナー供給ローラの外周との交点を１４２、交点１４２における接線を１６２、弦１０２の延長線を１４３とする。このとき、接線１６２と延長線１４３とのなす角をθ１０８とする。このなす角度θ１０８を
０°、１５°、３０°、６０°、９０°、１００°
となるトナー搬送部材５と、回転半径５ｍｍとしたスパイラル形状のトナー搬送部材１００を用意した。これらの部材は全てＡ４サイズの用紙が印刷できる大きさのものとした。
【００１９】
トナー搬送部材５の半円形状部材１００はトナー供給ローラ４に対して１０６を回転中心として図８に示すような回転動作を行う。半円形状部材１００は円弧１０１および弦１０２を有し、１０４は弦の中点、１５０は回転中心１０６と中点１０４を結ぶ線分である。トナー搬送部材５の回転に伴ない半円形状部材１００が描く軌跡の内周１５１と半円形状部材１００が描く軌跡の外周１５２とで囲まれた範囲のトナーを回転動作により半円形状部材１００は軌跡１５２の外側へ押出す。その際に半円形状部材１００の弦１０２が含まれる面がトナーの押出しに最も有効な面となる。半円形状部材１００が押出すトナーとトナー供給ローラ４の関係を図９に示す。半円形状部材１００の弦１０２は図９に示すように半円形状部材１００の弦１０２が向いている矢印２０３方向にトナーを押出す。
【００２０】
図９のように、トナー搬送部材５の回転動作に伴ない、半円形状部材１００は弦１０２で図９の２０３方向にトナーを押出す。押出されたトナーは弦１０２の前方にあるトナーを押出し、該トナーはさらに前方のトナーを押出し、最終的にはトナー供給ローラ４へトナーが搬送される。
【００２１】
図９のように、トナー押出し面である弦１０２によりトナーを押出すことにより、トナー供給ローラ４へトナー３を搬送する。この場合、図７における角度θ１０８が０°もしくは１８０°の場合には半円形状部材１００の弦１０２は中点１０４と回転中心１０６とを結ぶ線分と直交するため、トナー搬送部材５の円弧１０１のみでトナー供給ローラ４方向にトナー３を押出すことになる。円弧１０１ではトナーが円弧１０１上に付着した点における接線の法線方向にそれぞれトナーを押出すので、トナーの搬送方向が散乱するためにトナー搬送部材５のトナーの搬送力は弱くなる。そのため、トナー供給ローラ４に搬送されるトナー量が少なくなるので、角度θは
θ≠０°、１８０°
でなければならない。さらにθが０°に近い場合、もしくは１８０°に近い場合もトナー搬送部材５の弦１０２よりも円弧１０１によって押出されるトナー３が多いため、トナー搬送の効果が得られない。
【００２２】
そこで、トナーの押出しに対して良好となる角度θ１０８を選定するために次の評価を行った。トナーとして平均粒径５．５μｍの樹脂からなる負帯電の粉砕シアン色トナーを前記現像装置１５に用いて、温度２０℃、湿度４０％の室内環境、Ａ４サイズの用紙に白紙パターンを２０００枚連続印刷を行い、現像装置１５中の前記トナーの供給性を評価した。供給性の評価は前記Ａ４サイズの用紙に白紙パターンの２０００枚連続印字後、最も高濃度の印刷であるベタ印刷をＡ４サイズの用紙に３枚連続で印刷を行い、画像上に欠陥が無いか（ベタ印刷不良）を判断した。トナーの供給不足が発生した場合は画像上にベタ印刷濃度が低下するため、ベタ印刷濃度をＸ−Ｒｉｔｅ５００シリーズＳｐｅｃｔｒｏｄｅｎｓｉｔｏｍｅｔｅｒ（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）で測定し、濃度１．５未満である場合に画像欠陥有りとした。
【００２３】
表１に角度θ１０８が１５°、３０°、６０°、９０°、１００°であるトナー搬送部材５とスパイラル形状のトナー搬送部材を用いた場合のトナー供給性の評価結果を示す。θ＝３０°、６０°、９０°ではベタ印刷濃度が１．５以上であり、トナー供給性は良好であった。θ＝１５°、１００°およびスパイラル形状のトナー搬送部材ではベタ印刷画像上でベタかすれが発生し、ベタ印字濃度が１．５以下でありトナー供給性は悪かった。
【表１】
2006323016.tif 000003
【００２４】
トナー搬送部材５が押出すトナー３は、図８の半円形状部材１００の描く軌跡１５１の内側に存在するトナー３が軌跡１５１と軌跡１５２の間に移動し、トナー搬送部材５の回転に伴ない半円形状部材５がトナー３をトナー供給ローラ４方向へ押出すものである。よって本発明におけるトナー搬送部材の形状は回転動作時にその回転軸周辺にトナー３が入り込める空間がある形状が好ましい。そのため、実施例１のトナー搬送部材の形状に限らず、シャフトと現像剤押出し部材がクランクで接続される形状や、シャフトから複数の現像剤押出し部材が枝分かれする形状などでも構わない。また、前記空間をもつトナー搬送部材が回転すればよいので、実施例１で示した回転半径に限らず、現像装置によって任意に設定しても構わない。なお、実施例１では半円形状部材１００を３本備えるトナー搬送部材５についての実施例であるが、トナー搬送部材５が備える半円形状部材が１つ以上であればよい。ただし、トナー搬送部材５の前記空間へトナーが入り込む空間が必要なので本発明での大きさの場合では６つまでが好ましい。
【００２５】
トナー搬送部材５が回転動作し、トナー供給ローラ４にトナーを搬送する。一方、トナー供給ローラ４は回転動作し、現像ローラ２へトナーを供給する。そのため、トナー供給ローラ４に充分な量のトナーを搬送するためにはトナー搬送部材５の回転速度は、トナー供給部材の回転速度以上であればよく、実施例１で示した回転速度に限らず、現像装置によって任意に設定しても構わない。
【００２６】
（実施例１の効果）
以上のように、実施例１によれば、トナー供給ローラ４へのトナー搬送性は確保されるため、現像ローラ２へのトナーの供給量不足、感光体１へのトナーの現像量不足が解消でき、かすれによる印刷不良を防ぐことが可能であるようにした。
【実施例２】
【００２７】
実施例２の現像装置ではトナー供給ローラに充分な量のトナーが搬送されるために、トナー押出し面が充分な大きさ、すなわちトナー搬送部材の回転軸に垂直な方向であるトナー押出し面の短方向の長さが充分であるトナー搬送部材を備えることにより、トナー搬送不足を防ぐことができ、印刷不良という不具合を解消することができる。
【００２８】
（構成）
実施例２として、実施例１で示した回転半径５ｍｍであるトナー搬送部材５の半円形状部材１００のうち、半円形状部材１００の断面における最大長とトナー押出し面である弦１０２の長さ（トナー押出し有効長さ）が表2に示すような大きさであるトナー搬送部材を用意した。なお、表２のうち、最大長とトナー押出し有効長さが等しいものは弦１０２が半円形状部材１００の直径と一致することを意味する。最大長とトナー押出し有効長さが等しい場合、その半円形状部材１００のトナー押出し有効長さである弦１０２が最も長くなる。実施例２では図７で示した角度θ１０８は９０°とした。なお、画像形成装置、現像装置でのその他の構成は実施例１と同じである。
【００２９】
（動作）
半円形状部材１００の弦１０２の長さが異なると、図１０のようにトナー４を押出している面の大きさが変わる。そのため、押出すトナー量は半円形状部材１００の弦１０２の長さで変化する。
【００３０】
媒体上の印刷画像で、ベタかすれのない印刷画像の濃度を１．５以上としたとき、媒体上でのベタ印刷濃度が１．５以上であるために必要な現像ローラ２上のトナー量を測定したところ、０．５ｍｇ／ｃｍ2以上であった。図２より、現像装置１５ではトナー４はトナー搬送部材５からトナー供給ローラ４へ搬送され、トナー供給ローラ４から現像ローラ２へ供給される。そのため、線速１１１ｍｍ／ｓｅｃで回転する現像ローラ２上で０．５ｍｇ／ｃｍ2以上のトナー量を確保するためには、
トナー供給ローラ４上のトナー量
＝現像ローラ５上のトナー量×（現像ローラの回転速度／トナー供給ローラの回転速度）
＝０．５×（１１１／７１）
＝０．７９［ｍｇ／ｃｍ2］
より、線速７１ｍｍ／ｓｅｃで回転するトナー供給ローラ４上には０．７９以上のトナー量が必要となる。
【００３１】
図１１に示すように、半円形状部材１００とトナー供給ローラ４とのギャップが１ｍｍ以下であった場合、トナー搬送部材５によるトナー供給ローラ４へのトナー３の搬送性の効果はみられる。そのため、現像装置１５のトナー搬送部材５のトナー供給ローラ４へトナー３を送りこむのに有効なのはトナー搬送部材５の半円形状部材１００とトナー供給ローラ４とのギャップが１ｍｍ以下のときであり、図１１中のトナー搬送部材５の回転に伴ない半円形状部材１００が描く軌跡の外周とトナー供給ローラ４との交点での接線１６２からトナー搬送部材５の半円形状部材が１ｍｍ離れた位置にあるところからトナー搬送部材５の半円形状部材１００の中点１０４がトナー供給ローラ４に最接近するところまでの範囲にあるときにトナー供給ローラ４へのトナー３の搬送性の効果がみられる。つまり、この範囲は図１１に示した角度θ１６１の範囲に半円形状部材１００が位置するときであり、このときの角度θは３７°である。３７°はトナー搬送部材５の回転１周のうち約１０％に相当する。その１０％でトナー供給ローラ４へ０．７９ｍｇ／ｃｍ2以上のトナー３を搬送する必要がある。例えば、トナー供給ローラ４の長手方向のうち幅１０ｍｍの範囲でのトナー供給ローラ４の１周分に必要となるトナー量は０．００３８ｇである。トナーホッパ１２中でのトナー３の充填率を０．４、比重を１としたときに、トナー３を搬送するために有効な半円形状部材１００の弦１０２部分の面積は下記計算により算出される。
まず、トナー供給ローラ４へのトナーの搬送不良が発生しないためには、
トナー搬送ローラ４上に必要な最低限のトナー量
＝トナー搬送部材５が押出すトナー量
である必要がある。また、トナー搬送部材５が押出すトナー量は下記式で表される。
トナー搬送部材５が押出すトナー量
＝トナー搬送部材５とトナー供給ローラ４の周速比
×トナー搬送部材５が押出しトナー供給ローラ４に搬送されるトナーが占める体積
＝トナー搬送部材５とトナー供給ローラ４の周速比
×トナー搬送部材５の描く軌跡
×トナー搬送部材５の有効断面積
×トナーの比重
×トナー搬送部材５の押出したトナーがトナー供給ローラ４に搬送される部分
が占める比率
よって、上記式を変形してトナー搬送部材５の有効な半円形状部材１００の弦１０２部分の断面積は
トナー搬送部材５の有効断面積
＝トナー搬送ローラ４上に必要な最低限のトナー量
／（トナー搬送部材５とトナー供給ローラ４の周速比
×トナー搬送部材５が描く軌跡
×トナーの比重
×トナー搬送部材５が押出したトナーがトナー供給ローラ４に搬送される部分が占める比率）
と表される。各々に数値を代入し、計算を行うと下記結果が得られる。
（（０．７９／１０００）１．５３π／０．４）／
（（（７３／７１）×（１×π））×０．１）＝０．０２９［ｃｍ2］
今、トナー供給ローラ４の長手方向のうち幅１０ｍｍの範囲でのトナー供給ローラ４で考えているので、それに対応するように半円形状部材１００の長手方向の幅１０ｍｍの範囲でのトナー搬送部材５について、ベタ印刷に必要となる現像ローラ２上のトナー量を満たすために必要な半円形状部材１００のトナー押出し面長さは少なくとも０．２９ｍｍ以上が必要となる。しかし、これはトナー搬送部材５が送り出さなければならないトナー３の最低量から導かれているため、実際にはトナー３の充填率が１以下であることによって起こる搬送力のロスと各部材間での供給ロス分により、それ以上のトナー押出し面の大きさが必要である。
【００３２】
半円形状部材１００の最大長とトナー押出し面である弦１０２の長さを変えたトナー搬送部材５を用いてトナー搬送性の評価を行った結果を表２に示す。ここで最大長および弦１０２の長さが０．５ｍｍのトナー搬送部材５では、ベタ印刷の印刷面全面にトナー供給不良によるベタかすれが発生した。これは、回転動作中のトナーの圧力によってＡＢＳ樹脂製のトナー搬送部材５が変形してしまい、トナー搬送部材５とトナー供給ローラ４とのギャップが大きい部分が発生し、トナー搬送量不足の部分が生じたためである。最大長および弦１０２の長さが１、２、３、３．５ｍｍのトナー搬送部材５では、ベタ印刷の印刷面全面でベタかすれの発生は無かった。最大長が４ｍｍおよび弦１０２が３．５ｍｍ、最大長および弦１０２の長さが４ｍｍのトナー搬送部材５ではベタ印刷の印刷面全面にてベタかすれが発生した。最大長が４ｍｍではトナー搬送部材５の回転半径と比べると図１１の間隔１６３が大きく回転半径の８０％の長さである。そのため、トナーが入り込むトナー搬送部材５の回転中央部の空間が狭くなり、トナー搬送性が悪くなるからである。
【表２】
2006323016.tif 000004
【００３３】
本発明でのトナー押出し面は大きいほどトナー供給ローラ４へのトナー搬送性は高くなる。そのため、トナー押出し面は大きければ大きいほど良い。しかし、トナー押出し面が大きくなるのに伴ない、半円形状部材１００の最大長（＝直径）、すなわち、半円形状部材１００が描く軌跡の内周１５１と外周１５２との間隔１６３は大きくなる。間隔１６３が大きくなると、トナー搬送部材５の回転軸周辺の中空部は狭くなり、トナー３が入り込める空間が狭くなるために、トナー供給ローラ４へ搬送されるトナーが減少する結果となる。
【００３４】
トナー搬送部材５の回転軸周辺の中空部が必要とされるのは以下の理由によるものである。図１１での半円形状部材１００の回転軌跡の内周１５１および外周１５２の間隔１６３にあるトナーは半円形状部材の移動に伴ない、半円形状部材１００の回転軌跡の外周１５２の外側に押出され、トナーは無くなる。中空部がある場合、トナー搬送部材の上方にあるトナーホッパ１２（図２）からトナーが半円形状部材１００と半円形状部材１００の隙間から中空部に入り込む。中空部にあるトナーは重力により角度１６１内の間隔１６３の範囲にトナーが入り込み、再度半円形状部材１００が近づいてきたときに再びトナーを押出すことができる。この繰り返しにより、半円形状部材１００がトナー供給ローラ４へトナーを供給することができる。しかし、中空部が無い場合、半円形状部材１００で押出された後はトナーが補給されることがない。トナー搬送部材の回転により、トナーは絶えず回転外側で押し出され、その後は回転軌跡内にトナーの補給がされないからである。したがって、トナー供給ローラ４へ供給すべきトナーがないため、トナー供給ローラ４へ十分にトナーを搬送することができない。以上により、トナー搬送部材５にトナー３が入り込める空間が必要であり、その空間を確保するためには半円形状部材１００が描く軌跡の内周１５１と外周１５２との間隔１６３は回転半径の７０％の長さ以下が望ましい。
【００３５】
半円形状部材１００は、図１１の半円形状部材１００の描く軌跡１５１の内側に存在するトナー３が軌跡１５１と軌跡１５２の間に移動し、トナー搬送部材５の回転に伴ないトナー３をトナー供給ローラ４方向へ押出すものであり、トナー供給ローラ４に到達したトナー量が印刷不良を引き起こさないトナー量であればよい。そのため、トナー量がかすれることのない量を搬送できる大きさの面をもつ半円形状部材１００であればよい。よって本発明におけるトナー搬送部材５の半円形状部材１００は実施例２に限定されず、弦１０２の長さは１ｍｍ以上であり、トナー搬送部材５の回転半径に応じて、トナー搬送部材５の回転に伴う半円形状部材の軌跡の内側１５１と外側１５２の間隔１６３がトナー搬送部材５の回転半径の７０％以下の長さである弦１０２であればよい。
【００３６】
《その他の変形例》
本発明におけるトナー搬送部材はトナー供給部材へ充分な量のトナーを搬送できる搬送面を備えるトナー搬送部を有していればよく、トナー搬送部が実施例２のような半円形状であり、トナー押出し面のうちトナー供給ローラへのトナー搬送に最も有効な面であるトナー押出し面は平面であることに限定されることなく、図１２に示す本発明のその他のトナー押出し面の断面形状図のように、曲線で作られる面や直線で作られる面、直線と曲線で作られる面からなるトナー搬送部を有するトナー搬送部材でも構わない。
【００３７】
図１２−１−１、図１２−２、図１２−３−２のようにトナー押出し面によるトナー搬送方向が一方向であるような場合はもちろん、図１２−１−２や図１２−３−１のようにトナー搬送方向が発散するようなものでも構わない。図１２−１−２はトナー押出し面を形成する円周の直径がもう一方の曲面を形成する直径よりも小さいので、トナー押出し面を形成する曲面はもう一方の曲面よりも直線に近い形状である。したがって、トナー押出し面にトナーが付着したそれぞれの点における各法線の方向（トナーが各点で押出される方向）はもう一方の曲面の場合よりも散乱度合いが小さいので、トナー搬送方向が発散される度合いが小さくなる。したがって、図１２−１−２のような形状でも効果的にトナーを押出すことができる。例えばトナー押出し部材の断面での最大長さが３ｍｍである現像剤押出し部材の場合はトナー押出し面である曲面を形成する円周の直径が３ｍｍよりも大きければ良いが、好ましくは５ｍｍ以上が望ましい。また、図１２−３−１のような扇型では、同じ半径である円形よりも、回転軌跡の内側の外側の間隔に対するトナー押出し面は大きいため、回転半径の７０％以下である回転軌跡の内側の外側の間隔にした場合、トナー押出し面が大きく取れるので、図１２−３−１のような形状でも構わない。
【００３８】
（実施例２の効果）
以上のように、実施例２によれば、トナー供給ローラ４へのトナー搬送性は確保されるため、現像ローラ２へのトナーの供給量不足、感光体１へのトナーの現像量不足が解消でき、かすれによる印刷不良を防ぐことが可能であるようにした。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は第２の現像剤供給手段は第１の現像剤供給手段の上方に位置しているが、第２の現像供給手段から第１の現像剤供給手段へ現像剤を供給することが出来ればよいため、第２の現像剤供給手段は本発明の位置に限らず、第１の現像剤供給手段の周囲であればよく、斜め上方や横に位置しても構わない。本発明はトナーとキャリアを使用する二成分現像方式の現像装置、画像形成装置についても適応可能である。また、本発明は現像装置に対して現像剤を供給することができる現像剤収納部、もしくは現像剤収納容器についても第２の現像剤供給手段として適用可能である。さらに、本発明は現像部もしくは現像装置から排出された廃棄トナーを廃棄トナー収納部もしくは廃棄トナー収納容器に搬送する際についても適用可能である。本発明はプリンタ、ファックス、複写機、およびこれらを複合的にもつ現像装置、もしくはトナー収納容器についても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施例１の画像形成装置の概略図である。
【図２】実施例１の現像装置の構成図である。
【図３】実施例１のトナー搬送部材の駆動方法図である。
【図４】実施例１のトナー搬送部材(半円形状部材３本)の斜視図である。
【図５】実施例１のトナー搬送部材(半円形状部材３本)の正面図と断面図である。
【図６】実施例１のトナー搬送部材(半円形状部材４本)の断面図である。
【図７】実施例１の半円形状部材の弦とトナー供給ローラの接線とのなす角度の説明図である。
【図８】実施例１のトナー搬送部材の回転動作図である。
【図９】実施例１のトナー搬送部材のトナーおよびトナー供給部材に対する動作図である。
【図１０】実施例２のトナー押出し面の弦の長さによるトナー押出し量の変化の説明図である。
【図１１】実施例２のトナー搬送部材による搬送性効果範囲の説明図である。
【図１２】本発明のその他のトナー押出し面の断面形状図である。
【図１３】従来の画像形成装置の概略図である。
【符号の説明】
【００４１】
１：感光体
２：現像ローラ
３：トナー
４：トナー供給ローラ
５：トナー搬送部材
１００：半円形状部材
【図１】
2006323016.tif 000005
【図２】
2006323016.tif 000006
【図３】
2006323016.tif 000007
【図４】
2006323016.tif 000008
【図５】
2006323016.tif 000009
【図６】
2006323016.tif 000010
【図７】
2006323016.tif 000011
【図８】
2006323016.tif 000012
【図９】
2006323016.tif 000013
【図１０】
2006323016.tif 000014
【図１１】
2006323016.tif 000015
【図１２】
2006323016.tif 000016
【図１３】
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