(57)【要約】【課題】タンデム方式を採用した場合の装置の水平方向へのスペース拡大を抑えつつ、供給部材の軸方向に均一に現像剤を供給することができ、第１収容室内に過剰に現像剤が供給されるのを抑制することのできる現像装置、画像形成方法、画像形成装置、および、プロセスカートリッジを提供する。【解決手段】第２収容室たるホッパ部１０１を第１収容室たる供給部１０２の上に配設し、供給口から供給されたトナーを軸方向に搬送するトナー搬送部材１０８を設ける。このトナー搬送部材１０８は、供給口真下の部位における現像剤搬送量を他の部位よりも小さくなるよう構成する。【選択図】図２
2008145606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自らの表面に担持した現像剤により、潜像担持体に担持される潜像を現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体に供給するための現像剤を収容する第１収容室と、該第１収容室内で自らの周面に担持した現像剤を回転に伴って該現像剤担持体に供給する現像剤供給部材と、該第１収容室の上方に配設され且つ該第１収容室に補充するための現像剤を収容する第２収容室と、該第２収容室内の現像剤を該第１収容室内の前記現像剤供給部材へ落とし込むために両室間に設けられた供給口とを備えた現像装置において、
前記供給口と前記現像剤供給部材との間に配置され、前記供給口から落下した現像剤を軸方向へ搬送する搬送部材を備え、該搬送部材の供給口真下の部位における現像剤搬送量を他の部位における現像剤搬送量よりも小さくしたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、
前記搬送部材は、回転軸に螺旋状の羽部を有するスクリュ形状であり、前記供給口真下の部位における羽部の高さを、他の部位における羽部の高さよりも小さくしたことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１の現像装置において、
前記搬送部材は、回転軸に螺旋状の羽部を有するスクリュ形状であり、前記供給口の真下の部位に前記螺旋状の羽部を形成しない構成としたことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１の現像装置において、
前記搬送部材は、回転軸に螺旋状の羽部を有するスクリュ形状であり、前記供給口の真下の部位における羽部の螺旋ピッチを、他の部位における羽部の螺旋ピッチよりも小さくしたことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれかの現像装置において、
前記搬送部材と前記供給口との間の現像剤を攪拌する攪拌部材を設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項５の現像装置において、
前記攪拌部材は、回転軸に攪拌部を有する形状であることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項６の現像装置において、
前記攪拌部の軸方向長さを、供給口の軸方向長さよりも長くしたことを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項６または７の現像装置において、
前記攪拌部の円周方向長さを、供給口の軸方向と直交する方向の長さよりも長くしたことを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項５の現像装置において、
前記攪拌部を棒状突起としたことを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
請求項５乃至９いずれかの現像装置において、
前記攪拌部材を、前記搬送部材と一体的に形成したことを特徴とする現像装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０いずれかの現像装置において、
前記現像剤として、非磁性１成分現像剤を用いたことを特徴とする現像装置。
【請求項１２】
潜像担持体に形成された潜像を現像装置に用いて現像することで、画像を形成する画像形成方法において、
前記現像装置が、１乃至１１いずれの現像装置であることを特徴とする画像形成方法。
【請求項１３】
潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置において、
上記現像手段として、請求項１乃至１１のいずれかの現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置における少なくとも該潜像担持体と該現像手段とを１つのユニットとして供給の保持体に保持させて画像形成装置本体に対して着脱可能にしたプロセスカートリッジにおいて、
上記現像手段として、請求項１乃至１１いずれかの現像装置を用いたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤供給体から供給された現像剤を担持する現像剤担持体により、潜像担持体上の潜像を現像する現像装置、画像形成方法、画像形成装置およびプロセスカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の現像装置においては、現像剤を収容する収容室内に、現像剤担持体および現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材たる供給ローラを備えている。この現像装置は、収容室を軸方向断面で見たときの水平方向に長くして、収容室内の現像剤を搬送部材によって軸方向断面で見たときの水平方向に搬送して、適量の現像剤を供給ローラに供給している。
【０００３】
一方、近年のカラー画像形成装置においては、プリント速度の高速化を図るために、いわゆるタンデム方式の構成を採用することが多くなってきている。タンデム方式では、感光体等の潜像担持体と、これの表面に担持された潜像を現像するための現像装置との組み合わせを複数並べ、それら感光体上で現像した互いに異なる色の単色画像を、中間転写ベルトや紙に重ね合わせて転写する。そして、この重ね合わせの転写によってフルカラー画像等の多色画像を形成する。かかる構成において、潜像担持体と現像装置との組み合わせを水平方向に並べ、且つ現像装置として、上述したような水平方向に長い収容室を有する現像装置を用いると、水平方向に相当のスペースを確保しなければならなくなる。そして、これにより、装置が水平方向に大型化してしまう。
【０００４】
現像装置として、収容室を供給ローラの配置位置から鉛直方向上方に延ばして、縦長にしたものが知られている。かかる構成の現像装置では、収容室内の現像剤の自重によって、供給ローラに現像剤を供給している。かかる構成では、現像装置全体を軸方向断面から見て水平方向よりも鉛直方向にスペースをとる縦長の形状にしたことで、水平方向へのスペース拡大を抑えることができる。しかしながら、この現像装置においては、供給ローラ上に多量の現像剤が堆積することとなるので、その現像剤の自重による圧力で供給ローラのトルクを上昇させたり、供給ローラを著しく摩耗させたりすることがあった。また、供給ローラ上のトナーが、トナーの自重による圧力で凝集し、画像濃度ムラを引き起こす問題もあった。特に、トナーとして、オイルレス定着や低温定着を実現する目的で、粒子中にワックスを含有させたものを用いることが多くなっている近年においては、これらの問題が発生し易くなっている。かかるトナーは、比較的軟らかく、且つ粒子間の付着力が比較的大きいために、凝集塊を形成し易いからである。
【０００５】
特許文献１には、上述の縦長の現像装置において、複数の供給口を設けた仕切り壁で、現像剤担持体および供給ローラを備えた第１収容室と、現像剤を大量に収容する第２収容室とに収容室を仕切ったものが記載されている。このように、複数の供給口を設けた仕切り壁で収容室を仕切ることで、仕切り壁によって供給ローラ上にかかる現像剤の自重による圧力を低減することができ、供給ローラのトルクを上昇させたり、供給ローラを著しく摩耗させたりするのを抑制することができる。また、仕切り壁に設けた複数の供給口から適量の現像剤を供給ローラへ落下させることができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１９４８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、特許文献１の現像装置では、供給ローラの供給口と対向する領域における現像剤量と、供給口と対向していない領域の現像剤量とが異なり、供給ローラ表面の現像剤量が軸方向で不均一になる問題があった。
そこで、供給ローラの表面に軸方向均一に現像剤が存在するように、供給ローラと供給口との間に現像剤を軸方向に搬送する搬送部材を設けることが考えられる。これにより、供給口から供給されたトナーが、軸方向に搬送され、供給ローラの表面に均一に現像剤が存在することができる。また、搬送部材によって、第１収容部内のトナーが攪拌されることで、トナーの凝集も抑制することができる。
【０００８】
しかし、第１収容室内の供給口の真下に設けられた搬送部材の回転によって、第１収容室内の供給口真下の現像剤が軸方向へ移動する。これにより、第１収容室内の供給口真下に現像剤がなくなり、第１収容室内の供給口真下に空間ができ、その空間を埋めるために、第２収容室内の現像剤が供給口を通って第１収容室に補給される。その結果、第１収容室内に現像剤が過剰に供給されてしまい、第１収容室内の現像剤が過充填状態になる。これにより、トナーが圧力で凝集したり、供給ローラのトルクを上昇させたり、画像濃度ムラを引き起こしたりする等の不具合が発生するという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、タンデム方式を採用した場合の装置の水平方向へのスペース拡大を抑えつつ、供給部材の軸方向に均一に現像剤を供給することができ、第１収容室内に過剰に現像剤が供給されるのを抑制することのできる現像装置、画像形成方法、画像形成装置、および、プロセスカートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、自らの表面に担持した現像剤により、潜像担持体に担持される潜像を現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体に供給するための現像剤を収容する第１収容室と、該第１収容室内で自らの周面に担持した現像剤を回転に伴って該現像剤担持体に供給する現像剤供給部材と、該第１収容室の上方に配設され且つ該第１収容室に補充するための現像剤を収容する第２収容室と、該第２収容室内の現像剤を該第１収容室内の前記現像剤供給部材へ落とし込むために両室間に設けられた供給口とを備えた現像装置において、前記供給口と前記現像剤供給部材との間に配置され、前記供給口から落下した現像剤を軸方向へ搬送する搬送部材を備え、該搬送部材の供給口真下の部位における現像剤搬送量を他の部位における現像剤搬送量よりも小さくしたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、前記搬送部材は、回転軸に螺旋状の羽部を有するスクリュ形状であり、前記供給口真下の部位における羽部の高さを、他の部位における羽部の高さよりも小さくしたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１の現像装置において、前記搬送部材は、回転軸に螺旋状の羽部を有するスクリュ形状であり、前記供給口の真下の部位に前記螺旋状の羽部を形成しない構成としたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１の現像装置において、前記搬送部材は、回転軸に螺旋状の羽部を有するスクリュ形状であり、前記供給口の真下の部位における羽部の螺旋ピッチを、他の部位における羽部の螺旋ピッチよりも小さくしたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかの現像装置において、前記搬送部材と前記供給口との間の現像剤を攪拌する攪拌部材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の現像装置において、前記攪拌部材は、回転軸に攪拌部を有する形状であることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６の現像装置において、前記攪拌部の軸方向長さを、供給口の軸方向長さよりも長くしたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項６または７の現像装置において、前記攪拌部の円周方向長さを、供給口の軸方向と直交する方向の長さよりも長くしたことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項５の現像装置において、前記攪拌部を棒状突起としたことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項５乃至９いずれかの現像装置において、前記攪拌部材を、前記搬送部材と一体的に形成したことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１乃至１０いずれかの現像装置において、前記現像剤として、非磁性１成分現像剤を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、潜像担持体に形成された潜像を現像装置に用いて現像することで、画像を形成する画像形成方法において、前記現像装置が、１乃至１１いずれの現像装置であることを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置において、上記現像手段として、請求項１乃至１１のいずれかの現像装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置における少なくとも該潜像担持体と該現像手段とを１つのユニットとして供給の保持体に保持させて画像形成装置本体に対して着脱可能にしたプロセスカートリッジにおいて、上記現像手段として、請求項１乃至１１いずれかの現像装置を用いたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１乃至１４の発明によれば、第２収容室を第１収容室の上に配設したことで、現像装置全体を縦長の形状にして、タンデム方式を採用した場合の装置の水平方向へのスペース拡大を抑えることができる。また、搬送部材によって、供給口から供給された現像剤を軸方向に搬送することで、現像剤供給部材の表面に、軸方向均一に現像剤を供給することができる。また、搬送部材で現像剤を搬送することで、現像剤が攪拌され、第１収容室内のトナー凝集を抑制することができる。さらに、搬送部材の供給口真下の部位における現像剤搬送量を他の部位よりも小さくすることで、第１収容室内の供給口真下における現像剤が搬送部材によって軸方向へ移動する量を少なくすることができる。その結果、第１収容室内の供給口真下における現像剤が搬送部材によって軸方向へ移動することでできる第１収容室内の供給口真下にできる空間を小さくすることができる。よって、この空間を埋めるために第２収容室内の現像剤が供給口から落下して第１収容室内に供給される量を少なくすることができる。その結果、第１収容部内に現像剤が過充填状態になることを抑制することができ、現像剤の凝集することによる現像剤供給体のトルクアップ、画像濃度ムラ、及び現像剤供給体の摩耗を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図1は本発明の実施形態に係る現像装置とプロセスカートリッジを備える画像形成装置の要部概略構成図である。
この画像形成装置は、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの４つの画像形成手段たるトナー像形成部１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋを図中右上から順に斜めに並べて配置してタンデム画像形成部を構成する。ここで、各符号の添字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、ブラック用の部材であることを示す。また、タンデム画像形成部においては、個々トナー像形成部１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのまわりに、帯電手段である帯電ローラ３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを備えた帯電装置、現像手段である現像装置４Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ、感光体クリーニング装置５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ等を備えている。
【００１３】
また、タンデム画像形成部の上部に潜像形成手段としての光書込ユニット６を設ける。この光書込ユニット６は、ＬＥＤなどの光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラム２の表面にレーザ光を走査しながら照射するように構成されている。
【００１４】
また、斜めに配置されたタンデム画像形成部に沿うように、中間転写体として無端ベルト状の中間転写ベルト７を設けている。この中間転写ベルト７は、支持ローラである７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄに掛け回され、この支持ローラのうち駆動ローラ７ａの回転軸には駆動源としての図示しない駆動モータが連結されている。この駆動モータを駆動させると、中間転写ベルト７が図中反時計回りに回転移動するとともに、従動可能な従動ローラ７ｂ、７ｃ、７ｄが回転する。中間転写ベルト７の内側には、感光体２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト７上に転写するための一次転写ローラ８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを備える一次転写装置を設ける。
【００１５】
また、一次転写ローラ８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋより中間転写ベルト７の駆動方向下流に二次転写ローラ９を備える二次転写装置を設ける。この二次転写ローラ９と中間転写ベルト７とを挟んで反対の側には、支持ローラ７ｃが配置されており、押圧部材としての機能を果たしている。また、画像形成装置は、図示しないが、転写紙Ｐを収納する給紙カセット等を備えている。さらに、図示しないが、二次転写ローラ９よりも転写紙Ｐの進行方向の下流部には、転写紙Ｐ上の画像を定着する定着装置も備えている。
【００１６】
個々のトナー像形成部１Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋでその感光体２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを図中矢印方向に周速１５０ｍｍ／ｓｅｃで回転させ、まず帯電ローラ３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋで感光体２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの表面を−５００Ｖに一様に帯電する。次いで画像データを光書込ユニット６からのレーザによる書込み光を照射して感光体ドラム２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂ上に静電潜像を形成する。
その後、現像装置４Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋによってトナーが付着され静電潜像を可視像化することで各感光体２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上にそれぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの単色画像を形成する。また、不図示の駆動モータで駆動ローラ７ａを回転駆動して従動ローラである他の支持ローラ７ｂ、７ｃ、７ｄを従動回転し、中間転写ベルト７を回転搬送し、一次転写ローラ８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに図示しない高圧電源から所定の一次転写バイアスを供給して、その可視像を中間転写ベルト７上に順次転写する。これによって中間転写ベルト７上に合成カラー画像が形成される。画像転写後の感光体ドラム２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの表面はクリーニング手段である感光体クリーニング装置５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋで残留トナーを除去して清掃して再度の画像形成に備える。
【００１７】
また、画像形成のタイミングにあわせて、図示しない給紙カセットから転写紙Ｐが繰り出され、レジストローラ１０まで搬送され、一旦停止する。そして、画像形成動作とタイミングを取りながら、二次転写ローラ９と中間転写ベルト７の間に搬送される。ここで、中間転写ベルト７と二次転写ローラ９とは転写紙Ｐを挟んでいわゆる二次転写ニップを形成し、二次転写ローラ９に図示しない高圧電源から所定の二次転写バイアスを供給することで、二次転写ニップにて中間転写ベルト７上のトナー像が転写紙Ｐ上に二次転写される。
【００１８】
画像転写後の転写紙Ｐは図示しない定着装置へと送り込まれ、定着装置で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して機外へ排出される。一方、画像転写後の中間転写ベルト７は、中間転写体クリーニング装置１１で、画像転写後に中間転写ベルト７上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部による再度の画像形成に備える。
【００１９】
なお、上述の各色のトナー像形成部１Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋが、一体的に形成され、本体に脱着可能な着脱可能なプロセスカートリッジとなっている。そして、これらの一体的なプロセスカートリッジは、図示しない各々のストッパーを解除することで引き出し可能となる。そして、画像形成装置本体に固定された図示しないガイドレールに沿って、プリンタ本体の手前側に引き出すことで画像形成装置からプロセスカートリッジ取り外すことができ、プロセスカートリッジの交換を行うことができる。また、このプロセスカートリッジを本体の奥側に押し込むことによって、トナー像形成部を所定の位置に装填することができる。
【００２０】
次に、本画像形成装置の特徴点である現像装置について、図２、図３に基づいて、詳細に説明する。
図２は、トナー像形成部１のプロセスカートリッジの概略構成を拡大して示す。ここで、各トナー像形成部１Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋのプロセスカートリッジは、それぞれ同じ構成、動作をおこなうものとなっている。そこで、以下各符号の添字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋを省略して説明する。
【００２１】
現像装置４は、現像剤として非磁性一成分トナーを収容し、感光体２に現像ローラ１０３を接触させて現像を行う一成分接触現像方式の現像装置である。
現像装置は、図示しない非磁性一成分トナーを収容する縦長のホッパ部１０１と、これの下方に配設された供給部１０２とを有している。第２収容室たるホッパ部１０１は、図示しない駆動手段によって回転駆動される攪拌搬送部材１０６や、第１収容室たる供給部１０２内に補充するためのトナーを内包している。
【００２２】
ホッパ部１０１と、これの下方に配設された供給部１０２とは、供給口１０７を通じて連通している。ホッパ部１０１内のトナーは、攪拌搬送部材１０６によって供給口１０７へ搬送され、この供給口１０７を通して供給部１０２内に落とし込まれる。これにより、ホッパ部１０１内から供給部１０２内にトナーが補充される。
【００２３】
供給部１０２内は、現像剤供給部材たる供給ローラ１０５、トナー搬送部材１０８、トナーを内包している。トナー搬送部材１０８は、図示しない駆動手段によって回転駆動される。また、供給ローラ１０５は、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動される。
【００２４】
供給ローラ１０５の下方には、現像剤担持体たる現像ローラ１０３が配設されている。この現像ローラ１０３は、供給ローラ１０５と、感光体２とに当接しながら、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動せしめられる。
【００２５】
現像ローラ１０３には、図示しない電源回路によって後述する現像バイアスが印加されている。一方、供給ローラ１０５には、図示しない電源回路によって供給バイアスが印加されている。現像バイアスと供給バイアスとの関係は、マイナス帯電性のトナーを供給ローラ１０５側から現像ローラ１０３側に向けて静電移動させることができる電界を形成する関係になっている。但し、電界の向きは、これに限られるものではなく、トナーの種類によっては、逆向きでもよいし、ローラ間でのトナーを静電移動させないゼロ方向でもよい。
【００２６】
ホッパ部１０１内から供給部１０２内に落とし込まれたトナーは、トナー搬送部材１０８によって軸方向に搬送されながら、供給ローラ１０５に取り込まれる。そして、供給ローラ１０５の回転に伴って、供給ローラ１０５と現像ローラ１０３との当接部まで搬送されて、上述の電界や当接部での圧力の影響によって、現像ローラ１０３の表面に転位する。この転位によって現像ローラ１０３の表面に担持されたトナーは、現像ローラ１０３の回転に伴って移動して、現像ローラ１０３と薄層化ブレード１０４との当接部を通過する。
【００２７】
薄層化ブレード１０４には、図示しない電源回路によって帯電助長バイアスが印加されている。この帯電助長バイアスと、上述の現像バイアスとの関係は、マイナス帯電性のトナーをブレード側から現像ローラ１０３側に向けて静電移動させることができる電界を形成する関係になっている。現像ローラ１０３と薄層化ブレード１０４との当接部に進入したトナーは、この電界によって現像ローラ１０３に向けて押し付けられながら、ローラの回転に伴って薄層化ブレード１０４に摺擦することで、摩擦帯電が助長される。同時に、現像ローラ１０３上での層厚が規制される。なお、帯電助長バイアスは、直流電圧、直流電圧に交流電圧を重畳したものであってもよい。
【００２８】
現像ローラ１０３と薄層化ブレード１０４との当接部を通過したトナーは、現像ローラ１０３の回転に伴って、現像ローラ１０３と感光体２とが当接する現像ニップに搬送される。感光体２の静電潜像の電位と、感光体２の地肌部の電位（一様帯電電位）と、現像バイアスとは、次のような関係になっている。即ち、現像ニップ内で静電潜像と現像ローラ１０３との間に存在するトナーを現像ローラ１０３側から静電潜像側に向けて静電移動させる一方で、地肌部と現像ローラ１０３との間に存在するトナーを地肌部側から現像ローラ１０３側に向けて静電移動させることができる電界を形成する関係である。このような関係により、現像ニップ内では、現像ローラ１０３の表面上のトナーが感光体２の静電潜像に選択的に転位する。この転位により、静電潜像がトナー像に現像される。
【００２９】
供給ローラ１０５の表面は、空孔(セル)構造を有し、且つ電気抵抗値が１０３〜１０１４Ωに調整された発泡材料からなっており、空孔内にトナーを取り込むことでトナーの搬送効率を高める。また、この空孔は、現像ローラ１０３との当接部での圧力集中によるトナー劣化を抑える機能も発揮する。
【００３０】
現像ローラ１０３の表面には、トナーと逆極性の摩擦帯電特性を発揮する弾性ゴムからなる表面層が形成されている。この表面層は、ＪＩＳ−Ａ硬度が５０°以下に調整され、且つ表面粗さＲａが０．２〜２．０μｍに調整されている。このような特性の表面層により、現像ローラ１０３の表面には、均一な厚みのトナー像が形成される。
【００３１】
薄層化ブレード１０４は、ＳＵＳ３０４ＣＳＰ、ＳＵＳ３０１ＣＳＰ、リン青銅などの金属板ばね材料であって、自由端側を１０〜１００［Ｎ／ｍ］の押圧力で現像ローラ１０３に向けて押圧されている。
【００３２】
供給部１０２のケーシングは、封止フィルム１０９を片持ち支持しており、この封止フィルム１０９の自由端側は現像ローラ１０３に当接している。この封止フィルム１０９や、上述した薄層化ブレード１０４により、現像ローラ１０３が収容される空間と、供給部１０２とが仕切られており、供給部１０２からのトナーの漏洩が防止される。
【００３３】
図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。
図に示すように、ホッパ部１０１と供給部１０２との間の図中中央には、ホッパ部１０１内のトナーを供給部１０２へ供給するための供給口１０７が設けられている。また、ホッパ部１０１と供給部１０２との間の図中両端には、供給部１０２内のトナーをホッパ部１０１へ戻すための回収口１１０が設けられている。攪拌搬送部材１０６は、供給ローラ１０５と平行に延びる回転軸１０６ａに螺旋状の羽部１０６ｂと、回転軸の図中中央の供給口１０７と対向する部位に攪拌部１０６ｃとが設けられている。攪拌部１０６ｃは、供給口１０７の軸方向長さよりも長い板状部材で構成されている。
また、供給部１０２に内包されているトナー搬送部材１０８は、供給ローラ１０５と平行に延びる回転軸１０８ａに螺旋状の羽部１０８ｂと、回転軸の図中中央の供給口１０７と対向する部位に攪拌部１０８ｃとが設けられている。攪拌部１０８ｃは、供給口１０７の軸方向長さよりも長い板状部材で構成されている。
【００３４】
攪拌搬送部材１０６の回転により、ホッパ部１０１内のトナーは、羽部１０６ｂに案内されて図中中央へ搬送され、図中中央の供給口１０７から供給部１０２へ落下する。供給部１０２へ落下したトナーは、トナー搬送部材１０８の回転により、羽部１０８ｂに案内されて、図中中央から両端へ軸方向に移動する。このトナー搬送部材１０８によってトナーは、軸方向両端に搬送されながら供給ローラ１０５に取り込まれる。供給ローラ１０５に取り込まれなかったトナーは、軸方向両端の回収口１１０ａ、１１０ｂと対向する位置まで搬送される。軸方向両端に搬送されたトナーは、粉圧により供給部１０２から回収口１１０ａ、１１０ｂを通ってホッパ部１０１へ移動する。ホッパ部１０１へ移動したトナーは、再び攪拌搬送部材１０６によって、図中中央部へ搬送される。このように、本実施形態の現像装置４においては、ホッパ部１０１内の攪拌搬送部材１０６と供給部１０２内のトナー搬送部材１０８とによってトナーが、ホッパ部１０１と供給部１０２との間を循環するように構成されている。
【００３５】
トナー搬送部材１０８における供給口１０７と対向する位置には、トナーを軸方向へ搬送するための螺旋状の羽部を形成せずに、供給口１０７と対向する部位のトナー搬送部材１０８のトナーを軸方向へ搬送する搬送量を、他の部位における現像剤搬送量よりも小さくしている。これにより、供給口１０７真下の領域のトナーが、トナー搬送部材１０８によって軸方向に積極的に搬送されて、供給口１０７とトナー搬送部材１０８との間に空間が生じるのを抑制することができる。これにより、ホッパ部１０１内のトナーが、過剰に供給部１０２へ供給されるのを抑制することができ、供給部１０２内にトナーが過充填されるのを抑制することができる。その結果、供給部１０２内のトナーが凝集するのを抑制することができ、供給ローラのトルクを上昇させたり、画像濃度ムラを引き起こしたりする等の不具合を抑制することができる。
【００３６】
また、供給口１０７と対向する部位のトナー搬送部材１０８のトナーを軸方向へ搬送する搬送量をなくしているため、供給部１０２内における供給口１０７真下の領域のトナーは、凝集しやすい。しかし、本実施形態においては、のトナー搬送部材１０８の供給口１０７真下の部位に攪拌部１０８ｃを設けて、この攪拌部１０８ｃで供給部１０２内における供給口１０７真下の領域のトナーを攪拌している。これにより、供給部１０２内における供給口１０７真下の領域のトナーが凝集するのを抑制することができる。
【００３７】
また、攪拌部１０８ｃと隣接する螺旋状の羽部の領域は、羽部によりトナーが軸方向に搬送されるため、空間が生じる。このため、攪拌部１０８ｃの軸方向長さが供給口１０７の軸方向長さよりも短い場合、供給口軸方向端部から供給部１０２へ落下したトナーは、空間部に流れ込み、供給部１０２内のトナーが過充填されてしまう虞がある。しかし、本実施形態のように、攪拌部１０８ｃの軸方向長さを供給口の軸方向長さに比べて長くして、攪拌部１０８ｃの一部が供給口１０７と対向しない領域に延ばしている。これにより、供給口軸方向端部から供給部１０２へ落下して、攪拌部１０８ｃと隣接する螺旋状羽部の領域の空間へ流れ込もうとするトナーを攪拌部で捕捉することができる。その結果、供給口から落下したトナーを攪拌部によって、供給口の真下の領域に留めることができ、供給部１０２内のトナー過充填をより一層抑制することができる。
【００３８】
なお、上述では、トナー搬送部材１０８を供給口１０７と対向する回転軸の中央部に攪拌部を設けて、トナー搬送部材１０８がトナー搬送部材１０８と供給口との間の現像剤を攪拌する攪拌部材の機能も兼ねているがこれに限られない。以下に、本発明のその他の態様を、変形例１〜５として、説明する。
【００３９】
［変形例１］
図４は、変形例１の現像装置の要部断面構成図である。
図４に示すように、変形例１の現像装置は、トナー搬送部材１０８と攪拌部材１１１とを別体としている。図４に示すトナー搬送部材１０８は、供給口１０７と対向する部位に螺旋状の羽部１０８ｂを設けておらず、供給口１０７と対向する領域でトナー搬送部材１０８による軸方向への搬送量が生じないようにしている。これにより、供給口１０７とトナー搬送部材１０８との間に空間が生じるのを抑制することができ、ホッパ部１０１内のトナーが、過剰に供給部１０２へ供給されるのを抑制することができる。
また、図４に示す攪拌部材１１１は、供給口１０７に設けられており、回転軸に板状の攪拌部が設けられている。攪拌部材１１１が回転することで、トナー搬送部材１０８と供給口との間のトナーが攪拌されて、凝集を抑制することができる。
【００４０】
［変形例２］
図５は、変形例２の現像装置の要部断面構成図である。
図５に示すように、変形例２の現像装置は、トナー搬送部材１０８の供給口１０７と対向する部位における螺旋状羽部１０８ｂ−２の回転軸からの高さを、トナー搬送部材１０８のその他の部位における螺旋状羽部１０８ｂ−１の回転軸からの高さよりも小さくしている。これにより、トナー搬送部材１０８の供給口１０７と対向する部位におけるトナーを軸方向に搬送する搬送量を、トナー搬送部材１０８の他の部位におけるトナー搬送量よりも少なくすることができる。このような構成でも、供給口１０７とトナー搬送部材１０８との間に空間が生じるのを抑制することができ、ホッパ部１０１内のトナーが、過剰に供給部１０２へ供給されるのを抑制することができる。
【００４１】
［変形例３］
図６は、変形例３の現像装置の要部断面構成図である。
図６に示すように、変形例３の現像装置は、トナー搬送部材１０８の供給口１０７と対向する部位における螺旋状羽部の螺旋ピッチＰ１を、トナー搬送部材１０８のその他の部位における螺旋状羽部の螺旋ピッチＰ２よりも小さくしたものである。これにより、螺旋ピッチの小さいトナー搬送部材１０８の供給口１０７と対向する部位におけるトナー軸方向の搬送量を、トナー搬送部材１０８の他の部位におけるトナー搬送量よりも少なくすることができる。このような構成でも、供給口１０７とトナー搬送部材１０８との間に空間が生じるのを抑制することができ、ホッパ部１０１内のトナーが、過剰に供給部１０２へ供給されるのを抑制することができる。
【００４２】
［変形例４］
図７は、変形例４の現像装置の要部拡大構成図である。
図７に示すように、変形例４の現像装置は、トナー搬送部材１０８の供給口１０７と対向する部位に円周方向に延びる複数の攪拌部を設けたものである。これら円周方向に延びる攪拌部の円方向の長さは、供給口の軸方向と直交する方向の長さよりも長くなっている。本実施形態においては、各攪拌部は、回転軸の半周分の長さを有し、隣合う攪拌部の位相を半周ずらしている。このように、攪拌部を円周方向に延ばすことで、攪拌部１０８ｃと隣接する螺旋状羽部１０８ｂの領域の空間へ流れ込もうとするトナーの一部を攪拌部で堰き止めることができる。その結果、供給口から落下したトナーを攪拌部によって、供給口の真下の領域に留めることができ、供給部１０２内のトナー過充填をより一層抑制することができる。
【００４３】
［変形例５］
図８は、変形例５の現像装置の要部拡大構成図である。
図８に示すように、変形例５の現像装置は、トナー搬送部材１０８の供給口１０７と対向する部位に設けた複数の攪拌部を棒状突起としたものである。これら棒状突起が、供給部１０２内における供給口１０７真下の領域のトナーを攪拌するので、供給部１０２内における供給口１０７真下の領域のトナーが凝集するのを抑制することができる。
【００４４】
これまで、複数のプロセスユニットによって他色トナー像を形成するプリンタについて説明したが、感光体を１つしか備えていない画像形成装置にも、本発明の適用が可能である。
【００４５】
以上、本実施形態の現像装置によれば、第２収容室たるホッパ部１０１を第１収容室たる供給部１０２の上に配設しているので、現像装置全体を縦長の形状にして、タンデム方式を採用した場合の装置の大型化を抑えることができる。また、トナー搬送部材１０８によって、供給口から供給されたトナーを軸方向に搬送することで、現像剤供給部材たる供給ローラ１０５の表面に、軸方向均一にトナーを供給することができる。また、トナー搬送部材１０８でトナーを搬送することで、トナーが攪拌され、供給部１０２のトナー凝集を抑制することができる。さらに、トナー搬送部材１０８の供給口真下の部位における現像剤搬送量を他の部位よりも小さくすることで、供給部１０２の供給口真下におけるトナーが、トナー搬送部材１０８の回転によって軸方向へ移動する量を少なくすることができる。その結果、トナー搬送部材１０８の回転によってできる供給口真下の空間を埋めるために、供給口１０７を通って供給部１０２に補給される現像剤量を少なくすることができ、供給部１０２内にトナーが過充填状態になることを抑制することができる。よって、トナーの凝集することによる供給ローラ１０５のトルクアップ、画像濃度ムラ、及び現像剤供給体の摩耗を抑えることができる。
【００４６】
また、変形例２に示すように、トナー搬送部材１０８の供給口１０７真下の部位における螺旋状羽部１０８ｂ−２の高さを、他の部位における螺旋状羽部１０８ｂ−２の高さよりも小さくすることで、トナー搬送部材１０８の供給口真下の部位における現像剤搬送量を他の部位よりも小さくすることができる。
【００４７】
また、変形例１に示すように、トナー搬送部材１０８の供給口１０７真下の部位に螺旋状羽部を形成しないようにしても、トナー搬送部材１０８の供給口真下の部位における現像剤搬送量を他の部位よりも小さくすることができる。
【００４８】
さらに、変形例３に示すように、トナー搬送部材１０８の供給口１０７真下の部位に螺旋状羽部の螺旋ピッチＰ１を他の部位における羽部の螺旋ピッチＰ２よりも小さくしても、トナー搬送部材１０８の供給口真下の部位における現像剤搬送量を他の部位よりも小さくすることができる。
【００４９】
また、変形例１に示すように、トナー搬送部材１０８と供給口１０７との間を攪拌する攪拌部材１１１を設けることで、トナー搬送部材１０８と供給口１０７との間のトナーが凝集するのを抑制することができる。
【００５０】
また、変形例１に示すように、攪拌部材１１１は、回転軸１１１ａに攪拌部１１１ｂを有する形状とすることで、回転軸を回転させるだけで、トナー搬送部材１０８と供給口１０７との間のトナーを攪拌することができる。
【００５１】
また、本実施形態に示すように、攪拌部１０８ｃの軸方向長さを、供給口１０７の軸方向長さよりも長くすることで、供給口軸方向端部から供給部１０２へ落下して、攪拌部１０８ｃと隣接する螺旋状羽部における領域の空間へ流れ込もうとするトナーを攪拌部１０８ｃで捕捉することができる。その結果、供給口１０７から落下したトナーを攪拌部１０８ｃによって、供給口１０７の真下の領域に留めることができ、供給部１０２内のトナー過充填をより一層抑制することができる。
【００５２】
また、変形例４に示すように、攪拌部１０８ｃの円周方向長さを、供給口１０７の軸方向と直交する方向の長さよりも長くすることで、攪拌部１０８ｃと隣接する螺旋状羽部１０８ｂの領域の空間へ流れ込もうとするトナーの一部を攪拌部１０８ｃで堰き止めることができる。その結果、供給口１０７から落下したトナーを攪拌部１０８ｃによって、供給口１０７の真下の領域に留めることができ、供給部１０２内のトナー過充填をより一層抑制することができる。
【００５３】
また、変形例５に示すように、攪拌部１０８ｃを棒状突起としても、トナー搬送部材１０８と供給口１０７との間のトナーを攪拌することができる。
【００５４】
また、トナー搬送部材１０８の供給口１０７真下の部位に設け、トナー搬送部材１０８にトナー搬送部材１０８と供給口１０７との間のトナーを攪拌する攪拌部材の機能を有するようにしている。これにより、トナー搬送部材と攪拌部材とを別々に設けるものに比べて、部品点数を削減することができ、装置のコストダウンを図ることができる。
【００５５】
また、感光体と、現像手段たる現像装置とを１つのユニットとして供給の保持体に保持させて画像形成装置本体に対して着脱可能にしたプロセスカートリッジとすることで、感光体および現像装置を容易に交換することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施形態に係る画像形成装置を示す要部概略構成図。
【図２】同画像形成装置におけるプロセスカートリッジを示す拡大構成図。
【図３】現像装置の要部断面図。
【図４】変形例１の現像装置の要部断面図。
【図５】変形例２の現像装置の要部断面図。
【図６】変形例３の現像装置の要部断面図。
【図７】変形例４の現像装置の要部断面図。
【図８】変形例５の現像装置の要部断面図。
【符号の説明】
【００５７】
４：現像装置
１０１：ホッパ部
１０２：供給部
１０３：現像ローラ
１０４：薄層化ブレード
１０５：供給ローラ
１０６：攪拌搬送部材
１０７：供給口
１０８：トナー搬送部材
【図１】
2008145606.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008145606.tif 000008
【図７】
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【図８】
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