(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を担持するための現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に現像剤を供給する供給部材と、
前記供給部材の下方に位置し、前記供給部材の長手方向に伸び、現像剤を搬送する搬送部材と、を備え、
前記搬送部材は、現像剤を供給部材に搬送するための凹部と駆動を伝達するためのカムとを有する回転部材と、前記カムからの駆動を伝達する駆動伝達部と複数の穴とを有し現像剤を搬送する搬送板と、を有し、
前記カムは、第１カム、第２カム、第３カムと、を有し、
前記駆動伝達部は、第１腕、第２腕、第３腕と、を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
現像剤を担持するための現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に現像剤を供給する供給部材と、
前記供給部材の下方に位置し、前記供給部材の長手方向に伸び、現像剤を搬送する搬送部材と、を備え、
前記搬送部材は、現像剤を供給部材に搬送するための凹部と駆動を伝達するためのカムとを有する回転部材と、前記カムからの駆動を伝達する駆動伝達部と複数の穴とを有し現像剤を搬送する搬送板と、を有し、
前記駆動伝達部は、第１腕と第２腕を有し、
前記第１と第２腕は、Ｃ形の腕で、前記回転部材の軸線方向から見た場合に、前記回転部材の軸中心を挟み込む位置に配置されていることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
前記第１、第２、第３カムは、前記回転部材の長手方向の端部に回転部材の軸中心に対し偏芯した円形のカムであり、偏芯量がそれぞれ異なることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
前記回転部材の回転駆動は、前記駆動伝達部を介して、前記搬送板の揺動駆動に変換されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記回転部材、前記カム、前記駆動伝達部は、樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記回転部材は、軸線方向に垂直な断面にＨ形状の断面又はＵ形状の断面を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記凹部の一部が撹拌翼であり、回転遠心力により前記撹拌翼が前記供給部材に向けて現像剤を搬送することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項８】
前記回転部材に近い側の前記搬送板が回転部材の回転中心に近づく際に、前記搬送板の下方にある現像剤が前記穴を通り前記供給部材側に移動することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項９】
前記搬送板は、３つの方向への移動を繰り返すことにより、現像剤を前記供給部材に搬送することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項１０】
前記カムを挟み込むように前記回転部材の長手方向に対して交差する第１と第２交差面を有し、前記第１交差面と前記第２交差面の距離は、一端から他端にかけて短くなってなることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項１１】
前記現像剤担持体と前記供給部材とが設けられる現像室と、
現像室に現像剤を搬送する第２搬送部材を有し、現像剤を収容する収容室と、を有し、前記現像剤担持体と前記供給部材は、前記第２搬送部材の軸中心よりも上方に位置することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項１２】
像担持体と、請求項１から１１のいずれか１項の現像装置と、を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１３】
請求項１から１１のいずれか１項の現像装置、請求項１２のプロセスカートリッジのうちの少なくとも１つを有し、記録材に画像を形成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、電子写真画像形成装置、電子写真画像形成装置で用いられる現像装置、及び、電子写真画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジに関するものである。
【０００２】
ここで、電子写真画像形成装置（以下、単に「画像形成装置」ともいう。）とは、電子写真画像形成方式（電子写真プロセス）を用いて記録材（記録媒体）に画像を形成するものである。画像形成装置の例としては、複写機、プリンタ（レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタなど）、ファクシミリ装置、ワードプロセッサ、及び、これらの複合機（マルチファンクションプリンタ）が含まれる。
【０００３】
また、プロセスカートリッジとは、少なくとも像担持体を有するものをいう。多くの場合、帯電手段、現像手段、クリーニング手段、像担持体と、を一体的にカートリッジ化し、画像形成装置の装置本体に対して着脱可能とするものをいう。また、現像装置とは、少なくとも現像剤担持体を有するものをいう。多くの場合、現像剤担持体、それを支持する現像枠体、それに関わる部品と、を一体化し、画像形成装置の装置本体に着脱可能にしたものをいう。
【背景技術】
【０００４】
画像形成装置では、像担持体としての電子写真感光体（以下、単に「感光体」ともいう。）を一様に帯電させる。次いで、帯電した感光体を選択的に露光することによって、感光体上に静電潜像（静電像）を形成する。次いで、感光体上に形成された静電潜像を、現像剤としてのトナーでトナー像として顕像化する。次いで、感光体上に形成されたトナー像を、記録用紙、プラスチックシートなどの記録材に転写する。さらに、記録材上に転写されたトナー像に熱や圧力を加え、トナー像を記録材に定着させることで、画像記録を行う。
【０００５】
このような画像形成装置は、一般に、現像剤の補給や各種のプロセス手段のメンテナンスを必要とする。この現像剤の補給作業や各種のプロセス手段のメンテナンスを容易にするためにカートリッジ方式が実用化されている。カートリッジ方式とは、感光体、帯電手段、現像手段、クリーニング手段などを枠体内にまとめてカートリッジ化し、画像形成装置の装置本体に着脱可能とするものである。プロセスカートリッジ方式によれば、ユーザビリティーに優れた画像形成装置を提供することができる。
【０００６】
また、近年、複数色の現像剤を用いてカラー画像を形成するカラー画像形成装置が普及してきている。カラー画像形成装置としては、複数色の現像剤を用いた画像形成動作のそれぞれに対応する感光体を、トナー像が転写される被転写体の表面移動方向に沿って一列に配置した、いわゆる、インライン方式の画像形成装置が知られている。インライン方式のカラー画像形成装置には、複数の感光体が鉛直方向（重力方向）と交差する方向（例えば水平方向）に一列に配置されたものがある。インライン方式は、画像形成速度の高速化やマルチファンクションプリンタヘの展開などの要望に対応し易いなどの点で好ましい画像形成方式である。
【０００７】
また、複数の感光体を鉛直方向と交差する方向に一列に配置したインライン方式の画像形成装置として、複数の感光体を、被転写体としての中間転写体、または被転写体としての記録材を搬送する記録材担持体の下方に配置したものがある（特許文献１、２）。
【０００８】
感光体を中間転写体や記録材担持体の下方に配置する場合、画像形成装置の装置本体内において中間転写体や記録材担持体を間に挟む態様で、定着装置と、現像装置（或いは露光装置）と、を離れた位置に配置することができる。そのため、現像装置（或いは露光装置）が定着装置の熱の影響を受け難いなどの利点がある。
【０００９】
一方、上述のように感光体を中間転写体又は記録材担持体の下方に配置するような場合には、現像装置において、重力に反して現像剤担持体や現像剤供給部材へ現像剤を供給する必要が生じることがある。
【００１０】
特許文献１には、現像剤供給部材へ現像剤を供給する手段として、現像供給部材の下側部分に受けシートを接触させる方法が開示されている。それによると、この受けシートによって、現像剤供給部材に付着した現像剤が重力によって落下するのを防ぎ、現像剤担持体に供給できる現像剤が減少しないようにして、ベタ濃度の低下を防止している。
【００１１】
ベタ濃度とは、線画像に対して比較的大面積の画像をベタ画像といい、ベタ画像に使用される現像剤の濃度をベタ濃度という。また、ベタ画像とは、主に、現像剤であるトナーで密に被覆された領域で形成された画像である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−１７３０８３号公報
【特許文献２】特開２００９−２２２９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１のような現像剤の供給方法では、低印字耐久を行った場合、現像される現像剤量が少ないため、供給部材と受けシートの間に、循環しない現像剤が多量に存在してしまう場合がある。それにより、現像剤がパッキングして（固まって）しまい、画像品質や耐久性の悪化を引き起こしてしまう場合がある。
【００１４】
本発明の目的は、供給部材への現像剤の供給を確保しつつ、良好な現像剤の循環を可能とする技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
そこで、本発明は、
現像剤を担持するための現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に現像剤を供給する供給部材と、
前記供給部材の下方に位置し、前記供給部材の長手方向に伸び、現像剤を搬送する搬送部材と、を備え、
前記搬送部材は、現像剤を供給部材に搬送するための凹部と駆動を伝達するためのカムとを有する回転部材と、前記カムからの駆動を伝達する駆動伝達部と複数の穴とを有し現像剤を搬送する搬送板と、を有し、
前記カムは、第１カム、第２カム、第３カムと、を有し、
前記駆動伝達部は、第１腕、第２腕、第３腕と、を有する現像装置を提供するものである。
また、他の本発明は、
現像剤を担持するための現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に現像剤を供給する供給部材と、
前記供給部材の下方に位置し、前記供給部材の長手方向に伸び、現像剤を搬送する搬送部材と、を備え、
前記搬送部材は、現像剤を供給部材に搬送するための凹部と駆動を伝達するためのカムとを有する回転部材と、前記カムからの駆動を伝達する駆動伝達部と複数の穴とを有し現像剤を搬送する搬送板と、を有し、
前記駆動伝達部は、第１腕と第２腕を有し、
前記第１と第２腕は、Ｃ形の腕で、前記回転部材の軸線方向から見た場合に、前記回転部材の軸中心を挟み込む位置に配置されていることを特徴とする現像装置。
【００１６】
また、本発明は、プロセスカートリッジや画像形成装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、供給部材への現像剤の供給を確保しつつ、良好な現像剤の循環を実現した現像装置、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】電子写真画像形成装置の概略構成図である。
【図２】プロセスカートリッジの概略構成断面図である。
【図３】実施例１におけるトナーの流れを示す図である。
【図４】実施例１におけるトナーの流れを示す図である。
【図５】実施例１における搬送部材を示す平面図である。
【図６】搬送部材の押さえ方を示す図である。
【図７】搬送部材に設けたカムと駆動伝達部との斜視図である。
【図８】カムの駆動状態を示す図である。
【図９】実施例２におけるトナーの流れを示す図である。
【図１０】実施例２における搬送部材に設けたカムと連結部との斜視図である。
【図１１】実施例２におけるカムの駆動状態を示す図である。
【図１２】撹拌翼の角度と供給部材の現像剤含有量との関係を示す図である。
【図１３】実施例２における搬送部材に設けたカムと駆動伝達部との斜視図である。
【図１４】実施例３における搬送部材に設けたカムと駆動伝達部と駆動状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る現像装置、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置の好適な実施例について図面に則して更に詳しく説明する。
【００２０】
ただし、この実施例に記載されている構成装置の仕様、部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がないかぎりは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。尚、以下の説明において、装置の各要素に関して上、下を示す用語は、装置が通常の使用状態に置かれた場合の鉛直方向を基準として表したものである。
【実施例１】
【００２１】
本発明の第１の実施例について説明する。
【００２２】
（電子写真画像形成装置の全体構成）
先ず、第１の実施例に係る電子写真画像形成装置（以下、画像形成装置という。）の全体構成について説明する。図１は、本実施例の画像形成装置１００の概略断面を示す。画像形成装置１００は、インライン方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザープリンタである。
【００２３】
画像形成装置１００は、画像情報に従って、記録材（例えば、記録用紙、プラスチックシート、布など）にフルカラー画像を形成することができる。画像情報は、画像形成装置の装置本体１００Ａに接続された画像読み取り装置、装置本体１００Ａに通信可能に接続されたパーンナルコンピュータなどのホスト機器から、画像形成装置に入力される。
【００２４】
画像形成装置１００は、複数の画像形成部として、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。本実施例では、第１〜第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、鉛直方向と水平方向とに交差する方向に一列に配置されている。
【００２５】
なお、本実施例では、第１〜第４の画像形成部の構成及び動作は、形成する画像の色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために符号に与えた添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、総括的に説明する。ただし、これに限定されるものではない。例えば、ブラックの容量を大きくすることにより画像形成部を他の色よりも大きな形状の構成にしてもよい。
【００２６】
本実施例では、画像形成装置１００は、複数の像担持体として、鉛直方向と交差する方向に並設された４個のドラム型の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、図１の矢印Ａ方向（時計方向）に図示しない駆動手段（駆動源）により回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、感光ドラム１の表面を均―に帯電する帯電手段としての帯電ローラ２、画像情報に基づきレーザーを照射して感光ドラム１上に静電潜像を形成する露光手段としてのスキャナユニット（露光装置）３が配置されている。また、感光ドラム１の周囲には、静電潜像をトナー像として現像する現像手段としての現像ユニット（現像装置）４が配置される。また、転写後の感光ドラム１の表面に残ったトナー（転写残トナー）を除去するクリーニング手段としてのクリーニング部材６が配置されている。さらに、４個の感光ドラム１に対向して、感光ドラム１上のトナー像を記録材１２に転写するための中間転写体としての中間転写ベルト５が配置されている。
【００２７】
感光ドラム１の回転方向において、帯電ローラ２による帯電位置、スキャナユニット３による露光位置、現像ユニット４による現像位置、中間転写ベルト５へのトナー像の転写位置、クリーニング部材６によるクリーニング位置は、この順番で設けられている。
【００２８】
なお、本実施例では、現像ユニット４は、現像剤として非磁性一成分現像剤、即ち、トナーを用いる。ただし、これに限定されず、構成により２成分でも磁性現像剤でもよいし、帯電極性も正極性や負極性でもよい。また、本実施例では、現像ユニット４は、現像剤担持体としての現像ローラ１７（図２）を感光ドラム１に対して接触させて現像を行う。本実施例では、現像ユニット４は、反転現像方式を採用している。即ち、本実施例では、現像ユニット４は、感光ドラム１の帯電極性と同極性（本実施例では負極性）に帯電したトナーを、感光ドラム１上の露光により電荷が減衰した部分（画像部、露光部）に転移、付着させることで静電潜像を現像する。
【００２９】
本実施例では、感光ドラム１と、感光ドラム１に作用するプロセス手段としての帯電ローラ２、現像ユニット４及びクリーニング部材６とは、一体的にカートリンジ化されて、プロセスカートリッジ７を形成している。プロセスカートリッジ７は、画像形成装置の装置本体１００Ａに設けられた装着ガイド、位置決め部材などの装着手段（図示せず）を介して、画像形成装置本体１００Ａに着脱可能となっている。本実施例では、各色用のプロセスカートリッジ７は全て同一形状を有しており、各色用のプロセスカートリッジ７内には、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブランク（Ｋ）の各色のトナーが収容されている。
【００３０】
中間転写体としての無端状のベルトで形成された中間転写ベルト５は、全ての感光ドラム１に当接して、図１の矢印Ｂ方向（反時計方向）に循環移動（回転）することができる。中間転写ベルト５は、複数の支持部材として、駆動ローラ５１、二次転写対向ローラ５２、従動ローラ５３に掛け渡されている。
【００３１】
中間転写ベルト５の内周面側には、各感光ドラム１に対向するように、一次転写手段としての一次転写部材である一次転写ローラ８が４個並設されている。一次転写ローラ８は、中間転写ベルト５を感光ドラム１に向けて押圧し、中間転写ベルト５と感光ドラム１とが当接する一次転写部（一次転写ニップ）Ｎ１を形成する。そして、一次転写ローラ８に、図示しない一次転写バイアス印加手段としての一次転写バイアス電源（高圧電源）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加される。これによって、感光ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト５上に転写（一次転写）される。
【００３２】
また、中間転写ベルト５の外周面側において二次転写対向ローラ５２に対向する位置には、二次転写手段としての二次転写部材である二次転写ローラ９が配置されている。二次転写ローラ９は中間転写ベルト５を介して二次転写対向ローラ５２に圧接し、中間転写ベルト５と二次転写ローラ９とが当接する二次転写部（二次転写ニップ）Ｎ２を形成する。そして、二次転写ローラ９に、図示しない二次転写バイアス印加手段としての二次転写バイアス電源（高圧電源）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加される。これによって、中間転写ベルト５上のトナー像が記録材１２に転写（二次転写）される。一次転写ローラ８と二次転写ローラ９とは同様の構成を有する。また、本実施例の構成に限定されず、一次転写ローラがない構成でもよい。具体的には、二次転写ローラからの電流を中間転写体である中間転写ベルトの表面に流し、一次転写位置で、中間転写ベルトと感光ドラムとの間にトナーを転写する電位差を設けてもよい。
【００３３】
画像形成時には、先ず、感光ドラム１の表面が帯電ローラ２によって一様に帯電される。次いで、スキャナユニット３から発された画像情報に応じたレーザー光によって、帯電した感光ドラム１の表面が走査露光され、感光ドラム１上に画像情報に従った静電潜像が形成される。次いで、感光ドラム１上に形成された静電潜像は、現像ユニット４によってトナー像として現像される。感光ドラム１上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ８の作用によって中間転写ベルト５上に転写（一次転写）される。
【００３４】
例えば、フルカラー画像の形成時には、上述のプロセスが、第１〜第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫにおいて順次に行われ、中間転写ベルト５上に各色のトナー像が順次に重ね合わせて一次転写される。
【００３５】
中間転写ベルト５の移動と同期が取られて記録材１２が二次転写部Ｎ２へと搬送され、記録材１２を介して中間転写ベルト５に当接している二次転写ローラ９の作用によって、中間転写ベルト５上の４色トナー像は、一括して記録材１２上に二次転写される。
【００３６】
トナー像が転写された記録材１２は、定着手段としての定着装置１０に搬送される。定着装置１０において記録材１２に熱及び圧力を加えられることで、記録材１２にトナー像が定着される。
【００３７】
また、一次転写工程後に感光ドラム１上に残留した一次転写残トナーは、クリーニング部材６によって感光ドラム１上から除去されて、回収される。また、二次転写工程後に中間転写ベルト５上に残留した二次転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング装置１１によって清掃される。
【００３８】
また、画像形成装置１００は、所望の単独又はいくつか（全てではない）の画像形成部のみを用いて、単色又はマルチカラーの画像を形成することもできるようになっている。      
【００３９】
（プロセスカートリッジの構成について）
次に、本実施例の画像形成装置１００に装着されるプロセスカートリッジ７の全体構成について説明する。図２は、感光ドラム１の長手方向（回転軸線方向）に沿って見たプロセスカートリッジ７の概略断面（主断面）を示す。本実施例では、各色用のプロセスカートリッジ７は、収容している現像剤の種類（色）を除いて、その構成及び動作は同一である。
【００４０】
プロセスカートリッジ７は、感光ドラム１などを備えた感光体ユニット１３と、現像ローラ１７などを備えた現像ユニット４と、を有する。感光体ユニット１３は、感光体ユニット１３内の各種要素を支持する枠体としてのクリーニング枠体１４を有する。クリーニング枠体１４には、感光ドラム１が図示しない軸受を介して回転可能に取り付けられている。感光ドラム１は、図示しない駆動手段（駆動源）としての駆動モータの駆動力が感光体ユニット１３に伝達されることで、画像形成動作に応じて図２の矢印Ａ方向（時計方向）に回転駆動される。
【００４１】
画像形成プロセスの中心となる感光ドラム１としては、アルミニウム製シリンダの外周面に機能性膜である下引き層、キャリア発生層、キャリア移送層を順にコーティングした有機感光ドラム１が用いられる。本実施例では、一例として、感光ドラム１の回転速度（周速度、表面移動速度）は、２００ｍｍ／ｓｅｃに設定されている。
【００４２】
また、感光体ユニット１３には、感光ドラム１の周面上に接触するように、クリーニング部材６、帯電ローラ２が配置されている。クリーニング部材６によって感光ドラム１の表面から除去された転写残トナーは、クリーニング枠体１４の内部に形成された回収トナー室１４ａ内に落下して、収容される。
【００４３】
帯電ローラ２は、導電性ゴムのローラ部が感光ドラム１に加圧接触して従動回転する。帯電ローラ２の芯金には、帯電工程時に、帯電バイアス印加手段としての帯電バイアス電源から、感光ドラム１に対して所定の直流電圧、例えば、−１１００Ｖの直流電圧が印加される。これにより、感光ドラム１の表面電位は、一様な暗部電位（Ｖｄ）、例えば、約−５５０Ｖの一様な暗部電位（Ｖｄ）とされる。スキャナユニット３から画像データに対応して発光されるレーザー光のスポットパターンは、感光ドラム１を露光し、露光された部位は、キャリア発生層からのキャリアにより表面の電荷が消失し、電位が低下する。この結果、露光部位は所定の明部電位Ｖｌ、未露光部位は暗部電位Ｖｄの、例えば、明部電位Ｖｌ＝−１００Ｖ、暗部電位Ｖｄ＝−５５０Ｖの静電潜像が、感光ドラム１上に形成される。
【００４４】
一方、現像ユニット４は、感光ドラム１へトナーを供給して現像を行う目的で設けられた現像室１５と、現像に寄与する現像剤を収容する収容室１８と、を有する。本実施例では、現像室１５を形成する現像枠体６１と、収容室１８を形成する現像剤枠体６２と、が一体的に接合された現像ユニット枠体６０である。ただし、これに限定されず、現像室１５の一部と収容室１８の一部を構成する第１枠体と、現像室１５の他の部分と収容室１８の他の部分を構成する第２枠体とから構成されていてもよい。現像ユニット枠体６０には、現像工程に係る各種要素が設けられ、現像ユニット４が構成されている。現像枠体６１と現像剤枠体６２との間には、詳しくは後述する現像室１５内の現像剤貯留部であるトナー貯留槽１９を形成する隔壁２３が形成されている。即ち、現像室１５は、隔壁２３によって収容室１８と区画されている。本実施例では、隔壁２３は、現像ユニット枠体６０の一部である。本実施例では、現像剤収容室である収容室１８はトナーを収容するので、トナー収容室ともいう。
【００４５】
現像ユニット４内に形成された現像剤収容室としてのトナー収容室１８には、非磁性一成分現像剤であるトナーが収容されている。また、トナー収容室１８内には、現像室１５にトナーを搬送するための搬送部材２２を有している。現像室１５にも後述する搬送部材があるため、トナー収容室の搬送部材を第２搬送部材ともいう。搬送部材２２は、撹拌の機能も有するため撹拌部材２２としても機能している。第２搬送部材２２は、トナー収容室１８内に収納されたトナーを攪拌すると共に、現像室１５へとトナーを搬送するためのものでもある。
【００４６】
現像室１５は、現像剤担持体としての現像ローラ１７、現像ローラ１７にトナーを供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ２０を有する。また、現像室１５には、トナー供給ローラ２０にトナーを搬送する搬送部材が設けられている。搬送部材は、回転部材２５１と搬送板２５２を有する。そして搬送部材２２、トナー供給ローラ２０の下方に位置し、トナー供給ローラ２０に搬送するトナーを貯めるトナー貯留槽１９に設けられている。
【００４７】
本実施例では、トナー収容室にも搬送部材２２があり第２搬送部材としているので、現像室にある搬送部材は、第１搬送部材２５とする。
【００４８】
現像ローラ１７は、図２の矢印Ｄ方向（反時計方向）に回転駆動される。即ち、本実施例では、現像ローラ１７と感光ドラム１とは、対向部（接触部）Ｃ１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。また、本実施例では、現像ローラ１７は、感光ドラム１に接触して配置されている。しかし、現像ローラ１７が感光ドラム１に対して所定間隔を開けて近接配置された構成でもよい。
【００４９】
現像ローラ１７には、現像工程時に、図示しない現像バイアス印加手段としての現像バイアス電源から、所定の直流バイアス、例えば、−３５０Ｖの直流バイアスが印加される。これにより、摩擦帯電により負極性に帯電したトナーは、現像ローラ１７が感光ドラム１に接触する現像部（接触部と同じ位置）において、現像ローラ１７に印加された直流バイアスとの間の電位差によって明部電位部にのみ転移して静電潜像を顕像化する。本実施例で用いているトナーは、非磁性一成分トナーであり、本実施例では、被露光部にトナーを転移させる、所謂、反転現像系である。
【００５０】
現像ローラ１７は、芯金上に弾性層を有する、所謂、弾性ローラである。本実施例では、現像ローラ１７は次のような構成を有するものとされた。即ち、外径６ｍｍのステンレス鋼製の芯金上に、シリコーンゴムにカーボンが分散されたソリッドゴムからなる第１層（基層）を約３ｍｍ形成する。更に、第２層（表層）として、導電剤により抵抗調整されたウレタン層を約１０μｍ形成する。また、本実施例では、現像ローラ１７の回転速度は、感光ドラム１の回転速度より約１．３倍（表面の移動速度の違いが１．３倍）早くするように設定されている。また、本実施例の現像ユニット４においては、現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ２０は、現像ローラ１７の周面上に接触（当接）するように配置されており、図２の矢印Ｅ方向（反時計方向）に回転する。即ち、本実施例では、トナー供給ローラ２０と現像ローラ１７とは、対向部（当接位置）Ｃ２において互いの表面が逆方向に移動するようにそれぞれ回転する（カウンター回転）。トナー供給ローラ２０は、本実施例では、当接位置において下方から上方へと回転する。トナー供給ローラ２０は、現像ローラ１７上にトナーを供給すると共に、現像に供されずに（即ち、現像工程時に消費されずに）現像ローラ１７上に残留したトナーを現像ローラ１７上から剥ぎ取る作用をなす。
【００５１】
トナー供給ローラ２０は、導電性芯金の外周に発泡体、例えば、連泡性発泡体（以下「発泡層」という。）が形成されている。トナー供給ローラ２０の発泡層は、現像ローラ１７へトナーを供給可能とすると共に、現像に寄与しなかったトナーを現像ローラ１７から剥ぎ取るという、２つの役目を担う。現像ローラ１７上のトナーは、発泡セルの縁の部分が摺擦することで機械的に剥ぎ取られる。
【００５２】
更に説明すると、本実施例では、トナー供給ローラ２０としては、外径５ｍｍの芯金上に発泡骨格構造で比較的低硬度のポリウレタンフォームを５．５ｍｍ（セル径３００μｍ〜４５０μｍ）形成した、外径１６ｍｍの弾性スポンジローラを用いた。トナー供給ローラ２０は、連泡性の発泡体で構成することにより、過大な圧力を加えることなく現像ローラ１７と当接し、発泡体の表面の適度な凸凹で現像ローラ１７に対するトナー供給及びトナーの剥ぎ取りを行うことができる。発泡体のセル構造の掻き取り性は、ウレタンフォームに限らず得ることができる。発泡層の材料としては、例えば、ウレタンフォームの他、ＮＢＲゴム（ＮＢＲ：ニトリルゴム）、シリコーンゴム、アクリルゴム、ヒドリンゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴムがある。さらに、スチレンブタジエンゴム、イソプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、これらの複合混合物など、一般的に用いられるゴムが使用可能である。発泡層の電気抵抗の調整のために、適宜、公知のイオン導電剤、無機微粒子又はカーボンブラックなどを分散することが可能である。
【００５３】
トナー供給ローラ２０には、現像ローラ１７へのトナー供給を補助するために、トナー供給ローラ２０側から現像ローラ１７側へトナーを付勢するバイアスを印加してもよい。現像ローラ１７側に負極性に帯電したトナーを付勢するバイアスを印加することで、後述する現像ブレード２１により層厚が規制される前に、現像ローラ１７に担持されるトナーの量を増加させることが可能となる。また、このバイアスにより、現像ローラ１７上でのトナー密度が上がり易く、現像ローラ１７の表面粗さが低い場合においても、均一なトナー濃度を得やすくなる。
【００５４】
本実施例では、トナー供給ローラ２０の回転速度は、現像ローラ１７の回転速度の０．８５倍とした。感光ドラム１、現像ローラ１７及びトナー供給ローラ２０は、それぞれの回転軸線方向が実質的に平行となるように配置されている。また、現像ユニット４には、現像ローラ１７の周面上に接触するように、現像剤規制部材としての現像ブレード２１が配置されている。現像ブレード２１は、トナー供給ローラ２０によって現像ローラ１７上に供給されたトナーの層厚を規制する。現像ブレード２１は、現像ローラ１７の回転方向においてトナー供給ローラ２０と現像ローラ１７との接触部よりも下流側で現像ローラ１７に当接し、現像ローラ１７によって現像部へと供給するトナーの量を規制すると共に、トナーに電荷付与する。
【００５５】
現像ブレード２１は、金属薄板からなり、薄板のバネ弾性を利用して当接圧力を発生し、金属薄板の表面がトナー及び現像ローラ１７に接触する。金属薄板の材料としては、ステンレス鋼、リン青銅などの薄板が使用可能である。本実施例では、現像ブレード２１を構成する金属薄板としては、厚さ０．１ｍｍのリン青銅薄板を用いた。現像ブレード２１及び現像ローラ１７との摺擦により、トナーは、摩擦帯電電荷を付与されると同時に、その層厚が規制される。現像ブレード２１には、現像工程時に、図示しない規制バイアス印加手段としてのブレードバイアス電源から所定の電圧（本実施例では−５５０Ｖ）が供給される。
【００５６】
次に、図２を参照して、搬送部材である回転部材２５及び搬送板２５２と、トナーを貯留するトナー貯留槽１９について説明する。本実施例の現像ユニット４は、トナー貯留槽１９を備えている。ただし、トナー貯留槽１９があることに限定されず、トナーが留まることができる空間がある構成に応用可能である。トナー貯留槽１９は、現像室１５とトナー収容室１８とを隔てる隔壁２３によって形成されている。本実施例では、トナー貯留室１９は、トナー供給ローラ２０の下方においてトナー収容室１８側に窪んでいる、感光ドラム１の長手方向に沿った空間である。異なる観点から見ると、現像室と収容室を繋ぐ開口の重力方向において下端の位置は、トナー貯留槽１９の下端よりも上方に配置されている。また、回転部材の回転中心２５３は、開口の下端２４１より下方に位置し、トナー貯留室の下端（底部）よりも上方に位置する。図１や図２に記載した点線ｈ１、ｈ２、ｈ３の関係になる。また、回転部材の回転中心２５３、開口の下端２４１、トナー貯留室の下端（底部）は、第２搬送部材２２の軸中心２２３よりも上方に位置する。言い換えれば、図１や２に示すように第２搬送部材２２の軸中心が点線ｈ３より下方に位置している。隔壁２３の一部には、トナー収容室１８から現像室１５へのトナーの通過を許す開口であるトナー通路２４が設けられている。トナー通路２４は、トナー供給ローラ２０の回転中心２５３を通る鉛直線に対して現像ローラが配置される側と反対の反対側に配置されている。また、トナー供給ローラ２０の鉛直方向最下点よりも上方に設けられている。
【００５７】
（第１搬送部材２５の構成について）
以下で、第１搬送部材２５である回転部材２５１と搬送板２５２とについて、図２を用いてより詳細に説明する。
【００５８】
図２は、プロセスカートリッジ７の概略断面図であり、現像室１５にはトナー貯留槽１９と第１搬送部材２５である回転部材２５１と搬送板２５２とが配設されている。
【００５９】
図３及び図４は、現像室１５におけるトナーの流れを説明するための図である。現像室１５の長手中央の近傍部分の断面図である。現像ローラの軸線方向における現像ローラの中央での断面図と同等である。図５は、回転部材２５１と搬送板２５２の正面図を示す。図６は、搬送板２５２の板厚方向の搬送板押え３０による押さえ方を示す図であり、図７は、回転部材２５１と回転部材２５１に設けたカムとの連結の状態を示す斜視図である。図８は、回転部材２５１を回転した時の回転部材２５１に形成したカムと搬送板２６の位置関係を示す図である。
【００６０】
本実施例において、第１搬送部材２５である回転部材２５１と搬送板２５２とは、現像室１５内にあるトナー貯留槽１９内に現像室の長手方向全域に渡って配置されている。また、第１搬送部材２５は、現像ローラ１７及びトナー供給ローラ２０の長手方向と平行に配置されている。さらに、第１搬送部材２５である回転部材２５１と搬送板２５２とは、搬送板２５２の短手方向の一端部に設けられた駆動伝達部であるカム駆動伝達腕２６ａ〜ｃで、回転部材２５１のカムと連結結合された構成である。回転部材２５１は、その長手方向（回転軸線方向）の両端部において、現像室１５を形成する現像枠体６１に回転可能に支持され、図示しない駆動手段（駆動源）によって回転駆動される。
【００６１】
以下に、第１搬送部材２５である回転部材２５１及び搬送板２５２の部品詳細構成について説明し、続けて、第１搬送部材２５である回転部材２５１及び搬送板２５２が連結して回転することで発生する、トナーの詳細な循環特性の順で説明する。
【００６２】
まず、回転部材２５１の部品構成について説明する。本実施例では、回転部材２５１は、厚さ（ｔ）が１．５ｍｍ、外径φ９ｍｍの樹脂材料にて作製された棒状の部材であるがこの限りでは無い。回転部材２５１には、図３（ｂ）及び図５（ａ）に示す凹部２５４（本実施例は、底部２５ｄと撹拌翼２５ｅとで構成）があり、凹部の一部が撹拌翼２５ｅ（２５ｅ１〜６、２５ｆ１〜６）を形成している。撹拌翼２５ｅは、φ９ｍｍの丸軸の軸鉛直方向に基本肉厚１．５ｍｍを残して□形に肉抜きして、撹拌翼を軸鉛直方向に上下に配置してできるＨ形の形状である。Ｈ形状は、回転軸線に直交する断面でみた場合の回転部材の形状である。本実施例の凹部の形状は、図３（ｂ）に示すように、回転方向に対し上流側の撹拌翼２５ｅａの角度は底部（水平面）に対して９０°に設計しているのに対し、凹部の下流側の撹拌翼２５ｅｂの角度θは底部（水平面）に対して１００〜１２０°に設定した。このため、凹部を２つ有するＨ形状の断面で見た場合に、回転対称形になる。また、本実施例では、図５（ａ）に示すように、カム２５ａ（２５ａ〜２５ｃ）を長手方向両端近傍に左右対称に設けている。カムは、第１、第２、第３カムの３種類のカムが設けられており、第１、第２、第３カムに対応する駆動が搬送板に伝達されることにより、回転部材の回転駆動が、搬送板の揺動駆動に変換される。揺動駆動では、搬送板が主に３つの方向に動くことによりトナーを搬送する。
【００６３】
本実施例の撹拌翼２５ｅは、図５の回転部材２５１の両端近傍に配置された、カム２５ａ〜２５ｃ間を繋ぐように配置し、撹拌翼２５ｅ（２５ｅ１〜２５ｅ６）は６箇所に分割して配置している。さらに、図３（ｂ）の撹拌翼２５ｅを有する凹部の回転部材の軸を通る鉛直下方（１８０°対向）に配置される凹部の一部である撹拌翼２５ｆ（２５ｆ１〜２５ｆ６）も同様に６箇所に分割して配置されている。
【００６４】
図５（ｂ）は、回転部材のカムが設けられている位置にカムを挟み込むように側壁２５ｇ１〜２５ｇ４が設けられていることを示している。４つの側壁は、回転軸に垂直な面に対して角度α傾いている。つまり、側壁は、回転軸に交差する交差面を有することになる。本実施例では、側壁２５ｇ１、２５ｇ２の角度αを左右対称に１１°に設定し、且つ、反対側の側壁２５ｇ３、２５ｇ４においても角度αが１１°になるように配置している。図５（ｂ）に示すように、側壁間の距離は、一端（上方）の方が他端（下方）よりも長く、一端から他端に向かうにつれて短くなっている。こうすることで、回転部材２５１を長時間耐久回転した時に発生するトナーの攪拌のムラによる画像濃度ムラ等を無くすことができる。つまり、撹拌性能を向上させることが可能になる。
【００６５】
次に、回転部材２５１からの駆動を搬送部に伝達するためのカム（２５ａ〜２５ｃ）について説明する。図５（ａ）では、カム（２５ａ〜２５ｃ）は、回転部材２５１の長手方向の両端近傍にそれぞれ、３つのカムを設けている。第１カムとして、搬送板を前進又は上流側に移動させるための前進カム２５ａがある。第２カムとしては、現像ローラ側の搬送板の一端を供給部材側に近づける（上昇させる）ための上昇カム２５ｂがある。そして第３カムとして、搬送板を後進又は下流側に移動させるための後進カム２５ｃの順で、左右対称に配置している。後述する図１３に、第１カム（前進カム）、第２カム（上昇カム）、第３カム（後進カム）、第１腕（前進アーム）、第２腕（上昇アーム）、第３腕（後進アーム）の形状が分かる斜視図を示している。また、図１４にカムと腕との動きを示している。
【００６６】
図８（ａ）は、前進カム２５ａを含む回転部材の部分断面図である。カムの外径はφ５．４ｍｍで偏芯量は、回転部材２５１の外形φ９の中心２５３に対し１．８ｍｍとしている。更に、後進カム２５ｃに対する位相を回転方向に対し反時計回転方向に３５°回転した位置にカムを配置している。位相をズラして配置することで、各カムに連結して駆動する、搬送板２５２に形成したカム駆動伝達腕２６ａに対し、互いに動作を阻害しない関係にしている。設計上の位相は、回転部材の回転中心を通る水平面に対して、前進カムの中心と回転部材の回転中心を通る面とを３５°になるように設計している。言い換えれば、後進カム２５ｃの中心と回転部材の回転中心を通る面は、回転部材の回転中心を通る水平面と同じになる設計になる。
【００６７】
同様に、図８（ｂ）は、図８（ａ）から１２０°回転した上昇カム２５ｂ（搬送板を隔壁２３から上昇する方向に移動させるカム）を含む回転部材の部分断面図である。上昇カムの外径はφ４．２ｍｍで偏芯量は、回転部材２５１の外形φ９の中心２５３に対し１．３ｍｍとし、更に、後進カム２５ｃに対する位相を反時計回転方向に８°ズラして配置している。図８（ｃ）は、図８（ａ）から２４０°回転した後進カム２５ｃを含む回転部材の部分断面図である。カムの外径はφ５．４ｍｍで偏芯量は、回転部材２５１の外形φ９の中心２５３に対し１．６ｍｍとして配置している。このように本実施例では、それぞれのカムで偏芯量を異ならせている。
【００６８】
図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、回転部材２５１に形成したカム（２５ａ〜２５ｃ）が回転することで、各カムの外接円部と搬送板２５２の駆動伝達部（２６ａ〜２６ｃ）が接触し、駆動を伝達する。それぞれのカムの駆動方向を阻害しない関係で回転部材２５１を回転させる。その結果、回転部材２５１の回転角度と搬送板２５２の移動量の関係がそれぞれサイン曲線を描きながら搬送板２５２を図８に示すように隔壁に添うように左右に移動し、その間に上昇の動きがオーバラップして加わり揺動駆動させている。つまり、回転部材の回転駆動が搬送板の揺動駆動に変換される。
【００６９】
次に、搬送板２５２について詳細を説明する。搬送板２５２は、厚さ（ｔ）が１ｍｍ、短手方向の長さ（Ｗ）が１４ｍｍの樹脂材料にて作製された平板状部材である。
【００７０】
搬送板２５２のベースとなる形状に対し、短手方向の一端部には、回転部材２５１の長手軸上に配置されたカム（２５ａ〜ｃ）から、駆動力を受け取るための図７に示される駆動伝達部である腕２６（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ）が設けられている。回転部材の軸線方向に駆動伝達部を重ねると、図７（ｂ）のようになる回転部材の回転中心を囲むように、駆動伝達部である上昇アーム、前進アーム、後進アームが配置されている。３つでＣ形状になっている。
【００７１】
駆動伝達部２６ａ〜ｃは、搬送板２５２が揺動駆動中に干渉することなく、前進（上流）〜上昇〜後進（下流）の滑らかな動きとなるように形状と配置を設計している。図７や図８に示すように、回転部材２５１が備える各カムと、搬送板２５２の各駆動伝達部２６ａ〜ｃは、それぞれ、異なる形状で、サイン曲線を描きながら回転運動を揺動運動に変換している。
【００７２】
次に、回転部材２５１と搬送板２５２を連結させる方法について図８（ｂ）と（ｃ）を用いて説明する。連結させる方法は、搬送板２５２に設けられた駆動伝達部である第２腕２６ｂと第３腕２６ｃを用いて連結させている。第２と第３腕２６ｂと２６ｃの関係は、隣接したカム駆動伝達腕が互いに反対方向のＣ形の形状をしており、お互い円形のカムを挟み込む形状になっている。言い換えると、回転部材の回転中心を挟み込むような配置にもなっている。挟み込む量のオーバラップ寸法は２．４ｍｍに設定し、樹脂材料のバネ弾性を利用して撓みながら連結結合させている。この結合は、図５の回転部材の長手方向に左右対称に位置するカム駆動伝達腕２６ｂと２６ｃの２箇所で行われる。回転部材２５１の回転動作中に、樹脂バネの弾性力が搬送板２５２の揺動駆動力を上回る関係とすることで駆動中に外れことを防止している。
【００７３】
次に、図５を参照し搬送板２５２に設けている複数の穴について説明する。本実施例では、多くの穴が設けられているため空孔群（２６ｅ、２６ｆ）として説明する。搬送板２５２は、トナー供給ローラ２０の回転軸線方向、即ち、長手方向に沿って、複数の空孔群２６ｅ、ｆを有している。本実施例では、二群の空孔群、即ち、複数の第１穴が形成された第１空孔群２６ｅと、複数の第２穴が形成された第２空孔群２６ｆとを備えている。しかし、この構成に限定されるものではない。第１空孔群２６ｅ、第２空孔群２６ｆの上流側端部は、トナーを押すトナー押し面（２６ｇ、２６ｈ）と、トナー押し面２６ｉが設けられている。このトナー押し面により、トナー貯留槽１９からトナー収容室へとトナーを循環させたり、供給部材にトナーを供給したりすることが容易な構成になっている。
【００７４】
穴２６ｅの短手方向の幅（Ｗ１）及び穴２６ｆの短手方向の幅（Ｗ２）は、それぞれ、Ｗ１＝３．３ｍｍ、Ｗ２＝２ｍｍである。穴部２６ｅ及び２６ｆの長手方向の幅は、１５．７ｍｍである。本実施例では、搬送板２５２を作製する平板は、上述のように、樹脂材料で形成されているが、樹脂材料にこだわる必要は無く、例えば金属材料で形成されていても良い。
【００７５】
次に、搬送板２５２に設けている図６は、搬送板押え面２６ｊについて説明する。図６は、図５の図中下方向からの側面図である。搬送板押え面２６ｊは、長手両端部に左右対称に設けていて、搬送板押え面２６ｊを、搬送板押え部３０で押える構成となっている。搬送板押え面２６ｊの上端部と搬送板押え部３０下端部から形成される隙間は、０．７ｍｍに設定している。これは、搬送板２５２の揺動運動において、隔壁２３から搬送板２５２から離れ過ぎるのを防止し、トナーのパッキングを防止すると同時にトナー貯蔵室１９からトナー収容室１８へトナーの循環を効率的に行っている。
【００７６】
なお、本実施例においては、第１搬送部材２５である回転部材２５１及び搬送板２５２は、トナー供給ローラ２０と直接接触していない。最も近接する回転部材２５１とトナー供給ローラ２０の距離は、図８（ｃ）に於いてＬ＝２ｍｍに設定している。
【００７７】
次に、トナーの循環特性に関して、トナー供給ローラ２０へのトナーの搬送からトナー収容室１８へトナーを戻すまでのトナーの循環特性に対し、図３、図４を参照してトナーの流れ２８ａ〜ｅの立体的な動きについて詳細を述べる。ここで、図３の矢印Ｄは現像ローラ１７の回転方向、図３の矢印Ｅはトナー供給ローラ２０の回転方向、図３の矢印Ｇは回転部材２５１の回転方向を示している。図３は搬送板２５２が上流（図３の矢印Ｓ１）方向に移動している状態における時の、トナーの流れを２８ａ〜ｄで示した断面図である。
【００７８】
トナー収容室１８から撹拌部材でもある搬送部材２２により搬送されたトナーは、トナー供給ローラ２０にトナーが供給される。トナー供給ローラ２０から溢れたトナーは、トナーの流れ２８ａに沿ってトナー貯留槽１９へと搬送される。一方、トナー供給ローラ２０と現像ローラ１７から形成されるニップ部において、現像ローラ１７上に残留したトナーを現像ローラ１７上から剥ぎ取られたトナーの流れを２８ｂとする。この二つのトナーの流れ内の一つの第１トナー流れ２８ａは、フレッシュトナーであり、もう一方の第２トナー流れ２８ｂは古いトナーとなる。この新旧トナーが滞留する下部に配置した、回転部材２５１を矢印Ｇ方向に回転駆動することで、回転部材２５１に働く回転遠心力と凹部の一部である撹拌翼２５ｅにより、トナーを攪拌し再びトナー供給ローラ２０へトナーを搬送することができる。
【００７９】
さらに詳細に説明すると、回転部材２５１が回転することで、図３（ｂ）の回転部材２５１の凹部に介在するトナーは回転遠心力により浮上し、撹拌翼２５ｅ部の角度θに略直角方向に押し出され攪拌される。そして、回転部材２５１外径φ９ｍｍより広がる方向にトナーが攪拌され、そこに介在したトナーは、より強い回転力でトナー供給ローラ２０へトナーを搬送することができる。
【００８０】
つまり撹拌翼２５ｅの角度θが変化すると、トナー供給ローラ２０へのトナーの搬送量も変化する関係となる。その結果、規定された一定の時間に於いて、トナー供給ローラ２０へのトナー搬送量が調整できる結果となる。本実施例では、トナーへの耐久によるダメージ等を想定し１００〜１２０°を採用したがこの限りでは無い。実験結果の詳細は表１を参照し後述する。
【００８１】
次に、図４は回転部材２５１が図３に対し１８０°Ｇ方向に回転した位置においてのトナーの流れについて示した図である。図３との違いは、搬送板２５２の動きが上昇しながらＳ２方向下流端近傍に移動している違いのみで、それ以外は図３の説明に準ずる。この状態における搬送板２５２と隔壁２３との隙間は、本実施例では最長で１．５ｍｍに設定しているがこの限りでは無い。その結果新たなトナーの流れ２８ｅが発生する。これは、搬送板２５２の空孔群２６ｅを通ったトナーが湧き出しトナー供給ローラ２０に搬送されていることを示している。
【００８２】
更に、図４は、図８（ｂ）と同じ位置を示し、図８（ｃ）まで回転される間に、回転部材２５１によるトナーの流れ２８ｅに加えて、搬送板２５２が隔壁２３との間にあるトナーを踏みつける。踏みつけられるトナーは、搬送板２５２の空孔群２６ｅを通ってトナー供給ローラ２０に搬送される複合的なトナーの流れが発生する。
【００８３】
次に、トナーの流れ２８ｄが示すトナー収容室１８へ戻すトナーの流れについて説明する。搬送板２５２の動きは、図８が示すように上昇しながら下流側に移動し、上流側に移動するときは、隔壁２３と密着して移動している。上昇して下流側に移動する時に、空孔群２６ｅ、２６ｆをトナーが通過する。この時の上昇量は、肉厚（ｔ＝１．０）＜上昇量（１．０より大）の関係とすることで、空孔群２６ｅ間へのトナーの確保を確実にしている。更に、トナー押し面２６ｉにおいては、上流側に移動する際は常に隔壁２３に密着してトナーを搬送している。以上トナー押し面（２６ｇ、２６ｈ、２６ｉ）の動作により、トナーは徐々に上流方向へ押されることでトナーの流れ２８ｄが発生し、トナー貯留槽１９からトナー収容室１８へとトナーが搬送される。その結果、トナー貯留槽１９内のトナーが均一に攪拌され常に循環し続けることができる。
【００８４】
前述で撹拌翼２５ｅの角度とトナー供給ローラ２０へのトナー供給量に関する説明をしたが、図１２を基に実験結果について説明する。図１２の実験結果が示すように、撹拌翼２５ｅのθ角度が大きくなるとトナー供給ローラ２０内部へのトナー含有量が増え、特許文献２よりもトナー供給ローラへのトナー含有量が同等以上になる結果となった。
【００８５】
本実験に於けるトナー含有量とは、現像ユニットを規定の回転数で１分間回転した時の、トナー供給ローラ２０の発砲層へ含有されるトナーの量を、回転前後で測定して求めた数値である。図１２が示すように、トナー供給ローラ２０への規定時間においてトナー含有量が多いと言うことは、トナーの流れ２８ｃがトナー供給ローラ２０及び現像ローラ１７のニップ部へ供給する効果が大きくなり、トナーのベタ濃度低下に対し有利な結果となる。
【００８６】
以上の結果から、トナー供給ローラ２０へトナーを供給する手段において、ベタ濃度を確保しつつ、トナーにダメージを与えにくい余裕を持った設計が可能となる。
【実施例２】
【００８７】
次に、実施例２について、図９〜図１１を用いて説明する。
【００８８】
図９は、現像室１５におけるトナーの流れを説明するための、現像室１５の長手中央近傍の部分断面図である。図１０は、回転部材２５１と回転部材２５１に設けたカムの状態を示す斜視図である。図１１は、回転部材２５１を回転した時の回転部材２５１に形成したカム２５ａと搬送板２５２の駆動伝達部２６ａ〜ｃの位置関係を示す図である。
【００８９】
なお、実施例２における画像形成装置１００は、実施例１にて説明したインライン方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザープリンタである。つまり、実施例２におけるプロセスカートリッジ７は、図１を参照して説明した実施例１のフルカラーレーザープリンタに同様に適用される。
【００９０】
前述した実施例１において、回転部材２５１が有する撹拌翼の形状は、軸鉛直方向に上下対称に配置してできるＨ形の形状に対し、実施例２では、φ９ｍｍの丸軸の軸鉛直方向に基本肉厚１．５ｍｍを残してＵ形に肉抜きして形成した形状である。それ以外の形状は、実施例１の回転部材２５１と同様に適用される。Ｕ形状が凹部に対応する。そのため、実施例１では凹部が２つで、実施例２では凹部が１つになる。
【００９１】
さらに詳細について説明する。図９（ｂ）において、回転方向に対し上流側の撹拌翼２７ｄの角度は、回転部材の回転中心を含む水平面に対して９０°の角度に対し、下流側の撹拌翼２７ｅの角度θは、水平面に対して１００°〜１１０°に設定している。しかし、実施例１と同様にこの限りでは無い。
【００９２】
実施例１における回転部材２５１の断面形状がＨ形、つまり１８０°回転方向に対称な形状を有しているのに対し、図９（ｂ）のＵ形は説明するまでもなく、開口側が一方向のみとなっている。
【００９３】
カムとアームの関係は、図１３や図１０に示すように、前進アームと前進カム、上昇アームと上昇カム、後進アームと後進カムとの対応関係になっている。また、回転部材の軸線方向にアームを重ねてみると、回転部材の回転中心を中心に囲むように配置され、重ねて見た場合の形状は、Ｃ形状になっている。
【００９４】
次に、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、回転部材２７に形成した第１、第２、第３カム２５ａ〜２５ｃが回転すること駆動伝達部を介して搬送板に駆動が伝達される。各カムの外接円部と搬送板２５２の駆動伝達部２６ａ〜２６ｃが接触し、それぞれ干渉しないタイミングに設けられている。その結果、回転部材２５１の回転角度と搬送板２５２の移動量の関係がそれぞれサイン曲線を描きながら搬送板２５２を上流、下流に移動させ、その間に上昇の動きがオーバラップして加わり揺動駆動させている。つまり、回転部材の回転駆動が搬送板の揺動駆動にカムと駆動伝達部である腕を介して駆動が変換されている。
【００９５】
図１３は、第１カム（前進カム）、第２カム（上昇カム）、第３カム（後進カム）、第１腕（前進アーム）、第２腕（上昇アーム）、第３腕（後進アーム）の形状が分かる斜視図を示している。実施例１と２も図１３に示すカムと腕の形状で同じである。
【００９６】
基本的な動作は、実施例１と同じであるが、トナーを攪拌するタイミングが、実施例１では、図３、図４が示すように１回転中に２回あるのに対し、実施例２では図９が示すように１回転中に１回のみとなる。さらにに、その開口側と回転部材２７に設けているカムの位相との関係は、図９が示すように搬送板が上流側Ｓ１に移動しているタイミングに合せ、回転部材２７の開口側も上流側を向く位相に設定している。
【００９７】
次に、トナー供給ローラ２０へのトナー搬送方法及びトナー循環方法に対し、図９を参照してトナーの流れ２８ａ〜ｅの立体的な動きについて詳細を述べる。
【００９８】
ここで、図９の矢印Ｄは現像ローラ１７の回転方向、図９の矢印Ｅトナー供給ローラ２０の回転方向、図９の矢印Ｇは回転部材２７の回転方向を示している。図９は搬送板が上流（図中矢印Ｓ１）方向に移動している状態における時の、トナー流れを２８ａ〜２８ｄで示した断面図である。
【００９９】
実施例１との違いは、開口が一方向のみになったことで、それ以外は実施例１と同様に適用される。開口が一方向のみになったことで、トナーの流れ２８ｃの動作が１回転中１回となり、トナー供給ローラ２０への供給量は減少する。２つ目として、図４に示すトナーの流れ２８ｅが実施例２では発生しなくなる。３つ目として、搬送板が上流Ｓ１方向に移動するタイミングで回転部材２７の撹拌翼２７ｅからトナーを実施例１の約１．５倍多くトナー供給ローラ側に搬送する。
【０１００】
上記の結果、トナーの攪拌が減少することでトナーへのダメージが減少し、且つ、トナーの流れ２８ｄはトナー収容室１８へ戻す量が増えトナーの循環効率が良くなる。また、ベタ濃度の低下に対しては、撹拌翼２７ｅ角度θを微調整することで、状況に応じた設定が可能となる。
【０１０１】
また、回転部材２７に図９トナー通過空孔２７ｈを設けている。この空孔を有することで、回転部材２７の回転駆動状態において発生する回転遠心力は、回転中心に対しＵ形開口側とトナー通過空孔２７ｈ側の二方向に発生する。その結果、Ｕ形状の開口にトナーが滞留することなく攪拌ムラが発生しないトナー循環を行うことができる。
【０１０２】
図１２を使って説明した、トナー供給ローラ２０へのトナー含有量については、実施例１に記載された内容と同様な実験を行い実施例１と同様な結果が得られることを確認した。
【０１０３】
以上述べたように、本実施例においては、凹部を有する回転部材を回転駆動させ、複数の穴を有する搬送板を揺動駆動させることにより、トナー循環を効率的に行うようにした。これにより、良好なトナー循環が行われプロセスカートリッジを提供することができる。
【実施例３】
【０１０４】
本実施例は、図１４に示すように第１搬送部材２５の回転部材２５１の搬送部にＨ形状とＵ形状の両方を採用している形態である。前進カムと上昇カムの隣の凹部はＨ形状の断面を有し、後進カムの隣の凹部の断面形状はＵ形状になっている。
【０１０５】
図１４において、Ａ工程からＬ工程まであり、時間軸になる。実施例ではこのＡ工程からＬ工程が繰り返し行われることによりトナーの循環を効率的に行っている。図１４では、各工程において、前進カムと前進アームの関係に符号１を後進カムと後進アームの関係に符号２を上昇カムと上昇アームとの関係に符号３を付している。よって、Ａ工程の前進カムと前進アームとの関係を示しているのは、符号１Ａになる。
【０１０６】
具体的にカムとアームの動きを説明する。図１４に示すＢ工程（１Ｂ、２Ｂ、３Ｂ）で上昇カムが上昇アームに接し、Ｄ工程まで搬送板は上昇する。上昇するとは、搬送板の一端が隔壁から離れる動作のことをいう。Ｄ工程からは、後進カムが後進アームと接触するため、搬送板の後進が開始する。そして、Ｅ工程からは、搬送板の一端は上昇から下降に転じ、Ｈ工程で隔壁に搬送板が接することにより上昇工程が終了する。同様に、後進も、Ｄ工程からＨ工程までで終了する。Ｉ工程、Ｊ工程は、カムとアームが接しないため、搬送板の位置に変化はない。その後、Ｋ工程で前進カムが前進アームと接することにより、搬送板の前進が始まる。搬送板が前進することにより、現像室のトナーの一部が収容室に搬送される。
【０１０７】
このような動作を行うことにより供給部材の下方に位置するトナーの循環を効率よく行うことが可能になる。
【０１０８】
また、これまでの実施例で説明してきたように、第１搬送部材２５の回転部材と搬送板が樹脂で構成されている。また、回転部材に設けられているカムや搬送板に設けられている腕も樹脂で構成されている。つまり、金属材料を用いることなく第１搬送部材２５を作成し、現像装置内なので、使用することが可能になり、樹脂で構成されている場合は、コスト削減に寄与できる。
【０１０９】
（その他）
上述の実施例における画像形成装置１００は、中間転写方式のカラー画像形成装置であるとして説明した。
【０１１０】
しかし、本発明の原理は、中間転写ベルトの代わりに記録材を搬送する搬送ベルトを備えた、所謂、直接転写方式の画像形成装置にても同様に適用できる。直接転写方式の画像形成装置は、各画像形成部Ｓ（ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫ）へと搬送ベルトにて搬送される記録材１２に対して、それぞれ感光ドラム１の表面に形成されたトナー像が順次直接転写されてカラー画像が記録される構成とされる。斯かる画像形成装置は、当業者には周知であるので、これ以上の説明は省略する。また、本発明が、モノカラーの画像形成装置にても適用し得ることは当然である。
【０１１１】
また、上述の実施例では、プロセスカートリッジが装置本体から着脱可能である構成について説明したが、これに限定されない。現像装置が装置本体に対して着脱可能な構成で、像担持体である感光ドラムなどは装置本体に備え付けでもよい。ここで、装置本体とは、画像形成装置の構成から少なくとも現像装置を除いた装置構成部分のことである。また、プロセスカートリッジが装置本体に着脱可能な構成の場合は、画像形成装置の構成からプロセスカートリッジを除いた装置構成部分を装置本体とする。
【０１１２】
さらに、上述の現像ユニットと感光体ユニットがそれぞれ現像装置と感光体装置として独立して着脱可能な構成でもよい。
【符号の説明】
【０１１３】
１５  現像室
１７  現像剤担持体
１８  収容室
２０  供給部材
２１  現像ブレード
２３  隔壁
２４  トナー通路
２５  搬送部材
２５１  回転部材
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ  前進カム、上昇カム、後進カム
２５２  搬送板
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ  駆動伝達部
２６ｅ、２６ｆ  穴
２７  回転部材
２８ａ（２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅ）  トナーの流れ
１００  画像形成装置
【図１】
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【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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