(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に磁界発生手段を有し、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、
該現像剤担持体に担持されて搬送される現像剤の量を規制する第１の現像剤規制部材と、
該第１の現像剤規制部材により掻き落とされた現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤担持体の現像剤搬送方向の該現像剤収容部よりも上流側部位で前記現像剤担持体に担持されて該現像剤収容部に進入する現像剤の量を規制する第２の現像剤規制部材と、
トナーを収容するトナー収容部と、
前記第２の規制部材とそれに対向する面とで少なくとも一部が構成されている、該トナー収容部に収容されたトナーを、前記現像剤担持体の現像剤搬送方向の前記第２の現像剤規制部材による規制位置よりも上流側部位で前記現像剤担持体上の現像剤に補給するためのトナー補給路とを有し、
前記現像剤収容部内に進入した前記現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度が増加すると、前記第２の現像剤規制部材によって規制されて前記トナー補給路に留まる現像剤が増加する現像装置であって、
前記トナー補給路に、該トナー補給路を通して取り込まれるトナーを攪拌するためのトナー攪拌部材を有し、
前記トナー補給路は、前記第１及び第２の現像剤規制部材を備え、かつ前記現像剤収容部が形成された現像ハウジングと、該現像ハウジングに隣接して配設されて前記トナー収容部を形成する該現像ハウジングと別体の補給トナー収容器とに跨って形成し、
該補給トナー収容器は、前記現像ハウジングに対し分離可能に構成し、かつ前記トナー補給路に面する箇所に形成したトナー供給開口部を使用を開始するときに除かれるシール部材によってシールし、
前記トナー攪拌部材を、前記現像ハウジング側の前記トナー補給路部分に配設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、
上記トナー攪拌部材は、非磁性体であることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１又は２の現像装置において、
上記トナー攪拌部材は、上記トナー補給路内のトナーを上記現像剤坦持体に向けて送り込む方向に回転する回転体で構成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項３の現像装置において、
上記トナー攪拌部材の回転駆動系は、上記現像剤担持体を駆動するための現像駆動系が配設されている装置本体側部と反対側の装置本体側部に配設されていることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
像担持体と、該像担持体上に潜像を形成するための作像手段と、該潜像を現像して該像担持体上にトナー像を形成するための現像手段と、該トナー像を転写材上に転写するための転写手段と、該転写材にトナー像が転写された後の該像担持体上に残留したトナーを除去するためのクリ−ニング手段とを有する画像形成装置において、
上記現像手段として、請求項１、２、３又は４の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
表面に潜像が形成される像担持体と、該像担持体の表面を一様に帯電するための帯電手段、該潜像を現像するための現像手段、該像担持体の表面をクリーニングするクリ−ニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段とが、一体に支持され且つ画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカ−トリッジであって、
上記現像手段として、請求項１、２、３又は４の現像装置を用いることを特徴とするプロセスカ−トリッジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に用いられる現像装置及び画像形成装置、並びにプロセスカートリッジに関し、詳しくは、像担持体上に形成された潜像を現像するトナー及び磁性粒子からなる二成分現像剤のトナー濃度を自己制御して、該現像剤のトナー濃度を所定濃度に維持する機能を備えた現像装置、及び該現像装置を備えた画像形成装置、並びに像担持体と、帯電手段、該現像装置からなる現像手段、クリ−ニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段とが、一体に支持され且つ画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカ−トリッジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に用いられる現像装置として、像担持体上に形成された潜像を現像するトナー及び磁性粒子からなる二成分現像剤のトナー濃度を自己制御して、該現像剤のトナー濃度を所定濃度に維持する機能を備えた現像装置が知られている（特開平９の１９７８３３号公報）。
図７及び図８に、この種の現像装置の一例を示す。この現像装置１３は、像担持体である感光体ドラム１の側方に配設されており、支持ケース１４、現像剤担持体としての現像スリーブ１５、現像剤収容部材１６、現像剤規制部材としての第１ドクターブレード１７等で構成されている。
【０００３】
上記支持ケース１４は、感光体ドラム１側に開口を有し、内部にトナー１８を収容するトナー収容部としてのトナーホッパー１９が形成されている。トナーホッパー１９の感光体ドラム１側寄りには、トナー１８と磁性粒子であるキャリアとからなる現像剤２２を収容する現像剤収容部１６ａを形成する現像剤収容部材１６が、支持ケース１４と一体的に設けられている。また、現像剤収容部材１６の下方に位置する支持ケース１４には、対向面１４ｂを有する突出部１４ａが形成されており、現像剤収容部材１６の下部と対向面１４ｂとの間の空間によって、トナー１８を供給するためのトナー補給路２０が形成されている。
【０００４】
上記トナーホッパー１９の内部には、駆動手段によって回動されるトナー供給手段としてのトナーアジテータ２１が配設されている。トナーアジテータ２１は、トナーホッパー１９内のトナー１８をトナー補給路２０に向けて撹拌しながら送り出す。また、トナーホッパー１９の、感光体ドラム１と対向する側には、トナーホッパー１９内のトナー１８の量が少なくなったときにこれを検知するトナーエンド検知手段１４ｃが配設されている。
【０００５】
上記感光体ドラム１とトナーホッパー１９との間の空間には、現像剤担持体としての現像スリーブ１５が配設されている。図の矢印方向に回転駆動される現像スリーブ１５は、その内部に、現像装置１３に対して相対位置不変に配設された、磁界発生手段としての図示しない磁石を有している。
【０００６】
上記現像剤収容部材１６の、支持ケース１４に取り付けられた側と対向する側には、第１ドクターブレード１７が一体的に取り付けられている。この第１ドクターブレード１７は、その先端と現像スリーブ１５の外周面との間に一定の隙間を保った状態で配設されている。
【０００７】
上記現像剤収容部材１６の、トナー補給路２０の近傍に位置する部位には、規制部材としての第２ドクターブレード２３が配設されている。この第２ドクターブレード２３は、その自由端が現像スリーブ１５の外周面に対して一定の隙間を保つべく、現像スリーブ１５の表面に形成される現像剤２２の層の流れを妨げる方向、すなわち、自由端を現像スリーブ１５の中心に向けて、基端を現像剤収容部材１６に一体的に取り付けられている。
上記現像剤収容部１６ａは、現像スリーブ１５の磁力が及ぶ範囲で、現像剤２２を循環移動させるに十分な空間を有するように構成されている。
【０００８】
なお、上記対向面１４ｂは、トナーホッパー１９側から現像スリーブ１５側に向けて下向きに傾斜するよう、所定の長さにわたって形成されている。これにより、振動、現像スリーブ１５の内部に設けられた図示しない磁石の磁力分布のむら、現像剤２２中の部分的なトナー濃度の上昇等が発生した際に、第２ドクターブレード２３と現像スリーブ１５の周面との間から現像剤収容部１６ａ内のキャリアが落下しても、落下したキャリアは対向面１４ｂで受けられて現像スリーブ１５側に移動し、磁力で現像スリーブ１５に磁着されて再び現像剤収容部１６ａ内に供給される。これにより現像剤収容部１６ａ内のキャリア量の減少を防止することができ、画像形成時における、現像スリーブ１５の軸方向での画像濃度むらの発生を防止することができる。対向面１４ｂの傾斜角度αとしては５゜程度が、また、所定の長さｌとしては、好ましくは２〜２０ｍｍ、さらに好ましくは３〜１０ｍｍ程度が望ましい。
【０００９】
上記構成により、トナーホッパー１９の内部からトナーアジテータ２１によって送り出されたトナー１８は、トナー補給路２０を通って現像スリーブ１５に担持された現像剤２２に供給され、現像剤収容部１６ａへ運ばれる。そして、現像剤収容部１６ａ内の現像剤２２は、現像スリーブ１５に担持されて感光体ドラム１の外周面と対向する位置まで搬送され、トナー１８のみが感光体ドラム１上に形成された静電潜像と静電的に結合することにより、感光体ドラム１上にトナー像が形成される。
【００１０】
ここで、上記トナー像形成時における現像剤２２の挙動を説明する。現像装置１３に磁性キャリア２２ａのみからなるスタート剤をセットすると、図８に示すように、磁性キャリア２２ａは現像スリーブ１５の表面に磁着されるものと現像剤収容部１６ａ内に収容されるものとに分かれる。現像剤収容部１６ａ内に収容された磁性キャリア２２ａは、現像スリーブ１５の矢印ａ方向への回転に伴い、現像スリーブ１５内からの磁力によって矢印ｂ方向へ、１ｍｍ／ｓ以上の移動速度で循環移動する。そして、現像スリーブ１５の表面に磁着された磁性キャリア２２ａの表面と現像剤収容部１６ａ内で移動する磁性キャリア２２ａの表面との境界部において界面Ｘが形成される。
【００１１】
次に、トナーホッパー１９にトナー１８がセットされると、トナー補給路２０より現像スリーブ１５に担持された磁性キャリア２２ａにトナー１８が供給される。従って、現像スリーブ１５は、トナー１８と磁性キャリア２２ａとの混合物である現像剤２２を担持することとなる。
【００１２】
現像剤収容部１６ａ内では、収容されている現像剤２２の存在により、現像スリーブ１５によって搬送される現像剤２２に対して、その搬送を停止させようとする力が働いている。そして、現像スリーブ１５に担持された現像剤２２の表面に存在するトナー１８が界面Ｘへ搬送されると、界面Ｘ近傍における現像剤２２間の摩擦力が低下して界面Ｘ近傍の現像剤２２の搬送力が低下し、これにより界面Ｘ近傍での現像剤２２の搬送量が減少する。
【００１３】
一方、合流点Ｙより現像スリーブ１５の回転方向上流側の現像剤２２には、上述の現像剤収容部１６ａ内のような、現像スリーブ１５によって搬送される現像剤２２に対して、その搬送を停止させるような力は作用しないので、合流点Ｙへ搬送されてきた現像剤２２と界面Ｘを搬送される現像剤２２との搬送量のバランスが崩れて現像剤２２の玉突状態が発生し、合流点Ｙの位置が上昇して界面Ｘを含む現像剤２２の層厚が増加する。また、第１ドクターブレード１７を通過した現像剤２２の層厚も徐々に増加し、この増加した現像剤２２が第２ドクターブレード２３によって掻き落とされる。
【００１４】
そして、第１ドクターブレード１７を通過した現像剤２２が所定のトナー濃度に達すると、第２ドクターブレード２３に掻き落とされて層状となった増加分の現像剤２２がトナー供給路２０を塞ぎ、この状態でトナー１８の取り込みが終了する。このとき、現像剤収容部１６ａ内ではトナー濃度が高くなることにより現像剤２２の嵩が大きくなり、これにより現像剤収容部１６ａ内の空間が狭くなることによって、現像剤２２が図の矢印ｂ方向に循環移動する移動速度も低下する。
【００１５】
このトナー補給路２０を塞ぐように形成された現像剤２２の層において、第２ドクターブレード２３に掻き落とされた現像剤２２は、対向面１４ｂで受けられる。この対向面１４ｂは、現像スリーブ１５側に向けて角度αで下方に傾斜し、かつ、所定長さｌを有しているため、現像剤２２の層の移動による、トナーホッパー１９への現像剤２２の落下を防止することができ、現像剤２２の量を常に一定に保つことができる。これにより、該トナー補給路２０からのトナー供給を常時一定に自己制御することが可能となる。
【００１６】
このように、この種の現像装置においては、現像剤２２のトナー濃度が適正範囲にある時は、上記第２ドクターブレード２３によって掻き落とされて滞留した現像剤２２によってトナー補給路２０が閉鎖され、該トナー補給路２０からトナー１８が補給されなくなる。一方、現像作用によりトナーが消費されると、該トナー補給路２０に滞留していた現像剤２２がなくなり、該トナー補給路２０を通して、トナーホッパー１９内のトナー１８が該現像剤収容部１６ａよりも上流側部位で該現像剤を循環させる現像剤循環部に入り込んで、該現像剤２２が所定のトナー濃度に復帰しようとする。これにより、トナーと磁性粒子（キャリア）からなる現像剤２２のトナー濃度（磁性粒子とトナーの重量比で定義される）が一定の範囲内になるように自己制御される。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この種の従来の現像装置では、そのトナー補給路に送り込まれたトナーの凝集により、該トナー補給路内でトナーのブロッキングが発生することがある。このように、該トナー補給路内でトナーのブロッキングが発生すると、現像剤収容部に向けてトナーが搬送されなくなり、トナー消費により該現像剤収容部内のトナー濃度が次第に低下して、前記トナー像に画像濃度ムラが生じる。
【００１８】
なお、従来より、上記トナーを小粒径化することにより、転写材上に形成される画像のざらつき感が解消されたり、ドットの再現性が向上したりして、高画質の画像が得られることがわかっている。しかし、この種の現像装置では、小粒径のトナーを用いると、該トナーの密度が高くなって該トナーの粒動性が悪化するため、上記トナー補給路に送り込まれたトナーがより凝集し易くなって、上記トナー補給路でのトナーのブロッキングが発生し易くなる。ここで、小粒径のトナーとは、例えば、トナー粒径が６〜８μｍ程度のもので、この種の現像装置で使用しているトナー粒径は、通常９〜１０μｍ程度である。
【００１９】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、その目的は、トナー補給路内に停滞したトナーのブロッキングを防止して、現像剤循環部へのトナー補給を円滑に行うことができる現像装置及び画像形成装置、並びにプロセスカートリッジを提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、内部に磁界発生手段を有し、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持されて搬送される現像剤の量を規制する第１の現像剤規制部材と、該第１の現像剤規制部材により掻き落とされた現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤担持体の現像剤搬送方向の該現像剤収容部よりも上流側部位で前記現像剤担持体に担持されて該元素剤収容部に進入する現像剤の量を規制する第２の現像剤規制部材と、トナーを収容するトナー収容部と、前記第２の規制部材とそれに対向する面とで少なくとも一部が構成されている、該トナー収容部に収容されたトナーを、前記現像剤担持体の現像剤搬送方向の前記第２の現像剤規制部材による規制位置よりも上流側部位で前記現像剤担持体上の現像剤に補給するためのトナー補給路とを有し、前記現像剤収容部内に進入した前記現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度が増加すると、前記第２の現像剤規制部材によって規制されて前記トナー補給路に留まる現像剤が増加する現像装置であって、前記トナー補給路に、該トナー補給路を通して取り込まれるトナーを攪拌するためのトナー攪拌部材を有する。
【００２１】
従って、上記トナー補給路に配設したトナー攪拌部材により、該トナー補給路を通して取り込まれる補給トナーが攪拌される。これにより、該トナー補給路内に停滞したトナーのブロッキングが防止され、上記現像剤循環部へのトナー補給が円滑に行われるようになる。
【００２２】
更に、前記トナー補給路は、前記第１及び第２の現像剤規制部材を備え、かつ前記現像剤収容部が形成された現像ハウジングと、該現像ハウジングに隣接して配設されて前記トナー収容部を形成する該現像ハウジングと別体の補給トナー収容器とに跨って形成し、
該補給トナー収容器は、前記現像ハウジングに対し分離可能に構成し、かつ前記トナー補給路に面する箇所に形成したトナー供給開口部を使用を開始するときに除かれるシール部材によってシールし、前記トナー攪拌部材を、前記現像ハウジング側の前記トナー補給路部分に配設した。
【００２３】
上記現像ハウジングと上記トナー収容器とが別体で構成されている現像装置においては、通常、新品状態のトナー収容器の上記トナー補給路に対応するトナー補給開口部が、トナー飛散を防止するためのシール部材で密閉されている。このため、該トナー収容器側に上記トナー攪拌部材を取り付けると、該トナー攪拌部材により該シール部材による該トナー補給開口部の密封性が妨げられる虞がある。これに対し、本発明の現像装置においては、該トナー攪拌部材を該現像ハウジング側に配設することにより、該シール部材による該トナー補給開口部の密封性が妨げられることがなくなり、新品状態のトナー収容器の輸送時や保管時のトナー飛散が防止される。
【００２４】
請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記トナー攪拌部材は、非磁性体であることを特徴とするものである。
【００２５】
上記トナー攪拌部材が磁性材料であった場合、上記現像剤坦持体内部の磁界発生手段から磁力を受けることにより該トナー攪拌部材が磁化され、上記現像剤循環部の現像剤が該トナー攪拌部材に引き付けられてしまうことがある。このため、該トナー攪拌部材が磁性材料であると、該現像剤坦持体周辺の現像剤が減少して、トナー濃度制御が不能となり画質悪化の原因となることがある。そこで、本発明の現像装置においては、上記トナー攪拌部材を非磁性体とする。これにより、該トナー攪拌部材が磁化されることがなくなり、上述のようなトナー濃度制御が不能となるという懸念が排除される。
【００２６】
請求項３の発明は、請求項１又は２の現像装置において、上記トナー攪拌部材は、上記トナー補給路内のトナーを上記現像剤坦持体に向けて送り込む方向に回転する回転体で構成されていることを特徴とするものである。
【００２７】
この現像装置においては、上記トナー攪拌部材が、上記トナー補給路内のトナーを上記現像剤坦持体に向けて送り込む方向に回転される。これにより、該トナー攪拌部材の回転により、上記トナー補給路に停滞したトナーのブロッキングが防止されるともに、トナー補給路に停滞したトナーが上記現像剤循環部に向けて積極的に補給されるようになる。
【００２８】
請求項４の発明は、請求項３の現像装置において、上記トナー攪拌部材の回転駆動系は、上記現像剤担持体を駆動するための現像駆動系が配設されている装置本体側部と反対側の装置本体側部に配設されていることを特徴とするものである。
【００２９】
この現像装置においては、上記トナー攪拌部材が、上記現像剤担持体を駆動するための現像駆動系が配設されている装置本体側部と反対側の装置本体側部に配設されている回転駆動系によって回転駆動される。これにより、該トナー攪拌部材の回転駆動系を配設するために、既存の現像駆動系の構成を変更する必要がなく、現像装置のコストアップを抑制できるようになる。また、ここで、該トナー攪拌部の回転駆動系として、上記像坦持体である感光体ドラムの既存のギヤ（例えば、廃トナー収容ローラの駆動に使用しているギヤ）を利用すれば、該現像装置本体の外形寸法を変更する必要もなくなり、該トナー攪拌部材の回転駆動系を配設したことによる現像装置本体の大型化を防止することができる。
【００３０】
請求項５の発明は、像担持体と、該像担持体上に潜像を形成するための作像手段と、該潜像を現像して該像担持体上にトナー像を形成するための現像手段と、該トナー像を転写材上に転写するための転写手段と、該転写材にトナー像が転写された後の該像担持体上に残留したトナーを除去するためのクリ−ニング手段とを有する画像形成装置において、上記現像手段として、請求項１、２、３又は４の現像装置を用いることを特徴とするものである。
【００３１】
この画像形成装置においては、上記現像装置のトナー補給路に配設されたトナー攪拌部材により、該現像装置のトナー補給路を通して取り込まれる補給トナーが攪拌されるので、該トナー補給路内に停滞したトナーのブロッキングが防止され、該現像装置の現像剤循環部へのトナー補給が円滑に行われるようになる。これにより、画像濃度ムラのない高品質の画像を得られるようになる。
【００３２】
請求項６の発明は、表面に潜像が形成される像担持体と、該像担持体の表面を一様に帯電するための帯電手段、該潜像を現像するための現像手段、該像担持体の表面をクリーニングするクリ−ニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段とが、一体に支持され且つ画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカ−トリッジであって、上記現像手段として、請求項１、２、３又は４の現像装置を用いることを特徴とするものである。
【００３３】
このプロセスカートリッジにおいては、上記現像装置のトナー補給路に配設されたトナー攪拌部材により、該現像装置のトナー補給路を通して取り込まれる補給トナーが攪拌されるので、該トナー補給路内に停滞したトナーのブロッキングが防止され、該現像装置の現像剤循環部へのトナー補給が円滑に行われるようになる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、電子写真方式の画像形成装置に適用した実施形態について説明する。
図１に、該画像形成装置に用いられる現像装置の主要部の概略構成を示す。像担持体である感光体ドラム１の側方に配設された現像装置２は、現像ハウジング３、現像剤担持体としての現像スリーブ４、現像剤収容部５ａ、５ｂ、現像剤規制部材としての第１ドクターブレード６、等から主に構成されている。
【００３５】
上記現像ハウジング３は、感光体ドラム１側に開口を有している。該現像ハウジング３の感光体ドラム１と反対の側には、内部にトナー７を収容するトナー収容部としてのトナーホッパー８が配設されている。また、該現像ハウジング３には、トナーホッパー８に隣接して、感光体ドラム１寄りに、トナー７と磁性粒子であるキャリアとからなる現像剤９を収容するための現像剤収容部５ａが設けられている。
【００３６】
上記トナーホッパー８の内部には、後述する駆動手段によって回動されるトナー供給手段としてのトナーアジテータ１１が配設されている。トナーアジテータ１１は、トナーホッパー８内のトナー７をトナー供給開口部１０に向けて撹拌しながら送り出すべく矢印の方向に回転している。感光体ドラム１とトナーホッパー８との間の空間には、現像スリーブ４が配設されている。該駆動手段で図の矢印方向に回転駆動される現像スリーブ４は、その内部に、現像装置２に対して相対位置不変に配設された、磁界発生手段としての磁石４ａを有している。
【００３７】
上記現像剤収容部５ａの、上記感光体ドラム１と対面する側には、第１ドクターブレード６が一体的に取り付けられている。第１ドクターブレード６は、その先端と現像スリーブ４の外周面との間に一定の隙間を保った状態で配設されている。現像剤収容部５ａのトナー補給路２０の近傍に位置する部位には、規制部材としての第２現像剤規制部材１２が配設されている。
【００３８】
このような構成により、上記トナーホッパー８の内部からトナーアジテータ１１によって送り出されたトナー７は、トナーホッパー８のトナー供給開口部１０、及び現像ハウジング３のトナー補給路２０を通って現像スリーブ４に担持された現像剤９に供給され、現像剤収容部５ａへ運ばれる。そして、現像剤収容部５ａ内の現像剤９は、現像スリーブ４に担持されて感光体ドラム１の外周面と対向する位置まで搬送され、トナー１７のみが感光体ドラム１上に形成された静電潜像と静電的に結合することにより、感光体ドラム１上にトナー像が形成される。
【００３９】
ここで、上記現像スリーブ４の回転により連れ回っている現像剤９は、現像剤収容部５ａを通過するとき内部に滞留している現像剤によってブレーキをかけられる。これにより、該現像剤９の搬送速度が低下して、第２現像剤規制部材１２付近の現像スリーブ４上の現像剤９の層厚が増してくる。そして、トナー供給により該現像剤９のトナー濃度が上昇してくると、現像剤同士の摩擦力が低下して搬送速度が更に低下され、該層厚が更に増して第２現像剤規制部材１２により、その進行が阻止された状態となる。
【００４０】
そして、このような状態に達すると、上記トナー補給路２０が進行を阻止された滞留現像剤１３によって閉塞され、該トナーホッパー８のトナー供給開口部１０からのトナー７の取り込みが停止する。逆に、該現像剤９のトナー濃度が低下してくると、現像剤同士の摩擦力が増し、滞留現像剤１３を現像剤収容部５ａの内部に取り込むための現像スリーブ４に連れ回りしている現像剤と、トナー補給路２０内のトナーとが接触して、トナー補給路２０に停滞していたトナーが取り込まれる。以上のような作用によって、現像剤収容部５ａ内の現像剤８のトナー濃度が自動的に自己制御される。
【００４１】
図２に、本実施形態に係る現像装置の主要部を拡大して示す。
図２において、符号Ａで示す上記トナーホッパー８のトナー補給開口部１０の部分では、トナーアジテータ１１によりトナー補給路２０にトナー７が送り込まれる力が働いている。また、符号Ｂで示すトナー補給路２０トナー取り込み出口の部分では、上記現像剤坦持体としての現像スリーブ４の作用で、現像剤９とトナー７が混ざり、図の上方へ搬送される力が働いている。さらに、符号ＡとＢとの間は、トナーが動きにくいトナー補給路２０の部分となっている。
【００４２】
そこで、本実施形態に係る現像装置においては、その現像ハウジング３のトナー補給路２０に、該トナー補給路２０を通して取り込まれる補給トナーを攪拌するためのトナー攪拌部材２４を配設する。これにより、上記符号ＡとＢとの間のような、トナーが動きにくいトナー補給路２０の部分に停滞したトナーが、該トナー攪拌部材２１により攪拌されて、該トナーのブロッキングが防止される。
【００４３】
ここで、上記トナー攪拌部材２４は、上記トナー補給路２０に滞留しているトナーを上記現像スリーブ４側へ送り込む方向（図２の矢印方向）に回転させることが好ましい。これにより、該トナー補給路２０に滞留しているトナーのブロッキングが防止されるとともに、上記第２現像剤規制部材１２の現像スリーブ回転方向上流側の現像剤循環部２５に向けて、該トナー補給路２０を通して積極的にトナー７が補給されるようになる。
【００４４】
図３に、上記トナー攪拌部材２４の部分的な斜視図を示す。このトナー攪拌部材２４としては、例えば、線径１．６ｍｍの材質ＳＵＳ３０４−Ｗ１（非磁性材料）を使用し、回転径４ｍｍ、回転数１６３ｒｐｍとする。図４に、上記現像スリーブ４を現像装置から外した状態における、上記トナーアジテータ１１の２回転分のトナー送り量を、長手方向に３分割して測定した結果を示す。なお、ここでは、トナー粒径が７．５μｍのトナーを使用した。図４において、三角プロットは上記トナー攪拌部材２４を配設しない場合、四角プロットは該トナー攪拌部材２４を配設した場合のトナー送り量である。
【００４５】
この結果から明らかなように、上記トナー攪拌部材２４を配設することで、上記トナー補給路２０のトナーを攪拌する効果が得られるとともに、該トナーが搬送される効果があることがわかる。また、上記現像装置を使用した画像形成装置により画像形成を行った結果、上記トナー攪拌部材２４が配設されていない場合には、形成された画像にトナー補給不良による濃度ムラが発生したが、該トナー攪拌部材２４が配設されている場合には、濃度ムラ等の異常画像は発生しなかった。
【００４６】
図５に、本実施形態に係る現像装置２を採用した画像形成装置のプロセスカートリッジ１００の概略構成を示す。ここで、該プロセスカートリッジ１００の各構成部材のうち、図１及び図２に示した現像装置２の各構成部材と同一構成もしくは同一機能を有する部材については、該現像装置２の各構成部材の符号を付して、それらの説明を省略する。
【００４７】
図５において、像担持体である感光体ドラム１の周囲には、上記現像装置２以外に、帯電手段３６、クリーニング手段３５、廃トナー収容ケース３１、クリーニング手段３５でクリーニングされた廃トナー３２を廃トナー収容ケース３１へ送り込む廃トナー回収ローラ３３、感光体ドラム１及び帯電手段３６並びにクリーニング手段３５を保持するドラムケース３４が配設されている。
【００４８】
上記プロセスカートリッジ１００は、上述のように構成されたドラムケース３４と、上記現像装置２とが一体となって構成されている。また、このプロセスカートリッジ１００は、大きく分けると、図５に示すように、図５の左側から上記ドラムケース３４を支持体とする感光体ユニット１００Ａと、上記現像ハウジング３を支持体とする現像ユニット１００Ｂと、上記トナーホッパ８との３つに分けられるよう構成されている。
【００４９】
なお、未使用の状態のプロセスカートリッジ１００のトナーホッパーのトナー供給開口部１０には、シール部材３７が貼りつけられている。このシール部材３７は、新品のプロセスカートリッジ１００を輸送したり保管したりする際の、該トナー供給開口部１０からのトナー飛散を防止するために設けられており、該プロセスカートリッジ１００を使用する際には、ユーザーにより引き抜かれて除去される。
【００５０】
ここで、上記トナーホッパー８側に上記トナー攪拌部材２４を取り付けると、上記シール部材３７による上記トナー供給開口部１０の密封性が妨げられる虞が高い。そこで、このプロセスカートリッジ１００の現像装置２においては、上記現像ハウジング３側に、該トナー攪拌部材２４が取り付けられている。これにより、該シール部材３７によるトナー供給開口部１０の密封性が妨げられる虞がなくなる。
【００５１】
図６に、上記プロセスカートリッジ１００の上記現像スリーブ４等を駆動するための現像駆動系のギヤ配列と、上記トナー攪拌部材２１を駆動するための回転駆動系との概略構成を示す。図６において、感光体ドラム１の両端には、図示しない転写ローラを駆動するドラムギヤ１０１、現像系を駆動するドラムギヤ１０２と、上記廃トナー回収ローラ３３を駆動するドラムギヤ１０３とが取り付けられている。
【００５２】
上記ドラムギヤ１０２は、アイドルギヤ１０４、１０５、１０６を順次回転し、上記トナーアジテータ１１に連結しているアジテータギヤ１０７を回転する。該アジテータギヤ１０７の回転により、上記トナーホッパー８内のトナー７が攪拌される。アイドルギヤ１０５は、現像ローラ駆動ギヤ１０８を回転駆動させ、上記現像スリーブ４を回転させている。また、該アイドルギヤ１０５は、上記現像剤収容部５ａ内の攪拌ローラ２６を回転させるギヤ１０９にも駆動を与えている。
【００５３】
一方、上記ドラムギヤ１０３は、アイドルギヤ１１１を介して、上記トナー攪拌部材２４を回転駆動するトナー攪拌ギヤ１１２に連結している。これによって、トナー攪拌部材２４が回転可能となる。ここで、該トナー攪拌部材２４の駆動用のトナー攪拌ギヤ１１２を、図６の手前側の現像系側に配置する場合には、上記アイドルギヤ１０５との干渉を回避する必要がある。このため、この場合には、該現像系の各ギヤをより外側に配置しなければならなくなるため、上記プロセスカートリッジ１００の外形が大きくなってしまい、最終的には画像形成装置本体も大型化してしまう。
【００５４】
そこで、このプロセスカートリッジ１００においては、図６に示すように、上記廃トナー回収駆動用のドラムギヤ１０３を利用して、上記トナー攪拌部材２４を回転させるためのギヤ列を配置する。これにより、該トナー攪拌部材２４の回転駆動系を配設するために、既存の現像駆動系の構成を変更する必要がなく、現像装置２のコストアップを抑制できるようになる。また、該プロセスカートリッジ１００の外形が大きくなるのを防止できる。
【００５５】
【発明の効果】
請求項１乃至４の発明によれば、トナー補給路に配設したトナー攪拌部材により、該トナー補給路を通して取り込まれる補給トナーが攪拌されるので、該トナー補給路内に停滞したトナーのブロッキングが防止され、上記現像剤循環部へのトナー補給を円滑に行えるようになるという優れた効果がある。
【００５６】
更に、上記トナー攪拌部材が上記現像ハウジング側に配設されているので、シール部材による該トナー補給開口部の密封性が妨げられることがなくなり、新品状態のトナー収容器の輸送時や保管時のトナー飛散を防止できるという優れた効果がある。
【００５７】
特に、請求項２の発明によれば、上記トナー攪拌部材が非磁性体であるので、該トナー攪拌部材が磁化されることがなくなり、トナー濃度制御が不能となるという懸念を排除できるという優れた効果がある。
【００５８】
また、請求項３の発明によれば、上記トナー攪拌部材が、上記トナー補給路内のトナーを上記現像剤坦持体に向けて送り込む方向に回転されるので、該トナー補給路に停滞したトナーのブロッキングが防止されるともに、トナー補給路に停滞したトナーが現像剤循環部に向けて積極的に補給されるようになるという優れた効果がある。
【００５９】
また、請求項４の発明によれば、上記トナー攪拌部材が、上記現像剤担持体を駆動するための現像駆動系が配設されている装置本体側部と反対側の装置本体側部に配設されている回転駆動系によって回転駆動されるので、該トナー攪拌部材の回転駆動系を配設するために、既存の現像駆動系の構成を変更する必要がなく、現像装置のコストアップを抑制できるようになる。また、該トナー攪拌部の回転駆動系として、上記像坦持体である感光体ドラムの既存のギヤを利用することで、該現像装置本体の外形寸法を変更する必要もなくなり、該トナー攪拌部材の回転駆動系を配設したことによる現像装置本体の大型化を防止することができるという優れた効果がある。
【００６０】
請求項５の発明によれば、画像濃度ムラのない高品質の画像を得られる画像形成装置を提供できるようになるという優れた効果がある。
【００６１】
請求項６の発明によれば、トナー補給路内に停滞したトナーのブロッキングを防止でき、現像装置の現像剤循環部へのトナー補給を円滑に行えるプロセスカートリッジを提供できるようになるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置に用いられている現像装置の概略構成図。
【図２】上記現像装置の主要部の構成を示す概略拡大図。
【図３】上記現像装置に配設されているトナー攪拌部材の一例を示す概略斜視図。
【図４】上記現像装置のトナー補給路におけるトナー送り量の上記トナー攪拌部材の有無による違いを示すグラフ。
【図５】上記現像装置を備えたプロセスカートリッジの構成を示す概略構成図。
【図６】上記プロセスカートリッジの現像駆動系と上記トナー攪拌部材の回転駆動系を示す概略斜視図。
【図７】従来の画像形成装置に用いられている現像装置の概略構成図。
【図８】従来の画像形成装置に用いられている現像装置における現像剤の挙動を説明するための要部概略断面図。
【符号の説明】
１      潜像担持体（感光体ドラム）
２，１３      現像装置
３      現像ハウジング
４，１５      現像剤担持体（現像スリーブ）
４ａ      磁石
５ａ，１６ａ，２４ａ      現像剤収容部
５ｂ      内壁面
６，１７      第１現像剤規制部材（第１ドクターブレード）
７，１８      トナー
８，１９      トナー収容部（トナーホッパー）
９、２２      現像剤
１０      トナー供給開口部
１１，２１      トナー供給手段（トナーアジテータ）
２０      トナー補給路
１２，２３      第２現像剤規制部材（第２ドクターブレード）
２２ａ      磁性キャリア
２４      トナー攪拌部材
２５      現像剤循環部
３１      廃トナー収容ケース
３２      廃トナー
３３      廃トナー回収ローラ
３４      ドラムケース
３５      クリーニング手段
３６      帯電手段
３７      シール部材
１００      プロセスカートリッジ
１０１，１０２，１０３      ドラムギヤ
１０４，１０４，１０５，１１１      アイドルギヤ
１０７      アジテータギヤ
１０８      現像ローラギヤ
１１２      トナー攪拌ギヤ
Ｘ      界面部（界面）
【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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