(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を現像するための現像装置において、
現像剤を収容する現像剤収容室と、
隔壁によって前記現像剤収容室と区画され前記現像剤収容室から前記現像剤が供給される現像室と、
前記現像室に設けられ、前記現像剤を担持して前記静電潜像に供給する現像剤担持体と、
前記現像室に設けられ、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部材と、
前記現像室内において前記現像剤供給部材とその下方の前記隔壁との間に配置され、前記現像剤を下方から前記現像剤供給部材に供給する現像剤搬送部材と、
を有し、
前記現像剤搬送部材は、前記現像剤供給部材に対向する対向部と、当該現像剤搬送部材を貫通する空孔と、を有し、前記空孔が前記現像剤供給部材と前記隔壁との間を往復移動するように駆動され、前記空孔が前記現像剤供給部材から離れて前記隔壁に近づく過程で前記空孔から前記現像剤が噴出するようになっており、
前記現像剤供給部材上の点から重力方向に降ろした線上における前記空孔の移動幅を空孔移動距離とし、振動後の前記現像剤の嵩密度を動的嵩密度とし、振動させた後にその変化が無視できるようになるまで静置した後の前記現像剤の嵩密度を静的嵩密度として、現像剤膨張率を、次式、
現像剤膨張率＝静的嵩密度／動的嵩密度
で表す場合に、前記現像剤供給部材の表面と前記空孔との最近接距離Ｌは、次式、
０＜Ｌ＜（現像剤膨張率−１）×空孔移動距離
の関係を満たすことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤搬送部材は、その一方の端部が回転可能な支持軸に回動可能に連結され、前記支持軸の回転に連動して揺動するようになっており、前記往復移動の軌跡は往路と復路が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３】
前記支持軸は、その回転中心に対する偏心位置において前記現像剤搬送部材が結合されたクランク軸であ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】
前記空孔の現像剤供給部材の表面の移動方向における最大長さは、前記支持軸の回転直径以下であることを特徴とする請求項２又は３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記空孔は、前記現像剤供給部材の表面の移動方向において複数設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像剤供給部材は、前記現像剤担持体に対向する位置において表面が下方から上方へ移動するように回転駆動されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の現像装置。
【請求項７】
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であって、電子写真感光体と、前記電子写真感光体に作用するプロセス手段として少なくとも請求項１〜６のいずれかの項に記載の現像装置と、が一体的にカートリッジ化されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項８】
更に、前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段、前記電子写真感光体の表面をクリーニングするクリーニング手段のうち少なくとも１つが一体的にカートリッジ化されていることを特徴とする請求項７に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項９】
電子写真感光体と、前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像剤により現像する請求項１〜６のいずれかの項に記載の現像装置と、現像剤により形成された画像を記録材に転写する転写手段と、記録材に転写された現像剤による画像を記録材に定着させる定着装置と、を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
【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）などが含まれる。
【０００３】
又、プロセスカートリッジとは、電子写真感光体と、電子写真感光体に作用するプロセス手段としての帯電手段、現像手段又はクリーニング手段と、を一体的にカートリッジ化し、画像形成装置本体に対して着脱可能としたものである。或いは、プロセスカートリッジとは、電子写真感光体と、電子写真感光体に作用するプロセス手段としての帯電手段、現像手段及びクリーニング手段のうち少なくとも１つ、とを一体的にカートリッジ化し、画像形成装置本体に対して着脱可能としたものである。或いは、プロセスカートリッジとは、電子写真感光体と、少なくとも現像手段と、を一体的にカートリンジ化し、画像形成装置本体に対して着脱可能としたものである。
【背景技術】
【０００４】
電子写真画像形成装置では、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。更に、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、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、画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が実用化されている。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】
又、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、所謂、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】
又、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、又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１参照）。
【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。
【特許文献１】特開２００３−１７３０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に示される従来の方式では、現像剤担持体と現像剤供給部材との当接部において、現像剤供給部材は下方から上方に回転することとなる。従って、現像剤供給部材に現像剤を供給するためには、現像剤供給部材の下方からの供給手段が必要となる。
【００１０】
現像剤供給部材の下方からの供給手段を特に有しない場合には、現像剤供給部材の近傍に運ばれた現像剤は自重などにより嵩が低下するため、現像剤供給部材と現像剤の上面との間に空間が発生してしまう。その結果、現像剤が現像剤供給部材に搬送されず、ベタ画像（最大濃度レベルの画像）を出力した場合には、画像先端は所望の濃度が得られたとしても、画像中央から後端にかけて濃度薄が発生してしまうことがある（所謂、画像濃度追従不良）。このように、現像剤供給部材の下方からの供給手段を特に有しない場合には、所望の濃度を得ることが困難となることがあった。
【００１１】
このため、特許文献１に記載の方式では、現像剤供給部材の下方にトナー受け部材を設け、このトナー受け部材に受けシートの一端を取り付ける。そして、この受けシートを、現像剤供給部材の下方に適当な線圧で接触させている。
【００１２】
しかしながら、この方法では、現像剤供給部材に供給される現像剤は、常に受けシートと現像剤供給部材との間にかかる線圧を受けることとなり、現像剤の劣化を促進することとなる。
【００１３】
又、作業効率の向上を目的としてプリント速度を高速にした場合、現像剤供給部材への現像剤の供給を満足に行うために、現像剤搬送部材を早く回転させなければならないことがある。そのため、現像剤の攪拌による現像剤の劣化が発生することがある。現像剤が劣化すると、ベタ画像の濃度（以下「ベタ濃度」ともいう。）変化が目立ち、画像品質を低下させる原因となる。
【００１４】
従って、本発明の目的は、現像剤に過大なストレスをかけることなく、現像剤供給部材の下方から現像剤供給部材の表面に現像剤を供給することが可能な現像装置、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である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的は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にて達成される。要約すれば、本発明は、静電潜像を現像するための現像装置において、現像剤を収容する現像剤収容室と、隔壁によって前記現像剤収容室と区画され前記現像剤収容室から前記現像剤が供給される現像室と、前記現像室に設けられ、前記現像剤を担持して前記静電潜像に供給する現像剤担持体と、前記現像室に設けられ、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像室内において前記現像剤供給部材とその下方の前記隔壁との間に配置され、前記現像剤を下方から前記現像剤供給部材に供給する現像剤搬送部材と、を有し、前記現像剤搬送部材は、前記現像剤供給部材に対向する対向部と、当該現像剤搬送部材を貫通する空孔と、を有し、前記空孔が前記現像剤供給部材と前記隔壁との間を往復移動するように駆動され、前記空孔が前記現像剤供給部材から離れて前記隔壁に近づく過程で前記空孔から前記現像剤が噴出するようになっており、前記現像剤供給部材上の点から重力方向に降ろした線上における前記空孔の移動幅を空孔移動距離とし、振動後の前記現像剤の嵩密度を動的嵩密度とし、振動させた後にその変化が無視できるようになるまで静置した後の前記現像剤の嵩密度を静的嵩密度として、現像剤膨張率を、次式、
現像剤膨張率＝静的嵩密度／動的嵩密度
で表す場合に、前記現像剤供給部材の表面と前記空孔との最近接距離Ｌは、次式、
０＜Ｌ＜（現像剤膨張率−１）×空孔移動距離
の関係を満たすことを特徴とする現像装置である。
【００１６】
本発明の他の態様によると、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であって、電子写真感光体と、前記電子写真感光体に作用するプロセス手段として少なくとも上記本発明の現像装置と、が一体的にカートリッジ化されたことを特徴とするプロセスカートリッジが提供される。
【００１７】
本発明の更に他の態様によると、電子写真感光体と、前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像剤により現像する上記本発明の現像装置と、現像剤により形成された画像を記録材に転写する転写手段と、記録材に転写された現像剤による画像を記録材に定着させる定着装置と、を有することを特徴とする電子写真画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、現像剤に過大なストレスをかけることなく、現像剤供給部材の下方から現像剤供給部材の表面に現像剤を供給することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【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形態について図面に則して更に詳しく説明する。
【００２０】
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。
【００２１】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態について説明する。
【００２２】
１．電子写真画像形成装置
先ず、本発明の第１の実施形態に係る電子写真画像形成装置（画像形成装置）の全体構成について説明する。図１は、本実施形態の画像形成装置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、画像形成装置本体に接続された画像読み取り装置、或いは画像形成装置本体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、画像形成装置本体に入力される。
【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。本実施形態では、第１〜第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、鉛直方向と交差する方向に一列に配置されている。
【００２５】
尚、本実施形態では、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。
【００２６】
本実施形態では、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、感光体ドラム１を有する。感光体ドラム１は、図示矢印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。感光体ドラム１の周囲には、感光体ドラム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体ドラム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。又、感光体ドラム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、転写後の感光体ドラム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。更に、４個の感光体ドラム１に対向して、感光体ドラム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】
感光体ドラム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】
尚、本実施形態では、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。又、本実施形態では、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）を感光体ドラム１に対して接触させて現像を行う。又、本実施形態では、現像ユニット４は、反転現像方式を採用している。即ち、本実施形態では、現像ユニット４は、感光体ドラム１の帯電極性と同極性（本実施形態では負極性）に帯電したトナーを、感光体ドラム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】
本実施形態では、感光体ドラム１と、感光体ドラム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１００の本体に設けられた装着ガイド、位置決め部材などの装着手段を介して、画像形成装置１００の本体に着脱可能となっている。本実施形態では、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、全ての感光体ドラム１に当接して、図示矢印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、各感光体ドラム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を感光体ドラム１に向けて押圧し、中間転写ベルト５と感光体ドラム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、感光体ドラム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】
又、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。
【００３３】
画像形成時には、先ず、感光体ドラム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、帯電した感光体ドラム１の表面が走査露光され、感光体ドラム１上に画像情報に従った静電潜像が形成される。次いで、感光体ドラム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。感光体ドラム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】
その後、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】
又、一次転写工程後に感光体ドラム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によって感光体ドラム１上から除去されて、回収される。又、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】
尚、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】
２．プロセスカートリッジ
次に、本実施形態の画像形成装置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。
【００４０】
図２は、感光体ドラム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。本実施形態では、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実質的に同一である。
【００４１】
プロセスカートリッジ７は、感光体ドラム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。
【００４２】
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、感光体ドラム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。感光体ドラム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示矢印Ａ方向（時計方向）に回転駆動される。
【００４３】
画像形成プロセスの中心となる感光体ドラム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体ドラム１が用いられる。本実施形態では、感光体ドラム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。
【００４４】
又、感光体ユニット１３には、感光体ドラム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によって感光体ドラム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。
【００４５】
帯電ローラ２は、導電性ゴムのローラ部が感光体ドラム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、図示しない帯電バイアス印加手段としての帯電バイアス電源から、―１１００Ｖの直流電圧が印加され、これにより感光体ドラム１の表面電位は、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、感光体ドラム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、露光部位は明部電位Ｖｌ＝−１００Ｖ、未露光部位は暗部電位Ｖｄ＝−５５０Ｖの静電潜像が、感光体ドラム１上に形成される。
【００４６】
一方、現像ユニット４は、感光体ドラム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、現像に寄与するトナーを格納するトナー収容室１８と、を有する。本実施形態では、現像室１５を形成する現像枠体６１と、トナー収容室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に、現像工程に係る各種要素が設けられて、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によってトナー収容室１８と区画されている。
【００４７】
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、現像剤として非磁性一成分現像剤、即ち、トナーが収容されている。又、トナー収容室１８内には、攪拌部材２２が設けられている。攪拌部材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、トナー貯留槽１９が設けられた現像室１５へとトナーを搬送するためのものでもある。
【００４８】
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。又、現像室１５は、トナー供給ローラ２０にトナーを搬送する現像剤搬送部材としてのトナー搬送部材１６、トナー供給ローラ２０の下方にあってトナー供給ローラ２０に搬送するトナーを貯めるトナー貯留槽１９を有する。
【００４９】
現像ローラ１７は、図示矢印Ｄ方向（反時計方向）に回転駆動される。即ち、本実施形態では、現像ローラ１７と感光体ドラム１とは、対向部（接触部）において互いの表面が同方向（本実施形態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。又、本実施形態では、現像ローラ１７は、感光体ドラム１に接触して配置されている。しかし、現像ローラ１７が感光体ドラム１に対して所定間隔を開けて近接配置された構成とすることもできる。
【００５０】
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、―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が感光体ドラム１に接触する現像部において、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。
【００５１】
現像ローラ１７は、芯金上に弾性層を有する弾性ローラである。更に説明すると、本実施形態では、現像ローラ１７は次のような構成を有する。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。又、本実施形態では、現像ローラ１７の回転速度は、感光体ドラム１の回転速度より約１．３倍早くするように設定されている。
【００５２】
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の周面上に接触するように配置されており、図示矢印Ｅ方向（反時計方向）に回転する。即ち、本実施形態では、トナー供給ローラ２０と現像ローラ１７とは、対向部（接触部）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、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。
【００５３】
トナー供給ローラ２０は、導電性芯金の外周に連泡性発泡体（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。
【００５４】
更に説明すると、本実施形態では、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、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及び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。
【００５５】
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。又、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易くなる。
【００５６】
本実施形態では、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。
【００５７】
感光体ドラム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。
【００５８】
又、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。
【００５９】
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。本実施形態では、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（本実施形態では−５５０Ｖ）が供給される。
【００６０】
３．現像室におけるトナーの搬送
次に、現像室１５におけるトナーの搬送について説明する。
【００６１】
本実施形態の目的の１つは、トナーに過大なストレスをかけることなく、トナー供給ローラ２０の下方からトナー供給ローラ２０の表面にトナーを供給することで、トナーの劣化を防止し、ベタ濃度変化の少ない高品質な画像形成を行うことを可能とすることである。
【００６２】
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。本実施形態では、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、感光体ドラム１の長手方向に沿って見た断面が矩形の空間である。又、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部であるトナー通路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の回転中心を通る鉛直線よりも、トナー供給ローラ２０の表面の移動方向において上流側において、好ましくは、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。
【００６３】
先ず、現像室内に設けられたトナー貯留槽１９及びトナー搬送部材１６について説明する。
【００６４】
図３は、トナー貯留槽１９と、そこに設けられたトナー搬送部材１６とを模式的に示す。
【００６５】
現像室１５内に設けられたトナー貯留槽１９内には、トナー搬送部材１６が配設されている。トナー搬送部材１６は板状部材からなり、対向部としての平面部１６ａと、空孔、即ち、貫通した穴部１６ｂと、を有する。又、トナー搬送部材１６は、現像剤搬送部材駆動手段としてのモータ４０に接続された駆動軸４１に連結されている。駆動軸４１は、モータ４０の回転運動を上下の直線運動に変換している。そのため、モータ４０が回転することにより、トナー搬送部材は上下に移動可能である。本実施形態では、トナー搬送部材１６の上下移動は、１秒間に１往復の早さで行われる。
【００６６】
更に説明すると、本実施形態では、トナー搬送部材１６は、樹脂材料で形成された板状部材であり、トナー貯留槽１９の長手方向（感光体ドラム１などの長手方向と略平行）にわたって配置される。トナー搬送部材１６は、樹脂材料に限定されず、例えば、金属材料で形成することもできる。トナー搬送部材１６の長手方向（感光体ドラム１などの長手方向と略平行）に沿って見た断面の寸法は、厚さ１ｍｍ×短手方向（長手方向と略直交する方向）長さ５ｍｍである。又、穴部１６ｂの寸法は、短手方向長さ２ｍｍ×長手方向長さ２０ｍｍであり、上記板状部材からなるトナー搬送部材１６を貫通して設けられている。更に、トナー搬送部材１６の長手方向における穴部１６ｂと穴部１６ｂとの境目の寸法は約４ｍｍである。
【００６７】
トナー搬送部材１６の穴部１６ｂを含む平面において、平面部１６ａの面積が穴部１６ｂの面積よりも大きいことが望ましい。穴部１６ｂの面積が平面部１６ａより大きくなると、後述するように穴部１６ｂにトナーを通過させる勢いが小さくなるため、トナーを流動させ難くなるためである。
【００６８】
本実施形態では、穴部１６ｂを角穴としているが、穴部１６ｂの形状はこれに限定されるものではない。例えば、図４に示すように、平面部１６ａに比較的小径の円形の穴部１６ｂを多数形成しても、同様の効果が得られる。但し、穴部１６ｂを小径の穴にした場合、トナーが通過し易い大きさでなければならない。トナーを通過し易くするためには、直径が０．５ｍｍ以上あれば充分である。
【００６９】
次に、トナー供給ローラ２０へのトナー供給方法について説明する。
【００７０】
図５〜図７は、現像室１５におけるトナー供給ローラ２０へのトナーの供給過程を説明するために、トナー搬送部材１６の長手方向に沿って見たトナー貯留槽１９の近傍の部分断面を示す。
【００７１】
トナー収容室１８内のトナーは、攪拌部材２２によって現像室１５内に設けられたトナー貯留槽１９に運ばれる。
【００７２】
図５は、トナー搬送部材１６がトナー供給ローラ２０に最接近した状態を示す。Ｔ１はトナー搬送部材１６の下方のトナー貯留槽１９にあるトナーを、Ｔ２はトナー搬送部材１６の平面部１６ａ上に載っているトナーを、Ｔ３は穴部１６ｂにあるトナーを示す。
【００７３】
図５において、トナー搬送部材１６上のトナーＴ２は、円筒状のトナー供給ローラ２０の表面形状に沿って、トナー供給ローラ２０の表面との間に少し空間が空いた状態で堆積されている。これは、次のような理由によって、トナー搬送部材１６上のトナーＴ２の上面とトナー供給ローラ２０の表面との距離が生じることによる。即ち、トナー供給ローラ２０の回転の影響の及ぶ範囲のトナーは既にトナー供給ローラ２０によって搬送されたこと、そしてトナー搬送部材１６の動作が停止するとトナー搬送部材１６上のトナーＴ２が沈降することである。
【００７４】
次に、トナー搬送部材１６は、トナー供給ローラ２０に最接近した状態から離れていく、即ち、下方向に移動する。図６に、トナー搬送部材１６が下方に移動する状態を示す。このとき、トナー搬送部材１６の下方にあるトナーＴ１は、トナー搬送部材１６により圧縮を受け、トナー搬送部材１６の穴部１６ｂに圧力をかける。又、トナー貯留槽１９に堆積していたトナーＴ１は、圧力をかけられたことで流動化するため、空気を含むことになり、その嵩密度は低下（体積は増加）する。
【００７５】
トナー搬送部材１６を下方に移動させることは、トナー搬送部材１６がトナー搬送部材１６の下方にあるトナーＴ１を押すことで穴部１６ｂに移動させる。それと同時に、トナー搬送部材１６を下方に移動させることは、トナー搬送部材１６の下方にあるトナーＴ１の嵩密度を低下させるため、穴部１６ｂに存在していたトナーＴ３を上方向へ押し上げる。
【００７６】
図７に、トナー供給ローラ２０の近傍に押し上げられたトナーの状態を示す。トナー供給ローラ２０の近傍に押し上げられたトナーＴ３は、押し上げられる過程又はトナー供給ローラ２０の回転の影響（気流、トナーの流れなど）により堆積した状態から崩され、拡散される。この拡散されたトナーＴ３は、トナー供給ローラ２０とトナーＴ３との間にあるトナーをトナー供給ローラ２０側へ付勢することで、該トナーをトナー供給ローラ２０へ付着させたり、拡散されたトナーＴ３自体がトナー供給ローラ２０の表面へ付着したりする。
【００７７】
このトナー供給ローラ２０に付着したトナーとは、トナー供給ローラ２０の表面に直接付着しているトナーのみだけでなく、トナー供給ローラ２０に直接付着しているトナーに凝集力などによって付着しているトナーも含む。即ち、トナー供給ローラ２０の回転に伴って運ばれる状態になったトナーをいう。
【００７８】
トナー供給ローラ２０の表面に付着したトナーは、図示矢印Ｅ方向に回転するトナー供給ローラ２０の回転に伴って搬送される。
【００７９】
次に、トナー搬送部材１６が上方向に移動するときには、トナー搬送部材１６上に載っているトナーＴ２によって、拡散したトナーＴ３はトナー供給ローラ２０側に付勢される。それと同時に、トナーＴ３の幾らかは、トナー搬送部材１６の穴部１６ｂを通してトナー貯留槽１９側に移動し、このトナー貯留槽１９側に移動したトナーは、次回の工程に使用される。
【００８０】
トナー搬送部材１６上のトナーＴ２は、拡散したトナーＴ３を付勢すると同時に、それ自体も崩落したり、再度固められたりして、最初のトナーＴ２の形状（図５中のＴ２）を形成する。
【００８１】
４．トナー搬送部材の移動範囲
次に、トナー搬送部材１６の移動範囲について説明する。
【００８２】
先ず、トナー搬送部材１６がトナー供給ローラ２０に近接した状態について説明する。トナー搬送部材１６がトナー供給ローラ２０と接触してしまうと、トナー供給ローラ２０の表面に付着していたトナーをトナー搬送部材１６で掻き落としてしまう。そのため、最近接時においても、トナー搬送部材１６はトナー供給ローラ２０と非接触でなければならない。
【００８３】
最近接時のトナー搬送部材１６とトナー供給ローラ２０との距離について、トナー搬送部材１６の長手方向に沿って見たトナー貯留槽１９の近傍の断面を模式的に示す図８〜図１０を用いて説明する。
【００８４】
図８において、Ｔ４はトナー搬送部材１６の上下動により影響を受けるトナーの領域を示したものであり、Ｔ５は領域Ｔ４のトナーが沈降した状態から流動化したときに膨らむ領域を示したものである。
【００８５】
前述のように、トナー搬送部材１６が下方へ動くことによりトナーＴ４は流動化していき、その体積が膨張していく（嵩密度は低下）。それと同時に、周囲のトナーからの圧力が増して、領域Ｔ４のトナーを上方向へ押し上げることになる。このとき、領域Ｔ４のトナーが流動化して、領域Ｔ４の体積が膨張した大きさが領域Ｔ５となる。即ち、領域Ｔ４のトナーが流動化して空気を含むことで、領域Ｔ４の体積が増したときの大きさが領域Ｔ５である。従って、最近接時のトナー搬送部材１６とトナー供給ローラ２０との距離は、この領域Ｔ５の最上部がトナー供給ローラ２０に到達するような距離でなければならない。
【００８６】
ここで、領域Ｔ５のトナーの体積の膨張程度を示す現像剤膨張率は、トナーが充分沈降して静止状態の嵩密度を静的嵩密度とし、トナーが動いている状態での嵩密度を動的嵩密度とすると、下記式、
現像剤膨張率＝静的嵩密度／動的嵩密度
で表される。
【００８７】
そして、トナー供給ローラ２０の表面にトナーを供給するために必要なトナー搬送部材１６とトナー供給ローラ２０との最近接距離Ｌは、
０＜Ｌ＜（現像剤膨張率−１）×空孔の移動距離
となる。
【００８８】
ここで、Ｌが０より大きいのは、前述したように、トナー搬送部材１６はトナー供給ローラ２０に接触してはならないためである。そして、最近接距離Ｌが、下記式、
（現像剤膨張率−１）×空孔の移動距離
で表される値（以下、この値を「最近接距離上限値」ともいう。）より大きくなると、トナー搬送部材１６が下方に移動して穴部１６ｂからトナーが湧き出しても、その影響がトナー供給ローラ２０の表面の近傍まで到達できない。そのため、トナーをトナー供給ローラ２０に付着させることが困難となる。
【００８９】
次に、トナー搬送部材１６がトナー供給ローラ２０から最も離れた状態について説明する。トナー搬送部材１６がトナー供給ローラ２０から最も離れた状態では、トナー搬送部材１６とトナー貯留槽１９の底部との距離は自由に定めることができる。
【００９０】
トナー搬送部材１６がトナー供給ローラ２０から最も離れた状態におけるトナー搬送部材１６とトナー貯留槽１９の底部との距離が非常に小さい場合には、トナー貯留槽１９内のトナーのほとんどが穴部１６ｂを通過して上方に移動する。トナー搬送部材１６がトナー供給ローラ２０から最も離れた状態においても、トナー搬送部材１６とトナー貯留槽１９との距離が大きく存在する場合は、トナー貯留槽１９の底部のトナーは使用されないトナーとなる。そのため、トナー搬送部材１６がトナー供給ローラ２０から最も離れた状態におけるトナー搬送部材１６とトナー貯留槽１９の底部との距離は、より小さい方が好ましい。しかし、トナー貯留槽１９の底部の使用されないトナーがあっても、トナー搬送部材１６が下方向に移動した場合には、その底部の使用されないトナーが固化状態となって底面の役割をして、圧力を穴部１６ｂにかけるように働くので問題はない。
【００９１】
トナー貯留槽１９の底部の形状については、本実施形態では角部を有する構成になっているが、これに限定されるものではない。例えば、トナー貯留槽１９の底部を角部がない円筒内面形状にすることで、多くのトナーは流動化し易くなる。
【００９２】
ここで、図９を参照して、空孔の移動距離について更に説明する。図６において、Ｔ６は、前述の領域Ｔ４（図８）領域をトナー供給ローラ２０の方向（重力方向とは反対方向）に拡大したものである。そして、その拡大していく過程で最初にトナー供給ローラ２０と交差する点を第１基準点４２とする。即ち、トナーの嵩が増加していく過程で最初にトナー供給ローラ２０の表面に当たる部分が第１基準点４２であることを意味する。
【００９３】
第１基準点４２から重力方向に降ろした線（一点鎖線）とトナー搬送部材１６の穴部１６ｂの上端面が形成する面（トナー供給ローラ２０側の開口が形成する面）との交点から、第１基準点４２までの距離をＮとする。Ｎが最小になる該交点を第２基準点４３とする。又、トナー搬送部材１６が移動してＮが最大になる該交点を第３基準点４４とする。このとき、第２基準点４３と第３基準点４４との直線距離が、前述の空孔の移動距離となる。
【００９４】
従って、図１０に示すように、トナー供給ローラ２０とトナー搬送部材１６の配置が変わった場合には、第１基準点４２、第２基準点４３は移動する。
【００９５】
５．嵩密度の測定
本明細書で用いる嵩密度とは、一定容積の容器にトナーを充填し、その内容積を体積としたときの密度のことである。従って、（１）トナー自身の体積、（２）トナー表面の凹凸部の空間の体積、（３）トナー相互間の間隙の体積、（４）トナーと容器の間隙の体積、が含まれる。
【００９６】
本明細書では、動いている状態のトナーの嵩密度（空気を多量に含んで膨張した状態の密度）を動的嵩密度として測定し、放置してトナーが沈降した状態のトナーの嵩密度（放置してトナーが沈降し、圧縮された状態）を静的嵩密度として測定した。
【００９７】
図１１を参照して、嵩密度の測定について説明する。嵩密度の測定には、直径約６０ｍｍ、高さ１２０ｍｍの測定用の円筒容器１０１を用いた。この容器１０１の中に、トナーＴを約５０ｇ充填し、上下方向に振幅７５ｍｍ（移動距離１５０ｍｍ）、１秒間に２往復の早さで１分間振動させる。振動終了直後、容器１０１内のトナーの底面からトナーの上面までの高さｈ１を測定する。このとき、下記式、
容器内底面積×高さｈ１
で表される値が動的嵩密度となる。
【００９８】
そして、そのままの状態で１日（２４時間）放置した後に、再度、容器１０１内のトナーの底面からトナーの上面までの高さｈ２を測定する。このとき、下記式、
容器内底面積×高さｈ２
で表される値が静的嵩密度となる。
【００９９】
トナーの高さｈ１、ｈ２は、下記式、
ｈ１＞ｈ２
の関係になる。これは、振動終了直後は、容器１０１内でトナーが流動するため、トナー相互間に空気が含まれることにより体積が膨張するからである。しかし、放置してトナーとトナーとの間から空気が抜け、容器１０１内のトナーの上面の高さが沈降することで体積は減少する。
【０１００】
図１２に、容器１０１内のトナーの上面が沈降する状態を示す。図１２に示すように、振動流量直後から、容器１０１内のトナーの上面は時間とともに低下していく。
【０１０１】
前述のように、本明細書では、現像剤膨張率は、下記式、
現像剤膨張率＝静的嵩密度／動的嵩密度
で表される。そのため、計算上、ｈ２／ｈ１が現像剤膨張率となる。
【０１０２】
６．トナー
次に、本実施形態において用いられるトナーについて説明する。
【０１０３】
本実施形態では、トナーは、低軟化物質を４〜３０（重量％）含み、その形状係数ＳＦ−１が１００〜１５０、形状係数ＳＦ−２が１００〜１４０、粒径が５〜８μｍのほぼ球形である一成分非磁性現像剤である。
【０１０４】
ここで、上記形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２について説明する。形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２は、次のようにして求めることができる。即ち、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、倍率５００倍に拡大したトナー像を１００個無作為にサンプリングし、その画像情報を、インターフェースを介してニレコ社製画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）に導入して解析を行う。そして、形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２は、下記式より算出して得られた値によって定義されるパラメータである。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）2／ＡＲＥＡ｝×（π／４）×１００
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）2／ＡＲＥＡ｝×（１／４π）×１００
［ＡＲＥＡ：トナー投影面積、ＭＸＬＮＧ：絶対最大長、ＰＥＲＩ：周長］
【０１０５】
形状係数ＳＦ−１は、トナー粒子の丸さの度合を示し、１５０を越えると、球形から徐々に不定形となる。形状係数ＳＦ−１は球状物質を二次元平面上に投影してできる楕円状図形の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００π／４を乗じた値で表される。
【０１０６】
形状係数ＳＦ−２は、トナー粒子の凹凸度合を示し、１４０を越えると、トナー表面の凹凸が顕著となる。物質を二次元平面上に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００π／４を乗じた値で表される。
【０１０７】
本実施形態に用いているトナーは重合法によって製造されるが、その製造法上、略球形となり、その比重は約１．０５である。製造方法としては、重合法にこだわるものではない。
【０１０８】
形状係数ＳＦ−１が１００〜１５０、形状係数ＳＦ−２が１００〜１４０であれば、好適にトナーを流動化させることが可能となる。
【０１０９】
形状係数ＳＦ−１が１５０を越える場合、若しくは形状係数ＳＦ−２が１４０を越える場合には、転がり抵抗が高くなるため、トナー搬送部材１６が下がるときに流動化し難くなる。又、流動化し難いため、空気も含み難く、トナーの嵩が膨張し難いトナーとなる。
【０１１０】
トナーの重量平均粒径は、種々の方法によって測定できるが、ここでは、コールターカウンターのマルチサイザーを用いて行った。即ち、測定装置としてはコールターカウンターのマルチサイザーＩＩ型（コールター社製）を用い、個数分布、体積分布を出力するインターフェース（日科機製）及びＣＸ−１パーソナルコンピュータ（キヤノン製）を接続する。そして、電解液は特級又は１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調製する。測定方法としては、前記電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、更に、この中に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、コールターカウンターのマルチサイザーＩＩ型により、アパーチャーとして、トナー粒径を測定するときは、１００μｍアパーチャーを用いて測定する。トナーの体積及び個数を測定して、体積分布と個数分布とを算出した。それから、体積分布から求めた重量基準の重量平均粒径を求める。本実施形態では、重量平均粒径として７μｍのトナーで、重量平均粒径が４μｍ以下のトナーの割合は５％未満のものを使用した。
【０１１１】
又、トナー粒子として、トナー粒子の表面が外添剤で被覆され、所望の帯電量が付与され易くされたものを用いることが好ましい。
【０１１２】
その意味で、トナーの表面の外添剤被覆率が５％〜９９％であることが好ましく、より好ましくは１０％〜９９％である。
【０１１３】
トナーの表面の外添剤被覆率は、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、トナー像を１００個無作為にサンプリングし、その画像情報を、インターフェースを介してニレコ社製画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）に導入して計測する。得られる画像情報は、トナー粒子の表面部分と外添剤部分との明度が異なるため、２値化して、外添剤部分の面積ＳＧと、トナー粒子部分の面積（外添剤部分の面積も含む）ＳＴとに分ける。そして、下記式により、外添剤被覆率を算出する。
外添剤被覆率（％）＝（ＳＧ／ＳＴ）×１００
【０１１４】
外添剤は、トナーに添加したときの耐久性の点から、トナー粒子の重量平均径の１／１０以下の粒径であることが好ましい。この添加剤の粒径とは、電子顕微鏡におけるトナー粒子の表面観察により求めたその平均粒径を意味する。
【０１１５】
外添剤としては、例えば、次のようなものが用いられる。即ち、金属酸化物（酸化アルミニウム，酸化チタン，チタン酸ストロンチウム，酸化セリウム，酸化マグネシウム，酸化クロム，酸化錫，酸化亜鉛など）・窒化物（窒化ケイ素など）・炭化物（炭化ケイ素など）・金属塩（硫酸カルシウム，硫酸バリウム，炭酸カルシウムなど）・脂肪酸金属塩（ステアリン酸亜鉛，ステアリン酸カルシウムなど）・カーボンブラック・シリカなどである。
【０１１６】
本実施形態では、トナー粒子中に（即ち、トナー粒子１００重量部に対して）、負極性外添剤としてシリカを１重量部、正極性外添剤として酸化チタン０．１重量部を加えた。特に、正極性外添剤を加えた場合には、トナーの流動性の調節、安定したトナーへの帯電性付与が可能である。
【０１１７】
尚、外添剤は、トナー粒子１００重量部に対し、０．０１重量部〜１０重量部が用いられ、好ましくは０．０５重量部〜５重量部が用いられる。外添剤は、単独（単一種類）で用いても、又、複数（複数種類）併用しても良い。又、外添剤は、疎水化処理を行ったものが、より好ましい。
【０１１８】
外添剤の添加量が、トナー粒子１００重量部に対して０．０１重量部未満の場合には、一成分系現像剤の流動性が悪化し、転写及び現像の効率が低下し、画像の濃度ムラや、画像部周辺にトナーが飛び散る（所謂、飛び散り）が発生することがある。一方、外添剤の量が、トナー粒子１００重量部に対して１０重量部を越える場合には、過多な外添剤が感光体ドラム１や現像ローラ１７に付着して、トナーの帯電性低下などを発生させたり、画像を乱したりする。
【０１１９】
７．まとめ
以上説明したように、トナー供給ローラ２０と、その下方に配される隔壁２３との間に、空孔、即ち、貫通した穴部１６ｂを有するトナー搬送部材１６を設ける。そして、トナー搬送部材１６の穴部１６ｂとトナー供給ローラ２０の表面との最近接距離Ｌを、下記式、
０＜Ｌ＜（現像剤膨張率−１）×空孔の移動距離
［但し、現像剤膨張率＝静的嵩密度／動的嵩密度］
の関係が成り立つように設定する。又、トナー搬送部材１６を隔壁２３に近づけることでトナー搬送部材１６の穴部１６ｂからトナーを噴出させ、トナー供給ローラ２０の近傍のトナーをトナー供給ローラ２０に付勢する。これにより、トナー供給ローラ２０にトナーを充分付着させることが可能となる。その結果、トナーに過大なストレスをかけることなく、ベタ濃度の追従性を確保することが可能となる。
【０１２０】
８．実施例
以下、本実施形態に係る実施例、並びに、比較例の構成を示す。
【０１２１】
・実施例１
静的嵩密度を０．５０６（ｇ／ｃｍ3）、動的嵩密度を０．２５３（ｇ／ｃｍ3）、トナー搬送部材１６の上下の移動距離（即ち、空孔の移動距離）を７ｍｍ、トナー搬送部材１６とトナー供給ローラ２０との最近接距離Ｌを５ｍｍとした。このとき、現像剤膨張率は２．０、最近接距離上限値（＝（現像剤膨張率−１）×トナー搬送部材の移動距離）は７ｍｍである。
【０１２２】
・実施例２
実施例１から現像剤膨張率を下げたトナーを用いた。静的嵩密度を０．５０６（ｇ／ｃｍ3）、動的嵩密度を０．３２１（ｇ／ｃｍ3）、トナー搬送部材１６の上下の移動距離を７ｍｍ、トナー搬送部材１６とトナー供給ローラ２０との最近接距離Ｌを３ｍｍとした。このとき、現像剤膨張率は１．６、最近接距離上限値（＝（現像剤膨張率−１）×トナー搬送部材の移動距離）は４．０ｍｍである。
【０１２３】
・実施例３
実施例２から更に現像剤膨張率を下げたトナーを用いた。静的嵩密度を０．５０６（ｇ／ｃｍ3）、動的嵩密度を０．３６１（ｇ／ｃｍ3）、トナー搬送部材１６の上下の移動距離を７ｍｍ、トナー搬送部材１６とトナー供給ローラ２０との最近接距離Ｌを１ｍｍとした。このとき、現像剤膨張率は１．４、最近接距離上限値（＝（現像剤膨張率−１）×トナー搬送部材の移動距離）は２．８ｍｍである。
【０１２４】
・実施例４
実施例１からトナー搬送部材１６の移動距離及び最近接距離Ｌを変更した。静的嵩密度を０．５０６（ｇ／ｃｍ3）、動的嵩密度を０．２５３（ｇ／ｃｍ3）、トナー搬送部材１６の上下の移動距離を５ｍｍ、トナー搬送部材１６とトナー供給ローラ２０との最近接距離Ｌを４ｍｍとした。このとき、現像剤膨張率は２．０、最近接距離上限値（＝（現像剤膨張率−１）×トナー搬送部材の移動距離）は５ｍｍである。
【０１２５】
・実施例５
実施例４から現像剤膨張率を下げたトナー（実施例２と同様のトナー）を用いた。静的嵩密度を０．５０６（ｇ／ｃｍ3）、動的嵩密度を０．３２１（ｇ／ｃｍ3）、トナー搬送部材１６の上下の移動距離を５ｍｍ、トナー搬送部材１６とトナー供給ローラ２０との最近接距離Ｌを２ｍｍとした。このとき、現像剤膨張率は１．６、最近接距離上限値（＝（現像剤膨張率−１）×トナー搬送部材の移動距離）は２．９ｍｍである。
【０１２６】
・比較例１
静的嵩密度を０．５０６（ｇ／ｃｍ3）、動的嵩密度を０．２５３（ｇ／ｃｍ3）のトナーを用いた。トナー搬送部材１６は、実施例１と同様に配置するが、停止したままとした。
【０１２７】
・比較例２
実施例１から、トナー搬送部材１６の最近接距離Ｌを離したもの（トナー供給ローラ２０からトナー搬送部材１６を遠ざけた）を用いた。静的嵩密度を０．５０６（ｇ／ｃｍ3）、動的嵩密度を０．２５３（ｇ／ｃｍ3）、トナー搬送部材１６の上下の移動距離を７ｍｍ、トナー搬送部材１６とトナー供給ローラ２０との最近接距離Ｌを１０ｍｍとした。このとき、現像剤膨張率は２．０、最近接距離上限値（＝（現像剤膨張率−１）×トナー搬送部材の移動距離）は７ｍｍである。
【０１２８】
・比較例３
実施例２から、トナー搬送部材１６の最近接距離Ｌを離したもの（トナー供給ローラ２０からトナー搬送部材１６を遠ざけた）を用いた。静的嵩密度を０．５０６（ｇ／ｃｍ3）、動的嵩密度を０．３２１（ｇ／ｃｍ3）、トナー搬送部材１６の上下の移動距離を７ｍｍ、トナー搬送部材１６とトナー供給ローラ２０との最近接距離Ｌを６ｍｍとした。このとき、現像剤膨張率は１．６、最近接距離上限値（＝（現像剤膨張率−１）×トナー搬送部材の移動距離）は４．０ｍｍである。
【０１２９】
・比較例４
実施例３から、トナー搬送部材１６の最近接距離Ｌを離したもの（トナー供給ローラ２０からトナー搬送部材１６を遠ざけた）を用いた。静的嵩密度を０．５０６（ｇ／ｃｍ3）、動的嵩密度を０．３６１（ｇ／ｃｍ3）、トナー搬送部材１６の上下の移動距離を７ｍｍ、トナー搬送部材１６とトナー供給ローラ２０との最近接距離Ｌを５ｍｍとした。このとき、現像剤膨張率は１．４、最近接距離上限値（＝（現像剤膨張率−１）×トナー搬送部材の移動距離）は２．８ｍｍである。
【０１３０】
・比較例５
実施例４から、トナー搬送部材１６の最近接距離Ｌを離したもの（トナー供給ローラ２０からトナー搬送部材１６を遠ざけた）を用いた。静的嵩密度を０．５０６（ｇ／ｃｍ3）、動的嵩密度を０．２５３（ｇ／ｃｍ3）、トナー搬送部材１６の上下の移動距離を５ｍｍ、トナー搬送部材１６とトナー供給ローラ２０との最近接距離Ｌを７ｍｍとした。このとき、現像剤膨張率は２．０、最近接距離上限値（＝（現像剤膨張率−１）×トナー搬送部材の移動距離）は５ｍｍである。
【０１３１】
・比較例６
実施例５から、トナー搬送部材１６の最近接距離Ｌを離したもの（トナー供給ローラ２０からトナー搬送部材１６を遠ざけた）を用いた。静的嵩密度を０．５０６（ｇ／ｃｍ3）、動的嵩密度を０．３２１（ｇ／ｃｍ3）、トナー搬送部材１６の上下の移動距離を５ｍｍ、トナー搬送部材１６とトナー供給ローラ２０との最近接距離Ｌを５ｍｍとした。このとき、現像剤膨張率は１．６、最近接距離上限値（＝（現像剤膨張率−１）×トナー搬送部材の移動距離）は２．９ｍｍである。
【０１３２】
実施例１〜５、比較例１〜６に関する各種設定値を下記表１にまとめる。
【０１３３】
【表１】
0005067871.tif 000002
【０１３４】
各実施例、比較例の評価結果は後述する（表４）。
【０１３５】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態において、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実質的に第１の実施形態と同じである。従って、以下、第１の実施形態のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略し、主に、本実施形態にて特徴的な点について説明する。
【０１３６】
本実施形態の目的の１つは、現像ローラ１７などの周囲のトナーを良好に混合させて、トナー凝集や帯電量の偏在によるかぶりなどの画像不具合を抑制することである。
【０１３７】
更に、本実施形態の他の目的の１つは、トナーのパッキングを防止し、トナー供給を安定化することで画像ムラの不具合を防止することである。
【０１３８】
即ち、第１の実施形態では、現像室１５内において、空孔、即ち、貫通した穴部１６ｂを有するトナー搬送部材１６を上下に移動させることで、トナー供給ローラ２０にトナーを搬送した。
【０１３９】
これに対して、本実施形態では、トナー搬送部材１６の移動支持方法を変えることで、空孔、即ち、貫通した穴部１６ｂの移動軌跡を変え、トナー貯留槽１９内のトナーの混合性を向上させる。以下、更に詳しく説明する。
【０１４０】
１．現像室の構成
図１３は、感光体ドラム１の長手方向に沿って見た本実施形態におけるプロセスカートリッジ７の概略断面を示す。現像室１５には、トナー貯留槽１９と、トナー搬送部材１６とが配設されている。
【０１４１】
本実施形態では、トナー貯留槽１９は、トナー供給ローラ２０の下方において、トナー供給ローラ２０の回転中心を通る鉛直線よりもトナー供給ローラ２０によるトナーの搬送方向下流側により多くのトナーを貯留できるように形成されている。即ち、感光体ドラム１の長手方向に沿って見た断面において、トナー供給ローラ２０の下方におけるトナー供給ローラ２０の回転中心から隔壁２３までの距離は、トナー供給ローラ２０の表面移動方向下流側に向けて大きくなる。又、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部であるトナー通路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の回転中心を通る鉛直線よりも、トナー供給ローラ２０の表面の移動方向において上流側において、好ましくは、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。
【０１４２】
ここで、現像室１５内でのトナーの混合に関して、現像ローラ１７やトナー供給ローラ２０の近傍に攪拌部材を配置することができる。これにより、トナー収容室１８から運ばれた新しいトナーと、トナー貯留槽１９内のトナーとを好適に混合することが可能となる。その結果、トナー供給ローラ２０に供給されるトナーの部分的な凝集や、トナーへの電荷付与時における帯電量の偏在が起こらないため、かぶり（トナーの付着すべきでない非画像部にトナーが付着すること）の少ない画像を出力することが可能となる。又、トナー貯留槽１９内のトナーの循環が一方向に流れ易くなるため、トナーのパッキング、即ち、必要以上に密にトナーが詰まることを抑制し、現像ローラ１７へのトナー供給、現像ローラ１７上のトナー規制の安定化を図ることができる。現像ローラ１７へのトナー供給が不安定化すると、画像ムラなどの画像不具合が発生することがある。
【０１４３】
本実施形態では、現像室１５内に、回転可能に支持された支持軸２６と、この支持軸２６に回動可能に結合され支持軸２６の回転に運動して揺動するトナー搬送部材１６と、を有するトナー搬送手段が配置される。支持軸２６は、トナー供給ローラ２０の下方において、トナー供給ローラ２０の回転中心を通る鉛直線よりもトナー供給ローラ２０によるトナーの搬送方向下流側の、より多くのトナーを貯留できる空間内に配置されている。又、支持軸２６の回転軸線方向は、感光体ドラム１、現像ローラ１７及びトナー供給ローラ２０の回転軸線方向と実質的に平行である。
【０１４４】
トナー搬送部材１６は、支持軸２６の回転に連動して揺動する際に、トナー供給ローラ２０と隔壁２３との間において往復運動（往復移動）する。本実施形態では、トナー搬送部材１６は、一端が支持軸２６を回転中心とする円軌道２６ａ上を移動し、他端は隔壁２３上を移動する。即ち、トナー搬送部材１６の一端は円運動を行い、他端は直線往復運動を行う。本実施形態では、支持軸２６は、１秒当たり２．５回転の速さで回転している。
【０１４５】
更に説明すると、図１４は、本実施形態におけるトナー搬送部材１６を正面から見た様子を示す。トナー搬送部材１６は、平面部１６ａと、穴部１６ｂとを有する。
【０１４６】
本実施形態では、トナー搬送部材１６は樹脂材料で形成されている。しかし、トナー搬送部材１６は、樹脂材料に限定されず、例えば、金属材料で形成されていても良い。
【０１４７】
トナー搬送部材１６は、支持軸２６としてのクランク軸に回転可能に接続されている。支持軸２６は、現像ローラ１７及びトナー供給ローラ２０の長手方向と略平行に、トナー貯留槽１９の長手方向の全域にわたって配置されている。支持軸２６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ている。
【０１４８】
即ち、トナー搬送部材１６の短手方向の一方の端部である係合端１６ｃは、支持軸２６の回転中心に対する偏心位置において、支持軸２６に回転（回動）可能に係合（結合）されている。支持軸２６は、図示しない駆動手段（駆動源）によって回転駆動される。そして、支持軸２６の回転運動に伴って、トナー搬送部材１６の係合端１６ｃは支持軸２６と摺動しつつ回転運動を行う。又、支持軸２６が回転駆動されることで、トナー搬送部材１６の支持軸２６と係合していない方の一方の端部である自由端１６ｄが、隔壁２３の壁面に沿って移動（往復運動）する。
【０１４９】
トナー搬送部材１６の厚さは１ｍｍである。平面部１６ａの短手方向（長手方向と略直交する方向）長さは１４ｍｍである。
【０１５０】
穴部１６ｂは短手方向長さ３．８ｍｍ×長手方向長さ３５ｍｍで形成され、穴部１６ｂは貫通している。
【０１５１】
長手方向における隣接する穴部１６ｂの境界であるリブは３ｍｍであり、穴部１６ｂから自由端１６ｄまでの距離は１．５ｍｍである。
【０１５２】
次に、トナー供給ローラ２０へのトナー供給方法について説明する。
【０１５３】
図１５〜図１７は、現像室１５におけるトナー供給ローラ２０へのトナーの供給過程を説明するために、トナー搬送部材１６の長手方向に沿って見たトナー貯留槽１９の近傍の部分断面を示す。
【０１５４】
トナー収容室１８内のトナーは、攪拌部材２２によって現像室１５内に設けられたトナー貯留槽１９に運ばれる（図１５中のＴｎ）。
【０１５５】
図１５は、トナー搬送部材１６がトナー供給ローラ２０に最近接した状態を示す。Ｔ７はトナー搬送部材１６の平面部１６ａ上に載っているトナーを、Ｔ８は穴部１６ｂにあるトナーを、Ｔ９はトナー搬送部材１６の下方にあるトナー貯留槽１９内のトナーを示す。
【０１５６】
支持軸２６の図示矢印Ｆ方向（時計方向）への回転によって、トナー搬送部材１６の係合端１６ｃが移動する。図中符号２６ａは、支持軸２６の回転軌跡（係合端１６ｃの中心の軌跡）を示す。その動きに連動して、トナー搬送部材１６の自由端１６ｄは、図示矢印Ｇ方向に（トナー供給ローラ２０の表面移動方向下流に向けて）、隔壁２３に沿って移動する。係合端１６ｃ及び自由端１６ｄが移動することで、トナー搬送部材１６は下方へ移動する。
【０１５７】
又、トナー供給ローラ２０は回転しているため、トナー収容室１８から運ばれたトナーＴｎの一部は、トナー供給ローラ２０の回転とともに搬送される。
【０１５８】
図１６は、トナー搬送部材１６が下方に移動した状態を示す。第１の実施形態と同様に、トナー搬送部材１６が下方に移動すると、トナー搬送部材１６の下方にあるトナーＴ９は、トナー搬送部材１６により圧縮を受け、トナー搬送部材１６の穴部１６ｂに圧力をかける。又、トナー貯留槽１９に堆積していたトナーＴ９は、圧力をかけられたことで流動化するため、空気を含むことになり、その嵩密度は低下（体積は増加）する。
【０１５９】
トナー搬送部材１６を下方に移動させることは、トナー搬送部材１６がトナー搬送部材１６の下方にあるトナーＴ９を押すことで穴部１６ｂに移動させる。それと同時に、トナー搬送部材１６を下方に移動させることは、トナー搬送部材１６の下方にあるトナーＴ９の嵩密度を低下させるため、穴部１６ｂに存在していたトナーＴ８を上方向へ押し上げる（図１６中の矢印Ｑ）。
【０１６０】
トナー供給ローラ２０の近傍に押し上げられたトナーＴ８は、押し上げられる過程又はトナー供給ローラ２０の回転の影響（気流、トナーの流れなど）により堆積した状態から崩され、拡散される。この拡散されたトナーＴ８は、トナー供給ローラ２０とトナーＴ８との間にあるトナーをトナー供給ローラ側へ付勢することで、該トナーをトナー供給ローラ２０へ付着させたり、拡散されたトナーＴ８自体がトナー供給ローラ２０の表面へ付着したりする。
【０１６１】
トナー供給ローラ２０の表面に付着したトナーは、図示矢印Ｅ方向に回転するトナー供給ローラ２０の回転に伴って搬送される。
【０１６２】
次に、図１７に示すように、トナー搬送部材１６が支持軸２６の回転に伴って上昇する。トナー搬送部材１６の自由端１６ｄは図示矢印Ｈ方向に（トナー供給ローラ２０の表面移動方向上流に向けて）移動する。トナー搬送部材１６が上方向に移動するときには、トナー搬送部材１６上に載っているトナーＴ７によって、拡散したトナーＴ８は、新しいトナーＴｎと混合しつつ、トナー供給ローラ２０側に付勢される。それと同時に、トナーＴ８及び新しいトナーＴｎの幾らかは、トナー搬送部材１６の穴部１６ｂを通してトナー貯留槽１９側に移動し、他のトナーはトナー搬送部材１６の上を通過してトナー搬送部材１６の下方へ移動する（図１７中の矢印Ｉ）。このトナー貯留槽１９側に移動したトナーは、次回の工程に使用される。トナー搬送部材１６上のトナーＴ７は、拡散したトナーＴ８を付勢すると同時に、それ自体も崩落したり、再度固められたりして、最初のトナーＴ７の形状（図１５のＴ７）を形成する。
【０１６３】
トナー搬送部材１６が数回転することでトナー中に充分に空気が含まれるようになり、トナーも流動化しやすくなる。その結果、トナー搬送部材１６の穴部１６ｂからトナーが噴き出し、一部はトナー供給ローラ２０にトナーが供給され、余ったトナーは矢印Ｉのように流れるようなトナーの流れが形成されることとなる。トナーの流れができることで、安定したトナーの供給が可能となり、画像ムラが防止されることとなる。
【０１６４】
次に、本実施形態におけるトナー搬送部材１６の移動軌跡とトナーの動きとの関係について説明する。
【０１６５】
図１８〜図２２に、トナー搬送部材１６の長手方向に沿って見たときのトナー搬送部材１６によるトナーの動きを示す。図中符号２８は、トナー搬送部材１６の穴部１６ｂの、トナー搬送部材１６の自由端１６ｄ側の端部（以下「自由端側穴端」ともいう。）１６ｅが、トナー搬送部材１６の移動に伴って移動する軌跡を示す。又、図中符号２９は、トナー搬送部材１６の穴部１６ｂの、支持軸２６側の端部（以下「支持軸穴端」ともいう。）１６ｆが、トナー搬送部材１６の移動に伴って移動する軌跡を示す。
【０１６６】
図１８において、自由端側穴端１６ｅの軌跡２８と支持軸側穴端１６ｆの軌跡２９とを結んだ線が、穴部１６ｂの上端面が形成する面の軌跡となる。そして、自由端側穴端１６ｅの軌跡２８及び支持軸側穴端１６ｆの軌跡２９が楕円形を描くことから、両穴端１６ｅ、１６ｆの往復工程は別々の軌跡となる。その結果、トナー搬送部材１６のトナーを循環させる能力が向上する。
【０１６７】
図１９は、トナー搬送部材１６が最上部（トナー供給ローラ２０との最近接部）から最下部（トナー供給ローラ２０との最遠部）に移動する過程において、トナーが穴部１６ｂから湧き出して上方向に移動する状態を示している。穴部１６ｂから湧き出して上方向に移動するトナーの領域は、図中点を施した第１領域３０で表される。
【０１６８】
図２０は、図１９の場合とは逆に、トナー搬送部材１６が最下部から最上部に移動する過程において、トナーが穴部１６ｂから沈み込み下方向に移動する状態を示している。穴部１６ｂから沈み込み下方向に移動するトナーの領域は、図中点を施した第２領域３１となる。
【０１６９】
そして、図２１に示すように、第１領域３０のトナーから第２領域３１に含まれるトナーを引いた差分である、図中点を施した第３領域３２のトナーが、トナー搬送部材１６の下方から穴部１６ｂを通して湧き出し、トナー搬送部材１６の上方を通過していく。逆に、図２２に示すように、第１領域３０のトナーから第３領域３２のトナーを引いた差分である、図中点を施した第４領域３３のトナーは、穴部１６ｂから湧き出したにも拘わらず、再度穴部１６ｂを通過して下方へ戻る。
【０１７０】
このように、本実施形態のトナー搬送部材１６は、自由端側穴端１６ｅの軌跡２８及び支持軸側穴端１６ｆの軌跡２９が楕円形を描く。そのため、穴部１６ｂを通じて湧き出したトナーを、トナー搬送部材１６の上部を通してトナー搬送部材１６の下方に送ることができる。その結果、連続したトナーの流れを作り易く、トナーのパッキング（固化）が生じ難い。又、トナーの攪拌性が向上するため、新旧トナーが混ざることで生じるかぶりの発生を抑えることが可能となる。
【０１７１】
次に、本実施形態における最近接時の距離について、トナー搬送部材１６の長手方向に沿って見たトナー貯留槽１９内の断面を模式的に示す図２３、図２４を用いて説明する。
【０１７２】
図２３は、空孔、即ち、貫通した穴部１６ｂの移動距離を示す。前述のように、トナー搬送部材１６の穴部１６ｂの自由端側穴端１６ｅの軌跡２８及び支持軸側穴端１３ｆの軌跡２９から、トナーが湧き出す部分の第１領域３０が得られる（図２３中の点を施した部分）。そして、図９を参照して説明した第１の実施形態の場合と同様に考えて、この第１領域３０をトナー供給ローラ２０の方向（重力方向とは反対方向）に拡大する。そして、その拡大していく過程で最初にトナー供給ローラ２０と交差する点を第１基準点４２とする。
【０１７３】
ここでトナーは基本的に鉛直上方向に拡大していく。下方向には、静止状態ならばトナーがある状態であるし、トナーが流れている状態であれば先述のように矢印Ｉ方向のトナーの流れがあるため、トナーが下方向には常にある状態である。トナー搬送部材１６が下方向に移動するときであるため、下方向はトナーが拡散していかない。またトナー搬送部材１６の平面部１６ａ上には図１６（Ｔ７）で示したようにすでにトナーの壁ができているため、穴部１６ｂから噴き出したトナーは鉛直上方向に拡散していくこととなる。
【０１７４】
第１基準点４２から重力方向に降ろした線（一点鎖線）と、第１領域３０との最初の交点を第２基準点４３とする。更に重力方向にその線（一点鎖線）を延伸し、第１領域３０からはずれる部分における当該第１領域３０との交点を第３基準点４４とする。このとき、第２基準点４３と第３基準点４４との直線距離（鉛直方向）が、前述の空孔の移動距離となる。
【０１７５】
ここで、図２４において、第２基準点４３と第３基準点４４との直線距離（即ち、空孔の移動距離）を高さｈ３とする。又、図２４において、第１基準点４２と第２基準点４４との直線距離を高さｈ５とする。そして、図２４において、ｈ４は、下記式、
ｈ４＝現像剤膨張率×空孔の移動距離
によって表されるものとする。このとき、ｈ４−ｈ３は、トナーがトナー供給ローラ２０の表面に到達する領域となる。
【０１７６】
従って、これを空孔全域で考えると、図中斜線部にて示す第５領域３４が、トナーが到達する領域に相当する。即ち、トナー搬送部材１６が下方へ動くことによりトナーが流動化し、その体積が膨張（嵩密度は低下）した領域が第５領域３４である。従って、最近接時のトナー搬送部材１６とトナー供給ローラ２０との距離は、この第５領域の最上部がトナー供給ローラ２０に到達するような距離でなければならない。つまり、この第５領域３４がトナー供給ローラ２０と重なるか否かを判断する。そして、第５領域３４とトナー供給ローラ２０とが重なる領域が一部でもあれば、トナー供給ローラ２０の表面は移動しているため、トナー供給ローラ２０へのトナーの供給が可能である。
【０１７７】
このように、トナー供給ローラ２０の表面にトナーを供給するために必要なトナー搬送部材１６とトナー供給ローラ２０との最近接距離Ｌは、下記式、
Ｌ＜ｈ４−ｈ３（＝現像剤膨張率×空孔の移動距離−空孔の移動距離）
の関係、即ち、
Ｌ＜（現像剤膨張率−１）×空孔の移動距離
の関係を満たす必要がある。又、第１の実施形態と同様に、最近接位置においてもトナー搬送部材１６は、トナー供給ローラ２０と非接触である必要がある。
【０１７８】
従って、第１の実施形態と同様に、トナー供給ローラ２０の表面にトナーを供給するために必要なトナー搬送部材１６とトナー供給ローラ２０との最近接距離Ｌは、下記式、
０＜Ｌ＜（現像剤膨張率−１）×空孔の移動距離
で表される。
【０１７９】
空孔の移動距離については、図２４の領域３０のいずれの場所でもとることができるが、少なくとも一部において、
０＜Ｌ＜（現像剤膨張率−１）×空孔移動距離
を満たせばよい。少なくとも一部で上式を満足することができれば、トナーをトナー供給ローラ２０に付着させることが可能となるためである。
【０１８０】
尚、本実施形態では、穴部１６ｂの短手方向（トナー供給ローラ２０の回転方向と同方向）の長さは、支持軸２６の回転直径以下とすることが望ましい。穴部１６ｂの短手方向長さを支持軸２６の回転直径より大きくとすると、トナーを穴部１６ｂから上方に湧き出させても、再度下方に落下するトナーが多く発生するため、攪拌性が向上し難い。又、トナーを噴出させる圧力が低下するため、トナーを供給する勢いが低下し易い。本実施形態では、支持軸２６の回転直径を４ｍｍとし、穴部１６ｂの短手方向長さを３．８ｍｍとした。
【０１８１】
以上説明したように、現像室１５内において、トナー供給ローラ２０と、トナー供給ローラ２０の下方に配される隔壁２３との間に、回転可能な支持軸２６に回動可能に結合され、支持軸２６の回転に連動して揺動するトナー搬送部材１６を設ける。又、このトナー搬送部材１６には、空孔、即ち、貫通した穴部１６ｂが設けられている。そして、トナー搬送部材１６の穴部１６ｂとトナー供給ローラ２０の表面との最近接距離Ｌを、下記式、
０＜Ｌ＜（現像剤膨張率−１）×空孔の移動距離
［但し、現像剤膨張率＝静的嵩密度／動的嵩密度］
の関係が成り立つように設定する。又、トナー搬送部材１６を隔壁２３に近づけることでトナー搬送部材１６の穴部１６ｂからトナーを噴出させ、トナー供給ローラ２０の近傍のトナーをトナー供給ローラ２０に付勢する。これにより、トナー供給ローラ２０にトナーを充分付着させることが可能となる。その結果、トナーに過大なストレスをかけることなく、ベタ濃度の追従性を確保することが可能となる。特に、本実施形態では、トナー搬送部材１６の穴部１６ｂは、トナー供給ローラ２０と隔壁２３との間を、往路と復路が異なるように往復する。これにより、トナーを混合する能力、トナーを循環させる能力が向上する。
【０１８２】
又、本実施形態では、トナー収容室１８から運ばれた新しいトナーとトナー貯留槽内のトナーを好適に混合することが可能となる。その結果、トナー供給ローラ２０に供給されるトナーの部分的な凝集や、トナー帯電付与時に帯電量の偏在がないため、かぶりの少ない画像出力が可能となる。
【０１８３】
又、本実施形態では、トナー貯留槽１９内のトナーの循環が一方向に流れ易くなるため、トナーのパッキング、即ち、必要以上に密にトナーが詰まることを抑制し、現像ローラ１７へのトナー供給、現像ローラ１７上のトナー規制の安定化を図ることができる。
【０１８４】
２．実施例
以下、本実施形態に係る実施例の構成を示す。
【０１８５】
・実施例６
静的嵩密度を０．５０６（ｇ／ｃｍ3）、動的嵩密度を０．２５３（ｇ／ｃｍ3）、トナー搬送部材１６の上下の移動距離（即ち、空孔の移動距離）を４ｍｍ、トナー搬送部材１６とトナー供給ローラ２０との最近接距離Ｌを２．５ｍｍとした。このとき、現像剤膨張率は２．０、最近接距離上限値（＝（現像剤膨張率−１）×トナー搬送部材の移動距離）は４ｍｍである。
【０１８６】
・実施例７
静的嵩密度を０．５０６（ｇ／ｃｍ3）、動的嵩密度を０．３２１（ｇ／ｃｍ3）、トナー搬送部材１６の上下の移動距離を４ｍｍ、トナー搬送部材１６とトナー供給ローラ２０との最近接距離Ｌを１．５ｍｍとした。このとき、現像剤膨張率は１．６、最近接距離上限値（＝（現像剤膨張率−１）×トナー搬送部材の移動距離）は２．３ｍｍである。
【０１８７】
・実施例８
静的嵩密度を０．５０６（ｇ／ｃｍ3）、動的嵩密度を０．３６１（ｇ／ｃｍ3）、トナー搬送部材１６の上下の移動距離を４ｍｍ、トナー搬送部材１６とトナー供給ローラ２０との最近接距離Ｌを１ｍｍとした。このとき、現像剤膨張率は１．４、最近接距離上限値（＝（現像剤膨張率−１）×トナー搬送部材の移動距離）は１．６ｍｍである。
【０１８８】
実施例６〜８に関する各種設定値を下記表２にまとめる。
【０１８９】
【表２】
0005067871.tif 000003
【０１９０】
各実施例の評価結果は後述する（表４）。
【０１９１】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態において、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実質的に第１、第２の実施形態と同じである。従って、以下、第１、第２の実施形態のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略し、主に、本実施形態にて特徴的な点について説明する。
【０１９２】
第２の実施形態では、板状のトナー搬送部材１６を揺動運動させた。これに対して、本実施形態では、板状のトナー搬送部材を複数組み合わせて、トナー供給ローラ２０の表面に沿うように揺動させる。更に、トナー搬送部材１６の先端部分を延伸することで、トナー貯留槽１９内のトナーの一部をトナー収納室に戻すようにして、カートリッジ内全体のトナーの循環性を高める。
【０１９３】
１．現像室の構成
図２５は、感光体ドラム１の長手方向に沿って見た本実施形態におけるプロセスカートリッジ７の概略断面を示す。現像室１５には、トナー貯留槽１９と、トナー搬送部材１６とが配設されている。
【０１９４】
本実施形態では、現像室１６に形成されたトナー貯留槽１９の構成、並びに、現像室１５内に設けられたトナー搬送部材１６の構成は、第２の実施形態と概略同様である。
【０１９５】
即ち、本実施形態では、トナー搬送部材１６は、第２の実施形態と同様に、一端が支持軸２６を回転中心とする円軌道２６ａ上を移動し、他端は隔壁３９に沿って直線往復運動を行う。本実施形態では、支持軸２６は、１秒当たり２．５回転の速さで回転している。
【０１９６】
しかし、第２の実施形態とは異なり、本実施形態では、トナー搬送部材１６を現像ローラ１７及びトナー供給ローラ２０の長手方向に見た時に略「く」の字状の断面を有する板状部材で構成されている。即ち、トナー搬送部材１６は、トナー供給ローラ２０の接線に沿う方向に延在する第１の平面と、屈曲部を介して第１の平面に対して所定の角度を持って第１の平面から連続している第２の平面と、を有する。上記屈曲部は、トナー供給ローラ２０の長手方向に沿って延びている。本実施形態では、トナー搬送部材１６は、トナー供給ローラ２０の回転半径方向外側に向けて凸となる方向に屈曲している。
【０１９７】
更に説明すると、図２６は、本実施形態におけるトナー搬送部材１６を正面から見た様子を示す。トナー搬送部材１６は、第１の平面部１６ａ１と、第１の平面部１６ａ１に形成された第１の穴部１６ｂ１と、第２の平面部１６ａ２と、第２の平面部１６ａ２に設けられた第２の穴部１６ｂ２とを有する。第１の平面部１６ａ１は、屈曲部１６ｈを介して第２の平面部１６ａ２と連続している。
【０１９８】
本実施形態では、トナー搬送部材１６は樹脂材料で形成されている。しかし、トナー搬送部材１６は、樹脂材料に限定されず、例えば、金属材料で形成されていても良い。
【０１９９】
トナー搬送部材１６は、支持軸２６としてのクランク軸に回転可能に接続されている。支持軸２６は、現像ローラ１７及びトナー供給ローラ２０の長手方向と略平行に、トナー貯留槽１９の長手方向の全域にわたって配置されている。支持軸２６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ている。支持軸２６の回転直径は４ｍｍである。
【０２００】
即ち、トナー搬送部材１６の短手方向の一方の端部である係合端１６ｃは、支持軸２６の回転中心に対する偏心位置において、支持軸２６に回転（回動）可能に係合（結合）されている。支持軸２６は、図示しない駆動手段（駆動源）によって回転駆動される。そして、支持軸２６の回転運動に伴って、トナー搬送部材１６の係合端１６ｃは支持軸２６と摺動しつつ回転運動を行う。
【０２０１】
尚、本実施形態では、第１の平面部１６ａ１において第１の穴部１６ｂ１を区切る第１のリブ１６ｇ１と、第２の平面部１６ａ２において第２の穴部１６ｂ２を区切る第２のリブ１６ｇ２とは、トナー搬送部材１６の長手方向において互いに異なる場所に配置される。これは、トナー搬送部材１６の長手方向において、第１、第２の穴部１６ｂ１、１６ｂ２からのトナーの湧き出しを均一にするためである。
【０２０２】
又、支持軸２６が回転駆動されることで、トナー搬送部材１６の支持軸２６と係合していない方の一方の端部である自由端１６ｄが、隔壁２３の壁面に沿って移動（往復運動）する。
【０２０３】
トナー搬送部材１６の厚さは１ｍｍである。第１の平面部１６ａ１と第２の平面部１６ａ２のなす角は約１５０度である。屈曲部内側における第１の平面部１６ａ１の短手方向（長手方向と略直交する方向）長さは７ｍｍ、第２の平面部１６ａ２の短手方向長さは９ｍｍである。
【０２０４】
穴部１６ｂ１及び１６ｂ２は短手方向長さ２ｍｍ×長手方向長さ３０ｍｍで形成され、穴部は貫通している。
【０２０５】
長手方向における隣接する穴部の境界であるリブ１６ｇ１及び１６ｇ２は３ｍｍであり、穴部１６ｂ１と穴部１６ｂ２の間の距離は２ｍｍである。
【０２０６】
次に、トナー供給ローラ２０へのトナー供給方法について説明する。
【０２０７】
図２７〜図２９は、現像室１５におけるトナーの搬送過程を説明するために、トナー搬送部材１６の長手方向に沿って見たトナー貯留槽１９の近傍の部分断面を示す。
【０２０８】
トナー収容室１８内のトナーは、攪拌部材２２によって、現像室１５内に設けられたトナー貯留槽１９に、その入口部分（トナー通路）２４を介して運ばれる（図２７中のトナーＴ１０）。
【０２０９】
図２７は、トナー搬送部材１６がトナー供給ローラ２０に最近接した状態を示す。
【０２１０】
第２の実施形態と同様に、支持軸２６が図示矢印Ｊ方向（時計方向）に回転する。それに伴って、トナー搬送部材１６の自由端１６ｄは、隔壁２３に沿って矢印Ｏ方向に（トナー供給ローラ２０の表面移動方向下流に向けて）移動する。
【０２１１】
図２８は、トナー搬送部材１６がトナー供給ローラ２０から最も離れた状態を示す。この状態では、トナー貯留槽１９の入口部（トナー通路）２４にあったトナーＴ１０は、一部がトナー供給ローラ２０の回転に伴って支持軸２６の近傍に到達し、他の一部はトナー搬送部材１６の移動により自由端１６ｄの近傍に存在する。
【０２１２】
このように、トナー収容室１８から運ばれた新しいトナーは、トナー貯留槽１９の全体に拡散する。又、それと同時に、トナー搬送部材１６の位置が下がったことにより、第１の穴部１６ｂ１及び第２の穴部１６ｂ２からトナーが湧き出す（図２８中の矢印Ｒ）。この湧き出したトナーは、第２の実施形態と同様に、トナー供給ローラ２０にトナーを付着させると同時に、新しいトナーＴ１０と混ざり合う。又、第１の穴部１６ｂ１から湧き出したトナーは、自由端１６ｄの近傍にあるトナーと混ざり合う。又、トナー搬送部材１６の位置が下がったことにより、トナー貯留槽１９内のトナーの上面は、トナー貯留槽１９の内側へ引き込まれる。
【０２１３】
図２９は、トナー搬送部材１６がトナー供給ローラ２０から最も離れた状態から最も近接した状態に至る途中を示す。自由端１６ｄは、隔壁２３に沿って図示矢印Ｐ方向に（トナー供給ローラ２０の表面移動方向上流に向けて）移動する。この移動に伴って、自由端１６ｄよりトナー貯留槽１９の入口部（トナー通路）２４側にあるトナーは、トナー搬送部材１６によって押される。そして、この押されたトナーのうち余剰分は、トナー貯留槽１９から押し出され、トナー収容室１８へ落下する。トナー収容室１８へ落下したトナーは、攪拌部材２２により攪拌される。このようにして、トナー貯留槽１９内の古いトナーとトナー収容室１８の新しいトナーとを積極的に混合することが可能となる。
【０２１４】
一度使用したトナー（現像ローラ１７やトナー供給ローラ２０に担持されたトナー）を連続して使用しないようにすることで、トナーの帯電性低下を防止し、連続プリントによる濃度低下を防止することが可能となる。
【０２１５】
更に、本実施形態では、トナー搬送部材１６の短手方向（トナー供給ローラ２０の表面移動方向）に複数の穴部（第１、第２の穴部）１６ｂ１、１６ｂ２を設けている。これにより、トナー搬送部材１６の穴部からトナー供給ローラ２０へトナーを付着させる領域が増加し、より均一にトナー供給ローラ２０へトナーを付着させることが可能となる。その結果、現像ローラ１７上にコーティングされるトナー層が均一となるため、出力された記録材の面内における画像の均一性が向上する。
【０２１６】
尚、第１の実施形態にて説明したトナー搬送部材１６にも、トナー搬送部材１６の短手方向（トナー供給ローラ２０の表面移動方向）に複数の穴部を設けてもよく、上記同様の効果を得ることができる。
【０２１７】
２．実施例
以下、本実施形態に係る実施例、並びに、比較例の構成を示す。
【０２１８】
・実施例９
静的嵩密度を０．５０６（ｇ／ｃｍ3）、動的嵩密度を０．２５３（ｇ／ｃｍ3）、トナー搬送部材１６の上下の移動距離（即ち、空孔の移動距離）を４ｍｍ、トナー搬送部材１６とトナー供給ローラ２０との最近接距離Ｌを２．５ｍｍとした。このとき、現像剤膨張率は２．０、最近接距離上限値（＝（現像剤膨張率−１）×トナー搬送部材の移動距離）は４ｍｍである。
【０２１９】
・実施例１０
静的嵩密度を０．５０６（ｇ／ｃｍ3）、動的嵩密度を０．３２１（ｇ／ｃｍ3）、トナー搬送部材１６の上下の移動距離を４ｍｍ、トナー搬送部材１６とトナー供給ローラ２０との最近接距離Ｌを１．５ｍｍとした。このとき、現像剤膨張率は１．６、最近接距離上限値（＝（現像剤膨張率−１）×トナー搬送部材の移動距離）は２．３ｍｍである。
【０２２０】
・実施例１１
静的嵩密度を０．５０６（ｇ／ｃｍ3）、動的嵩密度を０．３６１（ｇ／ｃｍ3）、トナー搬送部材１６の上下の移動距離を４ｍｍ、トナー搬送部材１６とトナー供給ローラ２０の最近接距離Ｌを１ｍｍとした。このとき、現像剤膨張率は１．４、最近接距離上限値（＝（現像剤膨張率−１）×トナー搬送部材の移動距離）は１．６ｍｍである。
【０２２１】
・比較例７
本実施形態のトナー搬送部材１６と同様の形態を有しているが第１の穴部１６ｂ１及び第２の穴部１６ｂ２を設けないトナー搬送部材１６を使用した。静的嵩密度を０．５０６（ｇ／ｃｍ3）、動的嵩密度を０．２５３（ｇ／ｃｍ3）、トナー搬送部材１６の上下の移動距離を４ｍｍ、トナー搬送部材１６とトナー供給ローラ２０との最近接距離Ｌを２．５ｍｍとした。この距離は実施例９と同様である。このとき、現像剤膨張率は２．０、最近接距離上限値（＝（現像剤膨張率−１）×トナー搬送部材の移動距離）は４ｍｍである。
【０２２２】
実施例９〜１１、比較例７に関する各種設定値を下記表３にまとめる。
【０２２３】
【表３】
0005067871.tif 000004
【０２２４】
各実施例、比較例の評価結果は後述する（表４）。
【０２２５】
［評価実験］
前述の各実施例、各比較例について、以下の評価を行った。
【０２２６】
１．評価方法
（１）濃度追従性評価
濃度追従性評価は、画像形成装置を評価環境２５．０℃、５０％Ｒｈにて１日放置して当該環境になじませた後、１００枚印字後に行った。１００枚の印字テストは、画像比率５％の横線の記録画像を連続的に形成して行った。画像評価は、ベタ黒画像を連続３枚出力し、３枚目のベタ黒画像の出力先端と後端の濃度差をＸ−Ｒｉｔｅ製spectordensitometer 500を用いて測定することで行った。印字テスト及び評価画像は単色で出力した。評価基準は次の通りである。
○：ベタ黒画像において、紙先端と紙後端での濃度差が０．２未満
△：ベタ黒画像において、紙先端と紙後端での濃度差が０．２以上、０．３未満
×：ベタ黒画像において、紙先端と紙後端での濃度差が０．３以上
【０２２７】
（２）かぶりの評価
かぶりの評価は、画像形成装置を評価環境２５．０℃、５０％Ｒｈにて１日放置して当該環境になじませた後、１００枚印字毎に１０００枚まで行った。１０００枚の印字テストは、画像比率５％の横線の記録画像を連続的に形成して行った。画像評価は、ベタ白画像（意図するトナー付着の無い画像，非画像部）を１枚毎間欠的に出力し、画像表面を東京電色かぶり測定器ＴＣ−６ＤＳにて測定することで行った。そして、未使用の同一紙を同様に東京電色かぶり測定器ＴＣ−６ＤＳにて測定して、未使用紙の測定値と、５枚目にベタ白画像を出力した紙の測定値に関して上記差分を求めた。評価基準は次の通りである。
○：差分が１．５より小さい
△：差分が１．５以上、３．０未満
×：差分が３．０より大きい
【０２２８】
（３）トナーパッキングの有無
トナーパッキングの評価は、（２）のかぶり評価において終了した画像形成装置を分解し、現像室１５内にトナーのパッキングがあるか否かを調査し、評価した。評価基準は次の通りである。
○：トナーパッキングなし
×：トナーパッキングが発生
【０２２９】
（４）濃度むらの評価
濃度むらの評価は、画像形成装置を評価環境２５．０℃、５０％Ｒｈにて１日放置して当該環境になじませた後、１００枚印字後に行った。１００枚の印字テストは、画像比率５％の横線の記録画像を連続的に形成して行った。画像評価は、ベタ黒画像を出力し、ベタ黒画像の最大値と最小値の濃度差をＸ−Ｒｉｔｅ製spectordensitometer 500を用いて測定することで行った。印字テスト及び評価画像は単色で出力した。評価基準は次の通りである。
○：濃度の最大値と最小値の差が０．２より小さい
△：濃度の最大値と最小値の差が０．２以上、０．３未満
×：濃度の最大値と最小値の差が０．３より大きい
【０２３０】
（５）連続プリントによる濃度評価
連続プリントによる濃度評価は、画像形成装置を評価環境２５．０℃、５０％Ｒｈにて１日放置して当該環境になじませた後、５０００枚印字後に行った。５００枚の印字テストは、画像比率５％の横線の記録画像を連続的に形成して行った。画像評価は、ベタ黒画像を出力し、ベタ黒画像の平均濃度をＸ−Ｒｉｔｅ製spectordensitometer 500を用いて測定することで行った。印字テスト及び評価画像は単色で出力した。評価基準は次の通りである。
○：ベタ黒画像において、耐久を通じて濃度差が０．２未満
△：ベタ黒画像において、耐久を通じて濃度差が０．２以上、０．３未満
×：ベタ黒画像において、耐久を通じて濃度差が０．３以上
【０２３１】
（６）画像均一性の評価
画像均一性の評価は、画像形成装置を評価環境２５．０℃、５０％Ｒｈにて１日放置して当該環境になじませた後、１００枚印字後に行った。１００枚の印字テストは、画像比率５％の横線の記録画像を連続的に形成して行った。画像評価は、中間調画像（濃度狙い値：０．８）を出力し、濃度の最大値と最小値の差をＸ−Ｒｉｔｅ製spectordensitometer 500を用いて測定することで行った。評価基準は次の通りである。
○：濃度の最大値と最小値の差が０．２より小さい
△：濃度の最大値と最小値の差が０．２以上、０．３未満
×：濃度の最大値と最小値の差が０．３より大きい
【０２３２】
以上の評価に従い評価した。
【０２３３】
２．評価結果
各実施例、各比較例についての評価結果を下記表４に示す。
【０２３４】
【表４】
0005067871.tif 000005
【０２３５】
先ず、比較例１と比較することで、本発明の優位性について説明する。
【０２３６】
比較例１は、トナー搬送部材１６を配置してはいるが、トナー搬送部材１６を静止させた状態である。即ち、トナー供給ローラ２０が回転しても、トナー供給ローラ２０の下部にあるトナーは何ら流動しないため、トナー供給ローラ２０の下部にあるトナー層とトナー供給ローラ２０との間には、すぐに空間が発生する。そのため、トナー供給ローラ２０にトナーは供給されず、ベタ画像を出力した場合には紙の後端に向けて濃度が薄くなる、所謂、濃度薄が発生した。加えて、比較例１では、新たなトナーの供給が行われないことから、同じトナーが現像ローラ１７上に残るため、トナー劣化が激しく、かぶりや濃度むらが発生する。
【０２３７】
一方、実施例１では、トナー搬送部材１６の穴部１６ｂからトナーが供給されるため、ベタ画像を出力した場合でも、紙の先端から後端にわたり、所望の濃度を得ることが可能となる。
【０２３８】
次に、実施例１〜５と比較例２〜６とを比較することによって、本発明の優位性について説明する。
【０２３９】
比較例２は、実施例１からトナー搬送部材１６とトナー供給ローラ２０との最近接距離Ｌを大きくしたものである。即ち、トナー搬送部材１６がトナー供給ローラ２０から遠いため、トナー搬送部材１６がトナー供給ローラ２０から遠ざかる時にトナーが穴部１６ｂから湧き出しても、その付勢力がトナー供給ローラ２０に届かない。そのため、トナー供給ローラ２０とトナー層との間に空間が発生した。その結果、トナー供給ローラ２０にトナーは供給されず、ベタ画像を出力した場合には紙の後端に向けて濃度が薄くなる、所謂、濃度薄が発生した。
【０２４０】
一方、実施例１では、トナー搬送部材１６とトナー供給ローラ２０との最近接距離Ｌが適切である。そのため、トナー搬送部材１６がトナー供給ローラ２０から遠ざかる時にトナーが穴部１６ｂから湧き出したトナーが有効に働き、トナー搬送部材１６の上方のトナーを押し上げる。そして、拡散したトナーがトナー供給ローラ２０に付着し、トナー供給ローラ２０に充分にトナーを供給することが可能となる。
【０２４１】
又、実施例２及び３は、実施例１からトナーを変更して現像剤膨張率を変更したものである。現像剤膨張率が変わってもトナー搬送部材１６の最近接距離Ｌを適切にすれば、実施例１と同様の効果が得られることが分かる。
【０２４２】
更に、実施例４及び５は、実施例１からトナー搬送部材１６の移動距離を減らしたものである。トナー搬送部材１６の移動距離を減らしても、トナー搬送部材１６の距離Ｌを適切にすれば、実施例１と同様の効果が得られることが分かる。
【０２４３】
これに対し、比較例３〜６は比較例２と同様にトナー搬送部材１６がトナー供給ローラ２０から遠い。そのため、トナー搬送部材１６がトナー供給ローラ２０から遠ざかる時にトナーが穴部１６ｂから湧き出してもその付勢力がトナー供給ローラ２０に届かず、トナー供給ローラ２０とトナー層との間に空間が発生した。その結果、トナー供給ローラ２０にトナーは供給されず、ベタ画像を出力した場合には紙の後端に向けて濃度が薄くなる、所謂、濃度薄が発生した。
【０２４４】
次に、実施例６〜８について説明する。
【０２４５】
実施例６〜８は、第２の実施形態に従い、実施例１〜３に対して、トナーの混合性、対パッキング性を向上させたものである。即ち、第１の実施形態では、トナー貯留槽１９の下方へと一方向にトナー搬送部材１６を動かす。そのため、トナー貯留槽１９の底の角部のトナーの流れが少なくなり、トナーのパッキングが生じ易かった。そして、一度パッキングしたトナーなどが、崩れたときにトナーに混ざり、現像ローラ１７上にコートされると、凝集したトナーは電荷が付与され難くなり、微少なかぶりが発生する一因になることがある。又、トナーが凝集したまま現像に供されると、その部分の濃度はわずかに濃くなり、濃度むらをわずかに発生させ一因になることがある。
【０２４６】
実施例６〜８では、トナーが十分に混合されると同時に、トナーの攪拌性も向上するため、トナーパッキングも生じない。その結果、かぶりや濃度むらが発生し難い。
【０２４７】
次に、実施例９〜１１について説明する。
【０２４８】
実施例９〜１１は、第３の実施形態に従い、実施例６〜８に対して、トナーを供給する面積を増やし、トナー供給量を増加させると共に、カートリッジ内全体でトナーを混合するようにしたものである。
【０２４９】
実施例９〜１１では、複数の穴部１６ｂを設けることで、穴部１６ｂからトナー供給ローラ２０へトナーを付着させる領域が増加し、均一にトナー供給ローラ２０へトナーを付着させることが可能となった。その結果、現像ローラ１７上にコーティングされるトナー層が均一となるため、出力された紙の面内における画像の均一性が向上した。
【０２５０】
又、トナー貯留槽１９内の古いトナーとトナー収容室１８内の新しいトナーとを積極的に混合することが可能である。そのため、一度使用したトナーを連続して使用しないようにすることで、トナーの帯電性低下を防止し、連続プリントによる濃度低下を防止することが可能となった。
【０２５１】
比較例７は、実施例９からトナー搬送部材１６の穴部１６ｂを塞いだものである。比較例７では、穴部１６ｂがないため、トナー供給ローラ２０へトナーを供給することができず、トナー搬送部材１６上のトナー層とトナー供給ローラ２０との間に空間が発生した。その結果、トナー供給ローラ２０にトナーが供給されず、ベタ画像を出力した場合には紙の後端に向けて濃度が薄くなる、所謂、濃度薄が発生した。
【０２５２】
又、穴部１６ｂがないことでトナーの混合性・攪拌性は低下し、かぶりや濃度むらが発生した。特に、トナー搬送部材１６とトナー貯留槽１９の底部との間のトナーは圧力がかけられるために、パッキングが発生し易い状態であった。
【０２５３】
以上説明したように、現像剤供給部材上の点から重力方向に降ろした線上における空孔１６ｂの移動幅を空孔移動距離とする。又、振動後のトナーの嵩密度を動的嵩密度とし、振動させた後にその変化が無視できるようになるまで（典型的には１日）静置した後のトナーの嵩密度を静的嵩密度とする。この時、本発明によれば、現像剤膨張率を、次式、現像剤膨張率＝静的嵩密度／動的嵩密度で表す場合にトナー供給ローラ２０の表面と、空孔１６ｂが形成する平面との最近接距離Ｌは、次式、０＜Ｌ＜（現像剤膨張率−１）×空孔移動距離の関係を満たす。
【０２５４】
これにより、トナーに過大なストレスをかけることなく、トナー供給ローラ２０の下方からトナー供給ローラ２０の表面にトナーを供給することでトナーの劣化を防止し、ベタ濃度変化の少ない高品質な画像形成を行うことが可能となる。又、本発明によれば、トナー供給ローラ２０の下方からトナーを供給する構成において、画像濃度追従性を向上させることにより、高品質な画像形成を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０２５５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概略断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るプロセスカートリッジの概略断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるトナー貯留槽及びトナー搬送部材を示す模式図である。
【図４】トナー搬送部材の他の例を示す正面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態におけるトナー搬送部材によるトナー供給ローラへのトナー供給過程を説明するためのトナー貯留槽の近傍の概略断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態におけるトナー搬送部材によるトナー供給ローラへのトナー供給過程を説明するためのトナー貯留槽の近傍の概略断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態におけるトナー搬送部材によるトナー供給ローラへのトナー供給過程を説明するためのトナー貯留槽の近傍の概略断面図である。
【図８】トナー搬送部材のトナー供給ローラに対する最近接距離を説明するための説明図である。
【図９】トナー搬送部材のトナー供給ローラに対する最近接距離を説明するための説明図である。
【図１０】トナー搬送部材のトナー供給ローラに対する最近接距離を説明するための説明図である。
【図１１】嵩密度の測定方法を説明するための説明図である。
【図１２】容器内のトナー上面の高さの変化を説明するためのグラフ図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係るプロセスカートリッジの概略断面図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態におけるトナー搬送部材を示す正面図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態におけるトナー搬送部材によるトナー供給ローラへのトナー供給過程を説明するためのトナー貯留槽の近傍の概略断面図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態におけるトナー搬送部材によるトナー供給ローラへのトナー供給過程を説明するためのトナー貯留槽の近傍の概略断面図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態におけるトナー搬送部材によるトナー供給ローラへのトナー供給過程を説明するためのトナー貯留槽の近傍の概略断面図である。
【図１８】本発明の第２の実施形態におけるトナー搬送部材によるトナーの動きを説明するための説明図である。
【図１９】本発明の第２の実施形態におけるトナー搬送部材によるトナーの動きを説明するための説明図である。
【図２０】本発明の第２の実施形態におけるトナー搬送部材によるトナーの動きを説明するための説明図である。
【図２１】本発明の第２の実施形態におけるトナー搬送部材によるトナーの動きを説明するための説明図である。
【図２２】本発明の第２の実施形態におけるトナー搬送部材によるトナーの動きを説明するための説明図である。
【図２３】トナー搬送部材のトナー供給ローラに対する最近接距離を説明するための説明図である。
【図２４】トナー搬送部材のトナー供給ローラに対する最近接距離を説明するための説明図である。
【図２５】本発明の第３の実施形態に係るプロセスカートリッジの概略断面図である。
【図２６】本発明の第３の実施形態におけるトナー搬送部材を示す正面図である。
【図２７】本発明の第３の実施形態におけるトナー搬送部材によるトナーの動きを説明するための説明図である。
【図２８】本発明の第３の実施形態におけるトナー搬送部材によるトナーの動きを説明するための説明図である。
【図２９】本発明の第３の実施形態におけるトナー搬送部材によるトナーの動きを説明するための説明図である。
【符号の説明】
【０２５６】
１          感光体ドラム
４          現像ユニット
７          プロセスカートリッジ
１５        現像室
１６        トナー搬送部材
１７        現像ローラ
１８        トナー収容室
１９        トナー貯留槽
２０        トナー供給ローラ
２３        隔壁
２４        トナー通路
２６        支持軸
４２        第１基準点（トナー搬送部材）
４３        第２基準点（最近接）
４４        第３基準点（最遠部）
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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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