(57)【要約】【課題】トナー収容部のトナーを撹拌部材の軸方向に均一に搬送することができる現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】撹拌部材５６は、軸部８１に片持ち支持された可撓性を有するシート体８２を備え、シート体８２は軸部８１の軸線方向に延びた開放端８２ａとトナーを保持する平面部８２ｂとを備える。トナー収容部５９は、開放端８２ａが当接可能である第１仕切り部材６１と、正弦波形状の一対の凹凸部７１、７２が形成された上面壁５１ｂとを有し、一対の凹凸部７１、７２は軸線方向に互い平行に山部７１ａ、７２ａと谷部７１ｂ、７２ｂを繰り返した形状を有し、前記各凹凸部７１、７２の位相が互いに異なる。【選択図】図２
2009003185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー収容部と、像担持体にトナーを供給するトナー供給部と、前記トナー収容部から前記トナー供給部にトナーが移動する通路部と、前記トナー収容部内で回転自在な回転軸に支持されトナーを撹拌する撹拌部材とを備える現像装置において、
前記撹拌部材は前記回転軸に片持ち支持された可撓性を有するシート体を備え、前記シート体は回転軸方向に延びた開放端とトナーを矜持する平面部とを備え、
前記トナー収容部は、前記開放端が当接可能である側面壁と、一対の凹凸部が形成された上面壁とを有し、前記一対の凹凸部は回転軸方向に互い平行に凹部と凸部を繰り返した形状を有し前記各凹凸部の位相が互いに異なり、
前記シート体が回転して、前記開放端が前記側面壁に当接すると、前記シート体は前記平面部でトナーを矜持するとともに撓み、前記開放端が前記側面壁から離間すると、前記シート体はトナーを前記上面壁に向かって跳ね上げ前記一対の凹凸部にトナーを衝突させることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記一対の凹凸部は、互いに同じ正弦波形状であ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】
前記一対の凹凸部は、互いに複数の三角柱体が軸線方向に並び、該三角柱体の１つの斜面部が互いに軸線方向の逆方向を向くように形成され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】
前記平面部は、前記開放端から前記回転軸側に向けたスリットが形成されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
前記平面部は、開口が形成されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
前記側面壁は前記トナー供給部と前記トナー収容部とを分離する仕切り部により形成され、前記開放端は前記仕切り部に当接することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれかに記載の現像装置が搭載された画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーを撹拌、搬送する現像装置及び現像装置を有する複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタや複写機等の電子写真方式の画像形成を行う画像形成装置では、画像光の照射によって表面に静電潜像を形成する感光体に対向して現像装置を配置し、この現像装置の現像ローラから感光体表面にトナーを供給することによって、静電潜像をトナー像に可視像化する。したがって、現像装置は常に所定量以上のトナーを収納しておく必要があり、現像ローラに対してトナーを供給するトナー収容部が備えられている。トナー収容部内にはトナー撹拌部材を回転自在に備えている。トナー撹拌部材は、回転によってトナー収容部内のトナーを撹拌混合してトナーの凝集固化を防止し、現像ローラにトナーを供給する。
【０００３】
このため、トナー撹拌部材は、通常、回転軸、回転軸の周面から半径方向に延出した回転羽根である支持体、及び、支持体の先端に片持ち支持されたトナー搬送シートからなる。トナー撹拌部材が回転にすることにより、支持体がトナー収容部内のトナーを撹拌するとともに、トナー搬送シートがトナー収容部の内壁に沿ってトナーを掻き上げ、現像ローラに供給する。
【０００４】
しかしながら、上述の現像装置では、トナー収容部内のトナーを撹拌する機能を有する支持体が金属又は樹脂等の硬質素材によって形成されているために殆ど弾性的な撓み変形を生じることがなく、回転軸からの支持体の延出長さを半径とする円内に位置するトナーのみしか撹拌時に搬送させることができない。トナー収容部内のトナー量が減少すると、支持体によってトナーを十分に撹拌、搬送させることができなくなくなるという問題がある。
【０００５】
そこで、特許文献１では、トナー撹拌部材は、回転軸の周面における２個所に梯子型の支持体を半径方向に延出して一体的に形成し、この支持体の先端部に可撓性を有するシート体の回転方向搬送部材及び軸方向搬送部材を回転軸の半径方向に直交する方向に延出する状態で片持ち支持して構成されている。回転方向搬送部材は、回転軸の軸方向における全長にわたって１枚の矩形を呈する平板状に形成されており、その開放端はトナー収容部の内壁に当接して撓むようになっている。軸方向搬送部材は、回転軸の軸方向の全長にわたって１枚の平板を６分割して形成されており、その開放端は山部と谷部とからなるＶ字型を繰り返した形状を呈し、トナー収容部の内壁に当接して撓むようになっている。
【０００６】
トナー撹拌部材が回転にすることにより、回転方向搬送部材は、開放端においてトナー収容部の内壁に当接することによって、弾性変形し、開放端がトナー収容部の内壁を掻き上げる状態で、トナー収容部内のトナーを内壁との間に挟むようにして、回転方向に搬送する。また、軸方向搬送部材は、開放端の山部近傍において選択的にトナー収容部の内壁に当接することによって、捩じれた形状に弾性変形し、トナー収容部内のトナーを開放端の山部から谷部に向かう方向、即ち、軸方向に搬送する。
【０００７】
このようにして、トナー撹拌部材は、支持体によってトナー収容部内のトナーを撹拌する機能、回転方向搬送部材によってトナー収容部内のトナーを回転方向に搬送させる機能、及び、軸方向搬送部材によってトナー収容部内のトナーを軸方向に搬送させる機能を実現している。
【０００８】
しかしながら、上述した従来技術では、軸方向搬送部材がトナー収容部内のトナーを軸方向に搬送させるために、トナーがＶ字型形状の山部から谷部に向かう方向に移動した状態で、トナー撹拌部材が回転させられトナーを搬送している。そうすると、トナー収容部内では、トナーは谷部から搬送される部分に積み重ねられる。この軸方向の搬送を繰り返すと、谷部から搬送される部分ではトナーが高く堆積するが、トナー収容部内の山部に相当する部分では、トナーは堆積されることがなく、トナー堆積面の高さが軸方向に一様にならない。この状態で、トナー収容部のトナーの残量を検知すると、そのトナー残量検知センサが配される位置によって、トナー堆積面の高さが異なることになり、正確なトナー残量を検知することができないという問題があった。
【特許文献１】特開２００２−１５６８１９号公報（段落［００３７］−［００４４］、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、トナー収容部のトナーを撹拌部材の軸方向に均一に搬送することができる現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【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本発明は、トナー収容部と、像担持体にトナーを供給するトナー供給部と、前記トナー収容部から前記トナー供給部にトナーが移動する通路部と、前記トナー収容部内で回転自在な回転軸に支持されトナーを撹拌する撹拌部材とを備える現像装置において、前記撹拌部材は前記回転軸に片持ち支持された可撓性を有するシート体を備え、前記シート体は回転軸方向に延びた開放端とトナーを矜持する平面部とを備え、前記トナー収容部は、前記開放端が当接可能である側面壁と、一対の凹凸部が形成された上面壁とを有し、前記一対の凹凸部は回転軸方向に互い平行に凹部と凸部を繰り返した形状を有し前記各凹凸部の位相が互いに異なり、前記シート体が回転して、前記開放端が前記側面壁に当接すると、前記シート体は前記平面部でトナーを矜持するとともに撓み、前記開放端が前記側面壁から離間すると、前記シート体はトナーを前記上面壁に向かって跳ね上げ前記一対の凹凸部にトナーを衝突させることを特徴としている。
【００１１】
この構成によれば、一対の位相の異なる凹凸部に衝突したトナーが軸線方向に拡散し、トナー収容部内で落下する。
【００１２】
また、本発明は、上記の構成の現像装置において、前記一対の凹凸部は、互いに同じ正弦波形状であることを特徴としている。この構成によれば、正弦波形状の斜面部に衝突したトナーは、軸線方向に拡散する。
【００１３】
また、本発明は、上記の構成の現像装置において、前記一対の凹凸部は、互いに複数の三角柱体が軸線方向に並び、該三角柱体の１つの斜面部が互いに軸線方向の逆方向を向くように形成されることを特徴としている。この構成によれば、三角柱体の斜面部に衝突したトナーは、軸線方向に拡散する。
【００１４】
また、本発明は、上記の構成の現像装置において、前記平面部は、前記開放端から前記回転軸側に向けたスリットが形成されることを特徴としている。この構成によれば、部材の製作誤差、また組立上のズレ等により、解放端が側面壁に傾斜して当接するとしても、各スリット間の解放端が互いに側面壁に当接し、各スリット間の平面部上に担持されたトナーが上壁に向けて、略真上に跳ね上げられる。
【００１５】
また、本発明は、上記の構成の現像装置において、前記平面部は、開口が形成されることを特徴としている。この構成によれば、平面部上に担持するトナー量が制限される。
【００１６】
また、本発明は、上記の構成の現像装置において、前記側面壁は前記トナー供給部と前記トナー収容部とを分離する仕切り部により形成され、前記開放端は前記仕切り部に当接することを特徴としている。この構成によれば、開放端が仕切り部に当接すると、シート体は平面部でトナーを矜持するとともに撓む。
【００１７】
また、本発明は、上記の構成の現像装置が搭載された画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載の発明によれば、一対の位相の異なる凹凸部に衝突したトナーが軸線方向に拡散し、トナー収容部内で落下すると、トナー堆積面の高さが均一になる。均一なトナー堆積面の高さに基づいて、トナー収容部内のトナーの残量を検知するので、正確なトナー残量を検知することができる。
【００１９】
また、請求項２に記載の発明によれば、正弦波形状の斜面部に衝突したトナーは、軸線方向に拡散し、トナー収容部内で落下すると、トナー堆積面の高さが均一になる。均一なトナー堆積面の高さに基づいて、トナー収容部内のトナーの残量を検知するので、正確なトナー残量を検知することができる。
【００２０】
また、請求項３に記載の発明によれば、三角柱体の斜面部に衝突したトナーは、軸線方向に拡散し、トナー収容部内で落下すると、トナー堆積面の高さが均一になる。均一なトナー堆積面の高さに基づいて、トナー収容部内のトナーの残量を検知するので、正確なトナー残量を検知することができる。
【００２１】
また、請求項４に記載の発明によれば、部材の製作誤差、また組立上のズレ等により、解放端が側面壁に傾斜して当接するとしても、各スリット間の解放端が互いに側面壁に当接し、各スリット間の平面部上に担持されたトナーが上壁に向けて、略真上に跳ね上げられるので、一対の凹凸部に衝突したトナーが軸線方向にムラなく拡散される。
【００２２】
また、請求項５に記載の発明によれば、平面部上に担持するトナー量が制限されので、制限されたトナーを上面壁に向かって跳ね上げ、一対の凹凸部にトナーを衝突させるので、その開口の大きさに応じて、搬送するトナー量を調整することができる。
【００２３】
また、請求項６に記載の発明によれば、開放端が仕切り部に当接すると、シート体は平面部でトナーを矜持するとともに撓むので、シート体は矜持したトナーを上面壁に向かって跳ね上げ一対の凹凸部にトナーを衝突させる。衝突したトナーは軸線方向に拡散し、トナー収容部内で落下すると、トナー堆積面の高さが均一になる。
【００２４】
また、請求項７に記載の発明によると、上記記載の現像装置を備えるようにすれば、トナー収容部のトナーを撹拌部材の軸方向に均一に搬送する画像形成装置にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。本発明の実施形態は発明の最も好ましい形態を示すものであり、また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。
【００２６】
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を説明するための模式断面図である。
【００２７】
画像形成装置１は、画像形成部１０、トナー補給装置２０、中間転写部２４、給紙部３０、用紙搬送部３５、２次転写部４５及び定着装置４７等から構成される。
【００２８】
画像形成部１０は、ロータリー式現像ユニット２、感光体ドラム１１、帯電ローラ１２、ドラムクリーニング装置１３及びレーザユニット１４等を備える。
【００２９】
感光体ドラム１１は、像担持体として表面に静電潜像が形成されるものであり、画像形成装置１のほぼ中央で回転駆動される（回転方向を矢印で図示）。その回転軸（不図示）は、図１の紙面に対して垂直に延びて設けられる。又、感光体ドラム１１は、アモルファスシリコンやＯＰＣ感光体等の感光層を有するように形成される。
【００３０】
帯電ローラ１２は、感光体ドラム１１の上部に設けられる。又、帯電ローラ１２は、感光体ドラム１１の表面を一様に帯電させるため、感光体ドラム１１と接しており、回転可能に支持される。帯電ローラ１２の上部には、帯電ローラ１２に付着している付着物をクリーニングするクリーナー１２ａが設けられる。
【００３１】
ドラムクリーニング装置１３は、図１における感光体ドラム１１の右側方に設けられていて、感光体ドラム１１の表面に残留したトナー（現像剤）や付着物を清掃するためのものである。
【００３２】
ロータリー式現像ユニット２は、感光体ドラム１１に形成された静電潜像を各色のトナーによって現像するためのものであり、図１における感光体ドラム１１の左側方に隣接して設けられる。又、ロータリー式現像ユニット２は、ロータリーラック１５と、ロータリーラック１５に支持された４つの現像装置１６Ｂ（ブラック）、１６Ｙ（イエロー）、１６Ｃ（シアン）、１６Ｍ（マゼンタ）とを有し、回転軸１５ａを中心として回転自在な円筒形状である。回転軸１５ａは、ロータリーラック１５の中心を通り、その軸線方向は、感光体ドラム１１の回転軸の軸線方向と平行である。
【００３３】
ロータリーラック１５は、回転軸１５ａの中心から放射状に延びる仕切り枠１５ｂによって円周方向に４等分された４つの区画を有している。各区画には、ブラック、イエロー、シアン及びマゼンタの４つのトナー色に対応した現像装置１６Ｂ、１６Ｙ、１６Ｃ、１６Ｍが配置され、各現像装置１６Ｂ、１６Ｙ、１６Ｃ、１６Ｍは、それぞれ同様の構成である。そして、ロータリー式現像ユニット２が回転すると、各現像装置１６Ｂ、１６Ｙ、１６Ｃ、１６Ｍの現像ローラ５３が、感光体ドラム１１に所定の隙間を有しつつ対向する。尚、ロータリーラック１５及び各現像装置１６Ｂ、１６Ｙ、１６Ｃ、１６Ｍの詳細な構成については、後述する。
【００３４】
レーザユニット１４は、外部のコンピュータ等からの画像情報に基づいて、感光体ドラム１１を走査露光するためのものであり、ロータリー式現像ユニット２の上方に設けられる。レーザユニット１４にレーザ光１４Ｌを出力させるためのデータは、画像情報を受け付けるデータ処理部１７により作成される。そして、レーザユニット１４からはレーザ光１４Ｌが、発射される。そして、レーザ光１４Ｌの光路上には反射ミラー１８が設けられ、レーザ光１４Ｌはこの反射ミラー１８により感光体ドラム１１の表面に照射される（２点鎖線にてレーザ光１４Ｌを図示）。尚、レーザユニット１４は、その内部の構成として、レーザ光源、ポリゴンミラー及びポリゴンミラー駆動用モータ等を有している（不図示）。
【００３５】
トナー補給装置２０は、トナー収納容器２１及びトナー補給部材２２等から構成される。トナー収納容器２１は、感光体ドラム１１及び中間転写ベルト２５の上方に設けられ、各色のトナーに対応して、図１の紙面垂直方向に並べて４つ配置されている。各トナー収納容器２１はロータリー式現像ユニット２の各現像装置１６Ｂ、１６Ｙ、１６Ｃ、１６Ｍに対して補給するトナーを収納する部分である。即ち、各トナー収納容器２１は、それぞれ、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタのいずれかの色のトナーを収容する。尚、トナー収納容器２１は、図１では、１つのトナー収納容器２１以外は不可視となっている。
【００３６】
トナー補給部材２２は、感光体ドラム１１の上方において、レーザユニット１４とトナー収納容器２１との間のスペースに配置されていて、上下動可能に構成され、各色に対応して４本設けられる。各トナー補給部材２２は、対応するトナー収納容器２１とパイプやホース等で接続され、トナー収納容器２１に収容された各色のトナーを対応する各現像装置１６Ｂ、１６Ｙ、１６Ｃ、１６Ｍに供給する。
【００３７】
中間転写部２４は、感光体ドラム１１に形成された各色のトナー像が順次転写される中間転写ベルト２５と、中間転写ベルト２５を張架し回転駆動させるための駆動ローラ２６と、テンションローラ２７と、感光体ドラム１１と中間転写ベルト２５を介して対向する１次転写ローラ２８と、１次転写ローラ２８の近傍であって駆動ローラ２６と１次転写ローラ２８との間に設けられた従動ローラ２８ａと、中間転写ベルト２５を清掃するためのベルトクリーニング装置２９等から構成されている。各ローラに張架された中間転写ベルト２５は、回転して感光体ドラム１１と１次転写ローラ２８のニップを通過し、各色のトナー像が重ねて１次転写され、この重ねられたトナー像は後に２次転写部４５で用紙Ｐに転写される。
【００３８】
給紙部３０は、給紙カセット３１、手差しトレイ３２等から構成される。画像形成装置１の底部には、用紙Ｐが載置される載置板３１ａを有する給紙カセット３１が設けられる。又、給紙部３０は、載置板３１ａ上の用紙Ｐを１枚ずつ用紙搬送路に送り出すために給紙カセット３１の右上部にピックアップローラ３３と、ピックアップローラ３３の右方に重送防止ローラ対３４を有する。更に、装置右側面には、別途給紙できるように手差しトレイ３２が設けられる。そして、手差しトレイ３２にも用紙Ｐを１枚ずつ用紙搬送路に送り出すためのピックアップローラ３３が設けられる。
【００３９】
用紙搬送部３５は、画像形成装置１内で用紙Ｐを搬送するためのものである。用紙搬送部３５は、給紙部３０から後述する２次転写ローラ４６に至る第１搬送路３６と、２次転写ローラ４６から定着装置４７を経て画像形成済みの用紙Ｐを排出するための用紙排出口４２に至る第２搬送路３７と、定着装置４７よりもシート搬送方向下流側における第２搬送路３７の途中から第１搬送路３６の途中をつなぐように設けられる反転搬送路３８等から構成される。第２搬送路３７の最後端には、排出された用紙Ｐを受け止めるための排出トレイ４３が設けられる。尚、用紙搬送方向は、矢印で図示している。
【００４０】
湾曲部３９が、給紙カセット３１から送り出された用紙Ｐの搬送方向を逆にするため第１搬送路３６に設けられる。又、湾曲部３９上部では、手差しトレイ３２からの搬送路が合流する。２次転写ローラ４６の手前には、用紙Ｐの搬送タイミングを制御するためのレジストローラ対４０が配置される。これら要素が設けられる搬送路には、搬送ローラ対４１が複数設けられ、又、用紙Ｐを案内するガイド板（不図示）も適宜設けられる。
【００４１】
２次転写部４５は、２次転写ローラ４６及び駆動ローラ２６から構成される。２次転写ローラ４６は、中間転写ベルト２５に転写されたトナー像を、２次転写ローラ４６と中間転写ベルト２５の間に挟まれるように搬送される用紙Ｐに転写するためのものである。そのため、２次転写ローラ４６は、駆動ローラ２６と中間転写ベルト２５を介してニップを形成するように、回転可能かつ中間転写ベルト２５と接離自在に支持される。又、この２次転写ローラ４６には、電圧印加手段（不図示）によって、所定のタイミングで用紙Ｐにトナーが転写されるようにするための電圧が印加される。
【００４２】
定着装置４７は、用紙Ｐに転写されたトナーを溶融定着させるためのものであり、第２搬送路３７の途中であって、ロータリー式現像ユニット２の下方に設けられる。この定着装置４７は、ヒータを内蔵する加熱ローラ４８とこれに圧接する加圧ローラ４９とを有し、両ローラ間に用紙Ｐを挟持して搬送する。トナーは加熱・加圧され用紙Ｐに定着する。
【００４３】
次に、画像形成動作について説明する。この画像形成装置１は、入力された画像データに基づき、以下のように画像形成動作を実行する。
【００４４】
まず、帯電ローラ１２により感光体ドラム１１が帯電される。この感光体ドラム１１に対して、画像データが入力されたデータ処理部１７からのデータに従い、レーザユニット１４が感光体ドラム１１の表面の走査露光を行い、感光体ドラム１１には静電潜像が形成される。次に、ロータリー式現像ユニット２が図１中の反時計方向に回転され、対応する色の現像装置１６のいずれかが感光体ドラム１１に対向する。この状態で、感光体ドラム１１の静電潜像が対応する色のトナー供給によって現像される。現像されたトナー像は、中間転写ベルト２５に転写される。感光体ドラム１１上に転写後に残留したトナー等は、ドラムクリーニング装置１３により清掃される。以上の動作を各色順次繰り返し、中間転写ベルト２５上にはフルカラーのトナー像が形成される。
【００４５】
一方で、給紙部３０において、給紙カセット３１又は手差しトレイ３２から１枚の用紙Ｐがピックアップローラ３３により取り出され、レジストローラ対４０まで搬送される。その後、用紙Ｐは、レジストローラ対４０から中間転写ベルト２５上のトナー像にタイミングを合わせて搬送され、２次転写部４５に案内される。２次転写ローラ４６は、中間転写ベルト２５に当接しつつ所定の電圧が印加され、中間転写ベルト２５上のトナー像が用紙Ｐに転写される。この用紙Ｐは第２搬送路３７により定着装置４７に案内され、この定着装置４７により用紙Ｐにトナー像が定着する。定着された用紙Ｐが分岐爪４４を経て、用紙排出口４２から排出トレイ４３に排出される。
【００４６】
（第１実施形態）
次に、ロータリー式現像ユニット２に支持される各現像装置１６Ｂ、１６Ｙ、１６Ｃ、１６Ｍについて、図２を参照しつつ説明する。ここで、各現像装置１６Ｂ、１６Ｙ、１６Ｃ、１６Ｍの有する構成は同様であるから、以下の説明及び図面の符号については、特に示さない限り、Ｂ、Ｙ、Ｃ、Ｍの符号を省略し現像装置１６と統一して説明する。従って以下の説明は、特に説明がない限り現像装置１６Ｂ、１６Ｙ、１６Ｃ、１６Ｍに共通して適用される。
【００４７】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る現像装置１６の概略構成を示す断面図である。尚、図２における現像装置１６は、その現像ローラ５３が感光体ドラム１１と対向する現像位置にある状態を示している。
【００４８】
現像装置１６は、枠体５１、仕切り部材５２、現像ローラ５３、供給ローラ５４、規制部材５５及び撹拌部材５６等により構成される。
【００４９】
枠体５１は、現像装置１６の底部である、図２に示す下方の下壁５１ａ、上方の上壁５１ｂ及び左側方の側壁５１ｃ等で現像装置１６の外殻を構成するものである。この内部には、現像ローラ５３、供給ローラ５４、規制部材５５及び撹拌部材５６が備え付けられ、トナー供給部５８及びトナー収容部５９がトナーを収容している。トナー収容部５９の上壁５１ｂには、後述する一対の凹凸部７１、７２が形成される。
【００５０】
仕切り部材５２は、例えば金属や樹脂の板状部材により形成され、トナー供給部５８とトナー収容部５９とを分離し、第１仕切り部材６１と第２仕切り部材６２から構成される。  
【００５１】
第１仕切り部材６１は、現像ローラ５３、供給ローラ５４と近接する下壁５１ａから対向する上壁５１ｂに向けて設けられ（図２において下方から上方）、トナー収容部５９の側壁を形成する。
【００５２】
第２仕切り部材６２は、第１仕切り部材６１よりもトナー供給部５８側に第１仕切り部材６１と対向するように上壁５１ｂから第１仕切り部材６１に向かう方向（図２において、上方から下方）に設けられる。第１仕切り部材６１と第２仕切り部材６２の対向する部分は、トナーがトナー収容部５９からトナー供給部５８に移動するための通路部６４となっている。
【００５３】
トナー収容部５９は、第１仕切り部材６１、下壁５１ａ、上壁５１ｂ及び側壁５１ｃで囲まれる部分であり、撹拌部材５６が配される。トナー供給部５８は、第２仕切り部材６２、下壁５１ａ、上壁５１ｂ規制部材５５で囲まれる部分であり、現像ローラ５３及び供給ローラ５４等が配され、感光体ドラム１１にトナーを供給する。
【００５４】
現像ローラ５３は、一部が枠体５１から露出し、感光体ドラム１１（図２において一部を破線で図示）に一定の隙間を有しつつ、対向配置され、軸線５３ｂを中心に回転すると、感光体ドラム１１に対しトナーを供給する。尚、現像ローラ５３と枠体５１の間には、トナーの漏れ出し防止のためシール部材５３ａが設けられる。
【００５５】
供給ローラ５４は、現像ローラ５３にトナーを供給するため、現像ローラ５３と仕切り部材５２の間に現像ローラ５３に接するように設けられる。供給ローラ５４は回転可能で、かつ供給ローラ５４の軸線５４ｂと現像ローラ５３の軸線５３ｂは平行になるように支持される。又、供給ローラ５４は、ギア、モータ等から構成される駆動機構（不図示）により、現像ローラ５３と同方向に回転される（図２の時計方向）。そして、供給ローラ５４は、現像ローラ５３との接触部分において、図２の上方の接触部分（規制部材５５の近傍）では、現像ローラ５３にトナーを供給し、図２の下方の接触部分（下壁５１ａの近傍）では、現像に使用されなかったトナーを掻き取るという機能を果たす。
【００５６】
規制部材５５は、現像ローラ５３に当接し、現像ローラ５３が回転して、現像ローラ５３上にトナーの薄層を形成するためのものであり、更に、摩擦によりトナーを帯電させる機能も有する。規制部材５５は、軸線５３ｂ方向に延在するフィルム状、又はブレード状に形成され、一端部が現像ローラ５３に当接して、他端部が支持部材６６に固定保持される。
【００５７】
撹拌部材５６は、供給ローラ５４、現像ローラ５３と軸線が平行かつ並列して設けられ、トナー収容部５９内のトナーを撹拌して、軸線方向に搬送するためのものであり、回転軸としての軸部８１及びシート体８２等により構成される。
【００５８】
軸部８１は、トナー収容部５９内を架け渡されるようにして設けられ、回転可能に支持される。図２に示すように、軸部８１は、断面がＴ字状であり、その軸線方向の端部がギア、モータ（不図示）と接続され回転される。
【００５９】
シート体８２は、ＰＥＴのような可撓性を有する樹脂で構成され、軸部８１の軸線方向における全長にわたって矩形を呈する平板状に形成される。その一端が軸部８１に片持ち支持され、その開放端８２ａが軸部８１の軸線方向に平行な開放端にされている。シート体８２は、トナー収容部５９における軸部８１の軸支位置とトナー収容部５９の第１仕切り部材６１との間の最大距離を越える範囲に開放端８２ａが位置する長さにされている。このため、撹拌部材５６が図２上で反時計方向に回転すると、開放端８２ａが第１仕切り部材６１に当接するが、シート体８２が弾力性を有する可撓性の平板によって構成されていることにより、平面部８２ｂが弓なりに撓みながら、開放端８２ａが第１仕切り部材６１に当接し、トナーがその平面部８２ｂ上に担持される。撹拌部材５６がさらに回転し、開放端８２ａが第１仕切り部材６１から離間すると、シート体８２は、その弾性により、弓なりに曲がった形状から平坦形状に変形して、平面部８２ｂ上に担持されたトナーを上壁５１ｂに向けて跳ね上げる。
【００６０】
一対の凹凸部７１、７２は、トナー収容部５９の上壁５１ｂに軸線方向に平行に並べて形成される。図３に一対の凹凸部７１、７２の構成を示す。図３は、一対の凹凸部７１、７２を図２において下方から示す構成であり、図３上の上方に撹拌部材５６が配置され、図３上の左右方向が撹拌部材５６の軸線方向である。尚、一対の凹凸部７１、７２の表面形状には波状のハッチングを施している。
【００６１】
図３に示すように、第１凹凸部７１は、山部７１ａと谷部７１ｂを有する正弦波形状を繰り返すものである。第２凹凸部７２は、第１の凹凸部７１と同じ正弦波形状を繰り返すものであるが、第１の凹凸部７１とは、山部７１ａと山部７２ａの位相Ｐが軸線方向に１／４周期だけずれている。従って、軸線方向の略同じ位置からシート体８２により跳ね上げられたトナーＴ１、Ｔ２は、第１凹凸部７１の斜面部７１ｃに衝突すると、図３上の右側に飛翔し、一方、第２凹凸部７２の斜面部７２ｃに衝突すると、図３上の左側に飛翔する。
【００６２】
また、現像装置１６は、トナー残量検知部を備える。図４はトナー残量検知部を示す斜視図である。尚、図４は、現像装置１６の上壁５１ｂを省いたトナー収容部５９を示す図である。
【００６３】
図４に示すように、トナー残量検知部は、発光部５ａ、受光部５ｂを備えるセンサ部、入射側及び出射側光路部材７ａ、７ｂ、清掃部材８及び基台６等で構成され、トナー補給装置２０（図１参照）から現像装置１６内にトナー補給するときの制御を行うために、トナー収容部５９内のトナーの残量を検知するものである。
【００６４】
入射側及び出射側光路部材７ａ、７ｂは、枠体５１の側壁５１ｄを貫通して、固定される。入射側及び出射側光路部材７ａ、７ｂは、直方体形状のアクリル樹脂等の導光材であり、その一端がプリズム面に形成され、図２上の破線で示すように投光部５ａの光を直角に折り曲げて、受光部５ｂに導く。
【００６５】
発光部５ａ及び受光部５ｂは、画像形成装置筐体（不図示）に取り付けられ、発光部５ａは、例えば発光ダイオードを有し、入射側光路部材７ａに向けて光を照射するものであり、受光部５ｂは、フォトトランジスタを有し、出射側光路部材７ｂからの照射光を受光するものである。この発光部５ａ及び受光部５ｂは、ロータリー式現像ユニット２が回転され、現像装置１６が予め規定された位置（例えば、現像位置）に位置づけられると、入射側光路部材７ａが発光部５ａと対向し、出射側光路部材７ｂが受光部５ｂと対向する。
【００６６】
基台６は、枠体５１の側壁５１ｄに貫通して回転自在に設けられ、円盤状に構成される。この基台６には、一対の腕部９ａ、９ｂが固定支持され、一対の清掃部材８が１８０度の角度間隔をおいて一対の腕部９ａ、９ｂに取り付けられる。基台６が回転すると、一対の清掃部材８は、入射側及び出射側光路部材７ａ、７ｂの表面を清掃するとともに入射側及び出射側光路部材７ａ、７ｂ間の光路を遮断し、その後、入射側及び出射側光路部材７ａ、７ｂの光路から退避し、投光部５ａの光を入射側及び出射側光路部材７ａ、７ｂを介して受光部５ｂに導くようになっている。
【００６７】
従って、現像装置１６が予め規定された位置（例えば、現像位置）にくると、入射側光路部材７ａが発光部５ａと対向し、出射側光路部材７ｂが受光部５ｂと対向する。清掃部材８が回転駆動すると、入射側及び出射側光路部材７ａ、７ｂの表面を清掃するとともに発光部５ａからの光を遮断し、さらに清掃部材８が回転駆動すると、清掃部材８が入射側及び出射側光路部材７ａ、７ｂから退避して、発光部５ａからの光が入射側及び出射側光路部材７ａ、７ｂを通って受光部５ｂに入射する。ここで、発光部５ａからの光が受光部５ｂに入射している回転周期において、トナー収容部５９内のトナー量（トナーの堆積高さ）に応じて受光部５ｂの受光量が異なる。つまり、清掃部材８の回転周期毎に受光部５ｂの受光量が減衰することを検知すると、トナー収容部５９内のトナー量が減少したことなる。一方、清掃部材８の回転周期毎に受光部５ｂの受光量が増進することを検知すると、トナー収容部５９内にトナーが補給されていることなる。
【００６８】
次に、現像装置１６のトナー収容部５９内のトナー搬送とトナー量検知の動作について説明する。図５は、トナー収容部５９内のトナー搬送の過程を示す側面断面図である。図１、図４を参照しながら、図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）の過程に従い説明する。
【００６９】
トナー補給部材２２（図１参照）は、トナー収納容器２１のトナーを現像装置１６の補給口（不図示）からトナー収容部５９に供給する。供給されたトナーは、トナー収容部５９内に残存するトナー上に堆積するが、補給口の近傍に堆積し、トナー収容部５９内の他の位置に比べると高く堆積することになる。そこで、撹拌部材５６が回転して、以下に説明するようにトナーを撹拌搬送する。
【００７０】
図５（ａ）に示すように、撹拌部材５６が回転すると、シート体８２が上方に上がる。このときに、シート体８２は、その平面部８２ｂが弓なりに撓みながら、開放端８２ａが第１仕切り部材６１に当接し、トナー６７ａを平面部８２ｂ上に担持する。
【００７１】
さらに撹拌部材５６が回転すると、シート体８２は、開放端８２ａが第１仕切り部材６１から離間して、シート体８２の弾性力により、弓なりに曲がった形状から平坦形状に変形する。平坦形状に変形すると、図５（ｂ）に示すように、平面部８２ｂ上に担持されたトナー６７ａが上壁５１ｂに向けて跳ね上げられる。跳ね上げられたトナーは、第１凹凸部７１及び第２凹凸部７２に衝突すると、図３に示すように、トナーＴ１、Ｔ２が複数の斜面部７１ｃ、７２ｃで軸線方向に拡散して飛翔する。
【００７２】
図５（ｃ）に示すように、飛翔したトナーは、トナー収容部５９内で落下し、軸線方向に万遍なく堆積する。この一連の撹拌部材５６の回転を繰り返すと、補給されたトナーは残存トナーと撹拌されながら、トナー収容部５９内のトナー堆積高さが軸線方向に均一になる。
【００７３】
このようにトナ収容部５９内のトナーが均一に堆積した状態で、図４に示すように、トナー残量検知部において、清掃部材８の回転周期毎に、受光部５ｂが発光部５ａからの光を受光して、トナー残量を検知する。
【００７４】
第１実施形態によれば、現像装置１６は、トナー収容部５９と、感光体ドラム１１にトナーを供給するトナー供給部５８と、トナー収容部５９からトナー供給部５８にトナーが移動する通路部６４と、トナー収容部５９内で回転自在に支持されトナーを撹拌する撹拌部材５６とを備える。この撹拌部材５６は、軸部８１に片持ち支持された可撓性を有するシート体８２を備え、シート体８２は軸部８１の軸線方向に延びた開放端８２ａとトナーを矜持する平面部８２ｂとを備える。トナー収容部５９は、開放端８２ａが当接可能である第１仕切り部材６１と、正弦波形状の一対の凹凸部７１、７２が形成された上面壁５１ｂとを有し、一対の凹凸部７１、７２は軸線方向に互い平行に山部７１ａ、７２ａと谷部７１ｂ、７２ｂを繰り返した形状を有し、前記各凹凸部７１、７２の位相が互いに異なる。シート体８２が回転して、開放端８２ａが第１仕切り部材６１に当接すると、シート体８２は平面部８２ｂでトナーを矜持するとともに撓む。次に、開放端８２ａが第１仕切り部材６１から離間すると、シート体８２はトナーを上面壁５１ｂに向かって跳ね上げ、一対の位相の異なる凹凸部７１、７２にトナーを衝突させるので、トナーが軸線方向に拡散し、トナー収容部５９内で落下すると、トナー堆積面の高さが均一になる。均一なトナー堆積面の高さに基づいて、トナー収容部５９内のトナーの残量を検知するので、正確なトナー残量を検知することができる。
【００７５】
また、第１実施形態によると、画像形成装置１において、上記の現像装置１６を備えるようにすれば、トナー収容部５９のトナーの残量を検知する場合に、トナー堆積面の高さが均一になるために、正確なトナー残量を検知することができる画像形成装置１を提供することができる。
【００７６】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態である現像装置における一対の凹凸部の構成を示す斜視図である。尚、図６は、一対の凹凸部７３、７４を図２において下方から示す構成であり、図６上の上方に撹拌部材５６が配置され、図６上の左右方向が撹拌部材５６の軸線方向である。また、図７は、本発明の第２実施形態である現像装置におけるシート体の構成を示す平面図である。第１実施形態と異なる、一対の凹凸部及びシート体について説明し、以降、第１実施形態と同じ部分の説明を省略する。
【００７７】
図６に示すように、一対の凹凸部７３、７４は、軸線方向に平行に並べて形成される。第１凹凸部７３は、直角三角柱体の斜面部７３ａが図６上で軸線方向の左方に向き、その短面部７３ｂが軸線方向と垂直になるように配置され、そのような配置の直角三角柱体を軸線方向に複数並べて形成される。第２凹凸部７４は、第１凹凸部７３と同じ形状の直角三角柱体が軸線方向に複数並べて形成されるが、その斜面部７４ａが図６上で軸線方向の右方に向き、その短面部７４ｂが軸線方向と垂直になり、第１凹凸部７３の短面部７３ｂと並ぶように配置される。
【００７８】
従って、軸線方向の略同じ位置からシート体８２により跳ね上げられたトナーＴ１、Ｔ２は、第１凹凸部７３の斜面部７３ａに衝突すると、図６上の右側に飛翔し、一方、第２凹凸部７４の斜面部７４ａに衝突すると、図６上の左側に飛翔し、トナーは軸線方向に拡散する。
【００７９】
次に、図７を用いて、シート体８２について説明する。シート体８２は、ＰＥＴのような可撓性を有する樹脂で構成され、軸部８１の軸線方向における全長にわたって矩形を呈する平板状に形成される。その一端が軸部８１に片持ち支持され、その開放端８２ａが軸部８１の軸線方向に平行な開放端にされている。平面部８２ｂには、解放端８２ａから軸部８１に向けて、複数のスリット８２ｃが形成される。
【００８０】
シート体８２は、図２に示すように、トナー収容部５９における軸部８１の軸支位置とトナー収容部５９の第１仕切り部材６１との間の最大距離を越える範囲に開放端８２ａが位置する長さにされている。ここで、部材の製作誤差、また組立上のズレ等により、解放端８２ａが第１仕切り部材６１に傾斜して当接するとしても、各スリット８２ｃ間の解放端８２ａにおいては傾斜の割合が小さいので、開放端８２ａが大きく傾斜することなく第１仕切り部材６１に当接し、平坦部８２ｂがトナーを担持する。撹拌部材５６がさらに回転し、開放端８２ａが第１仕切り部材６１から離間すると、シート体８２は、その弾性により、各スリット８２ｃ間の平面部８２ｂが大きく傾斜することなく平坦形状に変形して、トナーを略真上に跳ね上げる。
【００８１】
第２実施形態によれば、一対の凹凸部７３、７４は、互いに複数の三角柱体が軸線方向に並び、この三角柱体の斜面部７３ａ、７４ａが互いに軸線方向の逆方向を向くように形成される。このことによって、シート体８２が回転して、開放端８２ａが第１仕切り部材６１に当接すると、シート体８２は平面部８２ｂでトナーを保持するとともに撓む。次に、開放端８２ａが第１仕切り部材６１から離間すると、シート体８２はトナーを上面壁５１ｂに向かって跳ね上げ、軸線方向の逆方向を向く斜面部７３ａ、７４ａにトナーを衝突させるので、トナーが軸線方向に拡散し、トナー収容部５９内に落下すると、トナー堆積面の高さが均一になる。均一なトナー堆積面の高さに基づいて、トナー収容部５９内のトナーの残量を検知するので、正確なトナー残量を検知することができる。
【００８２】
また、シート体８２の平面部８２ｂは、開放端８２ａから軸部８１側に向けた複数のスリット８２ｃが形成されることによって、部材の製作誤差、また組立上のズレ等により、解放端８２ａが第１仕切り部材６１に傾斜して当接するとしても、各スリット８２ｃ間の解放端８２ａが互いに第１仕切り部材６１に当接し、各スリット８２ｃ間の平面部８２ｂ上に担持されたトナーが上壁５１ｂに向けて、略真上に跳ね上げられるので、斜面部７３ａ、７４ａに衝突したトナーが軸線方向にムラなく拡散される。
【００８３】
（第３実施形態）
図８は、本発明の第３実施形態である現像装置におけるシート体の構成を示す平面図である。シート体８２は、ＰＥＴのような可撓性を有する樹脂で構成され、軸部８１の軸線方向における全長にわたって矩形を呈する平板状に形成される。その一端が軸部８１に片持ち支持され、その開放端８２ａが軸部８１の軸線方向に平行な開放端にされている。平面部８２ｂには、複数の開口８２ｄが形成される。この開口８２ｄにより、平面部８２ｂ上に担持するトナー量が制限されることになり、シート体８２は制限された量のトナーを上面壁５１ｂに向かって跳ね上げ、一対の凹凸部７１、７２にトナーを衝突させるので、その開口の大きさに応じて、搬送するトナー量を調整することができる。
【００８４】
尚、上記第１から第３実施形態では、ロータリー式現像ユニット２に適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、タンデム式現像ユニットに適用してもよい。
【００８５】
また、上記第１および第２実施形態では、一対の凹凸部を正弦波形状、または複数の直角三角柱体で構成したが、本発明はこれに限らず、一対の複数の２等辺三角柱体で構成し、その斜面部の位相を互いに異ならせてもよい。この場合も上記同様、その斜面部で軸線方向にトナーを拡散させることができる。
【００８６】
また、上記第１および第２実施形態では、一対の凹凸部を軸線方向に並べる構成を示したが、本発明はこれに限らず、さらにもう一対の凹凸部を軸線方向に並べる構成にしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置における現像装置及びこれを用いた画像形成装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】は、本発明の実施形態である画像形成装置における全体構成を示す概略図である。
【図２】は、本発明の第１実施形態である画像形成装置における現像装置を示す側面断面図である。
【図３】は、本発明の第１実施形態である現像装置における一対の凹凸部の構成を示す側面断面図である。
【図４】は、本発明の第１実施形態である現像装置におけるトナー残量検知部を示す斜視図である。
【図５】は、本発明の第１実施形態である現像装置におけるトナー搬送の過程を示す側面断面図である。
【図６】は、本発明の第２実施形態である現像装置における一対の凹凸部の構成を示す斜視図である。
【図７】は、本発明の第２実施形態である現像装置におけるシート体の構成を示す平面図である。
【図８】は、本発明の第３実施形態である現像装置におけるシート体の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１              画像形成装置
２              ロータリー式現像ユニット
５ａ            発光部
５ｂ            受光部
６              基台
７ａ            入射側光路部材
７ｂ            出射側光路部材
８              清掃部材
９ａ、９ｂ      腕部
１５            ロータリーラック
１５ａ          回転軸
１６、１６Ｂ、１６Ｙ、１６Ｃ、１６Ｍ  現像装置
５１            枠体
５３            現像ローラ
５４            供給ローラ
５５            規制部材
５６            撹拌部材
５８            トナー供給部
５９            トナー収容部
６１            第１仕切り部材（仕切り部材５２）
６２            第２仕切り部材（仕切り部材５２）
７１、７３      第１凹凸部
７１ａ、７２ａ  山部
７１ｂ、７２ｂ  谷部
７１ｃ、７２ｃ  斜面部
７２、７４      第２凹凸部
７３ａ、７４ａ  斜面部
７３ｂ、７４ｂ  短面部
８１            軸部
８２            シート体
８２ａ          開放端
８２ｂ          平面部
８２ｃ          スリット
８２ｄ          開口
【図１】
2009003185.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2009003185.tif 000007
【図６】
2009003185.tif 000008
【図７】
2009003185.tif 000009
【図８】
2009003185.tif 000010