(57)【要約】【課題】トナー入れ替わり性能を確保し、トナーに過剰なストレスを与えることなく、全画像域において長期間にわたりトナー性能を維持して安定した画像を形成できる現像装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】トナーコンテナ３１は、トナー供給ローラ２４にトナーＴを常時補給すると同時にトナーＴを撹拌するパドル２８を有している。パドル２８の先端には、柔軟性を有する羽根２９が取り付けられている。パドル２８の基体２９および羽根３０は、それぞれ中央部２９ａ，３０ａと両端部２９ｂ，３０ｂに３分割されている。中央部の基体２９ａの長さは、両端部の基体２９ｂの長さより短い。一方、中央部の羽根３０ａの長さは、両端部の羽根３０ｂの長さと等しい。従って、パドル２８の中央部の基体２９ａの回転半径は、両端部の基体２９ｂの回転半径より小さい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像ローラを有した現像室と、トナー撹拌部材を有し前記現像室に補給するトナーを貯留しているトナーコンテナと、前記現像室と前記トナーコンテナとの間に配設され複数の開口が設けられた仕切壁とを備えた現像装置であって、
前記トナー撹拌部材が少なくとも中央部と両端部に分割されており、前記中央部と前記両端部がそれぞれ前記開口に当接するタイミングが異なっていることを特徴とする、現像装置。
【請求項２】
前記トナー撹拌部材が基体と羽根から成り、前記中央部の基体の回転半径が前記両端部の基体の回転半径より小さいことを特徴とする、請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記トナー撹拌部材の前記中央部の長さが前記両端部の長さより長いことを特徴とする、請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
前記トナー撹拌部材の前記両端部の機械的硬度が前記中央部の機械的硬度より大きいことを特徴とする、請求項１に記載の現像装置。
【請求項５】
前記トナー撹拌部材の前記中央部の回転速度の位相が前記両端部の回転速度の位相より遅れていることを特徴とする、請求項１に記載の現像装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の現像装置を備えたことを特徴とする、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタ、ファクシミリなどの現像装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の現像装置として、現像ローラを有した現像室と、トナー撹拌部材を有し前記現像室に補給するトナーを貯留しているトナーコンテナと、前記現像室と前記トナーコンテナとの間に配設された仕切壁とを備えたものが知られている（特許文献１参照）。図１３は従来の現像装置５０を模式的に示した構成図である。
【０００３】
現像装置５０は、現像室５７とトナーコンテナ６１と仕切壁６２とを備えている。現像室５７は、感光体ドラム上の静電潜像を現像する現像ローラ５２と、この現像ローラ５２に現像用のトナーＴを供給するトナー供給ローラ５４とを有している。トナーコンテナ６１は、トナー供給ローラ５４にトナーＴを常時補給すると同時にトナーＴを撹拌するパドル（トナー撹拌部材）５８を有している。パドル５８は基体５９と、基体５９の先端に取り付けた、柔軟性を有する羽根６０とからなる。仕切壁６２は現像室５７とトナーコンテナ６１との間に配設され、複数の開口６４が形成されている。
【０００４】
図１４に示すように、仕切壁６２に形成された複数の開口６４のうち、両端の二つの開口６４ａは他の開口６４ｂより下側に大きく開口されている。これにより、トナーコンテナ６１のトナーＴが中央部の開口６４ｂから現像室５７へ供給され始めると、両端の開口６４ａの下側開口部分からトナーＴが現像室５７からトナーコンテナ６１へ戻るので、現像室５７内のトナーの圧力が過剰に上昇することを防止する。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１２３８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の現像装置５０の場合、先ず、両端の二つの開口６４ａの下側に大きく開口した部分から、トナーコンテナ６１のトナーＴが現像室５７へ供給され始める。その後、中央部の開口６４ｂも含めてパドル５８の回転軸方向全体に渡ってトナー供給が行われると、現像室５７内のトナー圧力が急激に高くなり、先に両端の開口６４ａから現像室５７内に供給されたトナーＴの大部分がそのままトナーコンテナ６１へ戻っていく。特に、両端の開口６４ａは開口面積が大きく、トナーＴが移動しやすいので、開口６４ａの上部からトナーＴが現像室５７へ供給されるときには、開口６４ａの下部から新しいトナーＴがそのままトナーコンテナ６１へ戻ることになる。その結果、回転軸方向の両端部における新旧のトナーＴの入れ替わり性能が悪化してくる。
【０００７】
ところで、回転軸方向の両端部におけるトナー消費は中央部に比べて一般的に少ないことから、現像室５７では両端部において新旧トナーＴが入れ替わりにくく、積極的に両端部の新旧トナーＴを入れ替える必要がある。ところが、前述したように、従来の現像装置５０は、両端部におけるトナーＴが入れ替わりにくいため、粒径の偏りや長時間ストレスを受けることによる荷電不良や凝集などトナー品質の劣化が進み、画像かぶりや黒点など画像不良が生じることがある。
【０００８】
それゆえに、本発明の主たる目的は、トナー入れ替わり性能を確保し、トナーに過剰なストレスを与えることなく、全画像域において長期間にわたりトナー性能を維持して安定した画像を形成できる現像装置および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】
【０００９】
請求項１に係る発明は、現像ローラを有した現像室と、トナー撹拌部材を有し現像室に補給するトナーを貯留しているトナーコンテナと、現像室とトナーコンテナとの間に配設され複数の開口が設けられた仕切壁とを備えた現像装置であって、トナー撹拌部材が少なくとも中央部と両端部に分割されており、中央部と両端部がそれぞれ開口に当接するタイミングが異なっていることを特徴とする、現像装置である。
【００１０】
請求項１の発明では、トナー撹拌部材の中央部と両端部がそれぞれ開口に当接するタイミングが異なっているため、開口からの現像室へのトナー供給は、トナー撹拌部材の回転軸方向で時間差が生じ、トナーが回転軸方向全体に渡って同時に現像室内に供給される現象がなくなる。そして、過剰なトナーは、トナー撹拌部材が開口に当接していない部分からトナーコンテナに戻されるので、現像室のトナー圧力の瞬時の上昇が抑えられる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明に従属する発明であって、トナー撹拌部材が基体と羽根から成り、中央部の基体の回転半径が両端部の基体の回転半径より小さいことを特徴とする、現像装置である。
【００１２】
請求項２の発明では、トナー撹拌部材の中央部の基体の回転半径が両端部の基体の回転半径より小さいため、先ずトナー撹拌部材の両端部が開口に当接し、そのときトナー撹拌部材の中央部は未だ開口に当接していない。これにより、両端部に位置する開口から優先的にトナーが現像室へ供給され、過剰なトナーは中央部に位置する開口からトナーコンテナ側に戻される。従って、両端部におけるトナーは入れ替わりやすくなる。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明に従属する発明であって、トナー撹拌部材の中央部の長さが両端部の長さより長いことを特徴とする、現像装置である。
【００１４】
請求項３の発明では、トナー撹拌部材の中央部の長さが両端部の長さより長いため、先ずトナー撹拌部材の両端部が開口に当接し、そのときトナー撹拌部材の中央部は未だ開口に当接していない。これにより、両端部に位置する開口から優先的にトナーが現像室へ供給され、現像室内の過剰なトナーは中央部に位置する開口からトナーコンテナ側に戻される。従って、両端部におけるトナーは入れ替わりやすくなる。
【００１５】
請求項４に係る発明は、請求項１に係る発明に従属する発明であって、トナー撹拌部材の両端部の機械的硬度が中央部の機械的硬度より大きいことを特徴とする、現像装置である。
【００１６】
請求項４の発明では、トナー撹拌部材の両端部の機械的硬度が中央部の機械的硬度より大きいため、トナー撹拌部材の両端部は曲がりにくく、先ずトナー撹拌部材の両端部が開口に当接する。一方、トナー撹拌部材の中央部は、トナー撹拌部材の中央部は曲がりやすく、未だ開口に当接していない。これにより、両端部に位置する開口から優先的にトナーが現像室へ供給され、過剰なトナーは中央部に位置する開口からトナーコンテナ側に戻される。従って、両端部におけるトナーは入れ替わりやすくなる。
【００１７】
請求項５に係る発明は、トナー撹拌部材の中央部の回転速度の位相が両端部の回転速度の位相より遅れていることを特徴とする、現像装置である。
【００１８】
請求項５の発明では、トナー撹拌部材の中央部の回転速度の位相が両端部の回転速度の位相より遅れているため、先ずトナー撹拌部材の両端部が開口に当接し、その後、トナー撹拌部材の中央部が開口に当接する。これにより、両端部に位置する開口から優先的にトナーが現像室へ供給され、過剰なトナーは中央部に位置する開口からトナーコンテナ側に戻される。従って、両端部におけるトナーは入れ替わりやすくなる。
【００１９】
請求項６に係る発明は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の現像装置を備えていることを特徴とする、画像形成装置である。
【００２０】
請求項６の発明では、トナー入れ替わり性能を確保し、トナーに過剰なストレスを与えることなく、全画像域において長期間にわたりトナー性能を維持して安定した画像を形成できる画像形成装置が得られる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、トナー撹拌部材の中央部と両端部がそれぞれ開口に当接するタイミングをずらすことによって、現像室内のトナー圧上昇を抑制することができ、トナーにかかるストレスや摩擦による発熱を軽減することができる。これにより、トナー表面処理剤の離脱や埋め込みが低減し、またトナーのキャリアのコート剤剥がれやトナースペント化が低減する。従って長期的に現像剤の性能を維持し、安定した画像を出力することができる。
【００２２】
本発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための最良の形態の説明から一層明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（画像形成装置）
図１は本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。画像形成装置は、画像形成装置本体１と、この画像形成装置本体１の上部に取り付けられた画像読取装置２とを備えている。
【００２４】
画像形成装置本体１の中央部に配設されている感光体ドラム３は、駆動手段によって図示矢印の反時計回り方向に所定速度で駆動される。感光体ドラム３の外周近傍には、帯電器５、現像装置４、中間転写ローラ８、クリーニング部材７が設けられている。感光体ドラム３は帯電器５にて表面が帯電される。感光体ドラム３の回転方向における帯電器５の下流側には、レーザースキャニングユニット６が配置されている。レーザースキャニングユニット６から放射されたレーザ光Ｌは、感光体ドラム３上に照射され、静電潜像が形成される。
【００２５】
レーザースキャニングユニット６の下流側には、現像装置４が配置されている。現像装置４は、ブラックのトナーを感光体ドラム３に付与するためのものである。現像装置４の下流側には、中間転写ローラ８が配置されている。さらに、中間転写ローラ８の下流側には、感光体ドラム３に残ったトナーを除去するためのクリーニング部材７が配置されている。
【００２６】
一方、給紙ローラ１４はブラックトナー像と同期して、給紙カセット１２から被記録媒体としての用紙Ｐを引き出して給紙する。用紙Ｐは、搬送ローラ１５によって二次転写ローラ１０に送り込まれる。感光体ドラム３上に形成されたトナー画像は中間転写ローラ８上に一次転写され、さらに中間転写ローラ８上のトナー画像は用紙Ｐ上に二次転写される。トナー画像を転写された用紙Ｐは、定着装置１６に搬送され、そこで定着され、印刷物として排出ローラ１７によって機外に排出されて排紙トレイ１８上に積載される。
【００２７】
（第１の現像装置）
図２は本発明に係る第１の現像装置４を示す概略構成図である。この現像装置４は、現像室２７とトナーコンテナ３１と仕切壁３２とを備えている。現像室２７は、感光体ドラム上の静電潜像を現像する現像ローラ２２と、この現像ローラ２２に現像用のトナーＴを供給するトナー供給ローラ２４と、現像ローラ２２上のトナー層の厚さを適度の厚さに設定するトナーブレード２６とを有している。トナーコンテナ３１は、トナー供給ローラ２４にトナーＴを常時補給すると同時にトナーＴを撹拌するパドル（トナー撹拌部材）２８を有している。パドル２８は基体２９と、基体２９の先端に取り付けた、柔軟性を有する羽根３０とからなる。パドル２８は回転軸２８ａを支点にして時計方向回りに所定の速度で回転している。仕切壁３２は現像室２７とトナーコンテナ３１との間に配設され、複数の開口３４が形成されている。
【００２８】
図３に示すように、仕切壁３２には、パドル２８の回転軸２８ａの方向に複数の開口３４が一列に形成されている。また、図４および図５に示すように、パドル２８の基体２９および羽根３０は、それぞれ中央部２９ａ，３０ａと両端部２９ｂ，３０ｂに３分割されている。図４はパドル２８の概略正面図であり、図５はパドル２８の概略平面図である。中央部の基体２９ａの長さＲ１は、両端部の基体２９ｂの長さＲ２より短い。一方、中央部の羽根３０ａの長さＤ１は、両端部の羽根３０ｂの長さＤ２と等しい。
【００２９】
以上の構成からなる現像装置４は、図６（Ａ）に示すように、パドル２８の中央部の基体２９ａの回転半径が両端部の基体２９ｂの回転半径より小さいため、先ず両端部の羽根３０ｂが開口３４に当接する。そのとき、中央部の羽根３０ａは未だ開口３４に当接していない。これにより、両端部に位置する開口３４から優先的にトナーＴが現像室２７へ供給され、現像室２７内の過剰なトナーＴは中央部に位置する開口３４からトナーコンテナ３１側に戻される。従って、パドル２８の回転軸２８ａ方向の両端部における新旧トナーＴは入れ替わりやすくなる。
【００３０】
さらに、パドル２８の回転に従って、図６（Ｂ）に示すように、中央部の羽根３０ａが中央部に位置する開口３４に当接する状態となる。これにより、中央部に位置する開口３４近傍のトナーＴは、中央部に位置する開口３４から現像室２７へ供給され、一方、両端部の羽根３０ｂは、両端部に位置する開口３４を通過して離れる状態となる。これにより、両端部に位置する開口３４からの現像室２７へのトナー供給は抑えられる。
【００３１】
従って、開口３４からの現像室２７へのトナー供給は、パドル２８の回転軸方向の両端部と中央部とで時間差が生じ、トナーＴが回転軸方向全体に渡って同時に現像室２７内に供給される現象がなくなる。しかも、現像室２７内の過剰なトナーＴは、パドル２８の羽根３０ａ，３０ｂと当接していない開口３４からトナーコンテナ３１側に戻されるので、現像室２７のトナー圧力の瞬時の上昇を抑えることができる。この結果、トナーＴにかかるストレスや摩擦による発熱を軽減することができ、トナー表面処理剤の離脱や埋め込みを低減したり、トナーのキャリアのコート剤剥がれやトナースペント化を低減したりすることができる。従って、長期的に現像剤の性能を維持し、安定した画像を出力することができる。
【００３２】
（第２の現像装置）
図７は本発明に係る第２の現像装置４Ａを示す概略構成図であり、図８はパドル２８Ａの概略正面図である。なお、前記第１の現像装置４と同一の部品および部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３３】
この現像装置４Ａのパドル２８Ａは、基体２９と、基体２９の先端側に取り付けた、柔軟性を有する羽根３０とからなる。パドル２８Ａは回転軸２８ａを支点にして時計方向回りに所定の速度で回転している。パドル２８Ａの基体２９および羽根３０は、それぞれ中央部２９ａ，３０ａと両端部２９ｂ，３０ｂに３分割されている。中央部の基体２９ａの長さＲ１は、両端部の基体２９ｂの長さＲ２より短い。一方、中央部の羽根３０ａの長さＤ１は、両端部の羽根３０ｂの長さＤ２より長い。従って、パドル２８Ａの中央部の長さ（Ｒ１＋Ｄ１）が両端部の長さ（Ｒ２＋Ｄ２）より長く設定されている。
【００３４】
以上の構成からなる現像装置４Ａは、パドル２８Ａの中央部の長さ（Ｒ１＋Ｄ１）が両端部の長さ（Ｒ２＋Ｄ２）より長いため、先ず両端部の羽根３０ｂが開口３４に当接する。そのとき、中央部の羽根３０ａは未だ開口３４に当接していない。これにより、両端部に位置する開口３４から優先的にトナーＴが現像室２７へ供給され、現像室２７内の過剰なトナーＴは中央部に位置する開口３４からトナーコンテナ３１側に戻される。従って、パドル２８Ａの回転軸２８ａ方向の両端部における新旧トナーＴは入れ替わりやすくなる。
【００３５】
さらに、パドル２８Ａの回転に従って、中央部の羽根３０ａが中央部に位置する開口３４に当接する状態となる。これにより、中央部に位置する開口３４近傍のトナーＴは、中央部に位置する開口３４から現像室２７へ供給される。一方、両端部の羽根３０ｂは、両端部に位置する開口３４を通過して離れる状態となる。これにより、両端部に位置する開口３４からの現像室２７へのトナー供給は抑えられる。
【００３６】
従って、開口３４からの現像室２７へのトナー供給は、パドル２８Ａの回転軸方向の両端部と中央部とで時間差が生じ、第２の現像装置４Ａは前記第１の現像装置４と同様の作用効果を奏する。なお、基体２９ａの長さＲ１と基体２９ｂの長さＲ２とが等しくても、パドル２８Ａの中央部の長さ（Ｒ１＋Ｄ１）が両端部の長さ（Ｒ２＋Ｄ２）より長く設定されていれば、同様の作用効果が得られる。
【００３７】
（第３の現像装置）
本発明に係る第３の現像装置は、図７および図８に示す現像装置４Ａと同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
【００３８】
第３の現像装置は、パドル２８Ａの両端部の羽根３０ｂの機械的硬度が、中央部の羽根３０ａの機械的硬度より大きくなるように、羽根３０ａ，３０ｂの材質が設定されている。例えば、羽根３０ａにはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂などが用いられ、羽根３０ｂにはＰＰ（ポリプロピレン）樹脂などが用いられる。このため、両端部の羽根３０ｂは曲がり難く、中央部の羽根３０ａは曲がり易い。
【００３９】
従って、開口３４からの現像室２７へのトナー供給は、パドル２８Ａの回転軸方向の両端部と中央部とで時間差が生じ、第３の現像装置は前記第１の現像装置４と同様の作用効果を奏する。なお、パドル２８Ａの両端部の羽根３０ｂの機械的硬度が、中央部の羽根３０ａの機械的硬度より大きくなるように、羽根３０ａ，３０ｂの材質を設定した場合、羽根３０ａ，３０ｂの長さＤ１，Ｄ２などに関係なく、同様の作用効果を奏することができる。
【００４０】
（第４の現像装置）
図９は本発明に係る第４の現像装置４Ｂを示す概略構成図であり、図１０はパドル２８Ｂの概略正面図である。なお、前記第１の現像装置４と同一の部品および部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４１】
この現像装置４Ｂのパドル２８Ｂは、基体２９と、基体２９の先端側に取り付けた、柔軟性を有する羽根３０とからなる。パドル２８Ｂは回転軸２８ａを支点にして時計方向回りに所定の速度で回転している。パドル２８Ｂの基体２９および羽根３０は、それぞれ中央部２９ａ，３０ａと両端部２９ｂ，３０ｂに３分割されている。中央部の基体２９ａは、両端部の基体２９ｂに対して角度θだけ傾いており、両者の長さＲ１とＲ２とは等しい。一方、中央部の羽根３０ａの長さＤ１も、両端部の羽根３０ｂの長さＤ２と等しい。従って、パドル２８Ｂの中央部の回転速度の位相が両端部の回転速度の位相より遅れた状態となっている。以上の構成からなる第４の現像装置４Ｂは、前記第１の現像装置４と同様の作用効果を奏する。
【００４２】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変形される。例えば、図１１に示すように、仕切壁３２に形成された複数の開口３４のうち、両端の二つの開口３４ａを他の開口３４ｂより下側に大きく開口してもよい。また、画像室２７とトナーコンテナ３１を一体化した現像装置だけでなく、図１２に示すように、トナーコンテナ３１をカートリジ方式で着脱可能なトナー容器とした構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る現像装置の一例を示す概略構成図である。
【図３】仕切壁の開口を示す概略構成図である。
【図４】図２のパドルを示す概略正面図である。
【図５】図２のパドルを示す概略平面図である。
【図６】（Ａ）は現像装置の動作を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）に続く動作を示す説明図である。
【図７】本発明に係る現像装置の別の例を示す概略構成図である。
【図８】図７のパドルを示す概略正面図である。
【図９】本発明に係る現像装置の別の例を示す概略構成図である。
【図１０】図９のパドルを示す概略正面図である。
【図１１】仕切壁の開口の変形例を示す概略構成図である。
【図１２】現像装置の変形例を示す概略構成図である。
【図１３】従来の現像装置を示す概略構成図である。
【図１４】従来の仕切壁の開口部分を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  画像形成装置本体
３  感光体ドラム
４，４Ａ，４Ｂ  現像装置
２２  現像ローラ
２７  現像室
２８，２８Ａ，２８Ｂ  パドル
２９，２９ａ，２９ｂ  基体
３０，３０ａ，３０ｂ  羽根
３１  トナーコンテナ
３２  仕切壁
３４  開口
【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】
2009134052.tif 000009
【図８】
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【図９】
2009134052.tif 000011
【図１０】
2009134052.tif 000012
【図１１】
2009134052.tif 000013
【図１２】
2009134052.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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