JP4926693B2 - 現像装置、現像ユニット、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ機等の画像形成装置に用いられる現像装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。

一般に、電子写真方式の画像形成装置（複写機、プリンタ等）では、像担持体上に静電潜像が形成され、その像担持体にトナーが供給され、このトナーにより現像されたトナー像を用紙等に転写し定着させて画像形成が行われる。ここで、像担持体に対しトナーを供給する役割を果たすのが、現像装置である。具体的には、一般に、現像装置は、像担持体に対向するように設けられた現像ローラ上でトナーの薄層を形成するために現像ローラに圧接される規制部材等によりトナーを所定の電位に帯電させ、帯電したトナーが像担持体上の静電潜像にむけて供給され、静電潜像の現像が行われる。

そして、一般に現像装置には、１成分現像方式によるものと２成分現像方式によるものが存在する。１成分現像方式は、主としてトナーからなる現像剤を用いる方式であり、２成分現像方式は、主としてトナーとキャリア（磁性体）からなる現像剤を用いる方式である。１成分現像方式による現像装置は、２成分現像方式のものに比べ、一般に低コストで小型であるため従来使い捨てられていたが、近年の環境意識の高まりや資源の有効利用の観点から現像装置の方式を問わず、長寿命の現像装置が求められるようになっている。

しかし、特に１成分現像方式の現像装置では、一般に、トナーの劣化や粒径選別等により現像装置の使用時間が長期になるほど画像形成装置の画質が低下するとされ、現像装置の長寿命化においては、技術的な困難が存在する。

トナーが劣化するとトナーの流動性が低下するとともに、トナーの帯電が不安定となり、トナーが過剰に帯電したり、帯電が不足したりしてカブリや濃度低下、ムラ、トナー飛散等が生ずる。又、現像装置内で残留するトナーが大粒径化し蓄積される粒径選別においても、長期間残留するトナーが現像装置内で規制部材等により圧力が加えられ、トナーに外添剤が埋没したり、剥離したりして既に劣化している場合が多い。このような、劣化したトナーが現像に用いられると、本来印刷されてはならない用紙等の白地部分にトナーがのってしまうこと（いわゆるカブリ）や濃度低下、トナー飛散等の原因となり、形成される画像の品質が低下してしまう。

そこで、主としてトナーの粒径選別の問題に対し、特許文献１記載の発明が提案されている。そして、特許文献１には、内部にトナーを収容するトナー収容部と像担持体にトナーを搬送するトナー供給部に分離する仕切り部材と、仕切り部材にトナー収容部からトナー供給部への方向にのみ開口する開閉部材と、トナー収容部からトナー供給部にトナーを導くトナー送り部材と、トナー担持体にトナーを搬送するトナー供給部材を設けた現像装置において、開閉部材の上端を固定し、下端にトナー供給部側に突出する突起を設けた現像装置が記載されている（特許文献１：請求項１、図４等参照）。このように構成し、大粒径のトナーがトナー供給部に戻ることを防ぎ、又、トナー供給部に多量のトナーが供給されてトナー供給部がトナーで詰まることを防止し、トナー供給部材に過度の負荷が加わらないようにしている（特許文献１：段落００１４参照）。
特開２００３−２５５６８７

ここで、特許文献１記載の発明では、トナー収容部に大粒径トナーが戻ることを防ぐ逆流防止弁としての開閉部材を設けて、トナー収容部からトナー供給部に向けてトナーが移動しないようにしている。又、確かに、トナー供給部材に過度の負担がかからないようにもなっている。

しかし、トナー供給部は常にトナーが満杯の状態であり、トナー供給部内の圧力は常に高い状態が維持される。このようなトナーが過剰に充填された状態で、画像形成、特に低濃度印字を行うと、規制部材等によりトナー劣化が進むとともに、トナー供給部の圧力は高い状態であるからトナーの劣化が加速度的に進むという問題がある。

更に、新しく供給されるトナーと、トナー収容部に存在するトナー劣化の程度の隔たりが大きくなると、詳細な原因は不明であるが、トナーの帯電不良が生じ、劣化トナーが帯電させたい極性と逆の極性に帯電する場合も生ずる。これは、劣化の進んだトナーは帯電が不安定となるから、逆極性にまで帯電してしまう場合があるためと考えられる。このような、逆極性への帯電は、カブリの原因となり画質の低下の要因となる。

そして、トナーが劣化すると、トナーの流動性が悪くなり、帯電が不足したり、過剰に帯電したりしてトナーの帯電が不安定となり、画像の濃度低下、カブリ、トナー飛散、ムラ等の不具合が発生し、形成される画像の画質が低下する。即ち、特許文献１の発明は、トナーの劣化が生じることで、むしろ画像形成装置を使用してから早期に画質が低下する可能性があり、長寿命化の要請に応えられないという問題がある。

特に近年、現像装置の小型化が求められており、小型化された現像装置では、トナーの収容量が少なくなっている。従って、特許文献１記載の発明を小型化すると、相対的にトナー供給部における劣化トナーの割合が高くなり易く、トナー供給部には劣化したトナーが蓄積され易いという問題もある。従って、特許文献１の発明は、現像装置の小型化にも対応することができない。

まとめると、特許文献１記載の現像装置は、粒径選別の問題に対応できるとしてもトナーの劣化についての言及はないから、トナー劣化の問題には対応できない。又、上記の通り、現像装置の長寿命化や小型化の要請に応えきれないものである。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、現像装置において、トナー供給部にトナーが過剰に充填されず、トナー劣化や粒径選別のない、更には小型化にも対応した長寿命の現像装置を提供することを目的とする。更に、この現像装置を用いることで、長期にわたり形成される画像の品質が安定し、長寿命の画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、装置内にトナーを収容し、像担持体上に形成される静電潜像を現像するため前記像担持体にトナーを供給し前記像担持体に対向して配置される現像ローラと、前記現像ローラにトナーを供給する供給ローラと、前記現像ローラに接し前記現像ローラ上に形成されるトナー層の層厚を規制する規制部材と、収容されたトナーを撹拌するための撹拌部材とを有する現像装置において、前記現像装置内を前記現像ローラ、前記供給ローラ、前記規制部材が配されるトナー供給部と、前記撹拌部材が配されるトナー収容部を形成するために第１仕切りが設けられているとともに、前記第１仕切りよりもトナー収容部側に前記第１仕切りと対向するように第２仕切りが設けられ、前記第１仕切りは、前記第２仕切りと対向する位置において１又は複数の開口を有し、前記第１仕切りと前記第２仕切りにより、トナーが移動する通路部が形成されることとした。

又、請求項２に係る発明は、請求項１記載の現像装置において、前記第１仕切りは、前記現像装置の枠体において、前記現像装置における前記現像ローラと近接する枠体の内壁部分から対向する内壁部分に向けて設けられていて、前記第１仕切りの方が前記第２仕切りよりも、前記対向する内壁部分に近い位置まで伸びて設けられることとした。

又、請求項３係る発明は、請求項１又は２記載の現像装置において、前記第１仕切りの長手方向の端部に、所定の長さで端部開口が設けられており、前記第２仕切りは、前記端部開口には対向しないように設けられることとした。

又、請求項４係る発明は、請求項３記載の現像装置において、前記端部開口には、前記トナー供給部側からトナー収容部側方向にのみ前記トナー供給部のトナーが移動するように弁が設けられることとした。

又、請求項５に係る発明は、複数の現像装置を支持し、複数の前記現像装置を回転駆動するための回転枠を有する現像ユニットにおいて、複数の現像装置のうち、一部又は全てが請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置であって、前記支持体が回転することで前記像担持体に各現像装置の現像ローラが対向されるようになっていることとした。

又、請求項６に係る発明は、画像形成装置において、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置又は請求項５記載の現像ユニットを備えることとした。

請求項１記載の発明によれば、トナー収容部からトナー供給部にむけて、第１仕切りと第２仕切りで形成された通路部からトナーが移動して補給されるから、トナー供給部内で消費されたトナー分だけが緩やかにトナー供給部に補給されることになり、トナー供給部でトナーが過剰に充填されることがない。従って、トナー供給部内の圧力を一定かつ低い状態に保つことができ、トナー劣化を最小限に止めることができる。又、第１仕切りと第２仕切りにより現像装置内を隔てるから、粒径選別も生じ難いものとできる。

このように、トナー劣化、粒径選別が生じがたいから、カブリ、濃度低下、トナー飛散等の不具合がなく長期間にわたり画像品質の低下しない長寿命の現像装置を提供することができる。更に、現像装置を小型化しても現像装置内でトナー供給部に劣化したトナーが蓄積されることがないから、小型化にも対応した現像装置を提供することができる。

請求項２記載の発明は、通路部を形成するための具体的な構成の１つであり、請求項１記載の発明の効果に加え、第１仕切り及び第２仕切りの構成は簡易なものとでき、トナー劣化等のない現像装置を容易に提供することができる。尚、好ましい実施の形態の１つである。

請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載の発明の効果に加え、その構成上、現像装置の長手方向端部ではトナーの流れが悪くなり、トナーの蓄積が生じることがあるが、この現像装置の長手方向端部にあたる第１仕切りの長手方向端部に端部開口を設けるから、トナー供給部からトナー収容部にトナーを戻すことができる。これにより、トナー供給部における現像装置の長手方向端部部分にトナーが蓄積されることを防ぐことができトナー供給部での圧力の上昇やトナーの劣化を防ぐことができる。

請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の発明の効果に加え、端部開口に弁部材を設けるから、現像装置に補給されたばかりで十分に撹拌されていないトナーがトナー供給部に入り込むことを防ぐことができ、現像装置内のトナーの劣化の程度を均一化できる。

請求項５記載の発明によれば、現像ユニットはいわゆるロータリ式の現像ユニットであるから、現像ユニットが回転することで、通路部から、トナー収容部からトナー供給部にトナーを戻るようにすることができる。これにより、トナー収容部とトナー供給部でのトナーの劣化の程度が均一化され、トナー収容部での劣化トナーの残留が無くなり、更にカブリ等の画像不具合のない現像装置を提供することができる。

請求項６記載の発明によれば、請求項１乃至５記載の現像装置又は現像ユニットを画像形成装置は備えるから、長期間にわたり画像の品質の安定し、長寿命の画像形成装置を提供することができる。又、現像装置は小型化に対応したものであるから、カラー、モノクロを問わず画像形成装置を小型化することができる。

以下、本発明の実施形態について図１〜図４を参照しつつ説明する。但し、本実施の形態に記載されている構成、配置等の各要素は、発明の範囲を限定するものではなく単なる説明例にすぎない。

まず、図１を用いて、本発明の第１の実施形態における画像形成装置１の概略を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１の概略構成を説明するための模型的断面図である。尚、本発明は、タンデム式、ロータリ式の現像装置を問わず適用できるが、本実施形態では、ロータリ式現像ユニット２を備えた画像形成装置１について説明する。

本実施形態に係る画像形成装置１は、画像形成部１０、補給部２０、中間転写部２４、給紙部３０、用紙搬送部３５、２次転写部４５、定着装置４７と等から構成される。

図１に示すように、画像形成部１０は、ロータリ式現像ユニット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、レーザユニット１４等からなる。

前記感光体ドラム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ている。

前記帯電ローラ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。尚、帯電ローラ１２の上部に設けられているのは、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ためのクリーナー１２ａである。

前記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や付着物を清掃するためのものである。

前記、ロータリ式現像ユニット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、ロータリ式現像ユニット２は、回転枠１５と、回転枠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、図示しないモータやギアを含む駆動機構によって回転させられる。従って、ロータリ式現像ユニット２は、回転軸１５ａを中心として回転自在な円筒形状である。ロータリ式現像ユニット２の回転軸１５ａは、回転枠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。

図１に示すように、回転枠１５は、回転軸１５ａの中心から放射状に延びる仕切枠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、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、各現像装置１６Ｂ、１６Ｙ、１６Ｃ、１６Ｍの詳細な構成については、後述する。

前記レーザユニット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、ポリゴンミラー駆動用モータ等を有している（不図示）。

前記補給部２０は、トナー収納容器２１及びトナー補給装置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。

前記トナー補給装置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。各トナー補給装置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現像装置１６Ｂ、１６Ｙ、１６Ｃ、１６Ｍに供給する。

具体的に、トナー補給装置２２は、先端が細い形状の差込部２２ａを有していて、下方に移動した際に、先端が現像装置１６Ｂ、１６Ｙ、１６Ｃ、１６Ｍに差し込まれトナーを供給する。又、補給が完了すると上方に移動し、ロータリ式現像ユニット２が回転可能な状態となる。尚、図１では、１本のトナー補給装置２２以外は不可視となっている。又、トナー補給装置２２の移動方向を破線にて図示する。

前記中間転写部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、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、テンションローラ２７、感光体ドラム１１と中間転写ベルト２５を介して隣接する１次転写ローラ２８、１次転写ローラ２８の近傍であって駆動ローラ２６と１次転写ローラの間に設けられた従動ローラ２８ａ、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。

前記給紙部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。

前記用紙搬送部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。尚、用紙搬送方向は、矢印で図示している。

又、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。

前記第２搬送路３７は、搬送ローラ対４１が複数設けられる。又、用紙Ｐを案内するガイド板（不図示）も適宜設けられる。尚、第２搬送路３７の最後端には、用紙排出口４２
が設けられ、又、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。

反転搬送路３８は、両面印刷のための搬送路である。反転搬送路３８は、第２搬送路３７の途中であって定着装置４７の用紙搬送方向下流に位置する分岐爪４４から、レジストローラ対４０の用紙搬送方向上流側に合流するように設けられる。この反転搬送路３８は、給紙カセット３１の上方を通るように設けられる。この反転搬送路３８も、搬送ローラ対４１が複数設けられ、用紙Ｐを案内するガイド板（不図示）も適宜設けられる。

前記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。

前記定着装置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。

次に、画像形成動作について簡単に説明する。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実行する。

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、ロータリ式現像ユニット２が回転され、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。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（フルカラーならば中間転写ベルト２５は４回転する）。尚、例えば、黒色の単色画像を形成する場合は、以上の動作を１度行えばよい。尚、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。

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。そして、片面印刷の場合は、分岐爪４４を経て、用紙排出口４２から順次排出され、用紙Ｐを排出トレイ４３が受け止める。

一方、両面印刷の場合、定着装置４７を通過した用紙Ｐは、用紙搬送方向において、分岐爪４４よりも下流側の第２搬送路３７でスイッチバックされ、分岐爪４４の案内で反転搬送路３８に導入される。その後、表裏反転した用紙Ｐは、再び第１搬送路３６のレジストローラ対４０の上流側に戻される。そして、用紙Ｐの裏面側にタイミングを合わせて２次転写ローラ４６からトナー像が転写される。その後は上記と同様である。

次に、ロータリ式現像ユニット２に支持されている本発明の第１の実施形態に係る現像装置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。

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と対向している状態の位置で静止している状態を示している。

この現像装置１６は、主として、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、撹拌部材５６、トナー補給口５７等により構成されている。

前記枠体５１は、現像装置１６の外殻を構成するものである。そして、この内部にトナーを収容し、他の部材が備え付けられることになる。

前記仕切り部材５２は、例えば金属や樹脂の板状部材により形成され、第１仕切り６１と第２仕切り６２から構成されている。そして、第１仕切り６１は、現像装置１６の枠体５１において、現像装置１６における現像ローラ５３、供給ローラ５４と近接する枠体の内壁部分５１ａから対向する内壁部分５１ｂに向けて設けられる（図２において下方から上方）。一方、第２仕切り６２は、第１仕切り６１よりもトナー収容部５９側に第１仕切り６１と対向するように設けられる。言い換えると、第２仕切り６２は、第１仕切り６１の長手方向に平行な方向に沿って対向するように第１仕切り６１に取り付けられる。

そして、仕切り部材５２のうち、主として第１仕切り６１により、現像装置１６の内部がトナー供給部５８とトナー収容部５９に隔てられる。トナー供給部５８は、感光体ドラム１１にトナーを供給する部分であり、現像ローラ５３、供給ローラ５４、規制部材５５等が配される。トナー収容部５９には、撹拌部材５６やトナー補給口５７が配される。

このように、第１仕切り６１は、現像装置１６内をトナー供給部５８とトナー収容部５９とに隔てるが、第２仕切り６２と対向する位置において１又は複数の開口６３を有する。この開口６３により、トナー収容部５９からトナー供給部５８にトナーが移動可能とされ、トナーが補給される。即ち、第１仕切り６１と第２仕切り６２の対向する部分は、トナーが移動するための通路部６４となっている。尚、第１仕切り６１と第２仕切り６２のより詳細な構成については後述する。

図２に示すように、前記現像ローラ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、対向配置され回転可能に支持される。そして、ロータリ式現像ユニット２が回転し、各色のトナーの薄層が形成された現像ローラ５３が、感光体ドラム１１に対向させられ、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。

前記供給ローラ５４は、現像ローラ５３にトナーを供給・搬送するため、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は回転可能かつ供給ローラ５４の軸線と現像ローラ５３の軸線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と供給ローラ５４の接触部分において、図２の上方の接触部分では（規制部材５５の近傍）、現像ローラ５３にトナーを供給し、図２の下方の接触部分では（内壁部分５１ａの近傍）、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。

前記規制部材５５は、樹脂、金属等でフィルム状又はブレード状に形成される。又、規制部材５５は、一平面が現像ローラ５３の軸線方向に沿って当接するように支持される。このように、規制部材５５は、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、摩擦や、所定の電圧印加手段（不図示）により、トナーを帯電させる機能も有する。

前記撹拌部材５６は、トナー収容部５９内のトナーを撹拌するためのものであり、供給ローラ５４、現像ローラ５３と軸線が略平行かつ並列して設けられ、軸部５６ａ及び撹拌羽根５６ｂ等により構成される。軸部５６ａ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５６ａは、断面が略Ｔ字状であり、その長手方向の端部がギア、モータ（不図示）と接続され回転される。軸部材５６ａに、例えば、ＰＥＴのような樹脂で構成されるフィルム状又はシート状の撹拌羽根５６ｂが取り付けられ、撹拌部材５６が構成される。

前記トナー補給口５７は、補給部２０から、トナーの補給を受けるためのものであり、トナー収容部５９に、撹拌部材５６に近接する枠体部分５１ａと対向する枠体部分５１ｂに設けられている（図２において上方の位置）。トナー補給口５７には、トナー補給装置２２の先端部２２ａが差し込まれ、トナーが現像装置１６に補給される。そのため、トナー補給口５７は、トナー補給装置２２と対応して設けられる。

次に、図３に基づき、本発明の第１の実施形態に係る現像装置１６における仕切り部材５２のより詳細な構成について説明する。図３（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る第１仕切り６１をトナー供給部５８側から見た斜視図、（ｂ）は第１仕切り６１への第２仕切り６２の取付を説明するため、トナー収容部５９方向から見た斜視図である。（ｃ）は第１仕切り６１に第２仕切り６２を取付た状態を示す斜視図である。

図３（ａ）に示すように、第１仕切り６１は、図３（ａ）において左右方向に長く形成されている。即ち、第１仕切り６１は現像装置１６における現像ローラ５３や撹拌部材５６の軸線方向に沿って伸びて形成されている（図２参照）。そして、第１仕切り６１の上下方向中央からやや上方において、第１仕切り６１の長手方向に複数の開口６３が並列して設けられている。この開口６３が設けられることで、トナー収容部５９からトナー供給部５８にトナーが供給される。

又、第１仕切り６１は上下方向の略中央から下端にかけて湾曲部６５を有している。これは、第１仕切り６１が、供給ローラ５４に被せられるように、現像ローラ５３、供給ローラ５４と近接する枠体の内壁部分５１ａから対向する内壁部分５１ｂに向けて設けられるためである（図２参照）。又、第１仕切り６１の下端部には、内壁部分５１ａに設けられる係止部（不図示）に差込み、第１仕切り６１の位置固定のための係止爪６６が複数設けられている。この係止爪により第１仕切り６１が強固に固定される。

そして、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、第１仕切り６１に第２仕切り６２が取り付けられる（取付方向を二点鎖線で図示）。本実施形態では、第２仕切り６２の長手方向の長さは、第１仕切り６１と同じものとされる。ここで、第２仕切り６２は、１枚の板状部材を長手方向における両端で折り曲げて２つの側壁部６２ａを有するように形成される。又、側壁部６２ａは、取り付けられた際に、第１仕切り６１の湾曲部６５等の形状と一致するように形成されている。

この第２仕切り６２が、第１仕切り６１に取り付けられることで、第１仕切り６１と第２仕切り６２が対向し、ポケット状のトナーの通路部６４が形成される（図２参照）。尚、第１仕切り６１の方が第２仕切り６２よりも、内壁部分５２ｂに近い位置まで伸びて設けられるようになっている。即ち、第２仕切り６２が取り付けられても、第１仕切り６１の長手方向に対する垂直方向の上部分において（図３の上下方向）第１仕切り６１の方が長く突出するようになっている。

ここで、図２を参照して、現像装置１６の具体的な実施例について述べるとともに、実際のトナーの動きについて述べる。尚、本発明がこの実施例に限定されるものではないことを付言しておく。

現像装置１６の一例として、現像ローラ５３には、ＪＩＳ−Ａ硬度４５度、表面粗さＲａ１．０μｍの弾性ローラを用いる。供給ローラ５４はウレタンスポンジローラを用いて現像ローラ５３とのニップ幅が３ｍｍとなるように調整する。規制部材５５には、厚さ０．０８ｍｍのＳＵＳを用い、現像ローラ５３に当接する規制圧を２５Ｎ／ｍに設定する。シール部材としては、導電性の高分子量ＰＥフィルムを用い、現像ローラ５３に均一に接触するようにウレタンスポンジでバックアップするようにしている。又、撹拌部材５６の撹拌羽根５６ｂには、厚さ４０μｍのＰＥＴフィルムを用いている。

一方、本実施形態では、仕切り部材５２としての第１仕切り６１と第２仕切り６２には、厚さ０．５ｍｍのＳＵＳを用いているが、現像装置１６の大きさに合わせて、適宜変更することが可能である。ここで、対向する第１仕切り６１と第２仕切り６２の隙間の幅は、本実施形態の現像装置１６では、１〜８ｍｍとし、より好ましくは、２〜４ｍｍ程度とする。更に、第１仕切り６１は、第２仕切り６２よりも、枠体の内壁部分５１ｂに伸びて形成されており、図２において、上方に１〜１０ｍｍ、より好ましくは６〜８ｍｍ程度高くなるように形成されている。これは、通路部６４には、トナーが流入するものであり、後述するトナー供給部５８とトナー収容部５９トナーの補給・移動の点において望ましいためである。

このように形成される現像装置１６においては、図２に示すように、撹拌部材５６が回転すると、トナーが撹拌され、トナー収容部５９内で跳ね上げられる（そのためトナー収容部５９はホッパー部と呼ばれることもある）。そうすると、跳ね上げられたトナーは通路部６４に入り込む。その高さは、第１仕切り６１の方が高く形成されているから、第２仕切り６２の高さの位置までトナーが堆積する。即ち、第１仕切り６１と第２仕切り６２の対向する部分でトナーが堆積する。その通路部６４におけるトナー堆積の高さをラインＬ１として示す。

この通路部６４に入り込んだトナーは、トナー供給部５８に、供給ローラ５４を介し搬送される。しかし、通路部６４の第１仕切り６１と第２仕切り６２の隙間の幅は、４ｍｍ程度とされているから、一気にトナー供給部５８にトナーが流入することなく、消費されたトナーの量にあわせトナーの自重により徐々にトナー供給部５８にトナーが供給される。これにより、必要以上にトナーが供給されることが無くトナー供給部５８にトナーが過剰に充填されることがない。従って、トナー供給部５８内の圧力がトナー劣化の生ずるほどには高くならず、ほぼ一定に保たれる（トナー供給部５８内でのトナーの高さの目安をラインＬ２として示す。）。これにより、例え、低濃度出力を続けてもトナーの劣化が生じない。

即ち、トナー供給部５８と、トナー収容部５９を仕切り部材５２で隔てるから、トナーの粒径選別が抑えられ、又、上記のようにトナー劣化が抑えられる、長期にわたって形成される画像にカブリや濃度低下、トナー飛散のない長寿命の現像装置１６又は画像形成装置１となる。又、現像装置１６を小型化しても、特に弊害の生じないものであり、現像装置１６の小型化の要請にも対応可能である。

更に、本実施形態における現像装置１６は、ロータリ式現像ユニット２に支持されるものである。ロータリ式現像ユニット２が回転することで、トナー供給部５８のトナーの一部がトナー収容部５９に通路部６４を通って戻る。これにより少量ずつではあるが、トナーの入れ替えがなされ、トナー供給部５８とトナー収容部５９でのトナーの劣化の程度差を少なくすることが可能となる。トナーの劣化の程度差が大きくなると（トナー供給部５９のトナーの劣化が進展しすぎると）、劣化トナーが、帯電させたい極性と逆の極性にまで帯電する場合があり、画像の品質の低下を引き起こす。しかし、本実施形態では、劣化の程度差を小さくすることができ、画像の品質が維持される。

尚、タンデム式の現像装置を用いる画像形成装置であっても、本実施形態における現像装置１６を用いれば、そもそも粒径選別、トナー劣化が生じ難いから長寿命の現像装置１６、画像形成装置１となる。

次に本発明における第２の実施形態について、図４に基づいて説明する。図４（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る第１仕切り６１への第２仕切り６２の取付を説明するため、トナー収容部５９方向から見た斜視図である。（ｂ）は第１仕切り６１に第２仕切り６２を取り付けた状態を示す斜視図である。ここで、第２の実施形態は、第２仕切り６２の設け方において、第１の実施形態と差異を設けたものである。

尚、第２の実施形態の基本的な構成は、図１〜３を用いて説明した上記の第１の実施形態と同じであるから、上記の実施形態と共通する構成については、図面の記載及び説明を省略する。即ち、特に述べる差異以外の点については、第１の実施形態と同様にすればよい。

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、第２の実施形態の仕切り部材５２は、第１仕切り６１の長手方向の端部に、所定の長さで端部開口６７が設けられ、図４（ａ）に示すように第２仕切り６２は、その端部開口６７に対向しないように設けられる。即ち、通路部６４が第１仕切り６１の長手方向端部部分では形成されない。

更に、端部開口６７には、トナー供給部５８側からトナー収容部５９側方向にのみトナー供給部５８のトナーが移動するように弁６８が設けられる。具体的には、トナー収容部５９側から、例えばＰＥＴのような樹脂からなるシート状部材を弁６８として、矩形状の端部開口６７の一辺に沿って、端部開口６７に覆い被さるように接着等により固定する。

これにより、現像装置１６の長手方向端部において、トナー収容部５９にトナー供給部５８からトナーが戻されるから、トナー供給部５８での圧力上昇を回避でき、又、トナーの劣化の程度差が大きくなることを防ぐことができる。又、弁６８により、特にトナー補給口５７の直下に端部開口が位置する場合など、現像装置１６内への補給直後のトナーがトナー供給部５８に直接移動しないようにできる。

次に本発明に関する参考例を、図５に基づいて説明する。図５は参考例に係る現像装置１６の断面図である。ここで、参考例は、第１の実施形態と、仕切り部材５２の設け方において、差異を設けたものである。

尚、参考例の基本的な構成は、図１〜３を用いて説明した上記の第１の実施形態と同じであるから、上記の実施形態と共通する構成については、図面の記載及び説明を省略する。即ち、特に述べる差異以外の点については、第１の実施形態と同様にすればよい。

図５に示すように、仕切り部材５２として、第１仕切り６１と第２仕切り６２を設ける点では他の実施形態と同様であるが、第１仕切り６１よりもトナー供給部５８側に第１仕切り６１と対向するように第２仕切り６２を設ける点で異なっている。このように仕切り部材５２を設けても、トナーが移動する通路部６４が形成される。

具体的には、第１仕切り６１は、現像ローラ５２に近接する枠体の内壁部分５１ａから対向する内壁部分５１ｂに向けて設けられ（図５において、下から上に向かう方向）、第２仕切り６２は対向する内壁部分５１ｂから第１仕切り６１に向かう方向（図５において、上から下に向かう方向）に設けられている。このように仕切り部材５２を構成しても、実施形態１と同様の効果を有するものとなる。

このようにして、第１の実施形態に示すように、装置内にトナーを収容し、像担持体としての感光体ドラム１１上に形成される静電潜像を現像するため感光体ドラム１１にトナーを供給し感光体ドラム１１に対向して配置される現像ローラ５３と、現像ローラ５３にトナーを供給する供給ローラ５４と、現像ローラ５３に接し現像ローラ５３上に形成されるトナー層の層厚を規制する規制部材５５と、収容されたトナーを撹拌するための撹拌部材５６とを有する現像装置１６において、現像装置１６内を現像ローラ５３、供給ローラ５４、規制部材５５が配されるトナー供給部５８と、撹拌部材５６が配されるトナー収容部５９を形成するために第１仕切り６１が設けられているとともに、第１仕切り６１よりもトナー収容部５９側に第１仕切り６１と対向するように第２仕切り６２が設けられ、第１仕切り６１は、第２仕切り６２と対向する位置において１又は複数の開口６３を有し、第１仕切り６１と第２仕切り６２により、トナーが移動する通路部６４が形成するようにすれば、トナー供給部５８内で消費されたトナー分だけが緩やかにトナー供給部５８に補給されることになり、トナー供給部５８でトナーが過剰に充填されることがない。従って、トナー供給部５８内の圧力を一定かつ低い状態に保つことができ、トナー劣化を最小限に止めることができる。又、第１仕切り６１と第２仕切り６２により現像装置１６内を隔てるから、粒径選別も生じ難いものとできる。このように、トナー劣化、粒径選別が生じがたいから、カブリ、濃度低下、トナー飛散等の不具合がなく長期間にわたり画像品質の低下しない長寿命の現像装置１６を提供することができる。更に、現像装置１６を小型化しても現像装置１６内でトナー供給部５８に劣化したトナーが蓄積されることがないから、小型化の要請にも応えた現像装置１６を提供することができる。

又、第１仕切り６１は、現像装置１６の枠体５１において、現像装置１６における現像ローラ５３と近接する枠体５１の内壁部分５１ａから対向する内壁部分５１ｂに向けて設けられていて、第１仕切り６１の方が第２仕切り６２よりも、対向する内壁部分５１ｂに近い位置まで伸びて設けられるようにすれば、第１仕切り６１及び第２仕切り６２の構成は簡易なものとでき、トナー劣化等のない現像装置１６を容易に提供することができる。

第２の実施形態で示すように、第１仕切り６１の長手方向の端部に、所定の長さで端部開口６７を設け、第２仕切り６２は、端部開口６７には対向しないように設けられるようにすれば、その構成上、現像装置１６の長手方向端部ではトナーの流れが悪くなり、トナーの蓄積が生じることがあるが、この現像装置１６の長手方向端部にあたる第１仕切り６１の長手方向端部に端部開口６７を設けるから、トナー供給部５８からトナー収容部５９にトナーを戻すことができる。これにより、トナー供給部５８における現像装置１６の長手方向端部部分にトナーが蓄積されることを防ぐことができトナー供給部５８での圧力の上昇やトナーの劣化を防ぐことができる。

又、端部開口６７には、トナー供給部５８側からトナー収容部５９側方向にのみトナー供給部５８のトナーが移動するように弁６８を設ければ、現像装置１６に補給されたばかりで十分に撹拌されていないトナーがトナー供給部５８に入り込むことを防ぐことができ、現像装置１６内のトナーの劣化の程度をより均一化できる。

又、参考例で示すように、装置内にトナーを収容し、像担持体としての感光体ドラム１１上に形成される静電潜像を現像するため感光体ドラム１１にトナーを供給し感光体ドラム１１に対向して配置される現像ローラ５３と、現像ローラ５３にトナーを供給する供給ローラ５４と、現像ローラ５３に接して現像ローラ５３上に形成されるトナー層の層厚を規制する規制部材５５と、収容されたトナーを撹拌するための撹拌部材５６とを有する現像装置１６において、現像装置１６内を現像ローラ５３、供給ローラ５４、規制部材５５が配されるトナー供給部５８と、撹拌部材５６が配されるトナー収容部５９を形成するために第１仕切り６１が設けられているとともに、第１仕切り６１よりもトナー供給部５８側に第１仕切り６１と対向するように第２仕切り６２が設けられ、第１仕切り６１と第２仕切り６２により、トナーが移動する通路部６４が形成されるようにしても、第１の実施形態にしめす現像装置１６と同様の効果を有する。

又、第１仕切り６１は、現像装置１６の枠体５１において、現像装置１６における現像ローラ５３、供給ローラ５４に近接する枠体５１の内壁部分５１ａから対向する内壁部分５１ｂに向けて設けられ、第２仕切り６２は前記対向する内壁部分５１ｂから第１仕切り６１に向かう方向に設けるようにすれば、第１仕切り６１及び第２仕切り６２の構成を簡易なものとすることができ、トナー劣化等のない現像装置１６を容易に提供することができる。

又、複数の現像装置１６を支持し、複数の現像装置１６を回転駆動するための回転枠を有する現像ユニットにおいて、複数の現像装置１６のうち、一部又は全てが本発明に係る現像装置１６であって、支持体が回転することで像担持体に各現像装置１６の現像ローラ５３が対向されるようにすれば、現像ユニットはいわゆるロータリ式の現像ユニットであるから、現像ユニットが回転することで、通路部６４から、トナー収容部５９からトナー供給部５８にトナーを戻るようにすることができる。これにより、トナー収容部５９とトナー供給部５８でのトナーの劣化の程度が均一化され、トナー収容部５９での劣化トナーの残留が無くなり、更にカブリ等の画像不具合のない現像装置１６を提供することができる。

又、画像形成装置１において、上記の現像装置１６又は現像ユニットを備えるようにすれば、長期間にわたり画像の品質の安定し、長寿命の画像形成装置１を提供することができる。又、現像装置１６は小型化に対応したものであるから、カラー、モノクロを問わず画像形成装置１を小型化することができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は、画像形成装置に用いられる現像装置及びこの現像装置を備えた画像形成装置おいて利用可能である。

本発明の第１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型的断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る現像装置の概略構成を示す断面図である。 （ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る第１仕切りをトナー供給部側から見た斜視図、（ｂ）は第１仕切りへの第２仕切りの取付を説明するため、トナー収容部方向から見た斜視図である。（ｃ）は第１仕切りに第２仕切りを取付た状態を示す斜視図である。 （ａ）は本発明の第２の実施形態に係る第１仕切りへの第２仕切りの取付を説明するため、トナー収容部方向から見た斜視図である。（ｂ）は第１仕切りに第２仕切りを取り付けた状態を示す斜視図である。 参考例に係る現像装置の断面図である。

１ 画像形成装置
２ ロータリ式現像ユニット
１６、１６Ｂ、１６Ｙ、１６Ｃ、１６Ｍ 現像装置
５１ａ、５１ｂ 内壁部分（枠体５１）
５２ 仕切り部材
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（仕切り部材５２）
６２ 第２仕切り（仕切り部材５２）
６４ 通路部
６７ 端部開口
６８ 弁

Claims (6)

1. 装置内にトナーを収容し、像担持体上に形成される静電潜像を現像するため前記像担持体にトナーを供給し前記像担持体に対向して配置される現像ローラと、前記現像ローラにトナーを供給する供給ローラと、前記現像ローラに接し前記現像ローラ上に形成されるトナー層の層厚を規制する規制部材と、収容されたトナーを撹拌するための撹拌部材とを有する現像装置において、
   前記現像装置内を前記現像ローラ、前記供給ローラ、前記規制部材が配されるトナー供給部と、前記撹拌部材が配されるトナー収容部を形成するために第１仕切りが設けられているとともに、前記第１仕切りよりもトナー収容部側に前記第１仕切りと対向するように第２仕切りが設けられ、
   前記第１仕切りは、前記第２仕切りと対向する位置において１又は複数の開口を有し、
   前記第１仕切りと前記第２仕切りにより、トナーが移動する通路部が形成されていることを特徴とする現像装置。
2. 前記第１仕切りは、前記現像装置の枠体において、前記現像装置における前記現像ローラと近接する枠体の内壁部分から対向する内壁部分に向けて設けられていて、前記第１仕切りの方が前記第２仕切りよりも、前記対向する内壁部分に近い位置まで伸びて設けられていることを特徴とする請求項１記載の現像装置
3. 前記第１仕切りの長手方向の端部に、所定の長さで端部開口が設けられており、
   前記第２仕切りは、前記端部開口には対向しないように設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の現像装置。
4. 前記端部開口には、前記トナー供給部側からトナー収容部側方向にのみ前記トナー供給部のトナーが移動するように弁が設けられていることを特徴とする請求項３記載の現像装置。
5. 複数の現像装置を支持し、複数の前記現像装置を回転駆動するための回転枠を有する現像ユニットにおいて、
   複数の現像装置のうち、一部又は全てが請求項１乃至の４いずれか１項に記載の現像装置であって、前記支持体が回転することで前記像担持体に各現像装置の現像ローラが対向されるようになっていることを特徴とする現像ユニット。
6. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置又は請求項５記載の現像ユニットを備えることを特徴とする画像形成装置。

Images