JP4041456B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像装置及び画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真式のプリンタ、複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置においては、一様に、かつ、均一に帯電させられた感光体ドラムの表面を露光して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置によって現像して現像剤としてのトナー像を形成し、該トナー像を用紙に転写し、定着させることによって、画像を形成するようになっている。そのために、前記感光体ドラムの周囲に帯電ローラ、露光装置、現像装置、転写ローラ、クリーニングローラ等が配設され、用紙の搬送方向における転写ローラより下流側に定着装置が配設される。また、前記現像装置は、現像剤担（たん）持体としての現像ローラ、トナー供給ローラ等を備える。

ところで、例えば、プリンタの場合、画像の形成、すなわち、印刷を繰り返すことによってトナーがなくなったり、感光体ドラムだけでなく、感光体ドラムの周囲に配設された帯電ローラ、現像ローラ、トナー供給ローラ等の各ローラ類の消耗が起こるので、前記トナーを収容するトナーカトリッジ、感光体ドラム、各ローラ類等を一体的な構造にしてＩＤ（Ｉｍａｇｅ Ｄｒｕｍ）カートリッジを形成し、トナーがなくなったり、感光体ドラム及び各ローラ類が消耗したりしたときに、ＩＤカートリッジの全体を新品と交換するようにしている。

図２は従来のプリンタの概念図、図３は従来の現像装置の動作を示す図である。

図において、１０はＩＤカートリッジ、１１は矢印Ａ方向に回転自在に配設された感光体ドラム、１２は、該感光体ドラム１１の表面を一様に、かつ、均一に帯電させる帯電ローラ、１３は、帯電させられた感光体ドラム１１の表面を露光し、静電潜像を形成する露光装置、１４は、前記感光体ドラム１１と接触させて矢印Ｂ方向に回転自在に配設され、感光体ドラム１１にトナー３１を供給し、前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像ローラ、１５は該現像ローラ１４と接触させて配設された現像ブレードであり、該現像ブレード１５は、前記現像ローラ１４の表面のトナー３１の層、すなわち、トナー層の厚さを規定し、前記現像ローラ１４から感光体ドラム１１に移動させられるトナー３１の量を設定する。また、１６は現像ローラ１４と接触させて矢印Ｃ方向に回転自在に配設されたトナー供給ローラであり、該トナー供給ローラ１６は、トナーカートリッジ２１から供給されたトナー３１を現像ローラ１４に供給する。なお、２８はトナーカートリッジ２１から供給されたトナー３１を攪拌（かくはん）する攪拌部材である。前記現像ローラ１４、現像ブレード１５、トナー供給ローラ１６、攪拌部材２８等によって現像装置が構成される。

また、２２は、前記感光体ドラム１１と対向させて矢印Ｄ方向に回転自在に配設された転写ローラであり、感光体ドラム１１との間に転写部を構成する。前記転写ローラ２２は、前記転写部に搬送された用紙２３に、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像を転写する。そして、２４は、トナー像が用紙２３に転写された後に、感光体ドラム１１の表面に残留したトナー３１を除去するためのクリーニング装置であり、該クリーニング装置２４は、感光体ドラム１１の表面に接触させて配設されたクリーニングブレード２５を備える。なお、前記感光体ドラム１１、帯電ローラ１２、現像装置、トナーカートリッジ２１、クリーニング装置２４によってＩＤカートリッジ１０が構成される。

そして、２７は、前記用紙２３の搬送方向における転写部より下流側に配設され、用紙２３に転写されたトナー像を定着する定着装置である。

前記構成のプリンタにおいて、前記露光装置１３が画像信号に対応する光を感光体ドラム１１に照射して、該感光体ドラム１１の表面を露光し、静電潜像を形成する。続いて、現像ローラ１４が前記静電潜像を現像してトナー像を形成し、転写ローラ２２が前記トナー像を用紙２３に転写する。次に、用紙２３は定着装置２７に送られ、該定着装置２７によってトナー像が用紙２３に定着され、印刷が行われる。

次に、前記現像装置について説明する。

この場合、該現像装置においては、一成分現像方式による現像が行われ、そのために、一成分現像剤として前記トナー３１が使用される。また、前記トナーカートリッジ２１には、下部に開閉自在の開口部が形成され、該開口部を開放すると、トナーカートリッジ２１内のトナー３１が開口部を介して所定の量だけ落下し、現像装置内に供給される。該現像装置内において、トナー３１は、前記攪拌部材２８が回転させられるのに伴って攪拌され、前記トナー供給ローラ１６に供給される。

該トナー供給ローラ１６は現像ローラ１４と同じ方向に、各周速度に一定の差を形成しながら互いに摺（しゅう）動して回転させられ、トナー供給ローラ１６及び現像ローラ１４の各電位差に基づいてトナー３１を現像ローラ１４に供給するとともに、現像ローラ１４の外周面の余分なトナー３１を掻（か）き取ることができる。なお、前記トナー供給ローラ１６は、シリコーンゴム、ウレタンゴム等の発泡弾性体によって形成され、表面に、凹部から成る複数の図示されないセルが形成される。

なお、前記トナー供給ローラ１６と現像ローラ１４とが接触するニップ部分において、各周速度の差によって生じる摩擦により、トナー３１がわずかに帯電させられる。

そして、前記現像ローラ１４上のトナー３１は、現像ローラ１４の回転に伴って、現像ブレード１５まで搬送され、現像ブレード１５によってトナー層の厚さが規定された後、感光体ドラム１１と対向する現像領域に搬送される。該現像領域においては、感光体ドラム１１上の静電潜像によってトナー３１が静電気力で引きつけられ、感光体ドラム１１に移動させられ、トナー像が形成される（例えば、特許文献１参照。）。
特開平７−１６０１０７号公報

しかしながら、前記従来の現像装置においては、トナー供給ローラ１６が矢印Ｃ方向に回転するのに伴って、前記各セルは、トナー供給ローラ１６の周囲のトナー３１を掻き取り、掻き取ったトナー３１を現像ローラ１４に供給するようになっているが、現像ローラ１４とトナー供給ローラ１６とのニップ部分を通過する際にトナー３１に力学的なストレスが加わったり、印刷の際に発生する熱によるストレスがトナー３１に加わったりするので、トナー３１の流動性が低下し、印刷が繰り返されるのに伴って、トナー供給ローラ１６の近傍においてトナー３１の凝集が発生してしまう。

特に、トナーカートリッジ２１がトナー供給ローラ１６より上方に配設される場合、トナー供給ローラ１６の直上のトナー供給ローラ１６の上半分と対向する領域ＡＲ１において、図３に示されるように、セルによってトナー３１が掻き取られた部分に、上方から新たなトナー３１が重力によって落下してくるので、トナー３１に加わる力学的なストレスが大きくなり、凝集の発生が顕著になってしまう。

ところで、トナー３１の凝集が発生すると、みかけ上のトナー３１の粒径が大きくなり、トナー３１の体積当たりの表面積、すなわち、比表面積が小さくなり、帯電する量、すなわち、帯電量がその分少なくなってしまう。その場合、各トナー３１間の電気的な反発力に対して、ファンデルワース力等の吸引力が大きくなり、各トナー３１の粒子が外部からの力に対して移動しにくくなる。

すなわち、セルによってトナー供給ローラ１６の周囲のトナー３１を掻き取る能力が低くなるので、現像ローラ１４へのトナー３１の供給量が少なくなってしまう。特に、前記領域ＡＲ１においては、重力によってトナー３１に加わる力学的なストレスが大きくなるので、トナー３１の凝集が発生して、トナー供給ローラ１６の周囲のトナー３１を掻き取る能力が低くなると、新たなトナー３１が落下する量がその分少なくなり、現像ローラ１４へのトナー３１の供給量が一層少なくなってしまう。

その結果、印刷を行った場合に、画像にかすれが発生し、画像品位が低くなってしまう。

本発明は、前記従来の現像装置の問題点を解決して、現像剤担持体に十分な量の現像剤を供給することができ、画像品位を向上させることができる現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

そのために、本発明の現像装置においては、像担持体上に形成された静電潜像に、粒子から成る現像剤を付着させて前記静電潜像を現像する現像剤担持体と、表面がローラ状の発泡体からなり、前記現像剤担持体と接触させて回転させられ、直上から供給された現像剤を前記現像剤担持体に供給する現像剤供給ローラと、前記現像剤担持体と現像剤供給ローラとの接触部に対して現像剤供給ローラの回転方向における上流側で、かつ、現像剤供給ローラの現像剤収容部側の上半部分と対向する領域に、回転軸から所定の距離を置いて回転自在に、かつ、前記現像剤供給ローラとほぼ平行に配設された棒状体を備えた現像剤供給体とを有する。

そして、前記棒状体は、回転に伴って内側に空間を形成する円形の軌跡上を移動し、現像剤供給ローラの表面に周期的に近接することによって現像剤供給ローラに現像剤を供給する。
また、前記棒状体が前記現像剤供給ローラの表面に近接した位置において、棒状体と現像剤供給ローラの表面との間隔が０．８〔ｍｍ〕以下にされる。

本発明によれば、現像装置においては、像担持体上に形成された静電潜像に、粒子から成る現像剤を付着させて前記静電潜像を現像する現像剤担持体と、表面がローラ状の発泡体からなり、前記現像剤担持体と接触させて回転させられ、直上から供給された現像剤を前記現像剤担持体に供給する現像剤供給ローラと、前記現像剤担持体と現像剤供給ローラとの接触部に対して現像剤供給ローラの回転方向における上流側で、かつ、現像剤供給ローラの現像剤収容部側の上半部分と対向する領域に、回転軸から所定の距離を置いて回転自在に、かつ、前記現像剤供給ローラとほぼ平行に配設された棒状体を備えた現像剤供給体とを有する。

そして、前記棒状体は、回転に伴って内側に空間を形成する円形の軌跡上を移動し、現像剤供給ローラの表面に周期的に近接することによって現像剤供給ローラに現像剤を供給する。
また、前記棒状体が前記現像剤供給ローラの表面に近接した位置において、棒状体と現像剤供給ローラの表面との間隔が０．８〔ｍｍ〕以下にされる。

この場合、棒状体が周期的に移動するのに伴って、現像剤供給ローラの表面上に現像剤が移動させられるので、現像剤供給ローラは、現像剤担持体に現像剤を十分に供給することができる。したがって、画像の形成を行った場合に画像にかすれが発生するのを防止することができ、画像品位を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、画像形成装置としてのプリンタによって、画像の形成として、印刷を行う場合について説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概念図、図４は本発明の第１の実施の形態におけるトナー供給体の正面図、図５は本発明の第１の実施の形態におけるトナー供給体の側面図、図６は図４のＸ−Ｘ断面図、図７は本発明の第１の実施の形態におけるトナー供給体の配設状態を示す図、図８は本発明の第１の実施の形態におけるトナー供給体の他の例を示す図である。

図において、１０は画像形成カートリッジとしてのＩＤカートリッジ、１１は矢印Ａ方向に回転自在に配設された像担持体としての感光体ドラム、１２は、矢印Ｆ方向に回転自在に配設され、前記感光体ドラム１１の表面を一様に、かつ、均一に帯電させる帯電装置としての帯電ローラ、１３は、帯電させられた感光体ドラム１１の表面を露光し、静電潜像を形成する露光装置であり、該露光装置１３として、ＬＥＤヘッド、レーザスキャン等が使用される。また、１４は、前記感光体ドラム１１と接触させて矢印Ｂ方向に回転自在に配設され、感光体ドラム１１に現像剤としてのトナー３０を供給し、前記静電潜像を現像して現像剤像としてのトナー像を形成する現像剤担持体としての現像ローラ、１５は該現像ローラ１４と接触させて配設された現像ブレードであり、該現像ブレード１５は、前記現像ローラ１４の表面のトナー層の厚さを規定し、前記現像ローラ１４から感光体ドラム１１に移動させられるトナー３０の量を設定する。また、１６は、現像ローラ１４と接触させて矢印Ｃ方向に回転自在に配設された第１の現像剤供給部材としての、かつ、現像剤供給ローラとしてのトナー供給ローラであり、該トナー供給ローラ１６は、現像剤収容部としての図示されないトナーカートリッジの直下に置かれ、該トナーカートリッジから供給されたトナー３０を現像ローラ１４に供給する。

前記トナー供給ローラ１６と現像ローラ１４とが接触するニップ部分より上方には、攪拌部材２８が矢印Ｇ方向（現像ローラ１４及びトナー供給ローラ１６の回転方向と同じ方向）に回転自在に配設され、前記トナーカートリッジから供給されたトナー３０を攪拌する。

そして、前記トナー供給ローラ１６の直上の近傍において、前記トナー供給ローラ１６の上面、すなわち、上半分と対向する領域ＡＲ１には、第２の現像剤供給部材としての、かつ、現像剤供給体としてのトナー供給体３３が、矢印Ｈ方向に回転自在に配設され、周期的に移動し、トナー供給ローラ１６と間欠的に接触させられる。なお、前記現像ローラ１４、現像ブレード１５、トナー供給ローラ１６、攪拌部材２８、トナー供給体３３等によって現像装置が構成される。

そして、前記感光体ドラム１１と対向させて転写装置としての図示されない転写ローラが回転自在に配設され、該転写ローラと感光体ドラム１１との間に転写部を構成する。前記転写ローラは、前記転写部に搬送された記録媒体としての図示されない用紙に、感光体ドラム１１に形成されたトナー像を転写する。なお、前記記録媒体として、用紙のほかに、ＯＨＰシートを使用することができる。

また、２４は、トナー像が用紙に転写された後に、感光体ドラム１１の表面に残留したトナー３０を除去するためのクリーニング装置であり、該クリーニング装置２４は、感光体ドラム１１の表面に接触させて配設されたクリーニングブレード２５を備える。なお、前記感光体ドラム１１、帯電ローラ１２、現像装置、トナーカトリッジ、クリーニング装置２４等によってＩＤカートリッジ１０が構成される。

そして、前記用紙の搬送方向における転写部より下流側は、図示されない定着装置が配設され、該定着装置は、用紙に転写されたトナー像を定着する。

前記構成のプリンタにおいて、前記露光装置１３が画像信号に対応する光を感光体ドラム１１に照射して、感光体ドラム１１の表面を露光し、静電潜像を形成する。続いて、現像ローラ１４が前記静電潜像を現像してトナー像を形成し、転写ローラが前記トナー像を用紙に転写する。次に、用紙は定着装置２７に送られ、該定着装置２７によってトナー像が用紙に定着され、印刷が行われる。

次に、前記現像装置について説明する。

この場合、該現像装置においては、一成分現像方式による現像が行われ、そのために、一成分現像剤として前記トナー３０が使用される。また、前記トナーカートリッジには、下部に開閉自在の開口部が形成され、該開口部を開放すると、トナーカートリッジ内のトナー３０が開口部を介して所定の量だけ落下し、現像装置内に供給される。現像装置内において、トナー３０は、前記攪拌部材２８が回転させられるのに伴って攪拌され、前記トナー供給ローラ１６に供給される。前記攪拌部材２８は、トナー供給体３３の回転によって押しやられた現像ブレード１５の近傍のトナー３０をトナー供給体３３側に分散させる機能を有する。

前記トナー供給ローラ１６は現像ローラ１４と同じ方向に、各周速度に一定の差を形成しながら互いに摺動して回転させられ、トナー供給ローラ１６及び現像ローラ１４の各電位差に基づいてトナー３０を現像ローラ１４に供給するとともに、現像ローラ１４の外周面の余分なトナー３０を掻き取ることができる。なお、前記トナー供給ローラ１６は、シリコーンゴム、ウレタンゴム等の発泡体としての発泡弾性体によって形成され、表面に、凹部から成る複数の図示されないセルが形成される。

なお、前記トナー供給ローラ１６と現像ローラ１４とが接触するニップ部分において、各周速度の差によって生じる摩擦により、トナー３０がわずかに帯電させられる。

そして、前記現像ローラ１４上のトナー３０は、現像ローラ１４の回転に伴って、現像ブレード１５まで搬送され、現像ブレード１５によってトナー層の厚さが規定された後、感光体ドラム１１と対向する現像領域に搬送される。該現像領域において、感光体ドラム１１上の静電潜像によってトナー３０が静電気力で引きつけられ、感光体ドラム１１に移動させられ、トナー像が形成される。

ところで、トナー供給ローラ１６が矢印Ｃ方向に回転するのに伴って、前記各セルは、トナー供給ローラ１６の周囲のトナー３０を掻き取り、掻き取ったトナー３０を現像ローラ１４に供給するようになっているが、現像ローラ１４とトナー供給ローラ１６とのニップ部分を通過する際にトナー３０に力学的なストレスが加わったり、印刷の際に発生する熱によるストレスがトナー３０に加わったりするので、トナー３０の流動性が低下し、印刷が繰り返されるのに伴って、トナー供給ローラ１６の近傍においてトナー３０の凝集が発生すると、各トナー３０の粒子が外部からの力に対して移動しにくくなる。

その場合、セルによってトナー供給ローラ１６の周囲のトナー３０を掻き取る能力が低くなるので、現像ローラ１４へのトナー３０の供給量が少なくなってしまう。特に、前記領域ＡＲ１においては、重力によってトナー３０に加わる力学的なストレスが大きくなるので、更にトナー３０の凝集が発生してトナー供給ローラ１６の周囲のトナー３０を掻き取る能力が低くなると、新たなトナー３０が落下する量がその分少なくなり、現像ローラ１４へのトナー３０の供給量が一層少なくなってしまう。

その結果、印刷を行った場合に、画像にかすれが発生し、画像品位が低くなってしまう。

そこで、前記領域ＡＲ１に前記トナー供給体３３が配設される。該トナー供給体３３は、所定の樹脂、本実施の形態においては、ＡＢＳ樹脂から成り、トナー供給ローラ１６の軸方向寸法とほぼ同じ軸方向寸法を有し、幅ｈ１がほぼ１０〔ｍｍ〕の偏（へん）平な形状を有する。そして、トナー供給体３３は、２本の断面が円形の形状を有する棒状体３５、３６の両端を、中央側に寄せて連結させることによって形成され、両端に回転軸３７、３８を備え、中央部分に棒状体３５、３６間を連結する連結部３９を備える。前記棒状体３５、３６は、所定の間隔ｗ１を置いて、互いに、かつ、トナー供給ローラ１６に対して少なくともほぼ平行に配設され、前記間隔ｗ１は、現像装置の寸法、特性等に応じて設定される。なお、本実施の形態において、前記連結部３９はトナー供給体３３の中央部分の一箇所に形成されるようになっているが、複数箇所に形成することもできる。その場合、トナー３０からの圧力によってトナー供給体３３が撓（たわ）むのを防止することができる。

また、前記回転軸３７、３８の少なくとも一方、本実施の形態においては、回転軸３８の先端に、一部が切り欠かれて、半円形の形状を有する回転伝達部４１が形成される。前記トナー供給体３３は、前記回転伝達部４１、及び所定のギヤ等の回転伝達系を介して図示されない駆動部としてのモータと連結され、該モータを駆動することによって一定の回転速度で回転させられる。これに伴って、前記トナー供給体３３は、トナー供給ローラ１６の回転方向における前記ニップ部分より上流側において、周期的に移動し、棒状体３５、３６がトナー供給ローラ１６と順次近接させられ、間欠的に接触させられる。

そして、前記トナー供給体３３は、矢印Ｈ方向に回転させられることによって、円形の形状を有する軌跡ＣＲ上を移動し、棒状体３５、３６が順次トナー供給ローラ１６と近接し、間欠的に接触し、トナー供給ローラ１６の周囲のトナー３０を主として接線方向及びトナー供給ローラ１６の回転方向（矢印Ｃ方向）に押し出す。したがって、トナー３０を現像ローラ１４に効率よく供給することができるので、印刷を行った場合に、画像にかすれが発生するのを防止することができ、画像品位を向上させることができる。

また、トナー供給体３３の回転に伴って、図７に示されるように、領域ＡＲ１における前記軌跡ＣＲ上のトナー３０は、棒状体３５、３６によって主として軌跡ＣＲより径方向外方に、一部が軌跡ＣＲより径方向内方に押しやられる。そして、棒状体３５、３６間に前記間隔ｗ１の隙（すき）間が形成され、該隙間によってトナー供給体３３の回転に伴って軌跡ＣＲ内に空間が形成されるので、軌跡ＣＲより径方向外方に押しやられたトナー３０のうち、トナー供給ローラ１６側に押しやられたトナー３０はトナー供給ローラ１６の近傍に移動し、軌跡ＣＲより径方向内方に押しやられたトナー３０のうち、トナー供給ローラ１６側に押しやられたトナー３０は、同様に、トナー供給ローラ１６の近傍に移動する。したがって、トナー３０は、動きが規制されず、前記空間内を自由に移動することができる。

その結果、トナー３０の流れが形成されるので、前記ニップ部分において生じる摩擦によって流動性が低下し、トナー供給ローラ１６の周囲で凝集したトナー３０を攪拌することができるとともに、トナー供給ローラ１６上方から新たなトナー３０が重力によって落下してきても、トナー３０に加わる力学的なストレスを小さくすることができ、凝集が発生するのを防止することができる。したがって、トナー３０をトナー供給ローラ１６に一層効率よく供給することができるので、印刷を行った場合に、画像にかすれが発生するのを一層防止することができ、画像品位を一層向上させることができる。

しかも、前記トナー３０の流れが形成されるので、トナー３０を十分に攪拌することができる。

ここで、トナー供給体３３が配設されている場合と配設されていない場合とで印刷を行い、画像を比較したときの比較結果を表１に示す。

印刷結果の比較においては、Ａ４判の用紙を使用して所定の枚数だけ、画像信号を露光装置１３に送らず、画像を形成しない印刷、すなわち、白紙印刷を行い、所定の枚数の白紙印刷が終了した後に、画像信号を露光装置１３に送り、ベタ印刷を行って、画像にかすれが発生しているかどうかをを判断した。なお、印刷結果を比較するに当たり、トナー３０を消費することなく白紙印刷を行い、トナー３０の凝集が発生するかどうかを確実に判断するようにした。また、ベタ印刷においては、用紙上の印刷可能領域の全面に１００〔％〕の印刷デューティを行った。そして、トナーの供給不足による画像の濃度の低下が発生したときに、画像のかすれが発生したと判断した。なお、表１において、画像のかすれが発生していない場合は○、わずかでも画像のかすれが発生した場合は×とした。

白紙印刷の印刷枚数は０、２５００、５０００、７５００、１００００、１２５００、１５０００〔枚〕とした。

表１から分かるように、トナー供給体３３が配設されていない場合、印刷枚数が５０００〔枚〕になると、かすれが発生し、トナー供給体３３が配設されている場合、印刷枚数が１５０００〔枚〕になっても、かすれが発生しなかった。

なお、本実施の形態において、トナー供給体３３は、ＡＢＳ樹脂によって形成されるが、回転中において形状を保持することができるものであれば、金属又はその他の材料でトナー供給体３３を形成することができる。また、本実施の形態においては、棒状体３５、３６の断面の形状は、円形にされるが、他の形状、例えば、多角形の形状にすることができる。

そして、本実施の形態においては、トナー供給体３３は、２本の棒状体３５、３６によって形成されるようになっているが、図８に示されるように１本だけの棒状体４６によって形成したり、３本以上の複数の棒状体によって形成したりして、トナー供給ローラ１６に対して少なくともほぼ平行に配設することができる。１本だけの棒状体４６によって形成する場合、トナー供給体３３はクランク状の形状を有し、棒状体４６は、回転軸３７、回転軸３８に対して偏心させられる。なお、トナー供給体３３は、回転させたときに形成される前記空間内をトナー３０が円滑に移動することができるように、また、トナー供給体３３を回転させたときのバランスを容易に採ることができるように、２本の棒状体３５、３６によって形成することが望ましい。

さらに、本実施の形態においては、トナー供給体３３の回転方向は、トナー供給ローラ１６の回転方向と逆の方向にされるが、回転に伴ってトナー３０を攪拌し、主として径方向外方に押しやることができるものであればよいので、トナー供給体３３の回転方向をトナー供給ローラ１６の回転方向と同じ方向にすることができる。また、トナー供給体３３の周速度とトナー供給ローラ１６の周速度とを等しくしても、異ならせてもよい。

本実施の形態においては、トナーカートリッジがトナー供給ローラ１６より上方に配設される構造の現像装置において、特に有効である。カラーの電子写真式のプリンタにおいては、各色のＥＰカードリッジが並べて配設されるようになっているが、この種の構造においては、トナーカートリッジを現像装置より上方に配設する必要があり、極めて有効である。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

図９は本発明の第２の実施の形態におけるトナー供給体の配設状態を示す図、図１０は本発明の第２の実施の形態におけるトナー供給体の動作を示す図である。

この場合、第２の現像剤供給部材としての、かつ、現像剤供給体としてのトナー供給体３３の幅ｈ１（図４）を１０〔ｍｍ〕より小さくし、トナー供給体３３とトナー供給ローラ１６とを接触させないようにする。すなわち、トナー供給体３３がトナー供給ローラ１６に近接した位置を表す棒状体３５、３６の下死点と、第１の現像剤供給部材としての、かつ、現像剤供給ローラとしてのトナー供給ローラ１６の上死点との間に間隔ε１を形成するようにしている。図において、ＣＲは軌跡である。

したがって、棒状体３５、３６がトナー供給ローラ１６に接触しないので、トナー供給ローラ１６の回転に対してトナー供給体３３が負荷になるのを防止することができる。その結果、トナー供給ローラ１６の回転を安定させることができるので、トナー供給ローラ１６を回転させるための駆動部としてのモータの容量をその分小さくすることができ、プリンタのコストを低くすることができる。

ところで、前記トナー供給ローラ１６は矢印Ｃ方向に回転するのに伴って、トナー供給ローラ１６の周囲の現像剤としてのトナー３０を同じ矢印Ｃ方向方向に移動させるが、トナー供給体３３の棒状体３５、３６とトナー供給ローラ１６とが接触する場合には、トナー供給体３３の回転によってトナー供給ローラ１６側に押しやられたトナー３０は、そのままトナー供給ローラ１６側に移動し、トナー供給ローラ１６の表面のセル５１によって掻き取られる。

これに対して、前記間隔ε１が形成される場合には、トナー供給体３３の回転によってトナー供給ローラ１６側に押しやられたトナー３０は、図１０に示されるように玉突きを繰り返して、トナー供給ローラ１６の近傍のトナー３０に力を伝達していくが、トナー３０の充填率は１より小さいので、間隔ε１が大きい場合には、その間にある空間によって前記力が吸収されてしまう。したがって、トナー供給ローラ１６の周囲のトナー３０を押す力がその分小さくなってしまうので、間隔ε１をある程度以下にする必要がある。

ここで、前記幅ｈ１を変更することによって間隔ε１を変更して、印刷を行い、画像を比較したときの比較結果を表２に示す。

この場合、前記幅ｈ１を、第１の実施の形態と同じ１０〔ｍｍ〕にしたほか、９．２、８．４及び８．０〔ｍｍ〕にした。トナー供給体３３の幅ｈ１を１０〔ｍｍ〕にすると、トナー供給体３３とトナー供給ローラ１６とが接触し、間隔ε１が０〔ｍｍ〕になる。また、幅ｈ１を９．２、８．４及び８．０〔ｍｍ〕にすると、トナー供給体３３とトナー供給ローラ１６とは接触せず、間隔ε１は、それぞれ、０．４、０．８及び１．０〔ｍｍ〕になる。

表２から分かるように、前記間隔ε１が０．８〔ｍｍ〕以下、すなわち、０〜０．８〔ｍｍ〕である場合、１００００〔枚〕以上になっても画像にかすれは発生しないが、トナー供給体３３が配設されても、前記間隔ε１が１〔ｍｍ〕以上になると、印刷枚数が１００００〔枚〕になるとかすれが発生した。比較結果において、印刷枚数が１００００〔枚〕でかすれが発生しなければ、ほとんどのＩＤカートリッジ１０の消費期限内において、本課題が生ずることがないといえる。したがって、間隔ε１が０．８〔ｍｍ〕以下であることが好ましい。

ところで、前記第１、第２の実施の形態においては、現像剤収容部としてのトナーカートリッジがトナー供給ローラ１６より上方に配設されるので、トナー供給ローラ１６の直上の領域ＡＲ１（図１）において、セル５１によってトナー３０が掻き取られた部分に、上方から新たなトナー３０が重力によって落下してくるので、トナー３０に加わる力学的なストレスが大きくなるのに対して、トナー供給ローラ１６の周囲の前記領域ＡＲ１以外の部分においては、トナー３０に加わる力学的なストレスは比較的小さく、凝集が発生しにくい。そして、各トナー３０の帯電量が比較的多く、各トナー３０の粒子が外部からの力に対して移動しやすい。

そこで、トナー供給ローラ１６の周囲の前記領域ＡＲ１以外の部分のトナー３０を前記領域ＡＲ１に送り込むことができるようにした本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。

図１１は本発明の第３の実施の形態におけるプリンタの概念図、図１２本発明の第３の実施の形態におけるトナー供給体の配設状態を示す図である。

この場合、第１の現像剤供給部材としての、かつ、現像剤供給ローラとしてのトナー供給ローラ１６の直上の近傍において、トナー供給ローラ１６の上半分と対向する領域ＡＲ１に、第２の現像剤供給部材としての、かつ、現像剤供給体としてのトナー供給体３３が、矢印Ｈ方向に回転自在に配設され、周期的に移動し、トナー供給ローラ１６と間欠的に接触させられ、トナー供給ローラ１６の回転方向における前記領域ＡＲ１より上流側の領域ＡＲ２に、第３の現像剤供給部材としての、かつ、現像剤供給体としての少なくとも一つのトナー供給体６１が、矢印Ｉ方向に回転自在に配設され、周期的に移動し、トナー供給ローラ１６と間欠的に接触させられる。この場合、トナー供給体６１は、第２の現像剤供給部材としても機能する。なお、前記領域ＡＲ２は、トナー供給ローラ１６の上面と対向させて、本実施の形態においては、トナー供給ローラ１６の上半分の少なくとも一部と対向するように設定されることが好ましい。

前記トナー供給体６１は、トナー供給体３３と同様に、ＡＢＳ樹脂から成り、トナー供給ローラ１６の軸方向寸法とほぼ同じ軸方向寸法を有する。そして、トナー供給体６１は、２本の断面が円形の形状を有する棒状体６２、６３の両端を、中央側に寄せて連結させることによって形成され、両端に図示されない回転軸を備え、中央部分に棒状体６１、６２間を連結する図示されない連結部を備える。なお、前記棒状体６２、６３は、互いに、かつ、トナー供給ローラ１６に対して少なくともほぼ平行に配設される。

この場合、領域ＡＲ２における現像剤としてのトナー３０に加わる力学的なストレスは比較的小さく、凝集が発生しにくい。そして、各トナー３０の帯電量が比較的多く、各トナー３０の粒子が外部からの力に対して移動しやすい。

したがって、トナー供給体６１を矢印Ｉ方向に回転させることによって、領域ＡＲ２のトナー３０をトナー供給ローラ１６の回転方向、すなわち、矢印Ｃ方向に移動させ、領域ＡＲ１に送ることができる。その結果、トナー３０を現像剤担持体としての現像ローラ１４に一層効率よく供給することができるので、印刷を行った場合に、画像にかすれが発生するのを一層防止することができ、画像品位を一層向上させることができる。

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、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概念図である。 従来のプリンタの概念図である。 従来の現像装置の動作を示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるトナー供給体の正面図である。 本発明の第１の実施の形態におけるトナー供給体の側面である。 図４のＸ−Ｘ断面図である。 本発明の第１の実施の形態におけるトナー供給体の配設状態を示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるトナー供給体の他の例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態におけるトナー供給体の配設状態を示す図である。 本発明の第２の実施の形態におけるトナー供給体の動作を示す図である。 本発明の第３の実施の形態におけるプリンタの概念図である。 本発明の第３の実施の形態におけるトナー供給体の配設状態を示す図である。

符号の説明

１１ 感光体ドラム
１４ 現像ローラ
１５ 現像ブレード
１６ トナー供給ローラ
２８ 攪拌部材
３０ トナー
３３、６１ トナー供給体
３５、３６、６２、６３ 棒状体

Claims (5)

1. （ａ）像担持体上に形成された静電潜像に、粒子から成る現像剤を付着させて前記静電潜像を現像する現像剤担持体と、
   （ｂ）表面がローラ状の発泡体からなり、前記現像剤担持体と接触させて回転させられ、直上から供給された現像剤を前記現像剤担持体に供給する現像剤供給ローラと、
   （ｃ）前記現像剤担持体と現像剤供給ローラとの接触部に対して現像剤供給ローラの回転方向における上流側で、かつ、現像剤供給ローラの現像剤収容部側の上半部分と対向する領域に、回転軸から所定の距離を置いて回転自在に、かつ、前記現像剤供給ローラとほぼ平行に配設された棒状体を備えた現像剤供給体とを有するとともに、
   （ｄ）前記棒状体は、回転に伴って内側に空間を形成する円形の軌跡上を移動し、現像剤供給ローラの表面に周期的に近接することによって現像剤供給ローラに現像剤を供給し、
   （ｅ）前記棒状体が前記現像剤供給ローラの表面に近接した位置において、棒状体と現像剤供給ローラの表面との間隔が０．８〔ｍｍ〕以下にされることを特徴とする現像装置。
2. （ａ）前記棒状体は複数配設され、
   （ｂ）各棒状体は、前記現像剤供給ローラの表面に周期的に順次近接するように移動させられる請求項１に記載の現像装置。
3. 前記現像剤供給体は複数配設される請求項１又は２に記載の現像装置。
4. 前記現像剤担持体と現像剤供給ローラとの接触部より現像剤収容部側に回転自在に配設され、前記棒状体の回転に伴って現像剤収容部側に押しやられた現像剤を棒状体側に分散させる攪拌部材を有する請求項１に記載の現像装置。
5. 前記請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置を備えた画像形成装置。

Images