JP4610995B2 - 一成分現像剤を用いる現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を利用した一成分現像剤を用いる現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジに関するものである。

電子写真方式を利用した画像形成装置、例えば複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置において、現像剤として一成分現像剤を用いる現像装置（以下、「一成分現像装置」という。）は周知である。従来の一成分現像装置では、現像装置内で攪拌された現像剤を、現像ローラや現像スリーブ等の現像剤担持体の表面に担持し、薄層化ブレード等の現像剤層規制部材によって均一に薄層化した後、潜像担持体である感光体に対向する現像領域まで搬送して、該感光体上の潜像を現像している。また、現像終了後、感光体に転移されなかったトナーは一成分現像装置内に戻り、攪拌・帯電されて再び現像領域に搬送される。

例えば、特許文献１には、トナーを収容するトナーカートリッジが現像ローラやドクターローラ等を備える現像部に対して着脱自在に設けられ、トナーカートリッジに設けられたトナー補給口を経由してトナーが現像部に供給される一成分現像装置が開示されている。この一成分現像装置のトナー補給口には、現像部からトナーカートリッジへトナーが逆流することを阻止する弾性体からなる逆止弁が設けられている。これにより、逆流により現像器内のトナーが減少を防止できるとともに、安定した画像をトナーエンドまで保つことができるとしている。
また、特許文献２には、トナーを収容するトナーカートリッジ内に設けられたトナー補給部材を回転駆動することにより、トナーカートリッジ内に収納されたトナーをトナー補給口から現像部へ補給するトナーカートリッジが開示されている。このトナーカートリッジは、トナー補給口の上部にカートリッジ本体内へと突き出す補助部材を有し、このトナー補給部材と補助部材が摺接し協働することにより、トナー補給部材上のトナーをトナー補給口から排出するようになっている。これにより、現像部に入り込むトナーの量を安定的に確保することができるとしている。

一般に、一成分現像装置では、トナーカートリッジ（現像剤収納器）から供給されたトナーを現像部内に存在するトナーと攪拌しつつ供給ローラ（現像剤供給部材）に送るために、その現像部に搬送パドル（攪拌搬送部材）が設けられている。この搬送パドルには、例えばＰＥＴ等の弾性体からなる羽根の先端が現像部の内壁の一部に当接しながら回転駆動するもの、金属棒を曲げて羽根として用いたもの、その他樹脂をスクリュー状にしたものなどが用いられている。ＰＥＴ等の弾性体からなる羽根を有する搬送パドルは、供給ローラ側へ向かって移動する現像剤の量が多いという特徴がある。また、金属棒を曲げた羽根を有する搬送パドルは、トナーをほぐす効果が高いという特徴がある。また、スクリュー状の搬送パドルは、搬送パドルの軸方向に向かって移動する現像剤の量が多いという特徴がある。これらの搬送パドルの中でも、ＰＥＴなどの弾性体からなる羽根を用いたものは、他の搬送パドルに比べて、供給ローラ側へ向かって移動する現像剤の量が多いので、高画像面積の画像を連続して形成する場合でも画像濃度が低下しにくい点で、有利である。

特開２００２−１６２８１７号公報 特開２００２−２２９３１８号公報

ここで、一成分現像装置においては、一般に、現像動作を行う際、供給ローラ及び薄層化ブレードが現像ローラに対して接触押圧され、かつ、線速差をつけて回転する。このため、トナーは、供給ローラ及び薄層化ブレードと現像ローラとの間で添加剤が剥ぎ取られたり母体に埋め込まれたりするので、経時的にトナーの帯電能力が低下し易い。その結果、経時で、現像部内のトナーとトナーカートリッジ内のトナーとの間に、劣化（帯電能力の低下）度合いの差が生じる。このような一成分現像装置において、その搬送パドルとして、ＰＥＴなどの弾性体からなる羽根を用いたものを利用すると、次のような問題が生じる。

すなわち、現像部内のトナーよりも、トナーカートリッジ内のトナーの方が帯電能力が良好なものが多い。そのため、供給ローラ側へ向かって移動する現像剤の量が多い上記搬送パドルを使用すると、トナーカートリッジからのトナーが現像部に入り込んですぐに、その新しいトナーが供給ローラに供給されることになる。これにより、供給ローラ上や現像ローラ上においては、局部的に、帯電能力が劣化した古いトナーに対する、帯電能力が良好な新しいトナーの比率が高まってしまう。このように古いトナーに対して多くの新しいトナーが接触すると、その古いトナーの帯電量は極度に低下し、新しいトナーの帯電量は極度に高まるという、帯電量の二極化が進行する。このような状況下で現像が行われると、その古いトナーにより地汚れを生じるという問題が発生する。また、このように帯電量が極度に高まった新しいトナーが現像ローラ上に局部的に多く存在すると、その現像ローラ部分における見かけ上の現像バイアスが低下し、その部分の画像濃度が低下する。その結果、画像濃度ムラが生じるという問題も発生する。

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、一成分現像装置において、弾性体からなる羽根の先端が現像剤収容室の内壁の一部に当接しながら回転駆動するような搬送パドルを用いる場合でも、画像濃度ムラや地汚れの発生を抑制することが可能な現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、像担持体に供給する一成分現像剤を表面に担持して表面移動する現像剤担持体と、該現像剤を前記現像剤担持体表面に供給する現像剤供給部材と、前記現像剤担持体の表面に担持された現像剤を薄層化する現像剤層規制部材と、現像剤を収容した現像剤収容室内に設けられ、前記現像剤担持体の表面に平行でかつ該現像剤担持体表面移動方向に対して直交する現像剤担持体軸線方向に対して直交する方向へ最も現像剤を搬送するように構成され、その方向へ該現像剤収容室内の現像剤を搬送することで前記現像剤供給部材に現像剤を供給する攪拌搬送部材と、前記現像剤収容室に連通する開口部を有し、該開口部を経由して前記現像剤収納室に供給される現像剤を収納する現像剤収納器とを備え、前記攪拌搬送部材が、弾性体からなる羽根を有し、該羽根の先端が前記現像剤収容室の内壁の一部に当接しながら回転駆動する搬送パドルである現像装置において、前記開口部は、前記現像剤担持体軸線方向における前記現像剤収容室の中央部で開口しており、前記搬送パドルの羽根に、前記現像剤担持体軸線方向における前記現像剤収容室の両端それぞれから中央側へ現像剤を寄せる向きの傾斜を設けて、前記開口部から該現像剤収容室内へ供給された現像剤が該現像剤収容室の両端部に生じる隙間に向かって移動した後に、該搬送パドルにより該現像剤収容室の中央部に搬送されるように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の現像装置において、前記現像剤供給部材及び前記現像剤層規制部材の少なくとも一方は、前記現像剤担持体軸線方向における両端部で前記現像剤担持体側に付勢される太鼓形状の弾性部材で構成されたものであることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の現像装置において、前記現像剤収納器内に、現像剤を前記開口部から送り出すための送出部材を備え、前記開口部に対向する部分における前記攪拌搬送部材による現像剤供給部材側への現像剤搬送量が、他の部分における現像剤供給部材側への現像剤搬送量よりも少なくなるように構成したことを特徴とした現像装置。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置において、前記羽根の傾斜角度を、前記現像剤収容室内における前記現像剤担持体軸線方向の中央部よりも端部側の方を大きくしたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、潜像担持体上の潜像に現像装置から現像剤を供給して潜像を現像し画像を形成する画像形成装置において、前記現像装置として、請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５記載の画像形成装置において、前記潜像担持体と、前記現像装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジを有することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、潜像担持体と、少なくとも該潜像担持体上の潜像を現像してトナー像を形成する現像装置とを一体化して画像形成装置に対して着脱可能に構成したプロセスカートリッジにおいて、前記現像装置として、請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置を用いることを特徴とするものである。

本発明によれば、攪拌搬送部材により現像剤収容室内の現像剤が前記現像剤担持体軸線方向中央に寄せられるため、現像剤収容室内における前記現像剤担持体軸線方向の両端部に隙間が生じる。これにより、現像剤収納器の開口部を経由して現像剤収納室内における前記現像剤担持体軸線方向の中央部に供給された新しい現像剤は、まず、その隙間が生じた部分に向かって移動し、その後、現像剤収容室内の古い現像剤に取り込まれて、今度は前記攪拌搬送部材により現像剤収容室内における前記現像剤担持体軸線方向の中央部に攪拌されながら搬送される。このような現像剤の動きにより、新しい現像剤が現像剤収容室内に十分拡散し、古い現像剤に対する新しい現像剤の比率が局部的に高まる事態の発生を防ぐことができる。その結果、上述したような帯電量の二極化が生じるのを阻止できる。したがって、一成分現像装置において、弾性体からなる羽根の先端が現像剤収容室の内壁の一部に当接しながら回転駆動するような搬送パドルを用いる場合でも、画像濃度ムラや地汚れの発生を抑制することが可能となるという優れた効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、図１を参照して、複写機全体の構成と動作について簡単に説明する。
図１は、本発明が適用される画像形成装置の一例である電子写真式カラープリンター（以下カラープリンター）の概略構成図である。このカラープリンタは、感光体ユニット、書込み光学ユニット、現像ユニット、中間転写ユニット、二次転写ユニット、給紙ユニット、紙転写ユニット、定着ユニットで構成されている。

感光体ユニットは感光体ベルト１００を有し、矢印Ａの方向に回転し、その周りには帯電装置１ｂ、現像ユニット、感光体クリーニング装置１ｄ等が配置されている。この感光体ベルト１００の表面には有機感光層が形成されており、帯電装置１ｂに所定の電圧を印加することで感光体ベルトを一様に帯電させる。

また、書込み光学ユニット１ｅは、カラー画像情報、たとえばコンピュータからのカラー画像データを光信号に変換して、Black（以下Ｂｋと記す）、Cyan（同、Ｃ）、Magenta（同、Ｍ）、Yellow（同、Ｙ）の画像信号に対応した光書込みを行い、感光体ベルト１００上に静電潜像を形成する。この書き込み光学ユニット１ｅは、光源としての半導体レーザ、レーザー発光駆動制御部、ポリゴンミラー、反射ミラーなどで構成されている。

また、上記現像ユニットは、一成分現像装置であるＢｋ現像器、Ｃ現像器、Ｍ現像器及びＹ現像器と、各現像器を図中左右方向に移動させ、感光体ベルト１００に対して接離動作を行う図示しない接離機構などで構成されている。図示する好適例では、装置本体下側から順に、一成分現像剤としての黒トナーを収容したＢｋ現像器、一成分現像剤としてのシアントナーを収容したＣ現像器、一成分現像剤としてのマゼンタトナーを収容したＭ現像器、一成分現像剤としてのイエロートナーを収容したＹ現像器となっている。

カラープリンタ本体の待機状態では、現像ユニットはいずれの現像器も感光体ベルトと離間した位置にセットされており、プリント動作が開始されると、カラー画像データに基づきレーザー光による光書き込み、静電潜像形成が開始される（以下、Ｂｋ 画像データによる静電潜像をＢｋ 静電潜像という。Ｃ、Ｍ、Ｙについても同様）。このＢｋ静電潜像の先端部から現像可能とすべく、Ｂｋ現像位置に静電潜像先端部が到達する前にＢｋ現像ローラを回転開始して、Ｂｋ静電潜像をＢｋトナーで現像する。そして、以後、Ｂｋ静電潜像領域の現像動作が続行されるが、Ｂｋ静電潜像後端部がＢｋ現像位置を通過した時点で、Ｂｋ現像器が感光体ベルト１００から離間し、次の色の現像に備えて該当する色の現像器が感光体ベルト１００に当接する。これは少なくとも、次の画像データによる静電潜像先端部が現像位置に到達する前に完了される。

また、上記中間転写ユニットは、中間転写ベルト１ｆ、ベルトクリーニング装置１ｊ、図示しない位置検出用センサなどで構成されている。中間転写ベルト１ｆは、駆動ローラ、１次転写ローラ、２次転写対向ローラ、クリーニング対向ローラ及びテンションローラに張架されており、図示しない駆動モータにより矢印Ｂ方向に駆動制御される。中間転写ベルト端部の非画像形成領域には複数の位置検出用マーク（図示せず）が設けられており、これらの位置検出用マークのうちのいずれか一つ（画像形成動作開始時に位置検出用センサを最初に通過した位置検出用マーク）を位置出用センサで検出し、この検出タイミングで画像形成を開始する。また、ベルトクリーニング装置１ｊは、クリーニングブラシ、接離機構（不図示）等で構成されており、１色目のＢｋ画像を中間転写ベルト１ｆに転写している間、及び、２、３、４色目の画像を中間転写ベルト１ｆに転写している間は接離機構によって中間転写ベルト面からクリーニングブラシを離間させておく。

また、カラープリンタの給紙ユニット内には、転写紙が収納されており、給紙コロによってレジストローラ対１ｇへ給紙、搬送される。なお、カラープリンタの右側面には、ＯＨＰ用紙や厚紙などの手差し給紙用の手差しトレイが設けられている。

さらに、上記２次転写ユニットは、２次転写ローラ１ｈ、２次転写ローラを中間転写ベルト１ｆに対して接離するためのクラッチ等を備えた揺動機構（不図示）などで構成されている。転写紙が転写位置に到達するタイミングに合致させて２次転写ローラ１ｈが揺動機構の回転軸を中心に揺動する。この２次転写ローラ１ｈと上記２次転写対向ローラとにより転写紙と中間転写ベルト１ｆとを一定の圧力で接触させる。２次転写ローラ１ｈは中間転写ユニットに設けられた図示しない位置決め部材により２次転写対向ローラとの平行度の位置精度が保たれている。また、２次転写ローラ１ｈに設けた図示しない位置決めコロにより中間転写ベルト１ｆに対する２次転写ローラ１ｈの接触圧を一定にしている。２次転写ローラ１ｈを中間転写ベルト１ｆに接触させると同時に、２次転写ローラ１ｈはトナーと逆極性の転写バイアスが印加され、中間転写ベルト１ｆ上の重ねトナー像を転写紙に一括転写する。

なお、上記各ユニットは装置から容易に脱着できるようになっている。例えば、図１において、中間転写ユニットをはずす場合には、図示しない前面カバーを開け、紙面の奥側から手前側にユニットをスライドさせることで、容易にはずすことができる。
また、本実施形態のカラープリンタは、感光体ユニットと少なくとも現像ユニットとを一体化してプロセスカートリッジとし、プリンタ本体に対して着脱可能に構成されている。また、本カラープリンタでは、４色全ての各潜像について１つの潜像担持体で現像するものであるが、４色それぞれに対応した潜像担持体を設けてもよく、この場合、プロセスカートリッジとしては、各色の潜像担持体と現像器とを一体とし、各色に対応したプロセスカートリッジとして、それぞれプリンタ本体に対して着脱可能とする。このように、潜像担持体と現像器とを一体としたプロセスカートリッジとしてプリンタ本体に対して着脱可能とすることで、プロセスカートリッジ内で潜像担持体と現像ローラの位置が決まるので、潜像担持体と現像ローラとの間に微少なギャップを容易に形成することができる。また、潜像担持体と同時に交換すれば、装着の度にギャップの調整を行う必要はないのでユーザでも交換が容易である。また、潜像担持体と現像器と一体としたプロセスカートリッジについて説明したが、これに限るものではなく、感光体クリーニング装置、帯電器等も一体としてプロセスカートリッジ化することもできる。
さらに、本実施形態では、４つの現像器を備えたフルカラーのプリンタを例示しているが、本実施形態の特徴部を有する現像装置は、現像装置を１つだけ備えた単色のプリンタにおいても適用可能である。単色のプリンタにおいても、潜像担持体と現像装置とを一体としたプロセスカートリッジとすることで、交換が容易になる。

上記構成のカラープリンタにおいて、画像形成サイクルが開始されると、まず感光体ベルト１００は矢印Ａの時計回りに、中間転写ベルト１ｆは矢印Ｂの反時計回りに図示しない駆動モータによって回転される。中間転写ベルト１ｆ上に設けられた図示しない位置検出用マークを位置検出用センサで検出し、位置検出用マークの検知タイミングに応じて感光体ベルト１００上にＢｋトナー像形成、Ｃトナー像形成、Ｍトナー像形成、Ｙトナー像形成が行われ、最終的にＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順に中間転写ベルト１ｆ上に重ねてトナー像が形成される。このとき１次転写ローラに印加するバイアスは順次電圧を高くすることが一般的であるが、中間転写ベルト１ｆの抵抗特性等に応じて異なる。

上記Ｂｋトナー像形成は次のように行なわれる。図示しない電源の印加電圧により帯電ローラ１ｂは感光体ベルト１００を一様帯電する。そして、書込みのためのレーザ光ＬＤはＢｋカラー画像信号に基づいて露光を行う。この露光が行われたとき、当初一様荷電された感光体ベルト１００の露光された部分は、露光光量に比例する電荷が消失し、Ｂｋ静電潜像が形成される。そして、このＢｋ静電潜像にＢｋ現像ローラ上のＢｋトナーが接触することにより、感光体ベルト１００の電荷が残っている部分にはトナーが付着せず、電荷の無い部分つまり露光された部分にはＢｋトナーが吸着され、静電潜像と相似なＢｋトナー像が形成される。そして、感光体ベルト１００上に形成されたＢｋトナー像は、１次転写位置において中間転写ベルト１ｆに接する。この１次転写位置では、１次転写ローラと１次転写対向ローラとにより中間転写ベルト１ｆと感光体ベルト１００との間にニップが形成されており、１次転写ローラにＢｋトナー像と逆極性のバイアスを印加することによりＢｋトナー像を中間転写ベルト１ｆに転写する。

感光体ベルト１００上の若干の未転写残留トナーは、感光体ベルト１００の再使用に備えて感光体クリーニング装置１ｄで清掃される。ここで回収されたトナーは回収パイプを経由して図示しない廃トナータンクに蓄えられる。

感光体ベルト側ではＢｋ画像形成工程の次にＣ画像形成工程に進み、上記位置検出用センサの検知タイミングに応じてＣ画像データによるレーザー光ＬＤによる書き込みが行われ、Ｃ静電潜像が形成される。そして、先のＢｋ 静電潜像の後端部が通過した後で、かつＣ静電潜像の先端部が到達する前にＢｋ現像器が現像位置から退避し、Ｃ現像器Ｃが現像位置にセットされてＣ静電潜像がＣトナーで現像される。以後、Ｃ静電潜像領域の現像が続行されるが、Ｃ静電潜像の後端部が通過した時点で、先のＢｋ現像器Ｂの場合と同様にＣ現像器Ｃが現像位置から退避し、次のＭ現像器Ｍを現像位置に移動させる。このことも同様に次のＭ静電潜像の先端部が現像位置に到達する前に完了させる。なお、Ｍ及びＹの画像形成工程については、それぞれの静電潜像形成、現像の動作が上述のＢｋ、Ｃの工程と同様であるので説明は省略する。

上記中間転写ベルト１ｆには、感光体ベルト１００に順次形成するＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナー像が、同一面に順次位置合わせされて、４色重ねのトナー像が形成され、次の２次転写工程において、この４色のトナー像が転写紙に一括転写される。

上記画像形成動作が開始される時期に、転写紙は上記転写紙カセット又は手差しトレイのいずれかから給送され、レジストローラ対１ｇのニップで待機している。そして、２次転写ローラ１ｈに中間転写ベルト１ｆ上の４色重ねのトナー像先端がさしかかるときに、ちょうど転写紙の先端がこのトナー像の先端に一致するようにレジストローラ対１ｇが駆動され、転写紙とトナー像との位置合わせが行われる。そして、転写紙が中間転写ベルト１ｆ上のトナー像と重ねられて２次転写位置を通過する。このとき２次転写ローラ１ｈによる転写バイアスで転写紙が荷電され、トナー画像のほとんどが転写紙上に転写される。

そして、中間転写ベルト１ｆから４色重ねトナー像を一括転写された転写紙は、定着ユニット１ｉに搬送され、所定温度に制御された定着ベルトと加圧ローラのニップ部でトナー像が溶融定着され、装置本体外に送り出され（矢印Ｃ方向）、排紙トレイに裏向きにスタックされ、フルカラーコピーを得る。

一方、１次転写後の感光体ベルト１００の表面は、感光体クリーニング装置１ｄでクリーニングされ、除電ランプ（不図示）で均一に除電される。また、転写紙にトナー像を転写した後の中間転写ベルト１ｆの表面は、ベルトクリーニング装置１ｊのクリーニングブラシを接離機構で押圧することによってクリーニングされる。中間転写ベルト１ｆからクリーングされたトナーは廃トナータンク（不図示）に蓄えられる。

次に、本発明の要旨である現像剤収納器としてのトナーカートリッジを含む現像ユニットの態様について図面を参照しつつ説明する。
図２は、図１に示した現像ユニットに設けられる現像器の１つを示す拡大説明図である。
既述の通り、カラープリンタ本体の待機状態では、現像ユニットはいずれの現像器も感光体ベルトと離間した位置にセットされており、プリント動作が開始されると、カラー画像データに基づきレーザー光による光書き込み、静電潜像形成が始まる。なお、各現像器は互いに同様の構成を有するので、以下の説明では、そのうちの１つを例に挙げて説明する。

各現像器２００は、感光体ベルト表面の静電潜像を現像するためにトナーを表面に担持して回転する現像剤担持体としての現像ローラ２１０と、トナーを汲み上げて撹拌するために回転する攪拌搬送部材としての第一搬送パドル２４１とを含む現像第１ユニット２０１と、トナーを収容するトナーカートリッジからなる現像第２ユニット２０２の２つのユニットで構成されている。このように２つのユニットに分割されている理由は、現像第１ユニット２０１は、現像第２ユニットを数回交換して使用しても耐えうる耐久性を有しているからである。

各現像器２００内のトナーは、所定の極性に帯電される。また、各現像ローラ２１０には、図示しない現像バイアス電源によって現像バイアスが印加され、現像ローラ２１０が感光体ベルト１００に対して所定電位にバイアスされる。また、上記接離機構は、図示しないモータから各現像器２００に駆動を伝達するための図示しない電磁クラッチがオンになると、その駆動力で各現像器２００を感光体ベルト１００側（図中右側）に移動させるようになっている。現像時には各現像器２００のうち選択されたいずれか一つが移動し、感光体ベルト１００に当接する。一方、電磁クラッチをオフにして駆動伝達を解除すると感光体ベルト１００に当接していた現像器２００が感光体ベルト１００から離間する方向（図中左側）に移動する。

次に、現像動作について説明する。
現像器２００は、トナーが第一搬送パドル２４１から第三搬送パドル２４３に至るまで充填されており、各搬送パドル２４１，２４２，２４３がその羽根の先端を現像第１ユニット２０１又は現像第２ユニット２０２の内壁の一部に当接させながらそれぞれ矢印の方向に回転することにより、トナーを、現像ローラ回転軸方向（以下、「長手方向」という。）に対して平行な方向に搬送しながら、現像ローラ２１０に向かう方向へ送り出す。現像第１ユニット２０１には第一搬送パドル２４１が、現像第２ユニット２０２には第二、第三搬送パドル２４２，２４３が、それぞれ設けられている。現像第２ユニットは、図２の手前側から現像第１ユニット２０１に対して着脱可能であり、トナーエンドとなった場合は交換できるようになっている。交換時には、トナー飛散が発生しないよう、開口部であるトナー補給口２０３はシャッターが設けられている。このトナー補給口２０３は、シャッター構成をとれるだけのスペースを確保するため、現像第２ユニット２０２の長手方向中央部に設けられている。

各搬送パドル２４１、２４２、２４３の羽根は、ポリプロピレンやＰＥＴのような弾性を有する材質で形成されているので、、その弾性により現像第１ユニット２０１及び現像第２ユニット２０２の内壁と密着する。そして、各搬送パドル２４１、２４２、２４３が回転することにより、その羽根で確実にトナーが搬送される。その後、第一搬送パドル２４１にてトナーはゴムなどの弾性体よりなるｎ次曲線の太鼓形状若しくは凸形状の供給ローラ２２０に搬送され、続いて供給ローラ２２０から現像ローラ２１０に供給される。現像ローラ２１０に供給されたトナーは、ゴムなどの弾性体よりなるｎ次曲線の太鼓形状若しくは凸形状の現像剤層規制部材としてのドクターローラ２３０にて帯電されると同時に、所定の厚さに規制され、感光体ベルト１００上に形成された静電潜像を現像し可視化する。また、ドクターローラ２３０及び現像ローラ２１０は、温湿度等の環境変動によってその外径が変化するため、その変化を吸収すべく、その軸の両端で現像ローラ２１０に対してスプリング２３１により付勢されている。このように軸の両端で付勢すると、ドクターローラ２３０及び現像ローラ２１０の長手方向中央部の現像ローラ２１０に対する当接圧が長手方向端部に比べて小さくなり、その当接圧が現像ローラの長手方向にわたって不均一になる。この当接圧の不均一を是正すべく、本実施形態では、これらのドクターローラ２３０及び現像ローラ２１０を太鼓形状とし、軸の両端で付勢しても当接圧が現像ローラの長手方向にわたって均一になるようにしている。
なお、ドクターローラ２３０にて掻き落とされたトナーは、現像第１ユニット２０１の内壁の傾斜を伝って第一搬送パドル２４１が設けられた第一収容室内に戻される。

図３は、互いに異なる３つのタイプの第一搬送パドルを示す図である。なお、図３には、各タイプについて表裏２つの図をそれぞれ記載されている。
図３に示す様な３つのタイプの第一搬送パドルを現像第１ユニット２０１内にそれぞれ搭載した３つの現像器を使って、各ユニット２０１，２０２内にそれぞれ異なったトナー、例えば現像第１ユニット２０１内にはＹトナー、現像第２ユニット２０２内にはＣトナーを入れ、図４の様な横帯状の画像を出力し、図中左側に相当する前側（Ｆ）、中央（Ｃ）、図中右側に相当する後側（Ｒ）の３箇所における経時の相対色差と枚数との関係を調べた。その結果を図５に示す。

［実施例］
Ｃタイプの第一搬送パドル２４１は、長手方向中央に向けてトナーを寄せる向きに傾斜が設けられた弾性体からなる羽根を有するタイプである。このタイプの第一搬送パドル２４１は、現像ローラ２１０側に向かって移動するトナーの量が多いという特徴をもつと共に、第一収容室内のトナーを長手方向中央部へ搬送するものである。図６に、本実施例における現像第１ユニット２０１内のトナーの流れを表す。

本実施例の第一搬送パドルを使用した場合、第一収容室内の長手方向両端部に隙間が生じる。そのため、現像第２ユニット２０２からトナー補給口２０３を経由して供給されるＣトナーは、まず、隙間が生じた第一収容室内の長手方向両端部に向かって図６中矢印Ｄで示すように移動する。そして、隙間が生じた第一収容室内の長手方向両端部に移動したＣトナーは、Ｙトナーに取り込まれて、今度は第一搬送パドル２４１により第一収容室内の長手方向中央部に攪拌されながら図６中矢印Ｅで示すように搬送される。このように第一収容室内をトナーが移動する結果、現像第２ユニット２０２から供給されたＣトナーは第一収容室内に広く拡散することができる。その結果、第一収容室内にもともとあったＹトナーに対するＣトナーの比率が局部的に高まる事態の発生を防ぐことができるので、上述したような帯電量の二極化が生じるのを阻止でき、図４に示す画像中、Ｆ、Ｃ、Ｒの３箇所における相対色差の差が小さくなり、画像濃度ムラが抑制される。また、地汚れの発生も抑制された。

［比較例１］
次に、図３に示したＡタイプの第一搬送パドルは、その羽根に傾斜が設けられていないストレートタイプのものである。この第一搬送パドルは、現像ローラ２１０側に向かって移動するトナーの量が非常に多く、長手方向へのトナー移動量が非常に少ないものである。ここで、現像第１ユニット２０１内にもともとあったＹトナーは、供給ローラ２２０及びドクターローラ２３０と現像ローラ２１０との間で接触押圧されるとともに摺擦される。そのため、経時でＹトナーの添加剤が剥ぎ取られたり、母体に埋め込まれたりするので、その帯電能力が低下したものとなる。そのため、現像第１ユニット２０１内にもともとあったＹトナーと、現像第２ユニット２０２から供給されたＣトナーとの間には、帯電能力に差が生じることとなる。このような事情の下、現像ローラ２１０側に向かって移動するトナーの量が非常に多いＡタイプの第一搬送パドルを使用した場合、長手方向中央部に設けられた現像第２ユニット２０２のトナー補給口２０３から供給されたＣトナーがすぐに供給ローラ２２０に供給される。その結果、上述したように、供給ローラ２２０上や現像ローラ２１０上において、その長手方向中央部で局部的に、帯電能力が劣化したＹトナーに対する、帯電能力が良好なＣトナーの比率が高まって、帯電量が二極化する状況になる。このような状況下で現像が行ったところ、帯電量が極度に低くなったＹトナーにより長手方向中央部で地汚れを発生した。また、帯電量が極度に高まったＣトナーにより長手方向中央部の見かけ上の現像バイアスが低下し、その部分の画像濃度が低下する。その結果、図４の画像中Ｃの箇所とＦ及びＲの箇所との間における相対色差が大きく、画像濃度ムラが大きくなった。これは、図５に示す結果にも表れている。

［比較例２］
次に、図３に示したＢタイプの第一搬送パドルは、上記実施例に係るＣタイプのものとは、長手方向両端に向けてトナーを寄せる向きに傾斜が設けられた弾性体からなる羽根を有する点で異なるほかは、全く同じ構成を有する。したがって、Ｂタイプの第一搬送パドルは、現像ローラ２１０側に向かって移動するトナーの量が多いという特徴をもつと共に、第一収容室内のトナーを長手方向両端部へ搬送するものである。この第一搬送パドルを使用した場合、第一収容室内の長手方向中央部に隙間が生じる。そのため、現像第２ユニット２０２からトナー補給口２０３を経由して供給されたＣトナーは、そのまま隙間が生じた第一収容室内の長手方向中央部に入り込む。そして、そのＣトナーの一部は第一搬送パドルにより第一収容室内をその長手方向両端部に向かって移動するが、Ｃトナーの多くは第一搬送パドルによりすぐに供給ローラ２２０に供給される。そのため、上記比較例１の場合と同様に、帯電量の二極化による地汚れ及び画像濃度ムラが発生した。

しかも、本実施例においては、第一搬送パドル２４１によって現像ローラ２１０の長手方向中央に集まったトナーは、第一搬送パドル２４１による搬送力により現像ローラ２１０側に押し出され、供給ローラ２２０及びドクターローラ２３０の表面に押しつけられる。これらの供給ローラ２２０及びドクターローラ２３０は、ｎ次曲線の太鼓形状であるので、その表面は長手方向中央部が盛り上がっている。よって、この表面に押しつけられたトナーは、その表面に沿って長手方向端部側に移動する。このようなトナーの動きにより、現像第２ユニット２０２からのＣトナーの拡散が促進され、上述した地汚れ及び画像濃度ムラを更に効果的に抑制できる。

［変形例１］
次に、実施例１の第一搬送パドル２４１の一変形例を説明する。
現像第１ユニット２０１のトナー補給口２０３では現像第２ユニット２０２からの搬送力の影響があるため、例えば図７の様に少なくとも補給口近傍の第一搬送パドルの羽根の重なり状態を合わせることで、搬送量を均一にすることが望ましい。

［変形例２］
また、図８の様に、第一搬送パドル２４１の長手方向において、端部に向かって羽根の傾斜度合いを強くした方が、現像第１ユニット２０１内の両端部に隙間が早くできるため、現像第２ユニット２０２からのトナーの拡散がより促進され、上述した地汚れ及び画像濃度ムラをより効果的に抑制できる。

本発明が適用される画像形成装置の一例である電子写真複写機の概略構成図である。 現像装置の概略構成図である。 各タイプの攪拌搬送パドルを説明する模式図である。 相対色差を評価するための図である。 前側、中央、後側の３箇所における相対色差−枚数の関係を表す図である。 現像第１ユニット内におけるトナーの流れを表す模式図である。 変形例１に係る攪拌搬送パドルを説明する模式図である。 変形例２に係る攪拌搬送パドルを説明する模式図である。

符号の説明

１００ 感光体ベルト
２００ 現像器
２０１ 現像第１ユニット
２０２ 現像第２ユニット
２０３ トナー補給口
２１０ 現像ローラ
２２０ 供給ローラ
２３０ ドクターローラ
２４１ 第一搬送パドル
２４２ 第二搬送パドル
２４３ 第三搬送パドル

Claims (7)

1. 像担持体に供給する一成分現像剤を表面に担持して表面移動する現像剤担持体と、
   該現像剤を前記現像剤担持体表面に供給する現像剤供給部材と、
   前記現像剤担持体の表面に担持された現像剤を薄層化する現像剤層規制部材と、
   現像剤を収容した現像剤収容室内に設けられ、前記現像剤担持体の表面に平行でかつ該現像剤担持体表面移動方向に対して直交する現像剤担持体軸線方向に対して直交する方向へ最も現像剤を搬送するように構成され、その方向へ該現像剤収容室内の現像剤を搬送することで前記現像剤供給部材に現像剤を供給する攪拌搬送部材と、
   前記現像剤収容室に連通する開口部を有し、該開口部を経由して前記現像剤収納室に供給される現像剤を収納する現像剤収納器とを備え、
   前記攪拌搬送部材が、弾性体からなる羽根を有し、該羽根の先端が前記現像剤収容室の内壁の一部に当接しながら回転駆動する搬送パドルである現像装置において、
   前記開口部は、前記現像剤担持体軸線方向における前記現像剤収容室の中央部で開口しており、
   前記搬送パドルの羽根に、前記現像剤担持体軸線方向における前記現像剤収容室の両端それぞれから中央側へ現像剤を寄せる向きの傾斜を設けて、前記開口部から該現像剤収容室内へ供給された現像剤が該現像剤収容室の両端部に生じる隙間に向かって移動した後に、該搬送パドルにより該現像剤収容室の中央部に搬送されるように構成したことを特徴とする現像装置。
2. 請求項１に記載の現像装置において、
   前記現像剤供給部材及び前記現像剤層規制部材の少なくとも一方は、前記現像剤担持体軸線方向における両端部で前記現像剤担持体側に付勢される太鼓形状の弾性部材で構成されたものであることを特徴とする現像装置。
3. 請求項１又は２に記載の現像装置において、
   前記現像剤収納器内に、現像剤を前記開口部から送り出すための送出部材を備え、
   前記開口部に対向する部分における前記攪拌搬送部材による現像剤供給部材側への現像剤搬送量が、他の部分における現像剤供給部材側への現像剤搬送量よりも少なくなるように構成したことを特徴とした現像装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置において、
   前記羽根の傾斜角度を、前記現像剤収容室内における前記現像剤担持体軸線方向の中央部よりも端部側の方を大きくしたことを特徴とする現像装置。
5. 潜像担持体上の潜像に現像装置から現像剤を供給して潜像を現像し画像を形成する画像形成装置において、
   前記現像装置として、請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５記載の画像形成装置において、
   前記潜像担持体と、前記現像装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジを有することを特徴とする画像形成装置。
7. 潜像担持体と、少なくとも該潜像担持体上の潜像を現像してトナー像を形成する現像装置とを一体化して画像形成装置に対して着脱可能に構成したプロセスカートリッジにおいて、
   前記現像装置として、請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。

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