現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置
【課題】現像カートリッジ内で、トナーを滞留させることなく撹拌する。
【解決手段】トナーＴを収容する現像剤収容室６１と、現像剤収容室６１と連通部６３で連通した現像室６２とを形成する現像ケース３５と、現像室６２内に設けられた供給ローラ３８と、現像剤収容室６１内で供給ローラ３８の回転軸に平行な回転軸を中心に回転自在に設けられ、回転方向上流側の端部より下流側の端部が内側に位置する複数の羽根７２を有するアジテータ７０と、アジテータ７０に基端８１が支持され、先端８２が現像剤収容室６１の底壁６５に摺接される可撓性シート部材８０とを備えて現像カートリッジ３０Ｂを構成する。
【解決手段】トナーＴを収容する現像剤収容室６１と、現像剤収容室６１と連通部６３で連通した現像室６２とを形成する現像ケース３５と、現像室６２内に設けられた供給ローラ３８と、現像剤収容室６１内で供給ローラ３８の回転軸に平行な回転軸を中心に回転自在に設けられ、回転方向上流側の端部より下流側の端部が内側に位置する複数の羽根７２を有するアジテータ７０と、アジテータ７０に基端８１が支持され、先端８２が現像剤収容室６１の底壁６５に摺接される可撓性シート部材８０とを備えて現像カートリッジ３０Ｂを構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、トナーにより像を用紙上に形成して、このトナー像を定着して画像を得る画像形成装置においては、トナーが分子間力などにより凝集しないように、トナーを収容している容器内でトナーを撹拌している。
例えば、特許文献１に開示されている画像形成装置においては、回転軸に対して一定の角度をなして固定された撹拌板を複数設け、この撹拌板の一端部を連結する撹拌軸を回転軸と平行に設け、撹拌板と撹拌軸によりトナーを撹拌している。
【０００３】
【特許文献１】実開昭６３−８７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の画像形成装置においては、撹拌板に沿って溜まったトナーを撹拌軸がすくい上げることでトナーを均一に撹拌できるとしているものの、複数の撹拌板は回転軸に対して一方向に一定の角度で傾斜しているため、撹拌板によってトナーは回転軸のいずれか一方の端部に向かって搬送されることとなり、この端部にトナーが滞留しがちとなる。また、撹拌板から滑り落ちて撹拌板の形状に沿ってトナー収容室の底面に溜まったトナーは、撹拌軸が通過する部分においては、撹拌されるものの、底面近傍のトナーは撹拌されにくい。このようなトナーの滞留は、特にトナー収容室内のトナーが少なくなってきたときに顕著である。
そして、トナーの滞留は、結果として画像を不鮮明にしたり、不要な部分にトナーが載るカブリの要因となる。
【０００５】
本発明は、以上のような背景に鑑みてなされたものであり、トナー収容室内でトナーが滞留しにくく、トナーの残量が少なくなっても良好に撹拌可能な現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記した課題を解決するための本発明の現像装置は、現像剤を収容する現像剤収容室と、この現像剤収容室と連通部で連通した現像室とを形成する現像ケースと、前記現像室内に設けられた供給ローラと、前記現像剤収容室内で前記供給ローラの回転軸に平行な回転軸を中心に回転自在に設けられ、回転方向上流側の端部より下流側の端部が内側に位置する複数の羽根を有する現像剤撹拌部材と、前記現像剤撹拌部材に基端が支持され、先端が前記現像剤収容室の底壁に摺接される可撓性シート部材と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
このような現像装置によれば、現像剤撹拌部材に設けられた羽根により、現像剤収容室にある現像剤は、現像剤攪拌部材の軸方向の外側から内側に向かって搬送される。そして、この内側に向けて搬送された現像剤は、可撓性シート部材が現像剤収容室の底壁を摺りながら現像室側の供給ローラに向けて搬送する。
そうすると、供給ローラには、軸方向の内側、つまりほぼ中央付近に多くの現像剤が搬送され、軸方向の両端付近には、現像室から搬送される現像剤が少ない。そのため、現像室内では、供給ローラの軸方向内側から外側へ向けて現像剤が流れ、この流れた現像剤は、余剰分が供給ローラの軸方向両端から、現像剤収容室へこぼれ落ちる。
このようにして、現像剤収容室においては、軸方向外側から内側へ、現像室においては、軸方向内側から外側への現像剤の流れができ、現像ケース内の全体においてトナーが流動し、軸方向端部においても滞留が起こりにくい。従って、現像ケース内の現像剤が、滞留することなく良好に撹拌される。
【０００８】
前記した課題を解決するプロセスカートリッジは、前記した本発明の現像装置と、前記現像装置と結合する感光体ケースと、この感光体ケースに設けられ前記現像ローラと互いに押圧される感光体ドラムとを有してなる感光体カートリッジと、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、前記した課題を解決する本発明の画像形成装置は、前記したプロセスカートリッジと、前記感光体ドラムを露光する露光装置と、前記プロセスカートリッジへ記録シートを搬送する搬送手段と、前記プロセスカートリッジで前記記録シートに形成された現像剤像を定着する定着手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置によれば、現像剤撹拌部材に設けられた羽根と、可撓性シート部材により、現像ケース内で、供給ローラの軸方向の内外に向かう流れと、現像剤収容室と現像室の間で行き来する流れとが実現でき、現像剤が滞留することなく良好に撹拌される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
＜レーザプリンタの全体構成＞
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
参照する図面において、図１は、本発明の実施形態に係るレーザプリンタの要部側断面図である。
図１に示すように、レーザプリンタ１は、本体ケーシング２内に用紙３を給紙するためのフィーダ部４や、給紙された用紙３に画像を形成するための画像形成部５などを備えている。
本体ケーシング２の前側（以下の説明において、図１における右を前、左を後とする。）には、開閉自在なフロントカバー２ａが設けられており、フロントカバー２ａを開いたときにできる開口から、後述するプロセスカートリッジ３０が着脱自在となっている。
【００１２】
＜フィーダ部の構成＞
フィーダ部４は、搬送手段の一例であり、本体ケーシング２内の底部に着脱可能に装着される給紙トレイ１１と、給紙トレイ１１の下部において前方が持ち上がるように揺動自在に設けられた用紙押圧板１２と、用紙押圧板１２を下側から持ち上げるリフトレバー１２ａを備えている。また、給紙トレイ１１の前方の上方には給紙ローラ１３および給紙パット１４が設けられ、給紙ローラ１３に対向してピンチローラ１５が設けられている。さらに、給紙ローラ１３の上縁の後方にはレジストローラ１６が設けられている。
【００１３】
そして、このように構成されるフィーダ部４では、給紙トレイ１１内の用紙３が、リフトレバー１２ａおよび用紙押圧板１２によって持ち上げられて給紙ローラ１３側に寄せられ、この給紙ローラ１３および給紙パット１４で送り出されて各種ローラ１３〜１６を通った後一枚ずつ画像形成部５に搬送される。
【００１４】
＜画像形成部の構成＞
画像形成部５は、スキャナ部２０、プロセスカートリッジ３０、定着部４０などを備えている。
【００１５】
＜スキャナ部の構成＞
スキャナ部２０は、露光装置の一例であり、本体ケーシング２内の上部に設けられ、レーザ発光部（図示せず。）、回転駆動されるポリゴンミラー２１、レンズ２２，２３、反射鏡２４，２５などを備えている。レーザ発光部から発光される画像データに基づくレーザビームは、鎖線で示すように、ポリゴンミラー２１、レンズ２２、反射鏡２４、レンズ２３、反射鏡２５の順に通過あるいは反射して、プロセスカートリッジ３０の感光ドラム３２の表面上に高速走査にて照射される。
【００１６】
＜プロセスカートリッジの構成＞
プロセスカートリッジ３０は、スキャナ部２０の下方に配設され、本体ケーシング２に対して着脱自在に装着される構造となっている。このプロセスカートリッジ３０は、感光ドラム３２を支持した感光体カートリッジ３０Ａと、この感光体カートリッジ３０Ａに着脱自在に装着され、内部に現像剤としてのトナーを収容した現像カートリッジ３０Ｂとからなる。
感光体カートリッジ３０Ａは、外枠を構成する感光体ケース３１内に、感光ドラム３２、スコロトロン型帯電器３３および転写ローラ３４が主に設けられている。
【００１７】
現像カートリッジ３０Ｂは、現像装置の一例であり、感光体カートリッジ３０Ａに対して着脱自在に装着されており、現像ケース３５に、現像ローラ３６、供給ローラ３８、ブレード組立体３９およびアジテータ７０を備えている。このうち、現像ローラ３６、供給ローラ３８およびアジテータ７０は、現像ケース３５に回転可能に支持されている。そして現像ケース３５内のトナーＴは、供給ローラ３８の矢印方向（反時計方向）への回転により、現像ローラ３６に供給され、このとき、供給ローラ３８と現像ローラ３６との間で正に摩擦帯電される。現像ローラ３６上に供給されたトナーＴは、現像ローラ３６の矢印方向（反時計方向）への回転に伴って、層厚規制のためのブレード組立体３９と現像ローラ３６との間に進入し、一定厚さの薄層として現像ローラ３６上に担持される。
【００１８】
感光ドラム３２は、現像カートリッジ３０Ｂと結合する感光体ケース３１に、矢印方向（時計方向）へ回転可能に支持されている。この感光ドラム３２は、ドラム本体が接地されるとともに、その表面部分が正帯電性の感光層により形成されている。
【００１９】
スコロトロン型帯電器３３は、感光ドラム３２の上方に、感光ドラム３２に接触しないように、所定間隔を隔てて対向して配置されている。このスコロトロン型帯電器３３は、タングステンなどの帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させる正帯電用のスコロトロン型の帯電器であり、感光ドラム３２の表面を一様に正極性に帯電させるように構成されている。
【００２０】
転写ローラ３４は、転写手段の一例であり、感光ドラム３２の下方において、この感光ドラム３２に対向して接触するように配置され、感光体ケース３１に、矢印方向（反時計方向）へ回転可能に支持されている。この転写ローラ３４は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料が被覆されて構成されている。転写ローラ３４には、転写時に、定電流制御によって転写バイアスが印加される。
【００２１】
そして、感光ドラム３２の表面は、スコロトロン型帯電器３３により一様に正帯電された後、スキャナ部２０からのレーザビームの高速走査により露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、画像データに基づく静電潜像が形成される。ここで、「静電潜像」とは、一様に正帯電されている感光ドラム３２の表面のうち、レーザビームによって露光されて電位が下がっている露光部分をいう。次いで、現像ローラ３６の回転により、現像ローラ３６上に担持されているトナーが、感光ドラム３２に対向して接触する時に、感光ドラム３２の表面上に形成される静電潜像に供給される。そして、トナーＴは、感光ドラム３２の表面上で選択的に担持されることによって可視像化され、これによって反転現像によりトナー像が形成される。
【００２２】
その後、感光ドラム３２と転写ローラ３４とは、用紙３を両者間で挟持して搬送するように回転駆動され、感光ドラム３２と転写ローラ３４との間を用紙３が搬送されることにより、感光ドラム３２の表面に担持されているトナー像が用紙３上に転写される。
【００２３】
＜定着部の構成＞
定着部４０は、定着手段の一例であり、プロセスカートリッジ３０の下流側に配設され、加熱ローラ４１と、この加熱ローラ４１に対向して配置され加熱ローラ４１との間で用紙３を挟持する加圧ローラ４２を備えている。そして、このように構成される定着部４０では、用紙３上に転写されたトナーを、用紙３が加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との間を通過する間に熱定着させ、その後、その用紙３を、排紙パス４４に搬送するようにしている。排紙パス４４に送られた用紙３は、排紙ローラ４５によって排紙トレイ４６上に排紙される。
【００２４】
次に現像カートリッジ３０Ｂの詳細について説明する。図２は、現像カートリッジの拡大断面図であり、図３は、現像カートリッジを分解した状態を上から見た図であり、図４は、アジテータの図３におけるＺ矢視図である。
図２に示すように、現像カートリッジ３０Ｂは、現像ケース３５内に、現像剤収容室６１と、現像室６２とに区画され、現像剤収容室６１と現像室６２とは、連通部６３により連通している。
図３に示すように、連通部６３は、供給ローラ３８の全幅（正確には軸部３８ａを含まないローラ部分の軸方向の全長さ）にわたって形成されており、現像ケース３５内の全幅で、現像剤収容室６１と現像室６２との間でトナーＴが相互に行き来できるように構成されている。なお、連通部６３の幅は、最大印字幅以上の幅を有していることで、後述するようにトナーＴが、少なくとも印字幅の範囲で滞留することなく流動して、印字範囲において良好なトナーＴを提供することができる。
【００２５】
現像剤収容室６１には、トナーＴが収容されている。このトナーＴを撹拌するため、現像剤収容室６１内には、現像剤撹拌部材としてのアジテータ７０が配置されている。
アジテータ７０は、現像ケース３５の両側壁３５ａ，３５ｂに回転可能に支持されている。アジテータ７０は、公知の撹拌部材と同様に図示しないモータから回転駆動力が付与されることで、現像剤収容室６１内で回転してトナーＴを撹拌するようになっている。
【００２６】
現像ケース３５の底壁は、供給ローラ３８の前側で立ち上がって立壁３５ｃを形成している。立壁３５ｃは、現像ケース３５の３分の１程度の高さまで形成され、現像カートリッジ３０Ｂの使用時における姿勢において、供給ローラ３８のローラ面の最上部とほぼ同じ高さとなっている。このように、供給ローラ３８のローラ面の最上部と同じ高さであることで、現像室６２内には、供給ローラ３８上にトナーＴが積もり、供給ローラ３８の軸方向の全体にわたってトナーがまんべんなく供給されやすくなっている。この観点から、立壁３５ｃは、現像カートリッジ３０Ｂの使用時の姿勢において、供給ローラ３８のローラ面の最上部より高く形成されるのがより望ましい。
現像剤収容室６１の形状は、その底壁６５が、ほぼアジテータ７０の回転軌跡に沿うように円筒状の表面をなし、立壁３５ｃの最上部からは、この円筒状に形成された底壁６５に接するように傾斜壁３５ｄが形成されている。
なお、立壁３５ｃおよび傾斜壁３５ｄは、現像室６２と現像剤収容室６１とを仕切る部分である。
【００２７】
現像ケース３５の上壁からは、立壁３５ｃの最上部に向けて仕切壁３５ｅが下がるように形成されており、立壁３５ｃと仕切壁３５ｅの間が前記した連通部６３となっている。
また、現像ケース３５の側壁３５ａ，３５ｂには、トナーＴの残量を光学的に検出するための透明な検出窓６６が設けられている（図２に側壁３５ａ側のみ図示）。
なお、図３に示すように、レーザプリンタ１の本体には、一方の検出窓６６の近傍に発光部９１を備え、他方の検出窓６６に受光部９２を備え、この発光部９１および受光部９２からなる光センサにより、トナーＴの残量を検出している。
【００２８】
アジテータ７０は、回転支軸７１と、羽根７２と、連結部７３と、ワイパー取付部７４と、ワイパー７５と可撓性シート部材８０とを備えて構成されている。
回転支軸７１は、供給ローラ３８の軸方向、つまり現像ケース３５の左右方向に沿って延びる軸であり、両端が現像ケース３５の側壁３５ａ，３５ｂに枢支されている。
【００２９】
羽根７２は、トナーＴを撹拌しつつ搬送する板状の部材であり、回転支軸７１に複数枚固定されている。羽根７２の板面の方向は、回転支軸７１の軸方向に対し斜めに固定されており、詳細には、回転支軸７１に近い側が回転支軸７１の軸方向中央（単に内側という）に寄り、遠い側が回転支軸７１の両端（端に外側という）に寄るように斜めになっている。羽根７２の回転支軸７１に対する角度θは、望ましくは４０〜６０°であり、最も望ましくは４５°である。このような角度にすることで、トナーＴを効率良く内側に寄せることができる。すなわち、角度θが小さすぎると、トナーＴを内側に移動させることができないし、大きすぎると、トナーＴを内側に移動させることはできるが、一回転で移動させることができる距離がわずかになり、効率が悪くなる。
なお、羽根７２は、トナーＴを内側に移動させるのに十分な剛性を有して構成されている。
【００３０】
アジテータ７０は、図２に示す矢印Ｒのように、底壁６５に溜まったトナーＴを現像室６２側に送るため図２における時計回りに回転される。羽根７２は、このアジテータ７０の回転方向との関係でいうと、回転方向の上流側の端部より下流側の端部が内側に位置する向きに斜めになっている。
【００３１】
図３に示すように、羽根７２は、連通部６３の幅に対応する幅にわたって、互いに一定の間隔を隔てて設けられている。また、回転支軸７１の軸方向中心を境に左右両側に４枚ずつ左右対称に配設されている。もっとも、羽根７２は必ずしも左右対称に配置される必要はなく、一定の間隔で設けられている必要もない。羽根７２は、現像剤収容室６１内にあるトナーＴをおよそ外側から内側へ搬送できるように回転方向上流側の端部より下流側の端部が内側に位置するように構成されていればよい。
【００３２】
羽根７２は、図２に示すように、回転支軸７１から離れた先端７２ａが、現像剤収容室６１の底壁６５に沿った輪郭を有している。このため、現像剤収容室６１の底壁６５に溜まったトナーＴを可能な限りすべて掃くように撹拌することができるようになっている。また、図３に示すように、回転方向上流側の端部が、外側に隣接する羽根７２の下流側の端部と、回転支軸７１の軸方向において長さＬだけオーバーラップしている。このため、底壁６５に溜まったトナーＴを、余すことなく羽根７２で掃いて、内側に効率的に搬送することができるようになっている。
【００３３】
連結部７３は、回転支軸７１の軸方向に延び、羽根７２の回転方向下流側の部分を互いに連結する部材である。連結部７３は、図２における下面に平面部を有する短冊状の部材である。この下側の平面部は、可撓性シート部材８０を貼り付ける貼着部７３ａである。
連結部７３は、回転支軸７１から離れた位置で羽根７２を連結しており、そのため、図４に示すように、回転支軸７１との間にトナー流通孔（通路）７９が形成されている。
【００３４】
ワイパー取付部７４は、回転支軸７１の軸方向両端付近に２カ所設けられている。ワイパー取付部７４も、図２に示すように、羽根７２に対して、回転方向下流側に位置するように設けられている。
【００３５】
ワイパー７５は、検出窓６６に付着したトナーＴを拭き取る部材であり、厚さ２ｍｍ程度の塩化ビニルシートやゴムシートなど、可撓性の部材が用いられる。ワイパー７５は、検出窓６６に対向する、外側方向の縁部７５ａが直線に形成され、ほぼ矩形をなしている。ワイパー７５は、前記したワイパー取付部７４に取り付けられる。
【００３６】
可撓性シート部材８０は、現像剤収容室６１の底壁６５に溜まったトナーＴを現像室６２へ向けて掻き取りながら搬送する部材である。可撓性シート部材８０は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの可撓性に富んだ樹脂製のシートなどからなる。
可撓性シート部材８０の長さ（貼着部７３ａに貼着される基端８１から先端８２までの大きさ）が、先端８２が底壁６５に摺接できる大きさに形成されている。また、この長さは、可撓性シート部材８０が現像室６２に向いたときに、現像室６２内でその先端８２が伸びきれる大きさに形成されている。これにより、可撓性シート部材８０は、その先端８２が底壁６５から傾斜壁３５ｄを摺接した後、現像室６２内で撓みが回復して伸びきるように作用することで勢いよくトナーＴを現像室６２に搬送できるようになっている。
【００３７】
そして、幅方向の大きさは、先端８２側が現像剤収容室６１の全幅に合うように形成され、基端８１側が、貼着部７３ａの幅に合うように形成されている。貼着部７３ａは、現像剤収容室６１の幅よりは若干小さく形成されているので、可撓性シート部材８０の基端８１側の幅も現像剤収容室６１の幅よりは若干小さく形成されている。このように、基端８１の幅が小さく、両端から所定距離離間した内側部分においてのみ可撓性シート部材８０がアジテータ７０に固定されていることで、可撓性シート部材８０は、両端付近が撓むので、トナーＴの搬送力が若干弱くなっている。すなわち、可撓性シート部材８０は、その両端部におけるトナーＴの搬送力が中央部に比べ小さくなっている。
【００３８】
以上のように構成されたレーザプリンタ１における本発明の作用効果について説明する。
印刷を依頼する端末からの指示により、レーザプリンタ１は用紙３の供給、用紙３へのトナー像の転写および定着を行う。この際に、トナーＴは、現像剤収容室６１内でアジテータ７０に攪拌されつつ供給ローラ３８に供給される。
【００３９】
図５は、トナーが十分に多いときの現像カートリッジの動作を説明する断面図であり、図６は、トナーが少ないときの現像カートリッジの動作を説明する断面図であり、図７（ａ）は、図６（ｂ）の状態におけるトナーの流れを示す図２のＡ−Ａ断面図に相当する図であり、図７（ｂ）は、ワイパー部分の拡大図であり、図７（ｃ）は、（ａ）のVII−VII断面図であり、図８（ａ）は、図７のVIII−VIII断面図であり、図８（ｂ）は、供給室内でのトナーの流れを概念的に示す図２のＡ−Ａ断面図に相当する図であり、図９は、トナーの流れを概念的に示した図２のＡ−Ａ断面図に相当する図である。
【００４０】
図５（ａ）に示すように、トナーＴが多いときには、アジテータ７０が回転すると、羽根７２の先端７２ａが現像剤収容室６１の底（底壁６５）に溜まったトナーＴに入り込む。
そして、図５（ｂ）に示すように、羽根７２が回転して先端７２ａが現像室６２に向くときには、可撓性シート部材８０が底壁６５に先端８２を摺接させながら回転するので、トナーＴが十分に現像室６２に搬送される。また、このとき、余分なトナーＴは、回転支軸７１と連結部７３の間のトナー流通孔７９を通って底壁６５へ落ち始める。
【００４１】
そして、図５（ｃ）に示すように、さらにアジテータ７０が回転して、先端７２ａが上に向いた姿勢となると、可撓性シート部材８０がさらにトナーＴを現像室６２へ向けて押し込むが、現像室６２には必要以上にトナーＴが入ることができないので、トナー流通孔７９から底壁６５へ向けてトナーＴが流れ落ちる。このとき、トナーＴが雪崩のように流れ落ちるため、単にトナーＴを押し動かすだけの場合と異なり、トナーＴが細かい各粒子に分散した状態が維持される。
【００４２】
図６（ａ）に示すように、トナーＴが少ないときには、アジテータ７０の羽根７２は、先端７２ａがトナーＴに入り込んで現像室６２側に押していく。そして、図６（ｂ）に示すように羽根７２の先端７２ａが上を向く時には、羽根７２に載っていたトナーＴが、羽根７２の表面を伝って内側へ流れ落ちる。この状態を示したのが図７（ａ）および（ｂ）である。図７（ａ）および（ｂ）に示すように、羽根７２の先端７２ａが後方（現像室６２側）から上に向くにつれて、羽根７２は上向きになり、トナーＴは、この羽根７２の上に掬われるようにして載る。ところが、羽根７２は、回転方向の上流側よりも下流側が内側を向くように回転支軸７１に対して傾斜しているため、トナーＴは、羽根７２が上向きになったときには羽根７２の表面を滑り落ちて内側に移動する。
【００４３】
さらに、アジテータ７０が回転すると、可撓性シート部材８０は、その先端８２を底壁６５に摺接させながら少ないトナーＴを掻き集め、図６（ｃ）に示すように、傾斜壁３５ｄの後端に位置したところでトナーＴを勢いよく現像室６２に搬送する。このとき、トナーＴは、現像剤収容室６１内で内側に寄せられていたから、内側に寄った後すぐに現像室６２に搬送されることになる。そのため、図８（ａ）に示すように、供給ローラ３８には、中央に多くのトナーＴが搬送され、供給ローラ３８の中央付近が盛り上がるようにトナーＴが載る。また、可撓性シート部材８０の搬送力が、中央よりも両端付近の方が小さくなっていることも相俟って、供給ローラ３８の中央に多くのトナーＴが搬送される。
アジテータ７０がさらに回転すると、可撓性シート部材８０は、図６（ｄ）に示すように、先端８２が現像室６２内で伸びきる。
【００４４】
供給ローラ３８に載ったトナーＴは、供給ローラ３８の表面付近のものは、供給ローラ３８の表面に載って現像ローラ３６に搬送され、余剰のものは、供給ローラ３８の回転に伴ってその上で転がされるように撹拌される。撹拌されたトナーＴは、高い方から低い方へ流動しようとするので、図８（ａ）、（ｂ）のように供給ローラ３８の中央から両端（外側）へ向かって流れる。供給ローラ３８の両端へ流れたトナーＴは、さらに現像剤収容室６１側へこぼれ落ちる。
もちろん、すべてのトナーＴがこの流れに従うわけではなく、供給ローラ３８の中央の上部から現像剤収容室６１に戻るように落ちるものもあるが、供給ローラ３８の中央に多くのトナーＴを搬送した結果、上述したような軸方向への流れも発生する。
【００４５】
現像剤収容室６１に戻ったトナーＴは、羽根７２が再度底壁６５付近を撹拌するときに、内側に寄せられ、上述したのと同じように現像室６２への移動と、現像剤収容室６１への還流とを繰り返す。
【００４６】
以上のようにして、本実施形態のレーザプリンタ１によれば、図９に示すように、トナーＴは、現像剤収容室６１内では、内側に寄るように移動し、現像室６２内では、内側から外側へ離れるように移動する。そのため、現像カートリッジ３０Ｂ内で、トナーＴが滞留することなく循環して、トナーＴを良好な状態に保つことができる。
【００４７】
本実施形態のレーザプリンタ１は、上述のように、トナーＴの撹拌が良好に行われるだけでなく、以下に説明するように、トナーＴの残量を的確に検知できる。
【００４８】
まず、トナーＴの残量の判定方法について説明すると、トナーＴの残量は、光センサの光の通過の有無のみで判断されるわけではなく、光が通過してから次に光が遮断されるまでの時間で判断される。光が遮断されるまでの時間が短い場合には、トナーＴが再度底壁６５に落ちてきたということであるので、残量はまだ多いと判断することができ、光が遮断されるまでの時間が長い場合には、なかなかトナーＴが落ちてこないか、羽根７２の通過によって初めて遮断されるということなので、残量が少ないと判断することができる。
【００４９】
本実施形態の現像カートリッジ３０Ｂでは、ワイパー７５が羽根７２の回転方向下流側に取り付けられている。そして、可撓性シート部材８０も、羽根７２の回転方向下流側に取り付けられている。そのため、図６（ｂ）および（ｃ）に示すように、羽根７２によるトナーＴの撹拌と、可撓性シート部材８０によるトナーＴの掃き出しが終わるのと同時にワイパー７５が検出窓６６を拭き取るようになっている。このようにして、検出窓６６が有効に利用される時間が可及的に長くなっているので、本実施形態のレーザプリンタ１は、トナーＴの残量を的確に判断することができる。
【００５０】
以上に本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されることなく適宜変形して実施することができる。
例えば、前記実施形態においては、回転支軸７１から離れた連結部７３に可撓性シート部材８０を固定したが、羽根７２自体に可撓性シート部材８０の取付部を形成しておき、係る取付部に可撓性シート部材８０を固定してもよい。また、回転支軸７１に可撓性シート部材８０を固定することもできる。
また、連通部６３は、必ずしも現像剤収容室６１の全幅にわたって形成されなくともよいが、現像剤収容室６１の全幅にわたって形成されることで、現像カートリッジ３０Ｂ内でのトナーＴの滞留を可及的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態に係るレーザプリンタの要部側断面図である。
【図２】現像カートリッジの拡大断面図である。
【図３】現像カートリッジを分解した状態を上から見た図である。
【図４】アジテータの図３におけるＺ矢視図である。
【図５】トナーが十分に多いときの現像カートリッジの動作を説明する断面図である
【図６】トナーが少ないときの現像カートリッジの動作を説明する断面図である。
【図７】（ａ）は、図６（ｂ）の状態におけるトナーの流れを示す図２のＡ−Ａ断面図に相当する図であり、（ｂ）は、ワイパー部分の拡大図であり、（ｃ）は、（ａ）のVII−VII断面図である。
【図８】（ａ）は、図７のVIII−VIII断面図であり、（ｂ）は、供給室内でのトナーの流れを概念的に示す図２のＡ−Ａ断面図に相当する図である。
【図９】トナーの流れを概念的に示した図２のＡ−Ａ断面図に相当する図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ レーザプリンタ
３ 用紙
４ フィーダ部
５ 画像形成部
６ 現像ローラ
２０ スキャナ部
３０ プロセスカートリッジ
３０Ａ 感光体カートリッジ
３０Ｂ 現像カートリッジ
３１ 感光体ケース
３２ 感光ドラム
３５ 現像ケース
３５ｃ 立壁
３５ｄ 傾斜壁
３５ｅ 仕切壁
３６ 現像ローラ
３８ 供給ローラ
４０ 定着部
６１ 現像剤収容室
６２ 現像室
６３ 連通部
６５ 底壁
６６ 検出窓
７０ アジテータ
７１ 回転支軸
７２ 羽根
７３ 連結部
７５ ワイパー
７９ トナー流通孔
８０ 可撓性シート部材
８１ 基端
８２ 先端
Ｔ トナー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、トナーにより像を用紙上に形成して、このトナー像を定着して画像を得る画像形成装置においては、トナーが分子間力などにより凝集しないように、トナーを収容している容器内でトナーを撹拌している。
例えば、特許文献１に開示されている画像形成装置においては、回転軸に対して一定の角度をなして固定された撹拌板を複数設け、この撹拌板の一端部を連結する撹拌軸を回転軸と平行に設け、撹拌板と撹拌軸によりトナーを撹拌している。
【０００３】
【特許文献１】実開昭６３−８７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の画像形成装置においては、撹拌板に沿って溜まったトナーを撹拌軸がすくい上げることでトナーを均一に撹拌できるとしているものの、複数の撹拌板は回転軸に対して一方向に一定の角度で傾斜しているため、撹拌板によってトナーは回転軸のいずれか一方の端部に向かって搬送されることとなり、この端部にトナーが滞留しがちとなる。また、撹拌板から滑り落ちて撹拌板の形状に沿ってトナー収容室の底面に溜まったトナーは、撹拌軸が通過する部分においては、撹拌されるものの、底面近傍のトナーは撹拌されにくい。このようなトナーの滞留は、特にトナー収容室内のトナーが少なくなってきたときに顕著である。
そして、トナーの滞留は、結果として画像を不鮮明にしたり、不要な部分にトナーが載るカブリの要因となる。
【０００５】
本発明は、以上のような背景に鑑みてなされたものであり、トナー収容室内でトナーが滞留しにくく、トナーの残量が少なくなっても良好に撹拌可能な現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記した課題を解決するための本発明の現像装置は、現像剤を収容する現像剤収容室と、この現像剤収容室と連通部で連通した現像室とを形成する現像ケースと、前記現像室内に設けられた供給ローラと、前記現像剤収容室内で前記供給ローラの回転軸に平行な回転軸を中心に回転自在に設けられ、回転方向上流側の端部より下流側の端部が内側に位置する複数の羽根を有する現像剤撹拌部材と、前記現像剤撹拌部材に基端が支持され、先端が前記現像剤収容室の底壁に摺接される可撓性シート部材と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
このような現像装置によれば、現像剤撹拌部材に設けられた羽根により、現像剤収容室にある現像剤は、現像剤攪拌部材の軸方向の外側から内側に向かって搬送される。そして、この内側に向けて搬送された現像剤は、可撓性シート部材が現像剤収容室の底壁を摺りながら現像室側の供給ローラに向けて搬送する。
そうすると、供給ローラには、軸方向の内側、つまりほぼ中央付近に多くの現像剤が搬送され、軸方向の両端付近には、現像室から搬送される現像剤が少ない。そのため、現像室内では、供給ローラの軸方向内側から外側へ向けて現像剤が流れ、この流れた現像剤は、余剰分が供給ローラの軸方向両端から、現像剤収容室へこぼれ落ちる。
このようにして、現像剤収容室においては、軸方向外側から内側へ、現像室においては、軸方向内側から外側への現像剤の流れができ、現像ケース内の全体においてトナーが流動し、軸方向端部においても滞留が起こりにくい。従って、現像ケース内の現像剤が、滞留することなく良好に撹拌される。
【０００８】
前記した課題を解決するプロセスカートリッジは、前記した本発明の現像装置と、前記現像装置と結合する感光体ケースと、この感光体ケースに設けられ前記現像ローラと互いに押圧される感光体ドラムとを有してなる感光体カートリッジと、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、前記した課題を解決する本発明の画像形成装置は、前記したプロセスカートリッジと、前記感光体ドラムを露光する露光装置と、前記プロセスカートリッジへ記録シートを搬送する搬送手段と、前記プロセスカートリッジで前記記録シートに形成された現像剤像を定着する定着手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置によれば、現像剤撹拌部材に設けられた羽根と、可撓性シート部材により、現像ケース内で、供給ローラの軸方向の内外に向かう流れと、現像剤収容室と現像室の間で行き来する流れとが実現でき、現像剤が滞留することなく良好に撹拌される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
＜レーザプリンタの全体構成＞
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
参照する図面において、図１は、本発明の実施形態に係るレーザプリンタの要部側断面図である。
図１に示すように、レーザプリンタ１は、本体ケーシング２内に用紙３を給紙するためのフィーダ部４や、給紙された用紙３に画像を形成するための画像形成部５などを備えている。
本体ケーシング２の前側（以下の説明において、図１における右を前、左を後とする。）には、開閉自在なフロントカバー２ａが設けられており、フロントカバー２ａを開いたときにできる開口から、後述するプロセスカートリッジ３０が着脱自在となっている。
【００１２】
＜フィーダ部の構成＞
フィーダ部４は、搬送手段の一例であり、本体ケーシング２内の底部に着脱可能に装着される給紙トレイ１１と、給紙トレイ１１の下部において前方が持ち上がるように揺動自在に設けられた用紙押圧板１２と、用紙押圧板１２を下側から持ち上げるリフトレバー１２ａを備えている。また、給紙トレイ１１の前方の上方には給紙ローラ１３および給紙パット１４が設けられ、給紙ローラ１３に対向してピンチローラ１５が設けられている。さらに、給紙ローラ１３の上縁の後方にはレジストローラ１６が設けられている。
【００１３】
そして、このように構成されるフィーダ部４では、給紙トレイ１１内の用紙３が、リフトレバー１２ａおよび用紙押圧板１２によって持ち上げられて給紙ローラ１３側に寄せられ、この給紙ローラ１３および給紙パット１４で送り出されて各種ローラ１３〜１６を通った後一枚ずつ画像形成部５に搬送される。
【００１４】
＜画像形成部の構成＞
画像形成部５は、スキャナ部２０、プロセスカートリッジ３０、定着部４０などを備えている。
【００１５】
＜スキャナ部の構成＞
スキャナ部２０は、露光装置の一例であり、本体ケーシング２内の上部に設けられ、レーザ発光部（図示せず。）、回転駆動されるポリゴンミラー２１、レンズ２２，２３、反射鏡２４，２５などを備えている。レーザ発光部から発光される画像データに基づくレーザビームは、鎖線で示すように、ポリゴンミラー２１、レンズ２２、反射鏡２４、レンズ２３、反射鏡２５の順に通過あるいは反射して、プロセスカートリッジ３０の感光ドラム３２の表面上に高速走査にて照射される。
【００１６】
＜プロセスカートリッジの構成＞
プロセスカートリッジ３０は、スキャナ部２０の下方に配設され、本体ケーシング２に対して着脱自在に装着される構造となっている。このプロセスカートリッジ３０は、感光ドラム３２を支持した感光体カートリッジ３０Ａと、この感光体カートリッジ３０Ａに着脱自在に装着され、内部に現像剤としてのトナーを収容した現像カートリッジ３０Ｂとからなる。
感光体カートリッジ３０Ａは、外枠を構成する感光体ケース３１内に、感光ドラム３２、スコロトロン型帯電器３３および転写ローラ３４が主に設けられている。
【００１７】
現像カートリッジ３０Ｂは、現像装置の一例であり、感光体カートリッジ３０Ａに対して着脱自在に装着されており、現像ケース３５に、現像ローラ３６、供給ローラ３８、ブレード組立体３９およびアジテータ７０を備えている。このうち、現像ローラ３６、供給ローラ３８およびアジテータ７０は、現像ケース３５に回転可能に支持されている。そして現像ケース３５内のトナーＴは、供給ローラ３８の矢印方向（反時計方向）への回転により、現像ローラ３６に供給され、このとき、供給ローラ３８と現像ローラ３６との間で正に摩擦帯電される。現像ローラ３６上に供給されたトナーＴは、現像ローラ３６の矢印方向（反時計方向）への回転に伴って、層厚規制のためのブレード組立体３９と現像ローラ３６との間に進入し、一定厚さの薄層として現像ローラ３６上に担持される。
【００１８】
感光ドラム３２は、現像カートリッジ３０Ｂと結合する感光体ケース３１に、矢印方向（時計方向）へ回転可能に支持されている。この感光ドラム３２は、ドラム本体が接地されるとともに、その表面部分が正帯電性の感光層により形成されている。
【００１９】
スコロトロン型帯電器３３は、感光ドラム３２の上方に、感光ドラム３２に接触しないように、所定間隔を隔てて対向して配置されている。このスコロトロン型帯電器３３は、タングステンなどの帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させる正帯電用のスコロトロン型の帯電器であり、感光ドラム３２の表面を一様に正極性に帯電させるように構成されている。
【００２０】
転写ローラ３４は、転写手段の一例であり、感光ドラム３２の下方において、この感光ドラム３２に対向して接触するように配置され、感光体ケース３１に、矢印方向（反時計方向）へ回転可能に支持されている。この転写ローラ３４は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料が被覆されて構成されている。転写ローラ３４には、転写時に、定電流制御によって転写バイアスが印加される。
【００２１】
そして、感光ドラム３２の表面は、スコロトロン型帯電器３３により一様に正帯電された後、スキャナ部２０からのレーザビームの高速走査により露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、画像データに基づく静電潜像が形成される。ここで、「静電潜像」とは、一様に正帯電されている感光ドラム３２の表面のうち、レーザビームによって露光されて電位が下がっている露光部分をいう。次いで、現像ローラ３６の回転により、現像ローラ３６上に担持されているトナーが、感光ドラム３２に対向して接触する時に、感光ドラム３２の表面上に形成される静電潜像に供給される。そして、トナーＴは、感光ドラム３２の表面上で選択的に担持されることによって可視像化され、これによって反転現像によりトナー像が形成される。
【００２２】
その後、感光ドラム３２と転写ローラ３４とは、用紙３を両者間で挟持して搬送するように回転駆動され、感光ドラム３２と転写ローラ３４との間を用紙３が搬送されることにより、感光ドラム３２の表面に担持されているトナー像が用紙３上に転写される。
【００２３】
＜定着部の構成＞
定着部４０は、定着手段の一例であり、プロセスカートリッジ３０の下流側に配設され、加熱ローラ４１と、この加熱ローラ４１に対向して配置され加熱ローラ４１との間で用紙３を挟持する加圧ローラ４２を備えている。そして、このように構成される定着部４０では、用紙３上に転写されたトナーを、用紙３が加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との間を通過する間に熱定着させ、その後、その用紙３を、排紙パス４４に搬送するようにしている。排紙パス４４に送られた用紙３は、排紙ローラ４５によって排紙トレイ４６上に排紙される。
【００２４】
次に現像カートリッジ３０Ｂの詳細について説明する。図２は、現像カートリッジの拡大断面図であり、図３は、現像カートリッジを分解した状態を上から見た図であり、図４は、アジテータの図３におけるＺ矢視図である。
図２に示すように、現像カートリッジ３０Ｂは、現像ケース３５内に、現像剤収容室６１と、現像室６２とに区画され、現像剤収容室６１と現像室６２とは、連通部６３により連通している。
図３に示すように、連通部６３は、供給ローラ３８の全幅（正確には軸部３８ａを含まないローラ部分の軸方向の全長さ）にわたって形成されており、現像ケース３５内の全幅で、現像剤収容室６１と現像室６２との間でトナーＴが相互に行き来できるように構成されている。なお、連通部６３の幅は、最大印字幅以上の幅を有していることで、後述するようにトナーＴが、少なくとも印字幅の範囲で滞留することなく流動して、印字範囲において良好なトナーＴを提供することができる。
【００２５】
現像剤収容室６１には、トナーＴが収容されている。このトナーＴを撹拌するため、現像剤収容室６１内には、現像剤撹拌部材としてのアジテータ７０が配置されている。
アジテータ７０は、現像ケース３５の両側壁３５ａ，３５ｂに回転可能に支持されている。アジテータ７０は、公知の撹拌部材と同様に図示しないモータから回転駆動力が付与されることで、現像剤収容室６１内で回転してトナーＴを撹拌するようになっている。
【００２６】
現像ケース３５の底壁は、供給ローラ３８の前側で立ち上がって立壁３５ｃを形成している。立壁３５ｃは、現像ケース３５の３分の１程度の高さまで形成され、現像カートリッジ３０Ｂの使用時における姿勢において、供給ローラ３８のローラ面の最上部とほぼ同じ高さとなっている。このように、供給ローラ３８のローラ面の最上部と同じ高さであることで、現像室６２内には、供給ローラ３８上にトナーＴが積もり、供給ローラ３８の軸方向の全体にわたってトナーがまんべんなく供給されやすくなっている。この観点から、立壁３５ｃは、現像カートリッジ３０Ｂの使用時の姿勢において、供給ローラ３８のローラ面の最上部より高く形成されるのがより望ましい。
現像剤収容室６１の形状は、その底壁６５が、ほぼアジテータ７０の回転軌跡に沿うように円筒状の表面をなし、立壁３５ｃの最上部からは、この円筒状に形成された底壁６５に接するように傾斜壁３５ｄが形成されている。
なお、立壁３５ｃおよび傾斜壁３５ｄは、現像室６２と現像剤収容室６１とを仕切る部分である。
【００２７】
現像ケース３５の上壁からは、立壁３５ｃの最上部に向けて仕切壁３５ｅが下がるように形成されており、立壁３５ｃと仕切壁３５ｅの間が前記した連通部６３となっている。
また、現像ケース３５の側壁３５ａ，３５ｂには、トナーＴの残量を光学的に検出するための透明な検出窓６６が設けられている（図２に側壁３５ａ側のみ図示）。
なお、図３に示すように、レーザプリンタ１の本体には、一方の検出窓６６の近傍に発光部９１を備え、他方の検出窓６６に受光部９２を備え、この発光部９１および受光部９２からなる光センサにより、トナーＴの残量を検出している。
【００２８】
アジテータ７０は、回転支軸７１と、羽根７２と、連結部７３と、ワイパー取付部７４と、ワイパー７５と可撓性シート部材８０とを備えて構成されている。
回転支軸７１は、供給ローラ３８の軸方向、つまり現像ケース３５の左右方向に沿って延びる軸であり、両端が現像ケース３５の側壁３５ａ，３５ｂに枢支されている。
【００２９】
羽根７２は、トナーＴを撹拌しつつ搬送する板状の部材であり、回転支軸７１に複数枚固定されている。羽根７２の板面の方向は、回転支軸７１の軸方向に対し斜めに固定されており、詳細には、回転支軸７１に近い側が回転支軸７１の軸方向中央（単に内側という）に寄り、遠い側が回転支軸７１の両端（端に外側という）に寄るように斜めになっている。羽根７２の回転支軸７１に対する角度θは、望ましくは４０〜６０°であり、最も望ましくは４５°である。このような角度にすることで、トナーＴを効率良く内側に寄せることができる。すなわち、角度θが小さすぎると、トナーＴを内側に移動させることができないし、大きすぎると、トナーＴを内側に移動させることはできるが、一回転で移動させることができる距離がわずかになり、効率が悪くなる。
なお、羽根７２は、トナーＴを内側に移動させるのに十分な剛性を有して構成されている。
【００３０】
アジテータ７０は、図２に示す矢印Ｒのように、底壁６５に溜まったトナーＴを現像室６２側に送るため図２における時計回りに回転される。羽根７２は、このアジテータ７０の回転方向との関係でいうと、回転方向の上流側の端部より下流側の端部が内側に位置する向きに斜めになっている。
【００３１】
図３に示すように、羽根７２は、連通部６３の幅に対応する幅にわたって、互いに一定の間隔を隔てて設けられている。また、回転支軸７１の軸方向中心を境に左右両側に４枚ずつ左右対称に配設されている。もっとも、羽根７２は必ずしも左右対称に配置される必要はなく、一定の間隔で設けられている必要もない。羽根７２は、現像剤収容室６１内にあるトナーＴをおよそ外側から内側へ搬送できるように回転方向上流側の端部より下流側の端部が内側に位置するように構成されていればよい。
【００３２】
羽根７２は、図２に示すように、回転支軸７１から離れた先端７２ａが、現像剤収容室６１の底壁６５に沿った輪郭を有している。このため、現像剤収容室６１の底壁６５に溜まったトナーＴを可能な限りすべて掃くように撹拌することができるようになっている。また、図３に示すように、回転方向上流側の端部が、外側に隣接する羽根７２の下流側の端部と、回転支軸７１の軸方向において長さＬだけオーバーラップしている。このため、底壁６５に溜まったトナーＴを、余すことなく羽根７２で掃いて、内側に効率的に搬送することができるようになっている。
【００３３】
連結部７３は、回転支軸７１の軸方向に延び、羽根７２の回転方向下流側の部分を互いに連結する部材である。連結部７３は、図２における下面に平面部を有する短冊状の部材である。この下側の平面部は、可撓性シート部材８０を貼り付ける貼着部７３ａである。
連結部７３は、回転支軸７１から離れた位置で羽根７２を連結しており、そのため、図４に示すように、回転支軸７１との間にトナー流通孔（通路）７９が形成されている。
【００３４】
ワイパー取付部７４は、回転支軸７１の軸方向両端付近に２カ所設けられている。ワイパー取付部７４も、図２に示すように、羽根７２に対して、回転方向下流側に位置するように設けられている。
【００３５】
ワイパー７５は、検出窓６６に付着したトナーＴを拭き取る部材であり、厚さ２ｍｍ程度の塩化ビニルシートやゴムシートなど、可撓性の部材が用いられる。ワイパー７５は、検出窓６６に対向する、外側方向の縁部７５ａが直線に形成され、ほぼ矩形をなしている。ワイパー７５は、前記したワイパー取付部７４に取り付けられる。
【００３６】
可撓性シート部材８０は、現像剤収容室６１の底壁６５に溜まったトナーＴを現像室６２へ向けて掻き取りながら搬送する部材である。可撓性シート部材８０は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの可撓性に富んだ樹脂製のシートなどからなる。
可撓性シート部材８０の長さ（貼着部７３ａに貼着される基端８１から先端８２までの大きさ）が、先端８２が底壁６５に摺接できる大きさに形成されている。また、この長さは、可撓性シート部材８０が現像室６２に向いたときに、現像室６２内でその先端８２が伸びきれる大きさに形成されている。これにより、可撓性シート部材８０は、その先端８２が底壁６５から傾斜壁３５ｄを摺接した後、現像室６２内で撓みが回復して伸びきるように作用することで勢いよくトナーＴを現像室６２に搬送できるようになっている。
【００３７】
そして、幅方向の大きさは、先端８２側が現像剤収容室６１の全幅に合うように形成され、基端８１側が、貼着部７３ａの幅に合うように形成されている。貼着部７３ａは、現像剤収容室６１の幅よりは若干小さく形成されているので、可撓性シート部材８０の基端８１側の幅も現像剤収容室６１の幅よりは若干小さく形成されている。このように、基端８１の幅が小さく、両端から所定距離離間した内側部分においてのみ可撓性シート部材８０がアジテータ７０に固定されていることで、可撓性シート部材８０は、両端付近が撓むので、トナーＴの搬送力が若干弱くなっている。すなわち、可撓性シート部材８０は、その両端部におけるトナーＴの搬送力が中央部に比べ小さくなっている。
【００３８】
以上のように構成されたレーザプリンタ１における本発明の作用効果について説明する。
印刷を依頼する端末からの指示により、レーザプリンタ１は用紙３の供給、用紙３へのトナー像の転写および定着を行う。この際に、トナーＴは、現像剤収容室６１内でアジテータ７０に攪拌されつつ供給ローラ３８に供給される。
【００３９】
図５は、トナーが十分に多いときの現像カートリッジの動作を説明する断面図であり、図６は、トナーが少ないときの現像カートリッジの動作を説明する断面図であり、図７（ａ）は、図６（ｂ）の状態におけるトナーの流れを示す図２のＡ−Ａ断面図に相当する図であり、図７（ｂ）は、ワイパー部分の拡大図であり、図７（ｃ）は、（ａ）のVII−VII断面図であり、図８（ａ）は、図７のVIII−VIII断面図であり、図８（ｂ）は、供給室内でのトナーの流れを概念的に示す図２のＡ−Ａ断面図に相当する図であり、図９は、トナーの流れを概念的に示した図２のＡ−Ａ断面図に相当する図である。
【００４０】
図５（ａ）に示すように、トナーＴが多いときには、アジテータ７０が回転すると、羽根７２の先端７２ａが現像剤収容室６１の底（底壁６５）に溜まったトナーＴに入り込む。
そして、図５（ｂ）に示すように、羽根７２が回転して先端７２ａが現像室６２に向くときには、可撓性シート部材８０が底壁６５に先端８２を摺接させながら回転するので、トナーＴが十分に現像室６２に搬送される。また、このとき、余分なトナーＴは、回転支軸７１と連結部７３の間のトナー流通孔７９を通って底壁６５へ落ち始める。
【００４１】
そして、図５（ｃ）に示すように、さらにアジテータ７０が回転して、先端７２ａが上に向いた姿勢となると、可撓性シート部材８０がさらにトナーＴを現像室６２へ向けて押し込むが、現像室６２には必要以上にトナーＴが入ることができないので、トナー流通孔７９から底壁６５へ向けてトナーＴが流れ落ちる。このとき、トナーＴが雪崩のように流れ落ちるため、単にトナーＴを押し動かすだけの場合と異なり、トナーＴが細かい各粒子に分散した状態が維持される。
【００４２】
図６（ａ）に示すように、トナーＴが少ないときには、アジテータ７０の羽根７２は、先端７２ａがトナーＴに入り込んで現像室６２側に押していく。そして、図６（ｂ）に示すように羽根７２の先端７２ａが上を向く時には、羽根７２に載っていたトナーＴが、羽根７２の表面を伝って内側へ流れ落ちる。この状態を示したのが図７（ａ）および（ｂ）である。図７（ａ）および（ｂ）に示すように、羽根７２の先端７２ａが後方（現像室６２側）から上に向くにつれて、羽根７２は上向きになり、トナーＴは、この羽根７２の上に掬われるようにして載る。ところが、羽根７２は、回転方向の上流側よりも下流側が内側を向くように回転支軸７１に対して傾斜しているため、トナーＴは、羽根７２が上向きになったときには羽根７２の表面を滑り落ちて内側に移動する。
【００４３】
さらに、アジテータ７０が回転すると、可撓性シート部材８０は、その先端８２を底壁６５に摺接させながら少ないトナーＴを掻き集め、図６（ｃ）に示すように、傾斜壁３５ｄの後端に位置したところでトナーＴを勢いよく現像室６２に搬送する。このとき、トナーＴは、現像剤収容室６１内で内側に寄せられていたから、内側に寄った後すぐに現像室６２に搬送されることになる。そのため、図８（ａ）に示すように、供給ローラ３８には、中央に多くのトナーＴが搬送され、供給ローラ３８の中央付近が盛り上がるようにトナーＴが載る。また、可撓性シート部材８０の搬送力が、中央よりも両端付近の方が小さくなっていることも相俟って、供給ローラ３８の中央に多くのトナーＴが搬送される。
アジテータ７０がさらに回転すると、可撓性シート部材８０は、図６（ｄ）に示すように、先端８２が現像室６２内で伸びきる。
【００４４】
供給ローラ３８に載ったトナーＴは、供給ローラ３８の表面付近のものは、供給ローラ３８の表面に載って現像ローラ３６に搬送され、余剰のものは、供給ローラ３８の回転に伴ってその上で転がされるように撹拌される。撹拌されたトナーＴは、高い方から低い方へ流動しようとするので、図８（ａ）、（ｂ）のように供給ローラ３８の中央から両端（外側）へ向かって流れる。供給ローラ３８の両端へ流れたトナーＴは、さらに現像剤収容室６１側へこぼれ落ちる。
もちろん、すべてのトナーＴがこの流れに従うわけではなく、供給ローラ３８の中央の上部から現像剤収容室６１に戻るように落ちるものもあるが、供給ローラ３８の中央に多くのトナーＴを搬送した結果、上述したような軸方向への流れも発生する。
【００４５】
現像剤収容室６１に戻ったトナーＴは、羽根７２が再度底壁６５付近を撹拌するときに、内側に寄せられ、上述したのと同じように現像室６２への移動と、現像剤収容室６１への還流とを繰り返す。
【００４６】
以上のようにして、本実施形態のレーザプリンタ１によれば、図９に示すように、トナーＴは、現像剤収容室６１内では、内側に寄るように移動し、現像室６２内では、内側から外側へ離れるように移動する。そのため、現像カートリッジ３０Ｂ内で、トナーＴが滞留することなく循環して、トナーＴを良好な状態に保つことができる。
【００４７】
本実施形態のレーザプリンタ１は、上述のように、トナーＴの撹拌が良好に行われるだけでなく、以下に説明するように、トナーＴの残量を的確に検知できる。
【００４８】
まず、トナーＴの残量の判定方法について説明すると、トナーＴの残量は、光センサの光の通過の有無のみで判断されるわけではなく、光が通過してから次に光が遮断されるまでの時間で判断される。光が遮断されるまでの時間が短い場合には、トナーＴが再度底壁６５に落ちてきたということであるので、残量はまだ多いと判断することができ、光が遮断されるまでの時間が長い場合には、なかなかトナーＴが落ちてこないか、羽根７２の通過によって初めて遮断されるということなので、残量が少ないと判断することができる。
【００４９】
本実施形態の現像カートリッジ３０Ｂでは、ワイパー７５が羽根７２の回転方向下流側に取り付けられている。そして、可撓性シート部材８０も、羽根７２の回転方向下流側に取り付けられている。そのため、図６（ｂ）および（ｃ）に示すように、羽根７２によるトナーＴの撹拌と、可撓性シート部材８０によるトナーＴの掃き出しが終わるのと同時にワイパー７５が検出窓６６を拭き取るようになっている。このようにして、検出窓６６が有効に利用される時間が可及的に長くなっているので、本実施形態のレーザプリンタ１は、トナーＴの残量を的確に判断することができる。
【００５０】
以上に本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されることなく適宜変形して実施することができる。
例えば、前記実施形態においては、回転支軸７１から離れた連結部７３に可撓性シート部材８０を固定したが、羽根７２自体に可撓性シート部材８０の取付部を形成しておき、係る取付部に可撓性シート部材８０を固定してもよい。また、回転支軸７１に可撓性シート部材８０を固定することもできる。
また、連通部６３は、必ずしも現像剤収容室６１の全幅にわたって形成されなくともよいが、現像剤収容室６１の全幅にわたって形成されることで、現像カートリッジ３０Ｂ内でのトナーＴの滞留を可及的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態に係るレーザプリンタの要部側断面図である。
【図２】現像カートリッジの拡大断面図である。
【図３】現像カートリッジを分解した状態を上から見た図である。
【図４】アジテータの図３におけるＺ矢視図である。
【図５】トナーが十分に多いときの現像カートリッジの動作を説明する断面図である
【図６】トナーが少ないときの現像カートリッジの動作を説明する断面図である。
【図７】（ａ）は、図６（ｂ）の状態におけるトナーの流れを示す図２のＡ−Ａ断面図に相当する図であり、（ｂ）は、ワイパー部分の拡大図であり、（ｃ）は、（ａ）のVII−VII断面図である。
【図８】（ａ）は、図７のVIII−VIII断面図であり、（ｂ）は、供給室内でのトナーの流れを概念的に示す図２のＡ−Ａ断面図に相当する図である。
【図９】トナーの流れを概念的に示した図２のＡ−Ａ断面図に相当する図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ レーザプリンタ
３ 用紙
４ フィーダ部
５ 画像形成部
６ 現像ローラ
２０ スキャナ部
３０ プロセスカートリッジ
３０Ａ 感光体カートリッジ
３０Ｂ 現像カートリッジ
３１ 感光体ケース
３２ 感光ドラム
３５ 現像ケース
３５ｃ 立壁
３５ｄ 傾斜壁
３５ｅ 仕切壁
３６ 現像ローラ
３８ 供給ローラ
４０ 定着部
６１ 現像剤収容室
６２ 現像室
６３ 連通部
６５ 底壁
６６ 検出窓
７０ アジテータ
７１ 回転支軸
７２ 羽根
７３ 連結部
７５ ワイパー
７９ トナー流通孔
８０ 可撓性シート部材
８１ 基端
８２ 先端
Ｔ トナー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収容する現像剤収容室と、この現像剤収容室と連通部で連通した現像室とを形成する現像ケースと、
前記現像室内に設けられた供給ローラと、
前記現像剤収容室内で前記供給ローラの回転軸に平行な回転軸を中心に回転自在に設けられ、回転方向上流側の端部より下流側の端部が内側に位置する複数の羽根を有する現像剤撹拌部材と、
前記現像剤撹拌部材に基端が支持され、先端が前記現像剤収容室の底壁に摺接される可撓性シート部材と、
を備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記複数の羽根は、前記連通部の幅に対応する幅にわたって、互いに一定の間隔を隔てて設けら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３】
前記可撓性シート部材は、前記先端が前記連通部へ向いたときに、前記現像室内で伸びきれる幅および長さに形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記可撓性シート部材は、その両端部における現像剤搬送力が中央部に比べ小さくなるように構成されたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記複数の羽根は、前記回転軸に対し４０〜６０度の角度をなしていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像剤撹拌部材の回転軸と、前記可撓性シート部材との間に、前記現像剤が通過可能な通路が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像ケースは、前記現像室と前記現像剤収容室を仕切る部分の高さが前記供給ローラの最上部よりも高いことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項８】
前記羽根は、回転方向上流側の端部が、外側に隣接する羽根の下流側の端部と、前記現像剤撹拌部材の回転軸の方向においてオーバーラップしていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の現像装置と、
前記現像装置と結合する感光体ケースと、この感光体ケースに設けられ前記現像ローラと互いに押圧される感光体ドラムとを有してなる感光体カートリッジと、
を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１０】
請求項９に記載のプロセスカートリッジと、
前記感光体ドラムを露光する露光装置と、
前記プロセスカートリッジへ記録シートを搬送する搬送手段と、
前記プロセスカートリッジで前記記録シートに形成された現像剤像を定着する定着手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
現像剤を収容する現像剤収容室と、この現像剤収容室と連通部で連通した現像室とを形成する現像ケースと、
前記現像室内に設けられた供給ローラと、
前記現像剤収容室内で前記供給ローラの回転軸に平行な回転軸を中心に回転自在に設けられ、回転方向上流側の端部より下流側の端部が内側に位置する複数の羽根を有する現像剤撹拌部材と、
前記現像剤撹拌部材に基端が支持され、先端が前記現像剤収容室の底壁に摺接される可撓性シート部材と、
を備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記複数の羽根は、前記連通部の幅に対応する幅にわたって、互いに一定の間隔を隔てて設けら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３】
前記可撓性シート部材は、前記先端が前記連通部へ向いたときに、前記現像室内で伸びきれる幅および長さに形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記可撓性シート部材は、その両端部における現像剤搬送力が中央部に比べ小さくなるように構成されたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記複数の羽根は、前記回転軸に対し４０〜６０度の角度をなしていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像剤撹拌部材の回転軸と、前記可撓性シート部材との間に、前記現像剤が通過可能な通路が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像ケースは、前記現像室と前記現像剤収容室を仕切る部分の高さが前記供給ローラの最上部よりも高いことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項８】
前記羽根は、回転方向上流側の端部が、外側に隣接する羽根の下流側の端部と、前記現像剤撹拌部材の回転軸の方向においてオーバーラップしていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の現像装置と、
前記現像装置と結合する感光体ケースと、この感光体ケースに設けられ前記現像ローラと互いに押圧される感光体ドラムとを有してなる感光体カートリッジと、
を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１０】
請求項９に記載のプロセスカートリッジと、
前記感光体ドラムを露光する露光装置と、
前記プロセスカートリッジへ記録シートを搬送する搬送手段と、
前記プロセスカートリッジで前記記録シートに形成された現像剤像を定着する定着手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−２０３５３３（Ｐ２００８−２０３５３３Ａ）
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３９５６６（Ｐ２００７−３９５６６）
【出願日】平成１９年２月２０日（２００７．２．２０）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月２０日（２００７．２．２０）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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