JP2011197048A - トナー分散部材及びそれを備えたトナー分散機構 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー収容容器から補給されるトナーを簡易な構成で分散状態にするとともに、抜け毛や千切れ等のおそれのないトナー分散部材及びそれを備えたトナー分散機構を提供する。
【解決手段】トナー分散部材４７は、リボン状のフィルム部材５１の、長手方向の片側に多数の切り込み５３を形成し、切り込み５３を外向きにしてフィルム部材５１を回転軸４７ａの外周面に沿って螺旋状に巻き付けて固定し、分散用突起４７ｂを形成している。
【選択図】図７

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に搭載され、ホッパーやコンテナ等のトナー収納容器から現像装置等に補給されるトナーを分散するためのトナー分散機構に関するものである。

従来、画像形成装置に搭載される現像装置は、メンテナンスの容易化のため現像装置内に一定量のトナーを充填しておき、トナーがなくなると現像装置ごと交換していた。しかし、現像装置は経済上の観点から頻繁に交換できず、ある程度多数枚の画像形成を行うためにはトナーの容量を大きくせざるを得ないため、上記の方式では小型化は困難である。そこで、現像装置の小型化を図るために、外部からトナーを供給する方式の現像装置が提案されている。

このようなトナー供給式の現像装置においては、使用環境等によりトナーの流動性が低下した場合、塊状のトナーが現像装置内に補給されることがあった。そのため、現像装置内に存在する現像剤との混合性が悪くなって現像ローラ上に形成される現像剤薄層に乱れが生じ、画像濃度むらやカブリ等の不具合が発生するおそれがあった。

そこで、植毛ブラシローラやスポンジローラを用いて現像装置内へ補給されるトナーを予め分散させておくことで画像不良の発生を抑制する技術が種々提案されている。例えば特許文献１及び２には、トナーホッパーと現像装置との間にトナー補給ブラシを配置した現像装置が開示されている。また、特許文献３には、トナーホッパーと現像装置との間にスポンジ状のトナー補給ローラとトナー補給ローラの目詰まりを防止する帯電ブラシローラとを配置した現像装置が開示されている。

実開平４−１３９４７０号公報 特開平６−５９５７７号公報 特開平７−１１０６２０号公報

しかしながら、トナー分散部材として特許文献１、２のように植毛ブラシローラを用いた場合は毛抜けが発生し、特許文献３のようにスポンジローラを用いた場合はスポンジの千切れが発生するおそれがある。そして、千切れたスポンジ屑や抜け毛が現像装置内に進入して現像ローラと規制ブレードとの隙間（現像剤規制部）に挟まり、縦スジ状の白抜け画像が発生するという問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑み、トナー収容容器から補給されるトナーを簡易な構成で分散状態にするとともに、抜け毛や千切れ等のおそれのないトナー分散部材及びそれを備えたトナー分散機構を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、回転軸と、該回転軸の外周面に形成される多数の分散用突起とで構成され、前記回転軸を中心に回転させることで前記分散用突起に接触する塊状のトナーを分散するトナー分散部材であって、前記分散用突起は、片側に多数の切り込みが形成された可撓性のフィルム部材を、切り込みを外向きにして前記回転軸の外周面に巻き付けて形成されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のトナー分散部材において、前記フィルム部材は、長手方向の片側に沿って多数の切り込みが形成されたリボン状であり、前記分散用突起は、前記フィルム部材の切り込みが形成されていない側を固定部として前記回転軸の外周面に沿って螺旋状に巻き付けて形成されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のトナー分散部材において、前記フィルム部材に形成される切り込みは、長手方向に対し垂直な方向から所定角度だけ傾斜していることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のトナー分散部材において、前記フィルム部材の両端部には係合突起が形成され、前記回転軸の外周面の２箇所には前記係合突起が差し込まれるスリットを有する係合部が形成されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のトナー分散部材において、前記係合突起の先端には、前記係合部のスリットよりも幅広のフック部が形成されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のトナー分散部材において、前記回転軸の外周面には、前記フィルム部材の巻き付け位置に合わせて螺旋形状若しくは螺旋模様が形成されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のトナー分散部材において、前記螺旋形状は、螺旋状の突条若しくは凹部であることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のトナー分散部材において、前記螺旋形状は、螺旋状の段差部であることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のトナー分散部材において、前記段差部は、前記回転軸の外径方向に傾斜していることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のトナー分散部材において、前記フィルム部材には、前記固定部の長手方向の端縁に、前記フィルム部材の両端部に向かって傾斜する第１傾斜部が形成されていることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のトナー分散部材において、前記フィルム部材の前記切り込みが形成された部分の端縁には、前記回転軸に巻き付けたとき前記分散用突起の先端が向く方向の端部側に、前記フィルム部材の端部に向かって傾斜する第２傾斜部が形成されていることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のトナー分散部材において、前記フィルム部材は、外周縁から内周縁に向けて多数の切り込みが形成された扇形状であり、前記分散用突起は、前記フィルム部材の切り込みが形成されていない内周側を固定部として前記回転軸に所定のピッチで円錐状に複数枚巻き付けて形成されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のトナー分散部材において、前記分散用突起は前記回転軸の軸方向に対し傾斜して固定されており、前記分散用突起の前記回転軸への投影長が前記回転軸方向における前記分散用突起のピッチよりも大きいことを特徴としている。

また本発明は、上記構成のトナー分散部材において、前記フィルム部材の巻き付けピッチが前記回転軸方向において異なることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のトナー分散部材において、前記固定部の幅が前記回転軸方向において異なることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のトナー分散部材において、前記分散用突起の前記回転軸への投影長が前記回転軸方向において異なることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のトナー分散部材において、前記フィルム部材に形成される切り込みの長さが前記回転軸方向において異なることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のトナー分散部材において、前記フィルム部材は、両面に粘着層若しくは接着層を有するテープ状の貼り付け部材を用いて前記回転軸に固定されており、前記貼り付け部材は前記切り込みの基端部に重なるように配置されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のトナー分散部材と、該トナー分散部材を回転自在に支持するとともに、トナー収容容器と連通するトナー投入口と、現像装置と連通するトナー排出口とが形成されたハウジングと、を備えたトナー分散機構である。

また本発明は、上記構成のトナー分散機構において、前記分散用突起の先端は、前記トナー排出口の開口縁と接触していることを特徴としている。

本発明の第１の構成によれば、塊状のトナーを分散する分散用突起が可撓性のフィルム部材に切り込みを入れて形成されるため、ブラシローラやスポンジローラのように抜け毛やスポンジの千切れが発生せず、組み立て性も向上する。従って、簡便且つ低コストで耐久性にも優れたトナー分散部材となる。また、現像装置へ補給するトナーの分散に用いる場合は、分散用突起に起因する異物が現像容器内へ進入しないため、白抜け画像等の画像不良の発生を防止することができる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成のトナー分散機構において、長手方向の片側に沿って多数の切り込みが形成されたリボン状のフィルム部材を、回転軸の外周面に沿って螺旋状に巻き付けて分散用突起を形成することにより、回転軸の外周面に分散用突起を簡単に形成することができる。また、分散用突起が回転軸に対し螺旋状に配列されるため、回転軸方向へのトナーの搬送力が高くなり、分散されたトナーを広範囲に放出することができる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成のトナー分散機構において、フィルム部材に形成される切り込みを、長手方向に対し垂直な方向から所定角度だけ傾斜させることにより、フィルム部材を回転軸の外周面に巻き付けたときに切り込みを入れた部分が回転軸に対して一定の角度で立ち上がるため、分散用突起を均一に且つ容易に形成することができる。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第２または第３の構成のトナー分散機構において、フィルム部材の両端部に係合突起を形成し、回転軸の外周面の２箇所に係合突起が差し込まれるスリットを有する係合部を形成することにより、フィルム部材の両端部を簡単に固定することができ、両端部の剥がれを防止することができる。

また、本発明の第５の構成によれば、上記第４の構成のトナー分散機構において、係合突起の先端に係合部のスリットよりも幅広のフック部を形成することにより、係合部のスリットからの係合突起の抜けを確実に防止することができる。

また、本発明の第６の構成によれば、上記第２乃至第５のいずれかの構成のトナー分散機構において、回転軸の外周面に、フィルム部材の巻き付け位置に合わせて螺旋形状若しくは螺旋模様を形成することにより、螺旋形状若しくは螺旋模様に沿ってフィルム部材を巻き付けることで、フィルム部材を所定のピッチで効率良く巻き付けることができ、トナー分散部材の組み立て作業性が向上する。

また、本発明の第７の構成によれば、上記第６の構成のトナー分散機構において、螺旋形状として、螺旋状の突条若しくは凹部を形成することにより、突条若しくは凹部に沿ってフィルム部材を所定のピッチで効率良く巻き付けることができる。

また、本発明の第８の構成によれば、上記第６の構成のトナー分散機構において、螺旋形状として、螺旋状の段差部を形成することにより、段差部に沿ってフィルム部材を所定のピッチで効率良く巻き付けることができる。

また、本発明の第９の構成によれば、上記第８の構成のトナー分散機構において、段差部を回転軸の外径方向に傾斜させることにより、フィルム部材を巻き付けたときに切り込みが広がり易くなり、分散用突起を回転軸に対し広角度で起立させることができる。

また、本発明の第１０の構成によれば、上記第２乃至第９のいずれかの構成のトナー分散機構において、フィルム部材には、固定部の長手方向の端縁に、フィルム部材の両端部に向かって傾斜する第１傾斜部を形成することにより、フィルム部材の巻き始め部分と巻き終わり部分の端縁が、回転軸に対し略垂直となる。従って、回転軸に対するフィルム部材の位置決めが容易となり、作業性が向上する。

また、本発明の第１１の構成によれば、上記第２乃至第１０のいずれかの構成のトナー分散機構において、フィルム部材には、切り込みが形成された部分の端縁に、回転軸に巻き付けたとき分散用突起の先端が向く方向の端部側に第２傾斜部を形成することにより、巻き付け基準側の端縁において分散用突起の先端を回転軸に対し略垂直に揃えることができる。従って、トナー分散部材をトナー分散機構のハウジング内に配置したとき、分散用突起の先端とハウジングの内面との隙間を極力小さくすることができ、隙間におけるトナーの分散効果を高めるとともに、トナー溜まりの発生も抑制することができる。

また、本発明の第１２の構成によれば、上記第１に記載の構成のトナー分散機構において、外周縁から内周縁に向けて多数の切り込みが形成された扇形状のフィルム部材を、回転軸に所定のピッチで円錐状に複数枚巻き付けて分散用突起を形成することにより、一つのトナー分散部材中で分散用突起を形成するフィルム部材の厚みや硬さを変更することができる。従って、トナー分散部材の長手方向における分散性を任意に調整できる。また、トナー分散部材のメンテナンス性も向上する。

また、本発明の第１３の構成によれば、上記第２乃至第１２のいずれかの構成のトナー分散機構において、分散用突起は回転軸の軸方向に対し傾斜して固定されており、分散用突起の回転軸への投影長を回転軸方向における分散用突起のピッチよりも大きくすることにより、塊状のトナーが分散用突起をすり抜けることによるトナーの分散不良を防止することができる。

また、本発明の第１４の構成によれば、上記第２乃至第１３の構成のトナー分散機構において、フィルム部材の巻き付けピッチを回転軸方向において変化させることにより、分散用突起の密度を可変させることができ、トナー分散部材の分散効果を軸方向において適宜設定することができる。

また、本発明の第１５の構成によれば、上記第１４の構成のトナー分散機構において、固定部の幅を回転軸方向において変化させることにより、フィルム部材の巻き付けピッチを容易に変更することができる。

また、本発明の第１６の構成によれば、上記第２乃至第１５の構成のトナー分散機構において、分散用突起の回転軸への投影長を回転軸方向において変化させることにより、分散用突起の分散可能領域を可変させることができ、トナー分散部材の分散効果を軸方向において適宜設定することができる。

また、本発明の第１７の構成によれば、上記第１６の構成のトナー分散機構において、フィルム部材に形成される切り込みの長さを回転軸方向において変化させることにより、分散用突起の回転軸への投影長を容易に変更することができる。

また、本発明の第１８の構成によれば、上記第２乃至第１７のいずれかの構成のトナー分散機構において、両面に粘着層若しくは接着層を有するテープ状の貼り付け部材を用いてフィルム部材を回転軸に固定するとともに、貼り付け部材を切り込みの基端部に重なるように配置することにより、切り込みの基端部が貼り付け部材により補強されるため、分散用突起の千切れを防止することができる。

また、本発明の第１９の構成によれば、上記第１乃至第１８のいずれかの構成のトナー分散部材をハウジングに回転自在に支持するとともに、トナー収容容器と連通するトナー投入口と、現像装置と連通するトナー排出口とをハウジングに形成することにより、トナー収容容器から補給されるトナーを効果的に分散できるため、分散機構の目詰まりのおそれもない簡易且つ低コストなトナー分散機構となる。

また、本発明の第２０の構成によれば、上記第１９の構成のトナー分散機構において、分散用突起の先端をトナー排出口の開口縁と接触させることにより、分散用突起を揺動させてトナーの分散効果を高めるとともに、トナー排出口付近でのトナーの滞留も抑制することができる。

本発明のトナー分散機構が搭載された画像形成装置の全体構成を示す概略構成図 中間ホッパーから現像装置までのトナー補給経路を示す断面図 図２における現像装置の断面拡大図 本発明のトナー分散機構の斜視図 本発明のトナー分散機構の平面図 本発明の第１実施形態に係るトナー分散部材に用いられるフィルム部材の展開図 第１実施形態のトナー分散部材の斜視図 両面テープ５６を切り込み５３の基端部５３ａに重なるように貼り付けた状態を示すフィルム部材の部分拡大図 本発明の第２実施形態に係るトナー分散部材に用いられるフィルム部材の展開図 第２実施形態のトナー分散部材の斜視図 トナー分散部材の回転軸方向における分散用突起のピッチａと、回転軸に対する分散用突起の投影長ｂとの関係を示す部分拡大図 本発明の第３実施形態に係るトナー分散部材に用いられる回転軸の斜視図 第３実施形態に係るトナー分散部材に用いられる回転軸の縦断面図 第３実施形態のトナー分散部材に用いられる回転軸の変形例であり、段差部に代えて回転軸の外周面に螺旋状の突条を設けた例を示す側面図 第３実施形態のトナー分散部材に用いられる回転軸の変形例であり、段差部に代えて回転軸の外周面に螺旋状の目印線を描いた例を示す側面図 本発明の第４実施形態に係るトナー分散部材に用いられるフィルム部材の展開図 第４実施形態のトナー分散部材の斜視図 第４実施形態のトナー分散部材を備えたトナー分散機構の斜視図

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明のトナー供給容器を備えた画像形成装置の概略断面図である。図１において、１００は画像形成装置であり、ここでは一例としてデジタル複合機を示している。画像形成装置１００では、コピー動作を行う場合、複合機本体２内の画像形成部３において、帯電ユニット４により図中のＡ方向に回転する小径の感光体ドラム５が一様に帯電され、画像読取部６で読み取られた原稿画像データに基づく露光装置（レーザ走査ユニット等）７からのレーザビームにより感光体ドラム５上に静電潜像が形成され、現像装置８により静電潜像に現像剤（以下、トナーという）が付着されてトナー像が形成される。この現像装置８へのトナーの供給はトナーコンテナ９から中間ホッパー２５を介して行われる。

上記のようにトナー像が形成された感光体ドラム５に向けて、用紙が給紙機構１０から用紙搬送路１１及びレジストローラ対１２を経由して画像形成部３に搬送され、この画像形成部３において転写ローラ１３（画像転写部）により感光体ドラム５の表面におけるトナー像が用紙に転写される。そして、トナー像が転写された用紙は感光体ドラム５から分離され、定着ローラ対１４ａを有する定着部１４に搬送されてトナー像が定着される。定着部１４を通過した用紙は、複数方向に分岐した用紙搬送路１５に送られて、用紙搬送路１５の分岐点に設けられた複数の経路切換ガイドを有する経路切換機構２１、２２によって搬送方向が振り分けられ、そのまま（或いは、用紙搬送路１６に送られて両面コピーされた後に）排出ローラ対２０ａ又は排出ローラ対２０ｂを介して第１排出トレイ１７ａ、第２排出トレイ１７ｂから成る用紙排出部に排出される。

また、図示しないが、感光体ドラム５の表面の残留電荷を除去する除電装置がクリーニング装置１８の下流側に設けられている。さらに、給紙機構１０は、複合機本体２に着脱自在に取り付けられ、用紙を収納する複数の給紙カセット１０ａ、１０ｂと、その上方に設けられる手差し給紙機構（バイパスユニット）１０ｃとを備えてなり、これらは用紙搬送路１１によって感光体ドラム５及び現像装置８等からなる画像形成部３に繋がっている。画像読取部６の上端にはコンタクトガラス上に載置される原稿を押さえて保持する開閉可能なプラテン（原稿押さえ）２３が設けられている。

用紙搬送路１５は、具体的には、定着ローラ対１４ａの下流側において、まず左右二股に分岐し、一方の経路（図１では右方向に分岐する経路）は第１排出トレイ１７ａに連通するように構成されている。そして、他方の経路（図１では左方向に分岐する経路）は搬送ローラ対１９を経由して上下に分岐し、一方の経路（図１では左方向に分岐する経路）は第２排出トレイ１７ｂに連通するように構成されている。これに対し、他方の経路（図１では下方向に分岐する経路）は用紙搬送路１６に連通するように構成されている。

図２は、中間ホッパーから現像装置までのトナー補給経路を示す断面図であり、図３は、現像装置の側面断面図である。なお、図２は図１の背面側から見た状態を示しており、現像装置８と中間ホッパー２５の配置は図１と左右が逆になっている。

図２に示すように、中間ホッパー２５内には攪拌パドル（図示せず）及び搬送スクリュー４０が配置されており、攪拌パドルが所定方向に回転することにより、トナーコンテナ９内に貯留されているトナーが攪拌されて搬送スクリュー４０に導かれる。

搬送スクリュー４０は、支軸４０ａの外周面に螺旋羽４０ｂを設けた構成となっている。支軸４０ａの一端はギヤ列に連結されており、駆動機構４１により搬送スクリュー４０が回転駆動されることにより、トナーコンテナ９の底面に設けられたトナー供給口４３からトナー分散装置４５を介して現像装置８にトナーを供給する。

次に、現像装置の構成について詳述する。図３に示すように、現像装置８は、二成分現像剤（以下、単に現像剤と呼ぶ）が収納される現像容器３０を備えており、現像容器３０は仕切壁３０ａ、３０ｂによって攪拌搬送室３１、供給搬送室３２、及び回収搬送室３３に区画されている。攪拌搬送室３１及び供給搬送室３２には、トナーコンテナ９（図１参照）から中間ホッパー２５（図２参照）を介して供給されるトナー（正帯電トナー）をキャリアと混合して攪拌し、帯電させるための攪拌搬送スクリュー３５ａ及び供給搬送スクリュー３５ｂがそれぞれ回転可能に配設されている。また、回収搬送室３３には磁気ローラ３７（後述）から引き剥がされた現像剤を搬送するための回収搬送スクリュー３５ｃが回転可能に配設されている。

そして、攪拌搬送スクリュー３１ａ及び供給搬送スクリュー３１ｂによって現像剤が攪拌されつつ軸方向（図３の紙面表裏方向）に搬送され、仕切壁３０ａの両端部に形成された現像剤通過路（図示せず）を介して攪拌搬送室３１、供給搬送室３２間を循環する。また、磁気ローラ３７（後述）から引き剥がされた現像剤は回収搬送スクリュー３５ｃによって回収搬送室３３内を軸方向に搬送され、仕切壁３０ｂの一端に形成された連通部（図示せず）から供給攪拌室３２内の現像剤に合流する。即ち、攪拌搬送室３１、供給搬送室３２、回収搬送室３３、現像剤通過路、及び連通部によって現像容器３０内に現像剤の循環経路が形成されている。

現像容器３０は図２の右斜め上方に延在しており、現像容器３０内において第２攪拌スクリュー３１ａの上方には磁気ローラ３７が配置され、磁気ローラ３７の右斜め上方には現像ローラ３８が対向配置されている。そして、現像ローラ３８は現像容器３０の開口側（図２の右側）において感光体ドラム５（図１参照）に対向しており、それぞれの回転軸周りに関して磁気ローラ３７は図中時計方向に、現像ローラ３８は図中反時計方向に回転する。

攪拌搬送室３１には攪拌搬送スクリュー３１ａと対面してトナー濃度センサ３９が配置されている。トナー濃度センサ３９としては、現像容器３０内におけるトナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤の透磁率を検出する透磁率センサが用いられる。ここで、トナー濃度とは現像剤中の磁性キャリアに対するトナーの比率（Ｔ／Ｃ）のことであり、本実施形態においては、トナー濃度センサ３９により現像剤の透磁率を検出し、その検出結果に相当する電圧値を制御部（図示せず）に出力するよう構成されており、トナー濃度センサ３９の出力値からトナー濃度が決定されるようになっている。制御部は決定されたトナー濃度に応じて駆動機構４１（図２参照）に制御信号を送信し、トナー補給口から現像容器３０内に所定量のトナーを補給する。

センサ出力値はトナー濃度に応じて変化し、トナー濃度が高くなるほど磁性キャリアに対するトナーの比率が高くなり、磁気を通さないトナーの割合が増加するため出力値が低くなる。一方、トナー濃度が低くなるほどキャリアに対するトナーの比率が低くなり、磁気を通すキャリアの割合が増加するため出力値が高くなる。

磁気ローラ３７は、図２において時計方向に回転する非磁性の回転スリーブと、回転スリーブに内包される複数の磁極を有する固定マグネット体で構成されている。

現像ローラ３８は、図２において反時計方向に回転する円筒状の現像スリーブと、現像スリーブ内に固定された現像ローラ側磁極で構成されており、磁気ローラ３７と現像ローラ３８とはその対面位置（対向位置）において所定のギャップをもって対向している。現像ローラ側磁極は、固定マグネット体の対向する磁極（主極）と異極性である。

また、現像容器３０には穂切りブレード３６が磁気ローラ３７の長手方向（図２の紙面表裏方向）に沿って取り付けられており、穂切りブレード３６は、磁気ローラ３７の回転方向（図中時計回り）において、現像ローラ３８と磁気ローラ３７との対向位置よりも上流側に位置付けられている。そして、穂切りブレード３６の先端部と磁気ローラ３７表面との間には僅かな隙間（ギャップ）が形成されている。

現像ローラ３８には、直流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）という）及び交流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）という）が印加され、磁気ローラ３７には、直流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＤＣ）という）及び交流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＡＣ）という）が印加されている。これらの直流電圧及び交流電圧は、現像バイアス電源からバイアス制御回路（いずれも図示せず）を経由して現像ローラ３８及び磁気ローラ３７に印加される。

前述のように、攪拌搬送スクリュー３５ａ及び供給搬送スクリュー３５ｂによって、現像剤が攪拌されつつ現像容器３０内の攪拌搬送室３１及び供給搬送室３２を循環してトナーを帯電させ、供給搬送スクリュー３５ｂによって現像剤が磁気ローラ３７に搬送される。そして、磁気ローラ３７上に磁気ブラシ（図示せず）を形成し、磁気ローラ３７上の磁気ブラシは穂切りブレード３６によって層厚規制された後、磁気ローラ３７と現像ローラ３８との対向部分に搬送され、磁気ローラ３７に印加されるＶｍａｇ（ＤＣ）と現像ローラ３８に印加されるＶｓｌｖ（ＤＣ）との電位差ΔＶ、及び磁界によって現像ローラ３８上にトナー薄層を形成する。

現像ローラ３８上のトナー層厚は現像剤の抵抗や磁気ローラ３７と現像ローラ３８との回転速度差等によっても変化するが、ΔＶによって制御することができる。ΔＶを大きくすると現像ローラ３８上のトナー層は厚くなり、ΔＶを小さくすると薄くなる。現像時におけるΔＶの範囲は一般的に１００Ｖ〜３５０Ｖ程度が適切である。

磁気ブラシによって現像ローラ３８上に形成されたトナー薄層は、現像ローラ３８の回転によって感光体ドラム５現像ローラ３８との対向部分に搬送される。現像ローラ３８にはＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｓｌｖ（ＡＣ）が印加されているため、感光体ドラム５との間の電位差によってトナーが飛翔し、感光体ドラム１ａ上の静電潜像が現像される。

現像に用いられずに残ったトナーは、再度現像ローラ３８と磁気ローラ３７との対向部分に搬送され、磁気ローラ３７上の磁気ブラシによって回収される。そして、磁気ブラシは固定マグネットローラ体の同極部分で磁気ローラ３７から引き剥がされた後、回収搬送室３３内に落下する。回収搬送室３３内の現像剤は回収搬送スクリュー３５ｃによって軸方向に搬送され、連通部から供給搬送室３２内の現像剤と合流する。

その後、トナー濃度センサ３９の出力に基づいてトナー補給口から所定量のトナーが補給され、供給搬送室３２及び攪拌搬送室３１を循環する間に再び適正なトナー濃度で均一に帯電された二成分現像剤となる。この現像剤が再び供給攪拌スクリュー３５ｂにより磁気ローラ３７上に供給されて磁気ブラシを形成し、穂切りブレード３５へ搬送される。

図４及び図５は、トナー分散機構の斜視図及び平面図である。図２、図４、及び図５を参照しながら、トナー分散機構の構成について説明する。トナー分散機構４５は、ハウジング４６と、ハウジング４６内に回転可能に支持されたトナー分散部材４７とで構成されている。なお、説明の便宜上、図４及び図５ではハウジング４６の上面を開放して内部が見える状態としている。

図２に示すように、ハウジング４６の上面にはトナー投入口４６ａが形成されており、ハウジング４６の下面には現像装置８のトナー補給口に連通するトナー排出口４６ｂが形成されている。トナー濃度センサ３９の出力に応じてトナー投入口４６ａから所定量のトナーがトナー分散機構４３内に投入されると、トナー分散部材４７の回転により塊状のトナーが分散された後、トナー排出口４６ｂから排出され、現像装置８内に補給される。また、トナー投入口４６ａには、中間ホッパー２５の装着により開放し、中間ホッパー２５の取り外しにより閉鎖するシャッタ部材（図示せず）が付設されている。

トナー分散部材４７は、回転軸４７ａの外周面に弾性材料で形成された多数の分散用突起４７ｂを形成したものである。回転軸４７ａの一端はハウジング４６の外側に延在しており、駆動入力ギヤ５０が固定されている。駆動入力ギヤ５０は駆動機構４１（図２参照）内のギヤ列に連結されている。また、分散用突起４７ｂの先端はトナー投入口４６ａの開口縁に接触するように配置されている。

図６は、本発明の第１実施形態に係るトナー分散部材に用いられる分散用突起の展開図であり、図７は、図６の分散用突起を回転軸に螺旋状に巻き付けてトナー分散部材とした斜視図である。本実施形態におけるトナー分散部材４７は、リボン状のフィルム部材５１の、長手方向の片側（図６では上側）に多数の切り込み５３を形成し、切り込み５３が形成されていない部分を固定部５４として、切り込み５３を外向きにしてフィルム部材５１を回転軸４７ａの外周面に螺旋状に巻き付けて分散用突起４７ｂとしたものである。

図６に示すように、切り込み５３はフィルム部材５１の長手方向に垂直ではなく、斜めに形成されている。これにより、フィルム部材５１を回転軸４７ａの外周面に巻き付けたときに切り込み５３を入れた部分が回転軸４７ａに対して一定の角度で立ち上がるため、分散用突起４７ｂを手で広げたりすることなく均一に且つ容易に形成することができる。分散用突起４７ｂの回転軸４７ａに対する立ち上がり角度は、切り込み５３の角度により任意に調整することができる。

また、フィルム部材５１の両端部には係合突起５５が形成されており、回転軸４７ａの外周面の２箇所には係合突起５５が係合する係合部５７が突設されている。また、フィルム部材５１の固定部５４には長手方向全域に亘って両面テープ５６が貼り付けられている。トナー分散部材４７を組み立てる際は、フィルム部材５１の一端の係合突起５５を一方の係合部５７のスリット５７ａに差し込み、フィルム部材５１を回転軸４７ａに巻き付けながら両面テープで貼り付け、最後に他端の係合突起５５をもう一方の係合部５７のスリット５７ａに差し込むことにより、フィルム部材５１を回転軸４７ａに簡単に固定することができる。

本実施形態の構成によれば、中間ホッパー２５（図２参照）からトナー投入口４６ａへのトナー投入タイミングに合わせてトナー分散部材４７を回転させることで、分散用突起４７ｂの先端がハウジング４６の内面やトナー排出口４６ｂの端縁と接触して揺動し、トナー投入口４６ａからハウジング４６内に進入した塊状のトナーを１粒子単位まで効率良く分散することができる。

また、分散用突起４７ｂをフィルム部材５１で形成するため、植毛ブラシローラやスポンジローラのように抜け毛やスポンジの千切れが生じないため、耐久性に優れたトナー分散部材となる。さらに、トナー分散部材４７に起因する異物が現像容器３０内へ進入するおそれがないため、穂切りブレード３６と磁気ローラ３７との隙間に異物が挟まることによる白抜け画像等の画像不良を効果的に防止することができる。フィルム部材５１の材質としては、可撓性、復元性（弾性）に優れたＰＥＴフィルムやウレタンシート等が好ましい。

また、フィルム部材５１を回転軸４７ａに巻き付けてトナー分散部材４７としたときに分散用突起４７ｂに負荷が掛かり、切り込み５３がさらに裂けて分散用突起４７ｂが千切れてしまう可能性もある。そこで、両面テープ５６を固定部５４に貼り付ける際、図８に示すように、両面テープ５６が切り込み５３の基端部５３ａに重なるように貼り付けることが好ましい。このように貼り付けることで、切り込み５３の基端部５３ａが両面テープ５６により補強されるため、分散用突起４７ｂの千切れを防止することができる。

図９は、本発明の第２実施形態に係るトナー分散部材に用いられる分散用突起の展開図であり、図１０は、図９の分散用突起を回転軸に巻き付けてトナー分散部材とした斜視図である。本実施形態においては、図９に示すような扇型のフィルム部材５１の外周縁から内側に向けて多数の切り込み５３を形成し、フィルム部材５１の切り込み５３が形成されていない内周縁部を固定部５４として、固定部５４に両面テープ５６を貼り付けたものである。このフィルム部材５１を所定のピッチで回転軸４７ａに円錐状に複数（ここでは９枚）巻き付けて分散用突起４７ｂを形成している。

本実施形態においても、第１実施形態と同様にトナー分散部材４７に起因する異物が現像容器３０内へ進入するおそれがなく、白抜け画像等の不具合を効果的に防止することができる。

本実施形態のトナー分散部材４７では、分散用突起４７ｂが複数のフィルム部材５１で形成されるため、一つのトナー分散部材４７中で分散用突起４７ｂを形成するフィルム部材５１の厚みや硬さ（コシ）を変更することができる。従って、トナー分散部材４７の長手方向における分散性を任意に調整できる。また、分散用突起４７ｂが経時変化等により部分的に劣化した場合は、劣化部分のフィルム部材５１のみ交換すれば良いため、トナー分散部材４７のメンテナンス性も向上する。

なお、本実施形態のトナー分散部材４７では、トナー分散部材４７の長手方向へのトナーの搬送力は分散用突起４７ｂを螺旋状に配置した第１実施形態に比べてやや低下する。そのため、トナー排出口４６ｂの開口幅を広くして開口幅全域からトナーを供給する場合は、第１実施形態のように分散用突起４７ｂを螺旋状に配置することがより好ましい。

また、第１実施形態の図８と同様に、切り込み５３の基端部５３ａに重なるように両面テープ５６を貼り付けることが好ましい。

図１１は、第１実施形態のトナー分散部材４７の断面拡大図である。図１１（ａ）に示すように、回転軸４７ａのスラスト方向における分散用突起４７ｂの間隔（ピッチ）ａと、回転軸４７ａに対し垂直方向から見た分散用突起４７ｂの投影長ｂとの関係がａ≧ｂである場合、トナー投入口４６ａから投入された塊状のトナーが分散用突起４７ｂの隙間をすり抜けてしまい、十分に分散されずにトナー排出口４６ｂから現像装置８内に補給されるおそれがある。

これに対し、図１１（ｂ）に示すように、ａ＜ｂである場合は、トナー投入口４６ａから投入された塊状のトナーが必ず分散用突起４７ｂと接触し、長手方向に搬送されながら細かく分散される。従って、ａ＜ｂの関係になるように、分散用突起４７ｂを回転軸４７ａに対し所定量傾斜させて固定することが好ましい。なお、第２実施形態においても、図１１（ｂ）のように分散用突起４７ｂのピッチａと投影長ｂとがａ＜ｂを満たすように固定することにより、図７に示した第１実施形態の構成と同様に分散用突起４７ｂの揺動によって塊状のトナーを効率良く分散させることができる。

また、分散用突起４７ｂのピッチａが小さくなるほど分散用突起４７ｂの密度が高くなり、分散用突起４７ｂの投影長ｂ（ブラシ長さ）が大きくなるほど分散用突起４７ｂの分散可能領域が大きくなるため、トナーの分散効果も高くなる。従って、ハウジング４６のトナー投入口４６ａやトナー排出口４６ｂの配置に応じて分散用突起４７ｂのピッチａ及び投影長ｂを部分的に可変させることで、トナー分散機構４５の分散効果を適正に設定することがで７る。

分散用突起４７ｂのピッチａは、フィルム部材５１の固定部５４の幅ｗ１（図６、図９参照）を変えることで調整可能である。また、第１実施形態の場合は回転軸４７ａに対するフィルム部材５１の巻き付け角度を変えることでも調整可能である。また、分散用突起４７ｂの投影長ｂは、フィルム部材５１の切り込み５３の長さｗ２（図６、図９参照）を変えることで調整可能である。

図１２は、本発明の第３実施形態に係るトナー分散部材に用いられる回転軸の斜視図であり、図１３は、第３実施形態のトナー分散部材に用いられる回転軸の断面図である。フィルム部材５１の構成は図６に示した第１実施形態と同様であるため説明を省略する。本実施形態においては、回転軸４７ａのフィルム部材５１が巻き付けられる部分に螺旋状の段差部６０が形成されている。また、段差部６０のピッチｐは、フィルム部材５１の固定部５４の幅ｗ１と略等しくなっている。

図１２及び図１３に示した回転軸４７ａの段差部６０に沿ってフィルム部材５１を巻き付けることで、フィルム部材５１を所定のピッチで効率良く巻き付けることができ、トナー分散部材４７の組み立て作業性が向上する。また、図１３に示すように、段差部６０は回転軸４７ａの外径方向に傾斜しているため、フィルム部材５１を巻き付けたときに切り込み５３が広がり易くなる。これにより、分散用突起４７ｂを回転軸４７ａに対し広角度で起立させることができる。

図１４及び図１５は、第３実施形態のトナー分散部材に用いられる回転軸の変形例を示す側面図である。図１４（ａ）に示す回転軸４７ａは、段差部６０に代えて螺旋状の突条６１が形成されており、突条６１で仕切られた部分にフィルム部材５１を巻き付けてトナー分散部材４７とする。また、図１４（ｂ）に示す回転軸４７ａは、段差部６０に代えて螺旋状の凹部６２が形成されており、凹部６２にフィルム部材５１を巻き付けてトナー分散部材４７とする。これらの場合、段差部６０のように分散用突起４７ｂを広角度で起立させる効果はないが、段差部６０を設けた場合と同様に、フィルム部材５１を所定のピッチで効率良く巻き付けることができ、トナー分散部材４７の組み立て作業性が向上する。

また、図１５に示す回転軸４７ａは、段差部６０に代えて印刷等により螺旋状の目印線６３を描いたものである。この場合においても、段差部６０や突条６１に比べて効果はやや劣るものの、目印線６３に沿ってフィルム部材５１を巻き付けることでトナー分散部材４７の組み立て作業性が向上する。

図１６は、本発明の第４実施形態に係るトナー分散部材に用いられる分散用突起の展開図であり、図１７は、図１６の分散用突起を回転軸に螺旋状に巻き付けてトナー分散部材とした斜視図である。本実施形態においては、フィルム部材５１の固定部５４に、両端部に向かって傾斜する第１傾斜部６５が形成されている。

また、フィルム部材５１を回転軸４７ａに巻き付けたとき分散用突起４７ｂの先端が向く軸方向の端部（巻き付け基準側）には、切り込み５３の先端部を斜めにカットすることにより第１傾斜部６５と同方向に傾斜する第２傾斜部６７が形成されている。さらに、フィルム部材５１の両端部に設けられた係合突起５５の先端には、回転軸４７ａの係合部５７のスリット５７ａよりも幅広のフック部７０が形成されている。

本実施形態の構成によれば、係合突起５５の先端にフック部７０を形成することにより、係合部５７からの係合突起５５の抜けを確実に防止することができる。また、フィルム部材５１の固定部５４に第１傾斜部６５を形成することにより、フィルム部材５１の巻き始め部分と巻き終わり部分の端縁が、回転軸４７ｂに対し略垂直な直線Ｌ１、Ｌ２に重なる。従って、第１傾斜部６５を回転軸４７ｂに対し略垂直に合わせるだけで回転軸４７ｂに対してフィルム部材５１を容易に位置決めすることができ、作業性が向上する。また、フック部７０を係合部５７に対し略垂直に差し込むことができるため、差し込み作業も容易となる。

さらに、切り込み５３側に第２傾斜部６７を形成することにより、巻き付け基準側の端縁において分散用突起４７ｂの先端も直線Ｌ２に沿って揃えることができる。これにより、図１８に示すように、トナー分散部材４７をハウジング４６内に配置したとき、分散用突起４７ｂの先端とハウジング４６の内面との隙間Ｓを極力小さくすることができる。従って、隙間Ｓにおけるトナーの分散効果を高めることができる。また、ハウジング４６の内面に付着するトナー塊が分散用突起４７で掻き落とされるため、トナー溜まりの発生も抑制することができる。

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記各実施形態を適宜組み合わせた構成も本発明に包含されるのはもちろんである。

また、上記各実施形態では、磁性キャリアとトナーとを含む２成分現像剤を用いる現像装置のトナー分散機構を例に挙げて説明したが、トナーのみから成る１成分現像剤を用いる現像装置にも同様に適用可能である。また、本発明のトナー分散部材は、中間ホッパー２５から現像装置８にトナーを補給する際のトナーの分散に限らず、塊状のトナーを分散する必要のある画像形成装置の他の部分に使用することもできる。例えば、トナーコンテナ９から中間ホッパー２５にトナーを補給する際のトナーの分散に用いても良い。

さらに、本発明は、図１に示したようなデジタル複合機に限らず、カラー複写機、モノクロ及びカラープリンタ、ファクシミリ等の他の画像形成装置にも全く同様に適用できるのはもちろんである。

本発明は、ホッパーやコンテナ等のトナー収納容器から現像装置等にトナーを補給する画像形成装置のトナー分散機構に利用可能である。本発明の利用により、抜け毛や千切れ等のおそれのない簡易な構成のトナー分散部材を提供することができる。

また、本発明のトナー分散部材を備えたトナー分散機構をトナー収容容器と現像装置の間に配置することにより、トナー収納容器から供給されるトナーを十分に分散させた状態で現像装置内に補給することができ、濃度むらやカブリ、或いは異物の進入による白抜け画像等の不具合を効果的に抑制可能な画像形成装置を提供することができる。

５ 感光体ドラム
８ 現像装置
９ トナーコンテナ
２５ 中間ホッパー
４０ 搬送スクリュー
４１ 駆動機構
４５ トナー分散機構
４６ ハウジング
４６ａ トナー投入口
４６ｂ トナー排出口
４７ トナー分散部材
４７ａ 回転軸
４７ｂ 分散用突起
５１ フィルム部材
５３ 切り込み
５３ａ 基端部
５４ 固定部
５５ 係合突起
５６ 両面テープ（貼り付け部材）
５７ 係合部
５７ａ スリット
６１ 突条
６２ 凹部
６３ 目印線
６５ 第１傾斜部
６７ 第２傾斜部
７０ フック部
１００ 画像形成装置

Claims (20)

1. 回転軸と、該回転軸の外周面に形成される多数の分散用突起とで構成され、
   前記回転軸を中心に回転させることで前記分散用突起に接触する塊状のトナーを分散するトナー分散部材であって、
   前記分散用突起は、片側に多数の切り込みが形成された可撓性のフィルム部材を、切り込みを外向きにして前記回転軸の外周面に巻き付けて形成されることを特徴とするトナー分散部材。
2. 前記フィルム部材は、長手方向の片側に沿って多数の切り込みが形成されたリボン状であり、前記分散用突起は、前記フィルム部材の切り込みが形成されていない側を固定部として前記回転軸の外周面に沿って螺旋状に巻き付けて形成されることを特徴とする請求項１に記載のトナー分散部材。
3. 前記フィルム部材に形成される切り込みは、長手方向に対し垂直な方向から所定角度だけ傾斜していることを特徴とする請求項２に記載のトナー分散部材。
4. 前記フィルム部材の両端部には係合突起が形成され、前記回転軸の外周面の２箇所には前記係合突起が差し込まれるスリットを有する係合部が形成されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のトナー分散部材。
5. 前記係合突起の先端には、前記係合部のスリットよりも幅広のフック部が形成されることを特徴とする請求項４に記載のトナー分散部材。
6. 前記回転軸の外周面には、前記フィルム部材の巻き付け位置に合わせて螺旋形状若しくは螺旋模様が形成されることを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれかに記載のトナー分散部材。
7. 前記螺旋形状は、螺旋状の突条若しくは凹部であることを特徴とする請求項６に記載のトナー分散部材。
8. 前記螺旋形状は、螺旋状の段差部であることを特徴とする請求項６に記載のトナー分散部材。
9. 前記段差部は、前記回転軸の外径方向に傾斜していることを特徴とする請求項８に記載のトナー分散部材。
10. 前記フィルム部材には、前記固定部の長手方向の端縁に、前記フィルム部材の両端部に向かって傾斜する第１傾斜部が形成されていることを特徴とする請求項２乃至請求項９のいずれかに記載のトナー分散部材。
11. 前記フィルム部材の前記切り込みが形成された部分の端縁には、前記回転軸に巻き付けたとき前記分散用突起の先端が向く方向の端部側に、前記フィルム部材の端部に向かって傾斜する第２傾斜部が形成されていることを特徴とする請求項２乃至請求項１０のいずれかに記載のトナー分散部材。
12. 前記フィルム部材は、外周縁から内周縁に向けて多数の切り込みが形成された扇形状であり、前記分散用突起は、前記フィルム部材の切り込みが形成されていない内周側を固定部として前記回転軸に所定のピッチで円錐状に複数枚巻き付けて形成されることを特徴とする請求項１に記載のトナー分散部材。
13. 前記分散用突起は前記回転軸の軸方向に対し傾斜して固定されており、前記分散用突起の前記回転軸への投影長が前記回転軸方向における前記分散用突起のピッチよりも大きいことを特徴とする請求項２乃至請求項１２のいずれかに記載のトナー分散部材。
14. 前記フィルム部材の巻き付けピッチが前記回転軸方向において異なることを特徴とする請求項２乃至請求項１３のいずれかに記載のトナー分散部材。
15. 前記固定部の幅が前記回転軸方向において異なることを特徴とする請求項１４に記載のトナー分散部材。
16. 前記分散用突起の前記回転軸への投影長が前記回転軸方向において異なることを特徴とする請求項２乃至請求項１５のいずれかに記載のトナー分散部材。
17. 前記フィルム部材に形成される切り込みの長さが前記回転軸方向において異なることを特徴とする請求項１６に記載のトナー分散部材。
18. 前記フィルム部材は、両面に粘着層若しくは接着層を有するテープ状の貼り付け部材を用いて前記回転軸に固定されており、前記貼り付け部材は前記切り込みの基端部に重なるように配置されることを特徴とする請求項２乃至請求項１７のいずれかに記載のトナー分散部材。
19. 請求項１乃至請求項１８のいずれかに記載のトナー分散部材と、該トナー分散部材を回転自在に支持するとともに、トナー収容容器と連通するトナー投入口と、現像装置と連通するトナー排出口とが形成されたハウジングと、を備えたトナー分散機構。
20. 前記分散用突起の先端は、前記トナー排出口の開口縁と接触していることを特徴とする請求項１９に記載のトナー分散機構。

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