JP2004219819A

JP2004219819A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2004219819A
Application number: JP2003008365A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Eto; 正和江藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-01-16
Filing date: 2003-01-16
Publication date: 2004-08-05

Abstract

【課題】小型・低コスト・高速画像形成を可能とする、新規現像構成の提供。
【解決手段】マグローラー回転系現像装置（スリーブ固定）において、スリーブ上の現像剤剥ぎ取り方式として、剤搬送案内剥離板６を設け、剤搬送剥離を強化するために、剥離板直下に第２のマグネットローラーを配置し、この磁力も利用して現像剤搬送剥離の高速・完全化をはかる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンターなどの画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子写真方式の画像形成装置、その中でも特にカラー画像形成を行う画像形成装置において、非磁性トナーと磁性キャリアを混合して現像剤として使用する２成分現像方式が広く利用されている。２成分現像方式は、現在提案されている他の現像方式に比較して、画質の安定性、装置の耐久性などの長所を備えている一方、現像終了後の現像剤の状態をなるべく一定に保つために常に現像剤を、現像終了後に現像担持体から剥離し現像に使用されなかった現像剤と攪拌し、攪拌終了後に現像担持体に供給するという工程を必要とし、装置として大型になる傾向があった。
【０００３】
この問題に対する解決策が従来いくつか提案されている。例えば、図５に示すような反発極を設けた５極構成のスリーブを使用し、現像剤の落下ポイントにスリーブの軸方向に搬送するスクリューを設け、更に、現像部近傍のスクリューにより搬送されている現像剤と攪拌された後に、現像スリーブに供給されて、再び現像部に搬送されるような循環をとる構成で、現像剤の攪拌・搬送が安定して出来るので、現在、小型のフルカラー複写機としては、ほとんどこの構成を用いたものが使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方、近年、フルカラー複写機・プリンターの市場が拡大し、さまざまな機能が要求されている中で、例えば高い生産性を提供するために感光ドラムを複数配置し、多重転写を行うタンデム方式の画像形成装置が多く製品化されており、今後も市場の主流のひとつになっていくと思われる。
【０００５】
しかし、タンデム方式は従来の１ドラム方式に比較し感光体を含めた使用部品が増加するために本体コストもなかなか低下できない問題があった。
【０００６】
このため、タンデム方式において、現像器単体のコスト低下は、ますます重要になってきた。また、コストの低下はタンデムのみならず単色の画像を形成する画像形成装置においても同様である。
【０００７】
また、本体コストダウンを行うためには装置の小型化は重要なファクターである。装置が小さく出来れば、結果的に本体コストの低減も可能になってくる。特にタンデム方式の場合は、ステーション毎に現像器を配置するので、現像器の小型化は重要であった。さらに、高速画像形成装置は、必須の重要課題であることは、論を待たない。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、単色画像形成装置やタンデム方式をはじめとするさまざまな構成のフルカラー画像形成装置において、小型かつ簡易な構成の現像器を提案することによって、低価格かつ小型高速画像形成装置を実現し提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、以下に述べるような、本発明による画像形成装置によって、達成される。本発明は、像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記帯電した像担持体を露光するための露光手段と、前記露光手段により、前記像担持体に形成された静電潜像を現像するために２成分現像剤を内包した現像手段と、前記現像手段により、現像された現像像を被記録材に転写させるための転写手段とを有する画像形成装置において、
前記現像装置が内部に回転する多極に着磁されたマグネットロールを有する固定された現像剤担持体からなり、マグネットロールの回転により現像剤を搬送し、現像部よりも現像剤搬送方向下流側に現像剤を像担持体の軸線方向に搬送する力を与え、かつ現像剤を現像担持体から剥離させる搬送案内板を設け、現像剤担持体に近接し現像剤担持体の軸線方向と平行に配置される搬送機構を設け、搬送案内板と搬送機構の間に、第２のマグネットロールを配設し、マグネットの磁力作用を利用して、案内板上の現像剤の剥離移動性（剤剥ぎ取り性）を向上させたことを特徴とする。
【００１０】
これらによって、単色画像形成装置やタンデム方式をはじめとするさまざまな構成のフルカラー画像形成装置において、高速、低価格かつ小型の画像形成装置を実現し提供することができる。
【００１１】
なお、さらに詳細に説明すれば、本発明は下記の構成によって前記課題を解決できた。
【００１２】
（１）像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記帯電した像担持体を露光するための露光手段と、前記露光手段により前記像担持体に形成された静電潜像を現像するために２成分現像剤を内包した現像手段と、前記現像手段により現像された現像像を被記録材に転写させるための転写手段とを有する画像形成装置において、前記現像装置が内部に回転する多極に着磁された第１のマグネットロールを有する固定された現像剤担持体からなり、マグネットロールの回転により、現像剤を搬送し、現像部よりも現像剤搬送下流側に、現像剤を像担持体の軸線方向に搬送する力を与え、かつ、現像剤を現像剤担持体から剥離させる搬送案内板を設け、現像剤担持体に近接し、搬送案内板から剥離離脱する現像剤を混合攪拌しながら搬送する搬送装置を設けた装置において、搬送案内板と搬送装置の間に第２のマグネットロールを設けたことを特徴とする画像形成装置。
【００１３】
（２）前記第２マグネットロールが、回転することを特徴とする前記（１）記載の画像形成装置。
【００１４】
（３）前記第２マグネットロールの回転方向が、前記第１のマグネットロールの回転と逆方向であることを特徴とする前記（１）記載の画像形成装置。
【００１５】
（４）前記第２マグネットロールが多極に着磁されていることを特徴とする前記（１）ないし（３）いずれか記載の画像形成装置。
【００１６】
（５）前記第２マグネットロールと現像剤搬送案内板が当接していることを特徴とする前記（１）ないし（４）いずれか記載の画像形成装置。
【００１７】
（６）前記第１マグネットロールの回転動作と第２マグネットローラーの動作が同期しない期間を有することを特徴とする前記（１）ないし（５）いずれか記載の画像形成装置。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施例）
図１は、本実施例の現像装置を説明する図、また図２はこの現像装置を用いた画像形成装置を説明する図、図３は、画像形成部の剤循環図である。
【００１９】
まず画像形成装置全体の動作について説明する。図２において、まず帯電器２１によって帯電された感光ドラム２８表面をレーザー２２によって露光することで感光ドラム２８上に静電潜像を形成し、この潜像を現像器１によって現像することで、感光ドラム２８上にトナー像を形成する。このトナー像が転写帯電器２３による転写バイアスによって、転写ベルト２４によって搬送される記録紙２７に転写された後、記録紙２７は転写ベルト２４から剥離され、定着器２５によって加圧・加熱され、永久画像を得る。また、転写後に感光ドラム２８上に残った残トナーは、クリーナー２６により除去され、次の画像形成に備える。クリーナー２６は内部に、搬送スクリュー２９を有し、クリーナーにより除去された現像剤を画像形成部から、本体装置内に搬送する。本体内の（不図示）一個所に現像剤は、搬送され、適当なタイミングでサービスマン等により回収される。
【００２０】
次に図１によって、現像器１について詳しく説明する。
【００２１】
現像器１には、非磁性トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤が収容されており、その混合非は重量比でおよそ１：９程度である。この比はトナーの帯電量、キャリア粒径、画像形成装置の構成などで適正に調整されるべきものであって、必ずしもこの数値に従わなければいけないものではない。
【００２２】
現像器１は、感光ドラム２８に対向した現像領域が開口しており、この開口部に一部露出するようにして現像スリーブ３が固定配置されている。磁界発生手段である回転可能な第１マグネット４を内包する現像スリーブ３は非磁性材料で構成され、現像動作時は、第１マグネット４が図１の矢印方向に回転することで固定された現像スリーブ３上の現像剤は矢印Ａと逆方向に搬送される。現像器１内の２成分現像剤は規制部材５により規制され、薄層を形成し、現像領域に搬送され、感光ドラム２８と対向する現像領域で感光ドラム２８に形成されている静電潜像を現像する。静電潜像を現像した後の現像剤は、第１マグネット４の回転されている静電潜像を現像する。静電現像を現像した後の現像剤は、第１マグネット４の回転にしたがって搬送され、搬送案内剥離板を通過することで、スリーブの軸方向に搬送された後に、スリーブから剥離され現像器１内に回収される。また、現像器１には、現像剤循環スクリュー２により搬送案内剥離板６とスリーブの軸線方向反対方向に現像剤が搬送されることで循環を形成し、また混合攪拌される。現像剤循環の方向は、本実施例では、現像剤循環スクリュー２側で図１の手前から奥側に向かう方向、搬送案内剥離板６側では図１の奥側から手前側に向かう方向である。
【００２３】
ここで、本実施例の特徴的な部分である、現像剤の搬送案内剥離板６の直下に配置された第２のマグネットローラーについて、図３を用いて詳しく説明する。ちなみに搬送案内剥離板６は、図３に示すように現像剤を軸線方向に搬送する搬送案内板６ａと現像剤をスリーブから剥離する剥離板６ｂとの２種類の複数の板によって構成されている。搬送案内板６ａに示すように、現像スリーブの回転方向に対して、軸線方向に傾きをもって配置されているので現像剤は、第１マグネット４の回転により周方向に搬送されると同時に、搬送案内板６ａに沿って矢印Ｂの方向に搬送される。
【００２４】
ここで、搬送案内剥離板６直下に配置された、第２マグネット７が、第１マグネット４の回転方向と同一方向に回転し、搬送案内上を第１マグネット４の回転磁力により、穂立ち状態で現像剤が回転落下していく力にさらに重畳的な回転磁力を付加することにより、現像剤の回転移動を加速させ、より高速かつ完全に剤の搬送剥離が行われることになった。
【００２５】
ここで使用した、第２マグネット７は、スラスト長３３５ｍｍ、着時幅３１５ｍｍ、直径１２ｍｍ、磁力平均２００ＧのＳＮ交互異極２０極のものを使用した。画像形成によって消費された分のトナーは、不図示の補給スクリューの回転に従い、現像器１の手前側の現像剤循環スクリュー２の上方より補給される。
【００２６】
以上、説明したように、本発明の第１の実施例による現像装置によって、スリーブ１本、スクリュー１本という簡単な構成で現像剤の高速完全剥ぎ取りを実現でき、あわせて、現像剤の攪拌、搬送、供給という機能を満たすことができ、単色画像形成装置のような現像器を感光体に対して、固定に配置した画像形成装置においても、低価格かつ小型の高速画像形成装置を実現し提供するという、本発明の目的が達成できる。
【００２７】
（第２の実施例）
次に本発明の第２の実施例となる、フルカラー画像形成装置について、説明する。図４に示すように、本実施例の画像形成装置は、各色のトナー像を形成するためのＹステーション、Ｍステーション、Ｃステーション、Ｋステーションが横方向に配置されている。各ステーションで形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像は、各ステーションの転写帯電器２３によって、中間転写ベルト２４ａ上に順次重ねて転写され、その後、二次転写帯電器によって、転写紙２７上に一括して転写される。
【００２８】
本実施例のような中間転写体方式は、転写紙２７の搬送機構が単純化されるため、紙づまりなどのトラブルが起こりにくく、また、普通紙、ＯＨＰフィルムなどさまざまなマテリアルに容易に対応できることなどの特徴がある。
【００２９】
以上説明したように、本実施例によれば、低価格かつ小型高速画像形成装置を実現し、提供するという本発明の目的が達成でき、タンデム式フルカラー画像形成装置の特徴である、高生産性や、中間転写方式の特徴である転写紙搬送安定性、転写マテリアル対応性を生かし装置全体を小型化することも可能である。
【００３０】
（第３の実施例）
図６に示すように、図１の搬送案内剥離板６直下に配置する、第２マグネット７を５極構成とし、磁極をＮ１：２００Ｇ、Ｓ１：−５００Ｇ、Ｎ２：２００Ｇ、Ｓ２：−２００Ｇ、Ｎ３：２００Ｇとし、第１マグネット４の回転と逆方向に回転させた以外は、実施例１と同様の構成をとったものである。
【００３１】
本発明により、搬送案内板上に回転剥離運動をおこなう現像剤が、搬送案内板に最近接する、第２マグネット７の磁極がＳ１からＮ３に移行する際に磁力反発力により、ジャンピング現象を引き起こし、一気に剤攪拌搬送部へ収容される、強力な剥ぎ取り性を現出し、更なる、高速画像形成の際に有力な、現像剤剥ぎ取り構成を提供するものである。
【００３２】
（第４の実施例）
図７に示すように、図１の搬送案内剥離板６直下に配置する、第２マグネット７が、搬送案内板の剤攪拌搬送装置側面の一部と接触していること以外は、実施例１と同様の構成をとったものである。
【００３３】
本発明により、搬送案内板上を磁力回転移動を行っている現像剤に実施例１よりも更に強い磁力を付加することが可能となり、実施例１と同様に現像剤の剥ぎ取り性の更なる向上化が達成されるようになり、高速画像形成に対応した構成を提案するものである。
【００３４】
（第５の実施例）
図１の搬送案内剥離板６直下に配置する、第２マグネット７を、例えば、紙づまり時の緊急停止時直後など、現像担持体が停止している時期に、単独で回転動作を行うシーケンスを持つこと以外は、実施例１と同様である。
【００３５】
本発明により、本体の緊急停止時等に、剤搬送案内剥離板６上に、過大に堆積した現像剤を、第２マグネット７の回転駆動により、強制剥離させて、回復シーケンス期間内に、次画像形成に最適な状態の現像状態を現出させることが可能となる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、前記像担持体を帯電する手段と、前記帯電した像担持体を露光するための露光手段と、前記露光手段により前記像担持体に形成された、静電潜像を現像するために２成分現像剤を内包した現像手段と、前記現像手段により現像された現像剤を被記録材に転写させるための転写手段とを有する画像形成装置において、
前記現像装置が内部に回転する多極に着磁された第１のマグネットロールを有する固定された現像担持体からなり、第１マグネットロールの回転により現像剤搬送下流側に、現像剤を像担持体の軸線方向に搬送する力を与え、かつ、現像剤を現像剤担持体から剥離させる搬送案内剥離板をもうけ、現像剤担持体に近接し、現像剤担持体の軸線方向と平行に配置された現像剤攪拌搬送装置を設け、さらに、前記搬送案内板と現像剤攪拌搬送装置の間に、第２のマグネットロールを配置し、搬送案内板上の現像剤の移動剥離をより強力とする手段を設けたことを特徴とする画像形成装置である。これらによって、単色画像形成装置や、タンデム方式をはじめとするさまざまな構成のフルカラー画像形成装置において、装置の低コスト化、小型化、高速画像形成化が達成できるので好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の現像装置を説明する図
【図２】本発明の第１実施例の現像装置を用いた画像形成装置の説明図
【図３】本発明の第１実施例の現像剤循環の説明図
【図４】本発明の第２の実施例の画像形成装置を説明する図
【図５】従来例を説明する図
【図６】本発明の第３実施例の現像装置を説明する図
【図７】本発明の第４実施例の現像装置を説明する図
【符号の説明】
１現像器
２現像剤循環スクリュー
３現像スリーブ
４第１マグネット
５現像剤規制部（規制部材）
６搬送案内剥離板
７第２マグネット
２１一次帯電器
２２レーザー
２３転写帯電器
２４転写搬送ベルト（転写ベルト）
２４ａ中間転写ベルト
２５定着装置（定着器）
２６クリーナー
２７転写紙（記録紙）
２８感光ドラム

Claims

像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記帯電した像担持体を露光するための露光手段と、前記露光手段により前記像担持体に形成された静電潜像を現像するために２成分現像剤を内包した現像手段と、前記現像手段により現像された現像像を被記録材に転写させるための転写手段とを有する画像形成装置において、
前記現像装置が内部に回転する多極に着磁された第１のマグネットロールを有する固定された現像剤担持体からなり、マグネットロールの回転により、現像剤を搬送し、現像部よりも現像剤搬送下流側に、現像剤を像担持体の軸線方向に搬送する力を与え、かつ、現像剤を現像剤担持体から剥離させる搬送案内板を設け、現像剤担持体に近接し、搬送案内板から剥離離脱する現像剤を混合攪拌しながら搬送する搬送装置を設けた装置において、搬送案内板と搬送装置の間に第２のマグネットロールを設けたことを特徴とする画像形成装置。
前記第２マグネットロールが、回転することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記第２マグネットロールの回転方向が、前記第１のマグネットロールの回転と逆方向であることを特徴とする、請求項１記載の画像形成装置。
前記第２マグネットロールが多極に着磁されていることを特徴とする、請求項１ないし３いずれか記載の画像形成装置。
前記第２マグネットロールと現像剤搬送案内板が当接していることを特徴とする、請求項１ないし４いずれか記載の画像形成装置。
前記第１マグネットロールの回転動作と第２マグネットローラーの動作が同期しない期間を有することを特徴とする、請求項１ないし５いずれか記載の画像形成装置。