JP2005215460A

JP2005215460A - 現像装置

Info

Publication number: JP2005215460A
Application number: JP2004023652A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Ohashi; 広章大橋; Chisato Hatakeyama; 千里畠山
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2004-01-30
Publication date: 2005-08-11

Abstract

【課題】簡単な構成で、現像剤供給手段にトルクアップを生じることなく、ハーフトーンの画像等で発生するスパイラルマークやフィンムラを解消することが可能な現像装置を提供する。
【解決手段】攪拌スクリュー５７の上方で現像ハウジング５１の下部室５３天井部に、現像ローラ５５の軸方向に沿って延びている断面視長方形状のマグネットシールｍが、２枚隣接して設けてある。これらのマグネットシールｍは、現像ローラ５５に近い側がＮ極、遠い側がＳ極となっており、両極が交互に直列配列された位置関係となっている。そして、マグネットシールｍの一つは穂切りブレード５６を支持するブラケット６２に、もう一つは仕切壁５２に固定してある。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機，プリンタ等の画像形成装置における感光体に現像剤を供給して現像する現像装置に関するものであり、更に詳しくは、トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を使用する形態の現像装置に関するものである。

従来より、画像形成装置において、像担持体である感光体ドラムに形成された静電潜像を現像するために、トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を使用する形態の現像装置が使用されている。このような静電潜像現像装置は、現像剤を収容する現像ハウジングと、現像ハウジング内の現像剤を感光体ドラムの静電潜像に供給する現像剤供給手段である現像ローラと、現像ハウジング内の現像剤を攪拌するとともに所要方向に搬送する現像剤攪拌手段である攪拌スクリューと、現像ハウジング内にトナーを補給するトナー補給手段とを有している。

現像剤供給手段は、感光体ドラムの現像域において静電潜像にトナーを供給する。これにより、静電潜像はトナー像に現像される。静電潜像へのトナーの供給に応じて現像ハウジングのトナーが消費されると、トナー補給手段によりトナーが補給される。現像剤攪拌手段は現像ハウジング内の現像剤を攪拌してトナーとキャリアを攪拌し、トナーとキャリアを混合及び摩擦帯電させて、所要方向に搬送する。

ところが、従来より、特にハーフトーンの画像においては、現像剤攪拌手段として攪拌スクリューを用いた場合に、スクリュー跡であるスパイラルマークが発生することがあり、また、現像剤攪拌手段として攪拌パドルを用いた場合には、濃度ムラであるフィンムラが発生することがあった。そこで、マグネットローラ（現像剤供給手段）周囲で現像ブレード穂切位置より手前側に、断面が楔状の圧縮板を入れることにより現像剤を圧縮し、攪拌スクリューや攪拌パドルのフィンの影響による、マグネットローラ上の現像剤の疎密や、トナーの帯電ムラ等の履歴を消し、スパイラルマークやフィンムラを解消していた。

その他、現像ローラ上の現像剤の高さを規制する現像剤規制部材と現像剤の搬送に用いる攪拌搬送部材との間に、汲み上げられた現像剤を圧縮させながら規制する樹脂や金属材からなる第２の規制部材を設けてなる構成のものが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。そして、これにより、スクリュームラのような、攪拌部材の跡が画像上に現れることを防止し、安定した画像を長期間得ることができるとしている。
特開２００２−２５８６０５号公報

しかしながら、上記圧縮板を用いるような従来の構成では、現像剤供給手段であるマグネットローラ（現像ローラ）に現像剤を押し付ける状態となるので、駆動時のトルクアップが非常に大きくなり、現像剤にストレスがかかり現像剤の劣化が早くなり寿命が短くなっていた。また、特許文献１に記載の構成では、第２の規制部材を支持する支持部材の強度を保つことが困難であり、また、寸法精度が必要なことからコストアップとなっていた。

本発明は、このような問題点に鑑み、簡単な構成で、現像剤供給手段にトルクアップを生じることなく、ハーフトーンの画像等で発生するスパイラルマークやフィンムラを解消することが可能な現像装置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、本発明では、像担持体にトナーとキャリアから成る現像剤を供給する現像剤供給手段と、該現像剤供給手段の近傍に設けられ、現像剤を攪拌しつつ搬送して前記現像剤供給手段に供給する現像剤攪拌手段とを備え、該現像剤攪拌手段の上方に磁界発生手段を設けたことを特徴とする。

また、前記磁界発生手段の前記現像剤供給手段に対向する側の磁極は、前記現像剤供給手段の前記磁界発生手段に対向する磁極と同極性であることを特徴とする。

本発明によれば、簡単な構成で、現像剤供給手段にトルクアップを生じることなく、ハーフトーンの画像等で発生するスパイラルマークやフィンムラを解消することが可能な現像装置を提供することができる。

具体的には、現像剤攪拌手段の上方に磁界発生手段を設けてこれにより現像剤を保持し、現像剤により現像剤を圧縮する構成とすることにより、従来の圧縮板を用いた場合のように機械的な圧縮をすることなしにスパイラルマークやフィンムラを解消する効果を持たせることができる。

また、前記磁界発生手段と前記現像剤供給手段内部に備えたマグネットとの同極同士の反発力によって効果的にスパイラルマークやフィンムラを解消することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る現像装置を有する画像形成装置の縦断面図であり、４連タンデム現像方式のカラー複写機の例を示している。同図において、１は給紙部、２は画像形成部、３は定着部、４は用紙排出装置である。画像形成部２において、現像器５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、それぞれマゼンタ，シアン，イエロー，ブラックに着色したトナーを有している。

これらにそれぞれ対応する各帯電器６によって、表面が一様に帯電した各感光体ドラム７は、それぞれ所定の色に色分解された原稿の光像を受け、露光される。露光されることにより各感光体ドラム７の表面に生じた静電潜像は、現像器５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄによって、それぞれの色のトナーを静電吸着されることにより顕像化される。

一方、給紙部１より給紙された用紙は、搬送ベルト８により搬送され、各感光体ドラム７を通過するときに、それぞれの色のトナー像を転写される。このように、多色のトナー像が形成された用紙は、更に搬送されて定着部３を通り、ここで加熱，加圧されることによって、多色のトナー像が定着される。定着された用紙は用紙排出装置４へ搬送され、ここから排紙部９へと排出されてストックされる。

画像形成の手順を改めて説明すると、感光体ドラム７は帯電器６によってその表面が一様に帯電される。他方、図示しない原稿からの画像データは、露光装置２１によって感光体ドラム７の表面に書き込まれ、感光体ドラム７の表面に静電潜像が形成される。次に、現像器５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄによって感光体ドラム７上の静電潜像を各色のトナーで可視像化する。

一方、給紙カセット２２に収納されている用紙は、給紙部１のピックアップローラ２３により引き出され、給紙ローラ２４と捌きローラ２５とで挟持されて搬送路へ送られる。そして搬送ベルト８によって、感光体ドラム７上のトナー画像が画像形成部に到達するのにタイミングを合わせて、用紙は画像形成部２へ送り出される。画像形成部２では、感光体ドラム７と搬送ベルトを介した転写ローラ２６との間で用紙が挟持されている状態で、感光体ドラム７上のトナー像が用紙上に移動する。用紙上に移動せず感光体ドラム７上に残留したトナーはクリーニングローラ２７によって除去回収される。

一方、トナー像を載置した用紙は定着部３の定着ローラ対２８へ搬送される。ここでトナー像は定着ローラ対２８によって加熱・加圧されて用紙に定着する。そして、排出ローラ１１及び従動ローラ１３によって用紙は排紙部９へ排出される。なお、手差しトレイＴに載置された用紙は、給紙ローラ２９によって搬送ベルト８へ送りだされ、それ以後は前述の搬送経路と同じ経路を通る。

図２は、本発明の実施例１に係る現像装置の側面断面図である。ここでは上述した現像器の主要部分を示している。本実施例の現像装置は、全体として現像ハウジング５１を備えており、仕切壁５２によって下部室５３と上部室５４とに区画されている。下部室５３には外方（感光体ドラム側）への張り出し部５３ａが形成されており、この張り出し部５３ａ内には、内部にマグネットを有し回転可能なスリーブを備えた現像ローラ５５が配置されていて、且つ現像ローラ５５の表面との間に一定間隔を置いて穂切りブレード５６が配置されている。

この現像ローラ５５は、内部のマグネットを固定して外周部の非磁性部材のスリーブを図中の反時計回りに回転させ、穂切りブレード５６により一定の層厚に調整された現像剤の磁気ブラシを現像域に搬送する。このとき、現像ローラ５５内部のマグネットは、穂切りブレード５６のスリーブ回転方向上流側にＮ極（Ｎ１で示す）が配されており、これ以降、スリーブの回転方向に、各磁極Ｎ１，Ｓ１，Ｎ２，Ｓ２，Ｎ３が放射状に配設されている。

そしてこの順に、スリーブの回転に伴って、異極同士で現像剤が受け渡され、これが現像ローラ５５上を一周して下部室５３へと戻る。これを繰り返す。現像ローラ５５は、図示しない感光体ドラムに対面するように配置される。感光体ドラムの回転方向上流側には、主帯電装置及び画像露光を行う光学系が配置されており、次に現像装置が配置され、その下流側には、転写チャージャ或いは転写ローラから成る転写機構，除電機構，及びクリーニングブレード等のクリーニング装置が配置されている。

そして、主帯電装置により感光体ドラム表面が一様に帯電され、光学系による画像露光により感光体ドラム表面に静電像が形成されて、現像ローラ５５により現像域（現像ローラ５５と感光体ドラムとの間）に搬送された現像剤の磁気ブラシが静電像に摺擦され、この結果、感光体ドラムの表面にトナー像が形成される。このトナー像は、転写機構により所定の転写紙表面に転写される。

転写トナー像は、転写紙の排出経路上に設けられている定着機構で、熱，圧力等の公知の手段により、転写紙表面に定着される。一方、トナー像の転写が終了した後の感光体ドラムの表面は、除電機構により除電されて主帯電前の電位に戻され、更にクリーニング機構により、感光体ドラム表面に残存するトナーが除去され、これにより、画像形成の１サイクルが完了する。

現像ハウジング５１の下部室５３内には、現像ローラ５５と間隔を置いて、現像ローラ５５の軸方向に沿って延びている攪拌スクリュー５７が設けられている。さらに、上部室５４には、やはり現像ローラ５５の軸方向に沿って延びている攪拌スクリュー５８が設けられている。また、現像ハウジング５１の最上部にはカバー５９が設けられ、これにより上部室５４が閉じられている。

図３は、本実施例に係る現像装置の外観斜視図である。上述した下部室５３内の攪拌スクリュー５７と上部室５４内の攪拌スクリュー５８とは、現像ローラ５５の軸方向に沿って互いに反対方向に現像剤を送るように、その羽根或いは回転方向が設定されている。例えば、攪拌スクリュー５７は図中の矢印Ａの方向に現像剤の攪拌送りを行い、攪拌スクリュー５８は図中の矢印Ｂの方向に現像剤の攪拌送りを行うように設定されている。

同図より分かるように、現像ローラ５５が収容されている下部室５３の張り出し部５３ａは、現像ハウジング５１の長手方向の一部に形成されており、下部室５３及び上部室５４の長手方向両端に位置する部分には、張り出し部５３ａひいては現像ローラ５５は配置されていない。

また、現像ハウジング５１の長手方向の両端部には、下部室５３と上部室５４との連通部６０，６１が形成されている。上部室５４内の攪拌スクリュー５８の送り方向（Ｂ）の先端となる部分に位置する連通部６０においては、図示しないが、仕切壁２が設けられていないか、或いは仕切壁５２に適当な大きさの開口が形成されており、これにより、攪拌スクリュー５８によって攪拌送りされてきた現像剤は、上部室５４から下部室５３内に落下するようになっている。

また、下部室５３内の攪拌スクリュー５７の送り方向（Ａ）の先端に位置する連通部６１においては、図示しないマグネットローラにより、下部室５３内の現像剤を磁気ブラシの形で上部室５４内に汲み上げる構成となっている。以上のようにして、下部室５３と上部室５４との間で現像剤が循環して攪拌送りされ、下部室５３内の現像剤の一部が現像ローラ５５上に供給されて現像が行われる。

その他、連通部６１に連なる上部室５４の上壁５９ａにトナー補給用の開口部７０が設けられており、この開口部７０を介して所定量のトナーが補給されるようになっている。ちなみに、図４は本実施例に係る現像装置のカバー類を取り外した状態での外観斜視図である。ここでは現像ハウジング５１の上記カバー５９及び張り出し部５３ａのカバーを取り外した状態を描いている。この状態では、上部室５４内の攪拌スクリュー５８、並びに現像ローラ５５及び穂切りブレード５６が示される。

さて、本実施例では、上記図２に示したように、攪拌スクリュー５７の上方で現像ハウジング５１の下部室５３天井部に、現像ローラ５５の軸方向に沿って延びている断面視長方形状のマグネットシールｍが、２枚隣接して設けてある。これらのマグネットシールｍは、現像ローラ５５に近い側がＮ極、遠い側がＳ極となっており、両極が交互に直列配列された位置関係となっている。そして、マグネットシールｍの一つは穂切りブレード５６を支持するブラケット６２に、もう一つは仕切壁５２に固定してある。

このような構成において、マグネットシールｍにより現像剤が下部室５３天井部に保持される。そして、マグネットシールｍのＮ極と現像ローラ５５のＮ極（Ｎ１）との、同極同士の反発力によって現像剤を圧縮し、従来の圧縮板を用いた場合と同様の効果を持たせている。しかも、本実施例の場合、圧縮は現像剤同士で行われ、これらがマグネットの磁力で保持されているのみであるので、現像剤の流動性は保たれている。それ故、現像ローラ５５の駆動トルクの上昇は少なくて済む。

現像ローラ内部の固定マグネットの磁極配置は、感光体ドラムと対向する現像位置に現像極Ｎ２を配置し、現像極Ｎ２の下流側に引き込み極Ｓ２を配置し、その下流側に剥がし極Ｎ３を配置した。搬送極Ｓ１は現像極Ｎ２の上流側に配置し、搬送極Ｓ１の上流側に汲み上げ極Ｎ１を配置した。各磁極の磁束密度は、現像極Ｎ２を１０８０ｍＴに、引き込み極Ｓ２を９００ｍＴに、剥がし極Ｎ３を５５０ｍＴに、搬送極Ｓ１を９００ｍＴに、汲み上げ極Ｎ１を５６０ｍＴに設定した。

また、マグネットシールｍは汲み上げ極Ｎ１と同極性が対向するように約７ｍｍの間隔で配置し、磁束密度は４５０±５ｍＴ（ミリテスラ）としている。これにより、現像剤に対する適度な保持力及び圧縮力を得ることができる。なお、本実施例では、現像剤を必要な領域に集めるため及び組立時の便宜上、マグネットシールｍは２枚構成としているが、これに限定されるものではなく、１枚構成としても構わない。

図５は、本実施例の効果を確認するための画像を示す略図である。本実施例において、複写枚数がＡ４横通しで毎分２６枚（Ａ３では毎分１３枚）の装置を使用し、同図に示すように、Ａ３（４２０ｍｍ×２９７ｍｍ）の用紙Ｐに対して、通紙方向を矢印のように長辺方向とし、画像データとしてベタ画像を１００%とした場合に、画像データが約５０％の全面ハーフトーン（グレー）画像を形成するように、連続通紙を行った。その結果、上記下部室５３天井部にマグネットシールｍが貼付されていないときは、連続３枚程度を通紙した時点で、スパイラルマークが発生した。特に、図中のａで示した用紙Ｐの後半部分にスパイラルマークやフィンムラが発生しやすい。

下部室５３天井部にマグネットシールｍを貼付した後は、連続２０枚を通紙してもスパイラルマークは発生しなかった。また、現像ローラ５５の駆動トルクは、マグネットシールｍが貼付されていないときは１．２ｋｇ・ｃｍであったのに対し、マグネットシールｍが貼付された後でも１．４ｋｇ・ｃｍとなったに過ぎず、問題はなかった。ちなみに、従来の圧縮板を用いた場合は、一例として２．４ｋｇ・ｃｍと、対策前の２倍ものトルクとなる場合があった。

本発明の一実施形態に係る現像装置を有する画像形成装置の縦断面図。本発明の実施例１に係る現像装置の側面断面図。本実施例に係る現像装置の外観斜視図。本実施例に係る現像装置のカバー類を取り外した状態での外観斜視図。本実施例の効果を確認するための画像を示す略図。

符号の説明

１給紙部
２画像形成部
３定着部
４用紙排出装置
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ現像器
６帯電器
７感光体ドラム
８搬送ベルト
９排紙部
１１排出ローラ
１３従動ローラ
Ｔ手差しトレイ
２１露光装置
２２給紙カセット
２３ピックアップローラ
２４給紙ローラ
２５捌きローラ
２６転写ローラ
２７クリーニングローラ
２８定着ローラ対
２９給紙ローラ
５１現像ハウジング
５２仕切壁
５３下部室
５４上部室
５５現像ローラ
５６穂切りブレード
５７攪拌スクリュー
５８攪拌スクリュー
５９カバー
６０連通部
６１連通部
７１開口部
ｍマグネットシール

Claims

像担持体にトナーとキャリアから成る現像剤を供給する現像剤供給手段と、該現像剤供給手段の近傍に設けられ、現像剤を攪拌しつつ搬送して前記現像剤供給手段に供給する現像剤攪拌手段とを備え、該現像剤攪拌手段の上方に磁界発生手段を設けたことを特徴とする現像装置。
前記磁界発生手段の前記現像剤供給手段に対向する側の磁極は、前記現像剤供給手段の前記磁界発生手段に対向する磁極と同極性であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。