JP2006227392A - Developing apparatus, process cartridge and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、非磁性トナーと磁性キャリアからなる2成分現像剤を現像剤容器内に配設された回転自在なスクリューで攪拌・分散して所定位置に搬送する攪拌手段と、現像によって消費されたトナーと略等量のトナーを補給するトナー補給手段を備えた現像装置及びこれを備えた複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。 The present invention is consumed by developing, agitating means for agitating and dispersing a two-component developer composed of a non-magnetic toner and a magnetic carrier with a rotatable screw disposed in a developer container and transporting it to a predetermined position. The present invention relates to a developing device having a toner replenishing means for replenishing a toner that is substantially equal in amount to the toner, and an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, and a printer having the same.
従来の画像形成装置に用いる現像装置において、現像装置内に補給されたトナーの一部は現像剤とうまく攪拌されずに飛散、浮遊あるいは現像剤面を上滑りして移動する。このようなトナーが、現像ローラに搬送されて感光体と対向した現像領域へ搬送されると、最終的に得られる形成画像中に、非画像部の地汚れ、濃度ムラ、トナー飛散を生じる。かかる不都合を回避するために幾つかの技術が知られている(例えば、特許文献1ないし4参照)。
近年、複写機やプリンタ等の電子写真技術を用いた画像形成装置の小型化やパーソナル化の要求に伴って、現像装置の小型化が図られている。また、こうした要求に伴って、トナーが無くなった時点で、現像装置ごと交換する使い捨てタイプの現像装置が開発されている。
さらに、かかる現像装置の他に、原稿画像の静電潜像が形成される潜像担持体(感光体)、及び感光体上に残留したトナーを除去するクリーニング部等が一体化された、いわゆるプロセスカートリッジも一般に広く用いられるようになってきている。
しかしながら、このような小型化された現像装置においては、トナーと磁性キャリアとからなる現像剤の収容量が少なくなる。また、現像剤撹拌部の省スペース化も余儀なくされるため、補給されたトナーがその現像領域に到達するまでの時間が短くなり、トナーと磁性キャリアとの撹拌が不十分になってトナーの帯電量が小さくなり、浮遊トナーが発生し易くなる。
浮遊トナーが発生した場合には、トナー像の転写、定着を受けた転写紙の地肌汚れがひどくなり好ましくない。このような現象は、とくに画像面積率の高い原稿を連続して印刷した場合のように、トナー補給量が多くなったときに補給トナーの分散・帯電不足で顕著に発生する。
また、画像形成装置の高速化に伴って、現像剤の攪拌搬送部材は高速で回転し、かつ、トナーは3〜12μmの微小粒子であるため、補給されたトナーの一部が現像剤とうまく攪拌されずに飛散、浮遊あるいは現像剤面を上滑りして移動する。
このようなトナーが現像ローラに搬送されて現像領域へ搬送されると、上述したように、未帯電、逆帯電、弱帯電の帯電不良トナーによって、非画像部の地汚れ、濃度ムラ、トナー飛散が生じる。
In a developing device used in a conventional image forming apparatus, a part of the toner replenished in the developing device is scattered, floated, or moved on the developer surface without being well stirred with the developer. When such toner is transported to the developing roller and transported to the development area facing the photoreceptor, non-image areas are soiled, density unevenness, and toner scattering occur in the final formed image. In order to avoid such inconvenience, several techniques are known (see, for example, Patent Documents 1 to 4).
2. Description of the Related Art In recent years, development apparatuses have been downsized in response to demands for downsizing and personalization of image forming apparatuses using electrophotographic technology such as copying machines and printers. In response to such demands, disposable developing devices have been developed in which the developing device is replaced when the toner runs out.
Further, in addition to such a developing device, a latent image carrier (photosensitive member) on which an electrostatic latent image of a document image is formed, a cleaning unit for removing toner remaining on the photosensitive member, and the like are integrated. Process cartridges are also widely used in general.
However, in such a miniaturized developing device, the amount of developer contained in the toner and magnetic carrier is reduced. In addition, since the space for the developer agitation unit is also inevitably reduced, the time required for the replenished toner to reach the development area is shortened, and the agitation between the toner and the magnetic carrier becomes insufficient, resulting in charging of the toner. The amount is reduced, and floating toner is easily generated.
When floating toner is generated, the background stain of the transfer paper that has undergone transfer and fixing of the toner image becomes severe, which is not preferable. Such a phenomenon occurs remarkably due to insufficient dispersion and charging of the replenishment toner when the toner replenishment amount increases, as in the case of continuously printing a document having a high image area ratio.
Further, as the speed of the image forming apparatus increases, the developer agitating / conveying member rotates at a high speed, and the toner is 3 to 12 μm fine particles. It moves without being agitated, scattering, floating, or sliding on the developer surface.
When such toner is transported to the development roller and transported to the development area, as described above, uncharged, reversely charged, weakly charged, poorly charged toner causes non-image area background contamination, density unevenness, and toner scattering. Occurs.
このような問題を解消するために、例えば、特許文献1は、トナー補給部から補給されたトナーが現像剤面を上滑りして未帯電のまま現像ローラ側のスクリュー部に搬送されるのを防止する飛散防止部材を設けることを開示している。
この従来例は、トナーが現像部に搬送されるまでに満たさねばならない2つの条件であるトナーの分散と帯電のうち、トナーの均一分散に重点を置いたものである。つまり補給トナーの現像剤への均一な分散までの機能をスクリュー部に与え、トナー帯電機能は従来と同じく現像剤規制ブレード近傍での現像剤の摺擦によってまかなっていた。
しかし、このような現像システムの場合、トナーは現像剤規制ブレードの裏側の現像剤溜り部で大きな負荷を受け、現像剤は劣化する。劣化したトナーの帯電能力は新しいトナーよりも弱くなるため、長期にわたる画像形成プロセスを経ると帯電量分布が広域化し、地肌汚れ・トナー飛散に繋がる。安易に現像剤規制ブレード裏でのストレスを小さくすると、トナーは帯電不足を発生し、かえって地肌汚れ・トナー飛散が多くなりかねない。
また、特許文献2、3及び4では、トナーが補給される現像剤攪拌部近傍に固定マグネットを配置することによって、補給トナーとキャリアの分散性を改善することが開示されている。
This conventional example places emphasis on the uniform dispersion of toner among the two conditions of toner dispersion and charging that must be satisfied before the toner is conveyed to the developing unit. In other words, the screw portion is provided with a function to uniformly distribute the replenishment toner to the developer, and the toner charging function is covered by the rubbing of the developer in the vicinity of the developer regulating blade as before.
However, in such a development system, the toner is subjected to a large load in the developer reservoir on the back side of the developer regulating blade, and the developer deteriorates. Since the charging ability of the deteriorated toner is weaker than that of the new toner, the charge amount distribution becomes wide after a long-time image forming process, leading to background stains and toner scattering. If the stress behind the developer regulating blade is easily reduced, the toner will be insufficiently charged, and on the contrary, the background stain and toner scattering may increase.
Further, Patent Documents 2, 3 and 4 disclose that dispersibility of the replenishment toner and the carrier is improved by disposing a fixed magnet in the vicinity of the developer stirring portion to which the toner is replenished.
しかしながら、これらの固定マグネットによる手法では現像剤に対して定常的に磁力による一定の負荷を与えることとなるため、必要最低限の磁力しか加えたくないという要求に柔軟に応えることができない。また、現像剤容器内壁近傍の現像剤は強い磁力を受け、スクリュー外周面と現像剤容器内壁との隙間に存在する現像剤は滞留し易いという問題点がある。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、補給されたトナーが低帯電もしくは未帯電状態で直接現像スリーブやその周辺の現像剤に達することを防止でき、長期に渡りコピープロセスが繰り返された場合、或いはトナーの消費が少ない特殊な使用状態が長期間に及んだ場合にも、現像剤劣化が少なく、長期にわたって地肌汚れ・トナー飛散のない現像装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することにある。
However, these fixed magnet methods steadily apply a constant load due to magnetic force to the developer, so that it is not possible to flexibly meet the requirement that only the minimum necessary magnetic force be applied. In addition, the developer near the inner wall of the developer container receives a strong magnetic force, and the developer present in the gap between the outer peripheral surface of the screw and the inner wall of the developer container tends to stay.
In view of the above, the object of the present invention is to prevent the replenished toner from reaching the developing sleeve and its surrounding developer directly in a low or uncharged state. Even when repeated or when a special usage state with low toner consumption extends over a long period of time, the developing device has little deterioration of the developer and does not cause background stains or toner scattering over a long period of time, and image formation provided therewith To provide an apparatus.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、非磁性トナーと磁性キャリアからなる2成分現像剤を現像剤容器内に配設された回転自在な現像剤攪拌スクリューで攪拌・分散して所定位置に搬送する現像剤攪拌部を備える現像装置において、トナーが供給される第1の現像剤攪拌部の少なくとも近傍に磁界を発生させる可変の磁束密度の磁界発生手段を有する現像装置を特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、前記磁界発生手段は前記現像剤攪拌スクリューの長手方向に平行に配置されており、前記磁界発生手段によって発生する前記現像剤容器の内壁の最大磁束密度が、0Gから2000Gの範囲で可変である請求項1記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、前記磁界発生手段は前記第1の現像剤攪拌部の側面に第1の現像剤攪拌スクリューと平行に配置されたマグネットローラであり、このマグネットローラは回転軸を中心に1つ以上の磁極を有し、自在に回転駆動及び任意の角度で停止できる請求項1または2記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項4に記載の発明は、前記磁界発生手段は永久磁石であり、この永久磁石と前記第1の現像剤攪拌部の前記現像剤容器内壁との距離を制御する距離制御機構を備える請求項1または2記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、前記距離制御機構は前記現像剤容器の外周面と前記永久磁石の間に弾性部材と偏心カムを備える請求項4記載の現像装置を特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the invention described in claim 1 is a method in which a two-component developer composed of a non-magnetic toner and a magnetic carrier is stirred with a rotatable developer stirring screw disposed in a developer container. A developing device including a developer agitation unit that disperses and conveys the toner to a predetermined position, the developing device having a magnetic field generation unit having a variable magnetic flux density that generates a magnetic field at least in the vicinity of the first developer agitation unit to which toner is supplied It is characterized by.
According to a second aspect of the present invention, the magnetic field generating means is arranged in parallel to the longitudinal direction of the developer stirring screw, and the maximum magnetic flux density of the inner wall of the developer container generated by the magnetic field generating means is The developing device according to claim 1, wherein the developing device is variable in a range of 0G to 2000G.
According to a third aspect of the present invention, the magnetic field generating means is a magnet roller disposed on the side surface of the first developer agitating portion in parallel with the first developer agitating screw, and the magnet roller rotates. The developing device according to claim 1, wherein the developing device has one or more magnetic poles around an axis, and can freely rotate and stop at an arbitrary angle.
According to a fourth aspect of the present invention, the magnetic field generating means is a permanent magnet, and includes a distance control mechanism for controlling a distance between the permanent magnet and the inner wall of the developer container of the first developer stirring unit. A developing device according to claim 1 or 2.
The invention according to claim 5 is characterized in that the distance control mechanism includes an elastic member and an eccentric cam between an outer peripheral surface of the developer container and the permanent magnet.
また、請求項6に記載の発明は、前記磁界発生手段は電磁石である請求項1または2記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項7に記載の発明は、前記第1の現像剤攪拌部の前記第1の現像剤攪拌スクリューは、少なくとも磁界発生手段と対向している部分においてスクリューピッチ間にパドルを設けている請求項1ないし6のいずれか1項記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項8に記載の発明は、請求項1ないし7のいずれか1項記載の現像装置と、潜像担持体、帯電装置、潜像担持体のクリーニング装置の少なくとも2つ以上を一体としたプロセスカートリッジを特徴とする。
請求項9の発明は、請求項1ないし7のいずれか1項記載の現像装置を含み、且つ一連の画像形成プロセスによって形成された画像を記録媒体に記録する画像形成部を具備する画像形成装置を特徴とする。
請求項10の発明は、請求項8に記載のプロセスカートリッジを含み、且つ一連の画像形成プロセスによって形成された画像を記録媒体に記録する画像形成部を具備する画像形成装置を特徴とする。
The invention according to claim 6 is characterized in that the magnetic field generating means is an electromagnet.
According to a seventh aspect of the present invention, the first developer agitating screw of the first developer agitating portion is provided with a paddle between screw pitches at least in a portion facing the magnetic field generating means. A developing device according to claim 1.
According to an eighth aspect of the invention, the developing device according to any one of the first to seventh aspects and at least two or more of the latent image carrier, the charging device, and the latent image carrier cleaning device are integrated. The process cartridge is characterized.
A ninth aspect of the invention is an image forming apparatus comprising the developing device according to any one of the first to seventh aspects, and further comprising an image forming unit that records an image formed by a series of image forming processes on a recording medium. It is characterized by.
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus including the process cartridge according to the eighth aspect and further including an image forming unit that records an image formed by a series of image forming processes on a recording medium.
本発明によれば、まず現像剤容器中に磁界を発生させて現像剤に負荷をかけることにより、以下の2点の効果がある。1つは、現像剤面に補給されたトナーが磁気ブラシに絡め取られるようにして現像剤の中に潜り込むためトナーの上滑りを防止でき、トナーの分散を促進する効果がある。
第2には、現像剤容器内壁及びスクリュー羽根、スクリュー軸芯に現像剤が押し付けられてキャリアとトナーの摺擦力が高まるため、トナー凝集体を解消させる効果とトナー帯電を促進する効果がある。
According to the present invention, first, a magnetic field is generated in the developer container and a load is applied to the developer, thereby providing the following two effects. One is that the toner replenished on the developer surface is entangled in the magnetic brush so as to be entangled in the developer, so that the toner can be prevented from slipping and the toner can be dispersed.
Secondly, the developer is pressed against the inner wall of the developer container, the screw blade, and the screw shaft core, and the frictional force between the carrier and the toner is increased, so that there is an effect of eliminating toner aggregation and an effect of promoting toner charging. .
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は本発明を適用するカラー画像形成装置、具体的には、タンデム型間接転写方式の電子写真複写装置を示す内部構成図である。
図中、符号1は複写装置本体、2は複写装置本体1を載せる給紙テーブル、3は複写装置本体1上に取り付けるスキャナ(読取り光学系)、4はさらにその上に取り付ける自動原稿搬送装置(ADF)である。
複写装置本体1の中央位置には、横方向へ延びる無端ベルト状の中間転写体10を設ける。そして、図示例では中間転写体10を3つの支持ローラ14、15、16に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。
図示例では、3つの支持ローラ14、15、16の中で、第2の支持ローラ15の左に、画像転写後に中間転写体10上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置17を設けている。
また、3つの支持ローラ14、15、16の中で第1の支持ローラ14と第2の支持ローラ15間に張り渡した中間転写体10上には、その搬送方向に沿って、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの4つの画像形成手段18を横に並べて配置してタンデム画像形成部20を構成する。
タンデム画像形成部20の直上には、図1に示すように、さらに露光装置21を設ける。一方、中間転写体10を挟んでタンデム画像形成部20と反対の側には、2次転写装置22を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an internal configuration diagram showing a color image forming apparatus to which the present invention is applied, specifically a tandem indirect transfer type electrophotographic copying apparatus.
In the figure, reference numeral 1 denotes a copying machine main body, 2 denotes a paper feed table on which the copying apparatus main body 1 is placed, 3 denotes a scanner (reading optical system) mounted on the copying apparatus main body 1, and 4 denotes an automatic document feeder (F) mounted thereon. ADF).
An endless belt-like
In the illustrated example, an intermediate transfer
Further, among the three
An
2次転写装置22は、図示例では、2つのローラ23間に、無端ベルトである2次転写ベルト24を掛け渡して構成し、中間転写体10を介して第3の支持ローラ16に押し当てて配置し、中間転写体10上の画像をシートに転写する。
2次転写装置22の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置25を設けている。定着装置25は無端ベルトである定着ベルト26に加圧ローラ27を押し当てて構成する。上述した2次転写装置22は、画像転写後のシートをこの定着装置25へと搬送するシート搬送機能も備えている。
なお、図示例では、このような2次転写装置22及び定着装置25の下に、上述したタンデム画像形成部20と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転させるシート反転装置28を備えている。
このカラー電子写真装置を用いてコピーを取るときは、自動原稿搬送装置4の原稿台30上に原稿をセットする。または、自動原稿搬送装置4を開いてスキャナ3のコンタクトガラス32上に原稿をセットし、自動原稿搬送装置4を閉じて原稿を押さえる。
図示してないスタートスイッチを押すと、自動原稿搬送装置4に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス32上へと移動させた後、他方コンタクトガラス32上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ3を駆動し、第1走行体33及び第2走行体34を走行する。
そして、第1走行体33で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第2走行体34に向け、第2走行体34のミラーで反射して結像レンズ35を通して読み取りセンサ36に入れ、原稿内容を読み取る。
また、図示してないスタートスイッチを押すと、図示してない駆動モータで支持ローラ14、15、16のうちの1つを回転駆動して他の2つの支持ローラを従動回転し、中間転写体10を回転搬送する。
同時に、個々の画像形成手段18でその感光体40を回転して各感光体40上にそれぞれ、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体10の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体10上に合成カラー画像を形成する。
In the illustrated example, the secondary transfer device 22 is configured by spanning a
A fixing
In the illustrated example, a
When taking a copy using this color electrophotographic apparatus, an original is set on the original table 30 of the automatic original conveying apparatus 4. Alternatively, the automatic document feeder 4 is opened, a document is set on the
When a start switch (not shown) is pressed, when a document is set on the automatic document feeder 4, the document is transported and moved onto the
Then, the first traveling
When a start switch (not shown) is pressed, one of the
At the same time, the individual
一方、図示してないスタートスイッチを押すと、給紙テーブル2の給紙ローラ42の1つを選択回転し、ペーパーバンク43に多段に備える給紙カセット44の1つからシートを繰り出す。
繰り出されたシートを分離ローラ45で1枚ずつ分離して給紙路46に入れ、搬送ローラ47で搬送して複写機本体1内の給紙路48に導き、レジストローラ49に突き当てて止める。
そして、中間転写体10上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転し、中間転写体10と2次転写装置22との間にシートを送り込み、2次転写装置22で転写してシート上にカラー画像を記録する。
画像転写後のシートは、2次転写装置22で搬送して定着装置25へと送り込む。定着装置25で熱と圧力とを加えて転写画像を定着した後、切り換え爪55で切り換えて排出ローラ56で排出し、排紙トレイ57上にスタックする。
または、切り換え爪55で切り換えてシート反転装置28に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ56で排紙トレイ57上に排出する。
一方、画像転写後の中間転写体10は、中間転写体クリーニング装置17によって画像転写後にその上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部20による再度の画像形成に備える。
On the other hand, when a start switch (not shown) is pressed, one of the
The fed sheets are separated one by one by a
Then, the registration roller 49 is rotated in synchronization with the composite color image on the
The sheet after image transfer is conveyed by the secondary transfer device 22 and sent to the fixing
Alternatively, it is switched by the switching
On the other hand, the
図2は図1のタンデム画像形成部の画像形成手段周辺を拡大して示す概略図である。さて、上述したタンデム画像形成部20において、個々の画像形成手段18は、詳しくは、例えば、図2に示すように、ドラム状の感光体40のまわりに、帯電装置60、現像装置61、1次転写装置62、感光体クリーニング装置63、除電装置64などを備えている。
現像装置61は、現像剤容器65内に、現像剤攪拌・搬送手段としてのトナー補給側現像剤攪拌スクリュー66a、現像剤担持体側攪拌スクリュー67a、現像剤担持体(現像ローラ、現像スリーブ)68を備えている。
第1の現像剤撹拌部66の現像剤容器65外壁には図示しない補給口を設けてあり、図示しないトナー補給装置からトナーが供給される。トナー補給側現像剤攪拌スクリュー66aは、トナー補給装置から補給されたトナーと現像剤容器65内の現像剤(磁性粒子とトナーとを有する2成分現像剤)とを攪拌、搬送する。
また、第2の現像剤撹拌部(現像剤担持体側)67の攪拌スクリュー67aは、現像剤容器65内の現像剤を攪拌、搬送する。第1の現像剤攪拌部66と第2現像剤攪拌部67は仕切り板で仕切られており、紙面と直交する長手方向両端部に現像剤を受け渡す開口部がある。図2中、符号70は磁界発生手段(マグネットローラ)、75はトナー濃度センサを示している。
図3は第1の現像剤撹拌部に取り付けられた磁界発生手段を説明する図(図2の横断面図)である。図3において、現像剤容器65内には、現像剤担持体(現像ローラ)68、第2の現像剤撹拌部(現像剤担持体側)67の攪拌スクリュー67a、第1の現像剤撹拌部66が示されている。
この第1の現像剤撹拌部66の隣に磁界発生手段70が示される。また、第1の現像剤撹拌部(トナー補給側)66の現像剤攪拌スクリュー66aの左方端側にトナー濃度センサ75が示してある。
図4は本実施の形態で用いたマグネットローラを示す概略図である。図5は本実施の形態で用いたパドル付きのスクリューを示す斜視図である。図6は図4のマグネットローラの変形例を示す概略図である。
FIG. 2 is an enlarged schematic view showing the periphery of the image forming means of the tandem image forming unit in FIG. Now, in the tandem
The developing
A replenishing port (not shown) is provided on the outer wall of the
Further, the
FIG. 3 is a diagram (a cross-sectional view of FIG. 2) for explaining the magnetic field generating means attached to the first developer stirring unit. 3, in the
A magnetic field generating means 70 is shown next to the first
FIG. 4 is a schematic view showing the magnet roller used in the present embodiment. FIG. 5 is a perspective view showing a screw with a paddle used in the present embodiment. FIG. 6 is a schematic view showing a modification of the magnet roller of FIG.
次に、図3及び図4を参照して、第1の現像剤撹拌部66に取り付けられた磁界発生手段70について説明する。本実施の形態で用いた磁界発生手段(マグネットローラ)70は、図4に示すように、S極とN極を交互に60°の角度で4本並べた構成である。
第1の現像剤撹拌部66の現像剤容器65内壁での最大磁束密度は1500Gであり、最小磁束密度は0Gである。磁束密度が2000Gより大きいと現像剤に掛かる負荷が大きくなり、逆に現像剤寿命が短くなるため適切でない。また現像剤攪拌スクリュー66aの駆動トルクが大きくなるという問題もある。
このマグネットローラ70を、図2に示すように、第1の現像剤攪拌スクリュー66aと平行に現像ローラ68と反対側の側面に配置し、マグネットローラ70を図示しないステッピングモータを用いて回転駆動する。マグネットローラ70は回転駆動だけでなく任意の角度で静止させることが可能であり、これは、すなわちスクリューローラ66a側へ接近した状態で停止する磁極を選定できることとなり、所望の一定の磁束密度を維持できることを意味している。
マグネットローラ70の作用によって所望の磁界を発生させると第1の現像剤攪拌部66内の現像剤は現像剤容器65の内壁に引き寄せられ、磁気ブラシを形成する。この状態で第1の現像剤攪拌スクリュー66aが回転するため、この第1の現像剤攪拌スクリュー66aは内壁の磁気ブラシを削り取るようにして摺擦する。このときのキャリアとトナーの摩擦によってトナー凝集体は分解され、またトナー帯電が促進される。
また、マグネットローラ70を回転させると第1の現像剤攪拌部66と対向する磁極が変化するため磁束密度が変化し、いったん形成した磁気ブラシが崩れる。また再形成される一連のプロセスにより、キャリアとトナーの分散、帯電が促進される。
第1の現像剤攪拌部66から第2の現像剤攪拌部67に受け渡される前に良好に分散・帯電するため、現像領域へ搬送されたトナーは地肌汚れ、飛散を防止できる。さらに第1の現像剤攪拌スクリュー66aの外周と現像剤容器65内壁との隙間に存在する現像剤も磁力から開放されて動き易くなり、滞留を防ぐことができる。
Next, the magnetic field generating means 70 attached to the first
The maximum magnetic flux density on the inner wall of the
As shown in FIG. 2, the
When a desired magnetic field is generated by the action of the
Further, when the
Since the toner is well dispersed and charged before being transferred from the first
本実施の形態では磁束密度の制御、すなわちマグネットローラ70の回転角制御をトナー補給タイミングに合わせた。トナー補給後60秒間はほぼ最大磁束密度となる角度となるようにマグネットローラ70の角度を決定し、その後磁束密度が0Gとなるようにした。ただし本発明ではこのようなタイミングの制御に限定するものではなく、マグネットローラ70を一定速度もしくは速度可変で回転させても良い。
なお、図2の構成では磁界発生手段であるマグネットローラ70を第1の現像座攪拌部66の側面に配置したが、この位置に限定するものではなく、第1の現像剤攪拌部66の下側、或いは上側に配置しても良い。
現像剤容器65内のトナー濃度を検知するのにしばしば透磁率センサが用いられる。しかし、透磁率センサの出力値は現像剤の嵩密度に敏感であるため、磁束密度が刻々と変化する中でトナー濃度を正確に測定することは難しい。
そこで、本実施の形態ではトナー濃度センサ75を、図3に示すように、磁界発生手段(マグネットローラ)70の磁力が及ばないずれた位置に取り付け、トナー濃度を検知するときは磁束密度が0になるようにマグネットローラ70を回転させて測定した。
本実施の形態では、図5に示すようなパドル76付きのスクリューを第1の現像剤攪拌部66の第1の現像剤攪拌スクリュー66aとして用いた。パドル76、スクリュー66aの回転に伴ってその攪拌能力を高める機能を発揮する。なお、パドルの形状はこれに限るものではなく、スクリュー回転方向へ現像剤を攪拌する作用を促進するような形状のものであれば構わない。もちろん現像剤の搬送に支障がない程度にすることは当然である。
さらにまた、本実施の形態の変形例として図6のようなマグネットローラ70の磁極のない部分に、トナー濃度センサ75を取り付けている。センサ検知部が現像剤攪拌部に対向するように回転させて静止させ、現像剤の嵩密度が磁力から開放されて定常状態に戻ったタイミングでトナー濃度を検知するようにしても良い。
In this embodiment, the control of the magnetic flux density, that is, the rotation angle control of the
In the configuration of FIG. 2, the
A magnetic permeability sensor is often used to detect the toner concentration in the
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the
In the present embodiment, a screw with a paddle 76 as shown in FIG. 5 is used as the first
Furthermore, as a modification of the present embodiment, a
図7は磁束密度可変の磁界発生手段として別の構成の実施の形態(距離制御機構)を示す概略断面図である。図7において、第1の現像剤攪拌部66の側面に磁束密度1500Gの永久磁石71があり、この永久磁石71と現像剤容器65内壁の距離を圧縮コイルばね(弾性部材)73と偏心カム74を用いて制御する機構になっている。
つまり、本実施形態frは、磁界発生手段は永久磁石であり、この永久磁石と第1の現像剤攪拌部の現像剤容器65内壁との距離を制御する距離制御機構を備えている。そして、距離制御機構は、現像剤容器の外周面と永久磁石71との間に配置した弾性部材73と偏心カム74とから構成される。
本構成により第1の現像剤攪拌部66の現像剤容器65内に磁気ブラシが形成される。現像剤面付近の磁気ブラシは上滑りする補給トナーを穂立ちしたブラシで現像剤の中に引き込む効果がある。また、第1の現像剤攪拌スクリュー66aの回転に伴う現像剤の攪拌力も高くなるためトナーとキャリアの摺擦が大きくなり、トナーの分散・帯電が促進される。
逆に現像剤容器65中のトナーが既に十分に帯電していて、かつトナー補給が少ないときには永久磁石71と現像剤容器65との距離を大きくして磁界を弱くすることにより、現像剤への負荷を弱め、現像剤寿命を長くすることができる。図7において、符号67は第2の現像剤攪拌部、67aは第2の現像剤攪拌スクリュー、68は現像ローラを示している。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment (distance control mechanism) of another configuration as a magnetic field generating means with variable magnetic flux density. In FIG. 7, a
That is, in the embodiment fr, the magnetic field generating means is a permanent magnet, and includes a distance control mechanism that controls the distance between the permanent magnet and the inner wall of the
With this configuration, a magnetic brush is formed in the
Conversely, when the toner in the
図8は磁束密度可変の磁界発生手段として電磁石を使用する構成の実施の形態を示す概略断面図である。図8において、磁束密度可変の磁界発生手段として電磁石72を使用している。
本構成によれば、図7の構成と同様に、第1の現像剤攪拌部66の現像剤容器65内に磁気ブラシが形成される。現像剤面付近の磁気ブラシは上滑りする補給トナーを穂立ちしたブラシで現像剤の中に引き込む効果がある。
また、第1の現像剤攪拌スクリュー66aの回転に伴う現像剤の攪拌力も高くなるため、図7の実施の形態におけると同様に、トナーとキャリアの摺擦が大きくなり、トナーの分散・帯電が促進される。
逆に現像剤容器65中のトナーが既に十分に帯電していて、かつトナー補給が少ないときには、図7の実施の形態におけると同様に、磁束密度を弱くすることにより、現像剤への負荷を弱め、現像剤寿命を長くすることができる。
本発明の根本となる思想は、トナーの帯電機能をトナーが補給される第1の現像剤攪拌部66でも分担させることにより、現像装置全体として現像剤が受ける負担を減らし、現像剤の長寿命化を図るものである。図8において、符号67は第2の現像剤攪拌部、67aは第2の現像剤攪拌スクリュー、68は現像ローラを示している。
現像剤容器中の磁界強度、磁界形成位置等が可変であることにより、磁気ブラシの形成、崩壊、再形成が繰り返され、この挙動により以下の3つの効果がある。第1に、磁束密度が大きいままであると、現像剤容器内壁と現像剤攪拌スクリュー外周との隙間にある現像剤が、スクリュー羽根の掻き残しとして滞留してしまうが、磁束密度を弱くすることで現像剤が磁力から開放され、滞留を防止できる。
第2に、既に現像剤容器中のトナーの分散・帯電が十分で、かつトナー補給がほとんどない場合、磁束密度を弱くすることで現像剤に過剰な負荷を掛けず現像剤の劣化を防止することができる。
第3に、磁気ブラシの形成・崩壊・再形成という一連の動きを繰り返すことで、現像剤攪拌スクリューの動きとの相乗効果で現像剤を攪拌する効果が得られる。
以上述べたように、第1の現像剤攪拌部で補給トナーの分散・帯電を促進することにより、従来のようにドクターブレード近傍でトナーを帯電させるために現像剤に強い負荷を与える必要がなくなる。
現像剤への過剰な負荷を低減させることができれば、現像剤の劣化を抑制することができる。したがって、本発明によれば初期的な地肌汚れ、トナー飛散だけではなく、長期間にわたって地肌汚れ、トナー飛散のない良好な画像形成が可能である。
FIG. 8 is a schematic sectional view showing an embodiment in which an electromagnet is used as a magnetic field generating means with variable magnetic flux density. In FIG. 8, an
According to this configuration, a magnetic brush is formed in the
Further, since the developer agitating force increases with the rotation of the first
On the other hand, when the toner in the
The basic idea of the present invention is that the charging function of the toner is also shared by the first
Since the magnetic field strength, the magnetic field forming position, etc. in the developer container are variable, the magnetic brush is repeatedly formed, collapsed, and reformed, and this behavior has the following three effects. First, if the magnetic flux density remains large, the developer in the gap between the inner wall of the developer container and the outer periphery of the developer stirring screw stays as a scraped screw blade, but the magnetic flux density is weakened. Thus, the developer is released from the magnetic force and can be prevented from staying.
Second, when the toner in the developer container is already sufficiently dispersed and charged and there is almost no toner supply, the magnetic flux density is reduced to prevent the developer from deteriorating without overloading the developer. be able to.
Third, by repeating a series of movements of forming, collapsing, and re-forming the magnetic brush, an effect of stirring the developer can be obtained by a synergistic effect with the movement of the developer stirring screw.
As described above, by promoting the dispersion and charging of the replenishment toner in the first developer agitation unit, it is not necessary to apply a heavy load to the developer in order to charge the toner in the vicinity of the doctor blade as in the past. .
If an excessive load on the developer can be reduced, deterioration of the developer can be suppressed. Therefore, according to the present invention, not only initial background contamination and toner scattering but also good image formation without background contamination and toner scattering over a long period of time can be achieved.
1 画像形成装置(複写装置本体)
40 潜像担持体(感光体)
60 帯電装置
61 現像装置
63 潜像担持体のクリーニング装置
65 現像剤容器
66 第1の現像剤攪拌部
66a 第1の現像剤攪拌ローラ
67 第2の現像剤攪拌部
67a 第2の現像剤攪拌ローラ
68 現像剤担持体(現像ローラ)
70 次回発生手段(マグネットローラ)
71 永久磁石
72 電磁石
73 弾性部材(コイルばね)
74 偏心カム
75 トナー濃度センサ
76 パドル
1 Image forming device (copying machine body)
40 Latent image carrier (photoconductor)
60
70 Next generation means (magnet roller)
71
74
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005042419A JP2006227392A (en) | 2005-02-18 | 2005-02-18 | Developing apparatus, process cartridge and image forming apparatus |
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ID=36988805
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JP2005042419A Pending JP2006227392A (en) | 2005-02-18 | 2005-02-18 | Developing apparatus, process cartridge and image forming apparatus |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015060018A (en) * | 2013-09-18 | 2015-03-30 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Developing device and image forming apparatus including the same |
-
2005
- 2005-02-18 JP JP2005042419A patent/JP2006227392A/en active Pending
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