JP2006323258A - 現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 中央部と端部とでのトナー担持体へのトナー供給量を均一に保ち均一な濃度の画像を維持しつつ、スクリュー等の特別な攪拌部材を設けることなくトナー担持体長手方向でのトナーの循環性を向上させ、トナーが一部分に滞留することを防止し、トナーをトナー担持体長手方向でスムーズに循環させる。
【解決手段】 現像装置16は、トナー収容部1と、トナー担持体7と、トナー供給部3と、現像器ケース24内に設けられ、トナー収容部1とトナー供給部3とに分離する開口5を備えた仕切り部材4と、トナー送り部材2と、トナー供給部3内に仕切り部材4に対向させて設けられ、トナー供給部3内に導かれたトナーTをトナー担持体7に塗布・供給するトナー供給部材6とを有し、仕切り部材4のトナー供給部材6に対向する面の形状を凸形状または凹形状とし、仕切り部材4とローラ形状のトナー供給部材6との隙間距離δaを10mm以下にした。
【選択図】図1
【解決手段】 現像装置16は、トナー収容部1と、トナー担持体7と、トナー供給部3と、現像器ケース24内に設けられ、トナー収容部1とトナー供給部3とに分離する開口5を備えた仕切り部材4と、トナー送り部材2と、トナー供給部3内に仕切り部材4に対向させて設けられ、トナー供給部3内に導かれたトナーTをトナー担持体7に塗布・供給するトナー供給部材6とを有し、仕切り部材4のトナー供給部材6に対向する面の形状を凸形状または凹形状とし、仕切り部材4とローラ形状のトナー供給部材6との隙間距離δaを10mm以下にした。
【選択図】図1
Description
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し、さらに詳しくは、複写機、ファクシミリ、プリンタ、プロッタ等またはそれら複数の機能を備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置に採用される1成分現像剤を用いた現像装置、プロセスカートリッジに関する。
従来、複写機、ファクシミリ、プリンタ、プロッタ等またはそれら複数の機能を備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置に採用される現像装置およびプロセスカートリッジが知られている(例えば、特許文献1ないし3参照)。
特開平7−333969号公報には、現像剤を現像ローラ(現像剤担持体)に供給する供給ローラ(現像剤供給部材)と現像剤を撹拌しながら供給ローラに搬送するアジテータ(現像剤送り部材)との間の規制部材(仕切り部材)を、中央部で供給ローラに押し当て、両端部で供給ローラから離した現像装置が記載されている。
特開平7−333969号公報には、現像剤を現像ローラ(現像剤担持体)に供給する供給ローラ(現像剤供給部材)と現像剤を撹拌しながら供給ローラに搬送するアジテータ(現像剤送り部材)との間の規制部材(仕切り部材)を、中央部で供給ローラに押し当て、両端部で供給ローラから離した現像装置が記載されている。
特開平8−44207号公報には、第1アジテータ(現像剤供給部材)と第2アジテータ(現像剤送り部材・攪拌部材)の間の仕切り壁を、中央部で高く、両側で低くした現像装置が記載されている。
特開2000−131930号公報には、中央と端部で先端形状の異なる仕切り部材を備え、磁性一成分トナーを使用する現像装置およびプロセスカートリッジが記載されている。
特開平7−333969号公報記載の現像装置では、供給ローラの中央部と規制部材とが接することにより、供給ローラ中央部での現像剤保持量が低下するため、中央部と端部で濃度差が生じ均一な濃度の画像を維持できないという問題点がある。
また、特開平8−44207号公報記載の現像装置を、非磁性一成分現像剤(以下、「非磁性一成分トナー」または単に「トナー」というときがある)を用いた系に適用した場合、中央部と端部で現像剤供給部材上に積もるトナー量が異なってしまうため、トナー担持体(現像剤担持体)へ均一なトナー塗布ができず中央部と端部とで濃度差が生じ、均一な濃度の画像を維持できないという問題点がある。
また、特開平8−44207号公報記載の現像装置を、非磁性一成分現像剤(以下、「非磁性一成分トナー」または単に「トナー」というときがある)を用いた系に適用した場合、中央部と端部で現像剤供給部材上に積もるトナー量が異なってしまうため、トナー担持体(現像剤担持体)へ均一なトナー塗布ができず中央部と端部とで濃度差が生じ、均一な濃度の画像を維持できないという問題点がある。
そこで、本発明では、非磁性一成分現像剤を用いた現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置において、中央部と端部とでの現像剤担持体への現像剤(トナー)供給量を均一に保ち均一な濃度の画像を維持しつつ、スクリュー等の特別な攪拌部材を設けることなく現像剤担持体長手方向での現像剤の循環性を向上させ、現像剤が一部分に滞留することを防止し、現像剤を現像剤担持体長手方向でスムーズに循環させるようにすることを主な目的とする。
上述した課題を解決すると共に上述した目的を達成するために、各請求項ごとの発明では、以下のような特徴ある手段・発明特定事項(以下、「構成」という)を採っている。
請求項1記載の発明は、非磁性一成分現像剤を収容する現像剤収容部と、像担持体に非磁性一成分現像剤を搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に非磁性一成分現像剤を供給する現像剤供給部と、前記現像剤収容部と現像剤供給部とに分離し現像装置本体内に開口部を形成する仕切り部材とが、それぞれ前記現像装置本体内に設けられ、前記現像剤収容部内における非磁性一成分現像剤を前記開口部を通して前記現像剤供給部に導く現像剤送り部材を前記現像剤収容部内に設けると共に、前記現像剤供給部内に導かれた非磁性一成分現像剤を前記現像剤担持体に供給する現像剤供給部材を前記仕切り部材に対向させて前記現像剤供給部内に設けた現像装置において、前記仕切り部材の前記現像剤供給部材に対向する面の形状を、凸形状または凹形状とし、かつ、前記仕切り部材と前記現像剤供給部材とを非接触とすることにより、該両部材の中央部と両端部との対向面間の隙間に差をつけたことを特徴とする。
請求項1記載の発明は、非磁性一成分現像剤を収容する現像剤収容部と、像担持体に非磁性一成分現像剤を搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に非磁性一成分現像剤を供給する現像剤供給部と、前記現像剤収容部と現像剤供給部とに分離し現像装置本体内に開口部を形成する仕切り部材とが、それぞれ前記現像装置本体内に設けられ、前記現像剤収容部内における非磁性一成分現像剤を前記開口部を通して前記現像剤供給部に導く現像剤送り部材を前記現像剤収容部内に設けると共に、前記現像剤供給部内に導かれた非磁性一成分現像剤を前記現像剤担持体に供給する現像剤供給部材を前記仕切り部材に対向させて前記現像剤供給部内に設けた現像装置において、前記仕切り部材の前記現像剤供給部材に対向する面の形状を、凸形状または凹形状とし、かつ、前記仕切り部材と前記現像剤供給部材とを非接触とすることにより、該両部材の中央部と両端部との対向面間の隙間に差をつけたことを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の現像装置において、前記仕切り部材の高さを、前記現像剤供給部材の最下点位置よりも高くしたことを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の現像装置において、前記現像剤供給部材は、ローラ形状、パドル形状または羽形状の回転体であることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1ないし3の何れか一つに記載の現像装置において、前記現像剤供給部材と前記仕切り部材との隙間が、10mm以下であることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の現像装置において、前記現像剤供給部材は、ローラ形状、パドル形状または羽形状の回転体であることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1ないし3の何れか一つに記載の現像装置において、前記現像剤供給部材と前記仕切り部材との隙間が、10mm以下であることを特徴とする。
請求項5記載の発明は、少なくとも請求項1ないし4の何れか一つに記載の現像装置を有し、該現像装置を画像形成装置本体に対して着脱自在に構成したことを特徴とするプロセスカートリッジである。
請求項6記載の発明は、少なくとも請求項1ないし4の何れか一つに記載の現像装置または請求項5記載のプロセスカートリッジを具備したことを特徴とする画像形成装置である。
請求項6記載の発明は、少なくとも請求項1ないし4の何れか一つに記載の現像装置または請求項5記載のプロセスカートリッジを具備したことを特徴とする画像形成装置である。
本発明によれば、上記課題を解決して新規な現像装置、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ができる。主な発明の効果を挙げれば、以下のとおりである。
本発明によれば、上記構成により、現像剤供給部材と仕切り部材との中央部と両端部とで非磁性一成分現像剤の粉圧差が生じ、これにより現像剤担持体長手方向での非磁性一成分現像剤の循環性を向上させることができる。
本発明によれば、上記構成により、現像剤供給部材と仕切り部材との中央部と両端部とで非磁性一成分現像剤の粉圧差が生じ、これにより現像剤担持体長手方向での非磁性一成分現像剤の循環性を向上させることができる。
以下、図を参照して、本発明を実施するための最良の形態および実施例を含む実施形態を説明する。各実施形態および実施例等に亘り、同一の機能を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。図および説明の簡明化を図るため、図に表されるべき構成要素であっても、その図において特別に説明する必要がないものは適宜断わりなく省略することがある。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る画像形成装置の一例としてのカラーレーザプリンタを示す。まず、図1を参照して、カラーレーザプリンタの全体構成および動作を説明する。同図において、符号Aは、カラーレーザプリンタのプリンタ装置本体Aを示す。
プリンタ装置本体A内には、感光体装置10がほぼ中央に配置されている。感光体装置10には、エンドレスベルト状の像担持体12が複数のローラ11に掛け渡されて張設されている。像担持体12の表面には、有機感光層が形成されている。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る画像形成装置の一例としてのカラーレーザプリンタを示す。まず、図1を参照して、カラーレーザプリンタの全体構成および動作を説明する。同図において、符号Aは、カラーレーザプリンタのプリンタ装置本体Aを示す。
プリンタ装置本体A内には、感光体装置10がほぼ中央に配置されている。感光体装置10には、エンドレスベルト状の像担持体12が複数のローラ11に掛け渡されて張設されている。像担持体12の表面には、有機感光層が形成されている。
感光体装置10の周りには、帯電装置14、書込み装置15、非磁性一成分現像剤を用いた4つの現像ユニット16A、中間転写装置17、クリーニング装置18等が配置されている。
帯電装置14は、像担持体12の表面に高電圧を印加することにより像担持体12の表面を一様に帯電する。
書込み装置15は、例えばコンピュータからのカラー画像信号に基づき、図示しないレーザダイオード(LD)からレーザ光を発し、そのレーザ光をポリゴンミラー20、fθレンズ21、反射ミラー22などの光走査光学系を介して像担持体12上に出射して、それぞれイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(BK)の画像信号に対応した書込みを行い、像担持体12上に静電潜像を形成する。
帯電装置14は、像担持体12の表面に高電圧を印加することにより像担持体12の表面を一様に帯電する。
書込み装置15は、例えばコンピュータからのカラー画像信号に基づき、図示しないレーザダイオード(LD)からレーザ光を発し、そのレーザ光をポリゴンミラー20、fθレンズ21、反射ミラー22などの光走査光学系を介して像担持体12上に出射して、それぞれイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(BK)の画像信号に対応した書込みを行い、像担持体12上に静電潜像を形成する。
各現像ユニット16Aは、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(BK)のうちの何れか1つの非磁性一成分現像剤(以下、単に「トナー」というときがある)を収納した図2等に詳しく示す現像装置16を有し、それぞれプリンタ装置本体Aに対して着脱自在に多段に構成されている。そして、4つの現像ユニット16Aのうちの何れか1つが選択的に像担持体12に近接して、現像装置16の現像器ケース24の開口部に収納されているローラ状のトナー担持体7が像担持体12に接触するかまたは近接する。現像装置16の細部構成等は、後述する。
各現像ユニット16Aは、プロセスカートリッジとして最も簡素な構成であり、図2等に示す現像装置16を、プロセスカートリッジ容器としてのユニットケース25(図において黒太線で示す)内に収納したものである。各現像ユニット16A内に収納されている現像装置16の現像器ケース24内には、図1には図示しないトナーが予め収納されている。
各現像ユニット16Aは、プロセスカートリッジとして最も簡素な構成であり、図2等に示す現像装置16を、プロセスカートリッジ容器としてのユニットケース25(図において黒太線で示す)内に収納したものである。各現像ユニット16A内に収納されている現像装置16の現像器ケース24内には、図1には図示しないトナーが予め収納されている。
中間転写装置17は、1次転写手段としての機能を有し、複数のローラ27に掛け渡されたエンドレスの中間転写ベルト28を有する。中間転写ベルト28の表面には、像担持体12と同様に有機感光層が形成されている。そして、中間転写ベルト28の周りには、図において破線で示す転写材搬送路30を挟んで2次転写手段としての中間転写ローラ31がローラ27に対向して、また中間転写ベルト28をクリーニングするクリーニング装置32が図において真上のローラ27に対向して、それぞれ配置されている。
像担持体12をクリーニングするクリーニング装置18は、像担持体12にクリーニングブレードを押し当てて配置されている。なお、中間転写ベルト28のクリーニング装置32にも、同様に、中間転写ベルト28にそのクリーニングブレードを押し当てて配置されている。
像担持体12をクリーニングするクリーニング装置18は、像担持体12にクリーニングブレードを押し当てて配置されている。なお、中間転写ベルト28のクリーニング装置32にも、同様に、中間転写ベルト28にそのクリーニングブレードを押し当てて配置されている。
また、プリンタ装置本体Aには、底部に、給紙カセット34が挿脱自在に配設されている。給紙カセット34内に収容されるシート状記録媒体の一例としての転写材は、給紙コロ35の回転により繰り出されて、転写材搬送路30内に送り込まれ、さらに搬送コロ36で搬送され、レジストローラ対37でタイミングを取って中間転写ベルト28と中間転写ローラ31との間に向けて送り込まれる。
転写材搬送路30の下流には、定着装置38に続き、排紙ローラ対39が配設されている。また、プリンタ装置本体A上には、画像形成済みの転写材をフェイスダウンでスタックする排紙スタック部40が配設されている。
転写材搬送路30の下流には、定着装置38に続き、排紙ローラ対39が配設されている。また、プリンタ装置本体A上には、画像形成済みの転写材をフェイスダウンでスタックする排紙スタック部40が配設されている。
このレーザプリンタで記録を行うときは、各ローラ11、27が回転することにより、像担持体12および中間転写ベルト28がそれぞれ図中矢印方向に回転搬送すると共に、所定のタイミングで給紙コロ35が回転することで、転写材が転写材搬送路30を通して中間転写ベルト28と中間転写ローラ31との間に送り込まれる。
そして、帯電装置14により像担持体12の表面が一様に帯電され、書込み装置15の作動によって書込みが行われて、逐次、像担持体12上に色ごとに静電潜像が形成される。次いで、現像装置16の作動により、静電潜像と逆の電荷に帯電されたトナーが像担持体12上の静電潜像形成部分に静電的に付着し、色別に可視像化される。その各色画像は、トナーと逆の電荷が印加されることにより中間転写ベルト28上に各色別に転写され、4色合成されたカラー画像が形成される。
中間転写ベルト28上に形成されたカラー画像は、中間転写ローラ31で、トナーと逆の電荷が印加されることにより転写材に一括転写される。画像転写後の転写材は、定着装置38によって溶融加圧定着された後、排紙ローラ対39により排紙スタック部40上に排出されてスタックされる。
そして、帯電装置14により像担持体12の表面が一様に帯電され、書込み装置15の作動によって書込みが行われて、逐次、像担持体12上に色ごとに静電潜像が形成される。次いで、現像装置16の作動により、静電潜像と逆の電荷に帯電されたトナーが像担持体12上の静電潜像形成部分に静電的に付着し、色別に可視像化される。その各色画像は、トナーと逆の電荷が印加されることにより中間転写ベルト28上に各色別に転写され、4色合成されたカラー画像が形成される。
中間転写ベルト28上に形成されたカラー画像は、中間転写ローラ31で、トナーと逆の電荷が印加されることにより転写材に一括転写される。画像転写後の転写材は、定着装置38によって溶融加圧定着された後、排紙ローラ対39により排紙スタック部40上に排出されてスタックされる。
画像転写後の像担持体12は、クリーニング装置18のクリーニングブレードにより転写残トナーが除去されて、次の画像形成に備える。また、画像転写後の中間転写ベルト28も、クリーニング装置32のクリーニングブレードにより転写残トナーが除去されて、次の画像形成に備える。
次に、図2および図3を参照して、現像装置16の構成および動作を詳述する。上述したように、4つの現像装置16は、トナーの色が異なるだけで実質的な構成は同様である。
現像装置16は、図2および図3に示すように、現像装置本体としての現像器ケース24内に設けられ、非磁性一成分現像剤としてのトナーTを収容する現像剤収容部としてのトナー収容部1と、現像器ケース24内に設けられ、像担持体12にトナーTを搬送・付与する現像剤担持体としてのトナー担持体7と、現像器ケース24内に設けられ、トナー担持体7にトナーTを供給する現像剤供給部としてのトナー供給部3と、現像器ケース24内に設けられ、トナー収容部1とトナー供給部3とに分離し現像器ケース24内に開口部としての開口5を形成する仕切り部材4と、トナー収容部1内に設けられ、現像器ケース24内におけるトナーTを開口5を通してトナー供給部3に導く複数の現像剤送り部材としてのトナー送り部材2と、トナー供給部3内に仕切り部材4に対向させて設けられ、トナー供給部3内に導かれたトナーTをトナー担持体7に塗布・供給する現像剤供給部材としてのトナー供給部材6と、トナー供給部3内に設けられ、トナー担持体7に塗布・供給されたトナーTの層を一定の厚みに規制して摩擦帯電させる層規制部材8等を具備している。
現像装置16は、図2および図3に示すように、現像装置本体としての現像器ケース24内に設けられ、非磁性一成分現像剤としてのトナーTを収容する現像剤収容部としてのトナー収容部1と、現像器ケース24内に設けられ、像担持体12にトナーTを搬送・付与する現像剤担持体としてのトナー担持体7と、現像器ケース24内に設けられ、トナー担持体7にトナーTを供給する現像剤供給部としてのトナー供給部3と、現像器ケース24内に設けられ、トナー収容部1とトナー供給部3とに分離し現像器ケース24内に開口部としての開口5を形成する仕切り部材4と、トナー収容部1内に設けられ、現像器ケース24内におけるトナーTを開口5を通してトナー供給部3に導く複数の現像剤送り部材としてのトナー送り部材2と、トナー供給部3内に仕切り部材4に対向させて設けられ、トナー供給部3内に導かれたトナーTをトナー担持体7に塗布・供給する現像剤供給部材としてのトナー供給部材6と、トナー供給部3内に設けられ、トナー担持体7に塗布・供給されたトナーTの層を一定の厚みに規制して摩擦帯電させる層規制部材8等を具備している。
図2に示すように、トナー収容部1内に設けられた2つのトナー送り部材2は時計回り方向に回転し、トナー収容部1内に収容されたトナーTをトナー供給部3に送り出す。トナー収容部1とトナー供給部3との間には、仕切り部材4が上方に延在して配設されている。仕切り部材4は、現像器ケース24と一体的に形成されていて、トナー収容部1とトナー供給部3とを分離すると共にトナーを付着・凝集させないようにするという機能を満足するために、例えばフッ素系樹脂あるいはウレタン樹脂等で形成されている。
図において上部の現像器ケース24の内壁面と仕切り部材4の上端面との間には、開口5が設けられており、各トナー送り部材2の回転搬送動作によって開口5からトナー供給部3へとトナーTを移動させる。
ここで、本発明における「現像装置本体内に開口部を形成する仕切り部材」とは、本実施形態のように、現像器ケース24と一体的に形成されていて現像器ケース24内に開口5を形成する仕切り部とも呼ぶべきことを意味する他、仕切り部材自体に開口部が形成されている場合も含む広い概念を意味する。従って、仕切り部材としては、文字通り現像器ケースと別体の部材で形成されていて、同現像器ケース内に取り付けられる部材も含まれる。
図において上部の現像器ケース24の内壁面と仕切り部材4の上端面との間には、開口5が設けられており、各トナー送り部材2の回転搬送動作によって開口5からトナー供給部3へとトナーTを移動させる。
ここで、本発明における「現像装置本体内に開口部を形成する仕切り部材」とは、本実施形態のように、現像器ケース24と一体的に形成されていて現像器ケース24内に開口5を形成する仕切り部とも呼ぶべきことを意味する他、仕切り部材自体に開口部が形成されている場合も含む広い概念を意味する。従って、仕切り部材としては、文字通り現像器ケースと別体の部材で形成されていて、同現像器ケース内に取り付けられる部材も含まれる。
トナー供給部3内に設けられたトナー供給部材6は、ローラ形状、パドル形状または羽形状の回転体であり、トナー担持体7と仕切り部材4との間に、トナー担持体7と当接または非接触状態で配置される。トナー供給部材6として特に望ましいものは、表面に空孔(セル)を有した構造の発泡材料で被覆されたローラ形状のものであって、トナー担持体7と仕切り部材4との間にトナー担持体7と当接させて配置される。
発泡材料で被覆されたローラ形状のトナー供給部材6(以下、ローラ形状のそれを「トナー供給ローラ6」というときがある)の表面は、空孔(セル)を有した構造の発泡材料で被覆されており、トナー供給ローラ6上におけるトナー付着量を確保すると共に、トナー担持体7との当接部での圧力集中によるトナーTの劣化を防止している。また、トナー供給ローラ6の発泡材料には、カーボン微粒子を含有させた導電性のものが用いられ、トナー供給ローラ6の電気抵抗値としては103〜1012Ωに設定される。
トナー供給ローラ6には、現像バイアスに対してトナーの帯電極性と同方向にオフセットさせた値の供給バイアスが印加される。この供給バイアスは、トナー担持体7との当接部で予備帯電されたトナーTをトナー担持体7に押し付ける方向に作用する。トナー供給ローラ6は時計回り方向に回転し、表面に付着させたトナーTをトナー担持体7の表面に塗布・供給する。
トナー担持体7には、弾性ゴム層7aを被覆したローラが用いられ、さらに弾性ゴム層7aの表面にはトナーTと逆の極性に帯電しやすい材料から成る表面コート層7bが設けられる。弾性ゴム層7aは、層規制部材8との当接部での圧力集中によるトナー劣化を防止するために、JIS−Aで60度以下の硬さに設定される。表面コート層7bの表面粗さは、JIS B 0601の中心線平均粗さ:Ra(測定長さ L=4.0mm)で0.3〜2.0μmに設定され、必要量のトナーTが表面に保持される。
また、トナー担持体7には、像担持体12との間に電界を形成させるための現像バイアスが印加されるので、弾性ゴム層7aは103〜1010Ωの電気抵抗値に設定される。トナー担持体7は、図2および図3においては時計回り方向(図1では反時計回り方向)に回転し、表面に保持したトナーTを層規制部材8および像担持体12との対向位置へと搬送する。
また、トナー担持体7には、像担持体12との間に電界を形成させるための現像バイアスが印加されるので、弾性ゴム層7aは103〜1010Ωの電気抵抗値に設定される。トナー担持体7は、図2および図3においては時計回り方向(図1では反時計回り方向)に回転し、表面に保持したトナーTを層規制部材8および像担持体12との対向位置へと搬送する。
層規制部材8は、トナー供給ローラ6とトナー担持体7との当接位置よりも低い位置に設けられる。層規制部材8には、ステンレス鋼(SUS)やリン青銅等の金属板バネ材料を用い、自由端側をトナー担持体7の表面(表面コート層7b)に10〜40N/mの押圧力で当接させた状態で、その押圧下を通過したトナーTを薄層化すると共に摩擦帯電によって電荷を付与する。さらに、層規制部材8には、摩擦帯電を補助するために、現像バイアスに対してトナーの帯電極性と同方向にオフセットさせた値の規制バイアスが印加される。
像担持体12は、上記したように無端ベルトであり、両図中矢印で示す方向に回転・走行しており、従ってトナー担持体7の表面は像担持体12との対向位置において像担持体12の進行方向と同方向に移動する。
像担持体12は、上記したように無端ベルトであり、両図中矢印で示す方向に回転・走行しており、従ってトナー担持体7の表面は像担持体12との対向位置において像担持体12の進行方向と同方向に移動する。
薄層化されたトナーTは、トナー担持体7の回転によって像担持体12との対向位置へ搬送され、トナー担持体7に印加された現像バイアスと像担持体12上の静電潜像によって形成される潜像電界に応じて、像担持体12表面に移動し現像・可視像化される。
像担持体12上に現像されずにトナー担持体7上に残されたトナーTが再びトナー供給部3へ戻る部分には、図3に拡大して示す入口シール9がトナー担持体7に当接して設けられており、トナーTが現像装置16の外部に漏れ出ないように封止される。
説明が前後するが、トナー送り部材2、トナー供給部材6、トナー担持体7は、それぞれ、現像器ケース24の両内側壁に軸支されることにより、図2等に矢印で示した回転方向に回転自在に支持されている。
像担持体12上に現像されずにトナー担持体7上に残されたトナーTが再びトナー供給部3へ戻る部分には、図3に拡大して示す入口シール9がトナー担持体7に当接して設けられており、トナーTが現像装置16の外部に漏れ出ないように封止される。
説明が前後するが、トナー送り部材2、トナー供給部材6、トナー担持体7は、それぞれ、現像器ケース24の両内側壁に軸支されることにより、図2等に矢印で示した回転方向に回転自在に支持されている。
図1ないし図3では、トナー担持体7と像担持体12とは接触した状態で示されているが、非接触で配置されていても構わない。また、像担持体12は無端ベルト状の形態が示されているが、これに限らず、後述する図6に示すようにドラム状の形態である像担持体42であっても構わない。
図4を参照して、本実施形態において上述した現像装置16の構成部品・部材の基本仕様の下で、少なくとも数十回の確認試験を行って確認した実施例1を説明する。本実施例で特徴をなす構成は、仕切り部材4とトナー供給部材6との形状・寸法および配置構成にある。
トナー供給部材6として特に望ましいものは、表面に空孔(セル)を有した構造の発泡材料で被覆されたローラ形状のものであって、トナー担持体7と仕切り部材4との間にトナー担持体7と当接して配置される。具体的に使用した発泡材料としては、ポリウレタンをカーボン含浸させたもので、セル数が30個(個/25mm)〜70個(個/25mm)であり、半導電性の電気特性を有するものを使用した。
ローラ形状のトナー供給部材6は、その外径が11mmで、その軸方向(長手方向)の長さが220mmのものを用いた。
ローラ形状のトナー供給部材6は、その外径が11mmで、その軸方向(長手方向)の長さが220mmのものを用いた。
トナー担持体7としては、上記材質仕様で、その外径が16mmで、その軸方向(長手方向)の長さが230mmのものを用いた。
確認試験に用いた画像形成装置としては、株式会社リコー製の「imagio Neo 240」を改造し、その現像装置に上記形状・寸法仕様の仕切り部材4とローラ形状のトナー供給部材6とを試験用に組み込んで行った。これは、後述の実施例2および3でも同様である。
確認試験に用いた画像形成装置としては、株式会社リコー製の「imagio Neo 240」を改造し、その現像装置に上記形状・寸法仕様の仕切り部材4とローラ形状のトナー供給部材6とを試験用に組み込んで行った。これは、後述の実施例2および3でも同様である。
その他の試験条件およびトナー循環の観察方法は、下記のとおりである。
トナーとしては、エプソン製の「LP1500C」仕様の非磁性一成分トナーを用いた。
詳細な試験(実験)内容
実験環境 : 温度24℃、湿度50%
現像剤担持体の回転周速 : 150mm/sから200mm/sの範囲で検討
現像剤供給部材の回転周速 : 100mm/sから250mm/sの範囲で検討
仕切り部材の高さ : 現像剤供給部材の最下点、
現像剤供給部材の軸中央、
現像剤供給部材の最高点より1mm程度上
以上3点にておこなった。
仕切り部材と現像剤供給部材との隙間距離は、0.5mm以上で設定。
仕切り部材と現像剤供給部材との隙間の中央部と端部の差は、0.5mm以上で設定。
トナーとしては、エプソン製の「LP1500C」仕様の非磁性一成分トナーを用いた。
詳細な試験(実験)内容
実験環境 : 温度24℃、湿度50%
現像剤担持体の回転周速 : 150mm/sから200mm/sの範囲で検討
現像剤供給部材の回転周速 : 100mm/sから250mm/sの範囲で検討
仕切り部材の高さ : 現像剤供給部材の最下点、
現像剤供給部材の軸中央、
現像剤供給部材の最高点より1mm程度上
以上3点にておこなった。
仕切り部材と現像剤供給部材との隙間距離は、0.5mm以上で設定。
仕切り部材と現像剤供給部材との隙間の中央部と端部の差は、0.5mm以上で設定。
現像剤循環性評価方法は、下記のとおりである。
現像剤供給部内を長手方向に4等分にエリア分けをし、一方の端部にシアントナー、もう一方の端部にマゼンタトナー、二つの中央部エリアにイエロートナーを充填し、画像形成装置にセットする。各接点に所定のバイアスを印加し、現像器を駆動させ、幅10mm現像剤担持体長手方向200mmの帯状のベタ画像を駆動開始直後から20秒毎に計20枚印字し紙に出力する。その出力した画像を、長手方向で5mm間隔毎に色彩色差計にて測色し、色データを得、長手方向それぞれの位置での色データの経時変化をつかむことで、現像剤の循環性(混ざり)の良し悪しを評価した。
現像剤供給部内を長手方向に4等分にエリア分けをし、一方の端部にシアントナー、もう一方の端部にマゼンタトナー、二つの中央部エリアにイエロートナーを充填し、画像形成装置にセットする。各接点に所定のバイアスを印加し、現像器を駆動させ、幅10mm現像剤担持体長手方向200mmの帯状のベタ画像を駆動開始直後から20秒毎に計20枚印字し紙に出力する。その出力した画像を、長手方向で5mm間隔毎に色彩色差計にて測色し、色データを得、長手方向それぞれの位置での色データの経時変化をつかむことで、現像剤の循環性(混ざり)の良し悪しを評価した。
図4に示すように、現像装置16に設けられた仕切り部材4のローラ形状のトナー供給部材6に対向する面4aの形状を凸形状とし、かつ、仕切り部材4とローラ形状のトナー供給部材6と最も近い位置となる中央部での隙間距離δaを0.5mmとし、仕切り部材4とローラ形状のトナー供給部材6とが最も離れる位置となる両端部での隙間距離δbを10mmとしたとき、その仕切り部材4とトナー供給部材6との隙間が広い両端部ではトナーが図2において上下方向に流れやすくなるため粉圧が下がり、その仕切り部材4とトナー供給部材6との隙間が狭い中央部ではトナーが上下方向に流れにくくなるため粉圧は上がる。
この結果、トナーは粉圧の高い中央部から粉圧の低い両端部へと流れやすくなり、トナー担持体7の長手方向(軸方向)でのトナー循環が生じた。
この結果、トナーは粉圧の高い中央部から粉圧の低い両端部へと流れやすくなり、トナー担持体7の長手方向(軸方向)でのトナー循環が生じた。
実施例2は、実施例1における仕切り部材4の面4aの凸形状とは逆に、仕切り部材4のローラ形状のトナー供給部材6に対向する面4aの形状を凹形状とした点が主に相違する。
実施例1と同一の確認試験条件にて行った試験結果によると、仕切り部材4とローラ形状のトナー供給部材6との中央部での隙間距離δaを10mmと広くし、仕切り部材4とローラ形状のトナー供給部材6との両端部での隙間距離δbを1mmと狭くしたときも、中央部と両端部とで粉圧差が生じ、トナー担持体7の長手方向(軸方向)でトナー循環が生じた。
実施例1と同一の確認試験条件にて行った試験結果によると、仕切り部材4とローラ形状のトナー供給部材6との中央部での隙間距離δaを10mmと広くし、仕切り部材4とローラ形状のトナー供給部材6との両端部での隙間距離δbを1mmと狭くしたときも、中央部と両端部とで粉圧差が生じ、トナー担持体7の長手方向(軸方向)でトナー循環が生じた。
実施例1および2において、仕切り部材4とローラ形状のトナー供給部材6との隙間距離δaまたはδbを広い部分で10mmを超えて設定してもトナー循環は生じるが、隙間距離δaまたはδbが広すぎるとその部分での粉圧が低下しすぎてしまい、トナー担持体7へのトナー供給量も低下し画像濃度が低下してしまう結果となった。
上記各仕様の仕切り部材4の上端面の高さを、ローラ形状のトナー供給部材6の最上点およびトナー供給部材6の最上点と最下点との間の位置で設定したとき、上記で述べたトナー循環現象を生じさせることができた。一方、上記にある仕切り部材4の高さをトナー供給部材6の最下点の位置よりも下に設定したとき、上記で述べたトナー循環現象を生じさせることができなかった。
上述したとおり、本実施形態および実施例1ないし3によれば、次の利点・作用効果を奏する。
第1に、仕切り部材4のトナー供給部材6に対向する面4aの形状を、凸形状または凹形状とし、かつ、仕切り部材4とトナー供給部材6とを非接触としたことにより、トナー供給部材6と仕切り部材4との隙間がそれらの中央部と両端部とで差を生じるので、トナー供給部材6と仕切り部材4の中央部と両端部とでトナーの粉圧差が発生し、これによりトナー担持体7の長手方向(軸方向)でのトナー循環性を向上させることができる。
ここで、「仕切り部材4とトナー供給部材6とを非接触とした」とは、仕切り部材4とトナー供給部材6とを非接触で配置したことを意味するほか、トナー供給部材6に対する仕切り部材4の形状寸法を非接触となるように形成することも意味し、あるいは上記両方を含む場合も意味する。
第2に、トナー供給部材6と仕切り部材4との隙間距離を、軸方向に亘り10mm以下に設定することで、その中央部と両端部とを含む軸方向の全領域で、充分かつ均一量のトナーをトナー担持体7に塗布することができる。
第1に、仕切り部材4のトナー供給部材6に対向する面4aの形状を、凸形状または凹形状とし、かつ、仕切り部材4とトナー供給部材6とを非接触としたことにより、トナー供給部材6と仕切り部材4との隙間がそれらの中央部と両端部とで差を生じるので、トナー供給部材6と仕切り部材4の中央部と両端部とでトナーの粉圧差が発生し、これによりトナー担持体7の長手方向(軸方向)でのトナー循環性を向上させることができる。
ここで、「仕切り部材4とトナー供給部材6とを非接触とした」とは、仕切り部材4とトナー供給部材6とを非接触で配置したことを意味するほか、トナー供給部材6に対する仕切り部材4の形状寸法を非接触となるように形成することも意味し、あるいは上記両方を含む場合も意味する。
第2に、トナー供給部材6と仕切り部材4との隙間距離を、軸方向に亘り10mm以下に設定することで、その中央部と両端部とを含む軸方向の全領域で、充分かつ均一量のトナーをトナー担持体7に塗布することができる。
第3に、トナー供給部材6を、ローラ形状、パドル形状または羽形状の回転体としたので、上記構成により、第1の作用効果を得るための機能を効果的に発現させることができる。
第4に、仕切り部材4の高さを、トナー供給部材6の最下点の位置よりも高くすることで、トナー担持体7の長手方向での良好なトナー循環機能を効果的に発現させることができる。
第5に、現像ユニット16Aが簡素なプロセスカートリッジを構成しているので、カラーレーザプリンタ(画像形成装置)のプリンタ装置本体Aへの着脱を容易にすることができる。
第6に、カラーレーザプリンタの中に第1の実施形態および実施例1ないし3に記載した現像装置16を備えているので、良好な画像を出力することができる。
第4に、仕切り部材4の高さを、トナー供給部材6の最下点の位置よりも高くすることで、トナー担持体7の長手方向での良好なトナー循環機能を効果的に発現させることができる。
第5に、現像ユニット16Aが簡素なプロセスカートリッジを構成しているので、カラーレーザプリンタ(画像形成装置)のプリンタ装置本体Aへの着脱を容易にすることができる。
第6に、カラーレーザプリンタの中に第1の実施形態および実施例1ないし3に記載した現像装置16を備えているので、良好な画像を出力することができる。
(第2の実施形態)
図6に、第2の実施形態に係るプロセスカートリッジ50を示す。
プロセスカートリッジ50は、第1の実施形態の現像装置16を、ドラム状の像担持体42、クリーニング装置48、帯電装置34と共に一体型のカートリッジ容器51内に設けたものであり、このプロセスカートリッジ50を図示しない画像形成装置の装置本体に対して一括して着脱自在に構成したものである。
図6において、符号52は、図1に示したと同様の書込み装置15から出射されるレーザ光を示す。
図示しない画像形成装置の例としては、例えば特開2005−70497号公報の図5に示されている各画像形成部に代えて、プロセスカートリッジ50を着脱自在に配設すれば良い。
図6に、第2の実施形態に係るプロセスカートリッジ50を示す。
プロセスカートリッジ50は、第1の実施形態の現像装置16を、ドラム状の像担持体42、クリーニング装置48、帯電装置34と共に一体型のカートリッジ容器51内に設けたものであり、このプロセスカートリッジ50を図示しない画像形成装置の装置本体に対して一括して着脱自在に構成したものである。
図6において、符号52は、図1に示したと同様の書込み装置15から出射されるレーザ光を示す。
図示しない画像形成装置の例としては、例えば特開2005−70497号公報の図5に示されている各画像形成部に代えて、プロセスカートリッジ50を着脱自在に配設すれば良い。
従って、本実施形態によれば、上述した第1の実施形態および実施例1ないし3における第1ないし第4の利点・作用効果を奏することは元より、プロセスカートリッジ50を有しているので、例えば上記図示しない画像形成装置の装置本体への着脱を容易にすることができる。
また、図示しない画像形成装置の中に第1の実施形態および実施例1ないし3に記載した現像装置16を備えているので、良好な画像を出力することができる。
また、図示しない画像形成装置の中に第1の実施形態および実施例1ないし3に記載した現像装置16を備えているので、良好な画像を出力することができる。
プロセスカートリッジ50に限らず、ドラム状の像担持体42、クリーニング装置48および帯電装置34のうちの少なくとも1つと、現像装置16とを有し、これらを一体型のカートリッジ容器(図示せず)内に設けたものであって、このプロセスカートリッジを図示しない画像形成装置の装置本体に対して一括して着脱自在に構成したものであっても良い。
以上述べたとおり、本発明を特定の実施形態や変形例等について説明したが、本発明が開示する技術的範囲は、上述した実施形態や実施例等に例示されているものに限定されるものではなく、それらを適宜組み合わせて構成してもよく、本発明の範囲内において、その必要性および用途等に応じて種々の実施形態や変形例あるいは実施例を構成し得ることは当業者ならば明らかである。
1 トナー収容部(現像剤収容部)
2 トナー送り部材(現像剤送り部材)
3 トナー供給部(現像剤供給部)
4 仕切り部材
5 開口(開口部)
6 トナー供給部材(現像剤供給部材)
7 トナー担持体(現像剤担持体)
10 感光体装置
12、42 像担持体
14、44 帯電装置
16 現像装置
16A 現像ユニット(プロセスカートリッジ)
18、48 クリーニング装置
24 現像器ケース
28 中間転写ベルト
50 プロセスカートリッジ
51 カートリッジ容器
T トナー(非磁性一成分現像剤)
2 トナー送り部材(現像剤送り部材)
3 トナー供給部(現像剤供給部)
4 仕切り部材
5 開口(開口部)
6 トナー供給部材(現像剤供給部材)
7 トナー担持体(現像剤担持体)
10 感光体装置
12、42 像担持体
14、44 帯電装置
16 現像装置
16A 現像ユニット(プロセスカートリッジ)
18、48 クリーニング装置
24 現像器ケース
28 中間転写ベルト
50 プロセスカートリッジ
51 カートリッジ容器
T トナー(非磁性一成分現像剤)
Claims (6)
- 非磁性一成分現像剤を収容する現像剤収容部と、像担持体に非磁性一成分現像剤を搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に非磁性一成分現像剤を供給する現像剤供給部と、前記現像剤収容部と現像剤供給部とに分離し現像装置本体内に開口部を形成する仕切り部材とが、それぞれ前記現像装置本体内に設けられ、前記現像剤収容部内における非磁性一成分現像剤を前記開口部を通して前記現像剤供給部に導く現像剤送り部材を前記現像剤収容部内に設けると共に、前記現像剤供給部内に導かれた非磁性一成分現像剤を前記現像剤担持体に供給する現像剤供給部材を前記仕切り部材に対向させて前記現像剤供給部内に設けた現像装置において、
前記仕切り部材の前記現像剤供給部材に対向する面の形状を、凸形状または凹形状とし、かつ、前記仕切り部材と前記現像剤供給部材とを非接触とすることにより、該両部材の中央部と両端部との対向面間の隙間に差をつけたことを特徴とする現像装置。 - 前記仕切り部材の高さを、前記現像剤供給部材の最下点位置よりも高くしたことを特徴とする請求項1記載の現像装置。
- 前記現像剤供給部材は、ローラ形状、パドル形状または羽形状の回転体であることを特徴とする請求項1または2記載の現像装置。
- 前記現像剤供給部材と前記仕切り部材との隙間が、10mm以下であることを特徴とする請求項1ないし3の何れか一つに記載の現像装置。
- 少なくとも請求項1ないし4の何れか一つに記載の現像装置を有し、該現像装置を画像形成装置本体に対して着脱自在に構成したことを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 少なくとも請求項1ないし4の何れか一つに記載の現像装置または請求項5記載のプロセスカートリッジを具備したことを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005147958A JP2006323258A (ja) | 2005-05-20 | 2005-05-20 | 現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 |
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Publications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008157989A (ja) * | 2006-12-20 | 2008-07-10 | Kyocera Mita Corp | クリーニング装置及びこれを搭載した画像形成装置 |
JP2010039134A (ja) * | 2008-08-04 | 2010-02-18 | Ricoh Co Ltd | 現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 |
-
2005
- 2005-05-20 JP JP2005147958A patent/JP2006323258A/ja active Pending
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