JP2007128070A - 溜まり内質量変動許容型現像器ハウジング - Google Patents

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Abstract

【課題】現像領域内に向かう現像素材量を一定化する。
【解決手段】現像器ハウジング内にあり現像素材を所定量まで貯留可能な現像素材溜まりから、現像器ハウジング内に可回転実装され現像領域内で光導電部材上の潜像に現像素材中のトナー粒子を転写する現像部材40,41へと、混合/汲上オーガ130及び下側移送オーガ132を含む移送システムによって現像素材を移送する。オーガ130,132間に位置する壁部材146には、汲上部200に隣り合う位置に開口するよう、抜き口145を設ける。汲上部200内現像素材容積が実質的に満杯であるとき、オーガ130によりその収容先オーガチャネル内で混合され、経路沿いに移送されてきた現像素材のうちの超過分は、抜き口145を介してその隣のオーガチャネル内に漏出し、オーガ132によってそのオーガチャネル内の経路205沿いに移送され、再流通にまわる。
【選択図】図5

Description

本発明は、大まかには静電潜像の現像に関し、より詳細には、その溜まり内質量変動に対する許容度を高めた現像器ハウジングを備える現像器に関する。
静電写真印刷プロセスにおいては、一般に、略均一電位となるよう光導電面を帯電させることによってその光導電面に感光性を付与し、次いで所望画像に相応したパターンを有する活性化輻射により光導電面上の電荷を部位選択的に散逸させ、その後に残った帯電パターン即ち静電潜像に現像素材を接触させて現像し、この現像によって形成されたトナー粉体像を光導電面からコピーシート上に転写し、最後にその粉体像を加熱してコピーシート上に永久固着させることにより、画像を形成する。
こうしたプロセスにて常用される現像素材としては、二成分現像素材及び一成分現像素材がある。通常、二成分現像素材例えば二成分トナーは磁性キャリア細粒及びこれに摩擦電気により吸着しているトナー粒子からなり、一成分現像素材例えば一成分トナーは静電荷を帯びており従って光導電面上の潜像に吸引吸着され得るトナー粒子からなる。
更に、光導電面上の潜像にトナー粒子を被着させるシステムは現像システムと呼ばれている。種々知られている現像システムのうち一成分現像システムにおいては、帯電したトナーを移送する手段としてドナーロールが用いられる。ドナーロールはそのドナーロールと光導電面との間に現像ニップが形成されるように配置され、当該現像ニップ内に帯電トナーを送り込むのに使用される。光導電面上に記録済の潜像をこのトナーによって現像する際には、更に機械式スカベンジレス現像システムを併用することができる。スカベンジレス一成分現像システムとは、ドナーロールに対して小間隔で隣接するよう現像領域内に複数本のワイヤ電極を設け、これを利用するシステムであり、これらワイヤ電極に交流電圧を印加するとトナーがドナーロールから引き剥がされ、現像領域内にトナー粉体雲が形成される。潜像に発する静電界はこのトナー粉体雲に作用し、その結果トナー粉体雲から吸引されるトナーによって潜像が現像される。
スカベンジレス現像システムには、この他、キャリアビーズ(キャリア細粒)及びトナー粒子からなる現像素材をリザーバ(現像器ハウジング内の現像素材溜まり)から磁性現像ロールへと磁気的に吸引吸着させ(ピックアップし)、磁性現像ロール上のキャリアビーズからトナー粒子をドナーロールへと吸引吸着させ、そしてドナーロールによってそれらトナー粒子を潜像近辺に搬送する、という仕組みの二成分現像システムもある。
米国特許第6546225号明細書(B2)
このような二成分現像システムにおいては、その現像ロール上に均一厚み現像素材層を形成する必要がある。これを実行するには、溜まり内質量変動、マシン傾斜、トナー濃度、環境条件等の影響を克服しなければならない。そのため従来から採られているのは、上掲の磁気的ピックアップによるピックアップ量を所要量よりかなり多めにしておき、余分な現像素材をトリミングにより除去する、という仕組みである。この手法によれば、相反する条件群が成り立つ限られた範囲内ではあれ、現像ロール上の現像素材量を磁気ブラシの全面形成に十分な量とすることができる。反面、この仕組みでは、現像ロール上に最初に捕捉した現像素材のうちかなりの量(例えば基準条件下では恐らく80%程にも上る量)の現像素材が、トリミングにより除去されてしまう。一般にピックアップ用磁界が非常に強力なものとされることと相俟って、こうした仕組みによる二成分現像システムにおいては、現像ロール表面の摩耗が甚だしく、現像素材寿命も短く、エネルギ的な無駄も多いという問題が生じていた。
こうしたことから、現像器及びそのハウジングの構成に関し、現像領域(例えば磁性現像ロールとドナーロールの間の現像ニップ)内に向かう現像素材流の規模乃至現像素材量を一定化できる構成とすること、特に、現像素材溜まり内にある現像素材の質量(溜まり内質量)又は体積(溜まり内体積)が、従来手法で対処できる範囲に比べ広範囲に変動しても、それに対処して現像領域行き現像素材流(量)を一定化できる構成とすることが、望まれている。
ここに、本発明の一実施形態に係る現像システムにおいては、その現像器ハウジング内に、上側移送オーガ、混合/汲上オーガ及び下側(例えば下手前側)移送オーガなる三種類のオーガと、上側磁性現像ロール及び下側磁性現像ロールなる二種類の磁性現像ロールとが、収容される。動作時には、現像器ハウジング内の現像素材溜まりにある現像素材が混合/汲上オーガにより形成される汲上部によって上側移送オーガ側へと押送され、上側移送オーガ周縁からピックアップされた現像素材が現像に使用される。本実施形態は、更に、汲上部に現像素材を過給したときに余剰現像素材が下手前側移送オーガ側に漏れ出せる構成を採る。こうした構成を採ることにより、本実施形態においては、溜まり内質量がある下限値より上であれば、溜まり内質量又は溜まり内体積の如何によらず、混合/汲上オーガに係る汲上部によって上側移送オーガへと押送される現像素材の量が一定になるので、顕著なことに、上側移送オーガ周縁からピックアップ可能な現像素材の量が一定になる。ピックアップ対象となり得る補給現像素材量が一定なら(通常条件下では)ピックアップ機能の増強は不要で、従って使用するピックアップ用磁界は低強度でかまわない。ピックアップ用磁界が低強度なら、それを発生させるための磁性構造物を含む現像器ハウジング内構造物を駆動するための機械的パワーは小さなパワーで足り、現像ロール寿命が延び、そして必ずや現像素材浪費量が減る。このように、本実施形態に係る現像システム乃至現像器ハウジングによれば、MOR(mass on roll)、MOS、CPH(compressed pile height)等の指標で測った現像素材補給能力を(下限値より多い溜まり内質量があれば)溜まり内質量変動に抗して一定化することができ、またパワー消費、構成部品摩耗及び現像素材浪費を抑えることができる。
以下、本発明の好適な実施形態に関して説明する。以下の説明は、本発明を下記実施形態に限定する意図を持った説明ではなく、むしろ、下記実施形態に代わる種々の構成、下記実施形態の変形版に該当する種々の構成、下記実施形態に対し機能的に等価な種々の構成等を、別紙特許請求の範囲により定義されている本発明の技術的範囲に属し且つその神髄を共有するものである限り、漏れなくカバーすることを意図するものである。
今日、電子写真技術は既に周知の技術となっている。そこで、ここではまず、電子写真印刷機の構成を模式的に示す図1を参照しながら、図1中の各種処理ステーションの構成及び機能に関し簡略に説明する。
図1に、本発明の一実施形態に係る現像器が組み込まれた電子写真印刷機の例を示す。本印刷機にて使用するベルト10は導電性基体上に光導電面12を堆積形成した構成を有しており、本印刷機においてはこのベルト10に沿って各種の処理ステーションがくまなく配置されているので、ベルト10を進行させることにより光導電面12の各部を各種処理ステーションに通すことができる。ベルト10を進行させる手段としては、ベルト10がかけられたドライブロール22と、適材例えばドライブベルトによりこのロール22に連結されたベルト駆動用モータ24とが、設けられている。従って、モータ24を適宜運転することによりロール22を所望方向に回転させ、ひいてはベルト10を所望進行方向16(図中矢印)に進行させることができる。
ベルト10の各部が最初に通るのは帯電ステーションAである。このステーションAには、コロナ発生装置26及びこれに接続された高電圧電源(HVPS)28が設けられている。ベルト10の光導電面12の各部は、帯電ステーションAに送り込まれるとコロナ発生装置26によりある電位を目標としてほぼ均一に帯電される(均一帯電処理)。均一帯電処理にて狙う電位は一般に高く、そうした高電位均一帯電処理は、HVPS28からコロナ発生装置26に供給される電源電圧を利用して実行される。ベルト10の光導電面12のうち帯電ステーションAを通った部分は続いて露出ステーションBへと進む。
露出ステーションBには、図示しないが、プリントコントローラから画像信号を受け取って処理する露出コントローラが設けられている。プリントコントローラから供給される画像信号は、所望出力画像即ち印刷したい画像を示す信号、例えばプラテン32上の原稿30から読み取った画像を示す信号である。露出コントローラは、信号処理によってこの画像信号を出力走査用の信号に変換し、変換により得られた信号をレーザ利用型の出力走査デバイスに送る。出力走査デバイスは、露出コントローラから送られてくる信号に従いレーザ光を出力及び走査し、それによって電荷保持面即ちベルト10の光導電面12を部位選択的に放電させる。この出力走査デバイスとしては、図示の如くレーザROS(raster output scanner)36を用いるのが望ましいが、他種電子写真露出装置、例えばLEDアレイを用いることもできる。
露出ステーションBによりこうして光導電面12上に記録された静電潜像は、ベルト10の更なる進行につれ現像ステーションCに進む。現像ステーションCには、光導電面12上に記録済の潜像を現像する現像ユニット38が設けられている。後述するが、現像ユニット38は、現像器ハウジングにより形成されるチャンバの内部に現像ロール40及び41を実装し、それら現像ロール40及び41を少なくとも部分的に当該現像器ハウジングによりくるんだ構成を有している。現像器ハウジング内チャンバは補給用の現像素材を貯留しておく現像素材溜まりでもある。なお、使用する現像素材は印刷機の基本構成等により異なり、専ら帯電トナー粒子からなる一成分現像素材となることもあるし、少なくともトナー粒子及び磁性キャリア細粒を含む二成分乃至多成分現像素材となることもある。
静電潜像は現像されるとトナー粉体像になる。ベルト10のうち現像が済んでトナー粉体像が形成された部分は、同じく図1に示されるように、転写ステーションDに進む。転写ステーションDには、支持基体たるコピーシート(例えば用紙シート)70を転写ステーションDに送り込むシート送給装置72が併設されている。シート送給装置72は、好ましくは、スタック76内で一番上にあるコピーシート70を送給ロール74によってシュート78内に送り込み、シュート78を介し転写ステーションDに送り込んでベルト10の光導電面12に接触させる構成とする。シート70を進行させつつ光導電面12に接触させるタイミングは、現像により光導電面12上に形成されたトナー粉体像が転写ステーションDにてシート70に接触することとなるよう、設定或いは制御する。転写ステーションDは、シート70の裏面即ちトナー粉体像接触側とは逆側の面にイオンをスプレーするコロナ発生装置80を備えており、このイオンスプレーによって光導電面12上のトナー粉体像はシート70上に吸引、転写される。こうしてトナー粉体像が転写されたシート70は、続いて、図示しないコンベアにより矢印方向82に搬送され、融着ステーションEに送り込まれる。
融着ステーションEは、シート70上に転写されたトナー粉体像をそのシート70に永久固着させるフューザアセンブリ84を備えている。フューザアセンブリ84は高温のフューザロール86及びこれと差し向かいのバックアップロール88を備えており、これらフューザロール86とバックアップロール88の間をシート70が通るよう、またその際にシート70上のトナー粉体像がフューザロール86に接することとなるよう、構成されている。トナー粉体像は、フューザロール86による加熱やバックアップロール88による加圧によって熔融し、シート70に永久固着する。この融着の後、シート70はシュート92を通ってキャッチトレイ94に送られる。本印刷機のオペレータは、キャッチトレイ94に送られたシート70を受け取ることができる。
コピーシート70と分かれた直後には、ベルト10の光導電面12上にトナー粒子の一部が残存している。光導電面12に貼り付いているこの残留トナーは、清掃ステーションFにて光導電面12上から除去される。清掃ステーションFには、光導電面12と接触するよう回転型の繊維ブラシ96が実装されており、光導電面12上の粒子は、このブラシ96との接触及びそのブラシ96の回転によって光導電面12上から除去される。清掃が済んだ後は、図示しない放電ランプによって光導電面12がくまなく照光される。光導電面12上に残存していた電荷はこの照光によって全て散逸する。この後は、光導電面12の均一帯電処理から始まる同様の画像形成サイクルが繰り返し実施される。
以上、本発明の実施形態に係る現像器が組み込まれた電子写真印刷機の全体動作について、本発明の趣旨に鑑み十分な程度に説明した。
次に、図2を参照し本発明の実施形態についてより詳細に説明する。図2に示す現像ユニット100の総体としての機能は、部位選択的帯電処理乃至放電処理によって画像レセプタ上、例えばベルト10の光導電面12(図2ではその一部のみを示す)上に形成された潜像の上に、トナー等の現像素材乃至マーキング素材を被着させる機能である。こうした機能は、全体としては従来から知られているものである。また、搭載先印刷機(電子写真印刷機、電子写真複写機等)の種類によっては、こうした現像ユニット100が複数個搭載される場合もある。例えば、カラー印刷機等では原色毎に1個ずつ現像ユニット100が搭載されることがある。
本現像ユニット100は、各種現像ユニットにて通例となっているように、現像器ハウジング及び現像ロールを備えている。図2及び図3に示す本現像ユニット100の構成要素のうち、現像器ハウジング112は、大まかには、補給用の現像素材を保持する現像素材溜まりとしての機能と、現像素材を様々に混合させ移送する部材であるオーガ130、132及び134を保持する機能とを、有している。また、構成要素のうち現像ロール40及び41の一形態として設けられた磁気現像ロール136及び138は、その上に磁気ブラシが形成される現像部材であり、本実施形態ではこの磁気ブラシからベルト10上へと現像素材が転写、被着される。
本実施形態における磁気現像ロール136及び138は図示の通り略円筒形であり、また比較的剛性が高い部材である。各磁気現像ロール136,138の内部にはそれぞれ固定型磁性構造物110,111が設けられている。この磁性構造物110,111は、その軸を中心に回転する磁気現像ロール136,138内である位置を保持するよう、設計されている。また、磁性構造物110,111は何個かの必要な磁性部材から構成されている。それら磁性部材は、単体の金属製磁石を複数個寄せ集めたものとして構成することも、またプラスチック磁石のようにある連続面内を複数個のエリアに区切り各エリアを所定極性に着磁させた構成とすることも、可能である。或いは、電磁石によって実現できるかもしれない。磁気現像ロール136,138内にこうした磁性構造物110,111を設ける目的は、現像素材補給源から磁気現像ロール136,138の表面へと磁性キャリア細粒を案内し磁気的に吸引吸着させる(ピックアップする)機能を提供することにある。このピックアップ領域にて磁気現像ロール136,138によりピックアップされた磁性キャリア細粒は、その磁気現像ロール136,138の回転に伴いトリミング領域を経て現像領域内に進む。本現像ユニット100を二成分現像素材使用型現像ユニットとして構成する場合、磁気現像ロール136,138の基本動作は、電子写真分野において周知の通り、キャリア細粒(キャリアビーズ)を磁性構造物110,111内の磁石により吸引し、磁気ブラシのフィラメント群(大抵は鉄からなる毳乃至凝集物)をロール表面上、とりわけ磁性構造物110,111内に定置された磁極の周辺に形成する、という動作となる。各キャリアビーズには何個かのトナー粒子が静電付着しているので、キャリアビーズ吸引により形成された磁気ブラシを回転させることによりトナー粒子を現像領域内に搬送することができる。二成分現像システムにおいては、通常、形成された磁気ブラシ上に被着しているトナー粒子がベルト10の光導電面12に直に接触し、それによって光導電面12上の潜像が現像される。
本件技術分野においては、磁気現像ロールを初めとする現像ロールの他に、パドル、スカベンジレス現像電極、コミュテータ等の部材が、潜像を現像する手段として知られている。本発明を実施する際、そうした他種現像部材を用いることもできる。また、図示実施形態においては、更に、図比しない真空源に取り付けられた空気マニホルド140及び142も設けられている。これら空気マニホルド140,142は、ベルト10付近の転写領域にある汚濁物や余分な粒子を除去するのに使用される。また、多くの現像ユニットにおいては、先に述べた二成分現像素材が使用される。二成分現像素材の成分であるトナー粒子及びキャリア細粒のうち、キャリア細粒は普通はベルト10に被着せず現像器ハウジング112内を循環し続ける。
上述したトリクル方式現像システム(及びある種の現像ユニット)においては、現像器ハウジング112の余剰又は廃棄現像素材を外に出すためのポートが設けられる。図中の出口190がそれである。出口190を介して現像素材を排出する目的は多々あるが、そのうち一つは現像器ハウジング112内におけるトナー粒子対キャリア細粒比や溜まり内質量を所望レベルに維持することである。本実施形態における出口190はオーガ130のそばに位置しており、出口管150に通じている。出口190から出た余剰又は廃棄現像素材は出口管150によって排出管152へと搬送され、排出管152内の搬送オーガ154によって図示しない排出口へと搬出される。
図4〜図6に、本実施形態の現像器ハウジング112内における現像素材流路を、図2に対してトポロジー的に正確に示す。トポロジー的に図4〜図6が正確である、とは、現像器ハウジング112のインボード端からアウトボード端にかけ各構成要素がどのような相対的位置関係にあるのか、またピックアップ、トリミング、ハンドオフ、現像といった諸機能の発現部位がどこにあるのかを、図4〜図6から筋道だって理解できるように、それらの図において要素省略や変形図示が行われている、ということである。従って、図4〜図6においては、各種構成要素乃至構成部材の実際の位置がどこなのか、正確には示されていない。そうした細部については図2を参照されたい。
図示されている3本のオーガのうち、オーガチャネル220内に位置する上側移送オーガ134はピックアップ元オーガであり、それより下側のオーガチャネル224内に位置するオーガ130は混合/汲上オーガであり、オーガ134より下側でオーガ130より手前のオーガチャネル226内に位置するオーガ132はリリース用の下側移送オーガである。上側移送オーガ134はこの例では不等ピッチオーガであるが、不等コアサイズオーガとすることもできる。不等ピッチオーガについては本願とほぼ同時に提出され「不等ピッチオーガ付電子写真現像ユニット」と題する特許出願を、また不等コアサイズオーガについては同じく「不等コアサイズオーガ付電子写真現像ユニット」と題する特許出願を、それぞれ参照されたい。これらの出願の内容はこの参照を以て本願中に繰り入れることとする。また、現像器ハウジング112内における現像素材流路(現像素材移送システム)は、経路201、202、204、205、206、208及び210を含んでいる。混合/汲上オーガ130のアウトボード端寄り部分はその収容先のオーガチャネル224と共に汲上部200を構成しており、汲上部200内の現像素材は汲上部200のポンプ動作によって経路202(上向き矢印)を辿りオーガチャネル220のアウトボード端寄り部分に移送され、移送されてきた現像素材はオーガチャネル220内の上側移送オーガ134によって現像器ハウジング112のアウトボード端側からインボード端側に向けほぼ全長に亘り経路204に沿って移送され、上側現像ロール40(上側磁気現像ロール136)により上側移送オーガ134からピックアップされた現像素材はそのロール40及びハンドオフ先の下側現像ロール41(下側磁気現像ロール138)による現像プロセスに供され更に経路201(細い矢印)を辿ってオーガチャネル226に達し、最後までピックアップ元オーガ134からピックアップされず従って現像に使用されずに残った現像素材は経路206(下向き矢印)を辿ってオーガチャネル224内に落入帰還する。混合/汲上オーガ130のインボード端寄り部分はその収容先のオーガチャネル224と共に混合部乃至移送部203を構成しており、オーガチャネル224内に帰還した現像素材は混合/汲上オーガ130によって混合部203から汲上部200へと経路208を辿り移送される。
現像器ハウジング112内空間下部における現像素材流に関する構成としては、混合/汲上オーガ130をその手前にある下側移送オーガ132と隔てるオーガ分離壁146があり、またそのほぼ最上部に抜き口145として形成された開口がある。オーガ分離壁146における抜き口145の形成位置は、混合部203と汲上部200の境目付近、厳密にはやや混合部203寄りの位置にある。この抜き口145は、減圧用の開口として動作する。即ち、汲上部200によって上側移送オーガ134へ汲み上げることができる量よりも多量の現像素材が汲上部200内に入りそうになったとき、超過分の現像素材はこの抜き口145を介して又はオーガ分離壁146越しにオーガチャネル226内に漏れ出す。この経路210に沿った現像素材流は、下側移送オーガ132によって移送されるオーガチャネル226内経路205沿い現像素材流や経路210を経由してリリースされてくる現像素材流と合流し、インボード端寄りでオーガチャネル224内経路208沿い現像素材流と再合流する。
混合/汲上オーガ130は、次に述べる機能(a)〜(d)を含め幾つかの機能を有している。即ち、混合/汲上オーガ130は、(a)図4に示す経路208沿いにインボード端からアウトボード端へと現像素材を移送し、(b)経路205を介しインボード端寄りの部位に補充供給される現像素材(トナー粒子及び磁性キャリア細粒)をオーガチャネル224内の現像素材と混合、攪拌し、(c)上側移送オーガ134へと現像素材を汲み上げ(押し上げ)、(d)現像素材溜まり内に蓄えられている現像素材の分量(溜まり内質量や溜まり内体積)の変動を吸収する質量乃至体積バッファとして動作する、という各種機能を有している。汲上部200における混合/汲上オーガ130のP/D比(pitch to diameter ratio)、即ちブレードピッチをコア直径で除した値は、混合部203における混合/汲上オーガ130のP/D比に対して、混合部203>汲上部200となるよう、好ましくは前者が後者に対して2の整数倍となるよう設計されている。従ってオーガチャネル224内現像素材移送速度は汲上部200内より混合部203内の方が高く、断面充填率が同じであれば体積流速も汲上部200内より混合部203内の方が高くなる。なお、「現像素材移送速度」とはmm/sec又はmm/オーガ回転を単位として表した単位時間当たり現像素材変位量のことであり、「断面充填率」とはオーガチャネル断面のうち現像素材で満たされている部分の断面積(充填断面積)がオーガ断面積、そのブレード部分断面積又はオーガチャネル断面積に占める割合のことであり、「体積流速」とは単位時間中に仮想平面を通過する現像素材の体積のことである。オーガにおける体積流速は、オーガ又はオーガチャネルの充填断面積を現像素材移送速度に乗じた値に等しい。
従って、混合部203内P/D比を汲上部200内P/D比の2倍とした場合、断面充填率乃至体積充填率が等しければ混合部203内現像素材移送速度は汲上部200内現像素材移送速度の2倍になるので、汲上部200内が満杯になっている状態では、混合部203内を満杯の1/2程度の充填率にするだけで汲上部200内の満杯状態を維持することができる。汲上部200に送り込む現像素材量をそこから更に増したとしても、オーガチャネル226内への漏れ出しが生じるため、汲上部200によって上側移送オーガ134に汲み上げられる現像素材量は変化しない。なお、本願出願人の知見によれば、P/D比が0ならば現像素材移送速度も0だが、P/D比がある上限値を超過すると現像素材移送速度は低下する。これは、P/D比が上限値を超過するとオーガシャフトを中心とする現像素材回転の効率が損なわれ、当該回転が停止する兆しを示し始めるからである。本願出願人が解明したところによればこの上限値は1.2であり、従って混合移送に利用できるP/D比の範囲は約0.2〜1.2、好ましくは0.8〜1.1であるといえる。注意すべきことであるが、混合部203内P/D比と汲上部200内P/D比は、ステップ的に変えてもよいし連続的に変えてもよい。
現像器ハウジング112の現像素材溜まり内にある現像素材のうち、汲上部200内にある現像素材の量は、最多でも、汲上部200から上側移送オーガ134へと汲み上げ得る現像素材量により決まる満杯量(汲上部200内を満杯にする量)に留まる。現像素材溜まり内にある現像素材のうち、汲上部200内にあるもの以外の現像素材は、混合部203内かオーガチャネル226内にあり、それらの現像素材は混合部203によって汲上部200に送られることとなる。汲上部200内が満杯になっていないうちは、そうして送給される現像素材により汲上部200内現像素材量が増し得るが、汲上部200内現像素材量が満杯量に達すると、混合部203によって現像素材を送りつけても最早、汲上部200内の現像素材量は増えなくなる。汲上部200によって汲み上げきれないこの超過分の現像素材は混合部203をいわばオーバフローし、抜き口145を介して下手前側移送オーガ132収容先のオーガチャネル226内に入っていく。図5中の経路210はこの経路である。
下手前側移送オーガ132は、経路205に沿ってアウトボード端寄りからインボード端寄りへと現像素材を移送しつつ、混合/汲上オーガ130側から抜き口145を介してオーバフローしてくる現像素材を受け取り、また下側現像ロール41から長手方向随所で均等に現像素材を受け取る。これらの現像素材は、インボード端に達すると混合/汲上オーガ130内に送り込まれる。
各システム構成要素及びその連携に関するこれまでの説明をより分かりやすいものとするため、次に、本現像ユニット100への現像素材補給手順について説明する。まず最初は、現像器ハウジング112は空の状態である。本現像ユニット100を使用する際には、この空の現像器ハウジング112内に現像素材を(ゆっくりと)注いでいく。すると、現像器ハウジング112内に現像素材が(ゆっくりと)溜まっていく。現像素材を注ぐにつれ現像素材溜まり内の質量レベル(溜まり内質量)乃至体積レベル(溜まり内体積)は高まっていき、いずれ汲上部200内が満杯になる。
汲上部200が満杯になった直後においては、(A)抜き口145を介した下手前側移送オーガ132側への現像素材オーバフローは起こっておらず、(B)汲上部200は例えば満杯の50%程度にしか達しておらず、(C)汲上部200の汲上能力が最大限まで使用されている。即ち、図6に示すように、汲上部200は満杯になっており、密に詰まった現像素材が汲上部200によって現像素材移送速度上限値で移送されている。この状態から現像器ハウジング112内に更に現像素材を追加すると、溜まり内質量乃至溜まり内体積の増加によって(1)混合部203内現像素材量(レベル)が増大し、(2)混合部203によって移送されてきた現像素材のうちの余剰分が抜き口145を介して漏出し、そして(3)下手前側移送オーガ132が収容されているオーガチャネル226の充填率が増大する。
しかし、汲上部200はといえば既にその能力一杯に汲上を行っているので、上側移送オーガ134側に送給される現像素材の量、磁気現像ロール136のピックアップ領域に供給される現像素材の量、更にはトリミング後における磁気現像ロール136のMORには、変化が生じない。現像器ハウジング112内への現像素材の補充は、その現像器ハウジング112内が現像素材で溢れかえるまでは、MORに影響を及ぼすことなく行うことができる。図7に、溜まり内質量を増していってもMORがほとんど変化しないことを、実験データによって示す。現像器ハウジング112内の現像素材質量乃至体積を増していくと、最終的には、下手前側移送オーガ132が収容されているオーガチャネル226の充填率が100%に達した時点か、或いは混合/汲上オーガ130に係る混合部203の充填率が100%に達した時点で、それ以上は現像素材を増せない状態(溢れた状態)となる。好ましいことに、こうした状況に至るのは、現像素材が抜き口145を介して漏出し始めてから現像素材量が約50%程も増加した後のことである。従って、本現像ユニット100によれば、溜まり内質量が下限値に達してさえいれば、溜まり内質量乃至溜まり内体積がかなり変化したとしても、現像素材に係るMORは一定に保たれる。更に、汲上部200収容部が満杯状態に保たれ(且つ超過分の現像素材が抜き口145から漏れ)るのに十分な量の現像素材が現像器ハウジング112内にある限り、同様の挙動によって、現像器ハウジング112の傾きが変化してもMORは一定に保たれる。
このように、以上の説明から明らかな通り、本発明によれば、先に述べた目的を全て達成可能で且つ先に述べた効果を全て実現可能なオーガを、提供することができる。また、以上の説明は本発明の特定の実施形態についての説明であったが、これも明らかな通り、本件技術分野における習熟者(いわゆる当業者)であれば、本願による開示に基づき当該実施形態を適宜変形し、代替物を多数創案し、必要なら改良を施すこともできる。別紙特許請求の範囲により画定される本発明の技術的範囲及びその神髄には、そうした変形、代替及び改良も包含される。
本発明の一実施形態に係る特徴的構成が組み込まれた現像ユニットを備える静電写真印刷機の一例を示す模式的立面図である。 図1に示した印刷機にて使用し得る現像ユニットの一例を示す模式的立面図である。 本発明の一実施形態に係る現像ユニットの一部を示す図である。 図2に示した現像ユニットにおける現像素材流路を例示する図である。 図2に示した現像ユニットにおける現像素材流路を例示する図である。 図2に示した現像ユニット中のオーガ130における現像素材流路を例示する側面図である。 実験データを示すグラフである。
符号の説明
38,100 現像ユニット、40,41 現像ロール、112 現像器ハウジング、130,132,134 オーガ、136,138 磁気現像ロール、145 抜き口、200 汲上部、201,202,204,205,206,208,210 現像素材流路、203 混合部、220,224,226 オーガチャネル、C 現像ステーション。

Claims (3)

  1. 現像素材を所定量まで貯留可能な現像素材溜まりを有する現像器ハウジングと、現像器ハウジング内に可回転実装され現像領域内で光導電部材上の潜像に現像素材中のトナー粒子を転写する現像部材と、現像素材溜まりから現像部材へと現像素材を移送する移送システムと、を備え、
    移送システムが、収容先の第1のオーガチャネル内を通る第1の経路に沿って現像素材を混合しつつ移送する混合/汲上オーガと、混合/汲上オーガに隣り合うよう配置され収容先の第2のオーガチャネル内を通る第2の経路に沿って現像素材を移送する下側移送オーガと、混合/汲上オーガと下側移送オーガとの間に配置された壁部材と、を有し、
    更に、壁部材には、第1の経路から第2の経路に至る抜き口となる開口が、混合/汲上オーガに係る汲上部に隣り合う位置に形成されており、汲上部内現像素材容積が実質的に満杯であるとき、超過分の現像素材がこの抜き口を介して再流通する電子写真印刷機用現像システム。
  2. 現像素材を所定量まで貯留可能な現像素材溜まりと、
    収容先の第1のオーガチャネル内を通る第1の経路に沿って現像素材を混合し移送する第1のオーガと、
    第1のオーガに隣り合うよう配置され収容先の第2のオーガチャネル内を通る第2の経路に沿って現像素材を移送する第2のオーガと、
    第1のオーガと第2のオーガとの間に配置された壁部材と、
    を備え、
    更に、壁部材には、第1のオーガチャネルから第2のオーガチャネルに至る抜き口となる開口が、第1のオーガに係る汲上部に隣り合う位置に形成されており、汲上部内所定容積現像素材受容空間が実質的に満杯であるとき、超過分の現像素材がこの抜き口を介して再流通するハウジング。
  3. 請求項2記載のハウジングであって、第1のオーガチャネルの混合部内では第1の速度で、また第1のオーガチャネルの汲上部内では第2の速度で、第1のオーガが現像素材を移送するハウジング。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100693335B1 (ko) * 2005-09-12 2007-03-09 삼성전자주식회사 현상장치 및 이를 가지는 화상형성장치
JP4820689B2 (ja) * 2006-05-15 2011-11-24 株式会社リコー 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置
JP4957082B2 (ja) * 2006-05-31 2012-06-20 富士ゼロックス株式会社 現像装置、画像形成カートリッジおよび画像形成装置
US20080279596A1 (en) * 2007-05-09 2008-11-13 Xerox Corporation Low graininess printing and micr printing with scmb and ea-scmb systems
JP4416025B2 (ja) 2007-09-28 2010-02-17 ブラザー工業株式会社 現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置
US7933540B2 (en) * 2008-11-06 2011-04-26 Xerox Corporation Trimming system for stabilizing image quality for high performance magnetic brush development
US8295722B2 (en) * 2010-02-23 2012-10-23 Xerox Corporation Xerographic developer
US8620192B2 (en) 2011-11-07 2013-12-31 Xerox Corporation Dual toner replenisher assembly for continuously variable gloss
JP5925240B2 (ja) * 2014-04-18 2016-05-25 シャープ株式会社 搬送装置、現像装置および画像形成装置
JP5847883B2 (ja) * 2014-05-13 2016-01-27 シャープ株式会社 搬送装置、現像装置および画像形成装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03194572A (ja) * 1989-12-25 1991-08-26 Minolta Camera Co Ltd 現像装置
JPH04168457A (ja) * 1990-11-01 1992-06-16 Canon Inc 現像装置
JPH10207201A (ja) * 1997-01-23 1998-08-07 Ricoh Co Ltd 二成分現像装置
JP2006251440A (ja) * 2005-03-11 2006-09-21 Ricoh Co Ltd 現像装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置
JP2007011004A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Ricoh Co Ltd 画像形成装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05127537A (ja) * 1991-11-08 1993-05-25 Fujitsu Ltd 現像装置
US6281961B1 (en) * 1998-01-14 2001-08-28 Minolta Co., Ltd. Developing device with mechanism for smoothly circulating developer
JP3766273B2 (ja) * 2000-12-11 2006-04-12 富士ゼロックス株式会社 現像器
US6546225B2 (en) * 2001-02-21 2003-04-08 Lexmark International, Inc. Auger for dispensing waste toner

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03194572A (ja) * 1989-12-25 1991-08-26 Minolta Camera Co Ltd 現像装置
JPH04168457A (ja) * 1990-11-01 1992-06-16 Canon Inc 現像装置
JPH10207201A (ja) * 1997-01-23 1998-08-07 Ricoh Co Ltd 二成分現像装置
JP2006251440A (ja) * 2005-03-11 2006-09-21 Ricoh Co Ltd 現像装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置
JP2007011004A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Ricoh Co Ltd 画像形成装置

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