JP2007322721A - Developing device, process cartridge, and image forming apparatus - Google Patents
Developing device, process cartridge, and image forming apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007322721A JP2007322721A JP2006152511A JP2006152511A JP2007322721A JP 2007322721 A JP2007322721 A JP 2007322721A JP 2006152511 A JP2006152511 A JP 2006152511A JP 2006152511 A JP2006152511 A JP 2006152511A JP 2007322721 A JP2007322721 A JP 2007322721A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- developer
- developing device
- toner
- image forming
- forming apparatus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、一般には、電子写真方式、静電記録方式等によって像担持体上に形成された静電像を現像して可視画像とする現像装置に関するものである。更に、斯かる現像装置を像担持体と一体にカートリッジ化したプロセスカートリッジ、及び、斯かる現像装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関するものである。 The present invention generally relates to a developing device that develops an electrostatic image formed on an image carrier by an electrophotographic system, an electrostatic recording system, or the like to form a visible image. Further, the present invention relates to a process cartridge in which such a developing device is integrated into a cartridge with an image carrier, and an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile provided with such a developing device.
従来の電子写真方式を用いた画像形成装置、その中でも特に有彩色の画像形成を行うカラー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二成分現像方式が広く利用されている。二成分現像方式は、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。 Two-component development method that uses non-magnetic toner and magnetic carrier as a developer is widely used in conventional electrophotographic image forming devices, especially color image forming devices that form chromatic images. Has been. The two-component development system has advantages such as image quality stability and apparatus durability compared to other currently proposed development systems.
二成分現像方式を用いた現像装置において、像担持体にトナーを供給して現像を行うと、現像剤中におけるトナー濃度が次第に低下する。このトナー濃度低下を防止するためには、新たなトナーを補給する必要がある。 In a developing device using a two-component developing system, when toner is supplied to an image carrier and development is performed, the toner concentration in the developer gradually decreases. In order to prevent this decrease in toner density, it is necessary to replenish new toner.
図11及び図12に、従来の一般的な二成分現像装置1Aの概略構成を示す。
11 and 12 show a schematic configuration of a conventional general two-
現像装置1Aは、像担持体28に現像剤を供給する現像スリーブ3を備えた現像容器2有する。また、現像容器2は、現像スリーブ3の軸方向に沿って配置され、現像スリーブ3に現像剤を供給する現像剤供給部12と、補給トナーと現像剤を混合撹拌しながら、現像剤を現像剤供給部12とは逆方向に搬送する現像剤撹拌部13とを有する。現像剤供給部12と現像剤撹拌部13は、互いに第1及び第2連通開口部16、17にて連通されている。
The developing
また、現像剤供給部12と現像剤撹拌部13には、それぞれ、現像剤の搬送及び撹拌を行う現像剤撹拌搬送部材14及び15を配設することで、現像剤を上記の現像剤供給部12と現像剤撹拌部13との間で循環させている。
The
尚、現像剤撹拌搬送部材14、15は、円筒軸14a、15a周面上にスパイラル形状の撹拌部材14b、15bを設ける構成が一般的である。
The developer agitating and conveying
画像形成によって消費された分のトナーは、トナーカートリッジ5から補給口6を通過して、現像容器2に配設された補給スクリュー8へと搬送される。次いで、補給スクリュー8の回転に従い、トナー補給開口9を介して現像容器2内に補給される。
The amount of toner consumed by image formation passes through the
補給されたトナーは、現像剤撹拌部13において2成分現像剤と混合撹拌される際に磁性キャリアと接触して摩擦帯電する。
The replenished toner comes into contact with the magnetic carrier and is triboelectrically charged when mixed and stirred with the two-component developer in the
しかし、現像剤撹拌部13における撹拌が不十分な場合は、補給されたトナーが十分に帯電されないまま第1連通開口部16より現像剤供給部12へ搬送される。その結果、十分に帯電されないトナーが現像動作に用いられるため画像白地部に現像剤によるかぶり、即ち、トナーかぶりが発生してしまい、画像品位の低下を引き起こす。
However, if the stirring in the
このようなトナーかぶりは、現像剤撹拌部13の現像剤面高さ(h)が高くなる程発生しやすくなる。これは、現像剤面高さ(h)が撹拌搬送部材15より高くなると補給されたトナーが現像剤中に取り込まれにくくなるために、磁性キャリアと接触することができず、十分な帯電量を得ることができないまま現像剤供給部12に搬送されてしまうためである。
Such toner fog is more likely to occur as the developer surface height (h) of the
トナーの帯電性を向上させる手法が特許文献1に記載されている。特許文献1の現像装置によれば、
(1)撹拌スクリューの螺旋状羽根部の根元の厚さ(F)と当該撹拌スクリュウのピッチ(p)を0.6≦F/p≦1とする構成、
(2)撹拌スクリューの螺旋状羽根部の根元の厚さ(F)と当該撹拌スクリューのピッチ(p)を0.4≦F/p≦1、6mm≦pとする構成、及び、
(3)羽根部の軸方向のスパイラル角度θを30〜75度とする構成、
が提案されている。
(1) A configuration in which the thickness (F) of the root of the spiral blade portion of the stirring screw and the pitch (p) of the stirring screw are 0.6 ≦ F / p ≦ 1,
(2) A configuration in which the thickness (F) of the root of the spiral blade portion of the stirring screw and the pitch (p) of the stirring screw are 0.4 ≦ F / p ≦ 1, 6 mm ≦ p, and
(3) A configuration in which the spiral angle θ in the axial direction of the blade portion is 30 to 75 degrees,
Has been proposed.
しかしながら、上記特許文献1に記載の現像装置においても、現像剤高さが撹拌スクリューよりも高くなった場合には、やはり、トナーかぶりが生じてしまう。
However, in the developing device described in
また、上述したような、現像剤撹拌部13において現像剤面高さが高くなる現象は、現像剤撹拌部13が現像剤供給部12よりも鉛直方向下方となるように現像装置、即ち、プロセスカートリッジや画像形成装置が傾いて用いられる場合において顕著に発生する。
Further, the phenomenon that the developer surface height is increased in the
従って、本発明の主たる目的は、補給用現像剤と既存の現像剤を混合撹拌しながら搬送し、現像剤への帯電性を向上させることのできる現像装置、並びに、斯かる現像装置を備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することである。 Accordingly, a main object of the present invention is to provide a developing device capable of transporting a developer for replenishment and an existing developer while mixing and stirring, and to improve the chargeability of the developer, and such a developing device. A process cartridge and an image forming apparatus are provided.
上記目的は本発明に係る現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明の第一の態様によれば、磁性を有する現像剤を収容する現像容器と、
該現像容器内に設けられ、現像剤を担持搬送し、像担持体上に形成された静電像を現像する現像剤担持体と、
前記現像容器内に設けられ、回転駆動される回転軸に螺旋状の回転羽根が形成され、前記現像剤担持体に向けて現像剤を搬送するスクリュー部材と、
前記現像容器に補給用現像剤を補給する現像剤補給手段と、
を備えている現像装置において、
前記スクリュー部材の回転羽根は、現像剤搬送方向下流側の螺旋面上に磁界発生部材を有することを特徴とする現像装置が提供される。
The above object is achieved by a developing device, a process cartridge, and an image forming apparatus according to the present invention. In summary, according to the first aspect of the present invention, a developer container containing a magnetic developer;
A developer carrying member provided in the developing container, carrying and transporting the developer, and developing an electrostatic image formed on the image carrying member;
A screw member that is provided in the developer container and has a spiral rotary blade formed on a rotary shaft that is driven to rotate; and a screw member that conveys the developer toward the developer carrier;
Developer replenishing means for replenishing the developer container with replenishment developer;
In a developing device comprising:
A developing device is provided in which the rotating blade of the screw member has a magnetic field generating member on a spiral surface on the downstream side in the developer conveying direction.
本発明の第二の態様によれば、少なくとも、像担持体と、現像装置とが一体とされたプロセスカートリッジにおいて、現像装置は、上記構成の現像装置であることを特徴とするプロセスカートリッジが提供される。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a process cartridge in which at least the image carrier and the developing device are integrated, and the developing device is the developing device having the above-described configuration. Is done.
本発明の第三の態様によれば、画像形成装置本体に対してプロセスカートリッジが着脱自在とされた画像形成装置において、プロセスカートリッジは、上記構成のプロセスカートリッジであることを特徴とする画像形成装置が提供される。 According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus in which the process cartridge is detachable from the main body of the image forming apparatus, the process cartridge is the process cartridge having the above-described configuration. Is provided.
本発明の第四の態様によれば、像担持体と、前記像担持体上の静電像を現像剤を用いて現像し可視画像とする現像装置と、前記現像装置に補給用現像剤を補給する現像剤補給手段と、を有した画像形成装置において、現像装置は、上記構成の現像装置であることを特徴とする画像形成装置が提供される。 According to a fourth aspect of the present invention, an image carrier, a developing device that develops an electrostatic image on the image carrier using a developer to form a visible image, and a replenishment developer to the developing device. An image forming apparatus having a developer replenishing means for replenishing the image forming apparatus is provided, wherein the developing apparatus is a developing apparatus having the above-described configuration.
本発明によれば、補給用現像剤と現像剤を混合撹拌しながら搬送する搬送路における現像剤への帯電性を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the chargeability of the developer in the conveyance path in which the replenishment developer and the developer are conveyed while being mixed and stirred.
以下、本発明に係る現像装置、並びに、斯かる現像装置を備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。 Hereinafter, a developing device according to the present invention, and a process cartridge and an image forming apparatus including such a developing device will be described in more detail with reference to the drawings.
実施例1
図1に、本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す。本実施例にて、画像形成装置は、インライン式のカラー電子写真画像形成装置とされるが、本発明の画像形成装置は、これに限定されるものではない。
Example 1
FIG. 1 shows a schematic configuration of an image forming apparatus according to the present invention. In this embodiment, the image forming apparatus is an inline type color electrophotographic image forming apparatus, but the image forming apparatus of the present invention is not limited to this.
先ず、本実施例の画像形成装置の概略構成について説明する。 First, a schematic configuration of the image forming apparatus of this embodiment will be described.
(画像形成装置の全体構成及び動作)
図1において、画像形成装置は、4つの画像形成ステーションP(Pa、Pb、Pc、Pd)を有している。本実施例では、4つの画像形成ステーションPは、イエロー画像形成ステーションPa、マゼンタ画像形成ステーションPb、シアン画像形成ステーションPc、ブラック画像形成ステーションPdとされる。
(Overall configuration and operation of image forming apparatus)
In FIG. 1, the image forming apparatus has four image forming stations P (Pa, Pb, Pc, Pd). In this embodiment, the four image forming stations P are a yellow image forming station Pa, a magenta image forming station Pb, a cyan image forming station Pc, and a black image forming station Pd.
各画像形成ステーションPは、像担持体としてのドラム状の電子写真感光体(以下、「感光ドラム」という。)28(28Y、28M、28C、28K)を備えている。感光ドラム28の回りには、感光ドラム28に静電像を形成するための、一次帯電手段としての一次帯電器21(21Y、21M、21C、21K)、及び、露光手段としてのレーザビームスキャナ装置22(22Y、22M、22C、22K)が配置される。更に、感光ドラム28の回りには、感光ドラム28上の静電像を現像し、可視画像(即ち、トナー像)とするための現像手段としての現像装置1(1Y、1M、1C、1K)が配置される。各感光ドラム28の下方には、各画像形成ステーションPへと記録材としての転写紙27を担持し搬送する転写材担持体としての転写ベルト24が配置される。また、各感光ドラム28と対向する位置には、転写手段としての一次転写ローラ23(23Y、23M、23C、23K)が配置されている。更に、感光ドラム28上の転写残トナーを除去するために、感光ドラム28と対向して、クリーニング手段としてのクリーニング装置26(26Y、26M、26C、26K)が設けられている。
Each image forming station P includes a drum-shaped electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as “photosensitive drum”) 28 (28Y, 28M, 28C, 28K) as an image carrier. Around the
次に、上記構成の画像形成装置における画像形成動作について説明する。 Next, an image forming operation in the image forming apparatus having the above configuration will be described.
先ず、イエロー画像形成ステーションPaでは、一次帯電器21Yによって帯電された感光ドラム28Yの表面をレーザービームスキャナ装置22Yによって露光することで感光ドラム28Y上に静電像を形成する。この潜像は、現像装置1Yによって現像することで感光ドラム28Y上にトナー像を形成する。
First, in the yellow image forming station Pa, the surface of the
このトナー像が一次転写ローラ23Yによる転写バイアスによって、転写ベルト24上の転写紙27上に転写される。
This toner image is transferred onto the
同様の画像形成動作を、マゼンタ画像形成ステーションPb、シアン画像形成ステーションPc、ブラック画像形成ステーションPdにおいても行い、感光ドラム28上のトナー像を順次転写紙27上に転写する。これによって、転写紙27上に所望のフルカラー画像を形成する。
A similar image forming operation is performed at the magenta image forming station Pb, the cyan image forming station Pc, and the black image forming station Pd, and the toner images on the
転写紙27は、転写ベルト24から剥離され、定着装置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ニング装置26により除去され、次の画像形成に備える。
The
次に、上記画像形成装置に使用される現像装置の一実施例について説明する。 Next, an example of a developing device used in the image forming apparatus will be described.
(現像装置)
以下の説明にて、現像装置1とは、イエロー用現像装置1Y、マゼンタ用現像装置1M、シアン用現像装置1C及びブラック用現像装置1Kの総称である。
(Developer)
In the following description, the developing
図2及び図3を参照して、本実施例に係る現像装置を説明する。図2は現像装置の概略構成断面図であり、図3は現像装置の上面図である。 With reference to FIGS. 2 and 3, the developing device according to the present embodiment will be described. FIG. 2 is a schematic sectional view of the developing device, and FIG. 3 is a top view of the developing device.
現像装置1は、現像容器2を備え、現像容器2内には、非磁性トナ−と磁性キャリアからなる2成分現像剤Tが収容されている。初期状態の現像剤中のトナー濃度は7wt%である。この値は、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。
The developing
現像装置1の現像容器2は、像担持体としての感光ドラム28に対向した現像領域Aにおいて開口した開口部2Aを備えている。現像剤担持体としての現像スリーブ3が、この開口部2Aに一部露出するようにして回転可能に配置されている。現像スリーブ3は非磁性材料で構成され、その内部に、磁界発生手段である固定のマグネットロール4を内包している。
The developing
現像容器2は、隔壁2Bにより、現像スリーブ3に近い側の現像剤供給部としての現像室12と、現像スリーブ3から遠い側の現像剤撹拌部としての撹拌室13の二室に二分されている。隔壁2Bの両端部、即ち、図2にて手前側と奥側には、図3をも参照すると理解されるように、第1及び第2開口部16、17が形成されており、現像室12と撹拌室13とが連通している。
The developing
また、現像室12と撹拌室13は、それぞれ、第1搬送部材14と第2搬送部材15を備えており、これら搬送部材14、15により現像剤は現像容器2内を循環しつつ、混合及び攪拌される。つまり、本実施例では、現像室12及び攪拌室14は、それぞれ、第1及び第2搬送部材14、15による現像剤の搬送路である第1及び第2搬送路を形成する。
Further, the developing
本実施例の現像装置1における現像剤循環の方向は、現像室12においては、図2にて奥側から手前側に向かう方向、撹拌室13においては、図2にて手前側から奥側に向かう方向である。
In the developing
現像スリーブ3は、現像動作時には図2の矢印方向に回転し、現像剤規制部材18により規制され、現像容器2内の2成分現像剤を層状に保持して、感光ドラム28と対向する現像領域Aに2成分現像剤を供給する。これによって、感光ドラム28表面に形成されている静電像を現像し、可視画像(即ち、トナー像)とする。
The developing
静電像を現像した後の現像剤は、現像スリーブ3の回転にしたがって搬送され、現像容器2内の現像室12に回収される。
The developer after developing the electrostatic image is conveyed according to the rotation of the developing
図4をも参照すると理解されるように、現像剤補給手段としてのトナーカートリッジ5は、本実施例では略円筒形で画像形成装置本体から容易に脱着可能である。トナーカートリッジ5は、図2にて手前側から挿入し、画像形成装置に装着することができる。トナーカートリッジ5は、手前側の把手5aを右側にひねることで回転し、補給口6が開口する。
As understood with reference to FIG. 4, the
なお、トナーカートリッジ5を画像形成装置から離脱する際には把手5aを左側にひねることで補給口6が閉じ、内包する粉体(即ち、補給用現像剤)が外部に漏れることはない。
When the
また、トナーカートリッジ5内には、補給用現像剤(以下、「補給トナー」という。)を搬送するための搬送スクリュー7が内蔵されている。図4にトナーカートリッジ5の内部が一部示されているが、搬送スクリュー7は、図4に示すように、樹脂フィルムなどを螺旋状にしたものを剛体の軸7aで回転駆動するように構成される。この構成によって、軸7aを適宜回転することでトナーカートリッジ5内のトナーを搬送し、補給を補助する。
Further, the
現像装置1内の現像剤の濃度は、現像剤濃度検知装置10により検知され、画像形成によって消費された分のトナーは、トナーカートリッジ5から補給される。トナーカートリッジ5内の補給トナーは、搬送スクリュー7の回転力と重力によって、トナーカートリッジ5から補給口6を通過して、現像容器2に配設された補給スクリュー8へと搬送される。次いで、補給スクリュー8の回転に従い、トナー補給開口9を介して現像容器2内に補給される。
The developer concentration in the developing
次に、本実施例にて用いられる2成分現像剤Tについて説明する。 Next, the two-component developer T used in this embodiment will be described.
2成分現像剤Tを構成する非磁性トナーは、結着樹脂、着色剤、そして、必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有しおり、粉砕法により製造した負帯電性のポリエステル系樹脂である。体積平均粒径は5μm以上、9μm以下が好ましい。本実施例では7.2μmであった。 The non-magnetic toner constituting the two-component developer T includes a binder resin, a colorant, and, if necessary, colored resin particles containing other additives and an external additive such as colloidal silica fine powder. A negatively chargeable polyester resin produced by a pulverization method. The volume average particle size is preferably 5 μm or more and 9 μm or less. In this example, it was 7.2 μm.
又、磁性キャリアは、例えば表面酸化或は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属及びそれらの合金、又は、酸化物フェライトなどが好適に使用可能である。これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。そして、キャリアは、重量平均粒径が20〜50μm、好ましくは30〜40μmであり、抵抗率が107Ωcm以上、好ましくは108Ωcm以上である。本実施例では108Ωcmのものを用いた。 As the magnetic carrier, for example, surface oxidized or unoxidized iron, nickel, cobalt, manganese, chromium, rare earth and other metals and their alloys, or oxide ferrite can be preferably used. The method for producing these magnetic particles is not particularly limited. The carrier has a weight average particle diameter of 20 to 50 μm, preferably 30 to 40 μm, and a resistivity of 10 7 Ωcm or more, preferably 10 8 Ωcm or more. In this example, a 10 8 Ωcm one was used.
尚、本実施例にて用いられるトナーについて、体積平均粒径は、以下に示す装置及び方法にて測定した。 Incidentally, the volume average particle diameter of the toner used in this example was measured by the following apparatus and method.
測定装置としては、コールターカウンターTA−II型(コールター社製)、個数平均分布、体積平均分布を出力するためのインターフェース(日科機製)及びCX−Iパーソナルコンピュータ(キヤノン製)を使用する。そして、電解水溶液として、一級塩化ナトリウムを用いて調製した1%NaCl水溶液を使用した。測定方法は以下に示す通りである。 As a measuring device, a Coulter counter TA-II type (manufactured by Coulter), an interface for outputting number average distribution and volume average distribution (manufactured by Nikka), and a CX-I personal computer (manufactured by Canon) are used. A 1% NaCl aqueous solution prepared using primary sodium chloride was used as the electrolytic aqueous solution. The measuring method is as follows.
即ち、上記の電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を0.1ml加え、測定試料を0.5〜50mg加える。試料を懸濁した電界水溶液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、上記のコールターカウンターTA−II型により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて2〜40μmの粒子の粒度分布を測定して体積平均分布を求める。こうして求めた体積平均分布より、体積平均粒径を得る。 That is, 0.1 ml of a surfactant, preferably alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersant to 100 to 150 ml of the above electrolytic aqueous solution, and 0.5 to 50 mg of a measurement sample is added. The aqueous solution of the electric field in which the sample is suspended is dispersed for about 1 to 3 minutes with an ultrasonic disperser, and the particle size distribution of 2 to 40 μm particles is measured using the above Coulter Counter TA-II with a 100 μm aperture as the aperture. To obtain a volume average distribution. The volume average particle diameter is obtained from the volume average distribution thus obtained.
また、本実施例にて用いられるキャリアの抵抗率は、以下の方法にて測定した。 The resistivity of the carrier used in this example was measured by the following method.
即ち、測定電極面積4cm、電極間間隔0.4cmのサンドイッチタイプのセルを用いて、片方の電極に1kgの重量の加圧下で、両電極間の印加電圧E(V/cm)を印加して、回路に流れた電流から、キャリアの抵抗率を得る方法によって測定した。 That is, using a sandwich type cell having a measurement electrode area of 4 cm and an interelectrode spacing of 0.4 cm, an applied voltage E (V / cm) between both electrodes is applied to one electrode under a pressure of 1 kg. Measured by a method of obtaining the carrier resistivity from the current flowing in the circuit.
(攪拌室の搬送部材)
次に、本実施例の特徴的な部分である、第2搬送路としての撹拌室13の搬送部材、即ち、第2搬送部材15について説明する。
(Conveying member of stirring chamber)
Next, the conveyance member of the stirring
図3を参照すると、第1搬送部材14及び第2搬送部材15は、共に、軸径(d)が6mmとされる軸14a、15aと、直径(D)が16mmのスパイラル形状(即ち、螺旋状)の回転羽根14b、15bとを備えている。また、回転羽根14b、15bは、本実施例では、15mmピッチ間隔(P)で軸周面上に配設されている。
Referring to FIG. 3, the
また、第1搬送部材(以下、「第1スクリュー」という。)14及び第2搬送部材(以下、「第2スクリュー」という。)15は、それぞれの現像剤搬送方向下流端部に螺旋状の戻し回転羽根14c、15cを有している。戻し回転羽根14c、15cは、対応する第1スクリュー14及び第2スクリュー15の捩れ方向とは逆方向の捩れとされ、現像剤搬送方向とは逆方向に現像剤を押し戻す作用を成す。これによって、第1及び第2連通開口部16、17における現像剤の受け渡しを円滑にしている。
The first conveying member (hereinafter referred to as “first screw”) 14 and the second conveying member (hereinafter referred to as “second screw”) 15 are spirally formed at the downstream ends of the respective developer conveying directions. It has
本実施例によると、第2スクリュー15の回転羽根15bの下流側面上に、磁石とされる磁界発生部材11が設けられる。
According to the present embodiment, the magnetic
図5(a)は、第2スクリュー15を説明する概略構成斜視図である。
FIG. 5A is a schematic configuration perspective view illustrating the
第2スクリュー15は、スパイラル状の回転羽根15bの現像剤搬送方向下流側面の外周端に沿うように磁石11がスパイラル状に設けられる。
In the
つまり、本実施例では、磁石11は、細長薄板状の磁石であり、第2スクリュー15の回転羽根15bの現像剤搬送方向下流側螺旋面における半径方向外側近傍に螺旋状に配置される。本実施例では、磁石11は、図5(b)に示すように、幅(w)が2mm、厚さ(t)が1mmとされ、回転羽根15bの螺旋面に接着剤、或いは、溶着などにて一体に固定される。
That is, in this embodiment, the
尚、現像剤循環性能のために現像剤搬送方向とは逆向きに現像剤を搬送する上記戻し回転羽根15cには磁石11は設けない。
For the developer circulation performance, the
磁石11としては、Sm―Co系磁石、Nd−Fe−B系磁石、フェライト系磁石等100mT以上の磁束密度を有するもので有れば良い。本実施例ではフェライト系磁石を使用した。また、磁石11の磁束密度は200mTであった。
The
磁石11は、図5(c)に示すように、厚み(t)方向両側面に、それぞれ異なる磁極を形成することができる。即ち、螺旋面の第1面に同極(例えばS極)を多数形成し、反対側の第2面に第1面と異なる極(例えばN極)を多数形成することができる。また、図5(d)に示すように、螺旋面に沿って交互に異なる磁極(S極とN極)を配置するように形成してもよい。
As shown in FIG. 5C, the
さらに、本実施例の現像装置1においては、図3に示すように、トナー補給開口9の略中心位置は、即ち、トナーカートリッジ5から第2スクリュー15に対するトナー補給位置は、第2開口部17より、現像剤搬送方向下流側とされる。本実施例では、トナー補給位置Tpは、即ち、撹拌室13の現像剤搬送方向上流側の第2連通開口部17を形成する隔壁2Bの端部2Baから下流方向の距離(Lt)は、10mmとされる。
Further, in the developing
(帯電付与性)
以下に、本実施例の現像装置1における、補給トナーへの帯電付与性についての実験結果について述べる。
(Chargeability)
Hereinafter, experimental results on the charge imparting property to the replenishment toner in the developing
[実験]
本実験では、トナー補給開口9においてトナー1gを補給し、この補給されたトナーの第1連通開口部16における帯電量を測定した。
[Experiment]
In this experiment, 1 g of toner was replenished at the
図6及び図7に本実験におけるトナー帯電性の結果を示す。トナー帯電性は、トナー3000個の帯電量をHOSOKAWA MICRON Corp.社製のE−Spart Analizerによって測定した。 6 and 7 show the results of toner chargeability in this experiment. The toner chargeability is determined by changing the charge amount of 3000 toners to HOSOKAWA MICRON Corp. It measured by E-Spart Analyzer made from a company.
画像白地部にトナーかぶりするトナーは、周知の通り、正規の極性と逆極性(本実施例のトナーの場合は正極性)、又は、帯電量0のトナーである。 As is well known, the toner fogged on the white background of the image is a toner having a polarity opposite to the normal polarity (positive polarity in the case of the toner of the present embodiment) or a charge amount of 0.
従って、第2スクリュー15の現像剤搬送方向上流側に補給されたトナーが全て、第2スクリュー15の現像剤搬送方向下流側の第1連通開口部16において負極性であれば、トナーかぶりすることはない。
Therefore, if all of the toner replenished upstream of the
更に、図6及び図7中に示す角度θは、図2に示す現像装置1の位置から、図8に示すように、現像室12を鉛直上方向に、撹拌室13を鉛直下方向に傾けた角度(以下、「傾斜角度θ」という。)である。
Further, the angle θ shown in FIGS. 6 and 7 is inclined from the position of the developing
図6に第2スクリュー15に磁石を取り付けない場合のトナー帯電性を示す。この場合、傾斜角度が5°より大きくなると、第1連通開口部16において正極性又は帯電量0のトナーが存在してしまう。この理由を以下に説明する。
FIG. 6 shows the toner chargeability when no magnet is attached to the
図9(a)で示すように、傾斜角度θが大きくなるほど現像剤Tの重力方向と現像剤搬送方向との関係が変化し、現像剤Tが現像室12へ搬送されずらくなる。その結果、撹拌室13に収容する現像剤量が増加してしまい、傾斜角度が5°以上になると第2スクリュー15の回転羽根15bが現像剤に覆われた状態となり(図8参照)、補給したトナーTsを既存の現像剤T中に取り込むことができなくなる。従って、補給トナーTsは十分にキャリアと摩擦帯電することなく、第1連通開口部16まで搬送されることとなる。
As shown in FIG. 9A, as the inclination angle θ increases, the relationship between the gravity direction of the developer T and the developer transport direction changes, and the developer T becomes difficult to be transported to the developing
次に、図7に、第2スクリュー15の下流面側に磁石11を取り付けた場合のトナー帯電性を示す。
Next, FIG. 7 shows toner chargeability when the
本実施例の現像装置1の場合、傾斜角度が10°以下では第1開口部16において正極性又は帯電量0のトナーが存在しない。この理由を以下に説明する。
In the case of the developing
前述のように、傾斜角度θが大きくなるほど撹拌室13に収容する現像剤量が増加してしまうが、図9(b)に示すように第2スクリュー15に取り付けた磁石11の磁気力と回転動作により、現像剤T上を浮遊する補給トナーTsは磁石周辺の現像剤とともに現像剤T中に取り込まれる。従って、補給トナーTsは十分にキャリアと摩擦帯電することができる。
As described above, the developer amount accommodated in the stirring
以上説明したように、本実施例の現像装置1の構成とすることにより、補給トナーTsと既存の現像剤Tを混合撹拌しながら、現像剤を現像室へと搬送する撹拌室におけるトナーへの帯電性を向上させることができる。そのために、現像装置、即ち、画像形成装置が傾いて用いられる場合においても画像白地部へのトナーかぶりを防止することが可能となる。
As described above, by adopting the configuration of the developing
更に、上記構成の本実施例の現像装置の作用効果についてより詳しく説明する。 Further, the function and effect of the developing device of the present embodiment having the above configuration will be described in more detail.
一般に、補給したトナーをキャリアと十分に摩擦帯電させるためには、現像剤撹拌部に以下の3つの性能が必要とされる。
(1)補給トナーを現像剤中に取り込む取り込み性
(2)補給トナーを解す分散性
(3)補給トナーを現像剤中でキャリアと混ぜ合わせる混合性
である。上記各項目について以下に説明する。
In general, in order to sufficiently frictionally charge the replenished toner with the carrier, the following three performances are required for the developer agitation unit.
(1) Capability to take in the replenishment toner into the developer (2) Dispersibility to release the replenishment toner (3) Mixability to mix the replenishment toner with the carrier in the developer. The above items will be described below.
一般に、現像装置へのトナー補給は、現像剤循環経路を循環している現像剤上にトナーを自由落下させる方式が多いが、この方式の場合、補給トナーは現像剤上を浮遊し易い。 In general, toner replenishment to the developing device is often a system in which the toner is freely dropped onto the developer circulating in the developer circulation path. In this system, the replenishment toner tends to float on the developer.
補給トナーを現像剤中のキャリアと混合するためには、まず、現像剤上を浮遊する補給トナーを現像剤中に取り込む必要がある。そのため、一般的な現像装置では円筒軸周面上にスパイラル形状の部材を設けた、所謂、スクリューにより補給トナーを現像剤中に取り込んでいる。更なる取り込み性の向上を図る場合には円筒軸周面上に四角形や台形形状の部材を追加して設けることもある。 In order to mix the replenishment toner with the carrier in the developer, it is necessary to first take in the replenishment toner floating on the developer into the developer. Therefore, in a general developing device, the replenishing toner is taken into the developer by a so-called screw having a spiral-shaped member provided on the circumferential surface of the cylindrical shaft. In order to further improve the uptake performance, a quadrangular or trapezoidal member may be additionally provided on the circumferential surface of the cylindrical shaft.
一般に、トナー補給精度の安定化のため、現像装置に補給される直前のトナーに或る程度の圧力を施し、或る程度凝集した状態にして、補給することが多い。そのため、補給トナーを現像剤中のキャリアと均一に混合するためには、この或る程度凝集した状態のトナーを解し、分散させる必要がある。そのため、一般的な現像装置では前述のスクリューにより補給したトナーを解し、分散させている。 In general, in order to stabilize the toner replenishment accuracy, a certain amount of pressure is applied to the toner immediately before being replenished to the developing device, and the toner is replenished in a certain degree of aggregation. Therefore, in order to uniformly mix the replenishment toner with the carrier in the developer, it is necessary to release and disperse the toner in a certain degree of aggregation. For this reason, in a general developing device, the toner replenished by the above-described screw is released and dispersed.
トナーを十分に帯電させるためには、トナーとキャリアを数多く接触させる混合動作を積極的に行う必要がある。そのため、一般的な現像装置では前述のスクリューにより補給したトナーとキャリアとの混合を行っている。 In order to sufficiently charge the toner, it is necessary to actively perform a mixing operation in which the toner and the carrier are brought into contact with each other. For this reason, in a general developing device, the toner replenished by the screw and the carrier are mixed.
補給したトナーを十分に帯電させるためには、スクリューによりこれら3つの性能を満足することが必要であるが、従来の現像装置構成では補給トナーの取り込み性能が低いために、トナーかぶりが発生していた。 In order to sufficiently charge the replenished toner, it is necessary to satisfy these three performances with a screw. However, in the conventional developing device configuration, since the replenishment toner intake performance is low, toner fog occurs. It was.
実質的に二成分現像剤の搬送及び撹拌を行うのは撹拌部材である。そのため現像剤撹拌部においては撹拌部材の現像剤搬送方向下流面上側(以下、「下流側面上」という。)近傍の現像剤面高さが最も高くなるために、補給トナーの取り込み性能の低下が発生していた。 It is the stirring member that substantially transports and stirs the two-component developer. For this reason, in the developer stirring section, the height of the developer surface in the vicinity of the upper surface on the downstream side of the developer conveying direction of the stirring member (hereinafter referred to as the “downstream side surface”) is the highest, so that the replenishment toner intake performance is reduced. It occurred.
そこで、本実施例の現像装置は、現像剤撹拌室の現像剤撹拌搬送部材のスパイラル形状の撹拌部材下流側面上に磁界発生部材を設ける。これにより、スパイラル形状の撹拌部材の下流側面上に二成分現像剤による磁気穂を形成し、この磁気穂によって上記補給トナーの取り込み性能を向上させている。 Therefore, the developing device of the present embodiment is provided with a magnetic field generating member on the downstream side surface of the spiral stirring member of the developer stirring / conveying member in the developer stirring chamber. As a result, a magnetic spike is formed by the two-component developer on the downstream side surface of the spiral stirring member, and the replenishment toner uptake performance is improved by the magnetic spike.
従って、従来の現像装置と比較して、本実施例に係る現像装置は、補給トナーの取り込み性能が著しく高い。つまり、現像剤撹拌室におけるトナーへの帯電性が著しく高い。そのため、画像形成装置、即ち、現像装置が傾いて用いられる場合においても十分に補給トナーを帯電することができ、それによって、画像白地部へのトナーかぶりを防止することができる。 Therefore, compared with the conventional developing device, the developing device according to the present embodiment has remarkably high replenishment toner capturing performance. That is, the chargeability of the toner in the developer stirring chamber is extremely high. For this reason, even when the image forming apparatus, that is, the developing device is used at an angle, the replenishment toner can be sufficiently charged, thereby preventing the toner fog on the white background portion of the image.
更に、前記磁界発生部材は撹拌部材の下流側面上全域に設ける必要は無く、撹拌部材の半径方向端部近傍に設ければ良い。つまり、現像剤面高さが搬送部材と略同じ高さ若しくは撹拌部材よりも高くなった場合における取り込み性の低下を防止すれば良い。 Furthermore, the magnetic field generating member need not be provided on the entire downstream side surface of the stirring member, and may be provided in the vicinity of the radial end of the stirring member. In other words, it is only necessary to prevent a decrease in uptake property when the developer surface height is substantially the same as the conveying member or higher than the stirring member.
上記実施例の説明にて理解されるように、補給現像剤と現像剤を混合撹拌しながら、現像剤を現像室に搬送する攪拌室におけるトナーへの帯電性を向上させることができる。それによって、画像形成装置が傾いて用いられる場合においても画像白地部へのトナーかぶりを防止することを防止することが可能となる。 As can be understood from the description of the above embodiments, the chargeability of the toner in the stirring chamber for conveying the developer to the developing chamber can be improved while mixing and stirring the replenishment developer and the developer. As a result, even when the image forming apparatus is used at an angle, it is possible to prevent the toner fog on the white background portion of the image.
(プロセスカートリッジ)
本実施例の画像形成装置において、上記現像装置1は、図10に示すように、感光体ドラム28、一次帯電器21及びクリーニング装置26と共にカートリッジ化したプロセスカートリッジ30とすることができる。この場合においても、本実施例と同様の効果を有することは言うまでもない。
(Process cartridge)
In the image forming apparatus of the present embodiment, the developing
尚、図10には、トナーカートリッジ5は、図示されていない。プロセスカートリッジ30は、該プロセスカートリッジ30を画像形成装置本体に装着した状態で、装置本体に装着されたトナーカートリッジ5と作動的に連結され、トナーカートリッジ5からの補給用トナーの補給を受け得るように構成されている。
In FIG. 10, the
一般に、プロセスカートリッジは、感光ドラムが寿命に達したり、現像装置内の現像剤が著しく劣化した場合において、プロセスカートリッジ全体を画像形成装置本体から取り出し、新しいプロセスカートリッジを装着することができる。これにより、画像形成装置を復帰することができるので、メンテナンス性の向上を図ることが可能となる。 In general, when the photosensitive drum reaches the end of its life or the developer in the developing device is significantly deteriorated, the entire process cartridge can be taken out from the main body of the image forming apparatus and a new process cartridge can be mounted. As a result, the image forming apparatus can be restored, so that it is possible to improve the maintainability.
また、この高メンテナンス性のため、機器交換の専門知識を有するサービスマンに頼ることなく、ユーザ自身が行なうことができるので、レーバーコストの低減による、画像形成装置のランニングコストの低減も可能となる。 In addition, because of this high maintainability, the user can do it without relying on a service person who has expertise in equipment replacement, so that the running cost of the image forming apparatus can be reduced by reducing the labor cost. .
プロセスカートリッジの場合にも、上記現像装置1を用いているため、撹拌室13における現像剤の動きに関しては、図2及び図3を参照して説明した現像装置と同様である。又、撹拌室13における補給トナーの帯電付与性に関しても、図6及び図7で示した現像装置と同様の特性を有する。
Also in the case of a process cartridge, since the developing
つまり、プロセスカートリッジ30、即ち、現像装置1の傾斜角度θが大きくなり、撹拌室13に収容する現像剤量が増加した場合においても、以下の効果が得られる。すなわち、第2スクリュー15に取り付けた磁石11の磁気力と回転動作により、現像剤上を浮遊する補給トナーは磁石周辺の現像剤とともに現像剤中に取り込まれ、補給トナーは十分にキャリアと摩擦帯電することができる。
That is, even when the inclination angle θ of the
尚、プロセスカートリッジ30は、本実施例では、感光体ドラム28、一次帯電器21、クリーニング装置26、現像装置1を一体化したものであるが、特にこの構成に限定されるものではない。つまり、ユーザのメンテナンス性及び各要素の寿命等を考慮してプロセスカートリッジの構成を適宜決めれば良く、例えば、少なくとも、感光体ドラム28と現像装置1とを一体化したものであってもよい。更には、現像装置のみをカートリッジ化して、画像形成装置本体に対して着脱自在とすることも可能である。
In this embodiment, the
尚、本実施例にて画像形成装置は、インライン式のカラー画像形成装置であるとして説明したが、これに限定されるものではなく、インライン式のカラー画像形成装置は、本発明の画像形成装置の一例に過ぎない。本実施例の特徴ある現像装置は如何なる構成の画像形成装置においても、本実施例と同様の効果を有することは言うまでもない。 In this embodiment, the image forming apparatus is described as an inline type color image forming apparatus. However, the present invention is not limited to this, and the inline type color image forming apparatus is an image forming apparatus according to the present invention. This is just an example. It goes without saying that the developing device having the characteristics of this embodiment has the same effects as those of this embodiment in any configuration of the image forming apparatus.
例えば、上記実施例の画像形成装置は、各画像形成ステーションの画像を記録材に直接転写する直接転写方式のカラー画像形成装置とされたが、これに限定されない。例えば、一旦各画像形成ステーションの画像を中間転写体に転写し、その後、中間転写体から記録材に転写する中間転写方式のカラー画像形成装置とすることも可能である。勿論、画像形成装置は、カラー画像形成装置に限定されるものではなく、モノクロの画像形成装置とすることもできる。 For example, the image forming apparatus of the above embodiment is a direct transfer type color image forming apparatus that directly transfers an image of each image forming station to a recording material, but is not limited thereto. For example, an intermediate transfer type color image forming apparatus in which an image of each image forming station is once transferred to an intermediate transfer member and then transferred from the intermediate transfer member to a recording material can be obtained. Of course, the image forming apparatus is not limited to a color image forming apparatus, and may be a monochrome image forming apparatus.
以上、上記実施例によって本発明の現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を説明したが、上記説明した構成に限られるものではなく、種々の変更態様の構成をとることが可能である。 As described above, the developing device, the process cartridge, and the image forming apparatus of the present invention have been described by the above-described embodiments. However, the configuration is not limited to the above-described configuration, and various modifications can be made.
1 現像装置
2 現像容器
2B 隔壁
3 現像スリーブ(現像剤担持体)
4 マグネットロール(磁界発生手段)
5 トナーカートリッジ
6 トナー補給口
8 補給スクリュー
10 現像剤濃度検知装置
11 磁界発生部材
12 現像室(第1搬送路)
13 撹拌室(第2搬送路)
14 第1スクリュー(第1搬送部材)
15 第2スクリュー(第2搬送部材)
14a、15a 回転軸
14b、15b 回転羽根
16 第1開口部
17 第2開口部
21 一次帯電器
25 定着装置
26 クリーニング装置
28 感光ドラム(像担持体)
29 転写紙
30 プロセスカートリッジ
100 画像形成装置
DESCRIPTION OF
4 Magnet roll (magnetic field generating means)
5
13 Stirring chamber (second transport path)
14 First screw (first conveying member)
15 Second screw (second conveying member)
14a,
29
Claims (6)
該現像容器内に設けられ、現像剤を担持搬送し、像担持体上に形成された静電像を現像する現像剤担持体と、
前記現像容器内に設けられ、回転駆動される回転軸に螺旋状の回転羽根が形成され、前記現像剤担持体に向けて現像剤を搬送するスクリュー部材と、
前記現像容器に補給用現像剤を補給する現像剤補給手段と、
を備えている現像装置において、
前記スクリュー部材の回転羽根は、現像剤搬送方向下流側の螺旋面上に磁界発生部材を有することを特徴とする現像装置。 A developer container containing a magnetic developer;
A developer carrying member provided in the developing container, carrying and transporting the developer, and developing an electrostatic image formed on the image carrying member;
A screw member that is provided in the developer container and has a spiral rotary blade formed on a rotary shaft that is driven to rotate; and a screw member that conveys the developer toward the developer carrier;
Developer replenishing means for replenishing the developer container with replenishment developer;
In a developing device comprising:
The developing device according to claim 1, wherein the rotating blade of the screw member has a magnetic field generating member on a spiral surface on the downstream side in the developer conveying direction.
前記現像装置は、請求項1〜3のいずれかの項に記載の現像装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。 At least in the process cartridge in which the image carrier and the developing device are integrated,
The process cartridge according to claim 1, wherein the developing device is the developing device according to claim 1.
前記プロセスカートリッジは、請求項4に記載のプロセスカートリッジであることを特徴とする画像形成装置。 In the image forming apparatus in which the process cartridge is detachable from the image forming apparatus main body,
The image forming apparatus according to claim 4, wherein the process cartridge is a process cartridge according to claim 4.
前記現像装置は、請求項1〜3のいずれかの項に記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。 An image bearing member; a developing device that develops an electrostatic image on the image bearing member with a developer to form a visible image; and a developer replenishing unit that replenishes the developing device with a replenishing developer. In the image forming apparatus,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the developing device is the developing device according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006152511A JP2007322721A (en) | 2006-05-31 | 2006-05-31 | Developing device, process cartridge, and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006152511A JP2007322721A (en) | 2006-05-31 | 2006-05-31 | Developing device, process cartridge, and image forming apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007322721A true JP2007322721A (en) | 2007-12-13 |
Family
ID=38855589
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006152511A Pending JP2007322721A (en) | 2006-05-31 | 2006-05-31 | Developing device, process cartridge, and image forming apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007322721A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009271279A (en) * | 2008-05-07 | 2009-11-19 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Toner container and toner supply method |
JP2010066395A (en) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Sharp Corp | Toner cartridge and image forming apparatus using the same |
JP2018146711A (en) * | 2017-03-03 | 2018-09-20 | 富士ゼロックス株式会社 | Developing device and image forming apparatus |
-
2006
- 2006-05-31 JP JP2006152511A patent/JP2007322721A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009271279A (en) * | 2008-05-07 | 2009-11-19 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Toner container and toner supply method |
JP2010066395A (en) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Sharp Corp | Toner cartridge and image forming apparatus using the same |
JP4613234B2 (en) * | 2008-09-09 | 2011-01-12 | シャープ株式会社 | Toner cartridge and image forming apparatus using the same |
US8073367B2 (en) | 2008-09-09 | 2011-12-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | Toner cartridge and image forming apparatus using the same |
JP2018146711A (en) * | 2017-03-03 | 2018-09-20 | 富士ゼロックス株式会社 | Developing device and image forming apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8874009B2 (en) | Developing device having dual feeding chambers | |
JP4819547B2 (en) | Development device | |
JP2892456B2 (en) | Developing device | |
US6920301B2 (en) | Rotary developing apparatus with developer recovery | |
JP4217671B2 (en) | Development device | |
JP2006308624A (en) | Developing device | |
JP2009198760A (en) | Developing device and image forming apparatus | |
JP4450033B2 (en) | Developing device and image forming apparatus | |
JP2007206458A (en) | Image forming apparatus | |
US9020403B2 (en) | Developing device | |
JP2013050526A (en) | Development apparatus | |
JP2005055531A (en) | Developing device | |
JP2009300646A (en) | Developing device and image forming apparatus | |
JP4814267B2 (en) | Developing device and image forming apparatus | |
JP2006047886A (en) | Developing device, cartridge, and image forming apparatus | |
JP2005315909A (en) | Image forming apparatus | |
JP2009192701A (en) | Developing device and image forming apparatus | |
JP2007322721A (en) | Developing device, process cartridge, and image forming apparatus | |
JP2003195638A (en) | Developing device and image forming apparatus provided with it | |
JP5868375B2 (en) | Developing device and image forming apparatus | |
JP2009223118A (en) | Developing method, developing device and image forming apparatus | |
JP2007041103A (en) | Image forming apparatus | |
US20150168874A1 (en) | Developing apparatus | |
JP3833082B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2017078758A (en) | Developing device and image forming apparatus |