JP2009151055A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤の攪拌ムラに伴う現像剤担持体の供給ムラを抑制し、転写紙上に濃淡差を発生させること無く、高品質な画像を安定して提供することができる現像装置を提供する。
【解決手段】現像剤が充填された筐体１７と、筐体１７内に回転可能に配置されて像担持体９の表面に現像剤を供給する現像ローラ１８と、筐体１７内に充填された現像剤を現像ローラ１８に供給するスパイラル１９と、磁力によって筐体１７内の現像剤を強制的に担持し且つその担持した現像剤をスパイラル１９から現像ローラ１８へと供給された現像剤に接触させるマグネット２１とを備えている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、静電潜像を可視化するために像担持体に現像剤を供給する現像装置に関する。

従来から、複写機、プリンタ、ファクシミリ並びにこれらを組み合わせた複合機等の電子写真方式による画像形成装置には、像担持体の表面に形成された静電潜像を可視化するために、その像担持体に現像剤を供給する現像装置が周知である。

また、このような現像装置としては、現像剤が充填された筐体と、この筐体内に回転可能に配置されて像担持体の表面に現像剤を供給する現像剤担持体と、筐体内に充填された現像剤を攪拌しつつ現像剤担持体に供給する攪拌部材と、を備えた現像装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平０８−０１５９８７号公報

ところが、上記の如く構成された現像装置にあっては、攪拌部材は、筐体内の現像剤を像担持体の幅方向に満遍なく供給するため、筐体内の現像剤を搬送・攪拌する機能としてスクリュー式やパドル式等の様々な形状のものが用いられているが、その形状（方式）に起因して像担持体の表面に形成されたトナー像等に画像ムラが発生することがある。

即ち、現像槽内において攪拌部材から現像剤担持体へと現像剤を供給する際、攪拌部材の形状（方式）によっては、現像剤が現像剤担持体上へと供給され易い領域と供給され難い領域とに別れるといったように、現像剤の供給量にムラが発生することがある。

そして、このような現像剤の供給量にムラが発生すると、現像剤担持体上での現像剤量も変動を受け、現像性の変化（画像ムラ）となって現れてしまう。

また、このような攪拌部材の形状（方式）に起因する現像性の変化は、画像上で撹拌部材のスクリュー形状あるいは攪拌羽根（フィン）形状に従った濃淡差として現れ、一般的には、攪拌部材の回転速度が現像剤担持体の回転速度よりも早いため、転写紙への転写画像上には、攪拌部材と現像剤担持体との回転速度差に従った角度で、斜め方向に濃淡ムラが発生することが一般的である。

これは攪拌ムラとも称され、主としてドット単位での現像性において差が顕著に現れることから、ハーフトーン画像で確認される事が多い。

そこで、この攪拌ムラの発生を防ぐためには、現像剤の供給量にムラが発生しないような攪拌部材の形状とすることが望ましい。

しかしながら、近年の画像形成装置の高速化等に伴い、線速の増加（高速化）や現像剤の諸環境における流動性の変動、更には、画像形成装置全体の小型化要求に伴う著しい現像装置の寸法制限、等の各種条件を満足しなければならない現状では、攪拌部材の形状のみによって上述したムラの発生を解決することは困難であるという問題が生じていた。

そこで、本発明は、上記事情を考慮し、画像形成装置や現像装置の筐体によって攪拌部材の形状を制限された場合においても、攪拌ムラを発生させることの無い画像形成装置を提供する事を目的とする。

本発明の現像装置は、現像剤が充填された筐体と、該筐体内に回転可能に配置されて像担持体の表面に現像剤を供給する現像剤担持体と、前記筐体内に充填された現像剤を前記現像剤担持体に供給する攪拌部材と、を備えた現像装置において、磁力によって前記筐体内の現像剤を強制的に担持し且つその担持した現像剤を前記攪拌部材から前記現像剤担持体へと供給された現像剤に接触させる調整部材と、を備えていることを特徴とする。

この際、前記筐体に配置されて前記現像剤担持体に供給された現像剤の層厚を規制する規制部材を備え、前記調整部材は、前記攪拌部材から前記現像剤担持体へと現像剤が供給される位置から前記規制部材で現像剤の層厚が規制される間で現像剤を担持するのが好ましい。

本発明の現像装置は、現像剤の攪拌ムラに伴う現像剤担持体の供給ムラを抑制し、転写紙上に濃淡差を発生させること無く、高品質な画像を安定して提供することができる。

次に、本発明の一実施形態に係る現像装置について、図面を参照して説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る現像装置を採用した画像形成装置としての複合機の説明図、図２は本発明の一実施形態に係る現像装置の断面図、図３は本発明の一実施形態に係る現像装置における要部の作用説明図である。

（複合機の全体構成）
図１において、１は複写機・プリンタ・スキャナ・ファクシミリ等の各機能を具備した画像形成装置としての複合機である。

複合機１は、装置本体２の前面から引き出し可能な給紙トレイ３と、装置本体２の側面に設けられた手差給紙トレイ４と、複写機・ファクシミリ・スキャナとして原稿を読み取るための自動原稿送り装置（ＡＤＦ）５と、給紙トレイ３又は手差給紙トレイ４から送られてきた転写紙（図示せず）の表面にトナー画像を形成する画像形成部６と、そのトナー画像を転写紙表面に定着する定着部７と、画像定着済みの転写紙を排出する排出部８とを備えている。

（画像形成部６の構成）
画像形成部６は、ドラム状の像担持体９を備えている。また、画像形成部６は、像担持体９の周囲に、像担持体９の表面を帯電する帯電デバイス１０と、自動原稿送り装置５を利用して読み取った原稿の読取データ又は図示を略するパーソナルコンピュータ等から出力された印刷データから生成された画像データに基づいて像担持体６の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する露光デバイス１１と、像担持体９の表面に形成された静電潜像を現像剤によって可視化するための現像装置１２と、像担持体９の表面に付着された現像剤を転写する転写デバイス１３と、転写後の像担持体９の表面に残存した現像剤等を除去するクリーニングデバイス１４と、次の画像形成処理のために像担持体９の表面を除電する除電デバイス１５と、をこの画像形成処理プロセンス順に備えている。

（現像装置１２の構成）
現像装置１２には、補給コンテナ１６から補給用現像剤が供給される。尚、この補給コンテナ１６は、装置本体２に対して着脱可能（交換可能）とされている。また、装置本体２の正面は、図示を略する正面カバーによって開閉可能とされ、この正面カバーを開放することによって補給コンテナ１６の着脱操作を行うことができる。さらに、現像装置１２は、内部にトナーを循環移動させつつ像担持体９にトナーを供給するもので、図２に示すように、現像剤が充填された筐体１７と、筐体１７内に回転可能に配置されて像担持体９の表面に現像剤を供給する現像剤担持体としての現像ローラ（マグネットローラ）１８と、筐体１７内に充填された現像剤を現像ローラ１８に供給する攪拌部材としての一対のスパイラル（攪拌ミキサー）１９，２０と、磁力によって筐体１７内の現像剤を強制的に担持し且つその担持した現像剤をスパイラル１９，２０から現像ローラ１８へと供給された現像剤に接触させる調整部材としてのマグネット２１と、筐体１７に配置されて現像ローラ１８に供給された現像剤の層厚を規制する規制部材としての規制ブレード２２と、を備えている。

（現像ローラ１８の構成）
現像ローラ１８は、その周面が像担持体９の周面と対向するように配置されている。従って、現像ローラ１８に搬送されつつある現像剤は、現像ローラ１８を介して像担持体９の周面に供給され、これによって像担持体９の周面に現像剤像が形成されることになる。

（撹拌搬送スパイラル１９，２０の構成）
螺旋状の羽根を設けた一対の撹拌搬送スパイラル１９，２０の間は、筐体１７に形成された隔壁１７ａによって仕切られている。この隔壁１７ａの両端（紙面奥行き方向）は、現像装置１２の外壁との間に形成された隙間（図示せず）が形成されており、現像剤搬送方向上流側（図２の右側）に配置されたスパイラル２０により隙間の一方へと現像剤が攪拌搬送（往路）された後に、この一方側の隙間で折り返されてスパイラル１９により現像装置１２の他方へと現像剤が攪拌搬送（復路）されてこの他方側の隙間再び折り返される循環経路が構成されている。なお、現像剤の撹拌搬送部材としては、スパイラル形状以外にパドル形状や斜めフィン配置形状、あるいはそれらの組合せもある。

（マグネット２１の構成）
マグネット２１は、撹拌搬送スパイラル１９から現像ローラ１８へと現像剤が供給される位置から規制ブレード２２で現像剤の層厚が規制される間で現像剤を担持する。尚、マグネット２１は、本実施の形態では、筐体１７の内部に配置しているが、その磁力を筐体１７の内部にまで届かせることができれば筐体１７の外部に配置しても良い。また、マグネット２１は、現像ローラ１８の少なくとも最大画像形成幅以上（紙面と直交する奥行き方向）に跨って配置され、その磁力によって現像剤を強制的に担持する。

従って、マグネット２１は、その磁力によって、現像ローラ１８の最大画像形成幅以上に跨って満遍なく（ムラ無く）現像剤を強制的に担持することができる。

これにより、図３に示すように、例えば、マグネット２１が無いとした場合の現像ローラ１８が担持し得る現像剤の（例えば、５ｍｍ）の一部に、マグネット２１が磁力によって強制的に担持した現像剤を接触させることにより、マグネット２１よりも上流側で現像ローラ１８にムラが発生していたとしても、そのムラを解消するようにマグネット２１で担持した現像剤を現像ローラ１８側に行き渡らせることができ、均一な層厚の現像剤を現像ローラ１８に供給することができる。

尚、マグネット２１を、例えば、現像ローラ１８に磁力設定がなされている場合（例えば、現像極Ｎ１、汲上極Ｎ２、剥離極Ｎ３、搬送極Ｓ１、引込極Ｓ２等）、図２及び図３に示すように、規制ブレード２２の近傍の搬送極Ｓ１と対向して配置すれば、現像ローラ１８の表面に供給された現像剤を規制ブレード２２で所定の層厚に均す直前にてマグネット２１で担持した現像剤を現像ローラ１８側に行き渡らせることができる。

また、マグネット２１を、例えば、図４に示すように、搬送極Ｓ１と汲上極Ｎ２との境界部分に対向して配置した場合には、スパイラル１９で攪拌した直後の現像ローラ１８の表面に供給された現像剤に対してマグネット２１で担持した現像剤を現像ローラ１８側に行き渡らせることができる。

（規制ブレード２２の構成）
規制ブレード２２は、筐体１７の上方寄り開口を塞ぐように配置され、現像ローラ１８の略全幅に跨って設けられている。また、規制ブレード２２の先端は、現像ローラ１８の表面から離間しており、現像ローラ１８の表面に供給された現像剤を、所定の層厚に均す機能を備えている。

この際、規制ブレード２２は、マグネット２１の磁力によって強制的に担持された現像剤が現像ローラ１８の表面に行き渡っているため、現像ローラ１８に担持された現像剤はムラ無く規制ブレード２２によって均されることとなる。

（実施例）
以下、本発明の現像装置１２の具体的な作用を説明する。

尚、本実施例では、現像装置１２の筐体１７内において、スパイラル１９，２０から現像ローラ１８へと現像剤が攪拌搬送され、現像ローラ１８上に担持された現像剤が規制ブレード２２へと搬送されるまでの空間にマグネット２１を配置し、このマグネット２１の磁力（磁場）によってマグネット２１上に強制的に担持された現像剤を現像ローラ１８上の現像剤に接触させることにより、現像剤の供給ムラを規制し、現像ローラ１８上の現像剤量を安定した状態にする。

従って、現像ローラ１８に担持された現像剤に対する供給ムラを抑制しているため、スパイラル１９，２０がどのような攪拌形式（スクリュー式・パドル式等）を採用していたとしても、攪拌ムラに起因する供給ムラを抑制することができる。また、現像剤を均すための部材として直接現像剤を用いていることから、金属や樹脂等の規制部材（均し部材）を用いた場合の過度なストレスによる現像剤の劣化をも抑制することができる。

また、本発明におけるマグネット２１を用いた現像装置１２では、
現像ローラ：Ｖｐｐ＝４００Ｖ（交流ピーク間電圧）
Ｖｄｃ＝３５０Ｖ（直流電圧）
外径＝φ２０
周波数：３．０ｋＨｚ
トナー：平均粒子径７μｍの非磁性トナー
キャリア：パウダーテック社製 シリコーン樹脂コートフェライトキャリア
（飽和磁化４０ｅｍｕ／ｇ、平均粒径３５μｍ）
マグネット：２２０×４×２（ｍｍ）
磁力＝５０ｍＴ（表面磁力）
極性＝Ｎ極
材質＝フェライト磁性粉添加合成ゴム（ラバーマグネット）
今、図３に示すように、マグネット２１上に担持される現像剤Ｔ１と、マグネット２１が無いとした場合の現像ローラ１８に担持される現像剤Ｔ２との接触厚をｈとし、マグネット２１の表面と現像ローラ１８との離間距離をＨとし、接触厚ｈと攪拌ムラの発生との関係を示した比較表を図５に示す。

ここで、現像ローラ１８上に担持されている現像剤Ｔ２の層厚は５ｍｍであり、このときの接触厚ｈを１．５ｍｍ、２．５ｍｍにしたものと、マグネット２１が無かったものとで攪拌ムラの発生を比較確認したところ、攪拌ムラの発生を抑制することができた。

このように、本発明の現像装置１２にあっては、現像ローラ１８上に担持されている現像剤Ｔ２を、マグネット２１に担持されている現像剤Ｔ１と接触させることにより、現像ローラ１８に担持された現像剤を均しつつ攪拌ムラ・供給ムラの要因となる部分へ現像剤を補うことによって、濃度低下などの不具合を起こすことなく画像ムラの発生を抑制することができ、安定した高品質な画像を提供することができる。

ところで、上記実施の形態では、本発明の現像装置１２を画像形成装置としての複合機１に適用して説明したが、例えば、複写専用機やプリンタ専用機等の画像形成装置全般に適用することができることは勿論である。

本発明の一実施形態に係る現像装置を採用した画像形成装置としての複合機の説明図である。 本発明の一実施形態に係る現像装置の断面図である。 本発明の一実施形態に係る現像装置における要部の作用説明図である。 本発明の一実施形態に係る現像装置の変形例の断面図である。 本発明の一実施形態に係る現像装置における接触厚と攪拌ムラの発生との関係を比較した図表である。

符号の説明

１…複合機（画像形成装置）
９…像担持体
１７…筐体
１８…現像ローラ（現像剤担持体）
１９…スパイラル（攪拌部材）
２０…スパイラル（攪拌部材）
２１…マグネット（調整部材）

Claims (2)

1. 現像剤が充填された筐体と、該筐体内に回転可能に配置されて像担持体の表面に現像剤を供給する現像剤担持体と、前記筐体内に充填された現像剤を前記現像剤担持体に供給する攪拌部材と、を備えた現像装置において、
   磁力によって前記筐体内の現像剤を強制的に担持し且つその担持した現像剤を前記攪拌部材から前記現像剤担持体へと供給された現像剤に接触させる調整部材と、を備えていることを特徴とする現像装置。
2. 前記筐体に配置されて前記現像剤担持体に供給された現像剤の層厚を規制する規制部材を備え、
   前記調整部材は、前記攪拌部材から前記現像剤担持体へと現像剤が供給される位置から前記規制部材で現像剤の層厚が規制される間で現像剤を担持することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。

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