JP2010122406A - 現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1現像剤搬送部53Yに仕切部材59Yを介して対向するように配設された第2現像剤搬送部54Yにおける現像剤搬送手段として、軸部にスクリュ部が形成されて所定方向に回転する第2搬送スクリュ56Yと、第2搬送スクリュ56Yに並設されるとともに回転軸方向にみたときに第2搬送スクリュ56Yのスクリュ部に重なるようにその軸部に向けて突出する突出部を有する回転部材57Yと、を設ける。
【選択図】図2
Description
そして、現像装置内におけるトナー消費に応じて、現像装置の一端に設けられたトナー補給口から装置内に適宜にトナーが補給される。補給されたトナーは、現像装置内の現像剤とともに、2つの搬送スクリュによって、装置内を長手方向(現像ローラの長手方向と同方向である。)に循環しながら混合される。その混合された現像剤は、その一部が、第1現像剤搬送部に設置された第1搬送スクリュに対向する現像ローラ上に担持される。現像ローラに担持された現像剤は、ドクターブレードによって適量に規制された後に、その現像剤中のトナーが感光体ドラム(像担持体)との対向位置で感光体ドラム上の潜像に付着する。
また、特許文献2等には、搬送部材(スクリュ状回転部材)の周囲の隔壁を円筒状に形成する技術が開示されている。
また、特許文献3等には、現像剤の循環経路中に永久磁石を設置することによって現像剤の拘束域を形成する技術が開示されている。
また、特許文献4等には、ドクターブレードの位置で現像ローラから離脱した現像剤をトナー補給口の下流側に落下させる技術が開示されている。
また、特許文献2、特許文献3等の技術は、現像剤の剤面の高さがある程度以上確保されないと、補給トナーが現像剤中に充分に撹拌・混合されない可能性があった。
さらに、特許文献4等の技術は補給トナーが浮遊する現像剤の上から現像剤を落下させるものであって、それだけでは補給トナーが現像剤中に充分に撹拌・混合されない可能性があった。
図1〜図5にて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
まず、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図1に示すように、画像形成装置本体100の上方にあるトナー容器収容部31には、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した4つのトナー容器32Y、32M、32C、32Kが着脱自在(交換自在)に設置されている。
トナー容器収容部31の下方には中間転写ユニット15が配設されている。その中間転写ユニット15の中間転写ベルト8に対向するように、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した作像部6Y、6M、6C、6Kが並設されている。
図示は省略するが、トナー容器32Y、32M、32C、32Kの下方には、それぞれ、トナー補給装置が配設されている。そして、トナー容器32Y、32M、32C、32Kに収容されたトナーは、それぞれ、トナー補給装置によって、作像部6Y、6M、6C、6Kの現像装置内に供給(補給)される。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、露光装置7(図1を参照できる。)から発せられたレーザ光Lの照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される(露光工程である。)。
詳しくは、図2及び図3を参照して、現像装置5Y内には、トナーとキャリア(磁性キャリア)とからなる2成分現像剤Gが収容されている。現像装置5Y内の現像剤Gは、トナー濃度検知手段としての磁気センサ58Yによって検知されるトナー濃度(現像剤G中のトナーの割合である。)が所定の範囲内になるように調整される。すなわち、現像装置5Y内のトナー消費に応じて、トナー補給装置によってトナー補給口64Yを介して第2現像剤搬送部54Y内に、トナーが補給される。なお、磁気センサ58Y(トナー濃度検知手段)は、その周囲を流動する現像剤の透磁率を検知して、その透磁率の大きさから現像剤のトナー濃度を検知するセンサである。
トナー補給装置は、トナー容器32Yに接続されている。なお、図示は省略するが、トナー補給装置は、トナー容器32Y(トナーボトル)を回転駆動する駆動部や、トナー容器32Yから排出されたトナーを貯留するトナータンク部や、トナータンク部に貯留されたトナーをトナー落下経路に向けて搬送するトナー搬送部や、トナー搬送部によって搬送されたトナーを現像装置5Y(第2現像剤搬送部54Y)に向けて自重落下させるトナー落下経路、等で構成されている。
なお、本実施の形態1では、第2現像剤搬送部54Yに設置された第2搬送スクリュ56Y及び第3搬送スクリュ57Yは、回転軸方向にみたときに互いのスクリュ部(羽根)の一部が重なり合うように配設されているが、これについては後で詳しく説明する。
ここで、図3を参照して、現像ローラ51Yは、内部に固設されてローラ周面に複数の磁極を形成するマグネット51bと、マグネット23a1の周囲を回転するスリーブ51aと、で構成される。そして、複数の磁極が形成されたマグネット51bの周囲をスリーブ51aが回転することで、その回転にともない現像剤Gが現像ローラ51Y上(スリーブ51a上である。)を移動することになる。
そして、まず、汲上げ磁極が磁性体としてのキャリアに作用して、第1現像剤搬送部53Yに収容された現像剤Gが現像ローラ51Y上に担持される。現像ローラ51Y上に担持された現像剤Gは、その一部がドクターブレード52Y(現像剤規制部材)の位置で掻き取られて、現像剤搬送部53Yに戻される。一方、ドクターブレード52Yと現像ローラ51Yとのドクターギャップを通過して現像ローラ51Y上に担持された現像剤Gは、主磁極の位置で穂立ちして現像領域において磁気ブラシとなって感光体ドラム1Yに摺接する。こうして、現像ローラ51Yに担持された現像剤G中のトナーが感光体ドラム1Y上の潜像に付着する。その後、主磁極(現像領域)の位置を通過した現像剤G(トナー濃度が低くなっている。)は、搬送磁極によって剤離磁極の位置まで搬送される。そして、剤離れ磁極の位置で、現像ローラ51Y上に担持されていた現像工程後の現像剤Gが現像ローラ51Yから脱離される。脱離後の現像剤Gは、再び第1現像剤搬送部53Yに戻されて、2つの現像剤搬送部53Y、54Y内を循環する。このような一連の現像剤Gの流れが繰り返される。
ここで、現像装置5Y内の現像剤は、現像剤中のトナーの割合(トナー濃度)が所定の範囲内になるように調整される。詳しくは、現像装置5Y内のトナー消費に応じて、トナーボトル32Yに収容されているトナーが、トナー補給装置によってトナー補給口64Yを介して第2現像剤搬送部54Y内に補給される。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、クリーニング部2Yとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード2aによって機械的に回収される(クリーニング工程である。)。
最後に、感光体ドラム1Yの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム1Y上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト8上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト8上にカラー画像が形成される。
そして、中間転写ベルト8は、矢印方向に走行して、各1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9Kの1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム1Y、1M、1C、1K上の各色のトナー像が、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写される。
こうして、中間転写ベルト8上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
詳しくは、給紙部26には、転写紙等の記録媒体Pが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ27が図1中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Pがレジストローラ対28のローラ間に向けて給送される。
その後、記録媒体Pは、排紙ローラ対29のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対29によって装置外に排出された記録媒体Pは、出力画像として、スタック部30上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
図2〜図4に示すように、本実施の形態1における現像装置5Yは、第2現像剤搬送部54Yにおいて現像剤Gを長手方向に搬送する現像剤搬送手段として、2つの搬送スクリュ(第2搬送スクリュ56Yと第3搬送スクリュ57Yとである。)を用いている。図4を参照して、第2搬送スクリュ56Yと第3搬送スクリュ57Yとは、いずれも、軸部56Y2、57Y2にスクリュ部56Y1、57Y1(羽根)が形成されたものであって、同じ回転数で回転する。
そして、第3搬送スクリュ57Yは、第2搬送スクリュ56Yに並設されるとともに、回転軸方向にみたときに(図2の図示方向でみたときに)第2搬送スクリュ56Yのスクリュ部56Y1に重なるように第2搬送スクリュ56Yの軸部56Y2に向けて突出する突出部を有する回転部材として機能する。換言すると、第3搬送スクリュ57Yは、第2搬送スクリュ56Yに並設されるとともに、第2搬送スクリュ56Yのスクリュ部56Y1に接触しないように第2搬送スクリュ56Yの軸部56Y2に近接する位置まで突出する突出部を有する回転部材として機能する。ここで、回転部材の突出部(第2搬送スクリュ56Yの軸部56Y2に向けて突出する突出部である。)は、第3搬送スクリュ57Yのスクリュ部57Y1となる。すなわち、第2現像剤搬送部54Yに設置された第2搬送スクリュ56Y及び第3搬送スクリュ57Yは、回転軸方向にみたときに互いのスクリュ部56Y1、57Y1(羽根)の一部がオーバーラップするとともに、互いのスクリュ部56Y1、57Y1が干渉しないように配設されている(図2を参照できる。)。
d=a−c
(但し、0<d<c−b)
となる。なお、本実施の形態1では、2つの搬送スクリュ56Y、57Yのスクリュ部56Y1、57Y1のスクリュピッチNやスクリュ径a、軸部56Y2、57Y2の軸径b、が同じに形成されている。
d=(a1/2+a2/2)−c
(但し、0<d<c−(b1/2+b2/2))
となる。
また、第2現像剤搬送部54Yに2つの搬送スクリュ56Y、57Yを設けることで、1つの搬送スクリュを設ける場合に比べて、現像剤の搬送性を高めることができる。
さらに、2つの搬送スクリュ56Y、57Yのスクリュ部56Y1、57Y1をオーバーラップさせることで、2つの搬送スクリュ56Y、57Yをオーバーラップさせない場合に比べて、現像装置5Yを短手方向(図2の左右方向である。)に小型化することができる。
図5(A)に示すように、2つの搬送スクリュ56Y、57Yのスクリュ部56Y1、57Y1をオーバーラップさせることで、第2現像剤搬送部54Yにおける現像剤Gの剤面に高低差が生じる。具体的に、スクリュ部56Y1、57Y1が上方から下方に移動することにより、スクリュ部56Y1、57Y1の前方(搬送方向下流側)では、現像剤Gがせり出されるようにして搬送されるため、現像剤Gの剤面が高い領域H1ができる。これに対して、スクリュ部56Y1、57Y1の後方(搬送方向上流側)では、現像剤Gが入り込みにくいために、現像剤Gの剤面が低い領域H2ができる。
また、搬送スクリュ56Y、57Yの回転方向と現像剤Gの動きとの関係に着目すると、2つの搬送スクリュ56Y、57Yは図5(B)の反時計方向に回転するため、搬送スクリュ56Y、57Yの回転中心より右側の領域では現像剤Gが下方から上方へ湧き出されるように移動して、搬送スクリュ56Y、57Yの回転中心より左側の領域では現像剤Gが上方から下方へ潜り込まされるように移動する。そして、2つの搬送スクリュ56Y、57Yがオーバーラップする領域では、現像剤Gが下方から上方へ湧き出されるように移動する領域と、現像剤Gが上方から下方へ潜り込まされるように移動する領域と、が混在して、これにより現像剤Gが良好かつ効率的に撹拌されることになる。
また、2つの搬送スクリュ56Y、57Yをオーバーラップさせることで、図5(B)に示すように、第2現像剤搬送部54Y全体に左右の大きな剤面の高低差が生じる。具体的に、第2搬送スクリュ56Yの右側(第1現像剤搬送部53Yに近い側である。)の剤面が最も高く、第3搬送スクリュ57Yの左側(第1現像剤搬送部53Yから遠い側である。)の剤面が最も低くなる。そして、第2連通部B(図2を参照できる。)では、現像剤Gが搬送スクリュ56Y、57Yの下方を移動しながら第2現像剤搬送部54Yから第1現像剤搬送部53Yに受け渡されることになるために、第2連通部Bにおける現像剤の撹拌性が高められる。
図示は省略するが、2つの搬送スクリュ56Y、57Yを回転駆動するギア列は、第2搬送スクリュ56Yの軸部56Y2に設置されたギア、第3搬送スクリュ57Yの軸部57Y2に設置されたギア、それらの2つのギアに噛合するアイドラギア(現像装置5Yのケースに起立する不図示のスタッドに回転自在に保持されている。)、で構成される。このギア列は、現像ローラ51Yや第1搬送スクリュ55Yを回転駆動するギア列とともに、現像装置5Yのケースの側部(図3の左方にて破線で囲んだ領域Mである。)に設置されていて、不図示の現像モータから駆動力を受けることになる。
このように、第2搬送スクリュ56Yと第3搬送スクリュ57Yとが、互いのスクリュ部56Y1、57Y1が互いの軸部56Y2、57Y2に接触せずに近接するように配設されるとともに、同方向に回転駆動されることで、第2現像剤搬送部54Yの現像剤Gの剤面に大きな高低差(第1現像剤搬送部53Yに近い側が高く遠い側が低い状態である。)が生じ、2つの搬送スクリュ56Y、57Yが近接する位置で、第3搬送スクリュ57Yの回転に沿って上方に汲み上げられる現像剤Gと、第2搬送スクリュ56Yの回転に沿って下方に移動される現像剤Gと、が互いにぶつかり合いながら上下に混ざり合うことになる。これにより、現像装置5Y(第2現像剤搬送部54Y)におけるトナーの「上滑り」が軽減され、現像剤Gの撹拌性と帯電性とが高められる。
このようにトナー補給口64Yを2現像剤搬送部54Yの搬送方向上流側に配設することで、第2現像剤搬送部54Yにおいて2つの搬送スクリュ56Y、57Yによって補給トナーを現像剤G中に撹拌・混合される時間を充分に確保することができる。すなわち、補給トナーは、第2現像剤搬送部54Yの経路長を移動する充分な時間をかけて現像剤G中に撹拌・混合されることになる。
さらに、トナー補給口64Yを第3搬送スクリュ57Yの回転中心に対して左側に配設することで、現像剤の剤面が低い位置にトナーが補給されることになる。そして、トナーは、第3搬送スクリュ57Yの右側から汲み上げられた現像剤が上から被せられるようにして第3搬送スクリュ57Yの下方に潜り、第2搬送スクリュ56Yとのオーバーラップ部に向けて搬送されることになる。そして、オーバーラップ部では上述したように現像剤をせん断するような力が複雑に作用して、一部の現像剤は再び第3搬送スクリュ57Yの周りを回って搬送され、一部の現像剤は第2搬送スクリュ56Yの下方に潜り込んで、第2搬送スクリュ56Yの回転に沿って上方に搬送される。したがって、トナーは、現像剤とともに充分に撹拌されて、トナー(補給トナー)の分散性が高まり、良好に帯電される。そして、このように均一なトナー濃度で良好に帯電した現像剤が第2現像剤搬送部54Yから第1現像剤搬送部53Yに受け渡されて、その後に現像ローラ51Yに汲み上げられて現像工程がおこなわれることになる。したがって、地肌汚れや画像濃度ムラが軽減された良好な出力画像を形成することができるとともに、現像装置5Yからのトナー飛散を軽減することができる。
このように磁気センサ58Yを2現像剤搬送部54Yの搬送方向下流側に配設することで、第2現像剤搬送部54Yにおいて2つの搬送スクリュ56Y、57Yによってトナーが現像剤G中に充分に撹拌・混合された後のトナー濃度を検知することができるために、トナー濃度を正確に高精度に検知することができる。したがって、高精度なトナー濃度制御をおこなうことができる。
さらに、磁気センサ58Yを第2搬送スクリュ56Yの回転中心に対して右側(現像剤の剤面が高い領域である。)に配設することで、磁気センサ58Yの周囲に充分な量の現像剤を確保することができるため、トナー濃度を正確に高精度に検知することができる。したがって、高精度なトナー濃度制御をおこなうことができる。
また、本実施の形態1では、2つの搬送スクリュ56Y、57YのスクリュピッチN、スクリュ径a、軸径bを同等に設定したが、2つの搬送スクリュ56Y、57YのスクリュピッチN、スクリュ径a、軸径bが同等に設定されていなくても、2つの搬送スクリュ56Y、57Yが互いに干渉することなく互いのスクリュ部の一部がオーバーラップするように構成されていれば、本実施の形態1とほぼ同様の効果を得ることができる。
図6及び図7にて、この発明の実施の形態2について詳細に説明する。
図6は、実施の形態2における現像装置5Yを示す構成図である。図7は、図6の現像装置5Yを上方からみた概略断面図である。
本実施の形態2における現像装置5Yは、第2搬送スクリュ56Y及び第3搬送スクリュ57Yの回転方向と、トナー補給口64Y及びトナー濃度検知手段58Yの位置と、が前記実施の形態1のものとは相違する。
また、本実施の形態2においても、前記実施の形態1と同様に、第2現像剤搬送部54Yに設置された第2搬送スクリュ56Y及び第3搬送スクリュ57Yは、回転軸方向にみたときに互いのスクリュ部(羽根)の一部が重なり合うように配設されている。さらに、第2搬送スクリュ56Yと第3搬送スクリュ57Yとは、互いに同方向に回転している。
2つの搬送スクリュ56Y、57Yは図6の時計方向に回転するため、搬送スクリュ56Y、57Yの回転中心より左側の領域では現像剤Gが下方から上方へ湧き出されるように移動して、搬送スクリュ56Y、57Yの回転中心より右側の領域では現像剤Gが上方から下方へ潜り込まされるように移動する。そして、2つの搬送スクリュ56Y、57Yがオーバーラップする領域では、現像剤Gが下方から上方へ湧き出されるように移動する領域と、現像剤Gが上方から下方へ潜り込まされるように移動する領域と、が混在して、これにより現像剤Gが良好かつ効率的に撹拌されることになる。したがって、トナーは、現像剤とともに充分に撹拌されて、トナー(補給トナー)の上滑りが生じることなく、トナーの分散性が高まり良好に帯電される。
なお、本実施の形態2では、2つの搬送スクリュ56Y、57Yを前記実施の形態1とは逆の方向に回転駆動しているため、第2搬送スクリュ56Yの右側(第1現像剤搬送部53Yに近い側である。)の剤面が最も低く、第3搬送スクリュ57Yの左側(第1現像剤搬送部53Yから遠い側である。)の剤面が最も高くなる。
このようにトナー補給口64Yを第2搬送スクリュ56Yの回転中心に対して右側に配設することで、現像剤の剤面が低い位置にトナーが補給されることになる。そして、トナーは、第2搬送スクリュ56Yの左側から汲み上げられた現像剤が上から被せられるようにして第2搬送スクリュ56Yの下方に潜り、第3搬送スクリュ57Yとのオーバーラップ部に向けて搬送されることになる。そして、オーバーラップ部では現像剤をせん断するような力が複雑に作用して、一部の現像剤は再び第2搬送スクリュ56Yの周りを回って搬送され、一部の現像剤は第3搬送スクリュ57Yの下方に潜り込んで、第3搬送スクリュ57Yの回転に沿って上方に搬送される。したがって、トナーは、現像剤とともに充分に撹拌されて、トナー(補給トナー)の分散性が高まり、良好に帯電される。そして、このように均一なトナー濃度で良好に帯電した現像剤が第2現像剤搬送部54Yから第1現像剤搬送部53Yに受け渡されて、その後に現像ローラ51Yに汲み上げられて現像工程がおこなわれることになる。したがって、地肌汚れや画像濃度ムラが軽減された良好な出力画像を形成することができるとともに、現像装置5Yからのトナー飛散を軽減することができる。
このように磁気センサ58Yを第3搬送スクリュ57Yの回転中心に対して左側(現像剤の剤面が高い領域である。)に配設することで、磁気センサ58Yの周囲に充分な量の現像剤を確保することができるため、トナー濃度を正確に高精度に検知することができる。
図8〜図11にて、この発明の実施の形態3について詳細に説明する。
図8は、実施の形態3における現像装置5Yを示す構成図であって、前記実施の形態2における図6に相当する図である。図9は、図8の現像装置5Yを上方からみた概略断面図であって、前記実施の形態2における図7に相当する図である。図10は、第2搬送スクリュ56Y及び第3搬送スクリュ57Yを示す拡大上面図である。図11は、第2現像剤搬送部54Yにおける現像剤Gの状態を示す概略図である。
本実施の形態3における現像装置5Yは、第3搬送スクリュ57Yが第2搬送スクリュ56Yの回転方向と異なる方向に回転する点と、トナー補給口64Y及びトナー濃度検知手段58Yの位置と、が前記実施の形態1とは相違する。
また、本実施の形態3においても、前記実施の形態1と同様に、第2現像剤搬送部54Yに設置された第2搬送スクリュ56Y及び第3搬送スクリュ57Yは、回転軸方向にみたときに互いのスクリュ部(羽根)の一部がオーバーラップ量d(図10を参照できる。)にて重なり合うように配設されている。
図示は省略するが、2つの搬送スクリュ56Y、57Yを回転駆動するギア列は、第2搬送スクリュ56Yの軸部56Y2に設置されたギアと、第3搬送スクリュ57Yの軸部57Y2に設置されたギアと、で構成されて、これらの2つのギアは互いに噛合する。このギア列は、現像ローラ51Yや第1搬送スクリュ55Yを回転駆動するギア列とともに、現像装置5Yのケースの側部(図9の左方にて破線で囲んだ領域Mである。)に設置されていて、不図示の現像モータから駆動力を受けることになる。
なお、本実施の形態3では、2つの搬送スクリュ56Y、57Yを互いの近接部が上方から下方に向けて移動するように回転駆動しているため、第2搬送スクリュ56Yの回転中心と第3搬送スクリュ57Yの回転中心との間の剤面が最も低く、第2搬送スクリュ56Yの右側(第1現像剤搬送部53Yに近い側である。)の剤面と第3搬送スクリュ57Yの左側(第1現像剤搬送部53Yから遠い側である。)の剤面とが最も高くなる。
このようにトナー補給口64Yを第2搬送スクリュ56Yと第3搬送スクリュと57Yの間に配設することで、現像剤の剤面が低い位置にトナーが補給されることになる。そして、トナーは、双方の搬送スクリュ56Y、57Yから汲み上げられた現像剤が上から被せられるようにして双方の搬送スクリュ56Y、57Yのオーバーラップ部に潜ることになる。そして、オーバーラップ部では、図11に示すように、一方の搬送スクリュ56Yによって上方から下方に搬送される現像剤Gに、他方の搬送スクリュ57Yのスクリュ部が入り込むように、現像剤をせん断するような力が複雑に作用することになる。その後、一部の現像剤は第2搬送スクリュ56Yの回転に沿って搬送され、一部の現像剤は第3搬送スクリュ57Yの回転に沿って搬送される。したがって、トナーは、現像剤とともに充分に撹拌されて、トナー(補給トナー)の分散性が高まり、良好に帯電される。そして、このように均一なトナー濃度で良好に帯電した現像剤が第2現像剤搬送部54Yから第1現像剤搬送部53Yに受け渡されて、その後に現像ローラ51Yに汲み上げられて現像工程がおこなわれることになる。したがって、地肌汚れや画像濃度ムラが軽減された良好な出力画像を形成することができるとともに、現像装置5Yからのトナー飛散を軽減することができる。
このように磁気センサ58Yを第2搬送スクリュ56Yの回転中心と第3搬送スクリュ57Yの回転中心との間を外れた位置(現像剤の剤面が高い領域である。)に配設することで、磁気センサ58Yの周囲に充分な量の現像剤を確保することができるため、トナー濃度を正確に高精度に検知することができる。
なお、磁気センサ58Yを、第2搬送スクリュ56Yの回転中心に対して第1現像剤搬送部53Yに近づく位置(図8の一点鎖線で示す第2搬送スクリュ56Yの回転中心に対して右側の位置である。)に配設した場合にも、上述した効果と同様の効果を得ることができる。
図12〜図14にて、この発明の実施の形態4について詳細に説明する。
図12は、実施の形態4における現像装置5Yを示す構成図であって、前記実施の形態2における図6に相当する図である。図13は、図12の現像装置5Yを上方からみた概略断面図であって、前記実施の形態2における図7に相当する図である。図14は、第2搬送スクリュ56Y及び撹拌部材67Yを示す拡大上面図である。
本実施の形態4における現像装置5Yは、回転部材として第3搬送スクリュ57Yの代わりに撹拌部材67Yが用いられている点が、前記実施の形態1とは相違する。
そして、撹拌部材67Yは、第2搬送スクリュ56Yに並設されるとともに、第2搬送スクリュ56Yのスクリュ部56Y1に接触しないように第2搬送スクリュ56Yの軸部56Y2に近接する位置まで突出する突出部を有する回転部材として機能する。ここで、回転部材の突出部(第2搬送スクリュ56Yの軸部56Y2に近接する位置まで突出する突出部である。)は、撹拌部材67Yの棒状部67Y1となる。すなわち、第2現像剤搬送部54Yに設置された第2搬送スクリュ56Y及び撹拌部材67Yは、回転軸方向にみたときにスクリュ部56Y1(羽根)と棒状部67Y1との一部がオーバーラップ量d(図14を参照できる。)にてオーバーラップするとともに、互いに干渉しないように配設されている。
第2搬送スクリュ56Yは図12の反時計方向に回転するため、第2搬送スクリュ56Yの回転中心より右側の領域では現像剤Gが下方から上方へ湧き出されるように移動して、第2搬送スクリュ56Yの回転中心より左側の領域では現像剤Gが上方から下方へ潜り込まされるように移動する。そして、第2搬送スクリュ56Yと撹拌部材67Yとがオーバーラップする領域では、第2搬送スクリュ56Yによって下方に移動される現像剤Gに対して、撹拌部材67Yの棒状部67Y1(突出部)によって上方に突き上げるような力が作用して、これにより現像剤Gが良好に撹拌されることになる。したがって、トナーは、現像剤とともに充分に撹拌されて、トナー(補給トナー)の上滑りが生じることなく、トナーの分散性が高まり良好に帯電される。
なお、本実施の形態4では、撹拌部材67Yが第2搬送スクリュ56Yよりも第1現像剤搬送部53Y(又は第1搬送スクリュ55Y)に対して遠い位置に配設されていて、第2搬送スクリュ56Y及び撹拌部材67Yは図12の反時計方向に回転しているために、図12に示すように、第2搬送スクリュ56Yの右側(第1現像剤搬送部53Yに近い側である。)の剤面が最も高く、撹拌部材67Yの左側(第1現像剤搬送部53Yから遠い側である。)の剤面が最も低くなる。したがって、第2連通部B(図13を参照できる。)では、現像剤Gが第2搬送スクリュ56Yの下方を移動しながら第2現像剤搬送部54Yから第1現像剤搬送部53Yに受け渡されることになるために、第2連通部Bにおける現像剤の撹拌性が高められる。
このようにトナー補給口64Yを撹拌部材67Yの回転中心に対して左側に配設することで、現像剤の剤面が低い位置にトナーが補給されることになる。そして、トナーは、第2搬送スクリュ56Yによって汲み上げられた現像剤が上から被せられるようにして撹拌部材67Yの下方に潜り、第2搬送スクリュ56Yとのオーバーラップ部に向けて搬送されることになる。そして、オーバーラップ部では現像剤をせん断するような力が複雑に作用して、その後に第2搬送スクリュ56Yの回転に沿って搬送される。したがって、トナーは、現像剤とともに充分に撹拌されて、トナー(補給トナー)の分散性が高まり、良好に帯電される。そして、このように均一なトナー濃度で良好に帯電した現像剤が第2現像剤搬送部54Yから第1現像剤搬送部53Yに受け渡されて、その後に現像ローラ51Yに汲み上げられて現像工程がおこなわれることになる。したがって、地肌汚れや画像濃度ムラが軽減された良好な出力画像を形成することができるとともに、現像装置5Yからのトナー飛散を軽減することができる。
このように磁気センサ58Yを第2搬送スクリュ56Yの回転中心に対して右側(現像剤の剤面が高い領域である。)に配設することで、磁気センサ58Yの周囲に充分な量の現像剤を確保することができるため、トナー濃度を正確に高精度に検知することができる。
図15〜図17にて、この発明の実施の形態5について詳細に説明する。
図15は、実施の形態5における現像装置5Yを示す構成図であって、前記実施の形態4における図12に相当する図である。図16は、図15の現像装置5Yを上方からみた概略断面図であって、前記実施の形態4における図13に相当する図である。図17は、第2搬送スクリュ56Y及び撹拌部材68Yを示す拡大上面図であって、前記実施の形態4における図14に相当する図である。
本実施の形態5における現像装置5Yは、回転部材としての撹拌部材の構成が、前記実施の形態4とは相違する。
そして、撹拌部材68Yは、第2搬送スクリュ56Yに並設されるとともに、第2搬送スクリュ56Yのスクリュ部56Y1に接触しないように第2搬送スクリュ56Yの軸部56Y2に近接する位置まで突出する突出部を有する回転部材として機能する。ここで、回転部材の突出部(第2搬送スクリュ56Yの軸部56Y2に近接する位置まで突出する突出部である。)は、撹拌部材68Yのクランク部68Y1となる。すなわち、第2現像剤搬送部54Yに設置された第2搬送スクリュ56Y及び撹拌部材68Yは、回転軸方向にみたときにスクリュ部56Y1(羽根)とクランク部68Y1との一部がオーバーラップ量d(図17を参照できる。)にてオーバーラップするとともに、互いに干渉しないように配設されている。詳しくは、撹拌部材68Yは、1回転するとクランク部68Y1が第2搬送スクリュ56Yの軸部56Y2に2回接近するように構成されている(クランク部68Y1が180度間隔で形成されている。)。
第2搬送スクリュ56Yは図15の反時計方向に回転するため、第2搬送スクリュ56Yの回転中心より右側の領域では現像剤Gが下方から上方へ湧き出されるように移動して、第2搬送スクリュ56Yの回転中心より左側の領域では現像剤Gが上方から下方へ潜り込まされるように移動する。そして、第2搬送スクリュ56Yと撹拌部材68Yとがオーバーラップする領域では、第2搬送スクリュ56Yによって下方に移動される現像剤Gに対して、撹拌部材68Yのクランク部68Y1(突出部)によって上方に突き上げるような力が作用して、これにより現像剤Gが良好に撹拌されることになる。したがって、トナーは、現像剤とともに充分に撹拌されて、トナー(補給トナー)の上滑りが生じることなく、トナーの分散性が高まり良好に帯電される。
なお、本実施の形態5では、撹拌部材68Yが第2搬送スクリュ56Yよりも第1現像剤搬送部53Y(又は第1搬送スクリュ55Y)に対して遠い位置に配設されていて、第2搬送スクリュ56Y及び撹拌部材68Yは図15の反時計方向に回転しているために、図15に示すように、第2搬送スクリュ56Yの右側(第1現像剤搬送部53Yに近い側である。)の剤面が最も高く、撹拌部材68Yの左側(第1現像剤搬送部53Yから遠い側である。)の剤面が最も低くなる。したがって、第2連通部B(図16を参照できる。)では、現像剤Gが第2搬送スクリュ56Yの下方を移動しながら第2現像剤搬送部54Yから第1現像剤搬送部53Yに受け渡されることになるために、第2連通部Bにおける現像剤の撹拌性が高められる。
このようにトナー補給口64Yを撹拌部材68Yの回転中心に対して左側に配設することで、現像剤の剤面が低い位置にトナーが補給されることになる。そして、トナーは、第2搬送スクリュ56Yによって汲み上げられた現像剤が上から被せられるようにして撹拌部材68Yの下方に潜り、第2搬送スクリュ56Yとのオーバーラップ部に向けて搬送されることになる。そして、オーバーラップ部では現像剤をせん断するような力が複雑に作用して、その後に第2搬送スクリュ56Yの回転に沿って搬送される。したがって、トナーは、現像剤とともに充分に撹拌されて、トナー(補給トナー)の分散性が高まり、良好に帯電される。そして、このように均一なトナー濃度で良好に帯電した現像剤が第2現像剤搬送部54Yから第1現像剤搬送部53Yに受け渡されて、その後に現像ローラ51Yに汲み上げられて現像工程がおこなわれることになる。したがって、地肌汚れや画像濃度ムラが軽減された良好な出力画像を形成することができるとともに、現像装置5Yからのトナー飛散を軽減することができる。
このように磁気センサ58Yを第2搬送スクリュ56Yの回転中心に対して右側(現像剤の剤面が高い領域である。)に配設することで、磁気センサ58Yの周囲に充分な量の現像剤を確保することができるため、トナー濃度を正確に高精度に検知することができる。
5Y 現像装置、
51Y 現像ローラ(現像剤担持体)、
52Y ドクターブレード(現像剤規制部材)、
53Y 第1現像剤搬送部、
54Y 第2現像剤搬送部、
55Y 第1搬送スクリュ、
56Y 第2搬送スクリュ(現像剤搬送手段)、
56Y1 スクリュ部、 56Y2 軸部、
57Y 第3搬送スクリュ(現像剤搬送手段、回転部材)、
57Y1 スクリュ部(突出部)、 57Y2 軸部、
58Y 磁気センサ(トナー濃度検知手段)、
67Y 撹拌部材(現像剤搬送手段、回転部材)、
67Y1 棒状部(突出部)、 67Y2 軸部、
68Y 撹拌部材(現像剤搬送手段、回転部材)、
68Y1 クランク部(突出部)、
100 画像形成装置本体(装置本体)。
Claims (19)
- キャリアとトナーとを有する現像剤を収容するとともに、像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置であって、
前記像担持体に対向するとともに、現像剤を担持する現像剤担持体と、
第1搬送スクリュによって現像剤を長手方向に搬送しながら前記現像剤担持体に現像剤を供給する第1現像剤搬送部と、
前記第1現像剤搬送部に仕切部材を介して対向するように配設されるとともに、前記第1現像剤搬送部の搬送方向下流側から送入された現像剤を現像剤搬送手段によって長手方向に搬送して前記第1現像剤搬送部の搬送方向上流側に送出する第2現像剤搬送部と、
を備え、
前記第2現像剤搬送部の前記現像剤搬送手段は、
軸部にスクリュ部が形成されて所定方向に回転する第2搬送スクリュと、
前記第2搬送スクリュに並設されるとともに、回転軸方向にみたときに前記第2搬送スクリュの前記スクリュ部に重なるように前記第2搬送スクリュの前記軸部に向けて突出する突出部を有する回転部材と、
を具備したことを特徴とする現像装置。 - 前記回転部材は、軸部にスクリュ部が形成されて前記第2搬送スクリュと同じ回転数で回転するとともに、前記第2搬送スクリュよりも前記第1現像剤搬送部に対して遠い位置に配設された第3搬送スクリュであって、
前記突出部は、前記第3搬送スクリュの前記スクリュ部であることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。 - 前記第2搬送スクリュと前記第3搬送スクリュとは、互いに同方向に回転することを特徴とする請求項2に記載の現像装置。
- 前記第2搬送スクリュと前記第3搬送スクリュとは、その最上部が前記第1現像剤搬送部から遠ざかる方向に回転して、
前記第2現像剤搬送部は、その搬送方向上流側であって前記第3搬送スクリュの回転中心に対して前記第1現像剤搬送部から離れる位置の上方に、トナーが補給されるトナー補給口を具備したことを特徴とする請求項3に記載の現像装置。 - 前記第2搬送スクリュと前記第3搬送スクリュとは、その最上部が前記第1現像剤搬送部から遠ざかる方向に回転して、
前記第2現像剤搬送部は、その搬送方向下流側であって前記第2搬送スクリュの回転中心に対して前記第1現像剤搬送部に近づく位置の下方に、現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を具備したことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の現像装置。 - 前記第2搬送スクリュと前記第3搬送スクリュとは、その最上部が前記第1現像剤搬送部に近づく方向に回転して、
前記第2現像剤搬送部は、その搬送方向上流側であって前記第2搬送スクリュの回転中心に対して前記第1現像剤搬送部に近づく位置の上方に、トナーが補給されるトナー補給口を具備したことを特徴とする請求項3に記載の現像装置。 - 前記第2搬送スクリュと前記第3搬送スクリュとは、その最上部が前記第1現像剤搬送部に近づく方向に回転して、
前記第2現像剤搬送部は、その搬送方向下流側であって前記第3搬送スクリュの回転中心に対して前記第1現像剤搬送部から遠ざかる位置の下方に、現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を具備したことを特徴とする請求項3又は請求項6に記載の現像装置。 - 前記第3搬送スクリュは、その前記スクリュ部の螺旋方向が前記第2搬送スクリュの前記スクリュ部の螺旋方向とは逆向きに形成されるとともに、前記第2搬送スクリュとは異なる方向に回転することを特徴とする請求項2に記載の現像装置。
- 前記第2搬送スクリュと前記第3搬送スクリュとは、互いの近接部が上方から下方に向けて移動するように回転して、
前記第2現像剤搬送部は、その搬送方向上流側であって前記第2搬送スクリュの回転中心と前記第3搬送スクリュの回転中心との間の上方に、トナーが補給されるトナー補給口を具備したことを特徴とする請求項8に記載の現像装置。 - 前記第2搬送スクリュと前記第3搬送スクリュとは、互いの近接部が上方から下方に向けて移動するように回転して、
前記第2現像剤搬送部は、その搬送方向下流側であって前記第2搬送スクリュの回転中心と前記第3搬送スクリュの回転中心との間を外れた位置の下方に、現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を具備したことを特徴とする請求項8又は請求項9に記載の現像装置。 - 前記回転部材は、回転軸部上に間隔をあけて複数の棒状部が螺旋状に起立する撹拌部材であって、
前記突出部は、前記棒状部であることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。 - 前記棒状部は、前記第2搬送スクリュの前記軸部に近接する位置が、前記撹拌部材に接近する前記スクリュ部の先端部のスクリュピッチの中心位置からずれた位置になるように配設されたことを特徴とする請求項11に記載の現像装置。
- 前記回転部材は、当該回転部材に接近する前記スクリュ部の先端部のスクリュピッチの間に入り込むクランク部が複数形成された撹拌部材であって、
前記突出部は、前記クランク部であることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。 - 前記撹拌部材は、前記第2搬送スクリュよりも前記第1現像剤搬送部に対して遠い位置に配設されたことを特徴とする請求項11〜請求項13のいずれかに記載の現像装置。
- 前記第2搬送スクリュと前記撹拌部材とは、互いに同方向に回転することを特徴とする請求項11〜請求項14のいずれかに記載の現像装置。
- 前記第2搬送スクリュと前記撹拌部材とは、その最上部が前記第1現像剤搬送部から遠ざかる方向に回転して、
前記第2現像剤搬送部は、その搬送方向上流側であって前記撹拌部材の回転中心に対して前記第1現像剤搬送部から離れる位置の上方に、トナーが補給されるトナー補給口を具備したことを特徴とする請求項15に記載の現像装置。 - 前記第2搬送スクリュと前記撹拌部材とは、その最上部が前記第1現像剤搬送部から遠ざかる方向に回転して、
前記第2現像剤搬送部は、その搬送方向下流側であって前記第2搬送スクリュの回転中心に対して前記第1現像剤搬送部に近づく位置の下方に、現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を具備したことを特徴とする請求項15又は請求項16に記載の現像装置。 - 画像形成装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、
請求項1〜請求項17のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とが一体化されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項1〜請求項17のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
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