JP2010243801A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像装置の寸法が大きくなることを抑えながら、トナーとキャリアとを十分に帯電させるだけの撹拌を確実に確保できる現像装置を提供する。
【解決手段】電子写真方式を用いた現像装置１０であって、第１搬送方向３００に現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌搬送部２０を備え、撹拌搬送部２０は、
現像剤を撹拌しながら搬送する複数の撹拌搬送部分４２，４４，４６，４８を含み、複数の撹拌搬送部分４２，４４，４６，４８は、上記第１搬送方向３００とは異なる第２搬送方向に搬送する撹拌搬送部分４２，４４，４６，４８を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式の現像に用いられる現像装置、及び電子写真方式の現像を用いた画像形成装置に関する。

電子写真方式の現像には、１成分現像法と２成分現像法とがある。１成分現像法では、トナーの供給、荷電、除電及び回収といった各処理を行う時、トナーに大きい負荷が掛かる。その負荷によって、トナー表面に熱的変化が発生することがあり、また、トナーと混在する微粒子がトナー表面に埋没することがある。これらは、画質の劣化の原因となる。

特に近時は、画像形成の高速化のために、トナーに掛かる負荷が大きくなっている。また、高画質化のためにトナーが小径化しており、その結果、高負荷がもたらすトナーへの影響が増している。

トナーに掛かる負荷を軽減し、画像形成の高速化、高画質化を実現するには、２成分現像法が有利である。２成分現像法では、トナーとキャリアとを混合して撹拌し、摩擦荷電によってトナーを帯電させる。しかし、高速化のために撹拌が不十分になると、トナーの帯電量が低下する。これは、例えば、画像形成装置内でのトナーの飛散や、カブリ等の形成画像の劣化の原因となる。そのため、トナーが現像に使用される前に、十分な撹拌を確保する必要がある。

従来、撹拌を十分に行うための技術が提案されている。例えば、特許文献１には、感光体に形成された静電潜像を現像するためのトナーを供給する現像ローラと、現像剤を撹拌・搬送する第１ローラ及び第２ローラとを備える現像装置において、第１ローラの長さ及び第２ローラの長さのいずれも現像ローラの長さより長くする構成を含む現像装置が記載されている。

また、特許文献２には、トナーとキャリアとを撹拌しながら搬送する撹拌搬送部材にトナーを送り込む前にトナーとキャリアとを撹拌する予備撹拌部を設けた現像装置が記載されている。

特許第３４０６９６１号公報 特開平７−２５３７１１号公報

しかしながら、特許文献１の場合、第１ローラ及び第２ローラが現像ローラよりも長く、そのため、現像装置の大きさが第１ローラ及び第２ローラの長手方向に大きくなるという問題がある。また、特許文献２の場合、現像装置に予備撹拌部を備えており、そのため、予備撹拌部の大きさに応じて現像装置が大きくなるという問題がある。

本発明は、従来の問題を解決するために、現像装置の寸法が大きくなることを抑えながら、トナーとキャリアとを十分に帯電させるだけの撹拌を確実に確保できる現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る現像装置は、電子写真方式を用いた現像装置であって、一定の搬送方向に現像剤を搬送しながら撹拌する撹拌搬送手段を備え、上記撹拌搬送手段は、現像剤を内部で搬送する複数の撹拌搬送部分を含み、上記撹拌搬送部分の各々は、各々が現像剤を搬送する方向に沿う軸を有し、複数の上記軸は、互いに不連続である。

また、本発明に係る画像形成装置は、電子写真方式を用いた画像形成装置であって、画像を記録媒体に形成する画像形成手段と、上記画像に対応する静電潜像が形成される感光手段と、上記静電潜像を現像するための現像手段と、上記現像手段に現像剤を供給する供給手段と、一定の搬送方向に現像剤を搬送しながら撹拌する撹拌搬送手段とを備え、上記撹拌搬送手段は、現像剤を内部で搬送する複数の撹拌搬送部分を含み、上記撹拌搬送部分の各々は、各々が現像剤を搬送する方向に沿う軸を有し、複数の上記軸は、互いに不連続である。

本発明によると、撹拌搬送手段が複数の撹拌搬送部分からなり、複数の撹拌搬送部分の少なくとも１つにおいて、第１搬送方向とは異なる第２搬送方向に現像剤が搬送される。そのため、撹拌搬送手段における現像剤の搬送距離は、撹拌搬送手段の第１搬送方向の直線長さよりも長くなる。これによって、撹拌搬送手段を第１搬送方向に大きくすることなく、現像剤を搬送する距離を長くすることができ、従って、現像剤を十分に撹拌するために必要な搬送距離を確保することが可能になる。そのため、現像装置及び画像形成装置の寸法が大きくなることを抑えながら、高速かつ精細な現像を実現するために必要な撹拌を確実に行うことが可能になる。

本発明に係る現像装置の特徴的な構成を示す側方断面図である。 本発明に係る現像装置を備える画像形成装置の概要を示す図であり、図１のＡ‐Ａ線における現像装置の正面断面図を含む。 図１のＢ‐Ｂ線における現像装置の上方断面図である。

本発明に係る現像装置の実施の形態について、図を参照して説明する。

本発明に係る現像装置１０は、電子写真方式の現像に用いられる現像装置であって、例えば図２に示す画像形成装置２００に搭載される。画像形成装置２００は、ファクシミリ回線、ＬＡＮ等の通信回線を介して受信した情報が示す画像、又はスキャナ等を読み取ることによって得られた情報が示す画像を記録媒体上に形成する装置であり、具体的には、電子写真方式を用いた、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、又は、これらの複合機等である。

画像形成装置２００は、紙等の記録媒体の送出を開始する１組のタイミングローラ２０２，２０４と、感光体２０６と、転写ローラ２０８と、転写されたトナー像を記録媒体上に定着させるための定着ローラ２１０，２１２とによって、形成される記録媒体の送出経路２１４に記録媒体を送出方向２１６に送出する。

感光体（感光手段）２０６は、露光部２２６によって画像に対応する静電潜像が表面に形成され、静電潛像をトナーによって現像したトナー像を担持するドラム状の回転体であって、現像ローラ１１８の回転方向（矢印２１８が指し示す方向）と反対の方向（矢印２２０が指し示す方向）に回転する。

感光体２０６の周囲には、その回転方向に沿って、感光体２０６の表面に付着したトナーを除去するクリーニング・ブレード２２２と、感光体２０６の表面を一様に帯電させるための帯電ローラ２２４と、画像に対応する静電潜像を表面に形成する露光部２２６と、静電潜像を現像するためのトナーを提供する現像ローラ１１８と、画像を記録媒体に形成する転写ローラ２０８とを備える。

転写ローラ（画像形成手段）２０８は、記録媒体を感光体２０６に押し付けながら、感光体２０６とともに回転し、これによって、記録媒体を送り出すとともに、転写ローラ２０８と感光体２０６との間を記録媒体が通過する時に感光体２０６の表面のトナー像を記録媒体に転写する。

本実施の形態の現像装置１０は、トナーとキャリアとを含む現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌搬送部２０と、静電潜像を現像するために帯電したトナーを含む現像剤を供給する供給部３０と、撹拌搬送部２０に補給するためのトナーを保持するホッパー４０とを備える。現像装置１０は、トナーとキャリアとを含む現像剤を使用する２成分現像装置であって、紙媒体等に画像を形成することによって、消費されるトナーのみを補給する２成分現像装置である。

撹拌搬送部（撹拌搬送手段）２０は、ホッパー４０から補給されたトナーを含む現像剤を内部で撹拌しながら、第１搬送方向（矢印３００が指し示す方向）に搬送する部位であって、複数の撹拌搬送部分４２，４４，４６，４８と、隣接する撹拌搬送部分４２，４４，４６，４８を接続する接続部５２，５４，５６とを備える。

ここで、搬送方向は、現像装置１０が現像に使用される状態（使用状態）において、撹拌搬送部２０の全体で現像剤が搬送される方向であって、例えば、現像装置１０の使用状態において概ね第１循環接続部１１２から第２循環接続部１１４へ向かうほぼ水平な方向である。

撹拌搬送部分４２，４４，４６，４８の各々は、第１搬送方向とは異なる第２搬送方向に現像剤を撹拌しながら搬送する部分であって、内部の搬送経路にスクリュー６２，６４，６６，６８を備える。第２搬送方向は、現像装置１０の使用状態において、第１搬送方向３００に沿って見た場合に下方から上方へ向かって傾斜した方向である。

スクリュー６２，６４，６６，６８の各々は、第２搬送方向に沿った軸６１，６３，６５，６７を中心に回転可能な軸部材７２，７４，７６，７８と、軸部材７２，７４，７６，７８に設けられた羽根９２，９４，９６，９８とを有し、軸６１，６３，６５，６７を中心に回転することによって第２搬送方向に現像剤を搬送する。

軸部材７２，７４，７６，７８の各々は、それぞれ、軸６１，６３，６５，６７を中心に周方向に回転する棒状の部材である。軸部材７２，７４，７６，７８の各々には、撹拌搬送部分４２，４４，４６，４８の内部に位置する部分の外周面に、羽根９２，９４，９６，９８が設けられる。

羽根（撹拌搬送部材）９２，９４，９６，９８は、軸部材７２，７４，７６，７８とともに回転することによって、撹拌搬送部分４２，４４，４６，４８の内部の現像剤を撹拌しながら、第２搬送方向に搬送できる形状であって、例えば、図１に示すように、軸部材７２，７４，７６，７８の周囲に、半径方向に対して一定の角度で傾斜した面をらせん状に形成する突出部材である。

羽根９２，９４，９６，９８の各々の外周と、撹拌搬送部分４２，４４，４６，４８の内壁との間は、羽根９２，９４，９６，９８による撹拌と搬送が効率的に行うことができるすき間が設けられる。すき間は、羽根９２，９４，９６，９８の各々が円滑に回転できるように、例えば、羽根９２，９４，９６，９８の各々の回転に撹拌搬送部分４２，４４，４６，４８の内壁が干渉しない距離で設けられた空間である。また、すき間は、搬送中の現像剤が下方へ落下することによって搬送効率が過度に低下することがないように、例えば羽根の半径方向の長さに比べて小さい距離で設けられた空間である。

このように、撹拌搬送部２０が備える撹拌搬送部分４２，４４，４６，４８の各々は、現像装置１０の使用状態において、上下方向に傾斜する。これに対して、従来の撹拌搬送部は、水平方向に設けられた軸を中心に回転するスクリューを備える。従来の撹拌搬送部の場合、スクリューの羽根の外周近傍にある現像剤は、スクリューの回転に従って撹拌搬送されるが、軸部材近傍の現像剤は、塊になり易く、そのため、撹拌搬送され難い。

本実施の形態のように、斜め上方に現像剤を搬送する場合、撹拌搬送部分の内部において、軸部材近傍の現像剤は自重によって落下し易くなり、そのため、現像剤が軸部材近傍に留まり難くなる。従って、現像剤を効率的に撹拌して搬送することが可能になる。

スクリュー６２，６４，６６，６８はいずれも、駆動機構を介して１つのモータ（駆動手段）１１０に接続され、１つのモータ１１０の駆動力によって、すべてのスクリュー６２，６４，６６，６８が回転可能に備えられている。これによって、構成を簡単にすることができるとともに、省電力化、省スペース化が可能になる。

駆動機構は、複数のスクリュー６２，６４，６６，６８を１つのモータ１１０によって回転させる機構であって、本実施の形態では、モータ１１０の回転軸に接続された駆動軸部材１００と、駆動軸部材１００の所定位置に固定された平歯車１０２，１０４，１０６，１０８と、平歯車１０２，１０４，１０６，１０８と嵌合し、軸部材７２，７４，７６，７８の一端に固定された傘歯車８２，８４，８６，８８とからなる。このような駆動機構によって、１つのモータ１１０の駆動力を複数のスクリュー６２，６４，６６，６８に伝達することが可能になる。

接続部５２（５４，５６）は、撹拌搬送部分４２（４４，４６）の下流側（上方側）端部と、搬送方向の下流側で隣接する撹拌搬送部分４４（４６，４８）の上流側（下方側）端部とを、内部で現像剤が移動できるように接続する口又は孔を内部に形成する部分である。

接続部５２（５４，５６）の内部では、第１搬送方向に沿って見た場合に上方から下方（図１に示す矢印３０４（３０６，３０８）の方向）に向かって現像剤は、自重で落下することによって、移動する。これにより、現像剤をほぐすことができ、撹拌搬送部２０の内部での撹拌の効果をより高めることが可能になる。

また、現像装置２０において、撹拌搬送部２０は、複数の撹拌搬送部分４２，４４，４６，４８を備え、撹拌搬送部分４２，４４，４６，４８の各々は、現像装置１０の使用状態において、上下方向に傾斜する。そのため、撹拌搬送部２０における現像剤の搬送距離は、撹拌搬送部２０の第１搬送方向の直線長さよりも長くなる。これによって、撹拌搬送部２０を第１搬送方向に大きくすることなく、現像剤を搬送する距離を長くすることができ、従って、現像剤を十分に撹拌するために必要な搬送距離を確保することが可能になる。そのため、現像装置及び画像形成装置の寸法が大きくなることを抑えながら、高速かつ精細な現像を実現するために必要な撹拌を確実に行うことが可能になる。

供給部（供給手段）３０は、搬送方向の上流側及び下流側のそれぞれに設けられた第１及び第２循環接続部１１２，１１４によって撹拌搬送部２０と接続されており、第１及び第２循環接続部１１２，１１４を介して撹拌搬送部２０との間で現像剤を循環させながら撹拌するとともに、現像時には現像ローラ１１８に現像剤を供給する部位である。

供給部３０は、内部に供給スクリュー１１６を有し、供給スクリュー１１６は、現像剤を循環させる方向に現像剤を搬送しながら撹拌するスクリューである。供給スクリュー１１６が撹拌搬送している間に、現像剤は、現像ローラ１１８に供給される。

第１循環部は、図２に示すように、供給部３０から撹拌搬送部２０へ向かって、下方に傾斜する。また、第２循環部１１４は、図示しないが、撹拌搬送部２０から供給部３０へ向かって、下方に傾斜する。これによって、現像剤は、供給部３０から撹拌搬送部２０へ移動する際に、また、撹拌搬送部２０から供給部３０へ移動する際に、自重で落下することによって撹拌される。

現像ローラ（現像手段）１１８は、供給部３０から供給される現像剤によって静電潜像を現像するローラであって、磁力によって現像剤を表面に担持し、表面が周方向に回転するローラである。現像ローラ１１８は、位置が固定された複数の磁極を有する棒状の磁石ローラ１２０と、磁石ローラ１２０の表面を覆って磁石ローラ１２０の周囲を回転可能なスリーブローラ１２２とを有する。規制部材１２４は、現像ローラ１１８に対向して設けられ、現像ローラ１１８に担持される現像剤の量を調整する。

このように、本発明に係る現像装置１０によると、撹拌搬送部２０を第１搬送方向に大きくすることなく、現像剤を搬送する距離を長くすることができ、従って、現像剤を十分に撹拌するために必要な搬送距離を確保することが可能になる。また、画像形成装置２００が現像装置１０を備えることによって、画像形成装置２００の大きさをほとんど大きくすることなく、十分なトナーの撹拌を確実に行うことができる。その結果、画像形成装置２００の省スペース、かつ、安定的に高精細な画像形成を実現することが可能になる。

以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではない。

例えば、実施の形態では、２成分現像装置を例に説明したが、本発明は、例えば、トナーとともにキャリアも適宜補給するトリクル型現像装置に適用することができ、またトナーの帯電にはキャリアを用いながらも、トナーだけが現像ローラに担持されて現像に使用されるハイブリッド型現像装置等にも適用することができる。

例えば、実施の形態では、トナー像を記録媒体に転写する方式について、感光体２０６の表面のトナー像を記録媒体に直接に転写する方式を例に説明したが、感光体２０６の表面のトナー像を中間転写ベルトに転写し、中間ベルトに転写されたトナー像を記録媒体に転写する方式であってもよい。

例えば、実施の形態では、撹拌搬送部２０が４つの撹拌搬送部分を備える例によって説明したが、撹拌搬送部２０が備える撹拌搬送部分の数は複数であればよい。また、実施の形態では、図２に示すように、撹拌搬送部２０と供給部３０とは、高さ方向に互いに同じ位置にあるが、撹拌搬送部２０は、供給部３０よりも高い位置に設けられてもよく、また、供給部３０よりも高い位置に設けられてもよい。

例えば、実施の形態では、撹拌搬送部材として、軸部材７２，７４，７６，７８の各々の周囲に設けられる羽根９２，９４，９６，９８を例に説明したが、撹拌搬送部材は、現像剤を撹拌しながら第２搬送方向に搬送可能であればよい。例えば、撹拌搬送部材は、撹拌撹拌搬送部分の内部に設けられた中空のドラムであって、中心へ向かってらせん状に突出するリブ又はらせん状に刻まれた溝を内壁に有するものであってもよい。このような撹拌搬送部材が回転すると、内部の現像剤はリブ又は溝によって撹拌されながら搬送される。この場合、リブ又は溝は、連続したものであっても断続的なものであってもよく、現像剤を第２搬送方向に搬送できる角度でドラムの内壁に設けられる。

例えば、複数の撹拌搬送部分４２，４４，４６，４８のすべてが、第１搬送方向と異なる第２搬送方向に現像剤を搬送するとしたが、複数の撹拌搬送部分のうち、少なくとも１つが第１搬送方向と異なる第２搬送方向に現像剤を搬送すればよい。この場合であっても、撹拌搬送部２０における現像剤の搬送距離は、撹拌搬送部２０の第１搬送方向の直線長さよりも長くなるため、撹拌搬送部２０を第１搬送方向に大きくすることなく、現像剤を搬送する距離を長くすることができ、実施の形態と同様の効果を奏する。

本発明は、電子写真方式を用いた現像装置に適用できる。また、電子写真方式を用いた現像装置を備える、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、又は、複合機等といった画像形成装置等に適用できる。

１０ 現像装置、２０ 撹拌搬送部、３０ 供給部、４０ ホッパー、４２，４４，４６，４８ 撹拌搬送部分、５２，５４，５６ 接続部、６１，６３，６５，６７ 軸、６２，６４，６６，６８ スクリュー、７２，７４，７６，７８ 軸部材、８２，８４，８６，８８ 傘歯車、９２，９４，９６，９８ 羽根、１０２，１０４，１０６，１０８ 平歯車、１００ 駆動軸部材、１１０ モータ、１１２ 第１循環接続部、１１４ 第２循環接続部、１１６ 供給スクリュー、１１８ 現像ローラ、１２０ 磁石ローラ、１２２ スリーブローラ、１２４ 規制部材、２０２，２０４ タイミングローラ、２０６ 感光体、２０８ 転写ローラ、２１０，２１２ 定着ローラ、２２２ クリーニング・ブレード、２２４ 帯電ローラ、２２６ 露光部。

Claims (6)

1. 電子写真方式の現像に用いられる現像装置であって、
   第１搬送方向に現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌搬送手段を備え、
   上記撹拌搬送手段は、上記現像剤を撹拌しながら搬送する複数の撹拌搬送部分からなり、
   上記複数の撹拌搬送部分は、上記現像剤を撹拌しながら、上記第１搬送方向とは異なる第２搬送方向に搬送する撹拌搬送部分を少なくとも１つ含む
   ことを特徴とする現像装置。
2. 上記第１搬送方向は、上記現像装置の使用状態においてほぼ水平な方向であり、
   上記第２搬送方向は、上記現像装置の使用状態において上記第１搬送方向に沿って見た場合に上方へ向かって傾斜した方向であり、
   上記現像装置は、上記現像装置の使用状態において上記第１搬送方向に沿って見た場合に下方へ向かって、隣り合う撹拌搬送部分を接続する接続部を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 上記撹拌搬送部分の各々は、上記撹拌搬送部分の各々の搬送方向に沿った軸を中心に回転可能な撹拌搬送部材を有する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
4. 上記撹拌搬送部分の各々は、
   上記軸を中心に回転する軸部材と、
   上記軸部材の周囲に設けられ、回転することによって上記現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌搬送部材とを有する
   ことを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
5. 複数の上記撹拌搬送部分が有する複数の上記撹拌搬送部材を回転させる１つの駆動手段と、
   上記１つの駆動手段によって、上記複数の撹拌搬送部材を回転させる駆動機構とを備える
   ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の現像装置。
6. 電子写真方式を用いた画像形成装置であって、
   画像を記録媒体に形成する画像形成手段と、
   上記画像に対応する静電潜像が形成される感光手段と、
   上記静電潜像を現像するための現像手段と、
   上記現像手段に現像剤を供給する供給手段と、
   第１搬送方向に現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌搬送手段とを備え、
   上記撹拌搬送手段は、上記現像剤を撹拌しながら搬送する複数の撹拌搬送部分からなり、
   上記複数の撹拌搬送部分は、上記現像剤を撹拌しながら、上記第１搬送方向とは異なる第２搬送方向に搬送する撹拌搬送部分を含む
   ことを特徴とする画像形成装置。

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