JP2011069874A - 電子写真式画像形成装置の現像装置及びプロセスカートリッジ並びに電子写真式画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子写真式画像形成装置においてトナーの帯電量を増加させる。
【解決手段】現像装置１０内には、トナーを含む現像剤を攪拌しつつ、軸方向に搬送する羽根付き搬送部材１６，１８が設けられている。２本の羽根付き搬送部材１６，１８は、現像剤の攪拌、搬送するための螺旋形状の主螺旋羽根３２，３６を有する。リア羽根付き搬送部材１８には、更に主螺旋羽根３６と逆向きの螺旋であり、羽根の高さが低い副螺旋羽根３８が設けられる。リア羽根付き搬送部材の軸に近い位置では、副螺旋羽根により主螺旋羽根とは逆向きの現像剤の流れが形成され、現像剤の攪拌、摩擦が促進されて、帯電量が増加する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真式画像形成装置の現像装置及びプロセスカートリッジ並びに電子写真式画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、静電潜像が形成された感光体上にトナーを供給し、現像を行う現像装置を有する。現像装置は、感光体と対向し、表面にトナーを含む現像剤を保持する現像ロールと、現像ロールに現像剤を供給する部材を含む。下記特許文献１には、現像ロールに現像剤を供給するパドル部材および現像剤を攪拌する攪拌ロールが示されている。トナーを含む現像剤は攪拌され、これによりトナーが帯電する。トナーに帯電した電荷によりトナーは、現像ロールから飛翔し、感光体上の静電潜像に付着し、潜像が現像される。

特開平５−１３４５４０号公報

トナーの帯電量が十分でないと、感光体へと飛翔し付着するトナーが不足するなどにより、形成される画像の品質を確保できない場合がある。

本発明は、トナーの帯電量を高めることに寄与する現像装置、およびこれを含むプロセスカートリッジ、画像形成装置を提供することを目的とする。

（１）本発明の電子写真式画像形成装置の現像装置は、
現像ロールと、
主螺旋羽根を有し、この主螺旋羽根によりトナーを含む現像剤を攪拌し、また現像ロールに供給される現像剤を軸方向に搬送する羽根付き搬送部材と、
を有し、
前記羽根付き搬送部材の少なくとも一つは、その軸方向の少なくとも一部に、主螺旋羽根と逆巻きの螺旋であって主螺旋羽根より羽根の高さが低い副螺旋羽根と、を有する、
現像装置である。

（２）本発明の電子写真式画像形成装置のプロセスカートリッジは、
表面上に潜像が形成される感光体と、
トナーを供給して感光体上の潜像を現像する現像ロールと、
トナーを含む現像剤を収容する現像剤収容部と、
主螺旋羽根を有し、この主螺旋羽根により現像剤収容部の現像剤を攪拌し、また現像ロールに供給される現像剤を軸方向に搬送する羽根付き搬送部材と、
を有し、
前記羽根付き搬送部材の少なくとも一つは、その軸方向の少なくとも一部に、主螺旋羽根と逆巻きの螺旋であって主螺旋羽根より羽根の高さが低い副螺旋羽根と、を有する、
電子写真式画像形成装置のプロセスカートリッジである。

（３）本発明の画像形成装置は、
現像ロールと、
主螺旋羽根を有し、この主螺旋羽根により現像剤を攪拌し、また現像ロールに供給される現像剤を軸方向に搬送する羽根付き搬送部材と、
を有し、
前記羽根付き搬送部材の少なくとも一つは、その軸方向の少なくとも一部に、主螺旋羽根と逆巻きの螺旋であって主螺旋羽根より羽根の高さが低い副螺旋羽根と、を有する、
現像装置を含み、
現像装置の現像ロールおよび羽根付き搬送部材を回転駆動する駆動装置を更に有する、電子写真式画像形成装置である。

請求項１の現像装置によれば、羽根付き搬送部材が副螺旋羽根を有しない場合に比べ、トナーを含む現像剤の攪拌が促進される。

請求項２のプロセスカートリッジによれば、羽根付き搬送部材が副螺旋羽根を有しない場合に比べ、トナーを含む現像剤の攪拌が促進される。

請求項３の画像形成装置によれば、羽根付き搬送部材が副螺旋羽根を有しない場合に比べ、トナーを含む現像剤の攪拌が促進される。

本実施形態の現像装置の概略断面図である。 現像装置の内部構成を示す概略図である。 トリマーの機能を説明するための図である。 トナー帯電量の時間変化を示す図である。

以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。図１は、本実施形態の電子写真式画像形成装置の現像装置１０の概略構成を示す断面図である。現像装置１０は、感光体ドラム１２に対向する現像ロール１４と、現像ロール１４の表面に現像剤を供給するための二つの羽根付き搬送部材１６，１８を有する。現像ロール１４側の羽根付き搬送部材をフロント羽根付き搬送部材１６、もう一つをリア羽根付き搬送部材１８と記す。現像ロール１４、フロント及びリア羽根付き搬送部材１６，１８は、ハウジング２０内に収められている。ハウジング２０には現像剤を収容する現像剤収容部２２が一体に設けられている。現像剤収容部は、ハウジング２０と別体、すなわち現像装置１０と独立して構成するようにしてもよい。ハウジング２０内は、隔壁２４により、フロント羽根付き搬送部材１６が収容される空間であるフロントキャビティ２６と、リア羽根付き搬送部材１８が収容される空間であるリアキャビティ２８に分けられている。

図２は、現像装置のハウジング２０内部の概略構成を、現像ロール１４および２本の羽根付き搬送部材１６，１８の軸直交方向から視た図である。現像ロール１４および２本の羽根付き搬送部材１６，１８は、並んで配置されている。フロント羽根付き搬送部材１６は、軸３０と、この軸に螺旋状に巻き付くように設けられた主螺旋羽根３２を含む。フロント羽根付き搬送部材１６の軸回りの回転により、フロントキャビティ２６内の現像剤は攪拌されつつ、軸方向に矢印Ａの向きに送られる。また、現像ロール１４に向けても送られる。リア羽根付き搬送部材１８は、軸３４と、この軸に螺旋状に巻き付くように設けられた主螺旋羽根３６と副螺旋羽根３８を含む。リア羽根付き搬送部材１８の軸回りの回転により、主螺旋羽根３６によって、リアキャビティ２８内の現像剤は撹拌されつつ、軸方向に矢印Ｂの向きに送られる。副螺旋羽根３８は、主螺旋羽根３６と逆向きのねじれが与えられており、高さも低くなっている。この実施形態においては、主、副螺旋羽根３６，３８の螺旋のピッチは等しいが、これ以外であってもよい。また、羽根の高さは、副螺旋羽根３８が主螺旋羽根３６に対し半分となっているが、現像剤が全体として矢印Ｂの向きに送られるのであれば、これ以外の高さであってもよい。

隔壁２４の両端近傍には、開口４０，４２が設けられており、ここを通って、現像剤は、フロントキャビティ２６とリアキャビティ２８の間を移動することができる。前述のように、フロント羽根付き搬送部材１６により矢印Ａ方向に送られるフロントキャビティ２６内の現像剤は、図２中下方の端部に達すると、開口４２を通って、リアキャビティ２８内に入る。リアキャビティ２８内では、現像剤は、リア羽根付き搬送部材１８によって矢印Ｂの向きに送られ、図２中上方の端部に達すると、開口４０を通って、フロントキャビティ２６に入る。このようにして、現像剤はハウジング２０の中を循環し、そのときの攪拌によって現像剤中のトナーが帯電する。

副螺旋羽根３８の螺旋のねじれの向きは主螺旋羽根３６と逆向きであるので、現像剤は副螺旋羽根３８により、主螺旋羽根３６による送りの向きと反対に、つまり矢印Ｂの向きとは反対に送られる。したがって、リア羽根付き搬送部材１８が回転すると、軸３４近傍の現像剤は矢印Ｂと逆向きに送られ、その外側の現像剤は矢印Ｂの向きに送られる。この相対する向きの送りにより現像剤同士に摩擦が生じ帯電が促進される。

現像装置のハウジング２０の側方（図２中下方）には、現像ロール１４並びにフロントおよびリア羽根付き搬送部材１６，１８を回転駆動するための駆動装置４４が配置される。駆動装置４４は、モータ４６とモータの回転を現像ロール１４および羽根付き搬送部材１６，１８に伝達するギア列４８とを含む。ギア列４８は、図においては、簡略的に示されている。

図３は、現像ロール１４に予め定められた量の現像剤を付着するためのトリマー５０の機能を説明するための図である。現像ロール１４は、非磁性材料で形成され円筒形状のスリーブ５２を有し、スリーブの内側には複数の永久磁石が配置されている。図には、トリマー５０に対向する位置に配置される永久磁石５６のみが示されている。トリマー５０は、スリーブ５２の外側面に対向するように予め定められた間隔をあけて配置されている。トリマー５０とスリーブ５２の間隙５４は、図では強調されて大きく描かれている。トリマー５０は少なくとも一部が磁性材料で形成されており、この磁性材料の部分と永久磁石５６の間に磁力線が延びている。現像剤５８は、磁性体のキャリアと非磁性体のトナーを含み、キャリアが永久磁石５６の磁力により間隙５４に保持される。間隙５４に保持された現像剤５８が、スリーブ５２の回転によって送られてくる現像剤を堰き止める。堰き止められた現像剤５８の一部が、スリーブ５２の回転に伴って感光体ドラム１２に対向する位置へと送られ、ここでキャリア表面からトナーのみが、感光体ドラム１２に向けて飛翔する。

間隙５４により堰き止められた現像剤５８においても、スリーブ５２の回転と共に移動する現像剤５８との間に摩擦が生じ、これらの現像剤５８は帯電する。堰き止められた現像剤５８の量が多いと、スリーブ５２の回転に対する負荷となる。一方、堰き止められた現像剤５８の量が少ないと、この部分での帯電が少なくなり、トナーを必要な帯電量とすることができない場合がある。この帯電量の不足を補う点で、本実施形態のリア羽根付き搬送部材１８に設けられた副螺旋羽根３８は有効に機能する。

図４は、トナーの帯電量の時間経過を示す図である。各羽根付き搬送部材は、軸の外径が６ｍｍ、主螺旋羽根の外径が１４ｍｍのものを使用し、その回転速度は３２５ｒｐｍである。現像ロールは外径１８ｍｍで、回転速度は３２５ｒｐｍである。実線Ｃが、現像ロール１４を停止させた状態で、本実施形態の２本の羽根付き搬送部材１６，１８を回転駆動したときのグラフである。これに対し、一点鎖線Ｄが現像ロール１４と副螺旋羽根をもたない２本の羽根付き搬送部材とを回転駆動したときのグラフ、破線Ｅが副螺旋羽根をもたない２本の羽根付き搬送部材を回転駆動したときのグラフである。また、いずれも時刻ｔ１において、ハウジング内の現像剤に対し、トナーを重量比で５％と追加している。一点鎖線Ｄと破線Ｅの差は、現像ロール１４を回転しているかどうかであり、現像ロール１４が回転しないとトナーの帯電量が低下することが分かる。また、実線Ｃと破線Ｅの差は、リア羽根付き搬送部材が副螺旋羽根３８を有するか否かであり、副螺旋羽根３８を設けるとトナーの帯電量が改善されることが理解される。また、時刻ｔ１におけるトナー追加後においても、副螺旋羽根３８を設けたリア羽根付き搬送部材１８により、追加のトナーが早期に帯電されることが別途確認されている。以上により、リア羽根付き搬送部材１８に副螺旋羽根３８を設けることが、トリマー５０により堰き止められる現像剤の量を減らすことによるトナー帯電量の減少を回復するための一つの手段となりえることが理解できる。

本実施形態においては、リア羽根付き搬送部材１８のみに副螺旋羽根３８を設けたが、フロント羽根付き搬送部材１６に副螺旋羽根３８を設けることもできる。また、副螺旋羽根３８は羽根付き搬送部材の軸方向において、一部に設けられてもよい。

本実施形態の現像装置１０は、感光体ドラム１２および現像剤収容部２２と共に一体となり、画像形成装置に対し一体に着脱可能な、いわゆるプロセスカートリッジの一部であってよい。

１０ 現像装置、１２ 感光体ドラム、１４ 現像ロール、１６ フロント羽根付き搬送部材、１８ リア羽根付き搬送部材、３２，３６ 主螺旋羽根、３８ 副螺旋羽根、４４ 駆動装置、５０ トリマー、５６ 永久磁石、５８ 現像剤。

Claims (3)

1. 現像ロールと、
   主螺旋羽根を有し、この主螺旋羽根によりトナーを含む現像剤を攪拌し、また現像ロールに供給される現像剤を軸方向に搬送する羽根付き搬送部材と、
   を有し、
   前記羽根付き搬送部材の少なくとも一つは、その軸方向の少なくとも一部に、主螺旋羽根と逆巻きの螺旋であって主螺旋羽根より羽根の高さが低い副螺旋羽根と、を有する、
   現像装置。
2. 表面上に潜像が形成される感光体と、
   トナーを供給して感光体上の潜像を現像する現像ロールと、
   トナーを含む現像剤を収容する現像剤収容部と、
   主螺旋羽根を有し、この主螺旋羽根により現像剤収容部の現像剤を攪拌し、また現像ロールに供給される現像剤を軸方向に搬送する羽根付き搬送部材と、
   を有し、
   前記羽根付き搬送部材の少なくとも一つは、その軸方向の少なくとも一部に、主螺旋羽根と逆巻きの螺旋であって主螺旋羽根より羽根の高さが低い副螺旋羽根と、を有する、
   電子写真式画像形成装置のプロセスカートリッジ。
3. 現像ロールと、
   主螺旋羽根を有し、この主螺旋羽根により現像剤を攪拌し、また現像ロールに供給される現像剤を軸方向に搬送する羽根付き搬送部材と、
   を有し、
   前記羽根付き搬送部材の少なくとも一つは、その軸方向の少なくとも一部に、主螺旋羽根と逆巻きの螺旋であって主螺旋羽根より羽根の高さが低い副螺旋羽根と、を有する、
   現像装置を含み、
   現像装置の現像ロールおよび羽根付き搬送部材を回転駆動する駆動装置を更に有する、電子写真式画像形成装置。

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