JP2011186243A - Developing device, image forming apparatus using the same and process cartridge - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を用いた現像装置並びにこれを用いた複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置及びプロセスカートリッジに関するものである
に関するものである。
The present invention relates to a developing device using a two-component developer composed of toner and a magnetic carrier, and an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, and a printer using the same, and a process cartridge.
従来、二成分現像装置では、図11に示すように、現像剤を収容する現像剤収容器100内に、現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤攪拌搬送部材たる2本のスクリュ101、102を並行に配置している。そして、2本のスクリュ101、102が回転して互いに逆方向に現像剤を攪拌搬送し、両端部に設けられた受け渡し部103で一方のスクリュ101から他方のスクリュ102へ現像剤の受け渡しを行って現像剤を循環させている。その過程で一旦現像した現像剤を回収し、供給されたトナーと混合攪拌を行っている。この混合攪拌が不十分であると、画像濃度ムラが発生するなどの異常画像が形成される。必要な攪拌性は、現像剤容量に対する相対的なトナー消費量で決まる。現像装置の小型化、高速化を図る場合には、現像剤容量に対するトナーの消費量が増加するため、より攪拌性を向上させる必要がある。
Conventionally, in the two-component developing device, as shown in FIG. 11, two
しかしながら、従来の現像装置では、2本のスクリュ101、102間での現像剤の受け渡しが必ずしもスムーズに行われていなかった。なぜなら、各スクリュ101、102による現像剤の搬送力は、図中矢印で示すようにスクリュ101、102の軸方向に作用するものであり、受け渡し部103でスクリュ101の軸方向と直交する受け渡し方向には作用しないからである。このため、送り側のスクリュ101の駆動トルクを著しく大きくして現像剤を圧縮する必要があり、現像剤にストレスがかかって凝着等の劣化を起こす場合があった。特に小型化などにより現像剤容量を低減していくと、スクリュ101、102間の受け渡し部103を通る回数が相対的に増加するため、現像劣化などの影響が大きくなる。
However, in the conventional developing device, the delivery of the developer between the two
このような問題を改善するため、例えば、図11に示すスクリュ101の端部には、本来の現像剤搬送方向とは逆方向へ現像剤を搬送するべく、スクリュの傾きが逆に形成される逆搬送部101aが設けられている。これにより、逆搬送部101aに隣接する壁部近傍の現像剤にかかるストレスを低減することができる。また、図12に示す現像装置は、現像剤担持体の軸線方向に沿って2本のスクリュ104、105を平行に配置し、スクリュ104、105の下流端の軸上にそれぞれ板状のパドル106、107を設けている。このパドル106、107は、軸に直交する方向へ搬送力をもち、隣接する搬送路に受け渡し部108、109を介して現像剤を送り出すことが可能である。
In order to remedy such a problem, for example, the end of the
また、特許文献1では、スクリュ端部のスクリュ径を大きくし、現像剤に受け渡し方向の力を加え、円滑に現像剤を流すことにより、トルクの低下と現像剤のストレスを抑制する現像装置が提案されている。また、特許文献2では、スクリュ端部のスクリュ角度を規定することで、現像剤に受け渡し方向の力を加え、円滑に現像剤を流すことにより、現像剤を均一に帯電させるようにした現像装置が提案されている。また、特許文献3では、現像剤を受け渡す受け渡し部に、受け渡し部の中途に開口径が大きく形成される現像剤貯留部を設けた現像装置が提案されている。
Further, in Patent Document 1, there is provided a developing device that suppresses torque reduction and developer stress by enlarging a screw diameter at a screw end, applying a force in a delivery direction to the developer, and smoothly flowing the developer. Proposed. Further, in
しかしながら、図11に示す現像装置では、例えばスクリュを上下に配置し受け渡し部103が長くなる構成では、スクリュから離れた領域にスクリュによる搬送力が及ばず受け渡し部103で現像剤が滞留してしまう。同様に、特許文献1及び2に提案される現像装置においても、スクリュ形状の改良のみでは、スクリュから離れた領域にスクリュによる搬送力が及ばず受け渡し部で現像剤が滞留してしまう。また、図12に示す現像装置では、パドル106、107により現像剤搬送路下流端の現像剤にスクリュ104、105の軸と直交する方向へ急激に強い搬送力が付与されることになる。そのため、受け渡し部108、109の現像剤に急激に現像剤の流れを変えるような力が働いてうまく力が伝わらず、現像剤が滞留してしまう。
However, in the developing device shown in FIG. 11, for example, in a configuration in which the screw is arranged up and down and the
また、特許文献3による提案では、受け渡し部が長い場合には現像剤へのストレスを低減させる効果が大きいが、受け渡し部が短い場合には効果が小さい。このように、複数のスクリュで現像剤を循環搬送する現像装置においては、何れの場合もスクリュ間での現像剤のより円滑な受け渡しが望まれる。 Further, in the proposal according to Patent Document 3, the effect of reducing the stress on the developer is great when the delivery part is long, but the effect is small when the delivery part is short. As described above, in the developing device that circulates and conveys the developer with a plurality of screws, in any case, smoother delivery of the developer between the screws is desired.
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、現像剤搬送部材間で現像剤の円滑な受け渡しができる現像装置並びにこれを用いた画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a developing device capable of smoothly transferring a developer between developer conveying members, and an image forming apparatus and a process cartridge using the developing device. It is.
上記課題を解決するため、請求項1の発明は、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で該潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送する攪拌搬送部材をそれぞれ有する複数の現像剤搬送路と、該現像剤搬送路をそれぞれに仕切る仕切部材と、該複数の現像剤搬送路のそれぞれの現像剤搬送方向下流側端部に隣接して他の現像剤搬送路に現像剤を受け渡す受け渡し部とを備え、該複数の現像剤搬送路内で現像剤を循環搬送させる現像装置において、上記複数の現像剤搬送部材のうち少なくとも一つが、現像剤搬送方向に進むにしたがって軸線方向と直交する方向に現像剤を搬送する搬送力が大きくなる搬送力増大部材を備えることを特徴とするものである。
請求項2の発明は、請求項1の現像装置において、上記現像剤搬送部材は、回転軸上に螺旋状のスクリュ部を備え、上記搬送力増大部材は、上記受け渡し部に対向する領域で上記スクリュ部の回転軌跡よりも大きい回転軌跡を描くように回転し、該現像剤搬送部材の現像剤搬送方向に進むにしたがって現像剤との接触面積が増大するパドル部を備えることを特徴とするものである。
請求項3の発明は、請求項2の現像装置において、上記現像剤搬送部材は、上記搬送力増大部材からの搬送力が作用する部位で、現像剤搬送方向に進むにしたがってスクリュ部の径が小さくなることを特徴とするものである。
請求項4の発明は、請求項1、2又は3の現像装置において、上記現像剤搬送路は、上記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給搬送路と、該現像剤担持体から現像剤を回収する現像剤回収搬送路とから構成されることを特徴とするものである。
請求項5の発明は、請求項1、2、3又は4の現像装置において、上記現像剤担持体は、少なくとも上記現像担持体に対向する現像領域に磁界を発生させるための現像磁極と、上記現像剤搬送路から現像剤を汲み上げ該現像領域へ搬送する現像前磁極と、該現像領域を通過した後の現像剤を該現像剤担持体から離脱させるための現像後磁極を備え、該現像前磁極は、該現像剤担持体の表面上での法線方向の磁束密度を40mT以下とすることを特徴とするものである。
請求項6の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置において、上記現像手段として、請求項1、2、3、4又は5の現像装置を用いたことを特徴とするものである。
請求項7の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体を一様帯電せしめる帯電手段と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段と、該潜像担持体に残留する転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段とを備える画像形成装置に用いられ、該潜像担持体と、該帯電手段と、該クリーニング手段との中より選ばれる少なくとも1つと、該現像手段とが一体になって画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジにおいて、上記現像手段として、請求項1、2、3、4又は5の現像装置を用いたことを特徴とするものである。
本発明においては、現像剤搬送路の現像剤には、現像剤搬送部材によって軸線方向への搬送力が付与されつつ、搬送力増大部材によって現像剤搬送部材の軸線方向と直交する方向への搬送力が現像剤搬送方向に進むにしたがって次第に大きく付与される。そのため、現像剤搬送路を搬送される現像剤は、受け渡し部近傍で徐々に受け渡し部へ押し出されることになり、受け渡し部に滞留することなく円滑にもう一方の現像剤搬送路に受け渡される。これにより、従来のように現像剤搬送路下流側端部に現像剤を圧縮させる必要がなくなり、現像剤へのストレスを低減することができる。さらに、受け渡し部で現像剤の搬送速度が勾配を持つようになり、現像剤同士の接触回数が増え、トナーの分散性の向上と帯電特性の安定化を図ることができる。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is the one in which a two-component developer containing a toner and a magnetic carrier is carried on the surface and rotated, and the latent image carrier is rotated at a position facing the latent image carrier. A developer carrying member for supplying toner to the latent image on the surface for development; a plurality of developer carrying paths each having an agitation carrying member for carrying the developer along the axial direction of the developer carrying member; A partition member that divides each of the developer transport paths, and a delivery section that delivers the developer to another developer transport path adjacent to the downstream end of each of the plurality of developer transport paths in the developer transport direction. In the developing device that circulates and conveys the developer in the plurality of developer conveying paths, at least one of the plurality of developer conveying members proceeds in the direction orthogonal to the axial direction as the developer proceeds in the developer conveying direction. Carrying that increases the transport force It is characterized in further comprising a force-increasing members.
According to a second aspect of the present invention, in the developing device according to the first aspect, the developer conveying member includes a spiral screw portion on a rotation shaft, and the conveying force increasing member is located in a region facing the delivery portion. A paddle portion that rotates so as to draw a rotation trajectory larger than the rotation trajectory of the screw portion and has a contact area with the developer that increases as the developer transport member advances in the developer transport direction is provided. It is.
According to a third aspect of the present invention, in the developing device according to the second aspect, the developer conveying member is a portion to which the conveying force from the conveying force increasing member acts, and the diameter of the screw portion increases in the developer conveying direction. It is characterized by becoming smaller.
According to a fourth aspect of the present invention, in the developing device according to the first, second, or third aspect, the developer transport path includes a developer supply transport path that supplies the developer to the developer carrier, and the developer carrier. It is composed of a developer recovery transport path for recovering the developer.
According to a fifth aspect of the present invention, in the developing device according to the first, second, third, or fourth aspect, the developer carrier has a development magnetic pole for generating a magnetic field in at least a development region facing the development carrier, and A pre-development magnetic pole that pumps up the developer from the developer conveyance path and conveys it to the development area; and a post-development magnetic pole for separating the developer after passing through the development area from the developer carrier. The magnetic pole is characterized in that the magnetic flux density in the normal direction on the surface of the developer carrying member is 40 mT or less.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a latent image carrier that carries a latent image, a latent image forming unit that forms a latent image on the latent image carrier, and a developing unit that develops the latent image on the latent image carrier. In the image forming apparatus having the above, the developing device according to
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a latent image carrier that carries a latent image, a charging unit that uniformly charges the latent image carrier, a developing unit that develops the latent image on the latent image carrier, and the latent image carrier. An image forming apparatus comprising: a cleaning unit that cleans transfer residual toner remaining on the image carrier; and at least one selected from the latent image carrier, the charging unit, and the cleaning unit, In a process cartridge which is integrated with a developing unit and is detachable from the main body of the image forming apparatus, the developing device according to
In the present invention, the developer in the developer transport path is given a transport force in the axial direction by the developer transport member, and transported in a direction orthogonal to the axial direction of the developer transport member by the transport force increasing member. The force is gradually increased as the developer advances in the developer conveyance direction. Therefore, the developer conveyed through the developer conveyance path is gradually pushed out to the delivery part in the vicinity of the delivery part, and is smoothly delivered to the other developer conveyance path without staying in the delivery part. This eliminates the need for compressing the developer at the downstream end of the developer conveyance path as in the prior art, and can reduce stress on the developer. Furthermore, the developer conveyance speed has a gradient at the transfer section, the number of contacts between the developers increases, and it is possible to improve the dispersibility of the toner and stabilize the charging characteristics.
本発明は、現像剤搬送部材間で現像剤の円滑な受け渡しができる現像装置並びにこれを用いた画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供できるという優れた効果がある。 The present invention has an excellent effect that it is possible to provide a developing device capable of smoothly delivering a developer between developer conveying members, an image forming apparatus using the same, and a process cartridge.
以下、本発明を画像形成装置として、タンデム方式のプリンタに適用した実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係るプリンタの概略構成を説明する構成図である。このプリンタは、図1に示すように、シアン、イエロー、マゼンタ、ブラックの各色のトナー像を形成する4つの作像ユニット10C、10Y、10M、10Kを備えている(以下添字C、Y、M、Kはシアン、イエロー、マゼンタ、ブラックの各色をそれぞれ示す)。この作像ユニット10C、10Y、10M、10Kは、それぞれ各色のトナー像を担持する像担持体である感光体1C、1Y、1M、1Kを備えている。これら各感光体1の周囲には、各感光体1表面を一様に帯電する帯電装置2C、2Y、2M、2K、各感光体1表面に形成される静電潜像を現像する現像装置3C、3Y、3M、3K、トナー像転写後の各感光体1表面をクリーニングする感光体クリーニング装置4C、4Y、4M、4K等を備えている。また、上記作像ユニット10C、10Y、10M、10Kは、各感光体1の一様に帯電された表面に画像情報に応じたレーザ光を照射して静電潜像を形成する露光装置5C、5Y、5M、5Kを備えている。なお、感光体1は、ドラム状ではなく、ベルト状であってもよい。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a tandem printer as an image forming apparatus will be described. FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of a printer according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the printer includes four image forming units 10C, 10Y, 10M, and 10K that form toner images of cyan, yellow, magenta, and black (hereinafter, subscripts C, Y, and M). , K represents cyan, yellow, magenta, and black, respectively). Each of the image forming units 10C, 10Y, 10M, and 10K includes
上記作像ユニット10C、10Y、10M、10Kの下方には、下流側張架ローラ6及び上流側張架ローラ7に掛け回されて記録紙Pを表面に担持して表面移動する転写搬送ベルト8を備えている。転写搬送ベルト8を挟んで各作像ユニット10の感光体1C、1Y、1M、1Kと対向する位置には、転写バイアスローラ9C、9Y、9M、9Kを備えている。下流側張架ローラ6よりも転写搬送ベルト8による記録紙搬送方向下流側には、転写搬送ベルト8から分離した記録紙P上の未定着トナーを定着する定着装置11を備えている。また、プリンタの本体上部には、定着装置11を通過しトナー像が定着した記録紙Pを積載するための排紙トレイ12を備えている。
Below the image forming units 10C, 10Y, 10M, and 10K, a
上記転写搬送ベルト8の下方には、記録紙Pを収容する複数の給紙カセット13、14、15を備えている。給紙カセット13、14、15と転写搬送ベルト8との間には、転写搬送ベルト8と感光体1C、1Y、1M、1Kとが対向する転写領域に向けて各給紙カセット13、14、15から記録紙Pを供給する給紙搬送装置16を備えている。そして、給紙搬送装置16の用紙搬送方向最下流側には、搬送されてきた記録紙Pを作像ユニット10C、10Y、10M、10Kによる作像タイミングに合わせて供給するレジストローラ対17を備えている。
A plurality of
なお、上記作像ユニット10C、10Y、10M、10Kは、図10に示すように、感光体1と耐電装置2、現像装置3、クリーニング装置4とが一体になってプリンタ本体に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジとするとよい。これにより、メンテナンス性に優れ、また後述するように小型化された現像装置3を用いることにより、プリンタ本体の小型化を図ることができる。また、上記プリンタは、図1中の左右方向において小型になるよう、転写搬送ベルト8が斜め方向に配設され、記録紙Pの搬送方向が斜め方向となっている。これにより、プリンタは、図1中の左右方向における筐体の幅が、A3サイズの記録紙長手方向の長さよりも僅かに長い大きさとなっている。すなわち、プリンタは、内部に記録紙Pを収容するために最低限必要な大きさとされることで大幅に小型化されている。
As shown in FIG. 10, the image forming units 10C, 10Y, 10M, and 10K can be attached to and detached from the printer body by integrating the photosensitive member 1, the
上記構成のプリンタは、画像形成スタートとともに、各作像ユニット10C、10Y、10M、10Kで各色トナー像が形成される。各作像ユニット10C、10Y、10M、10Kでは、感光体1C、1Y、1M、1Kが、図示されないメインモータにより回転駆動され、帯電装置2C、2Y、2M、2Kによって一様帯電された後、露光装置5C、5Y、5M、5Kより、画像を色分解した色毎の画像情報に応じて書込み光Lが照射され、静電潜像が形成される。感光体1C、1Y、1M、1K上に形成された静電潜像は、現像装置3C、3Y、3M、3Kにより現像され、各感光体1C、1Y、1M、1Kの表面上に各色トナー像が形成される。一方、給紙カセット13、14、15のうち選択された給紙カセットから給紙搬送装置16により給紙搬送された記録紙Pは、レジストローラ17によって作像ユニット10C、10Y、10M、10Kによる作像タイミングに合わせて、転写搬送ベルト8の表面上に供給される。そして、転写搬送ベルト8に担持された記録紙Pは転写搬送ベルト8の表面移動によって各色の転写領域に搬送される。
In the printer having the above-described configuration, each color toner image is formed by the image forming units 10C, 10Y, 10M, and 10K at the start of image formation. In each of the image forming units 10C, 10Y, 10M, and 10K, the
各感光体1C、1Y、1M、1K上に形成されたトナー像は、感光体1C、1Y、1M、1Kと転写搬送ベルト8との対向部となる転写領域で転写バイアスローラ9C、9Y、9M、9Kによって転写搬送ベルト8上に担持された記録紙Pに順次転写される。このようにしてC(シアン)、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、K(ブラック)の順で各感光体1C、1Y、1M、1K上に形成されたトナー像が転写され、重ね合わせカラートナー像が記録紙P上に形成される。トナー像を転写された記録紙Pは、転写搬送ベルト8から分離され、定着装置11に搬送され、トナー像が定着されて機外の排紙トレイ12に排出される。一方、記録紙P上にトナー像を転写した後の感光体1C、1Y、1M、1Kは、クリーニング装置4C、4Y、4M、4Kによって転写残トナーの除去がなされ、必要に応じて図示しない除電ランプで除電された後、再度、帯電装置2C、2Y、2M、2Kで一様に帯電される動作を繰り返す。
The toner images formed on the photoconductors 1C, 1Y, 1M, and 1K are transferred to transfer bias rollers 9C, 9Y, and 9M in transfer regions that are opposed to the
次に、本発明の特徴部となる現像装置3について詳しく説明する。現像装置3C、3Y、3M、3Kは、画像形成物質として、互いに異なる色のトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。このため、以下、添字C、Y、M、Kを省略し、現像装置3として説明する。図2は、現像装置の概略構成を説明する構成図である。図3は、現像装置中の現像剤の流れを説明する断面図である。
Next, the developing device 3 that is a feature of the present invention will be described in detail. The developing
現像装置3は、図2に示すように、現像容器32内に磁性キャリアと磁性又は非磁性のトナーとを含む二成分現像剤である現像剤31を収容している。そして、この現像装置3の現像容器32は、図2中時計回り方向に回転駆動する感光体1に対向する位置に開口部を有し、該開口部から現像剤担持体としての現像ローラ33の一部を露出させている。現像ローラ33は、感光体1の表面に形成された静電潜像にトナーを供給して現像を行う現像領域まで現像容器32内の現像剤31を担持して、図2中反時計回り方向に表面移動する現像剤担持体としての現像スリーブを備える。現像スリーブの内部には、現像装置3に対して固定された複数の磁石(N1、N2、N3、S1、S2)からなるマグネットローラを備えている。さらに、現像容器32の開口部には、現像ローラ(現像スリーブ)33上に担持された現像剤31の層厚規制する剤規制部材34を有している。
As shown in FIG. 2, the developing device 3 contains a
現像剤31を収容する現像容器32は、内壁と仕切板35によって、供給搬送路36と回収搬送路37とが上下に形成されている。上方に配置される供給搬送路36には、図中時計回り方向に回転して、現像ローラ33の軸線方向に沿って紙面手前側に現像剤31を搬送し、現像ローラ33に現像剤31を供給する攪拌搬送部材たる供給スクリュ38を備える。下方に配置される回収搬送路37は、現像領域通過後の現像ローラ33上から回収された現像剤31を供給スクリュ38による搬送方向とは逆方向、すなわち紙面奥側に搬送する攪拌搬送部材たる回収スクリュ39を備える。仕切板35は、現像ローラ33側の端部が供給スクリュ38を囲むように立設され、現像ローラ33側に開口部が形成されており、供給搬送路36内の現像剤31は該開口部から現像ローラ33へ供給される。この開口部は、現像ローラ33の軸線方向に延びており、現像幅に亘って現像ローラ33へ現像剤31が供給可能にされている。また、仕切板35の軸方向両端部には供給搬送路36と回収搬送路37との間で現像剤の受け渡しを行うための受け渡し部が設けられている。
In the developing
図3に示すように、供給スクリュ38は、図中矢印A方向に現像剤を搬送すべく、回転軸38a上に螺旋状の羽根部となるスクリュ部38bが所定のピッチで形成され、図示しない駆動モータによって回転する駆動ギア50と噛み合うギア51によって回転する。また、回収スクリュ39は、図中矢印B方向に現像剤を搬送すべく、回転軸39a上に螺旋状の羽根部となるスクリュ部39bが所定のピッチで形成され、図示しない駆動モータによって回転する駆動ギア50と噛み合うギア52によって回転する。供給スクリュ38と回収スクリュ39とは互いに逆方向に現像剤31を搬送することになる。現像容器32内の現像剤31は、供給スクリュ38及び回収スクリュ39による搬送によって供給搬送路36と回収搬送路37との間を両端部に設けられた受け渡し部40を通じて循環する。供給搬送路36内で供給スクリュ38により矢印A方向に搬送され搬送方向下流端に到達した現像剤31は、受け渡し部(図示せず)より落下し、回収搬送路37内の搬送方向上流端に受け渡される。回収搬送路37内で回収スクリュ39により矢印B方向に搬送され搬送方向下流端に到達した現像剤31は、受け渡し部40で矢印C方向に持ち上げられ、供給搬送路36内の供給スクリュ38の搬送方向上流端に受け渡される。
As shown in FIG. 3, in the
上記構成の現像装置3において、供給搬送路36内の現像剤31は、供給スクリュ38によって軸線方向に搬送されつつ、現像ローラ33上に上から落ちるようにして供給される。現像ローラ33に供給されずに供給搬送路36内の供給スクリュ38の搬送方向下流端部まで搬送された現像剤31は、受け渡し部40から下方の回収搬送路37へ落ちていく。現像ローラ33に供給された現像剤31は、現像ローラ33の回転と、内設されたマグネットローラの汲み上げ極N1の磁力とによって、現像ローラ33の表面に担持されつつ、剤規制部材34との対向部を通過する。このとき、現像ローラ33の表面に担持された現像剤31のうち余分な現像剤31は、剤規制部材34との対向部を通過するときに剤規制部材34によって掻き取られる。
In the developing device 3 configured as described above, the
剤規制部材34との対向部を通過した適正量の現像剤31は、現像ローラ33と感光体1との間の現像領域31を通過したのち、現像ローラ33から離れ、現像容器32の底部へ流れて回収搬送路37へと受け渡される。すなわち、現像ローラ33上に担持されて現像領域に搬送され、現像領域において感光体1の表面の供給されずに現像ローラ33上に残った現像剤31は、現像ローラ33の回転に伴って供給搬送路36に回収されるのではなく、回収搬送路37に回収される。
The appropriate amount of
供給搬送路36の下流端に到達した現像剤31と、現像領域31を通過して現像ローラ33の表面から離脱した現像剤31は、回収搬送路37によって搬送され受け渡し部(図示せず)を通じて供給搬送路36の上流端に受け渡される。回収搬送路37内の現像剤31は現像領域31を通過してトナー濃度が低下した現像剤31を含むため、トナーを補給する必要がある。よって、図示しないトナー濃度センサの検知結果に応じて図示しないトナー補給機構によりトナーが回収搬送路37内に補給される。
The
回収搬送路37内では、供給搬送路36内で搬送方向下流端に到達し受け渡し部(図示せず)を通過した現像剤31と、トナー補給口から補給されたトナーと、現像ローラ33表面から離脱した現像剤31とが回収スクリュ39によって攪拌されながら搬送される。回収搬送路37内で搬送方向下流端部に到達した現像剤31は、受け渡し部40を通して持ち上げられ、供給搬送路36内の搬送方向上流端部に受け渡される。
In the
次に、回収搬送路37の搬送方向下流端に設けられた搬送力増大部材たるパドル41の構成について説明する。図4は、パドルの構成を示す斜視図である。図3及び図4に示すように、回収搬送路37の搬送方向下流端側には、断面略コの字状のパドル41が回収スクリュ39の回転軸39aと同軸上の位置に軸装されている。このパドル41は、円形板状の基端部41aと、基端部41aの外周縁上に180°の間隔を設けて突設された2本のパドル部41b、41cを備えている。このパドル部41b、41cは、現像剤搬送方向(矢印B方向)に進むにしたがって現像剤との接触面積が増えるように、幅が徐々に大きく形成されている。このように構成されるパドル41b、41cは、矢印B方向に進むにしたがって、矢印C方向に現像剤を搬送する搬送力が徐々に大きくなる。なお、回収スクリュ39とパドル41は、一体に成形してもよいが、別々に成形したものを用いてもよい。この場合には、両者に異なる駆動源を用いることにより、回転数を個別に設置することができる。
Next, the configuration of the
また、上記回収搬送路37の構成は、図3及び図4に示す構成に限定されるものではない。図5は、別の実施形態に係る回収搬送路の構成を説明する斜視図である。図5に示す回収搬送路37では、矢印B方向に進むにしたがって回収スクリュ39のスクリュ部39bの径が小さくなり、搬送力が低減している。これによりパドル41のパドル部41bの面積の変化を大きくつけることができるため、より効率的な現像剤の受け渡しが可能となる。また、回収スクリュ39のスクリュ径を受け渡し部40で大きくする必要がないので、装置の小型化に有利である。
Further, the configuration of the
図6は、本実施形態に係るパドルの構成例を説明する模式図である。図6(a)に示すパドルは、円形板状の基端部41aの外周縁上に2本のパドル部41b、41cが180°の間隔をあけて突設されている。そして、このパドル41のパドル部41b、41cは、現像剤と接触するパドル面が基端部の41aの接線方向と略平行に形成され、先端(トナー搬送方向(矢印B方向)上流側)にいくほど、現像剤と接触する面積が小さくなっている。また、図6(b)に示すパドルは、円形板状の基端部42aの外周縁上に2本のパドル部42b、42cが180°の間隔をあけて突設されている。そして、このパドル42のパドル部42b、42cは、現像剤と接触するパドル面が基端部42aの接線方向に対して斜めに傾けられ、先端(トナー搬送方向(矢印B方向)上流側)にいくほど、現像剤と接触する面積が小さくなっている。また、図6(c)に示すパドル43は、円形板状の基端部43aの外周縁上に3本のパドル部43b、43c、43dが120°の間隔をあけて突設されている。そして、このパドル43のパドル部43b、43c、43dは、現像剤と接触するパドル面が基端部42aの接線方向に対して斜めに傾けられ、先端(トナー搬送方向(矢印B方向)上流側)にいくほど、現像剤と接触する面積が小さくなっている。図6(b)(c)に示すパドル42、43は、図6(a)に示すパドル41に比べ、現像剤を外側へ押し出す力が大きくなる。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a paddle according to the present embodiment. In the paddle shown in FIG. 6A, two
このように、図2乃至図6に示した現像装置3では、供給搬送路36から現像ローラ33に供給され現像領域を通過してトナー濃度が低下した現像剤31は、回収搬送路37と対向する位置で現像ローラ33の表面から離脱し回収搬送路37内に回収される。また、回収搬送路37内に回収された現像剤31は図示しないトナー補給機構から補給されるトナーと回収搬送路37内で攪拌され、所望のトナー濃度となった状態で供給搬送路36に供給される。つまり、現像領域を通過してトナー濃度が低下した現像剤31は供給搬送路36には回収されない。よって、供給搬送路36内での現像剤31のトナー濃度は、供給スクリュ38による搬送方向上流側と下流側とで変化せず安定している。
As described above, in the developing device 3 shown in FIGS. 2 to 6, the
また、上記構成の回収スクリュ39とパドル41、42、43を備えた回収搬送路37では、受け渡し部41の現像剤に矢印C方向への搬送力を徐々に強く付加することができるため、受け渡し部40で現像剤31のスムーズな流れを形成することができる。その結果、従来のように回収スクリュの搬送方向下流端部で現像剤を圧縮させる必要もなくなり、現像剤へのストレスを低減することができる。また、受け渡し部40で現像剤31が搬送速度の勾配をもつようになり、現像剤31同士の接触回数が増え、電荷を付与することができるため、トナーの分散性の向上と帯電特性の安定化を図ることができる。
Further, in the
また、本実施形態に係る現像装置3では、上述したように受け渡し部40を通過して電荷が付与され、帯電特性が安定した現像剤31が感光体1に供給される。そのため、受け渡し部40での電荷の付与分だけ、剤規制部34における電荷付与機能を低減できる。よって、剤規制部34での磁場の大きさを下げて、現像剤にかかるストレスを低減でき、長期の使用に対しても帯電特性の安定化を図ることができる。例えば、本実施例では、図7に示すように、現像ローラ33内に配置される磁石の法線磁束密度分布を変更している。すなわち、図7(a)に示すように、剤規制部34に対向する位置の磁場が50mTを超える大きさとした比較例のものに対して、図7(b)に示すように剤規制部34に対向する位置の磁場を50mT以下とした場合でも、経時の使用において良好なトナー帯電特性が維持されることが判明した。
Further, in the developing device 3 according to the present embodiment, as described above, the
次に、本実施形態に係る現像装置の供給搬送路36及び回収搬送路37間における現像剤の受け渡し効率を検証した実施例及び比較例を示す。本実施例では、図2及び図5に示す現像装置(現像ローラ33は外している)3を用いている。回収スクリュ39のスクリュ径は14mm、スクリュ部39bは、3.5mm〜1mmまで傾斜をもたしている。スクリュ部39bとパドル部41b、41cとの隙間は0.5mm以上とする。受け渡し部40の開口径は20mmとする。比較例では、図2及び図11に示す現像装置(現像ローラは外している)を用いている。これら現像装置の現像容器32、100に現像剤150g投入し、1秒間攪拌後、供給搬送路及び回収搬送路における現像剤の重さを測定した。その結果を図8に示す。図8の結果から、本実施例では、回収搬送路37における現像剤量が低下し、供給搬送路36における現像剤量が増加し、両搬送路36、37間の現像剤受け渡しの効率が上がっていることがわかる。
Next, examples and comparative examples in which the developer delivery efficiency between the
なお、本実施形態では、回収搬送路37の搬送方向下流側端部に搬送力増大部材たるパドル41を設ける実施形態について説明したが、供給搬送路36の搬送方向下流側端部にも同様に搬送力増大部材を設けてもよい。また、本実施形態では、供給搬送路37が上方にあり、回収搬送路38が下方にある現像装置の構成について説明したが、これに限定されるものではない。本発明は、供給搬送路と回収搬送路の上下関係が逆である現像装置にも適用可能である。この場合には、供給搬送路から回収搬送路へ現像剤を受け渡す受け渡し部で重力に逆らって現像剤を搬送することになるため、少なくとも供給搬送路の搬送方向下流側端部に搬送力増大部材を設けることが好ましい。また、本実施形態では、現像剤搬送路である供給搬送路36と回収搬送路37とが上下に配置された現像装置3の構成について説明したがこれに限定されるものではない。本発明は、図9に示すように現像剤搬送路61、62が水平に配置された現像装置60においても、適用することができる。図9に示す現像装置60においても、現像剤攪拌搬送路61、62の現像剤搬送方向下流端にある壁部近傍の現像剤に強いストレスが発生する点は同じであり、上述した搬送力増大部材たるパドルを設けることにより、現像剤へのストレスを低減できる。
In the present embodiment, the embodiment has been described in which the
以上、本実施形態に係る現像装置3によれば、現像剤搬送路となる回収搬送路37に搬送力増大部材たるパドル41、42、43を備えているので、供給搬送路36と回収搬送路37との間の受け渡し部40で円滑な現像剤の受け渡しができる。その結果、現像剤に対するストレスを低減でき、トナーの分散性の向上、帯電特性の安定性を図ることができる。
また、本実施形態に係る現像装置3によれば、回収搬送路37の搬送方向下流端に、スクリュ部39bの回転軌跡よりも大きい回転軌跡となり、現像剤搬送方向に進むにしたがって現像剤との接触面積が増大するパドル41、42、43を備えている。そのため、受け渡し部40の現像剤31に対して、現像剤搬送方向(矢印B方向)に進むにしたがって大きくなる図中矢印C方向への搬送力を付与することができる。
また、本実施形態に係る現像装置3によれば、受け渡し部40の近傍では、現像剤搬送方向(矢印B方向)に進むにしたがってスクリュ部39bの径が小さくなっている。これにより、パドル41、42、43の現像剤との接触面積の変化を大きくつけることができるため、より効率的に現像剤の受け渡しを行うことができる。
また、本実施形態に係る現像装置5によれば、2つの現像剤搬送部材を上下方向に配置することができるので、水平方向の幅を小さくすることができ、装置の小型化を図ることができる。
また、本実施形態に係る現像装置5によれば、良好な帯電特性が得られるので、剤規制部34に対向する位置の磁極の磁場の大きさを小さくすることができ、現像剤へのストレスを低減することができる。
また、本実施形態に係るプリンタによれば、上述した現像装置3を搭載しているので、長期使用や装置の小型化に対しても、高品質な画像を形成することができる。
また、本実施形態に係るプロセスカートリッジによれば、上述した現像装置3を搭載しているので、長期使用や装置の小型化に対しても、高品質な画像を形成することができる。
As described above, according to the developing device 3 according to the present embodiment, the
Further, according to the developing device 3 according to the present embodiment, the rotation trajectory is larger than the rotation trajectory of the
Further, according to the developing device 3 according to the present embodiment, in the vicinity of the
Further, according to the developing device 5 according to the present embodiment, since the two developer conveying members can be arranged in the vertical direction, the horizontal width can be reduced, and the device can be miniaturized. it can.
Further, according to the developing device 5 according to the present embodiment, good charging characteristics can be obtained, so that the magnitude of the magnetic field of the magnetic pole at the position facing the
In addition, according to the printer according to the present embodiment, since the developing device 3 described above is mounted, a high-quality image can be formed even for long-term use and downsizing of the device.
In addition, according to the process cartridge according to the present embodiment, since the developing device 3 described above is mounted, a high-quality image can be formed even for long-term use or downsizing of the device.
1 感光体
3 現像装置
33 現像ローラ
34 剤規制部材
35 仕切板
36 供給搬送路
37 回収搬送路
38 供給スクリュ
39 回収スクリュ
40 受け渡し部
41、42、43 パドル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photoconductor 3
Claims (7)
上記複数の現像剤搬送部材のうち少なくとも一つが、現像剤搬送方向に進むにしたがって軸線方向と直交する方向に現像剤を搬送する搬送力が大きくなる搬送力増大部材を備えることを特徴とする現像装置。 A developer that rotates by supporting a two-component developer containing toner and a magnetic carrier on the surface, and supplies the toner to the latent image on the surface of the latent image carrier at a position facing the latent image carrier. A plurality of developer conveying paths each having a carrier, an agitation conveying member that conveys the developer along the axial direction of the developer carrying body, a partition member that divides the developer conveying path, and the plurality of the plurality of developer conveying paths. A developer transfer path is provided adjacent to each downstream end of the developer transport direction in the developer transport path, and a delivery section that delivers the developer to another developer transport path. The developer is circulated in the plurality of developer transport paths. In the developing device to be conveyed,
At least one of the plurality of developer transport members includes a transport force increasing member that increases a transport force for transporting the developer in a direction orthogonal to the axial direction as it proceeds in the developer transport direction. apparatus.
上記現像剤搬送部材は、回転軸上に螺旋状のスクリュ部を備え、
上記搬送力増大部材は、上記受け渡し部に対向する領域で上記スクリュ部の回転軌跡よりも大きい回転軌跡を描くように回転し、該現像剤搬送部材の現像剤搬送方向に進むにしたがって現像剤との接触面積が増大するパドル部を備えることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1.
The developer conveying member includes a spiral screw portion on a rotation shaft,
The conveyance force increasing member rotates so as to draw a rotation trajectory larger than the rotation trajectory of the screw part in a region facing the transfer unit, and the developer and the developer increasing member move in the developer conveyance direction of the developer conveying member. A developing device comprising a paddle portion that increases the contact area of the developing device.
上記現像剤搬送部材は、上記搬送力増大部材からの搬送力が作用する部位で、現像剤搬送方向に進むにしたがってスクリュ部の径が小さくなることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 2.
The developing device according to claim 1, wherein the developer conveying member is a portion where the conveying force from the conveying force increasing member acts, and the diameter of the screw portion decreases as the developer conveying direction proceeds.
上記現像剤搬送路は、上記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給搬送路と、該現像剤担持体から現像剤を回収する現像剤回収搬送路とから構成されることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1, 2 or 3,
The developer transport path is composed of a developer supply transport path for supplying a developer to the developer carrier and a developer recovery transport path for recovering the developer from the developer carrier. Developing device.
上記現像剤担持体は、少なくとも上記現像担持体に対向する現像領域に磁界を発生させるための現像磁極と、上記現像剤搬送路から現像剤を汲み上げ該現像領域へ搬送する現像前磁極と、該現像領域を通過した後の現像剤を該現像剤担持体から離脱させるための現像後磁極を備え、
該現像前磁極は、該現像剤担持体の表面上での法線方向の磁束密度を40mT以下とすることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1, 2, 3 or 4,
The developer carrier includes a development magnetic pole for generating a magnetic field at least in a development region facing the development carrier, a pre-development magnetic pole that draws the developer from the developer conveyance path and conveys the developer to the development region, A post-development magnetic pole for separating the developer after passing through the development region from the developer carrier,
The developing device, wherein the pre-development magnetic pole has a normal magnetic flux density of 40 mT or less on the surface of the developer carrying member.
上記現像手段として、請求項1、2、3、4又は5の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus comprising: a latent image carrier that carries a latent image; a latent image forming unit that forms a latent image on the latent image carrier; and a developing unit that develops the latent image on the latent image carrier.
An image forming apparatus using the developing device of claim 1, 2, 3, 4 or 5 as the developing means.
上記現像手段として、請求項1、2、3、4又は5の現像装置を用いたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 A latent image carrier that carries a latent image, a charging unit that uniformly charges the latent image carrier, a developing unit that develops the latent image on the latent image carrier, and a transfer that remains on the latent image carrier The image forming apparatus includes a cleaning unit that cleans residual toner, and at least one selected from the latent image carrier, the charging unit, and the cleaning unit, and the developing unit are integrated. In the process cartridge configured to be detachable from the image forming apparatus main body,
6. A process cartridge using the developing device according to claim 1, 2, 3, 4 or 5 as the developing means.
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