JP2013011797A - Development apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、現像装置および画像形成装置に関し、特に、トナーとキャリアとを含む二成分系現像剤を使用対象とした現像機構に関する。 The present invention relates to a developing device and an image forming apparatus, and more particularly, to a developing mechanism that uses a two-component developer containing toner and a carrier.
複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置や印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体である感光体上に形成された静電潜像を現像装置により可視像処理し、可視像をシートなどに転写することにより記録出力を得ることができる。
現像に用いられる現像剤には、磁性あるいは非磁性トナーのみの一成分系現像剤の他にトナーとキャリアとを混合した二成分系現像剤がある。
二成分系現像剤は、トナーとこれを担持するキャリアとで構成され、攪拌混合時に生起される摩擦帯電作用によりトナーを帯電させて感光体上の静電潜像に対して静電吸着できる状態とされる。
In an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a printing machine, an electrostatic latent image formed on a photosensitive member as a latent image carrier is subjected to visible image processing by a developing device, and the visible image is converted into a sheet. A recording output can be obtained by transferring to the above.
As a developer used for development, there is a two-component developer obtained by mixing a toner and a carrier in addition to a one-component developer containing only magnetic or non-magnetic toner.
The two-component developer is composed of a toner and a carrier that carries the toner, and the toner can be electrostatically attracted to the electrostatic latent image on the photosensitive member by charging the toner by a frictional charging effect that occurs during stirring and mixing. It is said.
現像装置には、磁力により周面に現像剤を穂立ちさせて感光体上の静電潜像に向け現像剤を供給する現像剤担持体としての現像スリーブと、現像スリーブに対して撹拌混合した現像剤を供給するスクリューオーガ等の撹拌部材とを備えた構成が知られている。 In the developing device, a developing sleeve as a developer carrying member for supplying developer toward the electrostatic latent image on the photosensitive member by causing the developer to rise on the peripheral surface by magnetic force, and agitating and mixing the developing sleeve A configuration including a stirring member such as a screw auger for supplying a developer is known.
一方、現像スリーブに供給される現像剤は、現像スリーブ上で担持される量を現像剤の層厚規定により設定されるようになっており、このための構成として、現像スリーブに対向するドクターブレードを用いる構成が知られている(例えば、特許文献1,2)。
On the other hand, the amount of developer supplied to the developing sleeve is set according to the layer thickness of the developer so that the amount carried on the developing sleeve is set. The structure using this is known (for example,
近年、高画質化および高速化が望まれてきており、これを実現するための一つの方法として、現像剤に用いられるトナーの細粒化が提案されており、さらに、定着時での温度立ち上がりの迅速化のために定着に用いられる加熱温度、つまり融点の低いトナーを用いることも提案されるようになってきている。 In recent years, high image quality and high speed have been demanded, and as one method for realizing this, the use of finer toner toner has been proposed, and the temperature rise during fixing has been proposed. In order to speed up the process, it has also been proposed to use a toner used for fixing, that is, a toner having a low melting point.
一方、装置の小型化を図るための構成として、図10に示すようなスクリューオーガを水平方向に並置した構成を対象として、本発明にかかる実施例の説明に用いる図2に示すように、スクリューオーガを縦方向に並置して水平方向での占有スペースを小さくする構成が提案されている(例えば、特許文献3)。 On the other hand, as a configuration for reducing the size of the apparatus, a screw auger as shown in FIG. 10 is arranged in parallel with the screw as shown in FIG. 2 used for explaining the embodiment of the present invention. A configuration has been proposed in which augers are juxtaposed in the vertical direction to reduce the occupied space in the horizontal direction (for example, Patent Document 3).
上述した各構成を備えた現像装置においては、現像剤の攪拌搬送に伴い、現像剤の凝集化が原因して画像などの不良画像が発生する場合がある。
つまり、図2に示したような、縦方向に並置されたスクリューオーガのうちで、現像スリーブに対して現像剤を供給する側となるスクリューオーガでは、軸方向一方側から他方側に向けて現像剤が搬送されるが、搬送方向下流側ではそれまでに現像スリーブ側へ移行したことが原因して現像剤の搬送量が少なくなる。
In a developing device having the above-described configurations, a defective image such as an image may be generated due to the aggregation of the developer as the developer is stirred and conveyed.
That is, among the screw augers arranged side by side in the vertical direction as shown in FIG. 2, in the screw auger which is the side supplying the developer to the developing sleeve, the development is performed from one side in the axial direction to the other side. Although the developer is transported, on the downstream side in the transport direction, the transport amount of the developer decreases due to the fact that it has shifted to the developing sleeve side so far.
このような搬送量の変化は濃度ムラの原因となるので、該当するスクリューオーガの回転速度を上げて現像剤の不足を防止しようとすると、回転速度上昇によるスクリューオーガの回転支持部での摩擦熱増加による温度上昇が生じ、これによって生じる轍によるトナーが固まりやすくなり凝集化しやすくなるという新たな問題が生じる。 Since such a change in the conveyance amount causes density unevenness, if the rotation speed of the corresponding screw auger is increased to prevent the shortage of the developer, the frictional heat at the rotation support portion of the screw auger due to the increase in the rotation speed is caused. The temperature rises due to the increase, and a new problem arises that the toner caused by wrinkles tends to harden and aggregate.
トナーの凝集化は、スクリューオーガの温度上昇に加えて、スクリュー羽根により押し動かされる際にトナーに生じる摩擦熱も原因し、これにより、スクリュー羽根と現像剤搬送路を構成する容器内壁などのデッドスペースにおいて振動などが作用すると内壁から脱落し、図Bにおいて符号P1に示すように、現像スリーブと層厚規制部材であるドクターブレードとの間の間隙に挟まってしまい、この部分での現像剤の供給不足により白抜け画像が発生することになる。 In addition to the temperature increase of the screw auger, the toner agglomeration is caused by frictional heat generated in the toner when pushed by the screw blades, thereby causing dead holes such as the inner walls of the containers constituting the screw blades and the developer conveyance path. When vibration or the like acts in the space, it falls off from the inner wall, and as shown by symbol P1 in FIG. B, it is caught in the gap between the developing sleeve and the doctor blade as the layer thickness regulating member, and the developer in this portion A blank image is generated due to insufficient supply.
本発明の目的は上記従来の現像装置における問題に鑑み、白抜け画像などの不良画像の発生を防止できる構成を備えた現像装置および画像形成装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a developing device and an image forming apparatus having a configuration capable of preventing the occurrence of a defective image such as a blank image in view of the problems in the conventional developing device.
この目的を達成するため、本発明は次の構成よりなる。
(1)静電潜像担持体上に形成された静電潜像に対して現像剤を供給する回転可能な現像スリーブと該現像スリーブに対して現像剤を供給可能な現像剤供給部材と前記現像スリーブから回収された現像剤を攪拌する現像剤回収部材と前記現像スリーブ上に担持体され現像剤の層厚を一定化する層厚規制部材とが設けられ、前記現像剤供給部材と前記現像剤回収部材とが前記現像スリーブの回転中心に対して上下に配置されている現像容器を備えた現像装置であって、
前記現像容器には、前記現像剤供給部材と現像剤回収部材との間を仕切ると共に該現像剤供給部材から前記層厚規制部材に向けた現像剤を貯留させる領域を有する仕切り部が設けられ、該仕切り部の内部には、該仕切り部と対向する前記現像剤供給部材との間に位置する現像剤を流動させる磁界発生手段が回転可能に設けられていることを特徴とする現像装置。
In order to achieve this object, the present invention has the following configuration.
(1) A rotatable developing sleeve that supplies developer to the electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image carrier, a developer supply member that can supply developer to the developing sleeve, and A developer collecting member that stirs the developer collected from the developing sleeve and a layer thickness regulating member that is carried on the developing sleeve and that makes the layer thickness of the developer constant are provided, and the developer supplying member and the developing member A developing device including a developer container in which the agent recovery member is disposed above and below the rotation center of the developing sleeve;
The developer container is provided with a partition portion that partitions the developer supply member and the developer recovery member and has a region for storing the developer from the developer supply member toward the layer thickness regulating member, A developing device characterized in that a magnetic field generating means for causing a developer to flow between the partitioning portion and the developer supply member facing the partitioning portion is rotatably provided inside the partitioning portion.
(2)前記磁界発生手段は、前記現像剤供給手段と同じ方向に回転する部材で構成されていることを特徴とする(1)記載の現像装置。 (2) The developing device according to (1), wherein the magnetic field generating means is composed of a member that rotates in the same direction as the developer supplying means.
(3)前記磁界発生手段は、前記現像剤供給部材と同一回転数を設定されていることを特徴とする(1)又は(2)記載の現像装置。 (3) The developing device according to (1) or (2), wherein the magnetic field generating means has the same rotational speed as that of the developer supply member.
(4)(1)乃至(3)のうちの一つに記載の現像装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。 (4) An image forming apparatus comprising the developing device according to any one of (1) to (3).
本発明によれば、現像剤供給部材の温度上昇や層厚規制部材からの掻き落とし負荷により凝集化した現像剤が容器内壁と現像剤供給部材との間の隙間に滞留するのを磁界発生手段の磁界の移動により流動させて防止することができる。
これにより、前記隙間に溜まることでその部分で現像スリーブに供給されるべき現像剤の欠落が防止されることになり、現像剤の供給不足による白抜け画像などの異常画像の発生を防止することが可能となる。
According to the present invention, the magnetic field generating means causes the developer aggregated due to the temperature rise of the developer supply member or the scraping load from the layer thickness regulating member to stay in the gap between the container inner wall and the developer supply member. This can be prevented by flowing the magnetic field.
As a result, accumulation of the developer to be supplied to the developing sleeve at that portion is prevented by accumulating in the gap, and the occurrence of abnormal images such as blank images due to insufficient supply of the developer is prevented. Is possible.
以下、図に示す実施例により本発明を実施するための形態について説明する。
図1は、現像装置を用いる画像形成装置の一実施形態に係る構成を示す図であり、同図において画像形成装置は次の構成よりなる。
図1に示す画像形成装置は、転写紙8を搬送する搬送ベルト15に沿って該搬送ベルト15の移動方向(搬送方向)上流側から順に、複数の画像形成部17K、17M、17Y、17Cが配列された、所謂タンデムタイプといわれるカラー画像形成装置である。なお色の順序はこの限りではない。たとえば黒を最下流に配置し、MCYKの順に作像することも可能である。
各色の画像形成部は、それぞれが複数部材の組み合わせからなり画像形成を行なう。必ずしもユニットとして構成されている必要はない。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration according to an embodiment of an image forming apparatus using a developing device. In FIG. 1, the image forming apparatus has the following configuration.
The image forming apparatus shown in FIG. 1 includes a plurality of
Each color image forming unit is formed of a combination of a plurality of members to form an image. It is not necessarily configured as a unit.
画像形成部17Kは黒、画像形成部17Mはマゼンタ、画像形成部17Yはイエロー、画像形成部17Cはシアン、の各画像を形成するもので、これら各画像形成部は形成する画像の色が異なるだけで、内部構成は各画像形成部とも共通である。
よって、以下の説明では、画像形成部17Kについて概要を説明し、他の画像形成部については、画像形成部17Kにおける各部材の符号末尾に付したKを、画像形成部17MについてはM、画像形成部17YについてはY、画像形成部17CについてはCにそれぞれ置き換えて示すにとどめ、説明は省略する。
The
Therefore, in the following description, the outline of the
搬送ベルト15は、その一方が駆動回転させられる駆動ローラと、他方が従動回転させられる従動ローラである搬送ローラ18、19によって回動可能に支持されたエンドレスベルトからなり、これら搬送ローラの回転と共に、矢印の向きに回転させられるようになっている。
The
搬送ベルト15の下方には転写紙8が収納された給紙トレイ20、21、22が備えられている。
例えば、給紙トレイ20に収納された転写紙8のうち、最上位置にある転写紙8は、画像形成時に送り出されてレジストローラ23で一旦待機させられ、画像形成部17Kにおける画像形成とタイミングを合わせて送り出され、静電吸着により搬送ベルト15に吸着される。こうして搬送ベルト15に吸着された転写紙8は最初の画像形成部17Kに搬送され、ここで黒の画像が転写される。
Below the
For example, the
画像形成部17Kは、図2以降を用いて後述する部材と構成機能が同等の部材を備えている。これら構成機能が同等の部材については、図2以降におけるものと同じ符号の末尾にKを付し感光体1K、帯電装置2K、現像装置3Kなどで示している。
搬送ベルト15の上側張設部分の裏側には転写装置5Kが配置されており、また、感光体1に露光用の光Lを照射して静電潜像を形成する手段として書込手段16が設けられている。
The
A
カラー画像の画像形成に際し、画像形成部17Kでは、感光体1Kの周面が暗中にて帯電装置2Kにより一様に帯電された後、光走査装置16Kからの黒画像に対応した露光用の光Lにより露光され、静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置3Kにおいて黒トナーにより可視像化され、感光体1K上に黒のトナー像が形成される。
このトナー像は感光体1Kと搬送ベルト15上の転写紙8とが接する位置、所謂転写位置で転写紙8と合致して転写装置5Kの働きにより転写紙8上に転写され、該転写紙8上に単色(黒)の画像が形成される。転写を終えた感光体1Kは該感光体1Kの周面に残留した不要なトナーがクリーニング装置6Kにより除去され、次の画像形成に備えられる。
このようにして、画像形成部17Kで単色(黒)を転写された転写紙8は、搬送ベルト15によって次の画像形成部17Mに搬送される。
When forming a color image, the
This toner image is transferred onto the
In this way, the
画像形成部17Mでは、前記画像形成部17Kにおけると同様のプロセスにより感光体1M上に形成されたマゼンタのトナー像が前記転写紙8上の黒のトナー像に重ね転写される。
転写紙8はさらに次の画像形成部17Yに搬送され、同様にして感光体1Y上に形成されたイエローのトナー像が転写紙8上に既に形成されている黒及びマゼンタのトナー像に重ね転写される。同様にしてさらに、次の画像形成部17Cでは、シアンのトナー像が重ね転写されて、フルカラーのカラー画像が得られる。
フルカラーの重ね画像が形成された転写紙8は、画像形成部17Cを通過した後、搬送ベルト15から剥離されてから定着部24で一対の定着ローラ間を通過する間に定着された後、排紙トレイ25へ排紙される。
In the
The
The
図2は、画像形成部の構成を示す図であり、同図において画像形成部17(便宜上、色を区別するアルファベットは省く)には、感光体1が図示矢印方向に回転可能に設けられており、感光体1の周囲には、感光体1の回転方向に沿って画像形成処理に用いられる帯電装置2、露光装置(便宜上、走査光を符号Lで示す)、現像装置3、転写装置5,クリーニング装置6が配置されている。
帯電装置3は、感光体1の上部、時計の文字盤でいうところの略12時の位置には帯電装置2が配置されている。帯電装置2は本例では感光体と同速度で回転される回転体からなるが、回転体に限らずコロナ放電タイプでもよい。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the image forming unit. In FIG. 2, the image forming unit 17 (for the sake of convenience, omitting the alphabet for distinguishing colors) is provided with a
The charging
帯電装置2により感光体1の表面は暗中で一様に帯電された後、図示省略の書き込み手段からの露光用の光Lの照射を受けて静電潜像が形成される。帯電により感光体1上に形成された静電潜像は感光体1の回転と共に下流側に移動し現像装置3に至る。現像装置3は、図2において感光体1の右横に配置されている。
The surface of the
現像装置3は、現像剤を収容可能な空間を有した現像容器に相当するケーシング301内において、回転可能な現像スリーブ302の回転中心O−2に縦方向に配置されて現像剤320を撹拌搬送した現像剤を現像スリーブ302に向けて汲み上げることができる現像剤供給部材に相当する供給室搬送部材304及び現像スリーブ302から現像後の現像剤を回収して攪拌搬送する現像剤回収部材に相当する回収室搬送部材305および現像スリーブ302上に担持される現像剤の層厚を一定化するドクターブレードなどの層厚規制部材303が設けられている。
The developing
現像剤供給部材に相当する供給室搬送部材304および現像剤回収部材に相当する回収室搬送部材305は、ケーシング301内において両搬送部材間に向けて容器内壁から延長されて供給室搬送部材304により汲み上げられた現像剤を層厚規制部材303に向けて貯留させるスペースCを有する仕切り部に相当する仕切り板306によって現像剤の供給室側と回収室側とに区切られて配置されている。
A supply
現像スリーブ302は、前述したと同様に時計の文字盤で表現した場合に2時と3時の間の位置(2時半の位置)で感光体1に近接して対向させることで現像ニップ領域Aを構成するようにして近接配置されている。
この感光体1との対向部位に相当するケーシング301の部位は、現像スリーブ302を露出させるため開口している。
現像スリーブ302によりケーシング301内の現像剤320は、現像ニップ領域Aへ搬送されるようになっている。現像ニップ領域Aで感光体1の表面に形成されている静電潜像に現像剤320中のトナーが付着してトナー像として顕像化される。現像スリーブ302上に担持された現像剤中のトナーにより可視像処理されたトナー像は感光体1の回転と共に下流側に移動し転写装置5に至る。
As described above, the developing
A portion of the
The
転写装置5は感光体1の下部、つまり、前述したと同様に時計の文字盤でいうところの6時の位置に配置されている。
本実施例では転写装置5は回転体からなるが、回転体に限らずコロナ放電タイプでもよい。感光体1と転写装置5とが対向する領域を転写領域Bと称する。
The
In this embodiment, the
感光体1上のトナー像は転写領域Bにおいて転写紙8に転写され転写紙8上の画像となる。なお感光体上のトナーを中間転写体(中間転写ベルトなど)に一旦転写され、その後、色トナーを一括して転写紙に転写する中間転写ベルト方式にも適用は可能であり、その場合は転写領域Bで感光体1上のトナーを中間転写体(中間転写ベルト15)に転写することになる。
転写後の感光体1は、感光体1の回転と共に下流側へ移動してクリーニング装置6に至る。
The toner image on the
After the transfer, the
クリーニング装置6は10時の位置に配置されている。クリーニング装置6は、転写紙に転写し切れずに感光体1の表面に残ったトナーを、クリーニングブレード601により除去する。クリーニング装置6を通過した感光体1の表面は、その後、帯電装置2により表面を一様に帯電され、次の画像形成工程を繰返す。
The
現像装置3では、現像剤供給部材に相当する供給室搬送部材304によって搬送攪拌された現像剤が層厚規制部材303により層厚を規定された後現像剤スリーブ302に供給され、現像後、現像剤回収部材に相当する回収室搬送部材305に向けて移動し、さらに、供給室搬送部材が位置する供給室側に再搬送されるという循環作用を行うようになっている。
In the developing
図3は、現像装置3の詳細を説明するための図であり、同図において供給室搬送部材304および回収室搬送部材305は、現像剤の攪拌搬送が可能な螺旋形状のスクリューが用いられており、スクリュー羽根の外径が16mm以下のものが用いられている。
FIG. 3 is a diagram for explaining the details of the developing
図3において現像スリーブ302は、円周方向に複数の磁石MG(図の煩雑化防止のため1個についてのみ符号で示す。)を配置したマグネットローラ302dを内部に有し、その周囲を円筒状のスリーブ302cが回転軸302eと一体的に回転する構成となっている。
スリーブ302cはアルミ等の非磁性の金属で形成されている。
マグネットローラ302dは、各磁石MGが所定の方向を向くように不動部材、例えば、ケーシング301に固定されており、その周囲をスリーブ302cが回転して、磁石MGによって引き付けた現像剤320を搬送していく。
In FIG. 3, the developing
The
The
現像スリーブ302の構造を示した図4において、現像スリーブ302は主として不動部材ケーシング301に固定されている固定軸302a及びこの固定軸302aと一体の円柱状をしたマグネットローラ302dと、マグネットローラ302dのまわりをギャップを介して覆っているスリーブ302c及びこのスリーブ302cと一体的な回転軸302eからなる。固定軸302aに対して回転軸302eは軸受302fを介して回転自在であり、回転軸302eは図示省略の回転駆動手段から動力を伝達されて回転駆動される。
In FIG. 4 showing the structure of the developing
マグネットローラ302dの外周部には、図3に示すように所定の間隔をおいて複数の磁石MGが固定されている。これらの磁石MGの周囲をスリーブ302cが回転する。
これらの磁石MGは、スリーブ302cの周表面に現像剤を穂立ちさせ、また穂切りなどさせるように磁界を形成するためのものである。これらの磁石MGから発せられる法線方向磁力線に沿うように、磁性のキャリアが集合して磁気ブラシが形成される。
A plurality of magnets MG are fixed to the outer periphery of the
These magnets MG are for forming a magnetic field so that the developer can be spiked on the peripheral surface of the
マグネットローラ302dの構成は多々あるが、ここで、図3に示すように、スリーブ302cの内部に3つの磁石MGを有し、3つの磁極(磁力分布)が生じるマグネットローラの構成を説明する。
現像スリーブ302の中心O―1と感光体の中心O―2を結ぶ線上で対向する部分(現像ニップ領域Aに相当する領域)の磁極をP1極(現像極)と称し、以下反時計まわりの向きで示す現像スリーブ302の回転方向順に、各磁極をP2(ケーシング対向極)、P3極(現像剤規制部材対向極)と称する。
極性はP1極から、N、S、S極としているが、これらは各極が反対の極性であっても構わない。P1極は現像極であり、感光体1に対向している。P2はケーシングに対向しており、P3は現像剤規制部材に対向している。
現像スリーブ302と感光体1は現像ニップ領域A(図1参照)で直接には接触せずに、現像に適する一定の間隔、現像ギャップGPを保持して対向している。
There are many configurations of the
The magnetic pole of the part (area corresponding to the development nip area A) facing the line connecting the center O-1 of the developing
The polarity is changed from the P1 pole to the N, S, and S poles, but these poles may have opposite polarities. The P1 pole is a development pole and faces the
The developing
現像スリーブ302上において、現像剤320を穂立ちさせ、現像剤320を感光体1に接触させることで、感光体1表面の静電潜像にトナーを付着させて可視像化(顕像化)する。
現像装置3では、図2において固定軸302aには、接地されたバイアス用の電源が接続されている(不図示)。
固定軸302aに接続された電源VPの電圧は、図3において不図示の導電性の軸受、導電性の回転軸302eを経てスリーブ302cに印加される。一方感光体1を構成する最下層の導電性支持体は接地されている。
On the developing
In the developing
The voltage of the power source VP connected to the fixed
図2に示した現像ニップ領域Aには、キャリアから離脱したトナーを感光体1側へ移動させる電界を形成しておき、スリーブ302cと感光体1の表面に形成された静電潜像との電位差によりトナーを感光体1側に向けて移動させることに供している。
なお、図示した現像装置は露光用の光L(図1参照)で書き込む方式の画像形成装置と組み合わせた例としている。帯電装置2により感光体1上に一様に負極性の電荷を乗せ、書込量を少なくするために画像部を露光用の光Lで露光することで、低下した電位の画像部(静電潜像)に負極性のトナーで現像する所謂反転現像方式を採用している。これは一例であり、現像方式の中で、感光体1に乗せる帯電電荷の極性は大きな問題ではない。
In the development nip area A shown in FIG. 2, an electric field for moving the toner separated from the carrier to the
The illustrated developing device is an example in which the developing device is combined with an image forming apparatus of a writing method using exposure light L (see FIG. 1). The charging device 2 uniformly applies negative charges on the
現像後、P2極は現像スリーブ302上に担持された現像後の現像剤320を現像スリーブ302の回転と共に下流側に搬送し、ケーシング301内に引き入れる。
P2とP3極は同極性としてあり、P2〜P3極間では穂立ちさせる磁力がなく穂が寝た状態となり、それまで現像スリーブ302周囲に引き寄せていた現像剤320を現像スリーブ302から引き離す“剤離し”の作用が働く。
この穂が寝た状態となる現像スリーブ上のP2〜P3極対応部(磁力分布曲線の山形のピークが他と比べて極めて低い領域)は現像スリーブ302から現像剤320を離す、剤離し領域(図2に符号9で示す。)を形成している。
After the development, the P2 pole conveys the
The P2 and P3 poles have the same polarity, and there is no magnetic force to rise between the P2 and P3 poles, so that the ears fall asleep, and the
The P2-P3 pole corresponding portion (region where the peak of the magnetic distribution curve is extremely low compared to the others) on the developing sleeve where the ears are lying is separated from the developing
感光体1にトナーを付着させた現像剤320は、現像剤中のトナー濃度が下がっている為、仮に、このトナー濃度が低下した現像剤が現像スリーブ302から離れずに再度現像ニップ領域Aに搬送され現像に供されると狙いの画像濃度を得ることが出来ないという不具合が生じてしまう。
これを防止するため、本例では、現像後の剤離し領域9で、現像スリーブ302から現像剤を離す。現像スリーブ302から離した現像剤はその後、狙いのトナー濃度、トナー帯電量になるように、ケーシング301内で十分に撹拌混合する。
こうして、狙いのトナー濃度、帯電量にされた現像剤は、供給室搬送部材304により現像剤貯留スペースCに供給される。その際、現像スリーブ302よりも上方に配置された供給室搬送部材304から供給された、現像剤がダイレクトに現像剤貯留スペースCへと押込まれるのを防止する為、流れ込み防止壁を乗り越えて現像剤貯留スペースCへと現像剤が供給されるような工夫がなされている(流れ込み防止壁311は後述する仕切り部を構成する仕切り板306の一部に形成されている)。
The
In order to prevent this, in this example, the developer is separated from the developing
Thus, the developer having the target toner concentration and charge amount is supplied to the developer storage space C by the supply
貯留スペースCに供給された現像剤はP3極のピーク位置の直近下流部に位置する現像剤規制部材303を通過することにより、所定の厚さに整えられて、磁気ブラシを形成しながら現像ニップ領域Aに搬送される。また、P3極は、現像剤を搬送する搬送極の機能を担っている。
The developer supplied to the storage space C is adjusted to a predetermined thickness by passing through the
以下、必要に応じて、現像装置の内部の構成を組み立て状態で示した図5及び分解状態で示した図6を参照しつつ、各部材の配置構成などを説明する。
図2、図3に示したように、供給室搬送部材304は、現像スリーブ302のまわりの位置であって現像スリーブ302の位置に対して、時計の文字盤でいうところの2時の方向に配置されている。この位置は現像剤規制部材303の上流側でもある。
Hereinafter, the arrangement configuration of each member will be described with reference to FIG. 5 showing the internal configuration of the developing device in an assembled state and FIG. 6 showing the disassembled state as necessary.
As shown in FIGS. 2 and 3, the supply
図5,6に示すように、供給室搬送部材304は回転軸の回りにスパイラルを設けたスクリュー形状をしており、現像スリーブ302の中心線O―302aと平行な中心線O−304を中心に矢印で示す時計まわりの向きに回転し、該中心線O−304の長手方向奥側から手前側に向けて矢印11で示すように現像剤を撹拌しながら搬送する。つまり、供給室搬送部材304は回転軸の回転により現像剤をその軸方向、手前から奥側に向けて搬送する。
As shown in FIGS. 5 and 6, the supply
回収室搬送部材305は現像スリーブ302のまわりの位置であって現像スリーブ302の4時の方向上で、剤離し領域9の近傍に配置されている。図5に示すように、回収室搬送部材305は回転軸の回りにスパイラルを設けたスクリュー形状をしており、現像スリーブ302の中心線O―302a(図2参照)と平行な中心線O−305(図2参照)を中心に矢印で示す反時計まわりの向きに回転し、中心線O−305(図2参照)の長手方向奥側から手前側に向けて、図5において矢印12で示すように現像剤を撹拌しながら搬送する。つまり、回収室搬送部材305は回転軸の回転により現像剤を供給室搬送部材304による搬送方向と逆向きの奥側から手前側に向けて搬送する。
The collection
回収室搬送部材305に対して供給室搬送部材304は上方に位置する関係となっており、ケーシング301内で供給室搬送部材304周囲の空間と回収室搬送部材305周囲の空間とは隣接している。
図5に示すように、供給室搬送部材304及び回収室搬送部材305の手前側端部は現像スリーブ302の手前側端部よりも若干手前側に位置するように設定されて現像スリーブ302の手前側端部の現像剤の供給を確保している。
また、図6および図7に示すように、供給室搬送部材304及び回収室搬送部材305の奥側端部は現像スリーブ302の奥側端部よりも奥側に位置するようにして後述するトナー補給のためのスペースを確保している。現像剤規制部材303は現像スリーブ302の長さに合わせて設置されている。
The supply
As shown in FIG. 5, the front end portions of the supply
Further, as shown in FIG. 6 and FIG. 7, a toner which will be described later is set so that the back end portions of the supply
図2および図3において供給室搬送部材304と回収室搬送部材305の間には、供給室搬送部材304周囲の空間と回収室搬送部材305周囲の空間とを遮蔽する仕切り部として用いられる仕切板306がケーシング301の内側に支持されている。この仕切板306の両側端部には、図7に示すように、連通口307および308が設けられている。
図5において回収室搬送部材305で矢印12の向きに搬送された現像剤は、その搬送方向端部でケーシング301の側壁で進路を絶たれるため該側壁に沿って盛り上がり、前述した連通口307(図7参照)を介して矢印14に沿って供給室搬送部材304により該供給室搬送部材304に沿う上搬送路を移動する(矢印11で示す向きへの移動)。
同様に、供給室搬送部材304で矢印11の向きに搬送された現像剤はその搬送方向端部でケーシング301の側壁で進路を絶たれるために連通口308を介して該側壁に沿って降下し、矢印13に沿って回収室搬送部材305により該回収室搬送部材305に沿う下搬送路に移動する(矢印12で示す向きに移動)。
2 and 3, a partition plate used as a partition between the supply
In FIG. 5, the developer transported in the direction of arrow 12 by the recovery
Similarly, the developer conveyed in the direction of the arrow 11 by the supply
図2、図3において現像装置3は、現像剤を担持して回転し感光体1に形成された静電潜像を可視像化する現像スリーブ302と、現現像スリーブ302の中心線O−302aと平行な中心線O−304を中心に回転してその中心線O−304の長手方向に現像剤を撹拌しつつ搬送する供給室搬送部材304と、現像スリーブ302から現像剤を離す剤離し領域9の近傍に配置されていて現像スリーブ302の中心線302aと平行な中心線305を中心に回転することで供給室搬送部材304が現像剤を搬送する向きの反対の向きに現像剤を撹拌しつつ搬送する回収室搬送部材305と、供給室搬送部材304と回収室搬送部材305の間であって供給室搬送部材304周囲の空間と回収室搬送部材305周囲の空間とを遮蔽する両端に開口を有する仕切板306とを有する構成を備えている。
2 and 3, the developing
現像装置3では、図5において矢印11、14、12、13に沿う循環搬送路を構成するケーシング301内の現像剤撹拌搬送部材304、305が現像スリーブ302の横に上下に2本並べて配置されることから、現像スリーブから離れる方向(水平方向に)に2つの撹拌搬送部材を配置する図10に示した従来技術に比べて、現像装置の横(水平方向)の大きさを小さくすることができる。
さらに、水平方向のコンパクト化を図った現像装置3においても、仕切板306により供給室搬送部材304周囲と回収室搬送部材305周囲の空間が仕切られているので、現像スリーブ302に対しては供給室搬送部材304により、トナーとキャリアを十分に撹拌混合された現像剤320のみが供給され、現像直後のトナー濃度の下がった現像剤は専ら回収室搬送部材305により撹拌搬送されるだけで、直ぐに現像スリーブ320に供給されることがないので、現像スリーブ320へは狙いの帯電量を持ったトナーだけが現像に用いられることとなり、高画質を得ることができる。
In the developing
Further, in the developing
一方、現像装置3内での現像剤管理の一つであるトナー濃度管理は、トナーの補給制御によって行われる。
トナーの補給に関して説明すると、次の通りである。
現像装置3内の現像剤320(図2参照)は、現像動作を繰り返す内にトナーが消費されていくので、現像装置外部から装置内の現像剤に対してトナーを補給する必要がある。
そこで、現像装置3では、図6において現像装置3の奥側の端部近傍に設けた現像剤の補給部(図示されず)より外部からトナーの補給を行なう。
この部位での補給では、補給されたトナーが直ちに現像に供されることはなく、図6において示す開口部308を通過して回収室、つまり、図2において回収室搬送部材305が配置されている空間に供給されることとなる。
回収室に供給されたトナーは回収室搬送部材305で撹拌され安定した所定のトナー濃度で現像に供される。
On the other hand, toner density management, which is one of developer management in the developing
The toner supply will be described as follows.
Since the developer 320 (see FIG. 2) in the developing
Therefore, in the developing
In the replenishment at this portion, the replenished toner is not immediately used for development, but passes through the opening 308 shown in FIG. 6 and the collection chamber, that is, the collection
The toner supplied to the recovery chamber is agitated by the recovery
回収室搬送部材305が配置されている下搬送路では、現像スリーブ302から離れた現像剤320を回収するのみで、現像スリーブ302へのトナー供給は行なわないので、補給用開口309から新しく補給されたトナーにより十分に撹拌されていないトナー濃度が不均一な状態の現像剤が現像に供されることがない。
この補給トナーは現像スリーブ302から離れたトナー濃度の低下した現像剤320中で撹拌混合されながら、現像装置3の手前側まで搬送されるまでにトナー濃度が正常化され、供給室搬送部材304による上搬送路まで持ち上げられ、供給室搬送部材304により奥側に搬送されながら現像スリーブ302に供給され現像に使用される。
In the lower conveyance path in which the collection
The replenished toner is agitated and mixed in the
トナー補給制御に用いられるトナー濃度センサについて説明すると次の通りである。
トナー濃度センサは、その詳細を図示しないが、図5においてユニット下部に設けられており、現像剤中の磁性キャリアとトナーとの混合比を透磁率の変化により検知することができる透磁率センサが用いられている。これにより、現像剤のキャリア濃度(100−トナー濃度)、つまり、現像剤中でのキャリア含有率が所定値以上に達した際にトナー濃度が不足していると判断できる。このように、検知したキャリア濃度からセンサ上にあるトナー濃度が適正化不足しているかを判断し、補給するトナーの量を決めている。このトナー濃度センサはユニット下部において回収室搬送部材305の搬送方向下流側端部に配置されている。
A toner density sensor used for toner replenishment control will be described as follows.
Although the details of the toner density sensor are not shown in the figure, the permeability sensor is provided at the lower part of the unit in FIG. 5 and can detect the mixing ratio of the magnetic carrier and the toner in the developer by the change in the permeability. It is used. Thereby, it can be determined that the toner concentration is insufficient when the carrier concentration of the developer (100-toner concentration), that is, the carrier content in the developer reaches a predetermined value or more. In this way, it is determined from the detected carrier concentration whether the toner concentration on the sensor is insufficiently optimized, and the amount of toner to be replenished is determined. The toner density sensor is disposed at the downstream end of the recovery
トナー濃度センサが回収室搬送部材305の搬送方向下流側端部に設けることで、安定したキャリア濃度検知が可能となる、つまり、図5にて矢印11、14、12、13で示したように、供給室搬送部材304により奥側まで搬送される前に、現像に使用されることから、回収室搬送部材305により手前側へ戻される現像剤が多くなり、現像剤320が手前側に溜まる傾向にある。
このため、トナー濃度センサを回収室搬送部材305の下流側に配置することで、センサ上方には現像剤が常に充填していることになるので、この位置にトナー濃度センサを配置することで安定したキャリア濃度検知が可能となる。
By providing the toner concentration sensor at the downstream end of the collection
For this reason, since the toner concentration sensor is disposed on the downstream side of the collection
図示した画像形成装置のように、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色毎に、感光体を横方向に並べて各感光体に帯電装置や現像装置等を設けて静電潜像を形成し、可視像化してから転写紙に順次転写してフルカラー画像を得るタンデム方式のカラー画像形成装置では、横方向に並べた感光体1K、1M、1Y、1Cに対してそれぞれ現像装置3K、3M、3Y、3Cが設けられている。このため、画像形成装置を小さくするには、各感光体の間隔を狭める必要があるがその為には各現像装置も水平方向(横方向)の大きさを小さくする必要がある。
Like the image forming apparatus shown in the figure, for each color of yellow, magenta, cyan, and black, a photosensitive member is arranged in the horizontal direction, and a charging device or a developing device is provided on each photosensitive member to form an electrostatic latent image. In a tandem type color image forming apparatus that obtains a full-color image by sequentially transferring to a transfer sheet after visualizing, developing
各現像装置として後述する構成を備えたものを使用することにより、各現像装置の横寸法が図10に示した従来のものよりも小さくできるので、画像形成装置の小型化を図ることができる。
しかも、これらの現像装置3K、3M、3Y、3Cは前記したように、剤離し領域、剤汲み上げ領域、供給室搬送部材、回収室搬送部材、仕切板などを具備した構成としているので、狙いの帯電量を持ったトナーが現像に用いられることとなり、高画質を得ることができる。また、トナーの劣化を抑制できるので、現像剤の性能を長期にわたり安定して維持することが可能で、高寿命、高耐久な現像装置を提供することができる。このような利益はタンデム式のフルカラー画像形成装置に特有のもとではなく、単色の画像形成装置においても得ることができることはもちろんである。
By using each developing device having the configuration described later, the lateral dimension of each developing device can be made smaller than that of the conventional one shown in FIG. 10, so that the image forming apparatus can be miniaturized.
In addition, as described above, these developing
以上のような現像装置を備え画像形成装置の構成を対象として本実施例での特徴について説明すると次の通りである。
図8は、本実施例における特徴部となる現像装置の構成を示す図であり、同図に示した現像装置(便宜上、前述した符号3を用いる)は、ケーシング301に設けられている流れ込み防止壁内部に磁界発生手段312を設けたことを特徴としている。
The features of the present embodiment will be described as follows with the image forming apparatus having the above developing device as an object.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a developing device that is a characteristic part in the present embodiment. The developing device shown in FIG. 8 (using the
ケーシング301には、現像スリーブ302の上方に配置された供給室搬送部材304により、現像剤が現像剤貯留部Cへと供給される際、ダイレクトに押込まれることにより層厚規制部材303通過後の現像剤量が安定しないといった不具合を解消するために、仕切り板306の一部に流れ込み防止部311が形成されている。
供給室搬送部材により供給される現像剤は、この流れ込み防止部311を乗り越えて現像剤貯留スペースCに送り込まれるため、供給の勢いが弱まり、層厚規制部材303により現像剤量を一定に維持できる構成となっている。
When the developer is supplied to the developer reservoir C by the supply
Since the developer supplied by the supply chamber conveying member passes over the
流れ込み防止部311は、供給室搬送部材304と一定の間隔を設けて配置されている。この間隔があまりにも大きいと供給室搬送部材により供給される現像剤が流れ込み防止部311を乗り越えることができない。またこれとは逆に小さすぎても供給室搬送部材304の回転振れ等により、接触してしまい摩擦熱により現像剤の固着が発生してしまうことが考えられる。
この流れ込み防止部311と供給室搬送部材304とで形成されるデッドスペースである符号Dで示す領域には、現像剤が入れ替わらないで滞留し、供給室搬送部材による現像剤搬送の圧力を受けて、押し固められてしまい、ソフト凝集体となることが確認されている。従って、領域Dは、現像剤が滞留してしまう部分ということになる。
The
In the region indicated by reference numeral D, which is a dead space formed by the
ソフト凝集体となった現像剤が何らかの原因により領域Dから離脱して、図8において符号Cで示す現像剤貯留部へと供給されると、層厚規制部材303と現像スリーブ302との間隙に詰まり、その部分での現像剤の汲み上げが不能となるので、現像スリーブ302表面の一部に現像剤が担持されないことが原因して白スジ画像などの不具合が発生してしまうことが課題となっていた。
When the developer that has become a soft agglomerate leaves the region D for some reason and is supplied to the developer reservoir indicated by C in FIG. 8, the developer is formed in the gap between the layer
図8に示した現像装置3においては、流れ込み防止部311の内部に磁界発生手段312が設けられている。
磁界発生手段312は、3極の磁極を有しており、現像容器に回転可能に支持されている。
回転方向は、供給室搬送部材304と同一の方向であり、回転によってD部の現像剤を現像剤貯留部Cへと搬送することが可能となっている。
In the developing
The
The rotation direction is the same direction as that of the supply
磁界発生手段の3極の磁極はそれぞれS極、N極、N極であるが、他に5極構成なども考えられる。極性の構成等も磁界発生手段の配置可能スペースや必要な磁束密度から適時選択できる。
また、回転数は供給室搬送部材304と同じに設定されている。磁界発生手段312の回転数と供給室搬送部材304と同じ回転数として、それらの動きを同調させることにより、磁界発生手段312による現像剤の搬送効率を高めることができる。
The three magnetic poles of the magnetic field generating means are the S pole, the N pole, and the N pole, respectively, but a 5-pole configuration is also conceivable. The configuration of the polarity can also be selected in a timely manner from the space where the magnetic field generating means can be arranged and the required magnetic flux density.
Further, the rotation speed is set to be the same as that of the supply
以上のような実施例の構成においては、流れ込み防止部311と供給室搬送部材304とで形成されるデッドスペースである現像剤の滞留部Dでは、発生手段312の回転によって現像剤の流れが生起される。これにより、現像剤の滞留が阻止されることになるので、滞留した場合の推し堅めがなくなり、この部分で現像剤がソフト凝集体となるのを防止することができる。この結果、ソフト凝集体となった現像剤が現像剤貯留部Cに到達する状態が解消されるので、現像スリーブ302に担持される現像剤の一部が欠落するということがなく、白抜け画像の発生が防止された良好画像を得られることになる。
In the configuration of the embodiment as described above, in the developer retention portion D, which is a dead space formed by the
特に、磁界発生手段の回転による搬送力が現像剤に付与されやすくなるので、現像剤滞留部での現像剤の流動が促進されて現像剤の入れ替えを促進することにより前述した作用を良好に得ることができる。
なお、磁界発生手段312は、滞留領域Dに入り込む現像剤の流動化に加えて、装置の始動直後においてそれまでに滞留領域Dに入り込んでしまっている現像剤を掻き出すことを考慮した場合、流れ込み防止部311以外の位置に配置することも可能であり、また、流れ込んだ現像剤の凝集化防止のための流動化と掻き出しとを兼用させる位置に配置することも可能である。
In particular, since the conveyance force due to the rotation of the magnetic field generating unit is easily applied to the developer, the flow of the developer in the developer retaining portion is promoted, and the replacement of the developer is promoted, so that the above-described operation can be obtained favorably. be able to.
In addition to fluidizing the developer entering the staying area D, the magnetic field generating means 312 flows in when taking out the developer that has entered the staying area D immediately after the start of the apparatus. It is also possible to arrange at a position other than the
1 感光体
3 現像装置
302 現像スリーブ
303 層厚規制部材
304 供給室搬送部材
305 回収室搬送部材
306 仕切り板
312 磁界発生手段
C 現像剤貯留領域
D 現像剤滞留領域
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記現像容器には、前記現像剤供給部材と現像剤回収部材との間を仕切ると共に該現像剤供給部材から前記層厚規制部材に向けた現像剤を貯留させる領域を有する仕切り部が設けられ、該仕切り部の内部には、該仕切り部と対向する前記現像剤供給部材との間に位置する現像剤を流動させる磁界発生手段が回転可能に設けられていることを特徴とする現像装置。 A rotatable developing sleeve that supplies developer to the electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image carrier, a developer supply member that can supply developer to the developing sleeve, and the developing sleeve A developer collecting member that stirs the collected developer and a layer thickness regulating member that is carried on the developing sleeve and that makes the layer thickness of the developer constant; and the developer supply member and the developer collecting member And a developing device provided with a developing container disposed above and below the rotation center of the developing sleeve,
The developer container is provided with a partition portion that partitions the developer supply member and the developer recovery member and has a region for storing the developer from the developer supply member toward the layer thickness regulating member, A developing device characterized in that a magnetic field generating means for causing a developer to flow between the partitioning portion and the developer supply member facing the partitioning portion is rotatably provided inside the partitioning portion.
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