JP2013061366A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 内周側にマグネット部材が固定して設けられた現像剤担持体により、トナーとキャリアを含む現像剤を像担持体に導いて現像を行う現像装置において、現像剤担持体の外周面に付着したトナーを適切に離脱させる。
【解決手段】 内周側にマグネット部材22が設けられた現像剤担持体21に現像剤Dを供給し、現像剤担持体により現像剤を像担持体10に導いて現像を行った後、現像後の現像剤を現像ハウジング内に戻す現像装置20において、現像剤担持体に供給された現像剤を保持させるマグネット部材の第１磁極Ｓ_３と対応するように第１突出部27を突出させると共に、第１磁極よりも現像剤担持体の回転方向下流側に位置する第２磁極Ｎ_２と対応するように第２突出部28を突出させ、第１突出部と第２突出部との間に現像剤が対流する空間部Xを設けた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの複合機等の画像形成装置及びこのような画像形成装置において像担持体に形成された静電潜像を現像するのに使用する現像装置に関するものである。特に、現像ハウジング内に収容されたトナーと磁性キャリアとを含む現像剤を回転する撹拌部材により撹拌させると共に、上記の現像剤を内周側に複数の磁極を有するマグネット部材が固定して設けられた現像剤担持体の外周面に供給し、この現像剤担持体を回転させて、現像剤を像担持体と対向する現像領域に導き、現像剤中のトナーを像担持体に供給して現像を行い、現像後における現像剤を現像ハウジング内に戻す現像装置において、現像剤担持体の外周面に現像剤中のトナーが付着した場合においても、付着したトナーが現像剤担持体の外周面から適切に離脱されて、形成される画像にメモリー画像などの画像ノイズが発生するのが防止されるようにした点に特徴を有するものである。

従来より、複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの複合機等の画像形成装置においては、像担持体に形成された静電潜像を現像するのに様々な現像装置が使用されており、このような現像装置としては、現像剤にトナーだけを使用した１成分現像方式の現像装置の他に、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を使用した２成分現像方式の現像装置が知られている。

そして、このような２成分現像方式の現像装置としては、現像ハウジング内に収容されたトナーと磁性キャリアとを含む現像剤を回転する撹拌部材により撹拌させると共に、上記の現像剤を内周側に複数の磁極を有するマグネット部材が固定して設けられた現像剤担持体の外周面に供給し、この現像剤担持体を回転させて、現像剤を像担持体と対向する現像領域に導き、現像剤中のトナーを像担持体に供給して現像を行い、現像後における現像剤を現像ハウジング内に戻すようにしたものが広く使用されている。

ここで、このような現像装置において、上記のようにトナーが供給された現像後の現像剤が現像剤担持体の外周面に保持されたままの状態で、像担持体と対向する現像領域に導かれて再度現像に使用されると、像担持体に十分なトナーが供給されなくなって、形成される画像に濃度むら等が発生するという問題が生じた。

このため、このような現像装置においては、上記のマグネット部材に同極性になった一対の磁極を隣り合うように設け、現像ハウジング内に戻された現像後の現像剤を、隣り合う同極性の磁極の反発磁力により、この同極性の磁極間において現像剤担持体の外周面から離脱させることが行われている。

しかし、このようにマグネット部材に設けられた隣り合う同極性の磁極間において、現像後の現像剤を現像剤担持体の外周面から離脱させるようにした場合においても、現像後の現像剤が現像剤担持体の外周面から十分に離脱されずに残り、現像後の現像剤が再度現像に使用されるという問題が依然として存在した。

このため、従来においては、特許文献１に示されるように、上記の撹拌部材により現像剤担持体に供給される現像剤を案内部材により上記の隣り合う同極性の磁極の間に導き、このように隣り合う同極性の磁極の間に導かれた新たな現像剤の圧力によって、現像剤担持体の外周面における現像後の現像剤を現像剤担持体から離脱させるようにしたものが提案されている。

しかし、このようにした現像装置においても、現像剤担持体の外周面に現像剤中のトナーが付着した場合、付着したトナーを現像剤担持体の外周面から適切に離脱させることが困難であり、現像剤担持体の外周面に付着されたトナーによって、形成される画像にメモリー画像などの画像ノイズが発生するという問題があった。

特開２０１０−２３０９９８号公報

本発明は、現像ハウジング内に収容されたトナーと磁性キャリアとを含む現像剤を回転する撹拌部材により撹拌させると共に、上記の現像剤を内周側に複数の磁極を有するマグネット部材が固定して設けられた現像剤担持体の外周面に供給し、この現像剤担持体を回転させて、現像剤を像担持体と対向する現像領域に導き、現像剤中のトナーを像担持体に供給して現像を行い、現像後における現像剤を現像ハウジング内に戻すようにした現像装置における上記のような問題を解決することを課題とするものである。

すなわち、本発明は、上記のような現像装置において、現像剤担持体の外周面に現像剤中のトナーが付着した場合にも、このように付着したトナーが現像剤担持体の外周面から適切に離脱されて、形成される画像にメモリー画像などの画像ノイズが発生するのを防止することを課題とするものである。

本発明の現像装置においては、上記のような課題を解決するため、現像ハウジング内に収容されたトナーと磁性キャリアとを含む現像剤を回転する撹拌部材により撹拌させると共に、上記の現像剤を内周側に複数の磁極を有するマグネット部材が固定して設けられた現像剤担持体の外周面に供給し、この現像剤担持体を回転させて、現像剤を像担持体と対向する現像領域に導き、この現像剤中のトナーを像担持体に供給して現像を行い、現像後の現像剤を現像ハウジング内に戻す現像装置において、上記の撹拌部材により供給された現像剤を現像剤担持体に保持させる上記のマグネット部材における第１磁極と対応するようにして現像剤担持体に向けて第１突出部を突出させると共に、上記の第１磁極よりも現像剤担持体の回転方向下流側に位置する第２磁極と対応するようにして現像剤担持体に向けて第２突出部を突出させ、上記の第１突出部と第２突出部との間に現像剤が対流する空間部を設けた。

本発明の現像装置のように、撹拌部材によって供給された現像剤を現像剤担持体に保持させるマグネット部材における第１磁極と対応するようにして現像剤担持体に向けて突出させた第１突出部と、上記の第１磁極よりも現像剤担持体の回転方向下流側に位置する第２磁極と対応するようにして現像剤担持体に向けて突出させた第２突出部との間に、現像剤が対流する空間部を設けると、この空間部において対流する現像剤が現像剤担持体の外周面に接触し、現像剤担持体の外周面に付着したトナーが、上記のように対流する現像剤との接触によって現像剤担持体の外周面から離脱されるようになる。

ここで、本発明の現像装置においては、上記の空間部において現像剤が適切に対流されるようにするため、第２突出部における現像剤担持体の回転方向上流側の面を、現像剤担持体によって搬送される現像剤を空間部内に導く方向に設けることが好ましい。

また、本発明の現像装置においては、上記の第２突出部における現像剤担持体の回転方向上流側の面と上記の第１突出部における現像剤担持体の回転方向下流側の面とを連続するように設け、この連続した部分が鉤型状又は円弧状になった空間部を設けるようにすることができる。

そして、本発明の画像形成装置においては、像担持体に形成された静電潜像を上記のような現像装置によって現像するようにした。

本発明の現像装置においては、上記のように撹拌部材によって供給された現像剤を現像剤担持体に保持させるマグネット部材における第１磁極と対応するようにして現像剤担持体に向けて突出された第１突出部と、この第１突出部より現像剤担持体の回転方向下流側において現像剤担持体に向けて突出された第２突出部との間に空間部を設け、この空間部において現像剤を対流させ、このように対流する現像剤を現像剤担持体の外周面に接触させるようにしたため、現像剤担持体の外周面に付着したトナーが上記のように対流する現像剤との接触によって現像剤担持体の外周面から適切に離脱され、現像剤担持体の外周面にトナーが付着して残るのが防止される。

この結果、本発明の現像装置を用いると、現像剤担持体の外周面に付着したトナーによって形成される画像にメモリー画像などの画像ノイズが発生するのが適切に防止され、良好な画像形成が安定して行えるようになる。

本発明の実施形態に係る現像装置を使用した画像形成装置により画像形成を行う状態を示した概略説明図である。 上記の実施形態に係る現像装置により像担持体に形成された静電潜像を現像する状態を示した概略説明図である。 上記の実施形態に係る現像装置において、第１突出部と第２突出部との間における空間部において現像剤を対流させる状態を示した部分拡大説明図である。

次に、本発明の実施形態に係る現像装置及び画像形成装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る現像装置及び画像形成装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。

この実施形態の画像形成装置においては、図１に示すように、感光体ドラムからなる４つの像担持体１０に対応させて、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を収容させた４つの現像装置２０を設けている。

そして、各現像装置２０においては、対応する像担持体１０に現像剤を搬送するスリーブ状になった現像剤担持体２１をそれぞれの像担持体１０と対向するように設けると共に、各現像装置２０において、それぞれ現像剤におけるトナーの色彩を異ならせて、黒色，黄色，マゼンダ色，シアン色のトナーを用いている。

ここで、上記の画像形成装置において、フルカラーの画像形成を行うにあたっては、上記の各像担持体１０を回転させて、各像担持体１０の外周面をそれぞれ帯電装置１１によって帯電させ、このように帯電された各像担持体１０に対して、それぞれ潜像形成装置１２により画像形成情報に従った露光を行い、各像担持体１０の外周面にそれぞれ静電潜像を形成する。

次いで、このように静電潜像が形成された各像担持体１０に対して、対応する現像装置２０に設けられた現像剤担持体２１によりそれぞれ現像剤を対応する像担持体１０と対向する位置に導き、所定の色彩のトナーを各像担持体１０の静電潜像に供給して現像を行い、各像担持体１０の外周面にそれぞれの色彩のトナー像を形成する。

そして、このように各像担持体１０に形成された各色彩のトナー像を、ローラー１３ａに架け渡されて駆動される無端ベルト状になった中間転写ベルト１３に、それぞれ一次転写ローラー１４により順々に一次転写させて、この中間転写ベルト１３の上にフルカラーのトナー像を形成する。一方、上記の中間転写ベルト１３に転写されずに各像担持体１０の外周面に残留しているトナー等の残留物を、それぞれ第１クリーニング装置１５によって除去する。

次いで、上記のように中間転写ベルト１３の上に形成されたフルカラーのトナー像を、この中間転写ベルト１３によって二次転写ローラー１６と対向する位置に導くと共に、この画像形成装置の下部に収容された記録シートＰを中間転写ベルト１３と二次転写ローラー１６との間に導き、上記の二次転写ローラー１６により中間転写ベルト１３の上に形成されたフルカラーのトナー像をこの記録シートＰに二次転写させる。

その後、フルカラーのトナー像が転写された記録シートＰを定着装置１７に導いて、転写されたフルカラーのトナー像を記録シートＰに定着させた後、このようにフルカラーのトナー像が定着された記録シートＰを排紙させるようにしている。一方、記録シートＰに転写されずに上記の中間転写ベルト１３に残ったトナー等の残留物を、第２クリーニング装置１８によって中間転写ベルト１３から除去させるようにしている。

ここで、この実施形態における現像装置２０においては、図２に示すように、その現像ハウジング２０ａの上部において像担持体１０と対向する開口部分に、像担持体１０と所要間隔を介して対向するように現像剤担持体２１を回転可能に設けると共に、この現像剤担持体２１の内周側に、複数の磁極Ｓ_１，Ｎ_１，…が周方向に設けられたマグネット部材２２を固定して設けている。

また、この現像装置２０においては、現像ハウジング２０ａの内部に現像剤担持体２１の軸方向に沿った隔壁２３を設け、この隔壁２３により現像剤担持体２１の軸方向に沿った第１現像剤搬送部２４と第２現像剤搬送部２５とに分離させると共に、第１現像剤搬送部２４と第２現像剤搬送部２５とに、現像剤Ｄを混合攪拌させながら搬送させる第１攪拌部材２４ａと第２攪拌部材２５ａとを設けている。

そして、上記の第１攪拌部材２４ａと第２攪拌部材２５ａとを回転させて、上記の第１現像剤搬送部２４と第２現像剤搬送部２５とにおいて現像剤Ｄを逆方向に搬送させ、上記の隔壁２３の両側の端部における循環口（図示せず）を通して、現像剤Ｄを上記の第１現像剤搬送部２４と第２現像剤搬送部２５との間で循環させる。

また、上記の第１現像剤搬送部２４における現像剤Ｄを上記の第１攪拌部材２４ａにより現像剤担持体２１の外周面に供給し、このように供給された現像剤Ｄを現像剤担持体２１の内周側に設けられたマグネット部材２２における第１磁極Ｓ_３よる磁力により現像剤担持体２１の外周面に保持させる。

そして、このように現像剤Ｄが外周面に保持された現像剤担持体２１を回転させて、その外周面に保持された現像剤Ｄを現像剤担持体２１によって像担持体１０と対向する現像領域に向けて搬送させる。

また、このように現像剤Ｄを現像領域に搬送させる途中に、この現像剤担持体２１と所要間隔を介して対向するように規制部材２６を設け、この規制部材２６により現像領域に搬送される現像剤Ｄの量を規制する。

そして、このように規制部材２６により規制された現像剤Ｄを、現像剤担持体２１により像担持体１０と対向する現像領域に導き、この現像剤Ｄ中におけるトナーを、像担持体１０に形成された静電潜像の部分に供給して、像担持体１０に形成された静電潜像を現像する。

また、このようにして像担持体１０に形成された静電潜像を現像した後、現像剤担持体２１の外周面に保持された現像後の現像剤Ｄを、この現像剤担持体２１によって現像ハウジング２０ａ内に戻す。

そして、このように現像ハウジング２０ａ内に戻された現像後の現像剤Ｄを、上記のマグネット部材２１ａに設けられた隣り合う一対の同極性の磁極Ｓ_２，Ｓ_３の間において現像剤担持体２１の外周面から離脱させる。また、このように離脱された現像後の現像剤Ｄを上記の第１現像剤搬送部２４における現像剤Ｄと一緒に第１攪拌部材２４ａによって攪拌させて搬送させる一方、このように現像後の現像剤Ｄが離脱された現像剤担持体２１の外周面に、上記のようにして新たな現像剤Ｄを供給させる。

ここで、この実施形態における現像装置２０においては、図２及び図３に示すように、現像剤担持体２１の外周面に供給された現像剤Ｄを現像剤担持体２１の外周面に保持させる上記のマグネット部材２２における第１磁極Ｓ_３と対応するようにして第１突出部２７を突出させると共に、上記の第１磁極Ｓ_３よりも現像剤担持体２１の回転方向下流側に位置する上記のマグネット部材２２における第２磁極Ｎ_２と対応するようにして現像剤担持体２１に向けて第２突出部２８を突出させ、この第１突出部２７と第２突出部２８との間に現像剤Ｄが対流する空間部Ｘを設けている。

ここで、この実施形態においては、上記の第２突出部２８における現像剤担持体２１の回転方向上流側の面２８ａを、現像剤担持体２１によって搬送される現像剤Ｄを上記の空間部Ｘ内に導く方向に傾斜して設けると共に、この第２突出部２８における上記の面２８ａと第１突出部２７における現像剤担持体２１の回転方向下流側の面２７ａとが連続した部分が鉤型状になるようにして空間部Ｘを設けている。

そして、この実施形態における現像装置２０においては、上記のように第１攪拌部材２４ａにより現像剤Ｄを現像剤担持体２１の外周面に供給して、上記のマグネット部材２２における第１磁極Ｓ_３よる磁力により現像剤担持体２１の外周面に保持させ、この現像剤担持体２１を回転させて、現像剤担持体２１の外周面に保持された現像剤Ｄを上記の第１突出部２７を通して空間部Ｘに導き、さらにこの空間部Ｘから第２突出部２８を通して前記の規制部材２６に搬送させるようにする。

このようにした場合、現像剤担持体２１によって搬送される現像剤Ｄの一部が上記の第２突出部２８によって規制されると、規制された現像剤Ｄが第２突出部２８における現像剤担持体２１の回転方向上流側の面２８ａにより上記の空間部Ｘ内に戻す方向に導かれ、現像剤担持体２１によって搬送される現像剤Ｄと合わさって、この空間部Ｘ内において現像剤Ｄが対流されるようになる。

そして、このように空間部Ｘ内において対流される現像剤Ｄが上記の現像剤担持体２１の外周面に接触し、現像剤担持体２１の外周面にトナーが付着している場合に、現像剤担持体２１の外周面に付着しているトナーが上記のように対流する現像剤Ｄの接触によって現像剤担持体２１の外周面から適切に離脱されるようになる。

この結果、上記のような現像装置２０を用いると、現像剤担持体２１の外周面に付着したトナーによって形成される画像にメモリー画像などの画像ノイズが発生するのが適切に防止され、良好な画像形成が安定して行えるようになる。

なお、この実施形態の現像装置２０においては、第２突出部２８における現像剤担持体２１の回転方向上流側の面２８ａと第１突出部２７における現像剤担持体２１の回転方向下流側の面２７ａとが連続した部分が鉤型状になった空間部Ｘを設けるようにしたが、第２突出部２８における上記の面２８ａと第１突出部２７における上記の面２７ａとが連続した部分が円弧状になった空間部Ｘを設けた場合においても、上記の場合と同様の作用効果が得られる。

１０ 像担持体
１１ 帯電装置
１２ 潜像形成装置
１３ 中間転写ベルト， １３ａ ローラー
１４ 一次転写ローラー
１５ 第１クリーニング装置
１６ 二次転写ローラー
１７ 定着装置
１８ 第２クリーニング装置
２０ 現像装置， ２０ａ 現像ハウジング
２１ 現像剤担持体
２２ マグネット部材， Ｓ_３ 第１磁極， Ｎ_２ 第２磁極
２３ 隔壁
２４ 第１現像剤搬送部， ２４ａ 第１攪拌部材
２５ 第２現像剤搬送部， ２５ａ 第２攪拌部材
２６ 規制部材
２７ 第１突出部， ２７ａ 現像剤担持体の回転方向下流側の面
２８ 第２突出部， ２８ａ 現像剤担持体の回転方向上流側の面
Ｄ 現像剤
Ｐ 記録シート
Ｘ 空間部

Claims (4)

1. 現像ハウジング内に収容されたトナーと磁性キャリアとを含む現像剤を回転する撹拌部材により撹拌させると共に、上記の現像剤を内周側に複数の磁極を有するマグネット部材が固定して設けられた現像剤担持体の外周面に供給し、この現像剤担持体を回転させて、現像剤を像担持体と対向する現像領域に導き、この現像剤中のトナーを像担持体に供給して現像を行い、現像後の現像剤を現像ハウジング内に戻す現像装置において、上記の撹拌部材により供給された現像剤を現像剤担持体に保持させる上記のマグネット部材における第１磁極と対応するようにして現像剤担持体に向けて第１突出部を突出させると共に、上記の第１磁極よりも現像剤担持体の回転方向下流側に位置する第２磁極と対応するようにして現像剤担持体に向けて第２突出部を突出させ、上記の第１突出部と第２突出部との間に現像剤が対流する空間部を設けたことを特徴とする現像装置。
2. 請求項１に記載の現像装置において、上記の第２突出部における現像剤担持体の回転方向上流側の面が、現像剤担持体によって搬送される現像剤を空間部内に導く方向に設けられていることを特徴とする現像装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の現像装置において、上記の第２突出部における現像剤担持体の回転方向上流側の面と上記の第１突出部における現像剤担持体の回転方向下流側の面とを連続するように設け、この連続した部分が鉤型状又は円弧状になった空間部を設けたことを特徴とする現像装置。
4. 像担持体に形成された静電潜像を請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の現像装置によって現像することを特徴とする画像形成装置。

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