JP2015022088A - Developing device, and process cartridge and image forming apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、現像装置、並びにこれを用いるプロセスカートリッジ及び複写機、ファクシミリ、プリンタなどの画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a developing device, and a process cartridge using the same, and an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, and a printer.
この種の現像装置は、一般に、現像剤担持体の回転軸方向(以下、長手方向という)に沿って延在する現像剤搬送路中を搬送される二成分現像剤(以下、現像剤という)を、現像剤担持体の表面に担持させ、現像剤担持体の表面移動により潜像担持体の対向部である現像領域へ供給する。現像領域では、潜像担持体上に形成された潜像を現像してトナー画像として可視化する。現像領域で現像に使用されトナーが消費された現像済み現像剤は、現像剤担持体表面上から回収され、補給されるトナーと混合・攪拌され、再び現像に用いられる。 This type of developing device is generally a two-component developer (hereinafter referred to as a developer) that is transported in a developer transport path extending along the rotation axis direction (hereinafter referred to as the longitudinal direction) of the developer carrying member. Is carried on the surface of the developer carrying member, and is supplied to the developing region which is the opposite portion of the latent image carrying member by moving the surface of the developer carrying member. In the development area, the latent image formed on the latent image carrier is developed and visualized as a toner image. The developed developer used for development in the development area and consuming the toner is collected from the surface of the developer carrying member, mixed and stirred with the replenished toner, and used again for development.
上述した現像装置の構成としては、供給回収一体方式や供給回収分離方式が知られている。供給回収一体方式は、現像剤担持体に対向配置される第一現像剤搬送路が、現像剤担持体へ現像剤を供給する作用・及び現像剤担持体から現像剤を回収する作用の両作用を同時に進行させる。第一現像剤搬送路から現像剤担持体に供給された現像剤は、現像領域を通過し、第一現像剤搬送路内に回収されるのである。第一現像剤搬送路内に回収された現像剤は、第一現像剤搬送路と長手方向両端端部で剤受け渡し部を介して連通する第二現像剤搬送路に搬送され、補給されるトナーと混合・攪拌された後、再び第一現像剤搬送路に戻される。しかし、現像領域を通過し、現像剤担持体から離間した現像済み現像剤は、第一現像剤搬送路内の現像剤と攪拌されることなく、すぐ現像剤担持体に汲み上げられてしまうことがある。以下、この問題を「再汲み上げ」という。この再汲み上げは、現像剤担持体から離間した現像済み現像剤が、第一現像剤搬送路内から現像剤担持体に供給される現像剤に混じることによって生じる。現像済み現像剤はトナーを消費し、トナー濃度(現像剤重量に対するトナー重量の割合)が低くなっている。そのため、現像領域にトナー濃度が低下した現像剤が供給されると、長手方向で局所的に画像濃度が低下する濃度ムラなどの異常画像が発生してしまう。 As the configuration of the developing device described above, a supply / recovery integrated method and a supply / recovery separation method are known. The integrated supply / recovery system has both the action of supplying the developer to the developer carrying body and the action of collecting the developer from the developer carrying body by the first developer conveying path disposed opposite to the developer carrying body. To proceed simultaneously. The developer supplied from the first developer conveyance path to the developer carrying member passes through the development area and is collected in the first developer conveyance path. The developer collected in the first developer transport path is transported to the second developer transport path communicating with the first developer transport path via the agent delivery section at both longitudinal ends. Are mixed and stirred, and then returned to the first developer conveyance path. However, the developed developer that has passed through the development region and separated from the developer carrier may be immediately pumped up to the developer carrier without being agitated with the developer in the first developer conveyance path. is there. Hereinafter, this problem is referred to as “re-pumping”. This re-pumping occurs when the developed developer separated from the developer carrier is mixed with the developer supplied to the developer carrier from the first developer conveyance path. The developed developer consumes toner and has a low toner concentration (ratio of toner weight to developer weight). For this reason, when a developer having a lowered toner density is supplied to the development area, an abnormal image such as density unevenness in which the image density locally decreases in the longitudinal direction occurs.
一方、供給回収分離方式は、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給搬送路と、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の両搬送路が現像剤担持体に対向配置される(例えば、特許文献1参照)。供給回収分離方式を採用した現像装置では、現像剤供給搬送路内の現像剤は現像剤担持体に供給され、現像領域でトナーが消費された現像済み現像剤は現像剤回収搬送路内に回収される。そして、現像剤回収搬送路内に新たにトナーが補給されて攪拌された後、現像剤回収搬送路内の現像剤は、再び現像剤供給搬送路に戻って現像剤担持体に供給されるという作用を繰り返す。よって、供給回収分離方式の現像装置は、供給回収一体方式の現像装置のように、長手方向で濃度ムラが生じにくい。 On the other hand, in the supply / recovery separation method, both the developer supply conveyance path for supplying the developer to the developer carrier and the developer recovery conveyance path for recovering the developer from the developer carrier are provided on the developer carrier. (See, for example, Patent Document 1). In a developing device employing a supply / recovery separation method, the developer in the developer supply transport path is supplied to the developer carrier, and the developed developer that has consumed toner in the development area is recovered in the developer recovery transport path. Is done. Then, after the toner is newly replenished and stirred in the developer collection conveyance path, the developer in the developer collection conveyance path returns to the developer supply conveyance path and is supplied to the developer carrier. Repeat action. Therefore, the supply / recovery separation type developing device is unlikely to cause density unevenness in the longitudinal direction, unlike the supply / recovery integrated type developing device.
上述した供給回収一体方式を採用した現像装置において、再汲み上げを防止する方法としては、次のような方法が考えられる。例えば、第一現像剤搬送路内から現像剤が現像剤担持体に供給される供給位置に対向する空間と、現像領域を通過した現像済み現像剤が現像剤担持体から離間する離間位置に対向する空間とを仕切る仕切板を設置する方法である。この仕切板によって、第一現像剤搬送路から供給位置に供給される現像剤の供給経路と、離間位置から離間した現像剤が第一現像剤搬送路内に移動する離間経路とが仕切られることになる。これにより、離間した現像済み現像剤は、現像済み現像剤がすぐに供給位置に供給される現像剤に混ざることを抑制することができる。 In the developing device adopting the above-described supply / recovery integrated method, the following method can be considered as a method for preventing re-pumping. For example, the space facing the supply position where the developer is supplied to the developer carrier from the first developer conveyance path, and the separation position where the developed developer that has passed through the development region is separated from the developer carrier. It is the method of installing the partition plate which partitions off the space to do. By this partition plate, the supply path of the developer supplied from the first developer conveyance path to the supply position and the separation path through which the developer separated from the separation position moves into the first developer conveyance path are partitioned. become. Thereby, the separated developed developer can be prevented from being mixed with the developer that is immediately supplied to the supply position.
しかしながら、上述した仕切板は、現像剤担持体から離間した現像剤を供給位置に対向する空間ではなく、離間位置に対向する空間へ落下させるべく傾斜がつけられている。具体的には、現像剤担持体に対向する上端部から、第一現像剤搬送路内の現像剤搬送部材に対向する下端部に掛けて、現像剤担持体の回転軸に対する水平方向の位置が離れるように傾斜がつけられている。現像装置内の現像剤のトナー濃度が上がり、第一現像剤搬送路内の離間位置に対向する空間内の現像剤面高さが仕切板の下端部の高さまで上がってくると、現像剤担持体から離間した現像済み現像剤が仕切板上に溜まってしまう。そのような場合には、仕切板上に溜まった現像済み現像剤が仕切板の上端部と現像ローラとの間を通って供給位置に対向する空間に移動し、現像剤担持体に再汲み上げされてしまう虞がある。若しくは仕切板上に現像済み現像剤が溜まってしまうと、現像剤担持体から現像済み現像剤が離間できないまま現像領域に搬送されてしまう虞がある。なお、仕切板が傾斜を持たない場合であっても、離間位置に対向する空間、すなわち仕切板における離間位置に対向する空間側の一方の面と、第一現像剤搬送路を構成する内壁とに囲まれる空間に、現像剤担持体から離間した現像済み現像剤が溜まることになり、同様な不具合が生じる虞がある。 However, the partition plate described above is inclined so that the developer separated from the developer carrying member is dropped not into the space facing the supply position but into the space facing the separation position. Specifically, the horizontal position with respect to the rotation axis of the developer carrying member is hung from the upper end facing the developer carrying member to the lower end facing the developer carrying member in the first developer carrying path. Inclined to leave. When the toner density of the developer in the developing device increases and the height of the developer surface in the space facing the separation position in the first developer transport path rises to the height of the lower end of the partition plate, The developed developer separated from the body accumulates on the partition plate. In such a case, the developed developer accumulated on the partition plate moves between the upper end of the partition plate and the developing roller to a space facing the supply position, and is re-pumped to the developer carrier. There is a risk that. Alternatively, if the developed developer accumulates on the partition plate, the developed developer may be transported to the development area without being separated from the developer carrier. Even when the partition plate does not have an inclination, a space facing the separation position, that is, one surface on the space side facing the separation position in the partition plate, and an inner wall constituting the first developer conveyance path, The developed developer separated from the developer carrying member is accumulated in the space surrounded by, and there is a possibility that the same problem occurs.
特許文献1に開示される供給回収分離方式の現像装置には、現像剤回収搬送路で所定の現像剤面高さを超えた現像剤のみを現像剤供給搬送路内に通す連通口が設置されている。この連通口は、後述する「課題を解決するための手段」における「連通口」と、現像剤搬送路内の現像剤面高さを低くするという点では似ている。しかし、「課題を解決するための手段」における供給回収一体方式の現像装置と、特許文献1に開示される供給回収分離方式の現像装置とでは、上述したように現像済み現像剤の回収場所が異なる構成である。また、供給回収分離方式の現像装置では、供給回収一体方式の現像装置に比べ、現像剤搬送路内の現像剤を高速で搬送する必要があるため、装置が大型化してしまい装置の小型化に難がある。 The supply / recovery separation type developing device disclosed in Patent Document 1 is provided with a communication port through which only the developer exceeding a predetermined developer surface height in the developer recovery transport path passes through the developer supply transport path. ing. This communication port is similar to the “communication port” in “Means for Solving the Problems” described later in that the height of the developer surface in the developer transport path is lowered. However, as described above, in the supply / recovery integrated developing device in “Means for Solving the Problems” and the supply / recovery separation developing device disclosed in Patent Document 1, there is a place where the developed developer is recovered. It is a different configuration. In addition, the supply / collection separation type developing device needs to transport the developer in the developer transport path at a higher speed than the supply / collection integrated type developing device, which increases the size of the device and reduces the size of the device. There are difficulties.
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであ。その目的は、再汲み上げや現像剤溜まりによる画像濃度ムラなどの異常画像の発生を抑制することができる供給回収一体方式の現像装置、並びにこれを用いるプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems. An object of the present invention is to provide a supply / collection-integrated developing device capable of suppressing the occurrence of abnormal images such as image density unevenness due to re-pumping or developer accumulation, and a process cartridge and an image forming apparatus using the same. .
上記課題を解決するため、請求項1の発明は、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を担持して潜像担持体との対向部である現像領域に搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に対向して該現像剤担持体の軸線方向に現像剤を搬送するとともに、該現像剤担持体に現像剤を供給する第1現像剤搬送部材が配置される第1現像剤搬送路と、該第一現像剤搬送路と該現像剤担持体の軸線方向に両端部で連通するとともに、該第一現像剤搬送部材とは逆方向に現像剤を搬送する第二現像剤搬送部材が配置される第二現像剤搬送路とを備え、該第一現像剤搬送路から該現像剤担持体に供給された現像剤が現像領域を通過し該第一現像剤搬送路内に回収される現像装置において、上記第一現像剤搬送路内から現像剤が上記現像剤担持体に供給される供給位置に対向する空間と、現像領域を通過した現像剤が該現像剤担持体から離間する離間位置に対向する空間とを仕切る仕切板を備え、該離間位置に対向する空間内の現像剤面高さに応じて、該離間位置に対向する空間内の現像剤が該第二現像剤搬送路に移動可能な移動経路が形成されることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention of claim 1 comprises a developer carrying member that carries a two-component developer composed of toner and a carrier and conveys it to a development region that is opposite to the latent image carrier, A first developer conveying member that conveys the developer in the axial direction of the developer carrying member facing the developer carrying member and is provided with a first developer conveying member that supplies the developer to the developer carrying member. A second developer conveying member that communicates with the path, the first developer conveying path, and both ends in the axial direction of the developer carrying member, and conveys the developer in a direction opposite to the first developer conveying member. And a developer supplied to the developer carrier from the first developer transport path passes through the development region and is collected in the first developer transport path. In the developing device, the developer is supplied to the developer carrier from the first developer transport path. A partition plate that partitions the space facing the supply position and the space facing the separation position where the developer that has passed through the development area is separated from the developer carrier, and the developer surface in the space facing the separation position According to the height, a moving path is formed in which the developer in the space facing the separated position can move to the second developer transport path.
本発明は、再汲み上げや現像剤溜まりによる画像濃度ムラなどの異常画像の発生を抑制することができるという優れた効果がある。 The present invention has an excellent effect of being able to suppress the occurrence of abnormal images such as image density unevenness due to re-pumping or developer accumulation.
以下、本発明を適用した電子写真方式の画像形成装置(以下、プリンタという)の一実施形態について説明する。まず、プリンタ全体の構成・動作について説明する。図1はプリンタの全体構成を示す構成図であり、図2は、プリンタの作像部を示す構成図である。図1に示すように、このプリンタの中央部には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナー像を形成する4個の作像部10Y、10M、10C、10Kが配置されている。各作像部10(Y、M、C、K)は、ドラム状の潜像担持体たる感光体1Y、1M、1C、1Kを備えている。
Hereinafter, an embodiment of an electrophotographic image forming apparatus (hereinafter referred to as a printer) to which the present invention is applied will be described. First, the configuration and operation of the entire printer will be described. FIG. 1 is a configuration diagram illustrating the overall configuration of the printer, and FIG. 2 is a configuration diagram illustrating an image forming unit of the printer. As shown in FIG. 1, four
図2に示すように、例えば、作像部10Yでは、感光体1Yの周囲に、感光体1Yの表面を一様に帯電する帯電装置2Y、感光体1Yの静電潜像をトナーによって現像する現像装置3Y、感光体1の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置4Y等が配設されている。そして、後述するように、感光体1Y上で作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程)が行われて、感光体1Y上にイエロー画像が形成されることになる。
As shown in FIG. 2, in the
上記作像部1Yは、感光体1Yと、感光体1Yの周囲に配設される帯電装置2Y、現像装置3Y、クリーニング装置4Yとが1つのユニットとして共通の支持体に支持されるプロセスカートリッジとして構成され、プリンタ本体に対して着脱可能になっている。上記作像部10Yでは、帯電装置2Y、現像装置3Y、クリーニング装置4Yの交換を容易に行うことができ、メンテナンス性を向上させることができる。なお、他の作像部10M、10C、10Kについても、使用されるトナーの色が異なる以外は、作像部10Yとほぼ同様の構成となっている。
The image forming unit 1Y is a process cartridge in which the photosensitive member 1Y and the
また、上記プリンタの作像部10(Y、M、C、K)の下方には、各感光体1Y、1M、1C、1Kに静電潜像を形成する光書込みユニット5を備えている。光書込ユニット5は、レーザーダイオード、ポリゴンミラー、各種レンズなどを有しており、プリンタ外部のスキャナによって読み取られた画像情報や、パーソナルコンピュータから送られてくる画像情報に基づいてレーザーダイオードを駆動する。具体的には、光書込ユニット5は、一様に帯電せしめられた感光体1(Y、M、C、K)に対して、レーザー光をそれぞれ回転軸線方向に偏向せしめながら照射することで光走査処理を行う。 Further, below the image forming unit 10 (Y, M, C, K) of the printer, an optical writing unit 5 for forming an electrostatic latent image on each of the photoconductors 1Y, 1M, 1C, 1K is provided. The optical writing unit 5 has a laser diode, a polygon mirror, various lenses, etc., and drives the laser diode based on image information read by a scanner outside the printer or image information sent from a personal computer. To do. Specifically, the optical writing unit 5 irradiates the uniformly charged photoreceptor 1 (Y, M, C, K) while deflecting the laser light in the direction of the rotation axis. An optical scanning process is performed.
上記プリンタの作像部10(Y、M、C、K)の上方には、作像部10(Y、M、C、K)で形成されたトナー像が転写される中間転写ベルト11を備えている。この中間転写ベルト11は、複数のローラ12、13、14によって張架・支持されるとともに、一つのローラの回転駆動によって図1中矢印方向に無端移動される。各感光体1Y、1C、1M、1Kが接する位置における中間転写ベルト11の内側には、一次転写を行う一次転写ローラ6Y、6C、6M、6Kがそれぞれ配設されている。一次転写ローラ6(Y、M、C、K)は、それぞれ中間転写ベルト11を感光体1との間に挟み込んで一次転写ニップ部を形成している。また、中間転写ベルト11には、ローラ(二次転写バックアップローラ)12と対向する部位に二次転写を行う二次転写ローラ15が配設されている。ローラ(二次転写バックアップローラ)12は、二次転写ローラ15との間に中間転写ベルト11を挟み込んで二次転写ニップ部を形成している。また、ローラ13と対向する部位には、中間転写ベルト11の表面を清掃するベルトクリーニング装置16が配設されている。
Above the image forming unit 10 (Y, M, C, K) of the printer, an
上記プリンタの二次転写ニップ部の上方には、記録媒体たる転写紙Pにトナー像を定着させる定着装置20が配設されている。この定着装置20は、定着ベルト及び加圧ローラによる熱と圧力により、転写紙P上に転写されたカラー画像を定着せしめる。
Above the secondary transfer nip portion of the printer, a fixing
また、上記プリンタの上部には、補給トナーが収納されているトナーボトル30Y、30C、30M、30Kが設置されている。後述するように、これらのトナーボトル30(Y、M、C、K)と現像装置3(Y、M、C、K)とは、図示しない補給パイプにより連結されている。そして、図示しないトナー補給装置により必要に応じてトナーボトル30(Y、M、C、K)内の補給トナーが現像装置3(Y、M、C、K)に供給される。なお、トナーボトル30(Y、M、C、K)はプリンタ本体に対して脱着可能に装着されており、トナーボトル30(Y、M、C、K)内の補給トナーが不足した場合には新しいトナーボトルと交換される。
In addition,
一方、上記プリンタの光書込ユニット5の下方には、二次転写ニップ部に給紙する転写紙Pを収納する給紙カセット21、22が配置されている。給紙カセット21、22には、給紙カセット21、22内の一番上の転写紙Pを給紙路25へ送り出す給紙ローラ23、24が備えられている。
On the other hand, below the optical writing unit 5 of the printer,
次に、上記構成のプリンタにおける画像形成動作について説明する。いずれか一方の給紙カセット21、22から給紙ローラ23、24により給紙された転写紙Pは、レジストローラ対26まで到達すると、像形成のタイミングを合わせるために一旦待機して停止する。感光体1(Y、M、C、K)は、不図示の駆動モータによって図中時計方向に回転駆動され、帯電装置2(Y、M、C、K)によって一様に帯電される(帯電工程)。一様に帯電した感光体1(Y、M、C、K)には、光書込みユニット5によりレーザー光にて露光走査されて静電潜像が形成される(露光工程)。各静電潜像には、それぞれ各色の現像装置3(Y、M、C、K)によりトナーが供給されて感光体1(Y、M、C、K)表面にそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、黒のトナー像が形成される(現像工程)。次いで、一次転写ローラ6(Y、M、C、K)にトナーの極性とは逆の転写バイアスが印加され、一次転写ニップ部において感光体1(Y、M、C、K)上のトナー像が中間転写ベルト11上に順次転写されていく(一次転写工程)。この時、各色の画像形成動作は、そのトナー像が中間転写ベルト11の同じ位置に重ねて転写されるように、上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。トナー像が転写された後の感光体1(Y、M、C、K)の表面は、クリーニング装置4(Y、M、C、K)のクリーニングブレード4aにより機械的に除去され、次の静電潜像の形成に備えられる(クリーニング工程)。
Next, an image forming operation in the printer having the above configuration will be described. When the transfer paper P fed from one of the
中間転写ベルト11上に転写されたトナー像は、二次転写ニップ部まで搬送され、このタイミングに合わせて二次転写ニップ部に搬送された転写紙Pに転写される。その後、トナー像が転写された転写紙Pは、定着装置20に搬送されて熱定着され、定着終了後の転写紙Pは排紙ローラ27から機外に排紙される。一方、トナー像転写後の中間転写ベルト11は、ベルトクリーニング装置16により残留トナーが除去され、作像部10による再度の画像形成に備える。
The toner image transferred onto the
次に、上記現像装置3について詳細に説明する。現像装置3Y、3M、3C、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、添え字Y、M、C、Kを適宜省略して説明する。図3は、現像装置の構成を示す構成図である。図4は、現像装置内の現像剤の流れを説明する模式図である。図3は、図4中Xで示す断面線における構成を示す構成図である。図中、現像剤の流れを点線で示す。
Next, the developing
図3に示すように、この現像装置3は、現像容器31内にトナーと磁性キャリアを含む現像剤Gを収容する。そして、この現像装置3の現像容器31は、図3中図示しない感光体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である現像ローラ32の一部を露出させ、現像領域を形成している。現像ローラ32は、その中心部に磁界を所定方向に放射状に放射するマグネット(図示せず)が固定して取り付けられ、このマグネットの周囲に駆動モータ等によって矢印A方向に回転駆動される円筒状の現像スリーブ(図示せず)が回転自在に取り付けられている。
As shown in FIG. 3, the developing
また、上記現像容器31の開口部の一部を形成するようにして、現像領域から現像ローラ32の表面移動方向上流側には、現像ローラ32上に保持された現像剤量を規制する剤規制部材33が設けられている。この剤規制部材33には、磁性板34が付設されている。この磁性板34は、基端部が剤規制部材33の現像剤搬送方向上流側側面に支持されており、先端側が略水平に折り曲げられて、剤規制部材33の上流側で現像ローラ32と対向する対向面を形成している。
Further, an agent regulation that regulates the amount of developer held on the developing
上記現像容器31の底部には、第一現像剤搬送路たる第一搬送路35と第二現像剤搬送路たる第二搬送路36とが仕切壁39を挟んで水平に並んで形成される。仕切壁39の長手方向両端部には、二つの剤受け渡し部39a、39bが形成され、第一搬送路35と第二搬送路36とが連通する。第一搬送路35には、図3中矢印B(反時計回り)方向に回転し、現像ローラ32の軸線方向に沿って図4中矢印D方向に現像剤Gを搬送する第一現像剤搬送部材たる第一スクリュ37を備える。第二搬送路36には、図2中矢印C(時計回り)方向に回転し、第一スクリュ37による搬送方向とは逆方向となる図中矢印E方向に現像剤Gを搬送する第二現像剤搬送部材たる第二スクリュ38を備える。
A
また、上記第二搬送路36の底面には、現像剤Gのトナー濃度を検知するための濃度検知センサ40が設けられている。この濃度検知センサ40がトナー濃度不足を検知すると、不図示のトナー補給装置が駆動され、トナーボトル30よりトナー補給口36aを介して第二搬送路36内にトナーが補給される。
A
上記構成の現像装置3において、現像容器31内の現像剤Gは次のように循環する。現像装置3内のトナー消費に応じて、トナーボトル30に収容されているトナーは、不図示のトナー補給装置によりトナー補給口36aを介して第二搬送路36内に補給され、第二スクリュ38によってキャリアと攪拌される。第二搬送路36内のトナーとキャリアからなる現像剤Gは、第二スクリュ38により攪拌されながら長手方向に搬送され、搬送方向下流側端部に達した現像剤Gは、仕切壁39の端部の剤受け渡し部39bを通過し、第一搬送路35へと移動する。第一搬送路35内の現像剤Gは、第一スクリュ37により攪拌されながら、第二搬送路36内の現像剤Gとは反対方向に搬送される。そして、第一搬送路35の搬送方向下流側端部に達すると、仕切壁39の剤受け渡し部39aを通過して第二搬送路36へ移動する。このように、現像剤Gは第一スクリュ37及び第二スクリュ38によって、第一搬送路35と第二搬送路36とから構成される現像容器31内を循環している。なお、第一搬送路35の現像剤面高さは、第二搬送路の現像剤面高さよりも高くなるように、第一スクリュ37、第二スクリュ38の設置高さや、現像剤循環速度が調整されている。
In the developing
ここで、第一搬送路35内の第一スクリュ37は、図3に示すように、矢印B方向に回転することで現像剤Gの剤面を右上がりの状態、即ち第一搬送路35内の現像剤Gを現像ローラ32(剤規制部材33)側に偏在させる状態にさせている。また、第二搬送路36内の第二スクリュ38は、矢印C方向に回転することで、現像剤Gの剤面を左上がりの状態、即ち第二搬送路36内の現像剤Gを現像ローラ32から離れた側に偏在させる状態にさせている。
Here, as shown in FIG. 3, the
第一搬送路35内で第一スクリュ37により攪拌搬送される現像剤Gのうち、現像ローラ32のマグネットローラの磁力によって引き寄せられた現像剤Gは、現像スリーブの表面上に担持される(以下、この位置を供給位置という)。現像剤G中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、キャリアとともに現像ローラ(現像スリーブ)32に担持される。現像ローラ(現像スリーブ)32に担持された現像剤Gは、現像ローラ32と剤規制部材33との間の隙間を通過することで層厚が規制される。剤規制部材33の上流側に設けられた磁性板34の対向面の作用により、剤規制部材33における攪拌機能が向上する。
Of the developer G stirred and conveyed by the
剤規制部材33を通過した現像ローラ32上の現像剤は、感光体1と対向する現像領域に搬送されると、マグネットローラの磁力により現像スリーブ上に穂立ちした状態となる。現像ローラ(現像スリーブ)32上に穂立ちしたキャリアは、感光体1の表面を摺擦しながら、キャリア表面に付着したトナーを感光体1の表面に供給する。このとき、現像ローラ(現像スリーブ)32には、図示しない電源から現像バイアスが印加され、これにより現像領域には現像電界が形成される。
When the developer on the developing
そして、感光体1上の静電潜像と現像ローラ(現像スリーブ)32との間では、現像ローラ32上のトナーに静電潜像側に向かう静電力が働くことになる。これにより、現像ローラ32上のトナーは、感光体1上の静電潜像に付着することになる。この付着によって感光体1上の静電潜像は、それぞれ対応する色のトナー像に現像される。その後、現像ローラ32上のトナーが消費された現像済み現像剤は、現像スリーブの回転に伴い現像容器31の上方に達し、マグネットローラからの磁力が解放されることによって現像ローラ(現像スリーブ)32から離間する(以下、この位置を離間位置という)。離間した現像剤は後述する仕切板41上に落下し、第一搬送路35内に回収される。
Then, between the electrostatic latent image on the photoreceptor 1 and the developing roller (developing sleeve) 32, an electrostatic force toward the electrostatic latent image side acts on the toner on the developing
ここで、本実施形態に係る現像装置5においては、図3に示すように、現像ローラ32と第一スクリュ37との間の空間に、仕切板41が配設されている。この仕切板41は、上述した現像ローラ32上の供給位置に対向する空間と現像ローラ32上の離間位置に対向する空間とを、現像ローラ32の長手方向の全域に亘って仕切っている。仕切板41は、上端部が現像ローラ32の表面における供給位置と離間位置との間に所定の距離を空けて対向し、下端部が第一スクリュ37との間に所定の距離を空けて対向している。そして、この仕切板41は、上端部から下端部にかけて水平方向の位置が現像ローラ32から離れるように傾斜している。これにより、第一搬送路35内の現像剤が現像ローラ32に供給される供給経路と、現像ローラ32から離間した現像済み現像剤が第一搬送路35内に回収される回収経路とが仕切板41により仕切られることになる。第一搬送路35内の現像剤Gは供給経路を通って現像ローラ32表面に供給され、現像ローラ32上の離間位置で離間した現像済み現像剤は、回収経路を通って第一搬送路35内に回収されることになるのである。
Here, in the developing device 5 according to this embodiment, as shown in FIG. 3, a
現像ローラ32から離間した現像済み現像剤は、落下する位置により、第一スクリュ37によって他の現像剤と攪拌されるか、攪拌不十分なまま現像ローラ32に再度汲み上げられるかが決まる。例えば、図6に示すように、仕切板41を持たない現像装置においては、現像ローラ32から離間した現像済み現像剤の一部が攪拌不十分なまま再汲み上げされる虞がある。特に出力している画像の画像面積率が高い場合には、現像領域を通過した後の現像済み現像剤のトナー濃度が低くなっており、第一スクリュ37上にある現像剤Gとのトナー濃度差が大きい。そのため、画像面積率が高い画像を出力する場合には、トナー濃度が下がった現像済み現像剤が、供給位置に供給される現像剤Gに混ざり再汲み上げされることで、局所的に画像濃度が薄くなる異常画像が発生してしまう場合ある。
The developed developer separated from the developing
これに対して、本実施形態に係る現像装置3は、現像ローラ32上から離間した現像済み現像剤が仕切板41に沿って落下し、第一スクリュ37のスクリュ軸を境にして現像ローラ32に遠い側の第一スクリュ37の羽根部上に搬送される。第一スクリュ37上に搬送された現像済み現像剤は、第一スクリュ37の回転によって第一搬送路35内の現像剤Gと攪拌されてから現像ローラ32に汲み上がる。つまり、現像領域を通過した現像済み現像剤は、第一搬送路35内の第一スクリュ37上の現像剤Gと十分射攪拌されてから現像ローラ32に供給されるため、トナー濃度ムラによる異常画像が発生しにくい。
On the other hand, in the developing
なお、仕切板41の傾斜によっては、仕切板41から落下した現像済み現像剤が、第一スクリュ37のスクリュ軸を境にして現像ローラ32に近い側に落下し、第一スクリュ37によって攪拌される前に再汲み上げされる虞がある。よって、仕切板41は、仕切板41から落下した現像済み現像剤を第一スクリュ37のスクリュ軸を境にして現像ローラに遠い側に落下させるだけの傾斜がつけられている。
Depending on the inclination of the
次に、本実施形態に係る現像装置5の特徴部について説明する。本実施形態に係る現像装置5における現像容器31には、上記仕切壁39の上方に長手方向全域に亘って、第一搬送路35と第二搬送路36とを連通させる連通口42が形成されている。この連通口42は、図3に示すように、その開口下部が仕切板41の最下部よりも下方となるように、且つ第二スクリュ38の最上部よりも上方となるように形成されている。ここで、連通口42の開口下部とは、連通口42の鉛直方向の最上下方の位置H1であり、仕切壁39の上端部の位置でもある。仕切板41の最下部とは、現像剤が移動を規制される鉛直方向の最下方の位置H2をいう。また、第二スクリュ38の最上部とは、スクリュ羽根の鉛直方向の最上方の位置H3をいう。
Next, the characteristic part of the developing device 5 according to the present embodiment will be described. The developing
このように連通口42が設けられた現像装置3においては、図5に示すように、現像容器31内の現像剤Gのトナー濃度が上がり現像剤の嵩が増えても、第一搬送路35内の離間位置に対向する空間内の現像剤Gの剤面高さが高くなり過ぎることがない。離間位置に対向する空間内の現像剤Gの剤面高さが高くなった場合でも、現像ローラ32から離間した現像済み現像剤は、仕切板41上に溜まることがなく、連通口42を介して第二搬送路36内へ移動することができる(移動経路)。これにより、現像ローラ32上の現像済み現像剤が行き場を失い、現像ローラ32と仕切板41との間を通って再汲み上げされることを防止できる。また、現像ローラ32上の現像済み現像剤が現像ローラ32から離間できずそのまま現像領域に侵入することを防止できる。
In the developing
また、現像容器31内のトナー濃度が高くなり、第二搬送路36内の現像剤嵩が上がると、補給したトナーを取り込みにくくなるという問題がある。この問題に対しては、第二スクリュ38が図中矢印C方向(時計回り)に回転している場合、現像剤は左側により、比重の軽いトナーは右側を移動する。仕切板41から落下した現像済み現像剤は連通口42を通って第二搬送路36内に運ばれるため、ちょうど第二スクリュ38のスクリュ軸の右側に偏在するトナーTの上に落下することになる。よって、連通口42の設置により、偏在したトナーTを現像剤G中に取り込む効果がある。もし補給トナーが現像剤Gに取り込まれないまま第一搬送路35に運ばれてしまうと、補給トナーが十分に帯電されずに現像領域に運ばれて画像濃度ムラ(補給トナー部分が濃いムラ)となってしまう。このように、連通口42を設けることで、高トナー濃度時の補給トナー分散不良による画像濃度ムラの発生を抑えることが出来る。
Further, when the toner concentration in the developing
なお、上述したように、第一搬送路35内の現像剤面高さは、第二搬送路36内の現像剤面高さに比べて高くなるように第一スクリュ37、第二スクリュ38の設置高さや現像剤循環速度が調整されている。もし第一搬送路35の現像剤面高さが第二搬送路36の現像剤面よりも低いと、第二搬送路36内の現像剤Gやトナーが連通口42を通じて第一搬送路35内に移動してしまう。その場合には、帯電不足の現像剤によりトナー飛散や地肌汚れなどの異常画像が発生しやすくなるため好ましくない。
As described above, the height of the developer surface in the
また、上述した連通口42は、上述したように、仕切板41と第二スクリュ38に対して鉛直方向に次のような位置関係がある。
(高い)仕切板の最下部>連通口の最下部>第二スクリュの最上部(低い)
連通口42の最下部が第二スクリュ38の最上部よりも低くなると、第二搬送路36内の現像剤Gやトナーが連通口42を介して第一搬送路35に搬送されてしまう。そのような場合には、十分に攪拌混合されていない帯電不十分な現像剤が現像領域に搬送されることになるため、トナー飛散や地汚れなどの異常画像が発生しやすくなるため好ましくない。また、仕切板41の最下部が連通口42の最下部よりも下方にあると、仕切板41から落下した現像剤が仕切板41上に滞留しやすくなってしまうため好ましくない。
Further, as described above, the
(High) Lower part of partition plate> Lower part of communication port> Upper part of second screw (low)
When the lowermost part of the
ところで、上述した連通口42は、仕切壁39の長手方向全域につけてもよいが、一部につけても目的の機能を果たすことが出来る。例えば、第一搬送路35内で現像剤面高さが高くなる部分(たとえば両端部)に対応して連通口42を形成してもよい。
By the way, although the above-mentioned
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を担持して感光体1などの潜像担持体との対向部である現像領域に搬送する現像ローラ32などの現像剤担持体と、該現像剤担持体に対向して該現像剤担持体の軸線方向に現像剤を搬送するとともに、該現像剤担持体に現像剤を供給する第一スクリュ37などの第1現像剤搬送部材が配置される第一搬送路35などの第1現像剤搬送路と、該第一現像剤搬送路と該現像剤担持体の軸線方向に両端部で連通するとともに、該第一現像剤搬送部材とは逆方向に現像剤を搬送する第二スクリュ38などの第二現像剤搬送部材が配置される第二搬送路36などの第二現像剤搬送路とを備え、該第一現像剤搬送路から該現像剤担持体に供給された現像剤が現像領域を通過し該第一現像剤搬送路内に回収される現像装置3などの現像装置において、上記第一現像剤搬送路内から現像剤が上記現像剤担持体に供給される供給位置に対向する空間と、現像領域を通過した現像剤が該現像剤担持体から離間する離間位置に対向する空間とを仕切る仕切板14などの仕切板を備え、該離間位置に対向する空間内の現像剤面高さに応じて、該離間位置に対向する空間内の現像剤が該第二現像剤搬送路に移動可能な移動経路が形成される。
これによれば、上記実施形態について説明したように、現像装置内の現像剤のトナー濃度が上がり現像剤の嵩が増えても、第一現像剤搬送路内の現像剤面高さが高くなり過ぎることがない。第一現像剤搬送路内の現像剤面高さが高くなった場合でも、現像剤担持体から離間した現像済み現像剤は、仕切板上に溜まることがなく、連通口を介して第二現像剤搬送路内へ移動することができる(移動経路)。これにより、現像剤担持体上の現像済み現像剤が行き場を失い現像剤担持体と仕切板との間を通って再汲み上げされることを防止できる。また、現像剤担持体上の現像済み現像剤が現像剤担持体から離間できずそのまま現像領域に侵入することを防止できる。
(態様B)
(態様A)の現像装置において、上記第一現像剤搬送部材は、上記第一現像剤搬送路内の現像剤が上記現像剤担持体側に偏る方向に回転し、上記第二現像剤搬送部材は、上記第二現像剤搬送路内の現像剤が該現像剤担持体から離れた側に偏る方向に回転する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、第一現像剤搬送路内の供給位置に対向する空間には、離間位置に対向する空間に比べ現像剤が十分に存在する。このため、第一現像剤搬送路内の現像剤を効率よく現像剤担持体に供給することができる。また、第二現像剤搬送路内では、現像剤が現像剤担持体から離れた側に偏り、比重の軽いトナーは現像剤担持体に近い側に偏る。このため、第二現像剤搬送路内では、連通口を介して現像済み現像剤がこのトナーの上に落下することになるため、トナーを現像剤中に取り込みやすくなる。よって、高トナー濃度時の補給トナー分散不良による画像濃度ムラの発生を抑制することができる。
(態様C)
(態様A)又は(態様B)の現像装置において、上記第一現像剤搬送路内の現像剤面高さは、上記第二現像剤搬送路内の現像剤面高さよりも高い。
これによれば、上記実施形態で説明したように、第二現像剤搬送路内の現像剤が連通口を介して第一現像剤搬送路内へ移動することを防止することができる。よって、帯電不足のトナーによるトナー飛散や、地汚れなどの異常画像の発生を抑制することができる。
(態様D)
潜像を担持する感光体1などの潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像装置3などの現像手段とを備える画像形成装置における少なくとも該潜像担持体と該現像手段とをひとつのユニットとして共通の保持体に保持させて画像形成装置本体に着脱可能にしたプロセスカートリッジにおいて、(態様A)(態様B)又は(態様C)の現像装置を用いる。
これによれば、上記実施形態について説明したように、画像濃度ムラなどの異常画像の発生が少ない高品質な画像を得ることができ、メンテナンス性に優れる。
(態様E)
少なくとも感光体1などの像担持体と、該像担持体表面を帯電させるための帯電装置2などの帯電手段と、該像担持体上に静電潜像を形成するための光書込ユニット5などの潜像形成手段と、該像担持体上の潜像を現像してトナー像化するための現像装置3などの現像手段とを有する画像形成装置において、上記現像手段として、態様A)(態様B)又は(態様C)の現像装置を用いる。
これによれば、上記実施形態について説明したように、画像濃度ムラなどの異常画像の発生が少ない高品質な画像を得ることができる。
What has been described above is merely an example, and the present invention has a specific effect for each of the following modes.
(Aspect A)
A developer carrying member such as a developing
According to this, as described in the above embodiment, even if the toner density of the developer in the developing device increases and the volume of the developer increases, the height of the developer surface in the first developer conveyance path increases. Never too much. Even when the developer surface height in the first developer conveyance path becomes high, the developed developer separated from the developer carrier does not collect on the partition plate, and the second development is performed via the communication port. It can move into the agent transport path (movement path). As a result, it is possible to prevent the developed developer on the developer carrier from losing its place and being re-pumped between the developer carrier and the partition plate. Further, it is possible to prevent the developed developer on the developer carrying member from entering the developing region without being separated from the developer carrying member.
(Aspect B)
In the developing device of (Aspect A), the first developer transport member rotates in a direction in which the developer in the first developer transport path is biased toward the developer carrier, and the second developer transport member is Then, the developer in the second developer transport path rotates in a direction biased to the side away from the developer carrier.
According to this, as described in the above embodiment, the developer is sufficiently present in the space facing the supply position in the first developer transport path as compared with the space facing the separation position. For this reason, the developer in the first developer conveyance path can be efficiently supplied to the developer carrier. In the second developer conveyance path, the developer is biased away from the developer carrier, and the toner having a low specific gravity is biased closer to the developer carrier. For this reason, in the second developer conveyance path, the developed developer falls on the toner through the communication port, so that the toner is easily taken into the developer. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of uneven image density due to poor replenishment toner dispersion at a high toner density.
(Aspect C)
In the developing device of (Aspect A) or (Aspect B), the developer surface height in the first developer transport path is higher than the developer surface height in the second developer transport path.
According to this, as described in the above embodiment, it is possible to prevent the developer in the second developer transport path from moving into the first developer transport path via the communication port. Accordingly, it is possible to suppress the occurrence of abnormal images such as toner scattering due to insufficiently charged toner and background stains.
(Aspect D)
At least the latent image carrier in an image forming apparatus comprising a latent image carrier such as a photoreceptor 1 that carries a latent image and a developing unit such as a developing
According to this, as described in the above embodiment, it is possible to obtain a high-quality image with less occurrence of abnormal images such as image density unevenness and excellent maintainability.
(Aspect E)
At least an image carrier such as the photosensitive member 1, charging means such as a charging device 2 for charging the surface of the image carrier, and an optical writing unit 5 for forming an electrostatic latent image on the image carrier. In the image forming apparatus having a latent image forming means such as the above and a developing means such as the developing
According to this, as described in the above embodiment, it is possible to obtain a high-quality image with less occurrence of abnormal images such as uneven image density.
1 感光体
2 帯電装置
3 現像装置
4 クリーニング装置
5 光書込ユニット
6 一次転写ローラ
10 作像部
31 現像容器
32 現像ローラ
33 剤規制部材
34磁性板
35 第一搬送路
36 第二搬送路
37 第一スクリュ
38 第二スクリュ
39 仕切壁
40 濃度検知センサ
41 仕切板
42 連通口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photoconductor 2
Claims (5)
該現像剤担持体に対向して該現像剤担持体の軸線方向に現像剤を搬送するとともに、該現像剤担持体に現像剤を供給する第1現像剤搬送部材が配置される第1現像剤搬送路と、
該第一現像剤搬送路と該現像剤担持体の軸線方向に両端部で連通するとともに、該第一現像剤搬送部材とは逆方向に現像剤を搬送する第二現像剤搬送部材が配置される第二現像剤搬送路とを備え、
該第一現像剤搬送路から該現像剤担持体に供給された現像剤が現像領域を通過し該第一現像剤搬送路内に回収される現像装置において、
上記第一現像剤搬送路内から現像剤が上記現像剤担持体に供給される供給位置に対向する空間と、現像領域を通過した現像剤が該現像剤担持体から離間する離間位置に対向する空間とを仕切る仕切板を備え、該離間位置に対向する空間内の現像剤面高さに応じて、該離間位置に対向する空間内の現像剤が該第二現像剤搬送路に移動可能な移動経路が形成されることを特徴とする現像装置。 A developer carrier that carries a two-component developer composed of a toner and a carrier and conveys the developer to a development region that is opposite to the latent image carrier;
A first developer in which a first developer conveying member is arranged to convey the developer in the axial direction of the developer carrying body and to supply the developer to the developer carrying body facing the developer carrying body A transport path;
A second developer conveying member that communicates at both ends in the axial direction of the first developer conveying path with the developer carrying member and conveys the developer in a direction opposite to the first developer conveying member is disposed. A second developer transport path,
In the developing device in which the developer supplied to the developer carrying member from the first developer transport path passes through the development region and is collected in the first developer transport path.
The space facing the supply position where the developer is supplied to the developer carrier from the first developer conveyance path, and the separation position where the developer that has passed through the development region is separated from the developer carrier. A partition plate for partitioning the space is provided, and the developer in the space facing the separation position can move to the second developer conveyance path according to the height of the developer surface in the space facing the separation position. A developing device in which a movement path is formed.
上記第一現像剤搬送部材は、上記第一現像剤搬送路内の現像剤が上記現像剤担持体側に偏る方向に回転し、
上記第二現像剤搬送部材は、上記第二現像剤搬送路内の現像剤が該現像剤担持体から離れた側に偏る方向に回転することを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1.
The first developer transport member rotates in a direction in which the developer in the first developer transport path is biased toward the developer carrier,
The developing device, wherein the second developer transport member rotates in a direction in which the developer in the second developer transport path is biased to a side away from the developer carrier.
上記第一現像剤搬送路内の現像剤面高さは、上記第二現像剤搬送路内の現像剤面高さよりも高いことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1 or 2,
The developing device, wherein a developer surface height in the first developer transport path is higher than a developer surface height in the second developer transport path.
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ける少なくとも該潜像担持体と該現像手段とをひとつのユニットとして共通の保持体に保持させて画像形成装置本体に着脱可能にしたプロセスカートリッジにおいて、
請求項1、2又は3の現像装置を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。 A latent image carrier for carrying a latent image;
In an image forming apparatus comprising a developing unit that develops a latent image on the latent image carrier, at least the latent image carrier and the developing unit are held as a single unit on a common holder and are held in the main body of the image forming apparatus. In the removable process cartridge,
A process cartridge using the developing device according to claim 1, 2 or 3.
上記現像手段として、請求項1、2又は3の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。 At least an image carrier, a charging unit for charging the surface of the image carrier, a latent image forming unit for forming an electrostatic latent image on the image carrier, and a latent image on the image carrier. In an image forming apparatus having a developing means for developing and forming a toner image,
An image forming apparatus using the developing device according to claim 1, 2 or 3 as the developing means.
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