JP2018072385A - Image formation apparatus and process cartridge - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。 The present invention relates to an image forming apparatus and a process cartridge.
2成分現像方式の現像装置は、トナーとキャリアを含む2成分現像剤を用いて像担持体上に形成された静電潜像を現像して可視化する装置である。この現像装置では、現像領域において現像処理を終了してトナーが消費された現像剤は回収され、補給されるトナーと混合、攪拌され、再び現像に供される。このような構成の現像装置で用いられる現像剤は、安定したトナー画像を得るために、一定のトナー濃度と帯電量を維持する必要がある。 A two-component developing system developing device is a device that develops and visualizes an electrostatic latent image formed on an image carrier using a two-component developer containing toner and a carrier. In this developing device, the developer in which the developing process is completed in the developing region and the toner is consumed is collected, mixed with the replenished toner, stirred, and again used for development. In order to obtain a stable toner image, the developer used in the developing device having such a configuration needs to maintain a constant toner concentration and charge amount.
トナー濃度は現像で消費したトナーと補給トナー量により調整され、帯電量はキャリアとトナーとの混合・攪拌時の摩擦帯電により付与される。キャリアに静電吸着したトナーは、現像領域において、現像剤担持体と像担持体との間に形成された電界の影響を受け、像担持体上の静電潜像(画像部)に付着する。このときの現像領域の電界から受ける力がトナーを静電吸着しているキャリアの静電気力を上回ることで、トナーがキャリアから離れて像担持体側に飛翔する。 The toner density is adjusted by the amount of toner consumed in development and the amount of replenished toner, and the charge amount is given by frictional charging during mixing and stirring of the carrier and toner. The toner electrostatically attracted to the carrier adheres to an electrostatic latent image (image portion) on the image carrier under the influence of an electric field formed between the developer carrier and the image carrier in the development region. . The force received from the electric field in the developing area at this time exceeds the electrostatic force of the carrier that electrostatically attracts the toner, so that the toner leaves the carrier and flies to the image carrier side.
追加補給トナーを帯電させるために、現像剤攪拌部と、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部とを現像装置内に有し、ほぼ水平方向に配置した2本の搬送部材によって現像剤攪拌部及び現像剤供給部の間で現像剤を循環させる水平2軸循環型の現像装置が一般的である。 In order to charge the additional replenishment toner, the developer agitating unit and the developer supplying unit for supplying the developer to the developer carrying member are provided in the developing device, and are provided by two conveying members arranged substantially in the horizontal direction. A horizontal biaxial circulation type developing device that circulates the developer between the developer stirring unit and the developer supply unit is generally used.
厚紙や特殊紙への印刷という要求に対応するために、画像形成装置は複数の画像形成速度を持っている場合が多い。画像形成速度切り替え直後には現像剤のバランスがくずれてしまう問題が発生する。特に標準速度から低速に切り替えた際に定常状態に落ち着くまでに、現像剤供給部の現像剤が不足し画像不良が発生してしまう。これらの問題を解決するために、画像形成速度切り替え後に現像剤バランスを整える空攪拌時間を加える制御を行う技術に関する特許文献1や、搬送部材の速度切り替えを緩やかに行う制御に関する特許文献2が既に知られている。
In order to meet the demand for printing on thick paper and special paper, image forming apparatuses often have a plurality of image forming speeds. Immediately after the image forming speed is switched, there is a problem that the balance of the developer is lost. In particular, when the standard speed is switched to a low speed, the developer in the developer supply section is insufficient and an image defect occurs until the steady state is reached. In order to solve these problems, Patent Literature 1 relating to a technique for performing control for adding an empty stirring time for adjusting the developer balance after switching of the image forming speed and
また、近年、画像形成装置本体の小型化の要求がますます強くなっている。フルカラーの画像形成装置では、現像装置を複数配置するため現像装置自体の小型化の必要性が強く、小型化の手法の一つとして、現像剤攪拌部と現像剤供給部をほぼ鉛直方向に配置する構成(以下、鉛直循環型の現像装置ともいう)が採られている。前記の現像剤攪拌部と現像剤供給部をほぼ鉛直方向に配置することで現像装置の幅を小さくすることができ、例えばブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色ユニット・プロセスカートリッジ間の間隔を小さく配置することができる利点がある。 In recent years, there has been an increasing demand for downsizing of the image forming apparatus main body. In a full-color image forming apparatus, there is a strong need for downsizing of the developing device because a plurality of developing devices are arranged. As one of the downsizing methods, the developer agitating unit and the developer supplying unit are arranged almost vertically. (Hereinafter also referred to as a vertical circulation type developing device). The width of the developing device can be reduced by arranging the developer agitating unit and the developer supplying unit in a substantially vertical direction. For example, the intervals between the black, cyan, magenta, and yellow color units and process cartridges can be reduced. There is an advantage that can be arranged.
しかしながら、ほぼ鉛直方向に現像剤攪拌部と現像剤供給部を配置すると、現像剤攪拌部と現像剤供給部で現像剤を移動させるためには、現像剤を反重力方向に持上げる必要がある。この持上げ部(持上げ領域)では現像剤が滞留しやすく、下方に配置される現像剤攪拌部側に現像剤が多くなり、上方に配置される現像剤供給部側の現像剤が不足し、画像カスレなどの不良画像の発生の原因となってしまう。 However, when the developer agitating unit and the developer supplying unit are arranged in a substantially vertical direction, it is necessary to lift the developer in the antigravity direction in order to move the developer between the developer agitating unit and the developer supplying unit. . In this lifting portion (lifting region), the developer tends to stay, the developer is increased on the developer stirring portion side arranged below, the developer on the developer supply portion side arranged above is insufficient, and the image This may cause defective images such as blurring.
そこで、現像剤供給部の搬送部材より現像剤攪拌部の搬送部材の搬送力を大きくすることで円滑に現像剤を持上げる手法が採られることがある。しかし、厚紙モードや高画質モード(第2モード)といった通常モード(第1モード)時より低速の画像形成速度にした場合、現像剤供給部と現像剤攪拌部の各搬送部材の搬送量減少比率が異なるため、現像剤のバランスが崩れてしまい、現像剤供給部側の現像剤が不足し画像異常が発生してしまう問題があった。 In view of this, there is a case in which a developer is smoothly lifted by increasing the conveying force of the conveying member of the developer agitating unit than the conveying member of the developer supplying unit. However, when the image forming speed is lower than that in the normal mode (first mode) such as the thick paper mode or the high image quality mode (second mode), the conveyance amount reduction ratio of the conveyance members of the developer supply unit and the developer agitation unit Therefore, there is a problem that the balance of the developer is lost, the developer on the developer supply unit side is insufficient, and an image abnormality occurs.
このような画像形成速度変更時の問題を解消するためには、搬送部材を別駆動にして低速駆動時に回転数を落とさないようにした技術が知られている(例えば、特許文献3参照)。
しかしながら、この技術では搬送部材用の駆動源が必要となり、コストが高くなってしまう。
In order to solve such a problem at the time of changing the image forming speed, a technique is known in which the conveying member is driven separately so that the rotational speed is not lowered during low speed driving (for example, see Patent Document 3).
However, this technique requires a drive source for the conveying member, which increases the cost.
また、感光ドラムの周速度を遅くした作像モード時に増加する白地部へのかぶりを低減する目的で、水平2軸循環型の現像装置において、低速駆動時に現像ローラと感光体の周速度比を上げる技術が知られている(例えば、特許文献4参照)。この技術を用いることでも結果的に低速駆動時の搬送部材の回転数の低下量を抑え、現像剤嵩の変動を抑制できるようにみえる。
しかしながら、この技術では鉛直循環型の現像装置における、画像形成速度切り替え時における搬送部材の搬送能力の変化については全く考慮されておらず、鉛直循環型の現像装置における低速駆動時の現像剤嵩変動の問題を解消できていない。
Further, in order to reduce the fog on the white background that increases during the image forming mode in which the peripheral speed of the photosensitive drum is reduced, in the horizontal biaxial circulation type developing device, the peripheral speed ratio between the developing roller and the photosensitive member is set at low speed driving. The technique to raise is known (for example, refer patent document 4). Even if this technique is used, it appears that the amount of decrease in the rotational speed of the conveying member during low-speed driving can be suppressed as a result, and fluctuations in the developer bulk can be suppressed.
However, this technology does not take into account any change in the conveying capacity of the conveying member when the image forming speed is switched in the vertical circulation type developing device, and the developer bulk fluctuation at the time of low speed driving in the vertical circulation type developing device. The problem is not solved.
本発明は、上述した事情に鑑みて、現像剤供給部と現像剤攪拌部がほぼ鉛直方向に配置された現像装置を備えた画像形成装置において、新たな部材を追加せずに、画像形成速度切り替え時の現像剤嵩変動を小さくし、画像形成速度変更時でも現像剤供給部での現像剤不足による画像異常の発生を防ぐことを目的とする。 In view of the above-described circumstances, the present invention provides an image forming speed without adding a new member in an image forming apparatus including a developing device in which a developer supply unit and a developer stirring unit are arranged in a substantially vertical direction. An object of the present invention is to reduce the change in the developer bulk at the time of switching, and to prevent the occurrence of image abnormality due to the lack of developer at the developer supply unit even when the image forming speed is changed.
上記目的を達成するために、本発明は、表面に潜像を担持する像担持体と、前記像担持体の表面に対向して配置され、前記像担持体に形成された潜像に担持している現像剤中のトナーを供給して現像する現像剤担持体、該現像剤担持体の下方に配置され、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部、及び該現像剤供給部の下方に配置され、現像剤を攪拌して前記現像剤供給部との間で現像剤を循環させる現像剤攪拌部を有する現像装置と、を備えた画像形成装置であって、前記像担持体の周速度が、第1の周速度で画像形成を行う第1モードと、該第1モードの周速度よりも遅い第2の周速度で画像形成を行う第2モードと、をそれぞれ実行可能であり、前記第2モードでは、前記第1モードよりも、前記像担持体の周速度に対する前記現像剤担持体の周速度の比率を大きくする画像形成装置である。 In order to achieve the above object, the present invention provides an image carrier that carries a latent image on its surface, and a latent image that is disposed opposite to the surface of the image carrier and is formed on the image carrier. A developer carrying member for supplying and developing the toner in the developer, a developer supply unit disposed below the developer carrying member for supplying the developer to the developer carrying member, and the developer supply An image forming apparatus comprising: a developer agitation unit disposed below the unit and having a developer agitation unit for agitating the developer and circulating the developer between the developer supply unit and the image carrier It is possible to execute a first mode in which image formation is performed at a peripheral speed of the body at a first peripheral speed and a second mode in which image formation is performed at a second peripheral speed that is slower than the peripheral speed in the first mode. In the second mode, the circumferential speed of the image carrier is higher than that in the first mode. Serial is an image forming apparatus to increase the ratio of the peripheral speed of the developer carrying member.
本発明によれば、現像剤攪拌部と現像剤供給部がほぼ鉛直方向に配置された現像装置を備えた画像形成装置において、新たな部材を追加せずに、画像形成速度切り替え時の現像剤嵩変動を小さくし、画像形成速度変更時でも現像剤供給部での現像剤不足による画像異常の発生を防ぐことができる。 According to the present invention, in the image forming apparatus including the developing device in which the developer stirring unit and the developer supplying unit are arranged substantially in the vertical direction, the developer at the time of switching the image forming speed without adding a new member. It is possible to reduce the bulk fluctuation and prevent the occurrence of image abnormality due to the shortage of developer in the developer supply unit even when the image forming speed is changed.
以下、図を参照して実施例を含む本発明の実施の形態を詳細に説明する。各実施形態等に亘り、同一の機能及び形状等を有する構成要素(部材や構成部品)等については、混同の虞がない限り一度説明した後では同一符号を付すことによりその説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention including examples will be described in detail with reference to the drawings. In each embodiment, components (members and components) having the same function, shape, and the like will be omitted by giving the same reference numerals after being described once unless there is a possibility of confusion.
図1を用いて、本発明を適用する画像形成装置の一例としての複写機1000について説明する。図1は本発明を適用する画像形成装置の一例としての複写機1000の概略的な構成図である。
図1において、Xは画像形成装置本体の幅方向を、Yは幅方向Xに直交する後述する感光体2の長手方向(軸方向)を、Zは幅方向X及び長手方向Yに直交する上下方向(鉛直方向)を、それぞれ示している。また、図1の紙面手前側は画像形成装置の本体の前側を、図1の紙面奥側は画像形成装置の本体の後側を、それぞれ示している。
A
In FIG. 1, X is the width direction of the main body of the image forming apparatus, Y is the longitudinal direction (axial direction) of the
図1に示すように、複写機1000は、複写装置本体の主として画像形成部であるプリンタ部600、これを載せる給紙テーブルである給紙部700、プリンタ部600上に取り付けられたスキャナであるスキャナ部800から構成される。
As shown in FIG. 1, a
プリンタ部600は、4つのプロセスユニットとしてのプロセスカートリッジ1(Y,M,C,K)を備えている。プリンタ部600には、プロセスカートリッジ1(Y,M,C,K)の他に、露光手段としての露光装置6、複数の張架ローラに張架されて図1中の矢印D方向に移動する中間転写体としての中間転写ベルト7、定着手段としての定着装置12等を備えている。
4つのプロセスカートリッジ1(Y,M,C,K)、露光装置6、中間転写ベルト7、後述する2次転写装置等は、電子写真方式で作像する作像装置15を構成している。
The
The four process cartridges 1 (Y, M, C, K), the exposure device 6, the intermediate transfer belt 7, the secondary transfer device described later, and the like constitute an image forming device 15 that forms an image by an electrophotographic method.
4つのプロセスカートリッジ1の、符号の後に付されたY,M,C,Kという添字は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック(黒)用の各色の画像を形成するための仕様であることを示している。4つのプロセスカートリッジ1(Y,M,C,K)は、それぞれ使用するトナーの色が異なる他はほぼ同様の構成になっているので、以下、Y,M,C,Kという添字を省略して説明する。また、図1の簡明化のため、プロセスカートリッジ1Yのみに構成部材の符号を付している。 The suffixes Y, M, C, and K attached to the four process cartridges 1 indicate the specifications for forming images of each color for yellow, magenta, cyan, and black (black). ing. The four process cartridges 1 (Y, M, C, and K) have substantially the same configuration except that the colors of the toners to be used are different. Therefore, the subscripts Y, M, C, and K are omitted below. I will explain. For simplification of FIG. 1, only the process cartridge 1 </ b> Y is given a reference numeral of a constituent member.
露光装置6は、スキャナ部800で読み取られた原稿の画像や、送受信可能に接続された外部のコンピュータ等から送られてくる画像データに基づいて後述の感光体の表面にレーザ光を照射して静電潜像を書き込むことにより静電潜像を形成する。露光装置6は、従来のLD書込み方式を用いており、感光体の長手(主走査)方向に光線を走査させるための走査光学系とポリゴンミラー等を駆動する駆動部を有する。
The exposure device 6 irradiates the surface of the photoconductor described later with a laser beam based on the image of the document read by the
プロセスカートリッジ1は、像担持体ないし潜像担持体であるドラム状の感光体2と、帯電手段である帯電部材3、現像手段である現像装置4及びクリーニング手段である感光体クリーニング装置5とを一体的に支持してユニット状とした構成となっている。各プロセスカートリッジ1は、それぞれに設けられているストッパー部材を解除することにより、画像形成装置の本体としての複写機本体500に対して着脱可能となっている。4つのプロセスカートリッジ1は、中間転写ベルト7の表面移動方向に並列に配設され、後述するように、それぞれの感光体2上に形成されたトナー像を中間転写ベルト7に順に重ね合わせるように転写し、中間転写ベルト7上に可視像を形成するようなっている。
The process cartridge 1 includes a drum-shaped
帯電部材3は、感光体2の表面を一様に帯電させるものであり、本例ではローラ状の帯電ローラを用いて感光体2の表面に圧接されており、感光体2の回転により従動回転する。
尚、帯電手段としては、感光体2の表面に接触するローラ状の帯電部材3に限るものではなく、コロナ帯電などの非接触帯電方式を用いてもよい。
The charging
The charging means is not limited to the roller-shaped charging
現像装置4は、感光体2上に形成された静電潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体としての現像ローラ、現像ローラに現像剤を供給する現像剤供給部材、現像剤攪拌部材などを備えている。各色の現像装置4内には、トナーとキャリアとを含む2成分現像剤が収容されている。
感光体クリーニング装置5は、中間転写ベルト7と対向する位置を通過した感光体2の表面上に残留する転写残トナーのクリーニングを行う。
The developing device 4 includes a developing roller as a developer carrying member that supplies toner to the electrostatic latent image formed on the
The
プロセスカートリッジ1の動作について説明する。作像時には、各色に対応した感光体2(以下、各感光体2ともいう)が図中の矢印で示す時計回り方向に回転する際に、高圧電源により所定のバイアスが印加されている帯電部材3によって感光体2の表面が一様に帯電される。帯電処理が施された各感光体2の表面には、露光装置6によって画像データの各色に応じた変調及び偏向されたレーザ光Lが照射されることにより、各感光体2の表面には静電潜像が形成される。
こうして、4つのプロセスカートリッジ1では、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色ごとのトナー像が感光体2上に形成される。
The operation of the process cartridge 1 will be described. At the time of image formation, a charging member to which a predetermined bias is applied by a high-voltage power source when the
Thus, in the four process cartridges 1, toner images for respective colors of yellow, magenta, cyan, and black are formed on the
図1に示すように、各感光体2に対して中間転写ベルト7を挟んで対向する位置には1次転写手段としての1次転写ローラ8が配置されている。1次転写ローラ8には高圧電源により1次転写バイアスが印加され、感光体2との間で1次転写電界を形成する。感光体2と1次転写ローラ8との間で1次転写電界が形成されることにより、感光体2の表面上に形成されたトナー像が中間転写ベルト7の表面に転写される。中間転写ベルト7を張架する複数の張架ローラのうちの1つが駆動モータによって回転駆動されることによって中間転写ベルト7が図中の矢印D方向に表面移動する。
As shown in FIG. 1, a
表面移動する中間転写ベルト7の表面上に各色のトナー像が順次重ねて転写されることによって、中間転写ベルト7の表面上にフルカラー画像が形成される。
一方、中間転写ベルト7と対向する位置を通過した各感光体2の表面上に残留する転写残トナーは、感光体クリーニング装置5によってクリーニング・除去される。
A full color image is formed on the surface of the intermediate transfer belt 7 by sequentially transferring the toner images of the respective colors on the surface of the intermediate transfer belt 7 moving on the surface.
On the other hand, the transfer residual toner remaining on the surface of each
4つのプロセスカートリッジ1が中間転写ベルト7と対向する位置に対して、中間転写ベルト7の表面移動方向下流側には、張架ローラの1つである2次転写対向ローラ9aに対して中間転写ベルト7を挟んで対向する位置に2次転写ローラ9が配置されている。これにより、2次転写対向ローラ9aと2次転写ローラ9との間で2次転写ニップを形成する。2次転写装置を構成する2次転写ローラ9と2次転写対向ローラ9aとの間に所定の電圧を印加して2次転写電界を形成する。
With respect to the position where the four process cartridges 1 are opposed to the intermediate transfer belt 7, the intermediate transfer belt 7 is intermediately transferred to the secondary
給紙部700から給紙され、図1中の矢印S方向に搬送される転写材である転写紙Pが2次転写ニップを通過する際に、中間転写ベルト7の表面上に形成されたフルカラー画像が、転写紙Pに転写される。この際、中間転写ベルト7上のフルカラー画像は2次転写ローラ9と2次転写対向ローラ9aとの間に形成された2次転写電界によって転写紙Pに転写される。尚、シート状の記録媒体・転写材である転写紙Pに限らず、OHPフィルムシートなども用いて画像形成可能なことは無論である。
The full color formed on the surface of the intermediate transfer belt 7 when the transfer paper P, which is a transfer material fed from the
2次転写ニップに対して転写紙Pの搬送方向下流側に、定着装置12が配置されている。2次転写ニップを通過した転写紙Pは定着装置12に到達し、定着装置12における加熱及び加圧によって転写紙P上に転写されたフルカラー画像が定着され、画像が定着された転写紙Pは複写機1000の装置外に出力・排紙される。
一方、2次転写ニップで転写紙Pに転写されず中間転写ベルト7の表面上に残留したトナーは、転写ベルトクリーニング装置11によって回収される。
A fixing
On the other hand, the toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 7 without being transferred to the transfer paper P at the secondary transfer nip is collected by the transfer belt cleaning device 11.
図1に示すように、中間転写ベルト7の上方には、各色トナーを収容するトナーボトル900(Y,M,C,K)が複写機本体500に対して着脱可能に配置されている。各色トナーボトル900に収容されたトナーは、各色に対応するトナー補給装置によって、各色の現像装置4に供給される。
As shown in FIG. 1, a toner bottle 900 (Y, M, C, K) that stores toner of each color is detachably disposed above the intermediate transfer belt 7 with respect to the copying machine
(実施形態1)
図2を用いて、本発明の実施形態1に係るプロセスカートリッジを備えた画像形成装置を説明する。図2は本発明の実施形態1に係るプロセスカートリッジを備えた画像形成装置の要部の構成を示す正断面図である。
実施形態1の画像形成装置は、図1の画像形成装置と比較して、図1のプロセスカートリッジ1(1Y,1M,1C,1K)に代えて、図2に示すプロセスカートリッジ50(50Y,50M,50C,50K)を用いる点、露光装置6に代えて、露光装置300を用いる点が主に相違する。
(Embodiment 1)
An image forming apparatus provided with a process cartridge according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a front sectional view showing a configuration of a main part of the image forming apparatus including the process cartridge according to the first embodiment of the present invention.
The image forming apparatus of the first embodiment is different from the image forming apparatus of FIG. 1 in place of the process cartridge 1 (1Y, 1M, 1C, 1K) of FIG. 1 and the process cartridge 50 (50Y, 50M) shown in FIG. , 50C, 50K) and the use of the
実施形態1のプロセスカートリッジ50は、図2に示すように、像担持体としての感光体201と、現像手段としての現像装置100と、帯電手段としての帯電装置202と、クリーニング手段としての感光体クリーニング装置203とから構成されている。感光体201、現像装置100、帯電装置202、感光体クリーニング装置203は、二点鎖線で示す筐体状のカートリッジ本体51に一体的に支持されている。これら装置・部材と共にカートリッジ本体51は、例えば実施形態1が適用される図1の複写機1000の複写機本体500に対して着脱可能に構成されている。即ち、図1の複写機1000から露光装置6が除去され、プロセスカートリッジ50が装着される複写機本体500の位置に対応して配置された各色の露光装置300を固定して具備する画像形成装置(複写機)に対して、実施形態1のプロセスカートリッジ50が着脱可能に備えることで適用される。
As shown in FIG. 2, the
実施形態1のプロセスカートリッジ50は、図1に示したタンデム型中間転写方式の画像形成装置である複写機1000の作像装置15を構成している4つのプロセスカートリッジ1(Y,M,C,K)と同様に、中間転写ベルト7の下方近傍に4つ配置される。以下、図3に示すように、4つ配置されるプロセスカートリッジ50Y,50M,50C,50Kを代表してプロセスカートリッジ50で説明することとする。
4つのプロセスカートリッジ50(Y,M,C,K)のうちの1つに対応する露光装置300は、図2に示すように、複写機本体500側に取り付け固定されている。
The
As shown in FIG. 2, the
実施形態1では、図2に示すように、現像装置100の幅方向Xの幅を小さくし画像形成装置を小型化するために、現像ケース108に設けられている現像剤供給部103と現像剤攪拌部105とをほぼ鉛直方向(ほぼ上下方向Z)に配置する構成が採用されている。
さらに、LEDアレイを発光素子として用いた露光装置300を採用することで、露光装置(書込み装置)及び画像形成装置の小型化を図っている。
In the first embodiment, as shown in FIG. 2, in order to reduce the width in the width direction X of the developing
Further, the
帯電装置202は、感光体クリーニング装置203と露光装置300との間に配置されており、帯電ローラ202aと、クリーニングローラ202bとを有する。帯電ローラ202aは、感光体201の表面に圧接ないし対向・近接し、回転しながら感光体201の表面を一様に帯電させる。クリーニングローラ202bは、帯電ローラ202aに圧接し従動回転しながら帯電ローラ202aの表面を清掃する。
The charging
感光体クリーニング装置203は、クリーニングブレード203aと、シール部材203bと、除去トナー搬送部材203cと、これらの部材を取り付け支持するクリーニング支持部材203dとを有する。クリーニングブレード203aは、感光体201の回転方向に対してカウンタ当接し、感光体201の上の残留トナーを除去し回収する。シール部材203bは、感光体201の表面に当接し、除去した残留トナーの飛散を防止する。除去トナー搬送部材203cは、除去した残留トナーを搬送する。
The
露光装置300は、図2に示す感光体201の下方に配置されている。露光装置300は、発光素子として、感光体201に光を照射して潜像を書き込むLEDアレイが用いられている。露光装置300の上記LEDアレイ部分は、感光体201の長手方向Yの画像領域全域に沿って、感光体201の表面に近接して配置されている。
露光装置300には、レンズ部、LEDアレイを取り付けているLED基板、LEDアレイを駆動制御する制御基板などが配設されている。
尚、露光装置300は、これに限らず、露光装置の小型化を図れる有機EL(エレクトロルミネッセンス)等を用いてもよい。
The
The
The
現像装置100は、構成部材を後述するように特有の配置関係で設けているほぼ鉛直(垂直)型の鉛直2軸循環方式の現像装置であり、上下方向Zに縦長で、感光体201の長手方向Yの画像領域全域に沿って配置されている。現像装置100は、トナーとキャリアとを含む2成分現像方式を採用している。現像装置100は、露光装置300に隣る感光体201の回転方向の下流側に露光装置300に近接・対向して配置されている。
The developing
現像装置100は、現像ローラ101、現像剤規制部材102、第1搬送スクリュ104を有する現像剤供給部103、第2搬送スクリュ106を有する現像剤攪拌部105、圧抜きフィルタ107、現像ケース108等を具備している。
現像ローラ101は、感光体201の表面に対向して配置され、感光体201に形成された静電潜像に、担持している2成分現像剤中のトナーを供給して現像する現像剤担持体として機能する。
The developing
The developing
現像装置100は、現像ケース108内に設けられた現像ローラ101の下方に配置され、現像ローラ101に現像剤を供給する現像剤供給部103と、現像剤供給部103の下方に配置され、現像剤を攪拌して現像剤供給部103との間で現像剤(追加補給トナー)を循環させる現像剤攪拌部105とに分かれている。現像剤供給部103と現像剤攪拌部105とは、現像装置100の長手方向Yの両端部で連通している。
現像ローラ101は、感光体201の長手方向Yの画像領域全域に沿って、感光体201の表面に近接して配置されている。現像ローラ101の実施例として、直径がφ16mmのものを用いている。
The developing
The developing
現像剤規制部材102は、現像ローラ101が担持する現像剤量(現像剤層厚)を規制するものである。現像剤規制部材102の実施例として、磁性体の金属丸棒で外径がφ5mmのものを用いている。
The
現像剤供給部103には、現像ローラ101の長手方向Yに沿って現像ローラ101の下方近傍に配置され、現像ローラ101に現像剤を供給する現像剤供給部材としての第1搬送スクリュ104が配設されている。尚、第1搬送スクリュ104は、現像剤を回収する機能もある。
In the
現像剤攪拌部105には、第1搬送スクリュ104の長手方向Yに沿って第1搬送スクリュ104の下方近傍に配置され、現像剤を攪拌して第1搬送スクリュ104との間で現像剤を循環させる現像剤攪拌部材としての第2搬送スクリュ106が配設されている。
尚、第1搬送スクリュ104及び第2搬送スクリュ106は、現像剤搬送部材ないしは回転搬送部材としても機能する。
The
The
圧抜きフィルタ107は、現像装置100内の内圧が上昇するのを防止するために、上昇した圧のみを逃がすものであり、現像剤の漏れを防止する機能も有する。
The depressurizing
現像ケース108は、上述した現像ローラ101、第1搬送スクリュ104、第2搬送スクリュ106を回転可能に支持するとともに、現像剤規制部材102、圧抜きフィルタ107を取り付け支持している。また、現像ケース108は、現像剤供給部103、現像剤攪拌部105等に存在する現像剤を収容している。
現像ケース108は、露光装置300に近接・対向する感光体201の回転方向の下流側に、感光体201の長手方向Yに渡り配置されている。
The developing
The developing
次に、現像装置100の動作を説明する。現像剤供給部103において、図2中矢印方向に回転する第1搬送スクリュ104によって現像ローラ101近傍まで搬送された現像剤は、磁力によって現像ローラ101に吸着され、現像剤規制部材102によって所望の搬送量に規制される。その後、所望の搬送量に規制された現像剤は、図2中矢印方向に回転する現像ローラ101によって現像領域まで搬送される。その後、そのまま現像ローラ101によって現像ケース108内に戻され、反発磁力よって現像ローラ101より分離され再び現像剤供給部103に戻される。
Next, the operation of the developing
現像ケース108内に戻される現像剤は、感光体201との現像領域に形成される現像ローラ101による磁気ブラシによって、現像ローラ101の回転方向下流側の現像ケース108との間に、現像領域からの現像剤が搬送される。このとき、現像ケース108内に戻される現像剤は上記磁気ブラシによって、現像装置100内に吸い込む気流を発生させる。この気流によって現像に使用されなかったトナーの飛散を防ぐことができる。また、内圧が上昇した現像装置100内の圧は圧抜きフィルタ107によって圧抜きされる。
The developer returned into the developing
図2を参照して、実施形態1のプロセスカートリッジが装着される画像形成装置における画像形成モードについて説明する。
実施形態1のプロセスカートリッジ50が装着される画像形成装置は、使用する転写材・記録媒体である転写紙Pの種類によって、普通紙等に画像形成を行う標準モード(第1モード)と、200g/m2以上の厚紙や特殊紙に画像形成を行う低速モード(第2モード)との少なくとも2つのモードを有し、この2つのモードがそれぞれ実行可能に構成されている。
With reference to FIG. 2, an image forming mode in the image forming apparatus to which the process cartridge of Embodiment 1 is mounted will be described.
The image forming apparatus to which the
プロセスカートリッジ50が装着される画像形成装置では、図2に示すように、制御部250からの制御指令信号に基づいて、感光体201を駆動する像担持体用駆動源である感光体駆動用モータ210と、現像装置100の現像ローラ101等を駆動する現像装置用駆動源である現像駆動用モータ220とをそれぞれ独立して回転駆動を制御できるようになっている。
制御部250は、例えば、制御手段として機能するCPU、ROM、RAM、タイマ等を具備したマイクロコンピュータで構成されている。ROMには、下表1に示されている周速度(以下単に周速ともいう)にするための関係データが予め記憶されている。
画像形成装置に配設された操作パネル230のキー等を押して選択すべき転写紙が積載している給紙カセットを選ぶことなどにより、標準モードに関する標準モード信号又は低速モードに関する低速モード信号が生成されて、制御部250に送信される。
In the image forming apparatus to which the
The
A standard mode signal related to the standard mode or a low speed mode signal related to the low speed mode is generated by pressing a key on the
表1には、実施形態1における標準モード、低速モードごとの、感光体201、現像ローラ101の周速(周速度)、搬送部材の回転数である第1搬送スクリュ104及び第2搬送スクリュ106の回転数、現像ローラ周速と感光体周速との周速比(周速度比)が示されている。
表1に示すように、標準モードでは、感光体周速を320mm/sec、現像ローラ周速を531mm/secとなるように、感光体駆動用モータ210、現像駆動用モータ220を制御している。そして、現像ローラ周速と感光体周速との周速比(周速度比)を531/320=1.66に設定している。尚、表1では現像ローラ周速と感光体周速との周速比を、現像ローラ/感光体と簡略的に記載している。
Table 1 shows the
As shown in Table 1, in the standard mode, the photosensitive
一方、低速モードでは、感光体周速を97mm/sec、現像ローラ周速を198mm/secとなるように、感光体駆動用モータ210、現像駆動用モータ220を制御している。そして、現像ローラ周速と感光体周速との周速比(周速度比)を198/97=2.04に設定している。表1のように、標準モード及び低速モードに応じて現像ローラ周速と感光体周速との周速比を設定した理由は、まとめて後述する。
また、標準モードで駆動時は第1搬送スクリュ104及び第2搬送スクリュ106の回転数は共に610rpmであり、低速モードで駆動時は、両スクリュの回転数は共に228rpmである。
On the other hand, in the low speed mode, the photosensitive
Further, when driven in the standard mode, both the rotation speeds of the
図3、図4を用いて現像装置100の詳細構成及び動作の補足、並びに駆動伝達構成を説明する。図3は図2のプロセスカートリッジを構成する現像装置を上下方向で切断したときの長手方向の断面図である。図4は図3の現像装置における持ち上げ領域112をE矢視方向から見たときの要部の断面図である。
現像装置100の基本構成は、図3に示すように、現像ケース108に設けられた仕切り壁によって隔てられた現像剤供給部103と現像剤攪拌部105とに分かれており、現像ケース108の両端部に開口連通した連通部111,112を設けている。連通部111,112の開口径は、長手方向Yが25mm、幅方向X(図3中の紙面方向)が10mmの長方形としている。そして搬送部材ないしは回転搬送部材でもある第1搬送スクリュ104、第2搬送スクリュ106によって、図3中に太い実線で示す矢印方向GFに現像剤を搬送することで、現像剤供給部103と現像剤攪拌部105との間で現像剤を循環させている。
連通部111は、現像剤攪拌部105から現像剤供給部103への現像剤の受け渡し部である持上げ領域112となっている。
A detailed configuration and supplementary operation of the developing
As shown in FIG. 3, the basic configuration of the developing
The
現像ローラ101上で現像に使用された現像剤は、現像ローラ101上に形成された反発磁力によって現像剤供給部103に再び戻され、連通部110を通して現像剤攪拌部105まで搬送される。現像剤攪拌部105に戻された現像剤は現像剤攪拌部105に設けられたトナー補給口から補給されるトナーと混合され、再度、現像剤供給部103に搬送させることで、常に所望のトナー濃度の現像剤を現像ローラ101に供給することができる。このように最適なトナー濃度の現像剤を現像ローラ101に供給するための制御を行うために、現像剤攪拌部105には、トナー濃度を検知するトナー濃度センサ109が配置されている。
The developer used for development on the developing
垂直2軸循環型とも呼ばれる鉛直2軸循環型の現像装置においては、現像剤攪拌部から現像剤供給部への現像剤の受け渡し部である持上げ領域では、重力に逆らう方向(反重力方向)に現像剤を持ち上げるように搬送しなくてはならない。従って、現像剤攪拌部の持上げ領域に現像剤が滞留しやすく、現像剤攪拌部側に現像剤が偏ってしまい、現像剤供給部側に十分な現像剤が供給できなくなる。そのため、現像剤供給部側の現像剤不足や現像剤の攪拌不足、現像剤の嵩が低くなることによって現像ローラに十分量の現像剤を供給できなくなり、現像ローラへの現像剤搬送量低下に伴い、カスレなどの画像不良が発生してしまう。 In a vertical biaxial circulation type developing device, also called a vertical biaxial circulation type, in a lifting area which is a developer delivery section from a developer stirring section to a developer supply section, in a direction against gravity (antigravity direction) It must be transported to lift the developer. Therefore, the developer tends to stay in the lifted area of the developer stirring unit, the developer is biased toward the developer stirring unit, and sufficient developer cannot be supplied to the developer supply unit. For this reason, a shortage of developer on the developer supply unit side, insufficient stirring of the developer, and a decrease in the volume of the developer make it impossible to supply a sufficient amount of developer to the developing roller, resulting in a decrease in the amount of developer transported to the developing roller. As a result, image defects such as blurring occur.
現像剤を円滑に持上げるために、現像剤攪拌部における搬送部材(第2搬送スクリュ)の搬送力を現像剤供給部の搬送部材(第1搬送スクリュ)よりも大きい構成にすることで、持上げ部で重力による抵抗があっても、現像剤が滞留することなく円滑に循環させて、現像ローラに対して十分量の現像剤を供給できる。
現像剤の持上げには搬送部材が具備する羽根の回転による現像剤の跳ね上げと、持上げ部に溜まった現像剤が搬送部材から搬送方向の圧力を受けることで上方に持上げている。しかし、低速モード(第2モード)になると搬送部材による現像剤の跳ね上げが少なくなってしまうため、円滑に現像剤を持上げるためには現像剤に、標準モード(第1モード)の周速よりさらに強い圧力を加えなくてはならず、低速モードでは現像剤バランスが変動し不安定になってしまう。
In order to lift the developer smoothly, the conveying force of the conveying member (second conveying screw) in the developer agitating unit is set higher than that of the conveying member (first conveying screw) in the developer supplying unit. Even if there is resistance due to gravity at the part, the developer can be smoothly circulated without staying and a sufficient amount of developer can be supplied to the developing roller.
To lift the developer, the developer is flipped up by the rotation of the blades of the conveying member, and the developer accumulated in the lifting portion is lifted upward by receiving pressure in the conveying direction from the conveying member. However, when the low-speed mode (second mode) is entered, the developer jumps less by the conveying member. Therefore, in order to lift the developer smoothly, the peripheral speed of the standard mode (first mode) is used for the developer. Even stronger pressure must be applied, and in the low speed mode, the developer balance fluctuates and becomes unstable.
換言すれば、上記した現像剤バランスが変動し不安定になるのは、現像装置における駆動回転開始直後において、現像剤攪拌部の第2搬送スクリュから現像剤供給部の第1搬送スクリュへの端部での現像剤持上げと、持ち上がった現像剤の現像剤供給部の第1搬送スクリュから現像ローラへの供給とで、タイムラグ(時間遅れ)があるためといえる。特に、画像形成速度の高速から低速への切り替え直後に顕著なタイムラグが発生する。 In other words, the developer balance described above fluctuates and becomes unstable immediately after the start of driving rotation in the developing device, from the second conveying screw of the developer stirring unit to the first conveying screw of the developer supplying unit. It can be said that there is a time lag (time delay) between the lifting of the developer at the portion and the supply of the lifted developer from the first conveying screw of the developer supply portion to the developing roller. In particular, a significant time lag occurs immediately after the image forming speed is switched from high speed to low speed.
そこで、本発明の実施形態1では、表1に示した制御に加え、回転搬送部材でもある現像剤供給部材としての第1搬送スクリュ104、及び回転搬送部材でもある現像剤攪拌部材としての第2搬送スクリュ106を以下の特徴を持つ構成にすることで、現像剤の受け渡しの効率を高め、現像剤供給部103側に現像剤を供給しやすくしている。
現像剤供給部103側の第1搬送スクリュ104は、図4に示すように、軸としてのスクリュ軸104aの周りに螺旋状に取り付けられた羽根としてのスクリュ羽根104bを有して回転することにより現像剤を搬送するよう構成されている。
第1搬送スクリュ104は、スクリュ羽根104bの外周直径であるスクリュ外径104cがφ13mmで、持上げ領域112におけるスクリュ軸104aの軸径がφ6mm、その他の部分であるスクリュ軸104aaはφ8mmとしている。スクリュ羽根104bの形状は、リード長45mmの3条巻きで、羽根ピッチは15mmとしている。
Therefore, in the first embodiment of the present invention, in addition to the control shown in Table 1, the
As shown in FIG. 4, the first conveying
The first conveying
現像剤攪拌部105側の第2搬送スクリュ106は、図4に示すように、軸としてのスクリュ軸106aの周りに螺旋状に取り付けられた羽根としてのスクリュ羽根106bを有して回転することにより現像剤を搬送するよう構成されている。
第2搬送スクリュ106は、スクリュ羽根106bの外周直径であるスクリュ外径106cがφ15mmで、スクリュ軸104aの軸径はφ6mmとしている。スクリュ羽根106bの形状は、リード長25mmの2条巻きで、羽根ピッチは12.5mmとしている。
第1搬送スクリュ104、第2搬送スクリュ106の長手方向Yの長さは、何れも290mmとしている。
As shown in FIG. 4, the second conveying
The second conveying
The lengths in the longitudinal direction Y of the
ここで、羽根(スクリュ羽根)の長さ=スクリュ外径−軸径と定義する。持上げ領域112における第1搬送スクリュ104の羽根(スクリュ羽根)の長さ=13−6(持上げ領域112)=7mmである。また、持上げ領域112以外の第1搬送スクリュ104の羽根(スクリュ羽根)の長さ=13−8=5mmである。
第2搬送スクリュ106の羽根(スクリュ羽根)の長さ=15−6=9mmである。
従って、第1搬送スクリュ104の羽根(スクリュ羽根)の長さ(5mm、7mm)は、第2搬送スクリュ106の羽根(スクリュ羽根)の長さ(9mm)よりも小さく設定されている。
Here, the length of the blade (screw blade) = screw outer diameter−shaft diameter is defined. Length of blades (screw blades) of the first conveying
The length of the blades (screw blades) of the second conveying
Accordingly, the length (5 mm, 7 mm) of the blade (screw blade) of the
図3に示すように、現像ローラ101は、現像ローラ101の軸の両端部が現像ユニットに設けられた軸受を介して回転可能に支持されていることにより回転可能になっている。現像ローラ101の軸の一端部(図3の左端部、図2のプロセスカートリッジ50を画像形成装置本体に装着セットする際の奥側に該当する)には、現像ローラギア117が固設されている。現像ローラギア117の近傍には、画像形成装置の本体より駆動力を受け取る入力ギア116が現像ケース108の図において左端部に入力ギア軸を介して回転可能に支持されている。第1搬送スクリュ104のスクリュ軸の一端部(図3の左端部)には、第1搬送スクリュギア118が固設されている。入力ギア116は、現像ローラギア117と噛み合うと共に第1搬送スクリュギア118と噛み合っている。
As shown in FIG. 3, the developing
画像形成装置の本体より駆動力を受け取る入力ギア116には、画像形成装置の本体側に配設された現像装置用駆動源としての現像駆動用モータ220(図2参照)の駆動力を伝達する駆動力伝達部材としての駆動ギアが選択的に噛み合うようになっている。
The
現像ケース108の図において右端部には、アイドラギア120がアイドラギア軸を介して回転可能に支持されている。第1搬送スクリュ104のスクリュ軸の他端部(図3の右端部)には、アイドラギア120と噛み合う第1搬送スクリュギアII119が固設されている。また第2搬送スクリュ106のスクリュ軸の他端部(図3の右端部)には、アイドラギア120と噛み合う第2搬送スクリュギア121が固設されている。
尚、上記した入力ギア116、現像ローラギア117、第1搬送スクリュギア118、第1搬送スクリュギアII119、アイドラギア120第2搬送スクリュギア121は、駆動力を伝達する駆動力伝達部材の一例である。
In the drawing of the developing
The
回転搬送部材の駆動力は画像形成装置の本体より駆動力を受ける入力ギア116を介して、現像ローラギア117と同時に第1搬送スクリュギア118へ伝えられる。また第2搬送スクリュ106へは第1搬送スクリュギアII119、アイドラギア120を介して、第2搬送スクリュギア121へと伝えることで回転駆動させている。図3に示したギア列を構成することで、図4に示すように、第1搬送スクリュ104と第2搬送スクリュ106の回転方向が共に矢印方向Aで示すように一致することとなる。
The driving force of the rotary conveying member is transmitted to the first conveying
このようにすることで、第2搬送スクリュ106によって持上げられた現像剤は素早く第1搬送スクリュ104によって現像剤供給部103側に取り込まれる。そのため、持上げ部である持上げ領域112での現像剤の受け渡しが円滑になり、現像剤の滞留を緩和することができる。また、駆動開始時における入力ギア116からの駆動力は、第1搬送スクリュ104、次に第2搬送スクリュ106の順に伝わる。従って、第1搬送スクリュ104が第2搬送スクリュ106に比べ僅かに駆動開始が早くなる。そのため、持上げ領域112上部の現像剤圧が駆動開始直後に緩むことで、駆動直後に持上げ部での急激な現像剤圧上昇を抑制し、現像剤の固着や凝集を防ぐことができる。
In this way, the developer lifted by the
説明が前後するが、上記表1のように、標準モード及び低速モードに応じて現像ローラ周速と感光体周速との周速比を設定した理由について補説する。
上記のような理由で画像形成速度切り替え時に発生する現像剤嵩の変動は画像形成速度の変化に対して、搬送部材である第1搬送スクリュ及び第2搬送スクリュの回転数が変化しなければ発生しない。しかしながら、そのためには背景技術で述べたように別途搬送部材用の駆動源を設ける必要があるためコスト面で障害がある。
Although the explanation will be mixed, the reason why the peripheral speed ratio between the peripheral speed of the developing roller and the peripheral speed of the photosensitive member is set according to the standard mode and the low speed mode as shown in Table 1 will be supplemented.
For the reasons described above, the change in the developer volume that occurs when the image forming speed is switched occurs as long as the rotation speeds of the first conveying screw and the second conveying screw that are conveying members do not change with respect to the change in the image forming speed. do not do. However, for this purpose, as described in the background art, it is necessary to provide a separate drive source for the conveying member, which is an obstacle in terms of cost.
そこで、本発明の実施形態1では、低速モードと標準モードで感光体と現像ローラの周速比を変化させることで第1搬送スクリュ104及び第2搬送スクリュ106の回転数の低下を低減する。つまり、低速駆動時には感光体に対する現像ローラの周速比を適切な範囲で大きくし、画像形成速度の変化に対して、現像装置の駆動入力側の回転数の変化を小さくすることで第1搬送スクリュ104及び第2搬送スクリュ106の回転数の低下を小さくする。その結果、低速モードでも現像剤供給部への持上げ部での現像剤滞留を抑制し、現像剤嵩変動を抑制することができる。これにより、画像形成速度変更時でも現像剤供給部での現像剤不足による画像異常の発生を防ぐことができる。
Therefore, in the first embodiment of the present invention, the reduction in the rotational speed of the
実施形態1を別言すれば、現像剤供給部と現像剤攪拌部がほぼ鉛直方向に配置された現像装置を備えた画像形成装置において、現像装置内の現像剤の持上げ部への現像剤の持ち上げを円滑に行うために、以下の構成を備えているといえる。即ち、上方の現像剤供給部材より下方の現像剤攪拌部材の現像剤搬送力を大きくし、画像形成速度が第1のモード時よりも遅くなる第2のモード時に、現像剤担持体と像担持体の周速比を変更することで現像剤供給部での現像剤嵩の変動を抑制する現像装置、現像装置を備えたプロセスカートリッジ、現像装置又はプロセスカートリッジを備えた画像形成装置である。 In other words, in the image forming apparatus including the developing device in which the developer supplying unit and the developer agitating unit are arranged in the substantially vertical direction, the developer is supplied to the developer lifting unit in the developing device. It can be said that the following configuration is provided for smooth lifting. That is, the developer carrying force of the developer agitating member below the developer supply member on the upper side is increased, and the developer carrying body and the image carrier are in the second mode in which the image forming speed is slower than in the first mode. The image forming apparatus includes a developing device that suppresses fluctuations in the developer bulk in the developer supply unit by changing a peripheral speed ratio of the body, a process cartridge including the developing device, a developing device, or a process cartridge.
以上説明したとおり、実施形態1によれば、鉛直2軸循環型の現像装置を備えた画像形成装置において、新たな部材を追加せずに、画像形成速度切り替え時の現像剤嵩変動を小さくし、画像形成速度変更時でも現像剤供給部での現像剤不足による画像異常の発生を防ぐことができる。 As described above, according to the first embodiment, in the image forming apparatus including the vertical biaxial circulation type developing device, the developer bulk fluctuation at the time of switching the image forming speed is reduced without adding a new member. Even when the image forming speed is changed, it is possible to prevent the occurrence of image abnormality due to the lack of developer in the developer supply unit.
以上説明したとおり、上述の実施形態1には次の第1ないし第7の態様が実質的に記載されていたと言える。
第1の態様は、感光体201などの表面に潜像を担持する像担持体と、像担持体の表面に対向して配置され、像担持体に形成された潜像に担持している現像剤中のトナーを供給して現像する現像ローラ101などの現像剤担持体、現像剤担持体の下方に配置され、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部103などの現像剤供給部、及び現像剤供給部の下方に配置され、現像剤を攪拌して現像剤供給部との間で現像剤を循環させる現像剤攪拌部105などの現像剤攪拌部を有する現像装置100などの現像装置と、を備えた画像形成装置であって、像担持体の周速度が、第1の周速度で画像形成を行う第1モードと、該第1モードの周速度よりも遅い第2の周速度で画像形成を行う第2モードと、をそれぞれ実行可能であり、第2モードでは、第1モードよりも、像担持体の周速度に対する現像剤担持体の周速度の比率を大きくする。
As described above, it can be said that the following first to seventh aspects are substantially described in the first embodiment.
The first aspect is an image carrier that carries a latent image on the surface of the
かかる第1の態様によれば、鉛直循環型の現像装置を備えた画像形成装置において、新たな部材を追加せずに、画像形成速度切り替え時の現像剤嵩変動を小さくし、画像形成速度変更時でも現像剤供給部での現像剤不足による画像異常の発生を防ぐことができる。 According to the first aspect, in the image forming apparatus provided with the vertical circulation type developing device, the developer bulk change at the time of switching the image forming speed is reduced without adding a new member, and the image forming speed is changed. Even at times, it is possible to prevent the occurrence of image abnormality due to the lack of developer in the developer supply unit.
第2の態様は、第1の態様において、現像装置100などの現像装置は、現像剤供給部に配置され、現像剤担持体に現像剤を供給するためのスクリュ羽根104bなどの羽根を具備した回転可能な第1搬送スクリュ104などの現像剤供給部材と、現像剤攪拌部に配置され、現像剤を攪拌して現像剤供給部との間で現像剤を循環させるためのスクリュ羽根106bなどの羽根を具備した回転可能な第2搬送スクリュ106などの現像剤攪拌部材と、を有し、現像剤供給部材の羽根の長さを、現像剤攪拌部材の羽根の長さよりも小さくした。
かかる第2の態様によれば、現像剤攪拌部の現像剤攪拌部材の搬送力が現像剤供給部の現像剤供給部材の搬送力より大きくなりやすく、かつ、現像剤供給部で現像剤が入る体積が小さくなりやすいので、現像剤供給部での現像剤嵩が高くなり現像剤担持体への適正な量の現像剤供給がしやすくなる。
In a second aspect, in the first aspect, the developing device such as the developing
According to the second aspect, the conveying force of the developer agitating member of the developer agitating unit is likely to be larger than the conveying force of the developer supplying member of the developer supplying unit, and the developer enters the developer supplying unit. Since the volume tends to be small, the developer bulk at the developer supply unit is increased, and it becomes easy to supply an appropriate amount of developer to the developer carrier.
第3の態様は、第2の態様において、現像装置100などの現像装置は、現像剤担持体、現像剤供給部材及び現像剤攪拌部材を回転駆動するための現像駆動用モータ220などの現像装置用駆動源からの回転駆動力が伝達される入力ギア116などの駆動入力部を有し、現像剤担持体、現像剤供給部材、現像剤攪拌部材に、それぞれ駆動入力部からの回転駆動力を伝達するギアなどの駆動力伝達部材が配設されており、第1搬送スクリュ104などの現像剤供給部材と第2搬送スクリュ106などの現像剤攪拌部材との回転方向が同じ方向であり、かつ、現像剤供給部材への駆動力伝達部材は、現像剤攪拌部材への駆動力伝達部材よりも駆動入力部からの回転駆動力が早く伝達される。
かかる第3の態様によれば、さらに、現像剤攪拌部から現像剤供給部への現像剤の持上げ部での現像剤の受け渡しを円滑にし、現像剤攪拌部での現像剤滞留を防止することができる。また、駆動開始時の上記持上げ部の現像剤圧の急激な上昇を抑制することができる。
According to a third aspect, in the second aspect, the development device such as the
According to the third aspect, it is possible to further smoothly deliver the developer in the developer lifting portion from the developer stirring portion to the developer supply portion, and to prevent the developer from staying in the developer stirring portion. Can do. Further, it is possible to suppress a rapid increase in the developer pressure of the lifting portion at the start of driving.
第4の態様は、第3の態様において、駆動力伝達部材は、ギアであり、現像剤供給部材へのギアは、現像剤攪拌部材へのギアよりも駆動入力部からの回転駆動力が早く伝達されるギア列構成である。 In a fourth aspect, the driving force transmitting member is a gear in the third aspect, and the gear to the developer supply member has a rotational driving force from the drive input unit faster than the gear to the developer agitating member. It is a gear train structure to be transmitted.
第5の態様は、態様1〜4の何れか1つにおいて、現像ローラ101などの現像剤担持体の周速度は、感光体201などの像担持体の周速度よりも大きく設定されている。
In a fifth aspect, in any one of the first to fourth aspects, the peripheral speed of the developer carrier such as the developing
第6の態様は、態様1〜5の何れか1つにおいて、像担持体の長手方向に沿って、かつ、像担持体の表面に対向して配置され、像担持体に潜像を形成する露光装置300などの露光装置を備え、露光装置に用いられる発光素子は、像担持体に光を照射して潜像を書き込むLEDアレイである。
かかる第6の態様によれば、画像形成装置の小型化を図ることが可能となる。
A sixth aspect is any one of the first to fifth aspects, wherein the sixth aspect is disposed along the longitudinal direction of the image carrier and facing the surface of the image carrier, and forms a latent image on the image carrier. A light-emitting element that includes an exposure apparatus such as the
According to the sixth aspect, it is possible to reduce the size of the image forming apparatus.
第7の態様は、複写機本体500などの画像形成装置の本体に対して着脱可能であり、感光体201などの像担持体と、帯電装置202などの帯電手段、現像装置100などの現像手段及び感光体クリーニング装置203などのクリーニング手段から選ばれる少なくとも前記現像手段とを一体に備えたプロセスカートリッジにおいて、現像手段は、請求項1〜6の何れか1つに記載の現像装置であり、請求項1〜6の何れか1つに記載の像担持体と、請求項1〜6の何れか1つに記載の現像装置とは、プロセスカートリッジ50などのプロセスカートリッジを構成している
かかる第7の態様によれば、消耗部品交換等の操作性が向上する。
The seventh aspect is detachable from the main body of the image forming apparatus such as the copying machine
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、上記実施形態や実施例等に記載した技術事項を適宜組み合わせたものであってもよい。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments, and the present invention described in the claims is not specifically limited by the above description. Various modifications and changes are possible within the scope of the above. For example, the technical matters described in the above embodiments and examples may be appropriately combined.
例えば、画像形成装置や作像装置は、図1の複写機1000に適用されるような4つのプロセスカートリッジ50と、各プロセスカートリッジ50に対応して配置される4つの露光装置300とを備えて構成されるものに限定されない。即ち、それぞれ単一の像担持体及び現像装置と、単一の露光装置とを備えた作像装置や画像形成装置であってもよい。また、単一のプロセスカートリッジと、単一の露光装置とを備えた作像装置や画像形成装置であってもよい。
For example, the image forming apparatus and the image forming apparatus include four
また、感光体201、帯電装置202及び感光体クリーニング装置203を一体化して、カートリッジ本体51に対して着脱可能な感光体ユニットとして構成してもよい。
現像装置100と上記感光体ユニットとは、プロセスカートリッジ50として複写機本体500に装着されている状態で、またプロセスカートリッジ50として複写機本体500から離脱した状態で、カートリッジ本体51から着脱可能である。即ち、ユニット化された現像装置100と上記感光体ユニットとは、個別に複写機本体500より着脱可能であり、経時劣化によって画像不良が発生した際には個別に交換することができる。
Alternatively, the
The developing
また、本発明を適用する作像装置、画像形成装置は、図1に示したようなタンデム型中間転写方式に限らず、シートを搬送する搬送ベルトを用いたタンデム型直接転写方式の作像装置、画像形成装置であってもよい。 Further, the image forming apparatus and the image forming apparatus to which the present invention is applied are not limited to the tandem type intermediate transfer system as shown in FIG. 1, and the tandem type direct transfer system image forming apparatus using a conveyance belt for conveying a sheet. An image forming apparatus may be used.
本発明の実施の形態に適宜記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。 The effects appropriately described in the embodiments of the present invention are merely a list of the most preferable effects resulting from the present invention, and the effects of the present invention are limited to those described in the embodiments of the present invention. It is not a thing.
50 プロセスカートリッジ
90 作像装置
100 現像装置
101 現像ローラ(現像剤担持体の一例)
103 現像剤供給部
104 第1搬送スクリュ(現像剤供給部材の一例)
104a スクリュ軸
104b スクリュ羽根
104c スクリュ外径
105 現像剤攪拌部
106 第2搬送スクリュ(現像剤攪拌部材の一例)
106a スクリュ軸
106b スクリュ羽根
106c スクリュ外径
108 現像ケース(現像容器)
116 入力ギア(駆動入力部の一例)
117 現像ローラギア(駆動力伝達部材の一例)
118 第1搬送スクリュギア(駆動力伝達部材の一例)
119 第1搬送スクリュギアII(駆動力伝達部材の一例)
120 アイドラギア(駆動力伝達部材の一例)
121 第2搬送スクリュギア(駆動力伝達部材の一例)
201 感光体(像担持体の一例)
202 帯電装置(帯電手段)
203 感光体クリーニング装置(クリーニング)
210 感光体駆動用モータ(像担持体駆動用の駆動源)
220 現像駆動用モータ(現像装置駆動用の駆動源)
300 露光装置(露光手段)
500 複写機本体(作像装置・画像形成装置の本体)
X 画像形成装置本体の幅方向
Y 長手方向
Z 上下方向、鉛直方向
50 Process Cartridge 90
103
116 Input gear (an example of a drive input unit)
117 Development roller gear (an example of a driving force transmission member)
118 1st conveying screw gear (an example of a driving force transmission member)
119 First conveying screw gear II (an example of a driving force transmission member)
120 idler gear (an example of a driving force transmission member)
121 2nd conveying screw gear (an example of a driving force transmission member)
201 photoconductor (an example of an image carrier)
202 Charging device (charging means)
203 Photoconductor cleaning device (cleaning)
210 Photoconductor driving motor (drive source for driving image carrier)
220 Development drive motor (drive source for developing device drive)
300 Exposure apparatus (exposure means)
500 Copying machine main body (image forming device / image forming device main body)
X Image forming device body width direction Y Longitudinal direction Z Vertical direction, vertical direction
Claims (7)
前記像担持体の表面に対向して配置され、前記像担持体に形成された潜像に担持している現像剤中のトナーを供給して現像する現像剤担持体、該現像剤担持体の下方に配置され、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部、及び該現像剤供給部の下方に配置され、現像剤を攪拌して前記現像剤供給部との間で現像剤を循環させる現像剤攪拌部を有する現像装置と、
を備えた画像形成装置であって、
前記像担持体の周速度が、第1の周速度で画像形成を行う第1モードと、該第1モードの周速度よりも遅い第2の周速度で画像形成を行う第2モードと、をそれぞれ実行可能であり、
前記第2モードでは、前記第1モードよりも、前記像担持体の周速度に対する前記現像剤担持体の周速度の比率を大きくする画像形成装置。 An image carrier carrying a latent image on the surface;
A developer carrier that is arranged to face the surface of the image carrier and supplies toner in the developer carried on the latent image formed on the image carrier, and develops the developer carrier. A developer supply unit disposed below and supplying a developer to the developer carrying member, and a developer supply unit disposed below the developer supply unit and stirring the developer to the developer supply unit A developing device having a developer stirring section for circulating the
An image forming apparatus comprising:
A first mode in which image formation is performed at a peripheral speed of the image carrier at a first peripheral speed, and a second mode in which image formation is performed at a second peripheral speed that is lower than the peripheral speed in the first mode. Each is executable
In the second mode, the ratio of the peripheral speed of the developer carrier to the peripheral speed of the image carrier is larger than that of the first mode.
前記現像装置は、前記現像剤供給部に配置され、前記現像剤担持体に現像剤を供給するための羽根を具備した回転可能な現像剤供給部材と、前記現像剤攪拌部に配置され、現像剤を攪拌して前記現像剤供給部との間で現像剤を循環させるための羽根を具備した回転可能な現像剤攪拌部材と、を有し、
前記現像剤供給部材の前記羽根の長さを、前記現像剤攪拌部材の前記羽根の長さよりも小さくしたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
The developing device is disposed in the developer supply section, and is disposed in the developer agitating section, which is provided with a rotatable developer supply member having blades for supplying the developer to the developer carrier, and is developed. A rotatable developer stirring member provided with blades for stirring the developer and circulating the developer between the developer supply unit,
An image forming apparatus, wherein a length of the blade of the developer supply member is smaller than a length of the blade of the developer stirring member.
前記現像装置は、前記現像剤担持体、前記現像剤供給部材及び前記現像剤攪拌部材を回転駆動するための現像装置用駆動源からの回転駆動力が伝達される駆動入力部を有し、
前記現像剤担持体、前記現像剤供給部材、前記現像剤攪拌部材に、それぞれ前記駆動入力部からの回転駆動力を伝達する駆動力伝達部材が配設されており、
前記現像剤供給部材と前記現像剤攪拌部材との回転方向が同じ方向であり、かつ、前記現像剤供給部材への前記駆動力伝達部材は、前記現像剤攪拌部材への前記駆動力伝達部材よりも前記駆動入力部からの回転駆動力が早く伝達されることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 2.
The developing device has a drive input unit to which a rotational driving force is transmitted from a developing device drive source for rotationally driving the developer carrier, the developer supply member, and the developer agitating member,
A driving force transmission member that transmits a rotational driving force from the drive input unit is disposed on the developer carrier, the developer supply member, and the developer stirring member,
The rotation direction of the developer supplying member and the developer agitating member is the same direction, and the driving force transmitting member to the developer supplying member is more than the driving force transmitting member to the developer agitating member. In the image forming apparatus, the rotational driving force from the drive input unit is transmitted quickly.
前記駆動力伝達部材は、ギアであり、前記現像剤供給部材への前記ギアは、前記現像剤攪拌部材への前記ギアよりも前記駆動入力部からの回転駆動力が早く伝達されるギア列構成であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 3.
The driving force transmission member is a gear, and the gear to the developer supply member transmits a rotational driving force from the drive input unit earlier than the gear to the developer stirring member. An image forming apparatus.
前記現像剤担持体の周速度は、前記像担持体の周速度よりも大きく設定されていることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4,
2. An image forming apparatus according to claim 1, wherein a peripheral speed of the developer carrier is set to be larger than a peripheral speed of the image carrier.
前記像担持体の長手方向に沿って、かつ、前記像担持体の表面に対向して配置され、前記像担持体に潜像を形成する露光装置を備え、
前記露光装置に用いられる発光素子は、前記像担持体に光を照射して潜像を書き込むLEDアレイであることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5,
An exposure device is provided along the longitudinal direction of the image carrier and opposite to the surface of the image carrier, and forms a latent image on the image carrier.
The light-emitting element used in the exposure apparatus is an LED array that writes a latent image by irradiating the image carrier with light.
前記現像手段は、請求項1〜6の何れか1つに記載の前記現像装置であり、
請求項1〜6の何れか1つに記載の前記像担持体と、請求項1〜6の何れか1つに記載の前記現像装置とは、前記プロセスカートリッジを構成していることを特徴とするプロセスカートリッジ。 In a process cartridge that is detachably attached to the main body of the image forming apparatus and integrally includes an image carrier and at least the developing unit selected from a charging unit, a developing unit, and a cleaning unit.
The developing unit is the developing device according to any one of claims 1 to 6,
The image carrier according to any one of claims 1 to 6 and the developing device according to any one of claims 1 to 6 constitute the process cartridge. To process cartridge.
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