JP2018112712A - Developing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、静電潜像を現像する現像装置に関する。 The present invention relates to a developing device for developing an electrostatic latent image.
特許文献1に記載の現像装置は、現像剤担持体にトナーと磁性キャリアを含む現像剤を供給する機能と、現像剤担持体から現像剤を回収する機能が分離している、所謂、機能分離型の現像装置である。この現像装置では、現像剤担持体に現像剤を供給するための現像室と、現像剤を撹拌するための撹拌室を仕切るための仕切り部材(隔壁)を有し、現像剤担持体の下方に現像室が配置され、現像剤担持体に対向して撹拌室が配置されている。また、この現像装置では、像担持体と対向する現像領域を通過した現像剤(以降、現像工程後の現像剤と呼ぶ)が、マグネットの隣り合う同極の磁極(剥ぎ取り極と汲み上げ極)によって形成される反発磁界により現像剤担持体の表面から剥ぎ取られる。そこで、この現像装置では、現像剤担持体の表面から剥ぎ取られた現像工程後の現像剤を撹拌室に回収するように案内するための案内部が隔壁に設けられている。この案内部は、現像剤担持体との間に所定のクリアランスを持って配置される。
The developing device described in
近年、現像装置が小型化し、それに伴って現像剤担持体の径が小さくなっている。現像剤担持体の径が小さくなると、現像剤担持体の径が大きい場合と比べて、現像剤担持体の内部に配置されたマグネットが小さくなる。その結果、現像剤担持体の回転方向におけるマグネットの隣り合う同極の磁極間の距離が短くなり、反発磁界領域(剥離領域)の大きさが小さくなるので、現像工程後の現像剤が現像剤担持体の表面から剥ぎ取られにくくなる傾向にある。 In recent years, developing devices have been downsized, and accordingly, the diameter of the developer carrying member has been reduced. When the diameter of the developer carrier is small, the magnet disposed inside the developer carrier is small compared to the case where the diameter of the developer carrier is large. As a result, the distance between adjacent magnetic poles adjacent to each other in the rotation direction of the developer carrying member is shortened and the size of the repulsive magnetic field region (peeling region) is reduced. It tends to be difficult to peel off from the surface of the carrier.
現像工程後の現像剤は、現像工程で現像剤中のトナーが消費されて、現像剤中のトナー濃度が低下している。現像工程後の現像剤が剥離領域で現像剤担持体の表面から十分に剥ぎ取られなかった場合、現像剤担持体の表面に担持された状態のまま現像剤担持体の回転に伴って、案内部と現像剤担持体との間のクリアランスを通過してしまうと、以下に述べる問題が生じる。 In the developer after the development process, the toner in the developer is consumed in the development process, and the toner concentration in the developer is lowered. When the developer after the development process is not sufficiently peeled off from the surface of the developer carrier in the peeling area, the guide is accompanied by the rotation of the developer carrier while being held on the surface of the developer carrier. If the clearance between the portion and the developer carrier is passed, the following problem occurs.
案内部と現像剤担持体との間の所定のクリアランスを通過した現像工程後の現像剤は、現像工程で現像剤中のトナーが消費されているために、現像剤中のトナー濃度が低下している。現像剤担持体の表面から剥ぎ取られなかった現像工程後の現像剤が案内部と現像剤担持体との間の所定のクリアランスを通過してしまうと、トナー濃度が低下している状態のまま撹拌を十分に受けることなく、現像領域で再び現像に供されてしまう虞がある。このことは、現像装置が小型化し、それに伴って現像剤担持体の径が小さくなるとき(即ち、現像剤担持体の内部に配置されたマグネットの大きさが小さくなるとき)に特に問題となる。 In the developer after the development process that has passed a predetermined clearance between the guide portion and the developer carrier, the toner concentration in the developer is reduced because the toner in the developer is consumed in the development process. ing. If the developer after the development process that has not been peeled off from the surface of the developer carrier passes through a predetermined clearance between the guide portion and the developer carrier, the toner density remains low. There is a risk of being subjected to development again in the development region without being sufficiently stirred. This is particularly a problem when the developing device is downsized and the diameter of the developer carrying member is reduced accordingly (that is, when the size of the magnet disposed inside the developer carrying member is reduced). .
特許文献2に記載の現像装置では、現像剤担持体の内部に配置されたマグネットの剥ぎ取り極の近傍に対して、内部に磁石体を備えた回転可能な剥ぎ取りローラが配置されている。この現像装置では、現像剤担持体に担持された現像工程後の現像剤を、剥ぎ取りローラの内部の磁極によって剥ぎ取りローラ側に吸引することにより、剥ぎ取り極の付近の現像剤の剥ぎ取り性を向上させている。
In the developing device described in
機能分離型の現像装置において、特許文献2のような剥ぎ取りローラを配置した場合、剥ぎ取りローラ側に吸引された現像工程後の現像剤が現像室を介さずに撹拌室に受け渡されるように現像剤を循環させるための循環機構を新たに設ける必要がある。故に、機能分離型の現像装置において、特許文献2のような剥ぎ取りローラを配置した場合、この循環機構を配置するためのスペースが必要となり、装置の大型化を招いてしまう。
In the function separation type developing device, when a peeling roller as in
そこで、機能分離型の現像装置において、装置の大型化を招くことなく、簡易な構成により、マグネット手段の剥ぎ取り極の付近の現像剤の剥ぎ取り性を向上させることができる新たな構成が望まれている。 Therefore, in a function separation type developing device, there is a demand for a new configuration capable of improving the developer stripping property in the vicinity of the stripping pole of the magnet means with a simple configuration without increasing the size of the device. It is rare.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、機能分離型の現像装置において、マグネット手段の剥ぎ取り極の付近の磁気吸引力のパターンを調整することにより、当該剥ぎ取り極の付近の現像剤の剥ぎ取り性の向上と装置の小型化を両立させることができる装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems. An object of the present invention is to improve the developer stripping property in the vicinity of the stripping pole by adjusting the magnetic attraction force pattern in the vicinity of the stripping pole of the magnet means in the function separation type developing device. An object of the present invention is to provide an apparatus that can achieve both miniaturization of the apparatus.
上記目的を達成するために本発明の一態様に係る現像装置は以下のような構成を備える。即ち、回転可能に設けられ、トナーと磁性キャリアを含む現像剤を担持して像担持体と対向する現像領域に前記現像剤を搬送する現像剤担持体と、前記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供給室と、前記現像剤担持体と対向して配置され、前記現像領域を通過した前記現像剤を前記現像剤担持体から回収する回収室と、前記現像剤担持体の内部に固定して配置され、第1の磁極と、前記現像剤担持体の回転方向において前記第1の磁極の下流側であって前記第1の磁極と隣り合うように配置され、前記第1の磁極と同極である第2の磁極を備え、前記現像領域を通過した前記現像剤を前記現像剤担持体の表面から剥離させるための磁界を発生するマグネット手段と、前記マグネット手段により発生する前記磁界により前記現像剤担持体の表面から剥離された前記現像剤を前記回収室に回収するように案内するための案内部を有し、前記供給室と前記回収室とを隔てる隔壁と、永久磁石と、を備え、前記案内部は、前記現像剤担持体の回転方向において前記第1の磁極の磁束密度の極大ピーク位置よりも下流側且つ前記第2の磁極の磁束密度の極大ピーク位置よりも上流側における前記現像剤担持体の表面であって、磁束密度の絶対値が所定値以下であり、前記現像領域を通過した前記現像剤が前記現像剤担持体の表面から剥離するための磁力領域と対向し、且つ前記現像剤担持体との間に所定のクリアランスを持って配置され、前記永久磁石は、前記現像剤担持体の回転方向において前記案内部よりも下流側且つ前記第2の磁極の磁束密度の極大ピーク位置よりも上流側における前記現像剤担持体の表面であって前記磁力領域と対向して配置され、前記永久磁石の前記磁力領域と対向する側の磁極は、前記第2の磁極と同極であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a developing apparatus according to an aspect of the present invention has the following arrangement. That is, a developer carrier that is rotatably provided, carries a developer containing toner and a magnetic carrier, and transports the developer to a development area facing the image carrier, and is disposed below the developer carrier. A supply chamber for supplying a developer to the developer carrier, a recovery chamber disposed opposite to the developer carrier, and collecting the developer that has passed through the development region from the developer carrier; The first magnetic pole and the downstream side of the first magnetic pole in the rotation direction of the developer carrier and adjacent to the first magnetic pole. And a magnet means for generating a magnetic field for separating the developer that has passed through the development area from the surface of the developer carrier, and a second magnetic pole that is the same as the first magnetic pole. , Generated by the magnet means A partition that guides the developer separated from the surface of the developer carrying member by a boundary so as to be collected in the collection chamber; a partition that separates the supply chamber from the collection chamber; and a permanent magnet And the guide portion is downstream of the maximum peak position of the magnetic flux density of the first magnetic pole and in the rotational direction of the developer carrier and from the maximum peak position of the magnetic flux density of the second magnetic pole. The surface of the developer carrying member on the upstream side, the absolute value of the magnetic flux density being a predetermined value or less, and the magnetic force region for the developer that has passed through the developing region to peel from the surface of the developer carrying member The permanent magnet is disposed downstream of the guide portion in the rotation direction of the developer carrier and the second magnetic pole. Maximum magnetic flux density Is located on the surface of the developer carrying member upstream of the first magnetic position and opposite to the magnetic field, and the magnetic pole of the permanent magnet facing the magnetic field is the same as the second magnetic pole. It is a pole.
本発明によれば、機能分離型の現像装置において、マグネット手段の剥ぎ取り極の付近の磁気吸引力のパターンを調整することにより、当該剥ぎ取り極の付近の現像剤の剥ぎ取り性の向上と装置の小型化を両立させることができる。 According to the present invention, in the function separation type developing device, by adjusting the magnetic attraction force pattern in the vicinity of the stripping pole of the magnet means, the developer stripping property in the vicinity of the stripping pole is improved. It is possible to simultaneously reduce the size of the apparatus.
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものではなく、また本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。本発明は、プリンタ、各種印刷機、複写機、FAX、複合機等、種々の用途で実施できる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments do not limit the present invention according to the claims, and all the combinations of features described in the present embodiments are not necessarily essential to the solution means of the present invention. . The present invention can be implemented in various applications such as printers, various printing machines, copiers, FAX machines, and multifunction machines.
[第1の実施形態]
(画像形成装置の構成)
まず、本発明の第1の実施形態に係る画像形成装置の構成について、図1の断面図を用いて説明する。
[First Embodiment]
(Configuration of image forming apparatus)
First, the configuration of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the cross-sectional view of FIG.
図1に示すように、画像形成装置100は、中間転写体としての無端状の中間転写ベルト(ITB)7、及び、中間転写ベルト7の回転方向(矢印R7方向)に沿って上流側から下流側にかけて4つの画像形成部S(Sa、Sb、Sc、Sd)を備える。
As shown in FIG. 1, the
画像形成部S(Sa、Sb、Sc、Sd)のそれぞれは、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、Bk(ブラック)の各色のトナー像を形成する。 Each of the image forming units S (Sa, Sb, Sc, Sd) forms toner images of respective colors of Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and Bk (black).
画像形成部S(Sa、Sb、Sc、Sd)は、像担持体としての回転可能な感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)を備える。 The image forming unit S (Sa, Sb, Sc, Sd) includes a rotatable photosensitive drum 1 (1a, 1b, 1c, 1d) as an image carrier.
感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)のそれぞれは、矢印R1(R1a、R1b、R1c、R1d)方向(時計回り)に回転駆動される。感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)の周囲には、感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)の回転方向に沿って、帯電手段としての帯電ローラ2(2a、2b、2c、2d)が配設されている。また、感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)の周囲には、感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)の回転方向に沿って、潜像形成手段としての露光装置3(3a、3b、3c、3d)が配設されている。 Each of the photosensitive drums 1 (1a, 1b, 1c, 1d) is rotationally driven in the direction of arrow R1 (R1a, R1b, R1c, R1d) (clockwise). Around the photosensitive drum 1 (1a, 1b, 1c, 1d), along the rotation direction of the photosensitive drum 1 (1a, 1b, 1c, 1d), charging rollers 2 (2a, 2b, 2c, 2d) are arranged. Further, around the photosensitive drum 1 (1a, 1b, 1c, 1d), an exposure device 3 (latent image forming means) is provided along the rotation direction of the photosensitive drum 1 (1a, 1b, 1c, 1d). 3a, 3b, 3c, 3d) are arranged.
更に、感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)の周囲には、現像手段としての現像装置4(4a、4b、4c、4d)、一次転写手段としての一次転写ローラ5(5a、5b、5c、5d)が配設されている。また、感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)の周囲には、感光体クリーナとしての感光体クリーニングブレード6(6a、6b、6c、6d)が配設されている。 Further, around the photosensitive drum 1 (1a, 1b, 1c, 1d), there are a developing device 4 (4a, 4b, 4c, 4d) as a developing unit, and a primary transfer roller 5 (5a, 5b) as a primary transfer unit. 5c, 5d). A photosensitive member cleaning blade 6 (6a, 6b, 6c, 6d) as a photosensitive member cleaner is disposed around the photosensitive drum 1 (1a, 1b, 1c, 1d).
現像装置4のそれぞれは、画像形成装置100に着脱可能である。現像装置4(4a、4b、4c、4d)のそれぞれは、非磁性トナー(以降、単にトナーとも呼ぶ)と磁性キャリアを含む二成分現像剤(以降、単に現像剤とも呼ぶ)を収容する現像容器41(41Y、41M、41C、41K)を有する。
Each of the developing devices 4 can be attached to and detached from the
中間転写ベルト7は、一次転写ローラ5(5a、5b、5c、5d)、二次転写対向ローラ8、テンションローラ17、及び、テンションローラ18によって掛け渡されている。二次転写対向ローラ8は、駆動ローラを兼ねている。
The
中間転写ベルト7は、中間転写ベルト7の裏面側から一次転写ローラ5(5a、5b、5c、5d)によって押圧されている。
The
また、中間転写ベルト7の表面は、感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)に当接させている。これにより、感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)と中間転写ベルト7との間には、一次転写部としての一次転写ニップ部T1(T1a、T1b、T1c、T1d)が形成されている。
The surface of the
また、二次転写対向ローラ8の矢印R8方向(反時計方向)の回転に伴って、中間転写ベルト7が矢印R7方向に回転する。中間転写ベルト7の回転速度は、感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)のそれぞれの回転速度(プロセススピード)と略同一に設定されている。
Further, as the secondary
中間転写ベルト7の表面において二次転写対向ローラ8に対応する位置には、二次転写手段としての二次転写ローラ9が配設されている。中間転写ベルト7は、二次転写対向ローラ8と二次転写ローラ9との間で挟持されている。これにより、二次転写ローラ9と中間転写ベルト7との間には、二次転写部としての二次転写ニップ部T2が形成されている。
A
また、中間転写ベルト7の表面においてテンションローラ17に対応する位置には、中間転写体クリーナとしてのベルトクリーナ11が当接されている。
A
画像形成部S(Sa、Sb、Sc、Sd)によって画像形成に供される記録材P(例えば、紙、透明フィルム)は、記録材収納部としての給送カセット10に積載された状態で収納されている。そして、給送ローラ、搬送ローラ、レジストローラ等を有する給搬送装置によって、二次転写ニップ部T2に記録材Pが供給される。二次転写ニップ部T2よりも記録材Pの搬送方向の下流側には、定着ローラ14と加圧ローラ15を有する定着装置13が配設されている。また、定着装置13よりも記録材Pの搬送方向の下流側には、機外に排出された記録材Pを積載するための排出トレイが配設されている。
A recording material P (for example, paper, transparent film) used for image formation by the image forming unit S (Sa, Sb, Sc, Sd) is stored in a state of being stacked on a feeding
(画像形成部の構成)
感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)は、負帯電特性の有機光半導体である感光層を有した円筒状(ドラム型)の電子写真感光体である。感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)は、例えば、直径が30mm、長手方向の長さが360mmであり、250mm/secのプロセススピード(周速度)である。また、画像形成時において、感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)は、モータによって正方向(矢印R1(R1a、R1b、R1c、R1d)方向)に回転駆動される。
(Configuration of image forming unit)
The photosensitive drum 1 (1a, 1b, 1c, 1d) is a cylindrical (drum-type) electrophotographic photosensitive member having a photosensitive layer that is an organic optical semiconductor having negative charging characteristics. For example, the photosensitive drum 1 (1a, 1b, 1c, 1d) has a diameter of 30 mm, a length in the longitudinal direction of 360 mm, and a process speed (peripheral speed) of 250 mm / sec. Further, at the time of image formation, the photosensitive drum 1 (1a, 1b, 1c, 1d) is rotationally driven in the forward direction (arrow R1 (R1a, R1b, R1c, R1d) direction) by a motor.
帯電ローラ2(2a、2b、2c、2d)は、感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)と接触し、加圧バネによって感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)に向かって付勢されている。画像形成時において、帯電ローラ2(2a、2b、2c、2d)は、感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)に従動回転する。帯電ローラ2(2a、2b、2c、2d)は、例えば、直径が14mm、長手方向の長さが320mmである。帯電ローラ2(2a、2b、2c、2d)には、例えば、印加手段としての高圧電源から帯電バイアス(DC電圧:−900V、ACピーク間電圧:1500V)が印加される。これにより、感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)が均一に帯電される。 The charging roller 2 (2a, 2b, 2c, 2d) is in contact with the photosensitive drum 1 (1a, 1b, 1c, 1d) and is directed toward the photosensitive drum 1 (1a, 1b, 1c, 1d) by a pressure spring. Is energized. At the time of image formation, the charging roller 2 (2a, 2b, 2c, 2d) rotates following the photosensitive drum 1 (1a, 1b, 1c, 1d). The charging roller 2 (2a, 2b, 2c, 2d) has, for example, a diameter of 14 mm and a length in the longitudinal direction of 320 mm. For example, a charging bias (DC voltage: −900 V, AC peak-to-peak voltage: 1500 V) is applied to the charging roller 2 (2 a, 2 b, 2 c, 2 d) from a high voltage power source as an application unit. Thereby, the photosensitive drum 1 (1a, 1b, 1c, 1d) is uniformly charged.
露光装置3(3a、3b、3c、3d)は、帯電ローラ2により帯電処理された感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)にレーザ光を照射するための半導体レーザを備えたレーザビームスキャナである。露光装置3(3a、3b、3c、3d)は、画像形成装置100に入力される画像信号に基づいて、帯電ローラ2(2a、2b、2c、2d)によって帯電された感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)上に静電潜像を形成する。
The exposure device 3 (3a, 3b, 3c, 3d) is a laser beam provided with a semiconductor laser for irradiating the photosensitive drum 1 (1a, 1b, 1c, 1d) charged by the charging
現像装置4(4a、4b、4c、4d)は、露光装置3(3a、3b、3c、3d)によって感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)上に形成された静電潜像を現像剤(トナーによって現像する。これにより、感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)上の露光部(レーザ光の照射部分)には、トナーが付着し、可視像化される。尚、現像装置4の詳細については、図2以降で後述する。 The developing device 4 (4a, 4b, 4c, 4d) generates an electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1 (1a, 1b, 1c, 1d) by the exposure device 3 (3a, 3b, 3c, 3d). Developer (development with toner. As a result, the toner adheres to the exposed portions (laser light irradiated portions) on the photosensitive drums 1 (1a, 1b, 1c, 1d) to form a visible image. Details of the developing device 4 will be described later with reference to FIG.
転写装置は、一次転写ローラ5(5a、5b、5c、5d)を備えた一次転写部と、二次転写ローラ9を備えた二次転写部を有している。
The transfer device has a primary transfer portion provided with a primary transfer roller 5 (5a, 5b, 5c, 5d) and a secondary transfer portion provided with a
一次転写ローラ5(5a、5b、5c、5d)は、感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)と挟持される中間転写ベルト7の表面に対して、所定の押圧力をもって圧接される。これにより、一次転写部としての一次転写ニップ部T1(T1a、T1b、T1c、T1d)が形成される。
The primary transfer roller 5 (5a, 5b, 5c, 5d) is pressed against the surface of the
また、二次転写ローラ9は、二次転写対向ローラ8と挟持される中間転写ベルト7の表面に対して、所定の押圧力をもって圧接される。これにより、二次転写部としての二次転写ニップ部T2が形成される。
The
一次転写ローラ5(5a、5b、5c、5d)には転写バイアスが印加され、感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)上に形成されたトナー像が、中間転写ベルト7上に転写される。一次転写後の感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)上に僅かに残った転写残トナーは、感光体クリーニングブレード6(6a、6b、6c、6d)によって掻き取られて回収される。
A transfer bias is applied to the primary transfer roller 5 (5a, 5b, 5c, 5d), and the toner image formed on the photosensitive drum 1 (1a, 1b, 1c, 1d) is transferred onto the
給送カセット10から給送された記録材Pは、レジストローラによって二次転写部へと給送される。二次転写ローラ9には転写バイアスが印加され、中間転写ベルト7上に形成されたトナー像が、記録材P上に転写される。二次転写後の中間転写ベルト7上に僅かに残った転写残トナーは、ベルトクリーナ11によって掻き取られて回収される。
The recording material P fed from the feeding
定着装置13は、記録材P上に転写されたトナー像を定着する。定着装置13により定着処理を受けた記録材Pは、排出トレイに排出される。
The fixing
以上説明したような画像形成部による一連の画像形成プロセスが終了し、次の画像形成動作に備えられる。 A series of image forming processes by the image forming unit as described above is completed and prepared for the next image forming operation.
(機能分離型の現像装置の参考例)
第1の実施形態に係る現像装置4では、現像剤担持体にトナーと磁性キャリアを含む現像剤を供給する機能と、現像剤担持体から現像剤を回収する機能が分離している、所謂、機能分離型の現像装置である。
(Reference example of function-separated type development device)
In the developing device 4 according to the first embodiment, the function of supplying a developer containing toner and a magnetic carrier to the developer carrying member and the function of collecting the developer from the developer carrying member are separated, so-called, It is a function separation type developing device.
第1の実施形態に係る現像装置4の説明の前に、機能分離型の現像装置の構成について、図2の断面図、及び、図3の模式図を用いて説明する。 Before describing the developing device 4 according to the first embodiment, the configuration of the function separation type developing device will be described with reference to the cross-sectional view of FIG. 2 and the schematic diagram of FIG.
図2は、現像剤担持体である現像スリーブ44の回転軸線に直交する断面における現像装置40の断面図である。図3は、現像装置40の上面図(模式図)である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the developing
現像装置40は、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤を収容する現像容器41を有する。非磁性トナーは、ポリエステル、スチレンアクリル等の樹脂に着色料、ワックス成分などを内包し、粉砕あるいは重合によって粉体としたものに、酸化チタン、シリカ等の微粉末を表面に添加したものである。磁性キャリアは、フェライト粒子や磁性粉を混錬した樹脂粒子からなるコアの表層に樹脂コートを施したものである。
The developing
現像容器41には、感光体ドラム1に対向する現像領域に相当する位置に開口部が設けられている。そして、現像スリーブ44の一部が現像容器41の開口部に露出するように、現像容器41に対して現像スリーブ44が回転可能に配置されている。現像スリーブ44は、非磁性材料で構成され、直径が20mm、長手方向の長さが334mmであり、425mm/secのプロセススピード(周速度)で、現像動作時には、図2に示す矢印R44方向に回転する。また、現像容器41には、現像スリーブ44の表面に現像剤の薄層を形成する現像剤規制部材としての規制ブレード42が配置されている。
The developing
現像容器41の内部は、垂直方向に延在する隔壁70によって現像室41aと撹拌室41bとに区画されている。また、現像室41aと撹拌室41bは、水平方向に関して左右に並べて配設されている。現像室41aには、現像室41a内の現像剤を撹拌し且つ搬送する搬送手段(回転可能な現像剤搬送部材)としての第1スクリュー部71が、現像スリーブ44の長手方向(回転軸線方向)に沿って略平行に配置されている。第1スクリュー部71は、回転可能な軸部としての磁性体の回転軸71aと、回転軸の外周に沿って設けられた現像剤搬送部としての螺旋状の羽根部71bを備える。又、撹拌室41bには、撹拌室41b内の現像剤を撹拌し且つ第1スクリュー部71とは逆方向に搬送する搬送手段(回転可能な現像剤搬送部材)としての第2スクリュー部72が、現像スリーブ44の長手方向(回転軸線方向)に沿って略平行に配置されている。第2スクリュー部72は、回転可能な軸部としての磁性体の回転軸72aと、回転軸の外周に沿って設けられた現像剤搬送部としての螺旋状の羽根部72bを備える。
The inside of the developing
現像スリーブ44は、現像スリーブ44の表面に現像剤が担持される領域(以降、コート領域と呼ぶ)と、現像スリーブ44の表面に現像剤が担持されない領域(以降、非コート領域と呼ぶ)によって構成されている。コート領域は、現像スリーブ44の長手方向における中央部に位置し、非コート領域は、現像スリーブ44の長手方向における両端部に位置する。非コート領域には、現像スリーブ44の端部にある現像剤を磁気的に捕捉するためのマグネットシートが、現像スリーブ44の端部の外周に沿って設けられている。
The developing
現像スリーブ44の内部には、現像領域を通過した現像剤を現像スリーブ44の表面から剥離させるための磁界を発生するマグネット手段(磁界発生手段とも呼ぶ)としてのマグネットロール44aが固定して配置されている。マグネットロール44aは、現像スリーブ44の回転方向(矢印R44方向)に沿って複数の磁極を有する。図2の例では、マグネットロール44aは、現像スリーブ44の回転方向(矢印R44方向)に沿って、汲み上げ極S2、規制極N1、現像極S1、搬送極N2、剥ぎ取り極S3の5つの磁極を有する。
Inside the developing
汲み上げ極S2は、現像室41a内の現像剤を現像スリーブ44の表面に引き付けるための磁極であり、現像室41aに対向して配置されている。規制極N1は、規制ブレード42に対向して配置されている。現像極S1は、感光体ドラム1に対向する現像領域に配置されている。搬送極N2は、現像スリーブ44の回転方向(矢印R44方向)において現像極S1よりも下流側、且つ剥ぎ取り極S3よりも上流側に配置されている。剥ぎ取り極S3は、現像スリーブ44の表面に担持された現像剤を現像スリーブ44から引き離すための磁極であり、撹拌室41bに対向して配置されている。
The scooping pole S2 is a magnetic pole for attracting the developer in the developing
図2の例において、マグネットロール44aの各磁極の磁束密度の極大ピーク位置は、現像スリーブ44の回転方向(矢印R44方向)に沿って、現像スリーブ44の回転中心を通る水平面となす角度を用いて以下のように規定される。
In the example of FIG. 2, the maximum peak position of the magnetic flux density of each magnetic pole of the
剥ぎ取り極S3の磁束密度の極大ピーク位置は、現像スリーブ44の回転方向(矢印R44方向)に沿って、現像スリーブ44の回転中心を通る水平面となす角度が150度である。また、汲み上げ極S2の磁束密度の極大ピーク位置は、現像スリーブ44の回転方向(矢印R44方向)に沿って、現像スリーブ44の回転中心を通る水平面となす角度が270度である。また、現像スリーブ44の回転方向(矢印R44方向)に沿って現像スリーブ44の回転中心を通る水平面となす角度が200度から220度である位置に、現像スリーブ44の法線方向を正としたときの磁束密度の絶対値が所定値以下である低磁力領域が生じる。この低磁力領域の、現像スリーブ44の法線方向を正としたときの磁束密度の絶対値(以降、単に磁束密度の絶対値と呼ぶ)は、現像領域を通過した現像剤が現像スリーブ44の表面から剥離するような値であり、例えば、0[mT]以上10[mT]以下である。この低磁力領域は、剥ぎ取り極S3と汲み上げ極S2との間で形成された反発磁界による反発力に起因して生じるものである。
The maximum peak position of the magnetic flux density of the stripping pole S3 is 150 degrees with respect to the horizontal plane passing through the rotation center of the developing
即ち、低磁力領域は、現像スリーブ44の回転方向(矢印R44方向)において剥ぎ取り極S3の磁束密度の極大ピーク位置よりも下流側、且つ汲み上げ極S2の磁束密度の極大ピーク位置よりも上流側に生じる。また、低磁力領域では、磁気吸引力の現像スリーブ44の表面に対する法線方向成分(Fr)の大きさが小さく、現像剤を現像スリーブ44の中心方向に向かって引き付ける力が弱くなっている。そのため、低磁力領域では、現像スリーブ44の表面に担持された現像剤が現像スリーブ44の表面から剥離される。
That is, the low magnetic force region is downstream of the maximum peak position of the magnetic flux density of the stripping pole S3 in the rotation direction of the developing sleeve 44 (in the direction of arrow R44) and upstream of the maximum peak position of the magnetic flux density of the pumping pole S2. To occur. In the low magnetic force region, the magnitude of the normal direction component (Fr) of the magnetic attraction force with respect to the surface of the developing
即ち、低磁力領域は、現像領域を通過した現像剤(以降、現像工程後の現像剤と呼ぶ)が現像スリーブ44の表面から剥離するための磁力領域(以降、剥離領域とも呼ぶ)になっている。この低磁力領域は、現像スリーブ44の回転方向において剥ぎ取り極S3の磁束密度の極大ピーク位置よりも下流側かつ汲み上げ極S2の磁束密度の極大ピーク位置よりも上流側における現像スリーブ44の表面上に形成されている。
That is, the low magnetic force region is a magnetic force region (hereinafter also referred to as a peeling region) for separating the developer that has passed through the development region (hereinafter referred to as a developer after the development process) from the surface of the developing
隔壁70は、低磁力領域で現像スリーブ44の表面から剥ぎ取られた現像剤(即ち、現像工程後の現像剤)を撹拌室41bに回収するように案内するための案内部70bを有する。案内部70bには、画像形成装置100に対して現像装置40が装着されたときに、水平面に対して傾斜するような傾斜面が形成されている。また、案内部70bの現像スリーブ44と対向する側の端部70a(以降、単に案内部70aと呼ぶ)は、現像スリーブ44の表面上の低磁力領域に対向するように突出している。
The
案内部70aは、現像スリーブ44との間に所定のクリアランス(以降、「クリアランスA」と呼ぶ)を持って配置されている。これにより、現像動作時における現像スリーブ44の回転に伴い、案内部70aが現像スリーブ44の表面に突き当たり、現像スリーブ44の表面が摺擦されて、現像スリーブ44の表面が摩耗することを防いでいる。
The
現像室41a内の現像剤は、汲み上げ極S2による磁場の影響により汲み上げられ、現像スリーブ44に供給される。このように、現像室41aから現像スリーブ44へ現像剤が供給されるので、現像室41aのことを、供給室とも呼ぶ。現像スリーブ44に供給された現像剤は、マグネットロール44aの発生する磁界によって現像スリーブ44の表面に所定の現像剤量が担持され、現像剤溜まりを形成する。現像スリーブ44の表面に担持された現像剤は、現像スリーブ44が回転することによって、現像剤溜まりを通過して規制ブレード42によって層厚が規制されると共に、感光体ドラム1に対向する現像領域へと搬送される。
The developer in the developing
続いて、現像スリーブ44の表面に担持された現像剤は、現像領域で穂立ちして磁気穂を形成する。そして、現像領域で形成された磁気穂を感光体ドラム1に接触させて、現像剤中のトナーを感光体ドラム1に供給することで、感光体ドラム1の表面に形成された静電潜像をトナー像として現像する。このとき、静電潜像へのトナーの付与率(現像効率)を向上させるために、通常、現像スリーブ44には、直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアス電圧が印加される。
Subsequently, the developer carried on the surface of the developing
感光体ドラム1にトナーを供給後の現像スリーブ44の表面上の現像剤(現像工程後の現像剤)は、現像スリーブ44の回転に伴い、剥ぎ取り極S3と汲み上げ極S2によって形成された反発磁界により現像スリーブ44の表面から剥ぎ取られる。そして、反発磁界により現像スリーブ44の表面から剥ぎ取られた現像工程後の現像剤は、案内部70bの傾斜面に落下し、案内部70bの傾斜面を重力により滑り落ちた後、撹拌室41bに落下することにより、撹拌室41bへと回収される。即ち、機能分離型の現像装置では、現像スリーブ44の表面から剥ぎ取られた現像剤は、現像室41aにて回収されずに、撹拌室41bにて直接的に回収される。このように、機能分離型の現像装置では、現像スリーブ44の表面から剥ぎ取られた現像剤(現像工程後の現像剤)が、撹拌室41bで回収されるので、撹拌室41bのことを回収室とも呼ぶ。
The developer on the surface of the developing
機能分離型の現像装置は、撹拌室41b内の現像剤搬送方向の上流から下流にかけて、第2スクリュー部72によって現像剤が搬送される経路(以降、循環経路C1と呼ぶ)を有する。また、機能分離型の現像装置は、現像スリーブ44の表面から剥ぎ取られた現像剤が案内部70bを介して撹拌室41bへと搬送される経路(以降、循環経路C2と呼ぶ)を有する。図3に示したように、隔壁70の長手方向における隔壁70の一端部には、現像室41aから撹拌室41bへ現像剤を受け渡すための受け渡し部(第1連通部)である第1連通口41cが設けられている。即ち、第1連通口41cを介して、現像室41aから撹拌室41bへ現像剤を連通可能になっている。また、隔壁70の長手方向における隔壁70の他端部には、撹拌室41bから現像室41aへ現像剤を受け渡すための受け渡し部(第2連通部)である第2連通口41dが設けられている。即ち、第2連通口41dを介して、撹拌室41bから現像室41aへ現像剤を連通可能になっている。
The function separation type developing device has a path (hereinafter referred to as a circulation path C1) through which the developer is transported by the
第1スクリュー部71と第2スクリュー部72は、現像スリーブ44の長手方向(回転軸線方向)に沿って互いに逆方向に現像剤を搬送する。そして、第1連通口41c及び第2連通口41dを介して、第1スクリュー部71によって搬送される現像剤の流れと、第2スクリュー部72によって搬送される現像剤の流れが形成される。即ち、現像室41aから撹拌室41bへは、第1連通口41cを介して現像剤の受け渡しが行われ、撹拌室41bから現像室41aへは、第2連通口41dを介して現像剤の受け渡しが行われる。
The
現像装置40が画像形成装置100に装着されたとき、撹拌室41bの鉛直方向上方には、トナーを補給するためのトナー補給機構が配置されている。また、撹拌室41bには、トナー補給機構によって補給されたトナーを、撹拌室41bと現像室41aとの間で現像剤が循環する循環路に受け渡すための受け渡し部(トナー補給部)であるトナー補給口49が設けられている。図3の例では、第2スクリュー部72の現像剤搬送方向において、撹拌室41bの最上流部よりも更に上流側に30mmだけ延伸した位置にトナー補給口49が設けられている。
When the developing
トナー補給口49からは、帯電していない状態のトナー(以降、補給トナーと呼ぶ)が、撹拌室41bと現像室41aとの間で現像剤が循環する循環路に受け渡される。トナー補給口49から撹拌室41bに受け渡された補給トナーは、撹拌室41b内の現像剤と混合・撹拌されることにより、撹拌室41b内の現像剤中の磁性キャリアと接触して摩擦帯電される。摩擦帯電により、トナーは負極性に帯電し、磁性キャリアは正極性に帯電する。摩擦帯電したトナーは、静電気力によって磁性キャリアの表面に付着して保持される。故に、トナーは、磁性キャリアとの接触機会が多くなるほど、トナー帯電量Q/Mが大きくなる。二成分現像剤では、トナー濃度T/Dが小さいほど、トナーが磁性キャリアと接触する機会が多くなるので、トナー帯電量Q/Mが大きくなる。感光体ドラム1の表面に形成された同一の静電潜像を現像する場合を基準として、トナー帯電量Q/Mが大きいときは、トナー帯電量Q/Mが小さいときと比べて、現像された画像の濃度が低下する関係にある。
From the
感光体ドラム1の表面に形成された静電潜像を現像する際に、現像剤中のトナーは消費されるが、現像剤中の磁性キャリアは消費されない。即ち、現像工程後の現像剤は、現像剤中のトナーが消費されているために、現像剤中のトナー濃度が低下している。そして、機能分離型の現像装置では、トナー濃度が低下している現像工程後の現像剤が、撹拌室41bで回収される。そこで、撹拌室41bと現像室41aとの間で現像剤が循環する循環路を循環している現像剤中のトナー濃度T/Dは、撹拌室41b内に設けられた透磁率センサ48を用いて常時検知される。より具体的には、透磁率センサ48によって現像剤の平均透磁率を検知し、検知した値から、現像剤中に占めるトナーの重量比を算出する。そして、撹拌室41bと現像室41aとの間で現像剤が循環する循環路を循環している現像剤中のトナー濃度T/Dが略一定になるように、トナー補給機構によって補給すべきトナーの補給量が調整される。
When developing the electrostatic latent image formed on the surface of the
近年、現像装置が小型化し、それに伴って現像スリーブ44の径が小さくなっている。現像スリーブ44の径が小さくなると、現像スリーブ44の径が大きい場合と比べて、現像スリーブ44の内部に配置されたマグネットロール44aの大きさが小さくなる。その結果、現像スリーブ44の回転方向におけるマグネットロール44aの隣り合う同極の磁極(剥ぎ取り極S3と汲み上げ極S2)間の距離が短くなり、反発磁界領域(剥離領域)の大きさが小さくなる。故に、現像工程後の現像剤が現像スリーブ44の表面から剥ぎ取られにくくなる傾向にある。
In recent years, the developing device has been downsized, and the diameter of the developing
前述したように、現像工程後の現像剤は、現像工程で現像剤中のトナーが消費されて、現像剤中のトナー濃度が低下している。現像工程後の現像剤が剥離領域で現像スリーブ44の表面から十分に剥ぎ取られなかった場合、現像スリーブ44の表面に担持された状態のまま現像スリーブ44の回転に伴って、「クリアランスA」を通過してしまうと、以下に述べる問題が生じる。
As described above, in the developer after the development process, the toner in the developer is consumed in the development process, and the toner concentration in the developer is lowered. When the developer after the development process is not sufficiently peeled off from the surface of the developing
「クリアランスA」を通過した現像工程後の現像剤は、現像工程で現像剤中のトナーが消費されているために、現像剤中のトナー濃度が低下している。現像スリーブ44の表面から剥ぎ取られなかった現像工程後の現像剤が「クリアランスA」を通過してしまうと、トナー濃度が低下している状態のまま撹拌を十分に受けることなく、現像領域で再び現像に供されてしまう虞がある。このことは、現像装置が小型化し、それに伴って現像スリーブ44の径が小さくなるとき(即ち、現像スリーブ44の内部に配置されたマグネットロール44aの大きさが小さくなるとき)に特に問題となる。
In the developer after the development process that has passed “clearance A”, the toner concentration in the developer is lowered because the toner in the developer is consumed in the development process. If the developer after the developing process that has not been peeled off from the surface of the developing
そこで、本実施形態では、以下に述べる構成を採ることで、機能分離型の現像装置において、マグネット手段の剥ぎ取り極の付近の磁気吸引力のパターンを調整し、当該剥ぎ取り極の付近の現像剤の剥ぎ取り性の向上と装置の小型化を両立させるものである。 Therefore, in the present embodiment, by adopting the configuration described below, in the function separation type developing device, the magnetic attraction force pattern in the vicinity of the stripping pole of the magnet means is adjusted, and development in the vicinity of the stripping pole is performed. This improves both the stripping property of the agent and the downsizing of the apparatus.
具体的には、案内部70aは、磁束密度の絶対値が所定値以下である低磁力領域と対向し且つ現像スリーブ44との間に所定のクリアランス(クリアランスA)を持って配置されている。低磁力領域は、現像スリーブ44の回転方向において剥ぎ取り極S3の磁束密度の極大ピーク位置より下流側且つ汲み上げ極S2の磁束密度の極大ピーク位置より上流側での現像スリーブ44の表面であって現像領域を通過した現像剤が剥離するための領域である。即ち、低磁力領域では、現像領域を通過した現像剤(トナー濃度が低下している現像工程後の現像剤)がマグネットロール44aにより発生する磁界により剥離する。また、永久磁石が、現像スリーブ44の回転方向において案内部70bよりも下流側且つ汲み上げ極S2の磁束密度の極大ピーク位置よりも上流側における現像スリーブ44の表面であって低磁力領域と対向して配置されている。この永久磁石の低磁力領域と対向する側の磁極は、汲み上げ極S2と同極である。
Specifically, the
このような構成を採ることで、機能分離型の現像装置において、装置の大型化を招くことなく、簡易な構成により、マグネット手段の剥ぎ取り極の付近の現像剤の剥ぎ取り性を向上させるものである。以下に詳細を説明する。 By adopting such a configuration, in a function-separated type developing device, the developer can be easily peeled off in the vicinity of the stripping pole of the magnet means by a simple configuration without increasing the size of the device. It is. Details will be described below.
第1の実施形態に係る現像装置4(機能分離型の現像装置)の構成について、図4の断面図を用いて説明する。図4は、現像スリーブ44の回転軸線に直交する断面で見たときの断面図である。図4において、図2と同一の符号を付したものは同一の構成を示している。現像装置4の構成について、図2で前述した現像装置40の構成と異なるところを中心に以降説明する。
The configuration of the developing device 4 (function-separated type developing device) according to the first embodiment will be described with reference to the cross-sectional view of FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of the developing
現像装置4の構成では、現像スリーブ44の回転方向に沿って現像スリーブ44の回転中心を通る水平面となす角度を基準としたとき、剥ぎ取り極S3の磁束密度の極大ピーク位置を160度、汲み上げ極S2の磁束密度の極大ピーク位置を260度としている。また、剥ぎ取り極S3の磁束密度の極大ピーク値を30[mT]、汲み上げ極S2の磁束密度の極大ピーク値を30[mT]としている。そして、現像スリーブ44の回転方向(矢印R44方向)に沿って、現像スリーブ44の回転中心を通る水平面となす角度が200度から220度である位置に、現像領域を通過した現像剤が現像スリーブ44の表面から剥離するための低磁力領域が生じる。この低磁力領域の磁束密度の絶対値は、現像領域を通過した現像剤が現像スリーブ44の表面から剥離するような磁束密度の大きさであって所定値以下(例えば、0[mT]以上10[mT]以下)である。
In the configuration of the developing device 4, the maximum peak position of the magnetic flux density of the stripping pole S <b> 3 is pumped up by 160 degrees with reference to the angle formed with the horizontal plane passing through the rotation center of the developing
また、現像装置4の構成では、永久磁石である磁石90が、現像スリーブ44に近接するように設けられている。磁石90は、現像スリーブ44の回転方向において案内部70bよりも下流側且つ汲み上げ極S2の磁束密度の極大ピーク位置よりも上流側における現像スリーブ44の表面であって低磁力領域と対向して配置されている。また、磁石90と現像スリーブ44との間の最近接距離は、0.6mmとなるように設定している。
In the configuration of the developing device 4, a
また、現像装置4の構成では、現像スリーブ44の回転方向に沿って、現像スリーブ44の回転中心を通る水平面となす角度を基準としたとき、磁石90の位置を210度に設定している。また、磁石90は、磁石90の低磁力領域と対向する側90aからおよそ0.1mmの位置で測定したときに、磁束密度の大きさが30[mT]となるものを用いている。また、磁石90の低磁力領域と対向する側90aの磁極を、汲み上げ極S2と同極(即ち、S極)とし、磁石90の低磁力領域と対向する側90aとは反対側の磁極を、汲み上げ極S2と異極(即ち、N極)となるように配置している。そして、磁石90による磁界とマグネットロール44aによる磁界が協働することにより、現像領域を通過した現像剤を現像スリーブ44の表面から剥離させるための磁界が発生する。
Further, in the configuration of the developing device 4, the position of the
第1の実施形態では、磁石90の厚みは、2mmであり、磁石90の形状は、直方体である。磁石90と隔壁70の間には、磁石90の長手方向にわたってシール部材81(例えば、ポリエステル系発砲体)が埋められている。即ち、磁石90は、シール部材81を用いて隔壁70に貼り付けられている。
In the first embodiment, the thickness of the
図5のグラフは、現像装置4の構成における磁束密度の大きさと磁気吸引力の大きさの分布を示している。図5に示すグラフの横軸は、現像スリーブ44の回転方向に沿って、現像スリーブ44の回転中心を通る水平面となす角度である。また、図5に示すグラフの縦軸は、磁束密度の現像スリーブ44の表面に対する法線方向成分(Br)、及び、磁気吸引力の現像スリーブ44の表面に対する法線方向成分(Fr)である。
The graph of FIG. 5 shows the distribution of the magnetic flux density and the magnetic attraction force in the configuration of the developing device 4. The horizontal axis of the graph shown in FIG. 5 is an angle formed with a horizontal plane passing through the rotation center of the developing
図6の模式図は、現像装置4の構成における磁力線と磁気吸引力の分布を示している。図6に示すように、現像スリーブ44の近傍において、磁石90とマグネットロール44aとの間に磁界が発生する。また、磁石90の低磁力領域と対向する側90a(S極)と剥ぎ取り極S3(S極)との間には反発磁界が生じる。
The schematic diagram of FIG. 6 shows the distribution of magnetic lines of force and magnetic attractive force in the configuration of the developing device 4. As shown in FIG. 6, in the vicinity of the developing
そこで、隔壁70の近傍で発生している磁界の向きについて、図7の模式図を用いて説明する。図7は、現像スリーブ44の回転軸線に直交する断面で見たときの断面図(模式図)である。
Therefore, the direction of the magnetic field generated in the vicinity of the
図7に示すように、現像スリーブ44の回転方向に沿って200度から220度にかけての領域で、磁束密度の絶対値が0[mT]以上10[mT]以下である「低磁力領域C」が生じる。即ち、「低磁力領域C」は、現像スリーブ44の回転方向において剥ぎ取り極S3の磁束密度の極大ピーク位置よりも下流側、且つ汲み上げ極S2の磁束密度の極大ピーク位置よりも上流側に形成されるものである。「低磁力領域C」では、磁気吸引力の現像スリーブ44の表面に対する法線方向成分(Fr)の大きさが小さく、現像剤を現像スリーブ44の中心方向に向かって引き付ける力が弱くなっている。そのため、「低磁力領域C」では、現像スリーブ44の表面に担持された現像工程後の現像剤が現像スリーブ44の表面から剥離される。
As shown in FIG. 7, a “low magnetic force region C” in which the absolute value of the magnetic flux density is 0 [mT] or more and 10 [mT] or less in a region from 200 degrees to 220 degrees along the rotation direction of the developing
第1の実施形態では、磁石90が「低磁力領域C」に対向する位置に配置されている。これにより、磁石90とマグネットロール44aとの間に磁界が発生する。前述したように、現像スリーブ44の回転方向に沿って、剥ぎ取り極S3の磁束密度の極大ピーク位置を160度、磁石90の位置を210度、汲み上げ極S2の磁束密度の極大ピーク位置を260度に設定している。また、磁石90の「低磁力領域C」と対向する側90aの磁極を、剥ぎ取り極S3や汲み上げ極S2と同極に設定している。また、磁石90の磁束密度の大きさを、剥ぎ取り極S3の磁束密度の極大ピーク値や汲み上げ極S2の磁束密度の極大ピーク値と略同一に設定している。
In the first embodiment, the
第1の実施形態では、現像スリーブ44の回転方向に沿って180度から190度にかけての領域で、磁束密度の絶対値が0[mT]以上10[mT]以下である「低磁力領域D」が生じる。即ち、「低磁力領域D」は、現像スリーブ44の回転方向において剥ぎ取り極S3の磁束密度の極大ピーク位置よりも下流側、且つ案内部70bよりも上流側における現像スリーブ44の表面に形成されるものである。「低磁力領域D」では、磁気吸引力の現像スリーブ44の表面に対する法線方向成分(Fr)の大きさが小さく、現像剤を現像スリーブ44の中心方向に向かって引き付ける力が弱くなっている。そのため、「低磁力領域D」では、現像スリーブ44の表面に担持された現像工程後の現像剤が現像スリーブ44の表面から剥ぎ取られる。
In the first embodiment, the “low magnetic force region D” in which the absolute value of the magnetic flux density is 0 [mT] or more and 10 [mT] or less in a region from 180 degrees to 190 degrees along the rotation direction of the developing
図7に示したように、「低磁力領域D」は、現像スリーブ44の回転方向において剥ぎ取り極S3の磁束密度の極大ピーク位置よりも下流側、且つ「低磁力領域C」よりも上流側にある。この為、現像スリーブ44の表面に担持された現像工程後の現像剤は、「低磁力領域C」よりも先んじて「低磁力領域D」にて、現像スリーブ44の表面から剥ぎ取られる機会が得られるので、剥ぎ取り極S3の付近の現像剤の剥ぎ取り性を向上させる事ができる。
As shown in FIG. 7, the “low magnetic force region D” is downstream of the maximum peak position of the magnetic flux density of the stripping pole S3 in the rotation direction of the developing
また、第1の実施形態では、案内部70bが「低磁力領域C」に対向する位置に設けられている。これにより、「低磁力領域D」や「低磁力領域C」において現像スリーブ44の表面から剥離された現像工程後の現像剤は、剥ぎ取り極S3や汲み上げ極S2による磁界の影響を受ける事なく、現像剤の自重により案内部70bの斜面上に落下させることができる。
In the first embodiment, the
また、第1の実施形態では、現像スリーブ44の回転方向に沿って230度から240度にかけての領域で、磁束密度の絶対値が0[mT]以上10[mT]以下である「低磁力領域E」が生じる。即ち、「低磁力領域E」は、現像スリーブ44の回転方向において磁石90よりも下流側、且つ汲み上げ極S2の磁束密度の極大ピーク位置よりも上流側における現像スリーブ44の表面に形成されるものである。「低磁力領域E」では、磁気吸引力の現像スリーブ44の表面に対する法線方向成分(Fr)の大きさが小さく、現像剤を現像スリーブ44の中心方向に向かって引き付ける力が弱くなっている。そのため、「低磁力領域E」では、現像スリーブ44の表面に担持された現像工程後の現像剤が現像スリーブ44の表面から剥ぎ取られる。
In the first embodiment, in the region from 230 degrees to 240 degrees along the rotation direction of the developing
現像スリーブ44の表面に担持された現像工程後の現像剤の動きは、磁場による影響に加えて、重力の影響も考える必要がある。そこで、隔壁70の近傍における現像剤の動きについて、図8の模式図を用いて説明する。図8は、現像スリーブ44の回転軸線に直交する断面で見たときの断面図(模式図)である。
The movement of the developer after the developing process carried on the surface of the developing
第1の実施形態では、「低磁力領域D」の大きさが、「低磁力領域C」の大きさよりも小さくなっている。現像スリーブ44の表面に担持された現像工程後の現像剤の一部が、「低磁力領域D」において磁場による影響から離れ、重力の影響により、案内部70bの斜面上に落下する。一方、「低磁力領域D」において現像スリーブ44の表面から剥ぎ取られなかった現像工程後の現像剤は、現像スリーブ44の回転に伴って、「低磁力領域C」に到達する。そして、「低磁力領域D」において現像スリーブ44の表面から剥ぎ取られなかった現像工程後の現像剤のほとんどは、「低磁力領域C」において磁場による影響から離れ、重力の影響により、案内部70bの斜面上に落下する。
In the first embodiment, the size of the “low magnetic force region D” is smaller than the size of the “low magnetic force region C”. Part of the developer after the developing process carried on the surface of the developing
そして、案内部70bの斜面上に落下した現像工程後の現像剤は、案内部70bの傾斜面を重力により滑り落ちた後、撹拌室41bへと回収されて、第2スクリュー部72による撹拌を受ける。
Then, the developer after the development process that has dropped onto the slope of the
画像形成時のプロセススピードが速いときには、現像スリーブ44の回転速度が速くなり、それに伴って現像スリーブ44の表面における空気流の速度が速くなる。このとき、現像スリーブ44の表面に担持された現像工程後の現像剤は、反発磁界により現像スリーブ44の表面から剥ぎ取られるものの、現像スリーブ44の表面における空気流に乗って、少量の現像剤が「クリアランスA」を通過してしまう虞がある。一方、本実施形態では、現像スリーブ44の表面における空気流に乗って、少量の現像剤が「クリアランスA」を通過した場合でも、少量の現像剤を、磁石90による磁界によって磁石90の低磁力領域Cと対向する側90aに引き付けて留まらせる事ができる。
When the process speed at the time of image formation is high, the rotation speed of the developing
しかしながら、経時により、磁石90の「低磁力領域C」と対向する側90aに引き付けられた現像剤が溜まった場合には、磁石90の「低磁力領域C」と対向する側90aで現像剤を保持しきれなくなる。そして、磁石90の「低磁力領域C」と対向する側90aで保持しきれなかった現像剤は、現像スリーブ44の回転に伴って、「低磁力領域E」に到達する。
However, if the developer attracted to the
前述したように、「低磁力領域E」では、磁気吸引力の現像スリーブ44の表面に対する法線方向成分(Fr)の大きさが小さく、現像剤を現像スリーブ44の中心方向に向かって引き付ける力が弱くなっている。そのため、現像スリーブ44の表面に担持された現像剤(即ち、「クリランスA」を通過し、磁石90の「低磁力領域C」と対向する側90aで保持しきれなかった現像工程後の現像剤)は、「低磁力領域E」において現像スリーブ44の表面から剥ぎ取られる。そして、「低磁力領域E」において剥離された現像工程後の現像剤は、現像剤の自重によって現像室41aへと回収されて、第1スクリュー部71による撹拌を受ける。
As described above, in the “low magnetic force region E”, the magnitude of the normal component (Fr) of the magnetic attraction force with respect to the surface of the developing
即ち、トナー濃度が低下している現像工程後の現像剤が、「クリアランスA」を通過し、撹拌を十分に受けることなく、現像スリーブ44の表面に再び担持され、感光体ドラム1に対向する現像領域で再び現像に供されてしまうことを抑制することができる。
That is, the developer after the developing process in which the toner density is lowered passes through the “clearance A” and is carried again on the surface of the developing
尚、第1の実施形態では、磁石90の磁束密度の大きさは、剥ぎ取り極S3の磁束密度の極大ピーク値や、汲み上げ極S2の磁束密度の極大ピーク値と略同一である例について説明したが、これに限られない。
In the first embodiment, an example is described in which the magnitude of the magnetic flux density of the
「低磁力領域C」に加えて「低磁力領域D」が形成されるのであれば、磁石90の磁束密度の大きさは、汲み上げ極S2の磁束密度の極大ピーク値の50%よりも大きく250%よりも小さければよい。尚且つ、磁石90の磁束密度の大きさは、剥ぎ取り極S3の磁束密度の極大ピーク値の50%よりも大きく250%よりも小さければよい。より好ましくは、「低磁力領域C」に加えて、「低磁力領域D」と「低磁力領域E」のいずれも形成されることである。即ち、磁石90の磁束密度の大きさは、剥ぎ取り極S3の磁束密度の極大ピーク値の90%よりも大きく110%よりも小さく、且つ、汲み上げ極S2の磁束密度の極大ピーク値の90%よりも大きく110%よりも小さいことが好ましい。
If the “low magnetic field region D” is formed in addition to the “low magnetic field region C”, the magnitude of the magnetic flux density of the
以上説明した本実施形態では、永久磁石を、現像スリーブ44の回転方向において案内部70bよりも下流側且つ汲み上げ極S2の磁束密度の極大ピーク位置より上流側における現像スリーブ44の表面であって低磁力領域と対向して配置させた。この永久磁石の低磁力領域と対向する側の磁極は、汲み上げ極S2と同極である。これにより、剥ぎ取り極S3の付近の磁気吸引力のパターンが調整され、現像工程後の現像剤が現像スリーブ44の表面から剥ぎ取られる機会が多く得られるようにした。故に、本実施形態によれば、機能分離型の現像装置において、装置の大型化を招くことなく、簡易な構成により、剥ぎ取り極S3の付近の現像剤の剥ぎ取り性を向上させることができる。
In the present embodiment described above, the permanent magnet is located on the surface of the developing
(その他の実施形態)
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形(各実施形態の有機的な組合せを含む)が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications (including organic combinations of the embodiments) are possible based on the spirit of the present invention, and these are excluded from the scope of the present invention. is not.
上記実施形態では、現像領域を通過した現像剤が現像スリーブ44の表面から剥離する低磁力領域の磁束密度の絶対値が0[mT]以上10[mT]以下である例について説明したが、これに限られない。現像スリーブ44の表面から現像剤が剥離する磁束密度の大きさの範囲は、磁性キャリアの直径や磁性キャリアの比重等の各種のパラメータによって変動するものである。そのため、現像領域を通過した現像剤が現像スリーブ44の表面から剥離されるのであれば、低磁力領域の磁束密度の絶対値の上限は、10[mT]よりも大きくてもよい。ただし、低磁力領域の磁束密度の絶対値の上限は、剥ぎ取り極S3の磁束密度の極大ピーク値や、汲み上げ極S2の磁束密度の極大ピーク値よりも小さい。
In the above embodiment, the example in which the absolute value of the magnetic flux density in the low magnetic force region where the developer that has passed through the developing region peels from the surface of the developing
上記実施形態では、図4に示したように、マグネットロール44aが、現像スリーブ44の回転方向(矢印R44方向)に沿って、5つの磁極を有する例について説明したが、これに限られない。マグネットロール44aが、現像スリーブ44の回転方向(矢印R44方向)に沿って、4つ以上の磁極、又は6つ以上の磁極を有する構成の現像装置に本発明を適用することも可能である。その場合にも、案内部70bは、現像スリーブ44の回転方向において剥ぎ取り極の磁束密度の極大ピーク位置より下流側且つ汲み上げ極の磁束密度の極大ピーク位置より上流側での現像スリーブ44の表面であって低磁力領域と対向して配置させればよい。また、永久磁石を、現像スリーブ44の回転方向において案内部70bよりも下流側且つ汲み上げ極S2の磁束密度の極大ピーク位置よりも上流側における現像スリーブ44の表面であって低磁力領域と対向して配置させればよい。この永久磁石の低磁力領域と対向する側の磁極は、汲み上げ極S2と同極である。
In the above embodiment, as illustrated in FIG. 4, the
また、上記実施形態では、図1に示したように、中間転写ベルト7を像担持体として用いる構成の画像形成装置100を例に説明したが、これに限られない。感光体ドラム1に順に記録材を直接接触させて転写を行う構成の画像形成装置に本発明を適用することも可能である。その場合には、感光体ドラム1が、トナー像を担持する回転可能な像担持体を構成する。
In the above embodiment, as illustrated in FIG. 1, the
また、上記実施形態では、図4に示したように、現像スリーブ44が反時計回りに回転し、且つ、規制ブレード42が現像スリーブ44の下方に配置されている構成の現像装置4を例に説明したが、これに限られない。現像スリーブ44が時計回りに回転し、且つ、規制ブレード42が現像スリーブ44の上方に配置されている構成の現像装置に本発明を適用することも可能である。
In the above embodiment, as shown in FIG. 4, the developing device 4 having a configuration in which the developing
4 現像装置
41a 現像室
41b 撹拌室
44 現像スリーブ
44a マグネットロール
70 隔壁
70b 案内部
90 永久磁石
4 Developing
Claims (10)
前記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供給室と、
前記現像剤担持体と対向して配置され、前記現像領域を通過した前記現像剤を前記現像剤担持体から回収する回収室と、
前記現像剤担持体の内部に固定して配置され、第1の磁極と、前記現像剤担持体の回転方向において前記第1の磁極の下流側であって前記第1の磁極と隣り合うように配置され、前記第1の磁極と同極である第2の磁極を備え、前記現像領域を通過した前記現像剤を前記現像剤担持体の表面から剥離させるための磁界を発生するマグネット手段と、
前記マグネット手段により発生する前記磁界により前記現像剤担持体の表面から剥離された前記現像剤を前記回収室に回収するように案内するための案内部を有し、前記供給室と前記回収室とを隔てる隔壁と、
永久磁石と、
を備え、
前記案内部は、前記現像剤担持体の回転方向において前記第1の磁極の磁束密度の極大ピーク位置よりも下流側且つ前記第2の磁極の磁束密度の極大ピーク位置よりも上流側における前記現像剤担持体の表面であって、磁束密度の絶対値が所定値以下であり、前記現像領域を通過した前記現像剤が前記現像剤担持体の表面から剥離するための磁力領域と対向し、且つ前記現像剤担持体との間に所定のクリアランスを持って配置され、
前記永久磁石は、前記現像剤担持体の回転方向において前記案内部よりも下流側且つ前記第2の磁極の磁束密度の極大ピーク位置よりも上流側における前記現像剤担持体の表面であって前記磁力領域と対向して配置され、
前記永久磁石の前記磁力領域と対向する側の磁極は、前記第2の磁極と同極である
ことを特徴とする現像装置。 A developer carrying member which is rotatably provided and carries a developer containing toner and a magnetic carrier and conveys the developer to a developing region facing the image carrier;
A supply chamber which is disposed below the developer carrier and supplies developer to the developer carrier;
A collection chamber disposed opposite to the developer carrier and collecting the developer that has passed through the development region from the developer carrier;
The first magnetic pole and the first magnetic pole are arranged downstream of the first magnetic pole in the rotation direction of the developer carrier and adjacent to the first magnetic pole. A magnet unit that is disposed and has a second magnetic pole that is the same as the first magnetic pole, and generates a magnetic field for separating the developer that has passed through the development region from the surface of the developer carrier;
A guide portion for guiding the developer separated from the surface of the developer carrier by the magnetic field generated by the magnet means to be collected in the collection chamber; the supply chamber; the collection chamber; A partition wall separating the
With permanent magnets,
With
The guide portion is located on the downstream side of the maximum peak position of the magnetic flux density of the first magnetic pole and the upstream side of the maximum peak position of the magnetic flux density of the second magnetic pole in the rotation direction of the developer carrier. The surface of the developer carrier, the absolute value of the magnetic flux density being equal to or less than a predetermined value, facing the magnetic region for separating the developer that has passed through the development region from the surface of the developer carrier, and Arranged between the developer carrier and a predetermined clearance,
The permanent magnet is a surface of the developer carrier on the downstream side of the guide portion in the rotation direction of the developer carrier and upstream of the maximum peak position of the magnetic flux density of the second magnetic pole. Placed opposite the magnetic field,
The developing device according to claim 1, wherein the magnetic pole of the permanent magnet on the side facing the magnetic region is the same as the second magnetic pole.
ことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。 The magnetic field for separating the developer that has passed through the development area from the surface of the developer carrying member is generated by the cooperation of the magnetic field by the permanent magnet and the magnetic field by the magnet means. Item 2. The developing device according to Item 1.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の現像装置。 The absolute value of the magnetic flux density is present on the surface of the developer carrier on the downstream side of the maximum peak position of the magnetic flux density of the first magnetic pole and on the upstream side of the guide portion in the rotation direction of the developer carrier. The development according to claim 1, wherein a magnetic force region is formed so that the developer that is not more than the predetermined value and passes through the development region is separated from the surface of the developer carrying member. apparatus.
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の現像装置。 The absolute value of the magnetic flux density is present on the surface of the developer carrier downstream of the permanent magnet and upstream of the maximum peak position of the magnetic flux density of the second magnetic pole in the rotation direction of the developer carrier. 4. The magnetic field region for forming the developer that is equal to or less than the predetermined value and is separated from the surface of the developer carrying member is formed. The developing device according to item.
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の現像装置。 The developing device according to any one of claims 1 to 4, wherein the predetermined value is 10 [mT].
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の現像装置。 The maximum peak value of the magnetic flux density of the permanent magnet is greater than 50% and less than 250% of the maximum peak value of the magnetic flux density of the first magnetic pole, and the maximum peak value of the magnetic flux density of the second magnetic pole. The developing device according to claim 1, wherein the developing device is larger than 50% and smaller than 250%.
ことを特徴とする請求項6に記載の現像装置。 The maximum peak value of the magnetic flux density of the permanent magnet is greater than 90% and less than 110% of the maximum peak value of the magnetic flux density of the first magnetic pole, and the maximum peak value of the magnetic flux density of the second magnetic pole. The developing device according to claim 6, wherein the developing device is larger than 90% and smaller than 110%.
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の現像装置。 The developing device according to claim 1, wherein a seal member is provided between the permanent magnet and the partition wall in a longitudinal direction of the permanent magnet.
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の現像装置。 The developing device according to claim 1, further comprising a transport unit configured to transport the developer collected in the collection chamber to the supply chamber.
ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の現像装置。
10. The supply chamber and the recovery chamber are arranged side by side in the horizontal direction when the developing device is mounted on an image forming apparatus that forms an image on a recording material. The developing device according to claim 1.
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JP2021063913A (en) * | 2019-10-15 | 2021-04-22 | シャープ株式会社 | Developing device and image forming apparatus |
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