JP2022020306A

JP2022020306A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2022020306A
Application number: JP2020123718A
Authority: JP
Inventors: 征正渡辺; Masatada Watanabe; 栄齋藤; Sakae Saito; 美智男西田; Michio Nishida
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2020-07-20
Filing date: 2020-07-20
Publication date: 2022-02-01

Abstract

【課題】マグネットロールの補助極によって残留キャリアの分離を補助することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】マグネットロール１２７は、シャフト１２３と、Ｋ（Ｋは５以上の整数）個のマグネットピース１２７Ａ～１２７Ｆとを有する。Ｋ個のマグネットピース１２７Ａ～１２７Ｆのうち第１特定ピース１２７Ｅは、残留キャリアを分離するための分離極である。スリーブ１２５の回転方向において第１特定ピース１２７Ｅの下流側に隣接する第２特定ピース１２７Ｆは、分離極と同じ極性を有する補助極である。第２特定ピース１２７Ｆの表面から法線方向に０．７ｍｍだけ離れた位置の第１磁束密度の値が０ｍＴ以上かつ１０ｍＴ以下であり、かつ第１磁束密度の値から、第２特定ピース１２７Ｆの表面から法線方向に２．２ｍｍだけ離れた位置の第２磁束密度の値を減算して得られる値が０ｍＴ以上かつ２ｍＴ以下である。【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

特許文献１に記載の画像形成装置は、像担持体と、現像装置とを備える。像担持体は、静電潜像を担持する。現像装置は、トナーとキャリアとを含む現像剤を用いて静電潜像をトナー像に現像する。現像装置は、現像ローラーと、スクレイパーとを有する。現像ローラーは、スリーブと、マグネットロールとを有し、像担持体に対向するように配置される。スリーブは、筒状に形成されて回転可能に支持された非磁性の部材である。マグネットロールは、複数の磁極が外周面に形成された円柱状の部材であって、スリーブの中に配置される。複数の磁極のうちの１つは、スリーブの外表面に担持された残留キャリアを分離するための分離極である。スクレイパーは、分離極を補助するように、キャリアを取り込む窓と、取り込んだキャリアを現像装置の筐体の内壁に沿って攪拌搬送スクリューの外側に落とす排出口とを有する。

特開２０１６－１７３４８３号公報

特許文献１に記載の画像形成装置では、残留キャリアの分離を補助するためのスクレイパーを要した。

本発明は、マグネットロールの補助極によって残留キャリアの分離を補助することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、像担持体と、現像装置とを備える。前記像担持体は、静電潜像を担持する。前記現像装置は、トナーとキャリアとを含む現像剤を用いて前記静電潜像をトナー像に現像する。前記現像装置は、前記像担持体に対向するように配置された現像ローラーを有する。前記現像ローラーは、スリーブと、マグネットロールとを有する。前記スリーブは、筒状に形成されて回転可能に支持された非磁性の部材である。前記マグネットロールは、前記スリーブの中に配置される。前記マグネットロールは、シャフトと、Ｋ（Ｋは５以上の整数）個のマグネットピースとを有する。前記Ｋ個のマグネットピースは、互いに接するように前記シャフトの周面に固定される。前記Ｋ個のマグネットピースのうちの第１特定ピースは、前記スリーブの外表面に担持された前記キャリアを分離するための分離極である。前記Ｋ個のマグネットピースのうち前記スリーブの回転方向において前記第１特定ピースの下流側に隣接する第２特定ピースは、前記分離極を補助する補助極である。前記分離極と前記補助極とは、互いに同じ極性を有する磁極である。前記第１特定ピースと前記第２特定ピースとの境界位置から前記第２特定ピースの周方向の中央位置までの範囲において、前記第２特定ピースの表面から法線方向に０．７ｍｍだけ離れた位置の第１磁束密度の値が０ｍＴ以上かつ１０ｍＴ以下であり、かつ前記第１磁束密度の値から、前記第２特定ピースの前記表面から前記法線方向に２．２ｍｍだけ離れた位置の第２磁束密度の値を減算して得られる値が０ｍＴ以上かつ２ｍＴ以下である。

本発明によれば、マグネットロールの補助極によって残留キャリアの分離を補助することができる画像形成装置が提供される。

実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す概略図である。現像装置の詳細構成の一例を示す断面図である。マグネットロールの磁極構成の一例を示す断面図である。良好な残留キャリア分離性能が得られるマグネットロールの磁力分布を示すグラフである。比較例に係るマグネットロールの磁力分布を示すグラフである。

本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

図１を参照して、実施形態に係る画像形成装置１０について説明する。図１は、画像形成装置１０の構成の一例を示す概略図である。画像形成装置１０は、例えば、複写機、プリンター、ファクシミリ、又はこれらの機能を兼ね備えた複合機である。以下では、画像形成装置１０がカラープリンターである実施形態について説明する。なお、図１において、便宜上、左から右への向きをＸ軸の正の向き、手前から奥への向きをＹ軸の正の向き、下から上への向きをＺ軸の正の向きとする。

図１に示されるように、画像形成装置１０は、タンデム方式の電子写真装置である。詳しくは、画像形成装置１０は、各色に対応した画像形成部１０Ａ～１０Ｄと、露光装置１７と、転写ベルト２１と、二次転写ローラー２３と、定着装置２５とを備える。画像形成部１０Ａ～１０Ｄは、各々、像担持体１３と、帯電装置１５と、現像装置１１と、一次転写ローラー１９と、クリーニング部材２７とを備える。

像担持体１３は、表面（周面）に感光体層を有する部材である。像担持体１３は、例えばモーター（図示せず）によって駆動されて、回転方向Ｒ１２に沿って回転する。像担持体１３は、例えば、感光体ドラムである。

帯電装置１５は、像担持体１３の表面を一様に帯電する。露光装置１７は、一様に帯電している像担持体１３の表面を露光させて、像担持体１３の表面に静電潜像を形成する。露光装置１７は、例えば、レーザー走査ユニットである。現像装置１１は、トナーとキャリアとを含む二成分の現像剤を用いて、像担持体１３の表面上の静電潜像をトナー像に現像する。

一次転写ローラー１９は、転写ベルト２１を挟んで像担持体１３と対向する。一次転写ローラー１９は、像担持体１３の表面に形成されたトナー像を転写ベルト２１に転写する。クリーニング部材２７は、像担持体１３の表面に残留するトナーを除去する。

転写ベルト２１は、回転方向Ｒ１に沿って回転する無端ベルトである。二次転写ローラー２３は、転写ベルト２１に順次転写された各色のトナー像を記録媒体Ｍ（例えば、印刷用紙）に転写する。

定着装置２５は、記録媒体Ｍに転写されたトナー像を定着させる。定着装置２５は、例えば、ニップ定着方式である。ニップ定着方式の定着装置２５は、通常、加熱ローラーと加圧ローラーとを有する。

次に、図１及び図２を用いて、現像装置１１の構成を詳しく説明する。図２は、現像装置１１の詳細構成の一例を示す断面図である。

図２に示されるように、現像装置１１は、筐体１１１と、現像剤搬送路１１３と、現像剤攪拌搬送部材１１５と、現像ローラー１２１と、現像剤規制部材１３１とを有する。現像剤搬送路１１３と、現像剤攪拌搬送部材１１５と、現像ローラー１２１と、現像剤規制部材１３１とは、筐体１１１内に設けられている。

現像剤搬送路１１３は、現像剤を収容する。現像剤搬送路１１３は、第１搬送路１１３Ａと第２搬送路１１３Ｂとを含む。第１搬送路１１３Ａと第２搬送路１１３Ｂとは、仕切壁１１７で区画され、互いに平行に延びる。

現像剤攪拌搬送部材１１５は、第１攪拌スクリュー１１５Ａと第２攪拌スクリュー１１５Ｂとを含む。第１攪拌スクリュー１１５Ａは、第１搬送路１１３Ａ内に配置され、第１攪拌スクリュー１１５Ａの軸方向は、第１搬送路１１３Ａの長手方向に対して平行である。第２攪拌スクリュー１１５Ｂは、第２搬送路１１３Ｂ内に配置され、第２攪拌スクリュー１１５Ｂの軸方向は、第２搬送路１１３Ｂの長手方向に対して平行である。前述したように、第１搬送路１１３Ａと、第２搬送路１１３Ｂとは、互いに平行に延びる。そのため、第１攪拌スクリュー１１５Ａと、第２攪拌スクリュー１１５Ｂとは、互いに平行に延びる。

第１攪拌スクリュー１１５Ａは、螺旋状の攪拌羽根を有し、第１搬送路１１３Ａ内の現像剤を攪拌しながら搬送する。第２攪拌スクリュー１１５Ｂは、螺旋状の攪拌羽根を有し、第２搬送路１１３Ｂ内の現像剤を攪拌しながら搬送する。そのため、現像剤は、第１搬送路１１３Ａと第２搬送路１１３Ｂとの間を循環しながら搬送される。そして、第２攪拌スクリュー１１５Ｂは、現像ローラー１２１に現像剤を供給する。第１搬送路１１３Ａ及び第２搬送路１１３Ｂを有する筐体１１１は、「容器」の一例に相当する。

現像ローラー１２１は、回転可能な態様で筐体１１１に支持されている。より具体的には、現像ローラー１２１は、例えばモーター（図示せず）によって駆動されて、回転方向Ｒ１１に沿って回転する。

現像ローラー１２１は、現像剤を、第２搬送路１１３Ｂから現像ローラー１２１の表面１２１ｓへ磁気的に汲み上げて、その表面１２１ｓに担持する。

現像ローラー１２１は、筐体１１１に形成された開口１１９を通して、像担持体１３と対向する。現像ローラー１２１の表面１２１ｓと像担持体１３の表面１３ｓとの間には、ギャップが設けられている。現像ローラー１２１は、現像ローラー１２１の表面１２１ｓから像担持体１３の表面１３ｓへトナーを供給する。

現像ローラー１２１は、スリーブ１２５と、マグネットロール１２７とを有する。スリーブ１２５は、筒状に形成されて回転可能に支持された非磁性の部材である。マグネットロール１２７は、スリーブ１２５の中に配置される。マグネットロール１２７は、シャフト１２３と、６個のマグネットピース１２７Ａ～１２７Ｆとを有する。６個のマグネットピース１２７Ａ～１２７Ｆは、互いに接するようにシャフト１２３の周面に固定される。スリーブ１２５は、シャフト１２３の周りを回転可能な態様でシャフト１２３に支持される。より具体的には、マグネットロール１２７の周りをスリーブ１２５が回転できるように、シャフト１２３とスリーブ１２５とがフランジ接続されている。

６個のマグネットピース１２７Ａ～１２７Ｆは、第１ピース１２７Ａと、第２ピース１２７Ｂと、第３ピース１２７Ｃと、第４ピース１２７Ｄと、第５ピース１２７Ｅと、第６ピース１２７Ｆとを含む。第１ピース１２７Ａ、第２ピース１２７Ｂ、第３ピース１２７Ｃ、第４ピース１２７Ｄ、第５ピース１２７Ｅ、及び第６ピース１２７Ｆは、現像ローラー１２１の回転方向Ｒ１１に沿って、この順に配置される。第１ピース１２７Ａは現像剤規制部材１３１に、第３ピース１２７Ｃは像担持体１３にそれぞれ対向する。

現像剤規制部材１３１は、筐体１１１に固定され、現像ローラー１２１の長手方向（より具体的にはシャフト１２３の軸方向）に沿って延びる。

次に、図１～図３を参照して、マグネットロール１２７の磁極構成について説明する。図３は、マグネットロール１２７の磁極構成の一例を示す断面図である。

図３に示されるように、第１ピース１２７Ａは、外表面にＮ極を有する。第１ピース１２７Ａは、第２搬送路１１３Ｂからトナーとともにキャリアを汲み上げる汲上極Ｎ３である。第１ピース１２７Ａは、「第３特定ピース」の一例に相当する。

第２ピース１２７Ｂは、外表面にＳ極を有する。第２ピース１２７Ｂは、トナーとともにキャリアを搬送する搬送極Ｓ２である。

第３ピース１２７Ｃは、外表面にＮ極を有する。第３ピース１２７Ｃは、像担持体１３へトナーを供給する主極Ｎ１である。第３ピース１２７Ｃは、「第４特定ピース」の一例に相当する。

第４ピース１２７Ｄは、外表面にＳ極を有する。第４ピース１２７Ｄは、残留キャリアを搬送する搬送極Ｓ１である。

第５ピース１２７Ｅは、外表面にＮ極を有する。第５ピース１２７Ｅは、スリーブ１２５の外表面に担持された残留キャリアを分離するための分離極Ｎ２である。第５ピース１２７Ｅは、「第１特定ピース」の一例に相当する。

第６ピース１２７Ｆは、外表面にＮ極を有する。第６ピース１２７Ｆは、分離極Ｎ２を補助する補助極Ｎ４である。第６ピース１２７Ｆの外径は、第５ピース１２７Ｅの外径よりも小さい。第６ピース１２７Ｆは、「第２特定ピース」の一例に相当する。

第５ピース１２７Ｅ及び第６ピース１２７Ｆによってスリーブ１２５の外表面から分離された残留キャリアは、第２搬送路１１３Ｂへ投入される。この際、図２中に矢印Ｖで示されたＺ軸の負の向きよりも、現像剤規制部材１３１から離れる方向へ残留キャリアが落下することが求められる。残留キャリアが第２搬送路１１３Ｂの中の現像剤と十分に攪拌されたうえで、再度汲み上げられることが好ましいからである。

次に、図１～図５を参照して、マグネットロール１２７の磁力分布について説明する。図４は、良好な残留キャリア分離性能が得られるマグネットロール１２７の磁力分布を示すグラフである。図５は、比較例に係るマグネットロール１２７の磁力分布を示すグラフである。図４及び図５において、横軸は、マグネットロール１２７の周方向に沿う位置を示す。縦軸は、磁束密度（単位ｍＴ）を示す。図４及び図５の各々において、５本のグラフは、マグネットロール１２７の表面から法線方向に距離Ｄ（＝０．７ｍｍ、１．２ｍｍ、１．７ｍｍ、２．２ｍｍ、及び２．７ｍｍ）だけ離れた位置の磁束密度の値を示す。

図４中に円Ｘで示されるように、距離Ｄの大小にかかわらず一定の磁束密度を示す領域が存在する場合には、図２中に矢印Ｖで示されたＺ軸の負の向きよりも、現像剤規制部材１３１から離れる方向へ残留キャリアが落下する。詳細に説明すると、図４に示される磁力分布は、分離極Ｎ２と補助極Ｎ４との境界位置から補助極Ｎ４の周方向の中央位置までの範囲において、次の条件（１）及び条件（２）を同時に満たす。条件（１）：補助極Ｎ４の表面から法線方向に０．７ｍｍだけ離れた位置の第１磁束密度の値が０ｍＴ以上かつ１０ｍＴ以下であること。条件（２）：第１磁束密度の値から、補助極Ｎ４の表面から法線方向に２．２ｍｍだけ離れた位置の第２磁束密度の値を減算して得られる値が０ｍＴ以上かつ２ｍＴ以下であること。

一方、図５中に円Ｙで示されるように、距離Ｄが大きいほど大きい磁束密度を示す領域が存在する場合には、図２中に矢印Ｖで示されたＺ軸の負の向きよりも、現像剤規制部材１３１へ近付く方向へ残留キャリアが落下するので、好ましくない。詳細に説明すると、図５に示される磁力分布は、分離極Ｎ２と補助極Ｎ４との境界位置から補助極Ｎ４の周方向の中央位置までの範囲において、条件（２）を満たさない。

実施形態によれば、図１～図５を参照して説明したように、マグネットロール１２７の補助極Ｎ４である第６ピース１２７Ｆによって残留キャリアの分離を補助することができる画像形成装置１０が提供される。

以上、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。また、上記の実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明の形成が可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の個数等は、図面作成の都合から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、実施形態では「Ｋ（Ｋは５以上の整数）個のマグネットピース」の例として変数Ｋが６である場合を説明したが、これに限られない。変数Ｋは５又は７以上であってもよい。

また、実施形態では現像ローラー１２１の回転方向Ｒ１１に沿って、主極Ｎ１、搬送極Ｓ１、分離極Ｎ２、補助極Ｎ４、汲上極Ｎ３、及び搬送極Ｓ２が、この順に配置されたが、これに限られない。例えば、各磁極が逆極性を有してもよい。すなわち、現像ローラー１２１の回転方向Ｒ１１に沿って、主極Ｓ１、搬送極Ｎ１、分離極Ｓ２、補助極Ｓ４、汲上極Ｓ３、及び搬送極Ｎ２が、この順に配置されてもよい。

また、現像ローラー１２１の回転方向Ｒ１１に沿って、主極Ｎ１、搬送極Ｓ１、搬送極Ｎ２、分離極Ｓ２、補助極Ｓ４、及び汲上極Ｓ３が、この順に配置されてもよい。各磁極が逆極性を有してもよい。すなわち、現像ローラー１２１の回転方向Ｒ１１に沿って、主極Ｓ１、搬送極Ｎ１、搬送極Ｓ２、分離極Ｎ２、補助極Ｎ４、及び汲上極Ｎ３が、この順に配置されてもよい。

本発明は、画像形成装置の分野に利用可能である。

１０画像形成装置
１１現像装置
１３像担持体
１１１筐体（容器）
１２１現像ローラー
１２３シャフト
１２５スリーブ
１２７マグネットロール
１２７Ａ第１ピース（マグネットピース）
１２７Ｂ第２ピース（マグネットピース）
１２７Ｃ第３ピース（マグネットピース）
１２７Ｄ第４ピース（マグネットピース）
１２７Ｅ第５ピース（マグネットピース）
１２７Ｆ第６ピース（マグネットピース）

Claims

静電潜像を担持する像担持体と、
トナーとキャリアとを含む現像剤を用いて前記静電潜像をトナー像に現像する現像装置と
を備え、
前記現像装置は、前記像担持体に対向するように配置された現像ローラーを有し、
前記現像ローラーは、
筒状に形成されて回転可能に支持された非磁性のスリーブと、
前記スリーブの中に配置されたマグネットロールと
を有し、
前記マグネットロールは、
シャフトと、
互いに接するように前記シャフトの周面に固定されたＫ（Ｋは５以上の整数）個のマグネットピースと
を有し、
前記Ｋ個のマグネットピースのうちの第１特定ピースは、前記スリーブの外表面に担持された前記キャリアを分離するための分離極であり、
前記Ｋ個のマグネットピースのうち前記スリーブの回転方向において前記第１特定ピースの下流側に隣接する第２特定ピースは、前記分離極を補助する補助極であり、
前記分離極と前記補助極とは、互いに同じ極性を有する磁極であり、
前記第１特定ピースと前記第２特定ピースとの境界位置から前記第２特定ピースの周方向の中央位置までの範囲において、前記第２特定ピースの表面から法線方向に０．７ｍｍだけ離れた位置の第１磁束密度の値が０ｍＴ以上かつ１０ｍＴ以下であり、かつ前記第１磁束密度の値から、前記第２特定ピースの前記表面から前記法線方向に２．２ｍｍだけ離れた位置の第２磁束密度の値を減算して得られる値が０ｍＴ以上かつ２ｍＴ以下である、画像形成装置。
前記第２特定ピースの外径は、前記第１特定ピースの外径よりも小さい、請求項１に記載の画像形成装置。
前記現像装置は、前記現像剤を攪拌しながら収容する容器を更に有し、
前記分離極及び前記補助極により分離された前記キャリアは、前記容器へ投入される、請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
前記Ｋ個のマグネットピースのうちの第３特定ピースは、前記容器から前記トナーとともに前記キャリアを汲み上げる汲上極であり、
前記Ｋ個のマグネットピースのうちの第４特定ピースは、前記像担持体へ前記トナーを供給する主極である、請求項３に記載の画像形成装置。