JP3724568B2 - Developing device and image forming apparatus using the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像剤搬送部材と現像剤受け部材を備えた現像装置及びそれを用いた画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、複写機やプリンタ等の画像形成装置において使用される現像装置としては、現像剤にトナーとキャリアとを使用した2成分現像方式のものの他にキャリアを使用せずにトナーのみを使用した1成分現像方式のものが知られている。
【0003】
1成分カラー現像方式においては、ロータリ現像のように各色の現像装置がロータリー式に間欠的に回転して感光体に当接し現像するものや、タンデムのように現像装置がほぼ固定された状態で現像するもの等が知られている。
【0004】
ここで、現像剤にトナーのみを使用した1成分現像方式の現像装置としては、アジテータで攪拌されたトナーを供給ローラに送り、供給ローラを回転させてトナーを現像ローラに供給し、供給されたトナーを現像ローラの回転によって搬送すると共に、現像ローラの表面に規制ブレードを圧接させて搬送されるトナーの量を規制すると共に摩擦帯電させ、感光体と対向する現像領域に導いて現像を行うようにしたものが用いられていた。
【0005】
また、従来の現像装置においては、現像ローラと感光体が対向する現像領域において、現像ローラと感光体とがそれぞれその周面が上方から下方へ同方向に移動するように回転していたものが多かったが、装置の各部品の配置を工夫し、装置全体のコンパクト化を狙ったものとして、現像領域において、現像ローラと感光体とがそれぞれその周面が下方から上方へ同方向に移動するように回転させるものも提案されている。
【0006】
一方、規制ブレード近傍で、規制後掻き落されたトナーをトナー収容部に戻すための戻し部材を設けるようにしたものも提案されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
トナー収容部にトナーを戻すための戻し部材を設けると、トナーに対して機械的ストレスがかかり、トナー寿命を短くしてしまう。また、タンデム方式のように、現像装置が固定される方式では、トナー収容部へ効率よくトナーを収容させるために排出ローラのような部材を設けて強制的にトナーの循環を促進する必要があり、そのことがトナーを早期に劣化させる要因となっていた。
【0008】
そのため、早期の画像劣化によりかぶりや、ベタ濃度変化が目立ち、画像品質を低下させる重大な原因となっていた。また、かぶりによりトナー使用量が増える結果、消耗品のランニングコストが高くついてしまう。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するためのもので、現像剤の供給と利用を効果的かつ円滑に行うとともに、現像剤に与えるストレスを少なくし、現像剤寿命を延ばすことを目的とする。
そのために、請求項1の発明は、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材から掻き落とされた現像剤が重力によって落下する方向に現像剤収容部が形成されるとともに、現像剤供給部材の下側に設けられ、先端部に撓み性のスクレーパが取り付けられた現像剤受け部材と現像剤供給部材とで現像剤一時貯留部が形成され、前記現像剤収容部内に回転可能に設けられた現像剤攪拌部材の先端部に取り付けた撓み性の現像剤搬送部材により前記現像剤収容部から前記一時貯留部に対して現像剤を搬送するようにした現像装置であって、前記現像剤攪拌部材の回転により前記現像剤搬送部材が回動し、現像剤収容部を囲む現像剤容器壁に沿って現像剤収容部から現像剤を搬送し、前記スクレーパに対してその先端側から進入当接して現像剤を受け渡すことを特徴とする。
また、請求項2の発明は、前記スクレーパが前記現像剤搬送部材との当接により上方へ押されて変形し、受け渡された現像剤を前記一時貯留部へ移動させることを特徴とする。
また、請求項3の発明は、前記スクレーパの撓み性が現像剤搬送部材の撓み性より大きいことを特徴とする。
また、請求項4の発明は、現像剤搬送部材の回転方向が現像剤供給部材の回転方向と逆方向であることを特徴とする。
また、請求項5の発明は、現像剤担持体が下方から像担持体に当接または近接することを特徴とする。
また、請求項6の発明は、上記構成の現像装置を備えた画像形成装置であることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図1は本発明の現像装置の実施の形態の例を説明する図である。
現像装置本体20は、トナー(図のメッシュ部)を貯留するトナー貯留容器26と、このトナー貯留容器26内に形成されたトナー収容部27と、トナー収容部27内に配設されたトナー攪拌部材29と、トナー収容部27の上部に設けられたトナー受け部材30と、トナー受け部材30の上方に配設されたトナー供給ローラ31と、トナー受け部材30に設けられ、トナー供給ローラ31の下側部分に当接される受けシート32と、トナー供給ローラ31と当接し、感光体17と僅かな間隔(100〜300μm程度)を介して対向するように設けられた現像ローラ33と、現像ローラ33の下方に当接する規制ブレード34、規制ブレード34が取付けられ、規制ブレードによって規制された落下トナーが当たりトナー収容部へ自由落下させるトナー経路部材として機能するケーシング壁45、現像後に現像ローラに残ったトナーを回収する方向に当接しながらトナー漏れを防止するための上シール46とから構成されている。
【0011】
現像ローラ33と感光体17とは、僅かな間隔を介して対向し、図示矢印で示すように互いに逆方向に回転駆動され、現像ローラと感光体とが対向する現像領域において、それぞれの周面が下方から上方へ同方向に移動し、現像ローラに現像バイアス電源(図示せず)から直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスを印加させて現像ローラと感光体との間に振動電界を作用させ、感光体に形成された静電潜像部分に現像ローラからトナーを供給して現像するように構成されている。なお、本実施形態では現像ローラと感光体は現像領域において僅かな間隔を介して対向するようにしているが、現像ローラと感光体とを現像領域において接触させて現像を行うようにすることも可能である。
【0012】
また、本実施形態の現像装置においては、トナー収容部27に規制ブレード34が埋没しない程度のトナーを収容させている。これは、トナー量が規制ブレード34を埋没させる程多いと、規制ブレード34から掻き落とされたトナーがトナー収容部27にスムーズに戻される循環経路が阻害され、また、規制ブレード34が現像ローラ33上のトナーから余分なトナーを掻き落として現像領域に搬送されるトナー量を規制する役割と、トナーを適切に帯電する役割が阻害されるからである。また、トナー収容部27には、撓み性の搬送部材29aを先端部に取り付けた攪拌部材29が回転可能に設けられて供給ローラ31と逆方向に回転するようになっている。なお、搬送部材29aには多数のスリットが形成されている。そして、攪拌部材29を回転させることにより、攪拌部材に取り付けられた搬送部材29aによってトナー収容部27に収容されたトナーをトナー受け部材30と供給ローラ31との隙間(一時貯留部)に供給するようにしている。
【0013】
また、一時貯留部に近接して、外周部に複数のセルを有する導電性の弾性層が設けられた供給ローラ31が配置されており、供給ローラ31の弾性層を現像ローラ33に圧接させるようにしている。供給ローラ31と現像ローラ33とは同方向に回転させ、それらの接触領域においてそれぞれの周面を逆方向に移動させて互いに摺擦させ、現像バイアス電源(図示せず)から現像ローラに印加させる現像バイアス電圧と同等の電圧を供給ローラに印加させるようにしている。
【0014】
トナー受け部材30には板状に形成された受けシート32の一端が取り付けられるとともに、この受けシート32を供給ローラ31の下方に適当な線圧で接触させている。この受けシートがあることによって、供給ローラ31に付着したトナーがその下方位置において重力によって落下するのを防ぎ、現像ローラに供給できるトナーが減少しないようにして、画像濃度低下を防止している。
【0015】
供給ローラ31から現像ローラ33に供給されたトナーは、規制ブレード34により現像ローラから余分なトナーを掻き落として現像領域に搬送されるトナーの量を規制するとともに、このトナーを適切に帯電させるようにしている。なお、この規制ブレード34によって現像ローラ33から掻き落とされた余分なトナーは重力によって、あるトナーは規制ブレード下方のケーシング壁45に落下し、その後この壁を滑り落ちることでトナー収容部27に戻され、また、あるトナーは直接落下してトナー収容部27に戻されることとなる。この時、ケーシング壁45の水平線とのなす角度は、トナーの安息角よりも大きくなるように設定する。そして、規制ブレードで規制されるとともに、適切に帯電されたトナーは現像ローラによって感光体と対向する現像領域に搬送され、前述した振動電界の作用で感光体上の静電潜像部分を現像する。
【0016】
こうして感光体に形成された静電潜像を現像した後は、現像ローラに残ったトナーを現像装置本体に戻す位置において、上シール46を現像ローラ33に軽く当接させることで漏れ防止を行っている。現像後、現像ローラ33に残ったトナーは、接触部において周面が現像ローラと逆方向に移動する供給ローラ31と現像ローラとの摺擦により現像ローラ表面から離脱させ、トナー受け部材30と供給ローラとの隙間(一時貯留部)の溜まりトナーと混合させるとともに、供給ローラから現像ローラに新たなトナーとして供給する。
【0017】
なお、実験では、感光体ドラムの直径30mm、現像ローラの直径18mmのものを使用し、感光体の周速度を100mm/s〜200mm/s程度で回転させる一方、現像ローラの周速度を感光体の周速度の1.5〜2倍程度にした。また、供給ローラとしては、電気抵抗が105 Ω・cm〜106 Ω・cm、アスカーF硬度が60度〜70度で、標準セル直径が100〜150μmになったセルが複数存在する発砲ウレタンからなる厚みが2〜4mmになったものを用い、弾性層が外周部に形成されて直径15〜18mmになったものを用いた。規制ブレード34は板厚0.15mm程度のりん青銅板やステンレス板の先端に厚み2mm程度の導電性ウレタンゴムを貼り付けている。また、受けシート32や搬送部材29aは厚さ0.1〜0.2mm程度のPETフィルムを使用している。
【0018】
上記構成によれば、規制ブレード34で掻き落とされたトナーをトナー収容部27に回収するに当たって、重力やトナーの安息角を利用して回収することで、トナーに与えるストレスをなくし、その結果、トナーの寿命を延ばすことができる。そのため、トナーのかぶりや帯電量低下による印字白地部汚れや濃度変化が低減でき、良好な画像品質を維持することが可能となる。また、トナーの消費量も減少するので、ランニングコストを低減することができる。
【0019】
また、トナー収容部において、トナー堆積上表面より供給ローラ31の中心が上にあり、かつ、供給ローラの下方のトナー受け部材30の先端部にはスクレーパ30a(PET厚み0.15mm程度のシート)が貼り付けられている。図の黒色で示したトナーはスクレーパ30a上に搬送された状態を示している。スクレーパ30aは、その先端側から攪拌部材29の先端に取り付けられた搬送部材29aが進入してきて当接し、搬送部材29aによって上方に押されて変形するように設定されている。そこで、搬送部材29aが搬送してきたトナーがスクレーパに受け渡された後、スクレーパが上方に変形してトナー受け部材30と供給ローラ31との隙間(一時貯留部)にトナーが移動する。このとき攪拌部材29と供給ローラ31の回転方向は逆方向(従って搬送部材29aの回転方向と供給ローラ31との回転方向も逆方向)であるため、一時貯留部へ移動してきたトナーは効果的に供給ローラ31から現像ローラへ供給される。なお、搬送部材29aの先端を容器内壁に接触させるようにして搬送部材29aにより容器内壁に沿って搬送し、トナーをスクレーパに受け渡すようにすることが望ましい。また、トナー受け部材に取り付けられた状態でスクレーパ30aと水平線とのなす角度はトナーの安息角以上であることが望ましいが、仮に安息角以下でトナーが一時貯留部へ移動せず、スクレーパ上に残留していても、上記したように、搬送部材29aがスクレーパに当接した後、スクレーパは上方へ変形するため、この状態では安息角以上になり、トナーは一時貯留部へ移動することになる。
【0020】
スクレーパ30aと搬送部材29aは、両者とも樹脂シートからなっているのでストレスで容易に撓む性質を有しており、適切な使用としては、スクレーパ30aが搬送部材29aよりも撓み易い性質を有することが望ましい。そのためには、スクレーパと搬送部材が同じ材質であればスクレーパの厚みを薄くし、異種材質であればスクレーパの剛性を低いものに設定することが望ましい。このことによって、十分なるトナーが搬送部材からスクレーパに受け渡された後、スクレーパの変形によって一時貯留部へ遅滞なくトナーが供給されることとなる。
【0021】
一方、ローラ軸断面において、搬送部材29aがトナー受け部材30に最初に当接する箇所で搬送部材29aに対して接線を引いたとき、この接線が水平線となす角度をθ2とし、トナー受け部材30が水平線とのなす角度をθ1とすると、θ1>θ2となっていることが好ましい。仮に、θ1<θ2となっていると、搬送部材とスクレーパが当接するときの搬送部材の進入角度(90°−θ2)が大きくなり、スクレーパが滑らかに変形するのを阻害したり、搬送部材に必要以上の過負荷がかかってしまい搬送部材の寿命を短くしたり、また、搬送部材を固定している攪拌部材を回転させるのに必要なトルクが大きくなってしまう等の不具合が発生してしまう。さらに、当接する瞬間に大きな騒音が発生してしまうことが考えられる。したがって、θ1>θ2となっていることが好ましい。
【0022】
また、搬送部材29aがトナー受け部材30に最初に当接する箇所と搬送部材を固定する攪拌部材29の回転中心を結ぶ線分と、鉛直線とのなす角度θ3が、攪拌部材の回転方向への角度を正としたとき、0≦θ3であることが好ましい。仮に、θ3<0となる設定であると、搬送部材先端のトナーが搬送部材またはスクレーパから落下してしまうことが考えられ、十分なるトナーが効率よく一時貯留部へ供給されず、供給不足が発生してしまい、画像濃度低下に繋がることとなる。以上のことから搬送部材とスクレーパの適切な配置や剛性によってトナーの良好なる供給が達成できる。
【0023】
図2は本発明の現像装置の他の実施形態を説明する図である。
この実施形態は感光体に対して現像ローラが下方に配置されていることが特徴であり、その他の点は図1の場合と全く同様であるので、詳細な説明は省略する。そして、本実施形態においても、規制ブレード34で掻き落とされたトナーをトナー収容部27に回収するに当たって、重力やトナーの安息角を利用して回収することで、トナーに与えるストレスをなくし、その結果、トナーの寿命を延ばすことができる。その結果、トナーのかぶりや帯電量低下による印字白地部汚れや濃度変化が低減でき、良好な画像品質を維持することが可能となる。また、トナーの消費量も減少するので、ランニングコストを低減することができる。
また、搬送部材とスクレーパの適切な配置や剛性によってトナーの良好な供給が達成可能である。
【0024】
図3は本発明の現像装置が適用されるに画像形成装置の一実施形態を示す全体構成の模式的断面図であり、1は画像形成装置、2はハウジング、3は扉体、6は露光ユニット、7は画像形成ユニット、8は冷却手段、9は転写ベルトユニット、10は給紙ユニット、11は紙搬送ユニット、15はクリーニング手段、17は像担持体、18は中間転写ベルト、20は現像手段、21はスキャナ手段、21bは回転多面鏡、40は定着手段を示す。
【0025】
図3において、本実施形態の画像形成装置1は、ハウジング2と、ハウジング2の上部に形成された排紙トレイ2aと、ハウジング2の前面に開閉自在に装着された扉体3を有し、ハウジング2内には、露光ユニット(露光手段)6、画像形成ユニット7、送風ファンからなる冷却手段8、転写ベルトユニット9、給紙ユニット10が配設され、扉体3内には紙搬送ユニット11が配設されている。各ユニットは、本体に対して着脱可能な構成であり、メンテナンス時等には一体的に取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。
【0026】
画像形成ユニット7は、複数(本実施形態では4つ)の異なる色の画像を形成する画像形成ステーションY(イェロー用),M(マゼンタ用),C(シアン用),K(ブラック用)を備えている。そして、各画像形成ステーションY,M,C,Kには、それぞれ、感光ドラムからなる像担持体(感光体)17と、像担持体17の周囲に配設された、コロナ帯電手段からなる帯電手段19および現像手段20を有し、各画像形成ステーションY,M,C,Kは、転写ベルトユニット9の下側に斜めアーチ状のラインに沿って像担持体17が上向きになるように並列配置されている。なお、各画像形成ステーションY,M,C,Kの配置順序は任意である。
【0027】
転写ベルトユニット9は、ハウジング2の下側に配設され図示しない駆動源により回転駆動される駆動ローラ12と、駆動ローラ12の斜め上方に配設される従動ローラ13と、バックアップローラ(テンションローラ)14と、これら3本のローラ間に張架されて図示矢印方向(反時計方向X)へ循環駆動される中間転写ベルト18と、中間転写ベルト18の表面に当接するクリーニング手段15とを備えている。従動ローラ13、バックアップローラ14および中間転写ベルト18は、駆動ローラ12に対して図で左側に傾斜する方向に配設され、これにより中間転写ベルト18駆動時のベルト搬送方向Xが下向きになるベルト面18aが下方に位置し、搬送方向が上向きになるベルト面18bが上方に位置するようにされている。
【0028】
したがって、各画像形成ステーションY,M,C,Kも駆動ローラ12に対して図で左側に傾斜する方向に配設されることになる。そして、像担持体17は、アーチ状のラインに沿って中間転写ベルト18の搬送方向下向きのベルト面18aに圧接され、図示矢印に示すように中間転写ベルト18の搬送方向に回転駆動される。可撓性を有する無端スリーブ状の中間転写ベルト18は、像担持体17に対して上側から被せるように圧接させるため、像担持体17と中間転写ベルト18との間の圧力やニップ幅は、テンションローラ14により中間転写ベルト18に付与される張力、像担持体17の配置間隔、アーチの曲率などを制御することにより調整することができる。
【0029】
駆動ローラ12は、2次転写ローラ39のバックアップローラを兼ねている。駆動ローラ12の周面には、例えば厚さ3mm程度、体積抵抗率が105 Ω・cm以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、2次転写ローラ39を介して供給される2次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ12に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、2次転写部へ記録媒体が進入する際の衝撃が中間転写ベルト18に伝達しにくく、画質の劣化を防止することができる。また、駆動ローラ12は、その径を従動ローラ13、バックアップローラ14の径より小さくすることにより、2次転写後の記録紙が記録紙自身の弾性力で剥離し易くすることができる。また、従動ローラ13を後述するクリーニング手段15のバックアップローラとして兼用させている。
【0030】
なお、中間転写ベルト18を駆動ローラ12に対して図で右側に傾斜する方向に配設し、これに対応して各画像形成ステーションY,M,C,Kも駆動ローラ12に対して図で右側に傾斜する方向に斜めアーチ状に沿って、つまり、図3と左右対象に配設してもよい。
【0031】
クリーニング手段15は、搬送方向下向きのベルト面18a側に設けられ、二次転写後に中間転写ベルト18の表面に残留しているトナーを除去するクリーニングブレード15aと、回収したトナーを搬送するトナー搬送部材15bを備えている。クリーニングブレード15aは、従動ローラ13への中間転写ベルト18の巻きかけ部において中間転写ベルト18に当接されている。また、中間転写ベルト18の裏面には、後述する各画像形成ステーションY,M,C,Kの像担持体17に対向して1次転写部材16が当接され、1次転写部材16には転写バイアスが印加されている。
【0032】
露光手段6は、斜め方向に配設された画像形成ユニット7の斜め下方に形成された空間に配設され、露光手段6の側面上方の空間に冷却手段8が配設されている。この露光手段6の側面、冷却手段8の下方空間は、制御ユニットや電源ユニットを配置することもできる。また、露光手段6の下部でハウジング2の底部には給紙ユニット10が配設されている。露光手段6は、全体がケースに収納され、ケースは、搬送方向下向きのベルト面の斜め下方に形成される空間に配設されている。ケースの底部には、ポリゴンミラーモータ21a、ポリゴンミラー(回転多面鏡)21bからなる単一のスキャナ手段21を垂直に配設して軸受部よりケースの外部に露出させるとともに、光路Bには、単一のf−θレンズ22および反射ミラー23が配設され、さらに、反射ミラー23の上方に、各色の走査光路y、m、c、kが像担持体17にそれぞれ非平行になって折り返すように複数の折り返しミラー24を配設している。
【0033】
このようにポリゴンミラーモータ21a、ポリゴンミラー21bを水平配置することにより、軸受の半径方向へ作用する力をなくすことができるので、画像形成装置の高速化、高解像度化に伴って回転数が増加して軸受への負荷が大きくなっても、軸受部の発熱を低減させることができ、装置内の温度変動を小さくし、高画質の画像形成装置を提供することができる。また、折り返しミラー24を設けることにより走査光路y、m、c、kを屈曲させ、ケースの高さを低くすることが可能となりコンパクト化が可能となる。なお、各画像形成ステーションY,M,C,Kの像担持体17への走査光路長は同一の長さになるように折り返しミラー24が配置されている。
【0034】
上記構成からなる露光手段6においては、ポリゴンミラー21bから各色に対応した画像信号が、共通のデータクロック周波数に基づいて変調形成されたレーザビームで射出され、f−θレンズ22、反射ミラー23、折り返しミラー24を経て、各画像形成ステーションY,M,C,Kの像担持体17に照射され、潜像が形成される。このように各画像形成ユニット7に対する露光手段6のポリゴンミラー21bから像担持体17までの光路の長さ(光路長)が略同一の長さになるように構成することにより、各光路で走査された光ビームの走査幅も略同一になり、画像信号の形成にも特別な構成を必要としない。したがって、レーザ光源は、それぞれ異なる画像信号によってそれぞれ異なった色の画像に対応して変調されるにも関わらず、共通のデータクロック周波数に基づいて変調形成可能であり、共通の反射面を用いるため副走査方向の相対差から生じる色ずれを防止し、構造が簡単で安価なカラー画像形成装置を構成できる。
【0035】
また、本実施形態においては、装置下方に走査光学系を配置することにより、画像形成手段の駆動系が装置を支持するフレームへ与える振動による走査光学系の振動を最小限にすることができ、画質の劣化を防止することができる。とくに、スキャナ手段21をケースの底部に配置することにより、ポリゴンモータ21a自身がケース全体に与える振動を最小限にすることができ、画質の劣化を防止することができる。また、振動源であるポリゴンモータ21aの数を一つにすることによりケース全体に与える振動を最小限にすることができる。
【0036】
ハウジング2の側面には送風ファンからなる冷却手段8が設けられ、内部の空気を図示矢印の方向に導き、露光手段6その他の発熱部からの熱を放出するようにしている。このため、ポリゴンモータ21aの温度上昇を抑制し、画質劣化の防止とポリゴンモータ21aの長寿命化を図ることができる。
【0037】
本実施形態においては、各画像ステーションY,M,C,Kが斜め方向に配設され、かつ像担持体17が斜めアーチ状のラインに沿って上向きに並列配置されて、中間転写ベルト18の搬送方向下向きのベルト面18aに圧接される関係上、トナー貯留容器26を斜め下方に傾斜して配置している。
【0038】
現像手段20は、図1に示したような構成のものを採用している。この現像手段20には、現像ローラ33近傍に現像ローラ露出部20aが形成されており、一方、帯電手段であるコロナ帯電手段19には、像担持体17に対向して上向き開口部19aが形成されている。このとき、現像ローラ露出部20aの下方にコロナ帯電手段19の上向き開口部19aが位置すると、現像ローラ露出部20aからトナーが重力によりこぼれ落ちて、コロナ帯電手段19の上向き開口部19aからコロナ帯電手段19内に入り込み、コロナ帯電手段19を汚してしまうという問題が生じる。
【0039】
そこで、本実施形態においては、現像手段20の現像ローラ露出部20aに対して、コロナ帯電手段19の上向き開口部19aが重ならないように、上向き開口部19aを中間転写ベルト18側にオフセットさせるようにしている。これにより、現像ローラ露出部20aからトナーが重力によりこぼれ落ちて、上向き開口部19aからコロナ帯電手段19内に入り込み、コロナ帯電手段19を汚してしまうという問題を解消することができる。
【0040】
給紙ユニット10は、記録媒体Pが積層保持されている給紙カセット10aと、給紙カセット10aから記録媒体を一枚ずつ給送するピックアップローラ36を備えている。紙搬送ユニット11は、二次転写部への記録媒体Pの給紙タイミングを規定するゲートローラ対37(一方のローラはハウジング2側に設けられている)と、駆動ローラ12および中間転写ベルト18に圧接される二次転写手段としての二次転写ローラ39と、主記録媒体搬送路と、定着手段40と、排紙ローラ対41と、両面プリント用搬送路42を備えている。
【0041】
定着手段40は、少なくも一方にハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な定着ローラ対40aと、この定着ローラ対40aの少なくも一方側のローラを他方側に押圧付勢してシート材に2次転写された2次画像を記録媒体Pに押圧する押圧手段を有し、記録媒体に2次転写された2次画像は、定着ローラ対40aの形成するニップ部で所定の温度で記録媒体に定着される。本実施形態においては、転写ベルトの搬送方向上向きのベルト面18bの斜め上方に形成される空間、換言すれば、転写ベルトに対して画像形成ステーションと反対側の空間に定着手段40を配設することが可能になり、露光手段6、中間転写ベルト18、画像形成手段への熱伝達を低減することができ、各色の色ずれ補正動作を行う頻度を少なくすることができる。特に、露光手段6は、定着手段40から最も離れた位置にあり、走査光学系部品の熱による変位を最小限にすることができ、色ズレを防ぐことができる。
【0042】
本実施形態においては、中間転写ベルト18を駆動ローラ12に対して傾斜する方向に配設しているため、図で右側空間に広いスペースが生じその空間に定着手段40を配設し、現像ローラと像担持体17とが下方から上方へ同方向に移動するように回転させてコンパクト化を実現することができる。また、定着手段40で発生する熱が、左側に位置する露光ユニット6、中間転写ベルト18および各画像形成ステーションY,M,C,Kへ伝達されるのを防止することができる。また、画像形成ユニット7の左側下部の空間に露光ユニット6を配置することができるため、画像形成手段の駆動系がハウジング2へ与える振動による、露光ユニット6の走査光学系の振動を最小限に抑えることができ、画質の劣化を防止することができる。
【0043】
また、本実施形態においては、球形化されたトナーを用いることにより、1次転写効率を高め(略100%)、各像担持体17には、1次転写残りトナーを回収するクリーニング手段を設置していない。これにより、30mm径以下の感光体ドラムからなる各像担持体17を近接して配置することが可能となり、装置を小型化することができる。
【0044】
また、クリーニング手段を設置しないことに伴い、帯電手段としてはコロナ帯電手段19を採用している。帯電手段がローラである場合は、微量ではあるが像担持体17上に存在する1次転写残りトナーがローラ上に堆積して帯電不良が発生するが、非接触帯電手段であるコロナ帯電手段19はトナーが付着しにくく、帯電不良の発生を防ぐことができる。
【0045】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、現像剤供給部材の下方に現像剤受け部材を配置し、現像剤搬送部材が回動した際に現像剤受け部材に当接して現像剤を搬送するようにし、また現像剤供給部材の回転中心は、現像剤堆積上表面より上にあるので、現像剤供給部材に対する現像剤の供給が遅滞なく円滑に行われる。また、現像後の残り現像剤は、現像剤受け部材と現像剤供給部材との隙間の一時貯留部に搬送されて円滑に利用される。また、回動する現像剤搬送部材を現像剤受け部材に当接させて搬送した現像剤を受け渡すようにしているため、現像剤に与えるストレスを少なくし、現像剤寿命を延ばすことができる。また、現像剤搬送部材と現像剤受け部際との適切な配置や剛性によって現像剤を効果的に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の現像装置の実施形態の例を説明する図である。
【図2】 本発明の現像装置の他の実施形態の例を説明する図である。
【図3】 本発明の現像装置を用いた画像形成装置の実施形態を説明する図である。
【符号の説明】
17…感光体、20…現像装置本体、26…トナー貯留容器、27…トナー収容部、29…トナー攪拌部材、29a…搬送部材、30…トナー受け部材、30a…スクレーパ、31…供給ローラ、32…受けシート、33…現像ローラ、34…規制ブレード、45…ケーシング壁、46…上シール。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a developing device including a developer conveying member and a developer receiving member, and an image forming apparatus using the developing device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a developing device used in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, only a toner is used without using a carrier in addition to a two-component developing method using a toner and a carrier as a developer 1 A component developing system is known.
[0003]
In the one-component color developing system, each color developing device rotates intermittently in a rotary manner as in the rotary development and develops in contact with the photoreceptor, or in a state where the developing device is substantially fixed as in the tandem. What is developed is known.
[0004]
Here, as a one-component developing type developing device using only toner as a developer, the toner stirred by the agitator is sent to the supply roller, and the supply roller is rotated to supply the toner to the developing roller. The toner is transported by the rotation of the developing roller, and a regulating blade is pressed against the surface of the developing roller to regulate the amount of toner to be transported and frictionally charged so that the toner is guided to the developing area facing the photoconductor for development. What was made was used.
[0005]
Further, in the conventional developing device, in the developing area where the developing roller and the photosensitive member face each other, the developing roller and the photosensitive member rotate so that their peripheral surfaces move in the same direction from the upper side to the lower side. In many cases, however, the development roller and the photoreceptor move in the same direction from the lower side to the upper side in the development area. Some have been proposed to rotate.
[0006]
On the other hand, there has also been proposed a device in which a return member is provided in the vicinity of the regulation blade for returning the toner scraped off after regulation to the toner storage unit.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
If a return member for returning the toner is provided in the toner accommodating portion, mechanical stress is applied to the toner, and the toner life is shortened. Further, in a system in which the developing device is fixed, such as a tandem system, it is necessary to provide a member such as a discharge roller to efficiently promote toner circulation in order to efficiently store the toner in the toner storage unit. This is a factor that causes toner to deteriorate early.
[0008]
For this reason, fogging and solid density change are conspicuous due to early image deterioration, which is a serious cause of deterioration in image quality. Further, as a result of the increase in the amount of toner used due to fogging, the running cost of consumables increases.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problems, and to effectively and smoothly supply and use a developer, to reduce stress applied to the developer, and to extend the life of the developer.
Therefore, the invention of
The invention according to
The invention of claim 3 is characterized in that the flexibility of the scraper is greater than the flexibility of the developer conveying member.
The invention of claim 4 is characterized in that the rotation direction of the developer conveying member is opposite to the rotation direction of the developer supply member.
The invention according to claim 5 is characterized in that the developer carrier is in contact with or close to the image carrier from below.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus including the developing device having the above-described configuration.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a diagram for explaining an example of an embodiment of a developing device of the present invention.
The developing device
[0011]
The developing
[0012]
Further, in the developing device of the present embodiment, the
[0013]
Further, a
[0014]
One end of a receiving
[0015]
The toner supplied to the developing
[0016]
After developing the electrostatic latent image formed on the photosensitive member in this manner, the
[0017]
In the experiment, a photoconductor drum having a diameter of 30 mm and a developing roller having a diameter of 18 mm was used, and the peripheral speed of the photoconductor was rotated at about 100 mm / s to 200 mm / s. About 1.5 to 2 times the peripheral speed. Moreover, as the supply roller, foamed urethane having a plurality of cells having an electric resistance of 10 5 Ω · cm to 10 6 Ω · cm, an Asker F hardness of 60 ° to 70 °, and a standard cell diameter of 100 to 150 μm. A material having a thickness of 2 to 4 mm was used, and a material having an elastic layer formed on the outer peripheral portion to a diameter of 15 to 18 mm was used. The regulating
[0018]
According to the above configuration, when the toner scraped off by the regulating
[0019]
Further, in the toner storage portion, the center of the
[0020]
Since both the
[0021]
On the other hand, in the roller shaft cross section, when a tangent line is drawn with respect to the
[0022]
Further, an angle θ3 formed by a line connecting the portion where the conveying
[0023]
FIG. 2 is a diagram illustrating another embodiment of the developing device of the present invention.
This embodiment is characterized in that the developing roller is disposed below the photoconductor, and the other points are exactly the same as in the case of FIG. 1, and thus detailed description thereof is omitted. Also in the present embodiment, when the toner scraped off by the regulating
In addition, a good supply of toner can be achieved by appropriate arrangement and rigidity of the conveying member and the scraper.
[0024]
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an overall configuration showing an embodiment of an image forming apparatus to which the developing device of the present invention is applied. 1 is an image forming apparatus, 2 is a housing, 3 is a door, and 6 is exposure. Unit, 7 an image forming unit, 8 a cooling means, 9 a transfer belt unit, 10 a paper feeding unit, 11 a paper transport unit, 15 a cleaning means, 17 an image carrier, 18 an intermediate transfer belt, and 20 The developing means, 21 is a scanner means, 21b is a rotary polygon mirror, and 40 is a fixing means.
[0025]
In FIG. 3, the
[0026]
The
[0027]
The transfer belt unit 9 is disposed below the
[0028]
Accordingly, the image forming stations Y, M, C, and K are also arranged in a direction inclined to the left in the drawing with respect to the driving
[0029]
The
[0030]
The
[0031]
The
[0032]
The exposure unit 6 is disposed in a space formed obliquely below the
[0033]
Since the
[0034]
In the exposure means 6 having the above-described configuration, an image signal corresponding to each color is emitted from the
[0035]
Further, in this embodiment, by arranging the scanning optical system below the apparatus, the vibration of the scanning optical system due to the vibration that the drive system of the image forming means gives to the frame that supports the apparatus can be minimized. Degradation of image quality can be prevented. In particular, by arranging the scanner means 21 at the bottom of the case, the vibration that the
[0036]
A cooling means 8 comprising a blower fan is provided on the side surface of the
[0037]
In the present embodiment, the image stations Y, M, C, and K are arranged in an oblique direction, and the
[0038]
The developing means 20 employs a construction as shown in FIG. The developing means 20 has a developing roller exposed
[0039]
Therefore, in this embodiment, the
[0040]
The
[0041]
The fixing means 40 includes at least one heating element such as a halogen heater incorporated therein and a rotatable
[0042]
In the present embodiment, since the
[0043]
In this embodiment, the use of the spherical toner increases the primary transfer efficiency (approximately 100%), and each
[0044]
Further, the corona charging means 19 is adopted as the charging means in accordance with the absence of the cleaning means. When the charging unit is a roller, a small amount of primary transfer residual toner existing on the
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the developer receiving member is disposed below the developer supply member, and the developer is transported by contacting the developer receiving member when the developer transport member rotates. Further, since the rotation center of the developer supply member is located above the developer deposition upper surface, the supply of the developer to the developer supply member is smoothly performed without delay. Further, the remaining developer after the development is transported to the temporary storage portion in the gap between the developer receiving member and the developer supply member and used smoothly. In addition, since the developer that has been rotated is brought into contact with the developer receiving member and the developer that has been conveyed is delivered, stress applied to the developer can be reduced and the life of the developer can be extended. Further, the developer can be effectively supplied by appropriate arrangement and rigidity between the developer conveying member and the developer receiving portion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an embodiment of a developing device of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of another embodiment of the developing device of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an embodiment of an image forming apparatus using the developing device of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記現像剤攪拌部材の回転により前記現像剤搬送部材が回動し、現像剤収容部を囲む現像剤容器壁に沿って現像剤収容部から現像剤を搬送し、前記スクレーパに対してその先端側から進入当接して現像剤を受け渡すことを特徴とする現像装置。A developer container is formed in a direction in which the developer scraped off from the developer supply member that supplies the developer to the developer carrying member by gravity falls, and is provided below the developer supply member. A developer receiving member and a developer supply member, each having a flexible scraper attached thereto, form a developer temporary storage portion, and a developer agitating member rotatably provided in the developer accommodating portion A developing device configured to convey the developer from the developer accommodating portion to the temporary storage portion by the attached flexible developer conveying member;
The developer conveying member is rotated by the rotation of the developer agitating member, conveys the developer from the developer accommodating portion along the developer container wall surrounding the developer accommodating portion, and the tip side of the developer with respect to the scraper A developing device characterized in that the developer enters and abuts to deliver the developer.
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