JP3940543B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像装置、及びこれを備える複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは、現像剤担持体に担持した現像剤の動きによってトナー補給口からこの現像剤にトナーを取り込む現像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
トナーと磁性キャリアとを含有するいわゆる二成分現像剤(以下、現像剤という)を用いる二成分現像装置(以下、現像装置という)においては、通常、現像に伴って現像剤中のトナーのみを消費し、磁性キャリアを繰り返し使用している。但し、磁性キャリアは、その使用に伴ってトナーや第3添加剤を表面に溶着させてスペント化したり、表面コート層を磨耗させたりする。そして、これらスペント化や磨耗がある程度進行すると、感光体等の潜像担持体に磁性キャリアを付着させるいわゆるキャリア付着という現象を引き起こしたり、潜像担持体の地肌部(非潜像部分)にトナーを付着させるいわゆる地汚れという現象を引き起こしたりする。このようなキャリア付着や地汚れの発生を回避するためには、磁性キャリアが上記スペント化等の進行によって寿命に至った時点で、この磁性キャリアを新たなものと交換する必要がある。
【0003】
そこで、従来、現像スリーブと、画像形成装置のトナー補給装置から補給されたトナーを攪拌搬送部材によって磁性キャリアと攪拌混合せしめながら現像スリーブまで搬送する攪拌混合部と、現像スリーブ上の二成分現像剤の層厚を規制する規制部材とを備える現像装置において、これら現像スリーブ、攪拌混合部、及び規制部材を現像装置本体に対して着脱可能な一つの着脱ユニットとして構成したものが知られている。この種の現像装置においては、現像剤が現像スリーブに担持されているか、あるいは攪拌混合部内に収容されている。このため、現像スリーブと攪拌混合部とを含む着脱ユニットを現像装置本体から取り外すことで、寿命に達した磁性キャリア現像装置本体から分離・除去することができる。そして、このようにして磁性キャリアを分離・除去した後、新しい磁性キャリアを内包する新品の着脱ユニットを現像装置本体に装着することで、寿命に達した磁性キャリアを新たなものに交換することができる。また、取り外した着脱ユニットから磁性キャリアを除去した後、この着脱ユニットや現像装置本体に新たな磁性キャリアを投入してキャリア交換を行ってもよい。以上のようなキャリア交換では、現像装置本体をそのまま継続して使用することが可能になるので、現像装置の全体を交換する場合よりもコストを低減することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来、上述のような攪拌混合部を備えず、現像スリーブ等の現像剤担持体に担持した現像剤の動きによってトナー収容部のトナー補給口からこの現像剤にトナーを取り込む現像装置が知られている。この種の現像装置においては、現像剤担持体に担持した現像剤に対し、そのトナー濃度に応じた適量のトナーを自らの動きによってトナー補給口から取り込ませるいわゆる自己トナー濃度制御を実施している。かかる構成の現像装置においては、上記攪拌混合部を設けていないため、これと現像剤担持体とを含む着脱ユニットの交換によって磁性キャリアを交換するといった方法を採用することができない。然るに、現像装置全体の交換によって磁性キャリアを交換していた。しかしながら、このような交換では、寿命に達した磁性キャリアに加えて現像装置ケーシングなども交換しなければならず、コスト高を招来してしまうという問題がある。
【0005】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像剤担持体に担持した現像剤の動きによってトナー補給口からこの現像剤にトナーを取り込む現像装置及びこれを備える画像形成装置において、現像装置全体を交換する場合よりも安価に、キャリア交換を行うことができる現像装置及び画像形成装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、トナーと磁性キャリアとを含有する現像剤を磁界発生手段の発する磁力によって担持して所定方向に無端移動する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持された現像剤の層厚を規制する規制部材と、内部にトナーを収容し、該規制部材よりも該所定方向の上流側で該現像剤担持体に臨むトナー補給口を有するトナー収容部とを備え、該現像剤担持体に担持した現像剤の動きによって該トナー補給口から該現像剤にトナーを取り込む現像装置において、上記規制部材によって規制された現像剤を収容し、収容している現像剤を上記現像剤担持体とともに移動する現像剤と摺擦させる剤収容部を、上記トナー補給口よりも上記所定方向の下流側に設け、該剤収容部と、該現像剤担持体と、上記規制部材とを現像装置本体に着脱可能な一つの着脱ユニットとして構成したことを特徴とするものである。
【0007】
この現像装置においては、現像剤担持体に担持された現像剤の動きによってトナー補給口から該現像剤にトナーを取り込ませるいわゆる自己トナー濃度制御を実施する。本発明者は鋭意研究により、このような自己トナー濃度制御を適正に実施する現像装置においては、次のような構成を必然的に備えていることを見出した。即ち、トナー補給口の付近における現像剤の移動速度や、現像剤とトナーとの接触面積などを、現像剤のトナー濃度に応じて適正に変化させ得るように、現像剤を現像剤担持体の磁力内領域に留めるような構成になっている。あるいは磁力内領域の外側に移動させたとしても自重によって磁力内領域に戻せるように、現像剤担持体の周囲に保持するような構成になっている。これらの結果、現像装置内における全てあるいは大部分の磁性キャリアを磁着させた状態で、現像剤担持体を現像装置本体から取り外すことができる。このため、現像剤担持体を現像装置本体に対して着脱可能に構成した本現像装置では、この現像剤担持体を取り外すことで、現像装置内部の磁性キャリアの全てあるいは大部分を現像装置本体から分離・除去することができる。更に、剤収容部を着脱ユニットに含めており、着脱ユニットの取り外しの際に、該剤収容部に収容されている現像剤を現像装置本体に取り残すことなく該現像装置本体から分離・除去することが可能になる。かかる構成においては、寿命に達した磁性キャリアの現像装置本体への取り残しを殆ど無くすことができる。また、この現像装置においては、現像剤担持体や剤収容部のみならず、規制部材をも着脱ユニットとして一体に構成することで、現像剤担持体と規制部材とのギャップを微調整するといった手間のかかる作業を行うことなく、磁性キャリアを交換することができる。
また、この現像装置においては、規制部材よりも現像剤担持体の移動方向上流側で、剤収容部内に収容している現像剤と、該現像剤担持体とともに移動している現像剤とを摺擦せしめることで、両現像剤中のトナーを積極的に摩擦帯電せしめる。そして、このように摩擦帯電せしめたトナーを含有する現像剤を、規制部材よりも現像剤担持体の移動方向下流側の現像領域に搬送して現像に用いることで、トナーの帯電不足に起因する地汚れを低減することができる。
【0008】
但し、取り外しの際に現像剤担持体に磁着されなかった極少量の磁性キャリアを現像装置本体内に取り残し、全ての磁性キャリアを確実に交換することができないおそれが残る。
【0009】
そこで、請求項2の発明は、請求項1の現像装置において、上記現像装置本体を画像形成装置に対して着脱可能に構成したことを特徴とするものである。
【0010】
この現像装置においては、次のような作業を行うことで、全ての磁性キャリアを確実に交換することができる。即ち、まず、現像装置の全体を画像形成装置から取り外してから、この現像装置の現像剤担持体を現像装置本体から取り外す。この取り外しにより、現像装置本体には、それまで露出していなかった部分が露わになる。このように露わになった状態で、現像装置本体を手に持って傾けながら揺さぶるなどすると、露わになった部分に取り残された極少量の磁性キャリアを現像装置本体から除去することができる。そして、この後、現像剤担持体に担持されている磁性キャリアの交換を行うなどしてから該現像剤担持体を装着すれば、寿命に達した磁性キャリアを現像装置本体に取り残すことなく、全ての磁性キャリアを確実に交換することができる。
【0014】
ところで、これまで説明した請求項1又は2の現像装置において、取り外した現像剤担持体から寿命に達した磁性キャリアを除去するためには、例えば、現像剤担持体としての現像スリーブを手操作で回転させながら、現像スリーブ表面にバキューム装置を近づけてこの磁性キャリアを吸引・除去したり、現像スリーブ表面にゴムブレード等を当てて磁性キャリアを掻き取り除去したりなどといった手間のかかる作業が必要になってくる。
【0015】
そこで、請求項3の発明は、請求項1又は2の現像装置であって、上記所定方向に無端移動する移動部材と、該移動部材とともに移動しないように固定され、現像剤を磁力によって該移動部材の表面に引き付けて担持させる上記磁界発生手段とで上記現像担持体が構成され、該磁界発生手段が該複数の磁極を有し、且つ、これら磁極のうちの少なくとも2つが互いに隣り合う同極の磁極であることを特徴とするものである。
【0016】
この現像装置においては、例えば従来の現像スリーブのように、現像剤担持体が所定方向に移動する移動部材(スリーブなど)と、これとともに移動しないように固定された磁界発生手段(マグネットローラなど)とを備えている。この現像剤担持体は、従来の現像スリーブとは異なる特徴的な構成を有している。具体的には、従来の現像スリーブのマグネットローラには、互いに異なる磁極がそれぞれ隣り合うように交互に形成されている。このように異なる磁極が隣り合うと、磁極間において一方の磁極からスリーブ表面に延びる磁力線がもう一方の磁極に入る。このため、磁極間においても磁性キャリアを引き付け得る有効な磁力が維持され、スリーブ表面に連れ回って磁極間に移動した磁性キャリアは該スリーブ表面に拘束され続ける。一方、本現像装置の現像剤担持体の磁界発生手段は、互いに隣り合う同極の磁極を有している。これら磁極の間には、互いの磁極の磁力同士を反発させるいわゆる反発磁界が形成され、両磁極のおおよそ中間位置の磁力がほとんどゼロになる。このため、スリーブパイプ等の移動部材の無端移動に連れ回ってこれら磁極の間に移動した磁性キャリアは、磁界発生手段の拘束力から解放されて該移動部材の表面からスムーズに離脱する。かかる構成の現像剤担持体を設けた本現像装置においては、次のような作業を行えば、上述のようなバキューム手段やゴムブレードなどの特別な除去手段を用いることなく、磁性キャリアを現像剤担持体から容易に除去することが可能になる。即ち、まず、現像装置本体から取り外した現像剤担持体の上記移動部材を手操作等によって無端移動せしめ、該移動部材に磁着している磁性キャリアを上記反発磁界の位置まで順次移動させる。そして、移動させた磁性キャリアを反発磁界の磁力の影響によって上記移動部材の表面から順次離脱させればよい。
【0017】
但し、この現像装置において、現像動作中に上記反発磁界の影響によって現像剤担持体の移動部材から一旦離脱させた磁性キャリア(現像剤)を、重力などによって現像装置から落下させ、現像装置内のキャリア量を徐々に減少させていくと、やがて、現像性能の低下や、自己トナー濃度制御機能の消失を引き起こすことになる。
【0018】
そこで、請求項4の発明は、請求項3の現像装置において、互いに隣り合う上記同極の磁極によって形成される反発磁界の影響によって上記現像剤担持体から離脱しようとする現像剤に接触して、該現像剤を該現像剤担持体の近傍に保持させる剤保持部材を設けたことを特徴とするものである。
【0019】
この現像装置においては、上記反発磁界の影響によって現像剤担持体の移動部材から離脱させた磁性キャリア(現像剤)を、剤保持部材によって該現像剤担持体の近傍に保持する。このようにして剤保持部材に保持される磁性キャリアの量が上記移動部材の無端移動に伴って増加してくると、上記反発磁界に進入する前の後続キャリアの移動を阻害するようになる。そして、やがて後続キャリアによって上記反発磁界から押し出され、再び磁界発生手段の磁力の影響を受けて上記移動部材に磁着する。かかる構成においては、上記反発磁界の影響による現像装置からの磁性キャリアのこぼれ落ちを回避することができる。
【0020】
請求項5の発明は、潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、トナーの付着によって該潜像を現像してトナー像を形成する現像装置とを備える画像形成装置において、該現像装置として、請求項1、2、3又は4の現像装置を設けたことを特徴とするものである。
【0021】
この画像形成装置においては、請求項1の現像装置と同様の作用により、現像装置全体を交換する場合よりも安価にキャリア交換を行うことができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真方式のプリンタに適用した一実施形態について説明する。
まず、本実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図1は本プリンタの現像装置を感光体ドラムとともに示す概略構成図である。図において、潜像担持体としての感光体ドラム1は、図示しない駆動手段によって図中矢印a方向(時計回り)に回転駆動される。この感光体ドラム1の周囲には、現像装置4や、図示しない帯電手段、光書き込みユニット、除電手段、転写手段、ドラムクリーニング手段等が配設されている。
【0023】
感光体ドラム1は、例えば次のような周知の電子写真プロセスによってその表面に静電潜像を担持する。即ち、感光体ドラム1の表面は、上記除電手段との対向位置を通過する際に除電せしめられた後、上記帯電装置との対向位置まで移動して一様に帯電せしめられる。そして、上記光書き込みユニットによって画像情報に基づいた光書き込み処理がなされて静電潜像を担持する。
【0024】
このようにして感光体ドラム1に担持された静電潜像は、感光体ドラム1の回転に伴って現像装置4との対向領域である現像領域を通過する際に、現像装置4の現像スリーブ6上から静電的に移動してくるトナーが付着せしめられてトナー像に現像される。このトナー像は、感光体ドラム1の回転に伴って図示しない転写手段との対向領域である転写領域に移動する。そして、この転写領域で図示しない転写紙と重ね合わされ、この転写紙上に転写される。この転写紙は、図示しない定着装置に送られて上記トナー像が定着せしめられた後、プリンタ外部に排出される。
【0025】
上記転写領域を通過した感光体ドラム1表面は、転写されずに残留した残留トナーが上記ドラムクリーニング手段によって除去された後、再び上記除電手段との対向位置まで移動して次の画像形成のために除電せしめられる。
【0026】
感光体ドラム1の側方に配設された現像装置4は、ケーシング2内にトナー収容部11が形成されている。内部にトナーTを収容するこのトナー収容部11には、現像スリーブ6に向けた開口(トナー補給口)を有する通路3が形成されている。トナー収容部11の内部には、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転駆動されるアジテータ5が配設されている。このアジテータ5は、トナー収容部11内に収容されているトナーTを攪拌しながら、上記通路3に向けて送り出す。アジテータ5の長さについては、通路3内を滞留している滞留現像剤Cbにアジテータ5の先端を触れさせない程度に設定することが望ましい。このように設定することで、滞留現像剤Cb中の磁性キャリアをアジテータ5でトナー収容部11内に掻き入れることによって生ずるキャリア消費を回避することができる。
【0027】
ケーシング2の底壁には、トナー収容部11内のトナーTの残量を検知するトナーセンサ10が配設されている。このトナーセンサ10は、トナー残量の検知結果を電気的信号に変換して図示しない制御部に送信する。
【0028】
通路3の開口(トナー補給口)の図中左側方には、現像剤担持体としての現像スリーブ6が配設されている。この現像スリーブ6は筒状に形成された非磁性パイプ内に磁界発生手段としてのマグネットローラが固定され、この非磁性パイプ(以下、現像スリーブ6表面という)のみが図示しない駆動手段によって図中矢印b方向(反時計回り)に回転駆動されるようになっている。
【0029】
上記現像スリーブ6の周囲において、感光体ドラム1との対向位置(現像領域)よりもスリーブ回転方向上流側には、第1規制部材8がその先端と現像スリーブ6表面との間に所定の間隙を保持するように配設されている。この第1規制部材8は剤収容部7の筺体の一部を構成している。剤収容部7の筺体は、第1規制部材とカバー9とで構成され、このカバー9の片側端部は第2規制部材9aとして機能する。この第2規制部材9aは、その先端と現像スリーブ6との間に、現像スリーブ6と第1規制部材8との間隙よりも大きい間隙を保持している。更に、図2に示すように、この第2規制部材9aがケーシング2の底壁の一部と所定の間隙且つ長さLを維持するように配設されることで、上記通路3が形成されている。なお、剤収容部7と第2規制部材9aとをそれぞれ個別の部材で形成してもよい。
【0030】
通路3の底面の角度θについては、図2に示すように、トナー収容部側から現像スリーブ6側に向けて下るように設定することが望ましい。このように設定することで、振動、上記マグネットローラの磁力分布ムラ、第2規制部材9aでの掻き取り等によって磁性キャリアを現像スリーブ6上から通路3内に移動させても、その自重と該マグネットローラの磁力との相乗作用によって現像スリーブ6に再び担持させることができる。そして、このことにより、通路3の付近に滞留する現像剤Cbをその自重でトナー収容部内に移動させることによるキャリア消費を回避することができる。
【0031】
現像スリーブ6に向けた開口を有する剤収容部7内の現像剤(以下、収容現像剤Ccという)は、図2の矢印で示すように、時計回りに回転するように循環する。具体的には、剤収容部7内で、現像スリーブ6と連れ回る現像剤Caと擦れ合いながらスリーブ回転方向に移動した後、第1規制部材8に接触しながら後続の収容現像剤Ccに押されて反対方向に移動するなどして、図中時計回りに循環移動する。なお、剤収容部7は、収容現像剤Ccを上記マグネットローラの磁力の影響によって循環移動させるための空間を十分に確保するように形成されている。
【0032】
上記アジテータ5によってトナー収容部11から通路3を介して現像スリーブ6側に送り出されたトナーTは、現像スリーブ6と連れ回る現像剤Caに取り込まれる。
【0033】
このようにしてトナーTを取り込んだ現像剤Caの層は、現像スリーブ6との連れ回りに伴って第2規制部材9aとの対向位置を通過する際にその層厚が規制される。この規制によって現像スリーブ6との連れ回りを阻止された現像剤Caは、通路3内やこれのトナー補給口の付近に滞留して滞留現像剤Cbとなったり、再び現像スリーブ6に担持されて第2規制部材9aとの対向位置を通過したりする。一方、第2規制部材9aに規制されずに剤収容部7との対向位置まで移動した現像剤Caは、上記収容現像剤Ccと擦れ合ったり、トナー5の交換を行ったり、この収容現像剤Ccの一部を取り込んだりする。この際、磁性キャリアと摺擦によって内部のトナーTの摩擦帯電が図られながら、第1規制部材8の付近まで移動する。
【0034】
第1規制部材8は、第2規制部材9aと現像スリーブ6との間隙よりも小さい間隙を現像スリーブ6との間に保持するように配設されており、現像スリーブ6と連れ回る現像剤Caの層厚を更に薄く規制する。この規制の際、現像スリーブ6と連れ回る現像剤Caの内圧が高まり、その内部のトナー5の摩擦帯電が更に促される。
【0035】
第1規制部材8での規制によって現像スリーブ6との連れ回りを阻止された現像剤Caは、上記収容現像剤Ccに取り込まれて剤収容部7内を循環移動するようになる。一方、第1規制部材8に規制されずに現像スリーブ6との連れ回りを継続する現像剤Caは上記現像領域まで移動する。
【0036】
現像スリーブ6には図示しない電源によって現像バイアスが印加されている。この現像バイアスの印加により、感光体ドラム1に担持された静電潜像と現像スリーブ6との間には、現像スリーブ6上の現像剤Ca中のトナーTを該静電潜像に向けて静電的に移動させるような現像ポテンシャルが生ずる。また、感光体ドラム1の地肌部(非潜像部分)と現像スリーブ6との間には、トナーTの地肌部への静電的な移動を抑制するような現像抑制ポテンシャルが生ずる。これらの結果、現像スリーブ6との連れ回りによって上記現像領域まで移動した現像剤Caは、内部のトナーTを磁性キャリア表面から離脱させて静電潜像に付着させる。この付着によって上記静電潜像がトナー像に現像される。
【0037】
現像装置4内において、上記通路3のトナー補給口から多量のトナーTを取り込んだ現像剤Caは、取り込んだトナーTの一部を剤収容部7内の上記収容現像剤Ccに受け渡す。上記現像領域では現像に伴って現像剤Ca中のトナー5が消費されるが、この消費量よりもトナー補給口からのトナー取り込み量が上回ると、収容現像剤Ccのトナー濃度が徐々に増加してくる。この増加によって収容現像剤Ccの嵩が増加すると、後続の現像剤Caと収容現像剤Ccとの摩擦抵抗が徐々に高められ、更に後続の現像剤Caを剤収容部7内から通路3のトナー補給口側に押し出すようないわゆる玉突き現象を起こす。また、通路3から多量のトナーTを取り込んだ現像剤Caは自らの嵩の増加によって第2規制部材による規制量が増加する。これらの結果、通路3内又はトナー補給口の付近で滞留する滞留現像剤Cbが徐々に増加してトナー補給口の開口率を徐々に低下させていく。このような開口率の低下により、通路3との対向位置において、現像スリーブ6上の現像剤CaとトナーTとの接触面積が低下する。また、滞留現像剤Cbは、その増加に伴って滞留移動速度を徐々に低下させていく。これらの結果、現像スリーブ6と連れ回る現像剤Caのトナー取り込み量が徐々に減少するようになる。つまり、トナー取り込み量がトナー消費量を上回ることに起因して現像剤Caのトナー濃度が徐々に増加してくると、トナー補給口3から現像剤Caへのトナー取り込み量が徐々に減少してくる。
【0038】
トナー取り込み量か徐々に減少してトナー消費量を下回るようになると、現像スリーブ6と連れ回る現像剤Caや、上記収容現像剤Ccのトナー濃度が減少してくるとともに、これらの嵩も減少してくる。そして、今度は逆に上記滞留現像剤Cbの嵩やそのキャリア量が減少する結果、滞留現像剤Cbによって塞がれていた上記トナー補給口の開口率が徐々に増加してくるとともに、滞留現像剤Cbの滞留移動速度が徐々に速まってくる。そして、このような開口率の増加と滞留移動速度の高速化との相乗作用により、通路3から現像剤Caへのトナー取り込み量が徐々に増加し、現像剤Caのトナー濃度が上昇してくるようになる。
【0039】
このように、本プリンタの現像装置4においては、現像スリーブ6と連れ回る現像剤Caのトナー濃度に応じて、この現像剤CaとトナーTとの接触状態を変化させ、この変化によって現像剤Caへのトナー取り込み量を増減させる自己トナー濃度制御を行っている。そして、このような自己トナー濃度制御の実施により、現像剤Caのトナー濃度を検知するトナー濃度センサを備えていなくても、上記現像領域における現像剤Caのトナー濃度を所定の変動幅内に保つことができる。
【0040】
なお、現像装置4の剤収容部7のケースには、図示しないシャッタが設けており、磁性キャリアの初期セッティングについては、次のようにして行う。即ち、まず、上記シャッタを開き、予め磁性キャリアとトナーTを所定の割合で混合しておいたいわゆるスタート剤をこのシャッタから剤収容部7内に投入しながら現像スリーブ6を回転させ、現像スリーブ6に磁着した現像剤Ca、上記収容現像剤Cc及び滞留現像剤Cbを得る。次いで、上記トナー収容部11内に補給用のトナーTを投入すればよい。
【0041】
次に、本実施形態に係るプリンタの特徴的な構成について説明する。
図2に示したように、現像スリーブ6のマグネットローラ6aは、P1(N極)、P2(S極)、P3(S極)、P4(N極)、P5(S極)という5つの磁極を有している。これら磁極のうち、P5は、剤収容部7内の収容現像剤Ccの循環を助長し得るように、剤収容部7との対向位置に配設されている。また、P1は、上記現像領域において現像剤Caを所望の強度で現像スリーブ6上に拘束し得るように、該現像領域との対向位置に配設されている。また、P4は、上記滞留現像剤Cbを上記通路3の付近に拘束し得るように、通路3のトナー補給口との対向位置に配設されている。
【0042】
ここで、注目すべき点は、P2、P3の極性及び配設位置である。これら磁極は、それぞれ同極(S極)に構成されて隣り合うように配設されている。P3(S)〜P4(N極)、P4(N極)〜P5(S極)、P5(S極)〜P1(N極)、P1(S極)〜P2(N極)がそれぞれ異極で隣り合っているのに対し、P2(S極)〜P3(S極)は同極で隣り合っているのである。同極が隣り合うP2−P3間には反発磁界が形成されるため、そのおおよそ中間位置の磁力がほとんどゼロになる。このため、現像スリーブ6に連れ回ってP2〜P3間に移動した現像剤Ccは、マグネットローラ6aの磁力を受けなくなって現像スリーブ6表面からスムーズに離脱する。
【0043】
一方、現像装置4のケーシング2は、図2に示すように、通路3の下側部分から更に現像スリーブ6の下方に向けて延在する剤保持部材としての剤保持部2aを備えている。この剤保持部2aは現像スリーブ6との間に所定の間隙を保持するように形成されており、上記P2、P3はこの剤保持部2aとの対向位置に配設されている。
【0044】
上記反発磁界の影響によって現像スリーブ6表面から離脱した現像剤Ccは、その自重によって落下して上記剤保持部2aに受け止められることで、図2に示すように、現像スリーブ6の下方に保持される。このようにして保持される現像剤Caの量が増加してくると、やがて、現像スリーブ6と上記剤保持部2aとの間隙が塞がれてP2〜P3間に進入しようとする後続の現像剤Caの移動を阻害するようになる。そして、P2〜P3間で上記剤保持部2aに保持されていた現像剤Caが、後続の現像剤Caによって上記反発磁界の領域から押し出され、P3の磁力内領域に至って現像スリーブ6に再び磁着する。
【0045】
なお、マグネットローラ6aなど、複数の磁極を無端状に配設した磁界発生手段において、同極の磁極を隣り合わせるような領域を1箇所だけ確保する場合には、磁極の数が必ず奇数になる。これに対し、異なる磁極を交互に配設する場合には、磁極の数が必ず偶数になる。
【0046】
図3は現像装置4の斜視図である。図示のように、現像装置4は本体4aと、これに着脱可能に構成された着脱ユニット4bとしての現像スリーブアッシ4bとを備えている。
【0047】
現像装置4の上記本体4aは、剤保持部2aを含むケーシング2に内包される図示しない上記トナー収容部、アジテータ、トナーセンサの他、ケーシング側面に回転可能に支持される駆動ギア16、アイドルギア15、14等を備えている。この駆動ギア16は、図示しないプリンタ本体に設けられた現像モータからの回転駆動力を受け、トナー収容部内に配設された図示しないアジテータを回転させ、このトナー収容部内のトナーTを攪拌せしめる。また、2つのアイドルギア15、14を介して、後述のスリーブギアに回転駆動力を伝達する。
【0048】
上記本体4aに対して着脱可能に構成された現像スリーブアッシ4bは、上記第1規制部材8、カバー9、現像スリーブ6の他、カバー9の側面に回転自在に支持されるスリーブギア13等を備えている。このスリーブギア13は、現像スリーブアッシ4bが本体4aにセットされた状態で、上記アイドルギア14と噛み合うようになっており、このアイドルギア14からの回転駆動力を受けて現像スリーブ6表面を回転させる。
【0049】
本プリンタの現像装置4においては、次のような作業を行うことで、寿命の到達した磁性キャリア(厳密には現像剤Ca)を現像装置4から容易に取り除くことができる。即ち、まず、現像スリーブアッシ4bを上記本体4aから取り外す。図2に示したように、マグネットローラ6aの上記通路3との対向位置には、磁極P4を配設しているため、現像スリーブアッシ4bを本体4aから取り外す際、滞留現像剤Cb中の磁性キャリアをこの磁極P4の磁力によって現像スリーブ6に確実に磁着させることができる。このため、現像スリーブアッシ4bを本体4aから取り外しても、滞留現像剤Cb中の磁性キャリアを本体4aに取り残すようなことはない。現像スリーブアッシ4bを取り外した後には、これを手に持ってこの下にごみ箱などの容器を置く。次いで、現像スリーブアッシ4bのスリーブギア13を、手動や専用モータなどによって回転させ、現像スリーブ6表面に磁着させている現像剤Caを上記反発磁界の位置、即ち、現像スリーブアッシ4bの下側まで順次移動させる。そして、この反発磁界の影響により、図4に示すように、現像剤かを現像スリーブ6表面から離脱させて容器17内に落下させる。このような現像スリーブ6への磁着と反発磁界位置での離脱・落下とを、現像スリーブアッシ4bにおける図示しないトナー収容部内の上記収容現像剤Ccが無くなるなで実施すれば、磁性キャリアを現像スリーブアッシ4bひいては現像装置4内から容易に取り除くことができる。
【0050】
上記第1規制部材8や第2規制部材9aと、現像スリーブ6との間隙については、それぞれ例えばμmオーダーといった微小単位で精度良く管理する必要があり、工場出荷前に厳密に調整・固定されている。磁性キャリアの取り除き作業の際に、これら規制部材を現像スリーブ6から分離してしまうと、間隙の再調整に多大な手間と時間とを要してしまう。しかし、本プリンタでは、これら規制部材を着脱ユニット(現像スリーブアッシ4b)として現像スリーブ6と一体に構成しており、現像スリーブ6と一体的に着脱する。このため、これら規制部材を本体4aにセットした後に上記間隙を微調整するといった手間のかかる作業を行う必要がなく、キャリア交換作業の容易化と時間短縮化とを図ることができる。
【0051】
また、上述のように、現像動作中においては、現像スリーブ6と剤保持部2aとを対向させ、上記反発磁界の影響によって現像スリーブ6表面から一旦離脱させた現像剤Caを、剤保持部2aによって現像スリーブ6の周囲に保持している(図2)。このため、離脱させた現像剤Caをマグネットローラ6aの磁力の及ばない磁力外領域まで落下させてしまうようなことがなく、このような落下による磁性キャリアの消費を回避することができる。
【0052】
また、剤保持部2aを本体4aのケーシング2と一体に形成しているので、現像スリーブアッシ4bを本体4aから取り外すと、剤保持部2aと現像スリーブアッシ4bとを分離することになる。このため、磁性キャリアの取り除き作業の際には、図4に示したように、現像スリーブ6の下方に剤保持部2aを位置させるようなことがなく、現像スリーブ6表面から離脱させた磁性キャリア(現像剤Ca)を容器17内に容易に落下させることができる。
【0053】
また、上記反発磁界を形成させるための2つの磁極(P2、P3)を上記剤収容部7に対向させないように配設している。このため、反発磁界の影響によって現像スリーブ6表面から離脱させた現像剤Caを剤収容部7に収容させるようなことがなく、磁性キャリアの取り除き作業の容易化を確実に図ることができる。
【0054】
以上、本実施形態のプリンタによれば、現像装置4を廃棄することなく、寿命に達した磁性キャリアを新品の磁性キャリアと交換することができる。
【0055】
なお、本実施形態において、上記反発磁界を形成させるようにした現像装置4を備えるプリンタについて説明したが、反発磁界を形成しない現像装置を備える画像形成装置にも本発明の適用が可能である。このような現像装置では、現像スリーブアッシ4b等の着脱ユニットを廃棄部材として磁性キャリアとともに廃棄すればよい。このように廃棄しても、本体4aなどの現像装置本体については再利用することが可能であり、廃棄部材の数を低減することができる。
【0056】
【発明の効果】
請求項1、2、3、4又は5の発明によれば、現像装置全体を交換する場合よりも安価にキャリア交換を行うことができる。また、寿命に達した磁性キャリアの現像装置本体への取り残しを殆ど無くすことができる。また、現像剤担持体と規制部材とのギャップを微調整するといった手間のかかる作業を行うことなく、磁性キャリアを交換することができる。更に、トナーの帯電不足に起因する地汚れを低減することができる。
【0057】
特に、請求項2の発明によれば、寿命に達した磁性キャリアを現像装置本体に取り残すことなく、全ての磁性キャリアを確実に交換することができるという優れた効果がある。
【0059】
また特に、請求項3の発明によれば、バキューム手段やゴムブレードなどの特別な除去手段を用いることなく、磁性キャリアを現像剤担持体から容易に除去することができるという優れた効果がある。
【0060】
また特に、請求項4の発明によれば、上記反発磁界の影響による現像装置からの磁性キャリアのこぼれ落ちを回避するので、このこぼれ落ちに起因する現像性能の低下や、自己トナー濃度制御機能の消失を回避することができるという優れた効果がある。
【0061】
請求項5の発明によれば、バキューム等での吸引によるキャリア除去、ブレード等での掻き取りによるキャリア除去、及び、現像剤担持体と規制部材とのギャップの微調整といった手間のかかる作業を行うことなく、現像装置のキャリア交換を行うことができるという優れた効果がある。また、現像装置全体を交換する場合よりも安価にキャリア交換を行うことができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態に係るプリンタの現像装置を感光体ドラムとともに示す概略構成図。
【図2】同現像装置の現像スリーブ周囲の構成を示す断面図。
【図3】同現像装置の斜視図。
【図4】同現像装置についての磁性キャリアの取り除き作業を説明する説明図。
【符号の説明】
1 感光体ドラム
2 ケーシング
3 通路
3a トナー補給口
4 現像装置
5 アジテータ
6 現像スリーブ(現像剤担持体)
6a マグネットローラ(磁界発生手段)
7 剤収容部
8 第1規制部材
9 カバー
9a 第2規制部材
10 トナーセンサ
11 トナー収容部(現像物質収容部)
13 スリーブギア
14、15 アイドルギア
16 駆動ギア
17 容器
Ca (連れ回り)現像剤
Cb 滞留現像剤
Cc 収容現像剤
T トナー(現像物質)
Claims (5)
- トナーと磁性キャリアとを含有する現像剤を磁界発生手段の発する磁力によって担持して所定方向に無端移動する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持された現像剤の層厚を規制する規制部材と、内部にトナーを収容し、該規制部材よりも該所定方向の上流側で該現像剤担持体に臨むトナー補給口を有するトナー収容部とを備え、該現像剤担持体に担持した現像剤の動きによって該トナー補給口から該現像剤にトナーを取り込む現像装置において、
上記規制部材によって規制された現像剤を収容し、収容している現像剤を上記現像剤担持体とともに移動する現像剤と摺擦させる剤収容部を、上記トナー補給口よりも上記所定方向の下流側に設け、該剤収容部と、該現像剤担持体と、上記規制部材とを現像装置本体に着脱可能な一つの着脱ユニットとして構成したことを特徴とする現像装置。 - 請求項1の現像装置において、
上記現像装置本体を画像形成装置に対して着脱可能に構成したことを特徴とする現像装置。 - 請求項1又は2の現像装置であって、
上記所定方向に無端移動する移動部材と、該移動部材とともに移動しないように固定され、現像剤を磁力によって該移動部材の表面に引き付けて担持させる上記磁界発生手段とで上記現像担持体が構成され、該磁界発生手段が該複数の磁極を有し、且つ、これら磁極のうちの少なくとも2つが互いに隣り合う同極の磁極であることを特徴とする現像装置。 - 請求項3の現像装置において、
互いに隣り合う上記同極の磁極によって形成される反発磁界の影響によって上記現像剤担持体から離脱しようとする現像剤に接触して、該現像剤を該現像剤担持体の近傍に保持させる剤保持部材を設けたことを特徴とする現像装置。 - 潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、トナーの付着によって該潜像を現像してトナー像を形成する現像装置とを備える画像形成装置において、
該現像装置として、請求項1、2、3又は4の現像装置を設けたことを特徴とする画像形成装置。
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