JP3945168B2 - 現像装置 - Google Patents
現像装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3945168B2 JP3945168B2 JP2001019658A JP2001019658A JP3945168B2 JP 3945168 B2 JP3945168 B2 JP 3945168B2 JP 2001019658 A JP2001019658 A JP 2001019658A JP 2001019658 A JP2001019658 A JP 2001019658A JP 3945168 B2 JP3945168 B2 JP 3945168B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- developing device
- developing
- rib
- ribs
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
- Color Electrophotography (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、感光体ドラムや感光体ベルトなどの像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付着させて顕像化するプリンタ、複写機、ファクシミリ装置などの電子写真方式の画像形成装置において用いられるロータリー現像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の現像装置としては、例えば特開平4−199164号公報に記載された装置がある。この従来の現像装置では、像担持体たる感光体ドラムの回転軸と平行に配置された支持軸に回転支持体が回転自在に軸支されている。この回転支持体には、4つの現像器が回転支持体の回転方向に沿って配列されるとともに、回転支持体に保持されている。そして、回転支持体を回転位置決めすることにより、4つの現像器のうち一の現像器が感光体ドラムに対向配置され、感光体ドラム上に形成された静電潜像にトナーを付着させて顕像化させる。このため、各現像器には、現像ローラが設けられており、現像ローラの表面にトナーの薄層を形成し、これを所定の現像位置で感光体ドラムの表面に接触させることにより現像を行う。
【0003】
より具体的には、この現像ローラは、感光体ドラムに対して弾性的に、且つ変形によりニップ幅をもって接触しながら回転して感光体ドラムに対向する現像位置にトナーを搬送するように構成されている。そして、この現像ローラを挟んで現像位置と反対側に供給ローラが設けられており、現像器本体に設けられたトナー収容部に収容されているトナーを現像ローラに供給する。また、現像ローラには、その先端部が現像ローラに当接するように規制ブレードが配設されており、現像ローラによる現像位置へのトナーの搬送量を規制し、現像ローラの表面にトナーの薄層を形成する。なお、こうして形成されたトナーは現像位置に搬送されて感光体ドラム上の潜像を現像する。
【0004】
ところで、上記構成された現像装置では、長期間の使用により、トナーを劣化させてしまうことがあった。例えば、現像ローラ上のトナーが供給ローラや規制ブレードで摺擦されてトナーが割れてしまうことがあった。また、その接触位置でトナーと外添剤が擦られることにより、外添剤のトナー母粒子への埋まり込み等が発生したり、外添剤がトナーから離脱してしまう等の問題があった。さらに、このような劣化トナーは現像ローラや規制ブレードの表面にフィルム状に残存付着する、いわゆるフィルミングという現象を引き起こすことがある。このような要因によって、濃度ムラが発生したり、粒状性の低い画像が形成されてしまい、画像不良を招いてしまうことがあった。
【0005】
そこで、従来の現像装置は、各現像器のトナー収容部に板状のアジテータを配置し、現像器外部から与えられる回転駆動力をアジテータに与え、回転させることによりトナー収容部内でトナーを強制攪拌している。このように、アジテータによる強制攪拌により、劣化トナーをフレッシュトナーと混合希釈させて、劣化トナーに起因する画像不良の改善を図っている。また、アジテータの代わりにオーガ棒を用いてトナーを強制攪拌する技術も従来より提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、劣化トナーをフレッシュトナーと混合希釈するための攪拌機構として、上記したようにアジテータやオーガ棒などの強制攪拌機構を用いてトナーを強制攪拌する場合、次のような問題が生じることがある。まず第1点目として、強制攪拌機構を用いた場合、強制攪拌によりトナーにせん断的ストレスが加わりやすく、外添剤の剥がれや埋込みなどが生じて新たなトナー劣化が引き起こされて画質低下を招いてしまうことがある。
【0007】
また、アジテータなどを回転駆動するために、攪拌機構の一構成要素として強制攪拌用の専用駆動源を別途設けたり、新たに輪列を設けて他のモータ(例えば回転支持体を回転させるモータ)の回転駆動力をアジテータなどに伝達する必要がある。このように専用駆動源や輪列を設けることにより装置の大型化を招いたり、装置コストを増大させてしまうという問題が生じる。
【0008】
また、アジテータなどを回転駆動させると、その回転に伴い発生する振動が現像器に伝わり、感光体ドラム上に形成されるトナー像にスジや濃度ムラが生じてしまい、画像品質の低下を招くことがある。
【0009】
さらに、現像器内部、つまりトナー収容部にアジテータなどの構造部品が配置されることによりトナー収容部に収容可能なトナー量が減少してしまう。このようにアジテータなどが現像器のトナー容量を圧迫してしまうので、所定量のトナーをトナー収容部に収容するためには必然的に現像器の大型化は避けられず、装置の大型化を招くという問題がある。
【0010】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、劣化トナーによる画像不良を抑制し、像担持体上の潜像を高品質で、且つ安定してトナー現像することができる小型の現像装置を低コストで提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この発明は、現像器本体の内部に設けられたトナー収容部に予めトナーを収容した現像器を複数個所定の回転軸回りに配列し、像担持体に形成される潜像に応じて前記複数の現像器を前記回転軸回りに回転位置決めして一の現像器を選択的に前記像担持体に対向配置し、当該現像器による潜像のトナー現像を行う現像装置であって、上記目的を達成するために、各現像器の現像器本体は複数のハウジング部材を一体的に組み立てることにより構成されており、しかも、各現像器では、複数のリブが下記のように設けられて前記現像器の回転位置決めに伴って前記トナー収容部内を流動するトナーを前記回転軸の軸方向に案内することを特徴としている。すなわち、前記複数のリブは、前記複数のハウジング部材の少なくとも一つから前記トナー収容部に向けて突設され、前記複数のリブは複数のリブグループに分けられ、各リブグループを構成する複数のリブは前記回転軸の軸方向とほぼ平行に一列に配列されてリブ列を形成し、前記複数のリブ列は前記トナー収容部の略中央部を挟んで所定間隔だけ離間しながら前記トナー収容部内で互いに対向配置され、各リブ列を構成する複数のリブは前記トナー収容部の略中央部を挟んで前記回転軸の軸方向においてほぼ対称に配置されており、しかも前記略中央部から前記軸方向の一方側に配置されたリブと、前記略中央部から前記軸方向の他方側に配置されたリブとは、前記回転軸の軸方向に対して互いに異なる方向に傾斜している。
【0012】
このように構成された現像装置では、複数の現像器のうち一の現像器を選択的に像担持体に対向配置させるために、各現像器は前記回転軸を中心として同心円状に移動する。このとき、この移動(以下「現像器移動」という)に伴って現像器内のトナーに遠心力や重力が作用してトナー収容部でトナーがその移動方向に流動するとともに、その流動トナーの一部は現像器本体を構成するハウジング部材の内壁面から突設された複数のリブによって回転軸の軸方向に案内される。このため、トナー収容部でトナーが複雑に移動することとなり、トナーが効率的に混合される。このように、この現像装置では、アジテータなどの強制撹拌機構を設けることなく、トナーを効率的に混合することができるため、次のような効果、つまり、(1)トナー撹拌時における劣化トナーの発生防止、(2)装置の小型化、(3)装置コストの低減、(4)スジや濃度ムラの発生防止、という優れた効果が得られる。
【0013】
ここで、リブの配列については、一列配置であっても、複数列配置であってもよいのであるが、次のようにリブを配列するのが望ましい。すなわち、複数のリブを複数のリブグループに分け、各リブグループを構成する複数のリブを回転軸の軸方向とほぼ平行に一列に配列されてリブ列を形成するとともに、それらのリブ列をトナー収容部内で互いに対向配置すると、リブにより仕切られた複数の小部屋がトナー収容部で対向して存在することとなり、現像器移動に伴ってトナーが遠心力や重力によって流動するだけでなく、対向する小部屋の間を移動して軸方向に移動することとなる。そのため、トナー流動は、より一層複雑となって高い効率で混合される。
【0014】
また、複数のリブ列を対向配置する場合、互いに対向する2つのリブ列のうち、像担持体に対向配置された時点で鉛直方向における上方側のリブ列を構成するリブの表面積が下方側のリブ列を構成するリブの表面積よりも大きくなるように構成するのが好ましく、このように構成することで混合効率を高めることができる。
【0015】
また、各リブ列を構成する複数のリブは、前記トナー収容部の略中央部を挟んで前記回転軸の軸方向においてほぼ対称に配置されており、しかも、前記略中央部から前記軸方向の一方側に配置されたリブと、前記略中央部から前記軸方向の他方側に配置されたリブとは、前記回転軸の軸方向に対して互いに異なる方向に傾斜している構成が好ましい。このように構成すれば、トナー収容部の中央部から左右対称のトナー流動が発生することとなるため、トナー収容部の左右全体でバランスよくトナーを混合させることができる。
【0016】
また、現像器移動によりトナー流動を発生させるためには、トナー収容部におけるトナーの空間占有率を100%以下に設定するのが望ましく、混合効率を高めるためにはトナー空間占有率を90%以下に設定するのが好ましく、さらに混合効率を高めるにはトナーの空間占有率を70%以下に設定する必要がある。
【0017】
ここで、空間占有率とは、疎充填かさ密度ρのトナーが静止状態で収容されるのに必要な空間容積とトナーを収容可能な全現像器内空間容積との比を意味する。この疎充填かさ密度ρの測定方法については、従来より周知である(例えば粉体工学実験マニュアル(日刊工業新聞社刊)参照)ため、その詳細については省略するが、例えばパウダーテスター(ホソカワミクロン株式会社製)により求めることができ、トナーの粒径、形状、トナーの外添剤およびその処理条件等によって異なるが、概ねρ=0.3〜0.5g/cm3が一般的である。
【0018】
例えばρ=0.4g/cm3のトナー40g,20gを現像器内空間100cm3に投入する場合について考えてみる。まず、40gのトナーを静止状態で収容するのに要する空間容積は100cm3(=40÷0.4)であるため、この場合の空間占有率は100%となる。また、20gのトナーを静止状態で収容するのに要する空間容積は50cm3(=20÷0.4)であるため、この場合の空間占有率は50%となる。
【0019】
【発明の実施の形態】
A.第1実施形態
図1は、この発明にかかる現像装置の第1実施形態を装備する画像形成装置を示す図である。この画像形成装置では、装置本体1内に感光体2が同図の矢印方向D1に回転自在に設けられている。また、この感光体2の周りにその回転方向D1に沿って、帯電手段としての帯電器3、現像手段としてのロータリー現像ユニット4およびクリーニング部5がそれぞれ配置されている。帯電器3は帯電バイアス回路(図示省略)から帯電バイアスが印加されており、感光体2の外周面を均一に帯電させる。
【0020】
そして、この帯電器3によって帯電された感光体2の外周面に向けて露光ユニット6からレーザ光Lが照射される。この露光ユニット6は、画像形成指令を画像展開して得られる画像データに応じてレーザ光Lを感光体2上に走査露光して感光体2上に画像形成指令に対応する静電潜像を形成する。
【0021】
こうして形成された静電潜像は現像ユニット4によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では現像ユニット4として、ブラック用の現像器4K、シアン用の現像器4C、マゼンタ用の現像器4M、およびイエロー用の現像器4Yが軸中心に回転自在に設けられている。これらの現像器4K,4C,4M,4Yは回転位置決めされるとともに、感光体2に対して選択的に当接し、トナーを感光体2の表面に付与する。これによって、感光体2上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。なお、現像ユニット4の構成および動作については、後で詳細に説明する。
【0022】
上記のようにして現像ユニット4で現像されたトナー像は、一次転写領域TR1で転写ユニット7の中間転写ベルト71上に一次転写される。また、感光体2が一次転写領域TR1から周方向(図1の回転方向D1)に進んだ位置には、クリーニング部5が配置されており、一次転写後に感光体2の外周面に残留付着しているトナーを掻き落とす。
【0023】
転写ユニット7は、複数のローラに掛け渡された中間転写ベルト71と、中間転写ベルト71を回転駆動する駆動部(図示省略)とを備えている。そして、カラー画像をシート部材Sに転写する場合には、感光体2上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト71上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、所定の二次転写領域TR2において、カセット8から取り出されたシート部材S上にカラー画像を二次転写する。なお、こうしてカラー画像が形成されたシート部材Sは定着ユニット9を経由して装置本体1の上面部に設けられた排出トレイ部11に搬送される。
【0024】
次に、図1の画像形成装置に装備されたロータリー現像ユニット4の構成および動作について詳述する。このロータリー現像ユニット4は、図1に示すように、その中心に回転軸4aを有すると共にかかる回転軸4aに固定された支持フレーム4bを有しており、前述した4色の現像器4K,4C,4M,4Yは固定金具(図示省略)によって支持フレーム4bに回転軸4aを中心として放射状に固定されている。また、回転軸4aには図示外の駆動部がクラッチを介して接続されており、この駆動部を駆動することで支持フレーム4bを回転させ、上記4つの現像器4K,4C,4M,4Yの一の現像器を選択的に感光体2と対向する現像位置に位置決めできるようになっている。
【0025】
この支持フレーム4bに保持されている現像器4K,4C,4M,4Yはいずれも同一構成を有している。したがって、ここでは、現像器4Kの構成について図2ないし図5を参照しつつ詳述し、その他の現像器4C,4M,4Yについては同一符号を付し、その構成説明を省略する。
【0026】
図2は、この発明にかかる現像装置の第1実施形態たるロータリー現像ユニットを構成する一の現像器を示す図である。また、図3ないし図5は、それぞれ図2のA−A線矢視断面図、B−B線矢視断面図およびC−C線矢視断面図である。現像器4Yは現像器本体41内にトナーを予め収容しておき、現像器本体41内のトナーを使い切ると、現像器全体を交換する、いわゆる本体一体型の現像器である。この現像器4Yでは、2つのハウジング部材41a,41bが一体的に組み合わされて現像器本体41が形成されており、その内部空間でブラックトナーを収容可能となっている。つまり、この現像器本体41内に、トナーを収容しておくトナー収容部42が形成されている。
【0027】
このトナー収容部42には、供給ローラ43が配置されており、現像器本体41の最先端側で回転駆動される現像ローラ44と接触しながら、現像ローラ44とウイズ方向に回転する。すなわち、この実施形態では、現像ローラ44はトナーを担持しながら、感光体2の回転方向D1と反対方向に回転し、現像位置でトナーを感光体2の表面に付着させるように構成されている。そして、この現像ローラ44にトナーを供給すべく、供給ローラ43が現像ローラ44と接触しながら、現像ローラ44の回転方向と反対方向に回転する。これによって、ブラックトナーが現像ローラ44の表面に擦り付けられて所定厚み(例えばトナー1〜2層)のトナー層が現像ローラ44表面に形成される。
【0028】
また、この現像器4Kでは、現像ローラ44の表面に形成されるトナー層の厚みを所定厚みに規制するために規制ブレード45が配置されている。この規制ブレード45は、ステンレスやリン青銅などの板状部材451と、板状部材451の先端部に取り付けられたゴムや樹脂部材などの弾性部材452とで構成されている。この板状部材451の後端部はハウジング部材41bに固着されており、現像ローラ44の回転方向において、板状部材451の先端部に取り付けられた弾性部材452が板状部材451の後端部よりも上流側に位置するように配設されている。そして、その弾性部材452が現像ローラ44表面に弾性的に当接して現像ローラ44の表面に形成されるトナー層の厚みを最終的にトナー1〜2層程度に規制する。
【0029】
上記のように構成された現像器4Kにおいても、従来例と同様に、現像ローラ44上のトナーが供給ローラ43や規制ブレード45で摺擦されることから劣化トナーが発生する。そこで、この実施形態では、劣化トナーをトナー収容部42に収容されているフレッシュトナーと効率良く混合希釈するために、トナー収容部42にリブ列46,47が配置されている。
【0030】
リブ列46はハウジング部材41aからトナー収容部42に向かって突設された3枚のリブ461と、ハウジング部材41aからトナー収容部42に向かって突設された3枚のリブ462とで構成されている。リブ461とリブ462とは、図3に示すように、軸方向Xに対して互いに異なる方向に傾斜しており、トナー収容部42の略中央部を挟んで互いにほぼ対称配置されながら、回転軸4aの軸方向Xと平行に配列されている。このようにリブ461,462を設けたことにより、ハウジング部材41aの内頂部が複数の小部屋411に仕切られている。
【0031】
一方、リブ列47もリブ列46と同様に6枚のリブにより構成されている。すなわち、リブ列47はハウジング部材41bからトナー収容部42に向かって突設された3枚のリブ471と、ハウジング部材41bからトナー収容部42に向かって突設された3枚のリブ472とで構成されている。リブ471とリブ472とは、図4に示すように、軸方向Xに対して互いに異なる方向に傾斜しており、トナー収容部42の略中央部を挟んで互いにほぼ対称配置されながら、回転軸4aの軸方向Xと平行に配列されている。このようにリブ471,472を設けたことにより、ハウジング部材41bの内底部が複数の小部屋412に仕切られている。
【0032】
これらのリブ列46,47はハウジング部材41a,41bを一体的に組み合わせた時点で図2に示すように所定間隔t1だけ離間して対向配置される。また、リブ列46のリブ461,462と、リブ列47のリブ471,472とが互いに異なる方向に傾斜している。このため、リブ461,462,471,472により仕切られた複数の小部屋411,412がトナー収容部42で対向して存在することとなり、次に説明するようにブラックトナーが対向する小部屋の間を移動して軸方向Xに移動し、トナー収容部42でトナー混合を効率よく行うことができる。
【0033】
次に、上記のように構成されたロータリー現像ユニット4の動作について、図6を参照しつつブラック用現像器4Kの動作を中心に説明する。この実施形態では、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の順にトナー像を形成しながら、各トナー像を中間転写ベルト71上に重ね合わせてカラー画像を形成する。そのため、まず最初に同図(a)に示すように、ブラック用現像器4Kが選択的に感光体2と対向する現像位置に位置決めされる。
【0034】
そして、当該現像器4Kによる現像処理が完了すると、シアントナーによる現像処理(同図(b))、マゼンタトナーによる現像処理(同図(c))およびイエロートナーによる現像処理(同図(d))を順次実行すべく、トナー色を切り替えるたびに現像ユニット4が回転軸4aを中心として図6の紙面において反時計回りに90゜ずつ回転する。こうしてブラック用現像器4Kは回転軸4aを中心として同心円状に移動する。このとき、この現像器移動に伴って現像器4K内のブラックトナーに遠心力や重力が作用してトナー収容部42でブラックトナーがその移動方向に流動する。また、その流動トナーの一部は軸方向X(同図紙面に対して垂直な方向)に対して傾斜したリブ461,462,471,472によって回転軸4aの軸方向Xに案内される。より詳しく説明すると、リブによって形成された小部屋内のトナーは、現像器移動に伴って、軸方向Xに傾斜したリブ面に沿って移動し、該小部屋に対して対向する小部屋に移動する。このトナー移動はトナー収容部42の全体で生じており、トナーが軸方向Xに移動される。
【0035】
したがって、トナー収容部42でブラックトナーが複雑に移動することとなり、ブラックトナーがトナー収容部42内で効率的に混合される。もちろん、他のトナー色の現像器4C,4M,4Yにおいても、ブラック用現像器4Kと全く同様にしてトナー混合が行われる。このように、第1実施形態にかかる現像ユニット4では、アジテータなどの強制撹拌機構を設けることなく、トナーを効率的に混合することができるため、次のような効果が得られる。まず第1に、トナーへのせん断的ストレスの付加がなくなり、トナー撹拌時における外添剤の剥がれや埋込みなどを低減し、トナー劣化の発生を防止することができる。また、強制撹拌機構を設けないため、装置の小型化やコスト低減の面で有利である。さらに、従来例ではアジテータなどを回転駆動させていたために振動が生じ、これが感光体ドラム上でのスジや濃度ムラの発生要因となっていたが、この実施形態によれば撹拌機構として機能しているリブは固定されたままであるため、トナー撹拌に起因する現像器の振動がなくなり、スジや濃度ムラを防止して高品質な画像を得ることができる。
【0036】
B.第2実施形態
図7は、この発明にかかる現像装置の第2実施形態を装備する画像形成装置を示す図である。この画像形成装置が図1の画像形成装置と大きく相違する点はロータリー現像ユニット4の構成のみである。したがって、ここでは、ロータリー現像ユニット4の構成および動作を中心に説明し、同一構成については同一符号を付して説明を省略する。
【0037】
この第2実施形態にかかる現像ユニット4は、第1実施形態と同様に、回転軸4aに固定された支持フレーム4bに、4色の現像器4K,4C,4M,4Yが固定金具(図示省略)によって回転軸4aを中心として放射状に固定されている。また、回転軸4aには図示外の駆動部がクラッチを介して接続されており、この駆動部を駆動することで支持フレーム4bを回転させ、上記4つの現像器4K,4C,4M,4Yの一の現像器を選択的に感光体2と対向する現像位置に位置決めできるようになっている。
【0038】
この支持フレーム4bに保持されている現像器4K,4C,4M,4Yはいずれも同一構成を有している。したがって、ここでは、現像器4Kの構成について図8ないし図11を参照しつつ詳述し、その他の現像器4C,4M,4Yについては同一符号を付し、その構成説明を省略する。
【0039】
図8は、この発明にかかる現像装置の第2実施形態たるロータリー現像ユニットを構成する一の現像器を示す図である。また、図9ないし図11は、それぞれ図8のD−D線矢視断面図、E−E線矢視断面図およびF−F線矢視断面図である。現像器4Kはトナーカートリッジ41cを着脱可能に構成されており、トナーカートリッジ41c内のトナーを使い切ると、トナーカートリッジ41cを交換する、いわゆるカートリッジ型の現像器である。この現像器4Kでは、トナーカートリッジ41cとハウジング41dとで現像器本体41が形成されており、トナーカートリッジ41cを現像器4Kに装着すると、トナーカートリッジ41cの開口部とハウジング41dの開口部とが相互に対向し、これらの開口部を介してブラックトナーが相互に移動自在となっている。このように、この第2実施形態では、トナーカートリッジ41cおよびハウジング41dの内部空間が相互に連通されてブラックトナーを収容するトナー収容部42として機能している。
【0040】
このトナー収容部42を構成するハウジング41dの内部空間には、第1実施形態と同様に、供給ローラ43が配置されており、現像器本体41の最先端側で回転駆動される現像ローラ44と接触しながら、現像ローラ44とウイズ方向に回転する。これによって、現像ローラ44の表面にブラックトナー層が形成される。また、規制ブレード45の弾性部材452が現像ローラ44表面に弾性的に当接して現像ローラ44の表面に形成されるトナー層の厚みを最終的にトナー1〜2層程度に規制する。
【0041】
また、この実施形態においても、劣化トナーをトナー収容部42に収容されているフレッシュトナーと効率良く混合希釈するために、トナー収容部42を構成するトナーカートリッジ41cの内部空間にリブ列46,47が第1実施形態と同様に配置されている。すなわち、このトナーカートリッジ41c内では、図8に示すように、2つのリブ列46,47が所定間隔t2だけ離間した状態で対向配置されている。なお、各リブ列46,47を構成するリブの構成および配列については、図3〜図5と、図9〜図11との対比から明らかなように、第1実施形態のそれと同一であるため、ここでは同一符号を付して説明を省略する。
【0042】
次に、上記のように構成されたロータリー現像ユニット4の動作について、図12を参照しつつブラック用現像器4Kの動作を中心に説明する。この実施形態では、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の順にトナー像を形成しながら、各トナー像を中間転写ベルト71上に重ね合わせてカラー画像を形成する。そのため、まず最初に同図(a)に示すように、ブラック用現像器4Kが選択的に感光体2と対向する現像位置に位置決めされる。
【0043】
そして、当該現像器4Kによる現像処理が完了すると、シアントナーによる現像処理(同図(b))、マゼンタトナーによる現像処理(同図(c))およびイエロートナーによる現像処理(同図(d))を順次実行すべく、トナー色を切り替えるたびに現像ユニット4が回転軸4aを中心として図12の紙面において反時計回りに90゜ずつ回転する。こうしてブラック用現像器4Kは回転軸4aを中心として同心円状に移動する。このとき、この現像器移動に伴って現像器4K内のブラックトナーに遠心力や重力が作用してトナー収容部42でブラックトナーがその移動方向に流動する。また、その流動トナーの一部は軸方向X(同図紙面に対して垂直な方向)に対して傾斜したリブ461,462,471,472によって回転軸4aの軸方向Xに案内される。より詳しく説明すると、リブによって形成された小部屋内のトナーは、現像器移動に伴って、軸方向Xに傾斜したリブ面に沿って移動し、該小部屋に対して対向する小部屋に移動する。このトナー移動はトナー収容部42の全体で生じており、トナーが軸方向Xに移動される。
【0044】
したがって、トナー収容部42でブラックトナーが複雑に移動することとなり、ブラックトナーがトナー収容部42内で効率的に混合される。もちろん、他のトナー色の現像器4C,4M,4Yにおいても、ブラック用現像器4Kと全く同様にしてトナー混合が行われる。このように、第2実施形態においても、アジテータなどの強制撹拌機構を設けることなく、トナーを効率的に混合することができるため、第1実施形態と同様に、(1)トナー撹拌時における劣化トナーの発生防止、(2)装置の小型化、(3)装置コストの低減、(4)スジや濃度ムラの発生防止、という優れた作用効果が得られる。
【0045】
また、この第2実施形態においては、トナーを使い切るたびに交換されるトナーカートリッジ41c内にリブ列46,47が設けられているので、現像器4を構成するハウジング41d、供給ローラ43、および現像ローラ44等の設計変更を行うことなく、トナーカートリッジ41c内のリブ列の変更等が可能であるため、適宜効果的なリブ列の大きさ、配置等を選択することができる。さらに、この第2実施形態においては、トナーカートリッジ41c内にのみリブ列46,47を設ける構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、必要に応じてハウジング41d内にリブ列を設けてもよい。
【0046】
C.第3実施形態
図13は、この発明にかかる現像装置の第3実施形態を装備する画像形成装置を示す図である。この画像形成装置が図1の画像形成装置と大きく相違する点はロータリー現像ユニット4の構成のみである。したがって、ここでは、ロータリー現像ユニット4の構成および動作を中心に説明し、同一構成については同一符号を付して説明を省略する。
【0047】
図14は、この発明にかかる現像装置の第3実施形態たるロータリー現像ユニットを示す図である。また、図15はこの現像ユニットを構成する一の現像器を示す図である。この第3実施形態にかかる現像ユニット4は、図14に示すように、その中心に回転軸4aを有すると共にかかる回転軸4aに固定された支持フレーム4bを有している。そして、この支持フレーム4bに略卍状の断面構造を有するハウジング部材41eが固定されている。このハウジング部材41eには4つの現像器空間が周方向に等分に設けられており、それら4つの現像器空間に前述した4色の現像器4K,4C,4M,4Yがそれぞれ設けられている。また、回転軸4aの一方端(図14の左端部)には図示外の駆動部がクラッチを介して接続されており、この駆動部を駆動することで支持フレーム4bを回転させ、上記4つの現像器4K,4C,4M,4Yの一の現像器を選択的に感光体2と対向する現像位置に位置決めできるようになっている。
【0048】
この支持フレーム4bに保持されている現像器4K,4C,4M,4Yはいずれも同一構成を有している。したがって、ここでは、ブラック用現像器4Kの構成について詳述し、その他の現像器4C,4M,4Yについては同一符号を付し、その構成説明を省略する。
【0049】
この現像器4Kでは、ハウジング部材41eが現像器本体41の一部となっており、このハウジング部材41eに別のハウジング部材41fが取り付けられてトナー収容部42が形成されている。このように、この実施形態では、ハウジング部材41e,41fにより現像器本体41が構成されており、その内部に形成されたトナー収容部42にブラックトナーを収容可能となっている。
【0050】
このトナー収容部42には、第1実施形態と同様に、供給ローラ43が配置されており、現像器本体41の最先端側で回転駆動される現像ローラ44と接触しながら、現像ローラ44とウイズ方向に回転する。これによって、現像ローラ44の表面にブラックトナー層が形成される。また、ハウジング部材41fに板状部材451が固着されるとともに、その先端部に取り付けられた弾性部材452が現像ローラ44表面に弾性的に当接して現像ローラ44の表面に形成されるトナー層の厚みを最終的にトナー1〜2層程度に規制する。
【0051】
また、この第3実施形態にかかる現像装置は、現像器本体41から離れた位置に各色のトナータンク491K,491C,491M,491Y(図13)を設け、各トナータンク491からトナーをトナー収容部42に補給する、いわゆる外部補給型の現像装置となっている。すなわち、ブラック用の現像器4Kについては、回転軸4aの他方端(図14の右端部)に、円環状のトナー貯留部48Kが回転軸4aに対して回転自在に取り付けられている。このトナー貯留部48Kでは、ブラックトナーが一時的に貯留されており、現像器4Kで消費された分だけトナーを回転軸4aの他方端側よりトナー補給方向Xに沿ってトナー収容部42に補給可能となっている。
【0052】
また、トナー貯留部48Kにトナーを補給してトナー貯留部48Kでのトナー水位を一定に維持するために、次のような構成を採用している。すなわち、この実施形態では、図14に示すように、トナータンク491Kが現像器4Kの上方位置に配置されるとともに、補給管492Kを介してトナー貯留部48Kに連結されている。また、トナー貯留部48Kには、水位検出センサ493Kが取り付けられており、センサ493Kによってトナー貯留部48Kでのトナー水位が所定レベルを下回ると、トナータンク491Kからトナー貯留部48Kにトナーが補給されてトナー貯留部48Kでのトナー水位が元の水位レベルまで戻される。なお、図14への図示は省略されているが、他のトナー色についてもブラックの場合と同様にトナータンク491C,491M,491Yからそれぞれ対応するトナー貯留部を介してトナー収容部42に補給可能で、しかも各トナー貯留部でのトナー水位がそれぞれ一定に維持されるように構成されている。
【0053】
このようにトナー貯留部からトナー補給を受けるトナー収容部42には、次に説明するようにトナー補給方向Xに対応してリブ列46,47が配置されており、劣化トナーを、トナー収容部42に収容されているフレッシュトナーやトナー貯留部から補給されたフレッシュトナーと効率良く混合希釈する。
【0054】
図16および図17は、それぞれ図15のG−G線矢視断面図およびH−H線矢視断面図である。これらの図からわかるように、リブ列46はハウジング部材41eからトナー収容部42に向かって突設された8枚のリブ463で構成されている。リブ463は、図16に示すように、トナー補給方向Xに対して傾斜している。具体的には、現像位置においてトナー貯留部48K(図14)を向いたリブ面463aの面法線N46がトナー貯留部48Kからトナー収容部42へのトナー補給方向Xに対して鉛直方向に鋭角θ46をなすように、各リブ463が傾斜配置されている。このようにリブ463を設けたことにより、ハウジング部材41eの内頂部が複数の小部屋413に仕切られている。
【0055】
一方、リブ列47もリブ列46と同様に8枚のリブ473により構成されており、リブ列46と所定間隔t3だけ離間して対向配置されている。これらのリブ473はハウジング部材41eからトナー収容部42に向かって傾斜状態で突設されており、その傾斜角はトナー貯留部48K(図14)を向いたリブ面473aの面法線N47がトナー貯留部48Kからトナー収容部42へのトナー補給方向Xに対して鉛直方向に鋭角θ47をなしている。このようにリブ473を設けたことにより、ハウジング部材41eの内底部が複数の小部屋414に仕切られている。
【0056】
また、図17に示すように、H−H線方向から見てリブ46間にリブ47が位置するようにリブ463,473が配列されるとともに、これらのリブによって構成されたリブ列46,47は相互に対向配置されている。このため、リブ463,473により仕切られた複数の小部屋がトナー収容部42で対向して存在することとなり、次に説明するようにトナー収容部42中のブラックトナーが対向する小部屋413,414の間を移動してトナー貯留部48K側に移動し、トナー貯留部48Kから補給されたフレッシュトナーと効率良く混合される。
【0057】
次に、上記のように構成されたロータリー現像ユニット4の動作について、図18を参照しつつブラック用現像器4Kの動作を中心に説明する。この実施形態では、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の順にトナー像を形成しながら、各トナー像を中間転写ベルト71上に重ね合わせてカラー画像を形成する。そのため、まず最初に同図(a)に示すように、ブラック用現像器4Kが選択的に感光体2と対向する現像位置に位置決めされる。
【0058】
そして、当該現像器4Kによる現像処理が完了すると、シアントナーによる現像処理(同図(b))、マゼンタトナーによる現像処理(同図(c))およびイエロートナーによる現像処理(同図(d))を順次実行すべく、トナー色を切り替えるたびに現像ユニット4が回転軸4aを中心として図18の紙面において反時計回りに90゜ずつ回転する。こうしてブラック用現像器4Kは回転軸4aを中心として同心円状に移動する。このとき、この現像器移動に伴って現像器4K内のブラックトナーに遠心力や重力が作用してトナー収容部42でブラックトナーがその移動方向に流動する。また、その流動トナーの一部は軸方向X(同図紙面に対して垂直な方向)に対して傾斜したリブ463,473によって回転軸4aの軸方向Xに沿ってトナー貯留部(図14)側に案内される。より詳しく説明すると、リブによって形成された小部屋内のトナーは、現像器移動に伴って、軸方向Xに傾斜したリブ面に沿って移動し、該小部屋に対して対向する小部屋に移動する。このトナー移動はトナー収容部42の全体で生じており、トナーがトナー貯留部48に向かって移動される。
【0059】
したがって、トナー収容部42でブラックトナーが複雑に移動することとなり、ブラックトナーがトナー収容部42内で効率的に混合される。もちろん、他のトナー色の現像器4C,4M,4Yにおいても、ブラック用現像器4Kと全く同様にしてトナー混合が行われる。また、この実施形態ではトナー貯留部からトナー収容部42に新しいフレッシュトナーが随時補給されるが、この補給トナーに向けてトナー収容部42内のトナーが移動するため、トナー収容部42内でトナーをより効率良く混合させることができる。
【0060】
このように、第3実施形態においても、アジテータなどの強制撹拌機構を設けることなく、トナーを効率的に混合することができるため、第1実施形態と同様に、(1)トナー撹拌時における劣化トナーの発生防止、(2)装置の小型化、(3)装置コストの低減、(4)スジや濃度ムラの発生防止、という優れた作用効果が得られる。
【0061】
D.その他
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記第1ないし第3実施形態では、2つのリブ列46,47を対向配置しているが、リブ列の数はこれに限定されるものではなく、少なくとも1列以上設けることにより上記した実施形態と同様の作用効果が得られる。
【0062】
また、リブの配列態様については、各実施形態で作用された配列態様に限定されるものではないが、本体一体型(図2)やカートリッジ型(図8)の現像器では第1および第2実施形態の如くトナー収容部42においてトナーが略中央部から両端側に案内するようにリブを配列するのが望ましく、そのことは後の実施例からも明らかであり、外部補給型(図14)の現像器では第3実施形態の如くトナー収容部42内のトナーをトナー貯留部側に案内するようにリブを配列するのが望ましい。
【0063】
また、上記第1および第2実施形態では、図2や図8に示すように、現像位置に位置決めされた時点で鉛直方向(これらの図面の上下方向)における上方側のリブ列46を構成するリブ461,462の表面積が下方側のリブ列47を構成するリブ471,472の表面積よりも大きくなるように構成している。もちろん、リブの大小関係については、これに限定されるものではないが、種々の実験結果からリブ461,462をリブ471,472よりも表面積を大きくすることが混合効率を高める上で有利であることがわかった。
【0064】
また、上記実施形態では、感光体21上に形成されたトナー像を中間転写ベルト71上に転写する転写工程を、各トナー色について実行して中間転写ベルト71上にカラー画像を形成しているが、中間転写ベルト以外の転写媒体(転写ドラム、転写ベルト、転写シート、中間転写ドラム、中間転写シートなど)にトナー像を転写してカラー画像を形成する画像形成装置にも本発明を適用することができる。
【0065】
さらに、上記実施形態にかかる画像形成装置は、ホストコンピュータなどの外部装置より与えられた画像を複写紙、転写紙、用紙およびOHP用透明シートなどのシートに印字するプリンタであるが、本発明は複写機やファクシミリ装置などのロータリー現像装置を装備した画像形成装置全般に適用することができる。
【0066】
【実施例】
次に本発明の実施例を示すが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【0067】
まずはじめに、先に説明した第1実施形態と同様の位置にリブ列を有する第1実施例と、リブ列を有しない従来例との実験結果を比較して、リブ列の有無とトナーの混合状況との関係について説明する。第1実施例のリブ列は、第1実施形態と同様であるから図19に示すとおりであり、図19(a)は図2のA−A線矢視断面図に相当し、図19(b)は図2のB−B線矢視断面図に相当し、図19(c)は図2のC−C線矢視断面図に相当する。なお、この図19は、リブ列の配置以外については簡略的に示している。そして、従来例とは、図19においてリブ列46,47を有しない構成のものである。
【0068】
次に実験方法について説明する。まず、現像器の長手方向の中心から左半分にシアントナーを、右半分にイエロートナーを予め同量充填し(図19参照)、これらのトナーの総量を用いたトナー収容部におけるトナーの空間占有率をそれぞれ同一にする。ここでは、トナーの空間占有率をそれぞれ70%としている。そして、ロータリー現像ユニットを回転駆動させて、任意の回転数毎に現像器の左側端部Lおよび右側端部Rのトナーを採取して、混合サンプルと比較して、トナーの混合状況を判定する。
【0069】
ここで、混合サンプルとは、予めシアントナーとイエロートナーとを所定の割合で混合させて用意した11種類のサンプルのことであり、後述する各図に示されたグラフにおいて、「混合レベル0」の混合サンプルとは、シアントナーが0%、イエロートナーが100%の割合で混合された(いわゆるイエロートナーそのものの)サンプルであって、「混合レベル1」の混合サンプルとは、シアントナーが10%、イエロートナーが90%の割合で混合されたサンプルである。以下、それぞれのトナーの混合割合が10%ずつ増減して、「混合レベル10」(シアン:イエロー=10:0)まで、11種類の混合サンプルを用意して、任意に採取されたトナーと比較することによって、各採取データの混合レベルが判定される。混合レベルは、「5」(シアン:イエロー=5:5)に近いほど均一に混合していると判定される。
【0070】
そして、第1実施例と従来例についての実験結果が図20のグラフに示されている。この図20において、「○」にて示したラインLL1が第1実施例における左側トナー採取データ、「●」にて示したラインLR1が第1実施例における右側トナー採取データ、「◇」にて示したラインTLが従来例における右側トナー採取データ、「◆」にて示したラインTRが従来例における左側トナー採取データである。
【0071】
この図20のグラフからわかるように、第1実施例はロータリー現像ユニットの回転数が増加するに従ってトナーの混合状況は促進されるが、従来例はロータリー現像ユニットの回転数が増加しても殆どトナーの混合状況は促進されない。例えば、ロータリー回転ユニットが300回転したときを比較してみると、第1実施例は左側で「6」、右側で「4」のレベルまで混合しているが、従来例は左側で「10」、右側で「0.5」のレベルである。つまり、従来例は殆ど混合していない。
【0072】
この結果から、先の第1実施形態にて説明したように、トナーの混合を効果的に行うためには、リブを設けることが不可欠であることがわかる。なお、ここでは、第1実施形態と同様の構成の場合について説明したが、トナーカートリッジを有する第2実施形態であっても、またトナータンクを有する第3実施形態であっても、トナーの混合を効果的に行うためには、リブを設けることが不可欠であるのは言うまでもない。
【0073】
次に、現像器のトナー収容部におけるトナーの空間占有率とトナーの混合状況との関係について説明する。ここでは、先に説明したトナー収容部におけるトナーの空間占有率が70%である第1実施例と、トナー収容部におけるトナーの空間占有率が90%である第2実施例と、トナー収容部におけるトナーの空間占有率が110%である比較例とを用いて説明する。先にも述べたように、現像器の長手方向の中心から左半分にシアントナーを、右半分にイエロートナーを予め同量充填し、これらのトナーの総量を用いて、トナー収容部におけるトナーの空間占有率を定めている。なお、各実施例および比較例のリブ列は図19に示すように配置されている。
【0074】
実験方法および混合サンプル等は、先に説明したものと同様であり、これらの実験結果が図20のグラフに示されている。この図20において、「○」にて示したラインLL1が第1実施例における左側トナー採取データ、「●」にて示したラインLR1が第1実施例における右側トナー採取データ、「△」にて示したラインLL2が第2実施例における左側トナー採取データ、「▲」にて示したラインLR2が第2実施例における右側トナー採取データ、「□」にて示したラインCLが比較例における左側トナー採取データ、「■」にて示したラインCRが比較例における右側トナー採取データである。
【0075】
この図20のグラフからわかるように、第1および第2実施例においては、いずれもロータリー現像ユニットの回転数が増加するに従って、現像器内のトナーの混合状況は促進されるが、比較例については、ロータリー現像ユニットの回転数が増加しても殆ど混合促進の効果はみられない。例えば、ロータリー現像ユニットが300回転した時点で、第1実施例は左側で「6」、右側で「4」のレベルまで混合しているのに対して、比較例は左側で「9.5」、右側で「0.5」のレベルまでしか混合していない。また、ロータリー現像ユニットが500回転した時点で、第2実施例は左側で「7」、右側で「3.5」のレベルまで混合しているのに対して、比較例は左側で「9」、右側で「1」のレベルまでしか混合していない。つまり、これらの実験結果から、トナー空間占有率が110%(比較例)の場合には、現像器内にリブ列を設け、各現像器をロータリー回転させたとしても、現像器内にてトナーを適切に混合させる程のトナー流動を発生させることができないことがわかる。
【0076】
以上のことから、現像器移動によりトナー流動を発生させるためには、トナー収容部におけるトナーの空間占有率を100%以下に設定するのが望ましい。また、混合効率を高めるためにはトナーの空間占有率を90%以下に設定するのが好ましく、さらに混合効率を高めるためにはトナーの空間占有率を70%以下に設定する必要がある。すなわち、このようなトナー空間占有率とすれば、現像器内の劣化トナーとフレッシュトナーとを効果的に混合させることが可能となる。
【0077】
なお、以上の実験結果から、先に説明した第1〜第3実施形態にかかる現像器は、上述した空間占有率に設定するのが望ましい。また、特に現像器内のトナーが一定の水位に維持される第3実施形態においては、トナー空間占有率を90%以下に設定するのが望ましく、さらに混合効率を高めるためにはトナーの空間占有率を70%以下に維持するように構成するのが好ましい。
【0078】
次に、現像器内のリブの配置方向とトナーの混合状況との関係について説明する。ここでは、図19に示すようにリブ列46,47が配置された第1実施例と、図21に示すようにリブ列46,47が配置された第3実施例と、図22に示すようにリブ列46,47が配置された第4実施例とを用いて説明する。図19と同様に、図21および図22における各図(a)は図2のA−A線矢視断面図に相当し、各図(b)は図2のB−B線矢視断面図に相当し、各図(c)は図2のC−C線矢視断面図に相当する。なお、トナー空間占有率は、それぞれ同一(70%)に設定されている。
【0079】
実験方法および混合サンプル等は、先に説明したものと同様であり、これらの実験結果が図23のグラフに示されている。この図23において、「○」にて示したラインLL1が第1実施例における左側トナー採取データ、「●」にて示したラインLR1が第1実施例における右側トナー採取データ、「△」にて示したラインLL3が第3実施例における左側トナー採取データ、「▲」にて示したラインLR3が第3実施例における右側トナー採取データ、「□」にて示したラインLL4が第4実施例における左側トナー採取データ、「■」にて示したラインLR4が第4実施例における右側トナー採取データである。
【0080】
この図23のグラフからわかるように、どの実施例においても、ロータリー現像ユニットの回転数が増加するに従って、現像器内のトナーの混合状況は促進される。したがって、このように現像器内に複数のリブを設ければ、通常の現像処理等を行う場合において、現像器内の劣化トナーとフレッシュトナーとを効果的に混合させることが可能となる。
【0081】
また、この図23のグラフにて第1、第3および第4実施例を比較すると、第1実施例が左側・右側共にバランスよく混合レベルが「5」に近づいているのに対し、第3および第4実施例については、混合に若干の片寄りが生じている。したがって、特に現像器本体内に外部からのトナー供給が行われない場合には、現像器本体内のリブは、第1実施例に示すように構成することが好ましい。なお、先に説明した第1および第2実施形態にかかる現像器は、この好ましい第1実施例のごとく構成されている。
【0082】
次に、上述した第3実施形態にて説明した、現像器内のトナー水位を一定に維持するためにトナーを外部から補給するためのトナータンクが接続された現像器について、現像器内に設けられるリブの配置方向と現像器内のトナーの混合状況との関係について説明する。具体的には、図24および以下の表1から定められる各実施例と、トナーの混合状況との関係について説明する。
【0083】
ここで、図24は、ロータリー現像ユニットの概略図を示したものであり、図24(a)は、ロータリー現像ユニットの概略断面図、図24(b)および図24(c)は、図24(a)の概略側面図を示している。なお、図24(a)においては、各現像器の内底部にリブ列αが設けられ、各現像器の内頂部にリブ列βが設けられているが、一の現像器以外についてはその構成を省略している。そして、図24(b)および図24(c)は、各リブ列α,βが配置される際の向きを示し、▲1▼のリブ配置向き(図24(b))は貯留部を介して補給されるトナーを貯留部側に押し戻す配置となっており、▲2▼のリブ配置向き(図24(c))は貯留部を介して補給されるトナーを貯留部側から送り出す配置となっている。
【0084】
そして、以下に示した表1は、リブ配置向き▲1▼および▲2▼の組み合わせによって、第5実施例〜第9実施例を定めた表である。
【0085】
【表1】
上記表1に示すように、第5実施例は、リブ列αを設けずに、リブ列βをトナーを押し戻す向き(▲1▼)に配置した場合、第6実施例は、リブ列αを設けずに、リブ列βをトナーを送り出す向き(▲2▼)に配置した場合、第7実施例は、リブ列αおよびリブ列βをトナーを押し戻す向き(▲1▼)に配置した場合、第8実施例は、リブ列αをトナーを押し戻す向き(▲1▼)に配置し、リブ列βをトナーを送り出す向き(▲2▼)に配置した場合、第9実施例は、リブ列αおよびリブ列βをトナーを送り出す向き(▲2▼)に配置した場合を示している。なお、これらの実施例においては、各リブ列を構成するリブの大きさおよび本数等は同一としている。
【0086】
以上のように構成された各実施例についての実験結果を図25のグラフにまとめた。このグラフに示されたデータは、現像器内にシアントナーを予め充填し、その後イエロートナーを外部より充填しつつ、ロータリー現像ユニットを回転駆動させた後に、任意の回転数毎に現像器の左側端部Lおよび右側端部Rのトナーを採取して、混合サンプルと比較して混合状況を判定したデータである。ここでいう混合サンプルとは先に説明したものと同様であり、この図25のグラフにおいても、混合レベルの判定結果が「5」(シアン:イエロー=5:5)に近い程、均一に混合していると判定される。
【0087】
この図25において、「▼」にて示したラインLL5は第5実施例における左側トナー採取データ、「▽」にて示したラインLR5は第5実施例における右側トナー採取データ、「■」にて示したラインLL6は第6実施例における左側トナー採取データ、「□」にて示したラインLR6は第6実施例における右側トナー採取データ、「●」にて示したラインLL7は第7実施例における左側トナー採取データ、「○」にて示したラインLR7は第7実施例における右側トナー採取データ、「◆」にて示したラインLL8は第8実施例における左側トナー採取データ、「◇」にて示したラインLR8は第8実施例における右側トナー採取データ、「▲」にて示したラインLL9は第9実施例における左側トナー採取データ、「△」にて示したラインLR9は第9実施例における右側トナー採取データである。
【0088】
この図25のグラフからわかるように、どの実施例においても、ロータリー現像ユニットの回転数が増加するに従って、現像器内のトナーの混合状況は促進される。したがって、このように現像器内に複数のリブを設ければ、トナーの外部補給を行いつつ現像処理等を行う場合において、現像器内の劣化トナーと補給されたフレッシュトナーとを効果的に混合させることが可能となる。
【0089】
また、この図25によれば、リブ列αを設けずにリブ列βのみを設けた第5および第6実施例よりも、リブ列αとリブ列βとを対向して設けた第7〜第9実施例の方が現像器内のトナーの混合は速やかに行われている。このことから、現像器内にはリブ列αとリブ列βとを対向して設けることが望ましいことがわかる。
【0090】
さらに、第7〜第9実施例を比較した場合、第7実施例が左側・右側共にバランスよく混合レベルが「5」に近づいている。一方、第8および第9実施例は、第7実施例に比べれば、トナーの混合に若干の片寄りが生じている。したがって、現像器の一方端部からトナーの供給が行われる場合には、供給されるトナーを押し戻す方向に、リブ列αおよびリブ列βを配置する構成が好ましい。なお、先に説明した第3実施形態にかかる現像器は、この好ましい第7実施例のように各リブ列が配置されている。
【0091】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、現像器本体の内壁面からトナー収容部に向けて複数のリブを突設し、複数の現像器を保持した支持フレームの回転に伴ってトナー収容部内を流動するトナーを回転軸の軸方向に案内するように構成しているので、現像器移動に伴って現像器内のトナーに対して遠心力や重力を作用させてトナー収容部でトナーをその移動方向に流動させるのみならず、その流動トナーの一部を複数のリブによって回転軸の軸方向に案内することができ、トナー収容部でトナーを複雑に移動させてトナーを効率的に混合させることができる。このように、アジテータなどの強制撹拌機構を設けることなく、トナーを効率的に混合することができるため、劣化トナーによる画像不良を抑制し、像担持体上の潜像を高品質で、かつ安定してトナー現像することができる小型の現像装置を低コストで提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかる現像装置の第1実施形態を装備する画像形成装置を示す図である。
【図2】この発明にかかる現像装置の第1実施形態たるロータリー現像ユニットを構成する一の現像器を示す図である。
【図3】図2のA−A線矢視断面図である。
【図4】図2のB−B線矢視断面図である。
【図5】図2のC−C線矢視断面図である。
【図6】図1の現像装置の動作を示す模式断面図である。
【図7】この発明にかかる現像装置の第2実施形態を装備する画像形成装置を示す図である。
【図8】この発明にかかる現像装置の第2実施形態たるロータリー現像ユニットを構成する一の現像器を示す図である。
【図9】図8のD−D線矢視断面図である。
【図10】図8のE−E線矢視断面図である。
【図11】図8のF−F線矢視断面図である。
【図12】図7の現像装置の動作を示す模式断面図である。
【図13】この発明にかかる現像装置の第3実施形態を装備する画像形成装置を示す図である。
【図14】この発明にかかる現像装置の第3実施形態たるロータリー現像ユニットを示す図である。
【図15】図14の現像ユニットを構成する一の現像器を示す図である。
【図16】図15のG−G線矢視断面図である。
【図17】図15のH−H線矢視断面図である。
【図18】図13の現像装置の動作を示す模式断面図である。
【図19】第1実施例を示す概略図である。
【図20】第1および第2実施例等の実験結果を示すグラフである。
【図21】第3実施例を示す概略図である。
【図22】第4実施例を示す概略図である。
【図23】第1、第3、および第4実施例の実験結果を示すグラフである。
【図24】第5〜第9実施例におけるリブ配置を説明するための概略図である。
【図25】第5〜第9実施例の実験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
2…感光体(像担持体)
4…現像ユニット
4a…回転軸
4b…支持フレーム
4K,4C,4M,4Y…現像器
41…現像器本体
41a,41b…ハウジング部材
42…トナー収容部
44…現像ローラ
46,47…リブ列
48…トナー貯留部
49…トナータンク
461,462,471,472…リブ
Claims (5)
- 現像器本体の内部に設けられたトナー収容部に予めトナーを収容した現像器を複数個所定の回転軸回りに配列し、像担持体に形成される潜像に応じて前記複数の現像器を前記回転軸回りに回転位置決めして一の現像器を選択的に前記像担持体に対向配置し、当該現像器による潜像のトナー現像を行う現像装置において、
各現像器の現像器本体は複数のハウジング部材を一体的に組み立てることにより構成されており、しかも、
各現像器では、複数のリブが下記のように設けられて前記現像器の回転位置決めに伴って前記トナー収容部内を流動するトナーを前記回転軸の軸方向に案内することを特徴とする現像装置。
前記複数のリブは、前記複数のハウジング部材の少なくとも一つから前記トナー収容部に向けて突設され、
前記複数のリブは複数のリブグループに分けられ、各リブグループを構成する複数のリブは前記回転軸の軸方向とほぼ平行に一列に配列されてリブ列を形成し、
前記複数のリブ列は前記トナー収容部の略中央部を挟んで所定間隔だけ離間しながら前記トナー収容部内で互いに対向配置され、
各リブ列を構成する複数のリブは前記トナー収容部の略中央部を挟んで前記回転軸の軸方向においてほぼ対称に配置されており、しかも前記略中央部から前記軸方向の一方側に配置されたリブと、前記略中央部から前記軸方向の他方側に配置されたリブとは、前記回転軸の軸方向に対して互いに異なる方向に傾斜している。 - 各現像器は、互いに対向する2つのリブ列のうち、前記像担持体に対向配置された時点で鉛直方向における上方側のリブ列を構成するリブの表面積が下方側のリブ列を構成するリブの表面積よりも大きくなるように構成されている請求項1記載の現像装置。
- 前記トナー収容部におけるトナーの空間占有率が100%以下である請求項1または2記載の現像装置。
- 前記トナー収容部におけるトナーの空間占有率が90%以下である請求項1ないし3のいずれかに記載の現像装置。
- 前記トナー収容部におけるトナーの空間占有率が70%以下である請求項1ないし4のいずれかに記載の現像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001019658A JP3945168B2 (ja) | 2001-01-29 | 2001-01-29 | 現像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001019658A JP3945168B2 (ja) | 2001-01-29 | 2001-01-29 | 現像装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002221845A JP2002221845A (ja) | 2002-08-09 |
JP3945168B2 true JP3945168B2 (ja) | 2007-07-18 |
Family
ID=18885501
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001019658A Expired - Fee Related JP3945168B2 (ja) | 2001-01-29 | 2001-01-29 | 現像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3945168B2 (ja) |
-
2001
- 2001-01-29 JP JP2001019658A patent/JP3945168B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002221845A (ja) | 2002-08-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5099157B2 (ja) | 現像剤収容容器及びこれを用いた現像装置、画像形成ユニット、並びに画像形成装置 | |
US20110318062A1 (en) | Developer Conveying Device and Development Device, Toner Cartridge, and Cleaning Unit that are Provided with Developer Conveying Device | |
US8515316B2 (en) | Developing device and image forming apparatus | |
JP2008299196A (ja) | 現像装置および画像形成装置 | |
US7437105B2 (en) | Developing device and image forming apparatus | |
JP5374939B2 (ja) | 現像装置及び画像形成装置 | |
JP2008033183A (ja) | 現像装置およびこれを備えた画像形成装置 | |
JP4587929B2 (ja) | 現像装置及び画像形成装置 | |
JP2008268783A (ja) | 現像装置及びこれを搭載した画像形成装置 | |
JP2005292376A (ja) | 画像形成装置 | |
JP5005792B2 (ja) | 現像装置およびそれを備えた画像形成装置 | |
US8233826B2 (en) | Developing apparatus and image forming apparatus provided with the same | |
JP4803283B2 (ja) | 現像装置及びこれを備えた画像形成装置 | |
JP2007010981A (ja) | 現像装置及びプロセスカートリッジ並びに画像形成装置 | |
JP3979014B2 (ja) | 現像装置 | |
JP4000777B2 (ja) | 現像装置 | |
JP3945168B2 (ja) | 現像装置 | |
JP5803413B2 (ja) | シャッター開閉機構及び現像剤補給装置、画像形成装置 | |
JP2012103547A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2009025493A (ja) | 現像装置および画像形成装置 | |
JP2010217225A (ja) | トナー攪拌装置、これを備えた現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 | |
JP4646654B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP4777184B2 (ja) | 中間トナー補給装置、これを備えた現像装置および画像形成装置 | |
JP2000047474A (ja) | 現像装置 | |
JP6642785B2 (ja) | 現像装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061227 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070109 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070226 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070320 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070402 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110420 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110420 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |