JP3974123B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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換言すれば、これらの第1の現像剤撹拌搬送部材及び第2の現像剤撹拌搬送部材は、現像剤を十分に撹拌してトナーを帯電できるように、比較的遅い速度で現像剤を搬送する必要があり、このことから、楕円板の一部を切り欠いた形状のフィンを複数傾斜配列した楕円フィン部材で構成される。
上記トナー搬送経路は第2の現像剤撹拌搬送経路に連通して設けられており、このトナー搬送経路におけるトナー搬送部材はスクリュー状に形成されている。
また、従来の画像形成装置では、トナー補給部より補給されるトナーを、第2の現像剤撹拌搬送部材から独立して設けられたトナー搬送部材を介して、第2の現像剤撹拌搬送部材へ補給していた。
第1の現像剤撹拌搬送部材の現像剤循環経路の下流側に連通する現像剤受取部付近の現像剤は、トナーを消費したキャリア量の多い較的重量の大きな現像剤となっているため、従来の画像形成装置では、その現像剤受取部付近での現像剤の滞留によって、現像剤がトナー補給経路側に逆流したり、第2の現像剤撹拌搬送部材に補給されたトナーの現像剤中への拡散が遅くなるため、必要量のトナーが補給されているにも拘らず、そのトナー濃度検知部位でのトナー濃度が、なかなか基準濃度に到達せず、トナーが過剰に補給されて画像を地汚れを生じる等の不具合があった。このような不具合は、小型化された画像形成装置においてはより顕著となる。
トナー搬送部材102に補給されたトナーTは、重力の作用でケーシング103上、トナー搬送部材102の下方に溜る。この溜ったトナーTはスクリュー羽根102aの回転によりトナー搬送部材102の下部にてスクリュー羽根102aの回転と共にケーシング103の上面を摺動して図27に示す現像剤の受取部に送られてくる。一方、第1撹拌搬送部材101から第2撹拌搬送部材104に送られる現像剤Gは、羽根101bの送り作用により平らな面からなるケーシング103に沿って矢印106で示すように第2撹拌搬送部材104の下方、つまり、トナーTの溜り部に送り込まれる。このように、図27に示す現像剤の受取部においては、第1撹拌搬送部材101から第2撹拌搬送部材104に対して現像剤Gの受け渡しが行なわれると共に、この受取部において、トナーTと合流することとなる。
以上のような問題点を解決するためには現像ケーシングや仕切部材などを延長する方法が簡易で一般的であるが、現像剤上方の飛散・浮遊トナーの移動を防止することは容易であっても、反面、現像剤の動きを妨げ易く、また、トナー補給等に応じた現像剤表面のレベルの変化に対してはその効果は十分とはいえなかった。
また、現像スリーブ3aの外周近傍には、現像スリーブ3a上に供給された現像剤の層厚を規制するためのドクターブレード(剤規制部材)3bが設けられている。
また、この感光体回りのケースの構成において、ブレードホルダ6cを固定するためのビスのスラスト方向位置は、感光体1のフランジを含めた両端より更に外側に位置するのが良く、これにより、感光体1を外すことなく、クリーニングブレード6aのみの交換が可能となる。
ここで、第1現像剤撹拌搬送部材3c、及び、第2現像剤撹拌搬送部材3dの回転方向は、図4に示される矢印方向に限定されるものではなく、上述したアイドルギヤの個数や配列を組み替えることにより、それぞれの回転方向を図4に示される矢印方向とは反対の方向としたり、あるいは、それぞれの回転方向を同一方向とすることも可能である。但し、第1現像剤撹拌搬送部材3c、または、第2現像剤撹拌搬送部材3dの回転方向を、図4に示される矢印方向と反対の方向に設定した場合には、これにより、その現像剤の循環搬送方向までもが逆転されないようにするために、それらのフィンの傾斜方向や巻き方向を予め反対に形成しておく必要がある(詳しくは後述する)。
このようにすれば、現像剤を滞留させることができ、適切な検知を行うことができる。なお、この部位は検知ムラを防止し、現像剤を滞留させるためのものであるから、他の楕円板よりも径の小さな楕円板を用いたり、楕円板間隔を大きく取ることによっても同じ効果を得ることができる。
また、現像剤中のトナーには、添加剤としてシリカを1.0%ほど外添している。これにより、現像剤の流動性を増すことができ、スクリュー部材よりも低流動性となる楕円板の撹拌搬送部材を用いても、スクリュー部材との流動性とほぼ同様の流動性を得ることができる。上記第1現像剤撹拌搬送部材3c及び第2現像剤撹拌搬送部材3dは、スクリュー部材3eよりもはるかに撹拌性が優れており、搬送性、撹拌性の両方を解決できる。このように楕円板の撹拌搬送部材を用いることで、小型の現像装置でも十分な撹拌性、搬送性を得ることができ、現像に必要な現像剤の帯電量(Q/M)を得ることができる。更に、シリカは高温多湿の時には適切な帯電量が得られず、低温少湿の時には過剰帯電となってしまう特性を有しており、これを避けるために、シリカを0.7%添加するとともに酸化チタンを0.3%添加すると、さらに現像剤の環境安定性を増すことができる。
このため、この場合には、連絡口11fを通して受け渡される現像剤とトナー補給口4cから補給されるトナーとをバランス良く混合させることが難しく、現像剤と補給トナーとをバランス良く混合させるまでにかなりの時間(搬送距離)を必要とする。
本実施例では、(a)受取部、つまり連絡口11fを経て第2現像剤撹拌搬送部材3dが現像剤を受け取るのは該第2現像剤撹拌搬送部材3dの上方からのものであり、(b)第2現像剤撹拌搬送部材3dが補給部(リサイクルトナー受取部12dやトナー補給口4c)から受け取るトナーは、第2現像剤撹拌搬送部材3dの下方で受け取るようにし、(c)現像剤とトナーとが第2現像剤撹拌搬送部材3dにより混合された位置にトナー濃度検知部材を配置する、というものである。
〔実験1〕
現像剤として電子複写機イマジオDAシリーズ((株)リコー商品名)で使用しているものを使用し、図5に示す現像装置において、初期トナー濃度5wt%の現像剤に対し、第2現像剤撹拌搬送部材3dに補給トナーを0.6g/minにて補給し、第2現像剤撹拌搬送部材3dの剤搬送速度を10mm/minに設定し、図5に示すスケール上、現像剤受取部(連絡口11f)対応部を基点0とするスケール上、20mm、60mm,100mmの各ポイントにて現像剤を採取し、これらそれぞれの採取現像剤を、剤撹拌装置にて撹拌してトナー帯電量が飽和するまでの時間を測定した。この測定結果を図16に示す。
〔実験2〕
この実験では、図28に示す構成、作動のもと、及び図13で示す構成、作動のもとで、それぞれ図5に示すスケールで60mmに相当する部位で現像剤を採取して、これらそれぞれの採取現像剤を、剤撹拌装置にて撹拌してトナー帯電量が飽和するまでの時間を測定した。この測定結果を図17に示す。図17において、○印は図13に示す本発明による構成、作動のもとにおけるトナーの帯電特性、×印は図28に示す従来技術による構成、作動のもとにおけるトナーの帯電特性である。この実験結果により、○印の特性が×印の特性よりも狙い値までので帯電の立上りが速く、よって本発明の上記(a),(b)の条件を満足させることが、従来技術よりも、帯電の立上り特性に優れていることがわかる。
トナー濃度検知センサ16を第2現像剤撹拌搬送部材3dのまわりであって、真下、水平方向、斜め下、の各個所におき、検知トナー濃度を図5に示すスケール上の任意の位置で比較した。その結果を図18に示す。図18において、□印は真下、×印は水平方向、○印斜め下45°の位置にそれぞれトナー濃度検知センサ16を配置した場合の検知結果である。斜め下45°とは、図14に示すように、トナー濃度検知センサ16を第2現像剤撹拌搬送部材3dの斜め下45°の位置に配置した場合である。
本参考実施例における第1現像剤攪拌搬送部材3cと第2現像剤攪拌搬送部材3dの撹拌フィンピッチ(P)は外径(D)に対し、P=(1/3〜4/5)×Dの関係となっている。
ピッチが小さすぎると搬送力が低下するため、回転数が高くなり現像剤が劣化しやすく、ピッチが大きすぎると攪拌性能が低下する。
また、第1現像剤攪拌搬送部材3c,第2現像剤攪拌搬送部材3dのピッチ(P),外径(D),回転数は同一で、周速(Vscrew)は現像スリーブ3aの周速Vsに対し、Vs=(1.1〜1.5)×Vscrewの関係となっている。
Vscrewが高すぎると現像剤へのストレスが大きく、Vscrewが低すぎると現像スリーブ3aへの現像剤の供給と回収に時間がかかり、濃度ムラ等の原因となる。
第1現像剤攪拌搬送部材3c,第2現像剤攪拌搬送部材3dの現像ケーシング11(カートリッジケース),仕切部材11eとの間の間隙は0.5から2mmとし、現像剤の搬送漏れを防いでいる。ただし、間隔が狭すぎると現像剤が第1現像剤攪拌搬送部材3c,第2現像剤攪拌搬送部材3dと現像ケーシング11,仕切部材11e間で摺擦され、劣化する。第1現像剤攪拌搬送部材3cと現像スリーブ3aとの間隙は、現像剤の供給、回収をスムーズに行うために、1.5〜3.0mmとしている。間隙が広すぎると、現像剤の供給、回収の効率が悪くなり、逆に狭すぎると供給ムラが発生したり、現像剤のストレスによる劣化が発生する。
従って、第2現像剤攪拌搬送部材3dの上方で飛散・浮遊するトナーは飛散防止部材50によって上部ケース11aと仕切部材11eとの間を通り抜けること
を妨げられる。
本参考実施例においては、飛散防止部材50と仕切部材11eとが併存する構成であるので、双方の相まった飛散防止効果が得られ、これによって現像剤の動きを良好に保ちながらトナーの飛散・浮遊を防止することを高精度に行うことができる。
仕切部材11eの形状は、上記のテーパ形状に限らず、例えば図21に示すように、トナー補給側が一定範囲に亘って高く、反対側が低い段差形状とすることもできる。
図22において、第2現像剤撹拌搬送部材3dと上部ケース11aとの間のギャップは0.3mm〜2.0mm(本参考実施例では0.5mm)としている。また、回転時の回転ムラ(回転による撓み)の関係から、第2現像剤撹拌搬送部材3dの軸径は3〜7mm(本参考実施例においては6mm)としている。このように第2現像剤撹拌搬送部材3dの撓みを考慮してギャップを設定するので、第2現像剤撹拌搬送部材3d等がケーシングに衝突することがなく、第2現像剤撹拌搬送部材3d等とケーシングの間に存在する現像剤を殆ど搬送することができる。
図23は他の参考実施例を示すものである。本参考実施例で示す飛散防止部材54は、第2現像剤攪拌搬送部材3dの回転中心Oより仕切部材11e寄りに設けられているとともに、その下端cが仕切部材11eの上端dより低く(仕切部材11eの上端が飛散防止部材54の下端より高く)設定されている。この構成によれば空気流れが更に生じにくくなるので、高い飛散防止機能を得ることができる。
図24は他の参考実施例を示すものである。本参考施例実で示す飛散防止部材56は、その下端がトナー補給側が反対側より低いテーパ形状に設定されている(t3>t4)。この例の場合にも飛散防止機能を得ることができるとともに、スクリュー破損等のトナーの滞留による不具合に対する余裕度を高くすることができる。
なお、飛散防止部材56の形状はテーパ形状に限らず、図25に示すように、トナー補給側が一定範囲に亘って低く、反対側が高い段差形状とすることもできる。
3a 現像剤担持体としての現像スリーブ
3c 現像剤撹拌搬送部材としての第1現像剤撹拌搬送部材
3d 現像剤撹拌搬送部材としての第2現像剤撹拌搬送部材
3e トナー搬送部材としてのスクリュー部材
4 新トナー補給部材又はトナー補給部材としてのトナー補給ユニット
4a トナー補給部
11i 隆起部
16 トナー濃度検知部材としてのトナー濃度センサ
11e 仕切部材
50,52,54,56 飛散防止部材
Claims (2)
- 像担持体上の静電潜像を現像するためのトナーを担持する現像スリーブに沿って、該現像スリーブの一方側にかつ該現像スリーブから離れる方向に順に、第1現像剤撹拌搬送部材、第2現像剤撹拌搬送部材が並置されているとともに、前記第1現像剤撹拌搬送部材と前記第2現像剤撹拌搬送部材との間に仕切板が設けられ、前記仕切板の前記現像スリーブの軸方向一端側には前記第2現像剤撹拌搬送部材が前記第1現像剤撹拌搬送部材から現像剤を受け取る受取部が、他端側には前記第1現像剤撹拌搬送部材が前記第2現像剤撹拌搬送部材から現像剤を受け取る受取部がそれぞれ設けられて現像剤循環経路が形成され、前記一端側の受取部よりも前記第2現像剤撹拌搬送部材の軸方向外側にトナーの補給を受けるトナー補給部が備えられた画像形成装置において、
前記第1現像剤撹拌搬送部材は前記第2現像剤撹拌搬送部材に対して現像剤を掻き上げて送る向きに回転させ、かつ、前記第1現像剤撹拌搬送部材と前記第2現像剤撹拌搬送部材間の下方ケーシング部を前記第1現像剤撹拌搬送部材、前記第2現像剤撹拌搬送部材の回転軌跡に沿う山形の形状としてなり、前記第2現像剤撹拌搬送部材が前記トナー補給部にて受け取るトナーは、前記第2現像剤撹拌搬送部材により前記一端側の受取部に、前記第2現像剤撹拌搬送部材の回転軌跡の底部にて搬送され、前記第2現像剤撹拌搬送部材の回転軌跡の底部にて搬送されたトナーに対して、前記山形の形状を乗り越えた現像剤が、前記第2現像剤撹拌搬送部材の上方から受け渡されることを特徴とする画像形成装置。 - 像担持体上の静電潜像を現像するためのトナーを担持する現像スリーブに沿って、該現像スリーブの一方側にかつ該現像スリーブから離れる方向に順に、第1現像剤撹拌搬送部材、第2現像剤撹拌搬送部材が並置されているとともに、前記第1現像剤撹拌搬送部材と前記第2現像剤撹拌搬送部材との間に仕切板が設けられ、前記仕切板の前記現像スリーブの軸方向一端側には前記第2現像剤撹拌搬送部材が前記第1現像剤撹拌搬送部材から現像剤を受け取る受取部が、他端側には前記第1現像剤撹拌搬送部材が前記第2現像剤撹拌搬送部材から現像剤を受け取る受取部がそれぞれ設けられて現像剤循環経路が形成され、前記一端側の受取部よりも前記第2現像剤撹拌搬送部材の軸方向外側にトナーの補給を受けるトナー補給部が備えられた画像形成装置において、
前記第1現像剤撹拌搬送部材は前記第2現像剤撹拌搬送部材に対して現像剤を掻き上げて送る向きに回転させ、かつ、前記第1現像剤撹拌搬送部材と前記第2現像剤撹拌搬送部材間の下方ケーシング部を前記第1現像剤撹拌搬送部材、前記第2現像剤撹拌搬送部材の回転軌跡に沿う山形の形状としてなり、前記第2現像剤撹拌搬送部材が前記トナー補給部にて受け取るトナーは、前記第2現像剤撹拌搬送部材により前記一端側の受取部に、前記第2現像剤撹拌搬送部材の回転軌跡の底部にて搬送され、前記第2現像剤撹拌搬送部材の回転軌跡の底部にて搬送されたトナーに対して、前記山形の形状を乗り越えた現像剤が、前記第2現像剤撹拌搬送部材の上方から受け渡され、前記第2現像剤撹拌搬送部材を軸方向からみたときに斜め下側の位置にトナー濃度検知部材を配置したことを特徴とする画像形成装置。
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