JP4832992B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
前記現像剤担持体は、通常円筒状に形成されてなる現像スリーブを備えるとともに、この現像スリーブ内に、前記現像スリーブの表面上に現像剤を穂立ちさせるように磁界を形成する磁石体が、備えられている。このとき現像剤を構成するキャリアは、前記磁石体から発せられる磁力線に沿うようにして現像スリーブ上に穂立ちされるとともに、この穂立ちされたキャリアに対して、帯電トナーが付着されている状態になる。前記磁石体は、複数の磁極を備えるローラ状などで形成されており、前記現像スリーブおよび磁石体の少なくとも一方が移送されることによって、現像スリーブの表面上に磁気ブラシとして穂立ちされた現像剤が、移動されるようになっている。現像領域内に搬入された現像剤は、前記現像剤の磁気ブラシが撓むようにして潜像担持体の表面上に接触され、この接触現像剤の磁気ブラシが潜像担持体との相対線速度差に基づいて静電潜像と擦れ合いながら、トナーの供給が行なわれることとなっている。
このようなベタ画像における画像濃度の低下を防止するために、特許文献1記載のように、複数の現像剤担持体を多段にわたって設置するようにした現像装置が提案されている。多段現像装置においては、潜像担持体に接触する磁気ブラシが潜像担持体の搬送方向に複数並設されるように各磁気ブラシが形成されており、一つの静電潜像に対する現像動作が複数回施されることによって、ベタ画像に十分なトナーが供給されるようになっている。
現像器内の現像スリーブは高速で回転しているため現像スリーブ上の現像剤自体も高い運動エネルギーを持つことになる。そのため、上流現像スリーブから下流現像スリーブに現像剤を受け渡す際に、現像剤が下流スリーブに受け渡された際の衝撃力がトナーとキャリア間の付着力よりも大きくなれば、トナーはキャリアから離れることになる。また、現像器内の現像スリーブは高速で回転しているため、気流が発生し、この気流に舞ったトナーが乗ると、トナーが現像容器外に飛び散ってしまい、いわゆるトナー飛散が生じる。
また、飛び散ったトナーが前記潜像担持体の非画像部に付着してしまうと、いわゆる感光体上地肌汚れを、またこの地肌汚れが転写部で紙に移動すると紙上地肌汚れを引き起こす。また、感光体上に付着したままであるとクリーニングで回収され、廃棄されるトナーが多くなり、トナーイールドが悪くなる。クリーニングをすり抜けると、帯電汚れ、感光体フィルミングを起こして、画像が悪くなるなどの問題が生じる。
また、従来の方式では、下流現像スリーブに搬送される現像剤にトナー濃度のムラが存在する場合があるため、画像が不安定になる問題があった。つまり、現像剤が上流現像スリーブの現像領域を通過する際に、感光体に潜像が存在する場合は、トナーは感光体側に移動し、前記感光体に潜像が存在しない場合は、トナーは現像スリーブ側に移動する。このため、上流の現像領域を通過した現像剤には周方向・接線方向にトナー濃度のムラを有する場合がある。従来の方式では、このトナー濃度のムラはそのまま下流現像スリーブに移行され、画像が不安定になるなどの問題が生じていた。
本発明は、潜像担持体に対向し、前記潜像担持体の回転方向に沿って並列され、内部に複数の磁極を有する複数の現像剤担持体を備えた現像装置において、前記潜像担持体の回転方向に対して上流側に配置された上流現像剤担持体の中心と下流側に配置された下流現像剤担持体の中心を結ぶ最近接部より、前記上流現像剤担持体の回転方向に対して下流部で、前記上流現像剤担持体から前記下流現像剤担持体に現像剤を受け渡し、前記最近接部より、前記上流現像剤担持体の回転方向に対する前記下流部で、前記上流現像剤担持体の磁極のうち前記下流部から最初の磁極と二番目の磁極と、前記下流現像剤担持体の受け渡し部での磁極が、同極性であることを特徴とする現像装置である。ここで、上流現像剤担持体と下流現像剤担持体とは、複数ある現像剤担持体のうち、直近の現像剤担持体同士であり、最近接部を有する現像剤担持体である。
本発明の現像装置は、さらに、前記現像剤担持体が、2個であることを特徴とする。
本発明の現像装置は、さらに、前記潜像担持体の回転方向に対して最上流側に配置された上流現像剤担持体のみに、現像剤を供給することを特徴とする。
本発明の現像装置は、さらに、現像剤の受け渡し部に現像剤の受け渡しを補助する部材を有することを特徴とする。
本発明は、前記現像装置を有することを特徴とする画像形成装置である。
現像容器内には、各々現像剤撹拌手段である第1乃至第3の撹拌スクリュ5、6、7が現像スリーブに対して平行に設けられている。第1及び第2の隔壁8、9により仕切られる第1乃至第3の搬送路10、11、12が形成されている。
第1の隔壁8の一端部には、図示していない開口部が設けられ、第2の搬送路11と第3の搬送路12間を導通し、第2の隔壁9の両端部には、図示していない開口部が各々設けられ、第1の搬送路10と第3の搬送路12間を導通している。
第1搬送路10では、撹拌スクリュ5により撹拌搬送されながら第1現像スリーブ13へ供給され、第1の搬送路10の第1現像スリーブ13に付与されない余剰現像剤は第3搬送路12に落下供給される。
この現像剤中のトナー濃度が低下すると、図示していないトナー容器からトナーが第3搬送路12内の現像剤4中に補給され、第3撹拌スクリュ7によって撹拌される。
第1図に示した現像装置1は、潜像担持体の回転方向からみて、上流下流の位置関係をもって配置された第1現像スリーブ13及び第2現像スリーブ14と、各現像スリーブ内部に、その円周方向に沿ってそれぞれ固定配置された複数の磁石13a,14aとを有している。
前述のように第1撹拌スクリュ5によって第1現像スリーブ13に供給された現像剤は、前記現像スリーブ13の回転と、これらに内設された磁石13aの磁力とによって、第1現像スリーブ13に担持されつつ、矢印B1の方向に搬送される。すなわち、先ず第1現像スリーブ13に供給担持された現像剤は、前記現像スリーブ13に担持されつつ矢印B3で示すようにドクタブレード15を通過し、このとき矢印B2で示すように余分な現像剤が掻き取られる。ドクタブレード15を通過した適正量の現像剤は、矢印B3で示すように第1現像スリーブ13と感光体2との間の上流の現像領域D1を通り、第1、第2現像スリーブ13、14が最も近接する部位C1を通過し、第1の現像スリーブ13側での磁力の作用が弱まる位置に移動すると、矢印B4で示すように第2の現像スリーブ14側の磁力により第2現像スリーブ14表面に移行し、矢印B5で示すように第2現像スリーブ14と感光体2との間の第2現像領域D2を通り、引き続き下側現像スリーブ14から離れ、現像容器3の底部へ流れて第2撹拌スクリュ6によって再び撹拌される。
現像剤4が上述のように搬送され、かつ撹拌されることにより、そのトナーとキャリアが互いに逆極性に摩擦帯電され、かかる現像剤が上記の如く各現像領域D1、D2を通るとき、現像剤中のトナーが感光体2に形成された静電潜像に静電的に移行し、前記潜像が可視像化される。
上述のように、現像装置1は、第1現像スリーブ13と第2現像スリーブ14を同方向に回転駆動し、第1現像スリーブ13に供給された2成分系現像剤を、前述の各磁石の磁力と各現像スリーブ13、14の回転とによって、第1現像スリーブ13と潜像担持体2との間の現像領域D1を通過させた後、第2現像スリーブ14に移行させて第2現像スリーブ14と潜像担持体2との間の現像領域D2を通過させ、各現像領域D1、D2を通過する現像剤中のトナーによって、潜像担持体2に形成された静電潜像を可視像化するように構成されている。
現像剤の流れを詳細に記すと、P4から汲み上げられた現像剤は、ドクタブレード15で剤の量を規制された後、P5→P1→P2へと搬送される。P2へと搬送された現像剤は、図3に示すように、第1現像スリーブ13の回転及びQ5からの磁気的反発力、P3からの磁気的吸引力によって、両現像スリーブの最近接領域C1を通過し、P3へと搬送される。P3に搬送された現像剤は、P4からは磁気的反発力を受けるため、P3で保持できなくなった現像剤はQ4へと移行され、第2現像スリーブ14の回転とQ5からの磁気的吸引力により再度前記最近接領域C1を通過しQ5→Q1→Q2へと搬送されていく。
本発明と従来の方式のトナー飛散量を測定したところ、従来の方式では現像剤が劣化するにしたがってトナー飛散量は増えていったが、現像剤が劣化した場合でもトナー飛散量が抑えられるという結果を得た。
また、第2現像ローラにおけるトナー濃度ムラを本発明と従来の方式で比較したところ、本発明の方がトナー濃度ムラは抑えられ、安定した画像が得られるという結果が得られた。
また、図4のように第1の現像スリーブ13から第2の現像スリーブ14へ現像剤を受け渡す領域C2近傍に現像剤の受け渡しを補助する部材16を設けることで、よりトナー飛散を抑えつつ現像剤の受け渡しを行うことができた。
なお、上記実施例では、現像スリーブが2つの場合を示したが、3つ以上設けることもできる。
画像形成装置本体100には、中央に、無端ベルト状の中間転写体104を設ける。図5に示すとおり、図示例では3つの支持ローラ114、115、116に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。
この図示例では、3つのうち第2の支持ローラ115の左に、画像転写後に中間転写体104上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置117を設ける。
また、3つのうちの第1の支持ローラ114と第2の支持ローラ115間に張り渡した中間転写体104上には、その搬送方向に沿って、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの4つの画像形成手段18を横に並べて配置してタンデム画像形成装置20を構成する。そして、画像形成手段18は、図示していないが本発明の現像装置1を備えている。
さらに、タンデム画像形成装置20の上には、図5に示すように、さらに露光装置21を設ける。
2次転写装置22の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置25を設ける。定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト26に加圧ローラ27を押し当てて構成する。
上述した2次転写装置22には、画像転写後のシートをこの定着装置25へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、2次転写装置22として、非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
なお、図示例では、このような2次転写装置22および定着装置25の下に、上述したタンデム画像形成装置20と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置28を備える。
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス32上へと移動して後、他方コンタクトガラス32上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ300を駆動し、第1走行体33および第2走行体34を走行する。そして、第1走行体33で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第2走行体34に向け、第2走行体34のミラーで反射して結像レンズ35を通して読取りセンサ36に入れ、原稿内容を読取る。
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル200の給紙ローラ42の1つを選択回転し、ペーパーバンク43に多段に備える給紙カセット44の1つからシートを繰り出し、分離ローラ45で1枚ずつ分離して給紙路46に入れ、搬送ローラ47で搬送して画像形成装置本体100内の給紙路48に導き、レジストローラ49に突き当てて止める。
または、給紙ローラ50を回転して手差しトレイ51上のシートを繰り出し、分離ローラ52で1枚ずつ分離して手差し給紙路53に入れ、同じくレジストローラ49に突き当てて止める。
そして、中間転写体104上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転し、中間転写体104と2次転写装置22との間にシートを送り込み、2次転写装置22で転写してシート上にカラー画像を記録する。
一方、画像転写後の中間転写体104は、中間転写体クリーニング装置117で、画像転写後に中間転写体104上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置20による再度の画像形成に備える。
さらに、前記画像形成装置に使用し、前記現像装置を有するプロセスカートリッジとすることもでき、これにより、交換作業等が容易になるメリットがある。
2 感光体(潜像担持体)
3 現像容器
4 2成分系現像剤
5 撹拌スクリュ
6 撹拌スクリュ
7 撹拌スクリュ
8 隔壁
9 隔壁
10 第1搬送路
11 第2搬送路
12 第3搬送路
13 第1現像スリーブ(上流現像剤担持体)
13a 磁石
14 第2現像スリーブ(下流現像剤担持体)
14a 磁石
15 ドクタブレード
16 補助する部材
18 画像形成手段
20 タンデム画像形成装置
21 露光装置
22 2次転写装置
23 ローラ
24 2次転写ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
28 シート反転装置
30 原稿台
32 コンタクトガラス
33 第1走行体
34 第2走行体
35 結像レンズ
36 読取りセンサ
42 給紙ローラ
43 ペーパーバンク
44 給紙カセット
45 分離ローラ
46 給紙路
47 搬送ローラ
48 給紙路
49 レジストローラ
50 給紙ローラ
51 手差しトレイ
52 分離ローラ
53 手差し給紙路
55 切換爪
56 排出ローラ
57 排紙トレイ
100 画像形成装置
104 中間転写体
114 支持ローラ
115 支持ローラ
116 支持ローラ
117 中間転写体クリーニング装置
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置(ADF)
C1 最近接部位
C2 現像剤を受け渡す領域
C3 従来の現像剤を受け渡す領域
D1 第1現像領域
D2 第2現像領域
P1 (N極)
P2 (S極)
P3 (N極)
P4 (N極)
P5 (S極)
Q1 (N極)
Q2 (S極)
Q3 (S極)
Q4 (N極)
Q5 (S極)
Claims (5)
- 潜像担持体に対向し、
前記潜像担持体の回転方向に沿って並列され、
内部に複数の磁極を有する複数の現像剤担持体を備えた現像装置において、
前記潜像担持体の回転方向に対して上流側に配置された上流現像剤担持体の中心と下流側に配置された下流現像剤担持体の中心を結ぶ最近接部より、前記上流現像剤担持体の回転方向に対して下流部で、
前記上流現像剤担持体から前記下流現像剤担持体に現像剤を受け渡し、
前記最近接部より、前記上流現像剤担持体の回転方向に対する前記下流部で、
前記上流現像剤担持体の磁極のうち前記下流部から最初の磁極と二番目の磁極と、前記下流現像剤担持体の受け渡し部での磁極が、同極性である
ことを特徴とする現像装置。 - 請求項1に記載の現像装置において、
前記現像剤担持体が、2個である
ことを特徴とする現像装置。 - 請求項1又は2に記載の現像装置において、
前記潜像担持体の回転方向に対して最上流側に配置された上流現像剤担持体のみに、現像剤を供給する
ことを特徴とする現像装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一つに記載の現像装置において、
現像剤の受け渡し部に現像剤の受け渡しを補助する部材を有する
ことを特徴とする現像装置。 - 請求項1乃至4のいずれか一つに記載の現像装置を有する
ことを特徴とする画像形成装置。
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