JP4893764B2

JP4893764B2 - 現像装置

Info

Publication number: JP4893764B2
Application number: JP2009043384A
Authority: JP
Inventors: 寛治中山; 利幸坂井; 徹早瀬; 正安芳賀; 茂樹山本
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2009-02-26
Filing date: 2009-02-26
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2029-02-26
Also published as: JP2010197768A

Description

本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置において、像担持体に形成された静電潜像を現像するのに使用する現像装置に関するものである。特に、トナーとキャリアを含む現像剤を像担持体と対向する位置に導いて現像を行う現像剤担持体に沿って現像剤を搬送部材により搬送させると共に現像剤を現像剤担持体に供給する現像剤供給搬送路と、現像剤を搬送部材により搬送させて現像剤を現像剤供給搬送路との間で循環させる現像剤循環搬送路とを備えた現像装置において、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給搬送路における現像剤の量を一定化させて、良好な現像が安定して行えるようにした点に特徴を有するものである。

従来から、複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、感光体等の像担持体に形成された静電潜像に現像装置からトナーを供給して、像担持体に形成された静電潜像を現像するようにしている。

ここで、このような現像装置としては、トナーとキャリアとを含む現像剤に使用した２成分現像方式のものと、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とが知られている。

そして、トナーとキャリアを含む現像剤を使用した２成分現像方式の現像装置としては、例えば、図１及び図２に示すように、像担持体１と対向するように設けられた現像剤担持体１１の内周に複数の磁極Ｎ，Ｓ，…を有するマグネット部材１１ａを設けると共に、この現像剤担持体１１に沿って装置本体１０内に仕切り壁１２を設け、この仕切り壁１２により、現像剤Ｄを現像剤担持体１１に沿って搬送させると共に現像剤担持体１１に現像剤Ｄを供給する現像剤供給搬送路１３と、現像剤Ｄを搬送させて現像剤供給搬送路１３との間で現像剤Ｄを循環させる現像剤循環搬送路１４とに分離させ、この現像剤供給搬送路１３と現像剤循環搬送路１４とにそれぞれ現像剤Ｄを混合させながら搬送させる第１，第２の搬送部材１５，１６を設けると共に、上記の仕切り壁１２の両端部に現像剤２を現像剤供給搬送路１３と現像剤循環搬送路１４とにおいて循環させる循環口１２ａを設けたものが用いられている。

ここで、このような現像装置においては、上記の現像剤供給搬送路１３に設けられた第１の搬送部材１５と、現像剤循環搬送路１４に設けられた第２の搬送部材１６とを回転させて、各搬送部材１５，１６の回転軸１５ａ，１６ａの周囲に設けられた搬送羽根１５ｂ，１６ｂにより、トナーとキャリアとを含む現像剤Ｄを混合させながら現像剤供給搬送路１３と現像剤循環搬送路１４とにおいて逆方向に搬送させ、上記の循環口１２ａを通して、現像剤Ｄを現像剤供給搬送路１３と現像剤循環搬送路１４とにおいて循環させると共に、現像剤供給搬送路１３において現像剤Ｄを現像剤担持体１１に供給するようにしている。

そして、この現像剤担持体１１を回転させて、現像剤Ｄを像担持体１に向けて搬送させると共に、このように搬送される現像剤Ｄの量を規制部材１７により規制し、現像剤担持体１１によって所定量の現像剤Ｄを像担持体１と対向する現像領域に導き、この現像剤Ｄ中におけるトナーを像担持体１に形成された静電潜像に供給して現像を行うようにしている。

また、このように現像剤Ｄ中におけるトナーを像担持体１に形成された静電潜像に供給して現像を行った結果、現像剤Ｄ中におけるトナーの濃度が低下した場合には、一般に、トナー補給装置３からトナー補給口３ａを通してトナーを現像剤循環搬送路１４における現像剤Ｄに補給し、このようにトナーが補給された現像剤Ｄを現像剤循環搬送路１４において混合させながら搬送させ、上記の循環口１２ａを通して現像剤供給搬送路１３に導き、この現像剤供給搬送路１３において上記のように現像剤Ｄを搬送させながら現像剤担持体１１に供給するようにしている。

ここで、このように現像剤Ｄにトナーを補給した場合、トナーが補給された部分における現像剤Ｄの量がトナー補給されていない部分の現像剤Ｄの量よりも多くなり、このように量が多くなった現像剤Ｄが現像剤供給搬送路１３に導かれたり、また現像剤Ｄ中におけるキャリアが像担持体１に付着されて消費されて現像剤のＤの量が減少し、このように現像剤のＤの量が減少した部分が現像剤供給搬送路１３に導かれたり、また上記の現像剤循環搬送路１４から循環口１２ａを通して現像剤供給搬送路１３に導かれる現像剤Ｄの量が変動する等により、現像剤供給搬送路１３における現像剤Ｄの量にバラツキが生じた。

このため、この現像剤供給搬送路１３から現像剤担持体１１に供給される現像剤Ｄの量がその軸方向において変化し、この現像剤担持体１１から像担持体１に形成された静電潜像に供給されるトナーの量も軸方向において変動して、形成される画像に濃度むらが発生したり、また現像剤担持体１１に供給された現像剤Ｄの量を規制する規制部材１７に加わる負荷が大きくなったりするという問題があった。

また、従来においては、特許文献１に示されるように、現像装置にトナーを供給するトナー供給路への現像剤の侵入量が、現像剤のトナー濃度の変動に伴って変化するようにし、これによって現像剤中のトナー濃度を自動的に制御するようにしたものが提案されている。

しかし、このようにした場合においても、現像剤供給搬送路における現像剤の量にバラツキが生じるのを適切に防止することができず、依然として、上記のような問題が存在した。

特開２００４−１９８８５２号公報

本発明は、トナーとキャリアを含む現像剤を像担持体と対向する位置に導いて現像を行う現像剤担持体に沿って現像剤を搬送部材により搬送させると共に現像剤を現像剤担持体に供給する現像剤供給搬送路と、現像剤を搬送部材により搬送させて現像剤を上記の現像剤供給搬送路との間で循環させる現像剤循環搬送路とを備えた現像装置における上記のような問題を解決することを課題とするものである。

すなわち、本発明は、上記のような現像装置において、現像装置における現像剤にトナーを補給させた場合や、現像剤循環搬送路から循環口を通して現像剤供給搬送路に導かれる現像剤の量が変動した場合等においても、現像剤供給搬送路における現像剤の量にバラツキが生じるのを抑制し、現像剤供給搬送路における現像剤の量を一定化させて、この現像剤供給搬送路から現像剤担持体に一定量の現像剤が安定して供給されるようにし、良好な現像が安定して行えるようにすることを課題とするものである。

本発明においては、上記のような課題を解決するため、トナーとキャリアを含む現像剤を像担持体と対向する位置に導いて現像を行う現像剤担持体に沿って現像剤を搬送部材により搬送させると共に現像剤を現像剤担持体に供給する現像剤供給搬送路と、現像剤を搬送部材により搬送させて現像剤を上記の現像剤供給搬送路との間で循環させる現像剤循環搬送路とを備えた現像装置において、現像剤を現像剤担持体に供給する位置よりも現像剤の搬送方向上流側の位置に、搬送される現像剤の一部を滞留させる上方に突出されたバッファ部を設け、このバッファ部における現像剤の搬送速度を、現像剤の搬送方向上流側よりも下流側において遅くすると共に、このバッファ部と現像剤担持体に現像剤を供給する位置との間に現像剤の搬送量を規制する搬送量規制部を設けた。

ここで、本発明の現像装置においては、上記の現像剤供給搬送路と現像剤循環搬送路とに、それぞれ現像剤を現像剤担持体に供給する位置よりも上記の現像剤供給搬送路における現像剤の搬送方向上流側に延出された延出部を設け、この現像剤供給搬送路における延出部に、上記のバッファ部と搬送量規制部とを設けるようにすることが好ましい。

また、本発明の現像装置においては、上記の搬送量規制部における現像剤の搬送速度を、現像剤供給搬送路において現像剤を現像剤担持体に供給する位置における現像剤の搬送速度以下にすることが好ましい。

また、本発明の現像装置において、現像剤にトナーを補給するトナー補給部を設けるにあたっては、上記のバッファ部よりも現像剤の搬送方向上流側の位置に設けるようにする。

また、本発明の現像装置において、上記のバッファ部は、滞留された現像剤が順次適切に搬送量規制部に導かれるようにするため、上方に突出された状態になっていればよく、傾斜して上方に突出していてもよいが、滞留された現像剤が速やかに搬送量規制部に導かれるようにするためには、このバッファ部を鉛直方向上方に突出させるようにすることが好ましい。

本発明の現像装置においては、現像剤を現像剤担持体に供給する位置よりも現像剤の搬送方向上流側の位置に上方に突出されたバッファ部を設け、このバッファ部における現像剤の搬送速度を、現像剤の搬送方向上流側よりも下流側において遅くして、このバッファ部に搬送された現像剤の一部をバッファ部に滞留させるようにすると共に、このバッファ部と現像剤担持体に現像剤を供給する位置との間に搬送量規制部を設け、この搬送量規制部において現像剤の搬送量を規制するようにしている。

このため、本発明の現像装置においては、トナーが補給されて現像剤の量が多くなった部分が存在する場合や、搬送むら等により搬送される現像剤の量が変動した場合においても、過剰の現像剤がこのバッファ部に一時的に滞留される一方、現像剤の量が少なくなった部分には、このバッファ部に滞留された現像剤が補給されるようになり、このバッファ部において搬送される現像剤の量が一定化されるようになる。また、上記の搬送量規制部において搬送される現像剤が適当量に規制され、適当量の現像剤が現像剤供給搬送路に沿って搬送されて、現像剤担持体に現像剤を供給する位置に導かれるようになり、現像剤担持体に現像剤を供給する位置における現像剤の量が適切な量で一定化され、現像剤供給搬送路から現像剤担持体に一定量の現像剤が安定して供給されるようになって、良好な現像が安定して行えるようになる。

また、本発明の現像装置において、上記の現像剤供給搬送路と現像剤循環搬送路とに、それぞれ現像剤を現像剤担持体に供給する位置よりも現像剤供給搬送路における現像剤の搬送方向上流側に延出された延出部を設け、現像剤供給搬送路における延出部に上記のバッファ部と搬送量規制部とを設けると、上記のようにバッファ部において搬送される現像剤の量が一定化されると共に、上記の搬送量規制部において適当量に規制された現像剤が、速やかに現像剤供給搬送路に沿って現像剤担持体に現像剤を供給する位置に導かれるようになり、搬送むら等によって、現像剤担持体に現像剤を供給する位置に導かれる現像剤の量が変動するのがより一層抑制されるようになる。

従来の現像装置の内部構造を示した概略縦断面図である。従来の実施形態に係る現像装置の内部構造を示した概略横断面図である。本発明の一実施形態に係る現像装置の内部構造を示した概略縦断面図である。上記の実施形態に係る現像装置の内部構造を示した概略横断面図である。上記の実施形態に係る現像装置において、現像剤を現像剤担持体に供給する位置よりも現像剤の搬送方向上流側に延出された延出部にバッファ部を設けた現像剤供給搬送路の状態を示した断面説明図である。上記の実施形態に係る現像装置において、バッファ部と現像剤担持体に現像剤を供給する位置との間に設けた搬送量規制部の内部の状態を示した断面説明図である。

次に、本発明の実施形態に係る現像装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る現像装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。

この実施形態における現像装置においても、図３及び図４に示すように、装置本体１０の内部にトナーとキャリアを含む現像剤Ｄを収容させ、この現像剤Ｄを感光体１に搬送させる筒状の現像剤担持体１１を、感光体１と所要間隔を介して対向するようにして回転可能に設けると共に、この現像剤担持体１１の内部に複数の磁極Ｎ，Ｓ，…が着磁されたマグネットローラ１１ａを設けている。

ここで、この実施形態における現像装置においては、装置本体１０内に上記の現像剤担持体１１に沿った仕切り壁１２を設け、この仕切り壁１２により、現像剤Ｄを現像剤担持体１１に沿って搬送させると共に現像剤担持体１１に現像剤Ｄを供給する現像剤供給搬送路１３と、現像剤Ｄを搬送させて上記の現像剤供給搬送路１３との間で現像剤Ｄを循環させる現像剤循環搬送路１４とに分離させるにあたり、上記の現像剤供給搬送路１３と現像剤循環搬送路１４とに、それぞれ現像剤Ｄを現像剤担持体１１に供給する位置よりも現像剤供給搬送路１３における現像剤Ｄの搬送方向上流側に延出された延出部１３ａ，１４ａを設け、上記の仕切り壁１２を、この延出部１３ａ，１４ａの部分まで延出させるようにしている。

そして、このように延出部１３ａ，１４ａが設けられた現像剤供給搬送路１３と現像剤循環搬送路１４とに、それぞれ回転軸１５ａ，１６ａの周囲に搬送羽根１５ｂ，１６ｂが設けられた第１，第２の搬送部材１５，１６を設けると共に、上記の仕切り壁１２の両端部に、現像剤２を現像剤供給搬送路１３と現像剤循環搬送路１４とにおいて循環させる循環口１２ａを設けている。

また、この実施形態における現像装置においては、上記の現像剤供給搬送路１３における延出部１３ａに、図５に示すように、搬送される現像剤Ｄの一部を滞留させる鉛直方向上方に突出されたバッファ部１８を設けると共に、このバッファ部１８より現像剤Ｄの搬送方向下流側において、このバッファ部１８と連続するようにして現像剤Ｄの搬送量を規制する搬送量規制部１９を、現像剤担持体１１に現像剤Ｄを供給する位置との間に設けている。

ここで、上記の現像剤供給搬送路１３においては、上記のように回転軸１５ａの周囲に搬送羽根１５ｂが設けられた第１の搬送部材１５を設けるにあたり、上記のバッファ部１８内の下流側の部分から上記の搬送量規制部１９の部分における搬送羽根１５ｂ１のピッチｐａを、その上流側及び下流側における搬送羽根１５ｂのピッチｐよりも小さくし、この搬送部材１５によって搬送される現像剤Ｄの搬送速度を、バッファ部１８における現像剤Ｄの搬送方向上流側の部分よりも下流側の部分において遅くして、バッファ部１８に導かれた現像剤Ｄの一部をこのバッファ部１８において滞留させるようにしている。また、このバッファ部１８と連続する搬送量規制部１９においても、同様に現像剤Ｄの搬送速度を遅くし、現像剤担持体１１に現像剤Ｄを供給する位置に導かれる現像剤Ｄの量を規制するようにしている。なお、上記のようにバッファ部１８における現像剤Ｄの搬送速度を、搬送方向上流側の部分よりも下流側の部分において遅くして、バッファ部１８に導かれた現像剤Ｄの一部をこのバッファ部１８において滞留させるにあたり、バッファ部１８に現像剤Ｄが過不足なく適切に滞留されるようにするためには、バッファ部１８の搬送方向上流側における現像剤Ｄの搬送速度ｖ１に対する搬送方向下流側における現像剤Ｄの搬送速度ｖ2の比（ｖ2／ｖ1）を０．３〜０．５の範囲にすることが好ましい。

また、このようにバッファ部１８から搬送量規制部１９を通して、現像剤担持体１１に現像剤Ｄを供給する位置に導かれる現像剤Ｄの量を規制するにあたっては、このバッファ部１８内に滞留された現像剤Ｄが勝手に搬送量規制部１９に流れ込むのを防止するため、上記の搬送部材１５とこの搬送量規制部１９との間の空間を少なくするようにしている。

そして、この実施形態における現像装置においては、搬送部材１５とこの搬送量規制部１９との間の空間を少なくするため、図６に示すように、搬送部材１５の回転軸１５ａに取り付けられた搬送羽根１５ｂ１が占める面積Ｓが、搬送羽根１５ｂ１と搬送量規制部１９との間の空間が占める面積Ｓ１よりも大きくなるようにしている。なお、この搬送量規制部１９において、現像剤担持体１１に現像剤Ｄを供給する位置に導かれる現像剤Ｄの量を適切に規制するためには、上記の搬送羽根１５ｂ１が占める面積Ｓに対する上記の空間が占める面積Ｓ１の比（Ｓ１／Ｓ）を０．２〜０．４の範囲にすることが好ましい。

そして、この現像装置においても、上記の現像剤供給搬送路１３に設けられた第１の搬送部材１５と、現像剤循環搬送路１４に設けられた第２の搬送部材１６とを回転させ、第１，第２の各搬送部材１５，１６において、その回転軸１５ａ，１６ａの周囲に設けられた搬送羽根１５ｂ，１５ｂ１，１６ｂによりトナーとキャリアとを含む現像剤Ｄを混合させながら現像剤供給搬送路１３と現像剤循環搬送路１４とにおいて逆方向に搬送させ、上記の循環口１２ａを通して現像剤Ｄを現像剤供給搬送路１３と現像剤循環搬送路１４において循環させると共に、現像剤供給搬送路１３において現像剤Ｄを現像剤担持体１１に供給するようにしている。

そして、この現像剤担持体１１を回転させて現像剤Ｄを像担持体１に向けて搬送させると共に、このように搬送される現像剤Ｄの量を規制部材１７により規制し、現像剤担持体１１によって所定量の現像剤Ｄを像担持体１と対向する現像領域に導き、この現像剤Ｄ中におけるトナーを像担持体１に形成された静電潜像に供給して現像を行うようにしている。

また、このように現像剤Ｄ中におけるトナーを像担持体１に形成された静電潜像に供給して現像を行った結果、現像剤Ｄ中におけるトナーの濃度が低下した場合には、トナー補給装置３からトナー補給口３ａを通してトナーを現像剤循環搬送路１４における現像剤Ｄに補給し、このようにトナーが補給された現像剤Ｄを現像剤循環搬送路１４において混合させながら搬送させ、循環口１２ａを通して現像剤供給搬送路１３に導くようにしている。

ここで、この実施形態の現像装置において、上記の現像剤循環搬送路１４における延出部１４ａから循環口１２ａを通して、現像剤Ｄが現像剤供給搬送路１３の延出部１３ａに導かれると、この現像剤Ｄが第１の搬送部材１５に設けられた所定ピッチｐの搬送羽根１５ｂにより搬送されてバッファ部１８内の上流側の部分に導かれた後、バッファ部１８内の下流側の部分におけるピッチｐａが小さい搬送羽根１５ｂ１に導かれて現像剤Ｄの搬送速度が遅くなり、この現像剤Ｄの一部がバッファ部１８内に滞留されるようになる。

このため、上記のようにトナーが補給されて現像剤Ｄの量が多くなった部分がバッファ部１８に導かれた場合や、搬送むら等により搬送される現像剤Ｄの量が変動した場合においても、過剰の現像剤Ｄがこのバッファ部１８に一時的に滞留される一方、現像剤Ｄの量が少なくなった部分には、このバッファ部１８に滞留された現像剤Ｄが補給されるようになり、このバッファ部１８において搬送される現像剤Ｄの量が一定化されるようになる。

また、この実施形態の現像装置においては、上記のようにバッファ部１８より現像剤Ｄの搬送方向下流側において、このバッファ部１８と連続するようにして現像剤Ｄの搬送量を規制する搬送量規制部１９を設け、この搬送量規制部１９における搬送部材１５の搬送羽根１５ｂ１のピッチｐａをバッファ部１８内の下流側の部分と同じにして、現像剤Ｄの搬送速度を遅くすると共に、搬送量規制部１９とこの搬送部材１５との間の空間を少なくしたため、バッファ部１８内に滞留された現像剤Ｄが勝手に搬送量規制部１９に流れ込むのが防止されると共に、この搬送量規制部１９において搬送される現像剤Ｄが適当量に規制される。

そして、このように搬送される現像剤Ｄの量が搬送量規制部１９において適当量に規制され、この搬送量規制部１９を通過した後は、この現像剤Ｄが上記の搬送部材１５に設けられた所定ピッチｐの搬送羽根１５ｂにより現像剤供給搬送路１３に沿って搬送され、現像剤担持体１１に現像剤Ｄを供給する位置に導かれて現像に使用されるようになる。

このため、この実施形態の現像装置においては、トナーが補給されて現像剤Ｄの量が多くなった場合や、搬送むら等により搬送される現像剤Ｄの量が変動した場合においても、現像剤担持体１１に現像剤Ｄを供給する位置に一定した量の現像剤Ｄが安定して導かれるようになり、この現像剤供給搬送路１３から現像剤担持体１１に対して一定量の現像剤Ｄが均一に安定して供給され、良好な現像が安定して行えるようになる。

なお、この実施形態の現像装置においては、搬送部材１５によって搬送される現像剤Ｄの搬送速度を、バッファ部１８における現像剤Ｄの搬送方向上流側の部分よりも下流側の部分や搬送量規制部１９において遅くするため、これらの部分において、搬送部材１５にピッチｐａが小さい搬送羽根１５ｂ１を設けるようにしたが、現像剤Ｄの搬送速度をバッファ部１８における現像剤Ｄの搬送方向上流側の部分よりも下流側の部分や搬送量規制部１９において遅くする方法はこのようなものには限定されない。例えば、バッファ部１８における現像剤Ｄの搬送方向下流側の部分や搬送量規制部１９において、上記の搬送部材１５における回転軸１５ａを太くして、回転軸１５ａに設けられる搬送羽根１５ｂの半径方向の突出量を小さくして、この部分における現像剤Ｄの搬送速度を遅くさせることも可能である。

また、この実施形態の現像装置においては、上記のように現像剤供給搬送路１３における延出部１３ａに、バッファ部１８と搬送量規制部１９とを設けるようにしたが、バッファ部１８と搬送量規制部１９とを設ける位置は、このような位置に限定されず、現像剤循環搬送路１４に設けることも可能である。また、このようにバッファ部１８と搬送量規制部１９とを現像剤循環搬送路１４に設ける場合には、現像剤供給搬送路１３と現像剤循環搬送路１４とに上記のような延出部１３ａ，１４ａを設けないようにすることもできる。

１感光体
３トナー補給装置
３ａトナー補給口
１０装置本体
１１現像剤担持体
１１ａマグネットローラ
１２仕切り壁
１２ａ，１２ｂ循環口
１３現像剤供給搬送路
１３ａ延出部
１４現像剤循環搬送路
１４ａ延出部
１５，１６搬送部材
１５ａ，１６ａ回転軸
１５ｂ，１５ｂ１，１６ｂ搬送羽根
１７規制部材
１８バッファ部
１９搬送量規制部
Ｄ現像剤

Claims

トナーとキャリアを含む現像剤を像担持体と対向する位置に導いて現像を行う現像剤担持体に沿って現像剤を搬送部材により搬送させると共に現像剤を現像剤担持体に供給する現像剤供給搬送路と、現像剤を搬送部材により搬送させて現像剤を上記の現像剤供給搬送路との間で循環させる現像剤循環搬送路とを備えた現像装置において、現像剤を現像剤担持体に供給する位置よりも現像剤の搬送方向上流側の位置に、搬送される現像剤の一部を滞留させる上方に突出されたバッファ部を設け、このバッファ部における現像剤の搬送速度を、現像剤の搬送方向上流側よりも下流側において遅くすると共に、このバッファ部と現像剤担持体に現像剤を供給する位置との間に現像剤の搬送量を規制する搬送量規制部を設けた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ける上記の現像剤供給搬送路と現像剤循環搬送路とに、それぞれ現像剤を現像剤担持体に供給する位置よりも上記の現像剤供給搬送路における現像剤の搬送方向上流側に延出された延出部を設け、現像剤供給搬送路における延出部に、上記のバッファ部と搬送量規制部とを設けたことを特徴とする現像装置。
請求項１又は請求項２に記載の現像装置において、上記の搬送量規制部における現像剤の搬送速度を、現像剤供給搬送路において現像剤を現像剤担持体に供給する位置における現像剤の搬送速度以下にしたことを特徴とする現像装置。
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の現像装置において、上記のバッファ部よりも現像剤の搬送方向上流側の位置に、現像剤にトナーを補給するトナー補給部を設けたことを特徴とする現像装置。
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の現像装置において、上記のバッファ部を鉛直方向上方に突出させたことを特徴とする現像装置。