JP4990723B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
現像装置にトナーを供給する際、現像装置内のトナー供給口付近の内圧が上昇して現像装置の外の気圧よりも高くなった場合、空気の流れは現像装置から外部へ流れ出す吐出気流が発生する。このような場合、供給されたトナーの一部は現像装置内に入らず現像装置外へと飛散してしまい、画像形成装置内がトナーで汚染され、程度が悪い場合には、感光体上に飛散トナーが付着し画像を汚すこともある。また、必要量のトナーを補給したとしても吐出気流になっているとその一部は現像装置内に入らないため、現像装置内のトナー濃度は低くなり、画像不良が発生してしまう不具合もあった。
特許文献1に記載の現像装置では、現像装置の現像剤収容部の天面に通気可能な開口部を配置し、その開口部をトナー及び磁性キャリアの通過が不可能な目を有するフィルタで覆っている。フィルタを備えた開口部を設けることにより、現像装置内の気圧が現像装置外の気圧よりも高くなることを防止することができ、現像装置の内圧の上昇に起因する開口部からのトナーの飛散を抑制することができる。
このような問題は、トナー供給口からトナーのみを供給する現像装置に限らず、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を現像剤供給口から供給する現像装置であっても起こり得る問題である。
また、請求項2の発明は、請求項1の現像装置において、上記現像剤搬送部材は、上記現像剤供給口に対して搬送方向下流側の上記搬送内壁の天井部と近接する搬送上部近接間隙を搬送方向の複数箇所で形成する内壁近接部を備え、該搬送上部近接間隙を空気が移動できないように密閉する近接部密閉手段を備えることで隣り合う該搬送上部近接間隙同士の間に上記密閉空間を形成し、該現像剤搬送部材の現像剤の搬送動作を行うことによって該搬送上部近接間隙が搬送方向下流側に移動することを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項2の現像装置において、上記近接部密閉手段は上記搬送内壁の天井部と上記内壁近接部との間の現像剤であることを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項3の現像装置において、上記現像剤搬送部材は回転軸と該回転軸に螺旋状に設けられた羽部とを備え、回転することにより該回転軸の軸方向に現像剤を搬送する搬送スクリュであり、該羽部が上記内壁近接部であり、該羽部の該搬送スクリュの回転によって該回転軸の上方に位置する部分が該搬送内壁の天井部に近接して上記搬送上部近接間隙を形成し、該羽部の該搬送上部近接間隙を形成する部分によって押されることで盛り上った現像剤が該搬送上部近接間隙を埋めることによって現像剤が上記近接部密閉手段として作用することを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項3または4の現像装置において、上記現像剤搬送部材は、上記現像剤搬送路内の少なくとも上記現像剤供給口から上記排気口までの位置で上記搬送上部近接間隙を形成する上記内壁近接部の先端に磁石を備えることを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項2の現像装置において、上記近接部密閉手段として、可撓性の材料からなり、上記搬送内壁の天井部に接触する可撓性摺擦部材を上記内壁近接部の先端に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項1の現像装置において、上記現像剤搬送部材は、上記現像剤供給口に対して搬送方向下流側で上記搬送内壁の天井部と搬送方向の複数箇所で摺擦する搬送上部摺擦部を備え、該搬送上部摺擦部と該搬送内壁とが摺擦する搬送上部摺擦箇所では空気が移動できないように密閉する形状に該現像剤搬送部材と該搬送内壁とを形成することで、隣り合う該搬送上部摺擦箇所同士の間に上記密閉空間を形成し、該現像剤搬送部材の現像剤の搬送動作を行うことによって該搬送上部摺擦箇所が搬送方向下流側に移動することを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項1、2、3、4、5、6または7の現像装置において、少なくとも上記現像剤供給口から上記排気口までの上記現像剤搬送路では、上記現像剤搬送部材の外形と上記搬送内壁の断面とが略同一形状であることを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7または8の現像装置において、上記排気口に対して上記現像剤搬送部材の搬送方向下流側では現像剤が上記現像搬送路を埋めた状態となることを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項1、2、3、5、6、7、8または9の現像装置において、上記現像剤搬送部材は回転軸と該回転軸に螺旋状に設けられた羽部とを備え、回転することにより該回転軸の軸方向に現像剤を搬送する搬送スクリュであることを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、請求項10の現像装置において、上記搬送スクリュは、上記現像剤搬送路内の少なくとも上記現像剤供給口を設けた位置の近傍では多条のスクリュであることを特徴とするものである。
また、請求項12の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10または11の現像装置において、上記現像剤搬送路内の現像剤搬送方向上流側の現像剤の移動速度は、現像剤搬送方向下流側の現像剤の移動速度以上であることを特徴とするものである。
また、請求項13の発明は、少なくとも潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、該潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する画像形成装置において、該現像手段として、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11または12に記載の現像装置を用いることを特徴とするものである。
図1は、本実施形態に係る複写機500の概略構成図である。複写機500はプリンタ部100、これを載せる給紙装置200、プリンタ部100の上に固定されたスキャナ300などを備えている。また、このスキャナ300の上に固定された原稿自動搬送装置400なども備えている。
プロセスカートリッジ18Y,M,C,Kは、ドラム状の感光体1、帯電器、現像装置4、ドラムクリーニング装置、除電器などを有している。
帯電手段たる帯電器によって、感光体1Yの表面は一様帯電される。帯電処理が施された感光体1Yの表面には、光書込ユニット21によって変調及び偏向されたレーザ光が照射される。これにより、照射部(露光部)の感光体1Yの表面の電位が減衰する。この表面の電位の減衰により、感光体1Y表面にY用の静電潜像が形成される。形成されたY用の静電潜像は現像手段たる現像装置4Yによって現像されてYトナー像となる。
Y用の感光体1Y上に形成されたYトナー像は、後述の中間転写ベルト110に一次転写される。一次転写後の感光体1Yの表面は、ドラムクリーニング装置によって転写残トナーがクリーニングされる。
Y用のプロセスカートリッジ18Yにおいて、ドラムクリーニング装置によってクリーニングされた感光体1Yは、除電器によって除電される。そして、帯電器によって一様帯電せしめられて、初期状態に戻る。以上のような一連のプロセスは、他のプロセスカートリッジ18M,C,Kについても同様である。
中間転写ユニット17は、中間転写ベルト110やベルトクリーニング装置90などを有している。また、張架ローラ114、駆動ローラ15、二次転写バックアップローラ16、4つの一次転写バイアスローラ62Y,M,C,Kなども有している。
中間転写ベルト110は、張架ローラ114を含む複数のローラによってテンション張架されている。そして、図示しないベルト駆動モータによって駆動される駆動ローラ15の回転によって図中時計回りに無端移動せしめられる。
4つの一次転写バイアスローラ62Y,M,C,Kは、それぞれ中間転写ベルト110の内周面側に接触するように配設され、図示しない電源から一次転写バイアスの印加を受ける。また、中間転写ベルト110をその内周面側から感光体1Y,M,C,Kに向けて押圧してそれぞれ一次転写ニップを形成する。各一次転写ニップには、一次転写バイアスの影響により、感光体1と一次転写バイアスローラ62との間に一次転写電界が形成される。
Y用の感光体1Y上に形成された上述のYトナー像は、この一次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト110上に一次転写される。このYトナー像の上には、M,C,K用の感光体1M,C,K上に形成されたM,C,Kトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト110上には多重トナー像たる4色重ね合わせトナー像(以下、4色トナー像という)が形成される。
中間転写ベルト110上に重ね合わせ転写された4色トナー像は、後述の二次転写ニップで図示しない記録体たる転写紙に二次転写される。二次転写ニップ通過後の中間転写ベルト110の表面に残留する転写残トナーは、図中左側の駆動ローラ15との間にベルトを挟み込むベルトクリーニング装置90によってクリーニングされる。
中間転写ユニット17の図中下方には、2本の張架ローラ23によって紙搬送ベルト24を張架している二次転写装置22が配設されている。紙搬送ベルト24は、少なくとも何れか一方の張架ローラ23の回転駆動に伴って、図中反時計回りに無端移動せしめられる。2本の張架ローラ23のうち、図中右側に配設された一方のローラは、中間転写ユニット17の二次転写バックアップローラ16との間に、中間転写ベルト110及び紙搬送ベルト24を挟み込んでいる。この挟み込みにより、中間転写ユニット17の中間転写ベルト110と、二次転写装置22の紙搬送ベルト24とが接触する二次転写ニップが形成されている。そして、この一方の張架ローラ23には、トナーと逆極性の二次転写バイアスが図示しない電源によって印加される。この二次転写バイアスの印加により、二次転写ニップには中間転写ユニット17の中間転写ベルト110上の4色トナー像をベルト側からこの一方の張架ローラ23側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。後述のレジストローラ対49によって中間転写ベルト110上の4色トナー像に同期するように二次転写ニップに送り込まれた転写紙には、この二次転写電界やニップ圧の影響を受けた4色トナー像が二次転写せしめられる。なお、このように一方の張架ローラ23に二次転写バイアスを印加する二次転写方式に代えて、転写紙を非接触でチャージさせるチャージャを設けてもよい。
現像装置4は潜像担持体であるドラム状の感光体1に対向配置され、感光体1は図中矢印aに示すように図3における時計回り方向に回転駆動する。感光体1は、回転しながら、その表面を不図示の帯電装置により帯電される。帯電された感光体1の表面は露光装置である光書込ユニット21から照射されたレーザ光によってその表面に静電潜像を形成される。
現像容器3内には、詳細は後述する現像剤搬送手段である3つの搬送スクリュとして、回収スクリュ5、攪拌スクリュ6及び供給スクリュ7が現像スリーブ13の軸方向に対してほぼ平行に設けられている。各搬送スクリュは、回転軸と回転軸に螺旋状に設けられた羽部とを備え、回転することにより回転軸の軸方向に現像剤を搬送する。また、現像容器3の内壁、第一隔壁8及び第二隔壁9によって空間が仕切られ、詳細は後述する3つの現像剤搬送路として回収搬送路10、攪拌搬送路11及び供給搬送路12が形成されている。図3に示すように、回収搬送路10、攪拌搬送路11及び供給搬送路12にはそれぞれ回収スクリュ5、攪拌スクリュ6及び供給スクリュ7が配置されている。
第一隔壁8の図3中の奥側の端部には不図示の開口部が設けられ、回収搬送路10と攪拌搬送路11との間を連通している。第二隔壁9の図3中の手前側及び奥側の両端部には不図示の開口部が各々設けられ、攪拌搬送路11と供給搬送路12との間を2つの開口部によってそれぞれ連通している。
なお、現像容器3内の現像剤2中のトナー濃度が低下すると、図示していないトナー収容器からトナーが攪拌搬送路11内の現像剤2中に補給され、攪拌スクリュ6によって撹拌搬送される。
現像装置4は感光体に対向し、現像剤2を表面に担持して表面移動する現像剤担持体としての現像スリーブ13と、現像スリーブ13の内部に現像装置4に対して固定された複数の磁石からなるマグネットローラ13Aを有している。
一方、供給スクリュ7によって供給搬送路12から第1現像スリーブ13へ供給された現像剤は、現像スリーブ13内のマグネットローラ13Aの磁力によって現像スリーブ13上で穂立ちされて、磁気ブラシ現像剤として保持される。磁力によって現像スリーブ13上に保持された状態で、現像スリーブ13が回転することにより、現像剤2は現像スリーブ13上に担持されつつ、図3中の矢印B方向に搬送される。現像スリーブ13に供給された現像剤は、現像スリーブ13に担持されつつ図3中の矢印B1のようにドクタブレード14を通過するが、このとき図3中の矢印B2に示すように余分な現像剤2が掻き取られる。ドクタブレード14を通過した適正量の現像剤は、図3の矢印B3で示すように現像スリーブ13と感光体1との間の現像領域Aを通り、現像剤2中のトナーが感光体1に形成された静電潜像に静電的に移行し、感光体1上の静電潜像が可視像化される。現像領域Aを通過した現像剤2は、現像スリーブ13表面上から離脱し、現像容器3の回収搬送路10へと回収され、回収スクリュ5によって再び撹拌搬送される。
なお、現像スリーブ13からの現像剤2の離脱は、マグネットローラ13Aの現像剤を離脱させたい箇所に反発磁界が形成されるような磁極配置とすることにより、現像スリーブ13からの現像剤2の離脱を可能としている。図3で示すマグネットローラ13AではN極が隣接している箇所で反発磁界が形成され、現像スリーブ13上の現像剤2が離脱し、回収搬送路10にへと回収される。また、現像剤を離脱させたい箇所のみに磁極がない状態に設定することにより現像スリーブ13の表面から現像剤を離脱させるようにしても良い。
図2に示すように現像スリーブ13に供給され、現像領域Aを通過した現像剤は回収搬送路10に回収される。回収搬送路10に回収された現像剤は、回収スクリュ5が矢印I方向に回転することにより図4中の矢印Lで示すように図4中奥側から手前側に向かう方向(図3中の手前側から奥側に向かう方向)に搬送される。回収スクリュ5によって回収搬送路10の下流端に到達した現像剤は第一隔壁8に設けられた開口部を通って攪拌搬送路11の上流端に受け渡される。
攪拌搬送路11に受け渡された現像剤は、攪拌スクリュ6が矢印J方向に回転することにより図4中の矢印Mで示すように図4中手前側から奥側に向かう方向(図3中の奥側から手前側に向かう方向)に搬送される。攪拌スクリュ6によって攪拌搬送路11の下流端に到達した現像剤は第二隔壁9に設けられた開口部(持ち上げ口91)を通って供給搬送路12の上流端に受け渡される。
供給搬送路12に受け渡された現像剤は、供給スクリュ7が矢印K方向に回転することにより図4中の矢印Nで示すように図4中奥側から手前側に向かう方向に搬送される。供給搬送路12内の現像剤は供給スクリュ7の回転によって現像スリーブ13に供給されながら下流側へ搬送される。供給搬送路12内の現像剤のうち現像スリーブ13に供給された現像剤は現像領域Aを通過して回収搬送路10で回収される。一方、現像スリーブ13に供給されることなく供給搬送路12の下流端に到達した現像剤は第二隔壁9に設けられた開口部(落下口92)を通って攪拌搬送路11の上流端に受け渡される。
図5は、図2中の矢印H方向から見た現像装置4の攪拌搬送路11と供給搬送路12との現像剤2の流れを説明する模式図である。
図5に示すように第二隔壁9は図3中の手前側の開口部である持ち上げ口91と、図3中の奥側の開口部である落下口92とが設けられており、この2つの開口部を通して攪拌搬送路11と供給搬送路12と間で現像剤2が循環する。
そして、供給搬送路12から現像スリーブ13に受け渡されずに供給搬送路12内の供給スクリュ7による搬送方向の下流端まで到達した供給現像剤94は、図5中矢印C4で示すように落下口92から落下して攪拌搬送路11に受け渡される。
このように、供給搬送路12と攪拌搬送路11との間で現像剤2が循環する。
図6は、現像容器3内の空気の流れを示す模式図である。トナー補給口95から現像容器3内に入った空気は現像容器3内に空気の流れが無ければ、空気が入ってきた開口部であるトナー補給口95から空気が出て行かなければならない。トナー補給口95を通って現像装置4内から現像装置4の外に空気が抜けると、空気とともにトナーもトナー補給口95から現像装置4の外に抜けることになってトナー飛散となる。このため、トナー補給口95から入ってきた空気の抜け道を設けて現像容器3内に気流を発生させる必要がある。
よって、攪拌搬送路11から供給搬送路12へ空気を受け渡す排気口は、供給搬送路12内で現像スリーブ13に供給されなかった供給現像剤94を再び攪拌搬送路11へと戻す落下口92との兼用で問題はない。このとき、供給搬送路12内の供給現像剤94によって落下口92が埋まらない位置に設ける必要がある。
図7に示すように、現像装置4内の現像剤が増加した場合、もしくは、現像装置4内のトナー濃度が増加し現像剤の嵩が上がった場合、攪拌搬送路11内の攪拌現像剤93も増加し、攪拌搬送路11内の攪拌現像剤93が占める割合も増加する。このとき、図7のように落下口92を塞ぐ、もしくは、落下口92の空隙(空気が通過する領域)が狭くなるとトナー補給口95付近の空気は落下口92を通過し難くなるため図7中矢印D4のようにトナー補給口95から抜けようとする。この結果、トナー補給口95付近の空気の流れは吐出気流となり、必要量のトナーが補給されないことに起因する画像不良や、トナーを現像装置4外に飛散してしまうなどの不具合が発生する。よって、トナー補給口95付近の気流を吐出気流にしないためには、落下口92を塞がずに、トナー補給口95から供給搬送路12に設けられた容器排気口96までの間に空気の通り道となる空隙をつくることが必要となる。ただしトナー補給口95から容器排気口96までの空気の通り道となる空隙をつくこの場合においても、補給したトナーを確実に現像容器3内に取り込むためには、トナー補給口95付近の内圧を負圧し、トナー補給口95に吸込気流を発生させる工夫が必要となる。
このとき、トナー補給口95付近の内圧を負圧にするためには、トナー補給口95付近に存在する空気を別の場所へ排出する必要がある。排出された空気は、その逃げ道がなければ現像装置4内に留まるため、現像部とは離れた場所に排気する必要がある。つまり、トナー補給口95付近の空気を搬送する機構と搬送された空気を攪拌搬送路11から外部へと逃がす排気口としての落下口92が必要となる。
図8に示すように、攪拌搬送路11内の攪拌現像剤93の剤面93aは一様ではなく、攪拌スクリュ6の攪拌羽部6bに沿って凹凸を持っている。すなわち、攪拌スクリュ6の攪拌羽部6bが存在している部分の搬送方向下流側の剤面93fは攪拌羽部6bで攪拌現像剤93が押されるため盛り上がり、攪拌羽部6bに対して搬送方向上流側の剤面93fは攪拌羽部6bの下流側と比較してその剤面は低くなっている。
図8に示す現像装置4では攪拌羽部6bによって盛り上がっている部分の攪拌現像剤93と攪拌搬送路11を形成するケーシングの内壁である攪拌搬送内壁11fとの間に隙間がある。このため、トナー補給口95から落下口92までを繋ぐ経路において、図8に示す現像装置4では空間が完全に連通している。このような場合には、トナー補給口95から落下口92までを繋ぐ経路内の圧力は、その場所に寄らず略一様となるため、トナー補給口95付近の現像装置4の内圧と現像装置4の外の圧力との差は略0となる。
次に本実施形態の特徴部を備えた一つ目の実施例(以下、実施例1と呼ぶ)について説明する。
図9は実施例1の現像装置4のトナー補給口95から排気口である落下口92までの攪拌搬送路11の説明図である。
図9に示すように、攪拌搬送路11内のトナー補給口95近傍の空気を密閉する密閉空間αを、攪拌スクリュ6と攪拌現像剤93と攪拌搬送路11を形成するケーシングの内壁である攪拌搬送内壁11fの天井部とによって形成する。そして、攪拌スクリュ6による攪拌現像剤93の搬送に伴って搬送方向下流側(図9中右側)に密閉空間αも移動する。密閉空間によって密閉されて攪拌スクリュ6の搬送方向下流側まで移動した空気は、排気口である落下口92を通過して攪拌搬送路11から供給搬送路12へ排出される。
攪拌スクリュ6を多条化すると、攪拌スクリュ6の攪拌羽部6bの枚数は増加する。これにより、攪拌搬送路11の単位断面あたりに攪拌スクリュ6が占める割合は増加する。このとき、攪拌搬送路11内の現像剤量が同じである場合、攪拌スクリュ6を多条にすると、攪拌スクリュ6の体積は増えるため、攪拌搬送路11内の攪拌現像剤93の嵩は増加する。この結果、攪拌現像剤93の嵩が増加し、攪拌現像剤93の剤面93fが上昇することにより、攪拌現像剤93と攪拌搬送内壁11fと間で形成する密閉空間αを作成し易くなり、トナー補給口95付近の空気の搬送をより確実に行うことが出来るようなる。
攪拌現像剤93の嵩を上昇させることにより、攪拌現像剤93の凸部93bを攪拌搬送内壁11fの天井部と接触させ、攪拌現像剤93を搬送上部近接間隙6dで空気が移動できないように密閉する近接部密閉手段として作用させることが出来る。
通常スクリュのピッチ幅を長くすると、1回転あたりの移動距離は長くなるが、攪拌軸部6aに対する攪拌羽部6bの角度が緩やかになるため、攪拌スクリュ6のピッチを長くしすぎると攪拌現像剤93を搬送する搬送効率は悪くなる。これに対して、攪拌スクリュ6の攪拌羽部6bを多条化すると、ピッチ幅を長くし、搬送効率が悪くなったとしても、1回転当りに攪拌搬送路11内の特定の位置での攪拌現像剤93に搬送力が付与される回数は羽の枚数分増加する。このため、より長いピッチ幅でも搬送効率を低下させることなく攪拌現像剤93を搬送できるため、攪拌現像剤93の移動速度を増加させることができる。
実験1として、攪拌スクリュ6の回転数が異なる二つの条件で現像装置4内の現像剤量に対するトナー補給口95付近の内圧の変化を測定する実験を行った。実験1では、攪拌スクリュ6の回転数が現状回転数(約700[rpm])で現像装置4を駆動させた場合と攪拌スクリュ6のみの回転数を200[rpm]増加して現像装置4を駆動させた場合との2つの条件で実験を行った。図10は実験1の二つの条件でそれぞれ攪拌搬送路11内の現像剤量を変化させたときのトナー補給口95付近での内圧の変化を測定した結果を示すグラフである。
実験2として、攪拌スクリュ6の攪拌羽部6bの条数が異なる二つの条件で現像装置4内の現像剤量に対するトナー補給口95付近の内圧の変化を測定する実験を行った。実験2では、攪拌スクリュ6の攪拌羽部6bが1条の場合と2条の場合との2つの条件で実験を行った。なお、攪拌スクリュ6の回転数は実験1の現状回転数(約700[rpm])と同じである。
図11は実験2の二つの条件でそれぞれ攪拌搬送路11内の現像剤量を変化させたときのトナー補給口95付近での内圧の変化を測定した結果を示すグラフである。
また、図11に示すように、1条スクリュの内圧が上昇し始める現像剤量であっても2条スクリュの内圧は上昇しない。これは2条スクリュを用いることにより攪拌搬送路11内の攪拌現像剤93の移動速度を増加させることができ、実験1の攪拌スクリュ6の回転数を増加させた条件の場合と同様に、現像剤量の増加することで内圧が上昇してしまうことを抑えることが出来るためである。
図12に示すように、現像装置4の領域Eの回収スクリュ5と攪拌スクリュ6との間には第一隔壁8は設けられていない。すなわち、実施例1の現像装置4では、領域E全体が第一隔壁8に設けられた図3中の奥側端部で回収搬送路10と攪拌搬送路11とを連通擦る開口部となっている。
また、図13は、現像装置4を駆動させた後に領域Eの部分の現像容器3を、現像装置4から振動を与えないように取り外した状態の現像容器3の領域E部分を図12と同じ方向から観察した断面図である。図13に示す断面図は図12の断面図から回収スクリュ5と攪拌スクリュ6とを取り外した状態の断面図である。そして、現像容器3の図13中の奥側端部には回収スクリュ5の回収軸部5aを通す回収軸受穴5cと、攪拌スクリュ6の攪拌軸部6aを通す攪拌軸受穴6cとが設けられている。図13に示すように現像装置4を駆動して停止した後の領域Eの回収スクリュ5と攪拌スクリュ6との間には、壁状の現像剤である現像剤壁Tが形成されていた。
なお、現像剤壁Tは現像剤が凝集して形成しているものではない。回収スクリュ5が矢印I方向に回転することで回収搬送路10内の現像剤によって回収スクリュ5側から現像剤壁Tが形成される。一方、攪拌スクリュ6が矢印J方向に回転することで攪拌スクリュ6側から現像剤壁Tを形成する現像剤を削り取って攪拌搬送路11の搬送方向下流側へ搬送する。
図15及び図16に示すように、連通部上部仕切り部材98を設けることにより、領域E内の現像剤と連通部上部仕切り部材98とを接触させることにより、図2に示す状態よりも少ない現像剤量で密閉空間αを形成することが出来る。なお、連通部上部仕切り部材98としてはマイラーに限るものではない。また、現像容器3の天井部に連通部上部仕切り部材98を設けても連通部上部仕切り部材98の下部で回収搬送路10から攪拌搬送路11への現像剤の受渡しが行われる。
実施例1では、現像装置4の領域Eには第一隔壁8が設けられていない構成について説明した。以下、変形例1として現像装置4の領域Eに第一隔壁8を備える構成について説明する。
現像装置4の領域Eに第一隔壁8を設けた点以外は実施例1と共通であるので共通点についての説明は省略し、相違点についてのみ説明する。
次に、変形例2として攪拌スクリュ6の攪拌羽部6bの先端に磁石を設けた構成について説明する。
図18は変形例2の現像装置4のトナー補給口95から排気口である落下口92までの攪拌搬送路11の説明図である。
図18に示すように変形例2の現像装置4では攪拌スクリュ6のトナー補給口95から落下口92までの間の攪拌羽部6bの先端に磁石部6eを設けている。
2成分の現像剤は磁性キャリアを含んでいるため、磁石部6e付近に存在する現像剤(図18中では現像剤の図示は省略)は磁石部6eの磁力により穂立ちする。これにより、攪拌スクリュ6の攪拌羽部6bの先端には現像剤が穂立ちした状態で存在する。穂立ちした攪拌羽部6b先端の現像剤は攪拌搬送内壁11fに接触しやすくなり、搬送上部近接間隙6dの間隙を現像剤によって塞ぎやすくなる。これにより、トナー補給口95から落下口92までの攪拌搬送路11内の上方の空隙を穂立ちした現像剤によって分割することが可能になり、密閉空間αを形成することができる。
このように、磁力による穂立ち効果を利用することで、実施例1と同様にトナー補給口95から落下口92まで空気の塊を移動させる作用を得ることができ、トナー補給口95付近の内圧を低減することができ、トナー飛散を抑制することができる。
次に本実施形態の特徴部を備えた二つ目の実施例(以下、実施例2と呼ぶ)について説明する。
図19は実施例2の現像装置4のトナー補給口95から排気口である落下口92までの攪拌搬送路11の説明図である。
図19に示すように、攪拌搬送路11内のトナー補給口95近傍の空気を密閉する密閉空間αを、攪拌スクリュ6と攪拌現像剤93と攪拌搬送路11を形成するケーシングの内壁である攪拌搬送内壁11fの天井部とによって形成する。そして、攪拌スクリュ6による攪拌現像剤93の搬送に伴って搬送方向下流側(図19中右側)に密閉空間αも移動する。密閉空間によって密閉されて攪拌スクリュ6の搬送方向下流側まで移動した空気は、排気口である落下口92を通過して攪拌搬送路11から供給搬送路12へ排出される。
なお、回転する攪拌スクリュ6が攪拌搬送内壁11fに摺擦する構成では僅かでも誤差があると駆動時にかじりが生じるおそれがある。よって、実施例2のように攪拌スクリュ6が攪拌搬送内壁11fに摺擦する構成の現像装置4では、攪拌スクリュ6が攪拌搬送内壁11fに摺擦する位置での攪拌スクリュ6と攪拌搬送内壁11fを形成するケーシングとは製造コストが高くなっても高精度に製造して、駆動時のかじりの発生を防止する必要がある。また、攪拌スクリュ6が攪拌搬送内壁11fに摺擦する位置での攪拌スクリュ6と攪拌搬送内壁11fとしては摺擦によって磨耗し難い、耐磨耗性に優れた材質を用いる必要がある。
次に本実施形態の特徴部を備えた三つ目の実施例(以下、実施例3と呼ぶ)について説明する。
図20は実施例3の現像装置4のトナー補給口95から排気口である落下口92までの攪拌搬送路11の説明図である。
図20に示すように、攪拌搬送路11内のトナー補給口95近傍の空気を密閉する密閉空間αを、攪拌スクリュ6と攪拌現像剤93と攪拌搬送路11を形成するケーシングの内壁である攪拌搬送内壁11fの天井部とによって形成する。そして、攪拌スクリュ6による攪拌現像剤93の搬送に伴って搬送方向下流側(図20中右側)に密閉空間αも移動する。密閉空間によって密閉されて攪拌スクリュ6の搬送方向下流側まで移動した空気は、排気口である落下口92を通過して攪拌搬送路11から供給搬送路12へ排出される。
上述の実施例1〜3及び変形例1〜2では、トナー補給口95からトナーの補給がなされる現像剤搬送路である攪拌搬送路11の現像剤搬送部材がスクリュである構成について説明した。以下、変形例3として攪拌搬送路11の現像剤搬送部材が現像剤搬送ベルト60を備える構成について説明する。
現像装置4の攪拌搬送路11での現像剤搬送部材が現像剤搬送ベルト60である点以外は実施例1と共通であるので共通点についての説明は省略し、相違点についてのみ説明する。
図21に示すように現像剤搬送ベルト60は張架部材によって張架され図21中矢印方向に表面移動する無端状のベルト本体60aと、ベルト本体60aに表面移動方向に対して直交するように設けられたベルト凸部60bとから構成される。
以上のように、実施例1〜3及び変形例1〜3の構成では、簡単な構成にて、トナー補給口95付近の現像容器3内の内圧を負圧にすることができ、トナー飛散を確実に低減することができる。
また、上述の実施例1〜3及び変形例1〜3では回収搬送路10、攪拌搬送路11、及び供給搬送路12の3つの現像剤搬送路を備えた現像装置4について説明した。本実施形態の特徴部であるトナー補給口95から排気口である落下口92まで空気を移動さて、排気口から空気を排気させる構成は、3つの現像剤搬送路を備えた現像装置に限るものではない。トナー補給口から現像剤搬送路に現像剤またはトナーを補給する現像装置であれば適用可能である。
また、現像剤搬送部材である攪拌スクリュ6は、現像剤供給口であるトナー補給口95に対して搬送方向下流側の攪拌搬送内壁11fの天井部と近接する搬送上部近接間隙6dを搬送方向の複数箇所で形成する内壁近接部である攪拌羽部6bを備え、搬送上部近接間隙6dを空気が移動できないように密閉する近接部密閉手段を備えることで隣り合う搬送上部近接間隙6d同士の間に密閉空間αを形成し、攪拌スクリュ6の現像剤の搬送動作を行うことによって搬送上部近接間隙6dが搬送方向下流側に移動することにより、密閉空間αによって密閉された空気を搬送することが可能となる。
また、実施例1のように近接部密閉手段が攪拌搬送内壁11fの天井部と内壁近接部である攪拌羽部6bとの間の現像剤となるように設定することにより、特別な部材を設けることなく近接部密閉手段を実現することが出来る。
具体的には、実施例1では、現像剤搬送部材は回転軸である攪拌軸部6aと攪拌軸部6aに螺旋状に設けられた攪拌羽部6bとを備え、回転することにより攪拌軸部6aの軸方向に現像剤を搬送する攪拌スクリュ6であり、攪拌羽部6bが内壁近接部であり、攪拌羽部6bの攪拌スクリュ6の回転によって攪拌軸部6aの上方に位置する部分が、攪拌搬送内壁11fの天井部に近接して搬送上部近接間隙6dを形成する。そして、攪拌羽部6bの搬送上部近接間隙6dを形成する部分によって押されることで盛り上った攪拌現像剤93の凸部93bが搬送上部近接間隙6dを埋めることによって現像剤が近接部密閉手段として作用して密閉空間αを形成する。
また、現像剤搬送部材である攪拌スクリュ6は、現像剤搬送路である攪拌搬送路11内の少なくとも現像剤供給口であるトナー補給口95から排気口である落下口92までの位置で搬送上部近接間隙を形成する内壁近接部である攪拌羽部6bの先端に磁石部6eを備えることで、磁石部6eの磁力によって現像剤の穂立ちが形成され、穂立ちを形成する攪拌現像剤93によって搬送上部近接間隙6dをより確実に塞ぐことができ、より確実に密閉空間αを形成することが出来る。
また、実施例2のように、現像剤搬送部材である攪拌スクリュ6は、現像剤供給口であるトナー補給口95に対して搬送方向下流側で攪拌搬送内壁11fの天井部と搬送方向の複数箇所で摺擦する搬送上部摺擦部である攪拌羽部6bを備え、攪拌羽部6bと攪拌搬送内壁11fとが摺擦する搬送上部摺擦箇所6fでは空気が移動できないように密閉する形状に攪拌スクリュ6と攪拌搬送内壁11fとを形成することで、隣り合う搬送上部摺擦箇所6f同士の間に密閉空間αを形成し、攪拌スクリュ6の現像剤の搬送動作を行うことによって搬送上部摺擦箇所6fが搬送方向下流側に移動する構造とすることにより、攪拌現像剤93内の現像剤量が実施例1の構造で密閉空間αを形成するために必要な現像剤量よりも少ない状態であっても密閉空間αを形成することができる。
また、実施例3のように、近接部密閉手段として、可撓性の材料からなり、攪拌搬送内壁11fの天井部に接触する可撓性摺擦部材である羽部先端マイラー6gを内壁近接部である攪拌羽部6bの先端に設けることにより、攪拌現像剤93内の現像剤量が実施例1の構造で密閉空間αを形成するために必要な現像剤量よりも少ない状態であっても密閉空間αを形成することができる。
また、少なくとも現像剤供給口であるトナー補給口95から排気口である落下口92までの現像剤搬送路である攪拌搬送路11では、現像剤搬送部材である攪拌スクリュ6の攪拌羽部6b外形と攪拌搬送内壁11fの断面とが略同一形状であることにより、トナー補給口95から落下口92までの密閉性を高めることができる。
また、排気口である落下口92に対して現像剤搬送部材である攪拌スクリュ6の搬送方向下流側では攪拌現像剤93が現像搬送路を埋めた状態となることにより、トナー補給口95から現像装置4内に取り込まれた空気が落下口92よりも攪拌搬送路11の搬送方向下流側に向かうことを抑制し、現像装置4内に取り込まれた空気の供給搬送路12への排気をスムーズに行うことが出来る。
また、現像剤搬送部材が回転軸である攪拌軸部6aと攪拌軸部6aに螺旋状に設けられた羽部である攪拌羽部6bとを備え、回転することによって攪拌軸部6aの軸方向に現像剤を搬送する攪拌スクリュ6であることにより、攪拌スクリュ6を回転させることで密閉空間αをトナー補給口95から搬送方向下流側へと移動させることが出来る。
また、実施例1の実験2で用いた二つ目の条件のように攪拌スクリュ6が現像剤搬送路である攪拌搬送路11内の少なくとも現像剤供給口であるトナー補給口95を設けた位置の近傍では多条のスクリュであることにより、1条のスクリュよりも密閉空間αによって密閉された空気の移動を促すことが出来る。
また、現像剤搬送路である攪拌搬送路11内の現像剤搬送方向上流側の現像剤の移動速度が、現像剤搬送方向下流側の現像剤の移動速度以上であることをにより、落下口92に対して現像剤搬送部材である攪拌スクリュ6の搬送方向下流側では攪拌現像剤93が現像搬送路を埋めた状態となることを実現することが出来る。
2 現像剤
3 現像容器
4 現像装置
5 回収スクリュ
6 攪拌スクリュ
6a 攪拌軸部
6b 攪拌羽部
6c 攪拌軸受穴
6d 搬送上部近接間隙
6e 磁石部
6f 搬送上部摺擦箇所
6g 羽部先端マイラー
7 供給スクリュ
8 第一隔壁
9 第二隔壁
10 回収搬送路
11 攪拌搬送路
11f 攪拌搬送内壁
12 供給搬送路
13 現像スリーブ
14 ドクタブレード
15 駆動ローラ
16 二次転写バックアップローラ
17 中間転写ユニット
18 プロセスカートリッジ
20 画像形成ユニット
21 光書込ユニット
22 二次転写装置
23 張架ローラ
24 紙搬送ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
90 ベルトクリーニング装置
91 持ち上げ口
92 落下口
93 攪拌現像剤
94 供給現像剤
95 トナー補給口
96 容器排気口
97 排気フィルタ
98 連通部上部仕切り部材
99 スクリュ形状天井部
100 プリンタ部
110 中間転写ベルト
114 張架ローラ
500 複写機
Claims (13)
- 現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で該潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、
現像剤搬送路内の現像剤を搬送する現像剤搬送部材と、
該現像剤搬送路中に現像剤を供給する現像剤供給口と、
該現像剤供給口から該現像剤搬送路に現像剤を供給する現像剤供給手段とを有する現像装置において、
該現像剤搬送路内の該現像剤供給口近傍の空気を密閉する密閉空間を、該現像剤搬送部材と該現像剤と該現像剤搬送路を形成するケーシングの内壁である搬送内壁とによって形成し、
該現像剤搬送部材による現像剤の搬送に伴って該現像剤搬送部材の搬送方向下流側に該密閉空間も移動し、
該密閉空間によって密閉されて該現像剤搬送部材の搬送方向下流側に移動した空気を該現像剤搬送路から排出する排気口を該現像剤供給口に対して搬送方向下流側に有する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、
上記現像剤搬送部材は、上記現像剤供給口に対して搬送方向下流側の上記搬送内壁の天井部と近接する搬送上部近接間隙を搬送方向の複数箇所で形成する内壁近接部を備え、
該搬送上部近接間隙を空気が移動できないように密閉する近接部密閉手段を備えることで隣り合う該搬送上部近接間隙同士の間に上記密閉空間を形成し、
該現像剤搬送部材の現像剤の搬送動作を行うことによって該搬送上部近接間隙が搬送方向下流側に移動することを特徴とする現像装置。 - 請求項2の現像装置において、
上記近接部密閉手段は上記搬送内壁の天井部と上記内壁近接部との間の現像剤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、
上記現像剤搬送部材は回転軸と該回転軸に螺旋状に設けられた羽部とを備え、回転することにより該回転軸の軸方向に現像剤を搬送する搬送スクリュであり、
該羽部が上記内壁近接部であり、該羽部の該搬送スクリュの回転によって該回転軸の上方に位置する部分が該搬送内壁の天井部に近接して上記搬送上部近接間隙を形成し、該羽部の該搬送上部近接間隙を形成する部分によって押されることで盛り上った現像剤が該搬送上部近接間隙を埋めることによって現像剤が上記近接部密閉手段として作用することを特徴とする現像装置。 - 請求項3または4の現像装置において、
上記現像剤搬送部材は、上記現像剤搬送路内の少なくとも上記現像剤供給口から上記排気口までの位置で上記搬送上部近接間隙を形成する上記内壁近接部の先端に磁石を備えることを特徴とする現像装置。 - 請求項2の現像装置において、
上記近接部密閉手段として、可撓性の材料からなり、上記搬送内壁の天井部に接触する可撓性摺擦部材を上記内壁近接部の先端に設け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、
上記現像剤搬送部材は、上記現像剤供給口に対して搬送方向下流側で上記搬送内壁の天井部と搬送方向の複数箇所で摺擦する搬送上部摺擦部を備え、
該搬送上部摺擦部と該搬送内壁とが摺擦する搬送上部摺擦箇所では空気が移動できないように密閉する形状に該現像剤搬送部材と該搬送内壁とを形成することで、隣り合う該搬送上部摺擦箇所同士の間に上記密閉空間を形成し、
該現像剤搬送部材の現像剤の搬送動作を行うことによって該搬送上部摺擦箇所が搬送方向下流側に移動することを特徴とする現像装置。 - 請求項1、2、3、4、5、6または7の現像装置において、
少なくとも上記現像剤供給口から上記排気口までの上記現像剤搬送路では、
上記現像剤搬送部材の外形と上記搬送内壁の断面とが略同一形状であることを特徴とする現像装置。 - 請求項1、2、3、4、5、6、7または8の現像装置において、
上記排気口に対して上記現像剤搬送部材の搬送方向下流側では現像剤が上記現像剤搬送路を埋めた状態となることを特徴とする現像装置。 - 請求項1、2、3、5、6、7、8または9の現像装置において、
上記現像剤搬送部材は回転軸と該回転軸に螺旋状に設けられた羽部とを備え、回転することにより該回転軸の軸方向に現像剤を搬送する搬送スクリュであることを特徴とする現像装置。 - 請求項10の現像装置において、
上記搬送スクリュは、上記現像剤搬送路内の少なくとも上記現像剤供給口を設けた位置の近傍では多条のスクリュであることを特徴とする現像装置。 - 請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10または11の現像装置において、
上記現像剤搬送路内の現像剤搬送方向上流側の現像剤の移動速度は、現像剤搬送方向下流側の現像剤の移動速度以上であることを特徴とする現像装置。 - 少なくとも潜像担持体と、
該潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、
該潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、
該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する画像形成装置において、
該現像手段として、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11または12に記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
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