JP5047336B2 - 現像装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents
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Description
この現像剤は、トナーとキャリアとからなり、それらを現像装置の現像剤槽内で撹拌することによりトナーとキャリアとが摩擦し、この摩擦によって適正に帯電したトナーが得られる。
現像装置において、帯電したトナーは、現像ローラの表面に供給され、静電的吸引力によって現像ローラから感光体ドラムの表面に形成された静電潜像に移動する。これにより、感光体ドラム上に静電潜像に基づいたトナー像が形成される。
そのため、従来技術1として、現像剤槽内に設けられた仕切り壁によって区画された第1および第2現像剤搬送路と、第1現像剤搬送路と第2現像剤搬送路とを両端側で連通させる第1および第2連通路と、第1および第2現像剤搬送路内に配置されて相互に逆方向に現像剤を搬送する第1および第2オーガスクリューとを備え、第1および第2現像剤搬送路内で現像剤を循環させると共に、第2現像剤搬送路の現像剤を現像ローラで汲み上げて感光体ドラムに供給した後、現像剤を第2現像剤搬送路に戻す循環方式の現像装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
このようなトナー濃度の低い現像剤が第2現像剤搬送路内に戻され、他の現像剤と十分に混合される前に再び現像ローラに供給されると、感光体ドラムに供給されるべきトナーの量が局所的に減少し、その結果、局所的に濃い画像を印刷した後の印刷画像の画像濃度が局所的に低くなるという画像濃度ムラ(所謂、「現像メモリー」と呼ばれる現象)が発生する問題があった。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、現像装置が大型化することなく、局所的に画像濃度が濃くなる画像を印刷した場合であっても、その後で印刷する画像の濃度ムラの発生を抑制できる現像装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
トナーとキャリアとを含む現像剤が収容される現像剤槽と、
該現像剤槽内にトナーを補給するためのトナー補給口と、
該現像剤槽内に設けられ現像剤を担持した状態で回転しながら静電潜像が形成された感光体ドラムの表面にトナーを供給するための現像ローラと、
該現像ローラの軸方向と平行な仕切り壁によって区画された第1現像剤搬送路および現像ローラ側の第2現像剤搬送路と、第1および第2現像剤搬送路とを前記軸心方向の両側で連通させる連通路とを有してなる現像剤搬送路と、
感光体ドラムへの現像剤供給の後の前記現像ローラの表面の回収現像剤を現像剤ローラの表面から剥離して前記第1現像剤搬送路へ導く導流板と、
前記第1および第2現像剤搬送路に配置された第1および第2現像剤搬送部材とを備え、
前記第1現像剤搬送部材は、第1現像剤搬送路に回転可能に設けられて第1現像剤搬送路を外部第1現像剤搬送路と内部第1現像剤搬送路とに区分けする両端開口円筒状の中空回転軸と、該中空回転軸の外周面に固定される外螺旋羽根と、前記中空回転軸の内周面に固定される内螺旋羽根とを有し、
前記外螺旋羽根による現像剤の搬送方向は、前記第2現像剤搬送部材による現像剤の搬送方向と同じ向きであり、かつ前記内螺旋羽根による現像剤の搬送方向と逆向きであり、
前記第1現像剤搬送部材が、中空回転軸の外周面における外部第1現像剤搬送路の現像剤搬送方向上流側に固定されたリング状の逆流防止板を備える現像装置が提供される。
つまり、トナー濃度が低下した回収現像剤が直接的に第2現像剤搬送路に戻されないことから、第2現像剤搬送路内のトナー濃度の局所的な変動が抑えられる。
したがって、局所的に画像濃度が濃い印刷をした後でも、その後で印刷する画像の画像濃度が局所的に低下するという不具合(現像メモリー)が抑制される。
さらに、回収現像剤を第2現像剤搬送路内の現像剤と混ざらないように搬送する構造は、新たに現像剤搬送路や現像剤搬送部材を設けない構造であるため、現像装置をコンパクトにすることができる。
また、それに伴い、画像濃度ムラを発生しないコンパクトな画像形成装置が得られる。
また、外部第1現像剤搬送路上流側に戻された回収現像剤が、内部第1現像剤搬送路下流側の現像剤と混ざって第2現像剤搬送路に供給されることを防止できる。この結果、トナー濃度が著しく低い回収現像剤が内部第1現像剤搬送路下流側の現像剤と十分に撹拌混合する前に第2現像剤搬送路に移動し、トナー濃度が低い現像剤部分が現像ローラに供給されて画像濃度ムラを生じさせる、という不具合を防止できる。
中空回転軸の両端側の開口部について、その形状、位置、数等は、中空回転軸の外部の現像剤を中空回転軸の一端側から内部へ流通させて他端側から外部へ排出できれば、特に限定されるものではない。
第1現像剤搬送部材の外螺旋羽根および内螺旋羽根と、第2現像剤搬送部材とはそれぞれこのように現像剤を搬送する関係であればよく、外・内螺旋羽根の螺旋方向は特に限定されない。第2現像剤搬送部材が、回転軸と、回転軸の外周面に固定された螺旋羽根とを備えたスクリュー形シャフト(オーガスクリュー)である場合も、その螺旋羽根の螺旋方向は限定されない。
以下、「現像剤搬送方向」を単に「搬送方向」と言う場合がある。また、単に「上流側」および「下流側」と言う場合は、「搬送方向上流側」および「搬送方向下流側」を意味しているものとする。
(1)前記第1現像剤搬送部材が、外部第1現像剤搬送路における現像剤搬送方向下流側の中空回転軸の円筒周面に形成されて外部第1現像剤搬送路と内部第1現像剤搬送路とを連通する周面連通口と、中空回転軸の外周面における前記周面連通口付近に固定されて第1現像剤搬送部材の回転時に外部第1現像剤搬送路側の現像剤を周面連通口を通して内部第1現像剤搬送路へ導く現像剤汲上羽根とを備える。
このようにすれば、外部第1現像剤搬送路の現像剤を内部第1現像剤搬送路に導く際に、外部第1現像剤搬送路の下流側壁面の方に現像剤が圧縮されることを抑制でき、現像剤へのストレスに起因する現像剤の流動性低下を防止できる。
このようにすれば、内部第1現像剤搬送路下流側の連通路における第1現像剤搬送路から第2現像剤搬送路への現像剤の移動と、内部第1現像剤搬送路上流側の連通路における第2現像剤搬送路から第1現像剤搬送路への現像剤の移動がスムーズになり、連通路付近での現像剤の滞留を抑えることができる。
このようにすれば、第2現像剤搬送路下流側の現像剤を連通路を通して内部第1現像剤搬送路上流側へスムーズに移動させることができる。
このようにすれば、内螺旋羽根によって中空回転軸下流側へ搬送されてきた現像剤が向きを変えることなく直進して中空回転軸の外部に排出されるため、中空回転軸下流側で現像剤が滞留することを防止できる。この結果、中空回転軸下流側で滞留した現像剤が圧力によりストレスを受けて流動性が低下し、現像ローラへ十分な量の現像剤が供給され難くなる、という不具合を抑制することができる。
外部第1現像剤搬送路下流側は、外部第1現像剤搬送路上流側から搬送される回収現像剤と、第2現像剤搬送路下流側から搬送される現像剤との合流点であるため現像剤の量が最も多くなる。
したがって、外部第1現像剤搬送路下流側にトナー補給口を配置することで、現像剤の量が最も多い箇所にトナーが補給されるため、局所的に現像剤のトナー濃度が著しく高くなる、という不具合を防止できる。
図1は本発明に係る現像装置(実施形態1)を備えた画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。
この画像形成装置100は、複数の現像装置2a〜2dがケーシング内に収容された現像装置収容部100Aと、定着装置12がケーシング内の現像装置収容部100Aの上方に収容された定着装置収容部100Bと、それらの間に設けられて定着装置12の熱が現像装置側に伝わらないように断熱するための隔壁30とを備え、外部から伝達される画像データに応じてシート状の記録媒体(記録用紙)に多色または単色の画像を形成することができるプリンターである。
なお、定着装置収容部100Bの横に位置する現像装置収容部100Aの上面は排紙トレイ15とされている。
本実施形態では、画像形成装置としてプリンターの場合を例示しているが、画像形成装置としては、外部から伝達される画像データおよび/またはスキャナによって原稿から読み取った画像データに応じても記録媒体に多色または単色の画像を形成することができるコピー機、ファクシミリ装置またはこれらの機能を備えた複合機であってもよい。
現像装置収容部100Aには、図1に示すように、4つの感光体ドラム3a、3b、3c、3dと、各感光体ドラム3a〜3dの表面を帯電させる4つの帯電器(帯電装置)5a、5b、5c、5dと、各感光体ドラム3a〜3dの表面に静電潜像を形成する露光ユニット(露光装置)1と、黒、シアン、マゼンタおよびイエローのトナーを個別に収容して各感光体ドラム3a〜3dの表面の静電潜像を現像してトナー像を形成する4つの現像装置2a、2b、2c、2dと、現像および画像転写後の各感光体ドラム3a〜3dの表面に残存する残留トナーを除去するクリーナユニット4a、4b、4c、4dと、各現像装置2a〜2dに前記4色のトナーを個別に補給する4つのトナー補給装置22a、22b、22c、22dと、各感光体ドラム3a〜3dの表面のトナー像を記録媒体に転写する中間転写ベルトユニット(転写装置)8と、中間転写ベルトクリーニングユニット9等が収容されている。
なお、a〜dを有する符号で示された各部材において、aは黒画像形成用の部材、bはシアン画像形成用の部材、cはマゼンタ画像形成用の部材、dはイエロー画像形成用の部材である。
各色に対応する感光体ドラム3a〜3dは同じ構成であるため、それらの構成の説明では符号を3に統一し、これと同様に、現像装置は符号を2、帯電器は符号を5、クリーナユニットは符号を4、トナー補給装置は符号を22に統一して説明する。
感光体ドラム3は、導電性基体およびその表面に形成される感光層から構成され、帯電と露光による潜像形成を担う円筒状部材であり、光の照射によって導電性を示し、その表面に静電潜像とよばれる電気的な画像が形成される。
感光体ドラム3は、軸線回りに回転駆動が可能となるよう図示しない駆動手段により支持されている。
露光ユニット1は、画像データに応じた光を、帯電器5と現像装置2との間を通過させて、帯電された感光体ドラム3の表面に照射して露光することにより、感光体ドラム3の表面に画像データに応じた静電潜像を形成する。
本実施形態においては、露光ユニット1として、レーザ照射部および反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット(LSU)を使用した場合を例示しているが、発光素子をアレイ状に並べたEL(エレクトロルミネッセンス)またはLED書込みヘッドを用いることもできる。
図2は図1で示した現像装置の拡大図であり、図3は図2のA−A線矢視図、図4は図2のB−B線矢視図、図5は図3のC−C線矢視図、図6は図3のD−D線矢視図である。なお、これらの図において、現像剤槽111内に収容されている現像剤は図示省略している。
また、図7は図3で示した第1現像剤搬送部材の拡大図、図8は図7で示した第1現像剤搬送部材の透視図、図9は図7で示した第1現像剤搬送部材の分解図、図10は図7で示した第1現像剤搬送部材の斜視図、図11は図10で示した第1現像剤搬送部材を反対方向から見た斜視図、図12は図11で示した第1現像剤搬送部材の分解図である。
また、現像剤槽111は、第1および第2現像剤搬送路P、Qをそれぞれ構成する半円筒状内壁面111a、111bを有している。
また、現像剤槽111は、第2現像剤搬送路Q側の側壁と現像剤槽カバー115の下端縁との間に開口部を有しており、その開口部の位置に現像ローラ114が回転可能にかつ感光体ドラム3との間に所定の現像ニップ部Nをもって配置されている。
現像ローラ114は、図示しない駆動手段によって軸心回りに回転駆動するマグネットローラであり、現像剤槽111内の現像剤をその表面に担持してトナーを感光体ドラム3に供給するものであり、図示しない電源から現像バイアス電圧が印加されることにより、現像ローラ114の表面の現像剤から感光体ドラム3の表面の静電潜像へトナーが供給される。
第2現像剤搬送路Q内から現像ローラ114に担持されて感光体ドラム3に供給された現像剤は、導流板118により、現像ローラ114表面から剥離した後、導流板118の上を現像ローラ114から離間する方向へ滑り落ち、第1現像剤搬送路P内に落下する。
なお、本実施形態においては、現像ローラ114表面から剥離した現像剤の全ては、第1現像剤搬送路P内に落下するようになっているが、現像ローラ114表面から剥離した現像剤の一部が、第2現像剤搬送路Q内に落下する構成であってもよい。
第1現像剤搬送部材112は、第1現像剤搬送路Pを外部第1現像剤搬送路Poと内部第1現像剤搬送路Piとに区分けする両端開口円筒状の中空回転軸112aと、中空回転軸112aの外周面に固定される外螺旋羽根112bと、中空回転軸112aの内周面に固定される内螺旋羽根112gと、内螺旋羽根112gの両端に固定される内螺旋羽根回転軸112h、112iと、現像剤槽111の長手方向側の一側壁111cを貫通した内螺旋羽根回転軸112iの一端に設けられたギア112jとを備えている。
中空回転軸112aにおける内部第1現像剤搬送路Piの下流側の円形側面部分は側面連通口112k(図11参照)とされており、中空回転軸112aにおける内部第1現像剤搬送路Piの上流側の円形側面部分は側面連通口112m(図10参照)とされている。
外螺旋羽根112bの外径は20〜50mm程度、幅は1〜3mm程度に設定され、内螺旋羽根112gの外径は10〜30mm程度、幅は1〜3mm程度に設定される。
なお、実施形態1では、外螺旋羽根112bと内螺旋羽根112gの螺旋ピッチが等しく設定されている場合を例示しているが、これらの螺旋ピッチは異なっていてもよく、例えば、外螺旋羽根112bの螺旋ピッチの方が内螺旋羽根112gより広くてもよい。
このとき、中空回転軸112aの内部(両端部分を除く)から内螺旋羽根回転軸を無くすことによって、内部第1現像剤搬送路Piの空間容積を増加させて現像剤の搬送量を増加させるようにしている。
外部第1現像剤搬送路Poあるいは第2現像剤搬送路Qから搬送されてくる現像剤は、この周面連通口112cを通ることにより、内部第1現像剤搬送路Piに移動する。
より詳しく説明すると、周面連通口112cは外螺旋羽根112bと逆外螺旋羽根112eの間に配置されており、現像剤汲上羽根112dは中空回転軸112aが矢印J方向に回転する際の周面連通口112cよりも回転方向後側に配置されている。
さらに、外部第1現像剤搬送路Poの上流側にはリング状の逆流防止板112fが設けられており、外螺旋羽根112bの一端と接触するように中空回転軸112aの外周面に固定されている。
このとき、周面連通口112cが現像剤中にある間は、現像剤が連続的に中空回転軸112a内へ導入されているが、現像剤へのストレスを過度に高めることなく、内部第1現像剤搬送路Piに現像剤を送り込むことができる。
なお、現像剤槽111の第2連通路b側の側壁と中空回転軸112aとの間の隙間に入った現像剤は、側面連通口112mからも中空回転軸112a内(内部第1現像剤搬送路Pi)へ流入することができる。
この現像装置2において、第1現像剤搬送部材112の軸心位置は第2現像剤搬送部材113の軸心より鉛直方向に高く、かつ第1現像剤搬送部材112の下部位置は第2現像剤搬送部材113の軸心より鉛直方向に低くなっている。このような位置関係とすることにより、第1連通路aおよび第2連通路bにおいて現像剤の流れがスムーズになり、現像剤の滞留を抑えることができる。
第2現像剤搬送部材113は、回転軸113aと、回転軸113aの外周面に固定された螺旋羽根113bと、第2現像剤搬送路Qの下流側にある第2連通路bを臨む位置に設けられた周方向回転板113cと、現像剤槽111の長手方向側の一側壁111cを貫通した回転軸113aの一端に設けられたギア113dとを備えている。
螺旋羽根113bの外径は20〜40mm程度、幅は1〜3mm程度に設定される。
第2現像剤搬送部材113の螺旋羽根113bの螺旋方向は、第1現像剤搬送部材112の外螺旋羽根112bの螺旋方向と同じ向きに形成されており、第2現像剤搬送部材113がギア113dを介して図示しない駆動手段(例えば、モータ)により駆動され、螺旋羽根113bが矢印K方向(図2参照)に回転すると、図3に示すように、第2現像剤搬送路Qの現像剤は矢印Y方向に搬送される。
第2現像剤搬送路Qの上流側から順次搬送されてくる現像剤は、周方向回転板113cの回転によって第2連通路b側へ押し出されて第1現像剤搬送路Pへ移動することになる。このとき、現像剤槽111における第2連通路bの底部には、回転軸113aと略同じ高さの逆流防止突起117aが設けられているため、周方向回転板113cによって第1現像剤搬送路Pへ移動した現像剤の逆流が抑えられ、搬送効率が向上する。
トナー濃度検知センサ119は、図示しないトナー濃度制御手段に電気的に接続されている。
トナー濃度制御手段は、トナー濃度検知センサ119が検知するトナー濃度測定値に応じて、後述するトナー補給装置22(図13と図14参照)のトナー排出部材122を回転駆動させ、トナーをトナー排出口123から排出して現像装置2の第1現像剤搬送路P内に供給するように制御する。
トナー濃度制御手段によって、トナー濃度測定値がトナー濃度設定値よりも低いと判定されると、トナー排出部材122を回転駆動させる駆動手段に制御信号が送信され、トナー排出部材122が回転する。
透磁率検知センサ(トナー濃度検知センサ119)には図示しない電源が接続される。
この電源は、透磁率検知センサを駆動させるための駆動電圧およびトナー濃度の検知結果を制御手段に出力するための制御電圧を、透磁率検知センサに印加する。電源による透磁率検知センサへの電圧の印加は、制御手段によって制御される。
透磁率検知センサは、制御電圧の印加を受けてトナー濃度の検知結果を出力電圧値として出力する型式のセンサであり、基本的に出力電圧の中央値近傍の感度がよいため、その付近の出力電圧が得られるような制御電圧を印加して用いられる。
このような型式の透磁率検知センサは市販されており、例えば、TDK社製の商品名TS−L、TS−A、TS−Kなどが挙げられる。
図13は実施形態1の現像装置におけるトナー補給装置を示す概略断面図であり、図14は図13のE−E線断面矢視図である。
図13と図14に示すように、トナー補給装置22は、トナー排出口123を有するトナー収容容器121と、トナー攪拌部材125と、トナー排出部材122とを備え、その内部に未使用のトナーが収容される。
トナー補給装置22は、現像剤槽111の上方に配置されており(図1参照)、そのトナー排出口123と、現像装置2のトナー補給口115a(図2参照)とが、トナー搬送パイプ102にて接続されている。トナー収容容器121は、内部空間を有するほぼ半円筒状の容器部材であり、半円筒状部分の周方向の横位置にトナー排出口123が配置されている。
トナー攪拌部材125は、回転軸125aを中心に回転する板状部材であり、回転軸125aから離間した両側先端には、可撓性を有する樹脂製(例えば、ポリエチレンテレフタレート)からなるシート状のトナー汲み上げ部材125bを有している。なお、回転軸125aは、トナー収容容器121の長手方向両側の側壁に回転可能に支持されており、その一端は前記側壁を貫通し、図示しない駆動手段の駆動ギアと噛合するギアがその一端に固定されている。
このとき、トナー汲み上げ部材125bは、その可撓性によって、トナー収容容器121の内壁に沿って摺動して変形しつつ回転し、トナーをトナー排出部材122側に供給する。
なお、トナー排出部材122とトナー攪拌部材125との間には、トナー攪拌部材125によって汲み上げられたトナーがトナー排出部材122の周辺に適量のトナーを保持できるように、隔壁124が設けられている。
トナー収容容器121において、トナー排出口123は、螺旋羽根122aのギア122cとは反対側の一端側に配置されている。
トナー排出部材122が回転することにより、トナー排出部材122側に供給されたトナーは、螺旋羽根122aによってトナー排出口123側に向けて搬送され、トナー排出口123からトナー搬送パイプ102を介して現像装置2の現像剤槽111内へ供給される。
画像形成装置の現像工程においては、図2〜図4に示すように、現像装置2の現像ローラ114、第1現像剤搬送部材112、第2現像剤搬送部材113がそれぞれ矢印M、J、K方向に回転する。
このとき、第1現像剤搬送路Pの内部第1現像剤搬送路Pi内の現像剤が第1現像剤搬送部材112の内螺旋羽根112gによって矢印X方向に搬送されると共に、第2現像剤搬送路Q内の現像剤が第2現像剤搬送部材113によって矢印Y方向に搬送される。
これと同時に、第1現像剤搬送路Pの内部第1現像剤搬送路Piの下流側の現像剤が第1連通路aを通って第2現像剤搬送路Qへ送られると共に、第2現像剤搬送路Q内の下流側の現像剤が第2連通路bを通って、第1現像剤搬送路Pの外部第1現像剤搬送路Poへ送られる。
現像ローラ114に供給される現像剤は、ドクターブレード116によって現像ローラ114の外周面に均一な所定厚みの現像剤層となって感光体ドラム3へ送られ、現像剤層から一部のトナーが感光体ドラム3へ供給される。
感光体ドラム3の静電潜像が現像された後、トナー濃度が低下した現像ローラ114上の回収されるべき回収現像剤は、導流板118により現像ローラ114表面から剥離され、導流板118の上を現像ローラ114から離間する方向へ滑り落ち、第1現像剤搬送路Pの外部第1現像剤搬送路Po内に落下する。このとき、逆流防止板112fによって、落下した回収現像剤が中空回転軸112aよりも第1連通路a側へ移動するのを阻止している。
現像剤のトナー濃度は、トナー濃度検知センサ119によって検知されているため、第2現像剤搬送路Q内のトナー濃度が所定値以下となると、トナー補給装置22から第1現像剤搬送路Pの外部第1現像剤搬送路Poの下流側に集まった現像剤上に未使用のトナーが補給される。
この間、回収現像剤と内在現像剤と補給トナーとは均一に混合してトナー濃度が均一な現像剤になっていくと共に、トナーがキャリアとの摩擦により十分に帯電する。
図1に示すように、各感光体ドラム3の上方に配置された中間転写ベルトユニット8は、中間転写ベルト7と、中間転写ベルト7を張架して図1の矢印B方向に回転駆動させるための中間転写ローラ6a、6b、6c、6d(以下、符号を6に統一して説明する)、駆動ローラ71、従動ローラ72およびベルトテンション機構(図示省略)と、駆動ローラ71の横に近接して配置された転写ローラ11とを備える。
なお、各中間転写ローラ6は、ベルトテンション機構におけるローラ取付部に回転可能に支持されている。
中間転写ベルト7が各感光体ドラム3に接触するよう、駆動ローラ71と従動ローラ72は4つの感光体ドラム3のうちの両側の感光体ドラム3よりも外側に配置されている。
中間転写ベルト7は、厚さが例えば100〜150μm程度のフィルムを用いて無端状に形成されており、その外側の面上に、各感光体ドラム3に形成された各色成分のトナー像が順次重ねて転写されてカラートナー像(多色トナー像)が形成される。
各感光体ドラム3から中間転写ベルト7へのトナー像の転写は、中間転写ベルト7の内側の面に接触している各中間転写ローラ6によって行われる。
この導電性の弾性材層の材料としては、例えば、カーボンブラックなどの導電剤を含むエチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体(EPDM)、発泡ウレタン等が挙げられる。
中間転写ローラ6の金属軸には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス(トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧)が印加され、これによって中間転写ローラ6は中間転写ベルト7に対して均一に高電圧を印加することができる。
本実施の形態では、転写電極として中間転写ローラ6を使用しているが、これ以外にブラシなども用いることが可能である。
中間転写ベルト7の外側の面上に積層されたトナー像は、中間転写ベルト7が回転することによって転写ローラ11の位置(転写部)に移動する。一方、記録媒体もシート搬送路Sを通って転写部に搬送され、転写ローラ11によって記録媒体が中間転写ベルト7側へ押し付けられることにより、中間転写ベルト7上のトナー像が記録媒体上に転写される。
この場合、中間転写ベルト7と転写ローラ11とは所定ニップで互いに圧接されると共に、転写ローラ11にはトナー像を記録媒体に転写させるためのトナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧が印加される。
中間転写ベルト7から記録媒体へ転写されずに中間転写ベルト7上に残存したトナーは、中間転写ベルト7上に新たなトナー像を積層する際にトナーの混色を発生させる原因となるため、中間転写ベルトクリーニングユニット9によって除去され回収される。
中間転写ベルトクリーニングユニット9は、中間転写ベルト7に接触して残留トナーを除去するクリーニングブレードと、除去されたトナーを回収するトナー回収部とを備えている。なお、中間転写ベルト7におけるクリーニングブレードに接触している部分は、従動ローラ72にて支持されている。
図1に示すように、シート搬送路Sは、給紙トレイ10および手差しトレイ20から後述する定着装置12を通って排紙トレイ15に通じており、その周辺には、ピックアップローラ16a、16b、搬送ローラ25a〜25f(以下、符号を25に統一して説明する場合がある)、レジストローラ14、転写ローラ11、定着装置12等が配置されている。
搬送ローラ25は、シートの搬送を促進および補助するための小型ローラであり、シート搬送路Sに沿って複数対設けられている。
ピックアップローラ16aは、給紙トレイ10の端部に備えられ、給紙トレイ10からシート状の記録媒体(記録用紙)を1枚ずつシート搬送路Sに供給する呼び込みローラである。
ピックアップローラ16bは、手差しトレイ20の近傍に備えられ、手差しトレイ20から記録媒体を1枚ずつシート搬送路Sに供給する呼び込みローラである。
レジストローラ14は、シート搬送路Sを搬送されている記録媒体を一旦保持し、中間転写ベルト7上のトナー像の先端と記録媒体の先端とを合わせるタイミングで、記録媒体を転写部に搬送するものである。
図1に示すように、定着装置収容部100Bに収容された定着装置12は、トナー画像が転写された記録媒体を挟んで相互に逆方向に回転するヒートローラ81および加圧ローラ82と、搬送ローラ25bと、搬送(排紙)ローラ25cとを備えている。
ヒートローラ81は、所定の定着温度となるように図示しない制御部によって制御される。なお、この制御部は、図示しない温度検出器からの検出信号に基づいてヒートローラ81の温度を制御する。
定着温度に昇温したヒートローラ81と加圧ローラ82は、記録媒体に圧接してトナーを溶融することにより、記録媒体上にトナー画像を定着させる。
トナー像が定着された記録媒体は、搬送ローラ25b、25cによってシート搬送路Sの反転排紙経路に搬送され、反転された状態(トナー像を下側に向けた状態)で排紙トレイ15上に排出される。
(現像装置)
図15は本発明の実施形態2に係る現像装置を示す平断面図であり、図16は図15で示した第1現像剤搬送部材の拡大図、図17は図16で示した第1現像剤搬送部材の透視図である。なお、図15〜図17において、実施形態1と同様の要素には、実施形態1と同一の符号を付すか、あるいは符号の頭数字を「1」から「2」に変えている。
本発明の実施形態2に係る現像装置202は、実施形態1に係る現像装置に対して、第1現像剤搬送部材212の構成が異なる点を除いて、同等の構成であるため、第1現像剤搬送部材についてのみ説明する。
図16および図17に示すように、第1現像剤搬送部材212は、第1現像剤搬送路Pを、外部第1現像剤搬送路Poと内部第1現像剤搬送路Piとに区分けする両端開口円筒状の中空回転軸212aと、中空回転軸212aの外周面に固定される外螺旋羽根212bと、中空回転軸212aの内周面に固定される内螺旋羽根212gと、内螺旋羽根212gの両端に設けられる内螺旋羽根回転軸212h、212iと、現像剤槽211の長手方向側の一側壁211aを貫通した内螺旋羽根回転軸212iの一端に設けられたギア212jとを備えている。
この中空回転軸212aの外周面における両端間に外螺旋羽根212bのみが固定されており、実施形態1における周面連通口112c、逆外螺旋羽根112eおよび逆流防止板112fは省略されている。
つまり、実施形態2の場合、第1現像剤搬送部材212を簡素化しており、その他の構成は実施形態1と同様である。
この場合、内螺旋羽根212gの周囲に集まった内在現像剤、回収現像剤および補給トナーは、内螺旋羽根212gにて撹拌混合されながら中空回転軸212a内へ導入されていく。
1.実施形態2において、第1現像剤搬送部材212の内螺旋羽根212gの第2連通路bを臨む部分は、外螺旋羽根212bの外径と同程度まで大きくしてもよく、この場合、中空回転軸212a側から徐々に大きくなるようにしてもよい。
このようにすれば、内部第1現像剤搬送路Poの下流側へ集まる現像剤および補給トナーを撹拌しながらよりスムーズに中空回転軸212a内(内部第1現像剤搬送路Po)に導入することができる。
このようにすれば、中空回転軸112aから排出された現像剤を現像剤槽111の側壁111c側へ押し出す力が減少し、回転軸心廻りに回転させる力が増加するため、現像剤へのストレスを低減しながらスムーズに第1連通路aへ現像剤を移動させることができる。
なお、実施形態2も同様である。
このようにしても、中空回転軸112aから排出された現像剤を現像剤槽111の側壁111c側へ押し出す力が減少し、回転軸心廻りに回転させる力が増加するため、現像剤へのストレスを低減しながらスムーズに第1連通路aへ現像剤を移動させることができる。
なお、実施形態2も同様である。
なお、実施形態2も同様である。
2(2a〜2d)、202 現像装置
3(3a〜3d) 感光体ドラム
4(4a〜4d) クリーニング装置
5(5a〜5d) 帯電装置
8 転写装置
12 定着装置
100 画像形成装置
111、211 現像剤槽
112、212 第1現像剤搬送部材
112a、212a 中空回転軸
112b、212b 外螺旋羽根
112c 周面連通口
112g、212g 内螺旋羽根
112i、212i 回転軸
113、213 第2現像剤搬送部材
113a、213a 回転軸
113b、213b 螺旋羽根
113c、213c 周方向回転板
114 現像ローラ
115a、215a トナー補給口
117、217 仕切り壁
P 第1現像剤搬送路
Po 外部第1現像剤搬送路
Pi 内部第1現像剤搬送路
Q 第2現像剤搬送路
a 第1連通路
b 第2連通路
Claims (7)
- 表面に静電潜像が形成される感光体ドラムを備えた電子写真方式の画像形成装置に装着される現像装置であって、
トナーとキャリアとを含む現像剤が収容される現像剤槽と、
該現像剤槽内にトナーを補給するためのトナー補給口と、
該現像剤槽内に設けられ現像剤を担持した状態で回転しながら静電潜像が形成された感光体ドラムの表面にトナーを供給するための現像ローラと、
該現像ローラの軸方向と平行な仕切り壁によって区画された第1現像剤搬送路および現像ローラ側の第2現像剤搬送路と、第1および第2現像剤搬送路とを前記軸心方向の両側で連通させる連通路とを有してなる現像剤搬送路と、
感光体ドラムへの現像剤供給の後の前記現像ローラの表面の回収現像剤を現像剤ローラの表面から剥離して前記第1現像剤搬送路へ導く導流板と、
前記第1および第2現像剤搬送路に配置された第1および第2現像剤搬送部材とを備え、
前記第1現像剤搬送部材は、第1現像剤搬送路に回転可能に設けられて第1現像剤搬送路を外部第1現像剤搬送路と内部第1現像剤搬送路とに区分けする両端開口円筒状の中空回転軸と、該中空回転軸の外周面に固定される外螺旋羽根と、前記中空回転軸の内周面に固定される内螺旋羽根とを有し、
前記外螺旋羽根による現像剤の搬送方向は、前記第2現像剤搬送部材による現像剤の搬送方向と同じ向きであり、かつ前記内螺旋羽根による現像剤の搬送方向と逆向きであり、
前記第1現像剤搬送部材が、中空回転軸の外周面における外部第1現像剤搬送路の現像剤搬送方向上流側に固定されたリング状の逆流防止板を備えることを特徴とする現像装置。 - 前記第1現像剤搬送部材が、外部第1現像剤搬送路における現像剤搬送方向下流側の中空回転軸の円筒周面に形成されて外部第1現像剤搬送路と内部第1現像剤搬送路とを連通する周面連通口と、中空回転軸の外周面における前記周面連通口付近に固定されて第1現像剤搬送部材の回転時に外部第1現像剤搬送路側の現像剤を周面連通口を通して内部第1現像剤搬送路へ導く現像剤汲上羽根とを備える請求項1に記載の現像装置。
- 前記第2現像剤搬送部材は、回転軸と、この回転軸の外周面に固定された螺旋羽根とを有してなり、
前記第1現像剤搬送部材の軸心位置が第2現像剤搬送部材の軸心よりも鉛直方向に高く、かつ第1現像剤搬送部材の下部位置が第2現像剤搬送部材の軸心よりも鉛直方向に低く設定されている請求項1または2に記載の現像装置。 - 前記第2現像剤搬送部材が、回転軸の外周面における現像剤搬送方向下流側に回転軸方向に沿って固定された周方向回転板を備える請求項3に記載の現像装置。
- 前記第1現像剤搬送部材が、中空回転軸の内部第1現像剤搬送路の現像剤搬送方向下流側に側面連通口を備える請求項1〜4のいずれか1つに記載の現像装置。
- 前記トナー補給口が、外部第1現像剤搬送路の現像剤搬送方向下流側に配置されている請求項1〜5のいずれか1つに記載の現像装置。
- 表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、該感光体ドラムの表面を帯電させる帯電装置と、前記感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する露光装置と、前記感光体ドラムの表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する請求項1〜6のいずれか1つに記載の現像装置と、該現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、前記感光体ドラムの表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを備えた画像形成装置。
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