JP5369535B2 - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
二成分系現像剤はトナーとこれを担持するキャリアとで構成され、攪拌混合時に生起される摩擦帯電作用によりトナーを帯電させて感光体上の静電潜像に対して静電吸着できる状態とされる。
上述したように、トナーの補給を受ける現像槽内において現像スリーブに向け攪拌混合により摩擦帯電した現像剤を現像スリーブに向け供給する構成では、補給されたトナーが現像スリーブに向け供給されて汲み上げられるまでの間のわずかな時間に攪拌スクリューによってトナーの分散および帯電付与が行われなければならない。しかし、トナー消費(収支)が多い場合には、補給されたトナーが十分に分散しないままで現像スリーブに汲み上げられることがあり、この結果として、帯電不足によって感光体の地肌汚れや飛散による周辺部の汚染を招くことがある。
特に、スクリューの羽根に乗った状態で持ち上げられる現像剤に対して落下する現像剤は現像剤の攪拌部内全域に亘るので、トナーに対して十分な帯電量を付与するにはスクリューの軸方向長さを長くして攪拌部を大きくする必要がある。またこのような大型化につながる構成としない代わりに、スクリューの回転速度を増加させた場合には、特許文献1,3に開示の構成と同様に、トナーへのダメージが生じるという新たな問題がある。
(1)潜像担持体に形成されている静電潜像をトナーとキャリアとからなる現像剤により可視像処理する現像部と、該現像部から回収した現像剤を再度該現像部の現像剤供給部に向け移送する循環部とを備え、該循環部には、上記現像部に至る前の位置に現像剤の一部を収容する収容部が設けられ、該収容部内には上記回収された現像剤と新たに補給されるトナーとを撹拌混合する攪拌部材が設けられている現像装置において、
該収容部にはエアの導入部が設けられ、該エアの導入部は、上記収容部内で旋回流を生起できる位置に設けられていることを特徴とする現像装置。
(2)上記収容部は、上部に現像剤補給口を備え、該現像剤補給口から導入された現像剤が重力により落下する構成であることを特徴とする(1)に記載の現像装置。
(3)上記収容部は、エアの導入部が下部に配置されていることを特徴とする(1)または(2)に記載の現像装置。
(4)上記収容部は、上記エアの導入部のエアの導入位置に、少なくともキャリアが通過できない細度のメッシュまたは多孔質部材もしくはこれの代替部材が設けられていることを特徴とする(1)乃至(3)のいずれか一つに記載の現像装置。
(5)上記収容部には、上記エアの導入部が複数設けられていることを特徴とする(1)、(2)および(4)のいずれか一つに記載の現像装置。
(6)上記収容部内に導入されるエアの流量が変更可能であることを特徴とする(1)、(2)〜(5)のいずれか一つに記載の現像装置。
(7)上記収容部に導入されるエアは、該収容部内の湿度よりも低湿度に設定されていることを特徴とする(1)、(2)〜(5)および6のいずれか一つに記載の現像装置。
(8)上記収容部には、上記攪拌部材として、該収容部の中心位置で回転可能に設けられ、該収容部内に供給されるエアにより拡散される現像剤を攪拌混合する第1の攪拌部材と、該第1の攪拌部材と同軸支持されて該第1の攪拌部材の外方に位置して回転可能な第2の攪拌部材とを備えていることを特徴とする(1)〜(7)のいずれか一つに記載の現像装置。
(9)上記複数設けられているエアの導入部は、上記収容部の平面視断面の中心に向けた位置から直径方向において離れる向きにずらされた状態で設けられることにより該収容部内で旋回流を生成可能な位置に設けられ、
上記第2の攪拌部材は上記旋回流の回転方向と相反する方向に回転可能であることを特徴とする請求項5または8に記載の現像装置。
(10)潜像担持体に形成されている静電潜像をトナーとキャリアとからなる現像剤により可視像処理する現像部と、
該現像部から回収した現像剤を再度該現像部の現像剤供給部に向け移送する循環部とを備え、
該循環部には、上記現像部に至る前の位置に現像剤の一部を収容する収容部が設けられ、
該収容部内には上記回収された現像剤と新たに補給されるトナーとを撹拌混合する攪拌部材が設けられている現像装置において、
上記収容部の下部においてエア導入口が設けられ、
前記エア導入口は上記収容部の平面視断面の中心に向けた位置から直径方向において離れる向きにずらされた状態で設けられていることを特徴とする現像装置。
(11)(1)〜(10)のいずれか一つに記載の現像装置を用いることを特徴する画像形成装置。
(12)上記現像装置には、二成分系現像剤が用いられることを特徴とする(11)に記載の画像形成装置。
感光体ドラム1の表面は、不図示の露光部から発せられたレーザ光の照射位置に達して、この位置での露光走査によって静電潜像が形成され(露光工程)、現像装置5と対向する位置に達すると現像装置5から供給される現像剤に含まれるトナーにより可視像処理されて現像工程を実行される。
中間転写ベルト8は、矢印方向に走行して、各1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9Bkの1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム1Y、1M、1C、1Bk上の各色のトナー像が、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写される。
図2は、本発明による現像装置の斜視図であり、図3は現像装置の内部を示す図である。
図2において現像装置は、後で詳しく説明するが、感光体ドラムに対してキャリアとトナーとを混合した二成分系現像剤により現像工程を実行する現像部と、現像部から回収した現像剤を再度現像部の現像剤供給部に向け移送する循環部と備えている。
ケーシング62内には、トナーとキャリアを混合した二成分系現像剤が充填されている。搬送スクリュー63、64により現像剤はケーシング62内で循環搬送される。
搬送スクリュー63によって、現像剤が図中手前から奥側に搬送され、この一部が、現像ローラ65によって磁力で吸い上げられて吸着されるとドクターブレード66で均一な厚さに均されてから、感光体ドラム1に接することで感光体ドラム1上の静電潜像をトナーで現像してトナー像が形成される。
搬送スクリュー64の最下流には図示しないトナー濃度検知手段が設置されており、その信号を基にトナーカートリッジ52から新規トナーの補給が行われる。
ロータリーフィーダ53は、モータ61によって回転駆動される部材であり、内部には、本発明の特徴を説明するために用いる図4に示すように、放射状に延びる複数の羽根75aを有するロータ75と、ロータ75を覆うステータ76を有している。ロータリーフィーダ53と、循環路56及び管路58とは継手管路77で接続されている。
ロータリーフィーダ53の内部に収容された現像剤は、下方に定量的に排出され、循環路56を通り、図2に示した受取口68を介して再び現像部50に供給される。
図4において、現像剤収容部51は、縦断面が下向き錐状をなす漏斗状の形状とされ、上面近傍には現像剤補給部56が、そして下部には現像剤の排出口51Aが設けられている。
従って、攪拌プロペラ80Bは、攪拌部材と一体構造で構成された気流生成段であるといえる部材である。
本実施形態は、現像剤収容部51に供給されるエアの導入部が設けられていることを特徴とする。
図5において、現像剤収容部51には、下部周壁に、周方向に沿ってエアの導入部に相当するエア導入口IP1,IP2が設けられ、上壁に排気口51Bが設けられている。
エア導入口IP1,IP2には、図示しないがエアポンプなどが接続され、外気を導入できるようになっている。
現像剤収容部51内に導入された外気は排気口51Bから外部に排出されるので、現像剤収容部51内で連続的な上昇気流の生成が可能となる。
しかし、上述したメッシュや多孔質板81を設けることで、フィルタの機能を持たせて現像剤の逆流を抑えることができる。
本実施形態は、複数のエア導入口を設ける際に、現像剤収容部内に供給されるエアを旋回させて一部に集中する気流を生じさせないようにしたことを特徴としている。
このような現像剤収容部51内で旋回気流を生成することにより、現像剤収容部51の内壁面に沿った気流の移動が可能となる。これにより、収容部全体を効率よく攪拌することができる。
なお、エアの導入構造としては、単一あるいは複数の穴で構成することに限らず、図7に示すように、現像剤収容部51の傾斜壁において、垂直方向1周分の開口としその開口をメッシュや多孔質板81により覆うようにすることも可能である。
本実施形態は、現像剤収容部51内での気流による現像剤の分散性および攪拌効率の向上を達成するだけでなく、さらに現像剤収容部51の内部で攪拌不能領域が発生するのを防止する点に特徴がある。
図8において、現像剤収容部51には、その下部周壁に、図5を用いて説明したように、現像剤収容部51の内部に供給された圧縮エアが上昇しながら旋回する気流を生成できる状態でエア導入口IP1,IP2が設けられ、現像剤収容部51の内部に垂直方向に垂下された回転軸80Aには、水平方向断面中心部を回転中心として内側および外側の関係で配置された第1の攪拌部82および第2の攪拌部83を備えた攪拌部材が設けられている。
従って、第1の攪拌部82は現像剤の流下方向と逆方向に現像剤を移動させることができ、また、第2の攪拌部83は現像剤の流下方向を横切る方向に回転し、現像剤の流下を抑制することができる。
図9に示す結果から明らかなように、エアの流量が増加するに従い、モータ60の攪拌トルク(攪拌エネルギー)が低下して現像剤の受けるストレスを低減できる。また、急激にトナーの帯電量を立ち上げたいとき、つまり、現時点でのトナーの帯電量と所定の帯電量との差が大きい場合に所定帯電量に早く設定したい場合には、攪拌部材の回転数を上げる必要があるが、この方法では現像剤が受けるストレスも高くなる。
5 現像装置
50 現像部
51 現像剤収容部
52 トナーカートリッジ
56 循環路
80 攪拌部材
80A 回転軸
80B 攪拌プロペラ
81 メッシュまたは多孔質板
82 第1の攪拌部をなすスクリューオーガ
83 第2の攪拌部をなす撹拌パドル
IP1,IP2 エア導入口
R1 旋回気流
Claims (12)
- 潜像担持体に形成されている静電潜像をトナーとキャリアとからなる現像剤により可視像処理する現像部と、該現像部から回収した現像剤を再度該現像部の現像剤供給部に向け移送する循環部とを備え、該循環部には、上記現像部に至る前の位置に現像剤の一部を収容する収容部が設けられ、該収容部内には上記回収された現像剤と新たに補給されるトナーとを撹拌混合する攪拌部材が設けられている現像装置において、
該収容部にはエアの導入部が設けられ、該エアの導入部は、上記収容部内で旋回流を生起できる位置に設けられていることを特徴とする現像装置。 - 上記収容部は、上部に現像剤補給口を備え、該現像剤補給口から導入された現像剤が重力により落下する構成であることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
- 上記収容部は、上記エアの導入部が下部に配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の現像装置。
- 上記収容部は、上記エアの導入部のエアの導入位置に、少なくともキャリアが通過できない細度のメッシュまたは多孔質部材もしくはこれの代替部材が設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一つに記載の現像装置。
- 上記収容部には、上記エアの導入部が複数設けられていることを特徴とする請求項1,2および4のいずれか一つに記載の現像装置。
- 上記収容部内に導入されるエアの流量が変更可能であることを特徴とする請求項1,2〜5のいずれか一つに記載の現像装置。
- 上記収容部に導入されるエアは、該収容部内の湿度よりも低湿度に設定されていることを特徴とする請求項1,2〜5,および6のいずれか一つに記載の現像装置。
- 上記収容部には、上記攪拌部材として、該収容部の中心位置で回転可能に設けられ、該収容部内に供給されるエアにより拡散される現像剤を攪拌混合する第1の攪拌部材と、該第1の攪拌部材と同軸支持されて該第1の攪拌部材の外方に位置して回転可能な第2の攪拌部材とを備えていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載の現像装置。
- 上記複数設けられているエアの導入部は、上記収容部の平面視断面の中心に向けた位置から直径方向において離れる向きにずらされた状態で設けられることにより該収容部内で旋回流を生成可能な位置に設けられ、
上記第2の攪拌部材は上記旋回流の回転方向と相反する方向に回転可能であることを特徴とする請求項1または8に記載の現像装置。 - 潜像担持体に形成されている静電潜像をトナーとキャリアとからなる現像剤により可視像処理する現像部と、
該現像部から回収した現像剤を再度該現像部の現像剤供給部に向け移送する循環部とを備え、
該循環部には、上記現像部に至る前の位置に現像剤の一部を収容する収容部が設けられ、
該収容部内には上記回収された現像剤と新たに補給されるトナーとを撹拌混合する攪拌部材が設けられている現像装置において、
上記収容部の下部においてエア導入口が設けられ、
前記エア導入口は上記収容部の平面視断面の中心に向けた位置から直径方向において離れる向きにずらされた状態で設けられていることを特徴とする現像装置。 - 請求項1〜10のいずれか一つに記載の現像装置を用いることを特徴する画像形成装置。
- 上記現像装置には、二成分系現像剤が用いられることを特徴とする請求項11に記載の画像形成装置。
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