JP5376153B2 - Developing device, process cartridge, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置とそこに設置される現像装置及びプロセスカートリッジとに関し、特に、現像剤を長手方向に搬送して循環経路を形成する複数の搬送部材のうち少なくとも2つの搬送部材が現像剤担持体に対向するように配設されていて、現像領域の上流側で現像剤量を規制する現像剤規制部材を現像剤担持体の下方に配設された現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a multifunction machine thereof, and a developing device and a process cartridge installed therein, and in particular, a developer in a longitudinal direction. Developer regulation that regulates the amount of developer upstream of the development area, wherein at least two of the plurality of conveyance members that are conveyed to form a circulation path are arranged to face the developer carrier. The present invention relates to a developing device, a process cartridge, and an image forming apparatus in which members are disposed below a developer carrier.
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、トナーとキャリアとからなる2成分現像剤(添加剤等を添加する場合も含むものとする。)を収容した現像装置であって、現像剤を長手方向に搬送して循環経路を形成する複数の搬送部材のうち少なくとも2つの搬送部材を上下方向に設置するとともに、現像領域の上流側で現像剤量を規制する現像剤規制部材が現像剤担持体の下方に配設する技術が知られている(例えば、特許文献1〜3等参照。)。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, a developing device that contains a two-component developer composed of a toner and a carrier (including a case where an additive or the like is added), and the developer is long. And a developer regulating member for regulating at least two conveying members in a vertical direction among a plurality of conveying members that form a circulation path by conveying in a direction, and for regulating a developer amount upstream of a developing region The technique of arrange | positioning below is known (for example, refer patent documents 1-3 grade | etc.,).
2成分現像剤を用いた現像装置は、現像装置内におけるトナー消費に応じて、現像装置の一部に設けられたトナー補給口から現像装置内に適宜にトナーが補給される。補給されたトナーは、現像装置内の現像剤とともに、搬送スクリュ等の搬送部材(撹拌搬送部材)によって撹拌・混合される。撹拌・混合された現像剤は、その一部が現像ローラ(現像剤担持体)に供給される。現像ローラに担持された現像剤は、現像ローラの下方に設置されたドクターブレード(現像剤規制部材)によって適量に規制された後に、その2成分現像剤中のトナーが感光体ドラム(像担持体)との対向位置で感光体ドラム上の潜像に付着する。なお、現像ローラの内部にはマグネットが固設されていて、このマグネットによって現像ローラの周囲に複数の磁極が形成されている。 In a developing device using a two-component developer, toner is appropriately replenished into the developing device from a toner replenishing port provided in a part of the developing device according to toner consumption in the developing device. The replenished toner is agitated and mixed together with the developer in the developing device by a conveying member (agitating and conveying member) such as a conveying screw. Part of the stirred and mixed developer is supplied to a developing roller (developer carrier). After the developer carried on the developing roller is regulated to an appropriate amount by a doctor blade (developer regulating member) installed below the developing roller, the toner in the two-component developer is transferred to the photosensitive drum (image carrier). To the latent image on the photosensitive drum at a position opposite to (). A magnet is fixed inside the developing roller, and a plurality of magnetic poles are formed around the developing roller by the magnet.
特許文献1等における現像装置には、第1搬送部材(供給スクリュ)と第2搬送部材(回収スクリュ)とが上下方向に設置されていて、これらの搬送部材によって現像剤の循環経路を形成している。下方に設置された第1搬送部材は、現像剤を長手方向に搬送しながら、汲上げ磁極の位置で現像ローラに現像剤を供給する。上方に設置された第2搬送部材は、剤離れ磁極の位置で現像剤ローラから離脱された現像剤を長手方向(第1搬送部材による搬送方向とは逆方向である。)に搬送する。第1搬送部材による搬送経路(第1搬送経路)の下流側と第2搬送部材による搬送経路(第2搬送経路)の上流側とは第1中継部を介して連通している。そして、第1搬送経路の下流側に達した現像剤は、その位置に留まり押し上げられ、第2搬送経路の上流側に達する。ここで、第2搬送経路の上流側には、トナー補給口が設けられていて、新品のトナーが適宜に補給される。また、第1搬送経路の上流側と第2搬送経路の下流側とは第2中継部を介して連通している。そして、第2搬送経路の下流側に達した現像剤は、第2中継部を自重落下して第1搬送経路の上流側に移動される。 In the developing device in Patent Document 1 or the like, a first conveying member (supply screw) and a second conveying member (collection screw) are installed in the vertical direction, and a developer circulation path is formed by these conveying members. ing. The first conveying member installed below supplies the developer to the developing roller at the position of the pumping magnetic pole while conveying the developer in the longitudinal direction. The second conveying member installed above conveys the developer separated from the developer roller at the position of the agent separating magnetic pole in the longitudinal direction (the direction opposite to the conveying direction by the first conveying member). The downstream side of the conveyance path (first conveyance path) by the first conveyance member and the upstream side of the conveyance path (second conveyance path) by the second conveyance member communicate with each other via the first relay unit. Then, the developer that has reached the downstream side of the first transport path stays at that position and is pushed up to reach the upstream side of the second transport path. Here, a toner supply port is provided on the upstream side of the second conveyance path, and new toner is appropriately supplied. In addition, the upstream side of the first transport path and the downstream side of the second transport path communicate with each other via the second relay unit. Then, the developer that has reached the downstream side of the second conveyance path falls by its own weight on the second relay unit and is moved to the upstream side of the first conveyance path.
このように複数の搬送部材が上下方向に並設された現像装置は、複数の搬送部材が水平方向に並設された現像装置(例えば、特許文献2の図19等参照)に比べて、現像装置を水平方向にコンパクト化することができる。そのために、複数の現像装置が水平方向に並設されるタンデム型のカラー画像形成装置においては、多く用いられている。また、複数の搬送部材を上下方向に並設して、現像剤担持体に対する現像剤の供給経路(第1搬送経路)と、現像剤担持体から離脱する現像剤の回収経路(第2搬送経路)と、を分離した現像装置は、複数の搬送部材が水平方向に並設された現像装置(例えば、特許文献2の図19等参照)に比べて、現像ローラ上に担持されて現像工程に供する現像剤中に現像工程後のものが含まれにくいために、像担持体上に形成するトナー像の濃度偏差を小さくすることができる。 As described above, the developing device in which the plurality of conveying members are arranged in the vertical direction is more developed than the developing device in which the plurality of conveying members are arranged in the horizontal direction (see, for example, FIG. 19 of Patent Document 2). The device can be made compact in the horizontal direction. Therefore, a tandem type color image forming apparatus in which a plurality of developing devices are arranged in parallel in the horizontal direction is often used. In addition, a plurality of transport members are arranged in the vertical direction, and a developer supply path (first transport path) to the developer carrier and a developer recovery path (second transport path) that separates from the developer carrier. ) Is separated from the developing device in which a plurality of conveying members are arranged in parallel in the horizontal direction (see, for example, FIG. 19 of Patent Document 2) and is carried on the developing roller in the developing process. Since the developer to be provided does not easily contain the developer after the development step, the density deviation of the toner image formed on the image carrier can be reduced.
また、このようにドクターブレード(現像剤規制部材)が現像ローラの下方に配設された現像装置を備えた画像形成装置は、ドクターブレードが現像ローラの上方に配設された現像装置(例えば、特許文献2の図19等参照)を備えたものに比べて、画像形成装置の下方に配設された給紙部(用紙収容部)から排紙トレイまでの用紙搬送経路の長さを短くできるために、タンデム型のカラー画像形成装置におけるファーストプリント時間を短くすることができる(例えば、特許文献2の図1等参照)。さらに、排紙トレイを画像形成装置の上方に配設するレイアウトを用紙搬送経路を比較的短くしても容易にとることができるために、水平方向のサイズが小型化されたタンデム型のカラー画像形成装置に多く用いられている。 In addition, the image forming apparatus including the developing device in which the doctor blade (developer regulating member) is disposed below the developing roller as described above has a developing device (for example, a doctor blade disposed above the developing roller (for example, The length of the sheet conveyance path from the sheet feed unit (sheet storage unit) disposed below the image forming apparatus to the sheet discharge tray can be shortened as compared with the apparatus having the image forming apparatus (see FIG. 19 of Patent Document 2). Therefore, the first print time in the tandem type color image forming apparatus can be shortened (see, for example, FIG. 1 of Patent Document 2). Furthermore, since the layout in which the paper discharge tray is arranged above the image forming apparatus can be easily taken even if the paper transport path is relatively short, a tandem color image with a reduced horizontal size is provided. Often used in forming equipment.
上述した特許文献1〜3等の現像装置は、第2搬送経路において、剤離れ磁極の位置で現像ローラ上から離脱した現像工程後の現像剤が、現像ローラ上に再び担持されてしまう場合があった。このような不具合は、第2搬送経路(回収経路)が第1搬送経路(供給経路)の上方に配設された現像装置では特に無視できない問題になっていた。
そして、このような不具合が生じると、現像ローラ上に担持されて現像工程に供する現像剤中に現像工程後のもの(トナーが消費された状態の現像剤である。)が含まれてしまって、像担持体上に形成するトナー像に濃度偏差が生じてしまっていた。
In the developing devices described in Patent Documents 1 to 3 and the like described above, the developer after the developing process that has left the developing roller at the position of the agent separating magnetic pole in the second transport path may be carried again on the developing roller. there were. Such a problem is a problem that cannot be particularly ignored in the developing device in which the second transport path (collection path) is disposed above the first transport path (supply path).
When such a problem occurs, the developer carried on the developing roller and used for the developing step includes the developer after the developing step (the developer in which the toner is consumed). The toner image formed on the image carrier has a density deviation.
このような不具合を抑止するために、第1搬送経路と第2搬送経路と仕切る仕切り部材を現像剤担持体に対向させるとともに、剤離れ磁極の位置と第2搬送経路の位置とを最適化する方策が考えられる。さらに、剤離れ磁極の位置で現像ローラ上から現像剤を確実に離脱させるために、剤離れ磁極を形成する2つの同極の磁極の磁力を充分に大きく設定する方策が考えられる。
しかし、このような場合に、剤離れ磁極を形成する2つの磁極のうち上流側の磁極の磁力によって、剤離れ磁極の位置で現像ローラ上から離脱した現像剤が再び現像ローラ上に担持(再担持)されてしまう不具合が生じる可能性があった。そして、このような不具合が生じると、現像剤が再担持された位置での現像ローラの負荷が大きくなって、現像ローラの回転トルクが上昇してしまうことになる。
In order to suppress such a problem, the partition member that partitions the first transport path and the second transport path is made to face the developer carrier, and the position of the agent separation magnetic pole and the position of the second transport path are optimized. Measures can be considered. Further, in order to surely release the developer from the developing roller at the position of the agent separation magnetic pole, a method of setting the magnetic force of the two same-polarity magnetic poles forming the agent separation magnetic pole sufficiently large is conceivable.
However, in such a case, the developer separated from the developing roller at the position of the agent separating magnetic pole by the magnetic force of the upstream side of the two magnetic poles forming the agent separating magnetic pole is again carried (re-used) on the developing roller. There is a possibility that a problem will occur. If such a problem occurs, the load on the developing roller at the position where the developer is carried again increases, and the rotational torque of the developing roller increases.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、現像剤を長手方向に搬送して循環経路を形成する複数の搬送部材のうち少なくとも2つの搬送部材が現像剤担持体に対向するように設置されて、現像剤規制部材が現像剤担持体の下方に配設された場合であって、現像剤担持体の回転トルクの上昇を軽減しつつ、第2搬送経路において現像剤担持体上から離脱された現像工程後の現像剤が再び現像剤担持体に担持されることを抑制する、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and at least two of the plurality of transport members that transport the developer in the longitudinal direction to form a circulation path are provided on the developer carrier. It is a case where the developer regulating member is disposed so as to be opposed to each other and disposed below the developer carrier, and the developer is reduced in the second transport path while reducing an increase in the rotational torque of the developer carrier. It is an object of the present invention to provide a developing device, a process cartridge, and an image forming apparatus that suppress the developer after the development process separated from the carrier from being carried on the developer carrier again.
この発明の請求項1記載の発明にかかる現像装置は、キャリアとトナーとを有する現像剤を収容するとともに、像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置であって、前記像担持体に対向するとともに、周囲に複数の磁極が形成された現像剤担持体と、前記現像剤担持体の下方に対向するように配設されるとともに、前記現像剤担持体に担持された現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、装置内に収容された現像剤を長手方向に搬送して循環経路を形成する複数の搬送部材と、を備え、前記複数の搬送部材は、前記現像剤担持体に対向するとともに、現像剤を長手方向に搬送しながら前記現像剤担持体に現像剤を供給する第1搬送部材と、前記第1搬送部材の上方に配設されて前記現像剤担持体に対向するとともに、前記現像剤担持体から離脱された現像剤を長手方向に搬送する第2搬送部材と、を具備し、前記現像剤担持体に対向する位置に、前記第1搬送部材による第1搬送経路と前記第2搬送部材による第2搬送経路とを仕切る仕切り部材をさらに備え、前記現像剤担持体は、前記複数の磁極のうち前記現像剤担持体に担持された現像剤を離脱するための剤離れ磁極が同極となる2つの磁極に挟まれて形成され、前記仕切り部材が前記現像剤担持体に対向する位置に対して前記現像剤担持体の回転方向上流側の位置に、前記2つの磁極のうち前記現像剤担持体の回転方向上流側に形成された磁極に対向する対向部材を設け、前記対向部材は、前記現像剤担持体の回転中心軸に直交する断面でみたときに、前記現像剤担持体の回転方向下流側に位置する先端部が、前記現像剤担持体の回転中心軸を通る仮想水平線よりも下方に延設されたものである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a developing device for storing a developer having a carrier and a toner and developing a latent image formed on an image carrier, the image carrier. A developer carrying body facing the body and having a plurality of magnetic poles formed around it, and a developer carried on the developer carrying body and arranged to face the lower side of the developer carrying body A developer regulating member that regulates the amount of the developer, and a plurality of conveying members that convey the developer contained in the apparatus in the longitudinal direction to form a circulation path, wherein the plurality of conveying members are the developer A first conveying member facing the carrier and supplying the developer to the developer carrier while conveying the developer in the longitudinal direction; and the developer carrier disposed above the first conveying member. And the developer carrying member A second conveying member that conveys the developer separated from the developer in the longitudinal direction, and at a position facing the developer carrying member, the first conveying path by the first conveying member and the second conveying member. A partition member for separating the second transport path is further provided, and the developer carrying member has the same polarity as the agent separating magnetic pole for releasing the developer carried on the developer carrying member among the plurality of magnetic poles. The developer carrying member of the two magnetic poles is formed at a position upstream of the developer carrying member in the rotation direction with respect to the position where the partition member faces the developer carrying member. A counter member is provided opposite to the magnetic pole formed on the upstream side of the rotation direction of the body, and the counter member rotates in the direction of rotation of the developer carrier when viewed in a cross section perpendicular to the rotation center axis of the developer carrier. The tip located on the downstream side is the current In which extending downwardly from the virtual horizontal line passing through the rotational center axis of the carrying member.
また、請求項2記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項1に記載の発明において、前記対向部材は、前記現像剤担持体の回転中心軸に直交する断面でみたときに、前記現像剤担持体に対向する対向面が、当該対向部材に対する前記現像剤担持体上の最近接点を通る仮想接線に対して平行になるように形成されたものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the developing device according to the first aspect of the present invention, wherein the opposing member is the developer when viewed in a cross section perpendicular to the rotation center axis of the developer carrier. The facing surface facing the carrier is formed so as to be parallel to a virtual tangent passing through the closest point on the developer carrier relative to the facing member.
また、請求項3記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項2に記載の発明において、前記対向部材は、前記対向面と前記現像剤担持体の前記最近接点とのギャップが、前記現像剤規制部材と前記現像剤担持体とのギャップと同等になるように形成されたものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the developing device according to the second aspect, wherein the opposing member has a gap between the opposing surface and the closest point of the developer carrying member. It is formed so as to be equivalent to the gap between the regulating member and the developer carrier.
また、請求項4記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項1〜請求項3のいずれかに記載の発明において、前記対向部材は、前記現像剤担持体の回転方向下流側に位置する先端部が、前記第2搬送経路の内部に向けて延設されたものである。 The developing device according to a fourth aspect of the present invention is the developing device according to any one of the first to third aspects, wherein the opposing member is a tip located downstream in the rotation direction of the developer carrier. The part is extended toward the inside of the second transport path.
また、請求項5記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項1〜請求項4のいずれかに記載の発明において、前記対向部材は、非磁性材料で形成されたものである。 A developing device according to a fifth aspect of the present invention is the developing device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the facing member is made of a nonmagnetic material.
また、請求項6記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項1〜請求項5のいずれかに記載の発明において、前記対向部材は、現像ケースと一体的に形成されたものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the developing device according to any one of the first to fifth aspects, the opposing member is formed integrally with the developing case.
また、請求項7記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項1〜請求項6のいずれかに記載の発明において、前記キャリアは、その重量平均粒径が20〜60μmになるように形成されたものである。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the developing device according to any one of the first to sixth aspects, wherein the carrier has a weight average particle diameter of 20 to 60 μm. It is a thing.
また、請求項8記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項1〜請求項7のいずれかに記載の発明において、前記第2搬送部材は、前記現像剤担持体の回転中心軸に直交する断面でみたときに、前記第2搬送部材の回転中心軸の位置が、前記現像剤担持体の上端を通る仮想水平線の下方であって、前記現像剤担持体の下端を通る仮想水平線の上方になるように配設されたものである。
The developing apparatus according to the invention of
また、請求項9記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項1〜請求項8のいずれかに記載の発明において、前記第1搬送部材は、前記現像剤担持体の回転中心軸に直交する断面でみたときに、前記第1搬送部材の回転中心軸の位置が、前記第2搬送部材の回転中心軸を通る仮想垂直線と、前記現像剤担持体の回転中心軸を通る仮想垂直線と、の間になるように配設されたものである。
また、請求項10記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項1〜請求項9のいずれかに記載の発明において、前記トナーは、その体積平均粒径が5.8μm程度になるように形成されたものである。
また、この発明の請求項11記載の発明にかかるプロセスカートリッジは、画像形成装置の装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、請求項1〜請求項10のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とが一体化されたものである。
また、この発明の請求項12記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項1〜請求項10のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とを備えたものである。
The developing apparatus according to the invention of
A developing device according to a tenth aspect of the present invention is the developing device according to any one of the first to ninth aspects, wherein the toner has a volume average particle diameter of about 5.8 μm. It has been done.
A process cartridge according to an eleventh aspect of the present invention is a process cartridge that is detachably installed on the apparatus main body of the image forming apparatus, and the process cartridge according to any one of the first to tenth aspects. The developing device and the image carrier are integrated.
An image forming apparatus according to a twelfth aspect of the present invention includes the developing device according to any one of the first to tenth aspects and the image carrier.
なお、本願において、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電部と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像部(現像装置)と、像担持体上をクリーニングするクリーニング部とのうち、少なくとも1つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱自在に設置されるユニットと定義する。 In the present application, the “process cartridge” refers to a charging unit that charges the image carrier, a developing unit (developing device) that develops a latent image formed on the image carrier, and a cleaning on the image carrier. At least one of the cleaning units and the image carrier are defined as a unit that is integrated and detachably installed on the image forming apparatus main body.
本発明は、現像剤を長手方向に搬送して循環経路を形成する複数の搬送部材のうち少なくとも2つの搬送部材が現像剤担持体に対向するように設置されて、現像剤規制部材が現像剤担持体の下方に配設された場合であって、仕切り部材を現像剤担持体に対向させるとともに、剤離れ磁極を形成する2つの磁極のうち上流側の磁極に対向する対向部材を設けているために、現像剤担持体の回転トルクの上昇を軽減しつつ、第2搬送経路において現像剤担持体上から離脱された現像工程後の現像剤が再び現像剤担持体に担持されることを抑制する、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することができる。 In the present invention, at least two conveying members among a plurality of conveying members that convey the developer in the longitudinal direction to form a circulation path are installed so as to face the developer carrying member, and the developer regulating member is the developer. The partition member is disposed below the carrier, and the partition member is opposed to the developer carrier, and an opposing member that is opposed to the upstream magnetic pole of the two magnetic poles forming the agent separation magnetic pole is provided. Therefore, it is possible to reduce the increase in the rotational torque of the developer carrier, and to prevent the developer after the development process separated from the developer carrier in the second transport path from being carried on the developer carrier again. A developing device, a process cartridge, and an image forming apparatus can be provided.
実施の形態.
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
Embodiment.
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.
まず、図1にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図1において、1は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機の装置本体、3は原稿を原稿読込部に搬送する原稿搬送部、4は原稿の画像情報を読み込む原稿読込部、5は出力画像が積載される排紙トレイ、7は転写紙等の記録媒体Pが収容される給紙部、9は記録媒体Pの搬送タイミングを調整するレジストローラ、11Y、11M、11C、11BKは各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナー像が形成される像担持体としての感光体ドラム、13は各感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に形成される静電潜像を現像する現像装置、14は各感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に形成されたトナー像を記録媒体P上に重ねて転写する転写バイアスローラ(1次転写バイアスローラ)、を示す。
また、17は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、18は中間転写ベルト17上のカラートナー像を記録媒体P上に転写するための2次転写バイアスローラ、20は記録媒体P上の未定着画像を定着する定着装置、28は各色(イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック)のトナー(トナー粒子)を現像装置13に供給する各色のトナー容器、を示す。
First, the configuration and operation of the entire image forming apparatus will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, 1 is a main body of a tandem type color copier as an image forming apparatus, 3 is a document conveying unit that conveys a document to a document reading unit, 4 is a document reading unit that reads image information of a document, and 5 is an output image. , 7 is a paper feed unit that accommodates a recording medium P such as transfer paper, 9 is a registration roller that adjusts the conveyance timing of the recording medium P, and 11Y, 11M, 11C, and 11BK are each color (yellow). , Magenta, cyan, and black), a photosensitive drum as an image carrier on which a toner image is formed, and a developing
以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。なお、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上でおこなわれる作像プロセスについては、図2をも参照することができる。
まず、原稿は、原稿搬送部3の搬送ローラによって、原稿台から搬送されて、原稿読込部4のコンタクトガラス上に載置される。そして、原稿読込部4で、コンタクトガラス上に載置された原稿の画像情報が光学的に読み取られる。
Hereinafter, an operation during normal color image formation in the image forming apparatus will be described. Note that FIG. 2 can also be referred to for the image forming process performed on the
First, the document is transported from the document table by the transport rollers of the
詳しくは、原稿読込部4は、コンタクトガラス上の原稿の画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿にて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿のカラー画像情報は、カラーセンサにてRGB(レッド、グリーン、ブルー)の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、RGBの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
Specifically, the
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部(不図示である。)に送信される。そして、書込み部からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光L(図2を参照できる。)が、それぞれ、対応する感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に向けて発せられる。
Then, image information of each color of yellow, magenta, cyan, and black is transmitted to a writing unit (not shown). Then, a laser beam L (see FIG. 2) based on the image information of each color is emitted from the writing unit toward the corresponding
一方、4つの感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKは、それぞれ、図1の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKの表面は、帯電部12(図2を参照できる。)との対向部で、一様に帯電される(帯電工程である。)。こうして、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部において、4つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる(露光工程である。)。
On the other hand, the four
In the writing unit, laser beams corresponding to the image signals are emitted from the four light sources corresponding to the respective colors. Each laser beam passes through a separate optical path for each of the yellow, magenta, cyan, and black color components (this is an exposure process).
イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から1番目の感光体ドラム11Y表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム11Yの回転軸方向(主走査方向)に走査される。こうして、帯電部12にて帯電された後の感光体ドラム11Y上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
Laser light corresponding to the yellow component is irradiated on the surface of the first
同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から2番目の感光体ドラム11M表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から3番目の感光体ドラム11C表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から4番目の感光体ドラム11BK表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
Similarly, the laser beam corresponding to the magenta component is irradiated onto the surface of the second
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、それぞれ、現像装置13との対向位置に達する。そして、各現像装置13から感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上の潜像が現像される(現像工程である。)。
その後、現像工程後の感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、それぞれ、中間転写ベルト17との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト17の内周面に当接するように転写バイアスローラ14が設置されている。そして、転写バイアスローラ14の位置で、中間転写ベルト17上に、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される(1次転写工程である。)。
Thereafter, the surfaces of the
Thereafter, the surfaces of the
そして、転写工程後の感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、それぞれ、クリーニング部15との対向位置に達する。そして、クリーニング部15で、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に残存する未転写トナーが回収される(クリーニング工程である。)。
その後、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKにおける一連の作像プロセスが終了する。
Then, the surfaces of the
Thereafter, the surfaces of the
他方、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上の各色のトナーが重ねて転写(担持)された中間転写ベルト17は、図中の反時計方向に走行して、2次転写バイアスローラ18との対向位置に達する。そして、2次転写バイアスローラ18との対向位置で、記録媒体P上に中間転写ベルト17上に担持されたカラーのトナー像が転写される(2次転写工程である。)。
その後、中間転写ベルト17表面は、中間転写ベルトクリーニング部(不図示である。)の位置に達する。そして、中間転写ベルト17上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部に回収されて、中間転写ベルト17における一連の転写プロセスが終了する。
On the other hand, the
Thereafter, the surface of the
ここで、中間転写ベルト17と2次転写バイアスローラ18との間(2次転写ニップである。)に搬送される記録媒体Pは、給紙部7からレジストローラ9等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Pを収納する給紙部7から、給紙ローラ8により給送された記録媒体Pが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ9に導かれる。レジストローラ9に達した記録媒体Pは、タイミングを合わせて、2次転写ニップに向けて搬送される。
Here, the recording medium P transported between the
Specifically, the recording medium P fed by the
そして、フルカラー画像が転写された記録媒体Pは、その後に定着装置20に導かれる。定着装置20では、定着ローラと加圧ローラとのニップにて、カラー画像が記録媒体P上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Pは、排紙ローラによって装置本体1外に出力画像として排出されて、排紙トレイ5上にスタックされて、一連の画像形成プロセスが完了する。
Then, the recording medium P on which the full color image is transferred is guided to the fixing
Then, the recording medium P after the fixing step is discharged as an output image outside the apparatus main body 1 by a discharge roller and stacked on the
次に、図2〜図7にて、画像形成装置における作像部について詳述する。
図2は、作像部を示す構成図である。図3(A)は現像装置13の上部(第2搬送部材としての第2搬送スクリュ13b2の位置である。)を長手方向にみた概略断面図(水平方向の断面図)であって、図3(B)は現像装置13の下部(第1搬送部材としての第1搬送スクリュ13b1の位置である。)を長手方向にみた概略断面図である。図4は、現像装置13の循環経路を長手方向にみた概略断面図(垂直方向の断面図)である。また、図5は、現像装置を示す断面図(現像ローラ13aの回転中心軸に直交する断面図である。)であって、現像ローラ13a上に形成される磁極H1〜H6の法線方向成分の磁力分布をも示している。さらに、図6は、仕切り部材13d及び対向部材13kの近傍に形成される磁場を示す模式図である。また、図7(A)は対向部材13kを設置した場合の剤離れ磁極H5の近傍の現像剤の流れを示す模式図であって、図7(B)は対向部材13kを設置しない場合の剤離れ磁極H5の近傍の現像剤の流れを示す模式図である。
なお、各作像部はほぼ同一構造であるために、図2〜図7にて作像部及び現像装置は符号のアルファベット(Y、C、M、BK)を除して図示する。
Next, the image forming unit in the image forming apparatus will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating the image forming unit. 3A is a schematic cross-sectional view (horizontal cross-sectional view) of the upper portion of the developing device 13 (the position of the second transport screw 13b2 as the second transport member) in the longitudinal direction. (B) is a schematic cross-sectional view of the lower part of the developing device 13 (the position of the first conveying screw 13b1 as the first conveying member) in the longitudinal direction. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view (vertical cross-sectional view) of the circulation path of the developing
Since each image forming unit has substantially the same structure, the image forming unit and the developing device are illustrated in FIG. 2 to FIG. 7 except for alphabets (Y, C, M, BK).
図2に示すように、作像部は、像担持体としての感光体ドラム11、帯電部12、現像装置13(現像部)、クリーニング部15、等で構成される。
像担持体としての感光体ドラム11は、外径が30mm程度の負帯電の有機感光体であって、不図示の回転駆動機構によって反時計方向に回転駆動される。
As shown in FIG. 2, the image forming unit includes a
The
帯電部12は、芯金上に、ウレタン樹脂、導電性粒子としてのカーボンブラック、硫化剤、発泡剤等を処方した中抵抗の発泡ウレタン層をローラ状に形成した弾性を有する帯電ローラである。帯電部12の中抵抗層の材質としては、ウレタン、エチレン−プロピレン−ジエンポリエチレン(EPDM)、ブタジエンアクリロニトリルゴム(NBR)、シリコーンゴムや、イソプレンゴム等に抵抗調整のためにカーボンブラックや金属酸化物等の導電性物質を分散したゴム材や、またこれらを発泡させたものを用いることもできる。
クリーニング部15は、感光体ドラム11に摺接するクリーニングブレードが設置されていて、感光体ドラム11上の未転写トナーを機械的に除去・回収する。
The charging
The
現像装置13は、現像剤担持体としての現像ローラ13aが感光体ドラム11に近接するように配置されていて、双方の対向部分には感光体ドラム11と磁気ブラシとが接触する現像領域(現像ニップ部)が形成される。現像装置13内には、トナーTとキャリアCとからなる現像剤G(2成分現像剤)が収容されている。なお、本実施の形態では、現像装置13内に、トナー濃度が7重量%の現像剤Gが300グラム収容されている。そして、現像装置13は、感光体ドラム11上に形成される静電潜像を現像する(トナー像を形成する。)。なお、現像装置13の構成・動作については、後で詳しく説明する。
The developing
図1を参照して、トナー容器28は、その内部に現像装置13内に供給するためのトナーTを収容している。具体的に、現像装置13に設置された磁気センサ(不図示である。)によって検知されるトナー濃度(現像剤G中のトナーの割合である。)の情報に基いて、不図示のトナー搬送管を介して、トナー容器28から現像装置13内に向けてトナー補給口13eからトナーTを適宜に供給する。
なお、トナーTの供給は、トナー濃度の情報に限定されず、感光体ベルトや中間転写ベルト等に形成されたトナー像の反射率等から検知される画像濃度の情報に基づいて実施されてもよい。また、これらの異なる情報を組み合わせて、トナーTの供給の実施を判断してもよい。
Referring to FIG. 1,
The supply of the toner T is not limited to the toner density information, but may be performed based on the image density information detected from the reflectance of the toner image formed on the photosensitive belt or the intermediate transfer belt. Good. Further, the implementation of the supply of the toner T may be determined by combining these different pieces of information.
以下、画像形成装置における現像装置13について詳述する。
図2〜図6を参照して、現像装置13は、現像剤担持体としての現像ローラ13a、搬送部材としての搬送スクリュ13b1、13b2(オーガスクリュ)、現像剤規制部材としてのドクターブレード13c、仕切り部材13d、対向部材13k、等で構成されている。
現像剤担持体としての現像ローラ13aは、外径が18mm程度の小径の現像ローラであって、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂等の非磁性体を円筒形に形成してなるスリーブ13a2が不図示の回転駆動機構によって反時計方向に150〜600rpm程度で回転されるように構成されている。図3、図5を参照して、現像ローラ13aのスリーブ13a2内には、スリーブ13a2の周面に複数の磁極H1〜H6を形成するマグネット13a1が固設されている。現像ローラ13a上に担持された現像剤Gは、現像ローラ13aの矢印方向の回転にともなって搬送されて、ドクターブレード13cの位置に達する。そして、現像ローラ13a上の現像剤Gは、この位置で適量に規制された後に、感光体ドラム11との対向位置(現像領域である。)まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界(現像電界)によって、感光体ドラム11上に形成された潜像にトナーが吸着される。
Hereinafter, the developing
2 to 6, the developing
A developing
図5は、マグネット13a1によって現像ローラ13a(スリーブ13a2)の周囲に形成される複数の磁極H1〜H6を示している。図5に示すように、複数の磁極は、感光体ドラム11との対向位置に形成された第1磁極H1(主磁極)、第1磁極H1の下流側であって現像ケースの上部にかかる位置に形成された第2磁極H2(搬送磁極)、第2磁極H1の下流側であって第4磁極H4(剤離れプレ磁極)の上流側に形成された第3磁極(搬送磁極)、第3磁極H3の下流側に形成された第4磁極H4(剤離れプレ磁極)、第4磁極H4と第6磁極H6とに挟まれる位置であって仕切り部材13dの近傍に形成された第5磁極H5(剤離れ磁極)、第1搬送スクリュ13b1との対向位置からドクターブレード13cとの対向位置にかけて形成された第6磁極H6(汲上げ磁極)、等で構成される。
まず、第6磁極H6(汲上げ磁極)が磁性体としてのキャリアに作用して、第1搬送経路に収容された現像剤Gが現像ローラ13a上に汲上げられる。現像ローラ13a上に担持された現像剤Gは、その一部がドクターブレード13cの位置で掻き取られて、第1搬送経路に戻される。一方、第6磁極H6による磁力が作用するドクターブレード13cの位置で、ドクターブレード13cと現像ローラ13aとのドクターギャップを通過して現像ローラ13a上に担持された現像剤Gは、第1磁極H1(主磁極)の位置で穂立ちして現像領域において磁気ブラシとなって感光体ドラム11に摺接する。こうして、現像ローラ13aに担持された現像剤G中のトナーTが感光体ドラム11上の潜像に付着する。その後、第1磁極H1の位置を通過した現像剤Gは、第2磁極H2、第3磁極H3、第3磁極H4によって第5磁極H5(剤離れ磁極)の位置まで搬送される。そして、剤離れ磁極H5の位置で、反発磁界(図6において、現像ローラ13aから離れる方向に作用する磁界である。)がキャリアに作用して、現像ローラ13a上に担持されていた現像工程後の現像剤Gが現像ローラ13aから脱離される。脱離後の現像剤Gは、第2搬送経路内に落下して第2搬送スクリュ13b2によって第2搬送経路の下流に向けて搬送される。
FIG. 5 shows a plurality of magnetic poles H1 to H6 formed around the developing
First, the sixth magnetic pole H6 (pumping magnetic pole) acts on a carrier as a magnetic body, and the developer G accommodated in the first transport path is pumped onto the developing
ここで、図5を参照して、上述した6つの磁極H1〜H6は、現像ローラ13aのマグネット13a1に着磁された5つの極(図5中、符号に「(N)」又は「(S)」を付した磁極である。)で形成されるものである。すなわち、6つの磁極H1〜H6のうち、第5磁極H5(剤離れ磁極)だけは、マグネット13a1に着磁された極によって直接的に形成されたものではなく、同極(本実施の形態では、S極である。)となる2つの磁極(第4磁極H4と第6磁極H6とである。)に挟まれて形成されたものである。
Here, with reference to FIG. 5, the above-mentioned six magnetic poles H1 to H6 have five poles magnetized on the magnet 13a1 of the developing
図2等を参照して、現像剤規制部材としてのドクターブレード13cは、現像ローラ13aの下方に配設された非磁性の板状部材(その一部を磁性材料で形成することもできる。)である。そして、現像ローラ13aは図2の反時計方向に回転して、感光体ドラム11は図2の時計方向に回転する。
このような構成により、記録媒体Pの搬送経路の短縮化と、画像形成装置本体1の水平方向の小型化と、を目的として、中間転写ベルト17の下方に感光体ドラム11を配設した場合であっても、現像ギャップにおいて感光体ドラム11に対して現像ローラ13aの回転方向を順方向とすることができるために、ドクターブレード13cを現像ローラ13aの上方に配設して感光体ドラム11に対する現像ローラ13aの回転方向が逆方向になる場合に比べて、現像ギャップにおける現像時間を充分に確保することができて現像能力を高めることができる。
Referring to FIG. 2 and the like, the
With such a configuration, the
2つの搬送スクリュ13b1、13b2(搬送部材)は、現像装置13内に収容された現像剤Gを長手方向(図2の紙面垂直方向である。)に循環しながら撹拌・混合する。
第1搬送部材としての第1搬送スクリュ13b1は、現像ローラ13aに対向する位置に配設されていて、現像剤Gを長手方向(回転軸方向)に水平に搬送する(図3(B)の破線矢印に示す左方向の搬送である。)とともに、汲上げ磁極H6(第6磁極)の位置で現像ローラ13a上に現像剤Gを供給(図3(B)の白矢印方向の供給である。)する。第1搬送スクリュ13b1は、図2の反時計方向に回転する。
The two conveying screws 13b1 and 13b2 (conveying members) stir and mix the developer G accommodated in the developing
The first transport screw 13b1 as the first transport member is disposed at a position facing the developing
第2搬送部材としての第2搬送スクリュ13b2は、第1搬送スクリュ13b1の上方であって現像ローラ13aに対向する位置に配設されている。そして、現像ローラ13aから離脱した現像剤G(現像工程後に剤離れ磁極H5によって現像ローラ13a上から強制的に離脱された現像剤Gであって、図3(A)の白矢印方向に離脱するものある。)を長手方向に水平に搬送する(図3(A)の破線矢印に示す右方向の搬送である。)。なお、本実施の形態では、第2搬送スクリュ13b2の回転方向が、現像ローラ13aの回転方向に対して逆方向(図2の時計方向である。)になるように設定されている。
そして、第2搬送スクリュ13b2は、第1搬送スクリュ13b1による搬送経路の下流側から第1中継部13fを介して循環される現像剤Gを第1搬送部材13b1による搬送経路の上流側に第2中継部13gを介して搬送する(図3の一点鎖線矢印に示す搬送である。)。
2つの搬送スクリュ13b1、13b2は、現像ローラ13aや感光体ドラム11と同様に、回転軸がほぼ水平になるように配設されている。また、2つの搬送スクリュ13b1、13b2は、いずれも、軸径が6〜10mm程度の軸部に外径が20mm程度のスクリュ部(スクリュピッチ:40mm程度、条数:1条又は2条)が螺旋状に巻装されたものである。また、2つの搬送スクリュ13b1、13b2の回転数は、600〜900rpm程度に設定されている。
The second conveying screw 13b2 as the second conveying member is disposed above the first conveying screw 13b1 and at a position facing the developing
Then, the second transport screw 13b2 has a second developer G circulated from the downstream side of the transport path by the first transport screw 13b1 via the
The two conveying screws 13b1 and 13b2 are arranged so that the rotation shaft is substantially horizontal, like the developing
なお、第1搬送スクリュ13b1による搬送経路(第1搬送経路)と、第2搬送スクリュ13b2による搬送経路(第2搬送経路)と、は壁部によって隔絶されている。
図3及び図4を参照して、第2搬送スクリュ13b2による搬送経路(第2搬送経路)の下流側と、第1搬送スクリュ13b1による搬送経路(第1搬送経路)の上流側と、は第2中継部13gを介して連通している。第2搬送スクリュ13b2による第2搬送経路の下流側に達した現像剤Gが、第2中継部13gにて自重落下して、第1搬送経路の上流側に達することになる。
また、図3及び図4を参照して、第1搬送スクリュ13b1による搬送経路の下流側と、第2搬送スクリュ13b2による搬送経路の上流側と、は第1中継部13fを介して連通している。そして、第1搬送スクリュ13b1による第1搬送経路にて現像ローラ13a上に供給されなかった現像剤Gが、第1中継部13fの近傍に留まって盛り上がって、第1中継部13fを介して第2搬送スクリュ13b2による第2搬送経路の上流側に搬送(供給)されることになる。
なお、第1中継部13fにおける現像剤の搬送性(第1搬送経路から第2搬送経路への重力方向に逆らった現像剤の受け渡しである。)を向上させるために、第1搬送スクリュ13b1の下流側の位置(第1中継部13fに対応する位置である。)に、パドル形状部や、スクリュの巻き方向が逆方向に形成されたスクリュ部、を設けることもできる。
The conveyance path (first conveyance path) by the first conveyance screw 13b1 and the conveyance path (second conveyance path) by the second conveyance screw 13b2 are isolated from each other by a wall portion.
3 and 4, the downstream side of the transport path (second transport path) by the second transport screw 13b2 and the upstream side of the transport path (first transport path) by the first transport screw 13b1 are 2 It communicates via the
3 and 4, the downstream side of the conveyance path by the first conveyance screw 13b1 and the upstream side of the conveyance path by the second conveyance screw 13b2 communicate with each other via the
In addition, in order to improve the transportability of the developer (transfer of the developer against the direction of gravity from the first transport path to the second transport path) in the
このような構成により、2つの搬送スクリュ13b1、13b2によって、現像装置13において現像剤Gを長手方向に循環させる循環経路が形成されることになる。すなわち、現像装置13が稼動されると、装置内に収容された現像剤Gは図3及び図4中の破線矢印の方向に流動する。そして、このように、現像ローラ13aに対する現像剤Gの供給経路(第1搬送スクリュ13a1による第1搬送経路である。)と、現像ローラ13aから離脱する現像剤Gの回収経路(第2搬送スクリュ13a2による第2搬送経路である。)と、を分離することで、感光体ドラム11上に形成するトナー像の濃度偏差を小さくすることができる。
With such a configuration, a circulation path for circulating the developer G in the longitudinal direction in the developing
なお、図示は省略するが、第2搬送スクリュ13b2による搬送経路中には、装置内を循環する現像剤のトナー濃度を検知する磁気センサが設置されている。そして、磁気センサによって検知されるトナー濃度の情報に基いて、トナー容器28からトナー補給口13e(第1中継部13fの近傍に配設されている。)を介して現像装置13内に向けて新品のトナーTが供給される。
また、図3、図4を参照して、トナー補給口13eは、第2搬送スクリュ13b2による搬送経路の上流側の上方であって、現像領域から離れた位置(現像ローラ13aの長手方向の範囲の外側である。)に配設されている。このようにトナー補給口13eを第1中継部13fの近傍に設置することで、第2搬送経路において、現像ローラ13aから離脱した現像剤が比重の小さい補給トナーの上方から降りかかり、第2搬送経路の下流側に向けて比較的長い時間をかけて現像剤に対して補給トナーの分散・混合を充分におこなうことができる。
なお、本実施の形態では、トナー補給口13eを第2搬送スクリュ13a2による搬送経路中に配設したが、トナー補給口13eの位置はこれに限定されることなく、例えば、第1搬送経路の上流側の上方に配置することもできる。
Although illustration is omitted, a magnetic sensor for detecting the toner concentration of the developer circulating in the apparatus is installed in the conveyance path by the second conveyance screw 13b2. Then, based on the toner density information detected by the magnetic sensor, the
3 and 4, the
In the present embodiment, the
また、図4を参照して、第1搬送経路では、現像剤を長手方向に搬送しながら現像ローラ13aへの現像剤の供給をおこなうために、第1中継部13fの近傍を除き、上流側から下流側に向かうにしたがって現像剤Gの剤面が低くなっていく。これに対して、第2搬送経路では、現像剤を長手方向に搬送しながら現像ローラ13aから離脱した現像剤の回収をおこなうために、上流側から下流側に向かうにしたがって現像剤Gの剤面が高くなっていく。
Referring to FIG. 4, in the first transport path, in order to supply the developer to the developing
以下、本実施の形態において用いられる現像剤Gについて、簡単に説明する。
本実施の形態において用いられるトナーT(現像剤G中のトナー、トナー容器28中のトナーである。)は、重合トナーであって、結着樹脂として、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂(スチレン又はスチレン置換体を含む単重合体又は共重合体)、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、又は、それらを複合したもの、等を用いることができる。また、これらの重合トナーの製造方法(重合方法)としては、塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合等を用いることができる。
また、トナーTの外添剤としては、無機微粒子(例えば、シリカ1.0重量%、酸化チタン0.5重量%のものである。)を用いることが好ましい。さらに、離型剤として、酸化ライスワックス、低分子量ポリプロピレンワックス、カルナウバワックス、等を用いることができる。また、必要に応じて、帯電制御剤を含有させることもできる。
また、本実施の形態において用いられるトナーTは、体積平均粒径が5.8μmのものであり、粒径が5μm以下のものが60〜80個数%になるように形成されている。
なお、本実施の形態では重合トナーを用いたが、粉砕トナーを用いることもできる。
Hereinafter, the developer G used in the present embodiment will be briefly described.
The toner T (the toner in the developer G and the toner in the toner container 28) used in the present embodiment is a polymerized toner, and a styrene-acrylonitrile-acrylate copolymer as a binder resin. Styrenic resin (monopolymer or copolymer containing styrene or a styrene-substituted product), polyester resin, epoxy resin, or a composite of them can be used. In addition, as a production method (polymerization method) of these polymerized toners, bulk polymerization, solution polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization, and the like can be used.
Further, as the external additive of the toner T, it is preferable to use inorganic fine particles (for example, those having 1.0% by weight of silica and 0.5% by weight of titanium oxide). Furthermore, oxidized rice wax, low molecular weight polypropylene wax, carnauba wax and the like can be used as a release agent. Moreover, a charge control agent can be contained as required.
Further, the toner T used in the present embodiment has a volume average particle diameter of 5.8 μm, and the toner T having a particle diameter of 5 μm or less is formed to be 60 to 80% by number.
In this embodiment, polymerized toner is used, but pulverized toner can also be used.
本実施の形態において用いられる現像剤G中のキャリアCは、重量平均粒径が20〜60μmになるように形成されたものである。なお、本実施の形態では、重量平均粒径が35μmのキャリアCが用いられている。
詳しくは、キャリアCは、芯材となるフェライト粒子に、膜厚が0.5μmのメチルメタクリレート樹脂(MMA)をコートして、上述した粒径になるように形成したものである。また、キャリアCとしては、マグネタイトを芯材としたコーティングキャリアを用いることもできる。
このような小粒径のキャリアCを用いることで、出力画像のベタ均一性やハーフトーン画質を向上させることができる。
The carrier C in the developer G used in the present embodiment is formed so that the weight average particle diameter is 20 to 60 μm. In the present embodiment, carrier C having a weight average particle diameter of 35 μm is used.
Specifically, the carrier C is formed by coating the ferrite particles serving as the core material with a methyl methacrylate resin (MMA) having a film thickness of 0.5 μm so as to have the above-described particle size. As the carrier C, a coating carrier having magnetite as a core material can also be used.
By using the carrier C having such a small particle diameter, the solid uniformity of the output image and the halftone image quality can be improved.
以下、本実施の形態の現像装置13における、特徴的な構成・動作について説明する。
図5、図6等を参照して、本実施の形態における現像装置13には、現像ローラ13aに対向する位置に、第1搬送経路と第2搬送経路とを仕切る仕切り部材13d(分離板)が設けられている。換言すると、現像ローラ13aに対向する位置であって、第1搬送経路と第2搬送経路との間に、現像ローラ13aから離脱された現像剤Gが現像ローラ13aに再び担持されるのを低減するための仕切り部材13dが設けられている。
詳しくは、仕切り部材13dは、第1搬送経路と第2搬送経路とを隔絶する壁部として機能していて、現像ローラ13aに向けて突出するように形成されている。また、仕切り部材13dは、現像ケース(図2においてハッチングで示すケース部材である。)と一体的に形成されている。仕切り部材13dは、現像ローラ13aに対向する対向面と現像ローラ13aとのギャップが2mm以下(好ましくは、0.1〜0.5mmである。)になるように形成されている。本実施の形態では、仕切り部材13dと現像ローラ13aとのギャップが0.3mmに設定されている。
図6を参照して、第2搬送経路と第1搬送経路との境界領域には、第6磁極H6の影響により第2搬送経路の内部から現像ローラ13a(第1搬送経路の側である。)に向かう磁界が形成される。この磁界を遮る位置に仕切り部材13dを設けることで、第2搬送経路内に回収された直後の現像剤が現像ローラ13aに再担持されてしまう不具合を防止することができる。また、この仕切り部材13dは、現像ローラ13aに対して非接触で対向するように配設されているために、現像ローラ13aの表面を傷つける不具合を低減することができる。
なお、仕切り部材13dは、非磁性材料で形成されているために、磁性体であるキャリアが仕切り部材13dに磁気的に吸着して第2搬送経路内の現像剤の流動を阻害したり第1搬送経路への現像剤の移動を促進したりする不具合が低減される。
Hereinafter, a characteristic configuration / operation in the developing
With reference to FIG. 5, FIG. 6, etc., in the developing
Specifically, the
Referring to FIG. 6, the boundary region between the second conveyance path and the first conveyance path is from the inside of the second conveyance path to the developing
Since the
そして、図5を参照して、本実施の形態では、第2搬送スクリュ13b2(第2搬送部材)が、現像ローラ13aの回転中心軸に直交する断面(図5である。)でみたときに、第2搬送スクリュ13b2の回転中心軸の位置が、現像ローラ13aの上端を通る仮想水平線の下方であって、現像ローラ13aの下端を通る仮想水平線の上方になるように配設されている。すなわち、第2搬送スクリュ13b2の回転中心軸の位置(又は、そこを通る仮想水平線S2)が、両矢印M1で示す範囲に配設されている。
このように構成することにより、現像ローラ13aに担持された現像工程後の現像剤Gには、剤離れ磁極H5の位置で、現像ローラ13aから現像剤Gを積極的に離脱させる方向に働く磁気力(図6中の一点鎖線で示す外向きの磁気力である。)に加えて、現像ローラ13aの回転による遠心力や、下流側の現像剤によって押される圧力や、重力等の合力が作用することになる。これにより、現像ローラ13aに担持された現像工程後の現像剤Gが、仕切り部材13dの位置で、現像ローラ13aからの離脱不良が生じることなく効率的に現像ローラ13aから離脱して、離脱した現像剤Gが第2搬送経路にスムーズに回収されることになる。したがって、第2搬送経路において現像ローラ13a上から離脱された現像工程後の現像剤Gが、その直後に現像ローラ13aに再担持されにくくなり、出力画像上に画像濃度ムラ(濃度偏差)が生じる不具合が確実に軽減される。
With reference to FIG. 5, in the present embodiment, the second transport screw 13b2 (second transport member) is viewed in a cross section (FIG. 5) perpendicular to the rotation center axis of the developing
With this configuration, the developer G after the development process carried on the developing
なお、図5を参照して、本実施の形態では、第1磁極H1のピーク磁力が110mT程度、第2磁極H2のピーク磁力が70mT程度、第3磁極H3のピーク磁力が78mT程度、第4磁極H4のピーク磁力が45mT程度、第6磁極H6のピーク磁力が65mT程度、に設定されている。
剤離れ磁極H5(第5磁極)の位置は、第4磁極H4と第6磁極H6との位置(半値中央角度)と大きさ(ピーク磁力)とを調整することで可変することができる。ただし、剤離れ磁極H5の位置での現像剤の連れ回り(離脱不良)を確実に防止するためには、第4磁極H4と第6磁極H6とのピーク磁力を上述した大きさ程度に充分に大きく設定することが好ましい。
Referring to FIG. 5, in the present embodiment, the peak magnetic force of the first magnetic pole H1 is about 110 mT, the peak magnetic force of the second magnetic pole H2 is about 70 mT, the peak magnetic force of the third magnetic pole H3 is about 78 mT, The peak magnetic force of the magnetic pole H4 is set to about 45 mT, and the peak magnetic force of the sixth magnetic pole H6 is set to about 65 mT.
The position of the agent separating magnetic pole H5 (fifth magnetic pole) can be varied by adjusting the position (half-value central angle) and the magnitude (peak magnetic force) of the fourth magnetic pole H4 and the sixth magnetic pole H6. However, the peak magnetic force of the fourth magnetic pole H4 and the sixth magnetic pole H6 is sufficiently large to the above-mentioned magnitude in order to surely prevent the rotation of the developer at the position of the agent separating magnetic pole H5 (separation failure). It is preferable to set a large value.
さらに、図5等を参照して、本実施の形態では、仕切り部材13dが現像ローラ13aに対向する位置に対して上流側(現像ローラ13aの回転方向上流側である。)の位置に、第4磁極H4(剤離れ磁極H5を形成する2つの磁極H4、H6のうち現像ローラ13aの回転方向上流側に形成された磁極である。)に対向する対向部材13k(分離補助板)を設けている。
詳しくは、対向部材13kは、現像ローラ13aにおける第4磁極H4の位置と、第2搬送経路と、を隔絶する壁部として機能している。また、対向部材13kは、現像ケース(図2においてハッチングで示すケース部材である。)と一体的に形成されている。
図6を参照して、剤離れ磁極H5(図6において、現像ローラ13aから離れる方向に作用する反発磁界である。)の上流側には、第4磁極H4(剤離れプレ磁極)の影響により、現像ローラ13aの上流側に向かう磁界が形成される。この磁界を遮る位置に対向部材13kを設けることで、剤離れ磁極H5の位置で現像ローラ13a上から離脱した現像剤が再び現像ローラ13a上に担持(再担持)されてしまう不具合を防止することができる。
Furthermore, referring to FIG. 5 and the like, in the present embodiment, the
Specifically, the facing
Referring to FIG. 6, the upstream side of the agent separating magnetic pole H5 (in FIG. 6, the repulsive magnetic field acting in the direction away from the developing
すなわち、図7(B)に示すように、対向部材13kが設置されていない場合には、第4磁極H4(剤離れプレ磁極)の影響により現像ローラ13aの上流側に向かう磁界によって、剤離れ磁極H5の位置で現像ローラ13a上から離脱した現像剤(白矢印方向に移動する現像剤である。)の一部が、現像ローラ13aの上流側に移動(黒矢印方向の移動である。)して、現像ローラ13a上に再担持されてしまう。このような現象が生じてしまうと、現像剤が再担持された位置での現像ローラ13aの負荷が大きくなったり、再担持された現像剤が剤離れ磁極H5の位置で現像ローラ13a上から離脱しきれずに仕切り部材13dと現像ローラ13aとのギャップに入り込んだり(又は、滞留)して、現像ローラ13aの回転トルクが上昇してしまうことになる。
これに対して、本実施の形態では、図7(A)に示すように、第4磁極H4(剤離れプレ磁極)に対向する位置に対向部材13kを設置しているために、第4磁極H4の影響により現像ローラ13aの上流側に向かう磁界が遮られて、剤離れ磁極H5の位置で現像ローラ13a上から離脱した現像剤が、現像ローラ13aの上流側に移動して現像ローラ13a上に再担持される不具合が軽減される。すなわち、剤離れ磁極H5の位置で現像ローラ13a上から離脱した現像剤は、図7(A)の白矢印方向にスムーズに移動することになる。
なお、対向部材13kは、非磁性材料で形成されているために、磁性体であるキャリアが対向部材13kに磁気的に吸着して現像ローラ13a上の現像剤の流動を阻害したり第2搬送経路への現像剤の移動を阻害したりする不具合が低減される。
本願発明者が実験をおこなったところ、本実施の形態における現像装置13(図7(A)のものである。)は、対向部材13kを設置しない現像装置(図7(B)のものである。)に比べて、現像ローラ13aの回転トルクを約15%低下できることを確認した。
That is, as shown in FIG. 7B, when the opposing
In contrast, in the present embodiment, as shown in FIG. 7A, since the opposing
Since the opposing
When the inventor of the present application conducted an experiment, the developing device 13 (in FIG. 7A) in the present embodiment is a developing device in which the opposing
ここで、図6等を参照して、本実施の形態において、対向部材13kは、現像ローラ13aの回転中心軸に直交する断面でみたときに、現像ローラ13aに対向する対向面13k1が、対向部材13kに対する現像ローラ13a上の最近接点Qを通る仮想接線S3に対して略平行になるように形成されている。
このように構成することにより、対向部材13kの位置で現像ローラ13a上に担持された現像剤に滞留が生じることなく、現像ローラ13a上に担持された現像剤が剤離れ磁極H5の位置に向けてスムーズに搬送されることになる。
Here, referring to FIG. 6 and the like, in the present embodiment, the facing
With this configuration, the developer carried on the developing
また、図6等を参照して、本実施の形態において、対向部材13kは、対向面13k1と現像ローラ13aの最近接点QとのギャップCGが、ドクターブレード13cと現像ローラ13aとのギャップ(ドクターギャップ)と同等になるように形成されている。具体的に、本実施の形態では、対向部材13kと現像ローラ13aとのギャップCGが0.5mm程度に設定されている。
このような構成により、対向部材13kの位置において現像ローラ13a上に担持される現像剤の高さ(穂高)を、剤量規制後に現像ローラ13a上に担持される現像剤(ドクターブレード13cの位置を通過した現像剤である。)の高さ(穂高)と同等にすることができるために、対向部材13kによって現像ローラ13a上に担持された現像剤にストレスを与える不具合を軽減することができる。
6 and the like, in the present embodiment, the opposing
With such a configuration, the height of the developer carried on the developing
また、図6等を参照して、本実施の形態において、対向部材13kは、現像ローラ13aの回転方向下流側に位置する先端部(図6の実線丸部で囲んだ部分である。)が、第2搬送経路の内部に向けて延設されるように、直角に折り曲げられている。
このような構成により、第4磁極H4の影響により現像ローラ13aの上流側に向かう磁界を確実に遮断することができるとともに、その磁界によって現像ローラ13aから離脱した現像剤が対向部材13kの裏側(対向面13k1の反対側の面である。)に回り込む不具合を抑止することができる。
6 and the like, in the present embodiment, the opposing
With such a configuration, the magnetic field toward the upstream side of the developing
また、図5、図6等を参照して、本実施の形態において、対向部材13kは、現像ローラ13aの回転方向下流側に位置する先端部(図6の実線丸部で囲んだ部分である。)が、現像ローラ13aの回転中心軸を通る仮想水平線S1よりも下方に延設されている。
このような構成により、第4磁極H4の影響により現像ローラ13aの上流側に向かう磁界を確実に遮断することができる。
5 and 6 and the like, in the present embodiment, the opposing
With such a configuration, the magnetic field toward the upstream side of the developing
ここで、図5を参照して、本実施の形態では、現像ローラ13aの回転中心軸に直交する断面でみたときに、第1搬送スクリュ13b1の回転中心軸の位置が、第2搬送スクリュ13b2の回転中心軸を通る仮想垂直線と、現像ローラ13aの回転中心軸を通る仮想垂直線と、の間(図5の範囲M2の間である。)になるように、第1搬送スクリュ13b1が配設されている。
これにより、第1搬送スクリュ13b1を現像ローラ13aの汲上げ磁極H6に近づけることができて、第1搬送スクリュ13b1による現像ローラ13aへの現像剤Gの供給性を高めることができる。
Here, referring to FIG. 5, in the present embodiment, the position of the rotation center axis of the first conveyance screw 13b1 is the second conveyance screw 13b2 when viewed in a cross section orthogonal to the rotation axis of the developing
Thus, the first conveying screw 13b1 can be brought close to the pumping magnetic pole H6 of the developing
以上説明したように、本実施の形態では、現像剤Gを長手方向に搬送して循環経路を形成する2つの搬送スクリュ13b1、13b2(搬送部材)が現像ローラ13a(現像剤担持体)に対向するように設置されて、ドクターブレード13c(現像剤規制部材)が現像ローラ13aの下方に配設された場合であって、仕切り部材13dを現像ローラ13aに対向させて、剤離れ磁極H5の位置と第2搬送経路の位置とを最適化するとともに、剤離れ磁極H5を形成する2つの磁極H4、H6のうち上流側の第4磁極H4に対向する対向部材13kを設けているために、現像ローラ13aの回転トルクの上昇を軽減しつつ、第2搬送経路において現像ローラ13a上から離脱された現像工程後の現像剤Gが再び現像ローラ13aに担持される不具合を確実に低減することができる。
As described above, in the present embodiment, the two conveying screws 13b1 and 13b2 (conveying members) that convey the developer G in the longitudinal direction to form a circulation path face the developing
なお、本実施の形態では、対向部材13kや仕切り部材13dを現像ケースと一体的に形成したが、対向部材や仕切り部材を現像ケースとは別の部材で形成することもできる。具体的には、例えば、現像ローラ13aの第4磁極H4に対向するように、板状の対向部材を現像ケースから吊設することもできる。また、現像ケースにおける第1搬送経路と第2搬送経路とを隔絶する壁部に、板状の仕切り部材を貼着することもできる。このような構成は、現像ケースの部品精度をあまり高くすることができずに、対向部材と現像ローラ13aとのギャップCGや、仕切り部材と現像ローラ13aとのギャップを高精度に設定したい場合等に有用である。
In the present embodiment, the facing
なお、本実施の形態では、トナー容器28から現像装置13に向けてトナーTを供給したが、トナー容器(現像剤容器)から現像剤G(トナーT及びキャリアC)を現像装置13に向けて供給することもできる。その場合、現像装置13から余剰の現像剤を適宜に排出する手段を設けることになる。このような場合であっても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
In this embodiment, the toner T is supplied from the
また、本実施の形態においては、現像装置13が単体で画像形成装置本体に着脱されるユニットして構成されている画像形成装置に対して、本発明を適用した。しかし、本発明の適用はこれに限定されることなく、作像部の一部又は全部がプロセスカートリッジ化されている画像形成装置に対しても、当然に本発明を適用することができる。その場合、作像部のメンテナンスの作業性が向上することになる。
Further, in the present embodiment, the present invention is applied to an image forming apparatus in which the developing
また、本実施の形態では、搬送部材としての搬送スクリュが2つ設置された現像装置13に対して本発明を適用したが、搬送スクリュが3つ以上設置されていてそのうち少なくとも2つの搬送スクリュが現像ローラ13aに対向するように設置された現像装置に対しても本発明を適用することができる。また、本実施の形態では、現像ローラ13aの周りに形成される磁極H1〜H6の数を6つとしたが、現像ローラ13aの周りに形成される磁極の数を5つ以下又は7つ以上とすることもできる。
それらの場合にも、剤離れ磁極の位置と第2搬送経路の位置とを最適化することで、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, the present invention is applied to the developing
In these cases, the same effect as in the present embodiment can be obtained by optimizing the position of the agent separation magnetic pole and the position of the second transport path.
なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。 It should be noted that the present invention is not limited to the present embodiment, and it is obvious that the present embodiment can be modified as appropriate within the scope of the technical idea of the present invention, other than suggested in the present embodiment. is there. In addition, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the present embodiment, and the number, position, shape, and the like suitable for implementing the present invention can be achieved.
1 画像形成装置本体(装置本体)、
11、11Y、11C、11M、11BK 感光体ドラム(像担持体)、
13 現像装置(現像部)、
13a 現像ローラ(現像剤担持体)、
13b1 第1搬送スクリュ(第1搬送部材)、
13b2 第2搬送スクリュ(第2搬送部材)、
13c ドクターブレード(現像剤規制部材)、
13d 仕切り部材、
13e トナー補給口、
13f 第1中継部、 13g 第2中継部、
13k 対向部材、
13k1 対向面、
H1 第1磁極(主磁極)、
H2 第2磁極(搬送磁極)、 H3 第3磁極(搬送磁極)、
H4 第4磁極(剤離れプレ磁極)、
H5 第5磁極(剤離れ磁極)、
H6 第6磁極(汲上げ磁極)、
G 現像剤(2成分現像剤)、 T トナー、 C キャリア。
1 image forming apparatus body (apparatus body),
11, 11Y, 11C, 11M, 11BK Photosensitive drum (image carrier),
13 Developing device (developing part),
13a Development roller (developer carrier),
13b1 first conveying screw (first conveying member),
13b2 second conveying screw (second conveying member),
13c Doctor blade (developer regulating member),
13d partition member,
13e Toner supply port,
13f 1st relay part, 13g 2nd relay part,
13k facing member,
13k1 facing surface,
H1 first magnetic pole (main magnetic pole),
H2 second magnetic pole (conveying magnetic pole), H3 third magnetic pole (conveying magnetic pole),
H4 4th magnetic pole (agent separating pre-magnetic pole),
H5 5th magnetic pole (agent separating magnetic pole),
H6 6th magnetic pole (pumping magnetic pole),
G developer (two-component developer), T toner, C carrier.
Claims (12)
前記像担持体に対向するとともに、周囲に複数の磁極が形成された現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の下方に対向するように配設されるとともに、前記現像剤担持体に担持された現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、
装置内に収容された現像剤を長手方向に搬送して循環経路を形成する複数の搬送部材と、
を備え、
前記複数の搬送部材は、
前記現像剤担持体に対向するとともに、現像剤を長手方向に搬送しながら前記現像剤担持体に現像剤を供給する第1搬送部材と、
前記第1搬送部材の上方に配設されて前記現像剤担持体に対向するとともに、前記現像剤担持体から離脱された現像剤を長手方向に搬送する第2搬送部材と、
を具備し、
前記現像剤担持体に対向する位置に、前記第1搬送部材による第1搬送経路と前記第2搬送部材による第2搬送経路とを仕切る仕切り部材をさらに備え、
前記現像剤担持体は、前記複数の磁極のうち前記現像剤担持体に担持された現像剤を離脱するための剤離れ磁極が同極となる2つの磁極に挟まれて形成され、
前記仕切り部材が前記現像剤担持体に対向する位置に対して前記現像剤担持体の回転方向上流側の位置に、前記2つの磁極のうち前記現像剤担持体の回転方向上流側に形成された磁極に対向する対向部材を設け、
前記対向部材は、前記現像剤担持体の回転中心軸に直交する断面でみたときに、前記現像剤担持体の回転方向下流側に位置する先端部が、前記現像剤担持体の回転中心軸を通る仮想水平線よりも下方に延設されたことを特徴とする現像装置。 A developing device that contains a developer having a carrier and toner and that develops a latent image formed on an image carrier,
A developer carrying body facing the image carrying body and having a plurality of magnetic poles formed around it;
A developer regulating member that is disposed so as to face the lower side of the developer carrying member and regulates the amount of the developer carried on the developer carrying member;
A plurality of transport members that transport the developer contained in the apparatus in the longitudinal direction to form a circulation path;
With
The plurality of conveying members are:
A first conveying member facing the developer carrying member and supplying the developer to the developer carrying member while conveying the developer in the longitudinal direction;
A second conveying member disposed above the first conveying member to face the developer carrying member and convey the developer detached from the developer carrying member in the longitudinal direction;
Comprising
A partition member that partitions the first transport path by the first transport member and the second transport path by the second transport member at a position facing the developer carrier;
The developer carrying member is formed by being sandwiched between two magnetic poles having the same polarity as the agent separating magnetic pole for releasing the developer carried on the developer carrying member among the plurality of magnetic poles,
The partition member is formed at a position upstream of the developer carrying body in the rotation direction with respect to the position facing the developer carrying body, and is formed upstream of the two magnetic poles in the rotation direction of the developer carrying body. Provide a facing member that faces the magnetic pole ,
When the opposing member is viewed in a cross section orthogonal to the rotation center axis of the developer carrier, the tip located on the downstream side in the rotation direction of the developer carrier has the rotation center axis of the developer carrier. A developing device, wherein the developing device extends below a virtual horizontal line passing therethrough .
請求項1〜請求項10のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とが一体化されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。11. A process cartridge in which the developing device according to claim 1 and the image carrier are integrated.
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