JP5407451B2 - Developing device, process cartridge, and image forming apparatus - Google Patents
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本発明は、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いて現像を行うキャリア、トナー及び現像剤と、これらの現像剤を用いる現像装置と、その現像装置を備えるプロセスカートリッジと、電子写真方式を利用して、これらの現像装置及び/又はプロセスカートリッジで画像形成を行う複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置に関する。
さらに、本発明は、この現像装置又はプロセスカートリッジを複数備え、カラー作像が可能な画像形成装置に関する。
The present invention relates to a carrier for developing using a two-component developer comprising a toner and a carrier, a toner and a developer, a developing device using these developers, a process cartridge including the developing device, and an electrophotographic system. The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a plotter, a facsimile, or a complex machine that uses these developing devices and / or process cartridges to form an image.
The present invention further relates to an image forming apparatus including a plurality of the developing devices or process cartridges and capable of color image formation.
従来、二成分現像剤を用いて現像を行う2軸搬送タイプの現像装置として、現像剤担持体(現像スリーブ)への現像剤供給及び回収用の現像剤搬送部材(スクリュ、オーガ等)及び供給回収搬送路と、トナー補給後の搬送攪拌用の現像剤搬送部材(スクリュ、オーガ等)及び攪拌搬送路の、2つの現像剤搬送部材(スクリュ、オーガ等)及び2つの搬送路で構成され、これらが現像剤担持体の下方に略水平方向に配置されている構成のものが知られている。 Conventionally, as a two-axis conveyance type developing device that performs development using a two-component developer, developer supply to a developer carrier (development sleeve) and developer conveyance member (screw, auger, etc.) and supply for collection It is composed of two developer transport members (screw, auger, etc.) and two transport paths, a collection transport path, a developer transport member (screw, auger, etc.) for transport and stirring after toner replenishment, and a stirring transport path. A structure in which these are arranged in a substantially horizontal direction below the developer carrier is known.
近年では画像形成装置の小型化が求められているが、従来の2軸搬送タイプの現像装置としては小型化の限界にきている。1軸で現像剤を搬送することができれば、スクリュ1本分の小型化になるが、従来技術では、トナーを長手方向の一箇所のみで補給し、現像スリーブから遠い側のスクリュで攪拌を行いながら長手の一方へと現像剤を搬送し、十分にトナーとキャリアを混ぜた後に、現像スリーブに近い側のスクリュから現像スリーブに現像剤を補給しながら遠い側のスクリュと逆方向に搬送する。したがって、攪拌機能と供給機能が分離されているが、実現のためには現像剤を現像装置内で循環させなければならないため、2本のスクリュが必須となっている。つまり、スクリュが1軸のみであれば、当然のことながら長手の片側に現像剤が偏ってしまうという不具合がある。
さらに、トナーを現像スリーブの長手方向全面に補給する場合であれば、スクリュによって大きく現像剤を動かす必要性は長手の一箇所に補給する場合と比較して相対的に少なくなるが、従来例では現像剤を十分に攪拌するために、スクリュ1本に加えて攪拌パドルが必須となる事情があった。
In recent years, there has been a demand for downsizing of an image forming apparatus, but as a conventional biaxial transport type developing device, the limit of downsizing has been reached. If the developer can be transported on one axis, the size can be reduced by one screw. However, in the prior art, the toner is replenished only at one place in the longitudinal direction, and stirring is performed with a screw far from the developing sleeve. However, after the developer is conveyed to one of the longitudinal sides and the toner and the carrier are sufficiently mixed, the developer is supplied to the developing sleeve from the screw on the side close to the developing sleeve and conveyed in the opposite direction to the screw on the far side. Therefore, although the agitation function and the supply function are separated, two screws are essential because the developer must be circulated in the developing device for realization. That is, if there is only one screw, there is a problem that the developer is biased to one longitudinal side as a matter of course.
Further, when toner is replenished to the entire length of the developing sleeve, the need to move the developer largely by a screw is relatively less than when replenishing to one place in the longitudinal direction. In order to sufficiently stir the developer, there was a situation where a stirring paddle was essential in addition to one screw.
たとえば、この事情を考慮して、特許文献1に示される構成では、長手方向で全面補給を行い、セパレータからトナーが落ちる際に斜行板によって横方向に移動し、それとは別に長手の逆方向へ搬送するスクリュを組み合わせて横方向の攪拌を行っている。しかし、スクリュとパドルを別に設けなければならないため、装置の大型化につながってしまうという難点がある。また、クリュで剤を長手方向の一方に搬送し、斜行板でスクリュと逆方向に搬送している。さらに現像剤を攪拌するためにパドルが存在する。ここで、現像装置小型化のために、攪拌パドルと搬送スクリュを一体として、小型化を図ろうとした場合、従来構成では、スクリュの長手方向搬送能力に対して、スクリュと逆方向への搬送能力が小さく、剤がスクリュの搬送方向下流側に偏ってしまう。この課題を解決するために、スクリュの搬送能力を落とすと、剤が長手方向でごく狭い領域しか移動しなくなるため、長手方向に画像面積率の差が大きい画像を出力した場合に濃度ムラを生じる原因となるという問題点がある。
For example, in consideration of this situation, in the configuration shown in
また、従来の2軸搬送タイプに代表される現像装置では、現像剤(キャリアとトナーの混合物)が現像スリーブの近傍のみに存在し、現像スリーブ近傍でトナーとキャリアの攪拌も行うため、トナーとキャリアが十分に攪拌されずに、スリーブに供給されてしまうという課題があった。また、トナーとキャリアを攪拌する機構が現像装置に組み込まれるため、現像装置自体が大型化して、これを用いる画像形成装置の構成が複雑になると共に、メンテナンス時の操作性が低下するという不具合があった。 Further, in a developing device represented by a conventional biaxial conveyance type, the developer (mixture of carrier and toner) exists only in the vicinity of the developing sleeve, and the toner and the carrier are stirred in the vicinity of the developing sleeve. There has been a problem that the carrier is supplied to the sleeve without being sufficiently stirred. In addition, since a mechanism for stirring the toner and the carrier is incorporated in the developing device, the developing device itself is increased in size, which complicates the configuration of the image forming apparatus using the developing device and reduces the operability during maintenance. there were.
たとえば、このような不具合を考慮して、現像剤適正化手段と現像剤循環搬送手段を別々に設け、現像装置の小型化とメンテナンス性の向上を可能とする発明が知られている。例えば、特許文献2では現像手段と、この現像手段とは異なる箇所に別体で配置される現像剤適正化手段との間で、現像剤の移送、循環を行っている。現像剤適正化手段において、トナーとキャリアの混合比を調整して、現像材の剤濃度と帯電量を適正化し、適正化された現像剤を現像装置に供給するため、現像装置事態が現像剤濃度などを適正化させる機構を持つ必要がなく、装置の小型化が図れ、複雑な画像形成装置の内部構成が簡素化され、そのレイアウト上の余裕も生じ、メンテナンスの容易化を図れる。
しかし、特許文献2に示される現像剤適正化手段および現像剤循環搬送手段を用いて、簡素化された現像装置に現像剤を供給する場合、一度現像に用いられて現像剤濃度が低くなっている剤が、現像剤適正化手段に戻る前にもう一度現像スリーブに供給されてしまう場合がある。一度現像に用いられて現像剤濃度が低くなっている剤を用いて、同じバイアスにて現像を行うと、感光体上のトナー付着量が減り、画像濃度の低下を招く。特に、画像面積率が高い画像をプリントした場合には現像剤搬送下流側で大きな濃度低下が起こり、長手方向で無視できない濃度偏差が生じてしまう問題点がある。
For example, in consideration of such problems, an invention is known in which a developer optimization unit and a developer circulation conveyance unit are separately provided, and the development apparatus can be reduced in size and maintainability can be improved. For example, in
However, when the developer is supplied to a simplified developing device using the developer optimizing means and the developer circulation / conveying means disclosed in
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、長手方向の濃度偏差を軽減することのできる、小型で十分な攪拌可能な現像装置及び画像形成装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a small and sufficiently stirrable developing device and an image forming apparatus capable of reducing the density deviation in the longitudinal direction. It is in.
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本実施形態の現像装置では、 現像剤を搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に対向して前記現像剤担持体上の現像剤量を規制する規制部材と、前記現像剤担持体から現像剤を分離させる分離部材と、前記現像剤担持体の近傍に配置され、長手の一方に現像剤を搬送する第一の現像剤搬送手段と、を備える現像装置において、前記現像装置は、前記現像剤担持体の周囲において前記第一の現像剤搬送手段の現像剤搬送方向とは同じ方向又は逆方向に現像剤を搬送する第二の現像剤搬送手段を備え、前記第二の現像剤搬送手段は、前記分離部材の現像剤担持体側の側面に設けられていて、かつ、前記第二の現像剤搬送手段は斜行板であって、前記斜行板の斜行量が前記斜行板間隔よりも大きいことを特徴とする。
また、本実施形態の現像装置では、さらに、前記第一の現像剤搬送手段における現像剤搬送方向と同じ方向に現像剤を搬送する第三の現像剤搬送手段を備え、前記第三の現像剤搬送手段は前記分離部材の現像剤担持体と逆側の側面であることを特徴とする。
また、本実施形態の現像装置では、さらに、前記規制部材は、前記現像剤担持体の上方に設けられ、前記第三の現像剤搬送手段は、斜行板であって、前記規制部材から下に落下する現像剤を長手方向に搬送することを特徴とする。
また、本実施形態の現像装置では、さらに、前記第二の現像剤搬送手段における斜行板の間隔を第三の現像剤搬送手段における斜行板の間隔より密とすることを特徴とする。
また、本実施形態の現像装置では、さらに、前記第二の現像剤搬送手段における斜行板の斜行量を、第三の現像剤搬送手段における斜行板の斜行量より小さくしたことを特徴とする。
また、本実施形態の現像装置では、さらに、前記第三の現像剤搬送手段における斜行板の斜行量は斜行板間隔よりも大きいことを特徴とする。
また、本実施形態の現像装置では、さらに、前記現像装置から現像剤を排出するための現像剤排出口と、前記現像剤排出口近傍の現像剤濃度検知部材を設け、前記現像剤濃度検知部材の検知信号に基づいて、新たに補給するトナー量を決定し、前記現像装置から排出された現像剤と、前記補給するトナーとを攪拌する攪拌部を有することを特徴とする。
The features of the present invention, which is a means for solving the above problems, are listed below.
In the developing device of the present embodiment, a developer carrying body that conveys the developer, a regulating member that regulates the amount of developer on the developer carrying body facing the developer carrying body, and the developer carrying body In the developing device, comprising: a separating member for separating the developer from the first developer transporting means disposed in the vicinity of the developer carrying member and transporting the developer on one of the longitudinal sides; the example Bei the second developer conveying means and the developer conveying direction of the around the developer carrier first developer conveying means for conveying the developer in the same or opposite direction, before Symbol second The developer conveying means is provided on a side surface of the separating member on the developer carrier side , and the second developer conveying means is a skew plate, and the skew amount of the skew plate is it is greater than the skew plate spacing.
Further, the developing device of the present embodiment further includes third developer conveying means for conveying the developer in the same direction as the developer conveying direction in the first developer conveying means, and the third developer. The conveying means is a side surface of the separating member opposite to the developer carrying member.
In the developing device of the present embodiment, the restricting member is further provided above the developer carrier, and the third developer conveying means is a skew plate , and is disposed below the restricting member. It is characterized in that the developer falling on the substrate is conveyed in the longitudinal direction .
Further, the developing device of the present embodiment is further characterized in that the interval between the skew plates in the second developer conveying means is closer than the interval between the skew plates in the third developer conveying means.
In the developing device of the present embodiment, the skew feeding amount of the skew plate in the second developer transport unit is further made smaller than the skew feeding amount of the skew plate in the third developer transport unit. Features.
Further, in the developing device of the present embodiment, further, the skew amount of skew plate in the third developer conveying means being larger than the skew plate spacing.
Further, in the developing device of the present embodiment, further, the developer discharge port for discharging the developer, the developer density detecting member of the developer discharge opening neighborhood provided from the developing device, the developer concentration detection It has a stirring unit that determines the amount of toner to be newly replenished based on a detection signal from the member, and stirs the developer discharged from the developing device and the toner to be replenished .
本発明のプロセスカートリッジは、少なくとも、静電潜像を形成する像担持体と現像装置とを一体に支持し、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、上述のいずれかに記載の現像装置を用いることを特徴とする。
本発明のプロセスカートリッジは、表面に静電潜像を形成される像担持体と、前記静電潜像を顕像化する現像装置と、トナーとキャリアとを混合してなり前記静電潜像を顕像化するために用いられる現像剤を、前記現像装置に移送する現像剤移送手段とを具備した画像形成装置において、上述のいずれかに記載の現像装置を用いることを特徴とする。
A process cartridge according to the present invention includes at least an image carrier that forms an electrostatic latent image and a developing device, and is a process cartridge that can be attached to and detached from the image forming device. It is characterized by using.
The process cartridge of the present invention comprises a mixture of an image carrier on which an electrostatic latent image is formed, a developing device that visualizes the electrostatic latent image, and toner and a carrier. In the image forming apparatus provided with a developer transfer means for transferring the developer used for developing the toner to the developing device, any one of the developing devices described above is used.
上記課題を解決する手段である本発明によって、以下のような特有の効果を奏する。 The present invention, which is a means for solving the above problems, has the following specific effects.
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
(実施形態1)
以下、本発明を、電子写真方式の画像形成装置に適用した一実施形態について説明する。
まず、実施形態1に係る画像形成装置の基本的な構成について説明する。図1は、画像形成装置の要部を示す概略構成図である。画像形成装置は、原稿読取部4と、原稿自動搬送部2と、画像形成部6と、給紙部7とを備えている。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic image forming apparatus will be described.
First, a basic configuration of the image forming apparatus according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a main part of the image forming apparatus. The image forming apparatus includes a document reading unit 4, an automatic
原稿自動搬送部2は、その上面に載置された図示しない原稿を後述のコンタクトガラス403上に自動で供給する。
原稿読取部4は、図示しない原稿の画像を読み取るためのものである。ユーザーの手作業により、原稿読取部4の上部に固設されたコンタクトガラス403上に原稿が置かれた状態で、図示しないスタートスイッチが操作されると、原稿読取部4による原稿読取が直ちに開始される。また、原稿自動搬送部5上に原稿が置かれた状態でスタートスイッチが操作されると、その原稿がコンタクトガラス403上に自動給紙された後、原稿読取部4による原稿読取が開始される。読取開始により、コンタクトガラス403上に置かれた原稿は図中右方向へ移動する光源404によって光照明される。原稿からの反射光像は、第一ミラー406、第二及び三ミラー408で順次反射する。そして、結像レンズ409を経た後、反射光像を読み取るためのCCD等からなるイメージセンサ410に検知されて画像情報が読み取られる。
The
The document reading unit 4 is for reading an image of a document (not shown). When a start switch (not shown) is operated while a document is placed on a contact glass 403 fixed on the top of the document reading unit 4 by a user's manual operation, the document reading unit 4 immediately starts reading the document. Is done. Further, when the start switch is operated with the document placed on the
画像形成部6は、記録体としての記録媒体9である転写紙上に画像としてのトナー像を形成するためのもので、露光装置80やドラム状の潜像担持体である感光体3を備えている。また、感光体3の周囲に、帯電装置10、現像部である現像装置40、転写搬送装置50、感光体クリーニング装置20、除電装置18などを備えている。更には、定着装置70、反転排紙装置68、レジストローラ対63なども備えている。スタートスイッチが操作されると、図示しない駆動手段による感光体3の回転駆動が開始される。
露光装置80は、原稿読取部4で読み取られた画像信号に基づいてレーザ光Lを光変調して、感光体3を露光する。具体的には、レーザダイオード等からなる露光光源20からレーザ光Lを発する。このレーザ光Lは、ポリゴンモータ21によって回転駆動される回転多面鏡22上で主走査方向(感光体3の軸線方向)に偏向せしめられながら、fθレンズなどからなる走査結像用のレンズ系23を通る。そして、ミラー24、レンズ25を経て、回転駆動されている感光体3上に到達してその表面に静電潜像を走査する。
The
The
転写搬送装置50は、転写搬送ベルトを複数の張架ローラによってテンション張架しながら無端移動せしめながら、感光体3の周面に当接させて転写ニップを形成している。また、転写ニップにおける転写搬送ベルト裏面(フープ内周面)に図示しない転写バイアスローラを当接させている。この転写バイアスローラには図示しない電源によって転写バイアスが印加されており、この印加によって転写ニップに転写電界が形成される。
The
露光装置80による露光で感光体3上に形成された静電潜像は、現像装置40によって現像されてトナー像となった後、転写ニップに進入する。一方、レジストローラ対63は、スタートスイッチの操作に基づいて後述の給紙部7から送られてくる転写紙9をローラ間に挟み込む。そして、転写紙9を転写ニップにて感光体3上のトナー像に重ね合わせ得るタイミングで送り出す。この送り出しにより、転写ニップでは感光体3上のトナー像が転写紙9に密着せしめられる。そして、転写電界やニップ圧の影響を受けて、感光体3の表面から転写紙表面に転写される。転写ニップを通過した転写紙9は、転写搬送装置50の転写搬送ベルトによって定着装置70内に送られる。定着装置70は、送られてきた転写紙9を加熱ローラ71と加圧ローラ72との間に挟み込む。そして、熱や圧力の影響によってトナー像を転写紙9上に定着せしめながら、反転排紙装置68に向けて排紙する。
The electrostatic latent image formed on the
反転排紙装置68は、送られてきた転写紙9を排出路に通して機外の図示しない排紙トレイに排紙する。但し、両面コピーモードがユーザーによって選択されている場合には、転写紙9を反転部69に通して裏表反転させた後、レジストローラ対63に向けて搬送する。これにより、その転写紙9はレジストローラ対63から転写ニップに向けて再び送られ、先にトナー像が転写された面とは反対側の面に、新たなトナー像が転写される。
The reverse
感光体クリーニング装置20は、転写ニップを通過した後の感光体3表面に付着している転写残トナーをクリーニングして、トナー回収部である廃トナータンク92に収容する。クリーニング後の感光体3表面は、除電装置18によって除電された後、帯電装置10によって一様帯電せしめられて次の画像形成に備える。
The
給紙部7は、多段配設された3つの給紙カセット61a、61b、61cを備えており、それぞれに複数枚の転写紙9を収容している。また、複数組の搬送ローラ対64を有する給紙路も備えている。給紙カセット61a、61b、61cは、内部に収容している転写紙9の最上紙に給紙ローラ62a、62b、62cを押し当てており、その回転駆動によって最上紙を給紙路に向けて送り出す。スタートスイッチが操作されると、何れか1つの給紙カセットから給紙路に転写紙が送り出されるのである。給紙路33は、受け取った転写紙9を複数組の搬送ローラ対64によって画像形成部6のレジストローラ対63に向けて給紙する。
The
次に、現像手段である現像装置40について説明する。
図2は、本発明の実施形態に係る現像装置の構成を示す概略図である。
感光体3の側方に配設された現像装置40と、磁性キャリアとトナーとからなる二成分の現像剤を用いている。現像動作時には、その内部にトナーと磁性キャリアを混合した二成分現像剤(以下、単に現像剤と呼ぶ)が収容されている。この現像剤は、粒子径が3〜10[μm](体積平均粒子径)のトナーと、粒子径が15〜60[μm](平均粒径、マイクロトラック)のキャリアとからなる二成分現像剤である。トナー濃度は各サイズの選定によって異なるが、3.5〜10[%]程度まで使用可能である。現像装置40には、トナー粒子径7[μm]、キャリア粒子径35[μm]、トナー濃度7[%]のものを使用している。
また、現像装置40は、現像剤担持体である現像ローラ43、現像剤を搬送しながら現像ローラ43に現像剤を供給する第一の現像剤搬送手段である搬送スクリュ41を備えている。現像ローラ43の表面に担持された現像剤は、現像剤担持量規制手段としてのドクタブレード44によってその量を規制され、現像ローラ43と感光体3との対向部である現像領域に搬送される。現像領域で感光体3の表面上の潜像を現像し、トナーを消費した現像剤は現像ローラ43と搬送スクリュ41との対向部で、現像ローラ43から離脱し、回収現像剤として回収される。なお、現像装置40は、搬送スクリュ41の搬送方向下流端近傍に回収現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度センサ46を備えている。
更に、詳細には後述する。
Next, the developing
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the developing device according to the embodiment of the present invention.
A developing
Further, the developing
Further details will be described later.
なお、現像装置40内の現像剤の搬送は自重によって行われ、現像剤の攪拌のために設けられたトナーホッパー部47を備えている。この現像装置40に補給するトナーを収容したトナーホッパ部47は、現像部内部と該トナーホッパ部47内部とを区画する側壁部に、長手方向の延在する開口471が形成され、該開口471全体が、トナーを吐出するための複数の小孔472(φ0.9)を有する可撓性部材としてのマイラーで覆われている。また、図2に示すようにこのトナーホッパ部47内にはトナーを撹拌し、かつ該小孔472を介して現像部内へトナーを補給するアジテ−タ473が配設されている。該アジテ−タ473の先端にはマイラー474が例えば両面テ−プにより固定されている。この先端マイラー474の長さは、先端がトナーホッパー部47内壁に当接して撓み、かつ上記小孔472を有するマイラー面を摺擦し得るように設定されている。
以上のトナーホッパー部47においては、アジテ−タ473が回転しマイラー面を摺擦しながら通過するときにトナーホッパー部47内のトナーが小孔472から現像部内側に押し出されて補給される。補給されたトナーは、搬送スクリュ41により、現像剤と撹拌されながら現像ローラ43へ汲み上げられる。
The developer in the developing
In the
そして、本実施形態の現像装置40は、搬送スクリュ41下方に、現像剤のトナー濃度を検知するためのトナー濃度センサ46が配設されている。このセンサ46の検出信号は、図示しないマイクロプロセッサなどで構成される制御に入力さる。そして、この制御部16は、トナー濃度センサ46からの信号を予め定められた設定値と比較し、偏差が生じたときに、それに見合った補給すべき量のトナーを現像部内に補給すべく上記アジテータ473を回転駆動するようになっている。具体的には、トナー濃度センサ46を演算して、図示しないモータの回転速度を決定し、該回転速度に対応する周波数の電力を供給するようになっている。ここで、上記補給すべきトナーの量は、現像剤中のキャリア総量、現像ローラ43の回転速度、1回の画像形成当たりの平均的なトナー消費量などによって異なるため、予め実験で求めておく。
なお、本実施形態の現像装置40では、トナーホッパー部47内のアジテータ473の回転速度を制御しているが、これに代え、1回のトナー補給動作時間を変化させて、1回のトナー補給動作当たりのアジテータ473の回転数を制御するようにしても良い。
In the developing
In the developing
また、本実施形態の現像装置40には、ドクタブレード44よりも下方の位置で現像ローラ43表面に対向するように分離部材(以下、「セパレータ」と記す。)45が設けられている。
また、本実施形態の現像装置40では、図2に示すように、さらに、現像ローラ43と、現像ローラ43に対向して現像ローラ43上の現像剤量を規制するドクタブレード44と、現像ローラ43から現像剤を分離させるセパレータ45と、現像ローラ43の近傍に配置され長手の一方に現像剤を搬送する第一の現像剤搬送手段(以下、単に「搬送スクリュ」と記す。)41とを備えている。現像ローラ43の周囲において搬送部材の現像剤搬送方向とは逆方向に現像剤を搬送する第二の現像剤搬送手段(以下、単に「第1斜行板」と記す。)421を備え、第1第1斜行板421は、セパレータ45の現像ローラ43側の側面にある。したがって、ドクタブレード44周辺の現像剤を素早く、セパレータ45に供給して、効率的に長手方向に搬送することができる。
従来は、スクリュで現像剤を長手方向の一方に搬送し、斜行板45でスクリュと逆方向に搬送している。さらに、現像剤を攪拌するためにパドルが存在する。ここで、現像装置40の小型化のために、攪拌パドルと搬送スクリュを一体として、小型化を図ろうとした場合、従来構成では、スクリュの長手方向搬送能力に対して、スクリュと逆方向への搬送能力が小さく、現像剤がスクリュの搬送方向下流側に偏ってしまう。このために、スクリュの搬送能力を落とすと、現像剤が長手方向でごく狭い領域しか移動しなくなるため、長手方向に画像面積率の差が大きい画像を出力した場合に濃度ムラを生じる原因となる。
したがって、本実施形態の現像装置40では、第1第1斜行板421を設けることで、ドクタブレード44周辺の現像剤を素早く、セパレータ45に供給して、効率的に長手方向に搬送することができる。とくに、セパレータ45の現像ローラ43側の側面で、現像ローラ43の形状に沿った構成となっていることによって、アジテータ47から供給される現像剤をドクタブレード44近傍まで搬送する際に搬送スクリュ41の搬送方向と逆方向に容易に搬送することが可能となる。
Further, the developing
Further, in the developing
Conventionally, the developer is transported in one longitudinal direction by a screw, and transported in the opposite direction to the screw by a
Therefore, in the developing
本実施形態の現像装置40では、搬送スクリュ41における現像剤搬送方向とは逆方向に現像剤を搬送する第二の現像剤搬送手段、第三の現像剤搬送手段を備え、第二の現像剤搬送手段である第1斜行板421はセパレータ45の現像ローラ43側の側面であり、第三の現像剤搬送手段である第2斜行板422はセパレータ45の現像ローラ43と逆側の側面である。
セパレータ45の現像ローラ43と逆側の側面でも長手方向に現像剤を移動させることで、余分なスペースを設けることなく、効率的に現像剤を長手方向に動かすことができ、左右濃度偏差を低減することができる。
第1斜行板421はセパレータ45の現像ローラ43側の側面に加えて、さらに、第2斜行板422はセパレータ45の現像ローラ43と逆側の側面に設けることで、スクリュの搬送方向への搬送が不十分である場合に、効率的な搬送を可能とし、左右濃度偏差を低減することができる。
The developing
By moving the developer in the longitudinal direction also on the side opposite to the developing
The
図3は、斜行板が配置されているセパレータの概略構成を示す斜視図である。
図4は、第2斜行板側からのセパレータの概略構成を示す平面図である。
図5は、第1斜行板側からのセパレータの概略構成を示す平面図である。
このセパレータ45は、図3、4、5に示すように第1斜行板421、第2斜行板422が取り付けられている。
図3はセパレータ45および第1斜行板421、第2斜行板422だ示されており、図4はセパレータ45および第2斜行板422を現像ローラ43と逆側の側面より観察し、ドクタブレード44近傍よりこぼれ落ちる現像剤の流れが示されていて、図5はセパレータ45および第1斜行板421を現像ローラ43と逆側の側面より観察し、搬送スクリュ41近傍からドクタブレード44近傍まで現像ローラ43に沿って汲み上げられる現像剤の流れが示されている。第1斜行板421、第2斜行板422はセパレータ45に沿って流動する現像剤を現像ローラ43の軸方向に直行する方向に対して斜行させる構成を成している。
特に、本実施形態の現像装置40では、現像ローラ43の上方にドクタブレード44が存在し、第2斜行板422はドクタブレード44から下に落下する現像剤を、長手方向に搬送する。効率的に現像剤を搬送することができ、左右濃度偏差を低減することができる。
現像剤の搬送経路に第1斜行板421、第2斜行板422を設けることで、現像剤を長手方向への搬送を促進し、左右濃度偏差を低減することができる。
FIG. 3 is a perspective view showing a schematic configuration of a separator on which a skew plate is arranged.
FIG. 4 is a plan view showing a schematic configuration of the separator from the second skew plate side.
FIG. 5 is a plan view showing a schematic configuration of the separator from the first skew plate side.
As shown in FIGS. 3, 4, and 5, the
3 shows the
In particular, in the developing
By providing the
また、本実施形態の現像装置40では、第1斜行板421の間隔を第2斜行板422の間隔より密にした。効率的に現像剤を搬送することができ、左右濃度偏差を低減することができる。
これは、斜行板42の間隔は密であればあるほど、現像剤の流れを阻害してしまう。このためある程度は疎にする必要があるが、疎にしすぎた場合は長手方向に現像剤量の偏りができてしまう。つまり、斜行板42によって、現像剤が多く供給される部分と、少なく供給される部分ができてしまう。ドクタブレード44の直前において、長手方向の現像剤量偏りが大きくなると、汲み上げ量偏差ができ、画像に縦スジが発生する原因となる。したがって、ドクタブレード44の直前にある第1斜行板421では、効率的に剤搬送が可能となる程度に疎な間隔かつ、汲み上げ量偏差が起こらない程度に密な間隔で斜行板42を設置しなければならない。これに対して、ドクタブレード44からこぼれ落ちる現像剤を搬送する場合は、長手方向に偏差を持っていても、汲み上げ量偏差を引き起こすことはない。したがって、第2斜行板422では、現像剤の流れを阻害しないように第1斜行板421に比べて疎な間隔で斜行板42を設置することが望ましい。
Further, in the developing
This is because the closer the slanting
また、本実施形態の現像装置40では、第1斜行板421における斜行板42の斜行量を第2斜行板422における斜行板42の斜行量より小さくした。ここで、斜行量は、図6中の符号Bで定義することができる。斜行量とは、斜行板自体の入口側と出口側の長手方向の推移する距離である。これによって、効率的に現像剤を搬送することができ、左右濃度偏差を低減することができる。
斜行量は斜行板42の角(斜行角)を変更することで変化させることができる。斜行板42の斜行角は大きくなればなるほど、長手方向の剤搬送能力が大きくなる代わりに、現像剤の流れを阻害する。したがって、斜行角は現像剤の流れを阻害しない範囲でなるべく大きな角度とすることが望ましい。ここで、第1斜行板421では、現像剤をドクタブレード44近くまで重力に逆らって汲み上げなければならないのに対して、第2斜行板422では、現像剤を重力によって落とす際に斜行させている。したがって、第1斜行板421と第2斜行板422を同じ斜行角とした場合は、第2斜行板422と比較して第1斜行板421における現像剤流れが悪くなる。また、第1斜行板421で汲み上げた剤は現像ローラ43に供給されるものと第2斜行板422にて搬送されるものに分かれるため、単位時間あたりに第2斜行板422に供給される剤の量は第1斜行板421に供給される量より少なくなるため、第2斜行板422よりも第1斜行板421はスムーズに剤が流れなければならない。したがって、第2斜行板422の斜行角よりも第1斜行板421の斜行角を小さくすることで、第1斜行板421ではスムーズに剤が流れ、第2斜行板422では大きく長手方向に搬送することができるようになる。
In the developing
The amount of skew can be changed by changing the angle of the skew plate 42 (skew angle). The larger the skew angle of the
また、本実施形態の現像装置40では、斜行板42の斜行量は斜行板間隔よりも大きくしている。これによって、効率的に現像剤を搬送することができ、左右濃度偏差を低減することができる。
図6は、間隔が異なる斜行板が配置されているセパレータの概略構成を示す斜視図である。
図7は、斜行板が配置されているセパレータ上における現像剤の存在状態を示す概略図である。
図8は、斜行量が斜行板間隔より小さい斜行板が配置されているセパレータ上における現像剤の搬送状態を示す概略図である。
図9は、斜行量が斜行板間隔より大きい斜行板が配置されているセパレータ上における現像剤の搬送状態を示す概略図である。
これは、斜行板42の斜行量(図6のB)が斜行板間隔(図6のA)よりも小さい場合、斜行板42の近傍の斜行方向下流側にある現像剤(図8のC)は斜行して長手方向に搬送されるが、斜行板近傍の斜行方向上流側にある現像剤(図8のD)は長手方向に全く搬送されない場合がある。この場合、図7に示すように、斜行板42に沿って、現像剤が存在する部分と存在しない部分に分かれる。
斜行板42の斜行量を斜行板間隔よりも大きくすることで、図9のDのように斜行板近傍の斜行方向上流側にある現像剤も長手方向に搬送される。
Further, in the developing
FIG. 6 is a perspective view showing a schematic configuration of a separator in which skew plates having different intervals are arranged.
FIG. 7 is a schematic diagram showing the presence state of the developer on the separator on which the skew plate is arranged.
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a developer conveyance state on a separator on which a skew plate having a skew amount smaller than a skew plate interval is disposed.
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a developer conveyance state on a separator on which a skew plate having a skew amount larger than a skew plate interval is disposed.
This is because when the skew amount of the skew plate 42 (B in FIG. 6) is smaller than the skew plate interval (A in FIG. 6), the developer (in the skew direction downstream side in the vicinity of the skew plate 42) ( 8C is skewed and transported in the longitudinal direction, but the developer (D in FIG. 8) on the upstream side in the skew direction near the skew plate may not be transported at all in the longitudinal direction. In this case, as shown in FIG. 7, along the
By making the skew amount of the
以上の本実施形態の現像装置40内においては、搬送スクリュ41の回転により現像装置40の内底部に溜っている二成分現像剤を撹拌し、図2において手前側から奥側へと現像剤を搬送するとともに、現像ローラ43に汲み上げて供給する。現像ローラ43に汲み上げられた現像剤は現像ローラ43の磁力によって現像ローラ43表面に保持され、現像ローラ43の回転に伴ってドクタブレード44近傍まで搬送される。搬送スクリュ41近傍からドクタブレード44近傍まで現像ローラ43に沿って現像剤が搬送される際に、第1斜行板421によって現像ローラ43の軸方向に直行する方向に対して斜行させられながらドクタブレード44近傍まで搬送される。斜行板による搬送方向は図8において奥側から手前側となっており、搬送スクリュ41の搬送方向と逆方向である。第1斜行板421の斜行量は4.5mm、斜行板42の間隔は4.0mmである。図3、図5における斜行量と斜行板42の間隔の関係は配置を見やすくするために、上記間隔とは異なっている。図5は、このときの現像剤の搬送の様子を矢印で示したものである。この搬送スクリュ41で現像ローラ43に供給され、かつ該現像ローラ43の回転で感光体3との対向部に搬送される現像剤は、ドクタブレード44により過剰な現像剤が掻き取られて一定量の現像剤にされた後に感光体3表面に供給され静電潜像の現像に供される。
In the developing
一方、ドクタブレード44で掻き取られた現像剤は、セパレ−タ45上を流動する。この流動現像剤は第2斜行板422により現像ローラ43の軸方向に直交する方向に対して斜行させられながら搬送スクリュ41上に流下し、これによりいわゆる横撹拌(現像ローラ軸方向)が行われる。斜行板による搬送方向は図2において奥側から手前側となっており、搬送スクリュ41の搬送方向と逆方向である。第2斜行板422の斜行量は20mm、斜行板間隔は18mmである。図3、図4における斜行量と斜行板間隔の関係は配置を見やすくするために上記間隔とは異なっている。図4はこのときの現像剤の落下の様子を矢印で示したものである。搬送スクリュ41上に落下した現像剤は、該搬送スクリュ41により撹拌された後に現像ローラ43に汲み上げられる。以上のことが繰り返される。
On the other hand, the developer scraped off by the
次ぎに、本実施形態における画像形成動作について説明する。図1に示す画像形成装置1の全体図に基づいて説明する。本実施形態では、帯電ローラ11に電圧をかけることで、感光体3を一様に帯電させ、LDを用いた露光装置80によって感光体3上に潜像を形成する。帯電ローラ11はクリーニングブレード21をすり抜けたトナーなどで汚染される場合があるが、帯電ローラ11に当接するクリーニングローラ12によって汚染物は除去され、帯電ローラ11は汚染されていない状態が保たれ、トナー汚れを気にすることなく、感光体3を一様に帯電することができる。
現像装置40は従来公知の電子写真作像過程により、帯電露光が行われ、静電潜像が形成された感光体3上に公知の乾式二成分現像方式で磁気ブラシ現像方式を用いて顕像を形成する。感光体3上に形成された顕像は転写ローラ52とのニップ部分で紙に転写される。転写後の感光体3に残った残トナーはクリーニング装置20によって感光体3上から除去され、次の作像に備える。クリーニング装置20はクリーニングブレード21と廃トナー搬送スクリュ22からなり、クリーニングブレード21によって感光体3上の転写残トナーをかきとり、かきとられた転写残トナーは廃トナー搬送スクリュ22によって廃トナータンク92へ運ばれる。
転写紙9は給紙装置60より、給紙ローラ62によって1枚ずつ搬送され、紙搬送ガイドにそってレジストローラ63まで搬送される。レジストローラ63から転写部まで搬送され、転写部にて感光体3上に形成された顕像が転写紙9に転写される。転写紙9は紙搬送ベルト56によって定着装置70まで搬送され、トナー像が定着されて排紙トレイに排出される。定着装置70は定着ローラ71と加圧ローラ72からなり、熱と圧力が加えられることでトナー像を転写紙9に定着する。
Next, an image forming operation in this embodiment will be described. A description will be given based on the overall view of the
The developing
The
上述したように、本実施形態に係る現像装置40を、感光体3と一体に支持し、プロセスカートリッジ2とすることで、小型で手軽に扱うことができる。
さらに、この現像装置40、プロセスカートリッジ2を画像形成装置1に適用することで、現像装置40等の小型化が可能となるため、着脱可能にしている画像形成装置1の大きさもそれに伴って小型化することができ、手軽に扱うことのできるようになる。
As described above, the developing
Furthermore, since the developing
(実施形態2)
まず、図10に基づいて本実施形態に係る現像装置40を備えた画像形成装置1の構成の概要を説明する。図10は、本発明に係る現像装置が適用される他の実施形態となる画像形成装置の要部を示す概略構成図である。
図10に基づく本実施形態の画像形成装置1は、図1に基づくが像形成装置1とは、画像形成動作において差異がある。ここでは、中間転写ベルト51上に、複数の色を有するトナー像を重ね、カラー画像を得ることができる。
このために、転写搬送装置50における未定着像担持体としての中間転写ベルト51の下面に対向して、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した作像部としてプロセスカートリッジ2Y、2M、2C、2Kが並設されている。これらのプロセスカートリッジ2Y、2M、2C、2Kは、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外は同一構造である。各プロセスカートリッジ2Y、2M、2C、2Kは、潜像担持体としての感光体3と、感光体3の周囲に配設された帯電装置10、現像装置40、クリーニング装置20等で構成されている。
(Embodiment 2)
First, an outline of the configuration of the
The
Therefore, the process cartridges 2Y, 2M, and the image forming units corresponding to the respective colors (yellow, magenta, cyan, black) are opposed to the lower surface of the
感光体3上で、作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程)が行われ、感光体3上に所望のトナー像が形成される。感光体3は、不図示の駆動部によって図中、時計回り方向に回転駆動され、帯電装置10の位置で表面が一様に帯電される(帯電工程)。
その後、感光体3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る(露光工程)。
その後、感光体3の表面は、現像装置40との対向位置に達し、この位置で静電潜像が現像されて、所望のトナー像が形成される(現像工程)。
その後、感光体3の表面は、中間転写ベルト51及び1次転写バイアスローラ52との対向位置に達して、この位置で感光体3上のトナー像が中間転写ベルト51上に転写される(1次転写工程)。
その後、感光体1の表面は、クリーニング装置20との対向位置に達し、この位置で感光体3上に残存した未転写トナーが回収される(クリーニング工程)。クリーニング後感光体3の表面は図示しない除電装置により電位を初期化される。こうして、感光体3上で行われる一連の作像プロセスが終了する。
An image forming process (charging process, exposure process, developing process, transfer process, cleaning process) is performed on the
Thereafter, the surface of the
Thereafter, the surface of the
Thereafter, the surface of the
Thereafter, the surface of the
上述した作像プロセスは、図1に示すように、4つのプロセスカートリッジ2Y、2M、2C、2Kで、それぞれ行われる。すなわち、プロセスカートリッジ2Y、2M、2C、2Kの下方に配設された露光装置80から、画像情報に基づいたレーザ光が、各プロセスカートリッジ2Y、2M、2C、2Kの感光体3上に向けて照射される。その後、現像工程を経て各感光体3上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト51上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト51上にカラー画像が形成される。
The above-described image forming process is performed by each of the four process cartridges 2Y, 2M, 2C, and 2K, as shown in FIG. That is, the laser beam based on the image information is directed from the
4つの1次転写バイアスローラ52Y、52M、52C、52Kは、それぞれ、中間転写ベルト51を感光体3Y、3M、3C、3Kとの間に挟み込んで1次転写ニップを形成している。1次転写バイアスローラ52Y、52M、52C、52Kにはトナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。中間転写ベルト51は、各1次転写バイアスローラ52Y、52M、52C、52Kの1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体3Y、3M、3C、3K上の各色のトナー像が、中間転写ベルト51上に重ねて1次転写される。
The four primary
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト51は、2次転写手段としての2次転写ローラ54との対向位置に達する。中間転写ベルト51上に形成されたカラートナー像は、2次転写ニップの位置に搬送された記録媒体としての転写紙9上に転写される。
こうして、中間転写ベルト51上で行われる、一連の転写プロセスが終了する。装置本体1の下部に配設された給紙部7には給紙装置60が配置されている。給紙カセット61には、転写紙9が複数枚重ねて収納されており、給紙コロ62により1枚ずつ分離されて給紙される。給紙された転写紙9はレジストローラ対63で一旦停止され、斜めずれを修正された後レジストローラ対63により所定のタイミングで2次転写ニップに向けて搬送される。そして、上記のように、2次転写ニップにおいて転写紙9上に、所望のカラー画像が転写される。
Thereafter, the
Thus, a series of transfer processes performed on the
2次転写ニップの位置でカラー画像を転写された転写紙9は、定着装置70へ搬送され、ここで、定着ローラ71及び圧力ローラ72による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像を定着される。
定着を終えた転写紙9は、排紙ローラ対64により、装置本体上面に形成された排紙部へ出力画像として排出され、スタックされる。こうして、画像形成装置1における一連の画像形成プロセスが完了する。
The
After the fixing, the
次に、現像剤攪拌・循環システムとしての現像装置40の構成を詳細に説明する。
さらに、本実施形態の画像形成装置1では、現像装置40としては、二成分現像剤を補給するシステムを現像が行われる現像部250の外に備えている。二成分現像剤を補給するシステムは、後で、その構成を詳述するが、現像剤の混合・攪拌を適正化する機構としての攪拌部251、および、この攪拌部251と現像部250とを接続する現像剤移送する機構とを併せて有している。
図11は、本発明の実施形態に係る現像装置における現像剤補給システム、移送システムの構成を示す概略構成図である。
詳細には、図11に示すように、現像装置40は、感光体3上の静電潜像を現像する現像部250と、現像部250から離れた位置で現像剤(以下、単に「剤」ともいう)の状態に応じた撹拌を行う撹拌部251と、撹拌部251にトナーを補給するためのトナー収納容器110と、撹拌部251の下方に設けられたロータリフィーダ253と、現像剤を空気圧で搬送する現像剤循環駆動源としてのエアポンプ254等を有している。
現像部250と撹拌部251との間は循環路255で接続され、ロータリフィーダ253と現像部250との間は循環路256で接続されている。トナー収納容器252と撹拌部251はトナー補給路57で接続され、エアポンプ54とロータリフィーダ253は管路58で接続されている。さらに、図11において、トナー補給駆動源としてのモータ259を、攪拌駆動源としてのモータ260を、ロータリフィーダ253の駆動源としてのモータ261をそれぞれ備えている。
Next, the configuration of the developing
Further, in the
FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing configurations of a developer supply system and a transfer system in the developing device according to the embodiment of the present invention.
Specifically, as illustrated in FIG. 11, the developing
The developing
図12は、本発明の実施形態に係る現像装置における現像部の構成を示す概略構成図である。
現像部250は、図12に示すように、現像部を構成するケーシング401と、ケーシング401内に回転可能に支持され、螺旋状のフィンを有する搬送スクリュ41と、現像ローラ43を有している。ケーシング401内には、トナーとキャリアを混合した2成分現像剤が入っている。搬送スクリュ41により現像剤はケーシング401内で循環搬送される。
搬送スクリュ41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43によって磁力で吸い上げられて吸着され、ドクタブレード44で均一な厚さに均されてから、感光体3に接することで感光体3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。
現像が終わった現像剤は攪拌スクリュウ41近傍で、分離して、排出口48から、現像剤移送する機構のトナー排出路267から攪拌部251に移送される。さらに、攪拌部251から管路256を経て受取口268に移送され、補給口47から現像部250に補給される。
FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing the configuration of the developing unit in the developing device according to the embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 12, the developing
The developer is transported from the front side to the back side in the drawing by the
The developed developer is separated in the vicinity of the stirring
更に、図11に示すように、現像後の現像剤は搬送スクリュ41の端部に構成された排出口48から、循環路255を通って撹拌部251に搬送される。搬送スクリュ41の最下流に図示しないトナー濃度検知センサ46が設置されており、その信号を基にトナー収納容器252からトナー補給が行われる。トナー補給はモータ259によってトナー補給路257内の図示しないスクリュを回転させることで行われる。トナー補給は循環経路内で撹拌部251の入り口直前の部位で行われる。
撹拌部251では現像後の現像剤と、補給されたトナーとが混合され適切なトナー濃度と帯電量を持つ現像剤となる。この現像剤は、撹拌部251の下部に形成された排出口270を通り、ロータリフィーダ253に入る。ロータリフィーダ253内のロータ275の回転により、現像剤は下方に定量的に排出され、循環路256を通り、受取口268を介して再び現像部250に供給される。
Further, as shown in FIG. 11, the developer after development is conveyed from the
In the stirring
図13は、本発明の実施形態に係る現像装置における攪拌部の構成を示す概略構成図である。撹拌部251の上面には現像剤補給口269が、下面には排出口270が設けられており、攪拌部本体251aは、排出口270に向かうほど径が細くなる逆円錐型の形状を有している。
攪拌部本体251a内の中心には下から上に剤を搬送するスクリュ271が、その外側には回転可能な2本の攪拌部材272が設けられており、これらの撹拌部材の回転動作によって現像剤が攪拌・混合される。
外側の撹拌部材272とスクリュ271はモータ260によって回転する。スクリュ271はモータ260と直結されており、外側の撹拌部材272は、減速ギヤ列273a〜73dを介して回転する。撹拌部材272は、減速ギヤ列に直結された支持部274に対して斜めに固定されている。
撹拌部251での補給口269から、排出口270までの搬送は重力を利用している。撹拌部251にはバッファとして常に現像剤が存在するため、未混合の現像剤がそのまま排出されることはない。
ロータリフィーダ253は、モータ261によって回転され、放射状に延びる複数の2羽根75aを有するロータ275と、ロータ275を覆うステータ276を有している。ロータリフィーダ253と、循環路256及び管路258は継手管路277で接続されている。
FIG. 13 is a schematic configuration diagram showing the configuration of the agitation unit in the developing device according to the embodiment of the present invention. A
A
The
The conveyance from the
The
図14は、撹拌部における攪拌時の現像剤の流れを表す模式図である。
スクリュ271の回転によって矢印Aの向きに下から上に持ち上げられた剤は、外側を回転する撹拌部材272の回転に伴い矢印Bの向きに移動し、再びスクリュ271の周囲に寄せ集められる。このように撹拌部251では絶えず現像剤が対流している。この対流により、容器内(攪拌部本体251a内)全体が均一に混合される仕組みである。トナーの帯電はトナーとキャリアの摩擦によって付与されるため、帯電量をすばやく得るためにはトナーとキャリアの接触確率を上げることが重要である。本発明者らの検討によって、撹拌部251内で現像剤が対流することにより接触確率が上がり、かつ、現像剤へのダメージも少ないことが分かった。
FIG. 14 is a schematic diagram illustrating the flow of the developer during stirring in the stirring unit.
The agent lifted upward in the direction of the arrow A by the rotation of the
次に、ロータリフィーダ部について詳細に説明する。
図15は、本発明の実施形態に係る現像装置におけるロータリフィーダ部の構成を示す概略構成図である。
ロータリフィーダ253のロータ275とステータ276は、図15に示すように、ロータ275の羽根275aの先端とステータ276の内面との間にクリアランスを持って設けられている。
上述のように、ロータ275とステータ276との間に隙間があると、エアポンプ254から発生したエアの一部が、この隙間を通り、撹拌部251に流れ込み、現像剤を現像部250に送るためのエアが減少する(圧力が低下する)。
当然、隙間が大きいほどエアが通り易い。ところが、現像剤を搬送しているときは、この隙間に現像剤が入り込み、シールの効果が発生し、上記空気の洩れが減少する。但し、隙間が大きすぎるとシールの効果が無くなり、エアの洩れを防ぐことができない。
すなわち、ロータリフィーダ253から排出された、現像剤を効率よく搬送するためにはエアポンプ254のエアを可能な限り、撹拌部251に流入させ無いほうが良い。
Next, the rotary feeder unit will be described in detail.
FIG. 15 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration of a rotary feeder unit in the developing device according to the embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 15, the
As described above, when there is a gap between the
Of course, the larger the gap, the easier the air will pass. However, when the developer is being transported, the developer enters the gap to generate a sealing effect, and the air leakage is reduced. However, if the gap is too large, the sealing effect is lost and air leakage cannot be prevented.
That is, in order to efficiently transport the developer discharged from the
そこで、本実施形態では、ロータリフィーダ253の排出側と現像剤移送経路との間(ここでは継手管路277内)に、ロータリフィーダ253側への空気の流入を規制する板状の空気流入ドクタブレード280を配置した。空気流入ドクタブレード280は空気の供給方向へ間隔をおいて3枚固定配置されている。
エアポンプ254から送られてくるエアが混合部としての継手管路277内に到達すると、循環路256に現像剤と共に現像部250に移送されるエアと、上部のロータリフィーダ253側に逆流しようとするエアがあるが、空気流入ドクタブレード280がエアの流れを規制するため、ロータリフィーダ253側に逆流するエアが低減される。
空気流入ドクタブレード280は、その上端部がエアポンプ254側に寄るように傾斜し、水平線とのなす角θが鋭角になるように設置されているため、ロータリフィーダ253側へ向かう空気流を規制する効果が高い。ロータリフィーダ253から排出される現像剤は、空気流入ドクタブレード280と継手管路277内面との間、及び空気流入ドクタブレード280間を通って落下する。
空気流入ドクタブレード280は1枚でも良いが、複数枚設けた方が空気流入規制機能は高い。
Therefore, in the present embodiment, a plate-like air inflow doctor that restricts the inflow of air to the
When the air sent from the
The air
The number of air
また、以下、本発明を現像装置を適用した他の実施形態について説明する。
図16は、本実施形態に係る現像装置40の一部の概略構成図である。
本実施形態の現像装置40では、図16からも明らかなように、現像剤を適正化するために、帯電量およびトナー濃度が調整された現像剤を現像剤補給口49から現像部250に供給され、現像に使用されたのち、現像剤排出口48から回収され、再度現像剤を適正化するために攪拌部251へ送られる。現像剤補給口49から現像部250内に供給された現像剤は搬送スクリュ41の回転により撹拌されながら、図16において、奥側から手前側へと現像剤を搬送するとともに現像ローラ43に汲み上げて供給する。
本実施形態の現像装置40が備える現像部250では、感光体3に対向して、磁石を内設した現像ローラ43が回動可能に支持されている。この現像ローラ43の表面と感光体3表面とは、厳しい公差精度に保たれた所定の間隔をおいて対向するようになっている。この現像ローラ43を備えた現像装置40内において、その底部には、回転駆動する搬送スクリュ41が設けられている。
Further, other embodiments to which the present invention is applied will be described below.
FIG. 16 is a schematic configuration diagram of a part of the developing
In the developing
In the developing
また、現像ローラ43の表面に所定ギャップをおいて対向するようにドクタブレード44が設けられている。また該ドクタブレード44よりも下方の位置で現像ローラ43表面に対向するようにセパレータ45が設けられている。
このセパレータ45は、先の図3、4、5に示すように第1斜行板421、422が取り付けられている。
本発明に係る現像装置40は、表面に静電潜像を形成される感光体3と、静電潜像を顕像化するために、トナーとキャリアとを混合してなり静電潜像を顕像化するために用いられる粉体の現像剤を、現像部250に移送する現像剤移送手段とを画像形成装置1本体に具備し、現像手段としては、現像ローラ43と、現像ローラ43に対向して現像ローラ43上の現像剤量を規制するドクタブレード44と、現像ローラ43から現像剤を分離させるセパレータ45と、現像ローラ43の近傍に配置され長手の一方に現像剤を搬送する第一の現像剤搬送手段(「搬送スクリュ」)41と、現像ローラ43の周囲において搬送部材の現像剤搬送方向とは同じ方向に現像剤を搬送する第二の現像剤搬送手段(以下、「斜行板」と記す。)421を備え、第1斜行板421はセパレータ45の現像ローラ43側の側面に配置される。この現像装置40では、現像手段内での現像剤の長手方向への移送は搬送スクリュ41を用い、加えて、セパレータ45を利用して、現像剤を長手方向に搬送している。現像剤を長手方向に搬送することで、左右濃度偏差を低減することができる。
これまでの現像装置40では、濃度調整された現像剤が現像スリーブ131に供給されるため、現像装置自体は小型化が可能であり、メンテナンスが容易になる。しかし、現像に使用されて、現像剤濃度が低下した現像剤が再び現像スリーブに汲み上げられ、画像濃度低下を引き起こす場合がある。
A
As shown in FIGS. 3, 4, and 5,
The developing
In the developing
特に、小型化を行って現像スリーブ近傍にある剤が少量となる場合などは、現像剤が濃度調整機構である攪拌器140を経ることなく数回現像に用いられ、極端な画像濃度低下を引き起こす。この原因は現像スリーブ近傍での現像剤送り量と現像剤送りスピードが不足していることによる。現像剤送り量が多い場合は、現像に使用された剤がもう一度現像スリーブに汲み上げられる際にも、近くに濃度調整済みの剤が多く存在するため、濃度低下を起こした剤の相対的な影響が少なくなる。現像剤送りスピードが速い場合には、濃度低下を起こした現像剤に対して、濃度調整された現像剤が多く供給され、また、濃度低下された現像剤は速く攪拌器140まで運ばれるため、濃度低下を起こした現像剤の影響は少なくなる。
本実施形態の現像装置40では、セパレータ45の現像ローラ43側の側面においても現像剤をスクリュと同方向に送ることで、現像剤送りスピードを速くし、画像の左右濃度偏差を低減している。
In particular, when the size is reduced and the amount of the agent in the vicinity of the developing sleeve becomes small, the developer is used for development several times without going through the
In the developing
また、本実施形態の現像装置では、第一の現像剤搬送手段における現像剤搬送方向と同じ方向に現像剤を搬送する第二の搬送手段としての第1斜行板421、第三の現像剤搬送手段の第2斜行板422を備え、第1斜行板421はセパレータ45の現像ローラ43側の側面であり、第2斜行板422はセパレータ45の現像ローラ43と逆側の側面である。
セパレータ45の現像ローラ43と逆側の側面でも長手方向に現像剤を移動させることで、余分なスペースを設けることなく、効率的に現像剤を長手方向に動かすことができ、左右濃度偏差を低減することができる。第1斜行板421はセパレータ45の現像ローラ43側の側面に加えて、さらに、第2斜行板422はセパレータ45の現像ローラ43と逆側の側面に設けることで、スクリュの搬送方向への搬送が不十分である場合に効率的な搬送を可能とし、左右濃度偏差を低減することができる。
Further, in the developing device of the present embodiment, the
By moving the developer in the longitudinal direction also on the side opposite to the developing
また、本実施形態の現像装置40では、現像ローラ43の上方にドクタブレード44が存在し、第2斜行板422はドクタブレード44から下に落下する現像剤を、斜行板45を利用して長手方向に搬送する。効率的に現像剤を搬送することができ、左右濃度偏差を低減することができる。現像剤の搬送経路に斜行板45を設けることで、現像剤を長手方向への搬送を促進し、左右濃度偏差を低減することができる。
また、本実施形態の現像装置40では、第1斜行板421の間隔を第2斜行板422の間隔より密にした。効率的に現像剤を搬送することができ、左右濃度偏差を低減することができる。
また、本実施形態の現像装置40では、第1斜行板421の斜行量を第2斜行板422の斜行量より小さくした。ここで、斜行量とは、斜行板入り口から入った現像剤が出口で出るまでに長手方向に移動する距離である。これによって、効率的に現像剤を搬送することができ、左右濃度偏差を低減することができる。
また、本実施形態の現像装置40では、斜行板45の斜行量は斜行板間隔よりも大きくしている。これによって、効率的に現像剤を搬送することができ、左右濃度偏差を低減することができる。
Further, in the developing
Further, in the developing
Further, in the developing
In the developing
さらに、これらの第1斜行板421、422を備える現像部250の動作について説明する。上述したように、図9は、セパレータ45および第1斜行板421、第2斜行板422の斜視図、図10はセパレータ45および第2斜行板422を現像ローラ43と逆側の側面より観察した平面図とドクタブレード近傍よりこぼれ落ちる現像剤の流れを示した図、図11はセパレータ45および第1斜行板421を現像ローラ43と逆側の側面より観察した平面図と搬送スクリュ41近傍からドクタブレード44近傍まで現像ローラ43に沿って汲み上げられる現像剤の流れを示している。第1斜行板421、第2斜行板422はセパレータ45に沿って流動する現像剤を現像ローラ43の軸方向に直行する方向に対して斜行させる構成を成している。
Further, the operation of the developing
現像ローラ43に汲み上げられた現像剤は現像ローラ43の磁力によって現像ローラ43表面に保持され、現像ローラ43の回転に伴ってドクタブレード44近傍まで搬送される。搬送スクリュ41近傍からドクタブレード44近傍まで現像ローラ43に沿って現像剤が搬送される際に、第1斜行板421によって現像ローラ43の軸方向に直行する方向に対して斜行させられながらドクタブレード44近傍まで搬送される。斜行板による搬送方向は図1において奥側から手前側となっており、搬送スクリュ41の搬送方向と同じ方向である。第1斜行板421の斜行量は4.5mm、斜行板間隔は4.0mmである。図9、図11における斜行量と斜行間隔の関係は配置を見やすくするために、上記間隔とは異なっている。図11はこのときの現像剤の搬送の様子を矢印で示したものである。この搬送スクリュ41で現像ローラ43に供給され、かつ該現像ローラ43の回転で感光体3との対向部に搬送される現像剤は、ドクタブレード44により過剰な現像剤が掻き取られて一定量の現像剤にされた後に感光体3表面に供給され静電潜像の現像に供される。一方、ドクタブレード44で掻き取られた現像剤は、セパレ−タ45上を流動する。この流動現像剤は第2斜行板422により現像ローラ43の軸方向に直交する方向に対して斜行させられながら搬送スクリュ41上に流下し、これによりいわゆる横撹拌(現像ローラ軸方向)が行われる。斜行板による搬送方向は図1において奥側から手前側となっており、搬送スクリュ41の搬送方向と同じ方向である。第2斜行板422の斜行量は20mm、斜行板間隔は18mmである。図9、図10における斜行量と斜行板間隔の関係は配置を見やすくするために上記間隔とは異なっている。図10はこのときの現像剤の落下の様子を矢印で示したものである。搬送スクリュ41上に落下した現像剤は、該搬送スクリュ3により撹拌された後に現像ローラ43に汲み上げられる。
The developer pumped up by the developing
その後、以上のことが繰り返され、最も手前側に来た現像剤は、図22に示す現像剤排出口47から現像装置外へ出て、現像剤を適正化する攪拌部251へと運ばれる。
また、本実施形態の現像装置40では、現像部250から現像剤を排出するための現像剤排出口48と、現像剤排出口48近傍のトナー濃度センサ46を設け、上記現像剤排出口48近傍のトナー濃度センサ46における検知信号に基づいて現像手段から排出される現像剤に補給するトナー量を決定し、上記現像手段から排出された現像剤と、上記新たに補給するトナーとを攪拌する攪拌部251を有する。ここで、精度よくトナー濃度を調整することができる。現像部250から排出されるトナー濃度を測定し、その検知結果に応じてトナー補給を行うことで、排出されたトナーを適正な剤濃度とすることができる。
また、第1斜行板421、422の斜行量と斜行板間隔を一部数値で示しているが、もちろん実施形態の一例であり、請求の範囲を限定するものではない。以上のような構成をとることによって、スクリュのみで剤を搬送するよりも、効率よく剤を搬送することができる。その結果、トナー濃度が低下した剤を速く排出口へと送ることができ、現像スリーブ長手方向の濃度偏差を少なくすることができる。
Thereafter, the above is repeated, and the developer that comes to the foremost side exits from the
In the developing
In addition, although the amount of skew and the distance between the skew plates of the
1 画像形成装置
2 プロセスカートリッジ
3 像担持体/感光体
4 読取装置
402 規制板
403 コンタクトガラス
404 ランプ
405 第一走行体
406 ミラー
407 第二走行体
408 ミラー
409 結像レンズ
410 読み取りセンサ
5 自動原稿搬送装置(ADF)
6 画像形成部
7 給紙部
9 記録部材
10 帯電装置
11 帯電ローラ
18 除電装置
20 クリーニング装置
30 潤滑剤塗布装置
40 現像装置
401 ケーシング
41 搬送スクリュ
42 斜行板
421 第1斜行板
422 第2斜行板
43 現像ローラ
44 ドクタブレード
45 セパレータ
46 トナー濃度センサ
47 トナーホッパ部
471 トナーホッパ開口部
472 小孔
473 アジテータ
474 マイラー
48 現像剤排出口
49 現像剤補給口
50 転写搬送装置
51 中間転写ベルト
52 一次転写ローラ
531、532、533、534 支持ローラ
54 二次転写ローラ
55 中間転写ベルトクリーニング装置
56 搬送ベルト
60 給紙装置
61 給紙ユニット
62 給紙ローラ
63 レジストローラ
64 排紙ローラ
68 反転排紙装置
69 反転部
70 定着装置
71 加熱ローラ
72 加圧ローラ
80 露光装置
90 補給/貯留装置
91 トナー補給ホッパー
92 廃トナータンク
250 現像部
251 攪拌部
251a 攪拌部本体
252 トナー収納容器
253 ロータリフィーダ
254 エアポンプ
255、256 循環路
259、260、261 モータ
256 管路
268 受取口
269 補給口
270 排出口
271 スクリュ
272 攪拌部材
273 減速ギア列
275 ロータ
275a 羽根
276 ステータ
277 継手管路
280 空気流入ドクタブレード
DESCRIPTION OF
6
Claims (9)
前記現像剤担持体に対向して前記現像剤担持体上の現像剤量を規制する規制部材と、
前記現像剤担持体から現像剤を分離させる分離部材と、
前記現像剤担持体の近傍に配置され、長手の一方に現像剤を搬送する第一の現像剤搬送手段と、を備える現像装置において、
前記現像装置は、前記現像剤担持体の周囲において前記第一の現像剤搬送手段の現像剤搬送方向とは同じ方向又は逆方向に現像剤を搬送する第二の現像剤搬送手段を備え、前記第二の現像剤搬送手段は、前記分離部材の現像剤担持体側の側面に設けられていて、かつ、前記第二の現像剤搬送手段は斜行板であって、前記斜行板の斜行量が前記斜行板間隔よりも大きい
ことを特徴とする現像装置。 A developer carrier for conveying the developer;
A regulating member that regulates the amount of developer on the developer carrying member facing the developer carrying member;
A separating member for separating the developer from the developer carrying member;
In a developing device comprising: a first developer transporting unit disposed in the vicinity of the developer carrying member and transporting the developer on one of the longitudinal sides;
The developing device includes a second developer conveying unit that conveys the developer in the same direction as or opposite to the developer conveying direction of the first developer conveying unit around the developer carrier, The second developer conveying means is provided on a side surface of the separating member on the developer carrier side, and the second developer conveying means is a skew plate, and the skew plate of the skew plate A developing device characterized in that the amount is larger than the skew plate interval.
前記第一の現像剤搬送手段における現像剤搬送方向と同じ方向に現像剤を搬送する第三の現像剤搬送手段を備え、
前記第三の現像剤搬送手段は前記分離部材の現像剤担持体と逆側の側面である
ことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1,
A third developer conveying means for conveying the developer in the same direction as the developer conveying direction in the first developer conveying means;
The developing device according to claim 3, wherein the third developer conveying means is a side surface of the separating member opposite to the developer carrying member.
前記規制部材は、前記現像剤担持体の上方に設けられ、
前記第三の現像剤搬送手段は、斜行板であって、前記規制部材から下に落下する現像剤を長手方向に搬送する
ことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 2 ,
The regulating member is provided above the developer carrier,
The third developer conveying means is a skew plate, and conveys the developer falling downward from the regulating member in the longitudinal direction.
前記第二の現像剤搬送手段における斜行板の間隔を第三の現像剤搬送手段における斜行板の間隔より密とする
ことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 3,
The developing device, wherein the interval between the skew plates in the second developer conveying means is closer than the interval between the skew plates in the third developer conveying means.
前記第二の現像剤搬送手段における斜行板の斜行量を、第三の現像剤搬送手段における斜行板の斜行量より小さくした
ことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 3 or 4,
The developing device, wherein the skew feeding amount of the skew plate in the second developer conveying means is smaller than the skew feeding amount of the skew plate in the third developer conveying means.
前記第三の現像剤搬送手段における斜行板の斜行量は斜行板間隔よりも大きい
ことを特徴とする現像装置。 The developing device according to any one of claims 3 to 5 ,
The developing device, wherein the skew amount of the skew plate in the third developer conveying means is larger than the skew plate interval.
前記現像装置から現像剤を排出するための現像剤排出口と、
前記現像剤排出口近傍の現像剤濃度検知部材を設け、
前記現像剤濃度検知部材の検知信号に基づいて、新たに補給するトナー量を決定し、
前記現像装置から排出された現像剤と、前記補給するトナーとを攪拌する攪拌部を有する
ことを特徴とする現像装置。 The developing device according to any one of claims 1 to 6,
A developer outlet for discharging the developer from the developing device;
Providing a developer concentration detection member in the vicinity of the developer discharge port,
Based on the detection signal of the developer concentration detection member, determine the amount of toner to be newly replenished,
A developing device, comprising: a stirring unit that stirs the developer discharged from the developing device and the toner to be supplied.
前記プロセスカートリッジは、請求項1ないし7のいずれかに記載の現像装置を用いる
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。 At least a process cartridge that integrally supports an image carrier that forms an electrostatic latent image and a developing device and is detachable from the image forming device.
A process cartridge using the developing device according to claim 1.
前記静電潜像を顕像化する現像装置と、
トナーとキャリアとを混合してなり前記静電潜像を顕像化するために用いられる現像剤を、前記現像装置に移送する現像剤移送手段とを具備した画像形成装置において、
前記画像形成装置は、請求項1ないし7のいずれか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。
An image carrier on which an electrostatic latent image is formed on the surface;
A developing device for visualizing the electrostatic latent image;
In an image forming apparatus comprising a developer transfer means for transferring a developer formed by mixing a toner and a carrier and developing the electrostatic latent image to the developer.
An image forming apparatus using the developing device according to claim 1.
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