JP5510809B2 - 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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また、請求項2の発明は、請求項1の現像装置において、上記ガイド部材は、上記現像スリーブの表面移動方向に関して下流側にいくに従い該現像スリーブとの間隙が狭くなるよう配置したものであることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1又は2の現像装置において、上記ガイド部材を、上記現像スリーブ表面で上記剤離れ磁極の法線方向磁気力が0ガウスとなる位置よりも、該現像スリーブの回転方向に対して下流側の位置に配置したことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1、2又は3の現像装置において、上記ガイド部材を、上記現像剤回収撹拌搬送部材の回転奇跡の最上位置における接線が上記現像スリーブの回転中心に向かう線上に配置したことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項1、2、3又は4の現像装置において、上記ガイド部材は上記仕切り部材と一体的に設けられたものであることを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項1、2、3、4又は5の現像装置において、上記磁界発生手段は汲み上げ磁極と剤離れ磁極とが90°以上の間隔を有していることを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項1、2、3、4、5又は6の現像装置において、上記磁界発生手段が有する磁極は上記現像磁極と、上記汲み上げ磁極と、上記剤離れ磁極との3つの磁極のみであり、該汲み上げ磁極及び該現像磁極が発生させる磁界によって現像剤が供給される位置から現像領域までの現像スリーブ上の現像剤の保持を行い、該現像磁極及び該剤離れ磁極が発生させる磁界によって現像領域から現像スリーブ表面の現像剤を離脱させる位置までの現像スリーブ上の現像剤の保持を行うように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、像担持体と、該像担持体上にトナー像を形成する現像手段とを一体的に形成し、画像形成装置本体に脱着可能なプロセスカートリッジにおいて、上記現像手段として請求項1乃至7の何れかの現像装置を採用することを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、像担持体と、該像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該該像担持体上に形成された静電潜像をトナー像化する現像手段とを備えた画像形成装置において、上記現像手段として請求項1乃至7の何れかの現像装置を採用することを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項9の画像形成装置において、複数の像担持体を横方向に並べて配置し、各像担持体上に形成した各トナー像を重ね合わせて画像を得ることを特徴とするものである。
本発明においては、磁界発生手段の汲み上げ磁極と剤離れ磁極とが間隔を有して配置されることにより、剤離れ磁極と汲み上げ磁極との間の現像スリーブ表面に大きな法線方向磁気反発力を形成することが難しい。このため、大きな法線方向磁気反発力を形成できるものに比べ、剤離れ領域において現像剤が現像スリーブ表面から離れる速度が遅くなり、離脱した現像剤が滞留しやすい。そこで、ガイド部材により、剤離れ領域近傍の現像剤の、現像スリーブ表面近傍から離れる方向への移動を促進するようガイドする。これにより、剤離れ領域近傍の現像剤の滞留を抑制し、滞留した現像剤が現像スリーブ表面に再付着してしまうことを抑制する。また、ガイド部材は現像スリーブ表面と離間して設けられるため、現像スリーブ表面性に影響を与えたり、現像スリーブの駆動に負荷を与えたりする虞がない。
図1は、本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
また、仕切り板36は現像スリーブ32側の端部が供給スクリュ34を囲むように立設され、この立設部によって後述する障壁43を形成している。この障壁43の端部と、現像装置3の内壁とで現像スリーブ32側に開口が形成されており、この開口から現像剤39は現像スリーブ32へと供給される。この開口は現像スリーブ32の長手方向に延びており、現像幅に渡って、現像スリーブ32へ現像剤39が供給可能にされている。
なお、本実施例における現像装置3においては、後述するように供給搬送路37中の現像剤32の量が下流に行くほど少なくなる傾向があるため、その量の現象に従うように障壁43の端部の高さが上流から下流に行くにしたがって低くなるように形成されている。
また、現像装置3では、図3の矢印Tで示すように、トナー補給口45からトナー補給がなされる。このトナー補給によって現像容器31内に補給されたトナーが落下口42から回収搬送路38の搬送方向上流側端部に落下して回収搬送路38内の現像剤39にトナーを補給することができる。
一方、回収搬送路38内で回収スクリュ35によって搬送力が付与されて搬送される現像剤39の量は、回収搬送路38内の上流端から下流端に向かうに従い徐々に増加する傾向がある。すなわち、現像装置3内の現像剤39の量の分布には片寄りが存在する。
現像装置3の現像剤担持体は、現像スリーブ32と、これに内包されるマグネットローラ32aとから構成される。マグネットローラ32aは、現像スリーブ32上の現像剤39を保持し得る強さの電界を発生させるものであり、現像磁極であるS1極を構成する磁石と、S1極に対して下流側のN1極と、上流側のN2極とを有する。このように、磁石の数を3つとして、現像スリーブ32上の現像剤39を保持し得る強さの磁界を発生させる磁極を3極とすることで、小径の現像スリーブ32内に配置することができ、これにより現像スリーブ32を小径にすることができる。これを、3極スリーブという。
なお、現像スリーブ32内に配置する磁界発生手段としては、上述のマグネットローラ32aのように磁石を埋め込む方式の他に、樹脂に磁性粉を混合してなる円柱状の部材に対し、その周面に着磁ヨークを対向させて着磁処理を施し、上述のマグネットローラ32aと同様の磁極を形成する方法も可能である。
上述したように現像領域Aを通過した現像剤39は、現像スリーブ32上の回収搬送路38との対向部へと搬送される。その後、剤離れ部9近傍にて現像スリーブ32から離脱する。このとき、現像剤39が現像スリーブ32から離れない、もしくは、一度は現像スリーブ32から離れた現像剤39が回収搬送路38内から再度汲み上げされてしまうと、現像領域Aを通過してトナー濃度が低くなった現像剤32が再び現像領域Aへと搬送されてしまい、画像濃度低下してしまうため望ましくない。このため、剤離れ部9近傍にて良好に剤離れが行われることが重要である。
また、本実施形態によれば、ガイド部材46は、現像スリーブ32表面から離脱した現像剤の自重による、鉛直方向下方への移動を促進するようガイドするものであり、効率的に現像剤の現像スリーブ表面近傍から離れる方向への移動を促進することができる。
また、ガイド部材46は、現像スリーブ32の回転方向に関して下流側にいくに従い現像スリーブ32との間隙が狭くなるよう配置したものである。これにより、剤離れした現像剤は上流側である下方に移動しやすく、下流側への現像剤の進入を抑制する効果もある。
また、本実施形態においては、ガイド部材46を、現像スリーブ表面で剤離れ磁極N1極の法線方向磁気力が0ガウスとなる位置よりも、現像スリーブ32の回転方向に対して下流側の位置に配置した。現像スリーブ32に担持された現像剤は、現像スリーブ32の法線方向磁気吸引力が0になった位置から接線方向に向かって剤離れをはじめていく。これは、それよりも上流側の法線方向磁気吸引力が大きい位置では、現像スリーブ32上の現像剤は現像スリーブ32の表面移動速度とほぼ同速度で搬送されている。つまり、現像スリーブ32上の現像剤も現像スリーブ32と同様に高速で回転駆動しているため現像剤には慣性力が働いている。よって、法線方向磁気吸引力が0となった位置では、現像剤は、現像剤の自重のみではなく、上述した慣性力を利用して接線方向に現像スリーブから離れていく。そこで、ガイド部材46を、剤離れ極N1極の法線方向磁気力が0ガウスとなる位置よりも、現像スリーブの回転方向に対して下流側の位置に配置することにより、剤離れした現像剤が滞留しやすい位置にガイド部材46を設け、滞留しやすい現像剤を鉛直方向下方に移動するようガイドすることにより、滞留を効果的に抑制できる。
また、本実施形態においては、ガイド部材46を、回収スクリュウ35の回転奇跡の最上位置における接線が現像スリーブ32の回転中心に向かう線上に配置する。これは、回収スクリュウ35により攪拌されている現像剤が遠心力により、回収スクリュウ35の回転軌跡の接線方向に飛び出してしまうことがある。回転スクリュウ35の上部から現像剤が接線方向である現像スリーブ32の剤離れ領域9に向かって飛び出だすと、飛び出した現像剤が滞留している現像剤を現像スリーブ32に向かって押しつけるようになり、さらに剤離れ領域9における現像剤の再付着を促進させてしまう。そこで、ガイド部材46を上記線上に配置することにより、回転スクリュウ35から飛び出した現像剤が、滞留している現像剤に向かう動きを遮断する。これにより、さらに剤離れ領域9における現像剤の再付着を抑制する。
また、本実施形態においては、ガイド部材46を回収搬送路38と上方の供給搬送路37とを仕切る仕切り板36と一体的に形成することで、コストダウンや小型化が図れる。
また、本実施形態のおいては、現像スリーブ32に内包されるマグネットローラ32aで汲み上げ磁極と剤離れ磁極とが90°以上の間隔を有して配置されるものでは、3極スリーブに限らず、5極スリーブでも、上記問題が発生する。よって、本発明を適用することで、剤離れした現像剤の現像スリーブへの再付着を防止して画像濃度の低下を抑制することができる。
また、本実施形態においては、現像スリーブ32に内包されるマグネットローラ32aは、現像磁極S1極と、汲み上げ磁極N2極と、剤離れ磁極N1極との3つの磁極のみであり、汲み上げ磁極N1極及び現像磁極S1極が発生させる磁界によって現像剤が供給される位置から現像領域までの現像スリーブ32上の現像剤の保持を行い、現像磁極S1極及び剤離れ磁極N1極が発生させる磁界によって現像領域から現像スリーブ表面の現像剤を離脱させる位置までの現像スリーブ上の現像剤の保持を行うように構成したものである。このような3極スリーブの現像スリーブ32では、汲み上げ磁極として機能するN2極と、剤離れ磁極として機能する磁極N1極が、それぞれ現像前搬送磁極と現像後搬送磁極との機能も有しているので、配置の自由度が低い。具体的には、汲み上げ磁極N2極、剤離れ磁極N1極はそれぞれ現像磁極S1極に対して隣接して配置される。このため、現像スリーブ32を小径としても剤離れ磁極N1極と汲み上げ磁極N2極との現像スリーブ上の間隔が広くなり、剤離れ磁極と汲み上げ磁極との間に、大きなの法線方向磁気反発力を発生させるよう磁極を配置することが難しい。よって、剤離れ領域において現像剤が滞留しやすく、本発明により滞留を効果的に抑制できる。
また、本実施形態によれば、感光体1と、現像装置3とを一体的に形成し、画像形成装置本体に脱着可能なプロセスカートリッジにすることにより、メンテナンス性の向上が図れる。
また、複数の感光体を横方向に並べて配置し、各感光体上に形成した各トナー像を重ね合わせて画像を得るタンデム型画像形成装置に、横方向の大きさを小さくした現像装置3として採用することができ、高品位な画像が得られる。
2 帯電装置
3 現像装置
5 転写装置
15 搬送ベルト
31 現像容器
32 現像スリーブ
32a マグネットローラ
33 規制部材
34 供給スクリュウ
35 回収スクリュウ
36 仕切り板
37 供給搬送路
38 回収搬送路
39 現像剤
43 障壁
46 ガイド部材
Claims (10)
- 少なくとも現像磁極と、汲み上げ磁極と、該汲み上げ磁極と同極の剤離れ磁極とを有し且つ互いに間隔を介して該汲み上げ磁極と該剤離れ磁極とを配設した磁界発生手段を内包し、トナー及び磁性キャリアからなる現像剤を表面に担持して表面移動することによって現像剤を搬送する現像スリーブと、該汲み上げ磁極により現像スリーブ表面に現像剤を汲み上げるため磁界を発生させた領域の近傍に配置され長手方向に現像剤を撹拌しつつ搬送して該現像スリーブ表面に供給する現像剤供給撹拌搬送部材と、該現像剤供給撹拌搬送部材の下方であって、且つ該汲み上げ磁極と該剤離れ磁極とにより現像領域を通過した後の現像剤を離脱させる磁界を発生させた領域の近傍に配置され、該現像剤供給攪拌搬送部材による現像剤搬送方向とは反対方向に現像剤を撹拌しつつ搬送する現像剤回収撹拌搬送部材と、該現像剤供給攪拌搬送部材と該現像剤回収攪拌搬送部材との間を長手方向両端部以外で仕切る仕切り部材とを備え、該現像剤回収攪拌搬送部材と該現像剤供給攪拌搬送部材との間で現像剤を循環搬送する現像装置において、
上記現像スリーブの周面にて、現像スリーブ表面から現像剤を離脱させるための磁界によって現像剤を離脱させる領域である剤離れ部を、前記周面の全域のうち、上記現像剤回収撹拌搬送部材に対向する領域とするように上記剤離れ磁極及び上記汲み上げ磁極を配設し、
該現像スリーブ表面と離間して、該現像スリーブ表面から離脱した現像剤の、自重によって該現像スリーブ表面近傍から離れようとする方向である重力方向下方への移動を促進するようにガイドし、且つ自らにガイドされる現像剤を該現像剤回収撹拌搬送部材に回収させるように、上記仕切り部材の下面から重力方向の下方に向けて突出する姿勢で配設されたガイド部材を、現像装置内における前記磁界を発生させた領域に設けたことを特徴とする現像装置。 - 請求項1の現像装置において、
上記ガイド部材は、上記現像スリーブの表面移動方向に関して下流側にいくに従い該現像スリーブとの間隙が狭くなるよう配置したものであることを特徴とする現像装置。 - 請求項1又は2の現像装置において、
上記ガイド部材を、上記現像スリーブ表面で上記剤離れ磁極の法線方向磁気力が0ガウスとなる位置よりも、該現像スリーブの回転方向に対して下流側の位置に配置したことを特徴とする現像装置。 - 請求項1、2又は3の現像装置において、
上記ガイド部材を、上記現像剤回収撹拌搬送部材の回転奇跡の最上位置における接線が上記現像スリーブの回転中心に向かう線上に配置したことを特徴とする現像装置。 - 請求項1、2、3又は4の現像装置において、
上記ガイド部材は上記仕切り部材と一体的に設けられたものであることを特徴とする現像装置。 - 請求項1、2、3、4又は5の現像装置において、
上記磁界発生手段は汲み上げ磁極と剤離れ磁極とが90°以上の間隔を有していることを特徴とする現像装置。 - 請求項1、2、3、4、5又は6の現像装置において、
上記磁界発生手段が有する磁極は上記現像磁極と、上記汲み上げ磁極と、上記剤離れ磁極との3つの磁極のみであり、該汲み上げ磁極及び該現像磁極が発生させる磁界によって現像剤が供給される位置から現像領域までの現像スリーブ上の現像剤の保持を行い、該現像磁極及び該剤離れ磁極が発生させる磁界によって現像領域から現像スリーブ表面の現像剤を離脱させる位置までの現像スリーブ上の現像剤の保持を行うように構成したことを特徴とする現像装置。 - 像担持体と、該像担持体上にトナー像を形成する現像手段とを一体的に形成し、画像形成装置本体に脱着可能なプロセスカートリッジにおいて、上記現像手段として請求項1乃至7の何れかの現像装置を採用することを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 像担持体と、該像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該該像担持体上に形成された静電潜像をトナー像化する現像手段とを備えた画像形成装置において、
上記現像手段として請求項1乃至7の何れかの現像装置を採用することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項9の画像形成装置において、
複数の像担持体を横方向に並べて配置し、各像担持体上に形成した各トナー像を重ね合わせて画像を得ることを特徴とする画像形成装置。
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