JP5793970B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置において、像担持体に形成された静電潜像を現像するのに使用する現像装置に関するものである。特に、トナーとキャリアを含む現像剤を像担持体と対向する位置に導いて現像を行う現像剤担持体と、この現像剤担持体に沿って現像剤を搬送部材により搬送させると共に現像剤を現像剤担持体に供給する現像剤供給搬送路と、現像剤を搬送部材により搬送させて現像剤を上記の現像剤供給搬送路との間で循環させる現像剤循環搬送路と、現像剤中にトナーを補給させるトナー補給口とを備えた現像装置において、トナー補給口から補給されたトナーが、現像装置内における現像剤全体に速やかに均一に分散されて供給されるようにした点に特徴を有するものである。

従来から、複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、感光体等の像担持体に形成された静電潜像に現像装置からトナーを供給して、像担持体に形成された静電潜像を現像するようにしている。

そして、このような現像装置としては、トナーとキャリアとを含む現像剤を使用した２成分現像方式のものと、キャリアを使用せずにトナーのみを使用した１成分現像方式のものとが知られている。

ここで、トナーとキャリアを含む現像剤を使用した２成分現像方式の現像装置においては、例えば、図１及び図２に示すように、像担持体１と対向するように設けられた現像剤担持体１１の内周に複数の磁極Ｎ，Ｓ，…を有するマグネット部材１１ａを設けると共に、この現像剤担持体１１に沿って装置本体１０内に仕切り壁１２を設け、この仕切り壁１２により、現像剤Ｄを現像剤担持体１１に沿って搬送させると共に現像剤担持体１１に現像剤Ｄを供給する現像剤供給搬送路１３と、現像剤Ｄを搬送させて現像剤供給搬送路１３との間で現像剤Ｄを循環させる現像剤循環搬送路１４とに分離させるようにしている。

また、上記の現像剤供給搬送路１３と現像剤循環搬送路１４とに、それぞれ現像剤Ｄを混合攪拌させながら搬送させる第１，第２の搬送部材１５，１６を設けると共に、上記の仕切り壁１２の一方の端部に、現像剤Ｄを現像剤供給搬送路１３から現像剤循環搬送路１４に導く第１の循環口１２ａを、仕切り壁１２の他方の端部に、現像剤２を現像剤循環搬送路１４から現像剤供給搬送路１３に導く第２の循環口１２ｂを設けるようにしている。

そして、このような現像装置においては、上記の現像剤供給搬送路１３に設けられた第１の搬送部材１５と、現像剤循環搬送路１４に設けられた第２の搬送部材１６とを回転させて、各搬送部材１５，１６の回転軸１５ａ，１６ａの周囲に設けられた搬送羽根１５ｂ，１６ｂにより、トナーとキャリアとを含む現像剤Ｄを混合攪拌させながら現像剤供給搬送路１３と現像剤循環搬送路１４とにおいて逆方向に搬送させ、上記の第１及び第２の循環口１２ａ，１２ｂを通して、現像剤Ｄを現像剤供給搬送路１３と現像剤循環搬送路１４とにおいて循環させると共に、現像剤供給搬送路１３において搬送される現像剤Ｄの一部を現像剤担持体１１に供給するようにしている。

また、このように現像剤Ｄが供給された現像剤担持体１１を回転させて、現像剤Ｄを像担持体１に向けて搬送させると共に、このように現像剤担持体１１によって搬送される現像剤Ｄの量を規制部材１７により規制し、現像剤担持体１１によって所定量の現像剤Ｄを像担持体１と対向する現像領域に導き、この現像剤Ｄ中におけるトナーを像担持体１に形成された静電潜像に供給して現像を行うようにしている。

そして、このように現像剤Ｄ中におけるトナーを像担持体１に形成された静電潜像に供給して現像を行った結果、装置本体１０内の現像剤Ｄ中におけるトナーの濃度が低下した場合には、トナー補給装置３からトナー補給口３ａを通してトナーを装置本体１０内における現像剤Ｄに補給するようにしている。

ここで、上記のようにトナー補給口３ａを通してトナーを装置本体１０内における現像剤Ｄに補給するにあたっては、現像剤Ｄに補給されたトナーが現像剤担持体１１に導かれる迄に十分に混合攪拌されるようにするため、一般には、現像剤Ｄを現像剤供給搬送路１３から現像剤循環搬送路１４に導く第１の循環口１２ａの近傍においてトナーを補給するようにしている。そして、このようにトナーが補給された現像剤Ｄを現像剤循環搬送路１４において混合させながら搬送させ、上記の第２の循環口１２ｂを通して現像剤供給搬送路１３に導き、この現像剤供給搬送路１３において上記のように現像剤Ｄを搬送させながら現像剤担持体１１に供給するようにしている。

しかし、このように第１の循環口１２ａの近傍においてトナーを補給した場合においても、トナーが補給された部分における現像剤Ｄのトナー濃度だけが高くなり、他の部分における現像剤Ｄには補給されたトナーが十分に供給されず、現像剤Ｄにおけるトナー濃度にむらが生じたままの状態で現像剤供給搬送路１３に搬送されて現像剤担持体１１に供給されるようになり、現像剤担持体１１に供給された現像剤Ｄにおけるトナー濃度が軸方向においてばらつき、形成される画像に濃度むらが生じるという問題があった。

また、上記のようにトナーがまとまった状態で現像剤Ｄに補給されると、補給されたトナーが現像剤Ｄ中において十分に混合攪拌されず、補給されたトナーが十分に帯電されない状態で現像剤担持体１１に供給されて現像に使用されるようになり、現像時にトナーが飛散したり、形成される画像にカブリが発生したりする等の問題もあった。

そして、近年においては、特許文献１において、トナーを現像装置の装置本体内に補給するトナー補給口よりも現像剤の搬送方向下流側の位置において、現像剤を攪拌搬送させる搬送部材の上方から現像剤の搬送方向下流側に向けて下方に傾斜した攪拌補助部材を設け、この攪拌補助部材の一部を収容された現像剤の上面より下方に位置させ、補給されたトナーをこの攪拌補助部材により収容された現像剤の上面から下方に導くようにしたものが提案されている。

また、特許文献２においては、現像剤を攪拌搬送させる攪拌搬送部材に対して所要間隔を介するようにして現像剤を上から加圧するように押える現像剤加圧部材を装置本体内に設け、補給されたトナーが回転する攪拌搬送部材により跳ね上げられるのを防止するようにしたものが提案されている。

しかし、上記の特許文献１，２に示されるものにおいても、補給されたトナーを現像装置内における現像剤全体に十分に分散させて供給させることができず、トナーが補給された部分における現像剤のトナー濃度だけが高くなった状態で現像剤担持体に供給され、現像剤担持体に供給された現像剤におけるトナー濃度が軸方向においてばらついて、形成される画像に濃度むらが生じるという問題が依然として存在した。

また、上記の特許文献１，２に示されるものは、補給されたトナーを攪拌補助部材や現像剤加圧部材で下方に押し付けるだけであるため、補給されたトナーが依然として搬送路の上部側に片寄った状態になり、補給されたトナーを搬送路内における現像剤全体に分散させながら十分に混合攪拌させることができず、補給されたトナーが十分に帯電されなくなって、現像時にトナーが飛散したり、形成される画像にカブリが発生したりするという問題も依然として存在した。

特開２００６−１０６２８２号公報 特開２００６−２３６６０号公報

本発明は、トナーとキャリアを含む現像剤を像担持体と対向する位置に導いて現像を行う現像剤担持体と、この現像剤担持体に沿って現像剤を搬送部材により搬送させると共に現像剤を現像剤担持体に供給する現像剤供給搬送路と、現像剤を搬送部材により搬送させて現像剤を上記の現像剤供給搬送路との間で循環させる現像剤循環搬送路と、トナーを補給させるトナー補給口とを備えた現像装置における上記のような問題を解決することを課題とするものである。

すなわち、本発明は、上記のような現像装置において、装置本体内における現像剤にトナー補給口からトナーを補給させた場合に、補給されたトナーが現像装置内における現像剤全体に速やかに均一に分散されて供給されるようにし、形成される画像に濃度むらが生じるのを防止すると共に、補給されたトナーが現像剤中において十分に混合攪拌されて適切に帯電されるようにし、現像時にトナーが飛散したり、形成される画像にカブリが発生したりするのを防止し、良好な現像が安定して行えるようにすることを課題とするものである。

本発明においては、上記のような課題を解決するため、トナーとキャリアを含む現像剤を像担持体と対向する位置に導いて現像を行う現像剤担持体と、この現像剤担持体に沿って現像剤を搬送部材により搬送させると共に現像剤を現像剤担持体に供給する現像剤供給搬送路と、現像剤を搬送部材により搬送させて現像剤を上記の現像剤供給搬送路との間で循環させる現像剤循環搬送路と、トナーを補給させるトナー補給口とを備えた現像装置において、現像剤循環搬送路内のトナー補給口よりも現像剤の搬送方向下流側の位置に、鉤型状であり現像剤循環搬送路内の上下方向に壁を形成するように設けられた保持部であって、補給されたトナーを保持させる保持部をトナー補給口側に向けて設けると共に、この保持部内に保持されたトナーを、搬送される現像剤中に供給する供給口を開口させるにあたり、この供給口を、保持部の下部側であって現像剤循環搬送路内の下部側に設けるようにした。

そして、本発明の現像装置において、トナー補給口からトナーを現像装置内に補給させると、補給されたトナーが上記の保持部に導かれて保持部内に保持され、このように保持部内に保持されたトナーが、上記の供給口を通して装置本体内において搬送される現像剤中に順々に供給されるようになる。

また、本発明の現像装置においては、上記のように保持部を現像剤供給搬送路に現像剤を導く前の現像剤循環搬送路に設けるようにしたため、この保持部内から供給口を通して現像剤中に供給されたトナーが、現像剤担持体に導かれるまでの間に現像剤中において適切に混合攪拌されて帯電されるようになる。特に、現像剤中に補給されたトナーが現像装置内において十分に混合攪拌されて十分に帯電されるようにするためには、上記のトナー補給口を、現像剤が上記の現像剤供給搬送路から現像剤循環搬送路に導かれる部分に設けるようにすることが好ましい。

また、上記のように供給口を保持部の下部側であって現像剤循環搬送路内の下部側に設けたため、保持部内に保持されたトナーを、上記の供給口を通して装置本体内において搬送される現像剤中に供給させる場合、現像装置内において搬送される現像剤全体に適切に補給されるようになる。

また、上記の供給口の近傍に現像剤の搬送方向と交差する方向に回転する回転攪拌部材を設け、この回転攪拌部材により供給口を通してトナーが供給された現像剤を混合攪拌させるようにすることがより好ましい。なお、この回転攪拌部材を設けるにあたっては、現像装置内において現像剤を搬送させる上記の搬送部材に設けるようにすることができる。

本発明の現像装置においては、トナー補給口から現像装置内に補給されたトナーを、このトナー補給口よりも現像剤の搬送方向下流側の位置に設けた保持部に導いてこの保持部内に保持させ、このように保持部内に保持されたトナーを、上記の供給口を通して現像装置内において搬送される現像剤中に順々に供給させるようにしたため、補給されたトナーが現像装置内における現像剤に分散されて補給されるようになり、従来のようにトナー補給口の部分における現像剤にだけトナーが補給されて、一部の現像剤におけるトナー濃度だけが大きく上昇するということがない。

このため、本発明の現像装置においては、トナー補給口から補給されたトナーが現像装置内における現像剤全体に速やかに均一に分散されて供給されるようになり、形成される画像に濃度むらが生じるのが防止されると共に、補給されたトナーが現像剤中において十分に混合攪拌されて適切に帯電されるようになり、現像時にトナーが飛散したり、形成される画像にカブリが発生したりするのが防止されて、良好な現像が安定して行えるようになる。

従来の現像装置の内部構造を示した概略縦断面図である。 従来の実施形態に係る現像装置の内部構造を示した概略横断面図である。 本発明の実施形態に係る第１の現像装置の内部構造を示した概略縦断面図である。 上記の実施形態に係る第１の現像装置の内部構造を示した概略横断面図である。 上記の実施形態に係る第１の現像装置において、トナー補給口よりも現像剤の搬送方向下流側に保持部を設けるにあたり、この保持部を現像剤循環搬送路における仕切り壁に設けた状態を示した部分斜視図である。 実施例の現像装置と比較例の現像装置とにおいて、トナー補給口からトナーを補給した後、現像剤担持体に供給される現像剤中のトナー濃度の変化を示した概略説明図である。 本発明の実施形態に係る現像装置において、保持部を現像剤循環搬送路における仕切り壁と対向する装置本体の内壁面に設けた第２の現像装置の内部構造を示した概略横断面図である。 本発明の実施形態に係る現像装置において、保持部を現像剤循環搬送路における仕切り壁とこれに対向する装置本体の内壁面とに２つ設けた第３の現像装置の内部構造を示した概略横断面図である。

次に、本発明の実施形態に係る現像装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る現像装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。

この実施形態における現像装置においても、図３及び図４に示すように、装置本体１０の内部にトナーとキャリアを含む現像剤Ｄを収容させ、この現像剤Ｄを像担持体１に搬送させる筒状の現像剤担持体１１を、像担持体１と所要間隔を介して対向するようにして回転可能に設けると共に、この現像剤担持体１１の内部に複数の磁極Ｎ，Ｓ，…が着磁されたマグネットローラ１１ａを設けている。

また、この実施形態における現像装置においても、装置本体１０内に上記の現像剤担持体１１に沿った仕切り壁１２を設け、この仕切り壁１２により、現像剤Ｄを現像剤担持体１１に沿って搬送させると共に現像剤担持体１１に現像剤Ｄを供給する現像剤供給搬送路１３と、現像剤Ｄを搬送させて上記の現像剤供給搬送路１３との間で現像剤Ｄを循環させる現像剤循環搬送路１４とに分離させるようにしている。

また、上記の現像剤供給搬送路１３と現像剤循環搬送路１４とに、それぞれ現像剤Ｄを混合攪拌させながら搬送させる第１，第２の搬送部材１５，１６を設けると共に、上記の仕切り壁１２の一方の端部に、現像剤Ｄを現像剤供給搬送路１３から現像剤循環搬送路１４に導く第１の循環口１２ａを設け、また仕切り壁１２の他方の端部に、現像剤２を現像剤循環搬送路１４から現像剤供給搬送路１３に導く第２の循環口１２ｂを設けるようにしている。

そして、この現像装置においても、上記の現像剤供給搬送路１３に設けられた第１の搬送部材１５と、現像剤循環搬送路１４に設けられた第２の搬送部材１６とを回転させて、各搬送部材１５，１６の回転軸１５ａ，１６ａの周囲に設けられた搬送羽根１５ｂ，１６ｂにより、トナーとキャリアとを含む現像剤Ｄを混合攪拌させながら現像剤供給搬送路１３と現像剤循環搬送路１４とにおいて逆方向に搬送させ、上記の第１及び第２の循環口１２ａ，１２ｂを通して、現像剤Ｄを現像剤供給搬送路１３と現像剤循環搬送路１４とにおいて循環させるようにしている。

また、上記の現像剤供給搬送路１３において搬送される現像剤Ｄの一部を現像剤担持体１１に供給し、この現像剤担持体１１を回転させて、供給された現像剤Ｄを像担持体１に向けて搬送させるようにしている。

そして、このように現像剤担持体１１によって搬送される現像剤Ｄの量を規制部材１７により規制し、現像剤担持体１１によって所定量の現像剤Ｄを像担持体１と対向する現像領域に導き、この現像剤Ｄ中におけるトナーを像担持体１に形成された静電潜像に供給して現像を行うようにしている。

また、このように現像剤Ｄ中におけるトナーを像担持体１に形成された静電潜像に供給して現像を行った結果、現像剤Ｄ中におけるトナーの濃度が低下した場合には、前記のように現像剤Ｄを現像剤供給搬送路１３から現像剤循環搬送路１４に導く第１の循環口１２ａの近傍において、トナー補給装置３からトナー補給口３ａを通してトナーを装置本体１０内に補給するようにしている。

ここで、この実施形態の現像装置においては、図３〜図５に示すように、トナー補給口３ａよりも現像剤Ｄの搬送方向下流側における現像剤循環搬送路１４において、上記の仕切り壁１２から現像剤循環搬送路１４内に突出するようにして鉤型状になった保持部１８を上記のトナー補給口３ａに向けて設け、トナー補給口３ａを通して装置本体１０内に補給されたトナーをこの保持部１８内に保持させるようにすると共に、この保持部１８の下部側の位置に供給口１８ａを設け、上記の現像剤循環搬送路１４内において保持部１８を通過するように搬送される現像剤Ｄに対して、保持部１８内に保持されたトナーを上記の供給口１８ａを通して順々に供給するようにしている。

また、この現像剤循環搬送路１４に設けられた上記の第２の搬送部材１６において、その回転軸１６ａの周囲に設けられた搬送羽根１６ｂが上記の保持部１８と衝突しないようにするため、保持部１８に対応する位置における搬送羽根１６ｂをなくす一方、搬送羽根１６ｂがなくされた上記の回転軸１６ａにおいて、上記の供給口１８ａと対応する位置に、回転軸１６ａの半径方向外方に延出するようにして回転攪拌部材１９を設けている。

そして、この第２の搬送部材１６の回転軸１６ａに設けられた回転攪拌部材１９を回転させ、上記の保持部１８の下部側の供給口１８ａからトナーが供給された現像剤Ｄを、現像剤循環搬送路１４内において現像剤Ｄの搬送方向と交差する周方向に混合攪拌させて、供給されたトナーを現像剤Ｄ中に均一に分散させるようにしている。

このようにすると、トナー補給口３ａから装置本体１０内に補給されたトナーが、保持部１８に設けられた供給口１８ａを通して現像剤循環搬送路１４内を搬送される現像剤Ｄに順々に分散されて供給されると共に、このようにトナーが供給された現像剤Ｄが上記の回転攪拌部材１９の回転により混合攪拌されて、供給されたトナーが周方向全体にも均一に分散されるようになる。

そして、このようにトナーが供給された現像剤Ｄが、上記の第２の搬送部材１６に設けられた搬送羽根１６ｂにより混合攪拌されながら上記の現像剤循環搬送路１４に沿って搬送され、上記の第２の循環口１２ｂを通して現像剤供給搬送路１３に導かれ、この現像剤供給搬送路１３から上記の現像剤Ｄが現像剤担持体１１に供給されて現像に使用されるようになる。

この実施形態の現像装置においては、上記のようにトナー補給口３ａから供給されて保持部１８に保持されたトナーが、現像剤循環搬送路１４内を搬送される現像剤Ｄに対して上記の供給口１８ａを通して順々に分散されて供給され、トナー補給口３ａの部分における現像剤Ｄにだけトナーが補給されて、一部の現像剤Ｄにおけるトナー濃度だけが大きく上昇するというとがなく、形成される画像に濃度むらが生じるのを防止されるようになると共に、このように現像剤Ｄに分散されて供給されたトナーが、現像剤Ｄと十分に混合攪拌されて適切に帯電されるようになり、このようにトナーが適切に帯電された状態で現像剤担持体１１に供給されて現像に使用されるようになり、現像時にトナーが飛散したり、形成される画像にカブリが発生したりするのが防止される。

ここで、この実施形態の現像装置のように、トナー補給口３ａよりも現像剤Ｄの搬送方向下流側に保持部１８を設けた実施例の現像装置と、保持部を設けていない比較例の現像装置とにおいて、トナー補給口３ａからトナーを補給させた後、現像剤担持体１１に供給された現像剤Ｄにおけるトナー濃度の変化を調べ、実施例の現像装置におけるトナー濃度の変化を実線で、比較例の現像装置におけるトナー濃度の変化を破線で図６に示した。

この結果、比較例の現像装置においては、トナー補給口３ａからトナーが補給された現像剤Ｄが現像剤担持体１１に導かれて供給された時点におけるトナー濃度が大きく上昇しており、その後、トナーが補給された現像剤Ｄが循環されて再度、現像剤担持体１１に導かれて供給された時点においても、依然としてトナー濃度が上昇していた。これに対して、実施例の現像装置においては、現像剤担持体１１に供給された現像剤Ｄにおけるトナー濃度の変化が少なく安定しており、トナー補給口３ａから補給されたトナーが現像剤Ｄ全体に速やかに分散されていることが分かる。

なお、上記の実施形態における現像装置においては、トナー補給口３ａよりも現像剤Ｄの搬送方向下流側における現像剤循環搬送路１４に保持部１８を設けるにあたり、鉤型状になった保持部１８を、仕切り壁１２から現像剤循環搬送路１４内に突出するようにしてトナー補給口３ａに向けて設けるようにしたが、上記の鉤型状になった保持部１８を、図７に示すように、仕切り壁１２と対向する装置本体１０の内壁面から現像剤循環搬送路１４内に突出するようにしてトナー補給口３ａに向けて設けるようにしたり、図８に示すように、仕切り壁１２及びこの仕切り壁１２と対向する装置本体１０の内壁面との両側からそれぞれ現像剤循環搬送路１４内に突出するようにしてトナー補給口３ａに向けて２つの保持部１８を設けるようにすることもできる。

１ 像担持体
３ トナー補給装置
３ａ トナー補給口
１０ 装置本体
１１ 現像剤担持体
１１ａ マグネットローラ
１２ 仕切り壁
１２ａ 第１の循環口，１２ｂ 第２の循環口
１３ 現像剤供給搬送路
１４ 現像剤循環搬送路
１５ 第１の搬送部材，１６ 第２の搬送部材
１５ａ，１６ａ 回転軸
１５ｂ，１６ｂ 搬送羽根
１７ 規制部材
１８ 保持部，１８ａ 供給口
１９ 回転攪拌部材
Ｄ 現像剤

Claims (4)

1. トナーとキャリアを含む現像剤を像担持体と対向する位置に導いて現像を行う現像剤担持体と、この現像剤担持体に沿って現像剤を搬送部材により搬送させると共に現像剤を現像剤担持体に供給する現像剤供給搬送路と、現像剤を搬送部材により搬送させて現像剤を上記の現像剤供給搬送路との間で循環させる現像剤循環搬送路と、トナーを補給させるトナー補給口とを備えた現像装置において、現像剤循環搬送路内のトナー補給口よりも現像剤の搬送方向下流側の位置に、鉤型状であり現像剤循環搬送路内の上下方向に壁を形成するように設けられた保持部であって、補給されたトナーを保持させる保持部がトナー補給口側に向けて設けられると共に、この保持部内に保持されたトナーを、搬送される現像剤中に供給する供給口が開口されており、この供給口が、保持部の下部側であって現像剤循環搬送路内の下部側に設けられていることを特徴とする現像装置。
2. 請求項１に記載の現像装置において、上記のトナー補給口が、現像剤が上記の現像剤供給搬送路から現像剤循環搬送路に導かれる部分に設けられていることを特徴とする現像装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の現像装置において、上記の供給口の近傍に現像剤の搬送方向と交差する方向に回転する回転攪拌部材が設けられ、供給口を通してトナーが供給された現像剤がこの回転攪拌部材によって混合攪拌されることを特徴とする現像装置。
4. 請求項３に記載の現像装置において、上記の回転攪拌部材が現像剤を搬送させる搬送部材に設けられていることを特徴とする現像装置。

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