JP5962023B2 - Developing device, image forming apparatus - Google Patents
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本発明は、静電潜像の可視像化手段である現像装置および現像装置を用いる画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a developing device which is a means for visualizing an electrostatic latent image and an image forming apparatus using the developing device.
プリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に用いられる現像装置として、一成分の現像剤を用いる一成分方式の現像装置、および、トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を用いる二成分方式の現像装置は、共に周知である。小型の現像装置としては従来、一成分現像装置が多く用いられていたが、耐久性や画像特性などの面では二成分現像装置の方が有利であることが知られている。近年、高画質で小型かつ長寿命の現像装置が求められており、二成分現像装置における小型化の要求が高まっている。 As a developing device used in an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, and a copying machine, a one-component developing device using a one-component developer, and a two-component developing device using a two-component developer composed of toner and a magnetic carrier. Both developing devices are well known. Conventionally, as a small-sized developing device, a one-component developing device is often used. However, it is known that a two-component developing device is more advantageous in terms of durability and image characteristics. In recent years, there has been a demand for developing devices with high image quality, small size, and long life, and there is an increasing demand for miniaturization of two-component developing devices.
二成分現像装置で小型化を目指すと、通常は2本備えている現像剤搬送スクリューを縦方向に配置し、かつ現像ローラを小径化する必要があった。しかし、今までの現像装置を単に小型化しただけでは、現像領域を通過した後の現像剤が現像ケース内に入っていく部分でトナーが飛散し易くなる。従来は、現像ローラ(スリーブ)とケースのギャップを管理し、この部分で飛散したトナーをケース内に収容するための吸い込み気流を用いていたが、現像ローラの小径化により吸い込み気流を発生させるための充分な距離を取ることができない。また、単純に現像ローラを回転させても、現像剤が触れなければ装置内に堆積したトナーを容器外に排出することはできない。 In order to reduce the size of the two-component developing device, it is usually necessary to arrange two developer conveying screws in the vertical direction and to reduce the diameter of the developing roller. However, if the conventional developing device is simply reduced in size, the toner easily scatters in the portion where the developer passes through the developing region and enters the developing case. Conventionally, the gap between the developing roller (sleeve) and the case is managed, and a suction airflow is used to accommodate the toner scattered in this portion in the case. However, in order to generate a suction airflow by reducing the diameter of the developing roller Can't take enough distance. Even if the developing roller is simply rotated, the toner accumulated in the apparatus cannot be discharged outside the container unless the developer touches it.
特開2009−258276号公報(特許文献1)には、現像剤規制部材に溜まるトナーの除去を目的として、現像スリーブを逆転させて現像剤規制部材に付着したトナーを掻き取ることで現像装置からのトナー落ちを低減させることが開示されている。しかし、現像容器内に堆積した飛散トナーを容器外に排出するためには、現像スリーブの逆転だけでは不十分であり、堆積トナー排出の問題は解消されていない。 In JP 2009-258276 A (Patent Document 1), for the purpose of removing the toner accumulated on the developer regulating member, the developing sleeve is reversely rotated to scrape the toner adhering to the developer regulating member from the developing device. It is disclosed to reduce toner dropping. However, in order to discharge the scattered toner accumulated in the developing container to the outside of the container, it is not sufficient to reverse the developing sleeve alone, and the problem of discharging the accumulated toner has not been solved.
現像剤規制部材は常に現像剤と触れている場所であり、現像スリーブを逆転させれば規制部材に付着したトナーを取り除くことはできる。しかし、現像ローラ下方の現像ケース上(開口端部付近)に堆積したトナーは、通常、現像剤とは触れない個所に堆積しているため、単純に現像ローラを逆転させても堆積トナーを排出することはできない。堆積トナーに現像剤(スリーブに担持搬送される現像剤)が接触するように、スリーブとケースとの距離(ギャップ)を小さくすると、本来現像容器内に回収しなければならない現像剤が容器(ケース)に当たって落下してしまうため、上記ギャップは小さくできず(ある程度のギャップは必要であり)、従来、現像ローラ下方の現像ケース開口端部付近に堆積したトナーを有効に排出することはできていない。 The developer regulating member is always in contact with the developer, and the toner attached to the regulating member can be removed by reversing the developing sleeve. However, toner deposited on the developing case below the developing roller (near the end of the opening) is usually deposited in a place where it does not come into contact with the developer, so the deposited toner is discharged even if the developing roller is simply reversed. I can't do it. When the distance (gap) between the sleeve and the case is reduced so that the developer (developer carried and carried by the sleeve) contacts the accumulated toner, the developer that must be collected in the developing container is contained in the container (case). ), The gap cannot be reduced (a gap is necessary to some extent), and conventionally, toner deposited near the developing case opening end below the developing roller cannot be effectively discharged. .
現像装置の小型化に伴い、飛散トナーが装置内に堆積して画像形成時にトナー落ちとして異常画像となるという現象が発生しており、従来の装置では堆積したトナーを充分に器外に排出することができないという問題があった。 Along with the miniaturization of the developing device, a phenomenon has occurred in which scattered toner accumulates in the device and causes an abnormal image due to toner dropping during image formation. In conventional devices, the accumulated toner is sufficiently discharged outside the device. There was a problem that I could not.
本発明は、従来における上述の問題を解決し、堆積したトナーを器外に排出することができ、画像形成時にトナー落ちを起こすことのない小型の現像装置および画像形成装置を提供することを課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a compact developing device and an image forming apparatus that can solve the above-mentioned problems in the prior art and that can discharge accumulated toner to the outside of the apparatus and that does not cause toner drop during image formation. And
前記の課題は、本発明により、磁界発生手段を内包し、トナー及びキャリアからなる二成分現像剤を表面に担持して搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を供給しながら現像剤を搬送する第一搬送部材と、前記第一搬送部材の下方に配置され、前記現像剤担持体から現像剤を回収しながら現像剤を搬送する第二搬送部材と、前記現像剤担持体、前記第一搬送部材及び前記第二搬送部材を内部に配設し、現像領域に対向する開口部に前記現像剤担持体を支持する現像ケースとを有する現像装置において、前記現像剤担持体を、現像動作時とは逆方向に回転駆動可能に設け、前記現像動作時に前記現像剤担持体の下方に位置する前記現像ケースの開口端部に前記現像剤担持体上の現像剤が接触せず、前記現像剤担持体の下方に位置する前記現像ケースの開口端部より、前記現像動作時の前記現像剤担持体回転方向下流側に、現像剤滞留部が形成され、現像動作時とは逆方向に回転駆動する時に前記開口端部の堆積トナーを現像剤滞留部の現像剤が押し出すことにより解決される。 According to the present invention, there is provided a developer carrying body that includes a magnetic field generating means and carries a two-component developer comprising a toner and a carrier on the surface, and supplies the developer to the developer carrying body. A first conveying member that conveys the developer while the second conveying member is disposed below the first conveying member and conveys the developer while collecting the developer from the developer carrying member, and the developer carrying A developer carrying body, wherein the developer carrying body includes a developing case that includes a developing body that supports the developer carrying body in an opening facing the developing region. Is provided so as to be rotatable in the direction opposite to that during the developing operation, and the developer on the developer carrying member is brought into contact with the opening end of the developing case located below the developer carrying member during the developing operation. not, positioned below the developer carrying member That from the open end of the developing case, the said developer carrying member downstream side in the rotational direction of the developing operation, the developer staying portion is formed, the open end when the developing operation is driven to rotate in the opposite direction This is solved by extruding the accumulated toner of the developer by the developer in the developer retaining portion .
本発明の現像装置によれば、現像剤担持体(現像ローラ)の下方における現像ケース開口端部の下流側(現像剤担持体回転方向下流側)近傍に現像剤滞留部が形成されるように構成したので、現像剤担持体を現像動作時とは逆方向に回転駆動することによって、上記現像剤滞留部に滞留した現像剤によって堆積トナー(ケースの開口端部付近に堆積したトナー)を現像ケース外に押し出すことができ、トナー落ちという異常画像の発生を防止することが可能となった。 According to the developing device of the present invention, the developer retaining portion is formed in the vicinity of the downstream side of the developing case opening end (downstream in the developer carrying member rotation direction) below the developer carrying member (developing roller). Since the developer carrying member is rotated in the direction opposite to that during the developing operation, the accumulated toner (toner deposited near the opening end of the case) is developed by the developer accumulated in the developer retaining portion. It can be pushed out of the case, and it is possible to prevent the occurrence of abnormal images such as toner dropping.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、本発明を適用した現像装置を搭載する画像形成装置の一例を図1により説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, an example of an image forming apparatus equipped with a developing device to which the present invention is applied will be described with reference to FIG.
図1に示すプリンタ100は、タンデム方式を採用してフルカラー画像を形成可能なカラー画像形成装置であり、ブラック、マゼンタ、イエロー、シアン(以下、K,M,Y,Cと記す)の各色トナー像を形成する作像装置17K,M,Y,Cを備えている。これらの作像装置17K,M,Y,Cの下方には、下流側張架ローラ18及び上流側張架ローラ19に掛け回されて記録紙Pを表面に担持して搬送し、各作像装置17K,M,Y,Cの対向しながら表面移動する転写搬送ベルト15が配設されている。転写搬送ベルト15を挟んで各作像装置17K,M,Y,Cと対向する転写バイアスローラ5K,M,Y,Cを備えている。
A printer 100 shown in FIG. 1 is a color image forming apparatus that can form a full color image by adopting a tandem method, and each color toner of black, magenta, yellow, and cyan (hereinafter referred to as K, M, Y, and C).
また、転写搬送ベルト15による記録紙搬送方向について下流側張架ローラ18よりも下流側には、転写搬送ベルト15から分離した記録紙P上の未定着トナーを定着する定着装置24を備えている。また、プリンタ100の本体上部には、定着装置24を通過しトナー像が定着した記録紙Pを積載するための排紙トレイ25を備えている。
Further, a
転写搬送ベルト15の下方には、記録紙Pを収容する複数の給紙カセット20、21、22を備えている。また、転写搬送ベルト15と作像装置17K,M,Y,Cとが対向する転写領域に各給紙カセット20、21、22から記録紙Pを供給する記録紙供給手段としての給紙搬送装置26と、各給紙カセット20、21、22から搬送されてきた記録紙Pを作像装置17K,M,Y,Cによる作像タイミングに合わせて供給するレジストローラ23とを備えている。
A plurality of
なお、図1ではプリンタ100が図1中の左右方向において小型になるよう、転写搬送ベルト15が斜め方向に配設され、矢印で示す記録紙Pの搬送方向が斜め方向となっている。これにより、プリンタ100は、図1中の左右方向における筐体の幅が、A3サイズの記録紙長手方向の長さよりも僅かに長い大きさとなっている。すなわち、プリンタ100は、内部に記録紙を収容するために最低限必要な大きさとされることで大幅に小型化されている。
In FIG. 1, the
各作像装置17K,M,Y,Cは、潜像担持体としてドラム状の感光体1K,M,Y,Cを有している。この感光体1K,M,Y,Cの回転方向に関して順に、それぞれ帯電装置2K,M,Y,C、現像装置3K,M,Y,C、クリーニング装置6K,M,Y,C、等を有している。また、帯電装置2K,M,Y,Cと現像装置3K,M,Y,Cとの間で書込み光Lを露光装置16K,M,Y,Cから照射される周知の構成である。感光体1K,M,Y,Cはドラム状でなく、ベルト状としても良い。
Each
このような構成のプリンタ100では、画像形成スタートとともに、各作像装置17K,M,Y,Cで各色トナー像が形成される。各作像装置17K,M,Y,Cでは、感光体1K,M,Y,Cが、図示されないメインモータにより回転駆動され、帯電装置2K,M,Y,Cによって一様帯電された後、露光装置16K,M,Y,Cより、画像を色分解した色毎の画像情報に応じて書込み光Lが照射され、静電潜像が形成される。感光体1K,M,Y,C上に形成された静電潜像は、現像装置3K,M,Y,Cにより現像され、各感光体1K,M,Y,Cの表面上に各色トナー像が形成される。一方、給紙カセット(20〜22のうちの1つ)から給紙搬送された記録紙Pは、レジストローラ23によって作像装置17K,M,Y,Cによる作像タイミングに合わせて、転写搬送ベルト15の表面上に供給される。そして、転写搬送ベルト15に担持された記録紙Pは転写搬送ベルト15の表面移動によって各色の転写領域に搬送される。
In the printer 100 having such a configuration, each color toner image is formed by each
各感光体1K,M,Y,C上に形成されたトナー像は、感光体1K,M,Y,Cと転写搬送ベルト15との対向部で転写バイアス手段である転写バイアスローラ5K,M,Y,Cによって転写搬送ベルト15上に担持された記録紙Pに順次転写される。このようにしてK(黒)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、C(シアン)の順で各感光体1K,M,Y,C上に形成されたトナー像が転写され、重ね合わせカラートナー像が記録紙P上に形成される。トナー像を転写された記録紙Pは、転写搬送ベルト15から分離され、定着装置24に搬送され、トナー像が定着されて機外の排紙トレイ25に排出される。
The toner images formed on the photoconductors 1K, 1M, 1C, 1C are transferred to the
一方、記録紙P上にトナー像を転写した後の感光体1K,M,Y,Cは、クリーニング装置6K,M,Y,Cによって転写残トナーの除去がなされ、必要に応じて図示しない除電ランプで除電された後、再度、帯電装置2K,M,Y,Cで一様に帯電される動作を繰り返す。
On the other hand, after the toner image is transferred onto the recording paper P, the transfer residual toner is removed by the
次に、現像装置3について詳しく説明する。本実施形態のプリンタ100の現像装置3K,M,Y,Cは、画像形成物質として、互いに異なる色(K,M,Y,C)のトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。このため、以下、添字K,M,Y,Cを省略し、現像装置3として説明する。
Next, the developing
図2は、本実施形態のプリンタ100に適用可能な現像装置3の一実施例を示す概略構成図である。
現像装置3は感光体1に対向配置され、感光体1は図2中矢印aに示すように図2における時計回り方向に回転駆動する。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating an example of the developing
The developing
現像装置3のケーシングである現像容器33内には磁性キャリアと磁性又は非磁性のトナーとからなる粉体状の二成分現像剤である現像剤32が収容されている。現像装置3は、感光体1の表面に形成された静電潜像にトナーを供給して現像を行う現像領域Aまで現像容器33内の現像剤32を担持して、表面移動することによって搬送する現像剤担持体としての現像スリーブ34aを備える。また、現像スリーブ34aの内部に現像装置3に対して固定された複数の磁石からなるマグネットローラ34bを備え、現像スリーブ34aとマグネットローラ34bとで現像ローラ34を構成する。さらに、現像スリーブ34a上に担持された現像剤の層厚規制する剤規制部材35とを有している。
A
現像剤搬送手段である2つの搬送スクリュとして、供給スクリュ39と回収スクリュ40とが現像スリーブ34aの回転軸方向に対して略平行に設けられている。各搬送スクリュは、回転軸と回転軸に螺旋状に設けられた羽部とを備え、回転することにより回転軸の軸方向に沿って一方向に現像剤32を搬送する。現像容器33の内部は現像容器33の内壁及び仕切り板36によって空間が仕切られ、現像剤搬送路として供給搬送路37と回収搬送路38とが仕切り板36を挟んで上下に形成されている。また、仕切り板36の図2中の手前側及び奥側の両端部には開口部がそれぞれ設けられており、供給搬送路37と回収搬送路38との間を2つの開口部によってそれぞれ連通している。
As two transport screws as developer transport means, a
また、仕切り板36は現像スリーブ34a側の端部が供給スクリュ39を囲むように立設され、当該立設部によって後述する障壁43を形成している。障壁43の端部と、現像装置3の内壁とで現像スリーブ34a側に開口が形成されており、当該開口から現像剤32は現像スリーブ34aへと供給される。当該開口は現像スリーブ34aの長手方向に延びており、現像幅に渡って、現像スリーブ34aへ現像剤32が供給可能にされている。
Further, the
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。
In the developing
図2に示すように、供給搬送路37及び回収搬送路38にはそれぞれ供給スクリュ39及び回収スクリュ40が配置されており、現像容器33内の現像剤32は供給搬送路37及び回収搬送路38に収容されている。また、回収スクリュ40は供給スクリュ39に対して略平行に配置され、回収搬送路38内の現像剤32は回収スクリュ40によって供給スクリュ39の搬送方向とは逆方向に搬送される。
As shown in FIG. 2, a
現像容器33内の現像剤32は、供給スクリュ39と回収スクリュ40との回転による搬送によって、仕切り板36の両端に設けられた開口部を通じて供給搬送路37と回収搬送路38との間を循環する。なお、供給スクリュ39は図2における時計回りに回転し、回収スクリュ40は現像スリーブ34aと同様に反時計回りに回転する。
The
現像容器33内の現像剤32のうち供給搬送路37内の現像剤は、供給スクリュ39が回転することによって搬送されながら、現像スリーブ34aの表面へと供給される。供給搬送路37から現像スリーブ34aへの現像剤32の供給は、供給スクリュ39と現像スリーブ34aとの間の障壁43の端部を供給スクリュ39の回転によって現像剤32が乗り越えたり、現像スリーブ34aに内設されたマグネットローラ34bの磁力によって現像剤32が現像スリーブ34aに引き付けられたりすることによって行われる。
Of the
現像スリーブ34aに供給された現像剤32は、現像スリーブ34aの回転と、内設されたマグネットローラ34bの磁力とによって、現像スリーブ34aの表面に担持されつつ、図2中の矢印Bの方向に搬送される。すなわち、現像スリーブ34aに供給されて担持された現像剤32のうちの一定量が、現像スリーブ34aに担持されつつ矢印Bで示すように剤規制部材35との対向部を通過する。このとき、現像スリーブ34aの表面に担持された現像剤32のうちの余分な現像剤32は、図2中の矢印B1で示すように剤規制部材35との対向部を通過するときに剤規制部材35によって掻き取られる。
The
剤規制部材35との対向部を通過した適正量の現像剤32は、図2中矢印B2で示すように現像スリーブ34aと感光体1との間の現像領域Aを通過したのち、現像スリーブ34aから離れ、現像容器33の底部33bへ流れて回収搬送路38へと受け渡される。
An appropriate amount of the
すなわち、現像スリーブ34a上に担持されて現像領域Aに搬送され、現像領域Aを通過した後、現像領域Aにおいて感光体1の表面の供給されずに現像スリーブ34a上に残った現像剤32は、現像スリーブ34aの回転に伴って供給搬送路37に再度回収されるのではなく、一度、回収搬送路38に回収される。そして、回収された現像剤32は回収搬送路38中で補給されたトナーと攪拌されつつ搬送され、再度、供給搬送路37へ受け渡される。このために供給搬送路37内には常に回収搬送路38で十分攪拌された現像剤のみが存在する状態となる。
That is, the
なお、供給搬送路37の下流端に到達した現像剤32と、現像領域Aを通過して現像スリーブ34aの表面から離脱した現像剤とは回収搬送路38によって搬送され供給搬送路37の上流端に受け渡される。回収搬送路38内の現像剤32は現像領域Aを通過してトナー濃度が低下した現像剤32を含むため、トナーを補給する必要がある。よって、潜像の画像情報から求めるトナー消費量に応じて、または、回収搬送路38内の現像剤のトナー濃度の測定結果に応じて、回収搬送路38内の現像剤32にトナーを補給することによって、適正なトナー濃度の現像剤32を供給搬送路37に受け渡すことが出来る。
The
図3は、現像装置3を図2の矢印C方向から見た、現像容器33中の現像剤32の流れを説明する模式図である。また、図4は、現像装置3を図2の矢印C方向からみたスクリュ回転軸近傍の断面説明図である。図3及び図4中の矢印が現像容器33中の現像剤32の流れを示している。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the flow of the
図1、図3、及び図4に示すように、現像装置3では、供給搬送路37と回収搬送路38との位置関係が上下に並ぶように構成されている。このため、仕切り板36の両端に設けられた開口部のうち図3及び図4中右側の開口部である落下口42では供給搬送路37の下流端から回収搬送路38の上流端へと現像剤32は上から下へと移動する。
一方、仕切り板36の両端に設けられた開口部のうち図3及び図4中左側の開口部である持ち上げ口41では回収搬送路38の下流端から供給搬送路37の上流端へと現像剤32は下から上へと移動する。持ち上げ口41での回収搬送路38から供給搬送路37への現像剤の移動は、回収搬送路38内の搬送方向下流端に溜まった現像剤32の圧力により下から上と押し上げられるようにして現像剤が受け渡される。
As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the developing
On the other hand, of the openings provided at both ends of the
また、現像装置3は、図3及び図4中の矢印Tで示すように、トナー補給口45から回収搬送路38の上流側に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33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32にトナーを補給することができる。
Further, the developing
現像装置3では、回収搬送路38から供給搬送路37へと受け渡された現像剤32のすべてが供給搬送路37内の供給スクリュ39の搬送方向下流端に到達するわけではない。図3中の矢印Bで示すように、供給搬送路37内を搬送される途中で現像スリーブ34aの表面に供給され、現像領域Aを通過した後、回収搬送路38に回収される成分が存在する。このような現像スリーブ34aの表面への現像剤32の受渡しは、現像スリーブ34aの回転軸方向の幅の略全域に渡ってなされる。
In the developing
このため、供給搬送路37内で供給スクリュ39によって搬送力が付与されて搬送される現像剤32の量は、上述したように現像剤32が現像スリーブ34a表面から回収搬送路38に回収されることにより、供給搬送路37内の上流端から下流端に向かうに従い徐々に減少する傾向がある。
For this reason, the amount of the
一方、回収搬送路38内で循環スクリュ40によって搬送力が付与されて搬送される現像剤32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。即ち、現像装置3内の現像剤32の量の分布には片寄りが存在する。
On the other hand, the amount of the
実施例の現像装置3では、供給搬送路37から現像スリーブ34aに供給され現像領域Aを通過してトナー濃度が低下した現像剤は回収搬送路38と対向する位置で現像スリーブ34aの表面から離脱し、回収搬送路38内に回収される。また、回収搬送路38内に回収された現像剤は回収搬送路38内の搬送方向上流側端部に補給されるトナーと回収搬送路38内で攪拌され、所望のトナー濃度となった状態で供給搬送路37に供給される。このように実施例1の現像装置3では、現像領域Aを通過してトナー濃度が低下した現像剤は供給搬送路37では回収されないため供給スクリュ39による搬送方向の上流側と下流側とで供給搬送路37内での現像剤32のトナー濃度が変化しない。
In the developing
図5は、現像ローラ周りの現像剤の挙動を説明するための模式図である。
本実施例の現像ローラ34が内蔵するマグネットローラはS1,N1,N2で示される磁石を備えており、各磁石に対応してP1,P2,P3の各磁極が形成される。P1極(現像極)は現像領域の現像剤を穂立ちさせ、キャリアが保持しているトナーを感光体に接触させる機能を担っている。P2極(回収極)は現像剤の搬送と現像剤離れ機能を担っている。P3極(汲み上げ極)はバッファ部に現像剤を保持する機能およびドクタ35(図2参照)で剤を圧縮して現像剤層厚規制を行う機能を持っている。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the behavior of the developer around the developing roller.
The magnet roller built in the developing
現像装置は、現像領域を通過した後の現像剤が現像ケース内に入っていく部分でトナーが飛散し易く、その部分(現像領域の直下流でスリーブとケースの開口端部とが対向する部分)にトナーが堆積しやすくなる。そのトナー堆積部を図に破線で囲って楕円状に示してある。本発明の現像装置では、そのトナー堆積部の下流側近傍(現像ローラ回転方向下流側近傍)に現像剤滞留部(図に点線で囲って楕円状に示す)が形成されるように、装置を構成している。 In the developing device, toner easily scatters at a portion where the developer enters the developing case after passing through the developing region, and that portion (a portion where the sleeve and the opening end of the case face each other immediately downstream of the developing region). ) Easily accumulates toner. The toner accumulation portion is surrounded by a broken line in the figure and is shown as an ellipse. In the developing device of the present invention, the device is so formed that a developer retaining portion (indicated by an ellipse surrounded by a dotted line in the figure) is formed in the vicinity of the downstream side of the toner accumulation portion (near the downstream side in the developing roller rotation direction). It is composed.
実施例では、現像容器(現像ケース)33の開口端部(現像ローラ34の下方に位置する現像ケースの開口端部)の位置が、P1極とP2極の境界付近に位置するように、磁極を配置(図にS1、N1で示す磁石を配置)している。さらに、磁石N2(P3極を形成する磁石)を磁石N1から大きく離して(現像ローラの中心角で約180度)、P2極下流の剤離れ部以降の磁束密度を小さくして現像剤を保持する力がないように構成している。 In the embodiment, the magnetic pole is set so that the position of the opening end of the developing container (developing case) 33 (the opening end of the developing case located below the developing roller 34) is located near the boundary between the P1 pole and the P2 pole. Is arranged (magnets indicated by S1 and N1 are arranged in the figure). Furthermore, the magnet N2 (magnet forming the P3 pole) is greatly separated from the magnet N1 (about 180 degrees at the central angle of the developing roller), and the magnetic flux density after the agent separation portion downstream of the P2 pole is reduced to hold the developer. It is configured so that there is no power to do.
このような構成により、P2極の始まり部分に上記トナー堆積部が位置することとなり、P2極の後半部分に現像剤滞留部が形成される。すなわち、現像ケースの開口端部におけるトナー堆積部に隣接してその下流側近傍に上記現像剤滞留部が形成されることとなる。そして、現像ローラ34(現像スリーブ34a)を適切なタイミングで逆転させることで、上記現像剤滞留部に滞留した現像剤によって、上記トナー堆積部に堆積したトナーを容器外に排出することが可能となる。
With such a configuration, the toner accumulation portion is located at the beginning of the P2 pole, and a developer retention portion is formed in the latter half of the P2 pole. That is, the developer retaining portion is formed adjacent to the toner accumulation portion at the opening end portion of the developing case and in the vicinity of the downstream side thereof. Then, by rotating the developing roller 34 (developing
従来の現像装置において、現像ローラ(スリーブ)を逆転させることで堆積したトナーの排出を図るものはあったが、単純に現像ローラを逆転させても、現像剤が触れなければ装置内に堆積したトナーを容器外に排出することはできなかった。これに対し、本例の現像装置では、上記のようにトナー堆積部に隣接してその下流側近傍に現像剤滞留部が形成されるように構成することで、現像ローラ逆転時に、滞留部に滞留した現像剤によって堆積トナーを有効に容器外に排出することが可能となった。 In some conventional developing devices, the accumulated toner is discharged by reversing the developing roller (sleeve). However, even if the developing roller is simply reversed, if the developer does not touch it, it accumulates in the device. The toner could not be discharged out of the container. On the other hand, in the developing device of the present example, the developer staying portion is formed adjacent to the toner accumulation portion and in the vicinity of the downstream side as described above, so that the staying portion is kept at the time of reverse rotation of the developing roller. The accumulated toner can be effectively discharged out of the container by the staying developer.
実施例の現像装置における、現像ローラ周りの現像剤の流れについて図5を参照してさらに説明する。
供給スクリュ39からバッファ部に送られた現像剤は、現像ローラ34に内蔵された磁石ローラのP3極の磁力によりバッファ部に保持され、現像ローラ34と仕切り板36の間から回収部に落下することはない。そのためバッファ部の現像剤は必ず現像領域(P1極がある部分)に搬送される。
The flow of the developer around the developing roller in the developing device of the embodiment will be further described with reference to FIG.
The developer sent from the
上述したように、P2極下流の剤離れ部以降は磁束密度が小さく現像剤を保持する力がない。そのため剤切れ部の手前に現像剤が滞留する。なお、現像ローラ34とローラ下のケースとのギャップは1.2mmとしており、現像ローラ上の現像剤(スリーブ34aに担持された現像剤)は下ケースには触れない構成となっている。
As described above, the magnetic flux density is small after the agent separation part on the P2 pole downstream side, and there is no force to hold the developer. For this reason, the developer stays in front of the out-of-agent portion. The gap between the developing
また、現像ローラを逆転させる場合に上記現像剤滞留部(に滞留した現像剤)がトナー堆積部まで移動する必要がある。本実施例の構成では、現像ローラ34(スリーブ34a)を30deg逆転させると滞留現像剤が堆積トナー(堆積部に堆積していたトナー)を現像器外に押し出す効果があった。
Further, when the developing roller is reversely rotated, the developer retaining portion (developer staying in the developer) needs to move to the toner accumulation portion. In the configuration of this embodiment, when the developing roller 34 (
ところで、堆積トナーを一度排出すると、しばらくは上記トナー堆積部にトナーが溜まることはない。そのため現像ローラの逆転動作は毎回(一連の現像動作:プリントジョブを1回として毎回)行う必要はなく、堆積トナーが画像中に落ち始める前に現像ローラの逆転動作を行えばよい。現像ローラの逆転動作は、作像動作終了後の非画像形成時に行うものとする。また例えば、所定の現像器駆動時間(現像動作方向の駆動時間)が経過したら逆転動作を実施する、あるいは、画像形成装置において所定枚数のプリントが行われたら逆転動作を実施する、などの適切なタイミングで逆転動作を実施することで、堆積トナーを排出して、トナー落ちによる異常画像を防止することができる。 By the way, once the accumulated toner is discharged, the toner does not accumulate in the toner accumulation portion for a while. Therefore, it is not necessary to perform the reverse operation of the developing roller every time (a series of developing operations: each time a print job is performed once), and the reverse operation of the developing roller may be performed before the accumulated toner starts to fall in the image. The reverse operation of the developing roller is performed at the time of non-image formation after completion of the image forming operation. For example, an appropriate reverse operation is performed when a predetermined developing device driving time (driving time in the developing operation direction) elapses, or a reverse operation is performed when a predetermined number of prints are performed in the image forming apparatus. By performing the reverse operation at the timing, it is possible to discharge the accumulated toner and prevent an abnormal image due to toner dropping.
図6は、比較例の現像装置における現像ローラ周りの現像剤の挙動を説明するための模式図である。
この図に示すものは、現像ローラが5つの磁極を有している構成である。このような構成において、容器端部付近に形成されるトナー堆積部(図に破線で囲って楕円状に示してある部分)は、現像極であるP1極の直下流のP2極の中央付近に位置している。また、P2極下流側で回収スクリューに対向する部分に小さな磁極P3が形成されており、そのP3極部分に現像剤滞留部(図に点線で囲って楕円状に示してある部分)が形成されている。このため、トナー堆積部と現像剤滞留部が遠くなっており、現像ローラ(スリーブ)を逆転させても滞留部の現像剤が堆積トナーを押し出す部分まで移動しない。したがって図6の構成では堆積トナーを排除する機能はない。なお、現像スリーブを逆転させすぎると現像ニップや現像剤規制部材前に現像剤が溜まってしまう。現像ニップに現像剤が溜まると現像剤が落下してしまう場合がある。現像剤規制部材(ドクタ)に溜まると、溜まった現像剤が現像ニップに一度に突入できずにニップ上に剤がたまり、その部分のみ異常画像(もやもや画像)となってしまう。
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the behavior of the developer around the developing roller in the developing device of the comparative example.
In this figure, the developing roller has five magnetic poles. In such a configuration, the toner accumulation portion (portion surrounded by a broken line in the drawing and indicated by an ellipse) formed in the vicinity of the container end is in the vicinity of the center of the P2 pole immediately downstream of the P1 pole as the development pole. positioned. In addition, a small magnetic pole P3 is formed in a portion facing the recovery screw on the P2 pole downstream side, and a developer retaining portion (portion surrounded by a dotted line in the drawing and shown in an ellipse shape) is formed in the P3 pole portion. ing. For this reason, the toner accumulation portion and the developer retention portion are far from each other, and even if the developing roller (sleeve) is reversed, the developer in the retention portion does not move to a portion where the accumulated toner is pushed out. Therefore, the configuration of FIG. 6 does not have a function of removing the accumulated toner. In addition, if the developing sleeve is reversed too much, the developer accumulates in front of the developing nip and the developer regulating member. If the developer accumulates in the development nip, the developer may fall. If the developer restricting member (doctor) accumulates, the accumulated developer cannot enter the developing nip at once, and the agent accumulates on the nip, and only that portion becomes an abnormal image (a hazy image).
また、回収スクリューの長手方向において、回収部に存在する現像剤の量に偏差があるため、回収部の現像剤搬送方向下流側では現像剤が詰まっており、図6のP2極下流側部分まで現像剤が詰まっている箇所がある。そのため逆転させすぎると回収部下流側の現像剤が現像ケースの外に出てきて落下してしまう。そのため、逆転量はせいぜい40deg程度であり、トナー堆積部と現像剤滞留部が離れていることによって堆積トナーを押し出すことができない。 Further, since there is a deviation in the amount of the developer present in the collecting unit in the longitudinal direction of the collecting screw, the developer is clogged downstream in the developer conveying direction of the collecting unit, and the portion downstream of P2 pole in FIG. There is a place where the developer is clogged. For this reason, if the reversal is excessive, the developer on the downstream side of the collecting unit comes out of the developing case and falls. Therefore, the reverse rotation amount is about 40 deg at most, and the accumulated toner cannot be pushed out because the toner accumulation portion and the developer retention portion are separated.
図7は、実施例の現像装置と図6で説明した比較例の現像装置における、トナー落ち発生率を比べて示すグラフである。
同グラフにおいて、トナー落ち発生率を斜線を付した棒グラフで表しており、実施例及び比較例とも、スリーブの逆転無しの場合はトナー落ち発生率が約3%であるのに対し、比較例でスリーブ逆転を実施した場合のトナー落ち発生率は約2.5%と、ごく僅かな効果しか得られていない。一方、実施例では、スリーブ逆転を実施した場合のトナー落ち発生率はほぼ0%に近く、大きなトナー落ち改善効果が得られている。
FIG. 7 is a graph showing a toner drop occurrence rate in the developing device of the embodiment and the developing device of the comparative example described in FIG.
In this graph, the toner drop occurrence rate is represented by a bar graph with a diagonal line. In both the example and the comparative example, the toner drop occurrence rate is about 3% when the sleeve is not reversed, but in the comparative example. When the sleeve reversal is performed, the toner drop occurrence rate is about 2.5%, and only a slight effect is obtained. On the other hand, in the example, when the sleeve reverse rotation is performed, the toner drop occurrence rate is almost 0%, and a large toner drop improvement effect is obtained.
ここまで説明したように、本発明の現像装置においては、現像ローラの下方における現像ケース開口端部の下流側(現像ローラ回転方向下流側)近傍に現像剤滞留部が形成されるように構成したので、現像ローラ(スリーブ)を現像動作時とは逆方向に回転させることによって、上記現像剤滞留部に滞留した現像剤によって堆積トナー(ケースの開口端部付近に堆積していたトナー)を現像ケース外に押し出すことができ、トナー落ちという異常画像の発生を防止することが可能となった。 As described so far, the developing device of the present invention is configured such that the developer retaining portion is formed in the vicinity of the downstream side of the developing case opening end (downstream of the developing roller rotation direction) below the developing roller. Therefore, by rotating the developing roller (sleeve) in the direction opposite to that during the developing operation, the accumulated toner (toner accumulated near the opening end of the case) is developed by the developer accumulated in the developer retaining portion. It can be pushed out of the case, and it is possible to prevent the occurrence of abnormal images such as toner dropping.
また、現像ローラが内蔵するマグネットローラ(磁界発生手段)は、現像極(P1極)と、現像極下流側の回収極(P2極)と、現像極上流側の汲み上げ極(P3極)の各磁極を有しており、回収極(P2極)終端部から汲み上げ極(P3極)始端部までの間における磁束密度が現像剤を保持しない程度に設定されていることによって、回収極(P2極)の後ろ側(後半部分)に現像剤滞留部を形成することができ、この滞留部に滞留した現像剤を堆積トナーの排出に利用することが可能となる。 Further, the magnet roller (magnetic field generating means) built in the developing roller includes a developing pole (P1 pole), a collecting pole (P2 pole) on the downstream side of the developing pole, and a pumping pole (P3 pole) on the upstream side of the developing pole. The magnetic pole has a magnetic flux density between the terminal end of the recovery pole (P2 pole) and the start end of the pumping pole (P3 pole), so that the developer is not retained. ) On the rear side (second half portion) of the toner), and the developer staying in the staying portion can be used for discharging the accumulated toner.
また、現像ローラの下方に位置する現像ケースの開口端部の位置が、現像極(P1極)と回収極(P2極)の境界付近に位置するように設けられていることで、現像ケースの開口端付近に形成されるトナー堆積部が回収極(P2極)の始まり部分に位置することとなり、そのトナー堆積部に隣接してその下流側近傍に上記現像剤滞留部が形成されるため、現像剤滞留部に滞留した現像剤によって堆積トナーを確実にケース外に排出することができる。 Further, the position of the opening end of the developing case located below the developing roller is provided near the boundary between the developing electrode (P1 electrode) and the collecting electrode (P2 electrode). The toner accumulation portion formed near the opening end is located at the beginning of the collection electrode (P2 pole), and the developer retention portion is formed in the vicinity of the downstream side adjacent to the toner accumulation portion. The accumulated toner can be reliably discharged out of the case by the developer staying in the developer staying portion.
なお、本実施形態の画像形成装置では、作像動作終了後の非画像形成動作時に上記現像ローラ(スリーブ)の逆転動作を実施するようにしている。スリーブの逆転によりトナー堆積部に堆積したトナーを現像容器外に排出した場合、現像装置の下方に転写部があるため、あるいは現像装置の下方を記録媒体が搬送されるため、画像形成中に現像装置からトナーが落下した場合にはトナー落ち画像となってしまう。そこで、作像動作終了後の非画像形成動作時に上記現像ローラ(スリーブ)の逆転動作を実施することで、排出されたトナーが転写部あるいは搬送ベルト15(図1)上に落下したとしても、搬送ベルトの移動とともに落下トナーはクリーニング部(搬送ベルト15をクリーニングするクリーニング手段:図示せず)に運ばれるため、トナー落ち画像は発生しない。すなわち、作像動作終了後の非画像形成動作時に上記現像ローラ(スリーブ)の逆転動作を実施してトナーを落とせば(現像容器外に排出させれば)、画像形成時におけるトナー落ち画像の発生を防止することができる。
In the image forming apparatus of this embodiment, the developing roller (sleeve) is reversely rotated during the non-image forming operation after the image forming operation is completed. When the toner accumulated in the toner accumulation portion is discharged out of the developing container due to the reverse rotation of the sleeve, there is a transfer portion below the developing device or the recording medium is conveyed below the developing device. When toner falls from the apparatus, a toner drop image is formed. Therefore, even if the discharged toner falls on the transfer unit or the conveying belt 15 (FIG. 1) by performing the reverse operation of the developing roller (sleeve) during the non-image forming operation after the image forming operation is completed. As the transport belt moves, the fallen toner is carried to a cleaning unit (cleaning means for cleaning the
以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、現像ローラの磁極の数および配置は一例であり、実施例に限定されるものではない。現像剤供給手段および回収手段としてのスクリューも、適宜な構成のものを使用可能である。そのほか、現像装置各部の構成も、本発明の範囲内で適宜変更可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated by the example of illustration, this invention is not limited to this. For example, the number and arrangement of the magnetic poles of the developing roller are examples, and are not limited to the examples. As the developer supply means and the recovery means, screws having appropriate configurations can be used. In addition, the configuration of each part of the developing device can be appropriately changed within the scope of the present invention.
画像形成装置の構成も、タンデム式に限らず適宜な方式を採用可能であり、直接転写方式、間接転写方式に限らず本発明を適用可能である。また、画像形成装置としてはフルカラー機に限らず、複数色のマルチカラー機やモノクロ装置であってもよい。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。 The configuration of the image forming apparatus is not limited to the tandem system, and any appropriate system can be employed. The present invention is applicable not only to the direct transfer system and the indirect transfer system. Further, the image forming apparatus is not limited to a full-color machine, and may be a multi-color machine or a monochrome apparatus having a plurality of colors. Of course, the image forming apparatus is not limited to a printer, and may be a copier, a facsimile machine, or a multifunction machine having a plurality of functions.
1 感光体ドラム
3 現像装置
32 現像剤
33 現像容器
34 現像ローラ
34a 現像スリーブ
34b マグネットローラ
35 剤規制部材
36 仕切り板
37 供給搬送路
38 回収搬送路
39 供給スクリュ
40 回収スクリュ
100 プリンタ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記現像剤担持体に現像剤を供給しながら現像剤を搬送する第一搬送部材と、
前記第一搬送部材の下方に配置され、前記現像剤担持体から現像剤を回収しながら現像剤を搬送する第二搬送部材と、
前記現像剤担持体、前記第一搬送部材及び前記第二搬送部材を内部に配設し、現像領域に対向する開口部に前記現像剤担持体を支持する現像ケースと
を有する現像装置において、
前記現像剤担持体を、現像動作時とは逆方向に回転駆動可能に設け、
前記現像動作時に前記現像剤担持体の下方に位置する前記現像ケースの開口端部に前記現像剤担持体上の現像剤が接触せず、
前記現像剤担持体の下方に位置する前記現像ケースの開口端部より、前記現像動作時の前記現像剤担持体回転方向下流側に、現像剤滞留部が形成され、
現像動作時とは逆方向に回転駆動する時に前記開口端部の堆積トナーを現像剤滞留部の現像剤が押し出すことを特徴とする現像装置。 A developer carrying body containing a magnetic field generating means and carrying a two-component developer comprising a toner and a carrier on the surface;
A first conveying member that conveys the developer while supplying the developer to the developer carrying member;
A second conveying member that is disposed below the first conveying member and conveys the developer while collecting the developer from the developer carrying member;
In the developing device including the developer carrier, the first transport member, and the second transport member inside, and having a developing case that supports the developer carrier in an opening facing the development region,
The developer carrying member is provided so as to be rotatable in the direction opposite to that during the developing operation,
The developer on the developer carrier is not in contact with the open end of the developer case located below the developer carrier during the development operation,
From the opening end of the developing case located below the developer carrying member, a developer retaining portion is formed on the downstream side in the developer carrying member rotating direction during the developing operation ,
A developing device characterized in that when the toner is rotated in the direction opposite to that during the developing operation, the developer in the developer retaining portion pushes out the accumulated toner at the opening end portion .
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