JP6604045B2 - 現像装置、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像装置、及び画像形成装置に関する。

特許文献１に記載の画像形成装置に備えられた現像装置は、第一のスクリューと、第二のスクリューと、現像ロールとを備えている。この第一のスクリュー、及び第二のスクリューは、水平方向に延びるように配置されている。そして、第一のスクリューがトナーとキャリアとを撹拌し、第二のスクリューが第一のスクリューによって撹拌されたトナーとキャリアとを現像ロールに供給するようになっている。

特開２００７−３０４４５０号公報

本発明の課題は、搬送撹拌部材が水平方向に延びて配置されている場合と比して、トナーの帯電量を大きくすることである。

本発明の第１態様に係る現像装置は、 回転しながら現像剤を像保持体に受け渡す現像部材と、一方向に延び、トナーを含んで構成される現像剤を前記一方向の一端側から他端側へ搬送しながら前記現像部材に供給する搬送供給部材と、水平方向に対して上方側に傾斜した搬送撹拌路に沿って配置され、前記搬送供給部材によって搬送される現像剤を前記搬送供給部材の前記一方向の他端側の部分で受け取り、受け取った現像剤を前記搬送撹拌路に沿って上げるように搬送しながら撹拌し、前記搬送供給部材の前記一方向の一端側の部分で現像剤を前記搬送供給部材に受け渡す搬送撹拌部材と、を備えることを特徴とする。

本発明の第２態様に係る現像装置は、第１態様に記載の現像装置において、前記搬送供給部材は、前記現像部材の下方側に配置されると共に前記一方向に延びる搬送供給路に沿って現像剤を搬送し、側方から見て、前記搬送撹拌路の前記一方向の他端側の部分は、前記搬送供給路の前記一方向の他端側の部分と重なっていることを特徴とする。

本発明の第３態様に係る現像装置は、第１態様又は第２態様に記載の現像装置において、上方側から見て、前記搬送撹拌部材の前記一方向の一端側の部分は、前記搬送供給部材の前記一方向の一端側の部分と重なり、前記搬送撹拌部材の前記一方向の一端側の部分で前記搬送撹拌部材が前記搬送供給部材に受け渡す現像剤の少なくとも一部は、前記搬送撹拌路から落下することで受け渡されることを特徴とする。

本発明の第４態様に係る画像形成装置は、静電潜像が形成される像保持体と、前記像保持体に形成された静電潜像をトナー画像として現像する第１態様〜第３態様の何れか１態様に記載された現像装置と、前記像保持体に形成されたトナー画像を記録媒体に転写する転写装置と、を備えることを特徴とする。

本発明の第１態様の現像装置によれば、搬送撹拌部材が水平方向に延びて配置されている場合と比して、トナーの帯電量を大きくすることができる。

本発明の第２態様の現像装置によれば、搬送撹拌路の他端側の部分の上下方向の位置が、搬送供給路の他端側の部分の上下方向の位置より下方側に位置している場合と比して、現像装置が上下方向に大きくなるのを抑制することができる。

本発明の第３態様の現像装置によれば、上方側から見て、搬送撹拌部材の一端側の部分と搬送供給部材の一端側の部分とが重なっていない場合と比して、搬送撹拌部材から搬送供給部材への現像剤の受け渡しを効率良く行うことができる。

本発明の第４態様の画像形成装置によれば、第１態様〜第３態様の何れか１態様に記載された現像装置を備えていない場合と比して、出力画像の品質低下を抑制することができる。

（Ａ）（Ｂ）本発明の参考形態に係る現像装置の撹拌オーガ及び搬送撹拌路を示した断面図である。 本発明の参考形態に係る現像装置の撹拌オーガ、搬送撹拌路、供給オーガ、及び搬送供給路を示した正面図である。 本発明の参考形態に係る現像装置の撹拌オーガ、搬送撹拌路、供給オーガ、及び搬送供給路を示した断面図である。 本発明の参考形態に係る現像装置を示した断面図である。 本発明の参考形態に係る現像装置を示した断面図である。 本発明の参考形態に係る画像形成装置を示した概略構成図である。 本発明の参考形態に係る現像装置に対する比較形態に係る現像装置を示した断面図である。 本発明の実施形態に係る現像装置を示した断面図である。 本発明の実施形態に係る現像装置を示した断面図である。

＜参考形態＞
本発明の参考形態に係る現像装置、画像形成装置の一例を図１〜図７に従って説明する。なお、図中に示す矢印Ｈは装置上下方向（鉛直方向）を示し、矢印Ｗは装置幅方向（水平方向）を示し、矢印Ｄは装置奥行方向（水平方向）を示す。

（全体構成）
図６に示されるように、本実施形態に係る画像形成装置１０には、上下方向（矢印Ｈ方向）の下方から上方へ向けて、記録媒体としてのシート部材Ｐが収容される収容部１４と、収容部１４に収容されたシート部材Ｐを搬送する搬送部１６と、収容部１４から搬送部１６によって搬送されるシート部材Ｐに画像形成を行う画像形成部２０とが、この順で備えられている。

〔収容部〕
収容部１４には、画像形成装置１０の装置本体１０Ａから装置奥行方向の手前側に引き出し可能な３個の収容部材２６が備えられており、この収容部材２６にシート部材Ｐが夫々積載されている。さらに、収容部１４には、収容部材２６に積載されたシート部材Ｐを、搬送部１６を構成する搬送経路２８に送り出す送出ロール３０が夫々備えられている。

〔搬送部〕
搬送部１６には、搬送経路２８に沿ってシート部材Ｐを搬送する複数の搬送ロール３２が備えられている
〔画像形成部〕
画像形成部２０には、像保持体３６と、像保持体３６の表面を帯電させる帯電装置の一例としての帯電ロール３８とが備えられている。また、画像形成部２０には、画像データに基づいて帯電した像保持体３６の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置４２と、この静電潜像を現像してトナー画像として可視化する現像装置４０とが備えられている。

さらに、画像形成部２０には、搬送経路２８に沿って搬送されるシート部材Ｐに像保持体３６の表面に形成されたトナー画像を転写する転写ロール４６と、シート部材Ｐ上のトナー画像を加熱・加圧してシート部材Ｐに定着する定着装置４４とが備えられている。

なお、現像装置４０については、詳細を後述する。

（全体構成の作用）
画像形成装置１０では、次のようにして画像が形成される。

先ず、電圧が印加された帯電ロール３８は、像保持体３６の表面と接触して像保持体３６の表面を予定の電位で一様にマイナス帯電させる。続いて、外部から入力されたデータに基づいて露光装置４２が帯電した像保持体３６の表面に露光光を照射して静電潜像を形成する。

これにより、画像データに対応した静電潜像が像保持体３６の表面に形成される。さらに、現像装置４０が、この静電潜像をトナー画像として現像して可視化する。

そこで、収容部材２６から送出ロール３０によって搬送経路２８へ送り出されたシート部材Ｐが、像保持体３６と転写ロール４６とが接触する転写位置Ｔへ送り出される。転写位置Ｔでは、シート部材Ｐが像保持体３６と転写ロール４６とに挟持搬送されることで、像保持体３６の表面に形成されたトナー画像がシート部材Ｐに転写される。

さらに、定着装置４４は、シート部材Ｐに転写されたトナー画像をシート部材Ｐに定着する。そして、トナー画像が定着されたシート部材Ｐは、搬送ロール３２によって装置本体１０Ａの外部へ排出される。

（要部構成）
次に、現像装置４０について説明する。

図５に示されるように、現像装置４０は、像保持体３６と対向するように配置された現像ロール５０と、現像ロール５０上の現像剤Ｇの層厚を規制する層厚規制ロール６６とを備えている。さらに、現像装置４０は、現像ロール５０に現像剤Ｇを供給する搬送供給部材の一例としての供給オーガ５２と、現像剤Ｇを撹拌する搬送撹拌部材の一例としての撹拌オーガ５４と、前述した部材を内部に収容する筐体５６とを備えている。

なお、現像剤Ｇは、トナーと磁性キャリア粒子とを主要成分として構成されている二成分現像剤である。

〔現像ロール・層厚規制ロール〕
現像ロール５０は、回転軸が装置奥行方向に延び、図５に示されるように、像保持体３６との間に間隙（現像ギャップ）が形成されるように配置されている。

また、現像ロール５０は、断面円状のマグネットロール５０Ａと、マグネットロール５０Ａに被せられ、マグネットロール５０Ａの周りを回転する回転スリーブ５０Ｂとを備えている。そして、この回転スリーブ５０Ｂには、図示せぬ駆動源から回転力が伝達されて、図中矢印Ｃ方向（時計方向）に回転するようになっている。

層厚規制ロール６６は、像保持体３６に対して現像ロール５０を挟んで反対側に配置されている。そして、層厚規制ロール６６と現像ロール５０との間には、現像ロール５０上の現像剤Ｇの層厚を規制するための間隙が形成されている。

〔供給オーガ・搬送供給路〕
供給オーガ５２は、装置奥行方向から見て、現像ロール５０の斜め下方側に配置されており、装置奥行方向（一方向の一例）に延びる断面Ｕ字状の搬送供給路６０に配置されている。そして、この供給オーガ５２は、図４に示されるように、装置奥行方向に延びている回転軸５２Ａと、回転軸５２Ａの外周面に形成されている螺旋状の螺旋羽根５２Ｂとを含んで構成されている。回転軸５２Ａは、筐体５６の壁部に回転可能に支持されており、回転軸５２Ａの端部には、駆動源から回転力が伝達されるギア（図示省略）が固定されている。

これにより、回転する供給オーガ５２が、搬送供給路６０の現像剤Ｇを撹拌しながら、装置奥行方向の奥側（図中左側：一方向の一端側）から装置奥行方向の手前側（図中右側：一方向の他端側）に搬送し、現像剤Ｇを現像ロール５０に供給するようになっている。

〔撹拌オーガ・搬送撹拌路〕
撹拌オーガ５４は、上方向から見て、現像ロール５０に対して供給オーガ５２を挟んで反対側に配置されている。

そして、この撹拌オーガ５４は、図２、図３に示されるように、装置奥行方向（水平方向）に対して傾斜する方向に延びる断面Ｕ字状の搬送撹拌路６２に沿って配置されている。また、搬送撹拌路６２と搬送供給路６０との間には、図４に示されるように、搬送供給路６０の装置奥行方向の奥側の部分及び装置奥行方向の手前側の部分を除いて、搬送撹拌路６２と搬送供給路６０とを仕切る仕切壁６４が形成されている。

具体的には、搬送撹拌路６２において装置奥行方向の手前側（図２、図３の右側）の部分の上下方向の位置は、搬送供給路６０において装置奥行方向の手前側の部分の上下方向の位置と同様とされている。換言すれば、装置幅方向から見て、搬送撹拌路６２の装置奥行方向の手前側の部分は、搬送供給路６０の装置奥行方向の手前側の部分と重なっている。

さらに、搬送撹拌路６２において装置奥行方向の奥側（図２、図３の左側）の上下方向の位置は、搬送供給路６０において装置奥行方向の奥側の部分の上下方向の位置と比して高くされている。これにより、搬送撹拌路６２、及び撹拌オーガ５４は、装置奥行方向（水平方向）に対して傾斜する方向に延びている。

また、この撹拌オーガ５４は、図４に示されるように、回転軸５４Ａと、回転軸５４Ａの外周面に形成されている螺旋状の螺旋羽根５４Ｂとを含んで構成されている。回転軸５４Ａは、筐体５６の壁部に回転可能に支持されており、回転軸５４Ａの端部には、駆動源から回転力が伝達されるギア（図示省略）が固定されている。

これにより、回転する撹拌オーガ５４が、図４に示されるように、撹拌オーガ５４において装置奥行方向の手前側の部分で、供給オーガ５２によって搬送された現像剤Ｇを供給オーガ５２から受け取るようになっている。そして、回転する撹拌オーガ５４が、図２に示されるように、現像剤Ｇを撹拌しながら、装置奥行方向の手前側（図中右側）から装置奥行方向の奥側（図中左側）に現像剤Ｇを搬送撹拌路６２に沿って上げるように搬送するようになっている。さらに、回転する撹拌オーガ５４が、撹拌オーガ５４において装置奥行方向の奥側の部分で現像剤Ｇを供給オーガ５２に受け渡すようになっている。

（要部構成の作用）
次に、現像装置４０の作用について説明する。

現像装置４０の筐体５６の内部では、回転する供給オーガ５２と回転する撹拌オーガ５４とが、図４に示されるように、現像剤Ｇを図中矢印方向へ搬送しながら循環させて現像剤Ｇを撹拌する。現像剤Ｇが撹拌されることで、トナーとキャリアとが擦れ、トナーが予め定めた極性に摩擦帯電する。

そして、図５に示されるように、回転する供給オーガ５２が、現像剤Ｇを現像ロール５０に供給する。現像ロール５０に供給された現像剤Ｇは、マグネットロール５０Ａの磁力によって、現像ロール５０の表面に磁気ブラシ（図示省略）を形成した状態で保持される。

また、回転する回転スリーブ５０Ｂは、現像剤Ｇを搬送し、層厚規制ロール６６が、現像ロール５０（回転スリーブ５０Ｂ）上に保持された現像剤Ｇの層厚を規制する。

さらに、回転する回転スリーブ５０Ｂは、層厚規制ロール６６によって層厚が規制された現像剤Ｇを像保持体３６と対向する位置まで搬送する。そして、像保持体３６と対向する位置まで搬送された現像剤Ｇに含まれるトナーのみが像保持体３６に形成された静電潜像部分に付着し、静電潜像がトナー画像として可視化される。具体的には、予め定めた極性に帯電したトナーが、静電気力により像保持体３６に形成された静電潜像部分に付着し、静電潜像がトナー画像として可視化される。

ここで、現像剤Ｇを撹拌する撹拌オーガ５４及び撹拌オーガ５４が配置されている搬送撹拌路６２は、図２に示されるように、装置奥行方向（水平方向）に対して傾斜している。このため、図１（Ａ）（Ｂ）に示されるように、撹拌オーガ５４によって搬送される現像剤Ｇ（以下便宜上「現像剤Ｇ１」）と、撹拌オーガ５４と搬送撹拌路６２の壁面との間の現像剤Ｇ（以下便宜上「現像剤Ｇ２」）とが、搬送撹拌路６２中に存在する。

現像剤Ｇ１には、回転する撹拌オーガ５４によって強制的に搬送撹拌路６２に沿って上がる力が作用する。一方、現像剤Ｇ２には、回転する撹拌オーガ５４による搬送力が直接作用しないため、重力により搬送撹拌路６２に沿って下がる力が作用する。

このため、現像剤Ｇ１と現像剤Ｇ２との界面で現像剤Ｇ１と現像剤Ｇ２とが擦れる。 なお、撹拌オーガ５４が水平方向に延びるように配置されている場合では、現像剤Ｇ２に重量によって下がる力が作用しないため、現像剤Ｇ１と現像剤Ｇ２とが擦れることがない。

（まとめ）
以上説明したように、現像装置４０を用いることで、現像剤Ｇ１と現像剤Ｇ２との界面で現像剤Ｇ１と現像剤Ｇ２とが擦れる。このため、現像装置４０を用いることで、撹拌オーガを水平方向に延びるように配置した場合と比して、トナーの帯電量が大きくなる。

また、現像ロール５０に対して搬送供給路６０が下方側に配置されている。さらに、搬送撹拌路６２において装置奥行方向の手前側の部分の上下方向の位置は、搬送供給路６０において装置奥行方向の手前側の部分の上下方向の位置はと同様とされている。また、搬送撹拌路６２において装置奥行方向の奥側の部分の上下方向の位置は、搬送供給路６０において装置奥行方向の奥側の部分の上下方向の位置と比して高くされている。これにより、例えば、搬送撹拌路６２において装置奥行方向の手前側の部分の上下方向の位置が、搬送供給路６０において装置奥行方向の手前側の部分の上下方向の位置より低い場合と比して、現像装置４０が上下方向に大きくなるのが抑制される。

画像形成装置１０においては、トナーの帯電量が大きくなることで、例えば、撹拌ロールが水平方向に延びるように配置されており、処理の高速化の要求よってトナーの帯電量が必要量に満たない場合と比して、出力画像の品質低下が抑制される。

＜実施形態＞
次に、本発明の実施形態に係る現像装置、及び画像形成装置の一例について図８、図９を用いて説明する。なお、参考形態と同一部材等については、同一符号を付してその説明を省略し、参考形態と異なる部分を主に説明する。

図８、図９に示されるように、実施形態に係る現像装置１０４に備えられた撹拌オーガ１１４及び搬送撹拌路１２２は、上方側から見て、装置奥行方向に対して傾斜している。そして、撹拌オーガ１１４において装置奥行方向の奥側（一方向の一端側）の部分は、上方側から見て、供給オーガ５２において装置奥行方向の奥側（一方向の一端側）の部分と重なっている。

また、搬送撹拌路１２２の底部において装置奥行方向の奥側の部分は、撹拌オーガ１１４によって搬送された現像剤Ｇが重力により落下して供給オーガ５２に受け渡されるように切り欠かれている。なお、搬送撹拌路１２２の装置奥行方向の奥側の部分の切欠き線を図９の線Ｌ１０で示す。

このように、撹拌オーガ１１４によって搬送された現像剤Ｇは、重力により落下して供給オーガ５２に受け渡される。このため、撹拌オーガ１１４から供給オーガ５２への現像剤Ｇの受け渡しが、現像装置４０と比して、効率良く行われる。つまり、撹拌オーガ１１４から供給オーガ５２へ受け渡されずに、撹拌オーガ１１４と供給オーガ５２との間に滞留する現像剤Ｇの量が減らされる。これにより、現像剤Ｇの循環量が増える。

他の作用については、参考形態の作用と同様である。

なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記参考形態、及び実施形態では、搬送撹拌路６２において装置奥行方向の手前側の部分の高さが、搬送供給路６０の高さと同様とされているが、搬送撹拌路６２において装置奥行方向の手前側の部分の高さが、搬送供給路６０の高さと比して低くされてもよい。搬送撹拌路６２が、水平方向に対して傾斜し、現像剤Ｇを上げるように搬送していればよい。

また、上記実施形態では、二成分現像剤を例にとって説明したが、一成分現像剤であってもよい。

また、上記実施形態では特に説明しなかったが、撹拌オーガ１１４によって搬送された現像剤Ｇの少なくとも一部が重力により落下して供給オーガ５２に受け渡されればよい。

１０ 画像形成装置
３６ 像保持体
４０ 現像装置
５０ 現像ロール（現像部材）
５２ 供給オーガ（搬送供給部材）
５４ 撹拌オーガ（搬送撹拌部材）
６０ 搬送供給路
６２ 搬送撹拌路
１０４ 現像装置
１１４ 撹拌オーガ（搬送撹拌部材）
１２２ 搬送撹拌路

Claims (3)

1. 回転しながら現像剤を像保持体に受け渡す現像部材と、
   一方向に延び、トナーを含んで構成される現像剤を前記一方向の一端側から他端側へ搬送しながら前記現像部材に供給する搬送供給部材と、
   水平方向に対して上方側に傾斜した搬送撹拌路に沿って配置され、前記搬送供給部材によって搬送される現像剤を前記搬送供給部材の前記一方向の他端側の部分で受け取り、受け取った現像剤を前記搬送撹拌路に沿って上げるように搬送しながら撹拌し、前記搬送供給部材の前記一方向の一端側の部分で現像剤を前記搬送供給部材に受け渡す搬送撹拌部材と、を備え、
   前記搬送供給部材は、前記現像部材の下方側に配置されると共に前記一方向に延びる搬送供給路に沿って現像剤を搬送し、
   水平、かつ、前記現像部材の回転軸の方向とは垂直な方向から見て、前記搬送撹拌路の前記一方向の他端側の部分は、前記搬送供給路の前記一方向の他端側の部分と重なっており、
   上方側から見て、前記搬送撹拌部材の前記一方向の一端側の部分は、前記搬送供給部材の前記一方向の一端側の部分と重なり、かつ、上方側から見て、前記搬送撹拌部材の前記一方向の他端側の部分は、前記搬送供給部材の前記一方向の他端側の部分と重なっておらず、
   前記搬送撹拌部材の前記一方向の一端側の部分で前記搬送撹拌部材が前記搬送供給部材に受け渡す現像剤の少なくとも一部は、前記搬送撹拌路から落下することで受け渡される現像装置。
2. 前記搬送撹拌部材から前記搬送供給部材へ現像剤が受け渡されるように、前記搬送撹拌路の底部において前記一方向の一端側の部分は、切り欠かれている請求項１に記載の現像装置。
3. 静電潜像が形成される像保持体と、
   前記像保持体に形成された静電潜像をトナー画像として現像する請求項１又は２に記載された現像装置と、
   前記像保持体に形成されたトナー画像を記録媒体に転写する転写装置と、
   を備える画像形成装置。

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