JP4092072B2

JP4092072B2 - Image forming apparatus

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Publication number: JP4092072B2
Application number: JP2000374224A
Authority: JP
Inventors: 一小山; 勝弘青木; 隆程島
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-12-08
Filing date: 2000-12-08
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2020-12-08
Also published as: JP2002174950A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に係り、詳しくは、トナー及び磁性キャリアを含む二成分現像剤を用い、現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度の変化に基づき、該現像剤とトナーとの接触状態を変化させ、現像剤の動きで現像剤中にトナーを取り込むことによってトナー濃度を自己制御する現像装置を用いて像担持体上の静電潜像を現像する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、トナー濃度検知手段を必要とせず現像剤の動きによってトナーを取り込む現像装置が知られている。しかし、この種の現像装置では、現像剤の動きが活発な箇所とそうでない箇所、或いは現像剤の多い箇所と少ない箇所においてトナーの取り込み量が異なり、部分的にトナー濃度が不安定になって画像濃度ムラが発生しやすい。そこで、本出願人は様々な改良を提案している（例えば、特開平８−１３７２４４号公報、特開平８−１８５０５２号公報、特開平９−３２９９５４号公報、特開平１１−１９４５９３号公報等）。この中で、特開平９−３２９９５４号公報は、簡易な構成で上記問題に対し有効な効果を得ることができる優れたものである。
【０００３】
以下、特開平９−３２９９５４号公報に開示される現像装置について説明する。この現像装置は、内部に磁界発生手段を有し、トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤を表面に担持する現像剤担持体と、現像剤担持体に担持した現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、該現像剤規制部材に現像剤搬送方向上流側から隣接する現像剤収容部を形成する現像剤収容ケースと、該現像剤収納部に現像剤搬送方向上流部から隣接し、該現像剤担持体に対向する位置にトナー補給口を有するトナー収容部とを備え、該現像剤の移動により、該トナー収容部のトナーを該トナー補給口から該現像剤中に取り込む現像装置において、上記現像剤収容ケースの現像剤担持体側の壁面部に、該壁面部から現像剤担持体表面側に突出し、現像剤搬送方向に対して直交する方向に延在する凸部を形成したものである。
【０００４】
この現像装置においては、現像剤担持体上の現像剤にトナーが補給されてトナー濃度が上昇すると、現像剤収容部内の現像剤の充填率が高まり、現像剤担持体上の現像剤に対して現像剤収容部内の現像剤が与える搬送抵抗が上昇し、現像剤収容部内の現像剤がほとんど動かなくなってトナー収容部からのトナー補給位置に現像剤溜まりができ、トナーの取り込みが停止する。逆に、トナーが消費されてトナー濃度が低下すると、現像剤収容部内の現像剤の充填率が低くなって現像剤が動きやすくなり、上記トナー補給位置での現像剤溜まりがなくなってトナーが現像剤中に取り込まれるようになる。現像剤中に取り込まれたトナーは、現像剤担持体に担持され、画像形成装置の潜像担持体との対向部である現像領域に搬送されて現像に使用される。以上のように、現像剤の動きによってトナーの取り込みを制御し、トナー濃度を常時一定に保つ。さらに、上記凸部により進行を妨げられた現像剤が、凸部とトナー補給口との間を循環するよう予備的に混合攪拌される。ここで、上記直交方向にトナー濃度ムラがあると、上記混合攪拌時に高トナー濃度部の現像剤が低トナー濃度部へ傾斜移動する。この混合攪拌により、現像剤担持体に担持される現像剤中のトナーを予備的に帯電しながら、その現像剤のトナー帯電量及びトナー濃度を上記直交方向に均一化する。このように、上記現像装置は小型化、低コスト化を図りつつ、トナー濃度の調整を容易に行うことができる。
【０００５】
そして、上記現像装置を用い、現像剤担持体上のトナー濃度が一定に保たれた二成分現像剤からトナーを像担持体上に供給し、像担持体上の静電潜像を現像することで、良質な画像を得ることができる。さらに、上記トナー濃度制御機構によりトナー濃度が一定に保たれた二成分現像剤を担持した現像剤担持体よりトナーのみをトナー担持体に供給し、トナー担持体上のトナーを用いて像担持体上の静電潜像を現像する現像装置（特願２０００−７１３６号参照）も提案されている。特願２０００−７１３６号の現像装置においては、トナー濃度が一定に保たれた二成分現像剤より充分な量の、確実に帯電制御されたトナーをトナー担持体に供給し、該トナーのみを像担持体に作用させて静電潜像を現像するので、磁気ブラシマークのない高繊細で、高画質な画像を得ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特開平９−３２９９５４号公報の現像装置では、トナー補給側の規制部材として、上記凸部を現像剤担持体表面に近接させすぎると、上記凸部により進行を妨げられる現像剤が多くなり、トナー補給に長い時間を要してしまう。そこで、トナー補給の応答時間を短縮するため、現像剤担持体表面と上記凸部との間隙を広くすることが望まれる。しかしながら、現像剤担持体表面より離れた位置では、現像剤担持体による磁界が弱い。また、上記現像装置においては、現像剤収容部内の現像剤が現像剤収容部の重力方向下方に配置されている。このため、現像剤担持体表面と上記凸部との間隙を広くすると、現像剤収容部内の現像剤が該間隙の現像剤担持体表面より離れた位置よりトナー補給口へ落下してしまう。現像剤収容部内より現像剤がトナー補給口に落下すると、現像剤収容部内の現像剤の充填率が低くなり、さらにトナーが現像剤中に取り込まれるおそれががある。さらに、現像剤収容部内の現像剤が落下し続けると、トナー補給口の下方に滞留する現像剤量が多くなる。このトナー補給口の下方に滞留した多量の現像剤を、現像剤担持体の回転に伴い、現像領域を通過した後、トナー補給口と対向する位置に搬送された現像剤がトナー収容部側に押し出し、現像剤がトナー収容部内部に漏れ出してしまう。これにより、トナー濃度が不安定になり、画像品質の劣化を引き起こす。このような問題を解決するためには、現像剤収容部とトナー補給口との配置を規定する事も考えられるが、レイアウト上の制約がでてきてしまう。
【０００７】
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、トナー及び磁性キャリアを含む二成分現像剤を用い、現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度の変化に基づき、該現像剤とトナーとの接触状態を変化させ、該現像剤の動きで該現像剤中にトナーを取り込むことによってトナー濃度を自己制御する現像装置を採用する画像形成装置であって、現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度ムラ、帯電ムラを低減するとともに、トナー収容部への現像剤漏れを防止し安定したトナー濃度を得ることのできる画像形成装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、磁界発生手段を有し、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持されて搬送される現像剤の量を規制する規制部材と、該規制部材で掻き取られた現像剤を収容する現像剤収容部と、該現像剤収容部に隣接し、現像剤担持体に対向するトナー補給口を有するするトナー収容部と、上記トナー補給口からトナーが補給され上記現像剤収容部内に向かって進行しようとする上記現像剤の量を規制するトナー補給側の規制部材とを備え、該現像剤担持体上の二成分現像剤のトナー濃度の変化により、該現像剤と該トナー収容部のトナーとの接触状態を変化させて、該現像剤の動きで該現像剤中にトナーを取り込む現像装置を用いて、像担持体上の静電潜像を現像する画像形成装置において、上記トナー補給側の規制部材の上記現像剤担持体と対向する面に、複数の微細な磁性体部を設け、該磁性体部により形成される磁界が現像剤担持体の軸方向および回転方向に関し不均一となるよう該磁性体部を配置したことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項１の画像形成装置においては、現像剤担持体とトナー補給側の規制部材に設けた磁性材料との間に磁界を形成する。この磁界により、現像剤担持体と該規制部材との間隙で現像剤を拘束しようとする力が作用する。そこで、トナー補給の応答時間を短縮するため上記間隙を広くした場合でも、現像剤収容部内の現像剤は上記間隙よりトナー収容部のトナー補給口に落下することなく、上記間隙で拘束される。よって、現像剤収容部からトナー収容部への現像剤漏れを防止することができる。なお、現像剤担持体に担持される現像剤は、上記現像剤を拘束しようとする力に打ち勝ち、拘束された現像剤にぶつかり、摺察しながら上記間隙を通過し現像剤収容部内に向かって進行する。
【００１３】
また、トナー補給側の規制部材の現像剤担持体と対向する面に設けた、複数の微細な磁性体部が、現像剤担持体の磁界発生手段により磁化され、現像剤担持体と磁性体との間に現像剤担持体の軸方向および回転方向に関し不均一な磁界を形成する。この磁界により、現像剤担持体と該規制部材との間隙で現像剤を拘束する力が働き、現像剤は拘束される。これにより、現像剤収容部内の現像剤が上記間隙よりトナー収容部のトナー補給口へ落下することを防止する。
また、現像剤担持体に担持される現像剤は、上記現像剤を拘束する力に打ち勝ち、拘束された現像剤とぶつかりながら上記間隙を通過し現像剤収容部内に向かって進行する。その際、磁性体部により形成される磁界が強く、拘束された現像剤が多い部分にぶつかる現像剤は、その軸方向両側の磁界が弱く、拘束された現像剤が少ない部分へ迂回するように移動しながら、回転方向に搬送されていく。さらに、回転方向に関しても、不均一な磁界が形成され、拘束される現像剤量が多い部分と少ない部分が存在するので、上記現像剤の迂回するような移動が繰り返され、現像剤が蛇行するような動きとなる。この動きにより、現像剤担持体の軸方向に現像剤が攪拌され、現像剤担持体に担持される現像剤のトナー帯電量及びトナー濃度を軸方向にさらに均一化する。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記トナー補給口の一部に永久磁石を設けたことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項２の画像形成装置においては、トナー補給口の一部に設けた永久磁石がトナー補給口に磁界を形成する。この磁界により、トナー補給口内の現像剤を拘束しようとする力が作用し、現像剤がトナー補給口よりトナー収容部内へ漏出することを防止する。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、上記現像剤収容部内に表面に不均一に磁性体を分散した攪拌部材を設けたことを特徴とするものである。
【００１９】
請求項３の画像形成装置においては、攪拌部材により現像剤収容部内に収容されている現像剤の攪拌が促進され、現像剤の均一化が行われる。さらに、攪拌部材の表面の磁性体は、対向する現像剤担持体の磁極により磁化され、攪拌部材と現像剤担持体表面との間に不均一な磁界を形成している。この磁界により攪拌部材と現像剤担持体表面との間に不均一に現像剤が拘束される。現像剤担持体に担持された現像剤が攪拌部材との間隙を通過する際、上記不均一に拘束された現像剤にぶつかりながら搬送されるが、多量の現像剤が拘束されている部分とぶつかると、少量の現像剤が拘束されている部分へ迂回するよう移動していくため、現像剤が蛇行するような動きが加わる。この動きにより、現像剤担持体の軸方向に現像剤がさらに攪拌され、現像剤担持体に担持される現像剤のトナー帯電量及びトナー濃度をさらに軸方向に均一化する。
【００２０】
請求項４の発明は、請求項１、２または３の画像形成装置において、上記現像剤収容部内に表面が凹凸を有する攪拌部材を設けたことを特徴とするものである。
【００２１】
請求項４の画像形成装置においては、攪拌部材により現像剤収容部内に収容されている現像剤の攪拌が促進され、現像剤の均一化が行われる。さらに、現像剤担持体に担持された現像剤が攪拌部材との間隙を通過する際、攪拌部材表面の不均一な凹凸にぶつかりながら搬送されるが、凸部にぶつかると、凹部へ迂回するよう移動していくため、現像剤が蛇行するような動きが加わる。この動きにより、現像剤担持体の軸方向に現像剤がさらに攪拌され、現像剤担持体に担持される現像剤のトナー帯電量及びトナー濃度をさらに軸方向に均一化する。
【００２２】
請求項５の発明は、請求項１、２、３または４の画像形成装置において、上記現像剤担持体と対向し、該現像剤担持体上の二成分現像剤より供給されたトナーを担持して像担持体との対向領域まで搬送するトナー担持体を備えたことを特徴とするものである。
【００２３】
請求項５の画像形成装置においては、現像剤担持体よりトナー担持体に充分な量の確実に帯電制御された非磁性トナーをムラなく供給し、該非磁性トナーのみを像担持体に作用させて、像担持体上の静電潜像を現像するので、磁気ブラシマークのない高繊細で、高画質な画像を得ることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を電子写真方式の画像形成装置である電子写真プリンタ（以下、プリンタという）に適用した第一の実施形態について説明する。
まず、第一の実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図１は、第一の実施形態に係るプリンタ概略構成図である。図１において、像担持体としての感光体ドラム１は、図示しない駆動手段によって図中矢印Ａ方向に回転駆動されながら、一様帯電手段としての帯電チャージャ２０により一様に帯電された後、レーザ光学装置３０により画像情報に基づき走査露光されて表面に静電潜像が形成される。感光体ドラム１上に形成された静電潜像は、現像装置４０により現像剤としてのトナーで現像され、これにより、感光体ドラム１上に画像が形成される。感光体ドラム１上に形成された画像は、図示しない給紙カセットあるいは手差し給紙トレイから転写部へ搬送された図示しない転写紙上に転写チャージャ５０により転写される。転写終了後の転写紙は図示しない定着装置により画像が定着されて機外に排出される。なお、転写紙上に転写されなかった感光体ドラム１上のトナーは、クリーニング装置６０により感光体ドラム１上から除去される。
【００２５】
次に、現像装置４０について説明する。
この現像装置４０は、トナー１２及び磁性キャリアとを含む二成分現像剤１１（以下、現像剤という）を表面に担持する現像剤担持体としての非磁性材質からなる現像スリーブ２、現像スリーブ２の内部に固定配置した磁界発生手段としての固定磁石群からなるマグネットローラ３、現像スリーブ２上に担持されて搬送されている現像剤の量を規制する規制部材としてのドクタ４、現像スリーブ２に搬送され、感光体ドラム１との対向部の現像位置に供給されずにドクタ４で進行が阻止された現像剤１１が収容される現像剤収容部５を形成するように設けられた現像剤収容ケース８、トナー収容部としてのトナーホッパ６などを備えている。トナーホッパ６は現像スリーブ２上の現像剤搬送方向における現像剤収容部５の上流側に隣接して現像スリーブ２表面と対向するトナー補給口６ａを有している。また、トナーホッパ６の内部には、トナー１２をトナー補給口６ａに向けて撹拌しながら送り出す撹拌部材としてのトナーアジテータ７が配設されている。
【００２６】
上記現像剤収容ケース８の現像剤収容部５上流側で現像スリーブ２に近接する先端部は、上記トナー補給口６ａでトナーホッパ６からトナー１２が補給された現像剤１１が現像剤収容部５内に向かって進行するための連通孔１０を形成するとともに、進行しようとする現像剤１１の量を規制するトナー補給側の規制部材としてのプレドクタ９となっている。このプレドクタ９は、ドクタ４と現像スリーブ２との間隙よりも大きい間隙を介して現像スリーブ２に対向するよう配設されており、上記現像剤１１の層厚をドクタ４よりも厚めに規制する。そして、現像スリーブ２がトナー１２が補給された現像剤１１を、上記プレドクタ９とで形成される連通孔１０中を担持し続けながら搬送できるよう、マグネットローラ３のプレドクタ９と対向する位置に磁極３ａが形成されている。また、マグネットローラ３は、現像剤収容部５に磁界の磁力が及ぶように、上記現像位置に対向して形成される主極と上記プレドクタ９に対向して形成された磁極３ａとの間に、磁極が２つあるよう形成されている。なお、上記以外にも、このマグネットローラ３には一般的な現像装置におけると同様に、現像スリーブ２上に現像剤１１を担持し続けながら搬送できるように搬送磁極が形成されている。
【００２７】
上記構成の現像装置４０において、現像スリーブ２上の現像剤１１は現像スリーブ２の図中矢印Ｂ方向の回転に伴って搬送され、ドクタ４により規制されて薄層化される。薄層化された現像剤１１は、図中矢印Ａ方向に回転している感光体ドラム１と対向する現像位置に搬送される。この現像位置で、感光体ドラム１上に形成されている静電潜像にトナー１２が供給され、該静電潜像の可視像化が行われる。現像位置を通過した現像スリーブ２上の現像剤１１は現像スリーブ２の回転に伴って更に搬送され、トナー補給口６ａと対向する位置に到達する。このトナー補給口６ａには、トナーホッパ６内のトナー１２がトナーアジテータ７で送り出され現像スリーブ２上の現像剤と接するように滞留している。現像スリーブ２上の現像剤１１はトナー補給口６ａで新しいトナー１２を取り込んだ後、上記連通孔１０を通って現像剤収容部５に戻る。そして、新しいトナー１２を含んだ現像剤１１はドクタ４による規制部で内圧が増加する。この内圧の増加した現像剤１１中で磁性キャリアによるトナーの帯電が行われる。一方、上記現像位置に供給されずにドクタ４で進行が阻止された現像剤１１の一部は、現像剤収容部５内で現像剤１１自身の内圧及び重力によって連通孔１０に向かって移動する。連通孔１０付近まで移動してきた現像剤１１は、現像スリーブ２の回転に伴ってドクタ４側に循環するように搬送される。
【００２８】
また、上記構成の現像装置４０においては、現像剤１１に補給されたトナー１２が多くなってトナー濃度が高まるとそれに伴って現像剤１１の嵩が増加するため、現像剤１１が連通孔１０の部分に滞留して連通孔１０を覆い、さらにプレドクタ９により進行を妨げられた現像剤１１が、トナー補給口６ａに現像剤溜まりを形成する。このため、現像スリーブ２上の現像剤１１へのトナー取り込み量が少なくなる。このトナー取り込み量の減少により、現像剤１１のトナー濃度が常に一定濃度以下に保たれる。逆に、現像剤１１のトナー濃度が低くなると現像剤１１の嵩が減少するため、現像剤１１が連通孔１０を塞がなくなる。このため、現像スリーブ２上の現像剤１１へ所定量のトナーが取り込まれ、現像剤１１のトナー濃度が常に一定濃度以上に保たれる。このようにトナー濃度をほぼ一定範囲内にコントロールできるので、トナー濃度センサ、現像剤の現像能力を知るために感光体ドラム１上に形成した基準トナー像の画像濃度を検知する光学的画像濃度センサ、トナー補給部材などを用いた複雑なトナー濃度制御機構が不要となる。さらに、プレドクタ９により進行を妨げられた現像剤１１が、プレドクタ９とトナー補給口６ａとの間を循環するよう予備的に混合攪拌される。この混合攪拌により、現像剤１１のトナー帯電量及びトナー濃度を均一化する。本実施形態の現像装置４０では、現像剤収容部５内の磁性キャリアのトナー被覆率を２０〜８０[％]程度に維持するようなトナー濃度制御を行うようにした。また、この時のトナー帯電量は５〜３０μＣ/ｇになった。
【００２９】
ところで、上記構成の現像装置４０においては、プレドクタ９と現像スリーブ２との間隙が小さく、連通孔１０が狭いと、プレドクタ９により進行を妨げられる現像剤１１が多くなり、トナー補給に長い時間を要してしまう。そこで、トナー補給の応答時間を短縮するため、現像スリーブ２とプレドクタ９との間隙を大きくし、連通孔１０を広くすることが望まれる。しかしながら、連通孔１０を広くすると、連通孔１０の現像スリーブ２より離れた位置では、上記プレドクタ９と対向する位置のマグネットローラ３の磁極３ａによる磁界が弱く、該磁力により現像剤１１を担持できない。このため、現像剤収容部５内の現像剤１１が連通孔１０の現像スリーブ２より離れた位置よりトナー補給口６ａに落下してしまう。これにより、トナー１２が現像剤１１中に取り込まれるおそれがある。さらに、現像剤収容部５内の現像剤１１が落下し続けると、トナー補給口６ａに滞留する現像剤１１が多くなる。このトナー補給口６ａに滞留した多量の現像剤１１を、現像スリーブ２の回転に伴い、現像領域を通過した後、トナー補給口６ａと対向する位置に搬送された現像剤１１がトナーホッパ６側に押し出し、現像剤がトナーホッパ６内部に漏出してしまう。これにより、さらにトナー濃度が不安定になってしまう。
【００３０】
そこで、参考例の現像装置４０においては、プレドクタ９の現像剤収容部５側の面に磁性体からなる磁性部材１３を設けた。磁性部材１３を設ける位置は、図１に示すようなプレドクタ９の現像剤収容部５側の面に限らず、プレドクタ９の下面または現像スリーブ２との対向面でもよい。この磁性部材１３は、現像スリーブ２に内包されるマグネットローラ３の磁極３ａにより磁化され、現像スリーブ２と磁性部材１３との間に磁界を形成する。この磁界により現像剤１１は連通孔１０中で拘束される。よって、現像剤収容部５内の現像剤が連通孔１０よりトナー補給口６ａに落下する虞がない。また、マグネットローラ３の磁力により現像スリーブ２上に担持される現像剤が、連通孔１０より現像剤収容部５内に搬送される現像剤搬送力は、マグネットローラ３の磁力により磁化された磁性部材１３の磁界による連通孔１０における現像剤拘束力より大きい。そこで、現像スリーブ２上の現像剤１１は、連通孔１０中の拘束された現像剤１１と摺察しながら連通孔１０を通過し、現像剤収容部５内に向かって進行する。
【００３１】
さらに、図２にしめすように、磁性部材１３とトナー補給口６ａを挟んで対向する面に磁界発生手段としての永久磁石１４を設けた。この永久磁石１４が磁性部材１３との間、すなわちトナー補給口６ａに磁界を形成する。この磁界により、トナー補給口６ａの現像剤がトナー補給口６ａ内で拘束され、トナーホッパ６内へ漏出するのを防止する。
【００３２】
また、上記現像装置４０において、プレドクタ９に磁性体からなる磁性部材１３の代わりに、永久磁石を設けても良い。この場合、永久磁石の現像スリーブ２と対向する面の極性は、対向するマグネットローラ３の磁極３ａと反対極性のものとする。永久磁石は、プレドクタ９近傍に磁界を形成し、この磁界により現像剤１１は連通孔１０中で拘束される。よって、現像剤収容部５内の現像剤が連通孔１０よりトナー補給口６ａに落下する虞がない。また、永久磁石を用いたので、現像スリーブ２に内包されるマグネットローラ３の磁極３ａの磁界に依存しないで、プレドクタ９近傍に磁界を形成することができる。そこで、安定して、現像剤収容部５の現像剤が連通孔１０よりトナー補給口６ａに落下を防止することができる。
【００３３】
さらに、現像スリーブ２上のトナー濃度ムラ、帯電ムラをより一層低減するために、上記現像装置４０において、プレドクタ９の現像スリーブ２に対向する面を軸方向及び回転方向に関して凹凸な形状としてもよい。図４（ａ）、（ｂ）は、プレドクタ９の現像スリーブ２との対向面の具体例の拡大図である。図４（ａ）、（ｂ）中、矢印は現像スリーブ２の回転方向を示したものである。図４（ａ）は、上記対向面に、多数の微細な凸部１４を互い違いに形成したものである。また図４（ｂ）は、上記対向面の現像スリーブ回転方向上流側で、多数の微細な凸部１４が一方向に傾斜して形成し、下流側で多数の微細な凸部１４が上記方向と反対方向に傾斜するよう形成したものである。
【００３４】
現像スリーブ２に担持される現像剤１１は、上記プレドクタ９の凸部にぶつかりながら、連通孔１０を通過する。この際の動きを、図４（ａ）、（ｂ）中に点線でしめす。プレドクタ９の凸部１４にぶつかる現像剤１１は、その軸方向両側の凹部へ迂回するように移動しながら、回転方向に搬送されていく。さらに、回転方向に関しても、凸部１４が形成されているので、上記現像剤１１の軸方向へ迂回するような移動が繰り返され、現像剤１１が蛇行するような動きとなる。この動きにより、現像スリーブ２の軸方向に現像剤１１が攪拌され、現像スリーブ２に担持される現像剤１１のトナー帯電量及びトナー濃度を軸方向にさらに均一化する。
【００３５】
次に、第一の実施形態に係るプリンタの現像装置について説明する。
【００３６】
第一の実施形態では、現像装置４０のプレドクタ９の現像スリーブ２に対向する面が、現像スリーブ２の軸方向および回転方向に関し不均一な磁界を形成するよう構成したものである。図３（ａ）、（ｂ）は、プレドクタ９の現像スリーブ２との対向面の拡大図である。図３（ａ）、（ｂ）中、矢印は現像スリーブ２の回転方向を示す。図３（ａ）では、プレドクタ９の現像スリーブ２との対向面には、軸方向及び回転方向に関してに不均一な磁気を帯びるよう、多数の微細な磁性体１３が互い違いに配置されている。また図３（ｂ）では、プレドクタ９の現像スリーブ２との対向面の現像スリーブ回転方向上流側で多数の微細な磁性体１３が一方向に傾斜し、下流側で多数の微細な磁性体１３が上記方向と反対方向に傾斜するよう配置されている。
【００３７】
この磁性体１３は、対向する現像スリーブ２内の磁極３ａにより磁化され、連通孔１０内において軸方向及び搬送方向に不均一な磁界を形成する。この磁界により、連通孔１０には現像剤が拘束されるので、現像剤収容部５からトナー補給口６ａに現像剤が落下することを防止する。また、現像スリーブ２に担持された現像剤１１は、連通孔１０を通過する際、上記拘束された現像剤にぶつかりながら搬送される。この現像剤１１の動きを図３（ａ）、（ｂ）中に点線でしめす。その際、磁性体１３により形成される磁界が強く、拘束された現像剤が多い部分にぶつかる現像剤１１は、その軸方向両側の磁界が弱く、拘束された現像剤が少ない部分へ迂回するように移動しながら、回転方向に搬送されていく。さらに、回転方向に関しても、不均一な磁界が形成され、拘束される現像剤量が多い部分と少ない部分が存在するので、上記現像剤１１の迂回するような移動が繰り返され、現像剤１１が蛇行するような動きとなる。この動きにより、現像スリーブ２軸方向に現像剤１１が攪拌され、現像スリーブ２に担持される現像剤１１のトナー帯電量及びトナー濃度を軸方向にさらに均一化する。
【００３８】
さらに、図５に示すように、現像剤収容部５内に現像剤１１を攪拌する攪拌部材としての攪拌ローラ１６を設けた。この攪拌ローラ１６は、図示しない駆動手段により現像スリーブ２の回転方向（図２中矢印Ｂ方向）と同方向または逆方向に回転する。攪拌ローラ１６は、現像剤収容部５内において現像剤１１を搬送しながら攪拌する。この攪拌により、現像剤収容部５内に収容されている現像剤１１の攪拌が促進され、現像剤１１の均一化が行われる。
【００３９】
また、図６は攪拌ローラ１６の表面の拡大図である。この攪拌ローラ１６表面には、磁化体１８が不均一に分散されている。攪拌ローラ１６表面の磁性体１８は、対向する現像スリーブ２内の磁極により磁化され、攪拌ローラ１６と現像スリーブ２表面との間に不均一な磁界を形成する。この磁界により、攪拌ローラ１６と現像スリーブ２表面との間では、不均一に現像剤１１が拘束される。そして、現像スリーブ２に担持された現像剤１１が攪拌ローラ１６との間隙を通過する際、上記拘束された現像剤にぶつかりながら搬送される。現像スリーブ２に搬送される現像剤１１は、多量の現像剤が拘束されている部分とぶつかると、少量の現像剤が拘束されている部分へ迂回するよう移動していくため、現像剤が蛇行するような動きが加わり、現像スリーブ２の軸方向に現像剤がさらに攪拌される。この攪拌により、現像スリーブ２に担持される現像剤のトナー帯電量及びトナー濃度をさらに軸方向に均一化する。
【００４０】
また、攪拌ローラ１６の表面に不均一に磁性体１８を分散する代わり、該表面を不均一な凹凸な形状としてもよい。現像スリーブ２に担持された現像剤は、攪拌ローラ１６との間隙を通過する際、攪拌ローラ１６表面の凸部にぶつかると、凹部へ迂回するよう移動していくため、現像剤が蛇行するような動きが加わり、現像スリーブ２の軸方向に現像剤がさらに攪拌される。
【００４１】
また、図７に示すように、攪拌ローラ１６表面は、磁化体１９が端部より中央部に向かって傾斜して分散したものでもよい。現像スリーブ２に担持された現像剤１１が、攪拌ローラ１６との間隙を搬送される際、磁性体１９の磁界により拘束された現像剤にぶつかりながら端部より中央部に向かって移動していく。このような現像剤の移動により、現像スリーブ２の軸方向に現像剤がさらに攪拌されるとともに、現像スリーブ２の端部への偏りを防止できる。これにより、現像スリーブ２に担持される現像剤のトナー帯電量及びトナー濃度をさらに軸方向に均一化する。
【００４２】
また、攪拌ローラ１６表面は、磁性体１９を分散する代わり、端部より中央部に向かって凸部が傾斜して形成されたものでもよい。現像スリーブ２に担持された現像剤は、攪拌ローラ１６との間隙を搬送される際、攪拌ローラ１６の凸部にぶつかりながら、端部より中央部に向かって移動していく。
【００４３】
次に、本発明をプリンタに適用した第二の実施形態について説明する。第二の実施形態に係るプリンタの全体構成及び動作は、第一の実施形態のプリンタと同様であるので、説明を省略する。第二の実施形態のプリンタでは、現像装置として、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤より非磁性トナーのみをトナー担持体に供給し、トナー担持体上の非磁性トナーを用いて感光体ドラム１上の静電潜像を現像する現像装置を採用したものである。
【００４４】
第二の実施形態に係るプリンタに使用される現像装置７０の構成について説明する。図８は、現像装置７０の概略構成図である。この現像装置７０は、トナー担持体としてのトナー担持ローラ１７、非磁性トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を担持して搬送し、該二成分現像剤より非磁性トナーのみをトナー担持ローラ１７に供給するトナー供給部材としての現像スリーブ２、現像スリーブ２の内部に固定配置した磁界発生手段としての固定磁石群からなるマグネットローラ３、現像スリーブ２上に担持されて搬送されている現像剤の量を規制する規制部材としてのドクタ４、現像スリーブ２に搬送され、トナー担持ローラ１７１５との対向部に搬送されずにドクタ４で進行が阻止された現像剤１１が収容される現像剤収容部５を形成するように設けられた現像剤収容ケース８、トナー収容部としてのトナーホッパ６などを備えている。トナーホッパ６は現像スリーブ２上の現像剤搬送方向における現像剤収容部５の上流側に隣接して現像スリーブ２表面と対向するトナー補給口６ａを有している。また、トナーホッパ６の内部には、トナー１２をトナー補給口６ａに向けて撹拌しながら送り出す撹拌部材としてのトナーアジテータ７が配設されている。
【００４５】
この現像装置７０においては、適正な範囲のトナー濃度に制御したの現像剤を現像スリーブ２に担持搬送させるために、上記第一の実施形態と同様の構成を用い、同様の動作をおこなう。このため、トナーホッパ６への現像剤漏れを防止し安定したトナー濃度を得るとともに、現像スリーブ２軸方向のトナー濃度ムラ、帯電ムラを低減することができる。
【００４６】
現像スリーブ２に担持された適当なトナー濃度の二成分現像剤は、トナー担持ローラ１７との対向部へ搬送される。この対向部で、現像スリーブ２に所定のバイアスを印加すると、現像スリーブ２上に担持された適当なトナー濃度の二成分現像剤中より、軸方向にムラのない充分な量の非磁性トナーがトナー担持ローラ１７に供給される。また、供給される非磁性トナーの帯電制御は、適当なトナー濃度を有する二成分現像剤の段階でおこなわれるので、確実に行なうことができる。トナー担持ローラ１７上に供給された非磁性トナーは、トナー担持ローラ１７の回転により、感光体ドラム１と対向する現像領域まで搬送される。そして、トナー担持ローラ１７に所定のバイアスを印加することで、感光体ドラム１上に形成された静電潜像に非磁性トナーを供給し、トナー像を形成する。このように、充分な量の確実に帯電制御された非磁性トナーをムラなくトナー担持ローラ１７に供給し、該非磁性トナーのみを感光体ドラム１に作用させて、感光体ドラム１上の静電潜像を現像するので、磁気ブラシマークのない高繊細で、高画質な画像を得ることができる。
【００４７】
以上述べたように、第一または第二の実施形態によれば、現像スリーブ２上の現像剤１１のトナー濃度の変化により、該現像剤１１とトナーホッパ６のトナー１２との接触状態を変化させて、該現像剤１１の動きでトナー補給口６ａからトナーを取り込んだ現像剤１１を、プレドクタ９と現像スリーブ２との連通孔１０を介して、現像剤収容部５へ搬送する現像装置において、現像剤収容部５よりトナー補給口６ａさらにはトナー収容部６内への現像剤漏れを防止し、安定したトナー濃度を得る。さらに、現像スリーブ２の軸方向のトナー濃度ムラ、帯電ムラを低減することのできる。これにより、装置の小型化、低コスト化を図りつつ、高画質な画像を得ることができる。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１乃至５の発明によれば、トナー及び磁性キャリアを含む二成分現像剤を用い、現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度の変化に基づき、該現像剤とトナーとの接触状態を変化させ、該現像剤の動きで該現像剤中にトナーを取り込むことによってトナー濃度を自己制御する現像装置を採用する画像形成装置であって、現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度ムラ、帯電ムラを低減するとともに、トナー収容部への現像剤漏れを防止し安定したトナー濃度を得ることのできるという優れた効果がある。
【００５０】
特に、請求項１、３または４の発明によれば、現像剤担持体軸方向のトナー濃度ムラ、帯電ムラをより一層低減することのできるという優れた効果がある。
【００５１】
特に、請求項２の発明によれば、トナー収容部内への現像剤漏れを確実に防止できるという優れた効果がある。
【００５２】
特に、請求項５の発明によれば、磁気ブラシマークのない高繊細で、高画質な画像を得ることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図２】同プリンタに採用される現像装置の他の例の概略構成図。
【図３】（ａ）第一の実施形態に係る現像装置におけるプレドクタの現像スリーブとの対向面の拡大図。
（ｂ）同現像装置におけるプレドクタの現像スリーブとの対向面の他の例の拡大図。
【図４】（ａ）参考例に係る現像装置におけるプレドクタの現像スリーブとの対向面の拡大図。
（ｂ）同現像装置におけるプレドクタの現像スリーブとの対向面の他の例の拡大図。
【図５】第一の実施形態に係る現像装置における攪拌ローラの説明図。
【図６】攪拌ローラの概略構成図。
【図７】他の攪拌ローラの概略構成図。
【図８】第二の実施形態に係る現像装置の概略構成図。
【符号の説明】
１感光体ドラム
２現像スリーブ
４ドクタ
５現像剤収容部
６トナーホッパ
６ａトナー補給口
７トナーアジテータ
８現像剤収容ケース
９プレドクタ
１０連通孔
１１現像剤
１２トナー
１３磁性体
１４凸部
１５永久磁石
１６攪拌ローラ
１７トナー担持ローラ
１８磁性体
１９磁性体
２０帯電チャージャ
３０レーザ光学装置
４０現像装置
５０転写チャージャ
６０クリーニング装置
７０現像装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile, and more specifically, based on a change in toner concentration of a developer on a developer carrier using a two-component developer containing toner and a magnetic carrier. The electrostatic latent image on the image carrier is developed by using a developing device that changes the contact state between the developer and the toner and takes the toner into the developer by the movement of the developer to self-control the toner density. The present invention relates to an image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a developing device that takes in toner by the movement of a developer without requiring a toner density detecting means is known. However, in this type of developing device, the amount of toner taken in is different between a portion where the developer moves actively and a portion where the developer is not active, or a portion where the developer is large and a portion where the developer is small, and the toner density becomes partially unstable. Image density unevenness is likely to occur. Therefore, the present applicant has proposed various improvements (for example, JP-A-8-137244, JP-A-8-185052, JP-A-9-329954, JP-A-11-194593). . Among them, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-329954 is excellent in that an effective effect can be obtained with respect to the above problem with a simple configuration.
[0003]
The developing device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-329954 will be described below. This developing device has a magnetic field generating means inside, a developer carrying member carrying a two-component developer containing toner and a magnetic carrier on its surface, and development for regulating the amount of developer carried on the developer carrying member A developer regulating member, a developer containing case that forms a developer containing portion adjacent to the developer regulating member from the upstream side in the developer transport direction, and adjacent to the developer containing portion from the upstream side in the developer transport direction, A developing device that includes a toner container having a toner replenishing port at a position facing the developer carrier, and takes in the toner from the toner replenishing port into the developer by movement of the developer; A convex portion that protrudes from the wall surface portion toward the surface of the developer carrier and extends in a direction perpendicular to the developer transport direction is formed on the wall surface of the developer storage case on the developer carrier side. .
[0004]
In this developing apparatus, when the toner on the developer carrying member is replenished with toner and the toner concentration is increased, the developer filling rate in the developer containing portion is increased, and the developer on the developer carrying member is increased. The conveyance resistance given by the developer in the developer accommodating portion increases, the developer in the developer accommodating portion hardly moves, the developer is accumulated in the toner supply position from the toner accommodating portion, and the toner intake is stopped. On the contrary, when the toner is consumed and the toner concentration is lowered, the developer filling rate in the developer accommodating portion is lowered, the developer is easily moved, the developer is not accumulated at the toner replenishing position, and the toner is developed. It becomes incorporated into the agent. The toner taken into the developer is carried on the developer carrying member, conveyed to a developing region that is a portion facing the latent image carrying member of the image forming apparatus, and used for development. As described above, the toner intake is controlled by the movement of the developer, and the toner density is always kept constant. Further, the developer whose progress is prevented by the convex portion is preliminarily mixed and stirred so as to circulate between the convex portion and the toner supply port. Here, if there is toner density unevenness in the orthogonal direction, the developer in the high toner density part is inclined and moved to the low toner density part during the mixing and stirring. By this mixing and stirring, the toner in the developer carried on the developer carrying member is preliminarily charged, and the toner charge amount and toner density of the developer are made uniform in the orthogonal direction. As described above, the developing device can easily adjust the toner density while reducing the size and cost.
[0005]
Then, using the developing device, the toner is supplied onto the image carrier from the two-component developer in which the toner density on the developer carrier is kept constant, and the electrostatic latent image on the image carrier is developed. Therefore, it is possible to obtain a good image. Further, only the toner is supplied to the toner carrier from the developer carrier carrying the two-component developer whose toner density is kept constant by the toner density control mechanism, and the image carrier is used using the toner on the toner carrier. A developing device for developing the above electrostatic latent image (see Japanese Patent Application No. 2000-7136) has also been proposed. In the developing device of Japanese Patent Application No. 2000-7136, a sufficiently charged toner, which is sufficiently charged, is supplied to the toner carrying member more than the two-component developer whose toner density is kept constant, and only the toner is imaged. Since the electrostatic latent image is developed by acting on the carrier, a high-definition and high-quality image without magnetic brush marks can be obtained.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the developing device disclosed in JP-A-9-329954, as the regulating member on the toner replenishment side, if the convex portion is too close to the surface of the developer carrying member, a lot of developer is prevented from progressing by the convex portion. Therefore, it takes a long time to replenish the toner. Therefore, in order to shorten the response time of toner replenishment, it is desired to widen the gap between the surface of the developer carrying member and the convex portion. However, the magnetic field generated by the developer carrier is weak at a position away from the surface of the developer carrier. In the developing device, the developer in the developer container is disposed below the developer container in the direction of gravity. For this reason, if the gap between the surface of the developer carrying member and the convex portion is widened, the developer in the developer containing portion falls to the toner supply port from a position away from the surface of the developer carrying member in the gap. If the developer falls from the developer accommodating portion to the toner supply port, the filling rate of the developer in the developer accommodating portion becomes low, and there is a possibility that the toner is taken into the developer. Furthermore, if the developer in the developer accommodating portion continues to fall, the amount of developer that stays below the toner supply port increases. A large amount of the developer staying below the toner replenishing port passes through the developing area as the developer carrying member rotates, and then the developer conveyed to a position facing the toner replenishing port is moved to the toner container side. Extruding causes the developer to leak into the toner containing portion. As a result, the toner density becomes unstable and image quality is deteriorated. In order to solve such a problem, it may be possible to define the arrangement of the developer accommodating portion and the toner replenishing port, but there are restrictions on the layout.
[0007]
The present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is to use a two-component developer containing a toner and a magnetic carrier, and based on a change in the toner concentration of the developer on the developer carrier. An image forming apparatus that employs a developing device that changes the contact state between the developer and the toner, and takes in the toner into the developer by the movement of the developer, thereby controlling the toner concentration. The present invention provides an image forming apparatus capable of reducing toner density unevenness and charging unevenness of a developer on a body and preventing a developer from leaking into a toner container and obtaining a stable toner concentration.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a developer carrier having a magnetic field generating means and carrying and transporting a two-component developer containing toner and a magnetic carrier, and the developer carrier. A regulating member that regulates the amount of developer carried and conveyed by the developer, a developer containing portion that contains the developer scraped by the regulating member, and a developer carrying member adjacent to the developer containing portion. A toner containing portion having a toner replenishing port opposite to the toner replenishing port, and a toner replenishing side regulating member for regulating the amount of the developer that is replenished with toner from the toner replenishing port and proceeds toward the developer containing portion. And the contact state between the developer and the toner in the toner container is changed by changing the toner concentration of the two-component developer on the developer carrying member, and the developer moves in the developer by movement of the developer. Using a developing device that takes in toner into the image carrier An image forming apparatus for developing an electrostatic latent image of the above,A plurality of fine magnetic bodies are provided on the surface of the regulating member on the toner supply side facing the developer carrier, and the magnetic field formed by the magnetic bodies is related to the axial direction and the rotation direction of the developer carrier. The magnetic part was placed so as to be non-uniformIt is characterized by this.
[0009]
In the image forming apparatus of the first aspect, a magnetic field is formed between the developer carrying member and the magnetic material provided on the regulating member on the toner supply side. Due to this magnetic field, a force for restraining the developer acts in the gap between the developer carrier and the regulating member. Therefore, even when the gap is widened in order to shorten the toner replenishment response time, the developer in the developer container is restrained by the gap without dropping from the gap to the toner supply port of the toner container. Accordingly, it is possible to prevent developer leakage from the developer accommodating portion to the toner accommodating portion. The developer carried on the developer carrying member overcomes the force for restraining the developer, hits the restrained developer, passes through the gap while sliding, and proceeds toward the developer accommodating portion. To do.
[0013]
  Also,A plurality of fine magnetic parts provided on the surface of the regulating member on the toner supply side facing the developer carrying member are magnetized by the magnetic field generating means of the developer carrying member, and between the developer carrying member and the magnetic member. In addition, a non-uniform magnetic field is formed in the axial direction and the rotational direction of the developer carrier. Due to this magnetic field, a force for restraining the developer acts in the gap between the developer carrying member and the regulating member, and the developer is restrained. This prevents the developer in the developer container from falling from the gap to the toner supply port of the toner container.
  Further, the developer carried on the developer carrying member overcomes the force for restraining the developer, passes through the gap while colliding with the restrained developer, and proceeds toward the developer accommodating portion. At that time, the magnetic field formed by the magnetic body part is strong, and the developer that collides with the portion where the restrained developer is large has a weak magnetic field on both sides in the axial direction so that the developer bypasses the portion where the restrained developer is small. While moving, it is conveyed in the rotational direction. Further, even in the rotation direction, a non-uniform magnetic field is formed, and there are a portion where the amount of developer to be constrained is large and a portion where the amount of developer is restrained, so that the developer detours are repeated and the developer meanders. It moves like this. By this movement, the developer is stirred in the axial direction of the developer carrying member, and the toner charge amount and the toner concentration of the developer carried on the developer carrying member are further uniformized in the axial direction.
[0016]
  Claim2The invention of claim 1ofIn the image forming apparatus, a permanent magnet is provided in a part of the toner supply port.
[0017]
  Claim2In this image forming apparatus, a permanent magnet provided at a part of the toner supply port forms a magnetic field at the toner supply port. This magnetic field acts to restrain the developer in the toner replenishing port and prevents the developer from leaking from the toner replenishing port into the toner accommodating portion.
[0018]
  Claim3The invention of claim 1Or 2In this image forming apparatus, a stirring member in which a magnetic material is dispersed non-uniformly on the surface is provided in the developer accommodating portion.
[0019]
  Claim3In the image forming apparatus, stirring of the developer accommodated in the developer accommodating portion is promoted by the agitating member, and the developer is made uniform. Further, the magnetic body on the surface of the stirring member is magnetized by the magnetic poles of the opposing developer carrier, and forms a non-uniform magnetic field between the stirring member and the developer carrier surface. Due to this magnetic field, the developer is non-uniformly constrained between the stirring member and the surface of the developer carrying member. When the developer carried on the developer carrying member passes through the gap with the stirring member, the developer is conveyed while colliding with the non-uniformly restricted developer, but collides with a portion where a large amount of the developer is restricted. Then, since the small amount of developer moves to detour to the constrained portion, a motion that causes the developer to meander is added. By this movement, the developer is further agitated in the axial direction of the developer carrying member, and the toner charge amount and toner density of the developer carried on the developer carrying member are further made uniform in the axial direction.
[0020]
  Claim4The invention of claim 1 and 2Or 3This image forming apparatus is characterized in that a stirring member having an uneven surface is provided in the developer accommodating portion.
[0021]
  Claim4In the image forming apparatus, stirring of the developer accommodated in the developer accommodating portion is promoted by the agitating member, and the developer is made uniform. Further, when the developer carried on the developer carrying member passes through the gap with the stirring member, it is transported while colliding with uneven unevenness on the surface of the stirring member. As it moves, a movement that causes the developer to meander is added. By this movement, the developer is further agitated in the axial direction of the developer carrying member, and the toner charge amount and toner density of the developer carried on the developer carrying member are further made uniform in the axial direction.
[0022]
  Claim5The invention of claim 1, 2, 3Or 4The image forming apparatus includes a toner carrier that faces the developer carrier and carries toner supplied from a two-component developer on the developer carrier and conveys the toner to a region facing the image carrier. It is characterized by that.
[0023]
  Claim5In this image forming apparatus, a sufficient amount of non-magnetic toner that is reliably charged and controlled is supplied uniformly from the developer carrier to the toner carrier, and only the non-magnetic toner is allowed to act on the image carrier to carry the image carrier. Since the electrostatic latent image on the body is developed, a high-definition and high-quality image without magnetic brush marks can be obtained.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic printer (hereinafter referred to as a printer) which is an electrophotographic image forming apparatus will be described.
First, the basic configuration of the printer according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a printer according to the first embodiment. In FIG. 1, a photosensitive drum 1 as an image carrier is uniformly charged by a charging charger 20 as a uniform charging unit while being driven to rotate in the direction of arrow A in the figure by a driving unit (not shown), and then a laser. The optical device 30 performs scanning exposure based on the image information to form an electrostatic latent image on the surface. The electrostatic latent image formed on the photoconductive drum 1 is developed with toner as a developer by the developing device 40, whereby an image is formed on the photoconductive drum 1. An image formed on the photosensitive drum 1 is transferred by a transfer charger 50 onto a transfer paper (not shown) conveyed from a paper feed cassette or manual feed tray (not shown) to a transfer unit. After the transfer is completed, the image is fixed by a fixing device (not shown) and the transfer paper is discharged outside the apparatus. The toner on the photosensitive drum 1 that has not been transferred onto the transfer paper is removed from the photosensitive drum 1 by the cleaning device 60.
[0025]
Next, the developing device 40 will be described.
The developing device 40 includes a developing sleeve 2 and a developing sleeve 2 made of a non-magnetic material as a developer carrying member that carries a two-component developer 11 (hereinafter referred to as a developer) including toner 12 and a magnetic carrier. A magnet roller 3 composed of a fixed magnet group as a magnetic field generating means fixedly arranged inside, a doctor 4 as a regulating member for regulating the amount of developer carried and carried on the developing sleeve 2, and conveyed to the developing sleeve 2 And a developer storage case provided so as to form a developer storage portion 5 in which the developer 11 that has not been supplied to the development position of the portion facing the photosensitive drum 1 and is prevented from advancing by the doctor 4 is stored. 8. A toner hopper 6 serving as a toner container is provided. The toner hopper 6 has a toner replenishing port 6 a that is adjacent to the upstream side of the developer accommodating portion 5 in the developer conveying direction on the developing sleeve 2 and faces the surface of the developing sleeve 2. Further, inside the toner hopper 6, a toner agitator 7 is disposed as an agitating member that sends out the toner 12 while agitating the toner 12 toward the toner supply port 6a.
[0026]
At the upstream end of the developer accommodating portion 5 of the developer accommodating case 8 and close to the developing sleeve 2, the developer 11 replenished with the toner 12 from the toner hopper 6 through the toner replenishing port 6 a is inside the developer accommodating portion 5. A pre-doctor 9 is formed as a regulating member on the toner supply side that regulates the amount of the developer 11 that is going to travel. The pre-doctor 9 is disposed so as to face the developing sleeve 2 through a gap larger than the gap between the doctor 4 and the developing sleeve 2, and restricts the layer thickness of the developer 11 to be thicker than that of the doctor 4. . The developer sleeve 2 replenishes the toner 11 with the toner 12 so that the developer 11 can be conveyed while continuing to carry in the communication hole 10 formed with the predoctor 9. 3a is formed. Further, the magnet roller 3 is disposed between a main pole formed facing the developing position and a magnetic pole 3a formed facing the predoctor 9 so that the magnetic force of the magnetic field reaches the developer accommodating portion 5. The two magnetic poles are formed. In addition to the above, the magnet roller 3 is provided with a transport magnetic pole so that it can be transported while continuing to carry the developer 11 on the developing sleeve 2 as in a general developing device.
[0027]
In the developing device 40 configured as described above, the developer 11 on the developing sleeve 2 is transported as the developing sleeve 2 rotates in the direction of arrow B in the figure, and is regulated by the doctor 4 to be thinned. The thinned developer 11 is conveyed to a developing position facing the photosensitive drum 1 rotating in the direction of arrow A in the figure. At this development position, toner 12 is supplied to the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1, and the electrostatic latent image is visualized. The developer 11 on the developing sleeve 2 that has passed the developing position is further conveyed as the developing sleeve 2 rotates, and reaches a position facing the toner supply port 6a. In the toner replenishing port 6a, the toner 12 in the toner hopper 6 is sent out by the toner agitator 7 and stays in contact with the developer on the developing sleeve 2. The developer 11 on the developing sleeve 2 takes in the new toner 12 through the toner replenishing port 6a and then returns to the developer accommodating portion 5 through the communication hole 10. The developer 11 containing the new toner 12 is increased in internal pressure at the restriction portion by the doctor 4. The toner is charged by the magnetic carrier in the developer 11 having an increased internal pressure. On the other hand, a part of the developer 11 that is not supplied to the developing position and is prevented from proceeding by the doctor 4 moves toward the communication hole 10 in the developer accommodating portion 5 by the internal pressure and gravity of the developer 11 itself. . The developer 11 that has moved to the vicinity of the communication hole 10 is conveyed so as to circulate to the doctor 4 side as the developing sleeve 2 rotates.
[0028]
Further, in the developing device 40 configured as described above, when the toner 12 replenished to the developer 11 increases and the toner concentration increases, the developer 11 increases in volume accordingly. The developer 11 that stays in the portion and covers the communication hole 10 and is prevented from advancing by the predoctor 9 forms a developer reservoir in the toner supply port 6a. For this reason, the amount of toner taken into the developer 11 on the developing sleeve 2 is reduced. Due to the reduction in the toner intake amount, the toner density of the developer 11 is always kept below a certain density. On the contrary, when the toner concentration of the developer 11 is lowered, the volume of the developer 11 is reduced, so that the developer 11 does not block the communication hole 10. For this reason, a predetermined amount of toner is taken into the developer 11 on the developing sleeve 2, and the toner concentration of the developer 11 is always kept above a certain concentration. Since the toner density can be controlled within a substantially constant range as described above, the toner density sensor and an optical image density sensor for detecting the image density of the reference toner image formed on the photosensitive drum 1 in order to know the developing ability of the developer. In addition, a complicated toner density control mechanism using a toner replenishing member or the like is not necessary. Further, the developer 11 whose progress is prevented by the pre-doctor 9 is preliminarily mixed and stirred so as to circulate between the pre-doctor 9 and the toner replenishing port 6a. By this mixing and stirring, the toner charge amount and toner density of the developer 11 are made uniform. In the developing device 40 of the present embodiment, toner density control is performed so as to maintain the toner coverage of the magnetic carrier in the developer container 5 at about 20 to 80 [%]. Further, the toner charge amount at this time was 5 to 30 μC / g.
[0029]
By the way, in the developing device 40 configured as described above, if the gap between the predoctor 9 and the developing sleeve 2 is small and the communication hole 10 is narrow, the amount of the developer 11 that is prevented from advancing by the predoctor 9 increases, and a long time is required for toner replenishment. I need it. Therefore, in order to shorten the response time of toner replenishment, it is desirable to increase the gap between the developing sleeve 2 and the predoctor 9 and widen the communication hole 10. However, if the communication hole 10 is widened, the magnetic field by the magnetic pole 3a of the magnet roller 3 at a position facing the pre-doctor 9 is weak at a position away from the developing sleeve 2 of the communication hole 10, and the developer 11 cannot be carried by the magnetic force. . For this reason, the developer 11 in the developer accommodating portion 5 falls from the position away from the developing sleeve 2 in the communication hole 10 to the toner supply port 6a. As a result, the toner 12 may be taken into the developer 11. Furthermore, if the developer 11 in the developer accommodating portion 5 continues to fall, the developer 11 staying in the toner supply port 6a increases. After a large amount of the developer 11 staying in the toner replenishing port 6a passes through the developing region as the developing sleeve 2 rotates, the developer 11 conveyed to a position facing the toner replenishing port 6a is moved to the toner hopper 6 side. Extruding causes the developer to leak into the toner hopper 6. As a result, the toner density becomes further unstable.
[0030]
  Therefore,Reference exampleIn the developing device 40, the magnetic member 13 made of a magnetic material is provided on the surface of the predoctor 9 on the developer accommodating portion 5 side. The position where the magnetic member 13 is provided is not limited to the surface of the predoctor 9 on the developer accommodating portion 5 side as shown in FIG. 1, but may be the lower surface of the predoctor 9 or the surface facing the developing sleeve 2. The magnetic member 13 is magnetized by the magnetic pole 3 a of the magnet roller 3 included in the developing sleeve 2, and forms a magnetic field between the developing sleeve 2 and the magnetic member 13. The developer 11 is restrained in the communication hole 10 by this magnetic field. Therefore, there is no possibility that the developer in the developer accommodating portion 5 falls from the communication hole 10 to the toner supply port 6a. Further, the developer carrying force by which the developer carried on the developing sleeve 2 by the magnetic force of the magnet roller 3 is carried into the developer containing portion 5 from the communication hole 10 is magnetized by the magnetic force of the magnet roller 3. It is larger than the developer restraining force in the communication hole 10 due to the magnetic field of the member 13. Therefore, the developer 11 on the developing sleeve 2 passes through the communication hole 10 while sliding with the restrained developer 11 in the communication hole 10, and advances toward the developer accommodating portion 5.
[0031]
Further, as shown in FIG. 2, a permanent magnet 14 as a magnetic field generating means is provided on the surface facing the magnetic member 13 and the toner supply port 6a. The permanent magnet 14 forms a magnetic field between the permanent magnet 14 and the toner supply port 6a. By this magnetic field, the developer in the toner supply port 6 a is restrained in the toner supply port 6 a and is prevented from leaking into the toner hopper 6.
[0032]
In the developing device 40, a permanent magnet may be provided in the predoctor 9 instead of the magnetic member 13 made of a magnetic material. In this case, the polarity of the surface of the permanent magnet that faces the developing sleeve 2 is opposite to that of the magnetic pole 3 a of the facing magnet roller 3. The permanent magnet forms a magnetic field in the vicinity of the pre-doctor 9, and the developer 11 is restrained in the communication hole 10 by this magnetic field. Therefore, there is no possibility that the developer in the developer accommodating portion 5 falls from the communication hole 10 to the toner supply port 6a. Further, since a permanent magnet is used, a magnetic field can be formed in the vicinity of the predoctor 9 without depending on the magnetic field of the magnetic pole 3a of the magnet roller 3 included in the developing sleeve 2. Accordingly, it is possible to stably prevent the developer in the developer accommodating portion 5 from dropping from the communication hole 10 to the toner supply port 6a.
[0033]
Furthermore, in order to further reduce toner density unevenness and charging unevenness on the developing sleeve 2, in the developing device 40, the surface of the predoctor 9 that faces the developing sleeve 2 may be uneven in the axial direction and the rotational direction. . FIGS. 4A and 4B are enlarged views of specific examples of the surface of the predoctor 9 facing the developing sleeve 2. 4A and 4B, the arrows indicate the rotation direction of the developing sleeve 2. In FIG. 4A, a large number of fine convex portions 14 are alternately formed on the facing surface. Further, FIG. 4B shows that a large number of fine convex portions 14 are inclined in one direction on the upstream side in the developing sleeve rotation direction of the facing surface, and a large number of fine convex portions 14 are formed in the above direction on the downstream side. It is formed so as to incline in the opposite direction.
[0034]
The developer 11 carried on the developing sleeve 2 passes through the communication hole 10 while colliding with the convex portion of the predoctor 9. The movement at this time is shown by a dotted line in FIGS. 4 (a) and 4 (b). The developer 11 hitting the convex portion 14 of the predoctor 9 is conveyed in the rotational direction while moving so as to detour to the concave portions on both sides in the axial direction. Further, since the convex portion 14 is formed also in the rotation direction, the movement of the developer 11 detouring in the axial direction is repeated, and the developer 11 moves in a meandering manner. By this movement, the developer 11 is agitated in the axial direction of the developing sleeve 2, and the toner charge amount and toner density of the developer 11 carried on the developing sleeve 2 are further uniformized in the axial direction.
[0035]
  next,The developing device of the printer according to the first embodiment will be described.
[0036]
  firstIn this embodiment, the surface of the developing device 40 facing the developing sleeve 2 of the predoctor 9 is configured to form a non-uniform magnetic field with respect to the axial direction and the rotating direction of the developing sleeve 2. FIGS. 3A and 3B are enlarged views of the surface of the predoctor 9 facing the developing sleeve 2. 3A and 3B, the arrows indicate the rotation direction of the developing sleeve 2. In FIG. 3A, a large number of fine magnetic bodies 13 are alternately arranged on the surface of the pre-doctor 9 facing the developing sleeve 2 so as to have non-uniform magnetism in the axial direction and the rotational direction. In FIG. 3B, a large number of fine magnetic bodies 13 are inclined in one direction on the upstream side in the developing sleeve rotation direction of the surface facing the developing sleeve 2 of the predoctor 9, and a large number of fine magnetic bodies 13 on the downstream side. Are arranged so as to be inclined in the direction opposite to the above direction.
[0037]
The magnetic body 13 is magnetized by the magnetic pole 3 a in the developing sleeve 2 facing to form a non-uniform magnetic field in the communication hole 10 in the axial direction and the transport direction. Since the developer is restrained in the communication hole 10 by this magnetic field, the developer is prevented from dropping from the developer accommodating portion 5 to the toner supply port 6a. Further, when the developer 11 carried on the developing sleeve 2 passes through the communication hole 10, it is conveyed while colliding with the restrained developer. The movement of the developer 11 is shown by dotted lines in FIGS. 3 (a) and 3 (b). At that time, the developer 11 that collides with a portion where the magnetic field 13 formed by the magnetic body 13 is strong and has a large amount of restrained developer is detoured to a portion where the magnetic field on both sides in the axial direction is weak and the amount of restrained developer is small. It is transported in the rotational direction while moving to. Further, even in the rotational direction, a non-uniform magnetic field is formed, and there are a portion where the amount of developer to be restrained is large and a portion where the amount of developer is restrained. It moves like a meander. By this movement, the developer 11 is stirred in the axial direction of the developing sleeve 2, and the toner charge amount and toner density of the developer 11 carried on the developing sleeve 2 are further uniformized in the axial direction.
[0038]
Further, as shown in FIG. 5, a stirring roller 16 as a stirring member for stirring the developer 11 is provided in the developer container 5. The stirring roller 16 is rotated in the same direction as or opposite to the rotation direction of the developing sleeve 2 (the direction of arrow B in FIG. 2) by a driving unit (not shown). The agitation roller 16 agitates the developer 11 while conveying it in the developer accommodating portion 5. By this agitation, the agitation of the developer 11 accommodated in the developer accommodating portion 5 is promoted, and the developer 11 is made uniform.
[0039]
FIG. 6 is an enlarged view of the surface of the stirring roller 16. On the surface of the stirring roller 16, the magnets 18 are dispersed non-uniformly. The magnetic body 18 on the surface of the stirring roller 16 is magnetized by the magnetic poles in the developing sleeve 2 facing each other, and forms a non-uniform magnetic field between the stirring roller 16 and the surface of the developing sleeve 2. Due to this magnetic field, the developer 11 is non-uniformly restrained between the stirring roller 16 and the surface of the developing sleeve 2. When the developer 11 carried on the developing sleeve 2 passes through the gap with the stirring roller 16, the developer 11 is conveyed while colliding with the restrained developer. When the developer 11 conveyed to the developing sleeve 2 collides with a portion where a large amount of developer is constrained, the developer 11 detours to a portion where a small amount of developer is constrained. Thus, the developer is further stirred in the axial direction of the developing sleeve 2. By this stirring, the toner charge amount and the toner concentration of the developer carried on the developing sleeve 2 are further made uniform in the axial direction.
[0040]
Further, instead of unevenly dispersing the magnetic body 18 on the surface of the stirring roller 16, the surface may be formed with uneven unevenness. When the developer carried on the developing sleeve 2 passes through the gap with the stirring roller 16 and hits the convex portion on the surface of the stirring roller 16, the developer moves around to the concave portion, so that the developer meanders. Thus, the developer is further stirred in the axial direction of the developing sleeve 2.
[0041]
As shown in FIG. 7, the surface of the stirring roller 16 may be one in which the magnet 19 is dispersed by being inclined from the end toward the center. When the developer 11 carried on the developing sleeve 2 is conveyed through the gap with the stirring roller 16, it moves from the end toward the center while hitting the developer constrained by the magnetic field of the magnetic body 19. . By such movement of the developer, the developer is further stirred in the axial direction of the developing sleeve 2, and the bias toward the end of the developing sleeve 2 can be prevented. As a result, the toner charge amount and toner concentration of the developer carried on the developing sleeve 2 are further made uniform in the axial direction.
[0042]
Further, the surface of the stirring roller 16 may be formed such that the convex portion is inclined from the end portion toward the central portion instead of dispersing the magnetic body 19. When the developer carried on the developing sleeve 2 is conveyed through the gap with the stirring roller 16, it moves from the end toward the center while colliding with the convex portion of the stirring roller 16.
[0043]
  Next, the present invention is applied to a printer.twoThe embodiment will be described. FirsttwoThe overall configuration and operation of the printer according to the embodiment are the same as those of the printer according to the first embodiment, and thus description thereof is omitted. FirsttwoIn the printer of this embodiment, as the developing device, only the non-magnetic toner is supplied to the toner carrier from the two-component developer containing the non-magnetic toner and the magnetic carrier, and the non-magnetic toner on the toner carrier is used as the photosensitive member. A developing device for developing the electrostatic latent image on the drum 1 is employed.
[0044]
  FirsttwoA configuration of the developing device 70 used in the printer according to the embodiment will be described. FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the developing device 70. The developing device 70 carries a toner carrying roller 17 as a toner carrying member, a two-component developer composed of a non-magnetic toner and a magnetic carrier, and carries only the non-magnetic toner from the two-component developer. A developing sleeve 2 as a toner supply member to be supplied to the magnet, a magnet roller 3 comprising a fixed magnet group as a magnetic field generating means fixedly arranged inside the developing sleeve 2, and a developer carried and carried on the developing sleeve 2. A developer accommodating portion that accommodates the developer 11 that is conveyed to the doctor 4 and the developing sleeve 2 as a regulating member that regulates the amount and is not conveyed to the portion facing the toner carrying roller 1715 but is prevented from advancing by the doctor 4. 5 includes a developer storage case 8 provided so as to form a toner 5, a toner hopper 6 as a toner storage portion, and the like. The toner hopper 6 has a toner replenishing port 6 a that is adjacent to the upstream side of the developer accommodating portion 5 in the developer conveying direction on the developing sleeve 2 and faces the surface of the developing sleeve 2. Further, inside the toner hopper 6, a toner agitator 7 is disposed as an agitating member that sends out the toner 12 while agitating the toner 12 toward the toner supply port 6a.
[0045]
  In the developing device 70, the first developer is controlled in order to carry and transport the developer controlled to a toner density in an appropriate range to the developing sleeve 2.ofThe same operation as that of the embodiment is performed and the same operation is performed. Therefore, it is possible to prevent developer leakage to the toner hopper 6 to obtain a stable toner concentration, and to reduce toner concentration unevenness and charging unevenness in the two-axis direction of the developing sleeve.
[0046]
The two-component developer having an appropriate toner concentration carried on the developing sleeve 2 is conveyed to a portion facing the toner carrying roller 17. When a predetermined bias is applied to the developing sleeve 2 at this facing portion, a sufficient amount of non-magnetic toner having no unevenness in the axial direction is generated from the two-component developer having an appropriate toner concentration carried on the developing sleeve 2. The toner is supplied to the toner carrying roller 17. Further, the charging control of the supplied non-magnetic toner is performed at the stage of the two-component developer having an appropriate toner concentration, so that it can be reliably performed. The non-magnetic toner supplied onto the toner carrying roller 17 is conveyed to a developing area facing the photosensitive drum 1 by the rotation of the toner carrying roller 17. Then, by applying a predetermined bias to the toner carrying roller 17, nonmagnetic toner is supplied to the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1 to form a toner image. In this way, a sufficient amount of the non-magnetic toner whose charge is reliably controlled is supplied to the toner carrying roller 17 without unevenness, and only the non-magnetic toner is applied to the photosensitive drum 1 so that the electrostatic charge on the photosensitive drum 1 is charged. Since the latent image is developed, a high-definition and high-quality image without magnetic brush marks can be obtained.
[0047]
  As mentioned above, the firstOr secondAccording to the embodiment, the contact state between the developer 11 and the toner 12 of the toner hopper 6 is changed by changing the toner density of the developer 11 on the developing sleeve 2, and the toner is replenished by the movement of the developer 11. In the developing device that conveys the developer 11 that has taken in the toner from the port 6 a to the developer accommodating portion 5 through the communication hole 10 between the pre-doctor 9 and the developing sleeve 2, the toner replenishing port 6 a further from the developer accommodating portion 5. Prevents the developer from leaking into the toner container 6 and obtains a stable toner concentration. Furthermore, toner density unevenness and charging unevenness in the axial direction of the developing sleeve 2 can be reduced. As a result, high-quality images can be obtained while reducing the size and cost of the apparatus.
[0048]
【The invention's effect】
  Claims 1 to5According to the invention, a two-component developer containing a toner and a magnetic carrier is used, and based on the change in the toner concentration of the developer on the developer carrier, the contact state between the developer and the toner is changed, and the development is performed. An image forming apparatus that employs a developing device that self-controls toner density by taking toner into the developer by the movement of the agent, and reduces toner density unevenness and charging unevenness of the developer on the developer carrying member In addition, there is an excellent effect that it is possible to obtain a stable toner concentration by preventing developer leakage to the toner containing portion.
[0050]
  In particular, claim 1,3 or 4According to the invention, there is an excellent effect that toner density unevenness and charging unevenness in the developer carrying member axial direction can be further reduced.
[0051]
  In particular, the claims2According to the invention, there is an excellent effect that the developer leakage into the toner accommodating portion can be surely prevented.
[0052]
  In particular, the claims5According to the invention, there is an excellent effect that a high-definition and high-quality image without a magnetic brush mark can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a printer according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of another example of a developing device employed in the printer.
FIG. 3 (a) No.oneThe enlarged view of the surface facing the developing sleeve of the predoctor in the developing device according to the embodiment.
  (B) The enlarged view of the other example of the surface facing the developing sleeve of the predoctor in the developing device.
FIG. 4 (a)For reference exampleThe enlarged view of the surface facing the developing sleeve of the predoctor in the developing device.
  (B) The enlarged view of the other example of the surface facing the developing sleeve of the predoctor in the developing device.
FIG. 5oneExplanatory drawing of the stirring roller in the image development apparatus concerning this embodiment.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a stirring roller.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of another stirring roller.
FIG. 8twoFIG. 2 is a schematic configuration diagram of a developing device according to the embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Photosensitive drum
2 Development sleeve
4 Doctor
5 Developer container
6 Toner Hopper
6a Toner supply port
7 Toner agitator
8 Developer storage case
9 Predoctoral
10 communication hole
11 Developer
12 Toner
13 Magnetic material
14 Convex
15 Permanent magnet
16 Stirrer roller
17 Toner carrying roller
18 Magnetic material
19 Magnetic material
20 Charger charger
30 Laser optical device
40 Developer
50 Transcription charger
60 Cleaning device
70 Developer

Claims

A developer carrier having a magnetic field generating means for carrying and transporting a two-component developer containing toner and a magnetic carrier, and a regulation for regulating the amount of developer carried and carried by the developer carrier A member, a developer accommodating portion that accommodates the developer scraped off by the regulating member, a toner accommodating portion that is adjacent to the developer accommodating portion and has a toner replenishing port facing the developer carrying member, and A toner replenishment-side regulating member that regulates the amount of the developer that is replenished with toner from the toner replenishing port and that is going to advance toward the developer container, and the two-component developer on the developer carrier. By changing the toner density, the contact state between the developer and the toner in the toner container is changed, and a developing device that takes in the toner into the developer by the movement of the developer is used. In an image forming apparatus for developing an electrostatic latent image
A plurality of fine magnetic bodies are provided on the surface of the regulating member on the toner supply side facing the developer carrier, and the magnetic field formed by the magnetic bodies is related to the axial direction and the rotation direction of the developer carrier. An image forming apparatus, wherein the magnetic part is arranged so as to be non-uniform .

2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a permanent magnet is provided in a part of the toner supply port.

3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a stirring member in which a magnetic material is dispersed non-uniformly on the surface is provided in the developer container.

The image forming apparatus according to claim 1, 2 or 3, the image forming apparatus, wherein a surface is provided with a stirring member having irregularities on the developer housing.

Opposing the image forming apparatus according to claim 1, 2, 3 or 4, the developing agent carrier and the counter, the image bearing member bearing the toner supplied from the two-component developer on the developer carrying member An image forming apparatus comprising a toner carrier for conveying to an area.