JP5396938B2 - Developing device and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いて現像を行う現像装置と、その現像装置に用いられるキャリア、トナー及び現像剤と、前記現像装置を備えたプロセスカートリッジと、前記現像装置または前記プロセスカートリッジを備え、電子写真方式を利用した画像形成を行う複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置に関する。さらに本発明は、前記現像装置または前記プロセスカートリッジを複数備え、カラー作像が可能な画像形成装置に関する。 The present invention relates to a developing device that performs development using a two-component developer comprising a toner and a carrier, a carrier, toner and developer used in the developing device, a process cartridge including the developing device, and the developing device Alternatively, the present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a plotter, a facsimile, or a complex machine including the process cartridge, which performs image formation using an electrophotographic method. The present invention further relates to an image forming apparatus including a plurality of the developing devices or the process cartridges and capable of color image formation.
従来、二成分現像剤を用いて現像を行う2軸搬送タイプの現像装置として、現像剤担持体(現像ローラ(スリーブ))への現像剤供給及び回収用の現像剤搬送部材(スクリュ、オーガ等)及び供給回収搬送路と、トナー補給後の搬送攪拌用の現像剤搬送部材(スクリュ、オーガ等)及び攪拌搬送路の、2つの現像剤搬送部材(スクリュ、オーガ等)及び2つの搬送路で構成され、これらが現像剤担持体の下方に略水平方向に配置されている構成のものが知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a biaxial transport type developing device that performs development using a two-component developer, a developer transport member (screw, auger, etc.) for supplying and collecting developer to a developer carrier (developing roller (sleeve)) ) And the supply / recovery conveyance path, and the developer conveyance member (screw, auger, etc.) and the agitation conveyance path for conveyance agitation after toner replenishment, and the two conveyance paths. There is known a configuration in which these are arranged in a substantially horizontal direction below the developer carrier.
近年では画像形成装置の小型化が求められているが、従来の2軸搬送タイプの現像装置としては小型化の限界にきていると言ってもよい。1軸で現像剤を搬送することができれば、スクリュ1本分の小型化になるが、従来技術では、トナーを長手方向の一箇所のみで補給し、現像スリーブから遠い側のスクリュで攪拌を行いながら長手の一方へと現像剤を搬送し、十分にトナーとキャリアを混ぜた後に、現像スリーブに近い側のスクリュから現像スリーブに現像剤を補給しながら遠い側のスクリュと逆方向に搬送する。攪拌機能と供給機能が分離されているが、実現のためには現像剤を現像ユニット内で循環させなければならないため、2本のスクリュが必須となっている。つまり、スクリュが1軸のみであれば、当然のことながら長手の片側に現像剤が偏ってしまう結果となる。
トナーを長手方向全面に補給する場合であれば、スクリュによって大きく現像剤を動かす必要性は長手の一箇所に補給する場合と比較して相対的に少なくなるが、従来例では現像剤を十分に攪拌するために、スクリュ1本に加えて攪拌パドルが必要となっていた。たとえば特許文献1に示される構成では、長手方向で全面補給を行い、セパレータからトナーが落ちる際に斜行板によって横方向に移動し、それとは別に長手の逆方向へ搬送するスクリュを組み合わせて横方向の攪拌を行っている。しかし、スクリュとパドルを別に設けなければならないため、装置の大型化につながってしまうという難点がある。
また、特許文献1の装置では、スクリュで現像剤を長手方向の一方に搬送し、斜行板でスクリュと逆方向に搬送している。さらに現像剤を攪拌するためにパドルが存在する。ここで、現像装置小型化のために、攪拌パドルと搬送スクリュを一体として、小型化を図ろうとした場合、従来構成では、スクリュの長手方向搬送能力に対して、スクリュと逆方向への搬送能力が小さく、現像剤がスクリュの搬送方向下流側に偏ってしまう。この課題を解決するために、スクリュの搬送能力を落とすと、現像剤が長手方向でごく狭い領域しか移動しなくなるため、長手方向に画像面積率の差が大きい画像を出力した場合に濃度ムラを生じる原因となる。
In recent years, downsizing of image forming apparatuses has been demanded, but it can be said that the conventional two-axis conveyance type developing apparatus has reached the limit of downsizing. If the developer can be transported on one axis, the size can be reduced by one screw. However, in the prior art, the toner is replenished only at one place in the longitudinal direction, and stirring is performed with a screw far from the developing sleeve. However, after the developer is conveyed to one of the longitudinal sides and the toner and the carrier are sufficiently mixed, the developer is supplied to the developing sleeve from the screw on the side close to the developing sleeve and conveyed in the opposite direction to the screw on the far side. Although the agitation function and the supply function are separated, two screws are essential because the developer must be circulated in the development unit for realization. That is, if there is only one screw, the developer is naturally biased to one longitudinal side.
If the toner is replenished over the entire length, the need to move the developer greatly with a screw is relatively less than when replenishing it to one place in the longitudinal direction. In order to stir, a stirring paddle was required in addition to one screw. For example, in the configuration disclosed in
In the apparatus of
また、上記2軸搬送タイプに代表される従来の画像形成装置では、現像剤(キャリアとトナーの混合物)が現像スリーブの近傍のみに存在し、現像スリーブ近傍でトナーとキャリアの攪拌も行うため、トナーとキャリアが十分に攪拌されずに、スリーブに供給されてしまうという課題があった。また、トナーとキャリアを攪拌する機構が現像装置に組み込まれるため、現像装置自体が大型化して装置構成が複雑になると共に、装置メンテナンス時の操作性が低下するという問題があった。
上記のような課題を解決するために、現像剤適正化手段と現像剤循環搬送手段を別々に設け、現像装置の小型化とメンテナンス性の向上を可能とする発明が知られている。特許文献2の画像形成装置では、現像手段と、この現像手段とは異なる箇所に別体で配置される現像剤適正化手段との間で、現像剤の移送、循環を行っている。現像剤適正化手段において、トナーとキャリアの混合比を調整して、現像剤のトナー濃度と帯電量を適正化し、適正化された現像剤を現像装置に供給するため、現像装置事態が現像剤濃度などを適正化させる機構を持つ必要がなく、装置の小型化を図ることができ、複雑な画像形成装置の内部構成が簡素化され、そのレイアウト上の余裕も生じ、メンテナンスの容易化を図ることができる。
しかし、特許文献2に示される現像剤適正化手段及び現像剤循環搬送手段を用いて、簡素化された現像装置に現像剤を供給する場合、一度現像に用いられて現像剤濃度が低くなっている剤が、現像剤適正化手段に戻る前にもう一度現像スリーブに供給されてしまう場合がある。一度現像に用いられて現像剤濃度が低くなっている剤を用いて、同じバイアスにて現像を行うと、感光体上のトナー付着量が減り、画像濃度の低下を招く。特に、画像面積率が高い画像をプリントした場合には現像剤搬送下流側で大きな濃度低下が起こり、長手方向で画像濃度偏差が生じてしまう結果となる。
Further, in the conventional image forming apparatus represented by the biaxial conveyance type, the developer (mixture of carrier and toner) exists only in the vicinity of the developing sleeve, and the toner and the carrier are also stirred in the vicinity of the developing sleeve. There is a problem that the toner and the carrier are supplied to the sleeve without being sufficiently stirred. In addition, since a mechanism for stirring the toner and the carrier is incorporated in the developing device, the developing device itself is increased in size to complicate the apparatus configuration, and the operability during apparatus maintenance is reduced.
In order to solve the above-described problems, an invention is known in which a developer optimization unit and a developer circulation conveyance unit are separately provided, and the development device can be reduced in size and maintainability can be improved. In the image forming apparatus of
However, when the developer is supplied to a simplified developing device using the developer optimizing means and the developer circulating and conveying means shown in
また、長手方向に画像面積率の差が大きい画像を出力した場合に濃度ムラを生じる原因として、現像剤が現像スリーブに連れまわることがあり、特許文献3では以下の三つの原因とその対策を提案している。
原因(1)現像後の現像剤が現像剤担持体から一端離れた後に、ユニット側板にあたって跳ね返り再び現像剤担持体に汲み上げられること。
原因(2)現像後の現像剤が現像剤担持体から一端離れた後に現像剤担持体表面移動方向下流側でこの現像剤離脱箇所に隣接して現像剤を汲み上げるための磁界が形成される現像剤担持体表面上の現像剤汲み上げ箇所の磁力により、再び現像剤担持体に汲み上げられること。
原因(3)現像後の現像剤が現像剤担持体から一端離れ現像剤供給部材の位置に落下した後現像剤供給部材によって攪拌されることなく再び現像剤担持体へ汲み上げられること。
以上、三つの原因の解決手段として、特許文献3では、現像剤担持体表面から現像剤を離脱させる磁界に設定した箇所の下方に上端が位置し、現像剤担持体表面に対向する側の空間と現像剤担持体表面から離脱した現像剤が落下する落下空間とを仕切る現像剤規制板を配設した方法が提案されている。(特許文献3の図6参照)
ところが、特許文献3に提案されるような現像剤規制手段によって、現像剤の連れまわりによる濃度ムラは低減できるものの、あくまでも2軸搬送タイプの現像装置に適応することが前提であるために、現像器の小型化には限界が生じる。
In addition, when an image having a large difference in image area ratio in the longitudinal direction is output, as a cause of density unevenness, the developer may be brought to the developing sleeve. In
Cause (1) After the developer is separated from the developer carrying member at one end, it rebounds on the unit side plate and is pumped up to the developer carrying member again.
Cause (2) Development in which a magnetic field for pumping up the developer is formed on the downstream side in the direction of movement of the developer carrier adjacent to the developer detachment site after the developed developer is separated from the developer carrier by one end. The developer must be pumped up again by the magnetic force of the developer pumping site on the surface of the developer carrier.
Cause (3) The developed developer is once separated from the developer carrier and dropped to the position of the developer supply member, and then pumped up again to the developer carrier without being stirred by the developer supply member.
As described above, in
However, the developer regulating means proposed in
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、小型で現像剤が十分に攪拌可能かつ画像濃度ムラのない現像装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a developing device that is small in size and capable of sufficiently stirring a developer and has no image density unevenness.
すなわち、以下の1ないし7の発明によって、上記課題は解決される。
1.トナーとキャリアを含む現像剤を磁力により保持するための固定磁石を内部に有する潜像現像用の現像剤担持体と、該現像剤担持体の下方から前記現像剤担持体へ現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記固定磁石は法線磁束密度の大きい領域と小さい領域とを生成し、前記法線磁束密度が大きい領域内で前記現像剤により静電潜像を現像した後に、前記法線磁束密度が小さい領域内で、現像剤を前記現像剤担持体から切り離して前記現像剤供給部材へ落下させる現像剤回収手段と、現像剤が前記現像剤担持体から切り離されて前記現像剤供給部材へ回収されるまでの回収経路中に位置し、前記現像剤の経路を規制する規制部材とを設けた現像部を備えた現像装置において、前記現像剤供給部材は、前記現像剤担持体の長手方向の一方に現像剤を搬送する第一の現像剤搬送手段を兼ね、前記規制部材は、前記第一の現像剤搬送手段による現像剤搬送方向と同方向に、現像剤を搬送する第二の現像剤搬送手段を兼ね、前記現像部の外部に、現像剤回収搬送手段及び現像剤供給搬送手段と、これらに接続された現像剤適正化手段が設けられ、前記現像剤回収搬送手段及び現像剤供給搬送手段は、前記現像部に設けられた現像剤排出口及び現像剤供給口を介して現像部と接続されていることを特徴とする現像装置である。
That is, the following problems are solved by the following
1. A developer carrying member for developing a latent image having a fixed magnet for holding a developer containing toner and a carrier by magnetic force, and supplying the developer to the developer carrying member from below the developer carrying member The developer supply member and the fixed magnet generate a region having a large normal magnetic flux density and a region having a small normal magnetic flux density, and after developing the electrostatic latent image with the developer in the region having the high normal magnetic flux density, the method In a region where the linear magnetic flux density is small, developer recovery means for separating the developer from the developer carrier and dropping it onto the developer supply member; and developer being separated from the developer carrier and supplying the developer In a developing device including a developing unit provided in a recovery path until being recovered to a member, and provided with a regulating member that regulates the path of the developer, the developer supply member is provided on the developer carrier. Develop in one of the longitudinal directions Serves as the first developer conveying means for conveying said regulating member, the developer carrying direction in the same direction by the first developer conveying means serves also as the second developer conveying means for conveying the developer The developer collecting and conveying means and the developer supplying and conveying means and the developer optimizing means connected thereto are provided outside the developing unit, and the developer collecting and conveying means and the developer supplying and conveying means are The developing device is connected to the developing unit via a developer discharge port and a developer supply port provided in the developing unit.
2.前記1に記載の現像装置において、前記現像剤規制部材は水平方向から傾いている板状の部材であり、表面に複数の平行溝が設けられている斜行板が設けられていることを特徴とする現像装置である。
3.前記2に記載の現像装置において、前記斜行板における斜行量は、平行溝間隔以上であることを特徴とする現像装置である。
4.前記1ないし3のいずれかに記載の現像装置において、前記現像剤規制部材に接触し、該規制部材を振動させる振動手段を有することを特徴とする現像装置である。
5.前記4に記載の現像装置において、前記規制部材に接触する振動手段は、第一の現像剤搬送手段の現像剤搬送速度によってその振動条件が制御されることを特徴とする現像装置である。
6.前記1ないし5のいずれかに記載の現像装置を用いたことを特徴とするプロセスカートリッジである。
7.前記1ないし5のいずれかに記載の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置である。
2. 2. The developing device according to
3. 3. The developing device according to the
4). 4. The developing device according to any one of 1 to 3, further comprising a vibrating unit that contacts the developer regulating member and vibrates the regulating member.
5. 5. The developing device according to
6). 6. A process cartridge using the developing device according to any one of 1 to 5 above.
7). An image forming apparatus using the developing device according to any one of 1 to 5 above.
本発明によれば画像濃度ムラのない小型現像装置及び画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a small-sized developing device and an image forming apparatus free from uneven image density.
以下に、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における実施の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
図1は、本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
画像形成装置は、その内部の略中央に中間転写ベルト56を備えている。中間転写ベルト56は、ポリイミドやポリアミド等の耐熱性材料からなり、中抵抗に調整された基体からなる無端状ベルトで、4つのローラ52、53、54、55に掛け回して支持され、図中矢印A方向に回転駆動される。中間転写ベルト56の下方にはイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色トナーに対応した4つの作像ユニットが中間転写ベルト56のベルト面に沿って並んでいる。
また、4つの作像ユニットの下方には、帯電した各感光体の表面に各色の画像データに基づいて露光をし、潜像を形成する露光装置9が備えられている。
中間転写ベルト56を挟んで、各感光体1(1Y、1M、1C、1K)と対向する位置には、感光体1上に形成されたトナー像を中間転写ベルト56上に一次転写する一次転写ローラ51がそれぞれ配置されている。一次転写ローラ51は、図示しない電源に接続されており、所定の電圧が印加される。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated based on drawing. Note that it is easy for a person skilled in the art to make other embodiments by changing or correcting the present invention within the scope of the claims, and these changes and modifications are included in the scope of the claims. The following description is an example of an embodiment of the present invention, and does not limit the scope of the claims.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an image forming apparatus according to the present invention.
The image forming apparatus includes an
Below the four image forming units, there is provided an
Primary transfer that primarily transfers the toner image formed on the
中間転写ベルト56のローラ52で支持された部分の外側には、二次転写ローラ61が圧接されている。二次転写ローラ61は、図示しない電源に接続されており、所定の電圧が印加される。二次転写ローラ61と中間転写ベルト56との接触部が二次転写部であり、中間転写ベルト56上のトナー像が転写紙に転写される。
中間転写ベルト56のローラ55で支持された部分の外側には、二次転写後の中間転写ベルト56の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置57が設けられている。
二次転写部の上方には、転写紙上のトナー像を転写紙に半永久的に定着させる定着装置70が備えられている。定着装置70は、内部にハロゲンヒータを有する加熱ローラ72及び定着ローラ73に巻き掛けられた無端の定着ベルト71と、定着ベルト71を介して定着ローラ73に対向、圧接して配置される加圧ローラ74とから構成されている。
画像形成装置の下部には、転写紙を載置し、二次転写部に向けて転写紙を送り出す給紙装置20が備えられている。図1において、21は給紙ローラ、91は排紙ローラ、200はトナーボトルである。
図1に示す画像形成装置はカラー4連タンデムの中間転写方式であり、紙搬送が縦方向の例である。攪拌スクリュの一軸化に伴って小型化された本発明の現像装置を用いることによって、画像形成装置も小型化することができる。
また、本発明のプロセスカートリッジは、感光体と、少なくとも感光体上の潜像を現像剤で現像する現像装置とを一体化し画像形成装置に対して着脱可能に構成したプロセスカートリッジであって、現像装置として、本発明の記載の現像装置を用いるものである。
A
An intermediate transfer
Above the secondary transfer portion, a fixing
Below the image forming apparatus, there is provided a
The image forming apparatus shown in FIG. 1 is a color quadruple tandem intermediate transfer method, and paper conveyance is an example in the vertical direction. By using the developing device of the present invention that has been reduced in size with the uniaxial stirring screw, the image forming apparatus can also be reduced in size.
The process cartridge of the present invention is a process cartridge in which a photosensitive member and a developing device that develops at least a latent image on the photosensitive member with a developer are integrated and detachable from the image forming apparatus. As the apparatus, the developing apparatus described in the present invention is used.
本発明の現像装置は、現像スリーブ下に位置する現像剤供給兼搬送機能を持つスクリュを一軸のみとして、現像剤が現像スリーブから離れる位置に設けた規制部材が規制機能の他に現像剤を長手方向に搬送する機能を有し、さらにその長手搬送方向は現像スリーブ下方に位置する搬送スクリュにより搬送される現像剤の搬送方向とは180°逆である。
このことにより、感光体に担持された潜像の現像に使用されてトナー濃度が低下した現像剤は、規制部材によって確実に現像スリーブから切り離されると同時に、現像スリーブの長手方向へと移動しながら、現像スリーブ下にある搬送スクリュ部に落下する。このことにより、静電潜像通過後の現像剤が現像スリーブに連れまわることなく、かつ、長手方向への攪拌が1本の搬送スクリュで完結するために、濃度ムラのない小型現像器を提供することができる。
また、本発明の現像装置は、現像スリーブ下に位置する現像剤供給兼搬送機能を持つスクリュを一軸のみとして、現像剤が現像スリーブから離れる位置に設けた規制部材が規制機能の他に現像剤を長手方向に搬送する機能を有し、さらにその長手搬送方向は現像スリーブ下方に位置する搬送スクリュにより搬送される現像剤の搬送方向と同方向である。
このことにより、感光体に担持された潜像の現像に使用されてトナー濃度が低下した現像剤は、規制部材によって確実に現像スリーブから切り離されると同時に、現像スリーブの長手方向(現像装置内から現像剤を排出する方向)へと移動しながら、現像スリーブ下にある搬送スクリュ部に落下する。このことにより、静電潜像通過後の現像剤が現像スリーブに連れまわることなく、一度現像に使用された現像剤の排出を促す。そして、長手方向への攪拌が1本の搬送スクリュで完結するために、濃度ムラのない小型現像器を提供することができる。
In the developing device of the present invention, a screw having a developer supplying / conveying function located below the developing sleeve is only used as a single shaft, and a regulating member provided at a position where the developer is separated from the developing sleeve extends the developer in addition to the regulating function. The longitudinal conveying direction is 180 ° opposite to the conveying direction of the developer conveyed by the conveying screw located below the developing sleeve.
As a result, the developer having a reduced toner density used for developing the latent image carried on the photosensitive member is surely separated from the developing sleeve by the regulating member, and at the same time moving in the longitudinal direction of the developing sleeve. Then, it falls to the conveying screw part under the developing sleeve. As a result, the developer after passing through the electrostatic latent image is not brought to the developing sleeve, and since the stirring in the longitudinal direction is completed with a single conveying screw, a small developing device having no density unevenness is provided. can do.
In the developing device of the present invention, a screw having a developer supplying / conveying function located below the developing sleeve is used as only one shaft, and a regulating member provided at a position where the developer is separated from the developing sleeve has a developer function in addition to the regulating function. In the longitudinal direction, and the longitudinal transport direction is the same as the transport direction of the developer transported by the transport screw located below the developing sleeve.
As a result, the developer used for developing the latent image carried on the photosensitive member and having a reduced toner concentration is surely separated from the developing sleeve by the regulating member, and at the same time, in the longitudinal direction of the developing sleeve (from the inside of the developing device). While moving in the direction of discharging the developer, the developer falls to the conveying screw part below the developing sleeve. This facilitates the discharge of the developer once used for development without the developer after passing through the electrostatic latent image being taken along the developing sleeve. And since the stirring in a longitudinal direction is completed with one conveyance screw, the small developing device without a density nonuniformity can be provided.
本発明に係る現像ユニット(現像部)の特徴を明らかにするために、まず従来の現像ユニットの構造及びその問題点について説明する。図2は、従来の代表的な二成分現像プロセス用の現像ユニットの模式的断面図である。現像ユニットのケーシング7に現像ローラ2及び現像剤攪拌スクリュ3,4が内蔵されている。現像ローラ2は、アルミニウム製の現像スリーブ及び内部に固定設置された多極の磁石より構成される。図2には、固定磁石によって形成される磁界の法線方向の磁束密度を示してある。不図示のトナー補給口から供給されたトナーは、現像機内で初めてキャリアと混合、攪拌、帯電され現像可能な現像剤となる。現像剤は、2本の現像剤攪拌スクリュ3,4によって攪拌及び搬送される。現像ローラ2の回転に伴い現像スリーブ上に汲み上げられた現像剤はドクターブレード5によって擦り切られ、現像ユニットに搬送される。現像スリーブにはバイアス印加手段が接続されており、現像スリーブと感光体1との間には静電界及び交互電界が形成され、現像が行われる。現像工程の終了した現像剤は現像スリーブによって搬送され、現像ユニット内に戻される。現像ユニット内に戻された現像剤は、現像剤切り極(図2のポイントA)で、現像スリーブから離脱される。離脱された現像剤は、現像剤規制板6によって現像スリーブに再汲み上げされることなく攪拌スクリュ3へと落下して次回の現像機会へと備えられる。
In order to clarify the characteristics of the developing unit (developing unit) according to the present invention, first, the structure of a conventional developing unit and its problems will be described. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a conventional developing unit for a typical two-component developing process. A developing
本発明の現像装置の第1の実施形態に係る現像ユニットの構造を、図3に基づいて説明する。図3において、現像ユニットケーシング7には、現像ローラ2、一軸の現像剤攪拌スクリュ3、ドクターブレード5、そして本発明のコアとなる現像剤規制搬送板6aが内蔵されている。現像剤規制搬送板6aは、現像剤切り極(図3のポイントA)から離された現像剤がその自重によって再び現像剤攪拌スクリュ3上に落下するように傾斜が付いている。
以下、現像剤規制搬送板6aについて詳細に説明を行う。図4、5、6は、現像剤規制搬送板6aの詳細を示したものである。図4には現像剤規制搬送板6aの斜視図を示し、図5には真上から見た図を示す。現像剤規制搬送板6aは、長方形のいわゆる一般的なブレード状の形状をしており、現像剤規制搬送板6aの現像ユニットケーシング7側の面(おもて面とする)には、現像剤を現像スリーブの長手方向に搬送するように斜めに溝が平行に複数本設けられている斜行板となっている。
The structure of the developing unit according to the first embodiment of the developing device of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 3, a developing
Hereinafter, the developer regulating
現像剤を効率良く長手方向に搬送するために、斜行板の斜行量α(図4、5)は斜行板間隔β以上とすること(α≧β)が好ましい。その理由としては、スリーブから切り離された現像剤が、斜行板上において現像剤の移動方向の上流であり搬送方向の斜行板の凸部と斜行板の長手方向が成す角度が鋭角である位置のポイントDに位置した場合には、α<βとなる斜行板においても凸部に落下方向を規制されてよって長手方向に搬送されるが、スリーブから切り離された現像剤が、斜行板上において現像剤の移動方向の上流であり搬送方向の斜行板の凸部と斜行板の長手方向が成す角度が鈍角である位置のポイントCに位置した場合には、α<βとなる斜行板においては凸部に接触せずに落下するために長手方向に搬送されない。そのため、斜行板の斜行量α(図4、5)は斜行板間隔β以上とすること(α≧β)が好ましい。 In order to efficiently convey the developer in the longitudinal direction, it is preferable that the skew amount α (FIGS. 4 and 5) of the skew plates is greater than or equal to the skew plate interval β (α ≧ β). The reason is that the developer separated from the sleeve is upstream of the developer moving direction on the skew plate, and the angle formed by the convex portion of the skew plate in the transport direction and the longitudinal direction of the skew plate is an acute angle. When located at a certain point D, even in a skew plate where α <β, the drop direction is regulated by the convex portion and the sheet is conveyed in the longitudinal direction, but the developer separated from the sleeve is If the angle formed between the convex portion of the skew plate in the transport direction and the longitudinal direction of the skew plate on the row plate is an obtuse angle, α <β The slanting plate is not conveyed in the longitudinal direction because it falls without contacting the convex portion. For this reason, it is preferable that the skew amount α (FIGS. 4 and 5) of the skew plate is not less than the skew plate interval β (α ≧ β).
図6は現像剤規制搬送板6aのドクターブレード5側の面(うら面とする)、を真上から見た図を示す。現像剤規制搬送板6aのうら面には、現像剤規制搬送板6aを振動させる振動子8が複数個並べられている。振動子8は、ピエゾに代表される圧電素子や、小型モータを利用した振動発生装置である。
図7、8に現像剤の循環サイクルの模式図を示す。図7のポイントB近傍にある現像剤は、固定磁石から形成される磁界(汲み上げ極)によって現像スリーブへと移動する((1))。感光体1の静電潜像への現像を終了したトナー濃度の低下した現像剤は、現像剤切り極(図7のポイントA)で現像スリーブから離脱され、現像剤規制搬送板6aのおもて面上で、図8に示す長手方向の右((2))へ現像剤の自重及び振動によるホッピングによって移動し、攪拌スクリュ3上へ落下する。落下した現像剤は、攪拌スクリュ3によって図8に示す長手方向の左((3))へ移動し、再び汲み上げ極にて現像スリーブへと移動するサイクルを繰り返す。この際、長手方向の右((2))への現像剤搬送量と長手方向の左((3))への現像剤搬送量は同じとなるように、攪拌スクリュ3の形状、現像剤規制搬送板6aのおもて面の形状、現像剤規制搬送板6aの設置角度などのしかるべき設計パラメータを調整する。
また、振動子8によって、現像剤規制搬送板6aのおもて面での現像剤搬送量を制御することができる。例えば、振動子8が小型モータを利用した振動発生装置の場合、プロセス線速が標準速とその半分の半速では、モータの回転数を可変にする。標準速では、モータの回転数を大きく、半速ではモータの回転数を小さくし、現像剤規制搬送板6aによる現像剤搬送量と、攪拌スクリュ3による現像剤搬送量が常に同じとなるようにする。そうすることで、攪拌スクリュ3の長手方向の現像剤量バランスを均一に保つことができる。
FIG. 6 is a view of the surface of the developer regulating
7 and 8 are schematic views of the developer circulation cycle. The developer in the vicinity of point B in FIG. 7 moves to the developing sleeve by a magnetic field (pumping pole) formed from a fixed magnet ((1)). After the development of the electrostatic latent image on the
The
本発明の現像装置の第2の実施形態に係る現像ユニットの構造を、図9に基づいて説明する。図9において、現像ユニットケーシング7には、現像ローラ2、一軸の現像剤攪拌スクリュ3、ドクターブレード5、そして本発明のコアとなる現像剤規制搬送板6aが内蔵されている。現像剤規制搬送板6aは、現像剤切り極(図9のポイントA)から離された現像剤がその自重によって再び現像剤攪拌スクリュ3上に落下するように傾斜が付いている。現像剤規制搬送板6aについては、上述した説明のとおりである。
図10、11に現像剤の循環サイクルの模式図を示す。図10のポイントB近傍にある現像剤は、固定磁石から形成される磁界(汲み上げ極)によって現像スリーブへと移動する((1))。感光体1の静電潜像への現像を終了したトナー濃度の低下した現像剤は、現像剤切り極(図10のポイントA)で現像スリーブから離脱され、現像剤規制搬送板6aのおもて面上で、図11に示す長手方向の右((2))へ現像剤の自重及び振動によるホッピングによって移動し、攪拌スクリュ3上へ落下する。落下した現像剤は、攪拌スクリュ3によって図11に示す長手方向の右((3))へさらに移動及び攪拌され、再び汲み上げ極にて現像スリーブへと移動する。
The structure of the developing unit according to the second embodiment of the developing device of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 9, a developing
10 and 11 are schematic views of the developer circulation cycle. The developer in the vicinity of point B in FIG. 10 moves to the developing sleeve by a magnetic field (pumping pole) formed from a fixed magnet ((1)). After the development of the electrostatic latent image on the
そして、現像剤サイクルを繰り返した後、現像剤排出口103から現像剤回収搬送手段101によって再び現像剤最適化手段100へ戻される。現像剤最適化手段100において最適化された現像剤は、現像剤供給搬送手段102によって現像剤供給口104から現像ユニットに供給される。
第2実施形態においては、一度現像に使用されてトナー濃度が低下した現像剤は現像スリーブに再汲み上げされることなく、現像に使用されない現像剤に比べてより早く現像ユニットの外へと排出されることで、現像ユニット内の現像剤のトナー濃度を長手方向に関して均一にすることが可能となる。
Then, after the developer cycle is repeated, the developer is returned from the
In the second embodiment, the developer once used for development and having a reduced toner density is not re-pumped to the developing sleeve and is discharged out of the developing unit more quickly than the developer not used for development. As a result, the toner concentration of the developer in the developing unit can be made uniform in the longitudinal direction.
現像剤最適化手段100、現像剤回収搬送手段101及び現像剤供給搬送手段102として、特開2009−31586号公報に記載の現像剤攪拌・循環システムを適用することができる。この現像剤攪拌・循環システムを図12ないし15を参照して説明する。
図12に示すように、現像装置105は、感光体1上の静電潜像を現像する現像部150と、現像部150から離れた位置で現像剤の状態に応じた撹拌を行う撹拌部151と、撹拌部151にトナーを補給するためのトナーカートリッジ152と、撹拌部151の下方に設けられたロータリフィーダ153と、現像剤を空気圧で搬送する現像剤循環駆動源としてのエアポンプ154等を有している。
現像部150と撹拌部151との間は循環路155で接続され、ロータリフィーダ153と現像部150との間は循環路156で接続されている。トナーカートリッジ152と撹拌部151はトナー補給路157で接続され、エアポンプ154とロータリフィーダ153は管路158で接続されている。
図12において、符号159はトナー補給駆動源としてのモータを、160は攪拌駆動源としてのモータを、161はロータリフィーダ153の駆動源としてのモータをそれぞれ示している。
As the
As illustrated in FIG. 12, the developing
The developing
In FIG. 12,
現像後の現像剤は、現像部150に設けられた排出口167から、循環路155を通って撹拌部151に搬送される。現像部150内の攪拌スクリュの最下流に図示しないトナー濃度検知手段が設置されており、その信号を基にトナーカートリッジ152からトナー補給が行われる。
トナー補給はモータ159によってトナー補給路157内の図示しないスクリュを回転させることで行われる。トナー補給は循環経路内で撹拌部151の入り口直前の部位で行われる。
撹拌部151では現像後の現像剤と、補給されたトナーとが混合され適切なトナー濃度と帯電量を持つ現像剤となる。この現像剤は、図13に示すように、撹拌部151の下部に形成された排出口170を通り、ロータリフィーダ53に入る。
ロータリフィーダ53内のロータ75の回転により、現像剤は下方に定量的に排出され、循環路156を通り、受取口168を介して再び現像部150に供給される。
The developed developer is conveyed from the
Toner supply is performed by rotating a screw (not shown) in the
In the stirring
The developer is quantitatively discharged downward by the rotation of the rotor 75 in the
図13は撹拌部151の断面図である。撹拌部151の上面には現像剤補給口169が、下面には排出口170が設けられており、攪拌部本体151aは、排出口70に向かうほど径が細くなる逆円錐型の形状を有している。
攪拌部本体151a内の中心には下から上に現像剤を搬送するスクリュ171が、その外側には回転可能な2本の攪拌部材172が設けられており、これらの撹拌部材の回転動作によって現像剤が攪拌・混合される。
外側の撹拌部材172とスクリュ171はモータ160によって回転する。スクリュ171はモータ160と直結されており、外側の撹拌部材172は、減速ギヤ列173a〜173dを介して回転する。撹拌部材172は、図13(a)に示すように、減速ギヤ列に直結された支持部174に対して斜めに固定されている。
撹拌部151での補給口169から、排出口170までの搬送は重力を利用している。撹拌部151にはバッファとして常に現像剤が存在するため、未混合の現像剤がそのまま排出されることはない。
ロータリフィーダ153は、モータ161(図12参照)によって回転され、放射状に延びる複数の羽根175aを有するロータ175と、ロータ175を覆うステータ176を有している。ロータリフィーダ53と、循環路56及び管路158は継手管路177で接続されている。
FIG. 13 is a cross-sectional view of the stirring
A
The
The conveyance from the
The
図14は、撹拌部151における攪拌時の現像剤の流れを表す模式図である。
スクリュ171の回転によって矢印Aの向きに下から上に持ち上げられた現像剤は、外側を回転する撹拌部材172の回転に伴い矢印Bの向きに移動し、再びスクリュ171の周囲に寄せ集められる。
このように撹拌部151では絶えず現像剤が対流している。この対流により、容器内(攪拌部本体151a内)全体が均一に混合される仕組みである。トナーの帯電はトナーとキャリアの摩擦によって付与されるため、帯電量をすばやく得るためにはトナーとキャリアの接触確率を上げることが重要である。
撹拌部151内で現像剤が対流することにより接触確率が上がり、かつ、現像剤へのダメージも少ないことが分かった。
FIG. 14 is a schematic diagram illustrating the flow of the developer during stirring in the stirring
The developer lifted upward from the bottom in the direction of the arrow A by the rotation of the
As described above, the developer is constantly convected in the stirring
It has been found that the contact probability is increased by convection of the developer in the stirring
次に、ロータリフィーダ部について詳細に説明する。
ロータリフィーダ153のロータ175とステータ176は、図15に示すように、ロータ175の羽根175aの先端とステータ176の内面との間にクリアランスを持って設けられている上述のように、ロータ175とステータ176との間に隙間があると、エアポンプ154から発生したエアの一部が、この隙間を通り、撹拌部151に流れ込み、現像剤を現像部150に送るためのエアが減少する(圧力が低下する)。
当然、隙間が大きいほどエアが通り易い。ところが、現像剤を搬送しているときは、この隙間に現像剤が入り込み、シールの効果が発生し、上記空気の洩れが減少する。但し、隙間が大きすぎるとシールの効果が無くなり、エアの洩れを防ぐことができない。
すなわち、ロータリフィーダ153から排出された、現像剤を効率よく搬送するためにはエアポンプ154のエアを可能な限り、撹拌部151に流入させ無いほうが良い。
Next, the rotary feeder unit will be described in detail.
As shown in FIG. 15, the
Of course, the larger the gap, the easier the air will pass. However, when the developer is being transported, the developer enters the gap to generate a sealing effect, and the air leakage is reduced. However, if the gap is too large, the sealing effect is lost and air leakage cannot be prevented.
That is, in order to efficiently transport the developer discharged from the
そこで、本実施形態では、ロータリフィーダ153の排出側と現像剤移送経路との間(ここでは継手管路77内)に、ロータリフィーダ153側への空気の流入を規制する板状の空気流入規制部材180を配置した。空気流入規制部材180は空気の供給方向へ間隔をおいて3枚固定配置されている。
エアポンプ154から送られてくるエアが混合部としての継手管路77内に到達すると、循環路56に現像剤と共に現像部150に移送されるエアと、上部のロータリフィーダ153側に逆流しようとするエアがあるが、空気流入規制部材180がエアの流れを規制するため、ロータリフィーダ153側に逆流するエアが低減される。
空気流入規制部材180は、その上端部がエアポンプ154側に寄るように傾斜し、水平線とのなす角θが鋭角になるように設置されているため、ロータリフィーダ153側へ向かう空気流を規制する効果が高い。ロータリフィーダ153から排出される現像剤は、空気流入規制部材180と継手管路77内面との間、及び空気流入規制部材180間を通って落下する。空気流入規制部材180は1枚でも良いが、複数枚設けた方が空気流入規制機能は高い。
ロータリフィーダ153としては、特開2009−31586号公報に記載の第2の実施形態、第3の実施形態、第4の実施形態のものも使用することができる。
Therefore, in this embodiment, a plate-like air inflow restriction that restricts the inflow of air to the
When the air sent from the
Since the air
As the
1 感光体
2 現像ローラ
3 攪拌スクリュ(第一軸)
4 攪拌スクリュ(第二軸)
5 ドクターブレード
6 現像剤規制板
6a 現像剤規制搬送板
7 現像ユニットケーシング
8 振動子
20 給紙トレイ
21 給紙ローラ
51 一次転写ローラ
52 一次転写駆動ローラ
53 紙入り口ローラ
54 一次転写バックアップローラ
55 一次転写従動ローラ
56 中間転写ベルト
57 転写ベルトクリーニング装置
61 二次転写ローラ
70 定着装置
71 定着ベルト
72 定着テンションローラ
73 加熱ローラ
74 加圧ローラ
91 排紙ローラ
100 現像剤適正化手段
101 現像剤回収搬送手段
102 現像剤供給搬送手段
103 現像剤排出口
104 現像剤供給口
105 現像装置
150 現像部
151 撹拌部
153 ロータリフィーダ
175 ロータ
176 ステータ
180 空気流入規制部材
200 トナーボトル
1
4 Stir screw (second shaft)
5
Claims (7)
該現像剤担持体の下方から前記現像剤担持体へ現像剤を供給する現像剤供給部材と、
前記固定磁石は法線磁束密度の大きい領域と小さい領域とを生成し、前記法線磁束密度が大きい領域内で前記現像剤により静電潜像を現像した後に、前記法線磁束密度が小さい領域内で、現像剤を前記現像剤担持体から切り離して前記現像剤供給部材へ落下させる現像剤回収手段と、
現像剤が前記現像剤担持体から切り離されて前記現像剤供給部材へ回収されるまでの回収経路中に位置し、前記現像剤の経路を規制する規制部材とを設けた現像部を備えた現像装置において、
前記現像剤供給部材は、前記現像剤担持体の長手方向の一方に現像剤を搬送する第一の現像剤搬送手段を兼ね、
前記規制部材は、前記第一の現像剤搬送手段による現像剤搬送方向と同方向に、現像剤を搬送する第二の現像剤搬送手段を兼ね、
前記現像部の外部に、現像剤回収搬送手段及び現像剤供給搬送手段と、これらに接続された現像剤適正化手段が設けられ、前記現像剤回収搬送手段及び現像剤供給搬送手段は、前記現像部に設けられた現像剤排出口及び現像剤供給口を介して現像部と接続されている
ことを特徴とする現像装置。 A developer carrying member for developing a latent image having a fixed magnet for holding a developer including toner and a carrier by magnetic force;
A developer supply member for supplying a developer to the developer carrier from below the developer carrier;
The fixed magnet generates a region having a large normal magnetic flux density and a region having a small normal magnetic flux density, and after developing the electrostatic latent image with the developer in the region having the high normal magnetic flux density, the region having the small normal magnetic flux density. A developer recovery means for separating the developer from the developer carrier and dropping the developer onto the developer supply member;
Development provided with a developing unit provided with a regulating member that is located in a collection path from when the developer is separated from the developer carrier and collected by the developer supply member, and that regulates the path of the developer In the device
The developer supply member also serves as a first developer transport means for transporting the developer to one of the longitudinal directions of the developer carrier.
The regulating member also serves as a second developer conveying means for conveying the developer in the same direction as the developer conveying direction by the first developer conveying means,
Outside the developing unit, a developer recovery transport unit and a developer supply transport unit, and a developer optimization unit connected thereto, are provided. The developer recovery transport unit and the developer supply transport unit are connected to the development unit. A developing device, wherein the developing device is connected to a developing unit via a developer discharge port and a developer supply port provided in the unit.
前記現像剤規制部材は水平方向から傾いている板状の部材であり、表面に複数の平行溝が設けられている斜行板が設けられている
ことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1,
The developing device, wherein the developer regulating member is a plate-like member inclined from a horizontal direction, and a skew plate having a plurality of parallel grooves formed on a surface thereof is provided.
前記斜行板における斜行量は、平行溝間隔以上である
ことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 2,
The developing device, wherein an amount of skew in the skew plate is equal to or greater than a parallel groove interval.
前記現像剤規制部材に接触し、該規制部材を振動させる振動手段を有する
ことを特徴とする現像装置。 In the developing device according to any one of claims 1 to 3,
A developing device comprising: a vibrating means that contacts the developer regulating member and vibrates the regulating member.
前記規制部材に接触する振動手段は、第一の現像剤搬送手段の現像剤搬送速度によってその振動条件が制御される
ことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 4,
The developing device is characterized in that the vibration condition of the vibrating means contacting the regulating member is controlled by the developer conveying speed of the first developer conveying means.
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。 A process cartridge using the developing device according to claim 1.
ことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus using the developing device according to claim 1.
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