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技術 現像装置及び画像形成装置

出願人 コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社
発明者 芳賀正安上野浩正北田朋山本茂樹
出願日 2009年6月17日 (12年8ヶ月経過) 出願番号 2009-143780
公開日 2011年1月6日 (11年1ヶ月経過) 公開番号 2011-002525
状態 特許登録済
技術分野 電子写真における乾式現像
主要キーワード 増加変動 発泡材層 フィルム保持部材 時計方向回り パドル形状 回転搬送体 落下移動 発泡ポリウレタン層
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (8)

課題

現像装置内現像剤量を一定に維持するとともに、トナー静電潜像へ付与する現像剤担持回転体への現像剤供給を安定的に行う。

解決手段

第1及び第2の回転搬送体(46、47)により現像剤を循環させる現像装置(4)において、現像剤溜まり部(49)を上側の第2回転搬送体(47)の延在部の上方に連設し、下側の第1回転搬送体(46)の現像剤搬送能力を第2搬送回転体(46)のそれより大きくする。画像形成装置中の少なくとも一つの現像装置としてそのような現像装置(4)を採用する。

概要

背景

静電潜像担持体上に静電潜像を形成し、これを現像してトナー像を形成できる複写機プリンタファクシミリ機、或いはこれらのうち2以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置で用いる現像装置は、種々のタイプのものが知られているが、その中に次のものがある。

画像形成装置の静電潜像担持体上に形成される、目的とする画像に応じた静電潜像へトナーを付与する現像剤担持回転体と、該現像剤担持回転体に臨み現像に供する現像剤を保持するバッファ部と、該バッファ部に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に現像剤を搬送する第1回転搬送体と、該第1回転搬送体の上側に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に、且つ、第1回転搬送体とは反対方向に、現像剤を搬送する第2回転搬送体とを含む現像装置である。

このタイプの現像装置では、第2回転搬送体の現像剤送出側端部から第1回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動許すとともに第1回転搬送体の現像剤送出側端部から第2回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動を許しつつ第1及び第2の回転搬送体で現像剤を攪拌循環させ、第1回転搬送体から現像剤担持回転体側へ現像剤を供給できる。 以下、このタイプの現像装置を「現像剤循環型現像装置」ということがある。

現像剤循環型現像装置では、第1回転搬送体と第2回転搬送体との間に仕切り部材が設けられ、第2回転搬送体の現像剤送出側端部から第1回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動は該仕切り部材に形成された第1開口部を通して行われ、第1回転搬送体の現像剤送出側端部から第2回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動は該仕切り部材に形成された第2開口部を通して行われるのが一般的である。

バッフア部には現像剤担持回転体に現像剤を供給する現像剤供給回転体が配置されていることもある。

上記現像剤循環型現像装置を含め、静電潜像現像を現像してトナー像を形成する現像装置では、使用を重ねるうちに装置内現像剤量が減少するので、装置内現像剤量を検知し、現像剤量が所定量より減少してくるとトナー補給できるようにした現像装置が知られている。

例えば特開2006−11226号公報に記載された現像装置では、上記現像剤循環型現像装置で言えば、第1回転搬送体や静電潜像担持体へトナーを供給する現像剤担持回転体等が配置されているバッファ部に現像剤量検知装置が設けられている。

また、現像剤循環型現像装置のような現像装置では、装置内現像剤の嵩変動が生じると、現像剤担持回転体への現像剤供給が安定化せず、供給不良が生じ、ひいては現像不良が生じるので、装置内現像剤に嵩変動が生じても現像剤供給が円滑に行われるようにした現像装置も知られている。

例えば特開平11−288158号公報に記載された現像装置では、現像剤の嵩変動が生じたときに備え、余剰の現像剤を溜めておく現像剤溜まり部が設けられている。この現像剤溜まり部は、上記の現像剤循環型現像装置で言えば、上側の第2回転搬送体を下側の第1回転搬送体より外側へ延伸させた部分の上方に連設してある。現像剤担持回転体へ現像剤を供給する下側の第1回転搬送体は現像剤中に没する。

概要

現像装置内の現像剤量を一定に維持するとともに、トナーを静電潜像へ付与する現像剤担持回転体への現像剤供給を安定的に行う。第1及び第2の回転搬送体(46、47)により現像剤を循環させる現像装置(4)において、現像剤溜まり部(49)を上側の第2回転搬送体(47)の延在部の上方に連設し、下側の第1回転搬送体(46)の現像剤搬送能力を第2搬送回転体(46)のそれより大きくする。画像形成装置中の少なくとも一つの現像装置としてそのような現像装置(4)を採用する。

目的

本発明は、画像形成装置において静電潜像現像に用いる現像剤循環型現像装置であって現像装置内の現像剤量を一定に維持することができるとともにトナーを静電潜像へ付与するための現像剤担持回転体への現像剤供給を安定的に行うことができ、その割りには構造を複雑化させなくてもよい現像装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

静電潜像担持体静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成できる画像形成装置において静電潜像現像に用いる現像装置であり、前記静電潜像にトナーを付与する現像剤担持回転体と、該現像剤担持回転体に臨み現像に供する現像剤を保持するバッファ部と、前記バッファ部に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に現像剤を搬送する第1回転搬送体と、前記第1回転搬送体の上側に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に、且つ、前記第1回転搬送体とは反対方向に現像剤を搬送する第2回転搬送体と、現像剤溜まり部とを含んでおり、前記第1及び第2の回転搬送体は、前記第2回転搬送体の現像剤送出側端部から前記第1回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動許すとともに前記第1回転搬送体の現像剤送出側端部から前記第2回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動を許しつつ現像剤を攪拌循環させて該第1回転搬送体から前記現像剤担持回転体側へ供給することができ、前記第1及び第2の回転搬送体は、前記第1回転搬送体の現像剤送出側端部及び該端部の上側に位置する前記第2回転搬送体の現像剤送入側端部において、前記現像剤担持回転体の回転軸方向に該現像剤担持回転体の外側まで延在しており、前記現像剤溜まり部は該第2回転搬送体の延在部の上方に連設されており、前記第1回転搬送体の現像剤搬送能力は前記第2回転搬送体の現像剤搬送能力より大きいことを特徴とする現像装置。

請求項2

前記現像剤溜まり部と前記バッファ部との間において、該現像剤溜まり部における現像剤量の増加変動に拘らず前記第1及び第2の回転搬送体による現像剤搬送量を安定化させる現像剤搬送量安定化部材が該第1及び第2の回転搬送体のそれぞれに対して設けられている請求項1記載の現像装置。

請求項3

前記現像剤溜まり部に現像剤量を検知するための検知窓と、トナーを補給するトナー補給口を設けてある請求項1又は2記載の現像装置。

請求項4

前記第1及び第2の回転搬送体に前記現像剤循環を行わせつつ現像剤を混合攪拌する混合攪拌装置が前記現像剤溜まり部に臨んでいる請求項1、2又は3記載の現像装置。

請求項5

静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる画像形成装置であり、少なくとも一つの現像装置が請求項1から4のいずれかに記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。

技術分野

0001

本発明は、電子写真方式静電記録方式などによって静電潜像担持体上に静電潜像を形成し、これを現像してトナー像を形成できる複写機プリンタファクシミリ機、或いはこれらのうち2以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置に関し、特に現像装置に関係している。

背景技術

0002

静電潜像担持体上に静電潜像を形成し、これを現像してトナー像を形成できる複写機、プリンタ、ファクシミリ機、或いはこれらのうち2以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置で用いる現像装置は、種々のタイプのものが知られているが、その中に次のものがある。

0003

画像形成装置の静電潜像担持体上に形成される、目的とする画像に応じた静電潜像へトナーを付与する現像剤担持回転体と、該現像剤担持回転体に臨み現像に供する現像剤を保持するバッファ部と、該バッファ部に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に現像剤を搬送する第1回転搬送体と、該第1回転搬送体の上側に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に、且つ、第1回転搬送体とは反対方向に、現像剤を搬送する第2回転搬送体とを含む現像装置である。

0004

このタイプの現像装置では、第2回転搬送体の現像剤送出側端部から第1回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動許すとともに第1回転搬送体の現像剤送出側端部から第2回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動を許しつつ第1及び第2の回転搬送体で現像剤を攪拌循環させ、第1回転搬送体から現像剤担持回転体側へ現像剤を供給できる。 以下、このタイプの現像装置を「現像剤循環型現像装置」ということがある。

0005

現像剤循環型現像装置では、第1回転搬送体と第2回転搬送体との間に仕切り部材が設けられ、第2回転搬送体の現像剤送出側端部から第1回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動は該仕切り部材に形成された第1開口部を通して行われ、第1回転搬送体の現像剤送出側端部から第2回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動は該仕切り部材に形成された第2開口部を通して行われるのが一般的である。

0006

バッフア部には現像剤担持回転体に現像剤を供給する現像剤供給回転体が配置されていることもある。

0007

上記現像剤循環型現像装置を含め、静電潜像現像を現像してトナー像を形成する現像装置では、使用を重ねるうちに装置内現像剤量が減少するので、装置内現像剤量を検知し、現像剤量が所定量より減少してくるとトナー補給できるようにした現像装置が知られている。

0008

例えば特開2006−11226号公報に記載された現像装置では、上記現像剤循環型現像装置で言えば、第1回転搬送体や静電潜像担持体へトナーを供給する現像剤担持回転体等が配置されているバッファ部に現像剤量検知装置が設けられている。

0009

また、現像剤循環型現像装置のような現像装置では、装置内現像剤の嵩変動が生じると、現像剤担持回転体への現像剤供給が安定化せず、供給不良が生じ、ひいては現像不良が生じるので、装置内現像剤に嵩変動が生じても現像剤供給が円滑に行われるようにした現像装置も知られている。

0010

例えば特開平11−288158号公報に記載された現像装置では、現像剤の嵩変動が生じたときに備え、余剰の現像剤を溜めておく現像剤溜まり部が設けられている。この現像剤溜まり部は、上記の現像剤循環型現像装置で言えば、上側の第2回転搬送体を下側の第1回転搬送体より外側へ延伸させた部分の上方に連設してある。現像剤担持回転体へ現像剤を供給する下側の第1回転搬送体は現像剤中に没する。

先行技術

0011

特開2006−11226号公報
特開平11−288158号公報

発明が解決しようとする課題

0012

しかしながら、特開2006−11226号公報に記載の現像装置によると、現像剤量検知装置は、バッファ部に設けた透光性の現像剤検知窓を通して現像剤量を検知する光学的センサ及び該検知窓の内面清掃する清掃装置を含むものであり、検知装置が設けられている部分と相まって検知装置を含む部分の構成が複雑であり、さらに、現像装置への現像剤補給口が検知装置から離れており、現像剤補給に対する検知装置の応答ズレが生じやすく、また、そのために過剰の現像剤が補給されてしまう恐れがある。

0013

特開平11−288158号公報に記載された現像装置では、現像剤担持回転体への現像剤供給を安定化させるために現像剤溜まり部を設けているが、その現像剤溜まり部は下側の第1回転搬送体から外れた上側の第2回転搬送体の延伸部上方にあり、第1回転搬送体は現像剤中に埋まってしまうため、第1回転搬送体近傍の現像剤粉圧が高くなる傾向があり、そのため、現像剤担持回転体に臨んでいる現像剤量規制部材等がうまく機能しなくなることがある。

0014

本発明は、画像形成装置において静電潜像現像に用いる現像剤循環型現像装置であって現像装置内の現像剤量を一定に維持することができるとともにトナーを静電潜像へ付与するための現像剤担持回転体への現像剤供給を安定的に行うことができ、その割りには構造を複雑化させなくてもよい現像装置を提供することを第1の課題とする。

0015

ここで「現像剤循環型現像装置」とは既述のとおり、静電潜像にトナーを付与する現像剤担持回転体と、該現像剤担持回転体に臨み現像に供する現像剤を保持するバッファ部と、前記バッファ部に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に現像剤を搬送する第1回転搬送体と、前記第1回転搬送体の上側に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に、且つ、前記第1回転搬送体とは反対方向に、現像剤を搬送する第2回転搬送体とを含んでおり、前記第1及び第2の回転搬送体は、前記第2回転搬送体の現像剤送出側端部から前記第1回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動を許すとともに前記第1回転搬送体の現像剤送出側端部から前記第2回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動を許しつつ現像剤を攪拌循環させて該第1回転搬送体から前記現像剤担持回転体側へ現像剤を供給することができる現像装置である。

0016

また本発明は、静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成する画像形成装置であって、少なくとも一つの現像装置においては、現像装置内の現像剤量を一定に維持することができるとともにトナーを静電潜像へ付与するための現像剤担持回転体への現像剤供給を安定的に行うことができ、それだけ良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することを第2の課題とする。

課題を解決するための手段

0017

本発明は前記課題を解決するため、次の現像装置及び画像形成装置を提供する。
(1)現像装置
静電潜像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成できる画像形成装置において静電潜像現像に用いる現像装置であり、
前記静電潜像にトナーを付与する現像剤担持回転体と、
該現像剤担持回転体に臨み現像に供する現像剤を保持するバッファ部と、
前記バッファ部に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に現像剤を搬送する第1回転搬送体と、
前記第1回転搬送体の上側に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に、且つ、前記第1回転搬送体とは反対方向に、現像剤を搬送する第2回転搬送体と、
現像剤溜まり部とを含んでおり、
前記第1及び第2の回転搬送体は、前記第2回転搬送体の現像剤送出側端部から前記第1回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動を許すとともに前記第1回転搬送体の現像剤送出側端部から前記第2回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動を許しつつ現像剤を攪拌循環させて該第1回転搬送体から前記現像剤担持回転体側へ供給することができ、
前記第1及び第2の回転搬送体は、前記第1回転搬送体の現像剤送出側端部及び該端部の上側に位置する前記第2回転搬送体の現像剤送入側端部において、前記現像剤担持回転体の回転軸方向に該現像剤担持回転体の外側まで延在しており、
前記現像剤溜まり部は該第2回転搬送体の延在部の上方に連設されており、
前記第1回転搬送体の現像剤搬送能力は前記第2搬送回転体の現像剤搬送能力より大き現像装置。

0018

(2)画像形成装置
静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる画像形成装置であり、少なくとも一つの現像装置が本発明に係る現像装置である画像形成装置。

0019

本発明に係る現像装置によると、上側の第2回転搬送体の現像剤搬送方向において該第2回転搬送体の現像剤送入側端部の上方に現像剤溜まり部を連設してあるので、第2回転搬送体に静電潜像現像動作に要求される一定量の現像剤を搬送させる一方、それ以上の量の現像剤は該現像剤溜まり部に滞留させておくことができる。換言すれば、現像剤溜まり部に現像剤を滞留させた状態として第2回転搬送体に静電潜像現像動作に要求される一定量の現像剤を搬送させることができる。

0020

そして、下側の第1回転搬送体が、上側の第2回転搬送体の現像剤送出側端部から第1回転搬送体の現像剤送入側端部へ供給される現像剤量と等量の現像剤を搬送するところで現像剤循環バランスがとれる。

0021

このとき、第1回転搬送体の現像剤搬送能力は第2回転搬送体のそれより大きいから、上側の第2回転搬送体が現像動作に要求される現像剤量を搬送して第1回転搬送体へ供給することができるとともに第1回転搬送体が第2回転搬送体から供給される現像剤量と等量の現像剤を搬送することで、バッファ部において第1回転搬送体の上方に隙間ができるように現像装置内の現像剤量を調整することが可能である。そうすることで、静電潜像現像動作に要求される現像剤量を現像剤粉圧の上昇が抑制された状態で現像剤担持回転体へ安定的に供給でき、ひいてはそれだけ良好に静電潜像を現像できる。

0022

現像動作により現像剤が消費されると消費した分だけ第1回転搬送体のあるバッファ部における現像剤上面が低下し、また、第1回転搬送体から第2回転搬送体への現像剤移動量が低下し、それにより現像剤循環量が減少して現像剤担持回転体への現像剤供給不良が起ころうとするが、第2回転搬送体の現像剤送入側端部の上方には現像剤溜まり部があり、第2回転搬送体は現像に必要な現像剤量を第1回転搬送体側へ供給するので、バッファ部における現像剤量は現像に要求される量に維持され、ひいては現像剤供給不良による画像ノイズの発生は抑制される。

0023

また、第1、第2の回転搬送体の存在の影響の少ない現像剤溜まり部を利用して、現像に消費されたトナーの補給を該現像剤溜まり部に対して簡単に行うことができるとともに現像装置内現像剤量の検知装置も該現像剤溜まり部に簡単に設けることができ、また、このようにトナー補給部位と現像剤量検知装置とを近くに設けることで、現像剤量検知装置のトナー補給に対する応答性が良好となり、それだけ、トナーを過不足が抑制された状態で補給することができ、ひいては現像装置内の現像剤量を一定化することができる。

0024

現像剤溜まり部における現像剤量が多くなると、そこでの現像剤粉圧が高くなって、第2回転搬送体による現像剤搬送量が増加する一方、第1回転搬送体から第2回転搬送体への現像剤移動量が減少する傾向が生じ、そうなると、現像剤循環不良、ひいては現像剤担持回転体への現像剤供給不良が発生してくることがある。

0025

そこで、本発明に係る現像装置は、前記現像剤溜まり部と前記バッファ部との間で、該現像剤溜まり部における現像剤量の増加変動(例えばトナー補給装置からのトナー補給量の変動による増加変動)に拘らず前記第1及び第2の回転搬送体による現像剤搬送量を安定化させる現像剤搬送量安定化部材(現像剤の逆流を防止するとともに現像剤搬送回転体にその現像剤搬送能力に見合った量の現像剤搬送を行わせることを可能にする部材)を該第1及び第2の回転搬送体のそれぞれに対して設けてもよい。

0026

本発明に係る現像装置では、前記現像剤溜まり部を利用して、ここに現像剤量を検知するための検知窓と、トナーを補給するトナー補給口を設けることができる。かかる検知窓を通して現像剤量検知装置(例えば発光素子受光素子とを含む光学的センサ)で現像剤溜まり部内の現像剤量(現像剤の上面位置)を検出でき、その検出情報から現像装置内の現像剤量を知ることかできる。しかも、トナー補給口と検知窓(ひいては検出センサ)の位置が互いに近いので、現像剤量検知装置のトナー補給に対する応答性が良好となり、それだけ、トナーを過不足が抑制された状態で補給することができ、ひいては現像装置内の現像剤量を一定化することができる。

0027

現像剤溜まり部に補給されるトナーと現像装置内の既存の現像剤との混合攪拌を良好ならしめるため、前記第1及び第2の回転搬送体に前記現像剤循環を行わせつつ現像剤を混合攪拌する混合攪拌装置を前記現像剤溜まり部に臨ませてもよい。この混合攪拌装置は、第1、第2の回転搬送体のうち少なくとも一方の一部を利用して構成してもよい。

0028

本発明に係る現像装置は、トナーを主体とする所謂一成分現像剤を使用するもの、トナーとキャリアを主体とする二成分現像剤を使用するもののいずれであってもよい。

0029

本発明に係る現像装置は、第1回転搬送体と第2回転搬送体との間に仕切り部材を設けることができ、該仕切り部材に少なくとも、第2回転搬送体の現像剤送出側端部から第1回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動を許す第1開口部と、第1回転搬送体の現像剤送出側端部から第2回転搬送対の現像剤送入側端部への現像剤移動を許す第2開口部とを設けることができる。

0030

また、バッフア部には、使用する現像剤の種類等に応じて、現像剤担持回転体に現像剤を供給する現像剤供給回転体を配置することができる。この現像剤供給回転体は現像剤担持回転体に接触回転して、消費されずに該現像剤担持回転体に運ばれてバッファ部へ戻ってくる現像剤を該現像剤担持回転体から掻き取るとともに現像剤を該現像剤担持回転体へ供給するものでもよい。

0031

本発明に係る現像装置は、使用する現像剤種類等に応じて、静電潜像の現像を行う現像領域へ運ばれる現像剤量を規制したり、或いはさらに帯電させる現像剤規制部材を備えることができる。

0032

本発明に係る現像装置は、使用する現像剤の種類等に応じて、消費されずに現像剤担持回転体に運ばれてバッファ部へ戻ってくる現像剤から除電する除電装置を備えることもできる。

0033

本発明に係る現像装置における前記第1、第2の各回転搬送体としては、代表例として回転軸に螺旋羽根を周設したスクリュー搬送部材を挙げることができるが、これに限定されるものではなく、現像剤を搬送できる形状のものであれば、パドル形状その他の形状のものでもよい。

0034

本発明に係る画像形成装置では、少なくとも一つの現像装置は本発明に係る現像装置であるから、その現像装置では、装置内現像剤量を一定に維持することができるとともにトナーを静電潜像へ付与するための現像剤担持回転体への現像剤供給を安定的に行うことができ、それだけ良好な画像を形成できる。

発明の効果

0035

以上説明したように本発明によると、画像形成装置において静電潜像現像に用いる現像剤循環型現像装置であって現像装置内の現像剤量を一定に維持することができるとともに、トナーを静電潜像へ付与するための現像剤担持回転体への現像剤供給を安定的に行うことができ、その割りには構造を複雑化させなくてもよい現像装置を提供することができる。

0036

また本発明によると、静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる画像形成装置であって、少なくとも一つの現像装置においては、現像装置内の現像剤量を一定に維持することができるとともに、トナーを静電潜像へ付与するための現像剤担持回転体への現像剤供給を安定的に行うことができ、それだけ良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

0037

本発明に係る画像形成装置の1例の構成の概略を示す図である。
図1の画像形成装置における本発明に係る現像装置の1例の断面構造の概略を示す図である。
図2に示す現像装置を図2おいて右側から見て、しかし現像ローラ及び供給ローラ破線でその位置を示すだけとして、概略的に示す図である。
図(A)は図2に示す現像装置において現像剤量が略十分である状態を、図(B)は図2に示す現像装置において現像剤が消費されて現像剤量が減少している状態を示している。
図3に示す現像装置において現像剤搬送量安定化部材である円筒部材を設けた現像装置の概略を示す図である。
現像剤搬送量安定化部材の他の例を示すもので、図(A)は孔あき保持板を、図(B)は孔あき保持板に保持される切り込み孔付き可撓性板を、図(C)は保持板に可撓性板を貼り付けてなる現像剤搬送量安定化部材を、図(D)は図3の現像装置において該安定化部材を装着した現像装置をそれぞれ示している。
図3の現像装置において現像剤混合攪拌装置を設けた現像装置を示す図である。

実施例

0038

以下、図面を参照して本発明に係る画像形成装置の例及びそこで用いられている現像装置について説明する。
図1は画像形成装置の1例100の構成の概略を示している。画像形成装置100はタンデム型フルカラープリンタである。

0039

このプリンタ100は、駆動ローラ71とこれに対向するローラ72に巻き掛けられた無端の中間転写ベルト7を有している。転写ベルト7は、図示省略のベルト駆動部により駆動される駆動ローラ71により図中反時計方向(図中矢印方向)CCWに回される。

0040

ローラ72には転写ベルト7上の2次転写残トナー等を清掃するクリーニング装置73が臨んでおり、駆動ローラ71には2次転写ローラ8が臨んでいる。クリーニング装置73に回収されるトナー等は図示省略の搬送手段にて廃棄容器へ送られる。

0041

2次転写ローラ8の表層部は弾性材料で形成されており、図示省略の押圧手段にて駆動ローラ71に支持された中間転写ベルト7の部分に押圧され、中間転写ベルト7との間にニップ部を形成し、中間転写ベルト7の回転に従動して、或いは、後述するように該ニップ部に送り込まれる記録媒体Sの移動に従動して、或いは駆動されて回転することができる。2次転写ローラ8には、図示省略の電源から2次転写バイアス印加することができる。

0042

中間転写ベルト7及び2次転写ローラ8の上方には定着装置9が配置されており、下方にはタイミングローラ対11が配置されており、さらにその下方に、記録紙等の記録媒体Sを収容した記録媒体収容カセット10が配置されている。

0043

定着装置9はハロゲンランプヒータ等の熱源を備えた定着加熱ローラとこれに圧接される加圧ローラとを含むものである。
記録媒体収容カセット10に収容された記録媒体Sは、媒体供給ローラ101にて1枚ずつ引き出してタイミングローラ対11へ供給することができる。

0044

中間転写ベルト7を巻き掛けたローラ71、72の間には、転写ベルト7に沿って、ローラ72からローラ71に向けて、イエロー画像形成部Y、マゼンタ画像形成部M、シアン画像形成部C及びブラック画像形成部Kがこの順序で配置されている。

0045

Y、M、C、Kの各画像形成部は、静電潜像担持体としてドラム型感光体1を備えており、該感光体の周囲に帯電器2、露光装置3、現像装置4及びクリーニング装置5がこの順序で配置されている。

0046

各画像形成部の感光体1にはベルト7を間にして1次転写ローラ6が対向配置されている。1次転写ローラ6は、図示省略の押圧手段にて感光体1の方向へ押圧され、ベルト7に接触して従動回転するとともにベルト7を感光体1に接触させることができる。

0047

1次転写ローラ6には、感光体1上に形成されるトナー像をベルト7へ1次転写するための1次転写バイアスを図示省略の電源から印加できる。

0048

露光装置3は、図示省略のパーソナルコンピュータ画像読取装置等から提供される画像情報に応じて、レーザービームの点滅により感光体1にドット(点)露光画像露光を施せるものである。

0049

各画像形成部における感光体1は、ここでは負帯電性の感光体であり、図示省略の感光体駆動モータにて図中時計方向回りに回転駆動できる。

0050

各画像形成部における帯電器2は、本例ではスコロトロン帯電器であり、所定のタイミングで図示省略の電源から帯電用電圧が印加される。なお、帯電器2は帯電ローラを用いるもの等であってもよい。

0051

各画像形成部における現像装置4は、本例では、トナーを主体とする一成分現像剤を使用して感光体1上に形成される静電潜像を、図示省略の電源から現像バイアスが印加されるローラ形態の現像剤担持回転体(以下、「現像ローラ」という。)41(図2参照)で反転現像することができる。現像装置4については後ほどさらに説明する。

0052

このプリンタによると、Y、M、C、Kの画像形成部のうち1又は2以上を用いて画像を形成することができる。
画像形成部Y、M、C及びKのすべてを用いてフルカラー画像を形成する場合を例にとると、先ず、イエロー画像形成部Yにおいてイエロートナー像を形成し、これを転写ベルト7に1次転写する。

0053

すなわち、イエロー画像形成部Yにおいて、感光体1が図中時計方向に回転駆動され、帯電器2にて表面が一様に所定電位に帯電され、該帯電域に露光装置3からイエロー画像に対応する画像露光が施され、感光体1上にイエロー画像に対応する静電潜像が形成される。この静電潜像はイエロートナーを有する現像装置4の現像バイアスが印加された現像ローラ41にて現像されて可視イエロートナー像となる。該イエロートナー像は1次転写ローラ6にて転写ベルト7上に1次転写される。このとき、1次転写ローラ6には図示省略の電源から1次転写バイアスが印加される。

0054

同様にして、マゼンタ画像形成部Mにおいてマゼンタトナー像が形成されて転写ベルト7に転写され、シアン画像形成部Cにおいてシアントナー像が形成されて転写ベルト7に転写され、ブラック画像形成部Kにおいてブラックトナー像が形成されて転写ベルト7に転写される。

0055

イエローマゼンタシアンブラックのトナー像はこれらが中間転写ベルト7上に重ねて転写されるタイミングで形成される。
かくして転写ベルト7上に形成された多重トナー像は転写ベルト7の回動により2次転写ローラ8へ向け移動する。

0056

一方、記録媒体Sが記録媒体収容カセット10から媒体供給ローラ101にて引き出され、タイミングローラ対11へ供給され、待機している。

0057

このようにタイミングローラ対11のところで待機する記録媒体Sは、中間転写ベルト7にて送られてくる多重トナー像に合わせて、転写ベルト7と2次転写ローラ8とのニップ部に供給される。該多重トナー像は図示省略の電源から2次転写バイアスが印加された2次転写ローラ8にて記録媒体S上に2次転写される。

0058

その後記録媒体Sは定着装置9に通され、そこで多重トナー像が加熱加圧下に記録媒体Sに定着される。記録媒体Sはひき続き排出ローラ対12にて排出トレイ13に排出される。

0059

トナー像のベルト7への1次転写において感光体1上に残留する転写残トナー等はクリーニング装置5で清掃され、2次転写によりベルト7上に残留する2次転写残トナー等はクリーニング装置73で清掃される。これら清掃除去されたトナーはそれぞれ図示省略の搬送手段にて廃棄容器へ送られる。

0060

以上説明したように画像形成されるのであるが、現像装置4についてさらに説明する。現像装置4は図2図4に示すもので、本発明に係る現像装置の1例である。

0061

図2は現像装置4の断面構造の概略を示している。図3は現像装置4を図2において右側から見て、しかし現像ローラ41及び供給ローラ42は破線でその位置を示すだけとして、概略的に示している。

0062

現像装置4は現像ローラ41及び現像ローラ41へ現像剤を供給する供給ローラ42を備えている。供給ローラ42は現像剤供給回転体の1例である。
現像ローラ41は導電性シャト上に熱可塑性エラストマーゴム等からなる弾性層を設け、その表面に該弾性層より硬度が高い表面コート層を設けたものである。
供給ローラ42は、導電性シャフト上に弾性を有する、導電性を付与した発泡材層(例えば導電性を付与した弾性発泡ポリウレタン層)を設けたものである。

0063

現像装置4は供給ローラ42側へ現像剤を攪拌しつつ供給する第1回転搬送体46及び第2回転搬送体47も備えている。第1及び第2の各回転搬送体は、ここでは、回転軸にスクリュー羽根(螺旋羽根)を周設したスクリュー搬送部材である。

0064

これら現像ローラ41、供給ローラ42並びに第1及び第2のスクリュー搬送部材46、47は現像装置ハウジング40に収められ、該ハウジングに回転可能に支持されている。現像ローラ41は、現像装置4が画像形成装置100に装着されると感光体1に臨むように、一部がハウジング40の外側へ出ている。搬送部材46、47は現像装置ハウジング40内に収容されている。

0065

ハウジング40内には現像に供する現像剤(本例ではトナーT)(図4参照)を保持して供給ローラ42及び現像ローラ41に臨むバッファ部43が形成されている。

0066

第1スクリュー搬送部材46はバッフア部43における、供給ローラ42より上側、且つ、ローラ42の背後寄り位置に配置されている。第2スクリュー搬送部材47は板状の仕切り部材48を間にして第1スクリュー搬送部材46の上側、且つ、供給ローラ42の上方に配置されている。

0067

第1スクリュー搬送部材46は現像ローラ41と平行に配置されており、第2スクリュー搬送部材47は仕切り部材48を間にして第1スクリュー搬送部材46と平行に配置されている。

0068

第1スクリュー搬送部材46は図示を省略した回転駆動部にて回転駆動されることで、図3中右側から左側へ回転軸方向に現像剤を搬送することができ、第2スクリュー搬送部材47は図示省略の回転駆動部にて回転駆動されることで、図3中左側から右側へ回転軸方向に現像剤を搬送することができる。

0069

このように第1及び第2のスクリュー搬送部材46、47が回転駆動されることで、図3に矢印で示すように、現像剤は、第1搬送部材46にて、図3において右側の現像剤送入側端部(現像剤送り込み側端部)から左側の現像剤送出側端部(現像剤送り出し側端部)へ搬送され、該現像剤送出側端部から仕切り部材48の左側端部の開口部(第2開口部)482を通って第2搬送部材47の現像剤送入側端部へ上昇移動し、さらに第2搬送部材47にてその現像剤送出側端部へ向け搬送され、該送出側端部から仕切り部材48の右側端部の開口部(第1開口部)481を通って重力にも助けられつつ第1搬送部材46の現像剤送入側端部へ落下移動する。現像剤はこのようにして第1、第2の搬送部材46、47により攪拌循環されつつ、第1搬送部材46から供給ローラ42、ひいては現像ローラ41側へ供給される。

0070

現像ローラ41及び供給ローラ42は、図示省略の回転駆動部により図2中反時計方向回りに回転駆動される。従って、ローラ41と42とが対向するニップ部では、両ローラ表面は互いに反対方向に移動する。これにより、供給ローラ42は現像で消費されずに現像装置ハウジング40内へ戻ってくる現像剤を現像ローラ41から掻き落とすとともに、新たに現像剤を現像ローラ41へ供給する。

0071

このようにして供給された現像剤は現像ローラ41に当接しているブレード形態の現像剤規制部材44を通過するときに現像剤量が適正に規制されるとともに帯電せしめられ、感光体1に臨む現像領域で感光体1上の静電潜像の現像に供される(静電潜像へトナーを付与する)。現像で消費されなかった現像剤は現像ローラ41の回転とともにケース40内へ戻ってくる。このとき、現像剤は、供給ローラ42による現像ローラ41からの掻き取りを円滑化するために図示省略の除電電源から除電バイアスが印加された除電部材45にて除電される。

0072

この現像装置4の注目すべき点として、
(1) 第1スクリュー搬送部材46による現像剤搬送能力が第2スクリュー搬送部材47のそれより大きい点、及び
(2) 第1及び第2のスクリュー搬送部材46、47は、搬送部材46の現像剤送出側端部及びその上側にある搬送部材47の現像剤送入側端部において、現像ローラ41の回転軸方向に現像ローラ41の外側まで延在しており、第2搬送部材47の該延在部の上方に現像剤溜まり部49が連設されている点を挙げることができる。

0073

それには限定されないが、本例では、第1スクリュー搬送部材46は、回転軸径3.5mm、外径8mm、スクリューリード15mmのものである。第2スクリュー搬送部材47は、回転軸径3.5mm、外径8mm、スクリューリード8mmのものである。両搬送部材とも図示省略の駆動部により毎分200回転で回される。搬送部材46は搬送部材47の約2倍の搬送能力を有している。

0074

それには限定されないが、本例では、図3における現像装置4の長手方向において、現像溜まり部49は約50mm、現像剤溜まり部49とバッファ部43との間の部分は約40mm、バッファ部43は約280mm〜290mm、現像ローラ41の長手方向長さは約220mm〜230mmである。

0075

図3において現像剤溜まり部49の互いに対向する手前側及び奥側の壁のそれぞれに現像剤量(ここでは溜まり部における現像剤の上面位置)を検知するための、例えば透明な樹脂(例えばポリスチレン)からなる透光性の検知窓dwが設けられており、これら窓に対して現像剤量検知装置TSが設けられている。
なお、現像剤溜まり部49が、例えば、透明なポリスチレン樹脂等の透明材料で形成されている場合には、その一部を検知窓として利用することができる。

0076

現像剤量検知装置TSは、本例では図示省略の発光素子s1と受光素子s2を有する光学的センサを含むものである。発光素子s1は一方の検知窓dwにその外側から臨み、受光素子s2は他方の検知窓dwにその外側から臨んでいる。受光素子s2が発光素子s1からの光を所定量受けると現像装置4内現像剤量が不足していると判断され、発光素子s1からの光が現像剤に遮られて受光素子s2が所定量の光を受けないときは現像剤量は足りていると判断される。現像剤溜まり部49にはトナーボトルを含むトナー補給部TBのトナーボトル部分を着脱可能に装着できるトナー補給口490を設けてある。検知装置TSが現像剤量の不足を検出すると、トナー補給部TBからトナーを補給できるようになっている。

0077

このように、現像装置4では、上側の第2スクリュー搬送部材47の現像剤搬送方向において該搬送部材の現像剤送入側端部の上方に現像剤溜まり部49を連設してあるので、第2搬送部材47に感光体1上の静電潜像の現像動作に要求される一定量の現像剤Tを搬送させる一方、それ以上の量の現像剤は該現像剤溜まり部49に滞留させておくことができる。換言すれば、現像剤溜まり部49に現像剤Tを滞留させた状態として第2搬送部材47に静電潜像現像動作に要求される一定量の現像剤Tを搬送させることができる。

0078

そして、下側の第1搬送部材46が、上側の第2搬送部材47の現像剤送出側端部から仕切り部材48の第1開口部481を通して供給される現像剤量と等量の現像剤を搬送するところで現像剤循環のバランスがとれる。

0079

このとき、第1搬送部材46の現像剤搬送能力は第2搬送部材47のそれより大きいから、上側の第2搬送部材47が静電潜像の現像動作に要求される現像剤量を搬送して第1搬送部材46へ供給することができるとともに第1搬送部材47が第2搬送部材47から供給される現像剤量と等量の現像剤を搬送することで、バッファ部43において第1搬送部材46の上方に隙間ができるように現像装置内の現像剤量を調整することが可能であり、ここではそのように装置4内現像剤Tの量が調整されている(図4(A)参照)。かくして、静電潜像現像動作に要求される現像剤量を現像剤粉圧の上昇が抑制された状態で現像ローラ41へ安定的に供給でき、ひいてはそれだけ良好に静電潜像を現像できる。

0080

現像動作により現像剤が消費されると消費した分だけ第1搬送部材46のあるバッファ部43における現像剤Tの上面が低下し(図4(B))、また、第1搬送部材46から第2搬送部材47への現像剤移動量が低下し、それにより現像剤循環量が減少して現像ローラ41への現像剤供給不良が起ころうとするが、第2搬送部材47の現像剤送入側端部の上方に現像剤溜まり部49があり、第2搬送部材47は現像に必要な現像剤量を第1搬送部材46へ供給するので、バッファ部43における現像剤量は現像に要求される量に維持され、もし現像ローラ41への現像剤供給不良があれば発生するであろう画像ノイズの発生は抑制される。

0081

また、第1、第2の搬送部材46、47の存在の影響の少ない現像剤溜まり部49を利用して、現像に消費されたトナーの補給を簡単に行うことができるとともに現像装置内現像剤量の検知装置TSも該現像剤溜まり部49に簡単に設けることができ、また、このようにトナー補給部位と現像剤量検知装置TSとを近くに設けることで、現像剤量検知装置TSのトナー補給に対する応答性が良好となり、それだけ、トナーを過不足が抑制された状態で補給することができ、ひいては現像装置4内の現像剤量を一定化することができる。

0082

ところで、現像剤溜まり部49における現像剤量が多くなると、そこでの現像剤粉圧が高くなって、第2搬送部材47による現像剤搬送量が増加する一方、第1搬送部材46から第2搬送部材47への現像剤移動量が減少する傾向が生じ、そうなると、現像剤循環不良、ひいては現像ローラ41への現像剤供給不良が発生してくることがある。

0083

そこで、図5に示すように、現像剤溜まり部49とバッファ部43との間で、現像剤溜まり部49における現像剤量の増加(例えばトナー補給部TBからのトナー補給量の変動による増加変動)に拘らず第1及び第2のスクリュー搬送部材46、47による現像剤搬送量を安定化させる現像剤搬送量安定化部材51、52を設けてもよい。

0084

図5に示す現像剤搬送量安定化部材51、52はいずれも円筒形状の部材であり、部材51は第1搬送部材46に僅かな間隙をおいて外嵌してあり、部材52は第2搬送部材47に僅かな間隙をおいて外嵌してある。本例では、部材51、52のそれぞれは、それが外嵌するスクリュー搬送部材の外径に対して1mm大径の内径を有しており、ケース40等に固定されている。長手方向の長さは約40mmである。

0085

この円筒形状の部材51、52を設けることで、現像剤の逆流を防止できるとともに搬送部材46、47にその現像剤搬送能力に見合った量の現像剤搬送を行わせることができ、それにより、搬送部材46、47による現像剤搬送量を安定化させることができる。

0086

現像剤搬送量安定化部材51、52は円筒形状の部材であるが、安定化部材はこれに限定されるものではなく、例えば図6(D)に示す安定化部材61、62等も採用できる。 現像剤搬送量安定化部材61、62は、図6(A)に例示する保持板601に図6(B)に示す放射状に切り込みを入れた可撓性フィルム602を貼着して図6(C)に示すように構成したものである。これを図6(D)に示すように、現像剤溜まり部49とバッファ部43との間において搬送部材46、47のそれぞれに、可撓性フィルム602を撓ませつつ外嵌すればよい。なお、図6(A)〜図6(C)では、保持板601及びフィルム602の外輪郭四角形で示されているが、それらの輪郭は、実際には、ケース40や仕切り部材48等に応じて、装備可能な形状とすればよい。

0087

また、現像装置4には、図7に示すように、現像剤溜まり部49に補給されるトナーと現像装置4内の既存の現像剤Tとの混合攪拌を良好ならしめるため、第1及び第2のスクリュー搬送部材46、47に現像剤循環を行わせつつ現像剤を混合攪拌する混合攪拌装置480を設けてもよい。図7に示す混合攪拌装置480は現像剤溜まり部49に臨んでいる。図7には示していないが、混合攪拌装置は前記の現像剤搬送量安定化部材とともに設けてもよい。

0088

混合攪拌装置480は、仕切り部材48の前記の第2開口部482を該開口部に配置した小仕切り部材483で開口部482a、482bに分割し、さらに、第1搬送部材46の現像剤送出側端の螺旋羽根460の向きを図7において左側から右側へ現像剤を送る向きとするとともに第2搬送部材47の現像剤送入側端の螺旋羽根470の向きを図7において右側から左側へ現像剤を送る向きとして構成したものである。

0089

図7において、第1搬送部材46により送られてくる(右側から左側へ送られてくる)現像剤は開口部482aから第2搬送部材47へ上昇移動し、第2搬送部材47の本来の搬送方向(左側から右側)へ搬送され、仕切り部材開口部481から第1搬送部材46へ移動するように循環するが、開口部482aから上昇移動した現像剤の一部は螺旋羽根470により左側へ搬送され、開口部482bから下側へ移動し下側の螺旋羽根460にて開口部482aの方へ移動し、第1搬送部材46にて図7右から左へ送られてくる現像剤と混ざりながら開口部482aから上昇移動する。このようにして現像剤が攪拌される。

0090

また、混合攪拌装置480はトナー補給口490の下方に位置しているので、該補給口から補給されるトナーは装置内の循環している既存現像剤と効率よく混合攪拌され、十分に混合攪拌された現像剤をバッファ部へ供給できる。

0091

プリンタ100では、現像装置として以上説明した現像装置4を採用しているから、各現像装置4では、装置内現像剤量を一定に維持することができるとともにトナーを静電潜像へ付与するための現像ローラ41への現像剤供給を安定的に行うことができ、それだけ良好な画像を形成できる。

0092

図1を参照して説明した画像形成装置はタンデム型のフルカラープリンタ100であったが、本発明はモノクロ画像形成装置にも適用でき、また、他のタイプの多色画像形成装置等にも適用できる。また、現像装置を複数備えている画像形成装置では、該複数の現像装置の全数より少ない数の現像装置に本発明が適用されているだけでもよい。

0093

本発明は、現像装置内の現像剤量を一定に維持することができるとともに、トナーを静電潜像へ付与するための現像剤担持回転体への現像剤供給を安定的に行うことができ、その割りには構造を複雑化させなくてもよい現像装置を提供すること及びそのような現像装置を備えることでそれだけ良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することに利用できる。

0094

100プリンタ
Yイエロー画像形成部
Mマゼンタ画像形成部
Cシアン画像形成部
Kブラック画像形成部
1感光体
2帯電器
画像露光装置
4現像装置
40現像装置ハウジング
41現像ローラ
42現像剤供給ローラ
43バッファ部
44現像剤規制部材
45除電部材
46 第1スクリュー搬送部材
47 第2スクリュー搬送部材
48仕切り部材
481、482 仕切り部材の現像剤流通用開口部
49現像剤溜まり部
490トナー補給口
TS現像剤量検出装置
s1発光素子
s2受光素子
dw検知窓
TBトナー補給装置
5クリーニング装置
6 1次転写ローラ
7中間転写ベルト
71駆動ローラ
72対向ローラ
73 クリーニング装置
8 2次転写ローラ
9定着装置
10記録媒体供給カセット
101記録媒体供給ローラ
11タイミングローラ対
12記録媒体排出ローラ
13記録媒体排出トレイ
S 記録媒体
51、52現像剤搬送量安定化部材
601フィルム保持部材602 可撓性フィルム
61、62 現像剤搬送量安定化部材
480 現像剤混合攪拌装置
483 小仕切り部材
482a、482b分割形成された開口部
460、470螺旋羽根
T 現像剤

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