JP2007240956A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像ローラと、供給ローラと、撹拌部材とが縦型に配置されている現像装置において現像剤が滞留しないようにする。
【解決手段】現像剤を感光体ドラム２１に供給するための現像装置であって、現像ローラ２２１と、トナー供給ローラ２２２と、トナー撹拌スクリュー２２４と、電磁石２２５とを備えている。現像ローラ２２１は、感光体ドラム２１に対向して配置されている。トナー供給ローラ２２２は、現像ローラ２２１の回転中心より上方に回転中心を有する現像ローラ２２１に近接して配置され、現像ローラ２２１に現像剤を供給する。トナー撹拌スクリュー２２４は、トナー供給ローラ２２２の回転中心より上方に回転中心を有し、トナー供給ローラ２２２に近接して配置され、現像剤を撹拌するための部材である。電磁石２２５は、トナー撹拌スクリュー２２４に装着され、現像剤を汲み上げ可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、現像装置及び画像形成装置、特に、現像剤を像担持体に供給するための現像装置及びその現像装置を備えた画像形成装置に関する。

画像形成装置は画像情報に基づいて画像を形成するための画像形成部を備えている。この画像形成部は、静電写真方式のものでは静電潜像が表面に形成される像担持体と、内部に現像剤を備え像担持体の表面に形成された静電潜像に現像剤を供給する現像装置とを有している。この現像装置は、像担持体に対向する位置に配置された現像ローラと、現像ローラに現像剤を供給する供給ローラと、現像装置内の現像剤を撹拌する撹拌部材とを有している。フルカラー画像を形成する画像形成装置では、それぞれ異なる色の現像剤を備えた複数の現像装置を有している。このような画像形成装置では、図６に示すように、小型化のために現像装置１１１内の現像ローラ１１３の上方に供給ローラ１１４が配置され、供給ローラ１１４の上方に撹拌部材１１５が配置されたものがある（特許文献１参照）。
特開２００５−５５８４０号公報

このような画像形成装置の現像装置１１１では、現像ローラ１１３と、供給ローラ１１４と、撹拌部材１１５とが縦型に配置されているために、撹拌部材１１５によって撹拌されない領域Ａが存在する。この場合、この領域Ａで現像剤が滞留して、現像剤の循環が不均一になり、画像濃度ムラや画像濃度不良等が生じる可能性がある。また、現像剤が滞留すると滞留した現像剤がストレスを受けて現像剤の劣化が助長される場合がある。

本発明の課題は、現像ローラと、供給ローラと、撹拌部材とが縦型に配置されている現像装置において現像剤が滞留しないようにすることにある。

請求項１に係る現像装置は、現像剤を像担持体に供給するための現像装置であって、現像ローラと、供給ローラと、撹拌部材と、電磁石とを備えている。現像ローラは、像担持体に対向して配置されている。供給ローラは、現像ローラの回転中心より上方に回転中心を有する現像ローラに近接して配置され、現像ローラに現像剤を供給する。撹拌部材は、供給ローラの回転中心より上方に回転中心を有し、供給ローラに近接して配置され、現像剤を撹拌するための部材である。電磁石は、撹拌部材に装着され、現像剤を汲み上げ可能である。

この現像装置では、現像装置内の現像剤が撹拌部材によって撹拌され、供給ローラの表面の現像剤が現像ローラに供給される。このとき、撹拌部材に装着された電磁石によって現像剤が撹拌部材側に汲み上げられるために現像装置内部で現像剤が滞留するのを防止できる。

ここでは、現像装置内部で現像剤が長期間滞留することに伴う現像剤劣化による画質低下などを防止できる。

請求項２に係る現像装置は、請求項１に記載の現像装置であって、現像剤はトナーとキャリアとを含み、電磁石は磁界を発生させることで現像剤を汲み上げる。

ここでは、現像剤が２成分現像剤であるために電磁石で発生させられた磁界によって汲み上げやすくなる。

請求項３に係る現像装置は、請求項１または２に記載の現像装置であって、撹拌部材は、回転軸と、回転軸に設けられた羽根部とを有しており、電磁石は羽根部に固定されている。

ここでは、電磁石が固定しやすく、現像剤を撹拌しやすくなる。

請求項４に係る現像装置は、請求項１から３までのいずれかに記載の現像装置であって、電磁石は棒状に形成されている。

ここでは、電磁石の製造が容易になるとともに取り付けやすくなる。さらに、製造コストを抑えることができる。

請求項５に係る現像装置は、請求項１から４のいずれかに記載の現像装置であって、非印字時に電磁石に印加する電圧を制御する電圧制御装置をさらに備えている。

ここでは、非印字時に現像剤が電磁石によって影響を受けることによって供給ローラのトナー供給量が低下し、画像濃度ムラが発生するのを防止できる。

請求項６に係る画像形成装置は、複数の請求項１から５のいずれかに記載の現像装置と、複数の現像装置に対応して配置された静電潜像が表面に形成される像担持体とを備え、複数の現像装置及び複数の像担持体がタンデム方式に配置されている。

この画像形成装置では、像担持体の表面に静電潜像が形成され、現像装置によって静電潜像に現像剤が供給される。

本発明は現像ローラと、供給ローラと、撹拌部材とが縦型に配置されている現像装置において現像剤が滞留しないようにすることができる。

１．構成
図１に本発明の一実施形態が採用された画像形成装置であるカラープリンタ１を示す。なお、この図１は各構成要素の配置を示すための模式図であり、各部の詳細は省略して示している。

このカラープリンタ１は、図示しないコンピュータなどに接続されており、外部のコンピュータなどから送信されてくる画像情報に基づいてカラー画像を用紙に印刷可能な装置である。

このカラープリンタ１は、画像情報に基づいて画像を形成する画像形成部２と、用紙を搬送する用紙搬送部３と、画像形成部２で形成された画像を用紙に定着する定着部４と、用紙を収納する用紙収納部５と、用紙をカラープリンタ１の外部に排出する排出部６とを有している。

画像形成部２は、用紙の搬送方向に４つ並べて配置されており、感光体ドラム２１（像担持体）と、現像装置２２と、トナー収容部２３と、露光装置２４と、帯電装置２５とを有している。

感光体ドラム２１は、トナー像を表面に形成される部材であって、円柱状の部材である。感光体ドラム２１は回転可能な部材であって、各感光体ドラム２１の回転軸は図１の紙面に直交する方向に延びている。

現像装置２２は、感光体ドラム２１にトナーを供給するための装置であって、感光体ドラム２１に隣接して配置されている。４つの現像装置２２は、内部にキャリアとそれぞれ異なる色のトナーとが収納されており、図２及び図３に示すように、現像ローラ２２１と、トナー供給ローラ２２２と、電圧印加装置２２３と、第１トナー撹拌スクリュー２２４（撹拌部材）と、電磁石２２５と、第２トナー撹拌スクリュー２２６と、通電制御装置２２７とを有している。また、キャリアにはトナー供給ローラからの分離性を向上させるために低磁力キャリアが用いられている。ここで、図２は現像装置２２の拡大図であって、図３は第１トナー撹拌スクリュー２２４と電磁石２２５を示す図である。

現像ローラ２２１は、感光体ドラム２１に近接して設けられている。現像ローラ２２１の回転軸は感光体ドラム２１の回転軸と平行に配置されている。

トナー供給ローラ２２２は、現像ローラ２２１にトナーを供給する部材であって、現像ローラ２２１に近接して配置されている。また、トナー供給ローラ２２２の回転軸（回転中心）は現像ローラ２２１の回転軸（回転中心）より上方に配置されている。

電圧印加装置２２３は、トナー供給ローラ２２２に接続されており、トナー供給ローラ２２２に電圧を印加するための装置である。電圧印加装置２２３によってトナー供給ローラ２２２に電圧が印加されると、トナー供給ローラ２２２の表面にトナー及びキャリアの穂（磁気ブラシ）が形成される。このように磁気ブラシが形成された後にトナー供給ローラ２２２から現像ローラ２２１にトナーが供給される。

第１トナー撹拌スクリュー２２４は、現像装置２２内部のトナーを撹拌するための部材であって、回転軸２２ａと、羽根部２２ｂとを有する部材である。第１トナー搬送スクリュー２２４の回転軸２２ａ（回転中心）はトナー供給ローラ２２２の回転軸（回転中心）よりも上方に配置されている。第１トナー撹拌スクリュー２２４はトナー供給ローラ２２２と所定の間隔で配置されている。

電磁石２２５は、周囲に磁界を発生させる部材であって、鉄心にコイルを巻き付けて形成されており棒状の部材である。この電磁石２２５は、図３に示すように、トナー撹拌スクリュー２２４の回転軸２２ａに平行に第１トナー撹拌スクリュー２２４の羽根部２２ｂの外周側先端に装着された部材である。この電磁石の表面は樹脂でコーティングされており、トナーやキャリアと電磁石２２５が直接接触しないようになっている。この電磁石２２５は、第１トナー撹拌スクリュー２２４の回転と一体に回転し、電磁石２２５が鉛直方向最下部にあるときに通電され始め、電磁石２２５が鉛直方向最上部に移動すると電力遮断状態にされる。なお、電磁石２２５の磁力は３００・１０^―４（Ｔ）である。

第２トナー撹拌スクリュー２２６は、現像装置３３内部のトナーを撹拌するための部材であって、第１トナー撹拌スクリュー２２４と並行に配置されている。また、第２トナー撹拌スクリュー２２６の構成は第１トナー撹拌スクリュー２２４の構成と同様である。

電圧制御装置２２７は、電磁石２２５に印加する電圧を制御して電磁石２２５の通電状態及び電力遮断状態を切り替える装置であって、カラープリンタ１が非印字動作時に電磁石２２５を通電状態及び電力遮断状態に切り替えるように電圧の印加を制御する。ここで、図４に電磁石２２５の通電状態及び電力遮断状態を示す。この図４では回転方向領域Ｂに電磁石２２５がさしかかると電磁石２２５が通電状態となり、回転方向領域Ｂを出ると電力遮断状態をなる。なお、この図４の矢印はトナー撹拌スクリュー２２６の回転方向を示している。

トナー収容部２３は、現像装置２２の上方に配置された箱状の部材が４つ並べられて配置されている部分であって、それぞれの現像装置２２に対応した色のトナーが収納されている。

帯電装置２４は、感光体ドラム２１の表面を帯電させるための装置であって、感光体ドラム２１の上方に感光体ドラム２１に隣接して配置されている装置である。

露光装置２５は、画像情報に基づいて感光体ドラム２１に光を照射する部分であって、感光体ドラム２１の上方であって帯電装置２４と現像装置２２の間に配置されている装置である。

用紙搬送部３は、用紙収納部５の用紙を画像形成部２、定着部４、排出部６の順に搬送する部分であって、画像形成部２の感光体ドラム２１の下側に配置されている搬送ベルト３１と、一対のローラ３２，３３とを有している。搬送ベルト３１によって用紙が搬送されると、順々に感光体ドラム２１の表面に形成されているトナー像が用紙に転写されていく。

定着部４は、画像形成部２で用紙に形成された画像を定着する部分であって、加圧ローラ４１と加熱ローラ４２とを有している。

用紙収納部５は、様々な種類の用紙を収納可能な部分であって、複数の給紙カセット５１を有している。また、用紙収納部５はこのカラープリンタ１の下部に配置されている。

排出部６は、画像が定着された用紙が排出される部分であって、カラープリンタ１の上部に設けられている。

２．動作
次にこのカラープリンタ１の印字時の動作について説明する。

このカラープリンタ１では、外部に接続されたコンピュータ等から画像情報が送られてくると、帯電装置２４によって感光体ドラム２１の表面が帯電させられる。そして、この画像情報に基づいて露光装置２５によって感光体ドラム２１の表面に光が照射される。感光体ドラム２１の表面に静電潜像が形成されると、電圧印加装置２２３によって現像装置２２内のトナー供給ローラ２２２に電圧が印加されて、トナー供給ローラ２２２の表面に磁気ブラシが形成され、トナー供給ローラ２２２から現像ローラ２２１にトナーが供給される。その後、現像ローラ２２１上のトナーが感光体ドラム２１の表面に供給されて感光体ドラム２１上にトナー像が形成される。このとき、用紙収納部５の用紙が用紙搬送部３の搬送ベルト３１に運ばれる。搬送ベルト３１によって用紙が搬送され、４つの感光体ドラム２１からそれぞれの色のトナー像が用紙に順次転写される。このようにして用紙にフルカラー画像が転写された後、定着部４に搬送される。定着部４で用紙にフルカラー画像が定着されて排出部６からフルカラー画像が定着された用紙が排出される。

次に非印字時の動作について説明する。

非印字時には、第１トナー撹拌スクリュー２２４が回転させられ、第１トナー撹拌スクリュー２２４の回転に伴って電磁石２２５も第１トナー撹拌スクリュー２２４の回転軸２２ａを中心に回転する。このとき、電磁石２２５が鉛直方向最下部を通過する際に通電され始める。電磁石２２５が通電すると現像剤を汲み上げる特性を持つ磁界が発生する。磁界が発生すると電磁石２２５にキャリアが引きつけられる。このとき、第１トナー撹拌スクリュー２２４がトナー供給ローラ２２２よりも上側にあるために、トナー供給ローラ２２２及び第１トナー撹拌スクリュー２２４の回転動作のみによっては移動させることができない領域にあるトナー及びキャリアが移動する。そして、第１トナー撹拌スクリュー２２４が回転して電磁石２２５が鉛直方向最上部を通過する際に電磁石２２５の電力が遮断される。このとき電磁石２２５によって発生させられていた磁界が消滅してトナー及びキャリアが下方に落下する。この動作が第１トナー撹拌スクリュー２２４が回転する間繰り返される。

ここでは、トナー供給ローラ２２２及び第１トナー撹拌スクリュー２２４の回転動作のみによっては移動させることができない場所のトナー及びキャリアの少なくとも一部が撹拌されるために、トナー及びキャリアの循環が不均一になることで生じる画像濃度ムラや画像濃度不良等を防止できる。また、トナー及びキャリアがストレスを受けてトナーの外添剤埋没などの劣化現象を防止できる。
３．他の実施形態
上記実施形態では、電磁石２２５は棒状のものを用いたが、本発明はこれに限られず、図５に示すように第１トナー撹拌スクリュー３０１の羽根部３０２に回転軸３０３方向に並べて複数の小さな電磁石３０４を取り付けるようにしても良い。また、上記実施形態では、カラープリンタ１について説明したが、本発明はこれに限られず、複写機やファクシミリなどであっても良い。さらに、上記実施形態では、タンデム方式のカラープリンタ１について説明したが、タンデム方式には限定されない。

カラープリンタ１の全体概略断面図。 現像装置２２の拡大断面図。 第１トナー撹拌スクリュー２２４及び電磁石２２５の配置を表す図。 電磁石２２５の通電時及び電力遮断状態を模式的に示す断面図。 他の実施形態の第１トナー撹拌スクリュー３０１及び電磁石３０４の図。 従来の現像装置１１１の断面図。

符号の説明

１ カラープリンタ（画像形成装置）
２ 画像形成部
２１ 感光体ドラム（像担持体）
２２ 現像装置
２２１ 現像ローラ
２２２ トナー供給ローラ（供給ローラ）
２２４ 第１トナー撹拌スクリュー（撹拌部材）
２２５ 電磁石
２２７ 電圧制御装置
２２ａ 回転軸
２２ｂ 羽根部

Claims (6)

1. 現像剤を像担持体に供給するための現像装置であって、
   前記像担持体に対向して配置された現像ローラと、
   前記現像ローラの回転中心より上方に回転中心を有し、前記現像ローラに近接して配置され、前記現像ローラに前記現像剤を供給する供給ローラと、
   前記供給ローラの回転中心より上方に回転中心を有する前記供給ローラに近接して配置され、前記現像剤を撹拌するための撹拌部材と、
   前記撹拌部材に装着され、前記現像剤を汲み上げ可能な電磁石と、
   を備えた現像装置。
2. 前記現像剤はトナーとキャリアとを含み、
   前記電磁石は磁界を発生させることで前記現像剤を汲み上げる、
   請求項１に記載の現像装置。
3. 前記撹拌部材は、
   回転軸と、
   前記回転軸に設けられた羽根部とを有しており、
   前記電磁石は前記羽根部に固定されている、
   請求項１又は２に記載の現像装置。
4. 前記電磁石は棒状に形成されている、請求項１から３までのいずれかに記載の現像装置。
5. 非印字時に前記電磁石に印加する電圧を制御する電圧制御装置をさらに備えた、請求項１から４のいずれかに記載の現像装置。
6. 複数の請求項１から５のいずれかに記載の現像装置と、
   前記複数の現像装置に対応して配置された静電潜像が表面に形成される前記像担持体とを備え、
   前記複数の現像装置及び前記複数の像担持体がタンデム方式に配置された、
   画像形成装置。

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